CN1402860A - 数据存储装置、设备以及使用上述装置设备的方法 - Google Patents

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CN1402860A
CN1402860A CN00816512.2A CN00816512A CN1402860A CN 1402860 A CN1402860 A CN 1402860A CN 00816512 A CN00816512 A CN 00816512A CN 1402860 A CN1402860 A CN 1402860A
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D·C·曼
B·D·小库克
W·蔡斯纳
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06187—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with magnetically detectable marking
    • G06K19/06196—Constructional details

Abstract

本发明涉及一种用作便携式卡、可编码磁性卡、磁信用卡(100)或其它的数据存储装置。该数据存储装置包括一个至少具有一个表面的基体。一种高密度、抗磁力材料层(110)位于或者沉积于该基体之上以便对磁信号进行存储。该抗磁力材料的磁化轴位于一个相对于基体的至少一个表面的预定方向上。一个非磁性材料层位于该基体之上从而形成了一个交换中止层。一种相对较硬、可磨损的保护性涂层位于形成在所述磁性材料层之上，并且其厚度在一个最大厚度和最小厚度之间进行选择，上述最大厚度可以显著地衰减穿过磁性材料层和转换器之间的磁性信号，在自然环境下使用时，上述最小厚度可使得保护性涂层被磨损以便去除掉该保护性涂层的一公知量。该保护性涂层可包括一个、两个或者多个材料层。

Description

数据存储装置、设备以及使用上述装置设备的方法
1. 发明领域
本发明通常涉及一种数据存储装置，特别涉及一种包括数据存储装置的便携式存储装置或者便携式卡，上述便携式存储装置可以将信息记录在数据存储装置以及从该数据存储装置将信息读出。该便携式存储装置或者便携式卡可以采用一种带有磁性或光学数据存储装置的可编码卡的形式，其适于作为信用卡、医疗卡、身份证或其他来使用。
该数据存储装置采用了一个形成在基体上的记录介质或者数据存储介质，其在周围自然的操作环境下能可靠地对数据进行记录和复制。而常规的硬盘需要一个复杂的保护环境才能可靠地进行数据记录和复制。在优选的实施例中，数据存储装置是一种可编码的磁性信用卡，其数据存储能力约的1Mb～500Mb的量级上或更多。
2. 现有技术
如图1～4中所示，现有的可编码磁性卡主要用作金融领域的信用卡。该可编码磁性卡具有一个包含标记，其中该标记例如通常为典型的用户和/或银行信息的正面或正侧边102和一个包含编码部分106的反面或反侧边104。为了确保标准的阅读卡装置能对磁性编码卡进行读取，现有的卡是根据美国国家标准化组织所颁布的标准(“美国标准”或者“ANSI”)来生产的。下面将对此作进一步的论述。
编码部分106是图2所示典型的宽磁条区域110并且AMERICANEXPRESS或者AMEX信用卡通常采用此种格式。
另外，图2中虚线112所示的一个窄磁条形成了一个窄磁条区域114，Visa以及大多数其他信用卡则采用此种格式。Visa信用卡和AMEX信用卡的基体都是由聚氯乙烯(“PVC”)和/或聚氯乙烯-乙酸乙烯酯(“PVCA”)制造而成。VISA、AMERICAN EXPRESS以及其他金融组织将磁性编码卡广泛用于金融交易。
另一种公知的用于赊购交易或者银行交易的卡是如图5～7所示的一种智能卡120。典型的智能卡120在正面侧126上的有一个集成电路122。集成电路122可包括一个专用的存储部件。智能卡120的反面侧128可以是空白的或者包括一个与图2所示的磁条区域110和114相似的磁条区域。
背景技术
在本领域中术语“数据卡”是指金融卡以及包含非金融数据的卡。术语“金融卡”或者“金融信用卡”通常包括信用卡、借记卡、自动取款机(A.T.M)卡和包含金融数据的其他卡。金融卡在这里举例包括通常用途的金融信用卡和特定或特别用途的信用卡，上述一般用途的金融信用卡例如可以是VISA、AMERICANEXPRESS、MASTERCARD，上述特定用途的信用卡可以是石油公司卡、部门存储卡、汽车租赁卡、旅馆卡、航空卡以及其他类型的卡。
美国专利US5396545A和US4791283A披露了现有技术中一种典型的具有一个单磁条的金融卡或交易卡。单磁条卡的存储密度是由ANSI标准说明书来规定的。现有的磁性编码卡具有的数据磁道可多达3个，下面的表1对此作了说明：
                  表1磁道               密度                  应用领域1                 553字节              用于航空领域2                 200字节              用于信用卡领域3                 535字节              非一般用途，在特殊领域中使用，
                                   具有读/写能力总的存储容量      1288字节
目前的发展趋势是开发出特定用途的数据卡以用于非金融数据领域如驾驶执照、建筑安全、保险鉴别、医疗保险鉴别、个人鉴别、商品目录鉴别、行李标签等。
因为包括金融卡和其他用于非金融数据目的的卡在内的数据卡的使用在过去的几十年内得到了显著的增加，因此此种类型数据卡可以被各种各样的读取装置和设备进行读取。如上所述，典型的金融卡具有一个单磁条，上述单磁条具有3个磁道。某些读取装置用来进行“只读”操作，而其他读取装置则利用3个磁道中的一个或多个进行“读和/或写”操作。
其他现有的可编码磁性卡具有至少两个磁条，其中每一个磁条都具有一个或多个数据磁道用来记录并写入数据。
美国专利US5883377A、US5844230A、US559885A、US5714747A披露了具有一个或多个磁条和/或半导体存储器的卡。这些卡中一些使用半导体存储器从而使得存储密度可到达8KB。
为了使读取装置进行方便可靠的读取操作，金融卡是根据ANSI颁布的标准来制造的。例如，美国标准中关于身份证的物理特性的是由ANSI/ISO/IEC7810-1995标准(“ANSI/ISO/IEC 7810-1995标准”)所概括。ANSI/ISO/IEC7810-1995标准对各种金融卡的物理特征进行了规定，包括卡的材料、结构、性质和尺寸。
另外，金融信用卡必须符合美国标准中身份证部分-记录技术—第4部分：只读磁道—磁道1和磁道2的位置的规定，其中上述标准由ANSI/ISO/IEC7811-4-1995标准(“ANSI/ISO/IEC 7811-4-1995”)所涵盖。ANSI/ISO/IEC7811-4-1995标准对磁条区域的位置进行了规定，上述磁条区域形成了一种用来对磁性记录只读的磁道、身份证上的磁道1和2。ANSI/ISO/IEC7811-4-1995标准专门对编码数据磁道的位置、编码的开始和结尾进行了识别(identify)。
此外，而且根据应用领域或者用途的不同，金融信用卡必须符合美国标准中身份证部分-记录技术—第5部分：可读-写磁道—磁道3的位置的规定，其中上述标准由ANSI/ISO/IEC7811-5-1995标准(“ANSI/ISO/IEC 7811-5-1995”)所涵盖。ANSI/ISO/IEC 7811-5-1995标准对磁条区域的位置进行了规定，上述磁条区域形成了用来对磁性记录读-写的磁道，身份证上的磁道3。ANSI/ISO/IEC7811-5-1995标准也专门对编码数据磁道的位置、编码的开始和结尾进行了识别(identify)。
金融信用卡包括一个遵守所有ANSI标准的磁条区域。符合ANSI标准就能确保金融信用卡可以准确地在读卡转换器和磁条区域之间传递磁信号。
在现有技术中，公知的信用卡具有一个磁条区域，信用卡的正面通常包含用来确认信用卡发授对象个体谁的标记、发卡银行以及其他合适的信息。在由前沿(leading)和相关后沿(trailing)磁通量反向(reversal)形成的“磁畴”内，信息采用“双相”标记编码技术存储在磁条区域上。磁畴之间的间距形成了磁存储材料的面密度。这样，磁条区域上的信息位(数据)由上面定义的一系列的二进制1和0来表示。
金融或信用卡的标准密度如下所示，其中上述信用卡具有包括3个数据磁道的磁条区域并且这些磁道都符合上述ANSI标准：(i)磁道1的每英寸字节数(BPI)为210字节；(ii)磁道2的每英寸字节数(BPI)为75字节；(iii)(in theorder of)磁道3的每英寸字节数(BPI)为210字节。在读卡机中使用的转换器对一个或多个磁道进行响应，例如对磁道1、磁道2、磁道3中的任何一个或多个进行响应。
随着金融卡、信用卡或非金融领域中使用的数据卡需求的增加，在某些领域需要数据卡能够从在线的读卡和数据处理系统中记录信息同时其安全性进一步提高。因此就开发出通常被称为“智能卡”的一类数据卡以及通常称为“IC卡”的另一类卡。
智能卡通常被定义为一个国际标准化组织(“ISO”)的标准卡，上述标准卡具有一个嵌入式的集成电路芯片。IC卡可包括一个微处理器和一个专门的存储芯片，因此这样的一种IC卡被识别为或者称为一种智能卡。智能卡通常是一种标准的金融卡或者信用卡，但其包括微处理芯片、存储器，甚至还可包括一个磁条区域，上述磁条区域可被金融卡或信用卡的标准读卡机来读取。
智能卡的一个优点是存储在其中的数据通常要比存储在磁条上的数据更为安全，而且由于采用加密技术，数据不会轻易地从智能卡上读出。此外，智能卡相对于磁条能存储更多的数据，并且可与读卡装置和数据存取系统一起用在多种应用领域。
美国专利US5901303A披露了一例智能卡。
其他在非卡(non-card)应用领域中使用的公知存储装置如硬盘上的数据存储介质，其存储密度要比公知的信用卡的存储密度大，，上述公知的信用卡具有一个或多个包括3个数据磁道的一个或多个磁条。硬盘驱动器中的数据存储介质的外径通常为130mm、95mm、65mm、25mm，并且在其中间有一个孔用以便该介质安装在主轴马达上。硬盘驱动介质在设计和制造上被用作一种具有环向离散数据磁道的旋转存储装置。介质或盘通常与数据磁道一起高速旋转同时一个或多个可径向移动的读/写磁头对上述数据磁道进行访问。
在本领域中采用水平记录介质对磁信号进行记录是公知的。为了进行记录，起磁化作用的易磁化轴与磁层的表面平行。
在本领域中采用垂直记录介质对磁信号进行记录也是公知的。美国专利US4687712A就披露了一例磁性的垂直记录介质。
通过电镀和/或喷涂工艺程，各种类型的磁性材料或者非磁性材料薄层就会沉积在一个圆形基体上，当其与数据记录磁头一起使用时可以将数据读写到磁盘上。具有数据存储器的薄层是由高抗磁力的磁性材料制成。该高抗磁力的磁性材料薄层在设计上用来使信噪比最大化。这可通过环向结构化(texturing)而获得，它是一种对磁盘基体表面进行刻痕或者抛光处理(buffering)从而使得磁获得环向各向异性的机械工艺。然后，利用公知的电镀和/或喷涂技术将磁性材料沉积在环向处理后的表面之上。
以前和现在的数据存储介质都要求在100级或更高的超净环境无尘房间内生产。工人们需戴上手套、面具、护罩、工作服、靴子等。在硬盘驱动介质离开无尘室之前对其进行电学性能以及错误(故障)数目的检测。该介质放置在无尘室的一个密封容器中以便运送到驱动器的生产厂商处。
磁盘驱动器的生产商必须采用相似的无尘室条件以避免对该介质造成破坏或污染。对该介质的污染或者破坏会导致磁盘驱动器的出错率令人无法接受。为了进一步确保数据的完整性，驱动器生产商将磁头和介质安装在密封的磁盘驱动腔内，上述磁头和介质通常被称为磁头/磁盘组件。当该介质旋转时，磁头/磁盘组件的上方产生空气流。驱动器内部的颗粒或者污染物就会被空气流内的过滤器过滤掉。位于磁盘驱动器盖体内部的毛细管和/或通气孔过滤器是用来平衡压力并防止潮气进入到磁头/磁盘组件之内的。
进行读/写操作的磁头可能会由于冲击、振动或者不合适的磁头/介质设计而对介质造成压痕、斑迹或者破坏。介质薄层非常薄而且很脆，仅有几微英寸厚，因此很容易被磁头所产生的机械力所破坏。非操作的环境条件，例如绝对无尘室外面或磁盘驱动器外面的环境条件也很容易使介质无法使用。下面是不利于介质质量和可用性的一些主要因素：
(a)潮气 潮气可以侵蚀高抗磁力的磁性材料层中的钴，这样就会使介质表面形成剥落或者产生凹点并降低介质的性能；
(b)来自内部磁头/磁盘组件部件的渗气如填隙料中未固化的环氧树脂和增塑剂的化学污染，这样的化学污染可使磁头粘结在介质表面之上，从而导致驱动器停止转动或者使磁头/磁盘组件损坏，由此导致数据的大量丢失。
(c)位于驱动器内部的微粒可导致磁头损坏(crash)，这样就使得该介质无法用；
(d)磁盘或者驱动器生产厂商对损伤的处理这些损伤包括手印、刮擦或者凹痕。这些会导致数据不可逆性丢失的损伤；
(e)驱动器设计或使用不当所引起的冲击或者震动会导致磁头损坏，由此使介质不能使用；
(f)设计低劣的驱动器在驱动器加电循环期间会由于静摩擦力、动摩擦力、温度/湿度条件或者不当的润滑条件的影响而产生故障。
如果驱动器介质暴露给于强度足以消去记录数据的散杂磁场时，硬盘驱动介质没有直接的手段来防止散杂磁场的去磁效应。而且很难对硬盘驱动器介质的表面进行清洗，公知的商业硬盘驱动器也没有提供一种清洁介质的手段。例如，手印就很难从硬盘驱动器的介质表面去除。
而且，由于上述多种原因，任何将硬盘驱动器磁性介质放在预定的清洁和保护的环境之外使用的努力都没有成功。
随着更大存储容量的改进的便携式卡如信用卡、非金融卡、交易卡以及其他需求的增加，关于改进卡的可能的成败的主要因素直接涉及：(a)在此种卡内可用的用来存取数据存储密度；(b)这种卡内的磁性编码数据的完整性；以及(c)其在非保护环境中抵抗机械、化学和磁力退化的能力；例如金融卡和非金融卡在自然操作环境下进行使用。
在公知的刚性磁盘驱动器中的磁盘介质在设计上甚至不能阻止最小的表面破坏或剥蚀。在复杂的清洁磁盘驱动器内部使用的磁盘介质具有一层非常硬但很薄的敷膜或者保护层。该敷膜或者保护层通常为金刚石的碳，其厚度在50～300埃的量数上并且主要用来对高抗磁力层的钴下侵蚀进行控制。下面的磁性高抗磁力膜也非常薄，其厚度在150～500埃之间。
由于保护层至少包括一层高导磁材料，因此在美国专利US5041922A所披露的技术方案中，该高导磁材料的附加厚度不会增加磁力分离损失。
硬盘驱动器中所用介质最普遍采用的结构形式是一种铝基体，其表面为了抛光而镀上一层较厚的镍磷层。这是高抗磁力磁性材料的一个垫层。镍磷层的厚度通常为10～12微米，其用来提供一材料，该材料在后面的抛光操作后其表面比铝还有光滑。
硬盘驱动器介质基体的厚度在0.02～0.05英寸之间。为了能将更多的磁盘包装在磁盘驱动器中最后采用较薄的基体，但较薄的基体存在机械震动的问题，特别是在高速旋转时尤为明显。这些基体都是不可弯曲的。较大的弯曲半径-20英寸将会导致磁盘的永性变形。小于20英寸的弯曲半径将导致镍磷层的永久变形和断裂。镍磷层的断裂会穿过高抗磁力层从而使得该介质无法用作存储装置。
在本发明的便携式卡中没有使用厚的镍磷垫层。因此就避免了那些与厚的镍磷层相关的断裂问题。
便携式卡的结构允许其根据基体的厚度和材料将卡弯曲到一定程度。一个极端的例子是其基体由锆形成的厚卡。该卡的厚度为0.020英寸并且其可弯到约10英寸的弯曲半径。另一类型的卡使用塑料基体。该卡的厚度为0.030英寸并且其可弯到一约为4英寸的弯曲半径。一种薄卡例如一种由厚度为0.005英寸不锈钢基体构成的卡，其可弯到一超过4英寸的弯曲半径而不会断裂或者产生永久变形。
本发明的保护性涂层可以与这种以数据存储装置、数据存储部分、数据存储介质和记录介质等所有形式的卡一起使用。现有用于磁盘驱动器的介质不能用于这种便携式卡中，其中上述现有的介质包括不可磨损的、薄的保护性涂层。
发明概述
本发明披露和教导了一种新颖、独特的可编码磁卡，其包括一个至少具有一个表面的非磁性基体。一个薄的具有高密度抗磁材料膜位于基体之上以便存储磁信号。在优选的实施例中，抗磁材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面位于一个预定方向上。优选在基体上布置一个非磁性材料以便形成一个交换中止层(exchange break layer)。
一种包括导磁性、可磁饱和的存储材料的保护涂层位于基体之上并通过交换中止层对抗磁材料的磁化轴进行响应从而在预定方向相反的方向上产生一个磁象场。磁性材料层上形成有保护性涂层，该涂层是一种相对较硬、可磨损的保护性涂层。保护性涂层的厚度在一个最大厚度和一个最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减磁性材料层和转换器之间穿过的磁性信号，在自然环境下使用时，上述最小厚度可使保护性涂层在使用中被磨去公知量的保护性涂层的。
保护性涂层由一种线路制成，该材料可以抵抗化学、磁性和控制性机械作用中至少一种作用对数据存储装置的损害。保护性涂层可至少具有一层，其中至少具有的这一层包括透磁性、可磁力饱和的存储材料。
作为选择，保护性涂层可至少具有两层，其中至少具有的这两层中有一层包括可透磁性、可磁力饱和的存储材料，至少具有的这两层中另一层则包括非磁性耐磨层，其形成在前一层上。
在本发明的最宽泛的方面中，本发明涉及一种数据存储装置，该装置包括一个基体，上述基体至少有一个表面带有至少一种高密度抗磁材料，该材料形成在基体上以存储磁信号。上述磁性材料可以是各向同性也可是各向异性。此种材料在本领域中非常公知。至少有一层非磁性材料层设置在基体之上以形成一个交换中止层，其中上述这一层非磁性材料层可作为一个断开器或者一个量子效应绝缘体。基体上形成一种保护性涂层，该涂层在大致垂直于交换中止层的方向上具有一个深度，从而在自然操作环境下形成磁信号通道，该通道从保护性涂层中到抗磁材料，其中上述抗磁材料的磁化轴在预定方向上。
另外，本发明还涉及新的磁信号处理装置和方法，其采用新的具有高密度抗磁材料的磁记录介质以便对磁信号进行存储，抗磁材料磁化轴处于预定方向，而且上述磁记录介质还具有一保护性涂层，其中该涂层厚度的选择应用助于磁信号在自然操作环境中穿过保护性涂层到达高密度磁性材料，而且该涂层可抵挡化学、磁性以及可控的机械作用中至少一种最有对数据存储装置的侵害。
现有技术中采用磁条的便携卡包括便携式数据存储卡，在内都具有相对较低的存储限度。通过使用一种数据存储装置可以克服现有磁条中这些存储限度相对较低的缺陷，上述数据存储装置具有新颖独特的记录介质，该记录介质是基于高抗磁力层标准硬盘驱动器介质技术的使用，但其中这种技术的使用是以一种新的方式进行的，即在磁盘驱动器的保护性壳体和保护性操作环境之外进行。
现有技术中没有一项预期、披露、教导或者提出包括便携式数据存储卡在内的便携式卡，其中的数据存储卡所使用的记录介质所基于的是高抗磁力层的标准硬盘驱动介质技术，该记录介质使用了一种新的具有选定厚度的保护层，这样就可在磁盘驱动器保护性壳体之外以及自然环境中使用。基于上述各种原因，本发明对于本领域熟练技术人员而言显然是新的、非显而易见的。
因此，数据存储装置的一个优点是其在正常的非洁净的环境下处理之后，能够可靠的进行读写操作。
本发明的另一个优点是多种介质形式均可在这样一种便携式卡中使用，上述便携式卡包括可进行多次读写操作的标准信用卡大小的可编码磁卡。
本发明的第三个优点是其他便携式卡无论其尺寸和形状怎样例如是长方形的、方形的或圆形的都可以利用本发明的教导。
本发明的第四个优点是使用这样一种数据存储装置的便携式卡的存储容量要比使用磁条的常规金融卡的存储容量大的多。
本发明的第五个优点是可以以一种与标准金融信用卡相似的方式对数据存储装置进行处理。
本发明的第六个优点是可以以一种与信用卡相似的粗放的操作方式对数据存储装置进行操作。
本发明的第七个优点是使用本发明教导的便携式卡可存放在钱夹内并且操作自由，无须担心污染，也无需注意该卡是否划过杂散磁场、是否有手印以及其他类型的将导致现有硬盘介质发生故障的损伤。
本发明的第八个优点在于：数据存储装置、包括使用该装置的便携式卡或者可编码磁卡都可包括一种高导透性的保护涂层以及一层保护性涂层从而可防止中低强度(例如几乎是最强的)散杂磁场的去磁效应和/或对记录数据的删除。
本发明的第九个优点是数据存储装置可以纵向、线性、弧形、径向或环向的方式进行读写操作。
本发明的第十个优点是数据存储装置采用了一种记录介质，该记录介质在其最上层表面具有一保护性涂层，这样就可利用压垫、研磨材料和化学试剂对可编码磁卡进行清洁，而不会对记录介质以及记录介质内存储的磁信号造成破坏。
本发明的第十一个优点是该数据存储装置可以在一种磁信号处理装置中使用。
本发明的第十二个优点是该数据存储装置可以在一种磁信号处理方法中使用，该方法使用了一种具有高密度抗磁材料以便对磁信号进行存储的磁记录介质，上述抗磁材料的磁化轴位于预定方向同时具有这里所述的保护性涂层。
本发明的第十三个优点是具有一种高密度抗磁材料以便对磁信号进行存储的磁记录介质，其中上述抗磁材料根据本发明教导其磁化轴位于预定方向并且还包括一个在此披露的保护性涂层，该磁记录介质可以在一个具有磁转换器、驱动部件和磁控装置的系统中使用，该磁控装置具有一个与可透磁的、磁饱和的存储材料层相互作用的偏磁场，上述存储材料层在本领域中通常作为一个“磁性”层并且可作为一个保护性涂层以便使磁信号通过保护涂层和交换中止层而在高密度抗磁材料和通常位于数据处理站的转换器之间传递。
附图说明
参考下面的附图及本发明优选实施例，本发明的前述和其他优点将会变得更为清楚：
图1是现有的AMEX信用卡的示意图，上述信用卡由聚氯乙烯制造而成并在其前面或正面具有表示银行/用户信息的标记；
图2是图1中现有的AMEX信用卡的示意图，其中卡的反面具有一个带有一个或多个磁道的标准只读磁条或者是一个带有两个或多个磁道的标准读写磁条；
图3是图2中现有的AMEX信用卡的右视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图4是图2中现有的AMEX信用卡的左视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图5是现有的智能卡的示意图，该智能卡具有一个计算机芯片、存储器、和位于其前面表示银行/用户信息的标记；
图6是图5中现有的智能卡的右视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图7是图5中现有的智能卡的左视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图8是采用本发明教导的可编码磁卡形式的便携式卡的示意图，该便携式卡由聚氯乙烯或者聚氯乙烯-乙酸乙烯酯制造而成，其反面具有两个平行隔开地磁条区域，每一个磁条区域都具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量，或者作为选择将其用作金融信用卡上的标准磁条区域。
图9是图8中的信用卡的右视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图10是图8中的信用卡的左视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图11是沿着图8中信用卡上的线11-11的剖视图，其中的虚线表示标准磁条区域；
图12为具有标记的信用卡的反面示意图，该标记可提供银行/用户的信息，该信用卡可包括一个如矩虚线形所示的集成电路，其反面可具有一个如图8所述形式的单磁条区域。
图13是图12中信用卡的部分剖面的右视图，其中虚线展示出本发明教导的磁条区域和集成电路；
图14是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的便携式卡的另一个实施例的示意图，该便携式卡由聚氯乙烯或者聚氯乙烯-乙酸乙烯酯制造而成，并且其反面具有一个带多个磁道的磁条区域以提供至少5M格式化的磁存储器容量；
图15是图14中的信用卡的右视图，其中的交叉影线部分表示标准磁条区域；
图16是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的便携式卡的示意图，该便携式卡的正面具有一个数据存储装置，该数据存储装置基本上覆盖了整个正面区域，其中数据存储装置具有多个磁道以便提供至少5M格式化的磁存储器容量，其反面包含一条如AMEX信用卡上所有的、用虚线表示的标准磁条区域；
图17是图16中的便携式卡的右视图，其中的虚线表示数据存储装置和位于反面的AMEX标准磁条区域，上述数据存储装置基本上覆盖了整个正面区域；
图18为图16中的便携式卡的示意图，其中其反面侧包含有AMEX标准磁条区域，其正面具有一个数据存储装置，该数据存储装置基本上覆盖了整个正面区域；
图19是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的的便携式卡的示意图，该便携式卡的正面具有一个数据存储装置，该数据存储装置基本上覆盖了整个正面侧区域，其中该数据存储装置具有多个磁道以便提供至少5M的格式化磁存储器容量，其反面侧包含一条如VISA信用卡上所用的、用虚线表示的标准磁条区域；
图20是图19中的便携式卡的右视图，其中用虚线表示出数据存储装置和位于反面侧的VISA标准磁条区域，上述数据存储装置基本上覆盖了整个正面侧区域；
图21为图18中的便携式卡的示意图，其中其反面侧包含VISA标准磁条区域，其正面侧具有一个数据存储装置，该数据存储装置基本上覆盖了整个正面侧区域；
图22是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的的便携式卡另一实施例的示意图，其正面与信用卡顶边相邻的部位具有一个由虚线表示的、如AMEX信用卡上所用的标准磁条区域，在磁条区域的下部具有一个数据存储装置，该数据存储装置覆盖了正面一半以上的区域，其中该数据存储装置具有多个磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量，其反面侧可具有标记；
图23是图22中的便携式卡的右视图，其中的虚线表示的是AMEX标准磁条区域和数据存储装置，上述两者都位于信用卡的正面侧；
图24是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的的便携式卡另一实施例的示意图，其正面侧与信用卡顶边相邻的部位具有一个由虚线表示的、如VISA信用卡上所用的标准磁条区域，在磁条区域的下部具有一个数据存储装置，该数据存储装置覆盖了正面侧一半以上的区域，其中该数据存储装置具有多个磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量，其反面侧可具有标记；
图25是图24中的便携式卡的右视图，其中的虚线表示VISA标准磁条区域和数据存储装置，上述两者都位于信用卡的正面侧；
图26是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的便携式卡另一实施例的示意图，其正面侧具有一个数据存储装置，该数据存储装置覆盖了正面侧一半以上的区域并且该数据存储装置具有多个磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量，其反面侧与信用卡顶边相邻的部位具有一个由虚线所表的、AMEX信用卡上使用的标准磁条区域，其正面侧或反面侧可具有标记；
图27是图25中的便携式卡的右视图，其中的虚线表示位于信用卡正面侧的数据存储装置和位于信用卡反面侧的AMEX标准磁条区域；
图28是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的便携式卡另一实施例的示意图，其正面侧具有一个数据存储装置，该数据存储装置覆盖了正面侧一半以上的区域并且该数据存储装置具有多个磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量，其反面侧与信用卡顶边相邻的部位具有一个由虚线表示的、VISA信用卡上使用的标准磁条区域，其正面侧或反面侧可具有标记；
图29是图25中的便携式卡的右视图，其中的虚线表示位于信用卡正面侧的数据存储装置和位于信用卡反面侧的VISA标准磁条区域；
图30是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的便携式卡另一实施例的示意图，其中示出了便携式卡的正面侧，该卡的正面侧和反面侧都具有一个数据存储装置，该数据存储装置基本上覆盖了可用侧面的所有区域并且该数据存储装置具有多个磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量；
图31是图30中的便携式卡的右视图，其中的虚线表示位于信用卡正面侧和反面侧的数据存储装置；
图32是图30中的便携式卡的示意图，其中示出了便携式卡的反面侧，在其正面侧和反面侧上都具有一个数据存储装置，该数据存储装置基本上覆盖了可用侧面的所有区域并且该数据存储装置具有多个磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量；
图33是一个信用卡的示意图，该信用卡内形成有一个凹槽以便将一个数据存储装置容纳在其内，其中有一个数据存储部件位于该凹槽之内并且该数据存储部件和凹槽由一个材料保护涂层封装，上述材料保护涂层可以是一层或多层材料；
图34是一个信用卡的示意图，该信用卡内形成有一个凹槽以便将一个数据存储装置容纳在其内，其中上述数据存储装置包括一个数据存储部件和一个用来封装该数据存储部件的材料保护涂层，其中数据存储部件和保护涂层均位于该凹槽内；
图35是一个信用卡的示意图，该信用卡内形成有一个凹槽以便将一个数据存储装置容纳在其内，其中数据存储部件直接被其上突出的材料保护涂层所封装，一个层压的材料层与上述突出的保护涂层共面；
图36是一个信用卡的示意图，该信用卡表面形成有一个数据存储装置，其中数据存储部件和封装数据存储部件的材料保护涂层都突出于信用卡的表面，一个层压材料层与上述突出的数据存储部件和突出的保护涂层共面；
图37是现有的一种具有高密度磁性材料的记录介质的示意图，该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面沿着基本水平的方向延伸，其中该记录介质是用于一个在保护性环境内运行的数据存储装置的，而且在此披露的一个保护性涂层可采用在本发明数据存储装置内相同的方式加上；
图38是本发明一种具有高密度磁性材料的记录介质的示意图，该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面基本沿着水平方向延伸并且该磁性材料具有多个材料层，该材料层包括一个保护性涂层，该保护性涂层具有一个由非磁性材料形成的交换中止层(exchange break layer)所分隔的可透磁的、抗磁性低的磁性材料层，上述交换中止层可将磁象场存储在可透磁的、抗磁性低的层中，其中记录介质是用于数据存储装置的；
图39是本发明记录介质另一实施例的示意图，该记录介质具有一个沉积在基体至少一个表面上的垫层、沉积在垫层上的一个高密度磁性材料层、由非磁性材料形成的交换中止层(exchange break layer)和一个保护性涂层。其中该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。该保护性涂层具有一个分开的可透磁的、抗磁性低的磁性材料层，上述交换中止层将高密度磁性材料层和抗磁性低的磁性材料层分开并且可将磁象场存储在可透磁的、抗磁性低的层中，其中记录介质是用于数据存储装置的；
图40(A)是本发明记录介质另一实施例的示意图，该记录介质具有高密度磁性材料层、有非磁性材料形成的交换中止层(exchange break layer)和一个保护性涂层。其中，该高密度磁性材料沉积在基体的至少一个表面上，并且该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面基本沿着水平方向延伸，该保护性涂层包括分开的、可透磁的、抗磁性低的磁性材料层，上述交换中止层将高密度磁性材料层和抗磁性低的磁性材料层分开并且可将磁象场存储在可透磁的、抗磁性低的层中，其中记录介质是用于数据存储装置的；
图40(B)是本发明记录介质另一实施例的示意图，该记录介质具有高密度磁性材料层、由非磁性材料形成的交换中止层(exchange break layer)和一个保护性涂层。其中的高密度磁性材料沉积在基体的至少一个表面上，并且该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。该保护性涂层包括两个薄层，其中一层包括一个分开的可透磁的、抗磁性低的磁性材料层，上述交换中止层将高密度磁性材料层和低抗磁力磁性材料层分开并且将磁象场存储在可透磁的、低抗磁性的层中，另一层位于第一个薄层之上并且由金刚石类硬质材料制造而成，其中记录介质是用于数据存储装置的；
图40(C)是本发明记录介质另一实施例的示意图，该记录介质具有高密度磁性材料层、由非磁性材料形成的交换中止层(exchange break layer)和一个保护性涂层。其中的高密度磁性材料沉积在基体的至少一个表面上，并且该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。该保护性涂层具有两个薄层，其中一个薄层包括一个分开的可透磁的、抗磁性低的磁性材料层，上述交换中止层将高密度磁性材料层和抗磁性低的磁性材料层分开并且可将磁象场存储在可透磁的、抗磁性低的层中，另一层位于第一个薄层之上并且由金刚石类硬质材料制造而成，形成粘结润滑层的薄层位于保护层的另一层之上，其中记录介质是用于数据存储装置的；
图40(D)是本发明记录介质另一实施例的示意图，该记录介质具有高密度磁性材料层、由非磁性材料形成的交换中止层(exchange break layer)和一个保护性涂层。其中的高密度磁性材料沉积在基体的至少一个表面上，并且该磁性材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。该保护性涂层包括一个薄层，该薄层包括一个分开的可透磁的、抗磁性低的磁性材料层，上述交换中止层将高密度磁性材料层和抗磁性低的磁性材料层分开并将磁象场存储在可透磁的、抗磁性低的层中，该保护涂层形成在基体上高密度磁性材料层的相反一面上，其中记录介质是用于数据存储装置的；
图41(A)是本发明记录介质的示意图，其展示了记录介质在制造过程中被纹理化(textured)从而使磁畴呈现线性各向异性；
图41(B)是图41(A)中具有多个磁道的记录介质的示意图，其展示了用于记录磁信号的特定磁畴区域；
图42(A)是一种可编码信用卡的示意图，其中整个基体或本体由磁记录材料制造而成并且在其周围具有一个保护性涂层而形成一个数据存储装置；
图42(B)是一种可编码信用卡的示意图，其中其基体或本体内部由高密度记录材料制造而成，该记录材料上具有一个保护性涂层从而形成一个数据存储装置；
图43(A)是一种其内具有凹槽的信用卡的示意图，该凹槽适于装载一个数据存储装置，该数据存储装置包括一个其内形成有保护性涂层的记录介质；
图43(B)是一种其内具有凹槽的信用卡的示意图，该凹槽封装了一个数据存储装置，其中的数据存储装置可包括一个如图38、39、40(A)、40(B)、40(C)和40(D)的记录介质；
图44是采用本发明教导的可编码式磁信用卡形式的便携式卡的另一实施例的示意图，其中卡的正面侧可包含提供银行/用户信息的标记或者如图19、20、21、26、27、28、29所示的一个标准磁条区域，卡的反面侧具有一个数据存储装置，该数据存储装置具有平行隔开的多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量；
图45展示出一个磁转换器所转换的磁信号的量值，该信号以磁道长度为函数在一个磁道之上进行线性传输；
图46是一种利用本发明教导对便携式卡上的信息进行读取和复制的读卡机的简化示意图；
图47和48是一种利用本发明教导对便携式信用卡上的信息进行读取和复制的读卡机的详细示意图，该读卡机包括数据确认部分；
图49是一种利用本发明教导对便携式卡上的灰尘、手印和其他污染物进行清洁的卡清洁器的简化示意图，其中这清洁处理是在读卡机对便携式卡上的信息进行读取和复制的过程之前进行的；
图50是一种实施卡清洁处理的并具有卡进给器的卡清洁器的前视图；
图51是图50所示的一种卡清洁器的左视图；
图52是一种与图50所示的卡清洁器共同使用的卡进给器的另一种结构的示意图；
图53是一种利用本发明教导的便携式卡的另一种实施例的示意图，其中封装数据存储装置的基体是以一种刚性盘的形式附着在基体之上，整个基体包括盘相对于虚线所示的磁转换器进行旋转；
图54是图53中所示便携式卡的右视图，其用虚线展示了固装在基体内盘；
图55是一种利用本发明教导的便携式卡的另一种实施例的示意图，其中封装数据存储装置的基体是以一种刚性盘的形式可转动地安装或支撑在基体上，并且该盘在基体内可相对于虚线所示的磁转换器进行旋转；
图56是图55中所示的便携式卡的右视图，其用虚线展示了基体内会转动的盘；
优选实施例的说明
在此标有现有技术的图1～7示意性地展示了目前使用的金融卡或者信用卡。图1～4中示出了一种信用卡100，其正面侧102具有某些表示银行/用户信息的标志，而图2所示的反面侧104则包括一个数据存储部分106，该数据存储部分106可以是宽磁条区域110，宽磁条区域110是AMEX信用卡中通常使用的磁条区域，其可包含符合上述ANSI标准的存储数据。
另外，磁条区域可以是一个由虚线110所示的窄磁条区域，它形成了一个VISA信用卡所通常使用的窄条114。
图5～7展示了一种典型的智能卡120，该智能卡102的反面具有一个集成电路122。集成电路122可包括一个专用的存储部件。智能卡120的反面侧128可以是空白的，也可包括一个与图2所示磁条区域110和114相类似的磁条区域。
在图6和7中，集成电路122用虚线表示。如果磁条区域用在智能卡120上，那些磁条区域通常位于反面侧128上。
如图8～11所示，一种便携式卡140采用本发明的教导以可编码磁性信用卡的形式由聚氯乙烯和聚氯乙烯-乙酸乙烯酯制造而成。便携式卡140具有一个正面侧142和一个反面侧144。反面侧144上具有两个平行隔开磁条区域148和150。每一个磁条区域148和150都具有多个磁道以便提供至少5M格式化的磁存储器容量。另外磁条区域148或150中有一个磁条可以被格式化以便作为金融信用卡上的标准磁条区域使用。当然，低密度的应用场合将不能充分地使用磁条区域的可用存储容量。
在如图12、13中所示的便携式卡158中，便携式卡158的正面侧160既可包括提供银行/用户信息的标记，也可包括矩形虚线162所示的一个集成电路块，而其反面侧164则可具有一个图8中所示形式的单磁条区域166。
在图14和15所示的便携式卡中，便携式卡具有一个正面侧172和一个反面侧174。便携式卡170以可编码磁性信用卡的形式由聚氯乙烯或者其它适合的材料如PVCA制造而成。其反面侧174具有一个磁条区域178，该磁条区域178具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。其反面侧172可用来提供标记或者用于这里描述的其它目的。
图16～18展示了一种采用本发明教导的便携式卡180的另一种实施例的示意图。便携式卡180具有一个正面侧182和一个反面侧184。正面侧182上形成有一个如箭头188所示的数据存储装置，该数据存储装置几乎覆盖了正面侧182的所有的区域。数据存储装置188具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。反面侧184包含一个AMEX信用卡上使用的如虚线190所示的标准磁条区域。这就使便携式卡180可以作为一种可编码磁性信用卡来使用，并能够利用AMEX信用卡读卡机或者标准金融信用卡读卡机或标准金融可编码磁卡处理装置对其进行读取。
另外，可用一种读卡机或者磁信号处理装置来对磁编码数据进行处理，其中这种读卡机或者磁信号处理装置适于对数据存储装置188进行读和/或写的操作。
图19～21展示了一种采用本发明教导的便携式卡196的另一种实施例的示意图。便携式卡196具有一个正面侧198和一个反面侧200。正面侧198上形成有一个如箭头204所示的数据存储装置，该数据存储装置几乎覆盖了正面侧198的所有区域。数据存储装置204具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。反面侧200包含一个在AMEX信用卡上使用的如虚线210所示的标准磁条区域。这样就使便携式卡196可以作为一种可编码磁性信用卡来使用，从而可以利用VISA信用卡读卡机或者标准金融信用卡读卡机或标准金融可编码磁卡处理装置对其进行读取。
另外，可用一种读卡机或者磁信号处理装置来对磁编码数据进行处理，其中这种读卡机或者磁信号处理装置适于对数据存储装置204进行读和/或写的操作。
图22、23展示了一种采用本发明教导的便携式卡214的另一种实施例的示意图，该便携式卡214的形式是大致矩形的可编码式磁信用卡，其具有大致平的正面侧218和反面侧220。正面侧218与信用卡214的顶部相邻的部位具有一个在AMEX信用卡中使用的、如虚线220所示的标准磁条区域。磁条区域220的下面是一个如箭头224所示的数据存储装置，该数据存储装置覆盖了反面侧218一半以上的区域。数据存储装置224具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。反面侧220可包括标记或者用于这里描述的其它目的。
图24、25展示了一种采用本发明教导的便携式卡230的另一实施例的示意图，该便携式卡230的形式是大致矩形的可编码式磁信用卡，其具有大致平的正面侧232和反面侧234。正面侧232与信用卡230的顶部相邻的部位具有一个在VISA信用卡中使用的如虚线228所示的标准磁条区域。磁条区域238的下面是一个如箭头240所示的数据存储装置，该数据存储装置覆盖了反面侧232一半以上的区域。数据存储装置240具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。反面侧234可包括标记或者用于这里描述的其它目的。
图26、27展示了一种采用本发明教导的便携式卡246的另一实施例的示意图，该便携式卡246的形式是大致矩形的可编码式磁信用卡，其具有大致平的正面侧250和反面侧252。正面侧250的下端部分形成有一个如箭头258所示的数据存储装置，该装置覆盖了正面侧250一半以上的区域。数据存储装置258具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。
正面侧252与信用卡246的顶部相邻的部位具有一个在AMEX信用卡中使用的、如虚线262所示的标准磁条区域。反面侧252可包括标记或者用于这里描述的其它目的。
图28、29展示了一种采用本发明教导的便携式卡266的另一实施例的示意图，该便携式卡266的形式是大致矩形的可编码式磁信用卡，其具有大致平的正面侧270和反面侧272。正面侧270的下端部分形成有一个如箭头278所示的数据存储装置，该装置覆盖了反面侧270一半以上的区域。数据存储装置278具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。
正面侧272与信用卡266顶部相邻的部位具有一个在VISA信用卡中使用的、如虚线282所示的标准磁条区域。反面侧272可包括标记或者用于这里描述的其它目的。
图30～32展示了一种采用本发明教导的便携式卡290的另一实施例的示意图。便携式卡290具有一个正面侧292和一个反面侧294。正面侧292上形成有一个如箭头298所示的数据存储装置，该数据存储装置几乎覆盖了正面侧292的所有区域。
同样，反面侧294上形成具有一个如箭头300所示的独立的或者第二数据存储装置，该数据存储装置几乎覆盖了正面侧294的所有区域。
每一个数据存储装置298和300都具有多个磁道以提供至少5M格式化的磁存储器容量。可以想到，数据存储装置298和300中的一个可以被格式化以便以一种与金融信用卡上标准磁条区域相似的方式进行使用。当然，低密度的应用方式不能充分利用数据存储装置298和300的存储容量。
这里有多种方法，其采用本发明教导来制造出可编码磁卡形式的便携式卡。图33～36就是几例基于本发明教导的方法和结构。记录介质和保护涂层的结构、组成和厚度可表明哪种结构是本发明教导的最佳实施例。
下述的方法和结构不是限制性的，而仅是作为例子来进行说明。可以想到现有的公知技术或者等同于公知技术的后开发出(after developed)的技术可在实践中用于本发明。在图33～36中，同一部件使用相同的附图标记。
图33是一种由基体312构成的便携式卡的一种结构的示意图，其可以是任何一种公知的、用作记录介质的基体材料如玻璃、陶瓷或类似材料以及其它非磁性材料。基体312中有一个在其形成的凹槽314。形成数据存储装置剩余结构的某种材料包括保护性涂层总体上由箭头316表示。除去保护性涂层，布置在该凹槽内的材料322形成了一个数据存储部分或者记录介质。材料322、基体312的表面以及凹槽316由一个保护性涂层324封装，该保护性涂层324可以是这里披露的一层或者多层材料。
图34是一种由基体312构成的便携式卡的另一种结构的示意图。该基体312内形成有一凹槽314。形成数据存储装置剩余结构的某种材料包括保护性涂层总体上由箭头316表示。除了保护性涂层外，材料322与保护性涂层324一起布置在凹槽314之内。一层如虚线326所示的表面层或者粘结润滑层可涂敷到基体的外表面上，将保护性涂层324、材料层322和基体312的外表面封装起来。
图35是一种由基体312构成的便携式卡的另一种结构的示意图。该基体312内形成有一凹槽314。形成数据存储装置剩余结构的某种材料包括保护性涂层总体上由箭头316表示。除了保护性涂层外，材料322位于凹槽314之内。保护性涂层324是一个突出的保护性材料涂层，其直接布置在材料层322之上并对其进行封装。一个由虚线表示的层压材料328与突出的保护性涂层324共面。
图36是一种由基体312构成的便携式卡的另一种结构的示意图。该基体312容纳了形成数据存储装置剩余结构的某种材料，这些某种材料包括保护性涂层在内由箭头316表示。除了保护性涂层外，材料322位于并突出于基体312的表面330。保护性涂层324直接布置在材料层322之上并对其进行封装。该保护涂层324同样是一个突出来的材料层。一个由虚线表示的层压材料332与突出的材料层322和保护性涂层324共面，其中上述层压材料332可以与保护性涂层采用相同的材料。
图37是现有的一种记录介质400的示意图，该记录介质400具有一个基体402、一个Ti晶粒层404(其厚度大约为100埃)、一个形成在Cr层408周围的NiP层406、一个高密度磁性材料层412，该磁性材料层412的磁化轴相对于基体402的至少一个表面基本沿着水平方向延伸，其中磁材料层412被一层玻璃或者PLC涂层414覆盖或者密封。记录介质400是用一例于保护性环境下工作的数据存储装置的记录介质。
通常在保护性环境下工作的数据存储装置如磁盘驱动器中，存在着清洁不干净而导致颗粒进入磁盘驱动器的内部，这样在磁头停在磁头停放区上时将导致表面磨损并且将磁头浮动高度之上伸出的碳顶点被浮动磁头破坏或弄断。
对硬盘驱动器而言，颗粒通常的尺寸都要大于典型的浮动高度1～10微米。这些颗粒很容易存留在磁头和磁盘之间。这些颗粒将磁头抬起并使其远离磁盘。这些颗粒进到或刺到外表面或者保护层中并对高抗磁力的记录层产生影响，结果完全破坏记录数据的磁道。这通常被称为“磁头碰撞”。“磁头碰撞”产生的颗粒可快速地传播到整个磁盘驱动器从而在多磁盘驱动器的情况下使其它磁盘产生“磁头碰撞”而崩溃。
另一方面，本发明的记录介质已经有意地设计成暴露并能容忍表面的机械剥蚀，而不会导致下面高抗磁力记录层形成任何剥蚀。本发明介质或者数据存储装置上作为读/写操作装置的磁头或者转换器既可以与保护性涂层的外表面完全接触地运行也可在保护性涂层外表面上10微米的高度以“准”接触的形式的“浮动”。
保护性涂层的厚度和相对硬度在选择上应允许在正常操作环境下进行读/写操作以及磨蚀性清洗期间由颗粒污染所形成的明显磨损，其中保护性信涂层的外表面可以是磨损的。在清洁期间，保护性涂层在设计上会因磁头和介质间包括颗粒在内的粒状物质的作用而被磨掉，这样就使下面的高抗磁力记录介质保持完整。
在本发明中，一种相对较硬的、可磨损的保护性涂层形成在磁性材料层之上，该保护性层的厚度的选择是本发明得以实施的关键。该厚度在最大厚度和最小厚度之间选择，上述最大厚度会使磁性材料层和转换器之间的磁信号显著衰减，上述最小厚度可使保护性涂层在自然环境下使用时被磨掉公知量的保护性涂层。
这样，在优选实施例中的保护性涂层是一个可弯曲的、硬度类似于金刚石的保护性涂层，该保护性涂层具有一个选定的厚度以便允许磁信号在自然工作环境中穿过保护性涂层并在所述至少一个高密度抗磁材料层和转换器之间传递，该保护性涂层由一种材料构成，该材料可以抵抗化学、磁性和控制性机械作用中至少一个作用对数据存储装置的损害。
图38是一种记录介质430的一个实施例的示意图，该记录介质430由多层材料构成从而提供了一种对实施本发明来说最理想的记录介质。该记录介质430具有一个作为便携式卡基体的基体432。一个基层434布置在基体432之上。作用选择，可将一个晶粒层436布置在基层434之上，一个由铬构成的层438位于晶粒层436之上。一个高密度磁性材料层442位于铬层438之上，其中上述磁性材料的磁化轴相对于基体432的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。一个非磁性材料层446位于磁性材料层442之上，上述非磁性材料层446可以用作一个“中断层”(break layer)、“交换中止层”(exchange break layer)、“去耦合层”(decoupling layer)。一个保护性涂层454被涂敷到非磁性材料层446之上。保护性涂层454具有两个层，即一个可透磁的、抗磁性低的层460和一个第二层458，上述抗磁性低的层460位于层446之上而形成一个“保留”层(keeper layer)，上述第二层458优选地是一种类似于金刚石的硬质材料。
在1992年12月7日申请、1993年7月8日公开的PCT申请US92/10485中对“保留”层的结构、功能和操作以及与“保留”层相关的其它公知技术进行了说明。
保护性涂层454上可形成一个粘接润滑层460，该层可作为一种清洁材料层而允许对记录介质表面上的灰尘、手印和其它颗粒物质进行清扫。
图39是实现本发明的记录介质470的另一个实施例的示意图。该结构表示了一种记录介质，该记录介质470与图38中所描述的结构和实施例相比其材料层的数目显著减少。
一个基体472，至少在其一个表面上沉积有一层铬垫层476，上述基体472用作便携式卡。一个高密度磁性材料层480位于垫层476之上，其中该磁性材料的磁化轴相对于基体472的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。一层由非磁性材料形成的交换中止层482位于磁性材料层480之上。一采用单层形式的保护性涂层488包括一种可透磁的、抗磁性低的磁性材料，交换中止层482将上述抗磁性低的磁性材料层和高密度磁性材料层480分隔开，该交换中止层可以将磁象场存储在可透磁的、抗磁性低的、形成保护性涂层488的磁性材料中。
图40(A)为实施本发明的一种记录介质492的另一实施例的示意图。在该实施例中，保护性涂层是单个的一层，其包括一种可透磁的、抗磁性低的磁性材料，上述材料也作为“保留”层。记录介质492包括一个基体496，该基体496优选地由一种非磁性材料构成。一个高密度磁性材料层498沉积在基体496的至少一个表面之上，其中高密度磁性材料的磁化轴相对于基体496的至少一个表面基本沿着水平方向延伸。一个由非磁性材料层构成的交换中止层502沉积在磁性材料层498之上。保护性涂层504由一层包括一种可透磁的、抗磁性低的磁性材料的薄层构成，交换中止层502将上述抗磁性低的磁性材料层和高密度磁性材料层498分隔开，该交换中止层可将磁像场保存在这个可透磁的、抗磁性低的材料中。
在非饱和状态下，这种可单独用作保护性涂层的、可透磁的、可磁力饱和的材料具有一个分路通道，该分路通道基本包含了高抗磁力层中所记录数据的所有磁通量。当保护性涂层的厚度达到材料所产生的磁通泄漏量可被探测出来时，它的有效性就下降了。
此外，由于使用中可透磁的、可磁力饱和的材料的磨损，保护性涂层的最小厚度应该使其能够支持读取信号的磁通量密度。
存储在高抗磁力磁性材料层的数据的磁通量最好被基本保留在可透磁的保护性涂层中。
在一个磁通量局部饱和例如DC偏磁场的应用中，可透磁的、可磁饱和的层中形成一个电孔。来自数据存储单元的磁力线未经约束例如处于高磁阻状态就延伸到可透磁的保护性涂层的外部并与一个数据处理的转换器进行相互作用以便进行检测和后续的数据处理操作。来自其它所有存储单元的例如处于低磁阻状态的磁力线都基本包含在非饱和的可透磁的、可磁饱和的保护涂层中。介质和转换器之间的相对运动可以“移动”透磁的、可磁饱和的、形成保护性涂层的层中的局部饱和孔，从而允许读取转换器(read transducer)对数据的附加存储单元进行访问。
在优选的实施例中，保护性涂层是一种可透磁的、可磁饱和的材料层，通过滑动转换器、磨损性清洁以及将卡上的灰尘、手印等清扫掉所需的清扫操作或轻微的磨损或者初步处理操作等都可磨损掉透磁保护层上的很多材料，但这不会影响高抗磁力数据存储层中所存储数据的完整性。在该优选的实施例中，可透磁保护层可由多种抗磁性低的、透磁性高的材料制造而成，这些材料通常都被用作磁读/写转换器的磁心材料。这些材料包括坡莫镍铁合金(NiFe)、铁硅铝磁合金(AlFeSil)以及超级铁硅铝磁合金(AlFeSilNi)。
透磁保护性涂层的厚度应以便保留高抗磁力存储层的所有磁力线，同时还应具有额外的材料从而在其包含下面的磁通量时还能允许相当的机械磨损。然而即便是近乎所有的透磁保护性涂层都被磨损掉以致于厚度达到少量磁泄漏的程度，其下面但仍会有一些磁通量得以保留。
只要保护性涂层中的一些材料保持完整，就不会机械损坏高抗磁力层。因为本发明的保护性涂层很坚固并且是可弯曲的，因此需要一个非常强烈的磨损还能将所有的保护层去掉，并将下面的交换中止层和高抗磁力的数据记录层暴露出来。
当一个具有本发明保护性涂层的可编码磁卡暴露于散杂磁场例如附近的信用卡中时，可透磁的、可磁饱和材料可利用饱和材料对磁场(magnetic filed)进行捕获，由此为材料存储层提供磁保护。
同样的，对于相对较硬的保护性涂层来说，当其浸入到一种化学溶液或可能会包含一些化学制品的其它流体中时，该保护性涂层保护材料存储层免受这些与数据存储装置接触的化学制品的侵蚀。
本发明的这种相对较硬的、可磨损的保护性涂层形成在磁性材料层上。该保护性涂层的厚度在一个最大厚度和一个最小厚度之间进行选择，上述最大厚度可以显著地对磁材料层和转换器之间穿行的磁信号进行衰减，上述最小厚度是在自然操作环境中使用时保护性涂层进行所能磨损掉的一公知量。最大厚度和最小厚度可以根据经验来确定，而且一般来说是数据存储装置的材料、保护性涂层的材料、转换器等因素函数。
保护性涂层可以是一个单层或者至少是两层，上述单层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，在上述的至少两层中第一层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，而另一层可是一个位于第一层之上的非磁性减摩层。
术语“类似于金刚石的硬度”是本领域中公知的技术并且在纽约Springer-Verlag出版的、Bharat Bhushan所著的“磁性存储装置的摩擦学和力学”中第599页以及第629页～第638页中有详细说明。术语“类似于金刚石的硬度”通常是指通过喷涂技术或者增强型等离子体化学制品蒸汽沉积技术沉积的一种无定型的或者类似金刚石的碳(DLC)，上述技术已经在各个领域如薄膜磁盘中应用多年，它要求极低的摩擦力并在一定环境条件下(在磁盘驱动器的保护环境内)可以磨损。
图41(B)为图41(A)中的记录介质540的示意图并展示了其内记录有磁信号的特定磁畴区域548，该记录介质540具有多个大致平行的磁道546。
在图40(A)中，所展示的记录介质与虚线矩形491所示的磁控装置相互作用，上述磁控制装置具有一个如箭头493所示的偏磁场，该偏磁场可用来通过保护型涂层504和交换中止层502来增加保护性涂层504中的可磁饱和的、透磁材料的磁阻，从而使磁信号在高密度抗磁力材料和保护性涂层504之间穿过交换中止层502而到达磁转换器495。
磁转换器通常是数据处理站的一部分或者位于其内，当便携式卡和数据处理站彼此相对移动并将数据存储装置定位到数据处理站的附近从而使数据存储装置中的磁性层与转换器之间进行数据流动时，上述磁转换器适于同包含数据存储装置492的便携式卡相互作用。
偏磁场493导致或者驱使保护性涂层504中的可磁饱和的、透磁材料达到饱和，从而使磁信号很容易就能从磁性层498通过交换中止层502和保护性涂层504而传送到转换器495。具有偏磁场493的部分保护性涂层保持为非饱和状态并将编码的磁信号保留在磁性层498中。
一个由矩形497所示的驱动部件在操作上与至少一个转换器495和具有记录介质492的便携式卡相耦合从而在两者之间提供相对运动。
该驱动部件用来执行下面的一个操作：(i)将便携式卡定位到数据处理站最接近的位置处从而使得数据在两者之间进行流动；(ii)相对于数据处理站移动便携式卡；(iii)相对于便携式卡移动数据处理站；以及(iv便携式卡和数据处理站彼此之间相对移动。
转换器495可以是：(i)一个感应头；(ii)一个薄膜磁头；(iii)一个磁阻磁头；(iv)一个大磁阻(GMR)的磁头；以及(v)一个包括双条纹磁阻单元的磁阻头。另外，磁阻头还可包括一个如图40(A)中虚线499所示的磁通量导向器，上述导向器用来对来自便携式卡的数据存储装置的磁通量进行传导，上述数据存储装置是由该磁阻头进行读取的。
在图40(A)中，一个可编程控制装置501在操作上与磁控装置491相连接从而当一个选定的磁像基本位于转换器495的附近时可将偏磁场493加到记录介质492上。该可编程控制装置的使用在磁记录和复制技术领域是公知的。
图40(B)、40(C)和40(D)是图40(A)中结构的各种变形，为了便于下面的说明，图中相同的部件使用同一附图标记。
在图40(B)中，除了保护性涂层504是由两层组成之外，记录介质510的结构与图40(A)中记录介质492的结构大致相同，其中上述两层中有一层是“保留”层516，另一层518优选由一种类似金刚石的硬质材料构成。
在图40(C)中，除了一个附加的粘结润滑材料层528沉积在层518上之外，记录介质522的结构与图40(B)中记录介质510的结构类似。该粘结润滑材料可以是任何公知的、可用来涂敷记录介质的粘结润滑材料，如perflouroether或者phosphozene。
在图40(D)中，除了保护性涂层504被涂敷到496一侧的记录介质以及基体536的相反侧上之外，记录介质532的结构与图40(A)中记录介质492的结构是相似。
下面的表2、3、4、5提供了几例在图38、39、40(A)、40(B)、40(C)、40(D)中实施例所述的各种材料层所用的各种材料、材料的厚度以及其他重要特性。这里提到的例子并非对本发明的限定，而是本发明实际可采用的材料的例子。可以想象，在此没有披露但对本领域技术人员而言公知的材料也可用来实施本发明，并且这些材料以及之后开发出来的材料、任何与在此披露的材料基本等同的材料，也在本发明的教导范围之内或者说是使用了本发明的教导。
表2是保护性涂层、“保留”层、中止层以及磁性层所用的材料：
                         表2保护性涂层      “保留”层               中止层        磁性层(覆盖层)碳               AlFeSil(铁硅铝磁合金)   硅            CoCrPtTa类似金刚石的碳   NiFe(坡莫镍铁合金)      碳            CoCrPt
             CoZrNb                  铬            CoCrTa氧化锆                                                 CoNiCr玻璃                                                   CoNiPt
                                                   CoNiCrPt
表3是垫层、可选的晶粒层、可选的基层和卡的基体所用的材料：
                        表3垫层        可选晶粒层     可选基层     卡的基体通常铬       结晶CrNi        NiP           玻璃；氧化锆；塑料；
         Ta                            各向同性塑料；陶瓷氮化铝                                     /氧化铝；玻璃；陶瓷；CrTiO2                                    玻璃碳；纤维；不锈
                                       钢；钛；铝；磷青铜
表4说明了覆盖层厚度、保留层厚度、中止层厚度以及磁性层厚度的范围，其以埃为单位，上述厚度是在大致垂直于基体表面的方向确定的：
                             表4保护性涂层(覆盖    保留层厚度     中止层厚度    磁性层厚度 层)厚度150～500埃          50～500埃       10～150埃      250～1000埃
表5说明了垫层厚度、晶粒层厚度、基层厚度以及卡的基体厚度的范围，其以埃为单位，上述厚度是在大致垂直于基体表面的方向确定的：
                      表5垫层厚度      晶粒层厚度    基层厚度       卡的基体厚度200～2000埃    100～1000埃    通常为10微米    0.005～0.050英寸
基体表面可通过纹理技术对其进行处理以增强各向异性材料的方向性(orientation)。可用的公知的纹理化方法包括：(i)环向纹理化；(ii)径向纹理化；(iii)化学纹理化；以及(iv)激光纹理化。
图41(A)中的示意图描述了本发明的记录介质，其中记录介质的表面在制造过程中被纹理化以提供磁畴的线性各向异性，其中的纹理由大致线性的平行的纹理标记544表示。
在图42(A)中示出了一种可编码信用卡550的示意图，其中整个基体或本体562由一种磁记录材料在一种合适的粘合材料中制造而成，其具有一个合适的保护性涂层564从而形成了一种本发明教导的数据存储装置。
在图42(B)中示出了一种可编码信用卡566的示意图，其中整个基体或者本体568形成了高密度磁记录材料，并且有一个保护性涂层570形成在其上从而形成了一个可实现本发明的数据存储装置。
图43(A)是一个信用卡572的示意图，其中上述信用卡572内具有一个凹槽574，该凹槽574适于将一个具有独立基体和保护性涂层的数据存储装置放置在其内。
图43(B)是图43(A)中的信用卡572的示意图，其中该信用卡572内具有一个凹槽574，该凹槽574将一个数据存储装置576封装起来，该数据存储装置可包括一种如图38、39、40(A)～40(D)所示的记录介质。另外，图37中所示的、具有一个保护性涂层的现有的记录介质也可以用来实施本发明。
图44是采用本发明教导的、采用可编码式磁信用卡形式的便携式卡580另一实施例的示意图，其中如箭头582所示的正面侧可包含提供银行/用户信息的标记或者如图19、20、21、26、27、28、29所示的一个标准磁条区域。其反面侧584的大致中央位置有一个数据存储装置586，该数据存储装置586具有多条平行间隔的磁道以便能提供至少5M格式化的磁存储器容量。该数据存储装置586覆盖了反面侧584的一个预定区域从而在反面侧584的周边形成了一个环向边缘588，由此形成了一个转换区域以便一个由虚线590所示的线性移动的磁转换器可以步进到多个磁道中选定的磁道上以便对数据存储装置580中的磁信号进行读和/或写操作。
一个由框表示的驱动部件578在操作上可通过一个引线577与所示的便携式卡耦合在一起，并通过引线579与所示的转换器耦合在一起。该驱动部件便携式卡和转换器之间提供一个相对运动从而将数据存储装置定位到转换器590最近的位置，从而使两者之间交互作用。
图45展示了磁信号大小如信号振幅相对于磁道长度的曲线图，该信号由一个磁转换器例如图44中的转换器590进行转换，该磁转换器在磁道之上线性的进行移动。当转换器移向数据存储装置586时，形成的磁道数据(tracking data)由线592表示并且其具有一个倾斜部分594，该倾斜部分相应于反面侧584周围的环向边缘588。当转换器和数据存储装置相互作用时，磁信号的电平，磁转换器穿过反面侧584周围的环向边缘588外时处于最大值，上述环向边缘588形成了一个围绕便携式卡580反面侧584周围的转换区域。磁信号一直保持在最大值直到磁转换器穿过数据存储装置586回到反面侧584周围的环向边缘584之上，并且磁信号电平由斜线部分596所示的那样下降。
图46披露了一种采用本发明教导的、用来对便携式卡上的信息进行读取和复制的读卡机的简化示意性图。
该简化的读卡机示意图展示了在步骤600中便携式卡被插到读卡机中。在步骤602中将读卡机设计成待机状态。当将便携式卡插到读卡机中时，在步骤606中激活读卡机。然后在步骤610中读卡机执行一个自校准过程。然后在步骤612中读卡机确定便携式卡的格式是否为可接收的。便携式卡和数据处理站之间相对移动从而使磁信号在数据存储装置和数据处理站内的转换器之间进行传递，其中上述数据存储站位于读卡机之内形成其中的一部分。在步骤614中便携式卡和数据处理站之间的相对移动执行了所需的数据处理。至于数据校正、数据记录、数据的写入等操作都在上述相对移动期间以及步骤616的执行期间进行。
一旦步骤614中的数据处理以及步骤616中的数据校正或者其他类似操作完成，就要确定出如何对便携式卡进一步进行处理。至于便携式卡返回给用户之前所需的任何附加的数据处理，读卡机将在步骤618中完成这些操作。然后在步骤620中将便携式卡传输到一个可抽取的位置以便用户取出便携式卡。在完成步骤618中的其他处理之后，读卡机被置于待机状态以便进行下一个处理过程。
如果确定出数据和/或卡是坏的，则在步骤622中将拒绝交易和/或将便携式卡保留起来。在步骤622完成之后，读卡机被置于待机状态以便进行下一个处理过程。
图47和48是用来与这里披露的数据存储装置进行交互作用的读卡机的操作步骤或者程序的详细示意图。
先从图47进行说明。读卡机是一个读/写装置，在步骤630中该读卡机与一个电源和/或传送装置相连接并由其进行供电。
在步骤632中读/写装置处于待机模式直到其被激活。一个如箭头634所示的控制信号通常被传输到读卡机以指示读卡机应改变状态或者保持在待机状态。在步骤634中将一个可编码磁卡插入到读卡机中从而使读卡机进入到工作模式。
在步骤638中读/写装置确认可编码磁卡是否插入并执行自检和对齐操作。如果该确认操作失败，则在步骤640中拒绝对可编码磁卡进行操作。如果该确认操作成功，则任为该可编码磁卡已经通过检查，然后在步骤642中对读/写装置进行初始化操作。
然后读卡机确定操作模式是本地模式644还是远程模式646。
下面参考图48中所示的示意图进行讨论。如图48所示，本地模式644和远程模式646执行了相同的处理操作。在步骤700中读卡机对卡和/或用户进行鉴别。在步骤702中对将要执行的应用操作进行选择。在步骤704中对读和/或写处理操作进行初始化。在步骤706中读/写装置执行数据确认操作。如果如箭头710所示在过程的开始就做出了确认失败，则要决定是要保留住卡714还是要将卡返回716。
本地模式或者远程模式操作完成之后，在步骤718和720中确认出处理操作和/或数据确认是否正确从而如图48所示确认是通过还失败。如果确认通过，则在步骤722中提供一个标志。指出数据比较是正确的，并在步骤724中执行所选的操作。该操作完成之后，在步骤728中将卡传输到一个用户可以取出的位置。
如果确认失败，则启动另一个连续的确认程序。来自步骤718的失败的确认被传输到一个错误标记730。来自步骤718、640以及720的失败的确认启动错误标记730。错误标记730要么在步骤728中将卡返回并由用户取出要么在步骤734中将卡扣留。
此外，一个错误标记736对应于上述步骤714中的卡保留确认从而在步骤734中将卡扣留。
在最后确定在步骤728中将卡取出或者在步骤734中将卡扣留之后，则在步骤740中使读/写装置进入到待机状态。该确认结果图47中的箭头634所示被传输到步骤632中的读/写装置的待机状态。
在该待机状态中，在上述的步骤636中插入可编码磁卡形式的便携式卡从而再次启动读卡机。一旦插入便携式卡，就开始这里所述的处理过程。
在图47和48中描述的读卡机的处理步骤是优选的实施例。可以想到对某些过程步骤进行删除或者修改或者添加一些其它的步骤，所有这些都在本发明教导的范围之内。
如前所述，可以预见保护性涂层要遭受在用户自然操作环境中正常操作所引起的灰尘、手印或者其它影响，上述自然操作环境与硬盘驱动器装置的保护环境是不同的。
因此，在读卡机对便携式卡进行处理之前，通过使用卡清洁器或者对便携式卡进行清洁处理可以改善或者提高读卡装置和/或便携式卡的处理方法对便携式卡的编码数据进行复制(读取)的精确性和可靠性。
图49是利用本发明教导对便携式卡上的灰尘、手印以及其它印记进行清洁的卡清洁器的简化示意性图表。当步骤750中有一个卡插入到读卡机中时，就开始清洁操作。一旦卡插入，就在步骤752中对卡进行预擦拭。
然后在步骤754中对便携式卡执行一个轻柔但有效的清理操作从而有效的清除灰尘、手印以及其它印记。在步骤756中执行一个最终的擦拭操作。然后在步骤760中将清洁及擦拭过的便携式卡退出。然后将便携式卡作为图47中步骤636的一个插入卡直接输送到读卡机的输入部分。图49所示的示意图是清洁过程的优选实施例，上述清洁过程是在读卡机对便携式卡的信息进行读取和复制操作之前进行的，但是可以想到其它所有的变化均在本发明教导的范围之内。
图50和51示出了一种卡清洁器780的实施例，该卡清洁器780具有一个用来将卡786传送到清理清洁站788以便对卡进行清洁的卡进给器782。在图50中，清理装置使用了一种条状清理材料790，该清理材料790由一个供带轴794给进，该供带轴794由驱动部件796所驱动。该条状清理材料790由滚轮800带动而与卡786进行清洁接触，这样就可轻柔地对卡的保护性涂层进行擦拭和清理。已使用过的条状清理材料经过驱动部件804并卷绕在接收轴806上。一个位于滚轮800附近的盖体808可被举起从而对滚轮800进行清洁。
图51展示了分别驱动供带轴794和接收轴806的驱动马达810和812。
图52是图50所示的用于滚轮800的卡进给器和清洁器的另一种结构的示意图，该卡进给器782包括一个环形带820以代替图50中的滚轮800。位于该环带820附近的盖体808可被举起从而对环形带820进行清洁处理。
在图53和54中，一携式卡820包括一个基体822从而以盘830的形式对数据存储装置826进行封装，而该盘则刚性地固定在基体822之上。在该实施例中，包括基体和盘830的整个便携式卡820相对于虚线830所示的一个磁转换器进行旋转从而使磁信号在二者之间传递。在优选的实施例中，数据存储装置826采用本发明的教导制造而成。
图55和56是采用本发明教导的便携式卡840的另一个实施例的示意图。基体842以一个盘846的形式对数据存储装置844进行封装，该盘846可旋转的安装在或者支撑在基体842内。该盘846在基体842之内相对于虚线850所示的磁转换器进行旋转。
据此，本发明披露了一种卡和读卡机系统。该卡和读卡机包括一个具有本体的可编码卡，该本体具有上表面、下表面、侧边以及末端边缘，其中该本体上下表面中至少有一个表面具有数据存储部分，该数据存储部分与一个数据处理站相互作用从而当卡和数据处理站彼此相对移动并移到数据存储部分中记录的至少一个信号编码时从数据存储部分读取该数据。数据存储部分至少包括一个用来存储数据的高密度存储材料薄膜层和一个形成在薄膜层上的保护性涂层，该保护性涂层的厚度在选择上应便于已编码和在编码的信号在自然操作环境中能够通过保护性涂层和薄膜层，构成保护性涂层的材料应该能阻挡化学、磁力以及机械作用中至少一个作用对数据存储装置的侵蚀。
读卡机具有一个转换器，在卡相对于数据处理站进行移动从而使数据存储部分和转换器之间产生数据流期间，上述转换器用来对数据存储部分中的信号进行编码和/或从数据存储部分中读出编码信号中。
在优选的实施例中，可编码卡是一种可编码磁卡并且数据存储部分具有至少一个高密度、高抗磁材料薄层，该材料薄层具有一个用来存储数据的预定的磁场方向。转换器可以是一个薄膜头、磁阻头或大的磁阻(GMR)头。
可编码卡可以是一个光学可编码卡，其中数据存储部分至少具有一个高密度、光记录材料薄膜层，它可以以光的形式对数据进行读取和存储。转换器可以是一种激光器，该激光器适于对所述光记录材料上的光数据进行读取和记录。
可以想到，在一个优选实施例中卡和读卡机系统可包括一个可编码磁卡，该卡包括一个本体该本体具有上表面、下表面、侧边以及末端边缘，其中该本体的上下表面中至少有一个表面具有数据存储部分，当卡和数据处理站相对彼此进行移动时，该数据存储部分适于与一个数据处理站相互作用。数据存储部分可至少包括一个用来存储数据并具有预定磁场方向(orientation)的高密度、高抗磁力材料薄膜层。至少在一个高密度、高抗磁力磁性材料薄膜层之上形成有一个保护性涂层，该保护性涂层的厚度在选择上应便于磁信号在自然操作环境下通过保护性涂层和薄膜层。构成保护性涂层的材料应该能阻挡化学、磁力以及机械作用中至少一个作用对数据存储装置的侵蚀。，保护性涂层适于与数据处理站相连接并对其进行响应从而在基体相对于数据处理站移动在数据存储部分和转换器之间产生数据流。
读卡机具有一个转换器，，上述转换器用来在卡相对于数据处理站进行移动的期间对编码磁存储部分进行读取从而在数据存储部分和转换器之间产生数据流。在卡相对于数据处理站进行移动期间，转换器可对所述数据存储部分中的磁信号进行编码和/或从所述的数据存储部分中将编码的磁信号读出从而在数据存储部分和转换器之间产生数据流。
所述的至少一个高密度、高抗磁力磁性材料层可以是喷涂层或者镀层。转换器可以是一个薄膜磁头、磁阻头或大的磁阻(GMR)头。该磁阻头可包括一个双条磁阻部件。另外磁阻头可包括一个磁通量导向器，该磁通量导向器用来将读卡机从数据存储部分读出的磁通量传导到磁阻头。
数据存储部分可包括具有预定宽度的数据磁道，该数据磁道形成在卡的一个选定表面上，上述预定宽度可以比所述磁阻头要宽或者是磁阻头宽度的“1”倍或者“2”倍。
本发明披露了一种利用读卡机对卡进行读取的方法。该方法包括如下步骤：(a)在一个卡的基体上形成一个数据存储部分，当卡和数据处理站彼此相对移动时该数据存储部分用来与一个数据处理站进行相互作用从而对数据存储部分内的信号进行编码和/或从该数据存储部分读取编码信号；(b)在所述数据存储部分之上形成一个相对较硬、可磨损的(abradeable)保护性涂层，该保护性涂层的厚度位于最大厚度和最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减磁性材料层和转换器之间正在编码和已编码的磁性信号，上述最小厚度是保护性涂层在自然环境下使用时被磨损去掉的公知量；以及(c)卡和数据处理站彼此相对移动从而使数据存储部分和转换器之间交互作用以便在两者之间产生数据流。
上述形成步骤可包括：形成一个至少具有一个高密度、高抗磁力磁性材料薄膜层的数据存储部分，该磁性材料具有预定的用来存储数据的磁场方向。
上述移动步骤可包括使用一个转换器，该转换器是一个薄膜头、一个磁阻头或者一个大的磁阻(GMR)头。
上述形成步骤可包括形成一个具有至少一个高密度光记录材料薄膜层的数据存储部分，该光记录材料可以以光的形式对数据进行读取和存储。上述移动步骤可包括使用一个转换器，该转换器是一个激光器，该激光器适于对光记录材料上的光数据进行读取和记录。在优选的实施例中，一种利用读卡机对卡进行读取的方法可包括如下步骤：(a)在卡的基体之上形成一个数据存储部分，该数据存储部分包括一个磁性材料薄层，该磁性材料薄层具有用来在预定轴上存储数据的预定磁性方向；(b)提供一个包括透磁的、可磁饱和的材料的保护性涂层，该保护性涂层位于交换中止层之上并通过交换中止层对抗磁力材料的磁化轴进行响应从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场，保护性涂层由一种材料制造而成，该材料可以阻止化学、磁性以及可控的机械作用中至少一种作用对磁记录介质的侵蚀；以及(c)卡和数据处理站之间彼此相对移动从而在再在数据存储部分和转换器之间交互作用以便在两者之间产生数据流。
本发明也披露了一种数据存储装置，该装置包括一个至少具有一个表面的基体。基体上至少布置有一个高密度抗磁力材料层以便利用抗磁力材料的磁化轴对磁信号进行存储，上述抗磁力材料的磁化轴相对于基体的至少一个表面位于预定的方向上。基体上部至少有一个非磁性材料层以形成一个交换中止层。一个保护性涂层形成在基体之上，该涂层在大致垂直于所述交换中止层的方向上具有一个厚度，该厚度在选择上应有助于磁信号在自然操作环境下通过交换中止层和抗磁力材料，上述抗磁力材料的磁化轴位于预定方向上。该保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控的机械作用中至少一种作用对数据存储装置的侵蚀。该基体优选的是一个非磁性基体并且保护性涂层在基体上包括一种透磁的、可磁饱和的存储材料，该保护性涂层在预定方向上通过交换中止层对抗磁力材料磁化轴进行响应从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。
保护性涂层可包括透磁的、可磁饱和的存储材料以作为交换中止层上的一个分开的独立层(independent)。而且，保护性涂层可包括一个非磁性抗磨层，该抗磨层作为一个分开的独立层位于透磁的、可磁饱和的存储材料层。
该至少的一个高密度抗磁力材料层位于基体之上以便利用抗磁力材料的磁化轴对磁信号进行存储，上述磁化轴相对于基体的至少一个表面位于预定的方向上，该预定方向可以是：(i)与所述基体的所述至少一个表面大致平行；(ii)与基体的所述至少一个表面成一个锐角；(iii)与基体的至少一个表面大致垂直。
在此也披露了一种可编码磁卡，该磁卡包括一个至少具有一个表面的非磁性基体，该基体上具有一个利用抗磁力磁性材料对磁信号进行存储的高密度抗磁力材料薄膜层，上述抗磁力材料的磁化轴相对于所述基体的至少一个表面的位于一个预定方向上。基体上布置有一个非磁性材料层以形成一个交换中止层。
基体上形成有一个保护性涂层，该涂层的方向大致垂直于交换中止层，该保护性涂层包括一个位于基体之上的、可透磁的、可磁饱和的存储材料而且其通过交换中止层和可磁饱和的存储材料对抗磁力材料的磁化轴进行响应以便在一个方向上产生一磁像场，从而有助于磁信号在自然操作环境下通过交换中止层和可磁饱和的存储材料。该保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控的机械作用中至少一种作用对数据存储装置的侵蚀。
另外，保护性涂层包括可透磁的穿、可磁饱和的存储材料以作为一个位于基体上的分开的独立层(independent)。而且，保护性涂层可包括一个非磁性抗磨层，该抗磨层作为一个分开的独立层位于可透磁的、可磁饱和的存储材料层。
在可编码的磁性卡中，该基体上至少布置有一个高密度抗磁力材料层以便利用抗磁力材料的磁化轴对磁信号进行存储，上述磁化轴相对于基体的至少一个表面位于预定的方向上，该预定方向可以是：(i)与所述基体的所述至少一个表面大致平行；(ii)与基体的所述至少一个表面成一个锐角；(iii)与基体的至少一个表面大致垂直。
在优选的实施例中，抗磁材料至少具有1000奥斯特的抗磁力，可透磁的、可磁饱和材料的抗磁力的不大于约100奥斯特。在此披露的一种磁信号处理装置包括一个磁记录介质，该磁记录介质具有一个高密度抗磁材料以便利用抗磁材料的磁化轴对磁信号进行存储，上述磁化轴位于一个预定方向之上；一个非磁性材料位于高密度抗磁材料之上以便形成一个交换中止层，该保护性涂层包括一个位于交换中止层之上的可透磁的、可磁饱和的材料并且其通过交换中止层对抗磁力材料的磁化轴进行响应从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。该保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控的机械作用中至少一种作用对数据存储装置的侵蚀。
该装置包括一个相对于纪录介质的一个表面进行定位的磁转换器，从而相对于记录介质进行信号传送。一个驱动部件在操作上可与转换器和记录介质中的至少一个进行耦合从而在两者之间产生相对运动。一个具有偏磁场的磁控制装置适于通过保护性涂层和交换中止层来增加可磁饱和的、可透磁材料的磁阻，从而使将磁信号通过交换中止层并到达磁转换器在高密度抗磁力材料和保护性涂层之间穿行。
本发明也披露了一种利用磁记录介质对磁信号进行处理的方法，该磁记录介质具有一个利用抗磁材料的磁化轴对磁信号进行存储的高密度抗磁材料，上述抗磁材料的磁化轴位于预定的方向上。该方法包括如下步骤：(a)在所述高密度抗磁材料上提供一个非磁性材料层从而形成一个交换中止层；(b)提供一个保护性涂层，该保护性涂层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，其布置在交换中止层上并通过交换中止层对抗磁力材料的磁化轴进行响应，从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场，该保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控的机械作用中的至少一个作用对数据存储装置的侵蚀；(c)利用磁控制装置形成一个偏磁场，以便通过保护性涂层和交换中止层来增加可磁饱和、可透磁材料的磁阻，从而使磁信号通过交换中止层在高密度抗磁力材料和保护性涂层之间穿行并到达一个磁转换器上。
在此披露的一个系统包括一个磁记录介质，该磁记录介质具有一种利用抗磁材料磁化轴对磁信号进行存储的高密度抗磁材料，上述磁化轴位于预定方向上。一非磁性材料层位于高密度抗磁材料之上从而形成了一个交换中止层。一个保护性涂层包括一种位于交换中止层之上的可透磁的、可磁饱和材料，并且该保护性涂层通过交换中止层对抗磁材料的磁化轴进行响应从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。该保护性涂层由一种材料制造而成，该材料可以阻止化学、磁性以及可控的机械作用中至少一种作用对磁记录介质的侵蚀。
一个磁转换器相对于纪录介质的一个表面进行定位，从而相对于记录介质进行信号传送。一个驱动部件在操作上可与转换器和记录介质中的至少一个进行耦合从而在两者之间产生相对运动。
一个具有偏磁场的磁控制装置适于通过保护性涂层和交换中止层来增加可磁饱和、可透磁材料的磁阻，从而使磁信号通过交换中止层高密度抗磁材料和保护性涂层之间穿行并到达磁转换器。
一个可编程控制装置在操作上可与该磁控装置相连，当一个选定的磁像大致位于转换器附近时，上述可编程控制装置用来将偏磁场加在记录介质上。
保护性涂层可至少具有一个薄层，该薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的存储材料。另外，保护性涂层也可具有至少两个薄层，其中第一个薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的存储材料，另一薄层是一个非磁性抗磨(abrasion resisting)层，其形成在第一个薄层之上。
该数据存储装置可进一步包括一个非磁性材料层，该非磁性材料层位于保护性涂层和至少的这个薄膜层之间。可透磁的、可磁饱和的存储材料通过非磁性材料层对抗磁材料预定方向的磁化轴进行响应，从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。
另外，保护性涂层也可具有至少两个薄层，其中第一个薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的存储材料，另一薄层是一个非磁性抗磨(abrasion resisting)层，其形成在第一个薄层之上。
在此种装置中，数据存储装置可进一步包括一个非磁性材料层，该非磁性材料层位于保护性涂层的一个薄层和至少的一个薄膜层之间。其中可透磁的、可磁饱和的存储材料通过非磁性材料层对抗磁材料预定方向上的磁化轴进行响应，从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。
采用本发明教导的便携式卡具有宽泛的多种用途，其实质上是一种具有数据存储装置的多用途便携式卡。因此，便携式卡形式的数据存储装置可以单独或同时用作金融或信用卡和/或用于非金融数据存储和/或其它任何类型的需要对磁信号进行存储的交易卡。
对于采用本发明教导的采用磁力的可编码磁卡、便携式卡或者其它卡或类似的卡，多种类型的水平或垂直记录材料、软磁材料、非磁性材料和基体都可用于本发明。另外可以采用常规的沉积、喷涂、电镀、氧化、网状涂敷方法来制作记录介质或者数据存储部分或者是数据存储部分与基体组合后形成的数据存储器。用于硬盘、软盘和记录介质的介质在采用本发明的保护性涂层时，其可用来实现本发明。此外，只需将相对较硬、可弯曲的保护性涂层添加在数据存储装置上就能实现上述的优点，其可随着卡的运动而产生，其中预定量的保护性涂层会在自然操作或使用环境中因使用而被磨损掉。
可用来实施本发明的存储材料包括但不限于：(i)磁性材料；(ii)光学记录材料；以及(iii)磁性-光学材料。这些材料对于本领域技术人员都是公知的，因此没有必要在此对其进行讨论。
可以想到在此论述的教导可以覆盖由本发明教导所形成的所有变化和组合。

Claims (110)

1、一种数据存储装置包括：
至少一层用来存储数据的高密度、高抗磁的磁性材料层；和
一个在所述磁性材料层之上形成的、相对较硬、可磨损的保护性涂层，其厚度的选择上位于最大厚度和最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减所述磁性材料层和转换器之间穿行的磁信号，上述最小厚度可使保护性涂层在自然操作环境下使用时被磨去一公知量。
2、如权利要求1所述的装置，其中当一个便携式卡和一个数据处理站彼此相对移动时，所述装置适于与一个数据处理站进行相互作用，所述便携式卡适于在一个具有所述数据处理站的卡处理系统中使用，所述数据存储装置进一步包括一个具有预定形状的基体。
3、如权利要求2所述的装置，其中所述的至少一个磁性材料层是一个高密度、高抗磁的磁性材料薄膜层，该磁性材料薄膜层具有一个预定的用来存储数据的磁场方向。
4、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层至少具有一个薄层，该薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料。
5、如权利要求2所述的装置，其中保护性涂层至少具有两个薄层，其中第一个薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，而另一个薄层在所述第一个薄层上形成，其是一种非磁性减摩层。
6、如权利要求2所述的装置，其中所述的至少一个磁性材料层由一种具有预定磁场方向的高密度、高抗磁磁性材料构成，其中所述的保护性涂层至少具有一个薄层，该薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，所述数据存储装置进一步包括：
一种位于保护性涂层和所述至少一个磁性材料层之间的非磁性材料层，所述可透磁的、可磁饱和材料可通过所述非磁性材料对预定磁场方向进行响应，从而在所述预定方向相对的方向上产生一个磁像场。
7、如权利要求2所述的装置，其中所述的至少一个磁性材料层是由一种具有预定磁场方向的高密度、高抗磁力磁性材料构成，其中所述的保护性涂层至少具有两个薄层，其中第一个薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，而另一个薄层则第一个薄层上形成并且是一种非磁性减摩层，所述数据存储装置进一步包括：
一种位于保护性涂层和所述至少一个磁性材料层之间的非磁性材料层，所述可透磁的、可磁饱和材料可通过所述非磁性材料对预定磁场方向进行响应，从而在所述预定方向相对的方向上产生一个磁像场。
8、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层具有一个可以清洁的外表面。
9、如权利要求2所述的装置，其中所述基体具有两个表面，并且所述保护性涂层被覆盖在所述两个表面中至少一个表面上。
10、如权利要求2所述的装置，其中所述基体具有两个表面，并且所述保护性涂层被覆盖在所述两个表面中的至少一个表面上，所述数据存储装置位于所述两个表面的另一个表面上，并且所述保护性涂层至少覆盖在所述数据存储装置上。
11、如权利要求2所述的装置，其中所述基体具有两个表面，所述数据存储装置位于所述两个表面中的一个表面上，所述保护性涂层至少覆盖在所述数据存储装置之上。
12、如权利要求2所述的装置具有一个正面侧和一个反面侧，其中所述基体具有两个表面，所述数据存储装置位于所述两个表面中的一个表面上，所述保护性涂层被覆盖在所述正面侧和反面侧的每一个表面上。
13、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层具有一个外表面并进一步包括：
一个形成在所述外表面之上的粘结润滑层，该粘结润滑层的厚度小于所述保护性涂层的厚度。
14、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层的厚度大约在700～1050埃范围之内。
15、如权利要求2所述的装置，其中所述的保护性涂层包括两个大致平行的薄层，其中的一个薄层由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成并且其厚度大约在50～750埃范围之间，另一个薄层是一个类似金刚石的碳层，其厚度大约在150～300埃范围之内。
16、如权利要求15所述的装置，其中所述保护性涂层的厚度大约在700～1000埃范围之内。
17、如权利要求16所述的装置，其中所述保护性涂层的厚度大约为550埃。
18、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层包括一个薄层，该薄层由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成且其厚度在大约50～750埃范围之间，所述非磁性材料层的厚度大约在20～150埃范围之内。
19、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层包括两个大致平行的薄层，其中的一个薄层由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成并且其厚度大约在50～750埃范围之间，另一个薄层是一个类似金刚石的碳层，其厚度大约在150～300埃范围之内，所述非磁性材料层的厚度大约在20～150埃范围之内。
20、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层包括两个大致平行的薄层，其中的一个薄层由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成且其厚度大约为400埃，另一个薄层是一个类似金刚石的碳层，其厚度大约为150埃。
21、如权利要求2所述的装置，其中所述保护性涂层包括两个大致平行的薄层，其中的一个薄层由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成且其厚度大约为400埃，另一个薄层是一个类似金刚石的碳层，其厚度大约为150埃，所述非磁性材料层的厚度大约在20～150埃范围之内。
22、如权利要求2所述的装置，其中当所述基体和数据处理站彼此之间相对移动以便将所述基体定位到所述数据处理站的附近从而在两者之间产生数据流时，所述的保护性涂层适于与一个数据处理站相互作用并对数据处理站进行响应。
23、如权利要求2所述的装置，其中所述基体相对于所述数据处理站进行移动。
24、如权利要求2所述的装置，其中所述数据处理站相对于所述基体进行移动。
25、如权利要求2所述的装置，其中所述基体和所述数据处理站相对彼此进行移动。
26、如权利要求2所述的装置，其中所述基体的形状大致是平的并且通常是一个矩形，所述数据存储装置的形状通常是矩形。
27、如权利要求26所述的装置，其中包括所述数据存储装置的\所述大致平的、通常为矩形的基体被输送经过一个数据处理站。
28、如权利要求2所述的装置，其中所述基体的形状大致是平的并且通常是一个矩形，所述数据存储装置的形状通常是圆形。
29、如权利要求28所述的装置，其中所述通常圆形的数据存储装置被固定地安装在所述大致平的、通常为矩形的基体之内。
30、如权利要求29所述的装置，其中所述包括所述通常为圆形的数据存储装置的、大致平的、通常为矩形的基体可旋转地位于一个数据处理站的附近。
31、如权利要求28所述的装置，其中所述通常圆形的数据存储装置可旋转地安装在所述大致平的、通常为矩形的基体之内。
32、如权利要求31所述的装置，其中所述包括所述通常圆形的数据存储装置的大致平的、通常为矩形的基体位于一个数据处理站的附近，所述通常圆形的数据存储装置在其位置处是可相对旋转。
33、如权利要求3所述的装置，其中所述磁性材料的薄膜层的面密度约为2M/in2～10M/in2。
34、如权利要求2所述的装置，其中所述转换器是一个感应头。
35、如权利要求34所述的装置，其中所述磁性材料的薄膜层的面密度约为2M/in2～20M/in2。
36、如权利要求2所述的装置，其中所述转换器是一个薄膜头。
37、如权利要求3所述的装置，其中所述转换器是一个磁阻头，并且所述磁性材料的薄膜层的面密度约为20M/in2～200M/in2。
38、如权利要求3所述的装置，其中所述转换器是一个大磁阻(GMR)头，所述磁性材料的薄膜层的面密度约为20M/in2～10G/in2。
39、如权利要求3所述的装置，其中所述的磁性材料薄膜层具有一个预定的、大致垂直与所述基体的至少一个表面的磁场方向。
40、如权利要求3所述的装置，其中所述磁性材料的薄膜层具有一个预定的、大致平行于数据处理站的磁场方向。
41、如权利要求3所述的装置，其中所述磁性材料的薄膜层具有一个预定的、与数据处理站成锐角的磁场方向。
42、如权利要求41所述的装置，其中该锐角从一个垂直于所述基体的轴线计算大约为15～45度。
43、如权利要求3所述的装置，其中所述的至少一个高密度、高抗磁磁性材料层是一个喷涂层。
44、如权利要求3所述的装置，其中所述至少一个高密度、高抗磁磁性材料层是一个镀层。
45、如权利要求3所述的装置，其中所述至少一个高密度、高抗磁磁性材料层是一个氧化层。
46、如权利要求3所述的装置，其中所述至少一个高密度、高抗磁磁性材料层是一个网状涂敷层。
47、一种卡和读卡/写卡机的系统其包括一个可编码卡，该可编码卡具有：
一个具有上表面、下表面和末端边缘的本体，所述本体包括一个位于所述上下表面中至少一个表面上的数据存储部分，当所述卡和所述数据处理部分彼此之间相对移动时，该数据处理部分适于与一个数据处理站相互作用，所述数据存储部分包括：
至少一个用来存储数据的高密度材料层，和
一个在所述至少一个高密度材料层之上形成的、类似金刚石硬度的、可磨损的保护性涂层，该保护性涂层的厚度位于一个最大厚度和最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减所述存储材料层和转换器之间穿过的磁信号，上述最小厚度可使得保护性涂层在自然环境下使用时被磨去一公知量；和
一个转换器，在所述卡相对与数据处理站进行移动从而在所述数据存储部分和所述转换器之间产生数据流期间，上述转换器用来从所述数据存储部分中读取编码信号。
48、如权利要求47所述的系统，其中所述卡和所述数据处理站彼此之间相对移动从而将编码信号写入所述数据存储部分和/或将已编码信号从所述数据存储部分中读取出来，所述高密度材料是一种高密度存储材料，所述保护性涂层的厚度能够显著地衰减对在编码信号和已编码信号，所述转换器是写/读卡机的一部分，所述转换器也用来将编码信号写入到所述数据存储部分和/或从所述数据存储部分中读出已编码信号中。
49、如权利要求47或48所述的系统，其中所述的可编码卡是一种可编码磁卡，所述数据存储部分至少具有一个高密度、高抗磁磁性材料薄膜层，该磁性薄膜层具有一个预定的、用来存储数据的磁场方向。
50、如权利要求47或48所述的系统，其中所述可编码卡是一种可编码光学卡，所述数据存储部分至少具有一个高密度、光学记录层，该光学记录层可以以光的形式对数据进行读取和存储。
51、如权利要求47或48所述的系统，其中所述转换器是一个激光器，其适于对所述光学记录材料上的光学数据进行读取和记录。
52、如权利要求47或48所述的系统，其中所述可编码卡是一个可编码磁-光卡，所述数据存储部分至少具有一个高密度、磁-光记录材料层，该磁-光记录层可以对数据进行读取和存储。
53、如权利要求47所述的系统，其中所述的可编码卡是一种可编码磁卡，所述数据存储部分是一个数据存储装置，所述材料层至少是一种高密度、高抗磁磁性材料薄膜层，该磁性薄膜层具有一个预定的、用来存储数据的磁场方向，所述保护性涂层在所述薄膜磁性材料层上形成，其厚度在最大厚度和最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减所述磁性材料层和转换器之间穿行的磁信号，上述用来对已编码信号进行读取的转换器是一个用来对所述已编码磁信号进行读取的第一转换器；所述系统进一步包括一个第二转换器，在所述卡相对与所述数据处理站进行移动从而在所述数据存储装置和所述转换器之间形成数据流期间，该第二转换器用来将编码的磁信号作为已编码磁信号写入到所述数据存储装置中。
54、如权利要求46、47或53所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述转换器是一个感应头。
55、如权利要求46、47或53所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述转换器是一个薄膜磁头。
56、如权利要求46、47或53所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述转换器是一个磁阻头。
57、如权利要求46、47或53所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述转换器是一个大的磁阻(GMR)头。
58、如权利要求56所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述磁阻头包括一个双带磁阻元件。
59、如权利要求56所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述磁阻头包括一个磁通量导向器，该导向器用来将所述读卡机从所述卡的所述数据存储部分读取得的磁通量传导到所述磁阻头。
60、如权利要求56所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述所述数据存储装置包括具有预定宽度的数据磁道，该数据磁道位于所述卡的一个选定面上，所述预定宽度比所述磁阻头要大。
61、如权利要求56所述的卡及写卡/读卡机系统，其中所述数据存储装置包括具有预定宽度的数据磁道，该数据磁道位于所述卡的一个选定表面上，所述预定宽度约为所述磁阻头的“1”～“2”倍。
62、一种利用读卡机对卡进行读取的方法，其包括如下步骤：
在一个卡的基体之上形成一个数据存储部分，当所述卡和所述数据处理站彼此之间相对移动从而将编码信号作为已编码信号写入到数据存储部分和/或从该数据存储部分读取编码信号中时，该数据存储部分适于与一个数据处理站进行相互作用；
在所述数据存储部分上形成有一个相对较硬的、可磨损的(abradeable)保护性涂层，该保护性涂层的厚度位于最大厚度和最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减磁性材料层和转换器之间穿行的正在编码的和已编码的磁信号，上述最小厚度可使得保护性涂层在自然环境下使用时被磨去一公知量；以及
所述卡和所述数据处理站彼此之间相对移动从而使所述数据存储部分和所述转换器相接以便在这两者之间产生数据流。
63、如权利要求62所述的方法，其中形成数据存储部分的步骤包括形成一个数据存储装置，该数据存储装置至少具有一个高密度、高抗磁的磁性材料层，该磁性材料层具有一个预定的、用来存储数据的磁场方向。
64、如权利要求63所述的方法，其中所述相对移动的步骤包括使用一个感应头转换器。
65、如权利要求63所述的方法，其中所述相对移动的步骤包括使用一个薄膜头转换器。
66、如权利要求63所述的方法，其中所述相对移动的步骤包括使用一个磁阻头转换器。
67、如权利要求63所述的方法，其中所述相对移动的步骤包括使用一个大的磁阻(GMR)头转换器。
68、如权利要求62所述的方法，其中形成数据存储部分的步骤包括形成一个数据存储装置，该数据存储装置至少具有一个高密度、光学记录材料层，该光学记录材料层可以以光的形式对数据进行读取和存储。
69、如权利要求62所述的方法，其中形成数据存储部分的步骤包括形成一个数据存储装置，该数据存储装置至少具有一个高密度、磁-光学记录材料层，该磁-光学记录材料层可以以磁-光的形式对数据进行读取和存储。
70、如权利要求62所述的方法，其中所述相对移动的步骤包括使用一个激光器转换器，其适于对所述光学记录材料上的光学数据进行读取和记录。
71、一种利用读卡机对卡进行读取的方法，其包括如下步骤：
在卡的基体之上形成一个数据存储部分，该数据存储部分包括一个磁性材料薄膜层，该磁性材料薄膜层具有一个预定的、用来在预定轴上存储数据的磁场方向；
在所述数据存储部分上形成一个可弯曲、类似金刚石硬度的保护性涂层，该保护性涂层的厚度可允许磁信号在自然操作环境中通过所述保护性涂层和所述薄膜层，保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控性机械作用至少一种作用对磁记录介质的侵蚀；以及
将所述卡和数据处理站相对彼此进行移动从而连接所述数据存储部分和转换器以便在其之间产生数据流。
72、如权利要求1所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层是一种类似金刚石硬度的可弯曲可磨损的保护性涂层。
73、如权利要求1所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层时由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成，可透磁的、可磁饱和材料经使用而去掉的公知量是其最小厚度，该最小厚度可以支持一个读取信号的磁通量密度。
74、如权利要求1所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层时由一种可透磁的、可磁饱和的材料构成，可透磁的、可磁饱和材料经使用而去掉的公知量是其一个厚度，在该厚度下可透磁的、可磁饱和材料发射出可被探测到的磁通泄漏量。
75、如权利要求1所述的数据存储装置，其中磁性材料层是由一种大致各向基本同性的材料构成。
76、如权利要求75所述的数据存储装置，其中各向同性材料是一种包括铂的磁性薄膜。
77、如权利要求1所述的数据存储装置，其中磁性材料层是由一种各向大致异性的材料构成。
78、如权利要求77所述的数据存储装置，其中所述磁性材料具有一个预定的用来存储磁信号的磁场方向。
79、如权利要求77所述的数据存储装置，其中所述磁性材料层至少具有一个表面，所述预定的磁场方向与所述一个表面基本平行。
80、如权利要求77所述的数据存储装置，其中磁性材料层至少具有一个表面，所述预定的磁场方向与所述一个表面基本垂直。
81、如权利要求77所述的数据存储装置，其中磁性材料层至少具有一个表面，所述预定的磁场方向与所述一个表面成一预定的角度。
82、如权利要求77所述的数据存储装置，其中磁性材料层至少具有一个表面，所述预定的磁场方向与所述一个表面成一斜角。
83、如权利要求1所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层至少具有一层，该层具有一种可透磁的、可磁饱和材料。
84、如权利要求1所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层至少具有两层，其中的第一层包括可透磁的、可磁饱和的材料，其中的另一层可以是一个位于所述第一层之上的非磁性的减摩层。
85、如权利要求1所述的数据存储装置，其中所述数据存储装置进一步包括：
一个形成在所述保护性涂层之上的、粘上的、可清洁的润滑层。
86、一种数据存储装置包括：
一个至少具有一个表面的基体；
所述基体之上至少有一个高密度抗磁材料层以便利用抗磁力材料的磁化轴对磁信号进行存储，上述抗磁材料的磁化轴相对于所述基体的至少一个表面位于预定的方向上；和
一个可弯曲、类似金刚石硬度的保护性涂层，该保护性涂层的厚度可允许磁信号在自然操作环境下通过所述保护性涂层并在所述至少一个高密度抗磁材料层和一个转换器之间穿行，该保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控性机械作用中的至少一种作用对数据存储装置的侵蚀；
87、如权利要求86所述的数据存储装置，其进一步包括：至少一个非磁性材料层，该非磁性材料层位于所述基体之上同时位于所述保护性涂层和所述至少一个高密度抗磁材料层之间从而形成一个交换中止层。
88、如权利要求87所述的数据存储装置，其中所述基体是一种非磁性基体，所述保护性涂层包括一种位于所述基体之上的、可透磁的、可磁饱和的材料，该保护性涂层在预定方向上通过交换中止层对抗磁材料磁化轴进行响应从而在所述预定方向的相对方向上产生一个磁像场。
89、如权利要求87所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层可包括可透磁的、可磁饱和的存储材料以作为一个位于交换中止层之上的分开的独立(independent)层。
90、一种可编码磁卡装置包括：
一个高密度抗磁材料层，该抗磁力材料层利用抗磁材料的磁化轴对磁信号进行存储，该磁化轴位于一个预定方向上，
一个形成在所述磁性材料层之上的、相对较硬可磨损的保护性涂层，其被选择的厚度位于最大厚度和最小厚度之间，上述最大厚度可以显著地衰减所述磁性材料层和转换器之间穿行的磁性信号，上述最小厚度可使得保护性涂层在自然操作环境下使用时被磨去一公知量。
91、如权利要求90所述的装置，其进一步包括一个非磁性基体，该非磁性基体至少具有一个表面，所述基体上布置有一种非磁性材料从而形成一个交换中止层，高密度材料以薄层形式布置于所述基体之上，存储数据的预定方向是相对于所述基体的所述至少一个表面和可弯曲涂层的。
92、如权利要求90或91所述的装置，其中所述保护性涂层包括所述作为一个独立层基体之上的、所述可透磁的穿、可磁饱和的材料层。
93、如权利要求87、90或91所述的装置，其中所述保护性涂层包括一个位于所述可透磁、可磁饱和材料之上并作为一个分离薄层的非磁性抗摩层。
94、如权利要求86、90或91所述的装置，其中所述预定方向与所述基体的所述至少一个表面大致平行。
95、如权利要求86、90或91所述的装置，其中所述预定方向与所述基体的所述至少一个表面成一锐角。
96、如权利要求86、90或91所述的装置，其中所述预定方向与所述基体的所述至少一个表面基本垂直。
97、如权利要求90或91所述的可编码磁性卡，其中抗磁材料的抗磁性至少为1000奥斯特，所述可透磁的、可磁饱和材料的抗磁性约小于100奥斯特。
98、如权利要求91所述的装置，其中所述保护性涂层位于所述基体之上并大致垂直于所述交换中止层，所述保护性涂层包括一种位于所述基体之上的可透磁、可磁饱和的材料，并且该保护性涂层通过所述交换中止层和所述可磁饱和材料对抗磁材料的磁化轴进行响应，从而在一个方向上产生磁像场，以帮助磁信号在自然操作环境下穿过所述交换中止层和所述可磁饱和材料，所述抗磁材料的所述预定磁化轴位于所述预定方向上。
99、如权利要求90所述的装置，其中相对较硬的保护性涂层是可弯曲的并且包括一种位于所述交换中止层之上的可透磁的、可磁饱和的材料，该保护性涂层通过所述交换中止层对抗磁材料的磁化轴进行响应从而在一个与预定方向相反的方向上产生一磁像场，所述装置进一步包括：
一个磁转换器，该转换能其相对于所述记录介质的一个表面进行定位从而相对于记录介质对信号进行传输；
一个驱动部件，其在操作上可与转换器和记录介质中至少一个进行耦合从而在这两者之间产生相对运动；以及
一个具有偏磁场的磁控制装置，其适于通过所述保护性涂层来增加可磁饱和的、透磁材料的磁阻，从而使磁信号通过所述交换中止层穿过高密度抗磁材料和所述保护性涂层之间穿行并到达所述磁转换器。
100、在一种利用磁记录介质对磁信号进行处理的方法中，该磁记录介质具有一种利用抗磁材料的磁化轴对磁信号进行存储的高密度抗磁材料，上述磁化轴位于一个预定的方向上，该方法包括如下步骤：
提供一个位于所述高密度抗磁材料之上的非磁性材料层从而形成一个交换中止层；
提供一个保护性涂层，该保护性涂层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料，该保护性涂层位于交换中止层之上并通过交换中止层对抗磁材料的磁化轴进行响应，从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场，该保护性涂层由一种材料制造而成，上述材料可以阻止化学、磁性以及可控性机械作用中至少一种作用对数据存储装置的侵蚀；
提供具有偏磁场的磁控制装置，其用来通过保护性涂层和交换中止层来增加可磁饱和、可透磁材料的磁阻，从而使磁信号通过交换中止层在高密度抗磁材料和保护性涂层之间穿行并到达一个磁转换器。
101、如权利要求90所述的装置，其中该装置是系统的一部分并且是一种磁记录介质，该记录介质进一步包括一个位于所述高密度抗磁材料之上的非磁性材料从而形成了一个交换中止层；
一个相对于所述记录介质的一个表面进行定位的磁转换器，其用来相对于记录介质来传输信号；
一个驱动部件，其在操作上可与转换器和记录介质中的至少一个进行耦合从而在这两者之间产生相对运动；以及
一个具有偏磁场的磁控装置，其用来通过保护性涂层和交换中止层来增加可磁饱和的、透磁材料的磁阻，从而使磁信号通过交换中止层在高密度抗磁材料和保护性涂层之间穿行并到达磁转换器，
一个可编程控制装置，其在操作上可与所述磁控装置相连接，这样当一个被选定的磁性图像位于所述转换器附近时，可将所述偏磁场加在所述记录介质之上。
102、如权利要求101所述的系统，其中所述保护性涂层至少具有一个薄层，该薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料。
103、如权利要求101所述的系统，其中所述保护性涂层可至少具有两个薄层，其中第一个薄层包括可透磁的、可磁饱和的材料层，其中第二个薄层是一个形成在一个薄层之上的非磁性耐磨层。
104、如权利要求101所述的系统，其中所述保护性涂层至少具有一个薄层，其中该薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料层，所述数据存储装置进一步包括：
一个位于保护性涂层和所述高密度抗磁材料之间的非磁性材料层，所述可透磁的、可磁饱和的材料通过所述非磁性材料层对所述预定方向上的抗磁材料的磁化轴进行响应，从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。
105、如权利要求101所述的系统，其中所述保护性涂层至少具有两个薄层，其中第一个薄层包括可透磁的、可磁饱和的材料层，其中第二个薄层包括一个形成在第一个薄层上的非磁性耐磨层，所述数据存储装置进一步包括：
其所述保护性涂层中的一个和所述高密度抗磁材料之间布置一个非磁性材料层，所述可透磁的、可磁饱和的材料通过所述非磁性材料层对预定方向上的抗磁材料的磁化轴进行响应，从而在预定方向的相反方向上产生一个磁像场。
106、如权利要求90所述的装置，其中抗磁材料至少为一个高密度、高抗磁磁性材料层，当所述数据存储装置与所述转换器彼此之间相对移动从而在这两者之间产生数据流时，所述数据存储装置用来与转换器相接并对其进行响应。
107、如权利要求106所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层至少具有一个薄层，该薄层包括一种可透磁的、可磁饱和的材料。
108、如权利要求107所述的数据存储装置，其中所述保护性涂层至少具有两个薄层，其中第一个薄层包括可透磁的、可磁饱和的材料层，其中第二个薄层包括一个在所述第一个薄层上形成的非磁性耐磨层。
109、如权利要求107所述的数据存储装置，其中所述数据存储装置进一步包括：
一个涂敷在所述保护性涂层外表面之上的、粘上的、可清洁的润滑层，所述粘上的、可清洁的润滑层的厚度比所述保护性涂层的厚度小。
110、如权利要求46或47所述的系统，其中所述转换器是一个薄膜头。
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