读取磁数据的方法

专利名称：读取磁数据的方法
技术领域：
本发明涉及一种从层压磁印纸上读取磁数据的方法。
背景技术：
既能够存储磁信息也能够存储传统印刷信息的薄层制品已得到普遍认可。WO 01/92961公开了一种负载有含空穴涂层的薄层材料，其中空穴中存在着电和/或可磁激活的粒子。WO03/102926公开了一种可磁激活的、包含一对层压外薄层的薄层制品，其中至少有一个外薄层的内表面上带有颜料/粘合剂底涂层，在二个外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层，具有充分不透明性的外薄层可以遮蔽磁性层的外表。WO 03/101744公开了一种用于压敏复印纸系统的可磁激活薄层制品。
这种制品被设计用于在传统的读取和记录磁数据的设备上使用。这种设备通常是感应头类型的。然而采用感应头技术读取磁数据的一个缺点是为了获得满意的磁数据读取效果，需要将较高含量的磁性材料混入薄层制品中。在维持一个令人满意的机器可读性能的同时，如果能够降低薄层制品中的磁性材料的含量会更好。
磁阻读取系统也得到普遍认可，并具有较高的信号强度。这将允许在薄层制品中使用较低含量的磁性材料。然而已经发现，这种读取头比较脆弱，而且容易磨损，使用寿命相对较短。
GB 2169434公开了一种新型的用于磁带、唱片及信用卡的读取头，包含一个薄膜磁阻传感器，其中，传感器的形态各向异性在传感器纵轴的横断方向上得到增强。
我们目前已经发现，对于读取包含一对层压外薄层并且二层外薄层之间有一层包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层的薄层材料，采用这种传感器会带来许多好处。

发明内容
因此，本发明提供了一种从存储磁数据的可磁激活薄层制品上读取磁数据的方法。所述制品包含一对层压外薄层，并且二个外薄层之间有一层包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层。其特征在于，采用一个薄膜磁阻传感器，传感器的形态各向异性在传感器纵轴的横断方向上得到增强。
本发明所述方法中采用的传感器为如GB 2169434所述的类型。由于这种传感器采用“堞形”(或“钝锯齿形”)的结构，所以可能优于传统的磁阻头。
通过将薄膜在薄膜纵轴的横断方向上选择性延伸，传感器在传感器纵轴的横断方向上的形态各向异性就能够得到增强。比如，这可以通过形成带有横向翅片的薄膜来实现。在横断方向上，薄膜的这种选择性延伸使得磁性薄层的磁性可以将其影响传导给薄膜的主要传感部件，其中薄膜被放置在磁性薄层上方的某一距离处。换句话说，翅片的作用为没有与传感器隔开并且电绝缘的通量向导，而且是传感器本身的一个完整部件，从而导致灵敏度提高。与传统的磁阻头相比，这种装置的另外一个优点是薄膜的主要部件可以放置在距离磁性薄层相对较远的位置，从而减小在传感器上磨损的可能性。
只要横向翅片能够给传感器提供选择性延伸，那么它们就可以从几种形式中任选一种形式。根据用于本发明所述方法中的一种传感器的具体实例，为了“搜集”更多通量，同沿翅片长度方向的其它部分相比，与磁性薄层相接近的翅片的末端得到了加宽。通过这种方法，与磁性薄层相接近的翅片的边缘就能接触更多量的穿过轨道宽度的有效通量。
然而，在用于本发明所述方法中的一个优选的传感器实例中，翅片呈矩形，同平行于传感器纵轴的各翅片的边缘长度相比，各翅片间的间隙更小。这是一种新型的传感器，而且，因此，本发明也提供了一种由存在于基片上的薄膜所组成的薄膜磁阻传感器，所述薄膜具有多个呈矩形的横向翅片；其特征在于，各翅片间的距离为1～12μm，优选为1～4μm，特别优选为1.5～2.5μm，而且与传感器纵轴相平行的各翅片的边缘长度为15～55μm，优选为20～30μm；所述各翅片的边缘长度与各翅片间的距离之比(即边界/间隔比)至少为4∶1，优选至少为8∶1。除翅片外的传感器的横向宽度优选为15～55微米，进一步优选为20～30微米。各翅片的横向宽度优选为15～55微米，进一步优选为20～30微米。翅片可以仅安装在传感器的一个边缘上，但优选安装在传感器的二个边缘上。
对该类型一个特别优选的读取头而言，其各翅片间的距离为1.5～2.5微米，与传感器纵轴平行的各个翅片的边缘长度为20～30微米，所述各翅片的边缘长度与各翅片间的距离之比至少为8∶1。除翅片外的传感器的横向宽度优选为20～30微米，而且各个翅片的横向宽度优选为20～30微米。
已经发现，使用翅片间具有相对较小间隙的矩形翅片优于其它结构。尤其是该结构具有良好的低噪音输出，也能够减少损坏及磨损。已经发现，当薄层制品含有相对较少的磁性材料时，例如含有一个1～4gm-2的磁性层，特别如1.5～2.5gm-2的磁性层，尤其是在读取头和磁性层间的距离为40～100微米时，本发明所述的新型读取头在重读存储于所述薄层制品上的数据时特别有价值。
本发明还提供了一种从存储有磁数据的可磁激活薄层制品上读取磁数据的方法，所述薄层制品包括一对层压外薄层，其中，二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层。该方法包括以下步骤为了从薄层制品的磁数据中获得电信号，采用一个薄膜磁阻传感器，其中传感器的形态各向异性在传感器纵轴的横断方向上得到增强；检测从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的峰。
识别从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的峰是真峰还是伪峰；以及采用从薄层制品上的磁数据中所获得的经识别为真峰的电信号峰来提供一个代表薄层制品上磁数据的输出。
当从一对其间为一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层的层压外薄层上读取磁数据时，这种方法在克服弱信号问题及错读方面特别有优势。
有利的是，该方法还包括如下步骤如果峰是存储于薄层制品上的磁数据的有效表示，则定义峰不能存在的窗口，以及根据峰相对于窗口出现的位置关系来识别是真峰还是伪峰。
窗口提供了一种区分真伪峰的简单方法。
优选通过采用多点法所测定电信号的斜率来检测从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的峰。
电信号斜率的变化很容易测定并能够识别峰的位置。
有利的是，通过重复对电信号进行取样，并从先前样品的值中减去当前样品的值，即可测得从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的斜率。
这是测定信号峰特别简单的方法。
优选采用从先前样品的值中减去当前样品的值所得结果的正负号变化来表示峰的存在。
斜率正负号的变化识别简单并直接表示峰的存在。
有利的是，每个窗口对应一个取样周期的预定数。
这提供了一种定义窗口的特别简单的方法。取样周期的预定数根据所采用的窗口尺寸既可以固定也可以调整。
有利的是，这种方法还包括在检测每个真峰时开始一个新窗口的步骤。
这使得伪峰的识别非常简单。
优选从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号经过数字处理。
使用相对低的费用即可廉价而精确地进行数字处理。
优选采用薄膜磁阻传感器从薄层制品上的磁数据获得电信号的步骤包括使用传感器读取薄层制品上采用自同步时钟数字编码所记录的数据，其中传感器的形态各向异性在传感器纵轴的横断方向上得到增强。
自同步时钟编码的应用有利于读取的简化和精确。
优选这种方法包括使用传感器读取采用曼彻斯特(Manchester)编码所记录的数据的步骤。
在本发明中，Manchester编码的应用特别有利于简化和精确。
有利的是，每个窗口都小于从磁数据的编码格式中所预计的真峰之间的最小间隔，但大于真峰和伪峰之间的间隔。
比如，这能够使窗口被定义成小于真峰之间的预计样品数，但大于伪峰之间所期望样品数。
优选这种方法还包括采用放大设备来放大从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的步骤，当从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号过小，就调节放大设备以增加放大增益，当从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号过大，就降低放大增益。
通过这种方法，就可以避免在放大设备中因形变所造成的错误。


下面将结合附图，对用于本发明所述方法中的一些磁阻传感器的实施方式进行描述，其中图1所示为用于本发明所述方法中的薄膜磁阻传感器的第一个实施方式；图2所示为图1装置的修改，其中薄膜与磁性薄层制品的表面被隔开；图3～5所示为三种具有不同横向翅片形状的可供选择的薄膜结构；图6所示为另外一个具有改进翅片结构的传感器实施方式；图7所示为传感器优选实施方式的末端部分；图8所示为一个采用Manchester编码系统进行编码的数据信号的例子；图9所示为信号处理及解码系统的方块图；图10所示为在读取如图8所示的数据时所接收信号的一个例子；图11所示为一个基础峰检测算法流程图；
图12所示为将从MR读取头接收到的噪音输入信号转化为二进位输出的一个工艺流程图；图13所示为图12所示工艺的输入信号及输出信号的一个例子；图14所示为用于下文中实施例1的实验装置；图15所示为用于下文中实施例2的实验装置；以及图16所示为用于本发明的一个磁性薄层制品的可能结构。
具体实施例方式
现在参考图1，这给出了存储有磁数据的磁性薄层制品10的一部分，所述薄层制品包括一对层压的外薄层，二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质磁性薄层中的可磁激活粒子的磁性层，这在薄膜磁阻传感器下面的箭头所示的方向上是可移动的。以16表示的该薄膜通常安装在基片18上。为了更清楚起见，对图中薄膜16的厚度进行了放大。薄膜16包括一个二端均有导出22的主条带20。传感电流i被供应给一个导出22，并从另外一个导出22去到联合的电路中(没有标出)。如图1所示，与移动方向呈直角通过薄层10的主条带20的二边均有横向翅片24。在这个特殊的实施方式中，翅片24通常呈矩形且在主条带20的二边尺寸相同。尽管向下延伸的翅片24的底部边缘既可以与磁性薄层10的表面相接触，也可以与其略微隔开，但薄膜的主条带20与磁性薄层10的表面是隔开的。这种横向翅片24的存在增加了横断方向y上的薄膜的形态各向异性。例如，薄膜16可以采用合适的影印石版技术进行制作。采用这种带翅片的结构，那么，来自薄层10的磁场Hy将更容易使薄膜的磁性得到旋转。
如图2所示，为了使传感器有效，翅片24的二端无需与磁性薄层10相接触。在图2中，下面的翅片24的末端与磁性薄层10的表面被一个相距为a的空间隔开。在如图2所示的一个具有通用类型薄膜构造的薄膜传感器的实施方式中，薄膜具有96个沿主条带20平均分布的双翅片。每个翅片24沿x轴的长度l均为10μm，沿x轴相邻翅片间的距离d也为10μm，也就是说，边界/间隔比为1∶1。每个翅片24沿y轴的宽度b为20μm。然而，需要强调的是，这些值仅以举例的方式给出。在特殊情况下，宽度b实际上也可以明显大于20μm。在信号需要来自二个磁级的数字装置上，它们可以采用如图2所示的沿x轴的磁性及如图2所示的沿y轴的磁性。然后磁性薄层上的二进位编码磁性转换倾向于转换二种状态间的传感器磁性，这利用通过传感器的电流i或通过传感器的电压的变化提供一个输出信号。
图3～5所示为三种与在图1和图2中所示的矩形翅片不同的可供选择的翅片外形。图3所示的翅片，尽管其下面翅片被切去了顶端，但却具有一般三角形外形。图4所示为一般椭圆形的翅片，并且下面翅片朝向存储介质的表面为平面。图5所示为一种单面带有翅片的结构，其中薄膜给存储介质提供了一个连续的直边，但沿着主条带的上边缘却有横向翅片。也可以采用其它外形的翅片结构。
图6所示为一种进一步改进的翅片外形。如图6所示，磁性薄层10可以移动。与薄层移动方向呈直角并延伸通过轨道的主条带20的二面均带有横向翅片24。上部翅片24呈矩形，而且可能比图中所示的要长。该实施方式与从主条带20向薄层10延伸的下部翅片有关。将与薄层相接近的每个下部翅片24的末端部分进行加宽以便这些下部翅片中的每一个都有一个反向的T形外形。如图6所示，尽管加宽的翅片部分的高度基本上与连接该加宽部分到主条带20的较窄的翅片部分的高度相等，但较窄的翅片部分的长度可以与加宽部分的长度成比例地增加。
图7所示为一个特别优选的翅片外形。在图7的传感器中存在着二行翅片，每个翅片都呈矩形。然而，与图2中每个翅片的长度l都等于各个翅片间的距离d，且每个距离均为10μm的读取头的情况大不相同，在图7的读取图中，各个翅片间的距离很小在图7这个特殊的读取头上，翅片间的距离d是2μm；每个翅片的长度l为25μm；条带的横向宽度w为25μm；并且每个翅片的宽度为25μm。
根据本发明的实例，采用定义的编码系统，在本实例中采用Manchester编码，将数据如下所述编码在薄层印纸上。由于Manchester编码是自同步时钟编码，这就省去了为了对数据进行解码所需的外计时资源，因此非常有益。
在采用Manchester编码时，二进制数据位由信号转换所表示，而不是由该信号的绝对值来代表。代表数据的转换的应用确保在每个位期间都有一个转换(与采用转换仅发生在数据变化时的那种用数据的绝对值来表示一个值的编码不同)。
图8所示为采用Manchester编码系统进行编码的数据信号的一个实例。位周期用竖直点滑线表示，信号用实线表示。如图8的箭头所示，在该实例中，位期中间的低到高转换表示“0”，位期中间的高到低的转换表示“1”。如图8所示，在每个位期的中间总有一个转换，而且在每个位期的结束和开始时可能也有转换。
Manchester编码系统的另一个特征是，转换之间的时间间隔既可以仅仅是位期的一半，也可以是整个位期。
现在将给出如上所述的处理和解码从读取头所接收的信号的例子。图9所示为一个处理和解码数据的系统的方块图。
信号首先经一个合适的放大器30进行放大以便使其大约等于取样器31的满刻度。为了适应信号的峰强度的变化，放大器的放大率由取样器来调节。通过检测输入信号的强度，如果输入过小，取样器就提高放大率，反之就降低放大率。
然后，采用取样器31对信号进行取样，以便通过处理器32所进行的数字处理能够用于处理数据。将处理器的输出传递给再计时装置33，然后再传递给解码器34。
通过取样器，采用一个固定的取样速率，以便在信号范围内的诸如峰和转换的特征位置能够从这些特征之间的样品数目中得以测定。
由于在读取系统中，信号及噪音的读取存在缺陷，信号将不能理想地代表被编码的数据。图10所示为一个在读取图8所示的数据时所接收信号的例子。竖直点滑线表示样品的位置。
通过信号的转换对数据进行编码，因此，为了对数据进行解码，必须检测转换的位置。一种检测信号转换的方法是，用阈值来比较信号，每次当信号通过阈值时发生转换。然而，像在通过一个MR头进行信号读取的情况下，因为阈值的大小必须根据信号的变化而移动，如果信号的振幅和偏移量在变化，那么这种方法就无效。为了识别信号的转换，将采用这样一个事实，即每个转换对应一个信号峰。通过识别那些在带有可变振幅和偏移量的信号中更容易识别的峰，即可测定转换的位置，并最终能够对数据进行解码。
噪音存在于所接收的信号中，并在随机的基础上影响样品的强度。一个特殊的问题是它能够导致信号中伪峰的检出。
在图10中，由于噪音影响样品41的值，所以在40和41处存在一对伪峰。如果这些峰被识别为真峰并被用于数据的解码，那么，解码将是错误的。
通过所用的编码可以定义转换(及随后的峰)的可能位置。一个峰在被编码允许之前，它应当紧靠另一峰出现，那么该峰就可以被识别为伪峰。位于每个峰之后的窗口被用来识别这样的伪峰。窗口被定义成小于真峰之间的样品数，但大于所预期的伪峰之间的样品数。如果一个峰出现在另一个峰之后的窗口内，那么，它就被当作伪峰而忽略，而不被识别为一个用作对数据进行解码的基础的峰。
用于识别伪峰的窗口的长度可以是一个固定值，也可以根据诸如所解码数据的错误率这种参数，在动力学基础上进行调整。错误率可以根据解码器和对处理器的反馈进行计算。
图11所示为一个基础峰检测算法的流程图。在运算过程中可以用到如下变量n—显示被处理的样品数的计数器xn—样品值c—显示上一个峰之后的样品数的计数器
Sn—样品n和样品(n-1)间的斜率在步骤51中，将n和c复位到“1”来开始算法。在步骤52中，通过从第n个样品中减去第(n-1)个样品的值来计算第n个样品和第(n-1)个样品间的斜率。将该值存储在Sn中。在步骤53中，根据当前斜率正负号与先前斜率正负号的比较结果采取决定(当算法第一次开始时，必须假设第一个样品之前的起始斜率，比如它是单调的)。如果斜率的正负号相同，那么在这对样品与前对样品之间就没有峰。在那种情况下，步骤54中的n和c值将增大，算法返回到步骤52。如果斜率的正负号不同(或者，如果当前的斜率为零，则表明信号稳定)，那么一个峰已经被检测到。在步骤55中，c值随后与预定义的窗口长度进行比较。如果c≤窗口的长度，那么所检测到的峰是伪峰。在步骤56的情况下，c和n均增大，那么算法返回到步骤52。另一方面，在步骤55中，如果c＞窗口的长度，那么该峰是真峰，算法进行到步骤57。在步骤57中，第n被记录作一个峰，在步骤58中，c复位到“1”，n增大。处理然后返回到步骤52。
根据这种方法，该算法通过样品一步一步往下走并记录下样品内所有真峰的位置。然后在计时器33利用这个信息来定位表示数据容量的数据转换。
一个表示将从MR头中所接收的噪音输入信号转化为适合进一步处理和解码的二进位、数字输出的程序实例的更详细的流程图如图12所示。现在将参考这个图对程序进行描述。在算法中，将用到如下变量Sample—当前样品的强度Max—上一个峰之后的最大样品的强度Min—上一个峰之后的最小样品的强度Sum—临时存储P_Count—上一个正峰之后的计数N_Count—上一个负峰之后的计数Window—在峰被忽略期间所定义的样品数Output—表示输入信号大小的二进位值在步骤61中，将所有变量初始化为零，并将第一个样品读到算法中。在步骤62中，从当前的样品中减去当前已存储的Max值，并将结果放在Sum中。在步骤63中，测试Sum值，如果该值小于零，那么在该点处，这个信号有一个向下的斜率，如果该值大于零，那么在该点处，这个信号有一个向上的斜率。因此，算法随后下分支指令。
如果Sum不小于零，算法就进行到步骤64，其中Sum与零进行比较。如果Sum等于零，那么信号呈水平。
如果Sum大于零，算法进行到步骤65，其中将当前的样品存储在Max(曲线向上倾斜，因此，当前的样品是一个新的最大值)中。在步骤66中，将P_Count值(上一个正峰之后的计数)复位到零。
在步骤67中，将N_Count的当前值与窗口值(表示峰间的最小允许距离)进行比较。在N_Count的处理过程中，由于受处理的限制，将N_Count除以2。如果N_Count的值不等于窗口，那么，当前的样品就不能作为一个峰。
如果N_Count/2小于窗口，那么，算法进行到步骤70，其中将N_Count增加2。算法然后返回到步骤61来处理下一个样品。
如果在步骤67中，N_Count值等于窗口，那么算法进行到步骤68，其中，由于一个真峰已经被识别(在步骤67中，用“Output-ve”表示)，那么处理器的输出被设定为负值。如上所述，峰表示数据的转换，因此，每检测到一次真峰，输出就变化以表示一个转换。在步骤69中，当前的样品被传递给变量Min，算法然后返回到步骤70。
在步骤63中，如果算法识别到一个带有向下斜率的信号，那么就进行到步骤76～84。步骤76～84按与上述步骤62～70相同的方法进行运行，但寻找一个负峰，因此，采用变量Min和P_Count代替Max和N_Count。
当信号为水平时(例如，如果输入给取样器的峰值太高，取样器就会对其进行削短)，采用步骤71～75来识别峰的位置。除为了识别峰的中心，由于步骤71和75的合并，计数器仅增加1外，操作与步骤67～70所描述的相同。步骤85～89按与步骤71～75相同的方法进行操作。
图13所示为一个典型的输入信号100和由上述算法所产生的有关输出信号101。像看到的一样，除了在先前的峰之后过快地出现一个峰外，输出信号在每个峰上都有一个转换。峰102落在位于先前峰之后的窗口103内，因此被定义为伪峰。
上述算法的输出是一个在每个真峰位置处都包含有转换的二进位波形。
尽管上述算法除去了在过于靠近先前峰的位置所出现的峰，但仍然有可能无法测定峰的确切位置。
与峰的真实位置相比，当信号通过读取头、放大器和取样器时，由于信号减弱，信号峰会发生移动。这种移动被称之为符号相互干扰(ISI)。通过校正峰的位置、信号质量，解码数据的精确性能够得以提高。通过取样器31和处理器32后，来自处理器32的二进位信号被通到用于监控及调整转换位置的再计时装置33。
如上所述，在一个Manchester编码中，转换周期总是要么为整周期，要么为半周期，因此，一个转换周期与下一个转换周期的比总为2∶1、1∶1或1∶2。对二个相邻的转换周期的比进行测定并与可能的比值进行比较。如果结果接近，但不真正等于一个可能的比值，那么上一个转换就被标记为位置错误。比如，如果比值是1.1∶1，那么可能是最后一个转换被记录得太晚，而且比值应该是1∶1。这个事实被记录，以便在解码数据时，对转换进行调整。
在另外一个处理仪器上，当检测到的转换位置与所标记的相反时，转换位置立即被修改。此外，如上所述，能够对许多转换进行比较，只有在与以前的相反时，根据许多先前的转换周期来调整转换的位置。
一旦信号已经被再计时，它就被传递给从信号中提取数据的解码器34。
用于本发明所述方法中的薄层制品可以按照如WO 03/102926所述的方法进行制作。例如，通过在外薄层的一个或二个内表面上进行涂层来制作磁性层，或者磁性层也可以被设计成层压粘合剂，在层压积压机或类似设备上，将二个外薄层固定时或固定之前，施涂所述的层压粘合剂。
磁性层可以由可磁激活材料如二氧化铬、氧化铁、多晶镍-钴合金、钴-铬或钴-钐合金或铁酸钡组成。所用的粘合剂可以包括，如聚乙烯醇、胶乳、淀粉或蛋白质粘合剂如大豆蛋白质衍生物。优选苯乙烯-丁二烯或丙烯酸类或其它胶乳。所施涂的涂层重量可以随所需要的磁信号强度进行调整。如果需要的话，磁性层还可以包含添加剂如碳酸钙，这不仅能够降低成本，也有助于降低磁性层的暗度。
通常采用层压粘合剂将薄层固定在一起，将磁性层夹在中间，以形成薄层制品。比如，这种粘合剂可以选用聚乙烯醇、胶乳、淀粉或蛋白质粘合剂如大豆蛋白质衍生物。
在一个优选的实施方式中，在这种制品的一个或二个外薄层的内表面上负载一个颜料/粘合剂底涂层。所述底涂层通常采用造纸工业中所使用的传统涂层颜料配方，如碳酸钙(优选沉淀碳酸钙)、高岭土或其它粘土(优选焙烧粘土)、和/或二氧化钛，其中要求这些材料具有较高的不透光度且具有合适的额外成本。可以采用传统的粘合剂，如胶乳(优选苯乙烯-丁二烯、丙烯酸酯胶乳)、淀粉或淀粉衍生物、聚乙烯醇和/或大豆蛋白质衍生物或其它蛋白质材料。底涂层重量通常为5～15g/m2，但这可以随所需要的遮光效果及所用外薄层的重量而变化(较重的原纸通常需要较轻的底涂层重量)。其中，产品仅包含一个内表面上具有底涂层的外薄层，优选将磁数据写到负载有底涂层制品的那面，并从负载有底涂层制品的那面去读。
优选用于本发明所述方法中的薄层制品由外薄层构成，并且外薄层充分不透明，这样在最终的成品上，磁性层的外表就被遮蔽。尽管可以选择使用模拟纸张特性所做成的塑料薄层材料(称之为合成纸)，但外薄层优选由纸制成。用于外薄层的材料优选能够提供如满意的遮光效果和要求，并具有一个漂亮的成品外观。外薄层将采用一种原纸，这样当层压时，最终的制品就不会过厚或过重。一般来讲，以L为标准，如果在Elrepho 3000仪器上采用UV光增强所测得的最终成品的白度在初始原薄层的5个点范围内，那么，外薄层将被认为具有充分的覆盖度/不透光度以遮蔽磁性层的外表。白度优选接近用于生产制品的初始原薄层的白度。
根据制品预期的用途，用于本发明所述工艺中的薄层制品也可以包含一种或多种其它涂层。例如，它可以包含一种或二种额外的涂层以生产出用于压敏复印系统的薄层。比如，通过一个单一的涂层，薄层可以由一个CF层、一个CB层或一个自生层组成。CFB薄层可以由施涂到薄层相对着的二个面上的CB和CF涂层组成。因此，用于本发明所述方法的薄层制品可以包括一堆层压的外薄层，二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层；至少在一个外薄层的外表面上施涂一个涂层，该涂层既可以包含含有至少一种发色材料溶液的微胶囊，也可以包含至少含有一种存在于可受压破裂基质中的发色材料的分散液滴，或者是一种显色剂组合物，或者是含至少一种发色材料和显色剂的微胶囊。WO03/101744对这种薄层进行了描述。
另外，用于本发明所述方法中的薄层制品可以包含一个热涂层或热油墨层，以生产出一种通过热印刷机施涂能够记录可视信息和磁数据的制品。优选这种制品包括(i)一对层压的外薄层，其中二层外薄层间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层；(ii)至少有一个施涂到其中一个外薄层的外表面上的涂层，所述涂层包含颜料及粘合剂；以及(iii)施涂到所述涂层(ii)上的热涂层或热油墨。例如，本发明所述制品的涂层(ii)中的颜料可以是一种以固体多孔粒子形式存在的颜料。颜料优选由高岭土或其它粘土组成，特别优选焙烧粘土、碳酸钙(特别优选具有多孔和高吸收率的沉淀形式)、二氧化硅、和/或二氧化钛。作为选择或此外，涂层可以由以空心球形式存在的塑料颜料组成。在涂层(ii)中所用的粘合剂可以是常用的粘合剂，如胶乳(特别优选苯乙烯-丁二烯或丙烯酸类胶乳)、淀粉或淀粉衍生物、聚乙烯醇和/或大豆蛋白质衍生物或其它蛋白质材料。涂层(iii)的热涂层或热油墨包含显色剂、颜色形成物及增感剂。
图16所示为一种用于本发明的可能的薄层制品。包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层130与二个纸片131和132层压在一起。薄层131任选负载如CF或CB或热印层的一种外涂层133。薄层132任选负载一个内颜料粘合剂涂层134，及外顶部涂层135，例如一个玻璃涂层。
一般来讲，当采用一个传统的磁感应读取系统来读取薄层制品上的磁数据时，其中薄层制品包含一对层压的外薄层，二层外薄层间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层，为了给传统的磁诱导读取系统提供一个满意的磁信号，如果每个外纸片都有一个大约60μm的厚度，那么就需要大约8～10gm-2磁性颜料。另外，由于信号强度随磁性层与感应头间的距离增大而迅速减弱，所以不希望使用更厚的外纸片。采用本发明所述的方法允许使用1～7gm-2的磁性颜料涂层，例如1～4.5gm-2，在某些情况下，可以小到1～2gm-2，而且也允许颜料涂层和读取头间具有更大的间隔，这样，如果需要的话，就允许使用更厚的外薄层。
应用本发明也允许使用具有较低矫顽力的磁性颜料。优选可磁激活材料具有较低的矫顽力，即小于1000奥斯特，优选小于500奥斯特。较高矫顽力材料的使用导致材料难以消磁，并因此允许环境中存在杂散磁场。然而，这样的材料价格昂贵，并具有技术上的缺陷，即它们要求采用高磁场来读取磁数据。不像现有的系统，本系统的应用允许存在杂散磁场，这就允许使用具有较低矫顽力的材料。
利用以下实施例对本发明进行说明。
实施例1采用WO 03/102926所公开的一般方法，制作了几个包含一对层压外薄层的薄层制品的样品，其中，二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层。
所使用的二个薄层如下薄层1一带有预涂层(预涂层配方为5～10gm-2的碳酸钙和胶乳)的60μm厚的原薄层薄层2-80gm-2的无碳CF通过采用一个由磁性颜料油墨(购自Pyral的DWFPN022)和苯乙烯-丁二烯胶乳层压胶水组成的比例为1∶1(干)混合物的水溶性胶水辊涂系统，在层压机上层压这些薄层，所述薄层上的干磁性颜料涂层重量为3～14gm-2。
采用一个被改造为在75bpi记录的Tally Genicom T5200票据印刷机，将数据轨道记录在所述的每个样品上。然后在相同的Tally Genicom T5200票据印刷机(包含感应头)上检查这些样品的磁数据可读性。然后，使用距离读取表面大约100μm的一个2mm厚的外形为堞形的磁阻头(MR头)来重读记录在不同磁印纸上的数据信号。采用一个10Hz的高通量过滤器以除去对MR头的热影响。也采用一个低通量过滤器来降低高频噪音。实验装配图如图14所示。
结果如下。

可以看到，传统感应读取头需要一个相对较高的磁性颜料涂层重量。相反，采用MR头，在低于3gm-2时，刚好获得满意的读取效果，164mV的峰～峰输出即完全可读。
实施例2本实施例中所采用的实验装配如图15所示。除了增加一个与活性读取MR头相同的一个MR头来提供噪音/热补偿，即抵偿普通的模式电磁信号外，本实施例所使用的实验装配与实施例1中相似。补偿头安装在活性MR头后面的某一距离处并与之成直角。
采用Tally感应重读头，将二个不同的数据编码轨道记录到一个与实施例1所述相似的，采用薄层1制备的，具有一个2gm-2的干基磁性颜料涂层重量的层压薄层上。采用三个单独的堞形头来读取数据轨道(i)图7所示的各翅片间距离为2μm的读取头，与传感器纵轴平行的各翅片的边缘长度为25μm，除翅片外的传感器的横向宽度为25μm，各翅片的横向宽度为25μm；(ii)各翅片间距离为10μm的一个类似的读取头，与传感器纵轴平行的各翅片边缘的长度为50μm，除翅片外的传感器的横向宽度为50μm，各翅片的横向宽度为50μm；以及(iii)各翅片间距离为2μm的一个类似的读取头，与传感器纵轴平行的各翅片边缘的长度为25μm，除翅片外的传感器的横向宽度为50μm，各翅片的横向宽度为25μm。
参考图12，在每种情况下，按照上述算法，对来自读取头的信号输出进行处理。
当采用相同的MR头和纸样时，所获得的结果显示出出色的可读性能及优秀的可重复性能。证明了读取头(i)特别优秀。
权利要求
1.一种从存储有磁数据的可磁激活薄层制品上读取磁数据的方法，所述制品包括一对层压的外薄层，其中二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层，其特征在于，使用一个薄膜磁阻传感器，所述传感器在其纵轴的横断方向上的形态各向异性得到增强。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器包含一个在基片上的薄膜，所述薄膜带有横向翅片。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，与所述翅片其它部分的长度相比，接近所述薄层制品的翅片的末端被加宽。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述各翅片间的距离为1～12微米；与所述传感器纵轴平行的各翅片的边缘长度为15～55微米；所述各翅片的边缘长度与所述各翅片间的距离之比至少为4∶1。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述各翅片间的距离为1.5～2.5微米；与所述传感器纵轴平行的各翅片的边缘长度为20～30微米；所述各翅片的边缘长度与所述各翅片间的距离之比至少为8∶1。
6.如权利要求4或权利要求5所述的方法，其特征在于，除所述翅片外的传感器的横向宽度为15～55微米，所述各翅片的横向宽度为15～55微米。
7.如权利要求1～6中任何一项所述的方法，其特征在于，所述传感器包含一个在基片上的薄膜，所述薄膜的主条带与所述磁性薄层的表面相隔开。
8.如权利要求1～7中任何一项所述的方法，其特征在于，所述薄层制品的每个外薄层由纸制成。
9.如权利要求1～8中任何一项所述的方法，其特征在于，所述薄层制品的每个外薄层足够不透明，以便在最终的制品上，所述磁性层的外表被遮蔽。
10.如权利要求1～9中任何一项所述的方法，其特征在于，所述薄层制品的磁性层包括二氧化铬、氧化铁、多晶镍-钴合金、钴-铬或钴-钐合金、和/或铁酸钡。
11.如权利要求1～10中任何一项所述的方法，其特征在于，所述薄层制品的磁性层包括一种选自于聚乙烯醇、胶乳、和/或蛋白质类粘合剂中的粘合剂。
12.如权利要求1～11中任何一项所述的方法，其特征在于，在所述薄层制品的一个或二个外薄层的内表面上负载有颜料/粘合剂涂层。
13.如权利要求1～12中任何一项所述的方法，其特征在于，在所述薄层制品的一个或二个外薄层的外表面上负载有至少一种额外的涂层，所述涂层选自于含有至少一种发色材料溶液的微胶囊；含有至少一种存在于可受压破裂基质中的分散液滴；显色剂组合物；含有至少一种发色材料的微胶囊和显色剂；以及热涂层或热油墨层。
14.如权利要求1～13中任何一项所述的方法，其特征在于，所述薄层制品的磁性层含有1～7gm-2的磁性颜料。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述磁性层含有1～4.5gm-2的磁性颜料。
16.一种从载有磁数据的可磁激活薄层制品上读取磁数据的方法，所述制品包括一对层压的外薄层，其中二层外薄层之间是一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层，所述方法包括如下步骤使用薄膜磁阻传感器从薄层制品上的磁数据中获得电信号，传感器在其纵轴的横断方向上的形态各向异性得到增强；检测从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的峰；识别从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号的峰是真峰或是伪峰；以及应用从薄层制品上的磁数据中所获得的电信号中被识别为真峰的峰来提供一个代表薄层制品上的磁数据的输出。
17.如权利要求16所述的方法，还包括如下步骤如果峰是薄层制品上所存储的磁数据的有效表示，则定义峰不能存在的窗口，并根据峰相对于窗口出现的位置关系来识别真峰和伪峰。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，根据多点法所测定的电信号的斜率，在从所述薄层制品的磁数据中所获得的电信号中检测峰。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，通过反复对电信号进行取样并从先前样品的值中减去当前样品的值来测定从所述薄层制品的磁数据中所获得的电信号的斜率。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，从先前样品的值中减去当前样品的值所得结果的正负号变化用来表示峰的存在。
21.如权利要求19或权利要求20所述的方法，其特征在于，每个窗口对应于一个取样周期的预定数。
22.如权利要求17～21中任何一项所述的方法，其特征在于，还包括在检测到每个真峰时开始一个新窗口的步骤。
23.如权利要求17～22中任何一项所述的方法，其特征在于，从所述薄层制品上的磁数据中所获得的电信号经过数字处理。
24.如权利要求17～23中任何一项所述的方法，其特征在于，采用一个薄膜磁阻传感器从所述薄层制品上的磁数据中获得电信号的步骤包括使用所述传感器读取采用自同步时钟数字编码技术记录在所述薄层制品上的数据，其中所述传感器在其纵轴的横断方向上的形态各向异性得到增强。
25.如权利要求16～24中任何一项所述的方法，其特征在于，该方法包括使用所述传感器来读取采用曼彻斯特编码所记录的数据的步骤。
26.如权利要求24或权利要求25所述的方法，其特征在于，每个窗口都小于从磁数据的编码格式中所预计的真峰之间的最小间距，但大于真峰和伪峰之间的间距。
27.如权利要求16～26中任何一项所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤采用放大设备来放大从所述薄层制品的磁数据中所获得的电信号，以及调整放大增益，如果从所述薄层制品的磁数据中所获得的电信号过小，则提高放大增益，如果从所述薄层制品的磁数据中所获得的电信号过大，则减小放大增益。
28.如权利要求16～27中任何一项所述的方法，其特征在于，该方法包括权利要求2～15中任何一项所定义的特征。
29.一种从存储有磁数据的可磁激活薄层制品上读取磁数据的方法，所述制品包含一对层压外薄层，其中二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层，并通过附图对该方法进行了充分的描述和举例说明。
30.一种薄膜磁阻传感器，包含在基片上的薄膜，所述薄膜具有多个矩形横向翅片，其特征在于，所述各翅片间的距离为1～12微米，与所述传感器纵轴平行的所述各翅片的边缘长度为15～55微米；所述各翅片的边缘长度与所述各翅片间的距离之比至少为4∶1。
31.如权利要求30所述的传感器，其特征在于，所述各翅片间的距离为1.5～2.5微米，与所述传感器纵轴平行的所述各翅片的边缘长度为20～30微米，所述各翅片的边缘长度与所述各翅片间的距离之比至少为8∶1。
32.如权利要求30或权利要求31所述的传感器，其特征在于，除所述翅片外的所述传感器的横向宽度为15～55微米，所述各翅片的横向宽度为15～55微米。
全文摘要
一种从存储磁数据的可磁激活薄层制品上读取磁数据的方法。所述薄层制品包含一对层压外薄层(131、132)，在二层外薄层之间有一个包含存在于粘合剂基质中的可磁激活粒子的磁性层(130)。为了读取数据，采用一种薄膜磁阻传感器，其中传感器的形态各向异性在传感器纵轴的横断方向上得到增强。
文档编号G11B5/39GK101053021SQ200580035741
公开日2007年10月10日 申请日期2005年10月24日 优先权日2004年10月25日
发明者保罗·詹姆士·戴维, 德斯蒙德·詹姆士·马普斯, 理查德·大卫·桑德斯 申请人:阿尔诺·威金斯有限公司