CN110997127A - 表面改质装置 - Google Patents

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Abstract

【技术问题】提供一种表面改质装置，其能够在保持置换气体的供给量较少的同时实现目标表面改质。【解决手段】表面改质装置在放电电极(6)与相对电极(4)之间形成放电区域(E1)，并且向放电区域(E1)供给置换气体来对处理基材的表面进行改质，其中，表面改质装置包括：狭缝状的置换气体通路；罩部件(7、8)，其利用该罩部件与放电电极之间的相对间隙形成气幕用通路(22、23)；向放电区域(E1)供给置换气体，同时利用从气幕用通路(22、23)喷射的气体防止伴随流(a)的流入和置换气体的流出(b1、b2)，维持放电区域(E1)内的置换气体浓度。

Description

表面改质装置
技术领域
本发明涉及一种利用放电能量对处理基材的表面进行改质的表面改质装置。
背景技术
作为这种表面改质装置，已知有具有设于电极室中的放电电极和与该放电电极相对的相对电极的表面改质装置。而且，向电极室内供给对应于表面改质目的的置换气体，在将电极室内保持为置换气体的环境的同时对放电电极施加电压，在放电电极与相对电极之间产生放电。
而且，利用所述放电能量将插入两个电极之间的处理基板的表面改质。
在这样的表面改质装置中，放电区域的置换气体的种类和浓度影响处理基材表面的改质状态。
对置换气体的种类和浓度的管理很重要，由于置换气体的种类是预先决定的，故而只要确保选择适当，就不是什么问题。
然而，气体浓度即使在放电中也容易因为空气自腔室外的流入而受到影响。
因此，为了保持电极腔室内的置换气体的浓度在一定以上，不得不增加向电极腔室内供给的置换气体的供给量。而且，一般来说，用于表面改质的置换气体的价格很高，因此耗费成本，生产效率也会变差。
因此，为了抑制置换气体的消耗量，已知有向放电电极与相对电极之间的放电区域这样的局部部位直接供给置换气体的方法(参照专利文献1、2)。
例如，在图6所示的装置中，在放电电极1上形成沿着其长度方向的狭缝状的气体通路2，并将供给置换气体的气体供给管3与该气体通路2连接。并且，利用成为相对电极的处理辊4输送薄膜F，并从气体通路2向该薄膜F喷射置换气体。这样，能够向放电电极1与处理辊4的相对部分即放电区域直接供给置换气体，故而容易将该局部的置换气体的浓度保持一定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特公平06-0020830号公报
专利文献2：(日本)特开2001-131313号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，通过局部地供给置换气体，能够将该局部的置换气体的浓度保持在某一定水平以上。
但是，处理辊4所输送的薄膜F如波浪线箭头所示那样伴有外界气体，因此，由于该伴随流a，随着离开气体通路2，置换气体浓度无论如何都会下降。这样，如果在置换气体浓度下降或者混合了例如氧等外界气体成分的状态下放电，还有可能不能对薄膜F进行目标改质处理。
为了不受这样的伴随流a的影响，可考虑如双点划线所示，用电极腔室5包围放电电极1，使该电极腔室5内的置换气体浓度较高地维持一定程度。这样，如果向电极腔室5内供给置换气体，则能够较高地维持放电电极1周围的置换气体浓度，因此，即使流入伴随流a，也能够抑制对放电区域的置换气体浓度的影响。
但是，如果向电极腔室5内供给置换气体，则无法解决置换气体的消耗量变多的问题。
用于解决技术问题的手段
本发明的目的在于提供一种能够在减少置换气体的供给量的同时稳定地进行目标改质处理的表面改质装置。
第一发明的表面改质装置向在放电电极与相对电极之间形成的放电区域供给置换气体，利用放电能量对处理基材的表面进行处理，所述放电电极在所述处理基材的宽度方向上具备长度，且由一个或多个电极部件构成，所述相对电极与所述放电电极相对，其特征在于，所述表面改质装置具有：置换气体通路，其沿着所述放电电极朝向所述放电区域喷射置换气体；由绝缘材料构成的罩部件，其沿着所述放电电极，并且与所述放电电极之间保持相对间隙；狭缝状的气幕通路，其由所述罩部件与所述放电电极之间的相对间隙构成；所述罩部件以向形成在所述放电电极与所述相对电极之间的放电区域中进入的所述处理基材的移动方向为基准，设置在所述放电电极的上游侧及下游侧中的任一方或双方。
第二发明的特征在于，在所述放电电极内形成有一个或多个狭缝状的所述置换气体通路，构成为向该置换气体通路供给置换气体。
第三发明的特征在于，所述放电电极由一个电极部件构成，在该电极部件内，形成有一个或多个沿着其长度方向的狭缝状的所述置换气体通路，构成为向该置换气体通路供给所述置换气体。
注意，所述电极部件的长度方向是放电电极的长度方向，是指所述处理基材的宽度方向。
第四发明的特征在于，所述放电电极由在与其长度方向交叉的方向上保持相对间隙配置的多个电极部件构成，构成为将所述相对间隙设为狭缝状的所述置换气体通路，向该置换气体通路供给所述置换气体。
第五发明的特征在于，相邻的所述电极部件夹持支承部件而相对，并且在所述支承部件上形成有与所述气体通路连通的气体诱导孔，构成为经由该气体诱导孔向所述置换气体通路供给所述置换气体。
第六发明的特征在于，所述电极部件与所述罩部件夹持支承部件而相对，并且在所述支承部件上形成有向所述气幕通路开口的气体诱导孔，构成为经由该气体诱导孔向所述气幕通路供给气幕用气体。
第七发明的特征在于，所述气幕通路兼作置换气体通路，构成为向所述气幕通路供给所述置换气体。
第八发明的特征在于，构成为向所述气幕通路供给与所述置换气体不同种类的气幕用气体。
第九发明的特征在于，所述罩部件以所述处理基材的移动方向为基准，设置在所述放电电极的上游侧及下游侧。
第十发明的特征在于，所述罩部件以所述处理基材的移动方向为基准，设置在比所述放电电极靠上游侧的位置。
第十一发明的特征在于，所述罩部件以所述处理基材的移动方向为基准，设置在比所述放电电极靠下游侧的位置。
第十二发明的特征在于，在所述罩部件中的所述相对电极侧的前端面形成有涡流形成机构。
发明效果
根据本发明，供给到由放电电极与罩部件之间的相对间隙构成的气幕通路中的气体被向相对电极喷出而作为气幕起作用，故而能够抑制伴随流向放电区域的流入以及置换气体从放电区域的流出。
特别是，在以处理基材的移动方向为基准的放电电极的上游侧，所述气幕将伴随于处理基材的伴随流切断而防止其流入。
另外，在放电电极的下游侧，所述气幕能够抑制置换气体的流出。
因此，即使减少向放电区域供给的置换气体的供给量，也能够防止放电区域的置换气体的浓度降低，能够实现目标表面改质。
根据第二至第五发明，由于在放电电极内形成有置换气体通路，所以能够直接向放电区域的中央供给置换气体。因此，能够进一步减少向放电区域外流出的置换气体，能够将所供给的置换气体有效地用于目标改质处理。
另外，由于在放电电极的内部形成有置换气体通路，所以能够将沿着罩部件的气幕通路设为气幕专用。如果将气幕通路设为气幕专用，则还能够使用比置换气体便宜的气幕用气体而降低生产成本。
特别是，根据第四方面，通过由多个电极部件构成放电电极，并将该多个电极部件的相对间隙设为置换气体通路，与在一个电极部件上形成狭缝状的置换气体通路的情况相比，更容易形成置换气体通路。
这样，由于仅增加电极部件的数量，就能形成具有置换气体通路的放电电极，所以还能够增加电极部件的数量而使放电区域增大。如果放电区域变大，则一次可处理的面积变大，提高表面改质处理的处理速度也变得容易。
另外，根据第五、第六发明，利用支承部件，能够支承电极部件和罩部件，并且容易形成狭缝状的气幕通路和置换气体通路，也容易提高通路宽度等的尺寸精度。
根据第七发明，由于气幕通路兼作置换气体通路，故而即使在放电电极内不形成置换气体通路，也能够向放电区域供给必要量的置换气体。
根据第八发明，作为气幕用气体，能够使用比置换气体更便宜的气体，能够抑制成本。
根据第九发明，由于在放电电极的两侧设有罩部件，因此能够同时防止外界气体向放电区域的流入以及置换气体的流出。因此，能够排除外界气体流入对改质处理的影响而维持目标表面改质。而且，能够减少对改质处理没有帮助的无端消耗的置换气体的量。
根据第十发明，由于在放电电极的上游侧设有罩部件，故而能够将由于处理基材的移动而同行的伴随流截断，防止外界气体向放电区域流入。
根据第十一发明，由于在放电电极的下游侧设有罩部件，故而能够减少伴随着处理基材的移动而向放电区域外流出的置换气体量。
根据第十二发明，由于在罩部件的前端设有涡流形成机构，因此可在罩部件的前端侧形成涡流，能够更可靠地防止外界气体的流入以及置换气体的流出。
附图说明
图1是第一实施方式的放电电极周边的局部剖面图。
图2是第一实施方式的侧面图，是放电电极的长度方向的图。
图3是第二实施方式的电极部分的剖面放大图。
图4是第三实施方式的电极部分的剖面放大图。
图5是第四实施方式的电极部分的剖面放大图。
图6是现有例的电极部分的概略图。
具体实施方式
图1、图2所示的本发明的第一实施方式是利用作为相对电极的处理辊4将作为处理基材的树脂制的薄膜F沿箭头x方向输送，同时使由一个电极部件6构成的本发明的放电电极与该薄膜F的表面相对而进行表面改质的装置。
上述电极部件6是在与图1的纸面正交的方向即薄膜F的宽度方向上具有长度的部件，使罩部件7、8与上述电极部件6的两侧面相对，在后面讲对此详细进行说明。
并且，夹着上述电极部件6在与处理辊4相反的一侧，经由固定在未图示的框架上的绝缘件9和连接部件10固定有岐管11。
未图示的气体供给源与该岐管11连接，能够向该岐管11供给置换气体。
另外，在上述岐管11的与上述连接部件10相反的一侧的面上，利用未图示的小螺钉等以规定间隔固定有沿着岐管11的一对支承部件12、12。
在这样的支承部件12上形成有在其长度方向上保持一定间隔的多个气体诱导孔13，使这些气体诱导孔13与在岐管11上形成的小孔14连通。
因此，导入到岐管11的置换气体从上述小孔14向支承部件12的气体诱导孔13引导。
而且，在上述支承部件12的前端部分，形成有向外侧突出的卡止凸部15、16，使该卡止凸部15、16卡住上述电极部件6及罩部件7、8。
另一方面，上述电极部件6是在处理基材即薄膜F的宽度方向上具有长度的部件，其长度是与上述薄膜F上的必要处理宽度对应的长度。
并且，在该电极部件6的两侧面，形成有在长度方向上连续的卡止凹部17、18，分别在上述卡止凹部17、18中嵌入上述支承部件12、12的卡止凸部16、15。
另外，在图1中，配置于电极部件6两侧的罩部件7、8是由绝缘部件构成的板状部件，在与上述电极部件6相对的面上，形成有在该罩部件7、8的长度方向上连续的卡止凹部19、20。
并且，将一个罩部件7的卡止凸部19卡止在一对支承部件中的一支承部件12的单侧的卡止凸部15上，将另一个罩部件8的卡止凹部20卡止在另一个支承部件12的单侧的卡止凸部16上。
如上所述，罩部件7、8通过将其卡止凹部19、20与同该罩部件7、8相对的支承部件12的卡止凸部16、15卡止，从而隔着支承部件12与上述电极部件6相对。利用保持件21夹持如上所述的电极部件6和一对罩部件7、8。
这样，通过由保持件21夹持电极部件6和一对罩部件7、8，电极部件6的卡止凹部17、18及罩部件7、8的卡止凹部19、20不从支承部件12、12的卡止凸部15、16脱离，电极部件6及罩部件7、8被支承部件12牢固地支承。
另外，与电极部件6的长度相当且朝向上述处理辊4开口的狭缝状的相对间隙与被支承部件12支承的电极部件6与罩部件7、8的相对部分连续，该相对间隙为气体通路22、23。并且，形成于上述支承部件12的多个气体诱导孔13全部与该气体通路22、23连通。
注意，上述岐管11、支承部件12及电极部件6分别由导电体构成，并且，通过将岐管11与高压电源24(参照图2)连接，在电极部件6与上述处理辊4之间发生放电。
另外，在该第一实施方式中具备控制器，该控制器控制作为放电能量源的高压电源24的输出以及上述处理辊4的转速。
注意，在图1中，为了便于说明，电极部件6的前端与处理辊4的间隔、以及罩部件7、8与处理辊4的间隔被表示得较大，但通常上述间隔设定在数毫米[mm]以内。
在上述的结构下，当将置换气体供给到岐管11时，该置换气体通过小孔14和气体诱导孔13从气体通路22、23沿箭头b方向喷射。即，该箭头b所示的置换气体从电极部件6与一对罩部件7、8之间喷射，与薄膜F相碰撞而向箭头方向分流。
此时，一部分的置换气体如箭头b1、b2所示地向外部释放，此时，罩部件7与薄膜F之间的间隙、以及罩部件8与薄膜F之间的间隙发挥节流功能而产生流动阻力，上述一对罩部件7、8的内侧的压力增高。
因此，从各气体通路22、23喷射的置换气体被如上所述地增高的压力推压，集中在形成于电极部件6的前端与处理辊4的相对部分的放电区域E1。
这样，由于置换气体从上述气体通路22、23集中地供给到放电区域E1，所以与例如保持电极腔室整体的置换气体浓度的情况相比，能够压倒性地减少来自岐管11的置换气体的供给量。
而且，上述置换气体由于朝向处理辊4成幕状喷射，因此在薄膜F上作为气幕发挥作用。
特别是，以薄膜F的移动方向x为基准，从位于放电区域E1的上游侧、即位于放电电极的上游侧的气体通路22喷射的箭头b所示的置换气体切断伴随流a，防止外界气体流入放电区域E1内。因此，能够防止外界气体流入放电区域E1内而使置换气体的浓度和质量下降。
另外，混有来自外部的氧的气体不会对改质处理产生影响，薄膜F的表面的质量不会下降。
另外，以薄膜F的移动方向x为基准从放电区域E1的下游侧的气体通路23喷射的置换气体相对于从放电区域E1向外部流出的置换气体而言还作为气幕发挥作用，能够防止置换气体向放电区域E1外的流出。
这样，通过从由罩部件7、8与电极部件6的相对间隙构成的气体通路22、23喷射置换气体，能够向放电区域E1内供给置换气体，并且还能防止外界气体的流入及置换气体的流出。
这样，由于能够防止外界气体的流入和置换气体的流出，因此即使不增多置换气体向上述气体通路22、23的供给量，也能够保持上述放电区域E1内的置换气体浓度，能够实现目标改良处理。
而且，由于上述气体诱导孔13能够确保支承部件12的大小的长度，所以会对通过气体诱导孔13的气体流赋予节流阻力。因此，气体诱导孔13的上游侧的歧管11内的压力也保持均匀，从多个气体诱导孔13释放出的气压也均等。另外，即使在气体供给源侧有些许压力变化，岐管11也作为缓冲器发挥作用，气体供给源侧的些许压力变动几乎不影响表面改质。
而且，由于气体诱导孔13的长度如上所述地可一定程度地增长，因此能够与岐管11内的压力保持功能相结合，使从气体诱导孔13释放的气流具有指向性。这样，由于使气流具有指向性，故而能够防止置换气体的扩散，使其浓度保持一定。另外，气流的指向性还发挥截断上述伴随流a的功能。
注意，在上述气体通路22、23的上游侧，作为对气流赋予节流阻力的结构，不限于上述气体诱导孔13。只要是可对通过该处的气流赋予节流阻力并将岐管11内的压力保持均匀的结构即可，不限于该方式，例如可以是多孔烧结陶瓷过滤器、蜂窝过滤器等多孔质体。
另外，在该第一实施方式中，通过使支承部件12夹设在电极部件6与罩部件7、8之间，从而使支承部件12作为维持上述相对间隙的间隔物发挥作用，容易保持一定的相对间隙。
但是，保持电极部件6与罩部件7、8的相对间隙的结构不限于上述构造。例如，也可以不使用支承部件12，而是直接将电极部件6及罩部件7、8以保持彼此的间隔的方式固定在岐管11上，也可以不使用岐管11，而是使用其他的连接夹具或固定部件。
注意，在第一实施方式中，虽然在由电极部件6构成的放电电极内未形成置换气体通路，但沿着罩部件7、8形成的上述一对气体通路22、23兼作该发明的气幕通路和置换气体通路。
图3所示的第二实施方式是放电电极由两个电极部件6a、6b构成且在其两侧设有罩部件7、8的装置。使用与上述第一实施方式的支承部件12相同构造的三个支承部件12支承上述电极部件6a、6b及罩部件7、8。
此外，对于与第一实施方式相同的构成要素，使用与图1相同的附图标记，省略对各构成要素的详细说明。
在该第二实施方式中，放电电极由电极部件6a、6b构成，这些电极部件6a、6b都是在薄膜F的宽度方向上具有长度的部件，且与第一实施方式的电极部件6为形状相同。
一个电极部件6a被支承部件12以保持与罩部件7的相对间隙的方式支承，将其相对间隙设为气体通路22，另一个电极部件6b被与上述支承部件12不同的支承部件12以保持与罩部件8的相对间隙的方式支承，将其相对间隙设为气体通路23。
而且，所述电极部件6a、6b夹持与支承上述罩部件7、8的支承部件12不同的支承部件12，利用其相对间隙构成狭缝状的气体通路25。该气体通路25是本发明的形成在放电电极内的置换气体通路。
这样，在第二实施方式中，利用三个支承部件12、12、12支承电极部件6a、6b和罩部件7、8。各部件相对于这三个支承部件12的组装结构与第一实施方式相同，利用保持件21保持罩部件7、8的外侧。
另外，在该第二实施方式中，在岐管11内设有分隔壁26、27，内部被划分为第一室～第三室11a、11b、11c。这些第一室～第三室11a、11b、11c分别是沿着电极部件6a、6b的空间，经由小孔14及气体诱导孔13与气体通路22、25、23连通。
如果向上述第一室～第三室11a～11c分别供给置换气体，则从各气体通路22、23、25按照箭头b那样向处理辊4喷射置换气体。
从各气体通路22、23喷射的置换气体沿着薄膜F的表面分流，其一部分如箭头b1、b2那样向外部流出，但被罩部件7、8与薄膜F之间的流动阻力抑制流出量，还能够作为气幕发挥作用。
因此，从上述气体通路22、23喷射的置换气体被供给到在上述电极部件6a、6b的前端与处理辊F之间形成的放电区域E2。
而且，也从形成于一对电极部件6a、6b之间的气体通路25向放电区域E2内供给置换气体。
而且，借助上述气幕的功能，能够抑制伴随流a的流入和向外部的流出，所以放电区域E2内的置换气体浓度被保持得更高。
注意，在该第二实施方式中，由于利用一对电极部件6a、6b构成放电电极，所以与例如第一实施方式那样仅由一个电极部件6构成的放电电极相比，能够使处理辊4与放电电极的相对面积增大。即，放电区域E2比图1的放电区域E1大，相应地，能够对移动的薄膜F提高表面改质的处理速度。
另外，在该第二实施方式中，还向沿罩部件7、8形成的气体通路22、23供给置换气体，该气体通路22、23兼作置换气体通路和气幕通路，但上述气体通路22、23也能够不兼作置换气体通路，而是仅作为气幕通路发挥作用。在这种情况下，能够将置换气体供给到岐管11的第二室11b，并向第一室、第三室11a、11c供给与置换气体的不同种类的气幕用气体。
或者，也可以仅使所述气体通路22、23中的任一方为气幕通路专用，使另一方兼用作置换气体通路。
并且，向上述气幕通路专用的气体通路供给的气幕用气体是用于切断沿着薄膜F的表面的气体层，不用于表面改质。
但是，如上所述，向处理辊4喷射的气体被罩部件7、8的功能抑制箭头b1、b2那样的向外部的流出，所以无论如何都会被供给到放电区域E2。
因此，作为与置换气体不同种类的气幕用气体，需要选择即使稍微流入放电区域E2内也不会对置换气体的反应产生不良影响的种类的气体。
并且，如果选择比置换气体便宜的气幕用气体，则能够在实现目标改质处理的同时，降低成本。
在图4所示的第三实施方式中，配置在罩部件7、8之间的电极部件28、29的结构与上述第二实施方式的电极部件6a、6b不同，但其他结构与第二实施方式大致相同。对于与第二实施方式相同的构成要素，使用与图3相同的附图标记，省略各构成要素的详细说明。
该第三实施方式的放电电极由一对电极部件28、29构成。
这些电极部件28、29虽然图4所示的截面形状是左右对称形状，但都是在薄膜F的宽度方向上具有长度的部件，通过在由绝缘部件构成的支承部31、32的前端结合棒状的电极部30、30而构成。
上述电极部30由电介质30b覆盖棒状的金属电极30a而构成。向该金属电极30a施加高电压，在其与处理辊R之间形成放电区域E3。即，如上述其他实施方式那样，不对岐管11等施加电压。
这样，之所以利用电介质30b覆盖金属电极30a，是为了可靠地防止放电电极与处理辊4之间的电短路，是适于在放电电极的长度方向上以更均匀的改质处理为目的的情况的结构。
另外，上述支承部31、32具有与上述电极部30相同的长度，且分别形成有卡止凹部17、18。并且，该卡止凹部17、18卡止在与上述其他实施方式相同的支承部件12的卡止凸部16、15上。
而且，在上述支承部31、32之间夹设有间隔部件33来保持电极部件28、29之间的相对间隙，该相对间隙构成狭缝状的气体通路25。该气体通路25成为本发明的形成于放电电极内的置换气体通路。
并且，在上述间隔部件33上形成有气体诱导孔13，使该气体诱导孔13与形成于岐管11上的小孔14连通，并且利用未图示的小螺钉将上述间隔部件33固定在岐管11上。因此，电极部件28、29被保持在间隔部件33与支承部件12之间。
另外，与上述第二实施方式相同，罩部件7、8被卡止在支承部件12上，且由保持件21保持。
在该第三实施方式中，如果将置换气体供给到岐管11的第一室～第三室11a、11b、11c，则其从各气体通路22、25、23朝向上述处理辊4进行喷射，被供给到形成在上述电极部件28、29的前端与处理辊4之间的放电区域E3。
另外，从沿罩部件7、8形成的气体通路22、23喷射的置换气体作为气幕发挥作用，切断薄膜F的伴随流a，防止外界气体流入放电区域E3内，并且防止置换气体的流出。
这样，在第三实施方式中，能够在保持置换气体的供给量较少的同时，维持放电区域E3中的置换气体的浓度，实现目标表面改质。
注意，在第三实施方式中，在电极部件28、29之间设有间隔部件33，但也可以代替该间隔部件33而夹设上述支承部件12。在这种情况下，需要预先在电极部件28、29的支承部31、32设置与支承部件12的卡止凸部15、16卡止的卡止凹部。
另外，也可以使用上述间隔部件33来代替图3所示的第二实施方式的电极部件6a、6b之间的支承部件12。其中，电极部件的支承方法不特别限定。
另外，在第三实施方式中，也可以不具有岐管11的分隔壁26、27，还可以向岐管11内的第一室、第三室11a、11c中供给气幕用气体，从而将气体通路22、23用作气幕用通路专用。
注意，如上述第二实施方式、第三实施方式那样，在岐管11中设有分隔壁26、27的情况下，能够改变向各室11a、11b、11c供给的气体的种类。例如，也可以向第一室、第三室供给气幕用气体，或者向第一室～第三室11a、11b、11c分别供给不同的置换气体。
另外，即使在向所有的第一室～第三室11、11b、11c供给相同种类的置换气体的情况下，也能够变更上述各自的供给压力。
另外，也可以并排使用三个岐管，以此来代替在一个岐管11内设置上述分隔壁26、27。
而且，也可以以不经由岐管11的方式向上述气体通路22、23、25供给气幕用气体或置换气体。
但是，为了在狭缝状的各气体通路22、23、25的长度方向上使气体喷射压力均匀，优选设置向气体通路的上游侧赋予节流阻力的节流机构等。
图5所示的第四实施方式是除了罩部件7、8的形状以外具备与第一实施方式相同结构的装置。对于与第一实施方式相同的构成要素，使用与图1相同的附图标记，省略各构成要素的说明，以下，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
该第四实施方式的罩部件7、8分别将前端侧设为沿着薄膜F的移动方向x的方向的长度比岐管11侧即基端侧的长度长的宽幅部7a、8a。另外，在该宽幅部7a、8a的前端面，具备由在罩部件7、8的长度方向上连续的多个槽构成的涡流形成机构。
该第四实施方式也由一个电极部件6构成放电电极，且在其内部未形成置换气体通路，但沿着罩部件7、8形成的气幕通路22、23兼作置换气体通路。
在上述第四实施方式中，当将置换气体供给到上述岐管11时，置换气体通过岐管11的小孔14、支承部件12的气体诱导孔13被供给到气体通路22、23，并从其前端向薄膜F喷射。从气体通路22、23喷射的置换气体被供给到放电区域E4，并且还作为气幕发挥作用。
因此，与上述其他实施方式等相同，能够维持放电区域E4内的置换气体的浓度。
而且，在该第四实施方式中，以薄膜F的移动方向x为基准处于放电区域E4的上游侧的罩部件7的宽幅部7a与处理辊4的相对部分的长度变长，因此在节流作用下，在罩部件7与薄膜F之间流动的气体的流动阻力变大。因此，能够抑制箭头b1所示的置换气体的流出，容易向放电区域E4供给置换气体。
另外，由于上述流动阻力，伴随流a难以流入至放电区域E4，放电区域E4内的置换气体浓度更难以降低。
同样，以薄膜F的移动方向x为基准处于放电区域E4的下游侧的罩部件8的宽幅部8a也在节流作用下使罩部件8与薄膜F之间的流动阻力增大。因此，能够减少箭头b2所示的置换气体的流出，能够抑制置换气体的消耗量。
而且，由于在上述宽幅部7a、8a的前端由涡流形成机构34形成涡流，因此能够进一步抑制伴随流a的流入及置换气体的流出，能够抑制置换气体的消耗量，同时实现目标表面改质。
该第四实施方式的罩部件7、8也能够适用于上述其他实施方式，由此可得到与该第四实施方式相同的效果。
在上述第一实施方式～第四实施方式中，以处理基材即薄膜F的移动方向x为基准，在放电电极的上游侧和下游侧双方分别配置有罩部件7、8，从而在放电电极的两侧设有气幕通路，但罩部件7、8也可以仅设置在上述上游侧或者下游侧中的任一方。
由上述上游侧的罩部件7形成的气幕通路22发挥主要防止伴随流a向放电区域流入的功能。这样，若能够防止伴随流向放电区域流入，则能够使放电区域内的置换气体浓度稳定化，因此上游侧的气幕通路对于维持表面改质的质量特别有用。
并且，在以膜F的移动方向x为基准仅在放电电极的上游侧设置罩部件的情况下，不能防止置换气体向下游侧流出。
但是，放电电极的下游侧是结束了表面改质处理的薄膜F所通过的部分，即使不能防止置换气体的流出而形成了置换气体浓度降低的部分，对表面改质处理的影响也不太大。
因此，在以表面改质的质量稳定为主要目标的情况下，优选至少在放电电极的上游侧设置罩部件。
另一方面，以薄膜F的移动方向x为基准，在放电电极的下游侧，置换气体容易随着薄膜F流出，因此在上述下游侧设置罩部件构成气幕通路在减少置换气体的消耗量方面特别有意义。
另外，即使在下游侧，如果置换气体向外部流出过多的话，则相应地，外界气体也容易侵入，因此下游侧的气幕通路也发挥使改质处理稳定的效果。
并且，当然，如上述第一实施方式～第四实施方式那样在上游侧及下游侧双方都设置气幕通路，对表面改质的稳定及置换气体的节约来说是最理想的。
另外，构成放电电极的电极部件的数目不限于一个或两个，也可以是三个以上。如果较多地使用电极部件，则由它们的相对间隙形成的置换气体通路的数量增加，并且能够使直接被供给置换气体的放电区域扩大，所以能够提高表面改质的处理能力。
而且，在上述第二实施方式、第三实施方式中，形成于放电电极内的置换气体通路由相邻的电极部件的相对间隙构成，但也可以在一个电极部件上形成狭缝状的气体通路，将其作为置换气体通路。例如，也可以将图6所示的现有的放电电极2的气体通路3设为置换气体通路，在放电电极2的沿着长度方向的外侧设置罩部件，将放电电极2与罩部件的相对间隙设为狭缝状的气幕通路。注意，也可以在一个电极部件内形成多个狭缝状的置换气体通路，还可以将多个图6的放电电极2那样的电极部件并列使用。
但是，与在一个块状的电极部件内形成一个或多个狭缝状的置换气体通路相比，使多个电极部件维持间隙地相对的方式更容易形成置换气体通路。
另外，在上述实施方式中，使用岐管11向各气体通路供给气体，但只要从置换气体供给源、气幕用气体供给源向各个气体通路供给必要的气体即可，岐管不是必须的。
另外，也可以调整气体的供给压力和节流阻力，使从各气体通路对处理基材喷射的气体的喷射压力变化。例如，也能够使来自气幕通路的喷射压力比来自其他置换气体通路的气体喷射压力高，提高气幕的功能。
另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，气幕通路及置换气体通路全部平行地设置，但由于只要喷射目标位置所需的气体即可，所以没有必要平行地设置这些气体通路。
例如，在如上述处理辊4那样相对电极的表面为曲面的情况下，也可以相对于该表面沿法线方向配置多个气体通路。另外，可以根据目的配置气体通路，例如为了使从置换气体通路喷射出的置换气体难以向外部流出，将置换气体通路朝向放电区域的中央形成，或者以气幕用气体的喷射方向与伴随流相对的方式设定气幕通路的方向等。
注意，在上述实施方式中，说明了将树脂制的薄膜作为处理基材的情况，但处理基材的材质和形态不限于上述实施方式。
本发明的表面改质装置可以用于能够保持在形成于放电电极与相对电极之间的放电区域内的形态的由各种材料形成的处理基材的表面改质。例如，除了树脂外，还可以对纸、木材、金属等的表面进行改质处理。
另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，作为薄膜的保持输送单元的处理辊兼作相对电极，但相对电极也可以与处理基材的保持单元或输送单元分开设置。
例如，也可以在架设作为处理基材的薄膜的一对输送辊之间，在夹着薄膜而与放电电极相对的位置设置相对电极，在利用传送机、机械手等保持输送板状的处理基材的情况下，可以设置与这些保持输送单元不同的相对电极，利用上述输送单元向形成于该相对电极与放电电极之间的放电区域内插入处理基材。
另外，对于构成放电电极的电极部件及相对电极，除了可以使用金属外，也可以使用将金属用电介质覆盖的结构。
用电介质覆盖放电电极或相对电极中的至少任一方在所述处理基材由导电体构成的情况下特别有效。在处理基材为导电体的情况下，在放电电极与相对电极之间，有可能构成由电阻小的处理基材连接的短路电路。这是因为，如果在放电电极与相对电极之间短路，则不会形成稳定的放电区域，不能进行目标改质处理，但如果如上所述地用电介质覆盖放电电极或相对电极中的至少任一方，则难以构成上述短路电路。
但是，即使处理基材是绝缘体，在放电电极的长度方向上，在以通过柔和且更加均匀的放电进行表面改质为目标的情况下，也以使用被电介质覆盖的放电电极或相对电极为好。
另外，上述放电电极的长度可以根据处理基材表面的必要处理宽度来决定，但其必要长度也可以将多个电极部件在长度方向上连结在一起来实现，而不仅仅由一个电极部件来实现。
并且，沿着上述放电电极设置的支承部件、罩部件、岐管等也能够将多个部件连结在一起来实现必要长度。
工业实用性
可应用于对移动的各种处理基材的表面改质处理。
附图标记说明
F：(处理基材)薄膜
E1、E2、E3、E4：放电区域
b、b1、b2：(置换气流的方向)箭头
4：(相对电极)处理辊
6、6a、6b、28、29：(构成放电电极的)电极部件
7、8：罩部件
22、23：(兼用作气帘通路或置换气体通路的)气体通路
25：(置换气体通路)气体通路
12：支承部件
13：气体诱导孔
34：涡流形成机构

Claims (12)

1.一种表面改质装置，该表面改质装置向在放电电极与相对电极之间形成的放电区域供给置换气体，利用放电能量对处理基材的表面进行处理，所述放电电极在所述处理基材的宽度方向上具备长度，且由一个或多个电极部件构成，所述相对电极与所述放电电极相对，其中，
所述表面改质装置具有：
置换气体通路，其沿着所述放电电极朝向所述放电区域喷射置换气体；
由绝缘材料构成的罩部件，其沿着所述放电电极，并且与所述放电电极之间保持相对间隙；
狭缝状的气幕通路，其由所述罩部件与所述放电电极之间的相对间隙构成；
所述罩部件以向形成在所述放电电极与所述相对电极之间的放电区域中进入的所述处理基材的移动方向为基准，设置在所述放电电极的上游侧及下游侧中的任一方或双方。
2.如权利要求1所述的表面改质装置，其中，
在所述放电电极内形成有一个或多个狭缝状的所述置换气体通路，构成为向该置换气体通路供给置换气体。
3.如权利要求2所述的表面改质装置，其中，
所述放电电极由一个电极部件构成，
在该电极部件内，形成有一个或多个沿着其长度方向的狭缝状的所述置换气体通路，构成为向该置换气体通路供给所述置换气体。
4.如权利要求2所述的表面改质装置，其中，
所述放电电极由在与其长度方向交叉的方向上保持相对间隙配置的多个电极部件构成，
构成为将所述相对间隙设为狭缝状的所述置换气体通路，向该置换气体通路供给所述置换气体。
5.如权利要求4所述的表面改质装置，其中，
相邻的所述电极部件夹持支承部件而相对，
在所述支承部件上形成有与所述气体通路连通的气体诱导孔，构成为经由该气体诱导孔向所述置换气体通路供给所述置换气体。
6.如权利要求1～5中任一项所述的表面改质装置，其中，
所述电极部件与所述罩部件夹持支承部件而相对，
在所述支承部件上形成有向所述气幕通路开口的气体诱导孔，构成为经由该气体诱导孔向所述气幕通路供给气幕用气体。
7.如权利要求1～6中任一项所述的表面改质装置，其中，
所述气幕通路兼作置换气体通路，构成为向所述气幕通路供给所述置换气体。
8.如权利要求2～6中任一项所述的表面改质装置，其中，
构成为向所述气幕通路供给与所述置换气体不同种类的气幕用气体。
9.如权利要求1～8中任一项所述的表面改质装置，其中，
所述罩部件以所述处理基材的移动方向为基准，设置在所述放电电极的上游侧及下游侧。
10.如权利要求1～8中任一项所述的表面改质装置，其中，
所述罩部件以所述处理基材的移动方向为基准，设置在比所述放电电极靠上游侧的位置。
11.如权利要求1～8中任一项所述的表面改质装置，其中，
所述罩部件以所述处理基材的移动方向为基准，设置在比所述放电电极靠下游侧的位置。
12.如权利要求1～11中任一项所述的表面改质装置，其中，
在所述罩部件中的所述相对电极侧的前端面形成有涡流形成机构。
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