JP4324547B2

JP4324547B2 - Card reader

Info

Publication number: JP4324547B2
Application number: JP2004369607A
Authority: JP
Inventors: 武志瀬川; 賀津久東
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006179060A

Description

本発明は、磁気ヘッドを有し、カード搬送モータがＰＷＭ制御により駆動されるカードリーダに関するものであって、特に、そのＰＷＭ制御に起因したモータノイズを低減することが可能なカードリーダに関するものである。 The present invention relates to a card reader that has a magnetic head and whose card transport motor is driven by PWM control, and particularly relates to a card reader that can reduce motor noise caused by the PWM control. is there.

従来より、モータをコントロールする方法として、ＰＷＭ制御方式が一般に知られている。ＰＷＭ制御方式は、駆動コイルの通電を切り替えるスイッチング素子（例えばパワートランジスタ）を通電切替周期よりも短い周期（ＰＷＭキャリア信号の周期）でオン・オフし、外部電流を遮断するオフ区間においては駆動コイルで誘起される逆起電力によって回生電流を流し、駆動トルクを維持する制御方式である。このＰＷＭ制御方式によれば、回生電流が流れている間は外部から電力の供給を要しないので、無駄な電力を大幅に削減することができるとともに、省エネルギー化に寄与することができる。さらに、このＰＷＭ制御方式を採用するに当たっては、新たな部品を追加する必要がほとんどないため、部品点数の削減、ひいてはコスト削減にも寄与することとなる。 Conventionally, a PWM control method is generally known as a method for controlling a motor. In the PWM control method, a switching element (for example, a power transistor) that switches energization of the drive coil is turned on / off at a cycle shorter than the energization switching cycle (cycle of the PWM carrier signal), and the drive coil is turned off in an off period in which an external current is cut off. This is a control method in which a regenerative current is caused to flow by the back electromotive force induced in step (a) to maintain the driving torque. According to this PWM control method, since no power supply is required from the outside while the regenerative current is flowing, useless power can be significantly reduced and energy can be saved. Further, when adopting this PWM control method, it is almost unnecessary to add new parts, which contributes to the reduction of the number of parts and the cost.

このように、利点の多いＰＷＭ制御方式は、磁気カードに対し磁気ヘッドを用いて情報の記録又は再生を行うカードリーダにも採用されている。しかし、この場合、磁気カードに記録された磁気データの信号レベルは微小であるため、ＰＷＭキャリア信号（例えば２０００Ｈｚのクロックパルスや三角波）によるモータノイズの影響を無視することができない。特に、小型のカードリーダでは、磁気ヘッドとモータの距離が近いことに起因して、このモータノイズの影響を大きく受けることになる。 As described above, the PWM control method having many advantages is also employed in a card reader that records or reproduces information on a magnetic card using a magnetic head. However, in this case, since the signal level of the magnetic data recorded on the magnetic card is very small, the influence of motor noise due to the PWM carrier signal (for example, 2000 Hz clock pulse or triangular wave) cannot be ignored. In particular, a small card reader is greatly affected by the motor noise due to the short distance between the magnetic head and the motor.

そのため、このモータノイズを低減する様々な手法が提案されている。例えば、モータの取り付け方法や磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策が施されているものがある。また、特許文献１に開示されたブラシレスモータでは、タップねじによって軸受ホルダのフランジ部，ステータコア，コアホルダ及び鉄基板を一括して固定し、鉄基板の鉄板部分及びステータコアをグランド電位に固定することによって、鉄板部分やステータコアでモータノイズが拡散されないようになっている。 Therefore, various methods for reducing this motor noise have been proposed. For example, some motor noise countermeasures such as a motor mounting method and a magnetic shield are taken. In the brushless motor disclosed in Patent Document 1, the flange portion of the bearing holder, the stator core, the core holder, and the iron substrate are fixed together by a tap screw, and the iron plate portion of the iron substrate and the stator core are fixed to the ground potential. The motor noise is not diffused by the iron plate portion or the stator core.

特開２００１−１２８４３１号公報（段落［００１１］）JP 2001-128431 A (paragraph [0011])

しかしながら、カードリーダの小型化に伴って配置スペースが益々狭小になっている状況下では、磁気ヘッドとモータを大きく離間させたり、厚みのある磁気シールドを設けたりすることが困難である。そのため、かかる機構的なモータノイズ対策では、十分なノイズ低減効果を期待することができない。 However, in a situation where the arrangement space is becoming narrower with the miniaturization of the card reader, it is difficult to greatly separate the magnetic head and the motor or to provide a thick magnetic shield. Therefore, it is not possible to expect a sufficient noise reduction effect with such a mechanical motor noise countermeasure.

特に、例えば増幅器のゲインを大きくして復調回路の感度を上げた場合には、読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなる。すなわち、復調回路において復調された磁気データの周波数帯域（信号帯域）と、電力効率の観点から設定されたＰＷＭキャリア信号の周波数とは、共に約２０００Ｈｚである。従って、復調回路は、周波数のほぼ同じＰＷＭキャリア信号に起因したモータノイズの影響を受けやすく、復調回路の感度を上げた場合には、たとえ機構的なモータノイズ対策を施していても、読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなる（その結果、カード復調の性能を劣化させる）。 In particular, for example, when the gain of the amplifier is increased to increase the sensitivity of the demodulation circuit, the probability that a reading error will occur increases. That is, the frequency band (signal band) of the magnetic data demodulated by the demodulation circuit and the frequency of the PWM carrier signal set from the viewpoint of power efficiency are both about 2000 Hz. Therefore, the demodulation circuit is easily affected by motor noise caused by PWM carrier signals with almost the same frequency. When the sensitivity of the demodulation circuit is increased, reading errors may occur even if mechanical motor noise countermeasures are taken. Is likely to occur (as a result, the performance of card demodulation is degraded).

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができ、特に、復調回路の感度を上げた場合であっても、効果的にモータノイズを低減することが可能なカードリーダを提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and the object thereof is to reduce motor noise as compared with mechanical motor noise countermeasures such as a magnetic shield. In particular, the sensitivity of the demodulation circuit is improved. An object of the present invention is to provide a card reader capable of effectively reducing motor noise even in the case where it is raised.

以上のような課題を解決するために、本発明は、磁気ヘッドと、復調回路と、制御回路と、ＰＷＭ駆動制御回路と、を有するカードリーダにおいて、制御回路からの制御信号に基づき、ＰＷＭ駆動制御回路におけるＰＷＭキャリア信号の周波数が変更されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a card reader having a magnetic head, a demodulation circuit, a control circuit, and a PWM drive control circuit, based on a control signal from the control circuit. The frequency of the PWM carrier signal in the control circuit is changed.

より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。 More specifically, the present invention provides the following.

（１）所定の周波数（周期）の組合せによる信号列が記録されたカード情報を復調して読み取るカードリーダにおいて、磁気ヘッドと、前記所定の周波数の最大値及び最小値を帯域とする周波数通過帯域が設定されたフィルターを備え、前記磁気ヘッドにおいて検出された磁気データを復調する復調回路と、前記復調回路において復調された磁気データに基づきカード情報を読み取る制御回路と、ＰＷＭキャリア信号を用いてカード搬送モータをＰＷＭ制御により駆動するＰＷＭ駆動制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記復調回路において復調された磁気データに基づき前記カード情報の読み取りエラーを検知したときは、前記ＰＷＭ駆動制御回路に、前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信し、前記ＰＷＭキャリア信号の周波数は、前記制御回路からの制御信号に基づき変更されることを特徴とするカードリーダ。 (1) In a card reader that demodulates and reads card information in which a signal sequence having a combination of predetermined frequencies (periods) is recorded, a magnetic head and a frequency pass band having a maximum value and a minimum value of the predetermined frequency as a band card using with the filter but which has been set, a demodulation circuit for demodulating the magnetic data detected in the magnetic head, and a control circuit for reading the card information based on the magnetic data demodulated in the demodulation circuit, a PWM carrier signal the conveying motor possess the PWM drive control circuit for driving by the PWM control, the said control circuit, upon detecting a read error of the card information based on the magnetic data demodulated in the demodulation circuit, the PWM drive control the circuit transmits a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal, the PWM carrier Frequency of the signal, the card reader characterized in that it is changed based on the control signal from the control circuit.

本発明によれば、所定の周波数（周期）の組合せによる信号列が記録されたカード情報を復調して読み取るカードリーダに、磁気カード表面上の磁気ストライプに記録された情報を検出する磁気ヘッドと、所定の周波数の最大値及び最小値を帯域とする周波数通過帯域が設定されたフィルターを備え、その磁気ヘッドにおいて検出された磁気データを所定の変調方式で復調する復調回路と、その復調回路において復調された磁気データに基づきカード情報を読み取る制御回路と、ＰＷＭキャリア信号を用いてカード搬送モータをＰＷＭ制御により駆動するＰＷＭ駆動制御回路と、を設け、ＰＷＭキャリア信号の周波数（例えば２０００Ｈｚ）は、制御回路からの制御信号に基づき、に変更される（例えば２０００Ｈｚ→８０００Ｈｚ）こととしたから、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができる。特に、上述した制御回路によって、復調回路において復調された磁気データに基づきカード情報の読み取りエラーが検知されたとき、上述したＰＷＭ駆動制御回路にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号が送信されることとしたから、読み取りエラーが検知されたときのみ、ＰＷＭキャリア信号の周波数が変更されることとなる。従って、磁気カードの読み取り感度が通常であるときには、ＰＷＭキャリア信号の周波数を電力効率の良い周波数とし、磁気カードの読み取り感度が高いときのみ、モータノイズの影響を小さくするためにＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することで、電力効率の悪化，モータの発熱を抑えた上で、効果的にモータノイズを低減することができる。 According to the present invention, a card reader that demodulates and reads card information in which a signal train having a predetermined frequency (period) combination is recorded, a magnetic head that detects information recorded in a magnetic stripe on the surface of the magnetic card, and A demodulating circuit including a filter in which a frequency pass band having a maximum value and a minimum value of a predetermined frequency is set , and demodulating magnetic data detected by the magnetic head by a predetermined modulation method; A control circuit that reads card information based on the demodulated magnetic data and a PWM drive control circuit that drives the card transport motor by PWM control using the PWM carrier signal are provided, and the frequency (for example, 2000 Hz) of the PWM carrier signal is Based on the control signal from the control circuit (for example, 2000 Hz → 8000 Hz) Takara, it is possible to reduce the motor noise than mechanical motor noise countermeasure such as magnetic shielding. In particular, when a card information reading error is detected by the control circuit described above based on the magnetic data demodulated by the demodulation circuit, a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal is transmitted to the PWM drive control circuit described above. Therefore, the frequency of the PWM carrier signal is changed only when a reading error is detected. Therefore, when the reading sensitivity of the magnetic card is normal, the frequency of the PWM carrier signal is set so that the frequency of the PWM carrier signal is a power efficient frequency, and only when the reading sensitivity of the magnetic card is high, the influence of the motor noise is reduced. By changing, motor noise can be effectively reduced while suppressing deterioration in power efficiency and heat generation of the motor.

すなわち、磁気ヘッドとモータを大きく離間させたり、厚みのある磁気シールドを設けたりする従来の機構的なモータノイズ対策では、カードリーダが小型化し、配置スペースが益々狭小になっている状況下においては、効果があまり期待できなかったが、本発明によれば、例えば制御回路及びＰＷＭ駆動制御回路のファームウエアでソフト的にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することで、復調に際してモータノイズの影響を小さくすることができるので、たとえ機構的なモータノイズ対策が困難な状況でも、効果的にモータノイズを低減することが可能になる。 In other words, the conventional mechanical noise countermeasures that greatly separate the magnetic head and motor, or provide a thick magnetic shield, under circumstances where the card reader is downsized and the layout space is becoming increasingly narrow. However, according to the present invention, for example, by changing the frequency of the PWM carrier signal in software using the firmware of the control circuit and the PWM drive control circuit, the influence of motor noise is reduced during demodulation. Therefore, even in a situation where it is difficult to prevent mechanical motor noise, it is possible to effectively reduce motor noise.

また、機構的な対策を必要とせずにモータノイズの影響を小さくすることができるので、カードリーダの製造コスト削減に寄与することができる。 In addition, since the influence of motor noise can be reduced without requiring mechanistic measures, it is possible to contribute to a reduction in the manufacturing cost of the card reader.

さらに、本発明は、復調回路の読取感度を上げたときに、従来のカードリーダと比べて顕著な効果を奏する。すなわち、従来の機構的なモータノイズ対策のみでは、復調回路の読取感度を上げたとき、モータノイズの影響によって読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなるケースが多かったが、本発明によれば、たとえ復調回路の読取感度を上げたとしても、効果的にモータノイズを低減することができ、ひいてはカードリーダにおいて読み取りエラーが発生する確率を低くすることができる（その結果、カード復調の性能を向上させることができる）。 Furthermore, the present invention has a remarkable effect as compared with the conventional card reader when the reading sensitivity of the demodulation circuit is increased. That is, with only conventional mechanical motor noise countermeasures, when the reading sensitivity of the demodulator circuit is increased, there is often a high probability that a reading error will occur due to the influence of motor noise. Even if the reading sensitivity of the demodulation circuit is increased, the motor noise can be effectively reduced, and the probability of occurrence of a reading error in the card reader can be reduced (as a result, the performance of the card demodulation is improved). be able to).

ここで、ＰＷＭキャリア信号の周波数が、制御回路からの制御信号に基づき「変更される」度合いについては、特に限定されない。例えば、ＰＷＭキャリア信号の周波数を２０００Ｈｚから８０００Ｈｚに変更するのは勿論のこと、例えば２０００Ｈｚから４０００Ｈｚに変更するものであってもよい。 Here, the degree to which the frequency of the PWM carrier signal is “changed” based on the control signal from the control circuit is not particularly limited. For example, the frequency of the PWM carrier signal may be changed from 2000 Hz to 8000 Hz, for example, from 2000 Hz to 4000 Hz.

（２）前記制御回路からの制御信号は、前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を、前記復調回路のフィルターに設定された周波数通過帯域を外した周波数に変更する制御信号であることを特徴とするカードリーダ。 (2) The card reader characterized in that the control signal from the control circuit is a control signal that changes the frequency of the PWM carrier signal to a frequency that excludes the frequency pass band set in the filter of the demodulation circuit. .

本発明によれば、上述した制御回路からの制御信号は、ＰＷＭキャリア信号の周波数を、上述した復調回路のフィルターに設定された周波数通過帯域（復調回路において復調された磁気データの周波数帯域）を外した周波数に変更する制御信号であることとしたから、復調回路の感度を上げた場合であっても、効果的にモータノイズを低減することができる。 According to the present invention, the control signal from the control circuit described above uses the frequency of the PWM carrier signal as the frequency pass band set in the filter of the demodulation circuit described above ( the frequency band of the magnetic data demodulated in the demodulation circuit ) . Since the control signal is changed to the removed frequency, even when the sensitivity of the demodulation circuit is increased, motor noise can be effectively reduced.

特に、復調回路において復調された磁気データの周波数帯域（例えば１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ）を大きく外した周波数（例えば８０００Ｈｚや１０ｋＨｚ）に変更することで、モータノイズの低減度合いを大きくすることができる。 In particular, the degree of reduction of motor noise can be increased by changing the frequency band (eg, 1000 Hz to 2000 Hz) of the magnetic data demodulated by the demodulation circuit to a frequency (eg, 8000 Hz or 10 kHz) that is greatly removed.

（３）前記制御回路は、前記カード情報の所定の周期が設定され、前記復調回路において復調された磁気データに基づき設定された所定の周期以外の周期を認識することによってカード情報の読み取りエラーを検知したとき、前記PWM駆動制御回路に前記PWMキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信することを特徴とするカードリーダ。 (3) the control circuit, the predetermined cycle of the card information is set, reading errors of the card data by recognizing the period other than the predetermined period that is set based on the magnetic data demodulated in the demodulation circuit A card reader, wherein when detected, a control signal for changing a frequency of the PWM carrier signal is transmitted to the PWM drive control circuit.

本発明によれば、上述した制御回路によって、復調回路において復調された磁気データに基づき、カード情報の読み取りエラーが検知されたとき、上述したＰＷＭ駆動制御回路にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号が送信されることとしたから、読み取りエラーが検知されたときのみ、ＰＷＭキャリア信号の周波数が変更されることとなる。 According to the present invention, the control for changing the frequency of the PWM carrier signal to the above-described PWM drive control circuit when an error in reading the card information is detected based on the magnetic data demodulated by the demodulation circuit by the control circuit described above. Since the signal is transmitted, the frequency of the PWM carrier signal is changed only when a reading error is detected.

従って、磁気カードの読み取り感度が通常であるときには、ＰＷＭキャリア信号の周波数を電力効率の良い周波数とし、磁気カードの読み取り感度が高いときのみ、モータノイズの影響を小さくするためにＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することで、電力効率の悪化，モータの発熱を抑えた上で、効果的にモータノイズを低減することができる。 Therefore, when the reading sensitivity of the magnetic card is normal, the frequency of the PWM carrier signal is set so that the frequency of the PWM carrier signal is a power efficient frequency, and only when the reading sensitivity of the magnetic card is high, the influence of the motor noise is reduced. By changing, motor noise can be effectively reduced while suppressing deterioration in power efficiency and heat generation of the motor.

（４）前記制御回路は、前記ＰＷＭ駆動制御回路に前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信するとともに、前記復調回路に磁気カードの読取感度を向上させる制御信号を送信することを特徴とするカードリーダ。

(4) The control circuit transmits a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal to the PWM drive control circuit, and transmits a control signal for improving the read sensitivity of the magnetic card to the demodulation circuit. A card reader.

本発明によれば、上述した制御回路によって、ＰＷＭ駆動制御回路にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号が送信されるとともに、復調回路に磁気カードの読取感度を向上させる制御信号が送信されることとしたから、カードリーダが、低感度でリードできなかった場合には自動的に高感度に切り替わる読取シーケンス方式を採用していた場合、この切り替わりタイミングに同期させて、モータのＰＷＭキャリア信号の周波数を自動的に（マイコンによりプログラマブルに）切り替えることができる。 According to the present invention, the control circuit described above transmits a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal to the PWM drive control circuit, and a control signal for improving the reading sensitivity of the magnetic card to the demodulation circuit. Therefore, if the card reader adopts a reading sequence method that automatically switches to high sensitivity when it cannot read with low sensitivity, the PWM carrier signal of the motor is synchronized with this switching timing. The frequency can be switched automatically (programmable by a microcomputer).

従って、電力効率の悪化，モータの発熱を抑えた上で、機構的な対策を必要とせず、効果的にモータノイズを低減することができる。 Therefore, it is possible to effectively reduce the motor noise without suppressing the deterioration of the power efficiency and the heat generation of the motor and without requiring a mechanistic measure.

本発明に係るカードリーダは、以上説明したように、ＰＷＭキャリア信号の周波数が、制御回路からの制御信号に基づき変更されるものなので、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減することができる。特に、カードリーダ（復調回路）の感度を上げた場合えあっても、効果的にモータノイズを低減することができ、ひいてはカードリーダにおいて読み取りエラーが発生する確率を下げることができる。 As described above, since the frequency of the PWM carrier signal is changed based on the control signal from the control circuit, the card reader according to the present invention has motor noise compared to mechanical motor noise countermeasures such as a magnetic shield. Can be reduced. In particular, even when the sensitivity of the card reader (demodulation circuit) is increased, the motor noise can be effectively reduced, and the probability of occurrence of a reading error in the card reader can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

［機械的構造］
図１は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の機械的な構造図である。図１（ａ）は、カードリーダ１の構造を示す平面断面図であって、図１（ｂ）は、カードリーダ１の構造を示す縦断面図である。なお、図１（ａ）と図１（ｂ）とで構成要素が同じものについては、同符号で示す。 [Mechanical structure]
FIG. 1 is a mechanical structural diagram of a card reader 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan sectional view showing the structure of the card reader 1, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view showing the structure of the card reader 1. In addition, about a thing with the same component in Fig.1 (a) and FIG.1 (b), it shows with the same code | symbol.

図１（ａ）及び図１（ｂ）において、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、磁気カード２をカード搬送路の中に取り込むカード挿入口の開閉を行うシャッタ３と、カード搬送路側板に沿って磁気カード２の位置を検出することを目的として、発光素子（図示せず）と対向して配置された受光素子（例えばフォトトランジスタ）４ａ〜４ｅと、磁気カード２の表面上に形成された磁気ストライプに対し磁気データの記録又は再生を行う磁気ヘッド５と、駆動ローラ６を回転駆動するモータ７と、モータ７において生じるモータノイズを低減する磁気シールド８（図中の斜線部）と、磁気カード２の表面上に形成された磁気バーコードに係る情報の再生を行う磁気バーコードヘッド９と、その他、様々な機械部品・電気部品から構成されている。 1A and 1B, a card reader 1 according to an embodiment of the present invention includes a shutter 3 that opens and closes a card insertion slot for taking a magnetic card 2 into a card transport path, and a card transport. For the purpose of detecting the position of the magnetic card 2 along the roadside plate, light receiving elements (for example, phototransistors) 4a to 4e arranged facing a light emitting element (not shown), and on the surface of the magnetic card 2 A magnetic head 5 that records or reproduces magnetic data on the magnetic stripe formed on the motor 7, a motor 7 that rotationally drives the driving roller 6, and a magnetic shield 8 that reduces motor noise generated in the motor 7 (shaded area in the figure) ), A magnetic bar code head 9 for reproducing information related to the magnetic bar code formed on the surface of the magnetic card 2, and various other mechanical and electrical parts. There.

カード挿入口のシャッタ３が開状態となっているとき、磁気カード２が挿入されると、モータ７によって駆動ローラ６が回転し、磁気カード２の引き込み（搬送）が行われる。なお、カード挿入口付近には、例えば、光センサ、磁気センサ及び機械式センサなど、カード挿入口から磁気カード２が取り込まれたことを検知できるセンサ（図示せず）が設けられている。 When the magnetic card 2 is inserted when the shutter 3 of the card insertion slot is open, the driving roller 6 is rotated by the motor 7 and the magnetic card 2 is drawn (conveyed). A sensor (not shown) that can detect that the magnetic card 2 has been taken in from the card insertion slot, such as an optical sensor, a magnetic sensor, and a mechanical sensor, is provided in the vicinity of the card insertion slot.

磁気ヘッド５は、磁気カード２表面上の磁気ストライプに接触・摺動することによって磁気データの記録又は再生を行う。より具体的には、磁気ヘッド５は、磁気ギャップ（ギャップスペーサ）を挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コアからなり、一方の磁気コアには再生用コイル、他方の磁気コアには記録用コイルが巻かれ、挿入カードに対してヘッド部が所定のパッド圧で摺接して相対的に移動する。これより、磁気カード２に格納された磁気データを読み取ったり（再生）、磁気カード２に対して新たな磁気データを書き込んだり（記録）することが可能となる。なお、磁気ヘッド５は、そのギャップ形成面がカード搬送路内に突出するように配置されている。 The magnetic head 5 records or reproduces magnetic data by contacting and sliding on the magnetic stripe on the surface of the magnetic card 2. More specifically, the magnetic head 5 is composed of at least a pair of magnetic cores opposed to each other with a magnetic gap (gap spacer) interposed therebetween, one of the magnetic cores being a reproduction coil, and the other magnetic core being a recording. The coil is wound, and the head portion is slidably contacted with a predetermined pad pressure with respect to the insertion card and moved relatively. As a result, it is possible to read (reproduce) the magnetic data stored in the magnetic card 2 and write (record) new magnetic data to the magnetic card 2. The magnetic head 5 is arranged so that the gap forming surface protrudes into the card transport path.

ここで、磁気ヘッド５とモータ７の位置関係に着目すると、物理的な距離が近い関係になっている。これは、近年の市場における小型化要求などによって、コンパクトな設計が必要とされているからである。従って、磁気ヘッド５とモータ７の間を磁気的に遮断する対策を講じる必要があるところ、図１に示すカードリーダ１では、モータ７の上方に磁気シールド８（図中の斜線部）が設けられている。なお、例えば、モータ７の磁束の出る方向と磁気ヘッド５の磁束を検知する方向を考慮して、これらを互いに影響の小さくなる方向に取り付けることによって、かかる対策を講じる場合もある。 Here, paying attention to the positional relationship between the magnetic head 5 and the motor 7, the physical distance is close. This is because a compact design is required due to recent miniaturization requirements in the market. Therefore, it is necessary to take measures to magnetically cut off between the magnetic head 5 and the motor 7. In the card reader 1 shown in FIG. 1, a magnetic shield 8 (shaded portion in the figure) is provided above the motor 7. It has been. For example, in consideration of the direction in which the magnetic flux of the motor 7 and the direction in which the magnetic head 5 detects the magnetic flux are taken into account, such measures may be taken by attaching them in a direction in which their influences are reduced.

しかし、磁気カード２に記録された磁気データの信号レベルは微小であるため、このような機構的なモータノイズ対策のみでは、ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視することができない場合がある。特に、復調回路（図２参照）を高感度にしたときには、モータノイズの影響により、読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなる。 However, since the signal level of the magnetic data recorded on the magnetic card 2 is very small, the influence of the motor noise due to the PWM carrier signal may not be neglected only by such a mechanical motor noise countermeasure. In particular, when the demodulating circuit (see FIG. 2) is made highly sensitive, there is a high probability that a reading error will occur due to the influence of motor noise.

［電気的構成］
図２は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の電気的構成を示すブロック図である。 [Electrical configuration]
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the card reader 1 according to the embodiment of the present invention.

図２において、磁気カード２とのデータの送受信を含め、総合的な電気的制御を司るＣＰＵ１２には、駆動ローラ６を回転駆動するモータ７が、ＰＷＭ駆動制御回路１５を介して接続されている。また、ＣＰＵ１２には、磁気カード２と磁気データの送受信を行う磁気ヘッド５が、復調回路１１を介して接続されている。さらに、ＣＰＵ１２には、カードリーダ１を制御する制御プログラムや初期値などの情報を格納するＲＯＭ１３と、ワーキングエリアとして機能するＲＡＭ１４が接続されている。なお、図２に示す電気的構成では、復調回路１１やＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２から独立して実装されているが、場合によっては、ＣＰＵ１２に、復調機能或いはＰＷＭ制御機能をもたせるようにしてもよい。また、ＣＰＵ１２，ＲＯＭ１３及びＲＡＭ１４などの電気的要素は、制御回路としての機能を有する。 In FIG. 2, a motor 7 that rotationally drives the drive roller 6 is connected via a PWM drive control circuit 15 to the CPU 12 that controls overall electrical control including transmission and reception of data with the magnetic card 2. . In addition, a magnetic head 5 that transmits and receives magnetic data to and from the magnetic card 2 is connected to the CPU 12 via a demodulation circuit 11. Further, the CPU 12 is connected to a ROM 13 that stores information such as a control program for controlling the card reader 1 and initial values, and a RAM 14 that functions as a working area. In the electrical configuration shown in FIG. 2, the demodulation circuit 11 and the PWM drive control circuit 15 are mounted independently from the CPU 12, but in some cases, the CPU 12 may have a demodulation function or a PWM control function. May be. In addition, electrical elements such as the CPU 12, the ROM 13, and the RAM 14 have a function as a control circuit.

ここで、カードリーダ１の電気的構成のうち、復調回路１１の具体的電気的構成ついて詳述する。図３は、図２の復調回路１１の具体的な電気的構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態に係るカードリーダ１では、Ｆ及び２Ｆという２種類の周波数の組合せによって２値のデータ信号を記憶するＦＭ変調方式で復調する場合を考えているが、本発明はこれに限られず、如何なる変調方式で復調するものであっても構わない。 Here, the specific electrical configuration of the demodulation circuit 11 among the electrical configurations of the card reader 1 will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a specific electrical configuration of the demodulation circuit 11 of FIG. In the card reader 1 according to the present embodiment, a case where demodulation is performed by an FM modulation method that stores binary data signals by combining two types of frequencies F and 2F is considered, but the present invention is not limited to this. However, the signal may be demodulated by any modulation method.

図３において、図２の復調回路１１は、帯域通過型濾波器ＢＰＦ（Band Pass Filter）２１，２２と、増幅器２３，２４と、ピーク検出回路（微分回路）２５と、コンパレータ２６，２７と、タイミング発生回路２８と、から構成される。 3, the demodulation circuit 11 in FIG. 2 includes band-pass filters BPF (Band Pass Filters) 21 and 22, amplifiers 23 and 24, a peak detection circuit (differential circuit) 25, comparators 26 and 27, A timing generation circuit 28.

ＦＭ変調方式による復調処理について概説すると、次のとおりである。まず、磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、磁気ヘッド検出信号が検出され、その磁気ヘッド検出信号は、ＢＰＦ２１，２２に入力される。ＢＰＦ２１，２２の周波数通過帯域は、図４に示すとおり、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚに設定されている。これは、ＦＭ変調方式で復調する場合におけるＦ（２Ｆ）が、カード搬送速度やサンプリングレートに基づき、１０００Ｈｚ（２０００Ｈｚ）になっているからである。 An outline of the demodulation processing by the FM modulation method is as follows. First, when the magnetic head 5 is slid relative to the magnetic stripe of the magnetic card 2, a magnetic head detection signal is detected, and the magnetic head detection signal is input to the BPFs 21 and 22. The frequency passbands of the BPFs 21 and 22 are set to 1000 Hz to 2000 Hz as shown in FIG. This is because F (2F) in the case of demodulating by the FM modulation system is 1000 Hz (2000 Hz) based on the card conveyance speed and the sampling rate.

ＢＰＦ２１，２２において、パルス状のノイズなど高周波ノイズが除去された磁気ヘッド検出信号は、ＢＰＦ出力として、増幅器２３，２４に入力される。増幅器２３によって増幅されたＢＰＦ出力は、ピーク検出回路２５においてピーク検出が行われる。ピーク検出回路２５において検出されたピーク検出信号は、コンパレータ２６に入力され、ゼロクロス点が検出される。一方で、増幅器２４によって増幅されたＢＰＦ出力は、コンパレータ２７に入力され、ゼロクロス点が検出される。 The magnetic head detection signal from which high-frequency noise such as pulse noise has been removed in the BPFs 21 and 22 is input to the amplifiers 23 and 24 as a BPF output. The peak detection circuit 25 performs peak detection on the BPF output amplified by the amplifier 23. The peak detection signal detected by the peak detection circuit 25 is input to the comparator 26, and the zero cross point is detected. On the other hand, the BPF output amplified by the amplifier 24 is input to the comparator 27, and the zero cross point is detected.

最後に、タイミング発生回路２８において、コンパレータ２６の出力信号（ピーク検出信号のゼロクロス点でＨレベルとＬレベルが切り替わる信号）と、コンパレータ２７の出力信号（ＢＰＦ出力のゼロクロス点でＨレベルとＬレベルが切り替わる信号）とに基づいて、復調された磁気データが生成される。そして、その復調された磁気データは、タイミング発生回路２８からＣＰＵ１２に送られ、復調処理が完了する。 Finally, in the timing generation circuit 28, the output signal of the comparator 26 (the signal at which the H level and the L level are switched at the zero cross point of the peak detection signal) and the output signal of the comparator 27 (the H level and the L level at the zero cross point of the BPF output). The demodulated magnetic data is generated on the basis of the signal that is switched. The demodulated magnetic data is sent from the timing generation circuit 28 to the CPU 12 to complete the demodulation process.

次に、ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視した場合において、上述したＦＭ変調方式による復調処理を、図３の各部（（ｂ）〜（ｇ））の信号波形を参照しつつ、より具体的に説明する（図５参照）。そして、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けることによって、復調された磁気データを受信したＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生する様子を説明する（図６参照）。また、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することによって、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けても（ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響をあまり受けず）、復調された磁気データを受信したＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生しない様子を説明する（図７参照）。 Next, in the case where the influence of the motor noise due to the PWM carrier signal is ignored, the demodulation processing by the above-described FM modulation method is more specifically performed with reference to the signal waveforms of the respective parts ((b) to (g)) in FIG. Will be described (see FIG. 5). A description will now be given of how a read error occurs in the CPU 12 that has received the demodulated magnetic data due to the influence of the motor noise caused by the PWM carrier signal on the demodulation circuit 11 (see FIG. 6). Further, by changing the frequency of the PWM carrier signal, even if the demodulation circuit 11 is affected by the motor noise caused by the PWM carrier signal (less affected by the motor noise caused by the PWM carrier signal), the demodulated magnetic data is A state where no reading error occurs in the received CPU 12 will be described (see FIG. 7).

［ＦＭ変調方式による復調処理］
図５は、ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視した場合における、復調回路１１の各部（図３参照）の信号波形を示す波形図である。なお、図５における（ｂ）〜（ｇ）の信号波形は、図３における（ｂ）〜（ｇ）の箇所での信号波形を示している。 [Demodulation processing by FM modulation system]
FIG. 5 is a waveform diagram showing signal waveforms of respective parts (see FIG. 3) of the demodulation circuit 11 when the influence of the motor noise due to the PWM carrier signal is ignored. In addition, the signal waveform of (b)-(g) in FIG. 5 has shown the signal waveform in the location of (b)-(g) in FIG.

図５において、（ａ）の信号波形は、磁気カード２の磁気ストライプに記録されている記録信号の信号波形（の一例）である。この記録信号は、Ｆ及び２Ｆという２種類の周波数の組合せによる２値の信号列からなるものであって、１ビット分の時間間隔Ｔにおいて信号極性の反転がない場合には「０」を表し、１ビット分の時間間隔Ｔにおいて信号極性の反転がある場合には「１」を表している。なお、（ａ）の信号波形をもつ記録信号は、「０１１０１」という２値の信号列からなる。 In FIG. 5, a signal waveform (a) is a signal waveform (an example) of a recording signal recorded on the magnetic stripe of the magnetic card 2. This recording signal is composed of a binary signal sequence of a combination of two types of frequencies F and 2F, and represents “0” when there is no signal polarity inversion in a time interval T of 1 bit. When the signal polarity is inverted in the time interval T of 1 bit, “1” is indicated. The recording signal having the signal waveform (a) is composed of a binary signal string “01101”.

磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、その磁気ヘッド５において、（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号が検出される。ここで、記録信号のうちの「１」に対応する磁気ヘッド検出信号の周波数は、記録信号のうちの「０」に対応する磁気ヘッド検出信号の周波数の２倍となっている。また、（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号には、パルス状のノイズが散見される。 When the magnetic head 5 is slid relative to the magnetic stripe of the magnetic card 2, a magnetic head detection signal having the signal waveform (b) is detected in the magnetic head 5. Here, the frequency of the magnetic head detection signal corresponding to “1” in the recording signal is twice the frequency of the magnetic head detection signal corresponding to “0” in the recording signal. In addition, pulse-like noise is scattered in the magnetic head detection signal having the signal waveform (b).

次に、磁気ヘッド検出信号は、ＢＰＦ２１，２２に入力される。そして、ＢＰＦ２１，２２において、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ以外の周波数をもつ信号（パルス状のノイズを含む）が除去（或いは低減）され、磁気ヘッド検出信号は、（ｃ）の信号波形をもつＢＰＦ出力として、増幅器２３，２４に入力される。 Next, the magnetic head detection signal is input to the BPFs 21 and 22. In the BPFs 21 and 22, signals having a frequency other than 1000 Hz to 2000 Hz (including pulse noise) are removed (or reduced), and the magnetic head detection signal is output as a BPF output having the signal waveform of (c). Input to the amplifiers 23 and 24.

増幅器２３によって増幅されたＢＰＦ出力は、例えば微分回路などのピーク検出回路２５において、ピーク検出が行われる。すなわち、ピーク検出回路２５において、ＢＰＦ出力のピーク位置でゼロクロスとなるような（ｄ）の信号波形をもつピーク検出信号が得られる。そして、ピーク検出信号は、コンパレータ２６に入力される。コンパレータ２６では、ピーク検出信号とゼロレベルとが比較され、ピーク検出信号のゼロクロス点で反転する（ｅ）の信号波形をもつデジタル信号に変換される。 The BPF output amplified by the amplifier 23 is subjected to peak detection in a peak detection circuit 25 such as a differentiation circuit. That is, in the peak detection circuit 25, a peak detection signal having a signal waveform of (d) that is zero-crossed at the peak position of the BPF output is obtained. Then, the peak detection signal is input to the comparator 26. In the comparator 26, the peak detection signal and the zero level are compared and converted into a digital signal having a signal waveform (e) that is inverted at the zero cross point of the peak detection signal.

一方で、増幅器２４によって増幅されたＢＰＦ出力は、コンパレータ２７に入力される。コンパレータ２７では、ＢＰＦ出力とゼロレベルとが比較され、ＢＰＦ出力のゼロクロス点で反転する（ｆ）の信号波形をもつデジタル信号に変換される。 On the other hand, the BPF output amplified by the amplifier 24 is input to the comparator 27. In the comparator 27, the BPF output and the zero level are compared and converted into a digital signal having a signal waveform (f) that is inverted at the zero cross point of the BPF output.

最後に、タイミング発生回路２８において、コンパレータ２６から出力される（ｅ）の信号波形をもつデジタル信号が反転するタイミングで、コンパレータ２７から出力される（ｆ）の信号波形をもつデジタル信号のレベル（Ｈレベル又はＬレベル）が出力されるようになっている。このようにして得られた（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、「０１１０１」という２値の信号列からなり、（ａ）の信号波形をもつ記録信号と同じものとなっている。従って、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行されたことが分かる。 Finally, in the timing generation circuit 28, the level of the digital signal having the signal waveform (f) output from the comparator 27 at the timing when the digital signal having the signal waveform (e) output from the comparator 26 is inverted. H level or L level) is output. The magnetic data having the signal waveform (g) obtained in this way is composed of a binary signal string “01101” and is the same as the recording signal having the signal waveform (a). Therefore, it can be seen that the demodulation processing by the FM modulation method is appropriately executed.

なお、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、タイミング発生回路２８からＣＰＵ１２に送られ、復号処理が完了する。 The magnetic data having the signal waveform of (g) is sent from the timing generation circuit 28 to the CPU 12 and the decoding process is completed.

また、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行されたか否かは、例えば、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データの周期をチェックすることで判定される。すなわち、（ｇ）の信号波形をもつ復調された磁気データは、本来、周期Ｔのクロックパルスと、周期Ｔ／２のクロックパルスと、の組合せによる２値の信号列からなるものなので、タイミング発生回路２８から復調された磁気データを受信したＣＰＵ１２が、周期Ｔ又は周期Ｔ／２以外のクロックパルスを認識した場合には、読み取りエラーが発生したと判定される。なお、復調された磁気データに含まれるパリティチェックを利用して、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行された否かを判定されるようにしてもよい。 Further, whether or not the demodulation process by the FM modulation method is appropriately executed is determined by checking the period of magnetic data having the signal waveform of (g), for example. That is, since the demodulated magnetic data having the signal waveform of (g) is originally composed of a binary signal sequence of a combination of a clock pulse having a period T and a clock pulse having a period T / 2, timing is generated. When the CPU 12 receiving the demodulated magnetic data from the circuit 28 recognizes a clock pulse other than the period T or the period T / 2, it is determined that a reading error has occurred. Note that it may be determined whether or not demodulation processing by the FM modulation scheme is appropriately executed using a parity check included in the demodulated magnetic data.

図６は、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受け、ＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生したと判定される様子を示す波形図である。なお、図６における（ｂ）〜（ｇ）の信号波形は、図３における（ｂ）〜（ｇ）の箇所での信号波形を示している。また、（ａ）の信号波形は、図５における（ａ）の信号波形と同じである。 FIG. 6 is a waveform diagram showing how the demodulation circuit 11 is affected by motor noise due to the PWM carrier signal and the CPU 12 determines that a reading error has occurred. In addition, the signal waveform of (b)-(g) in FIG. 6 has shown the signal waveform in the location of (b)-(g) in FIG. The signal waveform of (a) is the same as the signal waveform of (a) in FIG.

図６において、磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、その磁気ヘッド５において、（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号（実線）が検出される。 In FIG. 6, when the magnetic head 5 is slid relative to the magnetic stripe of the magnetic card 2, a magnetic head detection signal (solid line) having the signal waveform of (b) is detected in the magnetic head 5. .

ここで、この磁気ヘッド検出信号の信号波形は、ＰＷＭキャリア信号（約２０００Ｈｚ）によるモータノイズの影響を受けて、全域に亘って高周波ノイズが乗って波打った信号波形となっている。そして、その高周波ノイズが原因で、磁気ヘッド検出信号の＋側のピーク値（Ｘ_１〜Ｘ_５）が、図５における（ｂ）の信号波形と比べて少しずれたものとなっている。このため、磁気ヘッド検出信号がＢＰＦ２１，２２を通過して得られるＢＰＦ出力の＋側のピーク値（Ｙ_１〜Ｙ_５）も、図５における（ｃ）の信号波形（図６では（ｃ）の点線）と比べて少し右にずれたものとなっている。 Here, the signal waveform of the magnetic head detection signal is a signal waveform that is affected by motor noise caused by the PWM carrier signal (approximately 2000 Hz) and undulates with high-frequency noise over the entire area. Due to the high frequency noise, the peak value (X _{1 to} X ₅ ) on the + side of the magnetic head detection signal is slightly deviated from the signal waveform of (b) in FIG. For this reason, the peak value (Y _{1 to} Y ₅ ) on the + side of the BPF output obtained when the magnetic head detection signal passes through the BPFs 21 and 22 is also the signal waveform (c) in FIG. It is slightly shifted to the right compared to the dotted line.

従って、図５の復調処理と同様の流れで、ＦＭ変調方式による復調処理が実行されると、タイミング発生回路２８において、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データが得られる。（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、周期Ｔ_１（＜Ｔ）のクロックパルスと、周期Ｔ_２（＞Ｔ／２）のクロックパルスと、周期Ｔ_３（＜Ｔ／２）のクロックパルスと、の組合せによる信号列からなるものである。 Therefore, when the demodulation process by the FM modulation method is executed in the same flow as the demodulation process of FIG. 5, the timing generation circuit 28 obtains magnetic data having the signal waveform of (g). The magnetic data having the signal waveform of (g) includes a clock pulse with a period T ₁ (<T), a clock pulse with a period T ₂ (> T / 2), and a clock pulse with a period T ₃ (<T / 2). And a signal sequence based on the combination of

そして、このような周期Ｔ又は周期Ｔ／２以外のクロックパルス（周期Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３）を有する磁気データがＣＰＵ１２に送られると、読み取りエラーが発生したと判定されることになる。 Then, when magnetic data having such a clock pulse (period T ₁ , T ₂ , T ₃ ) other than the period T or the period T / 2 is sent to the CPU 12, it is determined that a reading error has occurred. .

図７は、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けても（ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響をあまり受けず）、ＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生していないと判定される様子を示す波形図である。なお、図７における（ｂ）〜（ｇ）の信号波形は、図３における（ｂ）〜（ｇ）の箇所での信号波形を示している。また、（ａ）の信号波形は、図５における（ａ）の信号波形と同じである。 FIG. 7 shows how the CPU 12 determines that a reading error has not occurred even if the demodulation circuit 11 is affected by motor noise due to the PWM carrier signal (less affected by motor noise due to the PWM carrier signal). FIG. In addition, the signal waveform of (b)-(g) in FIG. 7 has shown the signal waveform in the location of (b)-(g) in FIG. The signal waveform of (a) is the same as the signal waveform of (a) in FIG.

図７において、磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、その磁気ヘッド５において、全域に亘って高周波ノイズが乗って波打った（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号が検出される。この高周波ノイズは、図６における（ｂ）の信号波形に乗った高周波ノイズより周波数が高く、振幅が小さいものとなっている。これは、ＰＷＭキャリア信号の周波数が上げられたからである（本実施形態では、約２０００Ｈｚ→約８０００Ｈｚ）。このため、磁気ヘッド検出信号がＢＰＦ２１，２２を通過して得られるＢＰＦ出力の＋側のピーク値は、図５における（ｃ）の信号波形をもつＢＰＦ出力の＋側のピーク値と一致している。 In FIG. 7, when the magnetic head 5 is slid relative to the magnetic stripe of the magnetic card 2, the signal waveform of (b) in which high frequency noise rides over the entire area of the magnetic head 5 is shown in FIG. A magnetic head detection signal is detected. This high-frequency noise has a higher frequency and a smaller amplitude than the high-frequency noise on the signal waveform shown in FIG. This is because the frequency of the PWM carrier signal is increased (in this embodiment, about 2000 Hz → about 8000 Hz). For this reason, the peak value on the + side of the BPF output obtained when the magnetic head detection signal passes through the BPFs 21 and 22 coincides with the peak value on the + side of the BPF output having the signal waveform (c) in FIG. Yes.

従って、図５の復調処理と同様の流れで、ＦＭ変調方式による復調処理が実行されると、タイミング発生回路２８において、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データが得られる。（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、周期Ｔのクロックパルスと、周期Ｔ／２のクロックパルスと、の組合せによる２値の信号列からなるものである。 Therefore, when the demodulation process by the FM modulation method is executed in the same flow as the demodulation process of FIG. 5, the timing generation circuit 28 obtains magnetic data having the signal waveform of (g). The magnetic data having the signal waveform of (g) consists of a binary signal sequence by a combination of a clock pulse with a period T and a clock pulse with a period T / 2.

そして、このような周期Ｔと周期Ｔ／２のクロックパルスを有する磁気データがＣＰＵ１２に送られると、読み取りエラーは発生していないと判定され、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行されたことが分かる。 Then, when magnetic data having such a clock pulse of period T and period T / 2 is sent to the CPU 12, it is determined that no reading error has occurred, and demodulation processing by the FM modulation method has been appropriately executed. I understand.

［カードリーダの処理動作］
図８は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の処理動作を示すフローチャートである。特に、磁気カード２に記録された記録信号の再生を行う再生処理についてのフローチャートである。 [Card reader processing]
FIG. 8 is a flowchart showing the processing operation of the card reader 1 according to the embodiment of the present invention. In particular, it is a flowchart of a reproduction process for reproducing a recording signal recorded on the magnetic card 2.

図８において、まず、磁気カード２の読み取りが、通常感度で行われる（ステップＳ１）。より具体的には、カード挿入口に磁気カード２が挿入されると、ＣＰＵ１２は、ＰＷＭ駆動制御回路１５に対してモータ７を回転駆動する駆動信号を送信する。そうすると、駆動ローラ６が回転し、磁気カード２の引き込みが行われる。このとき、磁気カード２表面上のストライプに磁気ヘッド５が接触・摺動することによって、ＣＰＵ１２は、上述したとおり、復調回路１１のタイミング発生回路２８から復調された磁気データを受信する。 In FIG. 8, first, reading of the magnetic card 2 is performed with normal sensitivity (step S1). More specifically, when the magnetic card 2 is inserted into the card insertion slot, the CPU 12 transmits a drive signal for rotating the motor 7 to the PWM drive control circuit 15. Then, the drive roller 6 rotates and the magnetic card 2 is drawn. At this time, as the magnetic head 5 contacts and slides on the stripe on the surface of the magnetic card 2, the CPU 12 receives the demodulated magnetic data from the timing generation circuit 28 of the demodulation circuit 11 as described above.

次いで、リードＯＫか否かが判断される（ステップＳ２）。より具体的には、ＣＰＵ１２は、上述した［ＦＭ変調方式による復調処理］で説明したように、読み取りエラーが発生したか否かを判断する。ＣＰＵ１２は、読み取りエラーは発生していないと判定した場合には、リードＯＫとして、正常に再生処理を終了する（ステップＳ３）。 Next, it is determined whether or not the lead is OK (step S2). More specifically, the CPU 12 determines whether or not a reading error has occurred, as described above in [Demodulation Processing by FM Modulation Method]. If the CPU 12 determines that no reading error has occurred, the CPU 12 normally ends the reproduction process as read OK (step S3).

一方で、ＣＰＵ１２は、読み取りエラーが発生したと判定した場合には、リードＮＧとして、ＰＷＭ駆動制御回路１５に対し、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信する（ステップＳ４）。この制御信号を受信したＰＷＭ駆動制御回路１５は、キャリア信号発生回路１５ａで発生するＰＷＭキャリア信号の周波数をファームウエアで自動的に（ソフトウエアによって）変更する。なお、ハードウエアによるＰＷＭキャリア信号の周波数の変更については、［変形例］において詳述する。 On the other hand, if the CPU 12 determines that a read error has occurred, the CPU 12 transmits a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal to the PWM drive control circuit 15 as the lead NG (step S4). The PWM drive control circuit 15 that has received this control signal automatically (by software) changes the frequency of the PWM carrier signal generated by the carrier signal generation circuit 15a with firmware. The change of the frequency of the PWM carrier signal by hardware will be described in detail in [Modification].

次いで、磁気カード２の読み取りが、高感度で行われる（ステップＳ５）。より具体的には、ＣＰＵ１２は、復調回路１１に対し、磁気カード２の読取感度を向上させる読取感度を向上させる制御信号を送信する。この制御信号を受信した復調回路１１では、例えば増幅器２３，２４の増幅率が大きくなる。そして、このような状態で、磁気カード２表面上のストライプに磁気ヘッド５が接触・摺動すると、磁気カード２の読み取りが高感度で行われることになる。 Next, the magnetic card 2 is read with high sensitivity (step S5). More specifically, the CPU 12 transmits a control signal for improving the reading sensitivity for improving the reading sensitivity of the magnetic card 2 to the demodulation circuit 11. In the demodulation circuit 11 that has received this control signal, for example, the amplification factors of the amplifiers 23 and 24 are increased. In such a state, when the magnetic head 5 contacts and slides on the stripe on the surface of the magnetic card 2, the magnetic card 2 is read with high sensitivity.

次いで、リードＯＫか否かが再度判断される（ステップＳ６）。より具体的には、ＣＰＵ１２は、上述した［ＦＭ変調方式による復調処理］で説明したように、読み取りエラーが発生したか否かを判断する。 Next, it is determined again whether or not the lead is OK (step S6). More specifically, the CPU 12 determines whether or not a reading error has occurred, as described above in [Demodulation Processing by FM Modulation Method].

ここで、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１では、ステップＳ４において、ＰＷＭキャリア信号の周波数は、復調された磁気データの周波数帯域を外した周波数に変更されているので（例えば約２０００Ｈｚ→約８０００Ｈｚ）、磁気カード２の読み取りが、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けやすい高感度で行われていたとしても、殆どのケースにおいて、ＣＰＵ１２は読み取りエラーが発生していないと判定する（図７参照）。 Here, in the card reader 1 according to the embodiment of the present invention, in step S4, the frequency of the PWM carrier signal is changed to a frequency outside the frequency band of the demodulated magnetic data (for example, about 2000 Hz → Even if the reading of the magnetic card 2 is performed with high sensitivity that the demodulating circuit 11 is easily affected by motor noise due to the PWM carrier signal, in most cases, the CPU 12 does not generate a reading error. (See FIG. 7).

このようにして、ＣＰＵ１２は、読み取りエラーは発生していないと判定した場合には、リードＯＫとして、正常に再生処理を終了する（ステップＳ７）。一方で、ＣＰＵ１２は、読み取りエラーが発生したと判定した場合には、リードＮＧとして、エラー終了とする（ステップＳ８）。 In this way, if the CPU 12 determines that no read error has occurred, the read operation is normally terminated as a read OK (step S7). On the other hand, if the CPU 12 determines that a read error has occurred, the CPU 12 ends the error as a read NG (step S8).

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１によれば、磁気シールドなどの方法に比べて飛躍的にモータノイズの影響を低減することができる。また、機構的な対策を必要とせずにモータノイズの影響を低減することができるため、コストＵＰを防ぐことができる。図８を用いて説明したように、通常感度での読み取りに失敗した場合（ステップＳ２→ステップＳ４）のみＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することとしたから、モータの電力ロスを最小限の使用時間に抑えることができ、ひいては発熱抑制や省エネに寄与することができる。さらに、通常感度の場合には、従来の方式と同じであるため、互換性を保つこともできる。 As described above, according to the card reader 1 according to the embodiment of the present invention, the influence of motor noise can be drastically reduced as compared with a method such as magnetic shielding. In addition, since the influence of motor noise can be reduced without requiring mechanistic measures, the cost can be prevented from being increased. As described with reference to FIG. 8, since the frequency of the PWM carrier signal is changed only when reading with normal sensitivity fails (step S2 → step S4), the power loss of the motor is minimized. This can contribute to heat generation suppression and energy saving. Furthermore, in the case of normal sensitivity, since it is the same as the conventional method, compatibility can be maintained.

なお、カードリーダは、磁気リードのトラックによって感度やモータノイズの受け方が異なるため、モータノイズの影響を受け易いトラックを読み取る場合にＰＷＭキャリア信号の周波数を切り替えて、モータノイズを効果的に低減することも可能である。 Note that the sensitivity of the card reader and how to receive motor noise differ depending on the track of the magnetic lead, so when reading a track that is susceptible to motor noise, the frequency of the PWM carrier signal is switched to effectively reduce motor noise. It is also possible.

［変形例］
上述したＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２から受信した制御信号に基づき、キャリア信号発生回路１５ａで発生するＰＷＭキャリア信号の周波数をファームウエアで自動的に（ソフトウエアによって）変更することとしたが、本発明はこれに限られず、ハードウエアを追加・修正することによってＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することとしてもよい。 [Modification]
The above-described PWM drive control circuit 15 automatically changes (by software) the frequency of the PWM carrier signal generated by the carrier signal generation circuit 15a based on the control signal received from the CPU 12, The present invention is not limited to this, and the frequency of the PWM carrier signal may be changed by adding / modifying hardware.

図９は、複数のキャリア信号発生回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路１５のブロック図である。図９に示すキャリア信号発生回路１５ａは、ＣＰＵ１２からの制御信号によって動作する切替回路１５１と、第１キャリア信号発生回路１５２と、第２キャリア信号発生回路１５３と、から構成される。なお、第１キャリア信号発生回路１５２及び第２キャリア信号発生回路１５３は、自励発振回路，水晶発振回路又はＰＬＬ回路など、ＰＷＭキャリア信号を発振する回路であれば如何なるものであってもよく、互いに周波数の異なるＰＷＭキャリア信号を発振することができる。 FIG. 9 is a block diagram of a PWM drive control circuit 15 that changes the frequency of the PWM carrier signal using a plurality of carrier signal generation circuits. The carrier signal generation circuit 15a shown in FIG. 9 includes a switching circuit 151 that operates according to a control signal from the CPU 12, a first carrier signal generation circuit 152, and a second carrier signal generation circuit 153. The first carrier signal generation circuit 152 and the second carrier signal generation circuit 153 may be any circuit that oscillates a PWM carrier signal, such as a self-excited oscillation circuit, a crystal oscillation circuit, or a PLL circuit. PWM carrier signals having different frequencies can be oscillated.

図９において、ＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２からＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を受信すると、キャリア信号発生回路１５ａ内の切替回路１５１は、その制御信号に基づき第１キャリア信号発生回路１５２又は第２キャリア信号発生回路１５３のいずれか一方を選択する。これにより、第１キャリア信号発生回路１５２が選択された場合には、ＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ１」が、第２キャリア信号発生回路１５３が選択された場合には、「ＰＷＭ１」とは周波数の異なるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ２」が、モータ７を駆動する際のＰＷＭ制御方式に用いられる。 In FIG. 9, when the PWM drive control circuit 15 receives a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal from the CPU 12, the switching circuit 151 in the carrier signal generation circuit 15a uses the first carrier signal generation circuit based on the control signal. Either 152 or the second carrier signal generation circuit 153 is selected. As a result, when the first carrier signal generation circuit 152 is selected, the PWM carrier signal “PWM1” is different from the “PWM1” when the second carrier signal generation circuit 153 is selected. The carrier signal “PWM2” is used in the PWM control method when driving the motor 7.

図１０は、複数の分周回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路１５のブロック図である。図１０に示すキャリア信号発生回路１５ａは、発振回路１５４と、第１分周回路１５５と、第２分周回路１５６と、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５７，１５８と、から構成される。なお、第１分周回路１５５と第２分周回路１５６とは、互いに分周比が異なるものとなっている。 FIG. 10 is a block diagram of a PWM drive control circuit 15 that changes the frequency of the PWM carrier signal using a plurality of frequency divider circuits. The carrier signal generating circuit 15a shown in FIG. 10 includes an oscillation circuit 154, a first frequency dividing circuit 155, a second frequency dividing circuit 156, and UP / DOWN counters 157 and 158. The first frequency dividing circuit 155 and the second frequency dividing circuit 156 have different frequency dividing ratios.

図１０において、発振回路１５４において生成された所定の高周波クロックは、第１分周回路１５５及び第２分周回路１５６に入力される。そして、第１分周回路１５５及び第２分周回路１５６において分周された高周波クロックは、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５７，１５８に入力され、カウント値０からＮまでのカウントアップと、カウント値Ｎから０までのカウントダウンを交互に繰り返す。これにより、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５７からは、三角波であるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ１」が出力されることになる。一方で、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５８からは、「ＰＷＭ１」とは周波数が異なる三角波であるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ２」が出力されることになる。 In FIG. 10, the predetermined high frequency clock generated by the oscillation circuit 154 is input to the first frequency dividing circuit 155 and the second frequency dividing circuit 156. The high frequency clocks divided by the first frequency dividing circuit 155 and the second frequency dividing circuit 156 are input to the UP / DOWN counters 157 and 158, count up from the count value 0 to N, and from the count value N The countdown to 0 is repeated alternately. As a result, the UP / DOWN counter 157 outputs a PWM carrier signal “PWM1” which is a triangular wave. On the other hand, the UP / DOWN counter 158 outputs a PWM carrier signal “PWM2” that is a triangular wave having a frequency different from that of “PWM1”.

そして、ＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２からの制御信号に基づき「ＰＷＭ１」又は「ＰＷＭ２」のいずれか一方を選択することで、いずれか一方がモータ７を駆動する際のＰＷＭ制御方式に用いられる。 The PWM drive control circuit 15 selects either “PWM1” or “PWM2” based on a control signal from the CPU 12, and is used for the PWM control method when either one drives the motor 7. .

図１１は、複数の累積カウンタを用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路１５のブロック図である。図１１に示すキャリア信号発生回路１５ａは、発振回路１５４と、第１累積カウンタ１５９と、第２累積カウンタ１６０と、周波数シフト回路１６１，１６２と、キャリア生成回路１６３，１６４と、から構成される。なお、第１累積カウンタ１５９と第２累積カウンタ１６０とは、互いに増分値が異なるものとなっている。 FIG. 11 is a block diagram of the PWM drive control circuit 15 that changes the frequency of the PWM carrier signal using a plurality of cumulative counters. The carrier signal generation circuit 15a shown in FIG. 11 includes an oscillation circuit 154, a first accumulation counter 159, a second accumulation counter 160, frequency shift circuits 161 and 162, and carrier generation circuits 163 and 164. . The first cumulative counter 159 and the second cumulative counter 160 have different increment values.

図１１において、発振回路１５４において生成された所定の高周波クロックは、第１累積カウンタ１５９及び第２累積カウンタ１６０に入力される。そして、第１累積カウンタ１５９及び第２累積カウンタ１６０は、クロックごとに、それぞれ異なる増分値でカウントアップする。第１累積カウンタ１５９及び第２累積カウンタ１６０の出力は、それぞれ周波数シフト回路１６１及び周波数シフト回路１６２に入力される。周波数シフト回路１６１及び周波数シフト回路１６２において、それぞれカウンタ周波数がＭ倍のものに変換される。その後、周波数シフト回路１６１及び周波数シフト回路１６２から出力される鋸波形の信号が、それぞれキャリア生成回路１６３及びキャリア生成回路１６４に入力される。そうすると、鋸波形を途中で折り返した二等辺三角形の波であるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ１」及びＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ２」が生成される。 In FIG. 11, the predetermined high frequency clock generated by the oscillation circuit 154 is input to the first cumulative counter 159 and the second cumulative counter 160. Then, the first cumulative counter 159 and the second cumulative counter 160 count up at different increments for each clock. The outputs of the first cumulative counter 159 and the second cumulative counter 160 are input to the frequency shift circuit 161 and the frequency shift circuit 162, respectively. In the frequency shift circuit 161 and the frequency shift circuit 162, the counter frequency is converted to M times. Thereafter, sawtooth waveform signals output from the frequency shift circuit 161 and the frequency shift circuit 162 are input to the carrier generation circuit 163 and the carrier generation circuit 164, respectively. Then, the PWM carrier signal “PWM1” and the PWM carrier signal “PWM2”, which are isosceles triangular waves obtained by folding the sawtooth waveform in the middle, are generated.

本発明に係るカードリーダは、復調回路の感度を上げた場合であっても効果的にモータノイズを低減しうるものとして有用である。 The card reader according to the present invention is useful as a device that can effectively reduce motor noise even when the sensitivity of the demodulation circuit is increased.

本発明の実施の形態に係るカードリーダの機械的な構造図である。1 is a mechanical structural diagram of a card reader according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るカードリーダの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the card reader which concerns on embodiment of this invention. 図２の復調回路の具体的な電気的構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a specific electrical configuration of the demodulation circuit in FIG. 2. ＢＰＦの周波数特性（ゲイン特性）を示すゲイン線図である。It is a gain diagram which shows the frequency characteristic (gain characteristic) of BPF. ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視した場合における、復調回路の各部の信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the signal waveform of each part of a demodulation circuit when the influence of the motor noise by a PWM carrier signal is disregarded. 復調回路がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受け、ＣＰＵで読み取りエラーが発生したと判定される様子を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a mode that it determines with the demodulation circuit having received the influence of the motor noise by a PWM carrier signal, and reading error having generate | occur | produced in CPU. 復調回路がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けても、ＣＰＵで読み取りエラーが発生していないと判定される様子を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing how the CPU determines that no reading error has occurred even when the demodulation circuit is affected by motor noise due to the PWM carrier signal. 本発明の実施の形態に係るカードリーダの処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of the card reader which concerns on embodiment of this invention. 複数のキャリア信号発生回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路のブロック図である。It is a block diagram of the PWM drive control circuit which changes the frequency of a PWM carrier signal using a some carrier signal generation circuit. 複数の分周回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路のブロック図である。It is a block diagram of the PWM drive control circuit which changes the frequency of a PWM carrier signal using a some frequency divider circuit. 複数の累積カウンタを用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路のブロック図である。It is a block diagram of the PWM drive control circuit which changes the frequency of a PWM carrier signal using a some accumulation counter.

Explanation of symbols

１カードリーダ
２磁気カード
３シャッタ
４受光素子
５磁気ヘッド
６駆動ローラ
７モータ
８磁気シールド
９磁気バーコードヘッド
１１復調回路
１２ＣＰＵ
１３ＲＯＭ
１４ＲＡＭ
１５ＰＷＭ駆動制御回路
１５ａキャリア信号発生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Card reader 2 Magnetic card 3 Shutter 4 Light receiving element 5 Magnetic head 6 Drive roller 7 Motor 8 Magnetic shield 9 Magnetic barcode head 11 Demodulation circuit 12 CPU
13 ROM
14 RAM
15 PWM drive control circuit 15a Carrier signal generation circuit

Claims

In a card reader that demodulates and reads card information in which a signal sequence with a predetermined frequency (period) combination is recorded,
A magnetic head;
A demodulation circuit for demodulating magnetic data detected by the magnetic head , comprising a filter in which a frequency pass band having a maximum value and a minimum value of the predetermined frequency as a band is set ;
A control circuit for reading card information based on magnetic data demodulated in the demodulation circuit;
A PWM drive control circuit for driving the card transport motor by PWM control using the PWM carrier signal;
I have a,
When the control circuit detects a reading error of the card information based on the magnetic data demodulated by the demodulation circuit, the control circuit transmits a control signal for changing the frequency of the PWM carrier signal to the PWM drive control circuit,
The card reader, wherein the frequency of the PWM carrier signal is changed based on a control signal from the control circuit.

The control signal from the control circuit is a control signal that changes the frequency of the PWM carrier signal to a frequency that excludes a frequency pass band set in a filter of the demodulation circuit . Card reader.

It said control circuit, said predetermined period of card information is set, upon detecting a read error of the card information by recognizing the period other than the predetermined period that is set based on the magnetic data demodulated in the demodulation circuit 3. The card reader according to claim 1, wherein a control signal for changing a frequency of the PWM carrier signal is transmitted to the PWM drive control circuit.

The control circuit transmits a control signal for changing a frequency of the PWM carrier signal to the PWM drive control circuit, and transmits a control signal for improving read sensitivity of the magnetic card to the demodulation circuit. Item 4. The card reader according to any one of Items 1 to 3 .