JP3806203B2

JP3806203B2 - Magnetic recording medium

Info

Publication number: JP3806203B2
Application number: JP35415396A
Authority: JP
Inventors: 修中村; 博之山口
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH10177629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体、特に、偽造防止のために磁気的に消去および書き換えが不能であり、媒体の不正な再利用を不可能とする機能を備えた磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁気情報の付与の手段の一つとして、磁気ヘッドを用いて磁性層に飽和書き込みを行って磁気情報を付与する方法が一般によく知られている。この方法は極めて簡便な方法ではあるが、付与された磁気情報をリード／ライト磁気ヘッドにより簡単に消去および書き換えすることができ、カードの変造が容易にできてしまうという問題がある。
【０００３】
このような問題に対処するために、従来より、例えば、プリペイドカード等のカードの偽造防止のために、カード上に所定の磁気パターンからなる書き換え不能な固定情報を予め形成することが行われている。これは、予め形成された磁気パターンを使用時に読み取り、所定の磁気出力信号が得られるか否かを判定することによりカードの真偽を決定しようとするものである。
【０００４】
磁気的に書き換え不能な固定情報を与えるための方法として、従来よりシルク印刷等で所定パターンの磁気バーコードを形成する方法が広く知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気的に消去および書き換えができない固定の磁気情報としての磁気バーコードは、そのバーコードパターンの形成に印刷の手法を用いるため、多くのパターンの情報に対応することができず、カード毎に情報を変えるという要望に適用することは困難である。また、特定の変調方式に基づくディジタル磁気情報にまで発展させたものではなく、磁気情報の高密度化にも適したものとは言えない。さらに、情報パターンの高密度化の形成ができたとしても安定して磁気出力を得ることが困難となってしまう。さらに、従来からすでに使用されているリード／ライト機能を備えるハードを改変することなくそのままの状態で、カード情報の読み取りができることも必要とされる大きな要素の一つである。
【０００６】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、特定の変調方式に基づくディジタル磁気情報を備え、しかも、そのディジタル磁気情報の書き換えおよび消去が実質的に不能であってセキュリティ性の極めて高いディジタル磁気情報を備える磁気記録媒体を提供することにある。さらには、磁気情報の高密度化にも対応でき、しかもカード毎に磁気情報を変えることもでき多品種少量の磁気カードの作製も極めて容易となる磁気記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、基板と、この基板の上に形成された磁性層とを備える磁気記録媒体であって、前記磁性層は、磁気ヘッドの走査方向に沿って、分断されることなく連続するように配列された複数の磁気凹凸部を備えており、前記磁気凹部または磁気凸部は、均一厚さに形成された磁性層を物理的除去して形成されたものであり、該磁気凹凸部は、ディジタル磁気情報を形成し、『一の基本データ値』として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で所定の深さを備える磁気凹部を存在させ、『他の基本データ値』として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で基本磁性層厚さを備える平坦部を存在させてＮＲＺ変調方式のディジタル磁気情報として形成されてなるように構成される。
【００１１】
また、好ましい態様として、前記磁気凹凸部は、レーザー光を照射することにより磁性層を物理的に除去して形成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一例であるカード状の磁気記録媒体の斜視図を示しており、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面矢視図を示す図である。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体１は、図１および図２（ａ）に示されるように基板１０と、この基板１０の上に形成された磁性層２０と、この磁性層２０の上に形成された隠蔽層３０を備えている。
【００１４】
本発明の磁気記録媒体１を構成する基板１０は、基板として要求される耐熱性、強度、剛性等を考慮して、ナイロン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂、銅、アルミニウム等の金属、紙、含浸紙等の材料の中から適宜選択した材料の単独あるいは組み合わせた複合体により構成することができる。また、いわゆる光分解性や生物分解性のプラスチック材質のものを用いてもよい。このような基板１０の厚さは、０．００５ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができる。
【００１５】
磁性層２０は、磁気ヘッドの走査方向に沿って、配列された複数の磁気凹凸部を備えており、この磁気凹凸部は、ディジタル磁気情報を形成し、図２（ａ）に示される実施の態様では、『一の基本データ値』（例えば、２進値の『１』）として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で所定の深さを備える磁気凹部２１を存在させ、『他の基本データ値』（例えば、２進値の『０』）として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で基本磁性層厚さを備える平坦部２５（見方を変えれば凸部とも考えられる）を存在させている。
【００１６】
これらの『一の基本データ値』（例えば、２進値の『１』）および『他の基本データ値』（例えば、２進値の『０』）の表現手法を、図３（ａ）および（ｂ）に基づいてさらに詳細に説明する。
【００１７】
本発明において磁性層２０に付与される凹凸パターン（磁気凹凸部）は、Ｎｏｎ−ＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ（ＮＲＺ）変調方式におけるディジタル磁気情報の『１』および『０』を形成しており、図３（ａ）の磁気凹部２１を含む形状がデータ『１』を形成している。すなわち、１ビット幅Ａ内に、同じ幅Ｂで所定の深さＤを備える磁気凹部２１を存在させることによって、データ『１』を形成している。凹部幅Ｂは、上記のごとく１ビット幅Ａと同じであり、データ『１』が連続する限りにおいて、データの連続個数に対応した長さを備える大きな磁気凹部（深さＤは同じ）が形成される。例えば、ｎ個のデータ『１』が連続する場合、深さＤの状態で長さ（Ａ×ｎ）の磁気凹部が形成される。なお、１ビット幅Ａは所望の記録密度によって適宜決定される。
【００１８】
また、図示の態様では磁性層厚さＣの磁性層を基板の上に形成した後、所定箇所の磁性層を部分的に除去して凹部深さＤを形成したものである。
【００１９】
上記のデータ『１』に対応して、図３（ｂ）に示される平坦部２５の形状がデータ『０』を形成している。つまり、１ビット幅Ａ内に１ビット幅と同じ幅Ｂで基本磁性層厚さＣを備える平坦部２５を存在させることによって、データ『０』を形成している。平坦部２５は見方によっては（磁性層２０全体からみると）、凸部を形成しているとも言えなくはないが、この実施の態様においては、磁性層２０の表面を基準面として、この基準面から磁性層を部分的に除去して磁気凹部２１を形成させる場合を考えており、１ビット幅Ａにおいて塗設された状態、すなわち、基本磁性層厚さＣを備える平坦部２５が存在する場合に、データ『０』を構成する。この場合も上記と同様に、データ『０』が連続する限りにおいて、データの連続個数に対応した長さを備える大きな平坦部（磁性層厚さＣ）が形成される。例えば、ｎ個のデータ『０』が連続する場合、基本磁性層厚さＣの状態で長さ（Ａ×ｎ）の平坦部が形成される。
【００２０】
上記の説明においては、図３（ａ）に示される状態を『一の基本データ値』（２進値の『１』）とし、図３（ｂ）に示される状態を『他の基本データ値』（２進値の『０』）として説明してきたが、これらを互いに、逆転して表現してもよい。逆転表現した場合には、再生波形の位相が反転したものになることは言うまでもない。
【００２１】
ところで、図２（ａ）の実施の態様に示されるように、磁気凹部２１においては、磁気凹部２１の左エッジ側がＮ極に、磁気凹部２１の右エッジ側がＳ極にそれぞれ磁化される。このような磁化形成に際して、磁性層２０が硬磁性粉末を含有する硬磁性層であるならば、磁性層塗布後に磁場配向処理を行えばよく、また、磁性層２０が軟磁性粉末を含有する軟磁性層であるならば、いわゆるバイアス磁界をかけながら磁気の読み取りを行えばよい。図２（ａ）の状態における再生波形は図２（ｂ）に示されるように磁気凹部２１のエッジ部（Ｎ極，Ｓ極）に対応して各波形ピークが現われる。
【００２２】
また、上記磁気凹部２１における左右のエッジの磁極を逆にしてもよい。この場合には、再生波形の位相が反転したものになるので、図２（ｂ）と同じ波形ピークを得ようとすれば、さらにもう一度、波形ピークの反転を要する。
【００２３】
さらに、図２（ａ）に示されるごとく形成された磁気記録媒体の磁気凹凸部と、ＮＲＺ変調との対応関係が、図４（ａ）〜（ｃ）に示される。図４（ａ）は、図２（ａ）の磁性層２０を単独で示しており、図４（ｂ）は、磁気記録媒体の再生波形を示しており、図４（ｃ）はＮＲＺ変調方式による変調波形および対応するデータ値『１』，『０』を示している。図４からわかるように、ＮＲＺ変調方式の変調規則は、『１』は正方向、『０』は逆方向（負方向）になっており、２進値の連鎖の状態では、『１』と『０』とが変化した箇所にパルスが発生する。従って、情報が『１，１，１…』とか『０，０，０…』とか言うように同じ値が連続するときには、出力パルスが存在しないので、別にクロック信号を与える必要がある。磁化反転間隔は、Ａ，２Ａ，３Ａ，……（Ａ：ビット間隔）であり、記録密度比（ＤＲ）は１である。この変調方式では、１ビットを読み出すときに発生するパルスの数が少なくてすむので、情報の記録密度を上げるのに有利である。
【００２４】
上記磁性層２０をいわゆる磁性塗料を塗布する方法により形成した場合には、通常、磁性粉末と樹脂バインダとが含有される。磁性粉末としては、強磁性粉末であれば、硬磁性粉末、軟磁性粉末いずれでもよい。硬磁性粉末としては、例えば、γ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｃｏ被着γ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト、ＣｒＯ₂ 等の磁性微粒子が挙げられる。軟磁性粉末の材料としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅ等からなる磁性合金材料、パーマロイ、センダスト、Ｆｅ等の金属高透磁率材料、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｃｏ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等のフェライト、金属アモルファス材料等を挙げることができる。
【００２５】
上記の磁性粉末が分散される樹脂バインダ（あるいはインキビヒクル）としては、ブチラール樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂、スチレン／マレイン酸共重合体樹脂等が用いられ、必要に応じてニトリルゴム等のゴム系樹脂あるいはウレタンエラストマー等が添加される。また、紫外線硬化型や電子線硬化型の放射線硬化型樹脂を用いてもよい。紫外線硬化型の樹脂成分としては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコンアクリレート、不飽和ポリエステル等の光重合性オリゴマー；単官能アクリレート（スチレン、酢酸ビニル等）、多官能アクリレート等の光重合性モノマー（反応希釈剤）；ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系、パーオキシド系等の光重合開始剤；アミン系、キノン系等の光重合開始剤；熱重合禁止剤、無機ないし有機の充填剤、接着剤付与剤、チクソ付与剤、可塑剤、非反応性ポリマー等のその他の添加剤；顔料等の着色剤が挙げられる。また、電子線硬化型の樹脂成分としては、上記紫外線硬化型の樹脂成分から光重合開始剤を除外して調製すれば良い。さらに、樹脂バインダとして、耐熱性を考慮して、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルサルホン等のガラス転移温度（Ｔｇ）の高い樹脂、あるいは硬化反応によりＴｇが上昇する系を用いることができる。上記のような樹脂あるいはインキビヒクル中に磁性粒子が分散されてなる分散物中に、必要に応じて界面活性剤、シランカップリング剤、可塑剤、ワックス、シリコーンオイル、カーボン等の顔料を添加してもよい。塗布方法としてはグラビア法、ロール法、ナイフエッジ法等の公知の方法が用いられる。
【００２６】
また、磁性層２０は、上記の塗布方法に限定されることなく、上記の磁性材料そのものを用いて、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法等により形成することもできる。
【００２７】
このような磁性層２０の上には、図２（ａ）に示されるように磁性層２０表面の凹凸をフラットにし、ヘッドタッチを良くするとともに、外観的に磁化パターンの認識を困難にさせるための隠蔽層３０や、保護・装飾効果を上げるための保護層を形成することが好ましい。
【００２８】
隠蔽層３０や保護層（絵柄も含む）は、エチルセルロース、硝酸セルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、酢酸セルロース等のセルロース誘導体；ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン等のスチレン樹脂、あるいはスチレン共重合樹脂；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル樹脂またはメタクリル樹脂の単独あるいは共重合樹脂；ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、重合ロジン等のロジンエステル樹脂；ポリ酢酸ビニル樹脂、クマロン樹脂、ビニルトルエン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ブチラール樹脂等のバインダーに、着色すべき色に応じて各種の顔料を添加し、必要に応じて磁気ヘッドのクリーニング効果をもたせるよう酸化チタン、アルミナ粉末、マイクロシリカ等を添加し、さらに必要に応じて、可塑剤、安定剤、ワックス、グリース、乾燥剤、乾燥補助剤、硬化剤、増粘剤、分散剤を添加した後、溶剤あるいは希釈剤で充分に混練してなる着色塗料あるいはインキを用いて、通常のグラビア法、ロール法、ナイフエッジ法、オフセット法等の塗布方法あるいは印刷方法により、形成される。
【００２９】
なお、隠蔽層３０の形成に際しては、図２（ａ）に示されるように磁性層２０の磁気凹部２１を、隠蔽層３０形成塗料で埋設するようにすることが好ましい。表面平滑性を上げるためである。
【００３０】
次に、このような磁気記録媒体１の具体的製造方法を、図２（ａ）に基づいて説明する。
【００３１】
まず、シート上の基板１０を準備し、この基板１０上に磁性層２０を形成する。磁性層２０の形成は、前述したように予め調合された磁性塗料をシルクスクリーン印刷法、グラビア法、ロール法、ナイフエッジ法等の公知の塗布方法に従って行ってもよいし、磁性材料そのものを用いて、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法等により形成してもよい。
【００３２】
このような磁性層２０は、基板１０の全面に形成してもよいが、一般的には経済性を考慮して、磁気情報を形成するのに必要な部分のみに、例えば、ストライプ形状に形成される。もちろん、磁性層２０は、均一厚さに形成する必要があるが、上記の公知の連続的塗布法であれば、十分な均一厚さが得られる。
【００３３】
次いで、図２（ａ）に示されるように、均一厚さに形成された磁性層２０は、所定のフォーマットに基づいて部分的に物理的除去されて複数の磁気凹部２１が所定の位置および大きさに形成される。その結果、所定のディジタル磁気情報を備える磁気記録媒体が形成される。
【００３４】
磁性層２０を部分的に物理的除去する好適な方法としては、例えば、磁気凹部２１の対応位置にレーザー光を照射する方法や、電子線を照射する方法、放電による破壊、ルーチング（彫刻）加工等が挙げられる。このような方法により磁気凹部２１が形成されるので、磁性層２０にかき込まれる不変記録としての情報は、一枚一枚容易に個別のデータとすることができ、いわゆるＩＤカード等の作製には好適に応用される。
【００３５】
レーザー光を用いる場合には、部分的に物理的除去される磁性層２０の物性や、除去すべき線幅等を考慮しつつ、用いるレーザーの種類、レーザー波長、レーザーパワー等を適宜設定すればよい。また、レーザー照射により物理的除去して凹部を形成する際には、ＣＷ（Constant Wave ）を用いて直線状に設けてもよいし、あるいはパルスを用いて点線状に設けてもよい。
【００３６】
気体レーザーとしては、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー、アルゴンレーザー（０．４８８μｍ連続発振，０．１〜２０Ｗ）等の稀ガスイオンレーザー；炭酸ガスレーザー（１０．６μｍ連続発振，１Ｗ〜１０ｋＷ）；金属蒸気レーザー等を使用することができる。また、固体レーザーとしては、ルビーレーザー（０．６９４３μｍパルス発振，１０〜１０００Ｊ）、Ｎｄガラスレーザー（１．０６μｍパルス発振，１０〜１０００Ｊ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー等のパルス励起固体レーザー；あるいはルビーレーザー、Ｎｄガラスレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１．０６μｍ連続発振，１〜２００Ｗ）、Ｎｄ：ＹＡｌＯ₃ レーザー等の連続励起固体レーザー等を使用することができる。また、液体レーザーとしては、色素レーザー、ラマンレーザー、キレートレーザー、Ｎｄ³⁺液体レーザー等を使用することができ、半導体レーザーとしては、ＧａＡｓダイオードレーザー等を使用することができる。
【００３７】
これらの中でも特に、波長１０．６μｍのＣＯ₂ ガスレーザー（出力０．５Ｗ〜２０Ｗ）、波長０．４８８μｍ（または０．５１４５μｍ）のＡｒガスレーザー（出力０．５Ｗ〜２０Ｗ）、波長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザー（出力０．５Ｗ〜２０Ｗ）が好適例として挙げられる。なお、レーザーの出力が大きくなり過ぎると、高温による基板の損傷や磁性層を構成するバインダー樹脂の熱収縮によりパターンの精度不良がおこり、この一方で出力が小さ過ぎると、十分なパターンの削除ができない。
【００３８】
このような磁性層２０の上には、通常、磁気パターンが直接目に触れないように隠蔽層３０が塗布形成される。さらに、隠蔽層３０の上には、通常、保護・装飾効果を上げるための保護層を塗布形成してもよい。
【００３９】
次に、上記してきた本発明の実施の形態の変形例を、図５に基づいて説明する。図５は、本発明の第２の実施の態様を示す断面図であり、前記図２（ａ）に相当する図面である。図５に示される第２の実施の態様の磁気記録媒体は、基板１０の表面を物理的除去して凹部を設け、この凹部に磁性層２０の一部を埋設して、結果として磁気凹凸部（磁気凸部２９）を形成させている。図５に示される態様においても、前述した図３（ａ）および（ｂ）に示される法則をそのまま適用することができ、書き換え不能なセキュリティ性の高いディジタル磁気情報が実現できる。
【００４０】
また、他の実施の態様として、磁性層を磁気特性の異なる多層構造に積層して、これらの中の一つの層に本発明の書き換え不能なディジタル磁気情報、すなわち、『一の基本データ値』として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で所定の深さを備える磁気凹部を存在させ、『他の基本データ値』として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で基本磁性層厚さを備える平坦部を存在させるようにしてもよい。この場合、もちろん硬磁性層や軟磁性層を同時に積層した組み合わせであってもよい。さらに、本発明の書き換え不能な凹凸部によるディジタル磁気情報以外に、通常の書き換え可能な磁気情報を他の磁性層に入れるように構成してもよい。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００４２】
（実施例１）
まず、最初に磁性層２０形成のために下記の組成を有する磁性塗料を準備した。
【００４３】
磁性塗料の組成
・磁性粉末（Ｂａフェライト） … ４１重量部
・ポリウレタン樹脂 … ７重量部
・トルエン … ２５重量部
・メチルエチルケトン … ２５重量部
・イソシアネート系硬化剤 … ２重量部
次に、被印刷物（基板）としてのポリエチレンテレフタレート製のカード（厚さ２５０μｍ）を準備し、このカードの上にグラビアコート印刷法で、ストライプ状に磁性塗料を塗設し、塗設された磁性層の磁場配向処理を行った後、乾燥させて、塗布厚さ１０μｍ、塗布長さ８５ｍｍの磁性層（磁気ストライプ）を作製した。
【００４４】
次に、波長λ＝１．０６ｎｍ、出力５ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用いて、磁気ストライプの長手方向に対して垂直方向に磁性層を部分的に物理的除去して線幅６０μｍ、ビット間隔１２０μｍ、記録密度約２１０ｂｐｉの条件で、図２（ａ）に示すような所定のマーキング（磁気凹部２１の形成）を行った。
【００４５】
さらに、この磁性層２０の上に下記の組成からなる隠蔽層インキ組成物をグラビアコート印刷法で、厚さ５μｍに塗布して隠蔽層を形成し、本発明の情報記録媒体サンプルを作製した。
【００４６】
隠蔽層インキ組成物
・アルミ粉体 …１０．５重量部
・ポリウレタン樹脂 … ４重量部
・メチルエチルケトン … ５０重量部
・トルエン … ２５重量部
・酸化チタン粉体 …１０．５重量部
このサンプルを用いて、上記のＮＲＺ変調方式による磁気凹凸部（磁気凹部）の磁気情報を再生したところ、所定の変調波形に基づく２進値のデータが再生できることが確認された。さらに、この磁気凹凸部（磁気凹部）による磁気情報は、磁気的に消去および書き換えができないものでもあった。
【００４７】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明は、基板と、この基板の上に形成された磁性層とを備える磁気記録媒体であって、前記磁性層は、磁気ヘッドの走査方向に沿って、配列された複数の磁気凹凸部を備えており、該磁気凹凸部は、ディジタル磁気情報を形成し、『一の基本データ値』として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で所定の深さを備える磁気凹部を存在させ、『他の基本データ値』として、１ビット幅内に１ビット幅と同じ幅で基本磁性層厚さを備える平坦部を存在させてなるように構成している。従って、本発明の磁気記録媒体（磁性層）には特定の変調方式に基づくディジタル磁気情報が書き込まれ、この書き込まれたディジタル磁気情報は、書き換えおよび消去が実質的に不能であり、従来にも増してセキュリティ性の向上が図れる。さらには、磁気情報の高密度化にも対応でき、しかもカード毎に磁気情報を変えることもでき多品種少量の磁気カードの作製も極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例であるカード状の磁気記録媒体の斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面矢視図であって、本発明の理解を容易にするために断面状態を模式的かつ簡略に描いたものであり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の磁気状態に対応した再生波形を示すものである。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、『一の基本データ値』および『他の基本データ値』に対応する１ビット幅の磁性層形状を示す断面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、磁性層断面形状、再生波形、および変調波形（データを含む）を示す図である。
【図５】図２（ａ）に相当する他の実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…基板
２０…磁性層
２１…磁気凹部
２５…平坦部
３０…隠蔽層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic recording medium, and more particularly, to a magnetic recording medium having a function that cannot be erased and rewritten magnetically to prevent forgery, and that unauthorized reuse of the medium is impossible.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of means for applying magnetic information, a method of applying magnetic information by performing saturation writing on a magnetic layer using a magnetic head is generally well known. This method is an extremely simple method, but there is a problem that the applied magnetic information can be easily erased and rewritten by the read / write magnetic head, and the card can be easily altered.
[0003]
In order to deal with such a problem, for example, in order to prevent forgery of a card such as a prepaid card, for example, pre-formed fixed information including a predetermined magnetic pattern is previously formed on the card. Yes. This is intended to determine the authenticity of the card by reading a magnetic pattern formed in advance and determining whether a predetermined magnetic output signal is obtained.
[0004]
As a method for providing fixed information that cannot be magnetically rewritten, a method of forming a magnetic bar code having a predetermined pattern by silk printing or the like has been widely known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, magnetic barcodes as fixed magnetic information that cannot be magnetically erased and rewritten use a printing method for forming the barcode pattern, and therefore cannot handle a large amount of pattern information. It is difficult to apply to the desire to change information. Further, it is not developed to digital magnetic information based on a specific modulation system, and cannot be said to be suitable for increasing the density of magnetic information. Furthermore, even if the information pattern can be formed with high density, it is difficult to obtain a stable magnetic output. Furthermore, it is one of the major elements that is necessary to be able to read card information as it is without modifying the hardware having a read / write function that has been used in the past.
[0006]
The present invention was devised under such circumstances, and its purpose is to provide digital magnetic information based on a specific modulation method, and the digital magnetic information cannot be rewritten and erased substantially. An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having digital magnetic information with extremely high security. It is another object of the present invention to provide a magnetic recording medium that can cope with an increase in the density of magnetic information, can change the magnetic information for each card, and can extremely easily produce a small variety of magnetic cards.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such problems, the present invention provides a magnetic recording medium comprising a substrate and a magnetic layer formed on the substrate, the magnetic layer being arranged along the scanning direction of the magnetic head. A plurality of magnetic concavo-convex portions arranged so as to be continuous without being divided, and the magnetic concave portion or the magnetic convex portion is formed by physically removing a magnetic layer formed in a uniform thickness The magnetic concavo-convex portion forms digital magnetic information, and, as “one basic data value”, a magnetic concave portion having a predetermined depth and the same width as the 1-bit width exists within 1-bit width, The “other basic data value” is configured to be formed as digital magnetic information of the NRZ modulation method by having a flat portion having the same width as the 1-bit width and the basic magnetic layer thickness within the 1-bit width. The
[0011]
Moreover, as a preferable aspect, the said magnetic uneven | corrugated | grooved part is formed by physically removing a magnetic layer by irradiating a laser beam.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows a perspective view of a card-like magnetic recording medium as an example of the present invention, and FIG. 2 (a) shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2A, the magnetic recording medium 1 of the present invention is formed on a substrate 10, a magnetic layer 20 formed on the substrate 10, and a magnetic layer 20. A hiding layer 30 is provided.
[0014]
The substrate 10 constituting the magnetic recording medium 1 of the present invention is made of nylon, cellulose diacetate, cellulose triacetate, vinyl chloride, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester in consideration of heat resistance, strength, rigidity, etc. required for the substrate. In addition, it can be constituted by a single or combined composite of materials appropriately selected from resins such as polyimide and polycarbonate, metals such as copper and aluminum, paper, and impregnated paper. Further, a so-called photodegradable or biodegradable plastic material may be used. The thickness of the substrate 10 can be about 0.005 mm to 5 mm.
[0015]
The magnetic layer 20 includes a plurality of magnetic concavo-convex portions arranged along the scanning direction of the magnetic head. The magnetic concavo-convex portions form digital magnetic information and are shown in FIG. 2 (a). In the aspect, as one basic data value (for example, binary value “1”), a magnetic recess 21 having a predetermined width and the same width as one bit width exists within one bit width, Basic data value ”(for example, binary value“ 0 ”), a flat portion 25 having a basic magnetic layer thickness within the same 1-bit width within a 1-bit width (which can be considered as a convex portion if the view is changed) ).
[0016]
The expression methods of these “one basic data value” (for example, binary value “1”) and “other basic data value” (for example, binary value “0”) are shown in FIG. This will be described in more detail based on (b).
[0017]
In the present invention, the concavo-convex pattern (magnetic concavo-convex portion) applied to the magnetic layer 20 forms “1” and “0” of the digital magnetic information in the non-return to zero (NRZ) modulation method, as shown in FIG. The shape including the magnetic recess 21 in a) forms the data “1”. That is, the data “1” is formed by allowing the magnetic recess 21 having the same width B and the predetermined depth D to exist within the 1-bit width A. The recess width B is the same as the 1-bit width A as described above, and as long as the data “1” is continuous, a large magnetic recess (depth D is the same) having a length corresponding to the number of continuous data is formed. Is done. For example, when n pieces of data “1” continue, a magnetic recess having a length (A × n) is formed in a state of depth D. The 1-bit width A is appropriately determined depending on the desired recording density.
[0018]
Further, in the illustrated embodiment after the magnetic layer of the magnetic layer thickness C is formed on the substrate, and forming a recess depth D by partially removing the magnetic layer of the predetermined portion.
[0019]
Corresponding to the data “1”, the shape of the flat portion 25 shown in FIG. 3B forms data “0”. That is, the data “0” is formed by allowing the flat portion 25 having the same width B as the 1-bit width and the basic magnetic layer thickness C to exist within the 1-bit width A. Depending on how the flat portion 25 is viewed (as viewed from the entire magnetic layer 20), it cannot be said that the convex portion is formed. However, in this embodiment, the surface of the magnetic layer 20 is used as a reference plane. Considering the case where the magnetic layer 21 is partially removed from the surface to form the magnetic recess 21, there is a state where it is applied at a 1-bit width A, that is, there is a flat portion 25 having a basic magnetic layer thickness C. In this case, data “0” is formed. In this case as well, as long as data “0” continues, a large flat portion (magnetic layer thickness C) having a length corresponding to the number of continuous data is formed. For example, when n pieces of data “0” continue, a flat portion having a length (A × n) is formed in the state of the basic magnetic layer thickness C.
[0020]
In the above description, the state shown in FIG. 3A is “one basic data value” (binary value “1”), and the state shown in FIG. 3B is “other basic data values”. ”(Binary value“ 0 ”), these may be expressed in reverse with each other. Needless to say, when the reversal is expressed, the phase of the reproduced waveform is reversed.
[0021]
By the way, as shown in the embodiment of FIG. 2A, in the magnetic recess 21, the left edge side of the magnetic recess 21 is magnetized to the N pole, and the right edge side of the magnetic recess 21 is magnetized to the S pole. In forming such magnetization, if the magnetic layer 20 is a hard magnetic layer containing a hard magnetic powder, a magnetic field orientation treatment may be performed after coating the magnetic layer, and the magnetic layer 20 may be a soft magnetic powder containing soft magnetic powder. If it is a magnetic layer, the magnetic reading may be performed while applying a so-called bias magnetic field. In the reproduced waveform in the state of FIG. 2A, each waveform peak appears corresponding to the edge portion (N pole, S pole) of the magnetic recess 21 as shown in FIG. 2B.
[0022]
Moreover, the magnetic poles on the left and right edges of the magnetic recess 21 may be reversed. In this case, since the phase of the reproduced waveform is inverted, if an attempt is made to obtain the same waveform peak as in FIG. 2B, the waveform peak must be inverted again.
[0023]
Furthermore, the correspondence between the magnetic concavo-convex portion of the magnetic recording medium formed as shown in FIG. 2A and NRZ modulation is shown in FIGS. 4A to 4C. 4A shows the magnetic layer 20 of FIG. 2A alone, FIG. 4B shows the reproduction waveform of the magnetic recording medium, and FIG. 4C shows the NRZ modulation method. The modulation waveform and corresponding data values “1” and “0” are shown. As can be seen from FIG. 4, in the modulation rule of the NRZ modulation method, “1” is in the positive direction and “0” is in the reverse direction (negative direction). A pulse occurs where “0” changes. Therefore, when the same value continues, such as “1, 1, 1...” Or “0, 0, 0...”, There is no output pulse, so it is necessary to provide a separate clock signal. The magnetization reversal intervals are A, 2A, 3A,... (A: bit interval), and the recording density ratio (DR) is 1. This modulation method is advantageous in increasing the information recording density because the number of pulses generated when reading one bit is small.
[0024]
When the magnetic layer 20 is formed by a method of applying a so-called magnetic paint, it usually contains magnetic powder and a resin binder. The magnetic powder may be either a hard magnetic powder or a soft magnetic powder as long as it is a ferromagnetic powder. Examples of the hard magnetic powder include γ-Fe ₂ O ₃ , Co-coated γ-Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , Fe, Fe—Cr, Fe—Co, Co—Cr, Co—Ni, and Ba ferrite. , Sr ferrite, CrO _{2 and} other magnetic fine particles. Soft magnetic powder materials include magnetic alloy materials made of Al, Si, Fe, etc., high magnetic permeability materials such as Permalloy, Sendust, Fe, etc., ferrites such as Mn—Zn ferrite, Co—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, etc. And metal amorphous materials.
[0025]
The resin binder (or ink vehicle) in which the above magnetic powder is dispersed includes butyral resin, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer resin, urethane resin, polyester resin, cellulose resin, acrylic resin, styrene / maleic acid copolymer. A resin or the like is used, and a rubber-based resin such as nitrile rubber or a urethane elastomer is added as necessary. Further, an ultraviolet curable or electron beam curable radiation curable resin may be used. UV curable resin components include photopolymerizable oligomers such as epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, silicon acrylate, unsaturated polyester; monofunctional acrylate (styrene, vinyl acetate, etc.), polyfunctional acrylate, etc. Photopolymerizable monomers (reaction diluents); photopolymerization initiators such as benzoin, acetophenone, thioxanthone and peroxide; photopolymerization initiators such as amines and quinones; thermal polymerization inhibitors, inorganic or organic Other additives such as fillers, adhesive imparting agents, thixotropic imparting agents, plasticizers and non-reactive polymers; and colorants such as pigments. Further, the electron beam curable resin component may be prepared by excluding the photopolymerization initiator from the ultraviolet curable resin component. Furthermore, as the resin binder, in consideration of heat resistance, a resin having a high glass transition temperature (Tg) such as polyamide, polyimide, polyethersulfone, or a system in which Tg is increased by a curing reaction can be used. If necessary, pigments such as surfactants, silane coupling agents, plasticizers, waxes, silicone oils, carbons, etc. are added to the dispersion in which magnetic particles are dispersed in the resin or ink vehicle as described above. May be. As a coating method, known methods such as a gravure method, a roll method, and a knife edge method are used.
[0026]
Further, the magnetic layer 20 is not limited to the above application method, and can be formed by using the above magnetic material itself by a vacuum deposition method, a sputtering method, a plating method, or the like.
[0027]
As shown in FIG. 2A, the unevenness on the surface of the magnetic layer 20 is flattened on the magnetic layer 20 to improve the head touch and make it difficult to recognize the magnetization pattern in appearance. It is preferable to form a concealing layer 30 and a protective layer for enhancing the protective / decorative effect.
[0028]
The hiding layer 30 and the protective layer (including the pattern) are made of cellulose derivatives such as ethyl cellulose, cellulose nitrate, ethyl hydroxyethyl cellulose, cellulose acetate propionate, and cellulose acetate; styrene resins such as polystyrene and poly-α-methylstyrene, or styrene Copolymer resin; acrylic resin or methacrylic resin such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polyethyl acrylate, polybutyl acrylate or the like; rosin, rosin-modified maleic acid resin, rosin-modified phenolic resin, Polymerized rosin ester resins such as rosin ester; polyvinyl acetate resin, coumarone resin, vinyl toluene resin, vinyl chloride resin, polyester resin, polyurethane resin, butyral resin, etc., depending on the color to be colored And, if necessary, titanium oxide, alumina powder, microsilica, etc. are added so as to give a magnetic head cleaning effect, and if necessary, plasticizer, stabilizer, wax, grease, desiccant, After adding a drying aid, curing agent, thickener, and dispersing agent, using a colored paint or ink that is sufficiently kneaded with a solvent or diluent, the usual gravure method, roll method, knife edge method, offset It is formed by a coating method such as a method or a printing method.
[0029]
In forming the concealing layer 30, it is preferable to embed the magnetic recesses 21 of the magnetic layer 20 with the concealing layer 30 forming paint as shown in FIG. This is for increasing the surface smoothness.
[0030]
Next, a specific method for manufacturing the magnetic recording medium 1 will be described with reference to FIG.
[0031]
First, the substrate 10 on the sheet is prepared, and the magnetic layer 20 is formed on the substrate 10. The magnetic layer 20 may be formed by applying a magnetic coating prepared in advance as described above in accordance with a known coating method such as a silk screen printing method, a gravure method, a roll method, or a knife edge method, or using the magnetic material itself. Alternatively, it may be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a plating method, or the like.
[0032]
Such a magnetic layer 20 may be formed on the entire surface of the substrate 10, but in general, in consideration of economy, it is formed only in a portion necessary for forming magnetic information, for example, in a stripe shape. Is done. Of course, the magnetic layer 20 needs to be formed with a uniform thickness, but the above-described known continuous coating method can provide a sufficiently uniform thickness.
[0033]
Next, as shown in FIG. 2A, the magnetic layer 20 formed to have a uniform thickness is partially physically removed based on a predetermined format so that a plurality of magnetic recesses 21 have predetermined positions and sizes. Formed. As a result, a magnetic recording medium having predetermined digital magnetic information is formed.
[0034]
As a suitable method for partially physically removing the magnetic layer 20, for example, a method of irradiating a laser beam to a corresponding position of the magnetic recess 21, a method of irradiating an electron beam, destruction by discharge, routing (engraving) processing Etc. Since the magnetic concave portion 21 is formed by such a method, the information as invariant recording written into the magnetic layer 20 can be easily made into individual data one by one, for the production of a so-called ID card or the like. Is preferably applied.
[0035]
If laser light is used, the type of laser used, laser wavelength, laser power, etc. should be set appropriately, taking into account the physical properties of the magnetic layer 20 that is partially physically removed and the line width to be removed. Good. Further, when the concave portion is formed by physical removal by laser irradiation, it may be provided linearly using CW (Constant Wave) or may be provided dotted using a pulse.
[0036]
As gas lasers, rare gas ion lasers such as He-Ne laser, He-Cd laser, argon laser (0.488 μm continuous oscillation, 0.1-20 W); carbon dioxide laser (10.6 μm continuous oscillation, 1 W-10 kW) ); A metal vapor laser or the like can be used. The solid laser may be a ruby laser (0.6943 μm pulse oscillation, 10 to 1000 J), a pulsed solid laser such as an Nd glass laser (1.06 μm pulse oscillation, 10 to 1000 J), an Nd: YAG laser, or a ruby laser. Nd glass laser, Nd: YAG laser (1.06 μm continuous oscillation, 1 to 200 W), continuous excitation solid laser such as Nd: YAlO ₃ laser, and the like can be used. Further, a dye laser, a Raman laser, a chelate laser, an Nd ³⁺ liquid laser, or the like can be used as the liquid laser, and a GaAs diode laser or the like can be used as the semiconductor laser.
[0037]
Among these, a CO ₂ gas laser with a wavelength of 10.6 μm (output 0.5 W to 20 W), an Ar gas laser with a wavelength of 0.488 μm (or 0.5145 μm) (output 0.5 W to 20 W), a wavelength of 1.06 μm Nd: YAG laser (output: 0.5 W to 20 W) is a preferred example. If the output of the laser becomes too large, the pattern will be inaccurate due to damage of the substrate due to high temperature or thermal contraction of the binder resin that constitutes the magnetic layer, while if the output is too small, sufficient pattern deletion will occur. Can not.
[0038]
A concealing layer 30 is usually formed on the magnetic layer 20 so that the magnetic pattern is not directly in contact with the eyes. Furthermore, a protective layer for improving the protective / decorative effect may be usually formed on the masking layer 30 by coating.
[0039]
Next, a modification of the embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention, which corresponds to FIG. 2 (a). In the magnetic recording medium of the second embodiment shown in FIG. 5, the surface of the substrate 10 is physically removed to form a recess, and a part of the magnetic layer 20 is embedded in the recess, resulting in a magnetic uneven portion. (Magnetic convex part 29) is formed. Also in the embodiment shown in FIG. 5, the above-described laws shown in FIGS. 3A and 3B can be applied as they are, and non-rewritable and highly secure digital magnetic information can be realized.
[0040]
As another embodiment, magnetic layers are stacked in a multilayer structure having different magnetic characteristics, and one of these layers is the non-rewritable digital magnetic information of the present invention, that is, “one basic data value”. A magnetic recess having the same width as the 1-bit width and a predetermined depth exists within the 1-bit width, and the “basic magnetic layer having the same width as the 1-bit width within the 1-bit width as the“ other basic data value ” A flat portion having a thickness may be present. In this case, of course, a combination in which a hard magnetic layer and a soft magnetic layer are simultaneously laminated may be used. Further, in addition to the digital magnetic information by the rewritable uneven portion of the present invention, normal rewritable magnetic information may be placed in another magnetic layer.
[0041]
【Example】
Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown to describe the present invention in more detail.
[0042]
Example 1
First, a magnetic paint having the following composition was prepared for forming the magnetic layer 20 first.
[0043]
Composition of magnetic paint , magnetic powder (Ba ferrite) ... 41 parts by weight, polyurethane resin ... 7 parts by weight, toluene ... 25 parts by weight, methyl ethyl ketone ... 25 parts by weight, isocyanate curing agent ... 2 parts by weight ) As a card made of polyethylene terephthalate (thickness: 250 μm), and a magnetic paint is applied on the card in the form of stripes by gravure coat printing, and the magnetic layer is subjected to magnetic field orientation treatment. After drying, a magnetic layer (magnetic stripe) having a coating thickness of 10 μm and a coating length of 85 mm was produced.
[0044]
Next, using a Nd: YAG laser beam having a wavelength λ = 1.06 nm and an output of 5 W, the magnetic layer is partially physically removed in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic stripe to obtain a line width of 60 μm and a bit interval. Predetermined marking (formation of the magnetic recess 21) as shown in FIG. 2A was performed under the conditions of 120 μm and a recording density of about 210 bpi.
[0045]
Further, a concealing layer ink composition having the following composition was applied onto the magnetic layer 20 by a gravure coat printing method to form a concealing layer having a thickness of 5 μm, thereby producing an information recording medium sample of the present invention.
[0046]
Covering layer ink composition / aluminum powder: 10.5 parts by weight, polyurethane resin: 4 parts by weight, methyl ethyl ketone: 50 parts by weight, toluene: 25 parts by weight, titanium oxide powder: 10.5 parts by weight When the magnetic information of the magnetic concavo-convex portion (magnetic concave portion) by the NRZ modulation method was reproduced, it was confirmed that binary value data based on a predetermined modulation waveform could be reproduced. Further, the magnetic information by the magnetic concavo-convex portion (magnetic concave portion) cannot be erased and rewritten magnetically.
[0047]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are clear from the above results. That is, the present invention is a magnetic recording medium comprising a substrate and a magnetic layer formed on the substrate, wherein the magnetic layer has a plurality of magnetic irregularities arranged along the scanning direction of the magnetic head. The magnetic concavo-convex part forms digital magnetic information, and there exists a magnetic recess having a predetermined depth within the width of 1 bit and the same width as 1 bit width as “one basic data value”. Thus, the “other basic data value” is configured such that a flat portion having the same width as the 1-bit width and the basic magnetic layer thickness exists within the 1-bit width. Therefore, digital magnetic information based on a specific modulation method is written on the magnetic recording medium (magnetic layer) of the present invention, and the written digital magnetic information is substantially impossible to rewrite and erase. In addition, security can be improved. Furthermore, it is possible to cope with the increase in the density of magnetic information, and the magnetic information can be changed for each card, so that it is very easy to manufacture a large variety of magnetic cards.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a card-like magnetic recording medium as an example of the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and schematically illustrates the cross-sectional state in order to facilitate understanding of the present invention. 2 (b) shows a reproduction waveform corresponding to the magnetic state of FIG. 2 (a).
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing the shape of a 1-bit wide magnetic layer corresponding to “one basic data value” and “other basic data value”, respectively.
FIGS. 4A, 4B, and 4C are diagrams showing a magnetic layer cross-sectional shape, a reproduction waveform, and a modulation waveform (including data), respectively.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment corresponding to FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate 20 ... Magnetic layer 21 ... Magnetic recessed part 25 ... Flat part 30 ... Concealment layer

Claims

A magnetic recording medium comprising a substrate and a magnetic layer formed on the substrate,
The magnetic layer includes a plurality of magnetic concavo-convex portions arranged so as to be continuous without being divided along the scanning direction of the magnetic head,
The magnetic concave portion or the magnetic convex portion is formed by physically removing a magnetic layer formed to have a uniform thickness ,
The magnetic irregularities form digital magnetic information,
As a “one basic data value”, a magnetic recess having a predetermined depth and the same width as one bit width is present within one bit width,
The “other basic data value” is characterized in that it is formed as digital magnetic information of the NRZ modulation system in the presence of a flat portion having the same width as the 1-bit width and the basic magnetic layer thickness within the 1-bit width. Magnetic recording media.

The magnetic recording medium according to claim 1 , wherein the magnetic concavo-convex portion is formed by physically removing the magnetic layer by irradiating a laser beam.