JPH023937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシート（紙葉）の状態を測定する方法
および装置に関し、特に紙幣および文書用紙のよ
うな紙製のシートに適用される。

このようなシートの剛性はシートの全体的状態
を示すうえで信頼性があり、本発明による紙葉又
は文書用紙の剛性を測定する装置は、該紙葉を連
続的に屈曲させる手段、該屈曲手段に該紙葉を運
搬し、該屈曲手段から該紙葉を運搬する手段、該
紙葉が屈曲されるときに生ずる雑音に応答するよ
うに配置されたマイクロホン、および該マイクロ
ホンからの雑音信号に応答して該紙葉の剛性度を
示す手段を具備する。

紙葉又は文書用紙は一方の面において好適に曲
面が与えられ、これに直交する面において連続的
に屈曲するように応力が加えられる。装置の好適
な形としては、屈曲手段および運搬手段は、回転
ドラム、および該回転ドラムに紙葉を供給して該
回転ドラムから紙葉を離しさらに紙葉の長手方向
に沿つて連続的に変化する紙葉に曲面を与えるよ
うに該回転ドラムの外周の一部に巻きつける手段
を具備する。

紙葉の一方の面において該曲面を与えるために
回転ドラムはその軸方向に沿つて変化する半径を
有し、屈曲手段は紙葉が回転ドラムに巻きつくと
きに変形を増大するように回転ドラムの表面の不
規則な形状に適合するように紙葉を押圧する。

回転ドラムは凹面状のボビン形状を有し、紙葉
は紙葉が回転ドラムに巻きつくときに回転ドラム
の軸方向および半径方向の両方の面において、曲
面によつて変形される。

回転ドラムの周囲に紙葉を供給する手段は好適
には紙葉を挾むために紙葉の両側に配置された内
側および外側ベルトを具備し、該ベルトはいずれ
も回転ドラムの長手方向より短い幅を有し、内側
ベルトは回転ドラムの表面との間に摩擦駆動関係
を有する。

本発明をさらに理解するために、一実施例を図
面に従つて詳細に説明する。

本発明は、紙の如きシート材料は屈曲又は変形
されると可聴雑音を生ずるという事実に基づいて
いる。本発明は、同じように屈曲させる装置を紙
幣が通過するときに各々の紙幣によつて生ずる雑
音のレベルをサンプリングすることにより紙幣を
グレード付けする場合に特に有用である。新しい
紙幣は古い紙幣よりガサガサ音が大きく図のよう
に「スナツプされる」ときにはさらに大なる雑音
を発生することが今まで知られてきた。紙幣によ
り生ずる雑音の強さは、(a)紙の種類、(b)紙の状
態、即ち柔軟性、(c)紙の含水率、および(d)雑音を
発生させるために使用される機械的な方法、等に
依存する。仮りに(a)、(c)および(d)の要因が一定で
あるとすると、装置における雑音の量は紙の状態
である(b)の要因に直接比例する。

装置の好適な形体は第１図ａおよびｂに示され
る。紙幣の如き紙製のシート４は、軸６により支
持されたボビン形状のローラー（ドラム）１の周
囲を内側ベルト２と外側ベルト３の間で運搬され
る。内側ベルト２および外側ベルト３の幅はドラ
ム１の長手方向より著しく狭く、内側ベルト２は
ドラムの中央部分で摩擦掛合を有する。紙幣４は
２本のベルト２，３の間に挾まれる。紙幣の端部
がドラムに到達すると、紙幣の端部は以前の平坦
な形状から変形される。紙幣は第１図ｂに示すよ
うに、ドラムの表面の凹面形状によつてドラムの
軸方向において曲面が与えられる。ドラムの中央
部分はドラムの両端部の半径より小さい半径を有
し、ベルト２および３は紙幣をドラムの表面の形
状に適合するように押圧する。この曲面に加え
て、紙幣はもちろん第１図ａに示すようにドラム
の半径方向における曲面が与えられる。紙幣が回
転するドラムの表面を取巻いて進行すると、紙幣
の種々の部分が連続的に屈曲され、２つの直交す
る面における曲面によつて紙幣の変形が増大され
る。

紙幣の変形により生ずる雑音はドラムに近接し
て配置されたマイクロホン５によつて検出され
る。マイクロホン５からの出力７の大きさは紙幣
の種類と新しさに依存する。

第２図はマイクロホン５により生ずる信号７を
解析するためのブロツク線図を示す。信号７は第
３図のグラフ（電圧−時間特性）に示される特性
を有する。最も雑音の大きい紙幣は特性３０で示
され、これは新しい紙幣に対応する。普通に使用
された紙幣の出力特性３１は中間のレベルであ
り、一方古い紙幣の特性３２は下方に示される。
第３図に示される特性は“１ドル”紙幣の短辺の
端部を検出装置に通過させたときの特性である。

第２図の回路において、信号７は、装置によつ
て生ずる周辺雑音を除去するために或る所定の周
波数帯域内で解析される。信号７は最初前置増幅
器２０により増幅され続いて帯域又は高域波器
２１に送出される。この交流電圧は全波整流器２
２により整流される。整流された出力は積分器２
３により積分されその出力は増幅器２４により増
幅される。増幅された出力は比較器２５に供給さ
れ、調整可能なしきい値レベル２７と比較され
る。しきい値レベル２７は、紙幣が十分に新しい
ことを決める電圧レベルに設定される。レベル２
７は操作員によつて事前調整される。比較器の出
力２６は紙幣が適切か否かを示す２つのレベル信
号を示している。

第２図の回路の各素子の例としては第４図〜第
９図に記載される。

マイクロホン５は広帯域の小型コンデンサマイ
クロホンであつて、この小型コンデンサマイクロ
ホンは可聴周波数範囲では比較的平坦な特性を示
す。この目的にかなつた市場から入手し得るマイ
クロホンは、小型で高感度の機械的シヨツクに強
く電流損の少ない増幅器を内蔵している。このコ
ンデンサマイクロホンのダイヤフラムとエレクト
レツトは温度変化による影響が少なく、外部から
の振動に対しても感度は低く押えてある。

前置増幅器２０は第４図に示される。この回路
は、０ボルト以上および以下で増幅するすなわち
マイクロホン５からの信号７に適合するように中
間レール（６ボルト）でオフセツトする２段単レ
ール前置増幅器から成る。増幅器Ａ，Ｂは周波数
応答を支配する高周波数極を誘導する。最大利得
は抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびＲ４の関数であり
近似的に44dBである。高周波数極は7.23kHzで誘
導され、容量Ｃ１，Ｃ２および抵抗Ｒ１，Ｒ３の
値で決定される。

高域波器２１は第５図ａで示され、入力信号
V_ioは前置増幅器２０から供給される。この波
器の周波数特性は第５図ｂに示され、カツトオフ
は7.35kHz（f₃）である。f₃の附近における利得曲
線の傾斜は20dB／オクターブである。低い周波
数においては容量Ｃ３のインピーダンスは抵抗Ｒ
５のそれより大きく、従つて抵抗Ｒ５の両端の電
圧降下は小さくその出力V_putは省略し得る。また
高い周波数においては抵抗Ｒ５のインピーダンス
は容量Ｃ３のそれより大きく、従つて抵抗Ｒ５の
両端の電圧降下は大きくその出力V_putは近似的に
V_ioとなる。

全波整流器２２は第６図に示される。その入力
は第５図波器から供給されその出力は第７図の
積分器に供給される。ブロツク６１および６２の
各々は、増幅器Ｃ，Ｄ、ダイオードＤ１，Ｄ２、
および抵抗Ｒを具備し、各個は、増幅器の開ルー
プ利得により分割されるダイオード電圧降下によ
り供給され通常６マイクロボルトの切換電圧を備
えた精密級ダイオードとして機能する。ブロツク
は互に独立に機能し、入力電圧の正のサイクルで
はダイオードＤ１はオン、ダイオードＤ２はオフ
であり、増幅器Ｃは利得＋１の非反転増幅器とし
て作用する。負のサイクルではダイオードＤ１は
オフ、ダイオードＤ２はオンであり、それにより
増幅器Ｄは利得−１の反転増幅器として作用す
る。

第７図ａは積分器２３の回路を示す。入力信号
Ｖ１の高周波成分は、時定数Ｃ１ Ｒ１で示され
る充電および時定数Ｒ２ Ｃ１で示される放電を
行う抵抗−容量回路のＲ１，Ｒ２およびＣ１によ
つて、低周波の波形Ｖ２に変換される。第７図ｂ
では入力波形Ｖ１は波形Ｖ２を生ずるように平均
化される。平均化された波形Ｖ２は、比較器Ｅに
おいて、操作員にキーボード操作により設定され
シートを分類する条件を決定するしきい値として
作用する可変電圧V_sと比較される。第７図ｂで
示される積分器Ｖ３の出力は、信号Ｖ２が電圧し
きい値V_sを越える位置において方形パルスを構
成する。

第７図の方形波出力信号Ｖ３は第８図に示す緩
衝増幅器２４に供給される。緩衝増幅器２４は負
帰還を備えた演算増幅器A_vから成る。

緩衝増幅器２４の出力は、第９図ａに示す第２
図の比較器２５に対応する終段検出時間しきい値
ユニツトに供給される。終段検出時間しきい値ユ
ニツトは容量Ｃによつて入力信号を積分し第９図
ｂにおいて点線で示される特性を生ずる。比較器
においてこの積分された波形と所定の基準電圧
V_refとを比較することによつて、回路は第７図の
信号Ｖ２が電圧しきい値レベルV_sより以上であ
つた期間を検出する。この期間はシートの全体的
状態を直接示すものであり、所定の基準電圧V_ref
（2.5ボルト）の値は許容し得る最小期間に等しく
これはシートの全体的状態の中の最小値を示す。
この最小値が適合しない場合には、シートは払出
口に分類される。回路の出力信号２６は比較の結
果に従つて“１”又は“０”を示すデジタル信号
である。この段は、紙幣がもつているにかわ質的
なもの又は連続的に折りたたむことにより生ずる
高い柔軟性等により生ずる波形中の固有尖頭値を
除去するために使用される。許容し得る最大時定
数は、装置を連続的に通過する期間（一般に30ミ
リ秒）によつて支配される。マイクロホン５の出
力信号を解析するために使用される回路素子には
種々の変形例がある。例えば第７図ａの回路に影
響をもたらす比較のために１つ以上のしきい値レ
ベルを使用することは可能である。本発明による
装置は、例えば、紙幣の状態に依存して紙幣を仕
分ける分類装置を包含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の紙葉を包含する
ドラムの図であつて、ａは端部正面図、ｂは側面
図、第２図は、本発明による装置のブロツク線
図、第３図は、装置を通過する３種類の紙幣につ
いてのマイクロホン出力の電圧−時間の関係を示
す図、第４図は、第２図に示す実施例に使用され
た前置増幅器の回路図、第５図ａは、第２図に示
す実施例に使用された高域波器の回路図、第５
図ｂは、第５図ａに示す高域波器の周波数特性
を示す図、第６図は、第２図に示す実施例に使用
された全波整流器の回路図、第７図ａは、第２図
に示す実施例に使用された積分器の回路図、第７
図ｂは、第７図ａに示す積分器の各点における電
圧波形図、第８図は、第２図に示す実施例に使用
された緩衝増幅器の回路図、第９図ａは、第２図
に示す実施例に使用された比較器の回路図、およ
び第９図ｂは、第９図ａに示す回路の出力波形を
示す図である。 （符号の説明）、１……回転ドラム、２……内
側ベルト、３……外側ベルト、４……紙幣、５…
…マイクロホン、６……回転軸、７……マイクロ
ホン出力、２０……前置増幅器、２１……波
器、２２……整流器、２３……積分器、２４……
増幅器、２５……比較器、２６……出力、２７…
…しきい値レベル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 紙葉４を流路に沿つて運搬する手段１，２
   と、該流路の所定の位置における該紙葉の通過中
   に該紙葉を連続的に屈曲させる屈曲手段３と、該
   紙葉が屈曲されるときに生ずる雑音に応答するよ
   うに配置されたマイクロホン５と、該マイクロホ
   ンからの雑音信号に応答して該紙葉の剛性度を示
   す手段２０〜２５とを具備する紙葉の剛性を測定
   する装置。 ２ 該屈曲手段は、該紙葉の第１の面において曲
   面を与え、該第１の面に直交する第２の面におい
   て該紙葉を連続的に屈曲するように該紙葉に応力
   を加えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 ３ 該屈曲手段は、回転ドラム１、および該回転
   ドラムに該紙葉を供給し該回転ドラムから離しさ
   らに該紙葉の長手方向に沿つて連続的に移動する
   該紙葉に曲面を与えるように該回転ドラムの外周
   の一部に該紙葉を巻きつけることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４ 該回転ドラムは、該回転ドラムの軸方向に沿
   つて変化する半径を有し、該屈曲手段が該回転ド
   ラムの表面の不規則な形状に適合するように該紙
   葉を押圧し、該回転ドラムの外周に沿つて該紙葉
   が通過するときに該紙葉の変形を増大するように
   該紙葉の第１の面において曲面を与えることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ５ 該回転ドラムは凹面状のボビン形状を有し、
   該紙葉が該回転ドラムの外周を通過するときに該
   回転ドラムの軸および半径方向の表面の両方にお
   いて曲面によつて変形されることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 該紙葉を該回転ドラムに供給し該回転ドラム
   に巻きつけそして該回転ドラムから離す手段が、
   該紙葉を挾むために該紙葉の両側に配置され該回
   転ドラムの長手方向より狭い幅を有する内側２お
   よび外側３ベルトを具備することを特徴とする特
   許請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の
   装置。 ７ 該内側ベルトが該回転ドラムの表面の中央部
   分との間に摩擦駆動関係を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８ 該マイクロホンからの雑音信号に応答して雑
   音信号を積分２３し、積分された値と所定のしき
   い値を比較し、比較の結果が該紙葉の剛性度を示
   す信号２６を提供するために使用されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれ
   かに記載の装置。