JPWO2003044731A1 - Icカードリーダ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICカードリーダに関する。さらに詳述すると、本発明は、ICカードをユーザ自ら挿入してデータ通信位置まで送り込みあるいは自動的にデータ通信位置まで移動させてからデータ通信を行うように構成されたICカードリーダの構造の改良に関する。
技術用語
本明細書において、「カード挿入方向」とは、ICカードリーダ手前側のカード挿入口から挿入されたICカードがカードリーダ奥側のデータ通信位置へ搬送される際の搬送方向をいう。また、「カード戻り方向」とはこのカード挿入方向とは逆の方向、すなわちICカードがデータ通信位置からカード挿入口へと戻る際の搬送方向をいう。この場合の「戻り」とは、ICカードが手動により又は自動的にデータ通信位置からカード挿入口側へと搬送されることをいう。また「データ通信位置」とは、IC接点ブロックのIC接点ばねをICカードのコンタクト端子パターンに接触させてデータ通信を行う際におけるICカードの一定の停止位置のことであり、以下、本明細書では「カード停止位置」という。上記のカード挿入方向とカード戻り方向とを併せて「カード搬送方向」という。
背景技術
ICカードリーダとして、ICカードの挿入を手動で行うと共に、この挿入時の力を利用してIC接点ブロックを移動させIC接点ばねをICカードのコンタクト端子パターンに接触させるようにした手動式のICカードリーダが利用されている。
例えばFig.21及びFig.22に示す手動式ICカードリーダでは、IC接点ブロック101が、アーム102,103によってカード走行路104を走行するICカード105に対し接近離反可能に支持されると共に、戻しばね106によってカード戻り方向に付勢されている。このIC接点ブロック101にはICカード105の先端が当接する受圧部108が形成されている。したがって、手動式ICカードリーダにICカード105を挿入すると、ICカード105が受圧部108に当たった後、IC接点ブロック101がICカード105と共に移動しながら徐々にこのICカード105に接近し、IC接点ばね107をICカード105のコンタクト端子パターン112に接触させる。この場合、受圧部108に当接したICカード105のIC接点ブロック101に対する相対位置が一定となることから、IC接点ブロック101のIC接点ばね107はコンタクト端子パターン112上の所定の接触位置に正確に接触する。また、IC接点ばね107は弾性変形してICカード105の表面を押圧する。押圧されたICカード105は、ICカードリーダのフレームに形成されたカード受け部材のカード受け面109によって裏面側を受け支えられる。なお、図中の符号111は異物排出口を表す。
しかしながら、上述の手動式ICカードリーダにおいては、ICカード105を挿入するのに従いICカード105に作用する摩擦抵抗が増加するという問題がある。すなわち、ICカード105の挿入動作によりIC接点ブロック101を下降させると、IC接点ブロック101が下降するのに伴いICカード105の表面を押さえ付ける力が徐々に増し、ICカード105の裏面とカード受け面109との間に生じる摩擦力が増加して抵抗が増してしまう。
例えば、Fig.8に示す従来のカードリーダにおけるカード操作力の変動例のように、IC接点ばね107付近までのICカード105の挿入負荷が僅かだとしても(例えばICカードと磁気カードの兼用機の場合、挿入負荷は磁気ヘッド110のパッド圧より僅かに大きい程度)、IC接点ブロック101のIC接点ばね107がICカード105に接触する接触開始点a以降、IC接点ブロック101が下がるのに伴いICカード105はカード受け面109に徐々に強く押し付けられる。この場合、図示するように摩擦力が急増してカード挿入の際の操作感が悪化していた。
また、カード挿入途中で挿入負荷の増加を感じ取ったユーザがカード挿入完了と勘違いし、ICカード105の挿入を途中で止めてしまうと、ICカード105のコンタクト端子パターン112とIC接点ばね107との良好な接触が得られないばかりでなく、IC接点ばね107がコンタクト端子パターン112上の適切位置に接触することができず、誤作動の原因となる虞もあった。
本発明は、カード挿入動作の途中で挿入負荷が急増するのを抑えたICカードリーダを提供することを目的とする。
発明の開示
かかる目的を達成するため、本発明は、フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるICカードの挿入動作に伴いIC接点ブロックをカード走行路に接近させてIC接点ばねをICカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、IC接点ばねが接触したICカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるICカードリーダにおいて、カード走行路を挟んでIC接点ブロックと対向するカード受け部材はその全体またはその一部がICカードの挿入動作時と戻り動作時にこのICカードと共にカード搬送方向に移動し、少なくともIC接点ばねがICカード表面に接触している時にこのICカードを裏面側から受け支えることを特徴としている。
従来のICカードリーダにおいては、IC接点ばねが押し付けられたICカードの裏面側を例えばフレームに形成された固定的なカード受け面等のカード受け部材によって受け支えていたが、本発明ではカード搬送方向に移動可能であってICカードと共に移動するカード受け部材が設けられ、このカード受け部材がICカード裏面を受け支えながらこのICカードと共に移動するためICカード裏面とカード受け部材との間で摩擦は生じない。このため、カード挿入動作の途中でICカードにIC接点ばねが押し付けられても挿入負荷が急増することがない。したがって、例えば手動式であればユーザにとってのカード操作感が向上する。また、カード挿入途中でユーザが動作を中断してしまうのを防止することもできる。
このカード受け部材は、その全体またはその一部がICカードの挿入動作に伴い該ICカードの裏面に接近し、ICカードの戻り動作に伴いICカードの裏面から遠ざかるように設けられていることが好ましい。こうした場合、ICカードの挿入時のみこのカード受け部材を接近させてカード裏面を受け支えることができる。また、ICカードに対し同様に接近離反するIC接点ブロックとこのカード受け部材とにより、ICカードを表面側と裏面側とからほぼ同時に挟み込むようにしてカード裏面を受け支えつつIC接点ばねをコンタクト端子パターンに接触させることができる。
この場合、IC接点ブロックにはICカードの先端が当接する受圧部とカード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、かつカード受け部材の受圧部はIC接点ブロックの押圧部からカード挿入方向へ離れた位置に配置されていることが好ましい。こうした場合、IC接点ブロックの移動開始とカード受け部材の移動開始のタイミングに時間差が生じ、カード挿入負荷が段階的に緩やかに増加するようになる。このため、例えば手動式であれば挿入負荷が急増することがなくなりユーザが感じるカード操作感が向上する。また、カード挿入負荷が緩やかに変化するため磁気リードエラーが生じる確率が低下し、さらに挿入負荷増加を挿入完了と勘違いするということがなくなる。
また、カード受け部材の受圧部は、カード停止位置の近傍に設けられていることが好ましい。こうした場合、カード挿入完了直前にカード受け部材がカード受け状態となることから、例えば手動式であればユーザは挿入負荷が増加するのを感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。なお、この「カード受け状態」とは、カード停止位置まで搬送されたICカードを裏面側から受け支えているときのカード受け部材の状態またはその姿勢をいう。
また、カード受け部材はフレーム上の支点を中心に回転可能に設けられると共に、IC接点ブロックは、その押圧部のうちカード受け部材の受圧部と当接する部分の少なくとも一部が、カード受け部材の受圧部が乗り上げることができ、ICカードがカード停止位置で停止したときカード受け部材からIC接点ブロックへ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面とされていることが好ましい。この場合、IC接点圧および戻しばねの弾性力がカード受け部材に及ぼす力、具体的にはカード受け部材を原位置に戻そうとするモーメントは、IC接点ブロックに伝達される際にカード搬送方向への分力が生じないようにされ、IC接点ブロックを押し戻す力として作用しない。したがって、IC接点ブロックはICカードをカード停止位置で停止させた状態のまま留まることができ、完全に挿入されたICカードをこのカード停止位置に保持し続けることが可能となる。
この場合、IC接点ブロックの押圧部には傾斜面と水平面とからなりカード受け部材の受圧部をガイドするカム面が形成されていると共に、このカード受け部材の受圧部にはカム面に当接してガイドされるフォロワが形成されていることが好ましい。カード受け部材は、傾斜面のくさび作用によってカード受け状態となるまで回転し、カード停止位置まで挿入されたICカードを裏面側から受け支える。
また、フォロワのカム面に当接する部分は曲面とされていることが好ましい。曲面とされた当接面はカード受け部材の受圧面との接触面積をより少なくすると共に摺動時に受ける抵抗を軽減させる。このため、IC接点ブロックは、カム面のくさび作用によってカード受け部材をより軽快に回転させることができる。
この場合、フォロワはローラによって構成されていることが好ましい。ローラによって構成されたフォロワはカム面との間の滑り抵抗を軽減させ、カード受け部材を更に軽快に回転させることを可能とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
Fig.1〜Fig.5に本発明の第1の実施形態を示す。本実施形態のICカードリーダ1は手動式であり、カード挿入口3からカード停止位置6まで挿入されるICカード5の挿入動作に伴いIC接点ブロック12をカード走行路14に接近させてIC接点ばね11をICカード5の表面のコンタクト端子パターン22に接触させる。またICカードリーダ1は、IC接点ばね11が接触したICカード5を裏面側から受け支え、ICカード5の挿入時と引抜き時にこのICカード5と共に移動するようにカード搬送方向に移動可能なカード受け部材13を備えている。ここでいうカード停止位置6は、カード走行路14の最も奥側においてICカード5に対しデータ通信が行われる際の当該ICカード5の停止位置のことをいい、ICカード5がこのカード停止位置6に停止したときIC接点ばね11がコンタクト端子パターン22上の所定位置に正確に接触するように設定されている。
また、ICカードリーダ1はカード挿入口3を形成するフレーム2のカード戻り方向側にカード挿入・引抜き用の凹部4を備えている。この場合における凹部4とは、ICカード5を指に保持したままICカード5の挿入・引抜きをすることができるようフレーム2に設けられたカード戻り方向に凹んだ凹状部分をいう(Fig.5参照)。凹部4を備えた本実施形態のICカードリーダ1においては、ユーザがカード両面を指で挟んだ状態であるいはカード縁を指で押し込むようにしてICカード5を奥まで挿入することができ、かつカード挿入口3から一部が飛び出たICカード5を摘んで引抜くことが可能となっている。なお、凹部4の形状は本実施形態で示したものに限らず、ICカード5の挿入・引抜きを可能あるいは容易にするものであればどのような形状でもよい。この凹部4の両側にはカード挿入時におけるICカード5の走行ガイドとなるガイド部9が設けられている(Fig.5参照)。ガイド部9はICカード5の側部を案内する溝によって形成されており、挿入されたICカード5が撓んでいてもこれを矯正しながら挿入することを可能としている。また、カード走行路14のうち凹部4の奥側の細い口がカード挿入口3となっている。
また、本実施形態のICカードリーダ1は、ICカード5が磁気ストライプを備えたカードである場合に当該磁気ストライプに記録された磁気データを読み取ることのできる磁気ヘッド21を備えている。本実施形態の磁気ヘッド21はカード情報を読み取ると同時にICカード5の挿入を検出する役割も担っているが、代わりにレバー方式が採用され揺動可能とされたフロントセンサー等によってカード挿入検出を行うようにしてもよい。
IC接点ブロック12は、例えばブロックの四隅を4本のアーム16によって吊り支えられるように支持され、カード挿入方向への移動に伴って下降しカード走行路14に接近するように設けられている(Fig.2参照)。またIC接点ブロック12は、カード走行路14に向けてほぼ真下に突出する受圧部7および押圧部8を備えている。受圧部7は、ICカード5の先端がこの受圧部7に当接するように少なくともカード走行路14まで突出している。押圧部8は、カード挿入方向へ移動する途中でカード受け部材13の一部(具体的には受圧部18)に当接するように設けられている。本実施形態の場合はカード走行路14側に突出させた部位の手前側(カード戻り方向側)部分を受圧部7、奥側(カード挿入方向側)部分を押圧部8として兼用しているが(Fig.1等参照)、例えば2つ設けた突出部をそれぞれ受圧部7、押圧部8とするなどこれらを別個に設けることもできる。このIC接点ブロック12が下降すると、IC接点ばね11がICカード5のコンタクト端子パターン22と接触して弾性変形する。一方、ICカード5が挿入される前の状態では、IC接点ブロック12は戻しばね17によってカード戻り方向に引き寄せられてカード走行路14から退避している(Fig.1参照)。
カード受け部材13は、IC接点ばね11が接触することによって表面側から押圧されたICカード5の裏面側を受け支えるもので、ICカード5の挿入時と引抜き時にこのICカード5と共に移動するようにカード搬送方向に移動可能とされている。本実施形態のカード受け部材13は、Fig.1〜Fig.3に示すようにその四隅をカード搬送方向に回転可能なアーム20によって支持され、カード搬送方向に移動可能かつこの移動に伴いカード走行路14に接近し又はこれから遠ざかるように設けられている。また、カード受け部材13は、少なくともIC接点ばね11がICカード5に接触している時にはICカード5の裏面と接触状態となる一方、IC接点ばね11とICカード5とが離れ合っている時にはICカード5の裏面から離れた退避状態となるように、言い換えれば、ICカード5がIC接点ばね11からカード面に垂直な力を受けているときはその力をカード裏面から受け支えるように設けられている。
また、カード受け部材13のカード挿入方向端にはカード走行路14側に突出する受圧部18が設けられ、カード受け部材13の手前側にはこのカード受け部材13をカード戻り方向に付勢する戻しばね19が設けられている(Fig.1〜Fig.3参照)。受圧部18は、IC接点ブロック12の押圧部8よりカード挿入方向側であって少なくとも押圧部8が当接可能な範囲に設けられている。本実施形態では、押圧部8と受圧部18との間に間隔を設けることにより(Fig.1参照)、この間隔の分だけカード受け部材13の移動開始がIC接点ブロック12の移動開始より遅れ時間差が生じるようにしている。したがって本実施形態のICカードリーダ1においては、この時間差の分だけICカード5の挿入負荷増加のタイミングが分散し、負荷が段階的に緩やかに増加するようになるためユーザが感じるカード操作感が向上する。また、カード挿入負荷が緩やかに変化するため磁気リードエラーの生じる確率が低下する。更にこの受圧部18は、本実施形態のように、カード停止位置6の直前でカード受け状態となるようにカード停止位置6の近傍に設けられていることが好ましい(Fig.1、Fig.3参照)。こうした場合、カード挿入完了位置直前でカード受け部材13がカード受け状態となることから、ユーザは挿入負荷の増加を感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。加えて、カード受け部材13は、カード挿入完了位置の直前でICカード5に対するIC接点ばね12の所定接点圧が加わるように設けられていることが好ましい。こうした場合、IC接点ばね12の所定接点圧がカード挿入完了位置直前で加わることになるため、例えば手動式であればユーザは挿入負荷が増加するのを感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。
また、ICカードリーダ1には、挿入されたICカード5の抜けを防止する公知のロックレバー15が設けられている。ICカード5がカード停止位置6まで挿入されると、ソレノイド10によって揺動されたロックレバー15がICカード5の後端に引っ掛かってICカード5の抜けを防止し、ICカード5のコンタクト端子パターン22にIC接点ブロック12のIC接点ばね11が接触している状態での無理なカード引抜きを防止する。
以上のような構成のICカードリーダ1の動作を説明する。
まず、カード挿入前の時点で、IC接点ブロック12は戻しばね17によって、カード受け部材13は戻しばね19によってそれぞれFig.1に示すようにカード戻り方向に付勢され退避状態となっている。この退避状態のとき、IC接点ブロック12の押圧部8とカード受け部材13の受圧部18とは上述したように一定間隔離れており、IC接点ブロック12がその距離分移動した後にカード受け部材13が移動し始めるようになっている。
ここで、特に図示していないが、ICカード5をカード挿入口3から挿入するとまずICカード5の磁気ストライプに記録されている磁気データが磁気ヘッド21によって読み取られる。ICカードリーダ1はこの読み取った情報を基にICカード5が挿入されたことを検出する。
さらにICカード5を挿入すると、ICカード5はその先端をIC接点ブロック12の受圧部7に当接させ、戻しばね17を伸長させながらこのIC接点ブロック12を奥側(カード挿入方向側)へ移動させる(Fig.2参照)。アーム16によって支持されているIC接点ブロック12は、Fig.1に示すように奥側へ移動しながら徐々に下降してICカード5に接近する。ただし、IC接点ばね11がコンタクト端子パターン22に接触するまではICカード5に接点圧は加わらず、カード挿入負荷として作用する力は磁気ヘッド21のパッド圧以外には戻しばね17による付勢力のみである。この時点でカード受け部材13は退避状態のままであるためICカード5との間で摩擦を生じていない。また、戻しばね19の付勢力もカード挿入負荷としては作用していない。
ここから更にICカード5を挿入すると、IC接点ブロック12の押圧部8がカード受け部材13の受圧部18に当接し、これ以降、IC接点ブロック12と共にカード受け部材13も奥側へ移動する(Fig.2参照)。このとき、アーム20によって支持されているカード受け部材13は、奥側へ移動しながら徐々に上昇してICカード5の裏面に接近し、カード停止位置6の直前でカード受け状態となる。
上述のようにIC接点ブロック12が下降すると、IC接点ばね11がICカード5のコンタクト端子パターン22に接触する。この場合、ICカード5はカード受け部材13側へ押圧されるが、奥側へ同量移動しながら接近してくるカード受け部材13との間で滑り摩擦を生じさせることはない。つまり、本実施形態ではカード受け部材13がICカード5と共にカード搬送方向へのずれを生じさせずに一体的に移動しながらこのICカード5へ徐々に接近し、ICカード5に対し摩擦抵抗を与えないので、ICカード5がIC接点ばね11によってカード受け部材13側に押し付けられていてもICカード5の挿入時の負荷が抑えられる。したがって、ICカード5の挿入に必要な力が挿入途中で急増するようなことがない。
ICカード5がカード停止位置6まで挿入されると、IC接点ブロック12がFig.3に示す位置まで下降してIC接点ばね11をコンタクト端子パターン22に確実に接触させた状態となる。また、ソレノイド10が作動し、ロックレバー15によってICカード5をロックする。この後、IC接点ばね11とコンタクト端子パターン22との間でデータ通信が行われる。
データ通信が終了するとロックレバー15によるICカード5のロックが解除され、ユーザはICカード5を引抜くことが可能となる。ICカード5が引抜かれると、IC接点ブロック12は戻しばね17に引き戻されてカード走行路14から遠ざかり、Fig.1に示す退避状態に戻る。また、カード受け部材13も戻しばね19に引き戻されてカード走行路14から遠ざかり退避状態に戻る。
上述のとおり、このICカードリーダ1では、ICカード5の挿入時に受ける負荷が挿入途中で大きく増加するのを防止することができるのでカード挿入の際の操作感が向上する。即ち、このICカードリーダ1ではICカード5の挿入動作に伴いIC接点ブロック12をカード走行路14に接近させるようにしているが、カード裏面を受け支えるカード受け部材13をこのICカード5と同量移動させ、摩擦抵抗を無くすことによってICカード5の挿入負荷を低減することができるので、カード挿入に要する力が大きく変化するのを防止してカード挿入時の操作感を向上させることができる。
また、カード挿入途中での挿入負荷の大きな変化を防止することができるので、ユーザがカード挿入途中の位置をカード挿入完了位置と誤認することを防止することができる。このため、ICカード5がカード停止位置6まで完全に挿入されるようになり、IC接点ばね11がコンタクト端子パターン22上の所定位置に正確かつ確実に接触しやすくなる。
続いて、本発明の第2の実施形態を示す。上述した実施形態ではカード受け部材13をアーム20を利用して平行に保ちながら移動させるようにしたが、カード受け部材13はこのようなものに限られない。一例を挙げると、Fig.9に示すように、途中が曲折したL字形のカード受け部材13を支点25を中心として回転可能に設け、一端側を受圧部18、他端側をICカード5の裏面へ接触する支持部26として機能させることができる。このようなカード受け部材13は、受圧部18がICカード5により直接押圧され又はIC接点ブロック12の押圧部8により押圧されるのに伴い、矢示するように支点25を中心として回転し、支持部26をカード裏面に押し付け、IC接点ばね11によって表面側を押圧されるICカード5を受け支える。この場合、IC接点ばね11とICカード5とが接触した時にカード受け部材13をカード裏面に接触させICカード5を受け支えるようにすることが好ましく、これにより、カード挿入動作に伴い挿入負荷が急増するのを防止することができる。
Fig.10〜Fig.19にICカードリーダ1の第2の実施形態を示す。このICカードリーダ1は第1の実施形態と同じく手動式のカードリーダであり、カード挿入口3を形成するフレーム2のカード戻り方向にカード挿入・引抜き用の凹部4を備えており、カード挿入口3からカード停止位置6まで挿入されるICカード5の挿入動作に伴いIC接点ブロック12をカード走行路14に接近させてIC接点ばね11をICカード5の表面のコンタクト端子パターン22に接触させる。IC接点ブロック12の両側にはIC接点ブロック12の左右へのぶれを防止するガイド部材35が設けられている(Fig.13参照)。また、符号32はIC接点ブロック12と一体化され図示しないフォトインタラプタを遮る遮光部材、符号33はアーム16を支持するピン、符号34はアーム16とIC接点ブロック12とを回転可能に連結するピンを示している。なお、Fig.10〜Fig.12においては、ICカードリーダ1を上述した第1実施形態とは上下逆さまにして示している。
本実施形態では、カード受け部材13がフレーム2上の支点25を中心に回転可能に設けられている。またこのICカードリーダ1においては、IC接点ブロック12の押圧部8のうちカード受け部材13の受圧部18と当接する部分の少なくとも一部が、カード受け部材13の受圧部18が乗り上げることができ、ICカード5がカード停止位置6で停止したときカード受け部材13からIC接点ブロック12へ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面27bとされていることが特徴的である。
カード受け部材13は、IC接点ばね11が接触したICカード5を裏面側から受け支える手段として設けられている。ただし、本実施形態におけるカード受け部材13は、平行移動した第1の実施形態の場合とは異なり、フレーム2上の支点25を中心に回転可能とされている(Fig.12等参照)。支点25には、例えばカード受け部材13を回転可能に支持する支持ピン30及び止め輪31が設けられている。このカード受け部材13のうちカード裏面に接触する支持部26は、例えば曲面あるいは角度が少しずつ変化する複数の平面によって形成されるなど、ICカード5をできるだけ広い面で受け支える形状とされていることがより安定した状態での受け支えを実現できる点で好ましい(Fig.16等参照)。さらに支持部26は、ICカード5が完全に挿入されるまではカード裏面に接触しない形状とされていることが好ましい。なお、本実施形態ではこの支持部26の裏側を中空状として軽量化を図っている(Fig.14等参照)。また、カード受け部材13の支持部26と反対側にはカード挿入方向に延びるアーム29が設けられている。このアーム29には、カード受け部材13をICカード5の裏面から離れた退避状態(Fig.14、Fig.16参照)となるように付勢するコイルスプリング等の戻しばね19の一端が掛けられている。
カード受け部材13の受圧部18は、IC接点ブロック12の押圧部8の動きに追従し、カード受け部材13をFig.16に示す退避状態からFig.18に示す状態すなわちICカード5の裏面を受け支える接触状態まで回転させるように設けられている。本実施形態の受圧部18はカード走行路14に突出せず、IC接点ブロック12の押圧部8にのみ係合するように設けられている。また、受圧部18の先端部にはIC接点ブロック12の押圧部8に追従するフォロワ28が設けられている。フォロワ28は、少なくとも押圧部8に接する部分が曲面形状とされるか又は回転可能なローラにより構成されて押圧部8への追従性が高められていることが好ましい。
IC接点ブロック12の受圧部7はICカード5の先端が当接するように設けられ、押圧部8は上述した受圧部18を介してカード受け部材13を回転させるように設けられている。本実施形態では、IC接点ブロック12のカード挿入方向側の端部をカード走行路14側へ突出させるとともに、この突出部のうちカード戻り方向側の面を受圧部7、受圧部18と当接する部分を押圧部8としている。また、この押圧部8には傾斜面27aと水平面27bによって構成され上述のフォロワ28をガイドするカム面27が形成されている(Fig.15、Fig.16参照)。具体的には、カム面27のうちカード挿入方向側が傾斜面27aとされ、カード戻り方向側がこの傾斜面27aに連なる水平面27bとされている。カード受け部材13に設けられたフォロワ28は、カード受け手段13の退避状態時にはカム面27の傾斜面27aに当接しており(Fig.14、Fig.16参照)、このカム面27がカード挿入方向に移動するのに伴いこの傾斜面27aに沿って動くことによりカード受け部材13を回転させ(Fig.17参照)、その後、水平面27bに乗り上げる(Fig.18、Fig.19参照)。フォロワ28が水平面27bに乗り上げて係合するとカード受け部材13はその状態で回転不可能となる。
ここで、接触状態時(Fig.18、Fig.19参照)におけるカード受け部材13に対しては、戻しばね19の引っ張り力とIC接点ばね11の弾性力とにより、Fig.18中で反時計回り方向へ回そうとするモーメント、即ち接触状態から退避状態へと戻る方向へのモーメントが作用している。仮に、このモーメントが受圧部18のフォロワ28からカム面27の傾斜面27aへと伝達された場合には、この傾斜面27aでカード戻り方向への分力が生じることから、IC接点ブロック12及びICカード5に対してカード戻り方向へ押し戻す力が作用しうる。これに対し、本実施形態の場合は、接触状態時にフォロワ28を水平面27bに完全に乗り上げさせて係合させることにより、カム面27がフォロワ28から受ける押圧力がカード搬送方向と垂直な方向にのみ作用し、カード搬送方向と水平な分力を生じさせないようにしている(Fig.18、Fig.19参照)。したがってIC接点ブロック12は、接触状態時においてカード受け部材13からカード戻り方向への力を受けない。このため、本実施形態のICカードリーダ1によれば完全に挿入されたICカード5に対しカード戻り方向へ押し戻そうとする不要な力が作用するのを回避し、ICカード5をカード停止位置6に保持し続けることができる。なお、本実施形態ではカード受け部材13からIC接点ブロック12へと作用するカード戻り方向への分力を全く生じさせないようにしたが場合によっては僅かに生じさせていても構わない。すなわち、本実施形態では水平面27bがカード搬送方向と水平となるように形成されていたが、これが僅かに斜めに形成されて水平方向の分力を生じさせている場合であっても、IC接点ブロック12とICカード5とを接触状態に留めておくことができ、ICカード5をカード戻り方向へ戻す分力が発生したとしてもそれによってICカード5が押し戻されることのない程度の力しか発生しない形状であれば本実施形態と同様にICカード5をカード停止位置6に保持し続けることが可能となる。
また、このようなICカードリーダ1においては、ICカード5を引き抜いたときIC接点ブロック12とカード受け部材13とが必ず初期位置すなわち退避状態へと自動的に復帰することが望ましい。本実施形態では、カード引き抜き時、IC接点ブロック12に対してカード戻り方向へ作用する戻し力がカード挿入方向へ作用する抵抗力を上回るようにし、IC接点ブロック12が自動的に初期位置に復帰するようにしている。具体的に説明すると、この場合における戻し力はICカード5−IC接点ばね11間に生じる摩擦力と戻しばね17による付勢力との合力であり、抵抗力は水平面27b−フォロワ28間に生じる摩擦力であり、戻し力が抵抗力を上回るようにしている。なお、IC接点ブロック12がカード戻り方向に移動することにより、水平面27bとフォロワ28との係合状態が解ける。これにより、カード受け部材13は再び回転可能となり、戻しばね19の付勢力によって自動的に退避状態に復帰する。
なお、上述の実施形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
例えば第1の実施形態では回転可能なアーム20を利用してカード受け部材13を平行に移動させるようにしたが、Fig.6、Fig.7に示すように、カードリーダ本体のフレーム2に斜め方向のカム溝23を設け、カード受け部材13の側部に形成されたピン24をこのカム溝23で案内することによってカード受け部材13をカード搬送方向に移動させながらカード走行路14に接近させ又はここから遠ざけるようにしてもよい。このICカードリーダ1によれば、部品点数の削減を図りコストの抑制を図ることが可能となる。なお、カム溝23のカード挿入方向側にはカード受け部材13をカード受け状態に保持しやすくするための水平部23aが設けられていることが好ましい。
また、第1,第2の本実施形態では手動式ICカードリーダ1におけるカード操作時の負荷を低減させあるいは急増を防止することによって手動時にユーザが感じる操作感を向上させ、カード挿入途中での動作中断を防止するようにしたが、本発明はこのような手動式ICカードリーダ1に限らず、例えばモータ式ICカードリーダ、即ちモータの駆動力を利用してICカード5をカード搬送方向へ自動搬送するようにしたICカードリーダに応用してもよい。この場合、カード搬送力が抑えられることからモータにかかる負荷を低減すること、ひいてはモータ消費電流を抑制することが可能となる。
また、上述した第1,第2の実施形態ではICカードリーダ1の好適な実施形態として、全部または一部がカード搬送方向に移動すると共にカード走行路14に接近し又は遠ざかるようにされたカード受け部材13を説明したが、このカード受け部材13がカード搬送方向にのみ水平に移動可能な場合であってもカード挿入負荷の急増を防止することが可能である。例えば、Fig.20に示すように前後2箇所にカード搬送方向に延びる横孔36が設けられ、この横孔36を通過するガイドピン37によってカード搬送方向にのみ水平に移動可能なカード受け部材13であっても、IC接点ばね11がICカード5に接触して負荷が増え始める辺りからICカード5と共に水平に移動し始めるように設けられていれば、カード裏面との間で生じる摩擦抵抗をなくすことが可能である。
また、第1,第2の本実施形態ではICカード5と連動するように受圧部18が設けられたカード受け部材13を説明したが、受圧部18を備えていないカード受け部材13とすることも可能である。特に図示しないが、例えばソレノイドで駆動する方式やモータで駆動する方式とし、これらソレノイドやモータ等でカード受け部材13を移動させるようにしてもよい。ソレノイド駆動方式としては、例えばICカード挿入完了をフォトインタラプタやマイクロスイッチなどのセンサで検知し、このセンサがオンとなったときにソレノイドによってカード受け部材13を退避位置からICカード5を受け支える位置まで上昇させる機構などがある。またモータ駆動方式としては、このソレノイドの代わりにモータを用いた機構などがある。
また、第2の実施形態においては平行を保ちながら移動するIC接点ブロック12と回転可能なカード受け部材13とを備えたICカードリーダ1に本発明を適用した好適な一例を示したが、本発明を適用することのできるICカードリーダ1はこのようなものに限られることはなく、例えば第1の実施形態として示したICカードリーダ1、すなわち、IC接点ブロック12とカード受け部材13の両方がアーム16,20によって支えられ平行移動するICカードリーダ1(Fig.1〜Fig.3参照)、あるいはカード受け部材13がカム溝23によって斜めに平行移動するICカードリーダ1(Fig.6、Fig.7参照)にも本発明を適用し、カード受け部材13からIC接点ブロック12へ作用するカード戻り方向への分力を生じさせないか又は低減させることができる。ただし、第1の実施形態に示したICカードリーダ1は退避状態から接触状態へと変型する過程でIC接点ブロック12とカード受け部材13とが徐々に接近する構造となっているため、接触状態の時だけフォロワ28をカム面27の水平面27bに乗り上げさせることが困難である。そこで、この場合は押圧部8及び受圧部18の一方または双方を鉛直方向に伸縮可能とすることにより、IC接点ブロック12とカード受け部材13とが互いに接近しつつもフォロワ28が水平面27bに乗り上げることを可能とすることができる。
(実施例)
手動式ICカードリーダ1を試作し、カード挿入時の負荷変動を調べた(Fig.8参照)。試作した手動式ICカードリーダA,Bでは、IC接点ブロック12が動き出してから2mm移動後にカード受け部材13が動き出し、カード挿入完了位置cの直前でこのカード受け部材13がカード受け状態となるようにした。また、ICカード5および磁気ヘッド21として同一のものを使用すると共に、引張り試験機にてICカード5を挿入し、カード挿入完了位置cの手前約14mmの位置から挿入完了位置cまで負荷を測定することとした。ここでは、戻しばね19を設けた試作カードリーダ(ICカードリーダA)、戻しばね19を設けていない試作カードリーダ(カードリーダB)を試作し、測定試験結果を従来のカードリーダの場合と比較した。
負荷変動の測定結果をFig.8に示す。Fig.8では、ICカード5とIC接点ブロック12が接触開始する点aから挿入完了位置cまでを「接点部」、カード挿入開始位置から接触開始点aまでを「ヘッド部」と表している。点bはIC接点ブロック12とカード受け部材13とが接触開始する点を表す。この図から、従来のカードリーダでは接点部での操作力急増が顕著に現れているが、可動のカード受け部材13を設けた試作カードリーダでは負荷増加率が緩和されていることが判る。これは、手の感覚でも改善効果が判るレベルである。
続いて、カード移動距離に対する挿入負荷(接点部における最大値)の増加率を示す。
従来のカードリーダ 2.11/1.3≒1.62N/mm
カードリーダA(戻しばね有) 2.82/2.8≒1.01N/mm
カードリーダB(戻しばね無) 1.87/2.8≒0.67N/mm
当然のことながら本指標が大幅に低減することが確認できた。また、戻しばね19の有無による差が大きいことも判った。
【図面の簡単な説明】
Fig.1は本発明の第1の実施形態を示す図で、退避状態におけるICカードリーダの内部を示す概略図である。Fig.2はカード挿入動作途中のICカードリーダの内部を示す概略図である。Fig.3は接触状態におけるICカードリーダの内部を示す概略図である。Fig.4は手動式のICカードリーダの概略構成を示す側面図である。Fig.5は手動式のICカードリーダの概略構成を示す平面図である。Fig.6は斜め方向のカム溝でカード受け部材を案内するようにしたICカードリーダのカード受け部材の平面図である。Fig.7はFig.6の側面図である。Fig.8はICカードリーダにおけるカード挿入時の負荷変動測定結果例を示すグラフである。Fig.9は回転可能とされたカード受け部材の一例を示す図である。Fig.10は本発明の第2の実施形態における手動式のICカードリーダの底面側の構成を示す斜視図である。Fig.11はFig.10に示したICカードリーダの別の位置からの斜視図である。Fig.12はFig.11に示したICカードリーダの側面図である。Fig.13はICカードリーダの底面図である。Fig.14は退避状態におけるIC接点ブロックとカード受け部材の構造を示す斜視図である。Fig.15は接触状態となったIC接点ブロックとカード受け部材をICカードは図示せずに示す斜視図である。Fig.16は退避状態におけるIC接点ブロックとカード受け部材を示す側面図である。Fig.17はカード挿入動作途中におけるIC接点ブロックとカード受け部材を示す側面図である。Fig.18は接触状態となったIC接点ブロックとカード受け部材を示す側面図である。Fig.19はFig.18に示したIC接点ブロックとカード受け部材の部分拡大図である。Fig.20は本発明の他の実施形態を示すICカードリーダの内部の概略図である。Fig.21は従来のICカードリーダにおけるICカード挿入前のIC接点ブロックを示す図である。Fig.22は従来のICカードリーダにおいてカード停止位置までICカードを挿入した時のIC接点ブロックを示す図である。
本発明は、カード挿入動作の途中で挿入負荷が急増するのを抑えたICカードリーダを提供することを目的とする。
発明の開示
かかる目的を達成するため、本発明は、フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるICカードの挿入動作に伴いIC接点ブロックをカード走行路に接近させてIC接点ばねをICカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、IC接点ばねが接触したICカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるICカードリーダにおいて、カード走行路を挟んでIC接点ブロックと対向するカード受け部材はICカードの挿入動作時と戻り動作時にこのICカードと共にカード搬送方向に移動し、少なくともIC接点ばねがICカード表面に接触している時にこのICカードを裏面側から受け支えることを特徴としている。
従来のICカードリーダにおいては、IC接点ばねが押し付けられたICカードの裏面側を例えばフレームに形成された固定的なカード受け面等のカード受け部材によって受け支えていたが、本発明ではカード搬送方向に移動可能であってICカードと共に移動するカード受け部材が設けられ、このカード受け部材がICカード裏面を受け支えながらこのICカードと共に移動するためICカード裏面とカード受け部材との間で摩擦は生じない。このため、カード挿入動作の途中でICカードにIC接点ばねが押し付けられても挿入負荷が急増することがない。したがって、例えば手動式であればユーザにとってのカード操作感が向上する。また、カード挿入途中でユーザが動作を中断してしまうのを防止することもできる。
このカード受け部材は、ICカードの挿入動作に伴い該ICカードの裏面に接近し、ICカードの戻り動作に伴いICカードの裏面から遠ざかるように設けられていることが好ましい。こうした場合、ICカードの挿入時のみこのカード受け部材を接近させてカード裏面を受け支えることができる。また、ICカードに対し同様に接近離反するIC接点ブロックとこのカード受け部材とにより、ICカードを表面側と裏面側とからほぼ同時に挟み込むようにしてカード裏面を受け支えつつIC接点ばねをコンタクト端子パターンに接
触させることができる。
この場合、IC接点ブロックにはICカードの先端が当接する受圧部とカード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、かつカード受け部材の受圧部はIC接点ブロックの押圧部からカード挿入方向へ離れた位置に配置されていることが好ましい。こうした場合、IC接点ブロックの移動開始とカード受け部材の移動開始のタイミングに時間差が生じ、カード挿入負荷が段階的に緩やかに増加するようになる。このため、例えば手動式であれば挿入負荷が急増することがなくなりユーザが感じるカード操作感が向上する。また、カード挿入負荷が緩やかに変化するため磁気リードエラーが生じる確率が低下し、さらに挿入負荷増加を挿入完了と勘違いするということがなくなる。
また、カード受け部材の受圧部は、カード停止位置の近傍に設けられていることが好ましい。こうした場合、カード挿入完了直前にカード受け部材がカード受け状態となることから、例えば手動式であればユーザは挿入負荷が増加するのを感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。なお、この「カード受け状態」とは、カード停止位置まで搬送されたICカードを裏面側から受け支えているときのカード受け部材の状態またはその姿勢をいう。
さらに本発明は、フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるICカードの挿入動作に伴いIC接点ブロックをカード走行路に接近させてIC接点ばねをICカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、IC接点ばねが接触したICカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるICカードリーダにおいて、カード走行路を挟んでIC接点ブロックと対向するカード受け部材はICカードの挿入動作時と戻り動作時にフレーム上の支点を中心に回転可能であって少なくともIC接点ばねがICカード表面に接触している時にこのICカードを裏面側から受け支えるように設けられ、IC接点ブロックにはICカードの先端が当接する受圧部とカード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、かつカード受け部材の受圧部はIC接点ブロックの押圧部からカード挿入方向へ離れた位置に配置されており、さらにIC接点ブロックは、その押圧部のうちカード受け部材の受圧部と当接する部分の少なくとも一部が、カード受け部材の受圧部が乗り上げることができ、ICカードがカード停止位置で停止したときカード受け部材からIC接点ブロックへ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面とされているものである。この場合、IC接点圧および戻しばねの弾性力がカード受け部材に及ぼす力、具体的にはカード受け部材を原位置に戻そうとするモーメントは、IC接点ブロックに伝達される際にカード搬送方向への分力が生じないようにされ、IC接点ブロックを押し戻す力として作用しない。したがって、IC接点ブロックはICカードをカード停止位置で停止させた状態のまま留まることができ、完全に挿入されたICカードをこのカード停止位置に保持し続けることが可能となる。
この場合、IC接点ブロックの押圧部には傾斜面と水平面とからなりカード受
れている。このアーム29には、カード受け部材13をICカード5の裏面から離れた退避状態(Fig.14、Fig.16参照)となるように付勢するコイルスプリング等の戻しばね19の一端が掛けられている。
カード受け部材13の受圧部18は、IC接点ブロック12の押圧部8の動きに追従し、カード受け部材13をFig.16に示す退避状態からFig.18に示す状態すなわちICカード5の裏面を受け支える接触状態まで回転させるように設けられている。本実施形態の受圧部18はカード走行路14に突出せず、IC接点ブロック12の押圧部8にのみ係合するように設けられている。また、受圧部18の先端部にはIC接点ブロック12の押圧部8に追従するフォロワ28が設けられている。フォロワ28は、少なくとも押圧部8に接する部分が曲面形状とされるか又は回転可能なローラにより構成されて押圧部8への追従性が高められていることが好ましい。
IC接点ブロック12の受圧部7はICカード5の先端が当接するように設けられ、押圧部8は上述した受圧部18を介してカード受け部材13を回転させるように設けられている。本実施形態では、IC接点ブロック12のカード挿入方向側の端部をカード走行路14側へ突出させるとともに、この突出部のうちカード戻り方向側の面を受圧部7、受圧部18と当接する部分を押圧部8としている。また、この押圧部8には傾斜面27aと水平面27bによって構成され上述のフォロワ28をガイドするカム面27が形成されている(Fig.15、Fig.16参照)。具体的には、カム面27のうちカード挿入方向側が傾斜面27aとされ、カード戻り方向側がこの傾斜面27aに連なる水平面27bとされている。カード受け部材13に設けられたフォロワ28は、カード受け部材13の退避状態時にはカム面27の傾斜面27aに当接しており(Fig.14、Fig.16参照)、このカム面27がカード挿入方向に移動するのに伴いこの傾斜面27aに沿って動くことによりカード受け部材13を回転させ(Fig.17参照)、その後、水平面27bに乗り上げる(Fig.18、Fig.19参照)。フォロワ28が水平面27bに乗り上げて係合するとカード受け部材13はその状態で回転不可能となる。
ここで、接触状態時(Fig.18、Fig.19参照)におけるカード受け部材13に対しては、戻しばね19の引っ張り力とIC接点ばね11の弾性力とにより、
Claims (8)
- フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるICカードの挿入動作に伴いIC接点ブロックをカード走行路に接近させてIC接点ばねを前記ICカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、IC接点ばねが接触したICカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるICカードリーダにおいて、前記カード走行路を挟んで前記IC接点ブロックと対向する前記カード受け部材はその全体またはその一部が前記ICカードの挿入動作時と戻り動作時にこのICカードと共にカード搬送方向に移動し、少なくとも前記IC接点ばねが前記ICカード表面に接触している時にこのICカードを裏面側から受け支えることを特徴とするICカードリーダ。
- 前記カード受け部材は、その全体またはその一部が前記ICカードの挿入動作に伴い該ICカードの裏面に接近し、前記ICカードの戻り動作に伴い前記ICカードの裏面から遠ざかることを特徴とする請求の範囲第1項記載のICカードリーダ。
- 前記IC接点ブロックには前記ICカードの先端が当接する受圧部と前記カード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、前記カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、かつ前記カード受け部材の受圧部は前記IC接点ブロックの押圧部からカード挿入方向へ離れた位置に配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載のICカードリーダ。
- 前記カード受け部材の受圧部が前記カード停止位置の近傍に設けられていることを特徴とする請求の範囲第3項記載のICカードリーダ。
- 前記カード受け部材は前記フレーム上の支点を中心に回転可能に設けられると共に、前記IC接点ブロックは、その押圧部のうち前記カード受け部材の受圧部と当接する部分の少なくとも一部が、前記カード受け部材の受圧部が乗り上げることができ、前記ICカードが前記カード停止位置で停止したとき前記カード受け部材から前記IC接点ブロックへ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面とされていることを特徴とする請求の範囲第3項記載のICカードリーダ。
- 前記IC接点ブロックの押圧部には傾斜面と前記水平面とからなり前記カード受け部材の受圧部をガイドするカム面が形成されていると共に、このカード受け部材の受圧部には前記カム面に当接してガイドされるフォロワが形成されていることを特徴とする請求の範囲第5項記載のICカードリーダ。
- 前記フォロワの前記カム面に当接する部分が曲面とされていることを特徴とする請求の範囲第6項記載のICカードリーダ。
- 前記フォロワがローラによって構成されていることを特徴とする請求の範囲第6項記載のICカードリーダ。
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