JP4151283B2

JP4151283B2 - カードリーダ

Info

Publication number: JP4151283B2
Application number: JP2002056976A
Authority: JP
Inventors: 隆則村中; 真信勝村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003256766A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード等の記録媒体を処理するカードリーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録媒体としてのカードはその携帯性に利便なことから、種々の用途で使用され、その種類も様々である。例えば、テレホンカード、乗車券等のプリペイドカード、定期券、回数券、ポイントカード、更に、銀行カード、キャッシュカード、クレジットカード、運転免許証等のＩＤカード、会員カード、身分証明書等が挙げられる。
【０００３】
また、これらのカードは、個人識別情報や残高、累積ポイント等の情報を記録・保持するため、磁気記録層、光記録層、或いはＩＣメモリ等に代表されるメモリ部を有している。これらのメモリ部に記録された情報は、専用のカードリーダで再生されるが、磁気記録層、光記録層、ＩＣメモリに記録された情報は不可視情報であるので、カードの持ち主がその記録情報を直接確認する事はできない。
【０００４】
そこで、これら不可視の記録情報を可視的に表示する事がなされている。例えば、インクジェット、感熱転写、レーザービームプリンタ等の様々な印字手段によってカード表面に情報を印字したり、カードに予め感熱発色層を形成し感熱記録する等の追記型の表示がなされている。
【０００５】
また、これら追記型の表示方法では、カード表面の表示領域の制約で、より多くの情報を表示できないので、最近では、書換可能な表示方法が採用されている。
【０００６】
例えば、カードに液晶表示体を形成する場合や、加熱によって、繰り返し印字・消去が可能である熱可逆的材料を使用して表示する事がなされている。
【０００７】
より具体的には、カードの磁気記録層、光記録層、ＩＣメモリ等のメモリ部に記録・保持された個人識別情報や残高、累積ポイント等の不可視の記録情報を含め、その他に広告・宣伝文等、種々の情報を可視的に表示する方法として、カードの表示部を繰り返し印字・消去が可能な熱可逆性材料によるリライト層で構成したカード（リライトカード）を用いて、このカードにサーマルヘッド等で印字を行って表示する方法がある。近年、このようなリライトカードに対応し、印字ヘッドと消去ヘッドを備え、リライトカードの表示部に印字した情報を何度でも繰り返し書き換え可能なリライト機能を有するカードリーダが普及している。現在は、磁気記録層を備えたリライトカードを用い、磁気的な情報を磁気ヘッドを用いて記録・再生する機能と組み合わせて、ポイントカードシステム等で広く利用されている。
【０００８】
また、これらのカードの用途、情報記録方式、表示方法が様々であることに加えて、カード基材を構成する材料や、磁気ストライプ、ＩＣチップ等のメモリ部の位置、カードの大きさや厚み等の規格等も多種多様となっている。
【０００９】
このように現在カードは多種多様であるが、これらのカードから情報を読み取ったり（リード）、或いは、カードに対して情報を記録したり（ライト）、或いは、カードに表示する情報を書き換えたりする機能を有する装置がカードリーダである。
【００１０】
そして、記録媒体としてのカードは実に様々な場所で使用されるため、これを処理するカードリーダも、様々な場所、あらゆる環境下に設置されてその使用に耐える必要がある。
【００１１】
ところが、従来のカードリーダでは、０℃以下の低温環境下においては、カードリーダの正常動作を保証できない場合があった。これは、カードを搬送する搬送系の部材としてベルトが使用されており、これは通常ゴム等の材質で構成され、低温環境下では硬化してスムーズに動力を伝達できない場合や、脆化して使用できない場合もあった。更に、カードリーダに使用する電子部品自体の保証温度の制限もある。そして、現行部品と同様の特性を備え低温で使用可能な部品や部材を得ること自体が困難であり、仮に適用する部品や部材があったとしても、コストが著しく増大すると言う問題があった。
【００１２】
更に、屋外環境での使用においては、カードの搬送系に埃等が取り込まれるので、カードのメモリ部にデータ記録再生を行う磁気ヘッドや、カードの表示部に可視像を形成する画像形成手段であるサーマルヘッド等にダメージを与える恐れがあり、埃や塵の影響の大きい屋外環境では使用できないと言う問題もあった。
【００１３】
そこで、低温対策としては、カードリーダの周辺にヒーターを置く等の対策がとられ、屋外環境での防塵対策としては、メンテナンスを十分に行うと言う対策がとられているに過ぎなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カードリーダの周辺にヒーターを置く等の従来の低温対策では、ヒーターの熱をカードリーダに均一に伝達するのは困難であり、特定部分の温度が上がれば、カードリーダの部品にダメージを与える可能性もあった。そこで、カードリーダとヒーターの間に断熱部材を設け、伝達される熱量を調整する事も考えられるが、温度制御が困難と言う問題がある。これに加えて、これらの方法では、保温効率が悪いため、目標温度よりも遥かにヒーターの温度を上げなければならないと言う問題があった。
【００１５】
また、屋外環境での埃や塵への対策に関しては、メンテナンスにて取り除くのは煩雑である上、そもそも根本的な対策になっていない。よって埃や塵の進入自体を防ぐ必要がある。
【００１６】
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低温環境下や屋外で使用可能なカードリーダを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカードリーダは、記録媒体を処理するカードリーダであって、保温機能を備えた構成としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、記録媒体を処理するカードリーダであって、保温機能を備えたことを特徴とするカードリーダであって、低温環境下で使用が可能である。
【００１９】
そして、筐体と、前記筐体の前面パネルと、前記前面パネルに接合されると共にカードリーダ部を隙間を介して搭載する略凹状に前記カードリーダ部を包む金属製の支持部材とを備え、前記筐体内部に前記支持部材が内包され、前記前面パネルによって、前記支持部材は、前記筐体から引出可能であって、前記支持部材に面上の加熱手段を設け、筐体内でカードリーダ部を保温することを特徴とするカードリーダであって、加熱手段で発生した熱がカードリーダ部に直接伝達せずに空気を介して伝播するので、カードリーダ部に使用されている部品等にダメージを与えることなく低温環境下で使用が可能である。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、筐体にファンを設けたことを特徴とする請求項１記載のカードリーダであって、屋外で使用可能である。
【００２１】
（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態によるカードリーダの外観斜視図、図２は、本発明の一実施の形態によるカードリーダの正面図、図３は、本発明の一実施の形態によるカードリーダの正面断面図、図４は、本発明の一実施の形態によるカードリーダの側面断面図である。
【００２３】
図１〜図４において、１はカードリーダ部、１ａは固定部、２は支持部材、３は筐体、４は前面パネル、５は挿入口、６は引出部であり、７はヒーター、８はカードが搬送される搬送路、９はファンである。１００はカードリーダを示す。
【００２４】
図１に示すように、カードリーダ１００は、外観が引出しのように構成されており、筐体３から前面パネル４に接合された支持部材２を引き出すことができる。また、支持部材２にはカードリーダ部１が固定され、筐体３内に収納されているような状態である。
【００２５】
また、図２に示すように、前面パネル４にはカードを挿入する挿入口５が形成され、更に、筐体３から引き出す際の取手となる引出部６が形成されている。
【００２６】
図３に示すように、支持部材２は断面形状が略凹状（上に向かって略コの字状）であり、その凹部内にカードリーダ部１が搭載されている。更に、図３或いは図４に示すように、カードリーダ部１は支持部材２と下方に間隙を形成するように固定部１ａで接続固定されている。
【００２７】
また、支持部材２は、熱伝導性の良い金属の板金で形成され、その下面にはヒーター７が設けられている。そして、ヒーター７で発生した熱は支持部材２全面に伝えられ、支持部材２全体が同じ温度に達する。よって、カードリーダ部１全体を均一に暖めることが可能となる。そして、カードリーダ部１と支持部材２とは左右方向及び下方向で間隙を介しており、ヒーター７で発生させた熱がカードリーダ部１に直接伝達せず空気を介して伝播するので、カードリーダ部１に使用されている部品等にダメージを与えることはない。
【００２８】
ここで、ヒーター７としては、面状のヒーターを用いることが好ましい。その仕様の一例として、２４Ｖ１１Ｗの能力で、連続電圧印加状態での飽和温度Δｔの温度上昇が３０℃程度であるヒーターを用いた場合、カードリーダ部１及びその周囲の雰囲気温度はΔｔの温度上昇が１５℃程度になることが実験で確認された。よって、−１５℃の極低温状態でも、カードリーダ部１の正常動作温度域内に収めることができる。また、このように温度上昇値が小さいヒーターを用いることで、高温状態になることを抑制することが可能である。
【００２９】
このように、支持部材２の形状を略凹状にすることで、カードリーダ部１を包むように暖めることができるので、低い温度にて保温が可能になる。また、ムラなく均一に低い温度での保温が可能であれば、カードリーダ部１と支持部材２とは左右方向及び下方向で間隙を介すことに加え、カードリーダ部１の電子部品やメカ部品にダメージをあたえることを更に防ぐことができる。
【００３０】
次に、図４に示すように、カードリーダ１００の筐体３には、支持部材２に固定されたカードリーダ部１が内包された状態である。そして、筐体３の後方に取り付けたファン９から外気を取り込み、挿入口５から空気を排出するようにしている。また、後方から空気を取り込む際に埃などを取り込まない様にファン９にはフィルターを取りつけている。そして、挿入口５から外部に向かって空気を吹き出しているので、挿入口５から埃などの汚れを含んだ空気がカードリーダ１００の内部に取り込まれることはない。
【００３１】
次に、カードリーダ部１の具体的構成の一例について説明する。
【００３２】
ここで、図５は本発明の一実施の形態によるカードリーダ部の構成を示す模式側断面図である。
【００３３】
図５において、１０はカード、１１はカード１０を搬送する搬送ローラであり、１２はデータ記録再生手段としての磁気ヘッド、１３は磁気ヘッド１２に対してカード１０を押圧する磁気ヘッド押圧ローラである。また、１４は画像形成手段としての印字ヘッド、１５は画像消去手段としての消去ヘッドであり、１６，１７はそれぞれ印字ヘッド１４、消去ヘッド１５に対向するプラテンローラである。更に、１８は発光素子、１９は受光素子であり、カード位置検出手段を構成している。
【００３４】
まず、装置構成を簡単に説明する。カード１０には、熱可逆性材料等を設けたリライトカードが用いられ、磁気記録層も有している。リライトカードは、例えば所定の温度以上に加熱することで、可視的な像などを形成し（印字）、所定の温度範囲内にカードの温度を所定時間加熱することで、その形成された像などを不可視にすること（消去）が可能な熱可逆性材料によるリライト層を有した構成となっている。なお、カード１０は、図５中上側にリライト層を、図５中下側に磁気記録層をそれぞれ有しているものとする。
【００３５】
また、カード１０は挿入口５から挿入され、挿入口５の近傍に設けられたカード位置検出手段としての発光素子１８及び受光素子１９によって、カード１０が挿入された事が検出される。
【００３６】
そして、カード１０は、搬送路８を複数の搬送ローラ１１により搬送される。搬送ローラ１１はローラ対を構成し、カード１０を挟み込んでカード１０を引き込み、送り出す動作を行うものであり、ローラ対の内、一方のローラが駆動し、他方のローラが連れ回るように構成されている。
【００３７】
また、磁気ヘッド１２は、カード１０に磁気的な情報を記録か又は再生する動作の少なくとも一方の動作を行う。この時、カード１０は、磁気ヘッド１２及びこれに対向する磁気ヘッド押圧ローラ１３によって挟み込まれ、カード１０は一定速度で搬送され、カード１０の磁気記録層に磁気情報の記録及び／又は再生がなされる。
【００３８】
印字ヘッド１４は、カード１０に設けられたリライト層を加熱して、可視的な画像を形成する。印字ヘッド１４は、発熱抵抗体素子が一画素を形成し、この発熱抵抗体素子群よりなる、いわゆるサーマルヘッドが用いられる。
【００３９】
また、消去ヘッド１５は、加熱によって、カード１０に設けられたリライト層に形成された画像を消去するものであり、例えば、セラミック基板の表面に発熱抵抗体を備え、これを保護する保護層が形成された発熱素子を用いることができる。
【００４０】
また、プラテンローラ１６，１７は、印字ヘッド１４、消去ヘッド１５に対向し、カード１０を挟み込み、カード１０を搬送しながら、印字・消去が行われる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、カード位置検出手段として、例えば、発光素子１８及び受光素子１９を挿入口５近傍に設けているが、必要に応じて、その他のカード位置検出手段が搬送路８内に適宜配置されていてもよいのは言うまでもない。
【００４２】
また、カードリーダ部１の装置構成において、印字ヘッド１４、消去ヘッド１５を搬送路８に対して、ソレノイド等の駆動装置によって出没自在とすることによって、カード１０に印字、消去を行う場合のみカード１０と接触し、磁気ヘッド１２による読み取りや記録時に、カード１０の搬送を阻害することがなく、更に、ソレノイド等の駆動装置によって、印字ヘッド１４、消去ヘッド１５をカード１０に対して押圧し圧着できるので、確実な印字、消去を行うことができる。
【００４３】
更に、本実施の形態では、磁気ストライプ等の磁気記録層を有するカード１０を使用し、カード１０からデータを読み出すかカード１０にデータを記録する少なくとも一つの動作を行うデータ記録再生部として、磁気ヘッド１２を用いたが、他のデータ記録再生部としては、磁気ヘッド１２以外に光学的にデータを記録か再生の少なくとも一方を行う光学ヘッドを用いても良く、その場合には、カード１０には光記録層、光ストライプやバーコード等が設けられる。
【００４４】
また、カード１０が内部にＩＣを搭載し、カード１０の表面にＩＣと接続された電極を有した、いわゆる接触式のＩＣカードを用いる場合は、カードリーダ部１にＩＣリードユニットを設ければ良い。なお、カード１０が内部にＩＣと無線でデータの授受を行うことができるアンテナ（コイルやコンデンサ）を有したいわゆる非接触ＩＣカードの場合には、カードリーダ部１のＩＣリードユニットは、コイル状のアンテナや容量を発生させる部材を設けた構成となる。
【００４５】
また、カード１０の表示部には、熱可逆性材料によるリライト層が用いられるが、その熱可逆性材料の例として、樹脂母材である高分子マトリックス中に、高級脂肪酸等の有機低分子物質を分散させ、温度に依存して透明状態と白濁状態とが可逆的に変化する可逆的加熱記録材料があげられ、更に、他の例として、発色剤と顕色剤との組み合わせを用いた可逆的熱発色性組成物があげられる。そして、これらの材料や組成物を適宜選択し、カードに直接塗布して被膜を形成するか、或いは、材料や組成物が塗布されたシートやラベルを貼付して用いることができ、カード１０の表示部を形成することができる。これら熱可逆性材料を用いた表示部は、所定の温度以上で発色し、特定の温度範囲をある程度保持すれば消色するものであるので、上述のように、消去ヘッド１５でカードの表示部の画像を消去し、印字ヘッド１４で画像を形成する。
【００４６】
以上のように、カードリーダ部１の装置構成を説明したが、次に、このカードリーダ部１の印字・消去の処理手順を説明する。
【００４７】
まず、挿入口５からカード１０が挿入されると、制御部（図示せず）は、挿入口５の近傍に配置された発光素子１８と受光素子１９との組み合わせからなるカード位置検出手段により、カード１０が挿入されたことを検知し、カード１０を搬送ローラ１１で、カードリーダ部１の後端部側（図５中右側方向であり、以下、後端部側と言う）へ搬送する。
【００４８】
そして、カード１０が磁気ヘッド１２の上を通過すると、カード１０の磁気記録層に記録された磁気データが磁気ヘッド１２で読み取られる。
【００４９】
そして、読み取った磁気データに応じた次の処理をカードリーダ部１（カードリーダ１００の筐体３）に接続されたＰＣ等の制御機器のディスプレイ部（或いは、カードリーダ１００に設けられたディスプレイ部）に表示する。この時、カードリーダ部１はキー入力待ち状態にある。そして、操作員は、そのディスプレイ部の表示に従い、ＰＣ等の制御機器のキーパッド（或いは、カードリーダ１００に設けられたキーパッド）から新たなデータを入力する。
【００５０】
データの入力が正常に完了すると、カード１０を逆転搬送してカードリーダ部１の挿入口５側（図５中左側方向であり、以下挿入口側と言う）に移動し、磁気ヘッド１２上を通過させ、更新された新たな磁気データを書き込む。更に、カード１０を逆転搬送して後端部側に移動し、再度磁気ヘッド１２上を通過させ、その時にカードに記録したデータを読み取り、データの記録ミスが無いかどうかチェックする。
【００５１】
そして、カード１０は消去ヘッド１５よりも後端部側の位置まで搬送される。また、消去ヘッド１５を加熱している間、消去ヘッド１５に取り付けられたサーミスタによって、消去ヘッド１５の温度が計測され、設定消去温度が維持されている。更に、カード１０を挿入口側の方向へ移動させ、消去ヘッド１５にてカード１０のリライト層に既に印字されている画像を消去する。そして、カード１０のリライト層に所定の画像等を印字ヘッド１４にて印字する。
【００５２】
以上の一連の処理が終了した後、カード１０はカードリーダ部１から排出され、カードリーダ１００の挿入口５から装置外へ排出される。なお、図４に示したカードリーダ１００の前面パネル４の挿入口５と、図５に示したカードリーダ部１の挿入口５は連絡しているものであり、カード１０をカードリーダ１００内に引き込む駆動系は、前面パネル４に存在してもよいし、カードリーダ部１に存在してもよい。更に、前面パネル４の挿入口５と、カードリーダ部１の搬送路８は図４に示したように直接接続されていてもよいし、前面パネル４の挿入口５とカードリーダ部１の間に連結部を設けてもよい。
【００５３】
なお、以上説明した本実施の形態においては、特に詳細な説明はしていないが、カードリーダ１００内部（或いはカードリーダ部１）には、モータを駆動させて制御したり、磁気ヘッド１２、印字ヘッド１４、消去ヘッド１５等の記録再生の制御命令を出力するＣＰＵ等で構成される制御部や、印字ヘッド１４の画像形成データ（印字データ）や磁気ヘッド１２で記録再生されるデータを記憶するデータメモリ部等、カードリーダ部１を駆動し制御するために必要な回路や装置、更に、これらの装置に電力を供給する電源装置等が設けられているのは言うまでもない。
【００５４】
また、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＰＯＳ端末、印字装置等の外部接続機器に接続（ネットワーク接続を含む）する為のインターフェイス等も必要に応じて設けられる。更に、図示はしていないが、カードリーダ１００に、テンキーやファンクションキー、液晶表示部等の操作パネルを設け、カードリーダ１００への処理入力を行ってもよい。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態によるカードリーダ１００に使用するカード１０としては、磁気ストライプ以外にもメモリ部として、その他磁気記録層、光記録層、ＩＣメモリ等を有していてもよい。また、カードの基材を構成する材料や、磁気ストライプ、ＩＣチップ等のメモリ部の位置、カードの大きさや厚み等も限定されるものではなく、カード基材を構成する材料は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化酢酸ビニル（ＰＶＣＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、生分解性材料等のプラスチックや紙、合成紙等の種々の材料を用いることができ、０．２０〜０．２８ｍｍ程度の薄手のＰＥＴを基材とするもの、０．２８ｍｍ厚の塩化ビニルシート２枚を積層し、この表裏に０．１ｍｍ厚の塩化ビニルシートを貼合わせ、０．７６ｍｍ±０．０８ｍｍ厚としたものも使用可能である。またカードには、口座番号、有効期限や所有者氏名が、カード基材を物理的に隆起させて形成される、いわゆるエンボス加工も施されたものであってもよい。カードの用途も、テレホンカード、乗車券等のプリペイドカード、定期券、回数券、ポイントカード、更に、銀行カード、キャッシュカード、クレジットカード、運転免許証等のＩＤカード、会員カード、身分証明書等、特に限定されない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、低温環境下や屋外で使用可能なカードリーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるカードリーダの外観斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるカードリーダの正面図
【図３】本発明の一実施の形態によるカードリーダの正面断面図
【図４】本発明の一実施の形態によるカードリーダの側面断面図
【図５】本発明の一実施の形態によるカードリーダ部の構成を示す模式側断面図
【符号の説明】
１カードリーダ部
１ａ固定部
２支持部材
３筐体
４前面パネル
５挿入口
６引出部
７ヒーター
８搬送路
９ファン
１０カード
１１搬送ローラ
１２磁気ヘッド
１３磁気ヘッド押圧ローラ
１４印字ヘッド
１５消去ヘッド
１６，１７プラテンローラ
１８発光素子
１９受光素子
１００カードリーダ

Claims

筐体と、前記筐体の前面パネルと、前記前面パネルに接合されると共にカードリーダ部を隙間を介して搭載する略凹状に前記カードリーダ部を包む金属製の支持部材とを備え、前記筐体内部に前記支持部材が内包され、前記前面パネルによって、前記支持部材は、前記筐体から引出可能であって、前記支持部材に面上の加熱手段を設け、前記筐体内で前記カードリーダ部を保温することを特徴とするカードリーダ。
前記筐体にファンを設けたことを特徴とする請求項１記載のカードリーダ。