(57)【要約】【課題】コンデンサマイクロホンの感度向上に有効に寄与させることができるダイヤフラム及びこれを用いたコンデンサマイクロホンユニット並びにダイヤフラムの形成方法の提供。【解決手段】ダイヤフラムリング１５は、その一側面１６の内径縁１６ａ側に残置させたリング状平坦面１７と、その他の一側面１６の面領域を凹陥させてなる段差部１８とを有し、該段差部１８内の接着剤２６により段差部１８側に振動板１３を貼着してダイヤフラム１２を形成するとともに、ダイヤフラムリング１５の一側面１６側に対し、介在させたスペーサ２２により間隙ｔをおいて背極板２４を対向配置した。これにより、ストレー容量に起因する感度低下と振動板の変位による感度低下とを抑制するとともに、高域での周波数応答や固有雑音のばらつき発生をも阻止してコンデンサマイクロホンの感度向上に寄与させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムリングの一側面に接着剤を介して振動板を貼着してなるダイヤフラムにおいて、
前記ダイヤフラムリングは、前記一側面の内径縁側に残置されるリング状平坦面と、該リング状平坦面を除く前記一側面の面領域を凹陥させてなる段差部とを備え、前記振動板は、前記段差部内に供給される接着剤を介して前記段差部側に貼着したことを特徴とするダイヤフラム。
【請求項２】
請求項１に記載のダイヤフラムにおけるダイヤフラムリングの前記一側面側に対し、介在させた電気絶縁性のスペーサの厚さにより規定される間隙をおいて背極板を対向配置したことを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
【請求項３】
ダイヤフラムリングの一側面における内径縁側にリング状平坦面を残し、その余の部位を凹陥させて段差部を形成する工程と、
ダイヤフラムリングの前記段差部内に接着剤を供給する工程と、
振動板を形成する振動シートをその張力を調整して位置固定する工程と、
該振動シート側に前記接着剤の側が向き合うように前記一側面を対面させたダイヤフラムリングを前記振動シート上に載置する工程と、
前記接着剤の硬化後に前記ダイヤフラムリングの外径縁から突出している振動シートをこれに付着している接着剤共々切除して振動板を残置させる工程とを少なくとも含むことを特徴とするダイヤフラムの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレー容量を減少させて有効静電容量を安定化させることによりコンデンサマイクロホンの感度向上に有効に寄与させることができるダイヤフラム及びこれを用いたコンデンサマイクロホンユニット並びにダイヤフラムの形成方法に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサマイクロホンユニットは、下記特許文献１に示されているようにダイヤフラムリングに振動板を貼り付けて形成されるダイヤフラムを、介在させた電気絶縁性のスペーサの厚さにより規定される所定の間隙をおいて背極板と対向させて配置することで形成されており、この構成により一種のコンデンサ機能を発揮させることができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２０９８９９号公報
【０００３】
図４は、従来からあるコンデンサマイクロホンユニットの構造例を示す縦断面図であり、図５は、図４の要部拡大図である。これらの図によれば、コンデンサマイクロホンユニット１は、ダイヤフラムリング４に振動板３を所定の張力を付与して貼り付けて形成されるダイヤフラム２を、介在させた電気絶縁性のスペーサ５の厚さにより規定される所定の間隙をおいて背極板６と対向させて配置することで形成されており、この構成により既に述べた一種のコンデンサ機能を発揮させることができるようになっている。なお、図中の符号７は、背極板６を介してダイヤフラム２側を支持する支持台を示す。
【０００４】
このような構成からなるコンデンサマイクロホンユニット１は、上記コンデンサ機能のもとで、直流電源またはエレクトレットによりバイアス電圧が加えられ、音圧による振動板３の変位を電気信号として出力することができることになる。この場合、該電気信号は、信号源が上記コンデンサ機能に由来するものであることから、インピーダンスが極めて高いものとなる。このため、コンデンサマイクロホンユニット１の後段には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなるインピーダンス変換器が配置され、該インピーダンス変換器によりインピーダンスを低く変換した上で信号出力を取り出すことができるようになっている。
【０００５】
また、上記構成からなるコンデンサマイクロホンユニット１は、ダイヤフラムリング４と背極板６との平面性を簡単に実現することができることから、比較的安価な多くのコンデンサマイクロホンに採用されている。
【０００６】
しかし、上記構造のコンデンサマイクロホンユニット１においては、図５に示すように背極板６の外径縁６ａとダイヤフラムリング４の内径縁４ａとの間に位置してリング状に重なり合っている部分の静電容量がストレー容量となり、感度低下をもたらすことになる。
【０００７】
これを背極板がバックエレクトレットタイプのものである場合を例に具体的説明すれば、直径が１６ｍｍのコンデンサマイクロホンユニット１は、図４に示す構造のものが次の条件のもとで形成されているものとする。
・ダイヤフラムリング４の内径：              １１．５ｍｍ
・背極板６の外径：                          １３．４ｍｍ
・振動板３（比誘電率：３）の厚さ：            ２．０μｍ
・スペーサ５（比誘電率：３）の厚さ：        ５０．０μｍ
・エレクトレット材（比誘電率：２）の厚さ：  １２．５μｍ
このような条件のもとで形成されているコンデンサマイクロホンユニット１においては、ダイヤフラムリング４と振動板３とスペーサ５と背極板６とが相互に重なり合っている部分、つまりストレー容量に起因して４ｄＢの感度低下の発生することが確認された。
【０００８】
一方、図６は、図４に示す例において振動板３をダイヤフラムリング４に貼り付ける際に介在させた接着剤の挙動を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は、接着剤が硬化する前の状態を、（ｂ）は、接着剤が硬化した後の状態をそれぞれ示す。すなわち、図６（ａ）によれば、エポキシ系もしくは紫外線硬化樹脂などからなる接着剤８は、その硬化前にダイヤフラムリング４の内径縁４ａ側から振動板３上へとその一部がはみ出して有効静電容量にばらつきを発生させることになる。
【０００９】
また、接着剤８がこのようして振動板３上にはみ出してしまった場合には、その硬化時に収縮するに至り、その際の収縮作用により図６（ｂ）において破線で示す元の位置からダイヤフラムリング４側（図では上方）へと振動板３が引き寄せられて変位することになる。
【００１０】
しかも、接着剤８には、濡れ性があることから、ダイヤフラムリング４の内周壁面を例えば０．２ｍｍ程度はい上がることがあり、この場合における振動板３の変位量は１０μｍにまで達するものとなる。
【００１１】
つまり、スペーサ５の厚さの如何によっても変動するものではあるものの、厚さが５０．０μｍのスペーサ５を使用したとする場合には、はみ出した接着剤８による振動板３の変位量が１０μｍであったとすると、そのはみ出し量が僅少であったものとの比較で約２ｄＢの感度差が発生することになる。また、このように振動板３が変位することにより、背極板６との間の間隙寸法が変化してしまうと、高域での周波数応答や固有雑音にばらつきを発生させることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
すなわち、従来技術による場合には、コンデンサマイクロホンユニットにおいてリング状に重なり合っている部位が生成するストレー容量による感度低下がもたらされるという不都合があった。また、図６（ｂ）に示すように振動板が引き寄せられて変位した際に感度低下が生じるほか、高域での周波数応答や固有雑音にばらつきを発生させてしまうといった不具合もあった。
【００１３】
本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、ストレー容量に起因する感度低下の抑制と、接着剤が硬化した際の振動板の変位をなくして感度低下の阻止及び高域での周波数応答や固有雑音のばらつき発生の阻止とを実現してコンデンサマイクロホンの感度向上に有効に寄与させることができるダイヤフラム及びこれを用いたコンデンサマイクロホンユニット並びにダイヤフラムの形成方法を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの請求項１に係る発明（ダイヤフラム）は、ダイヤフラムリングの一側面に接着剤を介して振動板を貼着してなるダイヤフラムにおいて、前記ダイヤフラムリングは、前記一側面の内径縁側に残置されるリング状平坦面と、該リング状平坦面を除く前記一側面の面領域を凹陥させてなる段差部とを備え、前記振動板は、前記段差部内に供給される接着剤を介して前記段差部側に貼着したことを最も主要な特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に係る発明（コンデンサマイクロホンユニット）は、請求項１に記載のダイヤフラムにおけるダイヤフラムリングの前記一側面側に対し、介在させた電気絶縁性のスペーサの厚さにより規定される間隙をおいて背極板を対向配置したことを最も主要な特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項３に係る発明（形成方法）は、ダイヤフラムリングの一側面における内径縁側にリング状平坦面を残し、その余の部位を凹陥させて段差部を形成する工程と、ダイヤフラムリングの前記段差部内に接着剤を供給する工程と、振動板を形成する振動シートをその張力を調整して位置固定する工程と、該振動シート側に前記接着剤の側が向き合うように前記一側面を対面させたダイヤフラムリングを前記振動シート上に載置する工程と、前記接着剤の硬化後に前記ダイヤフラムリングの外径縁から突出している振動シートをこれに付着している接着剤共々切除して振動板を残置させる工程とを少なくとも含むことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のうち、請求項１に係る発明によれば、接着剤が硬化する際の振動板の変位を回避させることができるので、感度低下の一因を解消することができるほか、高域での周波数応答や固有雑音にばらつきが発生するのをなくすこともできる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明によれば、コンデンサマイクロホンユニットにおいてリング状に重なり合っている部位を狭くすることができるので、ストレー容量を小さくして感度低下を抑制することができる。
【００１９】
さらに、請求項３に係る発明によれば、ダイヤフラムリングの内径縁側からの接着剤のはみ出しをなくすことで、接着剤硬化時に振動板に変位が生じないダイヤフラムを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明に係るコンデンサマイクロホンユニット（第２の発明）を従来例として示す図５に対応させて示した要部拡大図である。同図によれば、コンデンサマイクロホンユニット１１は、ダイヤフラムリング１５の一側面１６に接着剤２６を介して振動板１３を貼着して形成されるダイヤフラム１２と、該ダイヤフラム１２におけるダイヤフラムリング１５の一側面１６側に対し、介在させた電気絶縁性のスペーサ２２の厚さにより規定される間隙ｔをおいて対向配置される背極板２４と、該背極板２４をその外周縁部２５を介して支持する凹陥支持面２９を備える支持台２８とで構成されている。そして、このような構成のもとで一種のコンデンサ機能を発揮させることができるようになっている。
【００２１】
このうち、第１の発明であるダイヤフラム１２を構成している金属製のダイヤフラムリング１５は、図２（ａ）からも明らかなように一側面１６の内径縁１６ａ側に残置されるリング状平坦面１７と、該リング状平坦面１７を除く一側面の面領域をリング状平坦面１７の外縁１７ａ側から斜面１９を介して適宜寸法のもとで凹陥させ、その外径縁１６ｂへと至る平坦な段差部１８とを備えて形成されている。
【００２２】
第１の発明に係るダイヤフラム１２は、上記構成からなるダイヤフラムリング１５の段差部１８内に図２（ｂ）に示す状態のもとで供給された接着剤２６を介して、振動板１３をダイヤフラムリング１５側に貼着することにより形成されている。なお、振動板１３は、数μｍオーダーの極めて薄いアルミニウム、チタン、金などの金属箔又はマイラーやプラスチックフィルムを用いて形成されている。
【００２３】
一方、厚さが５０μｍ前後の電気絶縁性のスペーサ２２は、その内径がダイヤフラムリング１５の内径よりも大径であり、かつ、外径がダイヤフラムリング１５の外径よりも小径となった適宜のサイズで形成されている。
【００２４】
また、適宜厚さの背極板２４は、１２．５μｍ前後の厚さのエレクトレット層（図示せず）を振動板１３との対向面に備え、その外径がダイヤフラムリング１５の外径よりも小径な適宜サイズで形成されている。
【００２５】
次に、第３の発明であるダイヤフラムの形成方法を、図２及び工程別の端面図として示す図３（ａ）〜（ｄ）とを参酌して以下に説明する。
【００２６】
すなわち、ダイヤフラムの製造方法は、まず、第１の工程において、図２（ａ）に示すようにダイヤフラムリング１５の一側面１６における内径縁１６ａ側にリング状平坦面１７を残し、その余の部位を外径縁１６ｂに至るまで凹陥させて平坦な段差部１８が形成される。
【００２７】
第２の工程においては、図２（ｂ）に示すようにダイヤフラムリング１５の段差部１８内にエポキシ系もしくは紫外線硬化樹脂などからなる適量の接着剤２６を例えば回転のり付け機で塗布するなどして供給される。この場合、接着剤２６は、ダイヤフラムリング１５の段差部１８内にてリング状平坦面１７の面高さと略同等となるに足るだけの量を供給しておくのが好ましい。
【００２８】
第３の工程においては、図３（ａ）に示すように振動板１３を形成する振動シート１４をその張力を調整して位置固定するとともに、図２（ｂ）に示すダイヤフラムリング１５をその天地を逆にして配置することにより、振動シート１４側に接着剤２６を向き合わせる。
【００２９】
第４の工程においては、ダイヤフラムリング１５側を降下させたり、振動シート１４側を上昇させるなどして両者を相対的に移動をさせることで、図３（ｂ）に示すように、振動シート１４側にその一側面１６を対面させたダイヤフラムリング１５を振動シート１４上に載置する。このとき、接着剤２６は、その一部がダイヤフラムリング１５の外径縁１６ｂ側からはみ出すことになるものの、斜面１９が堰板となってダイヤフラムリング１５のリング状平坦面１７側にはみ出すことはない。
【００３０】
第５の工程においては、接着剤２６を硬化させるものであり、このように接着剤２６を硬化させることにより、図３（ｃ）に示すように収縮した状態のもとで振動シート１４をダイヤフラムリング１５の斜面１９を含む段差部１８側へと貼着させることができることになる。
【００３１】
最終工程としての第６の工程においては、ダイヤフラムリング１５の外径縁１６ｂから図３（ｃ）に示すように突出している部位の振動シート１４をこれに付着している接着剤２６共々、適宜の切断手段により切除することで、振動板１３を残置させたダイヤフラム１２が形成されることになる。
【００３２】
ダイヤフラム１２をこのようにして形成することにより、ダイヤフラムリング１５のリング状平坦部１７と振動シート１４との間に接着剤２６が入り込むことがなくなる。したがって、ダイヤフラムリング１５の内径縁１６ａからの接着剤２６のはみ出しもなくなるため、図６（ｂ）の場合とは異なり接着剤２６が硬化した後に振動板１３が変位することをなくすことができる。
【００３３】
しかも、ダイヤフラムリング１５の段差部１８内の接着剤２６は、段差部１８として凹陥させた分の厚さを保持しているので、硬化後に図３（ｃ）に示すように収縮する。このため、図３（ｄ）に示すように形成されたダイヤフラム１２は、図１に示すように背極板２４の外周縁部２５から離間させることができるので、ストレー容量をそれだけ低下させることができる。
【００３４】
このため、段落番号「０００７」に示す条件のもとで図１に示すコンデンサマイクロホンユニット１１（スペーサ２２に接する部分のダイヤフラム１２の寸法を０．２ｍｍとする）を形成した場合には、ストレー容量が減少して感度が約１．４ｄＢ向上させることができた（Ｓ／Ｎも１．４ｄＢ向上）。したがって、性能のばらつきが少なく、感度を向上させたコンデンサマイクロホンユニット１１を形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るコンデンサマイクロホンユニット（第２の発明）を従来例として示す図５に対応させて示した要部拡大図。
【図２】（ａ）は本発明におけるダイヤフラムリングの一例についての縦断面図を、（ｂ）は（ａ）のダイヤフラムリングに接着剤を供給した状態での縦断面図をそれぞれ示す。
【図３】本発明に係るダイヤフラムの形成方法（第３の発明）を（ａ）〜（ｄ）として工程別に示す端面図。
【図４】従来からあるコンデンサマイクロホンユニットの構造例を示す縦断面図。
【図５】図４に示す従来例についての要部拡大図。
【図６】図４に示す例において振動板をダイヤフラムリングに貼り付ける際に介在させた接着剤の挙動を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は、接着剤が硬化する前の状態を、（ｂ）は、接着剤が硬化した後の状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３６】
１１  コンデンサマイクロホンユニット
１２  ダイヤフラム
１３  振動板
１４  振動シート
１５  ダイオやフラムリング
１６  一側面
１６ａ  内径縁
１６ｂ  外径縁
１７  リング状平坦部
１７ａ  外縁
１８  段差部
１９  斜面
２２  スペーサ
２４  背極板
２５  外周縁部
２６  接着剤
２８  支持台部
２９  凹陥支持面
ｔ  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006121597.tif 000006
【図５】
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【図６】
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