Brevet FR2490847A1 — publié le 19820326

ELEMENT D'ENREGISTREMENT MAGNETIQUE. La présente invention se rapporte à un élément d'enregistrement magnétique destiné plus particulièrement , mais non exclusivement 8 à etre utilisé dans une machine imprimante magnétique il est connu d'utiliser, pour l'enregistrement d' informations, des éléments d'enregistrement magnétique comprenant essentiellement un support rigide revêtu d'une couche de matériau magnétique, ce support rigide pouvant se présenter sous des formes diverses telles que, par exemple, un tambour ou un disque L'enregistrement d' informations sur un élément d'enregistrement de ce type est réalisé au moyen d'au moins une tête magnétique d'enregistrement à proximité de laquelle se déplace l'élément d'enregistrement, cette tête étant généralement constituée par un éléectro-aimant.Pour enregistrer une suite d'informations binaires sur l'élément d'enregistrement on excite électriquement cet électro-aimant à différentes reprises, ce qui a pour effet de créer sur cet élément d'en reaistrement une succession de petits domaines magnétiques. Afin d'obtenir une magnétisation convenable de l'élément d'enregistrement, tout en n'utilisant pour exciter la tête qu'un courant #électrique d'intensité relativement réduite, on a proposé de magnétiser cet élément suivant le mode dit "transversal", c'est-à-dire de telle manière que , dans chacun des domaines magnétiques formés sur cet élément; l'induction magnétique soit perpendiculaire à la surface de cet élément . Un élément d'enregistrement capable d'être magnétisé de cette façon a notamment été décrit et représenté dans la demande de brevet français qui a été déposée par la Demanderesse le 7 Septembre 1977 et publiée sous le N 2.402.921.L'élément d'enregistrement qui a été décrit dans cette demande de brevet comprend un support réalisé en un matériau à haute perméabilité magnétique, tel que le fer ou l'acier doux qui est revêtu d'une couche de matériau amagnétique, tel que le cuivre ou l'aluminium , cette couche étant recouverte à son tour d'une couche de matériau magnétique à haute rémanence tel que l'alliage magnétique fer-nickel ou encore l'alliage magnétique de cobalt, nickel et phosphore L'épaisseur de la couche de matériau amagnétique est comprise entre vingt microns et une valeur limite supérieure au-dessus de laquelle les effets dûs aux courant de Foucault deviennent indésirables, cette valeur limite supérieure étant, dans le cas, où cette couche amagnétique est constituée par du cuivre égale à quarante microns .Lorsqu'on magnétise suivant le mode transversal un élément d'enregistrement ainsi réalisé, on obtient des domaines magnétiques parfaitement délimités. On peut mettre ce phénomène en évidence, comme on l'a expliqué dans la demande de brevet susmentionnée N 2.402.921, en observant l'orientation prise par des particules ferreuses déposées sur les domaines magnétisés de l'élément d'enregistrement .Une telle propriété se révèle particulièrement avantageuse dans le cas où un tel élément d'enregistrement est utilisé dans une machine à imprimer magnétique du genre de celle qui par exemple, a été décrite et représentée dans la demande de brevet français publiée sous le NO 2.305.764 .Dans ce cas, en effet, du fait que les images magnétiques latentes qui sont formées sur la surface de l'élément d'enregistrement et qui correspondent aux images des caractères à imprimer présentent des contours parfaitement définis, les caractères qui se trouvent imprimés apparaissent particulièrement nets et facilement lisibles . I1 convient de rappeler ici que chacune de ces images magnétiques latentes est formée d'un ensemble de domaines magnétiques ponctuels, appelés points magnétiques, qui sont situés à l'intérieur d'une matrice comprenant un nombre prédéterminé mn de positions ponctuelles d'enregistrement disposées suivant m lignes et n colonnes, ces points magnétiques étant répartis à l'intérieur de cette matrice de.manière à former l'image des caractères à imprimer Bien que l'élément d'enregistrement qui a été décrit dans la demande de brevet susmentionnée NO 2.402.921 donne toute satisfaction lorsqu'on l'utilise dans une machine à imprimer magnétique dans laquelle la vitesse de défilement de cet élément devant les têtes magnétiques d'enregistrement est relativement modérée, c'est-à-dire de l'ordre de trente centimètres par seconde, un tel élément d'enregistrement ne convient plus si, pour augmenter la cadence d'enregistrement et d'impression des caractères tout en conservant la même densité de points magnétiques sur cet élément d'enregistrement, on fait défiler cet élément devant les têtes à une vitesse notablement plus élevée .Dans ce cas en effet, il est nécessaire d'exciter les têtes magnétiques d'enregistrement à une cadence qui est d'autant plus grande que la vitesse de défilement de l'élément d'enregistrement est plus élevée. Cependant, étant donné que, plus la cadence d'excitation des têtes augmente, plus la valeur maximum du flux d'induction magnétique engendré par ces têtes dans la couche magnétique diminue, il devient pratiquement impossible, lorsque la vitesse de défilement de l'élément d'enregistrement dépasse une valeur de seuil prédéterminé, de l'ordre de cinquante centimètres par seconde, d'obtenir un flux d'induction suffisant pour magnétiser la couche magnétique de cet élément d'enregistrement Pour remédier à cet inconvénient, on peut utiliser un élément d'enregistrement du type de celui qui a été décrit et représenté dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse le 16 Juin 1980 sous le NO 80.13298 , cet élément d'enregistrement comprenant une couche de matériau magnétique déposée sur la surface d'un support réalisé en un matériau à haute perméabilité magnétique , ce support présentant une structure feuilletée suivant une direction perpendiculaire à la surface dudit support La présente invention remédie à ce même inconvénient et propose un élément d'enregistrement magnétique qui, tout en ayant une constitution différente de celle décrite dans la demande de brevet susmentionnée N0 80.13298 permet d'obtenir également des domaines de magnétisation parfaitement délimités même lorsque cet élément d'enregistrement défile devant les têtes d'enregistrement à une vitesse relativement élevée, c'est-à-dire au moins égale à cinquante centimètres par seconde Plus précisément, la présente invention concerne un élément d'enregistrement magnétique comprenant une couche de matériau magnétique, à haute rémanence déposée sur la surface d'un support réalisé en un matériau à haute perméabilité magnétique, cette couche magnétique étant destinée à être magnétisée , au moins localement, suivant une direction perpendiculaire à la surface dudit support, cet élément d'enregistrement étant caractérisé en ce que ledit support est constitué d'une ferrite douce L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1, représente une vue en perspective montrant un élément d'enregistrement magnétique réalisé selon l'invention La figure 2, est une vue montrant le principe de magnétisation transversale d'un élément d'enregistrement magnétique réalisé selon l'invention La figure 3, est une vue en coupe de l'élément d'enregistrement magnétique représenté sur la figure 1. L'élément d'enregistrement magnétique qui est représenté sur la figure 1 fait partie d'une machine à imprimer magnétique qui n'a pas été représentée sur les dessins pour la raison que ce type de machine est maintenant bien connu dans la technique L'élément d'enregistrement qui est utilisé dans cette machine est constitué , comme on le voit sur la figure 1, par un tambour magnétique tournant 10. Il faut toutefois signaler que cet élément d'enregistrement pourrait, dans le cas où il serait utilisé uniquement pour l'enregistrement d'informations ou de signaux électriques, se présenter sous une forme différente de celle représentée sur la figure 1 et être constitué, par exemple, par un disque magnétique . On considèrera que cet élément d'enregistrement magnétique, quelle que soit sa forme, comprend un support 11 réalisé en un matériau à haute perméabilité magnétique sur la constitution duquel on reviendra un peu plus loin , ce support 11 étant lui-même revêtu d'une couche d'alliage magnétique 12. Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 1 et 3,on voit que le support 11 se présente sous la forme d'un cylindre creux et qu'il est muni à ses extrémités de deux flasques 13 et 14 en acier inoxydable .Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, chacun de ces flasques est engagé partiellement à l'intérieur du support cylindrique creux 11 et y est fermement maintenu par un moyen de fixation approprié tel que, par exemple, collage ou vissage Le tambour magnétique 10 qui est représenté sur la figure 1 est pourvu en outre d'un arbre de rotation 15 qui, dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 3, est constitué de deux pièces cylindriques rapportées 16 et 17 mises en place chacune sur l'un respectif des flasques 13 et 14. Cet arbre de rotation 15 pourrait cependant être constitué d'une pièce unique traversant les deux flasques 13 et 14 et solidement fixée à ces derniers .La mise en rotation du tambour magnétique 10 s'effectue grâce à un moteur électrique 18 dont l'arbre d'entraînement est couplé à l'arbre de rotation 15 du tambour L'enregistrement des informations sur le tambour 10 est assuré par un organe d'enregistrement 19 constitué , dans l'exemple décrit, par un ensemble comprenant plusieurs têtes d'enregistrement 20 disposées les unes à côté des autres et alignées parallèlement à l'axe de rotation 15 du tambour , ces têtes étant placées à proximité de la surface de ce tambour . L'une de ces têtes a été représentée en détail sur la figure 2. Si on se réfère à la figure 2, on voit que cette tête comprend un noyau magnétique 21 sur lequel est bobiné un enroulement 22 connecté à un circuit d'excitation électrique extérieur 23. Le noyau magnétique 21 a sensiblement la forme d'un U et il est profilé de manière à présenter à ses extrémités un pole d'enregistrement 24 et un pôle de fermeture de flux 25 Ces deux pâles sont disposés , commelemontre la figure 2, à proximité de la surface du tambour magnétique 10, de sorte que le noyau magnétique 21, le support 11 et les deux régions 100 et 101 qui sont comprises entre ce noyau et ce support et qui sont situées respectivement à l'aplomb des piles 24 et 25 forment un circuit magnétique fermé. I1 faut signaler ici que, bien que dans le cas illustre par la figure 2 les deux pôles 24 et 25 se trouvent à proximité de la surface du tambour 10, on pourrait sans inconvénients adopter une autre disposition dans laquelle ces deux pôles seraient placés au contact de cette surface La figure 2 montre encore que la largeur du pôle d'enregistrement 24 est très petite par rapport à celle D du pôle de fermeture de flux 25. Dans ces conditions, si le circuit d'excitation électrique 23 envoie un courant d'intensité I dans l'enroulement 22, ce courant crée , à l'intérieur du noyau magnétique 21, un champ magnétique dont la ligne de force moyenne est représentée par la ligne en traits interrompus 28. Dans la portion de la couche magnétique 12 qui se trouve dans la région 100 du pôle d'enregistrement 24, ce champ magnétique est perpendiculaire à la surface de cette couche 12, de sorte que, dans cette portion, la magnétisation de la couche magnétique 12, s'effectue bien transversalement .Dans cette portion, l'induction magnétique créée par la tête 20 est supérieure à l'induction de saturation de la couche magnétique 12 et provoque par conséquent, dans cette portion , l'apparition d'un aimant élémentaire qui subsiste même lorsque l'enroulement 22 cesse ensuite d'être parcouru par un courant .Au contraire, dans la portion de la couche magnétique 12 qui se trouve dans la région 101 du pâle de fermeture de flux 25, du fait que la largeur du pôle 25 est plus importante que celle du pôle d'enregistrement 24, la valeur de l'induction magnétique créée par la tête 20 est très inférieure à celle de l'induction de saturation de la couche magnétique 12, si bien que le pôle de fermeture de flux 25 ne peut provoquer , ni l'enregis- trement d'informations sur la couche 12, ni les modifications des informations déjà enregistrées sur cette couche On va maintenant indiquer la constitution du matériau formant le support 11 sur lequel la couche magnétique 12 est déposée Selon une caractéristique de l'invention , ce support 11 est réalisé en une ferrite douce, c'est-à-dire en un matériau qui, constitué d'un oxyde mixte de deux métaux différents dont l'un est le fer, présente une haute perméabilité magnéto que et une résistivité électrique relativement élevée cette résistivité électrique étant en effet supérieure à 1 ohm-mètre et pouvant même atteindre , pour certaines 4 ferrites douces, des valeurs de l'ordre de 10 ohms-mètre Parmi les ferrites douces qui présentent ces caractéristiques, on peut citer celles répondant à la formule suivante ( 1 - x) Ni O , x Zn O, Fe203 dans laquelle x est un coefficient compris entre zéro et un Plus particulièrement , la ferrite douce constituant le support 11 peut être une ferrite répondant à la formule générale MO, Fe203 dans laquelle M est un métal choisi dans le groupe des métaux comprenant le manganèse , le zinc et le nickel C'est ainsi que, dans l'exemple décrit, cette ferrite douce est une ferrite ou manganèse ayant pour formule Mn Fe204. Bien que les lignes d'induction magnétique engendrées en réponse à l'excitation des têtes magnétiques ne pénètrent pas profondément à l'intérieur du support 11, il est cependant nécessaire que l'épaisseur de ce support ne soit pas inférieure à une valeur limite prédéterminée, au-dessous de laquelle il serait pratiquement impossible d'obtenir des domaines de magnétisation parfaitement délimités . On a trouvé que cette valeur limite était sensiblement égale à trois millimètres . Dans l'exemple décrit , l'épaisseur du support 11 a été avantageusement choisie de manière à être au moins égale à un centimètre La réalisation d'un élément d'enregistrement du type de celui représenté sur la figure 1 ne présente pas de difficultés particulières . Il faut toutefois signaler que le support 11 en ferrite douce qui est utilisé pour fabriquer cet élément d'enregistrement doit, avant d'être revêtu de la couche magnétique 12, subir un traitement de préparation approprié afin de permettre à cette couche magnétique d'adhérer fortement sur la surface du support 11.Dans l'exemple décrit, ce traitement de préparation consiste en une rectification mécanique de la surface cylindrique du support 11, puis en un dépôt , par voie chimique , d'une fine pellicule de cuivre ou de nickel ayant une épaisseur voisine de un micron, et enfin d'un dépôt par voie électrolytique, d'une fine couche de cuivre destinée à permettre l'accrochage de la couche magnétique, l'épaisseur de cette couche étant de l'ordre de cinq microns . I1 est nécessaire que la couche magnétique 12 qui est ensuite déposée sur cette couche de cuivre présente un champ coercitif élevé et une épaisseur au moins égale à dix microns .Dans l'exemple décrit , cette couche magnétique 12 est constituée, préférentiellement , d'un alliage magnétique nickel-cobalt-phosphore , les taux des différents constituants de cet alliage étant choisis de telle façon que la valeur du champ coercitif de la couche magnétique soit supérieure à 200 oersteds . Cette couche magnétique peut être déposée en faisant appel à des techniques connues telles que par exemple, placage chimique, dépôt électrolytique ou évaporation sous vide .C'est ainsi queo par exemple, cette couche magnétique peut être déposée par voie électrolytique en utilisant un oain constitué par unesolution aqueuse contenant des sels de nickel et de cobalt , de lshyposphosphite de sodium o du chlorure d'ammonium et de l'acide borique et en effectuant le dépôt de la couche d'alliage nickel- cobalt - phosphore à la température de 400C , pendant 60 minutes et avec une densité de courant de l'ordre de 2 3,5 A/dm .On obtient ainsi une couche d'alliage nickel-cobalt- phosphore qui possède une épaisseur voisine de 35 microns et présente un champ coercitif de l'ordre de 600 oersteds . I1 faut toutefois noter que cette couche d'alliage nickel-cobaltphosphore peut être également obtenue en utilisant d'autres méthodes telles que par exemple, celles qui ont été décrites dans les brevets français NO 1.030.411 et N01.358.035. I1 faut encore signaler que la couche magnétique qui est ainsi déposée sur le support en ferrite douce convenablement préparé est ensuite soumise à un polissage . Après quoi, cette couche magnétique peut être revêtue d'une couche de protection appropriée , afin d'être protégée, d'une part contre l'action oxydante de l'air et, d'autre part, contre l'action corrosive dé l'humidité et des divers acides que l'on rencontre presque toujours dans l'atmosphère ; Cette couche de protection peut être constituée par exemple, par une couche d'alliage nickel-étain du type de celle qui a été décrite dans le brevet français NO 2.051.927. On a pu , en utilisant un tambour magnétique réalisé de la manière qui vient d'être décrite, mesurer le flux d'induction magnétique engendré dans une couche magnétique de 35 microns d'épaisseur par l'une quelconque des têtes magnétiques 20 lorsque l'enroulement 22 de cette tête était excité pendant vingt microsecondes par un courant électrique d'intensité égale à deux cent milliampères . On a trouvé que ce flux d'induction était tagal à 3, 5 .10 8 wéber . A titre de comparaison on a mesuré le flux d'induction engendré, dans les mêmes conditions, dans une couche magnétique, de même composition et de même épaisseur , mais déposée sur un cylindre d'acier doux préalablement revêtu d'une sous-couche de cuivre . On a trouvé alors-que la valeur du flux d'induction magnétique n'était plus que de 10 8 wéber .Si on compare les deux valeurs du flux ainsi relevées, on voit alors que, dans le cas où le support de la couche magnétique est constitué par une ferrite douce, le flux d'induction magnétique atteint , en un intervalle de temps très court, une valeur notablement plus élevée que celle atteinte par ce flux, pendant le même intervalle de temps , lorsque le support est constitué par de l'acier doux On peut dans ces conditions, atteindre très rapidement, une valeur du flux d'induction très voisine de celle qui correspond à la saturation de la couche magnétique , de sorte que l'enregistrement des informations sur le tambour peut être réalisé en toute sûreté , même lorsque ce tambour tourne à une vitesse relativement élevée , c'est-à-dire correspondant à un déplacement linéaire au moins égal à cinquante centimètres par seconde Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de mise en oeuvre décrits et illustrés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés , considérés séparément ou en combinaison et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent Revendications de brevet 1. Elément d'enregistrement magnétique comprenant une couche de matériau magnétique, à haute rémanence déposée sur la surface d'un support réalisé en un matériau à haute perméabilité magnétique, cette couche magnétique étant destinée à être magnétisée au moins localement, suivant une direction perpendiculaire à la surface dudit support , cet élément d'enregistrement étant caractérisé en ce que ledit support est constitué d'une ferrite douce 2. Elément d'enregistrement magnétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la ferrite douce est une ferrite répondant à la formule MO, Fe203, dans la quelle M est un métal choisi dans le groupe des métaux comprenant le manganèse , le zinc et le nickel 3. Elément d'enregistrement magnétique selon revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur du support en ferrite douce est au moins égale à un centimètre 4. Elément d'enregistrement magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que le support en ferrite douce est de forme cylindrique 5. Elément d'enregistrement magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisé en ce que la couche magnétique est une couche d'alliage cobalt-nickel-phosphore 6. Elément d'enregistrement magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , caractérisé en ce que la couche magnétique a une épaisseur au moins égale à dix microns et présente un champ coercitif au moins égal à 200 Oersteds