JP3616827B2 - カード搬送機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気カードリーダ等のカード処理装置に好適なカード搬送機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気カードリーダや磁気カードライター等のカード処理装置は、カード挿入口から磁気カードを取り込んで情報処理した後、取込方向と逆方向にカードを搬送してカード挿入口から排出する構成が一般的である。カードを往復させるカード搬送手段としては、通常、カードを挟み込んで摩擦により搬送する駆動ローラおよび従動ローラからなるローラ対が用いられている。ローラ対はカードの搬送方向に沿って必要数配設され、カード挿入口付近には、挿入されたカードの取り込みおよび排出を行い、カードが排出されると、そのカードを挟持する取込／排出用のローラ対が配設されている。
【０００３】
ところで、排出されたカードが取込／排出用のローラ対に挟持されていると、そのカードを引き抜くとき、あるいは再び挿入するときに、駆動ローラから駆動源に至る駆動伝達系の抵抗力が生じ、その抵抗力に勝る力でそのような操作をしなければならない。このため、駆動伝達系あるいは駆動源に悪影響が及んだり、カードに擦過傷が付いたりする不具合が起こる。また、カードが紙製で腰が弱い場合には、特に再挿入が困難になる。なお、カードの再挿入は、カードを一旦処理した後、引き続き同じカードに別の処理を行わせる場合などになされる。そこで、このような不具合を解消する技術が、実公平５−３１７０５号公報に開示されている。
【０００４】
同公報に開示される機構は、駆動軸に駆動ローラを相対回転可能に支持し、両者に、駆動軸の回転を駆動ローラに伝達するピン（係合部材）をそれぞれ設け、駆動軸が回転すると、その途中で駆動軸側のピンが駆動ローラ側のピンに係合して駆動ローラが回転する。そして、カードが排出されたことを取り込み開始検知部が検知すると（このときカードは両ローラに挟持されている）、駆動軸が排出方向とは逆方向の取込方向に所定角度回転する制御がなされる。その戻し角度は、少なくとも、カードが再挿入されて取り込み開始検知部がカードの端縁を検知するまで駆動ローラ側のピンが駆動軸側のピンに係合しない角度である。したがって、その状態からカードを再挿入すると、取り込み開始検知位置まで駆動ローラは自由に回転し、また、カードを引き抜いても、同様に駆動ローラは自由に回転する。したがって、上記不具合は起こらないとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、カードが排出されたことを取り込み開始検知部が検知したら駆動軸を取込方向に所定角度戻す制御について、以下の欠点が挙げられる。まず、駆動軸の戻し過ぎにより駆動軸が１周してしまうと、駆動軸側のピンが駆動ローラ側のピンに係合するので、カードが取り込まれてしまい、引き抜く場合には駆動軸をはじめから回転させてしまう。また、係合しないまでも戻し過ぎに近い状態になると、やはり引き抜く場合にはやがてピンどうしが係合して駆動軸を回転させてしまう。一方、戻し不足も懸念され、その場合には再挿入の途中でピンどうしが係合し、駆動伝達系の抵抗を受けて再挿入がしにくくなる。したがって、最適な駆動軸の戻し角度を安定して得ることが求められ、そのためには、複雑かつ高精度の制御が必要となり、それに応じた制御用の専用部品も必要になってくるのでコスト的にも不利であった。
【０００６】
よって本発明は、カードの引き抜き時および再挿入時に駆動ローラを自由に回転可能な状態とするカード搬送機構において、高精度の制御を不要として安価に構成することができるとともに、確実かつ安定した動作に基づく高い信頼性を備えたカード搬送機構を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カードを取り込み、さらに取込方向と逆方向の排出方向にカードを排出するカード搬送機構であって、カードの取込方向および排出方向に作動する駆動源と、カードを排出方向に搬送する駆動ローラおよび従動ローラと、駆動源の動力を駆動ローラに伝達し、クラッチ手段によって接続状態が断接される伝達ギヤ群と、駆動ローラの取込方向側に配設され、カードの排出完了時にカード端縁を検知し、駆動源をカード取込方向に作動させるためのカード排出検知手段とを備え、クラッチ手段は、駆動源がカード排出方向に作動した際に伝達ギヤ群を接続状態とし、駆動源がカード取込方向に作動した際に伝達ギヤ群の接続状態を遮断するように、駆動源と連動的に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、次のような作用がなされる。まず、駆動源がカード排出方向に作動すると伝達ギヤ群はクラッチ手段によって接続状態となり、排出用の駆動ローラが回転して駆動ローラおよび従動ローラに挟み込まれたカードが排出される。カードの排出完了がカード排出検知手段で検知されると、駆動源がカード取込方向に作動し、伝達ギヤ群の接続状態がクラッチ手段によって遮断される。このとき、カードは駆動ローラと従動ローラとに挟持されて停止しており、駆動ローラは、伝達ギヤ群が接続していないので自由に回転可能な状態となっている。したがって、カードを引き抜いたり再挿入する操作を、駆動伝達系の抵抗を受けることなく円滑に行うことができる。
【０００９】
本発明は、クラッチ手段による伝達ギヤ群の断接によって駆動ローラと駆動伝達系とを接続したり遮断したりするものであり、遮断時における取込方向への駆動源の作動範囲に制約はない。つまり、上述した従来技術のように高精度な制御は不要で、単に駆動源と連動して伝達ギヤ群を断接するクラッチ機構を設けることで、カードの円滑な引き抜き／再挿入が可能となる。したがって、駆動ローラを自由に回転可能としてカードの円滑な引き抜き／再挿入を可能とする状態を、確実かつ安定して得ることができ、しかも安価な構成でそれを実現することができる。
【００１０】
本発明の伝達ギヤ群およびクラッチ手段の具体例としては、次の構成が挙げられる。伝達ギヤ群は、少なくとも３つのギヤＡ，Ｂ，Ｃを有し、一方、クラッチ手段は、ギヤＡの軸に揺動自在に、かつギヤＡと同方向に揺動するよう支持された揺動部材である。そして、揺動部材の揺動端にギヤＢが支持され、揺動部材の揺動に応じてギヤＢがギヤＣに対して噛み合ったり離れたりする。
【００１１】
この構成によれば、駆動源がカード排出方向に作動すると、ギヤＡの回転に伴って揺動部材が揺動してギヤＢがギヤＣに噛み合い、伝達ギヤ群が接続状態となって駆動ローラは排出方向に回転する。また、駆動源がカード取込方向に作動すると、ギヤＡは逆転して揺動部材が逆方向に揺動し、ギヤＢはギヤＣから離れ、伝達ギヤ群の接続状態が遮断されて駆動ローラは自由に回転可能な状態となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１（ａ）は一実施形態のカード搬送機構が適用された磁気カードリーダの平面図である。同図の符号１は平面視略長方形状のベースフレームであり、このベースフレーム１の長手方向一端部（図１（ａ）で左端部）には、図示せぬカバーがヒンジ結合されている。カバーはベースフレーム１を覆って閉じられ、その状態でベースフレーム１に係合される。
【００１３】
図１（ａ）におけるベースフレーム１の右端部には、カードＣを水平、かつ長手方向に沿って挿入するための挿入口２が形成されており、ここから挿入されたカードＣは当該カードリーダ内に取り込まれ、ベースフレーム１とカバーとの間に形成される搬送路を左端部の折り返し位置まで搬送される。図１（ａ）の左側のカードＣ（二点鎖線で示す）は、折り返し位置にある。カードＣは折り返し位置まで搬送される間に磁気情報が読み取られ、この後、カードＣは挿入口２まで逆送されて排出される。図１（ａ）において矢印Ａはカード取込方向、矢印Ｂはカード排出方向を指している。以下、一実施形態に係るカード搬送機構を説明する。
【００１４】
図１（ｂ）はそのカード搬送機構を示しており、同図に示す３つのパッドローラ（第１〜第３のパッドローラ）１１，１２，１３が、ベースフレーム１に、カードＣの搬送方向に所定の間隔（いずれの間隔もカードＣの長さより短い）をおいて配列されている。各パッドローラ１１〜１３は適度な摩擦を生じさせるゴム製であって、搬送路に直交してベースフレーム１に回転自在に支持された従動軸（第１〜第３の従動軸）２１，２２，２３にそれぞれ一体化されている。いずれのパッドローラ１１，１２，１３も、搬送路の幅方向中央に配置されている。図１（ａ）に示すように、第２パッドローラ１２は、その軸心が折り返し位置にあるカードＣの挿入口２側の端縁の直下に配されている。第１パッドローラ１１は、第２パッドローラ１２の挿入口２側に近接して配されている。そして、第３パッドローラ１３は、第２パッドローラ１２から比較的離れた折り返し位置のほぼ中央に配されている。
【００１５】
カバーには、上記各パッドローラ１１〜１３と対をなす同寸法の３つの駆動ローラ（第１〜第３の駆動ローラ）３１，３２，３３と、これら駆動ローラ３１〜３３を回転駆動させる１つの駆動モータ（駆動源）４０と、駆動モータ４０の動力を減速して各駆動ローラ３１〜３３に伝達する第１、第２の伝達ギヤ群５０，６０とが設けられている。
【００１６】
第１〜第３の駆動ローラ３１〜３３もゴム製であって、カバーに各従動軸２１〜２３と平行に、かつ回転自在に支持された駆動軸（第１〜第３の駆動軸）７１，７２，７３にそれぞれ一体化されている。カバーを閉じてベースフレーム１上に対向させると、図１（ｂ）に示すように、第１駆動ローラ３１は第１パッドローラ１１に、第２駆動ローラ３２は第２パッドローラ１２に、第３駆動ローラ３３は第３パッドローラ１３に、それぞれ接触する。なお、各パッドローラ１１〜１３は、適宜な付勢手段により、それぞれ各駆動ローラ３１〜３３に向かって付勢されており、各駆動ローラ３１〜３３に対して適度な圧力で接触する。カードＣは、対をなすパッドローラと駆動ローラ（１１と３１，１２と３２，１３と３３）とに挟持され、その状態で生じる摩擦によりローラの回転方向にしたがって搬送される。第１パッドローラ１１と第１駆動ローラ３１、第２パッドローラ１２と第２駆動ローラ３２、第３パッドローラ１３と第３駆動ローラ３３の各組み合わせを、それぞれ第１搬送ローラ対８１、第２搬送ローラ対８２、第３搬送ローラ対８３と称する。
【００１７】
上記駆動モータ４０は、カバーにおける第２駆動軸２２と第３駆動軸２３との間の中央やや上方に固定されている。この駆動モータ４０のピニオン４１は各駆動軸７１〜７３と平行で、カバーの図１（ａ）における下側（取込方向の左側）に突出している。そして、駆動モータ４０のピニオン４１が配置されたカバーの外側に、第１、第２の伝達ギヤ群５０，６０が配置されている。
【００１８】
第１伝達ギヤ群５０は第１駆動ローラ３１および第２駆動ローラ３２を回転させる伝達系で、カバーに支持された中間ギヤ５１と、第２駆動軸７２の端部に固定された第２駆動ギヤ（ギヤＡ）５２と、第２駆動軸７２に揺動自在に支持されたクラッチ板（クラッチ手段，揺動部材）５３にピン５４を介して支持されたクラッチギヤ（ギヤＢ）５５と、第１駆動軸７１の端部に固定された第１駆動ギヤ（ギヤＣ）５６とから構成されている。中間ギヤ５１および第２駆動ギヤ５２は、それぞれ大ギヤ５１ａ，５２ａ、小ギヤ５１ｂ，５２ｂを有する２段ギヤである。中間ギヤ５１の大ギヤ５１ａは駆動モータ４０のピニオン４１に噛合しており、中間ギヤ５１の小ギヤ５１ｂは第２駆動ギヤ５２の大ギヤ５２ａに噛合している。
【００１９】
クラッチ板５３は、その一端部が第２駆動軸における第２駆動ギヤの外側に回転自在に支持されている。図１（ａ）に示すように、クラッチ板５３は、自身と第２駆動軸の端部との間に圧縮状態で介装された皿ばね５７によって、その一端部に形成された屈曲片５３ａが第２駆動ギヤ５２の大ギヤ５２ａの端面に圧接している。これによって、第２駆動ギヤ５２が回転すると、クラッチ板５３は適度な摩擦によって第２駆動ギヤ５２と一体に回転し、第１駆動ギヤ５６側に延びる部分が上下に揺動する。
【００２０】
クラッチ板５３の揺動側には、ピン５４によってクラッチギヤ５５が支持されている。このクラッチギヤ５５は、クラッチ板５３が揺動しても第２駆動ギヤ５２の小ギヤ５２ｂに常に噛合している。そして、クラッチ板５３が図１（ｂ）において上方に揺動すると第１駆動ギヤ５６に噛合し、下方に揺動すると第１駆動ギヤ５６から離れる。図１（ｂ）に示すように、クラッチ板５３の揺動端部の上下には、第１駆動軸７１に装着されたカラー５８に当接して揺動範囲を規制する爪部５３ｂ，５３ｃがそれぞれ形成されている。クラッチ板５３の揺動が規制された状態でも、第２駆動ギヤ５２はクラッチ板５３に対して滑り、回転が停止することはない。
【００２１】
第２伝達ギヤ群６０は第３駆動ローラ３３を回転させる伝達系で、カバーに支持された中間ギヤ６１と、第３駆動軸７３の端部に固定された第３駆動ギヤ６２とから構成されている。中間ギヤ６１および第３駆動ギヤ６２は、それぞれ大ギヤ６１ａ，６２ａ、小ギヤ６１ｂ，６２ｂを有する２段ギヤである。中間ギヤ６１の大ギヤ６１ａは駆動モータ４０のピニオン４１に噛合しており、中間ギヤ６１の小ギヤ６１ｂは第３駆動ギヤ６２の大ギヤ６２ａに噛合している。
【００２２】
ここで、上記第１、第２の伝達ギヤ群５０，６０の作用を説明する。まず、駆動モータ４０が作動してピニオン４１が図１（ｂ）で反時計方向に回転した場合には、カードＣを排出させる作用をなす。すなわち、第１の伝達ギヤ群５０においては、図２（ａ）に示すようにピニオン４１の回転が中間ギヤ５１を経て第２駆動ギヤ５２からクラッチギヤ５５に伝わる。すると、クラッチ板５３が第２駆動ギヤ５２とともに回転して上方に揺動し、クラッチギヤ５５が第１駆動ギヤ５６に噛合して第１駆動ギヤ５６が回転する。これによって第１駆動ローラ３１および第２駆動ローラ３２は反時計方向に回転し、これらと接触する第１パッドローラ１１および第２パッドローラ１２は時計方向に回転する。つまり、第１搬送ローラ対８１および第２搬送ローラ対８２は、カードＣを挿入口２側に排出する方向に回転する。一方、第２の伝達ギヤ群６０においては、ピニオン４１の回転が中間ギヤ６１を経て第３駆動ギヤ６２に伝わり、第３駆動ローラ３３が反時計方向に回転し、これと接触する第３パッドローラ１３が時計方向に回転する。したがって、第３搬送ローラ対８３もカード排出方向に回転する。
【００２３】
次に、駆動モータ４０のピニオン４１が図１（ｂ）で時計方向に回転した場合には、カードＣを取り込む作用をなす。すなわち、第１伝達ギヤ群５０においては、図２（ｂ）に示すようにピニオン４１の回転が中間ギヤ５１を経て第２駆動ギヤ５２からクラッチギヤ５５に伝わる。第２駆動ギヤ５２は時計方向に回転するので、クラッチ板５３が下方に揺動してクラッチギヤ５５が第１駆動ギヤ５６から離れる。これによって、第２搬送ローラ対８２はカードＣを取り込む方向に回転が切り替わる。また、クラッチギヤ５５から第１駆動ギヤ５６への伝達が遮断されたので、第１搬送ローラ対８１は回転せず、しかも、第１駆動ローラ３１は、駆動モータ４０および第１伝達ギヤ群５０からなる駆動伝達系の抵抗を受けることなく自由に回転可能な状態となる。一方、第２伝達ギヤ群６０においては、ピニオン４１の回転が中間ギヤ６１を経て第３駆動ギヤ６２に伝わり、第３駆動ローラ３３が時計方向に回転し、これと接触する第３パッドローラ１３が反時計方向に回転する。したがって、第３搬送ローラ対８３もカード取込方向に回転する。
【００２４】
第１〜第３の搬送ローラ対８１〜８３によって取込／排出されるカードＣは、３つのセンサによって搬送位置が検出され、搬送方向や磁気情報の読み取りタイミングが制御される。これらセンサは、いずれもベースフレーム１側に取り付けられた発光素子とカバー側に取り付けられた受光素子とを１組とする光学センサである。そして、カバーが閉じた状態で搬送路を挟んで互いに対向し、発光素子からの光を受光素子が受けている状態がＯＦＦの状態であり、その光がカードＣによって遮断されるとＯＮ信号を発する。
【００２５】
さて、その３つのセンサは、図１（ａ）に示すように、第１駆動軸７１の挿入口２側に近接して配置されたカード挿入センサ９１と、第２駆動軸７２の挿入口２側に近接して配置された取込／排出センサ（カード排出検知手段）９２と、第２駆動ローラ３２と第３駆動ローラ３３との間において第３駆動ローラ３３寄りに配置された読取開始センサ９３である。図３は、当該カードリーダに搭載された制御系の構成を示しており、各センサ９１〜９３のＯＮ／ＯＦＦ信号は制御部９４に入力され、制御部９４は各センサ９１〜９３の検知信号に基づいて駆動モータ４０の作動および磁気情報読取部９５を制御する。以下、制御部９４によって行われる当該カードリーダの動作を説明する。
【００２６】
初期設定として、駆動モータ４０がカード取込方向に回転した後、停止している。この状態では、図２（ｂ）に示すようにクラッチ板５３は下方に揺動して停止しており、クラッチギヤ５５は第１駆動ギヤ５６から離れて第１伝達ギヤ群５０は遮断されている。したがって、第１駆動ローラ３１は自由に回転可能な状態である。
【００２７】
図４を参照してカードＣの処理動作を説明する。カードＣを挿入口２から挿入すると、ステップＳ１でその先端縁がカード挿入センサ９１で検知され、ステップＳ２に進んで磁気情報の読み取りの準備がなされる。さらにカードＣを挿入すると、第１搬送ローラ対８１でカードＣは挟持されるが、第１駆動ローラ３１は自由に回転可能であるので、引き続きカードＣを抵抗なく挿入することができる。ステップＳ３でカードＣの先端縁が取込／排出センサ９２で検知されると、ステップＳ４に進んで駆動モータ４０が取込方向に回転し、カードＣは第２搬送ローラ対８２により取り込まれていく。ステップＳ５でカードＣの先端縁が読取開始センサ９３に達したことが検知されると、ステップＳ６に進んでカードＣが搬送されながら磁気情報が読み取られ、さらにカードＣの搬送は第３搬送ローラ対８３に受け継がれる。
【００２８】
ステップＳ７で磁気情報の読み取りが終了したことが判断されると同時にカードＣは折り返し位置に達し、次いで、ステップＳ８に進んで駆動モータ４０は逆転、すなわち排出方向に回転する。カードＣは第３搬送ローラ対８３により排出方向に搬送され、さらにカードＣの搬送は第２搬送ローラ対８２に受け継がれる。そして、ステップＳ９でカードＣの先端縁が再び取込／排出センサ９２を通過したと判断されると、ステップＳ１０に進んで駆動モータ４０が再びカード取込方向に所定量回転して停止し、第１伝達ギヤ群５０は初期設定の状態に戻る。
【００２９】
ステップＳ１０の動作が終了した時点でカードＣは第１搬送ローラ対８１で挟持されており、この状態からは、カードＣが引き抜かれるか、カードＣが再挿入されて再び処理されるかのいずれかの操作がなされる。カードＣの再挿入は、ステップＳ１１において取込／排出センサ９２により検知され、取込／排出センサ９２がＯＮになるとカードＣが再挿入されたと判断され、ステップＳ４に戻って再びカードＣの処理がなされる。一方、カードＣが引き抜かれると、その動作がステップＳ１２でカード挿入センサ９１がＯＦＦになることにより判断され、処理が終了する。
【００３０】
本実施形態によれば、カードＣを再挿入する際には、クラッチギヤ５５が第１駆動ギヤ５６から離れて第１伝達ギヤ群５０が遮断されているので、第１駆動ローラ３１は自由に回転可能な状態であり、このため、カードＣを抵抗なく再挿入することができる。また、カードＣを引き抜く際にも、同様の理由でカードＣを抵抗なく引き抜くことができる。したがって、カードＣを再挿入したり引き抜いたりする際に、駆動伝達系（駆動モータ４０や第１、第２の伝達ギヤ群５０，６０）に悪影響が及んだり、カードＣに擦過傷が付いたりする不具合は起こらない。また、カードＣが紙製で腰が弱い場合であっても、カードＣを確実かつ円滑に再挿入することができる。これらのことは、はじめにカードＣを挿入口２から挿入して第１搬送ローラ対８１に挟持させる際にも言えることである。
【００３１】
また、第１伝達ギヤ群５０の接続を遮断して第１駆動ローラ３１を自由に回転可能とするためには、単に駆動モータ４０を取込方向に回転させるだけでよく、クラッチギヤ５５が第１駆動ギヤ５６から離れる最低限のステップ数が確保されていれば、そのステップ数に上限はない。したがって、駆動モータ４０を高精度に制御する必要が無い。その結果、第１駆動ローラ３１を自由に回転可能としてカードＣの円滑な引き抜き／再挿入を可能とする状態を、確実かつ安定して得ることができ、しかも安価な構成でそれを実現することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カードの引き抜き時および再挿入時に駆動ローラを自由に回転可能な状態とするカード搬送機構を、高精度の制御を不要として安価に構成することができるとともに、確実かつ安定した動作に基づく高い信頼性を発揮させることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るカード搬送機構が適用されたカードリーダの平面図、（ｂ）はそのカード搬送機構の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る第１伝達ギヤ群の動作を示す側面図であって、（ａ）は接続状態、（ｂ）は遮断状態を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係るカードリーダの制御系を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るカードリーダの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ…取込方向
Ｂ…排出方向
Ｃ…カード
３１…第１駆動ローラ
４０…駆動モータ（駆動源）
５０…第１伝達ギヤ群
５２…第２駆動ギヤ（ギヤＡ）
５３…クラッチ板（クラッチ手段，揺動部材）
５５…クラッチギヤ（ギヤＢ）
５６…第１駆動ギヤ（ギヤＣ）
９２…取込／排出センサ（カード排出検知手段）

Claims (2)

1. カードを取り込み、さらに取込方向と逆方向の排出方向にカードを排出するカード搬送機構であって、
   カードの取込方向および排出方向に作動する駆動源と、
   カードを排出方向に搬送する駆動ローラおよび従動ローラと、
   前記駆動源の動力を前記駆動ローラに伝達し、クラッチ手段によって接続状態が断接される伝達ギヤ群と、
   前記駆動ローラの取込方向側に配設され、カードの排出完了時にカード端縁を検知し、前記駆動源をカード取込方向に作動させるためのカード排出検知手段とを備え、
   前記クラッチ手段は、前記駆動源がカード排出方向に作動した際に前記伝達ギヤ群を接続状態とし、駆動源がカード取込方向に作動した際に伝達ギヤ群の接続状態を遮断するように、駆動源と連動的に設けられていることを特徴とするカード搬送機構。
2. 前記伝達ギヤ群は、少なくとも３つのギヤＡ，Ｂ，Ｃを有し、前記クラッチ手段は、ギヤＡの軸に揺動自在に、かつギヤＡと同方向に揺動するよう支持された揺動部材であり、
   この揺動部材の揺動端にギヤＢが支持され、揺動部材の揺動に応じてギヤＢがギヤＣに対して噛み合ったり離れたりすることを特徴とする請求項１に記載のカード搬送機構。

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