JP2020030996A - プラズマ照射装置、ノズル洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルが使用可能な状態および使用不能な状態のいずれか一方であることを容易に確認することができるプラズマ照射装置およびノズル洗浄装置を提供する。【解決手段】プラズマ照射装置は、本体内に位置するプラズマ発生部１２を有し、プラズマ発生部１２にて発生したプラズマおよびプラズマによって生じる活性ガスの少なくとも一方をノズル１から吐出する照射器具１０と、ノズル１に設けられノズル１が使用可能な使用可能状態およびノズル１が使用不能な使用不能状態のいずれか一方であることを記憶する記憶部５１と、本体に設けられ記憶部５１に記憶された使用可能状態および使用不能状態のいずれか一方の読み取り並びに記憶部５１に使用可能状態および使用不能状態のいずれか一方の書込みを行う第１の読取書込部５２と、ノズル１に設けられ使用可能状態および使用不能状態のいずれか一方を表示する表示部５３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマ照射装置およびノズル洗浄装置に関する。

歯科治療や創傷等の患部にプラズマやプラズマによって発生した活性ガスを照射して患部の治癒を図るプラズマ照射装置が知られている。プラズマ照射装置としては、プラズマジェット照射装置（例えば、特許文献１参照）および活性ガス照射装置（例えば、特許文献２参照）がある。プラズマジェット照射装置は、プラズマおよびプラズマによって発生した活性種をノズルから吐出し、被照射物に照射する。活性ガス照射装置は、プラズマによって発生した活性種を含む活性ガスをノズルから吐出し、被照射物に噴射する。

特許第５４４１０６６号公報 特開２０１７−５０２６７号公報

このようなプラズマ照射装置は、使用を繰り返すにつれて、被照射物に起因する汚れがノズルに付着するため、プラズマ照射装置からノズルを取り外して、洗浄済みの清浄なノズルと交換する必要がある。取り外されたノズルは、洗浄されて、再利用される。しかしながら、ノズルの洗浄状態を目視にて確認することが難しい場合がある。そのため、誤って、洗浄していないノズルをプラズマ照射装置に取り付けて、使用するという事態が生じることが考えられる。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ノズルが使用可能な状態およびノズルが使用不能な状態のいずれか一方であることを容易に確認することができるプラズマ照射装置およびノズル洗浄装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るプラズマ照射装置は、本体、前記本体の先端から突出するノズルおよび前記本体内に位置するプラズマ発生部を有し、前記プラズマ発生部にて発生したプラズマおよび前記プラズマによって生じる活性ガスの少なくとも一方を前記ノズルから吐出する照射器具と、前記ノズルに設けられ、前記ノズルが使用可能な使用可能状態および前記ノズルが使用不能な使用不能状態のいずれか一方であることを記憶する記憶部と、前記本体に設けられ、前記記憶部に記憶された前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の読み取り、並びに、前記記憶部に前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の書込みを行う第１の読取書込部と、前記ノズルに設けられ、前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方を表示する表示部と、を備える。

本発明に係るノズル洗浄装置は、本発明に係るプラズマ照射装置を構成するノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、前記ノズルを洗浄する洗浄部と、前記ノズルを嵌合する嵌合部と、前記嵌合部に設けられ、前記記憶部に記憶された前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の読み取り、および、前記記憶部に前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の書込みを行う第２の読取書込部と、を備える。

本発明によれば、ノズルが使用可能な状態およびノズルが使用不能な状態のいずれか一方であることを容易に確認することができるプラズマ照射装置およびノズル洗浄装置を提供することができる。

本発明の一実施形態のプラズマ照射装置を示す模式図である。 本発明の一実施形態のプラズマ照射装置を構成する照射器具の部分断面図である。 図２の照射器具のｘ−ｘ断面図である。 本発明の一実施形態のプラズマ照射装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態のノズル洗浄装置を示す模式図である。

本発明のプラズマ照射装置およびノズル洗浄装置の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

［プラズマ照射装置］
本発明のプラズマ照射装置は、プラズマ発生部とノズルと温度測定部とを備えたものであれば、プラズマジェット照射装置であってもよく、活性ガス照射装置であってもよい。
プラズマジェット照射装置は、プラズマを発生させる。プラズマジェット照射装置は、発生したプラズマと活性種とを被照射物に直接照射する。活性種は、プラズマ中の気体またはプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。活性種としては、活性酸素種、活性窒素種等を例示できる。活性酸素種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル等を例示できる。活性窒素種としては、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。
活性ガス照射装置は、プラズマを発生させる。活性ガス照射装置は、活性種を含む活性ガスを被照射物に照射する。活性種は、プラズマ中の気体またはプラズマ周辺の気体とプラズマとが反応して生成される。

以下、本発明のプラズマ照射装置の一実施形態について説明する。
本実施形態のプラズマ照射装置は、活性ガス照射装置である。
図１および図２に示すように、本実施形態のプラズマ照射装置１００は、照射器具１０（インスツルメント）と、供給ユニット２０と、ガス管路３０と、電気配線４０と、記憶部５１と、第１の読取書込部５２と、表示部５３と、を備える。
照射器具１０は、照射器具１０内で発生した活性ガスを吐出する。供給ユニット２０は、照射器具１０に電気およびプラズマ発生用ガスを供給する。ガス管路３０は、照射器具１０と供給ユニット２０を接続している。電気配線４０は、照射器具１０と供給ユニット２０を接続している。記憶部５１は、照射器具１０のノズル１に設けられている。第１の読取書込部５２は、照射器具１０の本体（カウリング２）に設けられている。表示部５３は、照射器具１０のノズル１に設けられている。

（照射器具）
図２は、照射器具１０における軸線に沿う断面を示す部分断面図である。図３は、図２の照射器具のｘ−ｘ断面図である。
照射器具１０は、長尺状のカウリング２と、カウリング２の先端から突出するノズル１と、カウリング２内に位置するプラズマ発生部１２と、カウリング２の外周面に設けられた操作スイッチ９（操作部）と、を備える。

カウリング２は、胴体部２ｂと、胴体部２ｂの先端を塞ぐヘッド部２ａとを備える。
胴体部２ｂは、管軸Ｏ１方向に延びる円筒状の部材である。胴体部２ｂは、円筒形に限らず、四角筒、六角筒、八角筒等の多角筒形でもよい。

胴体部２ｂの材料としては、特に限定されないが、絶縁性を有する材料が好ましい。胴体部２ｂは、電気絶縁性の材料のみで形成されてもよいし、電気絶縁性の材料とその表面に金属材料の層を有する多層構造でもよい。絶縁性の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を例示できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等を例示できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等を例示できる。金属材料としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼等を例示できる。
胴体部２ｂの大きさは、特に制限はなく、手指で把持しやすい大きさとすることができる。

ヘッド部２ａは、先端に向かい漸次窄んでいる。すなわち、ヘッド部２ａは、円錐形である。ヘッド部２ａは、円錐形に限らず、四角錘、六角錘、八角錘等の多角錘形であってもよい。
ヘッド部２ａは、先端に嵌合孔２ｃを有している。嵌合孔２ｃは、ノズル１を受け入れる孔である。ノズル１は、ヘッド部２ａに着脱可能になっている。ヘッド部２ａは、管軸Ｏ１方向に延びる第１の活性ガス流路７を内部に有している。管軸Ｏ１は、胴体部２ｂの管軸である。

カウリング２には、例えば、ヘッド部２ａにおける嵌合孔２ｃの近傍に、ノズル１に設けられている記憶部５１に記憶されたノズル１が使用可能な使用可能状態およびノズル１が使用不能な使用不能状態のいずれか一方であることの読み取り、並びに、記憶部５１に前記の使用可能状態および前記の使用不能状態のいずれか一方であることの書込みを行う第１の読取書込部５２が設けられている。
第１の読取書込部５２は、特に制限はなく、ＩＣチップやＲＦＩＤタグに情報の読み取りおよび書込みを行う一般的な読取書込装置を例示できる。

ヘッド部２ａの材料は、特に制限はなく、絶縁性を有していてもよいし、絶縁性を有していなくてもよい。ヘッド部２ａの材料としては、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。
耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス鋼等の金属を例示できる。ヘッド部２ａと胴体部２ｂとの材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
ヘッド部２ａの大きさは、プラズマ照射装置１００の用途等を勘案して決定できる。例えば、プラズマ照射装置１００が口腔内用治療器具である場合、ヘッド部２ａの大きさは、口腔内に挿入できる大きさが好ましい。

ノズル１は、嵌合孔２ｃに嵌合する台座部１ｂと、台座部１ｂから突出する照射管１ｃと、を備える。台座部１ｂと照射管１ｃとは一体になっている。ノズル１は、その内部に、第２の活性ガス流路８を有している。ノズル１は、先端に照射口１ａを有している。第２の活性ガス流路８と第１の活性ガス流路７とは、連通している。

ノズル１には、例えば、台座部１ｂに、ノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることを記憶する記憶部５１が設けられている。
記憶部５１は、特に制限はなく、ＩＣチップ単体、あるいは、ＩＣチップおよびＩＣチップに接続されたアンテナを有する一般的なＲＦＩＤタグ等を例示できる。

ノズル１が使用可能な使用可能状態とは、ノズル１が洗浄済みである状態、ノズル１の使用時間（洗浄後にヘッド部２ａに取り付けてから、ノズル１を使用した累積時間）が設定した範囲内である状態、ノズル１の使用回数が設定した範囲内である状態等であることを示す。
ノズル１が使用不能な使用不能状態とは、ノズル１が未洗浄である状態、ノズル１の使用時間（洗浄後にヘッド部２ａに取り付けてから、ノズル１を使用した累積時間）が設定した範囲を超えた状態、ノズル１の使用回数が設定した範囲を超えた状態等であることを示す。

また、ノズル１には、例えば、照射管１ｃに、ノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることを表示する表示部５３が設けられている。
表示部５３は、記憶部５１に記憶されたノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方に基づいて、その状態を表示する。
表示部５３は、特に制限はなく、機械的または電気的にノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることを示すものを例示できる。機械的な表示部としては、異なる２種類のプレート（使用可能状態のプレート、使用不能状態のプレート）によって表示するもの等を例示できる。電気的な表示部としては、液晶表示部、有機ＥＬ表示部、電気泳動表示部等を例示できる。
また、ノズル１には、記憶部５１に記憶されたノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることに基づいて、表示部５３に表示するノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることを指示するための指示部が設けられている。

ノズル１の材料は、特に制限はなく、絶縁性を有してもよいし、導電性を有してもよい。ノズル１の材料としては、耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料が好ましい。耐摩耗性、耐腐食性に優れる材料としては、ステンレス鋼等の金属を例示できる。

ノズル１における照射管１ｃ内の流路の長さ（すなわち、距離Ｌ２）は、プラズマ照射装置１００の用途等を勘案して、適宜決定できる。
照射口１ａの開口径は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。開口径が上記下限値以上であると、活性ガスの圧力損失を抑制できる。開口径が上記上限値以下であると、照射する活性ガスの流速を高めて、患部の治癒等を促進できる。
照射管１ｃは、管軸Ｏ１に対して屈曲している。
照射管１ｃの管軸Ｏ２と管軸Ｏ１とのなす角度θは、プラズマ照射装置１００の用途等を勘案して決定できる。

プラズマ発生部１２は、管状誘電体３と、内部電極４と、外部電極５と、を備える。
管状誘電体３と内部電極４と外部電極５とは、管軸Ｏ１を中心として同心円状に位置している。
内部電極４の外周面と外部電極５の内周面とは、管状誘電体３を挟んで互いに対向している。

管状誘電体３は、管軸Ｏ１方向に延びる円筒状の部材である。管状誘電体３は、管軸Ｏ１方向に延びるガス流路６を内部に有している。第１の活性ガス流路７とガス流路６とは連通している。なお、管軸Ｏ１は、管状誘電体３の管軸と同じである。

管状誘電体３の材料としては、公知のプラズマ装置に使用する誘電体材料を適用できる。管状誘電体３の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、合成樹脂等を例示できる。管状誘電体３の誘電率は低いほど好ましい。

管状誘電体３の内径Ｒは、内部電極４の外径ｄを勘案して、適宜決定できる。内径Ｒは、後述する距離ｓを所望の範囲とするように決定する。

内部電極４は、管軸Ｏ１方向に延びる略円柱状の部材である。内部電極４は、管状誘電体３の内部に位置し、管状誘電体３の内面と離間している。
内部電極４は、管軸Ｏ１方向に延びる軸部と、軸部の外周面のねじ山とを備える。軸部は、中実でもよいし、中空でもよい。軸部は中実が好ましい。軸部が中実であれば、加工が容易であり、かつ機械的な耐久性を高められる。内部電極４のねじ山は、軸部の周方向に周回する螺旋状のねじ山である。内部電極４の形態は、雄ねじと同様の形態である。
内部電極４は、外周面にねじ山を有することで、ねじ山先端部の電界が局所的に強くなり、放電開始電圧が低くなる。このため、低電力でプラズマを生成し、維持できる。
なお、内部電極４は、外周面にねじ山等の凹凸を有しなくてもよい。すなわち、内部電極４は、外周面に凹凸を有しない円柱の部材でもよい。

内部電極４の外径ｄは、プラズマ照射装置１００の用途（すなわち、照射器具１０の大きさ）等を勘案して、適宜決定できる。プラズマ照射装置１００が口腔内用治療器具である場合、外径ｄは、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましい。外径ｄが上記下限値以上であると、内部電極４を容易に製造できる。加えて、外径ｄが上記下限値以上であると、内部電極４の表面積が大きくなり、プラズマをより効率的に発生して、治癒等をより促進できる。外径ｄが上記上限値以下であると、照射器具１０を過度に大きくすることなく、プラズマをより効率的に発生し、治癒等をより促進できる。

内部電極４のねじ山の高さｈは、内部電極４の外径ｄを勘案して、適宜決定できる。
内部電極４のねじ山のピッチｐは、内部電極４の長さや外径ｄ等を勘案して、適宜決定できる。ピッチｐは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、０．２ｍｍ〜２．５ｍｍであることがより好ましく、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであることがさらに好ましい。

内部電極４の材料は、導電材であれば特に制限はなく、公知のプラズマ装置の電極に使用する金属を適用できる。内部電極４の材料としては、ステンレス鋼、銅、タングステン等の金属、カーボン等を例示できる。

内部電極４としては、ＪＩＳ Ｂ ０２０５：２００１のメートルねじの規格品（Ｍ２、Ｍ２．２、Ｍ２．５、Ｍ３、Ｍ３．５等）、ＪＩＳ Ｂ ２０１６：１９８７のメートル台形ねじの規格品（Ｔｒ８×１．５、Ｔｒ９×２、Ｔｒ９×１．５等）、ＪＩＳ Ｂ ０２０６：１９７３のユニファイ並目ねじの規格品（Ｎｏ．１−６４ＵＮＣ、Ｎｏ．２−５６ＵＮＣ、Ｎｏ．３−４８ＵＮＣ等）等と同等の仕様が好ましい。これらの規格品と同等の仕様であれば、コスト面で優位である。

内部電極４の外面と管状誘電体３の内面との距離ｓは、０．０５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。距離ｓが上記下限値以上であると、所望量のプラズマ発生用ガスを容易に通流できる。距離ｓが上記上限値以下であると、プラズマをさらに効率的に発生し、活性ガスの温度を低くできる。

内部電極４と外部電極５とが対向している領域の長さＬ３は、１ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜４０ｍｍであることがより好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍであることがさらに好ましい。長さＬ３が上記下限値以上であれば、プラズマの発生個所を増やして、より効率的にプラズマを発生できる。長さＬ３が上記上限値以下であれば、活性ガスの温度の上昇をより良好に抑制できる。本実施形態において、長さＬ３は、外部電極５の長さと等しい。
なお、外部電極５は、管軸Ｏ１方向に２つ以上に分かれていてもよい。外部電極５が管軸Ｏ１方向に分かれている場合、長さＬ３は、内部電極４と、２つの外部電極の後端から先端までとが対向している領域の長さであり、２つの外部電極の間の距離を含むものとする。

外部電極５は、管状誘電体３の外周面に沿って周回する環状の電極である。外部電極５は、管状誘電体３の外周面の一部に存在する。

外部電極５の材料は、導電材であれば特に制限はなく、公知のプラズマ装置の電極に使用する金属を適用できる。外部電極５の材料としては、ステンレス鋼、銅、タングステン等の金属、カーボン等を例示できる。

内部電極４と外部電極５とが対向している領域の先端Ｑ１からヘッド部２ａの先端Ｑ２までの距離Ｌ１と、先端Ｑ２から照射口１ａまでの距離Ｌ２との合計（すなわち、内部電極４と外部電極５とが対向している領域から照射口１ａまでの道のり）は、プラズマ照射装置１００に求める大きさや、照射した活性ガスが当たる面（被照射面）における温度等を勘案して適宜決定する。距離Ｌ１と距離Ｌ２の合計が長ければ、被照射面の温度を低くできる。距離Ｌ１と距離Ｌ２の合計が短ければ、活性ガスのラジカル密度がさらに高くなり、被照射面における清浄化、賦活化、治癒等の効果がさらに高くなる。なお、先端Ｑ２は、管軸Ｏ１と管軸Ｏ２との交点である。

操作スイッチ９は、使用者が操作することによって、ノズル１からの活性ガスの吐出を開始するための電気信号を発信する。
操作スイッチ９は、例えば、押釦である。操作スイッチ９が押釦である場合、操作スイッチ９は、使用者が押釦を１回押したときに電気信号を１回だけ発信する構成を有してもよく、使用者が押釦を押し続けている間、電気信号を発信し続ける構成を有してもよい。

（供給ユニット）
図４は、プラズマ照射装置１００の概略構成を示すブロック図である。
供給ユニット２０は、給電部６０と、ガス調整部７０と、ガス供給源８０と、制御部９０と、これらを収容する筐体２１とを備える。
筐体２１は、ガス供給源８０を離脱可能に収容する。これにより、筐体２１に収容されたガス供給源８０内のガスがなくなったとき、ガス供給源８０を交換できる。

給電部６０は、照射器具１０の操作スイッチ９、プラズマ発生部１２および供給ユニット２０内の各構成要素に電気を供給する。
給電部６０は、プラズマ発生部１２の内部電極４と外部電極５との間に印加する電圧および周波数を調整できる。
給電部６０は、例えば、１００Ｖの家庭用電源等の電源（図示略）と接続されている。

ガス調整部７０は、ガス供給源８０とガス管路３０とを接続するガス配管７５を備える。ガス配管７５には、電磁弁７１、圧力レギュレータ７３、流量コントローラ７４（流量調整部）および圧力センサ７２が取り付けられている。

電磁弁７１は、開閉の切り替えによって、ガス供給源８０から照射器具１０へのプラズマ発生用ガスの供給の開始および停止を切り替える。図示例では、電磁弁７１は、弁開度が調節できる構成ではなく、開閉の切り替えのみができる構成である。なお、電磁弁７１は、弁開度が調節できる構成であってもよい。

圧力レギュレータ７３は、電磁弁７１とガス供給源８０との間に配置される。圧力レギュレータ７３は、ガス供給源８０から電磁弁７１に向かうプラズマ発生用ガスの圧力を低下（プラズマ発生用ガスを減圧）させる。

流量コントローラ７４は、電磁弁７１とガス管路３０との間に配置される。流量コントローラ７４は、電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量（単位時間当たりの供給量）を調整する。流量コントローラ７４は、プラズマ発生用ガスの流量を、例えば、３Ｌ／ｍｉｎに調整する。

圧力センサ７２は、ガス供給源８０内の圧力（残圧）を計測する。圧力センサ７２は、圧力レギュレータ７３とガス供給源８０との間（圧力レギュレータ７３よりも一次側）を通過するプラズマ発生用ガスの圧力（一次圧）を、ガス供給源８０の圧力として計測する。圧力センサ７２としては、例えば、キーエンス社のＡＰ−Ｖ８０シリーズ（具体的には、例えば、ＡＰ−１５Ｓ）等を採用できる。

ガス配管７５のガス供給源８０側の端部には、継手７６が設けられている。継手７６には、ガス供給源８０が着脱可能に装着されている。ガス供給源８０を継手７６に着脱させることで、ガス調整部７０を筐体２１に固定したまま、ガス供給源８０を交換できる。この場合、交換前のガス供給源８０、交換後のガス供給源８０のいずれについても共通のガス調整部７０を使用できる。なお、ガス調整部７０は、ガス供給源８０に固定され、ガス供給源８０と一体的に筐体２１から離脱可能であってもよい。

ガス供給源８０は、プラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスを供給する。ガス供給源８０は、内部にプラズマ発生用ガスが収容された耐圧容器である。ガス供給源８０は、筐体２１内に配置されたガス調整部７０に対して着脱可能に装着されている。

制御部９０には、電磁弁７１、圧力センサ７２、流量コントローラ７４、給電部６０および照射器具１０の操作スイッチ９が電気的に接続されている。
制御部９０は、電磁弁７１、流量コントローラ７４および給電部６０を制御する。
制御部９０は、情報処理装置を用いて構成される。すなわち、制御部９０は、バスで接続されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、メモリおよび補助記憶装置を備える。制御部９０は、プログラムを実行することによって動作する。

制御部９０には、照射器具１０の操作スイッチ９が電気配線４０を介して電気的に接続されている。使用者が操作スイッチ９を操作することによって、操作スイッチ９から制御部９０に電気信号が送られる。制御部９０が操作スイッチ９からの電気信号を受け付けると、制御部９０は、電磁弁７１、流量コントローラ７４および給電部６０を作動させる。

操作スイッチ９が押釦であり、使用者が押釦を１回押したときに電気信号を１回だけ発信する場合は、制御部９０は、例えば、以下のように電磁弁７１、流量コントローラ７４および給電部６０を制御する。
制御部９０が操作スイッチ９からの電気信号を受け付けると、制御部９０が、電磁弁７１を所定時間、開放して電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ７４に調整させる。また、制御部９０が、給電部６０を制御して内部電極４と外部電極５との間に電圧を所定時間、印加する。その結果、ガス供給源８０からプラズマ発生部１２に一定量のプラズマ発生用ガスが供給され、ノズル１から活性ガスが所定時間（例えば、数秒から数十秒程度）、継続して吐出される。

操作スイッチ９が押釦であり、使用者が押釦を押し続けている間、電気信号を発信し続ける場合は、制御部９０は、例えば、以下のように電磁弁７１、流量コントローラ７４および給電部６０を制御する。
操作スイッチ９からの電気信号を制御部９０が受け付けている間、制御部９０が、電磁弁７１を開放して電磁弁７１を通過したプラズマ発生用ガスの流量を流量コントローラ７４に調整させる。また、制御部９０が、給電部６０を制御して内部電極４と外部電極５との間に電圧を印加する。その結果、使用者が操作スイッチ９を押し続けている間、ガス供給源８０からプラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスが供給され、ノズル１から活性ガスが継続して吐出される。

（ガス管路）
ガス管路３０は、供給ユニット２０から照射器具１０にプラズマ発生用ガスを供給する経路である。ガス管路３０は、照射器具１０の管状誘電体３の後端部に接続している。ガス管路３０の材料は特に制限はなく、公知のガス管に用いる材料を適用できる。ガス管路３０の材料としては、樹脂製の配管、ゴム製のチューブ等を例示でき、可撓性を有する材料が好ましい。

（電気配線）
電気配線４０は、供給ユニット２０の給電部６０から照射器具１０のプラズマ発生部１２に電気を供給する第１の電気配線４０Ａを備える。また、電気配線４０は、照射器具１０の操作スイッチ９と供給ユニット２０の制御部８０とを電気的に接続する第２の電気配線４０Ｂを備える。
電気配線４０の材料は特に制限はなく、公知の電気配線に用いる材料を適用できる。電気配線４０の材料としては、絶縁材料で被覆した金属導線等を例示できる。

（使用方法）
次に、プラズマ照射装置１００の使用方法を説明する。
例えば、医師等の使用者は、照射器具１０を持って移動させ、ノズル１を後述する被照射物に向ける。この状態で操作スイッチ９を押し、供給ユニット２０のガス供給源８０からガス調整部７０およびガス管路３０を介して照射器具１０のプラズマ発生部１２にプラズマ発生用ガスを供給し、供給ユニット２０の給電部６０から照射器具１０のプラズマ発生部１２に電気を供給する。
プラズマ発生部１２に供給したプラズマ発生用ガスは、管状誘電体３の後端部から管状誘電体３の内空部に流入する。プラズマ発生用ガスは、電圧を印加した内部電極４と外部電極５とが対向する位置において電離し、プラズマになる。

本実施形態においては、内部電極４と外部電極５とが、プラズマ発生用ガスの流れる方向と直交する向きに対向している。内部電極４の外周面と外部電極５の内周面とが対向する位置で発生したプラズマは、ガス流路６と、第１の活性ガス流路７と、第２の活性ガス流路８とをこの順に通流する。この間、プラズマは、ガス組成を変化しつつ通流し、ラジカル等の活性種を含む活性ガスとなる。

生じた活性ガスは、ノズル１の照射口１ａから吐出される。吐出された活性ガスは、照射口１ａ近傍の気体の一部をさらに活性化して活性種を生成する。これらの活性種を含む活性ガスを被照射物に照射する。

被照射物としては、例えば、細胞、生体組織、生物個体等を例示できる。
生体組織としては、各器官（内臓等）、体表や体腔の内面を覆う上皮組織、歯周組織（歯肉、歯槽骨、歯根膜、セメント質等）、歯、骨等を例示できる。活性ガスの照射によって処理可能な疾患および症状としては、例えば、歯肉炎、歯周病等の口腔内の疾患、皮膚の創傷等を例示できる。
生物個体としては、哺乳類（ヒト、犬、猫、豚等）、鳥類、魚類等を例示できる。

プラズマ発生用ガスとしては、例えば、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン等）、窒素、酸素、空気等を例示できる。これらのガスは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
プラズマ発生用ガスは、窒素を主成分とすることが好ましい。ここで、窒素を主成分とするとは、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量が５０体積％超であることをいう。
すなわち、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量は、５０体積％超であることが好ましく、７０体積％以上であることがより好ましく、８０体積％〜１００体積％であることがさらに好ましく、９０体積％〜１００体積％であることが特に好ましい。プラズマ発生用ガス中の窒素以外のガス成分としては、例えば、酸素、希ガス等を例示できる。

プラズマ照射装置１００が口腔内用治療器具である場合、管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの酸素濃度は、１体積％以下が好ましい。酸素濃度が上限値以下であると、オゾンの発生を低減できる。

管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの流量は、１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。管状誘電体３に導入するプラズマ発生用ガスの流量が上記下限値以上であると、被照射物における被照射面の温度の上昇を抑制しやすい。プラズマ発生用ガスの流量が上記上限値以下であると、被照射物の清浄化、賦活化または治癒をさらに促進できる。

内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧は、５ｋＶｐｐ以上２０ｋＶｐｐ以下であることが好ましい。ここで、交流電圧を表す単位「Ｖｐｐ（Ｖｏｌｔ ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）」は、交流電圧波形の最高値と最低値との電位差である。
なお、内部電極４が外周面に凹凸を有しない円柱の部材である場合、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧は、１０ｋＶｐｐ以上であることが好ましい。外周面に凹凸を有さない内部電極４を用いる場合、外周面に凹凸を有する内部電極４を用いる場合に比べて、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧を高める必要がある。
印加する交流電圧が上記上限値以下であると、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。印加する交流電圧が上記下限値以上であると、さらに効率的にプラズマを発生できる。

内部電極４と外部電極５との間に印加する交流の周波数は、０．５ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ未満であることが好ましく、１ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ未満であることがより好ましく、２ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ未満であることがさらに好ましく、３ｋＨｚ以上９ｋＨｚ未満であることが特に好ましく、４ｋＨｚ以上８ｋＨｚ未満であることが最も好ましい。交流の周波数が上記上限値以下であると、発生するプラズマの温度を低く抑えられる。交流の周波数が上記下限値以上であると、さらに効率的にプラズマを発生できる。

ノズル１の照射口１ａから照射する活性ガスの温度は、５０℃以下であることが好ましく、４５℃以下であることがより好ましく、４０℃以下であることがさらに好ましい。ノズル１の照射口１ａから照射する活性ガスの温度が上記上限値以下であると、被照射面の温度を４０℃以下にしやすい。被照射面の温度を４０℃以下にすることで、被照射部分が患部である場合にも、患部への刺激を低減できる。ノズル１の照射口１ａから照射する活性ガスの温度の下限値は、特に制限はなく、例えば、１０℃である。活性ガスの温度は、照射口１ａにおける活性ガスの温度を熱電対で測定した値である。

照射口１ａから被照射面までの距離（照射距離）は、例えば、１．０ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。照射距離が上記下限値以上であると、被照射面の温度を低くし、被照射面への刺激をさらに緩和できる。照射距離が上記上限値以下であると、治癒等の効果をさらに高められる。

照射口１ａから１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離で離れた位置の被照射面の温度は、４０℃以下が好ましい。被照射面の温度が４０℃以下であると、被照射面への刺激を低減できる。被照射面の温度の下限値は特に制限はないが、例えば、１０℃である。
被照射面の温度は、内部電極４と外部電極５との間に印加する交流電圧、照射する活性ガスの吐出量、内部電極４と外部電極５とが対向している領域の先端Ｑ１から照射口１ａまでの道のり等の組み合わせで調節できる。被照射面の温度は、熱電対を用いて測定できる。

活性ガスに含まれる活性種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。活性ガスに含まれる活性種の種類は、例えば、プラズマ発生用ガスの種類等によって調節できる。

活性ガス中におけるヒドロキシルラジカルの密度（ラジカル密度）は、０．１μｍｏｌ／Ｌ〜３００μｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．１μｍｏｌ／Ｌ〜１００μｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、０．１μｍｏｌ／Ｌ〜５０μｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましい。ラジカル密度が上記下限値以上であると、細胞、生体組織および生物個体から選ばれる被照射物の清浄化、賦活化または異常の治癒を促進しやすい。ラジカル密度が上記上限値以下であると、被照射面への刺激を低減できる。

ラジカル密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
ＤＭＰＯ（５，５−ジメチル−１−ピロリン−Ｎ−オキシド）０．２ｍｏｌ／Ｌ溶液０．２ｍＬに対して、活性ガスを３０秒間照射する。この際、照射口１ａから液面までの距離を５．０ｍｍとする。活性ガスを照射した溶液について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を利用してヒドロキシルラジカル濃度を測定し、これをラジカル密度とする。

活性ガス中における一重項酸素の密度（一重項酸素密度）は、０．１μｍｏｌ／Ｌ〜３００μｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、０．１μｍｏｌ／Ｌ〜１００μｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、０．１μｍｏｌ／Ｌ〜５０μｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましい。一重項酸素密度が上記下限値以上であると、細胞、生体組織および生物個体等の被照射物の清浄化、賦活化または異常の治癒を促進しやすい。上記上限値以下であると、被照射面への刺激を低減できる。

一重項酸素密度は、例えば、以下の方法で測定できる。
ＴＰＣ（２，２，５，５−テトラメチル−３−ピロリン−３−カルボキサミド）０．１ｍｏｌ／Ｌ溶液０．４ｍＬに対して、活性ガスを３０秒間照射する。この際、照射口１ａから液面までの距離を５．０ｍｍとする。活性ガスを照射した溶液について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を利用して一重項酸素濃度を測定し、これを一重項酸素密度とする。

照射口１ａから吐出する活性ガスの流量は、１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
照射口１ａから吐出する活性ガスの流量が上記下限値以上であると、活性ガスが被照射面に作用する効果を充分に高められる。照射口１ａから吐出する活性ガスの流量が上記上限値以下であると、活性ガスの被照射面の温度が過度に高まることを防止できる。加えて、被照射面が濡れている場合には、被照射面の急速な乾燥を防止できる。さらに、被照射面が患部である場合には、患者への刺激を抑制できる。プラズマ照射装置１００において、照射口１ａから吐出する活性ガスの流量は、管状誘電体３へのプラズマ発生用ガスの供給量で調節できる。

プラズマ照射装置１００によって生じる活性ガスは、外傷や異常の治癒を促進する効果を有する。活性ガスを細胞、生体組織または生物個体に照射することによって、その被照射部分の清浄化、賦活化、またはその被照射部分の治癒を促進できる。

外傷や異常の治癒を促進する目的で活性ガスを照射する場合、その照射頻度、照射回数および照射期間は特に制限はない。例えば、１Ｌ／ｍｉｎ〜５．０Ｌ／ｍｉｎの照射量で活性ガスを患部に照射する場合、１日１回〜５回、毎回１０秒〜１０分、１日〜３０日間、等の照射条件が、治癒を促進する観点から好ましい。

本実施形態のプラズマ照射装置１００は、特に口腔内用治療器具、歯科用治療器具として有用である。また、本実施形態のプラズマ照射装置１００は、動物治療用器具としても好適である。

本実施形態のプラズマ照射装置１００では、ノズル１に設けられている表示部５３により、ノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることを確認することができる。
例えば、洗浄済みの清浄な状態のノズル１は、ノズル１に設けられている記憶部５１に、ノズル１の洗浄装置に設けられた第２の読取書込装置により、ノズル１が使用可能状態であることが記憶されている。また、記憶部５１に記憶されている使用可能状態であることに基づいて、ノズル１に設けられている表示部５３は、ノズル１が使用可能状態であることを表示する。なお、ノズル１が未洗浄の場合には、ノズル１に設けられている記憶部５１に、ノズル１の洗浄装置に設けられた第２の読取書込装置により、ノズル１が使用不能状態であることが記憶されている。また、記憶部５１に記憶されている使用不能状態であることに基づいて、ノズル１に設けられている表示部５３は、ノズル１が使用可能状態であることを表示する。

洗浄済みのノズル１を、カウリング２に取り付けると、ノズル１に設けられている記憶部５１に記憶されている使用可能状態を、カウリング２に設けられている第１の読取書込部５２が読み取り、ノズル１が洗浄済みであることを確認するとともに、ノズル１に設けられている表示部５３が、ノズル１が使用可能状態であることの表示を継続する。

また、第１の読取書込部５２は、ノズル１の使用時間（洗浄後にヘッド部２ａに取り付けてから、ノズルを使用した累積時間）や、ノズル１の使用回数に関する情報を、ノズル１に設けられている記憶部５１に書き込む。そのノズル１の使用時間や使用回数に関する情報に基づいて、ノズル１に設けられている表示部５３は、ノズルの交換時期の目安となる、残りの使用可能時間や使用可能回数を表示することもできる。ノズル１の使用時間が設定した範囲を超えた場合や、ノズル１の使用回数が設定した範囲を超えた場合には、第１の読取書込部５２は、ノズル１に設けられている記憶部５１に、ノズル１が使用不能状態であることを書き込む。そして、ノズル１に設けられている表示部５３が、ノズル１が使用不能状態であることを表示する。

なお、目視にて、明らかにノズル１が汚れていることが確認された場合には、カウリング２からノズルを取り外して、ノズル１を洗浄する。

（作用機序）
以上説明した本実施形態のプラズマ照射装置１００にあっては、ノズル１に記憶部５１が設けられ、カウリング２に記憶部５１にノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることの読み取り、並びに、記憶部５１に前記の使用可能状態および前記の使用不能状態のいずれか一方であることの書込みを行う第１の読取書込部５２が設けられ、ノズル１にノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることを表示する表示部５３が設けられているため、ノズル１が使用可能状態および使用不能状態のいずれか一方であることを容易に確認することができる。

［ノズル洗浄装置］
以下、本発明のノズル洗浄装置の一実施形態について説明する。
本実施形態のノズル洗浄装置は、上述の実施形態のプラズマ照射装置を構成するノズルを洗浄するノズル装置である。
図５に示すように、本実施形態のノズル洗浄装置２００は、洗浄部２１０と、嵌合部２２０と、第２の読取書込部２３０と、を備える。
洗浄部２１０は、ノズル１を洗浄する。嵌合部２２０は、ノズル１を嵌合し、洗浄部２１０内の所定位置にノズル１を配置する。第２の読取書込部２３０は、ノズル１に設けられた記憶部５１に、ノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることの読み取り、並びに、記憶部５１に前記の使用可能状態および前記の使用不能状態のいずれか一方であることの書込みを行う。

洗浄部２１０は、ノズル１を洗浄することができるものであれば、特に制限はなく、超音波洗浄機等を例示できる。
本実施形態のノズル洗浄装置２００では、洗浄部２１０として、超音波洗浄機を例示する。
洗浄部２１０は、ノズル１を洗浄するための洗浄液３００を収容する洗浄槽２１１と、洗浄槽２１１内の洗浄液３００およびノズル１に超音波を照射する振動子２１２と、を備える。

嵌合部２２０は、ベース部２２１と、ベース部２２１の一端に設けられ、ノズル１の台座部１ｂを嵌合する嵌合孔２２２と、を備える。

第２の読取書込部２３０は、嵌合部２２０の嵌合孔２２２の近傍に設けられている。
第２の読取書込部２３０は、特に制限はなく、ＩＣチップやＲＦＩＤタグに情報の読み取りおよび書込みを行う一般的な読取書込装置を例示できる。

次に、ノズル洗浄装置２００を用いたノズルの洗浄方法を説明する。
プラズマ照射装置１００の照射器具１０から取り外されたノズル１を、嵌合部２２０の嵌合孔２２２に嵌合する。
次いで、洗浄部２１０の洗浄槽２１１の所定位置に、ノズル１を嵌合した嵌合部２２０を固定して、洗浄槽２１１内の洗浄液３００にノズル１を浸漬する。

次いで、振動子２１２を振動させて、洗浄槽２１１内の洗浄液３００およびノズル１に超音波を照射して、ノズル１を洗浄する。
超音波の周波数や、超音波を照射する時間は、特に制限はなく、ノズル１の汚れの度合い等に応じて適宜調整される。

次いで、洗浄が済んだノズル１に設けられた記憶部５１に、嵌合部２２０に設けられた第２の読取書込部２３０により、ノズル１が使用可能状態であることが記憶される。また、記憶部５１に記憶されている使用可能状態に基づいて、ノズル１に設けられている表示部５３は、ノズル１が使用可能状態であることを表示する。さらに、洗浄済みのノズル１を、カウリング２に取り付けると、ノズル１に設けられている記憶部５１に記憶されている使用可能状態を、カウリング２に設けられている第１の読取書込部５２が読み取り、ノズル１が洗浄済みであることを確認するとともに、ノズル１に設けられている表示部５３が、ノズル１が使用可能状態であることの表示を継続する。

以上説明した本実施形態のノズル洗浄装置２００にあっては、ノズル１を洗浄する洗浄部２１０と、ノズル１を嵌合する嵌合部２２０と、嵌合部２２０に設けられ、ノズル１に設けられた記憶部５１にノズル１が使用可能状態およびノズル１が使用不能状態のいずれか一方であることの読み取り、並びに、記憶部５１に前記の使用可能状態および前記の使用不能状態のいずれか一方であることの書込みを行う第１の読取書込部５２と、を備えるため、ノズル１が使用可能状態および使用不能状態のいずれか一方であることを容易に確認することができる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。

操作スイッチ９が、上記の実施形態と異なっていてもよい。例えば、照射器具１０に操作スイッチ９を設けることに代えて、供給ユニット２０に足踏みペダルを設けてもよい。
この場合、足踏みペダルを操作部とし、例えば使用者が足踏みペダルを踏んだときに、供給源８０からプラズマ発生用ガスをプラズマ発生部１２に供給する構成を採用すること等ができる。

上述の本実施形態の内部電極４の形状は、ねじ状である。しかしながら、内部電極は、外部電極との間にプラズマを発生できれば、内部電極の形状は限定されない。
内部電極は、表面に凹凸を有してもよいし、表面に凹凸を有しなくてもよい。内部電極としては、外周面に凹凸を有する形状が好ましい。
例えば、内部電極の形状は、コイル状でもよいし、外周面に突起、穴、貫通孔が複数形成された棒形状または筒形状でもよい。内部電極の断面形状は、特に限定されず、例えば、真円形、楕円形等の円形、四角形、六角形等の多角形を例示できる。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

本発明のプラズマ照射装置は、口腔内の治療、歯科の治療、動物の治療等の用途に有用である。活性ガスの照射によって処理可能な疾患および症状としては、例えば、歯肉炎、歯周病等の口腔内の疾患、皮膚の創傷等を例示できる。
本発明の治療方法は、生体組織の治癒促進に有効である。本発明の治療方法は、ヒトのみならず、ヒトを除く動物の治療にも有効である。

１ ノズル
１０ 照射器具
１２ プラズマ発生部
４０ 電気配線
５１ 記憶部
５２ 第１の読取書込部
５３ 表示部
１００ プラズマ照射装置
２００ ノズル洗浄装置
２１０ 洗浄部
２２０ 嵌合部
２３０ 第２の読取書込部

Claims (2)

1. 本体、前記本体の先端から突出するノズルおよび前記本体内に位置するプラズマ発生部を有し、前記プラズマ発生部にて発生したプラズマおよび前記プラズマによって生じる活性ガスの少なくとも一方を前記ノズルから吐出する照射器具と、
   前記ノズルに設けられ、前記ノズルが使用可能な使用可能状態および前記ノズルが使用不能な使用不能状態のいずれか一方であることを記憶する記憶部と、
   前記本体に設けられ、前記記憶部に記憶された前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の読み取り、並びに、前記記憶部に前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の書込みを行う第１の読取書込部と、
   前記ノズルに設けられ、前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方を表示する表示部と、を備えるプラズマ照射装置。
2. 請求項１に記載のプラズマ照射装置を構成するノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、
   前記ノズルを洗浄する洗浄部と、
   前記ノズルを嵌合する嵌合部と、
   前記嵌合部に設けられ、前記記憶部に記憶された前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の読み取り、および、前記記憶部に前記使用可能状態および前記使用不能状態のいずれか一方の書込みを行う第２の読取書込部と、を備えるノズル洗浄装置。

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