JP5648170B2 - 磁気ヘッド及びそれを備えた磁気カードリーダ - Google Patents

Description

本発明は、例えば紙やプラスチックなどのカード状媒体に記録されている磁気データの読み取り又は書き込みを行う磁気ヘッド及びそれを備えた磁気カードリーダに関するものである。

従来から、クレジットカード，プリペイドカード又はキャッシュカード等のカード状媒体に形成された磁気ストライプには、例えば固有情報等の磁気データが記録されている。磁気データをカード状媒体に記録する際には、例えば、２種類の周波数の組み合わせからなるＦＭ変調方式（Ｆ２Ｆ方式）が用いられる。ＦＭ変調方式で記録された磁気データを再生するにあたって、カード状媒体の磁気ストライプに対して相対的に磁気ヘッドを摺動させ、磁気データをアナログ信号として取得した後、Ａ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換したものがＣＰＵ（デコード部）に取り込まれる。このように、磁気カードリーダの電気的な構成としては、磁気ヘッドと、磁気ヘッドの信号を処理するＩＣ（Ａ／Ｄコンバータ）と、ＣＰＵと、から構成されている。

近年、セキュリティ向上の意識が高まっていることに伴って、カード状媒体の不正な複製を防ぐ磁気カード読取システムが登場している（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示された磁気カード読取システムでは、Ａ／Ｄ変換チップ（Ａ／Ｄコンバータ）やマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）が、磁気ヘッドのハウジングの内部に収容されている。これにより、磁気ヘッドから出力されるデータに対して暗号化することが可能となり、セキュリティ性を高めている。

特開２００７−２８７００３号公報

しかしながら、磁気ヘッドは使用していくたびに磨耗する消耗品であって、一定期間が経過したら交換が必要になる。その際、誤って、上述した磁気カード読取システムに所定の磁気ヘッドでないものが取り付けられた場合には、暗号化できずにセキュリティ性が低下する。また、上述した磁気カード読取システム以外のシステムにおいても、メンテナンスの際、磁気カードリーダに適切な種類や仕様の磁気ヘッドが取り付けられなかった場合には、最適な記録電流（磁気データ書き込み電流）を流すことができず、結果的に磁気ヘッドの寿命を短くしてしまう虞がある。このように、ＣＰＵ側で予め把握している磁気ヘッドの情報（種類や仕様）と、実際の磁気ヘッドの情報（種類や仕様）とが食い違った場合には、各種問題が生じる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気ヘッドの種類や仕様などに関して情報の食い違いを防ぐことが可能な磁気ヘッド及びそれを備えた磁気カードリーダを提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） 磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コアと、前記一対の磁気コアを保持するコアホルダと、前記コアホルダにより形成される空間に配置される、磁気ヘッドに固有の識別情報のみを記録したメモリと、前記一対の磁気コア、前記コアホルダ、前記メモリを収容するシールドケースと、を有し、前記シールドケース外に設けられるＣＰＵと電気的に接続され、前記固有の識別情報と前記ＣＰＵが予め把握している情報との照合が、前記ＣＰＵに送信される磁気信号とは別に設けられた前記メモリと前記ＣＰＵとの信号系統によって行われる磁気ヘッドであって、前記磁気コアの先端を前記シールドケースの窓から露出させるとともに、前記磁気コア、前記コアホルダ、前記メモリを前記シールドケース内に樹脂で固めたことを特徴とする磁気ヘッド。

本発明によれば、磁気ヘッドに、一対の磁気コアと、それを保持するコアホルダと、磁気ヘッドの識別情報を記録したメモリと、これらを収容するシールドケースと、を設け、磁気コアの先端を、シールドケースの窓から露出させるとともに、磁気コア、コアホルダ、メモリを、シールドケース内に樹脂で固めることとしたので、磁気ヘッドに接続されたＣＰＵ等は、磁気ヘッドからその識別情報を読み出すことができる。したがって、磁気ヘッドの種類や仕様を識別情報としておけば、ＣＰＵ側と磁気ヘッド側とで情報の食い違いを避けることができる。

その結果、読み出した識別情報を基にして、例えば磁気ヘッドに最適な記録電流を流すことができるようになり、ひいては磁気ヘッドの効率的な利用に貢献することができる。また、磁気ヘッドの製造番号を識別情報としておけば、磁気ヘッドの製造履歴を辿ることもできるし、磁気ヘッドの製造年月日を識別情報としておけば、寿命の類推が可能となる。

なお、上述した磁気カード読取システムを考えた場合、磁気ヘッドを交換するたびにＡ／Ｄ変換チップやマイクロプロセッサが必要になり、コスト面で問題がある。しかし、本発明に係る磁気ヘッドは、磁気ヘッドの識別情報を記録したメモリさえあればよいので、メンテナンス費用を抑えることができる。

ここで、「磁気ヘッドの識別情報」は、磁気ヘッドを識別するための情報であれば如何なる情報であってもよい。例えば、上述した種類、仕様、製造番号、製造年月日のほか、抗磁力情報、トラック数などであってもよい。

また、「メモリ」は、揮発性のメモリであっても不揮発性のメモリであってもよい。揮発性のメモリの場合、定期的な電流供給が必要になる。

（２） 前記磁気ヘッドには、前記磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コアが複数のデータトラックに対応して複数配置されているとともに、前記メモリには、前記データトラックに関する前記識別情報が記録されていることを特徴とする磁気ヘッド。

本発明によれば、上述した磁気ヘッドには、磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コアが複数のデータトラックに対応して複数配置されているとともに、上述したメモリには、データトラックに関する識別情報が記録されていることとしたので、例えば、その識別情報から有効なトラック数を把握することができる。したがって、必要なトラックについてデータ処理することによって、磁気データ読取の効率化を図ることができる。

（３） 前記メモリは、不揮発性のメモリであることを特徴とする磁気ヘッド。

本発明によれば、上述したメモリは不揮発性であることとしたので、識別情報を保持したまま磁気ヘッドを交換することができ、ひいてはメンテナンスの簡易化を図ることができる。

（４） メモリは、外部とアクセスが可能な通信手段を有することを特徴とする磁気ヘッド。

本発明によれば、メモリは、外部とアクセスが可能な通信手段を有することとしたので、外部としての磁気カードリーダ内のＣＰＵでなくても、メモリ書込みツール、通信用モジュール等を用いて磁気ヘッドの識別情報をメモリに書き込むことができる。

（５） （１）から（４）のいずれか記載の磁気ヘッドを備えている磁気カードリーダ。

本発明によれば、上述した磁気ヘッドを備えている磁気カードリーダを提供することとしたので、上述同様、磁気ヘッドの種類や仕様などに関して情報の食い違いを防ぐことができる。

本発明に係る磁気ヘッド及びそれを備えた磁気カードリーダは、磁気ヘッドから識別情報を読み出すことによって、磁気ヘッドに接続されるＣＰＵ側と磁気ヘッド側とで情報の食い違いを避けることができる。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係る磁気カードリーダ１の概要を示す模式図である。

図１において、磁気カードリーダ１は、スワイプ方向と直交する面の断面形状がほぼコ字形状をなし、カード走行路を形成するフレーム２と、このフレーム２の一部（底部）として形成される走行基準面３と、カード４（カード状媒体の一例）上の磁気ストライプ４１に記録されている磁気データの読み取り又は書き込みを行う磁気ヘッド１０と、を有している。図中の両方向矢印で示すように、磁気カードリーダ１では、カード４を走行基準面３に沿って手動走行（スワイプ）させることで、磁気データの読み取りを行う。本明細書でいう「スワイプ」とは、カード状記録媒体を磁気カードリーダ１のガイド（カード走行路）に沿って手動でさっと走らせる動作をいう。なお、本実施形態では、読取機能及び書込機能をもった磁気ヘッド１０を用いているが、読取専用の磁気ヘッドを用いても構わない。また、本実施形態では、スワイプ式の磁気カードリーダ１を考えているが、挿入式の磁気カードリーダであってもよいし、モータ式の磁気カードリーダであってもよいし、本発明は様々な方式の磁気カードリーダに適用することができる。

磁気ヘッド１０は、カード走行路に臨むように配置されている。そして、カード４上の磁気データに係る信号を再生する。具体的には、磁気ヘッド１０は、カード４表面上の磁気ストライプ４１に接触・摺動することによって、その磁気ストライプ４１に記録された磁気データを読み取り、その磁気データに係る再生信号を生成する。磁気ヘッド１０の具体的な構成については後述する。

図２は、本発明の実施の形態に係る磁気カードリーダ１の電気的構成を示すブロック図である。

図２において、本発明の実施の形態に係る磁気カードリーダ１は、主として、磁気ヘッド１０と、ＣＰＵ１１と、ＡＭＰ回路１２と、復調回路１３と、ＲＡＭ１４と、ＲＯＭ１５と、磁気ライト回路（図２では符号なし）と、を備えている。なお、ＲＡＭ１４及び／又はＲＯＭ１５は、ＣＰＵ１１内に組み込まれていてもよい（内蔵ＲＯＭ等）。一般に、ＲＯＭ１５には、磁気カードリーダ１の基本機能を支える基本プログラムが格納されており、ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１１のワーキングエリアとして機能する。

ＣＰＵ１１は、磁気カードリーダ１の制御中枢を司るものであって、磁気カードリーダ１の統合的な制御を行う。磁気ヘッド１０による再生信号は、ＡＭＰ（増幅）回路１２において増幅・波形整形され、復調回路１３において復調された後（読み取り信号の２値化、すなわちＡ／Ｄ変換などを行った後）、ＣＰＵ１１に送られる。なお、Ａ／Ｄ変換を行う復調回路１３は、ＣＰＵ１１に内蔵されていても構わない。また、ＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｆ回路（図示せず）を介して上位装置（ＰＣ２００）と通信する。さらに、カード４に磁気データが複数トラックある場合、すなわち磁気ストライプ４１に複数のトラックが形成されている場合には、ＣＰＵ１１は、そのトラック分のデータを読み取って処理を行う。

磁気ライト回路は、ＣＰＵ１１の一の出力端子に電気的に接続され、ＣＰＵ１１から出力されたライトデータに基づき、磁気ヘッド１０の抗磁力にあった記録電流（最適な記録電流）を、磁気ヘッド１０のライトコアに流す機能を有する。これにより、カード４に磁気データを記録することができる。

ここで、本実施形態に係る磁気ヘッド１０は、リードコア及びライトコア（図４で図示するコア半体１０２）、に加えて、メモリ１１０を有している点に特徴がある。このメモリ１１０は、ＣＰＵ１１のメモリリードライト部２０に電気的に接続されており、磁気ヘッド１０の識別情報が読み書き（記録）される（図３参照）。

図３は、磁気ヘッド１０のメモリ１１０に対して識別情報を書込む様子を説明するための説明図である。

図２及び図３に示すように、磁気ヘッド１０のヘッドコア（図４で図示するコア半体１０２）は、Ａ／Ｄ（復調回路１３）を介してＣＰＵ１１に接続されている。そして、磁気リード信号（再生信号）が磁気ヘッド１０からＡ／Ｄへと送られる。

一方で、メモリ１１０は、磁気ヘッド１０の外部とアクセスが可能な通信手段を有している。本実施形態では、メモリ１１０には外部端子Ｘが設けられており、有線による通信手段で、外部としてのＣＰＵ１１のメモリリードライト部２０に接続されている（メモリリードライト部２０は、ＣＰＵ１１の外部に設けてもよい）。なお、図２では、ＣＰＵ１１とメモリリードライト部２０を接続し、ＣＰＵ１１のメモリリードライト部２０からメモリ１１０へメモリライトデータが送られることとしたが、図３に示すように、メモリリードライト部２０とは別に、外部のメモリ書込みツール３０を用いてもよい。この場合、メモリ書込みツール３０は出荷時のみ磁気ヘッド１０のメモリ１１０に接続され、メモリライトデータは、外部（上位装置でもよい）のＰＣ等から送られることとなる。なお、図３におけるメモリリードライト部２０は、リード機能のみを有するようにしてもよい。

メモリリードライト部２０又はメモリ書込みツール３０は、メモリライトデータをメモリ１１０に対して送信し、磁気ヘッド１０の識別情報を記録する。そして、メモリ１１０に記録されている識別情報は、ＣＰＵ１１のメモリリードライト部２０によってメモリリードデータとして読み出される。

このように、磁気ヘッド１０に内蔵したメモリ１１０への書込み（記録）は、ＣＰＵ１１内のメモリリードライト部２０に限定されるものではなく、たとえば、図３に示すように、専用の治具（メモリ書込みツール３０）を磁気ヘッド１０に接続することによって行ってもよい。なお、磁気ヘッド１０には、有線通信によりメモリ１１０へのアクセスを可能にする外部端子Ｘが設けられている。

なお、図２に示すように、磁気カードリーダ１に磁気ヘッド１０を組み込んだ後で、磁気カードリーダ１のＣＰＵ１１によって、メモリリードライト部２０を介して識別情報を書き込むこともできる。しかし、複数種類の磁気ヘッド１０を接続する場合などは間違い（取り違え）が起きる可能性もあるので、ヘッドの組み立て工程で識別情報を書き込むことが望ましい。そのため、図３では、外部のメモリ書込みツール３０を用いることとしている。

また、本実施形態では、メモリ１１０は不揮発性としているが、例えば不正な利用があった場合の認知手段として、磁気ヘッド１０内のメモリ１１０の記録内容を消去してもよい。また、消去せずに、何らかの情報を書き込むこととしてもよい。これにより、セキュリティ性を高めることができる。なお、不揮発性のメモリ１１０ではなく、揮発性のものを用いてもよい。

また、図２では、ＲＡＭ１４及びＲＯＭ１５を用いているが、これらのいずれか又は両方を、磁気ヘッド１０内のメモリ１１０で代用してもよい。

次に、磁気ヘッド１０の具体的な構成について、図４を用いて詳述する。図４は、磁気ヘッド１０の具体的構成を説明するための説明図である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、磁気ヘッド１０は、コアホルダ１０１と、コアホルダ１０１で各々保持された１組のコア半体１０２と、有し、コア半体１０２を突き合わせてシールドケース１０３に収容している。そして、シールドケース１０３内のコアホルダ１０１及びコア半体１０２の周りに、樹脂１０４を充填して、コア半体１０２の先端をシールドケース１０３の窓１０５から露出させた状態で固めるようにしている。したがって、シールドケース１０３の窓１０５には、図４（Ａ）に示すように、コア半体１０２の周りを囲むように樹脂１０４が露出している。なお、図中の符号１０８は磁気遮蔽板、符号１０９はコイルボビンを示している。

シールドケース１０３は、コア半体１０２などを外部ノイズから保護するためのもので、磁気ストライプ４１と摺接する部分に窓１０５を設けてコア半体１０２等を露出させるようにしている。

コア半体１０２は、上述したように突き合わせた状態になっており、１つの磁気ギャップと磁路を構成するように設けられている。コアホルダ１０１は、低コストで容易に製作し得る非磁性材の鋳造品、例えばアルミダイキャストや亜鉛ダイキャスト等によって構成することが好ましいが、これらに限定されるものではない。コアホルダ１０１は、先端側においてコア半体１０２と、シールドケース１０３の窓１０５の縁との間に介在された樹脂１０４を保持する。

ここで、本実施形態に係る磁気ヘッド１０には、図２及び図３を用いて説明したメモリ１１０が設けられている（図４（Ｂ）参照）。このメモリ１１０には、磁気ヘッド１０の識別情報が記録される。具体的には、磁気ヘッド１０を識別するための種類、仕様、品番、製造番号、製造年月日、抗磁力情報、経過年数情報、トラック数などである。したがって、本実施形態に係る磁気ヘッド１０は、磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コア（コア半体１０２）と、一対の磁気コア（コア半体１０２）を保持するコアホルダ１０１と、磁気ヘッド１０の識別情報を記録したメモリ１１０と、一対の磁気コア（コア半体１０２），コアホルダ１０１，メモリ１１０を収容するシールドケース１０３と、を有することになり、磁気コア（コア半体１０２）の先端をシールドケース１０３の窓１０５から露出させるとともに、磁気コア（コア半体１０２）、コアホルダ１０１、メモリ１１０をシールドケース１０３内に樹脂で固めている構成となっている。

より具体的には、図４（Ｂ）に示すように、一対の磁気コア１０２とコイルボビン１０９とにより形成される空間にメモリ１１０が配置されている。また、図示していないが、メモリ１１０には、有線通信によりメモリ１１０へのアクセスを可能にする外部端子Ｘが設けられ、外部端子Ｘを介してＣＰＵ１１（図３参照）と通信している。さらに、図示していないが、メモリ１１０の周囲には磁気シールド部材が設けられ、一対の磁気コア１０２、コイルボビン１０９に巻回されたコイル等に電流が流れることで発生する磁束の影響を防止するようにしている。

また、本実施形態では、磁気ヘッド１０には、磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コア（コア半体１０２）が、複数のデータトラックに対応して複数配置されているとともに、メモリ１１０には、データトラックに関する識別情報が記録されているような構成としている。具体的には、図４（Ａ）に示すように、４つのデータトラックに対応して、縦方向に４個のコア半体１０２が並べて配置されている。これに応じて、メモリ１１０に、データトラックに関する識別情報が記録されている。

［実施形態の主な効果］
以上説明したように、本実施形態に係る磁気ヘッド１０によれば、磁気ヘッド１０に接続されたＣＰＵ１１は、磁気ヘッド１０のメモリ１１０からその識別情報を読み出すことができる。したがって、磁気ヘッド１０の種類や仕様を識別情報としておけば、ＣＰＵ１１側と磁気ヘッド１０側とで情報の食い違いを避けることができる。

例えば、メモリ１１０に、抗磁力（記録ヘッド）、トラック数など、磁気ヘッド１０の種別を識別可能な情報を記録しておけば、ヘッド抗磁力情報（磁気データの消え難さ等）によって、最適な記録電流を切り替えることができる。また、トラック数の情報により、有効なトラック数が分かるので、必要なトラックのみデータ処理することができ、ひいては磁気データ読取の効率化を図ることができる。

また、識別情報として製造番号を記録した場合、メモリ１１０を読み出すことで簡易に製造履歴を辿ることができる。また、識別情報として製造年月日（或いは使用年月日）を記録した場合、磁気ヘッド１０は使用していくうちに時間経過とともに劣化していくため、製造年月日より寿命の類推が可能になる。

また、本実施形態では不揮発性のメモリ１１０を用いているので、識別情報を保持したまま磁気ヘッド１０を交換することができ、ひいてはメンテナンスの簡易化を図ることができる。

また、図３及び図４に示すように、磁気ヘッド１０には、有線による通信手段によりメモリ１１０へのアクセスを可能にする外部端子Ｘが設けられているので、メモリ書込みツール３０等を用いて磁気ヘッド１０の識別情報をメモリ１１０に書き込むことができる。

［変形例］
上述した実施形態では、図３に示すように、磁気ヘッド１０と、ＣＰＵ１１，ＡＭＰ回路１２，及びメモリ書込みツール３０とは、ケーブル（有線）によって電気的に接続されているが、本発明は、有線による通信手段に限定されるものではなく、無線による通信手段によって接続されている場合にも適用可能である。

図５は、メモリ１１０に対して無線でアクセスする様子を説明するための説明図である。なお、通信手段は、電波でも赤外線でも何でもよい（ただし、磁気データに影響のない周波数帯であることが好ましい）。また、通信用モジュール３０１，３０２，及び３０３は、通信制御用ＩＣやアンテナ（電波の場合）などを含む通信回路を意味する。

図５に示すように、磁気ヘッド１０に通信用モジュール３０１、メモリ書込みツール３０に通信用モジュール３０２、磁気カードリーダ１の制御回路（点線枠参照）に通信用モジュール３０３が設けられている。

磁気ヘッド１０では、メモリ１１０と通信用モジュール３０１は樹脂などで封止されている。メモリ書込みツール３０は、図３の場合と同様に、出荷時のみ磁気ヘッド１０のメモリ１１０とアクセスを行い、磁気ヘッド１０の識別情報を書き込む。磁気カードリーダ１は、通信用モジュール３０３を介して通常のリード処理又はライト処理を行う。

このように、磁気ヘッド１０と、磁気カードリーダ１の制御回路（点線枠参照）とが無線通信を行ってもよい。

本発明に係る磁気ヘッド及びそれを備えた磁気カードリーダは、磁気ヘッドの種類や仕様などに関して情報の食い違いを防ぐことが可能なものとして有用である。

本発明の実施の形態に係る磁気カードリーダの概要を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る磁気カードリーダの電気的構成を示すブロック図である。 磁気ヘッドのメモリに対して識別情報を書込む様子を説明するための説明図である。 磁気ヘッドの具体的構成を説明するための説明図である。 メモリに対して無線でアクセスする様子を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 磁気カードリーダ
１０ 磁気ヘッド
１１ ＣＰＵ
１２ ＡＭＰ回路
１３ 復調回路
１４ ＲＡＭ
１５ ＲＯＭ
２０ メモリリードライト部
３０ メモリ書込みツール
１１０ メモリ
２００ ＰＣ

Claims (5)

1. 磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コアと、
   前記一対の磁気コアを保持するコアホルダと、
   前記コアホルダにより形成される空間に配置される、磁気ヘッドに固有の識別情報のみを記録したメモリと、
   前記一対の磁気コア、前記コアホルダ、前記メモリを収容するシールドケースと、を有し、
   前記シールドケース外に設けられるＣＰＵと電気的に接続され、前記固有の識別情報と前記ＣＰＵが予め把握している情報との照合が、前記ＣＰＵに送信される磁気信号とは別に設けられた前記メモリと前記ＣＰＵとの信号系統によって行われる磁気ヘッドであって、
   前記磁気コアの先端を前記シールドケースの窓から露出させるとともに、前記磁気コア、前記コアホルダ、前記メモリを前記シールドケース内に樹脂で固めたことを特徴とする磁気ヘッド。
2. 前記磁気ヘッドには、前記磁気ギャップを挟んで対向配置された一対の磁気コアが複数のデータトラックに対応して複数配置されているとともに、
   前記メモリには、前記データトラックに関する前記識別情報が記録されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
3. 前記メモリは、不揮発性のメモリであることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
4. 前記メモリは、外部とアクセスが可能な通信手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の磁気ヘッド。
5. 請求項１から４のいずれか記載の磁気ヘッドを備えている磁気カードリーダ。

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