JP7130456B2

JP7130456B2 - カードリーダ及びその制御方法

Info

Publication number: JP7130456B2
Application number: JP2018115612A
Authority: JP
Inventors: 宗政百瀬
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2022-09-05
Anticipated expiration: 2038-06-18
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Description

本発明は、カードに記録されたデータの読取やカードへのデータの記録を行うカードリーダとその制御方法に関する。

カードに記録された磁気データの読取やカードへの磁気データの記録を行うカードリーダが広く利用されている。カードリーダには、カード搬送路を閉鎖するためのシャッタ部材を駆動するシャッタ駆動部、カードの搬送ローラを駆動するためのローラ駆動部、及びスキミング対策のための妨害磁界発生部等が設けられる。特許文献１は、ソレノイドを用いたシャッタ駆動部について開示している。

実開平５－２５７０４号公報

シャッタ駆動部、ローラ駆動部、及び妨害磁界発生部等のように、カードリーダには大きな電力を消費するユニットが複数存在する。これら複数のユニットが同時に動作して、各々の電力消費がピークになるタイミングが一致してしまうと、カードリーダの最大消費電力が大きくなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、瞬間的な消費電力の増大を抑えることのできるカードリーダ及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明のカードリーダは、カードに記録された情報を読み取るカードリーダであって、重複して動作する期間を有する複数のユニットと、前記複数のユニットの各々を、複数の駆動電力にて動作させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう前記複数のユニットを制御し、前記複数のユニットは、前記カードの搬送路を閉鎖するためのシャッタ部材を駆動するシャッタ駆動機構、前記カードを搬送するための搬送ローラを駆動するモータ、及び妨害磁界を発生する妨害磁界発生装置のうちの少なくとも２つであるものである。

本発明のカードリーダの制御方法は、カードに記録された情報を読み取るカードリーダの制御方法であって、前記カードリーダに搭載された、重複して動作する期間を有する複数のユニットの各々を、複数の駆動電力にて動作させる制御ステップを備え、前記制御ステップでは、前記複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう前記複数のユニットを制御し、前記複数のユニットは、前記カードの搬送路を閉鎖するためのシャッタ部材を駆動するシャッタ駆動機構、前記カードを搬送するための搬送ローラを駆動するモータ、及び妨害磁界を発生する妨害磁界発生装置のうちの少なくとも２つであるものである。

本発明によれば、瞬間的な消費電力の増大を抑えることのできるカードリーダ及びその制御方法を提供することができる。

本発明のカードリーダの一実施形態であるカードリーダ１の構成を説明するための平面図である。図１に示すカード挿入検知機構１４の構成を説明するための正面図である。図１に示すプリヘッド１０、ＩＣチップセンサ９、妨害磁界発生装置１６、カード検知機構１５ａおよび搬送ローラ２６の構成を説明するための側面図である。図１に示すカードリーダ１が搭載される上位装置３およびカードリーダ１のブロック図である。カードリーダ１の動作例を説明するためのタイミングチャートである。カードリーダ１の動作の変形例を説明するためのタイミングチャートである。

（カードリーダの構成）
図１は、本発明のカードリーダの一実施形態であるカードリーダ１の構成を説明するための平面図である。図２は、図１に示すカード挿入検知機構１４の構成を説明するための正面図である。図３は、図１に示すプリヘッド１０、ＩＣチップセンサ９、妨害磁界発生装置１６、カード検知機構１５ａおよび搬送ローラ２６の構成を説明するための側面図である。図４は、図１に示すカードリーダ１が搭載される上位装置３およびカードリーダ１のブロック図である。

カードリーダ１は、カード２に記録されたデータの読取やカード２へのデータの記録を行うための装置であり、ＡＴＭ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＴｅｌｌｅｒＭａｃｈｉｎｅ）等の上位装置３（図４参照）に搭載されて使用される。図１に示すように、カードリーダ１は、カード２が挿入される挿入口４が形成されるカード挿入部５と、本体部６とを備えている。カードリーダ１の本体部６の内部には、挿入口４から挿入されたカード２が搬送されるカード搬送路７が形成されており、カードリーダ１は、カード搬送路７でカード２を搬送するカード搬送機構８（図３参照）を備えている。

カードリーダ１では、図１等に示すＸ方向でカード２が搬送される。また、カード２は、図１等のＸ１方向に挿入され、Ｘ２方向に排出される。すなわち、Ｘ１方向は、挿入口４へのカード２の挿入方向であり、Ｘ２方向は、挿入口４からのカード２の排出方向である。また、Ｘ方向に直交する図１等のＺ方向は、挿入口４に挿入されたカード２の厚さ方向であり、Ｘ方向とＺ方向とに直交する図１等のＹ方向は、カード２の幅方向である。以下の説明では、Ｘ方向を前後方向とし、Ｙ方向を左右方向とし、Ｚ方向を上下方向とする。また、前後方向のうちの、挿入口４が形成される側（Ｘ２方向側）を「手前」側とし、その反対側（Ｘ１方向側）を「奥（後ろ）」側とする。また、上下方向のうちの、一方側（Ｚ１方向側）を「上」側とし、その反対側（Ｚ２方向側）を「下」側とする。

カード２は、例えば、厚さが０．７～０．８ｍｍ程度の長方形状の塩化ビニール製のカードである。また、カード２は、国際規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１１）やＪＩＳ規格（ＪＩＳＸ６３０２）に準拠した磁気ストライプ付きの接触式ＩＣカードである。図１に示すように、カード２の裏面（下面）には、磁気データが記録される磁気ストライプ２ａが形成されている。また、カード２には、ＩＣチップが内蔵されており、カード２のおもて面（上面）には、ＩＣチップの外部接続端子２ｂが形成されている。磁気ストライプ２ａおよび外部接続端子２ｂは、国際規格やＪＩＳ規格で規定された所定の位置に形成されている。

カードリーダ１は、磁気ストライプ２ａに記録された磁気データの読取および磁気ストライプ２ａへの磁気データの記録の少なくともいずれか一方を行う磁気ヘッド２４（図１参照）と、カード２の外部接続端子２ｂに接触する複数のＩＣ接点バネ１１を有するＩＣ接点ブロック１２とを本体部６の内部に備えている。

また、カードリーダ１は、カード搬送路７を閉鎖するためのシャッタ部材１３と、挿入口４にカード２が挿入されたことを検知するためのカード挿入検知機構１４と、プリヘッド１０と、ＩＣチップセンサ９と、妨害磁界発生装置１６と、カード搬送路７におけるカード２の有無を検知するためのカード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄと、カードリーダ１を制御する制御部１７とを備えている。制御部１７は、上位装置３の制御部である上位制御部１８に接続されている（図４参照）。

カード挿入部５は、本体部６の前端に繋がっている。カード搬送路７は、図３に示すように、カード搬送路７の上面を構成する上ガイド部材１９と、カード搬送路７の下面を構成する下ガイド部材２０とを備えている。上ガイド部材１９および下ガイド部材２０は、絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。図１に示すように、磁気ヘッド２４およびＩＣ接点ブロック１２は、本体部６の内部に配置されている。磁気ヘッド２４は、磁気ヘッド２４のギャップ部がカード搬送路７に下側から臨むように配置されている。ＩＣ接点ブロック１２は、磁気ヘッド２４よりも奥側に配置されている。また、ＩＣ接点ブロック１２は、上側からカード搬送路７に臨むように配置されている。磁気ヘッド２４は、制御部１７に電気的に接続されている（図４参照）。なお、ＩＣ接点ブロック１２は、磁気ヘッド２４よりも手前（例えば、シャッタ部材１３に近い方から数えて２つ目の搬送ローラ２６と１つ目の搬送ローラ２６の間）に配置される構成であってもよい。

ＩＣ接点ブロック１２には、ＩＣ接点バネ１１がカード２の外部接続端子２ｂに接触可能な接触可能位置と、ＩＣ接点バネ１１がカード２の外部接続端子２ｂに接触しないように退避する（具体的には、上側へ退避する）退避位置との間でＩＣ接点ブロック１２を移動させる移動機構２１（図４参照）が連結されている。移動機構２１は、ソレノイド等の駆動源と、駆動源の動力をＩＣ接点ブロック１２に伝達するリンク機構等の動力伝達機構とを備えている。移動機構２１は、制御部１７に接続されている。具体的には、移動機構２１の駆動源が制御部１７に電気的に接続されている。ＩＣ接点バネ１１は、制御部１７に電気的に接続されている。制御部１７は、ＩＣ接点バネ１１に電流を供給する。移動機構２１としては、例えば、国際公開第２０１８／６１６８５号パンフレットに記載されている構造、国際公開第２０１６／１５８９４６号パンフレットに記載されている構造、又はカム溝を用いて移動させる構造等を用いることができる。

カード挿入検知機構１４は、挿入口４の奥側に配置されており、挿入口４に挿入されたカード２を検知する。カード挿入検知機構１４は、挿入口４に挿入されたカード２の幅（左右方向の幅）を検知することで、挿入口４にカード２が挿入されたことを検知する。このカード挿入検知機構１４は、図２に示すように、左右方向の両側のそれぞれに配置される２個のレバー部材２２と、２個のセンサ２３とを備えている。カード挿入検知機構１４は、カード挿入部５の前端側部分に配置されている。また、カード挿入検知機構１４は、制御部１７に電気的に接続されている。具体的には、２個のセンサ２３が制御部１７に電気的に接続されている。センサ２３は、互いに対向するように配置される発光部と受光部とを有する透過型の光学式センサである。このセンサ２３は、発光部と受光部とが前後方向で対向するようにカード搬送路７の上側に配置されている。なお、図１では、センサ２３の図示を省略している。

レバー部材２２は、前後方向から見たときの形状が略Ｌ形状となるように形成されており、左右方向におけるカード搬送路７の両端側のそれぞれに配置されるカード接触部２２ａと、カード接触部２２ａの上端から左右方向の内側へ伸びる遮光部２２ｂとから構成されている。このレバー部材２２は、カード接触部２２ａと遮光部２２ｂとの境界部分を回動の中心にするとともに前後方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように、カード挿入部５のフレームに回動可能に保持されている。遮光部２２ｂは、カード搬送路７の上側に配置されている。また、レバー部材２２は、カード接触部２２ａの下端側がカード搬送路７の中に配置されるように、図示を省略するバネ部材によって付勢されている。

挿入口４にカード２が挿入される前の待機時には、図２の実線で示すように、カード接触部２２ａの下端側がカード搬送路７の中に配置されており、２個の遮光部２２ｂのそれぞれは、センサ２３の発光部と受光部との間を遮っている。このときには、カード挿入検知機構１４は、オフ状態になっている。この状態で、短手方向の幅が所定の幅となっているカード２が挿入口４に挿入されると、図２の二点鎖線で示すように、カード２の左右の両端が２個のカード接触部２２ａの下端側のそれぞれに接触して、センサ２３の発光部と受光部との間から２個の遮光部２２ｂのそれぞれが外れるまで、２本のレバー部材２２が回動する。２個のセンサ２３の発光部と受光部との間から２個の遮光部２２ｂのそれぞれが外れると、カード挿入検知機構１４は、オン状態になる。

一方、挿入口４に挿入されたカード２の幅が所定の幅よりも狭くなっており、２個のセンサ２３のうちの少なくともいずれか一方のセンサ２３の発光部と受光部との間から遮光部２２ｂが外れない場合には、カード挿入検知機構１４は、オフ状態のままである。このように、カード挿入検知機構１４は、挿入口４に挿入されたカード２の左右方向の幅が所定の幅である場合にオフ状態からオン状態に切り替わることで、カード２を検知する。なお、挿入口４にカード２が挿入される前の待機時に、２個の遮光部２２ｂのそれぞれがセンサ２３の発光部と受光部との間から外れていることで、カード挿入検知機構１４がオフ状態になっていても良い。この場合には、所定の幅のカード２が挿入口４に挿入されて、センサ２３の発光部と受光部との間が２個の遮光部２２ｂのそれぞれに遮られると、カード挿入検知機構１４がオン状態になる。カード挿入検知機構１４の構成は、図２に示したものには限定されない。例えば、カード接触部２２ａがカードの幅方向の一方側のみに配置され、他方はカードの搬送路の側面となっていいてもよい。この場合は、カード接触部２２ａとカードの搬送路の側面との距離が（カードの幅より僅かに狭い）所定の幅に設定されていることで、カードが挿入されると、その挿入が検出されることになる。

シャッタ部材１３は、カード挿入部５と本体部６との境界部分、言い換えると、カード挿入部５の奥端側部分に配置されている。シャッタ部材１３には、シャッタ駆動機構２５（図４参照）が連結されている。シャッタ駆動機構２５は、ソレノイド等の駆動源と、駆動源の動力をシャッタ部材１３に伝達するリンク機構等の動力伝達機構とを備えている。シャッタ駆動機構２５は、制御部１７に接続されている。具体的には、シャッタ駆動機構２５の駆動源が制御部１７に電気的に接続されている。

シャッタ部材１３は、カード搬送路７を閉鎖する閉鎖位置（図３の二点鎖線で示す位置）とカード搬送路７から退避してカード搬送路７を開放する開放位置（図３の実線で示す位置）との間で移動可能となっている。

プリヘッド１０は、挿入口４から挿入されたカード２の磁気ストライプ２ａに、規格で決められた所望の磁気データが記録されているのか否かを検知するための磁気ヘッドである。プリヘッド１０は、カード挿入部５においてカード挿入検知機構１４とシャッタ部材１３の間に配置されており、挿入口４に挿入されたカード２の磁気ストライプ２ａが形成されるべき位置から磁気を検出する。プリヘッド１０は磁気検出部として機能する。プリヘッド１０は、左右方向において、本体部６内の磁気ヘッド２４とほぼ同じ位置に配置されている。図３に示すように、プリヘッド１０は、プリヘッド１０のギャップ部が挿入口４に挿入されたカード２に対し下側から臨むように配置されている。

ＩＣチップセンサ９は、挿入口４から挿入されたカード２にＩＣチップが搭載されているか否かを検知するためのセンサである。具体的には、ＩＣチップセンサ９は、挿入口４から挿入されたカード２の外部接続端子２ｂに含まれる金属を検出する金属センサである。ＩＣチップセンサ９は、カード挿入部５においてカード挿入検知機構１４とシャッタ部材１３の間に配置されており、挿入口４に挿入されたカード２の外部接続端子２ｂが形成されるべき位置から金属を検出する。ＩＣチップセンサ９は金属検出部として機能する。ＩＣチップセンサ９は、前後方向における位置がプリヘッド１０と同じであり、左右方向において、本体部６内のＩＣ接点ブロック１２とほぼ同じ位置に配置されている。図３に示すように、ＩＣチップセンサ９は、挿入口４に挿入されたカード２に対し上側から臨むように配置されている。

妨害磁界発生装置１６は、プリヘッド１０及びＩＣチップセンサ９とシャッタ部材１３との間に設けられている。妨害磁界発生装置１６は、カード挿入部５の近傍に妨害磁界を発生させる。図３に示すように、妨害磁界発生装置１６は、妨害磁界の発生源であるコイル１６ａを備える。妨害磁界発生装置１６は、コイル１６ａへの通電のオンオフを切り換えることにより、妨害磁界を発生または停止させる。妨害磁界発生装置１６は、カード２に記録される磁気情報に影響を及ぼさない程度の妨害磁界を発生させる。妨害磁界発生装置１６は、制御部１７に接続されている。具体的には、コイル１６ａが制御部１７に電気的に接続されている。

カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、本体部６の内部に配置されている。すなわち、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、カード挿入検知機構１４とプリヘッド１０とＩＣチップセンサ９よりも奥側に配置されている。また、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、それぞれ前後方向にずれた状態で配置されている。カード検知機構１５ａよりも奥側にカード検知機構１５ｂが配置され、カード検知機構１５ｂよりも奥側にカード検知機構１５ｃが配置され、カード検知機構１５ｃよりも奥側にカード検知機構１５ｄが配置されている。図４に示すように、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、制御部１７に電気的に接続されている。また、図３に示すように、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、それぞれ、互いに対向するように配置される発光部１５Ａと受光部１５Ｂとを有する透過型の光学式センサである。なお、図３では、カード検知機構１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについては図示を省略している。図３に示すように、発光部１５Ａと受光部１５Ｂとは、上下方向でカード搬送路７を挟んだ状態で配置されている。

発光部１５Ａと受光部１５Ｂとの間にカード２がない場合には、受光部１５Ｂは、発光部１５Ａからの光を受光している。このときには、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、オフ状態になっている。この状態で、発光部１５Ａと受光部１５Ｂとの間にカード２が入ると、発光部１５Ａから受光部１５Ｂに向かう光が遮られて、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがオン状態になる。このように、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、オフ状態からオン状態に切り替わることでカード２を検知する。

なお、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、反射型の光学式センサであっても良い。この場合には、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの発光部からの光を受光部が受光していない場合に、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがオフ状態になり、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの発光部から射出されカード２で反射された光を受光部が受光すると、カード検知機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがオン状態になる。

図３に示すように、カード搬送機構８は、カード２に接触してカード搬送路７でカード２を搬送する３つの搬送ローラ２６（図１参照。図３では最も手前側のもののみを図示）と、各搬送ローラ２６を駆動するモータ２８（図４参照）と、モータ２８の動力を各搬送ローラ２６に伝達する動力伝達機構（図示省略）とを備えている。各搬送ローラ２６は、本体部６の内部に配置されている。すなわち、搬送ローラ２６は、カード挿入検知機構１４よりも奥側に配置されている。モータ２８は具体的にはＤＣモータである。

図３に示すように、各搬送ローラ２６には、パッドローラ２９が対向配置されている。各搬送ローラ２６とパッドローラ２９とは上下方向で対向している。また、パッドローラ２９は、搬送ローラ２６に向かって付勢されており、カード２は、搬送ローラ２６とパッドローラ２９との間に挟まれた状態で搬送される。

モータ２８には、モータ２８の回転を検知するためのエンコーダ３０が取り付けられている（図４参照）。本形態では、モータ２８が停止している状態でも、搬送ローラ２６を回転させることが可能になっており、モータ２８が停止している状態で搬送ローラ２６が回転すると、エンコーダ３０でモータ２８の回転が検知される。すなわち、モータ２８が停止している状態で搬送ローラ２６が回転すると、エンコーダ３０で搬送ローラ２６の回転が検知される。モータ２８およびエンコーダ３０は、制御部１７に電気的に接続されている。

図４に示したカードリーダ１の制御部１７は、カードリーダ１の全体を統括制御するものであり、具体的には、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、ＲＡＭ（ＲａｍｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、を含む。各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｓｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。制御部１７は、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。

制御部１７は、モータ２８、シャッタ駆動機構２５、及び妨害磁界発生装置１６の各々を複数の駆動電力にて動作させる。具体的には、制御部１７は、モータ２８を、モータ２８に対して予め決められている最大駆動電力Ｍｖ（第一の駆動電力）にて動作させる高電力モードと、最大駆動電力Ｍｖよりも低い駆動電力ｍｖにて動作させる低電力モードとのいずれかにて動作させる。また、制御部１７は、シャッタ駆動機構２５を、その駆動源に対して予め決められている定格の最大駆動電力Ｓｖにて動作させる高電力モードと、最大駆動電力Ｓｖよりも低い駆動電力ｓｖにて動作させる低電力モードとのいずれかにて動作させる。さらに、制御部１７は、妨害磁界発生装置１６を、これに対して予め決められている最大駆動電力Ｃｖ（第二の駆動電力）にて動作させる高電力モードと、最大駆動電力Ｃｖより低い駆動電力ｃｖ（第三の駆動電力）にて動作させる低電力モードとのいずれかにて動作させる。

制御部１７は、モータ２８に供給する電圧をＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御とＰＷＭ制御を組み合わせて制御する。制御部１７は、モータ２８を高電力モードで動作させる場合には、ＰＷＭ制御におけるデューティー比を第一の値として、モータ２８の回転速度が目標速度となるまでモータ２８を加速させる。制御部１７は、モータ２８を低電力モードで動作させる場合には、ＰＷＭ制御におけるデューティー比を第一の値よりも低い第二の値として、モータ２８の回転速度が目標速度に維持されるよう、モータ２８を定速で回転させる。

制御部１７は、シャッタ駆動機構２５を高電力モードで動作させる場合には、シャッタ駆動機構２５の駆動源に供給可能な最大電圧を連続して供給する。制御部１７は、シャッタ駆動機構２５を低電力モードで動作させる場合には、シャッタ駆動機構２５の駆動源に供給する電圧をＰＷＭ（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。

制御部１７は、妨害磁界発生装置１６を高電力モードで動作させる場合には、妨害磁界発生装置１６のコイル１６ａに対し、供給可能な最大電圧を連続して供給する。制御部１７は、妨害磁界発生装置１６を低電力モードで動作させる場合には、妨害磁界発生装置１６のコイル１６ａに対し、上記最大電圧よりも低い電圧を連続して供給するか、または、上記最大電圧を間欠的に供給する。

（カードリーダの動作の具体例）
図５は、カードリーダ１の動作例を説明するためのタイミングチャートである。図５には、シャッタ駆動機構２５の動作状態、モータ２８の動作状態、及び妨害磁界発生装置１６の動作状態と、カードリーダ１の動作時の消費電力の推移とが示されている。

挿入口４にカード２が挿入され、カード挿入検知機構１４によりカード２が検知されると、図５に示す動作が開始される。カード挿入検知機構１４によりカード２が検知されるまでの間において、制御部１７は、妨害磁界発生装置１６を高電力モードにて動作させている。

まず、制御部１７は、時刻ｔ１にて、シャッタ駆動機構２５を高電力モードにて動作させる（図中の“フルパワー期間”）と共に、妨害磁界発生装置１６の動作モードを高電力モードから低電力モードに切替える（図中の“出力抑制期間”）。これにより、シャッタ部材１３は大きな駆動力にて開放位置へと移動する。妨害磁界発生装置１６の低電力モードは、図５の例では、コイル１６ａに供給する電圧を、高電力モードよりも下げるモードとしている。

時刻ｔ１から少し時間が経過した時刻ｔ２になると、制御部１７は、シャッタ駆動機構２５を低電力モードにて動作させる（図中の“ＰＷＭ駆動期間”）と共に、妨害磁界発生装置１６の動作モードを低電力モードから高電力モードに切替える。

時刻ｔ２の後の時刻ｔ３になると、制御部１７は、モータ２８を高電力モードで動作させて、モータ２８の回転速度を目標速度まで加速させる（図中の“加速期間”）と共に、妨害磁界発生装置１６の動作モードを高電力モードから低電力モードに切替える（図中の“出力抑制期間”）。

時刻ｔ３の後の時刻ｔ４において、モータ２８の回転速度が目標速度に到達すると、制御部１７は、モータ２８を低電力モードで動作させて、モータ２８の回転速度を目標速度に維持する（図中の“定速期間”）と共に、妨害磁界発生装置１６の動作モードを低電力モードから高電力モードに切替える。

（実施形態のカードリーダの効果）
図５におけるフルパワー期間は、シャッタ駆動機構２５が最大駆動電力で駆動される期間であり、カードリーダ１全体の消費電力が高くなる。カードリーダ１では、このフルパワー期間において、モータ２８は駆動されておらず、また、妨害磁界発生装置１６は低電力モードにて動作している。このため、このフルパワー期間における瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

また、図５における加速期間は、モータ２８が最大駆動電力で駆動される期間であり、カードリーダ１全体の消費電力が高くなる。カードリーダ１では、この加速期間において、シャッタ駆動機構２５は低電力モードで動作しており、また、妨害磁界発生装置１６は低電力モードにて動作している。このため、この加速期間における瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

また、カードリーダ１によれば、図５におけるフルパワー期間と加速期間以外の期間においては、妨害磁界発生装置１６が高電力モードにて動作する。このため、この期間においてセキュリティの最も高い妨害磁界を発生させることができ、防犯性能を高めることができる。また、この期間において、シャッタ駆動機構２５とモータ２８にて消費される電力は低くなっているため、防犯性能を高めながら消費電力の増大を抑制することができる。

（実施形態のカードリーダの変形例）
図６は、カードリーダ１の動作の変形例を説明するためのタイミングチャートである。図６に示すシャッタ駆動機構２５の動作状態は、図５と同一である。また、図６の時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作は図５と同じである。

時刻ｔ４においてモータ２８の回転速度が一定に制御される定速期間が開始された後、時刻ｔ５にてモータ２８の回転速度が閾値以下となり、目標速度よりも大幅に低下すると、回転速度を目標速度まで戻すために、制御部１７は、モータ２８のＰＷＭ制御のデューティー比を一時的に上げる制御を行う（図６中の“ＤｕｔｙＵＰ”）。

制御部１７は、時刻ｔ５にてデューティー比を上げる制御を行うと、妨害磁界発生装置１６の動作モードを高電力モードから低電力モードに切替える。そして、時刻ｔ６にてこの制御が終了して、モータ２８のＰＷＭ制御のデューティー比を元の値に戻すと、制御部１７は、妨害磁界発生装置１６の動作モードを低電力モードから高電力モードに切替える。なお、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間におけるモータ２８の駆動電力は、定速期間中の駆動電力よりは高く、且つ加速期間中の駆動電力以下に制御される。

図６に示す動作例によれば、カードジャムやカード掴み等によってモータ２８の回転速度が低下し、回転速度を目標速度に戻そうとしてモータ２８の駆動電力が高くなるような場合に、妨害磁界発生装置１６が低い駆動電力にて動作する。このため、カードジャムやカード掴み等の発生時における消費電力の増大を防ぐことができる。

（その他の変形例）
カードリーダ１において妨害磁界発生装置１６は必須ではない。または、制御部１７は、妨害磁界発生装置１６を高電力モードのみで動作させるよう制御してもよい。これらの構成であっても、モータ２８が高電力モードで動作する期間と、シャッタ駆動機構２５が高電力モードで動作する期間とは重複しないため、カードリーダ１全体の瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

カードリーダ１は、搬送ローラ２６をモータ２８により駆動することでカードを自動搬送するものとしているが、カード２を手動にて押し込むタイプのカードリーダであれば、モータ２８は必須ではない。この構成であっても、シャッタ駆動機構２５が高電力モードで動作する期間と、妨害磁界発生装置１６が高電力モードで動作する期間は重複しないため、カードリーダ１全体の瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

制御部１７は、図５に示す加速期間中は、妨害磁界発生装置１６を高電力モードで動作させてもよい。この場合でも、シャッタ駆動機構２５が高電力モードで動作する期間と、妨害磁界発生装置１６が高電力モードで動作する期間は重複しないため、カードリーダ１全体の瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

制御部１７は、図５に示すフルパワー期間中は、妨害磁界発生装置１６を高電力モードで動作させてもよい。この場合でも、モータ２８が高電力モードで動作する期間と、妨害磁界発生装置１６が高電力モードで動作する期間は重複しないため、カードリーダ１全体の瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

制御部１７は、図５に示すフルパワー期間と加速期間が一部重複するように制御してもよい。この場合でも、シャッタ駆動機構２５が高電力モードで動作する期間においては妨害磁界発生装置１６を低電力モードで動作させる制御を行うか、モータ２８が高電力モードで動作する期間においては妨害磁界発生装置１６を低電力モードで動作させる制御を行うか、またはその両方の制御を行うことで、カードリーダ１全体の瞬間的な消費電力の増大を抑制することができる。

ここまでは、カードリーダ１における消費電力が大きく且つ重複して動作する期間を有するユニットとして、シャッタ駆動機構２５と、モータ２８と、妨害磁界発生装置１６を例にした。しかし、このようなユニットとしては、例えば磁気ヘッド２４、ＩＣ接点ブロック１２、またはカードリーダ１に装着可能なその他のオプション（例えばカードロック機構）も考えられ、これらについても、ユニットの駆動電力が最大となる期間が重複しないよう各ユニットの動作を制御することで、瞬間的な消費電力の増大を防ぐことができる。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１）
カードに記録された情報を読み取るカードリーダであって、
重複して動作する期間を有する複数のユニットと、
前記複数のユニットの各々を、複数の駆動電力にて動作させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう前記複数のユニットを制御するカードリーダ。

（１）によれば、複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう複数のユニットが制御されるため、瞬間的な消費電力の増大を抑えることができる。

（２）
（１）記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、カードの挿入を検知した場合に動作するものであるカードリーダ。

（２）によれば、カードの挿入時に動作するユニットは消費電力が大きいため、最大消費電力の抑制効果を顕著に得ることができる。

（３）
（１）又は（２）記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、前記カードの搬送路を閉鎖するためのシャッタ部材を駆動するシャッタ駆動機構、前記カードを搬送するための搬送ローラを駆動するモータ、及び妨害磁界を発生する妨害磁界発生装置のうちの少なくとも２つであるカードリーダ。

（３）によれば、シャッタ駆動機構、搬送用のモータ、及び妨害磁界発生装置は消費電力が大きいため、最大消費電力の抑制効果を顕著に得ることができる。

（４）
（３）記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、前記シャッタ駆動機構と前記モータを含み、
前記制御部は、前記カードの挿入が検知された場合に、前記シャッタ駆動機構を最大駆動電力にて動作させた後に前記最大駆動電力よりも低い駆動電力にて動作させ、前記シャッタ駆動機構を前記最大駆動電力よりも低い前記駆動電力にて動作させている期間に、前記モータを第一の駆動電力にて目標速度まで加速させた後、当該第一の駆動電力よりも低い駆動電力にて前記モータを定速で回転させるカードリーダ。

（４）によれば、シャッタ部材を開放位置に移動させる初期の段階では高い駆動電力でシャッタ駆動機構が動作し、その後、シャッタ駆動機構は低い駆動電力で動作する。シャッタ駆動機構が低い駆動電力にて動作している期間に、モータの加速が行われ、その後、モータは定速で回転することになる。このように、シャッタ駆動機構の駆動電力が最大となる期間と、モータの駆動電力が最大となる期間とが重複しないよう制御されるため、カード挿入時における瞬間的な消費電力の増大を抑えることができる。

（５）
（４）記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、前記妨害磁界発生装置を更に含み、
前記制御部は、前記シャッタ駆動機構を最大駆動電力にて動作させている第一の期間と、前記モータを前記第一の駆動電力にて動作させている第二の期間との各々において、前記妨害磁界発生装置を第二の駆動電力にて動作させ、前記第一の期間と前記第二の期間以外の期間において前記妨害磁界発生装置を前記第二の駆動電力よりも大きい第三の駆動電力にて動作させるカードリーダ。

（５）によれば、第一の期間と第二の期間においては、妨害磁界発生装置の駆動電力が低く制御される。このため、カード挿入時における瞬間的な消費電力の増大を抑えることができる。また、第一の期間と第二の期間以外の期間においては、妨害磁界発生装置を高い駆動電力で動作させるため、防犯効果を高めることができる。

（６）
（５）記載のカードリーダであって、
前記制御部は、前記モータを前記第一の駆動電力よりも低い駆動電力で動作させている期間において、前記モータの回転速度が閾値以下となった場合には、前記妨害磁界発生装置を前記第二の駆動電力にて動作させるカードリーダ。

（６）によれば、カードジャムやカード掴み等によってモータの回転速度が低下し、回転速度を目標値に戻そうとしてモータの駆動電力が高くなるような場合に、妨害磁界発生装置が低い駆動電力にて動作する。このため、カードジャムやカード掴み等の発生時における消費電力の増大を防ぐことができる。

（７）
カードに記録された情報を読み取るカードリーダの制御方法であって、
前記カードリーダに搭載された、重複して動作する期間を有する複数のユニットの各々を、複数の駆動電力にて動作させる制御ステップを備え、
前記制御ステップでは、前記複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう前記複数のユニットを制御するカードリーダの制御方法。

１カードリーダ
２カード
１３シャッタ部材
１６妨害磁界発生装置
１７制御部
２５シャッタ駆動機構
２８モータ

Claims

カードに記録された情報を読み取るカードリーダであって、
重複して動作する期間を有する複数のユニットと、
前記複数のユニットの各々を、複数の駆動電力にて動作させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう前記複数のユニットを制御し、
前記複数のユニットは、前記カードの搬送路を閉鎖するためのシャッタ部材を駆動するシャッタ駆動機構、前記カードを搬送するための搬送ローラを駆動するモータ、及び妨害磁界を発生する妨害磁界発生装置のうちの少なくとも２つであるカードリーダ。
請求項１記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、カードの挿入を検知した場合に動作するものであるカードリーダ。
請求項１又は２記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、前記シャッタ駆動機構と前記モータを含み、
前記制御部は、前記カードの挿入が検知された場合に、前記シャッタ駆動機構を最大駆動電力にて動作させた後に前記最大駆動電力よりも低い駆動電力にて動作させ、前記シャッタ駆動機構を前記最大駆動電力よりも低い前記駆動電力にて動作させている期間に、前記モータを第一の駆動電力にて目標速度まで加速させた後、当該第一の駆動電力よりも低い駆動電力にて前記モータを定速で回転させるカードリーダ。
請求項３記載のカードリーダであって、
前記複数のユニットは、前記妨害磁界発生装置を更に含み、
前記制御部は、前記シャッタ駆動機構を最大駆動電力にて動作させている第一の期間と、前記モータを前記第一の駆動電力にて動作させている第二の期間との各々において、前記妨害磁界発生装置を第二の駆動電力にて動作させ、前記第一の期間と前記第二の期間以外の期間において前記妨害磁界発生装置を前記第二の駆動電力よりも大きい第三の駆動電力にて動作させるカードリーダ。
請求項４記載のカードリーダであって、
前記制御部は、前記モータを前記第一の駆動電力よりも低い駆動電力で動作させている期間において、前記モータの回転速度が閾値以下となった場合には、前記妨害磁界発生装置を前記第二の駆動電力にて動作させるカードリーダ。
カードに記録された情報を読み取るカードリーダの制御方法であって、
前記カードリーダに搭載された、重複して動作する期間を有する複数のユニットの各々を、複数の駆動電力にて動作させる制御ステップを備え、
前記制御ステップでは、前記複数のユニットの各々の駆動電力が最大となる期間が重複しないよう前記複数のユニットを制御し、
前記複数のユニットは、前記カードの搬送路を閉鎖するためのシャッタ部材を駆動するシャッタ駆動機構、前記カードを搬送するための搬送ローラを駆動するモータ、及び妨害磁界を発生する妨害磁界発生装置のうちの少なくとも２つであるカードリーダの制御方法。