(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置と噴霧される物体の間に第一次電荷帰路を形成する接触手段を備えた静電噴霧装置において、
第二次電荷帰路と、
装置の噴霧動作中に、第二次電荷帰路を介して、前記装置へ戻る電荷をモニターするモニター手段と
を備えることを特徴とする静電噴霧装置。
【請求項２】
前記接触手段を介して前記第一次電荷帰路を、前記噴霧される物体に不適切に接続する場合、出力信号を発するため、モニター手段が配置されることを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項３】
第二次電荷帰路を介する電荷の戻りが生じるか、または予め決められた値を超えた場合、出力信号を発生させるため、モニター手段が配置されることを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項４】
第二次電荷帰路が、装置を把持するオペレーターを介することを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項５】
第一次電荷帰路を形成する接触手段は、噴霧される物体の適切な位置に接続する接続手段が一端に設けられた、リード線形状の電気的接続部を備えることを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項６】
もし接触手段が、装置に全くまたは正常に繋がっていないと、噴霧動作が働かないことを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項７】
接触手段が、常に装置に接続されていることを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項８】
発生する出力信号が、可視、可聴及び（または）触覚的な特徴を有することを特徴とする請求項２または３記載の静電噴霧装置。
【請求項９】
前記出力信号は、連続する噴霧が潜在的に危険である状態を知らせることを特徴とする請求項２または３記載の静電噴霧装置。
【請求項１０】
前記モニター手段は、閾値電位になるまで電荷を蓄え、出力信号を生成するように動作する放射感応スイッチに照射される放射を起こす配置を有することを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項１１】
前記装置が手持使用のため設計されたタイプであり、
第二次電荷帰路は、前記装置のハウジングの、使用者による前記装置の使用中に前記使用者の手に触れる位置に設けられた終端部を含むことを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項１２】
終端部が、半導体の材料から成ることを特徴とする請求項１１記載の静電噴霧装置。
【請求項１３】
前記装置が、手に持って使用することに適しており、噴霧される液体を噴射するノズルと、ノズルに液体を供給する手段と、液体に供給する高電圧を発生させる回路とを備えることを特徴とする請求項１１記載の静電噴霧装置。
【請求項１４】
ノズルの放出口の近くで電界強度を変化させるため、ノズルの近くに配置された電極と、電極を高電圧発生装置に電気的に接続する手段とを備え、ノズルの放出口から出る液体と同じ極性で且つ、電位勾配をノズル手段の放出口の直ぐ近くで減少させるような大きさの電位を、電極に発生させることを特徴とする請求項１３記載の静電噴霧装置。
【請求項１５】
静電噴霧装置は、
ハンドグリップ部を有するハウジングと、
噴霧される液体を収容する手段と、
噴霧される物体と装置との間に第一次電荷帰路を形成し、前記物体に接続するための部材で終端している導電リード線と、
第一次電荷帰路が物体と装置との間における電荷不均衡が増すのを防ぐには不充分である時、電荷が装置へ戻ることができるように、オペレータを介して第二次電荷帰路を形成する手段と、
第二次電荷帰路を経由する電荷帰路に応じて、潜在的に危険な状態が連続する状態を表示する出力信号を発生させる手段と
を備えることを特徴とする請求項１３記載の静電噴霧装置。
【請求項１６】
少なくとも４ｃｃ／ｍｉｎまでの噴霧率で、約５×１０6ｏｈｍ．ｃｍの抵抗と約１ポイズの粘度を有する液体を噴霧する際の使用に適しており、
ノズル手段の放出口で噴出する液体に、電位を供給する高電圧発生装置に接続する手段と、
ノズル手段の放出口の近くで電界強度を変化させるため、ノズル手段に近接して配置された電極と
を備えることを特徴とする請求項１５記載の静電噴霧装置。
【請求項１７】
電極が、半導体から成ることを特徴とする請求項１４記載の静電噴霧装置。
【請求項１８】
前記モニター手段が、形成された回転の抵抗またはインピーダンスを測定する手段によって構成されることを特徴とする請求項１記載の静電噴霧装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の装置を使用して、ターゲットへ流動可能な材料静電噴霧することを特徴とする方法。
【請求項２０】
装置と噴霧される物体の間に第一次電荷帰路を形成する接触手段を備えた静電噴霧装置によって、ターゲットへ流動材料を静電噴霧する方法であって、
前記接触手段を前記ターゲットに接続して、前記ターゲットと前記装置との間に第一次電荷帰路を形成し、装置の噴霧動作中に、第二次電荷帰路を介して、前記装置へ戻る電荷をモニターすることを特徴とする方法。
【請求項２１】
第二次電荷回路を介して装置へ戻る電荷をモニターし、電荷の戻りに関して、前記第一次電荷帰路を介するターゲットへの接続が不充分である場合、出力信号を発生させることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
第二次電荷帰路を介して装置へ戻る電荷をモニターし、第二次電荷帰路を介して戻る電荷が生じるか、または予め決められた値を超える場合、出力信号を発生させることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
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次電荷帰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、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も備える。
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次電荷帰路を確立しないと、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次電荷帰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次電荷帰路とは別のルートを介する電荷戻りの検出によって、不十分な第１次電荷帰路と、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ことができる。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に起因し得る。第１次電荷帰路とは別のルートを介して電荷が戻る他の状態は、対象とするターゲットと別の物体への帯電噴霧の堆積が起こる過剰噴霧、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。
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。
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。
さらなる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。二つの導電体はループを形成し、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、接続具に備えられ得、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、そして接続具が移動することにより、回路内で、装置の普通の操作を妨げる開放回路を作る。
代わりに接触手段は永久に装置に接続され得る。
接続手段は、対象物に取り付けるクリップ型を含んでおり、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次電荷帰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次電荷帰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、閾値電位になるまで電荷を蓄え、出力信号を生成するように動作する放射感応スイッチに照射される放射を起こす配置を有する。閾値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応スイッチであり得る。
潜在的に有害な状態は、第２次電荷帰路を介する装置への電荷の戻り率を基礎として、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）電荷の戻り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次電荷帰路は好ましくは、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。
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その強度は同様に増す。
好ましくは、第２次電荷帰路は、装置のハウジングの、装置の使用の間、使用者の手が接触し得る部分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。終端部分は、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、上記物体に接続するためのコネクタで終端している電気伝導リード線及び、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次電荷帰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、本発明の他の態様は、約５×１０6Ωｃｍ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への使用に特に有効な静電噴霧装置が提供されるが、これに限定されない。このような装置は、放出口を備えるノズル手段、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を発生させるために、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次電荷帰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、十分な液体が、液糸の噴霧を支援するためにノズルの放出口に集められる前に、全動作電位を囲いの前先端部で確立するような時間内で、囲いの前先端部で全動作電位が確立できるのに十分な導電性を有する。それによって、塗料噴霧が特に望ましくない、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までであり、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において、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、液体は単独液糸として噴射される。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ている。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６００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。電極の位置は一般的に、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、図２の実施例の検出器の回路図である。
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（サブストレート）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１０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、非常に有効な帯電方法と、通常の作業で、実際は存在しないコロナ放電とを含む。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（第１次電荷帰路）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１６に接続されており、クリップ２２はターゲットにかむように、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、ある状態では問題が生じる。典型的な状態は、
ターゲッ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である。
そのような場合は、リード線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に電荷が沈着し、それ以上の電荷を寄せ付けないようにする傾向となる。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次電荷帰路に平行である。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。この場合、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次電荷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し、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、適当な合図を発するように配置され得、不適当な第１次電荷帰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から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次電荷帰路を発生することは、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迄で比較的に粘着性があり、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５×１０6Ωｃｍ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２０４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２０４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がそこを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２１８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２３４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２５８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２５４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、ばね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）の流量で比較的粘性を有し、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２１４の放出口に印加され、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確立される。液糸は比較的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比較的に粘性である（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。また比較的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）を形成するためには、粘性材料から液糸を形成するには増加した電場強度が必要なので、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１３９Ｄ（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、このオーダーの電圧を使用することによって、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可能性があるので、コロナ放電効果の結果として、通常は、仮想噴霧を導くであろう。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なり得る。
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装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、ノズル先端に近い部分での電場を弱めて、比較的均一な大きさの小滴に分解する、単独液糸の形成を行うことができる。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。そして囲いを前方に動かすと、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、外経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１ｍｍ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。
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る金属容器２１８の存在により、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、容量的に蓄積された電荷の蓄積が大きくなるかもしれない。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、２×１０6〜１×１０7ｃｍ間）の抵抗を有し、少なくとも６ｃｃ／ｍｉｎ迄、そして好ましくは４ｃｃ／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、の直径を有するが、それは、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１３９Ｄ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。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電圧と、本質的に同じ大きさとなるように、発生装置２２６の出力に囲い２１２を接続することを、より簡潔にしているが、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排除しない。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ロ形クリップ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図に関して下側に示されている回路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３３０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次電荷帰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電圧性の音響発生装置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４０４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、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４１０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。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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