JP2019198851A - マスキング治具 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布部用の孔部の開口面積の総和が小さくても、液体噴霧部との間に電界を形成できる静電噴霧装置用のマスキング治具を提供する。【解決手段】液体噴霧部２０と異極部との間に電圧を印加して、被塗物４０に霧化液体を噴霧する静電噴霧装置１０に用いるマスキング治具３０であって、絶縁性材料から形成されるマスキング本体３１と、導電性材料又は半導電性材料から形成される外周導電体３２と、を備え、マスキング本体３１は、被塗物４０の塗布部を画定する１個又は複数個の孔部３１ａが形成され、外周導電体３２は、マスキング本体３１の孔部３１ａが存在する面と一致する平面又は接する平面の法線方向に延び、かつ、孔部３１ａの重心を通る軸ＣＬの外側に配置され、かつ、マスキング本体３１よりも液体噴霧部２０側に配置されるとともに、液体噴霧部２０に対して被塗物４０と同じ電位方向の異極部となるようにするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、マスキング治具に関する。

従来、液体噴霧部と、液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって、塗料などの液体を帯電状態で液体噴霧部から離脱させ、被塗物に霧化液体を噴霧する静電噴霧装置において、所定の形状・パターンの孔部を有するマスキング治具を、被塗物側の近傍に接触して配置し、所定の形状・パターンの孔部に対応する薄膜を被塗物に形成するものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載のマスキング治具は、マスキング本体とマスキング補助体とを備えるものであって、マスキング補助体は、被塗物の塗布部と被塗物の非塗布部とを画定するように配置され、マスキング本体は、マスキング補助体が覆わない非塗布部を覆うように配置されており、また、マスキング補助体は、導電性材料を用いて形成され、マスキング本体は、絶縁性材料を用いて形成されている。

特開２０１６−２２１４３３号公報

ところで、被塗物の塗布部が小さい場合、すなわち、マスキング治具の孔部の開口面積が小さい場合、マスキング補助体の孔部のみを小さくするか、マスキング補助体を小さくするとともに、孔部も小さくする必要がある。しかしながら、前者の場合には、マスキング補助体に塗布材の大部分が付着（塗着）するため、塗布材の無駄が多くなり、また、後者の場合には、液体噴霧部に対して異極となるマスキング補助体の電界形成領域も小さくなるため、液体噴霧部との間に強い電界が十分に形成されず、液体の霧化が正常に行われないことがある。

そこで、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、塗布部用の孔部の開口面積の総和が小さくても、液体噴霧部との間に電界を形成できるマスキング治具を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る１つの態様は、液体噴霧部と、前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態で前記液体噴霧部から離脱させ、被塗物に霧化液体を噴霧する静電噴霧装置に用いるマスキング治具であって、絶縁性材料から形成されるマスキング本体と、導電性材料又は半導電性材料から形成される外周導電体と、を備え、前記マスキング本体は、前記被塗物における液体を塗布する塗布部を画定する１個又は複数個の孔部が形成され、前記外周導電体は、前記マスキング本体の前記孔部が存在する面と一致する平面又は接する平面の法線方向に延び、かつ、前記孔部の重心を通る軸の外側に配置され、かつ、前記マスキング本体の液体噴霧部側に配置されるとももに、前記液体噴霧部に対して前記被塗物と同じ電位方向の異極部となるようにするものである。
（２）上記（１）の態様において、前記外周導電体は、前記被塗物と同電位であってもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記外周導電体は、前記軸線方向で、前記被塗物と前記マスキング本体との間に配置されてもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つの態様において、前記外周導電体は、前記軸に対して回転対称であってもよい。
（５）上記（１）から（４）までのいずれか１つの態様において、前記マスキング本体は、前記孔部の開口面積の総和が、５０ｍｍ^２以下であってもよい。
（６）上記（１）から（５）までのいずれか１つの態様において、前記マスキング本体は、前記軸の軸線方向に湾曲した曲面で形成されてもよい。
（７）上記（１）から（６）までのいずれか１つの態様において、前記マスキング治具は、導電性材料から形成される内周導電体を、更に備え、前記内周導電体は、前記孔部以下の大きさの第２孔部を有し、かつ、前記第２孔部が前記孔部よりも前記軸に対して内側に位置してもよい。
（８）上記（７）の態様において、前記内周導電体は、前記軸線方向で、前記被塗物と前記マスキング本体との間に配置されてもよい。

本発明によれば、塗布部用の孔部の開口面積の総和が小さくても、液体噴霧部との間に電界を形成できるマスキング治具を提供することができる。

本発明に係る実施形態のマスキング治具を用いる静電噴霧装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明に係る実施形態のマスキング治具を用いる静電噴霧装置の全体構成を示す概略断面図である。 静電噴霧装置の液体噴霧部を示す断面図である。 液体噴霧部の先端側を示す拡大図であり、（ａ）心棒の先端が後方に位置する場合、（ｂ）心棒の先端が前方に位置する場合である。 本発明に係る実施形態のマスキング治具を示す、（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。 本発明に係る変形例のマスキング治具を示す、（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。また、「先（端）」や「前（方）」の用語は、各部材において液体の噴霧方向側を示し、「後（端）」や「後（方）」の用語は、各部材において液体の噴霧方向と反対側を示し、「左」や「右」は、前方から後方を見た場合を示すものとする。

まず、本発明に係る実施形態のマスキング治具３０を説明する前に、マスキング治具３０を用いる静電噴霧装置１０について説明する。図１は、本発明に係る実施形態のマスキング治具３０を用いる静電噴霧装置１０の全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明に係る実施形態のマスキング治具３０を用いる静電噴霧装置１０の全体構成を示す概略断面図である。

（静電噴霧装置）
図１及び図２に示すように、静電噴霧装置１０は、液体ノズル２２を有する液体噴霧部２０と、マスキング治具３０と、液体噴霧部２０に対して異極となる異極部４０と液体噴霧部２０との間に電圧を印加する電圧印加手段（電圧電源）５０と、を備える。

なお、本実施形態では、電圧印加手段（電圧電源）５０からの電気配線を被塗物に直接接続して、被塗物自体を異極部４０としている場合を示しているが、例えば、被塗物を載置する載置部（図示せず）に電圧印加手段（電圧電源）５０からの電気配線を接続して、この載置部を異極部４０とし、載置部を介して被塗物が電圧印加手段（電圧電源）５０に電気的に接続されるようになっていてもよい。また、「異極」との用語は、いわゆるプラス極（正極）とマイナス極（負極）との関係だけを意味するものではなく、同極であっても高電位と低電位との関係のように、相対的に異極となって電界を形成する場合も意味するものとする。

異極部４０となる被塗物（以降、「被塗物４０」という。）は、アース手段６０でアースされるようになっている。このアース手段６０は必須の構成ではないが、被塗物４０は、作業者が触れたりすることがあるので安全面から設けることが好ましい。

（液体噴霧部）
図３は、静電噴霧装置１０の液体噴霧部２０を示す断面図である。なお、図３では、液体噴霧部２０だけを示しており、液体噴霧部２０から後述するように塗料などの液体が噴霧されている状態を合わせて図示したものになっている。

図３に示すように、液体噴霧部２０は、液体の供給される液体供給口２１ａを有する液体流路２１ｂが形成された絶縁性材料からなる胴体部２１と、貫通孔が胴体部２１の液体流路２１ｂに連通するように胴体部２１の先端に設けられる液体ノズル２２と、胴体部２１の液体流路２１ｂ内及び液体ノズル２２の貫通孔内に配置される導電性材料からなる心棒２３と、を備えている。

胴体部２１には、心棒２３を後端側に取り出すために、液体流路２１ｂと連通した孔部２１ｃが設けられ、その孔部２１ｃ内には、心棒２３との間の隙間をシールして液体が漏れないようにするシール部材２４が設けられている。なお、本実施形態では、シール部材２４としてＯリングを用いているが、Ｏリングに限らず、シールが可能なものであればよい。

そして、孔部２１ｃを通じて胴体部２１の後端側に位置する心棒２３の後端には、絶縁性材料からなる摘み部２３ａが設けられているとともに、摘み部２３ａのほぼ中央を貫通するように設けられた導電性材料からなる電気配線接続部２３ｂが設けられている。

図１及び図２に示すように、電気配線接続部２３ｂには、電圧印加手段５０からの電気配線が接続される。そして、図３に示すように、電気配線接続部２３ｂが心棒２３に接触するようにされることで心棒２３と電気配線接続部２３ｂとが電気的に接続されている。

なお、本実施形態では、心棒２３を液体噴霧部２０側の電極としているが、例えば、液体噴霧部２０の液体ノズル２２を導電性材料からなるものとして、この液体ノズル２２に電圧印加手段５０からの電気配線を接続するようにし、液体ノズル２２を液体噴霧部２０側の電極としてもよい。

また、胴体部２１の後端開口部２１ｄの内周面には、摘み部２３ａを螺合接続するための雌ネジ構造２１ｅが設けられ、一方、摘み部２３ａの先端外周面には、雄ネジ構造２３ｃが設けられている。

つまり、胴体部２１の後端開口部２１ｄの雌ネジ構造２１ｅに摘み部２３ａの先端外周面の雄ネジ構造２３ｃを螺合させることで、心棒２３が取り外し可能に胴体部２１に取り付けられている。また、摘み部２３ａの螺合量を調節することで心棒２３を前後方向に移動させることができ、心棒２３の先端面２３ｄの位置を前後方向に調節できるようになっている。

液体ノズル２２の先端の開口部２２ｂの開口直径は、０．２ｍｍの大きな開口直径で形成されている。なお、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径は０．２ｍｍに限定されるものではない。例えば、心棒２３を用いる形態においては、開口直径は１．０ｍｍ程度であってもよく、目詰まりが起きにくく、また、目詰まりが起きても清掃が容易にできることを考慮すると、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましく、さらに、０．２ｍｍより大きくすることが好ましい。

一方、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径は、霧化の安定性を考慮すると、１.０ｍｍ以下が好適であり、より好ましくは０．８ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．５ｍｍ以下とするのがよい。

図４は、液体噴霧部２０の先端側を拡大した拡大図であり、（ａ）心棒２３の先端面２３ｄが後方に位置する場合、（ｂ）心棒２３の先端面２３ｄが前方に位置する場合である。

図４（ａ）に示すように液体ノズル２２は、開口部２２ｂ側に向かってテーパ状に内径が小さくなるテーパ角度がαであるテーパ状内径部（範囲Ａ参照）を有しており、心棒２３は、先端面２３ｄに向かって外径が小さくなるテーパ角度がβであるテーパ形状部（範囲Ｂ参照）を有している。

そして、液体ノズル２２のテーパ状内径部のテーパ角度αが、心棒２３のテーパ形状部のテーパ角度βよりも大きくされている。また、心棒２３の先端面２３ｄの直径は、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径よりも小さい直径とされているが、心棒２３のテーパ形状部は、後端側に向かって徐々に直径が大きくなり、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径よりも直径の大きい部分を有するように形成されている。

このように、液体ノズル２２及び心棒２３の先端側を形成することによって、心棒２３を前後方向に移動させることで、液体ノズル２２と心棒２３とで形成される隙間の幅を調節できるようになり、液体ノズル２２の開口部２２ｂから出る液体の量を調節することができる。

また、図４（ｂ）で示す状態よりも、さらに、心棒２３を前方側に動かすことで、心棒２３が液体ノズル２２の内周面に当接し、液体ノズル２２の開口部２２ｂを閉塞することが可能である。したがって、塗料などの液体を噴霧しない状態において、液体ノズル２２の開口部２２ｂを心棒２３で閉塞させ、液体ノズル２２内の液体が乾燥することを防止することが可能であり、液体ノズル２２の目詰まりを抑制できる。

（異極部４０）
本実施形態では、上述したように、異極部４０として被塗物４０を用いた場合を示しており、電圧印加手段（電圧電源）５０の心棒２３に接続されるのと反対側の電気配線が被塗物４０に接続されることで、被塗物４０自体が液体噴霧部２０に対する異極となるように構成されている。

ただし、例えば、被塗物４０が搬送装置などによって、塗料などの液体を塗布する位置に搬送されるような場合には、電圧印加手段５０からの電気配線を搬送装置の被塗物４０が載置される載置部に接続されているようにして、載置部を介して被塗物４０が電圧印加手段５０に電気的に接続されるようにしてもよい。

図３に戻って、液体噴霧部２０から液体が噴霧される状態について説明を行い、その後、その噴霧される液体が被塗物４０の所定の範囲にだけ塗布されるようにするマスキング治具３０について説明を行う。

胴体部２１の液体供給口２１ａに供給された液体は、液体ノズル２２の先端側に更に供給され、被塗物４０（異極部４０）と心棒２３との間に印加される電圧に伴う静電気力によって、前方側に引っ張られて前方に離脱・霧化する。

なお、液体の供給は、噴霧により消費されることで液体噴霧部２０から失われる分の液体が順次供給されていればよく、液体ノズル２２の開口部２２ｂ（より正確には、開口部２２ｂと心棒２３との間の隙間）から液体が噴射するような圧力で圧送供給した場合、かえって霧化ができなくなるようなことが起こる。

そして、心棒２３の先端面２３ｄ及び液体ノズル２２の先端外周縁２２ａへの表面張力や粘度による付着力に対して、液体を前方に引っ張る静電気力が釣り合うことで、図３に示すように、液体ノズル２２の先端側に供給された液体が、その先端で円錐形の形状となるテイラーコーンＴＣが形成される。

このテイラーコーンＴＣは、電場の作用によって、液体中で正／負電荷の分離が起こり、過剰電荷で帯電した液体ノズル２２先端のメニスカスが変形して円錐状となって形成されているものである。そして、テイラーコーンＴＣの先端から静電気力によって液体が真直ぐに引っ張られ、その後静電爆発によって広い範囲に液体が噴霧される。

この噴霧される液体、つまり、液体ノズル２２から離脱して液体粒子となった液体は、離脱前の状態に比べ、空気に触れる面積が飛躍的に大きくなるため溶媒の気化が促進され、その溶媒の気化に伴って帯電している電子間の距離が近づき、静電反発（静電爆発）が発生して、さらに、小さい粒径の液体粒子に分裂する。

この分裂が起こると、さらに、分裂前に比べ空気に触れる表面積が増えることになるため、溶媒の気化が促進され、上述したのと同様に静電爆発が発生し、さらに、小さい粒径の液体粒子に分裂する。このような静電爆発が繰り返されることで液体が霧化される。

ここで、本実施形態では、液体ノズル２２内に心棒２３を設けるようにしているが、心棒２３を設けないものとすると、液体が付着できる部分は、液体ノズル２２の先端外周縁２２ａだけとなる。

この場合、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を大きくすると、液体の付着できる部分が、液体ノズル２２の先端外周縁２２ａだけのため、例えば、液体ノズル２２の上下左右に液体がふらついたりし易く、きれいなテイラーコーンＴＣが形成できなくなったり、また、テイラーコーンＴＣ自体が維持できなくなったりするため、液体ノズル２２から離脱する液体粒子の安定性（粒子の大きさ、数、及び、帯電状態などの安定性）が得られなくなり、結果、液体の安定した霧化ができなくなるものと推察される。

そこで、本実施形態では、液体ノズル２２内に心棒２３を配置しており、液体ノズル２２の先端外周縁２２ａだけでなく、心棒２３の先端面２３ｄとの間でも液体は付着する。したがって、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径が大きくても、開口部２２ｂの中央部に液体が付着できる心棒２３の先端面２３ｄが存在するため、安定したテイラーコーンＴＣを形成することができ、液体の安定した霧化ができるようになっているものと考えられる。

なお、心棒２３の先端面２３ｄが液体ノズル２２の先端外周縁２２ａ（つまり、液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面）から前方に出過ぎると液体ノズル２２から出る液体に電場が作用し難くなり、一方、心棒２３の先端面２３ｄが液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面から後方に引っ込み過ぎると、開口部２２ｂの中央部に液体が付着できる部分が存在しないのと同じ状態となる。

このことから、心棒２３の先端面２３ｄの位置は、液体を噴霧する状態において、液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面を基準にして、心棒２３の中心軸に沿った前後方向で、液体ノズル２２の先端の開口部２２ｂの開口直径の１０倍以内に位置することが好適であり、より好ましくは５倍以内に位置することが好適であり、更に好ましくは３倍以内に位置することが好適である。

例えば、本実施形態では、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径が０．２ｍｍであり、静電気力を考慮しない場合、液体ノズル２２の開口部２２ｂから出た液体は、液体ノズル２２の先端で直径が約０．２ｍｍの半球状となるように出てくる。

そして、この液体ノズル２２の先端に出てきた液体に電場（静電気力）が作用して円錐状のテイラーコーンＴＣが形成できるように、心棒２３の先端は、この液体の近くに存在するのがよい。そこで、液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面から前方（出る方向）に２ｍｍ以内に位置するようにするのが好適であり、一方、液体の付着に作用するように、心棒２３の先端が液体ノズル２２の開口部２２ｂの先端面から後方（引っ込む方向）に２ｍｍ以内に位置するようにするのが好適である。

このように、心棒２３を設けることによって、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を、目詰まりが抑制できるような大きな開口直径にすることができる。また、液体ノズル２２の開口部２２ｂの開口直径を大きくできるため、機械加工で液体ノズル２２を製作することができる。

なお、本実施形態では、心棒２３の先端が先端面２３ｄとして平坦な平面としている場合を示しているが、必ずしも、心棒２３の先端が平坦な平面である必要はなく、安定したテイラーコーンＴＣの形成に寄与すればよいので、例えば、心棒２３の先端はＲ形状のように、前方側に向かって突出する曲面になっていてもよい。

このようにして、液体噴霧部２０（液体ノズル２２）から噴霧された液体は、静電爆発を繰り返しながら霧化液体となり、この微粒化した液体は電荷を帯びた状態であるため、被塗物４０（異極部４０）側に静電気力で引き寄せられて、被塗物４０に塗布することになる。

（マスキング治具）
図１、図２及び図５を参照して、マスキング治具３０について説明する。図５は、本発明に係る実施形態のマスキング治具３０を示す、（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。
マスキング治具３０は、被塗物４０側に配置されるマスキング本体３１と、液体噴霧部２０側に配置される外周導電体３２と、を少なくとも備えている。これらのマスキング本体３１及び外周導電体３２は、それぞれ別体で形成されており、マスキング本体３１に外周導電体３２が着脱可能又は不能に取り付けられている。

このマスキング本体３１は、略矩形の平板状に（平面に延在するように）形成されているが、マスキング本体３１の外形寸法・形状は、被塗物４０を覆うことができれば任意であり、例えば、被塗物４０の形状に合わせて外形が、湾曲した形状に形成されてもよく、あるいは、凹状又は凸状の段付き形状に形成されてもよい。

マスキング本体３１は、被塗物４０と液体噴霧部２０との間に印加された電圧によって発生する静電気力により表面が噴霧される液体と同じ電位方向の帯電状態（つまり、液体が正電荷に帯電していれば表面が正電荷に帯電し、液体が負電荷に帯電していれば表面が負電荷に帯電する状態）になるように、所定の厚み（例えば、０．５ｍｍ以上、好ましくは１．０ｍｍ以上）で形成されている。ただし、マスキング本体３１の厚みは、均一でなくてもよい。

マスキング本体３１の厚みを厚くして、分極を起こし易くすると、マスキング本体３１は、帯電した液体を反発する良好な帯電状態になり易くなり、マスキング本体３１の上に液体が塗着するのを防止又は軽減することができる。

また、マスキング本体３１は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートやフッ素系樹脂などの絶縁性材料を用いて形成されているが、耐溶剤性に優れたものであれば、更に好ましい。

さらに、マスキング本体３１は、被塗物４０における液体を塗布する塗布部４１と被塗物４０における液体を塗布しない非塗布部４２とを画定する孔部３１ａが略中央に形成されている。

この孔部３１ａは、所望の塗布部４１の形状に応じて、例えば、円形、三角形、多角形など任意の形状の１個または複数個の孔で形成されるが、本実施形態の孔部３１ａは、軸ＣＬを重心（中心）とする１個の円形の孔である。ただし、孔部３１ａの重心は、孔部３１ａの輪郭内に一様に質量を分布させたときの質量中心とする。また、孔部３１ａが複数個の孔で形成される場合、軸ＣＬは、複数個の孔の重心位置に通るものとする。

このとき、孔部３１ａの重心からの最大半径は４ｍｍ以下であればよく、直径４ｍｍ〜５ｍｍ程度が特に好ましい。言い換えると、孔部３１ａの開口面積の総和は、例えば５０ｍｍ^２以下であるとよい。なお、実施形態のマスキング治具３０における軸ＣＬは、孔部３１ａが存在する面と一致する平面の法線方向に延びるものであり、さらに、マスキング本体３１が延在する平面の法線方向にも延びているものである。一方、孔部３１ａが湾曲したマスキング本体３１に形成されている場合、軸ＣＬは、孔部３１ａが存在する曲面に孔部３１ａの重心位置で接する平面の法線方向に延びるものになる（あるいは、孔部３１ａの開口面積の総和が上記範囲であれば、孔部３１ａは実質的に平面に存在しているとみなすこともできる。そのため、孔部３１ａの開口面積も、曲面を平面に展開して求めることなく、平面に存在するものとして求めてもよい。）

一方、外周導電体３２は、被塗物４０と液体噴霧部２０との間に印加された電圧によって、液体噴霧部２０との間に強い電界が形成されるように、導電性材料又は半導電性材料を用いて形成されている。外周導電体３２を形成する導電性材料としては、銅やアルミニウムなどの金属がよく、成形性や重量などの取り扱い易さから、特に金属箔が好ましく、半導電性材料としては、炭素や金属などの導電性物質が配合された樹脂がよい。なお、外周導電体３２は、アース手段６０（又は、電圧印加手段５０における液体噴霧部２０とは反対側の極）に接続されている。

また、外周導電体３２は、噴霧された液体の通過を許容する円形の開口３２ａを有する円形リング状に形成されている。この開口３２ａは、内径がマスキング本体３１の孔部３１ａよりも十分大きく、その中心は孔部３１ａの中心と同心となるような位置に設定されている。つまり、外周導電体３２は、孔部３１ａの重心（中心）を通る軸ＣＬを中心として孔部３１ａの外側に配置されており、軸ＣＬに関して回転対称となるような形状になっている。なお、本実施形態の外周導電体３２では、内径を２０ｍｍとし、外径を３０ｍｍとしている。

また、別の表現で言い換えると、外周導電体３２は、液体噴霧部２０を被塗物４０から１０ｃｍ離して設置したときに液体が塗布される塗布範囲の外側に配置されている（つまり、塗布範囲の内側に配置されていない。）。これは、外周導電体３２の内径が小さく、外周導電体３２の内周が軸ＣＬに近くなり過ぎると、霧化した液体が、外周導電体３２に引き寄せられる液体が多くなり、被塗物４０に付着する液体が少なくなるためであり、外周導電体３２は塗布範囲に含まれない位置に配置されるとよい。

この塗布範囲は、液体の粘性にも依存して変化するが、通常最大直径１０ｍｍ（面積であれば８０ｍｍ^２）程度であり、実際に使用する液体に合わせて、外周導電体３２の開口３２ａの内径を設計するとよい。

このように外周導電体３２を液体噴霧部２０とマスキング本体３１との間に配置することで、異極部４０（被塗物４０の塗布部４１）が小さく、かつ、マスキング本体３１が液体噴霧部２０により帯電しても、外周導電体３２が液体噴霧部２０に対して被塗物４０同じ電位方向の異極部４０（例えば、外周導電体３２と被塗物４０とが同電位）となるため、液体噴霧部２０と外周導電体３２との間に強い電界を形成し、静電霧化を可能にすることができる。なお、液体噴霧部２０と外周導電体３２との間の電位差は、霧化可能な範囲であればよいが、外周導電体３２は被塗物４０と接近して配置されるため、被塗物４０と同電位であるか、放電に問題が起こらないような範囲であることが好ましい。

そして、孔部３１ａから外れ、マスキング本体３１上（前方）に噴霧された液体は、帯電したマスキング本体３１上を避けるとともに、孔部３１ａに集まり、噴霧された液体は、被塗物４０上に塗布されるようになる。

ところで、本実施形態のマスキング治具３０は、上述したマスキング本体３１及び外周導電体３２以外に、被塗物４０とマスキング本体３１との間に配置される内周導電体３３を更に備えている。この内周導電体３３は、マスキング本体３１の被塗物４０側の面に備えられ、被塗物４０とは間隔を設けて非接触状態に配置されている。なお、内周導電体３３も、アース手段６０に接続されている。

内周導電体３３は、マスキング本体３１と同様に、導電性材料から形成されている。この内周導電体３３の外形寸法・形状は、マスキング本体３１よりも小さく、孔部３１ａよりも大きければ任意である。そして、内周導電体３３は、マスキング本体３１の孔部３１ａの直径よりも小さいか、等しい直径の第２孔部３３ａが、孔部３１ａの中心と同心となるように配置されている。

つまり、軸ＣＬは、マスキング本体３１の孔部３１ａの重心（中心）、外周導電体３２の開口３２ａの重心（中心）及び内周導電体３３の第２孔部３３ａの重心（中心）を通ることになり、さらに、軸ＣＬと液体噴霧部２０の心棒２３の中心軸とが一致することになる。

この第２孔部３３ａは、所望の塗布部４１の形状に応じて、例えば、円形、三角形、多角形など任意の形状の１個または複数個の孔で形成されるが、本実施形態では、第２孔部３３ａは１個の円形の孔であり、孔部３１ａの円形の孔と相似の関係であるが、異なる形状同士であってもよい。このとき、第２孔部３３ａの重心からの最大半径は、マスキング本体３１の孔部３１ａの半径よりも小さいか、等しい半径であればよく、直径１ｍｍ〜２ｍｍ程度が特に好ましい。つまり、第２孔部３３ａは、孔部３１ａよりも軸ＣＬに対して内側に位置しているとよい。なお、孔部３１ａが複数個形成されている場合、第２孔部３３ａも、各孔部３１ａに対応して形成される。

このように内周導電体３３を被塗物４０とマスキング本体３１との間に配置することで、被塗物４０だけの場合よりも大きい範囲の異極を形成することができるため、噴霧された液体をマスキング本体３１の孔部３１ａの中央側に集めることができる。そして、第２孔部３３ａから外れ、内周導電体３３上（前方）に到達した液体は、内周導電体３３上に塗着するとともに、第２孔部３３ａ上（前方）に到達した液体は、被塗物４０上に塗布されるようになる。そのため、被塗物４０における塗布部４１と非塗布部４２との境界４３をよりくっきりとさせることができる。

ただし、内周導電体３３は、被塗物４０と接触するように配置されてもよい。この場合、内周導電３３体は被塗物４０と同電位とみなせる状態、つまり、内周導電体３３は、電位的に被塗物４０の一部とみなせる状態になっている。

このため、噴霧された液体が、静電反発によって、内周導電体３３の第２孔部３３ａの中央側に集められることがなく、第２孔部３３ａから外れた内周導電体３３上（前方）に到達した液体は、内周導電体３３上に塗着するとともに、第２孔部３３ａ上（前方）に到達した液体は、被塗物４０上に塗布されるようになる。よって、マスキング本体３１を避け第２孔部３３ａより外側に到達した液体が、被塗物４０の境界４３近傍の塗布部４１に塗布され、塗布した液体の厚みが他の部分と比較して厚くなることが抑制される。

さらに、液体が第２孔部３３ａの縁部で反発されることがなく、境界４３の際まできれいに液体が塗布されることになるため、非塗布部４２と塗布部４１との境界４３を精度よく形成することが可能となる。

上述のように、外周導電体３２や内周導電体３３には、液体が塗着されるため、着脱可能に取り付けられる形態としておくことで、外周導電体３２又は内周導電体３３を取り外して洗浄するようにすることが可能となり、作業性を向上することができるようになる。

なお、液体塗布の観点からすれば、外周導電体３２及び内周導電体３３がマスキング本体３１に着脱可能に取り付けられている必要はない。例えば、図６に示すように、外周導電体３２とマスキング本体３１とは着脱不能に一体化されていてもよい。このようにしても、マスキング治具３０全体に液体が塗着できる場合に比較すれば、外周導電体３２の部分だけを部分洗浄すればよいだけであるので、作業効率を大幅に向上させることが可能となる。

このような、外周導電体３２及び内周導電体３３とマスキング本体３１を着脱不能に一体化したマスキング治具３０は、例えば、導電性プラスチック材料と絶縁性プラスチック材料とを用いて、二色成形するようにして形成することが可能である。あるいは、外周導電体３２及び内周導電体３３を導電性材料で作製しておき、その外周導電体３２及び内周導電体３３に対して絶縁性プラスチック材料を用いたインサート成形などを施して、着脱不能に一体化されたマスキング本体３１を形成するようにしてもよい。

以上説明したとおり、本発明に係る実施形態のマスキング治具３０は、絶縁性材料から形成されるマスキング本体３１と、導電性材料又は半導電性材料から形成される外周導電体３２と、を備え、マスキング本体３１は、被塗物４０の塗布部４１を画定する孔部３１ａが形成され、外周導電体３２は、マスキング本体３１の孔部３１ａが存在する面と一致する平面又は接する平面の法線方向に延び、かつ、孔部３１ａの重心を通る軸ＣＬの外側に配置され、かつ、マスキング本体３１の液体噴霧部２０側に配置されるとももに、液体噴霧部２０に対して被塗物４０と同じ電位方向の異極部４０となるようにするものである。これにより、静電噴霧装置１０において、液体噴霧部２０とマスキング治具３０の外周導電体３２との間に電界を形成することができ、液体が通過する孔部３１ａの開口面積の総和が小さくても、液体を静電霧化させることができる。

また、被塗物４０の液体を塗布する塗布部４１と液体を塗布しない非塗布部４２との境界４３を精度よく形成することができるとともに、塗布部４１の境界４３近傍に塗布される液体の厚みが厚くなることを抑制することができる。

実施形態の外周導電体３２は、被塗物４０と同電位である。これにより、液体噴霧部２０と被塗物４０との間に静電霧化可能な強い電界を形成できる場合と同様に、液体噴霧部２０と外周導電体３２との間に、強い電界を形成することができる。

実施形態の外周導電体３２は、軸ＣＬに対して回転対称である円形リング状である。これにより、軸ＣＬの周囲に形成される電界が軸ＣＬに対して回転対称になるため、被塗物４０のいずれの方向に対しても、電界の分布にムラがなくなり、塗布ムラの発生を抑制することができる。

実施形態のマスキング本体３１では、孔部３１ａの開口面積の総和が５０ｍｍ^２以下である。例えば、孔部３１ａ（つまり、塗布部４１）の開口面積が大きい場合は、被塗物４０との間に強い電界が十分形成されるため、外周導電体３２を設けなかったとしても、静電霧化させることができるが、塗布部４１の面積が小さい被塗物４０の場合に、実施形態のマスキング治具３０を用いないと、静電霧化させることができないため、特に有効である。

実施形態の外周導電体３２は、液体噴霧部２０を被塗物４０から１０ｃｍ離して設置したときに液体が塗布される塗布範囲の外側に配置される（塗布範囲の内側に配置されない）。これにより、外周導電体３２が液体噴霧部２０に対して異極になったとしても、霧化された液体が外周導電体３２に塗着する可能性を低くすることができる。

実施形態のマスキング治具３０は、導電性材料から形成される内周導電体３３を、更に備え、内周導電体３３は、被塗物４０とマスキング本体３１との間に配置される。また、内周導電体３３は、孔部３１ａよりも小さい第２孔部３３ａを有し、かつ、第２孔部３３ａが孔部３１ａよりも軸ＣＬに対して内側に位置する。これにより、塗布部４１と非塗布部４２との境界４３をよりくっきりとさせることができる。

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、液体噴霧部２０の液体ノズル２２近傍に液体を帯電状態で離脱させるのを促進する追加の異極部４０を設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、塗膜を形成する際に、被塗物４０は載置部に固定され、マスキング治具３０に対して不動であったが、載置部を上下又は左右に移動可能に構成し、被塗物４０を移動させながら塗膜を形成するようにしてもよい。

上記実施形態では、マスキング本体３１と内周導電体３３とは、接触するように配置されたが、軸ＣＬの軸線方向においてマスキング本体３１と内周導電体３３とが間隔を設けるように配置されてもよい。マスキング治具３０をこのように配置しても、塗布部４１と非塗布部４２との境界４３をよりくっきりとさせることができる。

上記実施形態では、外周導電体３２は、マスキング本体３１における液体噴霧部２０側の面に接触するように配置されたが、軸ＣＬの軸線方向においてマスキング本体３１と外周導電体３２とが間隔を設けるように配置されてもよい。つまり、液体噴霧部２０とマスキング本体３１との間で、軸ＣＬに対して一定の位置に固定されるように配置されていればよい。マスキング治具３０をこのように配置しても、塗布部４１と非塗布部４２との境界４３をよりくっきりとさせることができる。

上記実施形態では、外周導電体３２は円形リング状に形成されていたが、軸ＣＬに対して回転対称に配置されていれば、例えば、正方形の枠状であっても、軸ＣＬを挟んで平行に配置された棒状であってもよく、あるいは、図６に示すマスキング治具１３０のように、軸ＣＬを中心にドーム状や円板などの突出部としての外周導電体１３２が等間隔（等角度）に点在するように（例えば、図６では６か所）配置されたものであってもよい。なお、図６においても、内周導電体３３を配置してもよい。

１０ 静電噴霧装置
２０ 液体噴霧部
２１ 胴体部、２１ａ 液体供給口、２１ｂ 液体流路、２１ｃ 孔部、２１ｄ 後端開口部、２１ｅ 雌ネジ構造
２２ 液体ノズル、２２ａ 先端外周縁、２２ｂ 開口部
２３ 心棒、２３ａ 摘み部、２３ｂ 電気配線接続部、２３ｃ 雄ネジ構造、２３ｄ 先端面
２４ シール部材
３０ マスキング治具
３１ マスキング本体、３１ａ 孔部
３２ 外周導電体、３２ａ 開口
３３ 内周導電体、３３ａ 第２孔部
４０ 異極部（被塗物）
４１ 塗布部
４２ 非塗布部
４３ 境界
１３０ マスキング治具
１３２ 外周導電体
５０ 電圧印加手段
６０ アース手段
ＴＣ テイラーコーン
ＣＬ 軸

Claims (8)

1. 液体噴霧部と、前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態で前記液体噴霧部から離脱させ、被塗物に霧化液体を噴霧する静電噴霧装置に用いるマスキング治具であって、
   絶縁性材料から形成されるマスキング本体と、導電性材料又は半導電性材料から形成される外周導電体と、を備え、
   前記マスキング本体は、前記被塗物における液体を塗布する塗布部を画定する１個又は複数個の孔部が形成され、
   前記外周導電体は、前記マスキング本体の前記孔部が存在する面と一致する平面又は接する平面の法線方向に延び、かつ、前記孔部の重心を通る軸の外側に配置され、かつ、前記マスキング本体の液体噴霧部側に配置されるとももに、前記液体噴霧部に対して前記被塗物と同じ電位方向の異極部となるようにする
   ことを特徴とするマスキング治具。
2. 前記外周導電体は、前記被塗物と同電位である
   ことを特徴とする請求項１に記載のマスキング治具。
3. 前記外周導電体は、前記軸の軸線方向で、前記被塗物と前記マスキング本体との間に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスキング治具。
4. 前記外周導電体は、前記軸に対して回転対称である、
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のマスキング治具。
5. 前記マスキング本体は、前記孔部の開口面積の総和が、５０ｍｍ^２以下である、
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のマスキング治具。
6. 前記マスキング本体は、前記軸の軸線方向に湾曲した曲面で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のマスキング治具。
7. 前記マスキング治具は、導電性材料から形成される内周導電体を、更に備え、
   前記内周導電体は、前記孔部以下の大きさの第２孔部を有し、かつ、前記第２孔部が前記孔部よりも前記軸に対して内側に位置する、
   ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のマスキング治具。
8. 前記内周導電体は、前記軸の軸線方向で、前記被塗物と前記マスキング本体との間に配置される
   ことを特徴とする請求項７に記載のマスキング治具。