DE2941828A1

DE2941828A1 - Magnetkopfanordnung

Info

Publication number: DE2941828A1
Application number: DE19792941828
Authority: DE
Inventors: Tatsuji Kitamoto; Ryuji Shirahata
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1980-04-30
Also published as: JPS5555421A; US4286299A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Magnetkopfanordnung zur Erzeugung einer vertikal magnetisieren Aufzeichnung, und insbesondere eine Magnetkopfanordnung zur Erzeugung einer vertikal magnetisierten Aufzeichnung, wobei diese Magnetkopfanordnung die vertikal magnetisierten, aufgezeichneten Informationen auslesen oder wiedergeben kann.

Es ist ein magnetisches Aufzeichnungsverfahren entwickelt worden, bei dem die Informationen auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer magnetischen Schicht "ge-., schrieben" und von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium "ausgelesen" werden, wobei ein ringförmiger Magnetkopf mit einem unmagnetischen Spalt verwendet wird. Die magnetische Schicht kann hergestellt werden, indem in einem Bindemittel ein magnetisches Pulver aus V-^⁶?^» ^~^^e2^3* **^as mit CO dotiert ist, Fe₃O₄, das mit CO dotiert ist, eine Bertolit-Verbindung aus F^e?0x ^und Fe,0., CaO^ oder ferromagnetische Metallegierungen dispergiert werden. Dieses magnetische Aufzeichnungsverfahren wird im weiten Umfang für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Audio- bzw. Tonsignalen, Video-Signalen, Meßsignalen und digitalen Signalen verwendet, wie sie in Computern auftreten. Da jedoch die Menge der aufzuzeichnenden Informationen von Tag zu Tag zunimmt, wird ein Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen mit kurzer Wellenlänge in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium benötigt, damit die Aufzeichnungsdichte gesteigert werden kann.

Die herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsverfahren benötigen jedoch ein sogenanntes "Stoß-Magnetisierungssystem", bei dem ein ringförmiger Magnetkopf verwendet wird, um die magnetische Schicht in Längsrichtung Längs einer Spur parallel zur Längsrichtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu magnetisieren, um die Informationen aufzuzeichnen. Wenn die Wellenlänge der aufzuzeichnenden Daten kurz ist,

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nehmen jedoch wegen dieser räumlichen Anordnung die Selbstentmagnetisierungsverluste zu, so daß sich kein ausreichendes Ausgangssignal erhalten läßt.

Dartiberhinaus hat dieses magnetische Aufzeichnungssystem eine Aufzeichnungs-Demagnetisierungswirkung, die zu Schwierigkeiten bei der Aufzeichnung von Signalen mit kurzen Wellenlängen führt. Wenn sich nämlich das magnetische Aufzeichnungsmedium relativ zu dem ringförmigen magnetischen Aufzeichnungskopf bewegt, so wird der Aufzeichnungspunkt in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium einer Polaritäts-Umkehr durch ein magnetisches Filmsignal unterworfen, das durch den Aufzeichnungskopf erzeugt wird, so daß in der magnetischen Aufzeichnungsschicht eine rotierende Magnetisierung auftritt. Wenn diese Rotations-Magnetisierung einen geschlossenen magnetischen Kreis hat, nimmt das magnetische Streufeld außerhalb des magnetischen Aufzeichnungsmediums stark zu, so daß keine Feldlinien der magnetischen Kraft zur Verfügung stehen, die von dem Wiedergabekopf aufgenommen werden können} dies bedeutet also, daß keine Daten aufgezeichnet werden, wodurch es wiederum unmöglich wird, ein Ausgangssignal wiederzugeben.

Dieses Phänomen wird dann wesentlich, wenn die Wellenlänge der aufzuzeichnenden Daten sehr kurz ist. Das Ausgangssignal kann bei der Wiedergabe in einem gewissen Maße erhöht werden, indem der Aufzeichnungsstrom vergrößert wird: dieser Strom erreicht jedoch relativ rasch einen Maximalwert. Wenn der Aufzeichnungsstrom noch weiter erhöht werden muß, so tritt ein "Fall-Effekt" auf, bei dem das wiedergegebene Ausgangssignal abnimmt und dann einen zweiten Maximalwert erreicht. Aufgrund dieser Gesetzmäßigkeiten ist es also unmöglich, das oben erwähnte Problem durch Erhöhung des Aufzeichnungsstroms zu lösen. Dieser Effekt tritt bei magnetischen Aufzeichnungsverfahren auf, die entweder ein Vorspannungssystem benutzen oder keine Vorspannung verwenden.

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In jedem Fall wird es äußerst schwierig, die magnetische Aufzeichnungsdichte zu erhöhen.

Es ist ein magnetisches Aufzeichnungssystem entwickelt worden, das die oben erwähnten Probleme überwindet und es ermöglicht, Daten mit kurzen Wellenlängen aufzuzeichnen. Dabei handelt es sich um ein vertikales Magnetisierungssystem, bei dem die mangetische Aufzeichnungsschicht senkrecht zu der Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums magnetisiert wird, um Informationen aufzuzeichnen.

Bei diesem Aufzeichnungssystem wird ein Hauptkopf für die vertikale Magnetisierung auf der Seite der magnetischen Aufzeichnungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums vorgesehen,dessen magnetische Aufzeichnungsschihht auf einem tragenden Substrat ausgebildet ist, während auf der gegenüberliegenden Seite des magnetischen Aufzeichnungsmediums ein Hilfskopf vorgesehen wird. Der Hilfskopf weist eine Windung auf. Ein Strom, der entsprechend den aufzuzeichnenden Informationen moduliert ist, wird dieser Windung zugeführt, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, welches den Magnetkopf magnetisiert. Ein gleichzeitig erzeugtes vertikales Magnetfeld magnetisiert das Aufzeichnungsmedium, um die vertikale Magnetisierungsaufzeichnung zu erreichen. Signale, die entsprechend diesem vertikalen Magnetisierungs-Aufzeichnungssystem aufgezeichnet werden, können ausgelesen oder wiedergegeben werden, indem der gleiche Kopf verwendet wird, der bereits für die Aufzeichnung eingesetzt wurde. Wenn jedoch die Filmdicke (die dem Spalt des ringförmigen Kopfes entspricht) des Hauptkopfes verringert wird, so sinkt die Wiedergabeempfindlichkeit für die Wiedergabe von Signalen mit kurzer Wellenlänge wesentlich. Dieses Verfahren ist also nicht gut geeignet für die Wiedergabe von Signalen mit kurzen Wellenlängen, worin eigentlich der wesentliche Vorteil dieses vertikalen Magnetisierungs-Aufζeichnungssystems gesehen, wurde.

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Schließlich ist noch ein Wiedergabeverfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein herkömmlicher, ringförmiger Kopf für Signale verwendet wird, die unter Verwendung des vertikalen Magnetisierungs-Aufzeichnungssystems aufgezeichnet worden sind. Bei der Einführung dieses Systems in die Praxis sind jedoch Schwierigkeiten aufgetreten, weil die Wiedergabe von Signalen mit kurzen Wellenlängen nicht in der gewünshhten Weise durchgeführt werden kann. Dies ist auf die sogenannten "Spaltverluste" zurückzuführen. Außerdem sind eine exakte Positionierung der Spur und eine Justierung des Azimuts- in Bezug auf den Aufzeichnungskopf für die vertikale Magnetisierung erforderlich.

Esist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Magnetkopfanordnung für die vertikale Magnetisierung vorzuschlagen, bei der die oben erwähnten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll eine Magnetkopfanordnung geschaffen werden, die Informationen in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium entsprechend dem Aufzeichnungssystem mit vertikaler Magnetisierung aufzeichnen und die Informationen mit hoher Empfindlichkeit wiedergeben kann.

Die spezifischen neuen Merkmale der Magnetkopfanordnung nach der/vorliegenden Erfindung liegen darin, daß diese Magnetkopfanordnung einen Hauptkopf und einen Hilfskopf enthält, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des magnetischen Aufzeichnungsmediums angeordnet sind, wobei der Hauptkopf als Element mit magnetischem Widerstand dient. Mit dem Begriff "Hauptkopf" wird hier ein Kopf bezeichnet, der auf der Seite des magnetischen Aufzeichnungsmediums angeordnet ist, auf der sich die magnetische Aufzeichnungsschicht befindet, während mit dem Begriff "Hilfskopf" ein Kopf bezeichnet wird, der auf der Träger- oder gegenüberliegenden Seite des magnetischen Aufzeichnungsmediums angeordnet ist.

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Die Erfindung schafft also eine Magnetkopfanordnung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf einem Aufzeichnungsmedium mit vertikaler Magnetisierung. Ein Hauptkopf und ein Hilfskopf sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Aufzeichnungsmediums vorgesehen, wobei das Aufzeichnungsmedium zwischen ihnen durchläuft. Der Hauptkopf enthält einen Kern aus einem Material mit magnetischem Widerstand. An dem Kern sind Leitungen angebracht,,, die als Ausgangssignal das Wiedergabesignal tragen. Der Hilfskopf weist einen magnetischen Kern auf, um den eine Windung gewickelt ist, die den Aufzeichnungsstrom trägt. Die primären Magnetfeldkomponenten der aufgzeichneten Informationsmuster verlaufen senkrecht zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine perspektivische Ansicht einer Magnetkopfanordnung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Wie sich aus dieser Figur ergibt, enthält ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 1 einen flexiblen Träger 2 in Form eines Bandes oder Blattes bzw. Streifens und eine magnetische Schicht 3, die auf dem flexiblen Träger 2 ausgebildet ist. Zur Aufbringung der magnetischen Schicht 3 kann beispielsweise ein Beschichtungsverfahren, Verfahren zur Herstellung von galvanischen Oberzügen (und zwar sowohl Elektroplattieren als auch nicht elektrolythische galvanische Verfahren), das Aufdampfen im Vakuum, das Ionenplattieren, ein Zerstäubungsverfahren oder die Ablagerung aus der chemischen Dampfphase verwendet werden. Die bevorzugte oder "leichte" Magnetisierungsachse der magnetischen Schicht sollte senkrecht zu der magnetischen Oberfläche verlaufen. Eine solche magnetische Schicht kann beispielsweise mit folgendem Verfahren hergestellt werden: Ein magnetisches Pulver, wieMnBi, Ba-Ferit oder Eisenoxid wird in einem Bindemittel dispergiert und dann in der Weise als Schicht auf den flexiblen Träger aufgebracht, daß es senkrecht

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magnetisch orientiert ist. Als Alternative hierzu kann die magnetische Schicht aus Co-Cr, Co-Gd, Fe-Tb oder Mn-Bi durch Zerstäuben oder Aufdampfen im Vakuum ausgebildet werden.

Die Magnetkopfanordnung für die vertikale Magnetisierung nach der vorliegenden Erfindung weist einen Hauptkopf 4 und einen Hilfskopf 5 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des magnetischen Aufzeichnungsmediums 1 angeordnet sind. Der Hauptkopf 4 enthält ein Substrat 6 sowie ein Material 7, das auf dem Substrat 6 vorgesehen ist und einen magnetischen Widerstand hat. Mit- dem Begriff "magnetischer Widerstand" wird der Effekt bezeichnet, daß sich der elektrische Widerstand einer ferromagnetischen Substanz ändert, wenn ein Magnetfeld an diese Substanz angelegt wird. Als Material für das Element 7 kann beispielsweise eine Ni-Fe-Legierung verwendet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß dieses Material nicht auf diese bestimmte Legierung allein beschränkt ist. Das Material 7 ist mit Elektroden-Leitungsdrähten 8 und

9 für die Feststellung der Änderung seines Widerstandes versehen. Der Hilfskopf 5 enthält ein magnetisches Material 11 und eine Windung 10, die auf das magnetische Material. 11 gewickelt wird.

Um auf das magnetische Aufzeichnungsmedium 1 Informationen mit vertikaler Magnetisierung mittels der oben beschriebenen Magnetkopfanordnung nach der vorliegenden Erfindung aufzuzeichnen, wird zunächst das magnetische Aufzeichnungsmedium 1 relativ zu der Kopfanordnung bewegt, während der Windung

10 des Hilfskopfes 5 ein Strom zugeführt wird, der in Abhängigkeit von den aufzuzeichnenden Informationen moduliert ist. Als Ergebnis hiervon wird senkrecht zu dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 1 zwischen dem Hauptkop^f 4 und dem Hilfskopf 5 ein Magnetfeld erzeugt, das entsprechend den aufzuzeichnenden Informationen moduliert ist, so daß die Informationen in Form eines vertikalen Magnetisierungsmusters

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längs der Spur 12 der magnetischen Schicht aufgezeichnet werden.

Um das Informations-Magnetisierungsmuster auszulesen oder wiederzugeben, das auf das magnetische Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet worden ist, wird den Elektrodenleistungsdrähten 8 und 9 Strom zugeführt, so daß der sich ergebende Strom senkrecht zur Längsrichtung der Spur 12 fließt. Ein magnetisches Feldsignal, das durch das Informationsmuster mit vertikaler Magnetisierung der magnetischen Schicht 3 senkrecht zu der magnetischen Schicht 3 und parallel zu dem Material 7 erzeugt wird, induziert Änderungen des elektrischen Widerstandes, die als Änderungen der Spannung an den Elektroden-Leitungsdrähten 8 und 9 festgestellt werden.

Bei dem vertikalen magnetischen Aufzeichnungssystem nach der vorliegenden Erfindung ist das magnetische Feldsignal, das durch die magnetische Schicht 3 erzeugt wird, senkrecht zu der magnetischen Schicht 3, während bei den herkömmlichen Verfahren das Magnetfeld in der Ebene des Aufzeichnungsmediums liegt. Deshalb kann dieses vertikale magnetische "Äufzeichnungssystem die Aufzeichnung von Informationen und die Wiedergabe von aufgezeichneten Informationen mit größerer Empfindlichkeit als ein herkömmliches Magnetisierungs-Aufzeichnungssystem durchführen, wie es oben beschrieben wurde, da die in einer Ebene liegenden, geschlossenen magnetischen Schleifen nicht mehr auftreten können.

Da weiterhin bei der Magnetkopfanordnung nach der vorliegenden Erfindung sowohl die Aufzeichnung als auch die Wiedergabe von Informationen unter Ausnutzung des Aufzeichnungssystems mit vertikaler Magnetisierung durchgeführt werden können, sind keine zusätzlichen Verfahrensschritte mehr erforderlich, wie beispielsweise die Positionierung der Spur und die Justierung des Azimuts, wie sie bei den herkömmlichen Techniken benötigt wurden. Außerdem hat die Magnetkopfanordnung nach der vorliegenden Erfindung einen einfachen Aufbau und kann

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ohne großen Aufwand und entsprechend kostengünstig hergestellt werden.

Bei dem oben beschriebenen Magnetkopf hat der Hilfskopf eine Windung bzw. Wicklung 10. Die Anordnung kann jedoch so. modifiziert werden, daß der Hauptkopf 4 eine Windung aufweist; als weitere Alternative können sowohl der Hauptkopf 4 als auch der Hilfskopf 5 mit Windungen versehen werden. Weiterhin kann eine Einrichtung vorgesehen sein, um dem von dem Hauptkopf 4 erzeugten Magnetfeld ein Gleichspannungs-Magnetfeld zu überlagern. Diese Einrichtung kann einstückig bzw. integral mit dem Hauptkopf 4 ausgebildet sein und dient dazu, die Empfindlichkeit zu verbessern und eine lineare Empfindlichkeits- bzw. Ansprechkennlinie in Bezug auf das magnetische Feldsignal zu erhalten, das von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 1 erzeugt wurde.

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Claims

PATENTANWÄLTE

A. GRÜNECKER H. KINKELDEY

OR-MS

W. STOCKMAIR

DHMG MlOUCM

K. SCHUMANN

OK HER NAT OA.-PHVS.

P. H. JAKOB

OFL-W

G. BEZOLO

DlFB)WI OfL-CWM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIAN»TRA8»«

16. Okt. 1979 P 14 370

Fuji Photo Film Co., Ltd.

No. 210, Nakanuma, Minami Ashigara-Shi, Kanagawa, Japan

Magne tkop fano rdnung Patentansprüche

'T). Magnetkopfanordnung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf ein bzw. von einem Aufzeichnungsmedium in Form eines vertikalen Magnetisierungsmusters mit einer primären Magnetfeldkomponente senkrecht zu dem Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch einen Hauptkopf (4) mit einem Element (7) mit magnetischem Widerstand, und durch einen Hilfskopf (5), der auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn des Aufzeichnungsmediums (1) gegenüber dem Hauptkopf (4) angeordnet ist und eine Wicklung (10) und ein magnetisches Element (11) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in Abhängigkeit von einem Strom in der Wicklung (19) aufweist.

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(öse) aaaaaa

oe-aos«o

TILiOIUMMI MONAPAT
2. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch erste und zweite Leitungsanschlüsse (8, 9), die mit dem Element (7) mit magnetischem Widerstand gekoppelt sind.
3. Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit magnetischem Widerstand einen Körper (7) aus einem Material mit rechtwinkligem Querschnitt an einem Ende in der Nähe von und parallel zu einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums

(1) aufweist, wobei der Körper (7) sich weiter in eine zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums (1) senkrechte Richtung als in eine zu der Bewegungsrichtung parallele Richtung erstreckt.
4. Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Wicklung an dem Element (7) mit magnetischem Widerstand.
5. Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Substrat (6) zur Halterung des Elementes (7) mit magnetischem Widerstand.
6. Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (7) mit magnetischem Widerstand einen Körper aus einer Ni-Fe-Legierung aufweist.
7. Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Vorspannungsfeldes.

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