WO2009107390A1 - カードリーダ - Google Patents

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竹内淳朗
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日本電産サンキョー株式会社
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    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K13/00Conveying record carriers from one station to another, e.g. from stack to punching mechanism
    • G06K13/02Conveying record carriers from one station to another, e.g. from stack to punching mechanism the record carrier having longitudinal dimension comparable with transverse dimension, e.g. punched card
    • G06K13/08Feeding or discharging cards
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10336Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers the antenna being of the near field type, inductive coil

Definitions

  • the present invention relates to a card reader that records or reproduces information on various cards such as a bank card and a credit card.
  • a magnetic card with a magnetic stripe formed on the surface and an integrated circuit chip (IC chip) embedded inside there is an IC card in which IC terminals are arranged.
  • IC terminals are arranged.
  • non-contact IC cards in which an IC chip and a communication antenna (antenna coil) are embedded and information is exchanged by electromagnetic induction are becoming widespread.
  • the non-contact type IC card has an advantage that it is not affected by dirt or wear on the card surface when recording or reproducing information.
  • Information recording or reproduction with respect to a magnetic card or IC card is performed by a magnetic card reader equipped with a magnetic head or IC contact, while information recording or reproduction with respect to a non-contact type IC card is provided with a non-contact communication antenna.
  • the contactless card reader is used (see Patent Document 1).
  • the IC card reader disclosed in Patent Document 1 is obtained by adding a non-contact card reader function to a conventional magnetic card reader.
  • This IC card reader is different in that the card communication distance is always constant as compared with the contactless card reader of the type that holds the card.
  • the non-contact communication antenna since many metal parts are generally used in the card reader, the non-contact communication antenna must be installed at a position where the electromagnetic wave characteristics are not degraded as much as possible. For this reason, in the case of a card reader with a built-in non-contact communication antenna, such as the IC card reader described above, adjustment of the installation location may be required at the design stage or the evaluation stage before product shipment. .
  • non-contact IC cards that are actually distributed differ depending on the specifications such as the IC used and the shape of the antenna. Therefore, it is preferable to adjust the installation location of the non-contact type communication antenna by trying communication with many cards that are actually used in order to improve versatility, but this is a complicated operation.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to improve the accuracy of communication with a non-contact card even if the non-contact IC card has a difference in characteristics within the standard. It is to provide a card reader capable of performing the above.
  • the present invention provides the following.
  • the processing means is disposed in an area where communication with the card-side non-contact communication antenna is possible, and the stopped card is in a direction away from the restriction means or a direction approaching the restriction means. After stopping moved to the card reader, characterized in that communicating with the reader side non-contact communication antenna.
  • a card reader having contact-type information processing means, non-contact-type information processing means including a reader-side non-contact type communication antenna, a conveyance path, and a regulation means for regulating card conveyance
  • a reader-side non-contact communication antenna is arranged in the vicinity of the conveyance path
  • a non-contact information processing means is arranged in an area where the card-side non-contact communication antenna can communicate with the card
  • the card stopped in the conveyance path is Since the communication with the reader-side non-contact communication antenna is performed after further moving and stopping in the direction away from the restricting means or the direction approaching the restricting means, non-contact communication can be performed with high accuracy.
  • the card transported to the area where it can communicate with the reader-side non-contact communication antenna is temporarily stopped. After that, if a non-contact communication error occurs, the card can be moved back and forth along the transport path, and the situation where communication with the card can be realized by changing the resonance frequency, impedance value, etc. As a result, the probability that non-contact communication cannot be performed can be reduced.
  • the card described above is stopped in a state of being separated from the restricting means, as described above, the probability that non-contact communication cannot be performed is reduced and the card is moved so as not to contact the restricting means. As a result, it is possible to prevent damage or adverse effects to the card or the mechanism due to collision with the mechanism.
  • the restriction means described above is arranged in the vicinity of the end of the card in the insertion direction of the card, so in particular, a non-contact card reader function is added to the existing magnetic card reader.
  • a non-contact communication function is added to an existing magnetic card reader
  • the hardware part has a limited arrangement.
  • the non-contact type communication antenna may be arranged behind the card reader (rear end portion), and the regulating means may be arranged at the back position in the conveyance path.
  • the central part of the reader-side non-contact communication antenna cannot be opposed to the central part of the card-side non-contact communication antenna in terms of the device configuration.
  • the probability that non-contact communication cannot be performed can be reduced by stopping the card at a position separated from the restricting means.
  • the stopped card is repeatedly moved stepwise in a direction away from the restricting means or a direction approaching the restricting means and stopped, and then communicates with the reader-side non-contact communication antenna. Card reader.
  • the card stopped at a position separated from the restricting means is repeatedly moved stepwise (for example, several steps) in the direction away from the restricting means or the direction approaching the restricting means, and stopped. Since communication is performed with the contact communication antenna, it is possible to change the resonance frequency, the impedance value, and the like while preventing an increase in processing time, which is an adverse effect in continuous movement.
  • the card transported to the area communicable with the reader-side non-contact communication antenna stops. After that, if a non-contact communication error occurs, the card can be moved back and forth along the transport path, and the situation where communication with the card can be realized by changing the resonance frequency, impedance value, etc. As a result, the probability that non-contact communication cannot be performed can be reduced.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the machine structure of the card reader which concerns on embodiment of this invention. It is a top view when the mechanical structure of a card reader is simplified. It is a perspective view which shows a mode when paying attention to the reader side non-contact-type communication antenna vicinity. It is a figure which shows a mode that a card
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mechanical configuration of a card reader 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the card reader 1 shown in FIG. 1 is a device incorporated in a host device such as an ATM (host), for example, and receives a command from the host device via an interface or transmits a command execution result or the like to the host device.
  • the card reader 1 shown in FIG. 1 includes a magnetic head 18 and an IC contact 19 and is a multi-function machine that can handle both the magnetic card and the IC card, and further includes a non-contact communication antenna 23. Thus, the non-contact communication function is added.
  • the right side is the front side of the card reader 1 and the left side is the back side of the card reader 1.
  • the card reader 1 conveys the card 2 inserted on the conveyance path for conveying the card 2 by conveying means, and performs recording and reproduction of information with respect to the card by the magnetic head 18 and the IC contact block mechanism 19 respectively.
  • a card reader 1 includes a card insertion slot 11 serving as a loading slot for a card 2 such as a magnetic card or an IC card, a conveyance means for conveying the inserted card 2, and a drive motor for driving the conveyance means.
  • a pulley 21 that transmits the power of the drive motor 20 to the conveying means
  • a magnetic head 18 that is in sliding contact with the magnetic stripe on the card and performs read / write processing (information recording or reproduction) on the card
  • An IC contact (IC contact block mechanism) 19 that enables communication (recording or reproduction of information) with the card 2 by contacting the IC terminal of the card 2 conveyed to the communication position
  • a magnetic head 18 or IC contact 19 Reader for performing transmission / reception of information (recording or reproduction of information) with a circuit board 22 for controlling the signal and a card-side non-contact communication antenna provided on the card 2 by electromagnetic induction
  • a non-contact communication antenna 23, the card 2 has a stopper 24 to prevent the popping from the card reader 1, a.
  • the conveying means is composed of three pairs of conveying rollers, that is, driving rollers 12, 14, 16 and driven rollers 13, 15, 17. These pairs of transport rollers are arranged opposite to each other so as to face the transport path in which the card 2 is transported, and the card 2 inserted in the transport path is sandwiched between the driving roller 12 and the driven roller 13 (14 and 15, 16 and 17). It is designed to be transported.
  • the stopper 24 functions as an example of a “restricting unit” that restricts the conveyance of the card 2.
  • a housing (frame) of the card reader 1 may be used as the limiting unit.
  • a conveyance path for conveying the card 2 is formed between the card insertion slot 11 and the stopper 24.
  • the drive rollers 12, 14, and 16 are respectively supported by drive shafts (not labeled), and a transmission belt (indicated by a two-dot oblique line in FIG. 1) is connected to the pulleys (reference symbols). (Not attached).
  • a pulley or a gear 21 around which a belt rotated by a drive motor 20 is wound is fixed to the drive shaft of the drive roller 14.
  • an encoder for detecting the rotation speed of the drive motor 20 and a position detection sensor for detecting an end of the card 2 inserted into the card reader 1 are provided.
  • An example of an encoder is an optical encoder.
  • the optical encoder has an attached roller in which a plurality of light transmitting holes are discretely formed in the circumferential direction.
  • predetermined detection light is intermittently transmitted by the plurality of light transmitting holes. It is supposed to be blocked by.
  • an intermittent change in the detection light is detected by a light receiving element or the like and converted into an electrical pulse.
  • the attachment roller is made to face the conveyance path, and when the roller 14 rotates, that is, when the card 2 moves, the attachment roller rotates so that the conveyance means is driven (rotation of the roller 14). Can be detected.
  • the position detection sensor is an optical sensor.
  • the light-emitting element (photodiode) and the light-receiving element (photosensor) are arranged so as to sandwich the conveyance path, and the card 2 (the end thereof) is triggered by the light being blocked by the card 2. Know what has passed. By arranging a plurality of such optical sensors, the position of the card 2 in the transport path can be grasped.
  • the magnetic head 18 contacts and slides on the magnetic stripe on the surface of the card 2 to read the magnetic data recorded on the magnetic stripe and generate a reproduction signal related to the magnetic data.
  • the IC contact 19 is provided with a plurality of metal terminals (coil springs, etc.) lined up toward the transport path in order to actually contact an IC terminal (not shown) on the card 2. Further, the IC contact 19 can approach and separate from the card 2, and sends and receives signals by bringing itself into and out of contact with the surface of the card 2.
  • the magnetic head 18 and the IC contact 19 are controlled through a magnetic card read / write circuit or an IC card read / write circuit (not shown) provided on the circuit board 22.
  • the reader-side non-contact communication antenna 23 communicates with the IC chip embedded in the card 2 by electromagnetic induction through the card-side non-contact communication antenna, and is arranged in the vicinity of the conveyance path.
  • the control is performed through a non-contact communication control circuit provided on the circuit board 22.
  • the stopper 24 is arranged in an area where the reader-side non-contact communication antenna 23 can communicate with the card-side non-contact communication antenna, and the card 2 is in a state of being separated from the stopper 24.
  • the feature is that it stops.
  • FIG. 2 is a plan view when the mechanical configuration of the card reader 1 is simplified.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state when attention is paid to the vicinity of the reader-side non-contact communication antenna 23.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the card 2 moves in a direction away from the stopper 24 or a direction approaching the stopper 24.
  • FIG. 3 shows a state where the card 2 is in contact with the stopper 24.
  • the stopper 24 is disposed in the vicinity of the end of the card 2 in the insertion direction (left side) of the card 2.
  • the reason for this arrangement is that an attempt has been made to add a contactless communication function to a conventional device.
  • the center of the card-side non-contact communication antenna of the card 2 is disposed so as to be positioned at the center of the reader-side non-contact communication antenna 23.
  • the reader-side non-contact communication antenna 23 has to be arranged on the back side of the conveyance path.
  • the card 2 in order to separate the reader-side non-contact communication antenna 23 from the metal parts in the card reader 1, it must be at the position shown in FIG. If it does so, it will be difficult to arrange
  • curd 2 may be located in the center part of the reader-side non-contact-type communication antenna 23. Therefore, in this embodiment, in order to communicate with the reader-side non-contact communication antenna 23, the card 2 is transported to an area where it can communicate with the reader-side non-contact communication antenna 23 and stopped. . Further, as shown in FIG.
  • the card 2 is stopped in a state of being separated from the stopper 24, and then the card 2 is moved again in a direction away from the stopper 24 or in a direction approaching the stopper 24. Is trying to change.
  • the card 2 is transported (moved) while being sandwiched between the pair of transport rollers, so that the stop position and the moving amount of the card 2 can be freely set and can be changed. it can.
  • the card 2 is held between the pair of transport rollers 16 and 17, so that when the card 2 communicates with the reader-side non-contact communication antenna 23, the card 2 moves due to disturbance or the like. This makes it possible to communicate stably.
  • the card 2 inserted from the card insertion slot 11 is an area in which communication with the reader-side non-contact communication antenna 23 is possible, and stops in a state of being separated from the stopper 24.
  • the drive motor 20 is controlled by a CPU or the like provided on the circuit board 22, and the drive motor 20 is activated to rotate the belt in a predetermined direction, and this rotation is a pulley attached to the drive shaft. Or it is rotationally driven through the gear 21 and transmitted to each drive shaft through a pulley and a belt to drive the pair of transport rollers, and the card 2 is taken in (clamped) and transported.
  • the card 2 inserted from the card insertion slot 11 is conveyed toward the back.
  • the CPU grasps the position of the card 2 in the transport path using the encoder and the position detection sensor described above, stops the card 2 immediately before contacting the stopper 24, and the stopped card 2 is the reader-side non-contact type. Communication with the communication antenna 23 is performed.
  • the card 2 moves away from the stopper 24 (FIG. 4B) or approaches the stopper 24 (FIG. 4 ( After further moving to c)) and stopping, communication with the reader-side non-contact communication antenna 23 is performed again.
  • the CPU controls the drive motor 20 to rotationally drive the drive roller 16 so that the card 2 is sandwiched between the transport roller pairs 16 and 17 and further moved by a predetermined amount, and then the reader side non-contact is performed. Data is transmitted to and received from the card 2 via the communication antenna 23.
  • the distance to which the card 2 is moved may be stored in advance in an EEPROM or the like.
  • the CPU can recognize whether or not the card 2 has moved by a desired amount by using the output from the encoder and the position detection sensor described above.
  • the stopped card 2 is once moved again.
  • the present invention is not limited to this, and may be repeatedly moved stepwise.
  • the actual usage level is preferably about two or three stages.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of information processing when the card reader 1 performs non-contact communication with the card 2.
  • step S1 the CPU stops in a state of being separated from the stopper 24, and in a state where the contactless card communication mode is set (step S1), the CPU attempts to communicate with the card 2 (step S2). If communication cannot be performed (step S2: NO), the CPU executes a position adjustment command for the drive motor 20 via the motor drive circuit or the like using the error result as a trigger from the non-contact communication circuit (step S3). The conveyance roller pair 16 and 17 holding the card 2 is rotationally driven to adjust the position of the card 2 (step S4). Thereafter, communication is attempted again (from step S1 to step S2). If the contactless communication with the card 2 is successful (step S2: YES), the communication is completed (step S5), and the process ends.
  • the card reader 1 when a non-contact communication error occurs and the non-contact communication cannot be performed (step S2 in FIG. 5: NO), the card reader 1
  • the card 2 is sandwiched between the conveying roller pairs 16 and 17, and the card 2 can be moved back and forth (front or back), and the resonance frequency, impedance value, and the like can be changed.
  • it is possible to realize a situation in which communication with the card is possible, and consequently increase the communication success probability.
  • the card 2 can be prevented from being damaged by stopping the card 2 at a position separated from the stopper 24.
  • the reader-side non-contact communication antenna 23 may need to be installed at the back of the conveyance path. Even in this case, by stopping the card 2 at a position separated from the stopper 24 (may be temporarily stopped on the premise of further movement), the card 2 when performing non-contact communication. Can be made variable, and as a result, the probability of non-contact communication cannot be reduced.
  • the present invention is useful as a device that can perform non-contact communication with high accuracy even if the characteristics of the non-contact type IC card vary.

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Abstract

 カードリーダ1は、磁気ヘッド18等をカード2に接触させて情報を記録又は再生する接触式情報処理手段と、電磁誘導によりカード2と非接触で情報を記録又は再生する非接触式情報処理手段と、カード2が搬送される搬送路と、カードの搬送を規制するストッパ24と、を有するカードリーダ1であって、非接触式情報処理手段は、カード2に設けたカード側非接触式通信アンテナとの間で情報の送受信が可能なリーダ側非接触式通信アンテナ23を備え、リーダ側非接触式通信アンテナ23は、搬送路の近傍に配置されるとともに、ストッパ24は、非接触式情報処理手段がカード側非接触式通信アンテナと通信可能な領域に配置され、停止したカード2は、規制手段から離間する方向又は規制手段へ近づく方向に更に移動して停止した後、リーダ側非接触式通信アンテナ23と通信する。

Description

カードリーダ
 本発明は、例えば銀行カードやクレジットカードなどの各種カードに対して情報の記録又は再生を行うカードリーダに関する。
 従来から、金融機関などで使用され、キャッシュレスや個人認証などを実現するカードとして、表面に磁気ストライプが形成された磁気カードや、内部に集積回路チップ(ICチップ)が埋設されるとともに、表面にIC端子が配置されたICカードがある。また、ICチップと通信アンテナ(アンテナコイル)が埋設され、電磁誘導によって情報の授受が行われる非接触式ICカードも広く普及しつつある。非接触式ICカードは、情報の記録又は再生にあたって、カード表面の汚れや磨耗等の影響を受けない利点がある。
 磁気カードやICカードに対する情報の記録又は再生は、磁気ヘッドやIC接点を備えた磁気カードリーダによって行われる一方、非接触式ICカードに対する情報の記録又は再生は、非接触式通信アンテナが設けられた非接触カードリーダによって行われる(特許文献1参照)。
 特許文献1に開示されたICカードリーダは、従来の磁気カードリーダの中に非接触カードリーダの機能を追加したものである。このICカードリーダは、カードをかざすタイプの非接触カードリーダと比較して、カード通信距離が常に一定となる点で異なっている。また、一般にカードリーダ内には金属部品が多く用いられていることから、非接触式通信アンテナは、電磁波特性をなるべく低下させないような位置に設置されなければならない。そのため、上述したICカードリーダのように、非接触式通信アンテナを内蔵しているタイプのカードリーダでは、設計段階や製品出荷前の評価段階において、その設置箇所の調整が要求される場合がある。
特開2002-342723号公報
 しかしながら、実際に流通する非接触式ICカードは、使用されるIC及びアンテナの形状等の仕様によって特性が異なっている。そのため、汎用性を高めるべく多くの実使用カードとの通信を試して、非接触式通信アンテナの設置箇所を調整することが好ましいが、これは煩雑な作業となる。
 本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、非接触式ICカードに規格内の特性の違いが生じていても、非接触カードとの通信の精度を上げることが可能な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) 磁気ヘッド又はIC接点をカードに接触させて情報を記録又は再生する接触式情報処理手段と、電磁誘導によりカードと非接触で情報を記録又は再生する非接触式情報処理手段と、前記カードが搬送される搬送路と、前記カードの搬送を規制する規制手段と、を有するカードリーダであって、前記非接触式情報処理手段は、前記カードに設けたカード側非接触式通信アンテナとの間で情報の送受信が可能なリーダ側非接触式通信アンテナを備え、前記リーダ側非接触式通信アンテナは、前記搬送路の近傍に配置されるとともに、前記規制手段は、前記非接触式情報処理手段が前記カード側非接触式通信アンテナと通信可能な領域に配置され、停止した前記カードは、前記規制手段から離間する方向又は前記規制手段へ近づく方向に更に移動して停止した後、前記リーダ側非接触式通信アンテナと通信することを特徴とするカードリーダ。
 本発明によれば、接触式情報処理手段と、リーダ側非接触式通信アンテナを備える非接触式情報処理手段と、搬送路と、カードの搬送を規制する規制手段と、を有するカードリーダで、搬送路の近傍にリーダ側非接触式通信アンテナを配置し、非接触式情報処理手段がカード側非接触式通信アンテナと通信可能な領域に規制手段を配置し、搬送路において停止したカードは、規制手段から離間する方向又は規制手段へ近づく方向に更に移動して停止した後、リーダ側非接触式通信アンテナと通信することとしたので、精度よく非接触通信を行うことができる。
 すなわち、リーダ側非接触式通信アンテナとの通信を行うために、リーダ側非接触式通信アンテナと通信可能な領域まで搬送されたカードは、一旦停止する。その後、非接触通信のエラーが生じた場合には、搬送路に沿ってカードを前後に移動させることができ、共振周波数、インピーダンス値等を変えることでそのカードと通信可能な状況を実現することができ、ひいては非接触通信が行えない確率を下げることができる。
 (2) 前記カードは、前記規制手段とは離間状態で停止することを特徴とするカードリーダ。
 本発明によれば、上述したカードは、規制手段とは離間状態で停止することとしたので、上述同様、非接触通信が行えない確率を下げるとともに、規制手段に当接させないように移動させることにより、機構部との衝突等によるカードや機構部への損傷や悪影響を防ぐことができる。
 (3) 前記規制手段は、前記搬送路のうち前記カードの挿入方向端部近傍に配置されていることを特徴とするカードリーダ。
 本発明によれば、上述した規制手段は、搬送路のうちカードの挿入方向端部近傍に配置されていることとしたので、特に、既存の磁気カードリーダの中に非接触カードリーダ機能を追加したタイプのカードリーダに対して有利な効果を奏する。詳細には、既存の磁気カードリーダに非接触通信機能の追加を行う場合、ハードウェア部分は限られた部分での構成配置となる。例えば、非接触式通信アンテナはカードリーダの後方(後端部)に、規制手段は搬送路のうち奥の位置に配置される場合がある。この場合、機器構成的に、リーダ側非接触式通信アンテナの中心部とカード側非接触式通信アンテナの中心部とを対向させることができない。しかし、このような場合であっても本発明によれば、カードを規制手段と離間した位置に停止させることで、非接触通信が行えない確率を下げることができる。
 (4) 停止した前記カードは、前記規制手段から離間する方向又は前記規制手段へ近づく方向に段階的に繰り返し移動して停止した後、前記リーダ側非接触式通信アンテナと通信することを特徴とするカードリーダ。
 本発明によれば、規制手段と離間した位置に停止させたカードを、規制手段から離間する方向又は規制手段へ近づく方向に段階的(例えば数段階)に繰り返し移動して停止させ、リーダ側非接触式通信アンテナと通信することとしたので、連続的に移動させる場合の弊害となる処理時間の増大を防ぎつつ、共振周波数やインピーダンス値等を変えることができる。
 以上説明したように、本発明によれば、リーダ側非接触式通信アンテナとの通信を行うために、リーダ側非接触式通信アンテナと通信可能な領域まで搬送されたカードは、停止する。その後、非接触通信のエラーが生じた場合には、搬送路に沿ってカードを前後に移動させることができ、共振周波数、インピーダンス値等を変えることでそのカードと通信可能な状況を実現することができ、ひいては非接触通信が行えない確率を下げることができる。
本発明の実施の形態に係るカードリーダの機械構成を示す断面図である。 カードリーダの機械構成を簡略化したときの平面図である。 リーダ側非接触式通信アンテナ近傍に着目したときの様子を示す斜視図である。 カードが、ストッパから離間する方向又はストッパへ近づく方向に移動する様子を示す図である。 カードリーダがカードと非接触通信を行う際の情報処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
 1 カードリーダ
 2 カード
 11 カード挿入口
 12~17 ローラ
 18 磁気ヘッド
 19 IC接点
 20 駆動モータ
 21 ギア
 22 回路基板
 23 非接触式通信アンテナ
 24 ストッパ
 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カードリーダ1の機械構成を示す断面図である。なお、図1に示すカードリーダ1は、例えばATM(ホスト)などの上位装置に組み込まれる装置であり、インターフェースを介して上位装置からコマンドを受信したり、上位装置へコマンド実行結果等を送信したりする。また、図1に示すカードリーダ1は、磁気ヘッド18及びIC接点19を備え、磁気カードとICカードの両方をハンドル可能な複合機となっており、加えて、非接触式通信アンテナ23を有することで非接触通信機能が追加された構成となっている。さらに、図1においては、右方をカードリーダ1の手前側とし、左方をカードリーダ1の奥側とする。
 カードリーダ1は、カード2を搬送する搬送路上に挿入されるカード2を搬送手段で挟持して搬送し、カードに対する情報の記録再生を磁気ヘッド18やIC接点ブロック機構19によってそれぞれ行っている。このカードリーダ1は、図1において、磁気カード又はICカード等のカード2の取り込み口となるカード挿入口11と、挿入されたカード2を搬送する搬送手段と、この搬送手段を駆動する駆動モータ20と、駆動モータ20の動力を搬送手段に伝えるプーリ21と、カード上の磁気ストライプに摺接させ、カードに対してリードライト処理(情報の記録又は再生)を行う磁気ヘッド18と、所定の通信位置まで搬送されたカード2のIC端子に接触して、カード2との通信(情報の記録又は再生)を可能にするIC接点(IC接点ブロック機構)19と、磁気ヘッド18やIC接点19を制御する回路基板22と、電磁誘導によりカード2に設けられたカード側非接触式通信アンテナと情報の送受信(情報の記録又は再生)を行うリーダ側非接触式通信アンテナ23と、カード2がカードリーダ1から飛び出るのを防止するストッパ24と、を有している。
 本実施の形態では、搬送手段は、図1に示すように、3対の搬送ローラ対、すなわち、駆動ローラ12、14、16と従動ローラ13、15、17とからそれぞれ構成されている。これら搬送ローラ対は、カード2が搬送される搬送路に臨んで対向配置され、搬送路に挿入されたカード2を駆動ローラ12と従動ローラ13(14と15、16と17)とで挟持して搬送するようになっている。
 なお、本実施形態では、ストッパ24は、カード2の搬送を規制する「規制手段」の一例として機能するが、例えばカードリーダ1の筺体(フレーム)を規制手段としてもよい。また、カード挿入口11とストッパ24との間に、カード2が搬送される搬送路が形成されている。また、駆動ローラ12、14、16は、それぞれ駆動軸(符号を付記せず)に支持されており、これら駆動軸には、伝達ベルト(図1において二点斜線で示す)がプーリ(符号を付記せず)を介して巻きかけられている。さらに、駆動ローラ14の駆動軸には、駆動モータ20で回転駆動されるベルトが巻きかけられるプーリまたはギヤ21が固定されている。また、図示しないが、駆動モータ20の回転数を検出するエンコーダや、カードリーダ1内に挿入されたカード2の端部等を検知する位置検知センサなどが設けられている。
 エンコーダの具体例としては、例えば光学式のエンコーダが挙げられる。光学式のエンコーダは、円周方向に離散的に複数個の透光穴が形成された付属ローラを有し、この付属ローラが回転すると、複数個の透光穴により所定の検出光が断続的に遮られるようになっている。そして、検出光の断続的な変化を受光素子等で検出して、電気的なパルスに変換する。これにより、付属ローラを搬送路に臨ませ、ローラ14が回転したとき、すなわちカード2が移動したときに、付属ローラが回転するように構成することによって、搬送手段の駆動(ローラ14の回転)に対応するパルスを検出することができる。その結果、カード2がカードリーダ1内で移動したか、或いは、カード2が搬送路で詰まったか(すなわちカードジャムが発生したか)等を検知することができる。
 また位置検知センサの具体例としては、光学式センサが挙げられる。具体的には、発光素子(フォトダイオード)と受光素子(フォトセンサ)を、搬送路を挟むように配置して、カード2によって光が遮られることを契機として、カード2(の端部)が通過したことを把握する。このような光学式センサを複数個配置することによって、搬送路におけるカード2の位置を把握することができる。
 磁気ヘッド18は、カード2表面上の磁気ストライプに接触・摺動することによって、その磁気ストライプ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。IC接点19は、カード2上のIC端子(図示せず)と実際に接触するために、搬送路に向かって並ぶ複数個の金属端子(コイルバネ等)を備えている。また、IC接点19は、カード2に接近・離反可能であって、カード2の表面に自身を接触・離脱させて信号の授受を行う。磁気ヘッド18やIC接点19は、回路基板22に設けられた磁気カードリードライト回路やICカードリードライト回路(図示せず)を通じて制御される。
 リーダ側非接触式通信アンテナ23は、カード側非接触式通信アンテナを通じて、電磁誘導によりカード2に埋設されたICチップとの通信を行うものであり、搬送路の近傍に配置される。また、回路基板22に設けられた非接触通信制御回路を通じて制御される。
 ここで、本実施形態では、ストッパ24が、リーダ側非接触式通信アンテナ23がカード側非接触式通信アンテナと通信可能な領域に配置されており、カード2は、ストッパ24とは離間状態で停止する点に特徴がある。
 より具体的には、図2~図4を用いて説明する。図2は、カードリーダ1の機械構成を簡略化したときの平面図である。図3は、リーダ側非接触式通信アンテナ23近傍に着目したときの様子を示す斜視図を示す。図4は、カード2が、ストッパ24から離間する方向又はストッパ24へ近づく方向に移動する様子を示す図である。なお、図3では、カード2がストッパ24に当接した状態を示している。
 図2に示すように、本実施形態では、ストッパ24は、搬送路のうちカード2の挿入方向(左方)端部近傍に配置されている。このような配置になっているのは、従来の機器に非接触式通信機能を追加しようとしたためである。すなわち、本来、カード2のカード側非接触式通信アンテナの中心部は、リーダ側非接触式通信アンテナ23の中心部に位置するように配置することが好ましい。しかし、図2に示すように、非接触式通信機能を後から追加するような場合には、リーダ側非接触式通信アンテナ23は、搬送路のうち奥側に配置せざるをえない。また、リーダ側非接触式通信アンテナ23をカードリーダ1内の金属部品から離す意味でも、図2に示す位置にせざるを得ない。そうすると、必然的に、カード2のカード側非接触式通信アンテナの中心部は、リーダ側非接触式通信アンテナ23の中心部に位置するように配置することは難しい。そこで、本実施形態では、カード2を、リーダ側非接触式通信アンテナ23との通信を行うために、リーダ側非接触式通信アンテナ23と通信可能な領域まで搬送し、停止するようにしている。さらに、図4に示すように、まずはストッパ24と離間状態で停止させ、その後、カード2を、ストッパ24から離間する方向又はストッパ24へ近づく方向に再移動させることによって、共振周波数やインピーダンス値等を変えようとしている。また、本実施形態では、カード2を搬送ローラ対で挟持しながら搬送(移動)させるようにしたので、カード2の停止位置や移動量を自由に設定することができ、また、変更することもできる。さらに、カード2が停止している際、搬送ローラ対16、17により挟持されているので、カード2がリーダ側非接触式通信アンテナ23と通信を行う際に外乱等によりカード2が移動するようなことがなく、安定して通信を行うことができる。
 図4(a)に示すように、カード挿入口11から挿入されたカード2は、リーダ側非接触式通信アンテナ23と通信可能な領域であって、ストッパ24とは離間した状態で停止する。具体的には、回路基板22に設けられたCPU等によって、駆動モータ20が制御され、駆動モータ20が起動してベルトを所定の方向に回転駆動させ、この回転が駆動軸に取り付けられたプーリまたはギヤ21を介して回転駆動させ、各駆動軸に、プーリ及びベルトを介して伝達されて搬送ローラ対を駆動し、カード2を取り込んで(挟持して)搬送される。カード挿入口11から挿入されたカード2は奥の方へと搬送される。そしてCPUは、上述したエンコーダや位置検知センサを用いて、搬送路内のカード2の位置を把握し、ストッパ24に当接する直前でカード2を停止させ、停止したカード2はリーダ側非接触式通信アンテナ23と通信を行う。
 次に、非接触通信のエラーが生じ、非接触通信が行えないような場合には、カード2は、ストッパ24から離間する方向(図4(b))又はストッパ24へ近づく方向(図4(c))に更に移動して停止した後、リーダ側非接触式通信アンテナ23と通信を再度行う。具体的には、CPUは、駆動モータ20を制御して、駆動ローラ16を回転駆動させ、カード2を、搬送ローラ対16、17に挟持され、更に所定量移動させた後、リーダ側非接触式通信アンテナ23を介してカード2と情報の送受信を行う。このとき、カード2を移動させる距離については、あらかじめEEPROM等を設け、そこに記憶しておけばよい。また、CPUは、上述したエンコーダや位置検知センサからの出力を利用して、カード2が所望の量移動したか否かを認識することができる。
 なお、図4では、停止したカード2を一度、再移動させることとしたが、本発明はこれに限られず、段階的に繰り返し移動させることとしてもよい。ただし、再移動の回数が増えれば増えるほど処理時間が長くなるので、実使用レベルとしては2段階又は3段階程度が好ましい。
 図5は、カードリーダ1がカード2と非接触通信を行う際の情報処理の流れを示すフローチャートである。
 図5において、まず、ストッパ24とは離間した状態で停止し、非接触カード通信モードに設定された状態で(ステップS1)、CPUはカード2との通信を試みる(ステップS2)。通信が行えない場合には(ステップS2:NO)、CPUは、非接触通信回路よりエラー結果をトリガとして、モータ駆動回路等を介して駆動モータ20に対する位置調整命令を実行し(ステップS3)、カード2を挟持している搬送ローラ対16、17を回転駆動させ、カード2の位置調整を行う(ステップS4)。その後、再度通信を試みる(ステップS1からステップS2へ)。カード2との非接触通信が成功した場合には(ステップS2:YES)、通信は完了し(ステップS5)、処理は終了する。
[実施形態の主な効果]
 以上説明したように、本実施形態に係るカードリーダ1によれば、非接触通信のエラーが生じ、非接触通信が行えないような場合には(図5のステップS2:NO)、搬送路に沿ってカード2を搬送ローラ対16、17で挟持され、カード2を前後(手前又は奥)に移動させることができ、共振周波数やインピーダンス値等を変えることができる。これにより、そのカードと通信可能な状況を実現することができ、ひいては通信成功確率を上げることができる。また、自動搬送の非接触カード通信においての不具合(使用されるIC及びアンテナの形状等の仕様)や規格内の特性のばらつきが生じていても、自律してカード2の位置調整が可能な点で有用である。さらに、カード2をストッパ24と離間した位置に停止させることで、カード損傷を防ぐこともできる。
 また、既存のカードリーダに非接触通信機能を追加するにあたって、リーダ側非接触式通信アンテナ23を搬送路の奥に設置しなければならない場合がある。この場合であっても、カード2をストッパ24と離間した位置に停止させることで(なお、更なる移動を前提として一旦停止させるものであってもよい)、非接触通信を行う際のカード2の位置を可変にすることができ、ひいては非接触通信が行えない確率を下げることができる。
 以上説明したように、本発明は、非接触式ICカードの特性にバラツキがあっても、精度よく非接触通信を行うことが可能なものとして有用である。

Claims (4)

  1.  磁気ヘッド又はIC接点をカードに接触させて情報を記録又は再生する接触式情報処理手段と、
     電磁誘導によりカードと非接触で情報を記録又は再生する非接触式情報処理手段と、
     前記カードが搬送される搬送路と、
     前記カードの搬送を規制する規制手段と、を有するカードリーダであって、
     前記非接触式情報処理手段は、前記カードに設けたカード側非接触式通信アンテナとの間で情報の送受信が可能なリーダ側非接触式通信アンテナを備え、
     前記リーダ側非接触式通信アンテナは、前記搬送路の近傍に配置されるとともに、前記規制手段は、前記非接触式情報処理手段が前記カード側非接触式通信アンテナと通信可能な領域に配置され、
     停止した前記カードは、前記規制手段から離間する方向又は前記規制手段へ近づく方向に更に移動して停止した後、前記リーダ側非接触式通信アンテナと通信することを特徴とするカードリーダ。
  2.  前記カードは、前記規制手段とは離間状態で停止することを特徴とする請求項1記載のカードリーダ。
  3.  前記規制手段は、前記搬送路のうち前記カードの挿入方向端部近傍に配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載のカードリーダ。
  4.  停止した前記カードは、前記規制手段から離間する方向又は前記規制手段へ近づく方向に段階的に繰り返し移動して停止した後、前記リーダ側非接触式通信アンテナと通信することを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のカードリーダ。
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