JP6099007B2 - プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置を用いた洗浄装置 - Google Patents
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Description
(5)第5の手段は、「前記洗浄装置は、スパッタリングにより前記第2電極から金属の微小粒子を放出して被洗浄処理対象部としての前記電子機器の少なくとも可動部に付着させる洗浄装置」を含む。
(7)第7の手段は、「前記除毛器具は、摺動面を備えた刃部を有し、
前記除毛器具は、前記摺動面の少なくとも一部が前記第2電極が放出する金属の微小粒子の移動を妨げる物がない位置に設置される洗浄装置」を含む。
図1を参照して、プラズマ発生装置1の構成について説明する。
プラズマ発生装置1は、プラズマ発生部10、プラズマ電源部2、気体供給部3、第1リード線4、第2リード線5、および気体導入配管6を有する。第1リード線4および第2リード線5は、プラズマ発生部10とプラズマ電源部2とを互いに接続する。気体導入配管6は、プラズマ発生部10と気体供給部3とを互いに接続する。
ケース部材11は、内部を上下に仕切るセラミックスにより形成される隔壁部12を有する。ケース部材11の内部空間のうち隔壁部12の上側の領域は、水を含む液体20を収容する液体収容部15を形成する。ケース部材11の内部空間のうち隔壁部12の下側の領域は、気体を収容する気体収容部14を形成する。隔壁部12の平面における各辺の寸法は、数cmである。隔壁部12の厚さは、数百μm〜数mmであり、用途に応じて適切な値に設定される。ケース部材11は、右側壁11Bの下部に気体導入口17を有する。気体導入口17に挿入された気体導入配管6は、気体収容部14と気体供給部3とを接続する。気体供給部3は、少なくとも酸素を含む気体を気体収容部14内に供給する。
第2電極19は、第2電極19が第1電極18よりも低い電位で、第1電極18と第2電極19との間に放電が生じるとき、スパッタリング現象を起こす材料、材料化合物、および材料混合物のいずれかにより形成される。
オゾンやヒドロキシラジカル等を液体20に放出する方法は、気体供給工程、気泡成長工程、ヒドロキシラジカル生成工程、および気泡放出工程を含む。
図3(a)に示されるように、気体収容部14は、気泡成長工程において、酸素を含有した気体を液体収容部15に供給して、気体通路13の液体収容部15側の開口端13Aにおいて酸素を含む微細な気泡24を成長させる。
プラズマ発生部10は、気泡放出工程において、液体収容部15に収容される液体20の流れにより、ヒドロキシラジカル等を含んだ気泡24を隔壁部12からせん断して液体20中に放出させる。
第2電極19が第1電極18よりも低い電位で、第1電極18と第2電極19との間に放電が生じるとき、第2電極19は、電極の第1部分19Cから銀の微小粒子19Bが飛び出すスパッタリング現象を生じる。スパッタリング現象によって電極から飛び出した銀の微小粒子19Bは、液体収容部15が収容する液体内に拡散する。
(1)プラズマ発生装置1は、プラズマ発生部10、プラズマ電源部2、および気体供給部3を有する。プラズマ発生部10は、ケース部材11の内部空間に隔壁部12により仕切られた気体収容部14および液体収容部15を有する。気体収容部14は、第1電極18を有する。液体収容部15は、少なくとも第1電極18と対になる部分が液体と接触する第2電極19を有する。第2電極19は、銀、銀化合物、および銀材料混合物のいずれかで形成される。プラズマ電源部2は、第2電極19に第1電極18よりも低い所定の電圧を印加して、第1電極18と第2電極19との間で放電を生じさせる。プラズマ発生部10は、液体収容部15が収容する液体20内の気体の領域においてプラズマを生成し、液体20に含まれる水および気体に含まれる酸素からヒドロキシラジカルを生成する。この構成によれば、プラズマ発生部10は、液体20の電気抵抗による影響を抑制した状態で第1電極18と第2電極19との間に放電を生じさせることができる。また、第2電極19は、スパッタリング現象によって銀の微小粒子19Bを放出し、液体収容部15が収容する液体内に拡散させる。このため、プラズマ発生装置1は、液体収容部15に被洗浄処理対象物を配置するとき、被洗浄処理対象物に付着した有機物等を分解するとともに、被洗浄処理対象物に銀の微小粒子19Bを付着させることができる。このため、プラズマ発生装置1を可動部を有する電子機器の洗浄装置に適用するとき、電子機器の可動部に銀の微小粒子19Bを付着させることができる。このため、可動部の摩擦抵抗を減少させて、可動を滑らかにすることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態の洗浄装置30は、第1実施形態のプラズマ発生装置1を用いる。プラズマ発生装置1は第1実施形態のプラズマ発生装置1と同一の構成を有する。なお、プラズマ発生装置1に関して、その説明の一部または全部を省略する。
除毛器具の洗浄装置としての洗浄装置30は、除毛器具100(図6参照)を挿入する開口31を有する。洗浄装置30は、筐体40の前面に操作部42、表示部43、および通気窓44を有する。筐体40は、背面にスタンド部41を有する。スタンド部41は、開口31を形成する内面に接触部材45を有する。洗浄装置30は、筐体40の背面に洗浄液としての液体を収容するタンク50を有する。使用者は、開口31に被洗浄処理対象物を挿入する。
図6(a)に示される除毛器具100は、把持部101およびヘッド部102を有する。把持部101は、操作スイッチ103を有する。使用者は、操作スイッチ103を操作して除毛器具100の動作を制御する。ヘッド部102は、刃部104を有する。刃部104は、二枚の外刃105を有する。
図6(b)に示されるように、刃部104は、外刃105の内側に、外刃105の湾曲に沿う逆U字状の内刃106を有する。内刃106は、除毛器具100が有する動力源が発生する駆動力を用いて左右方向に往復動する。
洗浄装置30は、プラズマ発生部10、プラズマ電源部2、気体供給部3、受皿60、タンク50、オーバーフロー部32、およびポンプ70を有する。プラズマ発生部10、プラズマ電源部2、および気体供給部3は、プラズマ発生装置1を形成する。
筐体40のスタンド部41は、開口31から挿入される除毛器具100の把持部101と当接して除毛器具100を受皿60と共に保持する。スタンド部41は、内面に接触部材45を有する。接触部材45は、除毛器具100の把持部101背面に設けられた背面端子108との接触により除毛器具100が装着されたことを検知する。接触部材45は、除毛器具100と接触して除毛器具100に制御信号および駆動電力を供給する。
オーバーフロー部32は、入口が受皿60と繋がり、出口が第1経路93と繋がる。第1経路93は、オーバーフロー部32の出口から、受皿60後部に設けられた中継口61を介してカートリッジ80に至る。
使用者は、除毛器具100を、ヘッド部102が下を向いた状態で受皿60に受容されるように洗浄装置30に装着する。
除毛器具100の摺動部である刃部104の摺動面107を構成する外刃105の内表面105Aおよび内刃106の外表面106Aは、第1電極18および第2電極19のうちの少なくともいずれか一方の近傍に対向配置される。また、摺動面107は、少なくとも一部が第2電極19から飛び出した銀の微小粒子19Bの移動を妨げるものがない位置に対向配置される。
(2)洗浄装置30は、プラズマ発生部10、プラズマ電源部2、気体供給部3、受皿60、タンク50、オーバーフロー部32、およびポンプ70を有する。プラズマ発生部10、プラズマ電源部2、および気体供給部3は、プラズマ発生装置1を形成する。受皿60は、開口31を通じて挿入された除毛器具100のヘッド部102を受容する。受皿60およびプラズマ発生部10の液体収容部15は、洗浄液としての液体を貯留する。プラズマ発生部10は、液体収容部15に銀、銀化合物、および銀材料混合物のいずれかにより形成される第2電極19を有する。プラズマ電源部2は、第2電極19に第1電極18よりも低い所定の電圧を印加して、第1電極18と第2電極19との間で放電を生じさせる。プラズマ発生部10は、液体収容部15が収容する液体20内の気体の領域においてプラズマを生成し、液体に含まれる水および気体に含まれる酸素からヒドロキシラジカルを生成する。また、プラズマ発生部10は、スパッタリング現象によって第2電極19から銀の微小粒子19Bを放出する。生成されたオゾンや各種のラジカルおよび銀の微小粒子19Bは、上述した気体の流れとともに液体収容部15および受皿60内に貯留された液体中に送り出され、洗浄液としての機能を備える。この構成によれば、洗浄液としての機能を備える液体は、被洗浄処理対象部としてのヘッド部102に供給される。このため、ヘッド部102に付着した有機物等は、液体に溶解したオゾンあるいはラジカルや、気泡24に含まれるオゾンあるいはラジカル等によって効率的に分解される。また、洗浄装置30は、除毛器具100の刃部104の摺動面107に銀の微小粒子19Bを付着させる。このため、洗浄装置30は、ヘッド部102に付着した有機物等を分解するとともに、摺動面107の摩擦を低減して摩耗を抑制する。このため、洗浄液への潤滑剤の添加、交換、および補充の量および回数を削減してメンテナンスを容易とすることができる。
第3実施形態のプラズマ発生装置1は、第1実施形態のプラズマ発生装置1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のプラズマ発生装置1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
図10(a)に示されるように、プラズマ発生部10は、液体収容部15に配設された第2電極26を有する。第2電極26は、例えば、銀焼結体により構成される。第2電極26は、例えば、平均粒径が100μmで密度90%の銀焼結体で構成される。
第2電極26に第1電極18よりも低い電圧が印加された状態で電極間の放電を生じるとき、第2電極26の表面凹凸は、第2電極26にかかる電界を局所的に高くする。このため、第2電極26は、スパッタリング現象により多くの銀の微小粒子を放出する。放出された銀の微小粒子は、気体収容部14が発生する第1移動方向23に沿った気体の流れに沿って液体収容部15に導入される。
第4実施形態のプラズマ発生装置1は、第3実施形態のプラズマ発生装置1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第3実施形態のプラズマ発生装置1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
図11(a)に示されるように、プラズマ発生部10は、液体収容部15に配設された第2電極27を有する。第2電極27は、例えば、円形の銀の多孔質金属で構成される。第2電極27は、例えば、充填率が10%の銀の多孔質金属で構成される。第2電極27は、液体収容部15内において、隔壁部12に形成された気体通路13を覆うように配設される。
本プラズマ発生装置および本洗浄装置は、第1〜第4実施形態以外の実施形態を含む。以下、本プラズマ発生装置および本洗浄装置のその他の実施形態としての第1〜第4実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
・第1実施形態のプラズマ発生装置1は、隔壁部としての隔壁部12が気体通路13有する。ただし、隔壁部および気体通路13の構成は、第1実施形態に示された構成に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置1は、隔壁部が複数の気体通路を有する。
Claims (7)
- プラズマ発生部、プラズマ電源部、および気体供給部を有するプラズマ発生装置であって、
前記プラズマ発生部は、液体収容部、気体収容部、隔壁部、第1電極、および第2電極を有し、
前記液体収容部は、少なくとも水を含む液体を収容可能な第1の収容空間を含み、前記第1の収容空間が前記液体および電子機器が収容される第2の収容空間と連通するように構成され、
前記気体収容部は、気体を収容し、
前記隔壁部は、前記液体収容部と前記気体収容部とを隔て、前記気体収容部が収容する気体を前記液体収容部へ導く気体通路を有し、
前記第1電極は、前記気体収容部内に配設され、
前記第2電極は、少なくとも前記第1電極と対になる部分が前記液体収容部に収容される液体と接触するように配設され、
前記気体供給部は、少なくとも酸素を含む気体を前記気体収容部に供給し、
前記プラズマ電源部は、前記第1電極および前記第2電極に供給する電位を発生し、
前記プラズマ電源部は、前記第2電極の電位を前記第1電極の電位よりも低い値に設定し、
前記第2電極は、前記液体内に前記第2電極の金属の微小粒子が拡散するようにスパッタリング現象を起こす材料としての銀、材料化合物としての銀化合物、および材料混合物のいずれかにより形成される
プラズマ発生装置。 - 前記第2電極は、スパッタリング現象を起こす前記材料混合物として、銀混合物により形成される
請求項1に記載のプラズマ発生装置。 - プラズマ発生部、プラズマ電源部、および気体供給部を有するプラズマ発生装置であって、
前記プラズマ発生部は、液体収容部、気体収容部、隔壁部、第1電極、および第2電極を有し、
前記液体収容部は、少なくとも水を含む液体を収容可能な第1の収容空間を含み、前記第1の収容空間が前記液体および電子機器が収容される第2の収容空間と連通するように構成され、
前記気体収容部は、気体を収容し、
前記隔壁部は、前記液体収容部と前記気体収容部とを隔て、前記気体収容部が収容する気体を前記液体収容部へ導く気体通路を有し、
前記第1電極は、前記気体収容部内に配設され、
前記第2電極は、少なくとも前記第1電極と対になる部分が前記液体収容部に収容される液体と接触するように配設され、
前記気体供給部は、少なくとも酸素を含む気体を前記気体収容部に供給し、
前記プラズマ電源部は、前記第1電極および前記第2電極に供給する電位を発生し、
前記プラズマ電源部は、前記第2電極の電位を前記第1電極の電位よりも低い値に設定し、
前記第2電極は、前記液体内に前記第2電極の金属の微小粒子が拡散するようにスパッタリング現象を起こす材料、材料化合物、および材料混合物のいずれかにより形成される部分の少なくとも前記気体通路を通過する気体と対向する面が最大高さの値が10μmよりも大きい表面粗さを有する
プラズマ発生装置。 - プラズマ発生部、プラズマ電源部、および気体供給部を有するプラズマ発生装置であって、
前記プラズマ発生部は、液体収容部、気体収容部、隔壁部、第1電極、および第2電極を有し、
前記液体収容部は、少なくとも水を含む液体を収容可能な第1の収容空間を含み、前記第1の収容空間が前記液体および電子機器が収容される第2の収容空間と連通するように構成され、
前記気体収容部は、気体を収容し、
前記隔壁部は、前記液体収容部と前記気体収容部とを隔て、前記気体収容部が収容する気体を前記液体収容部へ導く気体通路を有し、
前記第1電極は、前記気体収容部内に配設され、
前記第2電極は、少なくとも前記第1電極と対になる部分が前記液体収容部に収容される液体と接触するように配設され、
前記気体供給部は、少なくとも酸素を含む気体を前記気体収容部に供給し、
前記プラズマ電源部は、前記第1電極および前記第2電極に供給する電位を発生し、
前記プラズマ電源部は、前記第2電極の電位を前記第1電極の電位よりも低い値に設定し、
前記第2電極は、通気性を有し、かつ、前記液体内に前記第2電極の金属の微小粒子が拡散するようにスパッタリング現象を起こす材料、材料化合物、および材料混合物のいずれかにより形成され、
前記気体収容部が収容する気体は、前記第2電極を通過して前記液体収容部に供給される
プラズマ発生装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のプラズマ発生装置を備える洗浄装置であって、
前記洗浄装置は、スパッタリングにより前記第2電極から金属の微小粒子を放出して被洗浄処理対象部としての前記電子機器の少なくとも可動部に付着させる
洗浄装置。 - 前記洗浄装置は、前記被洗浄処理対象部として除毛器具に前記第2電極から金属の微小粒子を付着させる
請求項5に記載の洗浄装置。 - 前記除毛器具は、摺動面を備えた刃部を有し、
前記除毛器具は、前記摺動面の少なくとも一部が前記第2電極が放出する金属の微小粒子の移動を妨げる物がない位置に設置される
請求項6に記載の洗浄装置。
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