JP4210217B2 - Ｉｃカードリーダ - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、ＩＣカードリーダに関する。さらに詳述すると、本発明は、ＩＣカードをユーザ自ら挿入してデータ通信位置まで送り込みあるいは自動的にデータ通信位置まで移動させてからデータ通信を行うように構成されたＩＣカードリーダの構造の改良に関する。
【技術用語】
本明細書において、「カード挿入方向」とは、ＩＣカードリーダ手前側のカード挿入口から挿入されたＩＣカードがカードリーダ奥側のデータ通信位置へ搬送される際の搬送方向をいう。また、「カード戻り方向」とはこのカード挿入方向とは逆の方向、すなわちＩＣカードがデータ通信位置からカード挿入口へと戻る際の搬送方向をいう。この場合の「戻り」とは、ＩＣカードが手動により又は自動的にデータ通信位置からカード挿入口側へと搬送されることをいう。また「データ通信位置」とは、ＩＣ接点ブロックのＩＣ接点ばねをＩＣカードのコンタクト端子パターンに接触させてデータ通信を行う際におけるＩＣカードの一定の停止位置のことであり、以下、本明細書では「カード停止位置」という。上記のカード挿入方向とカード戻り方向とを併せて「カード搬送方向」という。
【背景技術】
ＩＣカードリーダとして、ＩＣカードの挿入を手動で行うと共に、この挿入時の力を利用してＩＣ接点ブロックを移動させＩＣ接点ばねをＩＣカードのコンタクト端子パターンに接触させるようにした手動式のＩＣカードリーダが利用されている。
例えばFig.２１及びFig.２２に示す手動式ＩＣカードリーダでは、ＩＣ接点ブロック１０１が、アーム１０２，１０３によってカード走行路１０４を走行するＩＣカード１０５に対し接近離反可能に支持されると共に、戻しばね１０６によってカード戻り方向に付勢されている。このＩＣ接点ブロック１０１にはＩＣカード１０５の先端が当接する受圧部１０８が形成されている。したがって、手動式ＩＣカードリーダにＩＣカード１０５を挿入すると、ＩＣカード１０５が受圧部１０８に当たった後、ＩＣ接点ブロック１０１がＩＣカード１０５と共に移動しながら徐々にこのＩＣカード１０５に接近し、ＩＣ接点ばね１０７をＩＣカード１０５のコンタクト端子パターン１１２に接触させる。この場合、受圧部１０８に当接したＩＣカード１０５のＩＣ接点ブロック１０１に対する相対位置が一定となることから、ＩＣ接点ブロック１０１のＩＣ接点ばね１０７はコンタクト端子パターン１１２上の所定の接触位置に正確に接触する。また、ＩＣ接点ばね１０７は弾性変形してＩＣカード１０５の表面を押圧する。押圧されたＩＣカード１０５は、ＩＣカードリーダのフレームに形成されたカード受け部材のカード受け面１０９によって裏面側を受け支えられる。なお、図中の符号１１１は異物排出口を表す。
しかしながら、上述の手動式ＩＣカードリーダにおいては、ＩＣカード１０５を挿入するのに従いＩＣカード１０５に作用する摩擦抵抗が増加するという問題がある。すなわち、ＩＣカード１０５の挿入動作によりＩＣ接点ブロック１０１を下降させると、ＩＣ接点ブロック１０１が下降するのに伴いＩＣカード１０５の表面を押さえ付ける力が徐々に増し、ＩＣカード１０５の裏面とカード受け面１０９との間に生じる摩擦力が増加して抵抗が増してしまう。
例えば、Fig.８に示す従来のカードリーダにおけるカード操作力の変動例のように、ＩＣ接点ばね１０７付近までのＩＣカード１０５の挿入負荷が僅かだとしても（例えばＩＣカードと磁気カードの兼用機の場合、挿入負荷は磁気ヘッド１１０のパッド圧より僅かに大きい程度）、ＩＣ接点ブロック１０１のＩＣ接点ばね１０７がＩＣカード１０５に接触する接触開始点ａ以降、ＩＣ接点ブロック１０１が下がるのに伴いＩＣカード１０５はカード受け面１０９に徐々に強く押し付けられる。この場合、図示するように摩擦力が急増してカード挿入の際の操作感が悪化していた。
また、カード挿入途中で挿入負荷の増加を感じ取ったユーザがカード挿入完了と勘違いし、ＩＣカード１０５の挿入を途中で止めてしまうと、ＩＣカード１０５のコンタクト端子パターン１１２とＩＣ接点ばね１０７との良好な接触が得られないばかりでなく、ＩＣ接点ばね１０７がコンタクト端子パターン１１２上の適切位置に接触することができず、誤作動の原因となる虞もあった。
本発明は、カード挿入動作の途中で挿入負荷が急増するのを抑えたＩＣカードリーダを提供することを目的とする。
【発明の開示】
かかる目的を達成するため、本発明は、フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるＩＣカードの挿入動作に伴いＩＣ接点ブロックをカード走行路に接近させてＩＣ接点ばねをＩＣカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、ＩＣ接点ばねが接触したＩＣカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるＩＣカードリーダにおいて、カード走行路を挟んでＩＣ接点ブロックと対向するカード受け部材はＩＣカードの挿入動作時と戻り動作時にこのＩＣカードと共にカード搬送方向に移動し、少なくともＩＣ接点ばねがＩＣカード表面に接触している時にこのＩＣカードを裏面側から受け支えることを特徴としている。
従来のＩＣカードリーダにおいては、ＩＣ接点ばねが押し付けられたＩＣカードの裏面側を例えばフレームに形成された固定的なカード受け面等のカード受け部材によって受け支えていたが、本発明ではカード搬送方向に移動可能であってＩＣカードと共に移動するカード受け部材が設けられ、このカード受け部材がＩＣカード裏面を受け支えながらこのＩＣカードと共に移動するためＩＣカード裏面とカード受け部材との間で摩擦は生じない。このため、カード挿入動作の途中でＩＣカードにＩＣ接点ばねが押し付けられても挿入負荷が急増することがない。したがって、例えば手動式であればユーザにとってのカード操作感が向上する。また、カード挿入途中でユーザが動作を中断してしまうのを防止することもできる。
このカード受け部材は、ＩＣカードの挿入動作に伴い該ＩＣカードの裏面に接近し、ＩＣカードの戻り動作に伴いＩＣカードの裏面から遠ざかるように設けられていることが好ましい。こうした場合、ＩＣカードの挿入時のみこのカード受け部材を接近させてカード裏面を受け支えることができる。また、ＩＣカードに対し同様に接近離反するＩＣ接点ブロックとこのカード受け部材とにより、ＩＣカードを表面側と裏面側とからほぼ同時に挟み込むようにしてカード裏面を受け支えつつＩＣ接点ばねをコンタクト端子パターンに接触させることができる。
この場合、ＩＣ接点ブロックにはＩＣカードの先端が当接する受圧部とカード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、かつカード受け部材の受圧部はＩＣ接点ブロックの押圧部からカード挿入方向へ離れた位置に配置されていることが好ましい。こうした場合、ＩＣ接点ブロックの移動開始とカード受け部材の移動開始のタイミングに時間差が生じ、カード挿入負荷が段階的に緩やかに増加するようになる。このため、例えば手動式であれば挿入負荷が急増することがなくなりユーザが感じるカード操作感が向上する。また、カード挿入負荷が緩やかに変化するため磁気リードエラーが生じる確率が低下し、さらに挿入負荷増加を挿入完了と勘違いするということがなくなる。
また、カード受け部材の受圧部は、カード停止位置の近傍に設けられていることが好ましい。こうした場合、カード挿入完了直前にカード受け部材がカード受け状態となることから、例えば手動式であればユーザは挿入負荷が増加するのを感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。なお、この「カード受け状態」とは、カード停止位置まで搬送されたＩＣカードを裏面側から受け支えているときのカード受け部材の状態またはその姿勢をいう。
さらに本発明は、フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるＩＣカードの挿入動作に伴いＩＣ接点ブロックをカード走行路に接近させてＩＣ接点ばねをＩＣカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、ＩＣ接点ばねが接触したＩＣカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるＩＣカードリーダにおいて、カード走行路を挟んでＩＣ接点ブロックと対向するカード受け部材はＩＣカードの挿入動作時と戻り動作時にフレーム上の支点を中心に回転可能であって少なくともＩＣ接点ばねがＩ Ｃカード表面に接触している時にこのＩＣカードを裏面側から受け支えるように設けられ、ＩＣ接点ブロックにはＩＣカードの先端が当接する受圧部とカード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、かつカード受け部材の受圧部はＩＣ接点ブロックの押圧部からカード挿入方向へ離れた位置に配置されており、さらにＩＣ接点ブロックは、その押圧部のうちカード受け部材の受圧部と当接する部分の少なくとも一部が、カード受け部材の受圧部が乗り上げることができ、ＩＣカードがカード停止位置で停止したときカード受け部材からＩＣ接点ブロックへ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面とされているものである。この場合、ＩＣ接点圧および戻しばねの弾性力がカード受け部材に及ぼす力、具体的にはカード受け部材を原位置に戻そうとするモーメントは、ＩＣ接点ブロックに伝達される際にカード搬送方向への分力が生じないようにされ、ＩＣ接点ブロックを押し戻す力として作用しない。したがって、ＩＣ接点ブロックはＩＣカードをカード停止位置で停止させた状態のまま留まることができ、完全に挿入されたＩＣカードをこのカード停止位置に保持し続けることが可能となる。
この場合、ＩＣ接点ブロックの押圧部には傾斜面と水平面とからなりカード受け部材の受圧部をガイドするカム面が形成されていると共に、このカード受け部材の受圧部にはカム面に当接してガイドされるフォロワが形成されていることが好ましい。カード受け部材は、傾斜面のくさび作用によってカード受け状態となるまで回転し、カード停止位置まで挿入されたＩＣカードを裏面側から受け支える。
また、フォロワのカム面に当接する部分は曲面とされていることが好ましい。曲面とされた当接面はカード受け部材の受圧面との接触面積をより少なくすると共に摺動時に受ける抵抗を軽減させる。このため、ＩＣ接点ブロックは、カム面のくさび作用によってカード受け部材をより軽快に回転させることができる。
この場合、フォロワはローラによって構成されていることが好ましい。ローラによって構成されたフォロワはカム面との間の滑り抵抗を軽減させ、カード受け部材を更に軽快に回転させることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
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。
Fig.１〜Fig.５に本発明の第１の実施形態を示す。本実施形態のＩＣカードリーダ１は手動式であり、カード挿入口３からカード停止位置６まで挿入されるＩＣカード５の挿入動作に伴いＩＣ接点ブロック１２をカード走行路１４に接近させてＩＣ接点ばね１１をＩＣカード５の表面のコンタクト端子パターン２２に接触させる。またＩＣカードリーダ１は、ＩＣ接点ばね１１が接触したＩＣカード５を裏面側から受け支え、ＩＣカード５の挿入時と引抜き時にこのＩＣカード５と共に移動するようにカード搬送方向に移動可能なカード受け部材１３を備えている。ここでいうカード停止位置６は、カード走行路１４の最も奥側においてＩＣカード５に対しデータ通信が行われる際の当該ＩＣカード５の停止位置のことをいい、ＩＣカード５がこのカード停止位置６に停止したときＩＣ接点ばね１１がコンタクト端子パターン２２上の所定位置に正確に接触するように設定されている。
また、ＩＣカードリーダ１はカード挿入口３を形成するフレーム２のカード戻り方向側にカード挿入・引抜き用の凹部４を備えている。この場合における凹部４とは、ＩＣカード５を指に保持したままＩＣカード５の挿入・引抜きをすることができるようフレーム２に設けられたカード戻り方向に凹んだ凹状部分をいう（Fig.５参照）。凹部４を備えた本実施形態のＩＣカードリーダ１においては、ユーザがカード両面を指で挟んだ状態であるいはカード縁を指で押し込むようにしてＩＣカード５を奥まで挿入することができ、かつカード挿入口３から一部が飛び出たＩＣカード５を摘んで引抜くことが可能となっている。なお、凹部４の形状は本実施形態で示したものに限らず、ＩＣカード５の挿入・引抜きを可能あるいは容易にするものであればどのような形状でもよい。この凹部４の両側にはカード挿入時におけるＩＣカード５の走行ガイドとなるガイド部９が設けられている（Fig.５参照）。ガイド部９はＩＣカード５の側部を案内する溝によって形成されており、挿入されたＩＣカード５が撓んでいてもこれを矯正しながら挿入することを可能としている。また、カード走行路１４のうち凹部４の奥側の細い口がカード挿入口３となっている。
また、本実施形態のＩＣカードリーダ１は、ＩＣカード５が磁気ストライプを備えたカードである場合に当該磁気ストライプに記録された磁気データを読み取ることのできる磁気ヘッド２１を備えている。本実施形態の磁気ヘッド２１はカード情報を読み取ると同時にＩＣカード５の挿入を検出する役割も担っているが、代わりにレバー方式が採用され揺動可能とされたフロントセンサー等によってカード挿入検出を行うようにしてもよい。
ＩＣ接点ブロック１２は、例えばブロックの四隅を４本のアーム１６によって吊り支えられるように支持され、カード挿入方向への移動に伴って下降しカード走行路１４に接近するように設けられている（Fig.２参照）。またＩＣ接点ブロック１２は、カード走行路１４に向けてほぼ真下に突出する受圧部７および押圧部８を備えている。受圧部７は、ＩＣカード５の先端がこの受圧部７に当接するように少なくともカード走行路１４まで突出している。押圧部８は、カード挿入方向へ移動する途中でカード受け部材１３の一部（具体的には受圧部１８）に当接するように設けられている。本実施形態の場合はカード走行路１４側に突出させた部位の手前側（カード戻り方向側）部分を受圧部７、奥側（カード挿入方向側）部分を押圧部８として兼用しているが（Fig.１等参照）、例えば２つ設けた突出部をそれぞれ受圧部７、押圧部８とするなどこれらを別個に設けることもできる。このＩＣ接点ブロック１２が下降すると、ＩＣ接点ばね１１がＩＣカード５のコンタクト端子パターン２２と接触して弾性変形する。一方、ＩＣカード５が挿入される前の状態では、ＩＣ接点ブロック１２は戻しばね１７によってカード戻り方向に引き寄せられてカード走行路１４から退避している（Fig.１参照）。
カード受け部材１３は、ＩＣ接点ばね１１が接触することによって表面側から押圧されたＩＣカード５の裏面側を受け支えるもので、ＩＣカード５の挿入時と引抜き時にこのＩＣカード５と共に移動するようにカード搬送方向に移動可能とされている。本実施形態のカード受け部材１３は、Fig.１〜Fig.３に示すようにその四隅をカード搬送方向に回転可能なアーム２０によって支持され、カード搬送方向に移動可能かつこの移動に伴いカード走行路１４に接近し又はこれから遠ざかるように設けられている。また、カード受け部材１３は、少なくともＩＣ接点ばね１１がＩＣカード５に接触している時にはＩＣカード５の裏面と接触状態となる一方、ＩＣ接点ばね１１とＩＣカード５とが離れ合っている時にはＩＣカード５の裏面から離れた退避状態となるように、言い換えれば、ＩＣカード５がＩＣ接点ばね１１からカード面に垂直な力を受けているときはその力をカード裏面から受け支えるように設けられている。
また、カード受け部材１３のカード挿入方向端にはカード走行路１４側に突出する受圧部１８が設けられ、カード受け部材１３の手前側にはこのカード受け部材１３をカード戻り方向に付勢する戻しばね１９が設けられている（Fig.１〜Fig.３参照）。受圧部１８は、ＩＣ接点ブロック１２の押圧部８よりカード挿入方向側であって少なくとも押圧部８が当接可能な範囲に設けられている。本実施形態では、押圧部８と受圧部１８との間に間隔を設けることにより（Fig.１参照）、この間隔の分だけカード受け部材１３の移動開始がＩＣ接点ブロック１２の移動開始より遅れ時間差が生じるようにしている。したがって本実施形態のＩＣカードリーダ１においては、この時間差の分だけＩＣカード５の挿入負荷増加のタイミングが分散し、負荷が段階的に緩やかに増加するようになるためユーザが感じるカード操作感が向上する。また、カード挿入負荷が緩やかに変化するため磁気リードエラーの生じる確率が低下する。更にこの受圧部１８は、本実施形態のように、カード停止位置６の直前でカード受け状態となるようにカード停止位置６の近傍に設けられていることが好ましい（Fig.１、Fig.３参照）。こうした場合、カード挿入完了位置直前でカード受け部材１３がカード受け状態となることから、ユーザは挿入負荷の増加を感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。加えて、カード受け部材１３は、カード挿入完了位置の直前でＩＣカード５に対するＩＣ接点ばね１１の所定接点圧が加わるように設けられていることが好ましい。こうした場合、ＩＣ接点ばね１１の所定接点圧がカード挿入完了位置直前で加わることになるため、例えば手動式であればユーザは挿入負荷が増加するのを感じることなく挿入動作を完了させることが可能となる。
また、ＩＣカードリーダ１には、挿入されたＩＣカード５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。ＩＣカード５がカード停止位置６まで挿入されると、ソレノイド１０によって揺動されたロックレバー１５がＩＣカード５の後端に引っ掛かってＩＣカード５の抜けを防止し、ＩＣカード５のコンタクト端子パターン２２にＩＣ接点ブロック１２のＩＣ接点ばね１１が接触している状態での無理なカード引抜きを防止する。
以上のような構成のＩＣカードリーダ１の動作を説明する。
まず、カード挿入前の時点で、ＩＣ接点ブロック１２は戻しばね１７によって、カード受け部材１３は戻しばね１９によってそれぞれFig.１に示すようにカード戻り方向に付勢され退避状態となっている。この退避状態のとき、ＩＣ接点ブロック１２の押圧部８とカード受け部材１３の受圧部１８とは上述したように一定間隔離れており、ＩＣ接点ブロック１２がその距離分移動した後にカード受け部材１３が移動し始めるようになっている。
ここで、特に図示していないが、ＩＣカード５をカード挿入口３から挿入するとまずＩＣカード５の磁気ストライプに記録されている磁気データが磁気ヘッド２１によって読み取られる。ＩＣカードリーダ１はこの読み取った情報を基にＩＣカード５が挿入されたことを検出する。
さらにＩＣカード５を挿入すると、ＩＣカード５はその先端をＩＣ接点ブロック１２の受圧部７に当接させ、戻しばね１７を伸長させながらこのＩＣ接点ブロック１２を奥側（カード挿入方向側）へ移動させる（Fig.２参照）。アーム１６によって支持されているＩＣ接点ブロック１２は、Fig.１に示すように奥側へ移動しながら徐々に下降してＩＣカード５に接近する。ただし、ＩＣ接点ばね１１がコンタクト端子パターン２２に接触するまではＩＣカード５に接点圧は加わらず、カード挿入負荷として作用する力は磁気ヘッド２１のパッド圧以外には戻しばね１７による付勢力のみである。この時点でカード受け部材１３は退避状態のままであるためＩＣカード５との間で摩擦を生じていない。また、戻しばね１９の付勢力もカード挿入負荷としては作用していない。
ここから更にＩＣカード５を挿入すると、ＩＣ接点ブロック１２の押圧部８がカード受け部材１３の受圧部１８に当接し、これ以降、ＩＣ接点ブロック１２と共にカード受け部材１３も奥側へ移動する（Fig.２参照）。このとき、アーム２０によって支持されているカード受け部材１３は、奥側へ移動しながら徐々に上昇してＩＣカード５の裏面に接近し、カード停止位置６の直前でカード受け状態となる。
上述のようにＩＣ接点ブロック１２が下降すると、ＩＣ接点ばね１１がＩＣカード５のコンタクト端子パターン２２に接触する。この場合、ＩＣカード５はカード受け部材１３側へ押圧されるが、奥側へ同量移動しながら接近してくるカード受け部材１３との間で滑り摩擦を生じさせることはない。つまり、本実施形態ではカード受け部材１３がＩＣカード５と共にカード搬送方向へのずれを生じさせずに一体的に移動しながらこのＩＣカード５へ徐々に接近し、ＩＣカード５に対し摩擦抵抗を与えないので、ＩＣカード５がＩＣ接点ばね１１によってカード受け部材１３側に押し付けられていてもＩＣカード５の挿入時の負荷が抑えられる。したがって、ＩＣカード５の挿入に必要な力が挿入途中で急増するようなことがない。
ＩＣカード５がカード停止位置６まで挿入されると、ＩＣ接点ブロック１２がFig.３に示す位置まで下降してＩＣ接点ばね１１をコンタクト端子パターン２２に確実に接触させた状態となる。また、ソレノイド１０が作動し、ロックレバー１５によってＩＣカード５をロックする。この後、ＩＣ接点ばね１１とコンタクト端子パターン２２との間でデータ通信が行われる。
データ通信が終了するとロックレバー１５によるＩＣカード５のロックが解除され、ユーザはＩＣカード５を引抜くことが可能となる。ＩＣカード５が引抜かれると、ＩＣ接点ブロック１２は戻しばね１７に引き戻されてカード走行路１４から遠ざかり、Fig.１に示す退避状態に戻る。また、カード受け部材１３も戻しばね１９に引き戻されてカード走行路１４から遠ざかり退避状態に戻る。
上述のとおり、このＩＣカードリーダ１では、ＩＣカード５の挿入時に受ける負荷が挿入途中で大きく増加するのを防止することができるのでカード挿入の際の操作感が向上する。即ち、このＩＣカードリーダ１ではＩＣカード５の挿入動作に伴いＩＣ接点ブロック１２をカード走行路１４に接近させるようにしているが、カード裏面を受け支えるカード受け部材１３をこのＩＣカード５と同量移動させ、摩擦抵抗を無くすことによってＩＣカード５の挿入負荷を低減することができるので、カード挿入に要する力が大きく変化するのを防止してカード挿入時の操作感を向上させることができる。
また、カード挿入途中での挿入負荷の大きな変化を防止することができるので、ユーザがカード挿入途中の位置をカード挿入完了位置と誤認することを防止することができる。このため、ＩＣカード５がカード停止位置６まで完全に挿入されるようになり、ＩＣ接点ばね１１がコンタクト端子パターン２２上の所定位置に正確かつ確実に接触しやすくなる。
続いて、本発明の第２の実施形態を示す。上述した実施形態ではカード受け部材１３をアーム２０を利用して平行に保ちながら移動させるようにしたが、カード受け部材１３はこのようなものに限られない。一例を挙げると、Fig.９に示すように、途中が曲折したＬ字形のカード受け部材１３を支点２５を中心として回転可能に設け、一端側を受圧部１８、他端側をＩＣカード５の裏面へ接触する支持部２６として機能させることができる。このようなカード受け部材１３は、受圧部１８がＩＣカード５により直接押圧され又はＩＣ接点ブロック１２の押圧部８により押圧されるのに伴い、矢示するように支点２５を中心として回転し、支持部２６をカード裏面に押し付け、ＩＣ接点ばね１１によって表面側を押圧されるＩＣカード５を受け支える。この場合、ＩＣ接点ばね１１とＩＣカード５とが接触した時にカード受け部材１３をカード裏面に接触させＩＣカード５を受け支えるようにすることが好ましく、これにより、カード挿入動作に伴い挿入負荷が急増するのを防止することができる。
Fig.１０〜Fig.１９にＩＣカードリーダ１の第２の実施形態を示す。このＩＣカードリーダ１は第１の実施形態と同じく手動式のカードリーダであり、カード挿入口３を形成するフレーム２のカード戻り方向にカード挿入・引抜き用の凹部４を備えており、カード挿入口３からカード停止位置６まで挿入されるＩＣカード５の挿入動作に伴いＩＣ接点ブロック１２をカード走行路１４に接近させてＩＣ接点ばね１１をＩＣカード５の表面のコンタクト端子パターン２２に接触させる。ＩＣ接点ブロック１２の両側にはＩＣ接点ブロック１２の左右へのぶれを防止するガイド部材３５が設けられている（Fig.１３参照）。また、符号３２はＩＣ接点ブロック１２と一体化され図示しないフォトインタラプタを遮る遮光部材、符号３３はアーム１６を支持するピン、符号３４はアーム１６とＩＣ接点ブロック１２とを回転可能に連結するピンを示している。なお、Fig.１０〜Fig.１２においては、ＩＣカードリーダ１を上述した第１実施形態とは上下逆さまにして示している。
本実施形態では、カード受け部材１３がフレーム２上の支点２５を中心に回転可能に設けられている。またこのＩＣカードリーダ１においては、ＩＣ接点ブロック１２の押圧部８のうちカード受け部材１３の受圧部１８と当接する部分の少なくとも一部が、カード受け部材１３の受圧部１８が乗り上げることができ、ＩＣカード５がカード停止位置６で停止したときカード受け部材１３からＩＣ接点ブロック１２へ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面２７ｂとされていることが特徴的である。
カード受け部材１３は、ＩＣ接点ばね１１が接触したＩＣカード５を裏面側から受け支える手段として設けられている。ただし、本実施形態におけるカード受け部材１３は、平行移動した第１の実施形態の場合とは異なり、フレーム２上の支点２５を中心に回転可能とされている（Fig.１２等参照）。支点２５には、例えばカード受け部材１３を回転可能に支持する支持ピン３０及び止め輪３１が設けられている。このカード受け部材１３のうちカード裏面に接触する支持部２６は、例えば曲面あるいは角度が少しずつ変化する複数の平面によって形成されるなど、ＩＣカード５をできるだけ広い面で受け支える形状とされていることがより安定した状態での受け支えを実現できる点で好ましい（Fig.１６等参照）。さらに支持部２６は、ＩＣカード５が完全に挿入されるまではカード裏面に接触しない形状とされていることが好ましい。なお、本実施形態ではこの支持部２６の裏側を中空状として軽量化を図っている（Fig.１４等参照）。また、カード受け部材１３の支持部２６と反対側にはカード挿入方向に延びるアーム２９が設けられている。このアーム２９には、カード受け部材１３をＩＣカード５の裏面から離れた退避状態（Fig.１４、Fig.１６参照）となるように付勢するコイルスプリング等の戻しばね１９の一端が掛けられている。
カード受け部材１３の受圧部１８は、ＩＣ接点ブロック１２の押圧部８の動きに追従し、カード受け部材１３をFig.１６に示す退避状態からFig.１８に示す状態すなわちＩＣカード５の裏面を受け支える接触状態まで回転させるように設けられている。本実施形態の受圧部１８はカード走行路１４に突出せず、ＩＣ接点ブロック１２の押圧部８にのみ係合するように設けられている。また、受圧部１８の先端部にはＩＣ接点ブロック１２の押圧部８に追従するフォロワ２８が設けられている。フォロワ２８は、少なくとも押圧部８に接する部分が曲面形状とされるか又は回転可能なローラにより構成されて押圧部８への追従性が高められていることが好ましい。
ＩＣ接点ブロック１２の受圧部７はＩＣカード５の先端が当接するように設けられ、押圧部８は上述した受圧部１８を介してカード受け部材１３を回転させるように設けられている。本実施形態では、ＩＣ接点ブロック１２のカード挿入方向側の端部をカード走行路１４側へ突出させるとともに、この突出部のうちカード戻り方向側の面を受圧部７、受圧部１８と当接する部分を押圧部８としている。また、この押圧部８には傾斜面２７ａと水平面２７ｂによって構成され上述のフォロワ２８をガイドするカム面２７が形成されている（Fig.１５、Fig.１６参照）。具体的には、カム面２７のうちカード挿入方向側が傾斜面２７ａとされ、カード戻り方向側がこの傾斜面２７ａに連なる水平面２７ｂとされている。カード受け部材１３に設けられたフォロワ２８は、カード受け部材１３の退避状態時にはカム面２７の傾斜面２７ａに当接しており（Fig.１４、Fig.１６参照）、このカム面２７がカード挿入方向に移動するのに伴いこの傾斜面２７ａに沿って動くことによりカード受け部材１３を回転させ（Fig.１７参照）、その後、水平面２７ｂに乗り上げる（Fig.１８、Fig.１９参照）。フォロワ２８が水平面２７ｂに乗り上げて係合するとカード受け部材１３はその状態で回転不可能となる。
ここで、接触状態時（Fig.１８、Fig.１９参照）におけるカード受け部材１３に対しては、戻しばね１９の引っ張り力とＩＣ接点ばね１１の弾性力とにより、Fig.１８中で反時計回り方向へ回そうとするモーメント、即ち接触状態から退避状態へと戻る方向へのモーメントが作用している。仮に、このモーメントが受圧部１８のフォロワ２８からカム面２７の傾斜面２７ａへと伝達された場合には、この傾斜面２７ａでカード戻り方向への分力が生じることから、ＩＣ接点ブロック１２及びＩＣカード５に対してカード戻り方向へ押し戻す力が作用しうる。これに対し、本実施形態の場合は、接触状態時にフォロワ２８を水平面２７ｂに完全に乗り上げさせて係合させることにより、カム面２７がフォロワ２８から受ける押圧力がカード搬送方向と垂直な方向にのみ作用し、カード搬送方向と水平な分力を生じさせないようにしている（Fig.１８、Fig.１９参照）。したがってＩＣ接点ブロック１２は、接触状態時においてカード受け部材１３からカード戻り方向への力を受けない。このため、本実施形態のＩＣカードリーダ１によれば完全に挿入されたＩＣカード５に対しカード戻り方向へ押し戻そうとする不要な力が作用するのを回避し、ＩＣカード５をカード停止位置６に保持し続けることができる。なお、本実施形態ではカード受け部材１３からＩＣ接点ブロック１２へと作用するカード戻り方向への分力を全く生じさせないようにしたが場合によっては僅かに生じさせていても構わない。すなわち、本実施形態では水平面２７ｂがカード搬送方向と水平となるように形成されていたが、これが僅かに斜めに形成されて水平方向の分力を生じさせている場合であっても、ＩＣ接点ブロック１２とＩＣカード５とを接触状態に留めておくことができ、ＩＣカード５をカード戻り方向へ戻す分力が発生したとしてもそれによってＩＣカード５が押し戻されることのない程度の力しか発生しない形状であれば本実施形態と同様にＩＣカード５をカード停止位置６に保持し続けることが可能となる。
また、このようなＩＣカードリーダ１においては、ＩＣカード５を引き抜いたときＩＣ接点ブロック１２とカード受け部材１３とが必ず初期位置すなわち退避状態へと自動的に復帰することが望ましい。本実施形態では、カード引き抜き時、ＩＣ接点ブロック１２に対してカード戻り方向へ作用する戻し力がカード挿入方向へ作用する抵抗力を上回るようにし、ＩＣ接点ブロック１２が自動的に初期位置に復帰するようにしている。具体的に説明すると、この場合における戻し力はＩＣカード５−ＩＣ接点ばね１１間に生じる摩擦力と戻しばね１７による付勢力との合力であり、抵抗力は水平面２７ｂ−フォロワ２８間に生じる摩擦力であり、戻し力が抵抗力を上回るようにしている。なお、ＩＣ接点ブロック１２がカード戻り方向に移動することにより、水平面２７ｂとフォロワ２８との係合状態が解ける。これにより、カード受け部材１３は再び回転可能となり、戻しばね１９の付勢力によって自動的に退避状態に復帰する。
なお、上述の実施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。
例えば第１の実施形態では回転可能なアーム２０を利用してカード受け部材１３を平行に移動させるようにしたが、Fig.６、Fig.７に示すように、カードリーダ本体のフレーム２に斜め方向のカム溝２３を設け、カード受け部材１３の側部に形成されたピン２４をこのカム溝２３で案内することによってカード受け部材１３をカード搬送方向に移動させながらカード走行路１４に接近させ又はここから遠ざけるようにしてもよい。このＩＣカードリーダ１によれば、部品点数の削減を図りコストの抑制を図ることが可能となる。なお、カム溝２３のカード挿入方向側にはカード受け部材１３をカード受け状態に保持しやすくするための水平部２３ａが設けられていることが好ましい。
また、第１，第２の本実施形態では手動式ＩＣカードリーダ１におけるカード操作時の負荷を低減させあるいは急増を防止することによって手動時にユーザが感じる操作感を向上させ、カード挿入途中での動作中断を防止するようにしたが、本発明はこのような手動式ＩＣカードリーダ１に限らず、例えばモータ式ＩＣカードリーダ、即ちモータの駆動力を利用してＩＣカード５をカード搬送方向へ自動搬送するようにしたＩＣカードリーダに応用してもよい。この場合、カード搬送力が抑えられることからモータにかかる負荷を低減すること、ひいてはモータ消費電流を抑制することが可能となる。
また、上述した第１，第２の実施形態ではＩＣカードリーダ１の好適な実施形態として、全部または一部がカード搬送方向に移動すると共にカード走行路１４に接近し又は遠ざかるようにされたカード受け部材１３を説明したが、このカード受け部材１３がカード搬送方向にのみ水平に移動可能な場合であってもカード挿入負荷の急増を防止することが可能である。例えば、Fig.２０に示すように前後２箇所にカード搬送方向に延びる横孔３６が設けられ、この横孔３６を通過するガイドピン３７によってカード搬送方向にのみ水平に移動可能なカード受け部材１３であっても、ＩＣ接点ばね１１がＩＣカード５に接触して負荷が増え始める辺りからＩＣカード５と共に水平に移動し始めるように設けられていれば、カード裏面との間で生じる摩擦抵抗をなくすことが可能である。
また、第１，第２の本実施形態ではＩＣカード５と連動するように受圧部１８が設けられたカード受け部材１３を説明したが、受圧部１８を備えていないカード受け部材１３とすることも可能である。特に図示しないが、例えばソレノイドで駆動する方式やモータで駆動する方式とし、これらソレノイドやモータ等でカード受け部材１３を移動させるようにしてもよい。ソレノイド駆動方式としては、例えばＩＣカード挿入完了をフォトインタラプタやマイクロスイッチなどのセンサで検知し、このセンサがオンとなったときにソレノイドによってカード受け部材１３を退避位置からＩＣカード５を受け支える位置まで上昇させる機構などがある。またモータ駆動方式としては、このソレノイドの代わりにモータを用いた機構などがある。
また、第２の実施形態においては平行を保ちながら移動するＩＣ接点ブロック１２と回転可能なカード受け部材１３とを備えたＩＣカードリーダ１に本発明を適用した好適な一例を示したが、本発明を適用することのできるＩＣカードリーダ１はこのようなものに限られることはなく、例えば第１の実施形態として示したＩＣカードリーダ１、すなわち、ＩＣ接点ブロック１２とカード受け部材１３の両方がアーム１６，２０によって支えられ平行移動するＩＣカードリーダ１（Fig.１〜Fig.３参照）、あるいはカード受け部材１３がカム溝２３によって斜めに平行移動するＩＣカードリーダ１（Fig.６、Fig.７参照）にも本発明を適用し、カード受け部材１３からＩＣ接点ブロック１２へ作用するカード戻り方向への分力を生じさせないか又は低減させることができる。ただし、第１の実施形態に示したＩＣカードリーダ１は退避状態から接触状態へと変型する過程でＩＣ接点ブロック１２とカード受け部材１３とが徐々に接近する構造となっているため、接触状態の時だけフォロワ２８をカム面２７の水平面２７ｂに乗り上げさせることが困難である。そこで、この場合は押圧部８及び受圧部１８の一方または双方を鉛直方向に伸縮可能とすることにより、ＩＣ接点ブロック１２とカード受け部材１３とが互いに接近しつつもフォロワ２８が水平面２７ｂに乗り上げることを可能とすることができる。
【実施例】
手動式ＩＣカードリーダ１を試作し、カード挿入時の負荷変動を調べた（Fig.８参照）。試作した手動式ＩＣカードリーダＡ，Ｂでは、ＩＣ接点ブロック１２が動き出してから２ｍｍ移動後にカード受け部材１３が動き出し、カード挿入完了位置ｃの直前でこのカード受け部材１３がカード受け状態となるようにした。また、ＩＣカード５および磁気ヘッド２１として同一のものを使用すると共に、引張り試験機にてＩＣカード５を挿入し、カード挿入完了位置ｃの手前約１４ｍｍの位置から挿入完了位置ｃまで負荷を測定することとした。ここでは、戻しばね１９を設けた試作カードリーダ（ＩＣカードリーダＡ）、戻しばね１９を設けていない試作カードリーダ（カードリーダＢ）を試作し、測定試験結果を従来のカードリーダの場合と比較した。
負荷変動の測定結果をFig.８に示す。Fig.８では、ＩＣカード５とＩＣ接点ブロック１２が接触開始する点ａから挿入完了位置ｃまでを「接点部」、カード挿入開始位置から接触開始点ａまでを「ヘッド部」と表している。点ｂはＩＣ接点ブロック１２とカード受け部材１３とが接触開始する点を表す。この図から、従来のカードリーダでは接点部での操作力急増が顕著に現れているが、可動のカード受け部材１３を設けた試作カードリーダでは負荷増加率が緩和されていることが判る。これは、手の感覚でも改善効果が判るレベルである。
続いて、カード移動距離に対する挿入負荷（接点部における最大値）の増加率を示す。
従来のカードリーダ 2.11/1.3≒1.62N/mm
カードリーダＡ（戻しばね有） 2.82/2.8≒1.01N/mm
カードリーダＢ（戻しばね無） 1.87/2.8≒0.67N/mm
当然のことながら本指標が大幅に低減することが確認できた。また、戻しばね１９の有無による差が大きいことも判った。
【図面の簡単な説明】
Fig.１は本発明の第１の実施形態を示す図で、退避状態におけるＩＣカードリーダの内部を示す概略図である。Fig.２はカード挿入動作途中のＩＣカードリーダの内部を示す概略図である。Fig.３は接触状態におけるＩＣカードリーダの内部を示す概略図である。Fig.４は手動式のＩＣカードリーダの概略構成を示す側面図である。Fig.５は手動式のＩＣカードリーダの概略構成を示す平面図である。Fig.６は斜め方向のカム溝でカード受け部材を案内するようにしたＩＣカードリーダのカード受け部材の平面図である。Fig.７はFig.６の側面図である。Fig.８はＩＣカードリーダにおけるカード挿入時の負荷変動測定結果例を示すグラフである。Fig.９は回転可能とされたカード受け部材の一例を示す図である。Fig.１０は本発明の第２の実施形態における手動式のＩＣカードリーダの底面側の構成を示す斜視図である。Fig.１１はFig.１０に示したＩＣカードリーダの別の位置からの斜視図である。Fig.１２はFig.１１に示したＩＣカードリーダの側面図である。Fig.１３はＩＣカードリーダの底面図である。Fig.１４は退避状態におけるＩＣ接点ブロックとカード受け部材の構造を示す斜視図である。Fig.１５は接触状態となったＩＣ接点ブロックとカード受け部材をＩＣカードは図示せずに示す斜視図である。Fig.１６は退避状態におけるＩＣ接点ブロックとカード受け部材を示す側面図である。Fig.１７はカード挿入動作途中におけるＩＣ接点ブロックとカード受け部材を示す側面図である。Fig.１８は接触状態となったＩＣ接点ブロックとカード受け部材を示す側面図である。Fig.１９はFig.１８に示したＩＣ接点ブロックとカード受け部材の部分拡大図である。Fig.２０は本発明の他の実施形態を示すＩＣカードリーダの内部の概略図である。Fig.２１は従来のＩＣカードリーダにおけるＩＣカード挿入前のＩＣ接点ブロックを示す図である。Fig.２２は従来のＩＣカードリーダにおいてカード停止位置までＩＣカードを挿入した時のＩＣ接点ブロックを示す図である。

Claims (4)

1. フレーム手前側に形成されたカード挿入口からカード停止位置まで挿入されるＩＣカードの挿入動作に伴いＩＣ接点ブロックをカード走行路に接近させてＩＣ接点ばねを前記ＩＣカード表面のコンタクト端子パターンに接触させ、ＩＣ接点ばねが接触したＩＣカードを裏面側からカード受け部材で受け支えるＩＣカードリーダにおいて、前記カード走行路を挟んで前記ＩＣ接点ブロックと対向する前記カード受け部材は前記ＩＣカードの挿入動作時と戻り動作時に前記フレーム上の支点を中心に回転可能であって少なくとも前記ＩＣ接点ばねが前記ＩＣカード表面に接触している時にこのＩＣカードを裏面側から受け支えるように設けられ、前記ＩＣ接点ブロックには前記ＩＣカードの先端が当接する受圧部と前記カード受け部材に当接する押圧部が形成されると共に、前記カード受け部材にはこの押圧部が当接する受圧部が形成され、さらに前記ＩＣ接点ブロックは、その押圧部のうち前記カード受け部材の受圧部と当接する部分の少なくとも一部が、前記カード受け部材の受圧部が乗り上げることができ、前記ＩＣカードが前記カード停止位置で停止したとき前記カード受け部材から前記ＩＣ接点ブロックへ作用するカード戻り方向への分力を生じさせない水平面とされていることを特徴とするＩＣカードリーダ。
2. 前記ＩＣ接点ブロックの押圧部には傾斜面と前記水平面とからなり前記カード受け部材の受圧部をガイドするカム面が形成されていると共に、このカード受け部材の受圧部には前記カム面に当接してガイドされるフォロワが形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のＩＣカードリーダ。
3. 前記フォロワの前記カム面に当接する部分が曲面とされていることを特徴とする請求の範囲第２項記載のＩＣカードリーダ。
4. 前記フォロワがローラによって構成されていることを特徴とする請求の範囲第２項記載のＩＣカードリーダ。

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