DE1774552A1 - Schreibkopf zur magnetischen seriellen Queraufzeichnung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing» Heinz Ciaessen

Patentanwalt

Stuttgart - Feuerbach 1774552

Kurze Straße 8

ISE-Reg. 3924
G.M. Gardner 4

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Schreibkopf zur magnetischen seriellen Queraufzeichnung

Die Priorität der Anmeldung Nr. 32 457/67 vom 14.7.1967 in |

Großbritannien wird in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft einen Schreibkopf zur magnetischen seriellen Queraufzeichnung auf während der Aufzeichnung stillstehende oder bewegte offenendige oder endlose bandförmige magnetische Aufzeichnungsträger.

Bei magnetischen Aufzeichnungsträgern, in denen Signale mit hoher Geschwindigkeit oder hoher Aufzeichnungsdichte nacheinander aufgezeichnet werden sollen, erfolgt die Aufzeichnung häufig quer zur * Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Aufzeichnungsträgergeschwindigkeit verkleinert werden kann, aber der Nachteil, daß man eine große Anzahl Aufzeichnungsköpfe mit den dazugehörigen Schaltkreisen oder eine Querbewegung des Kopfes vorsehen muß.

An sich ist die zweite Möglichkeit einfacher, jedoch sind bei hoher Geschwindigkeit mechanisch bewegte Teile bekanntermaßen ungünstig.

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Mit der Erfindung wird eine nichtmechanische Lösung für die oben formulierte Aufgabe angegeben, bei welcher nur ein einziger Schreibkopf erforderlich ist.

Il

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf einen sich über die gesamte Breite des Aufzeichnungsbereichs erstreckenden Arbeitsspalt aufweist, daß das die Schreibwicklung tragende Kernstück als Teil des Magnetkörpers dem einen Ende des Arbeitsspaltes gegenüberliegt, daß die Pole einen zum freien Ende des Arbeitsspaltes hin gleichförmig abnehmenden Querschnitt aufweisen, und daß die Schreibwicklung im Verlauf eines Aufzeichnungszyklus mit einer Folge von Impulsen gleicher Polarität und abnehmender Amplitude gespeist wird, denen jeweils mindestens ein Schreibimpuls von entgegengesetzter Polarität und geringerer Amplitude nachzuordnen ist.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen magnetischen Schreibkopf gemäß der Erfindung im Aufriß.

Figur 2 zeigt die Hystereseschleife eines Magnetmaterials, aus welchem der magnetische Schreibkopf gemäß Figur 1 hergestellt ist.

Figur 3 zeigt den Schreibkopf der Figur 1 im Schnitt Y-Y.

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Figur 4 zeigt den Schreibkopf der Figur 1 im Schnitt X-X,

Wie die schematische Darstellung in Figur 1 erkennen läßt, besteht der magnetische Schreibkopf gemäß der Erfindung aus einem Magnetkörper 1 , welcher mit einem über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers 9 reichenden Arbeitsspalt 3 versehen ist und dessen magnetischer Kreis eine rechteckige Hystereseschleife 13 gemäß Figur 2 aufweist. Weiterhin ist der Magnetkörper mit einer Ausnehmung 6 versehen, durch welche das Jochteil 2 entsteht, auf das die f mit den Anschlüssen 7 und 8 verbundene Schreibwicklung 4 aufgebracht ist.

Die Polstücke 10 und 12 sind beide zum Arbeitsspalt 3 hin abgeschrägt (Position 5), wie die Figur 3 erkennen läßt. Sie bestehen normalerweise aus weichmagnetischem Material, können aber auch aus einem hochkoerzitiven Material hergestellt sein, welches eine gemäß Figur 2 rechteckige Hystereseschleife besitzt»

Bei der aus Figur 1 ersichtlichen Formgebung der Polstücke 10 und 12 und der dort dargestellten Anordnung der Schreibwicklung 4 zum Arbeitsspalt 3, ist der. aus einer Ansteuerung der Schreibwicklung resultierende magnetische Fluß über die Weglänge einem zunehmenden magnetischen Widerstand ausgesetzt, welcher bewirkt, daß der Magnetfluß zwischen den Punkten ¹A¹ und ¹C von einem Maximalwert allmählich auf einen Minimalwert absinkt.

Wird der Schreibwicklung 4 von einem über den Anschluß 7 zum An-

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Schluß 8 verlaufenden, stetig ansteigenden Strom durchflossen, so bildet sich am Polstück 10 der magnetische Nordpol aus, während das Polstück 12 zum magnetischen Südpol wird. Mit dem Anwachsen des Stromes erreicht das im Punkt ¹A¹ des Arbeitsspaltes 3 herrschende Magnetfeld schließlich eine Stärke, welche ausreicht, den Teilabschnitt des Aufzeichnungsträgers 9, welcher sich direkt unter dem Punkt ¹A¹ befindet, in den Sättigungszustand ¹O¹ zu versetzen (Figur 3). Mit dem weiteren Ansteigen des Stromes wird letztlich der gesamte sich unter dem Arbeitsspalt 3 befindliche Bereich des Aufzeichnungsträgers 9, das heißt, zwischen den Punkten ¹A¹ und'C¹, in den 'O'-Zustand ummagnetisiert. In gleicher Weise läßt sich durch Umkehr der Stromrichtung in der Wicklung 4 eine Ummagnetisierung dieses Bereichs in den ¹I'-Zustand erreichen.

Führen der Aufzeichnungsträger und der Schreibkopf dabei eine rechtwinklig zum Arbeitsspalt verlaufende Relativbewegung zueinander aus, so wird der Aufzeichnungsträger 9 im überstrieheneη Bereich über die gesamte Breite in den ¹O¹- oder 'I¹-Zustand versetzt. In diesem Zustand besitzt der Aufzeichnungsträger jedoch einen zu geringen remanenten Magnetismus (emergent flux), um eine Auswertung zu ermöglichen«

Geht man jedoch davon aus, daß der zuvor in den magnetischen ¹O¹-Zustand versetzte Aufzeichnungsträger in den in Figur 3 mit Bl bezeichneten Magnetisierungszustand zurückfällt, so reicht ein zum Zeitpunkt ti der Wicklung U zugeführter Strom in der Größe von zehn Einheiten (units) aus, den unter dem Arbeitsspalt 3 zwischen den Punkten ¹A¹ und ¹B¹ befindlichen Bereich des Aufzeich-

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t > fl'

nungsträgers in den ¹I¹-Zustand zu versetzen. Mit dem Absinken des Stromes fällt der Bereich zwischen den Punkten ¹A' und ^fB' auf den magnetischen Zustand + Bl zurücki während der Bereich des Aufzeichnungsträgers im Bereich der Punkte ¹B¹ und ¹C unbeeinflußt im vorherigen Zustand - Bl verlleibt. Wird nun zu einem Zeitpunkt t2ι welcher später liegt als ti, ein Strom in der Größe von neun Einheiten (units) und entgegengesetzter Stromrichtung der Wicklung M- zugeführt, so wird der Bereich zwischen den Punkten ¹A¹ und 'B' wieder ummagnetisiert jedoch nicht über die gesamte Länge, da der geringe Strom von neun Einheiten einen kleinen Teilbereich nahe dem Punkt ¹B* unbeeinflußt läßt, so daß dieser im ^fI¹-Zustand verbleibt, das heißt, im magnetischen Zustand + Bl₁ wenn der Strom absinkt.

Dieser von Punkt ^rC aus beginnende Vorgang wiederholt sich laufend bei einer Ansteuerung der Wicklung M- durch Stromimpulse wechselnder Richtung und abnehmender Amplitude, wobei die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers in zunehmendem Maße in den dem abzubildenden Zeichen entsprechenden magnetischen Zustand versetzt wird, das heißt, daß die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 9 zwischen den Punkten ¹C¹ und ¹A¹ elementweise in den magnetischen ¹I'-Zustand versetzt wird.

Wird der Aufzeichnungsträger 9 nun quer am Arbeitsspalt 3 vorbeibewegt, so ist es möglich, seine gesamte Oberfläche in einer den darzustellenden Zeichen entsprechenden Weise zu magnetisieren.

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Dieses geschieht in der Weise, daß nachdem die vorgesehenen, diskreten Teilbereiche des Aufzeichnungsträgers 9 entlang des Arbeitsspaltes 3 zwischen den Positionen ¹A' und ¹C magnetisch markiert,, das heißt im Zustand + Bl belassen worden sind, erfolgt durch geeignete, nicht dargestellte Mittel eine schrittweise Fortschaltung des Aufzeichnungsträgers 9 um die Aufzeichnungszeile. Räch erfolgtem Vorschub des Aufzeichnungsträgers 9 wird der Wicklung 4· die nächste Impulsfolge zugeführt. Es besteht jedoch auch die Möglich-P keit, den Aufzeichnungsträger 9 gegenüber dem Schreibkopf kontinuierlich statt intermittierend fortzubewegen.

Es kann jedoch bei einer derartigen Anordnung passieren,; daß die zwei Stromimpulse, durch welche eine magnetische Markierung bestimmt wird, relativ zu denen der vorhergehenden Markierung um ein gewisses Zeitintervall aus dem Takt versetzt auftreten. Die Schwierigkeit liegt in einer zeitgerechten Impulserzeugung und deren Zuführung zur Wicklung 4 begründet. Sie läßt sich dadurch etwas vereinfachen, indem die Erregerschaltung so ausgebildet ist,. daß sie eine Folge von Impulsen gleicher Polarität und" abnehmender Amplitude erzeugt, wobei immer zwischen den zwei Impulson, welche mit einer Markierstelle übereinstimmen im Bedarfsfalle ein Schreibimpuls eingefügt wird.

Zur Festlegung der Beziehung zwischen dem jeweiligen Amplitudenwert des Stromes und der Auswirkung längs des Arbeitsspaltes 3 ist es notwendig, den Polstücken 10 und 12 eine spezielle.Form zu geben, wie es zum Beispiel die strichpunktierte Linie 14 in der

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Figur 1 erkennen läßt oder wie die strichpunktierte Linie 15 in Figur 4 angibt. Letztere Figur zeigt den Schreibkopf der Figur 4 im Schnitt X-X. In beiden Fällen dient diese spezielle Formgebung dem Zweck, durch stetige Verringerung der Polquerschnitte den durch die elektrischen Signale erzeugten magnetischen Fluß über die Weglänge entlang des Arbeitsspalts 3 einem zunehmenden magnetischen Widerstand auszusetzen.

Die einzelnen Magnetisierungszonen der Polstücke 10 und 12 lassen g sich schärfer begrenzen, indem entweder einer oder beide Polstücke eine quer zum Arbeitsspalt verlaufende Lamellierung aufweisen, wobei die einzelnen Lamellen durch nichtmagnetisches Material beabstandet sind. Eine andere Möglichkeit der schärferen Begrenzung besteht darin, die Arbeitsspaltkante eines oder beider Polstücke 10 und 12 mit einer Zahnung zu versehen.

Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei dem in den Figuren 1, 3 und 4 abgebildeten magnetischen Schreibkopf um eine rein schematische Darstellung handelt, da viele Konstruktionsvarianten denk- " bar sind, mit denen letztlich das gleiche Ergebnis erzielbar ist. Das wesentlichste Kennzeichen ist, daß der aufgrund einer Signalansteuerung erzeugte magnetische Fluß einen mit der Weglänge zunehmenden magnetischen Widerstand zu überwinden hat, welcher bewirkt, daß das magnetische Feld zwischen den beiden Enden des Arbeitsspalts von einem Maximalwert auf einen Minimalwert absinkt und daß die zugeführten, den einzelnen llarkierstellen auf dem Aufzeichnungsträger zugeordneten elektrischen Signale aus einer Folge

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von Stromimpulsen gleicher Polarität und abnehmender Amplitude bestehen, denen jeweils mindestens ein anderer Impuls entgegengesetzter Polarität und geringerer Größe nachgeordnet'ist.

Die Erzeugung der auf der vorerwähnten Impulsfolge beruhenden magnetischen Spannungen kann in der Weise geschehen, daß an die Stelle der einfachen Wicklung 4 eine Vielzahl von Einzelwicklungen mit exponentiell zunehmender Windungszahl treten, welche in vorbestimmter Reihenfolge zu bestimmten Zeiten an eine Impulsgeberschaltung angeschlossen werden und damit für eine entsprechende Erregung sorgen.

Eine geeignete Verwendung des magnetischen Schreibkopfes gemäß der Erfindung ist bei Schreibwerken mit nichtschlagendem Druck gegeben, bei denen der Aufzeichnungsträger 9 zum Beispiel aus einer um die Mittelachse rotierenden Trommel besteht, deren Oberfläche dicht vor dem Arbeitsspalt 3 des Schreibkopfes gemäß der Erfindung vorbeiläuft und durch welchen die erforderlichen Informationen ψ in der beschriebenen Weise aufgebracht werden. Das so entstandene latente magnetische Bild wird anschließend entwickelt, indem die Drucktrommel durch eine Bestäubungseinrichtung läuft, die ein Pulver enthält, das von den magnetischen Bildelementen angezogen beziehungsweise festgehalten wird. Die Trommeloberflache wird dann mit einem Papierstreifen, der sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Trommeloberfläche bewegt, in Kontakt gebracht. Hierbei preßt eine Andruckrolle das Papier gegen die Trommel und das PuIvermuster wird unter Druck von der Trommel auf das Papier

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übertragen. Üblicherweise enthält das Pulver noch ein bei Wärme wirkendes Fixiermittel, durch das das Bild nach der Übertragung, der eine Erwärmung folgt, fixiert wird.

Bei herkömmlichen Ausführungen besitzt die Drucktrommel gewöhnlich eine Breite von etwa 20 cm. Auf dieser sollen 800 Elemente in einer Zeile aufgezeichnet werden. Die Polstücke und damit auch der Arbeitsspalt des Schreibkopfes müssen daher ebenso breit wie

die Trommel sein, \

Eine andere Möglichkeit besteht, mehrere kürzere Schreibköpfe in Längsrichtung bei gegenseitiger Beabstandung durch nichtmagnetische Zwischenlagen aneinanderzufügen, so daß sie eine Gesamtbreite von ungefähr 20 cm bilden, Besitzen die Schreibköpfe zum Beispiel eine Länge von annähernd 5 cm, so würden vier Einheiten aneinandergefügt die erforderliche Breite ergeben. Die genannten Zwischenlagen brauchen dabei nicht dicker zu sein, als der Abstand zwischen zwei benachbarten Markierungselementen beträgt. Sollte es jedoch passieren, daß eine vorzunehmende Markierung in den von einer Zwischenlage eingenommenen Bereich fällt, so wird eine entsprechende Aufzeichnung unterbleiben. Doch aufgrund der engen Begrenzung derartiger Fehlaufzeichnungen wird das auf dem Aufzeichnungsträger 9 gespeicherte Magnetbild in seiner Gesamtheit dadurch nicht übermäßig gestört. Die einzelnen Schreibköpfe werden in der vorbeschriebenen Weise der Reihe nach individuell angesteuert , wobei durch eine geeignete Synchronisation sichergestellt ist, daß der jeweils nächste Schreibkopf in Aktion tritt, sobald

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der vorherige seinen Aufzeichnungszyklus beendet hat.

Wenn man annimmt, daß der Arbeitsspalt eine Breite von 0,25 mm hat, so kann man sich die Trommelzeile in 800 diskrete Flächenteilchen mit je 0,2 5 χ 0,2 5 mm unterteilt denken. Werden diese Flächenteilchen nacheinander von ¹A' bis ¹C angesteuert, wie vorstehend ausgeführt, dann wird eine richtig taktierte Folge von 800 Signalelementen in richtiger flächenhafter Verteilung längs der Trommelbreite auszeichnet, um anschließend auf den Papierstreifen übertragen zu werden.

Der magnetische Schreibkopf gemäß der Erfindung kann auch in all den Fällen Anwendung finden, wo eine in Form von elektrischen Signalen anstehende Information in Magnetschrift auf einem entsprechenden Aufzeichnungsträger gespeichert werden soll, wie zum Beispiel bei Videosignalaufzeichnungen auf Magnetband etc. In diesen Fällen erfolgt die Auswertung mittels herkömmlicher Leseköpfe,

5 Patentansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit

4 Figuren

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E-Nr. 7907

ISE-Reg. Nr. 3924

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' Schreibkopf zur magnetischen seriellen Queraufzeichnung

Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen

Bezugs- zelcrwn	Unprungssproche J5/E	Übersetzung J^D
1	main body	Magnetkörper
2	former	Kernstück
3	gap	Arbeitsspalt
4 .	signal wending	Schreibwicklung
5	chamfered edges	abgeschrägte Flächen
6	aperture	Ausnehmung
7	terminal	Anschluß
8	terminal	Anschluß
9	recording medium	Aufzeichnungsträger
10	pie piece	Polstück
12	pole piece	Polstück
13	hysterese loop	Hystereseschleife
14	chain dotted line	strichpunktierte Linie
15	chain dotted line	strichpunktierte Linie
1A1	position	Punkt
1B1	position	Punkt
1C1	position	Punkt
B/Bl	magnetized condition	Magnetisierungszustand
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Claims (10)

-« lm552 Patentansprüche

1. Schreibkopf zur magnetischen seriellen Queraufzeichnung auf während der Aufzeichnung stillstehende oder bewegte, offenendige oder endlose bandförmige magnetische Aufzeichnungsträger, dadurch geke nnz e ichnet., daß der Schreibkopf einen sich über die gesamte Breite des Aufzeichnungsbereichs erstreckenden Arbeits- ^ spalt (3) aufweist, daß das die Schreibwicklung (4) tragende Kernstück (2) als Teil des Magnetkörpers (1) dem einen Ende des Arbeitsspaltes (3) gegenüberliegt, daß die Polstücke (10, 12) einen zum freien Ende des Arbeitsspalts (3) hin gleichförmig abnehmenden Querschnitt aufweisen und daß die Schreibwicklung (4) im Verlauf eines Aufzeichnungszyklus mit einer Folge von Impulsen gleicher Polarität und abnehmender Amplitude gespeist wird, denen jeweils mindestens ein Schreibimpuls von entgegengesetzter Polarität und geringerer Amplitude nachzuordnen ist.

" 2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schreibwicklung (4) aus einer Vielzahl von in ihren Windungszahlen exponentiell zunehmenden E-inzelwicklungen besteht.

3. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Polstücke (10, 12) aus hochkoerzitivem Material mit rechteckiger Hystereseschleife (13) oder aus weichmagnetischem Material bestehen.

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4·.

Schreibkopf nach Anspruch 3 mit Polstücken aus weichjnagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide der den Arbeitsspalt (3) bildenden Kanten der Polstücke (10, 12) entsprechend der Markierungsdichte gezahnt sind.

5, Schreibkopf nach Anspruch 3 mit Polstücken aus weichmagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (10, 12) im Bereich der den Arbeitsspalt (3) bil- | denden Kanten eine Querlamellierung aufweisen.und daß die einzelnen Lamellen durch Zwischenlagen eines nichtmagnetischen Materials entsprechend der Markierungsdichte beabstandet sind.

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