Erfindungsgebiet
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Die Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Verwandter Stand der Technik
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Ein derartiges Gerät ist aus JP 5182172 bekannt.
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Um bei einem Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystem eine Miniaturisierung und eine
große Kapazität zu verwirklichen, besteht zur Zeit eine Tendenz, eine hoch dichte
Aufzeichnung zu verwirklichen. Auch auf dem Gebiet der Magnetband-Speichervorrichtungen sind
verschiedene Untersuchungen hinsichtlich des Magnetbandes und des Magnetkopfes
angestellt worden, um die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften im Bereich einer hohen
Aufzeichnungsdichte zu verbessern.
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Um in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium die Aufzeichnungs- und
Wiedergabeauflösung im Bereich der hohen Aufzeichnungsdichte zu verbessern, ist es erforderlich, eine
Restmagnetisierung zu erhöhen, eine hohe Koerzitivkraft zu verwirklichen, um der Größe
der Restmagnetisierung zu entsprechen, und eine Magnetschicht dünner zu machen. Aus
dieser Sicht erregt ein Dünnfilm-Magnetaufzeichnungsmedium, hergestellt mit einem
Vacuum-Aufdampfungsverfahren; einem Besprühungsverfahren, einem
Ionen-Plattierungsverfahren oder dergleichen, Aufmerksamkeit als ein Medium, das einem herkömmlichen
beschichteten Magnetaufzeichnungsmedium überlegen ist.
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Als repräsentatives Beispiel des Dünnfilm-Magnetaufzeichnungsmediums gibt ein
metallbedampftes Band, das für einen VCR des Hi8-Systems und einen VCR des
DV-Formatsystems zur praktischen Anwendung gebracht wurde. Abweichend von einem
herkömmlichen Längsaufzeichnungsmedium ist das Magnetband dadurch gekennzeichnet, dass es
eine schräge Anisotropie hat, so dass eine leichte Achse gegenüber einer
Filmnornal
richtung einer Magnetschicht geneigt ist. Das heißt, die leichte Achse befindet sich nicht in
einer Filmebene oder in der Filmnormalrichtung, sondern sie befindet sich in der Richtung,
die gegenüber der Filmnormalrichtung in einer Normalebene, die die Längsrichtung des
Bandes umfasst, geneigt ist. Bei einem käuflichen metallbedampften Band für den VCR des
Hi8-Systems ist z. B. die leichte Achse gegen die Filmnormalrichtung um etwa 70º in der
Normalebene, die die Längsrichtung des Bandes umfasst, geneigt. Eine durch einen
ringförmigen Magnetkopf aufgezeichnete Magnetisierung wird in der geneigten leichten
Achsenrichtung beibehalten, wodurch ein Magnetisierungsmodus gebildet wird, der sich von einer
herkömmlichen Längsaufzeichnung unterscheidet. Aufgrund der Bildung eines derartigen
geneigten Magnetisierungsmodus werden die Eigenschaften der hohen
Aufzeichnungsdichte im Vergleich zu denen des Längsaufzeichnungsmediums merklich verbessert.
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Da klar ist, dass das obige Dünnfilmband dem beschichteten Band, das einen
Längsmagnetisierungsmodus bildet, überlegen ist, wird untersucht, das Dünnfilmband in einem Gebiet
eines VCR für Rundfunkanwendung und einem Magnetband-Speichergerät für Computer
einzuführen, in denen bisher das beschichtete Band, z. B. ein MP-(Metallpartikel)Band oder
dergleichen, ebenfalls dominierend gewesen ist.
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Bei dem VCR für Rundfunkanwendung und für ein Magnetband-Speichergerät für Computer
wird im Allgemeinen das, was ein getrennt aufzeichnendes und wiedergebendes Verfahren
genannt wird, bei dem ein Aufzeichnungskopf und ein Wiedergabekopf einzeln bereitgestellt
werden, verwendet.
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Folglich wird ein Signal direkt nach Vollendung des Aufzeichnens wiedergegeben, wodurch
es möglich ist, Aufzeichnungsfehler zu vermindern (Lesen-nach-Schreiben-Verfahren
genannt). Des Weiteren können ein Magnetkopfparameter (oder Abmessung) in einem
Aufzeichnungsschritt und ein Magnetkopfparameter (oder Abmessung) in einem
Wiedergabeschritt unabhängig entworfen werden. Das heißt, aus der Sicht der Verbesserung der
Aufnahme- und Wiedergabeeigenschaften werden die Kopfparameter oder Abmessungen, die,
was in einem Selbstaufzeichnungs- und Wiedergabesystem eine Kompromissbeziehung
genannt wird, in den Aufzeichnungs- und Wiedergabeschritten einzeln optimiert, so dass
hervorragende Aufzeichnungs- und Wiedergabeleistungen erhalten werden können.
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Als Beispiel eines Entwurfs, der eine Spaltlänge jedes Kopfes betrifft, wird in dem getrennt
aufzeichnenden und wiedergebenden System, das das beschichtete Band, z. B. ein MP-Band
oder dergleichen, verwendet, eine Spaltlänge des Wiedergabekopfes so entworfen, dass
sie im Verhältnis zu einem Aufzeichnungssignalband gebührend klein ist, und eine
Spaltlänge des Aufzeichnungskopfes wird so entworfen, dass sie größer ist als die des
Wiedergabekopfes. Der Grund ist wie folgt.
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Es ist erforderlich, die Spaltlänge des Wiedergabekopfes so klein wie möglich zu entwerten,
um einen Spaltverlust in einem Bereich mit hoher linearer Aufzeichnungsdichte zu
vermindern. Wenn aber die Spaltlänge des Aufzeichnungskopfes verkleinert wird, so dass sie fast
dieselbe wie die des Wiedergabekopfes ist, kann kein ausreichendes
Aufzeichnungsmagnetfeld erhalten werden, und eine Bandmagnetschicht kann nicht bis zur Sättigung beschrieben
werden, so dass ein Problem derart, dass eine Wiedergabeausgabe verschlechtert wird,
keine ausreichenden Überschreibeigenschaften erhalten werden können oder dergleichen,
auftritt.
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Insbesondere ist die Magnetschicht des herkömmlichen beschichteten Bandes dicker als die
des Dünnfilmbandes, so dass es schwierig ist, bis zu einer tiefen Schicht der Magnetschicht
vollständig aufzuzeichnen.
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In den letzten Jahren ist das MP-Band, bei dem die Dicke der Magnetschicht einige
hundertstel nm oder weniger beträgt, aufgrund der Verbesserung des Magnetpulvers, das die
Magnetschicht bildet, ebenfalls entwickelt worden. Da es in diesem Fall erforderlich ist, ein
großes Aufzeichnungsmagnetfeld bereitzustellen, das mit einer großen Koerzitivkraft von
mehr als 170 kA/m fertig werden kann, gleichen Richtlinien für den Entwurf des Kopfes im
Zusammenhang mit der vorangehenden Spaltlänge grundsätzlich dem Obigen.
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Von den obigen Gesichtspunkten gibt es bei dem gegenwärtigen Magnetaufzeichnungs-
und Wiedergabesystem mit einer linearen Aufzeichnungsdichte von Flusswechslen von
etwa 1100 kfrpi oder weniger viele Fälle, wo grundsätzlich die Spaltlänge des
Wiedergabekopfes auf etwa 0.20 um gesetzt wird, und die Spaltlänge des Wiedergabekopfes auf 0.25 um
oder mehr gesetzt wird.
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Wie oben erwähnt, ist bei dem Magnetband-Speichergerät, z. B. der VCR zur
Rundfunkverwendung, der Magnetband-Speichereinrichtung für Computer oder dergleichen, die
das getrennt aufzeichnende und wiedergebende Verfahren benutzen, ein optimaler
Entwurf gemacht worden, um die magnetischen Aufzeichnungs- und
Wiedergabemöglichkeiten des Bandes optimal zu nutzen.
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Bei der oben erwähnten Magnetband-Speichervorrichtung des getrennt aufzeichnenden und
wiedergebenden Systems sind bisher, da beschichtetes Band, z. B. ein MP-Band oder
dergleichen, als Medium benutzt wird, die Magnetkopfparameter zur Aufzeichnung und
Wiedergabe für das beschichtete Band optimiert worden.
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Wenn das Dünnfilm-Magnetband für das getrennt aufzeichnende und wiedergebende
System benutzt wird, zeigt das Dünnfilmband nicht unbedingt eine hervorragende Leistung. In
einem für das MP-Band optimierten System tritt, ungeachtet der Verwendung des
Dünnfilmbandes, z. B. auch ein Fall auf, wo nur ein S/N-Verhältnis, das dem des MP-Bandes
gleichwertig ist, erhalten wird.
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Bis jetzt hat es kaum irgendein Beispiel einer Forschung und einer Entwicklung der
Magnetband-Speichervorrichtung zur getrennten Aufzeichung und Wiedergabe unter Verwendung
des Dünnfilmbandes gegeben. Eine Konstruktion des getrennt aufzeichnenden und
wiedergebenden Systems, das für das Dünnfilmband geeignet ist, ist ebenfalls unbekannt.
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Des Weiteren offenbart JP 2310818 eine Magnetaufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung mit einer Kopfeinrichtung, die einen Spalt zum Lesen/Schreiben und einen Spalt für
die Servoeinrichtung besitzt, wobei der Spalt zum Lesen/Schreiben kleiner ist als der Spalt
für die Servoeinrichtung. Dieses System wird benutzt, um Daten und Servoinformation zu
lesen.
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Aus dem obigen technischen Hintergrund ergibt sich zur Zeit, gemäß den getrennten
Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren, keine Magnetaufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung, die das beste aus den hervorragenden Eigenschaften der hohen
Aufzeichnungsdichte des Dünnfilm-Magnetbandes machen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung wurde daher in Anbetracht der obigen Sachverhalte gemacht, und es ist die
Aufgabe der Erfindung, ein Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät, gemäß einem
getrennten Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren, unter Verwendung eines Dünnfilm-
Magnetbandes bereitzustellen, das eine maximale Leistung des Dünnfilm-Magnetbandes
erzielen kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen
werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Der Erfinder et al. der vorliegenden Erfindung untersuchten Konstruktionen der
Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe, die zur Verwendung eines Dünnfilmbandes mit einer oben
beschriebenen schrägen magnetischen Anisotropie geeignet sind. Sie entdeckten daher,
das es erwünscht ist, die Spaltlänge des Aufnahmekopfes auf einen Wert von etwa der
Dicke der Magnetschicht des Bandes zu setzen, und die Spaltlänge des
Wiedergabekopfes auf einen Wert zu setzen, der etwas größer ist als der des Aufnahmekopfes. Diese
Tatsache unterscheidet sich stark von einem Fall eines Magnetaufzeichnungs- und
Wiedergabegerätes, das ein beschichtetes Band verwendet.
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Eine Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung, die für ein Dünnfilmband eigentümlich ist,
das eine solche Tatsache hervorbrachte, wird nun unten beschrieben.
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Zuerst wird ein Aufnahmeschritt beschrieben.
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In dem Aufnahmeschritt werden im Allgemeinen eine leichte Achse, die schräg geneigt ist,
und eine Aufnahme-Magnetfeldrichtung an der Vorderkantenseite des Aufnahmekopfes in
derselben Richtung in Bezug auf die Filmnormalrichtung des Bandes geneigt, um dadurch
ein Signal auf dem Dünnfilmband aufzuzeichnen. Das Aufnahme-Magnetfeld an der
Vorderkantenseite des Aufnahmekopfes hat eine große Magnetfeldkomponente in der leichten
Richtung. Andererseits hat das Aufnahme-Magnetfeld auf der Hinterkantenseite eine große
Magnetfeldkomponente in einer harten Richtung des Bandes und hat eine sehr kleine
Magnetfeldkomponente in der leichten Richtung.
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Das Magnetfeld an der Vorderkante trägt folglich hauptsächlich zu einem
Magnetfflusswechsel in der Magnetschicht des Bandes bei. Andererseits wird an der Hinterkante die
Komponente in der leichten Richtung des Kopfmagnetfeldes sofort abgeschwächt. Es wird daher
erwogen, dass ein magnetischer Übergang erhalten wird, der steiler ist als der der
herkömmlichen Längsaufzeichnung.
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Gemäß der Untersuchung des Erfinders et al. der Erfindung ist bekannt, dass wenn die
Spaltlänge verringert wird, die Komponente in der leichten Richtung des Kopfmagnetfeldes
an der Hinterkante weiter scharf abgeschwächt wird, so dass ein steilerer magnetischer
Übergang erhalten wird. Das heißt, durch Verwirklichen einer weiter schmaleren
magnetischen Übergangsbreite wird die Aufnahmeauflösung verbessert und ein hoher
Wiedergabe
ausgang kann besonders in einem Bereich hoher linearer Aufzeichnungsdichte erhalten
werden.
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Modulationsgeräusche des Dünnfilmbandes werden durch eine Zick-Zack-Domäne eines
magnetischen Übergangsbereichs verursacht. Da die Geräusche eine Spitze in einem
Bandbereich nahe einer Aufnahmewellenlänge von 1 um haben, in dem der höchste
Wiedergabeausgang erhalten wird und der Nutzwert in dem Dünnfilm-Magnetband hoch ist, werden die
Geräusche zu einem ernsthaften Faktor, der das S/N-Verhältnis des Magnetaufzeichnungs-
und Wiergabesystems beeinflusst.
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Durch den oben beschriebenen Aufbau der Erfindung wird die Aufnahme bei einer hohen
Auflösung mit einem steilen magnetischen Übergangsbereich durchgeführt, die Zick-Zack-
Domäne des magnetischen Übergangsbereichs nimmt ab, und die dadurch verursachten
Geräusche können ebenfalls vermindert werden.
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Im Allgemeinen ist die Dicke der Magnetschicht des Dünnfilmbandes dünn, nämlich etwa
180 nm oder weniger, und die Koerzitivkraft beträgt etwa 130 kA/m oder weniger. Wie oben
beschrieben, kann, da der Aufnahmekopf eine große Komponente in der leichten Richtung
des Kopfmagnet(eldes an der Vorderkantenseite hat, eine magnetische Umkehr durch das
Kopfmagnetfeld erzeugt werden, die kleiner ist als die für das beschichtete Band. Daher
wird, anders als im Fall des beschichteten Bandes, erwogen, dass auch wenn ein schmaler
Spalt benutzt wird, die Aufzeichnung bis zu einer tiefen Schicht in der Magnetschicht
vollständig durchgeführt werden kann.
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Aus der obigen Sicht ist es wünschenswert, dass die Spaltlänge des Aufnahmekopfes beim
Aufzeichnen auf das Dünnfilmband kleiner ist als die des beschichteten Bandes,
vorzugsweise 0.17 um oder weniger.
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Wenn in der Zukunft eine Magnetband-Speichervorrichtung mit einer linearen
Aufzeichnungsdichte mit Flusswechseln von 150 kfrpi oder mehr (ein kleinstes Wechselintervall von
0.17 um oder weniger) entwickelt wird, um die Eigenschaften bei hoher linearer
Aufzeichnungsdichte weiter zu verbessern, wird erwogen, dass die Dicke der Magnetschicht des
Dünnfilm-Magnetbandes etwa 150 nm oder weniger, bevorzugt 100 nm oder weniger,
beträgt.
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Im Fall der Verwendung eines derartigen Dünnfilmbandes kann, selbst wenn die Spaltlänge
des Aufnahmekopfes auf etwa 0.10 mm oder weniger verringert wird, die Aufnahme bis zu
einer tiefen Schicht in der Magnetschicht ausreichend durchgeführt werden, und da die
Spaltlänge schmaler festgesetzt ist, wird die Verbesserung in den Aufnahmeeigenschaften
anerkannt. Wenn die Dicke der Magnetschicht größer als 180 nm ist, gibt es eine Tendenz,
dass ein Effekt infolge der Schmalspalt-Aufzeichnung der Erfindung abnimmt.
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Die Auswirkung infolge der schmalen Spaltlänge in dem obigen Aufbau hängt natürlich nicht
nur von einer Dicke der Magnetschicht des Dünnfilmbandes ab, sondern auch von
magnetischen Eigenschaften ab. Es ist nämlich erwünscht, dass die Magnetschicht eine hohe
Ausrichtung und eine hohe magnetische Anisotropiekonstante hat. Gemäß der Untersuchung
des Erfinders et al. der Erfindung ist es, um bei der Aufnahme die Wirkung infolge der
schmalen Spaltlänge genügend zu erhalten, vorzuziehen, dass eine uniaxiale
Anisotropiekonstante der Bandmagnetschicht gleich oder größer als (2 · 105) J/m³ ist. Wenn die
uniaxiale Anisotropiekonstante der Bandmagnetschicht kleiner als der obige Wert ist, kann, da
eine Diffusion in der leichten Richtung in der Dickenrichtung der Bandmagnetschicht groß
ist, eine Wirkung, um einen steilen magnetischen Übergang durch das Kopfmagnetfeld an
der Hinterkantenseite zu erhalten, nicht in ausreichendem Maße erhalten werden.
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Wenn der obige Gehalt tatsächlich in die Magnetaufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung eingeführt wird, wird unter Berücksichtigung der verschiedenen Bedingungen, z. B.
der magnetischen Eigenschaften des Bandes, der Dicke der Bandmagnetschicht, der
Flusswechseldichte, benötigter Bandbereich und dergleichen, die Aufnahmespaltlänge innerhalb
eines Bereichs optimiert, in dem die Wirkung infolge der Schmalspaltaufzeichnung erhalten
wird.
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Im Folgenden wird nun ein Wiedergabeschritt beschrieben. Wie oben erwähnt, ist es aus
der Sicht, den Spaltverlust in einem Bereich hoch linearer Aufzeichnungsdichte zu
verringern, erforderlich, die Spaltlänge des Wiedergabekopfes so klein wie möglich zu
entwerfen. Das heißt, in der vorerwähnten künftigen Magnetband-Speichervorrichtung mit einer
linearen Aufzeichnungsdichte von 150 kfrpi Flussumkehrungen oder mehr (kleinstes
Umkehrintervall von 0.17 um oder weniger) kann, wenn die Spaltlänge des
Wiedergabekopfes kleiner als die des Aufnahmekopfes ist und vorzugsweise etwa 0.10 um oder weniger
beträgt, ein hoher Wiedergabeausgang in einem Bereich hoher linearer
Aufzeichnungsdichte erhalten werden.
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Gemäß der Untersuchung des Erfinders et al. der Erfindung wird aber offenbar verstanden,
dass in dem obigen Bereich schmaler Spaltlänge von etwa 0.20 um oder weniger, der
Wirkungsgrad der Magnetflussumwandlung des Kopfes als Wiedergabekopf in Verbindung
mit einer Abnahme der Spaltlänge merklich verschlechtert wird.
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Es ist auch bekannt, dass in einem Bereich extrem hoher linearer Aufzeichnungsdichte, da
der Zunahmebetrag im Ausgang infolge der Verminderung des Spaltverlustes größer ist als
der Abnahmebetrag im Ausgang infolge der Verschlechterung im Wirkungsgrad der
Magnetflussumwandlung, ein relativ hoher Ausgang erhalten werden.
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Andererseits, in einem Bereich mit relativ niedriger linearer Aufzeichnungsdichte, auf den
der Einfluss des Spaltverlustes klein ist, gibt es keine Auswirkung durch die Verminderung
das Spaltverlustes, und die Abnahme im Ausgang in Verbindung mit der Verschlechterung
im Wirkungsgrad der Magnetflussumwandlung ist merklich, so dass das S/N-Verhältnis in
einem für das Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystem benötigten Bandbereich
verschlechtert wird.
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Hinsichtlich der Spaltlänge des Wiedergabekopfes müssen daher, um in Anbetracht des
für das Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystem benötigten Bandbereichs ein
maximales S/N-Verhältnis zu erhalten, optimale Abmessungen (oder Parameter) durch
Vergleichen der Zunahme im Ausgang infolge der Verminderung des Spaltverlustes mit dem
Wirkungsgrad der Magnetflussumwandlung gewählt werden. Gemäß der Untersuchung des
Erfinders et al. der Erfindung ist es folglich erwünscht, die Spaltlänge des
Wiedergabekopfes etwas größer festzulegen als die des Aufnahmekopfes.
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Bei dieser Anordnung kann, auch wenn der Wiedergabeausgang in einem Bereich mit
extrem hoher linearer Aufzeichnungsdichte etwas verschlechtert wird, ein hoher Ausgang
in einem Bereich erhalten werden, in dem ein ernsthafter Einfluss auf das S/N-Verhältnis
des ganzen Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystems ausgeübt wird, und das
maximale S/N-Verhältnis kann in dem benötigten Bereich erhalten werden.
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Bei der Magnetband-Speichervorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben besonders
eines Digitalsignals gilt die Auswirkung durch die Konstruktion mehr, wenn die
Teilantwortklasse 4 [PR (1, 0, -1)] oder Klasse 1 [PR (1, 1)] als Erfassungssystem eines
Wiedergabesignals verwendet wird.
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Bei der digitalen Magnetaufzeichnung und Wiedergabe wird im Allgemeinen eine Interferenz
zwischen Wiedergabecodes zu einer Ursache für einen Datenerfassungsfehler. Um die
Zwischencode-Interferenz zu beseitigen, wird eine Ausgleichung durchgeführt, um eine
verstreute Wellenform zu verzerren. Folglich ist bisher ein Detektionssystem, das eine integrale
Ausgleichung durchführt, um differentielle Eigenschaften zu kompensieren, die infolge der
magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe auftreten, und die
Ausgleichungseigenschaften an die Nyquist-Eigenschaften anzupassen, in denen keine Zwischencode-Interferenz
auftritt, verwendet worden.
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Bei dem oben erwähnten integralen Detektionssystem wird, um die Breite des
Wiedergabeimpulses schmaler zu machen, der Hochfrequenzanteil in dem Wiedergabesignal
hervorgehoben. In diesem Fall jedoch werden Geräusche ebenfalls ähnlich verstärkt. Um mit dem
vorangehenden System ein hohes S/N-Verhältnis zu erhalten, ist es erforderlich, einen
Ausgang eines hohen Bandes in der Leistung des Magnetaufzeichnungs- und
Wiedergabesystems vor der Ausgleichung bereitzustellen.
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Hinsichtlich eines Wiedergabesignals bei der Magnetaufzeichnung ist es jedoch infolge
eines Verlusts bei kürzerer Wellenlänge, z. B. der oben erwähnte Spaltverlust, der
Beabstandungsverlust oder dergleichen, schwerer, einen hohen Wiedergabeausgang in einem
Bereich hoher linearer Aufzeichnungsdichte zu erhalten.
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Bei der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die das herkömmliche integrale
Detektionssystem verwendet, ist es, um ein hohes S/N-Verhältnis zu erhalten, erforderlich, einen
hohen Wiedergabeausgang bei einer hohen Frequenz 1/2 T entsprechend einer Bitperiode
T zu erlangen. Der Verlust bei kürzerer Wellenlänge wird folglich ein ernsthafter Faktor, der
die Verwirklichung einer hohen linearen Aufzeichnungsdichte der Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung behindert.
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In dem Teilantwortsystem kann durch absichtliches Anwenden einer bereits bekannten
Zwischencode-Interferenz ein S/N-Verhältnis an einem Erfassungspunkt nach Vollendung der
Ausgleichung verbessert werden, ohne Geräusche eines hohen Bandes hervorzuheben.
Eine lineare Aufzeichnungsdichte, die größer ist als die des herkömmlichen Systems, kann
somit verwirklicht werden.
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Zum Beispiel werden durch Anwenden einer Zwischencode-Interferenz die Impulse (0, 0,
0, 1, 0, 0, 0) in der Teilantwortklasse 1 als (0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, behandelt, und werden in der
Teilantwortklasse 4 als (0, 0, 0, 1, 0, -1, 0, 0, 0) behandelt.
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Durch Verwenden der Impulsantwort wird die Erstere als PR (1, 1) ausgedrückt, und die
Letztere wird als PR (1, 0, -1) ausgedrückt. Bei der gewöhnlichen Angleichung an die
Nyquist-Eigenschaften kann, da die Impulse (0, 0, 0, 1, 0, 0, 0) wie sie sind als Impulse
(0, 0, 0, 1, 0, 0, 0) gehandhabt werden, sie auch als PR (1) ausgedrückt werden.
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Fig. 9 zeigt die Ausgleichungseigenschaften von PR (1, 1) und PR (1, 0, -1) zusammen mit
den gewöhnlichen Nyquist-Ausgleichungseigenschaften von PR (1), (Etoh, "Signal
processing technique for digital recording", The Magazine of The Institute of Television Engineere
of Japan, Vol. 45, Nr. 12, Seiten 1511 bis 1514, 1991).
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Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, wird in einem Signalspektrum nach Vollendung der
Ausgleichung ein Signalausgang bei 0.5 in der Abszissenachse, nämlich bei der Frequenz 1/2 T,
die der Bitperiode T entspricht, als 0 verarbeitet. Ein Wiedergabeausgang und Geräusche
bei 0.25 in der Abszissenachse, nämlich in einem Bandbereich nahe einer Frequenz 1/4 T
oder in einem Bandbereich einer noch tieferen Frequenz, werden als wichtig erachtet, so
dass zu erkennen ist, dass ein vorherrschender Einfluss auf das S/N-Verhältnis ausgeübet
wird.
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Das heißt, selbst wenn in den Teilantwortklassen 1 und 4 der Wiedergabeausgang des
Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystems in einem Bereich mit hoher linearer
Aufzeichnungsdichte nahe der Frequenz 1/2 T, die der Bitperiode T entspricht, etwas
schwächer ist, kann das erforderliche S/N-Verhältnis durch eine Signalkomponente eines tiefen
Bandes erfüllt werden, in dem der Verlust bei kürzerer Wellenlänge klein ist. Die
Teilantwortklassen 1 und 4 sind daher zur Verwirklichung einer hohen linearen
Aufzeichnungsdichte der Vorrichtung geeignet.
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Auch bei diesen Detektionssystem können, obwohl offensichtlich zu verstehen ist, dass in
dem Aufzeichnungsschritt eine Aufzeichnung mit einer möglichst hohen Auflösung benötigt
wird, der mit dem Spaltverlust zusammenhängende Verlust bei kürzerer Wellenlänge, der
Beabstandungsverlust oder dergleichen, bis zu einem gewissen Grad in dem
Wiedergabeschritt erlaubt sein.
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Gemäß der Konstruktion der Erfindung kann, wie oben erwähnt, in dem
Aufzeichnungsschritt eine hoch auflösende Aufzeichnung mit einem steilen magnetischen Übergang und
niedrigen Geräuschanteilen durch den Aufnahmekopf mit dem schmalen Spalt
durchgeführt werden. Obwohl in dem Wiedergabeschritt der Wiedergabeausgang in einem Bereich
hoher linearer Aufzeichnungsdichte infolge des Spaltverlustes etwas niedriger ist, kann ein
hoher Wiedergabeausgang erhalten werden, indem ein hoher Umwandlungswirkungsgrad
des Magnetflusses in einem Bereich mit relativ niedriger linearer Aufzeichnungsdichte
verwirklicht wird. Gemäß der Anordnung der Erfindung können daher Eigenschaften des
Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystems, die für das Wiedergabesystem, das die obigen
Teilsantwortklassen 4 oder 1 verwendet, sehr geeignet sind, verwirklicht werden.
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Wie oben erwähnt, macht in dem getrennt aufzeichnenden und wiedergebenden System,
das ein Dünnfilmband verwendet, eine Verminderung der Spaltlänge des
Wiedergabekopfes auf einen Wert kleiner als der des Aufnahmekopfes, in ähnlicher Weise wie bei der
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die ein beschichtetes Band benutzt, keinen
Sinn, um die Kopfparameter zu optimieren. In diesem Fall wäre es besser, wenn der
Wiedergabekopf mit dem schmalen Spalt auch als Aufnahmekopf verwendet werden würde,
um dadurch ein selbstaufzeichnendes und wiedergebendes System zu konstruieren.
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Erfindungsgemäß kann, wie oben beschrieben, aufgrund der Konstruktion, wo die Spalt-
länge des Aufnahmekopfes auf einen ausreichend kleinen Wert gesetzt wird und die
Spaltlänge des Wiedergabekopfes auf einen etwas größeren Wert als der des Aufnahmekopfes
gesetzt wird, was sich von dem mit einem beschichteten Band stark unterscheidet, das
getrennt aufzeichnende und wiedergebende System bereitgestellt werden, das ein
Dünnfilmband verwendet, bei dem die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften viel besser
sind.
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Mit der obigen erfindungsgemäßen Konstruktion können in den
Magnetband-Speichervorrichtungen, z. B. VCR, Magnetband-Speichereinrichtung für Computer oder dergleichen,
die Aufnahme und Wiedergabe mit einem höheren S/N-Verhältnis durchgeführt werden,
und es können eine höhere Aufzeichnungsdichte als die der herkömmlichen Vorrichtung
sowie eine Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit kleinerer Größe und
größerer Kapazität bereitgestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Spaltlänge eines
Aufnahmekopfes und eines Wiedergabekopfes zeigt.
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Fig. 2 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Spaltlänge des
Aufnahmekopfes und Bandgeräuschen zeigt.
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Fig. 3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Spaltlänge eines
Wiedergabekopfes und einem Wiedergabeausgang zeigt.
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Sättigungs-Flussdichte des
Aufnahmekopfes und dem Wiedergabeausgang zeigt.
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Fig. 5 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel einer Konstruktion einer Bandgleitoberfläche des
für eine Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der Erfindung bereitgestellten
Aufnahmekopfes zeigt.
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Fig. 6 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel einer Konstruktion einer Bandgleitoberfläche des
für eine Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der Erfinding bereitgestellten
Aufnahmekopfes zeigt.
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Fig. 7 ist eine Zeichnung, die ein Bitmuster einer Aufnahmespur zeigt.
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Fig. 8 ist eine Zeichnung, die ein Bitmuster der Aufnahmespur zeigt.
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Fig. 9 ist ein Diagramm, das Ausgleichungseigenschaften der Teilantwort zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Bevorzugte Ausführungen einer Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der
Erfindung werden im Folgenden mit Verweis auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Eine Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung gemäß der ersten Ausführung der
Erfindung werden nun beschrieben.
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In der ersten Ausführung wird eine optimale Konstruktion betreffend die Spaltlängen von
Aufnahme- und Wiedergabeköpfen in einer Magnetband-Speichervorrichtung (ein Beispiel der
Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung) mit einem rotierenden Zylinder, der mit
einem Aufnahmekopf und einem Wiedergabekopf versehen ist, erklärt.
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Als in der Erklärung zu verwendendes Medium wird ein Dünnfilmband mit einer
Co-O-Magnetschicht verwendet, die durch eine schräge Aufdampfungsablagerung gebildet wird. Die
Dicke der Magnetschicht beträgt 130 nm, die Koerzitivkraft beträgt 120 kA/m, die uniaxiale
Anisotropiekonstante beträgt (2.7 · 105) J/m³, und die Sättigungsmagnetisierung beträgt
580 kA/m. Als Kopf wird ein MIG-(Metall in Spalt)Kopf benutzt, bei dem eine
Spaltbildungs
fläche durch einen weichen Metall-Magnetfilm mit einer Sättigungsflussdichte von 1.3 T
gebildet wird.
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Bei der Magnetband-Speichervorrichtung wurde ein Experiment hinsichtlich der
Aufzeichnung und Wiedergabe von HF-Signalen durchgeführt, bei die die Relativgeschwindigkeit
zwischen Kopf und Band auf 3.1 m/s eingestellt wurde, das minimale Flussumkehrintervall auf
dem Band wurde auf 0.127 um festgelegt, die Flussumkehrdichte wurde auf 200 kfrpi
gesetzt, und der Bandbereich wurde auf 12.2 MHz gesetzt.
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Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit eines Wiedergabeausgangs von der Spaltlänge des
Aufnahmekopfes (Aufnahme-Spaltläng). Eine Spaltlänge des Wiedergabekopfes
(Wiedergabe-Spaltlänge) von 0.16 um wird benutzt. In Fig. 1 ist 0 dB ein Wiedergabeausgang, wenn die
Spaltlänge des Aufnahmekopfes 0.20 um beträgt, und ein Wiedergabeausgang wird durch einen
relativen Wert für 0 dB gezeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Aufnahmeleistung eines
Dünnfilmbandes umso besser, je schmaler die Spaltlänge des Aufnahmekopfes ist. Ein Ausgangs-
Verbesserungseffekt infolge der Spaltlänge des Aufnahmekopfes ist bemerkenswert,
besonders wenn die Spaltlänge 0.17 um oder weniger beträgt. Da der
Ausgangs-Verbesserungseffekt infolge eines schmaleren Spalts im Bereich höherer linearer Aufzeichnungsdichte
größer ist, wird die oben erläuterte Überlegung, dass eine Verringerung der magnetischen
Übergangsbreite das obige Ergebnis hervorbringt, unterstützt.
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Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit eines Bandgeräuschs von der Spaltlänge des Aufnahmekopfes,
wenn ein Signal, bei dem die Wellenlänge der Aufnahme 0.25 um beträgt, und die Frequenz
12.2 MHz gemäß derselben Messung beträgt, aufgezeichnet wird. In Fig. 2 entspricht 0 dB
einem Bandrauschen, wenn die Länge des Aufnahmekopfspalts 0.10 um beträgt, und ein
Bandrauschen wird durch einen relativen Wert für 0 dB gezeigt. Im Fall der Aufnahme mit
einem schmalen Spalt von 0.17 um oder weniger wird nicht nur der Ausgang verbessert,
sondern es können auch Bandgeräusche vermindert werden. Es ist folglich zu verstehen,
dass das S/N-Verhältnis merklich verbessert werden kann.
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Es wird in Betracht gezogen, dass der Verminderungseffekt im Rauschen aufgrund des in
Fig. 2 gezeigten schmalen Spalts durch eine Tatsache derart verursacht wird, dass in der
Zick-Zack-Dömäne des magnetischen Übergangsbereichs entstandene Geräuschanteile
infolge der Abnahme der magnetischen Übergangsbreite vermindert werden. Wie in der
Zusammenfassung der Erfindung beschrieben, haben die Geräuschanteile eine Spitze in
einem tiefen Bandbereich nahe einer Aufnahmewellenlänge von 1 um. In dem digitalen
Sig
nalwiedergabesystem, das die Teilantwortklassen 1 und 4 als Detektionssystem benutzt, in
dem ein S/N-Verhältnis in einem tiefen Band als wichtig erachtet wird, ist daher die
Verminderung der Geräusche besonders wirkungsvoll.
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Eine Abhängigkeit der Aufnahmekopf-Spaltlänge ähnlich der in Fig. 1 und 2 wird auch
bestätigt, wenn die Wiedergabekopf-Spaltlänge innerhalb eines Bereichs von 0.08 bis 0.30
um verändert wird. Die Aufnahmekopf-Spaltlänge ist folglich ein Kopfparameter, der nicht
von der Wiedergabekopf-Spaltlänge abhängt, sondern unabhängig optimiert entworfen
werden kann.
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Die Abhängigkeit der Aufnahmekopf-Spaltlänge in einem Bereich, in dem die
Aufnahmekopf-Spaltlänge noch kleiner als 0.10 um ist, hängt hauptsächlich von der Leistung der
Bandmagnetschicht ab.
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Das heißt, wenn die Bandmagnetschicht selbst eine genügende Auflösung hat, werden die
Aufnahmeeigenschaften durch Vermindern der Aufnahmekopf-Spaltlänge auf einen Wert
kleiner als 0.10 um weiter verbessert. In diesem Fall ist es erforderlich, die Dicke der
Magnetschicht des Dünnfilmbandes entsprechend dem minimalen Magnetumkehrintervall zu
vermindern.
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Wenn die Leistung der Bandmagnetschicht nicht ausreicht, weil die Auflösung der
Bandmagnetschicht ein dominierender Faktor wird, wird der Verbesserungseffekt in den
Aufnahmeeigenschaften infolge der schmalen Aufnahmekopf-Spaltlänge im Bereich von 0.10 um oder
weniger kaum erreicht.
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Im Fall der Aufzeichnung eines Signals mit einer hohen Dichte, bei der das minimale
Umkehrintervall noch kleiner ist und die Flussumkehrdichte auch 200 kfrpi übersteigt, wird der
Verbesserungseffekt in den Aufnahmeeigenschaften infolge der schmalen Aufnahmekopf-
Spaltlänge, wie oben erwähnt, auf ähnliche Weise bestätigt.
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Um auch in diesem Fall ein ausreichendes S/N-Verhältnis zu verwirklichen, ist jedoch eine
angemessene Leistung der Bandmagnetschicht erforderlich.
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In dem vorerwähnten Aspekt wird gemäß der zusätzlich durchgeführten Untersuchung
unter Verwendung eines Dünnfilmbandes, bei dem die Dicke der Magnetschicht 60 nm
beträgt, die Koerzitivkraft 145 kA/m beträgt, die uniaxiale Anisotropiekonstante (3.0 · 105)
J/m³ beträgt und die Sättigungsmagnetisierung 600 kA/m beträgt, im Fall der Aufzeichnung
eines Signals mit einer hohen Dichte bis zu einem minimalen Umkehrintervall von 0.63 nm
und einer Flussumkehrdichte von 400 kfpri, der Verbesserungseffekt in den
Aufnahmeeigenschaffen infolge der schmalen Spaltlänge bestätigt, bis die Aufnahmekopf-Spaltlänge 0.08
um erreicht.
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Fig. 3 zeigt eine Abhängigkeit des Wiedergabeausgangs von der
Wiedergabekopf-Spaltlänge. Es wird eine Wiedergabekopf-Spaltlänge von 0.13 um benutzt. In Fig. 3 entspricht 0 dB
einem Wiedergabeausgang, wenn die Wiedergabekopf-Spaltlänge 0.20 um beträgt, und ein
Wiedergabeausgang wird durch einen relativen Wert für 0 dB gezeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt,
ist die Wiedergabeleistung in dem Bereich hoher linearer Aufzeichnungsdichte umso besser,
je kleiner die Wiedergabekopf-Spaltlänge ist. Dies kommt, weil der Spaltverlust verringert
wird.
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In einem Bereich niedriger Dichte wird jedoch, wenn die Wiedergabekopf-Spaltlänge kleiner
als etwa 0.15 um ist, die Wiedergabeleistung in Verbindung mit einer Verminderung in der
Wiedergabekopf-Spaltlänge verschlechtert. Es wird in Betracht gezogen, dass dies daran
liegt, dass der Umwandlungswirkungsgrad des Magnetflusses in dem Bereich der
vorerwähnten schmalen Spaltlänge verschlechtert wird. Wenn erwogen wird, das S/N-Verhältnis
in dem ganzen Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystem zu verbessern, ist es daher
erwünscht, dass die Wiedergabespaltlänge etwas größer ist als die Aufnahmespaltlänge,
und dass sie im Fall des Beispiels von Fig. 3 einen Wert zwischen 0.15 und 0.17 um hat.
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In diesem Fall kann, obwohl der Wiedergabeausgang in dem Bereich mit extrem hoher
linearer Aufzeichnungsdichte durch den Spaltverlust etwas verschlechtert wird, ein hoher
Wiedergabausgang in dem Band erhalten werden, in dem ein dominanter Einfluss auf das
S/N-Verhältnis des ganzen Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystems ausgübt wird,
so dass das maximale S/N-Verhältnis in dem benötigten Band erhalten werden kann.
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Bei dem digitalen Signalwiedergabesystem, das die Teilantwortklassen 1 und 4 als
Detektionssystem benutzt, bei dem das S/N-Verhältnis in einem tiefen Band als wichtig erachtet
wird, ist die obige Konstruktion besonders wirkungsvoll. Wenn aber die Wiedergabekopf-
Spaltlänge größer als 0.20 um ist, nimmt der Einfluss infolge des Spaltverlusts zu, so dass
der Ausgang in dem breiten Band von dem Bereich der relativ niedrigen linearen
Aufzeichnungsdichte bis zu dem Bereich hoher linearer Aufzeichnungsdichte merklich verschlechtert
wird. Es ist deshalb unerwünscht.
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Wenn die Aufnahmekopf-Spaltlänge innerhalb eines Bereichs von etwa 0.17 um oder
weniger verändert wird, in dem die überlegene Aufnahmeleistung in Fig. 1 und 2 erkannt wird,
wird eine Tendenz ähnlich der in Fig. 3 bestätigt. Wie in der ersten Ausführung gezeigt, wird
daher bei der Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zur Aufnahme mit einer
beispiellos hohen linearen Dichte offensichtlich verstanden, dass es wünschenswert ist, dass
die Aufnahmekopf-Spaltlänge auf 0.17 um oder weniger gesetzt wird, und die
Wiedergabekopf-Spaltlänge optimal ausgelegt wird, so dass sie größer als die Aufnahmekopf-Spaltlänge
ist und 0.20 um oder weniger beträgt.
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Die Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung in der zweiten Ausführung der
Erfindung wird nun erklärt. Die zweite Ausführung zeigt eine Vorrichtung, die durch Verbessern
der ersten Ausführung hergestellt wurde. Gemäß der Ausführung wird unter Verwendung der
Magnetband-Speichervorrichtung mit dem rotierenden Zylinder, in dem der Aufnahmekopf
und der Wiedergabekopf angebracht sind, eine Sättigungs-Flussdichte BS eines
magnetischen Materials, das eine Spaltbildungsfläche des Aufnahmekopfes bildet, optimal gebildet.
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Als Aufzeichnungsmedium wird dasselbe Dünnfilmband mit einer durch die schräge
Aufdampfungsablagerung gebildeten Co-O Magnetschicht wie bei der ersten Ausführung
verwendet.
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Die Untersuchung wurde unter Verwendung von sechs Arten MIG-Köpfen mit verschiedenen
Sättigungs-Flussdichten der weichen Metall-Magnetfilme, die die Spaltbildungsflächen an der
Hinterkantenseite und an der Vorderkantenseite der Aufnahmeköpfe bilden. Die Spaltlängen
aller Aufnahmeköpfe wurden basierend auf dem Ergebnis der ersten Ausführung auf 0.10
um gestzt. Die folgende Tabelle 1 zeigt Konstruktionen der in der zweiten Ausführung
benutzten sechs Arten von Köpfen.
TABELLE 1
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Hier bezeichnen BST und BSL die Sättigungs-Flussdichten der weichen Metall-Magnetfilme,
die die Spaltbildungsflächen an der Hinterkantenseite bzw. der Vorderkantenseite des
Kopes bilden. Jeder der drei Arten Köpfe C, D zbd F ist ein Kopf mit einem neuartigen Aufbau,
der sich von dem Kopf mit herkömmlichem Aufbau unterscheidet und bei dem die Sättiungs-
Flussdichte an der Hinterkantenseite auf einen größeren Wert gesetzt wird als an der
Vorderkantenseite.
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Jeder der Köpfe C, D und F kann folglich ein Kopfmagnetfeld erzeugen, das bei einem
Erregungsstrom eines vorgegebenen Werts oder mehr unsymmetrisch zu der
Spaltmittellinie ist.
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Als Wiedergabekopf wird ein Mn-Zn Ferritkopf benutzt. Basierend auf dem Ergebnis der
ersten Ausführung ist die Spaltlänge des Wiedergabekopfes auf 0.15 um gesetzt. Bei der
Magnetband-Speichervorrichtung der zweiten Ausführung wurde ähnlich wie bei der
ersten Ausführung der Versuch beim Aufzeichnen und Wiedergeben von HF-Signalen
vorgenommen, bei dem die relative Geschwindigkeit zwischen Kopf und Band 3.1 m/s betrug,
ein minimales Flussumkehrintervall des Bandes 0.127 um betrug, die Flussumkehrdichte
200 kfrpi betrug, und ein Bandbereich 12.2 MHz betrug.
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Fig. 4 zeigt Wiedergabeausgänge bei der Verwendung verschiedener Aufnahmeköpfe. In
dem Diagramm entspricht 0 dB einem Wiedergabeausgang, wenn der Aufnahmekopf der
Kopf A ist, und der Ausgang wird durch einen relativen Wert für 0 dB gezeigt.
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Vergleicht man die Köpfe A, B und E, die je einen Aufbau haben, bei dem die Sättigungs-
Flussdichten an der Hinterkantenseite und der Vorderkantenseite gleich sind, wird die
Aufnahmeleistung in Verbindung mit einer Zunahme in der Sättigungs-Flussdichte
verbessert. Zieht man eine hohe Koerzitivkraft des Bandes von 120 kA/m in Betracht, ist das
Aufzeichnungsvermögen des Kopfes E mit der Sättigungs-Flussdichte von 0.7 T offenbar
ungenügend: Die Aufnahmeleistung des Kopfes B mit der Sättigungs-Flussdichte von 1.5 T
wird jedoch nur um etwas weniger als 1 dB im Vergleich zu der von Kopf A mit der
Sättigungs-Flussdichte von 1.0 T verbessert.
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Wie oben beschrieben, kann bei dem Kopf mit der herkömmlichen Konstruktion, bei der die
Sättigungs-Flussdichten an der Hinterkantenseite und der Vorderkantenseite gleich sind,
selbst wenn die Sättigungs-Flussdichte auf 1.5 T oder großer erhöht wird, keine weitere
Verbesserung bei der Aufnahmeleistung erwartet werden. Der Grund dafür ist, dass auch
in dem Fall des Bandes mit einer hohen Koerzitivkraft von 120 kA/m das
Aufzeichnungsvermögen des Kopfes mit dem herkömmlichen Aufbau bei einer Sättigungs-Flussdichte von
etwa 1.0 T oder mehr erschöfpt ist.
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Bei den Köpfen C und D mit dem neuartigen Aufbau, der so ausgelegt ist, dass die
Sättigungs-Flussdichte an der Hinterkantenseite gößer ist als die an der Vorderkantenseite, ist
im Vergleich zu dem Kopf B eine weitere merkliche Verbesserung der Aufnahmeleistung zu
erkennen.
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Ein Mechanismus, um die Aufnahmeleistung bei den Köpfen C und D zu verbessern, wird
wie folgt in Erwägung gezogen. Wie bereits beschrieben, werden im Aufnahmeschritt des
schräg ausgerichteten Dünnfilmbandes, wenn die Spaltlänge des Aufnahmekopfes
verringert wird, Komponenten in der leichten Richtung des Magnetfeldes an der
Hinterkantenseite jähl abgeschwächt, so dass eine schmalere magnetische Übergangsbreite und ein hoher
Wiedergabeausgang erhalten werden können.
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Da bei den Köpfen C und D die Sättigungs-Flussdichte an der Hinterkantenseite größer ist
als an der Vorderkantenseite, wird die magnetische Sättigung in einem Teil nahe der
Vorderkante durch einen Erregerstrom eines vorbestimmten Wertes oder mehr erzeugt,
wodurch das Kopfmagnetfeld erzeugt wird, das unsymmetrisch zu der Spaltmittellinie ist und
einen weiter größeren Gradienten an der Hinterkantenseite zeigt als der an der
Vorderkantenseite. Das heißt, bei den Köpfen C und D, in denen jeweils das unsymmetrische
Kopfmagnetfeld erzeugt wird, wie oben erwähnt, werden die Komponenten in der leichten
Richtung des Kopfmagnetfeldes an der Vorderkantenseite jäher abgeschwächt als im Fall von
Kopf B, so dass eine noch schmalere magnetische Übergangsbreite erhalten werden kann.
Die Köpfe C und D können folglich einen hohen Wiedergabeausgang, besonders in einem
Bereich hoher linearer Aufzeichnungsdichte, im Vergleich mit Kopf B erzielen.
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Gemäß den Köpfen C und D können Geräusche, die durch die Zick-Zack-Domäne in dem
magnetischen Übergangsbereich verursacht werden, durch die hoch auflösende
Aufzeichnung aufgrund des oben erwähnten Mechanismusses weiter vermindert werden.
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Um ein unsymmetrisches Magnetfeld zu erzeugen, reicht es aus, die Sättigungs-Flussdichte
an der Hinterkantenseite auf einen größeren Wert zu setzen als an der Vorderkantenseite.
In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, die Sättigungs-Flussdichte an der
Vorderkantenseite auf einen Wert gleich oder größer als 1.0 T zu setzen. Wenn die Sättigungs-Flussdichte
an der Vorderkantenseite kleiner als 1.0 T ist, ist das Kopfmagnetfeld an der
Vorderkantenseite ungenügend für das Band mit einer hohen Koercitivkraft, wie in der zweiten Ausführung
benutzt, so dass die Aufnahmeleistung verschlechtert wird. Dies ist der Grund, warum die
Aufnahmeleistung des Kopfes F derjenigen der Köpfe A und B in Fig. 4 unterlegen ist.
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Es ist daher klar zu verstehen, dass, um den Effekt bei dem Aufbau der zweiten
Ausführung hinreichend zu erzielen, es erforderlich ist, die Sättigungs-Flussdichte des
magnetischen Materials, das den Teil nahe des Spaltes des Aufnahmekopfes bildet, auf 10.0 T
oder mehr zu setzen, und die Sättigungs-Flussdichte des magnetischen Materials, das die
Hinterkante bildet, wird auf einen Wert gesetzt, der größer ist als der des magnetischen
Materials, das die Vorderkante bildet.
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Die Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung in der dritten Ausführung der
Erfindung wird nun erklärt.
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Aus dem Ergebnis der ersten Ausführung wird klar, dass es erwünscht ist; die Spaltlänge
des Aufnahmekopfes auf etwa 0.17 um oder weniger zu setzen.
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Wenn aber bei dem Kopf mit schmalen Spalt die Spalttiefe auf einige um oder weniger
vermindert wird, tritt eine magnetische Sättigung leicht in einem Kantenteil in der Richtung der
Kopfspurbreite auf, so dass es einen Fall gibt, wo die Steilheit des Kopfmagnetfeldes in dem
Kantenteil und nicht in einem Spurmittelteil verschlechtert wird. In einer durch den Kopf
aufgezeichneten Spur tritt eine Phasenabweichung des magnetischen Übergangs oder eine
Veränderung der magnetischen Übergangsbreite in der Richtung der Spurbreite auf,
wodurch eine Verschlechterung des Wiedergabeausgangs oder eine Phasenänderung in der
Wiedergabe-Wellenform verursacht werden. Es ist daher unerwünscht. Da bei der
Magnetband-Speichervorrichtung der Kopf mit dem Band in Berührung kommt und durch Gleiten
abgenutzt wird, kann eine Verminderung der Spalttiefe im Laufe der Zeit nicht vermieden
werden. Die obige Erscheinung wird Ursache für eine Verkürzung der Lebensdauer des
Kopfes.
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Die dritte Ausführung wird im Hinblick auf das Lösen der Aufgaben durch Verbessern der
zweiten Ausführung gemacht. Die dritte Ausführung betrifft die Sättigungs-Flussdichte BS
des magnetischen Materials, das die Spaltbildungsoberfläche bildet.
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Der in der dritten Ausführung zu verwendende Aufnahmekopf ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Spaltbildungsoberfläche durch einen weichen Metall-Magnetfilm mit einer
Sättigungs-Flussdichte von 1.7 T oder mehr gebildet wird und die Sättigungs-Flussdichte in einem
Teil nahe einem Kantenteil in der Richtung der Spurbreite größer ist als die in einem Teil in
der Nähe eines Mittelteils. Selbst wenn durch den Aufbau die Spalttiefe auf einige um oder
weniger verringert wird, wird die magnetische Sättigung in dem Spurkantenteil kaum erzeugt,
so dass die Lebensdauer des Kopfes nicht verschlechtert wird.
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Die Konstruktion des Aufnahmekopfes wird in einer Weise verwirklicht, dass eine Abstufung
der Zusammensetzung in der Richtung der Spurbreite in dem weichen Metall-Magnetfilm,
der die Spaltbildungsoberfläche bildet, vorgenommen wird, um dadurch die Sättigungs-
Flussdichte in dem Spurkantenteil auf einen größeren Wert zu setzen als in dem Mittelteil.
Es reicht auch aus, wenn die Spaltbildungsoberfläche aus einer Mehrzahl weicher Metall-
Magnetfilme mit einer laminaren Struktur gebildet wird, wodurch die Sättigungs-Flussdichte
des in dem Spurkantenteil gelegenen weichen Metall-Magnetfilms auf einen größeren Wert
als der des in dem Spurmittelteil gelegenen weichen Metall-Magnetfilms gesetzt wird. In
diesem Fall ist es erforderlich, darauf zu achten, dass die Sättigungs-Flussdichte auch in dem
Spurmittelteil gleich oder größer als 1.0 T ist. Wenn die Sättigungs-Flussdichte kleiner als
1.0 T ist, gibt es einem Fall, wo für ein Medium mit hoher Koerzitivkraft keine ausreichende
Aufzeichnungsleistung erhalten werden kann.
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Fig. 5 und 6 zeigen Konstruktionsbeispiele einer gleitenden Oberfläche des Aufnahmekopfes
mit der letztgenannten laminaren Struktur. Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines
Sandwich-Typ-Kopfes, und Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines MIG-Typ-Kopfes.
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Jeder Kopf ist so aufgebaut, dass ein erster weicher Metall-Magnetfilm 1, der einen
Spurkantenteil bildet, und ein zweiter weicher Metall-Magnetfilm 2, der einen Spurmittelteil bildet,
durch einen nicht magnetischen Film 3 laminiert werden. In der Zeichnung bezeichnet
Vereiszeichen 4 einen Kopfspalt, 5 bezeichnet ein Glaselement, 6 bezeichnet ein nicht
magneisches Substrat und 7 bezeichnet einen Ferrit.
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Nimmt man an, dass die Sättigungs-Flussdichte des ersten weichen Metall-Magnetfilms 1
auf BS1 gesetzt ist, und dass die Sättigungs-Flussdichte des zweiten weichen
Metall-Magnetfilms 2 auf BS2 gesetzt ist, muss die folgende Beziehung erfüllt werden.
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BS1 > BS2 > = 1.0 T
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In Fig. 5 und 6 werden die Beispiele gezeigt, in denen die Spaltbildungsoberfläche durch
ei
nen dreischichtigen Laminarfilm gebildet wird, der aus zwei Arten weicher
Metall-Magnetfilmen besteht. Der in der dritten Ausführung benutzte Kopf ist nicht auf das Beispiel
beschränkt. Solange die Sättigungs-Flussdichte in dem Spurkantenteil größer ist als die in dem
Mittelteil, kann der Kopf auch aus drei Arten oder mehr weichen Metall-Magnetfilmen und
einem Laminarfilm bestehen, wobei durch vier oder mehr Schichten lamellierte weiche
Metall-Magnetfilme ebenfalls verwendet werden können.
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Im folgenden Fall kann selbst im Fall eines Laminarfilms, bei dem weiche Metall-Magnetfilme
durch zwei Schichten lamelliert werden, die erfindungsgemäße Wirkung erzielt werden.
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Das heißt, wenn die Spurbreite des Aufnahmekopfes größer ist als ein Spurabstand der
Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung und ein zuvor aufgezeichneter Teil der
Spur überschrieben wird, reicht es aus, die Sättigungs-Flussdichte des Spurkantenteils auf
einen Wert größer als der des Mittelteils nur auf der Seite zu setzen, wo das Überschreiben
erfolgt. Dies ist, weil in dem Spurkantenteil auf der zu überschreibenden anderen Seite, auch
wenn die magnetische Sättigung erzeugt wird und eine Phasenabweichung im magnetischen
Übergang oder eine Veränderung in der Breite des magnetischen Übergangs erzeugt wird,
das Überschreiben durch eine nachfolgend aufzuzeichnende Spur erfolgt, so dass kaum ein
Poblem auftritt.
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Wenn andererseits die Spurbreite des Aufnahmekopfes kleiner als der Spurabstand der
Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ist und die Aufnahme durch Bereitstellen
eines Schutzbandes zwischen den Spuren erfolgt, wird, wenn die Sättigungs-Flussdichten
in den beiden Kantenteilen der Spur nicht auf einen Wert gesetzt werden, der größer ist als
der des Mittelteils, die Wirkung in der dritten Ausführung kaum erzielt.
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Der Laminar-Typ-Aufnahmekopf mit dem Aufbau von Fig. 5 ist in der bei der ersten und
zweiten Ausführung benutzten Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung angebracht, und
Signale werden unter Bereitstellung von Schutzbändern auf demselben Dünnfilmband wie
bei der ersten und zweiten Ausführung aufgezeichnet. Danach wird das Signalmuster der
Aufnahmespur durch ein Bitter-Verfahren beobachtet.
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BS1 des Aufnahmekopfes wird auf 1.3 T gesetzt, und BS2 wird auf 1.0 T gesetzt. Zum
Vergleich, eine ähnliche Beobachtung wird in Bezug auf einen Kopf gemacht, bei dem sowohl
BS1 als auch BS2 auf 1.0 T gesetzt werden, und einen Kopf, bei dem sowohl BS1 als auch
BS2 auf 1.3 T gesetzt werden. Bei allen Aufnahmeköpfen wird die Spaltlänge auf 0.1 um
ge
setzt, und die Spalttiefe wird auf 2 um gesetzt.
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Untersuchungsgemäß wird, um die oben erwähnten Sachverhalte, mit denen die dritte
Ausführung befasst ist, klarer wahrzunehmen, die Aufzeichnung bei einer hohen
magnetomotorischen Kraft von 1.0 ATp-p durchgeführt.
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Fig. 7 zeigt ein Bitmuster durch den Kopf, in dem als ein Vergleichsbeispiel BS1 und BS2 auf
1.0 T gesetzt sind. Es ist zu erkennen, dass ein magnetischer Übergangsbereich 8 in einem
Spurkantenteil gekrümmt ist und eine Phasenabweichung auftritt. In dem Bitmuster durch
den Kopf, in dem BS1 und BS2 1.3 T betragen, kann ebenfalls ein ähnliches Ergebnis
bestätigt werden.
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Fig. 8 zeigt ein Bitmuster infolge des Kopfes mit dem Aufbau der Ausführung, in der BS1 1.3
T und BS2 1.0 T betragen. Die Kurve in dem magnetischen Übergangsbereich 8 in dem
Spurkantenteil wird nicht gefunden, und der Einfluss durch eine Sättigung in dem
Spurkantenteil des Kopfes wird nicht bestätigt.
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In der Zeichnung bezeichnet Verweiszeichen 9 einen intermagnetischen Übergangsbereich.
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Ein Ergebnis, das dem Obigen ähnlich ist, wird auch in der Untersuchung bestätigt, indem
der Aufnahmekopf des MIG-Typs mit dem Aufbau von Fig. 6 verwendet wird.
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Wie oben erwähnt können im Fall der Verwendung des Aufnahmekopfes mit dem
ausführungsgemäßen Aufbau, selbst mit den Bedingungen wie Spaltlänge von 0.1 um, Spalttiefe
von 2 um und magnetomotorische Kraft von 1.0 ATp-p, eine hervorragende Aufnahme
und Wiedergabe verwirklicht werden, ohne einen schädlichen Einfluss, wie z. B.
Verschlechterung im Wiedergabeausgang, Phasenänderung in der Wiedergabe-Wellenform oder
dergleichen, verursacht durch die Sättigung im Spurkantenteil des Aufnahmekopfes,
auszuüben. Das heißt, durch Verwenden des Aufbaus der dritten Ausführung kann eine
Verminderung der Lebensdauer des Schmalspaltkopfes ebenfalls vermieden werden.
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Obwohl in Bezug auf die bevorzugten Ausführungen drei Beispiele beschrieben wurden,
kann, wenn die magnetischen Eigenschaften oder die Magnetschichtdicke des
Dünnfilmbandes innerhalb eines praktischen Bereichs verändert werden, oder wenn ein
Dünnfilmband mit einer anderen Zusammensetzung benutzt wird, ein ähnliches Ergebnis wie in der
ersten bis dritten Ausführung erkannt werden. Hinsichtlich des Aufnahme- und
Wiederga
bekopfes kann die Wirkung der Erfindung ähnlich erzielt werden, indem jede Art von Kopf,
z. B. ein MIG-Typ-Kopf, ein Sandwich-Typ-Kopf oder dergleichen, verwendet wird.
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Des VVeiteren kann, wenn ein Ferritkopf oder ein Dünnfilmkopf mit verschiedenen
Zusammensetzungen und Strukturen verwendet werden, die Wirkung der Erfindung erzielt
werden. Der grundlegende Aufbau der Erfindung ist nämlich nicht auf die in den Ausführungen
ausführlich beschriebenen beschränkt, sondern kann in verschiedenartigen Konstruktionen
verwirklicht werden, auf die die herkömmliche Technik angewandt wird.