DE2209811C3

DE2209811C3 - Magnetbandkopiergerät

Info

Publication number: DE2209811C3
Application number: DE19722209811
Authority: DE
Inventors: Warren Rex Isom; Albert Lee Stancel Jun.
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1972-03-01
Publication date: 1974-09-26
Also published as: IT948020B; GB1377447A; NL7202702A; DE2209811A1; DE2209811B2; JPS5210369B1; CA983162A; FR2128368A1; FR2128368B1

Description

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Darstellung eines AusfUhnwgsbcispisls näher erläutert. Es zeigt.

Fig, 1 eine schematische Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Magnetbandkopiergerätes und

F i g, 2 eine vergrößerte Teilansicht aus F i g. I zur Veranschaulichung der Fokussierung eines ihr als Laserstrahl dargestellten Energiestrahles auf die Schichtseite einer Zwischenübertragungstrommel.

Gemäß den F i g. 1 und 2 wird eine Endlosschleife eines Muttsrbandes 12 in Pfeilrichtung urn vier Rollen 14, 16, 18 und 20 geführt. Das Endlosband 12 wird mit Hilfe zweier Antriebswellen 22 und 24, welche mit den Rollen 14 bzw. 16 zusammenarbeiten, angetrieben. Wenn die Schleife des Magnetbandes 12 sehr lang ist, kann ein Teil des Bandes in einem nicht dargestellten, im Weg des Bandes angeordneten Behälter untergebracht werden. Das Band 12 enthält eine Schicht 12 a, in welcher ferromagnetische Partikeln gebunden sind, auf einem Plastikträgerband 12 b. Die Schicht \2a kann Eisen- oder Cromoxidteilchen mit einem geeigneten Plastikbindemittel enthalten, das Plastikträgerband 12b kann aus orientiertem PoIyäthylenterephthylat oder einem anderen Plastikmaterial genügender Festigkeit bestehen. Die auf dem Magnetband 12 aufgezeichnete Information kann eine Tuninformation, Videoinformation oder Dateninfor-ΐπίΓ-ion für Rechner uder für Maschinensteuerungen sein. Beispielsweise kann das Band 12 eine Videoinformation im Bereich bis zu 6,5 MHz enthalten, die in Querspuren einer Spurbreite zwischen 100 und 300 Mikron aufgezeichnet ist.

Das Mutterband bewegt sich in schlupffreiem Kontakt unmittelbar entweder mit dem Tochterband, auf welches die Information übertragen werden soll, oder gemäß Fig. 1 mit einer Zwischenübertragungstrommel 26, wobei der Andruck mit Hilfe einer Andruckrolle 28 bewirkt wird. Die Umfangsgeschwindigkeit der Zwischenübertragungsrolle 26 ist gleich der Laufgesch /indigkeit des Mutterbandes 12. Die Zwischenübertragungstrommel enthält eine innere Schicht 30 aus einem Material wie Glas oder Quarz, welches für die Strahlungsenergie durchlässig bt, und eine mit Magnetpartikeln versehene Schicht 32 aus Eisen- oder Chromoxid und geeigneten Plastikbindermaterialien. Das Magnetmaterial des Mutterbandes 12 soll eine höhere Curie-Temperatur als das Magnctmaterial der Zwischenübertragungstrominel 26 haben.

Eine Vorrichtung 34 zur Erzeugung und Ablenkung eines Laserstrahl richtet den Strahl durch das Innere der Zwischenübertragungstromme! 26 auf die Schichten 12« und 32 der Magnetbänder. Der Laserstrahl 36 ist auf einen Punkt innerhalb der Schicht 32 der Zwischenübertragungstrominel 26 fokussiert und trifft diese Schicht 32 mit einer Strahlfleckgröße in derselben Größenordnung wie die Partikeln der Schicht. Die Strahlfleckgröße ist klein gegenüber der Dicke der Trommel 26 und wird parallel zu deren Rotationsachse abgelenkt, so daß er sämtliche Teile der Schicht bestreicht. Der Laiserstrahl erhitzt die ferromagnetischen Partikeln in den kleinen Abtastbereichen über ihren Curie-Pun<t, so daß sie paramagnetisch werden. Da der Kopiervorgang durch das Erhitzen bewirkt wird, tiritt e ne Signalübertragung nur in den erhitzten Bezirken der Schicht 32 der ZwischeniibertrnjMifigslrommcl ein. Infolge der Abtastung durch den Laserstrahl 36 übersteigt die Spurbreite der in der Schieb* 32 aufgezeichneten Information die Abmessung des auftretenden Last., Strahls, Eine beispielhafte Erläuterung der Aufheizung der Bezirke wird im Zusammenhang mit dem Band 42 und Laser 55 gegeben, wobei jedoch das jeweilige verwendete Bandmaterial im einzelnen zu berücksichtigen ist.

Bei der Abtastung durchläuft der Laserstrahl 36 einen Weg über einen Teil der Schicht 32 der Zwischenübertragungstrommel, welcher sich in Kontakt mit dem bespielten Mutterband 17, befindet Ό^η.τ aH-

getastete und auf diese Weise erhitzte Bereich der Schicht 32 kühlt sich ab, während er sich in engem Kontakt mit der Schicht 12 a des Mutterbandes 12 befindet. Beim Abkühlen werden die magnetischen Partikeln der Schicht 32 üer Zwischenübertragungs-

»5 trommel unter der Koerzitivkraft des vom Mutterband 12 ausgehenden magnetischen Feldes umorientiert.

Durch die Fokussierung des Laserstrahls 36 auf einen Punkt innerhalb dei au» ferromagnetischen

Partikeln und einem Bindemittel bestehenden Schicht 32 der Zwischenübertrag'ingstrommel 26 wir.¹ d.
Strahlungsenergie des Läse. >trahis 36 auf einen extrem kleinen Bereich innerhalb der Schicht 32 konzentriert und bewirkt dort eine schnelle lokale Eras hitzung. Das Aufheizen der Schicht läßt sich erleichtern, wenn die Schicht aus einem dunkelfarbigen Material besteht, das etwa durch Zufügen von Gasruß zum Bindematerial gewonnen werden kann unü die Absorption der Hitze des Laserstrahls 36 ver-

bessert. Durch eine Konzentrierung des erhitzten Bereiches nur auf einen kleinen Teil der Schicht 32 wird die Wärmeübertragung auf die Schicht des Mutterbandes minimal gehalten. Als Folge davon kann man die Arten des verwendeten magnetisier-

baren Materials hinsichtlich Koerzitivkraft und Curie-Punkt in einem weiten Bereich wählen.

Infolge der Drehung der Zwischenübertragungstrommel 26 bewegen sich nacheinander Bereiche der Schicht 32 aus dem Kontakt mit den entsprechenden

Bereichen des Mutterbandes 12. und ein Spiegelbild der auf dem Mutterband 12 aufgezeichneten Information wird auf die Zwischenübertragungstrommel 26 unter Umorientierung der magnetischen Bezirke ihrer Schicht 32 übertragen. Wenr« sich die Zwischen-

Übertragungstrommel 26 weiterdreht, bewegt sich das aufgezeichnete Informationsspiegelbild auf die beiden Andruckrollen 40 und 41 zu.

Diese beiden Andmckrollen 40 und 41 drücken ein unbespieltes leeres Tochterband 42 in engen

Kontakt mit der Schicht 32 der Zwischenübertragungstrominel 26. Das Magnetband 32 besitzt eine Schicht 42 a aus Mag.netpartikeln und Bindematerial auf einem Plastikträgerband 42 b. Die Schicht 42 a kann aus Eisen- oder Chromoxid und einem geeigneten Plaitikbindemittel bestehen, und das Plastikträgerband 42 b kann aus orientiertem Polyäthylenterephthylat oder einem geeigneten ausreichend festen Plastikmaterial bestehen. Das leere Band 42 soll einen niedrigeren Curie-Punkt als die Schicht 32

der Zwischenübertragungstrommel 26 haben.

Die Lineargeschwindigkeit des Bandes 42 ist gleich der Umfangsgeschwindigkeit der rotierenden Zwischenübertragiingstrommel 26. Die sich berührenden Teile der Schichten 32 und 42 α bewegen sich daher schlupffrei. Das leere Band 42 wird von einer Vorratsspule 44 abgewickelt und verläuft um die Andruckrollen 46 und 48 auf eine Antriebsspulc 50 Das Band wird durch Antriebsrollen 52 und 54 an-

getrieben, welche mit den Andruckrollen 46 bzw. 48 zusammenarbeiten.

Line zweite Vorrichtung 53 dient der Erzeugung und Ablenkung eines Strahles kohärenten Lichtes 55, der auf einen Punkt innerhalb der Schicht 42« des leeren Magnetbandes 42 fokussiert wird. Der Laserstrahl 55 durchdringt das Plastikträgerband 42/; und wird quer über die Schicht 42 α abgelenkt. Der Laserstrahl 55 erhitzt die fcrromagnetischen Partikeln innerhalb der Schicht 42«, die auf seinem Abtastweg liegen, auf eine Temperatur oberhalb ihres Curiepunktes, so daß sie paramagnetisch werden.

Die Erhitzung der ferromagnetischen Partikeln der Schicht 42 a läßt sich erleichtern, wenn das Bindematerial dunkel gefärbt ist, etwa durch Zufügen von Gasruß, so daß es die Hitze des Laserstrahles 55 besser absorbiert, wahrend das Plastikträgerband von einer hellen, lichtdurchlässigen Farbe ist. Durch Konzentrierung des erhitzten Bereiches nur auf einem kleinen Teil der Schicht 42 a infolge der Fokussierung des Laserstrahls 55 wird eine Wärmeübertragung auf die magnetischen Partikeln der Schicht 32 der Zwischenübertragungstrommel minimal gehalten. Dadurch läßt sich eine breite Auswahl magnetisierbarer Materialien hinsichtlich Koerzitivkraft und Curie-Punkt treffen.

Die Schicht 42« kühlt sich ab, während sie sich in engem Kontakt mit der Schicht 32 der Zwischenübertragungstrommel 26 befindet. Die ferromagnetischen Partikel der Schicht 32 werden unter der Koerzitivkraft des von der Zwischenübertragungstrommel 26 ausgehenden Magnetfeldes umorientiert, während sie abkühlen. Auf diese Weise entsteht wiederum ein Spiegelbild der in der Schicht 32 enthaltenden Magnetinformation auf dem Band 42. Demzufolge stimmt die auf das Band 42 umkopierte Information mit derjenigen des Mutterbandes 12 überein. Da die Kopierung durch Anwendung von Hitze erfolgt, wird die Signalinformation nur auf die erhitzten Bereiche der Schicht 42 a des leeren Bandes 42 übertragen. Infolge der Ablenkung des Laserstrahls 55 überschreitet die Spurbreite der auf der Schicht 42 α aufgezeichneten Information die Abmessungen des auftreffenden Laserstrahls. Die Abmessungen des erhitzten Bereiches und der Abtastweg des Strahles 55 werden so gewählt, daß eine optimale Signalaufzeichnung erfolgt.

Als Beispiel sei angeführt, daß die ferromagnetischen Partikeln innerhalb der Schicht 42« Chromdioxidpartikeln (CrOg) von 2 Mikron Länge und 0,3 Mikron Breite mit einem Curie-Punkt von 130° C sein können. Die Schicht 42 α kann 5 Mikron dick sein und 70 % Chromdioxid, 28 °/o Polyurethanbindemittel und 2 °/o Gasruß enthalten. Eine Angabe der Laserstrahlenergie (Energie des aus dem Laser austretenden Strahls) für unterschiedliche Längsgeschwindigkeiten des Bandes 42 ist nachfolgend aufgeführt Es sei angenommen, daß der Laser 55 auf einen Punkt innerhalb der Schicht 42 a derart fokussiert wird, daß die Punkte des Leistungsabfalls auf 70 %> einen Durchmesser von 5 Mikron bilden und daß die Schicht 42« von der Raumtemperatur von 25° C auf den Curie-Punkt von 130⁰C erhitzt wird. Der Laserstrahl 55 wird so abgelenkt, daß er einen Weg von 5 Mikron Breite in der Schicht 42 a mit einem Abstand von jeweils 2 Mikron durchläuft.

Die nachstehende Angabe ergibt, ein Bild repräsentativer Laserstrahllcistung für unterschiedliche Bandlängsgeschwindigkeiten. In ihr ist die Laserenergie und die Bandgeschwindigkeit jeweils für 12.7 min und 25,4 mm breite Bänder aufgeführt.

Bandgeschwindigkeit
in cni/sec

Strahl-

geschwindigkeit in cm/sec

Bnergie in Wall

zur Erhitzung

dei Partikeln

auf den Curie-Punkt

	12,7 mm breites Band	0,38
2,5		3,8
:25		78
250		76
500
	4,64· 10»	0,76
2,5	4,64· 10⁴	7,6
25	4,64· 105	76
250	9· 10··	152
500



25,4 mm breites Band




9· 10³
9· 10*
9· 10*
18·10»

Es sei darauf hingewiesen, daß die Laserenergic

»5 von den angegebenen Leistungswerten bis um den Faktor 5 abweichen kann. Derartige Abweichungen liegen jedoch ohne weiteres innerhalb der Leistungsbereiche der zur Zeit verfügbaren Laser, wie beispielsweise Kohlendioxidlaser.

Die aufeinanderfolgenden Bereiche der Schicht 32 der Zwischenübertragungstrommel 26 bewegen sich aus dem Kontakt mit dem Band 42 heraus und laufen am Spalt eines Löschkopfes 56 vorbei, der von einer Löschsignalquelle 58 gespeist wird. Das magnetische Feld des Löschkopfes 56 löscht die auf der Zwischenübertragungstrommel 26 aufgezeichnete Information und bewirkt eine Zufallsorientierung von deren magnetischen Bereichen. Die Information auf der Zwischenübertragiungstrommel 26 läßt sich jcdoch auch durch Erhitzen der Partikeln der Schicht 32 auf eine Temperatur oberhalb des Curie-Punktes und anschließendes Abkühlen ohne Einwirkung eines magnetischen Feldes löschen.

Durch die Begrenzung der erhitzten Bereiche des leeren magnetisierbaren Mediums wird der Übertragungswirkungsgrad für höhere Signalfrequenzen erheblich verbessert. Die Erklärung hierfür liegt darin, daß bei der Erhitzung größerer Bereiche eines leeren Magnetbandes ein Selbstlöschungs». ifekt auftritt. Signale höherer Frequenzen haben kürzere Wellenlängen und weirden daher durch eine geringere Anzahl magnetischer Partikeln gebildet, als es für niedrigerfrequente Signale der Fall ist. Dadurch wirkt sich jeglicher Koerzitiveffekt auf ein bestimmtes Partikel oder eine Partikel gruppe, welche infolge des Magnetfeldes eines benachbarten magnetischen Pairtikels oder einer Pairtikelgruppe einen Teil eines Hochfrequenzsignals bildet, prozentual stärker als auf eine größere Partikelgruppe aus, deren Bezirke einen Teil eines Niederfrequenzsignals bilden. Durch Begrenzung des erhitzten Bereichen des leeren Mediums auf eine geringe Größe wird der Selbstlöschungseffekt herabgesetzt, da nur eine anteilige Partikelerhitzung eintritt, wenn der Laserstrahl quer über das sich bewegende magnetisierbare Medium läuft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

I 2 nicht aus, um die magnetischen Bezirke des Tochter-Patentansprüche: bandes umzuorientieren. Für die Übertragung der als Magnetisierung vorliegenden Information wendet man

1. Magnetbandkopiergerät, bei dem das be- daher zusätzlich ein magnetisches Wechselfeld an, spielte Mutterband mit seiner Schichtseite in en- 5 welches sich vektoriell zu dem vom Mutterband ausgen Kontakt mit der Schichtseite des zu bespielen- gehenden Magnetfeld addiert, so daß auf diese Weise den Tochterbandes gebracht wird und die Magne- insgesamt eine ausreichende Feldstärke zur Umorientisierung des Mutterbandes auf das Tochterband tierung der magnetischen Bezirke des Tochterbandes mit Hilfe einer Strahlenquelle zur Erzeugung eines sich ergibt.

Energiestrahles übertragen wird, der auf die Ma- io Gemäß der USA.-Patentschrift 3 364 496 besteht gnetschicht des Tochterbandes zur Aufheizung ein anderes Verfahren in der Erhitzung des Tochterder magnetischen Partikeln bis mindestens zum bandes bis über den Curie-Punkt des Magnetmaterials Curie-Punkt gerichtet ist, dadurchgekenn- und im anschließenden Abkühlen des sich in engem zeichnet, daß der Energiestrahl (36, 55) mit Kontakt mit dem Mutterband befindlichen Tochtereiner entsprechenden Strahlfleckgröße auf einen i;, bandes. Hierbei muß jedoch der Curie-Punkt der Ma-Bereich innerhalb der Magnetschicht des Tochter- gnatschicht des Mutterbandes bei einer höheren Tembandes fokussiert wird, der in der Größenordnung peratur als im Falle des Tochterbandes Hegen, damit der größten Abmessung der magnetischen Par- nicht auch das Mutterband bei der relativ großtikeln des Tochterbandes (Schicht 30, 42) liegt, flächigen Erwärmung mit Hilfe einer Infrarotquelle und daß eine Ablenkeinrichtung (34, 53) zur Ab- au gelöscht wird. Durch Erhitzen des Tochterbandes lenkung de? fokussierten Energiestrahles (Laser- über den Curie-Punkt, also über diejenige Temperastrahl 36, 55) nach einem vorbestimmten Ab- tür, bei welcher die magnetischen Partikeln ihre Malenkschema über die Magnetschicht des Tochter- gneteigenschaft verlieren und paramagnetisch werden, bandes vorgesehen ist. verringert sich die zur Umorienüerung der magne-

2. Magnetbandkopiergerät nach Anspruch I, as tischen Bezirke des Tochterbandes während des Abdadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkschema kühlens erforderliche Koerzitivkraft. Während also eine quer zur Bewegungsrichtung der Magnet- das Tochterband in Berührung mit dem Mutterband bänder erfolgende Strahlablenkung umfaßt. abkühlt, werden ssine magnetischen Bezirke unter

3. Magnetbandkopiergerät nach Anspruch 1, der vom Mutterband ausgehenden magnetischen FeIddadurch gekennzeichnet, daß der fokussierte Ener- 30 stärke umorientiert.

giestrahl (36Ϊ ein Strahl kohärenter Strahlungs- Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim Um-

energie ist. kopieren von einem Mutterband nach diesen beiden

4. Magnetbandkopiergerät nach Anspruch 3, bekannten Verfahren der Anwendung einer Vorspandadurch gekennzeichnet, daLS der Strahl (36, 55) nung oder der Erhitzung eine nichtlineare Signalverkohärenter Strahlungsenergie ;in Laserstrahl ist. 35 doppelung eintritt. Insbesondere ist der Kopierwir-

5. Magnetbandkopiergerät nach Anspruch 1, kungsgrad frequenzabhängig, wobei insbesondere die dadurch gekennzeichnet, daß die aus Partikeln höheren Frequenzen benachteiligt werden.

und Bindematerial bestehende Schicht (32, 42 a) Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verdes Tochterbandes auf einem hellen, strahlungs- meidung dieses Nachteils der Verwendung von Maenergiedurchlässigen Trägermaterial (30, 42b) an- 40 gnetbändern mit unterschiedlichen Curie-Temperageordnet ist. türen und in der Vermeidung unerwünschter nicht-

6. Magnetbandkopiergerät nach Anspruch 5, linearer Signalverfälschungen. Diese Aufgabe wird dadurch gekennzeichnet, daß die aus Partikeln erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angege- und Bindematerial bestehende Schicht (32, 42a) benen Merkmale gelöst.

des Tochterbandes (30, 42) zur Erleichterung der 45 Im Gegensatz zum Stande der Technik verwendet

Wärmeabsorption der Strahlungsenergie desStrah- die Erfindung einen sehr stark fokussierten Energie-

les (36, 55) innerhalb der Schicht dunkelfarbig ist. strahl, welcher auf einen nur sehr kleinen Bereich,

nämlich in der Größenordnung der magnetischen Partikeln, innerhalb der Magnetschicht fokussiert ist. Bei

,io einer derartig eng begrenzten Fokussierung und

gleichzeitigen Ablenkung des fokussierten Energiestrahles tritt im Mutterband nur eine vernachlässig-

Die Erfindung betrifft ein Magnetbandkopiergerät, bar kleine Erwärmung auf, so daß dessen Curie-

bei dem das bespielte Mutterband mit seiner Schicht- Punkt nicht höher zu liegen braucht als derjenige des

seite in engen Kontakt mit der Schichtseite des zu be- 55 Tochterbandes. Die starke Fokussierung bewirkt da-

spieienden Tochterbandes gebracht wird und die Ma- gegen im Tochterband eine Erhitzung bis zum Curie-

gnetisierung des Mutterbandes auf das Tochterband Punkt oder noch darüber, so daß sich dessen magne-

mit Hilfe einer Strahlenquelle zur Erzeugung eines tische Bereiche unter dem Einfluß des Magnetfeldes

Energiesttahles übertragen wird, der auf die Magnet- des Mutterbandes ohne weiteres ausrichten können,

schicht des Tochterbandes zur Aufheizung der ma- 60 Die Magnetisierung des Mutterbandes wird dabei

gnetischen Partikeln bis mindestens zum Curie-Punkt praktisch nicht beeinflußt. Das erfindungsgemäße Ma-

gerichtet ist. gnctbandkopiergerät gestattet nicht nur die Verwen-

Zum Kopieren von Magnetbändern ist es üblich, dung gleicher Bandmaterialien für Mutter- und

das bespielte Mutterband in engen Kontakt mit einem Tochterband, sondern ermöglicht insbesondere eine

unbespiclten Tochterband zu bringen und die magne- 65 bessere Umkopierung der hohen Frequenzen, da der

tische Information vom Mutterband auf das Tochter- Sclbstlöschungseffekt bei der starken räumlichen Be-

band zu übertragen. Unter normalen Bedingungen grenzung der erhitzten Bereiche des Tochterbandes

reicht die magnetische Feldstärke des Mutterbandes praktisch vernachlässigbar ist.