Brevet FR2542485A1 — publié le 19840914

L'invention concerne une structure de réseau de têtes électromagnétiques de lecture/écriture à couches minces, flexible et souple L'invention concerne plus particulièrement une telle structure destinée à être uti- lisée en contact souple, sollicité par pression, avec un support magnétique de formation d'images, ce contact entraînant une usure très peu notable du support. Une technologie magnétographique récemment apparue, née des inventions décrites dans les demandes de brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 170 788, déposée le 21 Juillet 1980 sous le titre "Magnetic Imaging Method and Apparatus", N' 381 923, déposée le 26 Mai 1982 sous le titre "Multiple Head Magnetic Recording Array" et N' 381 922, déposée le 26 Mai 1982 sous le titre "Diffe- rential-permeability field-concentrating magnetic writing head", a rendu possible la formation magnétique d'images à bon marché, d'une qualité et d'une résolution élevées. Les demandes précitées décrivent plusieurs types diffé- rents de têtes à couches minces pour la formation d'images, et un réseau de ces têtes qui peut être utilisé pour pro- duire et lire une variété infinie d'images telles que les lettres de l'alphabet. L'une des caractéristiques importantes offertes par les structures à couches minces décrites dans-les trois demandes précitées est que le substrat principal de support de chaque structure se présente sous la forme d'une matière amorphe ayant l'aspect du verre, connue sous la désignation commerciale "Metglas" (voir, en particulier la demande N O 170 788 précitée qui décrit plus en détail cette matière) La matière du type "Metglas" utilisée dans les structures de têtes constitue, entre autres contribu- tions importantes apportées à de telles structures, une matière extrêmement dure qui peut être appliquée sous pression en contact avec un support pour établir le couplage magnétique le plus étroit possible pendant des opérations de lecture/écriture, avec pour conséquences, pour un tel support magnétique de formation d'images, une usure extrême- ment faible De plus, la flexibilité de cette matière permet aux têtes réalisées comme décrit dans les demandes précitées d'être disposées aisément de façon à suivre la forme cur- viligne d'un support qui leur est opposé. Bien qu'un tel contact souple, à faible usure, soit tout à fait assuré par les structures décrites dans les trois demandes précitées, en raison de la manière dont les têtes individuelles de lecture/écriture sont formées (quelque peu à la manière d'îlots ou de saillies espacés> sur la face d'un substrat de "Metglas", la sollicitation par pression appliquée pendant une opération de lecture/ écriture a pour résultat une certaine transmission de pressions ponctuelles, à travers le substrat, à un support en contact avec les têtes Ainsi, bien qu'une faible usure soit évidemment obtenue, cette usure n'est pas aussi faible qu'elle pourrait l'être en l'absence de cette transmission de pressions ponctuelles. L'invention a donc pour objet d'offrir, en ce qui concerne des structures de têtes électromagnétiques de lecture/écriture à couches minces, analogues à celles décrites dans les demandes précitées, une structure supplé- mentaire qui tend à "aplanir" (combler la topographie) la face du substrat de "Metglas" qui porte contre la struc- ture de têtes en saillie, afin de réduire notablement tout risque de transmission de pressions ponctuelles analogue à celle venant d'être indiquée. L'invention a également pour objet une réalisa- tion dans laquelle une partie de la structure supplémentaire "d'aplanissement" venant d'être citée est formée à l'aide d'une partie du réseau conducteur cormmun qui est connecté à des bobines des structures de têtes de lecture/écriture. Bien que la structure résultante présente, sur la face du substrat o les bobines des têtes sont formées, une topographie qui n'est évidemment pas plane, on prend soin, conformément à l'invention, de placer la structure "aplanissante' supplémentaire de remplissage ou de comble- ment d'une manière telle que des forces normalement appli- quées, se dispersant vers l'extérieur, comme cela est courant, en étant transmises à travers le substrat, ne convergent vectoriellement pas audelà de la face opposée du substrat, évitant ainsi toutes pressions ponctuelles préférentielles notables. Conformément à une forme préférée de réalisation de l'invention, la structure de réseau de têtes proposée comprend une bande, ou un substrat, flexible et souple, à couches minces, du type mentionné ci-dessus Des têtes individuelles de lecture/écriture et des structures asso- ciées, conductrices d'énergie, sont réparties telles que des "bossages" sur une première face du substrat dont la face opposée est conçue pour entrer en contact avec un support magnétique de formation d'images au cours d'une opération de lecture/écriture D'autres "bossages", dont certains sont formés sur la structure conductrice de connexion des têtes et dont d'autres sont isolés des têtes à la manière d'ilots, sont répartis sur la première face citée du substrat de façon à coopérer avec les bos- sages des têtes pour minimiser la transmission de pres- sions ponctuelles dans les situations de fonctionnement du type mentionné précédemment. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une élévation schématique par- tielle simplifiée montrant un agencement fonctionnel d'une structure de réseau de têtes selon l'invention,sollicitée par pression lors d'une opération d'écriture d'images contre un support magnétique de formation d'images porté par un tambour; la figure 2 est une vue partielle en plan, sensi- blement à la même échelle que la figure 1 et globalement par le côté supérieur de la figure 1, cette figure ne repré- sentant pas le mécanisme de sollicitation par pression, mais présentant deux groupes de lignes de hachures utilisées pour appeler l'attention sur certaines zones de la figure la figure 3 est une vue partielle en plan à échelle agrandie d'un détail de la structure de réseau de têtes de la figure 2, illustrant ce qui est appelé dans - le présent mémoire une structure d'aplanissement" minimi- sant la transmission de pressions ponctuelles; et les figures 4, 5 et 6 sont des coupes transver- sales schématiques partielles suivant les lignes 4-4, 5-5 et 6-6, respectivement, de la figure 3, montrant des topo- graphies présentes dans la structure de têtes et indiquant comment des forces engendrées par les pressions diffusent à travers un substrat (dans la structure) vers la face de ce dernier destinée à entrer en contact avec un support de formation d'images. Une forme préférée de réalisation de l'invention sera décrite à titre illustratif dans le montage d'une imprimante magnétique d'images, dans laquelle seul un enre- gistrement d'images a lieu, cette application s'étant avérée être un domaine auquel l'invention est particulièrement utile. On se référera à présent aux figures 1 et 2 qui représentent globalement en 10 (figure 1) une partie d'une imprimante magnétique d'imagés comprenant un tambour rota- tif 12 et un support magnétique classique 14 de formation d'images, analogue à une bande sans fin, monté sur le tam- bour Dans le cas particulier qui sera à présent décrit, lorsqu'il est mis en marche, le tambour 12 tourne dans le sens indiqué par la flèche 16, -à une vitesse d'environ tr/min. Un agencement 18 de réseau de têtes de lecture/ écriture, positionné audessus du tambour 12 de la figure 1, comme décrit ci-après, comprend plusieurs structures de réseaux de têtes analogues à des bandes, allongées, disposées étroitement côte à côte et réalisées conformé- ment à l'invention Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, les structures 20 sont disposées de manière que leurs axes longitudinaux soient sensiblement parallèles entre eux et qu'ils forment un angle s'élevant légèrement et incliné vers la droite par rapport à la direction (indiquée par la flèche 16) dans laquelle le support 14 se déplace au-dessous des structures de réseaux La raison de la pré- sence de cette inclinaison angulaire sera brièvement expli- quée. Décrites d'une façon générale, les structures de réseaux de têtes, qui sont toutes sensiblement identi- ques, comprennent chacune une bande, ou un substrat flexible 22 en "Metglas" sur la face supérieure duquel, sur la figure 1 (face tournée vers la figure 2) sont formées 128 têtes électromagnétiques de lecture/écriture disposées en 16 ran- gées de huit têtes chacune Les 16 rangées sont sensible- ment parallèles à l'axe longitudinal de la structure et la totalité de la matrice de têtes occupe une région rhomboïdale 22 a (deux de ces régions étant représentées en hachures sur la figure 2) Les axes de lecture/écriture de ces têtes s'étendent à peu près perpendiculairement au plan de la figure 2, compte tenu du fait évident que les structures de réseaux de têtes sont courbées, comme montré sur la figure 1, afin de placer les faces inférieures des bandes 22 contre le support 14. Des réseaux de conducteurs, appelés circuit com- mun, destinés à exciter des bobines faisant partie des têtes, s'étendent sensiblement vers le haut et vers la droite sur la figure 2, puis descendent vers la gauche de la matrice de têtes de chaque structure Ces conducteurs aboutissent à des plots terminaux de connexion dont celui situé le plus à l'extérieur s'étend sensiblement jusqu'à la ligne mixte de la figure 2. L'aspect rhomboïdal de chaque matrice de têtes est imposé par la nécessité d'un agencement de têtes décalé angulairement, tel que celui décrit dans la demande No 381 923 précitée. Des éléments 24 d'encadrement, montés de toute manière appropriée dans l'imprimante, supportent convena- blement les extrémités opposées des bandes 22 Ces éléments d'encadrement sont disposés de manière que chaque bande 22 soit courbée au-dessus du support 14 pour mettre en contact avec ce dernier une étendue de la face inférieure de la bande correspondant sensiblement à l'étendue du des- sus de la bande dans laquelle les parties en saillie des têtes de lecture/écriture sont formées (les étendues hachu- rées sur la figure 2) Sur la figure 1, des lignes pointillées 26 et 28 indiquent ce qui peut être considéré comme les limites "angulaires" de ces étendues par rapport à la rota- tion du tambour Sur la figure 2, ces mêmes étendues sont limitées, de la droite vers la gauche, par des lignes pointillées 30 et 32 et, du haut vers le bas, par les marges latérales de chaque bande 22 Les zones respectives situées au-dessous des structures de réseaux de têtes, dans le support 14, et s'étendant au-dessous des étendues venant d'être indiquées sont appelées "zones faciales" du support. Les structures 20 de réseaux de têtes réalisées conformément aux demandes précitées comprennent en outre, sur la face supérieure de chaque bande de la figure 2, diverses couches comportant des conducteurs électriques et une certaine matière magnétique qui, avec la bande, constituent les diverses têtes de lecture/écriture de la structure Sur la figure 1, cette réalisation est indiquée schématiquement en 34 sous la forme d'un bloc d'une seule pièce située sur le côté supérieur de la bande 22 La réalisation réelle et la topographie de ce bloc unifié seront brièvement décrites Les limites latérales (de la droite vers la gauche) des blocs 34 correspondent aux lignes pointillées 30 et 32 de la figure 2. Pour achever la description de la figure 1, on peut mentionner un patin presseur 36 à feutre porté, pour ainsi dire, par un plateau convenable indiqué en 38 et disposé en contact avec le dessus du bloc 34 Un res- sort 40 de rappel qui agit entre le plateau représenté et une partie 1 Oa du bâti de l'imprimante 10, repousse sur une certaine pression et vers le bas le plateau et le patin contre le bloc 34. Comme indiqué précédemment, il est prévu que les structures de réseaux de têtes selon l'invention, qui sont des dispositifs flexibles et souples à couches minces, soient particulièrement adaptées à ce qui est appelé un contact sous pression sensiblement uniforme, sollicité par pression, du type étendu, avec une zone faciale (iden- tifiée précédemment) du support 14 A cet effet et comme décrit plus en détail ci-après, une structure supplémen- taire, faisant partie de ce qui a été appelé un bloc 34, avec les pièces structurelles particulières qui coopèrent avec la bande 22 pour constituer les têtes de lecture/ écriture, tend à remplir ce qui peut être considéré comme des étendues vides situées sur le même côté de la bande afin de minimiser la transmission de pressions ponctuelles, à travers la bande, à un support dans le cas d'un fonction- nement sous pression tel qu'illustré sur-la figure 1. On se référera à présent à la figure 3 qui représente à échelle agrandie des parties de deux des structures de réseaux de têtes montrées sur la figure 2. Pour simplifier la figure, la description de cette der- nière ne portera que sur pratiquement une moitié de la longueur d'une partie de l'une des structures de têtes, attendu que l'autre moitié se présente sous la forme d'une réplique symétrique de la moitié précédente Des cercles pointillés 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56 désignent lescontours périphériques de huit bobi- nages électriques d'excitation destinés à huit des têtes de lecture/écriture de la structure à présent décrite Des conducteurs non référencés, formant ce qui est appelé dans le présent mémoire un circuit commun vers les bobinages respectifs, s'étendent, ainsi qu'on peut le voir, à partir du côté gauche de la figure 3, indépendamment les uns des autres, chacun vers l'un des huit bobinages Pour des raisons qui seront expliquées brièvement, il convient de noter que certains de ces conducteurs comprennent, en divers points, des renflements ou élargissements latéraux de différentes formes. Une couche de matière magnétique 58, ayant le contour périphérique montré, qui suit sensiblement la configuration des bobinages et des conducteurs, est répar- tie au-dessus des bobinages et des conducteurs venant d'être cités pour former finalement une couche de recouvre- ment dans la structure de réseau de têtes Cette matière magnétique coopère de la manière décrite dans les demandes N O 170 788 et N O 381 922 précitées, aux emplacements o elle recouvre les bobinages, de façon à former des parties des têtes de lecture/écriture La couche de recouvrement venant d'être décrite s'étend vers l'observateur de la figure 3, à partir du plan proche de la bande 22, sensi- blement sur la même distance sur toute l'étendue de cette couche de recouvrement. Différents îlots de forme appropriée, tels que ceux montrés en 60, 62, 64 et 66, répartis sur ce qui peut être considéré comme les étendues vides restant autrement sur la surface rapprochée de la bande 22 sur la figure 3, sont formés de-manière à comprendre les mêmes couches que celles constituant la partie restante de la structure venant d'être décrite et située sur la face rapprochée de la bande Les couches apparentes finales de ces îlots sont constituées de la même matière magnétique que celle constituant la couche 58 et les saillies de ces îlots vers l'observateur de la figure 3 sont sensiblement les mêmes que celles venant d'être mentionnées, à partir de la face rapprochée de la bande. Les parties en saillie sensiblement circulaires montrées sur la figure 3 sont désignées dans le présent mémoire premières lignes en saillie Les autres parties en saillie, y compris celles recouvrant les conducteurs et celles qui caractérisent les îlots, sont désignées secondes lignes en saillie et moyens de minimisation des pressions ponctuelles Parmi les secondes parties en saillie, celles recouvrant les conducteurs sont connectées, comme on peut le voir, à celles recouvrant les bobinages. On se référera à présent aux figures 4, 5 et 6 qui, comme mentionné précédemment, montrent trois coupes transversales schématiques différentes suivant les lignes portant les numéros respectifs indiqués sur la figure 3, et elles représentent la relation topographique entre les parties en saillie de la face supérieure de la bande 22 et la bande elle-même Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, la bande 22 présente une épaisseur globale t 1 d'environ 60 micromètres, et chacune des saillies s'élevant au-dessus de la surface supérieure de la bande de la figure 4 présente une épaisseur globale t 2 d'environ 45 micro- mètres L'épaisseur combinée T est d'environ 105 micro- mètres - L'expérience a montré que dans une structure analogue à celle à présent décrite, o une pression peut être appliquée à une couche de matière qui s'étend incom- plètement (c'est-à-dire possède des marges) dans les limites d'une couche sous-jacente, une telle pression produit ce qui peut être considéré comme des vecteurs force diffusants qui s'étendent vers l'extérieur de la région de contact périphérique entre les deux, à des angles d'environ 450 vers l'intérieur de la couche plus large (c'est-à-dire plus étendue) Sur la figure 4 et en supposant qu'une pression est appliquée vers le bas à la structure représentée, sur les sommets des projec- tions montrées, la diffusion de forces, dans le plan de la vue, est indiquée par les deux paires de lignes mixtes croisées Il est important de noter que ces lignes, qui représentent des vecteurs force dans le plan de la vue, se coupent au-dessus de la face inférieure de la bande 22. Les figures 5 et 6, montrant d'autres points de la vue mentionnée, représentent des cas de vecteurs force analogues. Il est important de noter que, par rapport aux positions particulières des têtes de lecture/écriture, les patins et configurations des lignes conductrices associées, y compris les renflements latéraux choisis de certaines de ces lignes et les configurations et dis- positions des ilots séparés décrits, ont tous été choisis pour assurer que tous les "cas" de vecteurs force, entre des zones d'entrefer adjacentes dans une structure de têtes,ne se croisent pas au-delà de la face opposée de la bande 22 Cette caractéristique assure pratiquement la suppression d'une transmission de pres- sions ponctuelles, à travers la bande 22, à un support d'enregistrement contre lequel elle porte, dans une situa- tion typique de fonctionnement telle que celle montrée sur la figure 1 Autrement dite la pression de contact à laquelle un support tel que le support 14 est soumis est sensible- ment uniforme sur toute l'aire de l'étendue du contact. Par conséquent, une durée de vie extrêmement longue, avec une très faible usure de fonctionnement, est possible. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure décrite et repré- sentée sans sortir du cadre de l'invention. 1 1 REVENDICATIONS 1 Structure de réseau de têtes électromagnéti- ques de lecture/écriture, flexible et souple, à couches minces, destinée particulièrement à un contact sous pres- sion sensiblement uniforme, sollicité par pression, du type étendu, avec une zone faciale d'un support magnéti- que ( 14) de formation d'images en mouvement, ladite struc- ture étant caractérisée en ce qu'elle comporte une bande flexible ( 22) à couches minces présentant des faces oppo- sées dont une première présente une étendue définie réalisée pour établir un contact direct, par la surface de cette étendue, avec une telle zone faciale, des moyens répartis sur l'autre face de la bande et se présentant sous la forme globale de plusieurs lignes espacées en saillie qui coopèrent avec la bande pour former plusieurs têtes électromagnétiques de formation d'images disposées en un réseau prédéterminé recouvrant sensiblement une autre étendue définie de ladite autre face, laquelle autre éten- due correspond sensiblement à la première étendue citée, et des moyens de minimisation de pressions ponctuelles également répartis sur ladite autre face et se présentant sous la forme générale de plusieurs saillies espacées situées dans des régions spatiales choisies qu'elles rem- plissent notablement et qui existent entre les premières saillies citées, toutes lesdites saillies ayant sensible- ment la même hauteur par rapport à ladite autre face et les secondes saillies citées coopérant avec les premières saillies pour minimiser le risque, en tout point desdites étendues correspondantes, d'une transmission préférentielle de pressions ponctuelles à travers ladite structure vers un support d'enregistrement pendant un contact souple sollicité par pression avec un tel support. 2 Structure selon la revendication 1, carac- térisée en ce que certaines des saillies qui constituent- les moyens de minimisation de pressions ponctuelles sont reliées à des saillies faisant partie des premières saillies citées. 3 Structure selon la revendication 2, carac- térisée en ce que d'autres desdites saillies qui consti- tuent les moyens de minimisation de pressions ponctuelles se présentent sous la forme d'îlots ( 60, 62, 64, 66) qui ne sont pas en contact avec les premières saillies citées. 4 Structure selon la revendication 1, carac- térisée en ce que les premières et secondes saillies citées sont réparties de manière que des forces, appli- quées le long d'axes sensiblement perpendiculaires au plan de la bande, à des points opposés et adjacents situés sur des saillies adjacentes formant entre elles un espace, produisent des vecteurs force inclinés qui convergent progressivement à travers la bande et qui se croisent mutuellement, mais pratiquement pas au-delà de ladite autre face de la bande.