Brevet FR2742622A1 — publié le 19970620

ENSEMBLE DH TETES D'ENREGIBTREMENT MAGNETOGRAPHIOUE LONGITUDINAL La présente invention concerne un ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal destinées à former sur la surface d'enregistrement magnétique des images latentes constituées de points magnétisés (dots). Elle s'applique tout particulièrement aux transducteurs trouvant leur utilisation dans les machines imprimantes magnétographiques, et notamment à ceux destinés à former, sur une surface d'enregistrement magnétique, des images latentes constituées de points magnétisés dont la magnétisation est orientée parallèlement à cette surface. Les machines imprimantes magnétrographiques, de même que les appareils qui sont utilisés pour l'enregistrement d'informations, par exemple les mémoires à tambour magnétique, comportent un support d'enregistrement magnétique qui se présente habituellement sous la forme d'un tambour ou d'une courroie sans fin. L'enregistrement des informations sur ce support est réalisé à l'aide d'un organe d'enregistrement, appelé transducteur, qui comporte une ou plusieurs têtes d'enregistrement magnétique, à proximité desquelles se déplace le support d'enregistrement. Chacune des têtes engendre, chaque fois qu'elle est excitée par un courant électrique d'intensité déterminée, un champ magnétique qui a pour effet de créer, sur la surface du support d'enregistrement qui défile devant ces têtes, des domaines magnétisés, qui sont généralement désignés sous le nom de points magnétisés (dots).Ces domaines sont de petites dimensions, et sont pratiquement ponctuels en raison des dimensions réduites des têtes. Afin d'obtenir une meilleure délimitation des domaines ou points magnétisés formés sur le support d'enregistrement, il est connu d'utiliser le mode d'enregistrement dit "perpendiculaire", c'est-à-dire de manière que, dans chacun des domaines magnétisés, l'induction magnétique présentée par chaque domaine soit pratiquement perpendiculaire à la surface du support. Ce mode de magnétisation est particulièrement intéressant dans le cas des machines imprimantes magnétographiques où, pour obtenir une image imprimée de haute définition, il est nécessaire d'enregistrer sur le support, une image latente magnétique, dont les différents points magnétiques constitutifs sont très petits et très proches les uns des autres. Ainsi, il est connu de l'art antérieur, un transducteur "perpendiculaire" comprenant une pluralité de têtes magnétiques, chaque tête étant du type qui comprend un noyau réalisé en matériau magnétiquement perméable, noyau constitué de deux parties, dont l'une, en forme de bande, s'étend parallèlement à la surface d'enregistrement et à la faible distance de celle-ci, et dont l'autre, faisant saillie sur la face de cette bande en regard de la surface d'enregistrement, forme un pôle d'enregistrement magnétique dont l'extrémité se trouve à proximité immédiate de cette surface. Ce type de tête est, par exemple, décrit dans l'article qui a été publié dans la revue américaine "Journal of imaging science" volume 33, numéro 3, maijuin 1989, page 69-72 intitulé Integrated magnetographic printhead". Dans le mode de réalisation de transducteur illustré par cet article, les têtes constitutives du transducteur sont réparties, sur la partie en forme de bande du transducteur, suivant une structure matricielle comprenant m rangées et p colonnes de têtes. Les m rangées de têtes sont orientées selon une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du support d'enregistrement, alors que les p colonnes sont orientées obliquement par rapport à cette direction de déplacement. L'ensemble des têtes est positionné par ailleurs de façon que les portions de surface du support d'enregistrement qui défilent devant l'une quelconque des têtes ne passent jamais devant une autre tête. Dans ce mode de réalisation, chaque tête est pourvue de deux enroulements conducteurs qui entourent la partie en saillie du noyau magnétique de cette tête. Ces enroulements sont supportés par un substrat interposé entre la surface d'enregistrement et la partie en forme de bande du noyau magnétique, et sont isolés électriquement l'un de l'autre. Le substrat est pourvu d'une ouverture dans laquelle est engagée la partie en saillie du noyau magnétique. L'un des deux enroulements conducteurs d'une tête fait partie d'un premier jeu d'enroulements conducteurs dans lequel les p enroulements des têtes situées dans une même rangée sont tous connectés en série. L'autre enroulement fait partie d'un second jeu d'enroulements conducteurs dans lesquels les m enroulements des têtes situées dans une même colonne sont tous connectés en série. Les intensités des courants électriques qui parcourent ces enroulements sont ajustées de sorte que, lorsque les deux enroulements d'une même tête sont excités simultanément par ces courants, le champ magnétique résultant a une valeur telle qu'il provoque la formation d'un domaine magnétisé sur la portion de surface du support d'enregistrement qui passe devant cette tête, alors que, lorsque seulement l'un des deux enroulements est excité, le champ magnétique résultant a une valeur insuffisante pour provoquer la formation d'un domaine magnétisé sur cette portion de surface. Afin d'ajuster les intensités des courants électriques à une valeur convenable, il est donc nécessaire, dans ce mode de réalisation, d'utiliser des organes de calibrage des intensités des courants.Cependant, ces organes de calibrage sont non seulement volumineux et de ce fait trouvent difficilement la place nécessaire à leur logement à l'intérieur du transducteur, mais encore exigent des réglages délicats, ce qui a pour effet de rendre longue et coûteuse la fabrication d'une machine utilisant un tel transducteur. Afin de remédier à cet inconvénient, on a, tout en conservant la même disposition des têtes, adopté un autre mode de réalisation dans lequel il n'existe plus qu'un seul enroulement conducteur par tête, de sorte que le transducteur ne comporte plus que pm enroulements. Pour exciter sélectivement ces pm enroulements, on utilise alors un ensemble de commande tel que celui qui a été décrit dans le brevet américain N 4 890 183 de la demanderesse, correspondant à la demande de brevet français publiée sous le numéro 2 631 129. L'ensemble de la matrice de commande comporte m premiers organes interrupteurs associés chacun respectivement aux m lignes de la matrice et p second organes interrupteurs associés chacun respectivement aux p colonnes de la matrice. Chaque enroulement est connecté par l'une de ses extrémités a l'une des lignes de la matrice, et par son autre extrémité à l'une des colonnes de cette même matrice. La fermeture simultanée d'un premier organe interrupteur et d'un second organe interrupteur a donc pour effet de faire circuler un courant électrique dans l'enroulement situé à l'intersection de la rangée et de la colonne qui sont associées à ces deux organes interrupteurs. Cet ensemble de commande comporte en outre pm diodes qui sont montées chacune en série avec l'un des pm enroulements.Ces diodes ont pour rôle d'empêcher que, lorsque au moins deux premiers organes interrupteurs et au moins deux seconds organes interrupteurs sont simultanément fermés, certains enroulements ne soient excités par des courants indésirables qui, en l'absence de ces diodes, circuleraient dans ces enroulements dans un sens inverse à celui des courants d'excitation normaux. La place nécessaire au logement de ces pm diodes est d'autant plus importante que le nombre des diodes est élevé. A titre d'exemple, dans des modes de réalisation courants de transducteurs, pour une tête magnétographique de 1 pouce de largeur utile comprenant 480 pôles d'écriture répartis en 6 lignes suivant un pas d'implantation de 318 Um, le nombre de diodes nécessaires à l'excitation sélective des enroulements est également de 480. La matrice de commande comporte m = 20 lignes et p = 24 colonnes, ce qui permet d'adresser p.m=480 enroulements avec un nombre d'organes interrupteurs de m+p = 44.On conçoit donc, dans ces conditions, que le logement de ces diodes au voisinage des enroulements pose un problème particulièrement difficile, puisque ces diodes présentent des dimensions relativement importantes, c'est-à-dire un diamètre voisin de 1,5 mm et une longueur de l'ordre de 3 mm. On a donc été conduit, jusqu'alors, à monter ces diodes sur une carte à circuits imprimés disposée à l'extérieur du transducteur. Cette solution présente cependant l'inconvénient de nécessiter, pour le raccordement des diodes aux enroulements, un grand nombre de fils conducteurs relativement longs, ce qui a pour effet de nécessiter un câblage particulièrement encombrant, délicat voire même quasi impossible à réaliser si les têtes sont trop rapprochées les unes des autres. Par ailleurs, lorsqu'elle peut être mise en oeuvre, cette solution présente l'inconvénient secondaire suivant qui est de réduire considérablement l'intensité du courant électrique circulant dans chaque enroulement, par rapport à l'intensité du courant émise, puisque la résistance des fils conducteurs n'est pas nulle. On conçoit donc que le problème de l'encombrement se pose de façon cruciale dans le cas des transducteurs magnétiques pour fortes densités d'écriture permettant d'obtenir un mode d'enregistrement dit longitudinal" de même que l'intégration des moyens de contrôle du passage du courant dans les enroulements des têtes. Selon l'invention ce but est atteint par le fait que l'ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinale pour forte densité est composé d'un substrat semi-conducteur constituant le circuit d'adressage et de multiplexage d'au moins un bobinage conducteur pour chacune des têtes, ledit bobinage plan étant déposé sur une face du substrat et relié électriquement au circuit d'adressage et de multiplexage de ce dernier, une couche de matériau magnétiquement perméable étant déposée sur l'autre face du substrat, ledit substrat étant aminci, conformé de façon que la couche de matériau magnétiquement perméable soit d'une part au contact d'un premier noyau de matériau magnétiquement perméable constituant un premier pôle et, d'autre part à proximité de la périphérie extérieure du bobinage soit en contact avec un second noyau de matériau magnétiquement perméable, en forme de bande s'étendant parallèlement à la surface d'enregistrement et constituant un deuxième pôle. Selon une autre particularité les premiers et second pôles sont conformés de façon à obtenir l'entrefer souhaité. Selon une autre particularité ledit second pôle est également disposé au centre d'un second bobinage situé à proximité du premier sur la même face du substrat, l'entrefer entre les deux pôles se situant à la verticale de l'espace séparant les deux bobinages. Selon une autre particularité l'ensemble des pôles et bobinages est enrobé dans un matériau ayant de bonnes caractéristiques tribologiques. Selon une autre particularité le matériau est une résine ayant un très faible taux d'usure de l'ordre de lssm par 1000 km de distance de frottement, et un coefficient de frottement de l'ordre de 0,25. Selon une autre particularité l'ensemble des têtes est disposé de façon que l'entrefer soit parallèle au sens de défilement du médium. Selon une autre particularité l'ensemble des têtes est disposé de façon que l'entrefer soit perpendiculaire au sens de défilement du médium. Selon une autre particularité les deux bobinages sont reliés en série et les sens d'enroulements sont disposés de façon à ce que les courants parcourant les enroulements soient de direction opposée. Selon une autre particularité chaque tête d'écriture d'une ligne est disposée latéralement à un pas déterminé multiple du pas correspondant à un point magnétisé et plusieurs lignes correspondant au nombre multiples sont disposées les unes des autres à une distance correspondant au pas d'un point magnétisé et décalées latéralement de cette même distance. Selon une autre particularité le substrat est en matériau semi-conducteur et comporte au moins une jonction électronique intégrée qui est interposée dans un circuit électrique d'alimentation du ou des bobinages pour autoriser ou interdire le passage du courant dans ledit bobinage sous certaines conditions. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une première variante de l'invention ; le figure 2 est une vue de dessous de cette variante la figure 3 est une vue schématique en coupe d'une deuxième variante de réalisation de l'invention la figure 4 est une vue de dessous de cette variante la figure 5A est une vue schématique de dessous de la disposition des pôles selon une première variante de l'invention ; la figure 5B est une vue schématique de dessous représentant un deuxième mode de disposition des pôles selon une première variante de l'invention. L'invention concerne l'enregistrement longitudinal dans lequel la couche magnétique du médium est soumise à une induction magnétique parallèlement à la surface de ce médium. Ce type d'enregistrement présente l'avantage par rapport à l'enregistrement perpendiculaire qui avait fait l'objet d'une demande de brevet français publiée sous le numéro 2 677 777 de permettre l'utilisation d'un médium de constitution plus simple. En effet avec la technique d'enregistrement perpendiculaire le médium: doit être constitué de deux couches magnétiques, une couche dite magnétiquement dure pour mémoriser l'image et une couche dite magnétiquement douce qui sert de shunt magnétique pour le rebouclage du flux. Enfin dans ce type de technologie les analyses montrent que les très hautes définition peuvent difficilement être atteintes car les forces de développement sont plus fortes dans le cas de 1 'enregistrement longitudinal. Ce type d'enregistrement longitudinal permet donc d'atteindre des densités d'écriture supérieures à 480 DPI (dots per inch). L'ensemble des têtes selon l'invention est formé dans un substrat (2) en matériau semi-conducteur tel que du silicium recouvert sur une face d'une couche magnétiquement perméable (4). Cette couche magnétiquement perméable pouvant par endroit venir à proximité d'un pôle (1, 5) constitué également d'un matériau magnétiquement perméable tel qu'un alliage fer-nickel. La proximité des pôles avec la couche (4) étant réalisée en pratiquant par endroit dans le substrat des amincissements de la couche du substrat à proximité du matériau magnétiquement perméable. Sur la face du substrat (2) opposée à la couche magnétiquement perméable (4) assurant la continuité de flux entre deux pôles d'une même tête est déposé un bobinage plan (3) en forme de spirale.Les circuits magnétiques (1, 5, 4) sont déposés par voie sèche ou par voie électrolytique et les bobinages (3) sont formés par les techniques connues en matière de semi-conducteur telles que celles décrites dans la demande de brevet français 2 677 777. Chacune des extrémités du bobinage est reliée à un circuit d'adressage et de multiplexage réalisé sur le substrat lui-même par implantation de jonction pn comme cela est connu dans la technique des semi-conducteurs. Un type de circuit d'adressage et de multiplexage utilisé par l'invention est celui décrit dans la demande de brevet français 2 677 777. Dans une première variante de réalisation un premier pôle (1) est disposé perpendiculairement à la surface du médium tandis qu'un deuxième pôle (5) est disposé parallèlement à la surface du médium et forme une bande. L'ensemble des deux pôles est ensuite noyé dans une résine (6) comportant de bonnes qualités tribologiques. Cette résine peut être par exemple du type epoxy ou phénolique mélangée avec environ 30 % de poudre de CFX ou PTFE (polymères fluorés) et possédant un très faible taux d'usure de l'ordre de 1 Zm par 1000 km de distance de frottement, et un coefficient de frottement de l'ordre de 0,25. Selon la variante des figures 1 et 2 un ensemble de têtes peut être réalisé en disposant les pôles sur plusieurs lignes dans une partie amincie du silicium (2).Le nombre de lignes de pôle dépend de l'encombrement des bobines et de la densité d'écriture souhaitée. Par exemple pour une définition de 480 DPI correspondant à l'impression à un pas de points magnétisés (dots) de 53 micromètres et avec un pas minimum entre deux pôles d'une même ligne de 318 micromètres il sera nécessaire de disposer 6 lignes de pôles dans lequel chaque ligne de pôle sera décalée de 53 micromètres. Ainsi comme représentées sur la figure 5A les têtes Pl-l à P1-6 sont décalées d'un pas de 53 micromètres correspondant au pas des points magnétisés et les têtes d'une même ligne Pîl et P21 sont décalées d'un pas par exemple de 318 micromètres.De plus dans le mode de disposition de la figure 5A la direction de la magnétisation du médium représentée par la flèche (e) est perpendiculaire au sens de défilement du médium représenté par la flèche (D). Dans un deuxième mode de disposition représenté à la figure 5B la direction de la magnétisation du médium (e) est parallèle à celle du défilement du médium représenté par la flèche (D). Dans une deuxième variante de réalisation des têtes d'enregistrement représentées aux figures 3 et 4 chaque pôle comporte une bande (5a, 5b) parallèle au médium et chaque pôle est entouré d'un bobinage (3A, 3B) et les pôles (5A, 5B) sont séparés par un entrefer E situé entre les deux bobinages (3A, 3B). Les deux bobinages (3A, 3B) sont reliés en série et la liaison entre les bobinages est effectuée de façon à ce que le sens de circulation du courant dans le bobinage (3B) du deuxième pôle (5B) soit opposé au sens de circulation du courant dans le bobinage du premier pôle (5A). Enfin dans cette variante les pôles en matériau magnétiquement doux (5A, 5B) ont une forme de trapèze (figure 4) dont les deux petites bases sont adjacentes de façon à déterminer un entrefer de dimension minimale dans lesquelles les flux sont concentrés au maximum. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal pour forte densité composé d'un substrat semi-conducteur (2) constituant le circuit d'adressage et de multiplexage d'au moins un bobinage conducteur (3) pour chacune des têtes, ledit bobinage plan étant déposé sur une face du substrat et relié électriquement au circuit d'adressage et de multiplexage de ce dernier, caractérisé en ce qu'une couche de matériau (4) magnétiquement perméable est déposée sur l'autre face du substrat, ledit substrat étant aminci et conformé de façon que la couche de matériau magnétiquement perméable soit d'une part au contact d'un premier noyau (1, 5A) de matériau magnétiquement perméable constituant un premier pôle et, d'autre part, à proximité de la périphérie extérieure du bobinage, en contact avec un second noyau (5) de matériau magnétiquement perméable, en forme de bande s'étendant parallèlement à la surface d'enregistrement et constituant un deuxième pôle. 2. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second pôles (1, 5) sont conformés de façon à obtenir l'entrefer souhaité. 3. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit second pôle (5B) est également disposé au centre d'un second bobinage (3B) situé à proximité du premier (3A) sur la même face du substrat, l'entrefer entre les deux pôles (5A, 5B) se situant à la verticale de l'espace séparant les deux bobinages (3A, 3B). 4. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble des pôles et bobinage est enrobé dans un matériau (6) ayant de bonnes caractéristiques tribologiques. 5. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau est une résine ayant un très faible taux d'usure de l'ordre de 1 Um par 1000 km de distance de frottement et un coefficient de frottement de l'ordre de 0,25. 6. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble des têtes est disposé de façon que l'entrefer (e) soit parallèle au sens de défilement (D) du médium. 7. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon la revendication 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble des têtes est disposé de façon que l'entrefer (e) soit perpendiculaire au sens de défilement (D) du médium. 8. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux bobinages sont reliés en série et les sens d'enroulements sont disposés de façon à ce que les courants parcourant les enroulements soient de direction opposée. 9. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque tête d'écriture d'une ligne est disposée latéralement à un pas déterminé multiple du pas correspondant à un point magnétisé et plusieurs lignes correspondant au nombre multiple sont disposées à une distance correspondant au pas d'un point magnétisé les unes des autres et décalées latéralement de cette même distance. 10. Ensemble de têtes d'enregistrement magnétographique longitudinal selon la revendication 9, caractérisé en ce que le substrat (2) en matériau semi conducteur comporte au moins une jonction électronique intégrée qui est interposée dans un circuit électrique d'alimentation du ou des bobinages pour autoriser ou interdire le passage du courant dans ledit bobinage sous certaines conditions.