エレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法
【課題】エレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を簡易な手法にて所定の電圧に調整し得るようにする。
【解決手段】例えば固定極２０側に一体に含まれているエレクトレット誘電体膜２３に帯電している表面電圧を調整するにあたって、アルコール蒸気を含む圧搾空気４７をエレクトレット誘電体膜２３の全面に吹き付けて、エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧を所定の電圧値に調整する。
【解決手段】例えば固定極２０側に一体に含まれているエレクトレット誘電体膜２３に帯電している表面電圧を調整するにあたって、アルコール蒸気を含む圧搾空気４７をエレクトレット誘電体膜２３の全面に吹き付けて、エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧を所定の電圧値に調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットに含まれるエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法に関し、さらに詳しくいえば、エレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を簡易な手法にて所定の電圧に調整する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＥＰ（フロロエチレンポリマー）などのエレクトレット材（エレクトレット誘電体膜）は、例えばコロナ放電などにより直流の高電圧が印加されると分極化し、その電圧除去後においても分極化が残存する特性を有している。
【０００３】
そのため、エレクトレット誘電体膜を備えたエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットでは、ＤＣ−ＤＣコンバーターなどの成極電源が不要であり、マイクロホンの電子回路を簡素化できる、という利点がある。
【０００４】
また、エレクトレット誘電体膜自体が電気絶縁性で、成極電圧の漏洩による雑音が発生しないなどの利点があるため、この点を着目して、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットについては、例えば特許文献１，２などのように種々の提案がなされている。
【０００５】
図２に示すように、コンデンサマイクロホンユニットは、一対のコンデンサ要素としての振動板１０と固定極２０とを備えている。
【０００６】
振動板１０は所定の張力が付与された状態で金属製のダイアフラムリング１１に張設され、これに対して、固定極２０は出力電極ロッド２２が接続された状態で合成樹脂からなる絶縁座２１に支持され、これらは電気絶縁性のスペーサリング１２を介して対向的に配置される。
【０００７】
図２に示すコンデンサマイクロホンユニットはバックエレクトレット型で、固定極２０側にエレクトレット誘電体膜２３が設けられているが、膜エレクトレット型の場合には、振動板１０側にエレクトレット誘電体膜が設けられる（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
なお、バックエレクトレット型の場合には、エレクトレット誘電体膜を溶着したアルミニウムや黄銅合金などのマザーの金属板からプレスの打ち抜き加工により個々のエレクトレットボード（固定極）が作成され、膜エレクトレット型の場合には、振動板としてエレクトレット誘電体膜に金蒸着した振動板が用いられる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２５４２５３号公報
【特許文献２】特開２００６−０４１５７５号公報
【特許文献３】特開平１１−８８９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットによれば、ＤＣ−ＤＣコンバーターなどの成極電源が不要、また、成極電圧の漏洩による雑音が発生しないなどの利点があるが、他方において、エレクトレット誘電体膜の表面電圧を制御することが困難であるという問題がある。
【００１１】
すなわち、バックエレクトレット，膜エレクトレットのいずれにしても、そのエレクトレット誘電体膜の表面電圧が必要以上に高い場合、振動板が固定極側に引き寄せられ変位してしまう。
【００１２】
この変位に伴って静電容量が高くなるため、等価的にエレクトレット誘電体膜の表面電圧が高くなったことと同様に感度が上昇するし、吸着に対しての安定度が低くなる。
【００１３】
コンデンサマイクロホンには種々の用途のものがあるが、とりわけスタジオ収音などに使用されるマイクロホンにあっては、高い収音性能が要求されることから、エレクトレット誘電体膜に帯電されている表面電圧を適正電圧に調整する必要がある。
【００１４】
エレクトレット誘電体膜の表面電圧は、アルコール液（例えばエタノール液）をエレクトレット誘電体膜の表面に接触させると消失することが知られている。そこで従来では、アルコール液を染み込ませた綿棒などでエレクトレット誘電体膜の表面を拭いて表面電圧を低下させるようにしている。
【００１５】
しかしながら、綿棒などによる払拭では、エレクトレット誘電体膜の全体を均一に拭くことが難しく、その結果、部分的に表面電圧が異なることになり、指向性不良が発生することがある。
【００１６】
したがって、本発明の課題は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットにおいて、エレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を簡易な手法にて所定の電圧に調整し得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、一対のコンデンサ要素として、コンデンサマイクロホンに用いられる振動板と固定極のいずれか一方のコンデンサ要素に一体に含まれているエレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を調整するエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法において、アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けて、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を所定の電圧値に調整することを特徴としている。
【００１８】
本発明のより好ましい態様によれば、請求項２に記載されているように、上記エレクトレット誘電体膜を含む上記コンデンサ要素を測定系の接地に接続して、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を表面電位計にて測定しながら、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧が所定の電圧値にまで低下するまで、上記アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付ける。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アルコール蒸気を含む圧搾空気をエレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けることにより、エレクトレット誘電体膜の表面電圧をむらなくほぼ均一に低下させることができる。
【００２０】
したがって、エレクトレット誘電体膜を含むコンデンサ要素を測定系の接地に接続して、エレクトレット誘電体膜の表面電圧を表面電位計にて測定しながら、アルコール蒸気を含む圧搾空気をエレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けることにより、エレクトレット誘電体膜の表面電圧を所望とする電圧にまで確実に低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図１の模式図により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施形態では、先の図２で説明したバックエレクトレット型の表面電圧を調整するようにしているが、本発明は膜エレクトレット型にも適用可能である。
【００２２】
図１を参照して、固定極２０に設けられているエレクトレット誘電体膜２３に帯電（蓄電）されている表面電圧を調整するにあたって、エレクトレット電圧を測定するための表面電位計３０と、アルコール蒸気発生装置４０とを用いる。
【００２３】
表面電位計３０は市販されているものでよく、例えば川口電気製作所製の表面電位計Ｓ−２１０（型番）を例示することができる。この種の表面電位計は、通常、距離による誤差が少なくなるように設計されている。
【００２４】
固定極２０については、エレクトレット誘電体膜２３が表面電位計３０の測定面３１と対向するように図示しない治具にて保持する。その際、固定極２０は絶縁座２１に支持された状態で上記治具にて保持されてよく、出力電極ロッド２２は適当なリード線を介して測定系の接地に接続する。
【００２５】
アルコール蒸気発生装置４０は、アルコール液（好ましくはエタノール液）４２が所定量入れられた密閉タンク４１と、密閉タンク４１内に圧搾空気を吹き込むエアポンプ４３と、先端に細径のノズル４６を有し密閉タンク４１の上部空間に連通される送出パイプ４５とから構成することができる。
【００２６】
このアルコール蒸気発生装置４０によれば、エアポンプ４３からの圧搾空気を送気パイプ４４を介してアルコール液４２内に噴出させることにより、密閉タンク４１内の上部空間にアルコール蒸気が生成され、そのアルコール蒸気はエアポンプ４３から加えられる空気圧にて送出パイプ４５のノズル４６から吹き出される。
【００２７】
表面電位計３０に設けられているメータ３２にてエレクトレット誘電体膜２３の表面電圧を測定しながら、ノズル４６よりアルコール蒸気を含む圧搾空気４７をエレクトレット誘電体膜２３の全面に吹き付ける。
【００２８】
これにより、エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧はゆるやかに低下し始める。エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧が所望とする電圧に到達した時点で、アルコール蒸気を含む圧搾空気４７の吹き付けを停止する。
【００２９】
このように、本発明によれば、エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧を測定しながら、連続的（リニア）に表面電圧を調整することができる。しかも、アルコール蒸気を含む圧搾空気４７をエレクトレット誘電体膜２３の全面に吹き付けることができるため、表面電圧のばらつきもほとんどなくすことができる。
【００３０】
よって、感度，Ｓ／Ｎ比，指向周波数応答の良好なエレクトレットコンデンサーマイクロホンユニットを安価に実現することができる。
【００３１】
一例として、アルコール液にエタノールを使用し、エアポンプの圧搾空気圧を約０．２ＭＰａとし、０．６ｍｍ径のノズルを用いて、初期表面電圧が約１５０Ｖのエレクトレット誘電体膜にエタノール蒸気を含む圧搾空気を約２０秒間吹き付けたところ、表面電圧を約１２０Ｖに調整することができた。これは、感度に換算すると約２ｄＢに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法を説明するための模式図。
【図２】バックエレクトレット型のコンデンサマイクロホンユニットを示す概略的な断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 振動板
１１ ダイアフラムリング
１２ スペーサリング
２０ 固定極
２１ 絶縁座
２２ 出力電極ロッド
２３ エレクトレット誘電体膜
３０ 表面電位計
４０ アルコール蒸気発生装置
４１ 密閉タンク
４２ アルコール液
４３ エアポンプ
４５ 送出パイプ
４６ ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットに含まれるエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法に関し、さらに詳しくいえば、エレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を簡易な手法にて所定の電圧に調整する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＥＰ（フロロエチレンポリマー）などのエレクトレット材（エレクトレット誘電体膜）は、例えばコロナ放電などにより直流の高電圧が印加されると分極化し、その電圧除去後においても分極化が残存する特性を有している。
【０００３】
そのため、エレクトレット誘電体膜を備えたエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットでは、ＤＣ−ＤＣコンバーターなどの成極電源が不要であり、マイクロホンの電子回路を簡素化できる、という利点がある。
【０００４】
また、エレクトレット誘電体膜自体が電気絶縁性で、成極電圧の漏洩による雑音が発生しないなどの利点があるため、この点を着目して、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットについては、例えば特許文献１，２などのように種々の提案がなされている。
【０００５】
図２に示すように、コンデンサマイクロホンユニットは、一対のコンデンサ要素としての振動板１０と固定極２０とを備えている。
【０００６】
振動板１０は所定の張力が付与された状態で金属製のダイアフラムリング１１に張設され、これに対して、固定極２０は出力電極ロッド２２が接続された状態で合成樹脂からなる絶縁座２１に支持され、これらは電気絶縁性のスペーサリング１２を介して対向的に配置される。
【０００７】
図２に示すコンデンサマイクロホンユニットはバックエレクトレット型で、固定極２０側にエレクトレット誘電体膜２３が設けられているが、膜エレクトレット型の場合には、振動板１０側にエレクトレット誘電体膜が設けられる（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
なお、バックエレクトレット型の場合には、エレクトレット誘電体膜を溶着したアルミニウムや黄銅合金などのマザーの金属板からプレスの打ち抜き加工により個々のエレクトレットボード（固定極）が作成され、膜エレクトレット型の場合には、振動板としてエレクトレット誘電体膜に金蒸着した振動板が用いられる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２５４２５３号公報
【特許文献２】特開２００６−０４１５７５号公報
【特許文献３】特開平１１−８８９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットによれば、ＤＣ−ＤＣコンバーターなどの成極電源が不要、また、成極電圧の漏洩による雑音が発生しないなどの利点があるが、他方において、エレクトレット誘電体膜の表面電圧を制御することが困難であるという問題がある。
【００１１】
すなわち、バックエレクトレット，膜エレクトレットのいずれにしても、そのエレクトレット誘電体膜の表面電圧が必要以上に高い場合、振動板が固定極側に引き寄せられ変位してしまう。
【００１２】
この変位に伴って静電容量が高くなるため、等価的にエレクトレット誘電体膜の表面電圧が高くなったことと同様に感度が上昇するし、吸着に対しての安定度が低くなる。
【００１３】
コンデンサマイクロホンには種々の用途のものがあるが、とりわけスタジオ収音などに使用されるマイクロホンにあっては、高い収音性能が要求されることから、エレクトレット誘電体膜に帯電されている表面電圧を適正電圧に調整する必要がある。
【００１４】
エレクトレット誘電体膜の表面電圧は、アルコール液（例えばエタノール液）をエレクトレット誘電体膜の表面に接触させると消失することが知られている。そこで従来では、アルコール液を染み込ませた綿棒などでエレクトレット誘電体膜の表面を拭いて表面電圧を低下させるようにしている。
【００１５】
しかしながら、綿棒などによる払拭では、エレクトレット誘電体膜の全体を均一に拭くことが難しく、その結果、部分的に表面電圧が異なることになり、指向性不良が発生することがある。
【００１６】
したがって、本発明の課題は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットにおいて、エレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を簡易な手法にて所定の電圧に調整し得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、一対のコンデンサ要素として、コンデンサマイクロホンに用いられる振動板と固定極のいずれか一方のコンデンサ要素に一体に含まれているエレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を調整するエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法において、アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けて、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を所定の電圧値に調整することを特徴としている。
【００１８】
本発明のより好ましい態様によれば、請求項２に記載されているように、上記エレクトレット誘電体膜を含む上記コンデンサ要素を測定系の接地に接続して、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を表面電位計にて測定しながら、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧が所定の電圧値にまで低下するまで、上記アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付ける。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アルコール蒸気を含む圧搾空気をエレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けることにより、エレクトレット誘電体膜の表面電圧をむらなくほぼ均一に低下させることができる。
【００２０】
したがって、エレクトレット誘電体膜を含むコンデンサ要素を測定系の接地に接続して、エレクトレット誘電体膜の表面電圧を表面電位計にて測定しながら、アルコール蒸気を含む圧搾空気をエレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けることにより、エレクトレット誘電体膜の表面電圧を所望とする電圧にまで確実に低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図１の模式図により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施形態では、先の図２で説明したバックエレクトレット型の表面電圧を調整するようにしているが、本発明は膜エレクトレット型にも適用可能である。
【００２２】
図１を参照して、固定極２０に設けられているエレクトレット誘電体膜２３に帯電（蓄電）されている表面電圧を調整するにあたって、エレクトレット電圧を測定するための表面電位計３０と、アルコール蒸気発生装置４０とを用いる。
【００２３】
表面電位計３０は市販されているものでよく、例えば川口電気製作所製の表面電位計Ｓ−２１０（型番）を例示することができる。この種の表面電位計は、通常、距離による誤差が少なくなるように設計されている。
【００２４】
固定極２０については、エレクトレット誘電体膜２３が表面電位計３０の測定面３１と対向するように図示しない治具にて保持する。その際、固定極２０は絶縁座２１に支持された状態で上記治具にて保持されてよく、出力電極ロッド２２は適当なリード線を介して測定系の接地に接続する。
【００２５】
アルコール蒸気発生装置４０は、アルコール液（好ましくはエタノール液）４２が所定量入れられた密閉タンク４１と、密閉タンク４１内に圧搾空気を吹き込むエアポンプ４３と、先端に細径のノズル４６を有し密閉タンク４１の上部空間に連通される送出パイプ４５とから構成することができる。
【００２６】
このアルコール蒸気発生装置４０によれば、エアポンプ４３からの圧搾空気を送気パイプ４４を介してアルコール液４２内に噴出させることにより、密閉タンク４１内の上部空間にアルコール蒸気が生成され、そのアルコール蒸気はエアポンプ４３から加えられる空気圧にて送出パイプ４５のノズル４６から吹き出される。
【００２７】
表面電位計３０に設けられているメータ３２にてエレクトレット誘電体膜２３の表面電圧を測定しながら、ノズル４６よりアルコール蒸気を含む圧搾空気４７をエレクトレット誘電体膜２３の全面に吹き付ける。
【００２８】
これにより、エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧はゆるやかに低下し始める。エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧が所望とする電圧に到達した時点で、アルコール蒸気を含む圧搾空気４７の吹き付けを停止する。
【００２９】
このように、本発明によれば、エレクトレット誘電体膜２３の表面電圧を測定しながら、連続的（リニア）に表面電圧を調整することができる。しかも、アルコール蒸気を含む圧搾空気４７をエレクトレット誘電体膜２３の全面に吹き付けることができるため、表面電圧のばらつきもほとんどなくすことができる。
【００３０】
よって、感度，Ｓ／Ｎ比，指向周波数応答の良好なエレクトレットコンデンサーマイクロホンユニットを安価に実現することができる。
【００３１】
一例として、アルコール液にエタノールを使用し、エアポンプの圧搾空気圧を約０．２ＭＰａとし、０．６ｍｍ径のノズルを用いて、初期表面電圧が約１５０Ｖのエレクトレット誘電体膜にエタノール蒸気を含む圧搾空気を約２０秒間吹き付けたところ、表面電圧を約１２０Ｖに調整することができた。これは、感度に換算すると約２ｄＢに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法を説明するための模式図。
【図２】バックエレクトレット型のコンデンサマイクロホンユニットを示す概略的な断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 振動板
１１ ダイアフラムリング
１２ スペーサリング
２０ 固定極
２１ 絶縁座
２２ 出力電極ロッド
２３ エレクトレット誘電体膜
３０ 表面電位計
４０ アルコール蒸気発生装置
４１ 密閉タンク
４２ アルコール液
４３ エアポンプ
４５ 送出パイプ
４６ ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のコンデンサ要素として、コンデンサマイクロホンに用いられる振動板と固定極のいずれか一方のコンデンサ要素に一体に含まれているエレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を調整するエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法において、
アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けて、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を所定の電圧値に調整することを特徴とするエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法。
【請求項２】
上記エレクトレット誘電体膜を含む上記コンデンサ要素を測定系の接地に接続して、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を表面電位計にて測定しながら、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧が所定の電圧値にまで低下するまで、上記アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレットコンデンサーマイクロホンユニットにおける表面電圧の調整方法。
【請求項１】
一対のコンデンサ要素として、コンデンサマイクロホンに用いられる振動板と固定極のいずれか一方のコンデンサ要素に一体に含まれているエレクトレット誘電体膜に帯電している表面電圧を調整するエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法において、
アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けて、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を所定の電圧値に調整することを特徴とするエレクトレット誘電体膜の表面電圧調整方法。
【請求項２】
上記エレクトレット誘電体膜を含む上記コンデンサ要素を測定系の接地に接続して、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を表面電位計にて測定しながら、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧が所定の電圧値にまで低下するまで、上記アルコール蒸気を含む圧搾空気を上記エレクトレット誘電体膜の全面に吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレットコンデンサーマイクロホンユニットにおける表面電圧の調整方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−３１１３８７（Ｐ２００８−３１１３８７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５７０４１（Ｐ２００７−１５７０４１）
【出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（０００１２８５６６）株式会社オーディオテクニカ (787)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（０００１２８５６６）株式会社オーディオテクニカ (787)
【Ｆターム（参考）】
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