JP3563956B2

JP3563956B2 - 磁気カードリーダ

Info

Publication number: JP3563956B2
Application number: JP08455798A
Authority: JP
Inventors: 英吉有賀; 敏夫溝口; 優樹中村
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JPH11282972A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気カードリーダに関する。より詳しくは、磁気カード以外の異物の挿入やマグネット板等の貼着を検出可能な磁気カードリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現金自動支払機等の磁気カードリーダのカード挿入口にマグネット板等が貼り付けられている場合、そのことを知らずに利用者が磁気カードリーダを利用すると、マグネット板の磁気によって記録データが破壊される虞がある。また、磁気カードリーダのカード挿入口に金属板等の異物が挿入されると、磁気カードリーダが誤動作や故障する虞がある。これらのため、磁気カードリーダは、カード挿入口近辺に記録データを破壊するような磁界が存在するか否かや、カード挿入口に挿入されたものが正規の磁気カードか否かを判別する必要がある。
【０００３】
従来の磁気カードリーダは、カードリーダゲート部に磁気信号の存在を確認する専用の磁気ヘッドを設け、カード挿入口から挿入されたものが磁気信号を有する正規の磁気カードであることを確認した後にカード搬送路の途中に設けられたシャッタを開けて当該磁気カードを内部に取り込む構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気信号の確認専用の磁気ヘッドを設置することで、挿入されたものが正規の磁気カードであるか否かについては判別可能ではあるが、カード挿入口に貼り付けられたマグネット板等の検出まではすることができなかった。このため、カード挿入口に貼り付けられたマグネット板等の検出をも可能にするためには、上記磁気ヘッドとは別個に磁気検出センサをカード挿入口の近傍に設けてマグネット板等の磁界を検出する必要がある。即ち、上記磁気ヘッドと磁気検出センサとをそれぞれ設置することが必要となって部品点数の増加を招き製造コストが上昇してしまう。また、上記磁気ヘッドによって磁気信号の存在を確認するためには、その動作原理より、磁気ヘッドに対して磁気カードを相対移動させる必要があり、シャッタの手前側に磁気カードを搬送するスペースが必要になって磁気カードリーダの小型化の制約になっている。
【０００５】
本発明は、磁気カードの保磁力の識別が可能で、磁気カード以外の異物の挿入やカード挿入口近辺へのマグネット板等の貼り付けを検出可能な磁気カードリーダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１記載の磁気カードリーダは、少なくとも一側に空隙部を有するように並置された２つの主磁極に励磁コイルと検出コイルを巻回して磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって主磁極のうち一方の主磁極を通る磁束が他方の主磁極に対して変化するように設け、一方の主磁極の磁束の変化を検出コイルにより検出するようにしたものである。
【０００７】
したがって、被検出体が挿入されていない状態では、各主磁極を通る磁束がバランスし検出コイルには出力が生じない。この状態より、カード挿入口から被検出体が挿入されると、この被検出体側に一方の主磁極側から磁束が漏れる。このため、２つの主磁極を通る磁束のバランスが崩れ、検出コイルに出力が生じる。被検出体の透磁率に応じて一方の主磁極側から被検出体側に漏れる磁束の大きさは変化するので、２つの主磁極を通る磁束のバランスの崩れ具合も変化し、また、透磁率と保磁力には一定の関係があるから、被検出体の保磁力に応じた検出コイルの出力値が得られることになる。また、カード挿入口の近辺にマグネット板等が貼り付けられた場合には、このマグネット板等によって形成される磁束により各主磁極を通る磁束のバランスが崩されるので、検出コイルに異常出力が常時生じる。
また、請求項１記載の磁気カードリーダは、被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの主磁極のうち一方の主磁極に作用する位置を通るように磁気センサ部を取り付けたものである。
したがって、一方の主磁極側から磁気ストライプ側に漏れる磁束は磁気ストライプの保磁力に応じたものとなり、２つの主磁極を通る磁束のバランスの崩れ具合が変化する。透磁率と保磁力との間には一定の関係があることから、磁気ストライプの保磁力に応じた検出コイルの出力が得られることになる。
また、請求項１記載の磁気カードリーダは、磁気センサ部はカード挿入口のカード走行平面に設けられている。
さらに、請求項１記載の磁気カードリーダは、磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して被検出体を判別するようにしたものである。磁気センサ部の出力の出力レベル、位相、周波数は、被検出体が磁気カードである場合、金属板である場合、磁石である場合によって異なる。したがって、予め記憶している基本パターンと比較することで被検出体の種類が異なる。
【０００８】
また、請求項２記載の磁気カードリーダは、２つの主磁極のそれぞれに励磁コイルを巻回し、該励磁コイルはそれぞれの主磁極に流れる磁束が逆方向となるように励磁されてなるものである。
【０００９】
各主磁極に励磁コイルをそれぞれ逆方向に巻回すると、各主磁極には互いに逆向きの磁束が発生し全体として１つの閉ループの磁束が形成される。したがって、カード挿入口に被検出体が挿入されても２つの主磁極を通る閉ループからこの被検出体側に漏れる磁束は僅かなものにとどまる。即ち、一方の主磁極側から被検出体側に漏れる磁束はこの被検出体に記録されているデータを損なうほどには大きくならず、記録データの健全性が維持される。
【００１０】
また、請求項３記載の磁気カードリーダは、２つの主磁極の端部には被検出体による磁路形成の補助となる補助コア部が形成されており、２つの主磁極のそれぞれに検出コイルを巻回し、該検出コイルより差動出力を取り出すように構成したものである。
【００１１】
したがって、一方の主磁極から被検出体側に漏れる磁束は、補助コア部によって被検出体側に導かれる。この磁束の漏れによって生じる２つの主磁極を通る磁束のバランス崩れは、２つの検出コイルの差動出力として取り出される。
【００１２】
また、請求項４記載の磁気カードリーダは、主磁極及び補助コア部は高透磁率磁性材料により構成され、２つの主磁極は他側が連結部により連結されており、主磁極の両端に設けられた補助コア部は連結部とは逆側に突出して形成され、突出した補助コア部の間が励磁コイル又は検出コイルの巻線部とされたものである。
【００１３】
２つの主磁極、連結部及び各補助コア部は、全体として略π字形状を成す。そして、各主磁極を通る磁束が全体として１つの閉ループを形成する場合には、当該磁束は一方の主磁極→空隙部→他方の主磁極→連結部→一方の主磁極の順序で又は逆の順序でループを構成する。各主磁極及び補助コア部は高透磁率磁性材料で構成されているので、かかる閉ループからの磁束の漏れは殆ど生じない。各主磁極の各補助コア部の間の部分を励磁コイル又は検出コイルの巻線部にすることで、両方の主磁極に対して各コイルを対称に巻くことが可能になり、各主磁極を通る磁束をバランスさせることができる。
【００１６】
また、請求項５記載の磁気カードリーダのように、磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの主磁極のうちの一方の主磁極に作用する位置を通るように、カード挿入口のカード走行平面に対して主磁極をほぼ平行又はほぼ垂直に設けても良い。
【００１７】
また、請求項６記載の磁気カードリーダのように、励磁コイルが巻回された励磁コア部と該励磁コア部を挟むとともに一側に空隙部を有するように並置されそれぞれ検出コイルを巻回した２つの検出コア部とにより磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって２つの検出コア部のうち一方の検出コア部を通る磁束が変化するように設け、被検出体による磁束の変化を検出コイルにより検出するようにしたものである。
【００１８】
したがって、被検出体が挿入されていない状態では、２つの検出コア部を通る磁束がバランスしそれぞれの検出コイル間には差動出力が生じない。この状態より、カード挿入口から被検出体が挿入されると、被検出体側に一方の検出コア部側から磁束が漏れる。このため、各検出コア部を通る磁束のバランスが崩れ、各検出コイル間に差動出力が生じる。被検出体の透磁率に応じて一方の検出コア部側から漏れる磁束の大きさが変化して各検出コア部を通る磁束のバランスの崩れ具合も変化し、また、透磁率と保磁力には一定の関係があるので、被検出体の保磁力に応じた各検出コイル間の差動出力値が得られることになる。また、カード挿入口の近辺にマグネット板等が貼り付けられた場合には、このマグネット板等の磁束によって各検出コア部を通る磁束のバランスが崩されるので、各検出コイル間に異常な差動出力が常時生じる。
また、請求項６記載の磁気カードリーダは、被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの検出コアのうち一方の検出コアに作用する位置を通るように磁気センサ部を取り付けたものである。
したがって、一方の検出コア側から磁気ストライプ側に漏れる磁束は磁気ストライプの保磁力に応じたものとなり、２つの検出コアを通る磁束のバランスの崩れ具合が変化する。透磁率と保磁力との間には一定の関係があることから、磁気ストライプの保磁力に応じた検出コイルの出力が得られることになる。
また、請求項６記載の磁気カードリーダは、磁気センサ部はカード挿入口のカード走行平面に設けられている。
さらに、請求項６記載の磁気カードリーダは、磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して被検出体を判別するようにしたものである。磁気センサ部の出力の出力レベル、位相、周波数は、被検出体が磁気カードである場合、金属板である場合、磁石である場合によって異なる。したがって、予め記憶している基本パターンと比較することで被検出体の種類が異なる。
【００１９】
また、請求項７記載の磁気カードリーダは、検出コイルが巻回された検出コア部と該検出コア部を挟むとともに一側に空隙部を有するように並置されそれぞれ励磁コイルを巻回した２つの励磁コア部とにより磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって２つの励磁コア部のうち一方の励磁コア部を通る磁束が変化するように設け、被検出体による磁束の変化を検出コイルにより検出するようにしたものである。
【００２０】
したがって、被検出体が挿入されていない状態では、２つの励磁コア部を通る磁束がバランスし検出コア部に巻回された検出コイルには出力が生じない。この状態より、カード挿入口から被検出体が挿入されると、被検出体側に一方の励磁コア部側から磁束が漏れる。このため、各励磁コア部を通る磁束のバランスが崩れ、検出コイルに出力が生じる。磁気カードの被検出体の透磁率に応じて一方の励磁コア部側から漏れる磁束の大きさは変化するので各励磁コア部を通る磁束のバランスの崩れ具合も変化し、また、透磁率と保磁力には一定の関係があるので、被検出体の保磁力に応じた検出コイルの出力値が得られることになる。また、カード挿入口の近辺にマグネット板等が貼り付けられた場合には、このマグネット板等の磁束によって各励磁コア部を通る磁束のバランスが崩されるので、検出コイルに異常な出力が常時発生する。
また、請求項７記載の磁気カードリーダは、被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの励磁コア部のうち一方の励磁コア部に作用する位置を通るように磁気センサ部を取り付けたものである。
したがって、一方の励磁コア部側から磁気ストライプ側に漏れる磁束は磁気ストライプの保磁力に応じたものとなり、２つの励磁コア部を通る磁束のバランスの崩れ具合が変化する。透磁率と保磁力との間には一定の関係があることから、磁気ストライプの保磁力に応じた検出コイルの出力が得られることになる。
また、請求項７記載の磁気カードリーダは、磁気センサ部はカード挿入口のカード走行平面に設けられている。
さらに、請求項７記載の磁気カードリーダは、磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して被検出体を判別するようにしたものである。磁気センサ部の出力の出力レベル、位相、周波数は、被検出体が磁気カードである場合、金属板である場合、磁石である場合によって異なる。したがって、予め記憶している基本パターンと比較することで被検出体の種類が異なる。
【００２１】
また、請求項８記載の磁気カードリーダは、被検出体が、カード挿入口に挿入される磁気カード又は金属板、もしくはカード挿入口に設置される磁石である。したがって、被検出体への磁束の漏れ具合は被検出体が磁気カード、金属板、磁石のいずれかによって異なるので、被検出体の種類に応じた検出コイルの出力が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１〜図５に本発明を適用した磁気カードリーダの実施形態の一例を示す。この磁気カードリーダは、少なくとも一側に空隙部１を有するように並置された２つの主磁極２に励磁コイル３と検出コイル４を巻回して構成された磁気センサ部５を有し、この磁気センサ部５をカード挿入口３０に挿入される被検出体６によって２つの主磁極２のうち一方の主磁極２を通る磁束が変化するように設け、一方の主磁極２の磁束の変化を検出コイル４により検出している。本実施形態では、空隙部１を各主磁極２の一側のみに設け、各主磁極２の他側を連結部８によって連結している。
【００２６】
２つの主磁極２の端部には、被検出体６による磁路形成の補助となる補助コア部７が形成されている。各補助コア部７は連結部８とは逆側に突出して形成されている。そして、各主磁極２及び各補助コア部７は、例えばフェライト等の高透磁率磁性材料により一体的に構成され、補助コア部７の間を励磁コイル３と検出コイル４を巻回する巻線部９としている。
【００２７】
励磁コイル３は各主磁極２の巻線部９にそれぞれ巻回されている。各励磁コイル３は互いに反対回りに巻回されており、各主磁極２を通る磁束が互いに逆向きになって全体として閉ループの磁束Φ１が発生するようになっている。
【００２８】
なお、各コイル３，４の引き出し線３ａ，４ａは、各主磁極２を通る磁束がバランスするように各主磁極２に対して等しい位置関係になるように配置されている。即ち、各主磁極２から等距離に存在する仮想中間面に基づいた面対称の位置関係になるように、又は図２２に示すように、各主磁極２が仮想中間軸Ｌを挟んで等距離に配置されていると考えた場合に同図（Ａ）の方向（同図（Ｂ）の矢印Ａ方向）からみて当該仮想中間軸Ｌに基づき点対称の位置関係になるように各コイル３，４の引き出し線３ａ，４ａが配置されている。このように各コイル３，４の引き出し線３ａ，４ａを配置することで、各主磁極２を通る磁束をバランスさせることができる。ただし、必ずしもかかる位置関係で各コイル３，４の引き出し線３ａ，４ａを配置する必要はなく、各コイル３，４に接続された回路において電気的に補正して各主磁極２を通る磁束がバランスするようにしても良い。また、励磁コイル３には、各主磁極２及び各補助コア部７の高透磁率コア部材を磁気飽和させない領域で被検出体６の透磁率の検出を行うことができる程度の励磁電流が供給されている。
【００２９】
この磁気センサ部５は、カード挿入口のカード走行平面Ａに対して２つの主磁極２がほぼ平行となるように配置される。
【００３０】
この磁気カードリーダの磁気センサ部５には、例えば図２に示す回路が接続されている。励磁コイル３は例えば交流電源１０に接続されており、２つの主磁極２を通って閉ループとなる磁束Φ１を発生させる。磁気センサ部５の周辺に被検出体６が存在せず各主磁極２を通る磁束が等しい場合には、各主磁極２を通る磁束がバランスしており検出コイル４の出力は変化しない。この状態より磁気センサ部５に被検出体６が近づくと、一方の主磁極２から各補助コア部７を通って被検出体６に向けて漏れる磁束Φ２が発生し、各主磁極２を通る磁束のバランスが崩れる。磁束Φ２の漏れ具合は被検出体６の透磁率によって変化するので、透磁率の大きさに応じて検出コイル４の出力が変化する。検出コイル４の出力はアンプ回路１１によって増幅された後、検波回路１２及びピークホールド回路１３によって半波整流されて包絡線検波され、被検出体６の透磁率に応じた大きさの出力信号となる。この場合、増幅と検波の順序は逆でも良い。被検出体６の透磁率と被検出体６の保磁力の大きさとの間には一定の関係があるため、予め保磁力の大きさに対応する検出コイル４の出力値を確認しておくことで、検出コイル４の出力に基づいて被検出体６の保磁力を識別することができる。
【００３１】
即ち、この磁気センサ部５では、略π型形状の高透磁率コア部材に各励磁コイル３を磁束Φ１が閉ループとなるように巻き線し、検出コイル４は差動型となるように巻き線されている。このため、被検出体６が磁気センサ部５に近づくと、殆どの磁束Φ１は閉ループとなるが、被検出体６の媒体透磁率に依存した最低限の磁束Φ２が被検出体６に作用する。したがって、被検出体６には記録データを損なう程大きな磁束が作用することはなく、被検出体６のデータ記憶領域に対しても磁気センサ部５を動作させることができる。即ち、被検出体６が例えば図３に示す磁気カード１４である場合には、この磁気カード１４に設けられた磁気ストライプ１５のうち記憶領域であるトラック１６の間の空き領域（ガードバンド）１７に磁気センサ部５を対向させても良いが、トラック１６に対向させることもできる。したがって、磁気センサ部５の設置の自由度が向上し、カードリーダへの取り付けが容易になる。
【００３２】
この磁気センサ部５は、例えば図４に示すように、カード挿入口３０の被検出体６に対向し得る位置１９に取り付けられている。ここで、磁気センサ部５が検出できる被検出体６としては、カード挿入口３０から挿入される磁気カード１４や金属板等の異物、もしくはカード挿入口３０の近辺に貼り付けられたマグネット板等があるが、これらのうち被検出体６が磁気カード１４である場合に当該磁気カード１４の磁気ストライプ１５が一方の主磁極２に作用しながら通過するような位置１９に、磁気センサ部５は取り付けられている（図４）。カード挿入口３０に磁気センサ部５を取り付けることで、磁気カード１４を挿入した時点で磁気ストライプ１５の保磁力を検出することができて以降のデータ再生等の処理を迅速に行うことができると共に、後述するように、カード挿入口３０に貼り付けられたマグネット板等の検出も可能になる。
【００３３】
カード挿入口３０に正規の磁気カード１４が挿入された場合には、磁気ストライプ（磁性層）１５と磁気センサ部５とで構成される磁気回路の実効透磁率に依存した出力が磁気センサ部５から得られる。また、カード挿入口３０に金属板等が挿入された場合には、金属板に発生する渦電流により発生する磁界に依存した出力が磁気センサ部５から得られる。さらに、カード挿入口３０にマグネット板等が貼り付けられている場合には、マグネット板等の直流の磁界に影響された異常出力が継続して磁気センサ部５から得られる。
【００３４】
つまり、カード挿入口３０に正規の磁気カード１４が挿入された場合と金属板等の異物が挿入された場合とでは、磁気センサ部５からの出力の位相が異なる。また、これらの場合とカード挿入口３０の近辺にマグネット板等が貼り付けられた場合とでは磁気センサ部５からの出力の波形が異なり、且つマグネット板が貼り付けられている限り波形の異なった異常出力は継続される。これらの為、磁気センサ部５の出力に基づいてカード挿入口３０に挿入されたものが正規の磁気カードであるか否か、カード挿入口３０の近辺にマグネット板等が貼り付けられているか否かを検出することができる。さらに、カード挿入口３０に正規の磁気カード１４が挿入された場合については、磁気カード１４の磁気ストライプ１５の保磁力の大きさに応じて磁気センサ部５からの出力のレベルが異なるので、このレベルの差に基づいて磁気ストライプ１５の保磁力を検出することができる。
【００３５】
このカートリーダ１８は、図５に示すように、上述した磁気センサ部５、レベル検出部２０、位相検出部２１、周波数検出部２２、比較部２３、基準パターンメモリ２４、挿入物検出部２５、コントローラ２６、記録再生手段２７、警報発生手段２８及びカード挿入センサ２９を備えて構成されている。磁気センサ部５からの出力信号はレベル検出部２０、位相検出部２１及び周波数検出部２２にそれぞれ供給され、出力のレベルに関する情報、出力の位相に関する情報及び出力の周波数に関する情報が比較部２３にそれぞれ供給される。比較部２３ではこれらの情報とメモリ２４に記憶されている各々の基本パターンとの比較が行われる。そして、カード挿入口３０に挿入されたものが正規の磁気カード１４であるか否かについての情報と、正規の磁気カード１４である場合には磁気ストライプ１５の保磁力の大きさに関する情報が挿入物検出部２５からコントローラ２６に出力される。コントローラ２６は、カード挿入口３０に挿入されたものが正規の磁気カード１４である場合には、記録再生手段２７を作動させる。即ち、カード搬送路の途中に設けられたシャッタを開いて磁気カード１４を内部に引き込み、磁気ストライプ１５の保磁力に対応した記録再生等を行う。一方、カード挿入口３０に挿入されたものが金属板等の異物である場合には、コントローラ２６は警報発生手段２８を作動させて異物の挿入についての注意を喚起する。
【００３６】
一方、カード挿入口３０の近辺にマグネット板等が貼り付けられている場合には、カード挿入口３０に何も挿入されていないときであっても、正規の磁気カード１４や金属板等の異物が挿入された場合と異なる波形の信号が磁気センサ部５から常に継続して出力されることになる。この場合には、コントローラ２６は警報発生手段２８を作動させてマグネット板等の貼り付けについての注意を喚起する。即ち、カード取り引きが中止される。
【００３７】
また、カード挿入口３０に正規の磁気カード１４や金属板等の異物が挿入されると、カード挿入センサ２９はコントローラ２６にオン信号を出力する。コントローラ２６は、このオン信号を受けているにもかかわらず、磁気センサ部５からの出力を得ていない場合には、磁気カード１４の表裏や前後が逆であると判断し、警報発生手段２８を作動させて磁気カード１４を正しい向きで挿入するように注意を喚起する。
【００３８】
このように、磁気センサ部５をカード挿入口３０に取り付けることで、カード挿入口３０に正規の磁気カード１４が正しい向きで挿入されている否か、カード挿入口３０の近辺にマグネット板等が貼り付けられているか否かを判別することができ、また、正規の磁気カード１４が挿入された場合には磁気ストライプ１５の保磁力を識別することができる。したがって、正規の磁気カード１４以外の異物の挿入を防止して磁気カードリーダの故障や誤動作を防止することができると共に、カード挿入口３０に貼り付けられたマグネット板等によって磁気カード１４の磁気ストライプ１５に記録されているデータが破壊されてしまうのを防止することができる。
【００３９】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、被検出体６のカード走行平面Ａに対して各主磁極２をほぼ平行となるように配置していたが、図６に示す磁気カードリーダの第２の実施形態のように、カード走行平面Ａに対して各主磁極２をほぼ垂直に配置しても良い。この場合、被検出体６と各主磁極２のそれぞれの位置関係が等しくなると各主磁極２を通る磁束がバランスして検出コイル４の出力が得られなくなるので、図示するように、被検出体６が一方の主磁極２の磁束のみに影響する位置に磁気センサ部５を設置し、即ち被検出体６が相対的に移動する経路に対して一方の主磁極２のみを対向させるように磁気センサ部５を設置し、被検出体６が一方の主磁極２に近づいた場合には各主磁極２を通る磁束のバランスが崩れるようにする。あるいは、被検出体６が相対移動する経路に対して両方の主磁極２が対向するように磁気センサ部５を設置する場合であっても、相対移動する被検出体６が一方の主磁極２を通る磁束にのみ影響を与えている段階で、即ち両方の主磁極２の磁束がバランスしていない状態で被検出体６の透磁率を検出するようにする。この場合、透磁率の検出後に被検出体６が両方の主磁極２に対向することになるので、このときには各主磁極２を流れる磁束の殆どが被検出体６を通ることになる。したがって、記録データを損なわない程度の強さの磁束を使用して透磁率を検出するようにするか、又は例えば磁気カード１４の磁気ストライプ１５のうち空き領域１７に磁気センサ部５を対向させるようにすれば良い。
【００４０】
また、上述の説明では、各主磁極２の両端部に補助コア部７を形成していたが、必ずしも両端部に補助コア部７を形成する必要はなく、各主磁極２の片側にのみ補助コア部７を形成しても良く、又は補助コア部７を省略しても良い。例えば、図７に示す磁気カードリーダの第３の実施形態や、図８に示す磁気カードリーダの第４の実施形態のように、補助コア部７を省略しても良い。
【００４１】
また、上述の説明では、各主磁極２の励磁コイル３を互いに逆方向に巻回して各主磁極２を通る磁束の向きを逆向きにして閉ループとなる磁束Φ１を発生させるようにしていたが、図９に示す磁気カードリーダの第５の磁気カードリーダのように、各主磁極２の励磁コイル３を同一方向に巻回して各主磁極２を通る磁束が一方向に向かう磁束Φ３となるようにしても良い。この場合、被検出体６が近づくことで一方の主磁極２を通る磁束の殆どが被検出体６を通る磁束Φ２になるので、記録データを損なわない程度の強さの磁束を使用して透磁率を検出するか、又は例えば磁気カード１４の磁気ストライプ１５のうち空き領域１７に磁気センサ部５が対向するようにすれば良い。
【００４２】
また、上述の説明では、各主磁極２のそれぞれに励磁コイル３を巻回していたが、図１０に示す磁気カードリーダの第６の実施形態のように、励磁コイル３は１つであっても良い。
【００４３】
また、上述の説明では、２つの主磁極２に１つの検出コイル４を巻回していたが、例えば図１１に示す磁気カードリーダの第７の実施形態のように、２つの主磁極２のそれぞれに検出コイル４を巻回し、各検出コイル４より差動出力を取り出すようにしても良い。
【００４４】
また、図１２に示す磁気カードリーダの第８の実施形態のように、２つの主磁極２を含むように大きく検出コイル４を巻いても良い。
【００４５】
また、図１３に示す磁気カードリーダの第９の実施形態のように、励磁コイル３が巻回された励磁コア部３１と、この励磁コア部３１を挟むとともに一側に空隙部１を有するように並置されそれぞれ検出コイル４が巻回された２つの検出コア部３２とにより磁気センサ部５を構成しても良い。そして、この磁気センサ部５を、カード挿入口３０に挿入された被検出体６によって一方の検出コア部３２を通る磁束のみが変化させられるように設置し、被検出体６による磁束の変化を検出コイル４により検出するようにする。
【００４６】
この場合、被検出体６が挿入されていない状態では、２つの検出コア部３２を通る磁束がバランスしそれぞれの検出コイル４の間には差動出力が生じない。この状態より、カード挿入口３０から被検出体６が挿入されて図示するように被検出体６が一方の検出コア部３２と励磁コア部３１とを連絡すると、一方の検出コア部３２側から被検出体６を通じて励磁コア部３１に流れる磁束Φ２が発生する。このため、２つの検出コア部３２を通る磁束のバランスが崩れ、各検出コイル４間に差動出力が生じる。被検出体６の透磁率に応じて一方の検出コア部３２側から漏れる磁束Φ２の大きさが変化するので、各検出コア部３２を通る磁束のバランスの崩れ具合も変化し、また、透磁率と保磁力との間には一定の関係があるので、被検出体６の保磁力に応じた各検出コイル４間の差動出力値が得られることになる。また、カード挿入口３０の近辺にマグネット板等が貼り付けられた場合には、このマグネット板等の磁束によって各検出コア部３２を通る磁束のバランスが崩されるので、各検出コイル４の間に異常な差動出力が継続して発生する。この実施形態では、各検出コイル４に差動出力を発生させる磁束Φ２が各検出コア部３２の間に発生し、また、各コイル３，４が巻回されている各コア部３１，３２の被検出体６とは反対側の部分にはコア材としてある程度のマスが存在しているので、磁気センサ部５を磁気カードリーダの所定位置に取り付けた場合に他の外部磁界、金属部材、磁性体等の影響を受け難くなり、磁気センサ５を被検出体６にのみ敏感に反応するものとすることができる。
【００４７】
また、図１４に示す磁気カードリーダの第１０の実施形態のように、検出コイル４が巻回された検出コア部３２と、該検出コア部３２を挟むとともに一側に空隙部１を有するように並置されそれぞれ励磁コイル３を巻回した２つの励磁コア部３１とにより磁気センサ部５を構成しても良い。そして、この磁気センサ部５を、カード挿入口３０に挿入された被検出体６によって２つの励磁コア部３１のうち一方の励磁コア部３１を通る磁束のみが変化させられるように設置し、被検出体６による磁束の変化を上記検出コイル４により検出するようにしても良い。
【００４８】
この場合、被検出体６が挿入されていない状態では、２つの励磁コア部３１を通る磁束がバランスし検出コア部３２に巻回された検出コイル４には出力が生じない。この状態より、カード挿入口３０から被検出体６が挿入されて図示するように被検出体６が一方の励磁コア部３１と検出コア部３２とを連絡すると、一方の励磁コア部３１側から検出コア部３２側に流れる磁束Φ２が発生する。このため、２つの励磁コア部３１を通る磁束のバランスが崩れ、検出コイル４に出力が生じる。被検出体６の透磁率に応じて一方の励磁コア部３１側から漏れる磁束Φ２の大きさは変化するので各励磁コア部３１を通る磁束のバランスの崩れ具合も変化し、また、透磁率と保磁力には一定の関係があるので、被検出体６の保磁力に応じた検出コイル４の出力値が得られることになる。また、カード挿入口３０の近辺にマグネット板等が貼り付けられた場合には、このマグネット板等の磁束によって各励磁コア部３１を通る磁束のバランスが崩されるので、検出コイル４に異常な出力が継続して発生する。この実施形態では、磁束Φ２が各励磁コア部３１の間に発生し、また、各コイル３，４が巻回されている各コア部３１，３２の被検出体６とは反対側の部分にはコア材としてある程度のマスが存在しているので、磁気センサ部５を磁気カードリーダの所定位置に取り付けた場合に他の外部磁界、金属部材、磁性体等の影響を受け難くなり、磁気センサ部５を被検出体６にのみ敏感に反応するものとすることができる。
【００４９】
また、上述の説明では、磁気センサ部５を磁気カードリーダのカード挿入口３０に取り付けていたが、磁気センサ部５の取り付け位置はこの位置に限るものではなく、例えば磁気センサ部５を磁気カードリーダの奥側に取り付けても良い。この場合であっても上述の場合と同様に、挿入された磁気カード１４が正規のものであるか否かの判別と、正規の磁気カード１４である場合には磁気ストライプ１５の保磁力の識別を行うことができる。
【００５０】
さらに、上述の説明では、一方の主磁極２を通る磁束のみに被検出体６が作用するようにしていたが、一方の主磁極２に代えて他方の主磁極２を通る磁束のみに被検出体６が作用するようにしても良いことは勿論である。
【００５１】
【実施例】
（実施例１）
カード挿入口３０から挿入されたものが正規の磁気カード１４であるか否かを判別することができること、及びカード挿入口３０にマグネット板が貼り付けられた場合にこれを検出できることを確認するために実験を行った。図１に示す磁気センサ部５を備えた磁気カードリーダのカード挿入口３０に正規の磁気カード１４（保磁力３００（Ｏｅ））を挿入した場合の磁気センサ部５の出力を図１９に、正規の磁気カードの代わりにアルミ板を挿入した場合の磁気センサ部５の出力を図１５に、正規の磁気カードの代わりに鉄、フェライト等の磁性体の板を挿入した場合の磁気センサ部５の出力を図１６に、カード挿入口３０にマグネット板を貼り付けた場合の磁気センサ部５の出力を図１７にそれぞれ示す。なお、図１５〜図１７の縦軸の１目盛りは１Ｖである。
【００５２】
図１５と図１６とを比較すると、各出力信号の位相は１８０度ずれている。即ち、各出力信号の位相のずれに基づいてカード挿入口３０に挿入されたものがアルミ板等の非磁性体の板であるか或いは磁性体の板であるかを判別できることが確認できた。また、図１５と図１７を比較すると、各出力信号の波形が異なっている。即ち、各出力信号の波形に基づいてマグネット板等がカード挿入口３０の近辺に貼り付けられていることを検出できることが確認できた。なお、カード挿入口３の近辺にマグネット板等が貼り付けられている場合には、カード挿入口３０にカードが挿入されていないときにも図１７の異常出力が継続して得られるので、このことからもマグネット板等が貼り付けられていることを検出できる。さらに、図１６と図１９を比較すると、各検出出力電圧波形のオーダが異なっている。即ち、正規の磁気カード１４であるか或いは磁性体の板であるかをオーダの差に基づいて判別できることが確認できた。
（実施例２）
次に、正規の磁気カード１４について、その保磁力の識別を実際に行った。磁気カードとして、実際に取り引きに使用されているものと同じ保磁力の３種類のカード、具体的には保磁力が３００、６５０及び２７５０（Ｏｅ）の磁気カードを使用した。参考のために磁気カードを検出していない状態の出力についても確認した。磁気カードを検出していない状態の磁気センサ部５の出力を図１８に、保磁力が３００（Ｏｅ）の磁気カードを検出した場合の磁気センサ部５の出力を図１９に、保磁力が６５０（Ｏｅ）の磁気カードを検出した場合の磁気センサ部５の出力を図２０に、保磁力が２７５０（Ｏｅ）の磁気カードを検出した場合の磁気センサ部５の出力を図２１にそれぞれ示す。なお、図１８〜図２０については縦軸の１目盛りが５０ｍＶであるのに対し、図２１は縦軸の１目盛りが２０ｍＶである。これらの結果からも明らかなように、磁気カードの保磁力に応じて磁気センサ部５の出力が変化することが確認できた。即ち、磁気センサ部５の出力に基づいて磁気カードの保磁力を識別することが出来ることが確認できた。なお、サイン波の励磁電流を使用して駆動を行ったが、サイン波の励磁電流に限らず矩形波、三角波等の励磁電流を使用して駆動を行っても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の磁気カードリーダでは、少なくとも一側に空隙部を有するように並置された２つの主磁極に励磁コイルと検出コイルを巻回して磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって主磁極のうち一方の主磁極を通る磁束が他方の主磁極に対して変化するように設け、一方の主磁極の磁束の変化を検出コイルにより検出するようにしているので、検出コイルの出力に基づいてカード挿入口から挿入されたものが正規の磁気カードであるか否かを迅速に判別することができる。このため、異物の取込を防いで磁気カードリーダの故障や誤動作を未然に防止することができる。また、カード挿入口に挿入されたものが正規の磁気カードである場合には、磁気ストライプの保磁力を迅速に識別することができるので、直ちに磁気データの再生等を行うことができ、磁気カードリーダで磁気カードを使用する場合の取り引き時間を大幅に短縮することができる。さらに、カード挿入口にマグネット板等が貼り付けられている場合にはこのマグネット板の検出が可能になるので、予め磁気カードリーダの使用を停止等することができ、磁気カードのデータの破壊を未然に防止することが可能になる。加えて、各主磁極や補助コア部のコア部材を磁気飽和させない領域で使用することができるので、記録媒体に既に記録されているデータの破壊等を防止することができるとともに、磁気センサ部の設置の自由度が向上する。さらに、被検出体による磁束の変化に基づいて検出を行うので、磁気ヘッドを使用した場合等のように原理的に磁気カードを相対移動させなくても検出が可能であり、磁気カードの搬送路を短くして磁気カードリーダの小型化を図ることができる。また、挿入されたものが正規の磁気カードであるか否かの判別と、正規の磁気カードである場合にはその保磁力の大きさの識別と、カード挿入口にマグネット等が貼り付けられているか否かの判別を同一の磁気センサ部で行うことができるので、センサ類を別々に設置する必要がなくなり部品点数が減少し、磁気カードリーダの低コスト化と更なる小型化を図ることができる。
そして、被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの主磁極のうち一方の主磁極に作用する位置を通るように磁気センサ部を取り付けているので、磁気ストライプの保磁力を迅速に検出することができる。また、磁気センサ部はカード挿入口のカード走行平面に設けられている。さらに、磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して被検出体を判別するようにしている。
【００５４】
また、請求項２記載の磁気カードリーダでは、２つの主磁極のそれぞれに励磁コイルを巻回し、該励磁コイルはそれぞれの主磁極に流れる磁束が逆方向となるように励磁されているので、発生する磁束のほとんどが各主磁極の内部を回るループとなり、被検出体側には透磁率の検出に必要な最低限の磁束しか作用しないため、すでに記録されている記録データの損傷を防止してデータの健全性維持を図ることができる。このため、例えば磁気カードの磁気ストライプのガードバンド等の空き領域に対向する位置のみならず記録領域に対向する位置にも磁気センサ部を設置することが可能になり、磁気センサ部の設置の自由度を向上させることが出来る。
【００５５】
また、請求項３記載の磁気カードリーダでは、２つの主磁極の端部には被検出体による磁路形成の補助となる補助コア部が形成されており、２つの主磁極のそれぞれに検出コイルを巻回し、該検出コイルより差動出力を取り出すように構成したので、被検出体の透磁率を検出するための磁束を補助コア部によって検出体側に導くことができ、各検出コイルの差動出力の感度を向上させることができる。
【００５６】
また、請求項４記載の磁気カードリーダのように、主磁極及び補助コア部を高透磁率磁性材料により構成し、２つの主磁極は他側を連結部により連結し、主磁極の両端に設けられた補助コア部を連結部とは逆側に突出して形成し、突出した補助コア部の間を励磁コイル又は検出コイルの巻線部にしても良く、かかる場合にも被検出体を迅速に検出することやカード挿入口に貼り付けられたマグネット板等の検出が可能であり、上述の各効果を奏することができる。
【００５７】
そして、請求項５記載の磁気カードリーダのように、磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの主磁極のうちの一方の主磁極に作用する位置を通るように、カード挿入口のカード走行平面に対して主磁極をほぼ平行又はほぼ垂直に設けるようにしても良く、磁気ストライプの保磁力を迅速に検出することができる。
【００５８】
また、請求項６記載の磁気カードリーダのように、励磁コイルが巻回された励磁コア部と該励磁コア部を挟むとともに一側に空隙部を有するように並置されそれぞれ検出コイルを巻回した２つの検出コア部とにより磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって２つの検出コア部のうち一方の検出コア部を通る磁束が変化するように設け、被検出体による磁束の変化を検出コイルにより検出するようにしても良く、また、請求項７記載の磁気カードセンサのように、検出コイルが巻回された検出コア部と該検出コア部を挟むとともに一側に空隙部を有するように並置されそれぞれ励磁コイルを巻回した２つの励磁コア部とにより磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって２つの励磁コア部のうち一方の励磁コア部を通る磁束が変化するように設け、被検出体による磁束の変化を検出コイルにより検出するようにしても良い。これらの場合であっても、上述の各効果を得ることが出来る。
そして、請求項６記載の磁気カードリーダでは、被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの検出コア部のうち一方の検出コア部に作用する位置を通るように磁気センサ部を取り付けているので、あるいは請求項７記載の磁気カードリーダでは、被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが２つの励磁コア部のうち一方の励磁コア部に作用する位置を通るように磁気センサ部を取り付けているので、磁気ストライプの保磁力を迅速に検出することができる。また、磁気センサ部はカード挿入口のカード走行平面に設けられている。さらに、磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して被検出体を判別するようにしている。
【００５９】
また、請求項８記載の磁気カードリーダのように、被検出体がカード挿入口に挿入される磁気カード又は金属板、もしくはカード挿入口に設置される磁石であっても良く、上述の各効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気カードリーダの第１の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図２】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部に接続される回路図である。
【図３】磁気カードの磁気ストライプを示す平面図である。
【図４】本発明の磁気カードリーダのカード挿入口付近の斜視図である。
【図５】本発明の磁気カードリーダの第１の実施形態のブロック図である。
【図６】本発明の磁気カードリーダの第２の実施形態を示し、その磁気センサ部の略構成図である。
【図７】本発明の磁気カードリーダの第３の実施形態を示し、その磁気センサ部の略構成図である。
【図８】本発明の磁気カードリーダの第４の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図９】本発明の磁気カードリーダの第５の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図１０】本発明の磁気カードリーダの第６の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図１１】本発明の磁気カードリーダの第７の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図１２】本発明の磁気カードリーダの第８の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図１３】本発明の磁気カードリーダの第９の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図１４】本発明の磁気カードリーダの第１０の実施形態を示し、その磁気センサ部の概略構成図である。
【図１５】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、アルミ板等の非磁性体の板を検出した場合の図である。
【図１６】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、鉄，フェライト等の磁性体の板を検出した場合の図である。
【図１７】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、カード挿入口にマグネット板が貼り付けられている状態の図である。
【図１８】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、何も検出していない状態の図である。
【図１９】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、保磁力が３００（Ｏｅ）の磁気カードを検出した場合の図である。
【図２０】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、保磁力が６５０（Ｏｅ）の磁気カードを検出した場合の図である。
【図２１】本発明の磁気カードリーダの磁気センサ部の出力信号の例を示し、保磁力が２７５０（Ｏｅ）の磁気カードを検出した場合の図である。
【図２２】励磁コイル及び検出コイルの引き出し線の配置を示し、（Ａ）は主磁極を仮想中間軸に沿う方向から見た図、（Ｂ）は主磁極を仮想中間軸に直交する方向から見た図である。
【符号の説明】
１空隙部
２主磁極
３励磁コイル
４検出コイル
５磁気センサ部
６被検出体
７補助コア部
８連結部
９巻線部
１９磁気検出位置
３１励磁コア部
３２検出コア部

Claims

少なくとも一側に空隙部を有するように並置された２つの主磁極に励磁コイルと検出コイルを巻回して磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって上記主磁極のうち一方の主磁極を通る磁束が他方の主磁極に対して変化するように設け、上記一方の主磁極の磁束の変化を上記検出コイルにより検出するようにしてなると共に、上記被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが上記２つの主磁極のうち一方の主磁極に作用する位置を通るように上記磁気センサ部を取り付けてなり、且つ、上記磁気センサ部は上記カード挿入口のカード走行平面に設けられており、上記磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して前記被検出体を判別するようにしてなることを特徴とする磁気カードリーダ。
上記２つの主磁極のそれぞれに励磁コイルを巻回し、該励磁コイルは上記それぞれの主磁極に流れる磁束が逆方向となるように励磁されてなることを特徴とする請求項１記載の磁気カードリーダ。
上記２つの主磁極の端部には上記被検出体による磁路形成の補助となる補助コア部が形成されており、上記２つの主磁極のそれぞれに検出コイルを巻回し、該検出コイルより差動出力を取り出すように構成してなることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気カードリーダ。
上記主磁極及び補助コア部は高透磁率磁性材料により構成され、上記２つの主磁極は他側が連結部により連結されており、上記主磁極の両端に設けられた上記補助コア部は上記連結部とは逆側に突出して形成され、上記突出した補助コア部の間が上記励磁コイル又は検出コイルの巻線部とされてなることを特徴とする請求項３記載の磁気カードリーダ。
上記磁気カードに設けられた磁気ストライプが上記２つの主磁極のうちの一方の主磁極に作用する位置を通るように、上記カード挿入口のカード走行平面に対して上記主磁極をほぼ平行又はほぼ垂直に設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の磁気カードリーダ。
励磁コイルが巻回された励磁コア部と該励磁コア部を挟むとともに一側に空隙部を有するように並置されそれぞれ検出コイルを巻回した２つの検出コア部とにより磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって上記２つの検出コア部のうち一方の検出コア部を通る磁束が変化するように設け、上記被検出体による磁束の変化を上記検出コイルにより検出するようにしてなると共に、上記被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが上記２つの検出コア部のうち一方の検出コア部に作用する位置を通るように上記磁気センサ部を取り付けてなり、且つ、上記磁気センサ部は上記カード挿入口のカード走行平面に設けられており、上記磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して前記被検出体を判別するようにしてなることを特徴とする磁気カードリーダ。
検出コイルが巻回された検出コア部と該検出コア部を挟むとともに一側に空隙部を有するように並置されそれぞれ励磁コイルを巻回した２つの励磁コア部とにより磁気センサ部を構成するとともに、該磁気センサ部をカード挿入口に挿入される被検出体によって上記２つの励磁コア部のうち一方の励磁コア部を通る磁束が変化するように設け、上記被検出体による磁束の変化を上記検出コイルにより検出するようにしてなると共に、上記被検出体は磁気カードであり、該磁気カードに設けられた磁気ストライプが上記２つの励磁コア部のうち一方の励磁コア部に作用する位置を通るように上記磁気センサ部を取り付けてなり、且つ、上記磁気センサ部は上記カード挿入口のカード走行平面に設けられており、上記磁気センサ部の出力により、出力信号のレベル、位相、周波数の少なくとも一つを検出し、これを基本パターンと比較して前記被検出体を判別するようにしてなることを特徴とする磁気カードリーダ。
上記被検出体は、上記カード挿入口に挿入される磁気カード又は金属板、もしくはカード挿入口に設置される磁石であることを特徴とする請求項１、６、７のいずれか記載の磁気カードリーダ。