(57)【要約】【課題】検出精度の低下を防止することが可能な光検出装置を提供すること。【解決手段】光検出装置は、電力供給手段から発光手段へ供給する電力レベルを制御し、発光手段が発光してから受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に調整する制御手段と、前記制御手段により制御された制御電力レベルにより発光手段を発光させて、所要時間の経過前後のタイミングで受光レベルを検出し、この受光レベルの検出結果に基づき発光手段及び受光手段による光検出レベルの低下を検出する。【選択図】図５
2007147446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段から供給される電力に基づき発光する発光手段と、
前記発光手段からの光を受光する受光手段と、
前記電力供給手段から前記発光手段へ供給する電力レベルを制御し、前記発光手段が発光してから前記受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に調整する制御手段と、
前記制御手段により制御された制御電力レベルにより前記発光手段を発光させて、前記所要時間の経過前後のタイミングで受光レベルを検出し、この受光レベルの検出結果に基づき前記発光手段及び前記受光手段による光検出レベルの低下を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記所要時間の経過前のタイミングで受光レベルが前記基準レベルに到達せず、前記所要時間の経過後のタイミングでも受光レベルが前記基準レベルに到達しないことに基づき、不要物の堆積を検出することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記所要時間の経過前のタイミングで受光レベルが前記基準レベルに到達し、前記所要時間の経過後のタイミングでも受光レベルが前記基準レベルに到達する第１の条件に基づき、紙葉類が無いことを検出し、
前記所要時間の経過前のタイミングで受光レベルが前記基準レベルに到達せず、前記所要時間の経過後のタイミングで受光レベルが前記基準レベルに到達する第２の条件に基づき、所定の光透過率の紙葉類を検出し、
前記所要時間の経過前のタイミングで受光レベルが前記基準レベルに到達せず、前記所要時間の経過後のタイミングでも受光レベルが前記基準レベルに到達しない第３の条件に基づき、不要物の堆積を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項４】
電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段から供給される電力に基づき発光する発光手段と、
前記発光手段からの光を受光する受光手段と、
前記電力供給手段から前記発光手段へ供給する電力レベルを制御し、前記発光手段が発光してから前記受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に調整する制御手段と、
前記制御手段により制御された制御電力レベルにより前記発光手段を発光させて、前記所要時間の変化に基づき前記発光手段及び前記受光手段による光検出レベルの低下を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする光検出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記所要時間の変化量に基づき不要物の堆積量を検出することを特徴とする請求項４に記載の光検出装置。
【請求項６】
電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段から供給される電力に基づき発光する複数の発光手段と、
前記複数の発光手段からの光をそれぞれ受光する複数の受光手段と、
前記電力供給手段から前記各発光手段へ供給する夫々の電力レベルを制御し、前記各発光手段が発光してから前記各受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に統一する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光検出装置。
【請求項７】
前記電力供給手段は、第１のユニットに属する各発光手段に対しては前記制御手段により個々に制御された個々の制御電力レベルを異なるタイミングで供給し、第２のユニットに属する各発光手段に対してはこの第２のユニットに属する所定の発光手段のために前記制御手段により制御された所定の制御電力レベルを同一のタイミングで供給することを特徴とする請求項６に記載の光検出装置。
【請求項８】
前記電力供給手段は、前記制御手段により異なる制御電力レベルに制御された各発光手段に対しては異なるタイミングで各制御電力レベルを供給し、前記制御手段により実質的に同一の所定の制御電力レベルに制御された各発光手段に対しては同一のタイミングで所定の制御電力レベルを供給することを特徴とする請求項６に記載の光検出装置。
【請求項９】
前記電力供給手段は、同一タイミングでの電力供給能力に基づき、前記制御手段により実質的に同一の所定の制御電力レベルに制御された各発光手段を複数のグループに分割し、グループ毎に異なるタイミングで所定の制御電力レベルを供給することを特徴とする請求項８に記載の光検出装置。
【請求項１０】
第１及び第２の紙葉類処理ユニットを備えた紙葉類処理装置において、
電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段から供給される電力に基づき発光する複数の発光手段と、
前記複数の発光手段からの光をそれぞれ受光する複数の受光手段と、
前記電力供給手段から前記各発光手段へ供給する夫々の電力レベルを制御し、前記各発光手段が発光してから前記各受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に統一する制御手段と、
前記制御手段により制御された制御電力レベルにより前記各発光手段を発光させて、前記各受光手段による受光レベルの変化に基づき紙葉類を検出する検出手段と、
を備え、
前記電力供給手段は、第１の紙葉類処理ユニットに属する各発光手段に対しては前記制御手段により個々に制御された個々の制御電力レベルを異なるタイミングで供給し、第２の紙葉類処理ユニットに属する各発光手段に対してはこの第２の紙葉類処理ユニットに属する所定の発光手段のために前記制御手段により制御された所定の制御電力レベルを同一のタイミングで供給する、
ことを特徴とする紙葉類処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタ（ＰＴ）などの受光素子の間を通過する紙葉類を検出する光検出装置に関する。また、本発明は、このような光検出装置を備えた制御ユニット部（下位制御装置）、及び制御機器を制御するためのコマンドなどを制御ユニット部に対して伝送する主制御部（上位制御装置）により構成される紙葉類処理装置（制御システム）に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御システムの一例として、紙葉類などの媒体を搬送する媒体搬送装置が知られている。媒体搬送装置は、媒体の分離や移動のための多数の光学センサ（透過型センサ）、パルスモータ、アクチュエータなどを備えた複数のユニット部（搬送部、取込部、集積部）、及びこれらユニット部内のセンサ、パスルモータ、アクチュエータなどの動作を制御する制御コマンドを発行する主制御部により構成されている。
【０００３】
透過型センサは、発光素子及び受光素子により構成されており、さらに紙葉類が、これら発光素子と受光素子の間を通過するように構成されている。受光素子により受光される光量レベルを監視することにより、紙葉類を検知することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６９７９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透過型センサはセンサの特性値、据付精度によるセンサ間距離、埃などの不要物の堆積により、ＰＴ受光光量がばらつくという問題がある。このようなばらつきは、紙葉類検出精度の低下を招き、機器の信頼性の点からも看過することができない問題である。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、検出精度の低下を防止することが可能な光検出装置及び紙葉類処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の光検出装置及び紙葉類処理装置は、以下のように構成されている。
【０００７】
（１）この発明の光検出装置は、電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段から供給される電力に基づき発光する発光手段と、前記発光手段からの光を受光する受光手段と、前記電力供給手段から前記発光手段へ供給する電力レベルを制御し、前記発光手段が発光してから前記受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に調整する制御手段と、前記制御手段により制御された制御電力レベルにより前記発光手段を発光させて、前記所要時間の経過前後のタイミングで受光レベルを検出し、この受光レベルの検出結果に基づき前記発光手段及び前記受光手段による光検出レベルの低下を検出する検出手段とを備えている。
【０００８】
（２）この発明の紙葉類処理装置は、第１及び第２の紙葉類処理ユニットを備え、さらに、電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段から供給される電力に基づき発光する複数の発光手段と、前記複数の発光手段からの光をそれぞれ受光する複数の受光手段と、前記電力供給手段から前記各発光手段へ供給する夫々の電力レベルを制御し、前記各発光手段が発光してから前記各受光手段による受光レベルが基準レベルに達するまでの所要時間を基準時間に統一する制御手段と、前記制御手段により制御された制御電力レベルにより前記各発光手段を発光させて、前記各受光手段による受光レベルの変化に基づき紙葉類を検出する検出手段とを備え、前記電力供給手段は、第１の紙葉類処理ユニットに属する各発光手段に対しては前記制御手段により個々に制御された個々の制御電力レベルを異なるタイミングで供給し、第２の紙葉類処理ユニットに属する各発光手段に対してはこの第２の紙葉類処理ユニットに属する所定の発光手段のために前記制御手段により制御された所定の制御電力レベルを同一のタイミングで供給する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検出精度の低下を防止することが可能な光検出装置及び紙葉類処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１及び図２を参照して、透過型センサシステムについて説明する。図１は、パルス点灯回路の一例を示す図であり、図２は、オートコンフィグレーション回路の一例を示す図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、透過型センサシステムは、上位制御回路１０１、下位制御回路１０５、複数発のＬＥＤ（発光素子）１１０、複数のゲート１１１、複数のフォトトランジスタ（受光素子）１１２を備えている。なお、一対のＬＥＤ１１０とフォトトランジスタ１１２をセンサと称し、またフォトトランジスタをＰＴと略記する。上位制御回路１０１は、シーケンサ１０２、プロセッサ１０３、調停回路１０４を備えている。下位制御回路１０５は、データ格納ＲＡＭ１０６、電圧発生器１０７、ゲート制御回路１０８、入力判定回路１０９を備えている。さらに、データ格納ＲＡＭ１０６は、ＬＥＤ電圧格納ＲＡＭ１０６ａ、Ｔｓｅｔ電圧格納ＲＡＭ１０６ｂを備えている。
【００１３】
透過型センサシステムはセンサの特性値、据付精度（発光素子と受光素子の間の距離）、埃などの不要物の堆積等の問題により、ＰＴの受光光量がばらつくことが想定される。ＰＴの受光光量のばらつきを抑えるため、立ち上がり時間の補正を行う。図３は、立ち上がり時間補正を説明するための図である。透過型センサ間、つまりＬＥＤ１１０とＰＴ１１２の間に何も存在していない場合、ＬＥＤ１１０を発光させるとＰＴは明判定する。このとき、電圧発生器１０７で発生させた電圧値により、ＰＴの光電流の立ち下がり曲線は変化し、電圧値が低ければ図３の電圧値小のグラフが示すように緩やかに立ち下がり、電圧値が高ければ図３の電圧値大のグラフが示すように急峻に立ち下がる。電圧値が適正であれば図３の電圧値適正のグラフが示すように立ち下がる。なお、ＰＴ入力レベルがスレッショルドレベルを下回るまでに要する基準時間をＴｏｎと定義する。
【００１４】
次に、図４を参照して、センサ制御タイミングのパラメータについて説明する。各センサの受光光量のばらつきを抑える目的で、図４に示す暗→明判定タイミング（ＰＴ入力レベルがスレッショルドレベルを下回るタイミング）までの所要時間Ｔｏｎｔを、基準時間Ｔｏｎに合わせこむよう電圧発生器１０７からの電圧値を設定する。なお、基準時間Ｔｏｎに所要時間Ｔｏｎｔを合わせこんでセンサを駆動させるための電圧値をコンフィギュレーション電圧値（制御電力値）、この動作をセンサコンフィギュレーションと呼ぶ。
【００１５】
次に、図５を参照して、透過券検知の原理について説明する。本実施形態で説明する紙葉類処理装置には、上記説明した透過型センサシステムが適用される。この紙葉類処理装置で処理される紙葉類には、光をある程度透過する透過券も含まれる。つまり、発光素子であるＬＥＤ１１０と受光素子であるＰＴ１１２の間に紙葉類が存在していたとしても、この紙葉類が透過券であれば、ＬＥＤ１１０からの光はＰＴ１１２で受光される。例えば、紙葉類において透かしが存在していない部位は通常の紙葉類として検知判別を行うことが可能であるが、透かし部においては光が透過する。つまり、図５に示す通常時のサンプリングタイミングだけでは、紙葉類が存在していたとしても、紙葉類を検知することが出来ない。
【００１６】
ＰＴ１１２におけるスレッショルドレベルは一意に決定しているため、ＰＴ１１２における光電流の立ち上がり時間で透過券か否かの判定を行う。紙葉類の透過部をＬＥＤ１１０の光が透過して、ＰＴ１１２の光電流が増加する場合、図５に示す無券時の光電流の立ち下がりよりも、光電流の立ち下がり曲線が緩やかになる。
【００１７】
Ｔｏｆｆで規定されたサンプリングタイミングで明／暗の判定を行うことで、透過券の検知を高精度で行うことが可能となる。つまり、Ｔｏｆｆのサンプルタイミングでの出力が暗であり、かつ、通常のサンプリングタイミングでの出力が明であった場合、透過券であると判定できる。
【００１８】
次に、埃検知の原理について説明する。基準時間Ｔｏｎのコンフィギュレーションを実施した透過型センサに、埃等の不要物が堆積してきた場合、受光量が下がり紙葉類を正常に検知できなくなる。埃検知を行うには下記の２通りの方法がある。
【００１９】
（１）所要時間Ｔｏｎｔの変化（量）を常に監視することで、埃等の不要物の堆積（量）を検知する。埃等の不要物が透過型センサに堆積するとＴｏｎｔが長くなる。このことを利用し、所要時間Ｔｏｎｔと基準時間Ｔｏｎとを比較して、所要時間Ｔｏｎｔが基準時間Ｔｏｎよりどれだけ長くなっているかにより、埃等の不要物の堆積量を検知することができる。任意のタイミングで所要時間Ｔｏｎｔを読み取り、所要時間Ｔｏｎｔが基準時間Ｔｏｎより長くなっていたら、埃等の不要物が堆積していると判断する。また、基準時間Ｔｏｎの替わりに、例えばコンフィギュレーション時にＬＥＤ１１０に流れる順電流の１／２の電流をＬＥＤ１１０に流したときに得られる時間を基準時間としてもよい。
【００２０】
（２）Ｔｏｆｆのサンプルタイミングと通常のサンプルタイミングの両方のタイミングでＰＴの出力値を読み取り、読み取り結果から埃等の不要物の堆積量や透過券を検出する。透過券が通過している場合で且つ埃等の不要物が堆積していないときは、Ｔｏｆｆのサンプルタイミングでは暗の判定となるが、通常のサンプルタイミングでは明の判定となる。しかし、埃等の不要物が堆積しているときは、さらに光電流曲線が緩やかになるので、Ｔｏｆｆのサンプルタイミング及び通常のサンプルタイミングともに暗の判定となる。このことを利用し、例えば、基準時間Ｔｏｎに合わせられた所要時間の経過前のタイミング（Ｔｏｆｆのサンプルタイミング）で受光レベルがスレッショルドレベルに到達し、所要時間の経過後のタイミング（通常のサンプルタイミング）でも受光レベルがスレッショルドレベルに到達する第１の条件（明→明判定）に基づき、紙葉類が無いことを検出する。また、基準時間Ｔｏｎに合わせられた所要時間の経過前のタイミング（Ｔｏｆｆのサンプルタイミング）で受光レベルがスレッショルドレベルに到達せず、所要時間の経過後のタイミング（通常のサンプルタイミング）で受光レベルがスレッショルドレベルに到達する第２の条件（暗→明判定）に基づき、所定の光透過率の紙葉類（透過券）を検出する。また、基準時間Ｔｏｎに合わせられた所要時間の経過前のタイミング（Ｔｏｆｆのサンプルタイミング）で受光レベルがスレッショルドレベルに到達せず、所要時間の経過後のタイミング（通常のサンプルタイミング）でも受光レベルがスレッショルドレベルに到達しない第３の条件（暗→暗判定）に基づき、不要物（埃など）の堆積を検出する。
【００２１】
次に、複数の透過型センサの制御について説明する。複数のセンサを制御する場合、電圧発生器１０７は透過型センサの個数分必要となってしまう。これは基板面積の問題や、コスト的な観点から好ましくない。そこで図１に示す回路構成を採用する。ここで、各ＬＥＤ１１０のパルス点灯制御ついて説明する。
【００２２】
まず、上位制御回路１０１は、ゲート１１１（Ａ）に接続されているＬＥＤ１１０（Ａ）のＬＥＤ電圧（Ａ）を電圧発生器１０７に設定する。ＬＥＤ電圧（Ａ）はセンサコンフィギュレーション後の電圧値とする。その後、電圧発生器１０７に設定したＬＥＤ電圧（Ａ）の出力が落ち着くまでＴｗａｉｔ時間ウェイトする。Ｔｗａｉｔ時間は電圧発生器１０７に起因する値であり、実験等により事前に一意に決定している。
【００２３】
Ｔｗａｉｔ時間だけウェイトした後、上位制御回路１０１はＴｓｅｔ電圧格納ＲＡＭ１０６ｂから、ゲート１１１（Ａ）のオン時のパルス幅格納時間を読み取りゲート制御回路１０８に設定する。ゲート制御回路１０８は設定されたＴｓｅｔ時間だけ、ゲート１１１（Ａ）をオンする。
【００２４】
同様にゲート１１１（Ｂ）からゲート１１１（Ｈ）まで順番に制御することで、１つの電圧発生器１０７で、図６に示すように、透過型センサに最適な電圧値を設定し、複数のＬＥＤ１１０をパルス点灯することが可能となる。
【００２５】
次に、オートコンフィギュレーションについて説明する。
【００２６】
透過型センサの制御には、
（１）センサ コンフィギュレーション動作
（２）パルス点灯制御
が必要となる。
【００２７】
コンフィギュレーション制御は、汎用性とカスタマイズ性の観点からソフトウェアで実行する必要がある。しかし、センサ数を増やすとプロセッサに負荷がかかり、パルス点灯時に演算処理が間に合わなくなる。一方、シーケンサではパルス点灯制御は高速に行えるが、汎用性に乏しいため、精度が高く、様々な種類のセンサを対象としたコンフィギュレーション動作を行うことは難しい。
【００２８】
そこで、図２に示すようなオートコンフィグレーション回路を採用する。オートコンフィギュレーション回路は、上位制御回路１０１を構成するプロセッサ１０３とシーケンサ１０２を備えている。この上位制御回路１０１に従属して、下位制御回路１０５を構成するデータ格納ＲＡＭ１０６、電圧発生器１０７、ゲート制御回路１０８、入力判定回路１０９が存在する。
【００２９】
コンフィギュレーションはプロセッサ１０３で実現し、パルス点灯制御をシーケンサ１０２で実現することでセンサ制御回路を最適化する。このとき下位制御回路１０５の制御権をプロセッサ１０３−シーケンサ１０２間で授受することでオートコンフィギュレーション機能を実現する。
【００３０】
通常制御時、ＬＥＤ制御を行うのはシーケンサ１０２である。シーケンサ１０２で制御されるのは、データ格納ＲＡＭ１０６、電圧発生器１０７、ゲート制御回路１０８、入力判定回路１０９である。通常制御時、シーケンサ１０２は、データ格納ＲＡＭ１０６にアクセスし、格納されたセンサ毎のＬＥＤ電圧値を読み取る。次に電圧発生器１０７にデータを出力し、データが安定するまでウェイトする。十分な時間（Ｔｗａｉｔ間）ウェイトしたら、ゲート制御回路１０８によりＬＥＤ点灯タイミングを生成する。入力判定回路１０９はパラメータＴｏｆｆを参照し、明/暗を判定する。
【００３１】
次に、コンフィギュレーション動作時の制御について説明する。図７は、コンフィギュレーション動作時の制御の一例を示すフローチャートである。コンフィギュレーションを実施するときは（ＳＴ１０１）、プロセッサ１０３がシーケンサ１０２に下位制御回路１０５の制御権を要求する（ＳＴ１０２）。シーケンサ１０２は現在実行中のセンササンプリングが終了したら（ＳＴ２０１、ＳＴ２０２、ＳＴ２０３）、プロセッサ１０３に制御権割込みを発生させる（ＳＴ２０４、ＳＴ２０５）。プロセッサ１０３では制御権割込みが発生すると（ＳＴ１０３、ＹＥＳ）、制御権を取得する。取得する回路の制御権は電圧発生器１０７、ゲート制御回路１０８、入力判定回路１０９である。プロセッサ１０３は制御権を取得したら、電圧発生器１０７へ電圧値を順次設定していき、立ち下がり時間の合わせこみを行う（ＳＴ１０４）。立ち下がり時間の合わせ込みが終了したら（ＳＴ１０５）、再度シーケンサ１０２に制御権を渡す（ＳＴ１０６）。その後、シーケンサ１０２はコンフィギュレーションされたＤＡコンバータ設定値を用いてサンプリング動作を再開する（ＳＴ２０６、ＳＴ２０１）。シーケンサ１０２は、ハードウェアで構成されているため、高速な動作が可能であり、複数のセンサをパルス点灯で制御できる。
【００３２】
次に、透過型センサの同時制御について説明する。紙葉類をハンドリングする紙葉類処理装置では、埃等の不要物のたまり方に局所性が存在する。これは、紙葉類処理装置を構成する各ユニット個別のハンドリング動作によって、削れて舞う紙紛の量が異なるからである。
【００３３】
透過型センサを用いてセンサ制御を行うとき、パルス点灯を行うセンサを複数のグループに分割し、グループ毎にセンサ個別制御か同時制御かを選択する。埃のたまり方が顕著なユニットにおける各センサに関しては、センサ毎のコンフィギュレーションで一個ずつ逐次駆動を行う。一方、埃の影響が少ないユニットにおける各センサに関しては、同一のコンフィギュレーション値で全てのセンサを同時に駆動する。
【００３４】
例えば紙葉類処理装置は、図８に示すような構成となっている。つまり、紙葉類処理装置は、主制御部２００、前処理部２１０、搬送部２３０、区分部２４０を備えている。主制御部２００は、制御用上位ＣＰＵ２０１、メイン側基板２０２を備えている。前処理部２１０は、書状取込部としての制御ユニット２１１（Ａ）、検知部としての制御ユニット２２１（Ｂ）を備えている。搬送部２３０は、制御ユニット２３１（Ｃ）を備えている。区分部２４０は、制御ユニット２４１（Ｄ）を備えている。
【００３５】
制御ユニット２１１（Ａ）は、ユニット側基板２１２及び書状取込部センサ２１３を備えている。制御ユニット２２１（Ｂ）は、ユニット側基板２２２及び検知部センサ２２３を備えている。制御ユニット２３１（Ｃ）は、ユニット側基板２３２及び搬送部センサ２３３を備えている。制御ユニット２４１（Ｄ）は、ユニット側基板２４２及び区分部センサ２４３を備えている。
【００３６】
書状取込部センサ２１３及び搬送部センサ２３３に関しては、処理の内容により、埃等の不要物が堆積し易いため全センサを個別のコンフィギュレーションで駆動する。一方、検知部センサ２２３と区分部センサ２４３に関しては、埃等の不要物は堆積し難いため、同一のコンフィギュレーションで同時に駆動する。
【００３７】
具体的な動作例を図９に示す。制御ユニット２１１（Ａ）では個別のコンフィギュレーションで書状取込部センサ２１３（Ａ〜Ｄ）を制御しているが、制御ユニット２２１（Ｂ）では検知部センサ２２３（Ｅ）と同じコンフィギュレーションで検知部センサ２２３（Ｅ〜Ｈ）を同時に制御している。
【００３８】
上記のように埃堆積の局所性に着目し、センサをグルーピングして同時に駆動することで、サンプリング周期の高速化を行うことが出来る。
【００３９】
次に、透過型センサのグルーピングについて説明する。オートコンフィギュレーション時に同一の電圧値を示したセンサをプロセッサ１０３が自動的にグルーピングし、シーケンサ１０２に通知し、センサの同時制御を行う。また、ばらばらの電圧値を示したセンサに関しては個別制御を行う。
【００４０】
例えば、紙葉類処理装置をコンフィギュレーションしたとき、センサＡ、センサＣ、センサＥ、センサＦが全く別のコンフィギュレーション電圧値を示し、センサＢ、センサＤ、センサＧ、センサＨが同じコンフィギュレーション値を示したときは、図１０に示すように、センサＢ、センサＤ、センサＧ、センサＨを同じグループにプロセッサ１０３はグルーピングし、シーケンサ１０２にグループを通知する。その後、シーケンサ１０２によりパルス点灯を行うときにはセンサＡ、センサＣ、センサＥ、センサＦを個別に制御し、センサＢ、センサＤ、センサＧ、センサＨは同時制御を行う。
【００４１】
このとき、電圧発生器１０７の電源容量の問題より、一度に同時制御を行えるセンサ数には制限がある。プロセッサ１０３はセンサのグルーピングを実施するとき、あるセンサグループが電源容量をこえる場合には、そのグループを分割し、電源容量以下にグルーピングして同時制御を行う。例えば、図１０において、電源容量より一度に同時制御を行える個数がＬＥＤが２個であった場合は、図１１のように、センサＢ、センサＤ、センサＧ、センサＨのグループを、センサＢとセンサＤの第１グルーブと、センサＧとセンサＨの第２グループに分割する。こうすることで、システム要求に合致した同時制御を実現することができる。
【００４２】
次に、フィールドネットワークへの実装について説明する。図１２は、フィールドネットワークのシステム構成の一例を示す図である。図１２に示すようにフィールドネットワークシステムは、主制御部３００Ａ及びユニット部３００Ｂを備えている。主制御部３００Ａは、コントロール用上位ＣＰＵ３０１、及び上位制御装置としての通信マスタ側ＬＳＩ３０２（メイン）を備えており、コントロール用上位ＣＰＵ３０１は、通信マスタ側ＬＳＩ３０２に対して各種指示を出す。一方のユニット部３００Ｂは、下位制御装置としての複数のスレーブ側ＬＳＩ３０３（ＵＮＩＴ＃１、ＵＮＩＴ＃２、ＵＮＩＴ＃３、ＵＮＩＴ＃４、…）、及び各スレーブ側ＬＳＩ３０３により制御されるセンサ３０７、モータ３０８、モータ３０９、ソレノイド３１０等を備えている。
【００４３】
主制御部３００Ａの通信マスタ側ＬＳＩ３０２とユニット部３００Ｂの各スレーブ側ＬＳＩ３０３とは、送信ライン３０５及び受信ライン３０６を持ったシリアルケーブルにより接続されており、通信マスタ側ＬＳＩ３０２とスレーブ側ＬＳＩ３０３によりシリアル通信が制御される。
【００４４】
各ＬＳＩにはプロセッサが実装されている。コントロール用上位ＣＰＵ３０１は、ユニット部３００Ｂのセンサ３０７、モータ３０８、モータ３０９、ソレノイド３１０に対する駆動を統括的に指令する。この指令値に従い、スレーブ側ＬＳＩ３０３がセンサ３０７、モータ３０８、モータ３０９、ソレノイド３１０の駆動等の詳細な制御を行なう。
【００４５】
尚、送信ライン３０５はメイン側からコマンドやアウトプットデータを送信し、受信ラインはユニット側からのレスポンスやアウトプットデータを受信する。このシステムは、高いリアルタイム性の要求されるコマンド（［ｕｓ］オーダー）に関してはマスタ/スレーブ方式で通信し、Ｉ／Ｏ（ＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴ）データに関しては変化したデータのみをユニット側からトークンパッシング方式で通信を行う。
【００４６】
次に、図１３を参照して、フィールドネットワークのＩＮＰＵＴポートについて説明する。ユニット側のＩＮＰＵＴポートに透過券検知機能を実装し、メイン側からのコマンドによりＣＭＯＳ論理入力と、透過券検知機能を同一のポートで切り替える。オートコンフィギュレーション回路のプロセッサ１０３はスレーブ側ＬＳＩのエンベデッドＣＰＵで実装し、シーケンサ１０２はＬＳＩ内の論理回路で実装する。また、ＩＮＰＵＴポートにカウンタ機能を設け、システムクロックを入れてカウントアップする。カウンタ機能を設けたＩＮＰＵＴポートが入力判定回路１０９となる。このカウンタはＴｏｆｆ、ＴｓｅｔでＩＮＰＵＴデータを読み取る機能および、Ｔｏｎｔをカウントする機能を持つ。Ｔｏｆｆ、Ｔｓｅｔはメイン側からのコマンドで設定される。
【００４７】
ＣＭＯＳ論理入力/透過券検知入力の変更は、システムの初期化時に、ユニットが受信したコマンドにより決定する。透過券検知入力が選択された場合、オートコンフィギュレーション回路のプロセッサ１０３はアクティブとなり、入力判定回路１０９に設定されるＴｏｆｆ時間が、メイン側から受信したデータとなる。一方、ＣＭＯＳ論理入力が選択された場合、オートコンフィギュレーション回路のプロセッサ１０３はインアクティブとなり、シーケンサ１０２のみが動作をする。シーケンサ１０２はゲート制御回路１０８、電圧発生器１０７、入力判定回路１０９、データ格納ＲＡＭ１０６へのアクセスを行う。
【００４８】
ＣＭＯＳ論理入力が選択されたとき、電圧発生器１０７には０［Ｖ］が設定される。又、Ｔｏｆｆが１６ｂｉｔで示されるデータであるとすると、入力判定回路１０９に設定されるＴｏｆｆは０ｘｆｆｆｆに固定され、無効化される。そのためＴｓｅｔが実際のサンプリングタイミングとなる。このようにすることで同一の入力判定回路１０９で、透過券検知とＣＭＯＳ論理入力ポートの変更が可能となる。
【００４９】
ＴｓｅｔはＬＥＤ１１０の点灯タイミングのパルス幅を規定する他に、ＩＮＰＵＴデータのサンプリングタイミングを規定するという意味合いを持つ。また、ＬＥＤ１１０のゲートＯＮ信号は、外部センサ（任意のセンサ回路）のＥＮＡＢＬＥ信号としての意味を持つ。ＣＭＯＳ入力として使用する場合、カウンタ機能を設けることで、各ＩＮＰＵＴポートのサンプリングタイムＴｓｅｔを詳細に設定でき、応答周波数の違うセンサのサンプリング周期を最適化することができる。
【００５０】
次に、ネットワーク越しのオートコンフィギュレーションについて説明する。透過型センサのオートコンフィギュレーションを行うとき、メイン側からコマンドを送信し、オートコンフィギュレーション動作を行う。ユニット側がセンサコンフィギュレーションコマンドを受信したら、ユニット側はコンフィギュレーションモードに入り、対象入力ポートの変化点検知動作を停止し、センサのコンフィギュレーション動作に入る。オートコンフィギュレーション回路は自動で透過型センサの立ち下がり時間の合わせ込みを行い、設定電圧をメイン側に返す。
【００５１】
一般的なフィールドネットワークの場合、ＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴ制御はサイクリックに通信されるため、オートコンフィギュレーションを行っている間は、コンフィギュレーション中のデータが送信されてしまうため、メイン側で該当ユニットとのＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴ通信を一時的に遮断したり、ダミーデータを送信し続ける必要があった。すると、センシング動作自体が止まってしまい、リアルタイム性が欠如してしまう。
【００５２】
図１４は、コンフィギュレーション時のポート制御権を説明するための図である。オートコンフィギュレーション対象ポートに関しては、制御権をプロセッサ１０３が取得し、コンフィギュレーションを実行する（ポートＣ）。一方、それ以外のポートに関してはシーケンサ１０２が制御権を取得してセンシング動作を実行している（ポートＡ、Ｂ、Ｃ）。オートコンフィギュレーションしている間はスレーブ側ＬＳＩ３０３のＣＰＵ（プロセッサ１０３）のみが動作していて、シーケンサ１０２はＩＮＰＵＴデータのセンシングを行っている（放棄している制御権は対象センサのみ）。
【００５３】
このように、プロセッサ１０３とシーケンサ１０２が並列して動作するため、センシング動作を停止することなく上位側にリアルタイムにデータを送信しながら、センサのコンフィギュレーションを実行することができる。また、メイン側からトライ＆エラーで設定値を変更して基準時間Ｔｏｎの合わせこみを行わなくてよいため、従来よりも高速にコンフィギュレーションを行える。
【００５４】
次に、埃検知時の再コンフィギュレーションについて説明する。埃検知時に再コンフィギュレーションをおこなう方法は二種類ある。つまり、図１５に示す埃検知時の再コンフィギュレーションと、図１６に示す埃検知時に再コンフィギュレーションがある。
【００５５】
図１５に示すように、メイン側が任意のタイミングで所要時間Ｔｏｎｔを読み取り（ＳＴ３０１、ＳＴ３０２）、所要時間Ｔｏｎｔが基準値を越えていなければ（ＳＴ３０３、ＮＯ）一定時間経過するまでウェイトとなり（ＳＴ３０８）、所要時間Ｔｏｎｔが基準値を越えていれば（ＳＴ３０３、ＹＥＳ）オートコンフィギュレーションコマンドを送信する（ＳＴ３０４）。コンフィグレーションが完了し（ＳＴ３０５）、それでも所要時間Ｔｏｎｔが基準値を超えていれば（ＳＴ３０６、ＹＥＳ）、埃の除去を要求する（ＳＴ３０７）。基準値は、例えばＴｏｎコンフィギュレーション時にＬＥＤに流れる順電流の１／２の電流を、ＬＥＤに流して測定したＴｏｎｔとする。
【００５６】
或いは、図１６に示すように、シーケンサ１０２がセンサをパルス点灯制御し（ＳＴ４０１）、プロセッサ１０３が所要時間Ｔｏｎｔを常に監視し（ＳＴ４０２）、ＩＮＰＵＴデータが明の時の所要時間Ｔｏｎｔを読み取り、所要時間Ｔｏｎｔが基準値を越えていなければ（ＳＴ４０３、ＮＯ）シーケンサ１０２が対象センサの制御権を取得し（ＳＴ４０８）、所要時間Ｔｏｎｔが基準値を越えていれば（ＳＴ４０３、ＹＥＳ）プロセッサ１０３が対象センサの制御権を取得し（ＳＴ４０４）、プロセッサ１０３がオートコンフィグレーションを実行し（ＳＴ４０５）、Ｔｏｎ時間の合わせこみを続ける。合わせこみを行っているＬＥＤ設定電圧値が制限値を超えた時に（ＳＴ４０６、ＹＥＳ）、メイン側に埃除去要求を送信する。ＬＥＤ設定電圧値の制限値はＬＥＤ最大電流の７０％が流れたときのＬＥＤ電圧とする。
【００５７】
以上により、適切なタイミングで埃の検知/除去を行うことが可能となる。
【００５８】
以下に、本実施形態のポイントをまとめる。
【００５９】
（１）透過型センサシステムでの透過券検知における埃検知手法として、適切なタイミング（Ｔｏｆｆ、Ｔｓｅｔ）で２回サンプリングを行い、サンプリング結果として得られた明/暗の組み合わせで、埃の堆積を検知することが可能となる。
【００６０】
（２）ＬＥＤのパルス点灯制御システムにおける制御手法として、１つの電圧発生器を用いて、センサ毎のコンフィギュレーションを実施し、複数のＬＥＤを異なった電圧設定値で、高速にパルス点灯制御することが可能となる。
【００６１】
（３）透過型センサシステムの制御手法として、プロセッサとシーケンサを備えたオートコンフィギュレーション回路を上位に実装することで、高精度で汎用性のあるセンサコンフィギュレーションと、センサ固有の設定値でパルス点灯制御を高速に行うことができる透過型センサの高速化を実現できる。
【００６２】
（４）透過型センサシステムの同時制御手法として、埃堆積の局所性に着目し、同じユニットのセンサをグルーピングして同時に駆動することで、サンプリング周期の高速化を実現できる。
【００６３】
（５）透過型センサシステムの同時制御のグルーピング方法として、オートコンフィギュレーション結果のＬＥＤ電圧値が同じものをプロセッサがグルーピングし、シーケンサに通知することで、同時制御のグルーピングを実現する。
【００６４】
（６）透過型センサシステムの同時制御のグルーピング方法として、グルーピングされたセンサに対して、システムの電源容量を元に再グルーピングし、シーケンサに通知することで、システムの電源要件を満足したグルーピングで同時制御を行える。
【００６５】
（７）分散制御システムにおける、下位制御装置のセンサ回路のコンフィギュレーション方法として、プロセッサとシーケンサを備えたオートコンフィギュレーション回路をユニット側に実装することで複数のセンサのコンフィギュレーションを高速に行うことが可能となる。
【００６６】
（８）分散制御システムにおける、下位制御装置のＩＮＰＵＴポートでの透過型センサセンシング手法として、ＩＮＰＵＴポートにカウンタ機能を拡張することで、ＩＮＰＵＴポートで論理入力と透過型センサ入力の両方を扱うことが出来る。
【００６７】
（９）分散制御システムにおける、下位制御装置のＩＮＰＵＴポートのセンサセンシング手法として、ＩＮＰＵＴポートにカウンタ機能を拡張することで、接続センサの応答周波数に最適化したサンプリング周期でセンササンプリングを行うことが可能となる。
【００６８】
（１０）分散制御システムにおける、下位制御装置の透過型センサコンフィギュレーション方法として、プロセッサとシーケンサを備えたオートコンフィギュレーション回路をユニット側に実装することで、下位制御装置のスキャン動作を止めることなく、対象センサのコンフィギュレーションを行うことができ、リアルタイム性の高いＩＯデータ通信を行うことができる。
【００６９】
（１１）分散制御システムにおける、下位制御装置の埃検知方法として、任意のタイミングでユニット側に保持しているＴｏｎｔ時間をメイン側が監視することで、埃除去タイミングの判断を行うことが出来る。
【００７０】
（１２）分散制御システムにおける、下位制御装置の埃検知方法として、Ｔｏｎｔ時間をオートコンフィギュレーション回路のプロセッサが監視し続け、Ｔｏｎ時間と合致しない場合は、自動でＬＥＤ設定電圧を合わせこむ事で、埃による外乱の影響を除去することができる。
【００７１】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】パルス点灯回路の一例を示す図である。
【図２】オートコンフィグレーション回路の一例を示す図である。
【図３】立ち上がり時間補正を説明するための図である。
【図４】センサ制御タイミングのパラメータを説明するための図である。
【図５】透過券検知の原理を説明するための図である。
【図６】複数のセンサを異なるタイミング且つ異なる電圧値で点灯させる例を示す図である。
【図７】コンフィギュレーション動作時の制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】紙葉類処理装置の概略構成を示す図である。
【図９】センサのグルーピング動作の一例を示す図である。
【図１０】センサのグルーピング動作の一例を示す図である。
【図１１】センサのグルーピング動作の一例を示す図である。
【図１２】フィールドネットワークのシステム構成の一例を示す図である。
【図１３】フィールドネットワークのＩＮＰＵＴポートを説明するための図である。
【図１４】コンフィギュレーション時のポート制御権を説明するための図である。
【図１５】埃検知時の再コンフィギュレーションの一例を示すフローチャートである。
【図１６】埃検知時の再コンフィギュレーションの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１０１…上位制御回路、１０２…シーケンサ、１０３…プロセッサ、１０４…調停回路、１０５…下位制御回路、１０６…データ格納ＲＡＭ、１０６ａ…ＬＥＤ電圧格納ＲＡＭ、１０６ｂ…Ｔｓｅｔ電圧格納ＲＡＭ、１０７…電圧発生器、１０８…ゲート制御回路、１０９…入力判定回路、１１０…ＬＥＤ、１１１…ゲート、１１２…フォトトランジスタ（ＰＴ）
【図１】
2007147446.tif 000003
【図２】
2007147446.tif 000004
【図３】
2007147446.tif 000005
【図４】
2007147446.tif 000006
【図５】
2007147446.tif 000007
【図６】
2007147446.tif 000008
【図７】
2007147446.tif 000009
【図８】
2007147446.tif 000010
【図９】
2007147446.tif 000011
【図１０】
2007147446.tif 000012
【図１１】
2007147446.tif 000013
【図１２】
2007147446.tif 000014
【図１３】
2007147446.tif 000015
【図１４】
2007147446.tif 000016
【図１５】
2007147446.tif 000017
【図１６】
2007147446.tif 000018