KR100796269B1

KR100796269B1 - 마찰식 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법

Info

Publication number: KR100796269B1
Application number: KR1020030005150A
Authority: KR
Inventors: 김의선; 유형선
Original assignee: 학교법인 인하학원
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2008-01-21
Also published as: KR20040068659A

Abstract

본 발명은 마찰력을 이용한 낱장 계수방식의 마찰식(friction-type) 지폐계수기에서 지폐의 인쇄 길이를 측정하여 지폐의 권종을 식별하는 이권종 지폐(different denomination notes) 검출방법에 관한 것이다.

본 발명의 이권종 지폐 검출방법은 지폐를 계수하면서 이권종을 검출하는 방법에 있어서, 투과형 센서(15a,15b,16a,16b)로 지폐의 전면이나 후면 중 적어도 한 면에 인쇄가 된 부분(18∪19)의 길이를 측정하는 단계, 상기 측정값을 지폐의 기울어진 각도(α)로 보정하는 단계, 상기 길이측정 단계에서의 측정값 또는 상기 경사각 보정단계에서의 보정값을 맨 앞장의 지폐와 비교하여 지폐의 권종을 식별하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 투과형 센서로 지폐의 전면이나 후면 중 적어도 한 면에 인쇄가 된 부분의 길이를 비교하여 지폐의 권종을 식별함으로써, 신권뿐만 아니라 심하게 훼손된 유통권에 대해서도 복잡하고 정밀한 구조를 통하지 않고도 지폐 권종을 정확히 검출할 수 있게 된다.

지폐, 계수기, 마찰식, 이권종, 검출, 사향, 인쇄, 투과형 센서

Description

마찰식 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법{Method of detecting different denomination notes on a friction type note counter}

도 1은 종래의 마찰식 지폐계수기의 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 마찰식 지폐계수기의 측단면도.

도 3은 지폐 사이즈 검지센서의 배치도.

도 4는 지폐의 검지범위 설명도.

도 5는 지폐 이송의 사향(skew)의 보정에 대한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 호퍼 2 : 지폐

2a,2b,2c : 계수할 지폐 3 : 공급롤러

3a : 돌출부 4 : 분리롤러

5 : 이송롤러 6 : 스택

15,15a,15b : 장변검지센서 16,16a,16b : 단변검지센서

18 : 지폐 전면의 인쇄부분 19 : 지폐 후면의 인쇄부분

Lo': 검지된 장변길이 La': 검지된 단변길이
Lo : 본래의 장변길이 La : 본래의 단변길이

본 발명은 이권종 지폐 검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰력을 이용한 낱장 계수방식의 마찰식(friction-type) 지폐계수기에서 지폐의 인쇄 길이를 측정하여 지폐의 권종을 식별하는 이권종 지폐(different denomination notes) 검출방법에 관한 것이다.

지폐계수기는 낱장계수방식과 묶음계수방식이 있다. 낱장계수방식은 마찰식(friction-type)으로 마찰계수의 차이를 이용하여 지폐를 한 장씩 이송하면서 계수 하는 방법이다.

이러한 마찰식 지폐 계수기의 하나로 대한민국 등록실용신안 제208139호에 개시한 지폐 계수기를 들 수 있다.

이 계수기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 호퍼(101; hopper) 위에 계수할 지폐(102)가 쌓여 있다. 호퍼(101) 아래 있는 공급롤러(103)의 일부가 호퍼(101) 가운데 있는 홈을 지나 호퍼(101) 위로 돌출되게 장착되어 가장 아래에 놓인 지폐(102a)와 접한다. 공급롤러(103)의 원주면은 지폐와의 마찰계수가 아주 작은 금속(주로 알루미늄 사용)이나 수지로 되어 있고 원주의 일부에 지폐와 마찰계수가 큰 고무나 수지로 된 돌출부(103a)가 있다. 호퍼(101) 출력단에는 이송롤러(105)와 분리롤러(104)가 인접하여 설치되어 있는데, 이송롤러(105)는 지폐(102a)를 호퍼(101) 쪽에서 스택(106;stack) 쪽으로 이송시키는 역할을 하고 분리롤러(104)는 지폐가 이송될 때 한 장씩만 지나가도록 하는 역할을 한다.

그리고, 이송롤러(105)의 출력단에는 이 롤러(105)에 의해 이송된 지폐를 투 입 시와 반대방향으로 안내하는 상하판 이송가이드(108,109)가 부분 만곡된 상태로 장착되어 있으며, 이 한 쌍의 이송가이드(108,109) 하부에는 투입된 지폐(102)를 이송가이드(108,109)를 따라 이송하는 상하 한 쌍의 가속롤러(110)가 지폐(102)와 접점(P)을 이루도록 설치되어 있다.

또한, 이송가이드(108,109)의 출력측에는 가이드(108,109)를 따라 이송되어 온 지폐(102)를 외부의 스택(106)으로 회전 이송시키는 스택 휠(112)이 장착되어 있는데, 이 스택 휠(112)에는 다수의 이송날개(112a)가 부착되어 있다.

따라서, 종래의 마찰식 지폐 계수기(100)에 의해 지폐(102)를 계수하고자 할 때 먼저 호퍼(101) 위에 계수할 지폐(102)를 올려놓고 계수기(100)를 작동시킨다. 이에 따라 공급롤러(103)가 도 1의 화살표 방향(반시계 방향)으로 회전하게 되며, 돌출부(103a)가 가장 아래에 놓인 지폐(102a)를 마찰 이동시키기 전까지는 공급롤러(103)가 회전하여도 공급롤러(103)와 지폐(102a) 간의 마찰계수(μ₁)가 지폐(102a)와 지폐(102b) 간의 마찰계수(μ₂)에

μ₁< μ₂

가 되어 공급롤러(103)와 지폐(102a) 사이에 미끄럼(slip)만 발생하고 지폐(102a)는 이송롤러(105) 쪽으로 이송되지 않는다. 그러나 마찰계수가 큰 돌출부(3a)가 지폐(102a)를 마찰 이동시키면 돌출부(103a)와 지폐(102a)간의 마찰계수(μ₃) 사이에

μ₂< μ₃

의 관계가 성립되어 지폐(102a)가 돌출부(3a)의 회전방향(CCW)으로 이송하면서 아래 지폐(102a)와 위 지폐(102b) 사이에 약간의 미끄럼(slip)이 생긴다. 또 아래 지폐(102a)와 위 지폐(102b) 사이의 마찰계수(μ₂)와 위 지폐(102b)와 그 위 지폐(102c) 사이의 마찰계수(μ₄) 사이에

μ₂≒μ₄

가 되나 지폐(102a)와 지폐(102b) 사이의 마찰력이 지폐(102b)와 지폐(102c) 사이의 마찰력보다 일반적으로 약간 커서 지폐(102b)는 약간의 미끄럼이 생기면서 지폐(102a)를 따라 지폐(102a)의 이송 방향으로 이송되고, 지폐(102c)도 지폐(102b)와 약간의 미끄럼이 생기면서 지폐(102b)를 따라 지폐(102b)의 이송방향으로 이송한다. 이렇게 하여 호퍼(101) 위의 지폐들(102)은 맨 아래에 위치한 지폐(102a)를 따라 여러 장이 함께 이송롤러(105)와 분리롤러(104)가 있는 위치로 이송되어 온다('툭' 던져진다). 이 때, 이송롤러(105)는 지폐를 호퍼 쪽에서 스택(106;stack) 쪽으로 이송시키는 역할을 하고 분리롤러(104)는 지폐가 이송될 때 한 장씩만 지나가도록 하는 역할을 한다. 이송롤러(105)에 던져진 여러 장의 지폐 중 가장 아래 지폐(102a)는 도 1에서 반시계 방향으로 회전하는 이송롤러(105)와 만난다. 이송롤러(105)와 지폐(102a) 사이의 마찰계수(μ₅)는 분리롤러(104)와 지폐(102a) 사이의 마찰계수(μ₆)보다 크다. 즉,

μ₆ < μ₅

가 되어 지폐(102a)에 대해 이송롤러보다 마찰계수가 작은 분리롤러는 지폐(102a)를 붙잡지 못하고 이송롤러의 회전에 의해서 지폐(102a)는 호퍼 쪽에서 스택(106) 쪽으로 이송된다. 위에 있는 지폐(102b)가 이송되고 있는 아래 지폐(102a)를 따라 같이 움직일 때, 아래 지폐(102a)와 위 지폐(102b) 사이의 마찰계수(μ₂)는 분리롤러(104)와 위 지폐(102b) 사이의 마찰계수(μ₇)보다 작다. 즉,

μ₂ < μ₇

가 되어 위 지폐(102b)는 이송되고 있는 아래 지폐(102a)를 따라가지 못하고 분리롤러에 의해 붙잡힌다. 여기서 분리롤러(104)는 이송롤러(105)의 회전방향과 같은 방향으로 회전하게 하거나, 일방향 클러치(one way clutch)를 사용하여 이 클러치의 로크력T_L 범위 내에서 분리롤러(104)가 이송롤러(105)를 따라 회전하지 않도록 분리롤러(104)를 정지(locking)시킨다. 이때 분리롤러의 로크력T_L은 이송롤러의 회전토크보다 훨씬 커야한다. 분리롤러에 작용하는 일방향클러치의 로크력T_L과 공전력 T_S는

여기서, E는 종탄성 계수

I는 단면2차모멘트

R은 축의 반경

e는 자연로그의 밑

n은 가동축에 감기는 권수

μ는 마찰계수

이다. 도 1 중 미설명부호 107은 제어판(control panel), 111은 모터, 113은 본체(body), 114는 받침대이다.

마찰식 지폐계수기(friction-type note counter)에 있어서 지폐를 이송하거나 분리시키는 인자는 마찰력(friction force)이다. 마찰력 F는

F = μ × N

여기서, F : 마찰력(friction force)

μ: 마찰계수(friction coefficient)

N : 수직력(normal force)

이다. 수직력 N이 일정하다면 마찰력 F는 마찰계수 μ의 크기에 따라 크기가 결정된다. 즉, 마찰계수가 크면 마찰력이 크고 마찰계수가 작으면 마찰력도 작게 된다. 위 설명은 이러한 의미에서 지폐를 이송하거나 분리시키는 인자는 마찰력(friction force)인데도 불구하고 마찰계수로서 하고 있다.

여기서 수직력 N은 분리롤러(104)가 이송롤러(105)를 누르는 힘으로 지폐계수기에서는 가압력(加壓力)이라고 하며 이는 일정한 값이다. 그러나 이송롤러(105)나 분리롤러(104)로 이송 전의 지폐의 마찰력 즉, 공급롤러(103) 위에 놓인 지폐에 대한 마찰력의 경우에 있어서의 수직력 N은 가압력이라고 하지 않으며 이는 일정한 값이 아니다. 이 때의 수직력 N은 지폐가 호퍼에 얼마나 싸이느냐에 따라 달라지는 값으로 지폐들이 아래쪽에 있는 지폐나 공급롤러를 누르는 것으로 가압력에 비해 매우 작은 값이며 마찰식 지폐계수기(friction-type note counter)에서는 μ₂ < μ₇이 된다면 지폐를 한 장씩 이송시키는데 영향을 주지 않는 힘이다. 이러한 원리에 의해 마찰식 지폐계수기(friction-type note counter)는 호퍼(101)에 놓인 지폐를 정확하게 한 장씩 스택(106)쪽으로 이송시키면서 계수를 한다.

지폐나 유가 증권(이하 "지폐"라 한다)을 취급하는 은행자동화 기기 개발에 있어 가장 중점을 두어야하는 사항 중의 하나는 기기의 신뢰성이다. 지폐를 제조하는 정부기관은 은행자동화기기에서의 지폐 취급성(handing)을 고려하여 지폐를 제조하지 않는다. 또 지폐는 유통 과정에서 훼손되는데, 은행자동화기기에서 취급하는 지폐는 신권에서부터 훼손이 심한 지폐까지 섞인 상태이다. 이러한 상태의 지폐를 은행자동화기기로 계수하거나 이권종 지폐(different denomination notes)를 식별하거나 위폐(counter-feit)를 식별하는데 있어 신뢰성을 높이는 것은 기기 개발에서의 핵심기술이다. 이 중 지폐를 단순히 계수만 하는 기기의 신뢰성은 마찰력을 이용한 낱장 계수 방식(friction-type)이나 베인펌프(vane pump)를 사용해 10^-3 Torr 정도의 중진공(中眞空)을 이용한 묶음 계수 방식(spindle-type) 모두 높은 수준(perfection level)이다.

그러나 이권종 지폐(different denomination notes)를 식별하는 기술이나 위 폐(counterfeit)를 식별하는 기술은 신뢰성 면에서 높은 수준(perfection level)에 이르지 못해 신뢰성을 높이기 위한 기술 개발이 계속되고 있다.

종래의 이권종 지폐 식별 방법으로는 사이즈를 검지 하는 방법(size checking method)과 컬러 센서를 사용하는 방법(color sensing method)이 있다. 사이즈 검지로 권종을 구분하는 방법(size checking method)은 선진국에서 이미 연구되어 몇 나라의 지폐에 대해서 실용화된 것으로, 지폐의 외곽 사이즈를 측정하여 권종을 식별한다. 광을 이용하는 투과형 센서 등에 의하여 지폐의 외곽 사이즈를 검지 하는 방법에 대하여는 대한민국 공개특허공보 특1999-43358호(1999.06.15 공개), 대한민국 등록실용신안공보 0199843호 (2000.08.04 등록), 일본 특개평9-319918호 (1997.12.12 공개) 및 일본 특개2000-3467호 (2000.01.07 공개) 등 다수의 문헌에 공개되어 있다. 이 방법은 신권의 치수(dimension) 정밀도가 매우 높고 유통권(circulated note)의 경우 거의 신권 수준으로 훼손 정도가 극히 적은, 일부 선진국의 지폐에 대해서만 식별의 신뢰성을 보장할 수 있다. 그러나 여러 나라의 지폐는 신권이라 할지라도 치수 정밀도가 낮기 때문에 식별의 신뢰성이 보장되지 않는다.
예를 들면 우리 나라 지폐는 10000원권 5000원권 1000원권이 있는데, 10000원권 중 훼손이 전혀 안된 신권의 경우 장변은 161mm, 5000원권은 156mm 그리고 1000원권은 151mm을 검지 기준값으로 설정하고, 센서의 검지공차(tolerance)는 2∼7mm로 되어 있다. 또 단변의 경우는 10000원권, 5000원권, 1000원권은 검지 기준값이 모두 76mm로 동일하다. 그러나 실제로는 10000원권 지폐의 경우 장변의 길이가 어느 지폐는 159mm 이하에서 어느 지폐는 162mm 이상으로 치수정밀도가 낮다.

또 5000원권과 1000원권의 경우는 5000원권의 하한 치수와 1000원권의 상 한 치수간에 치수 겹침(size overlap)까지 발생하는 경우도 있다. 치수 겹침이란 예를 들면 1000원권과 5000원권의 치수 공차가 1000원권 상한치와 5000원권 하한치의 차(difference)보다 큰 것을 말한다. 유통권(circulated note)의 경우는 훼손 정도가 각각 달라 신권의 경우와는 비교할 수 없을 정도의 치수에 대한 이산치(outlier)가 존재한다. 사이즈 검지로 권종을 구분하는 방법(size checking method)은 센서의 검지공차(tolerance)를 2∼7mm보다 작게 하면 이산치 문제로 검지의 신뢰성이 매우 낮고, 센서의 검지공차(tolerance)를 2∼7mm보다 크게 하면 치수 겹침 (size overlap)문제로 검지의 신뢰성이 매우 낮은 문제점이 있다.

컬러 센서를 사용하는 방법(color sensing method)은 센서의 정밀도가 매우 높은 고가의 컬러센서를 사용한 검지 방법이다. 상기의 방법을 사용하는 지폐 계수기의 예로는 대한민국 공개특허공보 특1999-65712호 (1999.08.05 공개) 및 대한민국 공개특허공보 특2001-106946호 (2001.12.07 공개)에 개시한 지폐 계수기를 들 수 있다. 이 방법도 사이즈 검지보다는 식별의 신뢰성이 나은 방법이지만 지폐의 권종 식별의 신뢰성으로는 충분하지 않다. 종래의 컬러센서를 사용하여 권종을 검지하는 방법은 빛의 3원색인 R(red 빨강), G(green 녹색), B(blue 청색)에 대해 사용하는 센서의 R G B 각각에 대한 파장대역을 반대역(half-band)으로 정하고, 지폐를 투과한 광의 R G B 각각의 파장 중 센서의 파장대역에 해당하는 파장범위에서의 광의 세기에 대해 각 지폐 권종별로 스래스홀드 값(threshold value)을 정한다. 지폐를 계수하는 동안 계수하는 지폐의 투과광 또는 반사광에 대한 광의 세기를 스래스홀드 값과 비교하면서 권종을 식별한다. 그런데 이 방법은 신권이나 유통권 모두에 대한 검지의 신뢰성이 높은 스래스홀드 값 설정이 매우 어렵다. 즉, 이권종 식별에 대한 신뢰성이 높지 않다. 주요 원인은 훼손이 전혀 없는 신권에서부터 훼손이 매우 심한 폐기 직전의 유통권까지 인쇄된 부분의 훼손 정도가 천차만별이어서 스래스홀드 값 설정을 낮게 하거나 높게 하여도 아니면 중간 정도로 하여도 모든 지폐에 대한 권종 식별에 대한 신뢰성을 높힐 수 없는 문제점이 있다.

또 다른 문제점은 센서의 정밀도인데, 특히 센서의 B(blue 청색)에 대한 파장의 기준 대역(band)에서의 지폐의 B(blue 청색) 광의 세기로 권종을 식별할 때 센서의 기준 대역이 너무 좁아 센서로서의 성능은 우수하지만 지폐에서 나오는 B에 해당되는 파장의 범위는 센서의 범위에 비해 너무 넓어 권종 식별에 대한 신뢰성을 높이지 못하는 문제점들이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 신권이나 유통권의 훼손 정도에 관계없이 지폐의 권종을 검지할 수 있는 마찰식 지폐계수기(friction-type note counter)에서의 이권종 지폐 검출방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 지폐를 계수하면서 이권종을 검출하는 방법에 있어서, 투과형 센서로 지폐의 전면이나 후면 중 적어도 한 면에 인쇄가 된 부분의 길이를 측정하는 단계, 이 측정값을 지폐의 기울어진 각도로 보정하는 단계, 길이측정 단계에서의 측정값 또는 경사각 보정단계에서의 보정값을 맨 앞장의 지폐와 비교하여 지폐의 권종을 식별하는 단계로 구성된 마찰식 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법을 제공한다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 의하면, 마찰식 지폐계수기에서 사이즈 검지로 권종을 구분하는 이권종 지폐 검출방법은 신권에서 지폐의 외곽 사이즈의 정밀도(裁斷精密度)가 매우 낮은 경우에도 지폐 내(內)에 인쇄된 부분의 길 이나 면적의 정밀도가 높다. 여기서의 정밀도는 상술한 재단정밀도와는 다르다. 왜냐하면 지폐의 재질은 일반 종이와는 달리 마(麻)와 같은 섬유를 첨가하여 만든 것으로 재질의 물성은 종이와 섬유의 중간 정도가 되기 때문이다. 그래서 지폐의 재질은 일반 종이처럼 습도에 따라 수축과 팽창이 심하게 일어나지 않는다. 또 심하게 훼손된 유통권(헌돈)의 경우에도 지폐의 외곽 부분의 훼손은 심하지만 지폐 내의 인쇄 부분까지의 훼손은 전혀 안되었거나 심하지 않다. 이 때 심하게 훼손된 유통권이란 훼손 정도가 CD기나 ATM기에서 사용 가능한 정도로 정사기에서 정사된 지폐를 말한다. 이와 같이 지폐 내의 인쇄된 부분의 사이즈를 이권종 지폐 검지의 기준으로 할 경우 이권종 지폐 검지의 신뢰성을 훨씬 높일 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조로 본 발명에 따른 이권종 지폐 검출방법 및 이 검출방법이 적용된 이권종 지폐 검출이 가능한 마찰식 지폐 계수기에 대해 설명한다.

도 2에 도면부호 200으로 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 지폐 계수기(200)는 종래의 마찰식 지폐 계수기와 유사한 구성을 가지고 있다.

즉, 외부 케이스 역할을 하는 본체(13)와 지폐(2)를 투입하게 되는 호퍼(1), 계수된 지폐(2)가 외부로 방출되어 적층되는 스택(6) 그리고 제어판(7) 등에 의해 외곽의 구성을 형성하고 있으며, 본체(13) 내부에는 호퍼(1) 중간에 돌출되도록 장착된 공급롤러(3), 호퍼(1) 출력단에 설치된 분리롤러(4)와 이송롤러(5), 이 롤러 쌍(4,5)의 출력단에 설치된 상하 한 쌍의 이송 가이드(8,9), 그리고 이송 가이드(8,9)의 출력단에 설치된 스택휠(12) 등이 구비된다.

여기에서, 특히 본 발명이 적용되는 지폐 계수기(200)는 이송 가이드(8,9)의 하부에 설치된 가속롤러(10) 쌍과 인접하여 지폐 장변검지센서(15)와 단변검지센서(16)가 장착되어 가속롤러(10)에 의해 이송 가이드(8,9)를 통과하는 지폐(2)를 검지하도록 되어 있다. 이 때 양 센서(15,16)는 투과형으로서 발광부와 수광부로 구성되어 있으며, 발광부에서 나온 빛을 수광부가 받아들이면서 도달된 빛의 강도를 감지하는 구조의 센서이다. 지폐(2)는 도 2에서와 같이 발광부와 수광부 사이를 지나게 되며, 도 3에 도시된 것처럼 지폐(2)의 이동 경로 상에 배치되어 지폐(2) 내의 인쇄 부분의 사이즈를 하기의 방법에 의하여 검지한다.

따라서, 위와 같이 구성된 지폐 계수기(200)에 의해 본 발명에 따른 이권종 지폐 검출방법이 순차적으로 진행된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지폐(2)는 전면과 후면에 각각 여러 가지 문양, 그림, 숫자 등이 겹쳐서 인쇄되어 있는데, 전면에 인쇄되어 있는 위치나 면적이 후면에 인쇄되어 있는 위치나 면적과 일치하지 않는다. 도 4에서 실선으로 표시된 부분이 지폐 전면의 인쇄부분(18)이라고 하고, 점선으로 표시된 부분은 지폐 후면의 인쇄부분(19)이라고 하면 지폐의 전후면 중 어느 부분에도 인쇄가 되어 있지 않은 부분(φ)이 있다. 전면이나 후면 중 적어도 한 면에 인쇄가 된 부분은 18∪19이고 전면과 후면 모두에 인쇄가 된 부분은 18∩19로 표현할 수 있다. 장변(longitudinal) 검지길이(Lo')는 장변에 대해 18∪19에 해당되는 길이이고 단변(lateral) 검지길이(La')는 단변에 대해 18∪19에 해당되는 길이이다.

상기 지폐(2)는 지폐계수기를 정면에서 바라보는 방향에서 도시한 도 3에 표시되어 있는 이송방향(17)과 같이, 단변검지센서(16)에 지폐의 장변이 통과하도록 이송된다. 상기 도 3에서 지폐(2)는 이송가이드(8,9) 사이를 지나고, 가속롤러(10)의 접점(P)를 지나며 상기 센서(15,16)를 통과하는 과정에 있다. 이 때 상기 센서(15,16)의 발광부에서 나온 빛이 지폐의 전후면중 어느 부분에도 인쇄가 되어 있지 않은 부분(φ)을 통과하여 수광부에 닿는 신호값과 지폐의 전면이나 후면중 적어도 한면에 인쇄가 된 부분(18∪19)을 통과하여 수광부에 닿는 신호값은 투과형 센서의 특성상 다를 수 밖에 없다. 즉, 상기 발광부로부터 나온 빛이 지폐의 인쇄된 부분을 통과하게 되면 지폐의 인쇄되지 않은 부분을 통과한 후의 빛과 비교할 때 그 빛을 이루는 주요 파장대에 변화가 생기게 되는 것이다. 수광부에 닿는 신호값은 지폐의 인쇄된 부분을 통과한 후의 빛의 주요 파장대에 대응되도록 사전에 정해둔 스래스홀드 값(threshold value)과 비교되고, 상기 스래스홀드 값에 대응되는 신호값이 검출되면 빛이 상기 인쇄 부분(18∪19)을 통과하는 것으로 판단하게 된다. 이러한 과정을 거쳐 각각 검지된 장변(longitudinal) 검지길이(Lo')와 단변(lateral) 검지길이(La')가 얼마인지를 램(RAM)에 저장한다. 이 저장된 값은 1번째 지폐에 대한 값(data)이다. 뒤따라온 2번째 지폐에 대해 같은 방법으로 장변길이(Lo')와 단변길이(La')를 측정한 후, 램(RAM)에 저장되어 있는 1번째 지폐의 장변과 단변의 검지길이와 각각 비교하여 그 차(difference)가 설정된 오차 범위 내에 있으면 2번째 지폐는 1번째 지폐와 같은 권종이고, 오차 범위 내에 있지 않으면 이권종으로 판단한다. 같은 방법으로 3번째 지폐도 1번째 지폐에 대한 값(data)과 비교하여 식별한다.

이러한 방법을 반복하여 호퍼(1) 내에 있는 지폐(2)들을 계수하면서 이권종을 식별해 간다. 식별 결과 같은 권종이면 정상적으로 계수하여 계수된 숫자가 도 2의 제어판(7;control panel)의 표시창(display)에 표시된다. 만약 식별 결과가 이권종이면 계수를 중단하고 이권종이 검지되기 직전까지의 계수된 숫자가 표시창에 표시되도록 함과 동시에 이권종검지의 메시지가 표시창에 표시되거나 부저나 멜로디음을 발생시켜 사용자가 인지하도록 한다. 검지된 이권종은 센서를 지나 스택(6)의 맨 위에 쌓이게 되어 사용자가 확인할 수 있다. 이권종을 스택에서 수거하고 제어판(7)의 시작 버턴을 누르면 다시 계수가 시작되며 이권종검지 직전까지의 계수된 숫자에 새로 계수된 숫자가 더해져 최종 지폐숫자가 표시된다.

여기에서 장변의 길이를 검지하는 방법은 도 3에서 지폐(2)가 이송방향(17)으로 이송하면서 장변검지센서(15a,15b)를 통해 지폐(2)의 전면이나 후면 중 적어도 한면에 인쇄가 된 부분(18∪19)이 가리는 길이(Lo')를 검지하여 검지된 값 중 최대값을 장변의 길이로 한다. 또, 도 2와 도 3에서 가속롤러(10)와 지폐(2)와의 접점(P) 가까이에 단변검지센서(16a,16b)가 있고, 가속롤러(10) 축의 한쪽에 로타리엔코더(rotary encoder)(도면에는 표시 안됨)가 장착되어 있다. 지폐(2)의 이송량은 가속롤러(10)가 회전한 호의 길이와 같으며, 호의 길이 ℓ은

ℓ= rθ

여기서, ℓ: 지폐의 이송량(단변 이송량), 호의 길이

r : 가속롤러의 반경

θ: 가속롤러의 회전각(rad)

이다. 단변의 길이를 검지하는 방법은 지폐(2)가 지폐의 이송방향(17)으로 이송하면서 단변검지센서(16a,16b)를 지폐의 전면이나 후면 중 적어도 한면에 인쇄가 된 부분(18∪19)이 가리기 시작하여 가리는 동작이 끝날 때까지의 로타리엔코더에 검지된 회전각(θ)으로부터 환산하여 단변의 길이를 검지한다.

그런데 지폐(2)는 도 3의 지폐 이송방향(17)과 같이 장변에 수직하게 이송되는 경우가 거의 없으며 대부분의 경우는 도 5에서와 같이 기울어져 이송된다. 도 5는 지폐 이송의 사향(skew)에 대한 보정 설명도이다. 단변검지센서(16a,16b)간의 거리를 SLo라 하고, 지폐의 전면이나 후면중 적어도 한면에 인쇄가 된 부분(18∪19)이 이송하면서 한 쪽의 단변검지센서(16a)를 가리기 시작하여 또 다른쪽 단변검지센서(16b)를 가리기 시작할 때까지의 거리(D)를 로타리엔코더(rotary encoder)의 회전각으로부터 알 수 있다. 단변검지센서(16a,16b)의 중심을 연결한 직선과 경사져서 상기 단변검지센서(16a,16b)를 통과하는 지폐의 장변이 이루는 경사각(α)은

α= tan ^-1 (D/SLo)

이다. 지폐가 α만큼 기울어진 채로 단변검지센서(16a 또는 16b)를 지나면서 검지된 단변의 길이(La')는 원래의 단변 길이(La)와는 다르다. 따라서 기울어진 단변 길이(La')로부터 원래의 단변길이(La)로의 보정이 필요하다. 그 보정 방법은

La = La' × cos α

이다.

단변 길이의 보정 방법은 장변의 경우에도 마찬가지로 적용된다. 기울기 전의 장변길이(Lo), 기울어진 후의 장변검지센서에 검지된 길이(Lo') 사이에는

Lo = Lo' × cos α

의 관계를 이용하여 원래의 장변길이(Lo)를 계산해낸다. 이와 같은 보정 방법은 지폐가 기울어지지 않도록 하기 위한 복잡하고 정밀한 구조(mechanism)을 갖는 지폐계수기가 아니어도 매우 높은 이권종검지의 신뢰성을 얻을 수 있는 검지방법이 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마찰식 지폐계수기(friction-type note counter)에서의 이권종 지폐(different denomination notes) 검출 방법의 구성 및 동작을 도면에 따라 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 사이즈 검지로 권종을 구별하는 방법(size checking method) 중 종래의 지폐 외곽 사이즈를 측정하여 권종을 구별하는 방법은 지폐가 신권에서조차도 지폐 외곽 사이즈의 공차가 넓게 분포하여 권종간 치수 겹침(size overlap)이 발생하고 유통권의 경우 외곽부분(가장자리)의 훼손에 의한 심한 이산치(outlier)가 발생하며 센서의 검지 공차(tolerance) 등으로 지폐의 권종을 정확히 식별하기가 어려웠던 것에 비하여, 투과형 센서로 지폐의 전면이나 후면 중 적어도 한 면에 인쇄가 된 부분의 길이를 측정하고, 그 측정값을 지폐의 기울어진 각도로 보정한 값을 맨 앞장과 비교하여 지폐의 권종을 식별하는 방법으로 신권뿐만 아니라 심하게 훼손된 유통권에 대해서도, 그리고 복잡하고 정밀한 구조(mechanism)를 채용하지 않고도 지폐 권종을 정확히 검출할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims

지폐를 계수하면서 이권종 지폐를 검출하는 방법에 있어서,

(a) 투과형 센서(15a,15b,16a,16b)로 제1지폐의 전면 또는 후면 중의 적어도 한 면에 인쇄된 부분(18∪19)의 단변 및 장변의 길이를 측정하는 단계;

(b) 상기 제1지폐에 대한 단변 및 장변길이 측정값을 램에 저장하는 단계;

(c) 상기 투과형 센서(15a,15b,16a,16b)로 제2지폐의 전면 또는 후면 중의 적어도 한 면에 인쇄된 부분(18∪19)의 단변 및 장변의 길이를 측정하는 단계;

(d) 상기 (c)단계에서 측정된 제2지폐의 단변 및 장변의 길이와 상기 (b)단계에서 램에 저장된 제1지폐의 단변 및 장변의 길이를 각각 비교하는 단계;

(e) 상기 (d)단계에서 비교된 단변 및 장변의 길이의 차이가 사전에 정하여진 오차범위 내에 있으면 상기 제1지폐와 동일한 권종으로 판단하되, 상기 비교된 단변 및 장변의 길이의 차이가 상기 오차범위를 벗어나면 상기 제1지폐와는 다른 이권종으로 판단하는 단계; 및

(f) 제3지폐 이후의 지폐에 대하여 상기 (c) 내지 (e)단계를 반복하여 각각의 지폐가 상기 제1지폐와는 다른 이권종인지 여부를 계속하여 판단하는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법.
제 1 항에 있어서,

상기 각 지폐의 전면 또는 후면 중의 적어도 한 면에 인쇄된 부분(18∪19)의 단변 및 장변의 길이를 측정하는 단계는, 기울어진 상태로 이송되는 지폐(2)의 경사각을 고려하여 하기의 식(1)을 통하여 지폐의 전면 또는 후면 중의 적어도 한 면에 인쇄된 부분(18∪19)의 단변 및 장변의 실제 길이로 보정하는 경사각 보정단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법.

식 (1) La = La' × cos α, Lo = Lo' × cos α

(이 때, La는 지폐의 인쇄부분(18∪19)의 원래 단변 길이이고, La'는 단변검지센서(16a,16b)에 의하여 측정된 지폐의 인쇄부분(18∪19)의 단변 길이이며, Lo는 지폐의 인쇄부분(18∪19)의 원래 장변 길이이고, Lo'는 장변변검지센서(15a,15b)에 의하여 측정된 지폐의 인쇄부분(18∪19)의 장변 길이이며, D는 지폐의 상기 인쇄부분(18∪19)이 한 쪽 단변검지센서(16a)를 통과하여 다른 쪽 단변검지센서(16b)를 통과할 때까지의 거리이고, α는 지폐의 경사각이며 SLo를 단변검지센서(16a,16b)간의 거리라고 할 때 α= tan ^-1 (D/SLo)이다.)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 이권종 여부를 판단하는 단계는 이권종으로 판단된 때 계수를 중단하는 단계, 이권종 검지 직전까지의 지폐 매수를 표시창(7)에 표시하는 단계 및 이권종 검지사실을 표시하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법.
제 3 항에 있어서,

상기 이권종 여부를 판단하는 단계는 시작 버튼을 눌러 계수를 재개하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지폐계수기에서의 이권종 지폐 검출방법.