(57)【要約】    【課題】  磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができ、特に、復調回路の感度を上げた場合であっても、効果的にモータノイズを低減することが可能なカードリーダを提供することにある。    【解決手段】  磁気ヘッド５と、復調回路１１と、制御回路（ＣＰＵ１２，ＲＯＭ１３，ＲＡＭ１４）と、ＰＷＭ駆動制御回路１５と、を有するカードリーダにおいて、制御回路（ＣＰＵ１２，ＲＯＭ１３，ＲＡＭ１４）からの制御信号に基づき、ＰＷＭ駆動制御回路１５におけるＰＷＭキャリア信号の周波数が変更されることを特徴とする。【選択図】          図８
2006179060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにおいて検出された磁気データを復調する復調回路と、
前記復調回路において復調された磁気データに基づきカード情報を読み取る制御回路と、
前記制御回路から制御信号を受信して、所定のＰＷＭキャリア信号を用いてカード搬送モータをＰＷＭ制御により駆動するＰＷＭ駆動制御回路と、を有するカードリーダにおいて、
前記ＰＷＭキャリア信号の周波数は、前記制御回路からの制御信号に基づき変更されることを特徴とするカードリーダ。
【請求項２】
前記制御回路からの制御信号は、前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を、前記復調回路において復調された磁気データの周波数帯域を外した周波数に変更する制御信号であることを特徴とする請求項１記載のカードリーダ。
【請求項３】
前記制御回路は、前記復調回路において復調された磁気データに基づき、カード情報の読み取りエラーを検知したとき、前記ＰＷＭ駆動制御回路に前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信す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。
【請求項４】
前記制御回路は、前記ＰＷＭ駆動制御回路に前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信するとともに、前記復調回路に磁気カードの読取感度を向上させる制御信号を送信することを特徴とする請求項３記載のカードリーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドを有し、カード搬送モータがＰＷＭ制御により駆動されるカードリーダに関するものであって、特に、そのＰＷＭ制御に起因したモータノイズを低減することが可能なカードリーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータをコントロールする方法として、ＰＷＭ制御方式が一般に知られている。ＰＷＭ制御方式は、駆動コイルの通電を切り替えるスイッチング素子（例えばパワートランジスタ）を通電切替周期よりも短い周期（ＰＷＭキャリア信号の周期）でオン・オフし、外部電流を遮断するオフ区間においては駆動コイルで誘起される逆起電力によって回生電流を流し、駆動トルクを維持する制御方式である。このＰＷＭ制御方式によれば、回生電流が流れている間は外部から電力の供給を要しないので、無駄な電力を大幅に削減することができるとともに、省エネルギー化に寄与することができる。さらに、このＰＷＭ制御方式を採用するに当たっては、新たな部品を追加する必要がほとんどないため、部品点数の削減、ひいてはコスト削減にも寄与することとなる。
【０００３】
このように、利点の多いＰＷＭ制御方式は、磁気カードに対し磁気ヘッドを用いて情報の記録又は再生を行うカードリーダにも採用されている。しかし、この場合、磁気カードに記録された磁気データの信号レベルは微小であるため、ＰＷＭキャリア信号（例えば２０００Ｈｚのクロックパルスや三角波）によるモータノイズの影響を無視することができない。特に、小型のカードリーダでは、磁気ヘッドとモータの距離が近いことに起因して、このモータノイズの影響を大きく受けることになる。
【０００４】
そのため、このモータノイズを低減する様々な手法が提案されている。例えば、モータの取り付け方法や磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策が施されているものがある。また、特許文献１に開示されたブラシレスモータでは、タップねじによって軸受ホルダのフランジ部，ステータコア，コアホルダ及び鉄基板を一括して固定し、鉄基板の鉄板部分及びステータコアをグランド電位に固定することによって、鉄板部分やステータコアでモータノイズが拡散されないようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１２８４３１号公報（段落［００１１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カードリーダの小型化に伴って配置スペースが益々狭小になっている状況下では、磁気ヘッドとモータを大きく離間させたり、厚みのある磁気シールドを設けたりすることが困難である。そのため、かかる機構的なモータノイズ対策では、十分なノイズ低減効果を期待することができない。
【０００７】
特に、例えば増幅器のゲインを大きくして復調回路の感度を上げた場合には、読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなる。すなわち、復調回路において復調された磁気データの周波数帯域（信号帯域）と、電力効率の観点から設定されたＰＷＭキャリア信号の周波数とは、共に約２０００Ｈｚである。従って、復調回路は、周波数のほぼ同じＰＷＭキャリア信号に起因したモータノイズの影響を受けやすく、復調回路の感度を上げた場合には、たとえ機構的なモータノイズ対策を施していても、読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなる（その結果、カード復調の性能を劣化させる）。
【０００８】
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、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができ、特に、復調回路の感度を上げた場合であっても、効果的にモータノイズを低減することが可能なカードリーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような課題を解決するために、本発明は、磁気ヘッドと、復調回路と、制御回路と、ＰＷＭ駆動制御回路と、を有するカードリーダにおいて、制御回路からの制御信号に基づき、ＰＷＭ駆動制御回路におけるＰＷＭキャリア信号の周波数が変更されることを特徴とする。
【００１０】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１１】
（１）  磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドにおいて検出された磁気データを復調する復調回路と、前記復調回路において復調された磁気データに基づきカード情報を読み取る制御回路と、前記制御回路から制御信号を受信して、所定のＰＷＭキャリア信号を用いてカード搬送モータをＰＷＭ制御により駆動するＰＷＭ駆動制御回路と、を有するカードリーダにおいて、前記ＰＷＭキャリア信号の周波数は、前記制御回路からの制御信号に基づき変更されることを特徴とするカードリーダ。
【００１２】
本発明によれば、カードリーダに、磁気カード表面上の磁気ストライプに記録された情報を検出する磁気ヘッドと、その磁気ヘッドにおいて検出された磁気データを所定の変調方式で復調する復調回路と、その復調回路において復調された磁気データに基づきカード情報を読み取る制御回路と、その制御回路から制御信号を受信して、所定のＰＷＭキャリア信号を用いてカード搬送モータをＰＷＭ制御により駆動するＰＷＭ駆動制御回路と、を設け、ＰＷＭキャリア信号の周波数（例えば２０００Ｈｚ）は、制御回路からの制御信号に基づき、に変更される（例えば２０００Ｈｚ→８０００Ｈｚ）こととしたから、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができる。
【００１３】
すなわち、磁気ヘッドとモータを大きく離間させたり、厚みのある磁気シールドを設けたりする従来の機構的なモータノイズ対策では、カードリーダが小型化し、配置スペースが益々狭小になっている状況下においては、効果があまり期待できなかったが、本発明によれば、例えば制御回路及びＰＷＭ駆動制御回路のファームウエアでソフト的にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することで、復調に際してモータノイズの影響を小さくすることができるので、たとえ機構的なモータノイズ対策が困難な状況でも、効果的にモータノイズを低減することが可能になる。
【００１４】
また、機構的な対策を必要とせずにモータノイズの影響を小さくすることができるので、カードリーダの製造コスト削減に寄与することができる。
【００１５】
さらに、本発明は、復調回路の読取感度を上げたときに、従来のカードリーダと比べて顕著な効果を奏する。すなわち、従来の機構的なモータノイズ対策のみでは、復調回路の読取感度を上げたとき、モータノイズの影響によって読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなるケースが多かったが、本発明によれば、たとえ復調回路の読取感度を上げたとしても、効果的にモータノイズを低減することができ、ひいてはカードリーダにおいて読み取りエラーが発生する確率を低くすることができる（その結果、カード復調の性能を向上させることができる）。
【００１６】
ここで、ＰＷＭキャリア信号の周波数が、制御回路からの制御信号に基づき「変更される」度合いについては、特に限定されない。例えば、ＰＷＭキャリア信号の周波数を２０００Ｈｚから８０００Ｈｚに変更するのは勿論のこと、例えば２０００Ｈｚから４０００Ｈｚに変更するものであってもよい。
【００１７】
（２）  前記制御回路からの制御信号は、前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を、前記復調回路において復調された磁気データの周波数帯域を外した周波数に変更する制御信号であることを特徴とする（１）記載のカードリーダ。
【００１８】
本発明によれば、上述した制御回路からの制御信号は、ＰＷＭキャリア信号の周波数を、上述した復調回路において復調された磁気データの周波数帯域を外した周波数に変更する制御信号であることとしたから、復調回路の感度を上げた場合であっても、効果的にモータノイズを低減することができる。
【００１９】
特に、復調回路において復調された磁気データの周波数帯域（例えば１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ）を大きく外した周波数（例えば８０００Ｈｚや１０ｋＨｚ）に変更することで、モータノイズの低減度合いを大きくすることができる。
【００２０】
（３）  前記制御回路は、前記復調回路において復調された磁気データに基づき、カード情報の読み取りエラーを検知したとき、前記ＰＷＭ駆動制御回路に前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信することを特徴とする（１）又は（２）記載のカードリーダ。
【００２１】
本発明によれば、上述した制御回路によって、復調回路において復調された磁気データに基づき、カード情報の読み取りエラーが検知されたとき、上述したＰＷＭ駆動制御回路にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号が送信されることとしたから、読み取りエラーが検知されたときのみ、ＰＷＭキャリア信号の周波数が変更されることとなる。
【００２２】
従って、磁気カードの読み取り感度が通常であるときには、ＰＷＭキャリア信号の周波数を電力効率の良い周波数とし、磁気カードの読み取り感度が高いときのみ、モータノイズの影響を小さくするためにＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することで、電力効率の悪化，モータの発熱を抑えた上で、効果的にモータノイズを低減することができる。
【００２３】
（４）  前記制御回路は、前記ＰＷＭ駆動制御回路に前記ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信するとともに、前記復調回路に磁気カードの読取感度を向上させる制御信号を送信することを特徴とする（３）記載のカードリーダ。
【００２４】
本発明によれば、上述した制御回路によって、ＰＷＭ駆動制御回路にＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号が送信されるとともに、復調回路に磁気カードの読取感度を向上させる制御信号が送信されることとしたから、カードリーダが、低感度でリードできなかった場合には自動的に高感度に切り替わる読取シーケンス方式を採用していた場合、この切り替わりタイミングに同期させて、モータのＰＷＭキャリア信号の周波数を自動的に（マイコンによりプログラマブルに）切り替えることができる。
【００２５】
従って、電力効率の悪化，モータの発熱を抑えた上で、機構的な対策を必要とせず、効果的にモータノイズを低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るカードリーダは、以上説明したように、ＰＷＭキャリア信号の周波数が、制御回路からの制御信号に基づき変更されるものなので、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減することができる。特に、カードリーダ（復調回路）の感度を上げた場合えあっても、効果的にモータノイズを低減することができ、ひいてはカードリーダにおいて読み取りエラーが発生する確率を下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
［機械的構造］
図１は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の機械的な構造図である。図１（ａ）は、カードリーダ１の構造を示す平面断面図であって、図１（ｂ）は、カードリーダ１の構造を示す縦断面図である。なお、図１（ａ）と図１（ｂ）とで構成要素が同じものについては、同符号で示す。
【００２９】
図１（ａ）及び図１（ｂ）において、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１は、磁気カード２をカード搬送路の中に取り込むカード挿入口の開閉を行うシャッタ３と、カード搬送路側板に沿って磁気カード２の位置を検出することを目的として、発光素子（図示せず）と対向して配置された受光素子（例えばフォトトランジスタ）４ａ〜４ｅと、磁気カード２の表面上に形成された磁気ストライプに対し磁気データの記録又は再生を行う磁気ヘッド５と、駆動ローラ６を回転駆動するモータ７と、モータ７において生じるモータノイズを低減する磁気シールド８（図中の斜線部）と、磁気カード２の表面上に形成された磁気バーコードに係る情報の再生を行う磁気バーコードヘッド９と、その他、様々な機械部品・電気部品から構成されている。
【００３０】
カード挿入口のシャッタ３が開状態となっているとき、磁気カード２が挿入されると、モータ７によって駆動ローラ６が回転し、磁気カード２の引き込み（搬送）が行われる。なお、カード挿入口付近には、例えば、光センサ、磁気センサ及び機械式センサなど、カード挿入口から磁気カード２が取り込まれたことを検知できるセンサ（図示せず）が設けられている。
【００３１】
磁気ヘッド５は、磁気カード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磁気データの記録又は再生を行う。より具体的には、磁気ヘッド５は、磁気ギャップ（ギャップスペーサ）を挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コアからなり、一方の磁気コアには再生用コイル、他方の磁気コアには記録用コイルが巻かれ、挿入カードに対してヘッド部が所定のパッド圧で摺接して相対的に移動する。これより、磁気カード２に格納された磁気データを読み取ったり（再生）、磁気カード２に対して新たな磁気データを書き込んだり（記録）することが可能となる。なお、磁気ヘッド５は、そのギャップ形成面がカード搬送路内に突出するように配置されている。
【００３２】
ここで、磁気ヘッド５とモータ７の位置関係に着目すると、物理的な距離が近い関係になっている。これは、近年の市場における小型化要求などによって、コンパクトな設計が必要とされているからである。従って、磁気ヘッド５とモータ７の間を磁気的に遮断する対策を講じる必要があるところ、図１に示すカードリーダ１では、モータ７の上方に磁気シールド８（図中の斜線部）が設けられている。なお、例えば、モータ７の磁束の出る方向と磁気ヘッド５の磁束を検知する方向を考慮して、これらを互いに影響の小さくなる方向に取り付けることによって、かかる対策を講じる場合もある。
【００３３】
しかし、磁気カード２に記録された磁気データの信号レベルは微小であるため、このような機構的なモータノイズ対策のみでは、ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視することができない場合がある。特に、復調回路（図２参照）を高感度にしたときには、モータノイズの影響により、読み取りエラーが発生する蓋然性が高くなる。
【００３４】
［電気的構成］
図２は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の電気的構成を示すブロック図である。
【００３５】
図２において、磁気カード２とのデータの送受信を含め、総合的な電気的制御を司るＣＰＵ１２には、駆動ローラ６を回転駆動するモータ７が、ＰＷＭ駆動制御回路１５を介して接続されている。また、ＣＰＵ１２には、磁気カード２と磁気データの送受信を行う磁気ヘッド５が、復調回路１１を介して接続されている。さらに、ＣＰＵ１２には、カードリーダ１を制御する制御プログラムや初期値などの情報を格納するＲＯＭ１３と、ワーキングエリアとして機能するＲＡＭ１４が接続されている。なお、図２に示す電気的構成では、復調回路１１やＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２から独立して実装されているが、場合によっては、ＣＰＵ１２に、復調機能或いはＰＷＭ制御機能をもたせるようにしてもよい。また、ＣＰＵ１２，ＲＯＭ１３及びＲＡＭ１４などの電気的要素は、制御回路としての機能を有する。
【００３６】
ここで、カードリーダ１の電気的構成のうち、復調回路１１の具体的電気的構成ついて詳述する。図３は、図２の復調回路１１の具体的な電気的構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態に係るカードリーダ１では、Ｆ及び２Ｆという２種類の周波数の組合せによって２値のデータ信号を記憶するＦＭ変調方式で復調する場合を考えているが、本発明はこれに限られず、如何なる変調方式で復調するものであっても構わない。
【００３７】
図３において、図２の復調回路１１は、帯域通過型濾波器ＢＰＦ（Band Pass Filter）２１，２２と、増幅器２３，２４と、ピーク検出回路（微分回路）２５と、コンパレータ２６，２７と、タイミング発生回路２８と、から構成される。
【００３８】
ＦＭ変調方式による復調処理について概説すると、次のとおりである。まず、磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、磁気ヘッド検出信号が検出され、その磁気ヘッド検出信号は、ＢＰＦ２１，２２に入力される。ＢＰＦ２１，２２の周波数通過帯域は、図４に示すとおり、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚに設定されている。これは、ＦＭ変調方式で復調する場合におけるＦ（２Ｆ）が、カード搬送速度やサンプリングレートに基づき、１０００Ｈｚ（２０００Ｈｚ）になっているからである。
【００３９】
ＢＰＦ２１，２２において、パルス状のノイズなど高周波ノイズが除去された磁気ヘッド検出信号は、ＢＰＦ出力として、増幅器２３，２４に入力される。増幅器２３によって増幅されたＢＰＦ出力は、ピーク検出回路２５においてピーク検出が行われる。ピーク検出回路２５において検出されたピーク検出信号は、コンパレータ２６に入力され、ゼロクロス点が検出される。一方で、増幅器２４によって増幅されたＢＰＦ出力は、コンパレータ２７に入力され、ゼロクロス点が検出される。
【００４０】
最後に、タイミング発生回路２８において、コンパレータ２６の出力信号（ピーク検出信号のゼロクロス点でＨレベルとＬレベルが切り替わる信号）と、コンパレータ２７の出力信号（ＢＰＦ出力のゼロクロス点でＨレベルとＬレベルが切り替わる信号）とに基づいて、復調された磁気データが生成される。そして、その復調された磁気データは、タイミング発生回路２８からＣＰＵ１２に送られ、復調処理が完了する。
【００４１】
次に、ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視した場合において、上述したＦＭ変調方式による復調処理を、図３の各部（（ｂ）〜（ｇ））の信号波形を参照しつつ、より具体的に説明する（図５参照）。そして、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けることによって、復調された磁気データを受信したＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生する様子を説明する（図６参照）。また、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することによって、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けても（ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響をあまり受けず）、復調された磁気データを受信したＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生しない様子を説明する（図７参照）。
【００４２】
［ＦＭ変調方式による復調処理］
図５は、ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視した場合における、復調回路１１の各部（図３参照）の信号波形を示す波形図である。なお、図５における（ｂ）〜（ｇ）の信号波形は、図３における（ｂ）〜（ｇ）の箇所での信号波形を示している。
【００４３】
図５において、（ａ）の信号波形は、磁気カード２の磁気ストライプに記録されている記録信号の信号波形（の一例）である。この記録信号は、Ｆ及び２Ｆという２種類の周波数の組合せによる２値の信号列からなるものであって、１ビット分の時間間隔Ｔにおいて信号極性の反転がない場合には「０」を表し、１ビット分の時間間隔Ｔにおいて信号極性の反転がある場合には「１」を表している。なお、（ａ）の信号波形をもつ記録信号は、「０１１０１」という２値の信号列からなる。
【００４４】
磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、その磁気ヘッド５において、（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号が検出される。ここで、記録信号のうちの「１」に対応する磁気ヘッド検出信号の周波数は、記録信号のうちの「０」に対応する磁気ヘッド検出信号の周波数の２倍となっている。また、（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号には、パルス状のノイズが散見される。
【００４５】
次に、磁気ヘッド検出信号は、ＢＰＦ２１，２２に入力される。そして、ＢＰＦ２１，２２において、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ以外の周波数をもつ信号（パルス状のノイズを含む）が除去（或いは低減）され、磁気ヘッド検出信号は、（ｃ）の信号波形をもつＢＰＦ出力として、増幅器２３，２４に入力される。
【００４６】
増幅器２３によって増幅されたＢＰＦ出力は、例えば微分回路などのピーク検出回路２５において、ピーク検出が行われる。すなわち、ピーク検出回路２５において、ＢＰＦ出力のピーク位置でゼロクロスとなるような（ｄ）の信号波形をもつピーク検出信号が得られる。そして、ピーク検出信号は、コンパレータ２６に入力される。コンパレータ２６では、ピーク検出信号とゼロレベルとが比較され、ピーク検出信号のゼロクロス点で反転する（ｅ）の信号波形をもつデジタル信号に変換される。
【００４７】
一方で、増幅器２４によって増幅されたＢＰＦ出力は、コンパレータ２７に入力される。コンパレータ２７では、ＢＰＦ出力とゼロレベルとが比較され、ＢＰＦ出力のゼロクロス点で反転する（ｆ）の信号波形をもつデジタル信号に変換される。
【００４８】
最後に、タイミング発生回路２８において、コンパレータ２６から出力される（ｅ）の信号波形をもつデジタル信号が反転するタイミングで、コンパレータ２７から出力される（ｆ）の信号波形をもつデジタル信号のレベル（Ｈレベル又はＬレベル）が出力されるようになっている。このようにして得られた（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、「０１１０１」という２値の信号列からなり、（ａ）の信号波形をもつ記録信号と同じものとなっている。従って、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行されたことが分かる。
【００４９】
なお、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、タイミング発生回路２８からＣＰＵ１２に送られ、復号処理が完了する。
【００５０】
また、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行されたか否かは、例えば、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データの周期をチェックすることで判定される。すなわち、（ｇ）の信号波形をもつ復調された磁気データは、本来、周期Ｔのクロックパルスと、周期Ｔ／２のクロックパルスと、の組合せによる２値の信号列からなるものなので、タイミング発生回路２８から復調された磁気データを受信したＣＰＵ１２が、周期Ｔ又は周期Ｔ／２以外のクロックパルスを認識した場合には、読み取りエラーが発生したと判定される。なお、復調された磁気データに含まれるパリティチェックを利用して、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行された否かを判定されるようにしてもよい。
【００５１】
図６は、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受け、ＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生したと判定される様子を示す波形図である。なお、図６における（ｂ）〜（ｇ）の信号波形は、図３における（ｂ）〜（ｇ）の箇所での信号波形を示している。また、（ａ）の信号波形は、図５における（ａ）の信号波形と同じである。
【００５２】
図６において、磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、その磁気ヘッド５において、（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号（実線）が検出される。
【００５３】
ここで、この磁気ヘッド検出信号の信号波形は、ＰＷＭキャリア信号（約２０００Ｈｚ）によるモータノイズの影響を受けて、全域に亘って高周波ノイズが乗って波打った信号波形となっている。そして、その高周波ノイズが原因で、磁気ヘッド検出信号の＋側のピーク値（Ｘ１〜Ｘ５）が、図５における（ｂ）の信号波形と比べて少しずれたものとなっている。このため、磁気ヘッド検出信号がＢＰＦ２１，２２を通過して得られるＢＰＦ出力の＋側のピーク値（Ｙ１〜Ｙ５）も、図５における（ｃ）の信号波形（図６では（ｃ）の点線）と比べて少し右にずれたものとなっている。
【００５４】
従って、図５の復調処理と同様の流れで、ＦＭ変調方式による復調処理が実行されると、タイミング発生回路２８において、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データが得られる。（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、周期Ｔ１（＜Ｔ）のクロックパルスと、周期Ｔ２（＞Ｔ／２）のクロックパルスと、周期Ｔ３（＜Ｔ／２）のクロックパルスと、の組合せによる信号列からなるものである。
【００５５】
そして、このような周期Ｔ又は周期Ｔ／２以外のクロックパルス（周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を有する磁気データがＣＰＵ１２に送られると、読み取りエラーが発生したと判定されることになる。
【００５６】
図７は、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けても（ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響をあまり受けず）、ＣＰＵ１２で読み取りエラーが発生していないと判定される様子を示す波形図である。なお、図７における（ｂ）〜（ｇ）の信号波形は、図３における（ｂ）〜（ｇ）の箇所での信号波形を示している。また、（ａ）の信号波形は、図５における（ａ）の信号波形と同じである。
【００５７】
図７において、磁気カード２の磁気ストライプに対して磁気ヘッド５を相対的に摺動させると、その磁気ヘッド５において、全域に亘って高周波ノイズが乗って波打った（ｂ）の信号波形をもつ磁気ヘッド検出信号が検出される。この高周波ノイズは、図６における（ｂ）の信号波形に乗った高周波ノイズより周波数が高く、振幅が小さいものとなっている。これは、ＰＷＭキャリア信号の周波数が上げられたからである（本実施形態では、約２０００Ｈｚ→約８０００Ｈｚ）。このため、磁気ヘッド検出信号がＢＰＦ２１，２２を通過して得られるＢＰＦ出力の＋側のピーク値は、図５における（ｃ）の信号波形をもつＢＰＦ出力の＋側のピーク値と一致している。
【００５８】
従って、図５の復調処理と同様の流れで、ＦＭ変調方式による復調処理が実行されると、タイミング発生回路２８において、（ｇ）の信号波形をもつ磁気データが得られる。（ｇ）の信号波形をもつ磁気データは、周期Ｔのクロックパルスと、周期Ｔ／２のクロックパルスと、の組合せによる２値の信号列からなるものである。
【００５９】
そして、このような周期Ｔと周期Ｔ／２のクロックパルスを有する磁気データがＣＰＵ１２に送られると、読み取りエラーは発生していないと判定され、ＦＭ変調方式による復調処理が適切に実行されたことが分かる。
【００６０】
［カードリーダの処理動作］
図８は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の処理動作を示すフローチャートである。特に、磁気カード２に記録された記録信号の再生を行う再生処理についてのフローチャートである。
【００６１】
図８において、まず、磁気カード２の読み取りが、通常感度で行われる（ステップＳ１）。より具体的には、カード挿入口に磁気カード２が挿入されると、ＣＰＵ１２は、ＰＷＭ駆動制御回路１５に対してモータ７を回転駆動する駆動信号を送信する。そうすると、駆動ローラ６が回転し、磁気カード２の引き込みが行われる。このとき、磁気カード２表面上のストライプに磁気ヘッド５が接触・摺動することによって、ＣＰＵ１２は、上述したとおり、復調回路１１のタイミング発生回路２８から復調された磁気データを受信する。
【００６２】
次いで、リードＯＫか否かが判断される（ステップＳ２）。より具体的には、ＣＰＵ１２は、上述した［ＦＭ変調方式による復調処理］で説明したように、読み取りエラーが発生したか否かを判断する。ＣＰＵ１２は、読み取りエラーは発生していないと判定した場合には、リードＯＫとして、正常に再生処理を終了する（ステップＳ３）。
【００６３】
一方で、ＣＰＵ１２は、読み取りエラーが発生したと判定した場合には、リードＮＧとして、ＰＷＭ駆動制御回路１５に対し、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を送信する（ステップＳ４）。この制御信号を受信したＰＷＭ駆動制御回路１５は、キャリア信号発生回路１５ａで発生するＰＷＭキャリア信号の周波数をファームウエアで自動的に（ソフトウエアによって）変更する。なお、ハードウエアによるＰＷＭキャリア信号の周波数の変更については、［変形例］において詳述する。
【００６４】
次いで、磁気カード２の読み取りが、高感度で行われる（ステップＳ５）。より具体的には、ＣＰＵ１２は、復調回路１１に対し、磁気カード２の読取感度を向上させる読取感度を向上させる制御信号を送信する。この制御信号を受信した復調回路１１では、例えば増幅器２３，２４の増幅率が大きくなる。そして、このような状態で、磁気カード２表面上のストライプに磁気ヘッド５が接触・摺動すると、磁気カード２の読み取りが高感度で行われることになる。
【００６５】
次いで、リードＯＫか否かが再度判断される（ステップＳ６）。より具体的には、ＣＰＵ１２は、上述した［ＦＭ変調方式による復調処理］で説明したように、読み取りエラーが発生したか否かを判断する。
【００６６】
ここで、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１では、ステップＳ４において、ＰＷＭキャリア信号の周波数は、復調された磁気データの周波数帯域を外した周波数に変更されているので（例えば約２０００Ｈｚ→約８０００Ｈｚ）、磁気カード２の読み取りが、復調回路１１がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けやすい高感度で行われていたとしても、殆どのケースにおいて、ＣＰＵ１２は読み取りエラーが発生していないと判定する（図７参照）。
【００６７】
このようにして、ＣＰＵ１２は、読み取りエラーは発生していないと判定した場合には、リードＯＫとして、正常に再生処理を終了する（ステップＳ７）。一方で、ＣＰＵ１２は、読み取りエラーが発生したと判定した場合には、リードＮＧとして、エラー終了とする（ステップＳ８）。
【００６８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１によれば、磁気シールドなどの方法に比べて飛躍的にモータノイズの影響を低減することができる。また、機構的な対策を必要とせずにモータノイズの影響を低減することができるため、コストＵＰを防ぐことができる。図８を用いて説明したように、通常感度での読み取りに失敗した場合（ステップＳ２→ステップＳ４）のみＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することとしたから、モータの電力ロスを最小限の使用時間に抑えることができ、ひいては発熱抑制や省エネに寄与することができる。さらに、通常感度の場合には、従来の方式と同じであるため、互換性を保つこともできる。
【００６９】
なお、カードリーダは、磁気リードのトラックによって感度やモータノイズの受け方が異なるため、モータノイズの影響を受け易いトラックを読み取る場合にＰＷＭキャリア信号の周波数を切り替えて、モータノイズを効果的に低減することも可能である。
【００７０】
［変形例］
上述したＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２から受信した制御信号に基づき、キャリア信号発生回路１５ａで発生するＰＷＭキャリア信号の周波数をファームウエアで自動的に（ソフトウエアによって）変更することとしたが、本発明はこれに限られず、ハードウエアを追加・修正することによってＰＷＭキャリア信号の周波数を変更することとしてもよい。
【００７１】
図９は、複数のキャリア信号発生回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路１５のブロック図である。図９に示すキャリア信号発生回路１５ａは、ＣＰＵ１２からの制御信号によって動作する切替回路１５１と、第１キャリア信号発生回路１５２と、第２キャリア信号発生回路１５３と、から構成される。なお、第１キャリア信号発生回路１５２及び第２キャリア信号発生回路１５３は、自励発振回路，水晶発振回路又はＰＬＬ回路など、ＰＷＭキャリア信号を発振する回路であれば如何なるものであってもよく、互いに周波数の異なるＰＷＭキャリア信号を発振することができる。
【００７２】
図９において、ＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２からＰＷＭキャリア信号の周波数を変更する制御信号を受信すると、キャリア信号発生回路１５ａ内の切替回路１５１は、その制御信号に基づき第１キャリア信号発生回路１５２又は第２キャリア信号発生回路１５３のいずれか一方を選択する。これにより、第１キャリア信号発生回路１５２が選択された場合には、ＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ１」が、第２キャリア信号発生回路１５３が選択された場合には、「ＰＷＭ１」とは周波数の異なるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ２」が、モータ７を駆動する際のＰＷＭ制御方式に用いられる。
【００７３】
図１０は、複数の分周回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路１５のブロック図である。図１０に示すキャリア信号発生回路１５ａは、発振回路１５４と、第１分周回路１５５と、第２分周回路１５６と、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５７，１５８と、から構成される。なお、第１分周回路１５５と第２分周回路１５６とは、互いに分周比が異なるものとなっている。
【００７４】
図１０において、発振回路１５４において生成された所定の高周波クロックは、第１分周回路１５５及び第２分周回路１５６に入力される。そして、第１分周回路１５５及び第２分周回路１５６において分周された高周波クロックは、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５７，１５８に入力され、カウント値０からＮまでのカウントアップと、カウント値Ｎから０までのカウントダウンを交互に繰り返す。これにより、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５７からは、三角波であるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ１」が出力されることになる。一方で、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１５８からは、「ＰＷＭ１」とは周波数が異なる三角波であるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ２」が出力されることになる。
【００７５】
そして、ＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２からの制御信号に基づき「ＰＷＭ１」又は「ＰＷＭ２」のいずれか一方を選択することで、いずれか一方がモータ７を駆動する際のＰＷＭ制御方式に用いられる。
【００７６】
図１１は、複数の累積カウンタを用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路１５のブロック図である。図１１に示すキャリア信号発生回路１５ａは、発振回路１５４と、第１累積カウンタ１５９と、第２累積カウンタ１６０と、周波数シフト回路１６１，１６２と、キャリア生成回路１６３，１６４と、から構成される。なお、第１累積カウンタ１５９と第２累積カウンタ１６０とは、互いに増分値が異なるものとなっている。
【００７７】
図１１において、発振回路１５４において生成された所定の高周波クロックは、第１累積カウンタ１５９及び第２累積カウンタ１６０に入力される。そして、第１累積カウンタ１５９及び第２累積カウンタ１６０は、クロックごとに、それぞれ異なる増分値でカウントアップする。第１累積カウンタ１５９及び第２累積カウンタ１６０の出力は、それぞれ周波数シフト回路１６１及び周波数シフト回路１６２に入力される。周波数シフト回路１６１及び周波数シフト回路１６２において、それぞれカウンタ周波数がＭ倍のものに変換される。その後、周波数シフト回路１６１及び周波数シフト回路１６２から出力される鋸波形の信号が、それぞれキャリア生成回路１６３及びキャリア生成回路１６４に入力される。そうすると、鋸波形を途中で折り返した二等辺三角形の波であるＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ１」及びＰＷＭキャリア信号「ＰＷＭ２」が生成される。
【００７８】
そして、ＰＷＭ駆動制御回路１５は、ＣＰＵ１２からの制御信号に基づき「ＰＷＭ１」又は「ＰＷＭ２」のいずれか一方を選択することで、いずれか一方がモータ７を駆動する際のＰＷＭ制御方式に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係るカードリーダは、復調回路の感度を上げた場合であっても効果的にモータノイズを低減しうるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態に係るカードリーダの機械的な構造図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るカードリーダの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の復調回路の具体的な電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図４】ＢＰＦの周波数特性（ゲイン特性）を示すゲイン線図である。
【図５】ＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を無視した場合における、復調回路の各部の信号波形を示す波形図である。
【図６】復調回路がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受け、ＣＰＵで読み取りエラーが発生したと判定される様子を示す波形図である。
【図７】復調回路がＰＷＭキャリア信号によるモータノイズの影響を受けても、ＣＰＵで読み取りエラーが発生していないと判定される様子を示す波形図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るカードリーダの処理動作を示すフローチャートである。
【図９】複数のキャリア信号発生回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路のブロック図である。
【図１０】複数の分周回路を用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路のブロック図である。
【図１１】複数の累積カウンタを用いて、ＰＷＭキャリア信号の周波数を変更するＰＷＭ駆動制御回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  カードリーダ
２  磁気カード
３  シャッタ
４  受光素子
５  磁気ヘッド
６  駆動ローラ
７  モータ
８  磁気シールド
９  磁気バーコードヘッド
１１  復調回路
１２  ＣＰＵ
１３  ＲＯＭ
１４  ＲＡＭ
１５  ＰＷＭ駆動制御回路
１５ａ  キャリア信号発生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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