JP6683538B2 - カード処理装置及び自動取引装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気カードを取り扱うカード処理装置及び自動取引装置に関する。

ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）及びＣＤ（Cash Dispenser）等の磁気カードを取り扱う装置に搭載されるカード処理装置であって、磁気データを読み取り（リード）及び情報を書き込む（ライト）する装置においては、搬送路に沿って設けられたローラ対で、カードの上下から挟み込んで搬送する構造が一般的である。また、磁気データをリード及び、ライトする磁気ヘッドをバネなどによって、磁気カード上の磁気ストライプに付勢する構成となっている構造が一般的である。

上記の構成のカード処理装置にあっては、ローラの押圧及び磁気ヘッドの押圧は、カードが変形している場合及び、カード表面に汚れが付着している場合の様な悪条件下で、カードがジャムを起こして搬送不良にならない様に、高めの値に固定する構成とするか、又は特許文献１に記載のカード処理装置の様に、磁気データのリード又はライトが正常に完了しなかった場合に、ローラの押圧及び磁気ヘッドの押圧を変化させてリトライして磁気データのリード又はライトの成功率を向上させる構成が提案されている。

特開２００４−２２７４５３号公報

しかしながら、上述したカード処理装置においては磁気データのリード及びライトのエラーが発生する原因についての分析をする術が無く、予め設定したローラ押圧及びローラギャップと、磁気ヘッドの押圧及びヘッドギャップの組み合わせの内の幾つかのパターンを用いてリトライするしかないため、カード状媒体側の外乱、即ちカードの変形及びカード表面の汚れと、カード処理装置の搬送系の劣化に起因する内的な変動の全てに対応して、磁気データのリード及びライトの成功率を向上することが難しい。また、磁気データのライト結果の判定をベリファイリードができるかどうかだけで判断するため、正常なライト状態の基準値に対するマージンの評価が出来ないので、予防保全が出来ない。

本発明は係る課題に鑑み、磁気カード側の外乱や磁気カードの搬送系の影響でリードデータにエラーが生じても、エラーの原因となる制御対象を特定して制御することで、再度リードデータにエラーが生じるのを防止することができるカード処理装置及び自動取引装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、磁気情報が記録された磁気カードを搬送するための空間となる搬送路の途中にプラテンローラと相対向した配置され、前記搬送路に沿って搬送される前記磁気カードの磁気情報を読み取り、読み取った磁気情報をアナログのリード信号として出力する磁気ヘッドと、前記搬送路に沿って一対ずつ分散した配置された複数の搬送ローラを含み、前記各搬送ローラを回転させて前記磁気カードを前記搬送路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送路における前記磁気カードの位置を検出し、検出信号を出力する位置検出手段と、前記複数の搬送ローラのうち各対の搬送ローラ間のローラギャップをそれぞれ調整する複数のローラギャップ調整手段と、前記複数の搬送ローラに属する各対の搬送ローラのうち一方の搬送ローラから前記搬送路における前記磁気カードに作用するローラ押圧をそれぞれ調整する複数のローラ押圧調整手段と、前記プラテンローラと前記磁気ヘッドとの間のヘッドギャップを調整するヘッドギャップ調整手段と、前記プラテンローラから前記搬送路における前記磁気カードに作用するヘッド押圧を調整するヘッド押圧調整手段と、前記磁気ヘッドの出力信号と前記位置検出手段の検出信号を処理し、処理結果を基に前記各調整手段の中から制御対象となる調整手段を選択して制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記磁気ヘッドの出力信号を複数のビットから構成されるリードデータに変換し、前記変換されたリードデータの各ビットの読取り時間値の変動率を示すジッタとその発生位置を計算し、当該計算結果の中に限界値を超えたジッタが存在する場合、前記限界値を超えたジッタの発生場所を特定し、前記特定したジッタの発生場所と前記位置検出手段の検出による前記磁気カードの位置を基に前記各調整手段の中から前記制御対象となる調整手段を選択することを特徴とする。

本発明によれば、磁気カード側の外乱や磁気カードの搬送系の影響でリードデータにエラーが生じても、エラーの原因となる制御対象を特定して制御することで、再度リードデータにエラーが生じるのを防止することができる。

本実施の形態のカード処理装置を示す図であって、カード処理装置の平面図である。 本実施の形態のカード処理装置を示す図であって、図１ＡのX−X線断面図である。 本実施の形態に係るカード処理装置のハードウェア資源を示すブロック図である。 本実施の形態の作用を説明するためのフローチャートである。 カード処理装置の縦断面図であって、磁気カードの位置を時系列に沿って遷移的に説明するための縦断面図である。 磁気カードをリードした時に磁気ヘッドから出力されるアナログ電圧の波形図である。 磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。 リードエラー発生時における磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。 リードエラー発生時における磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。 警告発生時における磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。 警告発生時における磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。 磁気カードに記録された磁気データの特性図である。 磁気カードに記録された磁気データをリードして得られたリードデータの波形図である。 磁気カードに記録された磁気データをリードして得られたリードデータを増幅した際の波形図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１Ａは、本実施の形態のカード処理装置を示す図であって、カード処理装置の平面図、図１Ｂは、図１ＡのX−X線断面図である。

図１Ａ、図１Ｂにおいて、カード処理装置１０は、例えば、箱型に形成されており、カード処理装置１０内には、磁気カード１１の情報読み書き系として、磁気ヘッド４０が収納され、磁気カード１１の搬送系（搬送ローラ）として、複数のドライブローラ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと、複数のアイドラローラ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが収納されている。

磁気ヘッド４０は、磁気情報が記録された磁気カード１１を搬送するための空間となる搬送路（図示せず）の途中に、プラテンローラ５０と相対向した配置され、搬送路に沿って搬送される磁気カード１１の磁気情報を読み取り、読み取った磁気情報をアナログのリード信号として出力する。なお、磁気ヘッド４０は、磁気カード１１に対して磁気データの書き込み（ライト）を行うこともできる。

各ドライブローラ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと各アイドラローラ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、それぞれカード挿入口（カード挿入排出口）６０側から、それぞれ第１ローラ、第２ローラ、第３ローラ、第４ローラとして、一対ずつ搬送路に沿って分散して配置されている。アイドラローラ３０Ａ〜３０Ｄは、各アイドラローラ３０Ａ〜３０Ｄを上下動自在に保持する保持レバー３１Ａ〜３１Ｄに保持されている（保持レバー３１Ｃは図示せず）。各保持レバー３１Ａ〜３１Ｄは、各上端側が押圧バネ３２Ａ〜３２Ｄ（押圧バネ３２Ｃは図示せず）を介してローラ押圧制御アクチュエータ３３Ａ〜３３Ｄに連結され（ローラ押圧制御アクチュエータ３３Ｃは図示せず）、各先端側がローラギャップ制御アクチュエータ３４Ａ〜３４Ｄに連結されている（ローラギャップ制御アクチュエータ３４Ｃは図示せず）。各ドライブローラ２０Ａ〜２０Ｄは、エンコーダ付モータ（図示せず）にベルト（図示せず）を介して連結され、エンコーダ付モータの回転力を受けて回転し、磁気カード１１を搬送する。各アイドラローラ３０Ａ〜３０Ｄは、各ドライブローラ２０Ａ〜２０Ｄとの間に挿入された磁気カード１１を押圧しながら回転する。この際、各ドライブローラ２０Ａ〜２０Ｄと、各アイドラローラ３０Ａ〜３０Ｄと、エンコーダ付モータ及びベルトは、磁気カード１１を搬送路に沿って搬送する搬送手段として機能する。

また、各アイドラローラ３０Ａ〜３０Ｄから磁気カード１１に作用する押圧力が、ローラ押圧制御アクチュエータ３３Ａ〜３３Ｄによって調整され、各アイドラローラ３０Ａ〜３０Ｄと各ドライブローラ２０Ａ〜２０Ｄとの間のギャップ（ローラギャップ）が、ローラギャップ制御アクチュエータ３４Ａ〜３４Ｄによって調整される。この際、ローラ押圧制御アクチュエータ３３Ａ〜３３Ｄは、各対の搬送ローラ（ドライブローラとアイドラローラ）のうち一方の搬送ローラ（アイドラローラ）から搬送路における磁気カード１１に作用するローラ押圧を調整するローラ押圧調整手段として機能し、ローラギャップ制御アクチュエータ３４Ａ〜３４Ｄは、各対の搬送ローラ間のローラギャップをそれぞれ調整するローラギャップ調整手段として機能する。

また、アイドラローラ３０Ｃ近傍に配置された磁気ヘッド４０に相対向してプラテンローラ５０が配置されている。プラテンローラ５０は、プラテンローラ５０を上下動自在に保持する保持レバー５１に保持されている。保持レバー５１は、その上端側が押圧バネ５３を介してヘッド押圧制御アクチュエータ５２に連結されている。また、磁気ヘッド４０には、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１が連結されている。プラテンローラ５０は、プラテンローラ５０と磁気ヘッド４０との間に搬送された磁気カード１１を押圧しながら回転する。この際、プラテンローラ５０から磁気カード１１に作用する押圧力が、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２によって調整され、磁気ヘッド４０とプラテンローラ５０との間のギャップ（ヘッドギャップ）が、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１によって調整される。ヘッド押圧制御アクチュエータ５２は、プラテンローラ５０から搬送路における磁気カード１１に作用するヘッド押圧を調整するヘッド押圧調整手段として機能し、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１は、プラテンローラ５０と磁気ヘッド４０との間のヘッドギャップを調整するヘッドギャップ調整手段として機能する。

図２は、本実施の形態に係るカード処理装置のハードウェア資源を示すブロック図である。図２において、カード処理装置１０は、磁気カード１１のリードライト処理の制御、磁気カード１１の搬送制御、搬送ローラの押圧とギャップの制御、磁気ヘッド４０の押圧とギャップの制御を実行するための制御部７０を備えている。制御部７０は、例えば、マイクロコンピュータ７１で構成される。マイクロコンピュータ７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３、ＲＯＭ（Read Only Memory）７４、入出力部（Ｉ／Ｏ）７６及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス７５を有している。

入出力部（Ｉ／Ｏ）７６には、カード処理装置１０の外部の装置、例えば、ＡＴＭに属する装置と情報の送受信を行うためのインタフェイス（Ｉ／Ｆ）７７が接続され、カード搬送動作の入力系として、フォトセンサ７８、プリヘッド７９が接続され、カード搬送動作の入出力系として、エンコーダ付モータ８０が接続されている。入出力部（Ｉ／Ｏ）７６には、情報読み書き系として、磁気ヘッド４０が接続され、搬送ローラの押圧とギャップの制御系として、ローラ押圧制御アクチュエータ３３、ローラギャップ制御アクチュエータ３４が接続され、磁気ヘッド４０の押圧とギャップの制御系として、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１が接続されている。

フォトセンサ７８は、複数の発光素子と複数の受光素子を含み、磁気カード１１の搬送位置を検出するために、各発光素子と各受光素子が、第１ローラ〜第４ローラの近傍の領域に、それぞれ磁気カード１１の搬送路（図示せず）を間にして相対向して配置されている。この際、フォトセンサ７８は、搬送路における磁気カード１１の位置を検出し、検出信号を制御部７０に出力する位置検出手段として機能する。プリヘッド７９は、カード挿入口６０に挿入された磁気カード１１の磁気ストライプを検知した場合、検知信号を制御部７０に出力する。この場合、制御部７０は、カード挿入口６０を開閉するシャッタ（図示せず）を開くための制御を実行する。エンコーダ付モータ８０は、第１ローラと第２ローラとの間に配置されて複数のスリットを有する回転盤（図示せず）と、指定のスリットを通過した光を検知するためのフォトセンサ（回転盤を間にした相対向して配置された発光素子と受光素子）を含み、ベルト（図示せず）を介してドライブローラ２０Ａ〜２０Ｄを回転駆動すると共に、フォトセンサの出力によるエンコーダ信号（タイミングパルス信号）を、磁気カード１１の速度情報として制御部７０に出力する。この際、制御部７０は、磁気カード１１の速度情報を基にエンコーダ付モータ８０の回転速度を制御することで、磁気カード１１の移動速度を制御することができる。ローラ押圧制御アクチュエータ３３は、ローラ押圧制御アクチュエータ３３Ａ〜３３Ｄから構成され、ローラギャップ制御アクチュエータ３４は、ローラギャップ制御アクチュエータ３４Ａ〜３４Ｄから構成される。

また、制御部７０は、磁気ヘッド４０の出力信号とフォトセンサ（位置検出手段）７８の検出信号を処理し、処理結果を基に各調整手段（ローラ押圧制御アクチュエータ３３、ローラギャップ制御アクチュエータ３４、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１）の中から制御対象となる調整手段を選択して制御する制御手段として機能する。

以下、本実施の形態の作用を、図３に従って説明する。図３は、本実施の形態の作用を説明するためのフローチャートである。図３において、磁気カード１１がカード挿入口６０から挿入されると、第１ローラ近傍のフォトセンサ７８が磁気カード１１の挿入を検知して検知信号を制御部７０に出力し、プリヘッド７９が磁気カード１１の磁気ストライプを検知して検知信号を制御部７０に出力し、エンコーダ付モータ８０がカード搬送ローラ（ドライブローラ２０Ａ〜２０Ｄ）を駆動し、制御部７０のＣＰＵ７２が磁気リード処理を開始する（Ｓ１）。この際、ＣＰＵ７２は、フォトセンサ７８からの検知信号を基に磁気カード１１の位置を判定し、この判定結果とプリヘッド７９からの検知信号を基にシャッタを開く制御を実行する。

ＣＰＵ７２は、磁気カード１１に、例えば、ＦＭ変調方式による磁気信号（アナログ信号）が記録されている場合、ステップＳ１の磁気リード処理では、磁気ヘッド４０が磁気カード１１の磁気情報をリードして得られたアナログ信号を復調し、復調して得られたアナログ信号をアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換で得られたデジタル信号を「１」又は「０」のリードデータ（磁気データ）であって、複数のビットで構成されるリードデータとしてＲＡＭ７３に格納する。この際、ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７４に格納されたソフトウェア（プログラム）に従ってリードデータ（磁気データ）をデコードするデコード処理を実行する。

次に、ＣＰＵ７２は、磁気ヘッド４０から磁気信号の取得を実行し（Ｓ２）、リードＯＫか否かを判定する（Ｓ３）。即ち、ＣＰＵ７２は、ステップＳ２で取得した磁気信号から得られたリードデータが、水平パリティや垂直パリティを含むフォーマットに適合しているか否かを判定する。ＣＰＵ７２は、ステップＳ３で肯定の判定結果を得た場合、ステップＳ１２の処理に移行し、ステップＳ３で否定の判定結果を得た場合、即ち、リードＮＧである場合、ジッタＯＫか否かを判定する（Ｓ４）。この場合、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７３に格納されたリードデータの各ビットの読取り時間値の変動率を示すジッタが、予め設定された限界値よりも低いか否かを判定する。

ＣＰＵ７２は、ステップＳ４で否定の判定結果を得た場合、即ち、いずれかのビットのジッタが限界値を超えている場合、ジッタＮＧ場所の特定を行い（Ｓ５）、続いて、ローラ押圧とギャップの最適化を行う（Ｓ６）。この際、ＣＰＵ７２は、ジッタが限界値を超えたビットと磁気カード１１との位置関係を計算し、ジッタが限界値を超えた場所となるカード位置を特定し、特定したカード位置におけるアイドラローラに対するローラ押圧を最適化するために、ローラ押圧制御アクチュエータ３３を制御すると共に、特定したカード位置におけるアイドラローラとドライブローラとのローラギャップを最適化するために、ローラギャップ制御アクチュエータ３４を制御する。

次に、ステップＳ４で肯定の判定結果を得た場合、又はステップＳ６の処理が終了した場合、ＣＰＵ７２は、出力ＯＫか否かを判定する（Ｓ７）。即ち、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７３に格納されたリードデータの各ビットの振幅（電圧）を測定し、各ビットの測定値が設定値よりも低いか否かを判定する。

ＣＰＵ７２は、ステップＳ７で肯定の判定結果を得た場合、ステップＳ１０の処理に移行し、ステップＳ７で否定の判定結果を得た場合、即ち、いずれかのビットの測定値が設定値よりも低い場合、出力ＮＧ場所の特定を行い（Ｓ８）、続いて、ヘッド押圧とギャップの最適化を行う（Ｓ９）。この際、ＣＰＵ７２は、測定値が設定値よりも低いビットと磁気カード１１との位置関係を計算し、計算結果を基に出力ＮＧ場所（測定値が設定値よりも低い場所）となるカード位置を特定し、特定したカード位置における磁気ヘッド４０に対するヘッド押圧を最適化するために、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２を制御すると共に、特定したカード位置における磁気ヘッド４０と磁気カード１１とのギャップ（ヘッドギャップ）を最適化するために、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１を制御する。

次に、ステップＳ７で肯定の判定結果を得た場合、又はステップＳ９の処理が終了した場合、ＣＰＵ７２は、リトライリード処理を実行する（Ｓ１０）。この際、ＣＰＵ７２は、磁気カード１１をカード挿入口６０まで戻し、再度、磁気カード１１をカード挿入口６０側から磁気ヘッド４０側に搬送する制御を実行し、磁気カード１１に記録された磁気情報を、再度、磁気ヘッド４０でリードしてリードデータを生成する処理を実行する。或いは、ＣＰＵ７２は、磁気カード１１をカード挿入口６０まで戻す処理を実行すると共に、磁気カード１１がカード挿入口６０に戻るまでの間に、磁気カード１１に記録された磁気情報を、再度、磁気ヘッド４０でリードしてリードデータを生成する処理を実行する。

次に、ＣＰＵ７２は、リードＯＫか否かを判定する（Ｓ１１）。即ち、ＣＰＵ７２は、ステップＳ１０のリトライリード処理で得られたリードデータが、水平パリティや垂直パリティを含むフォーマットに適合しているか否かを判定する。ＣＰＵ７２は、ステップＳ１１で肯定の判定結果を得た場合、あるいはステップＳ３で肯定の判定結果を得た場合、リードデータをインタフェイス７７を介して上位装置、例えば、ＡＴＭに報告（転送）し（Ｓ１２）、このルーチンでの処理を終了し、ステップＳ１１で否定の判定結果を得た場合、即ち、リードＮＧである場合、リードエラーをインタフェイス７７を介して上位装置に報告し（Ｓ１３）、このルーチンでの処理を終了する。

上述したように、リードエラーが発生した場合、リードエラーの原因となる場所（カード位置）を特定し、特定した場所のアクチュエータ（制御対象）を適切に制御することで、再度リードエラーが発生するのを防止することができ、磁気データ（リードデータ）のリードの成功率を高めることができる。また、リトライリード処理が成功した後、磁気データ（ライトデータ）の書き込みを行うことで、磁気データ（ライトデータ）のライトの成功率を高めることができる。

次に、一般的なＦＭ変調方式を使ったカード処理装置における磁気カードの位置と磁気カードのリード波形との関係を図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。

図４Ａは、カード処理装置の縦断面図であって、磁気カードの位置を時系列に沿って遷移的に説明するための縦断面図である。図４Ａにおいて、磁気カード１１の位置を示すカード位置は、フォトセンサ７８の出力信号とエンコーダ付モータ８０の出力信号を基にＣＰＵ７２によって算出され、算出されたカード位置は、例えば、カード位置１〜カード位置４まで設定される。カード位置１は、磁気カード１１の前端が、第１ローラ（ドライブローラ２０Ａ）と第２ローラ（ドライブローラ２０Ｂ）を通過して磁気ヘッド４０に到達した位置である。カード位置２は、磁気カード１１の後端が、第２ローラ（ドライブローラ２０Ｂ）を抜ける領域に到達した位置である。カード位置３は、磁気カード１１の前端が、第３ローラ（ドライブローラ２０Ｃ）を通過して、第４ローラ（ドライブローラ２０Ｄ）に到達する位置である。カード位置４は、磁気カード１１の後端が、第３ローラ（ドライブローラ２０Ｃ）を抜ける領域に到達した位置である。

図４Ｂは、磁気カードをリードした時に磁気ヘッドから出力されるアナログ電圧の波形図である。図４Ｂにおいて、横軸は時間（ｔ）で、縦軸は電圧（Ｖ）を示す振幅（Ａｍ）である。磁気カード１１に記録された磁気情報を磁気ヘッド４０がリードした場合、磁気ヘッド４０からは、アナログ電圧による磁気信号が出力される。このアナログ電圧の波形のあるピークから次のピークまでの時間値Ｔ（ｎ）が、データの最小単位のビット（１ビットのデータ）である。また、あるピークと次のピークとの電圧差が振幅Ａｍである。

図４Ｃは、磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。図４Ｃにおいて、横軸はビットであり、縦軸は、変動率（％）である。図４Ｃには、ＩＳＯ規格で規定されている磁気データの書き込みビット長さと磁気カードの搬送速度とから一義的に決まるビット読み取り時間の基準値Ｔに対する、各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率、即ちジッタを磁気カード１１の先端から後端までプロットして得られた特性図（グラフ）が示されている。この特性図において、読み取り時間値の変動率が正、即ち読み取り時間が基準値Ｔ（図示せず）に対して長いビットは、磁気カード１１のカード搬送速度が遅くなっていることを示し、変動率が負、即ち読み取り時間が基準値Ｔに対して短いビットは、磁気カード１１のカード搬送速度が速くなっていることを示す。

また固定長方式のＦＭ変調方式においては、０と１のデータを判別するためには、読み取り時間の基準値Ｔに対する、各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率、即ちジッタＪの限界値Ｊｍａｘ及びＪｍｉｎが存在し、この範囲を超えた変動率が発生するとリードエラーとなる。この限界値は０と１のデータを正確に判別する為に、概ねマイナス２５からプラス２５パーセントに設定される。

次に、磁気カード１１がカード処理装置１０に挿入された後に、磁気カード１１の前端が磁気ヘッド４０を通過する時のジッタの変動について説明する。磁気カード１１の前端が、図４Ａのカード位置１、即ち磁気ヘッド４０に到達した時、磁気ヘッド４０のギャップが、磁気カード１１の厚みよりも狭く設定されていること及び磁気ヘッド４０に押圧が掛かっていることによって磁気カード１１の搬送速度は遅くなる。その結果として、磁気ヘッド４０による磁気データ（ビット）の読み取り時間が長くなり、図４Ｃのカード位置１に示すように、ジッタが正の方向に変動する。その後、磁気カード１１がさらに搬送されて、カード位置２、即ち磁気カード１１の後端が、第２ローラを抜ける位置に達した時、第２ローラの蹴り出し効果によってカード搬送速度が速くなる。その結果として、磁気ヘッド４０による磁気データ（ビット）の読み取り時間が短くなり、図４Ｃのカード位置２に示すように、ジッタが負の方向に変動する。この磁気カード１１のカード搬送速度が変動する位置は、カード処理装置１０のカード搬送系の構成、特に、各搬送用ローラの位置関係に依存しており、磁気カード１１のカード搬送速度が変動する位置は概ね決まっている。つまりカード処理装置１０の特異的なカード搬送速度の変動が発生する位置は、磁気カード１１の先端から順次プロットして得られたジッタのうち概ね何ビット目のジッタであるかを予測することができる。

図５Ａと図５Ｂは、リードエラー発生時における磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。図５Ａと図５Ｂにおいて、横軸はビットであり、縦軸は、変動率（％）である。図５Ａと図５Ｂには、図４Ｃと同様に、ビット読み取り時間の基準値Ｔに対する、各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率、即ちジッタを磁気カード１１の先端から後端までプロットして得られた特性図（グラフ）が示されている。

ここで、カード処理装置を製造する時には、ジッタが限界値Ｊｍａｘ及びＪｍｉｎの範囲内に余裕を持って収まるように、ヘッドギャップ及びローラギャップを調整する構成が一般的である。その後、市場でカード処理装置が稼働すると、カード状媒体（磁気カード１１）側の外乱、即ち、磁気カード１１の変形及び、表面の汚れ、又はカード処理装置内部のカード搬送系の突発的な劣化又は継時的な劣化の影響によってジッタが、限界値Ｊｍａｘ及びＪｍｉｎの範囲を超える場合が発生する。

例えば、図５Ａに示すように、磁気カード１１の前端が、磁気ヘッド４０に突入した際に、カード位置１で、カード搬送速度が低下して、ジッタが正の方向に限界値を超えることがある。また、図５Ｂに示すように、カード位置２で、磁気カード１１の後端が、第２ローラから蹴り出される時の速度が速くなり過ぎて、ジッタが負の方向に限界値を超えることがある。これらの場合は、カード処理装置１０のＣＰＵ７２が、「０」と「１」のデータを判別出来ない可能性が大きくなり、結果としてリードエラーとなる。

次に、本実施の形態のカード処理装置１０での搬送用ローラの押圧及びローラギャップの制御方法と、磁気ヘッド４０の押圧及びヘッドギャップの制御方法を図６Ａ、図６Ｂを参照して述べる。図６Ａ、図６Ｂは、警告発生時における磁気データの各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率を示す特性図である。図６Ａと図６Ｂにおいて、横軸はビットであり、縦軸は、変動率（％）である。図６Ａと図６Ｂには、図４Ｃと同様に、ビット読み取り時間の基準値Ｔに対する、各ビットの読み取り時間値Ｔ（ｎ）の変動率、即ちジッタを磁気カード１１の先端から後端までプロットして得られた特性図（グラフ）が示されている。

ここで、カード処理装置１０が市場で稼働している状態で、磁気カード１１側の変動に起因して、図６Ａに示すように、カード位置１となるヘッド突入領域で、ジッタが、限界値Ｊｍａｘ及びＪｍｉｎの範囲内であるが、予め設定した警告値ＷｍａｘからＷｍｉｎの範囲を超えることがある。この場合、リードエラーにはならないが、ＣＰＵ７２は、リードエラーの発生する状況に近付いていると判定し、インタフェイス７７を介して上位装置に警告を送信する。これにより、上位装置では予防保全することができる。この際、直近の改善策として、ＣＰＵ７２は、磁気ヘッド４０のヘッドギャップを広げる又は磁気ヘッド４０に対する押圧を下げるという制御を実行することで、ジッタを、警告値ＷｍａｘからＷｍｉｎの範囲内に入れることができる。

また、カード処理装置１０のローラ搬送系の経時的な変化、例えば、搬送用ローラのゴムに油分が浸潤して外径が大きくなる場合及び、搬送用ローラの外周に汚れが堆積して実質的なローラ外径が大きくなる場合、磁気カード１１の後端が、第２ローラから蹴り出される時の速度が速くなり過ぎて、ジッタが負の方向に大きくなり、図６Ｂに示すように、カード位置２で、ジッタが、限界値Ｊｍａｘ以下であるが、警告値ＷｍａｘからＷｍｉｎの範囲を超えることがある。この場合、リードエラーにはならないが、ＣＰＵ７２は、リードエラーの発生する状況に近付いていると判定し、インタフェイス７７を介して上位装置に、予防保全のための情報を含む警告を送信する。これにより、上位装置では予防保全することができる。この際、直近の改善策として、ＣＰＵ７２は、第２ローラのギャップを広げる又は第２ローラの押圧を下げるという制御を実行することで、ジッタを、警告値ＷｍａｘからＷｍｉｎの範囲内に入れることができる。また、磁気カード１１の先端が、第３ローラの領域に突入する際に、ジッタが、限界値Ｊｍａｘ以下であるが、警告値ＷｍａｘからＷｍｉｎの範囲を超えた場合も、同様に、ＣＰＵ７２は、リードエラーの発生する状況に近付いていると判定し、インタフェイス７７を介して上位装置に警告を送信する。これにより、上位装置では予防保全することができる。この際、直近の改善策として、ＣＰＵ７２は、第３ローラのギャップを広げる又は第３ローラの押圧を下げるという制御を実行することで、ジッタを、警告値ＷｍａｘからＷｍｉｎの範囲内に入れることができる。

次に、磁気カードからリードした磁気データの振幅が小さい場合の制御方法を図７Ａ〜図７Ｃに従って説明する。

図７Ａは、磁気カードに記録された磁気データの特性図であり、図７Ｂは、磁気カードに記録された磁気データをリードして得られたリードデータの波形図であり、図７Ｃは、磁気カードに記録された磁気データをリードして得られたリードデータを増幅した際の波形図である。

磁気カード１１に記録された磁気データが外部磁界によって減衰した場合又は、磁気カード１１の磁気ストライプ上に汚れがある場合、図７Ａに示すように、磁気データの振幅が部分的に小さくなる（第３ブロックＢ３の磁気データ１００）。

一般的なＦＭ変調方式を使って、磁気カード１１に記録された磁気データを、磁気ヘッド４０でリードする場合、図７Ｂに示すように、磁気データをリードして得られた電圧波形を微分してピークＰを検出した後に、ピークＰ間の時間値を測定して１ビットとしている。また、デコード方法がハードウェアデコードであってもソフトウェアデコードであっても、電圧波形のピーク高さは、予め設定されたＶｍａｘからＶｍｉｎの間に入っている必要がある。

また、図７Ｂに示すように、磁気データをリードして得られた電圧波形の一部２００が部分的に出力低下すると、磁気データをリードできないことがある。そこで、磁気データのリード率を向上するために、磁気ヘッド４０の出力信号を増幅するリードアンプのゲインを予め二段階準備しておき、出力低下で磁気データをリードできない場合には、ゲインを大きい方に切り替えて、電圧波形の振幅を大きくする方法を採用することができる。しかし、リードアンプのゲインを上げ過ぎると、図７Ｃに示すように、電圧波形のうち一部２００の電圧は高くなるが、出力低下していない部分３００の電圧波形が飽和し、電圧波形のピークを検出することができなくことがある。

そこで、本実施の形態では、図７Ａに示すように、予めリードデータの全長を複数のブロック、例えば、４つのブロック（第１ブロックＢ１〜第４ブロックＢ４）に分割して管理し、いずれかのブロックに属するリードデータが、出力低下でリードできない場合、どのブロックで出力低下が発生したかをＲＡＭ７３に記憶し、例えば、第３ブロックＢ３を出力低下のブロックとしてＲＡＭ７３に記憶し、リトライリードの際に、出力低下したブロック（第３ブロックＢ３）に対するリード時に、磁気ヘッド４０の押圧を強くするか、又は磁気カード１１の全長に渡って押圧を強くするという対策を講じる。この際、ＣＰＵ７２は、各ブロックから得られたリードデータの電圧レベル（振幅）を監視し、いずれかのブロックに属するリードデータの電圧レベル（振幅）が設定値よりも低い場合、このブロックのリードデータの電圧レベル（振幅）が低下したと判定し、出力低下したブロック（例えば、第３ブロックＢ３）に対するリトライリード時に、磁気ヘッド４０の押圧を強くするために、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２を制御するか、又は各ブロックに対するリトライリード時に、磁気カード１１の全長に渡って、磁気ヘッド４０の押圧を強くするために、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２を制御する。出力低下したブロックでのみ、磁気ヘッド４０に対する押圧を強くすれば、磁気ヘッド４０の磨耗を最小化することができる。また、磁気カード１１の搬送抵抗の増加が一部分に限定されるので、磁気カード１１の変形によるジャムが発生しにくいという利点がある。

本実施の形態において、ＣＰＵ７２は、磁気ヘッド４０の出力信号を複数のビットから構成されるリードデータに変換し、変換されたリードデータの各ビットの読取り時間値の変動率を示すジッタとその発生位置を計算し、この計算結果の中に限界値を超えたジッタが存在する場合、限界値を超えたジッタの発生場所を特定し、特定したジッタの発生場所とフォトセンサ（位置検出手段）７８の検出による磁気カード１１の位置を基に各調整手段（ローラ押圧制御アクチュエータ３３、ローラギャップ制御アクチュエータ３４、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１）の中から制御対象となる調整手段を選択することができる。また、ＣＰＵ７２は、ジッタとその発生位置を含む計算結果の中に限界値以下であって警告値を超えたジッタが存在する場合、警告値を超えたジッタの発生場所を特定し、特定したジッタの発生場所とフォトセンサ（位置検出手段）７８の検出による磁気カード１１の位置を基に各調整手段（ローラ押圧制御アクチュエータ３３、ローラギャップ制御アクチュエータ３４、ヘッド押圧制御アクチュエータ５２、ヘッドギャップ制御アクチュエータ４１）の中から制御対象となる調整手段を選択し、且つ予防保全のための情報を含む警告を上位装置に送信することができる。

本実施の形態によれば、磁気カード側の外乱や磁気カード１１の搬送系の影響でリードデータにエラー（リードエラー）が生じても、エラーの原因となる制御対象を特定して制御することで、再度リードデータにエラーが生じるのを防止することができる。結果として、磁気データのリード及びライト性能の向上を図ることができる。また、ジッタが警告値を超えた場合には、上位装置に予防保全のための情報を送信することができる。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態におけるカード処理装置１０を自動取引装置に適用することができる。具体的には、情報の入出力を行う入出力部（タッチパネル）と、磁気カードに記録された磁気情報を読み取って処理するカード処理部（カードリーダ）と、レシートに情報を記録して処理するレシート処理部と、現金（紙幣と硬貨を含む）の入出力を行う現金処理部と、全体を統括制御すると共に、データベースと情報の送受信を行う制御部とを備えた自動取引装置を構成する場合、カード処理部に、カード処理装置１０の機能を搭載することができる。上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に記録して置くことができる。

１０ カード処理装置、１１ 磁気カード、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ ドライブローラ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ アイドラローラ、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ 保持レバー、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ 押圧バネ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ ローラ押圧制御アクチュエータ、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ ローラギャップ制御アクチュエータ、４０ 磁気ヘッド、４１ ヘッドギャップ制御アクチュエータ、５０ プラテンローラ、５１ 保持レバー、５２ ヘッド押圧制御用アクチュエータ、５３ 押圧バネ、６０ カード挿入口、７０ 制御部、７１ マイクロコンピュータ、７２ ＣＰＵ、７３ ＲＡＭ、７４ ＲＯＭ、７５ バス、７６ 入出力部（Ｉ／Ｏ）、７７ Ｉ／Ｆ、７８ フォトセンサ、７９ プリヘッド、８０ エンコーダ付モータ

Claims (8)

1. 磁気情報が記録された磁気カードを搬送するための空間となる搬送路の途中にプラテンローラと相対向した配置され、前記搬送路に沿って搬送される前記磁気カードの磁気情報を読み取り、読み取った磁気情報をアナログのリード信号として出力する磁気ヘッドと、
   前記搬送路に沿って一対ずつ分散して配置された複数の搬送ローラを含み、前記各搬送ローラを回転させて前記磁気カードを前記搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
   前記搬送路における前記磁気カードの位置を検出して、検出信号を出力する位置検出手段と、
   前記複数の搬送ローラのうち各対の搬送ローラ間のローラギャップをそれぞれ調整する複数のローラギャップ調整手段と、
   前記複数の搬送ローラに属する各対の搬送ローラのうち一方の搬送ローラから前記搬送路における前記磁気カードに作用するローラ押圧をそれぞれ調整する複数のローラ押圧調整手段と、
   前記プラテンローラと前記磁気ヘッドとの間のヘッドギャップを調整するヘッドギャップ調整手段と、
   前記プラテンローラから前記搬送路における前記磁気カードに作用するヘッド押圧を調整するヘッド押圧調整手段と、
   前記磁気ヘッドの出力信号と前記位置検出手段の検出信号を処理し、処理結果を基に前記各調整手段の中から制御対象となる調整手段を選択して制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記磁気ヘッドの出力信号を複数のビットから構成されるリードデータに変換し、前記変換されたリードデータの各ビットの読取り時間値の変動率を示すジッタとその発生位置を計算し、当該計算結果の中に限界値を超えたジッタが存在する場合、前記限界値を超えたジッタの発生場所を特定し、前記特定したジッタの発生場所と前記位置検出手段の検出による前記磁気カードの位置を基に前記各調整手段の中から前記制御対象となる調整手段を選択する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
2. 請求項１に記載のカード処理装置であって、
   前記制御手段は、
   前記変換されたリードデータの全長を複数のブロックに分割して管理すると共に、前記変換されたリードデータの各ビットの読取り時間値と振幅を前記各ブロックに対応づけて計算し、当該計算結果の中に前記振幅が設定値よりも低くなる出力低下のブロックが存在する場合、前記出力低下のブロックに対するリトライリード時における前記制御対象として、前記ヘッド押圧調整手段を選択する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
3. 請求項１に記載のカード処理装置であって、
   前記制御手段は、
   前記変換されたリードデータの全長を複数のブロックに分割して管理すると共に、前記変換されたリードデータの各ビットの読取り時間値と振幅を前記各ブロックに対応づけて計算し、当該計算結果の中に前記振幅が設定値よりも低くなる出力低下のブロックが存在する場合、前記磁気カードに対するリトライリード時における前記制御対象として、前記ヘッド押圧調整手段を選択する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
4. 請求項１に記載のカード処理装置であって、
   前記制御手段は、
   前記ジッタとその発生位置を含む前記計算結果の中に前記限界値以下であって警告値を超えたジッタが存在する場合、前記警告値を超えたジッタの発生場所を特定し、前記特定したジッタの発生場所と前記位置検出手段の検出による前記磁気カードの位置を基に前記各調整手段の中から前記制御対象となる調整手段を２以上選択し、且つ予防保全のための情報を含む警告を上位装置に送信する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
5. 請求項４に記載のカード処理装置であって、
   前記制御手段は、
   前記磁気カードに対するリトライリード時における前記制御対象として、前記ヘッドギャップ調整手段と前記ヘッド押圧調整手段を選択した場合、前記選択したヘッドギャップ調整手段に対して前記ヘッドギャップを広げる制御を実行すると共に、前記選択したヘッド押圧調整手段に対して前記ヘッド押圧を下げる制御を実行する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
6. 請求項４に記載のカード処理装置であって、
   前記制御手段は、
   前記磁気カードに対するリトライリード時における前記制御対象として、前記複数のローラギャップ調整手段の中から一つのローラギャップ調整手段と前記複数のローラ押圧調整手段の中から一つのローラ押圧調整手段を選択した場合、前記選択した一つのローラギャップ調整手段に対して前記ローラギャップを広げる制御を実行すると共に、前記選択した一つのローラ押圧調整手段に対して前記ローラ押圧を下げる制御を実行する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
7. 請求項２又は３に記載のカード処理装置であって、
   前記制御手段は、
   前記制御対象として前記ヘッド押圧調整手段を選択した場合、前記ヘッド押圧調整手段に対して前記磁気カードに作用するヘッド押圧を強くする制御を実行する
   ことを特徴とする、カード処理装置。
8. 情報の入出力を行う入出力部と、磁気カードに記録された磁気情報を読み取って処理するカード処理部と、レシートに情報を記録して処理するレシート処理部と、現金の入出力を行う現金処理部と、全体を統括制御すると共に、データベースと情報の送受信を行う制御部とを備えた自動取引装置であって、
   前記カード処理部に、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載のカード処理装置の構成要素を搭載する
   ことを特徴とする、自動取引装置。

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