KR20120011627A - 매체의 두께감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매체의 두께감지장치에 관한 것이다. 본 발명에는 매체(m)의 이송채널(110)에 고정되게 설치되는 제 1 롤러(120)와, 상기 제 1 롤러(120)와 접촉한 상태에서 매체(m) 통과시 상기 제 1 롤러(120)와 떨어지면서 매체(m)의 두께만큼 상방으로 이동하고, 매체(m)가 완전하게 통과하면 다시 하방으로 이동하는 제 2 롤러(130)가 설치된다. 상기 제 2 롤러(130)에는 일단이 연결되어 상기 제 2 롤러(130)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하는 일정 길이의 링크(150)가 연결되고, 상기 링크(150)의 타단에는 일부가 겹쳐진 상태에서 상기 링크(150)의 이동에 따라 발생하는 변형량을 저항값으로 측정하는 저항센서인 스트레인 게이지(160)가 설치된다. 그래서, 매체(m)가 이동하면 매체(m)의 두께만큼 상기 스트레인 게이지(160)는 변형이 발생하고, 그 변형량이 저항값으로 출력된다. 이러한 저항값을 이용하여 매체의 두께를 정확하게 감지할 수 있다. 또한 매체(m)의 두께에 의해 이동하는 이동롤러의 이동거리보다 상기 스트레인 게이지의 변형량이 더 많이 발생하도록 상기 링크를 지렛대 원리를 이용하여 이동롤러와 스트레인 게이지 사이에 설치하면, 매체의 두께를 더 정밀하게 감지할 수 있다.

Description

매체의 두께감지장치{Media thickness detector}
본 발명은 매체의 두께감지장치에 관한 것으로, 특히 매체의 두께를 스트레인 게이지(Strain gauge)를 이용하여 감지할 수 있도록 한 매체의 두께감지장치에 관한 것이다.
매체의 두께를 감지하는 방식으로는 크게 2가지 방식이 있다.
첫 번째는, 도 1a에 도시하고 있다. 이에 도시한 바와 같이 롤러(1)와 저항(2)이 링크(3)를 통해 서로 연결된다. 그리고 매체의 두께 감지는, 매체가 롤러(1)를 통과할 때 그 매체의 두께에 대응되어 롤러(1)의 높이가 변화하고 그 변화량만큼 링크(3)의 움직임에 따라 저항(2)을 움직여서 측정하고 있다. 즉 기계적인 저항의 변화를 통해 매체의 두께를 감지하는 것이다.
두 번째는, 도 1b에 도시하고 있다. 이에 도시한 바와 같이 롤러(10)와 센서(11) 사이를 바(bar)(12)을 이용하여 연결하고, 센서(11)에 인가되는 광량 변화를 감지하는 방식이다. 상기 바(12)는 센서(11)를 가리는 동작을 한다. 즉, 매체가 이송하면 롤러(10)가 매체의 두께만큼 높이가 변화하면서 동시에 상기 바(12)도 함께 이동한다. 상기 바(12)의 이동에 따라 상기 센서(13)에 조사되는 광량에도 변화가 발생한다.
그러나 상기한 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.
도 1a과 같이 기계적인 저항의 변화를 감지하는 방식은 기계적인 구조로 인하여 정밀도가 낮고 오차가 크다.
또 도 1b와 같이 센서의 광량을 이용하여 측정하는 방식은 빛의 성질에 의한 왜곡현상이 발생할 수 있어 안정되게 데이터를 측정하기가 어렵다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미세 변화에 대한 저항값의 변동으로 변화량 측정이 가능한 스트레인 게이지를 이용하여 매체의 두께를 정확하고 안정되게 측정할 수 있도록 한 매체의 두께감지장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 두께 감지가 어려운 매체의 두께를 감지할 수 있도록 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 매체의 이송채널에 고정되게 설치되는 제 1 롤러; 상기 제 1 롤러와 접촉한 상태에서 매체 통과시 상기 제 1 롤러와 떨어지면서 매체의 두께만큼 일 방향으로 이동하고, 매체가 완전하게 통과하면 원래 위치로 이동하는 제 2 롤러; 상기 제 2 롤러에 일단이 연결되어 상기 제 2 롤러의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하는 일정 길이의 링크부재: 상기 링크부재의 타단과 일부가 겹쳐진 상태에서 상기 링크부재의 이동에 따라 발생하는 변형량을 저항값으로 측정하는 저항값 측정부재; 그리고 상기 저항값을 이용하여 매체의 두께를 감지하는 두께 감지부를 포함하여 구성된다.
본 발명에는 상기 제 2 롤러의 왕복 운동을 안내하는 롤러 가이드; 그리고 상기 롤러 가이드의 내부에 개재되어 위치 변동된 상기 제 2 롤러가 원래 위치로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하여 구성된다.
본 발명에는 매체의 두께를 감지할 때 두께감지장치의 내부 온도에 의해 변화하는 상기 저항값을 보상하는 온도보상용 저항값 측정부재를 더 포함하되, 상기 저항값 측정부재의 저항값과 상기 온도보상용 저항값 측정부재의 온도 보상된 저항값을 전달받아 실제 저항값을 전압값으로 산출하여 출력하는 제 1 처리부와, 상기 제 1 처리부에서 출력된 전압값 중 일부 영역의 전압값만을 추출하여 매체의 두께에 대응되는 값을 출력하는 제 2 처리부를 포함하여 구성된다.
상기 저항값 측정부재 및 온도보상용 저항값 측정부재는 스트레인 게이지이다.
또한 본 발명에서 상기 링크부재는, 일단이 상기 제 2 롤러에 고정되게 설치되며 타단은 상기 저항값 측정부재의 일단과 겹쳐지게 설치되되 중앙부분에는 회동축이 형성되어, 상기 제 2 롤러의 이동에 따라 상기 링크부재의 일단과 타단이 상기 회동축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회동할 수 있도록 구성된다.
상기 회동축은 상기 제 2 롤러의 이동거리에 비해 상기 링크부재와 겹쳐진 상기 저항값 측정부재가 더 많이 변형될 수 있는 위치인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 매체 이송시 매체의 두께만큼 움직이는 이동롤러에 링크를 고정되게 부착하면서 그 링크와 일부가 겹쳐지게 스트레인 게이지를 장착하여, 매체가 이송되면 매체의 두께만큼 스트레인 게이지의 일부에 변형이 발생하고, 그 변형량만큼 측정된 저항값을 이용하여 매체 두께를 감지하고 있다. 따라서 매체의 두께를 더욱 정확하고 안정되게 감지할 수 있는 효과가 있다.
또 매체의 이송시 움직이는 이동롤러와 스트레인 게이지 사이에 지렛대 원리를 이용한 링크를 설치하여, 매체가 이송될 때 스트레인 게이지가 더 많게 변형이 발생하도록 함으로써, 두께 감지가 어려운 얇은 두께를 가지는 매체도 그 두께를 정확하게 감지할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 매체의 두께감지장치를 설명하는 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 매체의 두께감지장치의 측면 구성도
도 3은 도 2에서 매체의 두께 감지동작을 회로적으로 설명하기 위해 제안된 블록 구성도
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 매체의 두께감지장치의 측면 구성도
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2에는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 매체의 두께감지장치의 측면 구성도가 도시되어 있다.
도 1을 보면, 매체 두께감지장치(100)에는 프레임(100a)(100b)이 구비된다. 상기 프레임(100a)(100b)은 상부 외관을 형성하는 상부프레임(100b)과 하부 외관을 형성하는 하부프레임(100b)으로 구성된다.
상기 상부프레임(100a)과 하부프레임(100b) 사이에는 매체(m)가 이송되기 위한 이송채널(110)이 형성된다.
상기 하부프레임(100b)에는 제 1 롤러(이하, '고정롤러' 라 함)(120)가 회전축(122)에 회전가능하게 설치된다. 상기 고정롤러(120)는 상기 하부프레임(100b)의 표면에 대해 소정 높이만큼 돌출되어 형성되며, 일정한 위치에 고정되게 설치되어 매체(m)의 이송에 따라 회전한다.
상기 고정롤러(120)와 접촉하는 제 2 롤러(이하, '이동롤러'라 함)(130)가 구비된다. 상기 이동롤러(130)는 매체(m)가 상기 고정롤러(120)와 이동롤러(130)의 사이를 통과하면서 이송될 때 상기 매체(m)의 두께만큼 상방으로 이동한다. 그리고 후술하는 탄성스프링에 의해 매체(m)가 고정롤러(120)와 이동롤러(130)를 통과하면 하방으로 내려와서 상기 고정롤러(120)와 접촉하도록 원래 위치로 복귀한다.
상기 이동롤러(130)의 상하 운동을 안내하는 롤러 가이드(140)가 구비된다. 상기 롤러 가이드(140)는 막대 형상의 2개의 바(140a)(140b)가 상기 이동롤러(130)가 상하 운동할 수 있을 정도로 서로 이격되면서 상기 상부프레임(100a)의 표면에서 하방으로 고정되게 설치된다. 또 상기 바(140b)에는 후술하는 링크(150)가 상기 이동롤러(130)의 이동에 대해 함께 이동할 수 있도록 가이드홈(미도시)이 구성된다. 상기 롤러 가이드(140)에는 탄성 스프링(142)이 개재된다. 상기 탄성 스프링(142)은 상기 상부프레임(100a)의 표면에서 팽창된 상태로 설치되어, 상기 이동롤러(130)가 상방으로 이동하면 압축되고 다시 하방으로 이동하면 팽창된다. 상기 탄성 스프링(142)은 상기 이동롤러(130)의 회전을 간섭하지 않도록 일단이 상기 이동롤러(130)의 회전축(132)에 연결된다.
상기 이동롤러(130)에는 링크(150)의 일단이 연결된다. 상기 링크(150)는 상기 이동롤러(130)의 상하 운동방향과 동일하게 이동하며, 또 움직이는 거리도 동일하다.
상기 링크(150)의 타단에는 저항값 측정부재인 스트레인 게이지(160)의 선단 일부가 겹쳐지도록 설치된다. 상기 스트레인 게이지(160)의 타단은 상기 상부프레임(100a)에 고정되어 하방으로 연장된 고정브라켓(170)에 연결된다. 상기 스트레인 게이지(160)는 상기 고정롤러(120)와 이동롤러(130) 사이로 지나가는 매체(m)의 두께 및 수량 등에 따라 선단이 휘어지게 되어 저항값으로 나타나고, 상기 저항값을 측정하여 매체의 두께를 감지할 수 있도록 하는 소자이다. 실시 예에서는 상술한 바와 같이 상기 스트레인 게이지(160)의 선단이 링크(150)와 겹쳐지도록 하고 있어, 매체(m)의 이송시 링크(150)의 이동량이 결정되고 그 이동량에 의해 상기 스트레인 게이지(160)도 변형되어 저항값을 출력한다.
한편, 상기 스트레인 게이지(160)가 출력된 저항값을 이용하여 매체(m)의 두께를 감지하기 위한 회로 구성이 필요하다. 이는 도 3에 도시하고 있다.
도 3을 보면, 스트레인 게이지(160) 외에 온도 보상용 스트레인 게이지(170)가 구비된다. 상기 온도 보상용 스트레인 게이지(170)는 매체 이송시 매체감지장치 내부의 온도 변화에 따라 상기 스트레인 게이지(160)가 출력한 저항값을 보상하기 위함이다. 즉 상기 스트레인 게이지(160)는 휘어지는 정도에 대응하여 저항값을 출력하는데 이때 온도 등의 영향으로 저항값이 정확하지 않게 출력될 수 있기 때문이다. 상기 온도 보상용 스트레인 게이지(170)는 매체감지장치의 이송채널(110) 내의 소정 위치에 설치된다. 하지만 상기 스트레인 게이지(160)의 저항값을 보상할 수 있는 위치이면 이송채널(110) 내부가 아니어도 상관없다.
상기 스트레인 게이지(160)의 측정된 저항값과 상기 온도 보상용 스트레인 게이지(170)의 온도 보상된 저항값을 전달받고 실체 저항값을 측정한 후 이와 대응하는 전압값을 출력하는 제 1 처리부(170)가 구비된다. 상기 제 1 처리부(170)는 휘이트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge)가 적용된다. 이하에서는 상기 제 1 처리부(170)를 휘이트스톤 브릿지라고 하기로 한다. 상기 휘이트스톤 브릿지는 저항을 정확하게 측정하기 위해 사용되는 소자이다.
상기 휘이트스톤 브릿지(170)의 전압값을 더욱 정밀하게 측정하는 제 2 처리부가(180)가 구비된다. 상기 제 2 처리부(180)에는 상기 전압값을 증폭하는 증폭부(182)와, 증폭된 상기 전압값과 기준전압값을 비교하여 감산 및 증폭하는 차동증폭부(184)가 포함된다. 여기서, 기준전압값은 상기 증폭부(182)에서 증폭된 전압값 중 매체의 두께 감지를 위해 필요한 전압값을 추출하기 위해 제공된 값이다. 따라서 상기 제 2 처리부(180)는 상기 휘이트스톤 브릿지(170)의 전압값 중 매체의 두께와 관련된 부분만의 데이터를 추출한 다음 이를 증폭함으로써, 매체 두께의 감지가 보다 정확하게 수행되게 한다.
상기 제 2 처리부(180)의 출력된 전압값을 디지털 신호로 변환한 후 매체 두께와 대응되는 값을 출력하는 A/D컨버터(190)가 구비된다.
상기 A/D 컨버터(190)의 출력값에 기초하여 매체의 두꼐를 감지하는 두께 감지부(192)가 구비된다. 여기서 상기 출력값은 실질적으로 상기 스트레인 게이지(160)에서 출력되는 저항값이 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 매체의 두께감지장치의 동작을 설명한다.
이송채널(110)을 통해 매체(m)가 화살표 방향으로 이송한다. 매체(m)의 이송이 진행되면, 매체(m)는 상기 고정롤러(120)와 이동롤러(130) 사이로 진입한다.
그러면, 상기 고정롤러(120)와 이동롤러(130)는 각각의 회전축(122)(132)을 중심으로 회전하여 매체(m)가 이송되게 한다. 이때, 상기 고정롤러(120)는 고정된 상태이고 상기 이동롤러(130)는 이동 가능한 상태이다. 그래서 매체(m)의 두께만큼 상기 이동롤러(130)는 매체(m)가 이송되는 방향과 동일한 방향으로 밀리게 된다. 하지만, 상기 이동롤러(130)는 상기 롤러 가이드(140)내에 개재된 상태이다. 따라서 상기 이동롤러(130)는 상기 롤러 가이드(140)내에서 상방으로 이동하게 된다.
상기 이동롤러(130)가 상기 롤러 가이드(140) 내에서 이동하면 상기 이동롤러(130)의 회전축(132)에 연결된 링크(150)도 동일한 방향으로 이동한다. 상기 링크(150)의 이동거리는 상기 이동롤러(130)의 이동거리와 같다.
상기 링크(150)가 이동하면, 상기 링크(150)의 일부에 겹쳐져 있는 스트레인 게이지(160)의 선단이 휘어지는 변형이 발생한다. 즉, 도 2에서 점선으로 표시된 것과 같다. 그러한 변형에 의한 변형량이 상기 스트레인 게이지(160)의 저항값으로 출력된다.
상기 스트레인 게이지(160)의 저항값은 휘이트스톤 브릿지(170)로 전달된다. 이때 상기 휘이트스톤 브릿지(170)는 온도보상용 스트레인 게이지(162)로부터 온도 보상된 저항값을 함께 전달받는다. 그러면 상기 휘이트스톤 브릿지(170)는 매체(m)의 두께에 대한 실제 저항값을 측정하고, 이러한 저항값에 대응하는 전압값을 산출한다. 산출된 전압값은 제 2 처리부(180)로 전달된다.
상기 제 2 처리부(180)의 증폭부(182)는 상기 휘이트스톤 브릿지(170)에서 출력된 전압값을 소정 레벨로 증폭한다. 그런 다음, 상기 차동증폭부(184)는 기준전압값을 참조하여 매체(m)의 두께와 관련된 일부 영역의 전압값만을 감산하여 추출한 다음 이를 증폭하여 출력한다. 상기 A/D 컨버터(190)는 상기 차동증폭부(184)에서 출력된 전압값을 디지털 값으로 변환한 후 출력한다. 상기 A/D컨버터(190)의 출력값은 매체의 실제 두께 값이 아니고 그 두께 값을 나타내는 값이다.
상기 A/D 컨버터(190)에서 출력된 두께 값에 기초하여, 상기 두께 감지부(192)는 매체의 실제 두께 값을 감지한다. 즉, 상기 두께 감지부(192)는 미도시한 저장부를 액세스하여 상기 A/D컨버터(190)에서 출력된 두께 값에 대응하는 매체의 실제 두께 값을 획득하는 것이다.
이와 같이 매체(m)의 두께에 따라 상기 스트레인 게이지(160)의 변형량만큼 저항값을 출력한 다음, 이를 매체(m)의 두께에 대응하는 값으로 출력하여 매체 두께를 감지하고 있음을 알 수 있다. 그래서 종래 기계적인 저항의 변화를 감지하거나 광량의 변화를 감지하여 두께를 감지하는 방식에 비해 더 안정되고 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 매체(m)가 상기 고정롤러(120)와 이동롤러(130)를 통과하면, 상기 이동롤러(120)는 상기 탄성 스프링(142)의 탄성 복원력에 의하여 다시 하방으로 이동하여 상기 고정롤러(120)와 접촉한 상태가 된다.
그리고 다른 매체(m)가 이송되면 상술한 과정을 반복 수행하면서 매체(m)의 두께를 감지한다.
도 4에는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 매체의 두께감지장치의 측면 구성도가 도시되어 있다. 제 2 실시 예의 구성은 상술한 제 1 실시 예와 일부가 동일하며 이동롤러와 스트레인 게이지의 사이에 개재되는 링크 구성에 차이가 있다. 하지만 도 4의 구성을 전체적으로 설명한다.
도 4를 보면 매체 두께감지장치(200)에는 프레임(200a)(200b)이 구비된다. 상기 프레임은 상부 외관을 형성하는 상부프레임(200a)과 하부 외관을 형성하는 하부프레임(200b)으로 구성된다.
상기 상부프레임(200a)과 하부프레임(200b) 사이에는 매체(m)가 이송되기 위한 이송채널(210)이 형성된다.
상기 하부프레임(200b)에는 고정롤러(220)가 회전축(222)에 회전가능하게 설치된다. 상기 고정롤러(220)는 상기 하부프레임(200b)의 표면에 대해 소정 높이만큼 돌출되어 형성되며, 일정한 위치에 고정되게 설치되어 매체(m)의 이송에 따라 회전한다.
상기 고정롤러(220)와 접촉하는 이동롤러(230)가 구비된다. 상기 이동롤러(230)는 매체(m)가 상기 고정롤러(220)와 이동롤러(230) 사이를 통과하면서 이송될 때 상기 매체(m)의 두께만큼 상방으로 이동한다. 그리고 후술하는 탄성스프링에 의해 매체(m)가 고정롤러(220)와 이동롤러(230)를 통과하면 하방으로 내려와서 상기 고정롤러(230)와 접촉하도록 원래 위치로 복귀한다.
상기 이동롤러(230)의 상하 운동을 안내하는 롤러 가이드(240)가 구비된다. 상기 롤러 가이드(240)는 막대 형상의 2개의 바(240a)(240b)가 상기 이동롤러(230)가 상하 운동할 수 있을 정도로 서로 이격되면서 상기 상부프레임(200a)의 표면에서 하방으로 고정되게 설치된다. 또 상기 바(240b)에는 후술하는 링크(250)가 상기 이동롤러(230)의 이동에 대해 함께 이동할 수 있도록 가이드홈(미도시)이 구성된다. 상기 롤러 가이드(240)에는 탄성 스프링(242)이 개재된다. 상기 탄성 스프링(242)은 상기 상부프레임(200a)의 표면에서 팽창된 상태로 설치되어, 상기 이동롤러(230)가 상방으로 이동하면 압축되고 다시 하방으로 이동하면 팽창된다. 상기 탄성 스프링(242)은 상기 이동롤러(230)의 회전을 간섭하지 않도록 일단이 상기 이동롤러(130)의 회전축(232)에 연결된다.
상기 이동롤러(230)에는 일정 길이의 링크(250)의 일단이 상기 이동롤러(230)의 회전과 간섭되지 않도록 고정되어 설치되고 타단에는 후술하는 스트레인 게이지(260)의 일부가 겹쳐져 있다. 상기 링크(250)에는 그 중앙부분에 상기 상부프레임(200a)의 표면에서 하방으로 연장하는 연결 바(252)에 연결된다. 그래서 상기 링크(250)는 상기 연결 바(252)가 연결된 지점을 중심(이하, '회동축'이라 함)(A)으로 회동하게 된다. 상기 회동축(A)은 상기 링크(250)의 길이방향에 대해서 정해져 있지는 않다. 다만, 상기 이동롤러(230)의 이동에 따라 상기 링크(250)의 선단이 회동하는 각도보다 상기 스트레인 게이지(260)와 겹쳐진 링크(250)의 타단이 더 많이 회동할 수 있는 지점에 회동축(A)이 위치하는 것이 좋다. 이는 매우 얇은 매체의 두께도 정확하면서 정밀하게 측정할 수 있도록 하기 위해서이다. 상기 스트레인 게이지(260)의 타단은 상기 상부프레임(200a)에 고정되어 하방으로 연장된 고정브라켓(270)에 연결된다.
한편, 상기 스트레인 게이지(260)가 출력된 저항값을 이용하여 매체(m)의 두께를 감지하기 위한 회로 구성은 도 3과 동일하기 때문에, 제 2 실시 예에서는 그 설명은 생략한다.
이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 매체의 두께감지장치의 동작을 설명한다.
이송채널(210)을 통해 매체(m)가 화살표 방향으로 이송하면, 매체(m)는 상기 고정롤러(220)와 이동롤러(230) 사이를 통과한다.
그러면 상기 고정롤러(220)와 이동롤러(230)는 각각의 회전축(222)(232)을 중심으로 회전하여 매체가 이송되게 한다. 이때, 상기 고정롤러(220)는 고정된 상태이고 상기 이동롤러(230)는 이동 가능한 상태이다. 그래서 상기 매체(m)의 두께만큼 상기 이동롤러(230)는 상기 매체(m)가 이송되는 방향과 동일한 방향으로 밀리게 된다. 하지만, 상기 이동롤러(230)는 상기 롤러 가이드(240)내에 개재된 상태이다. 따라서 상기 이동롤러(230)는 상기 롤러 가이드(240)내에서 상방으로 이동하게 된다.
상기 이동롤러(230)가 상기 롤러 가이드(240) 내에서 이동하면 상기 이동롤러(230)의 회전축(232)에 연결된 링크(250)는 상기 회동축(A)을 축으로 하여 회동한다. 상기 회동축(A)을 중심으로 이동하기 때문에 상기 링크(250)의 일단 즉 이동롤러(230)측은 상기 이동롤러(230)의 방향과 동일한 방향으로 이동하며, 반면 상기 링크(250)의 타단 즉 스트레인 게이지(260)와 겹쳐진 부분은 상기 이동롤러(230)의 방향과 다른 방향으로 이동한다.
이에 따라 상기 스트레인 게이지(260)의 선단이 변형된다. 즉, 도 4에서 점선으로 표시된 것과 같다. 그러한 변형에 의한 변형량이 상기 스트레인 게이지(260)의 저항값으로 출력된다.
이때 상기 링크(250)의 일단보다 타단이 더 많이 회동하도록 상기 회동축(A)의 위치를 변경하면, 상기 스트레인 게이지(260)의 선단도 더 많이 휘어지는 변형이 발생한다. 상기 스트레인 게이지(260)가 상기 이동롤러(230)의 이동거리에 비해 더 많이 변형하면, 매체의 두께 감지를 더 정밀하게 할 수 있고, 또 매우 얇은 매체의 두께도 감지가 가능하다. 예컨대, 상기 이동롤러(230)가 1mm 이동하면 상기 링크(250)의 일단도 1mm 이동하지만, 회동축(A)의 지렛대 원리에 의해 상기 링크(250)의 타단은 더 많이 회동하게 되어, 상기 스트레인 게이지(260)는 1mm보다 더 많은 2mm나 3mm와 같이 변형량 데이터를 제공한다. 이러한 변형량은 더 정확한 저항값을 측정할 수 있게 한다.
상기 스트레인 게이지(260)의 저항값은 상술한 도 3의 구성에 의해 매체의 두께값을 계산하는데 제공된다.
한편, 본 실시 예에서는 매체가 고정롤러(120)(220)와 이동롤러(130)(230) 사이를 수평방향으로 이동할 때 상기 이동롤러(130)(230)가 상방 및 하방으로 그 위치가 변동되는 것으로 설명하고 있지만, 매체가 수직방향으로 이동하는 경우에도 본 발명은 적용될 수 있다. 즉 고정롤러(120)(220)와 이동롤러(130)(230)가 수직방향으로 배치되고, 그 사이를 매체가 수직방향으로 지나갈 때, 이동롤러(130)(230)는 매체의 두께에 따라 좌우 방향으로 그 위치가 변동되기 때문이다.
또한 이외의 다른 방향으로 상기 고정롤러(120)(220)와 이동롤러(130)(230)가 배치된 경우에도 얼마든지 본 발명은 적용 가능하다.
또한 본 실시 예에서는 저항값을 이용하여 매체의 두께를 감지하는 두께 감지부가 구성되어 있으나, 매체의 두께에 따라 발생하는 변형량을 저항값으로 측정하는 스트레인 게이지가 저항값을 이용하여 직접 매체의 두께를 감지할 수도 있다. 이러한 실시 예도 본 발명에 적용 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 저항 센서인 스트레인 게이지를 이용하여 매체의 두께만큼 그 변형량을 측정하여 저항값을 출력하고 있어, 매체 두께를 정확하게 측정할 수 있고, 또 스트레인 게이지에 연결된 링크를 지렛대 원리를 이용하여 회동시키면 이송중인 매체의 두께보다 더 큰 변형량을 얻을 수 있어 매체 두께를 정밀하게 측정할 수 있으면 물론 두께 감지가 어려운 매우 얇은 매체의 두께도 측정이 가능하다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
120, 220 : 고정롤러 130, 230 : 이동롤러
140, 240 : 롤러 가이드 150, 250 : 링크
160, 260 : 스트레인 게이지 162 : 온도 보상용 스트레인 게이지
170 : 제 1 처리부(휘이트스톤 브릿지)
180 : 제 2 처리부 190 : A/D 컨버터

Claims (6)

  1. 매체의 이송채널에 고정되게 설치되는 제 1 롤러;
    상기 제 1 롤러와 접촉한 상태에서 매체 통과시 상기 제 1 롤러와 떨어지면서 매체의 두께만큼 일 방향으로 이동하고, 매체가 완전하게 통과하면 원래 위치로 이동하는 제 2 롤러;
    상기 제 2 롤러에 일단이 연결되어 상기 제 2 롤러의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하는 일정 길이의 링크부재:
    상기 링크부재의 타단과 일부가 겹쳐진 상태에서 상기 링크부재의 이동에 따라 발생하는 변형량을 저항값으로 측정하는 저항값 측정부재; 그리고
    상기 저항값을 이용하여 매체의 두께를 감지하는 두께 감지부를 포함하여 구성되는 매체의 두께감지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 롤러의 왕복 운동을 안내하는 롤러 가이드;
    상기 롤러 가이드의 내부에 개재되어 위치 변동된 상기 제 2 롤러가 원래 위치로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 매체의 두께감지장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    매체의 두께를 감지할 때 두께감지장치의 내부 온도에 의해 변화하는 상기 저항값을 보상하는 온도보상용 저항값 측정부재를 더 포함하되,
    상기 저항값 측정부재의 저항값과 상기 온도보상용 저항값 측정부재의 온도 보상된 저항값을 전달받아 실제 저항값을 전압값으로 산출하여 출력하는 제 1 처리부와,
    상기 제 1 처리부에서 출력된 전압값 중 일부 영역의 전압값만을 추출하여 매체의 두께에 대응되는 값을 출력하는 제 2 처리부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 매체의 두께감지장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저항값 측정부재 및 온도보상용 저항값 측정부재는 스트레인 게이지임을 특징으로 하는 매체의 두께감지장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 링크부재는,
    일단이 상기 제 2 롤러에 고정되게 설치되며 타단은 상기 저항값 측정부재의 일단과 겹쳐지게 설치되되 중앙부분에는 회동축이 형성되어, 상기 제 2 롤러의 이동에 따라 상기 링크부재의 일단과 타단이 상기 회동축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회동할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 매체의 두께감지장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 회동축은 상기 제 2 롤러의 이동거리에 비해 상기 링크부재와 겹쳐진 상기 저항값 측정부재가 더 많이 변형될 수 있는 위치인 것을 특징으로 하는 매체의 두께감지장치.
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