JP2003036517A - 高いセキュリティを有する磁気カード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不正使用を行うことが極めて困難な高いセキ
ュリティを有する磁気カードを提供する。 【解決手段】 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料
を、第二の磁性材料中にランダムに分布させた磁性材料
面を有する高いセキュリティを有する磁気カード。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新しい磁気カード
決済システムに利用できる磁気カードに関し、磁気カー
ドを偽造することが殆んど不可能に近く、万一、磁気カ
ードを偽造したとしても、磁気カードを使用することが
殆んどできない高いセキュリティを有する磁気カードを
提供する。

【０００２】

【従来技術】従来、磁気カード、又は、磁気カードとＩ
Ｃ磁気カードを組み合わせたカードを用いて、買い物の
決済や、クレジットの取引が行われている。しかし、カ
ードの磁気部分に書かれた情報は読み取られやすく、現
状では他人の磁気カード情報が盗まれて、悪用される被
害が多く発生し、種々の対策が講じられている。しかし
根本的な防止策が困難であるため、偽造され、不正に使
用される磁気カードはあとをたたない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、乱数を使って磁
気カードの決済を行っていたが、乱数の規則性が読み取
られ、過去の取引を解読されて、磁気カードが不正使用
されていた。本発明は、このような不正使用を行うこと
が極めて困難な高いセキュリティを有する磁気カードを
提供する。本発明者は、ノイズ因子がランダムに分布し
ているのを、その磁気カード固有の特性（ＩＤ情報）と
して用いることができることを見出し、第一の磁性材料
及び／又は非磁性材料をノイズ因子として利用できるこ
とを見出した。さらに磁気バイアスをかけて雑音成分を
消し去り、読出しヘッドよりも狭い範囲を磁気バイアス
以外の強度で磁化しておけば、多数の認証装置の機械的
誤差、及び再生ヘッドの走行時のトラック上下の揺れ、
等による読み損ないを防ぐことが出来ることを見出し、
本発明を完成させるに至った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、データを読み
書きするトラック全面に第一の磁性材料及び／又は非磁
性材料を、第二の磁性材料中にランダムに分布させた磁
性材料面を有する高いセキュリティを有する磁気カード
であり、より詳しくは、 第一の磁性材料と第二の磁性
材料は、飽和磁束密度（飽和磁力）が異なり、かつ、残
留磁束密度（残留磁力）が磁気飽和曲線の少なくとも１
点で交わる２つ磁性材料である。ここで、ノイズ因子が
第一の磁性材料であり、第一の磁性材料は第二の磁性材
料より大きな飽和磁束密度（飽和磁力）を持ち、第二の
磁性材料中に点在している。本発明の磁性材料の特性を
図１で説明する。磁性体Ａは、図１に示す磁気特性をも
つ、すなわち、磁界の強さが大きくなると、磁性体Ｂに
比して、大きな飽和磁束密度（飽和磁力）を有する。し
かし、磁界の強さが小さいところでは、磁性体Ｂと同じ
残留磁束密度（残留磁力）を有する磁性材料である。こ
のような磁気特性を有する２種類の磁性体を用いて、カ
ード面に磁性体の膜を形成する。具体的には、少量の第
一の磁性材料粒子を第二の磁性材料粒子を加え、２種類
の粒子をバインダーに混合して塗布乾燥すれば、２種類
の粒子は、熱により拡散し、同じ分布をすることは統計
学上殆んどありえないことが判る。このランダムなノイ
ズ因子の特定部分の特定パターンを、その磁気カード固
有の磁気カード情報のひとつ（ＩＤ情報）として記録し
ておくと、同じものは殆んど出来ないから磁気カードの
偽造防止に役立つ。また、ノイズ因子として第一の磁性
材料のほか非磁性材料を用いることができる。非磁性材
料は単独でも良いし、第一の磁性材料と共に用いること
も出来る。磁気カード固有の磁気カード情報のひとつ
（ＩＤ情報）として用いることが出来るのは、第一の磁
性材料と同じ理由による。

【０００５】本発明者は、第一の磁性材料の微小粒子及
び／又は非磁性材料の微小粒子をノイズ因子として利用
できることについて図２で説明する。カードを一定の速
さで送る操作中、一定の周期を有する同期パルスを発生
させ、特定のパルスにおいて、パルスの立ち上げ時間か
ら、最初のノイズ因子に遭遇するまでの時間をＡ、最初
のノイズ因子を通り過ぎるまでの時間Ｂ、次のノイズ因
子に遭遇するまでの時間をＣ、ノイズ因子を通り過ぎる
までの時間Ｄ、パルスの波が終わる時間までをＥとする
と、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはカードの固有情報であり、Ｉ
Ｄ情報として利用することが出来る。このようなＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは磁気センサを用いれば測定することが
出来る。非磁性材料の粒子の場合についても、磁気セン
サを用いれば同様にその場所を検出できることが理解で
きよう。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の磁気カード基材は、ポリ
塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフ
タレート等の合成樹脂類、天然樹脂、紙、合成紙、金
属、セラッミクスなどを単独または組み合わせた複合体
として用いることができる。また、その形状も磁気カー
ド状あるいはシート状、フィルム状など用途に応じて選
択でき、さらに用途に応じて要求される物性、例えば強
度、剛性、隠蔽性、光不透過性等を考慮し、上記材料か
ら適宜選択することができる。

【０００７】本発明においては、第一の磁性材料として
は書き込みが一度しか行えない磁性材料（永久磁石）が
適しているが、第二の磁性材料よりも残留磁気が強いも
のであればどのような磁性材料でも良い。第二の磁性材
料としては、書き込みが何度も行える磁性材料が利用す
ることができる。このような材料としては、すでに周知
の磁性材料が用いら

【０００８】本発明でノイズ因子として用いることがで
きる強磁性粒子としては、一度磁気情報を書き込むと消
えない磁気特性をもつスーパＨＩ−ＣＯと呼ばれる材料
がある。場合によりＨＩ−ＣＯと呼ばれる材料であって
も良いし、スーパＨＩ−ＣＯとＨＩ−ＣＯを混合したも
のであっても良い。具体的には、γ−Ｆe2Ｏ3、γ−Ｆ
ｅ2Ｏ3とＦｅ3Ｏ4の混晶、コバルトを被着したγ−Ｆｅ
2Ｏ3 またはＦｅ2Ｏ4、バリウムフェライト等の強磁性
酸化物、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ等の強磁性合金
粉末等をあげることができる。

【０００９】本発明でノイズ因子として用いることがで
きる非磁性材料としては、例えば、ＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａ
ｌなどの導電性酸化物、あるいはＳｉまたはＭｇなどを
ドープしたＡｌＮ，ＧａＮなどの化合物半導体の粒子が
ある。

【００１０】また、本発明で用いる第二の磁性材料とし
ては、ＨＩ−ＣＯ、ＬＯ−ＣＯと呼ばれる磁気情報の書
き換えが行うことが出来る通常の磁気記録材料である。
例えば、Ｃｏを主体とし、これにＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｎ
ｂのうちより選ばれる少なくとも２種類の元素を含み、
その膜構造がＣｏの結晶粒子よりなりその他の元素が結
晶粒界に偏析しているものとすることができる。あるい
は、Ｃｏを主体とし、その膜構造がＣｏの結晶粒子より
なり、結晶粒界に酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化珪
素、酸化クロム、窒化タンタル、窒化アルミニウムのう
ちより選ばれる少なくとも１種類の化合物が存在するも
のであってもよい。さらに、Ｃｏ単体あるいはＣｏにＴ
ａ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｎｂのうちより選ばれる
少なくとも２種類の元素を含んだ合金に、窒化シリコ
ン、窒化アルミニウム、酸化シリコン、酸化アルミニウ
ム、窒化チタンのうちより選ばれる少なくとも１種類の
化合物を分散した膜、あるいは、窒化シリコン、窒化ア
ルミニウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化チ
タンのうちより選ばれる少なくとも１種類の化合物の中
に、Ｃｏ単体あるいはＣｏにＴａ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｔｉ，
Ｎｉ，Ｎｂのうちより選ばれる少なくとも２種類の元素
を含んだ合金を分散させた膜であってもよい

【００１１】本発明においては、磁性材料の微小粒子の
径は、認識装置が認識さえすればよく特に限定されな
い。しかし、雑磁性材料の記憶単位となる微小粒子の径
は、図２の説明からも明らかなようにできるだけ不均一
なほうがＩＤ情報が多く得られるので、特別粒子径が大
きいものを除いてノイズ粒子の粒子径の分布が広いもの
であることが望ましい。

【００１２】さらに、本発明においては、磁性材料の表
面を保護するために保護皮膜層を設けても良い。例えば
ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセル
ロース、ポリビニルアルコール、デンプン、スチレン−
マレイン酸共重合体、ポリメタクリル酸メチル・ポリメ
タクリル酸エチルなどのメタクリル樹脂の単独または共
重合物、ポリスチレン、アクリル−スチレン共重合物、
アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、クロマン樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、ニトロセルロース等の樹脂或いはフッソ系樹
脂、ケイ素系樹脂を混入させた樹脂をそのまま、或いは
トルエン、キシレン等の溶剤に溶解又は分散させたもの
をスピンコート法、ロールコート法、ナイフエッジ法、
オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法
など塗布・印刷方法を用いて、厚さ１〜５μｍ程度に保
護層を形成する。また熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹
脂、電子線硬化型樹脂などの硬化型樹脂、或いはインキ
化したものなどが使用可能である。特に硬い保護膜とし
てはＤＬＣ（diamond like carbon）がある。

【００１３】本発明の実施の形態をまとめると、以下の
通りである。 （１） 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料を、第二
の磁性材料中にランダムに分布させた磁性材料面を有す
る高いセキュリティを有する磁気カード。 （２） 第一の磁性材料と第二の磁性材料は、それぞ
れ、飽和磁束密度（飽和磁力）が異なり、かつ、残留磁
束密度（残留磁力）が磁気飽和曲線の少なくとも１点で
交わる磁性材料である上記１に記載した高いセキュリテ
ィを有する磁気カード。 （３） ノイズ因子が第一の磁性材料であり、第一の磁
性材料は第二の磁性材料より大きな飽和磁束密度（飽和
磁力）を持ち、第二の磁性材料中に点在している上記１
に記載した高いセキュリティを有する磁気カード。 （４） 第一の磁性材料は、書き換えることが出来ない
磁性材料であり、第二の磁性材料が書き換えることが出
来る磁性材料である上記１ないし上記３のいずれかひと
つに記載した高いセキュリティを有する磁気カード。 （５） ノイズ因子が非磁性材料である上記１ないし上
記４のいずれかひとつに記載した高いセキュリティを有
する磁気カード。 （６） 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料が、第二
の磁性材料と同一面若しくは異なる面にある上記１ない
し上記５のいずれかひとつに記載した高いセキュリティ
を有する磁気カード。 （７） 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料が粒子状
であり、粒子径の分布が広いものである上記１ないし上
記６のいずれかひとつに記載した高いセキュリティを有
する磁気カード。 （８） 表面に保護膜を設けた上記１ないし上記７のい
ずれかひとつに記載した高いセキュリティを有する磁気
カード。 （９） 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料の粒子個
数と第二の磁性材料の粒子個数が、カード面に存在する
比率が０．０１〜１０：９９．９：９０である上記１な
いし上記８のいずれかひとつに記載した高いセキュリテ
ィを有する磁気カード。

【００１４】

【実施例】本発明の実施態様は種々考えられ、以下典型
的なものについて述べるが、本発明はこれに拘束される
ものでないことは言うに及ばない。 （磁気カードの作成１）図３に示すように、 磁気カー
ド基板１に、３ｗ％接着剤を含む揮発性の溶剤に、第一
の磁性材料２として、粒子径の分布が広い（粒子径１〜
３μｍ）平均粒子径２μｍの書き換えができない第一の
磁性材料（スーパＨＩ−ＣＯ）からなる粒子（ノイズ因
子）と、平均粒子径２μｍの書き換えが出来る第二の磁
性材料粒子（ＬＯ−ＣＯ）を、質量比で１：９９の割合
で均一になるまで混合し、ついで磁気カードに厚さ４０
μｍ塗布し、室温で乾燥させ磁気カードを作成した。出
来上がった磁気カードを磁場に通すと、第一の磁気記録
粒子（ノイズ因子）が強く磁化される。

【００１５】（磁気カードの作成２）５ｗ％接着剤を含
む揮発性の溶剤に粒子径１〜３μｍ平均粒子径２．０μ
ｍの書き換えができない第一の磁性材料（スーパＨＩ−
ＣＯ）からなる粒子（ノイズ因子）、粒子径１〜３μｍ
平均粒子径２．０μｍの非磁性材料（アルミナ粉末、ノ
イズ因子）と平均粒子径２μｍの書き換えが出来る第二
の磁性材料粒子（ＬＯ−ＣＯ）を、質量比で１：１：９
８の割合で均一になるまで混合し、ついで磁気カードに
厚さ３０μｍ塗布し、５０℃で乾燥させた。

【００１６】（２層構造磁気カードの作成３）５ｗ％接
着剤を含む揮発性の溶剤に粒子径１〜３μｍ平均粒子径
２．０μｍの書き換えができない第一の磁性材料（スー
パＨＩ−ＣＯ）からなる粒子（ノイズ因子）５質量％、
非磁性体粒子（シリカ粉末）９５質量％の約３％接着剤
を含む揮発性の溶剤からなるバインダー溶液を作成し、
磁気カード基板１の表面に厚さ２０μｍ塗布し６０℃で
乾燥させた。次いでその表面に平均粒子径２μｍの書き
換えが出来る第二の磁性材料粒子（ＬＯ−ＣＯ）のみ
を、下層で用いた第一の磁性材料に対して質量比で５：
９５の割合になるように同上のバインダー溶液に加えて
均一になるまで混合し、ついで磁気カードに厚さ４０μ
ｍ塗布し、６０℃で乾燥させ２層構造の磁気カードを作
成した。出来上がった磁気カードを磁場に通すと、下層
の強磁性材料のみが強く磁化される。

【００１７】（磁気カードの作成４）４ｗ％接着剤を含
む揮発性の溶剤に、粒子径０．５〜１．５μｍ平均粒子
径１．０μｍの書き換えができない第一の磁性材料（ス
ーパＨＩ−ＣＯ）からなる粒子（ノイズ因子）、粒子径
１〜３μｍ平均粒子径２．０μｍの非磁性材料（アルミ
ナ粉末、ノイズ因子）と平均粒子径１μｍの書き換えが
出来る第二の磁性材料粒子（ＨＩ−ＣＯ）を、質量比で
２：１：９７の割合で均一になるまで混合し、ついでカ
ードに厚さ４０μｍ塗布し、４０℃で乾燥させて磁気カ
ードを作成した。出来上がった磁気カードを磁場に通す
と、第一の磁気記録粒子（ノイズ因子）が強く磁化され
る。

【００１８】（磁気カードの作成５）実施例１〜４で作
成した磁気カードを真空装置に入れて、磁気記録材料が
作られた面全体にスパッタリングを行った。 スパッタ
の条件は、投入ＤＣ電力密度が１０００Ｗ／１５０ｍｍ
φ、放電ガス圧力が３０ｍＴｏｒｒ、スパッタガスにＡ
ｒを用いた。保護膜として、ＤＬＫ炭素膜が１５ｎｍの
膜厚に形成した。

【００１９】（本発明の磁気カードを利用した読み出し
書き込みの説明）図１及び図４に基づいて、本発明の磁
気カードを利用した読み出し及び書き込みについて、そ
の一例を詳細に説明する。図１に示したように、特定の
磁界強度の点において、第一の磁性材料と第二の磁性材
料は、同じ残留磁気特性を示す。本発明の磁気カードに
磁界のバイアスをかけて、特定の磁界とし、本発明のカ
ードを読むとノイズが全く存在しない状態となる。何故
ならば、それはあたかもすべて同じ磁性材料で作られた
磁気カードと同じ特性を有するからである。

【００２０】図４に示すように通常カードの磁気記録帯
は３つのトラックＴ１〜Ｔ３があり、トラックとトラッ
クの間には、セパレータ５が設けられている。この３つ
のトラックとセパレータの全面積を磁化しないか若しく
は、図１に示す特定バイアス（初期化）に相当する磁界
をかけると、磁界をかけた部分（全面積）からノイズが
消える。次に３つのトラックＴ１〜Ｔ３のうち、ＩＤ情
報として使用するトラックのトラック幅より狭い領域
を、特定バイアス以外の強度で磁化すると、その領域は
磁気保持力のばらばらな、ノイズ磁気源となる。ノイズ
のパターンを安定に読み出すために読出しヘッドの幅を
磁化された領域よりも広くする。これにより、読出しヘ
ッドの個々の認識装置への取り付けの誤差を吸収すると
ともに、ヘッドが走行中に起こる上下の揺れにも対応す
ることができる。また、３つのトラックのどれかは、カ
ードの固有Ｉ／Ｄ情報として使うが、残りトラックはカ
ード情報を書き込んで使用する。カード情報は雑音成分
よりも遅く、克つ大きな磁力によって記録されるため、
雑音情報を排除し、カード情報のみを取り出すことは容
易である。

【００２１】読み出しヘッド６より少し巾が広く作られ
たトラックＴ１〜Ｔ３に対応する書き込みヘッド７は、
適当な磁界の強さで認識装置（端末コンピュータ）から
送られる情報を、トラックＴ１〜Ｔ３に書き込む。図１
では、大きな磁界をかける場合について示したが、書き
込む磁界の強さは適宜なものであれば良い。

【００２２】

【本発明の効果】本発明の磁気カードは、第一の磁性材
料及び／又は非磁性材料をノイズ因子として利用し、ノ
イズ因子がランダムに分布しているのを、その磁気カー
ド固有の特性（ＩＤ情報）として用いることができるこ
とを見出し、従来の磁気カードに比して、格段にセキュ
リティを向上させることが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で用いる第一の磁性材料及び第二の磁
気材料の磁気飽和曲線図

【図２】 特定エリアのノイズ因子とＩＤ情報の説明図

【図３】 本発明の磁気カード上面図

【図４】 本発明の磁気カードと認識装置の各ヘッドの
説明図

【符号の説明】

１ 磁気カード基板 ２ 第一の磁性材料 ３ 第二の磁性材料 ４ 特定エリア ５ セパレータ ６ 読出しヘッド ７ 書き込みヘッド

【手続補正書】

【提出日】平成１３年９月２７日（２００１．９．２
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】（磁気カードシステムへの適用）本発明の
磁気カードは、通常の磁気カードシステムに適用するこ
とができる。磁気カード決済システムでは、通常行われ
ているが、ホストコンピュータに送る情報すなわちカー
ド固有の特性（ＩＤ情報）カードナンバーＣｎ及び取引
内容などを、必要に応じて一部ないし全部を暗号化して
送ることが出来る。暗号化の鍵として通常乱数が用いら
れる。乱数としては、自然乱数が望ましい。自然乱数発
生素子は、例えば放射性元素の崩壊の過程で発生するア
ルファー粒子やベータ線などに基づく真性乱数発生素子
でも良いが、放射線の管理や環境に影響が出るので、例
えば特許願平成１１−３１１７８５に記載された自然乱
数発生半導体チップなどが、取り扱い上都合が良い。磁
気カード決済システムの一例を示す。端末機は、提示さ
れた磁気カードの磁気記録帯から、カード固有の特性
（ＩＤ情報）を読み出す。読み出したカード固有の特性
（ＩＤ情報）及び取引内容を、自然乱数Ｒを鍵として暗
号化し、ホストコンピュータに送る。ホストコンピュー
タは送られてきたＩＤ情報を確認し、カードナンバーＣ
ｎをファイルと照合する。ホストコンピュータは、カー
ドが認証されたものであることを確認して、取引を続行
する。ホストコンピュータは、更新されたカードナンバ
ーＣｎ＋１を更新する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】

【本発明の効果】本発明の磁気カードは、第一の磁性材
料及び／又は非磁性材料をノイズ因子として利用し、ノ
イズ因子がランダムに分布しているのを、その磁気カー
ド固有の特性（ＩＤ情報）として用いることができるこ
とを見出し、従来の磁気カードに比して、格段にセキュ
リティを向上させることが出来た。さらに、本発明の磁
気カードは、従来の磁気カード決済システムにそのまま
適用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 5/72 Ｇ１１Ｂ 5/80 5/80 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｂ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料
   を、第二の磁性材料中にランダムに分布させた磁性材料
   面を有する高いセキュリティを有する磁気カード。
2. 【請求項２】 第一の磁性材料と第二の磁性材料は、そ
   れぞれ、飽和磁束密度（飽和磁力）が異なり、かつ、残
   留磁束密度（残留磁力）が磁気飽和曲線の少なくとも１
   点で交わる磁性材料である請求項１に記載した高いセキ
   ュリティを有する磁気カード。
3. 【請求項３】 ノイズ因子が第一の磁性材料であり、第
   一の磁性材料は第二の磁性材料より大きな飽和磁束密度
   （飽和磁力）を持ち、第二の磁性材料中に点在している
   請求項１に記載した高いセキュリティを有する磁気カー
   ド。
4. 【請求項４】 第一の磁性材料は、書き換えることが出
   来ない磁性材料であり、第二の磁性材料が書き換えるこ
   とが出来る磁性材料である請求項１ないし請求項３のい
   ずれかひとつに記載した高いセキュリティを有する磁気
   カード。
5. 【請求項５】 ノイズ因子が非磁性材料である請求項１
   ないし請求項４のいずれかひとつに記載した高いセキュ
   リティを有する磁気カード。
6. 【請求項６】 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料
   が、第二の磁性材料と同一面若しくは異なる面にある請
   求項１ないし請求項５のいずれかひとつに記載した高い
   セキュリティを有する磁気カード。
7. 【請求項７】 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料が
   粒子状であり、粒子径の分布が広いものである請求項１
   ないし請求項６のいずれかひとつに記載した高いセキュ
   リティを有する磁気カード。
8. 【請求項８】 表面に保護膜を設けた請求項１ないし請
   求項７のいずれかひとつに記載した高いセキュリティを
   有する磁気カード。
9. 【請求項９】 第一の磁性材料及び／又は非磁性材料の
   粒子個数と第二の磁性材料の粒子個数が、カード面に存
   在する比率が０．０１〜１０：９９．９：９０である請
   求項１ないし請求項８のいずれかひとつに記載した高い
   セキュリティを有する磁気カード。