Brevet FR2510289A1 — publié le 19830128

DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT LECTURE D'UN SUPPORT D'INFORMATIONS La présente invention se rapporte aux dispositifs d'enregistrementlecture d'informations sur ruban magnétique grâce à au moins une tête magnétique. Il est connu que pour bien exploiter le pouvoir de mémorisation d'un ruban, il est nécessaire d'enregistrer un grand nombre de pistes dans la largeur du ruban. Ceci peut se faire: - par un mouvement de va et vient suivant la largeur ou la longueur du ruban, - par un mouvement rotatif de la tête magnétique. Cette dernière solution est la plus généralement utilisée pour les enregistrements haute densité car elle n'entraîne pas de discontinuités des mouvements mécaniques. Ainsi, pour enregistrer des signaux de fréquence élevée, dans la gamme des vidéo fréquences, on utilise différents types de magnétoscopes comprenant généralement plusieurs têtes magnétiques. Pour atteindre la bande passante voulue, avec un nombre de têtes pas trop important, il est nécessaire d'avoir une vitesse de défilement du ruban par rapport aux têtes très élevée. La solution généralement utilisée consiste à donner aux têtes un mouvement de rotation rapide. Dans les magnétoscopes de type "quadruplex", quatre têtes magnétiques sont disposées sur un tambour tournant à grande vitesse avec un axe de rotation parallèle à la direction de défilement du ruban. Leur disposition sur le tambour conduit à l'obtention de tronçons de piste parallèles à la direction transversale du ruban.Dans les magnétoscopes de type "héliscan", le ruban est disposé de façon à former une boucle autour de l'organe d'enregistrement-lecture. Une tête magnétique tourne par rapport à cette boucle avec un axe de rotation légèrement décentré par rapport au centre de la boucle, si bien qu'on obtient une piste hélicoldale formant sur le ruban déroulé des tronçons parallèles en biais par rapport à la direction transversale. Dans les deux cas, la piste obtenue est discontinue et forme des tronçons parallèles. Ces deux types de magné toscopes nécessitent des éléments mécaniques complexes, lourds et coûteux. Le prix du magnétoscope "quadruplex" le limite à des applications professionnelles. Les magnétoscopes de type "héliscan" sont moins coûteux mais nécessitent des asservissements compliqués car le centrage est délicat. Pour pallier# ces inconvénients de l'art connu, l'invention permet de réaliser des têtes magnétiques permettant de balayer toute la hauteur du ruban support d'informations sans déplacer le circuit électrique capteur etlou générateur de champ. Elle utilise un dispositif comprenant un pôle magnétique principal situé de l'autre côté du ruban par rapport au circuit électrique capteur etlou générateur de champ. Le pôle magnétique principal est en un matériau de permeabilité élevée. L'élément déplacé, qui contient le pôle magnétique principal, pour permettre le balayage, est léger et peu onéreux, ce qui permet éventuellement de le rendre solidaire de la cassette plutôt que de le laisser dans l'enregistreur4ecteur. Cette solution peut être employée avec un matériau, permettant l'enregistrement, isotrope, ou avec un matériau à anisotropie verticale ou longitudinale. L'anisotropie verticale présente certains avantages. Le type d'enregistrement réalisé grâce à des têtes à magnétisation verticale est plus stable que l'enregistrement longitudinal, car la magnétisation du pigment magnétique est perpendiculaire à la couche, notamment lorsque la fréquence du signal en#registré augmente, ce qui permet en hautes fréquences, aux domaines magnétisés de se reboucler les uns sur les autres. Un enregistrement de type vertical est un enregistrement dans lequel la magnétisation est perpendiculaire au plan de la couche enregistrée. Ainsi, la solution proposée bénéficie des avantages de haute densité et de bonne stabilité de l'enregistrement. Elle permet le balayage par déplacement du pôle magnétique sans déplacement du circuit électrique capteur etlou générateur de champ. Ceci se traduit par un faible coût de la pièce mobile qui peut ainsi être intégrée à la cassette contenant le ruban. On utilise un circuit capteur et/ou générateur de champ pour pouvoir ainsi effectuer une lecture et/ou une écriture des données. On parlera d'un système d'enregistrement-lecture des données. L'invention a pour objet un dispositif d'enregistrement lecture d'un support d'information du type ruban comportant au moins un élément magnétique formant un pôle principal et un circuit capteur et/ou générateur de champ situés de part et d'autre de ce support d'informations; ce support d'informations consistant en un film sur lequel au moins une couche magnétique assurant la mémorisation a été déposée, caractérisé en ce que ledit élément formant pôle principal est un élément magnétique solidaire d'une pièce mobile en rotation permettant ainsi de balayer le support d'informations (10) sans déplacement du circuit capteur et/ou générateur de champ. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après en se référant aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 représente le dispositif de l'invention. - la figure 2 illustre le fonctionnement du dispositif de l'invention. - la figure 3 est un schéma électrique équivalent du dispositif de l'invention. - les figures 4 à 10 représentent différentes configurations possibles du dispositif de l'invention. - les figures 11 à 13 illustrent une variante du dispositif de l'invention; - la figure 14 illustre le fonctionnement du dispositif de l'invention. Dans la suite de la description, le dispositif de l'invention sera considéré, a titre d'exemple, avec une magnétisation de type vertical, mais il aurait tout aussi bien pu être considéré avec une magnétisation de type longitudinal. Dans un dispositif à magnétisation verticale de l'art connu un milieu a été développé pour augmenter la sensibilité d'enregistrement de la tête d'enregistrement magnétique. Ce milieu comporte deux couches déposées sur le ruban support d'informations. Dans le dispositif de l'invention, comme représenté à la figure 1, on introduit une sous-couche magnétique "douce" 3 sous la couche magnétique "dure" 2 pour diminuer la réluctance importante existant entre la surface qui se trouve entre la couche 2 et le ruban 4, et le pale arrière fi. Le pôle arrière 5 peut lui-même être, notamment, constitué d'un matériau de perméabilité élevée, en utilisant par exemple un ferrite. La tête perpendiculaire a son pôle principal 1 composé d'un film magnétique fin, solidaire d'une pièce en matériau non magnétique au moins au voisinage du ruban, qui est en contact perpendiculairement au milieu d'enregistrement pour enregistrer le signal. Dans la description de l'invention, on considérera un support sur lequel ont été déposées deux couches telles qu'elles viennent d'être décrites: une couche magnétique "dure" extérieure 2 et une sous-couche magnétique "douce" 3. Une couche magnétique "dure" est une couche de perméabilité peu différente de un, qui reste magnétisée, par contre une couche magnétique "douce" est une couche dont le perméabilité peut être très importante, qui ne reste pas magnétisée. Mais ce dispositif de l'invention serait tout aussi valable si l'on ne considérait que la couche extérieure "dure" qui permet le stockage des informations. Ce dispositif d'enregistrement lecture de l'invention est utilisable à la fois avec un signal analogique dans les deux modes d'enregistrement analogique qui sont le mode saturé et le mode remagnétisé, et avec un signal numérique. Le dispositif d'enregistrement-lecture selon l'invention est représenté sur la figure 1 : le flux généré par la bobine 6 dans laquelle est injecté un courant i proportionnel au signal à enregistrer est concentré par la couche magnétique 1. Ce flux traverse la couche magnétique "dure"-2 et l'oriente. Le flux est alors diffusé par la sous-couche magnétique "douce" 3 sur une surface suffisamment grande pour que la reluctance de l'espace arrière séparant la couche 3 du poule arrière 5 soit faible devant la reluctance séparant le pôle principal 1 de la couche- 3. Le - champ traverse ensuite la bobine 6 par le pole arrière 5 puis se referme sur le pôle principal 1 soit au travers d'une grande surface du ruban 4, soit par un conduit magnétique contournant le ruban 4 par dessus, ou par dessous le plan de la figure 1. La figure 2 représente un élément magnétisé de la couche 2. Cet élément 7 génère au travers de lui-même un champ démagnétisant intense Bd qui annule presque tout champ extérieur à l'élément.. Lorsque cet élément passe devant la tête magnétique tel qu'il est représenté en 7', la magnétisation se partage entre un champ démagnétisant résiduel et un champ généré à l'extérieur au travers des éléments 1, 5, 4 et 3. Le flux généré au travers du pôle arrière 5 crée dans le circuit électrique 6 une tension proportionnelle à sa variation. Le "rendement" de la tête est le rapport du flux généré dans le pôle arrière au flux de la magnétisation de l'élément 7. Ce rendement dépend de la reluctance ou résistance magnétique de l'élément magnétisé R7 et de celle du circuit au travers des éléments 1, 5, 4 et 3.Cette dernière est sensiblement égale à la reluctance R4 de la portion de circuit reliant l'élément 7 au pôle arrière 5. La figure 14 illustre le fait que l'on sélectionne une zone du pôle arrière, et l'intersection avec l'étendue du pôle principal 1, zone qui constitue la zone enregistrée 16; le pôle principal 1 étant solidiaire d'une pièce mobile en rotation. La figure 3 est un schéma équivalent électrique du circuit magnétique. La magnétisation de l'élément 7 est équivalente à un générateur de courant aux bornes de la réluctance R7 de cet élément. En série, on a la réluctance R4; la réluctance des autres éléments étant considérée comme négligeable. Un modèle simplifié suppose que le champ s'étend dans la couche 3 sur une distance Q tel que les rectangles ( Q X e3) de la couche 3 et ( Q X e4) de la couche 4 aient même réluctance avec: où: el, e2, e3, e4 sont les épaisseurs des couches 1, 2, 3, 4 ; 1u3, 1u4 sont SO"f les perméabilités relatives des couches 3 et 4 et w la largeur de piste tracée à prendre en compte. La réluctance R4 de l'espace arrière est alors: La réluctance R7 de l'élément magnétisé est: Sur un plan pratique, le domaine 7 a une section sensiblement carrée et, son cycle étant le plus rectangulaire possible, la perméabilité est proche de 1 ; il est donc nécessaire que la relation: soit satisfaite pour que le rendement soit meilleur que 50 %, ce qui permet de caractériser la sous-couche 3. Plus la largeur du pôle arrière S augmente, plus la zone balayée est grande, mais plus le bruit augmente; le rapport signal/bruit étant indépendant du nombre de spires du bobinage 6. Le bruit dans le bobinage 6 est lié à son coefficient de self induction L qui est dû à la fuite du champ de part et d'autre du pôle arrière 5. Pour une spire unique, ce coefficient est égal à l'inverse de la reluctance Rg de l'espace environnant le pôle 5. On obtient expéri mentalement la relation suivante: où /uO est Iaperméabilité du vide, h est la hauteur du pôle arrière 5 qui permet de définir la surface de bande balayée. Lorsque ce coefficient L augmente, il y a augmentation à la fois de l'impédance et du bruit thermique. En blindant l'espace environnant le pôle 5 par une ou plusieurs pièces métalliques ouvertes (8) en matériau bon conducteur et non magnétique, c'est-àdire n'entourant pas complètement le pôle 5, de manière à bloquer les flux variables ne passant pas par le pôle ; l'expérience a montré qu'il est possible de réduire la valeur du coefficient de self induction: LM/uo h L'énergie dans la bobine vaut 1 Li2 = kt 2 Le bruit dans le bobinage 6 obéit à la relation : Li2 = 2 kT Le flux généré dans l'élément magnétisé veut Brs à la fréquence f = #2# .Le signal dans une spire du bobinage 6 vaut: Lss étant l'impédance, le terme résistif étant négligeable où Br est la magnétisation rémanente de la couche 2, s est la surface dans le plan de la couche de l'élément 7. Le rapport signal (S) à bruit (B) lors de la lecture vaut: on considère: Br = 5 X 10 - tesla, à 300 C kt = 0,4 X 10 -20 Un rapport signal à bruit satisfaisant (30 dB) peut être obtenu pour, par exemple: s = 10 um2 (surface de la zone d'enregistrement d'un bit) h = 6 mm (hauteur du pôle arrière 5). Les figures 4 à 10 montrent diverses manières de déplacer le pôle principal 1 devant le pôle arrière 5. Il est possible de remplacer les faces des disques des figures 4, 5 et 6 et les surfaces cylindriques des tambours des figures 7 à 10, par des surfaces coniques sans sortir du cadre de l'invention. Le pôle 1 peut être réalisé par dépôt d'un alliage magnétique (tel que fer-nickel) sur une rainure réalisée par voie mécanique. Le pôle 5 peut être réalisé en alliage métallique magnétique ou en ferrite afin de réduire les pertes par courant de Foucaud. La forme "C" dissymétrique donnée à la pièce 5 n'est pas limitative de l'invention, mais permet sur une des branches de bien-concentrer le flux sur la zone gravée, sur l'autre de réduire la réluctance du circuit magnétique. Elle permet, en outre, de bien refermer le flux. Les figures 4 à 10 représentent diverses structures mécaniques de balayage. Les figures 4, 5, 6 représentent une pièce mobile supportant le pôles magnétiques principaux 1 constitués par un disque 11 ; le ruban magnétique étant en 10. La figure 4 est une vue en coupe, et les figures 5 et 6 sont des vues de dessous. Sur la figure 5, les pôles magnétiques 1 sont des rayons d'une des faces du disque il; sur la figure 6, ces pôles sont des courbes déposées elles aussi sur une des faces du disque li. Les figures 7 à 10 représentent un tambour 12 qui dans le cas de deux premières figures qui sont deux coupes, l'une transversale, l'autre longitudinale, ce tambour 12 est d'axe de rotation parallèle au défilement du ruban: le ruban 10 étant alors incurve le long du tambour 12. Les figures 9 et 10 représentent un tambour 12 dont l'axe de rotation est perpendiculaire au défilement du ruban 10. Ce ruban 10 n'a plus alors à être incurvé comme dans le cas considéré précédemment. Dans ce cas,on considère un pôle magnétique principal ayant la forme de spires multibrins qui permettent de déterminer l'angle entre l'axe du tambour et l'hélice. La figure 11 donne un exemple de réalisation à plusieurs circuits électriques 15 de manière à enregistrer ou lire une grande largeur de ruban. Le nombre d'hélices ainsi que leur pas n'est pas limitatif de l'invention, cependant le pas des têtes est moins large que la distance entre deux boucles d'hélice. L'angle entre l'axe de rotation du tambour 12 et l'hélice est inférieur à 450 Les figures 12 et 13 donnent un exemple de réalisation de têtes pour l'application représentée en Figure 11, en conservant les numéros considérés sur cette figure 11. La figure 12 est une vue en coupe transversale du dispositif et la figure 13 une vue de dessus. La partie inférieure 9 ainsi que l'ame du bobinage sont réalisées en ferrite magnétique. La partie supérieure 5 est obtenue par découpage dans un film métallique ou par croissance électrolytique d'un alliage magnétique tel que fer-nickel. Cet exemple de réalisation permet la génération d'un champ sans discontinuité et permet ainsi de diminuer la diaphotie entre têtes. L'invention s'applique à tous les problèmes de stockage de données dans des domaines tels que l'informatique, le son numérique, la vidéo numérique ou analogique. Un autre domaine d'application important est la réalisation d'imprimante magnétique: dans cette application, le signal à enregistrer est une image à deux dimensions, le dispositif des figures 12 et 13 est particulièrement bien adapté pour ce type d'application depuis la réalisation de microfiche (résolution su 10 /u) jusqu'au tirage de plan (champ ""1 m). REVENDICATIONS 1. Dispositif d'enregistrement lecture d'un support d'informations du type ruban (10) comportant au moins un élément magnétique formant un pôle principal (1) et un circuit capteur et/ou générateur de champ situés de part et d'autre de ce support d'informations (10); ce support d'informations (10) consistant en un film sur lequel au moins une couche magnétique (2) assurant la mémorisation a été déposée, caractérisé en ce que ledit élément formant un pôle magnétique principal (1) est un élément solidaire d'une pièce mobile en rotation permettant ainsi de balayer le support d'informa tions (10) sans déplacement du circuit capteur et/ou générateur de champ. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enre- gistrement lecture du support d'information (10) est un enregistrement lecture à magnétisation verticale. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'information consiste en un film comportant une sous-couche (3) magné tique "douce" déposée sous la couche magnétique (2). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit capteur et/ou générateur de champ comporte un élément magnétique (5). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rainure réalisée sur la pièce mobile en rotation est remplie d'un alliage métallique pour former ledit pôle principal. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'information (10) est contenu dans une cassette. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce mobile est solidaire de la cassette. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile a la forme d'un disque (11) qui comporte des pôles magnétiques principaux sur l'une de ses faces. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile a la forme d'un tambour (12), le support d'informations (10) s'enrou lant sur la partie cylindrique de ce tambour. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'axe de rotation du tambour (12) est perpendiculaire à la direction de défilement du support d'informations (10). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'axe de rotation du tambour (12) est parallèle à la direction de défilement du support d'informations (10). 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile a la forme d'un cône, le support d'informations s'enroulant sur la partie conique de ce cône. 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit capteur et/ou générateur de champ est entouré d'un blindage ouvert (8). 14. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le pôle principal (1) a la forme d'une ou de plusieurs hélices. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que plusieurs circuits (15) capteurs et/ou générateurs de champ sont disposés le long d'une génératrice de ce tambour (12), le pas entre ces circuits étant inférieur à la distance existant entre deux boucles d'hélice.