DE2202731A1

DE2202731A1 - Magnetkopf

Info

Publication number: DE2202731A1
Application number: DE19722202731
Authority: DE
Inventors: Akira Andoh; Masamichi Furukawa; Sei Jinsenji; Mikio Kobayashi; Makoto Nyudo
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1971-01-22
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1972-08-03
Also published as: GB1383435A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. 45

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 München 80, Mauerkirdierstraöe 45 ·

Kabushiki Kaisha Ricoh Tokyo / Japan

Magnetkopf

Ihr Zeichen Ihr Schreiben Unser Zeichen Datum L· Ui JaPIt XQli,

22 4

Anwaltsakte 22 o4o

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf für ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem.

Um hochfrequente Signalkomponenten auf einem Aufzeichnungsträger, beispielsweise ein Magnetband oder eine Magnettrommel, aufzunehmen und wiederzugeben, muß die relative Ge-

209832/1084

schwindigkeit zwischen dem Magnetkopf und dem magnetischen Aufzeichnungsträger vergrößert werden oder die Spaltbreite, das heißt der Abstand zwischen den benachbarten Flächen der Nord- und Südpolstücke des Magnetkopfs verringert werden. Im allgemeinen kann die relative Geschwindigkeit über einen bestimmten Wert hinaus vergrößert werden, weswegen die Spaltbreite des Magnetkopfs soweit wie möglich verringert werden muß, um die Frequenzcharakteristik zu verbessern. Wenn das magnetische Medium, beispielsweise das Magnetband, wegen eines ungleichmäßigen, auf das Magnetband ausgeübten Zugs, wegen Ungleichförmigkeit des Materials des Magnetbands oder wegen Ungenauigkeiten der Bandführungseinrichtungen nicht genau auf den Luftspalt des Magnetkopfs ausgerichtet ist, sind die Magnetstreifen und die Signalaufzeichnung auf dem Magnetband ebenfalls nicht genau auf den Luftspalt ausgerichtet, wenn das Band transportiert wird. Demzufolge laufen mit unterschiedlichen Polaritäten aufgezeichnete Signale oder Teile von benachbarten, magnetisierten Bereichen oder aufgezeichnete Signale gleichzeitig so an dem Luftspalt vorbei, daß die Wellenformen der Hochfrequenzkomponenten der wieder gegebenen Signale verzerrt werden; der Ausgangspegel wird daher verringert und schwankt, da die Fehlausrichtung der Signalaufzeichnungen bezüglich des Luftspaltes des Magnetkopfs größer wird. In einigen Fällen wird überhaupt kein

- 3 209832/1084

Ausgangssignal erhalten. Obendrein ändert sich der Grad der Fehlausrichtung der aufgenommenen Signale bezüglich des Luftspaltes beim Transport des Bandes ständig, wodurch auch der Ausgangspegel der hochfrequenten Signalkomponenten ständig verändert wird.

Wenn die Spaltbreite des Magnetkopfs verringert wird, um den Frequenzgang im Hochfrequenzbereich zu verbessern, dann treten stärkere Änderungen des Ausgangssignalpegels infolge der Fehlausrichtung des Magnetbands und damit der Signalaiizeichnungen bezüglich des Luftspalts auf, so daß die höchste Frequenz, die tatsächliche wiedergegeben werden kann, begrenzt ist. Weiter wird, wenn die Spaltbreite verringert wird, der Ausgangspegel für die niederfrequenten Komponenten geringer.

Die Erfindung schafft daher einen Magnetkopf zur Wiedergabe von Hochfrequenzsignalen ohne irgendeine Verzerrung, selbst wenn ein magnetischer Aufzeichnungsträger einen Winkel zu der genauen Richtung einnimmt, in der der Aufzeichnungsträger transportiert werden muß. Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Magnetkopf zur Wiedergabe von Signalen in einem bestimmten Frequenzband derart geschaffen, daß der Pegel von wiedergegebenen Signalen im Niederfrequenzbereich nicht merklich niedriger liegt als derjenige von den wiedergegebenen

209832/ 1084

Signalen im Hochfrequenzbereich.

Gemäß der Erfindung wird die Spaltbreite des Luftspaltes eines Magnetkopfs, das heißt der Abstand zwischen den benachbarten Flächen der Nord- und Südpolstücke entlang der Länge des Luftspaltes verändert; das heißt, der Luftspalt weist einen engeren und einen breiteren Spaltbereich oder derartige Bereiche auf. Die Hochfrequenzkomponenten werden mittels des engeren Spaltbereichs oder derartiger Bereiche wiedergegeben, während die Niederfrequenzkomponenten mittels des breiteren Spaltbereichs oder derartiger Bereiche wiedergegeben werden. Da der schmalere Spaltbereich kurz ist, laufen selbst beim Transport der magnetischen Aufzeichnungsträger in einem Winkel zu der genauen Richtung, in der der Aufzeichnungsträger transportiert werden sollte, die Signale mit verschiedener Polarität oder die Hochfrequenzsignale in den benachbarten magnetisierten Bereichen nicht gleichzeitig an dem Luftspalt vorbei. Die Hochfrequenzkomponenten können daher mit einem hohen Pegel ohne Verzerrung wiedergegeben werden. Die Niederfrequenzkomponenten können durch den breiteren Spaltbereich oder die breiteren Spaltbereiche des Luftspaltes des Magnetkopfs mit einem hohen Pegel hinreichend wiedergegeben werden. Somit können Signale in einem breiten Frequenzband mit einem verhältnismäßig

209832/1084

gleichmäßigen Ausgangspegel genau wiedergegeben werden.

Unter Luftspaltbreite soll hierin und in den Patentansprüchen immer der Abstand zwischen den beiden Polstücken verstanden werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die beigefügten' Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfes;

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Art der Wiedergabe mittels des bekannten Magnetkopfs bzw. dessen Fehler;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Magnetkopfs gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Art der Wiedergabe mittels des in Fig. 3 dargestellten Magnetkopfs;

Fig. 5 eine grafische Darstellung von Kennlinien zur Erläuterung der Art der Wiedergabe mit einem Magnetkopf gemäß der Erfindung und

Fig. 6a - 6F schematische Darstellungen von Abwandlungen des in Fig. 3 dargestellten Magnetkopf.

- 6 209832/1084

In magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen wird ein magnetischer Aufzeichnungsträger 1, beispielsweise ein Magnetband oder eine Magnettrommel (im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Magnetband verwendet), das mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit transportiert wird, in Berührung mit einem Magnetkopf 2 zur magnetischen Aufzeichnung oder Wiedergabe gebracht. Der dargestellte Magnetkopf weist eine Spule 3 und einen Luftspalt 4 auf. Um Hochfrequenzkomponenten mit dem beschriebenen Magnetkopf 2 aufzunehmen, muß die relative Geschwindigkeit zwischen dem Magnetband 1 und dem Magnetkopf 2 vergrößert oder die Spaltbreite verringert werden. Im allgemeinen kann die relative Geschwindigkeit nicht über eine bestimmte Grenze hinaus erhöht werden, so daß die Spaltbreite soweit wie möglich verringert werden muß, um die elektrischen Signale über einen großen Frequenzbereich aufzunehmen und wiederzugeben. Die Signalaufzeichnungen auf dem Magnetband sind aber nicht genau bezüglich des Luftspalts des Magnetkopfs ausgerichtet, wenn die auf das Magnetband ausgeübte Spannung und das Magnetbandmaterial nicht gleichmäßig sind oder wenn die Bandführungen nicht mit der entsprechenden Genauigkeit hergestellt sind, so daß das Magnetband beim Transport bezüglich des Magnetkopfs schief läuft, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 2 ist eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 1 dargestellt, wobei das Magnetband 1, der Magnetkopf 2, der

209832/1084 " ^? "

Luftspalt 4 und die auf dem Magnetband 1 aufgenommenen Signale 5 gezeigt sind. Wenn die Spaltbreite so klein ist, und wenn die auf dem Magnetband aufgenommenen Signale beim Bandtransport nicht genau bezüglich des Luftspalts 4 ausgerichtet sind, dann werden die Wellenformen der wiedergegebenen Hochfrequenzkomponenten aus den vorbeschriebenen Gründen verzerrt. Deswegen ist die höchste Signalfrequenz, die von dem Magnetkopf wiedergegeben werden kann, begrenzt. In einigen Fällen wird überhaupt kein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Pehlausrichtung der aufgenommenen Signale 5 bezüglich des Luftspalts 4 zu groß ist.

In Fig. 3 ist der Magnetkopf gemäß der Erfindung dargestellt, der einen Luftspalt 4 mit breiteren und schmaleren Bereichen aufweist, und der an der Stelle 6 abgeschrägt ist. Wenn ein solcher Magnetkopf zur Wiedergabe benutzt wird, kann im Unterschied zu den bekannten Magnetköpfen mit einem parallelen Luftspalt die Pegeländerung der wiedergegebenen Signale im Hochfrequenzbereich auf ein Minimum herabgesetzt und der Ausgangspegel im Niederflequenzbereich vergrößert werden.

In Fig. 4 sind dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung derselben Teile verwendet; obwohl das aiigenommene Signal 5 im Winkel zu dem Luftspalt 4 liegt, kann die Pegeländerung der

- 8 209832/10 8A

Hochfrequenzkomponenten auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, da der Luftspalt 4 eine Länge L₁ aufweist, die kleiner ist als die Länge Lp. Andererseits ist die Spaltbreite zur Wiedergabe der Niederfrequenzkomponenten der aufbenommenen Signale von g. auf g₂ entsprechend der Länge L₂ so vergrössert, daß der Ausgangspegel der Niederfrequenzkomponenten größer ist. Diese geometrischen Verhältnisse sind deutlich aus der Zeichnung zu ersehen, auf die ausdrücklich verwiesen wird.

In der grafischen Darstellung von Prequenzkennlinien gemäß Fig. 5 ist über der Abszisse die Frequenz und über der Ordinate die wiedergegebene Ausgaigs spannung aufgetragen. Die Kennlinie 1 ist die des Magnetkopfs 2 mit der Spaltbreite g₂ und der Länge L₃. Die Kurve 2 ist die Kennlinie für den Luftspalt g. und die Kurve 3 die Kennlinie des in Fig. 3 und 4 dargestellten Magnetkopfs gemäß der Erfindung. Die höchste Frequenz f,, der Kennlinie 2 beträgt v/2 g., wobei ν die Bandgeschwindigkeit ist; die Ausgangsspannung ist um 6 db/ Oktave verringert. Der Magnetkopf mit der Kennlinie 2 wird daher wegen der vorbeschriebenen Änderung im Ausgangspegel nur in dem mit A bezeichneten Frequenzbereich verwendet. Die höchste Frequenz, die mit dem Magnetkopf mit der Kennlinie 1 wiedergegeben wird, beträgt f₂=v/2 g₂, da die Spaltbreite

- 9 209832/ 1 0 8 A

vergrößert ist; der Ausgangspegel im Niederfrequenzbereich ist aber höher als der bei der Kennlinie 2, da er von dem Punkt c zum Punkt d zugenommen hat. Bei dem Magnetkopf gemäß der Erfindung mit der Kennlinie 3 beträgt die höchste Frequenz f., wie im Falle der Kurve 2; bei dieser Frequenz hat der Ausgangspegel von dem Punkt a bis b abgenommen, da die Länge von L„ auf L. herabgesetzt ist. Im Niederfrequenzbereich ist der Ausgangspegel höher als der der Kennlinie 2 und nähert sich dem der Kennlinie 1. Das heißt, da die Änderungen des Auegangspegels im Hochfrequenzbereich verringert sind, ist das Frequenzband, verglichen mit dem bekannten Magnetkopf, von dem Bereich A auf den Bereich B vergrößert.

Selbstverständlich können, wie in den Figuren 6A bis 6F dargestellt ist, viele Abwandlungen der in Fig. 3 und 4 dargestellten Magnetköpfe vorgenommen werden. In Fig. 6A weist der Magnetkopf Nord- und Südpolstücke mit halbkreisförmigem Querschnitt auf, so daß die Spaltbreite in der Mitte ein Minimum und an beiden Seiten ein Maximum aufweist. Der in Fig. 6b dargestellte Magnetkopf weist Nord- und Südpolstücke mit parallelen Flächen und abgerundeten Kanten auf. Der in Fig. 6C dargestellte Magnetkopf weist Nord- und Südpolstücke mit abgeschrägten und parallelen Flächen auf. Der in Fig.

- Io 209832/10 8 A

- Io -

6D dargestellte Magnetkopf weist ein Polstück mit einer ebenen Oberfläche auf, während das andere Polstück im Querschnitt trapezförmig ist. Der in Fig. 6E dargestellte Magnetkopf weist Nord- und Südpolstücke auf, die beide im Querschnitt einen Quadranten darstellen, so daß die Spaltbreite auf der einen Seite ein Minimum und auf der anderen Seite ein Maximum ist. Der in Fig. 6F dargestellte Magnetkopf weist ein Polstück mit einer ebenen Oberfläche und ein weiteres Polstück mit einer ebenen Oberfläche parallel zu der Oberfläche des angrenzenden Polstücks sowie gekrümmte Flächen auf.

Die Erfindung schafft also einen Magnetkopf für ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem mit einem Luftspalt mit einem schmaleren und einem breiteren Spaltbereich oder mehreren solchen Bereichen derart, daß der Frequenzgang über einen großen Bereich wesentlich verbessert wird.

- Patentansprüche -

- 11 209832/ 1084

Claims

Patentansprüche

Magnetkopf für ein Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem mit einem Luftspalt, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt wenigstens einen schmaleren Bereich (g.) und wenigstens einen breiteren Bereich (g~) aufweist.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schmalere Luftspaltbereich (g.,) zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Hochfrequenzkomponenten (5) verwendet ist, während der breitere Luftspaltbereich (g_?) zur Aufnahme und Wiedergabe von Niederfrequenzkomponenten verwendet ist.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß der schmalere Luftspaltbereich Cg₁) in der Mitte des Luftspalts (4) ausgebildet ist.

Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schmalere Luftspaltbereich
Luftspalts (Ό ausgebildet ist.

der schmalere Luftspaltbereich (g.) auf einer Seite des

- 12 -

209832/ 1 084

5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Luftspalt, bei dem im Querschnitt beide Seiten (L.) des Luftspaltes (¹J) in der Mitte parallel verlaufen und die Luftspaltbreite (6) zu beiden Seiten von der Mitte zunimmt (Fig. 3).

6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt von einem Paar im Abstand zueinander angeordneter, im Querschnitt halbkreisförmiger Polstücke gebildet ist, deren Scheitelpunkte einander in der Mitte des Luftspaltes gegenüberliegen (Fig. 6A).

7. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt durch parallele benachbarte Oberflächen eines Paares von Polstücken mit zu beiden Seiten der Mitte abgerundeten Kanten bestimmt ist (Fig. 6B).

8. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt durch parallele ebene Flächen an der einen Seite des Luftspaltes und durch abgeschrägte zueinander divergierende Flächen an der anderen Seite des Luftspaltes bestimmt ist (Fig. 6C).

- 13 209832/1084

9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen zwei Polstücken ausgebildet ist, bei der eines der Polstücke eine ebene Fläche aufweist, während das andere Polstück in der Mitte eine ebene, parallel zu der Fläche des einen Polstücks ausgebildete Fläche sowie abgeschrägte Flächen aufweist, die nach außen zunehmend von der Fläche des anderen Polstücks zurückweichen (Fig. 6D).

10. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1, 2 bis ^Jl, gekennzeichnet durch eine Luftspaltanordnung, bei der beide Polstücke im Querschnitt Quadranten sind und die Spaltbreite an der einen Seite des Luftspalts ein Minimum aufweist (Fig. 6E).

11. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Luftspaltanordnung, bei der ein Polstück eine ebene Fläche aufweist, während das andere Polstück eine ebene, in der Mitte parallel zu der Fläche des einen Polstücks ausgebildete Fläche und gekrümmte Flächen aufweist, die kontinuierlich von der parallel verlaufenden Fläche ausgehen und sich nach außen zunehmend von der ebenen Fläche des einen Polstücks entfernen (Fig. 6F).

209832/108A