JPH08180959A - コロナ分極処理方法およびコロナ分極装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被分極材料の表面が均一帯電し、その結果均
一な分極処理が行えるコロナ分極処理方法と、コロナ分
極装置。 【構成】 下部電極と針状電極間のコロナ放電を利用
し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、同
時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含ま
れる双極子を配向させるコロナ分極処理方法において、
複数の針状電極よりコロナ放電を行うコロナ分極処理方
法と、その処理方法を実施するためのコロナ分極装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コロナ分極処理方法お
よびコロナ分極装置に関し、更に詳しくは、マイクロホ
ン、コンデンサー等のエレクトレット、加速度センサ
ー、流体センサー、圧力センサー等の圧電性センサー、
赤外線センサー等の焦電性センサー等に用いる絶縁体材
料に分極処理を施すコロナ分極処理方法、並びにそれに
用いるコロナ分極装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス、タングステン等の針状電極
と、それと離れた位置に平板電極との間に高電界（例え
ば数ＫＶ／ｃｍ）を印加すると、コロナ放電が発生す
る、この場合においては極性はどちらでもよい。

【０００３】この電極間に絶縁体を置くと、放電時に針
状電極付近から平板電極に向かって移動するイオンが絶
縁体の表面に入射し、帯電する。帯電すると絶縁体内部
では強い電場勾配が生じる。

【０００４】絶縁体内に双極子を持つ材料が電極間にお
かれ、かつ双極子の回転が行える状態（例えば絶縁体の
温度を上昇させて双極子が動けるようにする）になった
場合、双極子は生じた電場に沿って配向する。この配向
状態を保ったまま、双極子の動きを固定する（例えば絶
縁体の温度を下げる）と、その後電場を取り除いても配
向はそのまま保たれる。

【０００５】このように、双極子をある方向に配向させ
る処理を分極処理と称する。また、この分極処理をポー
リングとも称する。

【０００６】従来、基板上に成膜された例えばポリ尿素
膜から成る被分極材料にコロナ放電を行って、被分極材
料内に含まれる双極子を配向させる、所謂分極処理を施
すコロナ分極装置としては、図１０に示すような、アル
ミニウム製の下部電極ａと、下部電極ａの対向位置に配
置されたタングステン製の針状電極ｂと、下部電極ａの
裏面側に配置した被分極材料を加熱するヒーターｃとか
らなり、下部電極ａと針状電極ｂをコロナ放電を発生さ
せる電源ｄを介して接続したコロナ分極装置が知られて
いる。

【０００７】そして、下部電極ａ上に例えばポリ尿素膜
から成る被分極材料ｅを載置し、電源ｄより下部電極ａ
と針状電極ｂ間に例えば３００ＫＶ／ｍの電界を加え
て、コロナ放電ｆを行って被分極材料ｅの表面に帯電さ
せ、同時にヒーターｃにより被分極材料ｅの温度を例え
ば１８０℃に上昇して被分極材料ｅ内に含まれる双極子
を配向させる。

【０００８】しかしながら、前記コロナ分極装置を用い
て、被分極材料ｅにコロナ放電で分極処理を行うと、針
状電極ｂと被分極材料ｅとの位置関係や両者間ｂ、ｅの
距離により分極の度合いに差異が生じる。即ち、針状電
極ｂに最も近い部分が分極しやすく、遠くになるにつれ
て分極しにくくなる。即ち、図１０に示すように被分極
材料ｅの中央部分に分極大の部分ｇが、被分極材料ｅの
端部分に分極小の部分ｈが形成されることになる。

【０００９】尚、分極処理を行った被分極材料のうち、
電場を取り除いても表面に帯電した電荷が長く保存され
るものをエレクトレットと称し、また、双極子が配向
し、内部に残留分極が生じ、力や熱で残留分極が変化
し、その変化分を補うために電流が流れるものを、力に
対しては圧電体、熱に対しては焦電体と称する。

【００１０】従って、前記分極装置を用いて、分極処理
を行うと、分極処理された材料内部で帯電量（何Ｖに帯
電しているか）、或いは圧電性、焦電性に違いが生じて
しまうという問題がある。

【００１１】そこで、この問題点を解消するために、図
１１に示すような下部電極ａと針状電極ｂとの間に例え
ばステンレス等の金属から成るグリッド電極ｉを配置す
ることが行われている。尚、図中、ｊは下部電極ａとグ
リッド電極ｉ間に配置した電源を示す。

【００１２】図１１に示す分極装置のように下部電極と
針状電極間にグリッド電極を配置することにより、絶縁
体である被分極材料とグリッド電極間の電場が均一とな
り、被分極材料が均一に分極処理される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記図１１に示すグリ
ッド電極を配置した分極装置のグリッド電極は針状電極
からの放電を防げず、針状電極付近に生じるイオンを被
分極材料表面に入射させるために、網状の例えばステン
レスのような金属材料を用いる。

【００１４】本発明者らは、被分極材料に均一な分極処
理を施すべく、鋭意検討した結果、一見均一に分極され
たように考えられていた被分極材料に図１２に示すよう
な、分極が充分に行われている部分ｋと、分極が不充分
である部分ｍが存在していることを知見した。

【００１５】即ち、針状電極の先端から見て、グリッド
電極の網目の影になる部分ｍに分極が不充分であること
が分かった。

【００１６】その理由は、被分極材料へのイオンの入射
がグリット電極の網目により妨げられ、その結果、被分
極材料の帯電に分布が生じ、被分極材料の分極に差異が
生じることによる。

【００１７】現在、センサー等は小型化される傾向にあ
り、小型化されるに従い、網目の影による分極の差異が
各センサーの感度のバラツキになることが懸念される。

【００１８】そこで、グリッド電極の影部分（分極が不
充分な部分：図１２の符号ｍ）と他の部分（分極が充分
な部分：図１２の符号ｋ）との分極に差異のない分極方
法の出現が望まれている。

【００１９】本発明は分極に差異のないコロナ分極処理
方法と、それに用いるコロナ分極装置を提供することを
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１のコロナ分極処
理方法は、下部電極と針状電極間のコロナ放電を利用
し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、同
時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含ま
れる双極子を配向させるコロナ分極処理方法において、
複数の針状電極よりコロナ放電を行うことを特徴とす
る。

【００２１】請求項２のコロナ分極処理方法は、グリッ
ト電極を介して下部電極と針状電極間のコロナ放電を利
用し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、
同時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含
まれる双極子を配向させるコロナ分極処理方法におい
て、複数の針状電極よりコロナ放電を行うことを特徴と
する。

【００２２】請求項３のコロナ分極処理方法は、グリッ
ト電極を介して下部電極と針状電極間のコロナ放電を利
用し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、
同時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含
まれる双極子を配向させるコロナ分極処理方法におい
て、針状電極を電場に対して水平方向に移動させながら
コロナ放電を行うことを特徴とする。

【００２３】請求項４のコロナ分極処理方法は、グリッ
ト電極を介して下部電極と針状電極間のコロナ放電を利
用し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、
同時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含
まれる双極子を配向させるコロナ分極処理方法におい
て、グリット電極を電場に対して水平方向に移動させな
がら針状電極よりコロナ放電を行うことを特徴とする。

【００２４】請求項５のコロナ分極処理方法は、グリッ
ト電極を介して下部電極と針状電極間のコロナ放電を利
用し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、
同時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含
まれる双極子を配向させるコロナ分極処理方法におい
て、被分極材料を電場に対して水平方向に移動させなが
ら針状電極よりコロナ放電を行うことを特徴とする。

【００２５】請求項６のコロナ分極処理方法は、請求３
項ないし請求項５のいずれか１項記載のコロナ分極処理
方法であって、針状電極は複数の針状電極であることを
特徴とする。

【００２６】請求項７のコロナ分極装置は、下部電極
と、下部電極の対向位置に配置された針状電極とから成
り、下部電極と針状電極間のコロナ放電を利用して、下
部電極上の被分極材料内に含まれる双極子を配向させる
コロナ分極装置において、針状電極を複数の針状電極で
構成したことを特徴とする。

【００２７】請求項８のコロナ分極装置は、下部電極
と、下部電極の対向位置に配置された針状電極と、下部
電極と針状電極間に配置されたグリット電極とから成
り、グリット電極を介して下部電極と針状電極間のコロ
ナ放電を利用して、下部電極上の被分極材料内に含まれ
る双極子を配向させるコロナ分極装置において、針状電
極を複数の針状電極で構成したことを特徴とする。

【００２８】請求項９のコロナ分極装置は、下部電極
と、下部電極の対向位置に配置された針状電極と、下部
電極と針状電極間に配置されたグリット電極とから成
り、グリット電極を介して下部電極と針状電極間のコロ
ナ放電を利用して、下部電極上の被分極材料内に含まれ
る双極子を配向させるコロナ分極装置において、針状電
極を電場に対して水平方向に移動自在に配置したことを
特徴とする。

【００２９】請求項１０のコロナ分極装置は、下部電極
と、下部電極の対向位置に配置された針状電極と、下部
電極と針状電極間に配置されたグリット電極とから成
り、グリット電極を介して下部電極と針状電極間のコロ
ナ放電を利用して、下部電極上の被分極材料内に含まれ
る双極子を配向させるコロナ分極装置において、グリッ
ト電極を電場に対して水平方向に移動自在に配置したこ
とを特徴とする。

【００３０】請求項１１のコロナ分極装置は、下部電極
と、下部電極の対向位置に配置された針状電極と、下部
電極と針状電極間に配置されたグリット電極とから成
り、グリット電極を介して下部電極と針状電極間のコロ
ナ放電を利用して、下部電極上の被分極材料内に含まれ
る双極子を配向させるコロナ分極装置において、被分極
材料を電場に対して水平方向に移動自在に配置したこと
を特徴とする。

【００３１】請求項１２のコロナ分極装置は、請求項９
ないし請求項１１のいずれか１項に記載のコロナ分極装
置であって、針状電極は複数の針状電極であることを特
徴とする。

【００３２】

【作用】コロナ放電によるコロナ分極処理において、針
状電極を複数の針状電極で構成することにより、大面積
の被分極材料の表面に均一にコロナ放電を行えて、被分
極材料の表面が均一に帯電し、その結果、均一な分極処
理が行える。

【００３３】コロナ放電によるコロナ分極処理におい
て、分極（帯電の大きさ）を均一にするために、グリッ
ド電極を下部電極と針状電極間に設けるが、針状電極、
グリッド電極、被分極材料のいずれかを電場に対して水
平方向に移動させることにより、グリッド電極がコロナ
放電によって生じたイオンの被分極材料への入射を妨げ
ないので、被分極材料の表面が均一に帯電し、その結
果、均一な分極処理が行える。

【００３４】

【実施例】先ず、本発明の基本的考え方について説明す
る。

【００３５】1) 針状電極の本数について (1) 針状電極を複数の針状電極で構成する際の単位面積
当たり本数には制限がない。その理由は、分極は被分極
材料に対して均一に分布されていなければならず、その
ために単位面積当たりの本数を増加（過密状態）すれば
よいが生産性、コスト等を考慮すれば単に無駄となるば
かりである。

【００３６】ポーリング処理については種々の方式があ
り（例えば基板と針或いはワイヤー等の電極との距離
や、電界強度は実験結果報告においてまちまちであ
る）、統一的な、或いは最適条件等はあまり研究の対象
になっていないのが現状である。

【００３７】それはポーリング方法、それ自体が単なる
手段（道具）であって、研究対象はポーリング処理後の
被分極材料の物性や特性に向けられているからである。

【００３８】(2) 例えば基板の大きさが1m四方(1000mm
×1000mm)と非常に大きい場合は、１本の針状電極で
は、たとえ下部電極と針状電極間にグリッド電極を配置
したとしても、被分極材料に対して均一に分極処理を行
うことは極めて困難である。

【００３９】種々の実験の結果からみると針状電極の間
隔は5〜10cm程度である。ただ、この場合も針状電極と
基板間の距離、グリッド電極と基板までの距離のパラメ
ーターで大きく変化するので、針状電極と基板間の距離
が例えばＸmm、グリッド電極と基板までの距離か例えば
Ｈmmの時、針状電極間の間隔はＹ〜Ｚmmの範囲というよ
うにある程度に決められるだけである。

【００４０】その１例を挙げると、針状電極と基板との
間隔（距離）が2cmで、電圧が10kV、グリッド電極と基
板との間隔（距離）が1cmで、電圧が2kVの場合（針状電
極とグリッド電極がマイナス、基板が接地電位、或いは
その逆）は針状電極の間隔は5〜10cmが好ましい。

【００４１】(3) 図１２に示すように、針状電極と基板
の間で生じたイオン（針状電極がマイナスの時は負イオ
ンや電子、針状電極がプラスなら正イオンや電子）が電
界で基板に引き寄せられて、被分極材料の表面に帯電
し、分極処理が起こる。この時、グリッド電極が被分極
材料へのイオンの入射を妨害し、被分極材料の表面が帯
電できなくなると分極の不均一が生じることになる。

【００４２】従って、ポーリング（時間は30〜40分）中
に針状電極、グリッド電極、被分極材料（基板）のいず
れかを移動させることにより、被分極材料全体にイオン
が入射できるようにすればよい。

【００４３】2. 針状電極、グリッド電極、被分極材料
（基板）の移動について (1) 針状電極と基板の間で生じたイオンや電子が基板に
引き寄せられて均一に入射して、結果として表面での帯
電が均一となるようにすればよいから、移動手段として
はどのような方法（手段）を採用してもよいことにな
る。ただ、移動中は電極と基板の距離が変化すると電界
強度が変化し、この電界強度の制御は一般に困難を伴う
ので、移動は電場に対して水平方向に移動させることが
好ましい。

【００４４】(2) コロナ分極処理方法において針状電
極、グリッド電極、被分極材料のいずれかを電場に対し
て水平方向に移動させながらコロナ放電を行う際の移動
とは、 例えば針状電極を被分極材料の決められた範囲内を
往復させる場合、 例えば針状電極を被分極材料の一部を中心として旋
回させる場合のいずれかである。

【００４５】(3) コロナ分極装置において針状電極、グ
リッド電極、被分極材料のいずれかを電場に対して配置
する際の移動自在とは、 例えば針状電極を被分極材料の決められた範囲内を
往復させる場合、 例えば針状電極を被分極材料の一部を中心として旋
回させる場合のいずれかである。

【００４６】(4) 移動速度はポーリング（時間は30〜40
分）中に針状電極、グリッド電極、被分極材料（基板）
のいずれかを移動させることにより、被分極材料全体に
イオンが入射できるようにすればよい。

【００４７】以下に本発明のコロナ分極装置の具体的実
施例を説明する。

【００４８】実施例１ 図１装置は針状電極を複数の針状電極で構成した場合の
装置の説明図である。

【００４９】図中、１はコロナ分極装置を示し、該コロ
ナ分極装置１は、アルミニウム製の下部電極２と、その
上方に配置されたタングステン製の径1〜2mm、長さ50〜
100mmの針状電極３とから成り、下部電極２と、針状電
極３を電源４を介して接続し、下部電極２の背面側に被
分極材料５をポーリング中所定温度に加熱し、該温度を
維持するヒーター６を配置した。

【００５０】そして電源４より例えば10kVの電圧を下部
電極２と針状電極３間に印加して、両者間にコロナ放電
を発生させ、被分極材料５にコロナで帯電させて、分極
されるようにした。

【００５１】また、複数の針状電極３を1〜2cm間隔で配
置すればよい。

【００５２】針状電極３の真下が最も分極するが、針状
電極３を複数にすることによって被分極材料５の表面の
帯電を均一にして、被分極材料５に付与される分極の差
異をなくする。

【００５３】実施例２ 図２装置はグリッド電極を備え、かつ針状電極を複数の
針状電極で構成した場合の説明図である。

【００５４】図２装置は下部電極２と針状電極３との間
にステンレス製の径0.5〜1mm、網目の開口間隔1〜2mmの
網状のグリッド電極７を配置し、下部電極２とグリッド
電極３を電源８を介して接続した以外は、前記図１装置
と同一構成である。尚、図１装置の同一符号は説明を省
略した。

【００５５】この場合、針状電極３の配置位置は針状電
極３の先端から見てグリッド電極７の網目の影が出来な
いように配置すればよい。

【００５６】実施例３ 図３装置はグリッド電極を備え、コロナ放電中は針状電
極を移動させるように構成した場合の装置の説明図であ
る。

【００５７】図中、１１はコロナ分極装置を示し、該コ
ロナ分極装置１１は、アルミニウム製の下部電極１２
と、その上方に配置されたタングステン製の径1〜2mm、
長さ50〜100mmの針状電極１３と、下部電極１２と針状
電極１３との間に配置したステンレス製の径0.5〜1mm、
網目の開口間隔1〜2mmの網状のグリッド電極１７とから
成り、下部電極１２と、針状電極１３を電源１４を介し
て接続すると共に、下部電極１２とグリッド電極１７を
電源１８を介して接続した。

【００５８】また、下部電極１２の背面側に被分極材料
１５をポーリング中所定温度に加熱し、該温度を維持す
るヒーター１６を配置した。

【００５９】そして、電源１４より例えば10kVの電圧を
下部電極１２と針状電極１３間に印加すると共に、電源
１８より例えば2kVの電圧を下部電極１２とグリッド電
極１７間に印加し、下部電極１２と針状電極１３間にコ
ロナ放電を発生させ、コロナで被分極材料１５に帯電さ
せて、分極されるようにした。

【００６０】また、コロナ放電中に針状電極１３を例え
ばリニアモーターのような駆動装置（図示せず）で電場
に対して水平方向に図３に示す実線から仮想線のように
移動させるようにした。このようにコロナ放電中に針状
電極１３を電場に対して水平方向に移動させることによ
り、針状電極の先端から見てグリッド電極の網目の影部
は出来ないことになる。

【００６１】実施例４ 図４装置はグリッド電極を備え、コロナ放電中は該グリ
ッド電極を移動させるように構成した場合の装置の説明
図である。

【００６２】図中、２１はコロナ分極装置を示し、該コ
ロナ分極装置２１は、アルミニウム製の下部電極２２
と、その上方に配置されたタングステン製の径1〜2mm、
長さ50〜100mmの針状電極２３と、下部電極２２と針状
電極２３との間に配置したステンレス製の径0.5〜1mm、
網目の開口間隔1〜2mmの網状のグリッド電極２７とから
成り、下部電極２２と、針状電極２３を電源２４を介し
て接続すると共に、下部電極２２とグリッド電極２７を
電源２８を介して接続した。

【００６３】また、下部電極２２の背面側に被分極材料
２５をポーリング中所定温度に加熱し、該温度を維持す
るヒーター２６を配置した。

【００６４】そして、電源２４より例えば10kVの電圧を
下部電極２２と針状電極２３間に印加すると共に、電源
２８より例えば2kVの電圧を下部電極２２とグリッド電
極２７間に印加し、下部電極２２と針状電極２３間にコ
ロナ放電を発生させ、コロナで被分極材料２５に帯電さ
せて、分極されるようにした。

【００６５】また、コロナ放電中にグリッド電極２７を
例えばリニアモーターのような駆動装置（図示せず）で
電場に対して水平方向に移動させるようにした。

【００６６】このようにコロナ放電中にグリッド電極２
７を電場に対して水平方向に移動させることにより、針
状電極の先端から見てグリッド電極の網目の影部は出来
ないこととなる。

【００６７】実施例５ 図５装置はグリッド電極を備え、コロナ放電中に被分極
分極材料を移動させるように構成した装置の説明図であ
る。

【００６８】図中、３１はコロナ分極装置を示し、該コ
ロナ分極装置３１は、アルミニウム製の下部電極３２
と、その上方に配置されたタングステン製の径1〜2mm、
長さ50〜100mmの針状電極３３と、下部電極３２と針状
電極３３との間に配置したステンレス製の径0.5〜1mm、
網目の開口間隔1〜2mmの網状のグリッド電極３７とから
成り、下部電極３２と、針状電極３３を電源３４を介し
て接続すると共に、下部電極３２とグリッド電極３７を
電源３８を介して接続した。

【００６９】また、下部電極３２の背面側に被分極材料
３５をポーリング中所定温度に加熱し、該温度を維持す
るヒーター３６を配置した。

【００７０】そして、電源３４より例えば10kVの電圧を
下部電極３２と針状電極３３間に印加すると共に、電源
３８より例えば2kVの電圧を下部電極３２とグリッド電
極３７間に印加し、下部電極３２と針状電極３３間にコ
ロナ放電を発生させ、コロナで被分極材料３５に帯電さ
せて、分極されるようにした。

【００７１】また、コロナ放電中に被分極材料３５を例
えばリニアモーターのような駆動装置（図示せず）で電
場に対して水平方向に図５に示すように実線から仮想線
のように移動させるようにした。

【００７２】このようにコロナ放電中に被分極材料３５
を電場に対して水平方向に移動させることにより、針状
電極の先端から見てグリッド電極の網目の影部は出来な
いこととなる。

【００７３】以下に本発明のコロナ分極処理方法の具体
的実施例を比較例と共に説明する。

【００７４】実施例６ 本実施例は針状電極を単一とし、グリッド電極を移動さ
せながらコロナ放電を行って分極処理する分極処理方法
であり、被分極材料としてポリ尿素膜を用いた。

【００７５】ポリ尿素膜の作製は 本出願人が先に、特
開平2-284485号（特願平1-104562号）で提案せる有機圧
焦電体膜の形成方法における基板上へのポリ尿素膜の形
成方法に準じて行うものであって、基板上へのポリ尿素
膜は図６に示す装置を用いて行った。ポリ尿素膜の作製
について説明する。

【００７６】先ず、蒸発用容器４６，４６の一方にポリ
尿素の原料モノマーａである４，４′−ジアミノフェニ
ルエーテルと、他方にポリ尿素の原料モノマーｂである
ジイソシアネート４，４′−ジイソシアン酸メチルジフ
ェニルを夫々充填し、シャッター４９を閉じた状態で真
空処理室４１内の全圧を真空排気系４２を介して1.3×1
0^-3Pa(1×10^-5Torr)に設定する。

【００７７】次に、蒸発モニター４７，４７で蒸発用容
器４６，４６からの各原料モノマーａ，ｂの蒸発量を測
定しながらヒーター４８，４８によって４，４′−ジア
ミノフェニルエーテルを温度135±2℃に、また、ジイソ
シアネート４，４′−ジイソシアン酸メチルジフェニル
を温度75±2に夫々加熱する。

【００７８】次いで、原料モノマーａ，ｂが所定温度に
達して所要の蒸発量が得られた後にシャッター４９を開
き、真空処理室４１内のホルダー４４で保持された基板
４３（大きさ25cm×25cmのスライドガラスの表面に下部
電極として膜厚0.1μmのアルミニウムが蒸着されてい
る）上に該原料モノマーａ，ｂを２Å／分の析出速度で
厚さ2000Åに堆積させた後、シャッター４９を閉じ、基
板４３上でポリ尿素（ポリユリアともいう）の重合反応
を起こさせて該基板４３上にポリ尿素膜を形成する。

【００７９】尚、原料モノマーａ，ｂは化学量論的にポ
リ尿素膜が形成されるように蒸発量の調製によって１：
１のモル比で蒸発するようにした。また、原料モノマー
ａ，ｂの蒸発時における真空処理室４１内の圧力は4×1
0^-3Pa(3×10^-5Torr)とした。また、図中５０は両蒸発用
容器４６間に設けた仕切板を示す。

【００８０】尚、前記特開平2-284485号（特願平1-1045
62号）で提案の有機圧焦電体膜の形成方法では、ポーリ
ング（分極処理）をコロナ法ではなく、ポリ尿素膜の両
面に設けた上下電極に電界を直接かける手段を用いてい
るが、本発明では、上下電極は設けない。

【００８１】このようにポリ尿素膜が形成された基板を
真空処理室内より取出し、基板上に形成されたポリ尿素
膜を被分極材料とし、次のような方法で被分極材料にコ
ロナ放電による分極処理を施した。

【００８２】分極処理には図７に示す装置を用いた。

【００８３】図中、２１はコロナ分極装置を示し、該コ
ロナ分極装置２１は、アルミニウム製の下部電極２２
と、その上方に配置されたタングステン製の径1mm、長
さ100mmの針状電極２３と、下部電極２２と針状電極２
３との間に配置したステンレス製の網状のグリッド電極
２７とから成り、下部電極２２と、針状電極２３を電源
２４を介して接続すると共に、下部電極２２とグリッド
電極２７を電源２８を介して接続した。

【００８４】また、下部電極２２の背面側に被分極材料
２５をポーリング中所定温度に加熱し、該温度を維持す
るヒーター２６を配置した。尚、かかるコロナ分極装置
の構成は前記図４装置と同一である。

【００８５】また、グリッド電極２７を図８に示すよう
なステンレス製の線径0.85mmφ、網目の開目間隔は5.55
mm、開口率75％とした。

【００８６】そして、下部電極２２とグリッド電極２７
間の間隔を1cmとし、針状電極２３とグリッド電極２７
間の間隔を1cmとすると共に、下部電極２２上に基板を
取り付け、下部電極２２を基板（大きさ25cm×25cmガラ
ス製）上に形成されている下部電極（アルミニウム製）
に接続した。

【００８７】また、ヒーター２６で被分極材料２５を室
温から200℃まで昇温速度12℃／分で昇温させた後、該
温度を10分間維持しながら、電源２４より-10kVの電圧
を下部電極２２と針状電極２３間に印加すると共に、電
源２８より-1.5kVの電圧を下部電極２２とグリッド電極
２７間に印加し、下部電極２２と針状電極２３間にコロ
ナ放電を発生させると共に、コロナ放電中にグリッド電
極２７を電場に対して水平方向に幅3cmで往復するよう
に速度30cm／分で移動させて、被分極材料にコロナ放電
（10分間）を行って分極処理を施し、その後被分極材料
の温度を100℃まで徐冷（放冷）した後、分極装置より
取り出した。

【００８８】取り出された基板上の被分極材料（ポリ尿
素膜）に図９に示すように、針状電極２２の先端の真下
を中心とした大きさ縦、横夫々7.5mmの正方形内に、1mm
間隔で大きさ0.5mm角のアルミニウム製の上部電極Ｍを
真空蒸着法により被覆（コーティング）し、計25個の焦
電素子Ｌを作製した後、各素子ｌの焦電率を測定し、そ
の結果を表１に示す。

【００８９】尚、焦電率は次のようにして測定した。

【００９０】即ち、作製した焦電素子を加熱オーブンに
入れ、上下各電極を電流計に接続し、一定の昇温速度で
加熱した。その時に流れる焦電流から次式により焦電率
を求めた。

【００９１】

【数１】

【００９２】比較例１ グリッド電極を使用せずに、下部電極と針状電極の間隔
を3cmとした以外は、前記実施例６と同様の方法で、計2
5個の焦電素子を作製した後、各素子の焦電率を測定
し、その結果を表１に示す。

【００９３】比較例２ グリッド電極を固定状態とし、コロナ放電を行った以外
は、前記実施例６と同様の方法で、計25個の焦電素子を
作製した後、各素子の焦電率を測定し、その結果を表１
に示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】表１から明らかなように、本発明の実施例
６では全ての素子において同等の焦電率が得られたが、
グリッド電極が配置されていない比較例１、グリッド電
極を固定状態とした比較例２は何れも焦電率に大きな差
異があった。

【００９６】また、比較例１では針状電極の真下の素子
から離れた位置の素子程焦電率は小さい焦電率を示す傾
向にあった。また、下部電極から針状電極の先端位置の
真下から2cm(20mm)離れた位置の素子の焦電率は０であ
った。

【００９７】実施例７ 図１装置（グリッド電極なし）を用い、針状電極を2cm
間隔で縦、横計各3本づつ計／９本（被分極材料の大き
さ5cm×5cmに対して）配置し、グリッド電極を使用せ
ず、また、針状電極を固定状態とした以外は、前記実施
例６と同様の方法で、計25個の焦電素子Ｌを作製した
後、各素子の焦電率を測定したところ、最大22(μC／m²
K)、最小18(μC／m²K)、平均19(μC／m²K)であった。

【００９８】実施例８ 図２装置を用い、針状電極を2cm間隔で縦、横計9本（被
分極材料の大きさ5cm×5cmに対して）配置し、グリッド
電極を固定状態とし、また、針状電極を固定状態とした
以外は、前記実施例６と同様の方法で、計25個の焦電素
子Ｌを作製した後、各素子の焦電率を測定したところ、
最大23(μC／m²K)、最小18(μC／m²K)、平均19(μC／m²
K)であった。

【００９９】実施例９ 図３装置を用い、コロナ放電中に針状電極（針状電極は
１本）を電場に対して水平方向に幅3cmで往復するよう
に速度30cm／分で移動させた以外は、前記実施例６と同
様の方法で、計25個の焦電素子Ｌを作製した後、各素子
の焦電率を測定したところ、最大21(μC／m²K)、最小18
(μC／m²K)、平均19(μC／m²K)であった。

【０１００】実施例１０ 図５装置を用い、コロナ放電中に被分極材料（被分極材
料の大きさ5cm×5cm）を電場に対して水平方向に幅3cm
で往復するように速度30cm／分で移動させた以外は、前
記実施例６と同様の方法で、計25個の焦電素子Ｌを作製
した後、各素子の焦電率を測定したところ、最大23(μC
／m²K)、最小18(μC／m²K)、平均20(μC／m²K)であっ
た。

【０１０１】前記各実施例の結果から明らかなように、
グリッド電極がない場合も被分極材料に分極処理を施す
ことが出来るが、下部電極と針状電極間にグリット電極
を設けることにより、スイープの幅が大きくなるので、
グリッド電極を設けることにより、例えば大きさが500m
m×500mmのような広面積の被分極材料（基板）にも対応
出来る。

【０１０２】前記実施例６ではコロナ放電中にグリッド
電極を幅3cmの範囲で往復するように移動させたが、グ
リッド電極を被分極材料の上方で電場に対して水平方向
で速度100回転／分で回転させた場合は、何れも各素子
の焦電率は実施例６の焦電率と同等であった。

【０１０３】前記実施例７ではコロナ放電中は複数の針
状電極を固定状態としたが、複数の針状電極を同時に夫
々電場に対して水平方向に幅3cmで往復するように速度3
0cm／分で移動させた場合、或いは各針状電極を同時に
被分極材料の上方で電場に対して水平方向で円を描くよ
うに速度100回転／分で旋回させた場合は、何れも各素
子の焦電率は実施例７の焦電率と同等であった。

【０１０４】前記実施例８ではコロナ放電中は複数の針
状電極を固定状態としたが、複数の針状電極を同時に夫
々電場に対して水平方向に幅3cmで往復するように速度3
0cm／分で移動させた場合、或いは各針状電極を同時に
被分極材料の上方で電場に対して水平方向で円を描くよ
うに速度100回転／分で旋回させた場合は、何れも各素
子の焦電率は実施例８の焦電率と同等であった。

【０１０５】前記実施例９ではコロナ放電中に針状電極
を幅3cmの範囲で往復するように移動させたが、針状電
極を被分極材料の上方で円を描くように速度100回転／
分で旋回させた場合は、何れも各素子の焦電率は実施例
９の焦電率と同等であった。

【０１０６】前記実施例１０ではコロナ放電中に被分極
材料を幅3cmの範囲で往復するように移動させたが、被
分極材料を針状電極の下方で速度100回転／分で回転さ
せた場合は、何れも各素子の焦電率は実施例１０の焦電
率と同等であった。

【０１０７】勿論、本発明方法は前記実施例に限定され
るものではなく、針状電極を動かす方法と、グリッド電
極を動かす方法とを組み合わせた方法、針状電極を動か
す方法と、基板を動かす方法とを組み合わせた方法等の
ように種々組み合わせてもよい。

【０１０８】また、針状電極と下部電極間の極性を正
（＋）、或いは負（−）にしてコロナ放電を行い、各素
子の焦電率を調べたところ、針状電極と下部電極間の極
性は正（＋）、或いは負（−）のどちらであっても被分
極材料の焦電率は何ら変わらなかった。

【０１０９】

【発明の効果】本発明の請求項第１項のコロナ分極処理
方法によるときは、針状電極を複数としたので、被分極
材料の表面が均一帯電し、その結果均一な分極処理が行
えるという効果がある。

【０１１０】本発明の請求項第２項のコロナ分極処理方
法によるときは、分極、即ち帯電の大きさを均一にする
ために下部電極と針状電極間にグリッド電極を設けると
共に、針状電極を複数配置したので、グリッド電極が針
状電極よりのイオンを被分極材料への入射を妨げないの
で、被分極材料の表面が均一に帯電し、その結果均一な
分極処理がおこなえるという効果がある。

【０１１１】本発明の請求項第３項ないし第６項のコロ
ナ分極処理方法によるときは、分極、即ち帯電の大きさ
を均一にするために下部電極と針状電極間にグリッド電
極を設けると共に、針状電極を複数配置、或いは、針状
電極、グリッド電極、被分極材料の何れかを移動させつ
つ、針状電極よりコロナ放電を行うようにしたので、グ
リッド電極が針状電極よりのイオンを被分極材料への入
射を妨げないので、被分極材料の表面が均一に帯電し、
その結果均一な分極処理がおこなえるという効果があ
る。

【０１１２】本発明の請求項第７項のコロナ分極装置に
よるときは、針状電極を複数に配置したので、被分極材
料の表面に均一な帯電をせしめ、被分極材料に均一な分
極処理を行える装置を提供する効果がある。

【０１１３】本発明の請求項第８項のコロナ分極装置に
よるときは、分極、即ち帯電の大きさを均一にするため
に下部電極と針状電極間にグリッド電極を設けると共
に、針状電極を複数配置したので、被分極材料の表面に
均一な帯電をせしめ、被分極材料に均一な分極処理を行
える装置を提供する効果がある。

【０１１４】本発明の請求項第９項ないし第１２項のコ
ロナ分極装置によるときは、分極、即ち帯電の大きさを
均一にするために下部電極と針状電極間にグリッド電極
を設けると共に、針状電極を複数配置、或いは、コロナ
放電中に針状電極、グリッド電極、被分極材料の何れか
を移動出来るように配置したので、被分極材料の表面に
均一な帯電をせしめ、被分極材料に均一な分極処理を行
える装置を提供する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のコロナ分極装置の１例であり、針状
電極を複数とした装置の説明図、

【図２】 コロナ分極装置の他の例であり、グリッド電
極を備え、かつ針状電極を複数とした装置の説明図、

【図３】 コロナ分極装置の他の例であり、グリッド電
極を備え、かつ針状電極を移動させる装置の説明図、

【図４】 コロナ分極装置の他の例であり、グリッド電
極を備え、かつグリッド電極を移動させる装置の説明
図、

【図５】 コロナ分極装置の他の例であり、グリッド電
極を備え、かつ被分極材料を移動させる装置の説明図、

【図６】 本発明のコロナ分極処理方法における被分極
材料の形成装置の説明図、

【図７】 本発明のコロナ分極処理方法を実施するため
のコロナ分極装置の１例の説明図、

【図８】 図７装置に用いるグリッド電極の要部の拡大
図、

【図９】 図７装置を用いて分極処理された被分極材料
の焦電率を測定するための各素子の位置を示す説明図、

【図１０】 従来のコロナ分極装置の説明図、

【図１１】 従来のグリッド電極を配置したコロナ分極
装置の説明図、

【図１２】 従来のグリッド電極を配置したコロナ分極
装置による被分極材料の分極状態の説明図、並びに針状
電極、グリッド電極、被分極材料のイオン状態を示す説
明図。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１ コロナ分極装置、２、１２、２
２、３２ 下部電極、 ３、１３、２３、３３ 針状
電極、４、１４、２４、３４ 電源、５、１５、２５、
３５ 被分極材料、７、１７、２７、３７ グリッド電
極、８、１８、２８、３８ 電源、 Ｌ 素子。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部電極と針状電極間のコロナ放電を利
   用し、下部電極上の被分極材料の表面を帯電させつつ、
   同時に被分極材料の温度を上昇させて被分極材料内に含
   まれる双極子を配向させるコロナ分極処理方法におい
   て、複数の針状電極よりコロナ放電を行うことを特徴と
   するコロナ分極処理方法。
2. 【請求項２】 グリット電極を介して下部電極と針状電
   極間のコロナ放電を利用し、下部電極上の被分極材料の
   表面を帯電させつつ、同時に被分極材料の温度を上昇さ
   せて被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ
   分極処理方法において、複数の針状電極よりコロナ放電
   を行うことを特徴とするコロナ分極処理方法。
3. 【請求項３】 グリット電極を介して下部電極と針状電
   極間のコロナ放電を利用し、下部電極上の被分極材料の
   表面を帯電させつつ、同時に被分極材料の温度を上昇さ
   せて被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ
   分極処理方法において、針状電極を電場に対して水平方
   向に移動させながらコロナ放電を行うことを特徴とする
   コロナ分極処理方法。
4. 【請求項４】 グリット電極を介して下部電極と針状電
   極間のコロナ放電を利用し、下部電極上の被分極材料の
   表面を帯電させつつ、同時に被分極材料の温度を上昇さ
   せて被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ
   分極処理方法において、グリット電極を電場に対して水
   平方向に移動させながら針状電極よりコロナ放電を行う
   ことを特徴とするコロナ分極処理方法。
5. 【請求項５】 グリット電極を介して下部電極と針状電
   極間のコロナ放電を利用し、下部電極上の被分極材料の
   表面を帯電させつつ、同時に被分極材料の温度を上昇さ
   せて被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ
   分極処理方法において、被分極材料を電場に対して水平
   方向に移動させながら針状電極よりコロナ放電を行うこ
   とを特徴とするコロナ分極処理方法。
6. 【請求項６】 前記針状電極は複数の針状電極であるこ
   とを特徴とする請求項第３項ないし第５項のいずれか１
   項に記載のコロナ分極処理方法。
7. 【請求項７】 下部電極と、下部電極の対向位置に配置
   された針状電極とから成り、下部電極と針状電極間のコ
   ロナ放電を利用して、下部電極上の被分極材料内に含ま
   れる双極子を配向させるコロナ分極装置において、針状
   電極を複数の針状電極で構成したことを特徴とするコロ
   ナ分極装置。
8. 【請求項８】 下部電極と、下部電極の対向位置に配置
   された針状電極と、下部電極と針状電極間に配置された
   グリット電極とから成り、グリット電極を介して下部電
   極と針状電極間のコロナ放電を利用して、下部電極上の
   被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ分極
   装置において、針状電極を複数の針状電極で構成したこ
   とを特徴とするコロナ分極装置。
9. 【請求項９】 下部電極と、下部電極の対向位置に配置
   された針状電極と、下部電極と針状電極間に配置された
   グリット電極とから成り、グリット電極を介して下部電
   極と針状電極間のコロナ放電を利用して、下部電極上の
   被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ分極
   装置において、針状電極を電場に対して水平方向に移動
   自在に配置したことを特徴とするコロナ分極装置。
10. 【請求項１０】 下部電極と、下部電極の対向位置に配
    置された針状電極と、下部電極と針状電極間に配置され
    たグリット電極とから成り、グリット電極を介して下部
    電極と針状電極間のコロナ放電を利用して、下部電極上
    の被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ分
    極装置において、グリット電極を電場に対して水平方向
    に移動自在に配置したことを特徴とするコロナ分極装
    置。
11. 【請求項１１】 下部電極と、下部電極の対向位置に配
    置された針状電極と、下部電極と針状電極間に配置され
    たグリット電極とから成り、グリット電極を介して下部
    電極と針状電極間のコロナ放電を利用して、下部電極上
    の被分極材料内に含まれる双極子を配向させるコロナ分
    極装置において、被分極材料を電場に対して水平方向に
    移動自在に配置したことを特徴とするコロナ分極装置。
12. 【請求項１２】 前記針状電極は複数の針状電極である
    ことを特徴とする請求項第９項ないし第１１項のいずれ
    か１項に記載のコロナ分極装置。