JPH02299893A - カード状記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的； （産業上の利用分野） この発明は、プリペイドカード、クレジットカード、　
ＩＣカード等のように、必要な情報が記録され又は読出
されるようになっているカード状記録媒体に関する。

（従来の技術） 従来、カード状記録媒体に記録される情報、例えば残額
、使用回数等は通常媒体に設けられた磁気ストライプに
磁気記録されることが多かった。

また、磁性物を記録媒体に埋込んでその表面を不可視の
部材で覆い、記録媒体の使用の都度埋設された磁性物を
打抜くようにしたものがあった（例えば特公昭４８−１
６５９５号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記記録媒体、に記録された情報はいず
れも容易に改ざんされる恐れがあった。すなわち、磁気
ストライプに記録する場合は、記録情報を多数の媒体か
ら収集して分析すれば記録情報を解読することができ、
従って価値のない媒体に価値を与えることは容易である
。また、特公昭４８−１６５９５号公報に記載されたよ
うな記録媒体では、打抜かれて穴のあいた部分に磁性物
を埋込んで糊づけすれば容易に価値を回復できる。さら
に、ＩＣカードは現時点では安全性が高いと言われてい
るが、必ずしも完全ではないことは明らかである。

この発明は上述のような点に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、加熱によって強磁性から非磁性に磁性変
態を生じる金属あるいは合金と、機械的変形によって非
磁性から強磁性に磁性変態を生じる金属あるいは合金と
を用いるようにして、改ざんが不可能なカード状記録媒
体を提供することにある。

発明の構成； （課題を解決するための手段） この発明はカード状記録媒体に関するもので、この発明
の上記目的は、熱供給手段の加熱によって強磁性から非
磁性に磁性変態を生じる第１記録部材と、機械的変形に
よって非磁性から強磁性に磁性変態を生じる第２記録部
材とを具備することによって達成される。

°（作用） 鋼をオーステナイト域から臨界冷却速度以上で焼入れす
ると、マルテンサイトが得られる。このマルテンサイト
の発生温度を６点といい、鋼の化学成分に依存する。し
かし、マルテンサイトは不安定なオーステナイトを加工
しても誘発されることがあり、その発生温度はＭ６点よ
り高温にずれるが、Ｍ、点より余り高くなると、加工に
よるマルテンサイト化が生じなくなる。この点をＭｄ点
といい、加工によって生じるマルテンサイト化を加工誘
発変態という。この場合、オーステナイトを加工するた
めに応力が負荷されていて、こ誘発・進行する。マルテ
ンサイト変態の進行に伴って大きな塑性が生じるが、こ
れは変態誘起塑性（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ−ｉ
ｎｄｕ、ｃｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ、略称ＴＲＩＰ
）と名付けられており、この変態誘起塑性は超塑性の一
種である。すなわち、加工によってオーステナイト−マ
ルテンサイト変態が発生し、加工誘発変態の起因となっ
た応力集中が変態の発生によって緩和され、かなり大き
い延性を示すことになる。

ところで、ステンレス鋼は次の表１のように分類される
。

また、オーステナイトステンレスは３０１，３０４，３
１６゜３２１の如く種々に分かれており、この発明に用
いる１つのステンレスは準安定なオーステナイト相を室
温で有するステンレス鋼、つまりＭｄ点は室温以上であ
り、Ｍ、点は室温以下のオーステナイトステンレス鋼で
ある。そして、室温において圧延。

エンボス、パンチ穴等の機械的変形を上記オーステナイ
トステンレス鋼に与えることにより、非磁性のオーステ
ナイトが強磁性のマルテンサイトに磁性変態が生じるが
、数百℃以上に加熱しない限り非可逆性である。カーボ
ン含有量により４００℃〜１０００℃程度で非磁性に戻
る。

一方、オーステナイトステンレス鋼はＭｄ点以下の機械
的変形により磁性変態を起こし、強磁性マルテンサイト
組織となる。このような鋼は、レーザビーム、サーマル
ヘッド等の熱供給手段で加熱することによって磁性変態
を生じて再び室温で非磁性オーステナイト組織となる。

第３図はその様子を示しており、カード状の強磁性マル
テンサイト化されたオーステナイトステンレス鋼１０の
表面にサーマルヘッド１１を押当てて加熱すると、加熱
部分１２が非磁性化され、その非磁性化部分の深さＤは
加熱エネルギーにほぼ依存する。したがって、サーマル
ヘクト１１の加熱エネルギーを制御しながら強磁性体化
されたステンレス＠１０上を移動させると、たとえば第
４図に示す如く３値（０４゜２）の状態に対応した情報
を記録することができる。サーマルヘッド１１の代りに
レーザビームを用いた場合も全く同様であり、レーザビ
ームの場合にはエネルギーの他にビーム径や形状をも任
意に変えることができる。また、第５図（Ａ）はエンボ
スによってオーステナイトステンレス＠２０の凹部２１
が強磁性化された様子を示しており、同図（Ｂ）はパン
チ穴２２によって穴が開けられた周辺が強磁性化された
様子を示している。このようにして、カード上の強磁性
体層に非磁性部分を多値的輪形成したり、非磁性体層に
強磁性部分を形成することにより磁気記録を行なうこと
ができる。

この発明は上述のような加工誘発変態があり、加熱によ
って強磁性から非磁性に磁性変態を生じる第１の金属あ
るいは合金と、機械的変形によって非磁性から強磁性に
磁性変態を生じる第２の金属あるいは合金とを、カード
又はカードの一部として用いたものであり、更に必要に
応じて磁気ストライブ等の磁気記録層を設けている。

（実施例） 第１図はこの発明のカード状記録媒体１の外観を示して
おり、全体は磁気カード等と同様に矩形状のカード構造
となっており、強磁性マルテンサイト化されたオーステ
ナイトステンレス鋼で成る情報記録部２及び３と、非磁
性オーステナイトステンレス鋼で成る情報記録部４とが
ストライブ状に設けられている。情報記録部２は媒体の
価値１有効期限等の主情報を記録し、情報記録部３は書
込／読取時のタイミング検出用のタイミング情報を記録
している。＾−Ａ断面は第２図に示すようになっており
、ＰＥＴ　、紙等で成るカード支持体５の上に上述した
ような準安定なオーステナイト相を室温で有するオース
テナイトステンレス鋼の薄板４が層設されている。した
がって、情報記録部４に圧延やエンボスやパンチ穴、或
いはワイヤドツト等による刻印等の機械的変形を与える
ことによって、上面の薄板４の機械的変形を加えられた
部分が第５図（＾）、（Ｂ）で示したように強磁性体化
されるので、この磁性変態を磁気ヘッドや磁気抵抗素子
等の磁気センサで磁気的に読取ることができる。第１図
は、情報記録部４の複数個所に機械的変形を加え、複数
の強磁性化部６が形成されている様子を示している。こ
のような強磁性化部６の位置や数を制御して記録し、こ
れを読取ることによって残額や使用回数等を検出するこ
とができる。情報記録部２に対してレーザビームの照射
強度を制御することにより、例えば第４図に示す如く全
く照射しないで磁性変化しない強磁性部分“２“と、途
中まで変態させた部分“１”と、強エネルギーで全て変
態させた部分″０″の３値記録ができる。情報記録部２
に記録するレーザビームとは別のレーザビームで、情報
記録部２の読取／、書込を行なう際に必要となるタイミ
ング情報を記録媒体１の発行時に情報記録部３に記録す
る。タイミング情報の記録に同期させて情報記録部２に
主情報を同時記録する。なお、予め情報記録部３にタイ
ミング情報のみを記録しておき、記録媒体１の発行時に
タイミング情報を検出しながら情報記録部２に主情報を
書込むようにしても良い。また、タイミング情報を記録
媒体Ｉに記録しないで、記録媒体１の搬送時、搬送に同
期してパルスモータ駆動用パルスやロータリエンコーダ
等からタイミング信号を得るようにしても良い。

第６図は磁気コア３１に１次コイル３２及び２次コイル
３３を巻回された磁気ヘッド３０の例を示しており、磁
気ヘッド３０の読取部が情報記録部２の強磁性化部、半
磁性化部、非磁性化部に在るかで２次コイル３３の出力
Ｖ。Ｌ１２が異なるので、これによって情報記録部２の
情報を読取ることができる。また、第７図は情報記録部
４が紙面と垂直方向に搬送される場合のパンチ穴４Ａ付
近の強磁性を検出するための磁気ヘッド４０の例を示し
ており、磁気抵抗（ＭＲ）素子４２及び４３を直列に接
続し、その間に直流バイアスＤＢを印加すると共に、永
久磁石４１で磁化させている。この場合、ＭＲ素子４２
はキャンセル用として作用し、ＭＲ素子４３の出力ｖｏ
ｕＴがパンチ穴４＾付近の強磁性部によって変化するの
で、これによって情報記録部４の記録情報を読取ること
ができる。

第８図は磁気ヘッド３０で情報記録部４の情報を読取る
例を示しており、第９図は磁石３４で強磁性体化部４Ｂ
を着磁して後、記録媒体１を搬送して出力コイル３３が
巻回された磁気ヘッド３０Ａで読取る例を示している。

この場合、強磁性体化部４Ｂは磁石３４で着磁されて磁
化されているので、強磁性体化部４Ｂが磁気ヘッド３０
Ａ位置に来たときの出力コイル３３の出力電圧シｏＵア
が変化し、これによって強磁性体化部４Ｂを検出するこ
とができる。第１Ｏ図〜第１２図は磁気抵抗素子（ＭＲ
素子）を用いた検出装置例を示しており、第１０図は検
出用Ｈ素子７０及びキャンセル用ＭＲ素子を電磁石７２
の磁界中に置いて検出するようになっており、第１１図
は１つのＭＲ素子７３を電磁石７４の磁界中に置き、抵
抗７５を介して駆動している。また、第１２図の例は２
つのＭＲ素子７６及び７７を電磁石７８を介して分離し
ている例である。

次に、カード状記録媒体１に対して情報を書込んだり、
情報を読出したりする情報読取／書込装置の例を説明す
る。

第１３図（＾）は読取／書込部の側面構造を、同図（Ｂ
）はその平面構造を示している。記録媒体１は装置の挿
入口１０１から挿入され、その挿入が光学センサＰＨ１
で検出され、その後に搬送ローラ１０２゜１０３等で内
部に取込まれる。内部に取込まれた記録媒体１は更に光
学センサＰＨ２で検出されるようになっており、ローラ
１０２　と光学センサＰＨ２との間に情報記録部４にパ
ンチ穴を開けるための穿孔手段１０４と、レーザビーム
で情報記録部２を部分的に加熱するための発光手段１０
５とが設けられていると共に、情報記録部４の記録情報
を読取るための第７図に示すような磁気センサＭＲと、
情報記録部２及び３の記録情報を読取るための第６図に
示すような磁気センサＭＤＩ及びＭｎ２　とが設けられ
ている。なお、情報記録部２及び４への情報の記録は、
媒体１の図示右方より左方に向って順次行なわれ、装置
内での記録媒体１．の位置は、光学センナＰＨ１、ＰＨ
２と磁気センサＭＤ２からのタイミング信号によって検
出されるようになっている。

第１４図は情報読取／書込装置の制御系を示すブロック
図であり、磁気センサＭＤＩからの読取信号は増幅器１
１１で増幅されて読取回路１１２に入力され、スレッシ
ョルドＴ）ＩＩ及びＴＨ２に基づいて２値化された信号
５１及びＳ２が第１情報記憶手段１１０へ人力されて記
憶される。磁気センナＭＤ２からの読取信号は増幅器１
１３を経て読取回路１１４に入力され、整形処理された
タイミング信号ＴＳが第１情報記憶手段１１０及び第２
情報記憶手段１２０に入力されると共に、ＣＰ口等で成
る制御手段１３１に入力されてて）る。また、磁気セン
サＭＲからの読取信号は増幅器！２１で増幅されて読取
回路１２２に入力され、スレッショルドＴ）１３に基づ
いて２値化された信号Ｓ３が第２情報記憶手段１２Ｇに
入力されて記憶される。第１情報記憶手段１１０及び第
２情報記憶手段１２０に記憶された各情報は判定手段１
３θに入力され、判定結果ＤＳが制御手段１３１に入力
され、光学センサＰＨ１及びＰＨ２の検出信号ＤＴＩ及
びｔｌＴ２も制御手段１３１に入力されている。制御手
段１３１はローラ１０２，１０３等の搬送手段１３３を
制御したり、穿孔手段１０４を制御すると共に、ビーム
制御手段１３２を介して発光手段１．０５を制御するよ
うになっている。また、制御手段１３１は記録媒体１が
真のものであり、使用可能な場合は必要な情報処゛理後
に完了信号０にを出力し、これによって必要な処理を行
ない、その後に動作終了の信号ＦＩＮを他機器から入力
するようになっている。

このような構成において、その動作を第１５図〜第１７
図の各タイミングチャートを参照して説明する。

記録媒体１が挿入口１０】に挿入されるとこれが光学セ
ンサＰＨ１で検出され、その検出信号ｏｎｊ＜制御手段
１３１に入力されることにより制御手段１３１は搬送手
段１３３を駆動し、ローラ１０２及び１０３がｍ方向に
回転されることによって記録媒体１が装置内に取込まれ
る。なお、光学センサＰ）＋１から検出信号ＤＴＩが入
力されると、制御手段１３１はクリア信号ＣＬを出力し
て第１情報記憶手段１１０及び第２情報記憶手段１２０
の前回の情報をクリアする。そして、記録媒体１の先端
が光学センサＰ）１２で検出されその検出信号ＤＴ２が
制御手段１３１に入力されると、第１５図（＾）に示す
ような関係で情報記録部３上に設けられている磁気セン
サＭＤ２の読取信号は増幅器１１３で同図（Ｂ）の如く
増幅され、この読取信号Ｒ５Ｔが読取回路１１４で同図
（Ｃ）の如く全波整流される。この全波整流された信号
がスレッショルドＴ）１０と比較されて第１５図（１）
）のタイミング信号ＴＳに変換され、タイミング信号Ｔ
Ｓが第１情報記憶手段１１０及び第２情報記憶手段１２
０に入力される。また、磁気センサＭＤＩは第１６図（
Ａ）に示すような情報記憶部２の３値情報に対して、同
図（Ｂ）に示すような読取信号Ｒ５Ｆを増幅器ｔｔｉか
ら出力する。読取信号Ｒ５Ｆは読取回路１１２に人力さ
れて第１６図（Ｃ）の如く積分され、スレッショルドＴ
ＨＩ　′ＨＬび７１１２で２値化された信号Ｓｌ及びＳ
２が第１情報記憶手段１１０に入力され、タイミング信
号ＴＳに従って記憶される。さらに、情報記録部４上に
設けられている第７図に示すような磁気センサＭＲは、
第１７図（Ａ）に示すような記録情報に対して同図（Ｂ
）に示すような読取信号Ｒ５Ｒを出力し、読取回路１２
２でスレッショルドＴＨ３と比較することによつて同図
（Ｃ）に示す如く２値化された信号Ｓ３が得られ、第２
情報記憶手段１２０に人力されてタイミング信号ＴＳに
従って記憶される。

上述のような情報の読出を行ないながら記録媒体１を搬
送して行き、記録媒体ｌの後端が光学センサＰ）１２で
検出されその検出信号ＤＴ２が制御手段１３１に入力さ
れると、制御手段１３１は搬送手段１３３を停止させる
と共に判定手段１３０を作動させる。判定手段１３０は
、第１情報記憶手段１１０に記憶されている情報を読出
して金額、有効期限等が正しいか否かを判定すると共に
、第２情報記憶手段１２０に記憶されている情報を読出
して、度数情報が最大利用回数を越えていないか、また
発行金額から減算して残額があるか否か等を判定し、使
用可能な場合は制御手段１３１に対してＯＨの判定結果
ＤＳを出力する。使用不可能な場合はＮＧの判定結果Ｏ
Ｓを制御手段１３１に入力し、搬送手段１３３を介して
ローラ１０２及び１０３をｎ方向に回転して記録媒体１
を返却しその旨を表示するか、返却時に穿孔手段１０４
１発光手段１０５で無効を記録してから同様に返却する
。なお、判定手段１３０は、暗証番号人力のときは人力
データと比較して０にかＮＧかを出力する。

制御手段１３１は判定結果ＤＳとして０にの完了信号を
入力すると、別途接続された機器の所定動作を行ない、
商品を投出したりサービスを供与する。

商品の単品投出の場合には商品投出した時点で、又複数
の商品を種々購入できるようにした場合には精算ボタン
を押した時点等に制御手段１３１にリターン信号ＲＮが
入力され、制御手段１３１は搬送手段１３３に対して返
却指令を与えて記録媒体ｌを退却するが、この場合、磁
気センサＭＤ２から得らえるタイミング信号ＴＳに基づ
いて、記録媒体１が所定位置に来た時点で穿孔手段１０
４を動作させて、情報記録部４にパンチ穴を開ける。ま
た、残額等を情報記録部２に記録させる場合は、タイミ
ング信号ＴＳに基づいてビーム制御手段Ｈ２を介して発
光手段１０５を制御し、レーザビームの照射強度を制御
してレーザ加熱して必要な記録を行ない、その後に記録
媒体１を返却する。ここでは媒体１の返却方向に記録し
ている（今回記録すべき情報の終りの部分から記録して
行き、今回記録すべき情報の初めの部分が前回のデータ
の隣りになるように制御する）が、記録手段をもつと内
部に設け、一旦記録媒体１を戻して（このとき媒体先端
は挿入口１０１から出ていない）再度取込み方向に移動
する際に情報を記録した後、返却するようにしても良い
。

（変形例） 上述の実施例では情報記録部２，３と情報記録部４とは
異なる材質の金属１合金を用いているが、第１８図に示
すようにＭ量（マルテンサイト量）を予め調整しておく
ことにより、１枚の金属あるいは合金で上記２種の金属
１合金の機能を備えた記録媒体が得られる０例えばＭ量
をＭｌ＆：調整しておけば、パンチでＭ量を増加させ（
ＬＬ力方向、あるいはレーザ加熱でＭ量を減少させる（
Ｌ２方向）ことができる、　Ｍｌは第１８図に示した位
置に限らず、適宜設定すれば良い。この金属あるいは合
金はＰＥＴ等のカード母材に貼付する以外にも、蒸着あ
るいは粉末の塗付によってＰＥＴ上に形成することも可
能であり、更にこの金属あるいは合金自体をカード状に
形成することも可能である。また、上述の実施例では強
磁性マルテンサイト化されたオーステナイトステンレス
鋼及び非磁性オーステナイトステンレス鋼で成る２つの
情報記録部部を具備しているが、第１９図に示すように
スヒテリシス書込み、読取りを行なう磁気ストライプ５
１を具備すると共に、強磁性マルテンサイト化されたオ
ーステナイトステンレス鋼で成る情報記録部５２及び非
磁性オーステナイトステンレス鋼で成る情報記録部５３
を有するカード状記録媒体５０であっても良い。

更に、上述では強磁性マルテンサイト化されたオーステ
ナイトステンレス鋼の記録部に対して３値の記録を行な
うようにしているが、２値もしくは４値以上の多値情報
を記録することも可能である。また、各記録部材上に保
護層もしくは美観のための層を設けて、外部より各記録
層を見えないようにすることも可能である。

なお、記録密度は強磁性マルテンサイト化されたオース
テナイトステンレス鋼の方が非磁性オーステナイトステ
ンレス鋼よりもはるかに高くできる。また、カーボンの
含有量を情報記録部２，３に対しては少なくとも比較的
低温（例えば４００℃位）で非磁性化させ、一方、情報
記録部４に対してはカーボン含有量を多くして高温（例
えば１０００℃位）でないと非磁性化されないようにす
ることもできる。

発明の効果： 以上のようにこの発明のカード状記録媒体によれば、強
磁性マルテンサイト化されたオーステナイトステンレス
鋼に熱を加えることによって非磁性部を形成でき、かか
る変態した非磁性部は強加工させない限り強磁性化せず
、逆にオーステナイトステンレス鋼の機械的変形で一旦
強磁性に変態したステンレスは数百℃以上に加熱しない
と元の非磁性の状態には戻らない。このような各記録部
材に対し、記録時とは逆の強加工あるいは加熱を行なっ
て元の状態に戻すことは極めて困難であり、改ざんは事
実上不可能である。上記各磁性変態は外部から見ても分
らず、コピーすることも不可能であるから、極めて安全
性の高いカード状記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す外観図、第２図はそ
のＡ−＾断面図、第３図は強磁性マルテンサイト化され
たオーステナイトステンレス鋼を加熱する様子を示す図
、第４図は加熱によって磁性変態を生じた様子を示す図
、第５図（＾）及び（Ｂ）はそれぞれ機械的変形によっ
て非磁性材に磁性変態を生じた様子を示す図、第６図、
第８図及び第９図はそれぞれこの発明の磁気ヘッドの例
を示す構造図、第７図及び第１Ｇ図〜第１２図はそれぞ
れ磁気抵抗素子を用いた検出装置の例を示す図、第１３
図（＾）は記録媒体の読取／書込部の側面構造図、同図
（Ｂ）はその平面構造図、第１４図は情報読取／書込装
置の制御系を示すブロック構成図、第１５図〜第１７図
はその動作例を示すタイミングチャート、第１８図はこ
の発明の更に別の実施例を説明するための図、第１９図
はこの発明の実施例を示す外観図である。 ！・・・カード状記録媒体、２，３．４・・・情報記録
部、３０．４０・・・磁気ヘッド、３１・・・磁気コア
、３４．４１・・・永久磁石、４２．４３・・・ＭＲ素
子、１０４・・・穿孔手段、１０５・・・発光手段、１
１０．１２０・・・情報記憶手段、１１２゜１１４．１
２２・・・読取回路、１３０・・・判定手段、１３１・
・・制御手段。 出願人代理人　　　安　形　雄　三 帛　／Ｉ２ 苓　２　図 甚３　図 （，４）　　　　　　　　　　　　（Ｂ）塾Ｑ　図 苓６　図 烙７図 ｏｔｏｔｏｔｏｔｏｔｏｔ （Δ）　口】　　　　１口 ＣＣ）　　３３ 甚　１６　　図 り２ 奈１９　　回

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．熱供給手段の加熱によって強磁性から非磁性に磁性
   変態を生じる第１記録部材と、機械的変形によって非磁
   性から強磁性に磁性変態を生じる第２記録部材とを有し
   て成ることを特徴とするカード状記録媒体。
2. ２．前記第１記録部材及び第２記録部材がそれぞれ薄板
   状にカード基板の１部又は全面に層設されている請求項
   １に記載のカード状記録媒体。
3. ３．前記第１記録部材及び第２記録部材の表面の１部又
   は全部が外部より見えないようになっている請求項２に
   記載のカード状記録媒体。
4. ４．更に磁気記録層が設けられている請求項１に記載の
   カード状記録媒体。