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Die
Erfindung betrifft einen thermomagnetischen Aufzeichnungsträger, einen
thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopf zum Aufzeichnen
und Abspielen von Information unter Verwendung des thermomagnetischen
Aufzeichnungsträgers,
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kopfs sowie eine Vorrichtung,
die diesen enthält.
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Magnetplatten
wie Festplatten sowie Magnetplatten-Vorrichtungen werden in weitem
Umfang als externe Speicher für
Computer verwendet.
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Unter
Bezugnahme auf die 15 und 16 erläutert die
folgende Beschreibung eine herkömmliche
magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zum Aufzeichnen
und Wiedergeben von Information unter Verwendung einer Magnetplatte.
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Wie
es in 15 veranschaulicht ist, zeichnet
die herkömmliche
magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung Information
auf einer Aufzeichnungsschicht 122b (16)
einer Magnetplatte 122 auf, und sie spielt Information
von dieser ab.
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Die
magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung liefert ein
Eingangssignal von einem Hostsystem 171 über eine
Schnittstelle 172, eine Systemsteuerung 173 sowie
eine ECC(Error Correcting Codes = Fehlerkorrekturcodes)-Schaltung 174 an
einen Codierer 175. Nach dem Codieren des Eingangssignals
durch den Codierer 175 zu einem seriellen Magnetfeldmodulierten
Signal sowie durch Verstärken
desselben. durch einen Vorverstärker 176 wird
das sich ergebende Signal als magnetisches Muster durch einen Aufzeichnungsmagnetkopf 102 (16)
eines magnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 150 auf
der Aufzeichnungsschicht 122b der Magnetplatte 122 aufgezeichnet.
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Indessen
wird ein aus der Aufzeichnungsschicht 122b der Magnetplatte 122 abhängig vom Magnetisierungszustand
ausstreuender Magnetfluss durch einen Abspielkopf 103 (16)
erfasst, durch einen Vorverstärker 180 verstärkt, hinsichtlich
seines Signalverlaufs durch einen Signalverlaufentzerrer 179 eingestellt,
durch eine PLL(Phase Locked Loop)-Schaltung 178 hindurchgeführt und
durch einen Decodierer 177 decodiert. Das decodierte Signal wird über die
ECC-Schaltung 174, die Systemsteuerung 173 und
die Schnittstelle 172 an das Hostsystem 171 ausgegeben,
um dadurch Information wiederzugeben.
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Das
durch den Vorverstärker 180 verstärkte serielle
Signal wird auch in eine Regelungsschaltung 181 eingegeben.
Durch Ausführen
eines Regelungsvorgangs durch einen Treiber 182 auf das
serielle Signal hin wird die Spurführung des magnetischen Aufzeichnungs-
und Abspielkopfs 150 hinsichtlich der Magnetplatte 122 eingestellt.
Darüber
hinaus wird das serielle Signal auch in eine Regelungsschaltung 183 zum
Regeln der Drehzahl eines Plattenantriebsmotors 184 eingegeben.
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16 zeigt
den magnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopf 150, wie
er in der herkömmlichen
magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung verwendet
wird. Im magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf 150 sind
der Aufzeichnungsmagnetkopf 102 aus einem leitenden Dünnschichtkopf
sowie der Abspielkopf 103 aus einem MR(magnetoresistiven)-Kopf an der Rückseite eines
Schwebeschlittens 101 montiert. Der Schwebeschlitten 101 wird
durch einen Aufhängungsarm 120 gehalten,
und er bewegt sich bei einer Drehung der Magnetplatte 122 in
der durch einen Pfeil X6 gekennzeichneten Richtung in schwebendem
Zustand über
der Oberfläche
der Magnetplatte 122. An der Rückseite des Schwebeschlittens 101 sind
Kopfanschlusselektroden 105 des Aufzeichnungsmagnetkopfs 102 sowie
Kopfanschlusselektroden 106 des Abspielmagnetkopfs 103 vorhanden.
Mit den Kopfanschlusselektroden 105 und 106 verbundene
Zuleitungsdrähte 121 sind
entlang dem Aufhängungsarm 120 angeordnet
und mit elektrischen Schaltungen verbunden, die den jeweiligen Köpfen der
magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung entsprechen.
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Im
Allgemeinen wird für
die Aufzeichnungsschicht einer Magnetplatte ein hartmagnetisches
Material und auch ein ferromagnetisches Material verwendet, z. B.
CoPtCr.
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Die
Magnetplatte 122 wird z. B. dadurch hergestellt, dass auf
einem 1,5 mm dicken Plattensubstrat 122a eine 0,5 μm di cke Aufzeichnungsschicht 122b aus
einem ferromagnetischen Material wie CoPtCr hergestellt wird.
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Wenn
Information aufgezeichnet wird, fließt ein der aufzuzeichnenden
Information entsprechender Strom durch die Kopfanschlusselektrode 105 des Abspielmagnetkopfs 102 durch
diesen. Dabei wird ein Aufzeichnungsvorgang dadurch ausgeführt, dass die
Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 122b der Magnetplatte 122 durch
ein mittels eines Streumagnetflusses vom Kopfspalt des Aufzeichnungsmagnetkopfs 102 erzeugtes
Signalmagnetfeld sequentiell invertiert wird. Die Pfeile in 16 repräsentieren den
Magnetisierungszustand.
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Wenn
Information abgespielt wird, wird der entsprechend dem Magnetisierungszustand
der Aufzeichnungsschicht 122b der Magnetplatte 122 aus dieser
Schicht ausstreuende Magnetfluss durch den Abspielkopf 103 erfasst.
Dann wird von den Kopfanschlusselektroden 106 des Abspielmagnetkopfs 103 ein
Signal ausgegeben, um dadurch die Information wiederzugeben.
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Die
Spurbreite Lt der Magnetplatte 122, auf der auf die oben
genannte Weise Information aufgezeichnet wird, ist durch die Breite
des Aufzeichnungsmagnetkopfs 102 bestimmt. Wenn die Breite
des Abspielmagnetkopfs 103 schmaler als die Spurbreite
Lt gemacht wird, sinkt das Abspielausgangssignal. Wenn dagegen die
Breite des Abspielmagnetkopfs 103 größer als die Spurbreite Lt gemacht
wird, mischt Information von einer benachbarten Spur ein (d. h., es
tritt Übersprechen
auf). Demgemäß werden
der Aufzeichnungsmagnetkopf 102 und der Abspielmagnetkopf 103 im
Allgemeinen so hergestellt, dass sie im Wesentlichen dieselbe Breite
aufweisen.
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Indessen
hat die Zunahme der Menge zu verarbeitender Information das Erfordernis
hoher Aufzeichnungsdichte geschaffen. Um hohe Aufzeichnungsdichte
zu erzielen, ist es erforder lich, nicht nur die lineare Dichte von
Aufzeichnungsbits, sondern auch die Spurdichte zu verbessern (d.
h. die Spurbreite Lt zu verringern). Demgemäß erfolgten Anstrengungen zum
Verringern der Spurbreite der Magnetköpfe.
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Um
Aufzeichnen mit hoher Dichte unter Verwendung eines magnetischen
Aufzeichnungs- und Abspielkopfs mit der oben angegebenen herkömmlichen
Struktur durch Verbessern der Spurdichte zu realisieren, ist es
erforderlich, die Breiten sowohl des Aufzeichnungs- als auch des
Abspielmagnetkopfs zu verringern.
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Jedoch
vergrößert eine
Verringerung der Spurbreite durch eine Verringerung der Breite des MR-Abspielkopfs
die Hysterese der magnetischen Eigenschaften des Kopfs, es werden
Auslesefehler hervorgerufen, und die Lebensdauer des Kopfs wird verkürzt. Eine
Verringerung der Spurbreite durch eine Verringerung der Breite des
Aufzeichnungskopfs bewirkt eine Verringerung des Streusignalmagnetfelds
vom Spalt, was zu einem unzureichenden Aufzeichnungseffekt führt. Ferner
ist es erforderlich, da die Spurbreite verringert ist, die Köpfe mit
hoher Genauigkeit herzustellen.
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Aus
der Druckschrift
US
5 452 164 A ist ein magnetischer Aufzeichnungs- und Abspielkopf
zum Anlegen eines aufzuzeichnender Information entsprechenden Signalmagnetfeldes
an einem Aufzeichnungsbereich eines magnetischen Aufzeichnungsträgers und
einem Abspielmagnetkopf zum Erfassen eines entsprechend aufgezeichneter
Information erzeugten Magnetflusses vom Aufzeichnungsbereich eines
magnetischen Aufzeichnungsträgers
bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen thermomagnetischen Aufzeichnungs-
und Abspielkopf, ein Verfahren zu dessen Herstellung, eine thermomagnetische
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung sowie einen thermomagnetischen
Aufzeichnungsträger
zu schaffen, bei denen die Spurdichte mittels schmaler Spuren erhöht werden
kann, ohne dass die Breiten eines Aufzeichnungs- und eines Abspielmagnetkopfs
verringert werden.
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Diese
Aufgabe ist hinsichtlich des Kopfs durch die Lehre von Anspruch
1, hinsichtlich des Herstellverfahrens für einen solchen Kopf durch
die Lehre von Anspruch 21, hinsichtlich der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
durch die Lehre von Anspruch 9 sowie hinsichtlich des Aufzeichnungsträgers durch
die Lehre von Anspruch 13 gelöst.
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Wenn
mit dem Kopf gemäß Anspruch
1 Information aufgezeichnet wird, wird der Aufzeichnungsbereich
des thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers, dessen Breite kleiner
als die des Aufzeichnungsmagnetkopfs ist, durch den Heizkopf bis
auf die Aufzeichnungstemperatur erwärmt und durch den Aufzeichnungsmagnetkopf
wird ein Signalfeld an den Aufzeichnungsbereich angelegt. Daher
ist es möglich,
Information nur im Aufzeichnungsbereich mit einer Breite unter der
des Aufzeichnungsmagnetkopfs aufzuzeichnen, ohne dass benachbarte
Spuren beeinflusst werden. Wenn Information abgespielt wird, wird
der Aufzeichnungsbereich des thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers, dessen
Breite kleiner als die des Abspielmagnetkopfs ist, durch den Heizkopf
bis auf die Abspieltemperatur erwärmt, und vom Abspielmagnetkopf
wird der durch den Aufzeichnungsbereich erzeugte Magnetfluss erfasst.
So kann nur Information abgespielt werden, die im Aufzeichnungsbereich
aufgezeichnet ist, dessen Breite kleiner als die des Abspielmagnetkopfs
ist, ohne dass eine Beeinflussung durch benachbarte Spuren besteht.
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Demgemäß ist es
möglich,
die Spurbreite zu verkleinern, ohne die Breiten des Aufzeichnungs- und
des Abspielmagnetkopfs zu verringern. Im Ergebnis nimmt die Spurdichte
des thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers zu, wodurch sich sein Speicherungsvermögen erhöht.
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Da
bei der Vorrichtung gemäß Anspruch
9 der thermomagnetische Aufzeichnungs- und Abspielkopf an einem
einzelnen Schwebeschlitten angebracht ist, bewegen sich der Aufzeichnungsmagnetkopf,
der Abspielmagnetkopf und der Heizkopf, die insgesamt den thermomagnetischen
Aufzeichnungs- und Abspiel kopf bilden, gemeinsam mit dem einzelnen
Schwebeschlitten, wodurch es möglich
ist, einen einzelnen Antriebsmechanismus zum Antreiben der drei
genannten Köpfe
zu verwenden.
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Im
Ergebnis kann der Antriebsvorgang für die drei genannten Köpfe einheitlich
gesteuert werden, um dadurch die thermomagnetische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung zu vereinfachen und ihre Größe zu verringern.
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Wenn
unter Verwendung des Aufzeichnungsträgers gemäß Anspruch 13 Information aufgezeichnet
wird, ist es möglich,
dies nur im Aufzeichnungsbereich vorzunehmen, da der Aufzeichnungsmagnetkopf
ein Signalmagnetfeld anlegt, das nicht kleiner als die Koerzitivfeldstärke des
auf die Aufzeichnungstemperatur erwärmten Aufzeichnungsbereichs
ist. Wenn Information abgespielt wird, ist es möglich, nur die im Aufzeichnungsbereich
aufgezeichnete Information abzuspielen, da der Abspielmagnetkopf
den Magnetfluss gemäß der Sättigungsmagnetisierung
erfasst, wie sie im auf die Abspieltemperatur erwärmten Aufzeichnungsbereich
erzeugt wird. Außerdem
tritt bei Raumtemperatur kein streuender Magnetfluss auf, da die
Kompensationstemperatur im Wesentlichen entsprechend der Raumtemperatur
gewählt
ist.
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So
ist es möglich,
Information nur im Aufzeichnungsbereich aufzuzeichnen, dessen Breite kleiner
als die des Aufzeichnungsmagnetkopfs ist, ohne dass benachbarte
Spuren beeinflusst werden, und ferner ist es möglich, nur im Aufzeichnungsbereich
aufgezeichnete Information abzuspielen, dessen Breite kleiner als
die des Abspielmagnetkopfs ist, ohne dass eine Beeinflussung durch
benachbarte Spuren besteht. Außerdem
kann dieser thermomagnetische Aufzeichnungsträger leicht bei Raumtemperatur
gehandhabt werden.
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Demgemäß kann die
Spurbreite verringert werden, ohne dass die Breiten des Aufzeichnungs- und
des Abspielmagnetkopfs verringert werden. Demgemäß nimmt die Spurdichte des
thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers zu, weswegen sein Speicherungsvermögen erhöht ist.
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
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1 ist
eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines thermomagnetischen
Aufzeichnungs- und Abspielkopfs gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt.
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2(a) bis 2(e) sind
Ansichten zum Erläutern
eines Herstellverfahrens für
den in 1 dargestellten Kopf.
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3(a) bis 3(p) sind
Ansichten zum Erläutern
eines Herstellverfahrens für
einen Heizkopf als Element des in 1 dargestellten
Kopfs.
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4 ist
eine Ansicht zum Erläutern
der aufeinanderfolgenden Schritte bei der Herstellung des Heizkopfs
gemäß 3.
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5(a) bis 5(c) sind
Ansichten zum Erläutern
des Herstellprozesses für
den Heizkopf als Element des in 1 dargestellten
Kopfs.
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6 ist
eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines thermomagnetischen
Aufzeichnungsträgers
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Ansicht zum Erläutern
der Temperaturverteilung, wie sie entsteht, wenn der in 6 dargestellte
thermomagnetische Aufzeichnungsträger durch einen Heizkopf erwärmt wird,
der ein Element des in 1 dargestellten Kopfs ist.
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8 ist
ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Koerzitivfeldstärke und
der Temperatur einer Aufzeichnungsschicht des in 6 dargestellten
thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers zeigt.
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9 ist
ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Sättigungsmagnetisierung und
der Temperatur der Aufzeichnungsschicht des in 6 dargestellten
thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers zeigt.
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10 ist
eine Ansicht zum Erläutern
der Magnetisierung, wie sie durch den Heizkopf und den Aufzeichnungsmagnetkopf
des in 1 dargestellten Kopfs auf dem in 6 dargestellten
thermomagnetischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wurde.
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11 ist
eine Ansicht zum Erläutern
der Positionsbeziehung zwischen dem in 1 dargestellten
Kopf und auf dem thermomagnetischen Aufzeichnungsträger gemäß 6 aufgezeichneten Spuren.
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12 ist
eine Ansicht, die schematisch den Aufbau einer thermomagnetischen
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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13 ist
ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Aufzeichnen von Information
auf dem in 6 dargestellten thermomagnetischen
Aufzeichnungsträger
durch die Vorrichtung gemäß 12.
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14 ist
ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Abspielen von auf dem in 6 dargestellten
thermomagnetischen Auf zeichnungsträger aufgezeichneter Information
durch die Vorrichtung gemäß 12.
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15 ist
eine Ansicht, die schematisch den Aufbau einer herkömmlichen
magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zeigt.
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16 ist
eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines herkömmlichen
magnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs zeigt.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf die 1 und 12 eine
thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 erläutert, die
einen thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopf 50 enthält, wobei
es sich um Ausführungsbeispiele 2u Erscheinungsformen
der Erfindung handelt.
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Wie
es in 12 dargestellt ist, zeichnet
die thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 dieses
Ausführungsbeispiels
Information unter Verwendung der magnetischen Eigenschaften eines
ferrimagnetischen Materials vom N-Typ, das eine Aufzeichnungsschicht 22b (1) eines
Plattenträgers 22 bildet,
auf, und sie spielt aufgezeichnete Information ab. Die magnetischen
Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht 22b werden später im Einzelnen
erläutert.
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In
diese Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 werden
digitale Daten seriell als Eingangssignal über eine Schnittstelle 72 von
einem Hostsystem 71 eingegeben. Das Eingangssignal wird über eine
Systemsteuerung 73 und eine ECC(Error Correcting Codes
= Fehlerkorrekturcodes)-Schaltung 74 in einen Codierer 75 eingegeben.
Sowohl der Codierer 75 als auch ein unten erläuterter
Decodierer 77 bilden eine Signalverarbeitungsschaltung.
Der Codierer 75 codiert das Eingangssignal in ein serielles,
Magnetfeld-moduliertes Signal und liefert das Signal an einen Aufzeichnungsverstärker 76.
Das durch den Aufzeichnungsverstärker 76 verstärkte serielle
Signal wird durch einen Aufzeichnungsmagnetkopf 2 (1)
des thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 50 als
magnetisches Muster in einem Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 aufgezeichnet.
Dabei wurde der Aufzeichnungsbereich des Plattenträgers 22 durch
einen Heizkopf 4 (1) der durch
die Systemsteuerung 73 und einen Heizungstreiber 83 als
Aufzeichnungssteuerungseinrichtungen gesteuert wird, auf eine vorbestimmte Aufzeichnungstemperatur
erwärmt.
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Indessen
wird ein im Aufzeichnungsbereich des Plattenträgers 22 erzeugter,
dem Magnetmuster entsprechender Magnetfluss durch einen Abspielmagnetkopf 3 (1)
des thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 50 erfasst.
Dabei wurde der Aufzeichnungsbereich des Plattenträgers 22 durch
den Heizkopf 4 (1), der wiederum durch die Systemsteuerung 73 und
den Heizungstreiber 83, nun als Abspielsteuerungseinrichtungen,
gesteuert wird, auf eine vorbestimmte Abspieltemperatur erwärmt. Anschließend wird
das durch den Abspielmagnetkopf 3 erfasste Signal durch
einen Vorverstärker 80 verstärkt und
dann über
einen Signalverlaufsentzerrer 79 und eine PLL(Phase Locked
Loop)-Schaltung 78 in den Decodierer 77 eingegeben.
Nach dem Decodieren des Abspielsignals durch den Decodierer 77 wird
das decodierte Signal von der Schnittstelle 72 über die
ECC-Schaltung 74 und die Systemsteuerung 73 an
das Hostsystem 71 ausgegeben. Hierbei ist der Signalverlaufsentzerrer 79 ein
Entzerrer zum Einstellen des Abspielsignals, das aufgrund der Auflösung des
Abspielmagnetkopfs 3 umso mehr geschwächt ist, je kürzer die
Wellenlänge
ist. Die PLL-Schaltung 78 entnimmt ein Taktsignal.
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Die
Systemsteuerung 73 führt
auf das serielle Abspielsignal eine Regelung der Drehzahl eines Plattenantriebsmotors 84 aus,
um dadurch einen Abspielvorgang mit gewünschter Lineargeschwindigkeit auszuführen. Darüber hinaus
führt eine
Spurregelungsschaltung 81 auf das serielle Signal vom Vorverstärker 80 eine
Regelung eines Schwingspulenmotors 82 aus, um unter Verwendung
eines Aufhängungsarms 20 die
Auslenkung des thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 50 in
radialer Richtung des Plattenträgers 22 einzustellen.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert die
folgende Beschreibung den thermomagnetischen Aufzeichnungs- und
Abspielkopf 50 dieses Ausführungsbeispiels.
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Wie
es in 1 dargestellt ist, umfasst der thermomagnetische
Aufzeichnungs- und Abspielkopf 50 dieses Ausführungsbeispiels
einen Magnetkopf 11, der aus dem Aufzeichnungsmagnetkopf 2 und dem
Abspielmagnetkopf 3 besteht, sowie den Heizkopf 4 an
einem einzelnen Schwebeschlitten 1. Der Aufzeichnungsmagnetkopf 2,
der Abspielmagnetkopf 3 und der Heizkopf 4 werden
nachfolgend als Verbundkopf 10 bezeichnet.
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Der
Schwebeschlitten 1 wird durch den Aufhängungsarm 20 gehalten.
Der thermomagnetische Aufzeichnungs- und Abspielkopf 50 schwebt
bei Drehung des Plattenträgers 22 in
einer durch einen Pfeil X1 gekennzeichneten Richtung über dem
Plattenträger 22.
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Da
der thermomagnetische Aufzeichnungs- und Abspielkopf 50 am
einzelnen Schwebeschlitten 1 angeordnet ist, ist ein einzelner
Schwingspulenmotor 82 als Mechanismus zum Antreiben des
thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 50 erforderlich.
Im Ergebnis kann die Position dieses Kopfs leicht eingestellt werden,
und die thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 kann vereinfacht
und verkleinert werden.
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Der
Abspielmagnetkopf 2 ist ein induktiver Dünnschichtkopf,
und er zeichnet dadurch Information in einem Aufzeichnungsbereich
der Aufzeichnungsschicht 22b des Plattenträgers 22,
der auf eine Aufzeichnungstemperatur erwärmt wurde, auf, dass er ein
der aufzuzeichnenden Information entsprechendes Signalmagnetfeld
anlegt. Der Abspielmagnetkopf 3 ist ein MR(magnetoresistiver)-Kopf,
der Information vom Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22,
der auf eine Abspieltemperatur erwärmt wurde, dadurch abspielt, dass
er einen entsprechend der aufgezeichneten Information erzeugten
Magnetfluss erfasst. Der Aufzeichnungsmagnetkopf 2 und
der Abspielmagnetkopf 3 werden durch denselben Prozess,
gemäß dem Halbleiterwafer
hergestellt werden, als Dünnschichten
auf der Rückseite
des Schwebeschlittens 1 (d. h. der dem Plattenträger 22 zugewandten
Fläche)
mit derselben Breite oder demselben Maß in der Richtung rechtwinklig
zu den Spuren (Rotationsrichtung des Plattenträgers 22) hergestellt.
Die Aufzeichnungs- und die Abspieltemperatur werden später im Einzelnen
erläutert.
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Der
Heizkopf 4 erwärmt
den Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 während eines
Aufzeichnungsvorgangs auf die Aufzeichnungstemperatur, während er
diesen Bereich während
eines Abspielvorgangs auf die Abspieltemperatur erwärmt. Dieser
Heizkopf 4 wird durch einen Waferherstellprozess in solcher
Weise auf einer Fläche
des Schwebeschlittens 1 (nämlich der dem Plattenträger 22 zugewandten
Fläche)
so hergestellt, dass er auf der stromaufwärtigen Seite einer Spur bezüglich des
Magnetkopfs 11 liegt. Die Herstellung erfolgt so, dass
der Heizkopf 4 über
einen Heizabschnitt 12 verfügt, dessen Breite geringer als
die des Magnetkopfs 11 (Aufzeichnungsmagnetkopf 2 und
Abspielmagnetkopf 3) ist.
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Wie
es in 5(c) dargestellt ist, wird der Heizkopf 4 da durch
hergestellt, dass zwei Seitenflächen
eines Dreiecksprismas 40 aus einem isolierenden Material
(vorzugsweise SiO2) mit einer Deckschicht 42 aus
einem Material zum Umwandeln elektrischer Energie in Infrarotenergie
(vorzugsweise Bornitrid oder Rutheniumoxid) bedeckt werden. Derjenige
Teil der Deckschicht 42, der auf einer Seite liegt, die
die Grenze der zwei Seitenflächen
des Dreiecksprismas 40 bildet, dient als Heizabschnitt 12,
der entlang der Mittellinie der Spur des Aufzeichnungsträgers 22 liegt.
Darüber
hinaus sind die Endabschnitte der Deckschicht 42, die auf
der Grundflächenseite
des Dreiecksprismas 40 liegen, jeweils mit einem Al(Aluminium)-Elektrodenmuster 35 verbunden.
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Hierbei
ist, wie es speziell in 4 veranschaulicht ist, die Breite
des Heizabschnitts 12 des Heizkopfs 4, d. h. die
wirksame Breite L2 (z. B. 0,2 μm,
oder der Abstand rechtwinklig zur Rotationsrichtung des Plattenträgers 22 gemessen,
schmaler als die Breite L1 (z. B. 3 μm) sowohl des Aufzeichnungsmagnetkopfs 2 als
auch des Abspielmagnetkopfs 3, wiederum rechtwinklig zur
Rotationsrichtung des Plattenträgers 22 gemessen.
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Wie
oben beschrieben, sind im thermomagnetischen Aufzeichnungs- und
Abspielkopf 50 der Heizkopf 4 mit dem Heizabschnitt 12 mit
der wirksamen Breite L2 sowie der Magnetkopf 11 mit der
Breite L1 (L1 > L2)
in dieser Reihenfolge ausgehend von der stromaufwärtigen Seite
einer Spur des Plattenträgers 22 am
Schwebeschlitten 1 montiert. Im Magnetkopf 11 kann
entweder der Aufzeichnungsmagnetkopf 2 oder der Abspielmagnetkopf 3 an
der stromaufwärtigen
Seite der Spur positioniert sein.
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Darüber hinaus
sind an der Rückseite
des Schwebeschlittens 1 Kopfanschlusselektroden 5 für den Aufzeichnungsmagnetkopf 2,
Kopfanschlusselektroden 6 für den Abspielmagnetkopf 3 sowie Kopfanschlusselektroden 7 für den Heizkopf 4 vorhanden. Diese
Kopfanschlusselektroden 5, 6 und 7 sowie
die Köpfe 2, 3 und 4 sind
durch das Al-Elektrodenmuster miteinander verbunden. Mit den Kopfanschlusselektroden 5, 6 und 7 verbundene
-Zuführungsdrähte 21 sind
entlang dem Aufhängungsarm 20 angeordnet und
mit elektrischen Schaltungen verbunden, die den jeweiligen Köpfen der
thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 entsprechen.
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Außerdem wird
der Aufzeichnungsmagnetkopf 2 über die Kopfanschlusselektroden 5 durch
die Systemsteuerung 73 gesteuert. Auf ähnliche Weise wird der Abspielmagnetkopf 3 über die
Kopfanschlusselektroden 6 durch die Systemsteuerung 73 gesteuert.
Ferner wird der Heizkopf 4 durch die Kopfanschlusselektroden 7 von
der Systemsteuerung 73 und dem Heizungstreiber 83 gesteuert.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 bis 5 erläutert
die folgende Beschreibung ein Verfahren zum Herstellen des thermomagnetischen
Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 50.
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Wie
oben beschrieben werden der Aufzeichnungsmagnetkopf 2,
der Abspielmagnetkopf 3 und der Heizkopf 4 gemäß demselben
Prozess hergestellt, gemäß dem Halbleiterwafer
hergestellt werden. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2(a) bis 2(e) der
Herstellprozess schematisch erläutert.
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Schritt 1 (2(a))
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Verbundköpfe 10 (Aufzeichnungsmagnetköpfe 2,
Abspielmagnetköpfe 3 sowie
Heizköpfe 4) werden
auf einem Al2O3TiC-Substrat 30 ausgebildet, das
den Schwebeschlitten 1 bilden soll.
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Schritt 2 (2(b))
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Das
Al2O3TiC-Substrat 30 wird
so in Blöcke geschnitten,
dass jeder Block einen Verbundkopf 10 enthält. Ein
einzelner Block ist so zugeschnitten, wie es in 2(c) dargestellt ist.
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Schritt 3 (2(d))
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Diejenige
Oberfläche
eines Blocks, die dem Plattenträger 22 zugewandt
sein soll, wird bearbeitet, um den Schwebeschlitten 1 auszubilden.
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Schritt 4 (2(e))
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Der
Schwebeschlitten 1 wird am Aufhängungsarm 20 befestigt
und die Zuführungsdrähte 21 werden
mit den Kopfanschlusselektroden 5, 6 und 7 verbunden.
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Hierbei
werden der Aufzeichnungsmagnetkopf 2 und der Abspielmagnetkopf 3 durch
einen Waferherstellprozess hergestellt, zu dem Strukturierung, Ionenätzen sowie
Abhebetechniken unter Verwendung von Sputtern und Photolithographie
gehören. Da
diese Herstellprozesse bekannt sind, wird hier eine detaillierte
Erläuterung
zu diesen weggelassen. Demgemäß wird nachfolgend
nur ein Verfahren zum Herstellen des Heizkopfs 4 als für die Erfindung
charakteristisch erläutert.
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 die Schritte zum Herstellen des Heizkopfs 4 auf
dem Al2O3TiC-Substrat 30 erläutert. Die folgende
Erläuterung
wird unter Bezugnahme auf ein einzelnes Waferelement ausgeführt.
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Schritt 1 (3(a))
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Auf
das Al2O3TiC-Substrat 30 wird
durch Schleuderbeschichten ein Resist so aufgetragen, dass eine
1,5 μm dicke
Resistschicht 31 ausgebildet wird. Als Resist wird AZ-1500
(erhältlich
von Hoechst) verwendet.
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Schritt 2 (3(b))
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Um
das Al-Elektrodenmuster 35 (3(e)) herzustellen,
wird der Resist durch eine Maske 32 belichtet. Die Belichtung
wird dadurch ausgeführt, dass
der Resist der G-Linie (436 nm) einer Quecksilberdampflampe für 3 Sekunden
ausgesetzt wird.
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Schritt 3 (3(c))
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Belichtete
Abschnitte 33 (3(b))
werden durch Entwickeln entfernt.
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Schritt 4 (3(d))
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Al
wird so abgeschieden, dass eine Al-Schicht 34 mit einer
Dicke von 50 nm ausgebildet wird.
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Schritt 5 (3(e))
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Der
Resist 31 wird unter Verwendung eines organischen, alkalischen
Lösungsmittels,
nämlich AZ-Remover 100 (erhältlich von
Hoechst) entfernt, während
der Resist 31 auf 80°C
erwärmt
wird. Dabei verbleibt, da die Al-Schicht 34 auf der Resistschicht 31 entfernt
wird, nur das Al-Elektrodenmuster 35 auf dem Al2O3TiC-Substrat 30.
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Das
Ergebnis der oben genannten Schritte ist in 5(a) dargestellt.
Der Abstand d zwischen den Al-Elektroden 35 beträgt 1 μm.
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Schritt 6 (3(f))
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Auf
das Al2O3TiC-Substrat 30 und
das Al-Elektrodenmuster 35 wird durch Schleuderbeschichten
ein Resist so aufgetragen, dass eine 1,5 μm dicke Resistschicht 36 ausgebildet
ist. Als Resist wird AZ-1500 (erhältlich von Hoechst) verwendet. Die
Bedingungen in diesem Schritt sind dieselben wie im Schritt 1.
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Schritt 7 (3(g))
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Um
ein Dreiecksprisma 40 (3(j))
des Heizkopfs 3 durch SiO2 herzustellen,
wird der Resist durch eine Maske 37 belichtet. Die Belichtung
wird dadurch ausgeführt,
dass der Resist der G-Linie (436 nm) einer Quecksilberdampflampe
für 3 Sekunden ausgesetzt
wird. Die Bedingungen in diesem Schritt sind dieselben wie in Schritt
2.
-
Schritt 8 (3(h))
-
Belichtete
Bereiche 78 (3(g))
werden durch Entwickeln entfernt.
-
Schritt 9 (3(i))
-
SiO2 wird als Schicht so auf dem Al2O3TiC-Substrat 30, dem Al-Elektrodenmuster 35 und
der Resistschicht 36 ausgebildet, dass eine 1 μm dicke Schicht 39 aus
SiO2 erzeugt ist.
-
Schritt 10 (3(j))
-
Die
Resistschicht 36 wird unter Verwendung des organischen,
alkalischen Lösungsmittels "AZ-Remover 100" entfernt, während die
Resistschicht 36 auf 80°C
erwärmt
wird. Dabei verbleibt, da auch die SiO2-Schicht 39 auf
der Resistschicht 36 entfernt wird, nur das Dreiecksprisma 40 aus
SiO2 auf dem Al2O3TiC-Substrat 30 und dem Al-Elektrodenmuster 35.
Die Bedingungen in diesem Schritt sind dieselben wie im Schritt
5.
-
Das
Ergebnis der oben genannten Schritte ist in 5(b) dargestellt.
Das Dreiecksprisma 40 ist auf dem Al2O3TiC-Substrat 30 und dem Al-Elektrodenmuster 35 ausgebildet.
Zwei in 5(b) erkennbare Seitenflächen sind
als "Fläche A" und "Fläche B" bezeichnet, und
die verborgene Fläche
ist die "Fläche C". Die Höhe des Dreiecksprismas 40 beträgt 1 μm, und die
Breite jeder der Flächen
A, B und C beträgt
2 μm. 3(j) ist eine Ansicht, die das Dreiecksprisma 40 aus der
durch einen Pfeil X3 gekennzeichneten Richtung zeigt. Daraus sind
Querschnitte des Substrats 3, des Elektrodenmusters 35 und
des Dreiecksprismas 40 erkennbar, wie sie dann zu sehen
sind, wenn sie rechtwinklig zur Fläche B geschnitten werden und
von der Fläche
A des Dreiecksprismas 40 aus gesehen werden. Die anschließenden Schritte
werden in Bezug auf eine Ansicht erläutert, bei der aus der durch
den Pfeil X3 in 5(b) gekennzeichneten Richtung
auf das Dreiecksprisma 40 geblickt wird.
-
Schritt 11 (3(k))
-
Das
Al2O3TiC-Substrat 30 wird
auf 45° (innerhalb
eines Bereichs von ± 10°) gekippt
und Bornitrid wird aus der durch einen Pfeil X4 gekennzeichneten
Richtung so abgeschieden, dass eine 0,1 μm dicke Bornitridschicht 41 entsteht.
Dabei wird, da die Fläche
B verdeckt ist, die Bornitridschicht 41 nur auf den Flächen A und
C erzeugt. D. h., dass die Bornitridschicht 41 nicht auf
der Fläche
B erzeugt wird,
-
Schritt 12 (3(l) und 3(m))
-
Das
Al2O3TiC-Substrat 30 wird
in die horizontale Position zurückgestellt
und durch Ausführen
eines Ionenätzvorgangs
mit einer Leistung von 200 W aus der durch den Pfeil X5 gekennzeichneten
Richtung für
10 Minuten wird ein Ätzvorgang
ausgeführt (3(l)). Da der Ätzvorgang
durch Ionenätzen
in einem Bereich erfolgt, in dem der Ionenstrahl rechtwinklig auftritt,
wird die Bornitridschicht 41 entfernt, während eine Überzugsschicht 42 verbleibt,
die durch das auf den Flächen
A und C abgeschiedene Bornitrid gebildet ist (3(m)).
-
Das
Ergebnis der oben genannten Schritte ist in 5(c) dargestellt.
-
Schritt 13 (3(n))
-
Auf
dem Al2O3TiC-Substrat 30,
dem Al-Elektrodenmuster 35 und dem Dreiecksprisma 40 aus SiO2 mit der Bornitrid-Überzugsschicht 42 wird
SiO2 als 5 μm dicke SiO2-Schicht 43 ausgebildet.
-
Schritt 14 (3(o))
-
Die
SiO2-Schicht 43 wird poliert, um
eine ebene Oberfläche
(Fläche
D) auszubilden.
-
Schritt 15 (3(p))
-
Der
Abspielmagnetkopf 3 und der Aufzeichnungsmagnetkopf 2 werden
in dieser Reihenfolge auf der Fläche
D hergestellt, um den Magnetkopf 11 zu fertigen. Das Herstellverfahren
für den
Magnetkopf 11 ist dasselbe wie ein Herstellverfahren für einen
Magnetkopf zur Verwendung in einem Festplattenlaufwerk, weswegen
eine Erläuterung
dazu hier weggelassen wird.
-
Schritt 16 (4)
-
Der
thermomagnetische Aufzeichnungs- und Abspielkopf 50 wird
durch die Abfolge von Herstellschritten erhalten, wie sie unter
Bezugnahme auf die 2(a) bis 2(e) erläutert wurden.
-
Als
nächstes
werden die Aufzeichnungs- und die Abspieltemperatur erläutert. Die
Aufzeichnungstemperatur ist eine Temperatur, bei der durch den Aufzeichnungsmagnetkopf 2 eine
Magnetisierungsrichtung in einen Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b eingeschrieben
wird. Die Abspieltemperatur ist eine Temperatur, bei der durch den
Abspielmagnetkopf 3 ein Magnetfluss erfasst wird, wie er
vom Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b erzeugt
wird. Daher muss der Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b während des
Aufzeichnens auf die Aufzeichnungstemperatur und während des
Abspielens auf die Abspieltemperatur erwärmt werden.
-
Das
Erwärmen
des Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht 22b wird
hauptsächlich durch
Strahlung vom Heizabschnitt 12 des Heizkopfs 4 ausgeführt. Demgemäß können die
Aufzeichnungstemperatur und die Abspieltemperatur dadurch bestimmt
werden, dass die zum Erwärmen
des Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht 22b erforderliche
Energie und die Wirkungen von Wärme berücksichtigt
werden, wie sie durch den Heizabschnitt 12 in dessen Umfang
entstehen.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind sowohl die Aufzeichnungstemperatur als auch die Abspieltemperatur
auf 200°C
eingestellt. Jedoch ist es nicht erforderlich, diese Temperaturen
auf 200°C
zu beschränken.
-
D.
h., dass die jeweiligen Köpfe
des Verbundkopfs 10 entsprechend der Aufzeichnungs- und der
Abspieltemperatur konzipiert werden müssen. Demgemäß ist der
Heizkopf 4 so konzipiert, dass er die Temperaturdes Aufzeichnungsbereichs
der Aufzeichnungsschicht 22b mit geringer Leistung innerhalb
kurzer Zeit erhöhen
kann und den Aufzeichnungsbereich kontinuierlich erwärmen kann.
Darüber hinaus
ist der Aufzeichnungsmagnetkopf 2 so konzipiert, dass er
ein Signalmagnetfeld anlegt, das größer als die Koerzitivfeldstärke der
auf die Aufzeichnungstemperatur erwärmten Aufzeichnungsschicht 22b ist.
Aus der Erfahrung heraus kann angegeben werden, dass das durch den
Aufzeichnungsmagnetkopf 2 anzulegende Magnetfeld einige
100 kA/m (einige kOe) beträgt.
Ferner ist der Abspielmagnetkopf 3 so konzipiert, dass
er eine solche Empfindlichkeit aufweist, dass er einen Magnetfluss
erfassen kann, wie er vom auf die Abspieltemperatur erwärmten Aufzeichnungsbereich
der Aufzeichnungsschicht 22b erzeugt wird.
-
Indessen
muss die Aufzeichnungsschicht 22b des Plattenträ gers 22 so
ausgebildet sein, dass die Koerzitivfeldstärke bei der Aufzeichnungstemperatur
vom Aufzeichnungsmagnetkopf 2 erzielbar ist und dass die
Sättigungsmagnetisierung
bei der Abspieltemperatur vom Abspielmagnetkopf 3 erfassbar ist.
Hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften des die Aufzeichnungsschicht 22b bildenden
magnetischen Materials, und betreffend die Einstellung derselben,
erfolgt später
eine Erläuterung.
-
Wenn
der Verbundkopf 10 in der thermomagnetischen Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung 70 montiert ist und verwendet
wird, ist es möglich,
die Koerzitivfeldstärke
und die Sättigungsmagnetisierung
des Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht 22b durch
Einstellen der dem Heizkopf 4 zuzuführenden Leistung einzustellen.
-
Demgemäß wird,
durch Erwärmen
der Aufzeichnungsschicht 22b des Plattenträgers 22 mittels Strahlung
von einem Bereich der Bornitrid-Überzugsschicht 42 (Heizabschnitt 12),
wie er auf einer Seite des SiO2-Dreiecksprismas 40 liegt
(5(c)), wobei diese Seite an der Vorderfläche des
Schwebeschlittens 1 liegt, die Breite des erwärmten Bereichs
im Wesentlichen der Breite L2 des Heizabschnitts 12 gleicht.
Daher ist es möglich,
einen Bereich zu erwärmen,
der z. B. den geringen Wert von 0,2 μm Breite aufweist.
-
Außerdem kann
durch den Aufzeichnungsmagnetkopf 2 Information nur in
einem Aufzeichnungsbereich (mit der Breite L2) der Aufzeichnungsschicht 22b aufgezeichnet
werden, der auf die Aufzeichnungstemperatur erwärmt wird und unmittelbar unter
dem Aufzeichnungsmagnetkopf 2 (mit der Breite L1) liegt.
In ähnlicher
Weise kann durch den Abspielmagnetkopf 3 Information nur
aus einem Aufzeichnungsbereich (mit der Breite L2) der Aufzeichnungsschicht 22 abgespielt
werden, der auf die Abspieltemperatur erwärmt ist und unmittelbar unter dem
Ab spielmagnetkopf 3 (mit der Breite L1) liegt.
-
Demgemäß ist es
unter Verwendung des thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopfs 50 dieses
Ausführungsbeispiels
möglich,
eine schmale Spur und damit eine Erhöhung der Spurdichte zu erzielen,
ohne dass die Breite des Magnetkopfs 11 (Aufzeichnungsmagnetkopf 2 und
Abspielmagnetkopf 3) verringert ist.
-
Darüber hinaus
wird bei diesem Ausführungsbeispiel,
wie oben beschrieben, Bornitrid oder Rutheniumoxid als Material
für den
Heizkopf 4 verwendet, da diese Materialien hohen Wandlungswirkungsgrad
von elektrischer Energie in Infrarotenergie aufweisen. Daher kann
ein Temperaturanstieg des Heizkopfs 4 selbst, wie er dann
entsteht, wenn der Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 erwärmt wird,
verringert werden. Demgemäß nimmt
die Wärmeleistung
vom Heizkopf 4 zum Magnetkopf 11 ab, wodurch schädliche Auswirkungen
aufgrund eines Temperaturanstiegs verhindert sind.
-
Die
Materialien und Formen des Aufzeichnungsmagnetkopfs 2,
des Abspielmagnetkopfs 3 und des Heizkopfs 4 sind
nicht notwendigerweise auf diejenigen beschränkt, die in diesem Ausführungsbeispiel
beschrieben wurden. Anders gesagt, besteht für den Aufzeichnungsmagnetkopf 2 keine
Beschränkung
auf den oben angegebenen, wenn es sich um einen Kopf zum Aufzeichnen
von Information in einem auf die Aufzeichnungstemperatur erwärmten Aufzeichnungsbereich
handelt. Auf ähnliche
Weise ist der Abspielmagnetkopf 3 nicht auf den oben angegebenen
beschränkt,
wenn es sich um einen Kopf zum Abspielen von Information aus einem
auf die Abspieltemperatur erwärmten
Aufzeichnungsbereich handelt. Außerdem ist der Heizkopf 4 nicht
auf den oben angegebenen beschränkt,
wenn es sich um einen Kopf zum Erwärmen des unmittelbar unter
dem Aufzeichnungs magnetkopf 2 liegenden Aufzeichnungsbereichs
auf die Aufzeichnungstemperatur während des Aufzeichnens sowie
zum Erwärmen des
unmittelbar unter dem Abspielmagnetkopf 3 liegenden Aufzeichnungsbereichs
auf die Abspieltemperatur während
des Abspielens handelt. Z. B. kann für den Heizkopf 4 ein
Lichtemissionselement wie ein Halbleiterlaser oder ein Heizerelement
zum Erzeugen Joulescher Wärme
verwendet werden.
-
Die
folgende Beschreibung erläutert
den Plattenträger 22 als
thermomagnetischen Aufzeichnungsträger dieses Ausführungsbeispiels,
wozu auf die 6 Bezug genommen wird.
-
Wie
es in 6 veranschaulicht ist, umfasst der Plattenträger 22 als
thermomagnetischer Aufzeichnungsträger dieses Ausführungsbeispiels
eine Aufzeichnungsschicht 22b (mit einer Dicke von z. B. 0,5 μm) auf dem
Glassubstrat 22a (mit einer Dicke von z. B. 1,5 mm).
-
Die
Aufzeichnungsschicht 22b ist eine 100 nm dicke Schicht
aus einem ferrimagnetischen Material vom N-Typ, nämlich einem
Li-Cr-Ferrit oder YGaFeO, und sie wird durch Sputtern hergestellt.
Um Information durch den oben genannten thermomagnetischen Aufzeichnungs-
und Abspielkopf 50 aufzuzeichnen und abzuspielen, wird
das ferrimagnetische Material vom N-Typ so eingestellt, dass die Koerzitivfeldstärke des
Materials bei der Aufzeichnungstemperatur vom Aufzeichnungsmagnetkopf 2 überwunden
werden kann, die Sättigungsmagnetisierung
des Materials bei der Abspieltemperatur vom Abspielmagnetkopf 3 erfassbar
ist und die Kompensationstemperatur des Materials im Wesentlichen
der Raumtemperatur entspricht. Da Li-Cr-Ferrit und YGaFeO ferrimagnetische
Materialien vom N-Typ
sind, ist es möglich,
die Einstellung auf einfache Weise dadurch vorzunehmen, dass zumindest
der Gehalt von Fe oder Ga geändert
wird.
-
Darüber hinaus
sind Li-Cr-Ferrit und YGaFeO, da es Oxide sind, an Luft chemisch
stabil. Daher ist es, abweichend von optischen Platten, die leicht
oxidierbare magnetische Materialien verwenden, nicht erforderlich,
eine Schutzschicht auf dem magnetischen Material herzustellen, sondern
der Plattenträger 22 kann
so aufgebaut werden, dass die Aufzeichnungsschicht 22b in
direktem Kontakt mit der Atmosphäre
steht. Infolgedessen kann der Abstand zwischen dem Verbundkopf 10 und
der Aufzeichnungsschicht 22b (Kopf-Träger-Abstand) verringert werden,
wodurch der Wirkungsgrad beim Aufzeichnen und Abspielen von Information
verbessert wird und auch der Heizwirkungsgrad hinsichtlich der Aufzeichnungsschicht 22b verbessert
wird.
-
Für das Material
zum Herstellen der Aufzeichnungsschicht 22b besteht nicht
notwendigerweise eine Beschränkung
auf Li-Cr-Ferrit
oder YGaFeO, sondern es kann ein beliebiges Material verwendet werden,
wenn es ferrimagnetisches Material vom N-Typ ist. Zu Beispielen derartiger Materialien gehören Seltenerd-
und Übergangsmetalllegierungen,
Granate und Ferrite.
-
Außerdem ist
der Aufbau des Plattenträgers 22 nicht
notwendigerweise auf den oben angegebenen beschränkt. Z. B. kann auf die Aufzeichnungsschicht 22b eine
schützende
Schmiermittelschicht aus z. B. Kohlenstoff oder einem transparenten
dielektrischen Material aufgebracht werden. Alternativ kann der
Plattenträger 22 dadurch
hergestellt werden, dass eine mit einem weichmagnetischen Material
wie Cu-Mo-Permalloy gefüllte
Schicht zwischen dem Glassubstrat 22a und der Aufzeichnungsschicht 22b hergestellt
wird.
-
Unter
Bezugnahme auf die 7 bis 11 erläutert die
folgende Beschreibung, dass der Aufzeichnungsträger 22 mit einer Aufzeichnungsschicht 22b,
bei der ein Li-Cr-Ferrit oder YGaFeO auf die oben genannte Weise
eingestellt ist, Informa tion durch den oben angegebenen thermomagnetischen Aufzeichnungs-
und Abspielkopf 50 aufzeichnen und abspielen kann.
-
Als
erstes wird, wenn die Aufzeichnungsschicht 22b des sich
in der Richtung eines Pfeils X1 drehenden Plattenträgers 22 durch
den Heizkopf 4 erwärmt
wird, die Temperaturverteilung gemäß 7 erhalten
(gesehen aus der Richtung eines Pfeils X2 in 1). Die
Linien T200, T100,
T50 sind Isothermen für 200°C, 100°C bzw. 50°C. Hierbei erfolgt das Erwärmen der
Aufzeichnungsschicht 22b des Plattenträgers 22 hauptsächlich durch
Strahlung vom Heizabschnitt 12. Daher entspricht die Breite
Lh des erwärmten
Abschnitts im Wesentlichen der Breite L2 des Heizabschnitts 12.
Demgemäß ist ein
Bereich, in dem Information aufzuzeichnen ist (Aufzeichnungsbereich)
ein Abschnitt, der durch den Heizabschnitt 12 des Heizkopfs 4,
der an der stromabwärtigen
Seite der Spur liegt, erwärmt
wird, und zwar an einer Position unmittelbar unter dem Heizkopf 11,
mit einer Breite Lh, die viel kleiner als die Breite L1 ist (L1 > L2).
-
Darüber hinaus
ist das die Aufzeichnungsschicht 22b bildende ferrimagnetische
Material vom N-Typ hinsichtlich der Koerzitivfeldstärke bei
der Aufzeichnungstemperatur der Sättigungsmagnetisierung bei
der Abspieltemperatur und der Kompensationstemperatur auf die oben
beschriebene Weise eingestellt. Daher wird die Temperaturverteilung
der Aufzeichnungsschicht 22b unabhängig vom für sie verwendeten Material
im Wesentlichen gleichmäßig.
-
Wie
es in 8 dargestellt ist, ist die Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 so
eingestellt, dass die Koerzitivfeldstärke derselben bei Raumtemperatur
extrem hoch ist, während
sie bei der Curietemperatur dieser Schicht null wird. Außerdem ist
die Aufzeichnungsschicht 22b so eingestellt, dass die Koerzitivfeldstärke bei
Temperaturen nicht unter 200°C
(Aufzeichnungstemperatur) nicht höher als 80 kA/m (1 kOe) ist.
D. h., dass im Bereich innerhalb der Isotherme T200 (7)
die Koerzitivfeldstärke
der Aufzeichnungsschicht 22b nicht höher als 80 kA/m (1 kOe) ist.
-
So
ist es durch Erwärmen
der Aufzeichnungsschicht 22b des Plattenträgers 22 in
solcher Weise, dass sie einen Zustand aufweist, wie er durch die
Temperaturverteilung von 7 dargestellt ist, mittels des
Heizkopfs 4 sowie durch Anlegen eines Signalmagnetfelds
(invertierendes Magnetfeld, d. h. Wechselstrom-Magnetfeld von +80kA/m
(+1 kOe) und –80
kA/m (–1
kOe)) gemäß aufzuzeichnender
Information mittels des Aufzeichnungsmagnetkopfs 2 möglich, Information
in Form einer Magnetisierungsrichtung nur in einem Bereich S1 (Aufzeichnungsbereich
mit der Breite Lh) aufzuzeichnen, der durch die Isotherme T200 und den Aufzeichnungsmagnetkopf 2 eingeschlossen
ist. Die Stärke
des Signalmagnetfelds ist zu 80 kA/m (1 kOe) gewählt, da es aus der Erfahrung
bekannt ist, dass ein durch den Aufzeichnungsmagnetkopf 2 anlegbares
Magnetfeld ungefähr einige
100 kA/m (einige kOe) beträgt.
Jedoch muss die Stärke
des Signalmagnetfelds nicht notwendigerweise zu 80 kA/m (1 kOe)
gewählt
werden.
-
Wenn
der Einschreibvorgang für
Information entsprechend einer Spurumdrehung abgeschlossen ist,
wird der Schwebeschlitten 1 um einen Wert entsprechend der Breite
L1, die geringfügig
größer als die
Breite Lh ist (z. B. ein Wert, der der Isotherme T100 entspricht)
in radialer Richtung des Plattenträgers 22 verschoben,
so dass die Spurbreite zu L1 ausgebildet ist. Durch Wiederaufnehmen
des Schreibvorgangs für
Information ab dieser Position ist es möglich, Information zu schreiben,
ohne dass die Spur beeinflusst wird, auf der zuvor Information geschrieben
wurde (d. h. ohne dass übersprechendes
Schreiben verursacht wird).
-
Wie
oben beschrieben, wird durch Einschreiben mit einer invertierenden
Magnetisierung in der Aufzeichnungsschicht 22b der in 10 dargestellte Zustand
erhalten. Genauer gesagt, zeigt 10 einen
Zustand, in dem die Aufzeichnungsschicht 22b nicht durch
den Heizkopf 4 erwärmt
wird, d. h. einen Zustand, in dem sich jeder Bereich der Platte 22 auf Raumtemperatur
befindet. Außerdem
ist, wie es in 9 veranschaulicht ist, die Sättigungsmagnetisierung
der Aufzeichnungsschicht 22b des Plattenträgers 22 bei
Raumtemperatur 0 T (0 emu/ccm), da die Kompensationstemperatur auf
die Raumtemperatur eingestellt ist. Indessen wird, um den Magnetfluss
bei der größtmöglichen
Sättigungsmagnetisierung
zu erfassen, die Aufzeichnungsschicht 22b so eingestellt, dass
die Sättigungsmagnetisierung
um 300°C
herum den Wert 0,38 T (300 emu/ccm) erreicht, wenn sie aus einem
Li-Cr-Ferrit besteht, und sie 0,25 T (200 emu/ccm) erreicht, wenn
sie aus YGaFeCo besteht.
-
Durch
diese Einstellung ist es möglich,
einen Streumagnetfluss von der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 zu
verhindern. Anders gesagt, kann trotz der Tatsache, dass Information
in Form invertierender Magnetisierung in der Aufzeichnungsschicht 22b aufgezeichnet
ist, der Magnetfluss bei Raumtemperatur nie in den Abspielmagnetkopf 3 eintreten,
weswegen keinerlei Information abgespielt wird.
-
Außerdem ist
es, wie es in 11 veranschaulicht ist, durch
Erwärmen
der Aufzeichnungsschicht 22b auf die Abspieltemperatur
möglich,
den erzeugten Magnetfluss durch den Abspielmagnetkopf 3 zu
erfassen. Aus 9 ist erkennbar, dass dann,
wenn YGaFeO für
die Aufzeichnungsschicht 22b verwendet wird, die Magnetisierung
in der Nähe von
200°C ansteigt
und bei anderen Temperaturen als in der Nähe von 200°C kleiner wird. Demgemäß dominiert
im im erwärmten
Abschnitt der Aufzeichnungsschicht 22b erzeugten Magnetfluss der
Magnetfluss, wie er in einem durch die Isotherme T200 umschlossenen
Bereich erzeugt wird. Demgemäß dominiert
im durch den Abspielmagnetkopf 3 erfassten Magnetfluss
derjenige Magnetfluss, der in einem Bereich S2 (Aufzeichnungsbereich)
erzeugt wird, der durch die Isotherme T200 und
den Abspielmagnetkopf 2 umschlossen ist. Demgemäß kann Information praktisch
ohne Übersprechen
(Einmischen eines Magnetflusses von benachbarten Spuren) abgespielt werden.
-
Wie
oben beschrieben, ist es durch Einstellen der Breite des durch den
Heizkopf 4 zu erwärmenden
Aufzeichnungsbereichs, der Spurbreite, der Stärke eines durch den Aufzeichnungsmagnetkopf 2 anzulegenden
Signalmagnetfelds sowie die Stärke eines
durch den Abspielmagnetkopf 3 zu erfassenden Magnetfelds
möglich,
Information aufzuzeichnen und abzuspielen, ohne dass benachbarte
Spuren beeinflusst werden, bzw. eine Beeinflussung durch diese besteht.
-
D.
h., dass es möglich
ist, da die Aufzeichnungsschicht 22b so eingestellt ist,
dass die Koerzitivfeldstärke
bei der Aufzeichnungstemperatur vom Aufzeichnungsmagnetkopf 2 überwunden
werden kann, Information nur im auf die Aufzeichnungstemperatur
erwärmten
Aufzeichnungsbereich aufzuzeichnen. Darüber hinaus ist es möglich, da
die Aufzeichnungsschicht 22b so eingestellt ist, dass die Sättigungsmagnetisierung
bei der Abspieltemperatur vom Abspielmagnetkopf 3 erfassbar
ist, nur Information abzuspielen, die im auf die Abspieltemperatur
erwärmten
Aufzeichnungsbereich aufgezeichnet ist. Ferner ist, da die Kompensationstemperatur
im Wesentlichen auf die Raumtemperatur eingestellt ist, die invertierte
Magnetisierung hinsichtlich eines externen Magnetfelds stabil, wodurch
ein Streumagnetfluss verhindert ist.
-
Als
nächstes
erläutert
die Beschreibung unter Bezugnahme auf die 13 und 14 einen Prozess
zum Aufzeichnen und Abspie len von Information bezüglich des
Plattenträgers 22 durch
die thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 dieses
Ausführungsbeispiels.
-
Wie
oben beschrieben, ist die thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 mit
der Systemsteuerung 73 und dem Heizertreiber 83 als
Aufzeichnungssteuerungseinrichtung versehen (12). Information
wird dadurch auf dem Plattenträger 22 aufgezeichnet,
dass der Aufzeichnungsmagnetkopf 2, der Heizkopf 4 usw.
durch die Aufzeichnungssteuerungseinrichtung gesteuert werden.
-
Wie
es in 13 dargestellt ist, erfolgt
das Aufzeichnen von Information auf dem Plattenträger 22 durch
die thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 durch
die folgenden Schritte.
-
Schritt
1: Erwärmen
des Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 durch
den Heizkopf 4 auf die Aufzeichnungstemperatur.
-
Schritt
2: Verringern der Koerzitivfeldstärke mit zunehmender Temperatur
des Aufzeichnungsbereichs.
-
Schritt
3: Anlegen eines Signalmagnetfelds entsprechend aufzuzeichnender
Information durch den Aufzeichnungsmagnetkopf 2, um Information
nur im Aufzeichnungsbereich aufzuzeichnen, in dem die Koerzitivfeldstärke abgesenkt
ist.
-
Schritt
4: Absenken der Temperatur des Aufzeichnungsbereichs.
-
Wie
oben beschrieben, ist es durch Steuern des Aufzeichnungsmagnetkopfs 2,
des Heizkopfs 4 usw. durch die Aufzeichnungssteuerungseinrichtung möglich, durch
den Heizkopf 4 einen Aufzeichnungsbereich auf die Aufzeichnungstemperatur
zu erwärmen,
dessen Breite geringer als die des Aufzeichnungsmagnetkopfs 2 ist,
und Information nur im Aufzeichnungsbereich aufzuzeichnen, ohne
dass benachbarte Spuren beeinflusst werden.
-
Demgemäß kann die
Breite einer Spur verringert werden, ohne dass die Breite des Aufzeichnungsmagnetkopfs 2 verringert
wird. So ist es möglich,
eine thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
zu schaffen, die das Speichervermögen eines thermomagnetischen
Aufzeichnungsträgers
durch Erhöhen
der Spurdichte desselben erhöhen
kann.
-
Die
folgende Beschreibung erläutert
den Abspielvorgang. Wie oben beschrieben, ist die thermomagnetische
Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung 70 mit der Systemsteuerung 73 und
dem Heizertreiber 83 als Abspielsteuerungseinrichtung versehen
(12). Information wird dadurch vom Plattenträger 22 abgespielt,
dass der Abspielmagnetkopf 3, der Heizkopf 4 usw.
durch die Abspielsteuerungseinrichtung gesteuert werden.
-
Wie
es in 14 veranschaulicht ist, erfolgt das
Abspielen von Information vom Plattenträger 22 durch die thermomagnetische
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 mittels der
folgenden Schritte.
-
Schritt
1: Erwärmen
des Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 durch
den Heizkopf 4 auf die Abspieltemperatur.
-
Schritt
2: Erhöhen
der Sättigungsmagnetisierung
durch einen Temperaturanstieg des Aufzeichnungsbereichs.
-
Schritt
3: Erfassen des im Aufzeichnungsbereich mit erhöhter Sättigungsmagnetisierung erzeugten
Magnetflusses durch den Abspielmagnetkopf 3.
-
Schritt
4: Absenken der Temperatur des Aufzeichnungsbereichs.
-
Wie
oben beschrieben, ist es durch Steuern des Abspielmagnetkopfs 3,
des Heizkopfs 4 usw. durch die Abspielsteuerungseinrichtung
möglich, durch
den Heizkopf 4 einen Aufzeichnungsbereich auf die Abspieltemperatur
zu erwärmen,
dessen Breite geringer als die des Abspielmagnetkopfs 3 ist,
und nur in diesem Aufzeichnungsbereich aufgezeichnete Information
abzuspielen, ohne dass eine Beeinflussung durch benachbarte Spuren
bestehen.
-
Demgemäß kann die
Breite einer Spur verringert werden, ohne die Breite des Abspielmagnetkopfs 3 zu
verringern. So ist es möglich,
eine thermomagnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
zu schaffen, die das Speichervermögen eines thermomagnetischen
Aufzeichnungsträgers durch
Erhöhen
der Spurdichte desselben erhöhen kann.
-
Übrigens
offenbaren das US-Patent Nr. 5,656,385 und das japanische Patent
Nr. 2617025 einen magnetischen Aufzeichnungsträger, der zwischen einem optischen
Kopf und einem Magnetkopf positioniert ist, und ein Verfahren zum
Aufzeichnen und Abspielen von Information bezüglich des magnetischen Aufzeichnungsträgers.
-
Dagegen
sind bei der thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 70 dieses
Ausführungsbeispiels,
wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben,
der Heizkopf 4 zum Heizen des Plattenträgers 22 sowie der
Aufzeichnungsmagnetkopf 2 und der Abspielmagnetkopf 3 auf
derselben Seite des Plattenträgers 22 positioniert.
Durch diesen Aufbau ist es möglich,
die Größe der thermomagnetischen
Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung zu verringern und das Speichervermögen des
Aufzeichnungsträgers
zu erhöhen,
da beide Seiten einer Platte bespielt werden können.
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Wie
oben beschrieben, kann der erfindungsgemäße thermomagnetische Aufzeichnungs-
und Abspielkopf so aufgebaut sein, dass der Heizkopf einen Heizabschnitt
aufweist, der aus Bornitrid oder Rutheniumoxid besteht.
-
Durch
diesen Aufbau ist es möglich,
wenn nämlich
der Heizabschnitt des Heizkopfs aus Bornitrid oder Rutheniumoxid
hergestellt wird, dafür
zu sorgen, dass der Heizkopf mit seinem Heizabschnitt einen hohen
Wandlungswirkungsgrad von elektrischer Energie in Infrarotenergie
aufweist.
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Demgemäß kann die
Energie verringert werden, die dazu erforderlich ist, die Temperatur
des Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht 22b des
Plattenträgers 22 zu
erhöhen.
Darüber
hinaus ist es möglich,
da der Temperaturanstieg des Heizkopfs selbst begrenzt werden kann,
Wärmeleitung
vom Heizkopf zum Magnetkopf zu verringern, um dadurch schädliche Auswirkungen
aufgrund eines Temperaturanstiegs zu verhindern.
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Wie
oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße thermomagnetische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung so aufgebaut sein, dass sie den genannten
thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopf sowie eine Aufzeichnungssteuerungseinrichtung
zum magnetischen Aufzeichnen von Information in einem Aufzeichnungsbereich
der Aufzeichnungsschicht des thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers aufweist,
wobei dieser Bereich eine geringere Breite als der Aufzeichnungsmagnetkopf
aufweist, und zwar durch Erwärmen
des Aufzeichnungsbereichs mittels des Heizkopfs auf die Aufzeichnungs temperatur,
um die Koerzitivfeldstärke des
Aufzeichnungsbereichs zu verringern, wobei gleichzeitig durch den
Aufzeichnungsmagnetkopf ein der aufzuzeichnenden Information entsprechendes Signalmagnetfeld
angelegt wird.
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Durch
diesen Aufbau ist es möglich,
wenn Information aufgezeichnet wird, da die Aufzeichnungssteuerungseinrichtung
den Heizkopf und den Aufzeichnungsmagnetkopf auf die oben angegebene Weise
steuert, Information nur im Aufzeichnungsbereich aufzuzeichnen,
der eine geringere Breite als der Aufzeichnungsmagnetkopf aufweist
und durch den Heizkopf auf die Aufzeichnungstemperatur erwärmt wurde,
ohne dass benachbarte Spuren beeinflusst werden.
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Demgemäß ist es
möglich,
die Spurbreite zu verringern, ohne dass die Breite des Aufzeichnungsmagnetkopfs
verringert wird. Infolgedessen, da nämlich die Spurdichte des thermomagnetischen
Aufzeichnungsträgers
erhöht
werden kann, ist es möglich,
dessen Speichervermögen
zu erhöhen.
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Ferner
kann, wie oben beschrieben, die erfindungsgemäße thermomagnetische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung so aufgebaut sein, dass sie den genannten
thermomagnetischen Aufzeichnungs- und Abspielkopf sowie die Abspielsteuerungseinrichtung
zum Abspielen von Information aufweist, was durch Erwärmen eines
Aufzeichnungsbereichs der Aufzeichnungsschicht des thermomagnetischen
Aufzeichnungsträgers,
wobei dieser Bereich eine Breite unter derjenigen des Abspielmagnetkopfs
aufweist, durch den Heizkopf auf die Abspieltemperatur in solcher
Weise erfolgt, dass die Sättigungsmagnetisierung
des Aufzeichnungsbereichs erhöht
wird, wobei gleichzeitig der vom Aufzeichnungsbereich entsprechend
der aufgezeichneten Information erzeugte Magnetfluss durch den Abspielmagnetkopf
erfasst wird.
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Durch
diesen Aufbau ist es möglich,
wenn Information abgespielt wird, da die Abspielsteuerungseinrichtung
den Heizkopf und den Abspielmagnetkopf auf die oben angegebene Weise
steuert, nur im Aufzeichnungsbereich aufgezeichnete Information abzuspielen,
wobei der Aufzeichnungsbereich eine Breite unter der des Abspielmagnetkopfs
aufweist und er durch den Heizkopf auf die Abspieltemperatur erwärmt wurde,
ohne dass eine Beeinflussung durch benachbarte Spuren besteht.
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Demgemäß ist es
möglich,
die Spurbreite zu verringern, ohne die Breite des Abspielmagnetkopfs zu
verringern. Demgemäß kann die
Spurdichte eines thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers erhöht werden,
weswegen sein Speichervermögen
erhöht werden
kann.