KR100394837B1

KR100394837B1 - 지질 판별 센서 및 손상 지폐 분류장치

Info

Publication number: KR100394837B1
Application number: KR10-2000-7010657A
Authority: KR
Inventors: 오마타노부아키; 세가와마사노부; 이리에아츠시; 오사다아츠시
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2003-08-19
Also published as: WO1999050797A1; CN100389439C; CN1298529A; KR20010034686A; AU2856599A; US6574569B1; JP3666395B2

Abstract

본 발명은, 지엽류 자체가 보유하는 지질반력에 착안한 것으로서, 복수의 롤러의 조합과 압압수단 및 부세수단의 조합에 의해 지질반력을 검출할 수 있도록 하여 지질류 두께의 영향을 받지않고 정확하게 지엽류의 견고성(강성)을 검출할 수 있도록 한 것이다.

Description

지질 판별 센서 및 손상 지폐 분류장치{Paper quality identification sensor and faulty paper sorting device}

이와같은 종류의 지엽류로서 지폐를 예로 들어 설명하면, 지폐는 장기간의 유통 과정에서 파손되거나 오손되며, 또는 외상이 없더라도 점차로 유연하게 되어진다. 유통에 부적합하게 된 힘이 없는(강성이 없는), 또는 변형이나 찢겨져 있는 지폐가 ATM 등에서 사용된 경우 장치의 내부에서 종이 막힘(jam)이 발생하는 원인이 된다.

이 때문에, 지폐의 결락부분이나 오염 정도를 광학적으로 검출하거나, 반송음의 주파수 분석에 의해 즉, 간접적으로 적정한 지폐인지 손상 지폐인지를 검출하는 지질 판별장치 또는 이것을 구비한 손상 지폐 분류장치가 알려져 있다.

그런데 이와 같은 간접형의 검출 시스템은 지폐에 대해 비접촉으로 손상 지폐 정도를 검출하는 구성이기 때문에, 잼 발생의 주 요소가 되는 이미 유통된 지폐 의 힘의 강약을 특정할 수 없고, 그런 이유로 검출 오차가 크고 신뢰성이 낮았다.

또한, 이와 같은 간접적인 검출 시스템에서는 피검사 대상물인 지엽류 그 자체의 변형이나 찢어짐을 검출할 수도 없었다.

이에 대하여, 이미 유통된 지폐의 힘의 강약을 직접적으로 검출하는 이른바 직접형의 판정장치가 제안되어 있다. 예를 들면, 일본 특허공개공보 평09-040216호 공보, 일본 특허공개공보 평10-111968호 공보, 일본 특허공개공보 평10-213581호 공보 등이 알려져 있다. 이러한 직접형의 검출장치의 일례를 도 8 및 도 9를 이용하여 설명한다.

이 종래 장치에서는 스태커(stacker;92)로부터 공급되는 지폐(93)의 공급면에 대해 설치된 초기 공급용의 픽업 롤러(94)와, 그 공급부분에 배열 설치된 피드 롤러(95)와 게이트 롤러(96)와 공급 검지센서(97)를 구비하고, 스태커(92)에 수납되어 있는 지폐(93)를 공급 동작하고 있다. 여기서는 공급되는 지폐(93)의 힘의 세기에 따라서 변동 허용하는 게이트 롤러(96)와 일체의 경사운동 레버(98)의 경사운동 상태를 왜곡 게이지 검지센서(90)가 검지함으로써, 지폐(93)의 힘의 강약을 판정하고 적정지폐인지 손상 지폐인지를 판정하도록 되어 있다.

그러나, 이러한 직접형의 검출장치인 경우 회전 규제된 게이트 롤러에 왜곡 게이지 검지센서를 조합한 구성이기 때문에 지폐의 돌입저항 및 반송저항이 크고, 또 지폐의 두께에 따라 검출치가 크게 변화되며, 예를 들면, 두꺼운데도 힘이 약한특정국의 지폐에서는 적부(適否)의 검출이 곤란하게 된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 지엽류가 보유하는 지질반력에 착안하여, 이 지질반력을 검출함으로써 지엽류의 두께나 변형의 영향을 받지 않고 정확하게 지엽류의 힘의 세기(강성)을 검출하고, 나아가서는 두께나 변형, 찢어짐의 검출도 가능한 지질 판별 센서 와 손상 지폐 분류장치 및 지질 계측장치를 실현하는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

본 발명은 피검출 대상물인 지엽류에 대하여 부세력를 가하는 부세수단을 마련하고, 이 부세수단에 대항하여 발생하는 지엽류의 반력을 검출하는 것이다.

상기 부세수단은, 예를 들면, 센서 롤러를 지지하는 센서레버이며, 센서레버 자체의 탄성으로 부세력을 지엽류에 가할 수 있도록 이루어져 있다. 이 센서레버에 이동량을 검출하는 센서를 설치함으로써 지엽류로부터의 반력을 측정할 수 있다. 이 반력의 크기, 경시적인 변화, 진폭 등에 의해 지엽류의 상태를 판정하는 것이 용이하다.

본 발명은, 예를 들어, 자동 예금지불기(ATM)에서 입출금 처리하는 유통 지폐 등의 지엽류(紙葉類)의 지질(紙質)을 판별하는 지질 판별 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 지엽류 두께의 영향을 받지 않고 정확히 지엽류의 지질상태를 검지할 수 있는 지질 판별 센서 및 손상 지폐 분류장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 지질 판별 센서를 도시하는 주요부 정면도.

도 2는 본 발명의 도 1의 A-A를 전개 도시하는 측면도.

도 3은 본 발명의 도 1의 B-B를 전개 도시하는 측면도.

도 4는 본 발명의 ATM 지폐 분류 구조를 도시하는 개략 구성도.

도 5는 본 발명의 지질 판별 센서의 제어회로 블록도.

도 6은 본 발명의 지폐의 손상 지폐 레벨을 실효치와 최대치로 도시하는 판별 도표.

도 7은 본 발명의 지질 판별 센서의 판별처리동작을 도시하는 흐름도.

도 8은 종래의 유통지폐의 힘을 직접적으로 검출하는 직접형의 검출장치를 도시하는 주요부 측면도.

도 9는 종래의 유통지폐의 힘을 직접적으로 검출하는 직접형의 검출장치를 도시하는 주요부 정면도.

도 10은 왜곡 게이지에 있어서의 출력전압 파형(적정지폐)을 도시하는 그래프도.

도 11은 왜곡 게이지에 있어서의 출력전압 파형(힘이 약한 지폐)을 도시하는 그래프도.

도 12는 변형이 있는 지폐의 왜곡 게이지에 있어서의 출력전압 파형을 도시하는 그래프도.

도 13은 파손된 지폐의 왜곡 게이지에 있어서의 출력전압 파형을 도시하는 그래프도.

도 14는 결락부가 있는 지폐의 왜곡 게이지에 있어서의 출력전압 파형을 도시하는 그래프도.

도 15는 왜곡 게이지의 출력전압의 실효치(h)를 도시하는 그래프도.

도 16은 왜곡 게이지의 출력전압의 임계값 초과 회수(시간)(t)를 도시하는 그래프도.

도 17은 왜곡 게이지의 출력전압의 진폭치(a)를 도시하는 그래프도.

도 18은 특징값(h, t, a)을 이용한 이상 판정처리의 흐름도.

도 19는 실시예 2의 지질 판별 유닛의 정면도.

도 20은 실시예 3의 지질 판별 유닛의 정면도.

도 21은 실시예 3의 손상 지폐 분류장치의 블록도.

(실시예 1)

본 발명의 한 실시예를 이하 도면에 기초하여 상술한다.

도 1 내지 도 3은 지폐의 지질 판별 유닛(11)을 도시하고 있다. 해당 유닛(11)은 지엽류인 지폐(12)의 협지 반송로(13)를 끼워 한쪽 측(도면에서는 아래측)으로 배열 설치된 기준롤러(14)와, 이 기준롤러(14)와 대향하는 다른 측(도면에서는 윗측)으로 대향 설치된 반송롤러(15)와 센서롤러(16)를 구비하고 있다.

상기 기준롤러(14)는 유닛 프레임(17)에 수평으로 축 지지된 고정축(18)상에 회전 규제되어 좌우 한쌍으로 장착되고, 이 기준롤러(14) 사이는 단면 오목부(14a)가 형성되어 있다. 또한 기준롤러(14)의 축 바깥측으로는 고무롤러(19)가 설치되어 있다.

상기 반송롤러(15)는 반송롤러 홀더(20)에 회전 자유롭게 축 지지되어 있고,한쌍의 기준롤러(14)의 각각 대향 위치로 각각 배치되어 있다.

그리고, 반송롤러 홀더(20)는 상기 유닛 프레임(17) 내에서 압압(押壓) 스프링(21)에 의해 기준롤러(14)의 방향으로 부세되어 장착되어 있다.

이와 같이, 유닛 프레임(17)을 고정기준으로 하여 반송롤러 홀더(20) 및 반송롤러(15)는 기준롤러(14)측으로 압압 부세되고, 그 사이로 인도되는 지폐(12)를 협지 반송하도록 이루어져 있다.

센서롤러(16)는, 센서레버(22)의 한 단에 회전 자유롭게 축 지지되어 있다. 그리고 이 센서레버(22)의 기단은 반송롤러 홀더(20)에 고정되어 있다. 따라서, 결과적으로 이 센서롤러(16)도 상기 반송롤러(15)와 마찬가지로 압압 스프링(21)에 의해 기준롤러(14)의 방향으로 부세되어 있다.

그러나, 반송롤러(15)의 회전축은 반송롤러 홀더(20)에 고정되어 있는데 대하여, 센서롤러(16)는 반송롤러(15)로부터 기준롤러(14) 방향으로 돌출하여 장착되어 있기 때문에 센서롤러(16)가 장착된 센서레버(22)는 도 2에 도시하는 바와 같이 센서레버(22) 자신의 탄성에 의해 기준롤러(14)측으로 부세되어 있다. 즉, 압압 스프링(21)의 압압력에 의해서 반송롤러(15)는 기준롤러(14)에 대해서 부세되고, 이 부세력에 의해서 지폐(12)가 일정한 장력을 가지고 협지된다.

또한, 일정한 장력을 가진 지폐(12)의 표면에 대해서 센서롤러(16)는 센서레버(22)의 탄성에 의해 부세된 상태에서 주요부(14a)의 개구에 대해서 돌출된 구조로 되어 있다.

상기 센서레버(22)에는 왜곡 게이지(23)가 장착되어 있고, 협지 반송로(13)를 통과하는 지폐(12)의 장력에 대한 반력을 센서롤러(16)가 받았을 때 센서레버(22)에 왜곡이 발생되고, 이것이 왜곡 게이지(23)에 의해 검출된다. 왜곡량을 검출함으로써 지폐의 강성을 계측할 수 있다.

이 왜곡 게이지(23)는 물체의 변형에 의해 전기저항이 변화되는 특성을 이용한 것으로 브리지 회로를 구성함으로써 저항치의 차를 전압차로 변환할 수 있다. 본 실시예에서는 반송롤러 홀더(20)에 센서레버(22)를 끼워 센서롤러(16)가 장착되어 있는 구조이기 때문에 센서롤러(16)에 의한 센서레버(22)의 휘어짐 량이 지폐(12)의 표면을 기준으로 하여 검출할 수 있기 때문에, 종이의 두께가 다르더라도 지폐(12)의 강성에 따른 출력을 얻을 수 있다.

도 4는 지질 판별 유닛(11)이 ATM(41)에 조립된 예를 도시하고 있다.

입금구(42)에 연통되는 입금통로(43)상에 지질 판별 유닛(11)과 식별 유닛(44)이 배열 설치되고, 그 후단에는 배분부(45)에 의해 분기 반송되는 적정지폐 반송로(46)를 통해서 접속되는 적정지폐 스태커(47)와 손상 지폐 반송로(48)를 통해서 접속되는 손상 지폐 박스(49)가 배열 설치되어 있다.

그리고, 입금구(42)로부터 입금된 지폐(12)는 지질 판별 유닛(11)에서 힘의 강약이 판별되고 또한, 식별 유닛(44)으로 돈 종류 및 오염 정도가 식별되어 적정 지폐라고 판정되었을 때에는 돈 종류별 스태커 등의 적정지폐 스태커(47)로 인도되어 수납 처리된다.

이에 대하여, 지질 판별 유닛에서 유통에 적당하지 않은 힘이 약한 지폐라고 판정되거나, 식별 유닛에 의해서 불량지폐라고 판정된 경우에는 손상 지폐로서 리젝트 박스 등의 손상 지폐 박스(49)에 수납처리된다.

도 5는 본 실시예의 지질 판별 유닛(11)의 제어회로의 블록도이며, CPU(51)는 메모리(ROM(52), RAM(53))나 인터페이스(도시생략)를 구비한 소형의 컴퓨터 시스템이다. 이 CPU(51)는 ROM(52)에 격납된 프로그램에 기초하여 식별 유닛(44) 내의 지폐 검지센서(S)(도 4에서는 도시생략)나 왜곡 게이지(23)로부터의 검출신호를 A/D로 변환한 값을 판독하여 이것을 RAM(53)에 격납된 임계값과 비교하여 적정지폐인지 손상 지폐인지를 결정하도록 되어 있다.

또한, CPU(51)는 반송 모터(M)를 제어하여 기준롤러(14)를 구동시켜 반송로(13)상의 지폐를 특정 방향으로 이동시킨다.

왜곡 게이지의 측정 결과, 적정지폐의 검출 파형이 얻어진 경우는 지폐(12)의 변형 반력이 크기 때문에, 이에 비례하여 센서레버(22)의 변형량이 커지고, 이 결과, 동 레버(22)와 전체적으로 왜곡 게이지(23)의 전압이 높게 출력된다.

이에 대해 손상 지폐의 검출 파형(B)의 경우에는 지폐(12)의 힘이 약하기 때문에 변형 반력이 작고, 이에 수반하여 센서레버(22)의 변형량도 작게 출력되고, 센서레버(22)와 전체적으로 왜곡 게이지(23)의 전압도 낮게 출력된다. 따라서, 적정지폐의 측정결과와 손상 지폐의 측정결과와는 그 값의 차이가 분명하게 다르기 때문에 적정지폐와 손상 지폐를 정확히 구별하여 검출할 수 있다.

도 10 내지 도 14는 적정지폐와, 유통에 의해서 변형, 파손, 결락이 생긴 지폐의 왜곡 게이지(23)의 파형을 비교한 것이다.

도 10은 적정지폐의 경우 왜곡 게이지(23)의 출력 파형을 도시하는 것으로 세로축이 출력전압, 가로축이 시간이다. 이에 대해서 힘이 약한 지폐의 경우에는 얻어지는 반력이 작고, 왜곡 게이지(23)의 출력도 낮은 전압치에서 평탄한 것으로 된다(도 11).

또한, 지폐가 변형되어 접힌자국(동 도면에서는 센서롤러(15)에 대하여 산 형상으로 꺾여진 상태)이 있는 경우에는 변형부분의 힘이 다른 부분에 비해서 강하게 되어 있기 때문에, 도 12에 도시하는 바와 같이 접힌 부분이 우뚝 솟아있는 파형 특성이 된다. 전압 파형의 최대 피크부분을 판별함으로써 이와 같은 지폐(12)의 접힌자국 등의 변형을 검출하는 것도 가능하다.

도 13은 파손이 발생되어 있는 경우의 파형 특성이다. 파손부분에는 반력이 발생하지 않거나 매우 작기 때문에 급격하게 출력전압이 내려간다. 또한, 지폐 표면의 일부에 결락이 발생되고 있는 경우에는 그 일부분만의 출력전압이 내려가는 파형 특성이 된다. 이와 같이, 시간적인 전압 변화를 판별함으로써 지폐(12)의 파손이나 결락을 검출하는 것도 가능하다.

다음에, 도 15 내지 도 17을 이용하여 구체적으로 적정지폐인지 손상 지폐인지의 판정을 행하는 알고리즘을 설명한다.

도 15의 상단에 도시하는 파형은 왜곡 게이지(23)로부터의 출력 파형을 도시하고, 하단은 지폐 통과의 타이밍에서 잘려진 파형(판별의 처리를 행하기 위해 필요한 파형)을 도시하고 있다. 동 도면에서는 특징량(h)의 검출은 반송로(13)를 통과하는 지폐(12)의 거의 중앙부분에서 행해지고 있고, 이것에 의해 신권, 이미 유통된 유통권, 신권의 순서로 공급되어온 지폐(12)에 대해서 실효치(h1, h2, h3)를 얻었다.

도 16은 미리 RAM(53)에 설정된 임계값 전압을 초과한 회수 또는 시간을 상기와 동일한 신권, 이미 유통된 유통권, 신권의 순서로 공급된 지폐(12)에 대해 검출하여 임계값 초과 회수(시간)(t1, t2, t3)를 얻었다.

도 17은 전압의 진폭 변화를 신권, 이미 유통된 유통권, 신권의 순서로 공급되는 지폐(12)에 대해서 검출하여 진폭치(a1, a2, a3)를 얻었다.

도 18은 이들 특징값(h, t, a)을 이용한 이상 판정의 흐름도이다.

이 흐름도에서는 우선 실효치(h), 임계값 초과 회수(시간)(t) 및 진폭치(a)의 순서로 값의 검출을 행하고(스텝 1901 내지 1903), 이들 h, t 및 a의 값으로부터 지폐(12)의 구김도, 파손도, 주름·꺽임도를 각각 연산처리에 의해 산출한다.

각 정도의 산출에 관해서는 이하와 같이 행할 수 있다.

우선, 스텝 1901 내지 스텝 1903에서 얻어진 특징값으로부터 각각의 이상 정도를 연산한다.

여기서, 각 이상 정도에서는 이하의 연산을 행한다.

각 특징량의 값을 c(상기의 h, t, a), 각각의 상한치를 CH, 하한치를 CL로 하여 설정한다.

여기서, 정도치 출력을 0 내지 R로 하면 이상 정도치(D)는 이하의 연산식으로 얻어진다.

D = (c-CL)·R/(CH-CL)

이 이상 정도치를 사용자에 의해 설정된 임계값(G)과 비교하여 이상 판정을 행한다. 즉, 구김 이상의 판정에 관해서는 Dh < Gh일 때 이상이라고 판정된다. 즉, 도 15에 도시하는 바와 같이 실효치(h)가 작은 경우에 이상이라고 판정된다.

파손 이상의 판정에서는 Dt＜Gt일 때 이상이라고 판정된다. 즉, 도 16에서도 알 수 있는 바와 같이 임계값 초과 회수(시간)가 작은(짧은) 경우에는 이상이라고 판정된다.

주름, 꺽임의 판정에서는 Da＜Ga일 때 이상이라고 판정된다. 즉, 도 17에서도 알 수 있는 바와 같이 진폭치(a)가 보다 큰 경우에 이상이라고 판정된다.

이상인지 아닌지의 구체적인 판정은 도 6에 도시한 좌표치 판정에 따라서 행할 수 있다. 즉, 도 6은 특징값의 하나인 실효치(h)를 종축으로 하고, 별도의 특징값인 임계값 초과 회수(시간)(t)를 횡축으로 한 것이며, 스텝 1904 내지 스텝 1906에서 산출된 각 정도가 어떤 영역에 포함되는지에 따라서 유통도(여기서는 L1 내지 L7)를 단계적으로 적용시켜, 적정 지폐인지 손상 지폐인지를 판정한다. 어느 범위의 정도에서 손상 지폐이라고 판정하는지의 여부는 지폐(12)의 종류나 지폐 발행국 등에 의해서 다른 값을 설정할 수 있다.

또한, 이와 같은 정도 판정에 있어서는 퍼지 이론이나 유전자공학적 알고리즘을 적용할 수 있다.

이상과 같이 각 특징값(h. t, a)의 모두에 있어서 유통도가 일정 이하라고 판정된 경우에는 CPU(51)는 해당 지폐가 적정지폐라고 판정하고, 분류부(45)를 작동시켜 해당 지폐를 적정지폐 스태커(47)에 수용한다.

한편, CPU(51)는, 판정 스텝 1907 내지 스텝 1909중 어느것에 있어서, 이상이라고 판정한 경우에는 해당 지폐를 손상 지폐 박스(49)에 수용한다.

본 실시예의 지질 판별 유닛(11)을 이용한 지폐처리의 전체를 도시하는 흐름도를 도 7에 도시한다.

우선, 지폐(12)가 협지 반송로(13) 위로 이송되어 지질 판별 유닛(11)의 위치에 인도되면(스텝 n1), 이 지질 판별 유닛(11)의 센서롤러(16)가 가로로 길게 협지 반송되는 지폐(12)의 평면 중앙부를 가볍게 압압한 상태에서 지폐(12)에 접촉 대응한다.

이 때 반송롤러(15)와 기준롤러(14)(고무롤러(19))에 의해 일정한 장력을 유지한 상태의 지폐 자체가 갖는 반력을 받아, 센서롤러(16)는 유닛 프레임(17)의 방향(도 1에서 윗측)으로 눌려 되돌리도록 변위한다. 이 때의 변위량이 왜곡 게이지(23)에 의해 계측된다(스텝 n2).

이 때, 왜곡 게이지(23)에서 얻어진 계측치는 노이즈가 제거된 후, 도 10 내지 도 17에서 설명한 바와 같이 그 출력 파형이 해석되어 지폐(12)의 유통 정도(도 6 참조)가 구해진다(스텝 n3 내지 n5).

이 유통 정도로부터 CPU(51)는 해당 지폐(12)가 적정지폐인지 손상 지폐인지를 판정한다. 여기서, 적정지폐라고 판정된 경우에는 해당 지폐(12)를 계속해서 유통시장에서 사용하는 것이 가능하기 때문에, 적정지폐 스태커(47)로 반송하고(스텝 n6 내지 n7), 손상 지폐라고 판정하면 유통에 부적합한 지폐이기 때문에 손상 지폐 수납부(49)로 반송된다(스텝 n8).

상술한 바와 같이, 지폐(12)의 지질을 판별할 때 협지 반송로(13)위로 반송되는 지폐(12)의 반송면에 센서롤러(16)가 압압 접촉되고, 변위된 이 센서롤러(15)의 변위량에 기초하여 지폐(12)의 변형 반력을 왜곡 게이지(23)에서 계측하여 지폐의 지질을 판별한다. 또한, 반송롤러(15) 자체는 압압 스프링(21)에 의해 지폐(12)의 두께에 따른 기준 위치를 유지하고 있다.

따라서, 본 실시예에서는 지폐(12)가 두께에는 관계없이 지폐 자체가 보유하는 지질 반력을 정확히 검출하여 힘의 강함을 구할 수 있다.

그 때문에, 두꺼운 데에도 힘이 약한 특성을 갖는 지폐를, 다른 지폐와 연속적으로 검사하는 것도 가능하다.

또한, 이 지질 판별 센서를 손상 지폐 분류장치에 조립한 경우는 이 지질 판별 센서에 의해서 적정지폐와 손상 지폐로 명확히 분류할 수 있고, 신뢰성이 높은 분류 처리기능을 발휘한다. 따라서, ATM 등의 지폐 처리장치에 적용할 수 있고, 이 때는 유통에 부적합한 손상 지폐만을 효율적으로 회수하여 잼의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

(실시예 2)

도 19의 상반도는 본 발명의 별도의 실시예를 도시하는 지질 판별 유닛(211)의 평면도이며, 하반도는 그 정면도이다.

본 실시예 2의 지질 판별 유닛(211)은 도 1에서 설명한 실시예 1의 지질 판별 유닛(11)과 거의 같은 구조이지만, 반송롤러(15)의 배치가 다르다. 즉, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 한쌍의 반송롤러(15)는, 지폐(12)의 반송방향 전방에 대하여 확장 개방하도록 축 위치가 반송롤러 홀더(20)에 장착되어 있다. 그 밖의 센서롤러(16), 센서레버(22), 기준롤러(14) 등의 구성은 실시예 1(도 1)과 같기 때문에 설명을 생략한다.

본 실시예 2에 있어서, 한쌍의 반송롤러(15)가 지폐의 진행방향 전방에 대하여 서로 확장 개방하도록 축이 지지되어 있기 때문에, 지폐(12)가 협지 반송로(13) 위를 반송된 반송롤러(15)를 통과하면, 지폐(12)의 표면에 대하여 반송방향에 대하여 평면 직각방향으로 장력이 가해지고 그 결과, 지폐(12)가 일정한 장력으로 유지된다.

이 때문에, 도 19에 도시된 V자 모양으로 꺽인 자국이 있는 지폐(12)가 입금된 경우에도, 지폐의 반송방향에 대하여 평면 폭방향으로 장력이 가해지기 때문에 접힌자국에 의한 변형이 교정되어, 지폐(12)자체가 갖는 반력을 고정밀도로 검출할 수 있다.

또한, 본 실시예 2에서는 반송롤러(15)의 배치에 의해서 지폐(12)의 표면에 장력을 발생시키기 때문에, 압압 스프링 등의 부세수단을 필요로 하지 않거나, 또는 부세력이 작은 부세수단으로 할 수 있다.

(실시예 3)

도 20은 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는 지질 판별 유닛(311)의 정면도이다.

본 실시예 3의 지질 판별 유닛(311)은 유닛 프레임(17)과 센서롤러(16)의 아래쪽에 각각 변위센서(313 및 312)가 마련되어 있다. 이 변위센서(312)는 예를 들면 공지의 비접촉형의 광학적인 레이저 변위센서를 이용할 수 있고, 대상물로부터의 반사광의 파장에 의해서 거리를 측정할 수 있다.

본 실시예 3에서는 이러한 광학적인 변위센서(312)를 이용함으로써 물리적인 노이즈 성분이 가해지는 왜곡 게이지(23)에 비해 보다 정밀도가 높은 지폐(12)의 변위량을 측정할 수 있다. 또한, 이러한 변위센서(312)를 실시예 1의 왜곡 게이지(23)와 함께 이용하여 보다 고정밀도의 계측을 하여도 좋다.

또한, 반송롤러(15)와 기준롤러(14)(고무롤러(19))로 협지된 지폐(12)의 변위량을 검출함으로써, 지폐(12)의 접힌자국 등의 변형도 검출할 수 있다.

한편, 유닛 프레임(17)에도 광학적인 변위센서(313)를 장착시킴으로써 반송롤러 홀더(20)의 상하방향의 변위량을 광학적으로 측정할 수 있다. 그 때문에 지폐(12)의 두께를 검출할 수 있다.

본 실시예의 처리 흐름도를 도시한 것이 도 20이다. 이하, 이 처리를 설명한다.

우선, 지폐(12)가 입금구(42)로부터 입금되면, 이 지폐(12)가 반송로(223)로 반송되어 트리거센서(222)에 의해 지폐(12)의 입금이 검출된다(스텝 2301). 지폐 식별부(44)에서는 도시하지 않은 광학센서를 이용하여, 돈의 종류, 외형, 변형, 오염, 결락부의 유무 등을 검출한다(2302).

다음에, 마찬가지로 도시하지 않은 지질 판별 센서에 의해 지폐(12)의 반력, 두께 및 변위량을 계측한다(2303). 또한 이 스텝 2303의 검출은 도 20에서 설명한 변위센서(313, 312)로 행할 수 있다.

다음에, 왜곡 게이지(23)로부터의 출력전압 파형에서 노이즈 성분을 제거하고(2304), 이것을 A/D 변환하여 CPU(51) 내로 읽어 들인다. 이와 같이 디지털화된 신호로부터 실시예 1에서 설명한 특징값(h, t, a)의 산출을 행한다(2306). 그리고 마찬가지로 실시예 1에서 설명한 기준치와의 비교를 행한다(2307). 또한 변위센서(312, 313) 등의 검출결과를 포함한 종합 판정을 행하여(2308) 적정 지폐인지 손상 지폐인지를 판정한다(2309).

여기서, 왜곡 게이지(23)로부터의 출력전압의 변화만이 아니라, 변위센서(312, 313) 등의 광 센서에 의한 돈 종류나 외형, 변형, 결락부분 등의 식별 결과를 지질 판별 결과에 피드백시킴으로써 지질 판별 성능을 더욱 높일 수 있다. 예를 들면, 도 14에서 설명한 바와 같이 일부에 구멍이 뚤린 지폐(12)에서는 왜곡 게이지(23)의 출력전압이 급격히 내려가는 부분이 생기고 결과적으로 낮은 강성 판정이 이루어질 우려가 있지만 광학 센서로부터의 구멍의 위치정보에 기초하여 강성출력 결과를 보정함으로써 더욱 정확한 강성 검출을 행할 수 있다.

본 실시예에서는 지엽류로서 지폐(12)를 이용한 예로 설명했지만, 피검사물은 지폐 이외의 종이, 필름, 테이프, 자기카드, 표, 천, 금속 시트의 어떠한 것이라도 좋다.

또한, 왜곡 게이지 출력은 온도 습도 등으로 강성이 변화하지 않은 기준 매체에 의해 교정할 수 있기 때문에, 절대치 비교를 할 수 있다. 따라서 손상 지폐 분류 뿐만 아니라 매체의 굴곡 탄성율 계측장치로서도 이용할 수 있다. 즉 기준 매체의 굴곡 탄성율은 기존의 측정방법으로 측정할 수 있기 때문에, 이것을 기준으로 왜곡 게이지 출력을 굴곡 탄성율로 환산할 수 있다.

여기서, 광학적 센서로부터 얻어지는 매체 폭을 b, 지질 판별 센서로부터 얻어지는 매체 두께를 a, 반력을 F라고 하면, 비례정수 K를 이용하여 굴곡 탄성율 E는 다음식 1에 의해 구할 수 있다.

E = KF/I 단, I = ba³/12 (식1)

절곡 탄성율은 형상에 의하지 않는 특성으로서 범용적으로 이용할 수 있기 때문에, 매체 강성의 특성치로서 지폐 제조공정의 검사치로서나 지폐 처리기기 제조공장에서의 검사용 지폐의 상태를 나타내는 값으로서 이용할 수 있다.

여기서 나타나지 않은 실시예로서, OA용지로서는 같은 두께라도 강성이 다른 것이 많기 때문에, 컬러 복사기나 컬러 프린터 등에서 취급이 가능한 용지인지의 여부 판정에 응용할 수 있다.

또한, 제지 공장에서의 종이 검사항목의 하나로서 종이의 강성이 있으며, 이 지질 판별을 응용하면 온라인 계측이 가능해져서 품질관리 정밀도의 향상과 에너지 절약화를 도모할 수 있다,

또한, 본 발명에서는 「지질」이란, 지엽류의 강성에 관한 특성을 의미하는 용어로서 사용하였다, 즉, 유통 정도에 의해서 발생되는 힘의 약함, 구겨짐의 존재, 접힌자국, 파손, 결락 등에 의해 반송경로상에서 종이 막힘을 야기할 가능성이 있는 장해에 관계하는 것과 같은 특성을 뜻하고 있다.

또한, 지엽류로서는 지폐를 예로 설명하였지만, 상술한 바와 같이 지엽류에는필름이나 테이프, 박판형상의 카드 등도 포함되는 개념이다.

본 발명은 지질 판별기능을 구비한 ATM, 필름, 테이프, 자기카드 등의 처리장치 또는 회수장치, 지질의 체크가 필요한 복사기, 프린터장치, 또한 지엽류의 굴곡 탄성 측정장치에 이용할 수 있다

Claims

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지엽류의 지질을 판별하는 지질 판별센서에 있어서,

지엽류의 반송로 한쪽에 설치되고, 일정 간격으로 배치되어 상기 지엽류를 지지하는 적어도 한쌍의 기준롤러와,

상기 반송로의 다른쪽 측에 설치되고, 상기 기준롤러와 함께 상기 지엽류의 반송방향과 직각에 가깝게 적어도 2점을 협지하는 한쌍의 반송롤러와,

상기 2점에서 협지된 지엽류에 대하여 그 반력을 검지하는 검지수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.
제 3항에 있어서,

상기 반송롤러는 그 회전축이 반송롤러 홀더에 고정되며,

해당 반송롤러 홀더에는 상기 지엽류에 대하여 부세력을 가지고, 상기 지엽류로부터의 반력에 의해서 변위 가능한 지지체에 의해 지지된 센서롤러를 가지며,

상기 검지수단은 해당 지지체에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.
제 4항에 있어서,

상기 반송롤러 홀더는, 상기 기준롤러의 방향에 대하여 지엽류의 협지력을 발생하는 압압수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.
제 3항에 있어서,

상기 한쌍의 기준롤러 또는 한쌍의 반송롤러가 지엽류의 반송방향 전방에 대하여 서로 확장 개방하도록 배치되어 있고, 지엽류의 진행에 따라서 그 폭방향에 장력을 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.
제 4항에 있어서,

상기 지엽류의 두께에 의해 변위되는 상기 반송롤러 홀더의 변위량을 검출하는 롤러 홀더 변위 검지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.
제 3항에 있어서,

상기 지엽류의 변형상태를 비접촉으로 검지하는 지엽류 변형 검지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.
지엽류의 반력 변화를 검출하고, 그 특정 시점에서의 변위량을 기억하는 스텝과,

상기 변위량을 미리 기억한 기준치와 비교함으로써 지엽류의 강성정도를 판정하는 제1 판정스텝과,

강성정도에 의해 적정 지폐인지 손상 지폐인지를 판정하는 제2 판정스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 판별방법.
지엽류의 반력 변화를 경시적으로 검출하고, 일정시간 내에서 미리 설정된 임계값을 초과한 시간이나 임계값을 밑도는 회수를 기억하는 스텝과,

상기 시간이나 회수를 미리 기억한 시간과 비교함으로써 지엽류의 이상 부위를 검출하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 판별방법.
지엽류의 반력 변화를 경시적으로 검출하여, 그 진폭상태를 기억하는 스텝과,

상기 진폭상태를 미리 기억한 기준치와 비교함으로써 지엽류의 변형상태를 검출하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 판별방법.
지엽류의 반력을 검출하는 스텝과,

상기 지엽류의 변형량을 물리적으로 검출하는 스텝과,

상기 지엽류의 두께를 검출하는 스텝과,

상기 지엽류의 외형 또는 돈 종류를 판별하는 스텝과,

상기에서 판별된 지엽류의 외형 또는 돈 종류에 기초하여, 상기 반력과 변형량과 두께로부터 지엽류의 상태를 최종 판정하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 판별방법.
제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 지질 판별센서를 이용하여 적정지폐와 손상 지폐를 분류하는 것을 특징으로 하는 손상 지폐 분류장치.
제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 지질 판별 센서와,

광학적으로 지엽류의 외형, 오염 또는 결락을 검출하는 광학적 센서와,

상기 지질 판별 센서의 출력과, 광학적 센서의 출력에 기초하여 상기 지엽류의 적부를 판정하는 판정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 손상 지폐 분류장치.
제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 지질 판별 센서를 이용하여, 지엽류의 굴곡 탄성율을 계측하는 것을 특징으로 하는 굴곡 탄성율 계측장치.
제 3항에 있어서,

상기 지엽류의 기준 반력을 기억하는 기억수단과,

상기 지엽류를 반송하는 반송로 상에 배열 설치되고, 이 반송로 상에 반송되는 지엽류에 접하여 변위되는 변위롤러의 변위량에 기초하여 지엽류의 반력을 계측하는 계측수단과,

상기 계측수단의 계측 결과와 상기 기억수단이 기억하는 기준 반력을 비교하는 비교수단과,

상기 비교수단의 비교 결과에 기초하여 지엽류의 지질을 판별하는 판별수단을 구비한 것을 특징으로 하는 지질 판별센서.