JPH08229447A - イオン化システム - Google Patents

イオン化システム

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JPH08229447A
JPH08229447A JP1450596A JP1450596A JPH08229447A JP H08229447 A JPH08229447 A JP H08229447A JP 1450596 A JP1450596 A JP 1450596A JP 1450596 A JP1450596 A JP 1450596A JP H08229447 A JPH08229447 A JP H08229447A
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electrode
needle
ionization
ionizing
electrostatic
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JP1450596A
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Yamin Ma
ヤーミン・マ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B05B5/0535—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes at least two electrodes having different potentials being held on the discharge apparatus, one of them being a charging electrode of the corona type located in the spray or close to it, and another being of the non-corona type located outside of the path for the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い印加電圧によって非常に強い静電場強度
を実現できる静電式イオン化システムの提供。 【解決手段】 スプレイガン１０に関連して利用される
静電式イオン化システムは、スプレイガン１０のスプレ
イパターン２４の中心近傍に配置された導電性ニードル
２０を有している。このニードル２０は、約２５０マイ
クロメートル以下の直径を有する。ニードル２０の先端
は尖っていて、約５０マイクロメートル以下の曲率半径
を有している。第２の電極１８が、ニードル２０から約
１センチメートル離れて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、霧化装置やコー
ティング用アプリケータのための静電気帯電システムに
関し、詳しくは、静電式ペイントアプリケータに関連し
て利用されるイオン化システムに関する。この静電式ペ
イントアプリケータとしては、手持ち式のスプレイガ
ン、遠隔制御によって作動する自動式スプレイガン或い
はペイント粉末アプリケータが有る。また、この発明
は、主として非導電性の液体及び粉末を塗布するときに
有用であるが、この発明の原理は、導電性の液体をスプ
レイする場合にも使用可能である。
【０００２】
【従来の技術】静電式スプレイでは、静電場が、スプレ
イガンとスプレイされるターゲットあるいは物体との間
の近傍に形成されることが好ましい。噴霧された粒子は
この静電場の中を通過し、それぞれの粒子は場の中を通
過するときに電荷を帯びる。こうして、帯電した粒子が
スプレイされる物体へ引き付けられるようになる。スプ
レイされる物体は一般にアースへ接地されており、すな
わちゼロボルト電位に維持されていて、接地されている
物体と帯電した粒子との間に引きつけ力が生じるように
なっている。このプロセスによって、スプレイされた粒
子を非常に高い割合で、スプレイしようとする物体の方
へ実際に導き、その結果としてスプレイの効率を従来の
方法に比べて大きく改善することが可能である。
【０００３】一般的な静電式スプレイシステムにおいて
は、イオン化するための電極はスプレイガンのスプレイ
オリフィスの近傍に設置され、塗装しようとする物体は
接地電圧に維持されて、イオン化用電極と物体との間に
静電場が形成される。二つの電極の間の距離は約３０．
５cm（１フィート）のオーダである。従って、十分な強
さの静電場を発生して多数のイオン／粒子相互作用を生
じさせ、ペイント粒子とターゲットとの間に十分な大き
さの引きつけ力を発生させるためには、スプレイガン電
極へ印加される電圧は必然的に極めて高いものでなけれ
ばならない。スプレイ作業において適切な効率を達成す
るために、スプレイガンの電極へ60,000〜100,000 ボル
ト（60〜100 ｋｖ）のオーダの静電気電圧を印加するこ
とは珍しいことではない。一般に、５０マイクロアンペ
アのオーダのイオン化電流が、接地されている物体と、
スプレイガン電極との間に流れる。
【０００４】上述したタイプの静電気システムは、しば
しばコロナ帯電システムと呼ばれる。その理由は、この
ときの電場強度においては、電極からコロナ電流が発生
するからである。電極は、その近傍の空気をイオン化
し、イオン化された領域の中を通過する噴霧ペイント粒
子はイオン化された電荷を帯び、コーティングしようと
する接地された、すなわち中性電位にある物体へより容
易に引き付けられるようになる。このプロセスの効率
は、スプレイガンとターゲットとの間を一般的な粒子が
通過するとき、この粒子へ付くイオンの数ｎによって、
以下の関係によって決まる。 ｎ＝ｋ＊Ｅ＊ｔ＊Ｉ ここで、 ｎ＝粒子当りのイオン電荷の数 ｋ＝定数 Ｅ＝帯電領域における電場の強さ ｔ＝粒子が帯電領域に滞在する時間 Ｉ＝帯電領域におけるイオン濃度 帯電領域における電場の強度は、電極の近傍（帯電領
域）にある空気をイオン化して上述したコロナ電流を発
生するのに十分な大きさでなければならない。
【０００５】主要な霧化力が圧縮空気、油圧、遠心力の
いずれによって発生される場合でも、静電気電圧帯電シ
ステムをスプレイガンに適用することができる。どの場
合にも、イオン化電極は霧化が行われる箇所か、あるい
はその近傍に設置されており、できる限り多くの霧化粒
子がイオン化領域を通過するようになっていることが好
ましい。静電式イオン化システムは、導電性ペイントに
も非導電性ペイントにも使用することができる。しか
し、導電性ペイントの場合には、ペイントを霧化する箇
所の前の液体ペイントのコラムの中に導電性経路が形成
されないように、慎重に静電式イオン化システムを設置
する必要があろう。従来、十分な性能を得るために最も
一般的に使用される静電電極構造は、ニードル形状であ
る。この構造によれば、ニードルの先端に非常に強い場
を形成することができる。この場合、ニードルは霧化領
域か、その近傍に設置される。従来、一般にこれらのニ
ードルは硬化されたスチール材料（しばしばステンレス
スチール）から形成されている。ニードルの直径は一般
に約０．５ミリメートル（mm）であり、ノズルから約２
〜６mmの距離だけ前方へ突き出している。これらのニー
ドルは一般に適当な長さに切断された線材から形成され
ているが、ニードルの先端を尖らせる試みはなされてい
ない。多くの場合、ニードルの端部は丸くなっている。
こうしたニードルに印加される電圧は通常４０〜１００
ｋｖの範囲であり、この電圧でニードルの近傍に比較的
強い静電場が形成される。このとき、静電場の電気力線
はニードルと、塗装しようとする通常は接地されている
物体との間に形成される。ボルト／センチメートル（ｖ
／ｃｍ）で表される場の勾配は、ニードルへ印加される
電圧を、場が形成される第２の電極（通常は物体）まで
の間の距離（センチメートル単位）で割ることによって
求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】静電式スプレイの分野
においては、従来使われているよりもずっと低い印加電
圧によって非常に強い静電場強度を実現できるような構
造を実現できれば、非常に有利である。例えば、印加電
圧を６０ｋｖから１５ｋｖまで下げると、電圧発生回路
の技術的な設計が非常に簡単化され、好ましくない外部
の影響から静電場をシールドする複雑さは少なくなり、
システムを動作させるときの全体的な安全性が向上す
る。適切な静電気システムの設計に影響する要因として
は、各電極間の距離や、電極の形状、噴霧されたスプレ
イに対する電極の位置、システムによってスプレイされ
る材料の種類などがある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、ニードルの
形状を制御することによって、また第２の電極に対する
ニードル電極の設置を制御することによって、静電式ス
プレイシステムのための十分な静電場強度Ｅを達成でき
るような構造を提供するものである。ニードルの直径
は、約２５０マイクロメータ（μｍ）以下に選択され
る。ニードル先端は、約５０マイクロメータ（μｍ）以
下の曲率半径で尖らせている。電極の間隔は、約１．５
センチメートル（cm）に設定されていることが好まし
い。ニードルは、このニードルが取付けられている特定
のスプレイガンの噴霧領域の比較的中央に近いところに
配置される。このような静電気システムでは、約１５ｋ
ｖの印加電圧によって、２０〜５０マイクロアンペア
（μａ）の範囲のイオン化電流を発生できる。
【０００８】
【発明の目的及び利点】この発明の主な目的及び利点
は、従来の周知のものに比べてかなり低い印加電圧によ
って静電気イオン化電場を実現することのできる、スプ
レイガンのための静電気システムを提供することであ
る。この発明の別の目的及び利点は、比較的短い距離に
わたって、スプレイガンの噴霧領域に強い場が形成され
るような静電気システムを提供することである。この発
明のさらに別の目的及び利点は、約２５０マイクロメー
タ（μｍ）以下の直径と尖った先端を有するニードルに
よって、制御された状態で非常に強い静電場を提供する
ことである。上述した目的や利点、またその他の目的や
利点は、以下の説明や特許請求の範囲、そして添付され
ている図面から明かになろう。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。図１はこの発明に関連する典型的な静電式
スプレイガンを示す斜視図である。静電式のスプレイガ
ン１０は、給送チューブ１６を介して供給された液体
を、ノズル１２を介してスプレイするために手動で操作
されるトリガ１４を有している。静電気高電圧は、スプ
レイガンの中に設けられた高電圧電源から内部的に供給
されるか、あるいはケーブル１５を介してスプレイガン
へ供給される。こうして、ノズル１２の中のニードル２
０上に高電圧が印加される。接地されている一対の球形
の電極１８が、ノズル１２へ取付けられており、ニード
ル２０と電極１８との間に強い静電場が形成される。球
形の各電極１８の直径は、ニードル２０の直径の少なく
とも約１０倍であることが必要である。霧化されたスプ
レイはノズル１２の前部のオリフィスから放出され、ス
プレイパターン２４に整形される。スプレイパターン２
４を形成する粒子は、これらの粒子がノズル１２の中の
オリフィスから放出されるときにこれらの粒子が通過す
る静電場によって、それぞれがイオン化される。
【００１０】図２はスプレイガン１０へ取付けられた静
電式イオン化システムの別の実施例を示す図である。こ
の実施例においては、接地されているリング電極２２が
ノズル１２に取付けられ、このリング電極２２はノズル
１２内の霧化用のオリフィスを取り囲んでいる。ニード
ル２０はリング電極２２まで強い静電場を形成する。霧
化されてスプレイパターン２４を形成するスプレイ粒子
は、これらの粒子がスプレイガン１０から前方へ伝搬す
るときにイオン化電場の中を通過する。
【００１１】図３は図１に示されているスプレイガンの
部分断面図である。ニードル２０は液体バルブ１９から
前方へ突き出している。液体バルブ１９は、スプレイガ
ンの液体流路に介在されている。ニードル２０は摺動可
能な電気コンタクト２０Ａを有している。この電気コン
タクトは管状抵抗２３の中で可動になっている。管状抵
抗２３は、導体１７を介して高電圧カップラ１５へ電気
的に接続されている。高電圧カップラ１５は高電圧電源
へ接続されている。従って、高電圧は、高電圧カップラ
１５と、導体１７と、管状抵抗２３と、摺動可能な電気
コンタクト２０Ａを介してニードル２０へ伝えられる。
スプレイガン１０の中の液体流路は、給送チューブ１６
から、ノズルチャンバ２５の中へ延びており、そしてオ
リフィス２７の中を貫いている。圧縮空気は通路を介し
てエアーキャップチャンバ３７の中へ供給されて外側へ
流れ、オリフィス２７から放出される液体へ当り、液体
を霧化する。圧縮空気はさらに、エアーキャップ３５内
の通路３３を介して運ばれて、霧化された粒子の上へ当
たって、霧化された粒子を”偏平化(flatten) ”する、
すなわち狭いスプレイパターンに整形する。ニードル２
０の先端に形成された強い静電場は、ニードル２０と、
接地されている球形の電極１８との間に広がっている。
従って、ニードル２０の尖った先端の近傍において非常
に強い静電場が形成されており、ニードル２０のまわり
を通常前方へ流れる液体粒子をイオン化する。
【００１２】図４は図２のスプレイガンの部分断面図で
ある。この図面においては、図３に示したと同様な部材
には同一符号が付してある。すべての面において、図４
のスプレイガン１０は図３のスプレイガン１０と同じよ
うに動作する。唯一の違いは、図４と図３の静電式イオ
ン化システムの構成である。図４においては、静電気の
ニードル２０は接地されたリング電極２２とで、強い静
電場を形成する。この静電場は、オリフィス２７から放
出される霧化粒子の軸のまわりに均一に分散する。こう
して、霧化された粒子がニードル２０を通りすぎるとき
に、これらの粒子が完全にイオン化されるようになって
いる。図４に示されているリング電極２２は、当該分野
においては周知の方法によって、図３に示されている球
形の電極１８と同様に、アース電位へ電気的に接続され
ている。
【００１３】この発明の重要な成果は、これまで必要で
あると考えられてきたように４０〜１００ｋｖの範囲の
静電電圧を必要とすることなく、非常に効率のよいコー
ティングプロセスを実現できる改善されたイオン化シス
テムを見い出したことである。これは、電極を、接地さ
れた電極から約２．５４cm（１インチ）以下の範囲内に
設置する配置と、電極の構造を電極が非常に尖った先端
あるいは端部を有するようにすることによって実現され
る。これは、必要なイオン化電場強度が、電場がそこか
ら放出される電極の曲率半径の平方根に逆比例するとい
うことから導き出される。すなわち、ニードルとアース
との間に同じ電圧を印加したとき、尖った先端は、もっ
と丸い形状のものよりも先端のまわりに局所的にずっと
高い電場強度を形成することができる。電場強度が強い
と、先端からの電子の放出は多くなり、その結果、より
強いコロナ放電を介してより多数のイオンが発生され、
イオン化領域の中を通過するペイント粒子の帯電が増加
する。電圧電極と、接地電極との間の間隔を相対的に近
づけると、非常に強いイオン化領域が形成される。も
し、このイオン化領域が霧化領域内に位置するか、ある
いはその近傍に位置すると、高い電荷に帯電する粒子の
数も増加する。二つの電極の間の間隔が近いと、イオン
化領域の寸法は小さくなり、従って、粒子がイオン化領
域の中に留まる時間が短くなるが、この欠点は、イオン
化領域の中におけるイオン化濃度の増加によって相殺さ
れる。この発明のニードルへ約１５ｋｖの電圧を印加し
たときの正味の結果では、従来の静電式システムへ約１
００ｋｖを印加したときと等価な粒子帯電が行われた。
【００１４】この改良されたイオン化システムによって
発生されるコロナ電流は、５０〜１００マイクロアンペ
ア（５０〜１００μａ）の範囲であり、尖った先端ある
いは端部からの放出点において加熱効果を生じる可能性
がある。従って、比較的高い融点を有する材料をニード
ル構造のために選択することが重要である。図５は、従
来から知られている一般的なニードルの部分拡大正面図
である。こうしたニードルは一般にステンレススチール
のような硬化されたスチールから形成されている。その
直径Ｄ１は通常、約０．５mmである。
【００１５】図６はこの発明によるニードルの部分拡大
正面図である。このニードルは、摂氏２３００度（℃）
以上の高い融点を有する合金から形成されていることが
好ましい。ニードル２０を形成するのに好ましい材料は
タングステンであり、タングステンは 3,410℃の融点を
有している。ニードル２０は直径Ｄ２を有している。こ
の直径Ｄ２は、約２５０マイクロメートル（μｍ）以下
であることが好ましい。ニードル２０は曲率半径”Ｒ”
にまで先端が尖っている。半径”Ｒ”は５０μｍ以下で
あり、２５μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】図７はこの発明の別の実施例の断面図であ
る。図７に示されている実施例においては、各部材はほ
ぼ円筒形状を有しており、図面は各円筒部材の直径に沿
った断面である。エアーキャップ２８は流体ノズル３０
を取り囲む外側円筒部材を形成している。流体ノズル３
０とエアーキャップ２８との間には一対の空気通路２９
が延びている。流体ノズル３０は対応する環状の液体通
路３２を取り囲む環状の空気通路３１を有している。液
体通路３２の中心には接地されたロッド３４が設けられ
ている。ニードル３６は高電圧電源３８へ接続されてい
る。ニードル３６は、液体通路３２から放出する液体粒
子の霧化領域内において、尖った先端を有している。液
体通路３２の中を流れる液体は、空気通路３１の中を流
れる圧縮空気の作用によって霧化される。霧化された粒
子は空気通路２９からの空気によって”偏平化”され、
ニードル３６の先端の近傍に、整形されたスプレイパタ
ーンを形成する。図８は、別の形の高電圧電極の実施例
全体を示している。この場合には、ニードル導体４０は
高電圧電源３８へ接続されているが、ニードル導体４０
の端部は複数のブラシニードル４２として形成されてい
る。ブラシニードル４２はそれぞれが非常に細いワイヤ
である。これらのワイヤはそれぞれ約１５μｍの半径を
有する尖った先端を有している。ブラシニードル４２の
先端は、スプレイノズル２６から放出される粒子の霧化
領域に近接している。
【００１７】図９は、ここに記載するところの静電式イ
オン化システムを利用したスプレイノズル４４の別の実
施例を示している。エアーキャップ４６は流体ノズル４
８を取り囲んでいる。流体ノズル４８はオリフィス５３
を有しており、オリフィス５３は接地されているエアー
キャップ面５０の中心を通って突出している。エアーキ
ャップ面５０は金属製であり、アース（図示しない）へ
電気的に接続されている。エアーキャップ４６は二つの
空気通路４７を有している。空気通路４７は、霧化パタ
ーンを整形するための圧縮空気を中に閉じ込めている。
さらに、空気通路５４が流体ノズル４８を取り囲んでい
る。空気通路５４は霧化用の圧縮空気を、流体ノズル４
８の外側表面と、エアーキャップ面５０との間で放出
し、こうして、オリフィス５３から放出される液体粒子
を霧化する。液体粒子は液体通路４９を介して流体ノズ
ル４８の中へ流入する。一対のニードル電極５２がエア
ーキャップ４６から突出しており、高電圧の供給源（図
示しない）へ接続されている。ニードル電極５２は、こ
の発明に関連して説明したタイプのものであり、非常に
小さな直径と、尖った先端とを有している。ニードル電
極５２の各先端は、スプレイノズル４４の霧化領域内に
配置されている。
【００１８】図１０は、この発明の原理を利用したさら
に別例のスプレイノズル５８を示している。この場合に
は、エアーキャップ６２が流体ノズル６０を取り囲んで
おり、その間に空気通路６３が形成されている。流体ノ
ズル６０の中を流れる液体はオリフィス６１を介して放
出される。空気通路６３の中を流れる圧縮空気は、エア
ーキャップ６２と流体ノズル６０との間の領域におい
て、流体ノズル６０を取り囲んでいる環状のオリフィス
６１から放出される。ニードル電極６４は流体ノズル６
０の中心を通って挿入され、電気的なアースへ接続され
ている。金属リング６６がエアーキャップ６２の前部周
辺に形成されている。金属リング６６はスプレイノズル
のエアーキャップの一部として形成できる。金属リング
６６は高電圧の供給源（図示しない）へ接続されてい
る。この実施例において、ニードル電極６４はこの発明
に関連してここに記載したタイプのものであり、ニード
ル電極６４の前端は、スプレイノズル５８から放出され
る液体粒子の霧化領域内に配置されている。イオン化電
場は、ニードル電極６４の先端と周辺の金属リング６６
との間に形成され、均一なイオン化電場を形成する。噴
霧化された粒子はすべてこの均一なイオン化電場の中を
通過する。
【００１９】運転時に、図示されている様々な実施例の
スプレイガンのニードル電極へ供給される高電圧は約１
５ｋｖである。この電圧によって少なくとも２０〜５０
マイクロアンペア（μａ）の範囲の安定したコロナ電流
が発生され、コロナ電流全体が、ニードル電極のきわめ
て尖った先端から流れる。比較的高いコロナ電流がニー
ドル先端に集まっているために、ニードルの先端近傍に
は熱が発生する傾向がある。従って、ニードルは高い融
点を有する材料から形成されていて、加熱されたときに
ニードル先端の鋭さが維持できるようになっていること
が重要である。炭素やオスミウム、レニウムも３０００
℃を越える融点を有しているけれどの、この発明に関連
して使用するのに好ましい材料はタングステンである。
高い融点を有していてこの発明において使用するのに適
した他の材料としては、ホウ素、モリブデン、ニオビウ
ム、タンタル、ルテニウムがある。しかし、コストなど
他の要因によって材料の選択は制限される。運転時に
は、ニードルの尖った先端から放出される強い静電場
は、スプレイガンから放出される霧化粒子の流れの比較
的中央に静電場が位置するような形で、接地されている
電極まで分布する。従って、霧化粒子の大部分がイオン
化され、それ自身アース電位に維持されている塗装しよ
うとする物体へ静電的に引き付けられる。
【００２０】この発明は、発明の精神あるいは本質から
逸脱しない限り他の形態によっても実現が可能である。
従って、上述した実施例は単に説明のためのものであ
り、発明を限定するものではない。この発明の範囲に関
しては、上述した実施例よりも、添付されている特許請
求の範囲を参照すべきである。例えば、この発明の原理
は、ここで述べた考えがその構造に取り入れられていれ
ば、尖った先端を有するものであればニードル以外の形
の電極によって達成することができる。
【００２１】なお、本明細書において括弧書の数値とと
もに示した数値は括弧書の数値の換算値であり、不一致
がある場合は括弧書きの数値が正しいものとみなされる
べきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による静電式スプレイガ
ンの斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例による静電式スプレイガ
ンの斜視図である。
【図３】図１のスプレイガンの部分断面図である。
【図４】図２のスプレイガンの部分断面図である。
【図５】従来の静電気ニードルの部分正面図である。
【図６】本発明による静電気ニードルの部分正面図であ
る。
【図７】本発明によるニードルの設置に関する第１の形
態を示す図である。
【図８】本発明の第２の形態を示す図である。
【図９】この発明の第３の形態を示す図である。
【図１０】この発明の第４の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ スプレイガン １２ ノズル １８ 電極 ２０ ニードル ２２ リング電極 ２４ スプレイパターン ２６ スプレイノズル ３０ 流体ノズル ３６ ニードル ４０ ニードル導体 ４２ ブラシニードル ４４ スプレイノズル ４８ 流体ノズル ５２ ニードル電極 ５８ スプレイノズル ６０ 流体ノズル ６４ ニードル電極 ６６ 金属リング

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第２の電極と協働するイオン化用ニード
    ルを有し、該イオン化用ニードルと前記第２の電極との
    間の電位差により静電場とコロナ放電を形成して、スプ
    レイガンによって放出されて電場の中を通過する粒子を
    帯電させるようになっている静電式スプレイガンにおけ
    るイオン化システムであって、(a) 前記イオン化用ニ
    ードルがスプレイガンから放出される粒子のパターンの
    近傍に配置され、前記イオン化用ニードルが約５０マイ
    クロメータ（μｍ）以下の曲率半径を有する尖った先端
    を有し、(b) 前記第２の電極が、スプレイガンから放
    出される粒子のパターンの外側で、かつ前記イオン化用
    ニードルから約１．５cm以内に配置されている、 イオン化システム。
  2. 【請求項２】 前記イオン化用ニードルが約２５０μｍ
    以下の直径を有する請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記イオン化用ニードルが、２３００℃
    以上の融点を有する金属部材からなっている請求項１も
    しくは請求項２記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記イオン化用ニードルがタングステン
    材料から形成されている請求項３記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記第２の電極が、前記ニードルの軸の
    まわりに配置された金属リングからなっている請求項１
    記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記第２の電極が少なくとも一つの金属
    球からなっており、この金属球が前記ニードルの軸を横
    切る軸に沿って配置されている請求項１記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも一つの金属球が、前記ニ
    ードルの直径の少なくとも１０倍の直径を有している請
    求項６記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記イオン化用ニードルが、約２５０μ
    ｍ以下の直径を有する請求項５もしくは請求項６記載の
    システム。
  9. 【請求項９】 前記イオン化用ニードルが、約２３００
    ℃以上の融点を有する金属部材からなっている請求項５
    もしくは請求項６記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記イオン化用ニードルがタングステ
    ン材料から形成されている請求項８記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記電位差が約１５キロボルトである
    請求項１記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 霧化粒子のパターンを放出する霧化ノ
    ズルの近傍において、スプレイガンへ取付けられる静電
    式イオン化システムであって、(a) 先端が霧化された
    粒子のパターンの近傍にくるように配置され、２５０マ
    イクロメートル以下の直径を有するニードル電極であっ
    て、前記先端を５０マイクロメートル以下の曲率半径で
    尖らせたニードル電極と、(b) 霧化された粒子のパタ
    ーンの近傍で、かつ前記尖った先端から約1.5 センチメ
    ートル以内に配置された第２の電極であって、前記パタ
    ーンが前記ニードル電極と当該第２の電極との間に位置
    するようにした第２の電極と、(c) 前記ニードル電極
    と、前記第２の電極との間に電位差を与えるための手段
    と、 を有する静電式イオン化システム。
  13. 【請求項１３】 前記イオン化用ニードルが、少なくと
    も２３００℃以上の融点を有する材料から形成されてい
    る請求項１２記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記第２の電極が、前記ニードルのま
    わりに同心状に配置された金属リングからなっている請
    求項２もしくは請求項３記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記第２の電極が少なくとも二つの金
    属球からなっており、これら金属球が前記イオン化用ニ
    ードルを通る軸に沿って対向状に配置されている請求項
    １２もしくは請求項１３記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記電位差が約15キロボルトである請
    求項１２もしくは請求項１３記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 霧化された粒子のパターンを放出する
    霧化ノズルの近傍において、スプレイガンへ取付けられ
    る静電式イオン化システムであって、(a) 霧化された
    粒子の前記パターンの近傍に配置され、各々５０マイク
    ロメートル以下の直径を有する複数のイオン化用ワイヤ
    と、(b) 霧化された粒子の前記パターンの近傍で、か
    つ前記複数のイオン化用ワイヤの約１cm以内に配置され
    ている第２の電極と、(c) 前記複数のイオン化用ワイ
    ヤと、前記第２の電極との間に電位差を与えるための手
    段と、 を有する静電式イオン化システム。
  18. 【請求項１８】 前記複数のイオン化用ワイヤの各々
    が、少なくとも１５００℃の融点を有する材料から形成
    されている請求項１７記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 第２の電極と協働して動作するイオン
    化用電極を有し、前記イオン化用電極と第２の電極との
    間の電位差により静電場とコロナ放電を形成し、スプレ
    イガンによって放出されて電場の中を通過する粒子を帯
    電させるようになっている静電霧化装置におけるイオン
    化システムであって、(a) 前記イオン化用電極が、霧
    化装置から放出される粒子のパターンの近傍に配置さ
    れ、また前記イオン化用電極が約５０マイクロメータ
    （μｍ）以下の曲率半径を有する尖った端部を有し、
    (b) 前記第２の電極が、霧化装置から放出される粒子
    のパターンの外側で、かつ前記イオン化用電極から約
    １．５cm以内に配置されている、 イオン化システム。
  20. 【請求項２０】 前記イオン化用電極が、約２３００℃
    以上の融点を有する金属部材からなっている請求項１９
    記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記イオン化用電極がタングステン材
    料から形成されている請求項２０記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 前記第２の電極が、前記イオン化用電
    極のまわりに配置された金属リングからなっている請求
    項１９記載のシステム。
  23. 【請求項２３】 前記第２の電極が少なくとも一つの金
    属球からなっており、この金属球が前記イオン化用電極
    の軸を横切る軸に沿って配置されている請求項１９記載
    のシステム。
  24. 【請求項２４】 前記少なくとも一つの金属球が、前記
    端部の曲率半径の少なくとも１０倍の直径を有する請求
    項２３記載のシステム。
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