(57)【要約】【課題】高い搬送性能と搬送物および機構自体の保護の両立が可能な搬送機構、およびこれを用いた媒体処理装置、並びに搬送方法を提供する。【解決手段】搬送物が搬送される通路である搬送路と、搬送路に沿って搬送物を移動させる搬送部材と、搬送部材を駆動するモータと、モータの出力トルクを制御する制御部と、搬送路における搬送物の位置および／または搬送方向である搬送状態を特定する搬送状態特定手段と、モータに許容される出力トルクの上限値または該上限値の算出に要するパラメータ値である上限トルク情報が、搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、を備え、制御部は、搬送状態特定手段により特定された搬送状態に基づいて、該搬送状態に応じた上限トルク情報を記憶部から取得し、モータに許容される出力トルクの上限値を動的に切り替えることを特徴とする搬送機構、これを備える媒体処理装置、およびこれを用いる搬送方法により解決する。【選択図】図１
2019026432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物が搬送される通路である搬送路と、
前記搬送路に沿って前記搬送物を移動させる搬送部材と、
前記搬送部材を駆動するモータと、
前記モータの出力トルクを制御する制御部と、
前記搬送路における前記搬送物の位置および／または搬送方向である搬送状態を特定する搬送状態特定手段と、
前記モータに許容される出力トルクの上限値または該上限値の算出に要するパラメータ値である上限トルク情報が、前記搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記搬送状態特定手段により特定された前記搬送状態に基づいて、該搬送状態に応じた前記上限トルク情報を前記記憶部から取得し、前記モータに許容される出力トルクの上限値を動的に切り替えることを特徴とする搬送機構。
【請求項２】
前記制御部は、前記モータのトルク特性に基づいて、該モータの回転数および電圧値から該モータの出力トルクを推定可能であり、
前記制御部は、前記モータに許容される出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧を調節することを特徴とする請求項１に記載の搬送機構。
【請求項３】
前記モータはＤＣモータであり、
前記制御部は前記モータに印加する電圧をパルス幅変調方式で制御し、
前記制御部は、前記モータに許容される出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧のデューティ比を調節することを特徴とする請求項２に記載の搬送機構。
【請求項４】
前記搬送状態特定手段は、前記搬送物が前記搬送路上の所定位置に到達したことを検知する検知器を有しており、
前記検知器は前記搬送路上に複数配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項５】
前記搬送部材は、前記搬送物を挟み込んで送り出す一対の回転体である搬送ローラを有しており、
前記搬送ローラは、前記モータの駆動力により回転する駆動ローラと、該駆動ローラの回転または前記搬送物の摺動に追従して回転する従動ローラと、により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項６】
前記搬送部材は複数組の前記搬送ローラを有しており、
前記モータは、一基で複数の前記駆動ローラを駆動することを特徴とする請求項５に記載の搬送機構。
【請求項７】
前記モータの駆動力を前記駆動ローラに伝達する動力伝達部材をさらに備え、
前記動力伝達部材は歯付ベルトを含んでいることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の搬送機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の搬送機構を備える媒体処理装置であって、
前記搬送物はカード形状の情報記録媒体であり、
前記情報記録媒体に記録された情報の読み取り処理、または該情報記録媒体への情報の書き込み処理の少なくともいずれか一方を実行可能な情報処理部をさらに備えることを特徴とする媒体処理装置。
【請求項９】
前記搬送部材は、前記搬送物を一定の速度で移動させることを特徴とする請求項８に記載の媒体処理装置。
【請求項１０】
搬送物が搬送される通路である搬送路と、
前記搬送路に沿って前記搬送物を移動させる搬送部材と、
前記搬送部材を駆動するモータと、
前記搬送路における前記搬送物の位置および／または搬送方向である搬送状態を特定する搬送状態特定手段と、
前記モータに許容される出力トルクの上限値または該上限値の算出に要するパラメータ値である上限トルク情報が、前記搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、を備える搬送機構を用いた搬送方法であって、
前記搬送状態特定手段により前記搬送物の搬送状態を特定する搬送状態特定ステップと、
前記搬送状態に応じた前記上限トルク情報を前記記憶部から取得する上限トルク情報取得ステップと、
前記搬送状態に応じた前記上限トルク情報に基づいて、前記モータに許容される出力トルクの上限値を切り替える上限トルク設定ステップと、を含むことを特徴とする搬送方法。
【請求項１１】
前記モータのトルク特性に基づいて、該モータの回転数から該モータに印加可能な上限電圧を算出する上限電圧算出ステップと、
前記出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧を調節するトルク調節ステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の搬送方法。
【請求項１２】
前記モータはパルス幅変調方式で印加電圧が制御されるＤＣモータであり、
前記トルク調節ステップでは、前記出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧のデューティ比を調節することを特徴とする請求項１１に記載の搬送方法。
【請求項１３】
前記搬送部材は、前記搬送物を挟み込んで送り出す一対の回転体である搬送ローラを複数組有しており、
前記各搬送ローラは、前記モータの駆動力により回転する駆動ローラと、該駆動ローラの回転または前記搬送物の摺動に追従して回転する従動ローラと、により構成されており、
前記モータは、一基で複数の前記駆動ローラを駆動することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の搬送方法。
【請求項１４】
前記搬送機構は、前記モータの駆動力を前記駆動ローラに伝達する動力伝達部材をさらに備え、
前記動力伝達部材は歯付ベルトを含んでいることを特徴とする請求項１３に記載の搬送方法。
【請求項１５】
前記搬送物はカード形状の情報記録媒体であり、
前記情報記録媒体に記録された情報の読み取り処理、または該情報記録媒体への情報の書き込み処理の少なくともいずれか一方を実行する情報処理ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送機構および搬送物の損傷防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、カードをローラで搬送するカード処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のカード処理装置では、ローラでカードを挟み込んで送り出すことによりカードを搬送する。このように、ローラなどの搬送部材で搬送物に力を加えて搬送する機構では、搬送物や機構自体の保護のため、搬送物の詰まりなどの搬送異常が生じたときには、その搬送動作が停止する程度の出力のモータが用いられる。
【０００５】
一方、処理速度を早めるべく搬送機構に高出力のモータを採用した場合、搬送異常により動力伝達部材に含まれる歯車部の歯飛びや、搬送部材と搬送物とのスリップが生じ、搬送機構や搬送物が損傷するおそれがある。そこで、搬送異常があったときでも歯飛びやスリップが生じないように、モータに上限トルクを設定することが考えられる。しかし、搬送路の複数箇所に搬送部材が配置されている場合、搬送物の搬送路上の位置や搬送方向により歯飛びやスリップが生じるトルクが異なり、さらに、その条件は搬送機構の構造に依存するという問題がある。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、高い搬送性能と搬送物および機構自体の保護の両立が可能な搬送機構、およびこれを用いた媒体処理装置、並びに搬送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の搬送機構は、搬送物が搬送される通路である搬送路と、前記搬送路に沿って前記搬送物を移動させる搬送部材と、前記搬送部材を駆動するモータと、前記モータの出力トルクを制御する制御部と、前記搬送路における前記搬送物の位置および／または搬送方向である搬送状態を特定する搬送状態特定手段と、前記モータに許容される出力トルクの上限値または該上限値の算出に要するパラメータ値である上限トルク情報が、前記搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、を備え、前記制御部は、前記搬送状態特定手段により特定された前記搬送状態に基づいて、該搬送状態に応じた前記上限トルク情報を前記記憶部から取得し、前記モータに許容される出力トルクの上限値を動的に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
上限トルク情報が搬送物の搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、投入された搬送物の搬送状態を特定可能な搬送状態特定手段とを備えることにより、制御部は、搬送物の搬送状態の変化に応じてモータの上限トルクを切り替えることが可能となる。これにより、搬送異常が発生しても駆動し続ける高出力のモータを使用した場合でも、出力トルクの上限値を機構全体における最小値に制限することなく、高い搬送能力と搬送機構や搬送物の保護との両立を図ることができる。
【０００９】
また、前記制御部は、前記モータのトルク特性に基づいて、該モータの回転数および電圧値から該モータの出力トルクを推定可能であり、前記制御部は、前記モータに許容される出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧を調節することが好ましい。
【００１０】
制御部が、回転数と電圧値からそのモータの出力トルクを推定することができ、さらに、モータに印加する電圧を制御可能であることにより、制御部は、モータの出力トルクを監視しながら、出力トルクが上限値を超過しないよう制御することが可能となる。
【００１１】
また、前記モータはＤＣモータであり、前記制御部は前記モータに印加する電圧をパルス幅変調方式で制御し、前記制御部は、前記モータに許容される出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧のデューティ比を調節することが好ましい。
【００１２】
一般的な搬送機構で用いられているＤＣモータには、その回転数がパルス幅変調方式で制御されているものが多いと考えられる。そのため、ＤＣモータに印加する電圧のデューティ比を操作してモータの出力トルクを制限することにより、既存の搬送機構を利用して本発明の保護機能を効率的に実装することが可能となる。
【００１３】
また、前記搬送状態特定手段は、前記搬送物が前記搬送路上の所定位置に到達したことを検知する検知器を有しており、前記検知器は前記搬送路上に複数配置されていることが好ましい。
【００１４】
例えば、搬送物投入後のモータの回転数をカウントしたり、時間を計測したりして搬送物の搬送状態を推測することも不可能ではないが、搬送路における複数箇所に検知器が配置されていることにより、搬送物の実際の搬送状態をフィードバックすることができ、搬送物の搬送状態をより高い精度で特定することが可能となる。
【００１５】
また、前記搬送部材は、前記搬送物を挟み込んで送り出す一対の回転体である搬送ローラを有しており、前記搬送ローラは、前記モータの駆動力により回転する駆動ローラと、該駆動ローラの回転または前記搬送物の摺動に追従して回転する従動ローラと、により構成されていることが好ましい。
【００１６】
本構成の搬送ローラのように、搬送物に直接接触して力を加える搬送部材を採用する場合、搬送物の詰まりなどの搬送異常が起きたときには、搬送物が搬送部材に加えられる力で損傷するおそれがある。特に本構成の搬送ローラは摩擦力で搬送物を送り出す機構であるから、スリップが発生したときには搬送物の表面に擦傷が残るおそれがある。一方、本発明の搬送機構では、搬送物の搬送状態に応じてモータの出力トルクが制限されるため、搬送異常が生じた場合でも、搬送ローラのスリップを未然に防止することができる。これにより、搬送物に対する搬送力の確実な伝達と、搬送物の保護との両立を図ることが可能となる。
【００１７】
また、前記搬送部材は複数組の前記搬送ローラを有しており、前記モータは、一基で複数の前記駆動ローラを駆動することが好ましい。
【００１８】
搬送物の搬送状態に応じた上限トルクを設定すべく、例えば各搬送部材にそれぞれ専用のモータを設けた場合、モータ数の増加に伴う機構の大型化や、消費電力の増加、組み立て工数の増加、製造コストの増加などが懸念される。一方、本発明の搬送機構は、モータの上限トルクを動的に切り替えることができるため、一基で複数の搬送部材を制御することができる。これにより、搭載されるモータ数を抑えつつ、搬送状態に応じた緻密なトルク制御を実現することができる。
【００１９】
また、前記モータの駆動力を前記駆動ローラに伝達する動力伝達部材をさらに備え、前記動力伝達部材は歯付ベルトを含んでいることが好ましい。
【００２０】
搬送機構の動力伝達部材として歯付ベルトを採用した場合、搬送物の詰まりなどの搬送異常により各動力伝達部材の同期が損なわれると、歯付ベルトのテンションが乱れ、歯付ベルトとその噛合部材に歯飛びが生じるおそれがある。一方、本発明の搬送機構は、搬送物の搬送状態に応じてモータの上限トルクを切り替え可能であることにより、歯飛びが発生する前に、搬送部材の動作、つまり動力伝達部材の動作を停止させることができる。これにより、テンションを一定に保つ必要があるという歯付ベルトの構造的な制約に対処することができる。
【００２１】
また、上記課題を解決するため、本発明の媒体処理装置は、本発明の搬送機構を備え、前記搬送物はカード形状の情報記録媒体であり、前記情報記録媒体に記録された情報の読み取り処理、または該情報記録媒体への情報の書き込み処理の少なくともいずれか一方を実行可能な情報処理部をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の搬送機構を備えることにより、搬送異常が発生しても駆動し続ける高出力のモータを使用した場合でも、出力トルクの上限値を機構全体における最小値に制限することなく、高い搬送能力と機構自体や情報記録媒体の保護との両立を図ることができる。
【００２３】
また、前記搬送部材は、前記搬送物を一定の速度で移動させることが好ましい。
【００２４】
情報記録媒体に記録された情報の読み取りや、情報記録媒体への情報の書き込みを行うときには、情報記録媒体を情報処理部で処理可能な一定の速度で移動させる必要がある。
【００２５】
また、上記課題を解決するため、本発明の搬送方法は、搬送物が搬送される通路である搬送路と、前記搬送路に沿って前記搬送物を移動させる搬送部材と、前記搬送部材を駆動するモータと、前記搬送路における前記搬送物の位置および／または搬送方向である搬送状態を特定する搬送状態特定手段と、前記モータに許容される出力トルクの上限値または該上限値の算出に要するパラメータ値である上限トルク情報が、前記搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、を備える搬送機構を用いた搬送方法であって、前記搬送状態特定手段により前記搬送物の搬送状態を特定する搬送状態特定ステップと、前記搬送状態に応じた前記上限トルク情報を前記記憶部から取得する上限トルク情報取得ステップと、前記搬送状態に応じた前記上限トルク情報に基づいて、前記モータに許容される出力トルクの上限値を切り替える上限トルク設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２６】
搬送機構が、上限トルク情報が搬送物の搬送状態の種類ごとに登録された記憶部と、投入された搬送物の搬送状態を特定可能な搬送状態特定手段とを備えていることにより、搬送物の搬送状態の変化に応じてモータの上限トルクを動的に切り替えることが可能となる。これにより、搬送異常が発生しても駆動し続ける高出力のモータを使用した場合でも、出力トルクの上限値を機構全体における最小値に制限することなく、高い搬送能力と搬送機構や搬送物の保護との両立を図ることができる。
【００２７】
また、本発明の搬送方法は、前記モータのトルク特性に基づいて、該モータの回転数から該モータに印加可能な上限電圧を算出する上限電圧算出ステップと、前記出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧を調節するトルク調節ステップと、をさらに含むことが好ましい。
【００２８】
回転数と電圧値からそのモータの出力トルクを推定することができ、さらに、モータに印加する電圧を制御可能であることにより、モータの出力トルクを監視しながら、出力トルクが上限値を超過しないよう制限することが可能となる。
【００２９】
また、前記モータはパルス幅変調方式で印加電圧が制御されるＤＣモータであり、前記トルク調節ステップでは、前記出力トルクの上限値を超過しないように、前記モータに印加する電圧のデューティ比を調節することが好ましい。
【００３０】
一般的な搬送機構で用いられているＤＣモータには、その回転数がパルス幅変調方式で制御されているものが多いと考えられる。そのため、ＤＣモータに印加する電圧のデューティ比を操作してモータの出力トルクを制限することにより、既存の搬送機構を利用して本発明の保護機能を効率的に実装することが可能となる。
【００３１】
また、前記搬送部材は、前記搬送物を挟み込んで送り出す一対の回転体である搬送ローラを複数組有しており、前記各搬送ローラは、前記モータの駆動力により回転する駆動ローラと、該駆動ローラの回転または前記搬送物の摺動に追従して回転する従動ローラと、により構成されており、前記モータは、一基で複数の前記駆動ローラを駆動することが好ましい。
【００３２】
本発明の搬送方法では、搬送物の搬送状態に応じてモータの出力トルクが制限されるため、搬送異常が生じた場合でも、搬送ローラのスリップを未然に防止することができる。また、本発明の搬送方法では、モータの上限トルクを動的に切り替えることができるため、一基で複数の搬送部材を制御することができる。これにより、搭載されるモータ数を抑えつつ、搬送状態に応じた緻密な上限トルクの制御を実現することができる。
【００３３】
また、前記搬送機構は、前記モータの駆動力を前記駆動ローラに伝達する動力伝達部材をさらに備え、前記動力伝達部材は歯付ベルトを含んでいることが好ましい。
【００３４】
本発明の搬送方法では、搬送物の搬送状態に応じてモータの上限トルクを切り替え可能である。そのため、歯飛びが発生する前に、搬送部材の動作、つまり動力伝達部材の動作を停止させることができる。これにより、テンションを一定に保つ必要があるという歯付ベルトの構造的な制約に対処することができる。
【００３５】
また、前記搬送物はカード形状の情報記録媒体であり、前記情報記録媒体に記録された情報の読み取り処理、または該情報記録媒体への情報の書き込み処理の少なくともいずれか一方を実行する情報処理ステップをさらに含むことが好ましい。
【００３６】
本発明の搬送方法を用いることにより、搬送異常が発生しても駆動し続ける高出力のモータを使用した場合でも、出力トルクの上限値を機構全体における最小値に制限することなく、高い情報処理性能と情報記録媒体の保護との両立を図ることができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明の搬送機構、およびこれを用いた媒体処理装置、並びに搬送方法によれば、高い搬送性能と搬送物および機構自体の保護の両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態にかかるカードリーダの機能構成を示すブロック図である。
【図２】カードリーダの側面視断面図である。
【図３】カードリーダの平面視断面図である。
【図４】カードの搬送状態を特定する方法を説明する図である。
【図５】モータの出力トルクを設定された上限値以下に抑える方法を説明する図である。
【図６】搬送機構が備える保護機能の経時的な処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［構成概要］
以下、本発明の搬送機構、情報処理媒体、および搬送方法の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態のカードリーダは、情報記録媒体であるカードに記録されたデータの読み取りや、カードへのデータの記録を行う媒体処理装置であり、例えばＡＴＭ（Automatic Teller Machine）やキャッシュディスペンサ、キオスク端末、流通ＰＯＳ（Point of sale system）端末、入退出管理端末、各種ＩＤカード端末など、カードの記録情報を処理する上位装置に組み込まれて使用される。
【００４０】
また、本実施形態に用いられるカードは塩化ビニル製であり、０．７〜０．８ｍｍ厚の長方形のカードである。カードには電子データが記録されるＩＣチップが内蔵されており、カードの一方の面にはＩＣチップの端子が露出している。また、カードの他方の面には磁気データが記録される磁気ストライプが貼着されている。カードは、これらＩＣチップおよび磁気ストライプのうち、いずれか一方のみを備えるものであってもよい。
【００４１】
（機能構成）
図１はカードリーダ９１０の機能構成を示すブロック図である。本実施形態のカードリーダ９１０の機能は、主に、搬送物であるカードＣを搬送する搬送機構１００、およびカードＣの記録情報を処理する情報処理部２００により構成されている。
【００４２】
カードリーダ９１０の外部Ｉ／Ｆ（Interface）１９０には上位装置９００が接続されており、カードリーダ９１０は上位装置９００との間でコマンドやデータの送受信を行う。カードリーダ９１０と上位装置９００との接続には、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルや、いわゆるＲＳ−２３２Ｃに対応した接続ケーブルなどを用いることができる。
【００４３】
搬送機構１００はＤＣモータ１１０（以下、単に「モータ１１０」という。）を駆動源としており、モータ１１０の動作はカードリーダ９１０の制御部である制御装置１３０により管理されている。モータ１１０にはエンコーダ１１１が搭載されており、そのパルス信号（エンコーダパルス）は、モータ１１０の駆動回路１１５と制御装置１３０にフィードバックされる。また、駆動回路１１５および制御装置１３０には電源回路１７０から電力が供給されており、制御装置１３０は電源回路１７０及び駆動回路１１５によりモータ１１０に印加された電圧値を常時監視している。
【００４４】
本例の制御装置１３０は一般的なマイクロコントローラ、FPGA、CPLD、または論理回路により構成されている。制御装置１３０は、中央処理装置であるＣＰＵ１３１と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリなどの記憶装置であるメモリ１３２と、駆動回路１１５を介してモータ１１０の回転数を制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ１３３とを有している。なお、PWMコントローラ１３３は、CPU、FPGA、CPLDに含まれる場合もある。メモリ１３２は本発明の記憶部である。メモリ１３２には、搬送機構１００の監視や駆動、カードＣの信号処理など、カードリーダ９１０全体の動作を制御するプログラムである制御プログラム１３２ａがロードされている。また、メモリ１３２は、ＤＣモータ１１０の仕様上のトルク特性を示す値であるモータ特性係数１３２ｃ、および、後述する上限トルク情報Ｌが登録された上限トルクテーブル１３２ｂを有している。
【００４５】
カードＣが搬送される通路である搬送路１４０には、三組の搬送ローラ１２０、４基のフォトセンサ１５０、レバースイッチ１６０、および情報処理部２００が設けられている。
【００４６】
搬送ローラ１２０は、搬送路１４０に沿ってカードＣを進退させる搬送部材である。搬送ローラ１２０の各組はそれぞれ、カードＣを挟み込んで送り出す一対の回転体であり、モータ１１０の駆動力により回転する駆動ローラ１２０ａと、これら駆動ローラ１２０ａの回転またはカードＣの摺動に追従して回転する従動ローラ１２０ｂと、により構成されている。
【００４７】
フォトセンサ１５０およびレバースイッチ１６０は、制御プログラム１３２ａとともに、搬送路１４０におけるカードＣの位置および搬送方向である搬送状態Ｓを特定する搬送状態特定手段Ｄを構成している。フォトセンサ１５０およびレバースイッチ１６０は、カードＣが搬送路１４０上の所定位置に到達したことを検知する検知器である。
【００４８】
情報処理部２００は、制御プログラム１３２ａとともに、カードＣに記録された情報の読み取り処理、またはカードＣへの情報の書き込み処理の少なくともいずれか一方を実行する。本実施形態の情報処理部２００は、磁気ヘッド２１０およびＩＣ接点ブロック２２０を備えている。磁気ヘッド２１０は、カードＣ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読み書きを行う。ＩＣ接点ブロック２２０は、カードＣのＩＣチップ端子に接触して電子データの読み書きを行う。
【００４９】
（物理構成）
図２および図３は、カードリーダ９１０の内部機構を示す模式図である。図２はカードリーダ９１０の側面視断面図である。図３はカードリーダ９１０の平面視断面図である。なお、以下の説明において「上」および「下」とは、図１および図２に描かれた座標軸表示のＺ軸における上下方向を意味している。また、カードリーダ９１０について、「前」とは、同座標軸表示のＸ１側、「後ろ」とはＸ２側をそれぞれ意味しており、「幅」とは、同座標軸表示のＹ軸方向における寸法を意味している。
【００５０】
カードリーダ９１０の搬送路１４０はカードリーダ９１０の前後方向に延びている。カードリーダ９１０の前面には、搬送路１４０に連通された挿入口１４１が設けられている。搬送路１４０の通路幅は、搬送路１４０の両脇に設けられた一対の側板であるガイド部１４２により定められている。搬送路１４０の通路幅はカードＣの幅と略同一であり、これによりカードＣの幅方向への傾きが阻止される。
【００５１】
搬送ローラ１２０は、搬送路１４０の前側から後ろ側に向かって順に配置された、第１ローラ１２１、第２ローラ１２２、および第３ローラ１２３により構成されている。第１ローラ１２１は駆動ローラ１２１ａおよび従動ローラ１２１ｂからなり、これらは挿入口１４１の直後に配置されている。第２ローラ１２２は駆動ローラ１２２ａおよび従動ローラ１２２ｂからなり、これらは搬送路１４０の前後方向における略中央に配置されている。第３ローラ１２３は駆動ローラ１２３ａおよび従動ローラ１２３ｂからなり、これらは第２ローラ１２２から搬送路１４０の後端までの範囲の中央よりもやや後端側に配置されている。なお、「駆動ローラ１２０ａ」とは駆動ローラ１２１ａ，１２２ａ，１２３ａの総称であり、「従動ローラ１２０ｂ」とは従動ローラ従動ローラ１２１ｂ，従動ローラ１２２ｂ，従動ローラ１２３ｂの総称である。
【００５２】
モータ１１０の駆動力を駆動ローラ１２０ａに伝達する動力伝達部材は、歯付ベルト１３１，１３２を含んでいる。モータ１１０の出力はまず、歯付ベルト１３１を介して、駆動ローラ１２２ａを支持する軸体１２６に設けられた歯車部である大径歯車部１２６ｂに伝達される。軸体１２６には大径歯車部１２６ｂよりも小さな径の歯車部である小径歯車部１２６ａも設けられており、小径歯車部１２６ａは大径歯車部１２６ｂの回転に連動して回転する。駆動ローラ１２１ａを支持する軸体１２５、および駆動ローラ１２３ａを支持する軸体１２７にもそれぞれ歯車部１２５ａ，１２７ａが設けられている。駆動ローラ１２２ａの軸体１２６の小径歯車部１２６ａと、駆動ローラ１２１ａおよび駆動ローラ１２３ａの軸体１２５，１２７の歯車部１２５ａ，１２７ａとは、歯付ベルト１３２で連結されており、これらは互いに連動して回転する。駆動ローラ１２２ａの前後には歯付ベルト１３２のテンショナー１３４，１３５が配置されており、これにより歯付ベルト１３２には一定の張力が付与されている。
【００５３】
なお、従動ローラ１２１ｂを支持する軸体１２８と、従動ローラ１２２ｂを支持する軸体１２９にもそれぞれ歯車部１２８ａ，１２９ａが設けられており、これら歯車部１２８ａ，１２９ａは歯付ベルト１３３により連結されている。従動ローラ１２１ｂの軸体１２８は、カードリーダ９１０の筐体外に設けられた手回しハンドル１２８ｃに連続しており、これら手回しハンドル１２８ｃや従動ローラ１２１ｂ，１２２ｂの動力伝達機構は、カードリーダ９１０から手動でカードＣを排出するときに用いられる。
【００５４】
このように、搬送機構１００の駆動ローラ１２１ａ，１２２ａ，１２３ａはいずれも、単一のモータ１１０により駆動される。
【００５５】
搬送路１４０内には、カードＣが搬送路１４０内の所定位置に到達したことを検知する検知器であるフォトセンサ１５０およびレバースイッチ１６０が設けられている。レバースイッチ１６０は挿入口１４１に配置されている。フォトセンサ１５０は４基のフォトセンサ１５１〜１５４からなり、フォトセンサ１５１は第１ローラ１２１付近に、フォトセンサ１５２，１５３は第２ローラ１２２付近に、フォトセンサ１５４は第３ローラ１２３付近にそれぞれ配置されている。
【００５６】
レバースイッチ１６０はレバー部１６１およびスイッチ部１６２を備えており、レバー部１６１の操作によりスイッチ部１６２のＯＮ／ＯＦＦ状態が機械的に切り替えられる。レバー部１６１はその一部が搬送路１４０内に張り出しており、カードＣが挿入口１４１に差し込まれると、カードＣによりレバー部１６１が搬送路１４０外に押し出される。これによりスイッチ部１６２の状態がＯＮに切り替えられ、カードＣの存在が検知される。
【００５７】
フォトセンサ１５０は、図示しない発光素子である発光ダイオードと、受光素子であるフォトセンサ１５１〜１５４の組み合せからなる光学式センサであり、カードＣに発光ダイオードの出射光が遮られることによりカードＣの到達を検知する。なお、搬送状態特定手段Ｄとして使用可能な検知器はこれらには限られず、例えば磁気センサや超音波センサを用いても可能である。ただし、磁気センサは装置内の磁気環境の影響を受けやすく、超音波センサは温度や湿度の影響を受けやすいという制約に注意する必要がある。
【００５８】
搬送路１４０内にはまた、情報処理部２００である磁気ヘッド２１０およびＩＣ接点ブロック２２０が設けられている。磁気ヘッド２１０は搬送路１４０の下面側に配置されており、カードＣの磁気ストライプに対して下方から接触する。ＩＣ接点ブロック２２０は搬送路の上面側に配置されており、カードＣのＩＣチップ端子に対して上方から接触する。また、挿入口１４１には、カードＣの磁気情報からカードＣが適正なカードであるか不正なカードであるかを判別する磁気ヘッドであるプリヘッド２１１が配置されている。なお、これら情報処理部２００やプリヘッド２１１によってもカードＣの存在を特定することが可能であるため、これらを搬送状態特定手段Ｄの一部として用いることも可能である。
【００５９】
レバースイッチ１６０によりその存在が確認されたカードＣは、プリヘッド２１１により磁気データが検査され、適正なカードと判断されたときにのみ、挿入口１４１に設けられた図示しないシャッタが開放される。これによりモータ１１０すなわち搬送機構１００が始動し、カードＣが搬送ローラ１２０により搬送路１４０内に引き込まれ、情報処理部２００がカードＣに記録された情報の読み取り、またはカードＣへの情報の書き込みを行う。この間、カードＣの搬送状態Ｓは搬送状態特定手段Ｄにより監視されている。また、このとき搬送ローラ１２０は、情報処理部２００で処理可能な一定の速度でカードＣを搬送する。情報の読み取りまたは書き込みの完了後、カードＣは搬送ローラ１２０により挿入口１４１から排出される。
【００６０】
なお、カードリーダ９１０は、上記物理構成の他にも、図示しない種々の機械部品や電気部品を備えている。
【００６１】
［保護機能］
以下、搬送機構１００におけるカードＣおよび搬送機構１００の保護機能について説明する。
【００６２】
（搬送状態特定機能）
図４は、搬送機構１００の保護機能のうち、カードＣの搬送状態Ｓを特定する方法を説明する図である。本実施形態では、レバースイッチ１６０およびフォトセンサ１５１〜１５４の出力値を制御プログラム１３２ａで監視することによりカードＣの搬送状態Ｓを特定する。なお、上でも述べたように、本実施形態における「搬送状態Ｓ」とは、搬送路１４０におけるカードＣの位置および搬送方向を意味している。
【００６３】
ここで、カードＣの「搬送方向」には「順方向」および「逆方向」の二種類がある。「順方向」とは、カードＣが挿入口１４１から搬送路１４０内に引き込まれる方向である。「逆方向」とは、搬送路１４０内のカードＣが挿入口１４１から排出される方向である。図４はこのうち、「順方向」の例を示している。「順方向」および「逆方向」の判断は、制御プログラム１３２ａがモータ１１０を回転させる方向で特定することが可能である。また、実行しようとする搬送処理の種類（例えばカードＣの引き込み処理や排出処理など）に応じて予め特定しておくこともできる。
【００６４】
また、本実施形態においては、カードＣの「位置」を、カードＣと各搬送ローラ１２０との相対位置に基づいて区別している。より具体的には、本実施形態におけるカードＣの「位置」の種類は、各搬送ローラ１２０がカードＣの搬送主体となる範囲に応じて、第１ローラ１２１の位置、第２ローラ１２２の位置、および第３ローラ１２３の位置に区別される。
【００６５】
カードＣが挿入口１４１に差し込まれると、カードＣによりレバースイッチ１６０がＯＮ状態に切り替えられ、これによりカードＣの存在が検知される。そして、挿入口１４１に配置されたプリヘッド２１１によりカードＣが適正であることが確認されると、図示しないシャッタが開放され、搬送路１４０内へのカードＣの引き込みが開始される。このときカードＣは第１ローラ１２１の位置にある（図４（ａ））。
【００６６】
第１ローラ１２１がカードＣを搬送路１４０内に引き込むにつれ、第１ローラ１２１付近に配置されたフォトセンサ１５１がカードＣの到達を検知する。このときもカードＣは第１ローラ１２１の位置にある（図４（ｂ））。
【００６７】
カードＣが第２ローラ１２２付近に配置されたフォトセンサ１５２に到達すると、カードＣの搬送主体が第１ローラ１２１から第２ローラ１２１に切り替わったものと判断する（図４（ｃ））。そして、第２ローラ１２１を搬送主体としてカードＣが第３ローラ１２３に向かって送り出される（図４（ｄ），（ｅ））。
【００６８】
その後、フォトセンサ１５４がカードＣの到達を検知し、カードＣがフォトセンサ１５３から離れたときに、カードＣの搬送主体が第２ローラ１２２から第３ローラ１２３に切り替わったものと判断する（図４（ｆ））。
【００６９】
カードＣの搬送状態Ｓを特定する方法としては、この他にも、例えばカードＣ投入後のモータ１１０の回転数をカウントしたり、時間を計測したりして搬送状態Ｓの変化を推測することも不可能ではない。一方、本実施形態では、搬送路１４０にレバースイッチ１６０やフォトセンサ１５１〜１５４が配置されていることにより、カードＣの実際の搬送状態Ｓを制御装置１３０にフィードバックできるため、カードＣの搬送状態Ｓをより高い精度で特定することが可能とされている。
【００７０】
なお、本実施形態ではカードＣの位置を各搬送ローラ１２０との相対位置で区別しているが、カードＣの位置の種類は、モータ１１０に許容される出力トルクの上限値が変化する地点を境界として区別すればよく、必ずしも搬送ローラ１２０の位置と紐付いていなくてもよい。
【００７１】
（上限トルク切替機能）
搬送ローラ１２０のように、カードＣに直接接触して力を加える搬送部材を採用した場合、カードＣの詰まりなどの搬送異常が起きたときには、搬送ローラ１２０がカードＣに加える力でカードＣが損傷するおそれがある。特に本実施形態の搬送ローラ１２０は摩擦力でカードＣを送り出す機構であるから、スリップが発生したときにはカードＣの表面に擦傷が残るおそれがある。さらに、本実施形態の搬送機構１００では、モータ１１０の動力伝達部材に歯付ベルト１３１，１３２が含まれている。そのため、搬送異常により各動力伝達部材の同期が損なわれると、歯付ベルト１３１，１３２のテンションが乱れ、歯付ベルト１３１，１３２とその噛合部材に歯飛びが生じるおそれもある。以下、ここでいうスリップや歯飛びのように、カードＣの搬送異常に起因して発生し、カードＣや搬送機構１００に損傷を与えるおそれのある動作を「損傷動作」という。当然、損傷動作はスリップや歯飛びには限定されず、搬送機構の構造的な特徴により他の損傷動作が起こる場合もある。
【００７２】
このような懸念から、カードＣの搬送異常が生じた場合でも損傷動作が回避できるように、モータ１１０の出力トルクに上限値を設定する必要がある。ところが、損傷動作が発生するトルクは、カードＣの搬送状態Ｓにより異なるという問題があり、機構全体で単一の上限値を設定する場合には、各搬送状態Ｓにおいて許容される出力トルクの上限値（以下、単に「上限トルク」という。）のうち、最小の値に設定しなければならない。この場合、処理速度を早めるために高出力のモータを採用しても、その効果の一部が損なわれることとなる。
【００７３】
一方、本実施形態の制御装置１３０が備える上限トルクテーブル１３２ｂには、モータ１１０の上限トルクである上限トルク情報Ｌが、カードＣの搬送状態Ｓの種類ごとに登録されている。これにより制御装置１３０は、カードＣの搬送状態Ｓに応じて上限トルクを動的に切り替えることができる。以下は、本実施形態における上限トルクテーブル１３２ｂの実際の登録内容である。なお、本実施形態の上限トルク情報Ｌは上限トルクを直接表しているが、上限トルク情報Ｌは、上限トルクを算出するためのパラメータ値であってもよい。
【００７４】
【表１】
2019026432.tif 000003
【００７５】
本実施形態では、順方向への搬送時に各上限トルクを超過した場合には、第１ローラ１２１の位置では歯飛びが、第２ローラ１２２の位置ではスリップが、第３ローラ１２３の位置ではスリップが発生する。逆方向への搬送時に各上限トルクを超過した場合には、第１ローラ１２１の位置ではスリップが、第２ローラ１２２の位置ではスリップが、第３ローラ１２３の位置では歯飛びが発生する。これは搬送機構１００の構造的な特徴に依存するものであり、他の搬送機構の損傷動作やその上限トルクはこれとは異なるものになると考えられる。例えば、モータの動力伝達部材が歯車だけで構成されており歯付ベルトやプーリが含まれていない場合、搬送ローラの数や配置が異なる場合、搬送ローラ以外の搬送部材が用いられている場合の上限トルクは表１の値とは異なる。そのため、上限トルク情報Ｌは、搬送機構の機種ごとに実測値を取得して設定する必要がある。
【００７６】
また、例えば表１の第２ローラ１２２の位置の上限トルクのように、順方向と逆方向とで上限トルクが変わらないこともある。例えば位置区分の全ての種類において順方向と逆方向とで上限トルクが変わらない場合、単に搬送物の位置だけに基づいて上限トルクを設定すればよい。また、本実施形態ではカードリーダ９１０の制御装置１３０が上限トルクテーブル１３２ａを有しているが、上限トルクテーブル１３２ａは上位装置９００に配置されていてもよい。さらには、制御装置１３０全体が上位装置９００に配置されていてもよい。
【００７７】
（トルク制限機能）
図５は、モータ１１０の出力トルクを、設定された上限値以下に抑える方法を説明する図である。図５は、カード詰まりが発生したときの搬送機構１００の動作を示している。図５（ａ）はモータ１１０回転数の経時的な変化を示すグラフである。図５（ｂ）は、モータ１１０の出力トルクの経時的な変化を示すグラフである。図５（ｃ）は、モータ１１０に印加される電圧のデューティ比の経時的な変化を示すグラフである。
【００７８】
上でも述べたように、本実施形態の制御装置１３０は、モータ１１０のエンコーダ１１１からモータ１１０の回転数を取得可能であり、また、駆動回路１１５からモータ１１０の電圧値を取得可能である。これにより制御装置１３０の制御プログラム１３２ａは、モータ１１０の回転数、電圧値、およびモータ特性係数１３２ｃから、そのときのモータ１１０の出力トルクを算出することができる。
【００７９】
そして、本実施形態のモータ１１０はＤＣモータであり、制御プログラム１３２ａはモータ１１０に印加する電圧をパルス幅変調方式で制御している。そのため、制御プログラム１３２ａは、モータ１１０に印加する電圧のデューティ比を調節することで、モータ１１０の出力トルクを制御することができる。さらに、制御プログラム１３２ａは、カードＣの搬送状態Ｓに応じた上限トルクを上限トルクテーブル１３２ｂから取得することにより、モータ１１０の上限トルクを動的に切り替えることができる。
【００８０】
図５に示されるように、カード詰まりが発生すると、その抵抗力によりモータ１１０の回転数が減少する。制御プログラム１３２ａや駆動回路１１５は、ＰＩＤ制御（その他ＰＩ制御等）によりモータ１１０の回転数を一定に保とうとするため、モータ１１０の回転数を上昇させる方向へ動作する。すなわち、モータ１１０に印加される電圧が高くなる。一方、カード詰まりが深刻化してモータ１１０の回転数が減少するにつれ、印加電圧の上昇とあいまって、モータ１１０の出力トルクが急上昇する。ここで、モータ１１０の出力トルクがそのときの上限値に至ったときには、出力トルクを上限値以下に抑えるべく、制御プログラム１３２ａはモータ１１０への印加電圧（この場合はデューティ比）を抑制する。
【００８１】
なお、モータ１１０の出力トルクの制御方法はデューティ比を操作する方法には限られず、例えばパワーアンプ等を用いて、モータ１１０に印加する電圧を制御したり、静止レオナード方式による制御など、モータ１１０の出力トルクを左右する可変パラメータを使用して、カードＣの搬送状態Ｓごとにその上限値を設定可能なものであれば代替できる。
【００８２】
このように、本実施形態の搬送機構１００では、カードＣの搬送異常が起きた場合でも、損傷動作に至る前に搬送ローラ１２０の動作、つまり動力伝達部材の動作を停止させることができる。これにより搬送機構１００は、上限トルクを機構全体における最小値に制限することなく、搬送ローラ１２０によるカードＣへの搬送力の確実な伝達と、搬送機構１００やカードＣの保護との両立を図っている。また、テンションを一定に保つ必要があるという歯付ベルト１３１，１３２の構造的な制約にも対処している。
【００８３】
カードＣの搬送状態Ｓに応じた上限トルクを設定すべく、例えば各駆動ローラ１２０ａにトルクリミッタ機構を設け、駆動ローラ１２０ａごとに個別に上限トルクを設定する場合、部品点数の増加や、これに伴う機構の複雑化、組み立て工数の増加、および製造コストの増加などが懸念される。一方、本実施形態の搬送機構１００は、搬送状態Ｓに応じて制御装置１３０がモータ１１０の上限トルクを切り替える構成であるため、上記のようなデメリットがないという利点がある。
【００８４】
また、カードＣの搬送状態Ｓに応じた上限トルクを設定すべく、例えば各駆動ローラ１２０ａにそれぞれ専用のモータを設けた場合、モータ数の増加に伴う機構の大型化や、消費電力の増加、組み立て工数の増加、製造コストの増加などが懸念される。一方、本実施形態の搬送機構１００は、モータ１１０の上限トルクを動的に切り替えることができるため、一基で複数の搬送ローラ１２０を制御することができる。これにより、搭載されるモータ数を抑えつつ、搬送状態Ｓに応じた緻密な上限トルクの制御が実現されている。
【００８５】
さらに、例えば電流制限回路でモータの出力トルクを切り替える場合、複数の制限回路とその切り替え回路とが必要となり、製造コストの増加が懸念される。一方、本実施形態の搬送機構１００は、モータ１１０に印加する電圧を操作して出力トルクを調節することから、プログラムによる制御が可能となり、上記のようなデメリットが生じない。また、一般的な搬送機構で用いられているＤＣモータには、その回転数がパルス幅変調方式で制御されているものが多いと考えられる。そのため、ＤＣモータに印加する電圧のデューティ比を操作してモータの出力トルクを制御する方法を採用することにより、既存の搬送機構を利用して本発明の保護機能を効率的に実装することが可能となる。
【００８６】
（保護機能の処理フロー）
図６は、搬送機構１００が備える保護機能の処理の流れを示すフローチャートである。
【００８７】
搬送機構１００の保護処理は、搬送機構１００の始動（モータ１１０の始動）後、エンコーダパルスの入力ごと、または一定時間の周期ごとに実行される（Ｓ１０）。
【００８８】
処理が開始されると、制御プログラム１３２ａはレバースイッチ１６０およびフォトセンサ１５１〜１５４の出力値をチェックし、カードＣの現在の搬送状態Ｓを取得する（Ｓ２０：搬送状態特定ステップ）。なお、図６の一連の処理（以下、「ルーチン」ともいう。）は順方向における処理内容であり、逆方向のときは後述する情報処理ステップが省かれた処理内容となる。
【００８９】
このとき、磁気ヘッド２１０がカードＣの磁気ストライプに接触していたり、ＩＣ接点ブロック２２０がＩＣチップの端子に接触していた場合には（Ｓ３１：Ｙ）、制御プログラム１３２ａはカードＣに記録された情報の読み取り、またはカードＣへの情報の書き込みを行う（Ｓ３２：情報処理ステップ）。
【００９０】
一方、情報処理部２００が処理可能な位置にカードＣがなければ（Ｓ３１：Ｎ）、制御プログラム１３２ａは、上限トルクテーブル１３２ｂからカードＣの搬送状態Ｓに応じた上限トルクを取得し（Ｓ４１：上限トルク情報取得ステップ）、今回のルーチンにおける上限トルクとして保持する（Ｓ４２：上限トルク設定ステップ）。
【００９１】
その後、制御プログラム１３２ａは、モータ１１０のエンコーダ１１１からモータ１１０の回転数を取得し、駆動回路１１５からモータ１１０の電圧値を取得する（Ｓ５１）。制御プログラム１３２ａはさらに、モータ１１０の特性係数１３２ｃに基づいて、今回のルーチンにおいて上限となるデューティ比を算出する（Ｓ５２：上限電圧算出ステップ）。
【００９２】
そして、制御プログラム１３２ａは、モータ１１０のＰＩＤ制御により設定されるデューティ比を検査する（Ｓ６０）。ここで、ＰＩＤ制御に基づくデューティ比が上限デューティ比を超えている場合（Ｓ７１：Ｙ）、今回のルーチンでモータ１１０に印加する電圧のデューティ比に上限デューティ比を設定し（Ｓ７２：トルク調節ステップ）、モータ１１０を駆動する（Ｓ８０）。
【００９３】
一方、ＰＩＤ制御に基づくデューティ比が上限デューティ比を超えていない場合（Ｓ７１：Ｎ）、ＰＩＤ制御に基づくデューティ比でモータ１１０を駆動する（Ｓ８０）。
【００９４】
ここでカードＣの搬送が終了した場合は（Ｓ９０：Ｎ）モータ１１０を停止して搬送機構１００の動作を終了する。一方、カードＣの搬送が終了していない場合は（Ｓ９０：Ｙ）は、次の実行周期を待機する（Ｓ１０）。
【００９５】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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で種々の改変が可能である。例えば、本発明の搬送物はカードには限られない。また、本発明の搬送機構の用途はカードリーダだけでなく、例えばファクシミリやプリンタなどの紙送り機構にも応用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
９００  上位装置
９１０  カードリーダ（媒体処理装置）
１００  搬送機構
１１０  ＤＣモータ（モータ）
１１１  エンコーダ
１１５  駆動回路
１２１〜１２３（１２０）  搬送ローラ（搬送部材）
１２１ａ〜１２３ａ（１２０ａ）  駆動ローラ
１２１ｂ〜１２３ｂ（１２０ｂ）  従動ローラ
１３１〜１３３  歯付ベルト（動力伝達部材）
１３０  制御装置（制御部）
１３２  メモリ（記憶部）
１３２ａ  制御プログラム
１３２ｂ  上限トルクテーブル
１３２ｃ  モータ特性係数（トルク特性）
１３３  ＰＷＭコントローラ
１４０  搬送路
１４１  挿入口
Ｄ  搬送状態特定手段
１５１〜１５４（１５０）  フォトセンサ（検知器）
１６０  スイッチレバー（検知器）
１７０  電源回路
１９０  外部Ｉ／Ｆ
２００  情報処理部
２１０  磁気ヘッド
２２０  ＩＣ接点ブロック
Ｃ  カード（搬送物（情報記録媒体））
【図１】
2019026432.tif 000004
【図２】
2019026432.tif 000005
【図３】
2019026432.tif 000006
【図４】
2019026432.tif 000007
【図５】
2019026432.tif 000008
【図６】
2019026432.tif 000009