JP2001087643A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の小型化、多種多様な被処理物に対
する適用性の拡充及び生産プロセスのインラインへの組
込みの容易性だけでなく、電極部構成を簡単にして製作
コストの大幅な低減が図れ、しかも、所定の表面処理を
適正均一にかつ非常に効率よく行なえるようにする。 【解決手段】 中実帯板状に形成された高圧電極１とそ
れの厚み方向の両側に絶縁板２，２を挟んで対向配置さ
れた一対の接地電極３，３とを備え、高圧電極１の短辺
方向の一端部分１Ａを先端部ほど漸次接近するような傾
斜面１ａ．１ａを持つ略二等辺三角形状に形成する一
方、中実内部に反応ガス供給通路６が形成されている接
地電極３，３の幅方向一端部３Ａ，３Ａ側に、高圧電極
１側の両側傾斜面１ａ，１ａに対向させて放電ギャップ
１５，１５及び放電ブラズマにより生成される化学的に
活性な励起種を含むガス流の吹出し通路１６，１６を構
成する傾斜面３ａ´，３ａ´が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
関するもので、詳しくは、主としてポリエチレンやポリ
プロピレン、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）などの
撥水性を有する樹脂に塗料を塗布するとか水性インクで
印刷を施す際にその表面を親水性に改質したり、プラス
チックの表面に酸素のプラズマ処理によって濡れ性を付
与したり、ガラス、セラミックス、金属、半導体等の疎
水性表面を親水化したり、表面に付着した有機物を洗浄
したりするなどの表面処理を行なう場合に用いられるプ
ラズマ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような表面改質や有機物洗浄等の
表面処理に用いられるプラズマ処理装置として、ヘリウ
ムや水素等の不活性ガスと酸素やフルオロカーボン系の
含フッ素化合物ガス等の反応性気体とを混合してなる反
応ガスを大気圧もしくは大気圧近傍（弱減圧または弱加
圧）圧力下で高圧電極と接地電極との間に形成される放
電部に導入し通過させるとともに両電極に高周波電圧を
印加することにより放電部にグロー放電プラズマを発生
させて該プラズマにより生成される化学的に活性な励起
種を含むガス流を被処理物の表面に向け噴出させて所定
の表面処理を行なうように構成された大気圧プラズマ処
理装置として、例えば特許第２５８９５９９号公報や特
許第２９３４８５２号公報に開示されたような構成のも
のが従来より既に提案されている。

【０００３】これら従来より提案されているプラズマ処
理装置は大気圧下での表面処理が実現可能であって、そ
れ以前から採用されていた低圧グロー放電プラズマによ
る処理装置、例えば真空容器内に互いに対向状態に配置
した高圧電極と接地電極との間の放電部に酸素等の放電
用反応ガスを導入させて両電極に高周波電圧を印加する
ことにより低圧グロー放電プラズマを発生させ、該プラ
ズマにより生成される化学的に活性な励起種を含むガス
によって接地電極上に設置保持させた被処理物の表面を
処理するように構成されていたプラスマ処理装置に比べ
て、真空系を形成するための装置及び設備が不要である
ことから、装置全体の小型化および低コスト化が図れる
とともに、被処理物を電極上に設置する必要もないの
で、被処理物の面積や厚み、形状に対応させやすく、多
種多様な被処理物に対する表面処理に適用可能であり、
また、生産プロセスのインラインへの組込みも容易で生
産性の向上も図れるといった利点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来提案されているプ
ラズマ処理装置のうち、前者の特許第２５８９５９９号
公報に開示されている大気圧プラズマ処理装置は、一端
が閉塞された箱状の放電部内に二重ダクト構造の反応ガ
ス供給通路を形成するとともに、箱状放電部内の開放下
端部側に細板状の一対の高圧電極と接地電極とを絶縁材
セパレータを介して複数対向配置してその電極間に上記
反応ガス供給通路が開口接続される筒状の放電空間を形
成させてなるもので、電極部の構成が非常に複雑に入り
込んだものであることから、製作組立が非常に困難で、
装置全体のコストが高価になるばかりでなく、スパーク
やアーク放電などの異常放電を発生しやすく、この異常
放電に伴う電力ロスにより大気圧下でのグロー放電プラ
ズマの発生が不安定になりやすいという問題がある。

【０００５】一方、後者の特許第２９３４８５２号公報
に開示されている大気圧プラズマ処理装置は、単一の中
実帯板状高圧電極を用い、その中実内部への孔明け加工
及びその厚み方向の両側面へのスリット加工という汎用
の加工手段と、高圧電極の厚み方向の両側に絶縁板を挟
んで一対の接地電極を重ね合わせるという簡易な組立手
段で混合反応ガスの供給機能及び略直線状のガス流噴出
機能を備えた電極部を構成することが可能であり、前者
の大気圧プラズマ処理装置に比べて、電極部全体の構成
が非常に簡単で、製作コストの低減が図れるとともに、
スパークなどの異常放電に伴う電力ロスも抑制可能であ
る。

【０００６】しかしながら、後者の特許第２９３４８５
２号公報に開示されている大気圧プラズマ処理装置で
は、中実帯板状高圧電極の厚み方向の両側面それぞれ
に、略半円形状の複数個のスリット状ガス吹出し穴を高
圧電極の長辺方向に沿って断片的に形成し、これら厚み
方向両側面のスリット状ガス吹出し穴を、長手方向に沿
って互い違いに位置するように配置することで、放電プ
ラズマの発生に伴い生成された化学的に活性な励起種を
含むガス流を被処理物の表面に略直線状に噴出するよう
に構成されたものであり、高圧電極の厚み方向両側面そ
れぞれに複数個の略半円形状のスリット状ガス吹出し穴
を両側の穴が長辺方向に沿って互い違いに位置するよう
に形成するといった具合に、汎用の加工手段といえども
多大かつ高精度な製作加工技術を要し、製作コストの低
減にも限界がある。また、全体的には被処理物の表面に
対してガス流が略直線状に噴出されるものの、実際には
高圧電極の厚み方向両側面に断片的に略半円形状に形成
されているスリット状ガス吹出し穴から噴出されるもの
であるために、各吹出し穴から噴出されるガス流を途切
れなく一直線状に形成させることが難しくて被処理物の
表面処理にばらつきを発生しやすい。そのようなばらつ
きをなくするためには、被処理物の送り速度を遅くする
必要があり、処理効率の面で改良の余地が残されてい
る。

【０００７】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、装置全体の小型化、多種多様な被処理物に対
する適用性の拡充及び生産プロセスのインラインへの組
込みの容易性を図ることができるのはもとより、電極部
の構成が非常に簡単で製作コストの大幅な低減を達成で
きるとともに、異常放電による電力ロスも抑制でき、し
かも、噴出ガス流を被処理物表面に確実に一直線に形成
させて所定の表面処理を均一に、かつ非常に効率よく行
なうことができるプラズマ処理装置を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマ処理装置は、中実帯板状に形
成されている高圧電極（１）の厚み方向（ｘ−ｘ方向）
の両側にそれぞれ絶縁板（２），（２）を挟んで一対の
接地電極（３），（３）が対向配置され、上記帯板状高
圧電極（１）の短辺方向（ｚ−ｚ方向）の一端側部分
（１Ａ）は、その両側面が先端部に近付くほど漸次接近
するような傾斜面（１ａ），（１ａ）となる略二等辺三
角形状に形成されている一方、上記一対の接地電極
（３），（３）の内部には、その長辺方向（ｙ−ｙ方
向）に沿わせて少なくともヘリウムまたは水素を含む不
活性ガスと酸素またはフルオロカーボン系の含フッ素化
合物ガスを含む反応性気体との混合反応ガスの供給通路
（６）が形成されているとともに、これら一対の接地電
極（３），（３）の短辺方向（ｚ−ｚ方向）の一端部側
にはそれぞれ、上記高圧電極（１）の略二等辺三角形状
部分（１Ａ）の両側傾斜面（１ａ），（１ａ）に対向さ
せて放電ギャップ（１５）及び混合反応ガス吹出し通路
（１６）を構成する傾斜面（３ａ），（３ａ）が形成さ
れ、かつ、それら一対の接地電極（３），（３）の傾斜
面（３ａ），（３ａ）には上記反応ガス供給通路（６）
に連通接続するように各接地電極（３），（３）の長辺
方向（ｙ−ｙ方向）に間隔を隔てて形成した複数個の混
合ガス吹出孔（１０）が開口され、また、上記高圧電極
（１）の略二等辺三角形状部分（１Ａ）の両側傾斜面
（１ａ），（１ａ）を含む全面及び一対の接地電極
（３），（３）の傾斜面（３ａ），（３ａ）を含む全面
のうちの少なくとも一方が絶縁体（９）で被覆されてお
り、上記複数個のガス吹出孔（１０）から上記両電極
（１）、（３），（３）の傾斜面（１ａ），（３ａ）間
に形成の両側放電ギャップ（１５）及び混合反応ガス吹
出し通路（１６）に上記混合反応ガスを大気圧もしくは
大気圧近傍圧力下で導入し通過させるとともに、上記両
電極（１）、（３），（３）に高周波電圧を印加するこ
とにより、上記両側放電ギャップ（１５）にグロー放電
プラズマを発生させて該プラズマにより生成される化学
的に活性な励起種を含むガス流を両側吹出し通路（１
６）の下流側に設けた吹出し部（１７）から被処理物
（１３）の表面に直線状に噴出するように構成している
ことを特徴とするものである。

【０００９】上記構成の本発明によれば、帯板状高圧電
極の厚み方向の両側に絶縁板を挟んで一対の接地電極を
重ね合わせるという簡易な組立手段で混合反応ガスの供
給機能及び一直線状のガス流噴出機能を備えた電極部を
構成することが可能である。これによって、低圧グロー
放電プラズマによる処理装置に比べて装置全体の小型
化、面積や厚み、形状などが多種多様な被処理物に対す
る適用性の拡充及び生産プロセスのインラインへの組込
みの容易性はもちろん、従来より提案の大気圧プラズマ
処理装置に比べて、電極部全体の構成が非常に簡単であ
るとともに、加工工程の削減及び高精度な加工技術の不
要化によって全体の製作コストの大幅な低減が図れる。
また、スパークやアーク放電などの異常放電に伴う電力
ロスが生じにくい構成であるから、大気圧下でのグロー
放電プラズマの発生を安定化しやすい。

【００１０】さらに、高圧電極の短辺方向の一端側の略
二等辺三角形状部分の両側傾斜面に沿って形成される両
放電ギャップ及び吹出し通路に導入され通過してグロー
放電プラズマにより生成された化学的に活性な励起種を
含むガス流同士を吹出し通路下流側の吹出し部から被処
理物の表面に向けて噴出させることによって、それら噴
出ガス流同士の衝突により途切れのない一直線状のガス
流を被処理物の表面全域に均等に作用させることが可能
で、所定の表面処理を常に適正均一に、かつ、非常に効
率よく行なわせることができる。

【００１１】上述のように動作するプラズマ処理装置に
おいて、上記帯板状高圧電極の短辺方向一端側の略二等
辺三角形部分の両側傾斜面を含む全面及び一対の接地電
極の傾斜面を含む全面のうちの少なくとも一方を被覆す
る絶縁体として、請求項２に記載のように、セラミック
コーティングにより形成する手段を採用する場合は、両
電極の対向傾斜面に対しスパークの発生原因が発生しな
いような確実な絶縁被覆を容易に行なえ、電極の保護効
果を高めて耐久性の向上を図ることができる。

【００１２】また、上記構成のプラズマ処理装置におい
て、請求項３に記載のように、一対の接地電極及び中実
帯板状高圧電極の内部にそれぞれ、それらの長辺方向に
沿わせて冷却水循環用通路を形成する場合は、二重ダク
トなどの特別な構成を採用しなくても、反応ガス供給通
路の場合と同様に孔明け加工によって冷却水循環用通路
を各電極自体に形成することが可能で、電極部構成をよ
り簡単にして製作コストの一層の低減を図りつつ、長時
間に亘って表面処理を行なう際の電極過熱を防いで所定
の表面処理を連続的に効率よく実行することが可能であ
る。

【００１３】また、上記構成のプラズマ処理装置におい
て、請求項４に記載のように、上記帯板状高圧電極の短
辺方向一端側の略二等辺三角形状部分の両側傾斜面の交
差角度を、両側放電ギャップ及び吹出し通路をを通過し
て噴出されるガス流同士が上記吹出し部よりも噴出方向
下流位置で衝突し合流する角度に設定することによっ
て、ガス流同士を被処理物の表面上で衝突合流させて表
面処理の均一化及び処理効率の一段の向上を達成するこ
とができる。

【００１４】さらに、上記構成のプラズマ処理装置にお
いて、請求項５に記載のように、上記高圧電極、接地電
極及び絶縁体を包囲するカバーケーシングを設け、この
カバーケーシング内に、高周波電源と高圧電極とを整合
させる整合器を一体に組み込んだ構成とすることによっ
て、整合器と電極の給電端子とを電気的にも物理的にも
直付けすることが可能で、特に、高周波（１００ＫＨｚ
以上）高電力使用態様での電力ロスを低減しプラズマ処
理の安定化が図れるとともに、両者間に亘る接続用配線
が外部に露出することによる他物との引掛りなどのトラ
ブル発生を防止でき、かつ、装置全体をコンパクトに一
体化してロボットへの装着使用も可能となるといったよ
うに、該プラズマ処理装置の使用形態に自由性を持たせ
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係るプラズマ処
理装置の第１の実施形態を示す側面図、図２はその底面
図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った縦断正面図、図４は
図３の要部の拡大図である。

【００１６】この第１の実施形態における大気圧プラズ
マ処理装置２０は、基本的に、中実帯板状に形成された
高圧電極１と、この高圧電極１の厚み方向（図３のｘ−
ｘ方向）の両側にそれぞれ、四弗化樹脂板など帯状の絶
縁板２，２を挟んで対向配置することで上記高圧電極１
に対し電気的に隔離してアース接地された表裏一対の帯
板状の接地電極３，３と、これら高圧電極１、接地電極
３，３及び絶縁板２，２のうち短辺方向（図３及び図５
のｚ−ｚ方向）の一端部側で高圧電極１と接地電極３，
３との間に形成される後述の放電ギャップ１５，１５及
び混合反応ガス吹出し通路１６，１６を除く全体を包囲
するように角Ｕ字形状に形成されたアルミニウム製等の
カバーケーシング４とからなる。

【００１７】上記高圧電極１の短辺方向（図３のｚ−ｚ
方向）の一端部分１Ａは、図３及び図４に示すように、
その両側面１ａ，１ａが先端部に近付くほど漸次接近す
るような傾斜面となる略二等辺三角形状に形成され、そ
の先端部は円弧状の湾曲面１ｂに形成されている。この
略二等辺三角形状部分１Ａの両側傾斜面１ａ，１ａ及び
先端湾曲面１ｂは、セラミックコーティングにより形成
される絶縁体９で被覆されている。

【００１８】一方、上記一対の接地電極３，３の各中実
内部には、図５に示すように、電極長辺方向（図５のｙ
−ｙ方向）の全長に亘る孔明け加工及びその孔両端部へ
の栓５の圧入固定（図６参照）によってヘリウムガスま
たは水素を含む不活性ガスと酸素またはフルオロカーボ
ン系の含フッ素化合物ガスを含む反応性気体との混合反
応ガスを大気圧下で供給する反応ガス供給通路６，６が
電極長辺方向に沿わせて形成されているとともに、該反
応ガス供給通路６，６よりも上部の中実内部には、電極
長辺方向の全長に亘る孔明け加工及びその孔両端部への
栓７の圧入固定（図６参照）によって上記反応ガス供給
通路６，６に並行する状態の冷却水循環用通路８，８が
形成されている。なお、上記高圧電極１の中実内部にも
上記接地電極３の冷却水循環用通路８と同様にして冷却
水循環用通路１８が形成されている。

【００１９】また、上記一対の接地電極３，３の短辺方
向（ｚ−ｚ方向）の一端部３Ａ，３Ａ側にはそれぞれ、
図３、図４及び図６に示すように、上記高圧電極１の略
二等辺三角形状部分１Ａの両側傾斜面１ａ，１ａに平行
状態で対向する傾斜面３ａ，３ａが形成されている。こ
れら傾斜面３ａ，３ａのうち、基端部及び長辺方向の両
端部を除く部分に切り込みが設けられており、その切り
込まれた傾斜面部分３ａ´，３ａ´と上記高圧電極１の
略二等辺三角形状部分１Ａの両側傾斜面１ａ，１ａとの
間にそれぞれ放電ギャップ１５，１５及び混合反応ガス
吹出し通路１６，１６が形成され、かつ、これら吹出し
通路１６，１６の下流側に被処理物表面に向けての吹出
し部１７が形成されている。なお、高圧電極１の短辺方
向一端側の略二等辺三角形状部分１Ａの両側傾斜面１
ａ，１ａの交差角度θは、両側放電ギャップ１５，１５
及び吹出し通路１６，１６を通過して噴出されるガス流
同士が吹出し部１７よりも噴出方向（図４の矢印ｗ方
向）の下流位置で衝突し合流する角度に設定されてい
る。

【００２０】さらに、上記接地電極３，３の短辺方向の
一端部３Ａ，３Ａの内部にはそれぞれ、電極長辺方向に
等間隔を隔てて、一端が上記反応ガス供給通路６に連通
接続し他端が傾斜面部分３ａ´，３ａ´に開口する複数
個の混合反応ガス吹出孔１０…，１０…が形成されてお
り、これら吹出孔１０…，１０…から上記高圧電極１の
傾斜面１ａ，１ａと一対の接地電極３，３の傾斜面部分
３ａ´，３ａ´間に形成される両側放電ギャップ１５，
１５及び吹出し通路１６，１６に混合反応ガスを導入し
通過させるとともに、高圧電極１に高周波電圧を印加す
ることにより、放電ギャップ１５，１５でのグロー放電
プラズマの発生に伴い生成される化学的に活性な励起種
を含むガス流（以下、プラズマフレアと称するものも含
む）を両側吹出し通路１６，１６を通して吹出し部１７
から被処理物の表面に直線状に噴出するように構成され
ている。

【００２１】次に、上記のように構成された第１の実施
形態による大気圧プラズマ処理装置２０の使用形態及び
動作について説明する。図７に示すように、被処理物の
一例であるＰＴＦＥなどの樹脂シート材１３を水平姿勢
に載置して連続搬送可能なコンベア１４の搬送経路中間
位置の上部に大気圧プラズマ処理装置２０を横断状態に
設置固定して使用される。そして、上記コンベア１４に
よって樹脂シート材１３を水平搬送させつつ、大気圧も
しくは大気圧近傍（弱減圧または弱加圧）圧力下で上記
反応ガス供給通路６，６に混合反応ガスを供給し、この
混合反応ガスを複数個のガス吹出し孔１０…，１０…を
通して高圧電極１と接地電極３，３との間に形成される
放電ギャップ部１５，１５に導入するとともに上記高圧
電極１に高周波電圧（１０ＫＨｚ〜５００ＭＨｚ）を印
加することによって、上記放電ギャップ１５，１５に大
気圧下でグロー放電プラズマを発生させ、該プラズマに
より生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な
励起種を含む反応性ガス流、すなわち、プラズマフレア
を両側吹出し通路１６，１６を通して吹出し部１７に向
けて流し、この吹出し部１７から樹脂シート材１３の表
面に向け直線状に噴出させることによって、それら噴出
プラズマフレア同士を樹脂シート材１３の表面上で互い
に衝突合流させて途切れのない一直線状のプラズマフレ
アを樹脂シート材１３の表面全域に均等に作用させるこ
とが可能となり、これによって、樹脂シート材１３の表
面を親水性に改質して樹脂シート材１３に対する塗料や
インクののり具合や接着性を著しく改善することができ
る。

【００２２】以上のような表面処理動作を行なうプラズ
処理装置２０を構成するに際して、本発明では、単一の
中実帯板状高圧電極１と、混合反応ガスの供給通路６，
６及び複数個の混合反応ガス吹出孔１０…，１０…が形
成され、かつ、短辺方向の一端部側にはそれぞれ高圧電
極１の略二等辺三角形状部分１Ａの両側傾斜面１ａ，１
ａに対向する傾斜面３ａ，３ａが形成された一対の接地
電極３，３とを絶縁板２，２を挟んで重ね合わせるだけ
で、両側に薄い平面状で直線状の放電ギャップ１５，１
５及び混合反応ガス吹出し通路１６，１６が形成された
電極部を構成することが可能となり、このように電極部
全体の構成が非常に簡単であることから、製作コストの
大幅な低減が図れる。また、大気圧もしくは大気圧近傍
圧力下においてもスパークやアーク放電などの異常放電
に伴う電力ロスが生じにくい構成であるから、放電ギャ
ップ１５，１５に安定よくグロー放電プラズマを発生さ
せることが可能であるとともに、両側の吹出し通路１
６，１６から噴出されるプラズマフレアが衝突合流され
て一直線で、かつ、その長手方向に均一なプラズマフレ
アラインを形成することが可能であるために、プラズマ
による所定の表面処理を常に適正均一にかつ非常に効率
よく行なわせることができる。

【００２３】特に、一対の接地電極３，３及び帯板状高
圧電極１の中実内部への孔明け加工によって冷却水の循
環用通路８，８及び１８が形成されているので、電極部
構成を簡単にして製作コスト低減効果を保ちつつも、長
時間に亘って表面処理を行なう時の各電極３，３、１の
過熱を防いで連続処理による効率向上を図ることができ
る。

【００２４】図８は本発明に係るブラズマ処理装置の第
２の実施形態を示す一部切欠き側面図であり、この第２
の実施形態における大気圧プラズマ処理装置３０の基本
的な構成は第１の実施形態と同様であり、第１の実施形
態と同一もしくは相当部分に同一の符号を付してそれら
の詳しい説明を省略し、以下、相違点についてのみ説明
を加える。

【００２５】この第２の実施形態では、整合回路を構成
するために、高圧電極１側に設けられた給電端子１９か
ら高圧電極１に至る給電経路に高周波電圧を任意に調整
可能とするバリコン１１及びコイル１２が設けられてお
り、これらバリコン１１及びコイル１２からなり、高周
波電源と高圧電極１とをマッチングさせるための整合器
がプラズマ処理装置３０に一体化されている。

【００２６】上記第２の実施形態による大気圧プラズマ
処理装置３０においては、カバーケーシング４内に図示
省略している高周波電源と高圧電極１とのマッチングの
ための整合器が一体に組込まれた構成であるために、整
合器と高圧電極１の給電端子１９とを電気的にも物理的
にも直付けすることが可能で、特に、高周波（１００Ｋ
Ｈｚ以上）高電力使用態様での電力ロスを低減しプラズ
マ処理の安定化が図れるとともに、両者間に亘る接続用
配線が外部に露出することによる他物との引掛りや電波
漏洩などのトラブル発生を防止でき、かつ、装置全体を
一層コンパクトに一体化してロボットへの装着使用も可
能となるといったように、該プラズマ処理装置の使用形
態の自由度を広げることができる。

【００２７】図９は本発明に係るブラズマ処理装置の第
３の実施形態を示す要部の拡大縦断正面図であり、この
第３の実施形態における大気圧プラズマ処理装置３０の
基本的な構成は第１の実施形態と同様で、相違する点
は、一対の接地電極３，３における傾斜面３ａ，３ａ、
吹出し部１７の両側面３ｂ，３ｂ及び先端外面３ｃ，３
ｃの全面も、高圧電極１における両側傾斜面１ａ，１ａ
及び先端湾曲面１ｂと同様にセラミックコーティングに
より形成される絶縁体９´で被覆させてる点であり、そ
の他の構成で第１の実施形態と同一もしくは相当部分に
は同一の符号を付してそれらの詳しい説明を省略する。

【００２８】上記第３の実施形態による大気圧プラズマ
処理装置３０においては、高圧電極１と一対の接地電極
３，３との間でスパークが発生しないように絶縁被覆を
確実にして、電極の保護効果を一層高めることが可能で
ある。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、大気圧
もしくは大気圧近傍の圧力下でも安定なグロー放電プラ
ズマを発生させることができるとともに、このプラズマ
により生成される化学的に活性な励起種を含むガス流同
士を、先端側ほど近接するように形成された傾斜姿勢の
二つの吹出し通路下流側の吹出し部から被処理物の表面
に向けて噴出させ、それら噴出ガス流同士の衝突により
途切れのない一直線状のガス流を被処理物の表面全域に
均等に作用させることができるので、所定の表面処理を
常に適正均一に、かつ、非常に効率よく行なわせること
ができる。

【００３０】そのうえ、構造的には、単一の中実帯板状
高圧電極と、混合反応ガスの供給通路及び複数個の混合
反応ガス吹出孔が形成され、かつ、短辺方向の一端部側
にはそれぞれ高圧電極の略二等辺三角形状部分の両側傾
斜面に対向する傾斜面が形成された一対の接地電極とを
絶縁板を挟んで重ね合わせるだけで、放電ギャップ並び
に反応ガス供給機能及び直線状のガス流噴出機能を備え
た電極部を構成することが可能でるから、低圧グロー放
電プラズマによる処理装置に比べて、装置全体の著しい
小型軽量化および低コスト化、面積や厚み、形状などが
多種多様な被処理物に対する適用性の拡充及び生産プロ
セスのインラインへの組込みの容易性を図ることができ
るのはもとより、ガス流を被処理物の表面に向けて略直
線状に噴出させる形態のものとして従来より既に提案さ
れている大気圧プラズマ処理装置に比べても、電極部全
体の構成が非常に簡単で、製作コストの大幅な低減を図
ることができる。しかも、スパークやアーク放電などの
異常放電に伴う電力ロスが生じにくい構成であるから、
大気圧下でのグロー放電プラズマの発生を安定化しやす
く、プラズマによる所定の表面処理の効率を一段と向上
させることができるという効果を奏する。

【００３１】また、請求項２に記載のような構成を採用
することにより上記効果に加えて、電極にスパークの発
生原因が生じない確実な絶縁被覆を行なえ、電極の保護
効果を高めて耐久性の向上を図ることができ、また、請
求項３に記載のような構成を採用することで、長時間に
亘って表面処理を行なう時の電極の過熱を防いで所定の
表面処理を連続的に効率よく実行することができる。

【００３２】さらに、上記構成のプラズマ処理装置にお
いて、請求項４に記載のような構成を採用する場合は、
ガス流同士を被処理物の表面で衝突合流させて表面処理
の均一化及び処理効率の一段の向上を達成することがで
き、さらにまた、請求項５に記載のように、カバーケー
シング内に整合器を一体に組み込んだ構成とする場合
は、整合器と電極の給電端子とを電気的にも物理的にも
直付けすることが可能で、特に、高周波（１００ＫＨｚ
以上）高電力使用態様での電力ロスを低減しプラズマ処
理の安定化が図れるとともに、両者間に亘る接続用配線
が外部に露出することによる他物との引掛りや電波漏洩
などのトラブル発生を防止でき、かつ、装置全体をコン
パクトに一体化してロボットへの装着使用も可能となる
といったように、該プラズマ処理装置の使用形態に自由
性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の第１の実施形
態による大気圧プラズマ装置の側面図である。

【図２】図１の底面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った縦断正面図である。

【図４】図３の要部の拡大図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿った縦断側面図である。

【図６】第１の実施形態による大気圧プラズマ処理装置
における接地電極の要部拡大斜視図である。

【図７】同上大気圧プラズマ処理装置の使用形態を示す
概略斜視図である。

【図８】本発明に係るプラズマ処理装置の第２の実施形
態による大気圧プラズマ処理装置の一部切欠き側面図で
ある。

【図９】本発明に係るプラズマ処理装置の第３の実施形
態による大気圧プラズマ処理装置の要部の拡大縦断正面
図である。

【符号の説明】

１ 高圧電極 １Ａ 略二等辺三角形状部分 １ａ，１ａ 傾斜面 ２，２ 絶縁板 ３ 接地電極 ３Ａ 幅方向一端部 ３ａ，３ａ´ 傾斜面 ４ カバーケーシング ６ 反応ガス供給通路 ８，１８ 冷却水循環用通路 ９，９´ セラミックコーティングによる絶縁体 １０ 混合反応ガス流吹出孔 １３ 樹脂シート材（被処理物） １５ 放電ギャップ １６ ガス流吹出し通路 １７ 吹出し部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA22 AA30 CA47 EB41 FB04 4K057 DA16 DD01 DE06 DE14 DG16 DM02 DM09 DM37 5F004 AA14 AA16 BA20 BB13 BB28 BC08 CA09 DA01 DA22 DA24 DA26 DB23 EB08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中実帯板状に形成されている高圧電極の
   厚み方向の両側にそれぞれ絶縁板を挟んで一対の接地電
   極が対向配置され、 上記帯板状高圧電極の短辺方向の一端側部分は、その両
   側面が先端部に近付くほど漸次接近するような傾斜面と
   なる略二等辺三角形状に形成されている一方、 上記一対の接地電極の内部には、その長辺方向に沿わせ
   て少なくともヘリウムまたは水素を含む不活性ガスと酸
   素またはフルオロカーボン系の含フッ素化合物ガスを含
   む反応性気体との混合反応ガスの供給通路が形成されて
   いるとともに、これら一対の接地電極の短辺方向の一端
   部側にはそれぞれ、上記高圧電極の略二等辺三角形状部
   分の両側傾斜面に対向させて放電ギャップ及び混合反応
   ガス吹出し通路を構成する傾斜面が形成され、かつ、そ
   れら一対の接地電極の傾斜面には上記反応ガス供給通路
   に連通接続するように各接地電極の長辺方向に間隔を隔
   てて形成した複数個の混合反応ガス吹出孔が開口され、 また、上記高圧電極の略二等辺三角形状部分の両側傾斜
   面を含む全面及び一対の接地電極の傾斜面を含む全面の
   うちの少なくとも一方が絶縁体で被覆されており、 上記複数個のガス吹出孔から上記両電極の傾斜面間に形
   成の両側放電ギャップ及び混合反応ガス吹出し通路に上
   記混合反応ガスを大気圧もしくは大気圧近傍圧力下で導
   入し通過させるとともに、上記両電極に高周波電圧を印
   加することにより、上記両側放電ギャップにグロー放電
   プラズマを発生させて該プラズマにより生成される化学
   的に活性な励起種を含むガス流を両側吹出し通路の下流
   側に設けた吹出し部から被処理物の表面に直線状に噴出
   するように構成していることを特徴とするプラズマ処理
   装置。
2. 【請求項２】 上記帯板状高圧電極の短辺方向の一端側
   の略二等辺三角形状部分の両側傾斜面を含む全面及び一
   対の接地電極の傾斜面を含む全面のうちの少なくとも一
   方を被覆する絶縁体は、セラミックコーティングにより
   形成されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 上記一対の接地電極及び中実帯板状高圧
   電極の内部にはそれぞれ、それらの長辺方向に沿わせて
   冷却水循環用通路が形成されている請求項１または２に
   記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 上記帯板状高圧電極の短辺方向の一端側
   の略二等辺三角形状部分の両側傾斜面の交差角度は、両
   側放電ギャップ及び吹出し通路を通過して噴出されるガ
   ス流同士が上記吹出し部よりも噴出方向下流位置で衝突
   し合流する角度に設定されている請求項１ないし３のい
   ずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 上記高圧電極、接地電極及び絶縁体を包
   囲するカバーケーシングが設けられ、このカバーケーシ
   ング内には、高周波電源と高圧電極とを整合させる整合
   器が一体に組み込まれている請求項１ないし４のいずれ
   かに記載のプラズマ処理装置。