(57)【要約】【課題】縁や孔がある誘電体に対して効率よく荷電する。【解決手段】突起部１１０が冷却されると突起部１１０が収縮し、突起部１１０の直径が孔２の直径より小さくなる。そして、突起部１１０が孔２に嵌められて板部１２０が固定電極２０に密着させられた後、突起部１１０の温度が上昇すると、突起部１１０が膨張し、突起部１１０が孔２に密着して隙間なく孔２を塞ぐ。そして、突起部１１０で孔２が塞がれた高分子材料層４１へコロナ放電によるコロナイオンが到達すると、絶縁体である突起部１１０が孔２に嵌められているため、コロナイオン２５０が孔２から固定電極２０や支持電極２４０に流れることがなく、高分子材料層４１に溜まって高電圧のエレクトレット４０となる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体の縁部分に前記誘電体とは異なる部材を密着させる密着工程と、
前記密着工程で縁部分に前記部材が密着された誘電体を帯電させる帯電工程と
を有するエレクトレット製造方法。
【請求項２】
前記密着工程では、前記部材において前記縁部分に密着する部分は、前記帯電工程で帯電される前記誘電体の帯電面と面一となることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項３】
前記部材の素材は、前記誘電体と同じ素材または前記誘電体の誘電率に近い誘電率の素材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項４】
前記誘電体は複数の貫通孔を有し、
前記密着工程では、前記複数の貫通孔の各縁部分に前記部材が密着させられて該貫通孔が塞がれることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエレクトレット製造方法。
【請求項５】
前記密着工程では、前記誘電体の周縁部に前記部材が密着させられて前記誘電体の周縁部が前記部材で囲まれることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエレクトレット製造方法。
【請求項６】
前記部材は弾性を有し、前記密着工程では、前記部材は、弾性変形させられて前記縁部分に密着させられることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項７】
前記部材は温度変化により変形し、
前記密着工程では、前記部材は、温度変化させられて変形されることにより前記縁部分に密着することを特徴とする請求項１に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項８】
前記貫通孔を塞ぐ部材は、導電性を備え柱状の形状をした突起部と、該突起部の表面に形成された絶縁部とを有し、
前記突起部に電圧が印加されていること
を特徴とする請求項４に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項９】
前記貫通孔を塞ぐ部材は、導電性を備え柱状の形状をした突起部と、該突起部の先端の表面に形成された誘電体層とを有し、
前記密着工程では、前記突起部が前記貫通孔に嵌められ、
前記貫通孔の開口部が前記誘電体層で塞がれること
を特徴とする請求項４に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項１０】
前記誘電体は帯状で平行に複数配置されており、
前記密着工程において、前記部材は、前記帯状で平行な複数の誘電体の間に配置されて前記誘電体に密着すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレクトレット製造方法。
【請求項１１】
誘電体の縁部分に密着させられ、前記誘電体とは異なる部材と、
前記誘電体が置かれる支持手段と、
前記支持手段に置かれ、前記部材が縁部分に密着させられた前記誘電体を帯電させる帯電手段と
を有するエレクトレット製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトレットを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、対向する２枚の固定電極の間に振動膜を配置し、固定電極において振動膜に対向する面にエレクトレットを配置してバイアス用の電源を必要としない静電型音響変換装置がある。この静電型音響変換装置においては、音響透過性を確保するため、一体化された固定電極とエレクトレットとを貫通する複数の音孔が設けられている。このような音孔を有するエレクトレットと固定電極を製造する際には、まず、固定電極に孔を開けた後で固定電極が洗浄され、洗浄された固定電極の一方の面にエレクトレットとなる高分子材料（誘電体）がコーティングされる。そして、コーティングされた高分子材料の層においては、固定電極の孔の位置に孔が開けられ、固定電極とエレクトレットとを貫通する孔が作られる。そして、コロナ放電によって高分子材料の層が帯電させられ、高分子材料の層の電位が変化してエレクトレットとなる。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１２０４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、高分子材料の層を帯電させてエレクトレットを製造する際、コロナ放電で放出されたイオンは、高分子材料の層に溜まっていく。
しかしながら、始めに放出されたイオンが高分子材料の層に入った後、後から放電されたイオンは始めに高分子材料の層に入ったイオンと同じ極性であるため、高分子材料の層の周縁部においては高分子材料の層の外側へイオンが流れていき、帯電の効率が良くなく周縁部を高電圧にすることが難しくなっていた。
また、高分子材料の層に上述した複数の音孔が設けられていると、コロナ放電で放出されたイオンが音孔から荷電装置のアース部に流れて行く。その結果、イオンは孔が設けられていない場合より高分子材料の層に溜まらず、帯電の効率が良くなく高電圧を得ることが難しくなっていた。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、縁や孔がある誘電体あっても効率よく荷電する技術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】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、誘電体の縁部分に前記誘電体とは異なる部材を密着させる密着工程と、前記密着工程で縁部分に前記部材が密着された誘電体を帯電させる帯電工程とを有するエレクトレット製造方法を提供する。
【０００７】
本発明においては、前記密着工程では、前記部材において前記縁部分に密着する部分は、前記帯電工程で帯電される前記誘電体の帯電面と面一となっているのが好ましい。
また、本発明では、前記部材の素材は、前記誘電体と同じ素材または前記誘電体の誘電率に近い誘電率の素材であるのが好ましい。
また、本発明においては、前記誘電体は複数の貫通孔を有し、前記密着工程では、前記複数の貫通孔の各縁部分に前記部材が密着させられて該貫通孔が塞がれていてもよい。
また、本発明においては、前記密着工程では、前記誘電体の周縁部に前記部材が密着させられて前記誘電体の周縁部が前記部材で囲まれていてもよい。
また、本発明では、前記部材は弾性を有し、前記密着工程では、前記部材は、弾性変形させられて前記縁部分に密着させられていてもよい。
また、本発明では、前記部材は温度変化により変形し、前記密着工程では、前記部材は、温度変化させられて変形されることにより前記縁部分に密着してもよい。
また、本発明では、前記貫通孔を塞ぐ部材は、導電性を備え柱状の形状をした突起部と、該突起部の表面に形成された絶縁部とを有し、前記突起部に電圧が印加されていてもよい。
また、本発明では、前記貫通孔を塞ぐ部材は、導電性を備え柱状の形状をした突起部と、該突起部の先端の表面に形成された誘電体層とを有し、前記密着工程では、前記突起部が前記貫通孔に嵌められ、前記貫通孔の開口部が前記誘電体層で塞いでもよい。
また、本発明では、前記誘電体は帯状で平行に複数配置されており、前記密着工程において、前記部材は、前記帯状で平行な複数の誘電体の間に配置されて前記誘電体に密着してもよい。
【０００８】
また、本発明は、誘電体の縁部分に密着させられ、前記誘電体とは異なる部材と、前記誘電体が置かれる支持手段と、前記支持手段に置かれ、前記部材が縁部分に密着させられた前記誘電体を帯電させる帯電手段とを有するエレクトレット製造装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、縁や孔がある誘電体あっても効率よく荷電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［エレクトレットの製造方法］
図１は、本発明の実施形態に係る製造方法で帯電されたエレクトレット４０と、エレクトレット４０と一体化された固定電極２０の外観図、図２は、エレクトレット４０および固定電極２０の断面図である。なお、図中の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。
【００１１】
固定電極２０は、矩形で板状に形成されており導電性を有している。
エレクトレット４０は、高分子材料（誘電体）で形成されており、後述する方法により帯電させられて所定の電位となっている。なお、本実施形態においては、エレクトレット４０は負の電圧に帯電しており、形状は矩形の膜状となっている。
なお、固定電極２０とエレクトレット４０においては、両者を貫通する孔２が設けられている。
【００１２】
次に、固定電極２０と一体化されて孔２を有するエレクトレット４０の製造方法について説明する。なお、孔２を有するエレクトレット４０の製造工程においては、大別すると、まず、エレクトレット４０となる高分子材料の層に孔２を形成する工程と、孔２が形成された高分子材料の層を帯電させる工程とがある。
【００１３】
まず、エレクトレット４０となる高分子材料の層に孔２を形成する工程について説明する。
具体的には、まず、図３（ａ）に示したように矩形で板状に形成されており導電性を有する固定電極２０に孔が開けられ、図３（ｂ）に示したように複数の孔２が形成される。そして、孔２が開けられた固定電極２０が洗浄され、孔２を開ける際に生じた切削屑が取り除かれる。
この後、図３（ｃ）に示したように、加熱溶融された高分子材料が所定の厚みとなるように固定電極２０の一方の面にコーティングされ、高分子材料が冷えて固まった後、高分子材料の層（以下、高分子材料層４１と称する）が形成された側に当て板が当てられる。そして、図３（ｄ）に示したように、高分子材料層４１においては、固定電極２０に設けられた孔の位置が抜かれ、固定電極２０と高分子材料層４１を貫通する孔２が形成される。
【００１４】
次に、固定電極２０に形成された高分子材料層４１をコロナ放電により帯電させる工程について説明する。
具体的には、まず、複数の突起部１１０を有する工具１００が孔２に嵌められる。図４は、この工具１００の外観図、図５は、工具１００の断面図である。工具１００は、導電性を有する素材で形成された板部１２０と、絶縁体で形成された突起部１１０とを有している。
板部１２０は、板状で矩形に形成されており、図６に示したように板部１２０を貫通する複数の孔１０１を有している。なお、孔１０１の配置は、固定電極２０の孔２と同じとなっている。また、板部１２０の面積は、固定電極２０の面積より広くなっている。
突起部１１０は、絶縁体を円柱状に形成したものであり、孔１０１に嵌められて固定され、板部１２０から突出している。なお、突起部１１０の直径は、固定電極２０の孔２の直径より若干大きくなっており、板部１２０から突出している部分の長さは、孔２の長さと同じとなっている。また、本実施形態においては、突起部１１０は、フッ素系の樹脂で形成されている。
【００１５】
工具１００を孔２に嵌める際には、まず、工具１００が冷却される。これにより突起部１１０が収縮し、突起部１１０の直径が孔２の直径より小さくなる。そして、突起部１１０が孔２に嵌められて板部１２０が固定電極２０に密着させられた後、突起部１１０の温度が上昇すると、突起部１１０が膨張し、図３（ｅ）に示したように、板部１２０が固定電極２０に密着し、突起部１１０が孔２に密着して隙間なく孔２を塞ぎ、突起部１１０の先端面が高分子材料層４１と面一となる。
【００１６】
この後、工具１００が装着された固定電極２０がコロナ放電装置にセットされ、高分子材料層４１が帯電させられる。
図７は、高分子材料層４１を帯電させるコロナ放電装置２００を模式的に示した図である。
電源２１０Ａと電源２１０Ｂは、直流電源であり直列に接続されている。なお、本実施形態においては、電源２１０Ａの電圧は−Ｅ１［Ｖ］であり、電源２１０Ｂの電圧は−Ｅ２［Ｖ］ととなっている（｜Ｅ１｜＜｜Ｅ２｜）。
支持電極２４０は、固定電極２０が載せられる電極であり、直流電源２１０Ａに接続されている。
グリッド電極２３０は、支持電極２４０に対向しており、直列に接続された電源２１０Ａと電源２１０Ｂとの中点に接続されている。
針状電極２２０は、イオンが放出される電極であり、電源２１０Ｂに接続されている。
【００１７】
このコロナ放電装置２００においては、固定電極２０に嵌め込まれた工具１００の板部１２０が、図８に示したように、支持電極２４０に接触するようにして支持電極２４０に載せられる。そして、グリッド電極２３０と、針状電極２２０に電圧が印加されると、コロナ放電によるコロナイオン２５０が高分子材料層４１に到達する。
本実施形態においては、図８に示したように絶縁体である突起部１１０が孔２に嵌められているため、コロナイオン２５０が孔２から固定電極２０や支持電極２４０に流れることがなく、高分子材料層４１に溜まって高電圧のエレクトレット４０となる。
【００１８】
なお、工具１００が孔２に嵌められていない場合には、コロナイオン２５０が高分子材料層４１に到達した後、後から到達するコロナイオン２５０は、高分子材料層４１に溜まったコロナイオンと反発し、図９に示したように固定電極２０または支持電極２４０に流れるため、高分子材料層４１が高電圧のエレクトレット４０とならない。
【００１９】
コロナ放電装置２００により、高分子材料層４１が所定電圧のエレクトレット４０となった後、固定電極２０は支持電極２４０から下ろされる。そして、孔２に嵌められている工具１００が再度冷却される。これにより突起部１１０が収縮し、突起部１１０の直径が孔２の直径より小さくなる。すると、工具１００を固定電極２０から取り外すことが可能となり、工具１００が固定電極２０から取り外され、エレクトレット４０が一体化された固定電極２０を得ることができる。
【００２０】
［エレクトレットを使用した静電型スピーカ］
次に、上述した製造方法で製造されたエレクトレットを使用した静電型スピーカ１について説明する。図１０は、上述した製造方法で製造されたエレクトレットを有する静電型スピーカ１の外観を模式的に示した図、図１１は、静電型スピーカ１の断面図、図１２は静電型スピーカ１の分解斜視図である。
図に示したように、この静電型スピーカ１は、振動体１０、固定電極２０Ｕと固定電極２０Ｌ、スペーサ３０Ｕとスペーサ３０Ｌ、固定電極２０Ｕに一体化されたエレクトレット４０Ｕと、固定電極２０Ｌと一体化されたエレクトレット４０Ｌとを有している。なお、図中の振動体、固定電極、エレクトレット等の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは図面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００２１】
（静電型スピーカ１の各部の構成）
まず、静電型スピーカ１を構成する各部について説明する。振動体１０は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート）のフィルムに、金属膜を蒸着あるいは導電性塗料を塗布したものであり、その厚さは、数μｍ〜数十μｍ程度の厚さとなっている。なお、本実施形態においては、振動体１０は、ＰＰ（polypropylene、ポリプロピレン）など他の高分子材料のフィルムに金属膜を蒸着あるいは導電性塗料を塗布したものであってもよい。
【００２２】
スペーサ３０Ｕ，３０Ｌは、絶縁体で形成されており、その形状は図１２に示したように角部を有する環状となっている。なお、本実施形態においては、スペーサ３０Ｕ，３０ＬのＸ方向およびＹ方向の長さと、固定電極２０Ｕ，２０ＬのＸ方向およびＹ方向の長さは同じとなっている。また、スペーサ３０Ｕとスペーサ３０ＬのＺ方向の高さは、いずれも同じとなっている。
【００２３】
固定電極２０Ｕ，２０Ｌは、上述した固定電極２０と同じ構成となっている。なお、本実施形態においては、固定電極２０Ｕ，２０ＬのＸ方向およびＹ方向の長さと、振動体１０のＸ方向およびＹ方向の長さは同じとなっている。
【００２４】
エレクトレット４０Ｕ，４０Ｌは、上述したエレクトレット４０と同じ構成となっており、上述した製造方法により製造されて所定の電位となっている。なお、本実施形態においては、エレクトレット４０Ｕ，４０Ｌは負の電圧に帯電している。
【００２５】
（静電型スピーカ１の構成）
静電型スピーカ１においては、振動体１０の周縁部がスペーサ３０Ｕとスペーサ３０Ｌとの間に張力が掛からない、所謂テンションレスの状態で挟まれている。
また、静電型スピーカ１においては、エレクトレット４０Ｕとエレクトレット４０Ｌが対向するようにして、固定電極２０Ｕと固定電極２０Ｌが振動体１０を挟んで対向している。そして、エレクトレット４０Ｕの周縁部がスペーサ３０Ｕに固定され、エレクトレット４０Ｌの周縁部がスペーサ３０Ｌに固定されている。
また、スペーサ３０Ｕとスペーサ３０ＬのＺ方向の高さは同じであるため、振動体１０からエレクトレット４０Ｕまでの距離と、振動体１０からエレクトレット４０Ｌまでの距離は同じとなっており、エレクトレット４０Ｕからエレクトレット４０Ｌまでの距離は、エレクトレットのいずれの位置においても同じとなっている。
【００２６】
（静電型スピーカ１の電気的構成）
次に、静電型スピーカ１の電気的構成について説明する。図１１に示したように、静電型スピーカ１は変圧器５０、外部から音響信号が入力される入力部６０、直流バイアスを供給するバイアス電源７０とを備えている。入力部６０は変圧器５０の一次側に接続されている。また、バイアス電源７０のマイナス側は振動体１０に接続され、バイアス電源７０のプラス側は変圧器５０の２次側の中点（センタータップ）と接続されており、固定電極２０Ｕ，２０Ｌはそれぞれ変圧器５０の２次側の一端および他端に接続されている。
【００２７】
この構成においては、図１３に示したように、振動体１０はバイアス電源７０のマイナス側に接続されているため、エレクトレット４０Ｕ，４０Ｌに対向する振動体１０の表面はマイナスとなる。
そして、入力部６０に音響信号が入力されていない状態においては、バイアス電源７０の電圧がＥ１、エレクトレット４０Ｕ，４０Ｌの電圧がＥ２とすると、バイアス電源７０の電圧Ｅ１とエレクトレットの電圧Ｅ２とを加算した電圧（Ｅ１＋Ｅ２）が、振動体１０と固定電極２０Ｕ（振動体１０と固定電極２０Ｌ）との間の電圧差となる。ここで、振動体１０と固定電極２０Ｕ，２０Ｌとの間の電圧差は、電圧Ｅ１と電圧Ｅ２を加算した電圧（Ｅ１＋Ｅ２）となり、エレクトレット単体またはバイアス電源単体の時より高い電圧差を得ることができる。
また、Ｅ１＋Ｅ２の電圧差をバイアス電源のみで得ようとすると、バイアス電圧を供給する配線については高電圧に対応する必要があるが、本実施形態によれば、バイアス電源から供給の電圧はＥ１のみとなりＥ１＋Ｅ２より低い電圧である。Ｅ１＋Ｅ２の電圧差をバイアス電源のみで得る場合と比較すると、バイアス電圧を供給する配線についてはより高い電圧に対応させる必要がなく、コストを抑えることができる。
【００２８】
また、入力部６０に音響信号が入力されると、入力された音響信号に応じた電圧が固定電極２０Ｕ，２０Ｌにそれぞれ印加される。
具体的には、正負の振幅を持つ音響信号が入力部６０に入力され、変圧器５０の２次側において固定電極２０Ｕに接続されている部分の電圧がセンタータップに対してプラスとなると、固定電極２０Ｕと振動体１０との間の電圧差は、バイアス電源７０の電圧Ｅ１と、エレクトレット４０Ｕの電圧Ｅ２、および音響信号が変圧器５０で昇圧されて得られる電圧Ｅ３を加算したＥ１＋Ｅ２＋Ｅ３となる。
一方、固定電極２０Ｌと振動体１０との間の電位差は、バイアス電源７０の電圧Ｅ１と、エレクトレット４０Ｌの電圧Ｅ２とを加算したＥ１＋Ｅ２であり、固定電極２０Ｕと固定電極２０Ｌとの間に電位差が生じ、振動体１０が変位する。
なお、本実施形態においては、音響信号の振幅がピークとなった時に変圧器５０から出力される電圧と、バイアス電源７０の電圧Ｅ１とを加算した電圧値が、所定の電圧値を超えないように、バイアス電源７０の電圧Ｅ１が調整されている。
【００２９】
また、正負の振幅を持つ音響信号が入力部６０に入力され、変圧器５０の２次側において固定電極２０Ｌに接続されている部分の電圧がセンタータップに対してプラスとなると、固定電極２０Ｌと振動体１０との間の電圧差は、バイアス電源７０の電圧Ｅ１と、エレクトレット４０Ｌの電圧Ｅ２、および音響信号が変圧器５０で昇圧されて得られる電圧Ｅ３を加算したＥ１＋Ｅ２＋Ｅ３となる。
一方、固定電極２０Ｕと振動体１０との間の電位差は、バイアス電源７０の電圧Ｅ１と、エレクトレット４０Ｕの電圧Ｅ２とを加算したＥ１＋Ｅ２であり、固定電極２０Ｕと固定電極２０Ｌとの間に電位差が生じ、振動体１０が変位する。
【００３０】
このように、入力部６０に音響信号が入力されると、振動体１０は固定電極２０Ｕまたは固定電極２０Ｌのいずれかの側へ引き寄せられるような静電力が働く。すなわち、振動体１０は音響信号に応じて同図のＺ方向に変位し(撓み)、その変位方向が逐次変わることによって振動となり、その振動状態（振動数、振幅、位相）に応じた音が振動体１０から発生する。発生した音は、少なくとも固定電極２０Ｕと固定電極２０Ｌのいずれか一方を通り抜けて静電型スピーカ１の外部に放射される。
【００３１】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００３２】
工具１００の突起部１１０は、絶縁体であればフッ素系の樹脂に限らず、他の素材で形成されていてもよい。また、突起部１１０は、体積抵抗率の大きな素材で形成されていてもよい。また、突起部１１０はエレクトレット４０の素材と同じ材質で形成されていてもよく、エレクトレット４０の誘電率に近い誘電率（例えば、エレクトレット４０の素材の誘電率からエレクトレット４０の素材の２倍の誘電率の範囲内の誘電率）の素材で形成されていてもよい。
【００３３】
コロナ放電装置２００において、支持電極２４０と工具１００は、一体化されていてもよい。この場合、冷却された工具１００に高分子材料層４１と孔２を有する固定電極２０が嵌められ、突起部１１０の温度が上昇すると、突起部１１０が孔２に密着して孔２を塞ぐこととなる。
【００３４】
上述した実施形態において高分子材料層４１は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンのいずれかであってもよい。
【００３５】
上述した実施形態においては、高分子材料層４１と孔２を有する固定電極２０に嵌められた工具１００の突起部１１０は、図３（ｅ）に示したように高分子材料層４１と面一となっているが、突起部１１０の長さは、突起部１１０の先端面が高分子材料層４１から突出するようにしてもよい。
【００３６】
上述した実施形態においては、コロナ放電により高分子材料層４１を帯電させてエレクトレット４０を得ているが、高分子材料層４１を帯電させる方法としては、コロナ放電ではなく、摩擦帯電、電界放電、電子線照射など他の方法で帯電させてもよい。
【００３７】
図１４に示したように、突起部１１０の周囲に絶縁体で形成した枠形の周壁部１３０を設けた工具１００Ａを使用して高分子材料層４１を帯電させるようにしてもよい。なお、周壁部１３０の高さは、突起部１１０の高さと同じであるのが好ましい。
この周壁部１３０を有する工具１００Ａを使用する場合、突起部１１０が冷却されて収縮し、突起部１１０の直径が孔２の直径より小さくなり、一方、周壁部１３０は加熱されて膨張する。
そして、突起部１１０が孔２に嵌められ、固定電極２０の周縁部は、周壁部１３０より内側に位置させられて板部１２０が固定電極２０に密着させられる。この後、突起部１１０の温度が上昇すると、突起部１１０が膨張し、板部１２０が固定電極２０に密着し、突起部１１０が孔２に密着して隙間なく孔２を塞ぐ。また、加熱された周壁部１３０の温度が下がると、周壁部１３０が収縮し、周壁部１３０が固定電極と高分子材料層４１の周縁部に密着する。
この工具１００Ａを用いて高分子材料層４１を帯電させれば、高分子材料層４１の周縁部に到達したイオンは、絶縁体の周壁部１３０があるために周縁部より外側に逃げることなく周縁部に溜まり、周縁部の電位を高くすることができる。
【００３８】
なお、高分子材料層４１を有する固定電極２０において孔２を形成せず平面とした場合、この部材の高分子材料層４１を帯電させる際に使用する工具として、板部１２０を平面として突起部１１０を備えず、周壁部１３０のみを有する工具を用いてもよい。
この工具１００を使用する場合、周壁部１３０は加熱されて膨張する。そして、固定電極２０の周縁部は、周壁部１３０より内側に位置させられ、板部１２０が固定電極２０に密着させられる。この後、周壁部１３０の温度が下がると、周壁部１３０が収縮し、周壁部１３０が固定電極と高分子材料層４１の周縁部に密着する。この工具を用いて高分子材料層４１を帯電させれば、高分子材料層４１の周縁部に到達したイオンは、周縁部より外側に逃げることなく周縁部に溜まるため、周縁部の電位を高くすることができる。
【００３９】
工具１００，１００Ａにおいては、突起部１１０は温度変化により孔２に密着させるようにしているが、他の手段で突起部１１０を孔２に密着させるようにしてもよい。
例えば、突起部１１０を絶縁体で弾性を有する素材で形成し、突起部１１０を弾性変形させて孔２に嵌めることにより突起部１１０を孔２に密着させるようにしてもよい。
また、突起部１１０を絶縁体で弾性を有する素材で形成する場合、突起部１１０の内部を空洞にして空気の出し入れを可能な構成とし、突起部１１０内部の空気量を調整することにより突起部１１０を膨張させて孔２に突起部１１０を密着させるようにしてもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、孔２と突起部１１０の形状は円形となっているが、孔２と突起部１１０の形状は円形に限定されるものではなく、矩形、楕円形、多角形であってもよい。また、孔２と突起部１１０の形状は溝状であってもよい。
【００４１】
上述した実施形態において工具１００の突起部１１０は絶縁体となっているが、工具１００の構成は、この構成に限定されるものではなく、例えば以下のように工具１００を構成してもよい。
図１５は、本発明の変形例に係る工具１００Ｂの断面の拡大図である。
工具１００Ｂの外観は工具１００と同様である。工具１００Ｂにおいては、導電性を有する素材で矩形に形成された板部１２０Ｂから突起部１１０Ｂが複数突出している。
突起部１１０Ｂは、円柱の形状をしており板部１２０Ｂと一体になっている。突起部１１０Ｂの側面及び板部１２０Ｂの表面には、絶縁性を有するフッ素系の樹脂で形成された絶縁層１４０が設けられている。なお、突起部１１０Ｂの先端には絶縁層１４０は設けられていない。
【００４２】
そして、エレクトレット４０を製造する際、図１６に示したように工具１００Ｂの突起部１１０Ｂが、高分子材料層４１の形成された固定電極２０の孔２に嵌められ、板部１２０Ｂに電源２１０Ｃが接続され板部１２０Ｂ及び突起部１１０Ｂに電圧が印加される。ここで、板部１２０Ｂ及び突起部１１０Ｂに印加される電圧は、帯電を終了した時のエレクトレット４０の電圧以上となっている。また、固定電極２０と支持電極２４０とが図示せぬ導通手段により電気的に接続され、固定電極２０と支持電極２４０が導通状態にされる。
そして、突起部１１０Ｂには電圧が印加されているため、コロナ放電によるコロナイオン２５０は突起部１１０Ｂと反発して高分子材料層４１に到達する。コロナイオン２５０が孔２から固定電極２０や支持電極２４０に流れることがないため、コロナイオン２５０が高分子材料層４１に溜まって高電圧のエレクトレット４０を得ることができる。
【００４３】
なお、工具１００Ｂにおいては、常温時で突起部１１０Ｂの径が孔２の径より小さくなるようにし、コロナ放電の環境下で工具１００Ｂの温度が上昇した時に突起部１１０Ｂが膨張し、突起部１１０Ｂの側面の絶縁層１４０が孔２に密着するようにしてもよい。
この構成によれば、コロナ放電中は突起部１１０Ｂが孔２に密着するためコロナイオン２５０が孔２に入らず、コロナ放電が終了すると工具１００Ｂの温度が下がり、突起部１１０Ｂが収縮して孔２の径より小さくなるため、工具１００Ｂを孔２から取り外すのが容易となる。
【００４４】
また、工具１００の構成としては、以下に説明する工具１００Ｃの構成であってもよい。
図１７は、本発明の変形例に係る工具１００Ｃの断面の拡大図である。
工具１００Ｃの外観は工具１００と同様である。工具１００Ｃにおいては、導電性を有する素材で矩形に形成された板部１２０Ｃから突起部１１０Ｃが複数突出している。突起部１１０Ｃは、円柱の形状で板部１２０Ｃと一体になっており、突起部１１０Ｃの先端には高分子材料層４１が形成されている。
【００４５】
この工具１００Ｃを用いてエレクトレット４０を製造する際には、図１８に示したように、突起部１１０Ｃが高分子材料層４１の形成された固定電極２０の孔２に嵌められ、固定電極２０に板部１２０Ｃおよび突起部１１０Ｃの側面が接触し、固定電極２０と板部１２０Ｃおよび突起部１１０Ｃが電気的に接続される。
そして、コロナ放電によるコロナイオン２５０が高分子材料層４１に到達すると、固定電極２０に形成されている高分子材料層４１および突起部１１０Ｃに形成されている高分子材料層４１にコロナイオン２５０が溜まる。
ここで、固定電極２０に形成されている高分子材料層４１と、突起部１１０Ｃに形成されている高分子材料層４１は段差がなく平面となっている。このため、コロナイオン２５０は両方の高分子材料層４１に均一に溜まり、固定電極２０に形成されている高分子材料層４１は電圧が均一なエレクトレット４０となる。
なお、図１８においては、固定電極２０に形成されている高分子材料層４１と突起部１１０Ｃの高分子材料層４１の厚さが同じとなっているが、突起部１１０Ｃの高分子材料層４１の厚さを固定電極２０に形成されている高分子材料層４１の厚さより厚くするようにしてもよい。
また、工具１００Ｃにおいても、突起部１１０Ｃの径を孔２の径より小さくし、コロナ放電の環境下で温度が上昇した時に突起部１１０Ｃが膨張し、突起部１１０Ｂの側面が孔２に密着するようにしてもよい。
【００４６】
本発明においては、突起部１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃを構成する素材は、温度変化で膨張・収縮して孔２に嵌めたり取り外しができるのであれば、種々の素材を選択できる。なお、突起部１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃを構成する素材を、熱膨張係数の大きい素材とすると、突起部の温度が変化して膨張するときにサイズの変化量が大きくなり、突起部が孔２に密着するようになる。
【００４７】
上述した実施形態においては、孔の開いた高分子材料の層を荷電して孔を有するエレクトレットを製造しているが、帯状で平行に形成された複数の高分子材料の層を荷電して帯状のエレクトレットを複数得るようにしてもよい。
具体的には、図１９に示したように複数の溝３を有する固定電極２０Ａにおいて、加熱溶融された高分子材料を複数の凸部分の表面にコーティングする。そして、絶縁性を有する材料で柱状に形成された部材１００Ｄを、図２０に示したように固定電極２０Ａの複数の溝３に嵌めた後、部材１００Ｄが装着された固定電極２０Ａをコロナ放電装置にセットして、高分子材料層４１を帯電させる。
本変形例においては、図２０に示したように部材１００Ｄが溝３に嵌められているため、帯電時にコロナイオン２５０が溝３に流れることがなく、高分子材料層４１に溜まって帯状のエレクトレット４０となる。
【００４８】
なお、このような複数の帯状のエレクトレット４０はアクチュエータに利用できる。
図２１は、この複数の帯状のエレクトレット４０を用いたアクチュエータ３００の模式図である。図２１において移動子２０ＵＡは、プラスに帯電した複数の帯状のエレクトレット４０を有する移動子である。図２１の移動子２０ＵＡにおいては部材１００Ｄは取り除かれているが、エレクトレット４０が形成された後、部材１００Ｄを取り除かずに残して置いてもよい。また、固定電極２０ＬＡは、帯状で平行に並んだ電極２１Ａ〜２１Ｄを備えた電極であり、電極２１Ａ〜２１Ｄは交流信号を出力する信号出力部６５に接続されている。
【００４９】
この構成において、電極２１Ａには図２２（ａ）に示した信号が信号出力部６５から出力され、電極２１Ｂには図２２（ｂ）に示した信号が信号出力部６５から出力される。また、電極２１Ｃには図２２（ｃ）に示した信号が信号出力部６５から出力され、電極２１Ｄには図２２（ｄ）に示した信号が信号出力部６５から出力される。なお、図２２においては横軸は時間の変化を表し、縦軸は電圧の変化を表している。
【００５０】
電極２１Ａ〜２１Ｄに図２２に示した信号が出力されると、図２２のｔ１の期間においては、図２３（ａ）に示したように電極２１Ａ，２１Ｄにプラスの電圧が印加され、電極２１Ｂ，２１Ｃにマイナスの電圧が印加される。ここで、プラスに帯電したエレクトレット４０はプラスの電圧が印加された電極２１Ａ，２１Ｄと反発し、エレクトレット４０はマイナスの電圧が印加された電極２１Ｂ，２１Ｃに吸引されて図中の右方向へ移動する。
次に、時間が経過して図２２のｔ２の期間では、図２３（ｂ）に示したように電極２１Ａ，２１Ｂにプラスの電圧が印加され、電極２１Ｃ，２１Ｄにマイナスの電圧が印加される。すると、エレクトレット４０はプラスの電圧が印加された電極２１Ａ，２１Ｂと反発し、マイナスの電圧が印加された電極２１Ｃ，２１Ｄに吸引され、図中の右方向に移動する。
また、時間が経過して図２２のｔ３の期間では、図２３（ｃ）に示したように電極２１Ｂ，２１Ｃにプラスの電圧が印加され、電極２１Ａ，２１Ｄにマイナスの電圧が印加される。すると、エレクトレット４０はプラスの電圧が印加された電極２１Ｂ，２１Ｃと反発し、マイナスの電圧が印加された電極２１Ａ，２１Ｄに吸引され、図中の右方向へ移動する。
そして、時間が経過して図２２のｔ４の期間では、図２３（ｄ）に示したように電極２１Ｃ，２１Ｄにプラスの電圧が印加され、電極２１Ａ，２１Ｂにマイナスの電圧が印加される。すると、エレクトレット４０はプラスの電圧が印加された電極２１Ｃ，２１Ｄと反発し、マイナスの電圧が印加された電極２１Ａ，２１Ｂに吸引され、図中の右方向へ移動する。
【００５１】
このように、電極２１Ａ〜２１Ｄに印加する電圧を変化させれば、複数の帯状のエレクトレット４０は移動するため、アクチュエータとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る製造方法で製造されたエレクトレット４０の外観図である。
【図２】同エレクトレット４０の断面図である。
【図３】同エレクトレット４０の製造工程を説明するための図である。
【図４】同エレクトレット４０を製造する際に使用される工具１００の外観図である。
【図５】同工具１００の断面図である。
【図６】同工具１００の板部の外観図である。
【図７】エレクトレットを製造する際に使用するコロナ放電装置２００の模式図である。
【図８】高分子材料層４１への帯電の様子を説明するための図である。
【図９】高分子材料層４１への帯電の様子を説明するための図である。
【図１０】エレクトレットを有する静電型スピーカ１の外観図である。
【図１１】同静電型スピーカ１の断面図である。
【図１２】同静電型スピーカ１の分解斜視図である。
【図１３】静電型スピーカ１の動作を説明するための図である。
【図１４】工具１００Ａの外観図である。
【図１５】工具１００Ｂの断面の拡大図である。
【図１６】高分子材料層４１への帯電の様子を説明するための図である。
【図１７】工具１００Ｃの断面の拡大図である。
【図１８】高分子材料層４１への帯電の様子を説明するための図である。
【図１９】本発明の変形例に係る固定電極２０Ａの外観図である。
【図２０】部材１００Ｄが嵌め込まれた固定電極２０Ａの外観図である。
【図２１】本発明で製造されたエレクトレットを用いたアクチュエータ３００の模式図である。
【図２２】信号出力部６５から出力される信号を例示した図である。
【図２３】アクチュエータ３００の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・静電型スピーカ、２・・・孔、１０・・・振動体、２０，２０Ｕ，２０Ｌ・・・固定電極、３０Ｕ，３０Ｌ・・・スペーサ、４０，４０Ｕ，４０Ｌ・・・エレクトレット、４１・・・高分子材料層、５０・・・変圧器、６０・・・入力部、７０・・・バイアス電源、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ・・・工具、１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃ・・・突起部、１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃ・・・板部、１３０・・・周壁部、１４０・・・絶縁層、２００・・・コロナ放電装置、２１０Ａ，２１０Ｂ・・・直流電源、２２０・・・針状電極、２３０・・・グリッド電極、２４０・・・支持電極、２５０・・・イオン
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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