DE3217267C2 - - Google Patents
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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.
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.
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