CN111492428B - 读卡器及读卡器的控制方法 - Google Patents

读卡器及读卡器的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种读卡器及其控制方法，读卡器通过斩波电流调节磁化强度，并记录可以获得良好的再生波形的磁数据。读卡器(1)具备写入用磁头(6A)。向写入用线圈(62A)供给写入电流的写入用驱动电路(20)向写入用线圈(62A)供给以规定周期切换接通断开的斩波电流。控制部(9)通过调节斩波电流的占空比来调节有效电压，并且调节对磁卡(2)的磁化强度。斩波电流的接通断开的频率(f)被设定为，在斩波电流的一次接通断开期间(斩波周期(T))记录的磁化图案的记录方向的长度(Lx)比读出用磁头(6B)的读出间隙(Gb)短。由此，在读取所记录的磁数据时能够获得良好的再生波形。

Description

读卡器及读卡器的控制方法
技术领域
本发明涉及一种具备磁头的读卡器及其控制方法。
背景技术
在读卡器中，有一种具备在磁卡上进行磁数据的写入的磁头的读卡器。磁卡在JIS或ISO等标准中，记录磁数据的区域的磁化强度的等级被标准化。因此，读卡器具备向磁头供给对应于这些标准的电流(以下，称为写入电流)的驱动电路。专利文献1中记载有在向磁头供给写入电流的电路中设置电阻来限制电流的技术。另外，在专利文献1中，作为用于在以大于低抗磁力卡(Lo－Co卡)的磁化强度记录的高抗磁力卡(Hi－Co卡)上记录磁数据的磁头的驱动电路，记载有切换电源电压的电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－291203号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在根据磁卡的磁化强度向磁头供给写入电流来记录磁数据时，对于磁化强度小的磁卡，如专利文献1那样，使用电阻来限制电流，或者降低通过切换电源电压而供给的电流的电压，减小磁化强度。但是，在使用电阻的情况下，需要使用容许电流大的电阻，因此，基板上的电阻安装面积大，驱动电路的大型化及成本高成为问题。另外，来自电阻的发热的影响也成为问题。另外，在切换电源电压的情况下，电路变得复杂。
因此，考虑通过使用斩波电流作为写入电流，降低电压的有效值来调节磁化强度。但是，当通过斩波电流磁化时，由于斩波电流的接通断开而引起的变动出现在磁卡上形成的磁化图案中。因此，在读取通过斩波电流记录的磁数据(磁化图案)时，可能无法获得良好的再生波形。
鉴于上述问题，本发明的技术问题在于，提供一种读卡器及其控制方法，在具备记录磁数据的磁头的读卡器中，能够使用斩波电流记录可以获得良好的再生波形的磁数据。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明的读卡器具备：写入用线圈，所述写入用线圈设置于磁头上，所述磁头用于在磁卡上记录磁数据；驱动电路，所述驱动电路向所述写入用线圈供给写入电流，所述驱动电路是将以规定周期切换接通断开的斩波电流作为所述写入电流供给到所述写入用线圈的斩波电路，所述斩波电流的接通断开的周期是在包含接通和断开各一次的期间内，通过所述斩波电流在所述磁卡上形成的磁化图案的记录方向上的长度比形成于卷绕所述写入用线圈的磁芯或者卷绕与所述写入用线圈分开设置的读出用线圈的磁芯上的读出间隙窄的周期。
另外，为了解决上述技术问题，本发明提供一种读卡器的控制方法，所述读卡器具备在磁卡上记录磁数据的磁头，从向设置于所述磁头上的写入用线圈供给写入电流的驱动电路，向所述写入用线圈供给以规定周期切换接通断开的斩波电流，在所述磁卡上记录磁数据，所述斩波电流的接通断开的周期是在包含接通和断开各一次的期间内，通过所述斩波电流在所述磁卡上形成的磁化图案的记录方向上的长度比形成于卷绕所述写入用线圈的磁芯或者卷绕与所述写入用线圈分开设置的读出用线圈的磁芯上的读出间隙窄的周期。
在本发明中，为了向设置于记录磁数据的磁头上的写入用线圈供给斩波电流，通过控制斩波电流的占空比来调节写入电流的有效值，从而可以调节磁卡的磁化强度。因此，无需使用电阻或多个电源来调节写入电流，所以能够实现写入用线圈的驱动电路的小型化及低成本化，可以简化电路结构。另外，能够避免来自电阻的发热量变大。
另外，在本发明中，在斩波电流的一次接通断开的期间内记录的磁化图案的记录方向上的长度，比形成于卷绕读取磁数据时产生感应电流的线圈的磁芯(兼用写入用线圈和读出用线圈的情况下，是卷绕写入用线圈的磁芯，在将写入用线圈和读出用线圈分开的情况下，是卷绕读出用线圈的磁芯)的间隙(读出间隙)短。因此，在用磁头读取通过斩波电流记录的磁数据(磁化图案)时，即使产生了由于斩波电流的接通断开而引起的磁化图案的变动，由于在读出间隙的范围内的至少存在一处在斩波电流的接通期间记录的磁化图案的峰值，所以由于斩波电流的接通断开而引起的磁化图案的变动也难以反映到再生波形中。因此，能够获得良好的再生波形。此外，在通过调节斩波电流的占空比来降低有效值并降低磁化强度的情况下，与降低电压的情况相比，写入电流的上升更佳，因此，当读取所记录的磁数据时，再生波形成为接近矩形波的形状。因此，对磁化强度小的磁卡可以记录能够获得良好的再生波形的磁数据。
在本发明的读卡器及其控制方法中，可以采用对所述驱动电路供给设定所述斩波电流的接通断开的周期的第一控制信号及设定所述斩波电流的占空比的第二控制信号的结构。这样，能够单独地调节斩波电流的接通断开的周期和占空比。
在这种情况下，理想的是，所述第二控制信号是设定与所述磁卡中的磁数据的磁化强度相对应的占空比的信号。由此，能够根据磁卡的磁化强度的等级产生磁场，并且能够进行对应于磁卡的规格对应的磁数据的记录动作。
在本发明的读卡器中，可以使用电动机驱动IC作为所述驱动电路。
发明效果
根据本发明，为了向设置于记录磁数据的磁头上的写入用线圈供给斩波电流，通过控制斩波电流的占空比来调节写入电流的有效值，可以调节对磁卡的磁化强度。因此，无需使用电阻或多个电源电压来调节写入电流，所以能够实现写入用线圈的驱动电路的小型化及低成本化，可以简化电路结构。另外，可以避免来自电阻的发热量变大。
另外，根据本发明，在斩波电流的一次接通断开的期间内记录的磁化图案的记录方向上的长度，比形成于读取磁数据的磁头的磁芯上的间隙(读出间隙)短。因此，在用磁头读取通过斩波电流记录的磁数据(磁化图案)时，即使产生由于斩波电流的接通断开而引起的磁化图案的变动，由于在读出间隙的范围内至少存在一处在斩波电流的接通期间记录的磁化图案的峰值，所以由于斩波电流的接通断开而引起的磁化图案的变动也难以反映到再生波形中。因此，能够获得良好的再生波形。再有，在通过调节斩波电流的占空比来降低有效值并降低磁化强度的情况下，与降低电压的情况相比，写入电流的上升更佳，因此，当读取所记录的磁数据时，再生波成为接近矩形波的形状。因此，对磁化强度小的磁卡，可以记录能够获得良好的再生波形的磁数据。
附图说明
图1是应用了本发明的读卡器的说明图及磁卡的说明图。
图2是表示读卡器的电气结构的框图。
图3是斩波电流的波形、基于斩波电流的磁化图案及再生波形的说明图。
附图标记说明
1…读卡器；2…磁卡；2a…磁条；5…卡***口；6A…写入用磁头；6B…读出用磁头；7…卡输送路径；8…卡输送机构；9…控制部；20…写入用驱动电路；30…读出用电路；51…传感器；61…传感器面；62A…写入用线圈；62B…读出用线圈；63A、63B…磁芯；81…驱动辊；82…垫辊；83…输送电动机；A、B…再生波形；Ga…写入间隙；Gb…读出间隙；S1…第一控制信号(斩波周期)；S2…第二控制信号(占空比)；S3…第三控制信号(磁极性信号)；T…斩波周期；V…卡输送速度；X…卡输送方向。
具体实施方式
下面，参照附图，说明应用了本发明的读卡器及其控制方法。图1的(a)是应用了本发明的读卡器1的说明图，图1的(b)是磁卡2的说明图。读卡器1进行向形成于磁卡2上的磁条2a的磁数据的写入、及记录于磁条2a中的磁数据的读取。
(整体结构)
读卡器1具备：卡***口5；写入用磁头6A及读出用磁头6B；卡输送路径7，其从卡***口5经由写入用磁头6A及读出用磁头6B在卡输送方向X上以直线状延伸；以及卡输送机构8，其将***到卡***口5的磁卡2取入卡输送路径7并沿着卡输送路径7输送。写入用磁头6A及读出用磁头6B分别具备能够与通过卡输送路径7的磁卡2接触的传感器面61。卡输送机构8具备多组将磁卡2夹在中间进行输送的驱动辊81及垫辊82。另外，卡输送机构8具备使各驱动辊81旋转的输送电动机83。
当磁卡2被***卡***口5时，读卡器1通过设置于卡***口5的传感器51检测磁卡2，驱动输送电动机83使驱动辊81旋转。由此，磁卡2沿着卡输送路径7被输送，在通过写入用磁头6A及读出用磁头6B的位置时与各磁头的传感器面61滑动接触。在向磁卡2写入磁数据时，驱动写入用磁头6A使其产生磁化磁卡2的磁场。另外，在读取记录于磁卡2中的磁数据时，检测磁卡2通过读出用磁头6B的传感器面61时的磁场的变化。
(电气结构)
图2是表示读卡器1的电气结构的框图。读卡器1的控制部9具备CPU10。设置于卡***口5的传感器51的检测信号被输入到CPU10。CPU10基于传感器51的检测信号控制卡输送机构8。CPU10进行以下动作：向未图示的电动机驱动器输出控制信号，根据来自电动机驱动器的控制信号驱动输送电动机83，将磁卡2输送到卡输送路径7的里侧，以及从卡***口5排出磁卡2。此外，也可以在与传感器51不同的位置设置另一个传感器来判定磁卡2的位置。
CPU10经由写入用驱动电路20驱动写入用磁头6A，在磁卡2上记录磁数据。另外，在磁卡2的磁条2a通过读出用磁头6B的传感器面61时，CPU10基于从读出用线圈62B输出的模拟信号，获取读出用电路30输出的数字数据。
如图2所示，写入用磁头6A具备从写入用驱动电路20供给写入电流的写入用线圈62A和卷绕写入用线圈62A的磁芯63A。在磁芯63A上，在写入用磁头6A的露出于传感器面61的部分形成有写入间隙Ga。写入用驱动电路20基于从CPU10供给的控制信号，向写入用磁头6A供给写入电流。
在本实施方式中，写入用驱动电路20是电动机驱动IC，作为写入电流生成斩波电流并供给到写入用线圈62A。即，写入用驱动电路20是斩波电路。CPU10对写入用驱动电路20供给设定斩波电流的接通断开周期的第一控制信号S1(斩波周期)、设定斩波电流的占空比的第二控制信号S2(占空比)及作为控制产生的磁场的极性的磁极性信号的第三控制信号S3(磁极性信号)。第二控制信号S2通过与第一控制信号S1不同的路径供给到写入用驱动电路20。因此，斩波电流的接通断开的周期和占空比是独立控制的。
读出用磁头6B具备与读出用电路30连接的读出用线圈62B和卷绕读出用线圈62B的磁芯63B。在磁芯63B上，在读出用磁头6B的露出于传感器面61的部分形成有读出间隙Gb。读出用电路30进行以下处理：将从读出用线圈62B输出的模拟电流的波形转换为矩形波，通过解调电路转换为数字数据，并将其输出到CPU10。
(斩波控制)
图3是斩波电流的波形、基于斩波电流的磁化图案及再生波形的说明图。图3的(a)是排列有S极和N极的磁数据的说明图。图3的(b)是用于记录图3的(a)的磁数据的斩波电流的波形，图3的(c)是由图3的(b)的斩波电流形成的磁化图案。而且，图3的(d)是示意性表示由读出用磁头6B读取磁化图案所获得的再生波形的说明图。在读卡器1中，磁数据相对于磁卡2的记录方向是与卡输送方向X一致的方向。图3的例子是通过斩波控制降低了有效电压，以在低抗磁力卡(Lo－Co卡)中记录磁数据时的例子。
写入用驱动电路20以由CPU10设定的周期及占空比进行写入电流的接通断开，生成斩波电流，并将其供给到读出用线圈62B。由此，在不降低写入电流的电源电压的情况下，减小了流过读出用线圈62B的有效电压。CPU10生成与磁卡2的磁化强度相应的占空比的斩波电流。另外，CPU10设定斩波电流的接通断开的周期，使其满足后述的条件。
如图3的(b)所示，在对磁化S极和N极时，使斩波电流的方向反转，使写入用磁头6A产生的磁场的极性反转。如图3的(c)所示，由斩波电流形成的磁化图案是具备与斩波电流的接通断开对应的变动的图案。若将卡输送速度设为V，则在进行一次斩波电流的接通断开的期间(即，斩波周期T)内形成的磁化图案的记录方向(即卡输送方向X)上的长度Lx为Lx＝VT。另外，由于斩波周期T＝1/f(f：斩波频率)，所以Lx＝V/f。在读卡器1中，在通过读出用磁头6B记录的磁化图案中，在记录方向的长度为Lx的范围内，必然包括一处磁化强度最高的峰值点。
斩波电流的频率f被设定为，在一次接通断开的期间(斩波周期T)内形成的磁化图案的记录方向上的长度Lx比形成于读出用磁头6B的磁芯63B上的读出间隙Gb小。即，设定为满足VT＜Gb(V/f＜Gb)的条件。这样一来，在用读出用磁头6B读取通过斩波电流记录的磁化图案时，在读出间隙Gb的范围内必然包括有一处磁化图案的峰值点(磁化强度最大的点)。为了实现这样的结构，CPU10将设定满足VT(V/f)＜Gb的条件的周期的信号作为设定斩波电流的接通断开的定时的第一控制信号S1，并将其供给到写入用驱动电路20。
图3的(d)的再生波形A是在由读出用磁头6B读取通过斩波控制减小有效电压而记录的磁化图案(图3的(c)的磁化图案)时的再生波形。当通过斩波控制形成的磁化图案通过读出间隙Gb时，如上所述，在任何时刻，磁化强度最高的峰值点都包括在读出间隙Gb的范围内。因此，图3的(c)的磁化图案的变动难以反映到该再生波形A中。因此，获得与图3的(d)所示的矩形波接近的良好的再生波形A。因此，能够高精度地再生所记录的磁数据。
在此，图3的(d)中虚线所示的再生波形B是在不进行斩波控制的情况下，以电压低的恒定的写入电流记录图3的(a)的磁数据时的再生波形。在通过降低写入电流的电压来降低写入电流的有效值的情况下，再生波形B的上升部分的波形不会形成矩形波那样的尖锐的形状。即，可知在不进行斩波控制的情况下，无法获得通过斩波控制降低有效电压的情况那样的良好的再生波形。
(本实施方式的主要效果)
如上所述，在本实施方式的读卡器1中，向用于记录磁数据的写入用线圈62A供给写入电流的写入用驱动电路20向写入用线圈62A供给以规定周期切换接通断开的斩波电流。而且，通过控制斩波电流的占空比来调节有效电压，调节对磁卡2的磁化强度。因此，不需要使用电阻或多个电源来调节写入电流，所以能够实现写入用驱动电路20的小型化及低成本化，并且能够避免来自电阻的发热量变大。
另外，在本实施方式中，设定斩波电流的频率f，以使在斩波电流的一次接通断开的期间(斩波周期T)内记录的磁化图案的记录方向上的长度Lx比读取通过斩波电流记录的磁数据(磁化图案)的读出用磁头6B的读出间隙Gb短。即，设定为满足VT＜Gb(V/f＜Gb)的条件。由此，由于斩波电流的接通断开而引起的磁化图案的变动难以在从读出用磁头6B获得的再生波形A中出现。因此，能够获得良好的再生波形，所以能够高精度地再生所记录的磁数据。
再有，通过斩波电流减小有效电压而记录的磁化图案与通过电压低的恒定的写入电流记录的磁化图案相比，再生波形的上升良好，再生波形成为接近矩形波的形状。因此，在向低抗磁力卡(Lo－Co卡)、磁化强度为低抗磁力卡(Lo－Co卡)和高抗磁力卡(Hi－Co卡)中间的磁化强度的卡(Mid－Co卡)记录磁数据时，能够获得良好的再生波形，因此，能够高精度地再生所记录的磁数据。
在本实施方式中，从CPU10向写入用驱动电路20供给设定斩波电流的接通断开的周期的第一控制信号S1，并且，通过与第一控制信号S1不同的路径供给设定斩波电流的占空比的第二控制信号S2。因此，由于可以单独控制斩波电流的接通断开的周期和占空比，所以可以供给能够获得良好的再生波形的周期性的斩波电流，且能够以与磁卡2的规格相应的磁化强度来记录磁数据。
(变形例)
(1)上述实施方式是具备写入用磁头6A及读出用磁头6B，且将写入用线圈62A和读出用线圈62B设置于分开的磁头上的结构，但是，也可以将写入用线圈62A和读出用线圈62B设置于相同的磁头上。例如，只要将写入用线圈62A和读出用线圈62B卷绕在共同的磁芯上，在写入磁数据时，从写入用驱动电路20向写入用线圈62A供给写入电流，在读取磁数据时，向读出用电路30输出写入用线圈62B中产生的感应电流即可。另外，也可以由一个线圈兼作写入用线圈62A和读出用线圈62B。
(2)上述实施方式中，写入用驱动电路20是斩波电路，作为斩波电路使用了电动机驱动IC，但可以使用其它电路作为斩波电路。例如，也可以使用H－Bridbe电路来构成斩波电路。另外，也可以通过CPU10直接控制晶体管及FET来进行斩波控制。

Claims (3)

1.一种读卡器，其特征在于，具备：
写入用线圈，所述写入用线圈设置于磁头上，所述磁头用于在磁卡上记录磁数据；以及
驱动电路，所述驱动电路向所述写入用线圈供给写入电流，
其中，所述驱动电路是将以规定周期切换接通断开的斩波电流作为所述写入电流供给到所述写入用线圈的斩波电路，
所述斩波电流的接通断开的周期是在包含接通和断开各一次的期间内，通过所述斩波电流在所述磁卡上形成的磁化图案的记录方向上的长度比形成于卷绕所述写入用线圈的磁芯或者卷绕与所述写入用线圈分开设置的读出用线圈的磁芯上的读出间隙窄的周期；
所述读卡器还具备控制部，所述控制部对所述驱动电路供给设定所述斩波电流的接通断开的周期的第一控制信号、设定所述斩波电流的占空比的第二控制信号、及作为控制产生的磁场的极性的磁极性信号的第三控制信号；
所述第二控制信号是设定与所述磁卡中的磁数据的磁化强度相对应的占空比的信号。
2.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，
所述驱动电路是电动机驱动IC。
3.一种读卡器的控制方法，所述读卡器具备在磁卡上记录磁数据的磁头，所述读卡器的控制方法的特征在于，
从向设置于所述磁头上的写入用线圈供给写入电流的驱动电路，向所述写入用线圈供给以规定周期切换接通断开的斩波电流，在所述磁卡上记录磁数据，
所述斩波电流的接通断开的周期是在包含接通和断开各一次的期间内，通过所述斩波电流在所述磁卡上形成的磁化图案的记录方向上的长度比形成于卷绕所述写入用线圈的磁芯或者卷绕与所述写入用线圈分开设置的读出用线圈的磁芯上的读出间隙窄的周期；
从控制所述驱动电路的控制部向所述驱动电路供给设定所述斩波电流的接通断开的周期的第一控制信号、设定所述斩波电流的占空比的第二控制信号、及作为控制产生的磁场的极性的磁极性信号的第三控制信号；
所述第二控制信号是设定与所述磁卡中的磁数据的磁化强度相对应的占空比的信号。
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