Brevet FR2803943A1 — publié le 20010720

TETE MAGNETIQUE D'ECRITURE MULTIPISTES A HAUTE DENSITE La présente invention se rapporte à une tête magnétique d'écriture multipistes à haute densité. Les appareils actuels d'enregistrement sur bande magnétique, en particulier d'enregistrement numérique, permettent d'enregistrer simultanément plusieurs pistes. Ces appareils comportent une tête magnétique d'enregistrement multipistes comprenant plusieurs têtes élémentaires formées sur un substrat commun. Chacune de ces têtes élémentaires se compose essentiellement d'un circuit magnétique et d'un circuit électrique de commande du circuit magnétique. Ce dernier se présente généralement comme une simple boucle de matériau magnétique (en Sendust par exemple) dans laquelle est formée une étroite ouverture représentant l'entrefer du circuit magnétique. Cet entrefer, formé sur la partie du circuit magnétique destinée à être en contact avec la bande magnétique, produit lorsqu'un courant parcourt le circuit électrique associé au circuit magnétique, un champ de fuite modifiant localement l'aimantation de la bande magnétique et permettant donc d'écrire des informations sur la bande magnétique. Cette écriture n'est possible que si l'intensité du courant est suffisamment élevée pour saturer le matériau constituant le circuit magnétique. Ce courant est généralement très élevé. Le circuit magnétique doit générer un champ de fuite, au niveau de l'entrefer, supérieur au champ coercitif de la bande magnétique. Les caractéristiques géométriques d'un tel entrefer sont telles que la largeur de la piste qu'il enregistre est d'une dizaine de microns et que la diaphonie entre pistes voisines peut être importante. Les caractéristiques des pistes enregistrées sont directement liées au champ magnétique sortant de l'entrefer. Les contraintes de bande passante du signal à enregistrer et les contraintes technologiques de fabrication des têtes magnétiques imposent une largeur d'entrefer qui ne permet pas d'obtenir une répartition spatiale optimale de l'intensité du champ de fuite magnétique avec un entrefer de géométrie connue. Ce champ de fuite est trop étalé dans la direction parallèle à la direction de défilement de la bande magnétique, ce qui ne permet pas d'obtenir une bonne résolution du signal enregistré. Il est difficile d'enregistrer des signaux de largeur inférieure à 0,3 Nm. Dans de telles conditions, les signaux enregistrés présentent un rapport signallbruit juste suffisant pour pouvoir être utilisé par la chaîne de traitement de signal reliée à la tête de lecture de la bande ainsi enregistrée, ce qui ne permet aucun réglage et ne laisse aucune marge de sécurité. D'autre part, l'efficacité d'un tel entrefer ne permet pas une écriture profitant de toute l'épaisseur utile de la bande magnétique et génère ainsi une perte de signal en lecture. La présente invention a pour objet une tête magnétique d'écriture multipistes ne nécessitant, pour l'écriture, qu'un courant le plus faible possible pour saturer son circuit magnétique, la largeur des pistes écrites étant la plus faible possible, la densité de ces pistes (c'est-à-dire leur nombre maximum possible pour une largeur de bande donnée) étant la plus élevée possible, avec une diaphonie la plus faible possible, le rapport signal/bruit des signaux enregistrés par cette tête étant le plus fort possible et la profondeur d'écriture étant la plus élevée possible. La tête magnétique conforme à l'invention, comportant plusieurs têtes élémentaires est caractérisée en ce que le circuit magnétique de chaque tête élémentaire présente, dans la zone de l'entrefer, une modification de section par rapport à celle des parties de circuit adjacentes. Selon un premier mode de réalisation, la section dans la zone de l'entrefer est plus faible que celle des parties de circuit adjacentes, la diminution de section portant sur la face opposée à celle en contact avec le support magnétique à enregistrer. Selon un deuxième mode de réalisation, le circuit magnétique comporte, sur sa face en vis-à-vis du support magnétique, une protubérance de chaque côté de l'entrefer. Selon un troisième mode de réalisation, le circuit magnétique comporte, sur sa face en vis-à-vis du support magnétique une protubérance de chaque côté de l'entrefer, et une diminution de section portant sur la face opposée, dans la même zone. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel # les figures 1 et 2 sont respectivement une vue de côté simplifiée d'un circuit magnétique d'une tête élémentaire faisant partie d'une tête multipistes de l'art antérieur, et un diagramme d'évolution de l'intensité du champ magnétique de son entrefer, et # les figures 3 et 4, 5 et 6, 7 et 8, sont à chaque fois des vues de côté simplifiées de trois modes de réalisation d'un circuit magnétique d'une tête élémentaire faisant partie d'une tête magnétique d'enregistrement conforme à l'invention, et le diagramme correspondant de l'évolution de l'intensité du champ magnétique de son entrefer. On n'a représenté, en figure 1, de façon simplifiée, que le circuit magnétique 1, réalisé par exemple en Sendust, d'une tête magnétique élémentaire faisant partie d'une tête magnétique multipistes connue. Sur cette figure, comme sur les figures 3, 5 et 7, les proportions réelles n'ont pas été respectées, pour la clarté du dessin. Ce circuit magnétique 1 a une section rectangulaire sensiblement constante tout le long du circuit. Ce circuit 1 forme une boucle rectangulaire interrompue en un seul endroit par une ouverture 2 de faible largeur constituant l'entrefer du circuit magnétique 1. La partie 3 de circuit magnétique comportant l'ouverture 2 a une face externe plane sur laquelle défile le support magnétique à enregistrer, qui est généralement, mais non exclusivement, une bande magnétique 4 écrite par la tête magnétique multipistes. On a représenté sur le diagramme de la figure 2 l'allure typique de l'évolution de l'intensité du champ magnétique le long de l'entrefer 2 (dans la direction de défilement de la bande 4). On constate qu'à proximité de l'entrefer, le champ magnétique ne décroît que très lentement en fonction de l'éloignement par rapport à l'entrefer, ce qui entraîne les inconvénients cités ci-dessus. Le circuit magnétique 5 représenté en figure 3 diffère du circuit 1 par la conformation de la zone 6 de longueur L1 entourant son entrefer 7. Dans cette zone 6, l'épaisseur E1 du circuit magnétique est inférieure à l'épaisseur E2 des parties environnantes 8 de la branche 9 du circuit 5 comportant l'entrefer 7, ceci grâce à un lamage 6A formé sur la face interne de la branche 9, dans la zone 6. Le reste du circuit magnétique 5 peut être le même que celui du circuit 1. Les branches perpendiculaires à la branche 9 sont référencées 10 et 11, et la branche refermant le circuit et perpendiculaire aux branches 10 et 11 est référencée 12. Selon un exemple de réalisation, la largeur de l'entrefer 7 est de quelques dixièmes de microns (0,3 Nm par exemple), la longueur L1 de la zone 6 est de quelques microns à quelques dizaines de microns (10 Nm par exemple), les épaisseurs E1 et E2 sont de quelques microns, l'épaisseur E1 étant inférieure à celle de E2 d'environ 1 ou 2 microns (par exemple E1 et E2 ont pour valeurs respectivement de 2,5 Nm et 3,5 Nm). La longueur L2 des branches 10 et 11 est de quelques microns (par exemple 4 Nm), l'épaisseur E3 de la branche 12 est de quelques microns (par exemple 1 Nm) et sa longueur hors tout L3 est de quelques dizaines de microns (par exemple 50 Nm). La structure de la tête de la figure 3 améliore nettement l'efficacité de l'entrefer de la tête, comme on le voit, d'après le diagramme de la figure 4. Elle permet d'écrire sur une bande magnétique avec un courant d'intensité plus faible que celui qui serait appliqué à la structure de la figure 1. Cette réduction d'énergie, appliquée à l'ensemble des têtes élémentaires d'une tête multipistes comportant un grand nombre de telles têtes élémentaires (par exemple plusieurs centaines), permet de dimensionner les circuits de commande ( drivers ) de la tête pour de plus faibles puissances. De tels circuits de commande plus faibles permettent de réduire la puissance nominale de l'alimentation stabilisée alimentant la tête et tous les circuits correspondants. La réduction de la puissance consommée entraîne une réduction de la dissipation thermique de l'ensemble de ces circuits. Toutes ces répercussions ont des conséquences favorables sur le coût de fonctionnement du système d'écriture (coût de la consommation en énergie électrique). La tête magnétique élémentaire 13 de la figure 5 est semblable à la tête 1 de la figure 1, à la différence que l'on forme sur la face extérieure (celle en vis-à-vis de la bande magnétique) de chaque extrémité de la branche 17 du circuit magnétique aboutissant à l'entrefer 14 une protubérance, 15, 16 respectivement. Ces protubérances sont formées dans le même matériau que le circuit magnétique. Pour obtenir une surface plane en contact avec la bande magnétique, on dépose, sur les parties desdites faces extérieures de la bande 17 ne comportant pas les protubérances 15, 16 un revêtement diélectrique ou pour le moins non magnétique 18, 19 respectivement, ayant la même épaisseur que ces protubérances. Selon un exemple de réalisation, l'épaisseur des protubérances 15 et 16 est de 0,5 Nm et leur longueur L4 est de 5 Nm. Les autres dimensions principales du circuit magnétique E2, E3, L2, L3 sont les mêmes que pour le circuit 5 de la figure 3. L'entrefer 14 a également une largeur de 0,3 Nm. Comme on le voit d'après le diagramme de la figure 6 (tracé à I même échelle que les diagrammes des figures 2, 4 et 8), l'amplitude maximale du champ magnétique est sensiblement la même que dans le cas de la figure 2, mais ce champ reste constant pour toute la largeur de l'entrefer, et détroit très fortement tout de suite après les limites de cet entrefer. Le mode de réalisation de la figure 7 combine les caractéristiques des modes de réalisation des figures 3 et 5, à savoir la diminution d'épaisseur du circuit magnétique autour de l'entrefer 21 et la formation de protubérances 22, 23 sur la face extérieure de chaque extrémité du circuit magnétique bordant l'entrefer 21 et faisant partie de la branche 24 (celle en vis-à-vis de la bande magnétique à écrire et comportant l'entrefer). La diminution d'épaisseur du circuit magnétique est réalisée de la même façon que dans le cas de la figure 3 (lamage 24A), et les protubérances 22, 23 sont formées de la même façon que dans le cas de la figure 5. Pour obtenir une surface plane sur la face extérieure de la branche 24, on dépose de part et d'autre des protubérances 22, 23 une couche de matériau non magnétique, diélectrique par exemple, respectivement 25, 26, de même épaisseur que ces protubérances, et ce, de la même façon que dans le cas de la figure 5. Selon un exemple de réalisation, les dimensions L1 à L4 et E2, E3, qui sont définies de la même façon qu'en figures 3 et 5 ont par exemple les valeurs suivantes: L1 = 10 Nm, L2 = 4 Nm, L3 = 50 Nm, L4 = 5 Nm, E2 = 3,5 Nm, E3 = 1 pm. L'épaisseur des protubérances 22, 23 et des couches 25, 26 est de quelques dizaines de microns (par exemple 0,5 Nm et la largeur de l'entrefer est également de quelques dizaines de microns (par exemple 0,3 Nm). Grâce à cette combinaison de caractéristiques, on obtient (voir figure 8) au droit de l'entrefer, un champ magnétique d'amplitude maximale sensiblement égale à celle du circuit de la figure 3, mais contrairement à ce dernier, l'amplitude est presque constante sur toute la largeur de l'entrefer, et, de plus, elle décroït très fortement en dehors des limites de l'entrefer comme dans le cas du circuit de la figure 5. On combine ainsi les avantages respectifs des circuits des figures 3 et 5. En particulier, on améliore le rapport signallbruit (de l'ordre de 22 dB), on réduit la diaphonie, et on obtient, pour l'enregistrement numérique, des bits de largeur inférieure à 0,3 Nm. Bien entendu, on dépose avantageusement du matériau diélectrique entre les têtes élémentaires d'une même tête multipistes, afin que cette dernière présente une surface bien plane en contact avec la bande à enregistrer, de manière à augmenter leur surface de contact pour limiter l'usure des pôles magnétiques. REVENDICATIONS 1. Tête magnétique d'écriture multipistes à haute densité, comportant plusieurs têtes élémentaires (5, 13, 20), caractérisée par le fait que le circuit magnétique de chaque tête élémentaire présente, dans la zone de l'entrefer (7, 14, 21) une modification de section (7, 15-16, 22-23,24A) par rapport à celle des parties de circuit adjacentes. 2. Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la modification de section est une diminution d'épaisseur du circuit magnétique (E21E1) dans la zone de l'entrefer (7, 24A). 3. Tête magnétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la modification de section est constituée par des protubérances (15-16, 22, 23) formées sur la face externe des extrémités du circuit magnétique, en bordure de l'entrefer (14, 21), la face externe étant celle en vis-à-vis du média à enregistrer. 4. Tête magnétique selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la partie de la face externe du circuit magnétique ne comportant pas les protubérances est recouverte d'une couche non magnétique (18, 19 - 25, 26) de même épaisseur que celle des protubérances. 5. Tête magnétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les espaces entre têtes élémentaires d'une même tête multipistes sont recouverts d'une couche non magnétique, de façon à présenter une surface plane en contact avec le média à enregistrer.