(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料薄膜を真空成膜法で平面な基材フィルム上に形成した磁気情報記録媒体であって、当該磁性材料薄膜の膜厚が成膜時の、基材フィルム搬送速度とマスク開時間を変化させることにより膜厚４５ｎｍから２７０ｎｍの範囲内の３段階の膜厚の異なる所定幅の磁気パターンを目視できないが、磁気出力波形が得られるように形成したことを特徴とする磁気情報記録媒体。
【請求項２】
真空成膜法がスパッタリング法または真空蒸着法であることを特徴とする請求項１記載の磁気情報記録媒体。
【請求項３】
磁気情報記録媒体が磁気カードであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は偽造防止のための磁気情報記録媒体およびその製造方法に関する。
詳しくは、基材上に磁性材料薄膜がスパッタリング法や真空蒸着法等の真空薄膜形成法により不連続かつ複数の異なる磁気特性を持つように形成された磁気情報記録媒体と、基材に直接磁性材料薄膜を異なる磁気特性を有するように真空成膜法で形成することを特徴とする磁気情報記録媒体の製造方法に関する。
本発明の利用分野は、クレジットカードやキャッシュカード、各種プリペイドカード、ＩＤカード、乗車券、入場券、切符、各種有価証券等の分野である。
【０００２】
【従来技術】
磁気カード等の磁気情報記録媒体において、その磁気カード等の識別のため永久的な磁気パターンを形成する技術は公知のものである。従来、このような永久的磁気記録パターンを形成する方法としては、ＭＩＣＲ文字、磁気バーコードのような磁気パターンを印刷等によって形成する方法、磁気層へのパンチ穴の開口形成、磁気層へのレーザ、熱針等による破壊による磁気パターンの形成方法等が行われている。
【０００３】
磁気バーコード形成に関連する先行技術を例示すると、特開平6-227186号は、磁気記録層上に磁性インキによる磁気バーコードを形成し、当該磁気バーコードが隠蔽性樹脂層により完全に埋没するようにした磁気記録カードを提案している。特開2000-82208号は、保磁力が３０Ｏｅ以下の高透磁率磁性材料による磁性層で構成される磁気バーコードを提案している。
特開2000−132660号は、含有する磁性粉のバイアス−磁気出力特性が異なる２種以上の磁気バーコードの組合せからなる磁気バーコードを提案している。
特開平8- 96099号は、磁気バーコードを設けた磁気転写媒体を提案し、その１態様として保磁力が６０Ｏｅ以下のソフト磁性材料による磁気バーコードや保磁力が６０Ｏｅないし３００Ｏｅのセミハード磁性材料により磁気バーコードを設けることが提案されている。
【０００４】
しかし、磁気バーコードはセキュリティー性を高める技術の一つであったが、磁性体の特性が解析され、同じようなバーコードを偽造するケースが出てきている。特に磁気バーコードが、磁性インキによる印刷法により形成される場合は、磁性インキが比較的に入手が容易になってきていることと、磁性材料の特性が、パターンの中で同一であることやコードパターンであるため、目視で判別しやすく比較的容易に偽造が可能となってきている。
また、磁気層へパンチ穴を開口形成する方法は、必ず発生する抜きカスにより穴埋め行為を生じセキュリティー性を保つのは困難になっている。また、機械メンテナンスの点においても、パンチ穴はカスの回収を行う必要が発生するため、好まれない。
【０００５】
一方、磁性薄膜をスパッタリング法等の真空成膜法で成膜して情報記録媒体に利用する技術には、特開平6-338050号公報や特開平10−3661号公報、特開2001-11791、特開2001-11792、特開2001-32192号公報等がある。
特開平6-338050号公報は、スパッタリング法等で形成した磁性薄膜を放電記録方式によりパターン状の不連続部を形成することを記載している。
特開平10−3661号公報は、垂直磁気異方性をもつコバルト系合金薄膜からなる磁性層をスパッタリング法で製造することを記載している。
しかし、本願のように、搬送速度等の真空薄膜条件を制御して不連続かつ複数の異なる特性を磁性薄膜により形成する技術は記載されていない。
特開2001-11791、特開2001-11792、特開2001-32192号公報も、強磁性薄膜を真空成膜法で形成することを記載しているが、パターン特性は他の方法で付与するか成膜後にレーザ等で書き込みするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、従来のように磁性インキによる特定のパターンを設けるものではなく、基材上に磁性薄膜をスパッタリング等の真空薄膜形成法により不連続かつ複数の異なる磁気パターンを持つように直接形成することで、磁気情報記録媒体の偽造、贋造の一層の困難化を図ろうとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、磁性材料薄膜を真空成膜法で平面な基材フィルム上に形成した磁気情報記録媒体であって、当該磁性材料薄膜の膜厚が成膜時の、基材フィルム搬送速度とマスク開時間を変化させることにより膜厚４５ｎｍから２７０ｎｍの範囲内の３段階の膜厚の異なる所定幅の磁気パターンを目視できないが、磁気出力波形が得られるように形成したことを特徴とする磁気情報記録媒体、にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、スパッタリング法等の真空成膜法による薄膜形成という比較的困難な加工方法で磁性材料薄膜を形成することを特徴とする。
スパッタリング法により磁性薄膜を形成する場合は、基材フィルムと磁性金属からなるターゲット材料を真空容器内に導入し、基材フィルムが冷却ローラの周辺部を沿って通っている間に、カソード電極により基材フィルムに対してスパッタリングを行い、基材フィルム上に磁性薄膜を形成する。
基材フィルム搬送速度、またはマスク開時間の調整、との双方により所定の磁気パターンや磁気コードパターンを形成することを特徴とする。
【００１２】
以下、本発明の磁気情報記録媒体とその製造方法を図面を参照して説明することとする。
図１は、本発明の磁気情報記録媒体の例を示す図であって、図１（Ａ）はその平面図、図１（Ｂ）は断面図である。図２は、磁気情報記録媒体のスパッタリング製造装置の概要を示す図、図３は、成膜速度と成膜時間および薄膜パターンとの関係の例を示す図である。
【００１３】
図１のように、本発明の磁気情報記録媒体１は基材フィルム１１上に、磁性薄膜１２が形成されているが、当該磁性薄膜１２には膜厚を異にする部分が所定の幅（または長さ）に形成されている特徴がある。
図１（Ｂ）断面図のように磁性薄膜１２１部分は、ほぼ磁気情報記録媒体１の大半の域を覆うように均一の厚みｄ１に形成されているが、薄膜１２２部分はやや厚くｄ２に形成され、薄膜１２３部分はさらに厚くｄ３に形成されている。
薄膜１２２部分の幅ｌ１は、薄膜１２３部分の幅ｌ２と同等に形成されているが、この幅（または面積）は任意に調整が可能である。また、このような特定のパターンを周期的に繰り返し形成することも可能である。
【００１４】
図１の実施形態では、基材フィルム１１上に、まず均一な厚みｄ１の磁性薄膜１２１を形成し、当該薄膜上にコードパターン用の追加する厚みの磁性薄膜１２２，１２３を形成することで形成できるが、それに限定されるものではなく、均一層形成工程とパターン膜形成工程を同一のスパッタリング装置で成膜領域を分けて一回の工程で製造することもできる。また、後述するように領域を分けずに一回の工程で製造することもできる。
【００１５】
本発明の磁気情報記録媒体は、図２のような製造装置で製造できる。
磁気情報記録媒体を製造する場合は、基材フィルム１１と、磁性金属からなるターゲット材料２１を真空容器３０内に導入し、フィルム巻出し部１４から基材フィルムを供給し、基材フィルムが冷却ローラ３１の周辺部に沿って搬送され、フィルム巻取り部１５により巻き取られる間に、カソード電極３２により基材フィルムに対してターゲット材料２１をスパッタリングして、基材フィルム１１上に磁性薄膜を形成する。
真空容器３０には、真空手段５や図示しない気体流入手段が設けられている。真空手段５は真空容器３０内の空気を排出することにより真空容器内の真空に保ち、気体流入手段はアルゴンガス（Ａｒ）等の放電用ガスを流入し、アルゴンガスがイオン化してカソード電極３２面のターゲット材料（磁性金属材料）２１とイオン衝突することによりスパッタリングが行われる。
【００１６】
マスク２は、ステンレス金属板等からなり、図示しない機構によるマスク２の開閉によりフィルム１１への磁性材料被着量を制御することができる。
通常、１０００ｍｍ幅程度の基材フィルムに対してスパッタリング成膜が行われるので、マスク２もその程度の奥行き長さを有するものとなる。
図２の場合、単一のカソード電極３２とターゲット材料２１が図示されているが、通常は複数のターゲット材料が冷却ドラム円周に沿って並列設置される。
従って、一部のゾーンでマスクを使用しない均一層の磁性薄膜を形成し、マスク２を使用するゾーンで追加のパターン状磁性薄膜を形成することができる。
【００１７】
図３は、成膜速度と成膜時間および薄膜パターンとの関係の例を示している。
追加する磁性薄膜の幅（または長さ）と薄膜の厚みの制御は、成膜速度と成膜時間により制御することができる。ここで成膜速度とは、基材フィルム１１の搬送速度のことを意味しスパッタ材料の被着速度を意味するものではない。
スパッタ速度とマスク開口幅が一定であれば、ある搬送速度とマスク開時間の関係において、搬送速度が大の場合、フィルムの一定部分に付く磁性材料の幅（または長さ）ｌが大きくなり、搬送速度が小であれば幅ｌが小さくなる。
ここに成膜時間とは、マスク２の開時間のことをいう。マスク２の開口幅は一定とするので開時間が大（長い）であれば、その間の被着量の増加によりパターンの厚みｄが大となり、開時間が小（短かい）であればパターンの厚みｄは小さくなる。
図３（Ａ）の成膜速度と成膜時間の場合、得られる磁性薄膜の厚みｄと幅ｌは、図３（Ｂ）の断面図の関係になる。すなわち、成膜速度が大であれば、幅ｌは大きくなり、小であれば幅ｌは小さくなる。また、マスク開時間が長くなればパターン厚みｄは大となり、開時間が短かければ、厚みｄは小さくなる。
以上の関係は一例を示したものであり、搬送速度とマスク開時間の関係によって変化するが、この２つの要素で制御可能である。
【００１８】
図３（Ｃ）は、このような磁性膜に磁気記録した場合の出力波形を示す。出力波形は磁気特性の変化点において、ピーク波形ｐ１，ｐ２が出現するので、パターンの前後に現われる。ピーク波形ｐ１，ｐ２の高さは磁性薄膜の厚みｄにより影響されて変化する。
図３（Ｄ）は、図３（Ｂ）の断面を平面的に図示したもので、図３（Ａ）の成膜速度と成膜時間を繰り返して基材フィルムに成膜した場合、基材の搬送方向Ｙに対して図示のようなパターンが周期的に形成されることになる。
以上のように、マスクと開閉機構（シャッタ装置）を用いれば、ブロック毎に磁気特性が異なりかつ明瞭なパターン（バーコード等）を形成できる。
【００１９】
磁気情報記録媒体１に磁性材料薄膜の厚薄部分を設けることは、第１に、上記のように、▲１▼成膜速度（＝基材フィルム搬送速度）と成膜時間（マスク開時間＝マスクの開いている時間）の調整により行えるが、第２には、▲２▼基材フィルム搬送速度の調整のみにより行えることが理解できる。
図４は、搬送速度だけを変化させて磁性薄膜に厚薄部分を設ける場合を示す図である。磁性薄膜の厚みは実際にはｎｍ単位であるので、基材フィルム１１の厚みに対して磁性薄膜部分の厚みは拡大図示されている。
冷却ローラの周囲において、磁性薄膜がフィルム１１に被着する域の円周上の長さＬｔが２０ｃｍで、この範囲で均一に被着するものとする。
定常のフィルム搬送速度を６０ｃｍ／ｍｉｎとし、この搬送速度でのフィルム面薄膜被着速度を、Δｎｍ／１０秒とする。磁性膜に厚み変化部分を設けるため、２０ｃｍ／ｍｉｎの搬送速度をも使用するものとする。そうすると、後者の薄膜被着速度は、３Δｎｍ／１０秒となる。
【００２０】
図４（Ａ）は、搬送速度６０ｃｍ／ｍｉｎで１０秒間のスパッタリングを行った後の状態を示す。基材フィルムは１０ｃｍ進行し、フィルムには厚みΔｎｍの磁性薄膜がＬ１部分に形成され、その前後１０ｃｍは厚みに傾斜がある部分となる。図４（Ｂ）は、続いて搬送速度２０ｃｍ／ｍｉｎで１２秒間のスパッタリングを行った後の状態を示す。基材フィルムは４ｃｍ進行し、厚み３．６Δｎｍの磁性薄膜がＬ２部分（長さ１６ｃｍ）に積み重ね形成される。
図４（Ｃ）は、さらに搬送速度６０ｃｍ／ｍｉｎで１０秒間のスパッタリングを行った後の状態を示す。基材フィルム１１は１０ｃｍ進行し、厚みΔｎｍの磁性薄膜がＬ３部分（長さ１０ｃｍ）に積み重ね形成される。
【００２１】
その後は上記の繰り返し操作でスパッタリングを行う。図４（Ｄ）は、搬送速度２０ｃｍ／ｍｉｎで１２秒間のスパッタリングを行った後、図４（Ｅ）は、さらに搬送速度６０ｃｍ／ｍｉｎで１０秒間のスパッタリングを行った後の状態を示す。
最終的な製品はＬｐ部分であり、この部分には磁性薄膜のピーク８が形成されている。このような特異なピークは、搬送速度を各種の条件で変化させることにより異なるピーク形状を形成させることができ、磁性膜上に磁性インキによる印刷等をしないでも特徴的なパターンを持たせることができる。搬送条件を短時間で変化させることで短周期のパターンを形成することも可能である。
また、搬送速度を一定にして、スパッタリング材料の被着速度制御によりコードパターンを形成することも考えられる。
マスクを使用しない場合は、ターゲット材料がマスクや開閉機構部分に被着しないだけ、ターゲット材料を有効に使用することができ、マスクや開閉機構の制御や整備の手間を省力することができる。
【００２２】
本発明の磁気情報記録媒体は、以上のように、同一の磁性材料による薄膜が連続して形成されているが、膜厚ｄと幅（または長さ）ｌを異にする部分が特定のコードパターン形状または周期的パターンに形成されているので、記録媒体の磁気特性を連続して測定すれば、特異な出力波形を観察することができ、他の種類の磁気情報媒体と明瞭に区別することができる。
このような磁気情報記録媒体は、従来品のように、磁気インキにより磁性膜上に磁気パターンや磁気バーコードを印刷して設ける場合に比較して肉眼で識別し難く、模造、贋造を格段に困難にすることができる。
【００２３】
磁性薄膜の厚みは、スパッタリング法、真空蒸着法の場合には、２０〜５００ｎｍ、好ましくは４０〜３００ｎｍ程度である。２０ｎｍが下限となるのは磁性体の絶対量の減少と共に飽和磁束が減少し、磁気信号が小さくなるためであり、真偽判定に用いる磁気信号を得るためには、２０ｎｍ以上が必要となるためである。また、５００ｎｍが上限値となる理由は、これ以上の厚さとなる場合は、膜の内部応力によるカール等で磁気情報記録媒体の特性が悪くなり、しわ、クラックが発生する場合があるからである。磁性薄膜の生産性および磁気信号の安定性から、好ましい当該層の厚さは上記範囲となる。
【００２４】
＜材質に関する実施形態＞
（１）本発明の磁気情報記録媒体を構成する基材フィルムとしては、要求される耐熱性、強度、剛性等を考慮して、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、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、ポリアミド、ポリイミド、ポリ乳酸等の樹脂、生分解性樹脂、紙、含浸紙、合成紙、金属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。このような基材の厚さは、１００μｍ〜１ｍｍ、好ましくは１５０〜２５０μｍ程度とすることができる。
（２）磁性材料としては、保磁力が０．１〜２００００Ｏｅの範囲にある磁性材料を使用する。具体的にはγ−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＣｒＯ2 、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ、Ｂａフェライト等の磁性材料が挙げられる。これらをスパッタリング法のターゲット材料として、あるいは真空蒸着法の蒸着源として使用することができる。
【００２５】
【実施例】
（実施例）
厚み１８８μｍの白色のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ株式会社製「Ｅ−２２」）を、スパッタリング装置内に導入し、コバルト−ニッケル合金（Ｃｏ−Ｎｉ）をターゲット材料として当該ＰＥＴフィルムに、磁性材料薄膜を形成した。
基材フィルムの搬送速度を３０ｃｍ／分、５０ｃｍ／分、７０ｃｍ／分の３段階に変えるとともに、各速度での成膜時間（マスク開時間）を１秒、３秒の２種設定することにより、磁気特性（厚みｄにより変化）の違いが３種類でその特性が得られるコードパターン幅ｌが２種類の計６種類の組合せにより、コードパターンを形成した磁気情報記録媒体が得られた。
【００２６】
なお、膜厚はもっとも厚い部分（搬送速度を３０ｃｍ／分、成膜時間３秒）で約２７０ｎｍ、もっとも薄い部分（搬送速度を７０ｃｍ／分、成膜時間１秒）で約４５ｎｍであった。
当該コードパターンは外観上、目視することができなかったが、コードパターン形成後の磁気情報記録媒体を磁気カード形状に裁断し、２０ＫＧで着磁した後、カードリーダを用いて読み取った結果は、磁気記録パターンの厚みに対応した図３（Ｃ）のような磁気出力波形（磁気出力＝５Ｖ）が得られた。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように本発明によれば以下の効果が得られる。
磁性薄膜形成工程においてマスクと開閉機構（シャッタ）を使用すれば、磁気特性が異なりかつ明瞭なコードパターンを形成できる。このパターンは磁性膜面に磁気インキ等で印刷したバーコード等と比較して目視判別が困難であって偽造、贋造を高度に防止することができる。
基材フィルムに直接磁気パターンを形成できるので、加工工程の削減が可能であり、効率の良い製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の磁気情報記録媒体の例を示す図である。
【図２】  磁気情報記録媒体のスパッタリング製造装置の概要を示す図である。
【図３】  成膜速度と成膜時間および薄膜パターンとの関係の例を示す。
【図４】  搬送速度だけを変化させて磁性薄膜に厚薄部分を設ける場合を示す図である。
【符号の説明】
１    磁気情報記録媒体
２    マスク
５    真空手段
８    ピーク
１１    基材フィルム
１２    磁性薄膜
１４    フィルム巻出し部
１５    フィルム巻取り部
２１    ターゲット材料
３０    真空容器
３１    冷却ローラ
３２    カソード電極
【図１】
0003984486.tif 000002
【図２】
0003984486.tif 000003
【図３】
0003984486.tif 000004
【図４】
0003984486.tif 000005