JP2019035588A - 磁気センサおよびカードリーダ - Google Patents

Abstract

【課題】カード基材が金属である場合もＩＣチップの接点端子２ａの有無を検出することが可能な磁気センサ１およびカードリーダ１００を提供すること。
【解決手段】カードリーダ１００のカード挿入部５０は、ＩＣチップの接点端子２ａを検出する磁気センサ１を備える。磁気センサ１は、検出コイル２０と、検出コイル２０の位置で互いに逆向きの磁界を発生させる第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０を備える。磁気センサ１は、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０の一方がＩＣカード２に搭載されるＩＣチップの接点端子２ａが通過する位置と対向し、他方が接点端子２ａから外れた位置でＩＣカード２のカード基材のみの部分と対向する位置に並んで配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップが搭載されたＩＣカードと通信を行うカードリーダおよびＩＣカードの接点端子を検出する磁気センサに関する。

カードリーダによって情報の読取りおよび情報の書込みの少なくとも一方が行われるカードとして、ＩＣチップが搭載されたＩＣカードが用いられる。ＩＣチップが搭載されたカードの表面には、ＩＣチップの接点端子が設けられている。特許文献１には、カード表面の接点端子の有無を検出する磁気センサ（入口センサ）を備えたカードリーダが開示されている。

特許文献１のカードリーダにおいて、ＩＣチップの接点端子を検出する磁気センサ（入口センサ）は、カードと対向するコア端部およびカードとは反対側に突出するコア端部にそれぞれ巻かれた励磁コイルと、コア中央部に巻かれた検出コイルとを備える。カード側のコア端部に巻かれた励磁コイルと、カードとは反対側のコア端部に巻かれた励磁コイルは逆方向の磁界を発生させるように巻かれている。検出コイルの出力は、検出位置にＩＣチップの接点端子が存在しないときは２つの励磁コイルの磁界が等しいため、出力なし（出力がゼロ）となる。一方、検出位置に接点端子が存在するときは、カード側の励磁コイルの磁界に過電流による損失が生じるため、過電流損失に応じた出力が得られ、出力ありとなる。よって、検出コイルの出力に基づき、ＩＣチップの接点端子を検出することができる。

特開２００３−３３７９２２号公報

ＩＣチップが搭載されるカードには、カード基材としてプラスチックではなく金属を用いたものがある。カード基材が金属であるカード（メタルカード）は、カードに接点端子が設けられていなくてもカード基材に過電流が発生する。従って、特許文献１の磁気センサでは、メタルカードに対しては、接点端子がない場合も検出コイルの出力はゼロにならない。また、接点端子とカード基材の材質の差によって過電流の発生量の差はあるものの、この差に起因する検出コイルの出力の差は小さい。従って、特許文献１の磁気センサでは、カード基材が金属である場合に、ＩＣチップの接点端子の有無を検出コイルの出力に基づいて判別することは困難である。

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、カード基材が金属である場合もＩＣチップの接点端子の有無を検出することが可能な磁気センサおよびカードリーダを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の磁気センサは、コア体と、前記コア体に巻き回される検出コイルと、前記コア体に巻き回され、前記検出コイルの位置で互いに逆向きの磁界を発生させる第１励磁コイルおよび第２励磁コイルと、を有し、前記第１励磁コイルおよび前記第２励磁コイルは、一方がカードに搭載されるＩＣチップの接点端子と対向するとき、他方が前記接点端子から外れた位置で前記カードと対向する位置に配置されること
を特徴とする。

本発明では、検出コイルの位置で互いに逆向きの磁界を発生させる第１励磁コイルおよび第２励磁コイルを備えているため、検出コイルからは、第１励磁コイルの磁界および第２励磁コイルの磁界の差に対応する出力が得られる。そして、第１励磁コイルおよび第２励磁コイルは、一方がカードに搭載されるＩＣチップの接点端子と対向するとき、他方が接点端子から外れた位置でカードと対向する間隔で並んで配置されている。従って、カード基材が金属などの導体であっても、第１励磁コイルの磁界および第２励磁コイルの磁界の差をとることによって、検出コイルの出力から、カード基材に起因する過電流損失の影響を排除することができる。従って、ＩＣチップの接点端子が設けられていないカードに対しては、カード基材が金属などの導体であっても、検出コイルからは出力が出ないようにすることができる。また、接点端子を備えたカードに対しては、接点端子による過電流損失に基づく出力を得ることができる。従って、カード基材が金属などの導体であっても、接点端子の有無を検出できる。

本発明において、前記第１励磁コイルおよび前記第２励磁コイルは、前記検出コイルに対して同じ側に配置されるように構成することができる。このようなコイルの配置により、第１励磁コイルおよび第２励磁コイルをカード通過方向と交差する方向に並べて配置してカードと対向させることができる。

本発明において、前記第１励磁コイルおよび第２励磁コイルは、互いに平行なコイル軸線回りに巻き回されていることが好ましい。例えば、前記コア体として、前記検出コイルが巻かれるコア中央部と、前記第１励磁コイルが巻かれる第１コア端部と、前記第２励磁コイルが巻かれる第２コア端部を備え、前記第１コア端部と前記第２コア端部は、前記検出コイルに対して同じ側に向かって平行に延びている形状のものを用いた場合には、第１励磁コイルおよび第２励磁コイルを互いに平行なコイル軸線回りに巻き回すことができる。このようにすると、第１励磁コイルと第２励磁コイルをカードに対して垂直に配置することができる。カードに対して垂直にコイルを配置すれば、カードに対するコイルの位置決めが容易である。従って、第１励磁コイルと第２励磁コイルの位置精度を高めることができ、磁気センサによる検出精度を高めることができる。また、カードに対して垂直にコイルを配置すれば、渦電流損失を大きくすることができる。従って、接点端子を備えたカードに対する検出コイルの出力を大きくすることができる。

本発明において、前記コア中央部には、前記検出コイルが巻かれる範囲を規制するフランジ部が設けられていることが好ましい。このようにすると、検出コイルの位置決めが容易であり、検出コイルの位置精度を高めることができる。従って、磁気センサの検出精度を高めることができる。

本発明において、前記第１励磁コイルおよび第２励磁コイルは、前記コイル軸線と直交する方向から見て同一位置に配置されることが好ましい。このようにすると、第１励磁コイルと第２励磁コイルをカードに対して等距離の位置に配置し、且つ、第１励磁コイルと第２励磁コイルをカードに対して垂直に配置することができる。

次に、本発明のカードリーダは、上記の磁気センサと、前記カードを挿入可能なカード挿入路と、前記カード挿入路に接続されるカード搬送路と、前記カード搬送路の所定位置に取り込まれた前記カードの前記接点端子と接触して前記ＩＣチップと通信を行うＩＣ接点ブロックと、を有し、前記磁気センサは、前記第１励磁コイルおよび前記第２励磁コイルが前記カード挿入路のカード通過方向と交差する方向に離間しており、前記第１励磁コイルは、前記カードが前記カード挿入路を通過するときに前記接点端子が通過する位置と対向し、前記第２励磁コイルは、前記カードが前記カード挿入路を通過するときに前記接
点端子から外れた前記カードの部位が通過する位置と対向することを特徴とする。

本発明のカードリーダによれば、カード基材が金属などの導体であっても、第１励磁コイルの磁界および第２励磁コイルの磁界の差をとることによって、検出コイルの出力から、カード基材に起因する過電流損失の影響を排除することができる。従って、ＩＣチップの接点端子が設けられていないカードに対しては、カード基材が金属などの導体であっても、検出コイルからは出力が出ないようにすることができる。また、接点端子を備えたカードに対しては、接点端子による過電流損失に基づく出力を得ることができる。従って、カード基材が金属などの導体であっても、接点端子の有無を検出することができる。よって、カード挿入路に挿入されるカードがプラスチックカードであっても金属製のメタルカードであっても、当該カードにおけるＩＣチップの接点端子の有無を検出できる。

本発明において、前記磁気センサは、前記カード挿入路に前記接点端子を持たないカードが挿入された状態、あるいは、前記カードが挿入されていない状態で、前記検出コイルの出力が予め設定した値となるように前記第１励磁コイルの通電量および前記第２励磁コイルの通電量が設定されていることが好ましい。このようにすると、磁気センサ自体の組立誤差や、カードリーダへの磁気センサの取付誤差などに起因する検出コイルの出力の変動を通電量の調整によって解消することができる。従って、接点端子なしのカードに対して検出コイルの出力がゼロとなるように調整すれば、検出コイルの出力の有り無しによって接点端子の有無を判別することができる。よって、接点端子の有無を精度良く検出することができる。

本発明によれば、検出コイルの位置で互いに逆向きの磁界を発生させる第１励磁コイルおよび第２励磁コイルを備えているため、検出コイルからは、第１励磁コイルの磁界および第２励磁コイルの磁界の差に対応する出力が得られる。そして、第１励磁コイルおよび第２励磁コイルは、一方がカードに搭載されるＩＣチップの接点端子と対向するとき、他方が接点端子から外れた位置でカードと対向する間隔で並んで配置されている。従って、カード基材が金属などの導体であっても、第１励磁コイルの磁界および第２励磁コイルの磁界の差をとることによって、検出コイルの出力から、カード基材に起因する過電流損失の影響を排除することができる。従って、ＩＣチップの接点端子が設けられていないカードに対しては、カード基材が金属などの導体であっても、検出コイルからは出力が出ないようにすることができる。また、接点端子を備えたカードに対しては、接点端子による過電流損失に基づく出力を得ることができる。従って、カード基材が金属などの導体であっても、接点端子の有無を検出することができる。

本発明を適用した磁気センサおよびＩＣカードの説明図である。 ＩＣカードの接点端子を検出するための磁気センサの配置の説明図である。 磁気センサと対向する位置を通過するＩＣカードの構成と検出コイルの出力との対応関係を示すテーブルである。 図１の磁気センサを搭載したカードリーダを側方から見た説明図である。 図４のカードリーダにおけるカード挿入部の側面図および正面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を適用した磁気センサおよびカードリーダの実施形態を説明する。

（磁気センサ）
図１は、本発明を適用した磁気センサ１およびＩＣカード２の説明図である。磁気セン
サ１は、コア体１０と、コア体１０に巻き回された検出コイル２０と、検出コイル２０に対して互いに対称な位置でコア体１０に巻き回された第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０を備える。図１において、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する方向である。本明細書では、Ｘ方向の一方側をＸ１、他方側をＸ２とする。また。Ｙ方向の一方側をＹ１、他方側をＹ２とする。Ｘ方向およびＹ方向は、薄板状部材からなるコア体１０の板厚方向に対して垂直な方向である。磁気センサ１は、コア体１０のＸ方向の中央を基準としてＹ方向に対称に形成されている。

コア体１０は、検出コイル２０が巻き回されるコア中央部１１と、第１励磁コイル３０が巻き回される第１コア端部１２と、第２励磁コイル４０が巻き回される第２コア端部１３を備える。コア中央部１１は略矩形であり、コア体１０のＸ方向の中央に位置する。コア中央部１１は、Ｙ方向の両側の辺の中央部を切り欠いた形状である。すなわち、コア中央部１１は、Ｘ方向に所定長さで延在するコイル巻回部１１１と、コイル巻回部１１１のＸ方向の一方側Ｘ１の端部に設けられるフランジ部１１２Ａ、および、他方側Ｘ２の端部に設けられるフランジ部１１２Ｂを備える。フランジ部１１２Ａ，１１２Ｂは、コイル巻回部１１１よりＹ方向の幅が大きい。コア中央部１１において検出コイル２０が巻かれる範囲は、フランジ部１１２Ａ、１１２Ｂによって規制される。

コア体１０は、コア中央部１１からＸ方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２へそれぞれ直線状に突出する第１腕部１４および第２腕部１５を備える。第１コア端部１２および第２コア端部１３は、第１腕部１４および第２腕部１５の先端から、それぞれ、Ｙ方向の一方側Ｙ１に向かって直線状に延びている。コア体１０は、コア中央部１１と、第１腕部１４および第２腕部１５と、第１コア端部１２および第２コア端部１３が一体に形成された薄板状部材である。コア体１０において、第１腕部１４および第２腕部１５はＸ方向の長さが同一であり、第１コア端部１２および第２コア端部１３はＹ方向の長さが同一である。第１励磁コイル３０は第１コア端部１２の先端に巻き回されている。また、第２励磁コイル４０は、第２コア端部１３の先端において、Ｙ方向の位置が第１励磁コイル３０と同一位置となるように巻き回されている。

このように、コア体１０は、第１コア端部１２および第２コア端部１３が互いに平行に延びており、第１コア端部１２および第２コア端部１３は、コア中央部１１に対して同じ側（Ｙ方向の一方側Ｙ１）に延びている。従って、磁気センサ１は、検出コイル２０に対して第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０が同じ側（本形態では、Ｙ方向の一方側Ｙ１）に配置されている。検出コイル２０は、Ｘ方向と平行なコイル軸線周りに巻き回されている。一方、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０は、検出コイル２０のコイル軸線と直交するコイル軸線周りに巻き回されている。すなわち、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０のコイル軸線は互いに平行であり、Ｙ方向と平行である。また、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０は、コイル軸線と直交する方向（Ｘ方向）から見た場合に同一位置に配置されている。

磁気センサ１において、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０は、第１コア端部１２および第２コア端部１３がカードと対向していない状態、あるいは、ＩＣチップの接点端子２ａがないカードと対向している状態では、検出コイル２０の位置で、第１励磁コイル３０の磁界φ１と第２励磁コイル４０の磁界φ２が同一強さであり、且つ、逆方向の磁界となるようにコイル巻き数および通電量が設定されている。

（磁気センサによるＩＣカード上の接点端子の検出）
図２は、ＩＣカード２の接点端子２ａを検出するための磁気センサ１の配置の説明図である。図２（ａ）は磁気センサ１が接点端子２ａと対向する位置（図２（ｃ）のＡ位置）にある状態を示し、図２（ｂ）は磁気センサ１が接点端子２ａから外れた位置（図２（ｃ
）のＢ位置）にある状態を示す。図２（ｃ）はＩＣカード２の平面図である。ＩＣカード２は、例えば、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状のカードである。ＩＣカード２は、用途に応じて各種のカード基材により形成される。カード基材には、プラスチック（例えば、塩化ビニール）、金属、紙などがある。カード２にはＩＣチップ（図示省略）が搭載され、カード２の表面にはＩＣチップとの通信用の接点端子２ａが設けられる。図２（ｃ）では、接点端子２ａが２列に配置されている。また、ＩＣカード２には、用途に応じて、磁気ストライプ（図示省略）が形成される。

図２（ａ）に示すように、接点端子２ａの検出は、磁気センサ１とＩＣカード２とをＹ方向に対向させて行う。Ｙ方向はＩＣカード２に対して垂直な方向である。ＩＣカード２が図２（ｃ）の矢印で示すカード通過方向Ｆ１に移動する際、磁気センサ１は、接点端子２ａと対向するＡ位置、および、接点端子２ａと対向しないＢ位置を経由する。磁気センサ１は、Ａ位置とＢ位置で検出コイル２０の出力が異なるように構成されている。

図２（ａ）に示すように、磁気センサ１は、ＩＣカード２のカード幅方向であるＸ方向において、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０の一方は、ＩＣカード２に設けられた接点端子２ａが通過する位置に配置される。また、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０の他方は、接点端子２ａの通過位置から外れた位置で、カード基材のみが通過する位置に配置される。例えば、本形態では、カード通過方向Ｆ１と直交する方向（Ｘ方向）に第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０が並んでいる。なお、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０は、本形態のようにカード通過方向Ｆ１と直交する方向（Ｘ方向）に並んでいなくても良く、カード通過方向Ｆ１と交差する方向に並んで配置されていればよい。

磁気センサ１は、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０がＩＣカード２とＹ方向に対向するように配置される。第１励磁コイル３０は、接点端子２ａの通過位置とＹ方向に対向する位置に配置される。なお、第２励磁コイル４０が接点端子２ａの通過位置とＹ方向に対向し、第１励磁コイル３０が接点端子２ａの通過位置から外れた位置（カード基材のみが通過する位置）と対向するように磁気センサ１を配置してもよい。

図１に示すように、磁気センサ１は、第１コア端部１２および第２コア端部１３の先端をＩＣカード２に向けて、第１コア端部１２および第２コア端部１３がＩＣカード２に対して垂直となるように配置される。これにより、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０のコイル軸線方向がＩＣカード２に対して垂直となる。また、この状態では、第１励磁コイル３０とＩＣカード２との距離Ｄ１は、第２励磁コイル４０とＩＣカード２との距離Ｄ２と同一になる。この状態で、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０に通電すると、検出コイル２０の位置の磁界は、第１励磁コイル３０の磁界φ１と、第２励磁コイル４０の磁界φ２を合成した磁界となる。

図３は、磁気センサ１と対向する位置を通過するＩＣカード２の構成と検出コイル２０の出力との対応関係を示すテーブルである。図３において、「プラスチックカード」はカード基材がプラスチックである場合を示し、「メタルカード」はカード基材が金属である場合を示す。また、「接点あり」「接点なし」は、それぞれ、接点端子２ａを備えている場合と、備えていない場合を示す。「カードなし」は、磁気センサ１と対向する位置にＩＣカード２が存在しない場合を示す。磁気センサ１は、「カードなし」の状態において、第１励磁コイル３０の磁界φ１と、第２励磁コイル４０の磁界φ２が逆向きで且つ同一強さ（例えば、φ１＝Ｈ、φ２＝−Ｈ）となるように構成されている。従って、「カードなし」の状態では、検出コイル２０の位置の磁界はφ１＋φ２＝０となるので、検出コイル２０の出力は得られず、「出力なし」となる。

ＩＣカードが接点端子２ａを備えている場合は、磁気センサ１がＡ位置を通過するとき、第１励磁コイル３０の磁界φ１は、接点端子２ａを構成する金属で発生する過電流の影響を受ける。例えば、「プラスチックカード」で「接点あり」の場合は、接点端子２ａに起因する過電流損失をΔφとすると、検出コイル２０の位置における第１励磁コイル３０の磁界φ１は、φ１＝Ｈ−Δφとなる。一方、第２励磁コイル４０の磁界φ２には、過電流の影響はない。従って、第２励磁コイル４０の磁界φ２は、φ２＝−Ｈである。その結果、検出コイル２０の位置の磁界（φ１＋φ２）は、φ１＋φ２＝−Δφとなるので、検出コイル２０からは、接点端子２ａに起因する過電流損失Δφに応じた強さの出力が得られる。よって、「プラスチックカード」で「接点あり」の場合は、検出コイル２０の出力は「出力あり」となる。

ＩＣカード２が「メタルカード」で「接点あり」の場合は、第１励磁コイル３０に対向する位置と第２励磁コイル４０に対向する位置のいずれにおいても、金属のカード基材が存在し、カード基材に過電流が発生する。加えて、第１励磁コイル３０に対向する位置では、接点端子２ａにも過電流が発生する。従って、接点端子２ａに起因する過電流損失をΔφ、カード基材に起因する過電流損失をΔφ１とすると、検出コイル２０の位置における第１励磁コイル３０の磁界φ１は、接点端子２ａとカード基材の両方の影響を受けるので、φ１＝Ｈ−Δφ−Δφ１となる。また、第２励磁コイル４０の磁界φ２は、カード基材の影響のみを受けるので、φ２＝−（Ｈ−Δφ１）となる。

つまり、本形態の磁気センサ１は、第１励磁コイル３０の磁界φ１と第２励磁コイル４０の磁界φ２が、いずれもカード基材で発生する過電流の影響を同じように受ける。そのため、検出コイル２０の位置の磁界（φ１＋φ２）は、カード基材に起因する過電流損失Δφ１が互いに打ち消し合ってその影響が排除される。よって、「メタルカード」「接点あり」の場合においても、検出コイル２０の位置の磁界（φ１＋φ２）は−Δφとなり、検出コイル２０からは、接点端子２ａに起因する過電流損失Δφに応じた強さの出力が得られる。つまり、磁気センサ１は、ＩＣカード２のカード基材が金属であっても金属でなくても、「接点あり」のＩＣカード２に対しては「出力あり」となる。

次に、ＩＣカード２が接点端子２ａを備えていない場合の磁気センサ１の出力を説明する。図２（ｂ）は、磁気センサ１が接点端子２ａから外れたＢ位置でＩＣカード２と対向する状況を示す。ＩＣカード２が接点端子２ａを備えていない場合、この状況と同じ出力が得られる。図２（ｂ）では、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０は、両方ともカード基材と対向する。ここで、ＩＣカード２が「プラスチックカード」である場合、第１励磁コイル３０の磁界φ１と、第２励磁コイル４０の磁界φ２は、いずれも「カードなし」の状態と同様に過電流の影響を受けない。従って、「プラスチックカード」「接点なし」の場合、検出コイル２０の位置の磁界は、φ１＋φ２＝０となり、検出コイル２０の出力は「出力なし」となる。

また、「メタルカード」「接点なし」の場合、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０は、両方とも金属のカード基材と対向する。従って、検出コイル２０の位置における第１励磁コイル３０の磁界φ１は、φ１＝Ｈ−Δφ１となる。また、第２励磁コイル４０の磁界φ２は、φ２＝−（Ｈ−Δφ１）となる。そして、検出コイル２０の位置の磁界（φ１＋φ２）は、カード基材に起因する過電流損失Δφ１が互いに打ち消し合ってその影響が排除されるので、φ１＋φ２＝０となる。よって、「メタルカード」「接点なし」の場合、検出コイル２０の出力は「出力なし」となる。

（カードリーダ）
図４は図１の磁気センサ１を搭載したカードリーダ１００を側方から見た説明図である。また、図５は図４のカードリーダ１００におけるカード挿入部５０の側面図および正面
図であり、図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は正面図である。カードリーダ１００は、ＩＣカード２に記録されたデータの読取りおよびＩＣカード２へのデータの書込みの少なくとも一方を行う装置であり、所定の上位装置に搭載されて使用される。

図４に示すように、カードリーダ１００は、カードリーダ本体６０と、カードリーダ本体６０の前端に設けられるカード挿入部５０を備える。カードリーダ本体６０の内部には、カード挿入部５０から挿入されたＩＣカード２が搬送されるカード搬送路６１が形成されている。カードリーダ本体６０は、ＩＣカード２の接点端子２ａと接触してデータの通信を行うＩＣ接点ブロック６２を備える。また、カードリーダ本体６０は、磁気ストライプを備えるＩＣカード２から磁気データの読取りおよび書込みの少なくとも一方を行う磁気ヘッド６３を備える。ＩＣ接点ブロック６２および磁気ヘッド６３は、カード搬送路６１の所定位置に配置される。

カードリーダ本体６０は、カード搬送路６１においてＩＣカード２の搬送位置を検出するセンサ（図示省略）と、カード搬送機構６４を備える。カード搬送機構６４は、搬送ローラ６４１と、モータ６４２と、モータ６４２の回転を搬送ローラ６４１に伝達する駆動力伝達機構６４３を備える。

図４、図５（ａ）に示すように、カード挿入部５０は、カード挿入口５１と、カード挿入口５１からＩＣカード２が挿入されるカード挿入路５２を備える。カード挿入路５２は、カードリーダ本体６０のカード搬送路６１と繋がっている。カード挿入口５１は、装置幅方向に直線状に延在するスリット状のカード挿入路５２を中心として、装置前方に向かうに従って開口高さが増大する形状である。

また、カード挿入部５０は、カード挿入路５２を開閉するシャッター５３と、シャッター５３に対してカード挿入口５１側に配置されるプリヘッド５４および磁気センサ１と、カード挿入口５１へのＩＣカード２の挿入を検知する挿入検知センサ（図示省略）を備える。プリヘッド５４は、ＩＣカード２が磁気ストライプを備えている場合に、磁気ストライプに記録される磁気データを検出する。磁気センサ１は、ＩＣカード２にＩＣチップが搭載されているか否かを判別するため、ＩＣカード２の接点端子２ａを検出する。

磁気センサ１は、カード挿入口５１とプリヘッド５４の間に配置され、カード挿入路５２を間に挟んでプリヘッド５４と反対側に配置されている。この配置は、ＩＣカード２において、磁気ストライプはカードの一方の面に設けられ、ＩＣチップの接点端子２ａはカードの他方の面に設けられることを前提としている。

図５（ｂ）に示すように、磁気センサ１は、カード挿入部５０を装置正面側から見た場合にカード挿入路５２の幅方向の一方側寄りの位置に配置される。この位置は、カード挿入路５２にＩＣカード２が正しい姿勢で挿入された場合に、磁気センサ１の第１励磁コイル３０がＩＣカード２の接点端子２ａが通過する位置と対向し、第２励磁コイル４０が接点端子２ａから外れた位置と対向する位置である。なお、磁気センサ１の説明において述べたように、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０の位置が逆であってもよい。ＩＣカード２の正しい挿入姿勢は、図５（ａ）に示すように、接点端子２ａが設けられた面を上側に向けるとともに、接点端子２ａがＩＣカード２の挿入方向前方側に位置する姿勢である。

カードリーダ１００の制御部（図示省略）には、磁気センサ１およびプリヘッド５４を含む各種のセンサの信号が入力される。制御部は、これらのセンサの信号に基づいてカードリーダ１００の各部の制御を行う。カード挿入部５０へＩＣカード２が挿入される前は、シャッター５３はカード挿入路５２を閉鎖した状態となっている。カードリーダ１００
の制御部は、挿入検知センサの出力によりカード挿入路５２へのカード状の物体の挿入を検知すると、磁気センサ１の信号に基づいて接点端子２ａの有無を判定する。また、プリヘッド５４の信号に基づいて、磁気ストライプへの磁気データの記録の有無を判定する。そして、接点端子２ａが検出されたと判定した場合には、正常なＩＣカード２が正しい姿勢で挿入されたと判定して、シャッター駆動機構（図示省略）を駆動してシャッター５３を開けて、ＩＣカード２をカード搬送路６１へ取り込む。そして、カード搬送路６１においてＩＣカード２を搬送し、ＩＣ接点ブロック６２をＩＣカード２の接点端子２ａと接触させて、ＩＣチップとのデータの通信を行う。また、ＩＣカード２が磁気ストライプを備えている場合には、磁気ヘッド６３により、磁気データの読取りや書込みを行う。

ここで、磁気センサ１の組立誤差、および、カードリーダ１００への磁気センサ１の取付誤差などに起因して、図１に示す距離Ｄ１、Ｄ２が同一とならないような配置で磁気センサ１が取り付けられた場合には、磁気センサ１の検出コイル２０の出力に誤差が生じ、図３に示すような対応関係が得られないおそれがある。そこで、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０への通電量を調整することにより、検出コイル２０の出力の誤差を低減させることができる。すなわち、カードリーダ１００への磁気センサ１の取付後に、カードなし状態、あるいは接点端子２ａを持たないカードを挿入した状態で検出コイル２０からの出力が「出力なし」となるように、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０への通電量を調整する。これにより、図３に示すような対応関係が得られるので、接点端子２ａの有無を精度良く検出することができる。

なお、カードなし状態、あるいは接点端子２ａを持たないカードを挿入した状態で検出コイル２０からの出力が予め設定した出力となるように、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０への通電量を調整することもできる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の磁気センサ１は、検出コイル２０の位置で互いに逆向きの磁界を発生させる第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０を備えているため、検出コイル２０からは、第１励磁コイル３０の磁界および第２励磁コイル４０の磁界の差に対応する出力が得られる。そして、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０は、一方がＩＣカード２に搭載されるＩＣチップの接点端子２ａと対向するとき、他方が接点端子２ａから外れた位置でＩＣカード２と対向する間隔で並んで配置されている。従って、カード基材が金属などの導体であっても、第１励磁コイル３０の磁界および第２励磁コイル４０の磁界の差をとることによって、検出コイル２０の出力から、カード基材に起因する過電流損失の影響を排除することができる。従って、ＩＣチップの接点端子２ａが設けられていないカードに対しては、カード基材が金属などの導体であっても、検出コイル２０からは出力が出ないようにすることができる。また、接点端子２ａを備えたＩＣカード２に対しては、接点端子２ａによる過電流損失に基づく出力を得ることができる。従って、カード基材が金属などの導体であっても、接点端子２ａの有無を検出できる。

本形態では、磁気センサ１のコア体１０において、第１励磁コイル３０が巻かれる第１コア端部１２と、第２励磁コイル４０が巻かれる第２コア端部１３は、検出コイル２０が巻かれるコア中央部１１から同じ側（Ｙ方向の一方側Ｙ１）に平行に延びている。従って、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０を検出コイル２０に対して同じ側に配置し、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０をカード通過方向と交差する方向に並べて配置して、ＩＣカード２と対向させることができる。

また、本形態では、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０を互いに平行なコイル軸線回りに巻き回しているので、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０をＩＣカード２に対して垂直に配置することができる。ＩＣカード２に対して垂直に第１励磁コイル３０
および第２励磁コイル４０を配置すれば、ＩＣカード２に対する第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０の位置決めが容易である。従って、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０の位置精度を高めることができ、磁気センサ１による検出精度を高めることができる。また、ＩＣカード２に対して垂直に第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０を配置すれば、渦電流損失を大きくすることができる。従って、接点端子２ａを備えたＩＣカード２に対する検出コイルの出力を大きくすることができる。

更に、本形態では、第１励磁コイル３０および第２励磁コイル４０は、コイル軸線方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）から見て同一位置に配置される。これにより、第１励磁コイル３０と第２励磁コイル４０をＩＣカード２に対して垂直にした状態で、ＩＣカード２に対して等距離の位置に配置することができる。従って、接点端子２ａがないＩＣカードに対しては、検出コイル２０の出力が出ないようにすることができる。よって、検出コイル２０の出力の有り無しによって接点端子２ａの有無を判別できるため、接点端子２ａの検出が容易である。

本形態では、検出コイル２０が巻かれるコア中央部１１には、検出コイル２０が巻かれる範囲を規制するフランジ部１１２Ａ、１１２Ｂが設けられている。従って、検出コイル２０の位置決めが容易であり、検出コイル２０の位置精度を高めることができる。よって、磁気センサ１の検出精度を高めることができる。

本形態のカードリーダ１００は、上記の磁気センサ１を備えている。磁気センサ１は、ＩＣカードが正しい姿勢でカードリーダ１００のカード挿入路５２を通過するときに、第１励磁コイル３０は、ＩＣカード２の接点端子２ａが通過する位置と対向し、且つ、第２励磁コイル４０は、ＩＣカード２の接点端子２ａから外れた部位が通過する位置と対向するように配置されている。従って、カード基材が金属などの導体であっても、第１励磁コイル３０の磁界および第２励磁コイル４０の磁界の差をとることによって、検出コイル２０の出力から、カード基材に起因する過電流損失の影響を排除することができる。よって、カード挿入路に挿入されるカードがプラスチックカードであっても金属製のメタルカードであっても、当該カードにおけるＩＣチップの接点端子の有無を検出できる。

１…磁気センサ、２…ＩＣカード、２ａ…接点端子、１０…コア体、１１…コア中央部、１２…第１コア端部、１３…第２コア端部、１４…第１腕部、１５…第２腕部、２０…検出コイル、３０…第１励磁コイル、４０…第２励磁コイル、５０…カード挿入部、５１…カード挿入口、５２…カード挿入路、５３…シャッター、５４…プリヘッド、６０…カードリーダ本体、６１…カード搬送路、６２…接点ブロック、６３…磁気ヘッド、６４…カード搬送機構、１００…カードリーダ、１１１…コイル巻回部、１１２Ａ、１１２Ｂ…フランジ部、６４１…搬送ローラ、６４２…モータ、６４３…駆動力伝達機構、Ｄ１、Ｄ２…距離、Ｆ１…カード通過方向

Claims (8)

1. コア体と、
   前記コア体に巻き回される検出コイルと、
   前記コア体に巻き回され、前記検出コイルの位置で互いに逆向きの磁界を発生させる第１励磁コイルおよび第２励磁コイルと、を有し、
   前記第１励磁コイルおよび前記第２励磁コイルは、一方がカードに搭載されるＩＣチップの接点端子と対向するとき、他方が前記接点端子から外れた位置で前記カードと対向する位置に配置されることを特徴とする磁気センサ。
2. 前記第１励磁コイルおよび前記第２励磁コイルは、前記検出コイルに対して同じ側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
3. 前記第１励磁コイルおよび第２励磁コイルは、互いに平行なコイル軸線回りに巻き回されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ。
4. 前記コア体は、前記検出コイルが巻かれるコア中央部と、前記第１励磁コイルが巻かれる第１コア端部と、前記第２励磁コイルが巻かれる第２コア端部を備え、
   前記第１コア端部と前記第２コア端部は、前記検出コイルに対して同じ側に向かって平行に延びていることを特徴とする請求項３に記載の磁気センサ。
5. 前記コア中央部には、前記検出コイルが巻かれる範囲を規制するフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ。
6. 前記第１励磁コイルおよび第２励磁コイルは、前記コイル軸線と直交する方向から見て同一位置に配置されることを特徴とする請求項３から５の何れか一項に記載の磁気センサ。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の磁気センサと、
   前記カードを挿入可能なカード挿入路と、
   前記カード挿入路に接続されるカード搬送路と、
   前記カード搬送路の所定位置に取り込まれた前記カードの前記接点端子と接触して前記ＩＣチップと通信を行うＩＣ接点ブロックと、を有し、
   前記磁気センサは、
   前記第１励磁コイルおよび前記第２励磁コイルが前記カード挿入路のカード通過方向と交差する方向に離間しており、
   前記第１励磁コイルは、前記カードが前記カード挿入路を通過するときに前記接点端子が通過する位置と対向し、
   前記第２励磁コイルは、前記カードが前記カード挿入路を通過するときに前記接点端子から外れた前記カードの部位が通過する位置と対向することを特徴とするカードリーダ。
8. 前記磁気センサは、前記カード挿入路に前記接点端子を持たないカードが挿入された状態、あるいは、前記カードが挿入されていない状態で、前記検出コイルの出力が予め設定した値となるように前記第１励磁コイルの通電量および前記第２励磁コイルの通電量が設定されていることを特徴とする請求項７に記載のカードリーダ。

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