JP5919171B2 - 手動式カードリーダ - Google Patents

Description

本発明は、手動式カードリーダにおける、挿入口の構造と、磁気ヘッドの移動機構とに関する。

近年、カードの磁気ストライプに記録された磁気情報を盗み取る、スキミングという犯罪が多発している。この手口は、たとえば次のようなものである。

磁気ストライプはカードの長手方向に延びており、カードはカードリーダの挿入口へ長手方向に挿入されるため、挿入口の手前に、スキマーと呼ばれる不正な読取装置が取り付けられる。そして、カードが長手方向に挿入口から挿入される際に、スキマーに組み込まれた磁気ヘッドにより、カードの磁気ストライプから磁気情報が読み取られる。

上記のスキミング対策として、特許文献１および特許文献２に開示されているような、カードを短手方向に挿入する手動式のカードリーダがある。この方式では、カードが磁気ストライプの延びる方向に対して垂直に、挿入口へ挿入されるので、挿入口の手前に取り付けられたスキマーにより、カードの磁気ストライプから磁気情報が読み取られない。

しかし、特許文献１および特許文献２のカードリーダでは、カードが挿入口から内部に挿入された後、磁気ストライプから磁気情報を読み取るために、モータやリードスクリューなどにより、磁気ヘッドをカードの長手方向へ移動させている。このように、モータなどのアクチュエータを用いると、カードリーダが大型化し、コストが高くなり、消費電力が大きくなる。そして、低価格、小型、軽量、および省電力を要求する安価な装置やハンディ端末などに、カードリーダが搭載される際の障壁となる。

一方、特許文献３の手動式のカードリーダには、カードの挿入力により、磁気ヘッドをカードの表面と平行でかつカードの挿入方向と反対方向へ移動させる機構が備わっている。磁気ヘッドは、カードの挿入方向と反対方向へ移動する際に、カードの磁気ストライプから磁気情報を読み取る。

しかし、特許文献３のカードリーダでは、カードが磁気ストライプの延びる方向（長手方向）に挿入口へ挿入されるので、挿入口の手前に取り付けられたスキマーにより、カードの磁気ストライプから磁気情報が読み取られてしまう。

特開平２−１８７９６０号公報 特開平６−３０９７５２号公報 特開平６−２１５４９９号公報

本発明の課題は、カード挿入時のスキミングを防止しつつ、アクチュエータを用いずに磁気ヘッドを移動させて、カードの磁気情報を読み取ることができる手動式カードリーダを提供することである。

本発明による手動式カードリーダは、カードを短手方向に挿入する挿入口と、カードに長手方向へ延びるように設けられた磁気ストライプから磁気情報を読み取る磁気ヘッドと、挿入口からカードが短手方向に挿入されるときの挿入力により、磁気ヘッドをカードの長手方向における磁気ストライプの一端から他端まで、該磁気ストライプと接触状態で移動させる磁気ヘッド移動機構とを備える。

これにより、カードが磁気ストライプの延びる方向に対して垂直に挿入口へ挿入されるので、挿入口の手前にスキマーが取り付けられても、該スキマーによりカードの磁気ストライプから磁気情報が読み取られることはない。このため、カード挿入時のスキミングを防止することができる。また、挿入口からのカードの短手方向の挿入力により、磁気ヘッドがカードの長手方向における磁気ストライプの一端から他端まで接触状態で移動する。このため、モータなどのアクチュエータを用いずに磁気ヘッドを移動させて、カードの磁気ストライプから磁気情報を読み取ることができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、磁気ヘッド移動機構は、カード挿入時の挿入力により、磁気ヘッドを、カードの表面と平行でかつカードの挿入方向に対して斜め方向に移動させることで、該磁気ヘッドを、カードと相対的に磁気ストライプ上をカードの長手方向に摺動させてもよい。

これにより、カード挿入時の挿入力により、カードと相対的に磁気ヘッドをカードの長手方向に移動させて、カードの磁気ストライプから磁気情報を読み取ることができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、磁気ヘッド移動機構は、カードの挿入方向へ移動可能に設けられ、カードの先端が当接する当接部を備えたスライド部材と、スライド部材に設けられ、カードの短手方向の先端が当接部に当接した状態で、磁気ヘッドをカードの長手方向における磁気ストライプの一端から他端まで移動可能に支持する支持手段と、挿入口から挿入されたカードの表面と平行でかつ該カードの挿入方向に対して斜め方向へ、磁気ヘッドを案内する案内手段とを含んでいてもよい。この場合、挿入口からカードが短手方向に挿入されるに従って、カードの先端で当接部が押されて、スライド部材がカードの挿入方向へ移動し、磁気ヘッドが案内手段と支持手段に案内されて、磁気ストライプの一端から他端まで接触状態で移動する。

これにより、カードを短手方向に挿入する力が、磁気ヘッドをカードの表面と平行でかつ短手方向に対して斜め方向へ移動させる力に変換される。このため、カードの挿入時に、磁気ヘッドをカードの長手方向における磁気ストライプの一端から他端まで接触状態で移動させて、磁気情報を読み取ることができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、磁気ヘッド移動機構は、スライド部材を挿入口側へ付勢する付勢手段をさらに含み、スライド部材が挿入口側へ移動するのに必要な力より、付勢手段の付勢力を大きくしてもよい。

これにより、挿入口からのカードの引き抜き時に、付勢手段によりスライド部材および磁気ヘッドを、挿入口側にある初期位置に復帰させることができる。また、カードの引き抜きを容易にすることができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、磁気ヘッド移動機構は、スライド部材に設けられ、カードを厚み方向から磁気ヘッドに押圧する押圧手段をさらに含んでもよい。

これにより、カードが挿入されたときに、押圧手段により磁気ヘッドをカードの磁気ストライプに密着させて、磁気情報の読み取り精度を上げることができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、案内手段は、挿入口から挿入されたカードの表面と平行でかつ該カードの挿入方向に対して斜め方向に延びる第１係合部と、磁気ヘッドに取り付けられ、第１係合部と係合する第２係合部とを含み、第１係合部と第２係合部の係合部分に回転体を設けてもよい。

これにより、第１係合部と第２係合部のうち、一方が他方に対して滑動する。このため、カードの挿入時に該挿入力で、磁気ヘッドをカードの表面と平行でかつカードの短手方向に対して斜め方向へスムーズに移動させて、カードの磁気ストライプからの磁気情報の読み取り精度を上げることができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、カードを挿入口から短手方向に所定位置まで挿入した後、該カードの後端を押さえて、カードの挿入口からの抜けを阻止するカードロック機構をさらに備えてもよい。

これにより、カードの挿入後に、所有者が意図せず、カードが挿入口から抜けるのを防止することができる。また、付勢手段とスライド部材の作用で、カードが挿入口から飛び出すのを防止することができる。

また、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、カードに実装されたＩＣ接点に接触して、カードに実装されたＩＣチップに対して情報の読み書きをするための接触端子と、挿入口から短手方向に所定位置まで挿入されたカードのＩＣ接点に対して接触端子を接離させる接触端子移動機構とをさらに備えてもよい。

これにより、磁気ストライプが実装された磁気カードだけでなく、ＩＣ接点とＩＣチップが実装されたＩＣカードや、磁気ストライプとＩＣ接点とＩＣチップが実装されたハイブリッドカードに対しても情報の読み書きを行うことができる。また、接触端子によりカードのＩＣ接点を介してＩＣチップに対して情報の読み書きを行う際に、カードロック機構でカードの抜けを阻止しておくことで、接触端子とＩＣ接点が離間せず、ＩＣチップに対する情報の読み書きの正常動作を保証することができる。

さらに、本発明では、上記手動式カードリーダにおいて、挿入口からのカードの挿入に従って、所定位置まで移動したスライド部材の挿入口側への移動を阻止するスライドロック機構をさらに備えてもよい。

これにより、接触端子によりカードのＩＣ接点を介してＩＣチップに対して情報の読み書きを行う際に、スライドロック機構でスライド部材の挿入口側への移動が阻止される。このため、スライド部材とともにカードを所定位置に留めて、接触端子とＩＣ接点の接触状態を保持し、ＩＣチップに対する情報の読み書きの動作不良を防止することができる。

本発明によれば、カード挿入時のスキミングを防止しつつ、アクチュエータを用いずに磁気ヘッドを移動させて、カードの磁気情報を読み取れる、手動式カードリーダを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態による手動式カードリーダの平面図である。 図１の手動式カードリーダの正面図である。 図１の手動式カードリーダのカード挿入状態図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図１の手動式カードリーダのカード挿入状態図である。 図１の手動式カードリーダのカード挿入状態図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２実施形態による手動式カードリーダのカード挿入状態図である。 図８の手動式カードリーダの正面図である。 図８のＡ’−Ａ’断面図である。 図８の手動式カードリーダのカード挿入状態図である。 図１１のＢ’−Ｂ’断面図である。 本発明の第３実施形態による手動式カードリーダのカード挿入状態である。 図１３のＡ”−Ａ”断面図である。 図１３の手動式カードリーダのカード挿入状態図である。 図１５のＢ”−Ｂ”断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、第１実施形態による手動式カードリーダ１０１の構造を、図１〜図７を参照しながら説明する。

なお、図１は、手動式カードリーダ１０１の平面図である。図２は、手動式カードリーダ１０１の正面図である。図３、図５、および図６は、手動式カードリーダ１０１のカード挿入状態図であって、カード挿入深さが異なっている。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図７は、図６のＢ−Ｂ断面図である。

手動式カードリーダ１０１の外枠は、フレーム１により構成されている。フレーム１の正面には、図１および図２などに示すように、カードＣを短手方向Ｘに挿入する挿入口１ａが設けられている。また、カードＣを挿抜し易くするため、フレーム１の正面からカードＣの挿入方向Ｘｉへ向かって所定深さの切欠き１ｅが設けられている。

カードＣは、表面Ｃａに磁気ストライプＣｓが設けられた磁気カードから成る。磁気ストライプＣｓは、カードＣの長手方向Ｙに延びている。

フレーム１内には、磁気ヘッド２と磁気ヘッド移動機構１０が設けられている。磁気ヘッド２は、カードＣの磁気ストライプＣｓに記録された磁気情報を読み取る。磁気ヘッド２の駆動制御と、磁気ヘッド２が読み取った情報の処理は、フレーム１内に設けられたＣＰＵ１９（図１）により行われる。

磁気ヘッド移動機構１０において、スライダ３は、図２で左側の端部を支持壁１ｃ、１ｄにより上下から支持され、図２で右側の端部をガイドレール４により支持されている。支持壁１ｃは、フレーム１の上壁１ｕの内側に設けられている。支持壁１ｄは、フレーム１の下壁１ｂの内側に設けられている。ガイドレール４は、図１に示すように、両端をフレーム１に固定されて、Ｘ方向と平行になっている。また、ガイドレール４は、スライダ３を貫通している。

スライダ３は、ガイドレール４に沿って、挿入口１ａからのカードＣの挿入方向Ｘｉと抜き方向Ｘｗへ移動可能になっている。スライダ３は、本発明の「スライド部材」の一例である。図１および図３〜図７では、カードＣの挿入方向Ｘｉと抜き方向ＸｗでカードＣの短手方向Ｘを表してある。

スライダ３の挿入口１ａと反対側には、一対の圧縮コイルばね５の一端が固定されている。各圧縮コイルばね５の軸がＸ方向と平行になるように、各圧縮コイルばね５の他端が、フレーム１に固定されている。スライダ３は、各圧縮コイルばね５の弾性力により、挿入口１ａ側へ付勢されている。一対の圧縮コイルばね５は、本発明の「付勢手段」の一例である。

スライダ３には、図７などに示すように、カードＣを収容する収容部３ａが設けられている。収容部３ａは、挿入口１ａと連通している。収容部３ａの上壁３ｕ、下壁３ｂ、および右側壁３ｒ（図１）は、スライド部材３と一体に設けられている。収容部３ａの左側壁３Ｌは、スライダ３と別体になっている。

左側壁３Ｌの右側壁３ｒと反対側には、一対の圧縮コイルばね６の一端が固定されている。各圧縮コイルばね６の軸がＹ方向と平行になるように、各圧縮コイルばね６の他端が、スライダ３に固定されている。収容部３ａへのカードＣの短手方向Ｘの挿入を妨げない程度に、左側壁３Ｌは、各圧縮コイルばね６の弾性力により、右側壁３ｒ側へ付勢されている。

これにより、挿入口１ａから短手方向Ｘに収容部３ａへ挿入されたカードＣは、圧縮コイルばね６が左側壁３Ｌを付勢する力により、右側壁３ｒに押し付けられる。収容部３ａ内でカードＣは、上下壁３ｕ、３ｂにより上下方向Ｚへの移動を制限される。

スライダ３は、図７などに示すように、収容部３ａの奥に、挿入口１ａから挿入されたカードＣの先端Ｃｆが当接する当接部３ｆを有している。また、スライダ３には、図１に示すように、１対のガイドレール７とキャリッジ８が設けられている。

１対のガイドレール７は、Ｘ方向に所定の間隔をおいて配置され、両端をスライダ３に固定されて、Ｙ方向と平行になっている。また、１対のガイドレール７は、図４および図７に示すように、キャリッジ８を貫通している。キャリッジ８は、ガイドレール７に沿って、Ｙ方向へ移動可能になっている。キャリッジ８には、磁気ヘッド２が固定されている。

つまり、磁気ヘッド２は、ガイドレール７とキャリッジ８により、Ｙ方向へ移動可能に支持されている。そして、図３および図４に示すように、カードＣの短手方向の先端Ｃｆがスライダ３の当接部３ｆに当接した状態で、磁気ヘッド２は、カードＣの長手方向Ｙにおける磁気ストライプＣｓの一端から他端まで移動可能になる。ガイドレール７とキャリッジ８は、本発明の「支持手段」の一例である。

図４および図７に示すように、カードＣの磁気ヘッド２と反対側には、パッド９が設けられている。パッド９は、レバー１１の一端に軸１２を介して回転可能に取り付けられている。レバー１１の他端には、一方のガイドレール７が貫通し、ねじりコイルばね１３の一端が引っ掛けられている。レバー１１は、図１などに示すように、キャリッジ８に一方のガイドレール７を介して回転可能に取り付けられている。ねじりコイルばね１３の他端は、キャリッジ８に引っ掛けられている。

ねじりコイルばね１３の弾性力により、レバー１１の一端が磁気ヘッド２側へ付勢され、パッド９がカードＣを厚み方向Ｚから磁気ヘッド２に押圧する。パッド９、レバー１１、軸１２、およびねじりコイルばね１３は、本発明の「押圧手段」の一例である。

図１および図２に示すように、磁気ヘッド２を固定したキャリッジ８の左側面には、ガイドピン１４の頭部が取り付けられている。ガイドピン１４は、図４に示すように、磁気ヘッド２と反対側に突出する円柱状の係合軸１４ｋを有している。

係合軸１４ｋは、スライド部材３に設けられた長穴３ｈを貫通して、フレーム１の下壁１ｂに設けられた係合溝１ｋに係合している。図１などに示すように、長穴３ｈは、Ｙ方向へ延びている。係合溝１ｋは、挿入口１ａから挿入されたカードＣの表面Ｃａと平行でかつ該カードＣの挿入方向Ｘｉに対して斜め方向Ｑ（Ｑｆ方向、Ｑｒ方向）に延びている。係合溝１ｋの長さ、および係合溝１ｋがカードＣの長手方向Ｙとなす角度は、カードＣの長手方向Ｙの幅と、カードＣが図３の位置から図６の位置まで移動する場合の、挿入方向Ｘｉの移動距離に基づいて決定される。係合溝１ｋは、フレーム１の切欠き１ｅから露出しないように設けられている。

ガイドピン１４の係合軸１４ｋが係合溝１ｋに対して摺動することで、磁気ヘッド２が係合溝１ｋに沿って斜め方向Ｑへ案内される。ガイドピン１４とフレーム１の係合溝１ｋは、本発明の「案内手段」の一例である。

次に、手動式カードリーダ１０１の動作を説明する。

図１に示す手動式カードリーダ１０１の初期状態から、カードＣが短手方向Ｘに挿入口１ａに挿入される。すると、図３および図４に示すように、カードＣがスライダ３の収容部３ａに収容されて、カードＣの先端Ｃｆが当接部３ｆに当接する。

この当接状態で、図３に示すように、カードＣの磁気ストライプＣｓと磁気ヘッド２がカードＣの長手方向Ｙに並ぶ。また、カードＣの磁気ストライプＣｓの一端（図３で左端）が、磁気ヘッド２とパッド９に挟み込まれる。

カードＣがさらにＸｉ方向に挿入されて行くと、カードＣの先端Ｃｆで当接部３ｆが押されて、図５に示すように、スライダ３がガイドレール４に沿ってカードＣの挿入方向Ｘｉへ移動する。このとき、ガイドピン１４の係合軸１４ｋが係合溝１ｋに対して斜め方向Ｑｆに摺動する。そして、キャリッジ８とともに磁気ヘッド２が、ガイドピン１４と係合溝１ｋとガイドレール７に案内されて、係合溝１ｋに沿って斜め方向Ｑｆに移動する。

そして、図６および図７に示すように、カードＣがフレーム１の内奥の所定位置まで挿入されると、ガイドピン１４の係合軸１４ｋが係合溝１ｋの右縁に当接する（図６）。このとき、カードＣの磁気ストライプＣｓの他端（図６で右端）が、図７に示すように、磁気ヘッド２とパッド９に挟み込まれる。

このように、カードＣが挿入口１ａから短手方向Ｘに挿入されるに従って、カードＣの挿入力で、スライダ３がカードＣの挿入方向Ｘｉへ移動し、磁気ヘッド２がカードＣの長手方向Ｙにある磁気ストライプＣｓの一端から他端まで接触状態で移動する。つまり、カードＣがＸｉ方向へ移動し、磁気ヘッド２がＱｆ方向へ移動することで、カードＣと相対的に磁気ヘッド２が、カードＣの磁気ストライプＣｓ上をカードＣの長手方向Ｙに摺動する。このとき、磁気ヘッド２により可変長方式で、カードＣの磁気ストライプＣｓに記録された磁気情報が読み取られる。

図６および図７に示すカードＣの挿入状態は、磁気ヘッド移動機構１０の各部の摩擦抵抗や、磁気ヘッド移動機構１０とカードＣとの間の摩擦抵抗により、保持される。

図６および図７の状態から、カードＣをＸｗ方向に引き抜くと、一対の圧縮コイルばね５の弾性力により、スライダ３が挿入口１ａ側へ移動して、図１に示す初期位置に復帰する。このとき、ガイドピン１４の係合軸１４ｋが係合溝１ｋに対して斜め方向Ｑｒに摺動して、図１に示すように係合溝１ｋの左縁に当接する。そして、キャリッジ８とともに磁気ヘッド２が、ガイドピン１４と係合溝１ｋとガイドレール７に案内されて、係合溝１ｋに沿って斜め方向Ｑｒに移動して、図１に示す初期位置に復帰する。

このように、カードＣがフレーム１内からＸｗ方向に引き抜かれることにより、コイルばね５の弾性力で、スライダ３がＸｗ方向へ移動し、磁気ヘッド２がカードＣの長手方向Ｙに磁気ストライプＣｓ上を摺動する。つまり、カードＣがＸｗ方向へ移動し、磁気ヘッド２がＱｒ方向へ移動することで、カードＣと相対的に磁気ヘッド２が、カードＣの磁気ストライプＣｓ上をカードＣの長手方向Ｙに摺動する。

上記第１実施形態によると、カードＣが短手方向Ｘに、つまり磁気ストライプＣｓの延びる方向Ｙに対して垂直に挿入口１ａへ挿入される。このため、たとえ挿入口１ａの手前にスキマーが取り付けられても、該スキマーによりカードＣの磁気ストライプＣｓから磁気情報が読み取られることはない。よって、手動式カードリーダ１０１におけるカード挿入時のスキミングを防止することができる。

また、挿入口１ａからのカードＣの短手方向Ｘの挿入力により、磁気ヘッド２が、カードＣの長手方向Ｙにおける磁気ストライプＣｓの一端から他端まで接触状態で移動する。詳しくは、カードＣをＸｉ方向に挿入する力が、磁気ヘッド移動機構１０により、磁気ヘッド２をカードＣの表面Ｃａと平行でかつ短手方向Ｘに対して斜め方向Ｑｆへ移動させる力に変換される。このため、カードＣの挿入時に磁気ヘッド２が、斜め方向Ｑｆに移動して、カードＣと相対的に磁気ストライプＣｓ上を長手方向Ｙに摺動するようになる。よって、モータなどのアクチュエータを用いずに、手動で磁気ヘッド２を移動させて、カードＣの磁気ストライプＣｓから磁気情報を読み取ることができる。

また、挿入口１ａからのカードＣの引き抜き時に、１対の圧縮コイルばね５の弾性力により、スライダ３および磁気ヘッド２を、挿入口１ａ側にある初期位置に復帰させることができる。

また、カードＣが挿入口１ａから収容部３ａ内に挿入されたときに、パッド９がカードＣを厚み方向から磁気ヘッド２に押し付ける。このため、磁気ヘッド２をカードＣの磁気ストライプＣｓに密着させて、磁気情報の読み取り精度を上げることができる。

さらに、磁気ヘッド２を移動させるために、モータなどのアクチュエータを用いないので、手動式カードリーダ１０１の小型化、軽量化、低コスト化、および消費電力の低減を実現することができる。そして、手動式カードリーダ１０１が、低価格、小型、軽量、および省電力を要求する安価な装置やハンディ端末などに搭載されることを促進することができる。

次に、第２実施形態による手動式カードリーダ１０２について、図８〜図１２を参照しながら説明する。

なお、図８は、手動式カードリーダ１０２のカード挿入状態図である。図９は、手動式カードリーダ１０２の正面図である。図１０は、図８のＡ’−Ａ’断面図である。図１１は、手動式カードリーダ１０２のカード挿入状態図であって、図８とカード挿入深さが異なっている。図１２は、図１１のＢ’−Ｂ’断面図である。

前述した手動式カードリーダ１０１の構造以外に、手動式カードリーダ１０２では、図１０および図１２に示すように、ガイドピン１４の係合軸１４ｋの先端にベアリング１５を設けている。ベアリング１５は、フレーム１の係合溝１ｋに係合する。係合軸１４ｋは、本発明の「第１係合部」の一例である。係合溝１ｋは、本発明の「第２係合部」の一例である。ベアリング１５は、本発明の「回転体」の一例である。

このように、ベアリング１５を設けることで、ガイドピン１４が係合溝１ｋに対して滑動する。このため、カードＣの挿入時に該挿入力で、磁気ヘッド２を係合溝１ｋに沿って斜め方向Ｑｆへスムーズに移動させて、カードＣの磁気ストライプＣｓからの磁気情報の読み取り精度を上げることができる。

また、手動式カードリーダ１０２には、カードロック機構２０が備わっている。カードロック機構２０において、フック２１の中央は、軸２２で回転可能に支持されている。軸２２は、Ｙ方向と平行にブラケット２３を介してフレーム１に固定されている。フック２１の後端は、軸２４を介してリンク棒２５の一端に回転可能に連結されている。リンク棒２５の他端は、軸２６でソレノイド２７のプランジャ２８の先端に回転可能に連結されている。プランジャ２８がＸ方向と平行になるように、ソレノイド２７はフレーム１に固定されている。

フレーム１内には、フォトセンサ１７とマイクロスイッチ１８が設けられている。フォトセンサ１７は、カードＣの挿入と引き抜きを検知するためのものである。フォトセンサ１７の光軸は、カードＣの厚み方向Ｚと平行になっている。スライダ３には、フォトセンサ１７の光を遮らないように、切欠き３ｅ（図９）が設けられている。フォトセンサ１７は、通常ＯＦＦ状態にあり、挿入口１ａからカードＣが挿入された直後に、カードＣに遮光されて、ＯＮ状態になる。

マイクロスイッチ１８は、カードＣに対するロック解除を指示するためのものである。マイクロスイッチ１８の操作ノブ１８ａは、フレーム１の前面から突出している。マイクロスイッチ１８は、通常ＯＦＦ状態にあり、操作ノブ１８ａが押し操作されたときに、ＯＮ状態になる。

カードＣがフレーム１の内奥の所定位置まで挿入される前は、カードロック機構２０は、図８および図１０に示すように初期状態にある。詳しくは、ソレノイド２７が停止していて、復帰ばね２９の弾性力でプランジャ２８が突出し、フック２１の先端がスライダ３より上方に位置した状態にある。図８および図１０に示すカードＣの挿入状態では、フォトセンサ１７は、カードＣに遮光されて、ＯＮ状態になっている。

図１１および図１２に示すように、カードＣがフレーム１の内奥の所定位置まで挿入されると、フォトセンサ１７がカードＣに遮光されなくなって、ＯＦＦ状態に切り替わる。

すると、ＣＰＵ１９が、ソレノイド２７を駆動して、プランジャ２８を吸引させ、リンク棒２５をソレノイド２７側へ引いて、フック２１をロック方向（図１２で時計回り）に回動させる。これにより、カードＣの後端Ｃｇがフック２１の先端で押さえられて、カードＣの挿入口１ａからの抜けが阻止される。つまり、カードＣがロックされた状態になる。

これにより、フレーム１内へのカードＣの挿入後に、カードＣの所有者が意図せずに、カードＣが挿入口１ａから抜けるのを防止することができる。また、圧縮コイルばね５とスライダ３の作用で、カードＣが挿入口１ａから飛び出すのを防止することができる。

所有者がカードＣを抜き取る場合は、マイクロスイッチ１８の操作ノブ１８ａを押し操作する。すると、マイクロスイッチ１８がＯＮ状態に切り替わるため、ＣＰＵ１９が、ソレノイド２７を停止して、プランジャ２８の吸引を解放させる。

これにより、図８および図１０に示すように、復帰ばね２９の弾性力でプランジャ２８が突出して、リンク棒２５を挿入口１ａ側へ押し、フック２１をロック解除方向（図１０で反時計回り）に回動させる。そして、フック２１の先端がカードＣの後端Ｃｇから離れて、挿入口１ａからのカードＣの抜き取りが可能となる。つまり、カードＣのロックが解除された状態になる。

挿入口１ａからカードＣを抜き取る際に、スライダ３は圧縮コイルばね５の弾性力で挿入口１ａ側（Ｘｗ方向）へ移動して、初期位置に復帰する。スライダ３が挿入口１ａ側へ移動するのに必要な力より、圧縮コイルばね５の弾性力を大きくしておく。これにより、フック２１がカードＣの後端Ｃｇから離れたときに、圧縮コイルばね５でスライダ３をＸｗ方向へ押して、所有者によるカードＣの抜き取りを容易にすることができる。

次に、第３実施形態による手動式カードリーダ１０３について、図１３〜図１６を参照しながら説明する。

なお、図１３は、手動式カードリーダ１０３のカード挿入状態図である。図１４は、図１３のＡ”−Ａ”断面図である。図１５は、手動式カードリーダ１０３のカード挿入状態図であって、図１３とカード挿入深さが異なっている。図１６は、図１５のＢ”−Ｂ”断面図である。

前述した手動式カードリーダ１０１の構造以外に、手動式カードリーダ１０３には、フォトセンサ１７、スライドロック機構３０、接触端子４１、および接触端子移動機構４０が備わっている。

スライドロック機構３０において、ロッド３１の中央は、軸３２で回転可能に支持されている。軸３２は、Ｚ方向と平行にフレーム１に固定されている。挿入口１ａ側に延びるロッド３１の先端には、爪部３１ａが設けられている。挿入口１ａと反対側に延びるロッド３１の後端は、軸３３を介してソレノイド３４のプランジャ３５の先端に回転可能に連結されている。プランジャ３５がＹ方向と平行になるように、ソレノイド３４はフレーム１に固定されている。

カードＣ’は、たとえば図１３に示すように、表面Ｃａに磁気ストライプＣｓとＩＣ接点Ｃｏが実装され、内部にＩＣチップＣｉが実装されたハイブリッドカードから成る。ＩＣ接点ＣｏとＩＣチップＣｉは電気的に接続されている。

図１４に示す接触端子４１は、カードＣ’のＩＣ接点Ｃｏに対応するように設けられている。接触端子４１は、カードＣ’のＩＣ接点Ｃｏに接触して、ＩＣチップＣｉに対して情報の読み書きをするためのものである。カードＣ’のＩＣチップＣｉにする情報の読み書き動作は、ＣＰＵ１９により行われる。

接触端子移動機構４０において、挿入口１ａ側に延びるアーム４２の先端の下面（スライダ３側の面）には、接触端子４１が設けられている。アーム４２の先端側の上面には、引っ張りコイルばね４５の一端が固定されている。引っ張りコイルばね４５の他端は、フレーム１の上壁１ｕに固定されている。アーム４２の先端側は、引っ張りコイルばね４５により上方（スライダ３と反対側）に付勢されている。

挿入口１ａと反対側に延びるアーム４２の後端は、軸４３で回転可能に支持されている。軸４３は、Ｙ方向と平行にブラケット４４を介してフレーム１に固定されている。アーム４２の後端には、下方（スライダ３側）へ突出するように爪部４２ａが設けられている。

カードＣ’がフレーム１の内奥の所定位置まで挿入される前は、スライドロック機構３０、接触端子４１、および接触端子移動機構４０が、図１３および図１４に示すように初期状態にある。

詳しくは、スライドロック機構３０では、ソレノイド３４が駆動して、プランジャ３５を吸引し、ロッド３１の先端の爪部３１ａがスライダ３から外れた状態にある。接触端子移動機構４０では、図１４に示すように、アーム４２の先端がばね４５で上方に引っ張られて、接触端子４１がスライダ３より上方に退避した状態にある。図１３および図１４のカードＣ’の挿入状態では、フォトセンサ１７は、カードＣに遮光されて、ＯＮ状態になっている。

図１５および図１６に示すように、カードＣ’が挿入口１ａから短手方向Ｘにフレーム１の内奥の所定位置まで挿入されると、スライダ３もフレーム１の内奥の所定位置まで移動する。これにより、磁気ヘッド２がカードＣ’の長手方向Ｙにおける磁気ストライプＣｓの一端から他端まで接触状態で移動して、磁気ストライプＣｓに記録された磁気情報を読み取る。

また、フォトセンサ１７がカードＣ’に遮光されなくなって、ＯＦＦ態に切り替わるため、ＣＰＵ１９が、ソレノイド３４を停止して、プランジャ３５の吸引を解放させる。これにより、復帰ばね３６の弾性力でプランジャ３５が突出して、ロッド３１がロック方向（図１５で時計回り）に回動する。そして、ロッド３１の爪部３１ａがスライダ３の後端３ｇに引っ掛かり、スライダ３の挿入口１ａ側への移動が阻止される。

さらに、カードＣ’の先端Ｃｆがアーム４２の爪部４２ａを押して、図１６に示すように、アーム４２を接触方向（図１６で時計回り）に回動させる。これにより、図１５および図１６に示すように、接触端子４１がカードＣ’のＩＣ接点Ｃｏに接触する。このとき、磁気ヘッド２はカードＣ’のＩＣ接点Ｃｏから離れるように移動するため、接触端子４１およびアーム４２が磁気ヘッド２と接触することはない。

接触端子４１がカードＣ’のＩＣ接点Ｃｏに接触した状態で、ＣＰＵ１９が、接触端子４１とＩＣ接点Ｃｏとを介してカードＣ’のＩＣチップＣｉに対して情報の読み書きを行う。

カードＣ’のＩＣチップＣｉに対する情報の読み書きが完了した後、所有者がカードＣ’をフレーム１内から引き抜いて行くと、アーム４２の爪部４２ａがカードＣ’の先端Ｃｆで押されなくなる。このため、図１４に示すように、アーム４２の先端が引っ張りコイルばね４５で上方に引っ張られて、接触端子４１が、カードＣ’のＩＣ接点Ｃｏから離間し、スライダ３より上方に退避する。

また、フォトセンサ１７がカードＣ’で一旦遮光されて、ＯＮ状態に切り替わった後、カードＣ’で遮光されなくなって、ＯＦＦ状態に切り替わる。すると、ＣＰＵ１９が、ソレノイド３４を駆動して、プランジャ３５を吸引し、図１３および図１４に示すように、ロッド３１をロック解除方向（図１３で反時計回り）に回動させる。これにより、ロッド３１の先端の爪部３１ａがスライダ３の後端３ｇから離れて、圧縮コイルばね５の弾性力によりスライダ３が挿入口１ａ側へ移動し、初期状態に復帰する。

上記第３実施形態によると、磁気ストライプＣｓが実装された磁気カードＣだけでなく、ＩＣ接点ＣｏとＩＣチップＣｉも実装されたハイブリッドカードＣ’や、ＩＣ接点とＩＣチップだけが実装されたＩＣカードに対しても、手動式カードリーダ１０３で情報の読み書きを行うことができる。

また、接触端子４１によりカードＣ’のＩＣ接点Ｃｏを介してＩＣチップＣｉに対して情報の読み書きを行う際に、スライドロック機構３０でスライダ３の挿入口１ａ側への移動を阻止する。このため、スライダ３とともにカードＣ’をフレーム１内の所定位置に留めて、接触端子４１とＩＣ接点Ｃｏの接触状態を保持し、ＩＣチップＣｉに対する情報の読み書きの動作不良を防止することができる。

本発明は、以上述べた実施形態以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、挿入口１ａからのカードＣ、Ｃ’の挿入時に、磁気ヘッド２によりカードＣ、Ｃ’の磁気ストライプＣｓから磁気情報を読み取った例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、挿入口１ａからのカードＣ、Ｃ’の引き抜き時に、磁気ヘッド２によりカードＣ、Ｃ’の磁気ストライプＣｓから磁気情報を読み取ってもよい。また、磁気ヘッド２によりカードＣ、Ｃ’の磁気ストライプＣｓから磁気情報を読み取るだけでなく、カードＣ、Ｃ’の磁気ストライプＣｓに磁気情報を書き込んでもよい。

また、第２実施形態では、本発明の「第１係合部」をフレーム１に設けた係合溝１ｋから構成し、「第２係合部」をガイドピン１４の係合軸１４ｋから構成し、「回転体」を係合軸１４ｋに取り付けたベアリング１５から構成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、フレーム１側に凸状の第１係合部を斜め方向Ｑに延びるように設け、磁気ヘッド２側に凹状の第２係合部を第１係合部と係合するように設け、第１係合部と第２係合部の少なくとも一方に、ベアリング、ローラ、または球体などの回転体を設けるようにしてもよい。

また、第３実施形態では、ＩＣ接点ＣｏおよびＩＣチップＣｉが実装されたカードＣ’に対応できるように、接触端子４１および接触端子移動機構４０を設けて、さらにスライドロック機構３０を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、接触端子４１および接触端子移動機構４０に加えて、第２実施形態に示したカードロック機構２０を設けるようにしてもよい。

これにより、接触端子４１によりカードＣ’のＩＣ接点Ｃｏを介してＩＣチップＣｉに対して情報の読み書きを行う際に、カードロック機構２０により挿入口１ａからのカードＣ’の抜けを阻止することができる。このため、接触端子４１とＩＣ接点Ｃｏが離間せず、ＩＣチップＣｉに対する情報の読み書きの正常動作を保証することが可能となる。

また、第２および第３実施形態では、カードＣ、Ｃ’の挿入および引き抜きを検知するために、フォトセンサ１７を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、マイクロスイッチや他のセンサを１つまたは複数用いてもよい。

また、第２および第３実施形態では、カードＣまたはスライダ３に対するロックまたはロック解除のために、ソレノイド２７、３４を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、ソレノイド２７、３４を省略して、カードＣ、Ｃ’の挿入力によりカードＣ、Ｃ’またはスライダ３を抜けないようにロックし、フレーム１の前面にロック解除ボタンを設けて、該ボタンの操作力によりカードＣ、Ｃ’またはスライダ３のロックを解除するようにしてもよい。

さらに、以上の実施形態では、安価な装置やハンディ端末などに搭載される手動式カードリーダ１０１、１０２、１０３に本発明を適用したが、本発明はこれ以外の装置に搭載されるカードリーダや、単独のカードリーダにも適用することが可能である。

１ａ 挿入口
１ｋ 係合溝
２ 磁気ヘッド
３ スライダ
３ｆ 当接部
５ 圧縮コイルばね
７ ガイドレール
８ キャリッジ
９ パッド
１０ 磁気ヘッド移動機構
１１ レバー
１２ 軸
１３ ねじりコイルばね
１４ ガイドピン
１４ｋ 係合軸
１５ ベアリング
２０ カードロック機構
３０ スライドロック機構
４０ 接触端子移動機構
４１ 接触端子
１０１、１０２、１０３ 手動式カードリーダ
Ｃ、Ｃ’ カード
Ｃａ カードの表面
Ｃｆ カードの先端
Ｃｇ カードの後端
Ｃｉ ＩＣチップ
Ｃｏ ＩＣ接点
Ｃｓ 磁気ストライプ
Ｑ カードの表面と平行でかつカードの挿入方向に対して鋭角な斜め方向
Ｘ カードの短手方向
Ｘｉ カードの挿入方向
Ｙ カードの長手方向
Ｚ カードの厚み方向

Claims (9)

1. カードを短手方向に挿入する挿入口と、
   カードに長手方向へ延びるように設けられた磁気ストライプから、磁気情報を読み取る磁気ヘッドと、
   前記挿入口からカードが短手方向に挿入されるときの挿入力により、前記磁気ヘッドを、カードの長手方向における前記磁気ストライプの一端から他端まで、該磁気ストライプと接触状態で移動させる磁気ヘッド移動機構と、を備えたことを特徴とする手動式カードリーダ。
2. 請求項１に記載の手動式カードリーダにおいて、
   前記磁気ヘッド移動機構は、
   カード挿入時の前記挿入力により、前記磁気ヘッドを、カードの表面と平行でかつカードの挿入方向に対して斜め方向に移動させることで、該磁気ヘッドを、カードと相対的に前記磁気ストライプ上をカードの長手方向に摺動させる、ことを特徴とする手動式カードリーダ。
3. 請求項２に記載の手動式カードリーダにおいて、
   前記磁気ヘッド移動機構は、
   前記カードの挿入方向へ移動可能に設けられ、該カードの先端が当接する当接部を備えたスライド部材と、
   前記スライド部材に設けられ、カードの短手方向の先端が前記当接部に当接した状態で、前記磁気ヘッドをカードの長手方向における前記磁気ストライプの一端から他端まで移動可能に支持する支持手段と、
   前記挿入口から挿入されたカードの表面と平行でかつ該カードの挿入方向に対して斜め方向へ、前記磁気ヘッドを案内する案内手段と、を含み、
   前記挿入口からカードが短手方向に挿入されるに従って、カードの先端で前記当接部が押されて、前記スライド部材がカードの挿入方向へ移動し、前記磁気ヘッドが前記案内手段と前記支持手段に案内されて、前記磁気ストライプの一端から他端まで接触状態で移動する、ことを特徴とする手動式カードリーダ。
4. 請求項３に記載の手動式カードリーダにおいて、
   前記磁気ヘッド移動機構は、
   前記スライド部材を前記挿入口側へ付勢する付勢手段をさらに含み、
   前記スライド部材が前記挿入口側へ移動するのに必要な力より、前記付勢手段の付勢力を大きくした、ことを特徴とする手動式カードリーダ。
5. 請求項３または請求項４に記載の手動式カードリーダにおいて、
   前記磁気ヘッド移動機構は、
   前記スライド部材に設けられ、カードを厚み方向から前記磁気ヘッドに押圧する押圧手段をさらに含む、ことを特徴とする手動式カードリーダ。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の手動式カードリーダにおいて、
   前記案内手段は、
   前記挿入口から挿入されたカードの表面と平行でかつ該カードの挿入方向に対して斜め方向に延びる第１係合部と、
   前記磁気ヘッドに取り付けられ、前記第１係合部と係合する第２係合部と、を含み、
   前記第１係合部と前記第２係合部の係合部分に回転体を設けた、ことを特徴とする手動式カードリーダ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の手動式カードリーダにおいて、
   カードを前記挿入口から短手方向に所定位置まで挿入した後、該カードの後端を押さえて、カードの前記挿入口からの抜けを阻止するカードロック機構を、さらに備えたことを特徴とする手動式カードリーダ。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の手動式カードリーダにおいて、
   カードに実装されたＩＣ接点に接触して、カードに実装されたＩＣチップに対して情報の読み書きをするための接触端子と、
   前記挿入口から短手方向に所定位置まで挿入されたカードの前記ＩＣ接点に対して前記接触端子を接離させる接触端子移動機構と、をさらに備えたことを特徴とする手動式カードリーダ。
9. 請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の手動式カードリーダにおいて、
   前記挿入口からのカードの挿入に従って、所定位置まで移動した前記スライド部材の前記挿入口側への移動を阻止するスライドロック機構を、さらに備えたことを特徴とする手動式カードリーダ。

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