JP6111466B2 - 磁気情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気カード等の磁気記録媒体の記録情報を再生する等の処理を行う磁気情報処理装置および磁気情報処理方法に関するものである。

銀行等の金融機関で使用され、キャッシュレスや個人認証などを実現するカードとして、プラスチック基板表面に磁気ストライプが形成された磁気カード等がある。
そして、この磁気カードに対する磁気情報の記録再生は、磁気情報処理装置である磁気カードリーダ（磁気カードリーダライタを含む）によって行われる。

磁気カードリーダは、磁気カード表面上の磁気ストライプに磁気ヘッドを接触・摺動させることで、磁気カードに記録された磁気情報を読み取ったり、磁気カードに対して新たな磁気情報を書き込んだりする。

ところで、磁気カードリーダにおいては、外来磁気ノイズやモータノイズ等が磁気ノイズとして磁気ヘッドに悪影響し、磁気情報を正確に読み取れない場合がある。
外来磁気ノイズは、具体的には、磁気ヘッドが磁気カード上に形成された磁気情報を読み取っていない場合に磁気ヘッドから出力される電気信号のことである。
そこで、特許文献１には、外来磁気ノイズが所定量を超えているか否かを検出し、読み取り処理が正確に行えない状態か否かの情報をホスト装置に送信する技術が記載されている。

また、磁気カードリーダには、手動で磁気カードを走査させる手動式の他、磁気カードを搬送する方式としてモータ式のもの等がある。
モータ式磁気カードリーダは、磁気カードを取り込むためにモータが駆動されるが、この駆動に伴いモータよりノイズが発生する。
特に、モータの制御方式として、たとえばＰＷＭ制御方式が採用されている場合にはノイズが大きくなり、磁気ノイズとして影響を受けやすく、磁気ヘッドによる読み取りエラーの要因となる場合がある。

特許文献２には、駆動モータが磁気カードを搬送しているが、制御回路から制御信号を受信して、所定のＰＷＭキャリア信号を用いて駆動モータをＰＷＭ制御により駆動するＰＷＭ駆動制御回路を有し、ＰＷＭキャリア信号の周波数、たとえば２０００Ｈｚを、制御回路からの制御信号に基づき、２０００Ｈｚからたとえば８０００Ｈｚに変更することにより、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができる技術が記載されている。

特開２０００−２９８７１３号公報 特開２００６−１７９０６０号公報

ところが、特許文献１に記載の技術では、（外来）磁気ノイズの検出を行っているだけなので、読み取りエラーに対しての根本的な対策にはなっていない。

また、特許文献２に記載の技術では、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることはできるものの、磁気カード搬送中等におけるノイズ等を低減することは困難であり、磁気ノイズに対する十分な読み取り性能向上を図ることは困難である。
磁気カードが搬送されていない場合でも、磁気ヘッドが磁気ノイズを磁気情報と誤って判断してしまうという問題がある。

本発明の目的は、外来磁気ノイズやモータノイズ等による磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することが可能な磁気情報処理装置および磁気情報処理方法を提供することにある。

本発明の磁気情報処理装置は、磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取るための磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドで検出された磁気信号を異なるゲイン増幅可能な増幅部と、前記増幅部から出力された前記磁気ヘッドで検出された磁気信号から前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取り復調する磁気情報読取部と、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された前記磁気情報を読み取る読取範囲とその読取範囲外とで前記増幅部のゲインを切り換える切換部と、前記磁気ヘッドが配置され、前記磁気記録媒体が搬送される搬送路と、前記搬送路における前記磁気記録媒体の存在および位置を検出する検出センサと、前記検出センサの検出結果に応じて前記磁気記録媒体の搬送を制御可能で、前記検出センサが前記磁気記録媒体を検出したことを検知するレベルである感度を制御可能な制御部と、を有し、前記増幅部は、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取る読取範囲内にあるときに前記磁気情報を復調可能な第１ゲインと、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取る読取範囲外の第２ゲインと、を備え、前記第２ゲインは、前記磁気ヘッドから出力された前記磁気信号が前記磁気情報読取部で処理できないレベルとするゲインであり、前記制御部は、前記増幅部のゲインを第１のゲインに固定しておき、前記磁気記録媒体が磁気ヘッドの磁気情報の読取範囲外にあるときは、搬送路を搬送される磁気記録媒体を検出するレベルである検出感度を磁気記録媒体が磁気ヘッドの読取範囲内にあるときの第１感度より低い第２感度に制御する。

本発明の磁気情報処理装置によれば、磁気情報処理装置は、切換部で、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取（り復調す）る場合以外の第２ゲインに切り換える（可変する）ので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することができる。

また、本発明の磁気情報処理装置において、前記磁気ヘッドが配置され、前記磁気記録媒体が搬送される搬送路と、前記搬送路における前記磁気記録媒体の位置を検出する検出センサと、を含み、前記切換部は、前記検出センサの検出結果に応じて前記増幅部のゲインを切り換えることが好ましい。

本発明によれば、磁気情報処理装置は、磁気情報記録媒体の位置を検出することで、磁気ヘッドの読み取り範囲を検出することができるので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを確実に抑制することができる。

また、前記読み取り範囲外の場合、前記磁気ヘッドから出力された前記磁気信号は第２ゲインで処理されるので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーをより確実に抑制することができる。

さらに、本発明の磁気情報処理装置において、前記磁気記録媒体を前記搬送路を搬送させる駆動部を有することが好ましい。

本発明によれば、磁気情報処理装置は、切換部で、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取り復調する場合以外の第２ゲインに切り換える（可変する）ので、駆動部から発生する磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することができる。

本発明によれば、磁気情報処理装置は、制御部が、磁気記録媒体が磁気ヘッドの配置位置を通過する領域以外にあるときは、搬送路を搬送される磁気記録媒体を検出するレベルである検出感度を磁気記録媒体が磁気ヘッドの配置位置を通過する領域にある第１感度より下げて第２感度に制御する。これにより、磁気記録媒体が磁気ヘッドの読み取り範囲外にあるとき、磁気記録媒体は不的確な位置やタイミング等で検出され認識され難くなる。その結果、配置位置を通過する領域にあるとき以外に駆動部や磁気ヘッド等が精度高く的確に駆動されるようになることから、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することができる。

本発明の観点の磁気情報処理方法は、搬送路を搬送される磁気記録媒体に記録された磁気情報を前記搬送路に配置された磁気ヘッドで読み取り、前記磁気ヘッドで検出された磁気信号を増幅部で指定されたゲインで増幅し、前記増幅部から出力された前記磁気ヘッドで検出された磁気信号から前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取り復調する磁気情報処理方法であって、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された前記磁気情報を読み取る読取範囲とその読取範囲外とで前記増幅部のゲインを切り換える切換ステップと、前記搬送路における前記磁気記録媒体の存在および位置を検出する検出センサの検出結果に応じて前記磁気記録媒体の搬送を制御可能で、前記検出センサが前記磁気記録媒体を検出したことを検知するレベルである感度を制御可能な制御ステップと、を有し、前記切換ステップにおいては、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取る読取範囲には、前記磁気情報を復調可能な第１ゲインに切り換え、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取る読取範囲外には、前記磁気ヘッドから出力された前記磁気信号が読み取り復調できないレベルである第２ゲインに切り換え、前記制御ステップにおいては、前記増幅部のゲインを第１のゲインに固定しておき、前記磁気記録媒体が磁気ヘッドの磁気情報の読取範囲外にあるときは、搬送路を搬送される磁気記録媒体を検出するレベルである検出感度を磁気記録媒体が磁気ヘッドの読取範囲内にあるときの第１感度より低い第２感度に制御する。

本発明の磁気情報処理方法によれば、切換ステップにおいて、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取（り復調す）る場合以外の第２ゲインに切り換える（可変する）ので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することができる。

また、本発明の磁気情報処理方法において、前記磁気ヘッドが配置され、前記磁気記録媒体が搬送される搬送路における前記磁気記録媒体の位置を検出センサで検出し、前記切換ステップにおいて、前記検出センサの検出結果に応じて前記増幅部のゲインを切り換えることが好ましい。

本発明によれば、磁気情報処理方法は、磁気情報記録媒体の位置を検出することで、磁気ヘッドの読み取り範囲を検出することができるので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを確実に抑制することができる。

また、前記読み取り範囲外の場合、前記磁気ヘッドから出力された前記磁気信号は第２ゲインで処理されるので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーをより確実に抑制することができる。

さらに、本発明の磁気情報処理方法において、前記磁気記録媒体は、駆動部により前記搬送路を搬送されることが好ましい。

本発明によれば、磁気情報処理方法は、切換ステップにおいて、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取り復調する場合以外の第２ゲインに切り換える（可変する）ので、駆動部から発生する磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することができる。

本発明によれば、磁気ノイズとして影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る磁気情報処理装置としての磁気カードリーダの構成例を示すブロック図である。 図１の磁気カードリーダの要部の信号処理波形を示す図である。 本発明の実施形態に係る磁気カードリーダの構造を簡略的に示す平面断面図である。 実際に磁気カードがカード搬送路を移動していく様子を示す第１図である。 実際に磁気カードがカード搬送路を移動していく様子を示す第２図である。 実際に磁気カードがカード搬送路を移動していく様子を示す第３図である。 実際に磁気カードがカード搬送路を移動していく様子を示す第４図である。 実際に磁気カードがカード搬送路を移動していく様子を示す第５図である。 本実施形態に係る磁気カードリーダにおける、カード搬送に伴う各センサの検出信号に関連する差動増幅回路のゲイン制御について説明するための第１のフローチャートである。 本実施形態に係る磁気カードリーダにおける、カード搬送に伴う各センサの検出信号に関連する差動増幅回路のゲイン制御について説明するための第２のフローチャートである。 磁気ストライプに記録される磁気情報のフォーマットを示す概念図である。 各コードとこれに対応する波形レベルパターンを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。

本実施形態においては、磁気情報処理装置として、磁気記録媒体である磁気カード等に記録された磁気情報を再生あるいは情報を記録する磁気カードリーダ（磁気カードリーダライタを含む）を例に説明する。
また、本実施形態においては、周波数変調方式で磁気記録された“０”および“１”信号に対するＦおよび２Ｆ信号を読み取り再生等する場合を例に説明する。
ただし、本技術はＦ２Ｆ方式に限らず、Ｆ３Ｆ方式、ＮＲＺＩ方式、ＭＦＭ方式等、種々の方式が適用可能である。

以下では、まず、本実施形態に係る磁気カードリーダの特徴的な磁気カード搬送に伴う増幅部のゲイン調整を行う信号処理系および駆動系の構成および機能の概要を説明した後、磁気カードリーダのカード搬送系等の具体的な構造を説明する。そして、この信号処理系と構造に関連した増幅器のゲイン制御等について説明する。
なお、ここでは、磁気カードリーダとしているが磁気情報再生機能に加えて磁気情報記録機能を併せ持つ場合もある。

［磁気カードリーダの信号処理系の概要］
図１は、本発明の実施形態に係る磁気情報処理装置としての磁気カードリーダの構成例を示すブロック図である。
図２は、図１の磁気カードリーダの要部の信号処理波形を示す図である。
図３は、本発明の実施形態に係る磁気カードリーダ１０の構造を簡略的に示す平面断面図である。

本磁気カードリーダ１０は、図１に示すように、磁気ヘッド１１、増幅部としての差動増幅回路１２、磁気情報読取部１３、カード搬送路１４、磁気記録媒体としての磁気ストライプｍｐを有する磁気カードＭＣをカード搬送路１４に沿って搬送するカード搬送部１５、およびカード搬送部１５を駆動する駆動部としての駆動モータ（Ｍ）１６を有する。
さらに、磁気カードリーダ１０は、カード搬送路１４における磁気カードＭＣの有無およびカードの搬送位置を検出するための検出センサ群１７、ＣＰＵ等の制御部１８、およびインタフェース回路１９を含んで構成されている。

本実施形態の磁気カードリーダ１０において、制御部１８は、磁気ヘッド１１が磁気カードＭＣに記録された磁気情報を読み取る場合とその読み取り以外の場合とで差動増幅回路１２のゲインを切り換える切換部１８１を有している。
差動増幅回路１２は、磁気ヘッド１１が磁気カードＭＣに記録された磁気情報を読み取る場合に磁気情報を復調可能な第１ゲインＧ１と、磁気ヘッド１１が磁気カードＭＣに記録された磁気情報を読み取る場合以外の第２ゲインＧ２と、を備えている（に切り換え制御される）。
すなわち、切換部１８１は、差動増幅回路１２のゲインを、制御部１８の制御の下、磁気情報を読み取る状況にあるか否かで第１ゲインＧ１か第２ゲインＧ２に切り換える。
換言すると、切換部１８１は、差動増幅回路１２のゲインを、制御部１８の制御の下、検出センサ群１７の検出結果に応じて磁気情報を読み取る状況にあるか否かを判断し、その判断に応じて第１ゲインＧ１か第２ゲインＧ２に切り換える。
なお、第２ゲインＧ２は、磁気ヘッド１１から出力された磁気信号が磁気情報読取部１３で処理できないレベルとするゲインである。

磁気ヘッド１１は、磁気記録媒体である磁気カードＭＣに、たとえば図２（Ａ）に示ように、Ｆ２Ｆ変調方式により記録された磁気記録情報を、アナログ信号Ｓ１１として読み出す。
磁気ヘッド１１で読み取られた磁気記録情報のアナログ信号Ｓ１１は差動増幅回路１２に供給される。

差動増幅回路１２は、演算増幅器により構成され、磁気ヘッド１１により読み出され再生されたアナログ信号Ｓ１１を制御部１８のゲイン制御の下、適正なレベルに増幅して、図２（Ｂ）に示すような増幅したアナログ信号（増幅信号）Ｓ１２を磁気情報読取部１３に出力する。
差動増幅回路１２は、たとえば図示しない基準電圧回路により供給される基準電圧Ｖｒｅｆに基づき出力アナログ信号Ｓ１２の中間値ＶＭが設定される。
差動増幅回路１２は、信号の振幅を、たとえばフルレンジの１／４に設定するようにゲイン（利得）制御を行う。
この場合、差動増幅回路１２は、制御部１８により、後段の磁気情報読取部１３で適正に信号処理が可能なレベルである第１レベルの信号を出力可能な第１ゲインＧ１にゲインが制御される。
図２（Ｂ）の読み取り波形の読み取り前後では、差動増幅回路１２のゲインは、第１ゲインＧ１により低い第２ゲインＧ２に制御される。第２ゲインＧ２における差動増幅回路１２の出力は図中のＶＭあるいは近傍のレベルであり、信号として認識し得ないレベル、または、磁気ヘッド１１から出力された磁気アナログ信号Ｓ１１が磁気情報読取部１３で処理できないレベルの信号となり、磁気ヘッド１１による読み取り中を除く期間の磁気ノイズを低減することが可能となっている。

すなわち、差動増幅回路１２は、そのゲインが制御部１８により次のように制御される。
差動増幅回路１２は、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１の磁気情報を読み取り可能な範囲外にあるときは、範囲内となるまで、増幅ゲインを下げるように制御される。
磁気情報を読み取り可能な範囲とは、磁気ヘッド１１が磁気情報を信号として感知することが可能な範囲を含む。
本実施形態においては、たとえば磁気ヘッド１１が磁気カードＭＣの磁気ストライプと対応している区間とすることができる。ただし、磁気ストライプ全体が、読み取り可能範囲に限定されるものではく、読み取るべき信号が記録された範囲（領域）を読み取り可能範囲と規定することができる。

本実施形態では、理解を容易にするために具体的には、差動増幅回路１２は、制御部１８により、磁気ヘッド１１が磁気カードＭＳ（の磁気ストライプ）に当接しながら摺動して磁気情報を読み取る読取範囲（以下、「読取範囲」という。）外にあるときは、読取範囲内となるまで、ゲインを下げるように制御される。
換言すると、差動増幅回路１２は、磁気ヘッド１１が磁気カードＭＣに記録された磁気情報を読み取る場合（読取範囲内にあるとき）に磁気情報を復調可能な第１ゲインＧ１と、磁気ヘッド１１が磁気カードＭＣに記録された磁気情報を読み取る場合以外（読取範囲外）の第２ゲインＧ２と、を備えている（に切り換え制御される）。

本実施形態において、読取範囲は具体的には、後で説明する図３のフォトセンサＰＤ３と、フォトセンサＰＤ４のいずれかで磁気カードＭＣを検出している範囲、すなわち、図３において、磁気カードＭＣが左側（挿入口）から挿入されて右側（奥）に向かって搬送される場合、磁気カードＭＣの先端をフォトセンサＰＤ３が検出したときから、磁気カードＭＣの後端がフォトセンサＰＤ４で検出した間とする。

また、本実施形態において、差動増幅回路１２のゲインは、読取範囲外にあるとき、信号処理が可能な信号レベルを維持可能な第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に制御される。
なお、本実施形態においては、第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２には、ゲインＧ０、すなわち増幅回路を通さいなようにしたときのゲインも含む。
このゲインＧ０を実現するには、制御部１８による制御信号により、増幅回路を介する場合と介さない場合とを切り換える構成等を採用可能である。
以下では、差動増幅回路１２のゲインは、読取範囲外にあるとき、制御部１８の切換部１８１により信号処理が可能な信号レベルを維持可能な第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に切り換え制御される、として説明する。

本実施形態では、第１ゲインＧ１と第２ゲインＧ２を次のように定義する。
上述したように、第２ゲインＧ２は第１ゲインＧ１より低く、不等式を用いると次のように表すことができる。
第１ゲインＧ１ ＞ 第２ゲインＧ２

第１ゲインＧ１は、磁気ヘッド１１が磁気ストライプに記録されている磁気情報を磁気アナログ信号として出力し、出力された信号が復調されるまで増幅されるレベルである。
一方、第２ゲインＧ２は、磁気ノイズの影響を受けにくい値、すなわち、磁気ヘッド１１からの出力信号がピーク検出回路１３１で処理（認識）できないレベルである。
第１ゲインＧ１および第２ゲインＧ２は、磁気ヘッド１１の特性等により設定され、計算および実験等に基づいて設定する。

より具体的には、差動増幅回路１２のゲインは、制御部１８により、たとえば磁気カードＭＣが読取範囲に至るまでは第２ゲインＧ２に制御され、読取範囲を通過中は第１ゲインＧ１に制御され、読取範囲を通過後は第２ゲインＧ２に制御される。
換言すれば、差動増幅回路１２のゲインは、制御部１８により、読取範囲内にあるときは、増幅信号が信号処理可能な第１レベルとなるように制御され、読取範囲外にあるときは、第１レベルより低い第２レベルとなるように制御される。

また、差動増幅回路１２は、自動利得制御（ＡＧＣ）機能を持つように構成することも可能である。

磁気情報読取部１３は、差動増幅回路１２から出力された磁気ヘッド１１で検出された磁気信号から磁気カードＭＣに記録された磁気情報を読み取り復調する機能を有する。
図１の磁気情報読取部１３は、最も簡素（シンプル）な構成例を示しているが、種々の態様が可能である。また、差動増幅回路１２を磁気情報読取部１３に含まれるものとして構成することも可能である。

図１の磁気情報読取部１３は、ピーク検出回路１３１および復調回路１３２を含んで構成されている。

ピーク検出回路１３１は、差動増幅回路１２の出力信号が、たとえばバンドパスフィルタ等を介して入力される。
ピーク検出回路１３１は、たとえば図２（Ｃ）に示すように、増幅信号のピーク点で出力を反転させ、矩形波信号Ｓ１３１を得、復調回路１３２に供給する。
この矩形波信号Ｓ１３１は、周波数変調（Ｆ２Ｆ変調）された信号である。
復調回路１３２は、矩形波信号Ｓ１３１に対してデジタル信号処理を行い、たとえばビットの区切りで出力されるリードクロック信号（復調データのサンプリング用クロックパルス）やそのビットのデータを示すリードデータ信号（復調データ）を得、制御部１８およびインタフェース回路１９に出力する。

なお、ピーク検出回路１３１は、たとえば微分回路や積分回路、デジタル方式等の種々の回路を適用することが可能である。
復調回路１３２は、いわゆるワンショット方式、複数インターバル方式、パターンマッチング方式など、種々の方式を適用することが可能である。

カード搬送路１４は、磁気ヘッド１１が配置され、磁気カードＭＣがカード搬送部１５により磁気ヘッド１１の配置位置に向かって、あるいは磁気ヘッド１１の配置位置から遠ざかる方向に向かって搬送される。

カード搬送部１５は、駆動部としての駆動モータ１６の駆動により磁気カードＭＣをカード搬送路１４に沿って搬送させる。

駆動モータ１６は、制御部１８により駆動制御され、カード搬送部１５を駆動して磁気カードＭＣを搬送させる。
モータの制御方式として、たとえばＰＷＭ制御方式が採用され、駆動モータ１６は、制御部１８によりＰＷＭ制御を受ける。

このＰＷＭ制御方式が採用されている場合にはノイズが大きくなる傾向にあり、外来磁気ノイズとして影響を受けやすくなり、磁気ヘッドによる読み取りエラーの要因となる場合がある。
具体的には、磁気カードＭＣを取り込むために駆動モータを動作させると、駆動モータよりノイズが発生する。駆動モータの制御方式がＰＷＭ方式の場合にはノイズが大きくなり、数ｋ〜数１０ｋＨｚのノイズが発生する。
磁気データ信号の周波数は数百Ｈｚ〜数ｋＨｚであり、モータノイズ周波数に近いため、モータノイズの影響を受けやすい。

そこで、本実施形態においては、後でも説明するように、ノイズの影響を極力小さくするために、駆動モータ１６と差動増幅回路１２および磁気情報読取部１３が、磁気ヘッド１１を挟んで離間した位置に配置されている。
差動増幅回路１２および磁気情報読取部１３は回路基板３０に搭載されており、回路基板３０は、図３の例では、磁気ヘッド側の一方の側板に取り付けされている。
図３の例では、駆動モータ１６は他方の側板側に配置されており、図から明らかなように、駆動モータ１６と差動増幅回路１２および磁気情報読取部１３が、磁気ヘッド１１を挟んで離間した位置に配置されている。

そして、本実施形態においては、磁気ノイズとして影響を受けにくく、磁気ヘッド１１による読み取りエラーを抑制することが可能である。換言すれば、磁気ヘッド１１が磁気ストライプ上に記録されている磁気情報を読み取っている場合を除く期間の磁気ノイズを低減させ、磁気ノイズの発生する環境における磁気記録媒体の読み取り性能を向上させることが可能である。
そこで、磁気カードリーダ１０は、制御部１８が検出センサ群１７の各検出センサにより検出されるカード搬送路１４における磁気カードＭＣの位置を認識しながら、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１または第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に制御するように構成されている。

検出センサ群１７は、後で機構に関連付けて説明するように、カード搬送路１４に沿って配置されるプリヘッド（ＰＨ）、スイッチ（ＳＷ）、複数のフォトセンサ（光センサ）（ＰＤ１〜ＰＤ５）を含んで構成されている。

制御部１８は、検出センサ群１７の各検出センサにより検出されるカード搬送路１４における磁気カードＭＣの存在および位置を認識しながら、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１または第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に制御する。

制御部１８は、磁気カードＭＣが読取範囲外にあるときは、読取範囲内となるまで、差動増幅回路１２のゲインが下がるように制御する。
本実施形態においては、磁気ノイズの影響を受けにくい値、すなわち、磁気ヘッドから出力される信号（ここでは磁気ノイズ）を磁気アナログ信号として認識し得ないレベルに、または、磁気ヘッドから出力された磁気アナログ信号が磁気情報読取部で処理できないレベルに、第２のゲインＧ２が設定されている。
具体的には、制御部１８は、差動増幅回路１２のゲインを、読取範囲外にあるとき、信号処理が可能な信号レベルを維持可能な第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に制御する。
より具体的には、制御部１８は、差動増幅回路１２のゲインを、磁気カードＭＣが読取範囲に至るまでは第２ゲインＧ２に制御し、読取範囲を通過中は第１ゲインＧ１に制御し、読取範囲を通過後は第２ゲインＧ２に制御する。
換言すれば、制御部１８は、差動増幅回路１２のゲインを、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１の磁気情報を読取範囲内にあるときは、増幅信号が通常の信号処理可能な第１レベルとなるように制御し、読取範囲外にあるときは、第１レベルより低い第２レベルとなるように制御する。
このように、磁気カードリーダ１０は、第２ゲインＧ２（の値）を第１ゲインＧ１により下げているので、磁気ヘッド１１で磁気ノイズを検出した場合でも、その出力された磁気アナログ信号が磁気情報読取部１３に入力されたとしても、出力値が小さいので、磁気情報読取部１３内で処理できないようになっている。これにより、磁気ノイズに対し誤って磁気アナログ信号として処理しないので、磁気ノイズの影響を受けにくくなっている。

制御部１８は、後述するように、本実施形態では、大略的には、フォトセンサＰＤ３，ＰＤ４が磁気ヘッド１１の近傍に配置されており、これらフォトセンサがオン（ＯＮ）するかオフ（ＯＦＦ）するかで、読取範囲内にあるか読取範囲外にあるかを判断する。
より具体的には、制御部１８は、フォトセンサの検出信号ＤＴがＯＮを示すハイレベルとなるか、ＯＦＦを示すローレベルとなるかで、読取範囲内にあるか読取範囲外にあるかを判断する。

なお、制御部１８は、磁気情報読取部１３の復調回路１３２の出力データに基づき磁気カード情報を読み取って認識する機能を併せ持つように構成することも可能である。

また、磁気カードリーダ１０は、図示しない上位装置と、インタフェース回路１９、図示しない通信線を介して接続され、たとえば上位装置に復調データを送信する。
インタフェース回路１９としては、上位装置と磁気カードリーダ１０との通信を確立するためには、ＲＳ２３２Ｃ方式、パラレルポート方式、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)接続方式など種々の通信方式が採用される。

以上、本実施形態に係る磁気カードリーダ１０における増幅回路のゲイン調整を行う信号処理系および駆動系の構成および機能の概要を説明した。
次に、磁気カードリーダの磁気カード搬送系等の具体的な構造を、図３等に関連付けて説明する。

［磁気カードリーダの構造］
前述したように、図３は、本発明の実施形態に係る磁気カードリーダ１０の構造を簡略的に示す平面断面図である。具体的には、図１に示す磁気カードリーダのブロック図における磁気ヘッド、検出センサ群の配置を示す図である。

図３において、本発明の実施形態に係る磁気カードリーダ１０は、磁気カードリーダ１０へ挿入する磁気カードＭＣをカード搬送路１４の中に取り込むカード挿入口２０を有する。
磁気カードリーダ１０は、駆動モータ１６を駆動する契機（トリガー）となる信号を送信するプリヘッド（ＰＨ）１７１、カード搬送路側板１４１からカード搬送路１４内へ突出するレバー１７２、およびレバー１７２の機械的な動きを検知するマイクロスイッチ（ＳＷ）１７３を有する。
磁気カードリーダ１０は、カード搬送路１４内にある磁気カードＭＣの位置確認や磁気カードＭＣの長さ等を検出することを目的として、フォトダイオード（図示せず）と対向して配置されたフォトセンサ１７４〜１７８（ＰＤ１〜ＰＤ５）を有する。
これらのプリヘッド１７１、レバー１７２、マイクロスイッチ１７３、およびフォトセンサ１７４〜１７８により検出センサ群１７が形成されている。
そして、磁気カードリーダ１０は、カード搬送路１４の長手方向のほぼ中央部分のフォトセンサ１７６（ＰＤ３），１７７（ＰＤ４）の配置位置寄りに、磁気カードＭＣに対して磁気情報の記録再生を行う磁気ヘッド１１が配置されている。
そして、磁気カードリーダ１０においては、カード搬送部１５を形成する伝達ベルト１５１ａ，１５１ｂ、および従道ローラ１５３ａ〜１５３ｃと対をなし、駆動軸を介して駆動ローラ１５３ｄ〜５３ｆを回転駆動する駆動モータ１６（図３中の破線枠内）、その他、様々な機械部品・電気部品（図示せず）が配置されて構成されている。

プリヘッド（ＰＨ）１７１は、磁気ストライプｍｐに記録された磁気情報の有無を検出して磁気カードＭＣが挿入されたことを検出するものである。
プリヘッド１７１は、カード挿入口２０から挿入された磁気カードＭＣが取り込まれると、その事実を検知し、駆動モータ１６を駆動する契機となる信号を制御部１８に対して送信する。
そして、この信号を受信した制御部１８が駆動モータ１６に対して駆動信号を送信することで、挿入された磁気カードＭＣの引き込み（搬送）が行われる。
その後、挿入された磁気カードＭＣは、カード搬送部１５を形成する駆動ローラ１５３ｄ〜１５３ｆおよび駆動ローラと対をなす従動ローラ１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃによって、カード搬送路１４の奥（図３では右方向）へと搬送されることになる。

レバー１７２およびマイクロスイッチ１７３は、挿入された磁気カードＭＣの位置を検出する「磁気カード位置検出センサ」の一例であって、カード挿入検出用スイッチとして機能する。レバー１７２およびマイクロスイッチ１７３は、磁気カードＭＣの幅を検知する。
一般に、磁気カードリーダは、図３等に示すように、磁気カードＭＣの磁気ストライプｍｐと磁気ヘッド１１との読み書きを正確に行うために、挿入された磁気カードＭＣは、図示しない付勢部材により、カード搬送路１４上の基準側（磁気ヘッドが配置された位置とは反対側）に付勢されながら搬送される。
上記のような構成であるため、カード検出スイッチとしてのレバー１７２およびマイクロスイッチ１７３は基準側とは反対側に設置されている。また、レバー１７２およびマイクロスイッチ１７３は、挿入される磁気カードＭＣが横手方向へ押し付けられるとオンすると共に離れるとオフする構造となっていることから、磁気カードＭＣを基準側に付勢する機能を有している。
また、カード検出スイッチとしてのレバー１７２およびマイクロスイッチ１７３が基準側とは反対側に設置していることで、たとえば、プリヘッド１７１およびカード検出スイッチとしてのレバー１７２、マイクロスイッチ１７３の両者が動作し、磁気カードＭＣが挿入されたことを検知した場合に、挿入された磁気カードＭＣが規定幅以上のカードであると判断し、（シャッタを動作させて、）磁気カードリーダ内に取り込むように設定することができる。
機械的にレバー１７２をカード搬送面に設置して、レバー１７２が押動されることで磁気カードＭＣの挿入を検知する。
このように、プリヘッド１７１やカード検出スイッチとしてのレバー１７２，マイクロスイッチ１７３は、カード搬送路１４へのゴミおよび磁気カード以外の異物の挿入、進入や悪戯防止のために設置されている。

カード挿入口２０から挿入された磁気カードＭＣが取り込まれると、カード搬送路１４内へ一部が突出したレバー１７２と挿入された磁気カードＭＣとが接触して、レバー１７２が図３における下方に変位することを契機として、マイクロスイッチ１７３がレバー１７２の機械的な動きを検知する。
そして、マイクロスイッチ１７３は、制御部１８に対して、レバー１７２の機械的な動きを検知した旨の検知信号を送信し、この検知信号に基づいて、制御部１８は挿入された磁気カードＭＣの存在を検出（認識）する。
なお、これらレバー１７２およびマイクロスイッチ１７３は、挿入された磁気カードの長さ等を検出することもできる。

フォトセンサ１７４〜１７８（ＰＤ１〜ＰＤ５）は、それぞれ発光素子と受光素子の組合せからなる光学式センサであって、本実施形態では、発光素子と受光素子との間（すなわちカード搬送路１４）を磁気カードＭＣが通過すると、その表面に形成された磁気ストライプｍｐによって発光素子からの光が遮られるため、磁気カードの存在を検出できるようになっている。
なお、フォトセンサ１７４〜１７８として、磁気式センサや超音波センサなども考えられるが、前者は周囲の磁気環境に感度が左右されやすいため、後者は周囲の温度や湿度に感度が左右されやすいことから、これらに左右されない光学式センサを用いることが好ましい。
また、検出センサとして赤外線センサを用いても構わない。また、フォトセンサ１７４〜１７８は、挿入された磁気カードＭＣの位置を検出する「磁気カード位置検出センサ」の一例として機能する。
また、フォトセンサ１７４〜１７８のみを「磁気カード位置検出センサ」の一例としてもよい。

前述したように、磁気カードリーダ１０は、駆動モータ１６によって回転駆動される駆動ローラ１５３ｄ〜１５３ｆおよび従動ローラ１５３ａ〜１５３ｃにより磁気カードＭＣをカード搬送路１４内で搬送するように構成されている。
このような磁気カードリーダ１０は、たとえば磁気カードＭＣの仮のカード長を求める第１計測機能部と、駆動ローラのスリップ量を求める第２計測機能部と、第１計測機能部で計測した仮のカード長から第２計測機能部で計測したスリップ量を引いて磁気カードＭＣの真のカード長を求める演算機能部とを備えてもよい。演算機能部は制御部１８により構成される。
なお、カード長とは、磁気カードＭＣの搬送方向に沿う辺の長さをいう。

第１計測機能部は、フォトセンサ１７６（ＰＤ３）およびフォトセンサ１７７（ＰＤ４）並びに制御部１８により構成され、フォトセンサ１７６（ＰＤ３）とフォトセンサ１７７（ＰＤ４）の検出結果に基づいて磁気カードＭＣの仮のカード長を求める。
第１継続機能部は、カード搬送方向下流側に配置されたフォトセンサＰＤ４は磁気カードＭＣの先端ＭＣａを検出するとともに、搬送方向上流側に配置されたフォトセンサＰＤ３は磁気カードＭＣの後端ＭＣｂを検出する。
第２計測機能部は、フォトセンサ１７７（ＰＤ４）およびフォトセンサ１７８（ＰＤ５）並びに制御部１８により構成され、フォトセンサ１７７（ＰＤ４）とフォトセンサ１７８（ＰＤ５）の検出結果に基づいて駆動ローラのスリップ量を求める。
第２計測機能部は、磁気カードＭＣの先端ＭＣａまたは後端ＭＣｂのどちらか一方を、２つのフォトセンサＰＤ４，ＰＤ５によって検出する。
本実施形態では、第１計測機能部の搬送方向下流側に配置されたフォトセンサと第２計測機能部の搬送方向上流側に配置されたフォトセンサとを共通にしている。

なお、本実施形態において、フォトセンサＰＤ３とフォトセンサＰＤ４との間隔は、磁気カードＭＣのカード長よりも短く構成されている。
また、本実施形態では、フォトセンサＰＤ３とフォトセンサＰＤ５との間隔も磁気カードＭＣのカード長よりも短く構成されている。
ただし、フォトセンサＰＤ３とフォトセンサＰＤ５との間隔は磁気カードＭＣのカード長と同じ、またはカード長よりも長くても良い。挿入検知センサとしてプリヘッド１７１、各フォトセンサＰＤ１〜ＰＤ５は、磁気カードリーダ１０内に挿入された磁気カードＭＣの位置を検知し、搬送される磁気カードＭＣの位置を見失わないように配置されている。

磁気ヘッド１１は、磁気ギャップ（ギャップスペーサ）を挟んで対向配置された少なくとも一対の磁気コアからなり、一方の磁気コアには再生用コイル、他方の磁気コアには記録用コイルが巻かれ、挿入されたカードに対してヘッド部が摺接して移動する。
これにより、磁気ヘッド１１は、挿入された磁気カードＭＣに格納された磁気情報を読み取ったり（再生）、挿入された磁気カードＭＣに対して新たな磁気情報を書き込んだり（記録）することが可能となる。

なお、図３において、駆動モータ１６によって回転駆動する駆動ローラ１５３ｄ〜１５３ｆは、挿入された磁気カードを挟持するために、従動ローラ１５３ａ〜１５３ｃと対になっている。
すなわち、従動ローラ１５３ａ〜１５３ｃは、駆動ローラ１５３ｄ〜１５３ｆのそれぞれに向かって付勢されている。
具体的には、従動ローラ１５３ａ〜１５３ｃのそれぞれは、挿入された磁気カードの上面に当接可能となるように、カード搬送路１４の上側から駆動ローラ１５３ｄ〜１５３ｆのそれぞれに向かって付勢されている。

ここで、一般に、上述した磁気ヘッド１１が読み取ったり書き込んだりする磁気情報は、挿入される磁気カードＭＣの表面に印刷等された磁気ストライプｍｐに記録されているため、カード搬送路１４内では、この磁気ストライプｍｐと磁気ヘッド１１は対向することになる。
また、本実施形態に係る磁気カードリーダ１０では、図３に示すように、フォトセンサ１７４、１７５、および１７８は、磁気ヘッド１１とカード搬送方向の一直線上に配置されている。
そのため、フォトセンサ１７４、１７５、および１７８は、カード搬送路１４において磁気ストライプｍｐが通過する位置に配置されていることになる。
これにより、たとえば規格外の透明カードが磁気カードリーダ１０に挿入された場合であっても、その表面に磁気ストライプが形成されているので、フォトセンサ１７４、１７５、および１７８が磁気ストライプを検知することで、その磁気カードＭＣの位置を検出することができる。
さらに、磁気カードＭＣが規格外の透明カードである場合であっても、磁気カードＭＣが磁気カードリーダ１０に挿入されても、磁気ストライプをセンサが検知することができ、その磁気カードＭＣの位置を的確に検出することができる。

また、「磁気カード位置検出センサ」として挙げたレバー１７２、フォトセンサ１７４〜１７８のうち、フォトセンサ１７４，１７５は、磁気ヘッド１１の位置を基準として、磁気カードを挿入するカード挿入口２０側に配置されている。
一方、フォトセンサ１７８は、磁気ヘッド１１の位置を基準として、磁気ヘッド１１よりも搬送方向下流側（図３でいえば右側）に配置されている。
本実施形態において、磁気カード位置検出センサを配置したことで、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１に当接しながら摺動する位置を確実に検出することができる。磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１に当接し摺動している場合は、磁気ヘッド１１から出力される磁気アナログ信号が正当な磁気信号であると判断することができ、逆に、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１の近傍にない場合には磁気ノイズであると判断することができる。これにより、磁気カードリーダ１０は、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッド１１による読み取りエラーを確実に抑制することができるようになっている。

上記構成を有する本実施形態に係る磁気カードリーダ１０おいては、まず前提として、カード挿入口２０より挿入した磁気カードＭＣ上の磁気ストライプｍｐにおいて磁気情報を磁気ヘッド１１により再生または記録する。
そして、磁気カードリーダ１０は、駆動モータ１６によって駆動される駆動ローラ１５３ｄ〜１５３ｆを用いて挿入された磁気カードＭＣをカード搬送路１４内において搬送し、カード搬送路１４に設けた複数のフォトセンサ１７４〜１７８からの検出信号に基づき、制御部１８が挿入された磁気カードＭＣの位置を検出して搬送を制御する。
このとき、本実施形態の磁気カードリーダ１０においては、磁気ノイズとして影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制する。換言すれば、磁気ヘッド１１が磁気ストライプ上に記録されている磁気情報を読み取っている場合を除く期間の磁気ノイズを低減させ、磁気ノイズの発生する環境における磁気記録媒体である磁気カードＭＣの読み取り性能を向上させるべく次の処理を行う。
すなわち、制御部１８が検出センサ群１７の各検出センサにより検出されるカード搬送路１４における磁気カードＭＣの位置を認識しながら、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１または第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に制御する。
磁気ヘッド１１で実際に磁気カードＭＣから磁気情報を読み取るときのみ、通常の第１ゲインＧ１で増幅を行う。
そして、磁気ヘッド１１で実際に磁気カードＭＣから磁気情報読み取らないときは、増幅しても処理データとして意味をなさないレベルとなるように、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１から第２ゲインＧ２に下げる。
この制御も検出センサ群１７の各センサの検出結果に応じて制御部１８により行われる。

本実施形態では、フォトセンサ１７４〜１７８は、磁気カードＭＣの磁気ストライプｍｐが通過する位置に配置されたフォトセンサ１７４、１７５、および１７８と、磁気ヘッド１１近傍に配置されたフォトセンサ１７６，１７７と、から構成されている。
そして、本実施形態では、たとえば、磁気ヘッド１１または磁気ヘッド１１近傍に配置されたフォトセンサ１７６，１７７のいずれかの検出信号を用いて、挿入された磁気カードが正常な磁気カードであることを判定し、処理を続行するように構成することも可能である。
この場合、挿入された磁気カードが正常な磁気カードと判定された場合には、磁気カードリーダ１０は、挿入されたカード表面上の磁気ストライプｍｐに磁気ヘッド１１を接触・摺動させることで、磁気カードに格納された磁気データを読み取ったり、カードに対して新たな磁気データを書き込んだりする。

［各センサの検出信号がＯＮになるタイミングおよび実際の磁気カードの移動の様子］
次に、本実施形態に係る検出センサ群の各センサの検出信号がＯＮになるタイミングおよび実際に磁気カードがカード搬送路１４を移動していく様子を、図４〜図８に関連付けて説明する。

図４〜図８は、実際に磁気カードがカード搬送路を移動していく様子を示す図である。

まず、図４に示すように、通常の磁気カードＭＣが挿入されたときを考える。
プリヘッド１７１、カード検出スイッチとしてのレバー１７２およびマイクロスイッチ１７３で磁気カードが挿入口２０に挿入されたことが検知されると、その磁気カードＭＣを磁気カードリーダ１０内に取り込む方向（Ｂａｃｋｗａｒｄ方向：図４の右側に向かって）に駆動モータ１６による駆動ローラの駆動を開始し、図５に示すようにさらに搬送されて、フォトセンサＰＤ１とＰＤ２の検出信号ＤＴ１、ＤＴ２がＯＮ（図ではハイレベル）となることにより、挿入された磁気カードＭＣの存在が検知される。
この場合、磁気カードＭＣが読取範囲外にあるものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常の第１ゲインＧ１からそれより低い第２ゲインＧ２に下げるように制御される。

そして、図５に示すように、磁気カードＭＣの先端ＭＣａがフォトセンサＰＤ３を通過すると、磁気ヘッド１１近傍のフォトセンサＰＤ３の検出信号ＤＴ３がＯＮ（たとえばハイレベル）となり、フォトセンサＰＤ３の位置を通過したと判断した場所（位置）から、磁気カードＭＣが読取範囲内にあるものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを低い第２ゲインＧ２からそれより高い第１ゲインＧ１に上げるように制御される。
そして、図６および図７に示すように、磁気ヘッド１１が磁気信号の取り込み（読み込み）を開始し、フォトセンサＰＤ４、さらにはフォトセンサＰＤ５の位置に挿入された磁気カードが到達して規定値分走行後、磁気情報の取り込みと搬送が終了する。
このように、フォトセンサＰＤ３およびＰＤ４において挿入された磁気カードＭＣの通過を検出できる。
上述したように、フォトセンサＰＤ３およびＰＤ４の検出信号ＤＴ３，ＤＴ４がＯＮ（図ではハイレベル）の間、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを低い第２ゲインＧ２からそれより高い第１ゲインＧ１に上げるように（戻すように）制御される。
そして、図８に示すように、フォトセンサＰＤ３の検出信号がＯＦＦ（ローレベル）となり、あるいはさらに所定期間後にフォトセンサＰＤ４の検出信号がＯＦＦとなると、磁気カードＭＣが読取範囲外に移動したものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１からそれより低い第２ゲインＧ２に下げるように制御される。

なお、一般的に、挿入された磁気カードのカード長の測定をレバー１７２とフォトセンサＰＤ３およびＰＤ４とカード搬送量を使って算出しているが、たとえば、レバー１７２（スイッチＳＷ１）と磁気ヘッド１１からの磁気信号に基づき、カードが磁気ヘッド１１のヘッド部に到達したことと、カード搬送量とを使ってカードのカード長を算出するようにしてもよい。

次に、図４〜図８に関連付けて、挿入された磁気カードＭＣが各センサで検出されていく場合の各検出信号と差動増幅回路１２のゲインの制御の対応関係について説明する。

順に説明すると、図４に示す第１タイミングで、レバー１７２（ここでは以下スイッチＳＷ１とする。）がＯＮし、図５の所定の第２タイミングで、フォトセンサ１７４に相当するフォトセンサＰＤ１がＯＮし、第３タイミングで、フォトセンサ１７５に相当するフォトセンサＰＤ２がＯＮする。
第４タイミングで、スイッチＳＷ１がＯＦＦし、第５タイミングで、フォトセンサ１７６に相当するフォトセンサＰＤ３がＯＮし、図５に示す第６タイミングで、フォトセンサ１７７に相当するＰＤ４がＯＮする。
図６の所定の第７タイミングで、フォトセンサＰＤ１がＯＦＦし、第８タイミングで、フォトセンサＰＤ２がＯＦＦし、図６の第９タイミングで、フォトセンサ１７８に相当するＰＤ５がＯＮする。
そして、図８の第１０タイミングで、フォトセンサＰＤ３がＯＦＦし、第１１タイミングで、フォトセンサＰＤ４がＯＦＦする。

ここで、図５、図６、図７においては、磁気ヘッド１１の近傍のフォトセンサＰＤ３，ＰＤ４のいずれかまたは両方がＯＮしている期間である。
たとえばこの期間を含めて選定された所定期間においては、読取範囲内にあるものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常より低い第２ゲインＧ２から通常の第１ゲインＧ１に上げるように制御される。
その他の期間は、読取範囲外にあるものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常の第１ゲインＧ１からそれより低い第２ゲインＧ２に下げるように制御される。

なお、読取範囲内にあるものとする期間は必ずしも図５〜図７に示す期間とする必要はなく、確実に磁気情報を読み取れる期間を選定することも可能である。
たとえば、図５〜図８に示す期間、図６〜図８に示す期間等も、読取範囲内にあるものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常より低い第２ゲインＧ２から第１ゲインＧ１に戻すように（上げるように）制御されるように構成することも可能である。

差動増幅回路１２のゲインの制御は、図４〜図８において右方向（順方向）に磁気カードＭＣを搬送する場合を例について説明しているが、左方向（逆方向）に磁気カードＭＣを搬送する場合も同様に制御することが可能である。

［磁気カードリーダのカード搬送時の動作］
次に、本実施形態に係る磁気カードリーダ１０の動作を、カード搬送に伴う各センサの検出信号に関連する差動増幅回路１２のゲイン制御を中心に説明する。

図９および図１０は、本実施形態に係る磁気カードリーダにおける、カード搬送に伴う各センサの検出信号に関連する差動増幅回路のゲイン制御について説明するためのフローチャートである。
ここでは、読取範囲内にあるとする期間は、磁気ヘッド１１の近傍のフォトセンサＰＤ３，ＰＤ４のいずれかまたは両方がＯＮしている期間とする。

まず、磁気カードリーダ１０の制御部１８は、顧客の磁気カードＭＣの挿入があったか否かを判定するために、スイッチＳＷ１（レバー１７２）がＯＮされたか否かを判断する（ステップＳＴ１１）。
スイッチＳＷ１（レバー１７２）がＯＦＦからＯＮになったとき（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ、図４参照）、それを契機（トリガー）として制御部１８により駆動モータ１６が駆動制御され、搬送ローラ（駆動ローラ）１５３ｄ〜１５３ｆの駆動が開始される（ステップＳＴ１２）。
この駆動開始時には、制御部１８は読取範囲外にあるものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常の第１ゲインＧ１からそれより低い第２ゲインＧ２に下げるように制御される（ステップＳＴ１３）。
そして、さらに磁気カードＭＣが磁気カードリーダ１０の奥に挿入され、フォトセンサＰＤ１がＯＮになったとき（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）、カード搬送が始まり、制御部１８により図示しないタイマーＴＭ１が、たとえば２秒にセットされる（ステップＳＴ１５）。

なお、カード搬送が開始されると、搬送ローラ（駆動ローラ）１５３ｄ〜１５３ｆの回転によって刻まれるエンコーダパルス数により、挿入された磁気カードの搬送距離を算出することができる。また、機構的には、スイッチＳＷ１（レバー１７２）からフォトセンサＰＤ１、フォトセンサＰＤ１からＰＤ３、フォトセンサＰＤ３からＰＤ５までの各距離は既知となっている。

なお、ステップＳＴ１３のゲイン制御は、ステップＳＴ１４でフォトセンサＰＤ１がＯＮになったことを検出した後に行うように構成することも可能である。
本実施形態では、磁気ノイズの影響を極力低減するために、モータを駆動するとともに、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常の第１ゲインＧ１からそれより低い第２ゲインＧ２に下げるように制御される。

ここで、フォトセンサＰＤ２がＯＮしたことが検出されると（ステップＳＴ１６：Ｙｅｓ）、次に、制御部１８において、磁気ヘッド１１の近傍に配置されたカード搬送路の上流側のフォトセンサＰＤ３がＯＮしたか否かが判定される（ステップＳＴ１７）。
ステップＳＴ１７でフォトセンサＰＤ３がＯＮしたと判定されない場合には、タイマーＴＭ１が０になるまで（ステップＳＴ１８：Ｎｏ）その判定処理が行われる。
そして、ステップＳＴ１７でフォトセンサＰＤ３がＯＮしたと判定されず、ステップＳＴ１５で（たとえば２秒に）セットされたタイマーＴＭ１が０になっていた場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、ジャム（ＪＡＭ）が発生したとして（ステップＳＴ１９）、取込動作を終了する。

なお、ステップＳＴ１９を経て、取込動作を終了した後の処理については、各種考えられる。
たとえば、強制排出してもよいし、サービスマンが到着するまで磁気カードを磁気カードリーダ１０内に取り込んだままにしておいてもよいし、磁気カードリーダ１０を通じて上位装置内部に取り込んでしまってもよい。

ステップＳＴ１７において、制御部１８によりフォトセンサＰＤ３がＯＮ状態となっていると判定された場合、図１０のステップＳＴ２０の処理に移行する。
ステップＳＴ２０においては、読取範囲内に到達したものとして、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを通常より低い第２ゲインＧ２からそれより高い通常の第１ゲインＧ１に上げるように（戻すように）制御される。

次に、制御部１８により図示しないタイマーＴＭ２がセットされる（ステップＳＴ２１）。
そして、タイマーＴＭ２が０になるまでの間に（ステップＳＴ２４）、フォトセンサＰＤ４がＯＮ状態になり（ステップＳＴ２２、図５参照）、さらにフォトセンサＰＤ５がＯＮ状態になるか否かが判断される（ステップＳＴ２３、図６参照）。
フォトセンサＰＤ５がＯＮ状態とならなかった場合には（ステップＳＴ２３：Ｎｏ、かつ、ステップＳＴ２４：Ｙｅｓ）、装置内の中央付近で動かなくなってしまう現象（いわゆるＪＡＭ）が発生したとして（ステップＳＴ２５）、取込動作を終了する。
取込動作終了後の処理については、上述同様である。

一方で、タイマーＴＭ２が０になる前に、フォトセンサＰＤ５がＯＮ状態となった場合には（ステップＳＴ２３：Ｙｅｓ）、次に、磁気ヘッド１１の近傍に配置されているフォトセンサＰＤ３がＯＦＦ状態になったか否かが判断される（ステップＳＴ２６）。
ステップＳＴ２６にいて、フォトセンサＰＤ３がＯＦＦ状態になったと判断されると（ステップＳＴ２６：Ｙｅｓ）、制御部１８により、読取可能な範囲を通過し終えたものと判断され、制御部１８により差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１からそれより低い第２ゲインＧ２に下げるように制御される（ステップＳＴ２７）。

次いで、搬送距離がセットされ（ステップＳＴ２８）、挿入された磁気カードＭＣが所定距離移動される。
そして、磁気カードＭＣが所定距離搬送されると（ステップＳＴ２９：Ｙｅｓ）、カード搬送が終了したとして、駆動モータ１６は停止し（ステップＳＴ３０）、カード取込が終了する（ステップＳＴ３１）。

なお、図９および図１０において、３つのフォトセンサＰＤ１またはＰＤ２、ＰＤ３、およびＰＤ５を用いて上述した搬送およびゲイン制御を行うことも可能である。

［実施形態の効果］
上述したように、本実施形態のカードリーダ１０においては、磁気ヘッド１１による読み取り中を除く期間の磁気ノイズを低減させ、磁気ノイズの発生する環境における磁気記録媒体である磁気カードＭＣの読み取り性能を向上させるべく次の処理を行う。
すなわち、制御部１８が検出センサ群１７の各検出センサにより検出されるカード搬送路１４における磁気カードＭＣの位置を認識しながら、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１または第１ゲインＧ１より低い第２ゲインＧ２に制御する。
磁気ヘッド１１で実際に磁気カードＭＣから磁気情報を読み取るときのみ、第１ゲインで増幅を行う。
そして、磁気ヘッド１１で実際に磁気カードＭＣから磁気情報を読み取らないときは、増幅しても処理データとして意味をなさないレベルとなるように、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１から第２ゲインＧ２に下げる。
この制御は検出センサ群１７の各センサの検出結果に応じて制御部１８により行われる。
カードリーダ１０は、読取範囲外の場合、磁気ヘッド１１から出力された磁気信号は第２ゲインＧ２で処理されるので、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッド１１による読み取りエラーをより確実に抑制することができる。

したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係る磁気カードリーダは、磁気ヘッドによる読み取り中を除く期間の磁気ノイズを低減することが可能で、外来磁気ノイズの影響を大幅に削減できる。
本実施形態では、磁気シールドなどの機構的なモータノイズ対策に比べてモータノイズを低減させることができることはもとより、磁気ヘッドによる読み取り中を除くカード搬送中等におけるノイズ等を低減することでき、磁気ノイズに対する十分な読み取り性能向上を図ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、磁気ヘッドによる読み取り中を除く期間の磁気ノイズを低減することが可能で、磁気ノイズの発生する環境における磁気記録媒体の読み取り性能を向上させることが可能となる。

［他の実施形態］
本願では、第２ゲイン（の値）を下げているので、磁気ヘッドで磁気ノイズを検出した場合でも、その出力された磁気信号が磁気情報読取部に入力されたとしても、出力値が小さいので、磁気情報読取部内で処理できない。
たとえば、磁気ノイズが大きな場合で、第２ゲインに下げた場合でも、磁気ヘッドから出力される磁気信号がそのまま磁気情報読取部で処理できてしまうことも考えられるが、この場合でも、たとえば、制御部で、第２ゲインを使用している場合には磁気ヘッドから出力される磁気信号は正当な磁気信号ではないと判断し、磁気情報読取部で復調しないような処理を行うことも考えられる。
また、第２ゲインが切換部で選択された状態では、たとえ、磁気ノイズが磁気ヘッドに入りこんだ場合でも、読取範囲外であるので、磁気ヘッドでの読み取り信号とは判断せずに、復調処理しないことで、磁気ノイズの影響を受けにくい磁気カードリーダを提供することが可能である。

上述した実施形態では、駆動モータを有するモータ式磁気カードリーダを例に説明したが、本発明は、モータがない手動式磁気カードリーダであっても、周囲にモータ、ソレノイドや電源、ディスプレイ、無線機器など電気的ノイズを発生する装置がある場合に有効である。
通常、手動式磁気カードリーダの場合にはカード位置を検出するセンサが配置されていないので、磁気カード読み取り前の初期ゲインを低くしておき、磁気情報（磁気信号）先頭の特定パターン（０の連続が数ビット続く）を検出した場合にゲインを上げ、磁気情報終了のデータパターンを検出したら、ゲインを下げるようにすればよい。

磁気カードＭＣに形成される磁気ストライプｍｐには、磁気情報の開始（スタート）と終了（エンド）を示す情報を含む。

［スタートコード判定処理］
図１１は、磁気ストライプｍｐの磁気情報の１ブロック（１行）の記録フォーマットの一例を示す概念図である。
図１２は、各コードとこれに対応する波形レベルパターンを示す図である。

図１１の記録フォーマットにおいて、ＰＲはプリアンブルを示し、少なくとも１０個の“０”データで構成されている。
ＳＳは開始（スタート）を示す情報であるスタートコードを示し、１６進数の０ＢＨがこれに当てられ、その波形レベルパターンである１１１１０１１０が記録される。
ＤＴはデータを示し、取引情報その他のデータが記録されている。
ＥＳは終了（エンド）を示す情報であるエンドコードを示している。
続く、ＬＲＣはチェックコードを示し、ＰＳはポストアンブルを示している。

この場合、制御部１８は、復調回路１３２によるデータに基づき、たとえば１０個の連続した０データが見付かった後、すなわちプリアンブルＰＲ確認の後に、スタートコードＳＳの探索を始める。スタートコードＳＳの探索は、たとえば図１２に示す波形レベルパターンと照合することにより行う。
基本的に、スタートコードＳＳを検出すると、制御部１８は、差動増幅回路１２のゲインを適切な（通常の）第１ゲインＧ１に制御する。
そして、制御部１８は、エンドコードＥＳを探索し、エンドコードＥＳが検出されると、差動増幅回路１２のゲインを適切な第１ゲインを第２ゲインＧ２に下げる制御を行う。
より具体的には、制御部１８は、差動増幅回路１２のゲインを、スタートコードＳＳが検出される前は、第２ゲインＧ２に制御し、スタートコードＳＳが検出されると第１ゲインＧ１に制御し、エンドコードＥＳが検出されると第２ゲインＧ２に制御する。

このような実施形態においても、上述した実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

また、他の実施形態として、ゲインを変化させる代わりに、カード検出の感度（閾値）を変化させるように構成してもよい。
つまり、ヘッド通過前は感度を下げておき、ヘッド通過中に感度を上げて、ヘッド通過後に感度を下げる。

この場合、制御部１８は、差動増幅回路（増幅部）１２のゲインを第１ゲインＧ１に固定しておき、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１の磁気情報を読取範囲外にあるときは、磁気カードＭＣの検出の感度を、読取範囲内にあるときの第１感度より低い第２感度に制御する。
より具体的には、制御部１８は、差動増幅回路１２の感度を、磁気カードＭＣが読取範囲に至るまでは第２感度に制御し、範囲を通過中は第１感度に制御し、読取範囲を通過後は第２感度に制御する。
換言すれば、制御部１８は、差動増幅回路１２のゲインを第１ゲインＧ１に固定しておき、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１の配置位置を通過する領域以外にあるときは、搬送路を搬送される磁気カードＭＣを検出するレベルである検出感度を磁気カードが磁気ヘッド１１の配置位置を通過する領域にあるときの第１感度より低い第２感度に制御する。

本例によれば、これにより、磁気カードＭＣが磁気ヘッド１１の読取範囲外にあるとき、磁気カードＭＣは不的確な位置やタイミング等で検出され認識され難くなる。その結果、磁気ヘッド１１の配置位置を通過する領域にあるとき以外に駆動モータや磁気ヘッド等が精度高く的確に駆動されるようになることから、磁気ノイズの影響を受けにくく、磁気ヘッドによる読み取りエラーを抑制することができる。

この感度は、閾値レベルで変更可能である場合には、制御部１８は次のように制御する。
制御部１８は、第１感度のときは第１閾値に制御し、第２感度のときは第１閾値より高い第２閾値に制御する。

このような構成においても、上述した実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した各実施形態は、他の磁気カードにも応用できる。

１０・・・磁気カードリーダ（磁気情報処理装置）、１１・・・磁気ヘッド、１２・・・差動増幅回路（増幅部）、１３・・・磁気情報読取部、１３１・・・ピーク検出回路、１３２・・・復調回路、１４・・・カード搬送路、１５・・・カード搬送部、１６・・・駆動モータ、１７・・・検出センサ群、１８・・・制御部、１８１・・・切換部、１９・・・インタフェース回路、２０・・・カード挿入口、Ｇ１・・・第１ゲイン、Ｇ２・・・第２ゲイン、ＭＣ・・・磁気カード（磁気記録媒体）、ｍｐ・・・磁気ストライプ。

Claims (1)

1. 磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取るための磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドで検出された磁気信号を異なるゲイン増幅可能な増幅部と、
   前記増幅部から出力された前記磁気ヘッドで検出された磁気信号から前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取り復調する磁気情報読取部と、
   前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された前記磁気情報を読み取る読取範囲とその読取範囲外とで前記増幅部のゲインを切り換える切換部と、
   前記磁気ヘッドが配置され、前記磁気記録媒体が搬送される搬送路と、
   前記搬送路における前記磁気記録媒体の存在および位置を検出する検出センサと、
   前記検出センサの検出結果に応じて前記磁気記録媒体の搬送を制御可能で、前記検出センサが前記磁気記録媒体を検出したことを検知するレベルである感度を制御可能な制御部と、を有し、
   前記増幅部は、
   前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取る読取範囲内にあるときに前記磁気情報を復調可能な第１ゲインと、
   前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に記録された磁気情報を読み取る読取範囲外の第２ゲインと、を備え、
   前記第２ゲインは、
   前記磁気ヘッドから出力された前記磁気信号が前記磁気情報読取部で処理できないレベルとするゲインであり、
   前記制御部は、
   前記増幅部のゲインを第１のゲインに固定しておき、前記磁気記録媒体が磁気ヘッドの磁気情報の読取範囲外にあるときは、搬送路を搬送される磁気記録媒体を検出するレベルである検出感度を磁気記録媒体が磁気ヘッドの読取範囲内にあるときの第１感度より低い第２感度に制御する
   ことを特徴とする磁気情報処理装置。

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