Brevet FR2633428A1 — publié le 19891229

TETE MAGNETIQUE D'ENREGISTREMENT/ LECTURE A PLOT SUPRACONDUCTEUR L'invention concerne une tête magnétique d'enregistrement/lecture utilisant un matériau supraconducteur. Les têtes magnétiques d'enregistrement/lecture sont constituées d'un circuit magnétique l à perméabilité élevée comportant un entrefer non magnétique 2 d'épaisseur~ e et d'un circuit électrique 3 qui entoure le circuit magnétique 1 (figure 1). Lorsque le circuit 3 est parcouru par un courant, il émet un champ magnétique H qui est capté par le circuit 1 et concentré au niveau de entrefer 2. Réciproquement, une variation locale de flux au niveau de l'entrefer 2 induit une tension V aux bornes du circuit 3. Les têtes actuelles peuvent être divisées en deux familles - les têtes massives réalisées par usinage et assemblage de deux demi-têtes en matériau magnétique (exemples : têtes audio en ferrite ou en métal magnétique, têtes vidéo familiales (VHS) en monocristal de ferrite). Le circuit 3 est bobiné après assemblage, - les têtes couches minces, réalisées par dépôts successifs de couches minces de matériaux magnétiques, de matériaux diélectriques, et de pistes conductrices gravées de manière à réaliser le circuit magnétique, l'entrefer et le circuit électrique. Chacune de ces familles peut être utilisée - soit pour l'enregistrement longitudinal, c 'est-à-dire avec un milieu d'enregistrement dans lequel l'aimantation est parallèle au support et au défilement de la bande, - soit pour l'enregistrement perpendiculaire ou vertical, c'est-à-dire avec un milieu d'enregistrement dans lequel l'aimantation est perpendiculaire au support et au défilement de la bande. Ces types de têtes présentent un certain nombre d'inconvénients liés au rait que la permêa'uilité des matériaux non magnétiques utilisés est très voisine de 1. La majeure partie du flux traverse l'entrefer directement et n'est pas utilisée pendant les opérations de lecture et d'enregistrement. Le flux magnétique utilisable est constitué par les fuites magnétiques au niveau de l'entrefer et qui peuvent influencer ou être influencées par un support d'enregistrement magnétique. La face de l'entrefer qui intervient à cette occasion peut être dite face avant. Cependant, des fuites magnétiques inutilisables se produisent aussi à la face arrière de l'entrefer. Pour éviter les fuites magnétiques se produisant à J'arrière de l'entrefer, l'invention prévoit la mise en place à l'arrière de cet entrefer d'un plot en matériau supraconducteur. Cette disposition a l'avantage de pouvoir être appliquée à tous les types de têtes magnétiques, notamment à celle utilisant déjà un matériau supraconducteur dans l'entrefer (voir la demande de brevet de la demanderesse enregistrée sous le numéro 87 14825). L'invention a donc pour objet une tête magnétique d'enregisfrement/lecture comportant un circuit magnétique terminé par deux pôles magnétiques séparés par un entrefer, caractérisée en ce qu un plot en matériau supraconducteur est placé entre les deux pôles magnétiques et à l'arrière de l'entrefer. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, et grâce aux figures annexées parmi lesquelles - les figures 1 et 2 représentent des têtes magnétiques d1enregistrement/lecture selon l'art antérieur, - les figures 3, 4 et 5 sont des figures explicatives du principe de 1'Invention, - la figure 6 est une tête massive d 'enregistrement/lecture selon l'invention. La figure 1 représente une tête magnétique massive d'enregistrement/leeture selon l'art connu. La tête comprend un circuit magnétique 1, un entrefer 2 en matériau non magnétique et un bobinage 3. La section S du circuit magnétique au niveau de l'entrefer 2 est une grandeur importante en raison du flux magnétique qui traverse cet entrefer constitué d'un matériau dont la perméabilité est typiquement égale à 1. La section S est déterminée par la largeur L de la tête (qui détermine la largeur de la piste enregistrée) et la profondeur de l'entrefer l qui est fixée par des conditions d'usinage et d'usure de la tête S=Lxl Par exemple, une tête vidéo VHS aura pour caractéristiques: - e = 0,3 micromètre (épaisseur de l'entrefer) - L = 40 micromètres - 1 = 20 micromètres - S = 800 micromètres carrés. L'utilisation d'un plot non magnétique à l'arrière de l'entrefer a déjà été prévu pour d'autres raisons que celle de remédier aux fuites magnétiques. Cette utilisation a fait l'objet d'une demande de brevet de la demanderesse enregistrée sous le n0 87 14820. Selon ce document, l'entrefer et le plot non magnétique arrière ont été désignés respectivement par -les termes entrefer microscopique et entrefer macroscopique. La figure 2 représente une telle configuration pour une tête magnétique achevée. On y reconnaît les pôles magnétiques 11 et 12, l'entrefer microscopique 14, l'entrefer macroscopique 16 et le substrat magnétique 15. La pièce magnétique 17 en forme de U permet de refermer le champ magnétique tout en supportant deux bobinages électriques 18 et 19. Les bobinages peuvent être fixés par une colle ou par une soudure verre. La figure 3 est une vue explicative de la distribution du champ magnétique dans la région des entrefers lorsque ceux-ci sont réalisés en matériaux non magnétiques comme c'est le cas pour la figure 2. Selon la figure 3, l'entrefer 20 (entrefer microscopique), par exemple en verre, est compris entre les pôles magnétiques 21 et 22. Le plot non magnétique 23 (entrefer macroscopique) est compris entre les parties magnétiques 24 et 25. Les matériaux magnétiques utilisés (pôles 21 et 22, parties magnétiques 24 et 25) sont par exemple en un alliage métallique magnétique : Fe-Ni, Fe-AI-Si, Co-Zr-Nb, etc. Si le flux magnétique est bien canalisé dans les éléments constitués de matériau magnétique, il en est différemment pour l'entrefer 20 et le plot 23. Les parties non magnétiques 20 et 23 laissent passer directement une partie du flux magnétique, le reste du flux passant devant l'entrefer 20 et derrière le plot 23, comme cela est sommairement représenté par des flèches sur la figure 3. Ce sont les fuites se produisant devant l'entrefer qui sont utiles pour la lecture et l'enregistrement. Typiquement, les fuites se produisant devant l'entrefer (donc les fuites utiles) sont de l'ordre de 5 % du flux circulant dans le circuit magnétique. Les matériaux supraconducteurs présentent, pour une température inférieure à la température critique, une perméabilité nulle (effet -MEISSNER). L'aspect essentiel de l'invention consiste à utiliser cette propriété afin d'augmenter le taux de fuites magnétiques devant l'entrefer. Sur la figure 4, la référence 26 se rapporte à un plot réalisé en matériau supraconducteur. Le plot 26 étant dans son état supraconducteur, le flux magnétique circulant dans le circuit magnétique ne transite plus par le plot 26. Aussi, par comparaison avec la figure 3, la fuite de flux devant l'entrefer peut être de l'ordre de 10 % du flux total. Sur la figure 5, la référence 27 se rapporte à un entrefer réalisé en matériau supraconducteur. Le plot 26 et l'entrefer 27 étant dans leur état supraconducteur, le flux magnétique circulant dans le circuit magnétique ne transite plus par le plot 26 et l'entrefer 27. Ainsi, par comparaison avec la figure 3, la fuite de flux devant l'entrefer peut être supérieure à 50 % du flux total. Un premier exemple d'application de l'invention est constitué par la tête planaire telle que décrite dans la demande de brevet enregistrée sous le numéro 87 14820. La réalisation de la tête magnétique s'effectue selon l'enseignement de cette demande de brevet à l'exception du plot supraconducteur. Celui-ci peut être obtenu par une méthode de pulvérisation cathodique. On peut encore insérer le plot supraconducteur dans son logement par des procédés connus de lthomme de l'art, par exemple par collage. Ce type de tête étant avantageusement réalisable par un procédé collectif de fabrication, on peut aussi réaliser, par frittage, une plaque comportant des bandes alternées de matériaux supraconducteur et magnétique (de la ferrite par exemple) de façon à obtenir, après Individualisation, une tête magnétique telle que représentée à la figure 2. Si l'entrefer doit être réalisé en matériau supraconducteur, pour augmenter l'efficacité de la tête, celui-ci pourra être obtenu selon l'enseignement de la demande de brevet de la demanderesse enregistrée sous le n0 87 14825. Un second exemple d'application de l'invention est constitué par la tête massive représentée à la figure 6. La configuration de cette tête est tout à fait classique. Elle comprend deux pôles magnétiques 31 et 32 séparés par un entrefer 30. Une pièce 33 en U relie les deux pôles magnétiques 31 et 32 pour assurer la fermeture du champ magnétique. Autour de l'une de ses branches on a disposé un bobinage 34. Les parties 31, 32 et 33 sont réalisées en matériau magnétique. L'entrefer 30 peut être un matériau diélectrique classique tel que le verre. Selon l'invention, on place un plot 35 en matériau supraconducteur à l'arrière de l'entrefer 30. La fixation du plot 35 sur la tête magnétique peut être réalisée par exemple par collage ou par soudure verre, procédés bien connus de l'homme de l'art. Comme précédemment, l'entrefer 30 peut également être réalisé en matériau supraconducteur. Parmi les avantages apportés par l'invention, on peut citer: - une augmentation des fuites de flux, et donc du champ magnétique H devant l'entrefer, qui entraîne un accroissement important de l'efficacité de lecture et d'écriture de la tête, - une diminution de l'inductance de la tête et par conséquent une augmentation du rapport signal sur bruit, - l'utilisation de matériaux supraconducteurs massifs plus faciles à mettre en oeuvre que des matériaux en couches minces. REVENDICATIONS 1 - Tête magnétique d'enregistrement/lecture comportant un circuit magnétique terminé par deux pôles magnétiques (31, 32) séparés par un entrefer (30), caractérisée en ce qu'un plot (35) en matériau supraconducteur est placé entre les deux pôles magnétiques et à l'arrière de l'entrefer. 2 - Tête magnétique selon la revendicaition 1, caractérisée en ce que l'entrefer (30) est également réalisé en matériau supraconducteur.