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特許拒絶査定不服審判

2023-012758

電気力学的シールドを使用してソーラーパネルを自己洗浄するためのシステム及び方法

審判番号
2023-012758
法域
特許
審判種別
拒絶査定不服審判(拒絶査定不服の審決)
出願番号
特願2020-536718
請求日
2023年07月29日
審決日
2024年12月16日
公報発行日
2025年06月27日
結論
請求不成立
当事者
  • 【請求人】ザ・リサーチ・ファウンデイション・フォー・ザ・ステート・ユニバーシティ・オブ・ニューヨーク
  • 【請求人代理人】北来 亘
審判長/審判官
  • 審判長 藤田 年彦
  • 審判官 吉野 三寛
  • 審判官 芝沼 隆太
分類
P18 .121-Z (H02S)
根拠条文(結論部分から自動抽出・参考)
特許法29条2項
条文(本文から自動抽出・参考)
特許法第29条第2項
データ出所
審決公報(XML)

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特願2020-536718「電気力学的シールドを使用してソーラーパネルを自己洗浄するためのシステム及び方法」拒絶査定不服審判事件〔平成31年 3月14日国際公開、WO2019/051438、令和2年12月3日国内公表、特表2020-535784〕について、次のとおり審決する。

結論

結 論 本件審判の請求は、成り立たない。

理由

理 由 1 手続の経緯 本願は、2018年(平成30年)9月11日(パリ条約による優先権主張外国庁受理2017年9月11日、米国)を国際出願日とする出願であって、その手続の経緯の概略は、以下のとおりである。 令和4年 6月 9日付け:拒絶理由通知書 同年12月16日 :意見書及び手続補正書の提出 令和5年 3月27日付け:拒絶査定(以下「原査定」という。) (同月30日 :原査定の謄本の送達) 同年 7月29日 :審判請求書及び手続補正書の提出 同年 9月12日 :手続補正書(方式)の提出 令和6年10月 7日 :面接審理 2 本願発明 本願の請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、令和5年7月29日に提出された手続補正書による補正(以下「本件補正」という。)後の請求項1に記載された事項により特定されるとおりのものであるところ、その請求項1の記載は、以下のとおりのものである。 <本願発明> 「物体の表面を自己洗浄するためのシステムであって、当該システムは、 前記物体の表面へ取り付けられた電気力学的シールドであって、当該電気力学的シールドは基板の上に1つ又はそれ以上の組の電極を含み、前記1つ又はそれ以上の組の電極は保護膜内に覆われ、前記保護膜の上面へ被覆が施されている、電気力学的シールドと、 前記1つ又はそれ以上の組の電極を制御するためのマイクロコントローラを有するパルス信号生成器であって、当該パルス信号生成器は、前記1つ又はそれ以上の組の電極に電場を生成させるパルス信号を生成し、前記パルス信号は連続する信号間に位相差を有する複数の異なるパルス信号を備え、前記電場は、前記被覆の上の粒子が静電力を受け前記被覆からはじかれることを引き起こし、前記パルス信号生成器は、前記粒子のサイズ、前記粒子の化学組成、又は前記粒子の表面電荷密度の内の少なくとも1つによって決定された前記パルス信号の振幅又は周波数の内の少なくとも1つを調節するように構成されている、パルス信号生成器と、を備えており、 前記電気力学的シールドは前記電場を生成するように構成され、当該電場は、前記粒子が2つのベクトル成分方向を有する静電力を受け前記電気力学的シールドからはじかれることを引き起こし、重力は、前記粒子が所定の軌道に沿って前記電気力学的シールドから離れるように移動することに役立つ、システム。」 3 原査定の拒絶の理由 原査定の拒絶の理由の概要は、以下の内容を含むものである。 本願発明は、その優先日前に日本国内又は外国において、頒布された刊行物に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明である下記の引用文献1に記載された発明に基いて、その優先日前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。 1.米国特許出願公開第2013/0263393号明細書 4 引用文献1に記載された事項及び引用発明の認定 (1) 原査定で引用された米国特許出願公開第2013/0263393号明細書(以下「引用文献1」という。)には、以下の記載がある。下線は当審が付した。以下同様。 「25. A film assembly usable to self-remove particles of material deposited thereon, comprising: a film of a transparent fluoropolymer material; and a set of elongated conductive electrodes carried by the film, the electrodes being configured to be connected to a source of electrical power and to generate an electric field across a surface of the film in response thereto, the electric field being of sufficient strength to remove the particles from the surface by electrodynamic action, the electrodes being separated from adjacent portions of the film by a coating of a dielectric material having substantially higher dielectric strength than a dielectric strength of the film to protect against dielectric breakdown during operation.」 (日本語訳: フィルムアセンブリの上に堆積した物質の粒子を自己除去するために使用可能なフィルムアセンブリであって、 透明なフッ素樹脂材料のフィルムと、 フィルムによって担持された一組の細長い導電性電極と、を含み、 電極は、電力源に接続され、それに応答してフィルムの表面を横切って電界を発生するように構成され、 電界は、電気力学的作用によって表面から粒子を除去するのに十分な強度を有し、 電極は、動作中の絶縁破壊から保護するために、フィルムの絶縁耐力よりも実質的に高い絶縁耐力を有する誘電体材料のコーティングによってフィルムの隣接部分から分離されている、 フィルムアセンブリ。) 「[0008] The present disclosure is directed to transparent electrodynamic screens (EDS) for protecting solar panels and solar concentrators using automatic and efficient dust removal. Disclosed electrodynamic screens include rows of transparent parallel electrodes embedded within a transparent dielectric film. When the electrodes are activated by phased voltage, the dust particles on the surface of the film become electrostatically charged and are removed by the alternating electric field. Over 90% of deposited dust can be removed within minutes, using a very small fraction of the energy produced by the panels. No water or mechanical action is involved. Also described are processes for manufacturing self-cleaning solar panels and concentrators, with emphasis on scalability, durability and on large-scale production cost. Processes are described for both retrofitting existing solar PV and PT plants with electrodynamic screens, and for manufacturing of solar panels and solar concentrators (mirrors, lenses, and glass envelope of the central receivers) with integrated EDS for their future applications.」 (日本語訳: 本開示は、自動的かつ効率的にダストを除去して太陽電池パネルや集光装置を保護するための透明な電気力学的スクリーン(EDS)に向けられている。開示された電気力学的スクリーンは、透明な誘電体フィルム内に埋め込まれた透明な平行電極の列を含む。電極が位相電圧によって活性化されると、フィルム表面のダスト粒子は静電荷を帯び、交番電界によって除去される。堆積したダストの90%以上は、パネルから生成されるエネルギーのごく一部を使用して、数分以内に除去することができる。水や機械的な作用は関係ない。また、スケーラビリティ、耐久性、大規模生産コストに重点を置いた、セルフクリーニング・ソーラーパネルと集光器の製造プロセスについても説明する。既存の太陽光発電所やPT発電所に電気力学的スクリーンをレトロフィットするためのプロセス、および将来的な応用のためにEDSを組み込んだソーラー・パネルや集光装置(ミラー、レンズ、中央レシーバーのガラス・エンベロープ)を製造するためのプロセスについて説明する。) 「[0045] FIGS. 1 and 2 illustrate the basic arrangements of an electrodynamic screen (EDS) system. A film assembly 11 (shown in cross section) includes a pattern of conductive electrodes 10 embedded within a dielectric film 12. The electrodes 10 can be energized either by using a single-phase or by a polyphase AC drive signal. FIG. 1 shows the electrodes 10 activated using a single-phase pulsed power source (1-Φ PPS) 14. The single-phase outputs are labeled “+” and “-”, and the field components are shown as “0” and “π”. FIG. 2 shows the electrical connections for the electrodes 10′ for a three-phase pulsed power source (3-Φ PPS) 16. The three-phase outputs are labeled “A”, “B”, and “C”, and the field components as “0”, “2π/3”) (120°, and “4π/3”) (240°. The single-phase excitation of FIG. 1 produces a standing wave between the electrodes 10, and the polyphase drive of FIG. 2 produces a traveling wave. The distribution of the electric field E is non-uniform with respect to the spatial coordinates x and z (vertical and left-right in FIGS. 1 and 2), and the field strength E varies with time (t). As described below, the dielectric film 12 is preferably a fluoropolymer film such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE).」 (日本語訳: 図1及び図2は、電気力学的スクリーン(EDS)システムの基本的な配置を示している。フィルムアセンブリ11(断面で示す)は、誘電体フィルム12内に埋め込まれた導電性電極10のパターンを含む。電極10への印加は、単相又は多相の交流駆動信号で行うことができる。図1は、単相パルス電源(1-ΦPPS)14を用いて活性化された電極10を示している。単相出力は「+」及び「-」と表示され、フィールド成分は「0」及び「π」として示されている。図2は、3相パルス電源(3-ΦPPS)16用の電極10′の電気接続を示している。3相出力は「A」、「B」、「C」と表示され、磁場成分は「0」、「2π/3」)(120°、「4π/3」)(240°と表示されている。図1の単相励振では電極10間に定在波が発生し、図2の多相駆動では進行波が発生する。電界Eの分布は空間座標x、z(図1、2では上下左右)に対して不均一であり、電界強度Eは時間(t)に応じて変化する。後述するように、誘電体膜12は、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)等のフッ素樹脂膜であることが好ましい。) 「[0046] The standing wave produced by single-phase excitation works for removing particles in the following manner. A standing wave can be considered as the superposition of two traveling waves moving in opposite directions. Thus any instability in the ac electric field, the presence of harmonics in the applied field, or any air currents on the top surface of the panel produce a drift velocity to transport the dust particles levitated by the electrodynamic forces from the surface to move away from the screen. Since the PV panels are always tilted with respect to the horizontal plane, gravitational force also helps in sliding off the levitated dust particles to ground.」 (日本語訳: 単相励振によって生成される定在波は、次のように粒子を除去する働きをする。定在波は、反対方向に動く2つの進行波の重ね合わせと考えることができる。従って、交流電界の不安定性、印加電界の高調波の存在、あるいはパネル上面の気流は、電気力学的スクリーンから浮遊するダスト粒子をスクリーンから遠ざけるためのドリフト速度を発生させる。太陽光発電パネルは水平面に対し傾いているため、重力もまた浮遊したダスト粒子を地上に滑り落とすのに役立っている。) 「[0047] FIG. 3 is a schematic depiction of an EDS 18 integrated on a solar panel 20. The EDS 18 includes an array of nanosized planoconvex lenses 22 used as anti-reflecting and light trapping surface structure on the top surface of the EDS 18; a thin layer of a transparent fluoropolymer 24; a thin layer of SiO2 26 used for protecting the electrodes 10 against voltage breakdown; the parallel transparent electrodes 10 for applying an electrical field; a borosilicate cover glass plate 28 of a solar panel; a semiconducting film for light absorption 30 of the solar panel 20; a layer of current collecting grids 32 for the solar panel 20; and a current collecting metal back plate 34 of the solar panel 20. In one embodiment, the fluoropolymer film 24 is an ethylene tetrafluoroethylene or ETFE film.」 (日本語訳: 図3は、太陽電池パネル20上に集積されたEDS18の概略図である。EDS18は、EDS18の上面に反射防止及び光捕捉表面構造として使用されるナノサイズの平凸レンズ22のアレイ、透明フッ素樹脂の薄い層24、電圧降伏に対する電極10の保護に使用されるSiO2の薄い層26、電界印加用の平行透明電極10、ソーラーパネルのホウケイ酸カバーガラス板28、ソーラーパネル20の光吸収用半導体膜30、ソーラーパネル20の集電グリッド層32、ソーラーパネル20の集電金属バックプレート34を含む。一実施形態では、フッ素樹脂フィルム24は、エチレンテトラフルオロエチレン又はETFEフィルムである。) 「[0051] FIG. 6 is a schematic diagram of a three-phase pulsed power source (PPS) 16 for connection to a three-phase EDS screen such as in FIG. 2. The PPS 16 includes a high voltage DC power supply (HV SUPPLY) 42, control circuitry (CNTL) 44, and three power switching circuits 46A, 46B and 46C for driving three separate sets of electrodes 10 with respective phase signals A, B and C as described above with reference to FIG. 2. Each power switching circuit 46 includes a high voltage driver (HV DRV) 48 and a pair of MOSFET power switching transistors shown as a high-side switch 50H and a low-side switch 50L. The DC voltage from the HV DC power supply 42 may be in the range of 750 to 1250 V. In operation, the control circuitry 44 generates three-phase pulse control signals shown as HA, HB, HC, LA, LB, LC to cause the transistors 50H, 50L to provide pulsed high-voltage power to the electrodes 10. The overall power requirement may be on the order of 10 watts per square meter of panel. Considerations for selection of operating frequency are given below. It should be noted that in some embodiments, the HV supply 42 may obtain power from the panel(s), which is generally possible because the energy requirements for cleaning are substantially lower than the total energy provided by the panel(s). Typical energy requirement per cleaning is approximately 1.0 Wh/m2 (watt-hour per square meter) of the PV module.」 (日本語訳: 図6は、図2のような三相EDSスクリーンに接続するための三相パルス電源(PPS)16の概略図である。PPS16は、高電圧DC電源(HV SUPPLY)42と、制御回路(CNTL)44と、図2を参照して上述したように3組の別個の電極10をそれぞれの位相信号A、B及びCで駆動するための3つの電力スイッチング回路46A、46B及び46Cとを含む。各電力スイッチング回路46は、高電圧ドライバ(HV DRV)48と、ハイサイドスイッチ50H及びローサイドスイッチ50Lとして示される一対のMOSFET電力スイッチングトランジスタとを含む。HV直流電源42からの直流電圧は、750~1250Vの範囲とすることができる。動作時、制御回路44は、HA、HB、HC、LA、LB、LCで示される3相パルス制御信号を生成し、トランジスタ50H、50Lにパルス高電圧電力を電極10に供給させる。全体的な必要電力は、パネル1平方メートルあたり10ワットのオーダーである。動作周波数の選択に関する考察を以下に示す。いくつかの実施形態では、HV供給装置42はパネルから電力を得ることができるが、これは一般に、クリーニングに必要なエネルギーがパネルから供給される総エネルギーよりも実質的に低いため可能であることに留意すべきである。1回のクリーニングに必要なエネルギーは、PVモジュールで約1.0Wh/m2(1平方メートル当たりワット時)である。) 「[0052] It will be appreciated that the exact pattern and uniformity of the electric field on the surface of the EDS may vary based on the shapes, sizes and spacing of the electrodes 10. When electrodes having relatively large dimensions and large inter-electrode spacing are used, the spatial distribution of the divergent electric field intensity across the surface may be quite non-uniform. As the electrode dimensions and the inter-electrode spacing are reduced, the distribution of the divergent electric field becomes more evenly spaced across the surface of the screen. Such an even distribution of non-uniform electric field results in more uniform cleaning of the dust layer over the surface. It is believed that using a triangular (or pyramidal) cross-sectional shape for the electrodes 10 may provide more uniform field distribution than alternative shapes such as square or rectangular. It is desirable to minimize the ratio of surface area covered by the electrodes to the total area of the EDS and optimize the electrode geometry for maximum cleaning efficiency. The thickness of the film may also be optimized to obtain maximum protrusion of the field lines above the surface yet providing protection of the electrodes against weather related degradation.」 (日本語訳: EDSの表面における電界の正確なパターン及び均一性は、電極10の形状、サイズ及び間隔に基づいて変化し得ることが理解されよう。比較的大きな寸法及び大きな電極間間隔を有する電極が使用される場合、表面全体にわたる発散電界強度の空間分布はかなり不均一になる可能性がある。電極の寸法と電極間の間隔が小さくなると、発散電界の分布はスクリーンの表面にわたってより均等な間隔になる。このような不均一な電界の均一な分布により、表面上のダスト層がより均一にクリーニングされる。電極10の断面形状を三角形(又はピラミッド型)にすると、正方形や長方形などの代替形状よりも均一な電界分布が得られると考えられる。EDSの総面積に対する電極によって覆われる表面積の比率を最小にし、クリーニング効率を最大にするために電極形状を最適化することが望ましい。フィルムの厚みも、電界線の表面上への突出が最大になるように最適化され、なおかつ、天候に関連した劣化から電極を保護することができる。) 「[0057] FIG. 10 presents a basic flow diagram of a method for manufacturing a solar collector according to the presently disclosed techniques. At 70, an atmospheric plasma treatment is performed on an outer surface of a transparent cover or support of the solar collector. The plasma treatment results in a treated outer surface having increased adhesiveness. At 72, sets of transparent conductive electrodes are deposited on the treated outer surface. The sets of electrodes are configured to be usable to generate a dynamic electric field across an extent of the sets of electrodes, such as those shown in FIGS. 7 and 8. At 74, a film of dielectric material is applied which embeds the sets of electrodes. The film is sufficiently thin that the dynamic electric field at an outer surface of the film has sufficient field strength to remove deposited particles from the film by electrodynamic action. This film corresponds to the fluoropolymer film 24.」 (日本語訳: 図10は、現在開示されている技術によるソーラーコレクタの製造方法の基本的な流れ図を示す。70で、ソーラーコレクタの透明カバー又は支持体の外面に大気圧プラズマ処理を行う。プラズマ処理の結果、処理された外面は接着性が向上する。72では、処理された外面に透明導電性電極を蒸着する。一組の電極は、図7及び図8に示すような、一組の電極の範囲にわたって動的電界を発生させるために使用できるように構成されている。74で、一組の電極を埋め込む誘電体材料のフィルムが貼られる。このフィルムは十分に薄く、フィルムの外側表面における動的電界が、電気力学的作用によってフィルムから堆積粒子を除去するのに十分な電界強度を有する。このフィルムがフッ素樹脂フィルム24に相当する。) 「4. Pretreatment of the Substrate Before Electrode Deposition [0071] (a) Surface treatment of the EDS substrate 12 (borosilicate glass, PET or a fluoropolymer) is needed to improve adhesion between the electrodes and the substrates. Atmospheric pressure plasma treatment is the preferred method for cleaning the surface to remove contaminants and to improve adhesion. The electrodes are deposited within a short period after the plasma treatment since the effective lifetime of plasma surface modification is often limited. [0072] (b) If the resistivity of the substrate is low (<1014 Ω-cm), it is necessary to coat the substrate with a thin layer of silica (SiO2) which has a resistivity 1019 Ω-cm. The SiO2 film, with a high dielectric strength (107 V/cm), provides protection against breakdown of the electrodes A thin film of SiO2 has a refractive index is 1.46 which matches well with that of borosilicate glass. One alternative to SiO2 is silicon nitride (Si3N4).」 (日本語訳: 4.電極蒸着前の基板の前処理 [0071] (a)EDS基板12(ホウケイ酸ガラス、PETまたはフッ素樹脂)の表面処理は、電極と基板間の密着性を向上させるために必要である。大気圧プラズマ処理は、汚染物質を除去し、密着性を向上させるために表面を清浄化するための好ましい方法である。プラズマ表面改質の有効寿命は限られていることが多いため、電極はプラズマ処理後短期間で成膜される。 [0072] (b)基板の抵抗率が低い場合(<1014Ω・cm)、抵抗率1019Ω・cmのシリカ(SiO2)の薄い層で基板をコーティングする必要がある。高い絶縁耐力(107V/cm)を持つSiO2フィルムは、電極の絶縁破壊を防ぐ。SiO2薄膜の屈折率は1.46で、ホウケイ酸ガラスの屈折率とよく一致する。SiO2に代わるものとして、窒化ケイ素(Si3N4)がある。 「[0137] (i) Electrostatic Force: [0138] In this analysis it is assumed that charged particles, each with total charge q and radius r, are initially uniformly distributed on or just above the surface of the screen and that their self-field is very small compared to the applied field. We also assume that the Coulomb force, qE, on the particles gives them a drift velocity opposed by Stokes' viscous drag where the medium (air) for z>0, has viscosity η 6πηrv=qE [0139] The particle's mobility is then μ=v/E=q/6πηr [0140] Neglecting particle inertia gives the x (horizontal) and z (vertical) components of particle velocity, vx=μEx vz=μEz [0141] A particle with diameter r, and a charge +q, and subjected to a sinusoidal excitation voltage generating an electric field Eo cos(ωt), move with a velocity Vp(t)=Vpo cos(ωt-φ), where is the phase lag of the particle motion with respect to the applied electric field. The particle with charge +q moves along the curved lines of force between the adjacent electrodes. A positively charged particle will experience two forces of repulsion, one tangential to the curved field lines and the other normal to the curved path. The normal component is the centrifugal force which arises due to the curvilinear motion of the particles. This normal component provides the lift force. Similarly, a particle with a negative charge -q will experience identical motion with repulsive forces.」 (日本語訳: [0137] (i)静電力 [0138] この解析では、荷電粒子はそれぞれ全電荷qと半径rを持ち、初期状態ではスクリーン表面又はその真上に一様に分布しており、その自己場は印加される場に比べて非常に小さいと仮定する。また、粒子にかかるクーロン力qEは、z>0の媒質(空気)が粘性係数ηを持つ場合、ストークスの粘性抗力に対抗するドリフト速度を粒子に与えると仮定する。 6πηrv=qE [0139] 粒子の移動度は次のようになる。 μ=v/E=q/6πηr [0140] 粒子の慣性を無視すると、粒子速度のx成分(水平方向)とz成分(垂直方向)が得られる。 vx=μEx vz=μEz [0141] 直径r、電荷+qの粒子は、電界Eocos(ωt)を発生する正弦波励振電圧を受け、印加された電界に対する粒子運動の位相遅れである速度Vp(t)=Vpocos(ωt-φ)で移動する。電荷+qを持つ粒子は、隣接する電極間の曲がった力線に沿って移動する。正に帯電した粒子は2つの反発力を経験する。1つは湾曲した電界線の接線方向、もう1つは湾曲した経路の法線方向である。法線成分は遠心力であり、粒子の曲線運動によって生じる。この法線成分が揚力となる。同様に、負の電荷-qを持つ粒子は、反発力を伴う同じ運動を経験する。) 「[0144] When the EDS electrodes are energized by a three-phase voltage, a travelling wave is generated in the electric field. When the charged particles are lifted off from the surface by the vertical component of the field (Ez), the travelling wave component propels the dust to the edge of the screen. The removal process is more efficient when a three phase voltage is applied.」 (日本語訳: EDS電極に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生する。帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられると、進行波成分によってダストがスクリーンの端に押し出される。この除去プロセスは、3相電圧を印加するとより効率的になる。) 「[0167] (viii) Frequency of EDS Electrode Excitation: [0168] The frequency of the applied electric field has a critical role in the particle charging and repulsion processes. Since the particle motion on the screen depends upon the inertia of the particles and the frictional forces involved, the frequency of the applied electric field needs to be low in most cases of dust removal. Since the motion of the particles on the surface depends upon the frictional force and the drag coefficient when it is airborne, the optimum frequency of EDS operation is adjusted based on these parameters involving the size distribution, density, and the mobility of the particles. The electrostatic repulsion of the particles depends upon the normal component of the electrostatic force in the curved path of motion the particles and the phase lag between the electric field and particle velocity. Since an alternating electric field is needed for providing a lift force for removing the particles from the surface, the frequency of the electric field is adjusted high enough to induce inertia-dominated curvilinear motion of the particles. Typically, the frequency of operation is in the range from 4 to 20 Hz.」 (日本語訳: [0167] (viii) EDS電極励起の周波数 [0168] 印加電界の周波数は、粒子の帯電及び反発プロセスにおいて重要な役割を果たす。スクリーン上の粒子運動は粒子の慣性力と摩擦力に依存するため、ほとんどのダスト除去では印加電界の周波数を低くする必要がある。表面上の粒子の動きは、空中に浮遊しているときの摩擦力と抗力係数に依存するため、EDS動作の最適周波数は、粒子のサイズ分布、密度、移動度を含むこれらのパラメータに基づいて調節される。粒子の静電反発は、粒子の曲線運動経路における静電気力の法線成分と、電界と粒子速度との間の位相遅れに依存する。表面から粒子を除去するための揚力を与えるためには交番電界が必要であるため、電界の周波数は粒子の慣性支配的な曲線運動を誘導するのに十分高く調節される。通常、動作周波数は4~20Hzの範囲である。) 「図2 [図:0001422928000001.jpg] 」 「図3 [図:0001422928000002.jpg] 」 「図6 [図:0001422928000003.jpg] 」 (2) 前記(1)の記載より把握できる事項 ア 電気力学的スクリーン(EDS)システムは、誘電体フィルム12内に埋め込まれた導電性電極10のパターンを含むフィルムアセンブリと、電極10に多相の交流駆動信号を印加するパルス電源とを備えること。 すなわち、[0045]、図2の記載より、電気力学的スクリーン(EDS)システムは、フィルムアセンブリ及びパルス電源を備えるものと理解できる。 イ 図3に記載された電気力学的スクリーン(EDS)18は、SiO2フィルム26を備え、その電極10は、SiO2フィルム26上に形成されていること。 すなわち、図3において電極10とカバーガラス板28の間にみてとれるSiO2の薄い層26は、[0072]の記載より、SiO2フィルムと把握でき、電気力学的スクリーン(EDS)18に含まれるものとみてとれる。 ウ 物質の粒子は、電極10に通電された3相電圧により、x方向及びz方向の静電力を受けること。 すなわち、EDS電極に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生し、帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられ、進行波成分によって当該粒子がスクリーンの端に押し出されるのであるから([0144])、当該粒子に何かしらの力が働いていると把握できるところ、[0137]~[0141]の記載より、当該粒子は、電界を発生する正弦波励振電圧を受けて、隣接する電極間の曲がった力線に沿って移動し([0141])、当該粒子の速度は、x成分(水平方向)とz成分(垂直方向)が得られ([0138]~[0140])、前記何かしらの力は、クーロン力であると理解できる([0138])。したがって、前記粒子は、当該3相電圧により形成される電界により、x方向及びz方向の静電力を受けるものと理解できる。 (3) 前記(1)及び(2)によれば、引用文献1には、図3に記載された太陽電池パネル20上に集積された電気力学的スクリーン18を含むシステムについて、以下の発明(以下「引用発明」という。)が記載されているものと認められる。なお、参考までに、引用発明の認定に用いた引用文献1の記載に係る段落番号等を括弧内に付してある。 <引用発明> 「誘電体フィルム12内に埋め込まれた導電性電極10のパターンを含むフィルムアセンブリと、電極10に多相の交流駆動信号を印加するパルス電源とを備える、電気力学的スクリーン(EDS)システムであって、(前記(2)ア) フィルムアセンブリは、その上に堆積した物質の粒子を自己除去するために使用可能であり、 透明なフッ素樹脂材料のフィルムと、 フィルムによって担持された一組の細長い導電性電極と、を含み、 電極は、電力源に接続され、それに応答してフィルムの表面を横切って電界を発生するように構成され、 電界は、電気力学的作用によって表面から粒子を除去するのに十分な強度を有し、 電極は、動作中の絶縁破壊から保護するために、フィルムの絶縁耐力よりも実質的に高い絶縁耐力を有する誘電体材料のコーティングによってフィルムの隣接部分から分離されており、(請求項25) 電気力学的スクリーン(EDS)は、自動的かつ効率的にダストを除去して太陽電池パネルを保護し、([0008]) 電極10への印加は、多相の交流駆動信号で行うことができ、多相駆動では進行波が発生し、([0045]) 太陽光発電パネルは水平面に対し傾いているため、重力もまた浮遊したダスト粒子を地上に滑り落とすのに役立っており、([0046]) フィルムアセンブリは、電気力学的スクリーン18であり、 電気力学的スクリーン18は、太陽電池パネル20上に集積され、上面に反射防止及び光捕捉表面構造として使用されるナノサイズの平凸レンズ22のアレイ、透明フッ素樹脂の薄い層24、電圧降伏に対する電極10の保護に使用されるSiO2の薄い層26、電界印加用の平行透明電極10及びSiO2フィルム26を備え、([0047]及び前記(2)イ) 電極10は、SiO2フィルム26上に形成されており、(前記(2)イ) フッ素樹脂層24は、一組の電極を埋め込み、([0057]) 電力源は、3相パルス電源(PPS)16であり、 3相パルス電源(PPS)16は、高電圧DC電源(HV SUPPLY)42と、制御回路(CNTL)44と、3組の別個の電極10をそれぞれの位相信号A、B及びCで駆動するための3つの電力スイッチング回路46A、46B及び46Cとを含み、 各電力スイッチング回路46は、高電圧ドライバ(HV DRV)48と、ハイサイドスイッチ50H及びローサイドスイッチ50Lとして示される一対のMOSFET電力スイッチングトランジスタとを含み、 動作時、制御回路44は、3相パルス制御信号を生成し、トランジスタ50H、50Lにパルス高電圧電力を電極10に供給させ、([0051]) 物質の粒子は、電極10に通電された3相電圧により、x方向及びz方向の静電力を受け、(前記(2)ウ) EDS電極に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生し、帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられると、進行波成分によってダストがスクリーンの端に押し出される、([0144]) 電気力学的スクリーン(EDS)システム。」 5 本願発明と引用発明の対比及び判断 (1)対比 本願発明と引用発明を対比すると、以下のとおりである。 ア 本願発明の「物体の表面を自己洗浄するためのシステムであって、」との特定事項について 引用発明の「電気力学的スクリーン(EDS)システム」は、「フィルムアセンブリ」を備えており、当該「フィルムアセンブリ」は、「フィルムアセンブリの上に堆積した物質の粒子を自己除去するために使用可能」であり、「太陽電池パネル20上に集積され」、「自動的かつ効率的にダストを除去して太陽電池パネルを保護」するものである。 そうすると、引用発明の「太陽電池パネル20」及び「電気力学的スクリーン(EDS)システム」は、それぞれ本願発明の「物体」及び「システム」に相当し、引用発明の「電気力学的スクリーン(EDS)システム」は、本願発明の「物体の表面を自己洗浄するための」との前記特定事項を満たしている。 イ 本願発明の「前記物体の表面へ取り付けられた電気力学的シールドであって、」との特定事項について 引用発明の「フィルムアセンブリ」は、本願発明の「電気力学的シールド」に相当する。すなわち、引用発明の「フィルムアセンブリ」は、「電気力学的スクリーン18」であり、「自動的かつ効率的にダストを除去して太陽電池パネルを保護」するものであるから、本願発明でいう「シールド」と理解できる。また、引用発明の「フィルムアセンブリ」は、「太陽電池パネル20上に集積され」ているから、本願発明の「前記物体の表面へ取り付けられた」との前記特定事項を満たしている。 したがって、引用発明は、本願発明の前記特定事項を満たしている。 ウ 本願発明の「当該電気力学的シールドは基板の上に1つ又はそれ以上の組の電極を含み、前記1つ又はそれ以上の組の電極は保護膜内に覆われ、前記保護膜の上面へ被覆が施されている、」との特定事項について (ア) 引用発明の「電極10」が「SiO2フィルム26上に形成されて」いることに照らせば、引用発明において「電極10」の下側にあり、当該「電極10」がその上面に形成される「SiO2フィルム26」は、本願発明の「基板」に相当するといえる。 (イ) 引用発明の「電極10」は、本願発明の「電極」に相当する。そして、引用発明の「電極10」は、「SiO2フィルム26上に形成されており」、「一組の細長い導電性電極」、「3組の別個の電極10」を含むものであるから、本願発明の「基板の上に1つ又はそれ以上の組の」との前記特定事項を満たしている。 (ウ) 引用発明の「電圧降伏に対する電極10の保護に使用されるSiO2の薄い層26」は、電極10の上側の部分を覆うことにより当該電極10を保護する薄い層と理解できるから、本願発明の「保護膜」に相当する。そして、引用発明の「電極」は、「動作中の絶縁破壊から保護するために、フィルムの絶縁耐力よりも実質的に高い絶縁耐力を有する誘電体材料のコーティングによってフィルムの隣接部分から分離されて」いるところ、当該「電圧降伏に対する電極10の保護に使用されるSiO2の薄い層26」は、前記「誘電体材料のコーティング」と理解できる。そうすると、引用発明は、本願発明の「前記1つ又はそれ以上の組の電極は保護膜内に覆われ、」との前記特定事項を満たしている。 (エ) 引用発明の「透明フッ素樹脂の薄い層24」は、本願発明の「被覆」に相当する。そして、引用発明の「透明フッ素樹脂の薄い層24(フッ素樹脂層24)」は、「一組の電極を埋め込」むものであるから、「電圧降伏に対する電極10の保護に使用されるSiO2の薄い層26」も当該「フッ素樹脂層24」に埋め込まれていると理解できる。したがって、引用発明は、本願発明の「前記保護膜の上面へ被覆が施されている」との前記特定事項を満たしている。 (オ) 以上により、引用発明は、本願発明の前記特定事項を満たしている。 エ 本願発明の「前記1つ又はそれ以上の組の電極を制御するためのマイクロコントローラを有するパルス信号生成器であって、」との特定事項について 引用発明の「電力源」は、本願発明の「パルス信号生成器」に相当する。すなわち、引用発明の「電力源」は、「3相パルス電源(PPS)16」であり、当該「3相パルス電源(PPS)16」に含まれる「制御回路(CNTL)44」は、「3相パルス制御信号を生成」しているから、当該「電力源」は、パルス信号を生成するものと理解できる。また、当該「制御回路(CNTL)44」は、「3相パルス制御信号を生成」する回路であるから、いわゆるマイクロコントローラと理解できるし、当該「3相パルス制御信号」は、「電極10に供給させ」られるのであるから、「電極10」を制御しているということができる。そうすると、引用発明の「電力源」は、本願発明の「前記1つ又はそれ以上の組の電極を制御するためのマイクロコントローラを有する」との前記特定事項を満たしている。 したがって、引用発明は、本願発明の前記特定事項を満たしている。 オ 本願発明の「当該パルス信号生成器は、前記1つ又はそれ以上の組の電極に電場を生成させるパルス信号を生成し、前記パルス信号は連続する信号間に位相差を有する複数の異なるパルス信号を備え、前記電場は、前記被覆の上の粒子が静電力を受け前記被覆からはじかれることを引き起こし、前記パルス信号生成器は、前記粒子のサイズ、前記粒子の化学組成、又は前記粒子の表面電荷密度の内の少なくとも1つによって決定された前記パルス信号の振幅又は周波数の内の少なくとも1つを調節するように構成されている、」との特定事項について (ア) 引用発明の「電力源」に含まれる「制御回路44」は、「3相パルス制御信号を生成し」、当該「電力源(パルス電源)」は、「電極10に単相又は多相の交流駆動信号を印加する」ものであり、「電極は、電力源に接続され、それに応答してフィルムの表面を横切って電界を発生するように構成され」ている。そうすると、引用発明の「3相パルス制御信号」及び「電界」は、それぞれ本願発明の「パルス信号」及び「電場」に相当し、引用発明の「電力源」は、本願発明の「前記1つ又はそれ以上の組の電極に電場を生成させるパルス信号を生成し」との前記特定事項を満たしている。 (イ) 引用発明の「3相パルス制御信号」は、「3相」の「パルス制御信号」であるから、本願発明の「連続する信号間に位相差を有する複数の異なるパルス信号を備え」との前記特定事項を満たしている。 (ウ) 引用発明では、「EDS電極に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生し、帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられると、進行波成分によってダストがスクリーンの端に押し出され」ているところ、当該「帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられる」ことは、帯電粒子が電界により力を受けているから、いわゆる静電力により生じている事象と理解できる。したがって、引用発明は、本願発明の「前記電場は、前記被覆の上の粒子が静電力を受け前記被覆からはじかれることを引き起こし」との前記特定事項を満たしている。 (エ) 本願発明の「パルス信号生成器」は、「前記粒子のサイズ、前記粒子の化学組成、又は前記粒子の表面電荷密度の内の少なくとも1つによって決定された前記パルス信号の振幅又は周波数の内の少なくとも1つを調節するように構成されている」のに対し、引用発明の「電力源」は、そのように構成されているか不明である。 (オ) 以上により、本願発明の前記特定事項と引用発明は、「当該パルス信号生成器は、前記1つ又はそれ以上の組の電極に電場を生成させるパルス信号を生成し、前記パルス信号は連続する信号間に位相差を有する複数の異なるパルス信号を備え、前記電場は、前記被覆の上の粒子が静電力を受け前記被覆からはじかれることを引き起こす、」との点で共通する。 カ 引用発明は、「フィルムアセンブリ」及び「電力源」を備えているから、本願発明の「当該システムは、」「電気力学的シールドと、」「パルス信号生成器と、を備えており、」との特定事項を満たしている。 キ 本願発明の「前記電気力学的シールドは前記電場を生成するように構成され、当該電場は、前記粒子が2つのベクトル成分方向を有する静電力を受け前記電気力学的シールドからはじかれることを引き起こし、重力は、前記粒子が所定の軌道に沿って前記電気力学的シールドから離れるように移動することに役立つ、」との特定事項について (ア) 引用発明の「フィルムアセンブリ」は、「電界印加用の平行透明電極10」を備えており、当該電極10により電界(電場)が形成されると理解できる。したがって、引用発明の「フィルムアセンブリ」は、本願発明の「前記電場を生成するように構成され、」との前記特定事項を満たしている。 (イ) 引用発明において、「物質の粒子」は、「電極10に通電された3相電圧により、x方向及びz方向の静電力を受け」ており、「EDS電極に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生し、帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられる」のであるから、電界を主体として言いかえれば、当該「電界」は、粒子がx方向及びz方向の静電力を受けてフィルムアセンブリの表面から持ち上げられることを、引き起こしているといえる。したがって、引用発明は、本願発明の「当該電場は、前記粒子が2つのベクトル成分方向を有する静電力を受け前記電気力学的シールドからはじかれることを引き起こし、」との前記特定事項を満たしている。 (ウ) 引用発明は、「EDS電極に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生し、帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられると、進行波成分によってダストがスクリーンの端に押し出され」るものであるから、当該ダスト(粒子)は、電界に沿って移動するものと理解できる。また、引用発明の「フィルムアセンブリ」すなわち「電気力学的スクリーン18」は、「太陽電池パネル20上に集積され」、「太陽光発電パネルは水平面に対し傾いているため、重力もまた浮遊した塵埃を地上に滑り落とすのに役立って」いるのであるから、重力がダスト(粒子)の移動に役立っていると理解できる。したがって、引用発明は、本願発明の「重力は、前記粒子が所定の軌道に沿って前記電気力学的シールドから離れるように移動することに役立つ、」との前記特定事項を満たしている。 (エ) 以上より、引用発明は、本願発明の前記特定事項を満たしている。 ク 前記ア~キ(特に、オ(エ))より、本願発明と引用発明の一致点及び相違点は、以下のとおりである。 <一致点> 「物体の表面を自己洗浄するためのシステムであって、当該システムは、 電気力学的シールドであって、当該電気力学的シールドは基板の上に1つ又はそれ以上の組の電極を含み、前記1つ又はそれ以上の組の電極は保護膜内に覆われる、電気力学的シールドと、 前記1つ又はそれ以上の組の電極を制御するためのマイクロコントローラを有するパルス信号生成器であって、当該パルス信号生成器は、前記1つ又はそれ以上の組の電極に電場を生成させるパルス信号を生成し、前記パルス信号は連続する信号間に位相差を有する複数の異なるパルス信号を備え、前記電場は、前記被覆の上の粒子が静電力を受け前記被覆からはじかれることを引き起こす、パルス信号生成器と、を備えており、 前記電気力学的シールドは前記電場を生成するように構成され、当該電場は、前記粒子が2つのベクトル成分方向を有する静電力を受け前記電気力学的シールドからはじかれることを引き起こし、重力は、前記粒子が所定の軌道に沿って前記電気力学的シールドから離れるように移動することに役立つ、システム。」 <相違点> 「パルス信号生成器」について、本願発明は、「前記粒子のサイズ、前記粒子の化学組成、又は前記粒子の表面電荷密度の内の少なくとも1つによって決定された前記パルス信号の振幅又は周波数の内の少なくとも1つを調節するように構成されている」のに対し、引用発明は、そのように構成されているか不明である点。 (2)判断 ア 相違点について (ア) 引用発明の「電力源」は、「3相パルス電源(PPS)16」であり、「3相パルス制御信号を生成し」、「3組の別個の電極10をそれぞれの位相信号A、B及びCで駆動」しており、「電極10への印加は、多相の交流駆動信号」であるから、当該「電極10」には、「電力源」より所定周波数の駆動信号が印加されているものと理解できる。 他方、引用文献1の[0168]には、「EDS動作の最適周波数は、粒子のサイズ分布、密度、移動度を含むこれらのパラメータに基づいて調節される」と記載されており、EDS動作に最適な周波数は、粒子のサイズにより調節されるものと理解できる。そして、引用発明の「フィルムアセンブリ」は、「その上に堆積した物質の粒子を自己除去するために使用可能」なものであるから、その動作が行われるように、前記[0168]の記載のとおり、除去する粒子のサイズに基づいて駆動信号の周波数を調節することは、当業者であれば容易になし得たことである。 (イ) 仮に、前記相違点に係る本願発明の特定事項が、後記ウ(オ)で請求人の主張する効果を奏する構成であるとしても、引用文献1の[0168]には、「粒子のサイズ分布」と記載されており、粒子のサイズに分布がある以上は、その最適周波数に幅が生じることは明らかであるから、その粒子サイズの分布に応じて最適な周波数を調節することは、当業者が容易になし得たことといえる。 イ 本願発明の効果について 本願発明の奏する作用効果は、引用発明の奏する作用効果から予測される範囲内のものにすぎず、格別顕著なものということはできない。 ウ 請求人の主張について (ア) 請求人は、引用文献1には、「粒子が2つのベクトル成分方向を有する静電力を受け」る構成について記載していないばかりか、その示唆や該構成に想到するための動機付けすら記載していない旨を主張している。 しかしながら、前記4(2)ウに説示のとおり、EDS電極(電極10)に3相電圧を通電すると、電界中に進行波が発生し、帯電粒子が電界の垂直成分(Ez)によって表面から持ち上げられ、進行波成分によって当該粒子がスクリーンの端に押し出されるのであり、当該粒子は、電界を発生する正弦波励振電圧を受けて、隣接する電極間の曲がった力線に沿って移動するのであるから、粒子は、当該3相電圧により形成される電界により、x方向及びz方向の静電力を受けるものと理解でき、請求人の前記主張は採用し得ないものである。 (イ) 請求人は、本願発明は誘電泳動力を利用することを要件としていない点で、両発明は顕著に相違している旨を主張している。 しかしながら、前記4(2)ウに説示のとおり、引用発明は、静電力を利用して粒子を除去しており、静電力を利用するものとして本願発明と違いはない。したがって、請求人の前記主張は採用し得ないものである。 (ウ) 請求人は、最適なパルス信号が異なることが明らかである根拠が拒絶査定に示されていない旨を主張している。 しかしながら、拒絶査定では[0136]~[0169]を根拠として示しており、特に、[0168]には、「EDS動作の最適周波数は、粒子のサイズ分布、密度、移動度を含むこれらのパラメータに基づいて調節される」と記載されている。 (エ) 請求人は、本願発明は2つのベクトル成分が重力と組み合わせて適用されることにより、粉塵粒子が軌道に沿って地面に向かって移動し、デバイスから粒子を迅速に取り除く旨を主張している。 しかしながら、引用発明の「太陽電池パネル20上に集積され」た「電気力学的スクリーン18」は、「水平面に対し傾いているため、重力もまた浮遊した塵埃を地上に滑り落とすのに役立っている」のであるから、引用発明は、請求人の前記主張する効果を奏するものである。 (オ) 請求人は、「本願発明に係るシステム等の作動の間、電気力学的シールドの被覆の上の粒子(粉塵)の特定のタイプを標的にして洗浄できる」、換言すると、本願発明は、「本願発明に係るシステム等は、一のタイプの粒子(粉塵)を標的にして一のタイプの粒子(粉塵)のサイズ等によって決定された信号パルスの一の振幅又周波数で作動させられて一のタイプの粒子(粉塵)を洗浄し、それから、同じ被覆の上にある他のタイプの粒子(粉塵)を標的にして他のタイプの粒子(粉塵)のサイズ等によって決定された信号パルスの他の振幅又周波数で作動させられて他のタイプの粒子(粉塵)を洗浄できる」という有利な効果を奏することができる旨を主張している。 しかしながら、請求人の主張する効果を奏する構成は本願発明に記載されていないから、請求人の前記主張は本願発明の記載に基づくものではない。また、仮に本願発明の特定事項が、請求人の主張する効果を奏する構成であるとしても、前記(2)ア(イ)に説示のとおり、最適周波数が粒子のサイズ分布に基づいて調節される以上、粒子のサイズに応じて最適周波数を調節することは、当業者が容易になし得たことである。したがって、請求人の前記主張は採用し得ないものである。 (3)小括 以上によれば、本願発明は、引用発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものである。 6 むすび 以上のとおりであるから、本願発明は、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。したがって、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶されるべきものである。 よって、結論のとおり審決する。

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2023-012758

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