JP4935368B2

JP4935368B2 - 大気圧プラズマ発生方法及び装置

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Publication number: JP4935368B2
Application number: JP2007010227A
Authority: JP
Inventors: 正史松森
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: JP2008177086A

Description

本発明は、大気圧プラズマ発生方法及び装置に関し、特に大気圧近傍で反応管内で発生させたプラズマを大気中に吹き出しながら、周囲に漏れる高周波ノイズを抑制できる大気圧プラズマ発生方法及び装置に関するものである。

大気圧プラズマ装置においては、ガスを放電管の一端から導入し、放電管の周囲又は近傍に配設したアンテナや電極に高周波電圧を印加することで、放電管内でプラズマを発生させ、放電管の他端からプラズマを吹き出すように構成されており、高周波電圧の印加によって周囲に高周波ノイズが漏れ出し、さらに吹き出したプラズマでも高周波電界を有していることで高周波ノイズが発生する。しかるに、高周波ノイズには規格があり、所定のノイズ内に収める必要がある。

従来、高周波誘導結合型プラズマ質量分析計において、放電管及びコイルの周辺を筐体で覆うことで、コイル周辺から発生するノイズを低減するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の大気圧プラズマ発生装置４１の概略構成を図１１に示す。図１１において、反応管４２の一端にプラズマの吹き出し口４６が設けられ、反応管４２の他端４７から内部にガス４８を供給し、反応管４２の外周に巻回したコイル４３に高周波電源４５にて整合回路４４を介して高周波電圧を印加することで、反応管４２内でプラズマ５０を発生させ、そのプラズマ５０を吹き出し口４６から吹き出すように構成されている。大気中の開放空間で吹き出したプラズマ５０を対象物に照射してプラズマ処理するには、吹き出し口４６を大気中に開放する必要があるため、吹き出し口４６を除いた反応管４２、コイル４３、整合回路４４、及び高周波電源４５の全体を筐体４９内に配置してシールドすることで、高周波ノイズの外部への漏れ防止が図られている。

また、プラズマ発生源である高周波誘導プラズマ発光部を完全にシールドして、ノイズが外部に漏れないようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
実開昭６３−１３５７５８号公報登録実用新案第３１１８４３４号公報

ところが、大気中に吹き出したプラズマ５０中でも上記のように高周波電界が存在して対象物に照射するプラズマ５０から高周波ノイズが発生するため、上記特許文献１や図１１に記載された構成では、高周波ノイズが外部に漏れ出し、高周波ノイズを法令上決められた所定の規格内に収めることができず、周辺制御装置の誤動作の原因となる恐れがあるという問題がある。

一方、特許文献２に記載された構成は、プラズマ処理しようとする対象物もシールド用の筐体内に収容配置するものであるため、開放された空間で吹き出し口から吹き出したプラズマを対象物に照射してプラズマ処理を行うことができるという、大気圧プラズマの利点を十分に生かすことができないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑み、開放空間で対象物にプラズマを照射することができ、しかも外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができる大気圧プラズマ発生方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の大気圧プラズマ発生方法は、一端が吹き出し口として開放された反応管の他端側からガスを導入し、反応管の外周に沿って配置されたアンテナ又は電極に高周波電圧を印加し、反応管内で発生したプラズマを吹き出し口から吹き出す大気圧プラズマ発生方法において、複数の反応管を並列配置し、隣り合う反応管の外周に沿って配置されるアンテナ又は電極により発生する反応管内の磁界の方向が互いに逆になるようにアンテナ又は電極に高周波電圧を印加するものである。

この構成によれば、隣り合う反応管内の磁界の発生方向が逆方向であるため、両反応管の間で、吹き出したプラズマに発生する高周波ノイズが相互に打ち消し合うことになる。また、他のアンテナ又は電極にて発生する高周波ノイズによって反応管の外周のアンテナ又は電極にて発生する高周波ノイズを打ち消すように作用する。そのため、反応管から吹き出したプラズマを開放空間で対象物に照射するようにしても、外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができる。

また、本発明の大気圧プラズマ発生装置は、一端が吹き出し口として開放された反応管と、反応管の外周に沿って配置されたアンテナ又は電極と、反応管内に他端からガスを導入するガス供給手段と、アンテナ又は電極に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えた大気圧プラズマ発生装置において、複数の反応管を並列配置し、隣り合う反応管の間でアンテナ又は電極の巻き方向を反応管の吹き出し方向軸に対して逆方向としたものである。

この構成によれば、隣り合うアンテナ又は電極の巻き方向を逆方向としたので、発生する磁界が逆方向になって高周波ノイズが打ち消し合うため、上記大気圧プラズマ発生方法が実施され、反応管から吹き出したプラズマを開放空間で対象物に照射するようにしても、外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができる。なお、隣り合うアンテナ又は電極の巻き方向を同じにし、電流の流れる方向を互いに逆方向にすることで、反応管内で発生する磁界を逆方向にすることも考えられるが、その場合にはプラズマが一方は吹き出し口から吹き出すが、他方は逆にガスの流入方向に展開することになって実際上は高周波ノイズを低減できないだけでなく、プラズマ処理能力が激減して実用的でない。

また、隣り合うアンテナ又は電極を直列接続して高周波電源に接続すると、隣り合うアンテナ又は電極に流れる電流が確実かつ完全に同一となるため、同じ強さの磁界が逆向きに発生するため、高周波ノイズをより確実に低減することができる。

また、隣り合うアンテナ又は電極を並列接続して高周波電源に接続すると、隣り合うアンテナ又は電極間で電流バランスが崩れる恐れが小さい場合には、抵抗成分が下がるため高周波電源の効率を向上することができる。

また、一端が吹き出し口として開放された反応管と、反応管の外周に沿って配置されたアンテナ又は電極と、反応管内に他端からガスを導入するガス供給手段と、アンテナ又は電極に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えた大気圧プラズマ発生装置において、複数の反応管を並列配置し、隣り合う反応管の間でアンテナ又は電極の巻き方向を反応管の吹き出し方向軸に対して逆方向とし、また一端にプラズマ吹き出し口を有し内部に混合ガス領域を形成するプラズマ展開部の他端部内に、反応管の吹き出し口を臨ませ、ガス供給手段は反応管内に第１の不活性ガスを供給し、第２の不活性ガスと反応性ガスをプラズマ展開部内に供給する混合ガス供給手段を設け、反応管から吹き出した一次プラズマを混合ガス領域に衝突させることで発生した二次プラズマを吹き出すようにすると、一次プラズマが衝突した第２の不活性ガスが雪崩れ現象的にプラズマ化して混合ガス領域全体に展開し、プラズマ化した第２の不活性ガスのラジカルなどにて反応性ガスがプラズマ化した状態の二次プラズマが形成され、この二次プラズマを被処理物の処理箇所に吹き付けることで処理箇所を効率的にプラズマ処理できるとともに、上記と同様の作用が得られて高周波ノイズを低減できる。

本発明の大気圧プラズマ発生方法及び装置によれば、複数の隣り合う反応管内の磁界の発生方向が逆方向であるため、両反応管の間で、吹き出したプラズマに発生する高周波ノイズが相互に打ち消し合い、そのため反応管から吹き出したプラズマを開放空間で対象物に照射するようにしても、外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができる。

以下、本発明の大気圧プラズマ発生装置の各実施形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。

図１において、大気圧プラズマ発生装置１は、一対の誘電体から成る反応管２ａ、２ｂが並列して配置され、その外周にコイル状のアンテナ３ａ、３ｂが巻回されて配置されている。これらアンテナ３ａ、３ｂは互いに直列接続されるとともに、巻方向が逆向きに形成されている。両アンテナ３ａ、３ｂは、材質、線径はもちろん、巻数がほぼ同一に設定されている。直列接続されたアンテナ３ａ、３ｂの一端は、整合回路４を介して高周波電源５に接続され、他端も整合回路４に接続されている。高周波電源５としては、周波数帯が１３．３ＭＨｚに代表されるＲＦ周波数帯や、１００ＭＨｚに代表されるＶＨＦ周波数帯のものが好適に用いられ、その場合反射波を抑えるために整合回路４は必須である。

反応管２ａ、２ｂの一端開口は、プラズマの吹き出し口６ａ、６ｂであり、他端開口７ａ、７ｂには、ガス供給手段（図示せず）にてそれぞれにガス８を供給するように構成されている。両反応管２ａ、２ｂに供給するガス８は、不活性ガスと反応性ガスの混合ガスであり、ガス供給手段（図示せず）は組成及び流量が精度良く同一になるように構成されている。不活性ガスは、アルゴン、ネオン、キセノン、ヘリウム、窒素から選択された単独ガス又は複数の混合ガスが適用される。また、反応性ガスは、プラズマ処理の種類に応じて、酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏなどの酸化性ガス、水素、アンモニアなどの還元性ガス、ＣＦ４などのフロン系ガスなどが適用される。

反応管２ａ、２ｂ、整合回路４、及び高周波電源５は、発生した高周波ノイズが外部に漏れ出すのを防止するため、シールド用の筐体９内に収容配置されている。反応管２ａ、２ｂの一端の吹き出し口６ａ、６ｂは、筐体９に設けられた開口を通して外部に開放されており、この吹き出し口６ａ、６ｂから吹き出したプラズマ１０が外部の開放空間に吹き出し、対象物１１の表面に照射してプラズマ処理するように構成されている。

以上の構成によれば、反応管２ａ、２ｂ内にその他端開口７ａ、７ｂからガス８を供給しつつ、アンテナ３ａ、３ｂに整合回路４を介して高周波電源５にて高周波電圧を印加することで、反応管２ａ、２ｂ内でプラズマ１０が発生して吹き出し口６ａ、６ｂから大気中の開放空間に吹き出す。このプラズマ１０を対象物１１の表面に照射することでプラズマ処理することができる。

その際に、隣り合う反応管２ａ、２ｂの外周のアンテナ３ａ、３ｂの巻き方向が互いに逆方向であるので、隣り合う反応管２ａ、２ｂ内の磁界の発生方向が逆方向となるため、両反応管２ａ、２ｂの間で、各反応管２ａ、２ｂ内及び吹き出したプラズマ１０に発生する高周波ノイズが相互に打ち消し合うことになる。そのため、反応管２ａ、２ｂから吹き出したプラズマ１０を開放空間で対象物１１の表面に照射してプラズマ処理を行っても、外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができ、高周波ノイズのレベルを法令上決められている基準値内に収めることができ、周辺制御装置の誤動作の発生を確実に防止することができる。特に本実施形態では、隣り合うアンテナ３ａ、３ｂを直列接続して高周波電源５に接続しているので、隣り合うアンテナ３ａ、３ｂに流れる電流が確実かつ完全に同一となるため、同じ強さの磁界が逆向きに発生するため、高周波ノイズをより確実に低減することができる。

効果例を示すと、図１に示すように、プラズマ１０を照射する対象物１１の表面から距離Ｌ（Ｌ＝１ｍ）の位置で高周波輻射のレベルを測定器１２で測定したところ、図１０に示した単独の反応管を配置した従来例の場合に比較して、電圧レベルで比較して約１０分の１に低減できた。具体的には、アドバンテスト社製の「スペクトルアナライザＵ３７５１」を用いて測定したところ、従来構成のノイズレベルが、８０ｄＢμＶ／ｍであったのに対して、図１の構成では、６０ｄＢμＶ／ｍに低減した。なお、測定単位はμＶ／ｍであり、１μＶ／ｍを０ｄＢμＶ／ｍとして表示したものである。

（第２の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第２の実施形態について、図２を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態と同一の構成要素については、同じ参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。

上記第１の実施形態では、隣り合うアンテナ３ａ、３ｂを直列接続して高周波電源５に接続した例を示したが、本実施形態では、図２に示すように、隣り合うアンテナ３ａ、３ｂを並列接続して高周波電源５に接続している。

本実施形態によれば、隣り合うアンテナ３ａ、３ｂ間での電流バランスが大きく崩れなければ、第１の実施形態と同様に両アンテナ３ａ、３ｂで同じ強さの磁界が逆向きに発生して高周波ノイズを効果的に低減することができる。従って、アンテナ３ａ、３ｂ間での電流バランスが大きく崩れない場合には、高周波ノイズの低減効果を確保しながら高周波電源５の効率を向上することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第３の実施形態について、図３を参照して説明する。

上記実施形態では、一対の反応管２ａ、２ｂを並列配置した構成例を示したが、本実施形態では、４本の反応管２ａ〜２ｄを並列配置し、それぞれの外周にアンテナ３ａ〜３ｄが巻回されて配置されている。アンテナ３ａ〜３ｄは互いに直列接続されてその一端は整合回路４を介して高周波電源５が接続され、他端も整合回路４に接続されている。アンテナ３ａ〜３ｄは、その巻方向が互いに隣り合うもの同士が逆向きに形成されている。

本実施形態のように４本の反応管２ａ〜２ｄを並列配置し、もしくはそれ以上の複数本の反応管を並列配置した場合でも、隣り合う反応管２ａと２ｂ、２ｃと２ｄの外周のアンテナ３ａと３ｂ、３ｃと３ｄの巻き方向を互いに逆方向としていることで、各反応管２ａ〜２ｄで発生する高周波ノイズが打ち消し合うため、高周波ノイズを確実に低減することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第４の実施形態について、図４、図５を参照して説明する。

本実施形態では、一対の反応管２ａ、２ｂが並列して配置され、その外周に巻方向が互いに逆向きのコイル状のアンテナ３ａ、３ｂが巻回されて配置され、これらアンテナ３ａ、３ｂは並列接続されて高周波電源５に接続されている。勿論、アンテナ３ａ、３ｂは直列に接続してもよい。両反応管２ａ、２ｂの一端の吹き出し口６ａ、６ｂは、一端がプラズマ吹き出し口１４として開口されたプラズマ展開部１３の他端壁を貫通して他端部内に臨んで開口されている。プラズマ展開部１３は、内部に混合ガス領域１５を形成するもので、そのため周壁の他端近傍に適当間隔置きに複数の混合ガス導入口１６が設けられている。

反応管２ａ、２ｂの他端開口７ａ、７ｂには、ガス供給手段（図示せず）にてそれぞれに第１の不活性ガス１７を供給するように構成されている。また、混合ガス導入口１６には、混合ガス供給手段（図示せず）にて第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス１８をプラズマ展開部１３内に供給して内部に混合ガス領域１５を形成するように構成されている。第１の不活性ガス１７と混合ガス１８中の第２の不活性ガスは、上述の不活性ガスから適宜選択され、両者は同一種であっても、異なった種類のものを使用してもよく、また混合ガス１８中の反応性ガスも上述の反応性ガスから適宜選択される。さらに、混合ガス導入口１６に混合ガス１８を供給する代わりに、各混合ガス導入口１６から第２の不活性ガスと反応性ガスを別々に供給して、プラズマ展開部１３の内部で混合させることで混合ガス領域１５を形成するようにしても良い。

本実施形態によれば、反応管２ａ、２ｂの一端の吹き出し口６ａ、６ｂから、第１の不活性ガス１７がプラズマ化した一次プラズマ１９が吹き出し、この一次プラズマ１９が混合ガス領域１５に衝突することで、混合ガス１８中の第２の不活性ガスが雪崩れ現象的にプラズマ化して混合ガス領域１５の全体に展開し、プラズマ化した第２の不活性ガスのラジカルなどにて混合ガス１８中の反応性ガスがプラズマ化した状態となった二次プラズマ２０が形成される。このようにして発生した二次プラズマ２０がプラズマ吹き出し口１４から吹き出す。この二次プラズマ２０を対象物１１の処理箇所に吹き付けることで処理箇所を効率的にプラズマ処理できるとともに、上記と同様の作用が得られて高周波ノイズを低減できる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第５の実施形態について、図６を参照して説明する。

上記第４の実施形態では、プラズマ展開部１３の一端がプラズマ吹き出し口１４として開口し、プラズマ展開部１３の他端壁を貫通させて反応管２ａ、２ｂの一端の吹き出し口６ａ、６ｂを開口させ、プラズマ展開部１３の周壁に混合ガス導入口１６を設けた例を示したが、本実施形態では、細長い角筒状のプラズマ展開部２１が設けられ、その一端開口がプラズマ吹き出し口２２となり、他端開口２３に混合ガス供給手段（図示せず）にて第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス１８を供給して内部に混合ガス領域を形成するように構成されている。プラズマ展開部２１の一側壁に一対又は複数対の反応管２ａ、２ｂが並列して配置され、その一端の吹き出し口６ａ、６ｂが一側壁を貫通して内部で開口されている。

本実施形態においても、上記第４の実施形態と同様に発生した二次プラズマがプラズマ吹き出し口２２から吹き出して効率的にプラズマ処理できるとともに、高周波ノイズを低減できる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第６の実施形態について、図７、図８を参照して説明する。

上記実施形態では、反応管２ａ、２ｂの外周にアンテナ３ａ、３ｂを巻回しただけの構成を示したが、アンテナ３ａ、３ｂが高温になって抵抗が変化し、反射波が大きくなって電力効率が悪くなるとともに、場合によってアンテナ３ａ、３ｂが溶損する恐れもあり、また隣り合うアンテナ３ａ、３ｂ間の接続などの組立性についても改良の余地がある。

そこで、本実施形態では、反応管２ａとその外周のアンテナ３ａ、及び反応管２ｂとその外周のアンテナ３ｂは、それぞれ直径方向に２分割された直方体状の冷却ブロック２４ａ、２４ｂに接触した状態で挟み込まれてブロック化されている。冷却ブロック２４ａ、２４ｂは、熱伝導性及び電気絶縁性の高い材料にて構成されており、その分割部に反応管２ａ、２ｂを収容配置する円筒穴２５とアンテナ３ａ、３ｂを収容配置する螺旋溝２６が形成されている。また、アンテナ３ａ、３ｂの両端部の通電経路を冷却ブロック２４ａ、２４ｂの両側面に導出するための配線導体２７が冷却ブロック２４ａ、２４ｂの分割部に配設されている。なお、冷却ブロック２４ａ、２４ｂを並列配置したときに互いに対向する側面に導出する配線導体２７は先端が側面と面一となるように設けられ、互いに反対側に向く側面に導出する配線導体２７は先端が側面と面一となるように、若しくは図７（ａ）に示すように側面から突出させて設けられる。

冷却ブロック２４ａ、２４ｂは、それらの間に中間配線板２８を介在させた状態で並列配置され、図７（ｂ）に矢印で示すように、互いに圧接させて一体的に結合される。中間配線板２８には、一方の冷却ブロック２４ａの対向側面に臨んだ配線導体２７に対向する位置で両面間にわたって貫通する配線導体２９と、他方の冷却ブロック２４ｂの対向側面に臨んだ配線導体２７に対向する位置と配線導体２９とを接続する配線導体３０とが設けられている。これにより、冷却ブロック２４ａ、２４ｂの間に中間配線板２８を介在させて互いに圧接させ、一体的に結合することでアンテナ３ａ、３ｂが直列接続される。

本実施形態によれば、アンテナ３ａ、３ｂに高周波電流が流れて発熱しても、アンテナ３ａ、３ｂに接触している熱伝導性の高い冷却ブロック２４ａ、２４ｂに放熱されるため、アンテナ３ａ、３ｂの高温化が効果的に抑制され、反射波が強くなって電力効率が低下するのを防止することができ、アンテナ３ａ、３ｂが異常に高温になって溶損するのを確実に防止することができる。また、冷却ブロック２４ａ、２４ｂの分割部に反応管２ａ、２ｂとアンテナ３ａ、３ｂを配置して一体化してブロック化し、その冷却ブロック２４ａ、２４ｂの間に中間配線板２８を介在させて互いに圧接させ、一体的に結合することで、反応管２ａ、２ｂが並列配置されるとともにそれらの外周のアンテナ３ａ、３ｂが直列接続された状態で組み立てが完了するので、組立作業性が向上する。

（第７の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第７の実施形態について、図９を参照して説明する。

上記第６の実施形態では、中間配線板２８を用いることで、冷却ブロック２４ａ、２４ｂがアンテナ３ａ、３ｂを配置する螺旋溝２６の巻き方向が異なるだけで、ほぼ同一構成となって安価に製造できるようにした例を示したが、本実施形態では、一方の冷却ブロック２４ａの対向側面に、その対向側面に臨んでいる配線導体２７の先端に一端が接続されるとともに、他方の冷却ブロック２４ｂの対向側面に臨んだ配線導体２７に対向する位置まで延びる配線導体３１を設けた構成とすることで、中間配線板２８を省略している。

本実施形態によれば、冷却ブロック２４ａと２４ｂが互いに異なった構成となる一方で、中間配線板２８を省略することができるので、組立時には、冷却ブロック２４ａ、２４ｂの分割部に反応管２ａ、２ｂとアンテナ３ａ、３ｂを配置して一体化してブロック化し、両冷却ブロック２４ａ、２４ｂ互いに圧接させて一体的に結合することでアンテナ３ａ、３ｂが直列接続した状態で組み立てが完了し、組立作業性がさらに向上する。

（第８の実施形態）
次に、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第８の実施形態について、図１０を参照して説明する。

上記実施形態では、複数の反応管２ａ、２ｂを一垂直平面に沿わせて並列配置した例を示したが、本実施形態では４本の反応管２ａ〜２ｄを平面四角形の各頂点位置に配置し、対角位置の反応管２ａと２ｄ、２ｂと２ｃの外周のアンテナ３ａと３ｄ、３ｂと３ｃの巻き方向を同じにし、隣り合う反応管２ａと２ｂ、２ａと２ｃ、２ｂと２ｄ、２ｃと２ｄでそれぞれのアンテナの巻き方向を互いに逆方向としていることで、各反応管２ａ〜２ｄで発生する高周波ノイズが打ち消し合うため、高周波ノイズを確実に低減することができる。このように複数の反応管２をマトックス状に配置した場合でも、隣り合う反応管２の間で、アンテナ３の巻き方向が逆になるようにすることで、同様の効果を奏することができる。

以上の実施形態では、偶数の反応管２ａ、２ｂを並列配置した例についてのみ説明したが、３つ以上の複数の反応管を並列配置する場合にも隣り合う反応管の間でアンテナの巻き方向を反応管の吹き出し方向軸に対して逆方向とすることで同様の効果を得ることができ、また単一の反応管を配設した構成の場合には、反応管の外周のアンテナに並列して他のアンテナを配置し、並列配置したアンテナの間で巻き方向を反応管の吹き出し方向軸に対して逆方向としてもよい。この構成によっても、隣り合うアンテナの巻き方向を逆方向としたので、発生する磁界が逆方向になって高周波ノイズが打ち消し合うため、外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができる。

また、以上の実施形態では、反応管２ａ、２ｂの外周にコイル状のアンテナ３ａ、３ｂを巻回配置した例を示したが、反応管２ａ、２ｂの外周近傍に波形状のアンテナをしても良く、さらに種々の形態の電極を配置した構成においては、高周波電圧を相互に逆位相となるように印加しても良い。

本発明の大気圧プラズマ発生方法及び装置によれば、複数の隣り合う反応管内の磁界の発生方向が逆方向であるため、両反応管の間で、反応管内及び吹き出したプラズマに発生する高周波ノイズが相互に打ち消し合うので、反応管から吹き出したプラズマを開放空間で対象物に照射するようにしても、外部に漏れる高周波ノイズを有効に低減することができるので、各種大気圧プラズマ発生装置に好適に利用することができる。

本発明の大気圧プラズマ発生装置の第１の実施形態の構成図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第２の実施形態の構成図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第３の実施形態の要部構成図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第４の実施形態の外観斜視図。同実施形態の縦断面図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第５の実施形態の外観斜視図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第６の実施形態を示し、（ａ）は要部構成の平面図、（ｂ）は同分解状態の縦断面図。同実施形態の要部構成の分解状態の斜視図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第７の実施形態を示し、（ａ）は要部構成の分解状態の縦断面図、（ｂ）は同分解状態の斜視図。本発明の大気圧プラズマ発生装置の第８の実施形態を示し、（ａ）は要部の概略構成を示す斜視図、（ｂ）は反応管の配置状態を示す平面図。従来例の大気圧プラズマ発生装置の構成図。

符号の説明

１大気圧プラズマ発生装置
２ａ、２ｂ反応管
３ａ、３ｂアンテナ
５高周波電源
６ａ、６ｂ吹き出し口
７ａ、７ｂ他端開口
８ガス
１０プラズマ
１３プラズマ展開部
１５混合ガス領域
１６混合ガス導入口
１７第１の不活性ガス
１８混合ガス
１９一次プラズマ
２０二次プラズマ
２１プラズマ展開部

Claims

一端が吹き出し口として開放された反応管の他端側からガスを導入し、反応管の外周に沿って配置されたアンテナ又は電極に高周波電圧を印加し、反応管内で発生したプラズマを吹き出し口から吹き出す大気圧プラズマ発生方法において、複数の反応管を並列配置し、隣り合う反応管の外周に沿って配置されるアンテナ又は電極により発生する反応管内の磁界の方向が互いに逆になるようにアンテナ又は電極に高周波電圧を印加することを特徴とする大気圧プラズマ発生方法。
一端が吹き出し口として開放された反応管と、反応管の外周に沿って配置されたアンテナ又は電極と、反応管内に他端からガスを導入するガス供給手段と、アンテナ又は電極に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えた大気圧プラズマ発生装置において、複数の反応管を並列配置し、隣り合う反応管の間でアンテナ又は電極の巻き方向を反応管の吹き出し方向軸に対して逆方向としたことを特徴とする大気圧プラズマ発生装置。
一端が吹き出し口として開放された反応管と、反応管の外周に沿って配置されたアンテナ又は電極と、反応管内に他端からガスを導入するガス供給手段と、アンテナ又は電極に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えた大気圧プラズマ発生装置において、複数の反応管を並列配置し、隣り合う反応管の間でアンテナ又は電極の巻き方向を反応管の吹き出し方向軸に対して逆方向とし、
また一端にプラズマ吹き出し口を有し内部に混合ガス領域を形成するプラズマ展開部の他端部内に、反応管の吹き出し口を臨ませ、ガス供給手段は反応管内に第１の不活性ガスを供給し、第２の不活性ガスと反応性ガスをプラズマ展開部内に供給する混合ガス供給手段を設け、反応管から吹き出した一次プラズマを混合ガス領域に衝突させることで発生した二次プラズマを吹き出すようにしたことを特徴とする大気圧プラズマ発生装置。