DE69623410T2

DE69623410T2 - Gemusterte Dünnfilm-Mehrspurköpfe für Filmbildbereichaufzeichnung/-wiedergabe auf eine magnetische Schicht

Info

Publication number: DE69623410T2
Application number: DE1996623410
Authority: DE
Inventors: Wlodzimierz Stanley Czarnecki; Kent Raphael Gandola; Peter Vandersalm Koeppe
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2016-11-07
Also published as: EP0773534A2; DE69623410D1; EP0773534A3; EP0773534B1; JPH09197538A

Description

Die Erfindung betrifft magnetische, lineare Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information auf einer Magnetfilmschicht (MOF/Magnetics On Film) in dem Bildbereich fotografischer Filmstreifen und insbesondere die Konfiguration und Halterung derartiger Aufzeichnungsköpfe, um einen hohen Kontraktdruck mit dem relativ steifen Filmstreifen und der magnetischen Filmschicht in Kameras oder anderen, mit Filmstreifen bestückten Vorrichtungen zu erzielen, ohne den Filmstreifen zu beschädigen.
In den Gemeinschaftsanmeldungen US-A-4,933,780 und US-A-4,977,419 wird ein fotografischer Filmstreifen beschrieben, der eine praktisch transparente Magnetfilmschicht umfasst, der die emulsionsfreie Seite des Filmstreifens bedeckt (als magnetische Filmschicht oder MOF-Schicht bezeichnet), sowie dedizierte Aufzeichnungsbereiche oder Aufzeichnungsspuren auf der Schicht, um auf dedizierten, langgestreckten Aufzeichnungsspuren Informationen aufzuzeichnen, wie Filmtyp, Filmempfindlichkeit, Filmbelichtung sowie Information bezüglich der Verarbeitung und nachfolgenden Verwendung (z. B. Printen) der belichteten Bildfelder. Die hier beschriebenen Systeme dienen dem Aufzeichnen von Information während der Filmherstellung, dem Lesen und/oder Aufzeichnung von Information auf bestimmten Spuren während der Kameraverwendung und dem Lesen und/oder Aufzeichnen von Printer-Information während der Endverarbeitung unter Verwendung der MOF-Schicht. Die aufgezeichnete Information kann aufgesprochene Mitteilungen oder Ton betreffend der fotografierten Szene umfassen und kann auf bestimmten Spuren in digitaler oder analoger Form aufgezeichnet sein.
Die jeweils in US-A-4,933,780 und US-A-4,977,419 beschriebenen Kameraaufzeichnungsspuren sind derart angeordnet, dass sie Information entlang der Längskanten des Films und außerhalb der MOF-Spuren im Bildfeldbereich aufzeichnen. US-A-5,276,472 beschreibt die Möglichkeit zur Audioaufzeichnung in bestimmten Spuren der MOF-Schicht in dem Bildfeldbereich. US-A-5,034,836 und 5,041,933 beschreiben zudem Konfigurationen magnetischer Aufzeichnungsköpfe zum Aufzeichnen in Längsspuren entlang der Filmstreifenkanten, jedoch nicht im Bildfeldbereich.
Keines der zuvor genannten Patente beschreibt magnetische, lineare Kopfanordnungen (d. h. Mehrkopfanordnungen) zum Aufzeichnen oder Wiedergeben von Information in einer Vielzahl von Spuren in der MOF-Schicht auf der Filmseite gegenüber dem Bildfeldbereich. Das Aufzeichnen und Wiedergeben von Information auf Spuren einer Magnetschicht oder auf Magnetschichtstreifen im Bildfeldbereich auf fotografischem Film erfordert die Entwicklung einer speziellen Schnittstelle zwischen dem Magnetkopf und dem fotografischen Film. Diese Schnittstelle wird in der zuvor erwähnten Anmeldung 352 beschrieben.
Die Schnittstelle zwischen Magnetkopf und fotografischem Film unterscheidet sich in mancher Hinsicht von der, die normalerweise zwischen Kopf und Platte eines Computerplattenlaufwerks oder zwischen Kopf und Band in einem Bandlaufwerk zu finden ist. In einem Computerplattenlaufwerk lagert der Kopf auf einer Luftschicht, die entsteht, wenn sich die flache Oberfläche der Magnetplatte mit hoher Geschwindigkeit dreht. Ein Kontakt zwischen dem Magnetkopf und der Platte ist unter allen Umständen zu vermeiden.
In einem typischen analogen Audio- oder Videobandlaufwerk ist das Band flexibel genug, um sich unter Spannung dem Profil des Aufzeichnungskopfes in der Bandlaufrichtung und in der Bandlaufquerrichtung anzupassen. Während des Bandlaufs wird das Band normalerweise um die Magnetkopffläche geführt, während das Band in Richtung des Bandvorschubs transportiert wird. Daher ist die Magnetkopffläche normalerweise in Richtung des Bandtransports oder in der Richtung, in der der Kopf über das Band geführt wird, gekrümmt.
Lineare Kopfanordnungen zum Aufzeichnen in parallelen Spuren auf digitalen Audiobändern werden beispielsweise in US-A-4,669,016 beschrieben. In der in US- A-4,669,016 gezeigten Multi-Magnetkopfanordnung ist eine schmale, gekrümmte Kopfoberflächen-Kontaktzone in der Bandtransportrichtung vorgesehen, und zwar in Verbindung mit einer allgemein abgeflachten, gebogenen Kopfoberflächen- Kontaktzone in der querlaufenden Bandrichtung, um Nuten zwischen den benachbarten Magnetköpfen zu erzeugen. Die Nuten sind aktiv, um einen hohen Kontaktdruck zwischen den Kopfoberflächen und dem Band zu erzeugen, einen gleichmäßigen Verschleiß zu gewährleisten und Luftkanäle während des Hochgeschwindigkeits-Bandtransports zu erzeugen.
Im Zusammenhang mit einer elektronischen Standbildkamera, wie in US-A- 4,910,629 beschrieben, wird ein Dünnfilm-Magnetbogen oder eine Magnetplatte in einer Ebene in Bezug zu einem Magnetaufzeichnungskopf gedreht, der derart angeordnet ist, dass er in die Ebene vorragt, um einen adäquaten Kontakt herzustellen und die Platte während ihrer Drehung örtlich abzulenken. Der Magnetkopf ist zudem so angeordnet, dass er nach innen oder nach außen in einer radialen Richtung in Bezug zum Drehmittelpunkt der Magnetplatte beweglich ist, um eine spiralförmige Aufzeichnungsspur zu beschreiben. Die Magnetkopfoberfläche ist daher in spiralförmiger und radialer Richtung profilförmig ausgebildet.
US-A-5,146,378 beschreibt eine mehrköpfige, lineare Dünnfilm-Magnetkopfanordnung zum Aufzeichnen in dicht beabstandeten Spuren auf einer Magnetplatte, worin die Kopfanordnung in radialer Richtung der Platte ausgerichtet ist, um Information in einer Vielzahl von Spuren während der Drehung der Platte aufzuzeichnen. Die lineare Kopfanordnung ragt in die Plattenebene hinein und lenkt diese im Falle eines einzelnen oder eines doppelten Kopfes des in US-A-4,910,629 beschrieben Typs ab. In US-A-5,146,378 ist die Kopfoberfläche in einem einzelnen Radiusbogen entlang der Länge der linearen Kopfanordnung gekrümmt, so dass der Magnetkopf, der der Mitte am nächsten liegt, weiter in die Plattenebene vorsteht als die Magnetkopfelemente an den beiden Seiten. Der einzelne Radiusbogen ist für ein hochflexibles Dünnfilm-Magnetmedium geeignet, das an der linearen Magnetkopfanordnung bei relativ hoher Geschwindigkeit vorbei geführt wird und passt sich leicht an die Magnetkopfanordnung an.
Fotografischer Film ist wesentlich dicker als Magnetbänder, Platten oder Bogen, die in den zuvor beschriebenen Systemen Verwendung finden. Typischerweise hat Film eine Dicke im Bereich von ca. 0,076 bis 0,152 mm und ist im Vergleich mit Magnetband oder Plattenmedien relativ steif und unflexibel. Film ist in den örtlichen Bereichen nicht elastisch verformbar, die die in US-A-4,669,016 und US-A-5,146,378 vorgesehene Größe, Form und Tiefen aufweisen, um die für eine zuverlässige Aufzeichnung erforderliche, ausreichend hohe Andruckkraft zwischen Kopf und Film zu erzeugen. Magnetband, Platte und Bogenmedien, die mit engem Kopfkontakt der beschriebenen Art Verwendung finden, sind ungefähr 0,013 bis 0,025 mm dick und lassen sich leicht elastisch verformen, um sich den zuvor beschriebenen Kopfprofilen und Eindringtiefen anzupassen.
Wenn Film aus seiner Patrone entnommen wird, weist er über seine Breite eine sehr deutliche Querkrümmung auf, die auf der emulsionsfreien Seite des Films konvex ist. Darüber hinaus weist der ausgewickelte und nicht gehalterte Filmstreifen in seiner Längsrichtung und ebenfalls auf der emulsionsfreien Seite eine Konvexkrümmung auf. Diese Krümmung ist vorwiegend auf die Kernwicklung zurückzuführen, die durch das straffe Aufwickeln des Filmstreifens auf einer Filmpatronenspule entsteht.
Die konvexe Querkrümmung über die Breite des Filmstreifens wird hauptsächlich durch die mehrfachen Schichten der Emulsion und der MOF-Schicht (falls vorhanden) verursacht. Diese Schichten haben unterschiedliche Dehnungseigenschaften im Vergleich zum Filmträger aus Azetat, PET oder PEN. Die Querkrümmung wird zudem durch das Biegephänomen beeinflusst, das als unvollkommene Elastizität bekannt ist. Das Maß der Querkrümmung des Filmstreifens hängt zudem von der Anpassungsdauer und der Temperatur des Films, der relativen Luftfeuchtigkeit sowie der Dicke des Films ab. Wegen der Querkrümmung ist es schwierig, einen guten Kontakt oder eine gute Anpassung über die gesamte Breite eines Mehrspur-Aufzeichnungskopfes zu erzielen, der in dem Bildfeldbereich positioniert ist.
Wenn fotografischer Film um ein zylindrisches Bogenprofil gewickelt wird, wie dies für einen Magnetbandkopf typisch ist, wird der Großteil der zuvor beschriebenen Filmquerkrümmung reduziert. Eine enge Anpassung der Filmoberfläche an die zylindrische oder gekrümmte Kopfoberfläche wird jedoch aufgrund der winzigen Lufttrennräume oder Abstände nicht erzielt, die durch die Steifigkeit des Films entstehen. Wenn ein Druckpolster auf der Emulsionsseite des Films in dem Bereich angelegt wird, die der Kopfposition unmittelbar gegenüber liegt, lässt sich eine erhebliche Verbesserung bei der Reduzierung des Film-Kopf-Abstands erzielen. Die Verwendung des Bildbereich-Druckpolsters wird jedoch aufgrund möglicher Kratzspuren auf der Emulsionsschicht und der daraus resultierenden schlechteren fotografischen Bildqualität nicht bevorzugt.
Die gestreckten, ellipsoiden Kopfprofile der linearen Kopfanordnung und die Positionierung der Kopfanordnung in Bezug auf die Filmtransportbahn zur Erzeugung einer Selbstaufladung der MOF-Schicht gegen die Kopfprofile, wie in der zuvor erwähnten Anmeldung 352 beschrieben, stellen eine wesentliche Verbesserung in der Konstruktion stationärer, linearer Kopfanordnungen dar. Die Formgebung der Kopfoberflächen kann jedoch die Leistung der äußeren Kopfelemente beeinträchtigen, insbesondere im Fall von Dünnfilm-Aufzeichnungs-/Wiedergabeköpfen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anpassung eines magnetischen Aufzeichnungs- oder Wiedergabekopfes an die MOF-Schicht eines Filmstreifens zur genauen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen in einer Vielzahl von Spuren in dem Bildbereich der MOF-Schicht zu verbessern, ohne die Qualität des fotografischen Bildes nachteilig zu beeinflussen.
Die Erfindung wird nach einem ersten Aspekt in einer magnetischen Dünnfilm- Magnetkopfanordnung zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben von Informationen in Spuren einer Magnetschicht auf einem fotografischen Filmstreifen mit einer vorbestimmten, sich quer über den Film erstreckenden konkaven Krümmung verwertet, die über dem Bildfeldbereich des Filmstreifens verläuft, wenn dieser in einer Filmtransportbahn derart eingespannt ist, dass er sich bezüglich der Magnetkopfanordnung bewegt, wobei die Magnetkopfanordnung folgendes umfasst: Mittel zum Bilden einer Filmtransportbahn zum Einspannen eines Filmstreifens derart, dass er die vorbestimmte, sich quer über den Film erstreckende, konkave Krümmung aufweist; ein langgestrecktes Kopfsubstrat, das bezüglich der die Filmtransportbahn bildenden Mittel angeordnet ist und eine Anordnungslänge aufweist, die sich über die Breite des Bildfeldbereichs erstreckt, sowie eine Oberfläche des Kopfelements, die mit der Magnetschicht in Berührung bringbar ist, welche durch ein Polynom sechster Ordnung mit lediglich geradzahligen Gliedern abgerundet ist und der konkaven Krümmung des in die Filmtransportbahn eingespannten Filmstreifens entspricht; eine Vielzahl magnetischer Kopfelemente, die in einer linearen Anordnung als Dünnfilmschichten auf dem lang gestreckten Kopfsubstrat angeordnet sind, wobei die Grundlinie der Kopfelementschicht durch ein Polynom sechster Ordnung mit lediglich geradzahligen Gliedern abgerundet ist und der konkaven Krümmung des in die Filmtransportbahn eingespannten Filmstreifens entspricht.
Die Vielzahl der Aufzeichnungs-/Wiedergabeköpfe ist in Form einer Vielzahl von Stümpfen ausgebildet, einschließlich innerer Stümpfe, die eine Vielzahl von aktiven Kopfelementen in einem Innenbereich in der Filmquerrichtung aufweisen und mindestens einen weiteren äußeren Stumpf auf jeder Seite der inneren Stümpfe in der Filmquerrichtung.
Vorzugsweise ist mindestens eine elektrische Läppführung auf dem Substrat in Ausrichtung mit einem der äußeren Stümpfe und in Beziehung zu der linearen Anordnung von Magnetkopfelementen und in Anpassung an die konvexe Krümmung der Kopfoberfläche angeordnet, worin die Höhe der Kopfelementschicht in der Kopfherstellung durch Überwachen des elektrischen Widerstands der elektrischen Läppführung während der Formgebung steuerbar ist, und zwar durch Läppen der konvexen Krümmung der Kopfoberfläche.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Magnetkopfelemente vorzugsweise kraftliniengeführte, paarweise MR- oder PMR-Kopfelemente mit Kraftlinienelementen an den Kopfoberflächen, die während des Läppens ausgebildet werden können, wodurch die Läpptoleranzen aufgelockert werden.
Die Erfindung ist vorzugsweise in einer Kamera implementiert, in der der Filmstreifen durch eine Kamerabelichtungsbühne transportiert wird, um Bildfelder in den lichtempfindlichen Schichten des Filmstreifens zu belichten, die der MOF-Schicht gegenüber liegen. Die Erfindung ist zudem in anderen Filmstreifentransportvorrichtungen verwertbar, die mit der Herstellung von Film verbunden sind, um Information in bestimmten Spuren vorab aufzuzeichnen, oder die mit der Verarbeitung der belichteten Filmstreifen verbunden sind, zwecks Entwicklung der Bildfelder oder der Anfertigung von Prints von den Bildfeldern, um weitere Information in anderen Spuren aufzuzeichnen, oder zu anderen Zwecken, die sich als sinnvoll erweisen, um Information von Spuren zu lesen oder in Spuren zu schreiben und Information in ausgewählten Spuren der MOF-Schicht zu lesen oder diese damit zu beschreiben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung und durch die verschiedenen Merkmale der Erfindung ist eine Anordnung von Dünnfilm-Kopfvorrichtungen erzielbar, die in einem Muster angeordnet sind, das sich an die Krümmung der Kopflagerfläche anpasst, wie durch die Filmquerkrümmung des fotografischen Films bestimmt, der in einer Filmbühne eingespannt ist. Das Muster ermöglicht die engen Toleranzen für die Spalttiefe (für Induktionsköpfe) oder für die Elementhöhe (für MR-Köpfe), die für Dünnfilm-Kopfstrukturen erforderlich sind. Zudem tragen die speziell ausgebildeten Überwachungsvorrichtungen (elektrische Läppführungen/ELGs), die an mindestens einem Ort entlang der Grundlinie der Anordnungsmuster angeordnet sind, zur Herstellung des Profils der Kopflagerfläche bei.
Während des Gebrauchs bedarf die resultierende Schnittstelle zwischen Kopf und Film, die von dem Profil der Kopflagerfläche erzeugt wird, weder einer Unterstützung der Emulsionsseite, noch erzeugt sie eine signifikante Beschädigung der MOF- Oberfläche in dem Bildfeldbereich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Filmführung und Filmbühne einer Kamera oder eines anderen fotografischen Geräts zum Führen eines Filmstreifens in einer Filmtransportbahn;
Fig. 2 eine Darstellung einer linearen Magnetkopfanordnung von Dünnfilm- Magnetkopfelementen mit Kopfflächen, die als Stümpfe ausgebildet sind;
Fig. 3 eine computererstellte perspektivische Ansicht der gestreckten Ellipsoidformen auf den Stümpfen der Magnetkopfanordnungen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels nach dem Läppen;
Fig. 4 eine vereinfachte Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Dünnfilmschichten der linearen Kopfanordnung aus Fig. 2 vor dem Läppen;
Fig. 5 eine vereinfachte Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Dünnfilmschichten der linearen Kopfanordnung aus Fig. 2 nach dem Läppen;
Fig. 6-8 vereinfachte Schnittansichten der Schritte zum Läppen der äußersten elektronischen Läppführungen und Pseudokopfelementen des ersten Ausführungsbeispiels der Kopfanordnung;
Fig. 9 eine vereinfachte Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Dünnfilmschichten der linearen Kopfanordnung aus Fig. 2 vor dem Läppen;
Fig. 10 eine vereinfachte Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Dünnfilmschichten der linearen Kopfanordnung aus Fig. 2 nach dem Läppen;
Fig. 11-13 vereinfachte Schnittansichten der Schritte zum Läppen der äußersten elektronischen Läppführungen und Pseudokopfelementen des zweiten Ausführungsbeispiels der Kopfanordnung;
Fig. 14 eine Draufsicht eines Teils einer linearen Anordnung von kräfteliniengeführten PMR-Kopfschichten, die in einer verdeutlichten und gestaffelten, zurückgesetzten Weise angeordnet sind und eine weitere Implementierung der vorliegenden Erfindung darstellen; und
Fig. 15 eine Draufsicht eines weiteren Abschnitts einer linearen Anordnung von kräfteliniengeführten PMR-Kopfschichten, die ebenfalls in einer verdeutlichten und gefächerten, zurückgesetzten Weise angeordnet sind und eine weitere Implementierung der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu.
Die Filmquerkrümmung eines Films oder eines Filmstreifens manifestiert sich, wenn man versucht, den Filmstreifen für den Transport durch eine Kamerabelichtungsbühne oder eine Transportbahn einer Fotolaboreinrichtung durch Einspannen der Filmkanten zu glätten. Beim Transport der Filmstreifen durch eine begradigte Transportbahn wird ein Kontakt auf jeder Seite des Films in dem Bildfeldbereich vermieden, um das Risiko von Kratzern in diesem Bereich mit einer entsprechenden qualitativen Verschlechterung des fotografischen Filmstreifens zu minimieren.
Fig. 1 zeigt im vergrößerten Maßstab die Querkrümmung eines Films oder Filmstreifens 10, die auftritt, wenn die durch den Kern begründete Längskrümmung durch Führung und Einspannen an den Längskanten des Filmstreifens 10 in einer Filmschiene und eines Bühnenrahmens 20 begradigt wird, die eine Filmstreifentransportbahn bilden. Der Bühnenrahmen 20 hat parallele Filmschienen 14 und 16, die in langgestreckten Kanälen 24 und 26 ausgebildet sind, die zu einer federgespannten Stützplatte 18 dicht beabstandet sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Stützplatte 18 gegen eine Grundplatte 36 federgespannt und mit einer Öffnung 12 zur Halterung einer erfindungsgemäßen, linearen Magnetkopfanordnung ausgebildet, um Informationen in einer Vielzahl von Längsspuren aufzuzeichnen oder wiederzugeben, die sich längs im Bildfeldbereich des Filmstreifens erstrecken.
Im Kontext einer Kamera ist der Filmstreifen 10 dazu vorgesehen, sich zwischen den Filmschienen 14, 16 und dem Bühnenrahmen 18 von einer Abwickelseite über die Kamerabelichtungsbühne und zu einer Aufwickelseite zu erstrecken. In fotografischen Geräten, z. B. einem fotografischen Drucker oder einer Aufbereitungsstation, ist der Filmstreifen 10 dazu vorgesehen, sich zwischen den Filmschienen 14, 16 und dem Bühnenrahmen 18 von einer Abwickelseite über eine Bildfeld-Abtaststation und zu einer Aufwickelseite zu erstrecken. Die Konstruktion von Filmtransportbahnen und Mechanismen einer solchen kompakten Stehbildkamera und derartiger fotografischer Geräte ist nach dem Stand der Technik bekannt.
In beiden Fällen lagert die MOF-Schicht 28 der konkaven Seite des Filmstreifens 10 auch gegen die erfindungsgemäße lineare Magnetkopfanordnung in der beispielsweise in der zuvor erwähnten Anmeldung 352 detailliert beschriebenen Weise. Der Filmstreifen wird durch die lineare Kopfanordnung nicht verformt. Statt dessen erzeugt die inhärente Steifheit des Filmstreifens bei der dargestellten Führung eine Ladekraft gegen die geformten Kopfelemente der linearen Kopfanordnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Wie darin beschrieben, wird ein hohes Maß an Anpassung erzeugt, ohne eine zusätzliche Spannung auf den Filmstreifen 10 auszuüben und ohne Verwendung einer Stützplatte oder Walze oder Ähnlichem, um Druck oder Last auf die Emulsionsseite des Filmstreifens 10 auszuüben. In dieser Hinsicht dringt die lineare Magnetkopfanordnung geringfügig in die Filmbahn ein, um einen gleichmäßigen Umformwinkel von 0,5º bis 4, 5º des Filmstreifenvorspanns und -nachspanns zu erzeugen, der in der Öffnung 12 um die lineare Kopfanordnung geführt ist. Dies gewährleistet, dass ein schmaler Kontaktbereich zwischen der Filmstreifen-MOF-Schicht 28 und der linearen Magnetkopfanordnung direkt über jedem Magnetkopfelement vorhanden ist.
Die resultierende Federkraft gegen die Kopflagerfläche reicht aus, um einen Druckkontakt an der Schnittstelle von weniger als 21 kPa zu erzeugen. Aufgrund dieser natürlichen Federkraft ist keine Medienspannung (z. B. keine Filmspannung) erforderlich, um eine robuste Schnittstelle zu erzeugen und zu erhalten, und die Anpassung wird zudem verbessert, sobald in Kameraanwendungen ein Spannungsimpuls an den Filmstreifen angelegt wird, um eine Bildfeldschrittbewegung zu erzeugen.
Fig. 2 zeigt eine lineare Magnetkopfanordnung 30 von Dünnfilm-Magnetkopfelementen und Pseudokopf-/elektronischen Läppführungen (ELGs), deren Flächen in Form von n = 17 Stümpfen 32&sub0;-32&sub1;&sub6; ausgebildet sind. Die Magnetkopfanordnung 30 ist vorzugsweise entweder aus induktiven Dünnfilm-Magnetkopfelementen oder aus Magneto-Widerstandsköpfen (MR) ausgebildet, die fünfzehn aktive Induktionskopfspalten oder MR-Kopf bildende Schichten umfassen, je nach Kopftyp, und zwei äußere Pseudokopf-/ELG-Widerstände, die in Kopfstümpfen 32&sub0; und 32&sub1;&sub6; ausgebildet sind, wie nachfolgend detaillierter beschrieben.
Die Kopfanordnung kann daher fünfzehn Spuren auf der MOF-Schicht 28 des Filmstreifens 10 umfassen. Während des Gebrauchs kann die wie unten hergestellte Magnetkopfanordnung 30 auf einem Kopfschrittmechanismus angeordnet sein, um die Kopfanordnung zwischen zwei Positionen zu durchschreiten und insgesamt 30 Spuren in der MOF-Schicht abzutasten.
Die Stümpfe 32&sub0;-32&sub1;&sub6; sind mit relativ scharfen Bearbeitungskanten in beiden Richtungen ausgebildet und erfindungsgemäß geläppt, um die bevorzugte Magnetkopf-Film-Schnittstelle zu erzeugen, die eine Beinahkontakt-Anpassung um jeden einzelnen Kopfspalt und über die volle Multispur-Kopfanordnungsbreite ermöglicht, wie in der zuvor erwähnten Anmeldung 352 detailliert beschrieben. Das resultierende langgestreckte Ellipsoidprofil (wie in einer oberen Oberfläche eine Fußballs, der auf der Seite liegt) wird durch In-situ-Läppen der Stümpfe 32&sub0;-32&sub1;&sub6; jedes Kopfelements/ELG-Fläche erreicht, um eine Anpassung an die konvexe Filmquerkrümmung des fotografischen Films an der Stelle zu erreichen, wo der Filmstreifen die jeweilige Kopfelementfläche in der linearen Magnetkopfanordnung 30 berührt. Fig. 3 zeigt ein Beispiel des resultierenden, langgestreckten Ellipsoidkopfprofils 34 eines der Kopfelementstümpfe 32n.
Die Stümpfe 32&sub0; bis 32&sub1;&sub6; werden in einer Vorrichtung geläppt, die die Mimik der Filmtransportbahn aus Fig. 1 aufweist, indem die lineare Kopfanordnung 30 in ihrer vorgesehenen Gebrauchsposition gehaltert und ein fotografischer Film vorgeschoben wird, auf dessen Filmfläche ein Schleifband aufgebracht ist. Nachdem eine Länge des Verbundes aus Schleifband und Film über die lineare Kopfanordnung geführt worden ist, sind alle anfänglichen Kontaktpunkte mit hohem Druck der Stümpfe 32n abgeschliffen, so dass die resultierenden Kopf- und ELG- Flächen derart ausgeformt sind, dass auf ihnen relativ gleiche Drücke oder Kräfte anliegen.
Das In-situ-Läppverfahren erzeugt zwei Profilmerkmale: 1) eine langgestreckte Ellipsoidform mit großem Radius auf den Lagerflächen der einzelnen Stümpfe, die das Risiko einer Beschädigung des Films minimieren, wie in Fig. 3 gezeigt; und 2) die konvexe Querkrümmung über der Multispur-Kopfbreite, wie beispielsweise in Fig. 5 und 10 gezeigt. In diesem Prozess werden die Höhen Dn der Kopfspalten oder der Dünnfilmschichten relativ gleich ausgebildet.
In Versuchen wurde die konvexe Querkrümmung der Multispur-Kopfanordnung aus Fig. 3 (und Fig. 5 und 10) mit einem 24 mm breiten Film von 100 um Dicke erzeugt, auf dem ein 25 um dickes Diamantschleifband angeordnet war. Die Bereiche mit dem höchsten Läppabtrag befinden sich auf den Oberflächen der äußersten ELGs und der Kopfelemente, die den Bühnenschienen am nächsten liegen, d. h. diejenigen mit den Anfangsstümpfen 32&sub0;-32&sub3; und 32&sub1;&sub3; bis 32&sub1;&sub6;. Dieses Ergebnis gibt den Sachverhalt wieder, dass die anfänglich höchsten Druckpunkte auf den Lagerflächen der linearen Kopfanordnung vorwiegend auf diesen äußersten Kopfstümpfen konzentriert sind, die der konkaven Fläche des Schleifband/-films am nächsten liegen.
Die Multispur-Kopfanordnung aus Fig. 3 (und Fig. 5 und 10) steht in Konflikt mit dem engen Toleranzbereich (z. B. ±0,5 um), der für das Höhenmaß Dn der meisten Dünnfilm-Induktionsspalten und MR-Schichten erforderlich ist. Dünnfilm-Magnetkopfelemente von linearen Kopfanordnungen sind typischerweise auf einem Trägersubstrat in geraden Reihen- und Spaltenanordnungen unter Verwendung fotolithografischer Prozesse angeordnet. Diese Substrate werden dann in Reihen geschnitten, um von den wirtschaftlichen Vorteilen einer Serienfertigung zu profitieren. Die Reihen werden in Längsrichtung auf beispielsweise ±0,5 um der Sollspalttiefe oder Elementhöhe flach und eben abgetragen. Wenn man Dünnfilm- Kopfelemente in einer geraden Reihe anordnen würde und dann versuchte, das zuvor beschriebene In-situ-Läppverfahren anzuwenden, würden die Kopfelemente beschädigt, die sich in den äußeren Enden der linearen Kopfanordnung befinden, wo die Querkrümmung des Profils am stärksten ist.
Um dieses Problem zu mindern, werden die Dünnfilm-Kopfelemente erfindungsgemäß auf dem Trägersubstrat entlang einer Grundlinie 80 (z. B. in dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 4 und 5 dargestellt) angeordnet, die entsprechend der konvexen Filmquerkrümmung aus Fig. 1 gekrümmt ist. Die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; und die benachbarten MR-Kopfelement-Aufzeichnungs/Wiedergabeschichten oder die Induktionsspalten, die je nach Kopftyp als Kopfdefinitionsschichten 62&sub1;-62&sub1;&sub5; bezeichnet werden und nahe den beiden Enden der linearen Kopfanordnung 30 angeordnet sind, sind um einen Versatzabstand y(x) versetzt, der als Funktion der Entfernung x entlang der Achsenlänge in Bezug auf die Mitte der linearen Kopfanordnung 30 variiert. Auf diese Weise lassen sich bei der Herstellung der linearen Multispur-Kopfanordnung 30 die Anforderungen an die Querkrümmung der Kopffläche und an die Kopfspalttiefe oder an die Höhe Dn des MR-Elements gleichzeitig erfüllen.
Im Unterschied zu der Beschreibung in der zuvor erwähnten Anmeldung 352 unterscheidet sich die Grundlinienkurve der vorliegenden Erfindung von einem einfachen Bogenabschnitt eines Kreises, der darin als eine "ungefähr elliptischkugelige Form" bezeichnet ist. Die Filmquerkrümmung ist eine ausgeprägte komplexe Krümmung, die durch ein Polynom sechster Ordnung mit geradzahligen Gliedern darstellbar ist, z. B.:
y(x) = a&sub0; + a&sub2;x² + a&sub4;x&sup4; + a&sub6;x&sup6;, worin:
a&sub0; ein konstante Entfernung zu einem Referenzpunkt ist, der auf der Mittelachse der Anordnung liegt.
a&sub2; = -3,15 · 10&supmin;&sup4; bis -2,11 · 10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹
a&sub4; = 6,50 · 10&supmin;&sup6; bis 9,41 · 10&supmin;&sup6; mm&supmin;³
a&sub6; = -1,59 · 10&supmin;&sup7; to -1,297 · 10&supmin;&sup7; mm&supmin;&sup5;
Die Werte für a&sub2;, a&sub4;, a&sub6; sind empirisch von 24 mm breitem fotografischem Film abgeleitet, der nach Darstellung in Fig. 1 geführt ist. Diese Werte können für einen Film mit anderer Breite, z. B. einem 35 mm breiten Film, abweichen.
Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung entlang der Längsachse eines ersten Ausführungsbeispiels der linearen Kopfanordnung 30 aus Fig. 2, um die Dünnfilmschichten darauf vor der Bearbeitung der ELG und der Kopfstümpfe 32&sub0; bis 32&sub1;&sub6; und dem Läppen gemäß Fig. 3 zu zeigen. Fig. 5 ist eine ähnlich vereinfachte Schnittansicht entlang der Längsachse der linearen Kopfanordnung 30 aus Fig. 4 nach dem Läppen. In Fig. 4 und 5 sind die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; sowie die kopfbildenden Schichten 62&sub1; bis 62&sub1;&sub5; gleichmäßig in Richtung der +x und - x Position entlang der ebenen Substratfläche 50 auf jeder Seite der Mitte des Anordnungssubstrats 48 beabstandet. Wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt, ist der Grundlinienabstand y&sub1; als eine Funktion dieser Entfernung x&sub1; abgeleitet, und der Grundlinienabstand y&sub2; ist als eine Funktion der Entfernung x&sub2; abgeleitet.
Die in den Ausführungsbeispielen aus Fig. 4 und 5 dargestellte Magnetkopfanordnung kann eine der bekannten Dünnfilmkonfigurationen sein. Die Erfindung wird vorzugsweise in einer PMR-Kopfstruktur implementiert, wie nachfolgend beschrieben. Drei Leitungen 56n, 58n, 60n erstrecken sich von der jeweiligen Kopfbestimmungsschicht 62n. Die Kopfbestimmungsschichten 62n sind eine Vereinfachung einer eigentlichen PMR-Kopfstruktur, in der die MR-Schichten mit den Leitungen 56n und 58n verbunden sind, und in denen beide MR-Schichten gemeinsam mit den Leitungen 60n verbunden sind, wie in Bezug auf Fig. 14 nachfolgend beschrieben.
Ein einfacher MR-Kopf würde nur eine MR-Schicht und zwei aufgebrachte Leitungen umfassen. Ein Dünnfilm-Induktionskopf (worin die Kopfbestimmungsschicht der Kopfspalt ist) würde ebenfalls zwei Leitungen zu einer Felderzeugungsstruktur umfassen. Ein integrierter Induktionsaufzeichnungskopf und MR-Wiedergabekopf würde vier derartig aufgebrachte Leiter umfassen, während ein integrierter Induktionsaufzeichnungskopf und PMR-Wiedergabekopf fünf derartiger Leiter umfassen würde. Fig. 4 und 5 zeigen jeweils diese speziellen Kopfstrukturen.
Die Leitungen 56n, 58n, 60n und die Kopfdefinitionsschichten 62n sind auf dem Substrat 48 in herkömmlicher MR-Kopfablagerungstechnik aufgebracht. Die Leitungen 66&sub0;, 68&sub0; erstrecken sich von der ELG-Widerstandsschicht 70&sub0;, die Leitungen 66&sub1;&sub6;, 68&sub1;&sub6; erstrecken sich von der ELG-Widerstandsschicht 70&sub1;&sub6;. Die Leitungen 66&sub0;, 68&sub0; und die ELG-Widerstandsschicht 70&sub0; sind ebenfalls auf dem Substrat 48 in herkömmlicher Ablagerungstechnik aufgebracht.
Die Kopfdefinitionsschichten 62&sub1;-62&sub1;&sub5; und die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub7; sind somit in einem Bogenmuster aufgebracht, das einen Grundlinienabstand xn zur ebenen Substratfläche 50 begründet, um die Kopfelementhöhe Dn für jede Kopfbestimmungsschicht 62n innerhalb eines vorgeschriebenen Toleranzbereichs nach dem Läppen zu wahren, wie in Fig. 5 dargestellt. Das Muster der Grundlinien 80 ist von dem Polynom sechster Ordnung y(x) abgeleitet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die abgelagerten Dünnfilm-Kopfbestimmungsschichten 62n auf der Innenkante der Ablagerungsgrundlinien 74n, derart gekrümmt, dass sie der Grundlinie 80 folgen, die mit der Filmquerkrümmung korreliert, wie durch das Polynom sechster Ordnung näherungsweise ermittelt.
Fig. 9 und 10 sind Draufsichten ähnlich Fig. 4 und 5 eines anderen Ausführungsbeispiels eines Dünnfilm-MR- oder Induktionskopfmusters, worin die abgelagerten Kopfbestimmungsschichten 62n in geradlinigen Innenkanten-Ablagerungsgrundlinien 76n abgestuft sind, um den Tangenten der Grundlinie 80 in einem gekrümmten Muster ungefähr zu folgen, das mit der Filmquerkrümmung korreliert, wie durch das Polynom sechster Ordnung y(x) näherungsweise ermittelt. Die Profile der einzelnen Kopfelementflächen aus Fig. 10 folgen den langgestreckten Ellipsoidstrukturen aus Fig. 3 in Längs- und Querrichtung.
Die Toleranz auf der Spalttiefe oder Elementhöhe Dn lässt sich für alle Kopfbestimmungsschichten 62n wahren, indem man entweder das Ablagerungsmuster der Bogengrundlinie oder der Stufengrundlinie oder beide auf einem Dünnfilm- Kopfsubstrat einbezieht, das in-situ geläppt und profiliert wird. Wenn beide Strukturen einbezogen werden, lassen sich die geradlinigen Innenkanten-Ablagerungsgrundlinien 76n für die inneren Kopfbestimmungsschichten 62n verwenden, und die gekrümmten Innenkanten-Ablagerungsgrundlinien 74n für die äußeren Kopfdefinitionsschichten 62n und die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6;. In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Muster der Schichten, die die jeweiligen Magnetkopfelemente bilden, und die ELGs parallel ausgelegt. Beispielswiese trifft dies für die Leitungen 56n, 58n, 60n und die Kopfdefinitionsschichten 62n sowie für die Leitungen 66&sub0;, 68&sub0; und 66&sub1;&sub6;, 68&sub1;&sub6; und die ELG- Widerstandsschicht 70&sub0; zu. Die ELG-Widerstandsschicht 70&sub1;&sub6; ist in Fig. 4 und 9 rechtwinklig zur ebenen Substratfläche 50 ausgerichtet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Leitungen und Schichten auch fächerförmig angeordnet sein können, und zwar derart, dass sie sich um eine kurze Entfernung rechtwinklig zu den Innenkanten-Ablagerungsgrundlinien 74n oder 76n, erstrecken. In dieser Hinsicht sei zudem darauf hingewiesen, dass die Darstellungen der Krümmung der Grundlinien 80 in Fig. 4, 5, 9 und 10 stark vergrößert sind und dass die Fächerausrichtung nur geringfügig ist und nicht notwendigerweise die Beabstandung zwischen den Kopfelementen und die resultierende Spurbeabstandung beeinträchtigt. Ein solches Fächermuster ist in Fig. 15 gezeigt und wird nachfolgend beschrieben.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Dünnfilm-Kopfelemente einzeln hergestellt und derart positioniert, dass sie ungefähr an die konvexe Querkrümmung der Kopflagerflächen angepasst sind. Das Befestigungsmuster weist eine fächerförmige Anordnung auf, die ungefähr der Grundlinie 80 des Polynoms sechster Ordnung y(x) folgt.
In den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind mindestens eine und vorzugsweise zwei elektronische Läppführungen (ELGs) 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; in dem Kopfmuster enthalten, das fotolithografisch auf einem Substrat 48 einer Wafer-Fläche angeordnet ist. Die ELGs 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; werden genau in Bezug zu den Höhen D&sub0;' und D&sub1;&sub6;' der ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; bzw. 70&sub1;&sub6; vor dem In-situ-Läppen angeordnet. Die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0;, 70&sub1;&sub6; erzeugen eine Rückmeldung über die Spalttiefe oder die Elementhöhe Dn der Aufzeichnungskopfbestimmungsschichten 62&sub1;-62&sub1;&sub5; während des In-situ-Läppens oder der Profiloperation. Während die Aufzeichnungskopf-Lagerfläche geläppt oder profiliert wird, nehmen die Höhen D&sub0; und D&sub1;&sub6; der ELG-Widerstandsschicht ab, was zu einem Anstieg des ELG- Widerstands führt, der umgekehrt proportional zur Höhe ist. Unter der Voraussetzung, dass die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0;, 70&sub1;&sub6; genau auf dem Substrat 48 in Bezug auf die benachbarten Kopfspaltschichten und die Grundlinie 80 angeordnet sind, lässt sich die Änderung des ELG-Widerstands mit den tatsächlichen Spalttiefen oder Elementhöhen Dn der Kopfschichten korrelieren.
Um die Vorteile und die Genauigkeit der elektronischen Läppführung als ein Prozessmonitor für die zuvor beschriebenen radial angeordneten oder abgestuften Dünnfilm-Kopfablagerungen zu maximieren, sind die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; an ihren Ablagerungsgrundlinien 72&sub0; bzw. 72&sub1;&sub6; derart bemustert, dass sie dem vorbestimmten Bogen oder dem abgestuften Muster der konvexen Querkrümmung des Kopfflächenprofils und der Grundlinie 80 folgen. Typischerweise sind die ELGs in linearen Reihen und Spalten mit den linear abgelagerten Kopfelement-Dünnfilmschichten angeordnet. Bei dem zuvor beschriebenen Kopfflächenprofil würden ELG-Widerstandsschichten, die mit einer Kante parallel zur Substratfläche 50 angeordnet wären, ungenau und würden möglicherweise teilweise oder vollständig in dem In-situ-Kopfläppverfahren geöffnet und beschädigt.
In einem Ausführungsbeispiel sind die ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; in einem Trapezmuster angeordnet, indem die Ablagerungsgrundlinien 72&sub0; und 72&sub1;&sub6; winklig angeordnet sind, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel aus Fig. 9-13 gezeigt. Die Trapezmaße und die trapezförmige Anordnung ist derart gewählt, dass bei der endgültigen Profilgebung der Oberfläche der linearen Kopfanordnung 30, wie in Fig. 13 gezeigt, die Ablagerungsgrundlinien 72&sub0; und 72&sub1;&sub6; der ELG- Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; parallel zur Tangente des Kopfflächenprofils und der Grundlinie 80 verlaufen. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht die Verwendung der ELGs in einem ersten Läppverfahren, um das Schrägprofil der linearen Kopfanordnungsfläche, wie in Fig. 12 gezeigt, zu erzeugen, sowie in einem letzten Profilgebungsverfahren, das das Profil in Richtung der linearen Kopfanordnung erzeugt, wie in Fig. 13 gezeigt.
Fig. 6-8 zeigen eine weitere Verbesserung der im Allgemeinen trapezförmig ausgebildeten elektronischen Läppführungen durch Krümmen der Ablagerungsgrundlinien 72&sub0; und 72&sub1;&sub6; der ELG-Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; zwecks Anpassung an die Grundlinie 80, wobei sie zu dieser versetzt sind. Die Ergebnisse des ersten Schrägprofils und des letzten In-situ-Läppprofils sind in Fig. 7 und 8 dargestellt. Bei der endgültigen Profilgebung passt sich die ELG-Referenzkante genau an das gewünschte konvexe Profil der Kopflagerfläche an, wie durch die Grundlinie 80 wiedergegeben. Dadurch verbessert sich die Fähigkeit, die Tiefe des In-situ-Läppens durch Vergleichen des gemessenen Widerstands mit einem Referenzwiderstandswert während des Läppvorgangs abzugleichen.
Wie in Fig. 4-13 gezeigt, sind die Ablagerungsgrundlinien 72&sub0; und 72&sub1;&sub6; der ELG- Widerstandsschichten 70&sub0; und 70&sub1;&sub6; etwas von der Grundlinie beabstandet, um eine kurze Höhe zu erzeugen. Theoretisch würden sie übereinander fallen, eine geringere Höhe der ELG-Widerstandsschicht ist jedoch wünschenswert, um einen relativ hohen Widerstandssollwert innerhalb eines Widerstandstoleranzbereichs zu erzielen. Der Widerstand wird während des Läppvorgangs gemessen. Der Vorgang wird beendet, wenn der Sollwiderstand erreicht ist, nachdem die überschüssige Schichthöhe im Läppvorgang abgetragen worden ist.
Alle diese Ausführungsbeispiele sind auf MR- oder Induktions-Dünnfilmköpfe anwendbar. Im Falle von MR-Kopfelementen werden die Höhen Dn der Kopfbestimmungsschichten 62n, wie in Fig. 4, 5 und 9, 10 gezeigt, durch das Muster der Grundlinie 80 bestimmt und müssen sorgfältig kontrolliert werden, damit diese innerhalb des engen Toleranzbereichs verbleiben (z. B. ±0,5 um).
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das zu einer Lockerung der hohen Anforderungen an eine enge Höhentoleranz der Elemente führt, betrifft die Verwendung einer magnetischen kräfteliniengeführten MR-Struktur der in US-A-5,258,883 und 5,291,363 beschriebenen Art oder eine kräftefeldgeführte PMR-Struktur. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel zum Auslesen der schwachen magnetischen Signale einer MOF-Schicht umfasst eine PMR-Kopfstruktur, z. B. kräfteliniengeführte PMR-Kopfstrukturschichten 64&sub1;-64&sub1;&sub5;, die in Verbindung mit magnetischen Kräftefeldführungen 78&sub1;-78&sub1;&sub5; verwendet werden, wie teilweise in den Anordnungen aus Fig. 14 und 15 gezeigt.
Fig. 14 und 15 zeigen Draufsichten der vorderen, hinteren und mittleren kräfteliniengeführten PMR-Strukturschichten 64&sub1;, 64&sub1;&sub5; bzw. 64&sub8; die auf einem Substrat 48 aufgebracht sind, und zwar in Bezug zur Substratfläche 50 in einer stark vergrößerten versetzten Darstellung (Fig. 14) und in einer stark vergrößerten gefächerten Darstellung (Fig. 15). Das Versatzmuster und das Fächermuster ist auch zur Bemusterung der Dünnfilm-Magnetkopfbestimmungsschichten 62n der Anordnungen aus Fig. 4-13 verwendbar.
Zwei MR-Strukturen liegen übereinander und bilden die PMR-Struktur. Die PMR- Ausgabesignale auf den Leitungen 56n, 58n, 60n werden differenziell verarbeitet, um thermische Rauscheffekte zu reduzieren, die beiden MR-Elementen gemeinsam sind, wodurch der Signal-/Rauschabstand bei der Erfassung schwacher Signale von den MOF-Schichten gegenüber dem verbessert wird, der bei der Erfassung mit einem einzelnen MR-Kopfelement erzielbar ist. Die Kräftelinienführungen 78n "leiten" Magnetkraftlinien von der medientragenden, profilierten Kopffläche zur PMR- Struktur, wodurch sich der Toleranzbereich erhöht, der während des Abtragens der planen Substratfläche 50 durch Läppen zulässig ist. In der kräfteliniengeführten PMR-Kopfkonfiguration erstreckt sich das Material für die magnetische Kräftelinienführung zur medientragenden Kopffläche, während die PMR-Schichten während des Läppens unter der Oberfläche bleiben und nicht offengelegt werden. Die elektrischen und magnetischen Vorspannungseigenschaften des PMR-Elements sind von den Kräftelinienführungen 78n unabhängig und daher auch von der endgültigen Läpphöhe. Der gesamte, effektive magnetische "Abstandsverlust" (ein Verlust der Signalerfassung, der sich zum Abstand zwischen Kopf und Medien exponential vergrößert) wird mit den Kräftelinienführungen 78n reduziert.
Eine PMR-Kopfschichtstruktur ohne Kräftelinienführungen 78n muss zur medientragenden, profilierten Kopffläche versetzt werden, um einen Kurzschluss zwischen dem MR-Paar durch Läppen der Kopflagerfläche zu vermeiden. Das Ergebnis ist, dass diese eine enge Läpptoleranz für die MR-Elementhöhe (typischerweise ±0,5 um) aufweist, die derart gewählt ist, dass der Abstand minimiert wird, um den die PMR-Schichten versetzt sind.
Eine kräfteliniengeführte Struktur kann einen breiteren Bereich (typischerweise 5,5 um) der Elementhöhe tolerieren, ohne die Signalausgabe signifikant zu beeinträchtigen, wenn diese in Verbindung mit dem bogen- oder stufenförmigen MR- Aufbringungsmuster verwendet wird, wie zuvor in Bezug auf Fig. 4, 5 sowie 9, 10 beschrieben. Die Signifikanz der Verwendung von Kräftelinienführungen 78n in der Kopfstruktur besteht darin, dass diese die Läpptoleranzen ausreichend günstig beeinflussen, um Abweichungen in dem endgültig erzielten Profil zu erlauben. Die Kräftelinienführungen 78n ermöglichen daher die Verwendung der PMR-Struktur, die eine exzellente Erfassung der schwachen Signale von der Filmstreifen-MOF-Schicht erzeugt.

Claims

1. Dünnfilm-Magnetkopfanordnung (30) zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben von Informationen in Spuren einer Magnetschicht (28) auf einem fotografischen Filmstreifen (10) mit einer vorbestimmten, sich quer über den Film erstreckenden konkaven Krümmung, die über dem Bildfeldbereich des Filmstreifens (10) verläuft, wenn dieser in einer Filmtransportbahn derart eingespannt ist, dass er sich bezüglich der Magnetkopfanordnung (30) bewegt, gekennzeichnet durch

- Mittel zum Bilden einer Filmtransportbahn zum Einspannen eines Filmstreifens derart, dass er die vorbestimmte, sich quer über den Film erstreckende konkave Krümmung aufweist,

- ein lang gestrecktes Kopfsubstrat (48), das bezüglich der die Filmtransportbahn bildenden Mittel angeordnet ist und eine Anordnungslänge aufweist, die sich über die Breite des Bildfeldbereichs erstreckt, sowie eine Oberfläche des Kopfelements, die mit der Magnetschicht in Berührung bringbar ist, welche durch ein Polynom sechster Ordnung mit lediglich geradzahligen Gliedern abgerundet ist und der konkaven Krümmung des in die Filmtransportbahn eingespannten Filmstreifens entspricht, und durch

- eine Vielzahl magnetischer Kopfelemente (32n), die in einer linearen Anordnung als Dünnfilmschichten (62n) auf dem lang gestreckten Kopfsubstrat (48) angeordnet sind, wobei die Dünnfilmschichten sich zwischen einer Grundlinie (80) der Kopfelementschicht und der Kopfoberfläche erstrecken und vorbestimmte Kopfelementhöhen aufweisen, und wobei die Grundlinie (80) der Kopfelementschicht durch ein Polynom sechster Ordnung mit lediglich geradzahligen Gliedern abgerundet ist und der konkaven Krümmung des in die Filmtransportbahn eingespannten Filmstreifens entspricht.

2. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polynom sechster Ordnung durch y(x) = a&sub0; + a&sub2;x² + a&sub4;x&sup4; + a&sub6;x&sup6; dargestellt ist, wobei y(x) die konvexe Krümmung der Grundlinie der Kopfschicht als Funktion des Abstands x entlang der Magnetkopfanordnung von den im Mittelpunkt befindlichen Magnetkopfelementen darstellt, die der konvexen Krümmung entspricht, und dass die Konstanten im Bereich liegen von:

a&sub2; = -3,5 · 10&supmin;&sup4; bis -2,11 · 10&supmin;&sup4; mm&supmin;¹

a&sub4; = 6,50 · 10&supmin;&sup6; bis 9,41 · 10&supmin;&sup6; mm&supmin;³, und

a&sub6; = -1,59 · 10&supmin;&sup7; bis -1,297 · 10&supmin;&sup7; mm&supmin;&sup5;.

3. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopfelemente auf dem Substrat angeordnet sind, das abgestufte Höhenabsätze zwischen benachbarten Kopfelementen aufweist, derart, dass sie der konvexen Krümmung der Grundlinie der Kopfelementfläche entsprechen.

4. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopfelemente auf dem Substrat angeordnet sind, das abgestufte Höhenabsätze zwischen benachbarten Kopfelementen aufweist, derart, dass sie der konvexen Krümmung der Grundlinie der Kopfelementfläche entsprechen.

5. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektrische Läppführung auf dem Substrat in Beziehung zur linearen Anordnung von Magnetkopfelementen und entsprechend der konvexen Krümmung der Kopfoberfläche angeordnet ist und dass die Höhe der Kopfelementschicht beim Kopfherstellungsverfahren durch Überwachung des elektrischen Widerstandes der elektrischen Läppführung während der Formung der konvexen Krümmung der Kopfelementfläche gesteuert ist.

6. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Höhe der Kopfelemente bei der Herstellung der Magnetkopfanordnung gesteuert ist durch Anordnen der Magnetkopfanordnung in Wirkverbindung mit einem Führungsmittel und durch Läppen der Kopfoberflächen mit einem Schleifband, wobei durch die quer verlaufende konkave Krümmung des durch die Führungsmittel in die Transportbahn geführten Filmstreifens die Kopfoberfläche in einer der konvexen Krümmung entsprechenden Krümmung geläppt wird.

7. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopfelemente der Magnetkopfanordnung dreidimensionale Verbundlagerflächen aufweisen, die eine Vielzahl in einer linearen Anordnung quer zum Film angeordneter flacher Stümpfe umfassen, wobei jeder Stumpf eine Kopfelementschicht trägt und derart ausgebildet ist, dass er örtlich begrenzte Druckbereiche schafft, wenn er in die konkave Krümmung des Filmstreifens eindringt.

8. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopfelemente magnetoresistive Dünnfilm-Wiedergabeköpfe aufweisen, die in Dünnfilmschichten auf dem lang gestreckten Kopfsubstrat angeordnet sind.

9. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopfelemente auf dem Substrat in einer fächerförmigen Anordnung angeordnet sind, derart, dass die benachbarten Kopfelemente in der Nähe der konvexen Krümmung der Grundlinie der Kopfelementschicht angeordnet sind.

10. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopfelemente paarweise angeordnete, magnetoresistive Dünnfilm- Wiedergabeköpfe aufweisen, die in Dünnfilmschichten auf dem lang gestreckten Kopfsubstrat angeordnet sind, wobei zwischen den paarweise angeordneten, magnetoresistiven Dünnfilm-Wiedergabeköpfen und der Kopfoberfläche Kraftlinienführungen ausgebildet sind.