(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カード挿入口を形成するフレームにカード挿入方向に形成したカード挿入・取出用の凹部を設け、上記凹部を介してカードをカード挿入口より挿入するとともに上記カードをカード通路を手動にて走行させてカード停止位置まで挿入し、その後カードを引き抜くように構成してなる手動式カードリーダにおいて、上記カード通路に設けたカードに当接する補助ローラと、該補助ローラに連結されたバネ部材と、上記補助ローラに連結されたクラッチ機構とを有し、上記バネ部材は上記補助ローラがカード引き抜き方向に回転するときにバネ力が蓄積されるようになっており、上記クラッチ機構はカードが挿入されていないときは上記補助ローラがカード挿入方向に回転することを阻止するとともに、カードの挿入によって上記回転阻止が解除されるようになっており、上記補助ローラに上記カードが当接したときに上記クラッチ機構の上記回転阻止が解除されて上記バネ部材によって上記補助ローラをカード送り方向に回転させるとともに、上記カードが上記カード停止位置まで挿入されたときには上記バネ部材のバネ力の蓄積を初期状態とするようにしたことを特徴とする手動式カードリーダ。
【請求項２】
前記バネ部材は、一端側が上記補助ローラに固定されているとともに、他端側は一方向回転可能機構に構成されており、上記一方向回転可能機構は、バネ力の蓄積方向には回転せず、バネ力の解放方向には回転可能に構成されてなることを特徴とする請求項１記載の手動式カードリーダ。
【請求項３】
前記凹部の側方に磁気ヘッドが設けられており、前記補助ローラのカード当接部は上記凹部奥側のカード挿入口より前に設けられてなることを特徴とする請求項１又は２記載の手動式カードリーダ。
【請求項４】
前記一方向回転可能機構は、ラチェット歯部と該ラチェット歯部に係合する前記バネ部材に設けた係合部であることを特徴とする請求項２又は３記載の手動式カードリーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動式カードリーダに関する。更に詳述すると、本発明はユーザが手動でカードを挿入し且つ引き抜く方式の手動式カードリーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
手動式カードリーダには、大別すると、カードリーダに設けられたカード走行用の溝にカードの磁気ストライプ部分を通過させることで磁気ヘッドに対して磁気ストライプを移動させるタイプのものと、カードリーダに設けられたカード挿入口にカードを差し込んで奥まで挿入し且つ引き抜くことで磁気ヘッドに対して磁気ストライプを移動させて記録データをリードさせるタイプのものがある。
【０００３】
後者のタイプの手動式カードリーダを図８に示す。この手動式カードリーダにはカード１０１をつまんだまま奥まで挿入できるように凹部１０２が形成されている。凹部１０２の側方には磁気ヘッド１０３が配置されており、カード挿入時のカード１０１の動きを利用して磁気データを読み取る。即ち、ユーザがカード１０１を挿入する動作を利用してカード１０１に形成された磁気ストライプ１０４を磁気ヘッド１０３に対して移動させてデータを読み取るようになっており、カード操作時にユーザがカード１０１から手を離すとカード１０１の走行は停止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の後者のタイプの手動式カードリーダでは、凹部１０２を形成することでユーザがカード１０１を持ち替えずにカード１０１を奥まで挿入できるように配慮されてはいるが、カード１０１のつまむ位置が悪かった場合等にはユーザがカード１０１を挿入する際にカード１０１を持ち替えることがある。例えば、親指と人差し指でカード１０１をつまんで当該カード１０１の先端をカードリーダのカード挿入口に差し込んで若干挿入した後、その挿入途中で一旦カード１０１から指を離し、以降、人差し指１本でカード１０１の後端を押すようにしてカード１０１を奥まで完全に挿入することがある。このような場合には、磁気ヘッド１０３によるデータのリード途中でカード１０１が完全に停止してしまうため、リードエラーが発生してしまう。
【０００５】
本発明は、カード挿入時のカード持ち替えによるリードエラーを防止する手動式カードリーダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、カード挿入口を形成するフレームにカード挿入方向に形成したカード挿入・取出用の凹部を設け、凹部を介してカードをカード挿入口より挿入するとともにカードをカード通路を手動にて走行させてカード停止位置まで挿入し、その後カードを引き抜くように構成してなる手動式カードリーダにおいて、カード通路に設けたカードに当接する補助ローラと、該補助ローラに連結されたバネ部材と、補助ローラに連結されたクラッチ機構とを有し、バネ部材は補助ローラがカード引き抜き方向に回転するときにバネ力が蓄積されるようになっており、クラッチ機構はカードが挿入されていないときは補助ローラがカード挿入方向に回転することを阻止するとともに、カードの挿入によって回転阻止が解除されるようになっており、補助ローラにカードが当接したときにクラッチ機構の回転阻止が解除されてバネ部材によって補助ローラをカード送り方向に回転させるとともに、カードがカード停止位置まで挿入されたときにはバネ部材のバネ力の蓄積を初期状態とするようにしたものである。
【０００７】
したがって、ユーザが挿入されているカードを引き抜くと、補助ローラが回転してバネ部材を弾性変形させるのでバネ力が蓄積される。この蓄積されたバネ力を、次にカードを挿入する場合に利用する。即ち、次のユーザがカードを挿入することでクラッチ機構による補助ローラの回転阻止が解除され、補助ローラはバネ部材に蓄積されたバネ力によって駆動されてカードの挿入移動を補助する。手動式カードリーダではビット追従方式で記録データを読み取っているため、カードの動きがリード途中で完全に停止することさえなければ、リードエラーの発生防止を図ることができる。上述の通り、バネ部材に蓄積されたバネ力を利用してカードの挿入移動を補助することができるので、ユーザがカードを持ち替える等して瞬間的にカードから手を離した場合であってもカードの動きが止まることがなく、リードエラーの発生防止を図ることができる。
【０００８】
ところで、カードの挿入・引き抜きを行う場合にカードと補助ローラとの間に滑りが生じていなければ、カードがカード停止位置まで挿入されるとバネ部材は弾性変形していない初期状態に戻る。しかしながら、カード引き抜き時にカードと補助ローラとの間に滑りが生じた場合にはバネ部材の弾性変形量が少なくなり、次にカードをカード停止位置まで挿入するとバネ部材は逆向きに弾性変形する。このため、次にカード引き抜きを行った場合のバネ部材の弾性変形量が初期状態からバネ部材を弾性変形させる場合に比べて少なくなってしまい、カード挿入時の補助力として使用するには不適切になってしまう。請求項１記載の手動式カードリーダでは、カードがカード停止位置まで挿入されるとバネ部材は初期状態に戻り、常に逆向きに弾性変形していない状態からバネ部材を弾性変形させてバネ力を蓄積することができる。
【０００９】
また、請求項２記載の手動式カードリーダは、バネ部材は、その一端側が補助ローラに固定されているとともに、他端側は一方向回転可能機構に構成されており、一方向回転可能機構は、バネ力の蓄積方向には回転せず、バネ力の解放方向には回転可能に構成されてなるものである。
【００１０】
したがって、バネ部材に蓄積したバネ力を利用して補助ローラを回転させる場合には、即ちカードを挿入する場合には、一方向回転可能機構は回転不能となり、バネ部材のバネ力は補助ローラに伝達されてこれを回転させる。一方、カードがカード停止位置まで挿入された状態では、バネ部材のバネ力は一方向回転可能機構に対して解放方向に作用するので、一方向回転可能機構は回転可能となり、一方向回転可能機構がバネ部材に残留しているバネ力を解放してバネ部材を初期状態に戻す。
【００１１】
また、請求項３記載の手動式カードリーダのように、凹部の側方に磁気ヘッドが設けられており、補助ローラのカード当接部は凹部奥側のカード挿入口より前に設けられてなるものであっても良い。
【００１２】
さらに、請求項４記載の手動式カードリーダは、一方向回転可能機構が、ラチェット歯部と該ラチェット歯部に係合するバネ部材に設けた係合部である。したがって、ラチェット歯部とバネ部材の係合部との形状によって、一方向回転可能機構はバネ力の蓄積方向に回転不能になり、バネ力の解放方向に回転可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図５に、本発明を適用した手動式カードリーダの実施形態の一例を示す。この手動式カードリーダは、カード挿入口１を形成するフレーム２にカード挿入方向に凹むように形成したカード挿入・取出用の凹部３を設け、凹部３を介してカード４をカード挿入口１より挿入するとともにカード４をカード通路５を手動にて走行させてカード停止位置（図１に２点鎖線で示すカード４の位置）まで挿入し、その後カード４を引き抜くように構成してなるもので、カード通路５に設けたカード４に当接する補助ローラ７と、該補助ローラ７に連結されたバネ部材１７と、補助ローラ７に連結されたクラッチ機構１８とを有し、バネ部材１７は補助ローラ７がカード引き抜き方向に回転するときにバネ力が蓄積されるようになっており、クラッチ機構１８はカード４が挿入されていないときは補助ローラ７がカード挿入方向に回転することを阻止するとともに、カード４の挿入によって回転阻止が解除されるようになっており、補助ローラ７にカード４が当接すると同時にレバー２３に設けたカード当接部２３ｂをカード４が持ち上げ、クラッチ機構１８の回転阻止が解除されてバネ部材１７によって補助ローラ７をカード送り方向に回転させるとともに、カード４がカード停止位置まで挿入されたときにはバネ部材１７のバネ力の蓄積を初期状態とするようにしたものである。
【００１５】
カード４は、例えばＩＣ接点及び磁気ストライプ４ｂ付きのＩＣカードであり、手動式カードリーダはＩＣ接点ブロック９と磁気ヘッド１０を備えている。磁気ヘッド１０は、カード挿入口１よりもカード挿入方向手前側に形成されている凹部３の側方に配置されている。この磁気ヘッド１０は、ビット追従方式でデータのリードを行う。ビット追従方式の磁気ヘッド１０は、カード４の搬送が完全に停止しさえしなければカード４の搬送速度が減少してもデータのリードが可能である。
【００１６】
カード挿入口１の近傍には、カード挿入口１を開閉するシャッタ部材１１が設けられている。このシャッタ部材１１は、図示しない戻しバネによってカード挿入口１を閉じる方向に付勢されている。シャッタ部材１１の近傍には、シャッタ部材１１を閉状態にロックするソレノイド１３が設けられている。ソレノイド１３がオフされている場合には、シャッタ部材１１に形成されたストッパ片１４の移動軌跡内にリターンスプリング１２の付勢力によってプランジャ１３ａが突出し、シャッタ部材１１を回転（開）不能即ちロックする。この状態よりソレノイド１３がオンされると、プランジャ１３ａがリターンスプリング１２の付勢力に抗してストッパ片１４の移動軌跡から退き、シャッタ部材１１のロックを解除して回転を可能にする。磁気ヘッド１０がカード４の磁気ストライプ４ｂに記録されているデータを検出した場合に、即ち磁気ヘッド１０がカード４を検知した場合にソレノイド１３はオンされる。
【００１７】
また、手動式カードリーダには、挿入されたカード４の抜けを防止する公知のロックレバー１５が設けられている。カード４がカード停止位置まで挿入されると、図示しないソレノイドによって揺動されたロックレバー１５がカード４の後端４ａに引っ掛かってカード４の抜けを防止（ロック）し、カード４のＩＣ接点にＩＣ接点ブロック９が接触している状態での無理なカード引き抜きを防止する。
【００１８】
補助ローラ７はパッドローラ６と対になっており、磁気ヘッド１０の奥側に配置されている。即ち、補助ローラ７のカード当接部は凹部３の奥側のカード挿入口１より前に設けられている。
【００１９】
バネ部材１７は例えば捻りコイルバネであり、補助ローラ７の回転軸２４のまわりに配置されている。バネ部材１７の一端側は補助ローラ７に固定されている。また、バネ部材１７の他端側は一方向回転可能機構２５の構成要素となっている。即ち、一方向回転可能機構２５は、ラチェット歯部２６と、ラチェット歯部２６に係合するバネ部材１７に設けた係合部２７とで構成され、ラチェット歯部２６の形状によって、バネ部材１７のバネ力の蓄積方向には回転せず、バネ力の解放方向には回転可能となっている。
【００２０】
クラッチ機構１８は、補助ローラ７に固着されたラチェット２１と、レバー戻しバネ２２によってラチェット２１に噛合する方向に付勢されているレバー２３より構成され、補助ローラ７のカード引き抜き方向への回転を可能にしてバネ部材１７にバネ力が蓄積されるようにする一方、カード４が挿入されていな場合の補助ローラ７のカード挿入方向への回転を阻止するとともに、カード４の挿入によってこの回転阻止が解除されるようになっている。
【００２１】
次に、手動式カードリーダの作動について説明する。この手動式カードリーダでは、カード４を引き抜く動作によってバネ部材１７を捻ってバネ力を蓄積する。そして蓄積したバネ力を利用して、次にカード４を挿入する場合に補助ローラ７を駆動してカード挿入時のカード４の搬送停止を防止する。先ず最初に、バネ部材１７にバネ力が蓄積された後の状態から説明する。
【００２２】
手動式カードリーダにカード４が挿入されていない状態では、ソレノイド１３がシャッタ部材１１を閉じた状態でロックしている。したがって、外部からシャッタ部材１１を押し開けることはできず、いたずら等によって適正なカード４以外の異物がカード挿入口１に挿入されるのを防止することができる。
【００２３】
一方、適正なカード４が差し込まれて磁気ヘッド１０がこれを検知すると、ソレノイド１３がオンされてシャッタ部材１１のロックを解除する。したがって、ユーザはシャッタ部材１１を戻しバネの付勢力に抗して押し開けながらカード４をカード挿入口１に差し込んで奥まで挿入することができる。
【００２４】
カード４の挿入によって磁気ストライプ４ｂが磁気ヘッド１０に対して移動し、磁気ストライプ４ｂに記録されているデータがリードされる。また、カード４の挿入によってカード４の厚み分だけカード当接部２３ｂによりクラッチ機構１８のレバー２３が持ち上げられることになってレバー２３が長孔２３ａに沿って斜めに引き上げられ、ラチェット２１から外れる。これにより、バネ部材１７に蓄積されていたバネ力が解放されて補助ローラ７をカード挿入方向（矢印Ａとは逆方向）に駆動する。この場合、一方向回転可能機構２５に対し、バネ部材１７のバネ力はバネ力を蓄積する方向に作用するので、一方向回転可能機構２５は回転不能となっており、一方向回転可能機構２５が空回りしてバネ力が無駄に解放されることはない。即ち、バネ部材１７のバネ力は補助ローラ７側に伝えられ、このバネ力によって駆動される補助ローラ７がカード４の挿入移動を補助する。したがって、カード４の挿入途中でユーザがカード４から手を離した場合であってもカード４の挿入移動を継続させることができる。このため、挿入途中でカード４が停止することはなく、磁気ヘッド１０のリードエラーを防止することができる。
【００２５】
カード４がカード停止位置まで挿入されると、ロックレバー１５がカード４をロックすると共に、ＩＣ接点ブロック９がカード通路５に向けて突出してカード４のＩＣ接点に接触する。そして、データのリード・ライトが終了すると、ロックレバー１５が外れてカード４のロックが解除される。
【００２６】
この後、ユーザが手動式カードリーダからカード４を引き抜く。この引き抜く動作時にもカード４がカード当接部２３ｂを持ち上げていることによって補助ローラ７は図２の矢印Ａ方向に回転することができ、バネ部材１７が弾性変形して（捻れて）バネ力が蓄積される。即ち、カード４がレバー２３をカード４の厚さ分だけ持ち上げており、また、ラチェット２１とレバー２３の噛合が外れる方向に補助ローラ７が回転するので、カード４の移動に伴って補助ローラ７は回転し、この回転はバネ部材１７に伝達される。また、一方向回転可能機構２５に対しては、バネ部材１７のバネ力はバネ力を蓄積する方向に作用するので、一方向回転可能機構２５は回転不能となり、一方向回転可能機構２５が空回りしてバネ力が無駄に解放されることはない。即ち、カード４の引き抜き動作により補助ローラ７が回転してバネ部材１７にバネ力が蓄積される。
【００２７】
一方、カード４がカード挿入口１から抜けることでカード４によるシャッタ部材１１への押し開け力が解除され、戻しバネによってシャッタ部材１１が閉じられる。この後、ソレノイド１３がシャッタ部材１１をロックし、異物の侵入を防止する。
【００２８】
なお、カード４がカード停止位置まで挿入されると、バネ部材１７は初期状態となる。
【００２９】
つまり、カード４を引き抜く際にカード４と補助ローラ７との間に滑りが生じなければ、カード挿入時にカード４をカード停止位置まで移動させるのに対応したバネ力が蓄積される。したがって、カード４をカード停止位置まで挿入することでバネ部材１７に蓄積されていたバネ力は全て解放されることになり、次にカード４を引き抜いてバネ部材１７にバネ力を蓄積する場合に、バネ部材１７が捻れていない状態からバネ力を蓄積し始めることができる。
【００３０】
一方、カード４を引き抜いた際にカード４と補助ローラ７との間に滑りが生じた場合には、カード引き抜き時のバネ力の蓄積が不十分となり、次のカード４の挿入途中でバネ力が全て解放されてしまい、以降の挿入によってバネ部材１７が逆方向に捻られることになる。しかしながら、バネ部材１７を逆方向に捻ることで蓄積されたバネ力は、一方向回転可能機構２５に対してバネ力を解放する方向に作用する。即ち、バネ部材１７が逆方向に捻れることで蓄積された逆方向のバネ力に対しては一方向回転可能機構２５は回転可能であり、当該バネ力は一方向回転可能機構２５が回転（空転）することで逃がされ、バネ部材１７に蓄積されることはない。このため、カード４を引き抜くことでバネ部材１７にバネ力を蓄積する場合には、常に、逆方向に作用するバネ力が無い状態（初期状態）からバネ部材１７を捻る（巻き上げる）ことができ、カード挿入を補助するのに十分な大きさのバネ力を常に蓄積することができる。
【００３１】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに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において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、補助ローラ７を磁気ヘッド１０の奥側に配置していたが、磁気ヘッド１０の側方に配置しても良い。
【００３２】
また、図６に示すように、クラッチ機構１８のラチェット２１に傘歯ギヤ２８を、バネ部材１７の一端側に傘歯ギヤ２９をそれぞれ取り付け、補助ローラ７→ラチェット２１→傘歯ギヤ２８→傘歯ギヤ２９→バネ部材１７へと回転力の伝達を行うことで、バネ部材１７にバネ力を蓄積しても良い。
【００３３】
さらに、図７に示すように、クラッチ機構１８のラチェット２１にプーリ３０を、バネ部材１７の一端側にプーリ３１をそれぞれ取り付けるとともに、各プーリ３０，３１間にワイヤ３２を巻き掛け、補助ローラ７→ラチェット２１→プーリ３０→ワイヤ３２→プーリ３１→バネ部材１７へと回転力の伝達を行うことで、バネ部材１７にバネ力を蓄積しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の手動式カードリーダでは、カード通路に設けたカードに当接する補助ローラと、該補助ローラに連結されたバネ部材と、補助ローラに連結されたクラッチ機構とを有し、バネ部材は補助ローラがカード引き抜き方向に回転するときにバネ力が蓄積されるようになっており、クラッチ機構はカードが挿入されていないときは補助ローラがカード挿入方向に回転することを阻止するとともに、カードの挿入によって回転阻止が解除されるようになっており、補助ローラにカードが当接したときにクラッチ機構の回転阻止が解除されてバネ部材によって補助ローラをカード送り方向に回転させるとともに、カードがカード停止位置まで挿入されたときにはバネ部材のバネ力の蓄積を初期状態とするようにしたので、カード挿入途中でユーザがカードを持ち替える等して瞬間的にカードから手を離した場合であってもカードの停止を防止することができ、磁気ヘッドのリードエラーを防止することができる。また、カードをカード停止位置まで挿入することで、逆方向に作用するバネ力をバネ部材から解放することができるので、常にバネ部材に逆方向に作用するバネ力が作用していない初期状態からバネ部材にバネ力を蓄積することができる。
【００３５】
また、請求項２記載の手動式カードリーダでは、バネ部材は、一端側が補助ローラに固定されているとともに、他端側は一方向回転可能機構に構成されており、一方向回転可能機構は、バネ力の蓄積方向には回転せず、バネ力の解放方向には回転可能に構成されているので、バネ部材に蓄積される逆方向のバネ力は一方向回転可能機構によって解放されるので、常に初期状態からバネ部材にバネ力を蓄積することができる。
【００３６】
また、請求項３記載の手動式カードリーダでは、凹部の側方に磁気ヘッドが設けられており、補助ローラのカード当接部は凹部奥側のカード挿入口より前に設けられているので、挿入されたカードがカード挿入口に到達する前に磁気ヘッドによってカードを検知することができる。このため、カード挿入口に異物の侵入を防止するシャッタ部材を設置する場合に、シャッタ部材の制御のためにカードを検出するセンサとして磁気ヘッドの使用が可能になる。
【００３７】
さらに、請求項４記載の手動式カードリーダでは、一方向回転可能機構が、ラチェット歯部と該ラチェット歯部に係合するバネ部材に設けた係合部であるので、ラチェット歯部と係合部の形状によって、一方向回転可能機構の回転が可能な方向と回転ができない方向とを設定することができる。即ち、一方向回転可能機構が回転可能となる方向を簡単に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した手動式カードリーダの実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の手動式カードリーダの補助ローラ及びクラッチ機構の概略構成を示す側面図である。
【図３】図１の手動式カードリーダのクラッチ機構及び一方向回転可能機構の概略構成を示す平面図である。
【図４】図１の手動式カードリーダの補助ローラ及びパッドローラを示す概略構成図である。
【図５】図１の手動式カードリーダのシャッタ部材を示す概略構成図である。
【図６】本発明を適用した手動式カードリーダの他の実施形態を示し、そのクラッチ機構及び一方向回転可能機構の概略構成図である。
【図７】本発明を適用した手動式カードリーダの更に他の実施形態を示し、そのクラッチ機構及び一方向回転可能機構の概略構成図である。
【図８】従来の手動式カードリーダの概略構成図である。
【符号の説明】
１  カード挿入口
２  フレーム
３  凹部
４  カード
５  カード通路
７  補助ローラ
１０  磁気ヘッド
１７  バネ部材
１８  クラッチ機構
２５  一方向回転可能機構
２６  ラチェット歯部
２７  係合部
【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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