JPH02276067A

JPH02276067A - 磁気カードおよびカードリーダ・ライタ

Info

Publication number: JPH02276067A
Application number: JP9675889A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kamio; 神尾　博
Original assignee: Tokyo Magnetic Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Infomedia Co Ltd
Priority date: 1989-04-17
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1990-11-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、磁気カードおよびカードリーダ・ライタに関
するものである。

従来の技術磁気記録媒体への磁気記録は、媒体を定速度走行させな
がら行なうのが一般的であり、従って、従来の磁気カー
ドリード・ライタにおいても、磁気カードを定速度走行
させ、データを記録再生させているのが一般的である。

このためには、磁気カードの走行速度は、±３％以内の
精度が要求されており、その関係上、磁気カードを走行
させるための駆動源として、定回転制御されたモータが
必要とされていた。さらに、その精度を確保するには、
供給電圧、周波数も±１０％程度の安定した電力が必要
とされている。

一方、磁気カードシステムとしては、セキュリティ機能
が要求されてきており、従来のセキュリティ方式は、カ
ード基体に設ける磁気記録媒体を多層構成にしたり、特
殊な磁性材料を使用したりするものであった。

発明が解決しようとする課題しかしながら、従来のカードリード・ライタにおける如
く、磁気カードの定速度走行のために、定回転制御され
たモータを使用しなければならないのでは、どうしても
システムの価格が高くならざるを得なかった。また、最
近の電力事情においては、供給される電力が必ずしも安
定でなく、その供給電圧、周波数の変動が±１０％程度
の範囲を越えてしまうことがあり、精度のよい定速度走
行を行なわせることが難しく、定速度走行では精度のよ
い磁気カードシステムを構成することが難しかった。

また、前述したような従来の磁気カードのセキュリティ
方式では、カード単体のコストが極めて高いものとなり
、用途によってはシステム構成上不都合な場合があった
。

本発明の目的は、前述したような従来の問題点を解消し
つる磁気カードおよびカードリーダ・ライタを提供する
ことである。

課題を解決するための手段本発明によれば、基体に磁気記録層を設けた磁気カード
において、前記磁気記録層には、予めクロック信号を記
録したクロックトラックと、該クロックトラックに記録
された前記クロック信号に同期させてデータを記録する
ためのデータトラックとを設け、前記磁気記録層の前記
クロックトラックおよびデータトラックとは別の複数の
個所に、着磁方向を変えた磁化部分をカードの真偽判別
用として設ける。

また、本発明によれば、前述したような型の磁気カード
のためのカードリーダ・ライタにおいて、前記データト
ラックに記録されたデータを読み取るためのデータ読取
り手段と、前記クロックトラックに記録されたクロック
信号を検出するためのクロック信号検出手段と、前記磁
化部分の着磁方向を検出してカードの真偽を判別するた
めのカード真偽判別手段と、前記クロック信号検出手段
によって検出されたクロック信号と同期させてデータを
作成して前記データトラックに記録させるた狛のデータ
記録手段とを備える。

実施例次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について本
発明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明による一実施例としての磁気カードの
平面を模式的に示す図であり、第２図は、第１図の磁気
カードの側面図である。これら第１図および第２図に示
されるように、この実施例の磁気カード１０は、ＰＶＣ
，ＰＥＴの如き材料で形成された基体１１の表面に、磁
気記録層１２が形成されている。この磁気記録層１２は
、例えば、保磁力２７５００ｅ、厚み約１０μの磁気記
録媒体とされている。なお、この磁気記録層１２は、基
体１１の表面の全面に形成する必要はかならずしもない
が、生産工程を単純にするには、全面に形成する方がよ
い。

第１図に示されるように、磁気記録層１２には、予めク
ロック信号を記録するクロックトラック１３と、このク
ロックトラック１３に記録されたクロック信号に同期さ
せてデータを記録するためのデータトラック１４とが設
けられている。クロックトラック１３は、カード走行状
態を検出する目的のためのものであり、カードを発行す
る前にエンコードしておく必要がある。本実施例では、
４２０ＰＣＩ　　（１６，７ＦＣ／ｍ＋ｎ）のデジタル
信号をエンコードしておく。また、データトラック１４
は、カード発行者がしかるべく情報を記録し、また、カ
ード使用時にデータを書き替える情報トラックである。

この情報トラック１４には、ＰＭまたはＦＭ変調にてデ
ータを記録することが望ましく、本実施例では、ＦＭ方
式を採用している。

なお、クロックトラック１３の信号密度が４２０ＦＣＩ
のため、データトラック１４の記録密度は、必然的に２
１０ＢＰＩとなる。よって、カード全長に渡ってデータ
をエンコードすると、７００ビツトの記録情報量となる
。

本発明によれば、磁気記録層１２には、クロックトラッ
ク１３およびデータトラック１４とは別の複数の個所に
、この実施例では４箇所に、着磁方向を変えた磁化部分
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ。

１５Ｄをカードの真偽判別用として設けている。

各磁化部分における矢印の方向は、磁束の方向を示して
おり、磁化部分１５Ａと磁化部分１５Ｃは、Ｓ極、磁化
部分１５Ｂと磁化部分１５Ｄは、Ｎ極を示している。こ
れら磁化部分の極性の組合せにより、セキュリティ機能
を持たせることができる。

本実施例では、４つの極の組合せを採用したので、２’
＝１６通りのセキュリティコードを作成することができ
る。このセキュリティコードをカードの種別コードにし
たり、またこのコードをデータトラック１４に記録する
こと等によって、セキュリティ性を高めることができる
。このようなＮ１Ｓ極の読み取りは、カードが走行中で
も停止中でも可能であるが、この実施例では、後述する
ように、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を使用して停止中に
読み取るようにしている。

次に、このような磁気カードの読取り、書込みを行なう
ためのカードリーグ・ライタの実施例について説明する
。

第３図は、そのカードリーグ・ライタの構成を平面的に
概略的に示す図であり、第４図は、そのカードリーグ・
ライタの構成を側面的に概略的に示す図である。これら
第３図および第４図によく示されるように、この実施例
のカードリーグ・ライタは、カードの引き込みおよび排
出を行なうための駆動ローラ２１とピンチローラ２２と
の対を備えている。しかし、これらローラ対は、必ずし
も設ける必要はなく、カードの挿入、引き出しは、手で
行なうものとしてもよい。さらに、カードリーグ・ライ
タには、第３図に示されるように、カード引き込み、排
出を案内するために磁気カード１０の巾方向を規制する
ガイド面２３が両側に設けられており、また、奥には、
カードが所定位置にて停止するようにする基準面２４が
設けられている。さらにまた、このカードリーグ・ライ
タには、２トラツク用の第１の磁気ヘッド２５と、１ト
ラツク用の第２の磁気ヘッド２６と、４個の磁気抵抗素
子２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃおよび２７Ｄとが設けられて
いる。

第１の磁気ヘッド２７は、クロックトラック１３に記録
されたクロック信号を読み取るための専用ヘッド２５Ａ
と、データトラック１４にデータを書き込むための専用
ヘッド２５Ｂとを備えている。第２の磁気ヘッド２６は
、データトラック１４に記録されたデータを読み取るた
めの専用ヘッドである。また、磁気抵抗素子２７Ａ、２
７Ｂ。

２７Ｃおよび２７Ｄは、磁気カード１０の磁化部分１５
Ａ〜１５Ｄによるセキュリティコードを読み取るための
もので、磁気カード１０がその先端を基準面２４に接し
て停止しているときに、その磁気カード１０の各対応す
る磁化部分１５Ａ〜１５Ｂに対向するような位置にそれ
ぞれ配置されている。

第４図に概略的に示されるように、第１の磁気ヘッド２
５の書込み専用ヘッド２５Ｂには、差動増幅器３８と、
ＦＭ変調器３７とが関連付けられている。ＦＭ変調器３
７は、後述するように、データ入力端子３０から入力さ
れるデータをピーク検出器３６からのクロック信号と同
期して変調して差動増幅器３８の一方の入力に与える。

差動増幅器３８の他方の人力には、リード／ライト信号
入力端子３２から人力されるライト信号が人力されて、
これにより、差動増幅器３８の出力から増幅された変調
データ信号が書込み専用ヘッド２５Ｂへ加えられて、デ
ータトラック１４へのデータの再書込みが行われる。ま
た、第１の磁気ヘッド２５のクロック信号の読取り専用
ヘッド２５Ａには、増幅器３５およびピーク検出器３６
が関連付けられている。読取り専用ヘッド２５Ａにより
磁気カード１０のクロックトラック１３より検出された
クロック信号は、増幅器３５にて増幅された後、ピーク
検出器３６にて成形されたクロックパルスとされて、ク
ロック端子２９へ出力されてコンピュータへと送られる
ととともに、ＦＭ変調器３７にも人力される。さらにま
た、第２の磁気ヘッド２６には、増幅器３３およびＦＭ
復調器３４とが関連付けられている。第２の磁気ヘッド
２６により磁気カード１０のデータトラック１４から読
み取られたデータ信号は、増幅器３３にて増幅された後
、ＦＭ復調器３４にて復調されて、クロックとデータと
に分離され、クロ・ンクは、クロック端子３１Ａを通し
て、データは、データ端子３１Ｂを通して、それぞれコ
ンピュータへ送られる。また、磁気抵抗素子２７　Ａ、
２７　Ｂ、２７Ｃおよび２７Ｄによって読み取られた磁
気カード１０の各対応する磁化部分１５Ａ、１５Ｂ１１
５Ｃおよび１５Ｄの極性を表す信号は、Ｎ極として検出
された場合を、“１′”、Ｓ極として検出された場合を
、“０”としてセキュリティコード出力端子２８へ出力
され、この出力がセキュリティコードとなる。第１図に
示した磁気カード１０の磁化部分の配列では、セキュリ
ティコードは、ｒｏ　１０１Ｊとなる。

次に、第３図および第４図に関して説明したようなカー
ドリーグ・ライタの全体の動作について説明する。

第６図は、カードリーグ・ライタの全体の動作を説明す
るためのフローチャートであり、このフローチャートに
基づいて、順に動作を説明していく。先ず、磁気カード
１０を本カードリーダ・うイタへ挿入すると、第６図の
フローチャートのステップ１０１にて示すように、磁気
カード１０は、駆動ローラ２１およびピンチローラ２２
の作用により、磁気カード１０は、第４図に矢印Ｐで示
すように、カードリード・ライタ内へ自動的に引き込ま
れる。このとき、ステップ１０２にて示すように、磁気
カード１０のデータトラック１４からのデータを読み取
る動作となる。第７図（Ａ）は、そのときの磁気カード
１０の引き込み走行速度Ｖの変化を示している。本発明
では、読取り、書込み時に安定したカード速度を必要と
しないようにしたことに特徴があり、本カードリーダ・
ライタでは、定速度制御を行っていない。従って、第７
図（Ａ）に示すように、カード引き込み速度は、当然変
化することとなる。第７図（Ｂ）は、このときに磁気カ
ード１０のデータトラック１４からのデータの読み取り
を行なう第２の磁気ヘッド２６の出力例を示している。

この場合の磁気ヘッド２６の出力のレベルは、当然、第
７図（Ａ）に示すカードの引き込み速度の変化に比例し
て変化する。つまり、力一ド速度が速くなれば、出力レ
ベルはアップし、周期は狭まることになる。第７図（Ｃ
）は、第２の磁気ヘッド２６の出力を、波形整形した状
態を示している。この第７図（Ｃ）の波形より周期が狭
まっていることが理解できる。第７図（Ｄ）および（Ｂ
）は、データトラックに書き込まれていた情報を最終的
にＦＭ復調器３４にてクロックとデータとに分離して出
力した状態を示しており、第７図（Ｄ）は、クロックを
示し、第７図（Ｅ）は、データを示している。これらク
ロックおよびデータは、クロック端子３１Ａおよびデー
タ端子３１Ｂをそれぞれ通して、コンピュータ（図示し
ていない）へ入力されて、データの解読が行われる。

次に、磁気カード１０が引き込まれて、先端を基準面２
４に突き合わせた状態にて、磁気カード１０が停止して
、ステップ１０３にて示すようにセキュリティコードの
読み取りが行われる。第３図に示すように、セキュリテ
ィコードを記録した磁化部分１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃお
よび１５Ｄの中心は、カード先端から距離１の位置にあ
り、方、カードリーダ・ライタにおける磁気抵抗素子２
７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃおよび２７Ｄは、基準面２４から
距離１の位置にあるので、各磁気抵抗素子２７Ａ、２７
Ｂ、２７Ｃおよび２７Ｄは、その停止した磁気カード１
０の各対応する磁化部分１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃおよび
１５Ｄにそれぞれ対向するようになっている。第５図は
、代表的に磁気抵抗素子２７Ａに関連した検出回路の構
成例を詳細に示す図である。第５図に示すような状態に
おいては、磁気抵抗素子２７Ａが磁気カード１０の磁化
部分１５Ａに対向しており、当然、その磁化部分１５Ａ
のＮ極、Ｓ極より発生している磁束が磁気抵抗素子２７
Ａを通過することにより、その磁気抵抗素子２７Ａの抵
抗は変化することになる。この変化は、第５図の検出回
路における抵抗Ｒ３とコンパレータ２８Ａにて比較する
ことにより、その磁化部分がＮ極であるかＳ極であるか
判別できる。このような磁化部分のＮ極、Ｓ極の判別結
果を出力２８によりコード化し、コンピュータによって
判読することにより容易にセキュリティ性を確保できる
。このようにして、ステップ１０３にて読み取った磁気
カード１０のセキュリティコードを、ステップ１０４に
て合否判断する。

そして、その合否判断の結果その磁気カードが真のもの
であると判明した後、ステップ１０５にて、電話通話の
ための動作処理や乗車券の販売のための動作処理等を行
えるようにする。

前述の動作処理が済み次第、ステップ１０６に示すよう
に、磁気カード１０をカードリーグ・ライタから排出さ
せるのであるが、この場合においては、駆動ローラ２１
およびピンチローラ２２にて、カード引き込み方向と反
対に、第４図において矢印Ｔで示す方向へ磁気カード１
０を移動させる。第８図（八）は、このようなカード排
出の際のカードの走行速度の変化を示している。このカ
ード排出の際に、動作処理の内容に応じてデータトラッ
クに記録されたデータの書き替えを行なう。

例えば、データトラック１４に記録された金額を、通話
に要した金額を減額した値に書き替える。このようなデ
ータの書き替えのために、カードの排出移動時に、第６
図のステップ１０７にて示すように、第１の磁気ヘッド
２５の読取り専用ヘッド２５Ａにて、磁気カード１０の
クロックトラック１３に記録されているクロック信号を
検出する。

第８図（Ｂ）は、この場合のヘッド２５Ａの出力を示し
ている。ヘッド２５Ａのこの出力は、ピーク検出器３６
によって、第８図（Ｃ）に示すような読取りクロック信
号とされる。すなわち、クロックトラック１３には、一
定の周期（本実施例では、４２０ＦＣＩ＝１６．７ＦＣ
／ｍｍ）でクロック信号が記録されているが、ヘッド２
５Ａにて読み取られるクロック信号は、第８図（Ａ）で
示すカード排出走行速度に比例した出力レベル、周期と
なる。この第８図（Ｃ）に示した検出クロック信号は、
クロック端子２９に出力されると共に、ＦＭ変調器３７
に供給される。クロック端子２９に出力された検出クロ
ック信号は、コンピュータ（図示していない）に接続さ
れ、そのコンピュータ内で作成されたデータは、そのク
ロック信号と同期して、第８図（Ｄ）に示すように、書
き替え用の入力データとしてデータ端子３０に人力され
る。このようにデータ端子３０に入力された入力データ
は、ＦＭ変調器３７にてＦＭ変調された後、書込み専用
ヘッド２５Ｂにて、磁気カード１０のデータトラック１
４に記録され、データトラック１４のデータの書き替え
を完了する。第８図（Ｃ）で示すクロック信号と第８図
（Ｄ）で示すデータの位相が確保されるということは、
クロック信号の周期が変動したとしても、磁気カード１
０の上のデータトラック１４には、タロツク信号に記録
されている周期の１／２の記録密度でデータが記録され
ることになる。例えば、本実施例では、クロック信号は
、４２０ＰＣＩで記録されているため、データの記録密
度は、２１０８ＰＩとなる。なお、第８図（Ｂ）は、単
に、第８図（Ｄ）で示すデータ端子３０の入力データを
ＦＭ変調したパターンを示し、このパターンが磁気カー
ドに記録されることになる。

次に、第６図のステップ１０８にて示すように、このよ
うにして書き替えられたデータが正しく記録されたか否
かのチエツクが行われる。このようなチエツクは、ステ
ップ１０７とほとんど同時に行われるもので、カード排
出移動時に、データ書き替えの行われたデータトラック
１４を、その直後にすぐ第２の磁気ヘッド２６にて読み
取ることによって行われる。この読取り動作は、前述し
たデータトラックからのデータの読取りと同様であるの
で繰り返し説明しない。データトラック１４から読み取
った書き替えデータを、第６図においてステップ１０９
で示すように、合否判定し、正しければ、その磁気カー
ドをカードリーダ・ライタから排出しきってしまい、も
し、正しくないことが判明したならば、ステップ１１０
にて、再び磁気カード１０を引き込みして、再度データ
の書き替え動作を行わせる。

発明の効果前述したように、本発明によれば、特別なカード定速度
制御を必要としないために、供給電力が不安定でまた電
力量が不足気味の不安定な最近の電力事情においても、
精度よく使用可能な磁気カードシステムを提供すること
ができる。また、特別な磁性材料構成を施すことなく、
セキュリティ機能を与えているので、磁気カードのコス
トアップ等の問題を起こすこさなく非常に安全でカード
の不正使用を防止できるような磁気カードシステムを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による一実施例としての磁気カードの
平面を模式的に示す図、第２図は、第１図の磁気カード
の側面図、第３図は、第１図および第２図の磁気カード
のためのカードリーダ・ライタの構成を平面的に概略的
に示す図、第４図は、そのカードリーダ・ライタの構成
を側面的に概略的に示す図、第５図は、第３図および第
４図に示したカードリード・ライタに使用する磁気抵抗
素子のうちの代表的な磁気抵抗素子に関連した検出回路
の構成例を詳細に示す図、第６図は、第３図および第４
図のカードリーダ・ライタの全体の動作を説明するため
のフローチャート、第７図は、第３図および第４図のカ
ードリード・ライタによるデータの読取り動作を説明す
るための図、第８図は、第３図および第４図のカードリ
ード・ライタによるデータの書込み動作を説明するため
の図である。１０・・・・磁気カード、１１・・・・基体、１２・・
・・磁気記録層、１３・・・・クロックトラック、１４
・・・・データトラック、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ１１５Ｃ・・・・磁化部分、２
１・・・・駆動ローラ、２３・・・・ガイド面、２４・
・・・基準面２４．２５・・・・第１の磁気ヘッド、２
５Ａ・・・・読取り専用ヘッド、２５Ｂ・・・・書込み専用ヘッド、２６・・・・第２の磁気ヘッド、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ，２７Ｄ・・・・磁気抵抗素子
、２８・・・・セキュリティコード出力、２９・・・・
クロック端子、３０・・・・データ入力端子、３１Ａ・
・・・クロック端子、３１Ｂ・・・・データ端子、３２
・・・・リード／ライト信号入力端子、３４・・・・Ｆ
Ｍ復調器、３６・・・・ピーク検出器、３７・・・・Ｆ
Ｍ変調器。絶６図ヲータより排出

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体に磁気記録層を設けた磁気カードにおいて、
前記磁気記録層には、予めクロック信号を記録したクロ
ックトラックと、該クロックトラックに記録された前記
クロック信号に同期させてデータを記録するためのデー
タトラックとが設けられており、前記磁気記録層の前記
クロックトラックおよびデータトラックとは別の複数の
個所に、着磁方向を変えた磁化部分をカードの真偽判別
用として設けたことを特徴とする磁気カード。
（２）基体上の磁気記録層に、予めクロック信号を記録
したクロックトラックと、該クロックトラックに記録さ
れた前記クロック信号に同期させてデータを記録するた
めのデータトラックとが設けられており、前記磁気記録
層の前記クロックトラックおよびデータトラックとは別
の複数の個所に、着磁方向を変えた磁化部分をカードの
真偽判別用として設けた磁気カードのためのカードリー
ダ・ライタにおいて、前記データトラックに記録された
データを読み取るためのデータ読取り手段と、前記クロ
ックトラックに記録されたクロック信号を検出するため
のクロック信号検出手段と、前記磁化部分の着磁方向を
検出してカードの真偽を判別するためのカード真偽判別
手段と、前記クロック信号検出手段によって検出された
クロック信号と同期させてデータを作成して前記データ
トラックに記録させるためのデータ記録手段とを備える
ことを特徴とするカードリーダ・ライタ。