JPH09512744A - 噴霧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 静電噴霧装置は、装置（１０）と噴霧されるターゲット（１６）の間に第１次電荷戻り路を設ける手段（２０）及び、潜在的に有害な噴霧状態にあるオペレーターに警告する回路（２４／２０４：第４図）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 噴霧装置 本発明は、静電噴霧装置に関する。 ある対象物を噴霧する際に、対象物すなわちターゲットと装置の間で電荷の不 均衡が起こるとその問題が生じ得る。すなわち、放電の危険性が存在し、その結 果に可燃性の溶媒（例えば、噴霧される組成物の一部のような）が存在する場合 にオペレーターが電気的衝撃を受けたり、有害な状態が発生することになるから である。その危険性は、装置と噴霧されるターゲットとの間で、良好な電気的連 続性があることを確実にすること、特にターゲットと装置との間の接地帰路を備 えることを目的とする電気的接続を行うことによって、最小にされ得る。 本発明の第１の特徴に関して、装置と噴霧される物体との間に第１次電荷帰路 を有する接触手段及び、装置と噴霧される物体の間に設置される回路をテストす る手段を備える静電噴霧装置が提供される。 テスト手段は、そのように設定された回路の抵抗または、インピーダンスを検 出する手段によって、構成される。 テスト手段は第１次電荷帰路を介して、装置に戻る電荷を検出するために配置 され得、好ましくは、しかしテスト手段は第１次路とは別のルートを介する装置 に戻る電荷を検出する手段によって、構成される。 本発明の第２の特徴に関して、装置と噴霧される物体 との間に第１次電荷帰路を有する接触手段及び、装置を持つオペレーターを介し て装置に戻る電荷を検出する手段を備える静電噴霧装置が提供される。 好ましくは、また装置は前記第１の路とは別のルートを介して戻る電荷の検出 に応じて、出力信号を発する手段を備える。 この様にして、安定して効果的な第１次電荷帰路を発生させるかまたは、他の 状態にさせ得る。もし、効果的な第１次電荷帰路が 立されないと、別の路を介 して装置に戻る傾向が起こる。例えば、充分な第１次電荷帰路の欠如した状態で は、噴霧が続行するので噴霧される物体に沈着し、電気的に帯電された噴霧小滴 同士が更に反発する傾向がある。小滴は次第に、第１次路とは別のルートを介し て装置に戻る電荷が結果的にオペレーターに沈着し得る。 第１次路とは別のルートを介する電荷戻りの検出は、不十分な第１次路と、第 １次電荷路を介する噴霧流の戻りが影響を受ける他の状態の検出を行う。欠陥の ある１次電荷帰路の存在は、物体への不適当な接続部が設けられることに特徴が あり得る。第１次路とは別のルートを介して電荷戻る他の状態は、対象とするタ ーゲットと別の物体への連続する帯電噴霧が堆積して起こる過剰噴霧、絶縁性履 き物をはいているオペレーターによって行われる噴霧を含む状態で発生し得る。 例えば、もし噴霧される物体に不十分な接続をして、 アース帰路が不十分であると、それは噴霧の間に検出され、オペレーターへ信号 を送り得る。もし適当な接続だとすると、その欠点は本質的に電荷不均衡が発生 する点まで噴霧が連続する前に、欠点は改善され得る。 従来、電荷帰路を備える接触手段は、噴霧される物体の適切な位置に接続する 接続手段で終端するリード線形式の電気的導体を含んでいる。 付加的な安全性を備えるため導電リード線は好ましくは、装置と噴霧される物 体に取り付ける接続装置の間に接続される一対の導電体から成る。二つの導電体 はその様な方法でループを形成する、もし一つの導電体は第１次電荷帰路の完全 な状態が結果的に障害による損傷を受けると、ループの破壊が検出され、警告が 発せられ、そして（または）自動的に噴霧を終了させる。 接触手段の単独の導電体または複数の導電体は、典型的に高絶縁の材料で覆わ れている。 接触手段は、取り外し可能で、装置に接続可能であり、配置は望ましい形態で ある。もし、接触手段が全くまたは、正確に接続されていないと、噴霧操作は機 能しなくなる。例えば、接触手段は使用される装置（例えば、ジャックプラグま たは類似の装置に関連する相補形のソケットに差し込み可能な接続具）に接続手 段によって、接続部に備えられ得、装置の高圧発電回路に動力を供給する低電圧 供給器のように接続具が回路を作り、そして接続部の移動は回路内で、装置の普 通の操作を妨げる開放 回路を作る。 代わりにに接触手段は永久に装置に接続され得る。 接続手段は従来、対象物に取り付けるクリップ型を含んでおり、従来、良好な 電気的な接続を確実にするため、対象物に堅固に噛む一つかそれ以上の歯を有す る。クリップの顎の設計は、好ましくはサブストレートの広い範囲を掴ませるよ うに形成された顎によって、小さな接触部分（好ましくは点接触歯）に渡って高 い接触力が与えられる。 好ましくは、第１次電荷とは別の路を介して装置に電荷が戻る場合、作られる 出力信号は、可視、可聴そして（または）触覚である特徴を有する。出力信号は 、噴霧状態が不十分であることに応じて、発せられると考えられる。しかし、我 々はその様な出力信号の欠如によって、合図が出される時に、不十分な状態の可 能性を無視するわけにはいかない。特に、適当に設けられた第１次電荷帰路によ る普通の噴霧の間、信号（例えば、発光灯または、可聴音信号）の発生による普 通状態と、信号（例えば、信号をとめる）の消滅によって異常の合図をすること に適し得る。その様な装置は可能といえども、普通の噴霧で合図が持続するため のエネルギーの消費を伴い得ることから、好ましくはなく、またオペレーターは 信号の突然の発生よりむしろ消滅に気付かなければならない。 一定の状況における噴霧に対して、警告する出力信号の発信は、例えば物体と の良好な電気的連続性が設けら れていなかった時、装置の噴霧操作は、第１次路とは別のルートを介する電荷戻 りの方向に応じて、抑制または妨げられ得る。 本発明のより明確な特徴に関して、噴霧される物体と装置の間に第１次電荷帰 路、第２次電荷帰路を形成する接触手段及び、装置の噴霧操作の間、第２次路を 介して装置に戻る電荷を検出する手段及び、連続する噴霧は潜在的に有害である 状況で出力信号を表示する手段を備える静電噴霧装置がある。 電荷検出手段は従来、限界電位に達するまで電荷を蓄えさせ、その限界電位で 放射がおこる。放射は出力信号発信の操作をする放射関知スイッチを下げるよう にさせる。従来の限界電圧の達成時に放射を行う装置は、ネオン放電ランプであ る。スイッチはソリッドステートに適する光感度スイッチであり得る。 潜在的に有害な状態は、第２路を介して装置に戻る電荷の率を基礎として、検 出され得る。すなわち、もし（特に電流のように測定される）電荷が戻る率が予 め決められた値に達すると、出力信号が発せられ得る。 第２路は好ましくは、装置から放出された液体の帯電のため、高電圧を発生用 に設計された電気回路に接続されている。 従来、出力信号は、その様な潜在的に有害な状態を克服する間、常時または間 隔を置いて発信される。特に、出力信号の周波数と（または）強度は装置への電 荷戻り 率に依存して変化し得る。従って、戻り率が増す時、出力信号の周波数またはの 強度は同様に増す。 好ましくは、第２路は、装置の使用の間、使用者の手が接触し得る部分に、装 置のハウジングに備えられた終端部分を含む。従って、例えば、装置のハウジン グは、終端部分を備え、また少なくともその一部を構成するハンドグリップ部分 によって構成され得る。端子部分は、通常は半導電性材料で充分とされ得る、効 果的な帯電伝導を目的とする充分な導電性を有する材料から構成され得る。導電 性は、約10⁷〜約10¹⁰Ωcmの範囲内の抵抗を有する材料であることを意味してい る。また端子部分も、衝撃抑制を備えるように配置され、この目的のため典型的 に約10MΩまたは、それ以上例えば1GΩまでの高い抵抗を有し得る。 本発明は通常、手持で使用するのに適した分離可能なユニットから成り、噴霧 される液体が放出されるノズルと、液体をノズルへ供給する手段と、液体に供給 する高電圧発生用の回路を備える種類の静電噴霧装置に関する。本発明が適用さ れる装置において、通常、発電された高電圧が、普通ノズルから出る液体へ印加 されるように構成されており、ノズル放出口より小さな直径を有する、一つかそ れ以上の液糸へ、液体が放出するために効果的な電場が設けられるようになって おり、電気的に帯電した小滴の噴霧を作り出す各液糸で分裂させる。 本発明の実施例において、静電噴霧装置は、グリップ ハンドル部分を備えるハウジング及び、ノズル及び、噴霧される液体を収容して ノズルへ液体を供給する手段及び、低電圧源からノズルから噴射する液体に供給 するための高電圧を作る手段及び、噴霧される物体と装置の間に第１電荷帰路を 設ける電気伝導リード線及び、対象物に接続するコネクタで終端するリード線及 び、物体と装置の間の電荷不均衡の形成を妨げるのに不適当である時、オペレー ターを介して電荷が装置に戻ることのできる、第２電荷帰路を作るハンドグリッ プ部分に関する手段及び、連続的な噴霧が潜在的に有害である状態で出力信号の 表示をする第２路を介する帰路に応じる手段から成る。 本発明と同種の装置は、国際特許出願番号第GB94/02407に開示されている出願 明細書に明らかであり、本明細書の全体の内容はこの参照文献の長所から、本件 に取り入れられている。 従って、本発明の他の目的は、特に静電噴霧装置を備え、独占的に約5×10⁶Ω cmの抵抗と、少なくとも4cc/min迄の噴霧率で約1ポイズの粘着性を有する噴霧液 体の使用するためではなく、放出口を備えるノズル手段から成る前記装置、噴霧 される液体を前記ノズル手段に供給する手段及び、高電圧発生装置ノズルの放出 口で噴射する液体へポテンシャル電位を供給する高電圧発生装置に接続される手 段及び、ノズル手段の放出口に近接の電場強度を修正し、電極でノズル手段に隣 接して配置される電極、電極でノズル放出口から噴射する液体と同じ極性で、 且つノズルの手段の最近接部で電位勾配を減少させる電位が発生するために、前 記発生装置に電極が電気的に接続する手段及び、噴霧される物体から装置への第 １次電荷帰路を作る第１手段、第２次電荷帰路を設ける第２手段、第２次路を介 して戻る電荷の検出手段を備える。 通常、電極は半導電性材料から成る。半導電性材料には、導電体よりも絶縁性 があると考えられ得ている材質から成り、例えば、少なくとも1×10⁷Ωcmの抵抗 を有している。しかし半導電性材料は囲いの前先端部で時間の間隔内で蓄積する 、全操作電位を送る充分な導電性を有しており、そのため充分な液体の液糸の噴 霧を支援するため、ノズルの放出口に集められる前に、全操作電位が囲いの前先 端部で設けられる確実にしている。それによって、塗料噴霧がに特に望ましくな い、例えば吐き出しなどの、液体の仮想噴霧が起こる傾向を抑える。また、電極 は半導電性材料から成るという事実も、電極の欠陥またはその様な点から起こる コロナ放電の危険を軽減する。約10¹¹〜10¹²Ωcmの抵抗容量を有する材料は、特 に本発明のこの特徴の半導電性材料の使用に適している。 液体の抵抗は典型的に5×10⁵〜5×10⁷Ωcm、更に通常2×10⁶〜1×10⁷Ωcmの範 囲内である。 ノズルの放出口から噴射する液体に供給される電位は、普通25kVを越え、典型 的に40kVAまでと、好ましくは28〜35kVである。 好ましくは、電極に供給される電位は、本質的にノズ ル手段の放出口から噴出する液体に供給されるような電位と同じ大きさである。 実際問題として、前記のことは電気的に接続する電極と液体によって、電圧発生 装置の共通の高圧出力が達成され得る。 液体へ供給される電圧は、ノズル手段の放出口に近接の接続手段によって供給 され得、または液体を収容するカートリッジを備える接続部を介して供給され得 る。液体はそれ自体がノズル放出口へ供給電圧を導電する手段である。カートリ ッジは金属ケーシングまたは金属弁の様な、単独または複数の導電性構成部分で あり、電圧はその様な導電性構成部分の作用を介して、液体に供給され得る。 金属ケーシングから成るカートリッジの好ましい一実施例のおいて、液体と電 極の両方に供給される電圧は、電圧発生装置から金属ケーシングの作用を介して 供給される。 特に、電極は半導電体材料から作られており、好ましくはノズル手段は電極と ノズル手段を形成する材料より、更に絶縁性を有する材料から作られており、ノ ズル放出口方向へ収束するテーパー状をしている。 放出口は通常、円形の開口形状をし得、液体が単独液糸から噴射される。そし て電極は通常、前記半導電性材料から成る囲いまたはカラーの様に環形状をして いる。 好ましくは、装置は手に持っての使用することに適しており、ノズル手段の放 出口へ液体を供給する手段は使 用者が操作可能な作動装置から成り、作動装置へ供給される力によって、供給率 が調整されるように配置され得る。 有利には、装置は供給手段の操作装置の操作か、また電圧発生装置の起動にも 影響し、好ましくはどの液体もノズル手段の放出口から噴出される前に、電圧が 液体に印加されるようにされいる。それによって装置から液体の制御されない放 電が生じるどんなリスクも回避し、また噴霧の開始前に、必要な操作電圧は電極 で作られ得ることも確実にする。 粘性の液体、特に車体パネルの噴霧に適した塗装塗料に関して、ノズル手段の 放出口の直径は望ましくは少なくとも500ミクロン（より好ましくは少なくとも6 00ミクロン）である。それによって使用者の側に不適当な影響を及ぼすことなし に、望ましい噴霧率／流量を達成し、また塗料塗装中に浮遊した分子によって妨 害される傾向も軽減することを目的としている。 放出口手段に関する電極の位置は、特に狭い範囲に散布する、小滴の発散散布 を作ることを確実にするため、重要と考えられている。電極の位置は従来、電極 に発生させられる電圧の大きさに依存する。 本発明の好ましい実施例では、環状の電極によって取り囲まれた単独液糸を作 るノズル手段を用いている。電極は本質的に液体の場合と同じ大きさの電圧を供 給し、好ましくはノズル手段の前先端部と径方向に対向する環 状電極の前先端部との間に伸びる、仮想線の間に、角度が140°〜195°、更に好 ましくは150°〜180°の範囲内で配置される。 単に例として添付図面を参照して本発明を説明する。 第１図は本発明に関して、噴霧装置の操作による第１次、第２次電荷帰路を示 した概略図である。 第２図は第１次電荷帰路と異なるルートを経由して装置に戻る電荷の検出回路 を組み込んでいる噴霧装置の概略図である。 第３図は第２図の実施例の検出器の回路図であえる。 第４図は本発明の別の実施例の概略図である。 第１図を参照して、使用者１２が持っている噴霧装置１０は、通常ターゲット １６に向けて、特に塗装用塗料の帯電された液滴を噴霧１４する。液体塗装の静 電噴霧の固有の性質はアプリケータを含む回路を形成する必要性があり、液体噴 霧は装置１２のノズル１８から、ターゲット面に噴射される。この回路は、シス テム部分間の電荷の不均衡と静電放電の結果的な有害性のを改善するために形成 され得る。 従来、産業上の静電噴霧システムは、コロナ放電手段による分子の帯電を基本 としており、システムの全ての部分に浮遊電荷（いわゆる浮遊コロナと（または ）帯電液滴）が沈着する時、システムの全ての部分はアースが必要とされ、それ によってシステムの電位の上昇を防いでいる。通常、アースはアース帰路ケーブ ルのスクリュ ー端部またはクランプ部を介してターゲットサブストレートと付属の物体に延び る。これは、オペレーターにとって扱い難く、これに関連する規格では、接続方 法は特定されており、それに適合させるにはオペレーターにトレーニングを必要 とする。これは明らかにD.I.Y.マーケット用の製品としてに満足または、適して はいない。 D.I.Y.マーケット用に適当な静電噴霧技術は、液状塗装の帯電がコロナ放電の 発生に依存しない技術である。噴霧されるターゲットに関して強い電場を設ける ため、高電圧が噴霧装置（例えば、ノズル放出口付近の接続部を介してまたは、 液体の本体を介して）のノズルから噴射する液体に供給される代わりに、直径が 本質的にノズル放出口の直径より小さい液糸に液体を送ることを静電力が支援す る方法によって、液体が後に帯電液滴に分解する。この噴霧技術は、通常の作業 で、実際は存在しない非常に有効な帯電方法とコロナ放電含む。また、産業用の 静電噴霧技術に使用される、特殊なアースも必要としない。通常、その技術はタ ーゲットサブストレートと装置の間（この中で第１次電帰路に関連して）で電荷 戻り回路を形成するのに効果的であり得る。第１次電荷帰路は、装置とターゲッ トの間の電荷不均衡の発生を妨げるようにする。 通常、ターゲット及び（または）装置は、例えば本装置の場合、間接的に使用 者を介して、地面と接続されており、本装置の場合、ターゲットと地面の間のど の支持 物を介しても地表への経路があり得る。従って特に、ターゲットが車両の本体パ ネルである場合、地面への経路は車輪（タイヤ）及び特に土、ほこり等車輪に付 着する物を介し確保され得る。しかし、地面への接続は完全ではなく、どの場合 でも、全ての状況下で信頼性があり得るわけではない。より重要な事は、電荷均 衡を維持するために、第１次電荷帰路が装置１０とターゲット１６間に設けられ ることである。第１図において、第１次電荷帰路は電気的伝導性のあるリード線 ２０手段によって構成され、リード線２０の一端が装置に、もう一端が適当なク リップ２２を介してターゲットサブストレート１６に接続されており、クリップ ２２はターゲットサブストレートにかむように、例えばワニくち形クリップなど 、設計されている。 もし充分な電気的接続がクリップ２２とターゲットサブストレートの間に設け られていれば、通常満足な噴霧が得られる。しかし、確実に環境問題が発生し得 る。典型的な状態は、 ターゲットサブストレート上の塗装フィルムがクリップによって、壊されない 場合、 オペレーターがサブストレートまたは、サブストレートの絶縁した部分に不適 当にクリップをはさんだ場合、 過剰な噴霧で、対象としていない物体に多少の噴霧剤が付着する場合、 オペレーターが、例えば高い遮断性を有する履き物な どで、ターゲットから絶縁されている場合、 そのような問題は、第１次路２０と他の路を介して装置に戻る電荷を検出する 検出器２４を備えることによって避けられ得る。特に、サブストレートによって 生じる不適当な接続の場合、もし噴霧し続けると、サブストレート１６の電荷の 沈着しそれ以上の電荷を寄せ付けないようにする傾向が生じる。従って、その様 な電荷は目的とするターゲットと別のターゲットに向かい、そのターゲットの一 つとなるのが使用者１２である。従って、選択的な電荷帰路を介してスプレーバ ック（初めは非常に少ない量である）し、使用者に付着する。この第２次帰路は 第１図に点線で示されており、第１次帰路に平行である。他の２次電荷帰路機構 は地表を介して（点線２７）おり、その他の機構は効果的な第１次電荷帰路の損 失によって、噴霧が影響を受ける時、ノズルで発生し得る浮遊コロナ効果から発 生して帯電され得る。その場合、浮遊コロナから発生する電荷は使用者１２を介 して再び装置に戻る。 検出器２４は使用者１２を含む第２次電荷帰路内に備えられ、装置の使用者の 手に接触する位置に設けられている接続パッド２８を介して使用者に接続してい る。例えば、接触パッドは少なくとも装置のハンドグリップ／握り位置の一部分 を成し、または備えられている。もし第１次帰路の完全な状態が最初に設けられ ないかまたは、噴霧中に妨害されると、ますます電荷の戻りは第２のル ートまたはその他複数のルートを介して起こることは明らかである。検出器２４ は第２次のルートを介する電荷の戻りをモニター、繰り返し聴こえる（電荷不均 衡のレベルが増すと大きく成り得る）信号音の様な、適当な会津を発するように 配置され得、不適当な第１次電荷帰回路が作られていることを使用者に警告する 。この方法で、利用者は欠陥を改善し、もし失敗しても、特に不適当であればタ ーゲットへの噴霧を取りやめる好機を得る。 オペレーターがターゲットから、例えば高い遮断性を有する履き物を身につけ て、絶縁されることで問題が生じる。これはオペレーターがターゲットの電位的 に浮いた状態になる傾向があるためである。結果的に、静電容量がオペレーター とターゲットの間に効果的に発生し、検出可能な電荷流が第２次電荷帰路で生じ る。第２次電荷帰路は連続する噴霧に対して警告する信号を発生することになる 。問題は、履き物を取り替えることによって解決し得る。 使用者を介する第２次電荷帰路の発生することは、導電性のリード線２０によ って与えられる１次電荷帰路と別のルートを介して装置に戻る電荷を検出するた めに便利な方法である。しかし、選択的な配置において、例えば装置の露出して いる表面には、結果的に欠陥のある第１次電荷帰路のため、電荷／液滴の沈着が スプレーバックを起こし、または浮遊コロナが作られる傾向がある。装置は適当 な位置に、電荷収集区域（図示せず）を備え 得る。検出器２４は、この第２次電荷帰路を介して電荷帰路がモニターされ得る ように、電荷収集区域に接続される。 第２図を参照して、本発明の提供する噴霧装置の好ましい形式が示されている 。第２図のスプレーガンは手で握って使用することを目的にしており、少なくと も流量が4cc/min迄で相対的に粘着性があり、塗料など低い抵抗の液状塗装剤へ の使用に適している。噴霧による典型的な塗装は、約１ポイズの粘性と約5×10⁶ Ωcmの抵抗を有する。スプレーガンは本体部分２０２とハンドグリップ部分２０ ４から成る。本体部分２０２は管の形状をしており、例えばポリプロピレンなど の高絶縁性のプラスティック材料から成る。また、ハンドグリップ２０４も少な くとも部分的にポリプロピレンの様な高絶縁性材料から成る。ハンドグリップ２ ０４から離れた端部で、本体部材は、カラー２０６を備えており、カラーもポリ プロピレンの様な高絶縁体から成り、ネジ山式で、また他に取り外し可能なよう に本体部材２０２とかみ合って、すばやく取り外せてようになっており、液体容 器に取り付けている。カラー２０６は構成部分２０８を本体部材２０２の端部の 位置に固定する。構成部分２０８はベース２１０とガンの前方に突き出ている完 全な環状の囲い２１２から成る。 ベース２１０は中央孔を有し、ノズル２１４が介して突出している。ノズルの 後端部は、ベース２１０の後面 に対して接続しているフランジ２１５によって形成される。ノズル２１４は、典 型的に約10¹⁵Ωcmの抵抗容量のポリアクリル（例えばデルリンなど）高絶縁性材 料から成る。本体部材２０２は、噴霧される液体をノズル２１４に送る交換可能 なカートリッジ２１６を受ける。ガンには少なくとも4cc/minまでの流量の液体 の供給が要求されるので、ノズル２１４への液体の確実な供給が必要とされてい る。本発明の実施例では、ノズルは例えば過フッ化炭化水素１３４Ａなどの、液 状燃料によって加圧される金属容器２１８から成るバリヤーパックと呼ばれる形 式のカートリッジを使用することによって影響を受ける。噴霧される液体は、液 体を燃料から分離する柔軟な金属箔サック２２０内に収容される。サック２２０ の内部は、弁２２４を介してノズルの中に軸方向通路２２２に接続している。従 来の噴霧缶形式の弁に似た方法で働く弁２２４は、従来噴霧装置の弁は、容器２ １８に関して後方に弁を移動させて、弁２２４を開け、（燃料によって作られた 加圧の力によって）流路２２２へ液体を流す。流路２２２はその前端部で、ノズ ルの放出口を形成する小さくなった直径のボアで終端している。ノズル２１４の 前先端部は、囲い２１２の前先端部を含む平面部で、またはその近くで終端して いる。 本体部材２０２は、カートリッジ２１６の後方に、管状キャリア２２８に配置 されている高圧発生装置２２６を収容している。キャリア２２８は、本体部材が 軸方向 に滑る動作を限定するように配置される。伸長ばねはキャリア２２８を後方に片 寄らせる。高圧発生装置２２６は、パルス出力を作り、それを整流、促進して高 圧ＤＣ出力を供給する。この型式の発生装置２２６の適当な形式は欧州特許出願 番号第163390に開示されている。発生装置は、リード線２３３によって接点２３ ４に接続されている高圧出力電極２３２を備える。接点２３４はキャリアに固定 され、金属容器２１８の後端部に連結するように配置される。発生装置の第２出 力電極２３５は、とりわけリード線２３６と接触条片２４０を介して、アースさ れるように配置される。実施例に示されている様に、接触条片２４０はハンドグ リップ２０４の一部を形成し、すなわち多少の導電性を有しているが、抵抗（典 型的に約10⁷〜10¹⁰Ωcm）があり、エネルギー散逸な／浪費的な材料から成る。 その理由は、我々の以前の欧州特許出願番号第503766に説明されており、その開 示はこの参照文献として本件に取り入れている。適当な材料は、ブリティシュ・ インダストリアル・プラスティックス(British Industrial Plastics)から提供 されるビートルＧＢ８ポリエステル(Beetle GB8 polyester)である。この方法で 、使用者がガンを握っている時、アースへの路は使用者を介して確保され得る。 発生装置には低圧ＤＣ供給部によって電力が供給される。低圧ＤＣ供給部はハン ドグリップ２０４の内部に収容されるバッテリーパック２４２を有し、（パッド ２４０と使用者を介して）アース されるリード線２３６と、マイクロスイッチ２４６を介する発生装置２２６の入 力側にバッテリーパック２４２を接続しているリード線２４４を含む低圧回路部 から形成される。 使用時に、弁２２４がカートリッジ２１６と本体部材２０２の間の相対的な動 きによって、開放される。ノズル２１４は本体部材に対応して固定されたままで ある。弁２２４を操作する動きは、発生装置／キャリア組立体の動作によってカ ートリッジ２１６に伝えられる。ハンドグリップ２０４に関するトリガー２４８ の操作によって動かされる前記カートリッジと、接続部２５２を回転軸として押 し込み回転レバー２５０が動く時、それによって回転軸２５６を軸に、リンク２ ５８を経由してレバー２５０に連結している他のレバーが回転する。レバー２５ ４はキャリア２２８の後端部に支持しており、ゆえにレバー２５４の回転はキャ リアと従ってカートリッジ２１６が前方へ移動することに効果的であり、それに よって弁２２４が開く。トリガー２４８を開放すると、はね２３０を含む適当な バイアス手段によって、示されているように、各構造部がその始動位置に戻され る。またトリガー２４８を絞ると、マイクロスイッチ２４６に連結している連動 機構２６０の動作も伴うので、マイクロスイッチの操作によってトリガー２４８ の操作に発生装置２２６に低電圧を供給することを付随させる。 発生装置によって発生される高電圧は、典型的に少な くとも4cc/min迄（例えば6cc/minまたはそれ以上）の流量で相対的に粘性で、且 つ低い抵抗の液体を噴霧するように設計された装置に場合、25kV以上であり、そ の高電圧は接点２３４と金属容器２１８と流路２２２内の液体を介してノズル２ １４の放出口印加され、ノズル先端部とアース電位にある周囲部との間に電場を 発生する。この電場は、ノズル放出口で噴射する液糸へ抽出する事を目的に設け られる。液糸は相対的に均一の大きさに分類した噴霧に分解させ、帯電された小 滴の均一なフィルムの様な物体に沈着する事に適している。噴霧されることにな る組成物が相対的に粘性である（例えば約１ポイズ）ため、放出口の直径は流量 が少なくとも4cc/min迄達するので、放出口の直径は、比較的大きく （典型的 に少なくとも600ミクロン）作られ得る。また相対的な粘性である材料では前記 のような流量で、充分な液糸（特に、単独で、軸方向の液糸）を形成するために 、粘性材料による液糸形成が増加した電場強度を必要とするので、物による低粘 着性液体に必要とされるよりも、高い電圧での操作が必要である。 この理由のため発生装置２２６は25kVまたはそれより大きな出力電力を有し、 または発生装置の高電圧出力が30GΩの内部抵抗を有する、ブランデンブルグ１ ３９Ｄ(Brandenburg 139D)高電圧計に接続する事によって、測定される手段が備 えられる。しかし、この程度の電圧使用は通常、恐らく、仮想噴霧を導く。それ は結果的にノ ズル放出口に最も近い所での電界強度が空気中の分解された電位を越えることか らコロナ放電効果によって生じる。その様な仮想噴霧は特に、液糸から分散する 非常に細かい小滴の噴霧の状態で高い多分散形の小滴と、粗い小滴が不十分に発 散する近軸の流れに成り得る。 充分な液糸形成と、25kVまたはそれより大きい電圧が存在する状態での分解は 、構成部分２０８と環状の囲い部分２１２を備えることによって、達成される。 構成部分２０８は半絶縁性材料（典型的に、抵抗容量が10¹¹〜10¹²Ωcm迄）、例 えばデュポン社から市販されているハイトレル(Hytrel)のグレード４７７８など から成り、金属容器２１８と接して後方に突出している構成部分２０８の環状部 分２６２が配置されている接点２３４を介して供給される電圧は囲い２１２の前 先端部に供給され、ノズル２１４の放出口で生じさせる電圧と同じ極性、本質的 に同じ大きさの電圧である。構成部分２０８が本体部材２０２に関して固定され るように、環状部分２６２は本体部材２０２とカラー２０６上のフランジとの間 に、閉じこめられている。トリガー２４８を操作して、構成部分２０８に関する 容器２１８の交換を行う。しかし電気的な連続性は容器２１８の前先端部と環状 部分２６２の内周面の間にスライド接触することによって維持される。 高圧発生装置と囲い間の接触は、前記のスライド接触配置とは別の方法で影響 を受けることは明らかであり、 特に接触は、ばね接触を介して作られ得る。普通の接触配置は、本質的に対応す る電圧がノズルの先端部に設定され、噴霧の開始の前、または本質的に同時に、 囲い上で発生させることを確実にする。すなわち囲いは噴霧開始に即時に影響を 及ぼす。 ノズルの先端部に関する囲いの前先端部の適当な配置によって、ノズルに最も 近い電場が、比較的均一な大きさの小滴に分解する単独液糸を構成するため、充 分に減衰させられ得る。囲いの先端部の最適な配置は試行錯誤によって、すなわ ち軸方向に調整可能な囲いを有するガンの試作手段によって、容易に行われ得る 。この方法で、噴霧の性質を観測する間、収納位置から前方へ調整され得る囲い の収納位置で、上記の仮想噴霧効果が観測される。そして囲いが前方に動いて、 位置が噴霧の品質を著しく改善し、比較的均一な小滴が得られる位置に達する。 この時点の後の調整は、最初は噴霧の品質に効果はないが、収束効果を得る傾向 がある。実際問題として、電圧は囲いの先端部に供給され、本質的にノズルの先 端部と同じ大きさであり、最適な位置は一つである傾向があるノズルの端部は、 囲いの前先端部を含む平面と大体同一の空間を占めている。典型的な配置は、内 径16mm、外径20mmの囲いを使用しており、ノズル先端部はこの平面を越えて約1m m突出している。通常、配置はノズルの前先端部と径方向に対向する囲いの前先 端部の間に伸びている仮想の線間の角度が140°〜195°の範囲、更に好まし くは150°〜180°（囲いの前方のノズル前先端に対応する角度は180°より小さ く、ノズル前最先端部の前方の囲いに対応する角度は180°より大きい）であり 得る。 液糸分解性質の著しい相違は、同じ条件下で同じ液体を含む二つのノズルを操 作することによって起こり得る。一方のノズルは囲いなしで操作され、他のノズ ルは囲いと共に最適な位置に配置される。典型的な分解状態は囲いがない場合、 非常に良好な噴霧がノズル放出口から少し離れたところで、液糸の中央核部の分 解によって、結果的に不十分な発散性の小滴の流れを発生させる。この事例では 、噴霧は全体として（例えば、塗装のなど）表面が噴霧される液体の均一なフィ ルムの製造には適してはいない。最適な位置に配置され、ノズル先端部で現在使 われている囲いと、本質的に同じ電圧で操作する囲いと対比して、液糸が、狭い 大きさで分散する小滴を発散流に分解する前に、ノズルの放出口からの本質的な 距離を移動することが観測される。ノズルが囲いと共に、最適な位置で操作され ていた時、100ミクロンより小さなＶＭＤ(volume median diameter)を備える小 滴の噴霧製造は、容易に達成された。 金属容器２１８の存在は、ノズルの先端部で供給される（通常、25kVより大き い）比較的高い電圧と結合されており、もし、使用者が噴霧の中止時に、例えば カートリッジを交換する目的で、装置の内部に近づこうとすると、使用者が好ま しくない電気的衝撃を受ける可能性を 含んだ噴霧の間、静電的に蓄積した電荷の大きな分解を導き得る。この可能性は 噴霧の中止に応じて、静電性の電荷を放電する手段を装備することによって、未 然に防ぎ得る。そのような手段は国際特許出願番号第WO-A-94/13063に開示され ている。 第２図に示されている噴霧ガンは、特に0.5〜10ポイズ（特に1〜8ポイズ）の 間の粘性と、5×10⁵〜5×10⁷Ωcm間（特に、2×10⁶〜1×10⁷Ωcm間）の抵抗を有 し、少なくとも4cc/min迄、そして好ましくは6cc/min迄の噴霧／流量での、噴霧 液に適している。ノズル放出口の直径と電圧発生装置２２６の電圧出力は、噴霧 される液体の粘性と抵抗により選択される。典型的に、ノズル放出口は、少なく とも500ミクロン、大抵は少なくとも600ミクロン、の直径を有する比較的粘着性 のある液体（例えば、塗装塗料の場合）で浮遊させる幾つかの粒子による、障害 物を避け、容器２１８で使用される燃料から得られる圧力によって、望ましい噴 霧／流量に達するためである。30GΩの内部抵抗を有するブランデンブルグ１３ ９Ｄ高圧計により、測定すると、発生装置２２６のＤＣ出力電圧は典型的に25〜 40kV間であり、大抵25〜35kV間である。発生装置２２６の出力に囲い２１２を接 続することをより簡潔にしても、囲いにかかる電圧はノズルの先端部で一般的に 用いられている物と、本質的に同じ大きさであり。我々はノズルの先端部の電圧 とは著しく異なる囲い電圧の可能性を考慮する。この場合、微細な大きさで分 布する、小滴の望ましい発散噴霧を確実にするため、電圧の相違はノズル端部に 関する囲いの適切な配置によって、補償される。 第２図の実施例は本発明に関連して、接続リード線３００を備え、その一端は 装置のソケット３０４に挿入可能なプラグ３０２であり、他端部は通常良好な電 気的接続部が噴霧されるサブストレートに設置される手段によるワニ口形クリッ プ３０６で終端する構造に適合している。プラグ３０２の軸３０８は、導電性で あるが、不導電性端子３１０で終端している。ソケットへの差し込みで、リード 線２４４に接続しているスプリングバイアススイッチ３１２を閉じ、それによっ て発生装置の電力供給の操作をする。プラグ３０２が正しく差し込まれる時、前 記の操作はトリガー手段２４８によってのみ働かせられ得る。軸３０８は差し込 まれた時、環状接点３１４と接触させられ、それによって、噴霧される基サブス トレートとの良好な電気的接続がクリップ３０６を介して行われる、第１次電荷 帰路を完備する。電流検出回路３２０は、電源供給部２４２の低電圧及び高電圧 終端部に関して、リード線３２２と３２４と、またパッド２４０にも接続されて いる。第３図に関して下側し示されている回路３２０は、クリップ３０６を通過 させた不適当な接続の場合、使用者とパッド２４０（第２次電荷帰路）を介する 電荷流を検出するために働く。 第３図を参照して、回路３２０は、使用者接点パッド ２４０と電源供給部２４２の低電圧側との間を接続している、ネオン放電ランプ ３２０から成る。コンデンサーＣ５はランプ３３０の終端部にまたがって、ラン プの帯電と放電を制御するために接続されている。通常の装置の操作では、使用 者を介する装置への電荷の回帰は重要ではない。しかし、もし例えば第１次電荷 帰路の完全性に障害が生じて、目的としていないターゲットに過剰な噴霧をする と、電荷戻りは第２次路を介して発生する。それによって放電が生じるネオンラ ンプ３３０にまたがって電圧が生じる。放電によって発する光は、感光性のダー リントン対３３２(Darlington pair)によって検出され、次々に変換器を低電圧 を地点３３６を介して、時計３３８’（例えばＩＣ５５５チップなど）に供給さ せるため導通状態にする。時計は、時計３３８に関するＲＣネットワークＲ１、 Ｃ１の測定されたパルス長を有する出力３４０を作る。出力３４０は、可聴な信 号音を発させる圧電性の音響発生装置３４２を作動する。不均衡な状態にある間 、発信音は、オペレーターがトリガー２４８を開放して、例えば、良好な電気的 接触をクリップと噴霧されるサブストレートとの間に確保するなど、適当な補正 動作をするまで、繰り返して作られることは明らかである。もし望ましくは回路 の配置は、パッド２４０を介して電荷戻りが増すような周波数と（または）振幅 において、信号音が増幅されるように設けられ得る。 第４図を参照して、本発明の選択的な実施例が示され ており、充分な噴霧状況の検出は、噴霧装置に組み込まれたインピーダンスまた は抵抗計測回路手段によって、測定される。また第２図に関連して、装置４００ は本質的に我々の以前の英国特許出願番号9324971.2に示されているものと同じ であり、装置に接続して、接続部４０４で終端するリード線４０２を備えており 、噴霧されるターゲット４０６に効果的な電気的接続を設けるリード線４０２を 備えている。リード線４０２は、抵抗またはインピーダンス測定回路４０８に接 続されており、順に先端に位置する（しかし、もし望ましくは使用していない時 に、内部に収容され得る）終端部４１０を備える装置４００に組み込まれている 。終端部４１０は、例えば装置の適当な操作によって、容易に噴霧されるターゲ ットに接触され得るような方法で配置される。回路は終端部４１０と接続部４０ ４の間のターゲットを介して完備され得る回路が設けられている。その様な回路 が設けられている時、回路４０８は、例えばｄｃ抵抗測定器を働かせ、とそれに よって充分な第１次電荷帰路があるかどうか測定するため、操作され得る。回路 ４０８の操作は、例えば、装置４００に関して、回路４０８を装置４００内に設 けられた低電圧出力部に接続するように配置される。適当に位置されたテストス イッチ手段は、使用者によって起動される。この場合、ｄｃ抵抗値は予め決めら れた限界点を越えて測定され、回路４０８は、例えば可視そして（または）可聴 の警告信号を発するために配置 され得る。限界点は適当で安定したマージンを与えるように選択され、実験的に よって確定され得る。 終端部４１０は好都合に、導電性の程度を有する変形可能な材料のパッドまた は条片の形式で、例えば導体または半導体材料から成り得て、復元力がある変形 可能な泡材であり、或いは、例えばカーボン分子など、導体または半導体材料で 充填または充満し得る。端子４１０は好ましくは、ノズル端部から離れた位置で 装置に配置され、そして以前に示されたように、容易にターゲットに接触するよ うに持って行き得るように配置され得る。従って、第４図に示されているように 、終端部４１０は装置４００の後端部 に配置されており、ハンドグリップを 握ることによって、ターゲットの表面に対して押圧され得、それによりパッド４ １０はターゲットに接触するように前方向へ強制される。テストが行われ充分な 結果が得られると、装置は反転され噴霧が開始され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 グリーン，マイケル，レスリー イギリス国 クリユード シイエツチ７ ５アールイー，ナンナーチ，ヴイレーヂ ロード，タイ−コチオン ２ (72)発明者 ジエフエリーズ，アンドリユー イギリス国 クリユード シイエツチ７ ５ジエイエフ，ニヤー モールド，パンテ イウイン．リン−ワイ−パンデイ レー ン，ザ ホリーズ（番地なし) (72)発明者 プレンダーガスト，モーリス，ジヨセフ イギリス国 チエシヤー ダブリユエイ７ ４エツクスエヌ，ランコーン，ベリンガ ム ドライブ 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．装置と噴霧される物体の間に第１次電荷戻り路を備える接触手段及び、装置 と噴霧される物体の間に設けられる回路テスト手段を備えることを特徴とする静 電噴霧装置。 ２．テスト手段は、第１次路とは別のルートを介して装置への戻る電荷を検出す る手段から成る事を特徴とする請求の範囲１に記載の装置。 ３．装置と噴霧される物体の間に第１次電荷戻り路を備える接触手段及び、オペ レーターを介して装置へ戻る電荷の検出手段を備えることを特徴とする静電噴霧 装置。 ４．前記第１次路とは別のルートを介して戻る電荷の検出に応じて、出力信号が 発せられる手段を含むことを特徴とする請求の範囲１から３のいずれか一つに記 載の装置。 ５．第１次電荷戻り路を備える接触手段がリード線形状の電気的接続部を含み、 そのリード線が噴霧される物体の適切な位置に接続する接続手段で終端している ことを特徴とする請求の範囲１から４のいずれか一つに記載の装置。 ６．もし接続手段が装置に全くまたは、正常に繋がっていないと、噴霧操作が働 かなくなる様な配置であることを特徴とする請求の範囲５に記載の装置。 ７．接触手段が永久に装置に接続されていることを特徴とする請求の範囲５に記 載の装置。 ８．可視、可聴そして（または）触覚を特徴とする出力信号が発せられる請求の 範囲４に付随して、請求の範囲４または５から７のいずれか一つに記載のに記載 の装置。 ９．電位的に噴霧状態が優勢である／強い場合、装置の噴霧操作を抑制する手段 を有することを特徴とする前記請求の範囲のいずれかひとつに記載の装置。 １０．噴霧される物体と装置の間に第１次電荷戻り路と、第２次電荷戻り路を設 ける接触手段及び、装置の噴霧操作中に第２路を介して装置へ戻る電荷を検出し て、連続する噴霧が電位的に危険な状態である時、出力信号を表示する手段を備 えることを特徴とする静電噴霧装置。 １１．限界電位に達するまで電荷が蓄えられ、その結果放出物の放射が起こり、 放射は出力信号を発するために働く噴射感知スイッチを切るように配されている 、配置から成る電荷検出手段を特徴とする請求の範囲１０に記載の装置。 １２．第２路が装置の使用中に使用者の手が接触する位置に、装置のハウジング にがえられた終端部を含むことを特徴とする請求の範囲１０または１１のいずれ かに記載の装置。 １３．終端部が半導電体の材料から成ることを特徴とする請求の範囲１２に記載 の装置。 １４．携帯用ユニットは手に持って使用することに適し、噴霧される液体を噴射 するノズル及び、ノズルに液体を供給する手段及び、液体に供給する高電圧発生 回路から 成る形式であることを特徴とする請求の範囲１から１３のいずれか一つに記載の 装置。 １５．携帯用ユニットは手に持って使用することに適し、噴霧される液体が抽出 されるノズル及び、ノズルへ液体を供給する手段、液体に供給する高電圧を発生 する回路及び、ノズルの放出口に最近接部で電界強度を修正／変化させるノズル の近接に配置される電極及び、前記高圧発生装置に接続し、液体と電位が発生す る電極に電気的に接続する手段を有し、その電位はノズルから噴射する液体と同 じ極性で、電位勾配がノズル手段の放出口の最近接で低減される大きさであるこ とを特徴とする請求の範囲のから１３のいずれか一つに記載の装置。 １６．静電噴霧装置は、ハンドグリップ部を有するハウジング及び、ノズル及び 、噴霧される液体を収容し、ノズルに液体を供給する手段及び、ノズルから噴射 する液体に供給する高電圧を低電圧源から発生させる手段及び、噴霧される物体 と装置の間に第１次電荷戻り路を設ける導電リード線及び、物体につながる接続 部で終端しているリード線及び、第１次路が物体と装置の間で電荷不均衡の蓄積 を妨げるには不十分である時、電荷が装置へ戻り得る、オペレータを介する第２ 次電荷戻り路を設ける手段及び、第２次路を介する電荷戻りに応じて、電位的に 危険な噴霧が連続する状態で出力信号表示を発する手段から成ることを特徴とし ている。 １７．請求の範囲１６に記載の装置は、少なくとも4cc/ min迄の噴霧率で約5×10⁵Ωcmの抵抗と約１ポイズの粘着性を有し、液体噴霧に おいて、前記装置は放出口を有するノズル手段から成り、噴霧される液体をノズ ル手段に供給する手段、ノズル手段の放出口で噴射する液体に電位を供給する高 圧発生装置に接続する手段、ノズル手段に近接し、ノズル手段の放出口の近接で 電界強度を変化する電極、電極を高圧発生装置に接続させ、ノズル放出口から噴 射する液体と同じ極性で、電位勾配がノズル手段の放出口の最近接で減少する大 きさの電位を電極で発生する手段、噴霧される物体から装置への第１次電荷戻り 路を設ける第一手段と第２次路を介して戻る電荷を検出する手段から成ることを 特徴としている。 １８．電極が半伝導体から成ることを特徴とする請求の範囲１７に記載の装置。 １９．テスト手段が抵抗または、前記のように設けられた回路のインピーダンス を検出する手段によって構成されることを特徴とする請求の範囲１に記載の装置 。 ２０．前記請求の範囲のいずれか一つに記載の装置を使用して、ターゲットへ流 動可能な材料を静電噴霧することを特徴とする手段。 ２１．静電噴霧装置手段によって、ターゲットへ流動可能な材料を静電噴霧する 手段は、ターゲットと装置の間の第１次電荷戻り路を設け、装置へ戻る電荷をモ ニターし、電荷の戻りが第１次電荷戻り路で不十分であることを示す場合、出力 信号を発することを特徴とする。 ２２．噴霧中に第１次電荷戻り路と別の単独または複数のルートを介して装置へ 戻る電荷をモニターし、電荷の戻りが前記のようなルートを介して発生し、また は量が予め決められた値を越える場合、出力信号を発する事を特徴とする請求の 範囲２１に記載の手段。 ２３．静電噴霧装置は、ターゲットに流動可能な材料を静電噴霧する静電噴霧手 段は、ターゲットと装置の間に第１次電荷路の接続部を設け、ターゲットと第１ 次電荷戻り路の間の接続部とターゲットを含む回路を設けており、その回路の抵 抗またはインピーダンスをテストし、そしてもし抵抗またはインピーダンスが安 全な噴霧状態が両立していることが検出されると、噴霧を続行することを特徴と する。