JP2009223677A - 自動販売機 - Google Patents

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Abstract

【課題】システムの電源容量を減らすことができ、結果的に電源ユニットを小さくし小型化・コストダウンを図る。
【解決手段】主制御部11−各端末12間の信号線のうち、同期信号線を各端末12毎にそれぞれ設ける。主制御部11は、電源投入時に、各端末12に対して別々のタイミングで同期信号を送信して初期動作を実行させる。このように電源投入時に各端末12が別々のタイミングで初期動作を行うようにできるので、従来では電源投入時に全ての端末12が一斉に初期動作を行うことで初期動作時に多大な電力が必要になることから、必要以上に大きな電源容量の電源ユニットを備える必要があったが、その必要はなくなり、システムの電源容量を減らすことができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、自動販売機内の制御系統に関する。
図5は、従来の自動販売機50(以下、自販機という)の制御系統のブロック図である。
図示の自販機50は、電源ユニット51、主制御部52、各端末53(53a、53b、53c、53d、53e)を備える。各端末53は、図示の例では、コインメック53a、ビルバリ53b、カードR/W53c、商品選択部53d、商品搬出部53eである。
自販機に対する電源供給はAC電源(AC100V)が一般的であり、電源ユニット51がこのAC電源からDC電源を生成して、このDC電源を主制御部52及び各端末53に供給する。
主制御部52及び各端末53には、それぞれCPUが搭載されており、通信線を介して相互に通信を行える。この通信はシリアル通信である。
ここで、自販機制御に使用されているシリアル通信仕様では、命令の種類を表す「コマンド」と、コマンドに付随して内容を表す「データ」が存在する。データとしては8ビットの16進数で表現できる、00H〜FFHまでの256通りを扱う。
この様な通信形態では、「コマンド」と「データ」とを区別する為に、STX(スタートコード)、ETX(エンドコード)等の「制御コマンド」を設け、データは文字コード(ASCIIコード等)で扱う、等とするのが一般的である。これに対して、自販機内の上記主制御部52、各端末53間の通信では、「同期信号」を送受信する為の専用の制御線を別途設けて、この同期信号に同期させてコマンドを送信し、同期信号を送信しないデータ送信と区別するようにしている。
また、同期信号として十分に長い信号を入力することで、端末53をハードリセットできる機能も備えている。
以上述べたことから、自販機内部の主制御部52−各端末53間の通信の為の通信線は、図6に示すように、全ての端末53に共通の3本の通信線(主制御部52側から見て「送信線」55、「受信線」56、「同期信号線」54の3本)が存在する。尚、主制御部52側から見た場合の「送信線」は、各端末53側から見た場合は「受信線」となる。同様に、主制御部52側から見た場合の「受信線」は、各端末53側から見た場合は「送信線」となる。但し、以下、特に断らない場合、「送信線」、「受信線」は、主制御部52側から見た場合を意味するものとする。
図6の構成において通信を行う場合の通常のコマンド送信シーケンスを図7(a)に示し、リセット印加シーケンスを図7(b)に示す。
図7(a)においては、主制御部52は、まず「同期信号線」54上に同期信号を規定時間(短時間;図示の例では0.2μs〜2ms)出力(ON)し、続いて「送信線」55上にコマンドを出力する。端末53側は、上記規定時間の同期信号を受信した場合、コマンド受信準備を行い、その後の上記コマンドを受信する。コマンドは、各端末53毎に異なったコードとなっており、各端末53は受信したコマンドが自端末に対応するコマンドコードであった場合には、該コマンドに応じた処理を実行することになっている。
尚、図示の通り、同期信号はLでON、HでOFFを意味する信号である。これはリセット印加信号も同様である。
図7(a)に示すように、上記自端末向けのコマンドを受信した端末53は、「受信線」56上にACK信号を出力する。このACK信号を受信した主制御部52は、「送信線」55上にデータを出力し、このデータを受信した端末53は「受信線」56上にACK信号を出力する。
一方、電源投入時に主制御部52が端末53を制御可能になるまでの間や、端末53が暴走する等して制御不能になった場合等には、主制御部52は図7(b)に示すように「同期信号線」54上に同期信号を一定時間以上(長時間;図示の例では数百ms程度)出力する。端末53側では不図示の内部回路構成により例えば100ms以上同期信号が続いた場合には、端末53側の不図示の構成により図示のようにリセット印加信号がONするようになっている。これにより端末53は初期処理を実行することで、異常状態から復帰する。このようにして、端末53にハードリセットを印加し、復帰を試みる。
尚、図7に示すように、同期信号及びリセット印加信号は、‘L’レベルでON、‘H’レベルでOFFを意味するものとなっている。
図8に、上記図6に示す従来構成における上記「送信線」55、「受信線」56、「同期信号線」54の3本の通信線による信号の送受信に係る回路例を示す。
尚、図8では、端末53は簡単の為に2つのみ示す。
上記「送信線」55、「受信線」56、「同期信号線」54は、それぞれ、各端末53が有する各共通接続部に接続しており、この共通接続部を境にして図示の通り、図上左側には主制御部52側の回路構成、図上右側には端末53側の回路構成を示してある。
図示の通り、これら回路構成は何れも基本的に、2つのインバータN1、N2が直列に接続された構成となっている。図示のインバータN1、N2は、何れも、オープン・コレクタのNOT回路である。両者の記号が異なるのは、インバータN1では入力‘L’に意味があり、インバータN2は出力‘L’に意味があることを示しているだけである。
例えば、「同期信号線」を例にすると、まず主制御部52側の回路構成では、主制御部52の不図示のCPUから出力される同期信号は、まずインバータN1で反転され更にインバータN2で反転されて各共通接続部側へと出力される。よって、各共通接続部においては、主制御部52のCPUからの出力信号が‘L’であれば‘L’、‘H’であれば‘H’となっている。尚、主制御部52のCPU−インバータN1間、及びインバータN1−N2間には、それぞれ、図示のように電源V1のプルアップ抵抗R0、Rが設けられている。各共通接続部に関しても、電源V2のプルアップ抵抗Rが設けられている。尚、一般的にV1<V2である。
一方、端末53側の回路構成では、上記「同期信号線」上に出力された信号が、まずインバータN1で反転され更にインバータN2で反転されて、端末53内の不図示のCPUに渡される。また、インバータN1の出力は時定数回路60に入力する。また、図示のように電源V1のプルアップ抵抗Rが設けられている。
尚、「送信線」、「受信線」に関しては特に説明しないが、上記時定数回路60が無いことを除けば、上記「同期信号線」の場合と略同様である。
共通接続部では、ワイヤードOR接続が可能な構成となっており、抵抗R2を介してV2電源が供給されている(図示の例では、「受信線」のみワイヤードOR接続されている)。実際には出力側はNPNトランジスタのオープンコレクタ、入力側はトランジスタのベース入力となっている例が多い。このオープン出力の特性を生かして、V1、制御電源(5Vや3.3V)と異なる信号伝達用のV2電源(24V等)を、インタフェース電源とすることで、ノイズ等のマージンを向上させている。
そして、端末53側の同期信号の入力部には、上記時定数回路60が設けられており、この時定数回路60によって上記リセット印加信号が生成されて、不図示のCPUリセット回路へ出力される構成となっている。
図9(a)に時定数回路60の回路構成の一例を示し、図9(b)にその入出力信号例を示す。
図9(a)に示す回路は、インバータN2、N1、N2が直列に接続された構成であるが、インバータN2−N1間に設けられた抵抗R1,R2(R1<R2)とコンデンサCとにより、“H”→“L”よりも“L”→“H”への時定数が大きな回路となっている。これによって、図9(b)に示すように、短時間のA部入力信号変化(L→H;共通接続部ではH→L)では時定数回路60の出力(B部出力;リセット印加信号)は変化しないが、一定時間以上のA部入力信号H(共通接続部ではL)が入力した場合には、上記図7(b)に示すようには時定数回路60のB部出力が変化し(L)、CPUへリセット信号が入力されることになる。尚、図示のA部入力は時定数回路60への入力信号を意味し、B部出力は時定数回路60からの出力信号を意味する。
従来技術として、特許文献1,2,3,4に記載の技術がある。
特許文献1には、主制御部が共通バスライン(OUT信号、IN信号、SYN信号)を介して各従制御部と交信する構成が開示されている。特許文献1の発明は、偽貨によって釣銭をだましとるといった詐欺が行われることを、最小限のシステム変更で抑制するものである。
また、特許文献2にも、主制御部が、複数の端末制御部で共通の信号線を用いて、通信を行う構成が開示されている。特許文献2の発明は、取り扱うデータ量が多い端末制御部については、高速通信を可能にし、データの処理時間を短縮できるようにするものである。
また、特許文献3にも、主制御部が、各端末局としてのビルバリやコインメックと、共通の信号線(同期信号、シリアル出力、シリアル入力)を用いて通信を行う構成が開示されている。特許文献3の発明は、主制御部からのビルバリ宛のコマンドが所定時間以上途絶えた場合には、一時保留中の紙幣を返却するようにしたものである。
また、特許文献4にも、マスタコントローラが、複数の端末コントローラに共通の信号線を介して、シリアル通信を行う構成が開示されている。特許文献4の発明は、複数の端末コントローラそれぞれにリセット回路を設け、端末コントローラの動作異常が検出された場合には、通常時の制御用信号とは異なる信号長のリセット信号を出力して(上記リセット回路に与えて)リセットさせるようにすることで、リセット用の信号線を別途設ける必要がなくなるものである。
上記のように特許文献1〜4には、上記図5〜図7で説明した従来技術に相当する技術が開示されているものである。
特開2001−34821号公報 特開2000−172908号公報 特開昭63−311592号公報 特開平3−35393号公報
上述した自販機制御に係る各端末53は、硬貨を扱うコインメック、紙幣を扱うビルバリ、カード・リーダ・ライタ、商品搬出部等であるが、何れもソレノイドやモータを備え、機構動作を伴うものである。この為、電源投入時には、残留貨幣/紙幣等の返却や収納目的等で、各端末53独自で初期動作を行うものが一般的である。
端末53独自で動作を行うものは、主制御部52からの制御は不可能である。この為、電源投入時には、複数の端末53がほぼ同時に初期動作を行うことになり、システム全体の電源容量を考えた場合、初期動作時に多大な電力が必要になることから、必要以上に大きな電源容量の電源ユニット51を備える必要があった。
また、1つの端末53が暴走する等して制御不可能になった場合に、上記の通り各端末53共通の同期信号によりハードリセットを印加する為、全ての端末53にリセットが印加されることになる。このため、硬貨や紙幣を別々の端末53に一時保留していても、1つの端末53を復帰させる為に全ての端末53を初期化させることになってしまう。そして、端末53を初期化することは、コインメックであれば投入硬貨を自販機側キャッシュボックスに収納し、ビルバリであれば挿入紙幣を収納部へ導入することを意味し、以降の返却制御に支障をきたすことになる。
本発明の課題は、システムの電源容量を減らすことができ、結果的に電源ユニットを小さくし小型化・コストダウンを図ることができ、更に異常発生した端末のみをリセットすることが可能となる自動販売機等を提供することにある。
本発明の自動販売機は、主制御部が同期信号線と送受信信号線を用いて複数の端末と通信を行って該端末を制御する自動販売機であって、前記同期信号線を前記複数の各端末毎に対応して複数設け、前記主制御部は、電源投入時、前記複数の端末に対して順次、その端末に対応する同期信号線よりリセット信号を出力することで該端末に初期動作を実行させる端末初期化手段を有する。
上記構成の自動販売機では、電源投入時に複数の端末が一斉に初期動作を行うことで初期動作時に多大な電力が必要になるようなことはない。
また、例えば前記主制御部は、前記複数の端末の何れかに異常が発生した場合、該異常発生した端末に対応する同期信号線よりリセット信号を出力することで該端末に初期動作を実行させることで、該端末を異常状態から復帰させる端末異常対応手段を更に有する。
何らかの異常発生時にも、異常発生した端末のみ初期動作を実行させることができるので、1台の端末に異常が発生することで全ての端末が初期動作を実行するようなことはない。
本発明の自動販売機等によれば、システムの電源容量を減らすことができ、結果的に電源ユニットを小さくし小型化・コストダウンを図ることができ、更に異常発生した端末のみをリセットすることが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本例の自動販売機10内部の主制御部−各端末間の通信の為の通信線を示す図である。
尚、特に図示しないが、従来と同様に上記電源ユニット51も備えられており、この電源ユニット51から主制御部11及び各端末12(端末1〜端末n)に電源供給ラインを介してDC電源が供給されている。尚、各端末12(端末1〜端末n)は、上記コインメック53a、ビルバリ53b等であり、例えば図5に示す従来例と略同様であってよい。
図1に示す構成では、主制御部11が各端末12と通信を行う為の通信線は、主制御部11側から見て「送信線」、「受信線」、「同期信号線」であるが、全ての端末53に共通の通信線は「送信線」と「受信線」であり、「同期信号線」は共通ではない。「同期信号線」は、各端末12毎に対応してそれぞれ設けられている(図示の同期1〜同期nの各信号線)。よって、端末12が図示の例のように端末1〜端末nまでのn台ある場合には、「同期信号線」は図示の同期1〜同期nのn本設けられることになる。つまり、「同期信号線」は端末12の数の分だけ設けられる。
尚、主制御部11側から見た場合の「送信線」は、各端末12側から見た場合は「受信線」となる。同様に、主制御部11側から見た場合の「受信線」は、各端末12側から見た場合は「送信線」となる。以下、特に断らない場合、「送信線」、「受信線」は、主制御部11側から見た場合を意味するものとする。
図2に、上記図1に示す本例構成における上記「送信線」、「受信線」、各「同期信号線」による信号の送受信に係る回路例を示す。
尚、図2では、端末12は簡単の為に2つのみ示す。よって、ここでは「同期信号線」は2本設けられることになる。また、ここでは例えば当該2つの端末12の一方がコインメック、他方がビルバリであるとする。
図2に示す構成は、「送信線」、「受信線」に関しては上記図8の従来構成と同じであり、特に説明しない。「同期信号線」に関しても、基本的には、信号線が複数本(ここでは2本)ある点を除いては、上記図8の従来構成と略同様であるが、「同期信号線」に関して異なる点としては、図2上では説明の都合上示してある図示の主制御部側の回路におけるプルアップ抵抗R01、R02が、実際には設けられていない点である。
すなわち、本手法では上記のように「同期信号線」が各端末12毎に対応してそれぞれ設けられており、これによって各端末12毎に初期動作指示を行うことが可能となっているが、それ以前に、上述したように電源投入時には各端末12独自で初期動作を行うようになっている。この為、このリセット解除処理を禁止する為に、回路にてハード的にリセットを印加しておく必要がある。
その為に、上記の通り、主制御部11側の同期信号出力のプルアップ抵抗R01、R02を削除しておく必要がある。すなわち、主制御部11の不図示のCPUとインバータN1間に設けられているプルアップ抵抗R01、R02を削除しておく。これら抵抗R01、R02が無いことによって、インバータN1への入力信号線の信号レベルは‘L’となるので、同期信号は「共通接続部」の位置で“L”レベルとなり、各端末12にリセットが印加されることになる。
尚、後述する図3、図4等の処理の際に、リセット解除する為に「共通接続部」で“H”レベルとしたい場合には、主制御部11のCPUがインバータN1への出力信号‘H’にドライブを掛けることで、インバータN1の入力が‘H’レベルとなる。電源投入時には主制御部11のCPUはドライブをかけるようなことは行わないので、上記の通り、抵抗R01、R02が無いことからインバータN1の入力は必ず‘L’レベルになっている。
尚、このプルアップ抵抗R01、R02は、図8に示す構成におけるプルアップ抵抗R0に相当する抵抗であり、本来は主制御部11自身に暴走等の予期しない事象が発生した場合に、回路的に端末12側にリセットを印加しないようにする為の抵抗であるが、本例では上記の理由により実装しないようにする必要がある。
尚、従来では、たとえ図8のプルアップ抵抗R0を削除したとしても、「同期信号線」が各端末共通の1本しかない為、各端3末個別に初期動作制御を行うことはできないので、やはり制御部のCPUが端末のリセットを解除した時にシステムに大きな消費電力が発生してしまう。
一方、本手法では上記図1、図2の構成によって、電源投入時に、主制御部11が例えば以下に説明する図3の処理を行うことで、各端末12に別々のタイミングで初期動作を行わせるようにできる。つまり、各端末12がほぼ同時に初期動作を行うようなことが無いようにできる。
図3は、電源投入時の主制御部11の処理フローチャート図である。
尚、以下の説明では、端末12はコインメックとビルバリであるものとする。また、コインメックに対する同期信号(コインメックに対応する「同期信号線」に出力する同期信号)を同期信号a、ビルバリに対する同期信号を同期信号bというものとする。
主制御部11は、電源投入されると、上記図2の構成によってコインメックとビルバリの両方にハード的にリセットが印加されている状態で、ビルバリに対してはリセット印加状態を継続させる為に同期信号bの出力をON(L)し(ステップS11)、コインメックに対しては上記同期信号aをOFF(H)することでリセット解除する(ステップS12)。これによってコインメックは独自に初期動作を実行することになる。
主制御部11は、コインメックの初期動作実行完了を確認したら(ステップS13,YES)、上記同期信号bをOFFすることでビルバリに対してリセット解除する(ステップS14)。これによってビルバリも初期動作を実行し、実行完了を確認したら(ステップS15,YES)本処理を終了する。すなわち、システムとしての初期動作を完了する。
尚、リセット解除の順番はどちらでもよく、ビルバリの初期動作を先に実行させてもよい。
上記のように、電源投入時の各端末12の初期動作を、別々のタイミングで実行させることができるので、システムに大きな消費電力が発生してしまうことはなく、システムの電源容量を減らすことができ、結果的に電源ユニットを小さくし小型化・コストダウンを図ることができる。
上記図1、図2の回路構成を用いることで、更に、端末12のうちの1つに何等かの異常が発生した場合に、異常発生した端末のみをリセット(復帰処理)することができる。
図4に、この様な端末の異常発生に係る主制御部11の処理フローチャートを示す。
尚、ここでも、説明を簡単にする為に端末12はコインメックとビルバリであるものとするが、当然、端末12はこれら2つに限るものではない。
ここで、従来技術では、異常の原因となっている端末がシステム全体の通信ラインを妨げている場合があり、各端末に共通の同期信号を利用してシステム全体(全ての端末)の初期化を行うことになる。よって例えばコインメック、ビルバリとも投入金があった状況で、例えばコインメックのみに異常が発生した場合でも、従来では両方とも初期化処理が行われることになるので、両方とも返却不可能となる場合が多い。本手法によれば、異常が発生した端末12のみ初期動作を行わせることが可能となるので、例えば上記の例ではコインメックは返却不可能となるかもしれないが、ビルバリまでもが返却不可能となる事態を回避できる。
図4において、主制御部11は、何等かの異常を検知した場合(ステップS21,YES)、それがコインメック通信異常であれば(ステップS22,YES)ステップS23〜S26の処理を行い、ビルバリ通信異常であれば(ステップS27,YES)ステップS28〜S31の処理を実行する。
コインメック通信異常の場合(ステップS22,YES)、まず、上記コインメックに対する同期信号a出力をONし(ステップS23)、これを1秒間継続する(ステップS24)。つまり、図7(b)に示すように同期信号を一定時間(長時間)ONした状態とすることでコインメックにおけるリセット印加信号をONさせる。そして、1秒経過したら(ステップS24,YES)同期信号a出力をOFFする(ステップS25)。これによって、リセット印加信号がOFFになり、リセット解除されることになる。このリセット印加後のリセット解除によって、コインメックは初期動作を開始するので、初期動作が終了するまで待ち、コインメックの初期動作が完了したら(ステップS26,YES)、コインメックの初期動作処理は終了する。
また、ビルバリ通信異常である場合も(ステップS27,YES)、上記コインメックの場合と同様にして、まず、同期信号b出力をONし(ステップS28)、これを1秒間継続する(ステップS29)。そして、1秒経過したら(ステップS29,YES)同期信号b出力をOFFする(ステップS30)。これによってビルバリは初期動作を開始するので、初期動作が終了するまで待ち、ビルバリの初期動作が完了したら(ステップS31,YES)、ビルバリの初期動作処理は終了する。
そして、最後に、ステップS32にて、投入残高を可能な限り返却する。
尚、上記図3、図4の処理は、主制御部11が、内蔵のメモリ又は不図示の記憶部に予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムを実行することにより実現される。
上記の通り、本例の自動販売機によれば、電源投入時に各端末が別々のタイミングで初期動作を行うようにできるので、システムの電源容量を減らすことができ、結果的に電源ユニットを小さくし小型化・コストダウンを図ることができる。更に異常発生した端末のみをリセットすることが可能となるので、初期動作処理を行うことで生じる問題は、異常発生した端末のみに生じるものであり、他の端末までも生じるようなことは無くなる。
また、従来技術では同期信号線が全ての端末共通であるため、どの端末に対する通信に対しても全ての端末がコマンドを受信してこのコマンドが自端末に対応するコマンドコードであるか否かを確認する処理が必要であったが、本例の自動販売機では上記の通り各端末毎に同期信号線が設けられているので、主制御部が対象となる端末だけに規定時間(短時間;上記0.2μs〜2ms)同期信号を出力することで、この端末のみがコマンド受信待ち状態となってコマンドを受信するので、各端末における上記通信の為の負荷が低減できる。
本例の自動販売機内部の主制御部−各端末間の通信の為の通信線を示す図である。 本例の「送信線」、「受信線」、各「同期信号線」による信号の送受信に係る回路例を示す図である。 電源投入時の主制御部の処理フローチャート図である。 端末の異常発生に係る主制御部の処理フローチャート図である。 従来の自動販売機の制御系統のブロック図である。 従来の自動販売機内部の主制御部−各端末間の通信の為の通信線を示す図である。 (a)は通常のコマンド送信シーケンス、(b)はリセット印加シーケンスである。 従来の「送信線」、「受信線」、各「同期信号線」による信号の送受信に係る回路例を示す図である。 (a)は時定数回路の回路構成例、(b)はその入出力信号例である。
符号の説明
11 主制御部
12 端末

Claims (2)

  1. 主制御部が同期信号線と送受信信号線を用いて複数の端末と通信を行って該端末を制御する自動販売機であって、
    前記同期信号線を前記複数の各端末毎に対応して複数設け、
    前記主制御部は、電源投入時、前記複数の端末に対して順次、その端末に対応する同期信号線よりリセット信号を出力することで該端末に初期動作を実行させる端末初期化手段を有することを特徴とする自動販売機。
  2. 前記主制御部は、前記複数の端末の何れかに異常が発生した場合、該異常発生した端末に対応する同期信号線よりリセット信号を出力することで該端末に初期動作を実行させることで、該端末を異常状態から復帰させる端末異常対応手段を更に有することを特徴とする請求項1記載の自動販売機。
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