(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードの搬送路と、カードを前記搬送路内で移動させる搬送手段と、前記搬送路内に存在するカードのデータの消去、データの読み取りまたはデータの書き込みの少なくとも一つを行うデータの消去・記録・再生手段と、カードの表面に熱可逆性材料を形成して画像や文字を消去または描画する視覚的な消去描画手段とを有するカードリーダライタにおいて、前記消去描画手段の搬送方向の前後２箇所以上に、前記カードの反りや曲がりなどを矯正する矯正手段として、一対の固定ローラを設けるとともに、前記固定ローラ間に、前記カード厚さに対して、０.２ｍｍ以上から０.５ｍｍ以下の範囲だけ上回る幅の間隙を有することを特徴とするカードリーダライタ。
【請求項２】
前記カードリーダライタにおいて、前記消去描画手段が感熱ヘッドであり、前記搬送路に対して前記感熱ヘッドを接近または後退させる可動機構を有することを特徴とする請求項１記載のカードリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード等の情報記録媒体の取り込みを行ってデータの消去、読み取り、書き込みの少なくとも一つを行うカードリーダライタに関するもので、特にカード等の情報記録媒体の反り、曲がりに対しての矯正手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カード表面に文字や画像の情報を書き換え可能に表示することへの要求が高まっている。この場合、カードリーダライタによってカード表面に情報を何度も描画・消去することが必要である。そのような要求を満たす技術として、加熱により発色・消色が可能な物質による熱可逆性材料を表面に設けたカード（リライトカード）が用いられている。代表的な技術として、ロイコ染料を使用したリライトカードがある。
【０００３】
ロイコ染料は、顕色材と混合して融点（１７０℃程度）以上に昇温すると青く発色する物質で、そのまま急冷すると、ロイコ染料と顕色材とが混合したまま結晶化するため発色が保持される。しかし、１２０〜１４０℃程度から徐冷した場合には、ロイコ染料と顕色材とが分離して結晶化するため、消色状態となる。この性質を利用し、カード表面にロイコ染料と顕色材を混合した層を設けておき、感熱ヘッドを用いて文字や図形を繰り返し描画、消去することが可能である。
【０００４】
このようなリライトカードに繰り返し情報を描画、消去する場合には、カードリーダライタ内に配置された感熱ヘッドによりカードの描画、消去される面が加熱、冷却され、次第にカードに反り、曲がり等の変形が生じる。カードに反りがあると、カードリーダライタ内でカードが搬送路内の構成物に接触して通過不能となる場合や書き込みや消去が不安定となる場合がある。特に厚手のカード（厚さ０.８ｍｍ程度）においては、カードの剛性が高いために反りのあるカードを矯正する必要がある。
【０００５】
カードの反りに対する対処の方法として、従来は２種類の方法が報告されている。第１は、図４に示す特許文献１にて開示された方法であり、変形量が規定以内のカードは、カード取り込みゲート４１４によって矯正されて搬送される。一方、変形量が規定値を越えるカードは、駆動ローラ４０８および従動ローラ４０７を通過できず、両者の逆回転によって取り出し口に逆送される。
【０００６】
第２は、図３に示す特許文献２にて開示された方法で、感熱ヘッド３０７およびその近傍にある２つの矯正ローラ３０５、３０９が一体となって上下動する方法である。搬送されたカードに感熱ヘッド３０７により文字や図形を描画する必要がある場合には、感熱ヘッド３０７、矯正ローラ３０５、３０９が一体となって降下し、カードの反り等を矯正ローラ３０５、３０９が押さえつけて平坦化し、その表面に感熱ヘッド４３７によって画像や文字を描画する。この例では、カード表面の画像や文字の一括消去は別途設けた上下動する消去ヘッド３１５、矯正ローラ３１３、３１７によって行い、消去が必要な場合には、その都度消去ヘッド３１５、矯正ローラ３１３、３１７が一体となって降下し、不要な場合には上昇したままで搬送されたカードを通過させる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−２０５０８９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４３０６８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の２種類のカードの反り等に関する方法には、それぞれ以下の課題を抱えていた。特許文献１に開示された方法では、カードリーダライタ内でカードの搬送を認める変形量の規定値にマージンをとれば、反り等の規定値近傍のカードでもカードリーダライタヘの挿入が拒絶されてしまい、カードが使用できないケースが多くなるため、カード使用システムの運用に支障をきたす。逆にカードの搬送を認める変形量を規定値の規格値とほぼ同等にすれば、反りの規格値より大きなカードがカードリーダライタ内を搬送されることになり、通過途中でカードが搬送路内の構成物に接触して通過不能になり、カード使用システムが使用不能となる。
【０００９】
この方法は、リライトカードのように反り等のあるカードが多数出回るカード使用システムを想定したものではなく、反ったカードが例外であるような場合を前提としており、カードの搬送を認める変形量の規定を厳しくしてもカード使用システムの運用に特に支障がない場合を想定している。従って、リライトカードのように反りを有するカードの使用が一般的なカード運用システムには問題がある。
【００１０】
一方、特許文献２にて開示された方法は、リライトカードの運用を念頭においたものと考えられ、反り等のあるカードを前提としている。しかし、感熱ヘッドや消去ヘッド、矯正ローラを含むユニットが上下動する機構は、構造が複雑であり、そのため装置の小型化、低コスト化の障害になる。また、画像や文字の描画、消去を行わない場合には、カードが搬送路を反りの矯正を受けずに通過することになるが、その際に特に反り等の大きいカードが通過した場合には、上方に移動したヘッドや矯正ローラにカードの端部が接触することが考えられ、搬送路内でカードが走行不能となる可能性がある。この回避のためには、ヘッドや矯正ローラ等を含むユニットの上方への移動量を大きくしなければならず、装置の構成の複雑化、大型化となる。
【００１１】
従って、本発明は、リライトカード等の反り、曲がりに対して描画、消去が可能で、かつ画像や文字の描画、消去を行わない場合でも搬送路内でカードが走行不能とならないカードリーダライタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、リライトカード等の反り、曲がりに対して、描画、消去できる範囲のカードの反り等に対しては矯正せず、描画、消去が不完全となるカードの反り等の変形量に対しては、固定された矯正ローラにてカードの変形を矯正し、カードの反り等の変形量に対応して描画、消去を行うことができ、通過途中でカードが搬送路内の構成物に接触して通過不能とならないカードリーダライタが得られる。
【００１３】
即ち、本発明は、カードの搬送路と、カードを前記搬送路内で移動させる搬送手段と、前記搬送路内に存在するカードのデータの消去、データの読み取りまたはデータの書き込みの少なくとも一つを行うデータの消去・記録・再生手段と、カードに熱可逆性材料を用いて画像や文字を消去もしくは描画する視覚的な消去描画手段とを有するカードリーダライタにおいて、前記消去描画手段の搬送方向の前後２箇所以上に、前記カードの反りや曲がりなどを矯正する矯正手段として、一対の固定ローラを設けるとともに、前記固定ローラ間に、前記カード厚さに対して、０.２ｍｍ以上から０.５ｍｍ以下の範囲だけ上回る幅の間隙を有することを特徴とするカードリーダライタである。
【００１４】
また、本発明は、前記カードリーダライタにおいて、前記消去描画手段が感熱ヘッドであり、前記搬送路に対して前記感熱ヘッドを接近または後退させることが可能な可動機構を有するカードリーダライタである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるカードリーダライタについて、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態によるカードリーダライタの説明図である。図１（ａ）は、カードの搬送路全体の概略を示す側断面図であり、図１（ｂ）は、このうち矯正ローラおよび駆動ローラを含む領域の部分拡大図である。
【００１７】
以下に、カードを挿入口に挿入して表面に画像や文字を消去、描画し、電子情報の書き換えを行って再び挿入口から排出する場合について説明する。図の左側に設けられた挿入口より挿入されたカード１０１は、まず対向して設置された押圧ローラ１０３および駆動ローラ１０４により挟持される。多少反りを有するカードであっても受け入れることができるように、押圧ローラ１０３および駆動ローラ１０４の少なくとも一方は表面に弾性を有する柔らかい材質を有する必要がある。その後、カード１０１は矯正ローラ１０５および駆動ローラ１０６に送られる。なお、図中の各駆動ローラは、図示しない駆動ベルトなどの動力伝達手段を経て、駆動部１２１により駆動されている。
【００１８】
図１（ｂ）に示される通り、対向する矯正ローラ１０５と駆動ローラ１０６の間隔ｔは、カード１０１の厚さより大きいので、もしカード１０１に反りがないか、もしくはカード厚さを含む反りの量が間隔ｔよりも小さい場合には、カード１０１は両者の空隙を通過して、同じ間隔を有する矯正ローラ１０９と駆動ローラ１１０の空隙に達する。
【００１９】
図２は、図１のカードリーダライタにおける搬送路と感熱ヘッドとの位置関係を示す図である。図２（ａ）は、搬送路に対して感熱ヘッドを近接させた状態の感熱ヘッド近傍の側断面図であり、図２（ｂ）は、搬送路に対して感熱ヘッドを後退させた状態の感熱ヘッド近傍の側断面図である。
【００２０】
感熱ヘッド１０７は、搬送路１０２に対して出没自在に設置されているが、カード１０１の挿入直後にはカード１０１の表面に描画された古い画像や文字をまず消去ヘッド１１５により消去する必要があるので、図２（ｂ）に示すように、カード１０１の表面に接触せず、上方に後退させた状態のままである。カード１０１は、押圧ローラ１１１とデータ記録再生部１１２の間を通過し、さらに搬送路１０２の右方向に搬送される。
【００２１】
次に、消去ヘッド１１５を駆動することで、カード１０１の表面に描画された画像や文字を消去する。カード１０１の表面には、熱可逆性材料であるロイコ染料の層が設けられており、描画領域を一度１７０℃程度以上に加熱してから徐冷することで、ロイコ染料層の画像や文字を消去することができる。この際には短時間で描画領域全域を昇温すると共に、昇温温度に場所によるむらが生じず、また温度が上昇しすぎてカード１０１を損傷することがないように制御しなくてはならない。
【００２２】
そのためには、カード表面の描画領域を平坦化すると共に、消去ヘッド１１５に一定の力を加えてカード１０１の表面に押し当てる方法が好適である。消去ヘッド１１５は、感熱ヘッド１０７と同様に搬送路１０２に対して出没自在に設置されている。カード１０１の表面の画像や文字を消去する場合には、２つの矯正ローラ１１３、１１７および駆動ローラ１１４、１１８に挟持される位置にカード１０１が達した段階で、消去ヘッド１１５を下方に突出する位置に移動させてカード１０１の表面に接触させて押し下げ、描画領域全域を加熱する。消去ヘッド１１５がカード１０１の表面に接触する際に下向きに押し下げる力を１.５ｋｇ重程度に定めることで、カード１０１に反りがある場合であっても、カード１０１の表面の少なくとも描画領域は弾性変形するプラテンローラ１１６上に押し付けられて、ほぼ平坦面となる。
【００２３】
カード１０１の表面の描画領域を加熱した後、消去ヘッド１１５をカード１０１の表面に接触させたまま加熱を止めると、カード１０１の表面を徐冷することができる。その後消去ヘッド１１５を後退させた後に右方向に搬送され、押圧ローラ１１９および駆動ローラ１２０に達したカード１０１は、搬送方向が逆転し、再び消去ヘッド１１５の直下に達する。この時には消去ヘッド１１５は上方に後退させた状態のままなのでカード１０１に接触せず、カード１０１はそのまま搬送されて押圧ローラ１１１とデータ記録再生部１１２の間に達する。データ記録再生部１１２によって、カード１０１は記録されている電子情報の書き換えが行われる。この方法は磁気的方法、光学的方法、接触および非接触の電気的方法などのいずれでもよい。
【００２４】
又、データ記録再生部１１２の上下方向の配置は、どちらでもよい。図１は磁気的方法による電子情報書き換えの場合を例示したものであるが、カード１０１の中で同時に書き換えを行う記録領域は非常に狭いので、カード１０１の表面を平坦化する必要はなく、裏面から押圧ローラ１１１によって書き換え領域のみがデータ記録再生部１１２の近傍に常時保持されていれば充分である。なお、本実施の形態では、カード１０１上の描画領域の画像や文字の消去を先に行い、その後に記録されている情報の書き換えを行った場合を例示したが、搬送方向における部品の配置を含めこの順序は逆であっても構わない。
【００２５】
カード１０１がさらに左方向に搬送された後に、カード表面に画像や文字を描画する。２つの矯正ローラ１０５、１０９および駆動ローラ１０６、１１０に挟持される位置にカード１０１が達した段階で、図２（ａ）に示すように感熱ヘッド１０７は後退した位置から下方に突出する位置に移動してカード表面に接触し、局所的に加熱する。カード１０１の表面のロイコ染料層を１７０℃以上に加熱した後に急冷すると、ロイコ染料層の発色を消すことなく室温に冷却することが可能であり、この方法でカード表面に視覚的な画像や文字を形成することができる。この際には、前記の消去ヘッドの場合と同様、描画領域の昇温を短時間で行うと共に、場所による加熱温度のむらが生じず、また温度が上昇しすぎてカード１０１を損傷することがないように制御しなくてはならない。
【００２６】
そのためには同じくカード１０１の表面の描画領域の平坦化と、感熱ヘッド１０７をカード１０１の表面に押し当てる方法が好適である。感熱ヘッド１０７は搬送路１０２に対して出没自在に設置されているので、画像や文字の描画の際には、２つの矯正ローラ１０５、１０９および駆動ローラ１０６、１１０に挟持される位置にカード１０１が達した段階で、感熱ヘッド１０７を押し下げてカード１０１の表面に接触させ、カード１０１の表面を画像や文字の形状に加熱する。カード１０１の表面を下向きに押し下げる力を消去ヘッド１１５と同様の１.５ｋｇ重程度とすると、カード１０１に反りがある場合でも、カード１０１の表面の描画領域は弾性変形するプラテンローラ１０８上に押し付けられることで、ほぼ平坦面となる。
【００２７】
以上示したように、カード１０１に反りがないか、もしくはカード厚さを含む反りの量が間隔ｔよりも小さい場合には、挿入したカード１０１は搬送路１０２中をスムーズに搬送され、カード１０１の表面の描画領域の書き換えおよび記録されている電子情報の書き換えが実施される。一方、カード厚さを含む反りの量が上記間隔ｔと同等か、やや大きい場合でも、やはりカード１０１を搬送路１０２中でスムーズに搬送することは可能である。
【００２８】
また、挿入時には、押圧ローラ１０３および駆動ローラ１０４の少なくとも一方が表面に弾性を有する柔らかい材質を有しているので、カード１０１の反りを吸収するように弾性変形し、搬送路１０２中を移動させる。矯正ローラ１０５および駆動ローラ１０６に達すると、カード厚さを含む反りの量が、図１（ｂ）に示すように両者の間隔ｔを上回るので、カード１０１はここで搬送を阻害されるように見える。
【００２９】
しかし、実際には、各駆動ローラによる搬送力により、カード１０１が弾性変形することにより、矯正ローラ１０５および駆動ローラ１０６の間に潜り込み、各ローラの間を通過することができる。しかしながら、カード１０１のカード厚さを含む反りの量が前記間隔ｔを大きく上回る場合には、カード１０１は押圧ローラ１０３および駆動ローラ１０４の位置か、もしくは矯正ローラ１０５および駆動ローラ１０６の位置のどちらかで搬送を阻害されてしまうため、装置内を搬送することはできない。
【００３０】
ここで、搬送を阻害されず一連の処理が可能なカード１０１の割合を増加させるには、矯正ローラ１０５と駆動ローラ１０６の間隔ｔを、所定の値であるカード厚さよりも０.２〜０.５ｍｍだけ大きく広げればよく、このことで搬送路１０２を移動できるカード１０１の変形量の範囲を拡大することができる。
【００３１】
しかし、その場合は、感熱ヘッド１０７および消去ヘッド１１５でカード１０１の表面に画像や文字を描画、消去する際に、両ヘッドを押し下げる力をより大きくしなければ描画領域を平坦化することができない。そうするとヘッドやカード１０１の表面の摩耗の増加、描画領域の昇温温度のむらが生じてしまい、カードリーダライタのメンテナンス頻度の増加やカードの寿命の短縮、描画された文字や画像の劣化等の発生の原因となる。
【００３２】
また、カード１０１の反りの量をカード毎に測定し、感熱ヘッド１０７および消去ヘッド１１５での押し下げ時に加える力の強度を変化させれば、カード１０１の表面の摩耗の増加や描画領域の昇温温度のむらは生じないが、そのような機構は装置の複雑化を招き、カードリーダライタの高コスト化やメンテナンス頻度の増大をもたらすために適当とは言えない。
【００３３】
このため、反りの大きなカードはカードリーダライタ内での処理を行わず、反りの量が一定値以下のカードのみを搬送可能な構成とすることにより、文字や画像を繰り返し描画でき、簡単な機構で安定したカード処理が可能なカードリーダライタを提供することができる。この場合、処理可能なカードの反りの量に上限を設けると、そのようなカードを所持するユーザは不利な扱いを受けることとなってしまう。しかし、反りの大きなカードは、構成材質の劣化による不具合の発生が生じている傾向が高く、またユーザのカード保管の際に不便をきたしている可能性がある。このような傾向は、厚さ０.８ｍｍ程度の規格に属する厚手のカードにおいて顕著である。発明者らは矯正ローラと駆動ローラの間隔ｔの値として最適な数値を求め、実験を繰り返した。
【００３４】
この結果、ｔの値を０.２ｍｍ未満とすると、カードリーダライタで処理できないカードの割合が急激に増加し、また逆にｔの値を０.５ｍｍを越えて設定しても処理可能なカードの割合はあまり増えない上に、カードリーダライタの装置内のトラブルや文字や画像の描画むらなどの不具合が増加することが確認された。この傾向は、カード厚：０.８ｍｍの場合にとくに明瞭である。厚さ０.８ｍｍのカードは、一般に剛性が高く、ｔの値が大きいと文字や画像の消去や描画時に、描画領域を平坦化することができなくなるため、これが文字や画像の描画むらの原因となっていると考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したごとく、本発明によれば、カード表面に文字や画像の情報を書き換え可能に表示するカードシステムで使用されるカードリーダライタにおいて、一対の固定ローラである矯正ローラと駆動ローラの間隔ｔの値を、使用するカードの厚さよりも０.２ないし０.５ｍｍ上回る、任意の値の間隙を有することを特徴とするカードリーダライタが提供できる。このカードリーダライタは多少の反りを有するカードであっても問題なくカード表面に文字や画像の情報を書き換え可能に表示することができると共に、反りの大きいカードの処理を拒絶することにより、そのようなカードを受け入れた場合に高頻度で発生するヘッドやカード表面の摩耗の増加、描画領域の昇温温度のむら、カードリーダライタのメンテナンス頻度の増加やカードの寿命の短縮、描画された文字や画像の劣化等の問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるカードリーダライタの説明図。図１（ａ）は、カードリーダライタの側断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すカードリーダライタの矯正ローラおよび駆動ローラを含む領域の拡大側断面図。
【図２】図１のカードリーダライタにおける搬送路と感熱ヘッドとの位置関係を示す図面。図２（ａ）は、搬送路に対して感熱ヘッドを近接させた状態で感熱ヘッド近傍を示す側断面図。図２（ｂ）は、搬送路に対して感熱ヘッドを後退させた状態の感熱ヘッド近傍を示す側断面図。
【図３】特開２０００−１４３０６８にて開示された、カードリーダライタの従来例を示す側断面図。
【図４】特開平４−２０５０８９にて開示された、カードリーダライタの従来例を示す側断面図。
【符号の説明】
１０１，３０２，４０２    カード
１０２，３０１，４０１    搬送路
１０３，１１１，１１９，３０３，３１１，３１９    押圧ローラ
１０４，１０６，１１０，１１４，１１８，１２０，３０４，３０６，３１０，３１４，３１８，３２０，４０８，４１０    駆動ローラ
１０５，１０９，１１３，１１７，３０５，３０９，３１３，３１７    矯正ローラ
１０７，３０７，４３７    感熱ヘッド
１０８，１１６，３０８，３１６    プラテンローラ
１１２，３１２    データ記録再生部
１１５，３１５    消去ヘッド
１２１，３２１    駆動部
４０３    カード挿入口
４０４    本体パネル
４０５    カード磁気検知センサ
４０６    カード有無検知センサ
４０７，４０９    従動ローラ
４１１    搬送モータ
４１２    読み書きヘッド
４１３    カードリーダライタ本体
４１４    カード取り込みゲート
ｔ    ローラ間隔
【図１】
0003727935.tif 000002
【図２】
0003727935.tif 000003
【図３】
0003727935.tif 000004
【図４】
0003727935.tif 000005