JP3712114B2 - 自動販売機の商品数量検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、飲料やたばこなどの各種物品を販売する自動販売機に収納されている商品の数量、すなわち在庫数を検出することが可能な自動販売機の商品数量検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の商品の在庫数を検出する方法としては、商品投入口付近に光電スイッチなどの商品検出センサを設置して投入数量を計数し、この投入数量と販売数量との差から検出する方法が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法では、商品の姿勢直しのために手を挿入した場合、投入商品の形状,大きさの変更に応じて商品ガイドの位置を変更するために手を挿入した場合、または、オペレータがいたずらなどで故意に手を挿入した場合などに誤計数が発生し、正確な在庫数を検出できないと言う問題がある。
したがって、この発明の課題は、上記のような問題をなくし在庫数(格納されている商品数量)を正確に検出し得るようにすることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項1の発明では、商品を転動落下させつつ下から順番に積み重ねて収納する商品収納用ラック仕切板の商品投入口近傍に設置され商品収納時の商品の通過を検出する検出手段と、この検出手段により検出された通過物に対する信号にもとづき通過物が商品か否かを判別する判別手段と、商品が販売されたことを検出する商品販売検出手段と、商品の売切れを検出する商品売切れ検出手段と、自動販売機の扉の開閉状態を検出する扉開閉検出手段と、前記判別手段からの判別信号と前記商品販売検出手段からの商品販売信号と前記商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号と扉開閉検出手段からの扉の開閉信号とから商品の数量を検出する数量検出手段とを備えてなることを特徴とする。
【0005】
上記請求項2の発明では、商品を転動落下させつつ下から順番に積み重ねて収納する商品収納用ラック仕切り板の商品投入口近傍に設置されこの商品投入口から前記商品収納用ラックに至る通路内における物体の有無を検出する第1検出手段と、商品収納用ラックの途中に設置されて物体の有無を検出する第2検出手段と、前記第1検出手段および第2検出手段から出力される信号を時系列に処理することにより物体の通過,停止を検出し物体が商品か否かを判別する判別手段と、商品が販売されたことを検出する商品販売検出手段と、商品の売切れを検出する商品売切れ検出手段と、自動販売機の扉の開閉状態を検出する扉開閉検出手段と、前記判別手段からの判別信号と商品販売検出手段からの商品販売信号と商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号と扉開閉検出手段からの扉の開閉信号とから商品の数量を検出する数量検出手段とを備えてなることを特徴とする。
【0006】
上記請求項2の発明においては、前記数量検出手段は自動販売機に関する各種処理,管理を行なう制御手段との通信手段を有し、前記制御手段および通信手段を介して前記商品販売信号,商品売切れ信号および扉の開閉信号を受信することができる(請求項3の発明)。これら請求項1ないし3のいずれかの発明においては、前記検出手段または第1検出手段,第2検出手段は、発光素子と受光素子を同一方向に並列に配置し、前記発光素子より発した光の反射光を検知する1個または複数の反射型光センサからなることができる(請求項4の発明)。また、これら請求項1ないし4のいずれかの発明においては、前記商品販売検出手段は、商品販売スイッチからの信号により商品が販売されたことを検出することができる(請求項5の発明)。
【0007】
さらに、請求項1ないし4のいずれかの発明においては、前記商品売切れ検出手段は、商品売切れスイッチからの信号により商品が売切れたことを検出することができ(請求項6の発明)、または、前記扉開閉検出手段は、扉スイッチからの信号により扉の開閉状態を検出し商品の投入開始および終了を検出することができ(請求項7の発明)、もしくは、前記判別手段は、前記検出手段または第1検出手段の出力信号が一定時間内の信号パルスが1つまたは2つ以内である場合には通過物体を商品と判別し、一定時間内に3つ以上のパルス状信号を含む場合、または一定時間以上の長さの信号である場合には通過物体を商品以外の物体と判別することができる(請求項8の発明)。
【0008】
上記請求項1の発明においては、前記数量検出手段は、前記商品販売検出手段により商品が販売されたことを検出した場合は商品の数量を減算し、前記判別手段により通過物を商品と判定した場合は、判定してから一定時間が経過したときに、前記商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号が売切れ状態でないときに限って商品の数量を加算し、判別手段により通過物が商品と判定されなかった場合は、商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号が売切れ状態であるときに、商品の数量を0にリセットすることができ(請求項9の発明)、または、前記数量検出手段は、前記商品が投入終了状態であり、かつ前記判別手段により信号のオン時間が或る判定時間よりも長いと判断した場合は、商品が満杯に収納されていると判定することができる(請求項10の発明)。
【0009】
また、請求項2または3のいずれかの発明においては、前記数量検出手段は、前記第1検出手段および第2検出手段の検出信号を受けて個別に計数を行ない、双方の計数結果に差が生じた場合はその時点での在庫計数,2つの検出手段の検出信号パターンの比較およびリセット条件の検出の有無を勘案して最終的な計数結果を決定することができ(請求項11の発明)、または、前記数量検出手段に、各コラム毎に商品の大きさに応じて収容可能な商品数、および前記第2検出手段の検出範囲まで在庫が積み上がった場合の商品数を予め記憶しておくことができる(請求項12の発明)。
【0010】
上記請求項12の発明においては、前記積み上がった在庫の一番上の商品が第2検出手段の検出範囲に停止したことを検出したときは、前記数量検出手段はその時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることができ(請求項13の発明)、または、前記第1検出手段で商品の投入を検出し、第2検出手段では商品の通過を検出しなかったときは、前記数量検出手段はその時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることができ(請求項14の発明)、もしくは、前記扉を閉めた状態で前記第1検出手段が商品を検出しているときは、その時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることができる(請求項15の発明)。
【0011】
また、請求項12の発明の発明においては、前記扉を閉めた後各コラム毎で1個目または2個目の商品を販売した際前記第1検出手段から信号が出力されたときは、その時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることができ(請求項16の発明)、または、商品を販売した場合に第2検出手段から信号が出力されなかったときは、その時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることができる(請求項17の発明)。
上記請求項13ないし17のいずれかに記載の発明においては、前記数量検出手段は、判別した商品の大きさを商品が売切れるまで記憶しておき、以後、計数結果をリセットする際に利用することができる(請求項18の発明)。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1〜図5はこの発明の第1の実施の形態を示す図であり、以下に説明する。図1は自動販売機の構成を示す構成図であり、商品は自動販売機本体10に収納された商品収納ラック5の上部に設置された商品投入口3から順次転動落下され、商品収納ラック5の下側から順次積み上げて収納され、商品販売時には商品収納ラック5の下端に設けられた商品販売機構4から商品を1つずつ商品収納ラック5に落下させて搬出される。商品収納ラック5は、ここでは自動販売機の前後2行、左右3列の商品コラムからなる例を示している。
【0013】
また、自動販売機本体10の商品収納ラック5の列方向の仕切板16には、反射型光センサ7が設置される。内扉6の開閉は、扉スイッチ8により検出される。制御装置9は、自動販売機全体を制御するとともに扉スイッチ8からの開閉信号(投入開始および終了信号)K1と、反射型光センサ7からの通過信号K2と、商品売切れ検出スイッチ12からの商品売切れ信号K3と、商品販売スイッチ14からの商品販売信号K4とから各商品コラム内の商品数を計算する。
【0014】
図2は図1の商品収納ラックの内部構成を示す図であり、商品収納ラック5には図示のように、各商品コラム毎に商品を搬出する商品販売機構4と、商品の通路を規制する通路規制板18とが設けられており、反射型光センサ7は積み重なった商品17が商品投入口3を通過したときに、商品の通過を検出する。商品売切れ検出スイッチ12は商品販売機構4に取り付けられ、商品の売切れ状態を検出する。
【0015】
図3は光センサによる検出原理説明図を示し、図示のように、光センサ7は商品収納ラック5の仕切板16に配置される。光センサ7を構成する発光素子71と受光素子72はここでは垂直方向に並列に配置され、発光素子71からの出射光71aは商品投入口3側から投入された商品17で反射し、その反射光72aが受光素子72にて検出されるように構成されている。なお、発光素子71と受光素子72をここでは垂直方向に並列に配置しているが、水平方向に配置することができるのは勿論である。
【0016】
また、商品17は自動販売機本体内に設置されたトップトレイ20を、2つのガイド19の内部で転動し商品収納ラックに収納されるが、この2つのガイド19の商品長手方向の設置位置は、商品の長さに応じて変更できるようになっている。受光素子72は例えばフォトトランジスタなどからなり、反射光72aが或る一定の光量を越えると、先に説明した商品通過信号はオフからオン状態になり、通過物があったことを検出できるようにされている。
【0017】
この構成において、図4および図5のフローチャートを用い、動作説明を行なう。図4にはステップS1〜S17,S26〜S28を示し、図5にはステップS18〜S25を示す。
まず、動作開始後、ステップS1で初期化を行なう。ここで、タイマーとエラー監視数量が0に初期化される。ステップS2では、商品販売スイッチ14からの商品販売信号K4を受信して、商品が販売されたことを検出する。商品販売ありの場合のみステップS3に移り、商品は1つ減算される。次に、ステップS4に移る。
【0018】
ステップS4では、扉スイッチ8からの開閉信号K1を受信して扉の開閉状態を判断し、扉が開けられたと判定するとステップS5に移る。ステップS5では、光センサ7からの商品通過信号K2を受信して、商品通過信号K2のオン長さが判定時間T1以下でない場合は次のステップS6に移り、通過物は人間の手であると判定する。その場合はステップS7に移り、ステップS7では商品売切れ検出スイッチ12からの商品売切れ信号K3を受信し、売切れ状態である場合のみステップS8に移り、商品数量を0リセットする。次に、状態Cに移る。
【0019】
ここで、ステップS5に戻る。ステップS5で、商品通過信号K2のオン長さが判定時間T1以下の場合は次のステップS9に移り、通過物は商品であると判定する。次にステップS10に移り、ステップS10では一定時間ウエイトを行なう。このウエイトは割り込み処理によって行なわれるため、一定時間ウエイトしている間の新たな商品の通過に対しても、問題を生じることなく検出が可能である。次にステップS11に移り、ステップS11では商品売切れ検出スイッチ12からの商品売切れ信号K3を受信し、売切れ状態である場合のみステップS12に移って商品数量は0にリセットされ、状態Cに移る。
【0020】
上記ステップS11で売切れ状態でない場合は、ステップS13に移り商品数量を1つ加算し、図5のステップS18に移る。ステップS18ではエラー監視数量が0の場合のみステップS19に移り、ステップS19ではタイマーを0に初期化してステップS20に移る。ステップS20ではエラー監視数量が1加算され、ステップS21に移る。ステップS21ではエラー監視数量が判定回数よりも大きいのであればステップS22に移り、ステップS22ではタイマ時間が判定時間よりも小さい場合のみステップS23に移り、ステップS23ではエラー状態と判断する。次にステップS25に移り、ステップS25ではタイマー=0およびエラー監視数量=0の初期化が行なわれ、状態Cに移る。ステップS21でエラー監視数量が判定回数以下ならばステップS24に移り、ステップS24ではタイマ時間が判定時間よりも長いのであればステップS25に移り、ステップS25ではタイマー=0およびエラー監視数量=0の初期化が行なわれ、状態Cに移る。ステップS24でタイマ時間が判定時間以下であれば、直接状態Cに移る。
【0021】
ここで、図4のステップS4に戻る。ステップS4では、扉スイッチ8からの開閉信号K1を受信して扉の開閉状態を判断し、扉が閉められていると判定するとステップS14に移る。ステップS14では光センサ7からの商品通過信号K2を受信して、商品通過信号K2のオン時間の長さが判定時間T2よりも長い場合、次のステップS15に移り、ステップS15ではコラム内は商品が満杯の状態であると判断し、状態Cに移る。一方、ステップS14で商品通過信号K2のオン時間の長さが判定時間T2以下の場合はステップS16に移り、ステップS16ではコラム内は商品が満杯の状態でないと判断し、状態Cに移る。
【0022】
上記状態Cからは、ステップS17に移る。ステップS17では、状態Aから状態Cの内部のステップ処理が、すべての商品コラムについて行なわれたかどうかを判断し、すべての商品コラムについて行なわれていればステップS26に移る。ステップS26では待機時間を設定し、ステップS27で一定時間待機し、待機終了後にステップS28に移り、ステップS28でタイマの加算を行ない、状態Aに戻る。以降、上記の動作を繰り返すことにより、特定商品の在庫数を認識する。
【0023】
なお、図3では光センサ7は1個としたが、2個以上配置して商品通過信号を得るものも、例えば特開平6−52414号公報等で既に公知となっているが、この発明はこのようなものについても同様にして適用することが可能である。
【0024】
図6〜図17に、商品検出手段を2箇所に配置して在庫数等の商品数量を検出する第2の実施形態を示す。図6はこの発明の第2の実施形態を示す全体構成図、図7は図6の変形例を示す全体構成図、図8は主として図7に対応する自動販売機の内部構成を示す概要図、図9はそのn番目のコラムの商品収納ラックの内部構成を示す断面図、図10は商品検出の原理説明図、図11〜15および図17は検出信号例を示す波形図、図16は商品が第2検出部の検出範囲に停止した瞬間の説明図である。
【0025】
図6に示すように、1つのコラムに対し第1検出部1nと第2検出部2nとからなる物体検出部を備えている。例えばn番目のコラムの第1検出部1nは図8,図9に示すように、そのコラムの商品収納ラック5に商品17を投入する投入口3の付近の、商品17がトップトレイ20上を転がりまたは滑り始める場所に設置される。第1検出部1nは物体が投入された時点でそれを検出し、商品収納ラック5に商品が満杯になるまで投入されてもそれを検出することができる。
【0026】
さらに、図10を用いて第1検出部の構成を具体的に説明する。
図示のように、第1検出部1nをここでは2つの光センサ101n,102nから構成するが、光センサに限らずこれと同等の素子を用いることができる。この光センサは図3と同じく発光素子と受光素子を並べて配置したもので、発光素子の発した光を物体に照射し、受光素子でその反射光を検出することで物体の有無を検出する。すなわち、先ず商品17が投入されると、光センサ101nの発光素子101nLから出射された光101nSは商品17で反射し、その反射光101nRを光センサ101nの受光素子101nDで受光し、商品を検出する。このとき、光センサ102nは、まだその出射光102nSが商品17に当たらないので商品を検出しないが、商品ガイド19に沿ってトップトレイ20上を進むことで、光センサ101nよりも少し遅れて商品17を検出する。
【0027】
ここで、商品と商品以外の物体の判別方法について説明する。
商品17が投入口3より投入された場合を考える。商品17の投入時の速度は0.5〜1.0m/s程度で、光センサ101nと102nの検出範囲が、商品17の転がる方向へ10mmだけ離してあれば、光センサ101nが商品17を検出した10〜20ms後に光センサ102nは商品17を検出する。同様に、商品17の大きさや形状、および光センサ101n,102nの検出位置に応じて、光センサ101nおよび102nが商品17を検出している時間の長さはある程度の範囲に収まる。よって、光センサ101n,102nの検出信号を横軸に時間を用いて表わすと、図11のようになる。Δtonは光センサ101nと102nがそれぞれ商品17を検出して信号がオンになる時間差を示し、Δtoffは光センサ101nと102nのそれぞれの検出範囲から商品が通過し信号がオフになる時間差を示し、Δt1,Δt2は光センサ101n,102nがそれぞれ商品17を検出して信号がオンの状態である時間の長さを示す。このような信号が得られた場合、後段の物体判別部40は商品17が投入されたと判別し、計数処理部30は投入数を1だけ計数し、在庫数を1つ分増やす。
【0028】
次に一度投入した商品を取り出す場合を考えると、図12のように光センサ102nが先に商品17を検出し、少し遅れて光センサ101nが商品17を検出する。この場合、光センサ101nが物体を検出した時刻から光センサ102nが同じ物体を検出する時刻までの時間差Δtonが負になるので、後段の物体判別部40は商品17が投入口より取り出されたと判別し、計数処理部30は投入数を−1とし、在庫数を1つ分だけ減らす。
【0029】
さらに、商品以外の物体が投入口3に入った場合で、特に商品を補充する作業者の手が入った場合を考える。作業者の手が入る場合として、トップトレイ20上でガイド19などに引っかかった商品を取り出そうとして手を投入口3から深く挿入したり、コラムの商品の種類を交換する際にガイドやトレイの位置を調整するために手を入れたり、あるいはいたずら目的で故意に手などを入れて商品在庫数を操作しようとする場合などが考えられる。手が挿入された場合、図13のように光センサ101nまたは102n若しくはその両方が物体を検出している時間Δt1,Δt2は、商品が通過した場合の時間Δt1,Δt2に比べて明かに長いので、物体判別部40はこの時間Δt1,Δt2を監視し、これがある値より長い場合にはこれを商品ではないとして判別する。
【0030】
次に、指などを第1検出部1nの前で素早く動かした場合、光センサ101nおよび102nが検出する信号は、例えば図14のようになる。指を検出している時間Δt1,Δt2を商品を検出した場合のそれと区別できないほどにすることは可能であるが、例えば商品の進行方向へ指を動かした後、それを引き戻した場合、図11で説明したような商品を投入したときの信号パターンと、図12で説明したような商品を引き出したきのような信号パターンが連続する。このような場合、2つの光センサ101n,102nの検出時間差Δtonは1つ目の検出(Δton1)に対しては正の値で、次の物体の検出(Δton2)に対しては負の値となるので、物体判別部40は商品が投入または引き出されたとは判別せず商品以外の物体であると判別し、計数処理部30では計数をしない。なお、図14には連続して3つ(これ以上の場合も同様)、物体を検出した場合を示している。商品を投入する場合、1回に投入できる個数は2個であり、投入動作を連続的に行なっても経験的に0.2〜0.4秒以上の間隔が開く。よって、ある時間内に3つ以上の物体を検出した場合は、物体判別部40は検出した物体を商品以外の物体と判別し、計数処理部30では計数をしない。
【0031】
第2検出部は例えば図9に示すように、n番目のコラムの商品収納ラック5の途中で、商品17が投入口3より投入され、ガイド19に沿ってトップトレイ20上を転がりまたは滑り、トップトレイ20から商品収納ラック5内に落下し始める場所またはその場所よりも下に設置される。図9に示す第2検出部2nも第1検出部1nと同様の光センサ201nを用いており、したがって検出原理も同様である。
この第2検出部2nは商品が落下し始めてから検出するので、後から商品が取り出されることを想定する必要がなく、また商品以外の物体がこの位置まで入ってくることはないので、通常ここで検出されたものは後段の物体判別部40で商品と判別され、数処理部30で計数される。
【0032】
以上のように、第1検出部1nおよび第2検出部2nはそれぞれ独立に物体を検出するので、計数処理部30で投入数の計数を行なうことができ、商品17が投入されれば2つの検出部はほぼ同時に検出するので、計数結果は同じになるはずである。しかし、第1検出部1nまたは第2検出部2nのいずれかが、商品以外の物体を誤って検出したり、商品が投入されたにもかかわらず検出しない場合があり、このとき2つの検出部の検出結果による計数結果に差が生じる。例えば、商品17を2個連続で投入した場合に、トップトレイ20から落下した2つの商品17が密着して第2検出部2n前を通過することがある。このとき、2つの検出部の各光センサの出力は例えば図15のようになる。
【0033】
上記の場合、第1検出部1nの光センサ101nと102nは2つのパルス状の信号を出力し、物体判別部40は2つの商品17が投入されたと判別するが、第2検出部2nの光センサ201nは1つのパルス状の信号を出力し、物体判別部40は1つの商品17が投入されたと判別し、2つの検出部の間で投入数に差が生じる。そこで、物体判別部40は2つの検出部の信号出力を比較し、どちらが正しいかを判別する。図15の例では、第2検出部2nの光センサ201nのオン信号の継続時間Δt3を監視し、これが例えば50msよりも長い場合には投入された商品17は2個であると判断し、短い場合は1個と判断する。このような誤差が発生するパターンは他にもいろいろあり、それらは経験的に認知できる。そのようなパターンを解析し、誤差が発生した場合にも正しい判断ができるように、物体判別部40に判断基準を設定する。
【0034】
図6または図7の構成においては、在庫計数値によって第1検出部1nか第2検出部2nのいずれかの結果を優先的に採用し、最終的な計数結果の信頼性を向上させることができる。例えば、あるコラムの在庫が無い状態で商品を補給する作業者がコラムの商品を変える場合に、トップトレイ20やガイド19の位置を調整する場合がある。このとき、第1検出部1nがガイド19や作業者の手を誤って商品として検出する可能性があるのに対し、第2検出部2nでは誤って検出することはまず無い。そこで、商品在庫計数が第2検出部2nの検出範囲よりも少ない場合には第2検出部2nにより計数を行ない、第1検出部1nは補助的な商品17の投入監視として用いる。この補助的な監視は先の図15の例に示すように、第2検出部2nが誤検出した場合に正しい判断ができるようにするための助けとなるものである。逆に在庫が第2検出部2nの検出範囲よりも多くある場合には、第2検出部2nは投入された商品17を検出できないので、第1検出部1nの検出結果を優先的に採用する。第1検出部1nと第2検出部2nからなる物体検出部は、自動販売機に搭載されるコラム数Nの分だけ設けられ、計数処理部30に接続されている。
【0035】
図6に示す自動販売機に対しても従来と同様、自動販売機の正面に設置され顧客が商品を購入する際に押す販売スイッチ14n、商品が売切れたことを検出する売切れ検出スイッチ12n、扉の開閉状態を検出する扉スイッチ8等が設けられる(図8参照)。計数処理部30はこれら販売スイッチ14n,売切れ検出スイッチ12nおよび扉スイッチ8に通信手段50を介して接続されており、各コラムの商品が販売されたことや、商品が売切れたことや、自動販売機の扉が開いているのか閉じているのかを検出する。なお、図8にはn番目のコラムに対応した販売スイッチ14nと売切れ検出スイッチ12nと扉スイッチ8を表示し、他のコラムに対応するものは図示を省略している。
さらに、図7,図8に示すように、販売処理や庫内温度管理など、自動販売機に関する各種処理,管理を行なうための制御装置9を従来と同様に設けることもでき、この場合は各コラムに対応した販売スイッチ14n,売切れ検出スイッチ12nおよび扉スイッチ8がこの制御装置9に接続され、通信手段50を介して計数処理部30と接続される。
【0036】
商品の在庫数は販売によって減るので、n番目のコラムの商品の販売信号を検出したときはn番目のコラムの在庫数を1個だけ減らし、売切れ信号を検出したときはn番目のコラムの在庫数を0にリセットするのは勿論である。また、商品の投入は商品補充作業者により任意に行なわれ、どのコラムにいつ商品が投入されるか分からないので、全ての物体検出部40が常時物体の有無を監視しなければならないが、商品の投入は実際は自動販売機の扉が開いている状態でのみ行なわれるので、物体検出部40による商品投入の監視は扉が開いている状態を検出しているときだけ行なえば良く、これにより計数処理を効率的に行なことができる。
以上のように、商品の投入数を計数して在庫計数を増やし、販売により在庫計数を減らすことにより在庫を管理することができるが、実際には投入された商品を検出できなかったり、他の物体を商品として検出したりして商品の投入数を誤ってしまうことがある。そして、その誤差は商品が売切れるまで修正されずに累積してしまうのが普通である。つまり、商品在庫計数装置は1度誤計数すると、商品が売切れて在庫が0個にならない限りその誤差は修正されないが、図6,図7の例では必ずしも商品が売切れ状態にならなくとも、以下のようにして正しい値にできる(リセットするとも言い、上記第1の実施形態で説明した0リセットとは異なる意味に用いる)ようにしている。
【0037】
そのために、図6または図7の計数処理部30には、各コラム毎に、商品の大きさに応じて商品収納ラック5に収容可能な商品数、および第2検出部2nの検出範囲まで商品を積み重ねた場合の在庫数を記憶させて置く。すなわち、ラック5は例えば商品の大きさに合わせて、トップトレイ20の位置や商品販売機構4nを調整する場合もあるが、商品を収納する部分は商品の大きさによらず同じである。よって、大きい商品を収容する場合には収容数は少なくなり、小さい商品を収容する場合には収容数は多くなる。例えば大小2種類の商品がある場合、あるコラムに対し、大きい商品は18個、小さい商品は25個入り、また第2検出部2nの検出範囲まで積み上げた場合の商品の数量は大きい商品は14個、小さい商品の場合は18個である。このようなデータを予め調べて計数処理部30に記憶させておくことで、後述するように誤計数が生じた場合にも途中で正しい値にリセットすることができる。
【0038】
図16は商品が投入されてラック5内に下から積み上げられ、m個目の商品17が第2検出部2nの検出範囲(光センサ201nの正面)に停止した瞬間を示す。このとき、光センサ201nの信号は図17のようになる。第2検出部2nは通常、商品17が通過したときにはパルス状の信号を出力する、つまり光センサ201nは商品17を検出している間だけオン信号を出力し、オン信号が数ms〜数10ms程度継続した場合に物体判別部40は商品17が通過したと判断し、計数処理部30で計数する。図17は光センサ201nで検出した商品17のオン信号が継続時間Δt03以上であることを示し、このような信号を検出したときは物体判別部40は第2検出部2nまで商品が積み上がってきたことを検出する。一方、上述の例によれば、第2検出部2nまで商品が積み上げられた場合、大きい商品ならば14個、小さい商品であれば18個になる。このとき、m個目を計数した時点での在庫数が、それまでに計数を誤って1個分を検出せずに17個であった場合には、計数処理部30はこのコラムに収容されている商品は小さい方の商品であると判断し、在庫数を18にリセットする。すなわち、その時点での計数値が大きい商品の場合の14個と小さい商品の場合の18個とのどちらに近いかで商品の大きさを判断し、判断した商品の大きさに従ってあるべき在庫数に修正する。
【0039】
ところで、第2検出部2nの検出範囲に商品17が停止したが、商品17の停止位置が少しずれているとか、商品17の形状が検出に適さないなどの原因により、検出した状態が継続しない場合の商品の大きさ判別方法、および在庫数のリセット方法について説明する。
図15の続きでm+1個目の商品17を投入すると、第1検出部1nでは投入を検出するが、第2検出部2nの前にはm個目の商品17があるので、m+1個目の商品は検出しない。つまり、第1検出部1nで商品の投入を検出し、第2検出部2nで商品を検出しなかった場合には、上述と同様にして計数処理部30により商品17の大きさを判別し、在庫数をm+1個としてリセットする。ただし、m+1個でリセットしても良いが、投入した商品17がトップトレイ上で引っかかったために第2検出部2nで検出されないなどのトラブルも考えられるので、第1検出部1nで商品の投入を検出し、第2検出部2nで商品17を検出しなかった状態が連続して生じ、第1検出部1nによる計数が第2検出部2nによる計数よりも2個ないし3個多くなるm+2個ないしm+3個でリセットするのがより確実である。
【0040】
商品17を満杯まで投入すると商品は第1検出部1nの検出範囲に停止し、光センサ101nと102nの少なくとも一方は商品を検出した状態を継続する。一方、第1検出部1nおよび物体判別部40は手などの挿入を想定して、商品と商品以外の物体との判別機能を有しており、また、投入行為を終了し扉を閉めた時点では手などの挿入は考えなくても良いので、扉を閉めた状態で第1検出部1nを監視し、商品を検出した状態が継続しているときには、商品は満杯と判別することができる。この場合は、上述と同様に計数処理部30により、計数結果と計数処理部30に予め記憶されている商品数とを比較して商品17の大きさを判別し、在庫数を適切な値、つまり正しい値にリセットする。
【0041】
商品17を満杯まで投入しても、商品17の位置が少しずれているとか、商品17の形状が検出に適さないなどの原因により、検出状態が継続しなかった場合、上記のような方法では満杯であることを検出することができない。
しかし、このような場合でも、1個目が販売されたときに商品17の位置は順次繰り下げられ、第1検出部1nの検出範囲を商品17が移動するので、何らかの信号を得られる場合がある。このような信号を得られた場合は、上記と同様その時点での在庫計数値と収容可能な商品数を比較することで商品17の大きさを判別するとともに、満杯状態から1個販売されているので上記収容可能な商品数から1個だけ少ない数値にリセットする。また、商品17の積み重なり具合によっては、1個目を販売しても第1検出部1n付近の商品17が動かないことがある。そのため、2個目を販売した場合も同様に第1検出部1nの信号を監視し、何らかの信号変化があった場合には収容可能な商品数から2個だけ少ない数値にリセットする。
【0042】
商品17の位置は販売によって順次繰り下げられ、第2検出部2nの検出範囲よりも在庫数が多い場合は、第2検出部2nの出力には何らかの信号変化を生じる。販売により在庫が減り続け、1番上にある商品が第2検出部2nの検出範囲にある状態から、1個商品が販売された時を最後に第2検出部2nの信号変化はなくなる。よって、計数処理部30は、販売スイッチ14nが押されたことを直接または自動販売機の制御装置9を介して検出した時点から、販売されたコラムの第2検出部2nの信号を監視し、信号変化がなかった場合には先のm(18または14)個よりも2個だけ少ない数値で在庫数をリセットする。なお、商品の大きさを判別する方法は上述の通りである。また、商品17を販売したときに在庫の位置は順次繰り下げられるが、商品の積み重なり具合などにより上のほうに積まれた商品17の位置が動かない場合もあるので、商品販売時に第2検出部2nの信号変化がない状態が2回続いた場合に、商品在庫数をm−3にリセットする方がより確実である。
なお、以上のように判別した商品の大きさを計数処理部30に記憶しておけば、商品在庫数をリセットできるような状況になった場合に、改めて商品の大きさを判別する必要を無くすことができる。
【0043】
【発明の効果】
請求項1ないし3の発明によれば、判別信号,商品販売信号,商品売切れ信号および扉開閉信号から収納された商品の数量を検出することで、オペレータが商品ガイドの位置を変更したり、商品姿勢直しのために手を挿入したりしても誤計数することなく、商品の数量を正確に検出することが可能となる。特に、請求項2,3の発明にように検出手段を2箇所に設けることにより、商品か否かの判別精度を向上させ、商品数量の検出をより正確に行なうことが可能となる。
請求項4の発明によれば、検出手段を1個または複数の反射型光センサとすることで、物体の通過を簡単,確実に検出することができる。
【0044】
請求項5の発明によれば、商品販売スイッチからの信号を利用することで、在庫商品数量を確実に検出できる。
請求項6の発明によれば、商品売切れスイッチからの信号を利用することにより、商品在庫がない状態が確実に検出可能となる。
請求項7の発明によれば、扉の開閉手段を設け商品の投入開始及び終了を扉の開閉と合わせて検出することで、より確実に投入開始,終了の検出が可能となる。また、扉の開閉状態を検出することにより、常に商品の投入を監視する必要がなくなり、扉が開いているときだけ商品の投入を監視すれば良いので、検出手段の光センサなどを動作させる時間を限定でき、消費電力の抑制や光素子の劣化などを抑制できる。
【0045】
請求項8の発明によれば、判別手段により商品通過信号のオン時間の長さから通過物が商品か手かの判定をするようにしたので、商品か否かの判別が確実となる。また、判別手段において商品と判定する回数が所定数以上のときは、数量検出手段により商品でないと判断することで、正確な判断による確実な計数処理が可能となる。
請求項9の発明によれば、数量検出手段は販売検出手段および売切れ検出手段からの信号を用いることで、商品数量の加算,減算および0リセットを確実に行なうことができる。
請求項10の発明によれば、数量検出手段は扉スイッチからの扉開閉信号と、判別手段による信号のオン時間とを利用することで、商品の満杯状態を確実に検出可能となる。
【0046】
請求項11の発明によれば、商品を収容するラック内の2箇所に取り付けられた検出手段が、投入されラック内を通過または停止している物体をそれぞれ検出し、独立に計数することで、一方に誤計数が生じた場合にも信号パターンから正しい計数結果を得ることができる。
請求項12の発明によれば、各コラム毎に収容可能な商品数や第2検出手段の検出可能範囲までの商品格納数を記憶しておくことで、常に正しい商品在庫数を把握することができる。
【0047】
請求項13から請求項18の発明によれば、商品を収容するラック内の2箇所に取り付けられた検出部により、ラック内に積み上げられた在庫の1番上の商品を検出した場合は、商品の大きさおよびその位置までに積み上げられた商品の在庫数が分かるので、誤計数によって実際の在庫数との差が生じている場合にも、在庫数を正しい値にリセットすることができる。また、一度判別した商品の大きさを記憶し、その商品が売切れるまで保持することで、より信頼性の高い在庫計数が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】図1の商品収納ラックの内部構造説明図である。
【図3】図1の光センサによる検出原理説明図である。
【図4】この発明の第1の実施の形態の動作を説明するフロチャートである。
【図5】この発明の第1の実施の形態の別の動作を説明するフロチャートである。
【図6】この発明の第2の実施の形態を示す構成図である。
【図7】図6の変形例を示す構成図である。
【図8】図7に対応する自動販売機の全体構成を示す構成図である。
【図9】図6,図7の商品収納ラックの内部構造説明図である。
【図10】図8の光センサによる検出原理説明図である。
【図11】第1検出部出力の第1の例を示す波形図である。
【図12】第1検出部出力の第2の例を示す波形図である。
【図13】第1検出部出力の第3の例を示す波形図である。
【図14】第1検出部出力の第4の例を示す波形図である。
【図15】第1,第2検出部の出力例を示す波形図である。
【図16】商品が第2検出部の検出範囲内に停止した瞬間を示す説明図である。
【図17】図16の場合の第2検出部の出力波形例図である。
【符号の説明】
1n…第1検出部、2n…第2検出部、3…商品投入口、4…商品販売機構、5…商品収納ラック、6…内扉、7,101n,102n,201n…光センサ、8…扉スイッチ、9…制御装置、10…自動販売機本体、12…商品売切れ検出スイッチ、14…商品販売スイッチ、16…仕切板、17…商品、18…通路規制板、19…ガイド、20…トップトレイ、30…計数処理部、40…物体検出部、50…通信手段、71,101nL,102nL…発光素子、71a,101nS,102nS…出射光、72,101nD,102nD…受光素子、72a,101nR,102nR…反射光。
Claims (18)
- 商品を転動落下させつつ下から順番に積み重ねて収納する商品収納用ラック仕切板の商品投入口近傍に設置され商品収納時の商品の通過を検出する検出手段と、この検出手段により検出された通過物に対する信号にもとづき通過物が商品か否かを判別する判別手段と、商品が販売されたことを検出する商品販売検出手段と、商品の売切れを検出する商品売切れ検出手段と、自動販売機の扉の開閉状態を検出する扉開閉検出手段と、前記判別手段からの判別信号と前記商品販売検出手段からの商品販売信号と前記商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号と扉開閉検出手段からの扉の開閉信号とから商品の数量を検出する数量検出手段とを備えてなることを特徴とする自動販売機の商品数量検出装置。
- 商品を転動落下させつつ下から順番に積み重ねて収納する商品収納用ラック仕切り板の商品投入口近傍に設置されこの商品投入口から前記商品収納用ラックに至る通路内における物体の有無を検出する第1検出手段と、商品収納用ラックの途中に設置されて物体の有無を検出する第2検出手段と、前記第1検出手段および第2検出手段から出力される信号を時系列に処理することにより物体の通過,停止を検出し物体が商品か否かを判別する判別手段と、商品が販売されたことを検出する商品販売検出手段と、商品の売切れを検出する商品売切れ検出手段と、自動販売機の扉の開閉状態を検出する扉開閉検出手段と、前記判別手段からの判別信号と商品販売検出手段からの商品販売信号と商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号と扉開閉検出手段からの扉の開閉信号とから商品の数量を検出する数量検出手段とを備えてなることを特徴とする自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記数量検出手段は自動販売機に関する各種処理,管理を行なう制御手段との通信手段を有し、前記制御手段および通信手段を介して前記商品販売信号,商品売切れ信号および扉の開閉信号を受信することを特徴とする請求項2に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記検出手段または第1検出手段,第2検出手段は、発光素子と受光素子を同一方向に並列に配置し、前記発光素子より発した光の反射光を検知する1個または複数の反射型光センサからなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記商品販売検出手段は、商品販売スイッチからの信号により商品が販売されたことを検出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記商品売切れ検出手段は、商品売切れスイッチからの信号により商品が売切れたことを検出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記扉開閉検出手段は、扉スイッチからの信号により扉の開閉状態を検出し商品の投入開始および終了を検出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記判別手段は、前記検出手段または第1検出手段の出力信号が一定時間内の信号パルスが1つまたは2つ以内である場合には通過物体を商品と判別し、一定時間内に3つ以上のパルス状信号を含む場合、または一定時間以上の長さの信号である場合には通過物体を商品以外の物体と判別することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記数量検出手段は、前記商品販売検出手段により商品が販売されたことを検出した場合は商品の数量を減算し、前記判別手段により通過物を商品と判定した場合は、判定してから一定時間が経過したときに、前記商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号が売切れ状態でないときに限って商品の数量を加算し、判別手段により通過物が商品と判定されなかった場合は、商品売切れ検出手段からの商品売切れ信号が売切れ状態であるときに、商品の数量を0にリッセトすることを特徴とする請求項1に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記数量検出手段は、前記商品が投入終了状態であり、かつ前記判別手段により信号のオン時間が或る判定時間よりも長いと判断した場合は、商品が満杯に収納されていると判定することを特徴とする請求項1に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記数量検出手段は、前記第1検出手段および第2検出手段の検出信号を受けて個別に計数を行ない、双方の計数結果に差が生じた場合はその時点での在庫計数,2つの検出手段の検出信号パターンの比較およびリセット条件の検出の有無を勘案して最終的な計数結果を決定することを特徴とする請求項2または3に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記数量検出手段に、各コラム毎に商品の大きさに応じて収容可能な商品数、および前記第2検出手段の検出範囲まで在庫が積み上がった場合の商品数を予め記憶しておくことを特徴とする請求項2または3に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記積み上がった在庫の一番上の商品が第2検出手段の検出範囲に停止したことを検出したときは、前記数量検出手段はその時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることを特徴とする請求項12に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記第1検出手段で商品の投入を検出し、第2検出手段では商品の通過を検出しなかったときは、前記数量検出手段はその時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることを特徴とする請求項12に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記扉を閉めた状態で前記第1検出手段が商品を検出しているときは、その時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることを特徴とする請求項12に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記扉を閉めた後各コラム毎で1個目または2個目の商品を販売した際前記第1検出手段から信号が出力されたときは、その時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることを特徴とする請求項12に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 商品を販売した場合に第2検出手段から信号が出力されなかったときは、その時点での計数結果から商品の大きさを判別し、計数結果を適切な値にリセットすることを特徴とする請求項12に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記数量検出手段は、判別した商品の大きさを商品が売切れるまで記憶しておき、以後、計数結果をリセットする際に利用することを特徴とする請求項13ないし17のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
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