JPH0877622A - 磁気記録媒体および磁気記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録情報の改竄による変造を効果的に防止で
きる磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に対し記録およ
び再生を行なう方法とを提供する。 【構成】 （結晶質のときの飽和磁化）／（非晶質のと
きの飽和磁化）が５以上である合金（Ｎｉ基合金等）か
らなる記録材料を有する磁気記録媒体。記録する際に
は、サーマルヘッドまたはレーザ光により加熱して冷却
することにより記録材料の少なくとも一部を結晶化し、
再生する際には、結晶化した記録材料を直流磁界印加に
より磁化した後、記録材料の磁化を磁気ヘッドにより検
出するか、結晶化した記録材料を直流磁界印加により磁
化しながら記録材料の磁化を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気カード等の磁気記
録媒体と、磁気記録再生方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気カードの普及は著しく、種々
の分野で利用されている。とりわけ、金額情報等が磁気
情報として記録され、使用するつど金額が減算されて書
き換えられるカード（プリペイドカード）への用途が拡
大している。

【０００３】この用途では、記録情報の改竄による磁気
カードの変造や、カード自体の偽造が容易であっては、
システムの安全性を著しく低下させてしまう。このた
め、情報の改竄を防止するための保護機能をもつ磁気カ
ードが要望され、これに応じて種々の磁気カードが提
案、実用化されている。例えば、磁気カードの一部に特
殊な材料からなる領域を形成することにより、カード自
体の偽造を困難にしたり、その領域を検知してカードの
真偽判定を行なうもの、カードの層構成を複雑にするも
のなどである。

【０００４】これらの保護機能を採用した磁気カードは
大量に偽造したり複製したりすることは困難になるもの
の、例えば１枚のカードの金額情報等を書き換えるなど
の改竄により、使用済みのカード情報を初期の金額情報
に戻すことは可能であった。この対策として、使用度数
に応じてパンチで穿孔する方法もあるが、この方法では
きめ細かく対応できないこと、抜きカスが出ること、パ
ンチ孔を埋めて修復されることなどの問題がある。この
他、感熱記録などにより使用度数に応じて可視情報を記
録することも考えられるが、可視情報の読み取りは光学
的に行なう必要があるので、汚れに弱いという問題があ
る。また、可視情報であるため、記録の改竄が容易であ
る。また、光学的読み取り装置は高価であるという問題
もある。このように、現実的に改竄防止に極めて有効と
いえる手段はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
情報の改竄による変造を効果的に防止できる磁気記録媒
体と、この磁気記録媒体に対し記録および再生を行なう
方法とを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１１）のいずれかの構成により達成される。 （１）（結晶質のときの飽和磁化）／（非晶質のときの
飽和磁化）が５以上である合金からなる記録材料を有す
る磁気記録媒体。 （２）前記記録材料の飽和磁化が、非晶質のとき３００
G以下である上記（１）の磁気記録媒体。 （３）前記記録材料の飽和磁化が、結晶質のとき２００
G以上である上記（１）または（２）の磁気記録媒体。 （４）前記記録材料の結晶化温度が１００〜４００℃で
ある上記（１）〜（３）のいずれかの磁気記録媒体。 （５）前記記録材料がＮｉ基合金である上記（１）〜
（４）のいずれかの磁気記録媒体。 （６）前記記録材料が、ＮｉおよびＭ（Ｍは、Ｂ、Ｃ、
Ｓｉ、ＰおよびＧｅからなる群から選択される少なくと
も１種の元素である）を含有する上記（５）の磁気記録
媒体。 （７）Ｎｉの一部がＦｅおよび／またはＣｏで置換され
ている上記（５）または（６）の磁気記録媒体。 （８）前記記録材料が薄帯状、薄膜状または粉末状であ
る上記（１）〜（７）のいずれかの磁気記録媒体。 （９）樹脂製の基体上に前記記録材料を含む不可逆記録
層を有する磁気カードである上記（１）〜（８）のいず
れかの磁気記録媒体。 （１０）基体上に磁気記録層を有する上記（１）〜
（９）のいずれかの磁気記録媒体。 （１１）上記（１）〜（10）のいずれかの磁気記録媒体
に対し記録および再生を行なう方法であって、記録する
際には、サーマルヘッドまたはレーザ光により加熱して
冷却することにより記録材料の少なくとも一部を結晶化
し、再生する際には、結晶化した記録材料を直流磁界印
加により磁化した後、記録材料の磁化を磁気ヘッドによ
り検出するか、結晶化した記録材料を直流磁界印加によ
り磁化しながら記録材料の磁化を検出する磁気記録再生
方法。

【０００７】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【０００８】本発明の磁気記録媒体が有する記録材料
は、相変化による飽和磁化４πＭｓの変化を利用して情
報の記録再生を行なう。この記録材料は、通常の使用温
度範囲（例えば−１０〜４０℃）において、（結晶質の
ときの４πＭｓ）／（非晶質のときの４πＭｓ）が、５
以上、好ましくは１０以上である合金からなる。この比
率が小さすぎると、記録情報の読み出しが困難となる。
また、この記録材料は、非晶質のときの４πＭｓが好ま
しくは３００ G以下、より好ましくは１００ G以下、さ
らに好ましくは５０ G以下であり、結晶質のときの４π
Ｍｓが好ましくは２００ G以上、より好ましくは５００
G以上である。非晶質のときの４πＭｓが大きすぎたり
結晶質のときの４πＭｓが小さすぎたりすると、記録情
報の読み出しが困難となりやすい。

【０００９】後述する記録再生方法において、記録材料
に直流磁界を印加しながら再生する場合には、結晶質の
ときの保磁力は特に限定されず、軟磁性体であっても硬
磁性体であってもよく、磁化が困難とならない範囲であ
ればよい。

【００１０】記録材料の結晶化温度は、好ましくは１０
０〜４００℃、より好ましくは１５０〜３００℃とす
る。結晶化温度が低すぎると、熱に対して不安定とな
り、信頼性が低くなる。また、加熱領域近傍が影響を受
けやすくなって正確な記録が困難となる。結晶化温度が
高すぎると、記録の際に必要とされる加熱温度が高くな
り、耐熱性の低い樹脂を基体に使うことが困難となり、
また、記録装置が高価になってしまう。

【００１１】なお、記録材料のキュリー温度は特に限定
されず、再生時の温度よりも高ければよい。

【００１２】本発明で用いる記録材料は、Ｎｉ基合金で
あることが好ましい。具体的には、Ｎｉに加え、メタロ
イド元素として、Ｍ（Ｍは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、ＰおよびＧ
ｅからなる群から選択される少なくとも１種の元素であ
る）を含むことが好ましい。これらの元素を含むことに
より、上述した非晶質から結晶質への変化が容易とな
り、また、結晶化温度を好ましい範囲内とすることが容
易となる。Ｍとしては、Ｂ、ＣおよびＰの少なくとも１
種が好ましく、Ｂおよび／またはＣがより好ましい。特
に、ＢおよびＣを含む合金は、飽和磁化が高く、しかも
結晶化に要する温度が低いため好ましい。

【００１３】なお、結晶化温度やキュリー温度等の制御
のために、これら以外の元素が含まれていてもよく、ま
た、本発明の作用効果を著しく阻害しない範囲におい
て、さらに他の元素が含まれていてもよい。上記以外の
元素としては、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｇｄ、Ｃ
ｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｒ等が挙げられる。ＦｅやＣｏは、
Ｎｉの一部を置換するかたちで含まれ、これらの置換に
より結晶化温度はやや上昇するが、飽和磁化が高くな
る。

【００１４】Ｎｉ基合金中のＮｉ含有率は、好ましくは
６５〜９０原子％、より好ましくは７３〜８３原子％で
ある。Ｎｉ量が少なすぎると結晶化温度が高くなり、し
かも加熱して結晶質としたときの４πＭｓが低くなって
しまう。一方、Ｎｉ量が多すぎると、記録材料製造時に
非晶質化することが困難となる。Ｎｉ基合金がＢおよび
Ｃを含む場合、結晶化時の飽和磁化はＣ量の増加に伴な
って一般に増加するが、Ｃ量が多すぎると結晶化温度が
上昇してしまうので、Ｃ／（Ｂ＋Ｃ）は０．４５以下で
あることが好ましい。Ｎｉの一部をＦｅおよび／または
Ｃｏで置換する場合、合金中のＦｅ＋Ｃｏは１０原子％
以下であることが好ましい。Ｆｅ＋Ｃｏが多すぎると、
非晶質のときの飽和磁化が大きくなってしまう。

【００１５】本発明では、非晶質時と結晶化時とで上記
のように磁気的特性が異なる記録材料であれば利用する
ことができ、記録材料の結晶化機構は特に限定されない
が、上記したＮｉ基合金では一般に、Ｎｉ、Ｎｉと他の
元素との固溶体、およびＮｉと他の元素との化合物の少
なくとも１種が析出することにより結晶化し、これによ
り飽和磁化が高くなると考えられる。

【００１６】記録材料の形態は特に限定されず、例え
ば、薄帯状、薄膜状、粉末状等のいずれであってもよ
い。例えば、磁気カードに適用する場合、非晶質記録材
料の薄帯を単ロール法等の液体急冷法により作製し、こ
れを基体表面に貼付したり、スパッタ法や蒸着法等の薄
膜形成法により基体表面に非晶質記録材料の薄膜を形成
したり、非晶質記録材料の薄帯を粉砕した粉末をバイン
ダで結合して塗布したりすればよい。記録材料を粉末状
とする場合、粒子形状は偏平状であることが好ましい。
偏平状粒子を用いれば、塗膜の表面性が良好となって磁
気記録再生特性および加熱時の熱伝導性が良好となる。

【００１７】本発明を磁気カードに適用したときの構成
例を、図１に示す。図１に示す磁気カード１は、樹脂製
の基体２上に、不可逆記録層３と磁気記録層４とを有す
る。不可逆記録層３は、上述した記録材料を含む領域で
あり、磁気記録層４は、通常の磁気記録媒体に用いられ
る磁気記録材料を含む領域である。

【００１８】不可逆記録層３に記録する際には、サーマ
ルヘッドまたはレーザ光により記録材料を加熱した後、
冷却し、記録材料の少なくとも一部を所定パターンに結
晶化して飽和磁化を向上させる。再生する際には、結晶
化した記録材料を直流磁界印加により磁化した後、磁気
ヘッドにより記録材料の磁化を検出するか、または、直
流磁界印加により記録材料を磁化しながら磁気ヘッドに
より記録材料の磁化を検出する。記録材料に直流磁界を
印加しながら再生を行なうことにより、再生感度を向上
させることができる。

【００１９】不可逆記録層３において記録時に結晶化さ
れず非晶質のまま残ったところは、磁化されないか磁化
が小さいため、再生時には記録時の加熱パターンに応じ
た磁化パターンを検出することができる。不可逆記録層
３の結晶化部は、再度の非晶質化が実質的に不可能であ
る。記録材料自体は、溶融して急冷することにより非晶
質化が可能であるが、このような加熱を行なった場合に
は、樹脂製の基体２が燃焼してしまう。したがって、不
可逆記録層３に記録された情報の書き換えは不可能であ
り、情報の改竄を防ぐことができる。

【００２０】不可逆記録層３に記録する情報は特に限定
されない。例えば、図示するように通常の磁気記録層４
と組み合わせて通常のプリペイドカードとして用いる場
合、磁気記録層４には、金額や度数などに加えて一般的
に磁気カードに必要な情報を記録し、不可逆記録層３に
は、磁気記録層４に記録されている情報のうち、例えば
金額や度数など使用のたびに書き換えが必要な情報を記
録する。磁気記録層４でこれらの情報を書き換えるたび
に、不可逆記録層３には追記することになる。磁気記録
層４の情報が改竄された場合でも、不可逆記録層３の情
報は書き換えができないため、両者を照合すれば改竄の
有無が判定できる。

【００２１】不可逆記録層３に記録する情報はこれに限
定されるものではなく、例えば、磁気カードの固有デー
タとしてのＩＤコードを記録してもよい。この場合、こ
のＩＤコードで磁気記録層４に記録される情報を暗号化
しておけば、この磁気カードの磁気記録層４の内容を別
のＩＤコードをもつ他の磁気カードの磁気記録層にコピ
ーしたとしても、正規の情報の読み出しは不可能とな
る。本発明では、カード１枚１枚に固有のＩＤコードを
記録でき、しかもその改竄が不可能であるため、複製に
よる偽造の防止効果が極めて高くなる。

【００２２】一般に磁気記録媒体は、情報の記録が容易
であり、しかも記録情報の書き換えが可能であることが
利点であるが、磁気カード用途では情報の改竄が容易で
あるという欠点ともなる。これに対し、本発明の磁気記
録媒体では、上述したように情報の改竄が極めて困難で
あり、しかも、光学読み取りと異なり磁気的に情報を読
み出せるため、記録再生装置が安価にできる。

【００２３】なお、不可逆記録層３や磁気記録層４上に
は、必要に応じて樹脂保護層や無機保護層を設けてもよ
い。また、図１に示される態様に限らず、不可逆記録層
３と磁気記録層４とを少なくとも一部が重なるように形
成してもよく、場合によっては磁気記録層４を設けなく
てもよい。

【００２４】

【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。

【００２５】＜実施例１＞厚さ１８８μm の白色ＰＥＴ
基体の一方の面の全面に、Ｂａフェライト粉末（保磁力
２７５０ Oe ）を分散した磁性塗料を乾燥後の厚さが１
２μm となるように塗布し、磁場配向した後、乾燥さ
せ、磁気記録層とした。この磁気記録層上に、厚さ３μ
m の中間保護層（アクリル系樹脂）を形成し、この中間
保護層上に、Ｎｉ_77.8Ｂ_22.2（原子比）からなる不可逆
記録層を高周波２元同時スパッタ法を用いて３００nmの
厚さに形成した。スパッタは、５×１０^-1PaのＡｒガス
雰囲気中で２０分間行なった。次に、不可逆記録層上
に、紫外線硬化型樹脂製の保護層を厚さ２μm に形成
し、カード寸法に打ち抜いて磁気カードとした。

【００２６】スパッタの際に、同時にガラス基板上にも
厚さ３００nmの不可逆記録層を形成し、測定用サンプル
とした。この測定用サンプルの不可逆記録層の結晶性を
Ｘ線回折法により調べたところ、結晶を示す回折ピーク
は認められず、非晶質であることが確認された。そし
て、この不可逆記録層の磁気特性を、ＶＳＭ（試料振動
型磁気測定器）により常温において最大印加磁界強度
５．０ kOeで測定したところ、磁化は認められなかっ
た。この測定の際の印加磁界強度Ｈと磁化Ｍとの関係を
示すグラフを、図２（ａ）に示す。次に、この不可逆記
録層をＤＳＣ（走査型熱量計）により熱分析したとこ
ろ、３１０℃で結晶化に伴なう発熱ピークが認められ
た。熱分析時の最高温度は、６００℃とした。熱分析
後、再びＶＳＭにより測定したところ、飽和磁化４πＭ
ｓが２７３０ Gの磁性体となっていた。この測定の際の
印加磁界強度Ｈと磁化Ｍとの関係を示すグラフを、図２
（ｂ）に示す。熱分析後にＸ線回折法により調べたとこ
ろ、結晶を示すピークが認められた。

【００２７】次に、上記磁気カードの保護層側に、波長
８１０nm、出力３０mWの半導体レーザ（ビーム径１０μ
m ）を照射した。レーザビームの主走査方向はカード長
手方向に対し垂直な方向とし、副走査方向はカード長手
方向とした。レーザビームを照射した領域に、下側の磁
気記録層を磁化しない程度の直流磁界を磁気ヘッドによ
り印加した後、磁気ヘッドにより読み取りを行なったと
ころ、再生出力が得られた。

【００２８】＜実施例２＞不可逆記録層を表１および表
２に示す組成となるように高周波多元同時スパッタによ
り形成し、これ以外は実施例１と同様にして磁気カード
および測定用サンプルを作製した。これらについて実施
例１と同様な測定を行なった。結果を各表に示す。ただ
し、磁気特性測定時の最大印加磁界強度は、５．０ kOe
または１０kOeとし、熱処理温度は６００℃とした。な
お、熱処理前にはすべてのサンプルが非晶質であり、熱
処理によりすべてが結晶化した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】この結果から、Ｎｉ−Ｂ合金にＣを添加す
ることにより飽和磁化が向上すること、Ｎｉ−Ｃ合金で
高飽和磁化が得られること、Ｎｉの一部をＣｏやＦｅで
置換することにより飽和磁化が向上することがわかる。

【００３２】表１のＮｉ−Ｂ合金では、熱分析による結
晶化温度は３１０〜３３１℃であったが、Ｃ添加により
結晶化温度が２８６〜３０９℃に低下した。

【００３３】上記各サンプルの温度−磁化曲線から、結
晶化した不可逆記録層のキュリー温度Ｔｃを求め、これ
とＮｉのＴｃとを比較して、各組成における結晶化メカ
ニズムを推定した。すなわち、不可逆記録層のＴｃがＮ
ｉのＴｃ（３５４℃付近）に近いものは、Ｎｉが析出し
ていると判断した。そして、公知文献および状態図から
固溶体や化合物が生じると考えられ、かつＴｃが変化し
たものでは、Ｎｉと添加元素との固溶体や化合物が析出
していると判断した。結果は以下のとおりである。

【００３４】Ｎｉ−Ｂ：Ｔｃ≒３５０℃。組成比による
Ｔｃ変化なし。Ｎｉ析出。 Ｎｉ−Ｂ−Ａｌ：Ｔｃ≒３１０℃。ＮｉのＡｌ固溶体が
析出。 Ｎｉ−Ｂ−Ｃ：Ｔｃ≒３５０℃。組成比によるＴｃ変化
なし。Ｎｉ析出。 Ｎｉ−Ｂ−Ｇｄ：Ｔｃ≒３６０℃。組成比によるＴｃ変
化なし。Ｎｉ析出。 Ｎｉ−Ｂ−Ｓｎ：Ｔｃ≒２６０℃。ＮｉのＳｎ固溶体が
析出。 Ｎｉ−Ｃｏ−Ｂ：Ｃｏ量増加に伴なってＴｃ上昇。Ｎｉ
−Ｃｏ固溶体が析出。 Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ：Ｆｅ／（Ｎｉ＋Ｆｅ）の値によってＴ
ｃが変化。Ｎｉ−Ｆｅ固溶体が析出。 Ｎｉ−Ｃ：Ｔｃ≒３５０℃。組成比によるＴｃ変化な
し。Ｎｉが析出。 Ｎｉ−Ｐ：Ｔｃ≒３４０℃。組成比によるＴｃ変化な
し。ＮｉとＮｉ₃ Ｐとが析出。Ｐ量増加に伴なってＮｉ
₃ Ｐが増加。 Ｎｉ−Ｐ−Ｃ：Ｔｃ≒３４０℃。組成比によるＴｃ変化
なし。Ｎｉが析出。Ｐ量が多いとＮｉ₃ Ｐが析出。

【００３５】なお、非晶質状態の不可逆記録層を有する
上記各サンプルに対し、６０℃にて１４０時間放置する
エージング試験を行なったところ、不可逆記録層の結晶
化は認められず、信頼性が高いことが証明された。

【００３６】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、書き換え不可
能な記録材料を有するため記録情報の改竄が極めて困難
であり、このため磁気カードに適用したときの安全性が
高く、しかも、情報の読み出しが磁気的に行なえるた
め、記録再生装置が安価にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体を磁気カードに適用した
場合の構成例を示す平面図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の記録
材料について印加磁界強度Ｈと磁化Ｍとの関係を示すグ
ラフであり、（ａ）は非晶質のときのもの、（ｂ）は結
晶質のときのものである。

【符号の説明】

１ 磁気カード ２ 基体 ３ 不可逆記録層 ４ 磁気記録層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 19/04 ５２１ 7525−5Ｄ Ｈ０１Ｆ 10/14

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （結晶質のときの飽和磁化）／（非晶質
   のときの飽和磁化）が５以上である合金からなる記録材
   料を有する磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 前記記録材料の飽和磁化が、非晶質のと
   き３００ G以下である請求項１の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 前記記録材料の飽和磁化が、結晶質のと
   き２００ G以上である請求項１または２の磁気記録媒
   体。
4. 【請求項４】 前記記録材料の結晶化温度が１００〜４
   ００℃である請求項１〜３のいずれかの磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 前記記録材料がＮｉ基合金である請求項
   １〜４のいずれかの磁気記録媒体。
6. 【請求項６】 前記記録材料が、ＮｉおよびＭ（Ｍは、
   Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、ＰおよびＧｅからなる群から選択される
   少なくとも１種の元素である）を含有する請求項５の磁
   気記録媒体。
7. 【請求項７】 Ｎｉの一部がＦｅおよび／またはＣｏで
   置換されている請求項５または６の磁気記録媒体。
8. 【請求項８】 前記記録材料が薄帯状、薄膜状または粉
   末状である請求項１〜７のいずれかの磁気記録媒体。
9. 【請求項９】 樹脂製の基体上に前記記録材料を含む不
   可逆記録層を有する磁気カードである請求項１〜８のい
   ずれかの磁気記録媒体。
10. 【請求項１０】 基体上に磁気記録層を有する請求項１
    〜９のいずれかの磁気記録媒体。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかの磁気記録
    媒体に対し記録および再生を行なう方法であって、 記録する際には、サーマルヘッドまたはレーザ光により
    加熱して冷却することにより記録材料の少なくとも一部
    を結晶化し、 再生する際には、結晶化した記録材料を直流磁界印加に
    より磁化した後、記録材料の磁化を磁気ヘッドにより検
    出するか、結晶化した記録材料を直流磁界印加により磁
    化しながら記録材料の磁化を検出する磁気記録再生方
    法。