WO2024075563A1 - 誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法、誘電エラストマー型アクチュエータ、装置、及び情報処理システム - Google Patents

誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法、誘電エラストマー型アクチュエータ、装置、及び情報処理システム Download PDF

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WO2024075563A1
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dielectric elastomer
wound body
layer
rdea
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大輔 山本
祐作 加藤
良 岩室
崇人 鈴木
義夫 後藤
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ソニーグループ株式会社
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    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a dielectric elastomer actuator and a dielectric elastomer actuator. Furthermore, the present disclosure relates to an apparatus and an information processing system that include the actuator.
  • dielectric elastomer actuators including stack-type, wound-type, and fiber-type dielectric elastomer actuators. These utilize the property of elastomers contracting in a direction perpendicular to the electrode surface (stretching in the in-plane direction).
  • Patent Document 1 discloses an actuator that includes a dielectric elastomer and a plurality of voltage application members arranged via the dielectric elastomer, and operates by applying a voltage between the plurality of voltage application members, in which the voltage application members are formed in a cloth-like shape using elastic threads that include coil-shaped threads made of carbon fiber, and are capable of expanding and contracting in response to the deformation of the dielectric elastomer caused by the application of a voltage (Claim 1).
  • DEAs dielectric elastomer actuators
  • the rolled dielectric elastomer actuator (hereinafter referred to as "rDEA") has a unique problem due to its structure.
  • the rDEA since the rDEA has a structure in which a laminate of an electrode layer and an elastomer layer is rolled, it is very difficult to miniaturize it.
  • the rolling process can be performed with a certain degree of precision if performed manually, it is very difficult to mass-produce or automate it.
  • the laminate that is rolled to manufacture an rDEA if the thickness of the laminate is reduced to achieve miniaturization, defects such as wrinkles often occur during rolling. Such defects are not acceptable in devices that require precise control, for example.
  • the present disclosure therefore aims to provide a new method for producing a compact rDEA. It also aims to provide a compact rDEA.
  • the present inventors have discovered that a particular manufacturing method is useful for producing rDEA.
  • the present inventors have also discovered that the manufacturing method can produce unconventional rDEA. That is, the present disclosure is a winding step of winding at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer on a core to obtain a wound body; a changing step of changing a state of the core after the winding step; a removing step of removing the core from the wound body after the changing step;
  • the present invention provides a method for manufacturing a dielectric elastomer actuator having a wound shape, comprising: a core having a substantially cylindrical shape;
  • the core may be a generally cylindrical shaped core formed from a material that is permeable to liquid.
  • the core may be a generally cylindrical shaped core comprising a fibrous or porous material.
  • the core may be a hollow, generally cylindrical core.
  • the manufacturing method may include a cutting step of cutting the wound body wound around the core to expose the complementary electrode layers.
  • the wound body obtained in the winding step may have an adhesive layer between the core and the wound body.
  • the adhesive layer may include a water-soluble polymer.
  • the altering step may include contacting the core with a liquid or heating the core. the altering step comprises contacting the core with a liquid; The liquid may permeate the core.
  • the present disclosure also provides a winding of a stack of at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer; The thickness of the laminate is 200 ⁇ m or less.
  • a dielectric elastomer actuator is also provided.
  • the laminate may have a thickness of 100 ⁇ m or less.
  • the wound body has a hollow portion, The hollow portion may have an inner diameter of 10 mm or less.
  • the present disclosure also provides a device comprising the dielectric elastomer actuator.
  • the device may be a control input device or a transducer.
  • the present disclosure also provides an information processing system including the device.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of deformation of a DEA.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the basic structure of rDEA.
  • FIG. 2 is a flow diagram of an example of a method for producing rDEA.
  • FIG. 4 is a flow diagram of an example of a laminate forming process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a laminate forming step.
  • FIG. 11 is a flow diagram of an example of a wound body forming process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a winding process.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a changing process.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a cutting process when there is no core.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a cutting process when a core is present.
  • FIG. 13 is a flow diagram of an example of a modularization process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a modularization process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a mass production process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a mass production process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a mass production process.
  • FIG. 1 shows a photograph of rDEA.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the difference in length between the outer diameter side and the inner diameter side of a wound body.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining dimensions of a wound body.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a laminate structure of a laminate.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an operation input device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a modularization process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a modularization process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an operation input device.
  • FIG. 1 is a block diagram of an example of an information processing system.
  • FIG. 1 is a block diagram of an example of an information processing system. Photographs are provided to explain each stage of the manufacturing process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining dimensions of a laminate. 1 is a graph for explaining the relationship between the inner diameter, the outer diameter, and the thickness of a wound body.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a measurement system for generated force.
  • FIG. 13 is a diagram showing the measurement results of generated force. 1 is a graph showing the relationship between applied voltage and generated force.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a removing step.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an adhesive layer.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining exposure of an electrode layer.
  • First embodiment (manufacturing method) 1.1 Driving principle of DEA 1.2 Overview of manufacturing method of rDEA 1.3 Stacked body forming process 1.4 Rolled body forming process 1.5 Modularization process 1.6 Example of mass production process 2.
  • Second embodiment (rDEA) 3.
  • Third embodiment (device or system) 3.1 Example of device configuration (buttons) 3.2
  • Example of device configuration (multiple rDEAs) 3.3
  • Example of device configuration (transducer) 3.4
  • Example of the configuration of the information processing system 4.
  • Example 4.1 Production of wound bodies 4.2 Production of wound bodies of various sizes 4.3 Production and evaluation of rDEA
  • the DEA includes a dielectric elastomer and an electrode pair that applies a voltage to the dielectric elastomer.
  • a voltage is applied to the dielectric elastomer by the electrode pair, the electrodes of the electrode pair attract each other, thereby deforming the dielectric elastomer.
  • the DEA 1 includes a dielectric elastomer 2 and an electrode pair 3.
  • the electrode pair 3 is arranged to sandwich the dielectric elastomer 2, that is, one electrode 3-1 of the electrode pair 3, the dielectric elastomer 2, and the other electrode 3-2 are layered in this order.
  • the electrode pair 3 forms part of the circuit 4.
  • the dielectric elastomer 2 has a thickness d in a direction perpendicular to the planes of the two electrodes.
  • a voltage is applied between the two electrodes. This causes the two electrodes to pull each other.
  • the dielectric elastomer 2 contracts in a direction perpendicular to the electrode plane and expands in an in-plane direction. This causes the thickness of the dielectric elastomer 2 in the direction perpendicular to the planes of the two electrodes to change to d- ⁇ d.
  • DEA1 can be used as a movable member by modifying it as described above.
  • the force and strain generated in the contraction direction can be expressed by the following formula, where V is the applied voltage, ⁇ is the dielectric constant of the dielectric elastomer, and Y is the Young's modulus of the dielectric elastomer.
  • the amount of deformation and generated force of the DEA can be adjusted by adjusting the voltage applied to the DEA.
  • the rDEA is shown, for example, in the basic structure of FIG. 2.
  • the rDEA 5 shown in the figure includes a wound body 6 of a laminate of at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer.
  • the laminate may have a plurality of dielectric elastomer layers. Each dielectric elastomer layer may be sandwiched between two electrode layers.
  • the at least one pair of complementary electrode layers may be electrically connected to a circuit 7.
  • the complementary electrode layers (or electrodes electrically connected thereto) may be exposed on one or two bottom portions (bottom portions of the cylindrical shape) of the wound body 6, and these may be connected to the circuit 7.
  • the wound body 6 expands or contracts in the height direction of the cylindrical shape as shown in the figure.
  • the expansion or contraction is used as the mobility of the rDEA.
  • the rDEA manufacturing method may include a laminate formation step S1 of obtaining a laminate of an electrode layer and a dielectric elastomer layer, a wound body formation step S2 of winding the laminate to obtain a wound body, and a modularization step S3 of modularizing the wound body to form an rDEA.
  • the present inventors have discovered that employing a specific technique in the winding body forming step is extremely useful for producing a small rDEA.
  • the wound body forming step will be described in particular detail, and the laminate forming step and modularization step will also be described.
  • a stack of at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer is formed.
  • the number of the complementary electrode layers included in the stack may be one pair, or may be two or more pairs (for example, two pairs, three pairs, or four pairs).
  • the number of the dielectric elastomer layers included in the stack may be one or more, preferably two or more, for example, two, three, or four.
  • Each dielectric elastomer layer may be sandwiched by one pair of complementary electrode layers, or may be sandwiched by two or more pairs of complementary electrode layers. In the latter case, two or more electrode layers may be patterned on one surface of one dielectric elastomer layer so that they are not electrically connected.
  • the method for producing the laminate may include, for example, an elastomer layer forming step S11, an electrode layer forming step S12, a lamination step S13, and a cutting step S14, as shown in the flow diagram of Fig. 4. These steps will be described below.
  • a dielectric elastomer layer 11 is formed on a substrate layer 10.
  • the dielectric elastomer layer may be formed by applying and curing an elastomer material onto the substrate layer, or by laminating a pre-cured dielectric elastomer layer onto the substrate layer.
  • the thickness D1 of the dielectric elastomer layer 11 may be, for example, 100 ⁇ m or less, preferably 90 ⁇ m or less, 80 ⁇ m or less, 70 ⁇ m or less, or 60 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m or less.
  • the thickness D1 of the dielectric elastomer layer 11 may be, for example, 0.1 ⁇ m or more, preferably 0.3 ⁇ m or more, 0.5 ⁇ m or more, or 0.7 ⁇ m or more, and more preferably 1 ⁇ m or more.
  • the upper and lower limits of the numerical range of the thickness D1 of the dielectric elastomer layer 11 may be selected from those listed above.
  • the thickness D1 may be, for example, 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the dielectric elastomer layer 11 may be, for example, a layer having insulating properties and elasticity, and may be formed from an insulating elastomer.
  • the insulating elastomer may be, for example, a cured product of an elastomer material containing, as a main component, at least one of a silicone-based resin, an acrylic-based resin, and a urethane-based resin. That is, the elastomer layer may be a silicone-based elastomer, an acrylic-based elastomer, or a urethane-based elastomer.
  • the elastomer material may contain optional additives.
  • the additives may include, for example, any one or more of a crosslinking agent, a plasticizer, an antiaging agent, a surfactant, a viscosity modifier, a reinforcing agent, and a colorant.
  • the composition of the elastomer material may be appropriately selected by a person skilled in the art. That is, the dielectric elastomer layer may include one or more of these additives.
  • the substrate layer 10 may be a substrate formed of, for example, a polyester-based resin, particularly a PET resin, but may also be a substrate formed of other materials (for example, a polyolefin-based resin or a polycarbonate-based resin, etc.) The material of the substrate layer may also be appropriately selected by a person skilled in the art.
  • the dielectric elastomer layer may be subjected to a surface activation treatment, for example, the surface of the elastomer layer on which the electrode layer is laminated.
  • the surface activation treatment may be, for example, a plasma treatment or a corona discharge treatment, or both.
  • the surface activation treatment improves interlayer adhesion, thereby preventing peeling.
  • the surface activation treatment may also be performed on other surfaces where improved interlayer adhesion is required.
  • the plasma treatment provides hydroxyl groups to the surface of the silicone-based elastomer, thereby improving the interlayer adhesion.
  • the surface activation treatment may be performed before the electrode layer formation step S12, and the treatment provides hydroxyl groups to the surface of the dielectric elastomer layer, improving the wettability of the electrode layer formation material (e.g., electrode paste), which is expected to improve printability.
  • the surface activation effect also contributes to improving the adhesion between the dielectric elastomer layers.
  • Electrode layer forming step S12 In the electrode layer forming step S12, as shown in (b) of Fig. 5, an electrode layer 12 is coated or printed on the elastomer layer 11.
  • the electrode layer 12 may be formed by screen printing.
  • the conductive material contained in the electrode layer 12 may be, for example, carbon black, carbon nanotubes (CNTs), a metal filler, or a combination of two or more of these.
  • the electrode layer may be a layer formed by printing a conductive ink containing a conductive material, and more specifically, the conductive ink may be a layer formed by screen printing.
  • the thickness D2 of the electrode layer 12 is, for example, 10 ⁇ m or less, preferably 7 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, or 3 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or less. In some embodiments, the thickness D2 of the electrode layer 12 may be, for example, 500 nm or less, 400 nm or less, 300 nm or more, or 200 ⁇ m or less. The thickness D2 of the electrode layer 12 may be, for example, 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more. The upper and lower limits of the numerical range of the thickness D2 of the electrode layer 12 may be selected from those listed above.
  • the thickness D2 may be, for example, 10 nm to 10 ⁇ m, and preferably 20 nm to 1 ⁇ m.
  • a thin electrode layer contributes to a lighter weight and lower rigidity of the device.
  • the electrode layer is too thin, the electrode coverage rate may decrease or the electrical resistance of the electrode layer may increase.
  • the thickness of the electrode layer may be appropriately designed by a person skilled in the art depending on, for example, the type of filler (which affects the electrical resistance).
  • the thickness of the electrode layer may be about several tens of nm, and the thickness of the electrode layer containing a carbon black-based filler may be, for example, about several ⁇ m.
  • the length D3 of the electrode layer 12 in the winding direction may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on the size of the rDEA to be manufactured, and may not be particularly limited, but may be, for example, 10 mm or more, 20 mm or more, 30 mm or more, 40 mm or more, or 50 mm or more.
  • the upper limit of the length D3 of the electrode layer 12 in the winding direction is not particularly limited, and may be, for example, 500 mm or less, 400 mm or less, 300 mm or less, or 200 mm or less.
  • the upper and lower limits of the numerical range of the length D3 in the winding direction of the electrode layer 12 may be selected from those listed above.
  • the length D3 may be, for example, 10 mm to 500 mm, preferably 20 mm to 400 mm.
  • the conductive ink may be a conductive paste containing carbon black and a binder component. In another embodiment, the conductive ink may be a conductive paint containing CNTs. Such a conductive ink is applied onto the elastomer layer to form an electrode layer. To form the electrode layer, a curing step or a drying step may be performed as necessary after the application of the conductive ink.
  • a second laminate in which an electrode layer and a dielectric elastomer layer are laminated may be laminated on a first laminate in which an electrode layer and a dielectric elastomer layer are laminated.
  • two laminates may be laminated, or one or more other laminates in which an electrode layer and a dielectric elastomer layer are laminated may be laminated.
  • a laminate of an electrode layer and a dielectric elastomer layer may be laminated. This forms a laminate in which electrode layers and dielectric elastomer layers are alternately laminated.
  • an electrode layer may be formed on a dielectric elastomer layer, then an additional elastomer layer may be laminated on the electrode layer, and then an additional electrode layer may be formed on the additional elastomer layer. Then, an additional elastomer layer and an electrode layer may be laminated in sequence. In this way, an electrode layer and an elastomer layer may be formed in sequence in the lamination step S13.
  • a laminate 13 is obtained in which the electrode layers and the elastomer layers are alternately laminated and which has at least one pair of complementary electrode layers.
  • the thickness D4 of the laminate 13 (i.e., the thickness of the laminate sheet to be wound) may be, for example, 500 ⁇ m or less, 400 ⁇ m or less, or 300 ⁇ m or less, preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 180 ⁇ m or less, and even more preferably 160 ⁇ m or less, 140 ⁇ m or less, 120 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less. It is desirable for the thickness D4 of the laminate 13 to be thinner, and there is no particular need to set a lower limit, but it may be, for example, 1 ⁇ m or more, 5 ⁇ m or more, 10 ⁇ m or more, 15 ⁇ m or more, 20 ⁇ m or more, 25 ⁇ m or more, or 30 ⁇ m or more.
  • the upper and lower limits of the numerical range of the thickness D4 of the laminate 13 may be selected from those listed above.
  • the thickness D4 may be, for example, 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably, for example, 5 ⁇ m to 200 ⁇ m, and more preferably, 10 ⁇ m to 180 ⁇ m.
  • the manufacturing method according to the present disclosure allows such a very thin laminate to be wound without defects such as wrinkles, and further allows the rDEA to be made smaller.
  • Cutting process S14 In the cutting step S14, the laminate obtained in the lamination step S13 is cut. The cutting is performed so that the electrode layer is exposed on the surface formed by the cutting. The electrode layer 12 is exposed on the surface generated by the cutting, as shown in (d) of Fig. 5. The electrode layer thus exposed is electrically connected to a circuit in the modularization described later, and functions as an rDEA.
  • a wound body is formed using the laminate formed in the laminate forming step.
  • the wound body forming step includes a winding step S21 of winding the laminate around a core to obtain a wound body, a changing step S22 of changing the state of the core after the winding step, and a removing step S23 of removing the core from the wound body after the changing step, as shown in the flow diagram of Fig. 6, for example.
  • the winding step S21 as shown in the schematic cross-sectional view on the right side of the figure (cross-sectional view in a plane passing through the axis of the wound body), the laminate is wound around the core 14 to form a wound body 16.
  • the wound body 16 may be a wound body of a laminate having a dielectric elastomer layer 11 and an electrode layer 12.
  • An adhesive layer CA may be provided on the outer periphery of the core 14 as described below, and as shown in the figure, the core 14 and the wound body 16 may be bonded via the adhesive layer CA.
  • the state of the core 14 is changed.
  • the state of the adhesive layer CA may also be changed.
  • the core 14 is removed from the wound body 16.
  • the adhesive layer CA may also be removed.
  • the adhesive layer can improve the tack between the laminate and the core in the winding step S21.
  • the adhesive layer is changed in state (e.g., dissolved) in the changing step S22, so that the core can be easily removed.
  • the wound body forming step may also include a cutting step, which will be described later.
  • the cutting step may be carried out at any stage after the winding step, but is preferably carried out before, during, or after the changing step.
  • the laminate 13 is wound around a core 14 to form a wound body 16. That is, in this step, at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer are wound around the core 14.
  • the thickness of the laminate 13 is emphasized for better understanding (especially for better understanding that it is a laminate of an elastomer layer and an electrode layer), i.e., it is displayed larger than the core 14, but it goes without saying that this figure does not show the relationship between the actual dimensions of the laminate and the core.
  • the thickness of the laminate 13 is displayed as being completely different between (1), (2) and (3) in the figure, but this is also for better understanding, and it goes without saying that such a change in thickness does not actually occur.
  • the thickness of the laminate 13 is as described above and is smaller than the diameter of the core 14. Furthermore, although the thickness of the laminate 13 changes slightly before and after winding, it does not change significantly.
  • the core 14 may be a substantially cylindrical core as shown in FIG.
  • the generally cylindrical core may have a space 15 at the central axis of the cylinder.
  • the core may be a hollow generally cylindrical core, i.e., may have a generally cylindrical shape. This allows the core to be more susceptible to the effects of liquid and heat in the changing step described below, and the change is more efficient.
  • the roughly cylindrical core may have a space 15 in the central axis of the cylinder, which is occupied by a shaft of a rigid material.
  • the rigid material may be a material, such as metal, resin, or ceramic, that has physical properties that suppress deformation of the core during the winding process. This allows the winding process to be carried out more stably.
  • the shaft may be removed from the core before the changing process described below. This creates a space 15, making it easier for the liquid to penetrate into the core.
  • the core 14 may be, for example, a fibrous or porous material, and may also be a metallic or plastic material.
  • the core 14 may be any core preferably formed from a liquid permeable material, which may include a fibrous or porous material.
  • the core made of a fibrous material may be, for example, a core made of organic fibers such as pulp, cotton, or plastic fibers (e.g. acrylic fibers, polyester fibers, or polyolefin fibers), and in particular a core made of paper.
  • the material may include a cellulose component, for example the material may be paper.
  • Such materials are particularly preferred as they facilitate the alteration of the core when a liquid is used as a means for altering the core in the alteration step described below.
  • Materials such as paper can also be formed to have a desired stiffness, making them easier to cut, for example in the cutting step described below.
  • the material may be a resin material, which can also be formed to have a desired rigidity and is easy to cut, for example, in the cutting step described below.
  • An adhesive material may preferably be present on the outer periphery of the core 14.
  • the adhesive material contributes to preventing the positional relationship between the core 14 and the laminate 13 from shifting during the winding process. That is, the core 14 may have a layer of the adhesive material (also called an adhesive layer or bonding layer) on the outer periphery.
  • the wound body obtained in the winding process has an adhesive layer between the core and the wound body.
  • the adhesive material is preferably a soluble adhesive material. More preferably, the adhesive material is a soluble adhesive material, more specifically, the adhesive material may be a soluble adhesive material that dissolves upon contact with a liquid used in the changing step described below, or a soluble adhesive material that dissolves upon contact with heat (heating) used in the changing step described below.
  • the adhesive material may be provided in advance on the outer periphery of the core 14 before the winding process is performed, or may be provided on a portion of the surface of the laminate 13 that comes into contact with the outer periphery of the core 14.
  • the adhesive material is preferably, but not limited to, a water-soluble adhesive, since water, which is inexpensive and has a small environmental impact, can be selected as the liquid or solvent used in the conversion process.
  • the water-soluble adhesive may be an adhesive made of a water-soluble polymer.
  • the water-soluble polymer may be a polymer having hydrophilic groups (e.g., one or more of carboxyl groups, sulfonic acid groups, amine groups, hydroxyl groups, and amide groups) on at least one of the main chain and side chain of the polymer.
  • the water-soluble polymer may be polyvinyl alcohol (PVA), which is inexpensive and contributes to reducing production costs.
  • the adhesive layer may include a water-soluble polymer.
  • the adhesive may be, but is not limited to, an acrylic adhesive, a silicone adhesive, a urethane adhesive, or a rubber adhesive. As described later, the number of layers of the pressure-sensitive adhesive is not limited to one, but may be two or more.
  • the change in state may be a change that makes the core 14 easier to remove from the wound body 16, and in particular may be a change that makes the core 14 easier to pull out from the wound body 16.
  • the change may be, for example, a change in which the core 14 becomes soft, a change in which the core 14 melts, a change in which the core 14 decomposes, a change in which the size of the core 14 becomes smaller, a change in which the core 14 shrinks, or a change in which the core 14 becomes thinner.
  • Such a change makes it possible to easily carry out the removing step S23 described below.
  • the state change may be a state change caused by contacting the core 14 with a liquid 17, as shown in Fig. 8 (2).
  • the contact with the liquid may be performed by immersing the core 14 and the winding body 16 together in the liquid 17, or by immersing only the core 14 in the liquid 17.
  • the contact may be performed by permeating the liquid into the hollow portion (space 15) of the core 14 described above.
  • the liquid may be one that permeates the core 14. More specifically, the liquid is a liquid that brings about the change in the core 14, and may be water or an aqueous solution, or may be an organic solvent.
  • the temperature of the liquid may be 10°C or higher, 20°C or higher, 30°C or higher, 40°C or higher, 50°C or higher, 60°C or higher, 70°C or higher, or 80°C or higher in order to achieve a faster state change.
  • the upper limit of the temperature of the liquid need not be set in particular, and the temperature may be any temperature at which the liquid used maintains its liquid state.
  • the temperature of the liquid may be appropriately adjusted, for example, depending on the heat resistance temperature of the material of the wound body.
  • the heat resistance temperature of silicone-based elastomers is 200°C to 300°C.
  • the temperature of the liquid may be equal to or lower than the heat resistance temperature of the material of the wound body.
  • the state change may be performed by contacting the core 14 with a gas (particularly a high-temperature gas).
  • the gas may be, for example, water vapor.
  • the temperature of the gas may be, for example, 100° C. or higher, or 110° C. or higher.
  • the upper limit of the temperature of the gas does not need to be set in particular, and the temperature of the gas may also be appropriately adjusted depending on, for example, the heat resistance temperature of the material of the wound body, and may be, for example, equal to or lower than the heat resistance temperature of the material of the wound body.
  • the adhesive layer described above may come into contact with the liquid 17 during the state change.
  • the liquid that has permeated the core 14 may come into contact with the adhesive layer.
  • the adhesive layer may be dissolved or dispersed. This makes it easier to remove the core 14 from the wound body 16.
  • the change in state may be due to the core 14 being heated.
  • the heating may involve heating the core 14 and windings 16 together, or only the core 14 (e.g., by contacting it with a heating medium or by heating the core shaft).
  • the adhesive layer described above may be heated during the state change. When the adhesive layer is heated, it melts, softens, or volatilizes, making it easier to remove the core 14 from the wound body 16.
  • the adhesive layer may be removed along with the removal of the core 14, or at least a portion of the adhesive layer may remain on the inner diameter side of the wound body.
  • the core-attached wound body may have a structure including a core CP, an adhesive layer CA covering the outer periphery of the core CP, and a wound body LA covering the outer periphery of the adhesive layer CA, as shown on the left side of Fig. 28.
  • the core CP is removed, and as shown on the right side of the figure, all or a part of the adhesive layer CA may remain on the inner diameter side surface of the wound body LA.
  • the adhesive layer CA remains on the wound body, it is desirable that the adhesive layer has the same degree of flexibility as the wound body or is softer than the wound body.
  • the entire adhesive layer CA may be removed when the removal step is performed.
  • the adhesive layer may be one layer, or may be two or more layers. That is, the adhesive layer may have two or more different adhesive material layers.
  • the first layer CA1 on the core side may be made of a water-soluble adhesive
  • the second layer CA2 on the roll side may be a silicone-based adhesive. Note that the core is omitted in this figure. Then, by carrying out the removal process, the first layer CA1 is removed together with the core, and after the removal process, the second layer CA2 may remain on the inner diameter side of the wound body LA, as shown on the right side of the same figure.
  • the liquid used in the changing step may be a liquid that easily permeates into or dissolves the material of the first layer, and that is difficult to permeate into or dissolve the material of the second layer.
  • the adhesive material of the first layer may be a water-soluble polymer (e.g., PVA)
  • the adhesive material of the second layer may be a silicone-based adhesive
  • the liquid used in the changing step may be water or an aqueous solution.
  • the electrode layer may be exposed on the inner diameter side of the reel.
  • an example of a minimum configuration of a laminate original roll is two dielectric elastomer layers and one pair of electrode layers (i.e., two electrode layers), and when a laminate original roll of this minimum configuration is wound, the electrode layer Le is exposed on the inner diameter side. Therefore, to avoid this exposure, an additional dielectric elastomer layer may be laminated on the exposed electrode layer.
  • the electrode layer may be patterned to have a predetermined shape so that such exposure is avoided. Avoiding this exposure contributes to improving the performance of the rDEA.
  • the wound body forming step may further include a cutting step of cutting the wound body 16.
  • the cutting step may be performed, for example, after the winding step S21 and before the changing step S22, or may be performed during the changing step S22, or may be performed after the changing step S22 and before the removing step S23, or may be performed after the removing step S23.
  • the cutting in the cutting step may be performed so that the electrode layer is exposed on the cut surface. In this case, the electrode layer does not need to be exposed in the chopping step S14 described above.
  • the cutting step is carried out after the winding step S21 and before the changing step S22.
  • the core 14 is cut while present on the central axis of the wound body 16, so that the wound body 16 is less likely to deform when cut, and it is easier to obtain a wound body having the desired cut surface. This will be explained below with reference to Figures 9 and 10.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a case where a wound body is cut when a core is not present on the central axis of the wound body.
  • a wound body R1 having no core on the central axis is cut with a cutter blade C, the wound body R1 is flexible and hollow, so that it is crushed during cutting and the cut edge of the end is not horizontal.
  • 10 is a schematic diagram showing a case where a wound body is cut when a core is present on the central axis of the wound body.
  • the cutting is preferably performed by an ultrasonic cutter.
  • Ultrasonic waves are suitable for cutting soft materials and are suitable for cutting wound bodies having an elastomer layer.
  • the core material is preferably paper or a plastic material to prevent chipping of the cutter blade.
  • the wound body is modularized to form an rDEA. That is, the modularization step may be configured so that the wound body functions as a DEA module, and this step may be appropriately designed by a person skilled in the art.
  • the modularization process may include, for example, a circuit formation process S31 in which the electrode layers of the wound body are incorporated into a predetermined circuit, and an assembly process S32 in which the wound body is assembled into a predetermined DEA module, as shown in the flow diagram of FIG. 11 .
  • a conductive material e.g., a conductive adhesive, a conductive film, or electrical wiring
  • a conductive material e.g., a conductive adhesive, a conductive film, or electrical wiring
  • the electrode exposed surface of the wound body 16 is dipped into conductive adhesive 18.
  • the wound body is then assembled into a circuit 19 with a predetermined gap via the conductive adhesive.
  • the wound body may also be assembled into an optional housing 20 for user convenience.
  • An rDEA according to the present disclosure may be manufactured as described above. The above manufacturing method is one embodiment according to the present disclosure, and may be modified as appropriate by those skilled in the art within the scope of the present disclosure.
  • a laminate 102 of a first releasable carrier layer (base material layer) L1 and an elastomer layer L2 is wound around a roll 101 shown in FIG. 13.
  • the laminate 102 is fed as shown by the arrow in the figure.
  • the surface of the dielectric elastomer layer L2 of the laminate 102 (the surface opposite to the surface on which the first releasable carrier layer L1 is laminated, out of the two main surfaces of the dielectric elastomer layer L2) is surface-activated by a surface activation treatment device 103.
  • the surface activation treatment may be, for example, a plasma treatment.
  • an electrode layer L3 is printed on the surface of the dielectric elastomer layer L2 by an electrode printing device 104.
  • a laminate 107 of a dielectric elastomer layer and a second releasable carrier layer is wound around a roll 106 in the figure.
  • the laminate 107 is supplied as shown by the arrow in the figure, and the dielectric elastomer layer is laminated on the electrode layer L3 of the laminate (a) by a laminator 108 to obtain a laminate (b) in which the first releasable carrier layer L1, the dielectric elastomer layer L2, the electrode layer L3, and the dielectric elastomer layer L4 are laminated in this order as shown in (b) in the figure.
  • the laminator 108 may be a laminator that performs thermal lamination, i.e., the lamination process may be thermal lamination.
  • the first releasable carrier layer may be more difficult to peel from the elastomeric layer than the second releasable carrier layer, i.e., the peel strength for peeling the first releasable carrier layer from the elastomeric layer may be greater than the peel strength of the second releasable carrier layer.
  • the surface of the elastomer layer L4 of the laminate (b) (the surface opposite to the surface in contact with the electrode layer L3 among the two main surfaces of the elastomer layer L4) is further subjected to a surface activation treatment by a surface activation treatment device 110.
  • the surface activation treatment may be, for example, a plasma treatment.
  • the electrode layer L5 is printed on the surface of the elastomer layer L4 by an electrode printing device 111. After the printing, for example, air drying is performed in a drying furnace 112. After the air drying, an interlayer sheet 114 supplied from a roll 113 is laminated on the electrode layer L5.
  • the interlayer sheet 114 prevents adhesion between the laminate when wound on the original roll 115, and may be, for example, an interlayer paper.
  • the interlayer sheet 114 may be any sheet that can prevent adhesion with the first peelable carrier layer and may be appropriately selected by a person skilled in the art.
  • a laminate (c) is obtained in which the first releasable carrier layer L1, the elastomer layer L2, the electrode layer L3, the elastomer layer L4, the electrode layer L5, and the interlayer sheet layer L6 are laminated in this order, and the laminate (c) is taken up by the original roll 115.
  • the laminate (c) thus produced is taken up by the original roll 115, and the laminate (c) is used to produce a rolled body.
  • FIG. 14 shows a schematic diagram of a method for forming a roll using laminate (c). As shown in the figure, laminate (c) is supplied from a raw roll 115. Note that laminate (c) in FIG. 14 is the same as laminate (c) in FIG. 13, but is inverted vertically.
  • the interlayer sheet layer L6 is peeled off from the electrode layer L5, and the peeled interlayer sheet layer L6 is wound onto the roll 116.
  • the interlayer sheet layer L6 is peeled off from the laminate (c), and a laminate (d) is obtained in which the first releasable carrier layer L1, the elastomer layer L2, the electrode layer L3, the elastomer layer L4, and the electrode layer L5 are laminated, as shown in (d) of the same figure.
  • the laminate (d) is cut to a predetermined size by cutters 117-1 and 117-2, and the laminate (d) having the predetermined size is placed on the suction plate 118.
  • the laminate (d) may be disposed on the suction plate such that the electrode layer L5 is in contact with the suction plate and the first releasable carrier layer L1 is in contact with air. Alternatively, this step may be performed so that the elastomer layer L2 is in contact with the suction plate, in which case L1 may be peeled off instead of L6.
  • the laminate (e) is wound onto a core 120.
  • a schematic cross-sectional view of the core 120 and a schematic cross-sectional view of the wound body wound onto the core are shown in Figures 15(f) and 15(g), respectively.
  • the core 120 may be a substantially cylindrical core having a structure in which a paper layer CP and an adhesive layer CA cover the periphery of a metal core CM in this order.
  • a wound body LA is formed in which the laminate (e) is wound around the adhesive layer CA multiple times.
  • the layer structure in the wound body structure is omitted.
  • the metal core CM is removed from the laminate (g).
  • the metal core CM is in contact with the paper layer CP, and it is easy to remove the metal core CM from the paper layer CP.
  • a structure is obtained, as shown in (h) of the same figure, consisting of a core of a paper layer CP with an open central axis portion, an adhesive layer CA covering its outer periphery, and a wound body LA covering the periphery of the adhesive layer CA.
  • a schematic perspective view of the structure is also shown below the cross-sectional view of (h).
  • the structure may have a structure in which a winding body LA is wound around a core of a paper layer CP.
  • the structure shown in (h) is contacted with a liquid that permeates the paper layer CP, such as water or an aqueous solution, which softens the paper layer CP and makes it easier to remove the paper layer CP from the roll LA.
  • a liquid that permeates the paper layer CP such as water or an aqueous solution
  • the liquid is permeated into the paper layer CP, so that the liquid also comes into contact with the adhesive layer CA.
  • the adhesive layer CA dissolves in the liquid, or the adhesive layer CA loses its adhesiveness. This makes it easier for the adhesive layer CA to remove the paper layer CP from the wound body LA.
  • the core can be more easily removed from the wound body.
  • the paper layer CP is removed to obtain the wound body LA.
  • the adhesive layer CA may also be removed from the wound body LA during the removal.
  • the obtained wound body LA is indicated by (i) in the figure.
  • a part or all of the adhesive layer CA may remain on the inner diameter side of the wound body LA.
  • the resulting winding is then connected to the circuit as described above to form the rDEA.
  • the present disclosure also provides a wound dielectric elastomer actuator (rDEA) having a wound laminate (hereinafter also referred to as a "laminated raw material") having a thickness of 200 ⁇ m or less.
  • rDEA wound dielectric elastomer actuator
  • laminate hereinafter also referred to as a "laminated raw material”
  • the thickness of the laminate roll constituting the known rDEA is usually more than 200 ⁇ m, for example, even the thinnest one is about 500 ⁇ m.
  • the present inventors have found that by using the manufacturing method according to the present disclosure described in 1. above, and in particular by using the core described above, it is possible to manufacture rDEA that is free of defects such as wrinkles, even when the thickness of the laminate raw sheet is set to 200 ⁇ m or less.
  • the thickness may be 200 ⁇ m or less, more preferably 180 ⁇ m or less, and even more preferably 160 ⁇ m or less, 140 ⁇ m or less, 120 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less.
  • the thickness may be preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, even more preferably 15 ⁇ m or more, 20 ⁇ m or more, 25 ⁇ m or more, or 30 ⁇ m or more.
  • a photograph of the rDEA produced by the inventors is shown in Figure 16. On the right side of the figure is a photograph of the end face of the rolled body portion of the rDEA, and on the left side is an enlarged view of the white square part in this photograph.
  • the arrow in the left photograph indicates the thickness T of the laminate original roll. This T was less than 40 ⁇ m.
  • the rDEA has a structure in which a laminate of an elastomer layer and an electrode layer is wound.
  • the portion located on the outer diameter side of the wound body (the outer periphery side of the wound body) is stretched more than the portion located on the inner diameter side (the side closer to the central axis of the wound body), which can cause problems such as a decrease in dielectric strength.
  • the inner diameter side length is L 1
  • the outer diameter side length is L 2
  • the inner diameter of the hollow part of the roll is 2r
  • the thickness of the laminate raw sheet is d
  • L2 is extended to a length twice as long as L1 .
  • L2 is extended to a length 1.08 times longer than L1 .
  • a very thin laminated raw roll of 200 ⁇ m or less can be wound without defects.
  • the thickness of the laminated raw roll of the rDEA provided by the present disclosure is 200 ⁇ m or less. Therefore, the ratio of the outer diameter side length to the inner diameter side length can be reduced. This can prevent problems caused by the difference in these lengths, such as a decrease in dielectric strength.
  • the ratio ( L2 / L1 ) of the outer diameter side length L2 to the inner diameter side length L1 of the laminate raw sheet included in the rDEA of the present disclosure may be, for example, 1.5 or less, preferably 1.4 or less, more preferably 1.3 or less, 1.2 or less, or 1.1 or less.
  • the outer diameter side length L2 is equal to or greater than the inner diameter side length L1 , and this ratio may be equal to or greater than 1.00.
  • the inner diameter 2r of the wound body of an rDEA according to the present disclosure may be, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.3 mm or more, 0.4 mm or more, or 0.5 mm or more.
  • the inner diameter 2r may be, for example, 10 mm or less, preferably 9 mm or less, more preferably 8 mm or less, 7 mm or less, or 6 mm or less, and even more preferably 5 mm or less, 4 mm or less, or 3 mm or less.
  • the rDEA according to the present disclosure allows the overall size of the rDEA to be reduced by having such a small inner diameter of the hollow portion. Also, such a small inner diameter rDEA can be achieved by using a core and modifying and removing the core as described above with respect to the manufacturing method. Conventionally, it has been very difficult to manufacture such a small inner diameter.
  • the outer diameter of the wound body of the rDEA corresponds to the diameter Do of a circle defined by the outer peripheral surface (outermost layer) of the wound body LA, as shown in FIG.
  • the outer diameter may be, for example, 1 mm or more, 2 mm or more, or 3 mm or more.
  • the outer diameter may be, for example, 15 mm or less, preferably 10 mm or less, more preferably 9 mm or less, even more preferably 8 mm or less, 7 mm or less, or 6 mm or less. In one embodiment, the outer diameter may be 5 mm or less, or 4 mm or less.
  • the manufacturing method according to the present disclosure can also produce an rDEA having a coiled body with such an extremely small outer diameter.
  • Such a small outer diameter of the coil of the rDEA according to the present disclosure allows for a reduction in the overall size of the rDEA, and may also allow for a reduction in the size of the device in which the rDEA is incorporated, or alternatively, the miniaturization of the rDEA provides space for incorporating other components into the device.
  • the mass of a coil of rDEA according to the present disclosure may be, for example, 10 mg or more, 20 mg or more, or 30 mg or more.
  • the mass may for example be 1000 mg or less, preferably 900 mg or less, more preferably 800 mg or less, even more preferably 700 mg or less, 600 mg or less, or 500 mg or less.
  • the mass may be 400 mg or less, 300 mm or less, 200 mg or less, 150 mg or less, or 100 mg or less.
  • the manufacturing method according to the present disclosure can also produce rDEA having such a very light coiled body. Such light weight winding of an rDEA according to the present disclosure allows for a reduced overall mass of the rDEA, which in turn allows for a reduced mass of the device in which the rDEA is incorporated.
  • the length LH of the wound body of the rDEA according to the present disclosure in the direction of the winding axis corresponds to the height LH of the columnar form of the wound body LA, as shown in FIG.
  • the length LH may be, for example, 2 mm or more, 5 mm or more, 10 mm or more, or 15 mm or more.
  • the length LH may be, for example, 50 mm or less, preferably 45 mm or less, and more preferably 40 mm or less. In one embodiment, the length LH may be 30 mm or less, 25 mm or less, or 20 mm or less.
  • the manufacturing method according to the present disclosure may also provide an rDEA having such small windings.
  • the laminate raw sheet of the rDEA is a laminate of at least one pair of complementary electrode layers and dielectric elastomer layers as described in 1. above, that is, a laminate sheet to be wound to form the wound body.
  • the laminate raw sheet may be a sheet having a laminate structure in which a dielectric elastomer layer D1, an electrode layer E1, a dielectric elastomer layer D1, and an electrode layer E2 are laminated in this order, as shown in FIG. 19, for example.
  • the sheet is wound to obtain a wound body.
  • the materials of these dielectric elastomer layers and electrode layers may be as described in 1. above.
  • one or more additional dielectric elastomer layers and/or one or more additional electrode layers may be laminated on the laminated structure such that the electrode layers and the dielectric elastomer layers are alternately laminated.
  • the rDEA according to the present disclosure may have, in addition to the wound body, a circuit to which the electrode layers in the wound body are electrically connected. Schematic diagrams of an rDEA showing such a circuit are shown in Figures 2 and 12. The configuration of the circuit may be designed as appropriate by a person skilled in the art.
  • the rDEA according to the present disclosure may further have a housing in which the wound body is housed.
  • the housing may be configured to be capable of structural changes in response to expansion and contraction of the wound body (particularly expansion and contraction in the axial direction of the wound body).
  • the housing may have a cylindrical shape, as in housing 20 shown in FIG. 12.
  • the housing may also be configured to be expandable in the height direction of the cylinder, as indicated by the arrow next to housing 20 in the figure. To be configured in this way, the housing may be separated into two or more parts, or may be formed from a stretchable material.
  • the present disclosure provides a device having an rDEA according to the present disclosure.
  • the device may be, for example, an operation input device, a transducer, or an endoscope device.
  • the present disclosure also provides an information processing system having the rDEA.
  • the rDEA according to the present disclosure can be miniaturized as described above, and is also lightweight. Furthermore, it has no defects such as wrinkles, has good quality, and can be mass-produced.
  • the rDEA can be used in a variety of devices and systems.
  • the device may be an operation input device.
  • the operation input device includes, for example, a movable member that moves in response to a user operation, and a dielectric elastomer actuator that controls the mobility of the movable member.
  • the dielectric elastomer actuator is an rDEA manufactured by the manufacturing method described in 1. above, or an rDEA described in 2. above.
  • the operation input device is configured so that the rDEA controls the mobility of the movable member.
  • An operation input device configured in this way can adjust the operation feel quickly and quietly, and is easy to reduce in size and weight.
  • the rDEA has a large deformation rate and generates a large amount of energy per unit weight. Therefore, it is possible to efficiently control the operation feel of the movable member.
  • the operation input device may be, for example, a button-type, wheel-type, ball-type, or joystick-type operation input device, but is not limited to these. Examples of these types are shown below.
  • the operation input device of the present disclosure can provide various sensations to the user, and therefore may be used, for example, as a haptic device.
  • the rDEA can control the mobility so as to adjust the sense of resistance to the movement of the movable member. This allows a user operating the operation input device (particularly the movable member) to feel various senses of resistance when operating the device, i.e., various sensations (e.g., tactile sensations) can be presented to the user. For example, it is possible to provide the user with an interesting or stimulating experience.
  • various sensations e.g., tactile sensations
  • an operation input device may be configured as, for example, a controller for a game machine, or may be configured as one element (for example, one button unit) that constitutes a controller for a game machine.
  • the present disclosure allows the mobility of a movable member to be controlled quickly and quietly.
  • the device can be made smaller and lighter, and the device configuration can be simplified.
  • the operation input device may be configured so that the mobility of the movable member is controlled by the displacement of the inner diameter accompanying the expansion and contraction of the rDEA. An example of this will be described below with reference to FIG. 20.
  • the operation input device 300 comprises a movable member 301 that accepts user operations and an rDEA 302 that controls the mobility of the movable member.
  • the operation input device further comprises a housing 303 that houses the rDEA 302, and a motion detection sensor 304 that detects the movement of the movable member 301.
  • the rDEA302 is configured to control the mobility of the movable member 301 by utilizing the displacement of the inner diameter of its cylindrical shape.
  • the movable member 301 is disposed in the hollow portion of the rDEA302.
  • the rDEA 302 is fixed to two inner surfaces S1 and S2 inside the housing 303.
  • the rDEA 302 is configured to expand in the direction of the arrow A in the figure (the axial direction of the cylinder) when a voltage is applied.
  • no voltage is applied to the rDEA 302.
  • the rDEA 302 is in contact with the movable member 301.
  • the DEA 302 expands in the direction of the arrow A in the figure.
  • the distance between the inner surfaces S1 and S2 is constant, and the DEA 302 is fixed to the inner surfaces S1 and S2. Therefore, as shown on the right side of the figure, the inner diameter of the rDEA 302 is displaced.
  • the application of the voltage increases the inner diameter of the rDEA 302, which causes the rDEA 302 to no longer contact the movable member 301 (or the contact pressure between the rDEA 302 and the movable member 301 decreases). Therefore, friction between the movable member 301 and the rDEA 302 does not occur (or the frictional force decreases), and the sense of resistance when the movable member 301 is operated decreases.
  • the operation input device may have one rDEA, but may also have multiple rDEAs. These multiple rDEAs can be controlled individually, for example, to create a variety of sensations.
  • the rDEA of the present disclosure is small and lightweight, multiple rDEAs can be placed in a small space, and the device itself can also be made lighter.
  • An example of an operation input device having multiple rDEAs is described below with reference to FIG. 21.
  • the operation input device includes a movable member 201, a plurality of rDEAs 202-1, 202-2, and 202-3, and a housing 203.
  • the operation input device also includes a sensor (not shown) that detects the movement of the movable member 201.
  • the rDEAs 202-1 to 202-3 are configured to be able to expand and contract independently of one another in the directions of the arrows shown in the figure. By individually controlling the expansion and contraction, it is possible to diversify the sensation that the user receives when pressing the movable member 201.
  • the mobility of the movable member 201 can be changed compared to when voltage is applied to all rDEAs or when no voltage is applied.
  • three rDEAs are configured to control the mobility of one movable member, but the number of rDEAs may be four or more. Furthermore, in the operation input device 200 in the figure, three rDEAs are arranged one-dimensionally, but a plurality of rDEAs may be arranged two-dimensionally.
  • the present disclosure also provides a transducer having an rDEA according to the present disclosure.
  • the transducer may be configured to sense deformation of the rDEA, for example, based on a change in capacitance associated with the deformation.
  • the rDEA particularly the wound body
  • the thickness of the dielectric elastomer between the electrode layers becomes thinner, and the area covered by the electrode layers increases, and this increase in area leads to an increase in capacitance.
  • the rDEA particularly the wound body
  • the thickness of the dielectric elastomer between the electrode layers becomes thicker, and the area covered by the electrode layers decreases, and this decrease in area leads to a decrease in capacitance.
  • these electrode layers are regarded as variable capacitors. Therefore, by providing the rDEA of the present disclosure with an electrode pair for measuring the change in capacitance (i.e., increase or decrease), deformation of the rDEA can be detected or the degree of deformation of the rDEA can be quantified.
  • the electrode pair for detecting the change in capacitance may be electrically connected to the electrode layer described above. That is, the electrodes constituting the electrode pair may be electrically connected to each of the two electrode layers sandwiching one dielectric elastomer layer. The electrode pair may then be electrically connected to a predetermined capacitance detection circuit. That is, the transducer may have, in addition to the rDEA according to the present disclosure, a capacitance detection circuit connected to the electrode layer of the rDEA. The circuit may be connected to the electrode layer of the rDEA via the electrode pair.
  • the present disclosure also provides a transducer having a winding according to the present disclosure. The transducer may have the winding and a capacitance detection circuit electrically connected to the winding (particularly the electrode layer). The transducer may be configured for sensing as described above. The transducer may be configured to sense as described above and to operate as an actuator, or may only sense without operating as an actuator.
  • the present disclosure also provides an endoscopic device having an rDEA according to the present disclosure.
  • the rDEA according to the present disclosure may be provided in the tip camera portion of a videoscope constituting the endoscopic device.
  • the rDEA may be configured to change the shape of the tip camera portion.
  • the rDEA according to the present disclosure is small and lightweight, and therefore suitable for being provided in the tip camera portion.
  • the rDEA may be configured to expand and contract the tip camera portion, or the rDEA may be configured to bend the tip camera portion in a desired direction.
  • the present disclosure also provides an information processing system including the device described above (particularly the operation input device, the transducer, or the endoscope device).
  • An example of the information processing system will be described with reference to Figures 22A and 22B.
  • an information processing system 1000 may include, in addition to the device (particularly, the operation input device) 100 according to the present disclosure, an information processing device 1100 configured to transmit a signal (electrical signal) for controlling the rDEA to the device 100.
  • the information processing device 1100 may control the device 100 so that a predetermined voltage is applied to the DEA 102 of the device 100.
  • the information processing system 1000 according to the present disclosure may include, in addition to the device (particularly the transducer) 100 according to the present disclosure, an information processing device 1100 configured to receive a signal (electrical signal) related to the deformation (particularly the change in capacitance) of the rDEA from the device 100.
  • the information processing device 1100 may perform a predetermined information processing in response to the signal received from the device 100.
  • the information processing device 1100 may also be configured to receive a signal (electrical signal) generated by a user's operation on the device 100 (particularly the operation input device).
  • the signal may be, for example, a signal generated when the motion detection sensor 104 detects the motion of the movable member 101.
  • the information processing device 1100 and the device 100 may be connected by any connection method, for example, via a USB cable. Signals transmitted or received between the information processing device 1100 and the device 100 may be set appropriately by a person skilled in the art.
  • the information processing device 1100 may be, for example, an information processing device capable of executing a game, or may be a so-called game console. In this case, the device 100 may be a controller for the game console.
  • the configuration of the information processing device 1100 may be set as appropriate by a person skilled in the art, but for example, as shown in FIG. 20B, the information processing device 1100 may include a control unit 1101, a memory unit 1102, an operation control unit 1103, and an output control unit 1104. Note that, for example, the functions of the control unit 1101, the operation control unit 1103, and the output control unit 1104 may be integrated into a single control unit.
  • the control unit 1101 may be a program-controlled device such as a CPU and/or GPU, and may operate according to a program stored in the memory unit 1102. For example, if the information processing device 1100 is a game machine, the control unit 1101 may be configured to execute a game application. When the control unit 1101 receives a signal input by a user operation on the operation input device 100 from the operation control unit 1103, it may execute a predetermined process based on the signal.
  • the memory unit 1102 may be, for example, a memory device or a hard disk drive, and may store a program executed by the control unit 1101.
  • the operation control unit 1103 is connected to the operation input device 100 using a predetermined connection method (e.g., capable of communicating wirelessly or via a wire), receives a signal from the operation input device 100 indicating the content of a user operation on the operation input device 100, and transmits the signal to the control unit 1101.
  • a predetermined connection method e.g., capable of communicating wirelessly or via a wire
  • the output control unit 1104 may be connected to a display device such as a television, monitor, or head-mounted display, and outputs audio and/or video signals to these display devices according to instructions input from the control unit 1101.
  • a silicone-based dielectric elastomer material was applied onto a PET release substrate and cured to form a dielectric elastomer layer.
  • a conductive ink (VC102, CHASM) containing carbon nanotubes was applied onto the dielectric elastomer layer by screen printing and cured to form an electrode layer.
  • an elastomer film with an electrode layer laminated thereon was formed.
  • Two sheets of the elastomer film were prepared, and then laminated together by hot pressing to form a laminate (hereinafter also referred to as a "laminated raw sheet") of a pair of complementary electrode layers and an elastomer layer.
  • the thickness of the laminate was less than 40 ⁇ m.
  • a water-soluble double-sided tape (water-soluble double-sided adhesive tape 57-899, Clover) was attached to the outer periphery of each core.
  • the double-sided tape had a water-soluble polymer PVA as an adhesive layer.
  • the laminate raw sheet was wound around the core to which the double-sided tape was attached to obtain a wound body.
  • the winding can be performed by pressing the core against the surface of the laminate raw sheet and rolling the core. Alternatively, the winding can be performed by winding the laminate raw sheet around a fixed core. None of the wound bodies thus obtained were wrinkle-free.
  • the core was removed from each wound body.
  • the time required for removal was as shown in the transformation step column in Table 1 above.
  • a paper-wrapped wire was used as the core, it took 60 minutes before it could be removed.
  • a paper string and a hollow paper tube were used as the core, it took 30 minutes and 5 minutes, respectively, before it could be removed. From these results, it is considered desirable that the core of the wound body to be immersed is made of a fibrous or porous material that is easily permeable to liquids, since such a material allows the liquid to quickly permeate into the core due to the capillary effect or difference in osmotic pressure.
  • the hollow paper tube could be removed more quickly than the paper string. In other words, it is considered that it is preferable for the core to have a hollow space during the conversion process.
  • FIG. 1A is a photograph of the laminate raw roll LA being wound. As shown in the photograph, the laminate raw roll LA was wound around a hollow paper tube CP.
  • FIG. 2B is a photograph of the wound body wound around the core. The wound body with the core thus obtained was immersed in hot water (90°C) for about 5 minutes to change the state of the core. After the change, the core was removed from the wound body. In this way, hollow wound bodies of various sizes were obtained.
  • FIG. 1C a photograph of the cross section of five types of wound bodies is shown. In the figure, Ri is the inner diameter of the wound body, Ro is the outer diameter of the wound body, and M is the mass. As described above, by carrying out the changing step and the extracting step, a small and lightweight wound body can be manufactured.
  • the inner diameter of the hollow part of the rDEA roll is equal to the outer diameter of the core.
  • the final dimensions of the rDEA roll are determined by the length and thickness of the laminate roll in the winding direction.
  • the height of the rDEA is equal to the width of the laminate roll (the dimension in the direction perpendicular to the winding direction).
  • the generated force F of the rDEA is calculated by the following formula.
  • ⁇ p is the dielectric constant of the dielectric elastomer layer
  • V is the applied voltage
  • d is the thickness of the dielectric elastomer layer
  • S is the cross-sectional area of the rDEA.
  • C on the right-most side is a constant summarizing terms derived from the physical properties of the rDEA.
  • the thickness and length of the laminate roll are t and l, respectively.
  • the outer diameter of the cross section of the core is Ri.
  • the size of the rDEA roll (inner diameter Ri, outer diameter Ro, and thickness d; see the schematic diagram at the bottom right of Fig. 25) can be controlled by the dimensions of the laminate roll (thickness t and length l) and the outer diameter Ri of the core, as follows.
  • the inner diameter Ri of the windings of the rDEA is the same as the outer diameter Ri of the core.
  • the outer diameter Ro of the wound body of the rDEA is calculated by the following formula.
  • the thickness d of the rDEA winding is calculated by the following formula: 25 shows a graph showing the relationship of Ro and d to Ri for five patterns at a specific thickness t and length 1. It was confirmed that Ri, Ro, and d of the rDEA winding bodies 1 to 4 actually manufactured, shown in the four photographs at the bottom of the figure, are consistent with the above formula, as shown in these graphs.
  • the manufactured wound body (the wound body in the photograph shown in the circled number 2 in FIG. 25) was connected to a circuit to manufacture an rDEA.
  • a voltage was applied to the rDEA to measure the generated force.
  • the generated force was measured by a force sensor when the applied voltage was changed to 100V, 200V, and 300V.
  • the measurement was performed by applying a voltage to the rDEA placed on a stage St as shown in the schematic diagram of the measurement system in FIG. 26, and measuring the generated force in the direction of the arrow in the figure (the extension direction of the cylindrical shape of the wound body) by the application of the voltage using a force sensor Se (Tech Gihan Co., Ltd., USLG25).
  • the measurement results are shown in Fig. 27A.
  • the figure shows the change in the blocked force over time when voltages of 100V, 200V, and 300V were applied in the form of a 0.2Hz square wave.
  • a generated force was generated according to the voltage.
  • the relationship between the applied voltage and the blocked force is shown in Figure 27B.
  • the dots indicate data points and the curve is an approximation curve. From the approximation curve, it was confirmed that the relationship between the blocked force and the square of the voltage can be roughly calculated as follows: From the above, it can be seen that the rDEA according to the present disclosure can control the force generated by controlling the voltage.
  • the present disclosure may be configured as follows. [1] a winding step of winding at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer on a core to obtain a wound body; a changing step of changing a state of the core after the winding step; a removing step of removing the core from the wound body after the changing step; A method for producing a dielectric elastomer actuator having a wound shape, comprising: [2] The manufacturing method according to [1], wherein the core is a core having a substantially cylindrical shape. [3] The manufacturing method according to [1] or [2], wherein the core is a substantially cylindrical core made of a material permeable to liquid.
  • the changing step includes contacting the core with a liquid or heating the core.
  • the altering step comprises contacting the core with a liquid; The liquid penetrates the core.
  • the method for producing a semiconductor device according to any one of [1] to [9].
  • [11] a winding of a stack of at least one pair of complementary electrode layers and a dielectric elastomer layer; The thickness of the laminate is 200 ⁇ m or less.
  • Dielectric elastomer actuator [12] The dielectric elastomer actuator according to [11], wherein the thickness of the laminate is 100 ⁇ m or less.
  • the wound body has a hollow portion, The inner diameter of the hollow portion is 10 mm or less.
  • a device comprising the dielectric elastomer actuator according to any one of [11] to [13].
  • An information processing system including the device according to [14] or [15].
  • the configurations, methods, steps, shapes, materials, and numerical values, etc., given in the above-mentioned embodiments and examples are merely examples, and different configurations, methods, steps, shapes, materials, and numerical values, etc., may be used as necessary.
  • the configurations, methods, steps, shapes, materials, and numerical values, etc., of the above-mentioned embodiments and examples may be combined with each other as long as they do not deviate from the spirit of this disclosure.
  • a numerical range indicated using “ ⁇ ” indicates a range that includes the numerical values before and after " ⁇ " as the minimum and maximum values, respectively.
  • the upper or lower limit of a numerical range of a certain stage may be replaced with the upper or lower limit of a numerical range of another stage.
  • substrate layer 11 dielectric elastomer layer 12: electrode layer 13: laminate

Landscapes

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Abstract

本開示は、小型のｒＤＥＡの新たな製造方法を提供することを目的とする。また、本開示は、小型のｒＤＥＡを提供することも目的とする。　本開示は、コアに少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層を巻き取って巻回体を得る巻き取り工程と、前記巻き取り工程後に、前記コアの状態を変化させる変化工程と、前記変化工程後に、前記コアを前記巻回体から除去する除去工程と、を含む、巻回状を有する誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法を提供する。また、本開示は、少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層物の巻回体を有し、前記積層物の厚みが２００μｍ以下である、誘電エラストマー型アクチュエータも提供する。

Description

誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法、誘電エラストマー型アクチュエータ、装置、及び情報処理システム
　本開示は、誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法及び誘電エラストマー型アクチュエータに関する。さらに、本開示は、当該アクチュエータを備えた装置及び情報処理システムに関する。
　誘電エラストマー型アクチュエータに関して、これまでに種々の提案が行われており、例えば、スタック型、巻回型、及びファイバー型の誘電エラストマー型アクチュエータが提案されている。これらは、エラストマーが電極面に垂直な方向に収縮する（面内方向に伸長する）という特性を利用している。
　このような誘電エラストマー型アクチュエータの例として、例えば下記特許文献１には、誘電体エラストマーと、該誘電体エラストマーを介して配置されている複数の電圧印加部材と、を備え、該複数の電圧印加部材間に電圧を印加させて作動するアクチュエータであって、 前記電圧印加部材は、炭素繊維からなるコイル状の糸を含む伸縮糸により布状に形成されており、電圧の印加による前記誘電体エラストマーの変形に応じて伸縮可能であることを特徴とするアクチュエータが開示されている（請求項１）。
特開２００８－１１３５４４号公報
　誘電エラストマー型アクチュエータ（Dielectric Elastomer Actuator、以下「ＤＥＡ」ともいう）を種々の装置において利用可能とするために、当該アクチュエータを小型化することが望ましいと考えられる。
　上記で挙げた３種のＤＥＡのうち、巻回型の誘電エラストマー型アクチュエータ（rolled Dielectric Elastomer Actuator、以下「ｒＤＥＡ」ともいう）に関しては、その構造に起因する特有の問題がある。例えば、ｒＤＥＡは、電極層とエラストマー層との積層物が巻回されているという構造を有するので、小型化が非常に困難である。さらに、巻回する工程は、手作業により実行するのであれば或る程度精度良く実行することができるが、量産化又は自動化することは非常に困難である。例えばｒＤＥＡを製造するために巻回される前記積層物に関して、小型化のために前記積層物の厚みを小さくすると、巻回の際にしばしば皺などの不良が生じる。このような不良は、例えば精密な制御が要求される装置においては許容されない。
　そこで、本開示は、小型のｒＤＥＡの新たな製造方法を提供することを目的とする。また、本開示は、小型のｒＤＥＡを提供することも目的とする。
　本発明者らは、特定の製造方法が、ｒＤＥＡを製造するために有用であることを見出した。また、本発明者らは、当該製造方法は、従来には無いｒＤＥＡを製造することができることも見出した。
　すなわち、本開示は、
　コアに少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層を巻き取って巻回体を得る巻き取り工程と、
　前記巻き取り工程後に、前記コアの状態を変化させる変化工程と、
　前記変化工程後に、前記コアを前記巻回体から除去する除去工程と、
　を含む、巻回状を有する誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法を提供する。　前記コアは、略円柱形状のコアであってよい。
　前記コアは、液体が浸透可能な材料から形成された略円柱形状コアであってよい。
　前記コアは、繊維質材料又は多孔質材料を含む略円柱形状コアであってよい。
　前記コアは、中空の略円柱形状コアであってよい。
　前記製造方法は、前記コアに巻き取られた前記巻回体を切断して前記相補電極層を露出させる切断工程を含んでよい。
　前記巻き取り工程において得られた巻回体は、前記コアと前記巻回体との間に粘着層を有してよい。
　前記粘着層は水溶性高分子を含んでよい。
　前記変化工程は、前記コアを液体に接触させること又は前記コアを加熱することを含んでよい。
　前記変化工程は、前記コアを液体に接触させることを含み、
　前記液体は、前記コアへ浸透するものであってよい。
　また、本開示は、
　少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層物の巻回体を有し、
　前記積層物の厚みが２００μｍ以下である、
　誘電エラストマー型アクチュエータも提供する。
　前記積層物の厚みは１００μｍ以下であってよい。
　前記巻回体は中空部分を有し、
　当該中空部分の内径は１０ｍｍ以下であってよい。
　また、本開示は、前記誘電エラストマー型アクチュエータを備えている装置も提供する。
　前記装置は、操作入力装置又はトランスデューサーであってよい。
　また、本開示は、前記装置を含む情報処理システムも提供する。
ＤＥＡの変形の原理を説明するための図である。 ｒＤＥＡの基本構造を説明するための模式図である。 ｒＤＥＡの製造方法の一例のフロー図である。 積層体形成工程の一例のフロー図である。 積層体形成工程を説明するための模式図である。 巻回体形成工程の一例のフロー図である。 巻き取り工程を説明するための模式図である。 変化工程を説明するための模式図である。 コアが無い場合の切断工程を説明するための模式図である。 コアが有る場合の切断工程を説明するための模式図である。 モジュール化工程の一例のフロー図である。 モジュール化工程を説明するための模式図である。 量産プロセスの一例の模式図である。 量産プロセスの一例の模式図である。 量産プロセスの一例の模式図である。 ｒＤＥＡの写真を示す図である。 巻回体の外径側及び内径側の長さの違いを説明するための模式図である。 巻回体の寸法を説明するための模式図である。 積層体の積層構造の一例の断面模式図である。 操作入力装置の一例の模式図である。 操作入力装置の一例の模式図である。 情報処理システムの一例のブロック図である。 情報処理システムの一例のブロック図である。 製造工程の各段階を説明するための写真である。 積層体の寸法を説明するための模式図である。 巻回体の内径、外径、及び厚みの関係性を説明するためのグラフである。 発生力の測定系の模式図である。 発生力の測定結果を示す図である。 印加電圧と発生力との関係を示すグラフである。 除去工程を説明するための模式図である。 粘着層を説明するための模式図である。 電極層の露出を説明するための模式図である。
　以下、本開示を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示の代表的な実施形態を示したものであり、本開示の範囲はこれらの実施形態のみに限定されない。
　本開示について、以下の順序で説明を行う。
１．第１の実施形態（製造方法）
１．１　ＤＥＡの駆動原理
１．２　ｒＤＥＡの製造方法の概要
１．３　積層体形成工程
１．４　巻回体形成工程
１．５　モジュール化工程
１．６　量産プロセスの例
２．第２の実施形態（ｒＤＥＡ）
３．第３の実施形態（装置又はシステム）
３．１　装置の構成例（ボタン）
３．２　装置の構成例（複数のｒＤＥＡ）
３．３　装置の構成例（トランスデューサー）
３．４　装置の構成例（内視鏡装置）
３．５　情報処理システムの構成例
４．実施例
４．１　巻回体の製造
４．２　種々のサイズの巻回体の製造
４．３　ｒＤＥＡの製造及び評価
１．第１の実施形態（製造方法）
１．１　ＤＥＡの駆動原理
　ＤＥＡは、誘電エラストマーと当該誘電エラストマーに電圧を印加する電極対とを含む。当該電極対によって当該誘電エラストマーの電圧が印可されることで、当該電極対の電極が互いに引き合い、これにより当該誘電エラストマーが変形する。
　当該変形の原理について、図１を参照しながら説明する。同図には、ＤＥＡの模式図が示されている。ＤＥＡ１は、誘電エラストマー２及び電極対３を含む。電極対３は、誘電エラストマー２を挟むように配置されており、すなわち、電極対３のうちの一の電極３－１と、誘電エラストマー２と、他の電極３－２とがこの順に積層されている。電極対３は、回路４の一部を構成している。
　同図の上に示されるように、回路４の電圧がオフである場合は、誘電エラストマー２は、前記２つの電極の面に垂直な方向において厚みｄを有する。
　同図の下に示されるように、回路４の電圧がオンになると、前記２つの電極の間に電圧が印可される。これにより、前記２つの電極が互いに引っ張り合う。その結果、誘電エラストマー２は、電極面に垂直な方向において収縮し且つ面内方向に伸長する。これにより、誘電エラストマー２の、前記２つの電極の面に垂直な方向における厚みは、ｄ－Δｄへと変化する。
　ＤＥＡ１は、以上のとおりの変形によって、可動部材として利用できる。
　ここで、誘電エラストマー２の前記収縮に関して、収縮方向の発生力及び歪みは、印可される電圧をＶとし、誘電エラストマーの誘電率をεとし、誘電エラストマーのヤング率をＹとすると、以下の式により表すことができる。
 
　これらの数式から分かるように、ＤＥＡに印可される電圧を調整することによって、ＤＥＡの変形量及び発生力を調整することができる。
　ＤＥＡの一形態として、巻回型のＤＥＡ（ｒＤＥＡ）がある。ｒＤＥＡは、例えば図２に示されるような基本構造として模式的に表される。同図に示されるｒＤＥＡ５は、少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層体の巻回体６を含む。当該積層体は、複数の誘電エラストマー層を有してよい。そして、各誘電エラストマー層が、２つの電極層によって挟まれていてよい。前記少なくとも１対の相補電極層は、回路７と電気的に接続されてよい。例えば、当該巻回体６の１つ又は２つの底面部分（円筒形状の底面部分）に、前記相補電極層（又はこれらと電気的に接続された電極）が露出していてよく、これらが回路７と接続されていてよい。そして、回路７における電圧のオン又はオフによって、巻回体６は、同図に示されるように円筒形状の高さ方向に伸長又は収縮する。当該伸長又は収縮が、ｒＤＥＡの可動性として利用される。
１．２　ｒＤＥＡの製造方法の概要
　ｒＤＥＡの製造方法を、図３を参照しながら説明する。同図に示されるフロー図のように、本開示に従うｒＤＥＡ製造方法は、電極層と誘電エラストマー層との積層体を得る積層体形成工程Ｓ１、当該積層体を巻き取って巻回体を得る巻回体形成工程Ｓ２、及び、当該巻回体をモジュール化してｒＤＥＡを形成するモジュール化工程Ｓ３を含んでよい。
　本発明者らは、前記巻回体形成工程において特定の手法を採用することが、小型のｒＤＥＡを製造するための非常に有用であることを見出した。
　以下では、前記巻回体形成工程について特に詳細に説明しつつ、積層体形成工程及びモジュール化工程についても説明を行う。
１．３　積層体形成工程
　ｒＤＥＡを製造するために、少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層体が形成される。
　前記積層体に含まれる前記相補電極層の数は、１対であってよく、又は２対以上（例えば２対、３対、又は４対など）であってもよい。
　前記積層体に含まれる前記誘電エラストマー層の数は、１以上であってよく、好ましくは２以上であり、例えば２、３、又は４であってよい。各誘電エラストマー層が、１対の相補電極層によって挟まれていてよく、又は、２対以上の相補電極層によって挟まれていてもよい。後者の場合、１つの誘電エラストマー層の１つの表面に、２以上の電極層が、電気的に接続されないようにパターニングされてよい。パターニングすることによって、ｒＤＥＡは、一軸方向に伸縮するだけでなく、いずれかの方向へ曲げることが可能となる。
　当該積層体の製造方法は、例えば図４のフロー図に示されるように、エラストマー層形成工程Ｓ１１、電極層形成工程Ｓ１２、積層工程Ｓ１３、及び裁断工程Ｓ１４を含んでよい。これらの工程について以下で説明する。
（エラストマー層形成工程Ｓ１１）
　エラストマー層形成工程Ｓ１１において、図５の（ａ）示されるように、基材層１０上に誘電エラストマー層１１が形成される。当該誘電エラストマー層は、エラストマー材料を前記基材層上に塗工及び硬化することによって形成されてよく、又は、予め硬化された誘電エラストマー層を前記基材層上にラミネートすることによって形成されてもよい。
　誘電エラストマー層１１の厚みＤ１は、例えば１００μｍ以下、好ましくは９０μｍ、８０μｍ以下、７０μｍ以下、又は６０μｍ以下であってよく、より好ましくは５０μｍ以下であってよい。
　誘電エラストマー層１１の厚みＤ１は、例えば０．１μｍ以上、好ましくは０．３μｍ以上、０．５μｍ以上、又は０．７μｍ以上であってよく、より好ましくは１μｍ以上であってよい。
　誘電エラストマー層１１の厚みＤ１の数値範囲の上限値及び下限値は、上記で挙げたものからそれぞれ選択されてよい。厚みＤ１は、例えば０．１μｍ～１００μｍ、好ましくは１μｍ～５０μｍであってよい。
　誘電エラストマー層の厚みを薄くすることで、駆動に必要な電圧を下げられる。また、誘電エラストマー層の厚みを厚くすることで、高い絶縁性が期待できます。上記上限値及び下限値を有する数値範囲は、駆動に要する電圧を低くし、且つ、絶縁破壊を防ぐために適している。
　誘電エラストマー層１１は、例えば絶縁性且つ伸縮性を有する層であってよく、特には絶縁性エラストマーから形成されてよい。当該絶縁性エラストマーは、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、およびウレタン系樹脂のうちのいずれか１種以上を主成分として含むエラストマー材料の硬化物であってよい。すなわち、当該エラストマー層は、シリコーン系エラストマー、アクリル系エラストマー、又はウレタン系エラストマーであってよい。
　前記エラストマー材料は、任意的な添加剤を含んでいてもよい。当該添加剤は、例えば、架橋剤、可塑剤、老化防止剤、界面活性剤、粘度調整剤、補強剤、及び着色剤のうちのいずれか１種以上を含んでよい。エラストマー材料の組成は、当技術分野の当業者により適宜選択されてよい。すなわち、誘電エラストマー層は、これらの添加剤の１種以上を含んでよい。
　前記基材層１０は、例えばポリエステル系樹脂、特にはＰＥＴ樹脂から形成された基材であってよいが、他の材料（例えばポリオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂など）から形成された基材であってもよい。基材層の材料も、当技術分野の当業者により適宜選択されてよい。
　当該誘電エラストマー層は、表面活性化処理が行われてよく、例えば当該エラストマー層の２つの面のうち、電極層が積層される面に当該表面活性化処理が行われる。当該表面活性化処理は、例えばプラズマ処理又はコロナ放電処理であってよく、これらの両方であってもよい。当該表面活性化処理によって、層間密着性が向上され、これによりはがれが防止される。
　また、当該表面活性化処理は、層間密着性の向上が求められる他の面に行われてもよい。
　例えば、プラズマ処理によりシリコーン系エラストマー表面に水酸基が付与される。これにより、層間密着性が向上される。例えば、当該表面活性化処理は、電極層形成工程Ｓ１２の前に実行されてよく、これにより、当該処理により誘電エラストマー層の表面に水酸基が付与されることで、電極層形成材料（例えば電極ペースト）の濡れが良くなり、印刷性向上が期待できる。また、当該表面活性化効果によって、誘電エラストマー層同士の接着性向上にも寄与する。
（電極層形成工程Ｓ１２）
　電極層形成工程Ｓ１２において、図５の（ｂ）に示されるように、前記エラストマー層１１上に電極層１２が塗工又は印刷される。好ましくは、電極層１２は、スクリーン印刷によって形成されてよい。電極層１２に含まれる導電性物質は、例えばカーボンブラック、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、金属フィラー、又はこれらの２以上の組合せであってよい。例えば、前記電極層は、導電性物質を含む導電性インクの印刷によって形成された層であってよく、より具体的には当該導電性インクがスクリーン印刷により形成された層であってよい。
　電極層１２の厚みＤ２は、例えば１０μｍ以下、好ましくは７μｍ以下、５μｍ以下、又は３μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以下である。いくつかの実施態様においては、電極層１２の厚みＤ２は、例えば５００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３００ｎｍ以上、又は２００μｍ以下であってもよい。
　電極層１２の厚みＤ２は、例えば１０ｎｍ以上であってよく、より好ましくは２０ｎｍ以上であってよい。
　電極層１２の厚みＤ２の数値範囲の上限値及び下限値は、上記で挙げたものからそれぞれ選択されてよい。厚みＤ２は、例えば１０ｎｍ～１０μｍ、好ましくは２０ｎｍ～１μｍであってよい。
　電極層の厚みが薄いことは、デバイスの軽量化及び低剛性化に寄与する。一方で、薄すぎる場合には、電極被覆率の低下又は電極層の電気抵抗の増大が生じうる。電極層の厚みは、例えばフィラーの種類（電気抵抗を左右する）によって当業者により適宜設計されてよい。例えば、ＣＮＴ電極の場合は、電極層の厚みは数十ｎｍ程度であってよく、カーボンブラック系フィラーを含む電極層の厚みは例えば数μｍ程度であってよい。
　電極層１２の巻き取り方向における長さＤ３は、製造されるｒＤＥＡのサイズに応じて当業者により適宜選択されてよく、特に限定されなくてよいが、例えば１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、又は５０ｍｍ以上であってよい。
　また、電極層１２の巻き取り方向における長さＤ３の上限値も特に限定されなくてよいが、例えば５００ｍｍ以下、４００ｍｍ以下、３００ｍｍ以下、又は２００ｍｍ以下であってよい。
　電極層１２の巻き取り方向における長さＤ３の数値範囲の上限値及び下限値は、上記で挙げたものからそれぞれ選択されてよい。長さＤ３は、例えば１０ｍｍ～５００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ～４００ｍｍであってよい。
　一実施態様において、前記導電性インクは、カーボンブラックとバインダー成分とを含む導電ペーストであってよい。他の実施態様において、前記導電性インクは、ＣＮＴをふくむ導電塗料であってもよい。このような導電性インクが、前記エラストマー層上に施与されて電極層が形成される。当該電極層の形成のために、導電性インクの施与後に、必要に応じて硬化工程又は乾燥工程が行われてもよい。
（積層工程Ｓ１３）
　積層工程Ｓ１３において、電極層と誘電エラストマー層とが積層された第一の積層体上に、電極層と誘電エラストマー層とが積層された第二の積層体が積層されてよい。積層工程Ｓ１３において、２つの積層体が積層されてよいが、電極層と誘電エラストマー層とが積層されたさらに他の１以上の積層体が積層されてもよい。このように、積層工程Ｓ１３において、電極層と誘電エラストマー層との積層体が積層されてよい。これにより、電極層と誘電エラストマー層とが交互に積層された積層体が形成される。
　代替的には、誘電エラストマー層上に電極層が形成され、その後当該電極層上にさらに追加エラストマー層が積層され、その後さらに当該追加エラストマー層上に追加電極層が形成されてもよい。その後、さらに追加エラストマー層及び電極層が順次積層されてもよい。このようにして、積層工程Ｓ１３において、電極層とエラストマー層とが順番に形成されてもよい。
　このようにして、積層工程Ｓ１３において、図５の（ｃ）に示されるように、電極層及びエラストマー層が交互に積層されており、且つ、少なくとも１対の相補電極層を有する積層体１３が得られる。
　積層体１３の厚みＤ４（すなわち巻回される積層体シートの厚み）は、例えば５００μｍ以下、４００μｍ以下、又は３００μｍ以下であってよく、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１８０μｍ以下であり、さらにより好ましくは１６０μｍ以下、１４０μｍ以下、１２０μｍ以下、又は１００μｍ以下であってよい。
　積層体１３の厚みＤ４は、より薄いことが望ましく、下限値は特に設定されなくてよいが、例えば１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、又は３０μｍ以上であってよい。
　積層体１３の厚みＤ４の数値範囲の上限値及び下限値は、上記で挙げたものからそれぞれ選択されてよい。厚みＤ４は、例えば１μｍ～５００μｍ、好ましくは例えば５μｍ～２００μｍ、より好ましくは１０μｍ～１８０μｍであってよい。
　本開示に従う製造方法によって、このように非常に薄い積層体を巻回しても、皺などの不良無く巻き取ることができ、さらに、ｒＤＥＡを小型化することができる。
（裁断工程Ｓ１４）
　裁断工程Ｓ１４において、積層工程Ｓ１３において得られた積層体が、裁断される。当該裁断は、裁断によって形成された面に電極層が露出するように行われる。当該裁断によって生じた面に、図５の（ｄ）に示されるように、電極層１２が露出する。このように露出した電極層は、後段で説明するモジュール化において回路と電気的に接続されて、ｒＤＥＡとしての機能が発揮される。
１．４　巻回体形成工程
　巻回体形成工程では、前記積層体形成工程において形成された積層体を用いて、巻回体が形成される。当該巻回体形成工程は、例えば図６のフロー図に示されるように、コアに前記積層体を巻き取って巻回体を得る巻き取り工程Ｓ２１、前記巻き取り工程後に、前記コアの状態を変化させる変化工程Ｓ２２、及び、前記変化工程後に前記コアを前記巻回体から除去する除去工程Ｓ２３、を含む。
　巻き取り工程Ｓ２１において、同図右側の模式的断面図（巻回体の軸を通る平面における断面図）に示されるように、コア１４に前記積層体が巻き取られて巻回体１６が形成される。巻回体１６は、誘電エラストマー層１１と電極層１２とを有する積層体の巻回体であってよい。コア１４の外周には、後述のとおり粘着層ＣＡが設けられていてよく、同図のとおり、コア１４と巻回体１６とは粘着層ＣＡを介して接着されてよい。変化工程Ｓ２２において、コア１４の状態が変化される。当該変化工程において、粘着層ＣＡの状態も変化されてよい。そして、除去工程Ｓ２３において、コア１４が、巻回体１６から除去される。当該除去工程において、粘着層ＣＡも除去されてよい。
　このように巻回体を製造する場合、コアの外径と前記積層体の厚み及び長さによって、ｒＤＥＡ（特には巻回体）のサイズを制御することができる。
　また、前記粘着層によって、巻き取り工程Ｓ２１における積層体とコアのタックを向上させることができる。さらに、前記粘着層が変化工程Ｓ２２において状態変化（例えば溶解など）されることで、コアが容易に除去される。
　また、巻回体形成工程は後述の切断工程を含んでもよい。前記切断工程は、巻き取り工程後のいずれかの段階において行われてよいが、好ましくは変化工程の前、間、又は後に行われてよい。
　このようにコアを利用した製造方法によって、小型のｒＤＥＡを効率的に製造でき、さらに、製造されるｒＤＥＡにおける皺などの不良の発生を防ぐことができる。このようにコアを利用することは、量産化のためには特に有用である。
　以下でこれらの工程の詳細についてそれぞれ説明する。
（巻き取り工程Ｓ２１）
　巻き取り工程Ｓ２１において、図７の（１）～（３）に示されるように、コア１４に前記積層体１３が巻き取られて、巻回体１６が形成される。すなわち、当該工程において、コア１４に、少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層が巻き取られる。
　なお、同図においては、より良い理解のために（特にはエラストマー層と電極層との積層体であることのより良い理解のために）積層体１３の厚みが強調されて表示されており、すなわちコア１４よりも大きく表示されているが、この図は実際の積層体及びコアの寸法の関係性を示すものでないことは言うまでもない。また、同図の（１）及び（２）と（３）との間では、積層体１３の厚みが全く異なるものとして表示されているが、これも、より良い理解のためであり、実際にこのような厚みの変化が起こるわけではないことも言うまでもない。
　実際の製造方法においては、積層体１３の厚みは、上記で寸法を述べたとおりであり、コア１４の直径よりも小さい。また、積層体１３の厚みは、巻回前後で、多少の変化はあるものの、大幅な変化は起こらない。
　コア１４は、図７の（２）に示されるように、略円柱形状のコアであってよい。
　当該略円柱形状のコアは、円柱の中心軸部分に空間１５が存在してよい。前記コアは、中空の略円柱形状コアであってよく、すなわち、略円筒形状であってもよい。これにより、後述の変化工程において、コアが液体や熱の影響を受けやすく、より効率的に変化がもたらされる。
　当該略円柱形状のコアは、円柱の中心軸部分の空間１５が、剛性材料の軸によって占められていてよい。当該剛性材料は例えば金属、樹脂、又はセラミックスなど、巻き取り工程においてコアの変形を抑制する物性を有する材料であってよい。これにより、より安定的に巻き取り工程を実行することができる。当該軸は、後述の変化工程の前に、コアから抜き取られてよい。これにより、空間１５が生じ、前記液体がコア中に浸透しやすい。
　コア１４は、例えば繊維質材料又は多孔質材料であってよい。また、コア１４は、金属材料又はプラスチック材料であってもよい。
　コア１４は、好ましくは液体が浸透可能な材料から形成されたコアであってよい。このような材料として、繊維質材料又は多孔質材料を挙げることができる。
　繊維質材料から形成されたコアは、例えばパルプ、綿、又はプラスチック繊維（例えばアクリル繊維、ポリエステル系繊維、又はポリオレフィン系繊維など）などの有機繊維から形成されたコアであってよく、特には紙から形成されたコアであってよい。
　好ましい実施態様において、前記材料は、セルロース成分を含んでよく、例えば前記材料は紙であってよい。このような材料は、後述の変化工程において、コアを変化させるための手段として液体が用いられた場合にコアが変化しやすく、特に好ましい。また、紙などの材料は、所望の剛性を有するように形成することができ、例えば後述の切断工程において切断しやすい。
　他の好ましい実施態様において、前記材料は、樹脂材料であってもよい。当該樹脂材料も、所望の剛性を有するように形成することができ、例えば後述の切断工程において切断しやすい。
　コア１４の外周に、好ましくは粘着材料が存在していてよい。当該粘着材料は、巻き取り工程において、コア１４と積層体１３との位置関係がずれないようにすることに貢献する。すなわちコア１４は、外周に当該粘着材料の層（粘着層又は接着層ともいう）を有してよい。これにより、前記巻き取り工程において得られた巻回体は、前記コアと前記巻回体との間に粘着層を有する。
　当該粘着材料は、可溶性粘着材料であることが好ましい。特に好ましくは、当該粘着材料は可溶性粘着材料であり、より具体的には後述の変化工程において用いられる液体と接触して溶解する可溶性粘着材料であってよく、又は、後述の変化工程において用いられる熱（加熱）と接触して溶解する可溶性粘着材料であってよい。
　当該粘着材料は、巻き取り工程を実行する前に、コア１４の外周に予め設けられていてよく、又は、積層体１３の面のうち、コア１４の外周と接触する部分に設けられていてもよい。
　一実施態様において、前記粘着材料は、変化工程において用いられる液体又は溶剤として安価かつ環境負荷の小さい水を選択できるため、好ましくは水溶性粘着剤であるが、これに限定されない。当該水溶性粘着剤は、水溶性高分子からなる粘着剤であってよい。当該水溶性高分子は、ポリマーの主鎖及び側鎖の少なくとも一方に親水基（例えばカルボキシル基、スルホン酸基、アミン基、ヒドロキシ基、及びアミド基のうちの１種以上）を有する高分子であってよい。好ましい実施態様において、当該水溶性高分子は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）であってよく、これは安価であるため製造コスト削減に貢献する。このように、前記粘着層は水溶性高分子を含んでよい。
　また、当該粘着剤は、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、又はゴム系粘着剤であってもよいが、これらに限定されない。
　また、後述のとおり、前記粘着剤の層は、１層に限られず、２層以上であってもよい。
（変化工程Ｓ２２）
　変化工程Ｓ２２において、図８の（１）及び（２）に示されるように、コア１４の状態が変化される。当該状態変化は、巻回体１６から、コア１４が除去されやすくなるような変化であってよく、特にはコア１４を巻回体１６から抜き取りやすくする変化であってよい。当該変化は、例えば、コア１４が軟らかくなる変化、コア１４が溶ける変化、コア１４が分解する変化、コア１４のサイズが小さくなる変化、コア１４が収縮する変化、又はコア１４が細くなる変化などであってよい。このような変化によって、後述の除去工程Ｓ２３を容易に実行することができる。
　一実施態様において、当該状態変化は、図８の（２）に示されるように、コア１４が液体１７と接触させられることによる状態変化であってよい。当該液体との接触は、コア１４及び巻回体１６が一緒に液体１７に浸漬されることによって実行されてよく、又は、コア１４だけが液体１７に浸漬されてもよい。代替的には、当該接触は、上記で述べたコア１４の中空部分（空間１５）への液体を浸透させることにより実行されてもよい。
　当該液体は、コア１４へ浸透するものであってよい。より具体的には、当該液体は、コア１４に前記変化をもたらす液体であり、水または水溶液であってよく、又は、有機溶媒であってもよい。
　例えば、当該液体が水又は水溶液である場合、当該液体の温度は、より早い状態変化のために、１０℃以上、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、又は８０℃以上であってよい。当該液体の温度の上限値は特に設定されなくてよく、用いられる液体が液体状態を維持する温度であればよい。また、当該液体の温度は、例えば巻回体の材料の耐熱温度に応じて適宜調整されてよい。例えばシリコーン系エラストマーの耐熱温度は２００℃～３００℃である。当該液体の温度は、巻回体の材料の耐熱温度以下であってよい。
　代替的には、当該状態変化は、コア１４を気体（特には高温の気体）に接触させることによって実行されてもよい。当該気体は、例えば水蒸気であってよい。当該気体の温度は、例えば１００℃以上、又は１１０℃以上であってよい。当該気体の温度の上限値は特に設定されなくてよく、当該気体の温度も、例えば巻回体の材料の耐熱温度に応じて適宜調整されてよく、例えば巻回体の材料の耐熱温度以下であってよい。
　コア１４の周囲に上記で説明した粘着層が存在する場合、当該状態変化において、当該粘着層が液体１７と接触してもよい。例えば、例えばコア１４中を浸透した当該液体が、当該粘着層と接触してもよい。当該粘着層が当該液体へ接触することで、当該粘着層が溶解又は分散されうる。これにより、コア１４が巻回体１６から除去されやすくなる。
　他の実施態様において、当該状態変化は、コア１４が加熱されることによる状態変化であってよい。当該加熱は、コア１４及び巻回体１６が一緒に加熱されてよく、又は、コア１４だけが（例えば加熱媒体と接触されて又はコアの軸を加熱することによって）加熱されてもよい。
　コア１４の周囲に上記で説明した粘着層が存在する場合、当該状態変化において、当該粘着層が加熱されてもよい。当該粘着層が加熱されて溶解し又は軟化し又は揮発することによって、コア１４が巻回体１６から除去されやすくなる。
（除去工程Ｓ２３）
　除去工程Ｓ２３において、コア１４が巻回体１６から除去される。これにより、図８の（３）に示されるように、コア１４を有さない巻回体１６が得られる。変化工程Ｓ２２において上記のとおりコア１４の状態が変化されているので、コア１４は除去しやすく、例えば容易に抜き取ることができる。
　除去工程Ｓ２３において、コア１４の除去に伴い前記粘着層も除去されてよく、又は、前記粘着層の少なくとも一部が、巻回体の内径側に残ってもよい。
　除去工程の前においては、例えば図２８の左に示されるように、コア付き巻回体は、コアＣＰと、コアＣＰの外周を覆う粘着層ＣＡと、粘着層ＣＡの外周を覆う巻回体ＬＡとを有する構造であってよい。そして、除去工程を実行したことにより、コアＣＰが除去され、同図の右に示されるように、巻回体ＬＡの内径側の面に、粘着層ＣＡの全部又は一部が残っていてよい。粘着層ＣＡが巻回体に残る場合は、当該粘着層は、巻回体と同程度の柔軟性を有すること又は巻回体よりも柔軟であることが望ましい。
　代替的には、除去工程の実行伴い、粘着層ＣＡの全部が除去されてもよい。
　また、粘着層は、１層であってよいが、２層以上であってもよい。すなわち、粘着層は、異なる２種以上の粘着材料層を有していてもよい。例えば、図２９の左に示されるように、コア側の第１層ＣＡ１は水溶性粘着剤からなり、巻回体側の第２層ＣＡ２はシリコーン系の粘着剤であってよい。なお、この図において、コアは省略されている。
　そして、除去工程を実行することによって、第１層ＣＡ１はコアと共に除去され、そして、除去工程後においては、同図の右に示されるように、第２層ＣＡ２が巻回体ＬＡの内径側に残存してよい。
　この場合において、変化工程において用いられる液体は、第１層の材料へと浸透しやすく又は第１層の材料が溶解しやすく、且つ、第２層の材料へと浸透しにくく又は第２層の材料が溶解しにくい液体であってよい。例えば、第１層の粘着材料が水溶性高分子（例えばＰＶＡ）であり、第２層の粘着材料はシリコーン系粘着剤であってよく、この場合において、変化工程において用いられる液体は水又は水溶液であってよい。
　除去工程Ｓ２３を実行することによって、積層体原反の構成によっては、巻回体内径側に電極層が露出しうる。例えば図３０に示されるように、積層体原反の最小構成の一例として、誘電エラストマー層が２層と、１対の電極層（すなわち電極層が２層）であり、この最小構成の積層体原反を巻き取ると、内径側に電極層Ｌｅが露出する。そこで、当該露出を回避するために、追加の誘電エラストマー層が、露出する電極層上に積層されてよい。代替的には、そのような露出が回避されるように、電極層が所定の形状を有するようにパターニングされてよい。当該露出の回避は、ｒＤＥＡの性能の向上に貢献する。
（切断工程）
　巻回体形成工程は、巻回体１６を切断する切断工程をさらに含んでよい。当該切断工程は、例えば巻き取り工程Ｓ２１の後且つ変化工程Ｓ２２の前に実行されてよく、又は、変化工程Ｓ２２の間に実行されてよく、又は、変化工程Ｓ２２の後且つ除去工程Ｓ２３の前に実行されてもよく、又は、除去工程Ｓ２３の後に実行されてもよい。
　また、当該切断工程における切断は、上記で電極層が切断面に露出するように実行されてもよい。この場合、上記で述べた裁断工程Ｓ１４においては、電極層は露出されなくてもよい。
　好ましくは、当該切断工程は、巻き取り工程Ｓ２１の後且つ変化工程Ｓ２２の前に実行される。これにより、コア１４が巻回体１６の中心軸に存在する状態で切断されるので、切断時に巻回体１６が変形しにくく、所望の切断面を有する巻回体が得られやすい。これに関して以下で図９及び図１０を参照しながら説明する。
　図９に、コアが巻回体の中心軸に存在しない場合において当該巻回体が切断された場合を表す模式図を示す。同図に示されるように、中心軸にコアが無い巻回体Ｒ１をカッター刃Ｃを用いて切断すると、巻回体Ｒ１は柔軟かつ中空であるため、切断時に押しつぶされることにより端部の切り口が水平にならない。
　図１０に、コアが巻回体の中心軸に存在する場合において当該巻回体が切断された場合を表す模式図を示す。同図に示されるように、中心軸にコアが存在する巻回体Ｒ２をカッター刃Ｃを用いて切断すると、巻回体Ｒ２の中心にコアが存在するので、切断時に巻回体が押しつぶされにくく、これにより端部の切り口が水平になる。
　このように、コアが巻回体中に存在する状態で上記切断工程が実行されることで、すなわち例えば巻き取り工程Ｓ２１後且つ変化工程Ｓ２２の前に実行されることで、良好な品質を有する巻回体を得ることができる。
　前記切断は、好ましくは超音波カッターにより行われる。超音波は、柔軟材料の切断に適しており、エラストマー層を有する巻回体の切断に適している。また、コアの材料は、カッター刃の欠けを防止するために、紙又はプラスチック材料であることが好ましい。
１．５　モジュール化工程
　モジュール化工程において、前記巻回体をモジュール化してｒＤＥＡが形成される。すなわち、モジュール化工程は、前記巻回体がＤＥＡモジュールとして機能するように構成されればよく、この工程は当業者により適宜設計されてよい。
　当該モジュール化工程は、例えば図１１のフロー図に示されるように、前記巻回体の電極層を所定の回路に組み込む回路形成工程Ｓ３１、及び、前記巻回体を所定のＤＥＡモジュールへと組み立てる組み立て工程Ｓ３２を含んでよい。
　回路形成工程Ｓ３１において、例えば、上記巻回体の電極露出面に導電性材料（例えば導電性接着剤、導電性フィルム、又は電気配線など）が施与され、当該導電性材料を介して、前記巻回体は回路と接続される。
　例えば、図１２に示されるように、巻回体１６の電極露出面が導電性接着剤１８にディップされる。そして、当該巻回体は、当該導電性接着剤を介して、所定の乖離の回路１９へと組み込まれる。また、当該巻回体は、ユーザの利便性のために、任意の筐体２０へと組み込まれてよい。本開示に従うｒＤＥＡは、以上のように製造されてよい。
　なお、以上の製造方法は、本開示に従う一実施態様であり、本開示の範囲内において当業者により適宜変更されてよい。
１．６　量産プロセスの例
　以下で、図１３～図１５を参照しながら、本開示に従う製造方法を量産プロセスにおいて実行する場合の例を説明する。
　図１３に示されるロール１０１には、第一剥離性キャリア層（基材層）Ｌ１とエラストマー層Ｌ２との積層物１０２が巻き付けられている。当該積層物１０２が同図の矢印に示されるように送られる。積層物１０２は、その誘電エラストマー層Ｌ２の表面（誘電エラストマー層Ｌ２の２つの主面のうち、当該第一剥離性キャリア層Ｌ１が積層されている面とは反対側の面）が、表面活性化処理装置１０３によって表面活性化処理される。当該表面活性化処理は、例えばプラズマ処理などであってよい。そして、その後、当該誘電エラストマー層Ｌ２の表面に、電極印刷装置１０４によって電極層Ｌ３が印刷される。当該印刷後、乾燥炉１０５において例えば送風乾燥が行わる。
　これにより、同図の（ａ）に示されるように、第一剥離性キャリア層Ｌ１、誘電エラストマー層Ｌ２、及び電極層Ｌ３がこの順に積層された積層物（ａ）が得られる。
　同図のロール１０６には、誘電エラストマー層と第二剥離性キャリア層との積層物１０７が巻き付けられている。当該積層物１０７が同図の矢印に示されるように供給され、そして、ラミネータ１０８によって、当該誘電エラストマー層が、当積層物（ａ）の電極層Ｌ３上に積層されて、同図の（ｂ）に示されるように、第一剥離性キャリア層Ｌ１、誘電エラストマー層Ｌ２、電極層Ｌ３、及び誘電エラストマー層Ｌ４がこの順に積層された積層物（ｂ）が得られるとともに、当該第二剥離性キャリア層が当該エラストマー層Ｌ４から剥離されて、ロール１０９によって巻き取られる。
　前記ラミネータ１０８は、熱ラミネートを実行するラミネータであってよい。すなわち、上記ラミネート処理は、熱ラミネーションであってよい。
　このようなラミネート及び剥離のために、前記第一剥離性キャリア層は、前記第二剥離性キャリア層よりも、当該エラストマー層から剥離しにくいものであってよい。すなわち、前記第一剥離性キャリア層を当該エラストマー層から剥離するための剥離強度は、前記第二剥離性キャリア層の剥離強度よりも大きくてよい。
　積層物（ｂ）はさらに、そのエラストマー層Ｌ４の表面（エラストマー層Ｌ４の２つの主面のうち、電極層Ｌ３と接している面とは反対側の面）が、表面活性化処理装置１１０によって表面活性化処理される。当該表面活性化処理は、例えばプラズマ処理などであってよい。そして、その後、当該エラストマー層Ｌ４の表面に、電極印刷装置１１１によって電極層Ｌ５が印刷される。当該印刷後、乾燥炉１１２において例えば送風乾燥が行わる。当該送風乾燥後、ロール１１３から供給される層間シート１１４が、電極層Ｌ５上に積層される。当該層間シート１１４は、原反ロール１１５に巻き取られた際の積層体間の接着を防ぐものであり、例えば層間紙であってよい。当該層間シート１１４は、第一剥離性キャリア層との接着を防ぐことができればよく、当業者により適宜選択されてよい。
　このようにして、同図の（ｃ）に示されるように、第一剥離性キャリア層Ｌ１、エラストマー層Ｌ２、電極層Ｌ３、エラストマー層Ｌ４、電極層Ｌ５、及び層間シート層Ｌ６がこの順に積層された積層体（ｃ）が得られ、積層体（ｃ）は、原反ロール１１５によって巻き取られる。このようにして製造された積層体（ｃ）が、原反ロール１１５巻き取られ、そして、当該積層体（ｃ）が、巻回体を製造するために用いられる。
　図１４に、積層体（ｃ）を用いた巻回体形成方法の模式図が示されている。同図に示されるとおり、原反ロール１１５から積層体（ｃ）が供給される。なお、図１４における積層体（ｃ）は、図１３における積層体（ｃ）と同じであるが、上下方向に反転されている。
　原反ロール１１５から供給された積層体（ｃ）のうち、層間シート層Ｌ６が電極層Ｌ５から剥離され、剥離された層間シート層Ｌ６はロール１１６へと巻き取られる。
　積層体（ｃ）から層間シート層Ｌ６が剥離されて、同図の（ｄ）に示されるように、第一剥離性キャリア層Ｌ１、エラストマー層Ｌ２、電極層Ｌ３、エラストマー層Ｌ４、及び電極層Ｌ５が積層された積層体（ｄ）が得られる。当該積層体（ｄ）は、所定の寸法となるようにカッター１１７－１及び１１７－２によって切断され、そして、当該所定の寸法を有する積層体（ｄ）が吸着プレート１１８上に載せられる。
　当該吸着プレート上には、電極層Ｌ５が当該吸着プレートに接しており且つ第一剥離性キャリア層Ｌ１が空気と接するように、積層体（ｄ）が配置されていてよい。
　なお、エラストマー層Ｌ２が、吸着プレートに接するように、この工程が実行されてもよい。この場合、Ｌ６の代わりに、Ｌ１が剥離されてよい。
　当該吸着プレート上の積層体（ｄ）に対して、キャリア層回収用バー１１９によって、積層体（ｄ）のうちから第一剥離性キャリア層Ｌ１だけがキャリア層回収用バー１１９に巻き取られる。これにより、同図の（ｅ）に示されるように、エラストマー層Ｌ２、電極層Ｌ３、エラストマー層Ｌ４、及び電極層Ｌ５が積層された積層体（ｅ）が得られる。
　次に、積層体（ｅ）がコア１２０へと巻き取られる。当該コア１２０の横断面模式図及び当該コアに巻き取られた巻回体の横断面模式図が図１５の（ｆ）及び（ｇ）にそれぞれ示されている。
　同図の（ｆ）に示されるように、コア１２０は、金属芯ＣＭの周囲を紙層ＣＰ及び粘着層ＣＡがこの順に覆っている構造を有する略円柱形状のコアであってよい。
　コア１２０によって積層体（ｅ）が巻き取られることで、同図の（ｇ）に示されるように、粘着層ＣＡの周囲に、積層体（ｅ）が複数回にわたって巻き取られた巻回体ＬＡが形成される。このようにして、本開示に従う巻回体構造が得られる。なお、同図においては、当該巻回体構造における層構造は省略されている。
　積層体（ｇ）から、金属芯ＣＭが除去される。金属芯ＣＭは紙層ＣＰと接触しており、紙層ＣＰから金属芯ＣＭを除去することは容易である。
　金属芯ＣＭの除去により、同図の（ｈ）に示されるように、中心軸部分が空いている紙層ＣＰのコアと、その外周を覆う粘着層ＣＡと、粘着層ＣＡの周囲を覆う巻回体ＬＡとからなる構造体が得られる。
　当該構造体の模式的な斜視図も、（ｈ）の断面図の下に示されている。当該斜視図に示されるように、当該構造体は、紙層ＣＰのコアの周囲に巻回体ＬＡが巻き付けられた構造を有してよい。
　次に、（ｈ）に示される構造体が、例えば水又は水溶液など、紙層ＣＰに浸透する液体と接触される。これにより、紙層ＣＰの状態が軟らかくなり、紙層ＣＰが巻回体ＬＡから除去されやすくなる。
　また、紙層ＣＰは、当該液体を浸透させるので、当該液体は粘着層ＣＡとも接触する。これに伴い、粘着層ＣＡは当該液体へと溶解し、又は、粘着層ＣＡは粘着性を減少させる。これにより、粘着層ＣＡによる、紙層ＣＰが、巻回体ＬＡから除去されやすくなる。　このようにコア（紙層ＣＰ及び／又は粘着層ＣＡ）の状態を変化させることで、コアが巻回体から除去されやすくなる。
　次に、紙層ＣＰが除去されることで、巻回体ＬＡが得られる。なお、当該除去に伴い、粘着層ＣＡも巻回体ＬＡから除去されてよい。得られた巻回体ＬＡは、同図において（ｉ）により示されている。代替的には、粘着層ＣＡの一部又は全部が、巻回体ＬＡの内径側に残っていてもよい。
　このように得られた巻回体は、上記で述べたとおり回路と接続されてｒＤＥＡが形成される。
２．第２の実施形態（ｒＤＥＡ）
　本開示は、巻回型の誘電エラストマー型アクチュエータ（ｒＤＥＡ）も提供する。当該ｒＤＥＡは、厚みが２００μｍ以下の積層体（以下「積層体原反」ともいう）の巻回体を有するものである。
　当該積層体原反の厚みを薄くすると、巻回時のハンドリング性が悪くなり、適切に巻き取られることができない。そのため、既知のｒＤＥＡを構成する積層体原反の厚みは、通常は２００μｍ超であり、例えば薄いものでも５００μｍ程度である。
　本発明者らは、上記１．において述べた本開示に従う製造方法によって、特には上記で説明したコアを利用することによって、積層体原反の厚みを２００μｍ以下とした場合であっても、皺などの不良が無いｒＤＥＡが製造できることを見出した。
　前記厚みは、上記のとおり２００μｍ以下であり、より好ましくは１８０μｍ以下であり、さらにより好ましくは１６０μｍ以下、１４０μｍ以下、１２０μｍ以下、又は１００μｍ以下であってよい。
　前記厚みは、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ以上であり、さらにより好ましくは１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、又は３０μｍ以上であってよい。
　本発明者らが製造したｒＤＥＡの写真を図１６に示す。同図の右は、当該ｒＤＥＡの巻回体部分の端面の写真であり、この写真中の白い四角部分の拡大図が左に示されている。当該左の写真の矢印部分が、積層体原反の厚みＴを示している。当該Ｔは、４０μｍ未満であった。本開示に従う製造方法によって、このように非常に薄い積層体原反を用い場合においても、皺などの不良の無い品質良好な巻回体を得ることができる。
　また、非常に薄い積層体原反の巻回体は、厚い積層体原反が用いられる場合と比べて、絶縁耐圧に関する問題を防ぐためにより有用である。これに関して、図１７を参照しながら説明する。
　ｒＤＥＡは、エラストマー層と電極層との積層体が巻回されているという構造を有する。これに伴い、巻回体の外径側（巻回体の外周側）に位置する部分は、内径側（巻回体の中心軸に近い側）の部分よりも引き延ばされるため、例えば絶縁耐圧の低下などの問題が生じうる。
　図１７に示されるように、内径側長をＬ１、外径側長をＬ２、巻回体の中空部分の内径を２ｒ、及び積層体原反の厚みをｄとすると、Ｌ１及びＬ２の関係は以下のとおりに表される。
 
 
　例えば、内径が１ｍｍであり且つ原反厚みが０．５ｍｍ（５００μｍ）である場合、Ｌ２は、Ｌ１に対して２倍の長さへと引き延ばされる。
　一方で、内径が１ｍｍであり且つ原反厚みが０．０４ｍｍ（４０μｍ）である場合、Ｌ２は、Ｌ１に対して１．０８倍の長さへと引き延ばされる。
　本開示に従う製造方法によって、上記のとおり２００μｍ以下という非常に薄い積層体原反を、不良無く巻回することができる。これに伴い、本開示により提供されるｒＤＥＡの積層体原反の厚みは２００μｍ以下である。そのため、外径側長さと内径側長さとの比を小さくすることができる。これにより、絶縁耐圧低下などのこれら長さの差に起因する問題を防ぐことができる。
　このように、本開示のｒＤＥＡに含まれる積層体原反の外径側長Ｌ２及び内径側長Ｌ１の比（Ｌ２／Ｌ１）は、例えば１．５以下、好ましくは１．４以下、より好ましくは１．３以下、１．２以下、又は１．１以下であってよい。
　なお、通常は、外径側長Ｌ２は内径側長Ｌ１以上であり、この比は１．００以上であってよい。
　本開示に従うｒＤＥＡの巻回体の内径２ｒ（すなわち、巻回体の中空部分の直径）は、例えば０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、０．４ｍｍ以上、又は０．５ｍｍ以上であってよい。
　当該内径２ｒは、例えば１０ｍｍ以下、好ましくは９ｍｍ以下、より好ましくは８ｍｍ以下、７ｍｍ以下、又は６ｍｍ以下であってよく、さらにより好ましくは５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、又は３ｍｍ以下であってもよい。
　本開示に従うｒＤＥＡは、このように中空部分の内径が小さいことによって、ｒＤＥＡ全体のサイズを小型化することができる。
　また、このように内径が小さいｒＤＥＡは、上記で製造方法に関して述べたとおり、コアを用い且つ当該コアを変化させて除去するということによって実現できる。従来は、このように内径が小さいものを製造することは非常に困難であった。
　本開示に従うｒＤＥＡの巻回体の外径は、図１８に示されるように、巻回体ＬＡの外周面（最外層）により規定される円の直径Ｄｏに相当する。
　当該外径は、例えば１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、又は３ｍｍ以上であってよい。
　当該外径は、例えば１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは９ｍｍ以下、さらにより好ましくは８ｍｍ以下、７ｍｍ以下、又は６ｍｍ以下であってよい。
　一実施態様において、当該外径は、５ｍｍ以下、又は４ｍｍ以下であってよい。本開示に従う製造方法によって、このように極めて外径が小さい巻回体を有するｒＤＥＡを得ることもできる。
　本開示に従うｒＤＥＡの巻回体の外径がこのように小さいことによって、ｒＤＥＡ全体のサイズを小型化することができ、さらにはｒＤＥＡが組み込まれる装置のサイズを小型化することもでき、あるいは、ｒＤＥＡの小型化に伴い他の部品を装置に組み込むためのスペースが確保される。
　本開示に従うｒＤＥＡの巻回体の質量は、例えば１０ｍｇ以上、２０ｍｇ以上、又は３０ｍｇ以上であってよい。
　当該質量は、例えば１０００ｍｇ以下、好ましくは９００ｍｇ以下、より好ましくは８００ｍｇ以下、さらにより好ましくは７００ｍｇ以下、６００ｍｇ以下、又は５００ｍｇ以下であってよい。
　一実施態様において、当該質量は、４００ｍｇ以下、３００ｍｍ以下、２００ｍｇ以下、１５０ｍｇ以下、又は１００ｍｇ以下であってもよい。本開示に従う製造方法によって、このように極めて軽い巻回体を有するｒＤＥＡを得ることもできる。
　本開示に従うｒＤＥＡの巻回体がこのように軽量であることによって、ｒＤＥＡ全体の質量を小さくすることができ、さらにはｒＤＥＡが組み込まれる装置の質量を小さくすることもできる。
　本開示に従うｒＤＥＡの巻回体の巻回軸方向における長さＬＨは、図１８に示されるように、巻回体ＬＡの柱状形態の高さＬＨに相当する。
　当該長さＬＨは、例えば２ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、又は１５ｍｍ以上であってよい。
　当該長さＬＨは、例えば５０ｍｍ以下、好ましくは４５ｍｍ以下、より好ましくは４０ｍｍ以下であってよい。
　一実施態様において、当該長さＬＨは、３０ｍｍ以下、２５ｍｍ以下、又は２０ｍｍ以下であってもよい。本開示に従う製造方法によって、このように小さい巻回体を有するｒＤＥＡを得ることもできる。
　本開示に従うｒＤＥＡの積層体原反は、上記１．において述べた少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層体であり、すなわち、前記巻回体を形成する巻回される積層体シートである。当該積層体原反は、例えば図１９に示されるように、誘電エラストマー層Ｄ１、電極層Ｅ１、誘電エラストマー層Ｄ１、及び電極層Ｅ２がこの順に積層された積層構造を有するシートであってよい。当該シートが巻回されて、巻回体が得られる。これら誘電エラストマー層及び電極層の材料は、上記１．において述べたとおりであってよい。
　また、上記１．において述べたとおり、上記積層構造に、追加の１以上の誘電エラストマー層及び／又は追加の１以上の電極層が、電極層と誘電エラストマー層が交互に積層されているように、積層されていてもよい。
　本開示に従うｒＤＥＡは、前記巻回体に加え、当該巻回体中の電極層が電気的に接続された回路を有してよい。当該回路が示されたｒＤＥＡの模式図が、図２及び１２に示されている。当該回路の構成は、当業者により適宜設計されてよい。
　本開示に従うｒＤＥＡは、前記巻回体が収容された筐体をさらに有してよい。当該筐体は、前記巻回体の伸縮（特には巻回体の軸方向における伸縮）に対応した構造変化が可能であるように構成されてよい。例えば、図１２に示される筐体２０のように、当該筐体は円柱の形状を有してよい。また、当該筐体は、同図の筐体２０の横に付された矢印のとおり、当該円柱の高さ方向に伸縮できるように構成されてよい。このように構成されるために、当該筐体は、２つ以上の部分に分離されていてよく、又は、伸縮可能な材料によって形成されていてもよい。
３．第３の実施形態（装置又はシステム）
　本開示は、本開示に従うｒＤＥＡを有する装置を提供する。当該装置は、例えば操作入力装置又はトランスデューサー又は内視鏡装置であってよい。また、本開示は、当該ｒＤＥＡを有する情報処理システムも提供する。本開示に従うｒＤＥＡは、上記のとおり小型化可能であり、さらに軽量でもある。さらに、皺などの不良もなく、良好な品質を有し、量産も可能である。当該、ｒＤＥＡは、種々の装置及びシステムにおいて利用可能である。
　当該装置は、操作入力装置であってよい。当該操作入力装置は、例えば、ユーザ操作により動く可動部材と、前記可動部材の可動性を制御する誘電エラストマー型アクチュエータと、を備えている。当該誘電エラストマー型アクチュエータは、上記１．において述べた製造方法により製造されたｒＤＥＡ又は上記２．において述べたｒＤＥＡである。
　当該操作入力装置は、前記ｒＤＥＡが前記可動部材の可動性を制御するように構成されている。このように構成されている操作入力装置は、操作感を高速且つ静粛に調節することができ、且つ、小型化及び軽量化しやすい。また、前記ｒＤＥＡは、変形率が大きく、単位重量当たりの発生エネルギーも大きい。そのため、効率的に可動部材の操作感を制御することができる。
　前記操作入力装置は、例えばボタン型、ホイール型、ボール型、又はジョイスティック型の操作入力装置であってよいが、これらに限定されない。これらのタイプについて、以下でその例が示されている。また、本開示の操作入力装置は、種々の感覚をユーザに与えることができるので、例えばハプティクスデバイスとして利用されてもよい。
　前記ｒＤＥＡは、前記可動部材の動きに対する抵抗感を調節するように前記可動性を制御しうる。これにより、前記操作入力装置（特には前記可動部材）を操作するユーザは、当該操作に際して種々の抵抗感を感じることができ、すなわちユーザに種々の感覚（例えば触感など）を提示することができる。例えば、当該ユーザに、興味深い又は刺激的な体験を与えることが可能となる。
　例えば、本開示に従う操作入力装置は、例えばゲーム機のコントローラとして構成されてよく、又は、ゲーム機のコントローラを構成する一要素（例えば一つのボタンユニット）として構成されてもよい。本開示により可動部材の可動性を高速かつ静粛に制御することができる。加えて、本開示による可動部材の可動性を制御するために必要な部品の数は少ないので、装置を小型化し且つ軽量化し、さらに装置構成をシンプルにすることもできる。これらの利点は、本開示がゲーム機のコントローラに適用された場合に特に顕著に発揮される。
３．１　装置の構成例（ボタン）
　本開示に従う操作入力装置は、ｒＤＥＡの伸縮に伴う内径の変位によって、可動部材の可動性が制御されるように構成されてよい。この例について、以下で図２０を参照しながら説明する。
　同図の左には、本開示に従う操作入力装置３００の模式的な断面図が示されている。操作入力装置３００は、ユーザ操作を受け付ける可動部材３０１及び当該可動部材の可動性を制御するｒＤＥＡ３０２を備えている。当該操作入力装置は、さらにｒＤＥＡ３０２が収容されている筐体３０３、及び、可動部材３０１の動きを検知する動き検知センサ３０４を備えている。以下でこれらの構成要素について説明する。
　ｒＤＥＡ３０２は、その円筒形状の内径の変位を利用して、可動部材３０１の可動性を制御するように構成されている。ｒＤＥＡ３０２の中空部分に、可動部材３０１が配置されている。
　ｒＤＥＡ３０２は、筐体３０３の内部における２つの内面Ｓ１及びＳ２に固定されている。ｒＤＥＡ３０２は、電圧の印可によって、同図の矢印Ａの方向（円筒の軸方向）に伸長するように構成されている。
　同図の左において、ｒＤＥＡ３０２に対して電圧は印可されていない。この場合において、ｒＤＥＡ３０２は、可動部材３０１と接触している。
　ｒＤＥＡ３０２に対して電圧が印可されることで、同図の矢印Ａの方向に伸長する。しかしながら、内面Ｓ１及びＳ２の間の距離は一定であり、且つ、ＤＥＡ３０２は内面Ｓ１及びＳ２に固定されている。そのため、同図の右に示されるように、ｒＤＥＡ３０２の内径が変位する。すなわち、当該電圧の印可によって、ｒＤＥＡ３０２の内径が大きくなり、これによりｒＤＥＡ３０２が可動部材３０１と接触しなくなる（又はｒＤＥＡ３０２が可動部材３０１との間の接触圧力が低下する）。そのため、可動部材３０１とｒＤＥＡ３０２との間の摩擦が生じなくなり（又は摩擦力が低下し）、可動部材３０１の操作時の抵抗感が減少する。
３．２　装置の構成例（複数のｒＤＥＡ）
　本開示に従う操作入力装置は、１つのｒＤＥＡを備えていてもよいが、複数のｒＤＥＡを有していてもよい。これら複数のｒＤＥＡが例えば個別に制御されることで、多様な感覚を生み出すことができる。また、本開示のｒＤＥＡは、小型でありまた軽量であるので、狭いスペースに複数のｒＤＥＡを配置することができ、さらに装置自体を軽量化することもできる。複数のｒＤＥＡを有する操作入力装置の例について、以下で図２１を参照しながら説明する。
　同図には、操作入力装置２００のｒＤＥＡ配置部分を示す模式図が示されている。当該操作入力装置は、可動部材２０１、複数のｒＤＥＡ２０２－１、２０２－２、及び２０２－３、及び筐体２０３を備えている。また、当該操作入力装置は、可動部材２０１の動きを検知するセンサ（図示されていない）を備えている。
　ｒＤＥＡ２０２－１～２０２－３は、互いに独立に、同図に示される矢印方向に伸縮することができるように構成されている。当該伸縮を個別に制御することによって、可動部材２０１を押した場合にユーザが受け取る感覚を多様に変化させることができる。
　例えば、これら３つのｒＤＥＡのうち、いずれか１つ又は２つに電圧が印可され且つ他の２つ又は１つのｒＤＥＡは電圧が印加されないことで、可動部材２０１の可動性が、全てのｒＤＥＡに電圧が印可された場合又は印可されない場合と比べて変化させることができる。
　また、同図の操作入力装置２００においては３つのｒＤＥＡが１つの可動部材の可動性を制御するように構成されているが、ｒＤＥＡの数は４つ以上であってもよい。
　また、同図の操作入力装置２００においては３つのｒＤＥＡが一次元的に配列されているが、複数のｒＤＥＡが二次元的に配列されてもよい。
３．３　装置の構成例（トランスデューサー）
　本開示は、本開示に従うｒＤＥＡを有するトランスデューサーも提供する。当該トランスデューサーは、例えばｒＤＥＡの変形に伴う静電容量の変化に基づき、当該変形をセンシングするように構成されてよい。
　例えばｒＤＥＡ（特には巻回体）が伸長すると、電極層間の誘電エラストマーの厚みが薄くなり、これに伴い電極層が被覆する面積が増加し、当該面積の増加は静電容量の増加をもたらす。反対に、ｒＤＥＡ（特には巻回体）が伸縮すると、電極層間の誘電エラストマーの厚みが厚くなり、これに伴い電極層が被覆する面積が減少し、当該面積の減少は静電容量の減少をもたらす。すなわち、これら電極層は可変コンデンサーとして捉えられる。
　そこで、本開示のｒＤＥＡに、当該静電容量の変化（すなわち増加又は減少）を測定するための電極対を備えることで、ｒＤＥＡの変形を検出することができ、又は、ｒＤＥＡの変形の程度を定量化することもできる。
　前記静電容量の変化を検出するための前記電極対は、上記で述べた電極層に電気的に接続されてよい。すなわち、１つの誘電エラストマー層を挟む２つの電極層それぞれに、前記電極対を構成する電極がそれぞれ電気的に接続されてよい。そして、当該電極対は、所定の静電容量検出回路と電気的に接続されてよい。すなわち、前記トランスデューサーは、本開示に従うｒＤＥＡに加えて、当該ｒＤＥＡの電極層と接続された静電容量検出回路を有してよい。当該回路は、前記電極対を介して、前記ｒＤＥＡの電極層と接続されてよい。
　また、本開示は、本開示に従う巻回体を有するトランスデューサーも提供する。当該トランスデューサーは、前記巻回体と前記巻回体（特には電極層）に電気的に接続された静電容量検出回路とを有してよい。当該トランスデューサーは、上記のとおりセンシングするように構成されてよい。当該トランスデューサーは、上記のとおりセンシングするように且つアクチュエータとして動作するように構成されてもよいが、アクチュエータとしては動作せずにセンシングするのみであってもよい。
３．４　装置の構成例（内視鏡装置）
　本開示は、本開示に従うｒＤＥＡを有する内視鏡装置も提供する。例えば、当該内視鏡装置を構成するビデオスコープの先端カメラ部分に、本開示のｒＤＥＡが備えられてよい。当該ｒＤＥＡは、先端カメラ部分の形状を変化させるように構成されてよい。本開示に従うｒＤＥＡは小型であり且つ軽量であるので、当該先端カメラ部分に設けるために適している。例えば、当該ｒＤＥＡは、当該先端カメラ部分を伸縮させるように構成されてよく、又は、当該ｒＤＥＡは、当該先端カメラ部分を所望の方向へ曲げるように構成されてよい。
３．５　情報処理システムの構成例
　本開示は、以上で説明した装置（特には操作入力装置又はトランスデューサー又は内視鏡装置）を含む情報処理システムも提供する。当該情報処理システムの例について、図２２Ａ及び図２２Ｂを参照しながら説明する。
　一実施態様において、本開示に従う情報処理システム１０００は、本開示に従う装置（特には操作入力装置）１００に加えて、装置１００へｒＤＥＡを制御するための信号（電気信号）を送信するように構成された情報処理装置１１００を含んでよい。情報処理装置１１００は、装置１００のＤＥＡ１０２へ所定の電圧が印可されるように、装置１００を制御しうる。
　他の実施態様において、本開示に従う情報処理システム１０００は、本開示に従う装置（特にはトランスデューサー）１００に加えて、装置１００からのｒＤＥＡの変形（特には静電容量の変化）に関する信号（電気信号）を受信するように構成された情報処理装置１１００を含んでよい。情報処理装置１１００は、装置１００から受信した信号に応じて、所定の情報処理を実行しうる。
　また、情報処理装置１１００は、装置１００（特には操作入力装置）へのユーザ操作により生じた信号（電気信号）を受信するように構成されていてよい。当該信号は、例えば動き検知センサ１０４が可動部材１０１の動きを検知したことによって生成された信号であってよい。
　情報処理装置１１００と装置１００とは、任意の接続方式で接続されてよく、例えばＵＳＢケーブルなどを介して接続されてよい。情報処理装置１１００と装置１００との間で送信又は受信される信号は、当業者により適宜設定されてよい。
　一実施態様において、情報処理装置１１００は、例えばゲームを実行可能な情報処理装置であってよく、いわゆるゲーム機であってよい。この場合において、装置１００は、当該ゲーム機のコントローラであってよい。
  情報処理装置１１００の構成は当業者により適宜設定されてよいが、例えば図２０Ｂに示されるように、制御部１１０１と、記憶部１１０２と、操作制御部１１０３と、出力制御部１１０４とを備えていてよい。なお、例えば制御部１１０１、操作制御部１１０３、及び出力制御部１１０４の機能は、一つの制御部にまとめられていてよい。
　制御部１１０１は、例えばＣＰＵ及び／又はＧＰＵ等のプログラム制御デバイスであってよく、記憶部１１０２に格納されたプログラムに従って動作しうる。例えば情報処理装置１１００がゲーム機である場合には、制御部１１０１は、ゲームのアプリケーションを実行するように構成されうる。制御部１１０１は、操作制御部１１０３から、操作入力装置１００に対するユーザ操作により入力された信号を受信すると、当該信号に基づき、所定の処理を実行しうる。
  記憶部１１０２は、例えばメモリデバイス又はハードディスクドライブであってよく、制御部１１０１によって実行されるプログラムを保持していてよい。
  操作制御部１１０３は、操作入力装置１００との間で所定の接続方式で（例えば無線または有線にて通信可能に）接続され、操作入力装置１００から、操作入力装置１００に対するユーザ操作の内容を表す信号を受信して、当該信号を制御部１１０１に送信する。
  出力制御部１１０４は、テレビ、モニタ、又はヘッドマウントディスプレイの表示デバイスに接続されてよく、制御部１１０１から入力される指示に従って、音声及び／又は映像の信号をこれらの表示デバイスに出力する。
４．実施例
　以下の実施例において本開示のより具体的な例を説明するが、本開示は以下の実施例のみに限定されるものでない。
４．１　巻回体の製造
（積層体形成工程）
　ＰＥＴ離型基材上に、シリコーン系の誘電エラストマー材料を塗布し、そして、硬化させて誘電エラストマー層を形成した。当該誘電エラストマー層に、カーボンナノチューブを含む導電性インク（VC102、CHASM社）をスクリーン印刷により塗布し、そして、硬化させて電極層を形成した。このようにして、電極層が積層されたエラストマー膜を形成した。
　当該エラストマー膜を２枚作成し、重ね合わせて熱プレスすることによって貼り合わせた。このようにして、１対の相補電極層とエラストマー層との積層体（以下「積層体原反」ともいう）を形成した。
　前記積層体の厚みは、４０μｍ未満であった。
（巻回体形成工程）
　以下表１に示される４種類のコアを用意した。各コアの外周に、水溶性の両面テープ（水溶性両面粘着テープ57-899、Clover社）を貼りつけた。当該両面テープは、水溶性高分子ＰＶＡを粘着層として有するものであった。
 
　前記積層体原反を、前記両面テープが貼り付けられたコアの周囲に巻き取って、巻回体を得た。なお、当該巻き取りは、前記積層体原反の表面にコアを押し当てて、コアを転がすことによって実行することができる。また、反対に、固定したコアに前記積層体原反を巻き付けることによって実行されてもよい。
　このようにして得られた巻回体は、いずれも皺が無かった。
（変化工程）
　コアとして熱収縮チューブが用いられた巻回体は、上記表１の変化工程欄に示される条件で、空気中で加熱された。
　コアとして中空紙管、紙紐、又は紙巻針金が用いられた巻回体は、上記表１の変化工程欄にそれぞれ示されるとおりの条件で、水中に浸漬された。なお、熱水の温度は約９０℃であった。
　このようにして、各コアの状態が変化された。
（除去工程）
　変化工程後、各巻回体からコアが抜き取られた。抜き取り可能となるまでの時間は、上記表１の変化工程欄に示されるとおりであった。
　紙巻き針金がコアとして用いられた場合、抜き取り可能となるまでに６０分を要した。紙紐及び中空紙管がコアとして用いられた場合、抜き取り可能となるまでにそれぞれ３０分及び５分を要した。
　これらの結果より、浸漬される巻回体のコアは、液体が浸透しやすい繊維質又は多孔質の材料であることが望ましいと考えられる。このような材料によって、キャピラリー効果や浸透圧の差により、液体がコア中に迅速に浸透すると考えられる。
　また、紙紐よりも中空紙管のほうが、よい早く抜き採り可能であった。すなわち、変化工程において、コアは中空を有することが望ましいと考えられる。
４．２　種々のサイズの巻回体の製造
　コアとして中空紙管を用いて種々のサイズの巻回体を製造した。製造方法は、上記４．１で述べたとおりであった。図２３に、当該製造方法における各段階の状況を示す写真が示されている。
　同図の（ａ）は、積層体原反が巻回されている状態の写真である。当該写真に示されるように、積層体原反ＬＡが、中空紙管ＣＰに巻き取られた。
　同図の（ｂ）は、コアに巻き取られた巻回体の写真である。
　このようにして得られたコア付き巻回体が、熱水（９０℃）へと約５分間浸漬されて、コアの状態が変化された。当該変化後、コアが巻回体から抜き取られた。このようにして、種々のサイズの中空の巻回体が得られた。
　同図の（ｃ）に、５種の巻回体の切断面の写真が示されている。同図において、Ｒｉは巻回体内径である。Ｒｏは巻回体外径である。Ｍは質量である。
　以上のとおり、変化工程及び抜き取り工程を実行することによって、小型且つ軽量の巻回体を製造することができる。
４．３　ｒＤＥＡの製造及び評価
（ｒＤＥＡ巻回体の寸法）
　ｒＤＥＡの巻回体の中空部分の内径は、コアの外径に一致する。また、積層体原反の巻き取り方向における長さと厚みにより、ｒＤＥＡ巻回体の最終寸法が決定される。なお、ｒＤＥＡの高さは積層体原反の幅（前記巻き取り方向と垂直な方向における寸法）に一致する。
（発生力）
　ｒＤＥＡの発生力Ｆは、以下の式により求められる。
 
 
　当該式において、εｐは誘電エラストマー層の誘電率であり、Ｖは印加電圧であり、ｄは誘電エラストマー層の厚みであり、ＳはｒＤＥＡの断面積である。また、最右辺中のＣはｒＤＥＡの物性に由来する項をまとめた定数である。
（サイズ）
　図２４の左に示されるように、積層体原反の寸法のうち、厚みとｔとし且つ巻き取り方向における長さをｌとする。また、同図の右に示されるようにコアの横断面における外径（粘着層が存在する場合は粘着層も含む）をＲｉとする。この場合において、ｒＤＥＡの巻回体のサイズ（内径Ｒｉ、外径Ｒｏ、及び厚みｄ。図２５の右下の模式図参照。）は、以下のとおい、積層体原反の寸法（厚みｔ及び長さｌ）とコアの外径Ｒｉにより制御することができる。
　ｒＤＥＡの巻回体の内径Ｒｉは、コアの外径Ｒｉと同じである。
　ｒＤＥＡの巻回体の外径Ｒｏは、以下の数式により求められる。
 
　ｒＤＥＡの巻回体の厚みｄは、以下の式により求められる。
 
　図２５に、特定の厚みｔ及び長さｌにおける５パターンに関して、Ｒｉに対するＲｏ及びｄの関係性を示すグラフが示されている。同図下部の４つの写真に示される実際に製造した１～４のｒＤＥＡ巻回体のＲｉ、Ｒｏ、及びｄは、これらグラフ中に示されるように、前記数式と整合することが確認された。
（発生力の測定）
　製造された巻回体（図２５の丸囲み数字２に示される写真の巻回体）を回路に接続してｒＤＥＡを製造した。当該ｒＤＥＡに対して電圧を印加して生じる発生力を測定した。具体的には、印加電圧を１００Ｖ、２００Ｖ、及び３００Ｖと変化させた際の発生力を力覚センサにより測定した。当該測定は、図２６の測定系模式図のとおり、ステージＳｔ上に配置されたｒＤＥＡに対して電圧を印加し、当該電圧印可により同図の矢印方向（巻回体の円筒形状の伸長方向）に生じる発生力を力覚センサＳｅ（株式会社テック技販、ＵＳＬＧ２５）によって測定することにより行われた。
　測定結果が、図２７Ａに示されている。同図には、１００Ｖ、２００Ｖ、及び３００Ｖの電圧を０．２Ｈｚの矩形波で印加した際の発生力（Blocked force）の時間（Time）における推移が示されている。この図に示されるように、電圧に応じた発生力が生じていることが確認された。
　また、印加電圧（Applied voltage）と発生力（Blocked force）との関係が図２７Ｂに示されている。同図において、ドットはデータ点を示し、曲線は近似曲線である。当該近似曲線から、発生力と電圧の二乗との関係は概ね以下のように計算できることが確認された。
 
　以上より、本開示に従うｒＤＥＡは、電圧の制御により発生力を制御することができることが分かる。
　本開示は、以下のように構成されてもよい。
［１］
　コアに少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層を巻き取って巻回体を得る巻き取り工程と、
　前記巻き取り工程後に、前記コアの状態を変化させる変化工程と、
　前記変化工程後に、前記コアを前記巻回体から除去する除去工程と、
　を含む、巻回状を有する誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法。
［２］
　前記コアは、略円柱形状のコアである、［１］に記載の製造方法。
［３］
　前記コアは、液体が浸透可能な材料から形成された略円柱形状コアである、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］
　前記コアは、繊維質材料又は多孔質材料を含む略円柱形状コアである、［１］～［３］のいずれか一つに記載の製造方法。
［５］
　前記コアは、中空の略円柱形状コアである、［１］～［４］のいずれか一つに記載の製造方法。
［６］
　前記製造方法は、前記コアに巻き取られた前記巻回体を切断して前記相補電極層を露出させる切断工程を含む、［１］～［５］のいずれか一つに記載の製造方法。
［７］
　前記巻き取り工程において得られた巻回体は、前記コアと前記巻回体との間に粘着層を有する、［１］～［６］のいずれか一つに記載の製造方法。
［８］
　前記粘着層は水溶性高分子を含む、［７］に記載の製造方法。
［９］
　前記変化工程は、前記コアを液体に接触させること又は前記コアを加熱することを含む、［１］～［８］のいずれか一つに記載の製造方法。
［１０］
　前記変化工程は、前記コアを液体に接触させることを含み、
　前記液体は、前記コアへ浸透するものである、
　［１］～［９］のいずれか一つに記載の製造方法。
［１１］
　少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層物の巻回体を有し、
　前記積層物の厚みが２００μｍ以下である、
　誘電エラストマー型アクチュエータ。
［１２］
　前記積層物の厚みは１００μｍ以下である、［１１］に記載の誘電エラストマー型アクチュエータ。
［１３］
　前記巻回体は中空部分を有し、
　当該中空部分の内径は１０ｍｍ以下である、
　［１１］又は［１２］に記載の誘電エラストマー型アクチュエータ。
［１４］
　［１１］～［１３］のいずれか一つに記載の誘電エラストマー型アクチュエータを備えている装置。
［１５］
　前記装置は、操作入力装置又はトランスデューサーである、［１４］に記載の装置。［１６］
　［１４］又は［１５］に記載の装置を含む情報処理システム。
　以上、本開示の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等を用いてもよい。また、上述の実施形態及び実施例の構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　また、本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。
１０　基材層
１１　誘電エラストマー層
１２　電極層
１３　積層体
 
 
 
 
 

Claims (16)

  1. 　コアに少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層を巻き取って巻回体を得る巻き取り工程と、
    　前記巻き取り工程後に、前記コアの状態を変化させる変化工程と、
    　前記変化工程後に、前記コアを前記巻回体から除去する除去工程と、
    　を含む、巻回状を有する誘電エラストマー型アクチュエータの製造方法。
  2. 　前記コアは、略円柱形状のコアである、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記コアは、液体が浸透可能な材料から形成された略円柱形状コアである、請求項１に記載の製造方法。
  4. 　前記コアは、繊維質材料又は多孔質材料を含む略円柱形状コアである、請求項１に記載の製造方法。
  5. 　前記コアは、中空の略円柱形状コアである、請求項１に記載の製造方法。
  6. 　前記製造方法は、前記コアに巻き取られた前記巻回体を切断して前記相補電極層を露出させる切断工程を含む、請求項１に記載の製造方法。
  7. 　前記巻き取り工程において得られた巻回体は、前記コアと前記巻回体との間に粘着層を有する、請求項１に記載の製造方法。
  8. 　前記粘着層は水溶性高分子を含む、請求項７に記載の製造方法。
  9. 　前記変化工程は、前記コアを液体に接触させること又は前記コアを加熱することを含む、請求項１に記載の製造方法。
  10. 　前記変化工程は、前記コアを液体に接触させることを含み、
    　前記液体は、前記コアへ浸透するものである、
    　請求項１に記載の製造方法。
  11. 　少なくとも１対の相補電極層及び誘電エラストマー層の積層物の巻回体を有し、
    　前記積層物の厚みが２００μｍ以下である、
    　誘電エラストマー型アクチュエータ。
  12. 　前記積層物の厚みは１００μｍ以下である、請求項１１に記載の誘電エラストマー型アクチュエータ。
  13. 　前記巻回体は中空部分を有し、
    　当該中空部分の内径は１０ｍｍ以下である、
    　請求項１１に記載の誘電エラストマー型アクチュエータ。
  14. 　請求項１１に記載の誘電エラストマー型アクチュエータを備えている装置。
  15. 　前記装置は、操作入力装置又はトランスデューサーである、請求項１４に記載の装置。
  16. 　請求項１４に記載の装置を含む情報処理システム。
     
     
     
     
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