(57)【要約】【課題】  小型で安価な構成で、変形したＩＣカードであっても安定した情報の入出力が可能なＩＣカード用リーダライタを提供する。【解決手段】  カードを搬送する搬送路４と、所定の通信位置に位置したＩＣカード５０と非接触で情報を送受信するアンテナ１５と、このアンテナ１５の前後に配置された第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１とを備え、各搬送ローラ２０，２１は通信位置においてＩＣカード５０を挟持するとともに、カード搬送方向においてアンテナ１５と一直線上に配置される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードを挿入する挿入口と、
カード幅方向の一部を挟持してカードを搬送する搬送手段と、
前記カード挿入口から挿入されたカードが搬送される搬送路と、
この搬送路の所定の通信位置に搬送されたカードと非接触で情報を送受信するアンテナ手段とを備え、
前記搬送手段は、前記通信位置において前記アンテナ手段と少なくとも幅方向の一部が重なる位置でカードを挟持することを特徴とするＩＣカード用リーダライタ。
【請求項２】
前記搬送手段は、アンテナ手段より挿入口側に配置された第１の搬送手段と前記アンテナ手段より反挿入口側に配置された第２の搬送手段とから構成されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣカード用リーダライタ。
【請求項３】
前記アンテナ手段および前記搬送手段は、いずれも前記搬送路の幅方向中央に配置されることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード用リーダライタ。
【請求項４】
前記搬送路のカード厚み方向の間隔は、中央部と比較して幅方向端部の方が広く形成されていることを特徴とする請求項４記載のＩＣカード用リーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式のＩＣカードを搬送して情報処理を行うＩＣカード用リーダライタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、超小型ＩＣチップを埋め込んだ非接触式のＩＣカードと、このＩＣカードに無線通信により情報の読み書きを行うＩＣカード用のリーダライタが普及し始めている。リーダライタと非接触式ＩＣカードとが通信する場合、ＩＣカードは自身を駆動するための電気をリーダライタのアンテナが発信する電波を利用して生成する。そして、カードとリーダライタとの間で電磁誘導や電波そのものが持つエネルギーにより電位差を発生させて無線により情報の読込みまたは書込みを行う。この様なリーダライタでは、挿入されたＩＣカードを搬送ローラなどで挟持して通信位置まで搬送し、その位置でＩＣカードを停止させて情報を読み書きする。
【０００３】
リーダライタとＩＣカードとが情報を通信する際に、アンテナやＩＣチップの近くに金属が存在していると、この金属が電磁誘導を乱すことからリーダライタの情報の読み込みやＩＣカードへの情報の書き込みが正確に実行できなくなる。この為、リーダライタでは、通信位置におけるＩＣカードやアンテナの周辺には金属部品を使用しない様に配慮した設計がなされている。
【０００４】
また、近接型ＩＣカードでは、通信位置におけるアンテナとＩＣチップとの距離を一定にする必要がある。例えば、近接型ＩＣカードの一つでは、アンテナとＩＣチップとの距離は、通信位置において１．２ｍｍから２．４ｍｍの間にする必要がある。しかし、使用者が変形したＩＣカードを使用した場合、ＩＣカードとアンテナとのカード厚み方向の距離が大きく開いてしまう恐れがある。すなわち、搬送ローラなどがＩＣカードの変形部を挟持すると、本来搬送されるべき搬送面から浮き上がる力がＩＣカードに働く。ＩＣカードが通信位置にある時に、この浮き上がりが起こると、搬送面近傍に配置されたアンテナとＩＣチップとが離間してしまう。ＩＣカードとアンテナとが離れてしまうと、電界や磁界による相互作用が弱くなるため情報の読み込みや書き込みが正確に行えなくなるといった問題が生じる。また、距離が離れることで、ＩＣカードが生成出来る電気量が少なくなり、ＩＣカードの駆動そのものが出来なくなる恐れもある。
【０００５】
これに対し、ＩＣカードを挟んでアンテナの反対側に押圧ローラを設けてＩＣカードをアンテナ側に押さえつけることも考えられる。しかし、この構成では、通信位置においてＩＣチップと押圧ローラとが近接するためにローラ軸心には非金属部品を使わざるを得なく、押圧ローラに負荷が加わった場合に軸心が破損する危険性がある。
【０００６】
押圧ローラの代わりにＩＣカードを挟んでアンテナの反対側に電動式のカード押さえ部材を設け、通信位置に搬送されたＩＣカードをカード押さえ部材により強制的にアンテナ側に押さえつけることでアンテナとＩＣカードとの距離を一定に保ち、安定した情報の入出力を可能にする技術を開示した特許文献１が存在する。
【特許文献１】特許第３２４１２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方法では、変形したＩＣカードを押さえ部材により強制的に元に戻すために強力で大型な駆動源を必要とする。さらに、カードの変形部を搬送するための強力な搬送力も必要になる。この為、装置が大型化し、消費電力も大きくなる上に、装置自体が高価になるといった問題がある。加えて、ＩＣカードに大きな負荷をかけるため、ＩＣチップが損傷したり、カードを破損する恐れもある。
【０００８】
本発明はこの様な点に鑑み改良したものであり、その目的とするところは、小型で安価な構成で、変形したＩＣカードであっても安定した情報の入出力が可能なＩＣカード用リーダライタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＩＣカード用リーダライタは、カードを挿入する挿入口と、カード幅方向の一部を挟持してカードを搬送する搬送手段と、前記カード挿入口から挿入されたカードが搬送される搬送路と、この搬送路の所定の通信位置に搬送されたカードと非接触で情報を送受信するアンテナ手段とを備え、前記搬送手段は、前記通信位置において前記アンテナ手段と少なくとも幅方向の一部が重なる位置でカードを挟持することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＩＣカード用リーダライタの前記搬送手段は、アンテナ手段より挿入口側に配置された第１の搬送手段と前記アンテナ手段より反挿入口側に配置された第２の搬送手段とから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＩＣカード用リーダライタの前記アンテナ手段および前記搬送手段は、いずれも前記搬送路の幅方向中央に配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のＩＣカード用リーダライタの前記搬送路のカード厚み方向の間隔は、中央部と比較して幅方向端部の方が広く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カードの幅方向の一部分と接触してカードを搬送する搬送手段を、カードの幅方向においてアンテナ手段と重なる位置に配置することで、変形したＩＣカードであっても安定した情報の入出力が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示すＩＣカード用リーダライタの外観を表す斜視図である。ＩＣカード用リーダライタは、下側筐体１と上側筐体２によって形成されている。下側筐体１にはカードを挿入するための挿入口３が設けられており、挿入口３の後方には、図３に示す搬送路４が形成されている。上側筐体２は、レバー５を操作することで下側筐体１に対して回動可能であり、回動した位置では搬送路４が露出する。また、上側筐体２にはその外側を覆うカバー６が固定されている。
【００１５】
図２は、本実施例のＩＣカード用リーダライタの上側筐体２を取り外し、下側筐体１を表した平面図である。下側筐体１には搬送路４の下面と側面を形成する下側搬送面１１と側壁１２，１３が形成されている。側壁１２，１３はＩＣカード５０の幅より極僅かだけ距離を隔てた位置に下側搬送面１１に沿って形成されている。なお、ＩＣカードの寸法は、ＪＩＳ規格Ｘ６３０１によって幅約５４．０ｍｍ，長さ約８５．６ｍｍに決められている。
【００１６】
下側搬送面１１の後方（反挿入口側）であって幅方向中央部には、他の搬送面と比較して上方に凸状に隆起した隆起部１４が形成されている。この隆起部１４の内側には、アンテナ１５が実装されたアンテナ基板１６が下側筐体１に固定されている。なお、ＩＣチップ５１もＩＣカード５０の幅方向中央に内蔵されており、後述する通信位置においてアンテナ１５とＩＣチップ５１とは対向した状態で通信を行う。
【００１７】
アンテナ１５の前方（挿入口３側）には下側搬送面１１に穴部１７が形成されている。また、アンテナ１５の後方には穴部１８が形成されている。穴部１７，１８の下側には、上端部を穴部１７，１８を通して隆起部１４より上方に突出させた第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１とがそれぞれ配置されている。第１の搬送ローラ２０の軸線から挿入口３までの距離と、第１の搬送ローラ２０から第２の搬送ローラ２１までの軸間距離は、共にＩＣカード５０の搬送方向長より短く設定されている。また、各搬送ローラ２０，２１とアンテナ１５とは、搬送方向において各幅方向の中心が一直線上となる様に搬送路４の幅方向（図２において上下方向）中央に配置されている。また、第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１の幅は同一である。
【００１８】
第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１は、下側筐体１に回転自在に保持された軸２２と軸２３にそれぞれ固定されている。軸２２の端部には、歯車２４が固定されており、この歯車２４は歯車２５，歯車２６を介してモータ４０の回転軸に圧入されたピニオン４１と連結している。また、軸２３の端部には、歯車２７が固定されており、この歯車２７は歯車２８，歯車２６を介してピニオン４１と連結している。
【００１９】
図３は、本実施例を示すＩＣカード用リーダライタを搬送路４の幅方向中央で切断した側断面図である。また、図４は、本実施例を示すＩＣカード用リーダライタをアンテナ１５付近で切断して後方を表した断面図である。下側搬送面１１の下側には、制御基板２９が固定されている。制御基板２９には、図示しないＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどが実装されており、搬送路４に設けられたセンサや上側筐体２の開閉を検知するスイッチなど（いずれも図示せず）の信号によりモータ４０を制御する。また、制御基板２９は、アンテナ基板１６とも接続されており、アンテナ１５による電界や磁界の発生や情報の入出力動作も制御する。
【００２０】
上側筐体２には、バネ３０により第１の搬送ローラ２０方向に押圧された第１の従動ローラ３１と、バネ３２により第２の搬送ローラ２１方向に押圧された第２の従動ローラ３３とが設けられている。第１の従動ローラ３１と第２の従動ローラ３３とは、上側筐体２を閉じた状態で第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１とそれぞれ対向してローラ対を形成し、ＩＣカード５０をそれぞれ挟み込んで搬送方向（図３において左右方向）に搬送する。なお、第１の従動ローラ３１と第２の従動ローラ３３の幅は同一であり、幅方向の中心は各搬送ローラ２０、２１と同一である。
【００２１】
上側筐体２には搬送路４の上面を形成する上側搬送面３４が形成されている。上側搬送面３４の第１の従動ローラ３１の前後には、他の搬送面と比較して下方に突出した第１の突出部３５，３６が形成されている。また、上側搬送面３４の第２の従動ローラ３３の前方にも、他の搬送面と比較して下方に突出した第２の突出部３７が形成されている。この第２の突出部３７は、上側筐体２を閉めた状態で隆起部１４と対向する位置に形成されている。なお、第１の突出部３５，３６および第２の突出部３７はいずれも搬送路４の幅方向中央のみに設けられている。
【００２２】
次に、本実施例のＩＣカード用リーダライタの動作を主に図３を用いて説明する。使用者がＩＣカード５０を挿入口３から第１の搬送ローラ２０付近まで挿入したことを図示しないセンサが検出すると、制御基板２９がモータ４０を正方向に回転駆動する。そして、第１の搬送ローラ２０と第１の従動ローラ３１との間に挟み込まれたＩＣカード５０を図３に示す通信位置まで搬送して一旦停止する。
【００２３】
この通信位置とは、ＩＣチップ５１がアンテナ１５と対向する位置であり、本実施例では、ＩＣカード５０の後端が第１の搬送ローラ２０と第１の従動ローラ３１との間に挟み込まれているとともに、ＩＣカード５０の先端は第２の搬送ローラ２１と第２の従動ローラ３３との間に挟み込まれている位置でもある。なお、本実施例では、ＩＣチップ５１はＩＣカード５０の幅方向中央に内蔵されている。
【００２４】
通信位置において、ＩＣカード５０は、各搬送ローラ対によってカード幅方向の中央部のみを挟持されている。したがって、例えＩＣカード５０が幅方向に反っていたり角部が変形していても、ＩＣカード５０のＩＣチップ５１内蔵部が搬送面（搬送ローラ対の接線によって規定される面）から浮き上がることがない。したがって、アンテナ１５とＩＣチップ５１との距離は変形していないＩＣカード５０の場合と同一であり、情報の通信に支障が起こる恐れは無い。
【００２５】
ＩＣカード５０が通信位置において停止したらアンテナ１５を駆動してＩＣカード５０と情報の入出力を行う。入出力完了後、使用者に戻す必要がない場合はモータ４０を正方向に駆動し、ＩＣカード５０を排出口５２から排出して処理を終了する。逆に、使用者に戻す必要がある場合は、モータ４０を逆方向に駆動してＩＣカード５０の後端を挿入口３から突出させてモータ４０を停止して待機し、使用者がＩＣカード５０を抜き取ったことをセンサで検出したら処理を終了する。
【００２６】
本実施例の構成によれば、通信位置においてＩＣカード５０を挟持する第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１の両方を、ともにＩＣカード５０の搬送方向においてアンテナ１５と一直線上に配置したので、幅方向に湾曲したＩＣカード５０であってもＩＣカード５０に内蔵されたＩＣチップとアンテナ１５とのカード厚み方向の距離を一定に保つことが可能になり、これによって情報の通信を安定させることが可能になる。
【００２７】
また、本実施例では、第１の搬送ローラ２０と第２の搬送ローラ２１をアンテナ１５の前後に配置し、ＩＣカード５０をアンテナ１５の前後で挟持して通信を行っているので、通信位置におけるＩＣチップ５１の厚み方向の位置のばらつきをより抑えることが可能になる。
【００２８】
さらに、本実施例では、搬送ローラ２０，２１および従動ローラ３１、３３を、カード幅方向の中央のみに配置し、かつ搬送路４の端部は中央部と比較してカード厚み方向の間隔を広く形成している。したがって、ＩＣカード５０の幅方向端部が変形していたり幅方向に湾曲していても、各ローラまたは搬送路４とＩＣカード５０の幅方向端部とが接触して搬送負荷となることがない。よって、小さな搬送力でＩＣカード５０を搬送することが可能となる。
【００２９】
本発明によるＩＣカード用リーダライタは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、必ずしも搬送手段をアンテナ手段の前後に設ける必要はなく、アンテナ手段と搬送方向において一直線上の位置であれば前（第１の搬送ローラ手段）または後ろ（第２の搬送ローラ手段）の一方のみでも良い。また、本実施例の様に搬送ローラ手段とアンテナ手段の幅方向の中心を完全に一致させることが最も望ましいが、搬送ローラ手段の幅方向の中心線がアンテナ手段と重なる位置に配置する程度でも良く、搬送ローラ手段とアンテナ手段の少なくとも一部が幅方向で重なる位置に配置する程度でも良い。また搬送ローラ手段とアンテナ手段は必ずしもカード幅方向中央に配置される必要はなく、こららを全てカード端部付近に配置しても良い。また、搬送手段はカードと接触して搬送するものであれば良く、例えば搬送ベルトを用いても良い。またさらに、これらの変形例を適宜組み合わせても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を示すＩＣカード用リーダライタの外観を表す斜視図である。
【図２】本発明の実施例のＩＣカード用リーダライタの下側筐体１を表した平面図である。
【図３】本発明の実施例のＩＣカード用リーダライタを幅方向中央で切断した側断面図である。
【図４】本発明の実施例のＩＣカード用リーダライタをアンテナ付近で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  下側筐体
２  上側筐体
３  挿入口
５  搬送路
１５  アンテナ
２０  第１の搬送ローラ
２１  第２の搬送ローラ
５０  ＩＣカード
５１  ＩＣチップ５１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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