(57)【要約】【課題】カードの真偽等を検知する前にセンサの断線等を検出して適正な処理を行うことを可能とする。【解決手段】カード搬送路４の入口側の位置には、磁気コアに巻回された一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄおよび検出用コイル１２を有する磁気差動型に構成されたセンサ１０が設けられ、センサ１０がＩＣカード３の接点端子部３ｂを検知したときに、搬送駆動手段によって読取／書込位置まで導き、センサ１０がＩＣカード３の接点端子部３ｂを検知しないときには励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁して検出用コイル１２から出力される出力信号の電圧値によってセンサ１０の断線等を診断する断線診断手段が備えられ、センサ１０の断線等を事前に検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の搬送駆動手段によりカード搬送路内に搬送されたＩＣカードの接点端子部に接離可能に配設したＩＣ接点を配設し、上記ＩＣカードに対して情報の読取／書込を行うカードリーダにおいて、
前記カード搬送路の入口側の位置には、磁気コアに巻回された一対の励磁用コイルおよび検出用コイルを有する磁気差動型に構成されたセンサと、
前記センサが前記ＩＣカードの接点端子部を検知したときに前記検出用コイルから出力される検知信号により前記ＩＣカードを読取／書込位置まで導く搬送駆動手段と、
前記接点端子部を検知しないときに前記励磁用コイルを励磁し、前記検出用コイルから出力される出力信号の電圧値により前記センサ等の断線を診断する断線診断手段とを備えたことを特徴とするＩＣカードリーダ。
【請求項２】
前記センサは、コア体の同一軸心上に、検出用コイルおよび一対の励磁用コイルがそれぞれ巻回されることにより装着された磁気差動型に構成されたものであって、
上記検出用コイルが、前記コア体の軸心方向における略中央に配置された中央コア部に装着されているとともに、前記一対の励磁用コイルが、上記コア体の軸心方向における両端部分に配置された一対の軸端コア部に各々装着され、
それら一対の軸端コア部のうちの一方側と前記被検出体とが、互いに対面可能な配置関係になされていることを特徴とする請求項１記載のＩＣカードリーダ。
【請求項３】
前記断線診断手段は、前記接点端子部を検知しないときに前記励磁用コイルを励磁する指令信号を与える指令信号発生器と、前記検出用コイルの出力レベルと所定の閾レベルを比較するコンパレータと、前記閾値となる基準電圧を発生する基準電圧発生器とを備え、
前記励磁信号発生器の出力信号により前記励磁コイルを励磁すると共に、前記検出用コイルから出力される出力信号を前記コンパレータに加えて前記基準電圧と比較し、出力信号の電圧値により励磁コイルや検出コイルの断線等を判定する請求項１記載のＩＣカードリーダ。
【請求項４】
前記断線診断手段は、前記検出用コイルの出力レベルが所定の閾レベルを越えたときに一対の前記励磁用コイルのうちの一方が断線していることを診断する請求項１記載のＩＣカードリーダ。
【請求項５】
前記断線診断手段は、前記ＩＣカードに対して情報の読取／書込を行いカード搬送路から前記ＩＣカードが排出された後に前記励磁用コイルを励磁してセンサの断線等を診断する請求項１乃至４記載のＩＣカードリーダ。
【請求項６】
前記断線診断手段は、前記ＩＣカードを前記カード搬送路の入口に挿入後、前記センサが前記ＩＣカードの接点端子部を検出する前に前記励磁用コイルを励磁してセンサの断線等を診断する請求項１乃至４記載のＩＣカードリーダ。
【請求項７】
前記センサは、前記一対の励磁用コイルまたは一対の軸端コア部をアンバランスに構成し、励磁用コイルを励磁したときに出力される前記検出コイルからの待機電圧よりも小さいときに前記検出コイルの断線等を診断する請求項１記載のＩＣカードリーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置本体内に挿入されたＩＣカードに対して読取／書込させるように構成されたＩＣカードリーダに関し、詳しくは、カード挿入口の近傍に配置されるセンサの断線等を検知する手段を備えたＩＣカードリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＡＴＭ、自動販売機、自動券売機などにおいて、磁気情報記録部を備えた磁気カードに対して特定の情報の記録・再生を行うカードリーダが広く採用されている。それらの磁気カードリーダにおいて、装置本体内に挿入されたカードの真偽や表裏を検出するために、入口センサをカード挿入口の近傍に配置している。すなわち、装置本体内に挿入された磁気カードの情報記録部を、入口センサで検知することによって適正なカードが挿入されているか、或いは適正なカードであっても表裏が反対になっていないかなどを入口センサで検出し、不適正なカードであった場合には、上記入口センサの下流側に配置されたシャッターを閉じたままに保持して、不正行為などを未然に防止するようにしている。
【０００３】
一方、近年は、カード内にＩＣが組み込まれたＩＣカードが採用されつつあり、このＩＣカードの接点端子部にＩＣ接点を接離可能に配設して情報の読取／書込を行うためのＩＣカードリーダが出現している。
【０００４】
ＩＣカードに対して情報の記録・再生を行うＩＣカードリーダは、装置本体内にカードを挿入するカード挿入口と、このカード挿入口を通して挿入されたカードを読取／書込位置まで導くカード搬送路と、カード搬送路内のカードを移動させる搬送駆動手段を備えている。カード挿入口に挿入されたカードの真偽あるいは表裏をカード挿入口の近傍に配置されるセンサによって検知し、適正なカードであることが検知されたときは、カードを搬送駆動手段によってＩＣカードの接点端子部に接離可能に配設したＩＣ接点の位置まで搬送し、情報の読取／書込を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したＩＣカードリーダにおいては、ＩＣカードの真偽あるいは表裏をセンサによって適正に検知されるものである。従って、上記センサの内部あるいはセンサと信号処理回路等との間が断線した場合等は、ＩＣカードを適正に検知できないため、適正なＩＣカードであるにも関わらず不正なカードと誤認して使用できない問題が生ずる。しかし、一般のＩＣカードリーダでは、センサの断線等を事前に検出することができないという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、カードの真偽等を検知する前にセンサの断線等を検出して適正な処理を行うことができるようにしたＩＣカードリーダを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載のＩＣカードリーダでは、カード搬送路の入口側の位置には、磁気コアに巻回された一対の励磁用コイルおよび検出用コイルを有する磁気差動型に構成されたセンサが設けられ、センサがＩＣカードの接点端子部を検知したときに、搬送駆動手段によって読取／書込位置まで導き、センサがＩＣカードの接点端子部を検知しないときには励磁用コイルを励磁して検出用コイルから出力される出力信号の電圧値によってセンサの断線等を診断する断線診断手段が備えられ、センサの断線等を事前に検出するようになっている。
【０００８】
また、請求項２記載のＩＣカードリーダでは、上記請求項１記載のセンサは、コア体の同一軸心上に、励磁用コイルおよび検出用コイルがそれぞれ巻回されることにより装着された磁気差動型に構成されたものであって、上記励磁用コイルおよび検出用コイルの一方側が、前記コア体の軸心方向における略中央に配置された中央コア部に装着されているとともに、前記励磁用コイルおよび検出用コイルの他方側が、上記コア体の軸心方向における両端部分に配置された一対の軸端コア部にそれぞれ装着され、それら一対の軸端コア部のうちの一方側と前記被検出体とが、互いに対面可能な配置関係になされている。
すなわち、このような構成を有するＩＣカードリーダに用いられている磁気差動型のセンサでは、励磁用コイルと検出用コイルとが区別されて配置され、しかも一対の励磁用コイルバランスに基づいて検出コイルから検出が行われることから、直流抵抗分等を含むインピーダンスに関係なく磁束の変化量を直接測定することによって、小型のコア体を用いつつ高感度な出力が得られ、しかも、環境の温度変動にかかわらず安定的な検出動作が可能となっている。
【０００９】
さらに、請求項３記載のＩＣカードリーダでは、前記請求項１に記載の断線診断手段は、前記接点端子部を検知しないときに励磁用コイルを励磁させて、コンパレータによって検出用コイルから出力される出力信号の電圧値と所定の閾値とを比較することにより、励磁コイルや検出コイルの断線等を判定するようになされている。
【００１０】
さらにまた、請求項４記載のＩＣカードリーダでは、前記請求項１記載の断線診断手段は、検出用コイルの出力レベルが所定の閾レベルを越えたときに一対の前記励磁用コイルのうちの一方の断線を診断することから、センサ等の断線個所を特定できるようにしている。
【００１１】
また、請求項５記載のＩＣカードリーダでは、前記請求項１記載の断線診断手段は、ＩＣカードに対して情報の読取／書込を行いカード搬送路から前記ＩＣカードが排出された後に前記励磁用コイルを励磁してセンサの断線等を診断することから、次にＩＣカードの真偽あるいは表裏を検知するまでの間に、センサの断線を事前に検出するようになっている。
【００１２】
さらに、請求項６記載のＩＣカードリーダでは、前記請求項１記載の断線診断手段は、ＩＣカードをカード搬送路の入口に挿入後、センサがＩＣカードの接点端子部を検出する前に励磁用コイルを励磁してセンサの断線等を診断するので、センサがＩＣカードの真偽あるいは表裏を検知する前に、事前にセンサの断線等を検出するようになっている。
【００１３】
さらにまた、請求項７記載のＩＣカードリーダでは、前記請求項１記載のセンサは、一対の励磁用コイルまたは一対の軸端コア部をアンバランスに構成し、励磁用コイルを励磁したときに、検出コイルから微小な待機電圧を出力させるようにして、一対の励磁用コイルの両方、あるいは検出コイルの断線を、微小な待機電圧との比較により検出するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２および図３はＩＣカードリーダを示し、ＩＣカード３を挿入して情報を読取／書込する場合の形態を示している。カードリーダの装置本体１内には、図示右端側に設けられたカード挿入口２を通して挿入されたＩＣカード３が、略水平方向に延在させて配置されたカード搬送路４により案内されるように構成されている。このカード搬送路４は、上側フレーム４ａと下側フレーム４ｂとの間に挟まれるようにして構成されており、当該カード搬送路４の比較的前方（図示右方）の位置には、搬送駆動手段としてのカード送りローラ５ａと送りパット５ｂが配置され、当該カード搬送路４のほぼ中央の位置には、カード送りローラ５ｃと送りパット５ｄが配置されている。カード送りローラ５ａ、５ｃ又は送りパット５ｂ、５ｄは、図示を省略したモータによって回転駆動されることによって、後端側（図示右端側）に配置されたカード読取／書込位置まで導かれるように、図示を省略した制御手段によって制御される。
【００１５】
より具体的には、カード挿入口２からカード搬送路４の内部側に取り込まれたＩＣカード３は、当該カード３の先端３ａがカード当接部材６に当接された後にさらに押し込まれ、そのＩＣカード３と共にカード当接部材６をカード走行方向に移動させる。そして、そのカード当接部材６の移動に伴って、ＩＣ接点７が、接点ブロック８の作用によってＩＣカード３の接点端子部３ｂに当接させる位置まで移動される。
【００１６】
一方、カード当接部材６は、ＩＣカード３の先端３ａを当接させる突出部６ａと、ＩＣカード３の裏面側を受ける受け手段６ｂとを備えている。突出部６ａはカード当接部材６の先端部分（図示左端側部分）において、下方を向くように形成されており、その突出部６ａに対して、カード搬送路４内を走行するＩＣカード３が当接するように、当該突出部６ａの一部が上側フレーム４ａと下側フレーム４ｂとにより形成されるカード搬送路４内に突出するように配置されている。
【００１７】
上述したカード当接部材６は、ＩＣカード３が走行する方向に移動可能に設けられているが、スプリング等（図示省略）によってＩＣカード３の後端側方向、すなわち図示右方の手前側に復帰付勢されており、そのカード当接部材６にＩＣカード３が当接して移動させるまでは、図３に示すように後方位置（図示右方位置）に待機している。そして、ＩＣカード３が図示左方側のカード読取／書込位置に向かって走行し、当該ＩＣカード３の先端３ａがカード当接部材６の突出部６ａに当接すると、当該カード当接部材６は、ＩＣカード３とともにカード走行方向すなわち図示左方の奥側に向かって移動し、それによって、カード当接部材６が、図２に示すカードセット位置、つまりＩＣカード３に対する情報の読取／書込を行う位置に到達する。
【００１８】
一方、上記接点ブロック８は、プローブ針状のＩＣ接点７を保持しながらカード当接部材６に係合しており、カード当接部材６が、図示左方の先端側へ移動するのに連動して、図３のカード離間位置から斜め方向のカム溝８ｂに沿って下降していき、図２に示すカード当接位置に到達する構成になされている。接点ブロック８は、カード当接位置に至る直前においてＩＣ接点７をＩＣカード３の接点端子部３ｂに当接させるように構成されている。
【００１９】
図示上方側に配置されたセンサ９は、カード当接部材６に設けられたスリット６ｃと、カード当接部材６の後端側端面６ｄとを検出するように設けられていて、このセンサ９でスリット６ｃを検知することによってＩＣカード３の走行スピードを低下させるタイミングが検出されるとともに、後端側端面６ｄを検知することによってＩＣカード３がカード読取／書込位置に停止していることが検出されるようになっている。本実施形態では、上記センサ９として光センサを用いているが、他の手段、例えば磁気センサあるいは機械式センサを用いても良い。
【００２０】
一方、図２、図３および図４に示されているように、ＩＣカード３の挿入方向（図示左方向）において、前記カード読取／書込位置より上流側、より具体的には、カード挿入口２の図示左方側直後の位置に、ＩＣカード３の接点端子部３ｂを検出し、カードがＩＣカードか否か検出する磁気差動型のセンサ１０が、カード搬送路４内に臨むように設けられている。また、ＩＣカード３の挿入方向においてセンサ１０の上流側には、ＩＣカード３の挿入方向における幅を検出して適正なカードであるか否かを検知するカード検出器６０が設けられている。さらに、センサ１０の下流側には、磁気記録情報部を有するカードを用いる場合に適正か否かを検出する磁気プリヘッド２０、および、カード搬送路４を開放・閉塞するシャッター手段３０とが、順次並列するように設けられている。
【００２１】
磁気差動型のセンサ１０は、前述したカード挿入口２から挿入されたＩＣカード３の接点端子部３ｂを検出する機能を備えたものであり、適正なＩＣカード３が挿入された場合には、その適正な検出信号に基づいてシャッター手段３０を開放状態とするが、不適正なカードが挿入されることによってＩＣカード３の接点端子部３ｂが検出されない場合には、シャッター手段３０を遮断状態のままに保持させることにより、不正カードの使用などを未然に防止するようにしている。
【００２２】
このシャッター手段３０の開閉回路については、従来公知のものと同様であるので説明は省略するが、このようなシャッター手段３０を設けることなく、モータの駆動制御によって不正カードを装置内に取り込まないようにすることも可能である。
【００２３】
また、ＩＣカード３が適正であるとの検知信号に基づいて搬送駆動手段のモータが駆動され、それによってカード送りローラ５ａ、５ｃが回転駆動され、ＩＣカード３が、シャッター手段３０を通ってカード搬送路４の内部へと搬入される。そして、カード搬送路４内を走行するＩＣカード３の先端３ａがカード当接部材６の突出部６ａに導かれる。当該ＩＣカード３の先端３ａが突出部６ａに当接した後も、カード送りローラ５ｃは引き続き回転駆動されてＩＣカード３を走行させる。従って、カード当接部材６の突出部６ａは、ＩＣカード３の先端３ａによってカード走行方向に押され、カード当接部材６がＩＣカード３と一体にカード走行方向すなわち図示左方側の奥側へ移動することとなる。
【００２４】
一方、カード当接部材６がカード走行方向に移動するのに伴って、そのカード当接部材６に係合する接点ブロック８が上下動を行うように構成されている。すなわち、接点ブロック８は、カム溝８ｂを利用して下降してＩＣ接点７をＩＣカード３の接点端子部３ｂに接触させる。その後も、ＩＣカード３が情報の読取／書込が行われる位置まで移動するので、これに伴い接点ブロック８もさらに下降する。従って、ＩＣカード３がカード読取／書込位置に近づくにつれて、ＩＣカード３の接点端子部３ｂに対してＩＣ接点７がさらに押し付けられる。
【００２５】
上述したＩＣカードリーダは、一方面に磁気ストライプからなる磁気記録情報部が形成された磁気カード（図示しない）を挿入して情報を読取／書込することができるように構成されている。即ち、前記カードの挿入方向においてセンサ１０の下流側には、磁気カードの入口センサを構成する磁気プリヘッド２０が配設されている。そして、磁気カードをカード挿入口２から挿入することによって、まず磁気プリヘッド２０が磁気カードの磁気記録情報部を検知する。適正な磁気カードが挿入された場合には、その適正な検出信号に基づいてシャッター手段３０を開放状態とするが、不適正なカードが挿入されることによって、磁気カードの磁気記録情報部が検知されない場合には、シャッター手段３０を遮断状態のままに保持させることによって、不正カードの使用などを未然に防止するようにしている。
【００２６】
そして、磁気プリヘッド２０から適正な磁気カードの検知信号が出力されると、その検知信号に基づいて搬送駆動手段のモータが駆動されることにより、カード送りローラ５ａ、５ｃが回転駆動され、磁気カードがシャッター手段３０を通ってカード搬送路４の内部へと搬入される。
【００２７】
カード送りローラ５ａの下流側には、磁気カードの磁気記録情報部の情報を読取／書込を行う磁気ヘッド４０が、カード搬送路４内に臨むように設けられている。そして、カード送りローラ５ａによって搬送された磁気カードは、磁気記録情報部に摺接しながら搬送され、情報の読取／書込が行われた後に、磁気カードの先端がカード送りローラ５ｃに到達してさらに搬送されていく。その後、磁気カードの後端がカード送りローラ５ａから離脱して磁気ヘッド４０に達すると、センサ９９で磁気カードの後端が検出される。そして、センサ９９で後端を検知すると、磁気カードの搬送を停止させるようにカード送りローラ５ａ、５ｃの回転駆動を停止させるとともに、磁気カードのカード読取／書込が終了していることが検出される。
【００２８】
上記磁気カードのカード読取／書込動作が終了した後は、カード送りローラ５ａ、５ｃの回転駆動方向を反転させることにより、カード搬送路４内の磁気カードを逆方向に搬送させてカード挿入口２へと導かれる。そして、磁気カードの後端をカード挿入口２から突出させることによって取り出し可能な状態にされる。
【００２９】
次に、センサ１０の構造を詳細に説明する。まず、センサ１０は、図８に示されているように、ハウジング１０ａ内に取り付けられており、当該ハウジング１０ａから略水平に突出するように設けられた各端子板１０ｂが、図１に示す制御回路部ＣＣに接続されている。
【００３０】
また、センサ１０自体は、図６に示すように、一枚の薄板部材からなるコア体１１の中央コア部１１ａに対して、検出用コイル１２が巻回された磁気差動型の構造を備えており、中央コア部１１ａの図示上下方向両側には、係止鍔部１１ｂをそれぞれ介して一体的に連接された一対の軸端コア部１１ｃ，１１ｄの各々に対して、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄがそれぞれ巻回されている。
【００３１】
そして、上記一対の軸端コア部１１ｃ，１１ｄのうちの図示下側に配置された一方側の軸端コア部１１ｃが、上述したＩＣカード３の接点端子部３ｂと対面可能に配置されている。このとき本実施形態では、中央コア部１１ａを通して他方側の軸端コア部１１ｄに至る軸心ＣＸの方向（図示上下方向）が、ＩＣカード３の接点端子部３ｂの移動方向に略直交する位置関係に設定されている。そして、一方側の軸端コア部１１ｃに対してＩＣカード３の接点端子部３ｂが、軸心ＣＸに略直交する方向に沿って往復移動されることによって、図７に示すように、これら一方側の軸端コア部１１ｃとＩＣカード３の接点端子部３ｂとが互いに対向しつつ近接・離間され、それらの両部材１１ｃ，３ｂどうしが互いに適宜の距離範囲内において対面したときに、ＩＣカード３の接点端子部３ｂの存在（有り）を検出する構成にされている。尚、ＩＣカード３の接点端子部３ｂが固定された状態で、センサ１０側が動く構成であってもよい。
【００３２】
より具体的には、中央コア部１１ａは、軸心ＣＸの延在方向（図示上下方向）においてセンサ１０の略中央部分に配置されていて、軸心ＣＸの方向と直交する方向（図示左右方向）における幅寸法Ｗ１が、比較的幅広に形成されている。これに対し、両軸端コア部１１ｃ，１１ｄの各幅寸法Ｗ２は、中央コア部１１ａの幅寸法Ｗ１より小さく設定されており（Ｗ２＜Ｗ１）、本実施形態では、半分以下の寸法（Ｗ２≦Ｗ１／２）となるように形成されている。このとき、中央コア部１１ａにおける検出用コイル１２が巻回されている部位は、やや細幅の寸法Ｗ３となるように切り欠かれた形状になされている。
【００３３】
また、両軸端コア部１１ｃ，１１ｄに巻回された一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄは、一体的に連結された一連のコイル部材から構成され、それらの各コイル部材のうちの、両軸端コア部１１ｃ，１１ｄにおける付け根部分に巻回された内端部分どうしが、渡り線１３ｅにより一体的に接続され、直列の状態になされている。一方、両軸端コア部１１ｃ，１１ｄの各先端側から引き出された各リード部１３ｆ，１３ｇは、交流電源１５の両接点端子部にそれぞれ接続されていて、その交流電源１５から発生される正弦波又は矩形波が、両軸端コア部１１ｃ，１１ｄの各コイル巻回部に印加されることによって、上述した同一の軸心ＣＸ上において、逆方向の対向磁界φ１，φ２が形成されるように構成されている。
【００３４】
このとき、中央コア部１１ａと、一対の軸端コア部１１ｃ，１１ｄとの各境界部分に設けられた各係止鍔部１１ｂ，１１ｂは、軸心ＣＸの方向と略直交する幅方向に向かって突出する張出形状になされており、それらの各係止鍔部１１ｂに対する軸心方向の前後の位置に、励磁用コイル１３ｃ、１３ｄが巻回されている。すなわち、それらの各コイル１３ｃ，１３ｄの巻回位置は、両係止鍔部１１ｂ，１１ｂによって位置決めされるようになっている。
【００３５】
このような構成を有する本実施形態にかかるセンサ１０において、検出用コイル１２から得られる検出出力は、一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄにより発生される逆方向の対向磁界φ１，φ２の和に相当する磁界に基づくものとなっており、従って、上述したＩＣカード３が存在していない（無し）か、またはＩＣカード３の接点端子部３ｂがセンサ１０から十分な遠方（無限遠）にある場合には、逆方向の対向磁界φ１，φ２の絶対値は等しくなり（｜φ１｜＝｜φ２｜）、検出用コイル１２からの出力は「０」となる。一方、センサ１０とＩＣカード３の接点端子部３ｂとが、相対的に近接して適宜の範囲内に存在する（有り）の状態になると、これら両者間の距離の変化に対応して、ＩＣカード３の接点端子部３ｂに発生する渦電流が変化し、それにより、上述した逆方向の対向磁界φ１，φ２のバランスが崩れ、そのときの対向磁界φ１，φ２の絶対値の差（｜φ１｜−｜φ２｜）に相当する磁界に基づいて検出用コイル１２から差動出力が得られる。
【００３６】
上述した構成を有するセンサ１０では、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄと検出用コイル１２とが区別されて配置され、しかも、一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄどうしの間のバランスに基づいて検出が行われることから、直流抵抗分等によるインピーダンスに関係なく磁束の変化量が、薄型で小型のコア体１１を用いつつ良好な直線性をもって高感度で得られる。しかも、従来のような定電流回路を使用することなく安価な回路によって環境の温度変動にかかわらず、ＩＣカード３の接点端子部３ｂの有無に関して安定的な検出動作が可能となる。
【００３７】
また、本実施形態では、ＩＣカード３の接点端子部３ｂに対面配置される軸端コア部１１ｃ，１１ｄを小幅なものとして、当該軸端コア部１１ｃ，１１ｄにおける電流効率を向上させており、それによって、より多くの磁束を発生させていることから、検出の変化量、つまりＩＣカード３の接点端子部３ｂの有無に関する検出感度が一層高められるようになっている。
【００３８】
さらにまた、本実施形態にかかるセンサ１０では、中央コア部１１ａと軸端コア部１１ｃ，１１ｄとの境界部分に、係止鍔部１１ｂを設けることによって、各コイル１２，１３ｃ，１３ｄの巻回位置を精度良く位置決め可能としていることから、位相ズレ又は出力ズレが低減されるとともに、大きな変化率が得られる。
【００３９】
また、本実施形態にかかるセンサ１０は、一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄどうしの間の出力バランスを差動状態としていることから、より一層高感度で正確な検出が可能となっている。また、差動になっているので、ＩＣカードが存在していない、または無限遠のときは、温度変化によるφ１，φ２の変化量がほぼ同じとなるので、出力は０のままである。よって温度特性も良い。
【００４０】
例えば、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄとして巻数２０回巻のものを採用する一方、検出用コイル１２として巻数４０回巻のものを採用し、励磁周波数を１ＭＨｚ、励磁電流を２０ｍＡｐｐ（０．６５Ｖ）に設定して、センサ１０を評価してみたところ、環境の温度変動にかかわらず安定的な検出動作が可能なセンサを実現することができた。
【００４１】
なお、他方側の軸端コア部１１ｄに、ＩＣカード３の接点端子部３ｂと同一材質、又は同程度の導電率、或いは同程度の透磁率を有する比較金属体（図示しない）を対向配置することによって、ＩＣカード３の接点端子部３ｂの有無に関して大きな検出出力を取り出すことが可能となる。
【００４２】
上述したセンサ１０は、ＩＣカード３の標準規格寸法に対応して、ＩＣカード３の表裏を検知することができるように配置されている。ＩＣカード３の接点端子部３ｂは、ＩＳＯ７８１６等により、カード上端（基準端）からの位置が規格されている。
【００４３】
このようなＩＣカード３の接点端子部３ｂの位置に関する各規格から、本実施形態では、センサ１０の中心位置を、ＩＣカード３のカード上端（基準端）から適宜の距離以内に設定しており、それによってＩＣカード３の表裏を検出するようにしている。ＩＣカード３を「表」にして正規に挿入した場合には、当該ＩＣカード３の接点端子部３ｂがセンサ１０によって検知されるが、ＩＣカード３を「裏」の状態にして不適正に挿入した場合には、ＩＣカード３の接点端子部３ｂがセンサ１０から遠距離になることによって検知されなくなるように構成されている。
【００４４】
上述したセンサ１０は、図１に示す制御回路部ＣＣによって、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄの励磁が制御されると共に、検出用コイル１２から出力される検出信号が処理される。制御回路部ＣＣは、検出用コイル１２から出力される検出信号によってＩＣカード３の適否を検知すると共に、センサ１０の断線を検出する信号処理回路ＳＰＣと、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄの励磁を制御する励磁制御回路ＥＣＣとによって構成されている。
【００４５】
信号処理回路ＳＰＣは、検出用コイル１２から出力される出力信号を増幅するセンサアンプ５０、このセンサアンプ５０の出力信号を直流電圧のＩＣカード検出信号に変換する検波回路５１、検波回路５１の出力電圧と基準電圧発生器５３によって与えられる閾電圧と比較するコンパレータ５２、および、コンパレータ５２の出力信号を判定して、適正なＩＣカード３を検知するＩＣカード検知信号を出力する一方、センサ１０が断線したことを検知して断線判定信号を出力する判定回路５４を備えている。
【００４６】
励磁制御回路ＥＣＣは、前記ＩＣカード検知信号が出力されていないことを検出する検知信号検出回路５５、この検知信号検出回路５５の出力信号によって励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁するタイミングと時間幅を決める指令信号発生器５６，および、指令信号発生器５６の出力信号によって励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁するコイル励磁回路５７を備えている。
【００４７】
前述したように、カード挿入口２にＩＣカード３を挿入すると、ＩＣカード３の挿入方向においてセンサ１０の上流側に設けられたマイクロスイッチ等からなるカード検出器６０がＩＣカード３の幅を検知する。適正なＩＣカード３のときは、カード検出器６０がＯＮとなり検知信号を発する。この検知信号を指令信号発生器５６に出力することによって、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁させるためのトリガーがコイル励磁回路５７に対して与えられる。コイル励磁回路５７は前述したように、例えば励磁周波数を１ＭＨｚとした励磁電流を励磁用コイル１３ｃ，１３ｄに通電させて励磁する。このときの励磁電流は、例えば２０ｍＡｐｐ（０．６５Ｖ）に設定される。
【００４８】
その後、センサ１０にＩＣカード３の接点端子部３ｂが近接すると、前述したように、ＩＣカード３の接点端子部３ｂに発生する渦電流が変化することにより、逆方向の対向磁界φ１，φ２のバランスが崩れることから、対向磁界φ１，φ２の絶対値の差（｜φ１｜−｜φ２｜）に相当する磁界に基づいて検出用コイル１２から差動出力が得られる。この出力信号は、センサアンプ５０によって増幅された後、検波回路５１によって直流電圧に変換される。この直流電圧をコンパレータ５２に加えて第１の閾電圧ＳＶ１と比較される。この比較によって、検出用コイル１２から差動出力が適正である場合には、判定回路５４から適正なＩＣカード３であることを検知した結果として、ＩＣカード検知信号が出力される。
【００４９】
やがて、ＩＣカード３の接点端子部３ｂがセンサ１０から遠ざかると、検出用コイル１２からの差動出力が０となり、ＩＣカード検知信号も０となることから、これを検知信号検出回路５５が検出して指令信号発生器５６の指令により励磁用コイル１３ｃ，１３ｄの励磁を停止する。
【００５０】
センサ１０は、前述したように、コア体１１の中央コア部１１ａに検出用コイル１２が巻回され、一体的に連接された一対の軸端コア部１１ｃ，１１ｄの各々に励磁用コイル１３ｃ，１３ｄがそれぞれ巻回された磁気差動型に構成されている。上記センサ１０は、小型に構成されていることから、上記検出用コイル１２および励磁用コイル１３ｃ，１３ｄは細い線材を用いて巻回されている。このため、頻繁に使用している間には、いずれかのコイルが断線することがある。また、上記各コイル、および、回路制御部に中継して接続する各端子板１０ｂの半田付けの欠損、あるいは、回路制御部と各端子板１０ｂとを接続するリード線が断線する場合がある。このようなセンサ１０等の断線は、以下に説明する断線診断手段によって検出される。
【００５１】
上記断線診断手段は、前述した信号処理回路ＳＰＣ、および、励磁制御回路ＥＣＣによって構成されている。センサ１０に設けられた各コイルの断線、もしくは、センサ１０に接続されるリード線の断線、または、離脱等の検出は、センサ１０がＩＣカード３の接点端子部３ｂを検知していないタイミングに実行される。このタイミングとしては、ＩＣカード３の処理が終了してカード挿入口２に戻され、ＩＣカード３がカード検出器６０を通り過ぎたときにＯＦＦになるタイミングをトリガーとして、指令信号発生器５６に信号を与える。指令信号発生器５６は、所定時間の間、コイル励磁回路５７を作動させて一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄに励磁電流を通電させる。
【００５２】
このとき、一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄのうちの一方のコイル、またはこれらコイルに接続されるリード線が断線もしくは離脱した場合は、一方のコイルが励磁されないことから、前述した対向磁界φ１，φ２のうちの一方が発生しないのでバランスが崩れ、この結果、検出用コイル１２から高い電圧の差動出力が得られる。この差動出力の信号は、センサアンプ５０および検波回路５１を介して直流電圧に変換され、コンパレータ５２に加えられる。コンパレータ５２は、第２の閾電圧ＳＶ２と比較して、検出用コイル１２から差動出力が第２の閾電圧ＳＶ２よりも高い場合には、判定回路５４が一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄのうちの一方のコイル等が断線したことを検出して判定信号が出力される。この判定信号が出力されたときは、ＩＣカードリーダからアラームを発生させ、以後に、ＩＣカード３をカード挿入口２に挿入させないように制御される。
【００５３】
次に、一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄの両方のコイル、またはこれらコイルに接続されるリード線が断線もしくは離脱した場合は、両方のコイルが励磁されないことから、検出用コイル１２からの差動出力が０となる。従って、指令信号発生器５６がコイル励磁回路５７を作動させて一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁したにも関わらず、検出用コイル１２からの差動出力が得られないことを判定回路５４によって判定して判定信号を出力する。
【００５４】
また、センサ１０の検出用コイル１２、またはこのコイルに接続されるリード線が断線もしくは離脱した場合は、指令信号発生器５６がコイル励磁回路５７を作動させて一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁したにも関わらず、検出用コイル１２からの差動出力が０となる。ところが、検出用コイル１２から差動出力が得られないことは、上述した一対の励磁用コイル１３ｃ，１３ｄの両方のコイル等が断線した場合と同じであり、検出用コイル１２等が断線したことが判定できない。
【００５５】
そこで、当該断線診断手段においては、検出用コイル１２等が断線したことを判定する機能を付加している。即ち、磁気差動型に構成されたセンサ１０は、コア体１１の中央コア部１１ａに検出用コイル１２が巻回され、一体的に連接された一対の軸端コア部１１ｃ，１１ｄの各々に励磁用コイル１３ｃ，１３ｄがそれぞれ巻回されている。そして、検出用コイル１２からは前述した逆方向の対向磁界φ１，φ２のバランスが崩れることによって、対向磁界φ１，φ２の絶対値の差（｜φ１｜−｜φ２｜）に相当する磁界に基づく差動出力が得られるようにしている。しかし、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄがそれぞれ巻回される前記コア体１１の一対の軸端コア部１１ｃ，１１ｄは、寸法精度に多少のバラツキを有している。このため、対向磁界φ１，φ２にも差が生ずることから、ＩＣカード３の接点端子部３ｂを検知しない待機状態においても、検出用コイル１２からは僅かな待機時電圧が出力されている。
【００５６】
通常は、ボリュームＶＲによって各励磁用コイル１３ｃ，１３ｄに通電する励磁電流を変えて、待機時電圧を０に近づけるように設定しているが、本発明においては、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁することによって発生する逆方向の対向磁界φ１，φ２のバランスを僅かに不均一に設定することにより、待機状態においても、検出用コイル１２から僅かな待機時電圧が出力されるように設定している。
【００５７】
従って、検出用コイル１２等が断線したことは、待機時電圧が０であることによって判定することができる。即ち、検出用コイル１２等が断線したときは、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄを励磁しても検出用コイル１２からは待機時電圧も出力されない。この待機時電圧をコンパレータ５２に加えて第３の閾電圧ＳＶ３と比較して低い場合には、判定回路５４によって検出用コイル１２等が断線したことを検出して判定信号が出力される。上記第３の閾電圧ＳＶ３は、待機時電圧よりもやや低い電圧に設定されている。
【００５８】
上述した断線診断手段によって、励磁用コイル１３ｃ，１３ｄ、あるいは、検出用コイル１２、および、これらコイルに接続されたリード線、または、端子との接続等の伝達経路における断線が、検出用コイル１２からの出力信号によって検出され、しかも、ほぼ断線個所を特定することが可能となる。
【００５９】
センサ１０の断線診断のタイミングとしては、上述したように、ＩＣカード３がカード挿入口２に戻されたときに実行する他、ＩＣカード３をカード挿入口２に挿入した後、センサ１０が接点端子部３ｂを検知するまでの間に実行しても良く、その他、センサ１０が接点端子部３ｂを検知していないときであれば、任意のタイミングに実行しても良い。また、断線診断は、ＩＣカード３の挿入または戻される毎に毎回実行する他、５回または１０回おきに実行するようにしてもよい。
【００６０】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。例えばＩＣカードリーダの構成としては、前述した実施形態の他、適宜の構成に変更としても良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１にかかるＩＣカードリーダは、カード搬送路の入口側の位置に、磁気コアに巻回された一対の励磁用コイルおよび検出用コイルを有する磁気差動型に構成されたセンサが設けられ、センサがＩＣカードの接点端子部を検知したときに、搬送駆動手段によって読取／書込位置まで導き、センサがＩＣカードの接点端子部を検知しないときには励磁用コイルを励磁して検出用コイルから出力される出力信号の電圧値によってセンサの断線等を診断する断線診断手段を備えたので、センサの断線等を自己判断することができるので、ＩＣカードリーダとしての信頼性を大幅に向上することができる。
【００６２】
また、本発明の請求項２にかかるＩＣカードリーダは、上記請求項１における入口センサとして磁気差動型の入口センサを用いたことにより、小型のコア体を用いつつ高感度な出力を得つつ環境の温度変動にかかわらず安定的な検出動作が可能としたものであるから、上述した効果に加えて、ＩＣカードの検出を良好な検出感度により安定的に行うことができ、小型で高性能なＩＣカードリーダを得ることができる。
【００６３】
さらに、本発明の請求項３にかかるＩＣカードリーダは、前記請求項１における断線診断手段が、ＩＣカードの接点端子部を検知しないときにセンサの励磁用コイルや検出コイルの断線等の断線を判定するので、ＩＣカードリーダ本来の動作に影響を与えることなく検出することができる。
【００６４】
一方、本発明の請求項４にかかるＩＣカードリーダは、前記請求項１における断線診断手段が、検出用コイルの出力レベルが所定の閾レベルを越えたときに一対の前記励磁用コイルのうちの一方の断線等を診断するので、センサ等の断線個所を特定することができる。
【００６５】
また、本発明の請求項５にかかるＩＣカードリーダは、上記請求項１における断線診断手段が、ＩＣカードが排出された後にセンサの断線等を診断することから、次にＩＣカードの真偽あるいは表裏を検知するまでの間に、センサの断線を事前に検出することができる。
【００６６】
さらに、本発明の請求項６にかかるＩＣカードリーダは、前記請求項１における断線診断手段が、ＩＣカードをカード搬送路の入口に挿入したときにセンサの断線等を診断するので、センサがＩＣカードの真偽あるいは表裏を検知する前に、事前にセンサの断線等を検出することができる。
【００６７】
さらにまた、本発明の請求項７にかかるＩＣカードリーダは、前記請求項１におけるセンサが、励磁用コイルを励磁したとき、検出コイルから微小な待機信号を出力するので、この待機信号の電圧値を比較することによって、検出コイルが断線していることを検出することができ、センサの断線等を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断線診断手段としての制御回路部を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるカードリーダのカード搬送路においてＩＣカードが読取／書込位置に搬送された状態を表した縦断面説明図である。
【図３】図１に表されたカードリーダのカード搬送路においてＩＣカードが読取／書込位置に至る直前の状態を表した縦断面説明図である。
【図４】図１に表されたＩＣカードリーダのカード搬送路におけるカード挿入口部分の構成を表した側面説明図である。
【図５】図１に表されたＩＣカードリーダのカード搬送路におけるカード挿入口部分の構成を表した側面説明図である。
【図６】センサの概略構造を表した側面説明図である。
【図７】ＩＣカードを適正に挿入した状態を表した正面説明図である。
【図８】センサの構造を表した側面説明図である。
【図９】図１に表された制御回路部の各状態における信号を表した波形図である。
【符号の説明】
２      カード挿入口
３      ＩＣカード
３ｂ    接点端子部
４      カード搬送路
５ａ    カード送りローラ（搬送駆動手段）
１０    磁気差動型センサ
１２    検出用コイル
１３ｃ，１３ｄ  励磁用コイル
５２    コンパレータ
５３    基準電圧発生器
５４    判定回路
５５    検知信号検出回路
５６    指令信号発生器
φ１，φ２  対向磁界
ＣＣ    制御回路部
ＳＰＣ  信号処理回路
ＥＣＣ    励磁制御回路
【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】
2004240611.tif 000009
【図８】
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【図９】
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