JP2022538202A - 大気圧プラズマ発生装置を用いた円筒状及び環状の被処理物の表面処理システム及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示の一実施例による大気圧プラズマ発生装置を用いた円筒状被処理物の表面処理システムに関するものである。大気圧プラズマ発生装置を用いた円筒状被処理物の表面処理システムは、プラズマが噴射されるノズル部と、ノズル部が脱着される本体部とを含む回転型プラズマ発生装置、及び、ノズル部の回転軸を中心としてノズル部の一側面に付着されるプラズマビームガイドタブを含み、プラズマビームガイドタブは、回転型プラズマ発生装置の回転軸が円筒状被処理物の中心軸と整列された状態において、被処理物の側面の少なくとも一部に対してプラズマビームを噴射するように構成される。

Description

本開示は、大気圧プラズマ発生装置を用いた円筒状及び環状の被処理物の表面処理システム及び方法に関し、より詳しくは、円筒状被処理物の外面のプラズマ処理と、環状被処理物の内面のプラズマ処理とにより互いに結合される円筒状及び環状の被処理物の表面改質を実行するシステム及び方法に関する。

プラズマは、電子や中性粒子などのイオン化したガスであって、他の材料の表面と直接的に反応したり、弾性の衝突により反応したりできる。プラズマ発生装置は、主に圧縮の空気が高周波数や高電圧の電荷と交差してプラズマを発生するように構成されたチューブを含む。最近、低圧プラズマの代わりに、大気圧プラズマ装置を用いる場合が増加しつつある。大気圧プラズマ装置の場合、低温工程において多様な材料及び基板に適用でき、真空容器や真空排気装置が不要であるため、処理速度が速くて経済的である。また、大気圧プラズマを用いた蒸着法の場合、付着力が良くて蒸着温度が低くなるため、従来の表面処理工程、半導体工程及びディスプレイ工程において、高温加熱による変形や変性が低減できるという長所を活用することで、比較的多様な産業で使用されている。

一般に、プラズマ表面処理システムで用いられるプラズマ発生装置の場合、平面状被処理物を表面処理する場合には、被処理物又はプラズマ発生装置を直線又は線形で運動することで、被処理物のターゲット表面が処理できるように構成される。一方、円筒状被処理物を表面処理する場合、プラズマ発生装置が固定の状態で被処理物を回転させることで、被処理物の外面が均一に処理できる。また、環状被処理物の場合、その内面を表面処理するために、プラズマ装置を被処理物の内部に移動した状態で回転させることで、被処理物の内面を均一に処理できる。ただし、このような従来技術によるプラズマ表面処理システムは、プラズマ発生装置の大きさや移動範囲の制限により、円筒状又は環状の被処理物の大きさが小さい場合、或いは、表面処理する領域が局所的である場合に適用し難いという問題がある。

前述したように、従来技術の問題点を解決するために、本開示は、円筒状被処理物の外面を表面処理するために、回転型プラズマ発生装置のノズルから放出されるプラズマビームの噴射方向を調節するためのタブ構造を含む円筒状被処理物の表面処理システムを提供する。また、本開示は、環状被処理物の内面を表面処理するために、被処理物の一側面に配置されたプラズマ発生装置のノズル及び被処理物の他の側面に真空吸引装置を配置した環状被処理物の表面処理システムを提供する。

本開示の一実施例による大気圧プラズマ発生装置を用いた円筒状被処理物の表面処理システムは、プラズマが噴射されるノズル部と、ノズル部が脱着される本体部とを含む回転型プラズマ発生装置、及び、ノズル部の回転軸を中心としてノズル部の一側面に付着されるプラズマビームガイドタブを含み、プラズマビームガイドタブは、回転型プラズマ発生装置の回転軸が円筒状被処理物の中心軸と整列された状態において、被処理物の側面の少なくとも一部に対してプラズマビームを噴射するように構成される。

本開示の他の実施例による大気圧プラズマ発生装置を用いた環状被処理物の表面処理システムは、プラズマが噴射されるノズル部と、ノズル部が脱着される本体部とを含むプラズマ発生装、及び、ノズル部と対向する位置に配置された真空吸引装置を含み、真空吸引装置は、プラズマ発生装置のノズル部から環状被処理物の一端に対してプラズマビームが発生される際に、環状被処理物の他端に対して真空吸引を実行するように構成される。

本開示の多様な実施例によれば、回転式プラズマ発生装置のノズル部に付着されるプラズマビームガイドタブにより、円筒状被処理物の側面に対してプラズマビームを噴射することで、円筒状被処理物の側面に対して均一且つ効果的な表面処理が可能である。

また、本開示の多様な実施例によれば、プラズマ発生装置のノズル部と対向する位置に配置された真空吸引装置を用いて、プラズマ発生装置のノズル部から環状被処理物の一端に対してプラズマビームが発生される際に、被処理物の他端に対して真空吸引を実行することで、プラズマビームが被処理物の内面の一定深さまで到達して効果的な表面処理が可能である。

本開示の効果は、これに制限されず、言及されない他の効果等は、請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるべきである。

本開示の実施例等は、以下の添付図面に基づいて説明する。ここで、類似の参照番号は類似の要素を示すが、これに限定されるものではない。

本開示の一実施例による円筒状被処理物及び環状被処理物の表面処理並びにボンディングの手順を示す例示図である。 本開示の一実施例による回転型プラズマ発生装置を用いて円筒状被処理物の側面を表面処理するシステムを示す概略図である。 本開示の一実施例によるノズル部及びプラズマビームガイドタブを示す断面図である。 本開示の一実施例による表面処理システムを用いた円筒状被処理物の表面処理方法を示すフローチャートである。 本開示の一実施例によるプラズマ発生装置及び真空吸引装置を用いて環状被処理物の内面を表面処理するシステムを示す概略図である。 本開示の一実施例による表面処理システムを用いた環状被処理物の表面処理方法を示すフローチャートである。

＜発明の概要＞
一実施例によれば、プラズマビームガイドタブの一端は、ノズル部上において回転軸から逸脱した位置に付着され、プラズマビームガイドタブの他端は、回転軸に向こうように構成される。

一実施例によれば、プラズマビームガイドタブの他端は、円筒状被処理物の側面から離隔されて、回転型プラズマ発生装置の回転軸を中心として回転する。

一実施例によれば、ノズル部は、ノズル部の一側面に形成される第１の開口を含み、第１の開口は、回転軸を基準として既定の角度以上の一側面に形成される。

一実施例によれば、プラズマビームガイドタブの一端は、第１の開口と結合され、ノズル部の内部は、第１の開口の方に行くほど断面の面積が狭くなるように形成される。

一実施例によれば、ノズル部及び真空吸引装置は、環状被処理物の内部の大きさを測定する測定器を含む。

一実施例によれば、測定器により測定された環状被処理物の内部の大きさに基づき、プラズマ発生装置及び真空吸引装置の少なくとも一つの駆動の可否を制御する制御器をさらに含む。

一実施例によれば、制御器は、プラズマ発生装置及び真空吸引装置の少なくとも一つの位置を制御する。

一実施例によれば、ノズル部は、環状被処理物の方に向こう一面に形成される第２の開口を含み、第２の開口の断面の面積は、環状被処理物の一端に形成される第３の開口の断面の面積より小さい。

＜発明の詳細な説明＞
以下、本開示の実施のための具体的な内容を添付図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明では、本開示の要旨を不要にぼやかす恐れがある場合、公知の機能や構成に関する具体的な説明は省略する。

添付図面において、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が付与される。また、以下の実施例の説明において、同一又は対応する構成要素の重複記述は省略され得る。しかしながら、構成要素に関する記述が省略されても、そのような構成要素が、ある実施例に含まれないものと意図してはならない。

本開示で使用される用語について簡略に説明し、開示の実施例について具体的に説明する。本明細書で使用される用語は、本開示での機能を考慮しつつ、可能な限り現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは関連分野に従事する技術者の意図又は判例、新技術の出現などにより変化し得る。また、特定の場合は出願人が任意で選定した用語もあり得るが、これらの意味は当該発明の説明の部分において詳細に記載する。よって、本開示で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が持つ意味と本開示の全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。

開示の実施例の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面に基づいて後述する実施例を参照すれば明確になる。しかしながら、本開示は、以下で開示される実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態で具現され得る。但し、本実施例は、本開示が完全になるようにし、本開示の属する技術分野における通常の知識を有した者に発明のカテゴリを正確に認識させるために提供されるだけである。

本開示において、文脈上において明確に特定しない限り、単数の表現は複数の表現を含み、複数の表現は単数の表現を含むことができる。

本開示において、ある部分がある構成要素を「含む」とすれば、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むこともできることを意味する。

本開示において、図面の上方はその図面に示す構成の「上部」又は「上側」、その下方は「下部」又は「下側」と称することができる。また、図面において示す構成の上部及び下部間、或いは、上部及び下部を除いた残りの部分は「側部」又は「側面」と称することができる。このような「上部」や「上側」などのような相対的な位置を示す用語は、図面に示す構成ら間の関係を説明するために使用でき、本開示はそのような用語により限定されるものではない。

本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、Ａ又はＢ、或いは、Ａ及びＢを意味する。

本開示において、「部（part又はportion）」又は「モジュール（module）」という用語は、機械的又はハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、或いはこれらの組合わせを意味し、「部」又は「モジュール」は特定の役割や機能を遂行するために構成されることができる。しかしながら、「部」又は「モジュール」は機械的構成要素又はハードウェアやソフトウェアに限定される意味ではない。「部」又は「モジュール」は、アドレッシング可能な保存媒体にあるように構成してもよく、一つ又はそれ以上のプロセッサを再生させるように構成してもよい。したがって、一例として、「部」又は「モジュール」は、ソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素、タスク構成要素のような構成要素、並びに、プロセス、関数、属性、プロシーザー、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ又は変数を含む。本開示で説明される構成要素と「部」又は「モジュール」は、その内部で提供される機能はさらに小さい数の構成要素及び「部」又は「モジュール」で結合されたり、追加的な構成要素と「部」又は「モジュール」にさらに分離されたりできる。

本開示において、「システム」は、一つ以上のプラズマ発生装置、真空吸引装置、コンピューティング装置などを含む機械的な装置、電子機械的な装置、或いはこれらの組合わせを含む装置や装備を意味できるが、これに限定されるものではない。

図１は、本開示の一実施例による円筒状被処理物１１０及び環状被処理物１２０の表面処理並びにボンディングの手順を示す例示図である。

図に示すように、円筒状被処理物１１０と環状被処理物１２０を相互結合及びボンディング（bonding）する場合には、相互結合される面等の改質又は接着力を向上させるために、円筒状被処理物１１０の外面の一部１１２と、環状被処理物１２０の内面の一部１２２とに対するプラズマ表面処理を実行できる。

このようなプラズマ表面処理に用いられるプラズマ発生装置（図示せず）は、例えば、発生されたプラズマを高分子有機物からなる被処理物１１０、１２０の表面に噴射することで、当該表面の改質を実行できる。このようなプラズマ表面処理により、高分子材料の疏水性、親水性、染色性、接着性などを改善させることができる。他の例において、プラズマ発生装置は、金属からなる被処理物１１０、１２０の表面処理に用いられるが、このとき、金属表面にＴｉＮ／Ｃ、ＣｒＮ／Ｃ、ＡＩＮなどのような超硬被膜をコーティングすることで、表面の耐摩耗性や耐腐食性を改善させることができる。

プラズマ表面処理により表面の接着性が改善された円筒状被処理物１１０及び環状被処理物１２０は、嵌合の後にボンディング処理を実行できる。

図２は、本開示の一実施例による回転型プラズマ発生装置２１０を用いて円筒状被処理物１１０の側面を表面処理するシステム２００を示す概略図である。

図に示すように、システム２００は、プラズマが噴射されるノズル部２１４と、ノズル部２１４が脱着される本体部２１２とを含む回転型プラズマ発生装置２１０、及び、ノズル部２１４の回転軸を中心としてノズル部２１４の一側面に付着されるプラズマビームガイドタブ２１６を含むことができる。

回転型プラズマ発生装置２１０が大気圧プラズマ発生装置である場合、通常、常温／常圧の環境において駆動できるように、ジェネレーター（generator）、高電圧変圧器及びプラズマ放電を発生させる電極等を含むことができる。一実施例において、回転型プラズマ発生装置２１０は、図２に示すように、プラズマが噴射されるノズル部２１４、一側でノズル部２１４が脱着され、他側で動作ガスが供給されるガス供給管（図示せず）、高電圧変圧器（図示せず）に連結されるケーブルなどが脱着される本体部２１２、及び、回転軸２４０を中心として本体部を回転させるように構成されたモータ（図示せず）を含むことができる。高電圧変圧器により発生した高周波高電圧は、本体部２１２内に設置された電極等に印加され、印加された電圧により電極等間に電気アーク形態の高周波放電が発生し得る。このように、本体部２１２内に電気アークが発生した状態において、動作ガスが電気アークと接触してプラズマ状態に変換され得る。本体部２１２で生成されたプラズマビームは、ノズル部２１４の第１の開口を通して噴射できる。

回転型プラズマ発生装置２１０のノズル部２１４は、プラズマビームが噴射される部分であって、回転型プラズマ発生装置２１０に一体で結合されたり、脱着自在な形態で結合されたりできる。プラズマ処理工程では、回転型プラズマ発生装置２１０のノズル部２１４の大きさ、長さ及び形状に応じて、プラズマビームの拡散面積及び強度などが調節できる。例えば、薄くて長いノズルの場合は、従来の一般のノズルに比べて最大１．５倍乃至２倍程度と長いプラズマビームを生成でき、円形のノズルの場合は、一般のノズルに比べて広い表面処理が可能である。

一実施例において、ノズル部２１４の一側面には、回転軸２４０を基準として既定の角度以上で第１の開口が形成できる。ここで、第１の開口は、ノズル部２１４内においてプラズマビームが噴射される経路の最後の部分に該当できる。

プラズマビームガイドタブ２１６は、回転軸２４０を中心としてノズル部２１４の一側面に付着されて、プラズマビームの移動及び噴射経路をガイドできる。具体的に、プラズマビームガイドタブ２１６は、回転型プラズマ発生装置２１０の回転軸２４０が円筒状被処理物１１０の中心軸と整列された状態において、円筒状被処理物１１０の側面の少なくとも一部１１２に対してプラズマビーム２２０を噴射するように構成できる。

図２に示すように、プラズマビームガイドタブ２１６は、全体的にそり曲がっているパイプ型又はアーク型の構成を持つが、これに限定されるものではない。他の実施例において、プラズマビームガイドタブ２１６は、その長手方向から一つ以上の位置において、一定の角度に曲げたパイプ型又はアーク型の構成を含むことができる。

図に示すように、プラズマビームガイドタブ２１６の一端は、ノズル部２１４上において回転軸２４０から逸脱した位置に付着できる。一実施例において、プラズマビームガイドタブ２１６の一端は、ノズル部２１４の一側面に形成された第１の開口と結合できる。例えば、プラズマビームガイドタブ２１６の一端は、第１の開口と螺合により結合できる。

図２では、プラズマビームガイドタブ２１６の一端は、ノズル部２１４の側面に結合されるものと示しているが、これに限定されるものではない。他の実施例において、プラズマビームガイドタブ２１６の一端は、ノズル部２１４の側面でない、ノズル部２１４の下面又は他の側面に結合できる。また、一実施例において、プラズマビームガイドタブ２１６の一端は、ノズル部２１４の側面に脱着自在に設置できるだけでなく、ノズル部２１４の一側面と一体で結合された形態であり得る。

一実施例において、プラズマビームガイドタブ２１６の他端は、回転軸２４０上に位置した円筒状被処理物１１０に向こうように構成できる。このとき、プラズマビームガイドタブ２１６の他端は、円筒状被処理物１１０の側面から離隔された状態において、回転型プラズマ発生装置２１０の本体部２１２及びノズル部２１４が回転軸２４０を中心として回転することにより共に回転できる。

プラズマビームガイドタブ２１６の前述した構成によれば、ノズル部２１４の第１の開口を通して噴射されるプラズマビーム２２０は、プラズマビームガイドタブ２１６の一端から流入して、プラズマビームガイドタブ２１６内に形成された通路に沿ってガイドされ、プラズマビームガイドタブ２１６の他端を通して噴射できる。図に示すように、プラズマビームガイドタブ２１６の他端を通して噴射されるプラズマビーム２２０は、プラズマビームガイドタブ２１６の他端に隣接している円筒状被処理物１１０の側面の一部１１２に対して噴射できる。また、プラズマビームガイドタブ２１６の他端が回転軸２４０を中心として回転することで、プラズマビーム２２０は、円筒状被処理物１１０の側面の周囲に沿って噴射できる。

図３は、本開示の一実施例によるノズル部３１０及びプラズマビームガイドタブ３２０を示す断面図である。

図３では、回転型プラズマ発生装置の構造を明確に理解するために、図２に示す円筒状被処理物１１０や本体部２１２などに相当する構成は省略した。図３に示すノズル部３１０及びプラズマビームガイドタブ３２０は、例えば、図２に示すノズル部２１４及びプラズマビームガイドタブ２１６として用いられる。

図に示すように、ノズル部３１０は、その一端３１６に回転型プラズマ発生装置（又は本体部）が脱着自在な構造を持つことができる。例えば、ノズル部３１０の一端３１６は、回転型プラズマ発生装置に嵌合又は螺合が可能な構造を含むことができる。一実施例において、ノズル部３１０内には、ノズル部３１０の一端３１６から流入するプラズマビームの移動がガイドされる空間３１２を形成できる。空間３１２の一端には、プラズマビームガイドタブ３２０が結合される第１の開口３１４を形成できる。空間３１２は、ノズル部３１０の一端３１６から第１の開口３１４の方に行くほど断面の面積が狭くなるように形成できる。例えば、空間３１２は、ノズル部３１０の一端３１６から第１の開口３１４の方に行くほど狭くなる円錐形状であり得る。

プラズマビームガイドタブ３２０の一端は、回転軸２４０から逸脱した位置に形成された第１の開口３１４と結合され得る。図３では、プラズマビームガイドタブ３２０及び第１の開口３１４の結合方式が緊合等による挿入結合方式で示されているが、これに限定されるものではない。例えば、プラズマビームガイドタブ３２０及び第１の開口３１４の結合方式は、各構成の結合要素の内周面及び外周面に形成されたネジ山による螺合方式であり得る。

プラズマビームガイドタブ３２０の内部には、プラズマビームの移動及び噴射方向をガイドする通路３２２が形成できる。回転型プラズマ発生装置で発生されたプラズマビームは、ノズル部３１０の一端３１６から流入して、空間３１２及びプラズマビームガイドタブ３２０の一端に連結された通路３２２に沿って移動して、最終的にプラズマビームガイドタブ３２０の他端を通して噴射できる。

一実施例によれば、ノズル部３１０の回転軸２４０を中心として、第１の開口３１４が形成された側面上において、第１の開口３１４と対向する位置に平衡錘３１８を持つ平衡錘空間３１７が形成できる。平衡錘空間３１７の内側面には平衡錘３１８を結合できる結合孔が形成され、平衡錘３１８の一端が、例えば、螺合方式により結合孔に結合される。平衡錘空間３１７及び平衡錘３１８は、ノズル部３１０の回転時、ノズル部３１０が回転軸２４０を中心として第１の開口３１４及び平衡錘空間３１７間の重さのバランスを維持するように構成できる。このような構成により、ノズル部３１０の回転時に発生する重さのアンバランスによる振動や騷音を減少させることができる。平衡錘空間３１７の大きさ、平衡錘３１８の位置、重さ及び／又は大きさは、第１の開口３１４との重さのバランスを維持するために適宜調節できる。

図４は、本開示の一実施例による表面処理システムを用いた円筒状被処理物の表面処理方法を示すフローチャートである。

円筒状被処理物の表面処理方法は、回転型プラズマ発生装置の回転軸を円筒状被処理物の中心軸と整列させるステップにより開始することができる（Ｓ４２０）。

次に、回転型プラズマ発生装置により発生されたプラズマビームが、プラズマビームガイドタブ内に形成された通路に沿ってガイドされて、円筒状被処理物の側面の少なくとも一部に噴射されることができる（Ｓ４４０）。

次に、プラズマビームガイドタブが円筒状被処理物の側面から離隔された状態において、回転型プラズマ発生装置の回転軸を中心として回転できる（Ｓ４６０）。これにより、回転軸を中心として回転するプラズマビームガイドタブから噴射されるプラズマビームにより、円周方向に円筒状被処理物の側面の周囲が表面処理されることができる。

図５は、本開示の一実施例によるプラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０を用いて環状被処理物１２０の内面１２２を表面処理するシステム５００を示す概略図である。

図に示すように、システム５００は、プラズマが噴射されるノズル部５１４と、ノズル部５１４が脱着される本体部５１２とを含むプラズマ発生装置５１０、被処理物１２０を基準としてノズル部５１４と対向する位置に配置された真空吸引装置５３０、及び、プラズマ発生装置５１０と真空吸引装置５３０の駆動や位置を制御する制御器５５０を含むことができる。

プラズマ発生装置５１０が大気圧プラズマ発生装置である場合、通常、常温／常圧の環境において駆動できるように、ジェネレーター、高電圧変圧器及びプラズマ放電を発生させる電極等を含むことができる。一実施例において、回転型プラズマ発生装置５１０は、図５に示すように、プラズマが噴射されるノズル部５１４、一側でノズル部５１４が脱着され、他側で動作ガスが供給されるガス供給管（図示せず）、及び、高電圧変圧器（図示せず）に連結されるケーブルなどが脱着される本体部５１２を含むことができる。高電圧変圧器により発生した高周波高電圧は、本体部５１２内に設置された電極等に印加され、印加された電圧により電極等間に電気アーク形態の高周波放電が発生し得る。このように、本体部５１２内に電気アークが発生した状態において、動作ガスが電気アークと接触してプラズマ状態に変換され得る。本体部５１２で生成されたプラズマビームは、ノズル部５１４の開口を通して噴射できる。

プラズマ発生装置５１０のノズル部５１４は、プラズマビームが噴射される部分であって、プラズマ発生装置５１０に一体で結合されたり、脱着自在な形態で結合されたりできる。プラズマ処理工程では、プラズマ発生装置５１０のノズル部５１４の大きさ、長さ及び形状に応じて、プラズマビームの拡散面積及び強度などが調節できる。例えば、薄くて長いノズルの場合は、従来の一般のノズルに比べて最大１．５倍乃至２倍程度と長いプラズマビームを生成でき、円形のノズルの場合は、一般のノズルに比べて広い表面処理が可能である。

一実施例において、ノズル部５１４上において環状被処理物１２０の一端と対向する一面には、第２の開口５１６が形成できる。ここで、第２の開口５１６は、ノズル部５１４内においてプラズマビームが噴射される経路の最後の部分に該当できる。一実施例において、第２の開口５１６の断面の面積は、プラズマビーム５２０が環状被処理物１２０の内面１２２に噴射されるように、環状被処理物１２０の一端に形成される第３の開口１２４の断面の面積より小さいことができる。

図５に示すように、ノズル部５１４から噴射されるプラズマビーム５２０は、環状被処理物１２０の一端に形成された第３の開口１２４を通して環状被処理物１２０の内面１２２に到達できる。しかし、ノズル部５１４の形状又は構造により、プラズマビーム５２０が、環状被処理物１２０の内面１２２のうち、表面処理が必要な領域まで十分に到達できない場合とあり得る。したがって、プラズマ発生装置５１０でプラズマビーム５２０が噴射される間、環状被処理物１２０の他端に設置された真空吸引装置５３０が駆動できる。

真空吸引装置５３０は、プラズマ発生装置５１０のノズル部５１４から環状被処理物１２０の一端に対してプラズマビーム５２０が発生する場合、環状被処理物１２０の他端に対して真空吸引を実行するように構成できる。真空吸引装置５３０の駆動により、プラズマビーム５２０は、真空吸引装置５３０の方向５４０に拡張されることで、プラズマビーム５２０が環状被処理物１２０内の奥の内面１２２まで到達できる。

一実施例において、ノズル部５１４及び真空吸引装置５３０は、環状被処理物１２０の内部空間の長さ及び／又は大きさを測定する測定器（図示せず）を含むことができる。具体的に、測定器は、プラズマビーム５２０が噴射される前に、プラズマビーム５２０の噴射量及び噴射の大きさを算定するために、環状被処理物１２０の内部空間の長さ及び／又は大きさを測定するように構成できる。例えば、測定器は、赤外線送信器及び受信器が各々ノズル部５１４及び真空吸引装置５３０に設置された形態であって、測定対象の長さ又は大きさによって異なる電気的な信号を出力できる装置に該当できるが、これに限定されるものではない。測定器は、環状被処理物１２０の内部の大きさによって決定される電流値又は電圧値を含む電気的な信号を制御器５５０に伝達できる。

制御器５５０は、測定器から転送される電気的な信号を受信して、環状被処理物１２０の内部の長さ又は大きさに対応するプラズマビーム５２０の噴射量又は噴射の大きさを決定できる。このように決定されるプラズマビーム５２０の噴射量又は噴射の大きさにより、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の一つ以上の駆動時間及び強度などを制御できる。例えば、制御器５５０は、測定器の電気的な信号に基づき、環状被処理物１２０の内部の大きさ（例えば、内部空間の断面の直径）が基準値以下であると決定すれば、プラズマ発生装置５１０のプラズマビーム５２０の噴射強度を下向調整したり、真空吸引装置５３０の真空吸引強度を上向調整したりできる。また、制御器５５０は、測定器の電気的な信号に基づき、環状被処理物１２０の内部の大きさが基準値を超過すると決定すれば、プラズマ発生装置５１０のプラズマビーム５２０の噴射強度を上向調整したり、真空吸引装置５３０の真空吸引強度を下向調整できる。

一実施例において、以上で説明したように、制御器５５０によるプラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の動作制御は、順次実行できる。例えば、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０の動作制御を実行した後、真空吸引装置５３０の動作制御を実行することができ、このような２段階の動作制御を繰返すことができる。他の実施例において、制御器５５０によるプラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の動作制御は、並列的に同時に実行することができる。また他の実施例において、制御器５５０は、真空吸引装置５３０に対する動作制御は実行せず、プラズマ発生装置５１０に対する動作制御のみを実行することもできる。

また、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の位置を制御できる。一実施例において、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の環状被処理物１２０の方向への位置移動を制御できる。例えば、制御器５５０は、プラズマビーム５２０が環状被処理物１２０内の奥の内面１２２まで到達できるように、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の位置を環状被処理物１２０と近く移動させることができる。他の実施例において、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０の環状被処理物１２０の方向と垂直な面上の位置を制御できる。例えば、制御器５５０は、プラズマビーム５２０が環状被処理物１２０の外部でない内部のみに噴射されるように、環状被処理物１２０に対するプラズマ発生装置５１０の相対的な位置を調整できる。

一実施例において、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の位置を制御するために、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の各々を環状被処理物１２０に対して直線移動させることができる電子機械的な装置を含むことができる。例えば、制御器５５０は、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０の各々を環状被処理物１２０に対して直線移動させることができるリニアモータを含むことができる。

以上で説明したように、制御器５５０によるプラズマ発生装置５１０及び／又は真空吸引装置５３０の駆動及び位置の制御により、プラズマビーム５２０の噴射量、大きさ及び位置などが適切な範囲内で調節されることで、環状被処理物１２０内の奥の内面１２２まで適宜表面処理が遂行できる。

図６は、本開示の一実施例による表面処理システムを用いた環状被処理物の表面処理方法を示すフローチャートである。

環状被処理物の表面処理方法は、プラズマ発生装置により、ノズル部から環状被処理物の一端の方向にプラズマビームを噴射するステップにより開始することができる（Ｓ６１０）。

次に、真空吸引装置により、環状被処理物の他端に対して真空吸引を実行できる（Ｓ６２０）。

測定器により、環状被処理物の内部の大きさを測定できる（Ｓ６３０）。一実施例において、図５を参照すれば、プラズマ発生装置５１０及び真空吸引装置５３０に設置される測定器（図示せず）は、環状被処理物１２０の内部の大きさを測定できる。また、測定器は、環状被処理物１２０の内部の長さ又は大きさにより決定される電気的な信号を制御器５５０に伝達できる。

制御器は、被処理物の内部の大きさが基準値以下であるか否かを決定できる（Ｓ６４０）。一実施例において、図５を参照すれば、制御器５５０は、測定器の電気的な信号に基づき、環状被処理物１２０の内部の大きさが基準値以下であるか否かを決定できる。

ステップ（Ｓ６４０）において測定された被処理物の大きさが基準値以下であると決定すれば、制御器は、プラズマ発生装置のプラズマビームの噴射強度を下向調整できる（Ｓ６５０）。次いで、制御器は、真空吸引装置の真空吸引強度を上向調整できる（Ｓ６６０）。このように、プラズマ発生装置及び真空吸引装置により、プラズマビームが環状被処理物の内側に長く噴射されることで、環状被処理物内の奥の内面まで適切に表面処理が遂行できる。

一方、ステップ（Ｓ６４０）において測定された被処理物の大きさが基準値を超過すると決定すれば、制御器は、プラズマ発生装置のプラズマビームの噴射強度を上向調整できる（Ｓ６７０）。次いで、制御器は、真空吸引装置の真空吸引強度を下向調整できる（Ｓ６８０）。このように、プラズマ発生装置及び真空吸引装置により、プラズマビームが環状被処理物の内側に広く噴射されることで、環状被処理物の内面に対して適宜表面処理が遂行できる。

前述した本開示の発明の好適な実施例は、例示の目的により開示されたものであり、本開示の発明に対し、通常の知識を有した当業者であれば、本開示の発明の思想及び範囲内で多様な修正、変更及び付加が可能であり、このような修正、変更及び付加は、特許請求の範囲に属するものと理解されるべきである。

本開示の発明が属する技術分野における通常の知識を有した者であれば、本開示の発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるので、本開示の発明は、前述した実施例及び添付の図面により限定されるものではない。

１１０ 円筒状被処理物
１２０ 環状被処理物
２００ 円筒状被処理物の表面処理システム
５００ 環状被処理物の表面処理システム

Claims (10)

1. 大気圧プラズマ発生装置を用いた円筒状被処理物の表面処理システムにおいて、
   プラズマが噴射されるノズル部と、前記ノズル部が脱着される本体部とを含む回転型プラズマ発生装置；及び、
   前記ノズル部の回転軸を中心として前記ノズル部の一側面に付着されるプラズマビームガイドタブを含み、
   前記プラズマビームガイドタブは、前記回転型プラズマ発生装置の回転軸が円筒状被処理物の中心軸と整列された状態において、前記被処理物の側面の少なくとも一部に対してプラズマビームを噴射するように構成される、表面処理システム。
2. 前記プラズマビームガイドタブの一端は、前記ノズル部上において前記回転軸から逸脱した位置に付着され、
   前記プラズマビームガイドタブの他端は、前記回転軸に向こうように構成される、請求項１に記載の表面処理システム。
3. 前記プラズマビームガイドタブの他端は、前記円筒状被処理物の側面から離隔されて、前記回転型プラズマ発生装置の前記回転軸を中心として回転する、請求項２に記載の表面処理システム。
4. 前記ノズル部は、前記ノズル部の一側面に形成される第１の開口を含み、
   前記第１の開口は、前記回転軸を基準として既定の角度以上の一側面に形成される、請求項２に記載の表面処理システム。
5. 前記プラズマビームガイドタブの一端は、前記第１の開口と結合され、
   前記ノズル部の内部は、前記第１の開口の方に行くほど断面の面積が狭くなるように形成される、請求項４に記載の表面処理システム。
6. 大気圧プラズマ発生装置を用いた環状被処理物の表面処理システムにおいて、
   プラズマが噴射されるノズル部と、前記ノズル部が脱着される本体部とを含むプラズマ発生装；及び、
   前記ノズル部と対向する位置に配置された真空吸引装置を含み、
   前記真空吸引装置は、前記プラズマ発生装置の前記ノズル部から前記環状被処理物の一端に対してプラズマビームが発生される際に、前記環状被処理物の他端に対して真空吸引を実行するように構成される、表面処理システム。
7. 前記ノズル部及び前記真空吸引装置は、前記環状被処理物の内部の大きさを測定する測定器を含む、請求項６に記載の表面処理システム。
8. 前記測定器により測定された前記環状被処理物の内部の大きさに基づき、前記プラズマ発生装置及び前記真空吸引装置の少なくとも一つの駆動の可否を制御する制御器をさらに含む、請求項７に記載の表面処理システム。
9. 前記制御器は、前記プラズマ発生装置及び前記真空吸引装置の少なくとも一つの位置を制御する、請求項８に記載の表面処理システム。
10. 前記ノズル部は、前記環状被処理物の方に向こう一面に形成される第２の開口を含み、
    前記第２の開口の断面の面積は、前記環状被処理物の一端に形成される第３の開口の断面の面積より小さい、請求項６に記載の表面処理システム。
    

Images