DE3217267C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf mit einem Schreib-/Lesekern und mit zwei an den beiden gegenüberliegenden, zueinander parallelen und mit einem Nutzspalt einen Winkel α bildenden Seitenflächen des Schreib-/Lesekerns angeordneten inneren und äußeren Löschkernen für einen drehbaren platten- oder scheibenförmigen Träger für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wobei die Löschspalte des inneren und äußeren Löschkerns gegenüber dem Nutzspalt des Schreib-/Lesekerns so angeordnet sind, daß jeweils das dem Nutzspalt zugewandte Ende des inneren und äußeren Löschspaltes den inneren bzw. äußeren Rand der Aufzeichnungsspur berührt.

Aus der AT-PS 2 71 047 sind Magnetköpfe mit Schreib-/Leseköpfen und Löschköpfen bekannt. Diese Magnetköpfe weisen neben einem Schreib- und Lesekern mit einem Nutzspalt auf beiden Seiten dieses Nutzspaltes Löschspalten auf. Jeder der beiden Löschspalten grenzt mit seinem einen Ende an die entsprechende Seite des Schreibkerns.

Ein erster Typus von Magnetköpfen, der auch als Tunneltyp bezeichnet wird, weist zwei Löschspalten auf, die gegenüber dem Nutzspalt versetzt angeordnet sind. Der Tunnelmagnetkopf weist zwei getrennte Magnetkreise auf, nämlich einen Schreib- und Lesemagnetkreis sowie einen Löschmagnetkreis. Aufgrund der örtlichen Versetzung der beiden Löschspalten gegenüber dem Nutzspalt beim Tunnelmagnetkopf treten Schwierigkeiten auf dergestalt, daß im Rahmenbereich der Aufzeichnungsspur einerseits nach innen eine übergreifende Löschung und nach außen eine örtlich verschobene Löschung entsteht. Wenn die Breite der Aufzeichnungsspur klein gemacht wird, nimmt die Wiedergabespur des Magnetkopfes zwangsläufig ab, so daß bei entsprechend kleiner Ausbildung der Magnetkopfanordnung das Signal-Rausch-Verhältnis zwangsläufig schlechter wird. Dies bedeutet, daß hinsichtlich der Miniaturisierung eine untere Grenze gegeben ist.

In der AT-PS 2 71 047 wird dieser Tunnel-Magnetkopftyp als nachteilig bezeichnet und ein weiterer Magnetkopftyp vorgeschlagen, welcher ebenfalls einen Schreib- und Lesekopf aufweist, der durch zwei Löschköpfe flankiert ist. Jedoch sind die Löschspalten im wesentlichen senkrecht zum Nutzspalt angeordnet derart, daß der Nutzspalt und die beiden Löschspalten ein Tor bilden. Dieser Tortyp des Magnetkopfes beinhaltet Löschspalten, die an den Enden des Nutzspaltes angrenzen. Andererseits werden die Löschspalten entsprechend schmal ausgebildet. Aufgrund der schmalen Ausbildung der Löschspalten und aufgrund des direkten Angrenzens dieser Löschspalten an den Nutzspalt liegt das betreffende Ende jedes Löschspaltes stets auf dem entsprechenden inneren oder äußeren Rand der Aufzeichnungsspur. Dadurch, daß in Aufzeichnungs- bzw. Bewegungsrichtung gesehen, die Löschspalte aufgestellt bzw. flankierend geneigt sind, kann mit Hilfe des Neigungswinkels die effektive Löschbreite auf dem Aufzeichnungsträger klein gehalten werden.

Jedoch ergibt sich der Nachteil, daß der Signalverlauf beim Tormagnetkopftyp nicht gleichmäßig über die Spurbreite verteilt ist. Der Signalverlauf ist am Rand der Spur gegenüber dem Mittenbereich stark gedämpft. Verringert man nun die Breite des Nutzspaltes des Schreib- und Lesekopfes um geringere Abmessungen für die gesamte Magnetkopfanordnung zu erhalten, so ergibt sich ein Nutzspaltsignalverlauf, welcher in der Mitte der Aufzeichnungsspur ein Maximum aufweist und zum jeweiligen Rand hin einen zunehmend gedämpften Verlauf aufweist. Die Magnetisierung verläuft daher im Nutzspalt stark verschliffen. Aufgrund dieser Dämpfung der Magnetisierung im Randbereich sind daher der Miniaturisierung dieser Magnetkopftypen starke Grenzen gesetzt. Unterhalb einer bestimmten Anordnungsgröße können daher keine Informationen mehr in zufriedenstellender Qualität und Weise gespeichert werden.

Gemäß einer speziellen Ausbildung eines Magnetkopfes der AT-PS 2 71 047 sind flankierende angestellte Löschspalten vorgesehen, deren Enden nicht mit dem Nutzspalt direkt in Berührung stehen. Jedoch weist diese zum Tortyp zählende Magnetkopfanordnung den Nachteil auf, daß die Löschspalte in Aufzeichnungsrichtung gesehen, in den Nutzbereich des Nutzspaltes hineinragen. Der Schreib- und Lesekern bzw. -Kopf ist hinsichtlich seiner Konfiguration kompliziert und hinsichtlich seiner Dimension größer als die anderen Magnetkopftypen. Wenngleich das Signalrauschverhältnis bei dem letztgenannten Magnetkopftyp verbessert ist, wird dieser Vorteil durch eine komplizierte Ausbildung und Vergrößerung der Abmessungen erkauft.

Bei einer weiteren Magnetkopfkonstruktion vom Tortyp ist der Schreib- und Lesekern parallelogrammartig ausgebildet. Diese Magnetkopfkonstruktion weist den Nachteil auf, daß die beiden flankierenden Löschspalten mit ihrem jeweils einen Ende an den Nutzspalt direkt angrenzen. Außerdem ist es nachteilig, daß der eine Löschspalt in Aufzeichnungsrichtung gesehen, hinter dem Nutzspalt angeordnet ist während der andere Löschspalt in Aufzeichnungsrichtung gesehen, vor dem Nutzspalt vorgesehen ist.

Diese in Bezug auf den Nutzspalt, in Laufrichtung gesehen, vor und hinter diesem angeordnete Löschköpfe haben den Nachteil, daß für den Gebrauch Modifikationen durchgeführt werden müssen, um die Startposition für den Schreibvorgang zu berücksichtigen. Dies führt zu einem zusätzlichen Aufwand im Hinblick auf die Zeitgebung für die Einschaltung des Stroms für den linken oder rechten Löschmagnetkreis. Außerdem ist es nachteilig, daß die beiden Löschkerne unterschiedlich aktiviert werden müssen, wenn eine Magnetdiskette als Aufzeichnungsträger verwendet wird. Aus diesem Grund hat diese spezielle Ausbildung des Magnetkopfes bisher keine praktische Anwendung gefunden.

Zur weiteren Erläuterung der Problematik der Magnetköpfe vom Tunneltyp wird im folgenden Bezug genommen auf einen bekannten Magnetkopf, der in Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Hauptteile des bekannten Magnetkopfes,

Fig. 2 und 3 Darstellungen zur Veranschaulichung der beim bekannten Magnetkopf gemäß Fig. 1 auftretenden Probleme und

Fig. 4 eine Darstellung der für die Berechnung der Verschiebungsstrecken der magnetisch wirksamen Spalte in Bezug auf die Aufzeichnungsspur.

Die bekannten Magnetköpfe sind so gestaltet, daß sie, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Lese-/Schreib-Spule 4 entsprechend gewickelt ist und in gleicher Weise eine Löschspule 5 auf beiden Seiten eines Lese/Schreibkernes 1 gewickelt ist, dessen mit dem Aufzeichnungsmedium in Berührung tretende Oberfläche rechteckig ausgebildet ist. Die Löschkerne 2 und 3, deren Oberflächen mit dem Aufzeichnungsmedium in Berührung treten, sind nebeneinander angeordnet. Spalten 7 und 8 der Löschkerne 2 und 3 verlaufen parallel zu einem Spalt 6, der auch als Nutzspalt bezeichnet ist, und der zum Lese-Schreibkern 1 gehört.

Diese derzeit verwendeten Magnetköpfe sind mit den bisher üblichen Magnetaufzeichnungseinrichtungen problemlos. Doch bei der angestrebten neueren Generation kleinerer Magnetaufzeichnungsvorrichtungen, die eine höhere Aufzeichnungsdichte und kleinere Platten verwenden sollen, ist die Herstellung der herkömmlichen Magnetköpfe mit geringerer Größe auf Schwierigkeiten beim praktischen Einsatz gestoßen, da ein schlechteres Signal/Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) vorhanden ist.

Als Ergebnis verschiedener Untersuchungen konnte herausgefunden werden, daß der Grund für diesen Mangel die Position des Spaltes eines Löschkerns ist.

Die Relativlagen der Spalten 6, 7 und 8 und der jeweiligen Kerne sowie einer Aufzeichnungsspur T und des Drehzentrums 0 des Aufzeichnungsmediums sind in Fig. 2 dargestellt. Hieraus geht hervor, daß das außen liegende Ende A des Spaltes 7 des inneren Löschkerns 2 auf die Aufzeichnungsspur T übergreift, die vom Spalt 6 des Lese/Schreib-Kerns gebildet wird, so daß ein Teil der Daten der Spur gelöscht wird, während das innere Ende B des Spaltes 8 des äußeren Löschkerns 3 einen Abstand von dem äußeren Rand der Aufzeichnungsspur T hat, so daß vorher aufgezeichnete Daten in diesem Bereich nicht vollständig gelöscht werden können, also ein nicht gelöschter Datenrest bestehen bleibt. Es zeigt sich, daß der Anteil der nachträglichen Löschung und der Anteil der nicht gelöschten Datenteile mit der Miniaturisierung der Vorrichtung zunimmt, daß also das S/N-Verhältnis schlechter wird.

Wenn daher der Durchmesser der Platte verringert wird, steigt der Anteil der nachträglich gelöschten Zonen und der Anteil der nicht gelöschten Bereiche. Die Wiedergabespannung (S) des Magnetkopfes nimmt um den Teil der nachträglich gelöschten Daten ab. Bei spurverschobener Wiedergabe wird außerdem von der nicht gelöschten Zone eine Rauschspannungskomponente N zugefügt, wodurch das S/N-Verhältnis herabgesetzt wird.

Der durch den Löschübergriff und den Löschmangel hervorgerufene Zustand ist in der Fig. 3 dargestellt. Mit T₁ ist die vorherig aufgezeichnete Datenspur und mit T₂ die neu aufgezeichnete Datenspur bezeichnet. Im allgemeinen trifft es nicht häufig zu, daß die Spuren T₁ und T₂ genau zusammentreffen, wofür unterschiedliche äußere Bedingungen maßgebend sind.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Breite der Aufzeichnungsspur klein gemacht wird, die Wiedergabespannung S des Magnetkopfes dann abnimmt. Wenn nun versucht wird, die Magnetaufzeichnungsvorrichtung möglichst klein zu bauen, um mit hoher Aufzeichnungsdichte aufzuzeichnen, und die Platten klein zu machen, wird das S/N-Verhältnis zwangsläufig schlechter.

Da herkömmliche Magnetaufzeichnungsgeräte ein ausreichendes S/N-Verhältnis haben, ergeben sich im Gebrauch keine Schwierigkeiten, so daß der oben beschriebene grundsätzliche Fehler kein Problem darstellt.

Die Größe des Löschübergriffs soll nun nachfolgend beschrieben werden.

In Fig. 4 ist die Größe des Löschübergriffs dargestellt. Wenn R der Radius der Innenkante der Aufzeichnungsspur T, g die Größe des Löschübergriffs, L der Wert ist, der durch Subtraktion der Größe g von R erhalten wird, also R - g, wenn ferner Dgg der Abstand zwischen Spalt 6 des Lese/Schreib-Kerns und den Löschkernen 2 und 3 ist, ergeben sich folgende Gleichungen:

Durch Einsetzen von Gleichung (2) in die Gleichung (1) und durch Umordnen erhält man

Weil R«1 ist, läßt sich die Gleichung (3) näherungsweise folgendermaßen schreiben:

Der Löschübergriff g ist folglich proportional dem Quadrat von Dgg und umgekehrt proportional zum Radius R der Aufzeichnungsspur (die Größe des nicht gelöschten Streifens ist ungefähr gleich der Größe des Löschübergriffs).

Um die Größe des Löschübergriffs herabzusetzen, bietet sich an, die Strecke Dgg zwischen den Spalten zu verringern. Hier besteht jedoch eine Grenze, da bei Verkleinerung von Dgg die Differenz zwischen dem Lese/Schreib-Kern 1 und den Löschkernen 2, 3 ansteigt.

Wenn die Strecke zwischen den Spalten Dgg gleich 0,85 mm (Dgg = 0,85 mm) ist, läßt sich die Größe des Löschübergriffs g in Abhängigkeit vom Radius der Aufzeichnungsspur T berechnen, so daß man folgende Tabelle 1 erhält.

Tabelle 1

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der zur Erhöhung der Aufzeichnungsdichte bei klein ausgebildeten Magnetplatten entsprechend miniaturisiert ausgebildet ist, wobei der Löschübergriff auf die Aufzeichnungen der Aufzeichnungsspur klein sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der innere und äußere Löschspalt in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen um einen mittleren Versatzabstand vom Nutzspalt des Schreib-/Lesekerns berührungsfrei versetzt sind, und daß der Winkel α bestimmt ist durch die Beziehung: wobei R _t der mittlere Radius der Aufzeichnungsspur ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die beiden Löschkerne mit ihren Löschspalten direkt an die Seitenflächen des Schreib- und Lesekerns angeordnet werden können und daß außerdem trotz des bestehenden Versatzes zwischen den Löschspalten und dem Nutzspalt die Bedingung erfüllt ist, daß das jeweils dem Nutzspalt zugewandte Ende des inneren und äußeren Löschspaltes den inneren bzw. äußeren Rand der Aufzeichnungsspur berührt. Auf diese Weise erhält man auch bei miniaturisiertem Magnetkopf einen guten Datensignalverlauf. Das bedeutet, daß die Daten im Randbereich der Aufzeichnungsspur auch bei miniaturisierter Ausführung nicht nennenswert gedämpft sind. Bei durch die vorgenannte Gleichung bestimmtem Winkel α ergibt sich der Vorteil, daß die einander gegenüberliegenden Endpunkte der Löschspalten den jeweils inneren und äußeren Rand der Aufzeichnungsspur berühren. Dies ist exakt der Fall für den mittleren Radius der Aufzeichnungsspur. Für den Radius der innersten und äußersten Spur ergeben sich geringfügige Abweichungen, die jedoch vernachlässigbar sind, wenn der Unterschied zwischen dem mittleren Radius und der innersten bzw. äußersten Spur gering ist. Dadurch entsprechende Dimensionierung der magnetischen Aufzeichnungsplatte und durch entsprechende Wahl des Radius für die innerste und äußerste Spur kann der Löschübergriff g vernachlässigbar klein gehalten werden.

Gemäß weiterer Ausgestaltung sind die Löschspalten parallel zum Nutzspalt angeordnet.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind der innere und äußere Löschspalt um einen spitzen Winkel gegenüber den gegenüberliegenden Seitenflächen des Schreib-/Lesekerns dargestellt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen

Fig. 5 bis 7 Draufsichten für verschiedene Ausführungsbeispiele und

Fig. 8 eine Darstellung für die Ableitung der Berechnungsformel des Winkels α.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem mit 12 ein Lese-/Schreibkern und mit 13, 14 Löschkerne bezeichnet sind. Mit 15, 16, 17 sind Abstandshalter bezeichnet, die aus Bariumtitanat bestehen und durch Kleber an den Kernen, ähnlich wie bei herkömmlichen Magnetköpfen, befestigt sind. Die Breiten der Abstandsstücke sind so festgelegt, daß das äußere Ende des rechtsliegenden Spaltes neben die Innenkante der Aufzeichnungsspur T und das innere Ende des linksliegenden Spaltes die Außenkante der Aufzeichnungsspur T berührt.

Die Spalte 12 a, 13 a und 14 a der einzelnen Kerne 12, 13 und 14 und die Seitenflächen dieser Kerne schließen miteinander jeweils einen Winkel α ein.

Bei einem solchen Aufbau können die Abstandshalter 15 und 16 untereinander gleich sein, ihre Breite ist gleich der der Löschkerne 13 und 14, und außerdem liegen die Kerne aneinander an, was die Fabrikation derartiger Magnetköpfe beträchtlich erleichtert

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform bei der der verwendete Lese-/Schreib-Kern 12 derselbe wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist und Löschkerne 2, 3 und Abstandshalter 18, 19 von herkömmlich üblichem Aufbau verwendet werden. In diesem Fall ist der verwendete Abstandshalter 20 von spezieller Art, doch können Löschkerne 2, 3 und Abstandshalter 18, 19 von gewöhnlicher Standardkonstruktion eingesetzt werden, was einen Vorteil bei der Herstellung darstellt, so daß im Vergleich zur Fabrikation bisheriger Geräte nur kleine Änderungen vorgenommen werden müssen.

Ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 7, wobei eine Kombination aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 14 25 07/77 verwendet wird.

Als Löschkerne 21, 22 werden solche benutzt, bei denen die Spalte 21 a, 22 a unter einem Winkel b gegenüber den Seitenflächen der Kerne angestellt sind

Mit dieser Anordnung können der Löschübergriff und der Löschmangel von Daten auf ein kleinstes Maß gesenkt werden, die Rauschwiedergabespannung, die durch die Löschkerne eingeführt wird, wird herabgesetzt, und das S/N-Verhältnis des Magnetkopfes kann wesentlich verbessert werden, wodurch für die Miniaturisierung der Magnetaufzeichnungsvorrichtung und für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte die optimale Form erreicht wird.

Die Berechnungsformel für den Winkel α gewinnt man folgendermaßen. Es wird dafür auf die Fig. 8 Bezug genommen. R _t sei der Mittenradius der Aufzeichnungsspur T, Dgg der Abstand zwischen dem Lese-/Schreib-Spalt und den Löschspalten und 2 × der Winkel ∡ HOI. Es gilt dann:

Wenn Gleichung (7) in die Gleichung (5) eingesetzt wird, erhält man

In der Ausbildung nach Fig. 1 sind Rückleitkerne angefügt, die jedoch auch weggelassen werden können. Außerdem zeigen die Ausführungsformen in den Fig. 5 bis 7, daß der Lese-/ Schreib-Kern mit den Löschkernen in Berührung ist, was jedoch nicht immer der Fall sein muß.

Claims (3)

1. Magnetkopf mit einem Schreib-/Lesekern und mit zwei an den beiden gegenüberliegenden, zueinander parallelen und mit einem Nutzspalt einen Winkel α bildenden Seitenflächen des Schreib-/Lesekerns angeordneten inneren und äußeren Löschkernen für einen drehbaren platten- oder scheibenförmigen Träger für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wobei die Löschspalte des inneren und äußeren Löschkerns gegenüber dem Nutzspalt des Schreib-/Lesekerns so angeordnet sind, daß jeweils das dem Nutzspalt zugewandte Ende des inneren und äußeren Löschspaltes den inneren bzw. äußeren Rand der Aufzeichnungsspur berührt, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und äußere Löschspalt (7, 8) in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen um einen mittleren Versatzabstand (Dgg′) vom Nutzspalt (12 a) des Schreib-/Lesekerns (12) berührungsfrei versetzt sind, und daß der Winkel α bestimmt ist durch die Beziehung: wobei R _t der mittlere Radius der Aufzeichnungsspur (T) ist

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschspalte (13 a, 14 a) parallel zum Nutzspalt (12 a) angeordnet sind.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und äußere Löschspalt (21 a, 22 a) um einen spitzen Winkel (β) gegenüber den gegenüberliegenden Seitenflächen des Schreib-/Lesekerns (12) angestellt sind.