(57)【要約】  振動型発電装置、および該振動型発電装置を備えた電源モジュールの提供。  複数の静電誘導型発電素子（１１０１〜１１０ｎ）と、前記複数の静電誘導型発電素子の各発電出力を合成する合成部（１２０）とを備える振動型発電装置（１００）であり、前記複数の静電誘導型発電素子のそれぞれは、固定電極と、前記固定電極に対し相対運動可能に対向配置された可動電極と、前記固定電極に対向する前記可動電極の一面、または前記可動電極に対向する前記固定電極の一面に形成されたエレクトレットとを備える。
2014069483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の静電誘導型発電素子と、
前記複数の静電誘導型発電素子の各発電出力を合成する合成部と、
を備えた振動型発電装置。
【請求項２】
前記複数の静電誘導型発電素子が、相互に異なる共振周波数を有する複数の静電誘導型発電素子から構成される、請求項１に記載の振動型発電装置。
【請求項３】
前記複数の静電誘導型発電素子が、相互に同一の共振周波数を有する複数の静電誘導型発電素子から構成される、請求項１に記載の振動型発電装置。
【請求項４】
前記複数の静電誘導型発電素子が、相互に同一の共振周波数を有する組合せと相互に異なる共振周波数を有する組合せとを含む、少なくとも３個の静電誘導型発電素子から構成される、請求項１に記載の振動型発電装置。
【請求項５】
前記複数の静電誘導型発電素子のそれぞれは、
固定電極と、
前記固定電極に対し相対運動可能に対向配置された可動電極と、
前記固定電極に対向する前記可動電極の一面、または前記可動電極に対向する前記固定電極の一面に配置されたエレクトレットと、
を備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の振動型発電装置。
【請求項６】
前記合成部は、前記複数の静電誘導型発電素子の発電出力を整流する複数の整流回路を備え、前記複数の整流回路の出力部は相互に並列接続された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の振動型発電装置。
【請求項７】
前記複数の整流回路のそれぞれは、該整流回路の出力電流の逆流を抑制するためのショットキーバリアダイオードを備えた、請求項６に記載の振動型発電装置。
【請求項８】
前記複数の整流回路のそれぞれは、全波整流回路である、請求項６または７に記載の振動型発電装置。
【請求項９】
前記エレクトレットが、含フッ素重合体を用いた樹脂膜に電荷を注入したものである、請求項５〜８のいずれか一項に記載の振動型発電装置。
【請求項１０】
前記含フッ素重合体が、主鎖に脂肪族環を有する含フッ素重合体（ａ）または該含フッ素重合体（ａ）の誘導体（ａ’）である、請求項９に記載の振動型発電装置。
【請求項１１】
前記含フッ素重合体（ａ）が反応性官能基を有する、請求項１０に記載の振動型発電装置。
【請求項１２】
前記含フッ素重合体（ａ）の誘導体（ａ’）が、反応性官能基を有する含フッ素重合体（ａ）と、アミノ基を有するシランカップリング剤との混合物または反応生成物を含む、請求項１０に記載の振動型発電装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の振動型発電装置と、
前記振動型発電装置の発電出力を平滑化する平滑部と、
前記平滑部によって平滑化された前記発電出力の電圧を所望の電圧に変換する電圧変換部と、
を備えた電源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電誘導型発電素子を備えた振動型発電装置、および該振動型発電装置を備えた電源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換素子として、たとえば、特許文献１に記載されたエレクトレット(Electret)を備えた静電誘導型変換素子がある。該静電誘導型変換素子は、対向配置された第１導体および第２導体と、第１導体に配置されたエレクトレットとを備える。第２導体は、第１導体に対して相対運動可能なようにバネ等の弾性部材で支持され、バネ定数等に由来する固有の機械的共振周波数を有する。【０００３】
前記静電誘導型変換素子によれば、振動により第２導体が第１導体に対して相対運動すると、エレクトレットに注入された電荷により第２導体に電荷が誘導されて発電が行われる。したがって、前記静電誘導型変換素子を用いれば、環境中の振動により発電する振動型発電装置を実現できる。該振動型発電装置によれば、静電誘導型変換素子が備える第２導体固有の機械的共振周波数付近で該第２導体の運動エネルギーが大きくなり、発電量が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８０４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記振動型発電装置によれば、静電誘導型変換素子が備える第２導体の振動周波数が該第２導体固有の機械的共振周波数付近になくなると、第２導体の運動エネルギーが低下し、必ずしも充分な発電量が得られなくなる。
そこで、本発明は、広範な振動周波数範囲にわたって運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電できる振動型発電装置および電源モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下［１］〜［１３］の構成を有する振動型発電装置および電源モジュールを提供する。
［１］  複数の静電誘導型発電素子と、
前記複数の静電誘導型発電素子の各発電出力を合成する合成部と、
を備えた振動型発電装置。
［２］  前記複数の静電誘導型発電素子が、相互に異なる共振周波数を有する複数の静電誘導型発電素子から構成される、［１］の振動型発電装置。
［３］  前記複数の静電誘導型発電素子が、相互に同一の共振周波数を有する複数の静電誘導型発電素子から構成される、［１］の振動型発電装置。
［４］  前記複数の静電誘導型発電素子が、相互に同一の共振周波数を有する組合せと相互に異なる共振周波数を有する組合せとを含む、少なくとも３個の静電誘導型発電素子から構成される、［１］の振動型発電装置。
［５］  前記複数の静電誘導型発電素子のそれぞれは、
固定電極と、
前記固定電極に対し相対運動可能に対向配置された可動電極と、
前記固定電極に対向する前記可動電極の一面、または前記可動電極に対向する前記固定電極の一面に配置されたエレクトレットと、
を備えた、［１］〜［４］のいずれかの振動型発電装置。
［６］  前記合成部は、前記複数の静電誘導型発電素子の発電出力を整流する複数の整流回路を備え、前記複数の整流回路の出力部は相互に並列接続された、［１］〜［５］のいずれかの振動型発電装置。
［７］  前記複数の整流回路のそれぞれは、該整流回路の出力電流の逆流を抑制するためのショットキーバリアダイオードを備えた、［６］の振動型発電装置。
［８］  前記複数の整流回路のそれぞれは、全波整流回路である、［６］または［７］の振動型発電装置。
［９］  前記エレクトレットが、含フッ素重合体を用いた樹脂膜に電荷を注入したものである、［５］〜［８］のいずれかの振動型発電装置。
［１０］  前記含フッ素重合体が、主鎖に脂肪族環を有する含フッ素重合体（ａ）または該含フッ素重合体（ａ）の誘導体（ａ’）である、［９］の振動型発電装置。
［１１］  前記含フッ素重合体（ａ）が反応性官能基を有する、［１０］の振動型発電装置。
［１２］  前記含フッ素重合体（ａ）の誘導体（ａ’）が、反応性官能基を有する含フッ素重合体（ａ）と、アミノ基を有するシランカップリング剤との混合物または反応生成物を含む、［１０］の振動型発電装置。
［１３］  前記［１］〜［１２］の振動型発電装置と、
前記振動型発電装置の発電出力を平滑化する平滑部と、
前記平滑部によって平滑化された前記発電出力の電圧を所望の電圧に変換する電圧変換部と、
を備えた電源モジュール。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の振動型発電装置および電源モジュールによれば、広範な振動周波数範囲にわたって運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による振動型発電装置の構成の一例を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態による振動型発電装置が備える静電誘導型変換素子の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による振動型発電装置が備える静電誘導型変換素子の発電電力の周波数特性の一例を示す波形図である。
【図４】本発明の第１実施形態による振動型発電装置が備える静電誘導型変換素子の発電出力（電圧）の一例を示す波形図である。
【図５】本発明の第１実施形態による振動型発電装置が備えるショットキーバリアダイオードの逆電流特性の一例を示す波形図である。
【図６】本発明の第１実施形態による振動型発電装置の発電電力の周波数特性の一例を示す波形図である。
【図７】本発明の第１実施形態による振動型発電装置の変形例を示す回路図である。
【図８】本発明の第２実施形態による電源モジュールの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第１実施形態〕
（構成の説明）
図１に、本発明の第１実施形態による振動型発電装置１００の構成の一例を示す。
振動型発電装置１００は、複数の静電誘導型発電素子１１０１，１１０２，…１１０ｎ（ｎは２以上の自然数）と、前記複数の静電誘導型発電素子の各発電出力を合成する合成部１２０とを備える。静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎは、相互に異なる機械的共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２，…ｆｒｎを有し、後述の図２に示す可動基板１１２および可動電極１１４から構成された可動部材の運動エネルギーを、静電誘導を利用して電気エネルギーに変換する。
なお、以下の説明において、「静電誘導型変換素子１１０」は、複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎのうちの任意の一つを表す。また、本実施形態において、「発電出力」は、電圧、電流、電力のいずれかを意味する。
【００１０】
図２に、静電誘導型変換素子１１０の構成の一例を示す。静電誘導型変換素子１１０は、固定基板１１１と、可動基板１１２と、固定電極１１３と、可動電極１１４と、エレクトレット１１５とを備える。固定基板１１１と可動基板１１２とは対向配置され、可動基板１１２は、固定基板１１１に対し相対運動可能に弾性部材（たとえばバネ）により支持されている。本実施形態では、可動基板１１２は、固定基板１１１と一定間隔を保った状態で一方向（図中の矢印方向）に往復運動可能に支持されている。ただし、可動基板１１２は、静電誘導を発現する限度において、固定基板１１１に対して任意の方向に相対運動してもよい。
【００１１】
可動基板１１２と対向する固定基板１１１の一面には、細片状の複数の固定電極１１３が一定のピッチで配置されている。複数の固定電極１１３の長手方向は、可動基板１１２の往復運動方向と直交する方向に設定されている。固定基板１１１と対向する可動基板１１２の一面には、細片状の複数の可動電極１１４が固定電極１１３と対向する位置に配置されている。可動電極１１４が配置された可動基板１１２は固定電極１１３が配置された固定基板１１１に対し一定間隔を保って一方向に往復運動可能であることから、可動電極１１４は、固定電極１１３に対し相対運動可能に対向配置されている。複数の可動電極１１４に対向する複数の固定電極１１３の各一面には、エレクトレット１１５が配置されている。
【００１２】
可動基板１１２および可動電極１１４から構成される可動部材（符号なし）は、固有の機械的共振周波数ｆｒを有する。該機械的共振周波数ｆｒは、前記可動部材の質量、該可動部材を支持する弾性部材（たとえばバネ）の弾性係数（たとえばバネ定数）等を調整することにより設定できる。図１に示す静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎが有する機械的共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２，…ｆｒｎは、前記可動部材の機械的共振周波数ｆｒに対応し、たとえば図２に示す可動基板１１２の質量、または可動基板１１２を支持する弾性部材（図示なし）の弾性係数等を調整することにより、相互に異なる値に設定される。一例として、後述の図３（ａ）に示す周波数特性（機械的共振周波数３０Ｈｚ）を有する静電誘導型変換素子の可動基板を支持するバネの長さまたは直径を３０パーセント程度だけ増やせば、同図（ｂ）に示す機械的共振周波数２０Ｈｚを有する静電誘導型変換素子が得られる。また、たとえば、バネの伸縮運動を減衰させるためのダンパーを設け、該ダンパーの減衰係数を設定することにより、各機械的共振周波数での共振のＱ値を調整することもできる。
静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎが有する機械的共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２，…ｆｒｎは、たとえば環境中に存在する任意の振動の周波数に設定され得る。環境中に存在する振動の一例として、１〜１０Ｈｚ程度の周波数帯に存在する高層ビルの振動、２〜４Ｈｚ程度の周波数帯に存在する歩行者の往来による振動、４〜２０Ｈｚ程度の周波数帯に存在するエアコンの室外機（コンプレッサー）の振動、２０〜１１０Ｈｚ程度の周波数帯域に存在するダクト配管送風機の振動、３０〜１１０Ｈｚ程度の周波数帯域に存在する自動車の振動等が挙げられる。
【００１３】
なお、固定電極１１３および可動電極１１４の各個数は必ずしも複数である必要はなく、単数であってもよい。また、エレクトレット１１５は、図２に示す固定電極１１３上ではなく、固定電極１１３に対向する可動電極１１４上に配置されてもよい。
【００１４】
エレクトレット１１５は、正極性または負極性の電荷を注入することにより、内部にホモ電荷（独立した電荷）を保持させた膜状の電荷保持媒体である。静電誘導型変換素子１１０の発電出力は、エレクトレット１１５の表面電荷密度が高くなるほど高くなる。本実施形態では、エレクトレット１１５を構成する電荷保持媒体として、後述する樹脂膜（Ａ）を用いる。これにより、エレクトレット１１５の表面電荷密度が高くなり、静電誘導型変換素子１１０の発電出力として、たとえば１２０〜２００Ｖ程度の高電圧を得ることができる。
【００１５】
一般に、エレクトレットを構成する電荷保持媒体には、絶縁材料が利用されるので、静電誘導型変換素子の出力インピーダンスは極めて高く、たとえば１０Ｍオーム程度に達する。そのため、静電誘導型変換素子１１０の出力電流は微弱である。したがって、通常、静電誘導型変換素子は発電の用途に適さない。これに対し、本実施形態では、エレクトレット１１５を形成する電荷保持媒体として後述する含フッ素重合体を用いた樹脂膜（Ａ）を用いることにより高電圧を発生させることができるため、静電誘導型変換素子１１０を発電に利用することができる。
【００１６】
図３に、静電誘導型変換素子１１０の発電出力（発電電力）の周波数特性の一例を示す。同図（ａ）は、機械的共振周波数ｆｒを３０Ｈｚに設定した場合の発電電力の周波数特性の一例を示し、同図（ｂ）は、機械的共振周波数ｆｒを２０Ｈｚに設定した場合の発電電力の周波数特性の一例を示す。いずれの例においても、機械的共振周波数ｆｒ付近において、静電誘導型変換素子１１０の可動電極１１４が配置された可動基板１１２の運動エネルギーが大きくなるため、大きな発電出力（発電電力）が得られる。
【００１７】
説明を図１に戻す。合成部１２０は、複数の静電誘導型発電素子１１０１，１１０２，…１１０ｎの発電出力を整流する複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎを備える。複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの出力部は相互に並列接続されている。すなわち、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの第１出力部１２３１，１２３２，…１２３ｎが第１出力端子１３１に共通接続され、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの第２出力部１２４１，１２４２，…１２４ｎが第２出力端子１３２に共通接続される。
【００１８】
整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの構成を詳細に説明する。
本実施形態では、複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎのそれぞれは、全波整流回路である。整流回路１２０１は、第１入力部１２１１と、第２入力部１２２１と、ダイオード１２５，１２６，１２７，１２８と、ショットキーバリアダイオード１２９と、第１出力部１２３１と、第２出力部１２４１とを備える。本実施形態では、第１入力部１２１１が静電誘導型変換素子１１０１の可動電極１１４と電気的に接続され、第２入力部１２２１が静電誘導型変換素子１１０１の固定電極１１３と電気的に接続される。ただし、逆に、第１入力部１２１１が静電誘導型変換素子１１０１の固定電極１１３と電気的に接続され、第２入力部１２２１が静電誘導型変換素子１１０１の可動電極１１４と電気的に接続されてもよい。
【００１９】
第１入力部１２１１にはダイオード１２５のアノードが接続され、該ダイオード１２５のカソードはショットキーバリアダイオード１２９のアノードに接続される。ショットキーバリアダイオード１２９のカソードは第１出力部１２３１に接続される。第２入力部１２２１にはダイオード１２８のカソードが接続され、該ダイオード１２８のアノードは第２出力部１２４１に接続される。ダイオード１２５のアノードにはダイオード１２６のカソードが接続され、該ダイオード１２６のアノードはダイオード１２８のアノードに接続される。ダイオード１２８のカソードにはダイオード１２７のアノードが接続され、該ダイオード１２７のカソードはダイオード１２５のカソードに接続される。
【００２０】
他の整流回路１２０２，…１２０ｎも整流回路１２０１と同様に構成される。
なお、複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎとして全波整流回路に限らず、任意の整流回路を用いることができる。
また、図１に示す整流回路１２０１の構成において、ダイオード１２８のアノードと第２出力部１２４１との間に、ショットキーバリアダイオード１２９に対応したもう一つのショットキーダイオードを追加してもよい。この場合、たとえば、追加されるショットキーバリアダイオードのアノードは第２出力部１２４１に接続され、カソードはダイオード１２８のアノードに接続される。他の整流回路１２０２，…１２０ｎも同様である。
【００２１】
（動作の説明）
本実施形態による振動型発電装置１００は、環境中に存在する振動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。一般に、環境中の振動の周波数は主に１００Ｈｚ以下の低周波であると言われている。ここでは、説明の理解の容易化のため、環境中の振動の一例としてエアコンのコンプレッサーの振動を想定し、エアコンのコンプレッサーが収容された筐体に振動型発電装置１００を取り付けた場合の発電動作を説明する。
なお、本発明は、エアコンのコンプレッサーの振動に限らず、環境中に存在する任意の振動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動型発電装置に適用できる。
【００２２】
通常、エアコンは、室内温度を所望温度に調整する過程でコンプレッサーの回転数を制御する。そのため、コンプレッサーの回転数に応じて、該コンプレッサーが収容されたエアコンの筐体の振動周波数が変化する。エアコンの筐体の振動周波数が、図１に示す静電誘導型変換素子１１０１の機械的共振周波数ｆｒ１付近にある場合、複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎのうち、エアコンの筐体の振動周波数に近い機械的共振周波数ｆｒ１を有する静電誘導型変換素子１１０１が共振状態になる。このため、静電誘導型変換素子１１０１の可動電極１１４（図２）が大きく振動し、該静電誘導型変換素子１１０１の発電出力が大きくなる。
【００２３】
図４（ａ）に、共振状態にあるときの静電誘導型変換素子１１０１の発電出力の電圧波形の一例を示す。静電誘導型変換素子１１０１の発電出力は、図２に示す可動基板１１２の往復運動に対応した周期で変化すると共に、固定電極１１３および可動電極１１４の各配置ピッチに対応した周期で変化する電圧を有する交流電力である。このため、図４（ａ）に示すように、静電誘導型変換素子１１０１の出力電圧の波形は、可動基板１１２（または可動電極１１４）の往復運動に対応した周期Ｔ１の成分と、固定電極１１３および可動電極１１４の各配置ピッチに対応した周期Ｔ２の成分とを含む。
【００２４】
本実施形態では、エレクトレット１１５を構成する電荷保持媒体として、後述の樹脂膜（Ａ）を用いたことにより、共振状態にある静電誘導型変換素子１１０１は、ピーク値で１２０〜２００Ｖ程度の高電圧を発生させる。他の静電誘導型変換素子１１０２，…１１０ｎの発電出力は、各機械的共振周波数とエアコンの筐体の振動周波数との差が大きい程、小さくなる。複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎの各発電出力は合成部１２０に供給される。
【００２５】
合成部１２０は、静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎからそれぞれ供給された発電出力を合成して、第１出力端子１３１と第２出力端子１３２との間に直流の出力電圧Ｖｏｕｔを発生させる。本実施形態では、合成部１２０を構成する複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎは、静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎからそれぞれ供給された交流の発電出力を整流して、直流の発電出力を生成する。各整流回路で整流された直流の発電出力は、振動型発電装置１００の出力電圧Ｖｏｕｔを与える発電出力として合成される。
【００２６】
図４（ｂ）に、整流回路１２０１によって整流された発電出力の電圧波形の一例を示す。同図（ｂ）に示す波形Ａは、同図（ａ）に示す波形を全波整流して得られた直流電圧波形（脈流）である。すなわち、波形Ａは、同図（ａ）の波形の負の領域の極性を反転させることにより得られる。また、同図（ｂ）の波形Ｂは、整流回路１２０１の発電出力（電圧）を平均化することにより得られる。ただし、整流回路内部での発電出力の平均化は任意である。他の整流回路１２０２，…１２０ｎによって整流された発電出力の波形も同様である。
【００２７】
次に、複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎのそれぞれによる整流動作を説明する。たとえば、整流回路１２０１の第１入力部１２１１が接続された静電誘導型変換素子１１０１の可動電極１１４の電位が正であり、第２入力部１２２１が接続された固定電極１１３の電位が負である場合、ダイオード１２５，１２８およびショットキーバリアダイオード１２９が順方向にバイアスされ、ダイオード１２６，１２７が逆方向にバイアスされる。このため、整流回路１２０１は、出力電圧Ｖｏｕｔとして、第２出力部１２４１の電位を基準として第１出力部１２３１の電位が高くなる直流電圧を出力する。
【００２８】
逆に、たとえば、整流回路１２０１の第１入力部１２１１が接続された静電誘導型変換素子１１０１の可動電極１１４の電位が負であり、第２入力部１２２１が接続された固定電極１１３の電位が正である場合、ダイオード１２５，１２８が逆方向にバイアスされ、ダイオード１２６，１２７およびショットキーバリアダイオード１２９が順方向にバイアスされる。このため、整流回路１２０１は、出力電圧Ｖｏｕｔとして、第２出力部１２４１の電位を基準として第１出力部１２３１の電位が高くなる直流電圧を出力する。
【００２９】
結果的に、整流回路１２０１は、静電誘導型変換素子１１０１から第１入力部１２１１および第２入力部１２２１に供給される発電出力の極性にかかわらず、常に、第２出力部１２４１の電位を基準として第１出力部１２３１の電位が高い直流電圧を出力する。これにより、静電誘導型変換素子１１０１の交流の発電出力が整流回路１２０１により全波整流されて直流の発電出力が得られる。
他の整流回路１２０２，…１２０ｎの整流動作も同様である。
【００３０】
次に、ショットキーバリアダイオード１２９の作用効果を説明する。一般に、ダイオードは、逆方向にバイアスされた状態ではほとんど電流を流さない電気的特性を有している。しかし、バイアス状態が順方向から逆方向に切り替わった直後においては、ダイオードを構成する半導体層内に残留する少数キャリアの再結合や拡散により一時的に大きな逆電流が発生し、その後、徐々に逆電流が減少する傾向を示す。この現象はダイオードのリカバリ(Recovery)特性として知られている。整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎを構成するダイオード１２５〜１２８で大きな逆電流が発生すると、整流された発電出力が逆流して静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎに戻される。このため、ダイオードの逆電流が大きいと、発電効率が低下する。
【００３１】
そこで、本実施形態では、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎを構成するダイオード１２５〜１２８のリカバリ特性に起因する発電効率の低下を抑制するため、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎのそれぞれは、逆耐電圧が高く、逆電流の小さい電気的特性を有するショットキーバリアダイオード１２９を備え、該ショットキーバリアダイオード１２９により各整流回路によって整流された発電電力の逆流を抑制する。本実施形態では、エレクトレット１１５を構成する電荷保持媒体として後述する樹脂膜（Ａ）を用いることにより高電圧の発電電力が発生される。このため、発電電力の逆流を抑制するショットキーバリアダイオード１２９の逆耐電圧特性として高い逆耐電圧が必要になる。本実施形態では、ショットキーバリアダイオード１２９として、たとえば、シリコンと金属との界面に高温で特殊な処理を施すことによりリカバリ特性および逆耐電圧特性が改良された公知のショットキーバリアダイオードを用いる。この種のショットキーバリアダイオードは、たとえば６００Ｖ程度以上の逆耐電圧特性を有しているため、高電圧の発電電力の逆流を有効に抑制し、発電効率の低下を抑制できる。ただし、この例に限定されず、発電電力の逆流を抑制する限度において、ショットキーバリアダイオード１２９として任意のデバイスを用いることができる。
【００３２】
発電効率の低下の抑制は、出力インピーダンスが比較的高い静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎの各発電出力を整流する場合に重要になる。すなわち、一般に静電誘導型変換素子の出力インピーダンスは高いため、必ずしも充分な出力電流を得ることができない。このため、前述のように、リカバリ特性に起因するダイオードの逆電流により、静電誘導型変換素子１２０１，１２０２，…１２０ｎから整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎに供給された発電出力のほとんどが整流回路から静電誘導型変換素子に逆流し、発電効率が著しく低下する。このため、高い出力インピーダンスを有する静電誘導型変換素子を用いる場合、整流回路における発電電力の逆流を抑制する技術が重要になる。また、本実施形態のように複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの出力部が相互に接続されている場合、整流回路の数が増えるほど、出力部を介して整流回路間で流れる電流成分が増加し、該電流成分に基づく逆電流が増加する。このため、整流回路の数が増えるほど、各整流回路において発電電力の逆流を抑制する技術がさらに重要になる。
【００３３】
図５に、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎが備えるショットキーバリアダイオード１２９の逆電流特性の一例と、ｐｎ接合を用いた通常のダイオードの逆電流特性の一例を示す。同図において、波形Ｃは、ショットキーバリアダイオード１２９の逆電流特性の一例を示し、波形Ｄはｐｎ接合を用いた通常のダイオードの逆電流特性の一例を示す。
【００３４】
図５に示す例では、波形Ｃによって示されるショットキーバリアダイオード１２９の逆電流は、波形Ｄによって示されるｐｎ接合を用いたダイオードの逆電流の３５パーセント程度に留まる。したがって、この例では、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎのそれぞれは、ショットキーバリアダイオード１２９を備えたことにより、ｐｎ接合の通常のダイオード１２５〜１２８のみを用いて整流する場合に比較して、発電効率を６５パーセントだけ改善できる。
【００３５】
説明を図１に戻す。いま、エアコンのコンプレッサーが収容された筐体の振動周波数は静電誘導型変換素子１１０１の共振周波数ｆｒ１付近にあるので、整流回路１２０１によって整流された発電出力は、他の整流回路１１０２，…１１０ｎによって整流された発電出力よりも大きくなり、必要とする発電出力の大半が整流回路１２０１によって得られる。エアコンのコンプレッサーが収容された筐体の振動周波数が変化し、たとえば静電誘導型変換素子１１０２の共振周波数ｆｒ２付近の周波数になると、静電誘導型変換素子１１０１が共振状態になくなるため、該静電誘導型変換素子１１０１の発電出力が低下する。しかし、静電誘導型変換素子１１０２が共振状態になり、該静電誘導型変換素子１１０２の発電出力が大きくなるため、必要とする発電電力が整流回路１２０２によって得られる。
【００３６】
図６に、振動型発電装置１００の発電出力（発電電力）の周波数特性の一例を示す。図６において、波形Ｇは、振動型発電装置１００の発電電力の周波数特性を表す。また、波形Ｈ１，Ｈ２，…Ｈｎは、それぞれ、静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎの発電電力の周波数特性を表し、図３に示す波形に対応する。波形Ｇは、波形Ｈ１，Ｈ２，…Ｈｎを合成した波形に相当する。
【００３７】
本実施形態では、複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎは、相互に異なる固有の機械的共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２，…ｆｒｎを有し、また、各静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎは、固有の機械的共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２，…ｆｒｎで振動したときに発電出力が大きくなる。したがって、本実施形態によれば、エアコンのコンプレッサーの筐体の振動周波数が変化しても、複数の機械的共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２，…ｆｒｎ付近で、複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎのいずれかの発電出力が大きくなるため、広範な振動周波数範囲にわたって発電を行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、エレクトレット１１５を構成する電荷保持媒体として、後述する樹脂膜（Ａ）を用いたので、各静電誘導型変換素子は、１２０〜２００Ｖ程度の高電圧を出力する。したがって、各静電誘導型変換素子の出力インピーダンスが高く、出力電流が微弱であっても、低周波を含む広範な振動周波数範囲にわたって静電誘導型変換素子の発電出力を電力として利用できる。
また、本実施形態によれば、ショットキーバリアダイオード１２９を備えたので、合成部１２０を構成する各整流回路における逆流電流を抑制し、発電効率の低下を抑えることができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎを全波整流回路により構成したので、静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎの発電出力の正極性の成分および負極性の成分の両方を整流することができ、たとえば半波整流回路により構成した場合に比較して発電効率を高めることができる。
さらに、本実施形態によれば、複数の整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの出力部を相互に並列接続したので、振動型発電装置１００の出力インピーダンスを上昇させることなく、各整流回路の出力電流を重畳できる。
【００４０】
なお、第１実施形態において、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎの出力部は直列接続されてもよい。この構成によれば、各整流回路の出力電圧を重畳することができるので、個々の整流回路の出力電圧よりも高い出力電圧を得ることができる。
また、第１実施形態において、必要とする発電出力が得られる限度において、整流回路１２０１，１２０２，…１２０ｎのそれぞれが備えるショットキーバリアダイオード１２９を省略してもよい。
【００４１】
（第１変形例）
図７に、第１実施形態の変形例による振動型発電装置２００の構成の一例を示す。
振動型発電装置２００は、図１に示す振動型発電装置１００の構成において、機械的共振周波数が異なる複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎに替えて、相互に同一の機械的共振周波数ｆｒ０を有する複数の静電誘導型変換素子２１０１，２１０２，…２１０ｎを備える。その他の構成は図１に示す振動型発電装置１００と同様である。
【００４２】
第１変形例によれば、機械的共振周波数ｆｒ０付近で、静電誘導型変換素子２１０１，２１０２，…２１０ｎの全発電出力が大きくなる。したがって、静電誘導型変換素子２１０１，２１０２，…２１０ｎの各発電出力を整流して合成することにより、さらに大きな発電出力を得ることができる。特に、第１変形例によれば、静電誘導型変換素子２１０１，２１０２，…２１０ｎの各電流成分が重畳されるので、振動型発電装置２００の出力電流として大きな電流を得ることができる。
【００４３】
なお、相互に同一の機械的共振周波数ｆｒ０を有する複数の静電誘導型変換素子２１０１，２１０２，…２１０ｎを直接的に並列接続することにより各発電出力を合成することができる。しかし、たとえば静電誘導型変換素子の製造上の個体差や実装形態の違いにより、複数の静電誘導型変換素子の各発電出力の位相は厳密には一致しない。このため、複数の静電誘導型変換素子を直接的に並列接続すると、位相の異なる各静電誘導型変換素子の発電出力が相互に干渉し、発電効率が低下する。これに対し、図７に示す第１変形例によれば、合成部１２０により各静電誘導型変換素子の発電出力の逆流が抑制されるため、静電誘導型変換素子の発電出力の干渉が抑制される。したがって、複数の静電誘導型変換素子の各発電出力の位相が一致しない場合でも発電効率の低下を抑制できる。
【００４４】
（第２変形例）
図１に示す振動型発電装置１００の構成において、複数の静電誘導型変換素子１１０１，１１０２，…１１０ｎの一部を、同一の機械的共振周波数を有する複数の静電誘導型変換素子に置き替えてもよい。また、図７に示す第１変形例の振動型発電装置２００の構成において、複数の静電誘導型変換素子２１０１，２１０２，…２１０ｎの一部を、ｆｒ０以外の機械的共振周波数を有する静電誘導型変換素子に置き替えてもよい。これらの場合、複数の静電誘導型変換素子は、相互に同一の機械的共振周波数を有する静電誘導型変換素子からなる組合せと相互に異なる機械的共振周波数を有する静電誘導型変換素子からなる組合せとを含む少なくとも３個の静電誘導型変換素子（したがって、この場合は、ｎは３以上の自然数）から構成される。
たとえば、図１に示す構成において、エアコンのコンプレッサーの筐体の振動周波数が、静電誘導型変換素子１１０２の機械的共振周波数ｆｒ２付近にある時間が長い場合、機械的共振周波数ｆｒ２を有する静電誘導型変換素子１１０２の個数を増やしてもよい。この例によれば、エアコンのコンプレッサーの稼働状況に合わせて効率的に発電できる。
【００４５】
〔第２実施形態〕
図８に、本発明の第２実施形態による電源モジュール１０００の構成の一例を示す。電源モジュール１０００は、第１実施形態の振動型発電装置１００と、該振動型発電装置１００の発電出力を平滑化する平滑部１４０と、該平滑部１４０によって平滑された発電出力の電圧を所望の電圧に変換する電圧変換部１５０とを備える。図８に示す振動型発電装置１００は、図１に示す構成において「ｎ」を２とした場合に相当し、二つの静電誘導型変換素子１１０１，１１０２を備える。ただし、この例に限定されず、静電誘導型変換素子の個数は任意である。
【００４６】
平滑部１４０は、コンデンサ１４１から構成される。コンデンサ１４１の第１電極端子は振動型発電装置１００の第１出力部１３１に接続され、該コンデンサ１４１の第２電極端子は振動型発電装置１００の第２出力部１３２に接続される。また、コンデンサ１４１の第１電極端子および第２電極端子は、平滑部１４０の出力部として電圧変換部１５０の入力部に接続される。
【００４７】
電圧変換部１５０は、たとえば電圧レギュレータ回路から構成され、平滑部１４０によって平滑化された発電出力の電圧を所望電圧に変換する。所望電圧とは、電源モジュール１０００の出力電圧が供給される負荷に必要とされる電圧であり、負荷に応じて任意に設定される。電圧変換部１５０を構成する電圧レギュレータ回路としては、３端子レギュレータやスイッチングレギュレータ等、任意の形式の回路を使用できる。
【００４８】
振動型発電装置１００の発電出力は、静電誘導型変換素子１１０の発電状態に応じて変化し、その発電出力の電圧は一定ではない。本実施形態では、平滑部１４０が振動型発電装置１００の発電出力を平滑して電圧変換部１５０に供給する。電圧変換部１５０は、平滑部１４０により平滑された発電出力の電圧を所望の一定電圧に変換して出力する。
したがって、電源レギュレータ１０００によれば、第１実施形態の効果に加えて、負荷が必要とする所望電圧の発電出力を生成でき、該負荷の動作電源を供給できる。
【００４９】
〔エレクトレット〕
エレクトレットを構成する電荷保持媒体には、従来からエレクトレットに用いられている絶縁材料が利用できる。絶縁材料は、有機絶縁材料であっても無機絶縁材料であってもよい。
有機絶縁材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、後述の含フッ素重合体（ａ）等の含フッ素重合体（フッ素樹脂）；ポリプロピレン、ポリスチレン、シクロオレフィンコポリマー等の炭化水素系重合体；ポリカーボネート；これらの重合体に由来する材料等が挙げられる。
重合体に由来する材料としては、重合体と該重合体以外の他の成分との混合物、重合体と該重合体以外の他の成分との反応生成物、等が挙げられる。
無機絶縁材料としては、熱酸化またはプラズマＣＶＤにより形成されるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等が挙げられる。
電荷保持媒体は、高い絶縁性を有し、吸水性が低いことから、含フッ素重合体を用いた樹脂膜が好ましい。また、表面電位値や電荷保持の安定性（常温安定性、加熱時の安定性の両方）等に優れることから、主鎖に脂肪族環構造を有する重合体または該重合体に由来する材料を用いた樹脂膜が好ましい。主鎖に脂肪族環を有する含フッ素重合体（ａ）または該含フッ素重合体（ａ）の誘導体（ａ’）を用いた樹脂膜（以下、樹脂膜（Ａ）ということがある。）が特に好ましい。
樹脂膜（Ａ）は、含フッ素重合体（ａ）または誘導体（ａ’）を用いることにより、高い電荷保持性能を有し、樹脂膜（Ａ）に電荷を注入してなるエレクトレットは高い表面電荷密度を有する。
【００５０】
（樹脂膜（Ａ））
樹脂膜（Ａ）は、主鎖に脂肪族環を有する含フッ素重合体（ａ）または該含フッ素重合体（ａ）の誘導体（ａ’）を用いて形成されている、つまりこれらを主として含有する。
誘導体（ａ’）としては、詳しくは後述するが、含フッ素重合体（ａ）と含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分との混合物、含フッ素重合体（ａ）と含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分との反応生成物、等が挙げられる。樹脂膜（Ａ）が前記反応生成物を含む場合、該樹脂膜（Ａ）中には、前記反応生成物の形成に用いた含フッ素重合体（ａ）または他の成分の一部が未反応のまま残留していてもよい。
【００５１】
＜含フッ素重合体（ａ）＞
含フッ素重合体（ａ）は、主鎖に脂肪族環を有する含フッ素重合体である。
含フッ素重合体（ａ）において、フッ素原子は、主鎖を構成する炭素原子に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよい。低吸水率・低誘電率で絶縁破壊電圧が高く、体積抵抗率の高いエレクトレット化に適していることから、フッ素原子が、少なくとも主鎖を構成する炭素原子に結合していることが好ましい。
【００５２】
「主鎖に脂肪族環を有する」とは、脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子のうち、少なくとも１つが、含フッ素重合体（ａ）の主鎖を構成する炭素原子であることを意味する。
一般に、重合体が重合性二重結合を１個有する単量体の付加重合により得られたものである場合、重合に用いられた単量体が有する重合性二重結合に由来する炭素原子２個が、重合体の前記主鎖を構成する炭素原子となる。重合体が重合性二重結合を２個有する単量体の環化重合により得られたものである場合、重合に用いられた単量体が有する重合性二重結合２個に由来する炭素原子４個が重合体の主鎖を構成する炭素原子となる。
たとえば、含フッ素重合体（ａ）が、後述するような環状単量体を重合させて得た含フッ素重合体の場合は、該環状単量体が有する重合性二重結合を構成する２個の炭素原子が主鎖を構成する炭素原子となる。この場合、単量体の種類により、主鎖を構成する炭素原子２個のうちの１個または２個が脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子となる。具体的には、後述の化合物（１）では、その重合性二重結合に由来する２個の炭素原子が重合体の主鎖を構成する炭素原子となること、および化合物（１）の重合性二重結合が脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子間に存在することより、化合物（１）の重合性二重結合を構成する炭素原子に由来する重合体主鎖の炭素原子２個が脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子となる。後述の化合物（２）においては環骨格を構成する炭素原子と環外の炭素原子との間に重合性二重結合が存在することより、同様に、化合物（２）の重合性二重結合を構成する炭素原子に由来する重合体主鎖の炭素原子２個のうちの１個（環骨格を形成する側の炭素原子）が脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子となる。
また、含フッ素重合体（ａ）が２個の重合性二重結合を有するジエン系単量体を環化重合させて得た含フッ素重合体の場合は、２個の重合性二重結合を構成する４個の炭素原子が主鎖を構成する炭素原子となる。この場合、環化重合の際に生成する結合の違いにより、主鎖を構成する炭素原子４個のうちの２個、３個または４個が脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子となる。
【００５３】
「脂肪族環」とは、芳香族性を有さない環を示す。脂肪族環は、飽和であってもよく、不飽和であってもよい。脂肪族環は、環骨格が、炭素原子のみから構成される炭素環構造のものであってもよく、環骨格に、炭素原子以外の原子（ヘテロ原子）を含む複素環構造のものであってもよい。該ヘテロ原子としては酸素原子、窒素原子等が挙げられる。
脂肪族環の環骨格を構成する原子の数は、４〜７個が好ましく、５〜６個が特に好ましい。すなわち、脂肪族環は４〜７員環が好ましく、５〜６員環が特に好ましい。
脂肪族環は置換基を有していてもよく、有さなくてもよい。「置換基を有していてもよい」とは、該脂肪族環の環骨格を構成する原子に置換基（水素原子以外の原子または基）が結合してもよいことを意味する。
【００５４】
脂肪族環は、非含フッ素脂肪族環であってもよく、含フッ素脂肪族環であってもよい。
非含フッ素脂肪族環は、構造中にフッ素原子を含まない脂肪族環である。非含フッ素脂肪族環として、具体的には、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素環、該脂肪族炭化水素環における炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された脂肪族複素環等が挙げられる。
含フッ素脂肪族環は、構造中にフッ素原子を含む脂肪族環である。含フッ素脂肪族環としては、脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子に、フッ素原子またはフッ素原子を含む置換基（以下、含フッ素基という。）が結合した脂肪族環が挙げられる。含フッ素基としては、ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロアルコキシ基、＝ＣＦ２等が挙げられる。
該含フッ素脂肪族環および非含フッ素脂肪族環は、フッ素原子以外のハロゲン原子や含フッ素基以外の置換基を有していてもよい。
脂肪族環としては、電荷保持性能に優れる点から、含フッ素脂肪族環が好ましい。
【００５５】
好ましい含フッ素重合体（ａ）として、下記重合体（Ｉ）、重合体（ＩＩ）が挙げられる。
重合体（Ｉ）：含フッ素環状単量体の付加重合により形成される単位を有する重合体。
重合体（ＩＩ）：含フッ素ジエン系単量体の環化重合により形成される単位を有する重合体。
「単位」は、単量体に由来する、重合体を構成する繰り返し単位を意味する。
以下、式（１）で表される化合物を「化合物（１）」とも記す。他の式で表される単位、化合物等についても同様に記し、たとえば式（３−１）で表される単位を「単位（３−１）」とも記す。
【００５６】
重合体（Ｉ）は、含フッ素環状単量体の付加重合により形成される単位を有する。
「含フッ素環状単量体」とは、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子と含フッ素脂肪族環外の炭素原子との間に重合性二重結合を有する単量体である。含フッ素環状単量体としてはペルフルオロ環状単量体、すなわち、炭素原子に結合した水素原子を含まない含フッ素環状単量体、が好ましい。
含フッ素環状単量体としては、下記の化合物（１）または化合物（２）が好ましい。
【００５７】
【化１】
2014069483.tif 000003
［式中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立に、フッ素原子、エーテル性酸素原子（−Ｏ−）を含んでいてもよいペルフルオロアルキル基、またはエーテル性酸素原子を含んでいてもよいペルフルオロアルコキシ基である。Ｘ３およびＸ４は相互に結合して環を形成してもよい。］
【００５８】
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｙ１およびＹ２におけるペルフルオロアルキル基は、炭素数が１〜７であることが好ましく、炭素数が１〜４であることが特に好ましい。該ペルフルオロアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状が好ましく、直鎖状が特に好ましい。具体的には、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられ、特にトリフルオロメチル基が好ましい。
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｙ１およびＹ２におけるペルフルオロアルコキシ基としては、前記ペルフルオロアルキル基に酸素原子（−Ｏ−）が結合したものが挙げられ、トリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
【００５９】
式（１）中、Ｘ１は、フッ素原子であることが好ましい。
Ｘ２は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、または炭素数１〜４のペルフルオロアルコキシ基であることが好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメトキシ基であることが特に好ましい。
Ｘ３およびＸ４は、それぞれ独立に、フッ素原子または炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基であることが特に好ましい。
Ｘ３およびＸ４は相互に結合して環を形成してもよい。その場合、前記環の１個の炭素原子とＸ３とＸ４とからなる環の環骨格はヘテロ原子を含んでもよく、該環はペルフルオロアルキル基等の置換基を有していてもよい。Ｘ３とＸ４とを含む環の環骨格を構成する原子の数は、４〜７個が好ましく、５〜６個が特に好ましい。
化合物（１）の好ましい具体例として、化合物（１−１）〜（１−５）が挙げられる。
【００６０】
【化２】
2014069483.tif 000004
【００６１】
式（２）中、Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立に、フッ素原子、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基または炭素数１〜４のペルフルオロアルコキシ基が好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が特に好ましい。
化合物（２）の好ましい具体例として、化合物（２−１）〜（２−２）が挙げられる。
【００６２】
【化３】
2014069483.tif 000005
【００６３】
重合体（Ｉ）は、上記含フッ素環状単量体により形成される単位のみから構成されてもよく、該単位と、それ以外の他の単位とを有する共重合体であってもよい。
ただし、該重合体（Ｉ）中、含フッ素環状単量体に基づく単位の割合は、該重合体（Ｉ）を構成する全繰り返し単位の合計に対し、２０モル％以上が好ましく、４０モル％以上がより好ましく、１００モル％であってもよい。
該他の単量体としては、上記含フッ素環状単量体と共重合可能なものであればよく、特に限定されない。具体的には、含フッ素ジエン系単量体、側鎖に反応性官能基を有する単量体、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）等が挙げられる。含フッ素ジエン系単量体としては、後述する重合体（ＩＩ）の説明で挙げるものと同様のものが挙げられる。側鎖に反応性官能基を有する単量体としては、重合性二重結合および反応性官能基を有する単量体が挙げられる。重合性二重結合としては、ＣＦ２＝ＣＦ−、ＣＦ２＝ＣＨ−、ＣＨ２＝ＣＦ−、ＣＦＨ＝ＣＦ−、ＣＦＨ＝ＣＨ−、ＣＦ２＝Ｃ−、ＣＦ＝ＣＦ−等が挙げられる。反応性官能基としては、後述する重合体（ＩＩ）の説明で挙げるものと同様のものが挙げられる。
なお、含フッ素環状単量体と含フッ素ジエン系単量体との共重合により得られる重合体は重合体（Ｉ）として考える。
【００６４】
重合体（ＩＩ）は、含フッ素ジエン系単量体の環化重合により形成される単位を有する。
「含フッ素ジエン系単量体」とは、２個の重合性二重結合およびフッ素原子を有する単量体である。該重合性二重結合としては、特に限定されないが、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。含フッ素ジエン系単量体としてはペルフルオロジエン系単量体、すなわち、炭素原子に結合した水素原子を含まない含フッ素ジエン系単量体、が好ましい。
含フッ素ジエン系単量体としては、下記化合物（３）が好ましい。
ＣＦ２＝ＣＦ−Ｑ−ＣＦ＝ＣＦ２  ・・・（３）。
式（３）中、Ｑは、エーテル性酸素原子を含んでいてもよく、フッ素原子の一部がフッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜５、好ましくは１〜３の、分岐を有してもよいペルフルオロアルキレン基である。該フッ素原子以外のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
Ｑは、エーテル性酸素原子を含むペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。その場合、該ペルフルオロアルキレン基におけるエーテル性酸素原子は、該基の一方の末端に存在していてもよく、該基の両末端に存在していてもよく、該基の炭素原子間に存在していてもよい。環化重合性の点から、該基の一方の末端に存在していることが好ましい。
【００６５】
化合物（３）の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦＣｌＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣ（ＣＦ３）２ＯＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＯＣＦ３）ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２。
【００６６】
化合物（３）の環化重合により形成される単位として、下記単位（３−１）〜（３−４）が挙げられる。下記単位中の環は５員環または６員環であることが好ましい。重合体（ＩＩ）中にはこれらの単位の１種のみが含まれる場合やこれらの単位の２種以上が含まれる場合がある。
【００６７】
【化４】
2014069483.tif 000006
【００６８】
含フッ素重合体（ａ）は、反応性官能基を有することが好ましい。
「反応性官能基」とは、加熱等を行った際に、当該含フッ素重合体（ａ）の分子間、または含フッ素重合体（ａ）とともに配合されている他の成分と反応して結合を形成し得る反応性を有する基を意味する。
たとえば、該他の成分として、後述するシランカップリング剤または極性官能基を２個以上有する分子量５０〜２，０００の化合物（ただしシランカップリング剤は除く。）（以下、多価極性化合物という。）を混合し、それらを反応させて反応生成物とする場合は、含フッ素重合体（ａ）が、シランカップリング剤が有する官能基または多価極性化合物が有する極性官能基と反応し得る反応性官能基を有することが好ましい。
含フッ素重合体（ａ）が有する反応性官能基としては、重合体中への導入のしやすさ、シランカップリング剤または多価極性化合物との相互作用の強さ等を考慮すると、カルボキシ基、酸ハライド基、アルコキシカルボニル基、カルボニルオキシ基、カーボネート基、スルホ基、ホスホノ基、ヒドロキシ基、チオール基、シラノール基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、カルボキシ基またはアルコキシカルボニル基が特に好ましい。
反応性官能基は、含フッ素重合体（ａ）の主鎖の末端に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよい。製造しやすい点からは、主鎖の末端に結合していることが好ましい。すなわち、含フッ素重合体（ａ）として最も好ましい様態は、主鎖の末端にカルボキシ基またはアルコキシカルボニル基を有することである。
なお、ラジカル発生剤等の開始剤存在下で、前記含フッ素環状単量体や含フッ素ジエン系単量体を重合して得られる重合体は、主鎖の末端にフルオロカルボニル基（−Ｃ（Ｏ）−Ｆ）等の不安定な末端基を有することが多い。このため、該不安定な末端基を不活性な基や安定な官能基に変換することが少なくない。この末端基変換により、上記カルボキシ基、アルコキシカルボニル基等の反応性官能基を主鎖の末端に有する重合体が得られる。
【００６９】
含フッ素重合体（ａ）の比誘電率は１．８〜８が好ましく、１．８〜５がより好ましく、１．８〜３がさらに好ましく、１．８〜２．７が特に好ましく、１．８〜２．３が最も好ましい。該比誘電率が上記範囲の下限値以上であると、エレクトレットとして蓄え得る電荷量が高く、上限値以下であると、電気絶縁性、およびエレクトレットとしての電荷保持安定性に優れる。該比誘電率は、ＡＳＴＭ  Ｄ１５０に準拠し、周波数１ＭＨｚにおいて測定される。
また、樹脂膜（Ａ）は、エレクトレットとしての電荷保持を担う部分であることから、含フッ素重合体（ａ）としては、体積固有抵抗が高く、絶縁破壊強度が大きいものが好ましい。
含フッ素重合体（ａ）の体積固有抵抗は、１０１０〜１０２０Ωｃｍが好ましく、１０１６〜１０１９Ωｃｍが特に好ましい。該体積固有抵抗は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７により測定される。
含フッ素重合体（ａ）の絶縁破壊強度は、１０〜２５ｋＶ／ｍｍが好ましく、１５〜２２ｋＶ／ｍｍが特に好ましい。該絶縁破壊強度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１４９により測定される。
含フッ素重合体（ａ）の屈折率は、基板との屈折率差を小さくし、複屈折等による光の干渉を抑え、透明性を確保する点から、１．２〜２が好ましく、１．２〜１．５が特に好ましい。
【００７０】
含フッ素重合体（ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万以上が好ましく、１５万以上がより好ましく、２０万以上がさらに好ましく、２５万以上が特に好ましい。Ｍｗが５万以上であると、製膜しやすい。特に２０万以上であると、膜の耐熱性が向上し、エレクトレットとした際、保持した電荷の熱安定性が向上する。一方、重量平均分子量（Ｍｗ）が大きすぎると、溶媒に溶けにくくなり、製膜プロセスが制限される等の問題が生じるおそれがある。したがって、含フッ素重合体（ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１００万以下が好ましく、８５万以下がより好ましく、６５万以下がさらに好ましく、５５万以下が特に好ましい。
本明細書において、含フッ素重合体（ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、日本化学会誌、２００１，ＮＯ．１２，Ｐ．６６１に記載される、Ｍｗと固有粘度［η］（３０℃）との関係式（［η］＝１．７×１０−４×Ｍｗ０．６０）を用いて算出される値である。
固有粘度［η］（３０℃）（単位：ｄｌ／ｇ）は、３０℃で、ペルフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）を溶媒として、ウベローデ型粘度計により測定される値である。
【００７１】
含フッ素重合体（ａ）は、前述した単量体を重合させることにより合成したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。
主鎖にエーテル性酸素原子を含む含フッ素脂肪族環を有し、主鎖の末端にカルボキシ基またはアルコキシカルボニル基を有する含フッ素重合体の市販品としては、ＣＹＴＯＰ（登録商標、旭硝子社製）が挙げられる。
【００７２】
＜誘導体（ａ’）＞
誘導体（ａ’）としては、上述したように、含フッ素重合体（ａ）と含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分との混合物、含フッ素重合体（ａ）と含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分との反応生成物、等が挙げられる。
前記混合物とは、反応生成物と異なり、含フッ素重合体（ａ）と含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分とが、反応せずに混合した状態をいう。
前記反応生成物としては、たとえば含フッ素重合体（ａ）および前記他の成分を溶媒に溶解したコーティング液を加熱（溶媒を揮発させて成膜する際のベーク等）した際に、各成分が反応して生成するものが挙げられる。なお、含フッ素重合体（ａ）と含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分とを反応させた際に、反応できずに残存する含フッ素重合体（ａ）および含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分は、混合物ということになる。
含フッ素重合体（ａ）と混合または反応させる他の成分としては、シランカップリング剤または多価極性化合物が好ましく、シランカップリング剤が特に好ましい。これにより、形成される樹脂膜（Ａ）の電荷保持性能（保持した電荷の熱安定性、経時安定性等）が向上する。電荷保持性能の向上効果は、特に、含フッ素重合体（ａ）が主鎖の末端にカルボキシ基またはアルコキシカルボニル基を有する場合に顕著である。
電荷保持性能の向上効果は、含フッ素重合体（ａ）とシランカップリング剤または多価極性化合物とがナノ相分離を引き起こし、シランカップリング剤または多価極性化合物由来のナノクラスタ構造が形成され、当該ナノクラスタ構造が、エレクトレットにおける電荷を蓄える部位として機能するためであると推察される。
誘導体（ａ’）中、シランカップリング剤または多価極性化合物は、分子同士が反応した状態で存在していてもよい。
【００７３】
シランカップリング剤としては、特に限定されず、従来公知または周知のものを含めて広範囲にわたって利用できる。
シランカップリング剤としては、アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましい。
入手の容易性等を考慮すると、特に好ましいシランカップリング剤は、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、およびＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、から選択される１種以上である。
【００７４】
シランカップリング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シランカップリング剤の配合量は、含フッ素重合体（ａ）とシランカップリング剤との合計量に対して、０．１〜２０質量％が好ましく、０．３〜１０質量％がより好ましく、０．５〜５質量％が特に好ましい。上記範囲であると、含フッ素重合体（ａ）とともに溶媒に溶解してコーティング液とした際に、簡便に均一な溶液とすることができる。
【００７５】
多価極性化合物は、極性官能基を２個以上有する分子量が５０〜２，０００の化合物（ただし前記シランカップリング剤は除く。）が好ましく、分子量が１００〜２，０００の化合物（ただし前記シランカップリング剤は除く。）が特に好ましい。多価極性化合物の分子量が上記範囲の下限値以上であると、分子量が高いために揮発しにくく、製膜後に膜中に残存させることが容易になる。また、上記範囲の上限値以下であると、含フッ素重合体（ａ）との相溶性が良好になる。
「極性官能基」とは、下記の（１ａ）および（１ｂ）の何れか一方または両方の特性を有する官能基である。
（１ａ）電気陰性度の異なる２種類以上の原子を含み、当該官能基中に分極による極性を有する。
（１ｂ）当該官能基と結合した炭素との電気陰性度の差により分極を生じさせる。
【００７６】
上記特性（１ａ）のみを有する極性官能基の具体例としては、ヒドロキシフェニル基等が挙げられる。
上記特性（１ｂ）のみを有する極性官能基の具体例としては、１級アミノ基（−ＮＨ２）、２級アミノ基（−ＮＨ−）、ヒドロキシ基、チオール基等が挙げられる。
上記特性（１ａ）および（１ｂ）の両方を有する極性官能基の具体例としては、スルホ基、ホスホノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、酸ハライド基、ホルミル基、イソシアナート基、シアノ基、カルボニルオキシ基（−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）カーボネート基（−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）等が挙げられる。
【００７７】
多価極性化合物としては、ペンタン−１，５−ジアミン、ヘキサン−１，６−ジアミン、シクロヘキサン−１，２−ジアミン、シクロヘキサン−１，３−ジアミン、シクロヘキサン−１，４−ジアミン、１，２−ジアミノベンゼン、１，３−ジアミノベンゼン、１，４−ジアミノベンゼン、トリス（２−アミノエチル）アミン、トリス（３−アミノプロピル）アミン、シクロヘキサン−１，３，５−トリアミン、シクロヘキサン−１，２，４−トリアミン、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，２，４−トリアミノベンゼン、２，４，６−トリアミノトルエン、１，３，５−トリス（２−アミノエチル）ベンゼン、１，２，４−トリス（２−アミノエチル）ベンゼン、２，４，６−トリス（２−アミノエチル）トルエン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンおよびポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、トリス（２−アミノエチル）アミン、トリス（３−アミノプロピル）アミン、シクロヘキサン−１，３−ジアミン、ヘキサン−１，６−ジアミン、ジエチレントリアミンおよびポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも１種が特に好ましい。
【００７８】
多価極性化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。たとえば、極性官能基を２個有する化合物と、極性官能基を３個以上有する化合物とを混合して用いてもよい。
多価極性化合物の配合量は、含フッ素重合体（ａ）の配合量の０．０１〜３０質量％が好ましく、０．０５〜１０質量％が特に好ましい。該配合量が上記範囲の下限値以上であると、多価極性化合物を配合することによる効果が充分に得られる。該配合量が上記範囲の上限値以下であると、含フッ素重合体（ａ）との混和性が良好であり、コーティング液中での分布が均一となる。
【００７９】
（樹脂膜（Ａ）の形成方法）
樹脂膜（Ａ）の形成方法としては特に限定されず、公知の方法を利用できる。たとえば、固定電極１１３が形成された固定基板１１１の、固定電極１１３側の表面上にコーティング膜を形成し、該コーティング膜を、固定電極１１３に対応するパターンにパターニングする方法が挙げられる。
コーティング膜の形成方法としては、たとえば、含フッ素重合体（ａ）を溶媒に溶解してなるコーティング液、または含フッ素重合体（ａ）と該含フッ素重合体（ａ）以外の他の成分とを溶媒に溶解してなるコーティング液を用いてコーティング膜を製膜する方法が挙げられる。前記他の成分としては、上述したとおり、シランカップリング剤または多価極性化合物が好ましく、シランカップリング剤が特に好ましい。
【００８０】
溶媒としては、少なくとも含フッ素重合体（ａ）を溶解する溶媒が用いられ、他の成分を含む場合、前記含フッ素重合体（ａ）を溶解する溶媒が、該他の成分を溶解するものであれば、該溶媒単独で均一な溶液とすることができる。また、該他の成分を溶解する他の溶媒を併用してもよい。
溶媒として具体的には、プロトン性溶媒、非プロトン性溶媒等が挙げられ、それらの中から当該コーティング液に配合される成分を溶解するものを適宜選択すればよい。
「プロトン性溶媒」とは、プロトン供与性を有する溶媒である。「非プロトン性溶媒」とは、プロトン供与性を有さない溶媒である。
【００８１】
プロトン性溶媒としては、以下に示すプロトン性非含フッ素溶媒、プロトン性含フッ素溶媒等が挙げられる。
メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、２−ブタオール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、１−オクタノール、２−オクタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、乳酸メチル等のプロトン性非含フッ素溶媒。
２−（ペルフルオロオクチル）エタノール等の含フッ素アルコール、含フッ素カルボン酸、含フッ素カルボン酸のアミド、含フッ素スルホン酸等のプロトン性含フッ素溶媒。
【００８２】
非プロトン性溶媒としては、以下に示す非プロトン性非含フッ素溶媒、非プロトン性含フッ素溶媒等が挙げられる。
ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、デカリン、アセトン、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジメトキシエタン、モノメチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジグライム、トリグライム、プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート（ＰＧＭＥＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、アニソール、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、テトラリン、メチルナフタレン等の非プロトン性非含フッ素溶媒。
【００８３】
１，４−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン等のポリフルオロ芳香族化合物、ペルフルオロトリブチルアミン等のポリフルオロトリアルキルアミン化合物、ペルフルオロデカリン等のポリフルオロシクロアルカン化合物、ペルフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）等のポリフルオロ環状エーテル化合物、ペルフルオロポリエーテル、ポリフルオロアルカン化合物、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）等の非プロトン性含フッ素溶媒。
【００８４】
これらの溶媒は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。またこれらの他にも広範な化合物が使用できる。
これらのうち、含フッ素重合体（ａ）の溶解の用いる溶媒としては、含フッ素重合体（ａ）の溶解度が大きく、良溶媒であることから、非プロトン性含フッ素溶媒が好ましい。
シランカップリング剤または多価極性化合物を溶解する溶媒としては、プロトン性含フッ素溶媒が好ましい。
該溶媒の沸点は、コーティングの際に均一な膜を形成しやすいことから、６５〜２２０℃が好ましく、１００〜２２０℃が特に好ましい。
【００８５】
コーティング液の調製に用いる溶媒は、水分含量が少ないことが好ましい。該水分含量は、１００質量ｐｐｍ以下が好ましく、２０質量ｐｐｍ以下が特に好ましい。
コーティング液における含フッ素重合体（ａ）の濃度は、０．１〜３０質量％が好ましく、０．５〜２０質量％が特に好ましい。
コーティング液の固形分濃度は、形成しようとする膜厚に応じて適宜設定すればよい。通常、０．１〜３０質量％であり、０．５〜２０質量％が好ましい。
なお、固形分は、質量を測定したコーティング液を常圧下２００℃で１時間加熱することで、溶媒を留去し、残存する固形分の質量を測定して算出する。
【００８６】
コーティング液は、各成分を含む組成物を予め調製し、これを溶媒に溶解して得てもよく、各成分をそれぞれ溶媒に溶解し、各溶液を混合して得てもよい。
各成分を含む組成物を予め調製する場合の該組成物の製造方法としては、固体と固体、または固体と液体を混練、共融押し出し法等により混合してもよく、それぞれを可溶な溶媒に溶解した各溶液を混合してもよい。これらの中でも、各溶液を混合することが特に好ましい。
含フッ素重合体（ａ）とシランカップリング剤とを併用する場合、コーティング液は、含フッ素重合体（ａ）を非プロトン性含フッ素溶媒に溶解した重合体溶液と、シランカップリング剤をプロトン性含フッ素溶媒に溶解したシランカップリング剤溶液とを各々調製し、該重合体溶液とシランカップリング剤溶液とを混合することによって得ることが好ましい。
【００８７】
コーティング膜の製膜は、たとえば、コーティング液を基板の表面にコーティングし、ベーク等により乾燥させることにより実施できる。
コーティング方法としては、溶液から膜を形成させる従来公知の方法が利用でき、特に限定されない。かかる方法の具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディッピング法、水上キャスト法、ラングミュア・ブロジェット法、ダイコート法、インクジェット法、スプレーコート法等が挙げられる。また、凸版印刷法、グラビア印刷法、平板印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等の印刷技術も用いることができる。
乾燥は、常温での風乾により行ってもよいが、加熱してベークすることにより行うことが好ましい。ベーク温度は、溶媒の沸点以上であることが好ましく、特に２３０℃以上の高温で行うことが、添加したシランカップリング剤や多価極性化合物と含フッ素重合体（ａ）との反応を充分に完結させる点で特に好ましい。
【００８８】
以上で説明した含フッ素重合体（ａ）または誘導体（ａ’）を用いて樹脂膜（Ａ）を形成する場合、該樹脂膜（Ａ）を形成する基板の表面は、基板との接合性を確保するため、クロム、アルミニウム、銅等で形成されていることが好ましい。仮に、該樹脂膜（Ａ）を形成する基板の表面が金、白金、純ニッケルで形成されている場合、該樹脂膜（Ａ）は基板に接合しない。このため、該樹脂膜（Ａ）を振動板２３上に形成する場合、振動板２３の表面は、電極膜の形成材料として前述した材料のうち、金、白金、純ニッケルを除く導電性材料で形成されていることが好ましい。したがって、仮に、振動板２３の主要形成材として金、白金、純ニッケルを採用する場合には、金、白金、純ニッケルの表面にクロムやアルミニウム等の膜を形成することが好ましい。
【００８９】
コーティング膜のパターニング方法としては、特に限定されず、公知のパターニング技術を利用できる。
具体例としては、前記コーティング膜上に、所定のパターンのマスクを形成し、エッチングする方法が挙げられる。
該マスクは、たとえば固定電極１１３と同様の方法により形成できる。ただしマスクを構成する材料は、コーティング膜に対し、ある程度のエッチング選択比を有するものであればよく、導電性材料でなくてもよい。たとえば該マスクとして、固定電極１１３に対応するパターンにパターニングされたレジスト膜を用いてもよい。レジスト膜のパターニングは、公知のリソグラフィ法により実施できる。
【００９０】
（電荷の注入）
樹脂膜（Ａ）に電荷を注入することで、該樹脂膜（Ａ）をエレクトレット１１５とすることができる。
樹脂膜（Ａ）への電荷の注入方法としては、一般的に絶縁体を帯電させる方法であれば特に限定されない。たとえば、G.M.Sessler, Electrets Third Edition,pp20,Chapter2.2 “Charging and  Polarizing Methods”(Laplacian Press, 1998)に記載のコロナ放電法、電子ビーム衝突法、イオンビーム衝突法、放射線照射法、光照射法、接触帯電法、液体接触帯電法等が適用可能である。本発明においては、特にコロナ放電法、電子ビーム衝突法を用いることが好ましい。
電荷を注入する際の温度条件としては、樹脂膜（Ａ）に含まれる含フッ素重合体（ａ）または誘導体（ａ’）のガラス転移温度（Ｔｇ）以上で行うことが、注入後に保持される電荷の安定性の点から好ましく、該Ｔｇ＋１０℃〜該Ｔｇ＋２０℃程度の温度条件で行うことが特に好ましい。
電荷を注入する際の印加電圧としては、樹脂膜（Ａ）の絶縁破壊電圧以下であれば、高圧を印加することが好ましい。本発明において、樹脂膜（Ａ）への印加電圧は、正電荷では６〜３０ｋＶ、好ましくは８〜１５ｋＶであり、負電荷では−６〜−３０ｋＶ、好ましくは−８〜−１５ｋＶである。
含フッ素重合体（ａ）または誘導体（ａ’）は、正電荷より負電荷をより安定に保持できることから、印加電圧は負電荷であることが好ましい。この場合、エレクトレット１１５の表面電位はマイナスとなる。
【００９１】
なお、ここでは、表面に固定電極１１３が形成された固定基板１１１の固定電極１１３上に直接樹脂膜（Ａ）を形成し、電荷を注入する例を示したが、エレクトレット１１５の製造方法はこれに限定されない。たとえば、任意の基板上に樹脂膜（Ａ）を形成し、基板から剥離した後、表面に固定電極１１３が形成された固定基板１１１上に配置し、電荷を注入してエレクトレット１１５としてもよい。また、任意の基板上に樹脂膜（Ａ）を形成し、電荷を注入してエレクトレット１１５とした後、該エレクトレット１１５を基板から剥離し、これを、表面に固定電極１１３が形成された固定基板１１１上に配置してもよい。
固定基板１１１とは別の基板に樹脂膜（Ａ）を形成する場合であって該基板上で電荷の注入を行わない場合、該基板としては、特に材質を選ばずに用いることができる。
固定基板１１１とは別の基板に樹脂膜（Ａ）を形成する場合であって該基板上で電荷の注入を行う場合、該基板としては、得られた積層体に電荷を注入する際にアースに接続できるような基板が用いられる。好ましい材質としては、たとえば、金、銀、銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、チタン、タングステン、モリブデン、錫、コバルト、パラジウム、白金、これらのうちの少なくとも１種を主成分とする合金等の導電性の金属が挙げられる。また、材質が導電性の金属以外のもの、たとえばガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の有機材料等の絶縁性の材料の基板（絶縁性基板）であっても、その表面にスパッタリング、蒸着、ウエットコーティング等の方法で金属膜、またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化スズ等の金属酸化物；ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、カーボンナノチューブ等からなる有機導電材料等をコーティングしたものであれば用いることができる。またシリコン等の半導体材料も同様の表面処理を行ったものであるか、または半導体材料そのものの抵抗値が低いものであれば、基板として用いることができる。基板材料の抵抗値としては、体積固有抵抗値で０．１Ωｃｍ以下であることが好ましく、特に０．０１Ωｃｍ以下であることが特に好ましい。このような低抵抗値の基板材料であれば、当該基板上に形成された積層体にそのまま電荷を注入してエレクトレットとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の振動型発電装置は、広範な振動周波数範囲にわたって運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電することができる。したがって、たとえば社会インフラストラクチャー（高速道路、鉄道（線路）、橋梁、ビルエネルギー管理システム）、輸送機器（自動車、鉄道車両等の各種車両、航空機、船舶、自転車等）、生活空間（家電、健康機器、携帯装置（電話、時計等）、シェーバー、空調機器、家庭内エネルギー管理システム等）、工場（モーター、ロボット、ベルトコンベア、コンプレッサー）等のモニタニングシステム用電源として、あるいはメンテナンスが難しい場所におけるセンサ用電源等として使用できる。
なお、２０１２年１１月５日に出願された日本特許出願２０１２−２４３７７０号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【符号の説明】
【００９３】
１００…振動型発電装置、１１０，１１０１〜１１０ｎ…静電誘導型変換素子、１１１…固定基板、１１２…可動基板、１１３…固定電極、１１４…可動電極、１１５…エレクトレット、１２０…合成部、１２０１〜１２０ｎ…整流回路、１２５〜１２８…ダイオード、１２９…ショットキーバリアダイオード、１３１…第１出力端子、１３２…第２出力端子、１４０…平滑部、１４１…コンデンサ、１５０…電圧変換部、２１０１〜２１０ｎ…静電誘導型変換素子、１０００…電源モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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