JP2003501244A - ワークピースの処理のためのマイクロ波を発生する装置 - Google Patents

ワークピースの処理のためのマイクロ波を発生する装置

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バウムゲルトナー，クラウス−マルティン
ロイフレ，エベルハルト
ロイフレ，コンスタンティン
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フラウンホファー・ゲゼルシャフト・ツール・フォルデルング・デル・アンゲバンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン
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Abstract

(57)【要約】 この発明の目的は、特定の区域のみでの製品の集中処理、特にプラズマ処理に対する代替物を提供することである。この目的のため、この発明は、ワークピースの処理のためのマイクロ波を発生するための装置を提供し、この装置は、交番電磁界を発生するための延在導体を備える少なくとも１つのマイクロ波アンテナと、導体の長さにわたって実質的に延在するハウジングと、導体に従いかつハウジングの中に位置付けられるマイクロ波出力延在区域とを含む。ハウジングは、長い形状を有しかつマイクロ波アンテナの経路に従う少なくとも１つの共振空胴によって形成される。共振空胴は少なくとも１つの先細の閉止された第１の先端区域を有し、出力区域は実質的に共振空胴の集束区域の中に延在する。少なくとも非発散ハウジング区域は共振空胴に隣接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、ワークピースの処理のためのマイクロ波生成装置に関する。
【０００２】 ＤＥ １９５ ０３ ２０５ Ｃ１は、交番電磁界を用いて圧力下容器（unde
rpressure container）中にプラズマを発生するための装置を開示しており、圧
力下容器を通して、絶縁材料のパイプ内にロッド状導体が導かれる。パイプの内
径は導体の直径よりも大きく、パイプには気体を充填して、プラズマがその中に
生成されるのを防止する。プラズマはパイプのすぐまわりに発生される。なぜな
ら、放射線がその場所で最も強いからである。パイプに対する高エネルギ入力の
影響、不純物による放射の変化およびパイプのまわりの被覆の形成の危険性は、
すべてこの手順の欠点である。
【０００３】 ＷＯ ７６／２３３１８は、楕円形共振器の形の、回転方向に対称な空胴を含
むプラズマ反応器を開示している。結合ピンの自由端は第１の集束点に配置され
、楕円形共振器の第２の集束点は石英のキャップで囲まれ、それにより、その集
束点の付近にプラズマ処理領域を形成する。不利なのは、処理領域が小さくかつ
それが集束点付近の径方向にしか集中しないことである。
【０００４】 この発明の基本的な目的は、連続処理も可能にする、ワークピースの処理のた
めの、より大きく均質性の高いマイクロ波処理領域を作ることである。
【０００５】 この発明に従うと、この目的は上述のタイプの装置によって達成され、この装
置においては、ケーシングは少なくとも１つの空胴共振器で形成され、空胴共振
器は縦長の形状を有しかつマイクロ波アンテナの延在に従い、空胴共振器は少な
くとも１つの第１の閉止されかつ先細の先端領域を含み、出力領域は空胴共振器
の集束領域の実質的に中に延在し、少なくとも非発散（non-diverging）ハウジ
ング区域は先端領域幅広部に隣接する。
【０００６】 この発明は処理ゾーンを設けるが、これはその縦方向に均質でありかつ線形に
延在して、少なくともその平行な向きに対してマイクロ波を集中する。縦方向を
横切る処理ゾーンの幅は、好適なハウジングの形状を通して異なり得る。
【０００７】 異なる方法でマイクロ波の結合（coupling）を行なうことができる。第１の好
ましい実施例に従うと、マイクロ波アンテナは、誘電体で囲まれかつ空胴共振器
の集束領域に設けられる導電性の細長い導体であり、誘電体は、導体をぴったり
と取囲む固体であるかまたは、導体を囲む誘電体パイプで径方向に限定可能な気
体で形成されるかのいずれかである。
【０００８】 代替的な実施例では、マイクロ波アンテナは内側および外側導体を備える同軸
の導通構造である。外側導体は不完全な円柱であり得、これは内側導体を部分的
にしか囲まず、空胴共振器の先端領域に面するのと反対の内側導体の領域に配置
される。これに代えて、外側導体は内側導体を囲む誘電体上の被覆である。外側
導体は、空胴共振器の集束領域に設けられかつスリットまたは孔から形成される
、空胴共振器の先端領域に面する少なくとも１つの開口を有してもよい。
【０００９】 さらなる実施例では、マイクロ波アンテナは、空胴共振器の集束領域に配置さ
れて出力領域として機能する出口開口を備える導波管である。
【００１０】 一方端または両端のいずれかからマイクロ波をマイクロ波導体アンテナに導く
ことができる。
【００１１】 ワークピースの熱処理の場合、第１の先端領域に隣接する非発散（non-diverg
ent）領域が平行な壁で形成される。しかしながら、好ましい実施例では、非発
散領域は、第１の先端領域から続いて先細になっていく第２の先端領域であり、
第２の先端領域の集束領域の実質的に中にワークピースを位置づけることができ
る。先細領域は放物線状または不完全な楕円形の断面を有し得る。マイクロ波熱
処理に加えて、この実施例は、特に圧力、気体のタイプおよび気体の流れに対し
て用いる気体を制御するためにマイクロ波発生領域からプラズマ処理領域を分離
しなければならない、材料のプラズマ処理に特に好適である。
【００１２】 分離本体が実質的に平坦な壁である場合または、分離本体が、処理フォーカス
の上に配置されかつハウジング壁に固くかつぴったりと接続された半円柱の被覆
である場合、この後者の要件を実現可能である。これに代えて、分離本体は処理
フォーカスを囲む誘電体パイプである。
【００１３】 さらなる好ましい実施例では、第１の先端領域および非発散領域は互いに対し
て有限角度をなして配置され、また、２つの領域の間に反射表面が設けられて、
特に、発せられた蒸気または液体の滴がワークピースの処理の間にマイクロ波ア
ンテナに当たらないようにする。
【００１４】 処理領域でのマイクロ波の強度を増すため、各々がマイクロ波アンテナを含む
少なくとも２つの第１の先端領域を互いに平行に配置して、共通の非発散領域を
一体化することができる。第１の代替的な実施例に従うと、少なくとも２つの第
１の先端領域が互いと隣り合って配置される。
【００１５】 さらなる実施例では、第２の処理フォーカスに対して互いと対角線方向に反対
に２つのマイクロ波アンテナが配置される。特にプラズマ処理の間に、エネルギ
入力をさらに増すために、処理フォーカスの付近に対称に配置されるいくつかの
マイクロ波アンテナを、関連の空胴共振器中に設けることもできる。
【００１６】 さらなる実施例では、互いと隣り合うようにかつワークピースの少なくとも一
方側のそれらの関連の空胴共振器中に、いくつかのマイクロ波アンテナを平行に
配置する。これにより処理領域が増加する。
【００１７】 この発明の装置を異なる方法で用いることができる。 第１の適用例の変形例では、ハウジング内側での処理のために巻取りマンドレ
ルを設けることができ、加工フォーカスの近傍に少なくとも１つの偏向またはガ
イディング手段が配置される。この発明に従うと、バルク材料のマイクロ波処理
のために処理領域にミキサが配置される。それにより処理が不連続になり、プラ
ズマ処理室中のバルク材料を処理の後に交換しなければならない。準連続的処理
については、加工フォーカスの領域にスクリューコンベアを配置して処理すべき
材料を供給する。排気ガスについては、気体誘導パイプが配置されて処理フォー
カスに沿って延在し、このパイプにポンプが設けられる。
【００１８】 この発明のさらなる利点および特徴は、請求項と、図面を参照してこの発明の
詳細な実施例を説明する以下の説明とから得ることができる。
【００１９】
【詳細な説明】
図１ａおよび図１ｂの実施例では、マイクロ波を発生するためのこの発明の装
置１は楕円形の断面を有し、細長い線形の導体３を備えるマイクロ波アンテナ２
を含む。導体３は、誘電体４で囲まれるロッド、ワイヤまたは銅パイプの形態、
たとえば、距離をあけて配置されかつ空気を収容する石英パイプまたはセラミッ
クロッドの形態である。
【００２０】 マイクロ波は、通常はマイクロ波アダプタ（詳細には図示せず）を通して、導
体３の一方または両端を介して入力される。
【００２１】 記載されたマイクロ波アンテナ２は、少なくとも部分的に放物線状または楕円
形の外形の（この例では楕円形の断面の）隣接する細長い空胴共振器６の中にあ
り、共振器は、アンテナ２または導体３と平行に延びかつ、平行な、対称に入射
する放射線の集束線が規定する第１の集束領域を有する第１の先端領域８を有す
る。図１の実施例では、線形の導体３は、空胴共振器６またはその（第１の）先
端領域８の集束領域のまさにその中に位置づけられる。図１ａおよび図１ｂの実
施例では、空胴共振器６は、十字（Ｘ）で示された第２の細長い処理集束領域Ｆ
′を備える第２の先端領域８′を含む。これはパイプ１０で囲まれ、その中で、
たとえば、気体のプラズマ相の中でのシーリングなどの、ワークピースのプラズ
マ処理のためのプラズマが発生される。
【００２２】 たとえば、シートを乾燥させるためまたはその上に配置された層を硬化させる
ためなど、シートなどのワークピース（図２に図示）を加熱するために、この発
明の装置を用いることもできる。図２がそのような適用例を示す。２つの第１の
先端領域８、８′を含む空胴共振器６は、この実施例では楕円形の断面を有する
。２つのマイクロ波アンテナ２、２′およびそれらのワイヤ形状の（内側）導体
３、３′が空胴共振器６の集束領域の中に位置付けられて、そのマイクロ波アン
テナ放射により、マイクロ波アンテナ２、２′から距離をあけて加熱する。放物
線状または半楕円形状の空胴共振器６では、一方側のみからの加熱も基本的に可
能である。この発明のさらなる実施例が後述される。
【００２３】 図３の実施例では、マイクロ波入力のために、空胴共振器６内に一部が開いた
同軸導体構造が配置される。導体構造は、誘電体４の中に配置された内側導体３
で形成される。誘電体の部分的に開いた導通被覆９は、空胴共振器６の先端８ａ
に面するのとは反対の領域に、導体と同軸に配置される。それにより、マイクロ
波放射は、空胴共振器の先端８ａ（端面領域）に向けられ、空胴共振器の残余の
領域へおよび処理すべきワークピースの上に反射される（さらなる詳細は以下の
とおり）。
【００２４】 図４および図５も、マイクロ波アンテナ２を形成する同軸導体構造を示す。こ
の実施例では、導体３は、空胴共振器６の先端８ａに面するその側に出口スリッ
トまたは円形の孔１３を有する導通パイプ（外側導体１２）によって距離をあけ
て囲まれる。図３の実施例では、したがって、マイクロ波放射は図２のように導
かれる。スリットの長さと幅との比は、有利には同軸導体１１の長さ全体にわた
って一定である。しかしながら、これが絶対に必要なわけではない。
【００２５】 図１および図３の実施例では、導体または内側導体３は空胴共振器６の集束領
域中にあるが、図４および図５においてはその限りではない。これらの実施例で
は、出口スリット１３の平面が空胴共振器６の集束領域Ｆ中に配置される。
【００２６】 この発明の装置の図６の実施例はマイクロ波導体としての導波管１４を示す。
導波管は、空胴共振器６の上部領域に配置されるため、それにより空胴共振器６
の内側に面する導波管１４の出口スリット１３も、十字で示される、空胴共振器
の集束領域Ｆの中にある。ここには空胴共振器の先端がないことが示される。
【００２７】 図７は、第１の先端領域８を１つだけ備える、先端領域の下に延在する材料シ
ートの形のワークピース１６のマイクロ波処理のための空胴共振器６を示す。
【００２８】 ある理由のために、マイクロ波アンテナ２と処理すべきワークピース１６との
間により大きな隔たりを選択する必要があり得る。このため、この発明の装置の
図８の実施例における空胴共振器６の放物線状または部分的に楕円形の先端領域
８に、平行な壁を備えるスペーサ１７が隣接する。マイクロ波アンテナ２の下に
延在するワークピース１６はスペーサ１７に隣接する。スペーサ１７を有するこ
の実施例もまた、図２と対応する２つのマイクロ波アンテナを有して、対称であ
り得る。
【００２９】 一般的にはワークピースであるシートを、空胴共振器６または第２の先端領域
の処理集束領域Ｆ′の中に位置付けることもできる。第２の先端領域は、その中
に位置付けられるマイクロ波アンテナ２が発生するマイクロ波を集束する、第１
の先端領域８とは異なる構造パラメータを有する。たとえば、より平坦な放物線
の断面形状を有し得る。
【００３０】 ある理由のために、直接的にワークピースにマイクロ波放射を向けないことが
妥当または必要なことがある。それはたとえば、処理の間に蒸気または液体がそ
こから出て、マイクロ波アンテナを汚したり、場合によっては損傷したりする可
能性がある場合である。図９の実施例ではこれが防止される。この実施例では、
平行な壁を備えるハウジングセクション１９は、ある角度、好ましくは直角をな
して第１の先端領域８に隣接し、その端の下にワークピース１６が導かれる。角
度をつけて配置された反射器表面２０が、第１の先端領域８とハウジング部分１
９との間に設けられ、マイクロ波アンテナ２で発生されたマイクロ波をワークピ
ース１６に方向付ける。
【００３１】 ワークピース１６の移送方向を横切るようにかつマイクロ波アンテナ２と平行
に向けられる処理領域中でのマイクロ波処理の強度を増すために、図１から図４
に記載された態様でマイクロ波導体またはマイクロ波の出口領域が配置される、
２つの集束領域を備える空胴共振器６を設けることができる。ワークピースは他
方の処理集束領域Ｆ′（図１０）を通して導かれる。この実施例では、マイクロ
波アンテナ２が発生するマイクロ波が、第２の集束領域Ｆ′の中におよびそれに
よりワークピース上に集束される。両側処理については、図１１に示されるよう
に、第２のマイクロ波アンテナ２′を有する対応する空胴共振器６′を、マイク
ロ波アンテナ２および第１の先端領域８と反対側のワークピース１６の側に設け
ることができる。
【００３２】 ワークピース１６のマイクロ波処理の片側の強度を増すため、２つのマイクロ
波アンテナ２、２′をそれと関連の第１の先端領域８、８′の一方側に配置する
ことができる。空胴共振器の先端領域８、８′、特に、互いに対して角度をなし
て延在するそれらの対称な表面は、マイクロ波アンテナ２、２′の両者の処理領
域２２が実質的に一致するように配置されかつ向けられる（図１２）。
【００３３】 さらに、たとえば、１枚のシートまたはより長いシートなどのワークピース１
６をマイクロ波でより長い期間にわたって処理する必要があり得るが、これは、
同じ領域に向けられるマイクロ波アンテナまたは２つのマイクロ波アンテナの場
合は不可能である。この場合、いくつかのマイクロ波アンテナ２、２．１、２．
２、２．３…を、互いの隣りにおよび互いと平行に向けるとともに、空胴共振器
の第１の先端領域８、８．１、８．２、８．３…の中に配置することができる。
空胴共振器の対称な中央表面は互いと平行に配置される（図１３参照）。
【００３４】 ワークピースはシートでなければならないわけではなく、処理領域を通してコ
ンベアベルト上を運ばれるバルク材料などでもあり得る。上述の態様でのそのよ
うなワークピースの熱処理に加えて、この発明の装置を、マイクロ波を用いた、
ワークピースまたは複数のワークピースのプラズマ被覆のために用いることもで
きる。
【００３５】 この場合、ワークピースまたは複数のワークピースを位置づけるプラズマ処理
ゾーンは、マイクロ波アンテナ２を位置付けるマイクロ波発生領域から物理的に
離さなくてはならない。なぜなら、マイクロ波発生領域でのプラズマの発生を防
止しかつプラズマ処理ゾーンにプラズマを発生させるためには、マイクロ波発生
領域とプラズマ処理ゾーンとで気体の状態が異ならなければならないからである
。
【００３６】 有利には、プラズマ発生のための、プラズマ処理ゾーン中のマイクロ波の集中
は、マイクロ波アンテナ２が位置付けられる第１の集束領域に加えて、プラズマ
処理ゾーンに第２の集束領域Ｆ′を設けることにより増大する。上記のように、
これらのゾーンは、後述の図面中の十字（Ｘ）で示される。
【００３７】 図１４の実施例では、マイクロ波発生ゾーン２３およびプラズマ処理ゾーン２
４は、誘電体材料の分離壁２６で分離されるのみである。
【００３８】 図１５の実施例では、プラズマ処理ゾーンは、空胴共振器６の中に導かれるパ
イプ２７で囲まれる。
【００３９】 図１６の実施例では、第１の端領域８中の集束領域Ｆ′付近のプラズマ処理ゾ
ーン２４は、気密な態様で第１の端領域の壁に接続される不完全な円柱２８によ
ってマイクロ波発生領域２３と分離される。
【００４０】 図１７の実施例では、マイクロ波アンテナ２を囲む第１の先端領域８と、プラ
ズマ処理ゾーン中の集束領域Ｆ′を囲む第２の先端領域８″とが互いに対して角
度をなして配置される。すなわち、それらの中央平面は整列されるのではなく、
角度をなした向きにされる。マイクロ波放射は、マイクロ波アンテナ２に対して
角度をなして配置された、第２の集束領域Ｆ′のプラズマ処理ゾーンへの反射の
ための反射器表面１０を介して、図９の実施例と同様の態様で作用する。分離壁
２６に加えて、第２の分離壁２６′を設けることができる。
【００４１】 プラズマ処理ゾーン２４（図１８から図２０を参照）へのマイクロ波入力を増
大させるために、いくつかのマイクロ波アンテナ２、２．１、２．２…を設ける
ことができる。それにより、プラズマ処理のためのマイクロ波を発生する際、（
いくつかの）マイクロ波アンテナ２、２．１…は、装置の第２の集束領域Ｆ′お
よびプラズマ処理ゾーン２４のまわりに対称に配置され、これはすべてのマイク
ロ波アンテナについて同様である。２つのマイクロ波アンテナ２、２．１の場合
、アンテナは、２つのマイクロ波アンテナおよび中間処理フォーカスＦ′を通っ
て延びる処理フォーカスＦ′に対して対角線に配置される（図１８）。３つのマ
イクロ波アンテナ２、２．１、２．２の場合、アンテナは、処理フォーカスＦ′
のまわりに１２０°の角度で位置づけられる（図１９）。マイクロ波アンテナが
４つの場合、アンテナは、処理フォーカスＦ′のまわりに９０°の角度で対応し
て配置されるなどである（図２０）。
【００４２】 熱処理については、単一のワークピース、たとえばシート状ワークピース１６
が処理領域を通してマイクロ波源の下に導かれ、それによりその領域を出入りす
ることが可能である。しかしながら、シートのプラズマ被覆などの、ワークピー
スのプラズマ処理についてはこれは可能ではない。ワークピース全体が処理の間
プラズマ処理領域の中に留まらなければならない。対応して、図２１の実施例で
は、プラズマ処理領域２４の中に巻取りマンドレル３１、３２が設けられ、シー
トは一方（たとえば３１）から解かれて他方（３２）に巻き付けられる。しかし
ながら、巻取りマンドレル３１、３２を、処理すなわち適用ゾーンまたは第２の
フォーカスの中に直接的に位置づけなければならないため、処理すべき物品をそ
れを通して導かなければならない。他方では、プラズマ処理領域の壁またはハウ
ジングの設計により、第２の集束領域を作るための空間的な関係が定められる。
図１９の実施例は、シート１６を導くために、集束領域中に偏向ローラ２３を含
む。集束領域中にいくつかのガイドローラを互いと平行に配置することも可能で
ある。
【００４３】 図２２の実施例はバルク材料のマイクロ波プラズマ処理に関する。バルク材料
のすべての部分の均一かつ良好な被覆を確実にするため、図２０の実施例のプラ
ズマ処理ゾーン２４は、その軸が好ましくはマイクロ波アンテナ２と平行に延在
するミキサ３４を含む。
【００４４】 図２２の実施例は処理すべき材料の不連続な処理を提供するが、図２３の実施
例は連続的なマイクロ波処理に対する代替例を示す。この目的のため、供給容器
からレセプタクルへの、処理すべき物品の連続的な供給のために、処理フォーカ
スＦ′の領域にウォームコンベアが設けられる。プラズマ処理の間はウォームコ
ンベア３５のジャケットおよび容器が規定する空間を封止しなければならず、ま
た、空間は、好適な態様で処理気体を含まなければならない。たとえば、バルク
材料の乾燥のためなど、ウォームコンベア３５が供給するバルク材料の連続的な
熱処理にはこれは必要ではない。
【００４５】 この発明に従うと、排気ガスの処理も可能である。排気ガスは、たとえば水流
ポンプなどの供給ポンプを用いてパイプ中の集束線Ｆ′に沿って送られる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 誘電体の中に配置された線形導体を備える、マイクロ波を発生
するためおよびプラズマ処理のための装置のこの発明の実施例の縦方向の断面図
である。
【図１ｂ】 図１ａの実施例の断面図である。
【図１ｃ】 図１ａ、図１ｂのさらなる実施例の斜視図である。
【図２】 ２つのマイクロ波アンテナを備える、マイクロ波を発生するため
のこの発明の装置を示す図である。
【図３】 部分的に開いた導通被覆で遮蔽される線形導体を含む、この発明
の装置の別の実施例を示す図である。
【図４】 スリット付き外側導体を備える同軸導体を含む実施例を示す図で
ある。
【図５】 外側導体にパンチングで孔があけられる、図４に従う実施例を示
す図である。
【図６】 スリット付き導波管を含む、この発明の装置のさらなる実施例を
示す図である。
【図７】 シートのマイクロ波放射のための異なる実施例による、この発明
の装置のさらなる概略的な表示の図である。
【図８】 シートのマイクロ波放射のための異なる実施例による、この発明
の装置のさらなる概略的な表示の図である。
【図９】 シートのマイクロ波放射のための異なる実施例による、この発明
の装置のさらなる概略的な表示の図である。
【図１０】 シートへの熱入力を増した、シートのマイクロ波放射のための
実施例を示す図である。
【図１１】 シートへの熱入力を増した、シートのマイクロ波放射のための
実施例を示す図である。
【図１２】 ２つの平行なマイクロ波源を含む、シートのマイクロ波放射の
ための実施例を示す図である。
【図１３】 いくつかの平行な隣接するマイクロ波アンテナを備える、シー
トのマイクロ波放射のための、この発明の装置のさらなる実施例を示す図である
。
【図１４】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１５】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１６】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１７】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１８】 互いと平行に延びる２つまたはそれ以上のマイクロ波アンテナ
を用いてプラズマを発生させるための実施例を示す図である。
【図１９】 互いと平行に延びる２つまたはそれ以上のマイクロ波アンテナ
を用いてプラズマを発生させるための実施例を示す図である。
【図２０】 互いと平行に延びる２つまたはそれ以上のマイクロ波アンテナ
を用いてプラズマを発生させるための実施例を示す図である。
【図２１】 シートの連続的なプラズマ処理のための実施例を示す図である
。
【図２２】 ミキサを含む、バルク材料のプラズマ処理のための実施例を示
す図である。
【図２３】 スクリューコンベアでの媒体の連続的なマイクロ波処理のため
の装置と、マイクロ波による排気ガス浄化のための装置とを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年４月６日（２００１．４．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 ワークピースの処理のためのマイクロ波を発生する装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、ワークピースの処理のためのマイクロ波生成装置に関し、装置は
、マイクロ波源に接続された少なくとも１つのマイクロ波アンテナを備え、アン
テナは交番電磁界の発生のための細長い導体を有し、装置はさらに、空胴共振器
を形成するハウジングと、ハウジングの幅広になっている部分の中、すなわちそ
の幅広部からできる、ハウジングの集束領域の実質的に中に位置付けられた、マ
イクロ波の出力領域とを備え、少なくとも非発散ハウジング領域は、ハウジング
の幅広部と隣接する。
【０００２】 ＷＯ ９６／２３３１８（ＤＥ １９５ ０７ ０７７ Ｃ１に対応する）は
、楕円共振器の形の回転方向に対称な空胴を含む、この発明を分類するプラズマ
反応器を開示している。結合ピンの自由端は第１の集束点に配置され、楕円共振
器の第２の集束点は石英のキャップで囲まれ、それにより、その集束点の付近に
プラズマ処理領域を形成する。不利なのは、処理領域が小さくかつそれが集束点
付近の径方向にしか集中しないことである。
【０００３】 ＤＥ １９５ ０３ ２０５ Ｃ１は、交番電磁界を用いて圧力下容器（unde
rpressure container）中にプラズマを発生するための装置を開示しており、圧
力下容器を通して、絶縁材料のパイプ内にロッド状導体が導かれる。パイプの内
径は導体の直径よりも大きく、パイプには気体を充填して、プラズマがその中に
生成されるのを防止する。プラズマはパイプのすぐまわりに発生される。なぜな
ら、放射線がその場所で最も強いからである。パイプに対する高エネルギ入力の
影響、不純物による放射の変化およびパイプのまわりの被覆の形成の危険性は、
すべてこの手順の欠点である。
【０００４】 ＤＥ ３９ ２３ ３９０ Ａ１は、少なくとも２つの分離され活性化された
気体を用いて、表面積が大きい蒸着膜を生成するための装置を開示している。こ
の目的のため、２つのマイクロ波導通空胴であって、その各々がその関連のマイ
クロ波生成器を有する導通空胴が、実質的に矩形のハウジングの２つの対向側と
平行に配置される。ロッド状アンテナは、交互の態様でおよび導通空胴の延在と
直角をなしてマイクロ波生成器から延びる。それらは、同様に、互いと平行であ
り、ハウジングの中を貫通し、それぞれの導通空胴に面するのと反対側の対応す
る側のハウジング内で終端する。異なる強度の定常マイクロ波がアンテナに沿っ
て形成される。アンテナの平行な構成および対抗側にそれらを互い違いに設ける
ことにより、ある程度の均質性が達成される。この構成は構造的に要求が厳しく
、したがって高価である。
【０００５】 この発明の基本的な目的は、特に、大きなワークピースの連続処理のためのマ
イクロ波の発生のためのこの種の装置をさらに改良することである。
【０００６】 この発明に従うと、この目的はこの種の装置によって達成され、この装置にお
いては、空胴共振器は縦長の形状を有しかつ、その長さにわたって均質な処理ゾ
ーンを生成するマイクロ波アンテナの延在に従い、マイクロ波の延在出力部は導
体に従いかつ空胴共振器の延在集束領域に沿って実質的に延在する。
【０００７】 また、この発明の基本的な目的は、できる限り均質でかつ連続処理も可能にす
る、ワークピースの処理のための大きなマイクロ波処理領域を作り出すことであ
る。
【０００８】 この後者の目的は上述の種類の装置によって達成され、この装置においては、
ハウジングは、マイクロ波アンテナの延在に従う少なくとも１つの細長い共振器
から作られ、空胴共振器は、空胴共振器の集束領域に沿って実質的に延在する出
力領域を備える少なくとも１つの閉止された先細の第１の先端領域を有し、少な
くとも非発散ハウジング領域は先端領域幅広部に隣接する。
【０００９】 この発明は処理ゾーンを設けるが、これはその縦方向に均質でありかつ線形に
延在して、少なくともその平行な向きに対してマイクロ波を集中する。縦方向を
横切る処理ゾーンの幅は、好適なハウジングの形状を通して異なり得る。
【００１０】 異なる方法でマイクロ波の結合（coupling）を行なうことができる。第１の好
ましい実施例に従うと、マイクロ波アンテナは、誘電体で囲まれかつ空胴共振器
の集束領域に設けられる導電性の細長い導体であり、誘電体は、導体をぴったり
と取囲む固体であるかまたは、導体を囲む誘電体パイプで径方向に限定可能な気
体で形成されるかのいずれかである。
【００１１】 代替的な実施例では、マイクロ波アンテナは内側および外側導体を備える同軸
の導通構造である。外側導体は不完全な円柱であり得、これは内側導体を部分的
にしか囲まず、空胴共振器の先端領域に面するのと反対の内側導体の領域に配置
される。これに代えて、外側導体は内側導体を囲む誘電体上の被覆である。外側
導体は、空胴共振器の集束領域に設けられかつスリットまたは孔から形成される
、空胴共振器の先端領域に面する少なくとも１つの開口を有してもよい。
【００１２】 さらなる実施例では、マイクロ波アンテナは、空胴共振器の集束領域に配置さ
れて出力領域として機能する出口開口を備える導波管である。
【００１３】 一方端または両端のいずれかからマイクロ波をマイクロ波導体アンテナに導く
ことができる。
【００１４】 ワークピースの熱処理の場合、第１の先端領域に隣接する非発散（non-diverg
ent）領域が平行な壁で形成される。しかしながら、好ましい実施例では、非発
散領域は、第１の先端領域から続いて先細になっていく第２の先端領域であり、
第２の先端領域の集束領域の実質的に中にワークピースを位置づけることができ
る。先細領域は放物線状または不完全な楕円形の断面を有し得る。マイクロ波熱
処理に加えて、この実施例は、特に圧力、気体のタイプおよび気体の流れに対し
て用いる気体を制御するためにマイクロ波発生領域からプラズマ処理領域を分離
しなければならない、材料のプラズマ処理に特に好適である。
【００１５】 分離本体が実質的に平坦な壁である場合または、分離本体が、処理フォーカス
の上に配置されかつハウジング壁に固くかつぴったりと接続された半円柱の被覆
である場合、この後者の要件を実現可能である。これに代えて、分離本体は処理
フォーカスを囲む誘電体パイプである。
【００１６】 さらなる好ましい実施例では、第１の先端領域および非発散領域は互いに対し
て有限角度をなして配置され、また、２つの領域の間に反射表面が設けられて、
特に、発せられた蒸気または液体の滴がワークピースの処理の間にマイクロ波ア
ンテナに当たらないようにする。
【００１７】 処理領域でのマイクロ波の強度を増すため、各々がマイクロ波アンテナを含む
少なくとも２つの第１の先端領域を互いに平行に配置して、共通の非発散領域を
一体化することができる。第１の代替的な実施例に従うと、少なくとも２つの第
１の先端領域が互いと隣り合って配置される。
【００１８】 さらなる実施例では、第２の処理フォーカスに対して互いと対角線方向に反対
に２つのマイクロ波アンテナが配置される。特にプラズマ処理の間に、エネルギ
入力をさらに増すために、処理フォーカスの付近に対称に配置されるいくつかの
マイクロ波アンテナを、関連の空胴共振器中に設けることもできる。
【００１９】 さらなる実施例では、互いと隣り合うようにかつワークピースの少なくとも一
方側のそれらの関連の空胴共振器中に、いくつかのマイクロ波アンテナを平行に
配置する。これにより処理領域が増加する。
【００２０】 この発明の装置を異なる方法で用いることができる。 第１の適用例の変形例では、ハウジング内側での処理のために巻取りマンドレ
ルを設けることができ、加工フォーカスの近傍に少なくとも１つの偏向またはガ
イディング手段が配置される。この発明に従うと、バルク材料のマイクロ波処理
のために処理領域にミキサが配置される。それにより処理が不連続になり、プラ
ズマ処理室中のバルク材料を処理の後に交換しなければならない。準連続的処理
については、加工フォーカスの領域にスクリューコンベアを配置して処理すべき
材料を供給する。排気ガスについては、気体誘導パイプが配置されて処理フォー
カスに沿って延在し、このパイプにポンプが設けられる。
【００２１】 この発明のさらなる利点および特徴は、請求項と、図面を参照してこの発明の
詳細な実施例を説明する以下の説明とから得ることができる。
【００２２】
【詳細な説明】 図１ａおよび図１ｂの実施例では、マイクロ波を発生するためのこの発明の装
置１は楕円形の断面を有し、細長い線形の導体３を備えるマイクロ波アンテナ２
を含む。導体３は、誘電体４で囲まれるロッド、ワイヤまたは銅パイプの形態、
たとえば、距離をあけて配置されかつ空気を収容する石英パイプまたはセラミッ
クロッドの形態である。
【００２３】 マイクロ波は、通常はマイクロ波アダプタ（詳細には図示せず）を通して、導
体３の一方または両端を介して入力される。
【００２４】 記載されたマイクロ波アンテナ２は、少なくとも部分的に放物線状または楕円
形の外形の（この例では楕円形の断面の）隣接する細長い空胴共振器６の中にあ
り、共振器は、アンテナ２または導体３と平行に延びかつ、平行な、対称に入射
する放射線の集束線が規定する第１の集束領域を有する第１の先端領域８を有す
る。図１の実施例では、線形の導体３は、空胴共振器６またはその（第１の）先
端領域８の集束領域のまさにその中に位置づけられる。図１ａおよび図１ｂの実
施例では、空胴共振器６は、十字（Ｘ）で示された第２の細長い処理集束領域Ｆ
′を備える第２の先端領域８′を含む。これはパイプ１０で囲まれ、その中で、
たとえば、気体のプラズマ相の中でのシーリングなどの、ワークピースのプラズ
マ処理のためのプラズマが発生される。
【００２５】 たとえば、シートを乾燥させるためまたはその上に配置された層を硬化させる
ためなど、シートなどのワークピース（図２に図示）を加熱するために、この発
明の装置を用いることもできる。図２がそのような適用例を示す。２つの第１の
先端領域８、８′を含む空胴共振器６は、この実施例では楕円形の断面を有する
。２つのマイクロ波アンテナ２、２′およびそれらのワイヤ形状の（内側）導体
３、３′が空胴共振器６の集束領域の中に位置付けられて、そのマイクロ波アン
テナ放射により、マイクロ波アンテナ２、２′から距離をあけて加熱する。放物
線状または半楕円形状の空胴共振器６では、一方側のみからの加熱も基本的に可
能である。この発明のさらなる実施例が後述される。
【００２６】 図３の実施例では、マイクロ波入力のために、空胴共振器６内に一部が開いた
同軸導体構造が配置される。導体構造は、誘電体４の中に配置された内側導体３
で形成される。誘電体の部分的に開いた導通被覆９は、空胴共振器６の先端８ａ
に面するのとは反対の領域に、導体と同軸に配置される。それにより、マイクロ
波放射は、空胴共振器の先端８ａ（端面領域）に向けられ、空胴共振器の残余の
領域へおよび処理すべきワークピースの上に反射される（さらなる詳細は以下の
とおり）。
【００２７】 図４および図５も、マイクロ波アンテナ２を形成する同軸導体構造を示す。こ
の実施例では、導体３は、空胴共振器６の先端８ａに面するその側に出口スリッ
トまたは円形の孔１３を有する導通パイプ（外側導体１２）によって距離をあけ
て囲まれる。図３の実施例では、したがって、マイクロ波放射は図２のように導
かれる。スリットの長さと幅との比は、有利には同軸導体１１の長さ全体にわた
って一定である。しかしながら、これが絶対に必要なわけではない。
【００２８】 図１および図３の実施例では、導体または内側導体３は空胴共振器６の集束領
域中にあるが、図４および図５においてはその限りではない。これらの実施例で
は、出口スリット１３の平面が空胴共振器６の集束領域Ｆ中に配置される。
【００２９】 この発明の装置の図６の実施例はマイクロ波導体としての導波管１４を示す。
導波管は、空胴共振器６の上部領域に配置されるため、それにより空胴共振器６
の内側に面する導波管１４の出口スリット１３も、十字で示される、空胴共振器
の集束領域Ｆの中にある。ここには空胴共振器の先端がないことが示される。
【００３０】 図７は、第１の先端領域８を１つだけ備える、先端領域の下に延在する材料シ
ートの形のワークピース１６のマイクロ波処理のための空胴共振器６を示す。
【００３１】 ある理由のために、マイクロ波アンテナ２と処理すべきワークピース１６との
間により大きな隔たりを選択する必要があり得る。このため、この発明の装置の
図８の実施例における空胴共振器６の放物線状または部分的に楕円形の先端領域
８に、平行な壁を備えるスペーサ１７が隣接する。マイクロ波アンテナ２の下に
延在するワークピース１６はスペーサ１７に隣接する。スペーサ１７を有するこ
の実施例もまた、図２と対応する２つのマイクロ波アンテナを有して、対称であ
り得る。
【００３２】 一般的にはワークピースであるシートを、空胴共振器６または第２の先端領域
の処理集束領域Ｆ′の中に位置付けることもできる。第２の先端領域は、その中
に位置付けられるマイクロ波アンテナ２が発生するマイクロ波を集束する、第１
の先端領域８とは異なる構造パラメータを有する。たとえば、より平坦な放物線
の断面形状を有し得る。
【００３３】 ある理由のために、直接的にワークピースにマイクロ波放射を向けないことが
妥当または必要なことがある。それはたとえば、処理の間に蒸気または液体がそ
こから出て、マイクロ波アンテナを汚したり、場合によっては損傷したりする可
能性がある場合である。図９の実施例ではこれが防止される。この実施例では、
平行な壁を備えるハウジングセクション１９は、ある角度、好ましくは直角をな
して第１の先端領域８に隣接し、その端の下にワークピース１６が導かれる。角
度をつけて配置された反射器表面２０が、第１の先端領域８とハウジング部分１
９との間に設けられ、マイクロ波アンテナ２で発生されたマイクロ波をワークピ
ース１６に方向付ける。
【００３４】 ワークピース１６の移送方向を横切るようにかつマイクロ波アンテナ２と平行
に向けられる処理領域中でのマイクロ波処理の強度を増すために、図１から図４
に記載された態様でマイクロ波導体またはマイクロ波の出口領域が配置される、
２つの集束領域を備える空胴共振器６を設けることができる。ワークピースは他
方の処理集束領域Ｆ′（図１０）を通して導かれる。この実施例では、マイクロ
波アンテナ２が発生するマイクロ波が、第２の集束領域Ｆ′の中におよびそれに
よりワークピース上に集束される。両側処理については、図１１に示されるよう
に、第２のマイクロ波アンテナ２′を有する対応する空胴共振器６′を、マイク
ロ波アンテナ２および第１の先端領域８と反対側のワークピース１６の側に設け
ることができる。
【００３５】 ワークピース１６のマイクロ波処理の片側の強度を増すため、２つのマイクロ
波アンテナ２、２′をそれと関連の第１の先端領域８、８′の一方側に配置する
ことができる。空胴共振器の先端領域８、８′、特に、互いに対して角度をなし
て延在するそれらの対称な表面は、マイクロ波アンテナ２、２′の両者の処理領
域２２が実質的に一致するように配置されかつ向けられる（図１２）。
【００３６】 さらに、たとえば、１枚のシートまたはより長いシートなどのワークピース１
６をマイクロ波でより長い期間にわたって処理する必要があり得るが、これは、
同じ領域に向けられるマイクロ波アンテナまたは２つのマイクロ波アンテナの場
合は不可能である。この場合、いくつかのマイクロ波アンテナ２、２．１、２．
２、２．３…を、互いの隣りにおよび互いと平行に向けるとともに、空胴共振器
の第１の先端領域８、８．１、８．２、８．３…の中に配置することができる。
空胴共振器の対称な中央表面は互いと平行に配置される（図１３参照）。
【００３７】 ワークピースはシートでなければならないわけではなく、処理領域を通してコ
ンベアベルト上を運ばれるバルク材料などでもあり得る。上述の態様でのそのよ
うなワークピースの熱処理に加えて、この発明の装置を、マイクロ波を用いた、
ワークピースまたは複数のワークピースのプラズマ被覆のために用いることもで
きる。
【００３８】 この場合、ワークピースまたは複数のワークピースを位置づけるプラズマ処理
ゾーンは、マイクロ波アンテナ２を位置付けるマイクロ波発生領域から物理的に
離さなくてはならない。なぜなら、マイクロ波発生領域でのプラズマの発生を防
止しかつプラズマ処理ゾーンにプラズマを発生させるためには、マイクロ波発生
領域とプラズマ処理ゾーンとで気体の状態が異ならなければならないからである
。
【００３９】 有利には、プラズマ発生のための、プラズマ処理ゾーン中のマイクロ波の集中
は、マイクロ波アンテナ２が位置付けられる第１の集束領域に加えて、プラズマ
処理ゾーンに第２の集束領域Ｆ′を設けることにより増大する。上記のように、
これらのゾーンは、後述の図面中の十字（Ｘ）で示される。
【００４０】 図１４の実施例では、マイクロ波発生ゾーン２３およびプラズマ処理ゾーン２
４は、誘電体材料の分離壁２６で分離されるのみである。
【００４１】 図１５の実施例では、プラズマ処理ゾーンは、空胴共振器６の中に導かれるパ
イプ２７で囲まれる。
【００４２】 図１６の実施例では、第１の端領域８中の集束領域Ｆ′付近のプラズマ処理ゾ
ーン２４は、気密な態様で第１の端領域の壁に接続される不完全な円柱２８によ
ってマイクロ波発生領域２３と分離される。
【００４３】 図１７の実施例では、マイクロ波アンテナ２を囲む第１の先端領域８と、プラ
ズマ処理ゾーン中の集束領域Ｆ′を囲む第２の先端領域８″とが互いに対して角
度をなして配置される。すなわち、それらの中央平面は整列されるのではなく、
角度をなした向きにされる。マイクロ波放射は、マイクロ波アンテナ２に対して
角度をなして配置された、第２の集束領域Ｆ′のプラズマ処理ゾーンへの反射の
ための反射器表面１０を介して、図９の実施例と同様の態様で作用する。分離壁
２６に加えて、第２の分離壁２６′を設けることができる。
【００４４】 プラズマ処理ゾーン２４（図１８から図２０を参照）へのマイクロ波入力を増
大させるために、いくつかのマイクロ波アンテナ２、２．１、２．２…を設ける
ことができる。それにより、プラズマ処理のためのマイクロ波を発生する際、（
いくつかの）マイクロ波アンテナ２、２．１…は、装置の第２の集束領域Ｆ′お
よびプラズマ処理ゾーン２４のまわりに対称に配置され、これはすべてのマイク
ロ波アンテナについて同様である。２つのマイクロ波アンテナ２、２．１の場合
、アンテナは、２つのマイクロ波アンテナおよび中間処理フォーカスＦ′を通っ
て延びる処理フォーカスＦ′に対して対角線に配置される（図１８）。３つのマ
イクロ波アンテナ２、２．１、２．２の場合、アンテナは、処理フォーカスＦ′
のまわりに１２０°の角度で位置づけられる（図１９）。マイクロ波アンテナが
４つの場合、アンテナは、処理フォーカスＦ′のまわりに９０°の角度で対応し
て配置されるなどである（図２０）。
【００４５】 熱処理については、単一のワークピース、たとえばシート状ワークピース１６
が処理領域を通してマイクロ波源の下に導かれ、それによりその領域を出入りす
ることが可能である。しかしながら、シートのプラズマ被覆などの、ワークピー
スのプラズマ処理についてはこれは可能ではない。ワークピース全体が処理の間
プラズマ処理領域の中に留まらなければならない。対応して、図２１の実施例で
は、プラズマ処理領域２４の中に巻取りマンドレル３１、３２が設けられ、シー
トは一方（たとえば３１）から解かれて他方（３２）に巻き付けられる。しかし
ながら、巻取りマンドレル３１、３２を、処理すなわち適用ゾーンまたは第２の
フォーカスの中に直接的に位置づけなければならないため、処理すべき物品をそ
れを通して導かなければならない。他方では、プラズマ処理領域の壁またはハウ
ジングの設計により、第２の集束領域を作るための空間的な関係が定められる。
図１９の実施例は、シート１６を導くために、集束領域中に偏向ローラ２３を含
む。集束領域中にいくつかのガイドローラを互いと平行に配置することも可能で
ある。
【００４６】 図２２の実施例はバルク材料のマイクロ波プラズマ処理に関する。バルク材料
のすべての部分の均一かつ良好な被覆を確実にするため、図２０の実施例のプラ
ズマ処理ゾーン２４は、その軸が好ましくはマイクロ波アンテナ２と平行に延在
するミキサ３４を含む。
【００４７】 図２２の実施例は処理すべき材料の不連続な処理を提供するが、図２３の実施
例は連続的なマイクロ波処理に対する代替例を示す。この目的のため、供給容器
からレセプタクルへの、処理すべき物品の連続的な供給のために、処理フォーカ
スＦ′の領域にウォームコンベアが設けられる。プラズマ処理の間はウォームコ
ンベア３５のジャケットおよび容器が規定する空間を封止しなければならず、ま
た、空間は、好適な態様で処理気体を含まなければならない。たとえば、バルク
材料の乾燥のためなど、ウォームコンベア３５が供給するバルク材料の連続的な
熱処理にはこれは必要ではない。
【００４８】 この発明に従うと、排気ガスの処理も可能である。排気ガスは、たとえば水流
ポンプなどの供給ポンプを用いてパイプ中の集束線Ｆ′に沿って送られる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 誘電体の中に配置された線形導体を備える、マイクロ波を発生
するためおよびプラズマ処理のための装置のこの発明の実施例の縦方向の断面図
である。
【図１ｂ】 図１ａの実施例の断面図である。
【図１ｃ】 図１ａ、図１ｂのさらなる実施例の斜視図である。
【図２】 ２つのマイクロ波アンテナを備える、マイクロ波を発生するため
のこの発明の装置を示す図である。
【図３】 部分的に開いた導通被覆で遮蔽される線形導体を含む、この発明
の装置の別の実施例を示す図である。
【図４】 スリット付き外側導体を備える同軸導体を含む実施例を示す図で
ある。
【図５】 外側導体にパンチングで孔があけられる、図４に従う実施例を示
す図である。
【図６】 スリット付き導波管を含む、この発明の装置のさらなる実施例を
示す図である。
【図７】 シートのマイクロ波放射のための異なる実施例による、この発明
の装置のさらなる概略的な表示の図である。
【図８】 シートのマイクロ波放射のための異なる実施例による、この発明
の装置のさらなる概略的な表示の図である。
【図９】 シートのマイクロ波放射のための異なる実施例による、この発明
の装置のさらなる概略的な表示の図である。
【図１０】 シートへの熱入力を増した、シートのマイクロ波放射のための
実施例を示す図である。
【図１１】 シートへの熱入力を増した、シートのマイクロ波放射のための
実施例を示す図である。
【図１２】 ２つの平行なマイクロ波源を含む、シートのマイクロ波放射の
ための実施例を示す図である。
【図１３】 いくつかの平行な隣接するマイクロ波アンテナを備える、シー
トのマイクロ波放射のための、この発明の装置のさらなる実施例を示す図である
。
【図１４】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１５】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１６】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１７】 特に対象物を被覆するために、プラズマを発生するための、こ
の発明の装置の異なる実施例を示す図である。
【図１８】 互いと平行に延びる２つまたはそれ以上のマイクロ波アンテナ
を用いてプラズマを発生させるための実施例を示す図である。
【図１９】 互いと平行に延びる２つまたはそれ以上のマイクロ波アンテナ
を用いてプラズマを発生させるための実施例を示す図である。
【図２０】 互いと平行に延びる２つまたはそれ以上のマイクロ波アンテナ
を用いてプラズマを発生させるための実施例を示す図である。
【図２１】 シートの連続的なプラズマ処理のための実施例を示す図である
。
【図２２】 ミキサを含む、バルク材料のプラズマ処理のための実施例を示
す図である。
【図２３】 スクリューコンベアでの媒体の連続的なマイクロ波処理のため
の装置と、マイクロ波による排気ガス浄化のための装置とを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 カイザー，マティアス ドイツ連邦共和国、デー−76307 カール スバート、アホーンベーク、９ (72)発明者 ウルバーン，ヘルフリート ドイツ連邦共和国、デー−75015 ブレッ テン、アルブレヒト−デュレル−シュトラ ーセ、36 (72)発明者 エルスナー，ペーター ドイツ連邦共和国、デー−76327 プフィ ンツタル、アムゼルシュトラーセ、８ (72)発明者 バウムゲルトナー，クラウス−マルティン ドイツ連邦共和国、デー−74626 ブレッ ツフェルト、フンボルトシュトラーセ、36 (72)発明者 ロイフレ，エベルハルト ドイツ連邦共和国、デー−71686 レムゼ ク、ブルーメンシュトラーセ、11 (72)発明者 ロイフレ，コンスタンティン ドイツ連邦共和国、デー−76186、レムゼ ク、ブルーメンシュトラーセ、11 Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA42 BD14 CA26 CA43 CA47 DA02 EB01 ED11 EE31 FB02 FB06 FC11 FC15 5C030 DD02

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワークピースの処理のためのマイクロ波を発生するための装
    置であって、マイクロ波源に接続された少なくとも１つのマイクロ波アンテナを
    含み、マイクロ波アンテナは交番電磁界を発生するための細長い導体を備え、装
    置はさらに、実質的に導体の長さに沿って延在するハウジングと、導体に従う、
    マイクロ波の細長い出力領域とを備え、出力領域はハウジングの中に位置付けら
    れ、 ハウジングは空胴共振器（６）で形成され、空胴共振器（６）は縦長の形状を
    有しかつマイクロ波アンテナ（２）の経路に従い、空胴共振器（６）は少なくと
    も１つの幅広になる部分領域（８，８′）を含み、マイクロ波の出力領域（３，
    １３）は空胴共振器（６）の集束領域に実質的に沿って延在し、空胴共振器（６
    ）の第１の先端領域（８，８′）は少なくとも非発散ハウジング領域（１９，８
    ″）に隣接することを特徴とする、装置。
  2. 【請求項２】 マイクロ波アンテナ（２）は、誘電体で囲まれかつ第１の先
    端領域（８，８′）の集束領域に配置された導電性の細長い導体（３）であるこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 誘電体は導体をぴったりと取囲む固体であることを特徴とす
    る、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 誘電体は、距離をあけて導体（３）を囲むパイプ（４）で形
    成され、その中に気体が入れられることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
  5. 【請求項５】 マイクロ波アンテナ（２）は、内側および外側導体を備える
    同軸導体によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 外側導体は、内側導体（３）の一部のみを囲みかつ、空胴共
    振器（６）の先端（８ａ）に面するのと反対側の内側導体（３）の領域に配置さ
    れる不完全円柱であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 外側導体（９）は、内側導体（３）を囲む誘電体上の被覆で
    あることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 外側導体（１，１２）は、空胴共振器（６）の先端（８ａ）
    に面する少なくとも１つのスリットを有し、スリットは、第１の先端領域（８，
    ８′）の集束領域（８）の中に位置付けられることを特徴とする、請求項５に記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 マイクロ波アンテナ（２）は、第１の先端領域（８，８′）
    の集束領域（Ｆ）に配置された出力領域としての出口開口を備える導波管によっ
    て形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 非発散領域（１９，８″）は、第１の先端領域（８，８′
    ）から先細になる第２の先端領域（８″）であり、ワークピース（１６）は、第
    ２の先端領域（８″）の集束領域（処理フォーカスＦ′）の実質的に中に配置可
    能であることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
  11. 【請求項１１】 第１の先端領域（８）および非発散領域（１９，６″）は
    互いに対して有限角度をなして配置され、反射表面（１０）は２つの領域の間に
    設けられることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
  12. 【請求項１２】 各々が１つのマイクロ波アンテナ（２）を含む少なくとも
    ２つの第１の先端領域（６，６′）は、互いに対して平行に配置され、共通の非
    発散領域（１９）を一体化することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか
    に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 少なくとも２つの第１の先端領域（６，６′）は互いと隣
    り合って配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 ２つのマイクロ波源（２，２．１）は、第２の処理フォー
    カス（Ｆ′）に対して互いと対角線方向に反対に配置されることを特徴とする、
    請求項１２に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 いくつかのマイクロ波アンテナ（２，２．１，２．２，２
    ．３）は、それらと関連の第１の先端領域（８，８．１，８．２，８．３）の中
    に互いと平行に、ワークピース（１６）の少なくとも一方側上に配置されること
    を特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
  16. 【請求項１６】 いくつかのマイクロ波アンテナ（２，２．１，２．２，２
    ．３）は、処理フォーカス（１１）の付近に、関連の第１の先端領域（８，８．
    １，８．２，８．３）の中に対称に分布されることを特徴とする、請求項１から
    １１のいずれかに記載の装置。
  17. 【請求項１７】 プラズマ処理領域は、第１の集束領域（Ｆ）から距離をあ
    けて配置されるハウジング中の分離本体（２６，２７，２８）によってマイクロ
    波発生領域とは区切られることを特徴とする、請求項１から１６のいずれかに記
    載の装置。
  18. 【請求項１８】 分離本体は実質的に平坦な壁（２６）であることを特徴と
    する、請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 分離本体は、処理フォーカス（Ｆ′）の上に配置されかつ
    ハウジングの壁に固く接続される半円柱の被覆であることを特徴とする、請求項
    １７に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 分離本体は、処理集束領域（Ｆ′）を囲む誘電体パイプ（
    ２７）によって形成されることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 巻取りマンドレル（３１，３２）は、シート形状のワーク
    ピース上でのプラズマ形成のためにハウジング内に設けられ、少なくとも１つの
    偏向またはガイディング手段（３３）は処理フォーカス（Ｆ′）の近傍に設けら
    れることを特徴とする、請求項１から２０のいずれかに記載の装置。
  22. 【請求項２２】 ミキサは、バルク材料のマイクロ波処理のために処理領域
    中に設けられることを特徴とする、請求項１から２０のいずれかに記載の装置。
  23. 【請求項２３】 処理すべき材料を供給するための、処理フォーカス（Ｆ′
    ）の領域中のウォームコンベアを特徴とする、請求項１から２０のいずれかに記
    載の装置。
  24. 【請求項２４】 ポンプが設けられかつ処理フォーカス（Ｆ′）に沿って延
    在する気体誘導パイプを特徴とする、請求項１から２０のいずれかに記載の装置
    。
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