JP6280217B2 - 圧電トランスおよび対向電極 - Google Patents

Description

本発明は圧電トランスおよび圧電トランスを有する装置に関し、また対向電極および対向電極を有する装置に関する。

本発明の課題は、表面の処理のための装置用の改善された圧電トランスおよび改善された対向電極を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する圧電トランスおよび請求項１５に記載の特徴を有する対向電極によって解決される。有利な構成および派生例は従属請求項に示されている。

本発明が提示する圧電トランスは、少なくとも１つの突出した表面構造セグメントを備える表面構造を備える。さらにこの圧電トランスは、１つの輪郭を備え、プラズマを生成するために１つの対向電極と協働してガスを放電するために適している。上記の表面構造は、このガス放電が、この輪郭上の複数の放電開始点で開始されるように形成されている。このガス放電は、誘電体バリア放電または他の放電であってよい。プラズマとは、好ましくは冷プラズマである。

上記の表面構造の輪郭は、好ましくはこの表面構造の外形または包絡部すなわちこの表面構造の包絡線または包絡面を意味する。この輪郭は、好ましくは上記の表面構造の実際の外形でなく、むしろ仮想的な、好ましくは平面または僅かに湾曲した側線または側面である。好ましくはこの表面構造は、上記の輪郭によって包囲されすなわち画定されており、ここでこの表面構造の表面点または領域は、この輪郭上に直に、またはこの輪郭によって境界となっている領域すなわちこの輪郭によって包囲されている領域内に配設されていてよい。

上記のガス放電は、好ましくは、上記の表面構造の輪郭上の、たとえば独立した、複数の放電開始点で開始される。これらの放電開始点は、特にこのガス放電が最初にあるいはエネルギー的に最も低く開始され得る輪郭上の点を表す。

さらに上記の表面構造の表面構造セグメントの幅は、好ましくは上記の圧電トランスの幅よりも小さい。

上記の表面構造セグメントの幅は、好ましくはこの表面構造セグメントの長さあるいは上記の表面構造の長さに対し垂直に延伸している。これに対応して上記の圧電トランスの幅は、好ましくはこの圧電トランスの長さに対して垂直方向に延伸している。上述の長さおよび幅は、上述の部品の上面あるいは断面に関するものである。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、上記の圧電トランスの出力側に配設または形成されている。この出力側とは、好ましくは、この圧電トランスの一方の側であり、変換された出力電圧をそこでまたはそこを介して取得することができる側を表す。

上記の表面構造は、好ましくは、上記の圧電トランスの唯一の平坦な端面または出力側を表すものでなく、むしろたとえば１つのパターンすなわち所定の、たとえば微小に構造化された表面を表すものである。好ましくは、上記の表面構造は、複数の突出した表面構造セグメント（以下参照）を備える。この表面構造を設けることによって、上記の圧電トランスの表面点または表面領域が全て一緒に１つの平面にあるのではなく、むしろいくつかの表面点の間隔が他の点より、たとえば上記の圧電トランスの対向電極と比較してより大きな間隔を備えることが好適に実現される。以上により、上記の対向電極の最も近くに好適に配設されている、複数の放電開始点を有利に生成することができる。このより小さな間隔によって、上記の輪郭上の複数の点において、ガスを放電するためおよびプラズマを生成するための、より大きな局所的電界が可能となる。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、上記の対向電極と協働して、上記の放電開始点で局所的に大きくされた電界強度分布を形成するために適合および／または形成されている。

本発明による圧電トランスは、特にガスの放電に必要な電圧を供給する。このガスは、この圧電トランスでの静的または通流するガス、あるいはこの圧電トランスおよび／または対向電極の近傍を流れるガスであってよい。

具体的には本発明による圧電トランスによって、たとえば効率的に駆動され得る表面処理用の装置を提供することができる。この際この効率は、上記のガスのイオン化の程度またはその効率に関係する。さらに、たとえばガスとして空気を用いる場合、単位時間および空気量当たりに生成されるオゾンの割合を大きくすることができる。この圧電トランスを設けることにより、さらに高電圧電源から放電ユニットまでの高電圧ケーブルの使用、また高電圧コネクタ端子およびこれと結合されている点火ユニットの使用を省くことができる。さらにとりわけコンパクトかつ簡単な表面処理用の装置を提供することができ、この装置は、スペースおよび重量の効率が優れており、および／またはデバイスまたは部品が少ないという優れた特徴を有する。必要な、または相互作用する部品の数が少ないことによって、故障が少なくなるので、このシステム全体の信頼性もまた高めることができる。さらに本発明が提示するアイデアは上記の冷プラズマの容易な点火を有利に可能とするものである。この際場合によってはこの冷プラズマの点火ユニットとしてのバリア放電ユニットの使用を省くことができる。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、１つの電極を備え、あるいはこれを形成している。以上により上記のプラズマの生成用の対向電極と協働して、この電極と対向電極との間でガスを放電することができる。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造セグメントは、本発明による圧電トランスの輪郭を画定する。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、複数の表面構造セグメントを備え、ここで隣接した表面構造セグメント間にはそれぞれ１つの間隙が配設されており、かつこれらの表面構造セグメントはこの間隙と共に上記の表面構造を形成している。好ましくは上記の輪郭は、上記の表面プロファイルに対して上述の間隙を含んでいる。上記の複数の表面構造セグメントによって、具体的には、これらの表面構造セグメントの幾何学的形状による複数の放電開始点を、プラズマの生成のために使用することができる。以上によりこのガスを非常に高い割合でイオン化することができるので、エネルギー的な観点から、とりわけ効率的なガス放電が可能である。

１つの好ましい実施形態においては、上記の複数の表面構造セグメントは同様に形成されている。この実施形態により、上記のガスを上記の表面上で同様にあるいは均質に放電することができ、この表面に渡って分布する均質なプラズマを有利に生成することができる。これは特に均質な表面処理、たとえば表面のクリーニングまたは異物除去において有利となる。

１つの好ましい実施形態においては、表面構造セグメントの幅または２つの隣接する表面セグメント間の距離は１０μｍより大きい。この実施形態は、このようにしてこの表面または表面構造でのマイクロ放電が形成され得るので、プラズマ生成にとりわけ有利である。マイクロ放電は、マイクロメーター領域で互いに離間している複数のガス放電を意味し得る。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、１つの表面プロファイルを備え、ここでその表面プロファイルのプロファイル深さは１つの表面構造セグメントの幅よりも大きい。この実施形態は、上記の表面構造セグメント（複数）のアスペクト比を、たとえばこの表面構造の断面で見て、有利に大きくし、これによって、上述したように、圧電トランスと、たとえば１つの対向電極または対向電極として機能する部品との間に、局所的な極めて大きな電場の形成を可能とする、上記の表面構造の幾何学的形状を、極めて好適に形成することができる。この表面プロファイルは、好適には、たとえばこの表面構造の断面で見た、この表面構造が実際にどのように続いているかを表す、すなわちこの表面構造が形成している上記の輪郭からずれている。

１つの好ましい実施形態においては、上記の複数の放電開始点は１つの平面にある。さらにこの平坦な幾何学的形状によって、平坦な表面の処理を、特に面状で、有利に行うことができる。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造セグメントは、断面が三角形、たとえば長方形の四角形であり、または四角形以上の多角形である。この実施形態によって、１つの平板対向電極と協働してエネルギー的に効率の良いガス放電を形成することができる。上記の表面構造セグメントのこれらの角のある幾何学的形状は、上記の放電開始点の形成を容易かつ好適に行うことを可能とする。

１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、上記の圧電トランスの幅に渡って２ｍｍ〜４ｃｍ延伸している。

１つの実施形態においては、上記の表面構造は、多角形の形状を有し、複数の表面構造セグメントを備える。

１つの好ましい実施形態においては、それぞれの表面構造セグメントは、１つの多角形の連結体の直線部分によって規定されており、ここで上記の放電開始点は様々な平面上に存在している。この実施形態によって、上記のプラズマは、たとえば上記の放電開始点の平面的な配置と比べて、むしろ曲線的または多角形形状のように成形された表面処理が可能となるように、成形することができる。

この実施形態に合わせて、上記の表面構造は、好適に間隙無しに形成される。

１つの実施形態においては、上記の表面構造は、唯１つの表面構造セグメントを備え、この表面構造セグメントは、上記の圧電トランスの出力側でそれ自身の端面を画定し、ここで上記の複数の放電開始点は同一の平面上にある。この実施形態によれば、表面構造セグメントの幅は、たとえば１００μｍより小さく、これにより上記の端面上で隣接する放電開始点間の距離は、たとえば１００μｍより小さい。この実施形態は、面状の表面処理よりもむしろ狙いを定めたあるいは点状の表面処理を有利に可能とする。

１つの実施形態においては、本発明による圧電トランスは、この圧電トランスの出力側に向かって先細となっている。

１つの実施形態においては、上記の表面構造は、圧電トランスの基本材料の機械的加工によってこの圧電トランスと一体的に成形される。

１つの実施形態においては、本発明による圧電トランスは、１つの構造部分が設けられている１つのトランス主部を備え、ここで上記の表面構造がこの構造部分に形成されており、またこの構造部分はこの圧電トランスに対してこのトランス主部と堅固に結合されている。この実施形態によって、上記の構造部分の形成に関し、この圧電トランス主部をこれに合わせて実装あるいは加工する必要なく、上記の表面処理に必要な条件に合った表面構造および上述の利点を利用することができる。この構造部分は導電性材料であってよく、これは特に従来のプラズマ生成、すなわち誘電体バリア放電を用いないプラズマ生成に好適である。代替として、誘電体バリア放電の場合には、この構造部分は電気絶縁性の構造部分であってよい。

１つの実施形態においては、上記の表面構造は導電性である。この実施形態は、誘電体バリア放電を用いない従来のプラズマ生成を可能とする。誘電体バリア放電を用いないことは、特に、プラズマの生成の際にこれに対応した点火ユニットおよび／またはバリア放電ユニットを省くことができるという利点を提供する。

１つの代替の実施形態においては、上記の表面構造が電気絶縁性であり、ここではガス放電は誘電体バリア放電となっている。誘電体バリア放電は、たとえば従来の電極構造に対して高いエネルギー効率、低いプラズマ温度および少ない材料損耗発生という利点をもたらす。

さらに本発明は上記の圧電トランスを有する装置を提供し、この装置はさらに１つの対向電極を備え、この対向電極は、たとえばこの圧電トランスとこの対向電極との間にプラズマを生成するために上記の表面構造に向いて配設されている。好適には、ガスも同様にこの圧電トランスまたはこの出力側とこの対向電極との間に配設されている。この装置は、既に上述した利点を提供する。

本発明による装置の１つの好ましい実施形態においては、上記の対向電極は平板で形成されている。

本発明による装置の１つの好ましい実施形態においては、プラズマは低エネルギーの大気圧プラズマである。この実施形態によって、たとえば大気環境を放電のためのガスとして使用することができる。

本発明による装置の１つの好ましい実施形態においては、このガスはヘリウム，アルゴン，窒素，または空気である。

さらに本発明は１つの表面構造を備えた対向電極を提供し、この表面構造は、少なくとも１つの突出した表面構造セグメントを備え、ここでこの対向電極は１つの輪郭を有しかつプラズマの生成のための１つの圧電トランスと協働してガスを放電するために適しており、ここでこのガス放電は、たとえばこの表面構造の輪郭上の複数の独立した放電開始点で開始される。

特に、本発明による圧電トランス用に開示されたすべての特徴は、この対向電極にも適用され得るものであり、逆もまた同様である。さらに上記の表面構造を有する対向電極に対する利点は、上記の表面構造を有する圧電トランスのぞれぞれの利点と同様に得られるものである。

本発明による対向電極の１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、複数の表面構造セグメントを備え、ここでこれらの表面構造セグメント間には間隙が配設されており、またこれらの間隙はこれらの表面構造セグメントと共に上記の表面構造を形成している。

本発明による対向電極の１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、この対向電極の内面に沿って延伸している。この実施形態によって表面を処理するための装置が可能であり、この装置ではこの対向電極によって画定される空洞に１つの圧電トランスが配設されている。

本発明による対向電極の１つの好ましい実施形態においては、上記の表面構造は、この対向電極の長手に沿って延伸している。

さらに本発明は、１つの対向電極と本発明による圧電トランスとを有する装置を提供し、ここでこの装置は、上記の表面構造とこの圧電トランスとの間のガスを放電するように形成されている。

この最後に記載した装置の１つの好ましい実施形態においては、上記の圧電トランスは、上記の対向電極によって形成されている空洞内に少なくとも部分的に配設されている。この実施形態は、対向電極と圧電トランスとの同軸配置を有利に可能とする。

上記の最後に記載した装置の１つの好ましい実施形態においては、上記の圧電トランスは、上記の対向電極と同軸に配設されている。

本発明のもう１つの態様は、プラスチックフィルムの付着の改善または医療用の傷処理用の、表面の疎水化のための装置の使用に関する。

本発明のさらなる利点，有利な実施形態，および有用性が、以下の実施例で図を参照した説明により示される。

１つの表面構造を有する１つの圧電トランスの１つの実施形態を概略的に示す。 １つの表面構造を有する１つの圧電トランスの１つの代替の実施形態を概略的に示す。 図１Ｂに示す圧電トランスの実施形態の一部を概略的に示す。 本発明による圧電トランスの１つの代替の実施形態の前面図を概略的に示す。 図１Ｄに示す圧電トランスの上面図を概略的に示す。 本発明による圧電トランスの表面構造の代替の実施形態の側面図を概略的に示す。 本発明による圧電トランスの表面構造の代替の実施形態の側面図を概略的に示す。 １つの構造部分を有する本発明による圧電トランスの１つの代替の実施形態を概略的に示す。 １つの圧電トランスおよび１つの対向電極を有する表面処理用の装置を概略的に示す。 図４に示す対向電極の異なる実施形態を示す。 図４に示す対向電極の異なる実施形態を示す。

これらの図中で同じ要素、同様な要素、および同等に機能する要素には、同じ参照符号が付されている。これらの図、およびこれらの図に示された要素相互の大きさの関係は、縮尺通りとはなっていない。むしろ個々の要素は、より見易いように、および／またはより理解しやすいように、誇張して大きく図示されている場合がある。

図１Ａは１つの圧電トランス１を示す。圧電トランス１は、モノリシックにまたは多層構造式に製造されていてよい。さらにこの圧電トランス１は、好ましくは１つのセラミック圧電トランスである。このような圧電トランスは、プラズマの生成のためのガス放電用の電圧源の保護部用に好適に使用することができる。

圧電トランス１は１つの出力側７を備える。この出力側７は、好ましくは、この圧電トランス１の一方の側であり、適宜変換された出力電圧をそこでまたはそこを介して取得することができる側である。この圧電トランス１の入力側は、図示されていない。この圧電トランス１の幅はＢで示されている。

出力側７には、この圧電トランス１はさらに１つの表面構造２を備える。この表面構造２は、この圧電トランスの全幅に渡って延伸している。この表面構造２は、複数の表面構造セグメント５を有する表面プロファイル４を備える。この表面プロファイル４のプロファイル深さあるいは表面構造セグメント５の高さは、Ｈで示されている。この表面構造の表面プロファイル４のプロファイル深さＨは、好ましくは、２つの隣接した表面構造セグメント５の間隔または表面構造セグメント５の幅Ｂ１より大きい。上記の幅Ｂは２ｍｍ〜４ｃｍとなっている。

圧電トランス１の幅Ｂは、好ましくはこの圧電トランスの高さ（不図示）に対しまた長手（以下参照）に対し垂直な方向となっている。この圧電トランスを備え、かつ１つの対向電極（後述の参照番号１０を参照）を有する装置では、この対向電極は、さらにこの圧電トランス１に対して、好ましくは長手方向側で、上記の表面構造２に対向しており、および／またはこの表面構造２と同じ位置にある。代替としてまたは追加的に、この表面構造２の対向電極は、適切な方向に向けられてよい。

幅Ｂ１は、好ましくは圧電トランス１の幅Ｂの何分の一かに小さくされている。
表面構造セグメント５の幅Ｂ１は、図１Ａに示すように、２つの隣接した表面構造セグメント５の間隔と同じである。

これらの表面構造セグメント５は、その断面または側部から見て、それぞれ三角形に成形され、１つの平面に配設されている。さらにこれらの表面構造セグメント５は、同様に形成されている。

この図示された実施形態によれば、これらの表面構造セグメント５は、その断面が三角形のセグメントまたは表面構造２の表面の一部で形成されている。

図１Ａ および１Ｂで示すものは、圧電トランス１の長手方向の図または側面図であり得る。

隣接した表面構造セグメント間には１つの間隙（不図示）が配設されており、ここでこれらの表面構造セグメントはこれらの間隙と共に表面構造２を形成する。

さらにこれらの表面構造セグメント５は、表面構造２の輪郭３を画定する。１つの表面構造セグメント５の幅および／または２つの隣接した表面構造セグメントの間隔は、好ましくは１０μｍより大きい。

表面構造２の側部の縁部では、表面構造セグメント５がそれぞれ幅Ｂ１の半分だけに渡り、あるいはそれぞれこの圧電トランス１の側面のエッジで切断されて形成されている。これはこの圧電トランス１の仕上げの際に、具体的にはこの圧電トランス用の１つの基体の裁断によって行われることが好適であり、または容易であることを示している。

好ましくは圧電トランス１は、プラズマを生成するための１つの対向電極（図１Ｂの参照番号１０を参照）と協働してガスを放電するのに適しており、ここでこの放電は、たとえば表面構造２の輪郭３上の独立した複数の放電開始点６で行われる。これらの放電開始点６は、好ましくはこの圧電トランスの出力側すなわち表面構造２の最も外側の点または領域となっている。これらの放電開始点は図１Ａにおいては、表面構造２または表面構造セグメント５で輪郭３に接している点にある。これらの放電開始点６においては、特にガス放電が最も容易におよび／またはエネルギー的に最も低く開始され得る。

この圧電トランスの動作においては、ガス放電が、有利に表面構造２の輪郭３上の放電開始点６で開始または行われ得るが、これはこの圧電トランス１の対向電極として機能する部品（図１Ｂの参照番号１０を参照）に対するこれらの放電開始点６の幾何学的距離が、この表面構造２の輪郭３上に無い表面点５からの距離よりも小さいからである。この対向電極として機能する部品は、たとえば表面構造２に対向して配設された、好ましくは平面状の対向電極であってよい。

代替として、ここではこの部品はプラズマ自身であってよい。代替として、ここではこの部品はこのプラズマによって処理される表面であってよい。

上述の部品の小さな幾何学的距離によって、好適に放電開始点６で局所的に大きくなった電界強度分布を形成することができ、またこのガスあるいはプラズマのイオン化の度合を高くすることができる。

図１Ｂは、表面の処理用の装置１００を示す。この装置１００は、１つの代替の実施形態による１つの圧電トランス１を備える。この圧電トランス１では、図１Ａに示すものに対して、ぞの表面構造２の表面構造セグメント５が、その断面で長方形または正方形に形成されている。これらの表面構造セグメント５に対応して、これらの表面構造セグメント５を形成するように、上記の間隙もこれらの表面構造セグメントの間に長方形または正方形に成形されている。

図示されていないが、表面構造セグメントは、他の好適な形状を備えていてもよく、たとえばその断面が多角形であってよく、および／または４つより多い角を備えていてよい。

図１Ａおよび１Ｂに示すものとは異なり、この表面構造は、この表面構造あるいは表面構造セグメントが、上記の圧電トランスの幅Ｂに渡る代わりに、その深さまたは高さ（図１Ａおよび１Ｂでその図示平面に向かう方向）に延伸するように形成されていてよい。

さらにこの装置１００は、１つの対向電極１０を備える。この対向電極１０は、圧電トランス１の表面構造２に対して向いており、これに対して離間して配設されている。この装置１００は、好ましくはプラズマを用いた表面処理用の装置である。圧電トランス１と対向電極１０の間には、この装置動作中は、好ましくはガスが配設されており、このガスは、この装置を用いてプラズマを生成するために、また適宜他の部品を用いてプラズマを生成するために放電されてよい。この対向電極１０は、平面状に形成されている。代替として、この対向電極１０は、上記の圧電トランスの代わりに上述の表面構造を備えてよいであろう。これに対応して、上記の表面構造のそれぞれの特徴は、上記の圧電トランスおよび／または対向電極に適用され得る。

図１Ｃは、図１Ａに示す実施形態による１つの個別の表面構造セグメント５の拡大した斜視図を概略的に示す。放電開始点６は、好ましくはそれぞれの表面構造セグメント５の側面のエッジまたは角に存在する。この圧電トランスの出力側の端面は、参照番号２１で示されている。

図１Ｄは、もう１つの代替の実施形態における圧電トランス１の前面図、前面または断面を示し、この圧電トランスでは、出力側で互いに反対側にある表面には表面構造２が設けられている。

図１Ｅには、図１Ｄの実施形態による圧電素子１の上面図が示されている。放電開始点６は、図１Ｅにおいては出力側７上に水平方向の線で表されており、これらの線上に放電開始点６が配設されることができあるいは形成されることができる。こうしてガス放電はこれらの線上で行われ得る。

この実施形態によれば、表面構造セグメント５は（図１Ａおよび１Ｂとは対照的に）、圧電トランス１の主表面および部分的に長さＬに沿って延伸している（図１Ｅも参照）。図示するように、これらの表面構造セグメント５は、好ましくは、圧電トランス１の出力側７全体に渡って延伸している。この長さＬは、図１Ａおよび１Ｂにおいては縦方向であってよく、すなわち幅Ｂに対し垂直方向に延伸している。

図１Ｄおよび１Ｅに示す実施形態は、具体的には、たとえば特に表面処理向けに構成された装置用の圧電トランスに適している。

図２Ａは、圧電トランスの１つの代替の実施形態を示し、この圧電トランスでは、表面構造２は単に唯１つの表面構造セグメント５を備えている。この表面構造セグメント５は、圧電トランス１の出力側に先細に形成されている。具体的にはこの圧電トランスは、出力側で、この出力側の端面２１までの長さで先細となっており、ここでこの表面構造セグメント２は、少なくとも途中でこの端面２１によって画定されている。この実施形態によれば表面構造セグメント５は、この端面２１によって決定される。幅Ｂ１はここでは好ましくは幅Ｂより大幅に小さく、出力側７の長手方向の大きさより大幅に小さい。この表面構造セグメントの幅Ｂ１は、たとえばμｍまたはｍｍの領域にある。

図２Ｂは、圧電トランス１のもう１つの代替の実施形態を示す。この場合表面構造２は、複数の表面構造セグメント５を備え、これらの表面構造セグメントは、たとえば図１Ａ，１Ｂ，および１Ｅのものとは対照的に１つの平面ではなく、むしろ異なる複数の平面に配設されている。その代わりにこの表面構造２は、断面が四角形または多角形で実現されており、放電開始点が好適にこの表面構造２の角またはエッジに配設されるようになっている。特にこの表面構造２は多角形の形状を有し、ここでそれぞれの表面構造セグメント５は、この多角形の連続体の１つの直線状の部分で画定されている。この表面構造セグメント５によれば、放電開始点６は、異なる複数の平面上に配設されている。（上述のような）これらの表面構造セグメント５によって画定される輪郭３は、半円状に延伸している。

図３は、圧電トランス１の１つの代替の実施形態を示し、この圧電トランスはそれ自身またはそれ自身の基体から成形された表面構造を備えない。その代り、この圧電トランス１の仕上げまたは製造の際に、トランス主部２２に構造部分２０が設けられる。この構造部分２０は、好ましくは表面構造２を備える。この表面構造は、図３では、図１Ｂに示す長方形の表面構造セグメント５となっている。代替として、この表面構造２は、本願に説明するいずれかの表面構造２に対応して構成されていてよい。この構造部分２０は、たとえば適合した手段で出力側でトランス主部２２にしっかりと取り付けられているかまたは成形されている。

上記の構造部分２０は、圧電トランス１に対して好適に機械的に堅く結合されており、この構造部分２０は、圧電トランスの動作中に、たとえばこの圧電トランス１の機械振動を受け取ることができるようになっている。この際この構造部分２０は、間接的または直接的にこの圧電素子１に取り付けられていてよい。

表面構造２は、本出願の範囲においては、また従来の電極設計においては、導電性に形成されていてよい。誘電体バリア放電によるプラズマの生成の場合においては、この表面構造２は、代替として電気絶縁性に形成されていてよい。

バリア放電ユニットの場合には、たとえば冷プラズマの生成のために静的なガスまたは近傍を流れるガスがイオン化される。放電に必要な電圧は、数千ボルトの交流電圧を含んでよい。

具体的には誘電体バリア放電とは、２つの電極間に高電圧を生成するものであるが、しかしながらこれらの電極の少なくとも１つは誘電体によってシールドされているものである。

図４は、装置１００の１つの代替の実施形態を概略的に示す。図示しているものは、好ましくはこの装置１００の側面図または断面図である。この装置１００は、１つの圧電トランス１を備える。さらにこの装置１００は、１つの対向電極１０を備える。図１Ｂに示す装置とは対照的に、この対向電極１０は（圧電トランス１の代わりに）表面構造２を備える。この表面構造２は、図１Ａに示す断面が三角形の表面構造５のように形成されているが、しかしながらこの表面構造は本願に説明する全ての表面構造と同様に形成されていてもよい。

圧電トランス１は、対向電極１０によって画定される空洞または間隙（不図示）に配設されている。さらに圧電トランス１は、この装置１００の長手方向軸Ｘでこの圧電トランス１が同軸に配設されている。図４ではこの表面構造は、好ましくはほぼ対向電極１０および／または圧電トランス１の長さに渡って延伸している。

プラズマを放電するためのガス（不図示）は、対向電極１０と圧電トランス１との間の間隙または空洞に静的に配設されるか、またはそこを通って流れてよい。このガスはヘリウム，アルゴン，窒素，空気たとえば周囲環境の空気，または他のガスであってよい。このプラズマは好ましくは、低エネルギー大気圧プラズマである。

図５Ａには、１つの対向電極１０が概略的に示されており、この対向電極は、図４が装置１００の断面となっている場合、この図４に示す表面構造２と同様に形成されている。この表面構造２は、放電開始点（複数）６が、対向電極１０の周囲に渡るように形成されている。可能な放電開始点（複数）６が線で示されている。

図５Ｂは、１つの対向電極１０の１つの代替実施形態を概略的に示し、この対向電極では、表面構造２は、複数の放電開始点６がこの対向電極１０の長手軸Ｘに沿って延在するように形成されている。

複数の表面構造セグメントおよび複数の放電開始点と共に上記の表面構造を形成することによって、特に圧電トランスまたは対向電極の表面でのガス放電の数を最大化することができ、これによって表面の処理用のプラズマのイオン化の程度を高めることができる。これはまたエネルギー的に効率が良い、また空間的に均一な表面処理をもたらす。

表面の処理とは、好ましくは表面の疎水化，プラスチックシートの付着性向上，および／または医療用の傷処理に関連したものである。

オゾンを用いた表面処理の場合、周囲環境の空気がプラズマの生成のためのガス放電用のガスとして好適に用いられる。この場合生成されるプラズマの幾何学的形状の微調整は、圧電トランスをパルス幅変調して制御することによって達成することができる。

オゾンを用いた表面処理の場合には、さらに圧電トランスを複数配設した装置によって、複数の構造部分全部により、プラズマ生成あるいはオゾン生成の効率をさらに高めることができる。

本発明は上記の実施形態例を参照した説明によって限定されない。むしろ本発明は、特に請求項中の特徴の組み合わせそれぞれが含むいかなる新規な特徴、並びにいかなる新規な特徴の組み合わせをも、たとえその特徴またはその組み合わせがそれ自体として請求項または実施例に明示されていなくとも、含むものである。

１ ： 圧電トランス
２ ： 表面構造
３ ： 輪郭
４ ： 表面プロファイル
５ ： 表面構造セグメント
６ ： 放電開始点
７ ： 出力側
１０ ： 対向電極
２０ ： 構造部分
２１ ： 端面
２２ ： トランス主部
１００ ： 装置
Ｘ ： 長手方向軸
Ｌ ： 長さ
Ｂ，Ｂ１： 幅
Ｈ ： プロファイル深さ

Claims (18)

1. 少なくとも１つの突出した表面構造セグメント（５）を含む１つの輪郭（３）を備えた１つの表面構造（２）を有する圧電トランス（１）であって、
   前記圧電トランス（１）は、プラズマを生成するために１つの対向電極（１０）との間でガス放電するために適した、前記輪郭（３）を備え、
   前記表面構造（２）は、前記ガス放電が、前記輪郭（３）上の複数の放電開始点（６）で開始されるように形成されており、
   前記表面構造（２）の前記表面構造セグメント（５）の幅（Ｂ１）は、前記圧電トランス（１）の幅（Ｂ）よりも小さくなっている、
   ことを特徴とする圧電トランス。
2. 前記表面構造セグメント（５）は、前記圧電トランス（１）の輪郭（３）を画定することを特徴とする、請求項１に記載の圧電トランス。
3. 前記表面構造セグメント（５）の前記幅（Ｂ１）は、１０μｍより大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の圧電トランス。
4. 前記表面構造（２）は、前記圧電トランス（１）の前記幅（Ｂ）に渡り２ｍｍ〜４ｃｍ延伸していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電トランス。
5. 前記表面構造（２）は、複数の表面構造セグメント（５）を備え、隣接した表面構造セグメント（５）の間にはそれぞれ１つの間隙が配設されており、かつ当該表面構造セグメント（５）は当該間隙と共に前記表面構造（２）を形成していることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電トランス。
6. 前記表面構造（２）は、１つの表面プロファイル（４）を備え、当該表面プロファイル（４）のプロファイル深さ（Ｈ）は１つの表面構造セグメント（５）の幅（Ｂ１）よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の圧電トランス。
7. 前記複数の放電開始点（６）は、１つの平面にあり、
   前記表面構造セグメント（５）は、断面が三角形、たとえば長方形の四角形であり、または四角形以上の多角形である、
   ことを特徴とする、請求項５または６に記載の圧電トランス。
8. 前記表面構造（２）は、多角形の形状を有し、複数の表面構造セグメント（５）を備え、それぞれの表面構造セグメント（５）は、１つの多角形の連結体の直線部分によって規定されており、前記放電開始点（６）は様々な平面上に存在していることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電トランス。
9. 前記表面構造（２）は、唯１つの表面構造セグメント（５）を備え、当該表面構造セグメント（５）は、前記圧電トランス（１）の出力側でそれ自身の端面を画定し、前記複数の放電開始点（６）は同一の平面上にあることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電トランス。
10. 前記圧電トランス（１）は、当該圧電トランスの出力側に向かって先細となっていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の圧電トランス。
11. 前記圧電トランス（１）は、１つの構造部分（２０）が設けられている１つのトランス主部を備え、前記表面構造（２）が当該構造部分（２０）に形成されており、かつこの構造部分（２０）は前記当該トランス主部と堅固に結合されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の圧電トランス。
12. 前記表面構造（２）は導電性であることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の圧電トランス。
13. 前記表面構造（２）は電気絶縁性であり、前記ガス放電は誘電体バリア放電であることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の圧電トランス。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の圧電トランスを有する装置（１００）であって、
    前記装置（１００）が、前記表面構造（２）に向いて配設されている１つの対向電極（１０）を備え、当該対向電極（１０）は平板で形成されていることを特徴とする装置。
15. 少なくとも１つの突出した表面構造セグメント（５）を含む１つの輪郭（３）を有する、１つの表面構造（２）を備えた対向電極（１０）であって、
    前記対向電極（１０）はプラズマの生成のための１つ圧電トランス（１）との間にガス放電するために適した、前記輪郭（３）を備え、、当該ガス放電は、前記輪郭（３）上の複数の放電開始点（６）で開始されることを特徴とする対向電極。
16. 前記表面構造（２）は、複数の表面構造セグメント（５）を備え、当該表面構造セグメント（５）間には間隙が配設されており、当該間隙は当該表面構造セグメント（５）と共に前記表面構造（２）を形成していることを特徴とする、請求項１５に記載の対向電極。
17. 請求項１５または１６に記載の１つの対向電極（１０）と１つの圧電トランスとを有する装置（１００）であって、
    前記装置（１００）は、前記表面構造（２）と前記圧電トランス（１）との間のガスを放電するように形成されていることを特徴とする装置。
18. 前記圧電トランス（１）は、前記対向電極（１０）によって形成されている空洞内に少なくとも部分的に配設されていることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。

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