JPH0781988B2 - シート状試料の磁気的異方性測定方法 - Google Patents
シート状試料の磁気的異方性測定方法Info
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- JPH0781988B2 JPH0781988B2 JP61044357A JP4435786A JPH0781988B2 JP H0781988 B2 JPH0781988 B2 JP H0781988B2 JP 61044357 A JP61044357 A JP 61044357A JP 4435786 A JP4435786 A JP 4435786A JP H0781988 B2 JPH0781988 B2 JP H0781988B2
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は磁気テープ，磁気ディスク等の磁性体製品にお
ける３次元方向の磁性的異方性を測定する装置に関す
る。
ける３次元方向の磁性的異方性を測定する装置に関す
る。
ロ．従来の技術 磁気テープとか磁気ディスクはフェライトの微粉末をバ
インダーに混ぜてプロスチックシートに塗布して製する
が、フェライト微粉末は針状結晶であって、塗布の際バ
インダーの粘性によって結晶の方向が幾分か揃う（配
向）傾向がある。
インダーに混ぜてプロスチックシートに塗布して製する
が、フェライト微粉末は針状結晶であって、塗布の際バ
インダーの粘性によって結晶の方向が幾分か揃う（配
向）傾向がある。
このフェライト微粒子の配向は磁気テープ等の性能に影
響がある筈であるが、従来、この配向度を測定する現場
的な測定方法がなかったので、フェライト微粒子の配向
について積極的な研究も管理も行われていなかった。ま
た最近磁気テープへの高密度記録方法として、テープ面
に垂直の方向に磁化する方式が採用されるようになって
来た。この場合には針状結晶のフェライト微粒子がテー
プ面に垂直に配向することが望ましい。このような配向
はフェライト塗膜が乾燥固化する前にシート面に垂直方
向に磁界をかけることで実現できるが、この場合でも実
現された配向度を簡便且つ迅速にチェックする方法がな
かった。ことに、試料が磁気テープとか磁気ディスクの
ようにシート状であるとき、その厚さ方向の磁気特性と
シートの面と平行な方向の磁気特性の異同を簡単に知る
方法がなかった。
響がある筈であるが、従来、この配向度を測定する現場
的な測定方法がなかったので、フェライト微粒子の配向
について積極的な研究も管理も行われていなかった。ま
た最近磁気テープへの高密度記録方法として、テープ面
に垂直の方向に磁化する方式が採用されるようになって
来た。この場合には針状結晶のフェライト微粒子がテー
プ面に垂直に配向することが望ましい。このような配向
はフェライト塗膜が乾燥固化する前にシート面に垂直方
向に磁界をかけることで実現できるが、この場合でも実
現された配向度を簡便且つ迅速にチェックする方法がな
かった。ことに、試料が磁気テープとか磁気ディスクの
ようにシート状であるとき、その厚さ方向の磁気特性と
シートの面と平行な方向の磁気特性の異同を簡単に知る
方法がなかった。
ハ．発明が解決しようとする問題点 本発明は磁気テープ、磁気ディスク等の磁性体製品の３
次元方向の磁気的な異方性を簡便且つ迅速に測定できる
装置を提供するものである。
次元方向の磁気的な異方性を簡便且つ迅速に測定できる
装置を提供するものである。
ニ．問題点解決のための手段 空胴共振器内の電磁気的振動において磁界の腹に相当す
る部分に空胴共振器を横断するスリットを設け、このス
リットに試料を置くようにし、試料を置く前と置いたと
きの空胴共振器の共振周波数のずれ、空胴共振器のＱの
変化等を試料の方向を変えて測定することにより試料の
３次元方向の磁気的異方性を測定するものである。
る部分に空胴共振器を横断するスリットを設け、このス
リットに試料を置くようにし、試料を置く前と置いたと
きの空胴共振器の共振周波数のずれ、空胴共振器のＱの
変化等を試料の方向を変えて測定することにより試料の
３次元方向の磁気的異方性を測定するものである。
ホ．作 用 従来、導波管とか空胴共振器の性質及び特性は、真空中
におけるものとして記述されてきた。導波管とか空胴共
振器の作用とか特性は基本的には電磁波の速度によって
規定されているのであり、電磁波の速度は真空中の光速
度をｃとすると で与えられるのであるから、空胴共振器内に磁性体が存
在すれば空胴共振器内の電磁的振動の様子は磁性体がな
いときより変化する。本発明はこの点に着眼したもので
ある。
におけるものとして記述されてきた。導波管とか空胴共
振器の作用とか特性は基本的には電磁波の速度によって
規定されているのであり、電磁波の速度は真空中の光速
度をｃとすると で与えられるのであるから、空胴共振器内に磁性体が存
在すれば空胴共振器内の電磁的振動の様子は磁性体がな
いときより変化する。本発明はこの点に着眼したもので
ある。
試料の磁性的特性をヒステリシスも含めて表すため透磁
率μを複素透磁率μ′−ｉμ″で表す。試料を空胴共振
器内の磁界の腹の所に置くものとして、試料を置く前の
空胴共振器の共振周波数をf1,Q値をQ1とし、試料を置い
たときの共振周波数及びＱ値をf2,Q2とすると、Ａを空
胴共振器の形状寸法，振動モード及び試料の形状寸法及
び位置（磁界との方向関係）によって決まる係数とし
て、一般に、 の形に整理できる。上記μ′，μ″は磁界の方向の値で
あるから試料を磁界に対して即ち空胴共振器に対して回
すことにより、試料の色々な方向でのμ′及びμ″を知
ることができる。試料が空胴共振器の断面全体をカバー
する広がりを持つときは、Ａの値は試料を回転させても
変らず、試料の厚さをｔ、空胴共振器を直方体でＺ方向
の共振器系の長さｃ、振動モードをTE10lとすると、 で与えられる。上式ではＣは光速度、ｌは空胴共振器内
の波数で、ｌ＝２の状態で使うのが実際上使い易い。TE
10lの振動モードは第４図のような形でｌ＝２などの偶
数の場合、磁界の腹は空胴共振器の両端と中央に形成さ
れるので、試料は空胴共振器の中央部にスリットを設け
て、そこから挿入するようにすればよい。もちろんｌ＝
１として試料を空胴共振器の端面にセットするようにし
てもよい。空胴共振器の励振の方法及び試料の性質によ
って都合のよい方を選べばよいのである。
率μを複素透磁率μ′−ｉμ″で表す。試料を空胴共振
器内の磁界の腹の所に置くものとして、試料を置く前の
空胴共振器の共振周波数をf1,Q値をQ1とし、試料を置い
たときの共振周波数及びＱ値をf2,Q2とすると、Ａを空
胴共振器の形状寸法，振動モード及び試料の形状寸法及
び位置（磁界との方向関係）によって決まる係数とし
て、一般に、 の形に整理できる。上記μ′，μ″は磁界の方向の値で
あるから試料を磁界に対して即ち空胴共振器に対して回
すことにより、試料の色々な方向でのμ′及びμ″を知
ることができる。試料が空胴共振器の断面全体をカバー
する広がりを持つときは、Ａの値は試料を回転させても
変らず、試料の厚さをｔ、空胴共振器を直方体でＺ方向
の共振器系の長さｃ、振動モードをTE10lとすると、 で与えられる。上式ではＣは光速度、ｌは空胴共振器内
の波数で、ｌ＝２の状態で使うのが実際上使い易い。TE
10lの振動モードは第４図のような形でｌ＝２などの偶
数の場合、磁界の腹は空胴共振器の両端と中央に形成さ
れるので、試料は空胴共振器の中央部にスリットを設け
て、そこから挿入するようにすればよい。もちろんｌ＝
１として試料を空胴共振器の端面にセットするようにし
てもよい。空胴共振器の励振の方法及び試料の性質によ
って都合のよい方を選べばよいのである。
複素透磁率（μ＊＝μ′＋ｉμ″）μ＊を求める一般式
は次のようになる。真空の誘電率εo,透磁率μｏとし、
試料を空胴共振器内の任意の位置に置くとして 上式で分母の積分は空胴共振器内全体についての体積積
分、分子は試料内についての体積積分で、 は試料がないときの電界および磁界、 は試料があるときの電界，磁界である。またε＊は複素
誘電率で、▲ｆ＊ １▼と▲ｆ＊ ２▼はサンプルを挿入し
ないばあいと挿入した場合の各々の複素周波数である。
試料は磁界の腹にセットされるが、TE10lモードでは、
そこで電界は０であるから、上式の分子積分内第２項は
０である。また前式は 上式で試料体積が空胴共振器の体積に比し充分小さいと
きは、試料部分以外の空間では とみなせ、分母において試料部分の積分の空胴共振器全
体の積分に対する寄与は０とみなせるから、分母は空胴
共振器内の電磁的エネルギーで空胴共振器及び振動モー
ドが決まれば定数となる。従って（１）式の分子の積分
を試料の形状寸法及び向きに応じて実施し、μ＊につい
て解くことで一般の場合のＡを求めることができ、例え
ば試料が正方形、長方形或は円形などの種々の断面形状
の或は糸状などの長手方向だけがスリットから外へはみ
出るような細幅形状のもの、或は空胴共振器の開口部よ
りも小さな形状のものの場合であっても本発明が適用で
きるものである。
は次のようになる。真空の誘電率εo,透磁率μｏとし、
試料を空胴共振器内の任意の位置に置くとして 上式で分母の積分は空胴共振器内全体についての体積積
分、分子は試料内についての体積積分で、 は試料がないときの電界および磁界、 は試料があるときの電界，磁界である。またε＊は複素
誘電率で、▲ｆ＊ １▼と▲ｆ＊ ２▼はサンプルを挿入し
ないばあいと挿入した場合の各々の複素周波数である。
試料は磁界の腹にセットされるが、TE10lモードでは、
そこで電界は０であるから、上式の分子積分内第２項は
０である。また前式は 上式で試料体積が空胴共振器の体積に比し充分小さいと
きは、試料部分以外の空間では とみなせ、分母において試料部分の積分の空胴共振器全
体の積分に対する寄与は０とみなせるから、分母は空胴
共振器内の電磁的エネルギーで空胴共振器及び振動モー
ドが決まれば定数となる。従って（１）式の分子の積分
を試料の形状寸法及び向きに応じて実施し、μ＊につい
て解くことで一般の場合のＡを求めることができ、例え
ば試料が正方形、長方形或は円形などの種々の断面形状
の或は糸状などの長手方向だけがスリットから外へはみ
出るような細幅形状のもの、或は空胴共振器の開口部よ
りも小さな形状のものの場合であっても本発明が適用で
きるものである。
ヘ．実施例 第１図は本発明の一実施例を示す。１は矩形断面の空胴
共振器で両端には同軸導波管変換器2,3が接続される。
同軸導波管変換器２には空胴共振器励振用の入力アンテ
ナ４が挿入してあり、同軸導波管変換器３には受信用ア
ンテナ５が挿入してある。入力アンテナ４は同軸ケーブ
ルによって発振器６に接続され、受信アンテナ５は同軸
ケーブルによって検波回路７に接続されている。空胴共
振器１と同軸導波管変換器３との間には中央に小孔を有
する隔壁があって空胴共振器の端壁となっており、空胴
共振器と同軸導波管変換器２との間のスリットには回転
自在に円板８が挿入されておりこの円板が空胴共振器１
と同軸導波管変換器２との間の隔壁になっている。円板
８の中央に子孔が穿たれており、同軸同波管変換器２内
の電気振動がこの小孔から空胴共振器内に漏れて空胴共
振器を励振する。
共振器で両端には同軸導波管変換器2,3が接続される。
同軸導波管変換器２には空胴共振器励振用の入力アンテ
ナ４が挿入してあり、同軸導波管変換器３には受信用ア
ンテナ５が挿入してある。入力アンテナ４は同軸ケーブ
ルによって発振器６に接続され、受信アンテナ５は同軸
ケーブルによって検波回路７に接続されている。空胴共
振器１と同軸導波管変換器３との間には中央に小孔を有
する隔壁があって空胴共振器の端壁となっており、空胴
共振器と同軸導波管変換器２との間のスリットには回転
自在に円板８が挿入されておりこの円板が空胴共振器１
と同軸導波管変換器２との間の隔壁になっている。円板
８の中央に子孔が穿たれており、同軸同波管変換器２内
の電気振動がこの小孔から空胴共振器内に漏れて空胴共
振器を励振する。
第２図は円板部分の詳細である。円板外周には段凸部8a
が設けられており、段凸部の内周が空胴共振器１の端部
フランジに嵌着した軸受け９に支承されて円板８は回転
自在になっている。段凸部8aの外周に歯車を形成し、駆
動用モータ（不図示）と連結する。円板８には周側から
切込み10が設けてあって、試料Ｓは適当なホルダにはさ
んで切込み10から挿入する。この実施例では振動のモー
ドはE10lでｌ＝１であり、磁界の振動の腹は第１図に示
すように空胴共振器の両端にできている。
が設けられており、段凸部の内周が空胴共振器１の端部
フランジに嵌着した軸受け９に支承されて円板８は回転
自在になっている。段凸部8aの外周に歯車を形成し、駆
動用モータ（不図示）と連結する。円板８には周側から
切込み10が設けてあって、試料Ｓは適当なホルダにはさ
んで切込み10から挿入する。この実施例では振動のモー
ドはE10lでｌ＝１であり、磁界の振動の腹は第１図に示
すように空胴共振器の両端にできている。
既述のように試料のμ効果は空胴共振器の共振周波数の
ずれとして表れるので、周波数を試料がないときの共振
周波数に固定しておくと、周波数のずれは検波出力の低
下として観測される。試料として空胴共振器の断面をカ
バーする広さのものを用いると試料の回転によって形状
及び位置の因子である前記Ａは変化しないから、試料を
回転させながら円板８の回転角と検波出力との関係を極
座標で記録すると楕円状の記録が得られ、その長径と短
径の比率によってμの試料シートのシート面と平行の方
向の異方性例えばフェライト微粒子の配向度が判る。長
手だけスリットから外へはみ出るような細幅形状の試料
の場合、回転角によって前記Ａの値が異るから、検波出
力と回転角との関係の記録から直ちにμの異方性は判明
しないで（１）式による計算が必要となる。テープでも
それから導波管の開口部よりも小さな試料を切取って測
定する場合には、円形に切取ってこれを円板８の中央に
セットするか、或は試料を無配向性シート上に無配向性
の接着剤で貼着するか２枚のシートで挟み込むことによ
り形状及び位置の因子Ａは回転によって変わらないか
ら、検波出力と回転角との関係を極座標で記録すること
によりシート状試料のシート面に沿う方向の磁気的異方
性が直ちに判明する。
ずれとして表れるので、周波数を試料がないときの共振
周波数に固定しておくと、周波数のずれは検波出力の低
下として観測される。試料として空胴共振器の断面をカ
バーする広さのものを用いると試料の回転によって形状
及び位置の因子である前記Ａは変化しないから、試料を
回転させながら円板８の回転角と検波出力との関係を極
座標で記録すると楕円状の記録が得られ、その長径と短
径の比率によってμの試料シートのシート面と平行の方
向の異方性例えばフェライト微粒子の配向度が判る。長
手だけスリットから外へはみ出るような細幅形状の試料
の場合、回転角によって前記Ａの値が異るから、検波出
力と回転角との関係の記録から直ちにμの異方性は判明
しないで（１）式による計算が必要となる。テープでも
それから導波管の開口部よりも小さな試料を切取って測
定する場合には、円形に切取ってこれを円板８の中央に
セットするか、或は試料を無配向性シート上に無配向性
の接着剤で貼着するか２枚のシートで挟み込むことによ
り形状及び位置の因子Ａは回転によって変わらないか
ら、検波出力と回転角との関係を極座標で記録すること
によりシート状試料のシート面に沿う方向の磁気的異方
性が直ちに判明する。
更に、フェライト微粒子を厚さ方向に配向させたような
磁気テープ又はディスクの場合、試料Ｓは第５図に示す
ようにテープ或はディスクから細く切出し、テープ或は
ディスク面と平行なＺ方向が空胴共振器の軸方向となる
ように空胴共振器にセットする。この試料の厚さをｔ幅
をｗとし、空胴共振器の長さをｃ、断面をａ×ｂとし、
試料を第６図にX,Yで示すようにセットした場合を考え
る。振動モードはTE10lで、ｌ＝１とする。前記（１）
式の分母は 試料を第６図Ｙのようにセットした場合、磁力線Ｈの方
向に沿って試料の前後で磁束密度が等しいから、試料内
の磁界はH/μとなる。磁界Ｈはｙ方向には一定であるか
ら前記（１）式の分子は こゝでHoは最大磁界強度である。（２）（３）から 上式をμについて解くと、 によってシート状試料の厚さ方向の透磁率が求まる。ま
た試料を第６図Ｘのようにセットした場合、試料断面が
充分に小さいと、試料の有無によって試料外部の磁界は
変らないとみてよく、試料内をｘ方向に通って空胴共振
器を一周する磁力線の線積分（起磁力）も試料の有無に
かゝわらず一定であるから、この場合 である。磁
界のｘ方向の強度変化は で表されるから、（１）式の分子は （μ−１）wta▲Ｈ2 0▼/2 従って 以上で（４）式はテープ或はディスクの厚さ方向の透磁
率を表わし、（５）式はテープ或はディスクの面に平行
な方向のμを表わす。
磁気テープ又はディスクの場合、試料Ｓは第５図に示す
ようにテープ或はディスクから細く切出し、テープ或は
ディスク面と平行なＺ方向が空胴共振器の軸方向となる
ように空胴共振器にセットする。この試料の厚さをｔ幅
をｗとし、空胴共振器の長さをｃ、断面をａ×ｂとし、
試料を第６図にX,Yで示すようにセットした場合を考え
る。振動モードはTE10lで、ｌ＝１とする。前記（１）
式の分母は 試料を第６図Ｙのようにセットした場合、磁力線Ｈの方
向に沿って試料の前後で磁束密度が等しいから、試料内
の磁界はH/μとなる。磁界Ｈはｙ方向には一定であるか
ら前記（１）式の分子は こゝでHoは最大磁界強度である。（２）（３）から 上式をμについて解くと、 によってシート状試料の厚さ方向の透磁率が求まる。ま
た試料を第６図Ｘのようにセットした場合、試料断面が
充分に小さいと、試料の有無によって試料外部の磁界は
変らないとみてよく、試料内をｘ方向に通って空胴共振
器を一周する磁力線の線積分（起磁力）も試料の有無に
かゝわらず一定であるから、この場合 である。磁
界のｘ方向の強度変化は で表されるから、（１）式の分子は （μ−１）wta▲Ｈ2 0▼/2 従って 以上で（４）式はテープ或はディスクの厚さ方向の透磁
率を表わし、（５）式はテープ或はディスクの面に平行
な方向のμを表わす。
ト．効 果 本発明によれば試料を空胴共振器に挿入して試料と空胴
共振器を相対的に回して、共振周波数或はＱ値の変化
（何れも励振周波数を一定にしておいて検波出力の変化
として検出できる）を測定することで試料の３次元方向
の磁気的な異方性が判明し、試料としては空胴共振器の
断面より大きな形状のものはもちろん、磁気テープのよ
うな長手方向だけが空胴共振器の断面からはみ出すよう
な細幅形状の試料や、共振器断面より小さな形状の試料
にも適用できるので、この種の試料の３次元方向の磁気
的異方性の測定（第５図の説明を参照）が大変簡便且つ
迅速にでき、この種製品の品質管理に大いに寄与し得る
ものである。
共振器を相対的に回して、共振周波数或はＱ値の変化
（何れも励振周波数を一定にしておいて検波出力の変化
として検出できる）を測定することで試料の３次元方向
の磁気的な異方性が判明し、試料としては空胴共振器の
断面より大きな形状のものはもちろん、磁気テープのよ
うな長手方向だけが空胴共振器の断面からはみ出すよう
な細幅形状の試料や、共振器断面より小さな形状の試料
にも適用できるので、この種の試料の３次元方向の磁気
的異方性の測定（第５図の説明を参照）が大変簡便且つ
迅速にでき、この種製品の品質管理に大いに寄与し得る
ものである。
第１図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第２図は同
じく要部の縦断面拡大図、第３図は同じく円板の斜視
図、第４図は空胴共振器におけるTE10lの振動状態の説
明図、第５図は試料の厚さ方向の異方性測定のための試
料の切出し方の説明図、第６図は上記切出した試料の空
胴共振器へのセット状態を説明する図である。
じく要部の縦断面拡大図、第３図は同じく円板の斜視
図、第４図は空胴共振器におけるTE10lの振動状態の説
明図、第５図は試料の厚さ方向の異方性測定のための試
料の切出し方の説明図、第６図は上記切出した試料の空
胴共振器へのセット状態を説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−227156（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−104150（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−134054（ＪＰ，Ｕ) 小口・太田「マイクロ波ミリ波測定」コ ロナ社（昭46−10−１）Ｐ．300−321 大河内・牧本「マイクロ波測定」オーム 社（昭34−２−28）Ｐ．74−121
Claims (1)
- 【請求項１】空胴共振器の軸に対して磁界の腹の部分の
磁界が直交するように形成される空胴共振器の上記磁界
の腹の部分に空胴共振器を横断するスリットを設け、こ
のスリットに試料を挿入して、この試料を空胴共振器の
軸を軸として回転させ得るようにし、そのときの空胴共
振器の共振周波数或いはＱの値の変化を検出するように
した装置を用い、シート状試料から採取した細長試料を
もとのシート面に沿う方向が空胴共振器の軸と平行とな
るように、かつ細長試料の長さ方向が空胴共振器の軸と
直交するように上記スリットから空胴共振器内に挿入し
て、空胴共振器の共振周波数およびＱ値の変化を検出す
ることを特徴とするシート状試料の磁気的異方性測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61044357A JPH0781988B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | シート状試料の磁気的異方性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61044357A JPH0781988B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | シート状試料の磁気的異方性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62201355A JPS62201355A (ja) | 1987-09-05 |
| JPH0781988B2 true JPH0781988B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=12689257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61044357A Expired - Lifetime JPH0781988B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | シート状試料の磁気的異方性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781988B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009535647A (ja) * | 2006-05-01 | 2009-10-01 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | フィルタ負荷判定のためのマイクロ波検出 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7614479B2 (en) * | 2004-05-12 | 2009-11-10 | Jan Plummer | Sound enhancement module |
| JP6572726B2 (ja) * | 2015-10-20 | 2019-09-11 | 王子ホールディングス株式会社 | 試料測定装置および試料測定方法 |
| CN112924907B (zh) * | 2021-01-26 | 2021-11-09 | 北京邮电大学 | 一种使用光学微腔的高灵敏度三维磁场探测方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227156A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-12 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | シ−トの配向性測定方法 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP61044357A patent/JPH0781988B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 大河内・牧本「マイクロ波測定」オーム社（昭３４−２−２８）Ｐ．７４−１２１ |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62201355A (ja) | 1987-09-05 |
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