DE3027134C2 - Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung, insbesondere zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen, wie z. B. Ton- und Bildsignalen auf bzw. von einem magnetischen Medium mit einem jeweiligen Aufzeichnungaabschnitt und mit einer zu dessen Oberfläche senkrecht gerichteten und entsprechend seiner Dicke verlaufenden Anisotropie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Aufzeichnungsvorrichtungen dieser Art weisen auch eine temperaturabhängige Koerzitivkraft des magnetischen Mediums auf. Bei thermomagnetischen Aufzeichnungsvorrichtungen dieses Typs kann eine höhere Aufzeichnungsdichte mit merklich höherem Wirkungsgrad als bei anderen Vorrichtunger erreicht werden, die einen ringförmigen Magnetkopf üblicherweise in Kombination mit einer Magnetplatte oder dgl. verwenden. Bei einem derartigen Aufzeichnungsvorgang wird eine Magnetschicht durch Punktbestrahlung mit einem Laserstrahl aufgeheizt, wobei die Koerzitivkraft des aufgeheizten Teils durch Verwendung der Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft von magnetischen Schichten reduziert wird, und ein Signalmagnetfeld wird dabei in einem derartigen Bereich zur magnetischen Aufzeichnung angelegL

Um die Aufzeichnungsdichte mit solchen Aufzeichnungsvorrichtungen zu vergrößern, ist es notwendig, die Ausweitung eines magnetisierten Bereiches durch Feinsteuerung des Laserstrahls zu reduzieren und das angelegte magnetische Feld zu steuern. Derzeit ist es jedoch schwierig, den Laserstrahl auf einen beschränkten Bereich wirken zu lassen. Darüber hinaus ist es sehr schwierig, einen sehr beschränkten Bereich mit wenigen magnetischen Feldkomponenten entlang einer Richtung zu magnetisieren, die senkrecht zu der magnetischen Schicht verläuft, weil die magnetische Schicht einer derartigen Aufheizung unterliegt daß die Temperatur graduell vom Strahlzentrum des Laserstrahls in Richtung auf dessen Peripherie verringert werden kann, wobei der magnetisierbar Bereich demgemäß ausgedehnt wird, und weil ein Signalmagnetfeld mittels eines gekerbten Ringmagnetkopfes angelegt wird. Der magnetisierte Bereich wird daher relativ groß, so daß die Rückspielauflösung und der Aufzeichnungswirkungsgrad verschlechtert werden.

Eine gattungsgemäße thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung ist in der DE-OS 30 18 415 vorgeschlagen worden. Aus dieser älteren deutschen Patentanmeldung ist ein magnetisches Aufzeichnungsgerät bekannt, das zur Aufzeichnung von Informationen auf einen Träger mit einer sich in dessen Tiefe erstreckenden magnetischen Anisotropie geeignet ist. Kernstück des magnetischen Aufzeichnungsgerätes ist ein Einzelpol-Magnetkopf, der einen Stift mit einem freierr Endstück aus eirwm unmagnetischen Werkstoff aufweist, der eine dünne ferromagnetische Membran hält, deren eines Ende am freien Endstück des Stiftes und deren anderes Ende an dem die Wicklung tragenden Endstück des Stiftes angeordnet sind, und wobei der magnetische Fluß der Membran von einer Wicklung zu dem einen Ende durchfließt, das die Information auf dem Träger aufzeichnet. Das freie Endstück des Stiftes soll dabei eine spitze, schmale Stirnfläche aufweisen, aus der das eine Ende der Membran herausragt. Durch diese Ausbildung eines Magnetkopfes soll eine Aufzeichnung hoher Dichte erreicht werden.

Die gewünschte hohe Aufzeichnungsdichte wird hier im wesentlichen ohne Ausnutzung der Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft des magnetischen Aufzeichnungsträgers erhalten, d. h., ohne daß Wärmeenergie, wie beispielsweise ein Laserstrahl, auf den Aufzeichnungsträger gerichtet wird. Die hohe Aufzeichnungsdichte soll hier ausschließlich durch die spezielle

Ausbildung des Magnetkopfes erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der unter Ausnutzung der Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft des magnetischen Aufzeichnungsträgers eine hohe Aufzeichnungsdichte erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergebe ι sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend sind weitere Vorteile der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit der dazugehörigen Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 eine strukturelle Anordnung;

Fig.2 eine vergrößerte Perspektivdarstellung eines Magnetkopfes; und

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit einer Spurerzeugung.

Die Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung zeigt gemäß F i g. 1 ein Magnetaufzeichnungsmedium 1, welches aus einer piattcnähnüchcn Basis Is zusammengesetzt ist, weiche von einem synthetischen Harz oder einem anderen nichtmagnetischen Material gebildet wird, und einer Magnetschicht 16, die die Oberfläche der Basis la überdeckt. Die Magnetschicht \b ist eine Dünnschicht aus Mn-Bi oder einer anderen Legierung aus elementarem Eisen und seltenen Erden, welche eine magnetische Anisotropie in einer Richtung senkrecht zu der Schichtoberfläche zeigt und eine temperaturabhängige Koerzitivkraft aufweist, wobei diese Schicht auf der Basis la durch Aufdampfen oder Aufsprühen ausgebildet werden kann. Das Magnetaufzeichnungsmedium 1 ist in seinem Zentrum mit einem Antriebssystem 2 derart verbunden, daß es dadurch mit einer konstanten Geschwindigkeit in Rotation versetzt werden kann.

Der Magnetschicht Ib gegenüberliegend ist ein Lichtstrahl-Bestrahlungssystem 3 über dem Magnetaufzeichnungsmedium 1 angeordnet. Das Bestrahlungssystem 3 umfaßt einen Lichtstrahlgenerator 4, um einen Lichtstrahl, w.e z.B. einen Laserstrahl, mit einer notwendigen Energie zu emittieren. Ein halbdurchlässiger Spiegel 5 reflektiert den Lichtstrahl von der Laserlichtquelle 4, um ihn auf das Magnetaufzeichnungsmedium 1 in einem rechten Winkel zu lenken. Zwischen der Laserlichtquelle 4 und dem halbdurchlässigen Spiegel 5 ist ein Polarisator ouer ein Polarisierungsprisma 6 angeordnet, und eine Beleuchtungslinse 7 ist zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 5 und dem Magnetaufzeichnungsmedium 1 zwischengeordnet und konvergiert einen Lichtpunkt A (Fig.3) des Lichtstrahls auf der Magnetschicht ib. Der durch das Lichtstrahlbt-strahlungssystem 3 gelieferte Lichtpunkt des Lichtstrahls kann in radialer Richtung zu dem Magnetaufzeichnungsmedium 1 durch übliche Vorrichtungen bewegt werden. Darüber hinaus ist der Lichtstrahl-Bestrahlungsmechanismus 3 mit einem Lichtsensor 8 versehen, welcher auf der der Beleuchtungslinse 7 gegenüberliegenden Seite des halbdurchlässigen Spiegels 5 und zwischen einem Detektor 9, wie z. B. einem photoelektrischen Umsetzelement, angeordnet ist. das das durch den Lichtsensor 8 übertragene Licht empfängt. Mit dem Lichtsensor 8 und dem Detektor 9, der reflektiertes Licht von dem Lichtstrahl von dem Magnctaufzcich'iungsmedium I empfängt, kann ein Signal -lbgclcilet werden, das für die Reproduktion von aufgezeichneten Informationen unter Verwendung einer Di'i'crcnz des Rotationswinkels zwischen denjenigen Lichtstrahlen abgeleitet wird, weiche durch einen magnetisierten Bereich übertragen oder reflektiert werden und zwischen anderen Teilen der Magnetschicht 16, wobei diese Lichtstrahlen verschiedenen Polarisationsebene!! unterliegen, entsprechend dem magneto-optischen Faraday-Effekt oder dem Kerr-Effekt. Der von der Laserlichtquelle 4 bei Wiedergabe-Betriebsweise emittierte Lichtstrahl, der schwächer ist als die für die Aufnahme-Betriebsweise

ίο erforderliche Energie, wird so angelegt daß er gerade eine so hohe Intensität aufweist, die groß genug ist um ein erforderliches S/N-Verhältnis für die Reproduktion zu liefern. (S/N-Verhältnis bedeutet Signal-zu-Rauschen-Verhältnis.)

r> Gegenüber der plattenähnlichen Basis la des Magnetaufzeichnungsmediums 1 ist darüber hinaus ein Einzelpolmagnetkopf 10 mit einer Einzelpolstruktur angeordnet wobei ein Signal an den lichtpunkt-bestrahlten Bereich angelegt wird. Wie in Fig. 2

>» dargestellt ist der Einzelpolmagnetkopf iO aus einem ferromagnetischen Körper 11, wie ζ. Β einem Ferritkörper, und einem r.ächtmagnetischen Körper 12, wie z. B. einem keramisch gebundenen Körper, aufgebaut, der an dem spitzen Ende des ferromagnetischen Bereichs 11 angeordnet ist. Ein nichtmagnetischer Körper 13, wie z. B. ein Keramikkörper, und eine Dünnschichtmembrane 14 bilden zusammen den Magnetkopf, wobei die Dünnschichtmembrane 14 sandwichartig zwischen dem nichtmagnetischen Körper 13 und dem ferromagneti-

JO sehen Bereich 11 mit dem darauf befindlichen nichtmagnetischen Körper 12 zwischengelagert ist. Die distafe Endoberfläche bei diesem Aufbau ist bogenförmig ausgebildet, und eine Wicklung oder Spule 15 ist um die Anordnung im Bereich des nichtmagnetischen

j-, Körpers 12 herumgewickelt. Die Dünnschichtmembrane 14 ist aus einem Mag:ne',material hergestellt, welches eine hochgesättigte Magnetflußdichte, wie z. B. Permalloy, Sendust, amorphes Magnetmaterial usw., aufweist und dessen Dicke nähetrungsweise auf einen μνπ oder

4Ii weniger beschränkt ist. Hn Kontakt mit der Dünnschichtmembrane 14 wird der ferromagnetische Bereich 11 zur Erwe^::erung des magnetischen Pfades verwendet, um so den magnetischen Widerstand zu reduzieren.

Bei der Herstellung des Einzelpolmagneikopfes 10

r, werden zuerst der ferromagnetische Bereich Ii und der nichtmagnetische Körper 12 miteinander verbunden und eine Oberflächefiseite der vereinten Struktur geschliffen. Wegen der Dünnschichtmembrane 14 mit einer Dicke von 1 (im oder weniger wird das

-.ο magnetische Material, wie z. B. Permalloy, auf der geschliffenen Oberfläche durch Aufdampfen oder Aufsprühen gebildet, und dann wird die zuvor geschliffene eine Oberflächenseite des nichtmagnetischen Körpers 13 mit der Dünnschichtmembrane 14

,·, verbunden. Danach wird ein Endbereich der Anordnung auf der Seite des nichtmagnetischen Körpers 12 bogenförmig geschliffen, und schließlich werden die Windungen der Spule Ιίί aufgebracht.

Der Einzelpolmagnetkopf 10 wird so angeordnet, daß

W) der freie distale EnJbereich der dünnen Magnetmembrane 14 der Oberfläche der plattenähnlichen Basis lain Kontakt mit dieser oder in unmittelbarer Nachbarschaft zu dieser und mit einem rechten Winkel dazu sich gegenüber befindet. Des weiteren wird der Einzelpol-

bi magnetkopf 10 in radialer Richtung zu dem Magnetaufzeichnungsmcdiuni 1 und synchron mit der Bewegung des Lichtpunktes A des Lichtstrahls bewegt, während das Posiiionsvcrhältnis mit dem Lichtpunkt A auf-

rechierhalien wird.

Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird das Magnetauf/eichnungsmedium 1 in Rotationsbewegung versetzt, und der Lichtpunkt A des Lichtstrahls und der Einzelpolmagnetkopf 10 bewegen < sich in radialer Richtung zu dem Magneiaufzeichnungsmedium I bei der magnetischen Aufzeichnung einer Information, so daß eine spiralförmige Spur ausgebildet werden kann, wie dies in F i g. 3 mit einem durchgezogenen Pfeil dargestellt ist. Eine derartige Aufzeichnungs- ■<· betriebsweise wird ausgeführt, wenn der Lichtpunkt A des Lichtstrahls anliegt, um den entsprechenden Bereich der Magnetschicht \b aufzuheizen, um deren Koerzitivkraft zu verringern, und ein Signal-Magnetfeld wird an den bestrahlten Bereich durch den Einzelpolmagnet- ; , kopf 10 angelegt. Darauf wird das Signal-Magnetfeld von dem Einzelpolmagnetkopf 10 erzeugt, wenn der ferromagnetische Bereich Ii und die Dünnschichtmembrane 14 entsprechend zu dem durch die Spule 15 fließenden SigiiaisiiuiiifiuS ciicgi werden. Der Magnet- -'·■ fluß wird auf die Dünnschichtmembrane 14 gebündelt b/w. konvergiert, um voll die senkrechte Magnetflußintensität zu vergrößern, und der Einzelpolmagnetkopf 10 isi von einer derartigen Einzelpolstruktur, daß das Signal-Magnetfeld auf einen sehr schmalen senkrechten '"> Bereich begrenzt wird, der sich von dem Bereich der Dünnsehichtmembrane 14 in Kontakt mit der plattenähnlichen Basis la bis zu der Magnetschicht \b erstreckt. Demgemäß wird sogar dann, wenn dieser Bereich durch den Lichtpunkt A des Lichtstrahls sehr )" extensiv aufgeheizt wird, ein breiter magnetisierbarer Bereich geschaffen und die Gesamtheit des derart magnetisierbaren Bereiches nicht magnetisiert; der tatsächlich magnetisierte Bereich kann also auf einen sehr schmalen Bezirk begrenzt werden. Auf diese Weise r> wird der Wirkungsgrad einer hohen Aufzeichnungsdichte ebenso erreicht wie eine Verbesserung der Wieder^übeüuflösun¹⁷.

Da die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. kann -to beispielsweise eine Anwendung bei einem bandähnlichen Magnetaufzeichnungsmedium ebenso vorgesehen werden wie eine Aufzeichnung auf einem plattenförmigen Magnetaufzeichnungsmedium. Da das bandähnliche Magnetaufzeichnungsmedium mit einer dünneren Basis 4 j versehen werden kann, wird die senkrechte Beeinflussung bzw. Einprägung des Signal-Magnetfeldes erleichtert. Das distale Ende des Magnetkopfes muß des weiteren nicht immer in Berührung mit der Basis stehen und kann auch so angeordnet werden, daß es sich in einem sehr geringen Abstand von der Basis befindet. Unabhängig davon, ob der distale EndbereL-h die Basis berührt oder nicht, ist es ratsam, eine Schutzschicht auf der gegenüberliegenden Seite des Magnetkopfcs zu der Basis vorzusehen, um dadurch zu verhindern, daß ein Abrieb auf dem Magnetkopf und auf der Basis und damit ein gegenteiliger Effekt bei Schnellaufbetrieb mit dem Magnetaufzeichnungsmedium entsieht. Obwohl der Lichtstrahl-Bestrahlungsmcchanismus 3 auch als Wiedergabesystem in der oben erwähnten Ausführungsform dient, kann das Wiedergabesystem separat von dem Lichtstrahl-Bestrahlungssystem vorgesehen werden.

Wie oben beschrieben, wird bei dieser Erfindung durch ein Lichtstrahl-Bestrahlungssystem ein Lichtstrahl auf ein Magnetaufzeichnungsmedium gestrahlt und ein Signal-Magnetfeld bei einem bestrahlten Gereich des Maencsauf/eichnu"·"¹"·*'¹·"¹»« ·""■ ν-Ι-^.πρ-tisierung mittels eines Magnetkopfes mit einem Einzelpolaufbau verwendet, der eine Dünnsehichtmembrane 14 mit hochgesättigter Magnetflußdichte aufweist. Demgemäß kann ein Signal-Magnetfeld mit voller Intensität in einer Richtung bei einem rechten Winkel zu dem Magnetaufzeichnungsmedium zu einem extrem schmalen Abschnitt des magnetisierbaren Bereiches angelegt werden, so daß der magnetisierbar Bereich beschränkt werden kann, wodurch die Wirksamkeit einer hohen Aufzeichnungsdichte vergrößert und daher auch die Wiedergabeauflösung verbessert wird.

Zusammenfassend weist daher die vorliegende Erfindung eine thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung zur Aufzeichnung von Informationen auf einem Magnetaufzeichnungsmedium auf, das eine magnetische Anisotropie über dessen Dicke aufweist und einen Laserstrahl-Bestrahlungsmechanismus umfaßt, der einen Laserstrahl auf dieses Magnetaufzeichnungsmedium liefert, wodurch dessen Koerzitivkräfte verringert werden. Ein Einzelpol-Magnetkopf mit einer dünnen Magnetmembran ist mit seinem Endbereich gegenüber dem Magnetaufzeichnungsmedium angeordnet, wobei ein Hauptkörper diese dünne Magnetmembrane 14 unterstützt und eine Spule durch den Endbereich der dünnen Magnetmembrane einen senkrechten Magnetfluß zu dem Magnetaufzeichnungsmedium anlegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung, insbesondere zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen, wie z. B. Ton- und , Bildsignalen, auf bzw. von einem magnetischen Medium mit einem jeweiligen Aufzeichnungsabschnitt und mit einer zu dessen Oberfläche senkrecht gerichteten und entsprechend seiner Dicke verlaufenden Anisotropie, mit einem Einzelpol-Magnet- ι ο kopf, der eine ferromagnetische Dünnschicht-Membran enthält und bei dem ein Hauptkörper die Dünnschicht-Membran unterstützt und eine darum angeordnete Spule einen senkrechten Magnetfluß auf den Aufzeichnungsabschnitt durch den Endbereich der dünnen Membran erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahl-Bestrahlungsmechanismus (3) einen Lichtstrahl auf den Aufzeichnungsabschnitt derart lenkt, daß dieser aufgeheizt wird, wodurch die Koerzitivkraft des beheizten Abschnittes reduziert wird und daß die Dünnschichf-Membran (14) mit ihrem Endbereich gegenüber dem beheizten Bereich des magnetischen Aufzeichnungsabschnitts angeordnet ist

2. Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ferromagnetische Dünnschicht-Membran (14) senkrecht zu dem Magnetaufzeichnungsabschnitt erstreckt.

3. Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (11, 12 und 13) ein Paar nichtmagnetischer Körper (12 und 13) umfaßt, welche aus einem nic/itmagUi.-tischen distalen Endbereich und einem fer.Omagnetischen proximalen a Bereich (11) gebildet sind, woiri die ferromagnetische Dünnschicht-Membrane (14) zwischen den Körpern (13 und 11 mit 12) gehalten ist.

4. Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl-Bestrahlungsmechanismus (3) und der Einzelpol-Magnctkopf (10) einander gegenüberliegen und das Magnetaufzeichnungsmedium dazwischen angeordnet ist.

5. Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahlbestrahlungsmechanismus (3) eine Laser-Lichtquelle (4) und einen Spiegel (5) umfaßt, der Laserlicht von der Laserlichtquelle (4) auf den Magnetaufzeichnungsabschnitt reflektiert.

6. Thermomagnetische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel als ein Halbspiegel und/oder als ein halbdurchlässiger Spiegel ausgebildet ist und wobei ein Detektor (9) vorgesehen ist, der von dem aiagnetischen Aufzeichnungsabschnitt reflektiertes Licht durch den Halbspiegel (5) empfängt und dieses Licht in ein elektrisches Signal umsetzt.

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