分布特定方法及び分布特定装置
【課題】 誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができるようにする。
【解決手段】 キャパシタンス計測部６により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部７を設け、温度分布特定部８が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求める。
【解決手段】 キャパシタンス計測部６により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部７を設け、温度分布特定部８が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポリマーの温度分布をリアルタイムに計測する分布特定方法及び分布特定装置に関するものであり、例えば、溶融しているポリマーを金型内に高圧で噴射して、プラスチック製品（射出成形品）を製造する際に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、溶融しているポリマーを金型内に高圧で噴射して、プラスチック製品を製造する射出成形は、様々な分野（例えば、家電、輸送車両、航空機、医療機器、文房具などの分野）で幅広く利用されている。
近年、製品の小型化や複合化の傾向が顕著であり、例えば、マイクロ・ナノサイズの導電性粒子であるピラーに多種多様な機能性（例えば、超強度性、超導電性、芳香性、光可塑性、蛍光性など）を持たせ、そのピラーを溶融しているポリマー内に混合させて射出成形することで、革新的な複合材料の製造が可能になりつつある。
例えば、プラスチック製品として、ブルーレイなどの電子記憶媒体が製造される際には、ピラーがポリマーに混合され、ブルーレイなどの電子記憶媒体は、高密度化や３次元化が図られている。
【０００３】
ただし、製品の小型化や複合化を実現するには、より高度な射出成形が求められ、射出成形品であるプラスチック製品の「そり」を微小なオーダで制御する必要がある。
即ち、溶融しているポリマーが固化する過程で、ポリマーの温度が均一でない場合（例えば、金型の周囲に冷却流が配置されている場合、金型内でポリマーが固化する過程で、金型の外側から冷却されるため、ポリマーの中心部の温度と外側の温度との差が非常に大きくなることがある）、ポリマーの固化速度が部分的に異なり、微小なオーダの「そり」等が発生することがある。「そり」等の発生は、プラスチック製品の高密度化や３次元化の妨げとなる。
したがって、ポリマーが固化する過程で、ポリマーの温度分布を計測（ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度を計測）して、ポリマーの温度が均一になるように制御することが重要になる。
【０００４】
また、ポリマーの固化速度が部分的に異なる場合、高機能性のピラーが破壊されてしまって、ポリマーに混入しているピラーの濃度が均一にならず、ピラーの空間的な配向が一定にならないことがある。
したがって、ポリマーが固化する過程で、ピラーの濃度分布を計測して、ピラーの濃度が均一になるように制御することも重要になる。
【０００５】
しかし、現時点では、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布をリアルタイムに計測する方法は開発されておらず（複数の熱伝対を金型の外周に設置すれば、ポリマーの表面温度を計測することができるが、内部の温度を計測することはできない）、ポリマーの温度やピラーの濃度が均一になるように制御することは極めて困難である。
このため、一般的には、ポリマーが固化する過程では、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布を計測せずに、製造後のプラスチック製品に対して、力学的な試験や電気的な試験を実施して、プラスチック製品を評価しているに過ぎない。
【０００６】
ただし、金型の周囲に配置する冷却流路の形状を設計して、その冷却流路内を流れる水と金型内の温度を仮定し、コンピュータシミュレーションによって、その伝熱問題から、金型内の温度分布ができるだけ一定になるように、冷却流路内の温度をコントロールする手法は存在する。
しかし、この手法は、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布をリアルタイムに計測するものではなく、金型の周囲に配置する冷却流路の形状が予め設計されているもの以外には適用することができない。
【０００７】
なお、以下の特許文献１には、多次元多点測定によって、液体、気体、固体が混じっている混相流内において、液体や気体内の固体の濃度分布や、液体内の気体分布を可視化計測できることが示されている。
即ち、計測対象物の外周に多数の電極を配置させて、各電極間のキャパシタンスやインピーダンスを測定し、画像再構成法を利用して、その測定結果から固体や気体の濃度分布を画像化する技術が開示されている。
しかし、この特許文献１では、固体や液体の濃度分布を計測する技術を開示しているだけであり、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布をリアルタイムに計測する技術を開示しているものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７７２２３７号（段落番号［００１８］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の分布特定方法は以上のように構成されているので、複数の熱伝対を金型の外周に設置すれば、ポリマーの表面温度を計測することができるが、内部の温度を計測することができない課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる分布特定方法及び分布特定装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布をリアルタイムに特定することができる分布特定方法及び分布特定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る分布特定方法は、計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定ステップと、誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求める温度分布特定ステップとを備えるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る分布特定方法は、誘電性材料が誘電性のポリマーであり、複数の電極間に印加される電圧が交流電圧であり、誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報が予め用意されている温度−誘電率又は比誘電率マップであるものである。
【００１３】
この発明に係る分布特定方法は、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の実数部マップ）がポリマーの温度と複素誘電率の実数部との対応関係を示している場合、キャパシタンス計測ステップが、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの実数部を計測し、誘電率又は比誘電率分布特定ステップ（複素誘電率の実数部分布特定ステップ）が、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの実数部からポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部を特定し、温度分布特定ステップが、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の実数部マップ）を参照して、誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の実数部の各々に対応する温度を特定することで、ポリマーの温度分布を求めるようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る分布特定方法は、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の虚数部マップ）がポリマーの温度と複素誘電率の虚数部との対応関係を示している場合、キャパシタンス計測ステップが、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの虚数部を計測し、誘電率又は比誘電率分布特定ステップ（複素誘電率の虚数部分布特定ステップ）が、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの虚数部からポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部を特定し、温度分布特定ステップが、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の虚数部マップ）を参照して、誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部の各々に対応する温度を特定することで、ポリマーの温度分布を求めるようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る分布特定方法は、誘電性のポリマーに導電性粒子が混入している場合、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、ポリマーにおける複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を参照して、導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る分布特定方法は、導電性粒子が混入されている誘電性のポリマーが射出成形用の金型内に入れられており、温度分布特定ステップにおける金型内のポリマーの温度分布の特定処理と、濃度分布特定ステップにおける金型内の導電性粒子の濃度分布の特定処理とが並行して行われるようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る分布特定方法は、計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を使用して、導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えるようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る分布特定方法は、誘電率又は比誘電率分布特定ステップが、キャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る分布特定方法は、導電率分布特定ステップが、キャパシタンス−導電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係る分布特定装置は、計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を記憶している温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定手段とを設け、温度分布特定手段が、温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、誘電率又は比誘電率分布特定手段により特定された複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求めるようにしたものである。
【００２１】
この発明に係る分布特定装置は、誘電性材料に混入している導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段と、濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定手段とを備えるようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る分布特定装置は、計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段とを設け、濃度分布特定手段が、濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求めるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果がある。
また、この発明によれば、ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布をリアルタイムに特定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１による分布特定装置を示す構成図である。
【図２Ａ】周囲に複数の電極が設置されている誘電性ポリマーの容器を示す側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの誘電性ポリマーの容器におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【図４】誘電性ポリマーの弾性率と温度の関係を示す説明図である。
【図５】キャパシタンス及び温度計測用の実験装置を示す構成図である。
【図６】キャパシタンスの計測結果の一例を示す説明図である。
【図７】ポリカーボネートの温度変化に伴うキャパシタンスの変化を示す説明図である。
【図８】温度−誘電率又は比誘電率マップの一例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による分布特定装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態３による分布特定装置を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態４による分布特定装置を示す構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による分布特定装置を示す構成図である。
図２Ａは周囲に複数の電極が設置されている誘電性ポリマーの容器を示す側面図であり、図２Ｂは図２Ａの誘電性ポリマーの容器におけるＡ−Ａ断面図である。
図１及び図２Ａ，２Ｂにおいて、容器１は計測対象の誘電性ポリマー（誘電性材料）が入れられ、容器１の周囲（誘電性ポリマーを含む空間の周囲）には、複数の電極２が設置されている。
図２Ａ、図２Ｂでは、容器１の周囲にＮ×３個の電極２１〜２Ｎが設置されている例を示しているが（Ｎ個の電極２１〜２Ｎが３段に設置されている）、電極２は少なくとも２個以上設置されていればよく、電極２の個数は何個でもよい。ただし、設置される電極２の個数が多い程、誘電性ポリマーの温度分布をきめ細かく特定することができる。
【００２６】
以下、この実施の形態１では、説明の簡単化のため、Ｎ個の電極２１〜２Ｎが１段のみに設置されており（Ａ−Ａ断面にのみ設置されている）、電極２の個数がＮ個であるものとして説明する。
図２Ｂでは、容器１を上部から見ると、形状が丸型である例を示しているが、容器１の形状は特に限定されるものではなく、例えば、角型でもよい。
溶融している誘電性ポリマーを固化してプラスチック製品を製造する場合、例えば、射出成形用の金型が容器１として用いられる。ただし、射出成形用の金型の形状は、図２Ａ、図２Ｂの容器１の形状と異なる。
【００２７】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの比誘電率εｒとの対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、誘電性ポリマーの温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−誘電率又は比誘電率情報）を生成する処理を実施する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４は温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３により生成された温度−誘電率又は比誘電率マップを記憶する例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクなどの記録媒体である。
なお、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４は温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段を構成している。
【００２８】
電極選択部５はＮ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部６による計測対象の２個の電極２を順次選択する切換スイッチである。
キャパシタンス計測部６は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部５により選択された２個の電極間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、２個の電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測する処理を実施する。
例えば、電極選択部５により選択された２個の電極が電極２ｉと電極２ｊである場合、Ｃｉ，ｊは電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスとなる。
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせが６６通りになるため、６６通りのキャパシタンスＣｉ，ｊを計測する。
なお、電極選択部５及びキャパシタンス計測部６からキャパシタンス計測手段が構成されている。
【００２９】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部６により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ））を特定する処理を実施する。なお、誘電率又は比誘電率分布特定部７は誘電率又は比誘電率分布特定手段を構成している。
【００３０】
温度分布特定部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める処理を実施する。なお、温度分布特定部８は温度分布特定手段を構成している。
【００３１】
図１の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図３はこの発明の実施の形態１による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【００３２】
図１の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する前に、温度計測対象である誘電性ポリマーについて説明する。
温度計測対象である誘電性ポリマーは、例えば、合成樹脂やプラスチックなどと総称される。
具体的には、誘電性ポリマーとしては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミドなどの鎖状ポリマーが該当する。
鎖状ポリマーにおいて、鎖状分子の長軸に対して垂直な方向への運動は、絡み合った鎖状分子同士が互いに邪魔をするために妨げられる。このため、鎖状ポリマーでは、鎖状分子の長軸に沿う方向への運動（レプテーション）のみが許される性質を有している。
【００３３】
誘電性ポリマーは、例えば、分子鎖の運動が凍結されているガラス領域にあるときに、温度を上昇させて、ガラス転移温度Ｔｇに到達すると、誘電性ポリマーの弾性率や誘電率又は比誘電率が急激に変化し、さらに温度を上昇させて、融点に到達すると、液体に変化する性質を有している。
【００３４】
ここで、図４は誘電性ポリマーの弾性率と温度の関係を示す説明図である。
誘電性ポリマーは、図４に示すように、温度変化に伴って、弾性率が変化することにより、低温側から順番に、分子鎖の運動が凍結されるガラス領域、主鎖のミクロブラウン運動に由来するガラス転移領域、分子鎖の絡み合いによるゴム状平坦領域、絡み合いが解けることによるゴム状流動領域、分子鎖の相互移動による液状流動領域が現れる。
弾性率の変化が最も激しいガラス転移領域の温度がガラス転移温度Ｔｇと呼ばれ、そのガラス転移温度Ｔｇを境にして、誘電性ポリマーの固さや誘電率又は比誘電率が急激に変化する。
【００３５】
誘電性ポリマーは、交流電圧Ｖが印加されると、内部に電気双極子である誘電分極（電子分極、イオン分極、配向分極、空間電荷分極）が生じることがあり、空間電荷分極と配向分極は緩和型の誘電分散を示し、イオン分極と電子分極は共鳴型の誘電分散を示すようになる。
このとき、誘電性ポリマーにおける誘電率の絶対値は、各誘電分極の分極率の和に比例するが、赤外域よりも低い周波数ｆでは、配向分極の分極率のみが表れる。
したがって、ガラス転移温度領域における複素誘電率εと温度Ｔの関係は、電界の周波数ｆに依存（誘電分散）するが、温度の上昇下降速度にも依存しており、非常に複雑である。
【００３６】
ここで、図５はキャパシタンス及び温度計測用の実験装置を示す構成図である。
図５の実験装置では、誘電性ポリマーとして、熱可塑性プラスチックの一種であるポリカーボネートを用いている。
このポリカーボネートの物性は下記の通りである。
密度：１．２０ｇ／ｃｍ３、可用温度：−１００度〜＋１８０度、融点：約２５０度、
屈折率：１．５８５±０．００１、光透過率：９０％±１％、
熱伝導率：０．１９Ｗ／ｍｋ、誘電率ε：２５．７［ｐＦ／ｍ］、
比誘電率εｒ：２．９［−］
【００３７】
図５の実験装置では、１２個の電極を内周に備えているビーカを赤外線ヒーターの上に置いて、１２個の電極とＬＣＲメータを同軸ケーブルで繋ぎ、ＬＣＲメータを用いて、各電極間のキャパシタンスを計測している。
具体的には、電極番号（１）の電極と電極番号（２）の電極との間に、ＬＣＲメータが２０μｓの時間をかけて、交流電圧を印加して、それらの電極間のキャパシタンスを計測する。
次に、電極番号（１）の電極と電極番号（３）の電極との間に、ＬＣＲメータが２０μｓの時間をかけて、交流電圧を印加して、それらの電極間のキャパシタンスを計測する。
この計測手順を１２個の電極の全ての組み合わせに適用して、合計６６通りの組み合わせの電極間のキャパシタンスを計測する。図６はキャパシタンスの計測結果の一例を示す説明図である。
【００３８】
このようにして、キャパシタンスを計測する際に、赤外線ヒーターによって、例えば、ビーカを１０分間熱することで、ビーカ内のポリカーボネートの温度を上げると、図７に示すように、６６個のキャパシタンスの平均値が減少する実験結果が得られる。
この実験結果から、電極間のキャパシタンスは、温度依存性を有していることが明らかである。
【００３９】
以下、図１の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３は、誘電性ポリマーの温度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する（図３のステップＳＴ１）。
【００４０】
例えば、誘電体のキュリーワイスの法則により、誘電性ポリマーがキュリー点（物質が磁性を失う境界の温度）以下の場合、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の関係がＤｅｂｙｅ式で表されることに着目し、例えば、下記の式（１）に示すＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
【００４１】
【数１】
【００４２】
式（１）〜式（３）において、εｒは比誘電率、εは誘電性ポリマーの複素誘電率、ε０は真空の誘電率であり、８．８５４×１０−１２Ｆ／ｍである。
εＲは複素誘電率εの実数部、εＩは複素誘電率εの虚数部、ｊは虚数単位である。
ρは誘電性ポリマーの密度であり、例えば誘電性ポリマーがポリカーボネートの場合、約１２２０ｋｇ／ｍ３である。
ＮＡはアボガドロの数であり、６．０２２１３７×１０２３である。
Ｍはモル質量であり、例えば誘電性ポリマーがポリカーボネートの場合、約２７．８４６ｋｇ／モルである。
μは永久双極子モーメントであり、例えば誘電性ポリマーがポリカーボネートの場合、３．３３６×１０−３０Ｃ／ｍである。
ｋＢはボルツマン定数であり、１．３８０６６×１０−２３Ｊ／Ｋである。
αは分極率であり、単位はＦ／ｍ２である。
【００４３】
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３がＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【００４４】
なお、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、誘電性ポリマーを加熱する加熱装置、誘電性ポリマーの温度Ｔを計測する熱伝対などの温度計測器、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を測定する比誘電率測定装置などを用意し、その温度計測器の計測結果を見ながら、加熱装置が誘電性ポリマーを段階的に加熱する。
そして、比誘電率測定装置が、例えば、誘電性ポリマーの温度ＴがＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＮのときの誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、下記のように、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係が求まるので、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
Ｔ１ ― εｒ（ｆ，Ｔ１）
Ｔ２ ― εｒ（ｆ，Ｔ２）
：
ＴＮ ― εｒ（ｆ，ＴＮ）
【００４５】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３は、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成すると、その温度−誘電率又は比誘電率マップを温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４に格納する（ステップＳＴ２）。
図８は温度−誘電率又は比誘電率マップの一例を示す説明図である。
図８では、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数ｆが１〜４ＭＨｚの範囲内であるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと比誘電率εｒの対応関係を示している。
具体的には、交流電圧Ｖの周波数ｆが１ＭＨｚである場合、例えば、比誘電率εｒが２．０であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．２［Ｋ］、比誘電率εｒが１．５であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．３５［Ｋ］であることを示している。
【００４６】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部６の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部６による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する（ステップＳＴ３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【００４７】
キャパシタンス計測部６は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測する（ステップＳＴ４）。
キャパシタンス計測部６は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎを計測する。
【００４８】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、キャパシタンス計測部６が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測すると（ステップＳＴ５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ））を特定する（ステップＳＴ６）。
以下、誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定処理を具体的に説明する。
【００４９】
まず、電極２ｉ（以下、「基準電極２ｉ」と称する）と、電極２ｊ（以下、「検出電極２ｊ」と称する）の間のキャパシタンスＣｉ，ｊは、ガウスの法則より、下記の式（４）が成立する。
【００５０】
【数２】
式（４）において、ｒは容器１のＡ−Ａ断面内の位置ベクトル、ε(ｒ)は容器１のＡ−Ａ断面内の位置ｒにおける誘電率、ε０は真空の誘電率である。
また、Ｖｃは基準電極２ｉの印加電圧、Ｖｉ(ｒ)は容器１のＡ−Ａ断面内の位置ｒのポテンシャル、Γｊは基準電極２ｉと検出電極２ｊ間の電気力線が及ぶ領域である。
なお、∇は微分演算子である。
【００５１】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、式（４）において、位置ｒのポテンシャルであるＶｉ(ｒ)が未知であるため、下記の式（５）に示すラプラス方程式を容器１のＡ−Ａ断面内で仮定し、このラプラス方程式を離散化して、有限要素法であるＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）により、Ｖｉ(ｒ)を求める。
【００５２】
【数３】
【００５３】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、位置ｒのポテンシャルＶｉ(ｒ)を求めると、式（４）における各定数と∇Ｖｉ(ｒ)からなる感度行列Ｓｅを得て、式（４）を整理することにより、式（４）を下記の式（６）に示すような行列表示にする。
Ｃ＝ＳｅＥ （６）
式（６）において、Ｃはキャパシタンス計測部６の計測結果であるキャパシタンスＣｉ，ｊの分布を示すキャパシタンス行列、Ｅは誘電率の分布を示す誘電率分布行列である。
【００５４】
例えば、容器１の周囲に設置されている電極２の個数が１２個の場合、電極対の組み合わせが６６通りになるので、この場合には、キャパシタンス行列Ｃは６６×１の行列になる。
また、容器１のＡ−Ａ断面を３２×３２＝１０２４の空間解像度で表現する場合、誘電率分布行列Ｅは１０２４×１の行列になる。
このとき、感度行列Ｓｅの誘電率係数（Ｓｅの行要素）は６６要素×１０２４組、キャパシタンス係数（Ｓｅの列要素）は１０２４要素×６６組存在し、感度行列Ｓｅは６６×１０２４の行列になる。
感度行列Ｓｅにおける各要素は、電極２の印加電圧、電極２の長さ、電極２の厚さなどのＣＴ構造によって異なる。
【００５５】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、計測値であるキャパシタンス行列Ｃと既知である感度行列Ｓｅを式（６）に代入して、誘電率分布行列Ｅを算出する。誘電率分布行列Ｅが算出されれば、誘電率分布行列Ｅにおける各々の誘電率εを真空の誘電率ε０で除算することで、比誘電率εｒの分布を求めることができる。
ただし、キャパシタンス行列Ｃが６６×１の行列、誘電率分布行列Ｅが１０２４×１の行列である場合、式数よりも未知数の方が多く、誘電率分布行列Ｅの解が無限数に存在してしまう不適切逆問題になる。
したがって、このような場合には、単に、キャパシタンス行列Ｃと感度行列Ｓｅを式（６）に代入しても、誘電率分布行列Ｅを算出することができないので、例えば、バックプロジェクション法、ベクトル・サンプル・パターンマッチング法、ランドウェバー法、ニュートン・ラプソン法などの逆問題解決手法を利用して、キャパシタンス行列Ｃと感度行列Ｓｅから誘電率分布行列Ｅを算出する。
バックプロジェクション法、ベクトル・サンプル・パターンマッチング法、ランドウェバー法、ニュートン・ラプソン法自体は、公知の手法であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５６】
ここでは、誘電率又は比誘電率分布特定部７が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊから、誘電性ポリマーにおける比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊと、比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を用意し、誘電率又は比誘電率分布特定部７が、そのキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊに対応する比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定するようにしてもよい。
【００５７】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測するＬＣＲメータ、電極２ｉと電極２ｊの間に印加する交流電圧Ｖを変化させることで、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を変化させる電源装置、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を測定する比誘電率測定装置などを用意し、その電源装置が誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を段階的に変化させながら、ＬＣＲメータがキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭを計測する。
そして、比誘電率測定装置が、ＬＣＲメータによりキャパシタＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭが計測されたときの誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係が求まる。
【００５８】
温度分布特定部８は、誘電率又は比誘電率分布特定部７が誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定すると、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める（ステップＳＴ７）。
即ち、温度分布特定部８は、例えば、誘電性ポリマーにおける温度計測位置が１０２４箇所である場合、温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、１０２４箇所の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）に対応する温度Ｔを特定することで、１０２４箇所の温度を特定する。
例えば、交流電圧Ｖの周波数ｆが１ＭＨｚであるとき、誘電性ポリマーにおける或る位置の比誘電率εｒが２．０であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．２［Ｋ］、比誘電率εｒが１．５であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．３５［Ｋ］であると特定する。
【００５９】
ここでは、温度分布特定部８が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するものについて示したが、誘電性ポリマーの温度Ｔと比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、下記の式（７）を記憶し、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を式（７）に代入することで、複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するようにしてもよい。
【００６０】
【数４】
【００６１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測部６と、キャパシタンス計測部６により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部７とを設け、温度分布特定部８が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求めるように構成したので、誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【００６２】
なお、上記の式（２）からも明らかなように、比誘電率εｒは、誘電率εと真空の誘電率ε０との比ε／ε０であり、比誘電率εｒに対する誘電率εは、一義的に決定される。
そのため、上記実施の形態１において、比誘電率εｒではなく、誘電率εを用いて、温度分布を特定するようにしてもよい。
即ち、キャパシタンスと誘電率（比誘電率ではない）の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける誘電率の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の誘電率）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部と、温度と誘電率（比誘電率ではない）の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、その誘電率又は比誘電率分布特定部により特定された複数の位置の誘電率の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布を求める温度分布特定部とを備えるようにしてもよい。
【００６３】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による分布特定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、誘電性ポリマーの温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−誘電率又は比誘電率情報）を生成する処理を実施する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２は温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１により生成された温度−誘電率又は比誘電率マップを記憶する例えばＲＡＭやハードディスクなどの記録媒体である。
なお、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２は温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段を構成している。
【００６４】
キャパシタンス計測部１３は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部５により選択された２個の電極間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、２個の電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する処理を実施する。
例えば、電極選択部５により選択された２個の電極が電極２ｉと電極２ｊである場合、Ｃｉ，ｊは電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスとなる。
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせが６６通りになるため、６６通りのキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する。
なお、電極選択部５及びキャパシタンス計測部１３からキャパシタンス計測手段が構成されている。
【００６５】
誘電率又は比誘電率分布特定部１４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ））を特定する処理を実施する。なお、誘電率又は比誘電率分布特定部１４は誘電率又は比誘電率分布特定手段を構成している。
【００６６】
温度分布特定部１５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める処理を実施する。なお、温度分布特定部１５は温度分布特定手段を構成している。
【００６７】
図９の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１０はこの発明の実施の形態２による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【００６８】
以下、図９の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１は、誘電性ポリマーの温度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する（図１０のステップＳＴ１）。
【００６９】
例えば、誘電体のキュリーワイスの法則により、誘電性ポリマーがキュリー点以下の場合、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の関係がＤｅｂｙｅ式で表されることに着目し、例えば、上記の式（１）に示すＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
【００７０】
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１が、Ｄｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【００７１】
なお、温度Ｔと複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、誘電性ポリマーを加熱する加熱装置、誘電性ポリマーの温度Ｔを計測する熱伝対などの温度計測器、誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その温度計測器の計測結果を見ながら、加熱装置が誘電性ポリマーを段階的に加熱する。
そして、誘電率測定装置が、例えば、誘電性ポリマーの温度ＴがＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＮのときの誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、下記のように、温度Ｔと複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まるので、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
Ｔ１ ― εＲ（ｆ，Ｔ１）
Ｔ２ ― εＲ（ｆ，Ｔ２）
：
ＴＮ ― εＲ（ｆ，ＴＮ）
【００７２】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１は、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成すると、その温度−誘電率又は比誘電率マップを温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２に格納する（ステップＳＴ１２）。
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１により生成される温度−誘電率又は比誘電率マップを図示しないが、図８の温度−誘電率又は比誘電率マップに相当するマップである。
【００７３】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部１３の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部１３による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部１３と電気的に接続する（ステップＳＴ１３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【００７４】
キャパシタンス計測部１３は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する（ステップＳＴ１４）。
キャパシタンス計測部６は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎの実数部を計測する。
【００７５】
誘電率又は比誘電率分布特定部１４は、キャパシタンス計測部１３が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測すると（ステップＳＴ１５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ））を特定する（ステップＳＴ１６）。
誘電率又は比誘電率分布特定部１４による複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の具体的な特定処理は、図１の誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７６】
ここでは、誘電率又は比誘電率分布特定部１４が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を用意し、誘電率又は比誘電率分布特定部１４が、そのキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部に対応する複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を特定するようにしてもよい。
【００７７】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測するＬＣＲメータ、電極２ｉと電極２ｊの間に印加する交流電圧Ｖを変化させることで、誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を変化させる電源装置、誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その電源装置が誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を段階的に変化させながら、ＬＣＲメータがキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの実数部を計測する。
そして、誘電率測定装置が、ＬＣＲメータによりキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの実数部が計測されたときの誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まる。
【００７８】
温度分布特定部１５は、誘電率又は比誘電率分布特定部１４が誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を特定すると、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める（ステップＳＴ１７）。
即ち、温度分布特定部１５は、例えば、誘電性ポリマーにおける温度計測位置が１０２４箇所である場合、温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、１０２４箇所の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）に対応する温度Ｔを特定することで、１０２４箇所の温度を特定する。
【００７９】
ここでは、温度分布特定部１５が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するものについて示したが、誘電性ポリマーの温度Ｔと誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、上記の式（７）に相当する関係式（複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の代わりに、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を変数として含む式）を記憶し、誘電率又は比誘電率分布特定部１４により特定された複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を当該関係式に代入することで、複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するようにしてもよい。
【００８０】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部を計測するキャパシタンス計測部１３と、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部１４とを設け、温度分布特定部１５が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部１４により特定された複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求めるように構成したので、誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【００８１】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３による分布特定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、誘電性ポリマーの温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−誘電率又は比誘電率情報）を生成する処理を実施する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７は温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６により生成された温度−誘電率又は比誘電率マップを記憶する例えばＲＡＭやハードディスクなどの記録媒体である。
なお、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７は温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段を構成している。
【００８２】
キャパシタンス計測部１８は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部５により選択された２個の電極間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、２個の電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測する処理を実施する。
例えば、電極選択部５により選択された２個の電極が電極２ｉと電極２ｊである場合、Ｃｉ，ｊは電極２ｉと電極２ｊの電極間のキャパシタンスとなる。
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせが６６通りになるため、６６通りのキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測する。
なお、電極選択部５及びキャパシタンス計測部１８からキャパシタンス計測手段が構成されている。
【００８３】
誘電率又は比誘電率分布特定部１９は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部１８により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ））を特定する処理を実施する。なお、誘電率又は比誘電率分布特定部１９は誘電率又は比誘電率分布特定手段を構成している。
【００８４】
温度分布特定部２０は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部１９により特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める処理を実施する。なお、温度分布特定部２０は温度分布特定手段を構成している。
【００８５】
図１１の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１２はこの発明の実施の形態３による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【００８６】
以下、図１１の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６は、誘電性ポリマーの温度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する（図１２のステップＳＴ２１）。
【００８７】
例えば、誘電体のキュリーワイスの法則により、誘電性ポリマーがキュリー点以下の場合、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の関係がＤｅｂｙｅ式で表されることに着目し、例えば、上記の式（１）に示すＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
【００８８】
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６が、Ｄｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【００８９】
なお、温度Ｔと複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、誘電性ポリマーを加熱する加熱装置、誘電性ポリマーの温度Ｔを計測する熱伝対などの温度計測器、誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その温度計測器の計測結果を見ながら、加熱装置が誘電性ポリマーを段階的に加熱する。
そして、誘電率測定装置が、例えば、誘電性ポリマーの温度ＴがＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＮのときの誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、下記のように、温度Ｔと複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まるので、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
Ｔ１ ― εＩ（ｆ，Ｔ１）
Ｔ２ ― εＩ（ｆ，Ｔ２）
：
ＴＮ ― εＩ（ｆ，ＴＮ）
【００９０】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６は、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成すると、その温度−誘電率又は比誘電率マップを温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７に格納する（ステップＳＴ２２）。
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６により生成される温度−誘電率又は比誘電率マップを図示しないが、図８の温度−誘電率又は比誘電率マップに相当するマップである。
【００９１】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部１８の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部１８による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部１８と電気的に接続する（ステップＳＴ２３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部１２と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【００９２】
キャパシタンス計測部１８は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測する（ステップＳＴ２４）。
キャパシタンス計測部１８は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎの虚数部を計測する。
【００９３】
誘電率又は比誘電率分布特定部１９は、キャパシタンス計測部１８が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測すると（ステップＳＴ２５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ））を特定する（ステップＳＴ２６）。
誘電率又は比誘電率分布特定部１９による複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の具体的な特定処理は、図１の誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００９４】
ここでは、誘電率又は比誘電率分布特定部１９が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部から、誘電性ポリマーにおける複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部と、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を用意し、誘電率又は比誘電率分布特定部１９が、そのキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部に対応する複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を特定するようにしてもよい。
【００９５】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部と、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測するＬＣＲメータ、電極２ｉと電極２ｊの間に印加する交流電圧Ｖを変化させることで、誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を変化させる電源装置、誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その電源装置が誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を段階的に変化させながら、ＬＣＲメータがキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの虚数部を計測する。
そして、誘電率測定装置が、ＬＣＲメータによりキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの虚数部が計測されたときの誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部と、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まる。
【００９６】
温度分布特定部２０は、誘電率又は比誘電率分布特定部１９が誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を特定すると、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める（ステップＳＴ２７）。
即ち、温度分布特定部２０は、例えば、誘電性ポリマーにおける温度計測位置が１０２４箇所である場合、温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、１０２４箇所の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）に対応する温度Ｔを特定することで、１０２４箇所の温度を特定する。
【００９７】
ここでは、温度分布特定部２０が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するものについて示したが、誘電性ポリマーの温度Ｔと誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、上記の式（７）に相当する関係式（複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の代わりに、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を変数として含む式）を記憶し、誘電率又は比誘電率分布特定部１９により特定された複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を当該関係式に代入することで、複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するようにしてもよい。
【００９８】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部を計測するキャパシタンス計測部１８と、キャパシタンス計測部１８により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部１９とを設け、温度分布特定部２０が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部１９により特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求めるように構成したので、誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【００９９】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、誘電性ポリマーの温度分布を特定するものについて示したが、例えば、導電性粒子が混入されている誘電性ポリマーを射出成形用の金型内に高圧で噴射して、プラスチック製品を製造する際には、その誘電性ポリマーの温度分布を特定する他に、その導電性粒子の濃度分布を特定するようにしてもよい。
また、誘電性ポリマーの温度分布を特定せずに、導電性粒子の濃度分布だけを特定するようにしてもよい。
以下、この実施の形態４では、容器１が射出成形用の金型であり、容器１には導電性粒子が混入されている誘電性ポリマーが入れられるものとする。
【０１００】
図１３はこの発明の実施の形態４による分布特定装置を示す構成図であり、図において、図９と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１３の例では、図９の分布特定装置に対して、後述する濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４を実装しているが、図１の分布特定装置に対して、後述する濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４を実装するようにしてもよい。
【０１０１】
濃度−導電率マップ生成部２１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの導電性粒子の濃度Ｄと、複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示す濃度−導電率マップ（濃度−導電率情報）を生成する処理を実施する。
濃度−導電率マップ記憶部２２は濃度−導電率マップ生成部２１により生成された濃度−導電率マップを記憶する例えばＲＡＭやハードディスクなどの記録媒体である。
なお、濃度−導電率マップ記憶部２２は濃度−導電率情報記憶手段を構成している。
【０１０２】
導電率分布特定部２３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ））を特定する処理を実施する。なお、導電率分布特定部２３は導電率分布特定手段を構成している。
【０１０３】
濃度分布特定部２４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、導電率分布特定部２３により特定された複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の濃度Ｄ）を求める処理を実施する。なお、濃度分布特定部２４は濃度分布特定手段を構成している。
【０１０４】
図１３の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１４はこの発明の実施の形態４による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１３の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する前に、濃度計測対象である導電性粒子の性質について簡単に説明する。
導電性粒子を含んでいる誘電性ポリマーに交流電圧を印加すると、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部と虚数部は、温度に大きく依存するが、導電性粒子における複素導電率の実数部と虚数部は、温度に大きく依存せずに、導電性粒子の濃度に大きく依存する性質を有している。
即ち、導電性粒子における複素導電率σの実数部σＲと虚数部σＩは、温度依存性よりも、濃度依存性の方が支配的となる。
【０１０６】
なお、導電性粒子における複素導電率σは、下記の式（９）のように表され、複素誘電率の虚数部εＩ等と下記の関係がある。
σ＝σＲ−ｊσＩ （９）
ΣεＩ（ｆ，Ｔ）＝σＲ（ｆ，Ｔ）／２πｆ （１０）
σＲ＝ωεＩ （１１）
σＩ＝ωσＲ （１２）
ω＝２πｆ
ただし、ｊは虚数単位、ωは測定振動数、ｆは測定周波数である。
【０１０７】
以下、図１３の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
ただし、誘電性ポリマーの温度分布を求める処理は、上記実施の形態２と同様であるため説明を省略する。
濃度−導電率マップ生成部２１は、導電性粒子の濃度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの導電性粒子の濃度Ｄと、複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求め、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示す濃度−導電率情報として、濃度−導電率マップを生成する（図１４のステップＳＴ３１）。
例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求め、その対応関係を示す濃度−導電率マップを生成する。
【０１０８】
濃度−導電率マップ生成部２１は、濃度−導電率マップを生成すると、その濃度−導電率マップを濃度−導電率マップ記憶部２２に格納する（ステップＳＴ３２）。
ここでは、濃度−導電率マップ生成部２１により生成される濃度−導電率マップを図示しないが、図８の温度−誘電率又は比誘電率マップに相当するマップである。
【０１０９】
ここでは、濃度−導電率マップ生成部２１が、Ｄｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【０１１０】
なお、濃度Ｄと複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、濃度Ｄ１，濃度Ｄ２，・・・又は濃度ＤＮの導電性粒子が混入されている複数の誘電性ポリマー、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を計測する導電率計測器などを用意し、複数の誘電性ポリマーの中から任意の誘電性ポリマーを選択して、その誘電性ポリマーを容器１に入れるようにする。
そして、導電率計測器が、例えば、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度ＤがＤ１，Ｄ２，・・・，ＤＮのときの複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）をそれぞれ計測する。
これにより、下記のように、濃度Ｄと複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係が求まるので、その対応関係を示す濃度−導電率マップを生成する。
Ｄ１ ― σＲ（ｆ，Ｔ１）
Ｄ２ ― σＲ（ｆ，Ｔ２）
：
ＤＮ ― σＲ（ｆ，ＴＮ）
【０１１１】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２に格納されるとともに、濃度−導電率マップ生成部２１による濃度−導電率マップの生成が完了して、その濃度−導電率マップが濃度−導電率マップ記憶部２２に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部１３の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部１３による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部１３と電気的に接続する（ステップＳＴ３３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【０１１２】
キャパシタンス計測部１３は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する（ステップＳＴ３４）。
キャパシタンス計測部１３は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎの実数部を計測する。
【０１１３】
導電率分布特定部２３は、キャパシタンス計測部１３が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測すると（ステップＳＴ３５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ））を特定する（ステップＳＴ３６）。
なお、導電率分布特定部２３による複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の特定原理は、図１の誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定原理と同様であるため、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の特定処理の詳細は省略する。
【０１１４】
ここでは、導電率分布特定部２３が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を用意し、導電率分布特定部２３が、そのキャパシタンス−導電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部に対応する複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を特定するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測するＬＣＲメータ、濃度Ｄ１，濃度Ｄ２，・・・又は濃度ＤＮの導電性粒子が混入されている複数の誘電性ポリマー、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を計測する導電率計測器などを用意し、複数の誘電性ポリマーの中から任意の誘電性ポリマーを選択して、その誘電性ポリマーを容器１に入れるようにする。
そして、ＬＣＲメータが、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度ＤがＤ１，Ｄ２，・・・，ＤＮのときのキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＮの実数部をそれぞれ計測する。
また、導電率計測器が、ＬＣＲメータによりキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの実数部が計測されたときの複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）をそれぞれ計測する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係が求まる。
【０１１６】
濃度分布特定部２４は、導電率分布特定部２３が誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を特定すると、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の濃度Ｄ）を求める（ステップＳＴ３７）。
即ち、濃度分布特定部２４は、例えば、誘電性ポリマーにおける濃度計測位置が１０２４箇所である場合、濃度−導電率マップを参照して、１０２４箇所の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）に対応する濃度Ｄを特定することで、１０２４箇所の濃度を特定する。
【０１１７】
ここでは、濃度分布特定部２４が、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定するものについて示したが、導電性粒子の濃度Ｄと導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報として対応関係式を記憶し、導電率分布特定部２３により特定された複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を当該対応関係式に代入することで、複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定するようにしてもよい。
【０１１８】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部を計測するキャパシタンス計測部１３と、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を特定する導電率分布特定部２３とを設け、濃度分布特定部２４が、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、導電率分布特定部２３により特定された複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布を求めるように構成したので、例えば、射出成形用の金型内の誘電性ポリマーが固化する過程で、その誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【０１１９】
また、この実施の形態４によれば、温度分布特定部１５と濃度分布特定部２４が並列に処理を行うことで、誘電性ポリマーの温度分布の特定処理と導電性粒子の濃度分布の特定処理とが並行に行われるので、誘電性ポリマーの温度分布と導電性粒子の濃度分布が同時に特定されるようになり、その結果、射出成形される誘電性ポリマーのリアルタイムな監視制御が可能なシステム等を実現することができる効果を奏する。
【０１２０】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、図９の温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５が実装されている分布特定装置を示したが、図１１の温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０が実装されている分布特定装置であってもよい。
【０１２１】
ただし、この場合、濃度−導電率マップ生成部２１が、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の虚数部σＩ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示す濃度−導電率マップを生成して、その濃度−導電率マップを濃度−導電率マップ記憶部２２に格納する必要がある。
また、導電率分布特定部２３が、キャパシタンス計測部１８により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部から、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の虚数部σＩ（ｆ，Ｄ）を特定し、濃度分布特定部２４が、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、導電率分布特定部２３により特定された複数の位置の複素導電率の虚数部σＩ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布を求める必要がある。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 容器、２１〜２Ｎ 電極、３，１１，１６ 温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部、４，１２，１７ 温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部（温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段）、５ 電極選択部（キャパシタンス計測手段）、６，１３，１８ キャパシタンス計測部（キャパシタンス計測手段）、７，１４，１９ 誘電率又は比誘電率分布特定部（誘電率又は比誘電率分布特定手段）、８，１５，２０ 温度分布特定部（温度分布特定手段）、２１ 濃度−導電率マップ生成部、２２ 濃度−導電率マップ記憶部（濃度−導電率情報記憶手段）、２３ 導電率分布特定部（導電率分布特定手段）、２４ 濃度分布特定部（濃度分布特定手段）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポリマーの温度分布をリアルタイムに計測する分布特定方法及び分布特定装置に関するものであり、例えば、溶融しているポリマーを金型内に高圧で噴射して、プラスチック製品（射出成形品）を製造する際に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、溶融しているポリマーを金型内に高圧で噴射して、プラスチック製品を製造する射出成形は、様々な分野（例えば、家電、輸送車両、航空機、医療機器、文房具などの分野）で幅広く利用されている。
近年、製品の小型化や複合化の傾向が顕著であり、例えば、マイクロ・ナノサイズの導電性粒子であるピラーに多種多様な機能性（例えば、超強度性、超導電性、芳香性、光可塑性、蛍光性など）を持たせ、そのピラーを溶融しているポリマー内に混合させて射出成形することで、革新的な複合材料の製造が可能になりつつある。
例えば、プラスチック製品として、ブルーレイなどの電子記憶媒体が製造される際には、ピラーがポリマーに混合され、ブルーレイなどの電子記憶媒体は、高密度化や３次元化が図られている。
【０００３】
ただし、製品の小型化や複合化を実現するには、より高度な射出成形が求められ、射出成形品であるプラスチック製品の「そり」を微小なオーダで制御する必要がある。
即ち、溶融しているポリマーが固化する過程で、ポリマーの温度が均一でない場合（例えば、金型の周囲に冷却流が配置されている場合、金型内でポリマーが固化する過程で、金型の外側から冷却されるため、ポリマーの中心部の温度と外側の温度との差が非常に大きくなることがある）、ポリマーの固化速度が部分的に異なり、微小なオーダの「そり」等が発生することがある。「そり」等の発生は、プラスチック製品の高密度化や３次元化の妨げとなる。
したがって、ポリマーが固化する過程で、ポリマーの温度分布を計測（ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度を計測）して、ポリマーの温度が均一になるように制御することが重要になる。
【０００４】
また、ポリマーの固化速度が部分的に異なる場合、高機能性のピラーが破壊されてしまって、ポリマーに混入しているピラーの濃度が均一にならず、ピラーの空間的な配向が一定にならないことがある。
したがって、ポリマーが固化する過程で、ピラーの濃度分布を計測して、ピラーの濃度が均一になるように制御することも重要になる。
【０００５】
しかし、現時点では、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布をリアルタイムに計測する方法は開発されておらず（複数の熱伝対を金型の外周に設置すれば、ポリマーの表面温度を計測することができるが、内部の温度を計測することはできない）、ポリマーの温度やピラーの濃度が均一になるように制御することは極めて困難である。
このため、一般的には、ポリマーが固化する過程では、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布を計測せずに、製造後のプラスチック製品に対して、力学的な試験や電気的な試験を実施して、プラスチック製品を評価しているに過ぎない。
【０００６】
ただし、金型の周囲に配置する冷却流路の形状を設計して、その冷却流路内を流れる水と金型内の温度を仮定し、コンピュータシミュレーションによって、その伝熱問題から、金型内の温度分布ができるだけ一定になるように、冷却流路内の温度をコントロールする手法は存在する。
しかし、この手法は、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布をリアルタイムに計測するものではなく、金型の周囲に配置する冷却流路の形状が予め設計されているもの以外には適用することができない。
【０００７】
なお、以下の特許文献１には、多次元多点測定によって、液体、気体、固体が混じっている混相流内において、液体や気体内の固体の濃度分布や、液体内の気体分布を可視化計測できることが示されている。
即ち、計測対象物の外周に多数の電極を配置させて、各電極間のキャパシタンスやインピーダンスを測定し、画像再構成法を利用して、その測定結果から固体や気体の濃度分布を画像化する技術が開示されている。
しかし、この特許文献１では、固体や液体の濃度分布を計測する技術を開示しているだけであり、ポリマーの温度分布やピラーの濃度分布をリアルタイムに計測する技術を開示しているものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７７２２３７号（段落番号［００１８］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の分布特定方法は以上のように構成されているので、複数の熱伝対を金型の外周に設置すれば、ポリマーの表面温度を計測することができるが、内部の温度を計測することができない課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる分布特定方法及び分布特定装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布をリアルタイムに特定することができる分布特定方法及び分布特定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る分布特定方法は、計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定ステップと、誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求める温度分布特定ステップとを備えるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る分布特定方法は、誘電性材料が誘電性のポリマーであり、複数の電極間に印加される電圧が交流電圧であり、誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報が予め用意されている温度−誘電率又は比誘電率マップであるものである。
【００１３】
この発明に係る分布特定方法は、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の実数部マップ）がポリマーの温度と複素誘電率の実数部との対応関係を示している場合、キャパシタンス計測ステップが、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの実数部を計測し、誘電率又は比誘電率分布特定ステップ（複素誘電率の実数部分布特定ステップ）が、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの実数部からポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部を特定し、温度分布特定ステップが、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の実数部マップ）を参照して、誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の実数部の各々に対応する温度を特定することで、ポリマーの温度分布を求めるようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る分布特定方法は、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の虚数部マップ）がポリマーの温度と複素誘電率の虚数部との対応関係を示している場合、キャパシタンス計測ステップが、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの虚数部を計測し、誘電率又は比誘電率分布特定ステップ（複素誘電率の虚数部分布特定ステップ）が、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの虚数部からポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部を特定し、温度分布特定ステップが、温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−複素誘電率の虚数部マップ）を参照して、誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部の各々に対応する温度を特定することで、ポリマーの温度分布を求めるようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る分布特定方法は、誘電性のポリマーに導電性粒子が混入している場合、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、ポリマーにおける複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を参照して、導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る分布特定方法は、導電性粒子が混入されている誘電性のポリマーが射出成形用の金型内に入れられており、温度分布特定ステップにおける金型内のポリマーの温度分布の特定処理と、濃度分布特定ステップにおける金型内の導電性粒子の濃度分布の特定処理とが並行して行われるようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る分布特定方法は、計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を使用して、導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えるようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る分布特定方法は、誘電率又は比誘電率分布特定ステップが、キャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る分布特定方法は、導電率分布特定ステップが、キャパシタンス−導電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係る分布特定装置は、計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を記憶している温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定手段とを設け、温度分布特定手段が、温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、誘電率又は比誘電率分布特定手段により特定された複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求めるようにしたものである。
【００２１】
この発明に係る分布特定装置は、誘電性材料に混入している導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段と、濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定手段とを備えるようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る分布特定装置は、計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段とを設け、濃度分布特定手段が、濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求めるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果がある。
また、この発明によれば、ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布をリアルタイムに特定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１による分布特定装置を示す構成図である。
【図２Ａ】周囲に複数の電極が設置されている誘電性ポリマーの容器を示す側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの誘電性ポリマーの容器におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【図４】誘電性ポリマーの弾性率と温度の関係を示す説明図である。
【図５】キャパシタンス及び温度計測用の実験装置を示す構成図である。
【図６】キャパシタンスの計測結果の一例を示す説明図である。
【図７】ポリカーボネートの温度変化に伴うキャパシタンスの変化を示す説明図である。
【図８】温度−誘電率又は比誘電率マップの一例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による分布特定装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態３による分布特定装置を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態４による分布特定装置を示す構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による分布特定装置を示す構成図である。
図２Ａは周囲に複数の電極が設置されている誘電性ポリマーの容器を示す側面図であり、図２Ｂは図２Ａの誘電性ポリマーの容器におけるＡ−Ａ断面図である。
図１及び図２Ａ，２Ｂにおいて、容器１は計測対象の誘電性ポリマー（誘電性材料）が入れられ、容器１の周囲（誘電性ポリマーを含む空間の周囲）には、複数の電極２が設置されている。
図２Ａ、図２Ｂでは、容器１の周囲にＮ×３個の電極２１〜２Ｎが設置されている例を示しているが（Ｎ個の電極２１〜２Ｎが３段に設置されている）、電極２は少なくとも２個以上設置されていればよく、電極２の個数は何個でもよい。ただし、設置される電極２の個数が多い程、誘電性ポリマーの温度分布をきめ細かく特定することができる。
【００２６】
以下、この実施の形態１では、説明の簡単化のため、Ｎ個の電極２１〜２Ｎが１段のみに設置されており（Ａ−Ａ断面にのみ設置されている）、電極２の個数がＮ個であるものとして説明する。
図２Ｂでは、容器１を上部から見ると、形状が丸型である例を示しているが、容器１の形状は特に限定されるものではなく、例えば、角型でもよい。
溶融している誘電性ポリマーを固化してプラスチック製品を製造する場合、例えば、射出成形用の金型が容器１として用いられる。ただし、射出成形用の金型の形状は、図２Ａ、図２Ｂの容器１の形状と異なる。
【００２７】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの比誘電率εｒとの対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、誘電性ポリマーの温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−誘電率又は比誘電率情報）を生成する処理を実施する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４は温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３により生成された温度−誘電率又は比誘電率マップを記憶する例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクなどの記録媒体である。
なお、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４は温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段を構成している。
【００２８】
電極選択部５はＮ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部６による計測対象の２個の電極２を順次選択する切換スイッチである。
キャパシタンス計測部６は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部５により選択された２個の電極間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、２個の電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測する処理を実施する。
例えば、電極選択部５により選択された２個の電極が電極２ｉと電極２ｊである場合、Ｃｉ，ｊは電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスとなる。
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせが６６通りになるため、６６通りのキャパシタンスＣｉ，ｊを計測する。
なお、電極選択部５及びキャパシタンス計測部６からキャパシタンス計測手段が構成されている。
【００２９】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部６により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ））を特定する処理を実施する。なお、誘電率又は比誘電率分布特定部７は誘電率又は比誘電率分布特定手段を構成している。
【００３０】
温度分布特定部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める処理を実施する。なお、温度分布特定部８は温度分布特定手段を構成している。
【００３１】
図１の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４、電極選択部５、キャパシタンス計測部６、誘電率又は比誘電率分布特定部７及び温度分布特定部８の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図３はこの発明の実施の形態１による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【００３２】
図１の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する前に、温度計測対象である誘電性ポリマーについて説明する。
温度計測対象である誘電性ポリマーは、例えば、合成樹脂やプラスチックなどと総称される。
具体的には、誘電性ポリマーとしては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミドなどの鎖状ポリマーが該当する。
鎖状ポリマーにおいて、鎖状分子の長軸に対して垂直な方向への運動は、絡み合った鎖状分子同士が互いに邪魔をするために妨げられる。このため、鎖状ポリマーでは、鎖状分子の長軸に沿う方向への運動（レプテーション）のみが許される性質を有している。
【００３３】
誘電性ポリマーは、例えば、分子鎖の運動が凍結されているガラス領域にあるときに、温度を上昇させて、ガラス転移温度Ｔｇに到達すると、誘電性ポリマーの弾性率や誘電率又は比誘電率が急激に変化し、さらに温度を上昇させて、融点に到達すると、液体に変化する性質を有している。
【００３４】
ここで、図４は誘電性ポリマーの弾性率と温度の関係を示す説明図である。
誘電性ポリマーは、図４に示すように、温度変化に伴って、弾性率が変化することにより、低温側から順番に、分子鎖の運動が凍結されるガラス領域、主鎖のミクロブラウン運動に由来するガラス転移領域、分子鎖の絡み合いによるゴム状平坦領域、絡み合いが解けることによるゴム状流動領域、分子鎖の相互移動による液状流動領域が現れる。
弾性率の変化が最も激しいガラス転移領域の温度がガラス転移温度Ｔｇと呼ばれ、そのガラス転移温度Ｔｇを境にして、誘電性ポリマーの固さや誘電率又は比誘電率が急激に変化する。
【００３５】
誘電性ポリマーは、交流電圧Ｖが印加されると、内部に電気双極子である誘電分極（電子分極、イオン分極、配向分極、空間電荷分極）が生じることがあり、空間電荷分極と配向分極は緩和型の誘電分散を示し、イオン分極と電子分極は共鳴型の誘電分散を示すようになる。
このとき、誘電性ポリマーにおける誘電率の絶対値は、各誘電分極の分極率の和に比例するが、赤外域よりも低い周波数ｆでは、配向分極の分極率のみが表れる。
したがって、ガラス転移温度領域における複素誘電率εと温度Ｔの関係は、電界の周波数ｆに依存（誘電分散）するが、温度の上昇下降速度にも依存しており、非常に複雑である。
【００３６】
ここで、図５はキャパシタンス及び温度計測用の実験装置を示す構成図である。
図５の実験装置では、誘電性ポリマーとして、熱可塑性プラスチックの一種であるポリカーボネートを用いている。
このポリカーボネートの物性は下記の通りである。
密度：１．２０ｇ／ｃｍ３、可用温度：−１００度〜＋１８０度、融点：約２５０度、
屈折率：１．５８５±０．００１、光透過率：９０％±１％、
熱伝導率：０．１９Ｗ／ｍｋ、誘電率ε：２５．７［ｐＦ／ｍ］、
比誘電率εｒ：２．９［−］
【００３７】
図５の実験装置では、１２個の電極を内周に備えているビーカを赤外線ヒーターの上に置いて、１２個の電極とＬＣＲメータを同軸ケーブルで繋ぎ、ＬＣＲメータを用いて、各電極間のキャパシタンスを計測している。
具体的には、電極番号（１）の電極と電極番号（２）の電極との間に、ＬＣＲメータが２０μｓの時間をかけて、交流電圧を印加して、それらの電極間のキャパシタンスを計測する。
次に、電極番号（１）の電極と電極番号（３）の電極との間に、ＬＣＲメータが２０μｓの時間をかけて、交流電圧を印加して、それらの電極間のキャパシタンスを計測する。
この計測手順を１２個の電極の全ての組み合わせに適用して、合計６６通りの組み合わせの電極間のキャパシタンスを計測する。図６はキャパシタンスの計測結果の一例を示す説明図である。
【００３８】
このようにして、キャパシタンスを計測する際に、赤外線ヒーターによって、例えば、ビーカを１０分間熱することで、ビーカ内のポリカーボネートの温度を上げると、図７に示すように、６６個のキャパシタンスの平均値が減少する実験結果が得られる。
この実験結果から、電極間のキャパシタンスは、温度依存性を有していることが明らかである。
【００３９】
以下、図１の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３は、誘電性ポリマーの温度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する（図３のステップＳＴ１）。
【００４０】
例えば、誘電体のキュリーワイスの法則により、誘電性ポリマーがキュリー点（物質が磁性を失う境界の温度）以下の場合、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の関係がＤｅｂｙｅ式で表されることに着目し、例えば、下記の式（１）に示すＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
【００４１】
【数１】
【００４２】
式（１）〜式（３）において、εｒは比誘電率、εは誘電性ポリマーの複素誘電率、ε０は真空の誘電率であり、８．８５４×１０−１２Ｆ／ｍである。
εＲは複素誘電率εの実数部、εＩは複素誘電率εの虚数部、ｊは虚数単位である。
ρは誘電性ポリマーの密度であり、例えば誘電性ポリマーがポリカーボネートの場合、約１２２０ｋｇ／ｍ３である。
ＮＡはアボガドロの数であり、６．０２２１３７×１０２３である。
Ｍはモル質量であり、例えば誘電性ポリマーがポリカーボネートの場合、約２７．８４６ｋｇ／モルである。
μは永久双極子モーメントであり、例えば誘電性ポリマーがポリカーボネートの場合、３．３３６×１０−３０Ｃ／ｍである。
ｋＢはボルツマン定数であり、１．３８０６６×１０−２３Ｊ／Ｋである。
αは分極率であり、単位はＦ／ｍ２である。
【００４３】
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３がＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【００４４】
なお、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、誘電性ポリマーを加熱する加熱装置、誘電性ポリマーの温度Ｔを計測する熱伝対などの温度計測器、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を測定する比誘電率測定装置などを用意し、その温度計測器の計測結果を見ながら、加熱装置が誘電性ポリマーを段階的に加熱する。
そして、比誘電率測定装置が、例えば、誘電性ポリマーの温度ＴがＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＮのときの誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、下記のように、温度Ｔと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係が求まるので、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
Ｔ１ ― εｒ（ｆ，Ｔ１）
Ｔ２ ― εｒ（ｆ，Ｔ２）
：
ＴＮ ― εｒ（ｆ，ＴＮ）
【００４５】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３は、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成すると、その温度−誘電率又は比誘電率マップを温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４に格納する（ステップＳＴ２）。
図８は温度−誘電率又は比誘電率マップの一例を示す説明図である。
図８では、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数ｆが１〜４ＭＨｚの範囲内であるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと比誘電率εｒの対応関係を示している。
具体的には、交流電圧Ｖの周波数ｆが１ＭＨｚである場合、例えば、比誘電率εｒが２．０であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．２［Ｋ］、比誘電率εｒが１．５であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．３５［Ｋ］であることを示している。
【００４６】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部３による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部６の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部６による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する（ステップＳＴ３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【００４７】
キャパシタンス計測部６は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測する（ステップＳＴ４）。
キャパシタンス計測部６は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎを計測する。
【００４８】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、キャパシタンス計測部６が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測すると（ステップＳＴ５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ））を特定する（ステップＳＴ６）。
以下、誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定処理を具体的に説明する。
【００４９】
まず、電極２ｉ（以下、「基準電極２ｉ」と称する）と、電極２ｊ（以下、「検出電極２ｊ」と称する）の間のキャパシタンスＣｉ，ｊは、ガウスの法則より、下記の式（４）が成立する。
【００５０】
【数２】
式（４）において、ｒは容器１のＡ−Ａ断面内の位置ベクトル、ε(ｒ)は容器１のＡ−Ａ断面内の位置ｒにおける誘電率、ε０は真空の誘電率である。
また、Ｖｃは基準電極２ｉの印加電圧、Ｖｉ(ｒ)は容器１のＡ−Ａ断面内の位置ｒのポテンシャル、Γｊは基準電極２ｉと検出電極２ｊ間の電気力線が及ぶ領域である。
なお、∇は微分演算子である。
【００５１】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、式（４）において、位置ｒのポテンシャルであるＶｉ(ｒ)が未知であるため、下記の式（５）に示すラプラス方程式を容器１のＡ−Ａ断面内で仮定し、このラプラス方程式を離散化して、有限要素法であるＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）により、Ｖｉ(ｒ)を求める。
【００５２】
【数３】
【００５３】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、位置ｒのポテンシャルＶｉ(ｒ)を求めると、式（４）における各定数と∇Ｖｉ(ｒ)からなる感度行列Ｓｅを得て、式（４）を整理することにより、式（４）を下記の式（６）に示すような行列表示にする。
Ｃ＝ＳｅＥ （６）
式（６）において、Ｃはキャパシタンス計測部６の計測結果であるキャパシタンスＣｉ，ｊの分布を示すキャパシタンス行列、Ｅは誘電率の分布を示す誘電率分布行列である。
【００５４】
例えば、容器１の周囲に設置されている電極２の個数が１２個の場合、電極対の組み合わせが６６通りになるので、この場合には、キャパシタンス行列Ｃは６６×１の行列になる。
また、容器１のＡ−Ａ断面を３２×３２＝１０２４の空間解像度で表現する場合、誘電率分布行列Ｅは１０２４×１の行列になる。
このとき、感度行列Ｓｅの誘電率係数（Ｓｅの行要素）は６６要素×１０２４組、キャパシタンス係数（Ｓｅの列要素）は１０２４要素×６６組存在し、感度行列Ｓｅは６６×１０２４の行列になる。
感度行列Ｓｅにおける各要素は、電極２の印加電圧、電極２の長さ、電極２の厚さなどのＣＴ構造によって異なる。
【００５５】
誘電率又は比誘電率分布特定部７は、計測値であるキャパシタンス行列Ｃと既知である感度行列Ｓｅを式（６）に代入して、誘電率分布行列Ｅを算出する。誘電率分布行列Ｅが算出されれば、誘電率分布行列Ｅにおける各々の誘電率εを真空の誘電率ε０で除算することで、比誘電率εｒの分布を求めることができる。
ただし、キャパシタンス行列Ｃが６６×１の行列、誘電率分布行列Ｅが１０２４×１の行列である場合、式数よりも未知数の方が多く、誘電率分布行列Ｅの解が無限数に存在してしまう不適切逆問題になる。
したがって、このような場合には、単に、キャパシタンス行列Ｃと感度行列Ｓｅを式（６）に代入しても、誘電率分布行列Ｅを算出することができないので、例えば、バックプロジェクション法、ベクトル・サンプル・パターンマッチング法、ランドウェバー法、ニュートン・ラプソン法などの逆問題解決手法を利用して、キャパシタンス行列Ｃと感度行列Ｓｅから誘電率分布行列Ｅを算出する。
バックプロジェクション法、ベクトル・サンプル・パターンマッチング法、ランドウェバー法、ニュートン・ラプソン法自体は、公知の手法であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５６】
ここでは、誘電率又は比誘電率分布特定部７が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊから、誘電性ポリマーにおける比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊと、比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を用意し、誘電率又は比誘電率分布特定部７が、そのキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊに対応する比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定するようにしてもよい。
【００５７】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊを計測するＬＣＲメータ、電極２ｉと電極２ｊの間に印加する交流電圧Ｖを変化させることで、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を変化させる電源装置、誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を測定する比誘電率測定装置などを用意し、その電源装置が誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を段階的に変化させながら、ＬＣＲメータがキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭを計測する。
そして、比誘電率測定装置が、ＬＣＲメータによりキャパシタＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭが計測されたときの誘電性ポリマーの比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊと比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の対応関係が求まる。
【００５８】
温度分布特定部８は、誘電率又は比誘電率分布特定部７が誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定すると、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める（ステップＳＴ７）。
即ち、温度分布特定部８は、例えば、誘電性ポリマーにおける温度計測位置が１０２４箇所である場合、温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、１０２４箇所の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）に対応する温度Ｔを特定することで、１０２４箇所の温度を特定する。
例えば、交流電圧Ｖの周波数ｆが１ＭＨｚであるとき、誘電性ポリマーにおける或る位置の比誘電率εｒが２．０であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．２［Ｋ］、比誘電率εｒが１．５であれば、誘電性ポリマーの温度Ｔが約０．３５［Ｋ］であると特定する。
【００５９】
ここでは、温度分布特定部８が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するものについて示したが、誘電性ポリマーの温度Ｔと比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、下記の式（７）を記憶し、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を式（７）に代入することで、複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するようにしてもよい。
【００６０】
【数４】
【００６１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測部６と、キャパシタンス計測部６により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部７とを設け、温度分布特定部８が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部４により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求めるように構成したので、誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【００６２】
なお、上記の式（２）からも明らかなように、比誘電率εｒは、誘電率εと真空の誘電率ε０との比ε／ε０であり、比誘電率εｒに対する誘電率εは、一義的に決定される。
そのため、上記実施の形態１において、比誘電率εｒではなく、誘電率εを用いて、温度分布を特定するようにしてもよい。
即ち、キャパシタンスと誘電率（比誘電率ではない）の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスから、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける誘電率の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の誘電率）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部と、温度と誘電率（比誘電率ではない）の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、その誘電率又は比誘電率分布特定部により特定された複数の位置の誘電率の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布を求める温度分布特定部とを備えるようにしてもよい。
【００６３】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による分布特定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、誘電性ポリマーの温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−誘電率又は比誘電率情報）を生成する処理を実施する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２は温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１により生成された温度−誘電率又は比誘電率マップを記憶する例えばＲＡＭやハードディスクなどの記録媒体である。
なお、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２は温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段を構成している。
【００６４】
キャパシタンス計測部１３は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部５により選択された２個の電極間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、２個の電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する処理を実施する。
例えば、電極選択部５により選択された２個の電極が電極２ｉと電極２ｊである場合、Ｃｉ，ｊは電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスとなる。
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせが６６通りになるため、６６通りのキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する。
なお、電極選択部５及びキャパシタンス計測部１３からキャパシタンス計測手段が構成されている。
【００６５】
誘電率又は比誘電率分布特定部１４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ））を特定する処理を実施する。なお、誘電率又は比誘電率分布特定部１４は誘電率又は比誘電率分布特定手段を構成している。
【００６６】
温度分布特定部１５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部７により特定された複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める処理を実施する。なお、温度分布特定部１５は温度分布特定手段を構成している。
【００６７】
図９の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１０はこの発明の実施の形態２による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【００６８】
以下、図９の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１は、誘電性ポリマーの温度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する（図１０のステップＳＴ１）。
【００６９】
例えば、誘電体のキュリーワイスの法則により、誘電性ポリマーがキュリー点以下の場合、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の関係がＤｅｂｙｅ式で表されることに着目し、例えば、上記の式（１）に示すＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
【００７０】
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１が、Ｄｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【００７１】
なお、温度Ｔと複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、誘電性ポリマーを加熱する加熱装置、誘電性ポリマーの温度Ｔを計測する熱伝対などの温度計測器、誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その温度計測器の計測結果を見ながら、加熱装置が誘電性ポリマーを段階的に加熱する。
そして、誘電率測定装置が、例えば、誘電性ポリマーの温度ＴがＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＮのときの誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、下記のように、温度Ｔと複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まるので、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
Ｔ１ ― εＲ（ｆ，Ｔ１）
Ｔ２ ― εＲ（ｆ，Ｔ２）
：
ＴＮ ― εＲ（ｆ，ＴＮ）
【００７２】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１は、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成すると、その温度−誘電率又は比誘電率マップを温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２に格納する（ステップＳＴ１２）。
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１により生成される温度−誘電率又は比誘電率マップを図示しないが、図８の温度−誘電率又は比誘電率マップに相当するマップである。
【００７３】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部１３の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部１３による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部１３と電気的に接続する（ステップＳＴ１３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【００７４】
キャパシタンス計測部１３は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する（ステップＳＴ１４）。
キャパシタンス計測部６は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎの実数部を計測する。
【００７５】
誘電率又は比誘電率分布特定部１４は、キャパシタンス計測部１３が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測すると（ステップＳＴ１５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ））を特定する（ステップＳＴ１６）。
誘電率又は比誘電率分布特定部１４による複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の具体的な特定処理は、図１の誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７６】
ここでは、誘電率又は比誘電率分布特定部１４が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を用意し、誘電率又は比誘電率分布特定部１４が、そのキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部に対応する複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を特定するようにしてもよい。
【００７７】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測するＬＣＲメータ、電極２ｉと電極２ｊの間に印加する交流電圧Ｖを変化させることで、誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を変化させる電源装置、誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その電源装置が誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を段階的に変化させながら、ＬＣＲメータがキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの実数部を計測する。
そして、誘電率測定装置が、ＬＣＲメータによりキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの実数部が計測されたときの誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まる。
【００７８】
温度分布特定部１５は、誘電率又は比誘電率分布特定部１４が誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を特定すると、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める（ステップＳＴ１７）。
即ち、温度分布特定部１５は、例えば、誘電性ポリマーにおける温度計測位置が１０２４箇所である場合、温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、１０２４箇所の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）に対応する温度Ｔを特定することで、１０２４箇所の温度を特定する。
【００７９】
ここでは、温度分布特定部１５が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するものについて示したが、誘電性ポリマーの温度Ｔと誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、上記の式（７）に相当する関係式（複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の代わりに、複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を変数として含む式）を記憶し、誘電率又は比誘電率分布特定部１４により特定された複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を当該関係式に代入することで、複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するようにしてもよい。
【００８０】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部を計測するキャパシタンス計測部１３と、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部１４とを設け、温度分布特定部１５が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部１４により特定された複数の位置の複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求めるように構成したので、誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【００８１】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３による分布特定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、誘電性ポリマーの温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップ（温度−誘電率又は比誘電率情報）を生成する処理を実施する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７は温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６により生成された温度−誘電率又は比誘電率マップを記憶する例えばＲＡＭやハードディスクなどの記録媒体である。
なお、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７は温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段を構成している。
【００８２】
キャパシタンス計測部１８は例えばＬＣＲメータなどから構成されており、電極選択部５により選択された２個の電極間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、２個の電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測する処理を実施する。
例えば、電極選択部５により選択された２個の電極が電極２ｉと電極２ｊである場合、Ｃｉ，ｊは電極２ｉと電極２ｊの電極間のキャパシタンスとなる。
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせが６６通りになるため、６６通りのキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測する。
なお、電極選択部５及びキャパシタンス計測部１８からキャパシタンス計測手段が構成されている。
【００８３】
誘電率又は比誘電率分布特定部１９は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部１８により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ））を特定する処理を実施する。なお、誘電率又は比誘電率分布特定部１９は誘電率又は比誘電率分布特定手段を構成している。
【００８４】
温度分布特定部２０は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部１９により特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める処理を実施する。なお、温度分布特定部２０は温度分布特定手段を構成している。
【００８５】
図１１の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、電極選択部５、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１２はこの発明の実施の形態３による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【００８６】
以下、図１１の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６は、誘電性ポリマーの温度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの誘電性ポリマーの温度Ｔと、誘電性ポリマーの複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する（図１２のステップＳＴ２１）。
【００８７】
例えば、誘電体のキュリーワイスの法則により、誘電性ポリマーがキュリー点以下の場合、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の関係がＤｅｂｙｅ式で表されることに着目し、例えば、上記の式（１）に示すＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求め、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
【００８８】
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６が、Ｄｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、温度Ｔと複素誘電率ε（ｆ，Ｔ）の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【００８９】
なお、温度Ｔと複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、誘電性ポリマーを加熱する加熱装置、誘電性ポリマーの温度Ｔを計測する熱伝対などの温度計測器、誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その温度計測器の計測結果を見ながら、加熱装置が誘電性ポリマーを段階的に加熱する。
そして、誘電率測定装置が、例えば、誘電性ポリマーの温度ＴがＴ１，Ｔ２，・・・，ＴＮのときの誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、下記のように、温度Ｔと複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まるので、その対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率マップを生成する。
Ｔ１ ― εＩ（ｆ，Ｔ１）
Ｔ２ ― εＩ（ｆ，Ｔ２）
：
ＴＮ ― εＩ（ｆ，ＴＮ）
【００９０】
温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６は、温度−誘電率又は比誘電率マップを生成すると、その温度−誘電率又は比誘電率マップを温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７に格納する（ステップＳＴ２２）。
ここでは、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６により生成される温度−誘電率又は比誘電率マップを図示しないが、図８の温度−誘電率又は比誘電率マップに相当するマップである。
【００９１】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部１８の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部１８による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部１８と電気的に接続する（ステップＳＴ２３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部１２と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【００９２】
キャパシタンス計測部１８は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測する（ステップＳＴ２４）。
キャパシタンス計測部１８は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎの虚数部を計測する。
【００９３】
誘電率又は比誘電率分布特定部１９は、キャパシタンス計測部１８が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測すると（ステップＳＴ２５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ））を特定する（ステップＳＴ２６）。
誘電率又は比誘電率分布特定部１９による複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の具体的な特定処理は、図１の誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００９４】
ここでは、誘電率又は比誘電率分布特定部１９が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部から、誘電性ポリマーにおける複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部と、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を用意し、誘電率又は比誘電率分布特定部１９が、そのキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部に対応する複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を特定するようにしてもよい。
【００９５】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部と、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部を計測するＬＣＲメータ、電極２ｉと電極２ｊの間に印加する交流電圧Ｖを変化させることで、誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を変化させる電源装置、誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を測定する誘電率測定装置などを用意し、その電源装置が誘電性ポリマーの複素誘電率の実数部εＲ（ｆ，Ｔ）を段階的に変化させながら、ＬＣＲメータがキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの虚数部を計測する。
そして、誘電率測定装置が、ＬＣＲメータによりキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの虚数部が計測されたときの誘電性ポリマーの複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）をそれぞれ測定する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊの虚数部と、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）との対応関係が求まる。
【００９６】
温度分布特定部２０は、誘電率又は比誘電率分布特定部１９が誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を特定すると、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、容器１に入っている誘電性ポリマーの温度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の温度Ｔ）を求める（ステップＳＴ２７）。
即ち、温度分布特定部２０は、例えば、誘電性ポリマーにおける温度計測位置が１０２４箇所である場合、温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、１０２４箇所の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）に対応する温度Ｔを特定することで、１０２４箇所の温度を特定する。
【００９７】
ここでは、温度分布特定部２０が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するものについて示したが、誘電性ポリマーの温度Ｔと誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報として、上記の式（７）に相当する関係式（複数の位置の比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の代わりに、複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を変数として含む式）を記憶し、誘電率又は比誘電率分布特定部１９により特定された複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を当該関係式に代入することで、複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定するようにしてもよい。
【００９８】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部を計測するキャパシタンス計測部１８と、キャパシタンス計測部１８により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部から、容器１に入っている誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）を特定する誘電率又は比誘電率分布特定部１９とを設け、温度分布特定部２０が、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、誘電率又は比誘電率分布特定部１９により特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部εＩ（ｆ，Ｔ）の各々に対応する温度Ｔを特定することで、誘電性ポリマーの温度分布を求めるように構成したので、誘電性ポリマーの表面温度だけでなく、内部の温度をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【００９９】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、誘電性ポリマーの温度分布を特定するものについて示したが、例えば、導電性粒子が混入されている誘電性ポリマーを射出成形用の金型内に高圧で噴射して、プラスチック製品を製造する際には、その誘電性ポリマーの温度分布を特定する他に、その導電性粒子の濃度分布を特定するようにしてもよい。
また、誘電性ポリマーの温度分布を特定せずに、導電性粒子の濃度分布だけを特定するようにしてもよい。
以下、この実施の形態４では、容器１が射出成形用の金型であり、容器１には導電性粒子が混入されている誘電性ポリマーが入れられるものとする。
【０１００】
図１３はこの発明の実施の形態４による分布特定装置を示す構成図であり、図において、図９と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１３の例では、図９の分布特定装置に対して、後述する濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４を実装しているが、図１の分布特定装置に対して、後述する濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４を実装するようにしてもよい。
【０１０１】
濃度−導電率マップ生成部２１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの導電性粒子の濃度Ｄと、複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を、例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより求め、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示す濃度−導電率マップ（濃度−導電率情報）を生成する処理を実施する。
濃度−導電率マップ記憶部２２は濃度−導電率マップ生成部２１により生成された濃度−導電率マップを記憶する例えばＲＡＭやハードディスクなどの記録媒体である。
なお、濃度−導電率マップ記憶部２２は濃度−導電率情報記憶手段を構成している。
【０１０２】
導電率分布特定部２３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報（例えば、逆問題解決手法に関する情報）を使用して、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ））を特定する処理を実施する。なお、導電率分布特定部２３は導電率分布特定手段を構成している。
【０１０３】
濃度分布特定部２４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、ワンチップマイコン、あるいは、パーソナルコンピュータなどから構成されており、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、導電率分布特定部２３により特定された複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の濃度Ｄ）を求める処理を実施する。なお、濃度分布特定部２４は濃度分布特定手段を構成している。
【０１０４】
図１３の例では、分布特定装置の構成要素である容器１、電極２１〜２Ｎ、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものについて示したが、分布特定装置の構成要素の一部（例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４）が１つのコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４を１つのコンピュータで構成する場合、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、電極選択部５、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４、温度分布特定部１５、濃度−導電率マップ生成部２１、濃度−導電率マップ記憶部２２、導電率分布特定部２３及び濃度分布特定部２４の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１４はこの発明の実施の形態４による分布特定方法（分布特定装置の処理内容）を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１３の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する前に、濃度計測対象である導電性粒子の性質について簡単に説明する。
導電性粒子を含んでいる誘電性ポリマーに交流電圧を印加すると、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部と虚数部は、温度に大きく依存するが、導電性粒子における複素導電率の実数部と虚数部は、温度に大きく依存せずに、導電性粒子の濃度に大きく依存する性質を有している。
即ち、導電性粒子における複素導電率σの実数部σＲと虚数部σＩは、温度依存性よりも、濃度依存性の方が支配的となる。
【０１０６】
なお、導電性粒子における複素導電率σは、下記の式（９）のように表され、複素誘電率の虚数部εＩ等と下記の関係がある。
σ＝σＲ−ｊσＩ （９）
ΣεＩ（ｆ，Ｔ）＝σＲ（ｆ，Ｔ）／２πｆ （１０）
σＲ＝ωεＩ （１１）
σＩ＝ωσＲ （１２）
ω＝２πｆ
ただし、ｊは虚数単位、ωは測定振動数、ｆは測定周波数である。
【０１０７】
以下、図１３の分布特定装置の処理内容を具体的に説明する。
ただし、誘電性ポリマーの温度分布を求める処理は、上記実施の形態２と同様であるため説明を省略する。
濃度−導電率マップ生成部２１は、導電性粒子の濃度分布の計測を開始する前に、電極２１〜２Ｎに印加される交流電圧Ｖの周波数がｆであるときの導電性粒子の濃度Ｄと、複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求め、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示す濃度−導電率情報として、濃度−導電率マップを生成する（図１４のステップＳＴ３１）。
例えば、公知のＤｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求め、その対応関係を示す濃度−導電率マップを生成する。
【０１０８】
濃度−導電率マップ生成部２１は、濃度−導電率マップを生成すると、その濃度−導電率マップを濃度−導電率マップ記憶部２２に格納する（ステップＳＴ３２）。
ここでは、濃度−導電率マップ生成部２１により生成される濃度−導電率マップを図示しないが、図８の温度−誘電率又は比誘電率マップに相当するマップである。
【０１０９】
ここでは、濃度−導電率マップ生成部２１が、Ｄｅｂｙｅ式を用いて、シミュレーションなどにより、濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求めるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、実験によって、濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求めるようにしてもよい。
また、Ｄｅｂｙｅ式を用いずに、濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との関係を較正曲線によって求めるようにしてもよい。
【０１１０】
なお、濃度Ｄと複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求める実験方法は特に問わないが、例えば、濃度Ｄ１，濃度Ｄ２，・・・又は濃度ＤＮの導電性粒子が混入されている複数の誘電性ポリマー、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を計測する導電率計測器などを用意し、複数の誘電性ポリマーの中から任意の誘電性ポリマーを選択して、その誘電性ポリマーを容器１に入れるようにする。
そして、導電率計測器が、例えば、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度ＤがＤ１，Ｄ２，・・・，ＤＮのときの複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）をそれぞれ計測する。
これにより、下記のように、濃度Ｄと複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係が求まるので、その対応関係を示す濃度−導電率マップを生成する。
Ｄ１ ― σＲ（ｆ，Ｔ１）
Ｄ２ ― σＲ（ｆ，Ｔ２）
：
ＤＮ ― σＲ（ｆ，ＴＮ）
【０１１１】
電極選択部５は、温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１による温度−誘電率又は比誘電率マップの生成が完了して、その温度−誘電率又は比誘電率マップが温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２に格納されるとともに、濃度−導電率マップ生成部２１による濃度−導電率マップの生成が完了して、その濃度−導電率マップが濃度−導電率マップ記憶部２２に格納されると、例えば、キャパシタンス計測部１３の指示の下、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、キャパシタンス計測部１３による計測対象の２個の電極２を順次選択し、２個の電極２をキャパシタンス計測部１３と電気的に接続する（ステップＳＴ３３）。
例えば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎの中から、下記の順番で、２個の電極２を選択して、２個の電極２をキャパシタンス計測部６と電気的に接続する。
（電極２１＋電極２２）→（電極２１＋電極２３）→・・・→（電極２１＋電極２Ｎ）
→（電極２２＋電極２３）→（電極２２＋電極２４）→・・・→（電極２２＋電極２Ｎ）
：
→（電極２Ｎ−１＋電極２Ｎ）
例えば、Ｎ＝１２であれば、２個の電極２の組み合わせは６６通りになる。
【０１１２】
キャパシタンス計測部１３は、電極選択部５が２個の電極２を選択することで（ここでは、電極２ｉと電極２ｊを選択しているものとする）、電極２ｉ及び電極２ｊと電気的に接続されると、電極２ｉと電極２ｊの間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測する（ステップＳＴ３４）。
キャパシタンス計測部１３は、例えば、Ｎ＝１２であれば、全部で６６通りのキャパシタンスＣ１，２，Ｃ１，３，・・・，ＣＮ−１，Ｎの実数部を計測する。
【０１１３】
導電率分布特定部２３は、キャパシタンス計測部１３が全ての組み合わせの電極間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測すると（ステップＳＴ３５）、例えば、逆問題解決手法を利用して、そのキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ））を特定する（ステップＳＴ３６）。
なお、導電率分布特定部２３による複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の特定原理は、図１の誘電率又は比誘電率分布特定部７による比誘電率εｒ（ｆ，Ｔ）の特定原理と同様であるため、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の特定処理の詳細は省略する。
【０１１４】
ここでは、導電率分布特定部２３が、逆問題解決手法を利用して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部から、誘電性ポリマーにおける複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の分布を特定する例を示したが、例えば、シミュレーションや実験などによって、予め、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を用意し、導電率分布特定部２３が、そのキャパシタンス−導電率情報を参照して、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部に対応する複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を特定するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係を求めるシミュレーションや実験などの方法は特に問わないが、例えば、電極２ｉと電極２ｊの間のキャパシタンスＣｉ，ｊの実数部を計測するＬＣＲメータ、濃度Ｄ１，濃度Ｄ２，・・・又は濃度ＤＮの導電性粒子が混入されている複数の誘電性ポリマー、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を計測する導電率計測器などを用意し、複数の誘電性ポリマーの中から任意の誘電性ポリマーを選択して、その誘電性ポリマーを容器１に入れるようにする。
そして、ＬＣＲメータが、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度ＤがＤ１，Ｄ２，・・・，ＤＮのときのキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＮの実数部をそれぞれ計測する。
また、導電率計測器が、ＬＣＲメータによりキャパシタンスＣｉ，ｊ１，Ｃｉ，ｊ２，，・・・，Ｃｉ，ｊＭの実数部が計測されたときの複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）をそれぞれ計測する。
これにより、キャパシタンスＣｉ，ｊの実数部と、複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）との対応関係が求まる。
【０１１６】
濃度分布特定部２４は、導電率分布特定部２３が誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を特定すると、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布（誘電性ポリマーにおける複数の位置の濃度Ｄ）を求める（ステップＳＴ３７）。
即ち、濃度分布特定部２４は、例えば、誘電性ポリマーにおける濃度計測位置が１０２４箇所である場合、濃度−導電率マップを参照して、１０２４箇所の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）に対応する濃度Ｄを特定することで、１０２４箇所の濃度を特定する。
【０１１７】
ここでは、濃度分布特定部２４が、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定するものについて示したが、導電性粒子の濃度Ｄと導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報として対応関係式を記憶し、導電率分布特定部２３により特定された複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を当該対応関係式に代入することで、複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定するようにしてもよい。
【０１１８】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間に周波数ｆの交流電圧Ｖを印加することで、Ｎ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部を計測するキャパシタンス計測部１３と、キャパシタンス計測部１３により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの実数部から、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）を特定する導電率分布特定部２３とを設け、濃度分布特定部２４が、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、導電率分布特定部２３により特定された複数の位置の複素導電率の実数部σＲ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布を求めるように構成したので、例えば、射出成形用の金型内の誘電性ポリマーが固化する過程で、その誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布をリアルタイムに特定することができる効果を奏する。
【０１１９】
また、この実施の形態４によれば、温度分布特定部１５と濃度分布特定部２４が並列に処理を行うことで、誘電性ポリマーの温度分布の特定処理と導電性粒子の濃度分布の特定処理とが並行に行われるので、誘電性ポリマーの温度分布と導電性粒子の濃度分布が同時に特定されるようになり、その結果、射出成形される誘電性ポリマーのリアルタイムな監視制御が可能なシステム等を実現することができる効果を奏する。
【０１２０】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、図９の温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１１、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１２、キャパシタンス計測部１３、誘電率又は比誘電率分布特定部１４及び温度分布特定部１５が実装されている分布特定装置を示したが、図１１の温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部１６、温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部１７、キャパシタンス計測部１８、誘電率又は比誘電率分布特定部１９及び温度分布特定部２０が実装されている分布特定装置であってもよい。
【０１２１】
ただし、この場合、濃度−導電率マップ生成部２１が、導電性粒子の濃度Ｄと複素導電率σ（ｆ，Ｄ）の虚数部σＩ（ｆ，Ｄ）との対応関係を示す濃度−導電率マップを生成して、その濃度−導電率マップを濃度−導電率マップ記憶部２２に格納する必要がある。
また、導電率分布特定部２３が、キャパシタンス計測部１８により計測されたＮ個の電極２１〜２Ｎ間のキャパシタンスの虚数部から、誘電性ポリマーにおける複数の位置の複素導電率の虚数部σＩ（ｆ，Ｄ）を特定し、濃度分布特定部２４が、濃度−導電率マップ記憶部２２により記憶されている濃度−導電率マップを参照して、導電率分布特定部２３により特定された複数の位置の複素導電率の虚数部σＩ（ｆ，Ｄ）の各々に対応する濃度Ｄを特定することで、誘電性ポリマーに混入されている導電性粒子の濃度分布を求める必要がある。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 容器、２１〜２Ｎ 電極、３，１１，１６ 温度−誘電率又は比誘電率マップ生成部、４，１２，１７ 温度−誘電率又は比誘電率マップ記憶部（温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段）、５ 電極選択部（キャパシタンス計測手段）、６，１３，１８ キャパシタンス計測部（キャパシタンス計測手段）、７，１４，１９ 誘電率又は比誘電率分布特定部（誘電率又は比誘電率分布特定手段）、８，１５，２０ 温度分布特定部（温度分布特定手段）、２１ 濃度−導電率マップ生成部、２２ 濃度−導電率マップ記憶部（濃度−導電率情報記憶手段）、２３ 導電率分布特定部（導電率分布特定手段）、２４ 濃度分布特定部（濃度分布特定手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定ステップと、前記誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された前記複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、前記誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求める温度分布特定ステップとを備えた分布特定方法。
【請求項２】
誘電性材料は誘電性のポリマーであり、複数の電極間に印加される電圧は交流電圧であり、前記誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報は予め用意されている温度−誘電率又は比誘電率マップであることを特徴とする請求項１記載の分布特定方法。
【請求項３】
温度−誘電率又は比誘電率マップがポリマーの温度と複素誘電率の実数部との対応関係を示している場合、
キャパシタンス計測ステップは、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの実数部を計測し、
誘電率又は比誘電率分布特定ステップは、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの実数部から前記ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部を特定し、
温度分布特定ステップは、前記温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、前記誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の実数部の各々に対応する温度を特定することで、前記ポリマーの温度分布を求める
ことを特徴とする請求項２記載の分布特定方法。
【請求項４】
温度−誘電率又は比誘電率マップがポリマーの温度と複素誘電率の虚数部との対応関係を示している場合、
キャパシタンス計測ステップは、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの虚数部を計測し、
誘電率又は比誘電率分布特定ステップは、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの虚数部から前記ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部を特定し、
温度分布特定ステップは、前記温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、前記誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部の各々に対応する温度を特定することで、前記ポリマーの温度分布を求める
ことを特徴とする請求項２記載の分布特定方法。
【請求項５】
誘電性のポリマーに導電性粒子が混入している場合、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、前記ポリマーにおける複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、前記導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を参照して、前記導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えていることを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の分布特定方法。
【請求項６】
導電性粒子が混入されている誘電性のポリマーが射出成形用の金型内に入れられており、温度分布特定ステップにおける金型内のポリマーの温度分布の特定処理と、濃度分布特定ステップにおける金型内の導電性粒子の濃度分布の特定処理とが並行して行われることを特徴とする請求項５記載の分布特定方法。
【請求項７】
計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、前記誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、前記導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を使用して、前記導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えた分布特定方法。
【請求項８】
誘電率又は比誘電率分布特定ステップは、キャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の分布特定方法。
【請求項９】
導電率分布特定ステップは、キャパシタンス−導電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定することを特徴とする請求項５から請求項７記載のうちのいずれか１項記載の分布特定方法。
【請求項１０】
計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、前記誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を記憶している温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定手段と、前記温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記誘電率又は比誘電率分布特定手段により特定された複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、前記誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求める温度分布特定手段とを備えた分布特定装置。
【請求項１１】
誘電性材料に混入している導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、前記キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段と、前記濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、前記導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定手段とを備えていることを特徴とする請求項１０記載の分布特定装置。
【請求項１２】
計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、前記導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、前記キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、前記キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段と、前記濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、前記導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定手段とを備えた分布特定装置。
【請求項１】
計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定ステップと、前記誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された前記複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、前記誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求める温度分布特定ステップとを備えた分布特定方法。
【請求項２】
誘電性材料は誘電性のポリマーであり、複数の電極間に印加される電圧は交流電圧であり、前記誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報は予め用意されている温度−誘電率又は比誘電率マップであることを特徴とする請求項１記載の分布特定方法。
【請求項３】
温度−誘電率又は比誘電率マップがポリマーの温度と複素誘電率の実数部との対応関係を示している場合、
キャパシタンス計測ステップは、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの実数部を計測し、
誘電率又は比誘電率分布特定ステップは、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの実数部から前記ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の実数部を特定し、
温度分布特定ステップは、前記温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、前記誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の実数部の各々に対応する温度を特定することで、前記ポリマーの温度分布を求める
ことを特徴とする請求項２記載の分布特定方法。
【請求項４】
温度−誘電率又は比誘電率マップがポリマーの温度と複素誘電率の虚数部との対応関係を示している場合、
キャパシタンス計測ステップは、複数の電極間に交流電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスの虚数部を計測し、
誘電率又は比誘電率分布特定ステップは、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスの虚数部から前記ポリマーにおける複数の位置の複素誘電率の虚数部を特定し、
温度分布特定ステップは、前記温度−誘電率又は比誘電率マップを参照して、前記誘電率又は比誘電率分布特定ステップで特定された複数の位置の複素誘電率の虚数部の各々に対応する温度を特定することで、前記ポリマーの温度分布を求める
ことを特徴とする請求項２記載の分布特定方法。
【請求項５】
誘電性のポリマーに導電性粒子が混入している場合、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、前記ポリマーにおける複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、前記導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を参照して、前記導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えていることを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の分布特定方法。
【請求項６】
導電性粒子が混入されている誘電性のポリマーが射出成形用の金型内に入れられており、温度分布特定ステップにおける金型内のポリマーの温度分布の特定処理と、濃度分布特定ステップにおける金型内の導電性粒子の濃度分布の特定処理とが並行して行われることを特徴とする請求項５記載の分布特定方法。
【請求項７】
計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測ステップと、前記キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を使用して、前記誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定ステップと、前記導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を使用して、前記導電率分布特定ステップで特定された複数の位置の導電率の各々に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定ステップとを備えた分布特定方法。
【請求項８】
誘電率又は比誘電率分布特定ステップは、キャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の分布特定方法。
【請求項９】
導電率分布特定ステップは、キャパシタンス−導電率情報として、逆問題解決手法に関する情報を利用して、キャパシタンス計測ステップで計測された複数の電極間のキャパシタンスから誘電性材料における複数の位置の導電率を特定することを特徴とする請求項５から請求項７記載のうちのいずれか１項記載の分布特定方法。
【請求項１０】
計測対象である誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、前記誘電性材料の温度と誘電率又は比誘電率の対応関係を示す温度−誘電率又は比誘電率情報を記憶している温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、キャパシタンスと誘電率又は比誘電率の対応関係を示すキャパシタンス−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の誘電率又は比誘電率を特定する誘電率又は比誘電率分布特定手段と、前記温度−誘電率又は比誘電率情報記憶手段により記憶されている温度−誘電率又は比誘電率情報を使用して、前記誘電率又は比誘電率分布特定手段により特定された複数の位置の誘電率又は比誘電率の各々に対応する温度を特定することで、前記誘電性材料の温度分布として、前記複数の位置における温度を求める温度分布特定手段とを備えた分布特定装置。
【請求項１１】
誘電性材料に混入している導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、前記キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段と、前記濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、前記導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定手段とを備えていることを特徴とする請求項１０記載の分布特定装置。
【請求項１２】
計測対象である導電性粒子が混入されている誘電性材料を含む空間の周囲に設置されている複数の電極と、前記導電性粒子の濃度と導電率の対応関係を示す濃度−導電率情報を記憶している濃度−導電率情報記憶手段と、キャパシタンスと導電率の対応関係を示すキャパシタンス−導電率情報を記憶しているキャパシタンス−導電率情報記憶手段と、前記複数の電極間に電圧を印加することで、複数の電極間のキャパシタンスを計測するキャパシタンス計測手段と、前記キャパシタンス−導電率情報記憶手段により記憶されているキャパシタンス−導電率情報を使用して、前記キャパシタンス計測手段により計測された複数の電極間のキャパシタンスから前記誘電性材料における複数の位置の導電率を特定する導電率分布特定手段と、前記濃度−導電率情報記憶手段により記憶されている濃度−導電率情報を使用して、前記導電率分布特定手段により特定された複数の位置の導電率に対応する濃度を特定することで、前記導電性粒子の濃度分布として、前記複数の位置における濃度を求める濃度分布特定手段とを備えた分布特定装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５２９４１（Ｐ２０１２−５２９４１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６４１１（Ｐ２０１０−１９６４１１）
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【Ｆターム（参考）】
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