JP4012335B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
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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、変造が困難な磁気記録媒体と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基材の片面あるいは両面の全域またはストライプ状に磁気記録層が形成された磁気記録媒体は、例えば、プリペイドカード、定期券、乗車券、入場券、車券、馬券、商品券、株券、証書、通帳、磁気タグ等の金券、証券類や、ＩＤカード、キャッシュカード、クレジットカード、会員カード等のカード類、磁気ラベル等として幅広く使用されている。従来、このような磁気記録媒体は、磁気記録層に高い記録密度で情報を書込み、外部から簡単には記録情報を読み出せないようにしている。
【０００３】
しかし、磁気記録層の特性上、記録された情報の書換え、消去が自在であるため、偽造、変造が可能であり、近年、大きな社会問題としてクローズアップされている。特に、現在は磁気ストライプの入手が容易であるため、類似のカードを製造することも可能であり、さらに、現在の仕様のように、磁気記録媒体の表面に磁気記録層が露出している場合、磁気記録情報を読み取ったり、磁気転写技術により磁気記録情報を他の磁気記録層に移すことが容易にできてしまうという問題もある。
【０００４】
このような磁気記録情報の可逆性という本質的な欠点に基づく問題を解決するために、磁気記録情報の書き換えを困難にする種々の方法が提案されている。例えば、ＢａフェライトやＳｒフェライト等の高保磁力磁性材料、高保磁力低キュリー点（高Hc低Tc）の磁性材料、ＭｎＢｉを含有する磁性材料等を用いることにより、磁気情報を消去されにくくした磁気記録媒体が開発されている。
【０００５】
また、磁気的な書き換えが不可能となるように、磁性層に物理的変化を与えることにより磁気記録情報をもたせた磁気記録媒体も開発されている。例えば、印刷により磁気バーコードを設けた磁気記録媒体、磁性層にレーザー等によりマーキングを施した磁気記録媒体等が挙げられる。
【０００６】
さらに、基材上に比較的低い保磁力の磁性材料を含む第１磁性層を形成し、この第１磁性層に磁気記録を行った後、高保磁力の磁性材料を含む第２磁性層を塗布形成して積層した磁気記録媒体も開発されている。この磁気記録媒体では、第１磁性層の磁気記録パターンが、磁気ヘッドでは容易に記録できない第２磁性層にコピー（いわゆる磁気転写）されているので、偽造、変造を目的とした磁気ヘッドによる書き換えが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような単に高保磁力磁性材料を用いた磁気記録媒体は、外部磁場の影響による磁気記録情報の消去を防ぐことは可能であるが、これは逆に磁気ヘッドで情報を書き込む際には磁化されにくく、書き込み装置に制限ができるという新たな問題を生じている。
【０００８】
また、高Hc低Tc磁性材料やＭｎＢｉ含有磁性材料を有する磁気記録媒体では、温度による保磁力の急激な低下を利用して磁気書き込みを行うことが可能であるため、偽造、変造防止の点で不充分であった。
【０００９】
さらに、磁気バーコードのように磁性層に物理的変化を与えた磁気記録媒体では、磁性層に含有される磁性材料の保磁力が低い場合には、交流磁界により消磁が可能となり、情報の消去ができてしまうという問題があった。
【００１０】
また、第２磁性層に磁気転写された磁気記録情報を備える磁気記録媒体は、非常に強い磁界が加わると、磁気転写による第２磁性層の磁気記録が消去されてしまうという問題があり、これを解消するために、第２磁性層に保磁力が更に高い磁性材料を含有させると、今度は第２磁性層に磁気転写を効率良く行うことが困難となり、読み取りに必要な磁気出力が第２磁性層から得られないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、磁気ヘッドによる読み取りにおいて出力レベルおよび波形が多様に変化可能な固定情報をもち、他の磁気記録媒体との判別が確実に行え、偽造や改ざん等の不正行為を防止できるとともに、可変情報の書き換えも可能である磁気記録媒体と、この磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体は、基材と、該基材上に設けられた磁気記録層とを有し、該磁気記録層は保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するとともに、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報が記録されている領域を一部に有するような構成とした。
【００１４】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有する磁性塗料を基板上に塗布し、磁性塗膜に磁気配向処理を施しながら、あるいは、磁気配向処理を施した後に乾燥して磁気記録層を形成し、その後、該磁気記録層を物理的に除去することにより、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を前記磁気記録層の一部の領域に記録するような構成とした。
【００１５】
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有する磁性塗料を印刷方式により基板上に塗布し、該磁性塗膜は少なくとも所望の領域に所定方向に沿って配列された複数の微細な非塗布部を一部の領域に有し、該磁性塗膜に磁気配向処理を施しながら、あるいは、磁気配向処理を施した後に乾燥することにより、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を備えた磁気記録層を形成するような構成とした。
【００１６】
上記のような本発明では、磁気記録層の所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を構成する硬磁性体Ａが、外部の交流磁界に対する安定性を固定情報に付与し、硬磁性体Ｂが磁気記録層への可変情報の書き込みを可能とし、軟磁性体Ｃが磁気記録層を磁気ヘッドで読み取る際に、バイアス磁界の有無、および、その向きによって、得られる磁気出力レベルおよび波形に変化をもたらす作用をなす。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の磁気記録媒体の一実施形態を説明するためのカード形状の磁気記録媒体の斜視図であり、図２は図１のII−II断面矢視図であり、本発明の理解を容易にするために断面形状を模式的かつ簡略に描いたものである。
【００１８】
図１および図２において、本発明の磁気記録媒体１は、基材２と、この基材２の一方の面の全面に形成された磁気記録層３を備えている。そして、磁気記録層３の固定情報領域４には、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａが形成されている。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体１を構成する基材２は、基材として要求される耐熱性、強度、剛性等を考慮して、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＥＮ等のポリエステル、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸等の樹脂、生分解性樹脂、銅、アルミニウム等の金属、紙、含浸紙、合成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。このような基材２の厚さは、１００μｍ〜１ｍｍ、好ましくは１５０〜２５０μｍ程度とすることができる。
【００２０】
上記の磁気記録層３は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するものである。
【００２１】
上記の硬磁性体Ａとしては、保磁力が６０００Ｏｅ以上の磁性材料を用いることができ、保磁力の上限は特に制限はない。このような磁性材料としては、例えば、Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト、希土類系永久磁石用材料等を挙げることができる。これらの硬磁性体Ａは、１種、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２２】
また、上記の硬磁性体Ｂとしては、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲にある磁性材料を用いることができる。硬磁性体Ｂの保磁力が１００Ｏｅ未満であると、後述する可変情報の再生において十分な磁気出力が得られなかったり、外部磁界に対する耐性が不十分であり、５０００Ｏｅを超えると、磁気ヘッドによる安定した記録が難しくなり好ましくない。このような硬磁性体Ｂとしては、例えば、γ−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｃｏ被着γ−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＣｒＯ2 、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｂａフェライト等が挙げられる。これらの硬磁性体Ｂは、１種、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２３】
さらに、上記の軟磁性体Ｃとしては、保磁力が２０Ｏｅ以下、好ましくは０．５〜２０Ｏｅの範囲にある磁性材料を用いることができる。このように軟磁性体Ｃの保磁力を２０Ｏｅ以下とすることにより、低いバイアス磁界で軟磁性体Ｃを飽和させたり、磁化の反転をさせることができ、磁気ヘッドに過大な電流を印加する必要がなくなる。軟磁性体Ｃの保磁力が２０Ｏｅを超えると、読み取り時のバイアス磁界の有無による軟磁性体Ｃの磁化の制御安定性が低下するので好ましくない。尚、地磁気の影響により読み取り時の誤差が発生する場合、上記のように保磁力の下限を０．５Ｏｅに設定することが望ましい。
【００２４】
このような軟磁性体Ｃとしては、例えば、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。これらの軟磁性体Ｃは、１種、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２５】
磁気記録層３は、上述のような硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃが適当な樹脂あるいはインキビヒクル中に分散されてなる磁性塗料を、基材２上にグラビア法、ロール法、ナイフエッジ法等の公知の塗布方法に従って塗布し、所定の磁界による磁気配向処理を施した後、磁性塗膜を乾燥することにより形成することができる。尚、配向処理に用いる配向装置としては、同極対向永久磁石配向装置が好ましい。
【００２６】
磁気記録層３における硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃの含有量の比率（重量比）は、使用する磁性材料の性能に大きく依存するが、例えば、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１〜５：１：０．１〜１の範囲内で設定することができる。また、磁気記録層３の厚さは、使用する磁性材料の性能、含有量等により適宜設定することができ、例えば、１〜１０００μｍの範囲とすることができる。
【００２７】
上記のような磁気記録層３の固定情報領域４に、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａは、図２の紙面奥行き方向に所定の長さをもっている。この凹凸３ａは、凹部の深さ（凸部の高さ）が一様であり、凹部と凸部とで磁性材料の含有率は同一である。一方、凹部と凸部での磁性材料の含有量の変化率は３種の磁性材料（硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃ）について同一である。また、凹凸３ａは、その横幅（磁気ヘッドの走査方向の幅）の種類として、少なくとも２種類以上の横幅を備えて構成され、凹凸３ａの横幅の違いによる読み取り出力の波形の差異を、０，１のディジタル信号値にデータ判別できるようになっている。例えば、図３に示されるように、１は１ビットの中に凹部と凸部とが１組等間隔で入るようにし、０は１ビットの中に１の場合の２倍の幅の凹部あるいは凸部が入るようにすることができ、この場合、磁気再生波形は図３のようになる。
【００２８】
このような凹凸３ａの凹部の深さ（凸部の高さ）は、０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ程度、その横幅は、１μｍ〜１０ｍｍの範囲で設定することができる。尚、上述の実施形態では、凹凸３ａの横幅が２種類である場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹凸３ａの横幅が３種類以上であってもよい。凹部は、磁気記録層が存在せずに、機材２が露出するものであってもよい。
【００２９】
上記のような微小な凹凸３ａは、例えば、凹部形成の対応位置にレーザー光を照射する方法、電子線を照射する方法、、放電による破壊、ルーチング（彫刻）加工等により物理的に除去して形成することができる。
【００３０】
このような構成である本発明の磁気記録媒体１では、磁気記録層３が所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａからなる固定情報を固定情報領域４に備えるものであり、かつ、この磁気記録層は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を有するので、磁気記録層３を磁気ヘッドで読み取った際の磁気出力は、３種類の磁性材料（硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃ）の磁化の合成となる。
【００３１】
そして、磁気記録層３に含有される硬磁性体Ａにより、微細な凹凸３ａからなる固定情報が外部磁界に対して極めて安定なものとなる。すなわち、従来の磁気バーコードのような磁気情報は、直流磁界では消去されず、逆に着磁を受けて出力が増加するが、保磁力の低い磁性材料のみを用いた場合、交流磁界により消磁が可能となり、情報の消去ができてしまう。しかし、本発明の磁気記録媒体では、硬磁性体Ａが存在するので、交流磁界を印加しても、微細な凹凸３ａからなる固定情報を完全に消去することができない。
【００３２】
また、硬磁性体Ｂが磁気記録層３に含有されているので、通常の書き換え可能な磁気情報（可変情報）を本発明の磁気記録媒体１で扱うことができる。例えば、上記の微細な凹凸３ａからなる固定情報が記録された固定情報領域４以外の領域に、書き換え可能な磁気トラックを設けることができる。
【００３３】
さらに、磁気記録層３に含有されている軟磁性体Ｃは、残留磁化がほとんど生じない。しかし、磁界中では軟磁性体Ｃに磁化が生じるので、読み取り条件により、この軟磁性体Ｃ成分の出力は変化を見せる。例えば、硬磁性体Ａと硬磁性体Ｂが十分着磁させられる磁界強度で着磁した後、バイアス磁界を印加しない通常の無バイアス読み取りを行うと、軟磁性体Ｃ成分は出力にほとんど寄与せず、硬磁性体Ａ成分と硬磁性体Ｂ成分の和が磁気出力となる。一方、バイアス磁界を印加しながら読み取るバイアス読み取りでは、軟磁性体Ｃに磁化が生じ、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と同じ向きに磁化されている場合、３種の磁性材料成分の和が磁気出力となり、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と逆向きに磁化されている場合、（硬磁性体Ａ＋硬磁性体Ｂ‐軟磁性体Ｃ）の磁気出力が得られる。すなわち、軟磁性体Ｃを用いることで、読み取り条件によって再生波形およびその出力レベルに変化をもたらすことができる。しかも、微細な凹凸３ａからなる固定情報は、磁気記録媒体個々に任意に設定することができる。したがって、他の磁気記録媒体との判別が可能となり、磁気記録媒体の真偽判定が確実に行える。
【００３４】
図４は、本発明の磁気記録媒体の他の実施形態を示す図２相当の断面図である。図４において、磁気記録媒体１１は、基材１２と、この基材１２の一方の面の全面に形成された磁気記録層１３を備えている。そして、磁気記録層１３の固定情報領域には、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸１３ａが形成されている。
【００３５】
本発明の磁気記録媒体１１を構成する基材１２は、上述の磁気記録媒体１の基材２と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００３６】
また、磁気記録層１３は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するものであり、含有する各磁性材料、その含有量、磁気記録層１３の厚み等は、上述の磁気記録媒体１の磁気記録層３と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００３７】
磁気記録層１３の固定情報領域に、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸１３ａは、図４の紙面奥行き方向に所定の長さをもち基材２の表面が露出している凹部と、他の領域の磁気記録層とつながった凸部とからなっている。この凹凸１３ａは、凹部の深さ（凸部の高さ）が一様であり、上述の凹凸３ａと同様に、その横幅（磁気ヘッドの走査方向の幅）の種類として、少なくとも２種類以上の横幅を備えて構成され、凹凸１３ａの横幅の違いによる読み取り出力の波形の差異を、０，１のディジタル信号値にデータ判別できるようになっている。
【００３８】
このような凹凸１３ａの凹部の深さ（凸部の高さ）は、０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ程度、その横幅は、１μｍ〜１０ｍｍの範囲で設定することができる。
【００３９】
尚、上記の本発明の磁気記録媒体では、基材２，１２の一方の面の全面に磁気記録層３，１３が形成された構成であるが、図５に示されるように、磁気記録層３が基材２の一部にストライプ状に形成され、この中に固定情報が記録された構成であってもよい。
また、本発明では、磁気記録層３，１３上に保護、隠蔽、装飾効果をもたせるための保護層、着色層や絵柄を設けてもよい。
【００４０】
保護層、着色層や絵柄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、所望部分に形成できる。
尚、保護層や着色層の厚みは、１〜５μｍ程度とすることが好ましい。
【００４１】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の一実施形態について、図６を参照しながら説明する。
まず、基材２に、上述のような硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃが適当な樹脂あるいはインキビヒクル中に分散されてなる磁性塗料を、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塗布して、磁性塗膜３´を形成する（図６（Ａ））。樹脂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、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材料が分散されてなる磁性塗料中に、必要に応じて分散剤、可塑剤、硬化剤、帯電防止剤、顔料等を適宜含有させてもよい。
【００４２】
次いで、同極対向永久磁石により磁気配向処理を磁性塗膜３′に施し、速やかに乾燥して磁気記録層３を形成する（図６（Ｂ））。この磁気記録層３の形成時に施された磁気配向処理によって、磁気記録層３に含有されている硬磁性体Ｂ成分の角形比は良好なものとなり、上述の可変情報の記録、再生が確実に行えることになる。
【００４３】
次に、磁気記録層３の固定情報領域において、物理的に磁気記録層を除去して、所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａを形成する。これにより、磁気記録層３に固定情報を記録して磁気記録媒体１を得る（図６（Ｃ））。このような微細な凹凸３ａの形成は、例えば、凹部形成の対応位置にレーザー光を照射する方法、電子線を照射する方法、、放電による破壊、ルーチング（彫刻）加工等により磁気記録層３を物理的に除去することにより行うことができる。
【００４４】
レーザー光を用いる場合、磁気記録層３の材料物性や、除去する線幅等を考慮して、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ることができる。
【００４５】
また、レーザー光を用いる場合には、基板２の材料物性や、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。
【００４６】
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用いることができる。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。
【００４７】
これらの中でも、特に波長１０．６μmの炭酸ガスレーザー（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。尚、レーザーの出力が大きくなりすぎると、高温による基板の損傷により凹凸パターンの精度不良がおこり、一方、出力が小さすぎると、十分な凹凸パターンの形成ができない。
【００４８】
このように製造される本発明の磁気記録媒体１では、磁気記録層３の所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａが、磁化変化のパターンに他ならないので、磁気情報として用いられる。この磁気情報は、磁性材料含有量の変化という物理的変化によるものであるので、磁気的に書き換えできない固定情報となる。そして、磁気ヘッドで読み取ったときの磁気出力波形は、凹部と凸部の境界部分で生じる磁化の変化によって凹凸パターンに対応したものとなるが、磁気記録層３に含有される硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃのそれぞれの着磁の状態と、読み取りバイアス磁界の有無、および、その向きによって変化する。例えば、バイアス磁界を印加しない通常の無バイアス読み取りでは、軟磁性体Ｃ成分は出力にほとんど寄与せず、硬磁性体Ａ成分と硬磁性体Ｂ成分の和が磁気出力となる。一方、バイアス磁界を印加しながら読み取るバイアス読み取りでは、軟磁性体Ｃに磁化が生じ、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と同じ向きに磁化されている場合、３種の磁性材料成分の和が磁気出力となり、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と逆向きに磁化されている場合、（硬磁性体Ａ＋硬磁性体Ｂ‐軟磁性体Ｃ）の磁気出力が得られる。
【００４９】
本発明では、上記の磁気記録層３における固定情報は、磁気記録層３の物理的除去による微細な凹凸３ａの形成によって磁気記録媒体個々に任意に設定することができるので、他の磁気記録媒体との判別が可能となる。
【００５０】
尚、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムのような樹脂フィルムを使用し、上述のような製造方法で基材上に磁気記録層を設けることにより磁気テープを作製し、この磁気テープをカード基材等の全面、あるいは、一部に貼合して磁気記録媒体を製造してもよい。
【００５１】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の他の実施形態について、図７を参照しながら説明する。
まず、基材１２に、上述のような硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃが適当な樹脂あるいはインキビヒクル中に分散されてなる磁性塗料を、スクリーン印刷法等の公知の印刷方式により印刷して、磁性塗膜１３´を形成する（図７（Ａ））。この磁性塗膜１３′のうち、磁気記録層１３の固定情報領域に相当する領域は、所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な磁性塗膜が存在し、これらの各磁性塗膜間には基材１２が露出している。磁性塗量に使用する樹脂あるいはインキビヒクルは、上述の製造方法で挙げたものを使用することができ、必要に応じて分散剤、可塑剤、硬化剤、帯電防止剤、顔料等を適宜含有させてもよい。
【００５２】
次いで、同極対向永久磁石により磁気配向処理を磁性塗膜１３′に施し、速やかに乾燥して磁気記録層１３を形成することにより、所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な凹凸１３ａからなる固定情報が記録された磁気記録媒体１１が得られる（図７（Ｂ））。
【００５３】
尚、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムのような樹脂フィルムを使用し、上述のような製造方法で基材上に磁気記録層を設けることにより磁気テープを作製し、この磁気テープをカード基材等の全面、あるいは、一部に貼合して磁気記録媒体を製造してもよい。
【００５４】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
まず、基材として、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製Ｅ−２２）を準備し、この基材の片面に下記の組成を有する磁気記録層用の磁性塗料をグラビアコート法により塗布して磁性塗膜を形成した。尚、使用した各磁性材料の単位重量当たりの飽和磁化量の大小関係は、硬磁性体Ａ（保磁力＝１００００Ｏｅ）＜硬磁性体Ｂ（保磁力＝２０００Ｏｅ）＜軟磁性体Ｃ（保磁力＝１０Ｏｅ）であった。
【００５５】
（第２磁性層形成用の塗工液）
・硬磁性体Ａ（Ｓｒフェライト） … ６０重量部
（保磁力＝１００００Ｏｅ）
・硬磁性体Ｂ（Ｂａフェライト） … ４０重量部
（保磁力＝２０００Ｏｅ）
・軟磁性体Ｃ（パーマロイ） … ２０重量部
（保磁力＝１０Ｏｅ）
・塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体樹脂 … １０重量部
・ウレタン樹脂 … １０重量部
・メチルエチルケトン … ５０重量部
・トルエン … ５０重量部
・メチルイソブチルケトン … ５０重量部
・イソシアネート系硬化剤 … ３重量部
【００５６】
次に、上記の磁性塗膜に同極対向永久磁石により２００００Ｇの磁界を加えて磁気配向処理を施し、その後、速やかに磁性塗膜を乾燥することにより厚み２０μｍの磁気記録層を形成した。この磁気記録層は、硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃを、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１．５：１：０．５の重量比で含有するものである。
【００５７】
次に、波長λ＝１．０６μm、出力１５WのＮｄ：ＹＡＧレーザー光を用いて、磁気記録層に微細な凹部を複数形成した。この凹部は、一定方向に沿って配列され、凹部の深さは１５μm、凹部の幅は１００μm、２００μmの２種、凹部の間隔（凹部間に存在する磁気記録層（凸部））も１００μm、２００μmの２種とした。これにより、微細な凹凸からなる固定情報を磁気記録層に記録した。
【００５８】
次いで、上記の磁気記録層上に下記組成の保護層用塗工液をグラビアコート法により塗布し乾燥して、厚み２μｍの保護層を形成した。
（保護層用の塗工液）
・アルミニウム粉末 … １０．５重量部
・酸化チタン粉末 … 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 … ７５重量部
【００５９】
上記のように磁気記録層を形成した基材を８６ｍｍ×５４ｍｍの大きさのカード状に打ち抜いて本発明の磁気記録媒体を得た。この場合、上記の微細な凹凸の配列方向が８６ｍｍの辺と平行となるようにした。
【００６０】
次いで、この磁気記録媒体の磁気記録層に、微細凹凸の配列方向に沿って、ソレノイドにより３００００Ｇの直流磁界を印加して、磁気記録層の固定情報を磁化させた。
【００６１】
この磁気記録媒体を下記の３種の条件（Ｉ〜III）でカードリーダーを用いて読み取り、磁気出力の相対値（％）を下記に示した。尚、読み取り時のバイアス磁界は、軟磁性体Cの磁化が完全に反転し、かつ、硬磁性体Bの磁化に影響を与えない強度に設定した。
【００６２】
磁気出力の相対値
条件Ｉ ： １００％
条件II ： １３０％
条件III ： ７０％
このことから、本発明の磁気記録媒体の固定情報は、バイアス磁界の有無、および、その方向により磁気出力が変化することが確認された。
【００６３】
次に、磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体の微細凹凸からなる固定情報の交流消磁を行い、その後、上記と同様に３種の条件で読み取りを行った。その結果、いずれの読み取り条件でも、保磁力が１００００Ｏｅである硬磁性体Ａの出力が検出され、固定情報を磁気的に消去することが不可能であることが確認された。このことから、本発明の磁気記録媒体の固定情報は、磁気的に消去できない磁気情報として利用できることが確認された。
【００６４】
また、磁気記録層の微細凹凸形成領域（固定情報領域）以外の領域において、硬磁性体Ｂ（保磁力２０００Ｏｅ）に対して飽和書き込みできる条件で磁気情報を書き込んだ。その後、この磁気情報をカードリーダーを用いて磁気ヘッドで再生した結果、十分な出力の再生波形が得られた。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば基材に設けられた磁気記録層が、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報が記録されているものであり、かつ、この磁気記録層は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を有するので、硬磁性体Ａによって外部の交流磁界に対する安定性が固定情報に付与され、硬磁性体Ｂによって磁気記録層への可変情報の書き込みが可能となり、さらに、軟磁性対Ｃの存在により、磁気記録層を磁気ヘッドで読み取る場合、バイアス磁界の有無、および、その向きによって、得られる磁気出力レベルおよび波形が変化し、これにより、他の磁気記録媒体との判別が可能となり、真偽判定が確実に行えるとともに、必要な可変情報を随時書き込むことができる磁気記録媒体が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施形態を説明するためのカード形状の磁気記録媒体の斜視図である。
【図２】図１のII−II断面矢視図である。
【図３】１，０のディジタル信号のフォーマット例を示す図である。
【図４】本発明の磁気記録媒体の他の実施形態を示す図２相当の断面図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施形態の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施形態の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
１，１１…磁気記録媒体
２，１２…基材
３，１３…磁気記録層
３ａ，１３ａ…凹凸
４…固定情報領域
３′，１３′…磁性塗膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体、特に偽造、変造が困難な磁気記録媒体と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基材の片面あるいは両面の全域またはストライプ状に磁気記録層が形成された磁気記録媒体は、例えば、プリペイドカード、定期券、乗車券、入場券、車券、馬券、商品券、株券、証書、通帳、磁気タグ等の金券、証券類や、ＩＤカード、キャッシュカード、クレジットカード、会員カード等のカード類、磁気ラベル等として幅広く使用されている。従来、このような磁気記録媒体は、磁気記録層に高い記録密度で情報を書込み、外部から簡単には記録情報を読み出せないようにしている。
【０００３】
しかし、磁気記録層の特性上、記録された情報の書換え、消去が自在であるため、偽造、変造が可能であり、近年、大きな社会問題としてクローズアップされている。特に、現在は磁気ストライプの入手が容易であるため、類似のカードを製造することも可能であり、さらに、現在の仕様のように、磁気記録媒体の表面に磁気記録層が露出している場合、磁気記録情報を読み取ったり、磁気転写技術により磁気記録情報を他の磁気記録層に移すことが容易にできてしまうという問題もある。
【０００４】
このような磁気記録情報の可逆性という本質的な欠点に基づく問題を解決するために、磁気記録情報の書き換えを困難にする種々の方法が提案されている。例えば、ＢａフェライトやＳｒフェライト等の高保磁力磁性材料、高保磁力低キュリー点（高Hc低Tc）の磁性材料、ＭｎＢｉを含有する磁性材料等を用いることにより、磁気情報を消去されにくくした磁気記録媒体が開発されている。
【０００５】
また、磁気的な書き換えが不可能となるように、磁性層に物理的変化を与えることにより磁気記録情報をもたせた磁気記録媒体も開発されている。例えば、印刷により磁気バーコードを設けた磁気記録媒体、磁性層にレーザー等によりマーキングを施した磁気記録媒体等が挙げられる。
【０００６】
さらに、基材上に比較的低い保磁力の磁性材料を含む第１磁性層を形成し、この第１磁性層に磁気記録を行った後、高保磁力の磁性材料を含む第２磁性層を塗布形成して積層した磁気記録媒体も開発されている。この磁気記録媒体では、第１磁性層の磁気記録パターンが、磁気ヘッドでは容易に記録できない第２磁性層にコピー（いわゆる磁気転写）されているので、偽造、変造を目的とした磁気ヘッドによる書き換えが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような単に高保磁力磁性材料を用いた磁気記録媒体は、外部磁場の影響による磁気記録情報の消去を防ぐことは可能であるが、これは逆に磁気ヘッドで情報を書き込む際には磁化されにくく、書き込み装置に制限ができるという新たな問題を生じている。
【０００８】
また、高Hc低Tc磁性材料やＭｎＢｉ含有磁性材料を有する磁気記録媒体では、温度による保磁力の急激な低下を利用して磁気書き込みを行うことが可能であるため、偽造、変造防止の点で不充分であった。
【０００９】
さらに、磁気バーコードのように磁性層に物理的変化を与えた磁気記録媒体では、磁性層に含有される磁性材料の保磁力が低い場合には、交流磁界により消磁が可能となり、情報の消去ができてしまうという問題があった。
【００１０】
また、第２磁性層に磁気転写された磁気記録情報を備える磁気記録媒体は、非常に強い磁界が加わると、磁気転写による第２磁性層の磁気記録が消去されてしまうという問題があり、これを解消するために、第２磁性層に保磁力が更に高い磁性材料を含有させると、今度は第２磁性層に磁気転写を効率良く行うことが困難となり、読み取りに必要な磁気出力が第２磁性層から得られないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、磁気ヘッドによる読み取りにおいて出力レベルおよび波形が多様に変化可能な固定情報をもち、他の磁気記録媒体との判別が確実に行え、偽造や改ざん等の不正行為を防止できるとともに、可変情報の書き換えも可能である磁気記録媒体と、この磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体は、基材と、該基材上に設けられた磁気記録層とを有し、該磁気記録層は保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するとともに、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報が記録されている領域を一部に有するような構成とした。
【００１４】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有する磁性塗料を基板上に塗布し、磁性塗膜に磁気配向処理を施しながら、あるいは、磁気配向処理を施した後に乾燥して磁気記録層を形成し、その後、該磁気記録層を物理的に除去することにより、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を前記磁気記録層の一部の領域に記録するような構成とした。
【００１５】
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有する磁性塗料を印刷方式により基板上に塗布し、該磁性塗膜は少なくとも所望の領域に所定方向に沿って配列された複数の微細な非塗布部を一部の領域に有し、該磁性塗膜に磁気配向処理を施しながら、あるいは、磁気配向処理を施した後に乾燥することにより、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を備えた磁気記録層を形成するような構成とした。
【００１６】
上記のような本発明では、磁気記録層の所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を構成する硬磁性体Ａが、外部の交流磁界に対する安定性を固定情報に付与し、硬磁性体Ｂが磁気記録層への可変情報の書き込みを可能とし、軟磁性体Ｃが磁気記録層を磁気ヘッドで読み取る際に、バイアス磁界の有無、および、その向きによって、得られる磁気出力レベルおよび波形に変化をもたらす作用をなす。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の磁気記録媒体の一実施形態を説明するためのカード形状の磁気記録媒体の斜視図であり、図２は図１のII−II断面矢視図であり、本発明の理解を容易にするために断面形状を模式的かつ簡略に描いたものである。
【００１８】
図１および図２において、本発明の磁気記録媒体１は、基材２と、この基材２の一方の面の全面に形成された磁気記録層３を備えている。そして、磁気記録層３の固定情報領域４には、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａが形成されている。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体１を構成する基材２は、基材として要求される耐熱性、強度、剛性等を考慮して、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＥＮ等のポリエステル、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸等の樹脂、生分解性樹脂、銅、アルミニウム等の金属、紙、含浸紙、合成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。このような基材２の厚さは、１００μｍ〜１ｍｍ、好ましくは１５０〜２５０μｍ程度とすることができる。
【００２０】
上記の磁気記録層３は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するものである。
【００２１】
上記の硬磁性体Ａとしては、保磁力が６０００Ｏｅ以上の磁性材料を用いることができ、保磁力の上限は特に制限はない。このような磁性材料としては、例えば、Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト、希土類系永久磁石用材料等を挙げることができる。これらの硬磁性体Ａは、１種、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２２】
また、上記の硬磁性体Ｂとしては、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲にある磁性材料を用いることができる。硬磁性体Ｂの保磁力が１００Ｏｅ未満であると、後述する可変情報の再生において十分な磁気出力が得られなかったり、外部磁界に対する耐性が不十分であり、５０００Ｏｅを超えると、磁気ヘッドによる安定した記録が難しくなり好ましくない。このような硬磁性体Ｂとしては、例えば、γ−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｃｏ被着γ−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＣｒＯ2 、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｂａフェライト等が挙げられる。これらの硬磁性体Ｂは、１種、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２３】
さらに、上記の軟磁性体Ｃとしては、保磁力が２０Ｏｅ以下、好ましくは０．５〜２０Ｏｅの範囲にある磁性材料を用いることができる。このように軟磁性体Ｃの保磁力を２０Ｏｅ以下とすることにより、低いバイアス磁界で軟磁性体Ｃを飽和させたり、磁化の反転をさせることができ、磁気ヘッドに過大な電流を印加する必要がなくなる。軟磁性体Ｃの保磁力が２０Ｏｅを超えると、読み取り時のバイアス磁界の有無による軟磁性体Ｃの磁化の制御安定性が低下するので好ましくない。尚、地磁気の影響により読み取り時の誤差が発生する場合、上記のように保磁力の下限を０．５Ｏｅに設定することが望ましい。
【００２４】
このような軟磁性体Ｃとしては、例えば、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。これらの軟磁性体Ｃは、１種、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２５】
磁気記録層３は、上述のような硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃが適当な樹脂あるいはインキビヒクル中に分散されてなる磁性塗料を、基材２上にグラビア法、ロール法、ナイフエッジ法等の公知の塗布方法に従って塗布し、所定の磁界による磁気配向処理を施した後、磁性塗膜を乾燥することにより形成することができる。尚、配向処理に用いる配向装置としては、同極対向永久磁石配向装置が好ましい。
【００２６】
磁気記録層３における硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃの含有量の比率（重量比）は、使用する磁性材料の性能に大きく依存するが、例えば、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１〜５：１：０．１〜１の範囲内で設定することができる。また、磁気記録層３の厚さは、使用する磁性材料の性能、含有量等により適宜設定することができ、例えば、１〜１０００μｍの範囲とすることができる。
【００２７】
上記のような磁気記録層３の固定情報領域４に、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａは、図２の紙面奥行き方向に所定の長さをもっている。この凹凸３ａは、凹部の深さ（凸部の高さ）が一様であり、凹部と凸部とで磁性材料の含有率は同一である。一方、凹部と凸部での磁性材料の含有量の変化率は３種の磁性材料（硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃ）について同一である。また、凹凸３ａは、その横幅（磁気ヘッドの走査方向の幅）の種類として、少なくとも２種類以上の横幅を備えて構成され、凹凸３ａの横幅の違いによる読み取り出力の波形の差異を、０，１のディジタル信号値にデータ判別できるようになっている。例えば、図３に示されるように、１は１ビットの中に凹部と凸部とが１組等間隔で入るようにし、０は１ビットの中に１の場合の２倍の幅の凹部あるいは凸部が入るようにすることができ、この場合、磁気再生波形は図３のようになる。
【００２８】
このような凹凸３ａの凹部の深さ（凸部の高さ）は、０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ程度、その横幅は、１μｍ〜１０ｍｍの範囲で設定することができる。尚、上述の実施形態では、凹凸３ａの横幅が２種類である場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹凸３ａの横幅が３種類以上であってもよい。凹部は、磁気記録層が存在せずに、機材２が露出するものであってもよい。
【００２９】
上記のような微小な凹凸３ａは、例えば、凹部形成の対応位置にレーザー光を照射する方法、電子線を照射する方法、、放電による破壊、ルーチング（彫刻）加工等により物理的に除去して形成することができる。
【００３０】
このような構成である本発明の磁気記録媒体１では、磁気記録層３が所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａからなる固定情報を固定情報領域４に備えるものであり、かつ、この磁気記録層は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を有するので、磁気記録層３を磁気ヘッドで読み取った際の磁気出力は、３種類の磁性材料（硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃ）の磁化の合成となる。
【００３１】
そして、磁気記録層３に含有される硬磁性体Ａにより、微細な凹凸３ａからなる固定情報が外部磁界に対して極めて安定なものとなる。すなわち、従来の磁気バーコードのような磁気情報は、直流磁界では消去されず、逆に着磁を受けて出力が増加するが、保磁力の低い磁性材料のみを用いた場合、交流磁界により消磁が可能となり、情報の消去ができてしまう。しかし、本発明の磁気記録媒体では、硬磁性体Ａが存在するので、交流磁界を印加しても、微細な凹凸３ａからなる固定情報を完全に消去することができない。
【００３２】
また、硬磁性体Ｂが磁気記録層３に含有されているので、通常の書き換え可能な磁気情報（可変情報）を本発明の磁気記録媒体１で扱うことができる。例えば、上記の微細な凹凸３ａからなる固定情報が記録された固定情報領域４以外の領域に、書き換え可能な磁気トラックを設けることができる。
【００３３】
さらに、磁気記録層３に含有されている軟磁性体Ｃは、残留磁化がほとんど生じない。しかし、磁界中では軟磁性体Ｃに磁化が生じるので、読み取り条件により、この軟磁性体Ｃ成分の出力は変化を見せる。例えば、硬磁性体Ａと硬磁性体Ｂが十分着磁させられる磁界強度で着磁した後、バイアス磁界を印加しない通常の無バイアス読み取りを行うと、軟磁性体Ｃ成分は出力にほとんど寄与せず、硬磁性体Ａ成分と硬磁性体Ｂ成分の和が磁気出力となる。一方、バイアス磁界を印加しながら読み取るバイアス読み取りでは、軟磁性体Ｃに磁化が生じ、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と同じ向きに磁化されている場合、３種の磁性材料成分の和が磁気出力となり、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と逆向きに磁化されている場合、（硬磁性体Ａ＋硬磁性体Ｂ‐軟磁性体Ｃ）の磁気出力が得られる。すなわち、軟磁性体Ｃを用いることで、読み取り条件によって再生波形およびその出力レベルに変化をもたらすことができる。しかも、微細な凹凸３ａからなる固定情報は、磁気記録媒体個々に任意に設定することができる。したがって、他の磁気記録媒体との判別が可能となり、磁気記録媒体の真偽判定が確実に行える。
【００３４】
図４は、本発明の磁気記録媒体の他の実施形態を示す図２相当の断面図である。図４において、磁気記録媒体１１は、基材１２と、この基材１２の一方の面の全面に形成された磁気記録層１３を備えている。そして、磁気記録層１３の固定情報領域には、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸１３ａが形成されている。
【００３５】
本発明の磁気記録媒体１１を構成する基材１２は、上述の磁気記録媒体１の基材２と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００３６】
また、磁気記録層１３は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するものであり、含有する各磁性材料、その含有量、磁気記録層１３の厚み等は、上述の磁気記録媒体１の磁気記録層３と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００３７】
磁気記録層１３の固定情報領域に、磁気ヘッドの走査方向に沿って配列された複数の微細な凹凸１３ａは、図４の紙面奥行き方向に所定の長さをもち基材２の表面が露出している凹部と、他の領域の磁気記録層とつながった凸部とからなっている。この凹凸１３ａは、凹部の深さ（凸部の高さ）が一様であり、上述の凹凸３ａと同様に、その横幅（磁気ヘッドの走査方向の幅）の種類として、少なくとも２種類以上の横幅を備えて構成され、凹凸１３ａの横幅の違いによる読み取り出力の波形の差異を、０，１のディジタル信号値にデータ判別できるようになっている。
【００３８】
このような凹凸１３ａの凹部の深さ（凸部の高さ）は、０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ程度、その横幅は、１μｍ〜１０ｍｍの範囲で設定することができる。
【００３９】
尚、上記の本発明の磁気記録媒体では、基材２，１２の一方の面の全面に磁気記録層３，１３が形成された構成であるが、図５に示されるように、磁気記録層３が基材２の一部にストライプ状に形成され、この中に固定情報が記録された構成であってもよい。
また、本発明では、磁気記録層３，１３上に保護、隠蔽、装飾効果をもたせるための保護層、着色層や絵柄を設けてもよい。
【００４０】
保護層、着色層や絵柄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、所望部分に形成できる。
尚、保護層や着色層の厚みは、１〜５μｍ程度とすることが好ましい。
【００４１】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の一実施形態について、図６を参照しながら説明する。
まず、基材２に、上述のような硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃが適当な樹脂あるいはインキビヒクル中に分散されてなる磁性塗料を、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塗布して、磁性塗膜３´を形成する（図６（Ａ））。樹脂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、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材料が分散されてなる磁性塗料中に、必要に応じて分散剤、可塑剤、硬化剤、帯電防止剤、顔料等を適宜含有させてもよい。
【００４２】
次いで、同極対向永久磁石により磁気配向処理を磁性塗膜３′に施し、速やかに乾燥して磁気記録層３を形成する（図６（Ｂ））。この磁気記録層３の形成時に施された磁気配向処理によって、磁気記録層３に含有されている硬磁性体Ｂ成分の角形比は良好なものとなり、上述の可変情報の記録、再生が確実に行えることになる。
【００４３】
次に、磁気記録層３の固定情報領域において、物理的に磁気記録層を除去して、所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａを形成する。これにより、磁気記録層３に固定情報を記録して磁気記録媒体１を得る（図６（Ｃ））。このような微細な凹凸３ａの形成は、例えば、凹部形成の対応位置にレーザー光を照射する方法、電子線を照射する方法、、放電による破壊、ルーチング（彫刻）加工等により磁気記録層３を物理的に除去することにより行うことができる。
【００４４】
レーザー光を用いる場合、磁気記録層３の材料物性や、除去する線幅等を考慮して、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ることができる。
【００４５】
また、レーザー光を用いる場合には、基板２の材料物性や、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。
【００４６】
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用いることができる。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。
【００４７】
これらの中でも、特に波長１０．６μmの炭酸ガスレーザー（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。尚、レーザーの出力が大きくなりすぎると、高温による基板の損傷により凹凸パターンの精度不良がおこり、一方、出力が小さすぎると、十分な凹凸パターンの形成ができない。
【００４８】
このように製造される本発明の磁気記録媒体１では、磁気記録層３の所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な凹凸３ａが、磁化変化のパターンに他ならないので、磁気情報として用いられる。この磁気情報は、磁性材料含有量の変化という物理的変化によるものであるので、磁気的に書き換えできない固定情報となる。そして、磁気ヘッドで読み取ったときの磁気出力波形は、凹部と凸部の境界部分で生じる磁化の変化によって凹凸パターンに対応したものとなるが、磁気記録層３に含有される硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃのそれぞれの着磁の状態と、読み取りバイアス磁界の有無、および、その向きによって変化する。例えば、バイアス磁界を印加しない通常の無バイアス読み取りでは、軟磁性体Ｃ成分は出力にほとんど寄与せず、硬磁性体Ａ成分と硬磁性体Ｂ成分の和が磁気出力となる。一方、バイアス磁界を印加しながら読み取るバイアス読み取りでは、軟磁性体Ｃに磁化が生じ、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と同じ向きに磁化されている場合、３種の磁性材料成分の和が磁気出力となり、軟磁性体Ｃが硬磁性体Ａおよび硬磁性体Ｂの磁化方向と逆向きに磁化されている場合、（硬磁性体Ａ＋硬磁性体Ｂ‐軟磁性体Ｃ）の磁気出力が得られる。
【００４９】
本発明では、上記の磁気記録層３における固定情報は、磁気記録層３の物理的除去による微細な凹凸３ａの形成によって磁気記録媒体個々に任意に設定することができるので、他の磁気記録媒体との判別が可能となる。
【００５０】
尚、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムのような樹脂フィルムを使用し、上述のような製造方法で基材上に磁気記録層を設けることにより磁気テープを作製し、この磁気テープをカード基材等の全面、あるいは、一部に貼合して磁気記録媒体を製造してもよい。
【００５１】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の他の実施形態について、図７を参照しながら説明する。
まず、基材１２に、上述のような硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂ、および、軟磁性体Ｃが適当な樹脂あるいはインキビヒクル中に分散されてなる磁性塗料を、スクリーン印刷法等の公知の印刷方式により印刷して、磁性塗膜１３´を形成する（図７（Ａ））。この磁性塗膜１３′のうち、磁気記録層１３の固定情報領域に相当する領域は、所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な磁性塗膜が存在し、これらの各磁性塗膜間には基材１２が露出している。磁性塗量に使用する樹脂あるいはインキビヒクルは、上述の製造方法で挙げたものを使用することができ、必要に応じて分散剤、可塑剤、硬化剤、帯電防止剤、顔料等を適宜含有させてもよい。
【００５２】
次いで、同極対向永久磁石により磁気配向処理を磁性塗膜１３′に施し、速やかに乾燥して磁気記録層１３を形成することにより、所定方向（磁気ヘッドの走査方向）に沿って配列された複数の微細な凹凸１３ａからなる固定情報が記録された磁気記録媒体１１が得られる（図７（Ｂ））。
【００５３】
尚、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムのような樹脂フィルムを使用し、上述のような製造方法で基材上に磁気記録層を設けることにより磁気テープを作製し、この磁気テープをカード基材等の全面、あるいは、一部に貼合して磁気記録媒体を製造してもよい。
【００５４】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
まず、基材として、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製Ｅ−２２）を準備し、この基材の片面に下記の組成を有する磁気記録層用の磁性塗料をグラビアコート法により塗布して磁性塗膜を形成した。尚、使用した各磁性材料の単位重量当たりの飽和磁化量の大小関係は、硬磁性体Ａ（保磁力＝１００００Ｏｅ）＜硬磁性体Ｂ（保磁力＝２０００Ｏｅ）＜軟磁性体Ｃ（保磁力＝１０Ｏｅ）であった。
【００５５】
（第２磁性層形成用の塗工液）
・硬磁性体Ａ（Ｓｒフェライト） … ６０重量部
（保磁力＝１００００Ｏｅ）
・硬磁性体Ｂ（Ｂａフェライト） … ４０重量部
（保磁力＝２０００Ｏｅ）
・軟磁性体Ｃ（パーマロイ） … ２０重量部
（保磁力＝１０Ｏｅ）
・塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体樹脂 … １０重量部
・ウレタン樹脂 … １０重量部
・メチルエチルケトン … ５０重量部
・トルエン … ５０重量部
・メチルイソブチルケトン … ５０重量部
・イソシアネート系硬化剤 … ３重量部
【００５６】
次に、上記の磁性塗膜に同極対向永久磁石により２００００Ｇの磁界を加えて磁気配向処理を施し、その後、速やかに磁性塗膜を乾燥することにより厚み２０μｍの磁気記録層を形成した。この磁気記録層は、硬磁性体Ａ、硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃを、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１．５：１：０．５の重量比で含有するものである。
【００５７】
次に、波長λ＝１．０６μm、出力１５WのＮｄ：ＹＡＧレーザー光を用いて、磁気記録層に微細な凹部を複数形成した。この凹部は、一定方向に沿って配列され、凹部の深さは１５μm、凹部の幅は１００μm、２００μmの２種、凹部の間隔（凹部間に存在する磁気記録層（凸部））も１００μm、２００μmの２種とした。これにより、微細な凹凸からなる固定情報を磁気記録層に記録した。
【００５８】
次いで、上記の磁気記録層上に下記組成の保護層用塗工液をグラビアコート法により塗布し乾燥して、厚み２μｍの保護層を形成した。
（保護層用の塗工液）
・アルミニウム粉末 … １０．５重量部
・酸化チタン粉末 … 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 … ７５重量部
【００５９】
上記のように磁気記録層を形成した基材を８６ｍｍ×５４ｍｍの大きさのカード状に打ち抜いて本発明の磁気記録媒体を得た。この場合、上記の微細な凹凸の配列方向が８６ｍｍの辺と平行となるようにした。
【００６０】
次いで、この磁気記録媒体の磁気記録層に、微細凹凸の配列方向に沿って、ソレノイドにより３００００Ｇの直流磁界を印加して、磁気記録層の固定情報を磁化させた。
【００６１】
この磁気記録媒体を下記の３種の条件（Ｉ〜III）でカードリーダーを用いて読み取り、磁気出力の相対値（％）を下記に示した。尚、読み取り時のバイアス磁界は、軟磁性体Cの磁化が完全に反転し、かつ、硬磁性体Bの磁化に影響を与えない強度に設定した。
【００６２】
条件Ｉ ： １００％
条件II ： １３０％
条件III ： ７０％
このことから、本発明の磁気記録媒体の固定情報は、バイアス磁界の有無、および、その方向により磁気出力が変化することが確認された。
【００６３】
次に、磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体の微細凹凸からなる固定情報の交流消磁を行い、その後、上記と同様に３種の条件で読み取りを行った。その結果、いずれの読み取り条件でも、保磁力が１００００Ｏｅである硬磁性体Ａの出力が検出され、固定情報を磁気的に消去することが不可能であることが確認された。このことから、本発明の磁気記録媒体の固定情報は、磁気的に消去できない磁気情報として利用できることが確認された。
【００６４】
また、磁気記録層の微細凹凸形成領域（固定情報領域）以外の領域において、硬磁性体Ｂ（保磁力２０００Ｏｅ）に対して飽和書き込みできる条件で磁気情報を書き込んだ。その後、この磁気情報をカードリーダーを用いて磁気ヘッドで再生した結果、十分な出力の再生波形が得られた。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば基材に設けられた磁気記録層が、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報が記録されているものであり、かつ、この磁気記録層は、硬磁性体Ａ、この硬磁性体Ａよりも保磁力が小さい硬磁性体Ｂおよび軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を有するので、硬磁性体Ａによって外部の交流磁界に対する安定性が固定情報に付与され、硬磁性体Ｂによって磁気記録層への可変情報の書き込みが可能となり、さらに、軟磁性対Ｃの存在により、磁気記録層を磁気ヘッドで読み取る場合、バイアス磁界の有無、および、その向きによって、得られる磁気出力レベルおよび波形が変化し、これにより、他の磁気記録媒体との判別が可能となり、真偽判定が確実に行えるとともに、必要な可変情報を随時書き込むことができる磁気記録媒体が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施形態を説明するためのカード形状の磁気記録媒体の斜視図である。
【図２】図１のII−II断面矢視図である。
【図３】１，０のディジタル信号のフォーマット例を示す図である。
【図４】本発明の磁気記録媒体の他の実施形態を示す図２相当の断面図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施形態の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施形態の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
１，１１…磁気記録媒体
２，１２…基材
３，１３…磁気記録層
３ａ，１３ａ…凹凸
４…固定情報領域
３′，１３′…磁性塗膜
Claims (3)
- 基材と、該基材上に設けられた磁気記録層とを有し、該磁気記録層は保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有するとともに、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報が記録されている領域を一部に有することを特徴とする磁気記録媒体。
- 保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有する磁性塗料を基板上に塗布し、磁性塗膜に磁気配向処理を施しながら、あるいは、磁気配向処理を施した後に乾燥して磁気記録層を形成し、その後、該磁気記録層を物理的に除去することにより、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を前記磁気記録層の一部の領域に記録することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
- 保磁力が６０００Ｏｅ以上の硬磁性体Ａ、保磁力が１００〜５０００Ｏｅの範囲の硬磁性体Ｂおよび保磁力が０．５〜２０Ｏｅの範囲の軟磁性体Ｃの３種からなる磁性材料を含有する磁性塗料を印刷方式により基板上に塗布し、該磁性塗膜は少なくとも所望の領域に所定方向に沿って配列された複数の微細な非塗布部を一部の領域に有し、該磁性塗膜に磁気配向処理を施しながら、あるいは、磁気配向処理を施した後に乾燥することにより、所定方向に沿って配列された複数の微細な凹凸からなる固定情報を備えた磁気記録層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
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