JP4659703B2 - エレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法に関し、さらに詳しく言えば、エレクトレットの表面電圧の劣化を防止する技術に関するものである。
エレクトレットコンデンサヘッドホンユニットは、通常、支持リングに所定の張力をもって張設された振動板の両側に、それぞれがエレクトレット誘電体膜を有する左右一対の固定極を所定の間隔を持って配置することにより構成され、各固定極に音声信号の交流電圧を印加することにより駆動される。
エレクトレット誘電体膜には、ＦＥＰ（フロロエチレンポリマー）などのエレクトレット材が用いられ、この種のエレクトレット材は例えばコロナ放電などにより直流の高電圧が印加されると分極化し、その電圧除去後においても分極化が残存する特異な特性を有している（例えば、特許文献１参照）。
このように、エレクトレットコンデンサヘッドホンユニットにおいては、エレクトレット材を分極化処理することにより成極電圧を得ているため、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの成極電源が不要でありヘッドホンユニットの電子回路を簡素化できる。また、エレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの感度は成極電圧に依存し、エレクトレットの表面電圧が高いほど感度が高くなる。
しかしながら、エレクトレットの表面電圧は、「平等電界の火花電圧は、温度一定のとき気圧ｐとギャップの長さｌの積の関数となる」というパッシェン（Ｐａｓｃｈｅｎ）の法則によって制限を受ける。
このほか、火花放電が起こると両極性のイオンが発生するため、これによってエレクトレットの表面電圧が減衰してしまう。また、エレクトレットの表面電圧は、温度や湿度などによっても低下する、という問題がある。また、製造時にも、その取り扱いが悪いと帯電電荷が放電してしまうことがある。
一例として、振動板をコロナ放電の平面電極治具上に載置して帯電し、振動板が平面電極治具に張り付いている状態で、そのまま振動板を引き剥がすと、振動板の帯電電荷は気中放電により劣化してしまう。
したがって、本発明の課題は、エレクトレットにより十分な成極電圧が得られるとともに、火花放電が発生しないエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、支持リングに所定の張力をもって張設された合成樹脂フィルムからなる振動板と、それぞれがエレクトレット誘電体膜を有し上記振動板の両側に所定の間隔をもって配置された左右一対の固定極とを含むエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法において、上記各固定極のエレクトレット誘電体膜をコロナ放電により＋，−のいずれか一方に帯電させたのち、上記各固定極の外周縁に電気絶縁性のスペーサリングを取り付け、一方、上記振動板を平面電極治具上に載置してコロナ放電により＋，−のいずれか他方に帯電させたのち、上記平面電極治具上に載置されている上記振動板に上記一方の固定極を上記スペーサリングを介して配置した状態で上記振動板を上記平面電極治具から取り外し、上記振動板の他方の面に上記他方の固定極を上記スペーサリングを介して配置することを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、上記固定極のエレクトレット誘電体膜にフロロエチレンポリマー（ＦＥＰ）を用いるとともに、上記振動板の合成樹脂フィルムにポリエステルフィルムを用い、帯電列にしたがって上記エレクトレット誘電体膜を−に帯電させ、上記振動板を＋に帯電させることを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、振動板を平面電極治具上に載置してコロナ放電により＋，−のいずれか他方に帯電させたのち平面電極治具から取り外すにあたって、振動板にコロナ放電により＋，−のいずれか一方に帯電されている固定極をスペーサリングを介して配置するようにしたことにより、振動板の帯電電荷が固定極側に引き寄せられ、気中放電をほとんど生じさせることなく、振動板を平面電極治具から取り外すことができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、固定極のエレクトレット誘電体膜にフロロエチレンポリマー（ＦＥＰ）を用いるとともに、振動板の合成樹脂フィルムにポリエステルフィルムを用い、帯電列にしたがってエレクトレット誘電体膜を−に帯電させ、振動板を＋に帯電させることにより、エレクトレットが減衰し難くなる。
次に、図１および図２により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明によって製造されるエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットを示す分解断面図で、図２（ａ）〜（ｆ）は本発明の製造方法を工程順に示す模式図である。
図１に示すように、本発明によって製造されるエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット１は、振動板１１と、振動板１１の両側に配置される左右一対の固定極２１Ｌ，２１Ｒとを備える。なお、固定極２１Ｌ，２１Ｒを区別する必要がないときには、総称として固定極２１とすることがある。
振動板１１は、支持リング１２に所定の張力をもって張設された状態で前工程の振動板組立工程から提供される。この例では、支持リング１２は一対のリングメンバー１２ａ，１２ｂからなり、振動板１１は、リングメンバー１２ａ，１２ｂの間に挟持されている。
固定極２１Ｌ，２１Ｒは、同一形状で例えばアルミニウムなどの金属板からなり、図示していないが、固定極２１Ｌ，２１Ｒには多数の音孔が穿設されている。固定極２１Ｌ，２１Ｒの外周縁には、振動板１１との間で所定の間隔を保つための電気絶縁性のスペーサリング２２が取り付けられる。
また、図示していないが、固定極２１Ｌ，２１Ｒの振動板１１と対向する面、すなわち左側の固定極２１Ｌでは右の凸面側，右側の固定極２１Ｒでは左の凸面側に、それぞれエレクトレット誘電体膜が一体に貼り付けられている。この例では、エレクトレット誘電体膜にフロロエチレンポリマー（ＦＥＰ）が用いられ、振動板１１にはポリエステルフィルムが用いられている。
帯電列表から見ると、ＦＥＰはポリエステルフィルムに対して−（マイナス）帯電側に位置し、ポリエステルフィルムはＦＥＰに対して＋（プラス）帯電側に位置する。したがって、本発明では、固定極のＦＥＰを−に帯電し、振動板のポリエステルフィルムを＋に帯電し、これによりエレクトレットが減衰し難いようにしている。
次に、図２により上記エレクトレットコンデンサヘッドホンユニット１の製造工程を説明する。
固定極２１については、図２（ａ）に示すように、固定極２１Ｌ，２１ＲのＦＥＰを負極コロナ放電により−に帯電したのち、図２（ｂ）に示すように、固定極２１Ｌ，２１Ｒの外周縁にそれぞれスペーサリング２２を例えば接着剤を介して取り付ける。
一方、振動板１１については、図２（ｃ）に示すように、振動板１１を正極コロナ放電の平面電極治具３１に載置し、振動板１１のポリエステルフィルムを正極コロナ放電により＋に帯電する。帯電後の状態では、振動板１１は平面電極治具３１に張り付いているため、これをそのまま引き剥がすと＋エレクトレットは気中放電により劣化してしまう。
そこで、本発明では、振動板１１を平面電極治具３１から取り外すにあたって、図２（ｄ）に示すように、図２（ｂ）の工程で得た固定極２１Ｌ，２１Ｒのうちの一方の例えば固定極２１Ｌをスペーサリング２２を介して振動板１１上に配置する。
そして、図２（ｅ）に示すように、振動板１１を固定極２１Ｌとともに平面電極治具３１から取り外す。これによれば、振動板１１の帯電電荷が固定極２１Ｌ側に引き寄せられるため、気中放電をほとんど生じさせることなく、振動板１１を平面電極治具３１から取り外すことができる。
しかるのち、最終工程として、図２（ｆ）に示すように、他方の固定極２１Ｒをスペーサリング２２を介して振動板１１の残された面側に配置し、図示しない固定治具により所定の応力を加えて、固定極２１Ｌ，振動板１１，固定極２１Ｒを一体化してエレクトレットコンデンサヘッドホンユニット１を得る。
本発明によれば、固定極２１の表面電圧を概ね−１５０Ｖ，振動板１１の表面電圧を概ね５００Ｖとすることができる。エレクトレットを持たない外部バイアス型のコンデンサヘッドホンユニットの成極電圧は５８０Ｖ程度であるため、本発明の両極エレクトレットによる成極電圧はほぼ十分ということができる。
また、エレクトレットコンデンサヘッドホンユニット１に１００Ｖ（ｒｍｓ）の信号を加えたとき、約１００ｄＢＳＰＬの出力音圧レベルを得ることができる。また、振動板１１に金属蒸着フィルムを使用していないため、大きな信号が加えられても固定極２１との間で火花放電が発生することもない。
１ エレクトレットコンデンサヘッドホンユニット
１１ 振動板
１２ 支持リング
２１，２１Ｌ，２１Ｒ 固定極
２２ スペーサリング
３１ 平面電極治具
１１ 振動板
１２ 支持リング
２１，２１Ｌ，２１Ｒ 固定極
２２ スペーサリング
３１ 平面電極治具
Claims (2)
- 支持リングに所定の張力をもって張設された合成樹脂フィルムからなる振動板と、それぞれがエレクトレット誘電体膜を有し上記振動板の両側に所定の間隔をもって配置された左右一対の固定極とを含むエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法において、
上記各固定極のエレクトレット誘電体膜をコロナ放電により＋，−のいずれか一方に帯電させたのち、上記各固定極の外周縁に電気絶縁性のスペーサリングを取り付け、一方、上記振動板を平面電極治具上に載置してコロナ放電により＋，−のいずれか他方に帯電させたのち、上記平面電極治具上に載置されている上記振動板に上記一方の固定極を上記スペーサリングを介して配置した状態で上記振動板を上記平面電極治具から取り外し、上記振動板の他方の面に上記他方の固定極を上記スペーサリングを介して配置することを特徴とするエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法。 - 上記固定極のエレクトレット誘電体膜にフロロエチレンポリマー（ＦＥＰ）を用いるとともに、上記振動板の合成樹脂フィルムにポリエステルフィルムを用い、帯電列にしたがって上記エレクトレット誘電体膜を−に帯電させ、上記振動板を＋に帯電させることを特徴とする請求項１に記載のエレクトレットコンデンサヘッドホンユニットの製造方法。
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