(57)【要約】 【課題】  高速で物体検出を行いつつ、過電流による異常判定において判定周期や積分回数（積分時間）を短くすることなく過電流による異常判定を正確に行うことが可能な検出スイッチを提供する。【解決手段】  過電流検出処理において過電流検出用カウント数が初期化された状態でカウント動作が開始されたときから初期化周期まで、その間に、出力信号Ｓ１の出力が停止されたかどうかに関らず、過電流検出用カウント数を初期化せずに累積的に積算カウントする。そして、初期化周期を経過したときに過電流検出用カウント数が初期化される。ここで、上記初期化周期は、過電流検出用カウンタ回路においてカウント動作が通算して１６回行えるのに要する時間以上となる時間である。【選択図】  図３
2005304249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出領域内の物理量変化に応じた検出信号を出力する検出手段と、
設定された応答周期毎に、前記検出手段からの検出信号に基づき出力信号を出力する動作と出力信号を停止する動作とを選択的に行う出力手段とを備え、
前記出力手段の出力側に連なるスイッチング素子に対して前記出力信号を与えることでオン動作させる検出スイッチであって、
前記スイッチング素子に流れる電流が所定量以上である場合に、過電流検出信号を出力する過電流検出手段と、
前記過電流検出手段から前記過電流検出信号が出力されている間、その出力時間を積算する計時手段と、
前記計時手段で積算された出力時間を累積した累積時間を保持する累積時間保持手段と、
前記累積時間保持手段で保持されている累積時間が所定の判定時間以上であることを条件に、異常検出信号を出力する異常判定手段と、を備えていることを特徴とする検出スイッチ。
【請求項２】
前記計時手段は、前記出力手段からの前記出力信号が出力されている間に前記出力時間の積算を行う一方で、前記出力手段からの前記出力信号が停止している間は前記出力時間の積算を行わないことを特徴とする請求項１に記載の検出スイッチ。
【請求項３】
前記計時手段は、前記過電流検出信号の出力が継続した時間が、所定の単位時間以上であることを条件に、その出力時間の積算を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検出スイッチ。
【請求項４】
前記累積時間保持手段は、前記累積時間が、予め設定された基準時間経過までに前記判定時間に達しなかったことを条件に、当該累積時間を初期値にリセットすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の検出スイッチ。
【請求項５】
前記累積時間保持手段は、前記異常判定手段において前記累積時間が前記判定時間以上になったと判定されたことを条件に、当該累積時間を初期値にリセットする構成とされ、
前記異常判定手段において前記累積時間が前記判定時間以上になったと判定された後、前記出力手段に対して前記出力信号を出力する動作を間欠的に行わせるとともに、そのときに前記過電流検出手段から前記過電流検出信号が出力されているかどうかを検知する異常継続確認手段を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の検出スイッチ。
【請求項６】
前記出力手段は、前記検出手段からの前記検出信号を受ける毎に前記出力信号を所定時間だけ出力することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の検出スイッチ。
【請求項７】
前記計時手段は、前記出力時間を所定のパルス間隔でカウントするデジタル積分回路を備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の検出スイッチ。
【請求項８】
少なくとも前記出力手段と前記過電流検出手段と前記計時手段と前記累積時間保持手段と前記異常判定手段とは、集積回路で構成される一方で、
前記出力手段は、前記出力信号を出力する出力回路と、前記スイッチング素子としてのトランジスタの制御端子が接続され当該トランジスタの制御端子に前記出力回路からの出力信号を与える出力端子とを備えて構成され、
前記過電流検出手段は、前記出力回路と前記出力端子との間の電位レベルに基づき当該トランジスタに流れる電流を検出することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の検出スイッチ。
【請求項９】
前記検出手段は、前記所定の検出領域に光を出射する投光手段と、
前記投光手段から出射され前記検出領域を透過または反射した光を受光し、前記検出領域内の物体の有無に応じて変化する受光信号を前記検出信号として出力する受光手段とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の検出スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流検出機能を備えた検出スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、搬送ライン上を搬送される複数の電子部品に対して製造番号等のロット番号を順次マーキングするために、レーザ光により所定のパターンをマーキングするレーザマーキング装置と、上記搬送ライン上の搬送される電子部品を順次検出する光電スイッチとが用いられることがある。光電スイッチは、透過型であれば、その投光手段及び受光手段を、例えばレーザマーキング装置に対し上記電子部品の搬送方向の上流側において搬送ラインを挟むように配置する。
【０００３】
そして、光電スイッチは、図６に示すように、予め設定された応答周期Ｔ１で、その応答周期内に受光手段から出力された受光信号レベルと所定の第１閾値とを複数回繰り返し比較し、その閾値以上であった回数（以下、「物体検出用カウント数」）をカウントするデジタル積分を行う。そして、応答周期内における物体検出用カウント数が例えば８回を超えたことを条件に物体有りとして出力回路から出力信号を出力する（第１，２応答周期参照）。この出力回路の出力端は、レーザマーキング装置内において電源及び負荷回路に連なる電源供給ラインに介在するトランジスタのベースに接続されている。投光手段及び受光手段の間に電子部品が進出し出力回路からの出力信号が与えられるとトランジスタがオン状態となって負荷回路に電流が供給されこれに基づきにマーキング動作が開始される。一方、電子部品が投光手段及び受光手段の間を超え一応答周期内における物体検出用カウント数が８回に満たなくなると、トランジスタがオフ状態になってこれに基づきマーキング動作が停止されるようになっている（第３応答周期参照）。
【０００４】
ここで、例えばレーザマーキング装置内の内部回路の短絡によって上記トランジスタのオン状態時に過電流が流れるおそれがあり、光電スイッチの中には、過電流を検出するための過電流検出機能を備えたものがある。具体的には、上記電源供給ラインに流れる電流量を測定し、それに応じた測定信号を出力する電流測定手段が設けられている。そして、出力回路からの出力信号の出力が開始されてその出力信号が停止するまでの間、つまり、トランジスタがオン状態となって負荷回路に電流が供給されている間（図６で第２応答周期内）、上記電流測定手段からの測定信号を所定の閾値と複数回繰り返し比較し、例えば過電流と判定された回数（以下、「過電流検出用カウント数」）をカウントするデジタル積分を行う。そして、その過電流検出用カウント数が例えば１６回（２ｎ回）を超えたことを条件に過電流異常として異常検出信号を出力する構成になっている。なお、このようなデジタル積分を行った上で過電流異常を検出する構成としたのは、ノイズ等によって一時的に過電流状態となったときに異常検出信号を出力しないようにするためである。例えば、下記特許文献１には、このような過電流保護のための回路についての技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５７３５６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した電子部品へのマーキングにおいては、高速で搬送される各電子部品に対してマーキングが行われることがあり、これに応じて光電スイッチの上記応答周期を短く設定しなければならない場合がある。この方法としては、受光信号と第１閾値との比較動作のタイミングを短くしたり、出力信号の出力に至るための物体検出用カウント数を８回より少ない回数に変更することで実現できる。図７には、応答周期Ｔ１’（＜Ｔ１）の場合のタイムチャートが示されている。なお、ここでは、受光信号と第１閾値との比較動作のタイミングを短くした場合である。同図に示すように、電子部品の搬送速度に応じて出力回路からの出力信号の出力と停止の切り換えタイミングが速くなる。そうすると、過電流判定において比較動作が１６回分（過電流用カウント数が１６回に達するのに要する最低限回数）行われる前に、物体の有無検出結果により出力回路からの出力信号の出力が停止されることがある（同図（Ｂ）で第３，５応答周期を参照）。ここで、従来のものは、この出力信号の出力が停止されたときに、過電流検出用カウント数をクリアする構成になっていた。従って、例えばレーザマーキング装置において短絡状態になっていたとしても、過電流検出用カウント数が上記１６回に達することがなく異常検出信号が出力されないという問題があった。
【０００６】
勿論、異常判定において測定信号と第２閾値との比較動作のタイミングを短くしたり、異常検出信号の出力に至るための過電流検出用カウント数を１６回よりも少なくする方法も考えられる。しかしながら、このように異常判定の判定周期や積分回数（積分時間）を短くすると、一時的なノイズによる影響が大きくなり、ある程度過電流状態が継続し回路機器等に悪影響を与えるような異常状態だけを正確に検出できなくなるといった問題が生じる。また、異常状態が検出されないまま過電流状態が継続することでトランジスタが仕様を超える過熱状態となって破損するおそれもある。
【０００７】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高速で物体検出を行いつつ、過電流による異常判定において判定周期や積分回数（積分時間）を短くすることなく過電流による異常判定を正確に行うことが可能な検出スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る検出スイッチは、所定の検出領域内の物理量変化に応じた検出信号を出力する検出手段と、設定された応答周期毎に、前記検出手段からの検出信号に基づき出力信号を出力する動作と出力信号を停止する動作とを選択的に行う出力手段とを備え、前記出力手段の出力側に連なるスイッチング素子に対して前記出力信号を与えることでオン動作させる検出スイッチであって、前記スイッチング素子に流れる電流が所定量以上である場合に、過電流検出信号を出力する過電流検出手段と、前記過電流検出手段から前記過電流検出信号が出力されている間、その出力時間を積算する計時手段と、前記計時手段で積算された出力時間を累積した累積時間を保持する累積時間保持手段と、前記累積時間保持手段で保持されている累積時間が所定の判定時間以上であることを条件に、異常検出信号を出力する異常判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
＜用語説明＞
「検出手段」は、所定の検出領域内の物理量（光、温度、磁気、圧力、超音波など）変化に応じた検出信号を出力するものであればよく、従って、本発明でいう「検出スイッチ」には、光電スイッチ、磁気スイッチ（例えば近接スイッチ）、温度スイッチ、超音波スイッチ、圧力スイッチなどが含まれる。
「計時手段」には、単に時間を計時するものに限られず、過電流検出手段からの過電流検出信号に基づく積分動作を行うものであってもよい。なお、ここでいう「積分動作」には、コンデンサ等を用いてアナログ信号レベル（上記過電流検出信号レベルや受光信号レベル）を積分するアナログ積分だけでなく、このアナログ信号レベルを所定の基準値と比較しその基準値を超えた回数或いは基準値を下回った回数をカウントするデジタル積分も含まれる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の検出スイッチにおいて、前記計時手段は、前記出力手段からの前記出力信号が出力されている間に前記出力時間の積算を行う一方で、前記出力手段からの前記出力信号が停止している間は前記出力時間の積算を行わないことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の検出スイッチにおいて、前記計時手段は、前記過電流検出信号の出力が継続した時間が、所定の単位時間以上であることを条件に、その出力時間の積算を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の検出スイッチにおいて、前記累積時間保持手段は、前記累積時間が、予め設定された基準時間経過までに前記判定時間に達しなかったことを条件に、当該累積時間を初期値にリセットすることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の検出スイッチにおいて、前記累積時間保持手段は、前記異常判定手段において前記累積時間が前記判定時間以上になったと判定されたことを条件に、当該累積時間を初期値にリセットする構成とされ、前記異常判定手段において前記累積時間が前記判定時間以上になったと判定された後、前記出力手段に対して前記出力信号を出力する動作を間欠的に行わせるとともに、そのときに前記過電流検出手段から前記過電流検出信号が出力されているかどうかを検知する異常継続確認手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の検出スイッチにおいて、前記出力手段は、前記検出手段からの前記検出信号を受ける毎に前記出力信号を所定時間だけ出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の検出スイッチにおいて、前記計時手段は、前記出力時間を所定のパルス間隔でカウントするデジタル積分回路を備えて構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の検出スイッチにおいて、少なくとも前記出力手段と前記過電流検出手段と前記計時手段と前記累積時間保持手段と前記異常判定手段とは、集積回路（例えば特定用途向け集積回路。ＡＳＩＣ。）で構成される一方で、前記出力手段は、前記出力信号を出力する出力回路と、前記スイッチング素子としてのトランジスタの制御端子が接続され当該トランジスタの制御端子に前記出力回路からの出力信号を与える出力端子とを備えて構成され、前記過電流検出手段は、前記出力回路と前記出力端子との間の電位レベルに基づき当該トランジスタに流れる電流を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の検出スイッチにおいて、前記検出手段は、前記所定の検出領域に光を出射する投光手段と、前記投光手段から出射され前記検出領域を透過または反射した光を受光し、前記検出領域内の物体の有無に応じて変化する受光信号を前記検出信号として出力する受光手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１８】
なお、本発明は、次の構成も含む。
「所定の検出領域内の物体に応じた検出信号を出力する検出手段と、応答周期が変更可能に設定される応答周期設定手段と、前記応答周期設定手段で設定されている応答周期毎に、前記検出手段からの検出信号に基づき出力信号を出力する動作と出力信号を停止する動作とを選択的に行う出力手段とを備え、前記出力手段の出力側に連なるスイッチング素子に対して前記出力信号を与えることでオン動作させる検出スイッチであって、前記スイッチング素子に流れる電流が所定量以上である場合に、過電流検出信号を出力する過電流検出手段と、前記出力手段が前記出力信号の出力状態になっている間、前記過電流検出手段から出力される過電流検出信号に基づく積分動作を行う過電流検出用積分手段と、前記過電流検出用積分手段における積分値を初期化する初期化周期が変更可能に設定される初期化周期設定手段と、前記初期化周期設定手段で設定されている初期化周期内において前記過電流検出用積分手段における積分値が基準値以上になったかどうかを判定し、前記基準値以上になったことを条件に、異常検出信号を出力する異常判定手段と、を備え、過電流検出用積分手段は、前記過電流検出手段からの過電流検出信号に基づく積分値を、前記出力手段の出力状態変化に関係なく、前記初期化周期設定手段で設定されている前記初期化周期毎に初期化することを特徴とする構成。」
【００１９】
＜用語説明＞
なお、本発明でいう「積分動作」には、コンデンサ等を用いてアナログ信号レベル（上記の受光信号レベルや過電流検出信号レベル）を積分するアナログ積分だけでなく、アナログ信号レベル（上記の受光信号レベルや過電流検出信号レベル）を所定の基準値と比較しその基準値を超えた回数或いは基準値を下回った回数をカウントするデジタル積分も含まれる。
【００２０】
また、上記構成の具体的構成として次の構成が挙げられる。
「所定の検出領域内の物体に応じた検出信号を出力する検出手段と、
応答周期が変更可能に設定される応答周期設定手段と、
前記応答周期設定手段で設定されている応答周期毎に、前記検出手段からの検出信号に基づき出力信号を出力する動作と出力信号を停止する動作とを選択的に行う出力手段とを備え、
前記出力手段の出力側に連なるスイッチング素子に対して前記出力信号を与えることでオン動作させる検出スイッチであって、
前記スイッチング素子に流れる電流が所定量以上である場合に、過電流検出信号をを出力する過電流検出手段と、
前記出力手段が前記出力信号の出力状態になっている間、前記過電流検出手段から出力される過電流検出信号に基づく積分動作を行う過電流検出用積分手段と、
前記過電流検出用積分手段における積分値が基準値以上になったかどうかを判定し、前記基準値以上になったことを条件に、異常検出信号を出力する異常判定手段と、を備え、
前記過電流検出用積分手段は、前記応答周期が前記異常判定手段による異常判定が可能な異常判定可能時間よりも短いときには、前記過電流検出積分手段において積分値が初期化された状態で積分動作が開始されたときから、当該積分動作が実行された時間の総合計時間が前記異常判定可能時間以上となる基準時間まで、前記過電流検出手段からの過電流検出信号に基づく積分値を初期化せずに累積的に積分動作を継続し、前記基準時間を経過したときに前記過電流検出信号に基づく積分値を初期化することを特徴とする検出スイッチ。」
ここで、「異常判定可能時間」とは、過電流状態で、出力回路の出力信号の出力状態が継続した場合に、過電流検出用積分手段における積分値が第２基準値に達し、異常判定手段にて異常検出信号の出力が可能となるのに要する時間という。
【００２１】
このような構成によれば、過電流検出積分手段において積分値が初期化（リセット、クリア）された状態で積分動作が開始されたときから初期化周期（異常判定周期）経過するまで、その間に、前記出力手段からの出力信号の出力が停止されたかどうかに関らず、積分値を初期化せずに累積的に積分動作を継続する。そして、初期化周期を経過したときに測定信号に基づく積分値が初期化される。
また、上記初期化周期は、それよりも短い時間に応答周期が設定されているときには、過電流検出積分手段による積分動作が実行された時間の総合計時間が異常判定可能時間以上となる時間である。また、この異常判定可能時間は、上述したように、過電流状態で、出力回路の出力信号の出力状態が継続した場合に、過電流検出用積分手段における積分値が基準値に達し、異常判定手段にて異常検出信号の出力が可能となるのに要する時間であり、これは応答周期設定手段に設定された応答周期によって変動する。
そこで、本実施形態では、初期化周期が、応答周期設定手段に設定された応答周期に応じた時間に設定できるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
＜請求項１，９の発明＞
本構成によれば、計時手段によって前記過電流検出信号の出力時間が計時され、累積時間保持手段によって、たとえ前記過電流検出手段からの過電流検出信号が途中で停止しても、それまで計時手段で積算された出力時間を累積した累積時間が保持される。そして、累積時間保持手段で保持されている累積時間が所定の判定時間以上であることを条件に、異常検出信号が出力される構成とした。
従って、例えば物体検出の高速応答のために、応答周期が短く設定した場合であっても、その応答周期に関係なく過電流状態に基づく異常判定に対して最適な判定周期に設定しておけば、当該判定周期内において過電流検出信号の出力時間がクリア（初期化）されることはない。つまり、従来のように一判定周期内で出力手段の出力が停止されて積分値が途中で初期化され、異常判定不能な状態となることを防止できる。
【００２３】
＜請求項２の発明＞
請求項１の構成には、出力手段から出力信号が停止（スイッチング素子がオフ動作）している場合も過電流検出手段から過電流検出信号が出力されたときには出力時間を積算する構成も含まれる。しかし、出力信号が停止しているときに一時的にノイズが発生することがあり、上記構成ではこのノイズに基づく過電流検出信号の出力時間も積算してしまうおそれがある。
そこで、本構成によれば、計時手段は、出力手段から出力力信号が出力されている間（スイッチング素子がオン動作している間）に出力時間の積算を行う一方で、出力信号が停止している間は前記出力時間の積算を行わない構成とした。これにより、ノイズ成分による影響を除去して過電流状態に基づく過電流検出信号の出力時間だけを正確に積算し、異常判定をより確実に検出することが可能になる。
【００２４】
＜請求項３の発明＞
過電流状態になっていない場合であっても、ノイズの発生によって過電流検出手段から過電流検出信号が出力され異常判定との誤判定が起こるおそれがある。そこで、本構成では、計時手段は、過電流検出信号の出力が継続した時間が、所定の単位時間以上であることを条件に、その出力時間の積算を行う構成とした。例えば、過電流検出信号の出力継続時間が、計時手段の計時タイミングの間隔より短い場合には、その出力継続時間は計時しないようにする。
これにより単位時間以内の一時的なノイズ成分を除去してより正確な異常判定を行うことができる。
【００２５】
＜請求項４の発明＞
本構成によれば、累積時間が、予め設定された基準時間経過までに判定時間に達しなかったことを条件に、当該累積時間を初期値（ゼロ時間）にリセットする構成とした。つまり、基準時間内に累積時間が判定時間を超えないときには、またゼロから出力時間（累積時間）が積算されるのである。
【００２６】
＜請求項５の発明＞
本構成によれば、異常判定手段において累積時間が判定時間以上になったと判定されたことを条件に、当該累積時間が初期値にリセットされ、その異常判定後に、出力手段に対して出力信号を出力する動作を強制的に行わせ、このときに過電流検出手段から過電流検出信号が出力されているかどうかを検知する。これにより短絡等による異常状態が継続しているかどうかを確認することができる。
【００２７】
＜請求項６の発明＞
本構成によれば、出力手段は、検出手段からの検出信号を受ける毎に出力信号を所定時間だけ出力する、いわゆるワンショット出力回路を備えて構成されている。このような構成に対して本発明を適用すれば、上記所定時間が判定時間より短い場合であっても、過電流検出信号の出力時間が累積されるから、異常判定のための判定周期を短くすることなく短絡等による異常状態を検出することができる。
【００２８】
＜請求項７の発明＞
本構成によれば、計時手段は、出力時間を所定のパルス間隔でカウントするデジタル積分回路を備えて構成した。従って、ノイズ等による一時的な過電流状態が生じたとしても、そのときの過電流検出信号の出力時間が、上記所定のパルス間隔よりも短いときには計時手段による積分カウントはされないため、ノイズ等による影響を抑制することができる。
【００２９】
＜請求項８の発明＞
本構成によれば、少なくとも出力手段、過電流検出手段、計時手段、累積時間保持手段、異常判定手段が、集積回路で構成され、このうち過電流検出手段は、スイッチング素子としてのトランジスタの制御端子が接続される出力端子と、その出力端子に連なる出力回路との間の電位レベルに基づき電源供給ラインに流れる電流を検出する構成とした。つまり、スイッチング素子としてのトランジスタの制御端子の電位レベルに基づき電源供給ラインに流れる電流を検出する構成とているのである。ここで例えばトランジスタの出力端に過電流検出用の抵抗等を設けて電流量の測定を行う構成では、トランジスタの制御端子と接続する端子と、過電流検出用の抵抗の電流量（負荷電圧）を取り込むための端子とが少なくとも必要となる。これに対して、本構成では、それら２つの端子を共通にすることができ回路構成の簡略化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の一実施形態１を図１から図３によって説明する。
１．本実施形態の構成
図１に示すように、本実施形態は、搬送ベルト１０上を間隔を開けて連続的かつ高速で搬送される複数の電子部品Ｗ（例えばＩＣチップ部品等。本発明の「物体」に相当）に対して、例えば製造番号等のロット番号を順次マーキングするレーザマーキングシステムである。これは、搬送ベルト１０の搬送方向（同図で右から左に向かう方向）に沿って順番に配置された光電スイッチ１１と、レーザマーキング装置５０とを備えて構成されている。
【００３１】
（１）光電スイッチの概要構成
具体的には、光電スイッチ１１は、光を投光する投光部１２とその投光部１２からの光を受光する受光部１３とを備えた透過型光電スイッチである。この光電スイッチ１１は、搬送ベルト１０を挟んで投光部１２及び受光部１３が対向配置され、それらの投光部１２及び受光部１３の間における電子部品Ｗの有無により変化する受光部１３での受光量レベル変化によって電子部品Ｗの有無を検出するものである。従って、投光部１２及び受光部１３の間が本発明の「所定の検出領域」に相当する。また、この光電スイッチ１１は、後述するように物体検出処理によって物体有りと判定したときには出力信号Ｓ１を出力してレーザマーキング装置５０に与えるようになっている。
【００３２】
（２）レーザマーキング装置の構成
レーザマーキング装置５０は、上記光電スイッチ１１の下流側において搬送ベルト１０の上方に配置され、電子部品Ｗの先頭部分が光電スイッチ１１の検出領域に進出することで当該光電スイッチ１１から出力される上記出力信号Ｓ１を、マーキングトリガ信号として受けるようになっている。そして、レーザマーキング装置５０は、その出力信号Ｓ１を受けてから所定時間経過したときに、レーザマーキング装置５０の下方に位置するマーキングエリア５２内に移動してきた上記電子部品Ｗに対してレーザ光を照射してマーキングを行う。
【００３３】
より具体的には、レーザマーキング装置５０は、例えば、レーザ発信器５３から放たれたレーザ光の照射点Ｍを、例えばガルバノスキャナ５１によって、上記搬送ベルト１０上のマーキングエリア５２内で、移動させることができる。そして、レーザマーキング装置５０は、電子部品Ｗがマーキングエリア５２に進出してから通過し終わるまでの間に、その電子部品Ｗ上で照射点Ｍを移動させて上記ロット番号等のマーキング処理を行う。
【００３４】
上記ガルバノスキャナ５１は、一対のガルバノミラー５４，５４を備えており、一方のガルバノミラー５４は、駆動手段５５によって縦方向に角度を変移させることができ、他方のガルバノミラー５４は、駆動手段５５によって横方向に角度を変移させることができる。これにより、レーザ光が両ガルバノミラー５４，５４によって２方向に向きを変えられ、そのレーザ光の照射点Ｍが、電子部品Ｗ上を二次元的に移動する。
【００３５】
ガルバノスキャナ５１には、コントローラ部５６が連ねられ、このコントローラ部５６は、上記光電スイッチ１１からの出力信号Ｓ１を受け、この出力信号Ｓ１を受けたことに同期したタイミングで上記レーザ発信器５３を駆動制御するとともに、上記ロット番号に関するマーキングパターンに基づく駆動信号を各駆動手段５５を与えて各ガルバノミラー５４を回動させる。
【００３６】
（３）光電スイッチの内部回路構成
（ａ）物体検出処理のための構成
図２には、光電スイッチ１１の電気的構成が示されている。これは、上記投光部１２に設けられた投光素子１４（例えば発光ダイオード）と、上記受光部１３に設けれた受光素子１５（例えばフォトダイオード）と、それらに連なる特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ。以下、単に「集積回路１６」という）と、周期設定部１７（例えばコンソール）とから構成されている。この周期設定部１７は、電子部品Ｗの搬送速度に応じて、当該電子部品Ｗを検出するために必要な応答周期Ｔ２（応答速度）を変更可能に設定することができる。また、後述する初期化周期（基準時間）をも変更可能に設定することができる。
【００３７】
本実施形態では、「通常モード」と「高速モード」とを周期設定部１７で切り換え可能に設定できるようになっている。このうち「通常モード」は、応答周期Ｔ２が比較的に長めに設定された場合（例えば応答周期Ｔ２が初期化周期よりも長い時間に設定された場合）のモードである。このモードでは、過電流状態になった場合でも、各応答周期Ｔ２内で異常状態と判定可能な回数（後述するように例えば１６回）だけカウント（積分）する十分な時間があり、各応答周期毎に出力信号のオンオフ状態に基づき過電流検出用カウント数がリセットされても、確実に異常判定信号を出力することができる。
【００３８】
一方、「高速モード」は、高速応答用のモードで、応答周期Ｔ２が比較的に短く設定された場合（例えば応答周期Ｔ２が初期化周期よりも短い時間に設定された場合）のモードである。本実施形態において、電子部品Ｗは高速で搬送されており、これに対応して応答周期Ｔ２も後述するように例えば９０μｓという極めて短い時間に設定変更している。つまり、「高速モード」に設定されるのである。
以下、「高速モード」に設定された場合について説明する。
【００３９】
周期設定部１７に設定された応答周期情報は、集積回路１６内の制御回路１８に与えられ、この制御回路１８は、受けた応答周期Ｔ２に応じた周期（本実施形態では例えば１０μｓ。以下、この周期を「投光周期」という）のパルス信号Ｓ２を駆動回路１９に与えて投光素子１４をパルス点灯させる。投光素子１４から出射されたパルス状の光は、それに対向する受光素子１５に受光され、この受光量レベルに応じた受光信号がコンパレータ２０（比較手段）において所定の第１基準値と比較される。ここで、第１基準値は、例えば検出領域内に電子部品Ｗが有るときと無いときの、受光素子１５での受光量レベルの略中間レベルに設定されている。そして、検出領域に電子部品Ｗが介在しているとき、つまり、本実施形態では、受光素子１５からの受光信号レベルが第１基準値を下回ったときにコンパレータ２０から例えばハイレベル信号が物体検出用カウンタ回路２１に与えられる。
【００４０】
一方、検出領域に電子部品Ｗがないとき、つまり、本実施形態では、受光素子１５からの受光信号レベルが第１基準値を上回ったときにコンパレータ２０から例えばローレベル信号が物体検出用カウンタ回路２１に与えられるようになっている。即ち、本実施形態では、受光素子１５からの受光信号をデジタル積分する構成になっているのである。
【００４１】
上記パルス信号Ｓ２は、物体検出用カウンタ回路２１にも与えられており、物体検出用カウンタ回路２１は、パルス信号Ｓ２の各パルスに同期したタイミングでコンパレータ２０からのハイレベル信号だけを積算カウントする。
【００４２】
そして、制御回路１８は、物体検出用カウンタ回路２１でカウントされたカウント回数（以下、「物体検出用カウント数」）が例えば８回（以下、「第１必要積分回数」）に達したときには、物体有りとして出力端子２２（出力手段）に出力信号Ｓ１を出力する。
【００４３】
この出力端子２２は、上記レーザマーキング装置５０内において電源回路５９と負荷回路５７に連なる電源供給ライン５８に介在するバイポーラトランジスタ（以下、単に「トランジスタ５８」）のベースに接続されている。そして、出力端子２２に出力信号Ｓ１が与えられることでトランジスタ５８がオン動作し電源回路５９から負荷回路５７へ電流が供給されるようになる。これに同期してレーザマーキング装置５０はマーキング処理を実行するのである。一方、物体検出用カウント数が例えば８回に達しなかったときには、物体なしとして出力端子２２に出力信号Ｓ１を出力することを停止する。これにより、トランジスタ５８がオフ動作し電源回路５９から負荷回路５７へ電流供給が停止される。
【００４４】
ここで、本実施形態では、応答周期Ｔ２（応答速度）は次の式で定義されている。
＜式１＞
応答周期Ｔ２＝投光周期（１０μｓ）×第１必要積分回数（８回）＋処理時間（例えば投光周期１０μｓ）＝９０μｓ
【００４５】
そして、メモリ２５には、周期設定部１７に設定され得る各応答周期Ｔ２に対応つけて複数の第１必要積分回数が記憶されている。制御回路１８は、周期設定部１７に設定された応答周期Ｔ２に対応する第１必要積分回数をメモリから読み出して変更し、その変更後の第１必要積分回数で物体検出処理を行うようになる。例えば第１必要積分回数が８回から４回に変更されれば応答周期Ｔ２は９０μｓから５０μｓに変更されるのである。
【００４６】
（ｂ）異常判定処理のための構成
さて、本実施形態では、電源供給ライン５８に流れる電流量を測定するための過電流検出手段は、レーザマーキング装置５０のトランジスタ５８のベース電位（出力端子２２の電位）に基づいて測定している。トランジスタ５８のベース電位は、コレクタ−エミッタ間に電流が流れた状態で、その電流量に応じて変動するエミッタ電位に略０．７ｖ加算した電位となり、やはり電源供給ライン５８に流れる電流量に比例した変動をするからである。
【００４７】
このベース電位は、上記電流量に応じて測定信号としてコンパレータ２３（「過電流検出手段」に相当）に与えられており、ベース電位がコンパレータ２３において所定の第２基準値と比較される。ここで、第２基準値は、正常状態においてトランジスタ５８がオンして電源供給ライン５８に電流が流れているときのベース電位と、例えばレーザマーキング装置５０内の内部回路の短絡やノイズ等による過電流状態においてトランジスタ５８がオンして電源供給ライン５８に電流が流れているときのベース電位との略中間レベルに設定されている。そして、過電流状態で電流量が増加しベース電圧が第２基準値を上回ったときにコンパレータ２３から例えばハイレベル信号が過電流検出用カウンタ回路２４に与えられる。一方、正常状態でベース電圧が第２基準値を下回ったときにコンパレータ２３から例えばローレベル信号が過電流検出用カウンタ回路２４に与えられるようになっている。即ち、本実施形態では、トランジスタ５８のベース電位（測定信号）をデジタル積分する構成になっているのである。
【００４８】
制御回路１８は、出力信号Ｓ１を出力しているときに例えば上記パルス信号Ｓ２よりも長い周期のパルス信号Ｓ３を過電流検出用カウンタ回路に与えられており、過電流検出用カウンタ回路は、電源供給ライン５８に電流が流れている間、パルス信号Ｓ３の各パルスに同期したタイミングでコンパレータ２３からのハイレベル信号（過電流検出信号）だけを積算カウントする。
【００４９】
そして、制御回路１８は、過電流検出用カウンタ回路でカウントされたカウント回数（以下、「過電流検出用カウント数」）が例えば１６回（本発明の「基準値」に相当。以下、「第２必要積分回数」）に達したときには、過電流状態が継続している異常状態であると判定し、異常判定信号Ｓ４を出力する。この異常判定信号は、例えば搬送ベルト１０やレーザマーキング装置５０に与えられてそれらの駆動を停止させる。また、異常状態と判定されたときに制御回路１８からの出力信号Ｓ１の出力を強制的に停止する構成であってもよい。
【００５０】
ここで、本実施形態では、図３に示すように、高速搬送される電子部品Ｗの存在によって出力信号Ｓ１の出力と停止とが９０μｓで切り替わる状態となっている。このとき、過電流判定処理においては、相対的にパルス周期が長いパルス信号Ｓ３に同期したタイミングで過電流検出用カウンタ回路におけるカウンタ動作が実行されている。従って、出力信号Ｓ１の出力状態の継続中、即ち、応答周期Ｔ２内では２回のカウント動作しか実行できない。しかし、本構成では、過電流検出用カウント数が０回に初期化された状態で過電流検出用カウンタ回路によるカウンタ動作が開始されてから、次の式で定義される初期化周期が経過するまでは、出力信号Ｓ１の出力・停止に関らず、過電流検出用カウント数を初期化せずに積算カウントする構成になっている。そして、初期化周期経過したときに初めて（１６回分のカウント動作が実行されたときに）過電流検出用カウント数を初期化する構成になっている。
＜式２＞
初期化周期＝［応答周期Ｔ２（９０μｓ）×第２必要積分回数（１６回）］×２＝２８８０μｓ
【００５１】
なお、図３に示した例では一応答周期Ｔ２内で過電流検出用カウンタ回路２４によるカウント動作が２回可能であるから、同図に示すように１４４０μｓに設定してもよい。また、本実施形態では、この初期化周期は、上記式２に基づいて周期設定部１７で設定された応答周期Ｔ２に応じて変更できる構成になっている。
【００５２】
（ｃ）異常状態の確認処理
本実施形態では、過電流状態に基づき異常判定信号が出力された後、制御回路１８は、例えば１６０μｓのパルス幅の出力信号Ｓ１を５０ｍｓ毎に強制的に出力する。そして、この強制的な出力信号Ｓ１の出力タイミングに同期したタイミングでコンパレータ２３から過電流検出信号を過電流検出用カウンタ回路２４において１０μｓ周期でデジタル積分する動作を再実行する。ここで、下記タイミングで１６回デジタル積分されたときは異常判定信号Ｓ４の出力を継続し、１６回デジタル積分されなかったときには、異常状態が解消したものとして、例えばその次のタイミングで異常判定信号Ｓ４の出力を停止する。このとき、制御回路１８は、「異常継続確認手段」として機能する。
【００５３】
２．本実施形態の効果
（１）本実施形態によれば、過電流検出処理において過電流検出用カウント数（積分値）が初期化（リセット、クリア）された状態でカウント動作（積分動作）が開始されたときから初期化周期まで、その間に、出力信号Ｓ１の出力が停止されたかどうかに関らず、過電流検出用カウント数を初期化せずに累積的に積算カウントする。そして、初期化周期を経過したときに過電流検出用カウント数が初期化される。ここで、上記初期化周期は、過電流検出用カウンタ回路においてカウント動作が通算して１６回行えるのに要する時間（異常判定可能時間）以上となる時間である。
従って、電子部品Ｗの高速応答のために、図３に示すように、応答周期Ｔ２（応答速度）が極めて短い時間に設定されたときであっても、過電流判定処理における判定周期（上記パルス信号Ｓ３のパルス周期）を短くしたり、第２必要積分回数を減らしたりすることなく過電流による異常判定（例えば短絡異常判定）を正確に行うことができる。
【００５４】
（２）また、上記初期化周期は、周期設定部１７に設定された応答周期Ｔ２に応じた時間に変更設定できるようになっている。
【００５５】
（３）更に、制御回路１８、駆動回路１９、コンパレータ２０、物体検出用カウンタ回路２１、出力端子２２、コンパレータ２３、過電流検出用カウンタ回路は、特定用途向け集積回路１６（ＡＳＩＣ）で構成され、過電流検出手段は、スイッチング素子としてのトランジスタ５８のベース電位レベルに基づき電源供給ライン５８に流れる電流量を測定する構成とした。これにより例えば電源供給ライン５８に過電流検出用の抵抗等を設けて電流量の測定を行う構成に比べて回路構成を簡略化することができる。
【００５６】
（４）また、本実施形態では、計時手段としての過電流検出用カウンタ回路２４は、出力力信号Ｓ１が出力されている間（トランジスタ５８がオン動作している間）に積分動作を行う一方で、出力信号Ｓ１が停止している間は積分動作を行わない構成とした。これにより、ノイズ成分による影響を除去して過電流状態に基づく過電流検出信号の出力時間だけを正確に積算し、異常判定をより確実に検出することが可能になる。
【００５７】
（５）また、本実施形態では、過電流検出用カウンタ回路２４において１０μｓ周期（本発明の「単位時間」に相当。計時手段による計時タイミング）でカウント動作を実行する構成になっており、コンパレータ２３から１０μｓより短い時間出力された過電流検出信号については積分カウントしないようにしている。従って、単位時間以内の一時的なノイズ成分を除去してより正確な異常判定を行うことができる。
【００５８】
（６）更に、異常判定信号Ｓ４の出力後、出力信号Ｓ１を強制的に所定時間出力し、このときにコンパレータ２３から過電流検出信号が出力するかどうかを検知することで、異常状態が継続しているか否かを知ることができる。
【００５９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、スイッチング素子としてトランジスタ５８を用いたが、これに限らず、ＦＥＴであってもよい。この場合、このＦＥＴのゲート電位レベルに基づいて電源供給ライン５８に流れる電流量を測定するよう構成することが可能である。
【００６０】
（２）また、上記実施形態では、投光部１２と受光部１３とを対向配置する透過型を用いたが、投光部及び受光部を隣接配置する反射型であってもよい。
【００６１】
（３）更に、上記実施形態では、物体検出処理及び異常判定処理のいずれもデジタル積分を用いたが、これに限らず、アナログ積分で実現することもできる。また、物体検出処理については、積分処理ではなく応答周期毎に一時的な受光信号（検出信号）をワンショット出力し、これを取り込んで基準値と比較する構成であってもよい。
【００６２】
（４）なお、上記実施形態では、第１必要積分回数を変更することで応答周期Ｔ１を変える構成であったが、パルス信号Ｓ２のパルス周期（投光周期）を変えることで応答周期Ｔ１を変更する構成であってもよい。
【００６３】
（５）また、上記実施形態のように、過電流検出処理に利用されるパルス信号Ｓ３よりも物体検出処理に利用されるパルス信号Ｓ２の方が短い場合には、第１必要積分回数と第２必要積分回数を同じ値にすることも可能である。逆に、第１必要積分回数よりも第２必要積分回数の方が多い場合には、上記パルス信号Ｓ２とパルス信号Ｓ３とを同一のパルス周期にすることも可能である。
【００６４】
（６）本発明は、光電スイッチに限らず、検出領域内の物体Ｗに応じた検出信号を出力するものであれば、例えば磁気式スイッチ（近接スイッチ）、超音波スイッチ、圧力スイッチや温度スイッチなどにも適用し上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００６５】
（７）上記実施形態では、トランジスタ５８のベース電位（測定信号）をデジタル積分する構成としたが、これに限らず、例えば図４に示すように、トランジスタ５８のエミッタ抵抗の負荷電圧に基づきオンオフ動作するスイッチング素子６１（例えばトランジスタ）を設けて、このスイッチング素子６１の出力電圧（コレクタ電圧）を、過電流検出用カウンタ回路２４の入力に与える構成であってもよい。但し、上記実施形態１のような構成であれば、回路構成を簡略化することができる。
【００６６】
（８）また、上記実施形態では、トランジスタ５８に流れる電流をデジタル積分する構成であったが、図５に示すようにアナログ積分であってもよい。例えば、図１の構成に対して、トランジスタ５８のエミッタ抵抗の負荷電圧を、積分回路６２（オペアンプを備えたものに限らず、ＲＣ積分回路であってもよい）に与え、この積分出力を異常判定手段としてのコンパレータ６３において所定の基準値と比較し、この比較結果に基づき異常判定信号Ｓ４を出力する構成としてもよい。このとき、積分回路６２を構成するコンデンサ６４はスイッチ６５を介して接地されており、このスイッチ６５をオン動作させることでコンデンサ６４に蓄積された負荷電圧を放電させて初期化することで、本発明でいう「累積時間を初期化する」ことを実現することができる。
【００６７】
（９）上記実施形態では、過電流検出用カウンタ回路における第２必要積分回数を２ｎ回（１６回）としたが、これ以外の回数（例えば１０回など）であってもよい。
【００６８】
（１０）上記実施形態では、異常状態の確認処理において、制御回路１８は、例えば１６０μｓのパルス幅の出力信号Ｓ１を５０ｍｓ毎に強制的に出力し、過電流検出信号を過電流検出用カウンタ回路２４において１０μｓ周期でデジタル積分する動作を再実行する構成としたが、これに限らない。例えば１０μｓのパルス幅の出力信号Ｓ１を５０ｍｓ毎に強制的に出力し、それに同期したタイミングで過電流検出信号を過電流検出用カウンタ回路２４で１カウントしたときにその次のタイミングで異常判定信号Ｓ４の出力を停止する構成であってもよい。
【００６９】
（１１）上記実施形態で説明した「高速モード」の処理を、「通常モード」にも行う構成であってもよい。つまり、「高速モード」か「通常モード」かにかかわらず上記実施形態の「高速モード」に適用した処理を実行させる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザマーキングシステムの全体構成図
【図２】光電スイッチの電気的構成図
【図３】物体検出処理及び異常判定処理のタイムチャート
【図４】変形例を示す電気的構成図（その１）
【図５】変形例を示す電気的構成図（その２）
【図６】従来構成の物体検出処理及び異常判定処理のタイムチャート（その１）
【図７】従来構成の物体検出処理及び異常判定処理のタイムチャート（その２）
【符号の説明】
【００７１】
１１…光電スイッチ（検出スイッチ）
１４…投光素子（投光手段、検出手段）
１５…受光素子（受光手段、検出手段）
１６…集積回路（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））
１７…周期設定部（応答周期設定手段、初期化周期設定手段）
１８…制御回路（異常判定手段、出力手段、累積時間保持手段、異常継続確認手段、出力回路）
２０…コンパレータ（物体検出用積分手段）
２１…物体検出用カウンタ回路（物体検出用積分手段）
２２…出力端子（出力手段）
２３…コンパレータ（過電流検出手段、過電流検出用積分手段）
２４…過電流検出用カウンタ回路（計時手段、過電流検出用積分手段）
２５…メモリ（記憶手段）
５７…負荷回路
５８…トランジスタ（スイッチング素子）
５８…電源供給ライン
５９…電源回路
Ｓ１…出力信号
Ｓ４…異常判定信号
Ｔ２…応答周期
Ｗ…電子部品（物体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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