DE69524897T2

DE69524897T2 - Magnetaufzeichnungs- und -wiedergabegerät

Info

Publication number: DE69524897T2
Application number: DE69524897T
Authority: DE
Inventors: Noriyasu Echigo; Hiroyuki Hasegawa; Tatsuaki Ishida; Ryuji Sugita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2015-04-01
Also published as: EP0675485A1; DE69524897D1; US5901012A; US5912783A; EP0675485B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung mit einem Ringtyp-Magnetkopf zum Aufnehmen von Signalen auf ein magnetisches Aufnahmemedium, wobei das magnetische Aufnahmemedium eine magnetische Schicht aufweist mit einer Achse leichter Magnetisierbarkeit, die schräg ist bezüglich einer Filmnormalen der magnetischen Schicht, wobei der Ringtyp-Magnetkopf eine Vorderkante (6; 33L; 41L; 53A; 63A; 73A; 85A; 95A; 103A; 113A; 125A; 135A; 145A; 155A) sowie eine Hinterkante (5; 33T; 41T; 53B; 63B; 73B; 85B; 95B; 103B; 113B; 125B; 135B; 145B; 155B) aufweist, die einen Spalt eines Magnetkreises zwischen sich definieren. Eine derartige Vorrichtung ist aus JP-A-04 351 701 bekannt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Videokassettenrecorder mit exzellenten Aufnahme- und Wiedergabeeigenschaften hoher Dichte.
Seit kurzem geht es in die Richtung, dass eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung, wie zum Beispiel ein Videokassettenrecorder oder ein Festplattenlaufwerk Signale mit höherer Dichte auf ein magnetisches Aufnahmemedium aufnimmt und von ihm wiedergibt, um so eine kompakte Vorrichtung zu liefern mit einer großen Speicherkapazität. Dann hat auf einem Gebiet des magnetischen Aufnahmemediums und der Magnetköpfe viel Forschung und Entwicklung stattgefunden, um die Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika für einen Bereich hoher Aufnahmedichte zu verbessern.
Um die Auflösung zur Aufnahme und Wiedergabe in einem Bereich hoher Aufnahmedichte auf ein magnetisches Aufnahmemedium und von ihm zu verbessern, ist es erforderlich, die verbleibende Magnetisierung einer magnetischen Schicht des Mediums zu vergrößern und dabei die Koerzitivkraft zu vergrößern und die Dicke der magnetischen Schicht entsprechend der Zunahme der verbleibenden Magnetisierung zu vermindern. Insbesondere magnetische Dünnfilm- Aufnahmemedien, die mittels Vakuumverdampfung, Sputtern, Ionenbeschichtung oder ähnliches hergestellt werden, haben wegen ihrer Leistungsfähigkeit, die über magnetische Aufnahmemedien vom Beschichtungstyp hinausgehen, für Aufmerksamkeit gesorgt.
Was den Magnetkopf betrifft, wurde ein weichmagnetisches Material mit einer höheren magnetischen Sättigungsflussdichte entwickelt, um die Aufnahmeleistung in Entsprechung zu einer höheren Koerzitivkraft des magnetischen Aufnahmemediums zu verbessern. Ein Magnetkopf vom Ringtyp mit einem weichmagnetischen Material mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte über 1,5 T wird schon in der Praxis eingesetzt.
Ein Verdampfungsband, das für einen Hi-8-Video-Kassettenrecorder verwendet ist, ist ein Beispiel für ein magnetisches Dünnfilmaufnahmemedium. Ein Charakteristikum des magnetischen Aufnahmemediums besteht darin, dass die Achse leichter Magnetisierbarkeit schräg ist relativ zu der Filmnormalen einer magnetischen Schicht von ihm im Gegensatz zum längsgerichteten Aufnahmemedium gemäß dem Stand der Technik (US-A-4,646,184 und EP-A-0 490 669). Das heißt, dass die Achse der leichten Magnetisierbarkeit sich nicht in einer Filmebene oder entlang einer Filmnormalen der magnetischen Schicht befindet, sondern entlang einer Richtung, die schräg ist relativ zu der Filmnormalen. Zum Beispiel ist bei einem Ablagerungsband für einen Hi-8-Video-Kassettenrecorder die Achse der leichten Magnetisierbarkeit um ungefähr 90º schräg relativ zu der Filmnormalen in einer normalen Ebene, die eine Längsrichtung des Bandes umfasst. Magnetisierung, die von einem Ringtyp-Magnetkopf aufgenommen wird, verbleibt entlang der Achse der leichten Magnetisierbarkeit und liefert einen Magnetisierungsmodus, der verschieden ist von dem bei längsgerichteter Aufnahme nach dem Stand der Technik. Ein derartiger schräger Magnetisierungsmodus verbessert die Charakteristika bei hohen Aufnahmedichten gegenüber dem längsgerichteten Aufnahmemedium nach dem Stand der Technik. Während hier die Überlegenheit der schrägen Magnetisierungsart (auch vorher) gegenüber der längsgerichteten Magnetisierungsart deutlich wird, wurde außerdem versucht, die Charakteristika bei hohen Aufnahmedichten dadurch zu verbessern, dass die schräge Magnetisierungsart auch für Medien vom Beschichtungstyp nach dem Stand der Technik realisiert wird.
Eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung wird dazu entwickelt, Signale mit einer höheren Dichte aufzunehmen, um so eine kompaktere Vorrichtung bereitzustellen mit einer größeren Speicherkapazität. Dann ist es in einem magnetischen Aufnahme- und Wiedergabesystem mit einer Kombination eines Magnetkopfes und einem magnetischen Aufnahmemedium mehr und mehr erforderlich, insbesondere in einem Bereich höherer linearer Aufnahmedichten ein höheres Signalrausch-Verhältnis zu realisieren.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung bereitzustellen, die geeignet ist zur Aufnahme auf ein schräg orientiertes magnetisches Aufnahmemedium.
Erfindungsgemäß ist eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des magnetischen Aufnahmefeldes in der Richtung der leichten Magnetisierbarkeit der magnetischen Schicht zwischen einer Mittellinie des Spaltes und der Hinterkante 5; 33T; 41T; 53B; 63B; 73B; 85B; 95B; 103B; 113B; 125B; 135B; 145b; 155B) des Ringtyp-Magnetaufnahmekopfes steiler ist als der zwischen der Mittellinie und der Vorderkante (6; 33L; 41L; :53A; 63A; 73A; 85A; 95A; 103A; 113A; 125A; 135A; 145A; 155A) und wobei die Richtung des magnetischen Aufnahmefeldes im Bereich der Vorderkante und der Achse leichter Magnetisierbarkeit der magnetischen Schicht schräg in der magnetischen Schicht auf derselben Seite bezüglich der Filmnormalen der magnetischen Schicht in einer normalen Ebene liegt einschließlich der Richtung der Relativbewegung des Ringtyp- Magnetkopfes bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums, wenn Signale auf dem magnetischen Aufnahmemedium aufgenommen werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung verbessert die magnetische Aufnahme- und Wiedergabeleistung, um so die obengenannten Probleme dadurch zu lösen, dass einem Aufnahmemechanismus eines Ringtyp-Magnetkopfes eines Aufnahme- und Wiedergabeapparates für ein magnetisches Aufnahmemedium Aufmerksamkeit geschenkt wird, das eine Achse leichter Magnetisierbarkeit aufweist, die schräg ist bezüglich einer Filmnormalen einer magnetischen Schicht des magnetischen Aufnahmemediums. Bei einer Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung mit dem Magnetkopf und dem magnetischen Aufnahmemedium ist das magnetische Aufnahmefeld in dem magnetischen Aufnahmemedium asymmetrisch bezüglich einer Mittellinie eines Spaltes des Magnetkopfes. Darüber hinaus sind eine Richtung eines magnetischen Aufnahmefeldes um die Vorderkante ebenso wie die Achse leichter Magnetisierbarkeit des magnetischen Aufnahmemediums schräg in der magnetischen Schicht auf derselben Seite bezüglich der Filmnormalen der magnetischen Schicht in einer normalen Ebene der magnetischen Schicht, die einer Richtung der Relativbewegung des Ringtyp- Magnetkopfes gegenüber dem magnetischen Aufnahmemedium enthält, wenn Signale auf dem magnetischen Aufnahmemedium aufgenommen werden.
Ein Magnetkopf gemäß der Erfindung generiert ein asymmetrisches Magnetfeld zum Beispiel unter Verwendung eines weichmagnetischen Films oder mehrerer Filme, die an einer Hinterkante des Magnetkopfes verwendet werden mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte größer als der eines weichmagnetischen Films oder mehrerer Filme, die an einer Vorderkante des Ringtyp-Magnetkopfes verwendet werden. Es ist auch möglich, das asymmetrische magnetische Feld dadurch zu generieren, dass eine Dicke eines weichmagnetischen Films auf der Hinterseite größer eingestellt ist als an der Vorderseite oder durch Einstellen eines Abschnittsbereichs eines magnetischen Kreises des magnetischen Kopfs so, dass er in einer Ebene größer ist, die den Spalt des Magnetkopfes an der Hinterseite bildet als an der Vorderseite.
Ein Vorteil des Magnetkopfes gemäß der Erfindung besteht darin, dass die Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika in einem Bereich hoher linearer Aufnahmedichte sich merklich verbessern lässt, wenn er an einem magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparat angebracht ist, um Signale mit einer höheren Aufnahmedichte als bisher aufzunehmen.
Ein Vorteil der magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, dass sie kompakter ist und eine höhere Aufnahmekapazität aufweist.
Ein weiterer Vorteil der magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, dass sich der Energiebedarf der magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung reduzieren lässt.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen von bevorzugten Ausgestaltungen deutlich, in denen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Videokassettenrecorders ist,
Fig. 2 ein schematischer Schnitt eines Teils des Recorders im Bereich eines Magnetkopfs und eines schräg orientierten magnetischen Aufnahmemediums ist,
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines Festplattenlaufwerks ist,
Fig. 4 ein schematischer Schnitt eines Vakuum-Ablagerungsapparats zur Herstellung eines Verdampfungsbandes in einer Vakuumkammer ist,
Fig. 5 ein schematischer Schnitt eines Beispiels eines Teils eines Ringtyp-Magnetkopfes gemäß der Erfindung ist, der in einem magnetischen Recorder installiert ist,
Fig. 6 ein schematischer Schnitt eines Beispiels eines Ringtyp- Magnetkopfes gemäß der Erfindung ist, der an dem magnetischen Recorder angebracht ist,
Fig. 7 eine Kurve eines reproduzierten Ausgangs gegenüber einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsdichte ist,
Fig. 8 eine Kurve eines reproduzierten Ausgangs gegenüber einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsdichte ist,
Fig. 9 eine Kurve eines reproduzierten Ausgangs gegenüber einer Spaltlänge ist,
Fig. 10 eine Kurve eines reproduzierten Ausgangs gegenüber einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsdichte ist,
Fig. 11A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium ist, und
Fig. 11B ein Schnitt des Kerns entlang einer Richtung 57 einer Spaltlänge ist,
Fig. 12A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium und
Fig. 12B ein Schnitt eines Kerns entlang einer Richtung 67 einer Spaltlänge ist,
Fig. 13A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium und
Fig. 13B ein Schnitt eines Kerns entlang einer Richtung 77 einer Spaltlänge ist,
Fig. 14A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium und
Fig. 14B ein Schnitt eines Kerns entlang einer Richtung 88 der Kopfbewegung oder seines Gleitens relativ zu einem Medium ist,
Fig. 15A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium und
Fig. 15B ein Schnitt eines Kerns entlang einer Richtung 98 der Kopfbewegung oder seines Gleitens relativ zu einem Medium ist,
Fig. 16A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium und
Fig. 16B ein Schnitt eines Kerns entlang einer Richtung 108 der Kopfbewegung oder seines Gleitens relativ zu einem Medium ist,
Fig. 17A ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium und
Fig. 17B ein Schnitt eines Kerns entlang einer Richtung 118 der Kopfbewegung oder seines Gleitens relativ zu einem Medium ist,
Fig. 18 ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium ist,
Fig. 19 ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium ist,
Fig. 20 ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium ist, und
Fig. 21 ein Diagramm einer Gleitebene eines Magnetkopfes für ein Medium ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche oder einander entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, sind Ausgestaltungen der Erfindung erklärt. In einem Verfahren zum Aufnehmen eines schräg orientierten magnetischen Aufnahmemediums mit einer hohen Koerzitivkraft mit einem Ringtyp-Magnetkopf nach dem Stand der Technik braucht der Kopf ein magnetisches Aufnahmefeld, das groß genug, um die Magnetisierung in dem magnetischen Aufnahmemedium hinreichend umzukehren. Das heißt, dann, wenn die magnetische Sättigungsflussdichte eines weichmagnetischen Materials, das in dem Magnetkopf enthalten ist, ansteigt, wird die Aufnahmeleistung besser, und ein höherer Wiedergabeausgang lässt sich erzeugen. Wenn aber eine Fähigkeit, die Magnetisierung umzukehren für ein magnetisches Aufnahmemedium genügen wird, lässt sich eine relevante Verbesserung des reproduzierten Ausgangs mittels eines Magnetkopfes nach dem Stand der Technik nicht weiter realisieren, selbst wenn Sättigungsmagnetisierung des weichmagnetischen Materials weiter verbessert wird.
Demgegenüber verbessert die Erfindung die magnetische Aufnahme- und Wiedergabeleistung zur Lösung der obengenannten Probleme, indem sie die Aufmerksamkeit richtet auf eine Struktur eines magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparates, bei dem Signale mit einem Ringtyp-Magnetkopf auf ein magnetisches Aufnahmemedium aufgenommen werden, das eine Achse leichter Magnetisierung hat, die schräg ist bezüglich einer Filmnormalen einer Magnetschicht des magnetischen Aufnahmemediums. Fig. 1 zeigt ein Basissystem eines Videokassettenrecorders als Beispiel eines magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparates mit einem Ringtyp-Magnetkopf 10, einem Signalverarbeitungssystem 16 zum Aufnehmen und Wiedergeben und einem Servosystem 18. Das Signalverarbeitungssystem 16 sendet und empfängt Signale zu bzw. von dem Magnetkopf 10, um so ein Aufnahmemagnetfeld zum Aufnehmen und Wiedergeben von Signalen auf bzw. von einem magnetischen Aufnahmemedium 3 zu generieren, das schräge magnetische Anisotropie entsprechend einem hohen Grad kristalliner Orientierung aufweist. Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist durch Konvertieren eines kommerziellen Videokassettenrecorders hergestellt, was im Folgenden erklärt werden wird. Ein bedampftes Band (Verdampfungsband), das von einem kontinuierlichen Ablagerungsapparat entsprechend unten stehender Erklärung produziert ist, wird als das magnetische Aufnahmemedium 3 verwendet. Das magnetische Aufnahmemedium 3 ist in einer Kassette 17 geladen, die in den Recorder eingesetzt werden kann. Die Kassette 17 wird von dem Servosystem 18 angetrieben. Der obengenannte Magnetkopf 10 ist an einem sich drehenden Zylinder befestigt, wobei die Hinterseite eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte aufweist. Das Signalverarbeitungssystem 16, die Kassette 17 und das Servosystem 18 sind bekannt, und sie werden hier nicht weiter beschrieben mit Ausnahme der Tatsache, dass ein Aufnahmeverstärker, ein Wiedergabeverstärker und ähnliches in dem Signalverarbeitungssystem 16 ebenfalls geändert sind, um Signale in einem Bereich höherer linearer Aufnahmedichte aufzunehmen und wiederzugeben, der die Spezifikationen kommerzieller Videokassettenrecorder übertrifft. Die Richtung der Relativbewegung des Ringtyp- Magnetkopfes 10 bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums 3 in dem Recorder lässt sich entsprechend der Richtung eines Verdampfungsbandes, das in eine kommerzielle Kassette eingesetzt ist, einstellen. Das Verdampfungsband ist in eine Kassette so eingesetzt, dass das magnetische Aufnahmefeld im Bereich der Vorderkante und Achse der leichten Magnetisierbarkeit des Verdampfungsbandes schräg sind in der magnetischen Schicht auf derselben Seite bezüglich der Filmnormalen der magnetischen Schicht des Verdampfungsbandes in einer normalen Ebene, die eine Richtung der Relativbewegung des Ringtyp- Magnetkopfes bezüglich des Verdampfungsbandes enthält, wenn Signale auf das Verdampfungsband geschrieben werden.
Darüber hinaus zeigt Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht im Bereich eines Kopfspalts 7 des Ringtyp-Magnetkopfes 10. Der Magnetkopf 10 ist mit Bezug auf das magnetische Aufnahmemedium 3 weiter erklärt. Der Ringtyp-Magnetkopf 10 weist eine Vorderkante 6 und eine Hinterkante 5 auf. Die Vorder- und Hinterkante 6, 5 sind aus weichem ferromagnetischen Material gebildet, und der Kopfspalt 7 ist von den Oberflächen des weichmagnetischen Materials an der Vorder- und Hinterkante 6 und 5 umgrenzt. Zwei einander gegenüberliegende Ebenen der Kanten 5 und 6 können als spaltbildende Ebenen bezeichnet werden, die den Spalt 7 umgrenzen. Magnetische Sättigungsflussdichte BST an der Hinterkante 5 ist größer als BSL an der Vorderkante 6 (BST > BSL). Das magnetische Aufnahmemedium 3 weist ein Substrat 2 und eine Magnetschicht 1 auf, die darauf ausgebildet ist, und der Magnetkopf 10 ist oberhalb der Magnetschicht 1 angeordnet. Ein magnetisches Aufnahmefeld um die Vorderkante 6 und die Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit des magnetischen Aufnahmemediums 3 sind schräg in der Magnetschicht 1 auf derselben Seite bezüglich einer Filmnormalen 4 der Magnetschicht 1 in einer normalen Ebene, die eine Richtung 15 der Relativbewegung des Ringtyp-Magnetkopfes 10 bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums 3 enthält, wenn Signale auf das magnetische Aufnahmemedium geschrieben werden.
Der obengenannte Aufnahmemechanismus der Erfindung zur Verbesserung eines reproduzierten Ausgangs wird näher erklärt. Ein magnetisches Aufnahmefeld 9 generiert Magnetisierung 13 in dem Magnetfeld 1, wenn Signale auf die Magnetschicht 1 aufgenommen werden. Das magnetische Aufnahmefeld im Bereich der Vorderkante 6 und der Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit in der Magnetschicht 1 sind schräg in der Magnetschicht 1 auf derselben Seite bezüglich der Filmnormalen 4 der Magnetschicht 1 in einer normalen Ebene, die eine Richtung 15 der Relativbewegung des Ringtyp-Magnetkopfes 5, 6 bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums 3 enthält, das heißt, die Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Hinterkante ist schräg auf derselben Seite wie die Achse schwerer Magnetisierbarkeit in der Magnetschicht 1.
Es sei angemerkt, dass das magnetische Aufnahmefeld 9 asymmetrisch ist bezüglich einer Mittellinie 8 des Kopfspalts 7 und einen steileren Gradienten in der Magnetschicht 1 auf der Seite der Hinterkante 5 aufweist. Das heißt, eine Komponente des magnetischen Aufnahmefelds 9 entlang der Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit nimmt steiler von der Mittellinie 8 des Spalts 7 in Richtung der Hinterkante 5 ab als das Gegenstück eines symmetrischen magnetischen Aufnahmefelds in einem Magnetkopf nach dem Stand der Technik. Ein derartiges asymmetrisches magnetisches Aufnahmefeld generiert engere magnetische Übergangsbereiche 11 in der magnetischen Schicht 1. Die Verbesserung eines reproduzierten Ausgangs im Bereich hoher linearer Aufnahmedichte gemäß der Erfindung lässt sich wahrscheinlich dem obengenannten Aufnahmemechanismus zuschreiben.
Um den obengenannten Aufnahmemechanismus zu realisieren, ist es erforderlich, dass die Richtung des magnetischen Aufnahmefelds 9 auf der Seite der Vorderkante 6 und der Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit schräg sind in der magnetischen Schicht 1 auf derselben Seite bezüglich der Filmnormalen 4 der magnetischen Schicht 1 in der normalen Ebene, die die Richtung 15 der Relativbewegung des Ringtyp-Magnetkopfes 10 bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums 3 enthält, wenn Signale auf das magnetische Aufnahmemedium 3 geschrieben werden. Das heißt, es ist erforderlich, dass die Richtung des magnetischen Aufnahmefelds 9 im Bereich der Vorderkante 6 nahe der Achse 14 der leichten Magnetisierbarkeit ist, während diejenigen im Bereich der Hinterkante 5 nahe der Achse schwerer Magnetisierbarkeit ist, aber es ist nicht erforderlich, dass die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Vorderkante 6 genau mit der schrägen Richtung der Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit zusammenfällt.
Bei kommerziellen Videokassettenrecordern tastet ein drehbarer Kopf ein Magnetband entlang einer Richtung ab, die schräg ist bezüglich der Längsrichtung des Magnetbands. Zum Beispiel tastet in Hi-8-Video-Kassettenrecordern ein Kopf ein Magnetband entlang einer Richtung ab mit einem Winkel von ungefähr 5º bezüglich der Längsrichtung des Magnetbands. Wenn der Magnetkopf 10 das magnetische Aufnahmemedium 3 entlang einer Richtung abtastet, die gewissermaßen schräg bezüglich der Längsrichtung des Magnetbandes wie bei dem oben erwähnten Recorder ist, falls eine Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Vorderkante 6 nahe der Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit ist, während das im Bereich der Hinterkante 5 nahe der Achse schwerer Magnetisierbarkeit ist, verbessert der oben erwähnte Aufnahmemechanismus nach der Erfindung die Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika wesentlich.
Im Kontrast zu der Erfindung ist der Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung nicht realisiert, wenn die magnetische Feldrichtung im Bereich der Hinterkante 5 und die Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit des magnetischen Aufnahmematerials auf derselben Seite in der Magnetschicht schräg sind. Weil in diesem Fall die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds auf der Hinterseite zu der Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit liegt, wie es bei bekanntem longitudinalen Aufnehmen der Fall ist, vergrößert sich die Demagnetisierung beim Aufnehmen mit abnehmender Aufnahmewellenlänge, und das Charakteristikum ausgezeichnet hoher linearer Aufnahmedichte lässt sich nicht erreichen.
Obwohl die oben erwähnte Ausgestaltung der Erfindung sich auf einen Videokassettenrecorder als Beispiel einer magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung bezieht, ist die Vorrichtung nicht auf den Videokassettenrecorder eingegrenzt, und unterschiedliche Formen magnetischer Aufnahmemedien, wie zum Beispiel eine Magnetkarte oder eine Magnetscheibe, lassen sich als oben erwähnter Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung anwenden. Fig. 3 zeigt ein Festplattenlaufwerk als Beispiel einer magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung, bei dem ein magnetisches Aufnahmemedium oder eine Festplatte 3' verwendet wird mit einer schrägen Anisotropie entlang der Umfangsrichtung der Platte. Das Laufwerk weist den Ringtyp-Magnetkopf 10 zum Aufnehmen und Wiedergeben und ein Wiedergabesystem 16' auf zum Antreiben des Magnetkopfs 10 zum Generieren eines magnetischen Aufnahmefelds zum Aufnehmen. Das magnetische Aufnahmemedium 3' ist nicht in einer Kassette enthalten, es ist aber vor eine bestimmte Position im Bereich des Ringtyp-Magnetkopfes 10 gesetzt. Das Aufnahme- und Wiedergabesystem 16' ist bekannt und wird hier nicht beschrieben.

Verdampfungsband

Ein Verdampfungsband mit sogenannter schräger Anisotropie wird als das magnetische Aufnahmemedium 3 verwendet, wie es oben erwähnt ist. Das Verdampfungsband hat eine magnetische Schicht mit Hauptkomponenten aus zum Beispiel Kobalt und Sauerstoff und mit einer Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit schräg zu der Filmnormalen 4.
Verdampfungs-Bänder können effizient mit einem kontinuierlichen Vakuum- Ablagerungsapparat unter Verwendung eines zylindrischen Trommelsystems gemäß Fig. 4 produziert werden. Ein Beispiel der Produktionsmethode ist mit Bezug auf Fig. 4 erklärt, die eine Struktur in dem Vakuum-Ablagerungsapparat zeigt, wo eine Magnetschicht 1 kontinuierlich auf einem sich bewegenden länglichen Polymersubstrat 2 abgelagert wird. Das Substrat 2 aus länglichem Polymermaterial wird von einer Speicherrolle 22 zugeführt und entlang dem Umfang einer zylindrischen Trommel 24 in einer Richtung eines Pfeils 20 geführt. Von einer Quelle 25 verdampfte Atome werden auf dem Substrat 2 abgelagert und bilden so eine Magnetschicht 1. Zum Beispiel wird eine Co-Ni-Legierung in die Quelle 25 eingeführt, wenn ein Verdampfungsband mit Hauptkomponenten aus Kobalt, Nickel und Sauerstoff produziert werden soll für einen Hochband-Hi-8- Video-Kassettenrecorder. Ablagerung kann unter Verwendung von Widerstandsheizung, Induktionsheizung oder ähnlichem durchgeführt werden, während Elektronenstrahlablagerung insbesondere für die Verdampfung von Metallen mit einem hohen Schmelzpunkt, wie zum Beispiel Kobalt, bei einer hohen Verdampfungsrate geeignet ist. Bezugsziffern 21A und 21B bezeichnen Abschirmungsplatten zum Vermeiden von Ablagerung unnötig verdampfter Atome auf das Substrat.
Die Abschirmungsplatten 21A und 21B sind zwischen der Verdampfungsquelle 25 und der zylindrischen Trommel 24 angeordnet, und verdampfte Atome 26 werden durch eine Öffnung zwischen ihnen auf das Substrat 2 abgelagert. Die Abschirmungsplatten 21A und 21B definieren den Einfallswinkel verdampfter Atome 26 auf das Substrat 2 in einem Bereich von Φi in einem Startbereich bis Φf in einem Endbereich relativ zu einer Filmnormalen des Substrats 2 für die Ablagerung. Eine schräge Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit in einer abgelagerten Magnetschicht wird hauptsächlich durch Einstellen der Einfallswinkel Φi und Φf gesteuert. Bislang wurde eine derartige Abschirmungsplatte 21A zur Produktion eines Verdampfungs-Bands für einen Hi-8-Video- Kassettenrecorder nicht verwendet, weil Einfallswinkel verdampfter Atome 16 auf das Substrat 2 in dem Startbereich vorzugsweise 90º relativ zu der Filmnormalen des Substrats einnehmen sollten. Bezugsziffer 27 bezeichnet einen Einlass zum Einleiten von Sauerstoff in eine Vakuumkammer beim Ablagern, während 23 eine Rolle zum Umwickeln des Polymersubstrats 2 bezeichnet, auf dem die Magnetschicht ausgebildet wird.
Das Substrat 2 wird dazu verwendet, die Magnetschicht 1 darauf abzulagern. Das Substrat 2 kann ein beliebiges Material sein, das sich generell für ein Magnetband eignet, wie zum Beispiel Polyethylentelephthalaffilm, Polyethylennaphthalatfilm, Polyimidfilm, Polyamidfilm, Polyetherimidfilm oder Polycarbonatfilm. Im vorliegenden Beispiel wird ein Polyethylentelephthalatfilm von 7 um Dicke verwendet.
Ein Metall- oder Legierungsmaterial, der in einen Magnetfilm eingeschlossen werden soll, wird in die Verdampfungsquelle 25 eingeführt. Bei der vorliegenden Ausgestaltung wird Kobalt in die Verdampfungsquelle 25 eingeführt, weil ein Magnetband mit einer magnetischen Schicht mit Hauptkomponenten aus Kobalt und Sauerstoff produziert werden soll. Reaktionsablagerung wird durch Einleiten von Sauerstoff in die Vakuumkammer aus dem Einlass 27 durchgeführt, um so eine magnetische Schicht 1 einschließlich Hauptkomponenten von Kobalt und Sauerstoff zu formen.
Winkel Φi und Φf bezeichnen Einfallswinkel in einem Startbereich und in einem Endbereich bei der Ablagerung der Magnetschicht. Die Steuerung von Φi und Φf ist sehr wichtig zur Steuerung der schrägen Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit in der Magnetschicht und der kristallinen Orientierung.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, bezeichnet ein Winkel β einen Winkel der Achse 3 leichter Magnetisierbarkeit gegenüber der Filmnormalen 4 des magnetischen Aufnahmemediums 3 mit einer schrägen Anisotropie, wobei β ein Wert ist, der ohne die Korrektur von Effekten eines Demagnetisierungsfelds gemessen ist für eine Probe mit einer Oberfläche, die hinreichend größer ist als die Dicke der magnetischen Schicht, oder mit einem Demagnetisierungs-Koeffizienten von ungefähr 1. Um wesentliche Vorteile der Erfindung beobachten zu können, ist es bevorzugt, dass β des magnetischen Aufnahmemediums zwischen 50º und 85º für magnetische Aufnahmemedien einschließlich Verdampfungsfilmen einzustellen. Wenn β 85º oder größer ist, liegt die Achse 14 leichter Magnetisierbarkeit zu nahe an der Filmebene, es wird schwerer, beim Aufnehmen einer schrägen Magnetisierungsart auszubilden. Das heißt, dass Demagnetisierung bei der Aufnahme steigt mit der Abnahme der Aufnahmewellenlänge aufgrund des magnetischen Aufnahmefelds auf der Hinterseite und dass das herausragende Charakteristikum hoher linearer Aufnahmedichte nicht erreicht werden kann, wie es schon beim bekannten longitudinalen Aufnehmen der Fall ist. Auf der anderen Seite liegt dann, wenn β 50º oder weniger beträgt, die Achse leichter Magnetisierbarkeit zu nahe an der Filmnormalen, und Demagnetisierung wird größer bei der Aufnahme, und die ideale schräge Magnetisierungsart lässt sich nur schwer erreichen.
Um weiterhin Vorteile der Erfindung in großem Umfang beobachten zu können, ist es erforderlich, dass das magnetische Aufnahmemedium, das für die magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung verwendet wird, einen hohen Grad kristalliner Orientierung aufweist sowie exzellente magnetische Charakteristika. Um eine enge magnetische Übergangsbreite entsprechend dem Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung beobachten zu können, muss eine Auflösung des magnetischen Aufnahmemediums 3, die selbst eine Grenze der magnetischen Übergangsbreite darstellt, größer sein. Wenn das magnetische Aufnahmemedium 3 einen ungenügenden Grad kristalliner Orientierung oder eine große Anisotropiestreubreite aufweist, ist die magnetische Übergangsbreite von der Auflösung des Mediums 3 selbst begrenzt, bevor sich die Vorteile der Erfindung realisieren lassen. Wenn demgegenüber das magnetische Aufnahmemedium 3 einen hohen kristalliner Orientierung oder eine kleine Anisotropiestreubreite aufweist, können die erfindungsgemäßen Vorteile deutlich beobachtet werden. Unter diesem Gesichtspunkt ist es bevorzugt, dass die Koerzitivkraft der Magnetschicht vorzugsweise 80 kA/m oder mehr beträgt, und eine uniaxiale Anisotropiekonstante vorzugsweise 10³ J/m³ oder mehr beträgt. Für Verdampfungs-Bänder, die mit dem Produktionsapparat gemäß Fig. 4 hergestellt werden, wird es wichtig, Φi und Φf passend zur Produktion von Verdampfungs-Bändern mit einer schmalen Anisotropiestreubreite und einem hohen Grad kristalliner Orientierung einzustellen. Bei Verdampfungs-Bändern zum Beispiel mit Kobalt und Sauerstoff als Hauptkomponenten und produziert mit der Produktionsvorrichtung gemäß Fig. 4 sind β von ungefähr 75º, eine Koerzitivkraft entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit von ungefähr 145 kA/m, eine uniaxiale Anisotropiekonstante von ungefähr 2,8·10&sup5; J/m³ realisiert mit einer Sättigungsmagnetisierung von 650 kA/m und einer Filmdicke der Magnetschicht von ungefähr 100 nm.
Mit Bezug auf ein wie oben beschrieben produziertes Verdampfungsband werden eine Kohlenstoffschutzschicht einer Dicke von ungefähr 10 nm und eine Schmierschicht einer Dicke von ungefähr einigen Nanometern auf dem Magnetfilm ausgebildet, während eine rückseitige Beschichtungschicht mit einer Dicke von 0,5 um auf der Rückseite ausgebildet wird, um das Band für den Magnetrecorder der Ausgestaltung zu verwenden, obwohl dies in Fig. 2 nicht explizit gezeigt ist. Anschließend wird das Band in Bänder passender Breite und Länge geschnitten und in kommerzielle Kassetten eingesetzt.

Magnetköpfe

Ein Ringtyp-Magnetkopf kann auch als der Aufnahmekopf 10 verwendet werden, wenn das magnetische Aufnahmefeld asymmetrisch ist bezüglich der Mittellinie 8 bei dem Kopfspalt 7 und einen steileren Gradienten an der Rückseite hat. Der Ringtyp-Magnetkopf 10 weist eine erste und eine zweite magnetische Kernhälfte auf aus ferromagnetischen Werkstoffen, und die erste magnetische Kernhälfte ist an der Vorderseite in der Vorrichtung angeordnet. Der Kopfspalt 7 ist zwischen der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte in dem Magnetkreis ausgebildet. Jede der drei Kopfstrukturen, die im folgenden beschrieben wird, lässt sich als der Ringtyp-Magnetkopf 10 einsetzen mit einem Aufnahmemagnetfeld, das asymmetrisch ist bezüglich des Kopfspalts 7 und einen steileren Gradienten auf der Seite der Hinterkante 5 aufweist.
In einer ersten Kopfstruktur ist es ein Merkmal des Magnetkopfs, dass die magnetische Sättigungsflussdichte des magnetischen Materials der ersten magnetischen Kernhälfte kleiner ist als die der zweiten magnetischen Kernhälfte am und im Bereich des Spalts 7, und die erste magnetische Kernhälfte ist an die Vorderseite gesetzt. In dieser Struktur wird durch Vergrößerung einer Differenz der magnetischen Sättigungsflussdichte zwischen metallischen weichmagnetischen Filmen, die in den zwei magnetischen Kernhälften hinreichend enthalten sind, ein Bereich eines magnetischen Aufnahmemediums 3 um den Spalt 7 an der ersten magnetischen Kernhälfte auf der Vorderseite leichter magnetische Sättigung erreichen, und ein asymmetrisches Magnetfeld in dem magnetischen Aufnahmemedium 3 wird produziert, welches bei der Rückseite bezüglich der Spaltmittellinie 8 steiler ist.
Eine zweite Kopfstruktur weist einen "Metall im Spalt"-Typ (im folgenden als MIG- Typ bezeichnet) Magnetkopf auf, und weichmagnetische Filme sind beschichtete ferromagnetische Ferritkerne aufeinander gegenüberliegenden Seiten zur Bildung des Kopfspalts 7. Ein Merkmal des Ringtyp-Magnetkopfes 10 besteht darin, dass eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films, der auf der Oberfläche einer gegenüberliegenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte beschichtet ist, kleiner ist als der der zweiten magnetischen Kernhälfte, und die erste magnetische Kernhälfte wird an die Vorderseite gesetzt. Bei dieser Kopfstruktur wird durch Vergrößerung einer Differenz der Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films zwischen den zwei magnetischen Kernhälften in ausreichender Weise ein Bereich eines magnetischen Aufnahmemediums 1 um den Spalt 7 bei der ersten magnetischen Kernhälfte an der Vorderseite leichter die magnetische Sättigung erreichen, und ein asymmetrisches Magnetfeld wird in dem magnetischen Aufnahmemedium 1 produziert, das an der Rückseite bezüglich der Spaltmittellinie 8 steiler ist.
In einer dritten Kopfstruktur ist es ein Merkmal, das ein Querschnitt eines Magnetkreises der ersten magnetischen Kernhälfte an einer gegenüberliegenden Ebene zum Bilden des Spalts 7 kleiner ist als der der zweiten magnetischen Kernhälfte, und die erste magnetische Kernhälfte wird an die Vorderseite gesetzt. Bei dieser Struktur wird ein Bereich eines magnetischen Aufnahmemediums 1 um den Spalt bei der ersten magnetischen Kernhälfte an der Vorderseite leichter die magnetische Sättigung erreichen, und ein asymmetrisches Magnetfeld wird in dem magnetischen Aufnahmemedium 1 produziert, welches bei der Rückseite bezüglich der Spaltmittellinie steiler ist.
Unter den drei so beschriebenen Kopfstrukturen hat die dritte den geringsten Effekt auf die Steilheit des asymmetrischen magnetischen Feldgradienten, und es ist schwierig, die Vorteile der Erfindung durch die dritte Kopfstruktur alleine zu erreichen. Folglich ist es bevorzugt, die dritte Kopfstruktur mit der ersten zu kombinieren. Wenn der dritte magnetische Kopf vom MIG-Typ ist, kann die dritte Kopfstruktur mit der zweiten kombiniert werden.
Wenn bei einem Magnetkopf des MIG-Typs die erste Kopfstruktur mit der zweiten kombiniert wird, werden die Vorteile der Erfindung deutlicher. Wenn darüber hinaus die drei Kopfstrukturen gleichzeitig kombiniert werden, werden die erfindungsgemäßen Vorteile noch deutlicher.
In einem solchen Ringtyp-Magnetkopf mit den Merkmalen einer Anzahl von oben beschriebenen Kopfstrukturen gleichzeitig werden nicht nur die Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika verbessert, sondern auch der am besten passende Aufnahmestrom lässt sich reduzieren. Folglich lässt sich der Energiebedarf der Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung reduzieren.
Wie oben erklärt, kann der Ringtyp-Magnetkopf 10 eine geeignete Verteilung eines magnetischen Aufnahmefelds für ein schräg orientiertes magnetisches Aufnahmemedium generieren. Folglich lassen sich Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika im Bereich einer hohen linearen Aufnahmedichte beträchtlich verbessern, und eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung kann Signale mit einer höheren Dichte als bisher aufnehmen. Folglich lässt sich eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung bereitstellen, die kompakter ist und eine größere Kapazität hat. Darüber hinaus lässt sich erfindungsgemäß ein passender Aufnahmestrom vermindern, um so den Energiebedarf eines magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparats zu vermindern.

Beispiel einer magnetischen Aufnahme und Wiedergabevorrichtung

Die magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung wird weiter erklärt. Der Ringtyp-Magnetkopf 10 wird weiter erklärt, bei dem magnetische Sättigungsflussdichte an der Hinterkante größer ist als an der Vorderkante so wie er in dem geänderten Videokassettenrecorder gemäß Fig. 1 verwendet ist. Der Magnetkopf ist zum Beispiel ein Magnetkopf eines laminiertenen Typs gemäß Fig. 5 oder ein MIG-Kopf gemäß Fig. 6. Fig. 5 und 6 zeigen Magnetköpfe nur im Bereich des Kopfspalts 7 in Blickrichtung von einer Gleitebene des Kopfs mit dem magnetischen Aufnahmemedium 3.
In dem Magnetkopf gemäß Fig. 5 sind vier metallische weichmagnetische Filme 33L, 33T und drei nichtmagnetische Isolationsfilme 34 alternierend auf einem Substrat 35 geschichtet. Dann wird eine Glasschicht 32 auf dem letzten weichmagnetischen Film 33L, 33T ausgebildet, und schließlich nimmt ein keramisches Substrat 31 die geschichteten Filme zusammen mit dem Substrat 35 zwischen sich. Die laminierte Struktur mit den Isolationsfilmen 34 ist darauf angepasst, einen Wirbelstromverlust bei der Verwendung unter hohen Frequenzen zu reduzieren. Die metallischen weichmagnetischen Filme 33L an der Vorderseite (mit der magnetischen Sättigungsflussdichte BSL) sind aus einem magnetischen Material hergestellt, das verschieden ist von dem der metallischen weichmagnetischen Filme 33T an der Hinterseite (mit der magnetischen Sättigungsflussdichte BST), und einem Verhältnis BST > BSL wird genüge getan. Ein schmaler Kopfspalt 7 ist seitlich zwischen der Vorderseite und der Hinterseite ausgebildet.
Andererseits hat der magnetische Kopf 10 des MIG-Typs gemäß Fig. 6 metallische weichmagnetische Filme 41L und 41T, die auf den Ferritkernen 42 auf den Hinter- und Vorderkantenbereichen ausgebildet sind, um den Kopfspalt 7 eines magnetischen Kreises des Kopfs zu umgrenzen. Ähnlich zu dem Magnetkopf 10 gemäß Fig. 5 ist der metallische weichmagnetische Film 41L an der Vorderseite (mit der magnetischen Sättigungsflussdichte BSL) aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt, der verschieden ist von dem der metallischen weichmagnetischen Filme 41T an der Hinterseite (mit der magnetischen Sättigungsflussdichte BST), und einer Relation BST > BSL wird genüge getan. Glasbereiche 43 werden in die dreieckigen konkaven Bereichen an beiden Seiten gefüllt.
Wenn die Magnetköpfe 10 gemäß Fig. 5 und 6 für einen magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparat, wie zum Beispiel einen Videokassettenrecorder, verwendet sind, kann ein Azimutwinkel 36, 44 (α in Fig. 5 und 6) vorgesehen sein, um Kopiereffekte aufgrund von benachbarten Spuren zu reduzieren. Durch Ausbildung des Azimutwinkels ist der Kopfspalt 7 entlang einer Richtung ausgebildet, die schräg ist bezüglich der Richtung 15 der Relativbewegung des Magnetkopfs 10 bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums 3. Daher ist der Azimutwinkel 36, 44 ebenso wie der Tastwinkel des Drehkopfs bezüglich der Längsrichtung des magnetischen Aufnahmemediums 3 in einem Videokassettenrecorder ein Faktor, der es ermöglicht, die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Vorderkante nicht genau mit der schrägen Richtung der Achse der leichten Magnetisierbarkeit zusammenfallen zu lassen. Wenn aber ein Azimutwinkel in einem praktischen Bereich vorgesehen ist, falls die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Vorderkante nahe der schrägen Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit liegt und die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Hinterkante nahe der schrägen Richtung der Achse schwerer Magnetisierbarkeit des Mediums liegt, ist der erfindungsgemäße Aufnahmemechanismus so realisiert, dass die Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika hinreichend verbessert werden.
Um die Aufnahmefähigkeiten hinreichend für ein schräg orientiertes Medium mit einem hohen Grad kristalliner Orientierung und einer hohen Koerzitivkraft zu realisieren, muss das Aufnahmemagnetfeld im Bereich der Vorderkante groß entsprechend der Koerzitivkraft des magnetischen Aufnahmemediums sein. Wenn daher ein schräg orientiertes Medium mit einem hohen Grad kristalliner Orientierung eine Koerzitivkraft von 80 kA/m oder mehr entlang der Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit aufweist, ist es bevorzugt, dass die magnetische Sättigungsflussdichte BSL des metallischen weichmagnetischen Films 33L, 41L an der Vorderkante 0,8 T oder mehr beträgt. Wenn BSL niedriger ist als 0,8 T, kann das magnetische Aufnahmefeld an der Vorderseite die Magnetisierung in dem magnetischen Aufnahmemedium nicht hinreichend umkehren, und die Vorteile der Erfindung sind nur schwierig zu erlangen. Weil außerdem ein hoher Erregungsstrom erforderlich ist, ist der niedrige Betrag von BSL auch deshalb nicht vorteilhaft mit Blick auf den Energiebedarf der Vorrichtung. Wenn bei dem MIG- Kopf gemäß Fig. 6 ein metallischer weichmagnetischer Film mit einer hohen magnetischen Sättigungsflussdichte nur auf der Hinterseite ausgebildet ist, während die Vorderkante nur einen Ferritkern aufweist, kann eine Struktur einfacher realisiert werden, so dass die magnetische Sättigungsflussdichte des magnetischen Materials an der Hinterkante größer ist als an der Vorderkante. Weil aber in diesem Fall die magnetische Sättigungsflussdichte des Ferritkerns nur ungefähr 0,5 T beträgt, lassen sich die Vorteile gemäß der Erfindung nur schwer erreichen, was oben beschrieben ist.
Um weiterhin den Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung bereitzustellen, ist es erforderlich, dass das magnetische Aufnahmefeld asymmetrisch ist bezüglich der Spaltmittellinie und einen steileren Gradienten an der Hinterkante aufweist. Um ein derartiges magnetisches Aufnahmefeld zu realisieren, ist es bevorzugt, dass die magnetische Sättigungsflussdichte BST des metallischen weichmagnetischen Films 33T, 41T an der Hinterseite um den Faktor 1, 2 oder mehr größer ist als BSL des metallischen weichmagnetischen Films 33L, 41L an der Vorderseite. Dies wird aus den unten erklärten Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika deutlich.
Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika von Verdampfungs-Bändern lassen sich bei der Verwendung des oben erwähnten Apparats beobachten. Diese Charakteristika werden unter folgenden Bedingungen gemessen: Relativgeschwindigkeit des Magnetkopfs bezüglich des Magnetbands von 3,8 m/Sek, Spursteigung von 10 um, Azimutwinkel von 15º und Tastwinkel von ungefähr 5º des Magnetkopfs bezüglich der Längsrichtung des Magnetbands. Beim Aufnehmen wird der Magnetkopf von einem quadratischen Wechselstrom erregt.
Fig. 7 zeigt eine Kurve eines reproduzierten Ausgangs bei einer Aufnahmewellenlänge von 0,25 um, gemessen von dem Recorder der Ausgestaltung und ausgedruckt über ein Verhältnis der magnetischen Sättigungsflussdichte BST/BSL (einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsflussdichte BST an der Hinterseite gegenüber BSL an der Vorderseite), wenn die magnetische Sättigungsflussdichte BsT an der Hinterseite bei 1,6 T festgelegt ist und bei 1,3 T, während BSL an der Vorderseite verändert wird. Ein Verdampfungsband hat eine Koerzitivkraft HC von 145 kA/m entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit und eine uniaxiale Anisotropiekonstante von 2,8·10&sup5; J/m³. Die Spaltlänge des magnetischen Kopfs ist auf 0,15 um eingestellt, und die zwei Magnetköpfe vom laminierten und MIG-Typ gemäß Fig. 5 und 6 sind eingesetzt. Fig. 7 zeigt, dass der reproduzierte Ausgang in einem Bereich bemerkenswert ansteigt, wo das Verhältnis BST/BSL 1, 2 übersteigt. In einem bekannten Kopf, bei dem dasselbe Material hoher magnetischer Sättigungsflussdichte an der Hinter- und Vorderkante eingesetzt ist (BST/BSL = 1), verstärkt sich der reproduzierte Ausgang nicht wesentlich gegenüber der Ausgestaltung, selbst wenn die magnetische Sättigungsflussdichte auf bis zu 1,6 T angehoben ist. So stellt sich heraus, dass der Magnetrecorder eine bessere Leistung zeigt als einer nach dem Stand der Technik. Bei den Bedingungen gemäß Fig. 7, wenn nämlich BSL/BST vergrößert ist, während die magnetische Sättigungsflussdichte BST an der Hinterseite auf 1,6 T und auf 1,3T festgelegt ist, muss die magnetische Sättigungsflussdichte BSL an der Vorderseite verringert werden. Wie aber oben beschrieben, kann das magnetische Aufnahmefeld an der Vorderseite die Magnetisierung in dem magnetischen Aufnahmemedium nicht genügend umkehren, wenn BSL für die Koerzitivkraft des magnetischen Aufnahmemediums nicht genügend groß ist. In Fig. 7 verringert sich der reproduzierte Ausgang um einen gewissen Betrag, wenn BSL auf 0,8 T abgesenkt wird, um BSL/BST zu vergrößern, weil das magnetische Aufnahmemedium eine Koerzitivkraft von 145 kA/m entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit aufweist. Aber auch in solchen Fällen ist die Ausgestaltung gegenüber bekannten Recordern (BST/BSL = 1) überlegen.
Fig. 8 zeigt eine Kurve des reproduzierten Ausgangs bei einer Aufnahmewellenlänge von 0,25 um, gemessen von dem Recorder der Ausgestaltung und aufgetragen gegenüber einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsdichte BST/BSL (einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsdichte BST an der Hinterseite gegenüber BSL an der Vorderseite), wenn die magnetische Sättigungsflussdichte BSL an der Vorderseite auf 1,0, 0,8 und 0,5 T eingestellt ist, während BST an der Hinterseite verändert wird. Ein Verdampfungsband hat eine Koerzitivkraft HC von 145 kA/m entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit und eine uniaxiale Anisotropiekonstante von 2,8·10&sup5; J/m³ ähnlich im obengenannten Fall gemäß Fig. 7. Die Spaltlänge des Magnetkopfs ist auf 0,15 um eingestellt, und die zwei Magnetköpfe vom laminierten und MIG-Typ gemäß Fig. 5 und 6 sind eingesetzt. Wenn die magnetische Sättigungsflussdichte BSL an der Vorderseite 0,5 T ist, ist der reproduzierte Ausgang bemerkenswert niedriger als unter anderen Bedingungen, und wenn das Verhältnis BST/BSL vergrößert ist, ist eine Zunahmerate des reproduzierten Ausgangs gering. Weiterhin ist in einem derartigen Magnetkopf ein Erregungsstrom von ungefähr dreifacher Größe verglichen mit anderen Köpfen erforderlich, und es ist mit Blick auf den Energiebedarf eine praktische Nutzung schwierig. Folglich ist es für ein magnetisches Aufnahmemedium mit einer hohen Koerzitivkraft gemäß der Ausgestaltung bevorzugt, dass BST/BSL groß ist, und dass BSL an der Vorderseite 0,6 T oder mehr beträgt.
Fig. 7 und 8 zeigen Daten bei Verwendung des Aufnahmekopfs auch als Wiedergabekopf. Hier werden unter Verwendung eines Trommeltesters Messungen unter Benutzung desselben Wiedergabekopfs für alle Arten von Aufnahmeköpfen durchgeführt, und Messergebnisse ähnlich denen gemäß Fig. 7 und 8 lassen sich beobachten. Folglich zeigen die Ergebnisse gemäß Fig. 7 und 8 eine Verbesserung des Aufnahmeverfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 9 zeigt eine Kurve eines reproduzierten Ausgangs aufgetragen gegenüber der Spaltlänge. Ein Verdampfungsband hat eine Koerzitivkraft HC von 145 kA/m entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit und eine uniaxiale Anisotropiekonstante von 2,8·105 J/m³. Ähnlich den Daten gemäß Fig. 7 und 8 lassen Daten gemäß Fig. 9 beobachten, wenn der Aufnahmekopf auch als Wiedergabekopf verwendet wird. Folglich ist der reproduzierte Ausgang dadurch korrigiert, dass bei der Wiedergabe ein Spaltverlust berücksichtigt wird. Durch Verwendung des Magnetkopfes nimmt der reproduzierte Ausgang mit Zunahme der Spaltlänge in einem Bereich zu, wo die Spaltlänge ungefähr 0,22 um oder weniger beträgt. Andererseits bleibt der um den Spaltverlust korrigierte reproduzierte Ausgang beinahe gleich bei einem Magnetkopf nach dem Stand der Technik, bei dem dasselbe Material hoher magnetischer Sättigungsflussdichte sowohl an der Hinter- als auch an der Vorderseite (BST/BSL = 1) verwendet wird, selbst wenn die Spaltlänge verringert ist, oder für einen relativ kleinen Magnetkopf mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte von 0,8 T nimmt der reproduzierte Ausgang mit Zunahme der Spaltlänge eher ab. Die Tendenz gemäß Fig. 9 ist auch durch Messungen unter Verwendung eines Trommeltesters bestätigt, um so Aufnahme und Wiedergabe voneinander zu trennen. Für die erfindungsgemäßen Köpfe wird berücksichtigt, dass ein Gradient des magnetischen Aufnahmefelds entlang der Richtung leichter Magnetisierbarkeit an der Hinterseite steiler entsprechend der Abnahme der Spaltlänge wird. Folglich ist berücksichtigt, dass ein schmalerer Bereich magnetischen Übergangs durch Bereitstellen einer Spaltlänge von 0,22 um oder weniger realisiert ist, um so den reproduzierten Ausgang zu vergrößern. Außerdem nimmt in einem System, bei dem ein Aufnahmekopf auch als Wiedergabekopf verwendet wird, ein Spaltverlust bei der Wiedergabe ab, so dass die Erfindung einen zusätzlichen Vorteil aufweist.
Fig. 10 zeigt die Abhängigkeit des reproduzierten Ausgangs bei einer Wellenlänge von 25 um gegenüber dem Verhältnis BST/BSL oder einem Verhältnis der magnetischen Sättigungsflussdichte BST an der Hinterseite gegenüber BSL an der Vorderseite für verschiedene Verdampfungs-Bänder. Die Spaltlänge beträgt 0,15 um. Die Koerzitivkraft HC des magnetischen Aufnahmemediums gemäß Fig. 10 ist ein Wert entlang der Richtung leichter Magnetisierbarkeit. Für magnetische Medien mit einer Koerzitivkraft von ungefähr 80 kA/m oder weniger und einer uniaxialen Anisotropiekonstante (bezeichnet als "A" in Fig. 10) von 10&sup5; J/m³ oder weniger lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile nicht beobachten. Das heißt, es stellt sich heraus, dass in einem Bereich kurzer Aufnahmewellenlänge gemäß Fig. 10 magnetische Medien mit einem hohen Grad kristalliner Ausrichtung erforderlich sind für eine Koerzitivkraft Hc von ungefähr 80 kA/m oder mehr und einer uniaxialen Anisotropiekonstante A von 10&sup5; J/m³ oder größer. Entsprechend Fig. 10 hat ein magnetisches Medium mit einem hohen Grad kristalliner Ausrichtung und einer hohen Koerzitivkraft und einer großen uniaxialen Anisotropiekonstante einen hohen reproduzierten Ausgang, selbst wenn BST/BSL = 1 ist. Weiterhin lassen sich erfindungsgemäße Vorteile noch deutlicher bewirken, wenn ein magnetisches Medium mit einem hohen Grad kristalliner Ausrichtung eine höhere Koerzitivkraft und eine größere uniaxiale Anisotropiekonstante aufweist.
Was Rauschen betrifft, so ist Rauschen des magnetischen Aufnahmemediums, das von dem Magnetkopf detektiert wird, ungefähr ebenso groß oder geringer als das von Magnetköpfen nach dem Stand der Technik. Die Kopfstruktur gemäß der Erfindung kann im Aufnahmeprozess die Aufnahmecharakteristik verbessern aufgrund der Abnahme der magnetischen Übergangsweite. Folglich ist nicht anzunehmen, dass Rauschen zunimmt, wenn ein reproduzierter Ausgang groß wird. Eher wird Rauschen zu reduzieren sein aufgrund der Abnahme der Breite magnetischer Übergangsbereiche, wenn Rauschen des magnetischen Aufnahmemediums durch die Nichtgleichförmigkeit der Formen der magnetischen Gebiete an den Magnetisierungs-Übergangsbereichen erzeugt ist. Folglich reflektiert sich der Effekt der Zunahme des reproduzierten Ausgangs in einer Zunahme des Signalrausch-Verhältnisses in der magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung.

Erstes Beispiel für einen Ringtyp-Magnetkopf

Der magnetische Kopf, der an der magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung angebracht ist, ist nicht auf diejenigen gemäß Fig. 5 und 6 eingegrenzt. Im Folgenden werden unterschiedliche Ringtyp- Magnetköpfe erklärt, die sich an dem magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparat gemäß der Erfindung montieren lassen.
In einem ersten Beispiel weist ein Ringtyp-Magnetkopf vom MIG-Typ einen ersten und einen zweiten magnetischen Halbkern auf, die jeweils mit einem metallischen weichmagnetischen Film auf einer Oberfläche aus ferromagnetischem Ferrit beschichtet sind, und ein Spalt eines Magnetkreises existiert zwischen der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte. Eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films der zweiten magnetischen Kernhälfte bei dem Spalt 7 ist größer als die der ersten magnetischen Kernhälfte.
Fig. 11A und 11B zeigen ein Beispiel eines Magnetkopfes vom MIG-Typ entsprechend dem oben erwähnten ersten Beispiel. Fig. 11A zeigt eine Ebene des Ringtyp-Magnetkopfes 10 zum Gleiten gegenüber einem magnetischen Aufnahmemedium, und Fig. 11B zeigt ein Beispiel eines Kernschnitts entlang einer Richtung 57 der Spaltlänge. Entsprechend dieser Struktur ist die erste magnetische Kernhälfte 51 bei einem Aufnahmeprozess an der Vorderseite angeordnet, während die zweite 52 an der Hinterkante angeordnet ist. Metallische weichmagnetische Filme 53A und 53B werden auf Ferritbereichen 54 ausgebildet und bilden einen schmalen Spalt 7 zwischen sich. Die zwei Ferritbereiche 54 haben symmetrische Formen und bilden so ein Fenster 55 zwischen sich. Ähnlich wie bei dem magnetischen Kopf gemäß Fig. 6 sind Glasbereiche 56 in die dreieckigen konkaven Bereiche auf zwei Seiten eingefüllt, und ein Azimutwinkel α ist zwischen einer Richtung entlang dem Spalt 7 und einer breiten Richtung des Kopfkerns an dem Magnetkopf ausgebildet.
Die Filmdicke der metallischen weichmagnetischen Filme 53A und 53B der ersten und zweiten magnetischen Kernhälften 51, 52 sind entlang der Richtung 57 der Spaltlänge gemessen und als da und db in Fig. 11B bezeichnet. Die mittleren Filmdicken ergeben sich als Mittelwerte von da und db entlang der Richtung 57 der Spaltlänge. Gemäß Fig. 11A und 11B ist die mittlere Filmdicke da des metallischen weichmagnetischen Films 53A, die auf die Oberfläche bei dem Spalt 7 der zweiten magnetischen Kernhälfte 52 beschichtet ist, größer als die der ersten magnetischen Kernhälfte 51, so dass das magnetische Aufnahmefeld asymmetrisch wird bezüglich der Mittellinie des Kopfspalts 7 und einen steileren Gradienten an der Hinterkantenseite aufweist.
Vorzugsweise ist der metallische weichmagnetische Film 53A (mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte BSA), der auf der ersten magnetischen Kernhälfte 51 beschichtet ist, aus einem magnetischen Material hergestellt, das verschieden ist von dem metallischen weichmagnetischen Film 53B (mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte BSB), die auf der zweiten magnetischen Kernhälfte 52 beschichtet ist, wobei BSB > BSA erfüllt ist. Dann wird der Grad der Asymmetrie des magnetischen Aufnahmefelds noch größer, und der magnetische Feldgradient an der Hinterkantenseite wird ebenfalls noch größer.
Um eine genügende Aufnahmefähigkeit zu gewährleisten für das schräg orientierte magnetische Aufnahmemedium 3 mit einem hohen Grad kristalliner Orientierung und einer hohen Koerzitivkraft, ist es erforderlich, dass ein magnetisches Aufnahmefeld an der Vorderkantenseite die Magnetisierung für das Medium hinreichend umkehren kann. Wenn die Aufnahme auf einem schräg orientierten magnetischen Aufnahmemedium mit einer Koerzitivkraft von 80 kA/m oder mehr entlang einer Richtung leichter Magnetisierung ausgeführt wird, ist es bevorzugt, dass die magnetische Sättigungsflussdichte BSA des metallischen weichmagnetischen Films 53A, der auf der ersten magnetischen Kernhälfte 51 an der Vorderkantenseite aufbeschichtet ist, 0,8 T oder mehr beträgt. Wenn BSA kleiner ist als 0,8 T, kann das magnetische Aufnahmefeld an der Vorderkantenseite die Magnetisierung nicht hinreichend umkehren, so dass die Vorteile der Erfindung nur schwer sich realisieren lassen. Außerdem ist ein sehr großer Erregungsstrom erforderlich, und es ist nicht vorteilhaft mit Blick auf den Leistungsbedarf. Selbst wenn BSA größer ist als 0,8 T, wird die Fähigkeit, die Magnetisierung umzukehren, kleiner, wenn eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53A abnimmt. Um die Fähigkeit der Umkehrung der Magnetisierung hinreichend zu gewährleisten, hat sich die durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53A vorteilhaft bei 1,5 um oder größer herausgestellt.
Bei dem Kopf gemäß Fig. 11A und 11B zu realisieren, dass der Magnetkopf 10, bei dem das magnetische Aufnahmefeld asymmetrisch wird bezüglich der Mittellinie des Spalts 7, einen steileren Gradienten an der Hinterkantenseite hat, wird eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53B, der auf der Ebene der zweiten magnetischen Kernhälfte 52 aufbeschichtet ist, größer eingestellt als die des metallischen weichmagnetischen Films 53A. Wenn in einer derartigen Struktur die magnetische Sättigungsflussdichte BSB des metallischen weichmagnetischen Films 53B, die auf der zweiten magnetischen Kernhälfte 52 aufbeschichtet ist, ungefähr ebenso groß ist wie BSA des metallischen weichmagnetischen Films 53A der ersten magnetischen Kernhälfte 51, ist es erforderlich, dass eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53B um den Faktor 2 oder mehr größer ist als die des metallischen weichmagnetischen Films 53A, um die Vorteile der Erfindung zu realisieren. Wie oben erläutert, ist eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53A am Spalt der ersten magnetischen Kernhälfte 51 notwendigerweise 1,5 um groß oder größer, und die durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53B sollte 3 um oder mehr betragen. Wenn andererseits die durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53B zu groß ist, wird ein hoher Frequenzverlust aufgrund von Wirbelströmen generiert. Es ist daher wichtig, eine geeignete Filmdicke einzustellen durch Berücksichtigung einer Struktur des Kopfs und eines Wellenlängenbereichs, der für die magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung, die den Magnetkopf benutzt, verwendet wird.
Wenn weiterhin bei dem oben erwähnten Magnetkopf die magnetische Sättigungsflussdichte BSB des metallischen weichmagnetischen Films 53B der zweiten magnetischen Kernhälfte 52 größer ist als BSA des metallischen weichmagnetischen Films 53A der ersten magnetischen Kernhälfte 51, hat der metallische weichmagnetische Film 53B, der im Bereich des Spalts der zweiten magnetischen Kernhälfte 52 ausgebildet ist, eine magnetische Sättigungsflussdichte, die um das 1,2-fache oder mehr größer ist als der metallische weichmagnetische Film, der im Bereich des Spalts der ersten magnetischen Kernhälfte 51 ausgebildet ist, um die Vorteile der Erfindung noch deutlicher herauszustellen. Wenn BSB kleiner ist als das 1,2-fache von BSA, wird ein Effekt zur Verbesserung der Asymmetrie des magnetischen Aufnahmefelds und eine Verbesserung der Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika dadurch schwer zu erreichen.
Wie schon der Fall bei Magnetköpfen gemäß Fig. 5 und 6, ist die Spaltlänge des Magnetkopfs auch ein Faktor, Asymmetrie des Aufnahmemagnetfelds zu verstärken, um Vorteile aufgrund des Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung zu erreichen. Wenn die Spaltlänge kleiner wird, wird die Asymmetrie des magnetischen Aufnahmefelds größer in dem Magnetkopf, und vorteilhafte Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika lassen sich bewirken. Es ist bevorzugt, dass die Spaltlänge 0,22 um oder weniger beträgt, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erreichen.
Wenn weiterhin der Magnetkopf gemäß Fig. 11A und 11B ähnlich dem Kopf gemäß Fig. 5 und 6 verwendet wird, hängen die Vorteile der Erfindung von der kristallinen Orientierung des magnetischen Aufnahmemediums 3 ab. In einem Bereich kurzer Aufnahmewellenlänge ist es bevorzugt, dass das magnetische Aufnahmemedium 3 eine Koerzitivkraft von ungefähr 80 kA/m oder mehr beträgt und die uniaxiale Anisotropiekonstante 10&sup5; J/m³ oder größer ist.
Die oben erwähnte Leistung hat sich experimentell durch Messdaten von Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika ähnlich den Ergebnissen gemäß Fig. 7 bis 10 bestätigt.
Ein amorpher Kobaltlegierungsfilm oder ein Sendust-Film ist als metallischer weichmagnetischer Film mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte von 0,8 T oder mehr bevorzugt. Weiterhin kann der metallische weichmagnetische Film mit einer höheren magnetischen Sättigungsflussdichte auch eingesetzt werden, wie zum Beispiel ein Kobaldnitrid-Superstruktur-Legierungsfilm mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte größer als 1,3 T oder ein mikrokristalliner Eisenfilm mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte größer als 1,5 T.
Wenn der Magnetkopf auch eine magnetische Sättigungsflussdichte BSB des metallischen weichmagnetischen Films 53B haben soll, die größer ist als BSA des metallischen weichmagnetischen Films 53A, ist es bevorzugt, dass BSB um das 1,2-fache oder mehr größer ist als BSA. Dies wird durch Verwendung eines amorphen Kobalt-Legierungsfilms oder eines Sendust-Films mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte von ungefähr 1 T für den metallischen weichmagnetischen Film 53A und einen Kobaldnitrid-Überstruktur-Film oder einen mikrokristallinen Eisenfilm mit einer höheren magnetischen Sättigungsflussdichte für den metallischen weichmagnetischen Film 53B erreicht.
Wenn der Magnetkopf gemäß Fig. 11A und 11B in einem magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparat, wie zum Beispiel einem Videokassettenrecorder, eingesetzt wird, kann der Azimutwinkel zur Verringerung von Kopiereffekten aus benachbarten Spuren gewählt werden. Unter Verwendung des Azimutwinkels bildet sich ein Spalt 7 entlang einer Richtung, die schräg ist gegenüber einer Richtung der Relativbewegung des Magnetkopfs gegenüber dem magnetischen Aufnahmemedium. Folglich ist der Azimutwinkel ebenso wie der Tastwinkel des Drehkopfs gegenüber der Längsrichtung des Magnetbands ein Faktor, der es erlaubt, dass die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Vorderkante nicht genau zusammenfällt mit der schrägen Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit. Wenn aber der Azimutwinkel in einem praktischen Bereich vorgesehen ist, falls die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Vorderkante nahe der schrägen Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit des Mediums liegt und die schräge Richtung des magnetischen Aufnahmefelds im Bereich der Hinterkante nahe der schrägen Richtung der Achse schwerer Magnetisierbarkeit des Mediums liegt, ist der Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung realisiert und verbessert so die Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika hinreichend.
Fig. 12A, 12B und 13A, 13B zeigen modifizierte Beispiele von Ringtyp- Magnetköpfen des MIG-Typs mit ersten und zweiten magnetischen Kernhälften 61, 71 und 62, 72, die jeweils mit einem metallischen weichmagnetischen Film 63A, 63B, 73A, 73B auf einer Oberfläche ferromagnetischer Ferritbereiche 64, 74 aufbeschichtet sind und so einen Spalt 7 eines magnetischen Kreises zwischen den ersten und zweiten magnetischen Kernhälften 61, 71 und 62, 72 bilden, wobei eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 63B, 73B, der auf eine spaltbildende Ebene der zweiten magnetischen Kernhälfte 62, 72 aufgetragen ist, größer ist als die der ersten magnetischen Kernhälfte 61, 71 ähnlich dem magnetischen Kopf gemäß Fig. 11A und 11B. Nichts desto weniger haben sie unterschiedliche Strukturen verglichen mit den Fig. 11A und 11B. Das heißt, gemäß Fig. 12A und 13A erstrecken sich Interfaces zwischen den metallischen weichmagnetischen Filmen 63A, 63B, 73A, 73B und den Ferritbereichen 74 nicht parallel zum Spalt 7. Bei der Struktur gemäß Fig. 12A und 12B hat das Interface 2 Bögen im Bereich des Spalts 7. In der in Fig. 13A und 13B dargestellten Struktur ist das Interface gerade entlang dem Ferritbereich 74, aber erstreckt sich seitlich bezüglich des Spalts 7. Es ist bekannt, dass Rauschen bei reproduzierten Signalen aus einem Pseudospalt, das von nicht magnetischen Bereichen im Interface gebildet ist, reduziert werden kann durch Formung von Interfaces zwischen den metallischen weichmagnetischen Filmen 63A, 73A und 63B, 73B und mit Ferritbereichen 64, 74, die nicht parallel zum Spalt 7 liegen, wie in Fig. 12A und 13A dargestellt. In den Strukturen gemäß Fig. 12A, 12B, 13A und 13B lassen sich erfindungsgemäße Vorteile realisieren ebenso wie in der Struktur gemäß Fig. 11A und 11B, dadurch, dass die durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 63A, 73A auf 1,5 um oder mehr eingestellt wird und die durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 63B, 73B größer gehalten wird als zweimal die des metallischen weichmagnetischen Films 63A, 73A. Ein Verstärkungseffekt zum Vergrößern der Asymmetrie des magnetischen Aufnahmefelds, in dem BSB größer als das 1,2- fache oder mehr verglichen mit BSA eingestellt wird, ist ebenfalls ähnlich dem Fall des Magnetkopfs gemäß Fig. 11A und 11B realisiert.

Zweites Beispiel für einen Ringtyp-Magnetkopf

Als nächstes wird als ein zweites Beispiel ein Ringtyp-Magnetkopf im Detail erklärt, der erste und zweite magnetische Kernhälften mit einem metallischen weichmagnetischen Film aufweist zum Bilden eines Spalts eines Magnetkreises zwischen der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte. Magnetische Sättigungsflussdichte eines magnetischen Materials der ersten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt ist kleiner als die im Bereich der zweiten magnetischen Kernhälften bei und im Bereich des Spalts, während ein Querschnitt eines Magnetkreises der zweiten magnetischen Kernhälfte in einer bei dem Spalt angeordneten Ebene kleiner ist als die der ersten magnetischen Kernhälfte.
Fig. 14A, 14B und 15A, 15B zeigen Ringtyp-Magnetköpfe des laminierten Typs, und Fig. 14B und 15B zeigen Querschnitte entlang der Linien 88, 98. Bei den Magnetköpfen wird die erste magnetische Kernhälfte 81, 91 an der Vorderkantenseite verwendet, während die zweite 82, 92 an der Hinterkantenseite verwendet wird. Drei metallische weichmagnetische Filme 85A, 85B, 95A, 95B und zwei nicht magnetische Isolierfilme 86A, 86B, 96A, 96B sind alternierend auf einem keramischen Substrat 87, 97 geschichtet, und ein nicht magnetisches Substrat 83, 93 nimmt die geschichteten Filme mit dem Substrat 87, 97 zwischen sich und lagert eine Glasschicht 84, 94 dazwischen. Ein gesamter Kern zum Bilden eines Magnetkreises des Kopfs weist metallische weichmagnetische Werkstoffe auf. Ein enger Kopfspalt 7 ist seitlich zwischen der Vorderkantenseite und der Hinterkantenseite mit einem Azimutwinkel α ausgebildet. Die beschichtete Struktur einschließlich der Isolierfilme 86A, 86B, 96A, 96B ist darauf angepasst, Wirbelstromverlust bei der Verwendung unter hohen Frequenzen zu reduzieren. Die metallischen weichmagnetischen Filme 85A, 95A an der Vorderkantenseite mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte BSA sind aus einem magnetischen Material hergestellt, der verschieden ist von dem der metallischen weichmagnetischen Filme 85B, 95B an der Hinterkantenseite mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte BSB, und einer Relation BSB > BSA ist genüge getan.
Spalttiefe dg ist in Fig. 14B und 15B dargestellt. Generell ist ein Ringtyp- Magnetkopf so produziert, dass die Breite der Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte 81, 91 im Spaltbereich entlang der Richtung des Spalts 7 so eingestellt ist, dass sie ungefähr gleich der der zweiten magnetischen Kernhälfte 82, 92 ist. Die zwei Ebenen der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte liegen einander gegenüber und bilden so den Spalt 7. In dem Fall, dass ein Querschnitt eines Magnetkreises an der gegenüberliegenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte 81, 91 kleiner als der der zweiten 82, 92 entsprechend der Erfindung, ist erkennbar, dass die Spalttiefe dg von einer Gestalt des Querschnitts an der gegenüberliegenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte 81, 91 bestimmt ist.
Zum Beispiel ist eine derartige Struktur einfach realisiert gemäß Fig. 14B, indem ein Wicklungsfenster 87 nur für die erste magnetische Kernhälfte 81 ausgebildet ist. Selbst wenn ein Wicklungsfenster 97 für die zweiten magnetischen Kernhälften 91, 92 ausgebildet ist, wie gemäß Fig. 15B, ist ein Querschnitt des Magnetkreises an der gegenüberliegenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte 91 so eingestellt, dass er schmaler ist als der der zweiten 92.
Wie schon erklärt, ist nur das Charakteristikum, dass ein Querschnitt eines Magnetkreises an der gegenüberliegenden Ebene im Bereich des Spalts der ersten magnetischen Kernhälfte kleiner ist als der der zweiten, nicht hinreichend, um ein asymmetrisches Magnetfeld zu erzeugen, das steiler ist an der Hinterkantenseite bezüglich der Spaltmittellinie. Der Ringtyp-Magnetkopf gemäß dem zweiten Beispiel der Erfindung kombiniert eine Kopfstruktur, deren magnetische Sättigungsflussdichte BSB eines magnetischen Materials bei oder im Bereich der spaltformenden Ebene der zweiten magnetischen Kernhälfte größer ist als BSA der zweiten mit einer anderen Kopfstruktur, wobei ein Querschnitt eines Magnetkreises in der spaltformenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte kleiner ist als der der zweiten. Dann sind Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika aufgrund des Aufnahmemechanismus gemäß der Erfindung verbessert.
Zu diesem Zweck wird ein reproduzierter Ausgang vergrößert, insbesondere in einem Bereich hoher linearer Aufnahmedichte im Vergleich mit einem Kopf, der nur das Charakteristikum BSB größer als BSA aufweist, und der am besten geeignete Aufnahmestrom lässt sich reduzieren bei Verminderung des Energiebedarfs des Aufnahme- und Wiedergabeapparates. Zum Beispiel ist die optimale elektromotive Kraft (ein Produkt aus dem Aufnahmestrom und einer Anzahl von Windungen) zum Erreichen des maximalen Ausgangs bei einer Aufnahmewellenlänge von 0,5 um ungefähr 0,4 ATp-p für einen laminierten Magnetkopf, wobei BSB nur größer gemacht wird als BSA, während sie nur ungefähr 0,3 bis 0,35 ATp-p für Magnetköpfe beträgt, bei denen die Kopfstrukturen gemäß Fig. 14A, 14B und 15A, 15B gleichzeitig realisiert sind.
Bei den Kopfstrukturen gemäß Fig. 14A, 14B und 15A, 15B muss BSA 0,8 T oder größer sein, um die Fähigkeit zu erhalten, die Magnetisierung hinreichend mittels des magnetischen Aufnahmefelds an der Vorderkantenseite umzukehren. Wenn eine Differenz zwischen BSB und BSA vorgesehen ist, ist es bevorzugt, dass BSB um den Faktor 1,2 oder mehr größer ist als BSA, und es ist außerdem bevorzugt, dass die Spaltlänge 0,22 um oder weniger beträgt, wie es der Fall ist bei den schon beschriebenen Kopfstrukturen, um hinreichende Asymmetrie des magnetischen Aufnahmefelds zu erreichen.
Magnetische Werkstoffe bei oder im Bereich der gegenüberliegenden Ebenen an dem Spalt der ersten und zweiten magnetischen Kernhälften können metallische weichmagnetische Filme aus amorphem Kobaltfilm, Sendust-Film, Kobaltnitrid- Strukturlegierungsfilm, mikrokristalliner Eisenfilm oder ähnliches sein, wie für die anderen Kopfstrukturen bereits erwähnt.
Die Kopfstruktur, bei der ein Querschnitt des Magnetkreises an der gegenüberliegenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte kleiner ist als der der zweiten, ist nicht begrenzt auf einen Ringtyp-Magnetkopf des laminierten Typs, aber ebenso anwendbar auf einen Ringtyp-Magnetkopf des MIG-Typs gemäß Fig. 16A, 16B und 17A, 17B. Die magnetischen Köpfe des MIG-Typs gemäß Fig. 16A, 16B und 17A, 17B haben metallische weichmagnetische Filme 103A, 113A und 103B, 113B, die auf den Ferritkernen 104A, 104B und 114A, 114B der magnetischen Kernhälften 101, 111 und 102, 112 ausgebildet sind, welche an den Hinter- und Vorderkantenseiten vorgesehen sind, und die metallischen weichmagnetischen Filme 103A und 103B definieren den Kopfspalt 7. Ähnlich dem Magnetkopf gemäß Fig. 6 sind die metallischen weichmagnetischen Filme an der Vorderkantenseite (mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte BSA) aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt, der verschieden ist von dem des metallischen weichmagnetischen Films an der Hinterkantenseite (mit einer magnetischen Sättigungsflussdichte BSB), und ein Verhältnis BSB > BSA ist realisiert. Glasbereiche 105, 115 sind in die dreieckigen konkaven Bereiche an beiden Seiten eingefüllt.
In diesem Fall kann eine Struktur gleichzeitig bereitgestellt werden, bei der eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films in der spaltformenden Ebene der zweiten magnetischen Kernhälfte größer ist als die der ersten magnetischen Kernhälfte, wie bei der ersten Kopfstruktur. Dadurch ist Asymmetrie des magnetischen Aufnahmefelds verstärkt, und der Gradient des Magnetfelds an der Hinterkantenseite wird noch größer, so dass Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika noch vorteilhafter verbessert werden.

Drittes Beispiel für einen Ringtyp-Magnetkopf

Als nächstes und als drittes Beispiel wird ein Ringtyp-Magnetkopf im Detail erklärt, der erste und zweite magnetische Kernhälften mit einem metallischen weichmagnetischen Film aufweist zur Ausbildung eines Spalts eines Magnetkreises zwischen der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte. Ein magnetisches Material des metallischen weichmagnetischen Films der ersten magnetischen Kernhälfte bei dem und im Bereich des Spalts weist eine Anzahl von Elementen auf, die dieselben sind, wie die eines magnetischen Werkstoffs der zweiten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt, oder das magnetische Material der ersten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt weist mindestens eines der Elemente B, C, N und O zusätzlich zu den Elementen auf, die in dem magnetischen Material der zweiten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt enthalten sind. Die magnetische Sättigungsflussdichte des metallischen weichmagnetischen Films, der auf der spaltbildenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte ausgebildet ist, ist kleiner als die des metallischen weichmagnetischen Films, der auf der spaltbildenden Ebene der zweiten magnetischen Kernhälfte ausgebildet ist.
In dem dritten Beispiel ist zur Bereitstellung eines Magnetkopfes, der ein asymmetrisches Aufnahmemagnetfeld bezüglich der Spaltmittellinie produziert und einen Gradienten des Magnetfelds, der größer an der Hinterkantenseite ist, die magnetische Sättigungsflussdichte BSB des metallischen weichmagnetischen Films, der auf der gegenüberliegenden Ebene im Bereich des Spalts der zweiten magnetischen Kernhälfte ausgebildet ist, größer als BSA des metallischen weichmagnetischen Films, der auf der anderen gegenüberliegenden Ebene im Bereich des Spalts der ersten magnetischen Kernhälfte ausgebildet ist. Wenn nichts desto weniger das magnetische Material bei oder im Bereich von der spaltformenden Ebene der ersten magnetischen Kernhälfte einen metallischen weichmagnetischen Film aufweist, der verschieden ist von dem bei und im Bereich der spaltformenden Ebene der zweiten magnetischen Kernhälfte entsteht ein Nachteil aus dem Gesichtspunkt der Produktivität. Wenn zum Beispiel die metallischen weichmagnetischen Filme voneinander unterschiedliche Elemente als Hauptkomponenten aufweisen, können ziemlich verschiedene Herstellungsapparate oder -bedingungen erforderlich werden. Wenn weiterhin metallische weichmagnetische Filme unterschiedlicher Arten von demselben Apparat hergestellt werden, kann einer der Filme durch beständige Elemente des anderen verunreinigt werden und umgekehrt, und dies kann eine deutliche Verschlechterung der magnetischen Charakteristika bedeuten.
Um der Abnahme der Produktivität entgegenzutreten, erfährt das dritte Beispiel eine Differenz der magnetischen Sättigungsflussdichte, indem dafür gesorgt wird, dass die metallischen weichmagnetischen Filme dieselben Elementarten auf beiden Seiten der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte aufweisen, bei denen jedoch die Zusammensetzung verschieden voneinander ist.
Zum Beispiel ist ein Nitrid- oder Oxydfilm aus Eisen oder Kobalt, der durch Reaktionssputtern hergestellt ist, geeignet für die metallischen weichmagnetischen Filme der Kopfstruktur. Als ein Beispiel kann ein mikrokristalliner Eisennitridfilm eine magnetische Sättigungsflussdichte von ungefähr 1 T bis 1,6 T aufweisen durch Verwendung eines einfachen Vorgangs, um einen Partialdruck des Stickstoffs beim Sputtern in einem Bereich zu verändern, bei dem gute weichmagnetische Eigenschaften erhalten werden. In dem Bereich hat ein Film eine größere magnetische Sättigungsflussdichte auf der Seite der zweiten magnetischen Kernhälfte und ein anderer Film hat eine niedrigere magnetische Sättigungsflussdichte auf der Seite der ersten magnetischen Kernhälfte. In diesem Fall sind die Elemente der Hauptkomponente die gleichen, aber deren Zusammensetzungsverhältnis ist verschieden. Folglich sind, selbst wenn die erste magnetische Kernhälfte und die zweite magnetische Kernhälfte mit derselben Vorrichtung produziert werden, sind nachteilige Effekte auf die magnetischen Charakteristika aufgrund von Kontamination mit unreinen Atomen oder ähnlichem gering. Dieses Produktionsverfahren ist sehr einfach und mit Bezug auf Reproduzierbarkeit und Produktivität überlegen gegenüber einem Fall, in dem unterschiedliche Arten von Filmen, wie zum Beispiel ein Sendust-Film und ein mikrokristalliner Eisennitridfilm als erste und zweite magnetische Kernhälfte ausgewählt werden.
Weiterhin kann auch eine Struktur verwendet werden, bei der ein magnetisches Material der ersten magnetischen Kernhälfte am und im Bereich von dem Spalt mindestens eines der Elemente B, C, N und O aufweist zusätzlich zu Elementen, die in einem magnetischen Material der zweiten magnetischen Kernhälfte an und in dem Bereich von dem Spalt enthalten sind, und das magnetische Material des ersten magnetischen Kerns an der gegenüberliegenden Ebene des Spalts der ersten magnetischen Kernhälfte hat eine magnetische Sättigungsflussdichte, die kleiner ist als das magnetische Material der zweiten magnetischen Kernhälfte an der anderen gegenüberliegenden Ebene.
Diese Elemente, wie zum Beispiel B, C, N und O, können den metallischen weichmagnetischen Film an der Seite der ersten magnetischen Kernhälfte durch Sputtern oder ähnliches leichter zugefügt werden, um so die magnetische Sättigungsflussdichte unter die der zweiten magnetischen Kernhälfte abnehmen zu lassen, während gute weichmagnetische Charakteristika erhalten werden. Weil zusätzliche Mengen der Elemente sehr gering sind, ist es nicht erforderlich, die Hauptkomponenten des metallischen weichmagnetischen Films auf der Seite der ersten magnetischen Kernhälfte verschieden von denen auf der Seite der zweiten zu gestalten. Folglich ist, selbst wenn die erste und zweite magnetische Kernhälfte von derselben Vorrichtung produziert werden, die Kontamination durch Unreinheiten sehr gering. Außerdem ist der Produktionsprozess einfach und bezüglich Reproduzierbarkeit und Produktivität überlegen. Die oben erwähnte Kopfstruktur kann breite Anwendung finden auf unterschiedliche metallische weichmagnetische Filme einschließlich Eisen und Kobalt und mit weichmagnetischen Charakteristika, die geeignet sind für einen Magnetkopf.
B, C, N und/oder O können in metallischen weichmagnetischen Filmen auf der Seite der zweiten magnetischen Kernhälfte zugefügt werden. In diesem Fall zum Beispiel ist das Zusammensetzungsverhältnis der Elemente in den metallischen weichmagnetischen Filmen auf der Seite der ersten magnetischen Kernhälfte größer als die in den metallischen magnetischen Filmen auf der Seite der zweiten, oder Elemente aus B, C, N und O, die in der zweiten magnetischen Kernhälfte nicht enthalten sind, können den metallischen weichmagnetischen Filmen auf der Seite der ersten zugefügt werden, so dass die magnetische Sättigungsflussdichte der metallischen weichmagnetischen Filme auf der ersten magnetischen Kernhälfte kleiner wird als die der zweiten.
Um den Magnetkopf gemäß der Erfindung zu produzieren, bei dem ein Magnetwerkstoff der ersten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt eine Vielzahl der Elemente aufweist, die dieselben sind wie die des magnetischen Materials der zweiten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt, können die metallischen weichmagnetischen Filme der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte einen vielschichtigen Film aufweisen, der aus einer Vielzahl von Filmarten zusammengesetzt ist mit voneinander verschiedenen magnetischen Sättigungsflussdichten zur Differenzierung eines Zusammensetzungsverhältnisses der zwei magnetischen Kernhälften. Fig. 18 und 19 zeigen Beispiele derartiger Magnetköpfe. In den Magnetköpfen gemäß Fig. 18 und 19 ist die erste magnetische Kernhälfte 121, 131 auf der rechten Seite des Spalts angeordnet, während die zweite 122, 132 auf der linken Seite angeordnet ist.
Fig. 18 zeigt ein Beispiel eines Magnetkopfs des laminierten Typs. Fünf Schichten weichmagnetischer Werkstoffe sind auf der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte 121 und 122 ausgebildet. Das heißt, drei metallische weichmagnetische Filme 125B einer ersten Art und zwei metallische weichmagnetische Filme 125A einer zweiten Art sind alternierend auf einem nichtmagnetischen Substrat 126 aufgeschichtet. Die Dichten der zwei Arten Filme 125A und 125B aber an der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte 121 und 122 verschieden voneinander, oder die Dicke der Filme 125A ist größer in der ersten magnetischen Kernhälfte 121 als in der zweiten 122, während die Dicke der Filme 125A kleiner ist in der ersten magnetischen Kernhälfte 121 als in der zweiten 122. Schließlich nimmt ein keramisches Substrat 123 die geschichteten Filme mit dem Substrat 126 zwischen sich, wobei eine Glasschicht 124 dazwischen liegt. Ein schmaler Kopfspalt 7 ist seitlich zwischen der Vorderkantenseite und der Hinterkantenseite mit einem Azimutwinkel α ausgebildet.
Fig. 19 zeigt ein weiteres Beispiel eines Magnetkopfs der MIG-Typs. Fünf Schichten weichmagnetischer Werkstoffe sind auf Ferritbereichen 134 an der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte 131 und 132 ausgebildet. Das heißt, drei metallische weichmagnetische Filme 135B einer ersten Art und zwei metallische weichmagnetische Filme 135A einer zweiten Art sind alternierend auf dem Ferritbereich 134 aufgeschichtet. Die Dicken der zwei Arten Filme 135A und 135B sind an der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte 131 und 132 verschieden ausgebildet, oder die Dicke der Filme 135A ist größer in der ersten magnetischen Kernhälfte 131 als in der zweiten 132, während die Dicke der Filme 135A kleiner ist in der ersten magnetischen Kernhälfte 131 als in der zweiten 132, ähnlich wie bei dem Kopf gemäß Fig. 18. Ein schmaler Kopfspalt 7 ist seitlich zwischen der Vorderkantenseite und der Hinterkantenseite mit einem Azimutwinkel α ausgebildet. Schließlich sind Glasbereiche 136 in den dreieckigen konkaven Bereichen auf zwei Seiten aufgefüllt.
Die magnetische Sättigungsflussdichte BSB der Filme 125B und 135B ist größer als BSA der Filme 125A, 135A. In diesem Fall ist ein Verhältnis einer Gesamtfilmdicke der weichmagnetischen Filme der zweiten Art 125B, 135B auf der Seite der zweiten magnetischen Kernhälften 122, 132 größer eingestellt als die der weichmagnetischen Filme der ersten Art 125A, 135A auf der Seite der ersten magnetischen Kernhälften 121, 131, so dass im Durchschnitt die magnetische Sättigungsflussdichte der metallischen weichmagnetischen Filme auf der Seite der zweiten magnetischen Kernhälfte 132 größer ist als der metallischen weichmagnetischen Filme auf der Seite der ersten magnetischen Kernhälften 121, 131.
Für die metallischen weichmagnetischen Filme gemäß Fig. 18 und 19 ist ein Nitrid- oder Oxydfilm aus Eisen oder Kobalt geeignet, der mittels Reaktionssputtern hergestellt ist. Bei einem solchen Film werden aufeinander geschichtete Filme der metallischen weichmagnetischen Filme 125A, 135A und 125B, 135B leicht durch Veränderung eines Partialdrucks von Stickstoff oder Sauerstoff für eine konstante Periode bei deren Ausbildung hergestellt.
Die metallischen weichmagnetischen Filme 125A, 135A und 125B, 135B können voneinander recht verschiedene Zusammensetzungen aufweisen. Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ist es bevorzugt, dieselben Elemente als Hauptkomponenten zu verwenden, was oben beschrieben ist. Insbesondere, wenn die metallischen weichmagnetischen Filme 125A, 135A und 125B, 135B im Vergleich zueinander recht unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, kann ein Effekt aufgrund einer Kontaktpotentialdifferenz entstehen aufgrund einer Differenz bei der Arbeitsfunktion zwischen den Filmen, so dass Korrosionswiderstand nicht hinreichend ist. In einem solchen Fall kann das Interface zwischen den Filmen unsicher sein, oder das Zusammensetzungsverhältnis zwischen den Filmen kann homogenisiert sein durch Ausglühen nach der Ausbildung der Filme.
Obwohl Fig. 18 und 19 Magnetköpfe zeigen, bei denen metallische weichmagnetische Filme eine geschichtete Struktur von zwei Arten von Filmen aufweisen, können die Filme eine geschichtete Struktur haben, in der auch drei oder mehrere Arten von Filmen Verwendung finden. Bei dieser Art von Kopf werden Filmdicken und Reihenfolge der geschichteten Filme an den Vorder- und Hinterkantenseiten verändert. Die Anzahl der geschichteten Filme ist auch nicht auf fünf begrenzt, wie gemäß Fig. 18 und 19. Zum Beispiel lassen sich erfindungsgemäße Vorteile auch erreichen mit einem Magnetkopf, bei dem die Anzahl der geschichteten Filme auf den beiden Seiten der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte verschieden voneinander sind.
Weiterhin kann die Magnetkopfstruktur, bei der ein magnetisches Material der ersten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt eine Anzahl von Elementen aufweist, die dieselben sind wie die eines magnetischen Materials der zweiten magnetischen Kernhälfte bei und im Bereich von dem Spalt, auch von einer Struktur realisiert werden, bei der erste und zweite magnetische Kerne bei und im Bereich von dem Spalt eine geschichtete Struktur metallischer weichmagnetischer Filme und nichtmagnetischer Isolierfilme aufweisen, und ein Verhältnis einer Gesamffilmdicke der metallischen weichmagnetischen Filme gegenüber einer Gesamtfilmdicke der nichtmagnetischen Isolierfilme des magnetischen Werkstoffs des ersten magnetischen Kerns bei und im Bereich von der gegenüberliegenden Ebene bei dem Spalt verschieden ist von dem zweiten magnetischen Kern bei und im Bereich von der anderen gegenüberliegenden Ebene bei dem Spalt, um so eine Differenz der magnetischen Sättigungsflussdichte der metallischen weichmagnetischen Filme in den zwei Magnetkernen zu gewährleisten.
Fig. 20 und 21 zeigen Beispiele solcher Strukturen, wobei die erste magnetische Kernhälfte 141, 151 auf der rechten Seite des Spalts 7 angeordnet ist, während die zweite 142, 152 auf der linken angeordnet ist, ähnlich den Magnetköpfen gemäß Fig. 11A bis 17B. Fig. 20 zeigt ein Beispiel eines Magnetkopfs des laminierten Typs, während Fig. 21 ein Beispiel eines Magnetkopfs des MIG-Typs darstellt.
Gemäß Fig. 20 sind sechs metallische weichmagnetische Filme 145A und fünf nichtmagnetische Isolierfilme 146A alternierend auf einem keramischen Substrat 147 an einer ersten magnetischen Kernhälfte 141 aufgeschichtet, während drei metallische weichmagnetische Filme 145B und zwei weichmagnetische Filme 146B alternierend an einer zweiten magnetischen Kernhälfte 142 auf einem keramischen Substrat 147 aufgeschichtet sind. Schließlich nimmt ein nichtmagnetisches Substrat 143 die geschichteten Filme mit dem Substrat 147 zwischen sich, wobei eine Glasschicht 144 dazwischen liegt. Ein schmaler Kopfspalt 7 ist seitlich zwischen der Vorderkantenseite und der Hinterkantenseite ausgebildet.
In Fig. 21 sind fünf metallische weichmagnetische Filme 155A und vier nichtmagnetische Isolierfilme 156A alternierend auf dem Ferritbereich 154 bei der ersten magnetischen Kernhälfte 151 aufgeschichtet, während drei metallische weichmagnetische Filme 155B und zwei nichtmagnetische Isolierfilme 156B alternierend auf dem Ferritbereich 154 bei der zweiten magnetischen Kernhälfte 152 aufgeschichtet sind. Ein schmaler Kopfspalt 7 ist seitlich zwischen der Vorderkantenseite und der Hinterkantenseite ausgebildet. Schließlich sind Glasbereiche 157 in dreieckig konkaven Bereichen auf zwei Seiten aufgefüllt.
In Fig. 20 und 21 ist ein Verhältnis einer Gesamtfilmdicke der metallischen weichmagnetischen Filme zu einer Gesamtfilmdicke der nicht magnetischen Isolierfilme des magnetischen Materials des zweiten magnetischen Kerns bei und im Bereich von den Ebenen bei dem Spalt größer als von dem ersten magnetischen Kern bei und im Bereich von der anderen gegenüberliegenden Ebene bei dem Spalt, so dass im Durchschnitt die magnetische Sättigungsflussdichte bei und im Bereich von dem zweiten magnetischen Kern größer eingestellt werden kann, als die bei und im Bereich von dem ersten.
In der oben erwähnten Kopfstruktur lässt sich ein einfaches Produktionsverfahren, zum Beispiel unter Veränderung eines Gaspartialdrucks beim Sputtern in einer konstanten Periode nicht einsetzen. Bei der Vorbereitung der nichtmagnetischen Isolierfilme 146A, 146B, 156A, 156B ist es nicht erforderlich, die Herstellungsbedingungen und die Konzentrationen von Verunreinigung so präzise zu steuern wie bei der Herstellung der metallischen weichmagnetischen Filme. Wenn folglich zwei Arten von Zielen für metallische weichmagnetische Filme und für nichtmagnetische Isolationsfilme in einer Vakuumkammer vorbereitet werden, werden sie alternierend gesputtert, wobei Produktivität und Reproduzierbarkeit relativ gut sind. Insbesondere ist das Verfahren bezüglich Reproduzierbarkeit und Produktivität wesentlich einfacher und dem Verfahren für die Kopfstrukturen überlegen, bei dem die metallischen weichmagnetischen Filme, die hergestellt werden sollen, voneinander recht verschiedene Zusammensetzungen aufweisen.
Weiterhin ist die Existenz der nichtmagnetischen Isolierfilme bei der Reduzierung von Wirbelstromverlusten an den metallischen weichmagnetischen Filmen wirksam. Zum Beispiel ist es bei der ersten Struktur eines Magnetkopfs, der schon erwähnt wurde, erforderlich, eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films 53A, 63B, 73B auf der Seite der zweiten magnetischen Kernhälfte um den Faktor 2 oder mehr größer auszulegen als die des metallischen weichmagnetischen Films auf der Seite der ersten magnetischen Kernhälfte, während dann, wenn die durchschnittliche Filmdicke zu groß wird, hohe Frequenzverluste aufgrund von Wirbelstromverlusten generiert werden. Wenn aber die Struktur gemäß Fig. 21 realisiert wird mit der Struktur gemäß Fig. 11A und 11B, fassen sich hohe Frequenzverluste aufgrund von Wirbelstromverlusten reduzieren, selbst wenn die durchschnittliche Filmdicke der metallischen weichmagnetischen Filme relativ groß wird, und es gibt Spielraum, die Filmdicke größer auszulegen, was in einem stärker asymmetrischen Aufnahmemagnetfeld resultiert. Weiterhin ist es in diesem Fall klar, dass dann, wenn die magnetische Sättigungsflussdichte bei und im Bereich von der Ebene bei dem Spalt auf der Seite des zweiten magnetischen Kerns größer ist als auf der Seite des ersten magnetischen Kerns, der Effekt, die Asymmetrie des Aufnahmemagnetfelds zu vergrößern, sich ebenfalls bevorzugt erreichen lässt.
Auf der anderen Seite nimmt die magnetische Sättigungsflussdichte im Durchschnitt bei und im Bereich von der spaltformenden Ebene ab, wenn das Dickenverhältnis der nichtmagnetischen Filme vergrößert wird. Insbesondere sei bemerkt, dass die magnetische Sättigungsflussdichte im Durchschnitt bei und im Bereich von der gegenüberliegenden Ebene bei dem Spalt auf der Seite des ersten magnetischen Kerns nicht kleiner wird als 0,8 T. Weiterhin sind bei dem Magnetkopf des laminierten Typs gemäß Fig. 20 dann, wenn die Filmdichte der nichtmagnetischen Isolierfilme groß ist, Signale von dort möglicherweise nicht aufnehmbar, wo die nichtmagnetischen Isolierfilme entlang einer Richtung der Spurbreite vorliegen. Um dieses Phänomen zu verhindern, wird die Filmdicke der nichtmagnetischen Isolierfilme hinreichend gering einzustellen sein, solange eine Differenz der magnetischen Sättigungsflussdichte im Durchschnitt zwischen zwei Seiten des ersten und zweiten magnetischen Kerns vorliegt. Vorzugsweise beträgt sie ungefähr einige hundert Nanometer oder weniger. Sie lässt sich auch so einrichten, dass ein Interface zwischen dem metallischen weichmagnetischen Film und dem nichtmagnetischen Isolierfilm unsicher oder die Zusammensetzung homogenisiert ist. In diesem Fall aber geht ein Effekt der Reduzierung von Wirbelstromverlusten wahrscheinlich verloren, und es ist wichtig, die passendste Kopfstruktur auszuwählen, indem der Frequenzbereich einer magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung mit dem Magnetkopf beachtet wird.
Entsprechend den oben erwähnten Beispielen lassen sich Ringtyp-Magnetköpfe gemäß der Erfindung durch Verfahren herstellen, die bezüglich Reproduzierbarkeit und Produktivität überlegen sind. Das heißt, die Magnetköpfe gemäß der Erfindung lassen sich mit ungefähr denselben oder sogar niedrigeren Kosten herstellen, ohne Produktivität zu opfern.
Die Ringtyp-Magnetköpfe gemäß Fig. 11A bis 21 können mit der ersten magnetischen Kernhälfte an der Vorderseite montiert werden, um so den magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeapparat zusammenzusetzen, und eine Basisstruktur ist ähnlich der gemäß Fig. 2. Bei einer derartigen magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung werden Aufnahme- und Wiedergabecharakteristika gemessen, und es zeigen sich ähnliche Ergebnisse wie gemäß Fig. 7 bis 10, wobei sich die erfindungsgemäßen Vorteile hinreichend bestätigen.
Die Erfindung verbessert Charakteristika beim Aufnahmeprozess aufgrund der Abnahme der magnetischen Übergangsbreite. Um demzufolge Vorteile gemäß der Erfindung zu erreichen, ist es erforderlich, die erste magnetische Kernhälfte (oder einen magnetischen Kern mit einer niedrigeren magnetischen Sättigungsflussdichte) auf die Vorderkantenseite mindestens beim Aufnahmeprozess zu positionieren. Wenn aber der Magnetkopf gemäß der Erfindung auch als Wiedergabekopf eingesetzt wird, kann, wenn nötig, die zweite magnetische Kernhälfte (oder ein magnetischer Kern mit einer höheren magnetischen Sättigungsflussdichte) auf die Vorderkantenseite nur bei dem Wiedergabeprozess positioniert werden. Wie weiterhin schon erklärt, stellen sich die erfindungsgemäßen Vorteile unabhängig von einem Wiedergabekopf ein, wenn der Magnetkopf gemäß der Erfindung als Wiedergabekopf verwendet wird.
Bei den oben erwähnten Ausgestaltungen werden Verdampfungsbänder mit Kobalt und Sauerstoff als Hauptkomponenten als magnetische Aufnahmemedien verwendet. Die Erfindung ist aber nicht auf eine bestimmte Zusammensetzung der Magnetschicht eingegrenzt. Solange ein schräg orientierte Medie mit einem hohen Grad kristalliner Orientierung realisiert ist, kann ein beliebiges magnetisches Aufnahmemedium aus unterschiedlichen Zusammensetzungen verwendet werden.
Weiterhin sind die für den Kopf verwendeten Werkstoffe nicht auf die eingegrenzt, die in den oben erwähnten Ausgestaltungen verwendet sind, und unterschiedliche Werkstoffe lassen sich einsetzen, solange sich ein Ringtyp- Magnetkopf gemäß der Erfindung ergibt.
Obwohl die vorliegende Erfindung zusammen mit bevorzugten Ausgestaltungen vollständig beschrieben worden ist mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, sei angemerkt, dass zahlreiche Veränderungen und Modifikationen sich daraus für den Fachmann ergeben. Derartige Veränderungen und Modifikationen müssen als von der vorliegenden Erfindung umfasst verstanden werden, wie sie von den beigefügten Ansprüchen definiert werden, es sei denn, sie weichen davon ab.

Claims

1. Magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung mit einem Ringtyp-Magnetkopf (10) zum Aufnehmen von Signalen auf ein magnetisches Aufnahmemedium (3), wobei das magnetische Aufnahmemedium (3) eine magnetische Schicht (1) aufweist mit einer Achse (14) leichter Magnetisierbarkeit, die schräg ist bezüglich einer Filmnormalen der magnetischen Schicht (1),

wobei der Ringtyp-Magnetkopf (10) eine Vorderkante (6; 33L; 41L; 53A; 63A; 73A; 85A; 95A; 103A; 113A; 125A; 135A; 145A; 155A) sowie eine Hinterkante (5; 33T; 41T; 53B; 63B; 73B; 85B; 95B; 103B; 113B; 125B; 135B; 145B; 155B) aufweist, die einen Spalt (7) eines Magnetkreises zwischen sich definieren,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Gradient des magnetischen Aufnahmefeldes (9) in der Richtung der leichten Magnetisierbarkeit der magnetischen Schicht (1) zwischen einer Mittellinie (8) des Spaltes (7) und der Hinterkante 5; 33T; 41T; 53B; 63B; 73B; 85B; 95B; 103B; 113B; 125B; 135B; 145B; 155B) des Ringtyp-Magnetaufnahmekopfes (10) steiler ist als der zwischen der Mittellinie (8) und der Vorderkante (6; 33L; 41L; 53A; 63A; 73A; 85A; 95A; 103A; 113A; 125A; 135A; 145A; 155A) und wobei die Richtung des magnetischen Aufnahmefeldes (9) im Bereich der Vorderkante und der Achse (14) leichter Magnetisierbarkeit der magnetischen Schicht (1) schräg in der magnetischen Schicht auf derselben Seite bezüglich der Filmnormalen der magnetischen Schicht in einer normalen Ebene liegt einschließlich der Richtung (15) der Relativbewegung des Ringtyp-Magnetkopfes (10) bezüglich des magnetischen Aufnahmemediums (3), wenn Signale auf dem magnetischen Aufnahmemedium aufgenommen werden.

2. Magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die magnetische Sättigungsflussdichte eines metallischen weichmagnetischen Films, der an der Hinterkante (5; 33T; 41T) vorgesehen ist, größer ist als die eines metallischen weichmagnetischen Films, der an der Vorderkante (6; 33L; 41L) vorgesehen ist.

3. Magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ringtyp-Magnetkopf erste und zweite magnetische Kernhälften (51, 52; 61, 62) aufweist, die mit einem metallischen weichmagnetischen Film (53A, 53B; 63A, 63B) auf einer Ebene eines ferromagnetischen Ferritabschnitts beschichtet ist zum Bilden eines Spaltes (7) eines magnetischen Kreises zwischen der ersten und zweiten magnetischen Kernhälfte, wobei die erste magnetische Kernhälfte (51; 61) an einer Vorderseite und die zweite magnetische Kernhälfte (52; 62) an einer Hinterseite bezüglich der Relativbewegung des magnetischen Kopfes gegenüber dem magnetischen Aufnahmemedium vorgesehen ist, wenn die Signale auf das magnetische Aufnahmemedium aufgenommen werden, wobei eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films (53A; 63A) im Bereich des Spaltes der ersten magnetischen Kernhälfte (51; 61) 1,5 um oder größer beträgt und eine durchschnittliche Filmdicke des metallischen weichmagnetischen Films (53B; 63B) im Bereich des Spaltes der zweiten magnetischen Kernhälfte (52; 62) um den Faktor 2 oder mehr größer ist als die der ersten magnetischen Kernhälfte.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 zusätzlich mit einem Halter (17), der das magnetische Aufnahmemedium (3) lädt, wobei der Halter (17) in den Apparat einsetzbar ist, um so das magnetische Aufnahmemedium (3) in den Bereich des Magnetkopfes (10) zu setzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das magnetische Aufnahmemedium (3) ein magnetisches Aufnahmeband ist und der Halter (17) eine Kassette ist, die von der Vorrichtung abnehmbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das magnetische Aufnahmemedium (3) ein magnetisches Aufnahmeband ist und der Magnetkopf (10) das magnetische Aufnahmeband entlang einer Richtung abfährt, die bezüglich einer Längsrichtung des magnetischen Aufnahmebandes schräg ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der magnetische Kopf (10) einen Azimuth-Winkel aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das magnetische Aufnahmemedium (3) eine Festplatte ist, und die Achse der leichten Magnetisierbarkeit schräg ist bezüglich der Filmnormalen der Magnetschicht und orientiert ist in Richtung eines Umfangs der Festplatte.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die magnetische Sättigungsflussdichte des metallischen weichmagnetischen Films im Bereich der Vorderkante (6; 33L; 41L; 53A; 63A; 73A; 85A; 95A; 103A; 113A; 125A; 135A; 145A; 155A) des Ringtyp-Magnetkopfes (10) 0,8 T oder größer ist und die magnetische Sättigungsflussdichte des metallischen weichmagnetischen Films an der Hinterkante (5; 33T; 41T; 53B; 63B; 73B; 85B; 95B; 103B; 125B; 135B; 145B; 155B) um den Faktor 1, 2 oder mehr größer ist als die des metallischen weichmagnetischen Films an der Vorderkante.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei eine Spaltlänge des Ringtyp- Magnetkopfes (10) 0,22 um oder weniger ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei ein Winkel der Achse der leichten Magnetisierbarkeit in dem magnetischen Aufnahmemedium (3) bezüglich der Filmnormalen der Magnetschicht 50º oder größer ist und 85º oder kleiner ist, eine Koerzitivkraft entlang der Achse der leichten Magnetisierbarkeit 80 kA/m oder größer ist und eine uniaxiale anisotrope Konstante der Magnetschicht 105 J/m³ oder größer ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das magnetische Aufnahmemedium (3) ein magnetisches Aufnahmeband ist und der Magnetkopf (10) das magnetische Aufnahmeband entlang einer Richtung abfährt, die schräg ist bezüglich einer Längsrichtung des magnetischen Aufnahmebandes.