DE2841633A1

DE2841633A1 - Magnetaufzeichnungs- und wiedergabegeraet

Info

Publication number: DE2841633A1
Application number: DE19782841633
Authority: DE
Inventors: Shunichi Iwasaki; Yoshihisa Nakamura
Original assignee: Fujitsu Ltd; Sony Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; Sony Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1979-04-12
Also published as: NL7809878A; FR2404885B1; DE2841633C2; US4251842A; GB2006509A; NL181310C; JPS5451810A; NL181310B; GB2006509B; FR2404885A1; JPS5810764B2

Description

13. Gerät nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Wiedergabekopf einen ringförmigen Magnetkopf mit einem ringförmig angeordneten Magnetmaterial aufweist, welches von einer elektrischen Spule umgeben ist.

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Magnetaufzeichnungs- und—wiedergabegerät Priorität: 50. September 1977 Japan 52-11774-5

Die Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät, bei dem ein doppeischichtiges magnetisches Aufzeichnungsmaterial benutzt wird, welches eine erste magnetische Aufzeichnungsschicht zur Magnetaufzeichnung besitzt, diese Schicht besitzt eine Anisotropie senkrecht zur Ebene des Mediums, außerdem besitzt das Aufzeichnungsmedium eine zweite Magnetschicht mit einer geringeren Koerzitivkraft als die erste magnetische Aufzeichnungsschicht. Die Information wird durch Magnetisierung des Aufzeichnungsmediums in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Aufzeichnungsmediums aufgenommen. Die Aufzeichnung wird dadurch bewirkt, daß ein Einpol-Magnetkopf benutzt wird, und die Information wird dadurch wiedergegeben, daß ein ringförmiger Magnetkopf benutzt wird.

Bei augenblicklich benutzten Magnetaufzeichnungs- und

Wiedergabegeräten für Computersysteme (z.B. Magnetplatteneinheiten, Magnetbandeinheiten, Magnettrommeleinheiten und flexible Platteneinheiten) werden magnetische Materialien auf einem festen oder flexiblen nichtmagnetisehen Substrat mittels Beschichtungs- oder Elektroablagerungsverfahren hergestellt. Diese magnetischen Materialien werden als Aufzeichnungsmedium benutzt, und die Datenaufzeichnung und Wiedergabe können dadurch erfolgen, daß ein ringförmiger Magnetkopf benutzt wird.

Bei einem derartigen Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät wird eine Magnetisierung des Aufzeichnungsmediums in der Bewegungsrichtung (als die Longitudinalrichtung definiert) verwendet. Jedoch hat ein derartiges Aufzeichnungssystem (nachfolgend als Aufzeichnungssystem mit longitudinaler Magnetisierung bezeichnet) die folgenden Nachteile: Wenn die Aufzeichnungsdichte vergrößert wird, wächst das Entmagnetisierungsfeld im Medium, und ein

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solches Anwachsen des Entmagnetisierungsfeldes bewirkt eine Schwächung und Drehung der verbleibenden Magnetisierung, dies führt zu einer Verminderung der Ausgangsamplitude bei der Wiedergabe.

Deshalb wurden verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen, um eine höhere Aufzeichnungsdichte bei Verwendung von konventionellen Aufzeichnungssystemen mit longitudinaler Magnetisierung zu realisieren. Um die oben genannte Entmagnetisierung bei Aufzeichnungssystemen mit longitudinaler Magnetisierung zu vermindern, muß die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Aufzeichnungsschichten vermindert werden und die magnetischen Aufzeichnungsschichten müssen dünner gemacht werden. Zusätzlich muß die Koerzitivkraft der magnetischen Aufzeichnungsschichten erhöht werden. Außerdem muß die Sättigungsdichte der Magnetisierung des Kernmaterials des Aufnahmekopfkerns vergrößert werden, um die Aufzeichnungsschichten hinreichend zu magnetisieren. Um außerdem die Amplitude des Wiedergabeausgangs zu erhöhen und die Ausgangsauflösung zu verbessern, müssen der Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmedium und den Magnetköpfen (d.h. das Kopfhöhenspiel) und die Länge des Wiedergabespalts so klein wie möglich gemacht werden.

Um den oben genannten Bedingungen besser zu genügen, wurden Anstrengungen gemacht, ein dünnes Magnetmaterial mit einer hohen Koerzitivkraft zur Verwendung als Aufzeichnungsmediumsschicht herzustellen. Jedoch haben sich verschieden-. ste Schwierigkeiten ergeben, z. B. ist es schwierig, einen homogenen dünnen magnetischen Film mit hoher Ausbeute zu erzeugen, weiter ist es schwierig, ein magnetisches Material mit der richtigen magnetischen Charakteristik zu erzeugen, so daß die Erzeugung eines zur Wiedergabe hinreichenden Signals möglich ist, wenn dieses Material in einer sehr dünnen Schicht verwendet wird.

Außerdem führen Aufzeichnungsverfahren mit hoher Dichte zu folgenden Schwierigkeiten bei den Aufnahme- und

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Wiedergabekopfen. Die SchwankungsStabilität

bei einem Aufzeichnungssystem mit einem kleinen Kopfhöhenspiel muß notwendigerweise hoch sein, und die Stabilität gegenüber den Schwankungen ist stark abhängig von den mechanischen Eigenschaften des Systems, beispielsweise von der Oberflächenrauhheit der magnetischen Aufzeichnungsschicht, der Schichtdicke und der Adhäsion der magnetischen Aufzeichnungsschicht. Außerdem muß das Kernmaterial der Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe eine hinreichend hohe Sättigungsmagnetisierung haben, um die Aufzeichnung von Daten auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium zu ermöglichen, welches eine hohe Koerzitivkraft besitzt.

Magnetmaterialien wie Permalloy und Sendust wurden für Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfe als Kernmaterial benutzt, diese Materialien haben eine hohe Sättigungsdichte des Magnetflusses. Jedoch haben diese Metalle schlechte Eigenschaften bei hohen Frequenzen, da diese Materialien einen kleinen spezifischen Widerstand besitzen, somit können diese Materialien nur verwendet werden, wenn sie für Vielfachschichtkerne benutzt werden. Außerdem müssen sehr dünne Schichten aus den Magnetmaterialien für Aufzeichnungsund Wiedergabeköpfe erzeugt werden, die auf hohe Frequenzen ansprechen sollen. Die Verwendung solcher dünngeschichteten Vielfachschicht-Kernmaterialien ist unter dem Gesichtspunkt der Herstellung sehr unvorteilhaft.

Zur Zeit werden für magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe, die auf eine Frequenz von etwa 5 MHz ansprechen, Ferritmaterialien benutzt (beispielsweise Nickel-Zink-Ferrit oder Mangan-Zink-Ferrit). Jedoch liegt die Sättigungsmagnetisierung dieser Ferrite bei 4000 Gauss. Damit ist die Koerzitivkraft des Aufzeichnungsmediums, welches mit einem Magnetaufzeichnungskopf mit solchen Ferriten benutzt werden kann, auf eine Koerzitivkraft von 700 Oe oder weniger begrenzt·

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Wie oben dargestellt wurde, ist es bei bekannten Magnetaufzeichnungssystemen mit longitudinaler Magnetisierung des Aufzeichnungsmediums schwierig, ein Aufzeichnungsgerät mit hoher magnetischer Dichte zu realisieren, welches hohe .Frequenzen aufnehmen kann, da die Herstellung eines Aufzeichnungsmediums, welches den Einfluß der Entmagnetisierung aufgrund der bleibenden Magnetisierung vermindert, technologisch schwierig ist, und da die Herstellung von Aufzeichnungs- und Wiedergabekernen, die für ein solches Aufzeichnungsmedium geeignet sind, problematisch ist.

Um die oben genannten Schwierigkeiten zu lösen, wurde von den gleichen Erfindern ein System mit senkrechter Aufzeichnung (nachfolgend als Aufzeichnungssystem mit senkrechter Magnetisierung bezeichnet) entwickelt, dabei wird ein Einpolmagnetkopf in Verbindung mit einer Magnetschicht verwendet, die eine leichte Magnetisierungsachse senkrecht zur Ebene des Mediums besitzen. Dieses System wurde in "Text of National Convention of Electronic and Communication Society of Japan, 1976, Seiten 184 und 187" und in den japanischen Offenlegungsschriften 134- 706/77 und 32009/78 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schreibeffizienz bei der Aufzeichnung und Wiedergabe zu verbessern und die Wiedergabeschaltung zu vereinfachen, die bei einem Magnetauf zeichnungs- und Wiedergabesystem benutzt wird, welches für das oben genannte Auf zeichnungsverfahren mit "senkrechter Magnetisierung ausgelegt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der zeigen Fig. 1 ein herkömmliches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät,

Pig. 2 Signalwellenformen des Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts nach Fig. 1,

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Pig. 3 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 Wellenformen für die erfindungsgemäße Ausführungsform nach Fig. 3,

Fig. 5& bis d. und 6 andere Beispiele eines bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Einzelpol-Magnetkopfs,

Fig. 7 die magnetomotorische Kraft des Aufzeichnungskopfs, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 8 das Verhältnis zwischen dem Aufzeichnungsstrom und der Wiedergabespannungsamplitude des erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts.

In den Fig. 1 bis 8 werden die folgenden gemeinsamen Bezugszeichen benutzt:
1 magnetisches Aufzeichnungsmedium

2 Substratmaterial

3 zweite magnetische Schicht

4 erste magnetische Schicht

5 Aufnahmekopf
6 Wiedergabekopf

7 Spule des Aufnahmekopfs

8 Spule des Wiedergabekopfs

9 Zweiter Hilfspol
10 Verstärkerkreis

11 Differenzierkreis

12 Wellenformgestaltungskreis

13 Signalausgang

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät, bei dem das bekannte Aufzeichnungsverfahren mit longitudinaler Magnetisierung benutzt wird. In dieser Zeichnung ist das dargestellte magnetische Aufzeichnungsmedium 1 aus einer Magnetschicht 4- zusammengesetzt, die auf einem nichtmagnetischen festen oder flexiblen Substrat ausgebildet ist. Der dargestellte Aufnahmekopf 5 ist; ein Ringkopf. Ein den aufzuzeichnenden Daten entsprechender Scnreibstrom wird an die Spule 7 des Aufnahmekopfs 5

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gegeben, um die Daten auf dem Aufzeichnungsmedium in Form magnetisierter Bereiche aufzuzeichnen, deren Magnetisierung horizontal zur Ebene des Mediums liegt, wie durch Pfeile auf der Magnetschicht 4- angedeutet ist. Der dargestellte Wiedergabekopf 6 ist ebenfalls ein Hingkopf. Bei einer Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsmedium 1 und dem Wiedergabekopf 6 wird eine Ausgangsspannung an der Spule 8 entsprechend den magnetisierten Bedingungen (Bereichen) der Magnetschicht 4- erzeugt, damit ist ein Auslesen der gespeicherten Daten möglich.

Fig. 2 zeigt die Wellenformen für das Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Fig. 1, welches für einen Betrieb als NRZ-AufZeichnungssystem (Nonreturn-to-zero-Verfahren) ausgelegt ist. Fig. 2(a) zeigt die Wellenform des Schreibstroms, der durch die Spule 7 des Aufzeichnungskopfs 5 fließt. Fig. 2(b) zeigt die verbleibende Magnetisierung auf der zugehörigen Magnetschicht 4- des Aufzeichnungsmediums 1. Wenn das Aufzeichnungsmedium 1 am Wiedergabe- kopf 6 entlang läuft, wird innerhalb des Kerns des Wiedergabekopfes ein magnetischer Fluß erzeugt, wie in Fig. 2(c) dargestellt ist. Dieser magnetische Fluß erzeugt eine Spannung an der Spule 8 des Wiedergabekopfes 6, wie in Fig. 2(d) dargestellt ist. Zu beachten ist, daß die Ausgangsspannung an der Spule Amplitudenspitzenwerte an solchen Punkten besitzt, an denen der den Widergabekopf durchlaufende magnetische Fluß seine Richtung wechselt,

Die Ausgangsspannung an der Spule 8 wird zuerst durch den Verstärkerkreis 10 verstärkt und dann durch den Differenzierkreis 11 differenziert. Damit werden die Amplitudenspitzenwerte der Spannungswellenform an der Spule 8, wie sie in Fig. 2(d) dargestellt sind, in Nulldurchgangs-Punkte umgewandelt. Das differenzierte Signal wird nach einer Formung im Wellenformgestaltungskreis 12 als das reproduzierte Datensignal an den Ausgangsanschluß 13 gegeben.

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Der Grund dafür, daß der Differenzierkreis 11 notwendig ist, liegt darin, daß die Amplitudenspitzenwerte der an der Spule 8 erzeugten Signale sich aufgrund des Rauscheinflusses usw. verändern. Dies führt zu Daten-.fehlern, wenn gewöhnliche Detektionsverfahren mit festem - Schwellwert benutzt werden. Bei Benutzung des Differenzierkreises 11 sind jedoch die Amplitudenschwankungen bedeutungslos, da die Spitzenwertpunkte der an der Spule 8 erzeugten Signale nun in Nulldurchgangs-Punkte umgewandelt werden, die weniger empfindlich gegenüber Amplitudenschwankungsproblemen sind.

Wie oben erwähnt wurde, besitzt das Aufzeichnungssystem mit longitudinaler Magnetisierung verschiedene Schwierigkeiten und ist im Hinblick auf eine Aufzeichnung mit sehr hoher Dichte begrenzt. Die weiter unten beschriebene Erfindung ist eine Verbesserung des oben genannten bekannten Systems, die Verbesserung liegt darin, daß die Schreibeffektivität im Zeitpunkt der Aufnahme erhöht wird.und daß die Wiedergabeeffektivität entsprechend verbessert wird. Außerdem wird die Wiedergabeschaltung vereinfacht, wenn das erfindungsgemäße AufZeichnungssystem mit senkrechter Magnetisierung verwendet wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das magnetische Aufzeichnungsmedium 1 ist aus einem doppelschichtigen Magnetschichtmaterial zusammengesetzt und besitzt eine zweite Magnetschicht 3» welche auf dem festen oder flexiblen nichtmagnetischen Substrat 2 ausgebildet ist, und eine erste Magnetschicht 4, welche • eine leichte Magnetisierungsachse senkrecht zur Ebene des Mediums besitzt und über der zweiten Magnetschicht ausgebildet ist.

Die erste Magnetschicht 4 besitzt eine leichte Magnetisierungsachse senkrecht zur Ebene des Mediums und kann als eine Magnetschicht mit einer Dicke von 3/um oder weniger

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und mit einer Zusammensetzung hergestellt werden, die Kobalt und Chrom enthält. Typischerweise enthält die Magnetschicht 5 bis 25 Gew.-?£ Chrom. Diese Magnetschicht hat solche Eigenschaften, daß sie für ein Aufzeichnungssystem mit senkrechter Magnetisierung mit einer Sättigungsmagnetisierung Ms von 100 bis 1100 Gauss und einer Koerzitivkraft von 300 bis 2000 Oe verwendet werden kann.

Außerdem kann die erste Magnetschicht solche Materialien enthalten, bei denen die y-Fe20v-Deckschicht senkrecht zur Ebene des Mediums orientiert ist, magnetooptische Materialien, beispielsweise MnAlGe, MnGaGe, MnBi usw., amorphe magnetische bubble-Materialien, beispielsweise GdFe, GdCo, SmFe, SmCo usw., und Magneto-Planbite-Materialien, beispielsweise Ba-Ferrit, Pb-Ferrit usw.

Die zweite Magnetschicht 3 besteht aus einer Schicht aus einem Material wie Permalloy und hat eine Dicke von mindestens 0,1/um und wird mittels Sputter- oder Elektroablagerungsverfahren hergestellt. Die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht ist vorzugsweise 1/5 der Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht oder weniger, besonders bevorzugt ist eine Koerzitivkraft von JOO Oe oder weniger.

Ein Einpol-Aufzeichnungskopf 5 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Verwendung eines solchen Aufzeichnungskopfs mit einer Spule 7 erzeugt ein magnetisches Feld senkrecht zur Ebene des Aufzeichnungsmediums, wobei die Daten in Form einer senkrechten Magnetisierung aufgezeichnet werden, wie durch Pfeile in der ersten Magnetschicht 4 angezeigt ist, damit ergibt sich eine senkrechte Anisotropie. Bei der Aufnehme dient die zweite Magnetschicht 3 als ein Hilfspol für den Aufzeichnungskopf 5i damit wird ein Bildpol des an der Kante des Aufzeichnungskopfs 5 erzeugten Pols innerhalb der Magnetschicht 3 erzeugt. Damit ist die vom Aufzeichnungskopf 5 erzeugte Feldintensität größer als bei einem bekannten Aufzeichnungskopf, dem ein gleicher

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Schreibstrom zugeführt wird. Damit wird die Schreibeffizienz bei der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erhöht.

Der Wiedergabekopf 6 andererseits ist identisch mit den Ringköpfen bei bekannten Systemen, und die im magnetischen Medium aufgenommenen Daten können durch einen solchen Wiedergabekopf 6 reproduziert werden.

Fig. 4- zeigt die Wellenformen der Ausführungsform nach Fig. 3, wobei beispielsweise ein NRZ-Aufnahmeverfahren benutzt wird. Fig. 4-(a) zeigt die Wellenform des Schreibstroms, der der Spule 7 des Aufnahmekopfs 5 zugeführt wird. Fig. 4-(b) zeigt die Form der verbleibenden Magnetisierung auf dem entsprechenden Aufzeichnungsmedium. Wenn das Aufzeichnungsmedium am Wiedergabekopf 6 vorbeiläuft, geht ein magnetischer Fluß durch den Kern des Wiedergabekopfs 6, wie in Fig. 4-(c) dargestellt ist.

An der Stelle, an der die Magnetisierung des Aufzeichnungsmediums umgekehrt wird, läuft der magnetische Fluß durch den Kern durch beide Kanten des Spalts des Wiedergabekopfs 6 und seine Amplitude hat ein Maximum. Wenn die Stellung des Aufnahmekopfs gegenüber dem Medium sich dem Punkt am Mittelpunkt des Datenbits nähert (in der Nähe des Mittelpunkts des Bereichs, wo die Magnetisierungsform homogen ist) nimmt der magnetische Fluß, der durch den Wiedergabekern läuft, ab, da der magnetische Leckfluß vom Aufzeichnungsmedium senkrecht gerichtet ist und am Mitte1-punkt des Datenbits ungefähr den Wert Null erreicht.

Beim Vergleich der Wellenformen des Standes der Technik nach Fig. 2 mit den Wellenformen der vorliegenden Erfindung entsprechend der Fig. 4 ist hervorzuheben, daß bei der vorliegenden Erfindung der magnetische Fluß, der in beide Kanten des Spalts des Wiedergabekopfs 6 eintritt, seine Richtung an der Position ändert, wo die Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsmedium umgekehrt wird und die Stärke

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des durch den Kern gehenden magnetischen Flusses den Wert Null annimmt. Am Mittelpunkt eines Datenbits geht der horizontale magnetische Leckfluß vom Medium durch den Kern und ist bis zur nächsten, umgekehrt magnetisierten Position nahezu konstant. Damit hat die Spannungswellenform der Spule 8 des Auslesekopfs 6 einen Nulldurchgang an der Stelle, wo die Stärke des magnetischen Flusses im Kern ein Maximum erreicht, d.h. an der Stelle, wo die Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsmedium umgekehrt wird, dies ist in Fig. 2(d) dargestellt. Ein derartiges Ausgangssignal entspricht der Ausgangswellenform des Differenzierkreises 11 beim bekannten Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Fig. 1. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Ausgangssignal des Wiedergabekopfs 6 bei der vorliegenden Erfindung dann durch den Verstärkerkreis 10 verstärkt und dann durch den Wellenformgestaltungskreis 12 geformt, ohne daß ein Differenzkreis 11 notwendig ist. Das Ausgangssignal wird dann an einen Ausgangsanschluß gegeben.

Damit ist bei einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät eine Aufzeichnung mit hoher Dichte möglich, und zwar aufgrund der Benutzung der senkrechten Magnetisierung, und die Differenzieroperation wird durch den Wiedergabekopf magnetisch ausgeführt. Damit ist ein Differenzierkreis nicht notwendig, und die Wiedergabeschaltung kann vereinfacht werden. Außerdem wird der Einfluß des Rauschens, welches beim Stand der Technik durch den Verstärkerkreis erzeugt wird, unterbunden, und die Fehlerrate des reproduzierten Signals wird stark verbessert.

Versuche mit erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten haben gezeigt, daß bei Verwendung des ringförmigen Magnetkopfs 6, wie in Fig. 3 dargestellt, als Wiedergabekopf oder bei Verwendung eines Einpol-Magnetkopfs als Aufnahmekopf das Wiedergabeausgangssignal bei Verwendung des Einpol-Magnetkopfs -20 dB ist, wenn das Wxedergabeausgangssignal bei Verwendung des ringförmigen

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Magnetkopfs 0 dB ist. Mit anderen Worten, der Unterschied im relativen Ausgangssignal ist ungefähr 20 dB. Damit ermöglicht ein ringförmiger Magnetkopf eine höhere Wiedergabeeffizienz.

■ Die Fig. 5a bis d zeigen Beispiele verschiedener Einpol-Magnetköpfe, welche als Aufnahmekopf bei einem erfindungsgemäßen Gerät benutzt werden können. Fig. 5a zeigt einen Kopf mit einer Spule 7» die um ein Permalloyelement 5¹ gewickelt ist. Die in den Fig. 5b, 5c und 5d dargestellten Ausführungsformen besitzen Ferrit elemente bzw. Elemente 5¹¹I die a of einer Seite oder auf beiden Seiten des Permalloyelements 5" angeordnet sind, um eine magnetische Sättigung des Permalloyelements 5¹ zu verhindern. Die Spule 7 ist dann um die zusammengesetzte Magnetstruktur gewickelt.

In den Fig. 5a bis d liegt die Dicke T1 des Permalloyelements typischerweise bei 1,6 /um, während die Dicke T2 der Ferritelemente in der Größenordnung von 700 ,um liegt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufnahmekopfs 5· Bei dieser weiteren Ausführungsform ist ein zweiter Hilfspol 9 an einer Position gegenüber dem Hauptpol vorgesehen. Damit ist ein Einpol-Magnetkopf 5 auf einer Seite des magnetischen Aufzeichnungsmediums 1 angeordnet, während ein zweiter Hilfspol 9 auf der anderen Seite des magnetischen Aufzeichnungsmediums 1 liegt. Um diesen zweiten Hilfspol 9 ist eine Spule 7 gewickelt. Ein derartiger Kopf besitzt eine höhere Effektivität als die in den Fig. 5a bis d dargestellten Köpfe, da ein verstärktes magnetisches Feld aufgrund der Aktivierung durch den zweiten Hilfspol 9 an der Kante des Hauptpols 5 induziert wird.

Fig. 7 zeigt die Ergebnisse von Versuchen zum Vergleichen der magnetomotorischen Kraft des Aufnahmekopfs, dabei wird der Fall, daß die zweite magnetische Schicht 3 vor-

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gesehen ist, mit dem FaIl verglichen, daß die zweite magnetische Schicht 3 nicht vorgesehen ist.

Die durchgezogenen Kurven in Fig. 7 entsprechen den Fällen, daß ein gesputterter Permalloyfilm mit einer Dicke von 1/um als magnetische Schicht 3 vorgesehen ist, die gestrichelten Kurven entsprechen dagegen jenen Fällen, daß keine Magnetschicht 3 benutzt wird. Die Bezugszeichen 5a, 5t> und 5c beziehen sich auf die Aufnahmeköpfe, die in den Fig. 5a bis d dargestellt sind. Bei den Kurven der Fig. 7 sind die Amperewicklungen der Aufnahmeköpfe an der Abszisse aufgetragen, die Feldintensität (Oe) ist an der Ordinate aufgetragen. Die Position zur Feldintensitätmessung wird so bestimmt, daß gilt: Sb/T1 = 0,5, dabei wird angenommen, daß die Dicke des Aufnahmekopfs T1 ist, und daß das Kopfhöhenspiel zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums und dem Aufnahmekopf Sb ist.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die magnetomotorische Kraft des Aufnahmekopfs, wenn die Magnetschicht 3 vorhanden ist, wesentlich größer als bei sonst gleicher Anordnung, wenn die Magnetschicht 3 nicht vorgesehen ist. Da die Magnetschicht 3 als ein Hilfspol dient, wird damit die Schreibeffizienz bei der Schreiboperation stark verbessert.

Fig. 8 zeigt das Verhältnis zwischen dem Aufnahmestrom und der Wiedergabespannung bei einem erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät. An der Abszisse ist der Schreibstrom während der Aufnahme aufgetragen, die Ordinate gibt dagegen die Reproduktions-Ausgangsspannung Ep wieder.

In Fig. 8 zeigen sowohl die durchgezogenen Kurven als auch die strichpunktierten Kurven die Strom- und Spannungswerte für den Fall, daß die zweite Magnetschicht 3 vorhanden ist. Die gepunktete Kurve bezieht sich auf den Fall, daß keine solche Magnetschicht 3 verwendet wird_s Die Kurven 5b» 5c und 5d zeigen die reproduzierten Ausgangssignale, die

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erhalten werden, wenn die Einpolkopf-Ausführungsformen 5b, 5c und $d der Fig. 5 als Aufnahmekopf verwendet werden, während der Wiedergabebetrieb mit einem Standardkopf des Ringtyps ausgeführt wird. Die Kurven 6-1 und 6-2 zeigen das reproduzierte Ausgangssignal, welches bei Benutzung des in Fig. 6 dargestellten Aufnahmekopfs erhalten wird, und die Wiedergabe bei Benutzung eines Standard-Ringtyp-Magnetkopfs. Die Kurve 6-1 gilt für den Fall, daß die Dicke des Hauptpols 1,6/um ist, dagegen gilt die Kurve 6-2 für den Fall, daß die Dicke des Hauptpols 3,2/um ist.

Das Aufzeichnungsmedium, welches nach Fig. 8 benutzt wird, besteht aus einer 1/um dicken ersten Magnetschicht aus einer Chrom-Kobalt-Legierung und einer 1 yum dicken Permalloyschicht für die zweite Magnetschicht.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, wird bei Benutzung der zweiten Magnetschicht 3 das Wiedergabeausgangssignal im Vergleich zu dem Ausgangssignal, welches erhalten wird, wenn keine zweite Magnetschicht benutzt wird, verstärkt, so daß die Schreibeffizienz stark erhöht wird.

In Fig. 8 besitzt das Ausgangssignal, welches vom Verstärker 10 kommt, eine Verstärkung von 60 dB.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die erste Magnetschicht und die zweite Magnetschicht so ausgebildet, daß sie aufeinander liegen. Jedoch ist es auch

JO möglich, die erste und die zweite Magnetschicht mit einer dazwischen liegenden nichtmagnetischen Schicht auszubilden. Diese nichtmagnetische Zwischenschicht kann zur Verstärkung der Adhäsion zwischen den Magnetschichten dienen und gleichzeitig eine Diffusion der zweiten Magnetschicht bewirken. Isolatormaterialien, wie z.B. SiOo, TiOo und AI0O2, oder Metalle, wie z.B. Ti, Cr, Al, Mo, W, Cu und Au, können für derartige nichtmagnetische Zwischenschichten benutzt werden.

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Entsprechend der vorliegenden Erfindung, bei der ein Verfahren mit senkrechter Magnetisierung benutzt wird, besitzt der erste Magnetfilm, wie oben erläutert wurde, eine Anisotropie senkrecht zur Ebene des Mediums, und die weiche oder halbfeste zweite Magnetschicht ist als doppellagiges Aufzeichnungsmedium ausgebildet. Außerdem erfolgt die Aufzeichnung mittels eines Magnetkopfs vom Einpoltyp, dagegen wird bei der Wiedergabe ein Eingtyp-Magnetkopf verwendet. Die Wiedergabeschaltung ist vereinfacht, die Schreibeffizienz während der Aufnahme und die Wiedergabeffizienz beim Playback bzw. Abspielen sind verbessert. Damit ist das erfindungsgemäße Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Realisierung von Aufzeichnungssystemen mit hoher Dichte und starken Ausgangssignalen besonders geeignet.

Bei der vorliegenden Erfindung kann die zweite Magnetschicht 3 auch ohne Orientierung der Anisotropie sein, oder sie kann auch eine leichte Magnetisierungsachse in der Ebene des Mediums haben.

Auch wenn die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform die Verwendung der vorliegenden Erfindung bei NRZ-Verfahren zeigt, so können auch FM-Aufzeichnungsverfahren (Aufzeichnungsverfahren mit Frequenzmodulation), MFM-Aufzeichnungsverfahren (Aufzeichnungsverfahren mit Mittelfrequenzmodulation) oder andere Aufzeichnungsverfahren ebenso benutzt werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE

nachträglich geändert

6/356 Orthstraße 12

D-8000 München 60

Shunichi IWASAKI

11-35» Kunimi 1-chome, Sendai-shi Miyagi-ken, Japan

SOKY CORPORATION

7-35» Kitashinagawa 6-chome,

Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

FUJITSU LIMITED
1015, Kamikodanaka
Nakahara-ku, Kawasaki, Japan

Patentansprüche

Magnetaufzeichnungs- und—wiedergabegerät zur Aufnahme und Wiedergabe von Daten, mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, einem Aufnahmekopf und einem Wiedergabekopf, dadurch gekennzeichnet,

daß das magnetische Aufzeichnungsmedium, der Aufnahmekopf und der Wiedergabekopf funktionsmäßig mit einer mechanischen Vorrichtung verbunden sind, um eine Relativbewegung zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsmedium und den Aufnahme- und Wiedergabeköpfen zu erzeugen,

daß das magnetische Aufzeichnungsmedium einen doppelschichtigen magnetischen dünnen EiIm umfaßt, der eine erste magnetische Aufzeichnungsschicht mit einer ersten inherenten Koerzitivkraft und einer leichten Magnetisierungsachse besitzt, die senkrecht zur Ortskurve des Weges der Relativbewegung zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsmedium und den Aufnahme- und Wiedergabeköpfen liegt, und daß das magnetische Aufzeichnungsmedium eine zweite magnetische Schicht mit einer zweiten inherenten Koerzitivkraft besitzt, die kleiner als die erste Koerzitivkraft der ersten Aufzeichnungsschicht ist,

daß der Aufnahmekopf entsprechend einem Eingangsdatensignal ein magnetisches Feld erzeugt, welches senkrecht zur Ebene

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der magnetischen Auf Zeichnungsschichten steht, wobei der Aufnahmekopf einen magnetischen Hauptpol bildet und wobei die zweite magnetische Schicht einen magnetischen Bildpol bildet,

daß das magnetische Feld die zurückbleibende Magneti- ■ sierung der ersten magnetischen Aufzeichnungsschicht entsprechend den Eingangsdatensignalen ändert, um darin diese Signale zu speichern, und
daß der Wiedergabekopf entsprechend der verbleibenden Magnetisierung in der ersten magnetischen Aufzeichnungsschicht eine dieser verbleibenden Magnetisierung der ersten magnetischen Aufzeichnungsschicht entsprechende Spannung erzeugt, so daß die in der ersten magnetischen Aufzeichnungsschicht gespeicherten Eingangsdatensignale angenähert wiedergegeben werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetaufnahmekopf einen Magnetkopf vom Einpoltyp mit einer Stange aus einem magnetischen Material mit hoher Sättigung besitzt, wobei diese Stange von einer elektrischen Spule umgeben ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Ferritstange an der Stange aus dem Material mit hoher Sättigung vorgesehen ist, wobei zumindest eine Ferritstange ebenfalls von der elektrischen Spule umgeben ist.

A-. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetaufnahmekopf eine Stange aus einem magnetischen Material mit hoher Sättigung besitzt, wobei diese Stange senkrecht zur Ebene des magnetischen Aufzeichnungsmediums angeordnet ist und einen zweiten Hilfspol mit einer Magnetmaterialstange, die von einer elektrischen Spule umgeben ist, besitzt, und daß der Aufnahmekopf so ange ordnet ist, daß die Stange aus dem Magnetmaterial hoher Sättigung und der Hilfspol auf einer gemeinsamen Achse

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angeordnet sind, wobei das magnetische Aufzeichnungsmedium sandwichartig dazwischen liegt.

5· Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Magnetschicht eine Dicke .von nicht mehr als 3/um besitzt.

6. Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magnetschicht eine Zusammensetzung besitzt,

die Kobalt und Chrom enthält.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung Chrom innerhalb eines Bereichs von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% enthält.

8. Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magnetschicht eine Sättigungsmagnetisierung
im Bereich zwischen 100 Gauß und 1100 Gauß besitzt.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magnetschicht eine Koerzitivkraft im Bereich zwischen 300 Oe und 2000 Oe besitzt.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Magnetschicht eine Dicke von mindestens 0,1 Aim besitzt.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Magnetschicht ein Material enthält, welches eine Koerzitivkraft besitzt, die kleiner oder gleich

einem Fünftel der Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht ist.

12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Aufzeichnungsmedium eine nichtmagnetische Zwischenschicht besitzt, die sandwichartig zwischen der ersten und der zweiten Magnetschicht liegt.

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