DE3800264A1 - Magnetkopf zum gebrauch bei senkrechtaufzeichnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einem Magnetkopf zum Gebrauch bei Senkrechtaufzeichnung mit einem durch einen dünnen Film aus weichmagnetischem Material gebil­ deten Magnetpol, einem Körper mit zwei Schutzblocken und mit einer Kontaktfläche zum Zusammenarbeiten mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, wobei der Magnet­ pol zwischen den Schutzblöcken liegt und sich bis an die Kontaktfläche erstreckt und wobei mindestens einer der Schutzblöcke einen ersten Magnetteil und einen sich von demselben unterscheidenden zweiten Teil aufweist, wobei im ersten Teil eine Spulenkammer vorgesehen ist, die zwischen einem zwischen dem Magnetpol und der Spulen­ kammer befindlichen Flußzuführungsteil und einem Fluß­ abführungsteil eine Trennung verursacht, und der zweite Teil sich zwischen dem ersten Teil und der Kontaktfläche erstreckt und eine Begrenzung für die Spulenkammer bildet und mit mindestens einer Windung, die durch die Spulenkam­ mer und um wenigstens den Magnetpol und den Flußzufüh­ rungsteil gewickelt ist. Ein derartiger Magnetkopf ist aus der europäischen Patentanmeldung 01 99 422 bekannt.

Bei magnetischer Aufzeichnung mit Hilfe von Kurzwellen ist es bekannt, daß senkrechte Aufzeichnung, d. h. Aufzeichnung, bei der die Magnetisierung in der Magnetschicht des Aufzeichnungsmediums in einer senkrecht zu der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums und senkrecht zu der Oberfläche des Mediums orientierten Richtung erfolgt, günstiger ist als Längsaufzeichnung, bei der die Magnetisierung bekanntlich in der Transport­ richtung des Aufzeichnungsmediums erfolgt. Eine Erläute­ rung des genannten Effektes ist, daß bei Längsaufzeich­ nung das entmagnetisierende Feld innerhalb der Magnetschicht des Aufzeichnungsmediums größer wird, je nachdem die Wellen­ länge kürzer wird, während das entmagnetisierende Feld bei Senkrechtaufzeichnung in diesem Fall gerade kleiner wird. Das Aufzeichnungsmedium kann bandförmig sein und aus einem Träger bestehen, auf dem eine weichmagnetische Schicht und eine Aufzeichnungsschicht angebracht ist.

Bei Senkrechtaufzeichnung ist es von Bedeutung, daß das den Magnetkopf verlassende Magnetfeld möglichst senkrecht auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium steht. Der genannte bekannte Magnetkopf hat diese Eigenschaft.

In dem bekannten Magnetkopf ist einer der Schutzblöcke völlig aus einem nicht magnetischen Material gebildet und der andere Schutzblock besteht aus zwei einzelnen Teilblöcken, von denen ein erster Teilblock magnetisch und ein zweiter nichtmagnetisch ist. Der zweite Teilblock erstreckt sich von der Hartfläche zwischen den beiden Teilblöcken bis an die Kontaktfläche des Magnet­ kopfes. In dem ersten Teilblock ist eine sich bis an die Haftfläche erstreckende Rille vorgesehen, welche die Spulenkammer bildet. Der Magnetpol ist an dem aus nicht-magnetischem Material gebildeten Schutzblock ange­ ordnet.

Bei dem bekannten Magnetkopf müssen bei der Herstellung notwendigerweise aufwendige zusätzliche Poliervorgänge durchgeführt werden. Dies wegen der Tatsache, daß einer der Schutzblöcke aus zwei unter­ schiedlichen Werkstoffen besteht, wodurch eine einwand­ freie Verbindung zwischen den Teilblöcken des betreffenden Schutzblocks nur dann gewährleistet werden kann, wenn die beiden Teilblöcke vor ihrer Zusammenfügung eine einwandfreie Oberfläche und Glätte aufweisen.

Es sei bemerkt, daß aus der britischen Patentanmeldung 21 26 408 ein Magnetkopf für Senkrechtauf­ zeichnung bekannt ist, bei dem jeder der Schutzblöcke aus einem ersten magnetischen Teilblock und einem zweiten auf dem ersten befestigten nicht-magnetischen Teilblock besteht. Weiterhin ist der als dünner Film ausgebildete Magnetpol dieses bekannten Magnetkopfes auf einem der zusammengesetzten Schutzblöcke angeordnet. Bei der Herstellung dieses Magnetkopfes ist es nämlich besonders schwierig, eine Seitenfläche, meistens eine Sägefläche, eines solchen zusammengesetzten Schutz­ blockes vollkommen glatt und flach zu gestalten. Dies findet seine Ursache darin, daß das Polierverfahren nicht notwendigerweise für die unterschiedlichen Werkstoffe des ersten und zweiten Teilblockes optimalisiert ist, wodurch sich nach dem Polieren manchmal eine geringe Stufe und/oder ein kleiner Riß in der Oberfläche messen läßt. Wenn auf einer derartigen polierten Seitenfläche ein dünner Film angebracht wird, kann dies die Ursache eines unterbrochenen Poles sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Magnetkopf für Senkrechtaufzeichnung zu schaffen, der sich auf einfachere Weise herstellen läßt und eine längere Lebensdauer hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Magnetkopf eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schutzblock, in dem die beiden Teile unterschieden werden können, aus nur einem Stück hergestellt ist und bis an die Kontaktfläche aus einem Ferrit mit einer hohen Magnetostriktion besteht, wobei das Ferrit in dem ersten Teil eine große magnetische Permeabilität und in dem zweiten Teil durch innere Spannungen eine geringe magnetische Permeabilität aufweist. Unter Magnetostriktion wird in diesem Zusammenhang das magnetoelastische Phänomen verstan­ den, das in ferromagnetischen Werkstoffen auftritt und wobei die Magnetisierung von Proben aus ferromagnetischen Werkstoffen sich ändert, wenn diese Proben mechanischen Spannungen ausgesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Magnetkopf läßt sich auf wesentlich einfachere Weise herstellen als der bekannte Magnetkopf, weil jeder der einzelnen Schutzblöcke sich ohne Anwendung von Verbindungstechniken herstellen läßt. Jeder der Schutzblöcke wird ja völlig aus ein und demselben Werkstoff hergestellt.

Es hat sich herausgestellt, daß durch mecha­ nische Bearbeitungen, wie Sägen und Polieren, die bei der Herstellung des Magnetkopfes durchgeführt werden, bleibende mechanische Spannungen in einer dünnen sich an der Kontaktfläche entlang erstreckenden Schicht erzeugt werden. Die Erfindung benutzt dieses Phänomen auf über­ raschende Weise, indem diese Spannungen zum Erzeugen einer nicht magnetischen Zone oder wenigstens einer Zone, in der die magnetische Permeabilität des vorhandenen Materials gering ist, ausgenutzt werden. Durch Verwendung von Ferriten mit einer hohen Magnetostriktion für Schutz­ blöcke, die einen an die Kontaktfläche grenzenden Teil geringer Permeabilität aufweisen sollen, wird im wesent­ lichen der genannte Teil zwangsläufig während der Her­ stellung des Magnetkopfes gebildet.

Gegenüber dem aus der britischen Patent­ anmeldung 21 26 408 bekannten Magnetkopf bietet eine Ausführungsform des Magnetkopfes nach der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden Schutzblöcke wenigstens im wesentlichen auf dieselbe Weise gebildet sind, zugleich noch den Vorteil, daß der den Magnetpol bildende dünne Film während der Herstellung auf einer einheitlichen stufenlosen Substratoberfläche angebracht werden kann. Außerdem ist die Konstruktion als Grenzes mechanisch stärker und sie kann bei der Herstellung sowie im Gebrauch höhere Kräfte aufnehmen.

Ein äußerst günstiger Wirkungsgrad ist erzielbar mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes, die das Kennzeichen aufweist, daß die Spulen­ kammer sich bis in den zweiten Teil erstreckt. Der in dem zweiten Teil befindliche Spulenkammerteil ist dabei als Luftspalt zwischen dem Flußzuführungsteil und dem Flußabführungsteil des magnetischen ersten Teils wirksam und trennt diese zwei Teile gleichsam magnetisch voneinander.

Das Anbringen der Spulenkammer in dem Schutz­ block kann im Laserschneideverfahren erfolgen. Nach dieser Behandlung kann durch Polieren die Kontaktfläche gebildet werden, wobei zugleich der zweite Teil durch die auf­ tretenden inneren Spannungen gebildet wird. Damit der zweite Teil, der wie gesagt eine geringe Permeabilität aufweist, bei der Herstellung die gewünschten Abmessungen erhält, ist die Wahl des verwendeten Ferrits wichtig. In dieser Hinsicht wurden gute Resultate erzielt mit NiZn- Ferrit.

Wegen der im Gebrauch des Magnetkopfes unvermeid­ lich auftretenden Abnutzung ist es zum Erzielen einer langen Lebensdauer des Magnetkopfes erwünscht, daß die Abmessungen des genannten zweiten Teils senkrecht zu der Kontaktfläche größer sind als 10 µm. Aus Gründen des Wirkungsgrades werden diese Abmessungen vorzugsweise kleiner als 20 µm gewählt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes.

Der in Fig. 1 dargestellte Magnetkopf 1 ist ebenso wie der in Fig. 2 dargestellte Magnetkopf 2 zum Gebrauch bei Senkrechtaufzeichnung bestimmt. Der Magnetkopf 1 weist einen Magnetpol 3 und zwei Schutzblöcke 5 und 7 auf, zwischen denen der Pol 3 eingeklemmt ist. Der Magnetpol 3 besteht aus einem dünnen Film aus weich­ magnetischem Werkstoff mit einer Dicke von beispielsweise 0,1 bis 3 µm. Der Film kann beispielsweise aus Permalloy, einer Sendustlegierung oder einer amorphen magnetischen Legierung bestehen und ist z. B. durch Kathodenzerstäubung, Absetzung im Vakuum oder durch Ionenplattierung auf dem Schutzblock 5 angebracht worden. Der Schutzblock 5 mit dem darauf vorhandenen Film 3 ist mittels einer Haftschicht 9 an dem Schutzblock 7 befestigt. Die Haftschicht 9 kann verschiedenartig gebildet sein. So kann die Haftschicht 9 einen Klebstoff oder ein niedrigschmelzendes Glas oder aber ein oder mehrere Metalle aufweisen.

Von den genannten Schutzblöcken besteht der Schutzblock 5 aus einem nicht-magnetischen Werkstoff, beispielsweise Quarz, Si, Glas, Glaskeramik oder Al₂O₃.

Der genannte Schutzblock 7 besteht aus einem Ferrit mit einer hohen Magnetostriktion, vorzugsweise aus einem NiZn- Ferrit. Die beiden Schutzblöcke 5 und 7 sind nach Zusammenfügung, wobei sie gleichsam nur einen Körper bilden, durch mechanische Bearbeitungen, wie Polieren, mit einer Kontaktfläche S versehen, über die ein magne­ tisches Aufzeichnungsmedium, wie ein Magnetband, geführt werden kann.

In dem Schutzblock 7 ist infolge der Material­ wahl und der mechanischen Bearbeitungen zum Erhalten der Kontaktfläche S ein an die Kontaktfläche S grenzendes Gebiet entstanden, in dem das Ferrit durch innere Spannungen eine nur geringe magnetische Permeabilität aufweist. Dadurch lassen sich in dem Schutzblock 7 zwei Teile unterscheiden und zwar ein erster Teil 7 A, in dem das Ferrit eine hohe Permeabilität aufweist und ein zweiter Teil 7 B, in dem das Ferrit eine geringe Permeabilität hat. Das Gebiet geringer Permeabilität hat eine Dicke d, die in der Praxis meistens zwischen 10 und 20 µm liegt.

Der Magnetkopf 1 ist mit einer aus einer Anzahl Windungen W gebildeten Spule versehen, die mittels einer Spulenkammer 13 um den Magnetpol 3 und den Schutzblock gewickelt ist. Die Spulenkammer 13 ist durch Laserschneiden in dem Schutzblock 7 gebildet, wobei zwischen dem Magnet­ pol 3 und der Spulenkammer 13 ein Flußzuführungselement 7 A 1 und auf der von dem Pol 3 abgewandten Seite der Spulenkammer 13 ein Flußabführungselement 7 A 2 in dem ersten Teil des Schutzblockes 7 gebildet ist.

Die Spulenkammer 13, die sich vorzugsweise in Richtung der Kontaktfläche S mehr oder weniger verengt, erstreckt sich bis an den zweiten Teil 7 B. Es hat sich herausgestellt, daß eine sich bis an den zweiten Teil 7 B erstreckende Spulenkammer 13 einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Weiterhin hat es sich herausgestellt, daß durch Optimalisierung der Spulenkammerform der Wirkungsgrad noch gesteigert werden kann, wobei es von Bedeutung ist, daß die Spulenkammer eine derartige Form hat, daß in der Strecke, die der magnetische Fluß von dem Magnetpol 3 über das Aufzeichnungsmedium zu dem Flußabführungselement 7 A 2 zurücklegt, eine geringe Reluktanz erhalten wird. In diesem Zusammenhang sind aber auch die Abmessungen und die Form des Flußzuführungselementes 7 A 1 von Bedeutung, wobei das Flußzuführungselement 7 A 1 ebenfalls vorzugsweise etwas keilförmig verläuft.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Magnetkopf 1 Ausnehmungen 15, 17 auf, die in der Kontakt­ fläche S vorgesehen sind um die Spurbreite des Magnet­ kopfes einzustellen. Die Spurbreite kann auch dadurch ein­ gestellt werden, daß der Polfilm 3 auf lithographischem Weg derart strukturiert wird, daß ein Filmteil entsteht, der kleiner bemessen ist als die Kontaktfläche S. Selbst­ verständlich wird in diesem Fall die Spurbreite gebildet, bevor die beiden Schutzblöcke 5 und 7 miteinander verbunden werden.

Der in Fig. 2 dargestellte Magnetkopf 2 weist einen Magnetpol 4, einen Körper mit zwei Schutzblöcken 6 und 8 und mit einer Kontaktfläche S′ und eine aus mehreren Windungen bestehende Spule W′ auf. Jeder der beiden Schutzblöcke 6 und 8 besteht aus nur einem Ferrit­ teil mit einer hohen Magnetostriktion, wie NiZn-Ferrit, in dem infolge der mechanischen Bearbeitungen beim Bilden der Kontaktfläche S′ ein erster und ein zweiter Teil 6 A, B bzw. 8 A, B entstanden sind. In den Schutzblöcken 6 und 8 weisen die ersten Teile 6 A bzw. 8 A eine große magnetische Permeabilität auf und die zweiten Teile 6 B bzw. 8 B werden infolge innerer Spannungen eine geringe magnetische Permeabilität auf.

In den beiden Schutzblöcken 6 und 8 ist eine Spulenkammer 10 bzw. 12 vorgesehen zur Aufnahme des um den Pol 4 gewickelten Spule W′. Die beiden Schutz­ blöcke 6 und 8 lassen sich mit Hilfe einer Haftschicht 14 aneinander befestigen.

Claims (6)

1. Magnetkopf zum Gebrauch bei Senkrechtauf­ zeichnung mit

• - einem durch einen dünnen Film aus weichmagnetischem Material gebildeten Magnetpol,
• - einem Körper mit zwei Schutzblöcken und mit einer Kontaktfläche zum Zusammenarbeiten mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, wobei der Magnetpol zwischen den Schutzblöcken liegt und sich bis an die Kontaktfläche erstreckt und wobei mindestens einer der Schutzblöcke einen ersten Magnetteil und einen sich von demselben unterscheidenden zweiten Teil aufweist, wobei in dem ersten Teil eine Spulenkammer vorgesehen ist, die zwischen einem zwischen dem Magnetpol und der Spulenkammer befindlichen Flußzuführungsteil und einem Flußabführungs­ teil eine Trennung verursacht, und der zweite Teil sich zwischen dem ersten Teil und der Kontaktfläche erstreckt und eine Begrenzung für die Spulenkammer bildet und
• - mindestens einer Windung, die durch die Spulenkammer und um wenigstens den Magnetpol und den Flußzuführungsteil gewickelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schutz­ block, in dem die beiden Teile unterschieden werden können, aus nur einem Stück hergestellt ist und bis an die Kontakt­ fläche aus einem Ferrit mit einer hohen Magnetostriktion besteht, wobei das Ferrit in dem ersten Teil eine große magnetische Permeabilität und in dem zweiten Teil durch innere Spannungen eine geringe magnetische Permeabilität aufweist.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spulenkammer sich bis in den zweiten Teil erstreckt.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Ferrit ein NiZn-Ferrit ist.

4. Magnetkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des genannten zweiten Teils senkrecht zu der Kontaktfläche in dem Bereich von 10 bis 20 µm liegen.

5. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schutzblöcke wenigstens im wesentlichen auf dieselbe Weise gebildet sind.