(57)【要約】      （修正有）【課題】振動板の張力が均一で、個々のバラツキが極めて少ない、振動板保持体に振動板を張設してなる振動板ユニットを効率良く得るコンデンサーマイクロホン用振動板ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】振動板保持体１３の一面側に接着剤２を塗布する。次いで、振動板保持体１３の接着剤塗布面を振動板１４に押し付け、この振動板に徐々に張力を加える。張力を加えた振動板の共振周波数を測定する。振動板１４の共振周波数が所定の共振周波数となったときに接着剤を硬化させる。振動板保持体の外周よりはみ出た余分な振動板を除去することにより振動板ユニット１２を得る。接着剤は紫外線硬化樹脂とし、接着剤の硬化は紫外線を照射することにより行うことができる。【選択図】図１
2008205633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板保持体に振動板を張設してなるコンデンサーマイクロホン用振動板ユニットの製造方法であって、
振動板保持体の一面側に接着剤を塗布する工程Ａ、
この振動板保持体の接着剤塗布面を振動板に押し付け、この振動板に適宜張力を加える工程Ｂ、
張力を加えた振動板の共振周波数を測定する工程Ｃ、
前記振動板の共振周波数が所定の共振周波数となったときに、前記接着剤を硬化させる工程Ｄ、
を少なくとも順に備えることを特徴とする振動板ユニットの製造方法。
【請求項２】
前記工程Ａは、接着剤として紫外線硬化樹脂を用い、前記工程Ｄは、紫外線を照射することにより接着剤の硬化を行うことを特徴とする請求項１に記載の振動板ユニットの製造方法。
【請求項３】
前記工程Ｃは、
張力が加えられた振動板に対して所定の空隙をもって配置される駆動電極と、
前記振動板から放射される音波を収音する測定用マイクロホンと、
この測定用マイクロホンから出力されるマイク出力信号を増幅して前記駆動電極に与え、前記振動板を静電的に駆動する電圧増幅器と、
前記マイク出力信号の周波数を計測する周波数カウンタと、
を少なくとも備える張力測定装置により行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動板ユニットの製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｂは、前記張力測定装置によって振動板保持体の他面側を押圧することにより行うことを特徴とする請求項３に記載の振動板ユニットの製造方法。
【請求項５】
振動板保持体に振動板を張設してなるコンデンサーマイクロホン用振動板ユニットの製造装置であって、
振動板保持体の一面側に接着剤を塗布する第一手段、
この振動板保持体の接着剤塗布面を振動板に押し付け、この振動板に徐々に張力を加える第二手段、
張力を加えた振動板の共振周波数を測定する第三手段、
前記振動板の共振周波数が所定の共振周波数となったときに、前記接着剤を硬化させる第四手段、
を少なくとも備えることを特徴とする振動板ユニット製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサーマイクロホンユニット内に組み込まれる振動板ユニットの製造方法に係るものであり、詳しくは、振動板リングに振動板を張設してなる振動板ユニットを効率良く製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサーマイクロホンは、音波により振動する振動板を備えた振動板ユニットと固定極とをスペーサを介して対向配置してなるコンデンサーマイクロホンユニットを備える。上記振動板ユニットと固定極との間にはスペーサの厚さに対応する隙間が形成され、一種のコンデンサーを構成している。このため、振動板が音声を受けて振動すると、振動に応じて振動板ユニットと固定極との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を電気信号に変換し音声信号として出力するようになっている。
【０００３】
これら振動板ユニットや固定極を含む各部材はユニットケース内に組み込まれ、コンデンサーマイクロホンのマイクロホンユニットを構成している。上記固定極は振動板との関係において、バックプレートといわれることもある。また、ユニットケース内において組み立てられたコンデンサーマイクロホンユニットは、インピーダンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）及び、このＦＥＴを実装する回路基板を更に備えた構成となっている。
【０００４】
ところで振動板ユニットは、従来、振動板に所定の張力を加え、これにエポキシ系等の接着剤を塗布した振動板リングを載せ、接着材を硬化させることにより作製されている。そのため、振動板ユニットでは、振動板の張力に個差（バラツキ）があり、これによって、感度、低域集音限界、固定極による吸着力に対する抵抗力の安定度に個差（バラツキ）が生じてしまう。
すなわち、振動板の張力は、比較的低めである方が周波数応答の低域集音限界が低くなり、実質的に扱える信号レベルの大きさ(音の最大レベルと最小レベルの比)を示すダイナミックレンジが広がって高性能のコンデンサーマイクロホンを得ることができる。ところが振動板は、低域集音限界を十分に低くしようとしてその張力を低くし過ぎると、成極電圧による静電吸引力で固定極に吸着され、マイクロホンとしての機能を発揮できなくなってしまう。つまり、高い性能を出そうとして振動板の張力を低くすることと、振動板の張力を高めに設定して振動板が固定極に吸着されることのないように安定度を確保することは、相反する関係にある。
【０００５】
このように、コンデンサーマイクロホンにおける振動板の張力は、周波数応答の低域集音限界と固定極に対する吸着安定度を左右する。
したがって、コンデンサーマイクロホンにおいて、低域集音限界と吸着安定度の品質を揃えるためには、振動板の張力を均質に作成することが重要である。
【０００６】
そこで、振動板の張力が均一で、個々のバラツキが極めて少ない振動板ユニットを得るための手段が幾つか提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
また、所望の張力を有する振動板を備えた振動板ユニットを得るため、出来上がった振動板ユニットの個々の共振周波数を測定して、その良否を選別する技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
さらに、出来上がった振動板ユニットにおける振動板の張力を後から調整して、所望の張力を有する振動板を備えた振動板ユニットを得るようにした技術も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１乃至３に記載された技術は何れも、振動板リングに振動板を均一に張設してなる振動板ユニットを効率良く製造するものではない。
また、上記特許文献２及び３に記載された技術は何れも、振動板ユニットを作製した後に実施する工程であると共に、振動板ユニットの良否の判断や、振動板ユニットにおける振動板の張力の調整において、スキルを要するものであり、振動板ユニットを大量に生産するには不向きであった。
【特許文献１】実開昭５９−５０２００号公報
【特許文献２】特開２００６−９８２７７号公報
【特許文献３】特開２００６−１６５９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、振動板の張力が均一で、個々のバラツキが極めて少ない振動板ユニットを効率良く得るコンデンサーマイクロホン用振動板ユニットの製造方法と、この振動板ユニットの大量生産に好適な製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る振動板ユニットの製造方法は、振動板保持体に振動板を張設してなるコンデンサーマイクロホン用振動板ユニットの製造方法であって、振動板保持体の一面側に接着剤を塗布する工程Ａ、この振動板保持体の接着剤塗布面を振動板に押し付け、この振動板に徐々に張力を加える工程Ｂ、張力を加えた振動板の共振周波数を測定する工程Ｃ、前記振動板の共振周波数が所定の共振周波数となったときに、前記接着剤を硬化させる工程Ｄ、を少なくとも順に備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る振動板ユニット製造装置は、振動板保持体に振動板を張設してなるコンデンサーマイクロホン用振動板ユニットの製造装置であって、振動板保持体の一面側に接着剤を塗布する手段、この振動板保持体の接着剤塗布面を振動板に押し付け、この振動板に徐々に張力を加える手段、張力を加えた振動板の共振周波数を測定する手段、前記振動板の共振周波数が所定の共振周波数となったときに、前記接着剤を硬化させる手段、を少なくとも備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の振動板ユニットの製造方法によれば、振動板保持体を振動板に押し付けることで振動板が伸張し、振動板保持体に架張された振動板に徐々に張力を加えることができ、張力を加えた振動板の共振周波数を測定し、所定の共振周波数に調整することで、所望の張力を特定することができる。所定の共振周波数となったときに接着剤を硬化させることで、振動板保持体に振動板を所望の張力を持たせて張設することができる。
したがって、振動板の張力が均一で、個々のバラツキが極めて少ない振動板ユニットを効率良く得る振動板ユニットの製造方法を提供することができる。しかも、共振周波数に基づいて所望の張力を特定するので、歩留まり良く振動板ユニットを製造することが出来る。
【００１２】
本発明の振動板ユニット製造装置によれば、振動板保持体の一面側に接着剤を塗布し、この振動板保持体の接着剤塗布面を振動板に押し付け、この振動板に徐々に張力を加え、張力を加えた振動板の共振周波数を測定し、この共振周波数より張力を特定し、振動板の共振周波数が所定の共振周波数となったときに、接着剤を硬化させることにより、振動板保持体に振動板を所望の張力を持たせて張設することができる。
したがって、振動板の張力が均一で、個々のバラツキが極めて少ない振動板ユニットの大量生産に好適な振動板ユニット製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、振動板保持体に振動板を張設してなる振動板ユニットを製造する方法であり、図１は、本発明に係る振動板ユニットの製造方法の一例を簡略的に示す製造工程図である。
まず、図１（ａ）において、振動板保持体１３の一面側に接着剤２を塗布する。振動板保持体１３はリング状をした枠体である。接着剤２としては、たとえば紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
次に、図１（ｂ）において、振動板１４を適宜の保持装置によりほぼ水平に広げた状態で保持し、この振動板１４に、上記振動板保持体１３の接着剤２塗布面を上から押し付け、振動板１４に張力を加える。振動板１４は、たとえば片面に金属を真空蒸着したポリエステル等の薄膜からなる。
【００１４】
引き続き、図１（ｃ）において、張力を加えた振動板１４の共振周波数を、張力測定装置５０により測定する。張力測定装置５０としては、たとえば図２及び図３に示すような構成の装置を用いることが出来る。
図２は、張力測定装置を示す縦断側面図であり、図３は、その構造を説明するブロック図である。
図２及び図３において、張力測定装置５０は、駆動電極５１と、測定用マイクロホン５２と、電圧増幅器５３と、周波数カウンタ５４と、を少なくとも備える。
駆動電極５１は、張力が加えられた振動板１４に対して所定の空隙をもって配置されている。
測定用マイクロホン５２は、前記振動板から放射される音波を収音する。この測定用マイクロホン５２は、他のマイクロホンと比べて周波数応答が平坦であると共に、使用する音声帯域での位相回転がきわめて小さい無指向性マイクロホンであることが好ましい。
【００１５】
電圧増幅器５３は、前記測定用マイクロホン５２から出力されるマイク出力信号を増幅して前記駆動電極５１に与える。このため振動板１４は、マイク出力信号によって静電的に駆動されることになる。このループにより振動板１４は、マイクロホンとスピーカがハウリングを起こす状態に似た方法で持続的に発振する。この電圧増幅器５３は、いわゆるパワーアンプである。
周波数カウンタ５４は、前記マイクロホン５２から出力される信号の周波数を計測する。
【００１６】
本発明では、前述した振動板保持体１３の接着剤２塗布面を振動板１４に押し付け、この振動板１４に張力を加える工程を、前記張力測定装置５０によって振動板保持体１３の他面側を押圧することにより同時に行うことができる。
これにより、振動板１４の共振周波数を測定しながら、振動板１４の張力を調整することができ、振動板ユニット１２を効率良く、自動的に製造することが可能となる。
【００１７】
張力測定装置５０による振動板保持体１３の他面側の押圧の方法は、たとえば図４に示す方法をとることが出来る。
図４において、振動板１４はリング状の振動板架張枠体４２に張設されており、この振動板架張枠体４２は、振動板架張台４１に設置されている。張力測定装置５０は、図４において下端面に同心円状の突堤を有し、この突堤の内周側に駆動電極５１が設置され、突堤の外周側に、一段窪んだ段部５５を有する。段部５５には、張力測定装置５０の上下方向に形成された吸引孔５６の下端が開口している。吸引孔５６は図示されない真空ポンプにつながっていて、真空ポンプの駆動によって、吸引孔５６を弱真空すなわち負圧にすることができる。
したがって、まず、張力測定装置５０の駆動電極５１部分を振動板保持体１３の枠内に挿入しつつ、前記段部５５に振動板保持体１３の他面側を当接させる。次いで、上記真空ポンプの駆動によって吸引孔５６を負圧にし、振動板保持体１３を吸着する。前記段部５５に振動板保持体１３の他面側が当接した状態のまま、張力測定装置５０によって振動板保持体１３を振動板１４に押圧することで、前記振動板保持体１３の接着剤塗布面側を振動板１４に押し付ける。これにより、振動板１４に徐々に張力を加えることができる。
【００１８】
ここで、張力測定装置５０について、更に詳しく説明する。
まず、振動板１４から放射される音波は測定用マイクロホン５２にて収音され、マイク出力信号として測定用マイクロホン５２から出力される。次いで、このマイク出力信号はこれを電圧増幅器５３で増幅したあと駆動電極５１に印加し、振動板１４を静電的に駆動する。
このとき、振動板１４の張力が高い場合には、振動板１４は高い周波数で共振し、振動板１４の張力が低い場合には、振動板１４は低い周波数で共振する。マイクロホン５２はこの振動板１４の共振を検出して共振周波数に応じた信号を出力する。このマイク出力信号の周波数を周波数カウンタ５４で計測する（読む）ことにより、測定者の個差が介入することなく振動板１４の張力を正確に測定することができる。
また、張力測定装置５０では、振動板１４が大振幅によって駆動されると、駆動電極５１に接触して火花放電により焼損することがあるので、これを防止するため、マイク出力信号の振幅を所定範囲内に抑える回路であるコンプレッサー回路を備えると望ましい。
【００１９】
さらに、図１（ｄ）において、張力測定装置５０により測定した振動板１４の共振周波数よりその張力を特定し、所望の張力となったとき、すなわちあらかじめ定められた周波数で振動板１４が共振しているとき、前記接着剤２を硬化させる。接着剤２の硬化は、本実施形態の場合、紫外線の照射により行う。これにより、振動板保持体１３と振動板１４とが接着剤２によって一体的に接合される。
そして、図１（ｅ）において、振動板保持体１３の外周よりはみ出た余分な振動板１４を除去することにより、振動板保持体１３に振動板１４を張設してなる振動板ユニット１２を得る。
【００２０】
以上のように構成された振動板ユニット１２は、図示しないが、振動板保持体の一面側に接着剤を塗布する第一手段、この振動板保持体の接着剤塗布面を振動板に押し付け、この振動板に徐々に張力を加える第二手段、張力を加えた振動板の共振周波数を測定する第三手段、この共振周波数より張力を特定し、前記振動板の共振周波数が所定の共振周波数となったときに、前記接着剤を硬化させる第四手段、を少なくとも備える振動板ユニット製造装置により製造することができる。
【００２１】
第一手段は、接着剤を紫外線硬化樹脂とした場合、たとえば紫外線硬化樹脂供給装置が接続された樹脂塗布ロールとすることができる。この樹脂塗布ロールは、たとえば紫外線硬化樹脂供給装置より供給された紫外線硬化樹脂を染み出すように構成される。これにより、この樹脂塗布ロールで振動板保持体１３の一面側をなぞることによって、紫外線硬化樹脂を効率良く振動板保持体１３に塗布することができる。
【００２２】
第二手段及び第三手段は、たとえば前述した張力測定装置５０とすることができる。第二手段及び第三手段をこの張力測定装置５０とした場合、振動板に張力を加える加圧と、振動板の共振周波数の測定を効率良く行なうことができる。なお、前記第二手段と前記第三手段は、別々に構成しても良い。
【００２３】
第四手段は、たとえば前記第一手段において接着剤を紫外線硬化樹脂とした場合、紫外線発生部を有する、いわゆる紫外線照射装置とする。これにより、振動板１４を高い温度に曝すこと無く接着剤を硬化させて、振動板保持体１３に振動板１４を一体的に張設することができる。
【００２４】
このような第一手段乃至第四手段を備えた振動板ユニット製造装置とすることにより、振動板の張力が均一で、個々のバラツキが極めて少ない振動板ユニット１２を、効率良く、連続的に大量に製造することが可能となる。
【００２５】
また、以上のように構成された振動板ユニット１２は、固定極を含む各部材と共にユニットケース内に組み込まれ、図５に示すようなコンデンサーマイクロホンユニットを構成する。
図５は、振動板ユニットを組み込んだコンデンサーマイクロホンユニットの構成の一例を示す図である。
図５において、コンデンサーマイクロホンユニット１０は、有底の円筒形のユニットケース１１内に以下の各部品を収容して構成されている。このユニットケース１１は、ユニット内部に音声を導き入れるための複数の孔１１ａを有している。ユニットケース１１内には、リング状の振動板保持体１３と、外周縁部が前記振動板保持体１３の一端面に固着された振動板１４とから構成された振動板ユニット１２が配置されている。
【００２６】
前記振動板ユニット１２に対し、リング状の部材であるスペーサ１５を介して固定極１６が対向配置されている。この固定極１６は振動板１４との関係において、バックプレートといわれることもある。前記振動板１４と前記固定極１６との間にはスペーサ１５の厚さに相当する隙間が形成されており、一種のコンデンサーを構成している。そして、前記孔１１ａから導き入れられる音声にしたがって振動板１４が振動するのに伴い、上記コンデンサーの静電容量が変化し、静電容量の変化が音声信号として出力されるようになっている。
【００２７】
前記固定極１６は、ユニットケース１１内の径方向の寸法を規定する絶縁スリーブ１７によって所定の位置に固定されている。固定極１６の振動板１４との対向面にはエレクトレットボード（不図示）が形成されている。
絶縁スリーブ１７の内周面側には、導電材料で構成された導電スリーブ１８が内接して配置されている。導電スリーブ１８の後端面は、円板状のプリント基板２０上に形成されている回路パターンに接触し、プリント基板２０の後端面周縁部には、ユニットケース１１の開放端縁部の折り返し部１１ｂが当たっている。この折り返し部１１ｂがプリント基板２０を前方（図２において上方向）に向う押圧力を生じさせ、この押圧力によって導電スリーブ１８が上方に押されると共に固定極１６が上方に押される。さらに、スペーサ１５を介して振動板保持体１３がユニットケース１１の底面に押し付けられ、これらの部材のユニットケース１１内におけるそれぞれの位置が決められ、固定されている。
【００２８】
導電スリーブ１８は、固定極１６とプリント基板２０を電気的に接続している。また、前記プリント基板２０には、インピーダンス変換器を構成する電界効果型トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）１９が配置されている。このＦＥＴ１９の端子の一部は、プリント基板２０の所定の回路パターンに半田付け等によって接続されている。
このように振動板ユニット１２や固定極１６を含む各部材はユニットケース１１内に組み込まれ、コンデンサーマイクロホンのマイクロホンユニット１０を構成している。
【００２９】
したがって、本発明に基づいて製造された振動板ユニット１２を備えることにより、感度や低域集音限界、吸着安定度に個差の無いコンデンサーマイクロホンユニット、及びコンデンサーマイクロホンを安定して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る振動板ユニットの製造方法の一例を簡略的に示す製造工程図である。
【図２】本発明に用いる張力測定装置の例を示す縦断側面図である。
【図３】本発明に用いる張力測定装置の電気的な構成例を示すブロック図である。
【図４】図２に示す張力測定装置を用いた振動板ユニットの製造方法を示す縦断側面図である。
【図５】本発明により製造した振動板ユニットを組み込んだコンデンサーマイクロホンユニットの構成の一例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２  接着剤（紫外線硬化樹脂）
１０  コンデンサーマイクロホンユニット
１２  振動板ユニット
１３  振動板保持体
１４  振動板
４１  振動板架張台
４２  振動板架張枠体
５０  張力測定装置
５１  駆動電極
５２  測定用マイクロホン
５３  電圧増幅器（パワーアンプ）
５４  周波数カウンタ
【図１】
2008205633.tif 000003
【図２】
2008205633.tif 000004
【図３】
2008205633.tif 000005
【図４】
2008205633.tif 000006
【図５】
2008205633.tif 000007