JPH04340492A - 媒体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送路上の媒体の有無
を、受光素子の光電流の変化により検知する媒体検知装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば金融機関に設けられた自動取引装
置は、キャッシュカードや通帳の挿入を検知し、各種の
取引を実行する。また、伝票等の帳票を取り扱う装置に
おいても、搬送路上でこれらの媒体の有無や通過を検知
するための装置が設けられている。複写装置等において
も、やはり複写用紙の有無や通過を検知するための媒体
検知装置が設けられている。

【０００３】図２に、このような従来の媒体検知装置概
略を示すブロック図を図示した。図の装置は、発光素子
ドライブ回路１１に駆動されて発光する発光素子１２と
、受光トランジスタ１４及びその出力を処理する可変負
荷抵抗１３、電圧読取回路１５、負荷抵抗調整手段１６
、記憶部１７及び制御部１８を備えている。この装置は
、発光素子１２の光を受光トランジスタ１４が受けて、
その出力を制御部１８が監視する一方、発光素子１２と
受光トランジスタ１４の間を媒体が通過した時にその光
が遮られ、受光トランジスタ１４の出力が変化すること
によって、媒体の有無を検知する構成とされている。発
光素子ドライブ回路１１は、発光素子１２に対し発光の
ための電力を供給する電源回路から成る。発光素子１２
は例えば発光ダイオード等から構成される。

【０００４】可変負荷抵抗１３は、受光トランジスタ１
４の出力回路に挿入され、受光トランジスタ１４の出力
電流を電圧変換する抵抗器から成り、電子的スイッチに
よりその抵抗値が変化する構成のものである。電圧読取
回路１５は、受光トランジスタ１４の出力電圧を読み取
り、その値を制御部１８に向け出力するＡ／Ｄ変換回路
等から成る回路である。制御部１８は例えばマイクロプ
ロセッサ等から成り、この装置の動作を制御するための
ものである。負荷抵抗調整手段１６は、制御部１８によ
り設定された値に、可変負荷抵抗１３の抵抗値を調整す
る回路から成り、具体的には可変負荷抵抗１３に設けら
れた図示しない複数の抵抗器の何れかを、受光トランジ
スタ１４の出力に接続するようスイッチを制御する回路
から成る。記憶部１７は、制御部１８が設定した負荷抵
抗値やその他の演算用データを記憶しておく記憶素子か
ら成り、これは装置の電源を遮断してもその内容が消え
ることのないよう、バッテリ等でバックアップされた記
憶素子から構成される。

【０００５】図３に一般の受光トランジスタの出力特性
説明図を示す。図の横軸はコレクタ−エミッタ間電圧Ｖ
ｃｅで、縦軸はコレクタ電流Ｉｃ　を示している。図に
おいて、特性曲線ａは、媒体が無い場合の受光トランジ
スタ１４の出力特性を示す。また、特性曲線ｂは媒体が
有る場合の出力特性を示す。そして、直線ｃは電源電圧
がＶｃｃの場合の負荷抵抗調整完了時の負荷直線、直線
ｄは負荷抵抗値が比較的小さい場合の負荷直線、直線ｅ
は負荷抵抗が比較的大きい場合の負荷直線を示す。また
、点ｏは直線ｃの動作条件における媒体が無い場合の動
作点、点ｐは直線ｃの動作条件における媒体が有る場合
の動作点である。また点ｑは直線ｄの動作条件における
媒体が無い場合の動作点、点ｒは直線ｄの動作条件にお
ける媒体が有る場合の動作点である。また点ｓは直線ｅ
の動作条件における媒体が無い場合の動作点、点ｔは直
線ｅの動作条件における媒体が有る場合の動作点である
。

【０００６】なおＶｃｃは受光トランジスタのバイアス
電圧。Ｖｏｆｆ　は負荷抵抗調整が完了し、且つ媒体の
無い場合のコレクタ−エミッタ間電圧である。この電圧
は受光トランジスタ１４の飽和領域と不飽和領域との境
界点の電圧となる。またＶｏｎは負荷抵抗調整完了時で
かつ媒体が有る場合のコレクタ−エミッタ間電圧である
。またＶｏ　−ｐ　は直線ｃにおける媒体無しの場合と
媒体有りの場合との電位差、Ｖｑ　−ｒ　は直線ｄにお
ける媒体無しの場合と媒体有りの場合との電位差、Ｖｓ
　−ｔ　は直線ｅにおける媒体無しの場合と媒体有りの
場合の電位差、Ｖｓ　はＶｏｆｆ　に定数を加算した電
圧値であって、媒体の有無を判定するための閾値である
。

【０００７】上記のような特性を示す受光トランジスタ
を用いて、媒体の有無を効果的に検知するには、媒体無
しの場合の特性曲線ａにおける受光トランジスタの動作
点が、飽和領域と不飽和領域との境界点、即ち、図３中
の点ｏと成るように負荷抵抗を調整すればよい。即ち、
媒体無しの場合の受光トランジスタ１４の動作点が点ｏ
にある場合には、媒体無しの時と媒体有りの時のコレク
タ−エミッタ間電圧の電位差はＶｏ　−ｐ　となる。一
方、負荷抵抗が比較的小さい場合、直線ｄに示すように
、受光トランジスタ１４の動作点が飽和領域上の点ｑに
なる。この場合、媒体の有る場合と無い場合とのコレク
タ−エミッタ間電圧の電位差はＶｑ　−ｒ　となる。ま
た、負荷抵抗が比較的大きい場合には、受光トランジス
タ１４の動作点が不飽和領域上の点ｓに移る。この場合
、媒体が有る場合と無い場合のコレクタ−エミッタ間電
圧の電位差はＶｓ　−ｔ　となる。上記Ｖｑ　−ｒ　と
Ｖｏ　−ｐ　とＶｓ　−ｔ　を比較すると、Ｖｏ　−ｐ
　が最も大きい。従って、媒体無しの場合の受光トラン
ジスタ１４の動作点を点ｏにすれば、媒体の有無を最も
高感度で検知することができる。

【０００８】ここで、図２に示す従来の媒体検知装置の
動作を説明する。まず発光素子１２が発光すると、受光
トランジスタ１４がその光を受け、所定の出力電流を得
る。この出力電流は可変負荷抵抗１３によって電圧変換
される。電圧読取回路１５は、この電圧Ｖｃｅを読み取
る。そしてその出力は制御部１８に送り込まれる。制御
部１８がマイクロプロセッサー等で構成される場合、電
圧読取回路１５は、受光トランジスタ１４の出力をデジ
タル値に変換して出力する回路となる。制御部１８は媒
体なしの状態でこのような電圧を読み取り、記憶部１７
に予め記憶されたＶｏｆｆ　と比較する。そして、読み
取られたＶｃｅがＶｏｆｆ　より大きかった場合、即ち
図３の点ｑの側に受光トランジスタ１４の動作点が有っ
たような場合には、負荷抵抗調整手段１６に設定された
値に適当な抵抗値を加算し、負荷抵抗調整手段１６に対
し可変負荷抵抗１３の再設定を指示する。

【０００９】負荷抵抗調整手段１６は、これによって可
変負荷抵抗１３の負荷抵抗切り換え信号を生成し、可変
負荷抵抗１３のスイッチを作動させて抵抗値を調整する
。以上の調整動作を、電圧読取回路１５で読み取ったＶ
ｃｅがＶｏｆｆ　と等しくなるまで繰返し、受光トラン
ジスタ１４の動作点が点ｏとなるようにする。一方、制
御部１８は、電圧読取回路１５で読み取ったＶｃｅがＶ
ｏｆｆ　より小さかった場合、即ち動作点が点ｓの側に
あるような場合には、前回とは反対に負荷抵抗の値を適
当量、低くするよう負荷抵抗調整手段１６に指示する。 これに従って負荷抵抗調整手段１６は負荷抵抗切り換え
信号を生成し、可変負荷抵抗１３の値を調整する。この
ようにして、先に説明したと同様に受光トランジスタ１
４の動作点が点ｏになるように調整される。

【００１０】上記調整の完了後、その負荷抵抗値は記憶
部１７に記憶される。そして、実際に装置が媒体検知動
作を行う場合には、制御部１８は記憶部１７に格納され
た負荷抵抗値を設定するよう負荷抵抗調整手段１６に指
示する。これによって、可変負荷抵抗１３が最適値に設
定される。この時の負荷直線は、図３に示す直線ｃとな
り、媒体が無い場合の動作点はｏ、媒体有りの場合の動
作点は点ｐとなる。従って、媒体が有る場合の出力電圧
はＶｏｎ、媒体が無い場合の出力電圧はＶｏｆｆ　とな
り、これが電圧読取回路１５により検出される。制御部
１８はこの出力電圧を閾値Ｖｓ　と比較し、出力電圧が
Ｖｏｎの場合媒体有り、出力電圧がＶｏｆｆ　の場合媒
体無しと判定する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な受光トランジスタの特性は、そのばらつきや汚損によ
り比較的大きく変化する。図４に一般の受光トランジス
タの特性変動説明図を示す。図のグラフも、図３と同様
横軸にコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅを取り、縦軸に
コレクタ電流Ｉｃ　を取ったものである。ここで、標準
的な特性の受光トランジスタは、図の特性曲線ｆに示す
ような出力特性を示す。しかしながら、その特性のばら
つきにより最大特性ｇから最小特性ｈまで各種の特性を
示すものがある。また受光トランジスタが長期間使用さ
れて汚損されたような場合には、その出力特性が低下し
直線ｉあるいは直線ｊに示すようになる。

【００１２】ここで、点ｖは曲線ｆにおける飽和領域と
不飽和領域との境界点、点ｗは曲線ｇにおける飽和領域
と不飽和領域との境界点、点ｘは曲線ｈにおける飽和領
域と不飽和領域との境界点、点ｙは曲線ｉにおける飽和
領域と不飽和領域との境界点、点ｚは曲線ｊにおける飽
和領域と不飽和領域との境界点を示している。またＶｏ
ｆｆ１は点ｖにおけるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ
、Ｖｏｆｆ２は点ｗにおけるコレクタ−エミッタ間電圧
Ｖｃｅ、Ｖｏｆｆ３は点ｘにおけるコレクタ−エミッタ
間電圧Ｖｃｅ、Ｖｏｆｆ４は点ｙにおけるコレクタ−エ
ミッタ間電圧Ｖｃｅ、Ｖｏｆｆ５は点ｚにおけるコレク
タ−エミッタ間電圧Ｖｃｅである。

【００１３】ここで、図２に示したような装置において
は、先に説明したように、標準的な特性である特性曲線
ｆにおける飽和領域と不飽和領域との境界点ｖでのコレ
クタ−エミッタ間電圧であるＶｏｆｆ１のところに、媒
体が無い場合の動作点が来るように自動調整される。即
ち、図２の記憶部１７にはこの電圧Ｖｏｆｆ１に対応す
る負荷抵抗値が記憶されている。従って、もし受光トラ
ンジスタのばらつきによって特性曲線がｇである場合に
は、動作点は不飽和領域になり、また受光トランジスタ
の特性曲線がｈの場合には動作点は飽和領域になる。従
って、従来装置では、それぞれの受光トランジスタの最
適動作点であるｗやｘの点からずれたところに動作点が
設定される。さらに受光トランジスタが汚損等によって
、特性が変化すると、何れの場合にも動作点は不飽和領
域にずれてしまう。

【００１４】また、特性曲線ｉ、ｊの受光トランジスタ
の場合、その動作点をそれぞれｙｚに選定した場合と比
較して、その検出感度が著しく低下してしまう。これは
媒体有無の誤検出につながる恐れもある。本発明は以上
の点に着目してなされたもので、上記のように受光トラ
ンジスタの出力特性にばらつきや汚損等に基づく変動が
あった場合においても、媒体の検知を最適な条件で行う
ことのできる媒体検知装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の媒体検知装置は
、搬送路上の媒体の有無を検知する受光素子と、当該受
光素子の出力電流を電圧変換する可変負荷抵抗と、前記
電圧変換された出力電圧を読み取る電圧読取回路と、前
記可変負荷抵抗を変化させたときの前記電圧読取回路の
読み取り値を用いて前記受光素子の出力特性曲線を求め
る出力特性算出手段と、前記媒体の有無を検知する場合
の最適動作点を前記出力特性曲線上に求めて、該当する
負荷抵抗値を前記可変負荷抵抗に設定する負荷抵抗調整
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】この装置は、負荷抵抗設定の際にまず、可変負
荷抵抗を変化させながらその出力電圧を読取り、出力特
性算出手段において出力特性曲線を求める。これにより
飽和領域と不飽和領域の境界点を探索し、媒体の有無を
検知するための最適動作点を求める。従って受光素子の
特性変動があっても、常に最適の負荷抵抗を設定し、高
感度で媒体有無の検出ができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は本発明の媒体検知装置実施例を示すブロ
ック図である。図の装置には、発光素子ドライブ回路１
と、発光素子２と、可変負荷抵抗３と、受光素子４と、
電圧読取回路５と、負荷抵抗調整手段６と、記憶部７と
、制御部８及び出力特性算出手段９が設けられている。 発光素子ドライブ回路１は、発光素子２を発光させるた
めの電力を供給する回路で、図２に示した従来装置と変
わるところがない。受光素子４は、発光素子２の光を受
けてその出力を得るもので、可変負荷抵抗３は受光素子
４の出力電流を電圧変換するための抵抗である。この抵
抗値は負荷抵抗調整手段６により選択される構成となっ
ている。また、電圧読取回路５は、受光素子４の出力電
圧を読み取り制御部８に向け出力する回路である。 これらの回路の構成等も、先に図２で説明したものと変
わるところはない。

【００１８】また、記憶部７は、制御部８が調整を行い
、最終的に決定された負荷抵抗値を記憶するための記憶
素子から成り、電源が遮断されてもその内容が消滅しな
いようにバッテリー等によってバックアップされたもの
である。出力特性算出手段９は、本発明の装置において
新たに付け加えられたもので、制御部８から入力する電
圧読取回路５の出力と、そのとき設定されている可変負
荷抵抗３の抵抗値を対応付けて、受光素子４の不飽和領
域と飽和領域との境界点を探索し、最適動作点を決定す
るための動作を行う部分である。これは、実際には制御
部８の演算動作を制御するプログラム格納部等から構成
される。なお、この実施例では、負荷抵抗調整手段６に
設定される調整データが、例えばディジタル値で“００
”〜“ＦＦ”の範囲になるようにされる。この場合ディ
ジタル値の変化“１”に対し１００Ωとなるように段階
を定めると、可変負荷抵抗３の負荷抵抗値は０〜２５．
６ＫΩまでの値に調整されることになる。

【００１９】図５に、本発明の装置で求める受光素子の
出力特性曲線を示す。図の横軸はコレクタ−エミッタ間
電圧Ｖｃｅ、縦軸はコレクタ電流Ｉｃ　である。また曲
線ａ、ｂ、ｃはそれぞれ出力特性の異なる受光素子の特
性曲線である。また点ｏは曲線ａ、ｂ及びｃ上の動作点
、点ｐは曲線ａ及びｂ上の動作点、点ｑ、ｒ及びｓは直
線ａ上の動作点、点ｔｐ、ｕ及びｖは曲線ｂ上の動作点
、点ｗ、ｘ及びｙは曲線ｃ上の動作点である。また本発
明の装置はこのような特性曲線を求めるに際し、その出
力電圧が一定の割合で変化するように可変負荷抵抗を調
整していく。即ち出力特性を求める場合のコレクタ−エ
ミッタ間電圧は、Ｖ１　、Ｖ２、Ｖ３　、Ｖ４　、Ｖ５
　というように、一定の値ずつ段階的に電圧が増加して
行くように負荷抵抗を選定していく。図中Ｖ１　は、点
ｏにおけるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ、Ｖ２　は
点ｗ及びｐにおけるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ、
Ｖ３　は点ｘ、ｑ及びｔにおけるコレクタ−エミッタ間
電圧Ｖｃｅ、Ｖ４　は点ｙ、ｒ及びｕにおけるコレクタ
−エミッタ間電圧Ｖｃｅ、Ｖ５　は点ｓ及びｖにおける
コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅである。

【００２０】以下、本発明の装置の動作をフローチャー
トを用いて順に説明する。図６は本発明の装置の負荷抵
抗設定手順フローチャートである。まずステップＳ１に
おいて、パラメータｎを０に選定する。このパラメータ
ｎは、図５に示したＶ１　Ｖ２　，…Ｖ５　の添え字に
対応する番号である。次に、ステップＳ２においてパラ
メータｎに“１”を加算する。即ち開始の状態ではパラ
メータｎが“１”に設定される。そして、ステップＳ３
において電圧読取回路５の出力するコレクタ−エミッタ
間電圧Ｖｃｅを読み取る。その後ステップＳ４において
、電圧読取回路５の出力電圧が先に図５において予め定
めたＶ１に等しいか否かを判断する。もし出力電圧がＶ
１　よりも大きければ負荷抵抗調整手段６に出力する調
整データＲｎ　を、“１”だけ減少させる（ステップＳ
５）。また、もし出力電圧の方が小さければ調整データ
Ｒｎ　を“１”だけ増加させる（ステップＳ６）。こう
して出力電圧がＶ１　に等しく成るように可変負荷抵抗
３の値を選定し、その時の調整データＲｎ　を出力電圧
Ｖｎ　と対応付けて記憶部７に書き込む（ステップＳ７
）。そして上記ステップＳ２からステップＳ７の動作を
パラメータｎが“１”から“５”になるまで繰り返す（
ステップＳ８）。

【００２１】図７に上記のような処理の結果得られた記
憶部格納データの説明図を示す。上記のような処理によ
り記憶部７のアドレスｍからｍ＋８には、それぞれＶ１
からＶ５　に対応させて負荷抵抗値Ｒｎ　からＲ５　が
格納される。ここで、出力特性算出手段９は図７に格納
されたデータを読み取り、出力特性の算出を行う（ステ
ップＳ９）。即ち記憶部７中の格納データＶｎ、Ｒｎ　
から、対応する出力電流Ｉｎを算出する。この算出は次
の式によって行うことができる。 Ｉｎ　＝（Ｖｃｃ−Ｖｎ　）／Ｒ 図８は、出力特性算出結果説明図である。図８において
、Ｉｎ　＋１−Ｉｎ　は、ＶｃｃがＶｎ　からＶｎ　＋
１に変化した時のコレクタ電流Ｉｃ　の変化量である。 図８を見て分かるように、このＩｎ　＋１−Ｉｎはパラ
メータｎが“３”以降でほぼ一定値になっている。従っ
て、パラメータｎ＝３の点、即ち、図５における点ｑが
、この受光素子４の出力特性における不飽和領域と飽和
領域との境界点であると判断できる。

【００２２】このような結果に基づいて、Ｖ３　を出力
した場合の負荷抵抗Ｒ３　が最適な負荷抵抗値となり、
これに対応する調整データが記憶部７に格納される（図
６ステップＳ１０）。受光素子が図５に示す曲線ｂ　や
ｃのような特性を示した場合にも、同様の手順によって
それぞれ動作点をｐやｏに選定することができる。この
ようにして媒体検知を行えば、先に図３を用いて説明し
た通り、最適の感度で媒体検出を行うことができる。本
発明は以上の実施例に限定されない。受光素子１４は受
光量に応じて所定の出力電圧を得る各種の受光素子に置
き換えて差し支えない。また可変負荷抵抗３や電圧読取
回路５、負荷抵抗調整手段６、制御部８、出力特性算出
手段９等の構成は上記機能を有する同等の回路に置き換
えて差し支えなく、細分化しても１回路にまとめてもよ
い。 さらに記憶部１７に格納する調整データの形式等は上記
目的を達成する他のものに自由に変更して差し支えない
。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した、本発明の媒体検出装置に
よれば、受光素子の出力側に設けられた可変負荷抵抗を
変化させて、その出力電圧により受光素子の出力特性曲
線を求め、媒体有無を検知する場合の最適動作点におけ
る負荷抵抗値を設定するようにしたので、装置に取り付
けられた受光素子の特性のばらつきや汚損等に関わりな
く、最適感度で媒体の有無検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の媒体検知装置実施例を示すブロック図
である。

【図２】従来の媒体検知装置一例を示すブロック図であ
る。

【図３】一般の受光素子の出力特性説明図である。

【図４】一般の受光素子の特性変動説明図である。

【図５】本発明の装置で求める出力特性曲線説明図であ
る。

【図６】本発明の装置の負荷抵抗設定手順フローチャー
トである。

【図７】記憶部格納データ説明図である。

【図８】出力特性算出結果説明図である。

【符号の説明】

１　　発光素子ドライブ回路 ２　　発光素子 ３　　可変負荷抵抗 ４　　受光素子 ５　　電圧読取回路 ６　　負荷抵抗調整手段 ７　　記憶部 ８　　制御部 ９　　出力特性算出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　搬送路上の媒体の有無を検知する受光
   素子と、当該受光素子の出力電流を電圧変換する可変負
   荷抵抗と、前記電圧変換された出力電圧を読み取る電圧
   読取回路と、前記可変負荷抵抗を変化させたときの前記
   電圧読取回路の読み取り値を用いて前記受光素子の出力
   特性曲線を求める出力特性算出手段と、前記媒体の有無
   を検知する場合の最適動作点を前記出力特性曲線上に求
   めて、該当する負荷抵抗値を前記可変負荷抵抗に設定す
   る負荷抵抗調整手段とを備えたことを特徴とする媒体検
   知装置。