DE10159170A1 - Polarisierungsvorrichtung und -Verfahren - Google Patents

Abstract

Um ein piezoelektrisches Material in einem Hochtemperaturgas zu polarisieren, erhöht ein Temperaturerhöhungsabschnitt die Temperatur des piezoelektrischen Materials auf eine Temperatur, die benötigt wird, um das piezoelektrische Material zu polarisieren. Ein temperaturkonstantes Bad weist eine Atmosphäre auf, deren Temperatur auf der benötigten Temperatur gehalten wird, und enthält einen Polarisierungsabschnitt, der das piezoelektrische Material polarisiert, dessen Temperatur auf der benötigten Temperatur gehalten wird. Wenn die Temperatur des piezoelektrischen Materials durch den Temperaturerhöhungsabschnitt schnell auf die Temperatur erhöht wird, die benötigt wird, um das piezoelektrische Material zu polarisieren, und in dem temperaturkonstanten Bad plaziert wird, ist die Temperatur des piezoelektrischen Materials auf einer Temperatur nahe einer Einstellungstemperatur im Inneren des temperaturkonstanten Bades, so daß das piezoelektrische Material mit großer Genauigkeit in einem kurzen Zeitraum polarisiert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Materials in einem Hochtemperaturgas.

Beispiele derartiger Polarisierungsvorrichtungen umfassen einen Typ, der ein piezoelektrisches Material polarisiert, indem er bewirkt, daß die Temperatur des piezoelektrischen Materials in einem temperaturkonstanten Bad eine Temperatur wird, die zur Polarisierung benötigt wird (d. h. eine Pola­ risierungstemperatur), und einen Typ, der ein piezoelektri­ sches Material polarisiert, indem er das piezoelektrische Material unter Verwendung einer Heizplatte auf eine benö­ tigte Polarisierungstemperatur erwärmt.

Bei dem ersten Typ kann, da ein temperaturkonstantes Bad verwendet wird, bewirkt werden, daß die Temperatur des pie­ zoelektrischen Materials genau die Polarisierungstemperatur wird. Die Rate, mit der die Temperatur des Piezoelektrikums ansteigt, ist jedoch langsam, und da das piezoelektrische Material in das temperaturkonstante Bad plaziert wird, wäh­ rend sich das piezoelektrische Material auf Raumtemperatur befindet, dauert es eine bestimmte Zeit, bis die Temperatur des piezoelektrischen Materials die Polarisierungstempera­ tur erreicht. Deshalb dauert es lange, das piezoelektrische Material zu polarisieren.

Da es lange dauert, uni ein piezoelektrisches Material zu polarisieren, wird zusätzlich, um die Zeit des Polarisie­ rens vieler piezoelektrischer Materialien zu reduzieren, ein temperaturkonstantes Bad mit einer Größe benötigt, die es ermöglicht, daß viele piezoelektrische Materialien gleichzeitig in demselben plaziert werden, wodurch die Grö­ ße der gesamten Polarisierungsvorrichtung erhöht wird.

Bei dem zweiten Typ steigt, da das piezoelektrische Materi­ al unter Verwendung einer Hochtemperaturheizplatte erwärmt wird, die Temperatur des piezoelektrischen Materials mit einer hohen Rate, so daß die Zeit, die benötigt wird, bis die Temperatur des piezoelektrischen Materials eine Tempe­ ratur nahe der Polarisierungstemperatur erreicht, kurz ge­ macht werden kann. Im Gegensatz zu einem temperaturkonstan­ ten Bad jedoch dauert es eine bestimmte Zeit, um die Ein­ stellung der Temperatur des piezoelektrischen Materials mit Genauigkeit auf die Polarisierungstemperatur einzustellen, indem die Temperatur der Heizplatte gesteuert wird. Deshalb ist das Ergebnis wie bei dem ersten Typ, daß es eine lange Zeit dauert, um das piezoelektrische Material zu polarisie­ ren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polari­ sierungsvorrichtung zum Polarisieren eines piezoelektri­ schen Materials sowie ein Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Materials zu schaffen, die eine schnelle­ re Polarisierung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Polarisierungsvorrichtung zum Polarisieren eines piezoelektrischen Materials gemäß An­ spruch 1 oder ein Verfahren zum Polarisieren eines piezo­ elektrischen Materials gemäß Anspruch 11 gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie es ermöglicht, die Temperatur eines piezoelektrischen Materials mit großer Genauigkeit in einem kurzen Zeitraum auf eine Polarisierungstemperatur einzustellen, und daß sie es möglich macht, eine Mehrzahl von piezoelektrischen Mate­ rialien zu steuern.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie es ermöglicht, die Temperaturen einer Mehr­ zahl von piezoelektrischen Materialen mit großer Genauig­ keit in einem kurzen Zeitraum auf eine Polarisierungstempe­ ratur einzustellen, ohne die Größe der gesamten Polarisie­ rungsvorrichtung zu erhöhen.

Weitere Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung er­ sichtlich.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Polarisierungsvorrichtung geschaffen, die ein piezo­ elektrisches Material in einem Hochtemperaturgas polari­ siert. Die Polarisierungsvorrichtung weist einen Tempera­ turerhöhungsabschnitt, der die Temperatur des piezoelektri­ schen Materials auf eine Temperatur erhöht, die benötigt wird, um das piezoelektrische Material zu polarisieren, und ein temperaturkonstantes Bad auf, das eine Gasatmosphäre aufweist, die auf der benötigten Temperatur gehalten wird und einen Polarisierungsabschnitt umfaßt, der das piezo­ elektrische Material polarisiert, dessen Temperatur auf der benötigten Temperatur gehalten wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, da das piezoelektri­ sche Material in dem Temperaturerhöhungsabschnitt auf die Temperatur erhöht wird, die zur Polarisierung benötigt wird, wenn das piezoelektrische Material in das temperatur­ konstante Bad plaziert wird, die Temperatur desselben nahe der eingestellten Temperatur im Inneren des temperaturkon­ stanten Bads eingestellt. Deshalb wird verglichen mit dem Fall, in dem ein piezoelektrisches Material auf Raumtempe­ ratur in das temperaturkonstante Bad plaziert wird, die Zeit, die benötigt wird, bis die Temperatur des piezoelek­ trischen Materials eine erwünschte Temperatur erreicht, we­ sentlich reduziert.

Danach wird die Temperatur des piezoelektrischen Materials mit großer Genauigkeit durch das temperaturkonstante Bad auf die erwünschte Hochtemperatur eingestellt. Wenn die Temperatur des piezoelektrischen Materials mit großer Ge­ nauigkeit auf diese erwünschte Temperatur eingestellt ist, kann eine Polarisierung bezüglich des piezoelektrischen Ma­ terials in dem Polarisierungsabschnitt im Inneren des tem­ peraturkonstanten Bades durchgeführt werden. Deshalb kann das piezoelektrische Material in einer kurzen Zeit mit gro­ ßer Genauigkeit polarisiert werden.

In diesem Fall ist es, da die Temperatur eines piezoelek­ trischen Materials in einem kurzen Zeitraum auf die Polari­ sierungstemperatur desselben eingestellt werden kann, nicht mehr erforderlich, ein großes temperaturkonstantes Bad zu verwenden, um eine Mehrzahl von piezoelektrischen Materia­ lien zu polarisieren. Deshalb ist es möglich zu verhindern, daß die Größe der Polarisierungsvorrichtung erhöht wird.

Bei einer ersten Form des ersten Aspekts umfaßt das tempe­ raturkonstante Bad ferner einen Vergütungsabschnitt bzw. Alterungsabschnitt, der eine Vergütungsoperation des piezo­ elektrischen Materials durchführt, das durch den Polarisie­ rungsabschnitt polarisiert wurde. Wenn die erste Form rea­ lisiert wird, ist es möglich, eine Vergütungsoperation des piezoelektrischen Materials durchzuführen, wie dies bei dem Vergütungsabschnitt der Fall ist, so daß verglichen mit dem Fall, bei dem eine Vergütungsoperation des piezoelektri­ schen Materials auf Raumtemperatur durchgeführt wird, die Zeit zum Durchführen der Vergütungsoperation wesentlich re­ duziert werden kann. Deshalb ist diese Struktur vorzuzie­ hen.

Wenn die Struktur des ersten Aspekts oder die Struktur der ersten Form verwendet wird, kann eine zweite Form des er­ sten Aspekts realisiert werden, bei der der Temperaturerhö­ hungsabschnitt beide Oberflächen des piezoelektrischen Ma­ terials erwärmt. Wenn die zweite Form realisiert wird, kann die Zeit, die benötigt wird, bis die Temperatur des piezo­ elektrischen Materials die erwünschte Temperatur erreicht, weiter reduziert werden. Deshalb ist diese Struktur vorzu­ ziehen.

Wenn die Struktur der zweiten Form des ersten Aspekts ver­ wendet wird, kann eine dritte Form des ersten Aspekts rea­ lisiert werden, bei der der Temperaturerhöhungsabschnitt eine Strahlungserwärmungseinrichtung umfaßt, die eine der Oberflächen des piezoelektrischen Materials durch Wärme­ strahlung erwärmt. Wenn die dritte Form realisiert wird, kann nicht nur eine der Oberflächen, sondern auch das Inne­ re des piezoelektrischen Materials schnell und einheitlich auf eine hohe Temperatur erwärmt werden, so daß die Zeit, bis die Temperatur des piezoelektrischen Materials die er­ wünschte Temperatur erreicht, weiter reduziert werden kann. Deshalb ist diese Struktur vorzuziehen.

Die Strahlungserwärmungseinrichtung kann eine Einrichtung, die Strahlen im nahen Infrarot, Strahlen im fernen Infrarot oder Heißluft zum Erhöhen der Temperatur verwendet, oder eine Einrichtung eines anderen Typs von Strahlungserwär­ mungseinrichtung sein.

Wenn die Struktur der zweiten Form des ersten Aspekts ver­ wendet wird, kann eine vierte Form des ersten Aspekts rea­ lisiert werden, bei der der Temperaturerhöhungsabschnitt eine Einrichtung zum direkten Erwärmen der anderen Oberflä­ che des piezoelektrischen Materials umfaßt. Wenn die vierte Form realisiert wird, kann die Zeit, die benötigt wird, bis die Temperatur des piezoelektrischen Materials die er­ wünschte Temperatur erreicht, weiter reduziert werden. Des­ halb ist diese Struktur vorzuziehen.

Beispiele der Einrichtung zum direkten Erwärmen umfassen eine Heizplatte und jeden anderen Typ von Einrichtung zum direkten Erwärmen.

Wenn die Struktur einer Form der ersten bis vierten Form des ersten Aspekts verwendet wird, kann eine fünfte Form des ersten Aspekts realisiert werden, bei der die Polari­ sierungsvorrichtung ferner einen Transportmechanismus, der das piezoelektrische Material von dem Temperaturerhöhungs­ abschnitt zu dem temperaturkonstanten Bad transportiert, und einen Steuerungsabschnitt umfaßt, der den Transport des Transportmechanismus steuert. Der Steuerungsabschnitt führt eine Steuerungsoperation aus, um den Transportmechanismus zu operieren, so daß das piezoelektrische Material von dem Temperaturerhöhungsabschnitt zu dem temperaturkonstanten Bad transportiert werden kann. Als ein Ergebnis können Ope­ rationen bezüglich des piezoelektrischen Materials, wie z. B. eine Temperaturerhöhungsoperation, eine Temperaturkon­ stanzeinstellungsoperation bei dem temperaturkonstanten Bad, eine Polarisierungsoperation und eine Vergütungsopera­ tion, von außen genau eingestellt oder gesteuert werden. Deshalb ist diese Struktur vorzuziehen.

Wenn die Struktur der fünften Form des ersten Aspekts ver­ wendet wird, kann eine sechste Form des ersten Aspekts rea­ lisiert werden, bei der der Steuerungsabschnitt die Zeit zum Erhöhen der Temperatur des piezoelektrischen Materials durch den Temperaturerhöhungsabschnitt, die Zeit zum Ein­ stellen der Temperatur des piezoelektrischen Materials auf eine konstante Temperatur im Inneren des temperaturkonstan­ ten Bades, die Zeit zum Polarisieren des piezoelektrischen Materials durch den Polarisierungsabschnitt und die Zeit zum Durchführen einer oder der Vergütungsoperation durch einen oder den Vergütungsabschnitt steuert, um den Trans­ port des Transportmechanismus basierend auf den Zeitsteue­ rungsoperationen zu steuern. Wenn die sechste Form reali­ siert wird, können die Operationszeiten des piezoelektri­ schen Materials, wie z. B. die Temperaturerhöhungszeit in dem Temperaturerhöhungsabschnitt, die Temperaturkonstanz­ einstellungszeit auf eine konstante Temperatur, die Polari­ sierungszeit und die Vergütungsoperationszeit genau einge­ stellt werden. Deshalb ist diese Struktur vorzuziehen.

Wenn die Struktur der sechsten Form verwendet wird, kann eine siebte Form des ersten Aspekts realisiert werden, bei der der Steuerungsabschnitt jede Zeit steuert, um gleich oder im wesentlichen gleich zu sein. Während des Transpor­ tierens des piezoelektrischen Materials zu dem Temperatur­ erhöhungsabschnitt, zu dem Temperaturkonstanzeinstellungs­ abschnitt, zu dem Polarisierungsabschnitt und zu dem Vergü­ tungsabschnitt durch den Transportmechanismus wird das pie­ zoelektrische Material clen benötigten Operationen mit den gleichen Zeiträumen unterzogen. Deshalb ist es einfacher, die Serie von Polarisierungsoperationen bezüglich des pie­ zoelektrischen Materials zu steuern oder ein piezoelektri­ sches Material herzustellen, das mit großer Genauigkeit einheitlich polarisiert wird, so daß der Produktionsertrag erhöht wird. Folglich ist diese Struktur vorzuziehen.

Wenn die Struktur einer Form der fünften bis siebten Form des ersten Aspekts verwendet wird, kann eine achte Form des ersten Aspekts realisiert werden, bei der das piezoelektri­ sche Material durch den Transportmechanismus transportiert wird, während das piezoelektrische Material auf einer Transportvorrichtung plaziert ist. Wenn die achte Form rea­ lisiert wird, wird der Produktionsertrag bezüglich piezo­ elektrischer Materialien erhöht.

Wenn die Struktur der achten Form des ersten Aspekts ver­ wendet wird, kann eine neunte Form des ersten Aspekts rea­ lisiert werden, bei der die Transportvorrichtung in der Form einer Palette vorliegt, die eine Ausnehmung, in der das piezoelektrische Material gehalten werden kann, und ein Durchgangsloch in einer unteren Wand umfaßt, die die Aus­ nehmung definiert, bei der eine Einrichtung oder die Ein­ richtung zum direkten Erwärmen, die in dem Temperaturerhö­ hungsabschnitt vorgesehen ist, eine Heizplatte ist, und bei der die Heizplatte einen Wärmeübertragungsvorsprung und ei­ ne Wärmeübertragungskontaktoberfläche umfaßt, wobei der Wärmeübertragungsvorsprung in das Durchgangsloch der Palet­ te einsetzbar und durch das Durchgangsloch mit einer unte­ ren Oberfläche des piezoelektrischen Materials, das in der Ausnehmung gehalten wird, kontaktierbar ist, und wobei die Wärmeübertragungskontaktoberfläche mit einer unteren Ober­ fläche der Palette kontaktierbar ist.

In einem derartigen Fall wird die Palette als ein Ergebnis des Kontaktierens mit der Kontaktoberfläche der Heizplatte erwärmt, so daß das piezoelektrische Material in dem Tempe­ raturerhöhungsabschnitt nicht abgekühlt wird, wodurch die Temperatur des piezoelektrischen Materials in dem Tempera­ turerhöhungsabschnitt genau erhöht wird. Deshalb ist diese Struktur vom Standpunkt des Ermöglichens von Polarisie­ rungsoperationen mit großer Genauigkeit vorzuziehen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Ma­ terials in einem Hochtemperaturgas geschaffen. Das Verfah­ ren weist die Schritte des Erhöhens der Temperatur des pie­ zoelektrischen Materials auf eine Temperatur, die zum Pola­ risieren des piezoelektrischen Materials benötigt wird, und des Polarisierens des piezoelektrischen Materials als ein Ergebnis des Platzierens des piezoelektrischen Materials in eine Gasatmosphäre, deren Temperatur auf der benötigten Temperatur beibehalten wird, auf. Aufgrund dieses Verfah­ rens kann das piezoelektrische Material in einem kurzen Zeitraum mit großer Genauigkeit polarisiert werden.

Das Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Ma­ terials in einem Hochtemperaturgas kann ferner den Schritt des Durchführens einer Vergütungsoperation des polarisier­ ten piezoelektrischen Materials in der gleichen Gasatmo­ sphäre aufweisen. Aufgrund dieses Verfahrens kann vergli­ chen mit dem Fall, in dem das piezoelektrische Material ei­ ner Vergütungsoperation auf Raumtemperatur unterzogen wird, die Vergütungsoperationszeit stark reduziert werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht der Struktur einer Seiten­ oberfläche eines Ausführungsbeispiels einer Pola­ risierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung und ein Blockschaltungsdiagramm eines Steuerungsabschnitts, der in der Polarisierungs­ vorrichtung enthalten ist;

Fig. 2A und 2B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Seiten­ schnittansicht der Palette aus Fig. 1;

Fig. 3A und 3B vergrößerte Ansichten der Palette und einer Heiz­ platte in einem Temperaturerhöhungsabschnitt der Polarisierungsvorrichtung aus Fig. 1, wobei Fig. 3A eine Seitenschnittansicht derselben vor einer Temperaturerhöhungsoperation und Fig. 3B eine Seitenschnittansicht derselben während der Tempe­ raturerhöhungsoperation ist;

Fig. 4A und 4B vergrößerte Ansichten eines Polarisierungsab­ schnitts in einem temperaturkonstanten Bad der Polarisierungsvorrichtung aus Fig. 1, wobei Fig. 4A eine Seitenschnittansicht desselben vor einer Polarisierungsoperation und Fig. 4B eine Seiten­ schnittansicht desselben während der Polarisie­ rungsoperation ist; und

Fig. 5 einen Graphen, der die Beziehung zwischen jeder Operationszeit hinsichtlich der Temperatur eines piezoelektrischen Materials darstellt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die Zeichnungen detailliert be­ schrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht der Struktur einer Seiten­ oberfläche eines Ausführungsbeispiels einer Polarisierungs­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Block­ schaltungsdiagramm eines Steuerungsabschnitts, der in der Polarisierungsvorrichtung enthalten ist. Die Fig. 2A und 2B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Seitenschnitt­ ansicht einer Palette aus Fig. 1. Fig. 3 ist eine vergrö­ ßerte Ansicht der Palette und einer Heizplatte in einem Temperaturerhöhungsabschnitt der Polarisierungsvorrichtung aus Fig. 1, wobei Fig. 3A eine Seitenschnittansicht dersel­ ben vor einer Temperaturerhöhungsoperation und Fig. 3B eine Seitenschnittansicht derselben während der Temperaturerhö­ hungsoperation ist. Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht ei­ nes Polarisierungsabschnitts in einem temperaturkonstanten Bad der Polarisierungsvorrichtung aus Fig. 1, wobei Fig. 4A eine Seitenschnittansicht derselben vor einer Polarisie­ rungsoperation und Fig. 4B eine Seitenschnittansicht der­ selben während der Polarisierungsoperation ist. Fig. 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen jeder Operationszeit hinsichtlich der Temperatur eines piezoelektrischen Materi­ als darstellt.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die gesamte Pola­ risierungsvorrichtung. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet den Körper der Polarisierungsvorrichtung, das Bezugszeichen 3 einen Temperaturerhöhungsabschnitt, das Bezugszeichen 4 ein temperaturkonstantes Bad, das Bezugszeichen 5 einen Trans­ portmechanismus, das Bezugszeichen 6 einen Steuerungsab­ schnitt, das Bezugszeichen 7 Paletten und das Bezugszeichen 8 piezoelektrische Materialien (siehe z. B. Fig. 2B).

Der Temperaturerhöhungsabschnitt 3 und das temperaturkon­ stante Bad 4 sind an dem Körper 2 der Polarisierungsvor­ richtung angeordnet. Der Transportmechanismus 5 und der Steuerungsabschnitt 6 sind im Inneren des Körpers 2 der Po­ larisierungsvorrichtung vorgesehen.

Obwohl die Temperaturverteilung uneben ist, kann der Tempe­ raturerhöhungsabschnitt 3 die Temperaturen der piezoelek­ trischen Materialien 8 mit einer hohen Rate erhöhen. Das temperaturkonstante Bad 4 weist eine sehr genaue Gastempe­ raturverteilung auf.

Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist eine Öffnung, der ein Kettenriemen 32 des Transportmechanismus 5 zugewandt ist, in der oberen Oberfläche des Körpers 2 der Polarisierungsvorrichtung in einer Transportrichtung gebildet.

Die piezoelektrischen Materialien 8 sind derart angeordnet, um auf den Paletten 7 plaziert zu sein, und um entlang ei­ nes Transportweges des Transportmechanismus 5 von dem Tem­ peraturerhöhungsabschnitt 3 zu dem temperaturkonstanten Bad 4 transportiert zu werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die piezoelektrischen Ma­ terialien 8, die polarisiert werden sollen, Blöcke, die Elektroden aufweisen, die auf beiden Seiten derselben ge­ bildet sind und Dicken von 5 mm bis 10 mm aufweisen. Das elektrische Feld, die Temperatur und die Zeit, die zur Po­ larisierung benötigt wird, betragen 1,1 kV/mm, 203°C bzw. 400 Sekunden. Derartige piezoelektrische Materialien 8 sind jedoch lediglich ein Beispiel von piezoelektrischen Mate­ rialien, so daß alle anderen Typen von piezoelektrischen Materialien verwendet werden können, wenn sie nur eine Po­ larisierung benötigen.

Eine allgemeine Beschreibung der Operation der Polarisie­ rungsvorrichtung wird im folgenden gegeben.

Die piezoelektrischen Materialien 8, die gemeinsam auf den Paletten 7 plaziert sind, werden durch den Transportmecha­ nismus 5 von dem Temperaturerhöhungsabschnitt 3 zu dem tem­ peraturkonstanten Bad 4 transportiert. Bei dem Transport­ verfahren werden die Temperaturen der piezoelektrischen Ma­ terialien 8 durch den Temperaturerhöhungsabschnitt 3 schnell in Richtung einer Zielsteuerungstemperatur angeho­ ben und dann in dem temperaturkonstanten Bad 4 plaziert. Dann werden sie einer Temperaturkonstanzeinstellungsopera­ tion unterzogen, so daß ihre Temperaturen konstant bei der Steuerungstemperatur sind. Nach einem Stabilisieren ihrer Temperaturen durch Durchführen der Temperaturkonstanzein­ stellungsoperation werden dieselben polarisiert. Dann wer­ den die piezoelektrischen Materialien 8, die gehalten wer­ den, während ihre Temperaturen stabilisiert werden, als ein Ergebnis des Durchführens der Temperaturkonstanzeinstel­ lungsoperation einer Vergütungsoperation unterzogen. Schließlich werden die piezoelektrischen Materialien 8 aus dem temperaturkonstanten Bad 4 herausgestoßen, wodurch die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien 8 mit großer Genauigkeit mit einer hohen Rate gesteuert werden, so daß die Zeit, die benötigt wird, um die piezoelektrischen Mate­ rialien 8 zu polarisieren, reduziert werden kann, wobei ei­ ne Polarisierungssteuerungsoperation mit großer Genauigkeit ausgeführt werden kann.

Im folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der Struk­ tur der gesamten Polarisierungsvorrichtung 1 des Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gegeben.

Der Temperaturerhöhungsabschnitt 3 weist eine Raumstruktur auf, die einen offenen Eingang zum Transport des piezoelek­ trischen Materials aufweist. Der Temperaturerhöhungsab­ schnitt 3 erwärmt die piezoelektrischen Materialien 8, um die Temperaturen derselben von der Raumtemperatur auf die zuvor erwähnte Temperatur, z. B. 203°C (Steuerungstempera­ tur), zu erhöhen, die die Temperatur ist, die zum Durchfüh­ ren der Polarisierung benötigt wird. Um beide Oberflächen der piezoelektrischen Materialien 8, die auf den Paletten 7 plaziert sind, zu erwärmen, sind ein Nahinfrarotstrahlen­ heizelement 10, das als eine Strahlungserwärmungseinrich­ tung dient, die eine der Oberflächen jedes piezoelektri­ schen Materials 8 als ein Ergebnis von Wärmestrahlung er­ wärmt, und eine Heizplatte 11 vorgesehen, die als eine Ein­ richtung zum direkten Erwärmen der anderen Oberfläche jedes piezoelektrischen Materials 8 dient. In dem Temperaturerhö­ hungsabschnitt 3 ist es möglich, die Temperatur jedes pie­ zoelektrischen Materials 8 schnell durch gleichzeitiges Er­ wärmen beider Oberflächen jedes piezoelektrischen Materials 8 zu erhöhen. Da das Nahinfrarotstrahlenheizelement 10 nicht in Kontakt mit den piezoelektrischen Materialien 8 steht, ist es möglich, einen mechanischen Schaden an den piezoelektrischen Materialien 8 zu reduzieren. Zusätzlich wird keine mechanische Antriebsvorrichtung als eine Wärme­ quelle benötigt, was zum Reduzieren der Größe der Polari­ sierungsvorrichtung beiträgt. Deshalb ist es vorzuziehen, den Temperaturerhöhungsabschnitt 3, der diese Struktur auf­ weist, zu verwenden.

Die wärmeerzeugenden Temperaturen des Nahinfrarotstrahlen­ heizelements 10 und der Heizplatte 11 selbst sind hohe Tem­ peraturen, die gleich oder größer als die Steuerungstempe­ ratur sind. Wie jedoch später beschrieben wird, werden die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien 8 schnell auf eine Temperatur erhöht, die etwas höher als die Steue­ rungstemperatur ist. Hier führt das Nahinfrarotstrahlen­ heizelement 10 der Oberflächenseite jedes piezoelektrischen Materials 8, das auf der entsprechenden Palette 7 plaziert ist, Strahlungswärme zu, so daß nicht nur die Oberfläche, sondern auch das Innere jedes piezoelektrischen Materials 8 erwärmt wird.

Bezug nehmend auf Fig. 2A sind die Paletten 7, die als Transportvorrichtungen dienen, plattenförmig und weisen in einer Draufsicht vorbestimmte Dicken und rechtwinklige For­ men auf. Die Paletten 7 weisen jeweils eine Mehrzahl von Ausnehmungen 12 auf, die in Reihen angeordnet sind, die die piezoelektrischen Materialien 8 aufnehmen können. Ein Durchgangsloch 13 ist in einer unteren Wand jeder Ausneh­ mung 12 gebildet.

Da die piezoelektrischen Materialien 8 unter Verwendung der Paletten 7 transportiert werden, ist es möglich, zu verhin­ dern, daß die piezoelektrischen Materialien 8 direkt mecha­ nisch beschädigt werden, während dieselben transportiert werden. Zusätzlich trägt verglichen mit dem Fall, in dem die piezoelektrischen Materialien 8 separat transportiert werden, der Transport unter Verwendung der Paletten 7 zu einem einfacheren und stabileren Durchführen z. B. einer Transportoperation und einer Stoppoperation bei, sowie da­ zu, zuverlässigere und herausragende Transportoperationen zu schaffen. Deshalb ist es vorzuziehen, die Paletten 7 zu verwenden.

Bezug nehmend auf die Fig. 3A und 3B umfaßt die Heizplatte 11 eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorsprüngen 14, die in die Durchgangslöcher 13 der entsprechenden Ausnehmungen 12 in den Paletten 7 eingesetzt werden können. Jeder Wärme­ übertragungsvorsprung 14 kann durch das entsprechende Durchgangsloch 13 der entsprechenden Palette 7 in Kontakt mit der unteren Oberfläche seines entsprechenden piezoelek­ trischen Materials kommen, das in den entsprechenden Aus­ nehmungen 12 der entsprechenden Palette 7 untergebracht ist. Eine Oberfläche der Heizplatte 11 ist eine Wärmeüber­ tragungskontaktoberfläche 15, die in Kontakt mit den hinte­ ren Oberflächenseiten der Paletten 7 kommen kann. Die Heiz­ platte 11 umfaßt auch einen Aufwärts- und Abwärtsbewegungs­ vorsprung 16 an dem unteren Abschnitt derselben.

Die Wärmeübertragungsvorsprünge 14 der Heizplatte 11 kommen in Kontakt mit den hinteren Oberflächen der entsprechenden piezoelektrischen Materialien 8, die in den entsprechenden Ausnehmungen 12 der Paletten 7 untergebracht sind, um Wärme direkt auf die entsprechenden piezoelektrischen Materialien 8 zu übertragen und dieselben zu erwärmen. Die Wärmeüber­ tragungskontaktoberfläche 15 kann die Paletten 7 erwärmen, indem sie in Kontakt mit den hinteren Oberflächen der Pa­ letten 7 kommt.

Gemeinsam mit einem Zylinder 17 bildet der Aufwärts- und Abwärtsbewegungsabschnitt 16 der Heizplatte 11 einen Auf­ wärts- und Abwärtsbewegungsmechanismus 18. Die Heizplatte 11 wird unter Verwendung eines Motors (nicht gezeigt) nach oben und unten bewegt, indem die Bewegung der Heizplatte 11 in den Zylinder 17 und aus demselben heraus gesteuert wird.

Wenn die Heizplatte 11 die hinteren Oberflächen der piezo­ elektrischen Materialien 8, die in den Ausnehmungen 12 der Paletten 7 untergebracht sind, erwärmt, wird die Heizplatte 11 durch den Aufwärts- und Abwärtsbewegungsmechanismus 18 nach oben bewegt, so daß die Wärmeübertragungsvorsprünge 14 in Kontakt mit den hinteren Oberflächen der piezoelektri­ schen Materialien 8 kommen. Wenn die Paletten 7 transpor­ tiert werden, werden die Wärmeübertragungsvorsprünge 14 nach unten bewegt, so daß dieselben aus den entsprechenden Durchgangslöchern 13 der Paletten 7 herausbewegt werden.

Das temperaturkonstante Bad 4 ist neben dem Temperaturerhö­ hungsabschnitt 3 in der Richtung angeordnet, in der die piezoelektrischen Materialien 8 transportiert werden, und weist eine Raumstruktur auf, die eine Gasatmosphäre auf­ weist, die auf der Temperatur gehalten wird, die benötigt wird, um die piezoelektrischen Materialien 8 zu polarisie­ ren, nachdem heißes Gas auf dieselben geblasen wird, d. h. auf der zuvor erwähnten Steuerungstemperatur. Öffnungs- und Verschluß-Schließelemente 19 und 20 (siehe Fig. 1) sind an einem Palette-7-Transporteingang bzw. einem Palette-7- Transportausgang vorgesehen. Die Heißgasblasstruktur ist nicht dargestellt.

In der Reihenfolge der Abschnitte des temperaturkonstanten Bades 4, zu dem die piezoelektrischen Materialien 8 trans­ portiert werden, sind in dem Transportweg in dem tempera­ turkonstanten Bad 4 folgende Merkmale vorgesehen: ein Tem­ peraturkonstanzeinstellungsabschnitt 21, der eine Tempera­ turkonstanzeinstellungsoperation durchführt; ein Polarisie­ rungsabschnitt 22, der die Polarisierung durchführt; und ein Vergütungsabschnitt 23, der eine Vergütungsoperation durchführt. Diese Abschnitte führen ihre Operationen bezüg­ lich der piezoelektrischen Materialien durch, die auf den Paletten 7 plaziert sind und von dem Temperaturerhöhungsab­ schnitt 3 durch den Transportmechanismus 5 in Richtung des temperaturkonstanten Bades 4 transportiert werden.

Der Temperaturkonstanzeinstellungsabschnitt 21 ist der Ort, an dem die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien 8, die durch den Transportmechanismus 5 von dem Temperatur­ erhöhungsabschnitt 3 transportiert wurden, derart einge­ stellt werden, daß dieselben konstant bei der Steuerungs­ temperatur von 203°C sind. An diesem Ort stoppt der Trans­ portmechanismus 5 für einen benötigten Zeitraum, z. B. 400 Sekunden. Die Temperaturen der piezoelektrischen Materiali­ en 8, die auf den Paletten 7 plaziert sind, wurden bereits durch den Temperaturerhöhungsabschnitt 3 auf eine Tempera­ tur erhöht, die etwas höher als die Steuerungstemperatur ist. Während der Stoppzeit werden die Temperaturen der pie­ zoelektrischen Materialien 8 derart eingestellt, daß sie konstant bei der Steuerungstemperatur sind.

Der Polarisierungsabschnitt 22 umfaßt ein Paar einer oberen und einer unteren Elektrode 24 und 25, die eine Spannung an jedes piezoelektrische Material 8 anlegen, und zwar als ein Ergebnis des Kontaktierens mit den piezoelektrischen Elek­ troden auf beiden Oberflächen jedes piezoelektrischen Mate­ rials, das auf der entsprechenden Palette 7 plaziert ist, die durch den Transportmechanismus 5 von dem Temperaturkon­ stanzeinstellungsabschnitt 21 transportiert wurde. Die obe­ re Elektrode 24 legt eine hohe Spannung an, wobei die unte­ re Elektrode 25 auf einem Massepotential gehalten wird.

Bezug nehmend auf die Fig. 4A und 4B umfaßt die obere bzw. die untere Elektrode 24 und 25 einen Vorsprung 24a bzw. 25a. Gemeinsam mit entsprechenden Zylindern 26 und 27 bil­ den die obere und die untere Elektrode 24 und 25 jeweils einen Aufwärts- und Abwärtsbewegungsmechanismus 28 und 29. Die obere und die untere Elektrode 24 und 25 kann sich als ein Ergebnis des Bewegens der Vorsprünge 24a und 25a in die Zylinder 26 und 27 und aus denselben heraus durch einen Mo­ tor (nicht gezeigt) nach oben und unten bewegen. Selbst an dem Polarisierungsabschnitt 22 wird der Transport des Transportmechanismus 5 für einen bestimmten Zeitraum, z. B. 400 Sekunden, gestoppt.

Eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Spannungsanlegungs­ anschlußstiften 24b ist in der oberen Elektrode 24 derart gebildet, um nach oben und unten bewegbar zu sein. Eine Endseite jedes Spannungsanlegungsanschlußstifts 24b ist mit einer Hochspannungsleistungsversorgung verbunden, wobei das andere Ende jedes Spannungsanlegungsanschlußstiftes 24b mit einer Feder 24c versehen ist, die die obere Oberfläche je­ des piezoelektrischen Materials 8 in der nach unten gerich­ teten Richtung auf die entsprechende Palette 7 treiben kann.

Eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Masseanschlußstiften 25b ist in die untere Elektrode 25 eingesetzt. Eine Endsei­ te jedes Masseanschlußstifts 25b ist mit einem Massean­ schluß verbunden und geerdet, wobei das andere Ende jedes Masseanschlußstiftes 25b derart vorgesehen ist, daß es die untere Oberfläche seines entsprechenden piezoelektrischen Materials 8 als ein Ergebnis des Passierens durch das Durchgangsloch 13 der entsprechenden Ausnehmung 12 der ent­ sprechenden Palette 7 nach oben drücken kann.

Der Vergütungsabschnitt 23 befindet sich an einem Ort, an dem eine Vergütungsoperation bezüglich jedes piezoelektri­ schen Materials 8, das sich auf den Paletten 7 befindet, durchgeführt wird. Selbst an diesem Ort wird der Transport des Transportmechanismus 5 für einen benötigten Zeitraum, z. B. 400 Sekunden, gestoppt. Durch Anordnen des Vergütungs­ abschnitts 23 in dem temperaturkonstanten Bad 4 ist es mög­ lich, eine Vergütungsoperation jedes piezoelektrischen Ma­ terials 8 mit einer einheitlichen Temperatur durchzuführen, so daß es nicht notwendig ist, die Temperatur auf die Tem­ peratur zu erhöhen, die für die Vergütungsoperation notwen­ dig ist. Deshalb kann die Vergütungsoperation in einem kur­ zen Zeitraum ausgeführt werden.

Der Transportmechanismus 5 wird durch ein Wickeln des Ket­ tenriemens 32 zwischen einem antreibenden Rad 30 und einem getriebenen Rad 31 gebildet. Das antreibende Rad 30 umfaßt eine Motorvorrichtung, die den Kettenriemen 32 antreibt, und transportiert die Paletten 7 durch Antreiben des Ket­ tenriemens 32 mit einer benötigten Geschwindigkeit. Hier stoppt das antreibende Rad 30 das Antreiben des Kettenrie­ mens 32 an dem Temperaturerhöhungsabschnitt 3, dem Tempera­ turkonstanzeinstellungsabschnitt 21, dem Polarisierungsab­ schnitt 22 und dem Vergütungsabschnitt 23 in dem tempera­ turkonstanten Bad 4 z. B. für 400 Sekunden.

Der Steuerungsabschnitt 6 umfaßt einen Mikrocomputer, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), eine Eingangsschnittstelle und eine Ausgangsschnitt­ stelle. Der Steuerungsabschnitt 6 ist derart aufgebaut, um den Temperaturerhöhungsabschnitt 3, das temperaturkonstante Bad 4 und den Transportmechanismus 5 zu steuern. Beim Steu­ ern des Temperaturerhöhungsabschnitts 3 werden das Anlegen der Heizspannung an das Nahinfrarotstrahlenheizelement 10 und die Heizplatte 11 und die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Heizplatte 11 gesteuert. Beim Steuern des temperatur­ konstanten Bades 4 steuert er das Blasen von Heißgas, steu­ ert die Öffnungs- und Verschluß-Schließelemente 19 und 20, die jeweils an dem Palette-7-Transporteingang und dem Pa­ lette-7-Transportausgang vorgesehen sind, um diese synchron zu öffnen und zu schließen, und steuert das Anlegen einer Spannung sowie die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der oberen und unteren Polarisierungselektrode 24 und 25 des Polari­ sierungsabschnitts 22. Beim Steuern des Transportmechanis­ mus 5 wird die Antriebsoperation des antreibenden Rades 30 gesteuert.

Im folgenden wird eine Beschreibung der Operation der Pola­ risierungsvorrichtung Bezug nehmend auf Fig. 5 gegeben.

Der Steuerungsabschnitt 6 bewirkt die Operation des Nahin­ frarotstrahlenheizelements 10 und der Heizplatte 11 des Temperaturerhöhungsabschnitts 3, indem er eine Heizspannung an dieselben anlegt, bewirkt, daß Heißgas in das tempera­ turkonstante Bad 4 gegeben wird, und die Temperatur in dem temperaturkonstanten Bad 4 bei der Steuerungstemperatur von z. B. 203°C steuert.

Dann sendet der Steuerungsabschnitt 6 ein Steuerungssignal an das antreibende Rad 30 des Transportmechanismus 5 und dreht das antreibende Rad 30, wodurch der Kettenriemen 32 bewegt wird. Dies bewirkt, daß jede der Paletten 7 auf dem Kettenriemen 32 zu dem Temperaturerhöhungsabschnitt 3 ge­ schickt wird.

Wenn eine Palette 7 in den Temperaturerhöhungsabschnitt 3 geschickt wird, stoppt der Steuerungsabschnitt 6 das an­ treibende Rad 30, um den Transport der Palette 7 für z. B. 400 Sekunden zu stoppen. Zusätzlich steuert der Steuerungs­ abschnitt 6 den Aufwärts- und Abwärtsbewegungsmechanismus 18, um die Heizplatte 11 nach oben zu bewegen. Dies be­ wirkt, daß die entsprechenden Wärmeübertragungsvorsprünge 14 der Heizplatte 11 in die entsprechenden Durchgangslöcher 13 in den unteren Wänden der entsprechenden Ausnehmungen 12 der entsprechenden Palette 7 eingesetzt werden und in Kon­ takt mit den hinteren Oberflächen der entsprechenden piezo­ elektrischen Materialien 8 kommen, die durch die entspre­ chende Palette 7 gehalten werden. Auf diese Weise werden in dem Temperaturerhöhungsabschnitt 3 die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche jedes piezoelektrischen Materi­ als 8 durch das Nahinfrarotstrahlenheizelement 10 bzw. die Heizplatte 11 erwärmt, um die Temperaturen derselben schnell auf eine Temperatur zu erhöhen, die etwas höher als die Steuerungstemperatur von 203°C ist.

Wenn die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien 8 erhöht wurden, bewirkt der Steuerungsabschnitt 6, daß sich die Öffnungs- und Verschluß-Schließelemente 19 und 20 des temperaturkonstanten Bades 4 öffnen, und daß das antreiben­ de Rad 30 wieder angetrieben wird, so daß die Palette 7, die in den Temperaturerhöhungsabschnitt 3 geschickt wurde, durch den Kettenriemen 32 in das temperaturkonstante Bad 4 geschickt wird.

Wenn die Palette 7 den Temperaturkonstanzeinstellungsab­ schnitt 21 in dem temperaturkonstanten Bad 4 erreicht, stoppt der Steuerungsabschnitt 6 das antreibende Rad 30, um den Transport der Palette 7 für z. B. 40 Sekunden zu stop­ pen, so daß die piezoelektrischen Materialien 8 auf der Pa­ lette 7 in dem Temperaturkonstanzeinstellungsabschnitt 21 einer Temperaturkonstanzeinstellungsoperation unterzogen werden. Dies bewirkt, daß die Temperaturen der piezoelek­ trischen Materialien 8 bei der Steuerungstemperatur von z. B. 203°C konstant werden.

Wenn die Temperaturkonstanzeinstellungsoperation abge­ schlossen ist, beginnt der Steuerungsabschnitt 6 wieder mit dem Antreiben des antreibenden Rades 30, so daß die Palette 7 den Polarisierungsabschnitt 22 erreicht. Bevor die Palet­ te 7 den Polarisierungsabschnitt 22 erreicht, schickt der Steuerungsabschnitt 6 Steuerungssignale an die Aufwärts- und Abwärtsbewegungsmechanismen 28 und 29 für die obere und die untere Elektrode 24 und 25 des Polarisierungsabschnitts 22, um zu bewirken, daß sowohl die obere als auch die unte­ re Polarisierungselektrode 24 und 25 nicht in dem Trans­ portweg ist. Wenn diese Palette 7 den Polarisierungsab­ schnitt 22 erreicht, stoppt der Steuerungsabschnitt 6 das antreibende Rad 30, um den Transport der Palette 7 für z. B. 400 Sekunden zu stoppen, und sendet Steuerungssignale an die Aufwärts- und Abwärtsbewegungsmechanismen 28 und 29, um sowohl die obere als auch die untere Polarisierungselektro­ de 24 und 25 nach unten in Richtung des Transportweges zu senken. Dies bewirkt, daß die Anschlußstifte 24b und die Anschlußstifte 25b der entsprechenden Polarisierungselek­ troden 24 und 25 in Kontakt mit den piezoelektrischen Elek­ troden auf beiden Oberflächen jedes piezoelektrischen Mate­ rials 8 kommen, das an dem Polarisierungsabschnitt 22 durch die Palette 7 gehalten wird. In diesem Kontaktzustand be­ wirkt der Steuerungsabschnitt 6, daß durch eine Hochspan­ nungsleistungsversorgung eine hohe Spannung über die obere und die untere Polarisierungselektrode 24 und 25 für z. B. 400 Sekunden angelegt wird.

In diesem Fall wird durch die untere Polarisierungselektro­ de 25 jedes piezoelektrische Material 8 auf der Palette 7 an dem Polarisierungsabschnitt 22 ein wenig nach oben ange­ hoben, so daß jedes derselben außer Kontakt mit der Palette 7 gebracht wird. Deshalb wird während der Polarisierung ei­ ne Kriechentladung, die als ein Ergebnis des Anlegens einer hohen Spannung von der oberen Polarisierungselektrode 24 erzeugt wird, in Richtung der unteren Polarisierungselek­ trode 25 erzeugt, wird jedoch nicht entlang der Palette 7 erzeugt, wodurch diese Struktur vorzuziehen ist. Die Palet­ te 7 steht in Kontakt mit dem Kettenriemen 32 und ist mit einer Masseseite verbunden, die sich von der Masse der un­ teren Polarisierungselektrode 25 unterscheidet, da, wenn die Kriechentladung in Richtung der Masse der Vorrichtung erzeugt wird, die Vorrichtung defekt oder dergleichen wer­ den kann.

Wenn die Polarisierung aller piezoelektrischen Materialien 8 abgeschlossen ist, beginnt der Steuerungsabschnitt 6 mit dem Antreiben des antreibenden Rades 30, wodurch bewirkt wird, daß die Palette 7 den Vergütungsabschnitt 23 er­ reicht. Dann stoppt der Steuerungsabschnitt 6, wenn die Pa­ lette 7 den Vergütungsabschnitt 3 erreicht hat, das antrei­ bende Rad 30, um den Transport der Palette 7 für z. B. 400 Sekunden zu stoppen, so daß eine Vergütungsoperation bezüg­ lich jedes piezoelektrischen Materials 8 auf der Palette 7 an dem Vergütungsabschnitt 23 durchgeführt wird. Folglich wird jedes piezoelektrische Material 8 z. B. 400 Sekunden lang einer Vergütungsoperation auf der Steuerungstemperatur von z. B. 203°C unterzogen.

Nach der Vergütungsoperation bewirkt der Steuerungsab­ schnitt 6, daß sich die Öffnungs- und Verschluß- Schließelemente 19 und 20 des temperaturkonstanten Bades 4 öffnen, um die Palette 7 an dem Vergütungsabschnitt 23 nach der Vergütungsoperation aus dem temperaturkonstanten Bad auszugeben.

Auf diese Weise haben, da die Temperaturen der piezoelek­ trischen Materialien 8 durch den Temperaturerhöhungsab­ schnitt 3 auf die Temperatur erhöht werden, die zur Polari­ sierung benötigt wird, die Temperaturen derselben, wenn sie in das temperaturkonstante Bad 4 plaziert werden, bereits eine Temperatur nahe der. Einstellungstemperatur im Inneren des temperaturkonstanten Bades 4 erreicht. Deshalb wird verglichen mit dem Fall, in dem sich die piezoelektrischen Materialien 8 auf Raumtemperatur befinden, wenn dieselben in das temperaturkonstante Bad 4 plaziert werden, die Zeit, die benötigt wird, um zu bewirken, daß die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien eine erwünschte Temperatur erreichen, beträchtlich reduziert.

Danach wird die Temperatur jedes piezoelektrischen Materi­ als 8 mit großer Genauigkeit durch das temperaturkonstante Bad 4 auf die erwünschte Hochtemperatur eingestellt. Wenn die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien 8 mit großer Genauigkeit auf diese erwünschte Temperatur einge­ stellt sind, kann eine Polarisierung bezüglich jedes piezo­ elektrischen Materials 8 an dem Polarisierungsabschnitt 22 in dem temperaturkonstanten Bad 4 durchgeführt werden. Des­ halb können die piezoelektrischen Materialien 8 in einer kurzen Zeit mit großer Genauigkeit polarisiert werden.

Der Steuerungsabschnitt 6 steuert den Transportmechanismus 5, indem er die Zeit, die benötigt wird, um durch den Tem­ peraturerhöhungsabschnitt 3 die Temperaturen der piezoelek­ trischen Materialien 8 zu erhöhen, die Zeit, die benötigt wird, um die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien 8 bei dem Temperaturkonstanzeinstellungsabschnitt 21 in dem temperaturkonstanten Bad 4 auf eine konstante Temperatur einzustellen, die Zeit, die benötigt wird, um eine Polari­ sierung an dem Polarisierungsabschnitt 22 durchzuführen, und die Zeit steuert, die benötigt wird, um eine Vergü­ tungsoperation an dem Vergütungsabschnitt 23 durchzuführen, so daß diese Zeiten alle gleich sind, z. B. 400 Sekunden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Selbst wenn der Temperaturan­ stieg an der vorderen Oberfläche (durch die durchgezogene Linie gezeigt), der Temperaturanstieg im Inneren (durch die abwechselnd kurz und lang gestrichelte Linie gezeigt) und der Temperaturanstieg an der hinteren Oberfläche (durch die gepunktete Linie gezeigt) jedes piezoelektrischen Materials 8, bewirkt durch den Temperaturerhöhungsabschnitt 3, leicht variiert, sind diese während der Polarisierungsoperation in dem temperaturkonstanten. Bad 4 die gleichen, z. B. 203°C, so daß die Polarisierungsoperation mit großer Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben beschrie­ bene Ausführungsbeispiel beschränkt, so daß zahlreiche an­ dere Anwendungen und Modifizierungen durchgeführt werden können.

• 1. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind, um durch Stoppen des Kettenriemens 23 die entsprechenden Operationen 400 Sekunden lang bei jeder Palette 7 an den vorbestimmten Orten (Stationen) durchzuführen, d. h. an dem Temperaturerhöhungsabschnitt 3, dem Temperaturkonstanzein­ stellungsabschnitt 21, dem Polarisierungsabschnitt 22 und dem Vergütungsabschnitt 23 in dem temperaturkonstanten Bad 4 die Stationen durch gleiche Abstände voneinander ge­ trennt. Deshalb kann, wenn eine der Paletten 7 nicht an ei­ ner vorbestimmten Station ist, während eine andere Palette 7 an ihrer vorbestimmten Station ist, die Palette 7, die die entsprechende Station noch nicht erreicht hat, durch einen Palette-Aufwärts- und Abwärtsbewegungsmechanismus (nicht gezeigt) angehoben werden, um an die vorbestimmte Station positioniert und eingestellt zu werden.
• 2. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Kettenriemen 32 als der Transportmechanismus 5 verwen­ det. Der Kettenriemen 32 kann aus einem Metall oder einem Harz gebildet sein. Andere Transportmechanismen als Ketten­ riemen können ebenfalls verwendet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien, da die Temperaturen dersel­ ben in dem Temperaturerhöhungsabschnitt auf die Temperatur angehoben werden, die zur Polarisierung benötigt werden, wenn die piezoelektrischen Materialien in dem temperatur­ konstanten Bad plaziert sind, nahe der Einstellungstempera­ tur im Inneren des temperaturkonstanten Bades eingestellt. Deshalb wird verglichen mit dem Fall, in dem piezoelektri­ sche Materialien auf Raumtemperatur in das temperaturkon­ stante Bad 4 plaziert werden, die Zeit, die benötigt wird, bis die Temperaturen der piezoelektrischen Materialien eine erwünschte Temperatur erreichen, erheblich reduziert.

Danach werden die Temperaturen der piezoelektrischen Mate­ rialien 8 in dem temperaturkonstanten Bad 4 mit großer Ge­ nauigkeit auf die erwünschte Hochtemperatur eingestellt. Wenn die Temperatur der piezoelektrischen Materialien mit großer Genauigkeit auf diese Temperatur eingestellt ist, kann eine Polarisierung der piezoelektrischen Materialien an dem Polarisierungsabschnitt in dem gleichen temperatur­ konstanten Bad durchgeführt werden. Als ein Ergebnis kann die Polarisierung der piezoelektrischen Materialien mit großer Genauigkeit in einer kurzen Zeit ausgeführt werden.

Claims (14)

1. Polarisierungsvorrichtung (1) zum Polarisieren eines piezoelektrischen Materials (8), das zwei Oberflächen aufweist, in einem Hochtemperaturgas, wobei die Pola­ risierungsvorrichtung folgende Merkmale aufweist:
einen Temperaturerhöhungsabschnitt (3) zum Erhöhen der Temperatur des piezoelektrischen Materials auf eine Temperatur, die benötigt wird, um das piezoelektrische Material (8) zu polarisieren; und
ein temperaturkonstantes Bad (4), das eine Gasatmo­ sphäre aufweist, die auf der benötigten Temperatur gehalten wird, wobei das temperaturkonstante Bad (4) einen Polarisierungsabschnitt (22) zum Polarisieren des piezoelektrischen Materials (8), während die Tem­ peratur des piezoelektrischen Materials auf der benö­ tigten Temperatur gehalten wird, umfaßt.

2. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das temperaturkonstante Bad (4) ferner einen Vergü­ tungsabschnitt (23) zum Durchführen einer Vergütungs­ operation des piezoelektrischen Materials (8) auf­ weist, das durch den Polarisierungsabschnitt (22) po­ larisiert wurde.

3. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Temperaturerhöhungsabschnitt (3) konfiguriert und angeordnet ist, um beide Oberflächen des piezo­ elektrischen Materials (8) zu erwärmen.

4. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der der Temperaturerhöhungsabschnitt (3) eine Strahlungs­ erwärmungseinrichtung zum Erwärmen einer der Oberflä­ chen des piezoelektrischen Materials (8) durch Wärme­ strahlung umfaßt.

5. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der der Temperaturerhöhungsabschnitt (3) eine Einrichtung zum direkten Erwärmen einer der Oberflächen des piezo­ elektrischen Materials (8) umfaßt.

6. Polarisierungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner folgende Merkmale aufweist:
einen Transportmechanismus (5) zum Transportieren des piezoelektrischen Materials von dem Temperaturerhö­ hungsabschnitt (3) zu dem temperaturkonstanten Bad (4); und
einen Steuerungsabschnitt (6), der den Transport des Transportmechanismus (5) steuert.

7. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Steuerungsabschnitt (6) eine Zeit steuert, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgenden Mitgliedern besteht:
Zeit zum Erhöhen der Temperatur des piezoelektri­ schen Materials (8) durch den Temperaturerhö­ hungsabschnitt (3);
Zeit zum Einstellen der Temperatur des piezoelek­ trischen Materials auf eine konstante Temperatur in dem temperaturkonstanten Bad (4);
Zeit zum Polarisieren des piezoelektrischen Mate­ rials (8) durch den Polarisierungsabschnitt (22); und
Zeit zum Durchführen einer Vergütungsoperation, wobei das temperaturkonstante Bad (4) ferner ei­ nen Vergütungsabschnitt (23) zum Durchführen ei­ ner Vergütungsoperation des piezoelektrischen Ma­ terials aufweist, das durch den Polarisierungsab­ schnitt (22) polarisiert wurde; und
Kombinationen derselben,
wobei der Steuerungsabschnitt (6) eine Steuerung durchführt, um den Transport des Transportmechanismus (5) basierend auf den obigen Zeitsteuerungsoperationen zu steuern.

8. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der der Steuerungsabschnitt (6) die Zeit jeder Operation steuert, um im wesentlichen gleich zu sein.

9. Polarisierungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, die ferner eine Transportvorrichtung zum Auf­ nehmen des piezoelektrischen Materials (8) aufweist, wobei der Transportmechanismus (5) die Transportvor­ richtung transportiert.

10. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 9,
bei der die Transportvorrichtung eine Palette (7), die eine untere Wand umfaßt, eine Ausnehmung zum Halten des piezoelektrischen Materials und ein Durchgangsloch (13) in der unteren Wand aufweist, und
wobei der Temperaturerhöhungsabschnitt (3) ferner eine Einrichtung zum direkten Erwärmen aufweist, die eine Heizplatte (11) umfaßt, wobei die Heizplatte einen Wärmeübertragungsvorsprung (14) und eine Wärmeübertra­ gungskontaktoberfläche (15) umfaßt, wobei der Wärme­ übertragungsvorsprung konfiguriert und angeordnet ist, um in das Durchgangsloch (13) der Palette (7) einge­ setzt zu werden, und um durch das Durchgangsloch mit einer unteren Oberfläche des piezoelektrischen Materi­ als (8) kontaktierbar zu sein, wenn dasselbe in der Ausnehmung untergebracht ist, und wobei die Wärmeüber­ tragungskontaktoberfläche mit der unteren Oberfläche der Palette (7) kontaktierbar ist.

11. Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Ma­ terials (8) in einem Hochtemperaturgas, wobei das Ver­ fahren folgende Schritte aufweist:
Erhöhen der Temperatur des piezoelektrischen Materials (8) auf eine Temperatur, die benötigt wird, um das piezoelektrische Material zu polarisieren; und
Polarisieren des piezoelektrischen Materials durch Plazieren des piezoelektrischen Materials in einer Gasatmosphäre, deren Temperatur auf der benötigten Temperatur beibehalten wird.

12. Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Ma­ terials (8) in einem Hochtemperaturgas gemäß Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt auf­ weist:
Durchführen einer Vergütungsoperation des polarisier­ ten piezoelektrischen Materials in der gleichen Gasat­ mosphäre.

13. Polarisierungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner folgendes Merkmal aufweist:
ein piezoelektrisches Material (8) in der Polarisie­ rungsvorrichtung.

14. Polarisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der die Einrichtung zum direkten Erwärmen eine Heizplatte (11) aufweist, wobei die Heizplatte Wärmeübertragungs­ vorsprünge und eine Wärmeübertragungskontaktoberfläche (15) umfaßt.