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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-07
(45)【発行日】2022-02-16
(54)【発明の名称】超音波ヘッドを含むコーティングシステム
(51)【国際特許分類】
B05B 5/08 20060101AFI20220208BHJP
B05B 5/025 20060101ALI20220208BHJP
B05B 17/06 20060101ALI20220208BHJP
【ＦＩ】
B05B5/08 B
B05B5/025 A
B05B17/06
【請求項の数】
14
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2017137740
(22)【出願日】2017-07-14
(65)【公開番号】P2018015759
(43)【公開日】2018-02-01
【審査請求日】2020-06-12
(31)【優先権主張番号】16305971.0
(32)【優先日】2016-07-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】516299279
【氏名又は名称】エクセル インダストリー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100173107
【弁理士】
【氏名又は名称】胡田 尚則
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(74)【代理人】
【識別番号】100146466
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 正俊
(74)【代理人】
【識別番号】100210686
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 直樹
(72)【発明者】
【氏名】ミシェル コルラ
(72)【発明者】
【氏名】レミ パゴ
(72)【発明者】
【氏名】ロブ エングル
【審査官】河内 浩志
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０４３３００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５１７６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０１３２４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０２４３０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１９４３０７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｂ ５／００－ ５／１６
Ｂ０５Ｂ１７／００－１７／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体コーティング用製品でワークピース（Ｗ１－Ｗ５、Ｗ５’）をコーティングするためのコーティングシステム（２）であって、コーティング用製品の液滴を生成するための超音波ヘッド（１４）を含み、－電極（３２Ａ－３２Ｉ）であって、前記電極と前記超音波噴霧ヘッドとの間に静電場（Ｅ）を発生させるための電極（３２Ａ－３２Ｉ）と、
－前記電極に高電圧を供給するための、前記電極に接続された高電圧発生器（５２）と
をさらに含み、
前記高電圧発生器（５２）は、放電抵抗（６２）および接続手段（６６、６８、７０）をまた含むサブモジュール（５０）内に統合され、前記サブモジュールは、前記高電圧発生器および放電抵抗が各々収容された２つのハウジング（５６、５８）と、コネクタ（６６）が前記高電圧発生器および前記放電抵抗を接続するように収容された接続ハウジング（６０）とを画定し、そして、
前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）は、ワークピースの形状に従って形作られ、そして前記高電圧発生器（５２）を含む基部（３４）により支持される、
コーティングシステム。
【請求項2】
前記電極（３２Ａ－３２Ｉ）の外形が、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ５、Ｗ５’）の形状に基づいて構成可能である、請求項１に記載のコーティングシステム。
【請求項3】
前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）のエッジが、前記超音波ヘッド（１４）から見た場合に、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ３）の輪郭の像、好ましくはこの輪郭の正確な像である、請求項１又は２に記載のコーティングシステム。
【請求項4】
前記電極（３２Ａ－３２Ｆ）が前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ４）を支持し、前記ワークピースに接触している、請求項１～３のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
【請求項5】
前記基部（３４）が、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ３）を接地電位から絶縁し、前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）からの漏電を防止している、請求項１～４のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
【請求項6】
前記基部（３４）が、異なる外形の電極（３２Ａ－３２Ｃ）を収容するために構成された領域（４６）を画定している、請求項１～５のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
【請求項7】
電気接触部（７４）が、前記高電圧発生器（５２）を前記領域に収容された電極（３２Ａ－３２Ｃ）に接続するための前記領域（４６）に位置した、請求項６に記載のコーティングシステム。
【請求項8】
前記電気接触部（７４）が、前記領域（４６）に収容された電極（３２Ａ－３２Ｃ）に非平行な軸（Ｘ６７）に沿って可動であり、この電極に向けてバイアスをかけられている、請求項７に記載のコーティングシステム。
【請求項9】
前記電極が前記ワークピースにより形成された、請求項１に記載のコーティングシステム。
【請求項10】
前記超音波ヘッド（１４）に、前記超音波ヘッドを出た液滴（Ｆ２）周りに、シェーピングエアの噴射（Ｆ４）を運ぶように構成されたエア噴出ユニット（２０）が設けられた、請求項１～９のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
【請求項11】
超音波噴霧ヘッド（１４）に制御された量の液体製品を供給するための、特には可動ピストンを備えたポンプの形態の、計量装置（１９）をむ、請求項１～１０のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
【請求項12】
前記電気接触部（７４）が、前記接続ハウジング（６０）中に収容されたコネクタ（６６）によって支持され、そして電気的に接続されている、請求項７に記載のコーティングシステム。
【請求項13】
前記電気接触部が、前記コネクタ（６６）の鉛直穴（６７）に収容された導電性スタッド（７４）によって形成される、請求項１２に記載のコーティングシステム。
【請求項14】
バネ（６９）が、前記穴（６７）の閉端部に設けられ、そして電極（３２A)に対してスタッド（６７）にバイアスを掛ける、請求項８または１３に記載のコーティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体コーティング用製品でワークピースをコーティングするためのコーティングシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
超音波液体霧化は、コーティングされるべきワークピース上に液体コーティング用製品を噴霧するために、これまで使用されてきた。「超音波液体霧化の理論及び適用（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）」（Ｐａｒｔｒｉｄｇｅ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ－１９９８ ａｎｄ ２００６）において、Ｈａｒｖｅｙ Ｌ．Ｂｅｒｇｅｒは、超音波液体霧化への静電気の適用を考え、超音波霧化に静電気を与えることで、理論的に、従来の静電噴霧で使用されるものより極めて低い電圧でさえ、噴霧適用の制御に極めて高い効率がもたらされることを説明している。
【0003】
その後、静電気を用いた超音波霧化の幾つかの適用が考えられてきた。例えば、文書「静電場補助超音波噴霧熱分解によるＣｕＩｎＳ2の堆積（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＣｕＩｎＳ2 ｆｉｌｍｓ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｐｒａｙ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）」（Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ９５（２０１１）２４５－２４９）において、Ｄｏｎｇ－Ｙｅｕｐ Ｌｉ及びＪｕｎＨｏ Ｋｉｍは、噴霧熱分解堆積に使用されるために、搬送ガスによって管の出口に向けて運ばれるエアロゾルに変換するために、噴霧されるべき液体が超音波プローブにより励起される場合を開示している。そのようなシステムでは、エアロゾルの流量も密度も正確に制御することができず、形成された浴と管の出口との間のパスにおいて、エアロゾルが凝集することがあり、液滴間で一般的に観測される合体のため、対象物をコーティングするために使用される液滴のサイズを正確に制御することができない。コーティングは、粗く又は非均一になることがあり、幾つかの欠陥がコーティング面上に発生することがある。
【0004】
「静電補助超音波噴霧熱分解法によるＮｉ－ＣＧＯ複合体アノードの堆積（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉ－ＣＧＯ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｎｏｄｅｓ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｐｒａｙ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ）」（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ４２（２００７）１６７４－１６８２）において、Ｊｉｎｇ－Ｃｈｉａｎｇ Ｃｈｅｎらは、エアロゾルを作り出すこと、及び、被覆されるべき基材を支持している銅プレートに面したノズルに向けて、それをガラス管中に運ぶことを考える。ここで再び、エアロゾルの液滴の凝集のリスクが存在する。
【0005】
これらの学問的な研究は、コーティング堆積が多くの要素、例えば、エアロゾルを運ぶ管の長さ及び形状に大きく依存するため、工業的環境において使用するのは容易でない。
【0006】
他方では、公知のシステムにおいて、一般的には、電極と、被覆されるべき対象物との間に静電場が作られ、この静電場は、コーティングされるべきワークピースのために最適化されていない電場線の分布を有する。そのような環境の下では、霧化製品の多くの部分は、コーティングされるべき表面の外側で終わり、それは、汚染に関して、及び経済的観点から弊害がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、超音波ヘッドの汎用性を活用し、かつ、静電場線の分布を最適化する、したがって、コーティング効率を最適化することを可能とした新規のコーティングシステムを用いて、これらの問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的を達成するために、本発明は、液体コーティング用製品でワークピースをコーティングするためのコーティングシステムであって、
－コーティング用製品の液滴を生成するための超音波噴霧ヘッドと、
－電極と超音波噴霧ヘッドとの間に静電場を発生させるための電極と、
－電極に高電圧を供給するための、電極に接続された高電圧発生器と
を含むコーティングシステムに関する。
－コーティング用製品の液滴を生成するための超音波噴霧ヘッドと、
－電極と超音波噴霧ヘッドとの間に静電場を発生させるための電極と、
－電極に高電圧を供給するための、電極に接続された高電圧発生器と
を含むコーティングシステムに関する。
【0009】
本発明のおかげで、電極は、ワークピースに向かう静電場線の分布、したがって、ワークピースに向かうコーティング用製品の液滴のパスを正確に制御することを可能とする。より正確には、電極は、コーティングされるべきワークピースに向けて液滴を案内する静電場のためのコンフォメータ（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｏｒ）として作用する。
【0010】
有利であるが強制的でない本発明の更なる態様によれば、コーティングシステムは、任意の技術的に許容される組み合わせで考えられる、以下の特徴のうち１つ又は複数を組み込むことができる：
－電極の外形はワークピースの形状に基づいて構成される。本発明のこの態様のおかげで、電極の外形は、コーティングされるべきワークピースの実際の形状に従ってカスタマイズすることができ、それにより、ワークピース周りの近くに静電場線を設けることが可能となり、したがって、過噴霧（ｏｖｅｒｓｐｒａｙ）の現象を避けるか又は大幅に制限することが可能となる。
－電極のエッジは、超音波ヘッドから見た場合に、ワークピースの輪郭の像、好ましくはこの輪郭の正確な像である。
－コーティングシステムは、特に可動ピストンを備えたポンプの形態で、制御された量で液体コーティング用製品を超音波ヘッドに供給するための計量装置を含む。代替的に、他のタイプのポンプを計量装置として使用することができる。
－電極はワークピースを支持し、ワークピースに接触している。
－電極は、ワークピースの形状に従って形作られ、高電圧発生器を含む基部により支持される。
－基部は、ワークピースを接地電位から絶縁し、電極からの漏電を防止する。
－基部は、異なる外形の電極を収容するために構成された領域を画定している。
－電気接触部は、高電圧発生器を領域に収容された電極に接続するための領域に設置される。
－電気接触部は、領域に収容された電極に非平行な軸に沿って可動であり、この電極に向けてバイアスをかけられている。
－高電圧発生器は、放電抵抗及び接続手段をまた含むサブモジュール内に統合され、前記サブモジュールが、高電圧発生器及び放電抵抗が各々収容された２つのハウジングと、コネクタが高電圧発生器及び放電抵抗を接続するように収容された接続ハウジングとを画定している。
－電気接触部は、接続ハウジングに収容されたコネクタに支持され、かつ電気的に接続される。
－電極は、ワークピースにより少なくとも部分的に囲まれるように形作られる。
－電極は、その長手軸周りで回転可能である。
－電極は超音波ヘッドに固定され、イオン化により液滴を帯電するように構成される。
－電極に、ワークピースの形状に基づいた分布を持つ、超音波ヘッドの放出ノズル周りに広がったスパイクが設けられる。
－超音波噴霧ヘッドの中心軸に対するスパイクの配向角は、ワークピースの形状及び／又は電極とワークピース間の距離に基づいて調整可能である。
－電極はワークピースにより形成される。
－超音波ヘッドに、超音波ヘッドを出た液滴周りにシェーピングエアの噴射を運ぶように構成されたエア噴出ユニットが設けられる。
－電極の外形はワークピースの形状に基づいて構成される。本発明のこの態様のおかげで、電極の外形は、コーティングされるべきワークピースの実際の形状に従ってカスタマイズすることができ、それにより、ワークピース周りの近くに静電場線を設けることが可能となり、したがって、過噴霧（ｏｖｅｒｓｐｒａｙ）の現象を避けるか又は大幅に制限することが可能となる。
－電極のエッジは、超音波ヘッドから見た場合に、ワークピースの輪郭の像、好ましくはこの輪郭の正確な像である。
－コーティングシステムは、特に可動ピストンを備えたポンプの形態で、制御された量で液体コーティング用製品を超音波ヘッドに供給するための計量装置を含む。代替的に、他のタイプのポンプを計量装置として使用することができる。
－電極はワークピースを支持し、ワークピースに接触している。
－電極は、ワークピースの形状に従って形作られ、高電圧発生器を含む基部により支持される。
－基部は、ワークピースを接地電位から絶縁し、電極からの漏電を防止する。
－基部は、異なる外形の電極を収容するために構成された領域を画定している。
－電気接触部は、高電圧発生器を領域に収容された電極に接続するための領域に設置される。
－電気接触部は、領域に収容された電極に非平行な軸に沿って可動であり、この電極に向けてバイアスをかけられている。
－高電圧発生器は、放電抵抗及び接続手段をまた含むサブモジュール内に統合され、前記サブモジュールが、高電圧発生器及び放電抵抗が各々収容された２つのハウジングと、コネクタが高電圧発生器及び放電抵抗を接続するように収容された接続ハウジングとを画定している。
－電気接触部は、接続ハウジングに収容されたコネクタに支持され、かつ電気的に接続される。
－電極は、ワークピースにより少なくとも部分的に囲まれるように形作られる。
－電極は、その長手軸周りで回転可能である。
－電極は超音波ヘッドに固定され、イオン化により液滴を帯電するように構成される。
－電極に、ワークピースの形状に基づいた分布を持つ、超音波ヘッドの放出ノズル周りに広がったスパイクが設けられる。
－超音波噴霧ヘッドの中心軸に対するスパイクの配向角は、ワークピースの形状及び／又は電極とワークピース間の距離に基づいて調整可能である。
－電極はワークピースにより形成される。
－超音波ヘッドに、超音波ヘッドを出た液滴周りにシェーピングエアの噴射を運ぶように構成されたエア噴出ユニットが設けられる。
【0011】
本発明は、本発明の対象を制限することなく、添付した図面と一致してかつ図示的な例として与えられる以下の説明に基づいて、より良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係るコーティングシステムの斜視図である。
【図8】電極モジュールの分解図である。
【図11】本発明の第２実施形態に係るコーティングシステムの概略的表示である。
【図12】本発明の第３実施形態に係るコーティングシステムの前面図である。
【図15】本発明の第４実施形態に係るコーティングシステムの部分的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図１～７に示されるコーティングシステム２は筐体４を含み、それは、鉱物ガラス又は有機ガラスから作られた透明窓８を備えたドア６により封鎖された内部容積Ｖ４を画定している。
【0014】
代替的に、ドア６は透明でない。
【0015】
筐体４は、コーティングシステム２で実行されるべきコーティングプロセスのためのキャビンを形成する。
【0016】
コーティングシステム２はまた、制御キャビネット１０を含み、それは、それ以外にプログラム可能なロジックコントローラ又はＰＬＣ１２を含む。図１において、制御キャビネット１０のフロントパネルは、ＰＬＣ１２を示すために取り除かれている。
【0017】
コーティングシステム２は、３軸直角座標ロボットによって支持され、鉛直に配向されたその長手軸Ｘ１４を有する超音波噴霧ヘッド１４を含む。超音波ヘッドは、超音波ヘッド１４の下部にある、コーティングされるべきワークピースＷ１に向けて下向きに向けられる。
【0018】
別の実施形態において、噴霧ヘッドは、軸Ｘ１４が、特に、大容積／３Ｄのワークピースの場合に、コーティングされるべきワークピース表面の前方で、噴霧ヘッドの最適位置に対する垂直線との角度を示すことを可能とする６軸ロボットによって操作することができる。
【0019】
超音波ヘッドの周波数は、２０ｋＨｚ～１０ＭＨｚの超音波の周波数範囲全体から選択することができ、例えば、以下の周波数である：２５ｋＨｚ、３５ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、１２０ｋＨｚ、１８０ｋＨｚ、２５０ｋＨｚ。ナンバーメジアン径（ＮＭＤ又はＤＮ０．５）で示される、超音波噴霧ヘッドにより生成される液滴のサイズは、典型的に以下のように与えられる：６９μｍ（２５ｋＨｚ）、５０μｍ（３５ｋＨｚ）、３８μｍ（４８ｋＨｚ）、３２μｍ（６０ｋＨｚ）、１８μｍ（１２０ｋＨｚ）、１２μｍ（１８０ｋＨｚ）、８μｍ（２５０ｋＨｚ）。
【0020】
超音波噴霧ヘッド１４は、任意の商業的に利用可能なタイプであることができる。
【0021】
パイプ１８は、超音波ヘッド１４に霧化された液体を供給し、ヘッド１４内で統合された、図示されていない振動部が作動して、ワークピースＷ１がヘッドの１４の下に実際に位置した場合に、このコーティング用製品を霧化する。図２では、矢印Ｆ２は、超音波ヘッド１４から出て、ワークピースＷ１に向けて向けられた霧化コーティング用製品の液滴の流れを示す。
【0022】
図１にのみ確認でき、注射器として示される計量ポンプ１９から、パイプ１８にコーティング用製品が供給される。好ましくは、計量ポンプ１９は可動ピストンを有する。代替的に、他のタイプの計量装置、例えば、ギアポンプを、パイプ１８を通じて超音波ヘッド１４に供給するために使用することができる。超音波ヘッド１４に供給するための計量装置を使用することで、コーティング用製品の量の正確な制御、したがって、液滴の流れＦ２の正確な制御が可能となる。
【0023】
ヘッド１４を出る液滴の噴霧の外形をより良好に制御するために、シェーピングガスユニット２０が、超音波ヘッド１４の下部先端周りに設置される。このユニット２０は、パイプ２２により空気が供給され、液滴の流れＦ２周りで、図２の矢印Ｆ４によって示される空気の流れを放出する。これは、この流れが軸Ｘ１４に対して放射状に分散することを避ける。代替的に、空気とは異なるガスを、シェーピングユニット２０において使用することができる。
【0024】
ヘッド１４は、ガイドレール１６により示される３軸直角座標ロボットで、空間の３方向に可動である。
【0025】
ワークピースＷ１のコーティングの効率を向上するために、静電場Ｅが、噴霧ヘッド１４と電極の間で生成される。
【0026】
これを行うために、電極モジュール３０は、超音波ヘッド１４及び３軸直角座標ロボットと共に、容積Ｖ４内に位置する。電極モジュール３０はワークピースＷ１を支持する。言い換えると、ワークピースＷ１は電極モジュール３０上にある。ワークピースＷ１は、電極３２Ａとの接触により静電的に帯電される。
【0027】
この電極モジュール３０は、導電性材料、特に金属、例えば、鉄系金属（鋼、ステンレス鋼・・・）又は非鉄系金属（アルミニウム、銅・・・）及びそれらの合金のシートから作られた電極３２Ａにより構成された平坦な上側表面を有する。
【0028】
この電極３２Ａは、電極モジュール３０の基部３４上にあり、それは、合成材料のような電気的に絶縁な材料、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）で作られる。基部３４は、接地電位からワークピースＷ１及び電極３２を絶縁し、電極からの漏電を防止する。
【0029】
図４に示されるように、電極モジュール３０は、制御キャビネット１０内に位置した高電圧コントローラ３６により制御される。より正確には、高電圧コントローラ３６は、第１ケーブル３８を通じて送電網に接続され、第２ケーブル４０を通じて電極モジュール３０に接続される。第３ケーブル４２は、電極モジュール３２を、接地された筐体４に接続する。
【0030】
他方では、制御ケーブル４４により、ＰＬＣ１２が、事前に設立した制御シーケンスに従って、かつ、適用可能な安全ルールに一致する方法で、高電圧コントローラ３６を制御することが可能となる。
【0031】
超音波噴霧ヘッド１４は、図示されていない接地ケーブル及び図示されていない超音波コネクタを通じて接地され、それらは、「二重接地」と考えることができる。実際に、これは、超音波ヘッド１４の振動部が、高電圧に供された場合に操作を妨げることができる電気装置である限りは、重要である。したがって、高電圧が、超音波ヘッド１４のレベルでなく電極モジュール３０のレベルで印加される、コーティングシステム２の一般的なレイアウトが有利である。
【0032】
電極モジュール３０に、ケーブル４０を通じて電流が供給された場合、静電場Ｅが、超音波ヘッド１４と電極３２との間に発生する。静電場線Ｌは、超音波ヘッドと、一方は電極３２との間で、他方はワークピースＷ１との間で延びる。
【0033】
電極３２Ａは、０．１ｋＶ～１００ｋＶ、好ましくは５ｋＶ～３０ｋＶの範囲の高電圧に帯電される。高電圧が負電圧である場合、超音波噴霧ヘッド１４を出る霧化コーティング用製品の液滴は、その影響により正に帯電されて、それらは、電極３２に向かう電場線Ｌ、したがって、電極３２Ａの上部にあるワークピースＷ１に向かう電場線Ｌに従う。
【0034】
図２の例において、ワークピースＷ１は平坦なピースであり、例えば、太陽電池のガラスカバーである。図５では、ワークピースＷ１は、電極３２Ａを完全に示すために、鎖点線（ｃｈａｉｎ－ｄｏｔｔｅｄ ｌｉｎｅｓ）で示される。
【0035】
そのような場合において、図５において示されるように、電極３２Ａの外形は平坦かつ長方形であり、ワークピースＷ１のエッジと実質的に同一な外形を有するエッジを持つ。
【0036】
例えば、電極３２Ａは、ワークピースＷ１により画定された長方形と同一の比を持ち、ワークピースＷ１の表面積ＳＷの８０％～５０００％、好ましくは１００～１２５％に含まれる表面積Ｓ３２を持つ長方形であることができる。
【0037】
より正確には、表面積Ｓ３２は、表面積ＳＷ以下であることができ、０．８～１の範囲の比Ｓ３２／ＳＷを持つ。代替的に、表面積Ｓ３２及びＳＷは、等しいか又は実質的に等しいことができ、０．９５～１．０５の範囲の比Ｓ３２／ＳＷを持つ。別のアプローチによれば、表面積Ｓ３２は表面積ＳＷ以上であることができ、１～５０の範囲の比Ｓ３２／ＳＷを持つ。
【0038】
そのような環境下において、ワークピースＷ１周りで噴霧ヘッド１４から「視認可能」である電極３２Ａの部分は、全ての電場線ＬがワークピースＷ１で終わり、閉じるように、図２の構成でのように減らすことができる。したがって、超音波ヘッド１４から出る液滴は、ワークピースＷ１に向けて、電場Ｅによって効率的に向けられる。
【0039】
図５～１０から理解することができるように、基部３４は、電極３２Ａと、電極モジュール３０内で使用される任意の他の電極との最大寸法に対応する、長さＬ４６及び幅Ｗ４６を持つ領域を形成した上部空洞４６を画定している。
【0040】
図２、５、６及び８の構成において、電極３２Ａは、それが空洞４６を塞ぐように、可能である最大の寸法を有する。ノッチ４７は、例えば、スクリュードライバのようなツール又は指先で、電極３２Ａを基部３４から分離しなければならない場合に、空洞４６に横方向に接近して、電極３２Ａに持ち上げ効果を与える。
【0041】
基部３４はまた、高電圧コントローラ３６から受け取った電流を、ケーブル４０を通じて、電極３２Ａに印加されるべき高電圧に変換するのに適したサブモジュール５０を収容する凹部４８を画定している。
【0042】
サブモジュール５０は、静電噴霧、特にハンドガンの分野での公知の技術に従って、一連のダイオードによって作られた高電圧発生器５２を含む。サブモジュール５０は、第１軸Ｘ５６に沿って延びている第１細長ハウジング５６を画定している絶縁ボディ５４を含む。ボディ５４はまた、軸Ｘ５６に平行な第２軸Ｘ５８に沿って延びている第２細長ハウジング５８を画定している。実際に、軸Ｘ５６及びＸ５８は、任意の配向を持ち非平行であることができる。好ましい構成において、軸Ｘ５６及びＸ５８は実質的に平行であり、すなわち、３０°未満の軸間の角度に収束するか又は発散して、それらがボディ５４の同一の側で開く。この構成は、供給ケーブル４０が、高電圧の電力と、接地された参照とを一緒にすることができるため、極めて整った（ｎｅａｔ）接続を作る。接続ハウジング６０は、軸Ｘ５６及びＸ５８に垂直に、ハウジング５６及び５８を接続する。したがって、ハウジング５６、５８及び６０は、サブモジュール５０の高電圧供給手段を収容するためのＵ字状容積を画定している。
【0043】
放電抵抗６２は、接続ロッド６４と共に、ハウジング５８内に位置する。他方では、コネクタ６６は、ハウジング６０内に収容される。
【0044】
バネ６８は、高電圧発生器５２とコネクタ６６との間に入る。別のバネ７０は、コネクタ６６と抵抗６２の間に入る。したがって、コネクタ６６は、バネ６８及び７０の補助により、高電圧発生器５２及び放電抵抗６２を接続する。
【0045】
接地プレート７２は、ハウジング５６及び５８がハウジング６０から反対側に開くボディ５４の一方の端部に位置する。これは、高電圧発生器５２及び接続ロッド６４を、接地ケーブル４２を通じて地面に接続することを可能とし、一方で、高電圧発生器５２はまた、個々の導体４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｃを通じてケーブル４０に接続される。明確にするために、コネクタ４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｃは図８にのみ示される。
【0046】
コネクタ６６は、凹部４８から空洞４６を分離する基部３４の壁７８の開口７６を通過する接触部７４を含む。したがって、サブモジュール５０が凹部４８内に設置された場合は、接触部７４が、高電圧発生器５２から発生した高電圧を、空洞又は領域４６内に置かれた任意の電極に印加することができるように、接続部７４は壁７８と同一平面にあるか又は空洞又は領域４６に突出している。
【0047】
図７に示されるように、接触部７４は、コネクタ６６の鉛直穴６７内に位置した導電性スタッドにより形成される。コネクタ６６は、Ｏリング７９により壁７８内に固定される。穴６７内のスタッド７４の鉛直位置は、穴６７の中心軸Ｘ６７に沿って調整することができる。バネ６９は、有利には、穴６７の閉端部に設けられ、それは電極３２Ａに対してスタッドにバイアスをかける。
【0048】
図５、６、９及び１０から理解することができるように、異なる形状を持つ電極を、基部３４及びサブモジュール５０と共に使用することができる。
【0049】
例えば、長方形の外形の大きなワークピースＷ１に対して図２の構成で使用される長方形の電極３２Ａを、図９に示されるように、携帯電話のスクリーンのようなより小さい寸法を持つワークピースＷ２に合わせた平坦かつ長方形の外形を有する電極３２Ｂに置き換えることができる。電極３２Ｂが部材７４に接触するように、空洞４６の中心部内に位置する場合、この電極はまた、超音波ヘッド１４で静電場を作り出すのに適し、図２に関連して説明された操作を、ワークピースＷ２周りに電極３２Ｂで閉じている静電場線により得ることができる。
【0050】
電極３２Ｃはまた、ワークピースＷ３が、図３及び図１０に示されるようにディスク又は球の一部の形態で使用される場合に、使用することができる。例えば、ワークピースＷ３は、異なるコーティング層、例えば、疎水性層、上塗り保護層、ハードコーティング又は反射防止コーティング層でコーティングされるべき光学レンズであることができる。ワークピースＷ３がディスクである場合、電極３２Ｃは平坦である。ワークピースＷ３が球の一部の形態である場合、電極３２Ｃは、好ましくは、ワークピースＷ３の外形に従うように、屈曲又は湾曲される。この第２の場合において、電極３２Ｃは、空洞４６に対して上向きに突き出すことがあり、それは、電極３２Ｃを収容するための領域を形成する。
【0051】
【0052】
図３に示されるように、電極３２Ｃと、設置された超音波ヘッド１４との間に設立された静電場Ｅは、部材１４と３２Ｃの間で延びる電場線Ｌを生じさせ、流れＦ２の形態で超音波ヘッド１４を出る液滴が、ワークピースＷ３に向けてこれらの電場線により案内される。
【0053】
この例において、ワークピースＷ３と電極３２Ｃとの各々の直径の比は、０．８～２で選択することができる。
【0054】
処理されるべきワークピースの実際の形状に応じて、領域４６上に置かれた電極について、他の外形を選択することができる。例えば、三角形の電極又は４つ超の辺を持つ多角形の電極を、多角形又は円形、特に楕円外形であることができる、処理されるべきワークピースの輪郭に従うように、製造することができる。また、電極の３次元外形又は曲線外形の設計を選択することができる。例えば、半球又は放物体の電極を、半球又は放物体の光学レンズを支持するために設計することができる。拡大解釈すれば、任意の大容量の規則的又は不規則的な外形の電極を、処理されるべきワークピースの形状に応じて選択することができる。
【0055】
実際に、電極３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ又は同等物のエッジは、有利には、超音波ヘッド１４から見た場合、ワークピースの輪郭の像である。言い換えると、電極のエッジは、ワークピースの輪郭周りに液滴を均一に分布し、かつ、ワークピースへの製品の移動効率を増加するように、規定することができる。
【0056】
有利には、電極３２Ａ、３２Ｂ又は３２Ｃのエッジは、ワークピースの輪郭の正確な像であり、ここで、「正確な像」とは、電極のエッジを境界とした表面の領域と、ワークピースの輪郭を境界とした領域との間の差が、その輪郭を境界とした領域の１０％未満であることを意味する。
【0057】
他方では、電極３２Ａ、３２Ｂ又は３２Ｃの形状は、この領域における電極の露出面を増加させることで適合させることができ、電極の露出面とは、ワークピースのエッジ上でコーティングプロファイルを正確に制御するように、超音波ヘッド１４からワークピース周りで視認可能である面である。
【0058】
図１１～１５に示される本発明の第２、第３及び第４実施形態において、第１実施形態のものと同様な部品は、同一の参照番号であり、詳細には説明されない。以後は、主に第１実施形態との差を説明する。
【0059】
図１１の第２実施形態において、コーティングされるべきワークピースＷ４は血管用ステントである。そのような場合において、電極３２Ｄは、長手軸Ｘ３２に沿って延び、絶縁部３４によって保持されたマンドレルとして形作られ、基部３５内に含まれる機構によりこの軸周りで回転駆動される。電極３２Ｄは円筒状であり、ステントＷ４により全体的に又は部分的に囲われるように形作られる。
【0060】
高電圧発生器５２を含むサブモジュール５０は、基部３４の外側に位置し、電極３２Ｄの外周面にスライド接触している導電性ブラシ８２で終端したケーブル８０により、電極３２Ｄに接続される。
【0061】
図１１の右側に見ることができるように、幾つかの他のマンドレル３２Ｅ、３２Ｆを、コーティングされるべきステントＷ４の形状に応じて、電極モジュール３０の部品３４、３５及び５０と共に使用することができる。
【0062】
代替的に、電極３２Ｄ～３２Ｅは、コーティングされるべきワークピースＷ４の外形に応じて、非円筒状であることができる。
【0063】
図１２～１４に示される本発明の第３実施形態において、電極３２Ｇは、超音波ヘッド１４周りに設置され、電極３２Ｇに、高電圧発生器５２を含む電極モジュール３０のサブモジュール５０を通じて、高電圧が供給される。そのような場合において、超音波ヘッド１４の放出ノズル１５から出る液滴の流れＦ２は、接地プレート８４上にあるコーティングされるべきワークピースＷ５に向けて延びる電極３２のスパイク３２Ｇ1のおかげで、コロナ効果、すなわち、ノズル１５周りの空気のイオン化により静電的に増加される。
【0064】
【0065】
ワークピースＷ５が、図１２の参照番号Ｗ５’に示されるように楕円外形を有する場合、電極はまた、電極３２Ｈで図１４に示されるように、楕円として形作ることができる。そのスパイク３２Ｈ1は、コーティングされるべきワークピースＷ５’の表面上に液滴を均一に又は非均一に分配するために、超音波ヘッド１４の中心軸Ｘ１４及び放出ノズル１５の周りで規則的に又は不規則的に分布することができる。
【0066】
図１５に示されるように、電極３２Ｉのスパイク３２Ｉ1は、液滴の流れＦ２の方向に、超音波ヘッド１４のノズル１５及び中心軸Ｘ１４に向けて収束することができる。
【0067】
α３２は、超音波噴霧ヘッド１４の中心軸Ｘ１４と、スパイク３２Ｉ1の長手軸Ｘ３２との間の角度を示す。この角度は、コーティングされるべきワークピースの形状、及び／又は、軸Ｘ１４に沿って測定される電極３２Ｉとワークピースの間の距離に応じて調整可能である。角度α３２は、軸Ｘ１４に対するスパイク３２Ｉ1の配向軸である。
【0068】
図示されていない代替的な実施形態によれば、電極は、ワークピース自体により形成されることがある。例えば、第１及び第２実施形態において、ワークピースＷ１～Ｗ４は、接触部７４又はブラシ８２に直接的に電気的接触していることがある。
【0069】
上記で考えられた実施形態及び変形形態の特徴は、本発明の新規の実施形態を作り出すために、組み合わせることができる。
【0070】
特に、ユニット２０と同様のエア噴出ユニットを、第２～第４実施形態において使用することができる。
本発明は、以下の態様を含んでいる。
（１） 液体コーティング用製品でワークピース（Ｗ１－Ｗ５、Ｗ５’）をコーティングするためのコーティングシステム（２）であって、コーティング用製品の液滴を生成するための超音波ヘッド（１４）を含み、
－電極（３２Ａ－３２Ｉ）であって、前記電極と前記超音波噴霧ヘッドとの間に静電場（Ｅ）を発生させるための電極（３２Ａ－３２Ｉ）と、
－前記電極に高電圧を供給するための、前記電極に接続された高電圧発生器（５２）と
をさらに含む、コーティングシステム。
（２）前記電極（３２Ａ－３２Ｉ）の外形が、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ５、Ｗ５’）の形状に基づいて構成可能である、（１）に記載のコーティングシステム。
（３）前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）のエッジが、前記超音波ヘッド（１４）から見た場合に、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ３）の輪郭の像、好ましくはこの輪郭の正確な像である、（１）又は（２）に記載のコーティングシステム。
（４）前記電極（３２Ａ－３２Ｆ）が前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ４）を支持し、前記ワークピースに接触している、（１）～（３）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
（５）前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）が、前記ワークピースの形状に従って形作られ、前記高電圧発生器（５２）を含む基部（３４）により支持された、（１）～（４）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
（６）前記基部（３４）が、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ３）を接地電位から絶縁し、前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）からの漏電を防止している、（５）に記載のコーティングシステム。
（７）前記基部（３４）が、異なる外形の電極（３２Ａ－３２Ｃ）を収容するために構成された領域（４６）を画定している、（５）又は（６）に記載のコーティングシステム。
（８）電気接触部（７４）が、前記高電圧発生器（５２）を前記領域に収容された電極（３２Ａ－３２Ｃ）に接続するための前記領域（４６）に位置した、（７）に記載のコーティングシステム。
（９）前記電気接触部（７４）が、前記領域（４６）に収容された電極（３２Ａ－３２Ｃ）に非平行な軸（Ｘ６７）に沿って可動であり、この電極に向けてバイアスをかけられている、（８）に記載のコーティングシステム。
（１０）前記電極（３２Ｄ－３２Ｆ）が、前記ワークピース（Ｗ４）により少なくとも部分的に囲まれるように形作られた、（１）～（９）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
（１１）前記電極（３２Ｄ－３２Ｆ）が、長手軸（Ｘ３２）周りで回転可能である、（１０）に記載のコーティングシステム。
（１２）前記電極（３２Ｇ－３２Ｉ）が前記超音波ヘッド（１４）に固定され、イオン化により液滴（Ｆ２）を帯電するように構成された、（１）又は（２）に記載のコーティングシステム。
（１３）前記電極（３２Ｇ－３２Ｉ）に、前記ワークピースの形状に基づいた分布を持つ、前記超音波ヘッド（１４）の放出ノズル（１５）周りに広がったスパイク（３２Ｇ 1 －３２Ｉ 1 ）が設けられた、（１２）に記載のコーティングシステム。
（１４）前記超音波噴霧ヘッド（１４）の中心軸（Ｘ１４）に対する前記スパイク（３２Ｉ 1 ）の配向角（α３２１）が、前記ワークピースの形状及び／又は前記電極（３２Ｉ）と前記ワークピース間の距離に基づいて調整可能である、（１３）に記載のコーティングシステム。
（１５）前記電極が前記ワークピースにより形成された、（１）に記載のコーティングシステム。
（１６）前記超音波ヘッド（１４）に、前記超音波ヘッドを出た液滴（Ｆ２）周りに、シェーピングエアの噴射（Ｆ４）を運ぶように構成されたエア噴出ユニット（２０）が設けられた、（１）～（１５）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
本発明は、以下の態様を含んでいる。
（１） 液体コーティング用製品でワークピース（Ｗ１－Ｗ５、Ｗ５’）をコーティングするためのコーティングシステム（２）であって、コーティング用製品の液滴を生成するための超音波ヘッド（１４）を含み、
－電極（３２Ａ－３２Ｉ）であって、前記電極と前記超音波噴霧ヘッドとの間に静電場（Ｅ）を発生させるための電極（３２Ａ－３２Ｉ）と、
－前記電極に高電圧を供給するための、前記電極に接続された高電圧発生器（５２）と
をさらに含む、コーティングシステム。
（２）前記電極（３２Ａ－３２Ｉ）の外形が、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ５、Ｗ５’）の形状に基づいて構成可能である、（１）に記載のコーティングシステム。
（３）前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）のエッジが、前記超音波ヘッド（１４）から見た場合に、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ３）の輪郭の像、好ましくはこの輪郭の正確な像である、（１）又は（２）に記載のコーティングシステム。
（４）前記電極（３２Ａ－３２Ｆ）が前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ４）を支持し、前記ワークピースに接触している、（１）～（３）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
（５）前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）が、前記ワークピースの形状に従って形作られ、前記高電圧発生器（５２）を含む基部（３４）により支持された、（１）～（４）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
（６）前記基部（３４）が、前記ワークピース（Ｗ１－Ｗ３）を接地電位から絶縁し、前記電極（３２Ａ－３２Ｃ）からの漏電を防止している、（５）に記載のコーティングシステム。
（７）前記基部（３４）が、異なる外形の電極（３２Ａ－３２Ｃ）を収容するために構成された領域（４６）を画定している、（５）又は（６）に記載のコーティングシステム。
（８）電気接触部（７４）が、前記高電圧発生器（５２）を前記領域に収容された電極（３２Ａ－３２Ｃ）に接続するための前記領域（４６）に位置した、（７）に記載のコーティングシステム。
（９）前記電気接触部（７４）が、前記領域（４６）に収容された電極（３２Ａ－３２Ｃ）に非平行な軸（Ｘ６７）に沿って可動であり、この電極に向けてバイアスをかけられている、（８）に記載のコーティングシステム。
（１０）前記電極（３２Ｄ－３２Ｆ）が、前記ワークピース（Ｗ４）により少なくとも部分的に囲まれるように形作られた、（１）～（９）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
（１１）前記電極（３２Ｄ－３２Ｆ）が、長手軸（Ｘ３２）周りで回転可能である、（１０）に記載のコーティングシステム。
（１２）前記電極（３２Ｇ－３２Ｉ）が前記超音波ヘッド（１４）に固定され、イオン化により液滴（Ｆ２）を帯電するように構成された、（１）又は（２）に記載のコーティングシステム。
（１３）前記電極（３２Ｇ－３２Ｉ）に、前記ワークピースの形状に基づいた分布を持つ、前記超音波ヘッド（１４）の放出ノズル（１５）周りに広がったスパイク（３２Ｇ 1 －３２Ｉ 1 ）が設けられた、（１２）に記載のコーティングシステム。
（１４）前記超音波噴霧ヘッド（１４）の中心軸（Ｘ１４）に対する前記スパイク（３２Ｉ 1 ）の配向角（α３２１）が、前記ワークピースの形状及び／又は前記電極（３２Ｉ）と前記ワークピース間の距離に基づいて調整可能である、（１３）に記載のコーティングシステム。
（１５）前記電極が前記ワークピースにより形成された、（１）に記載のコーティングシステム。
（１６）前記超音波ヘッド（１４）に、前記超音波ヘッドを出た液滴（Ｆ２）周りに、シェーピングエアの噴射（Ｆ４）を運ぶように構成されたエア噴出ユニット（２０）が設けられた、（１）～（１５）のいずれか１項に記載のコーティングシステム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】