JP6495313B2 - プラズマによって表面を処理するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、誘電体で遮断されたプラズマで表面を処理するための装置であって、該表面は対向電極として機能し、高電圧供給ラインと、該高電圧供給ラインに接続されている電極と、電極を表面に対し遮る誘電体とが設けられているハウジングを有する装置に関する。

このような装置は、特許文献１によって公知である。ここでは、円筒形横断面と丸みを帯びた端面を有する細長い電極は、相応に形成された誘電体によって囲まれている。誘電体の外面によって、面、例えば、皮膚の面積を処理（治療）することができる。比較的大きな面の均一な処理（治療）は、このタイプの装置では、意図されない。
特許文献２によって、比較的大きな皮膚表面の処理（治療）のために、平面状の電極装置が意図されている。電極装置において、平面状の電極が、処理(治療)される面、特に皮膚表面に対し、平面状の誘電体によって遮られる。不規則な表面への適応のために、電極のみならず誘電体も柔軟に形成されている。このような平面状の電極は、処理(治療)されるべき面に載せることができる。誘電体は、構造化された状態で形成されている。その目的は、皮膚と誘電体の間にエアスペースを残すためである。該エアスペースでは、処理(治療)されるべき面が対向電極として使用されるとき、プラズマ放電が生じ得る。この装置の欠点は、電極装置の大きな面積である。この電極装置は、好ましくは固定式の手段で使用することができ、更に、強く湾曲した面の処理(治療)も、限られた程度で可能にする。

DE 10 2007 030 915 A1 DE 10 2009 060 627

従って、明細書の最初の部分に記載されたタイプの誘電体で遮断されたプラズマで面を処理(治療)するための装置であって、簡単な処理において、強く湾曲した表面および比較的大きい面の面積のプラズマ処理を可能にするところの装置を記載するという課題が本発明の基礎になっている。

上記課題を解決するために、明細書の最初の部分に記載されたタイプの装置は、電極が、球体の形状を有し、該球体は、少なくとも限定された程度にハウジングに回転自在に取り付けられており、かつ、球体部分が、ハウジングの端面開口部から突出していること、および、電極は、ハウジングから突出するところの、電極の球体部分が、如何なる可能な回転位置でも、誘電体によって覆われているように、誘電体と結合されていることを特徴とする。

本発明に係わる処理装置は、処理(治療)されるべき面と、比較的わずかな接触領域しか有しない。しかしながら、装置を、回転自在に取り付けられた球状の電極に基づき、容易にかつ制御された方法で面に亘ってガイドすることができる。詳しくは、装置を面上で転動させるのである。電極が装置のハウジング内の高電圧供給ラインに接続されなければならないので、球状電極の回転運動は制限されている。従って、処理されるべき面を、本発明に係わる装置を用いて、蛇行状にまたは螺旋状に掠める。

本発明に係わる処理装置は、特に、皮膚上に塗布されたスキンケア物質および皮膚再生物質の後続の吸収のための準備としての皮膚表面の美容処理のために、適切である。更に、本発明に係わる処理装置を、医用のためにも使用することができる。例えば、その目的は、処理(治療)されるべき皮膚表面へのプラズマ処理の抗菌性の作用を発揮するために、および／または医療活性物質の吸収の改善のための皮膚を準備させるためである。更に、プラズマの作用によって、組織複合体中の微小循環にプラスの影響を与えることができる。

球状の電極を囲む誘電体は、均一な厚さ、従ってまた、処理されるべき面に対する滑らかな接触面を有することができる。何故ならば、この場合、接触面の周りには、プラズマ処理のための環状領域が使用可能だからである。しかしながら、処理されるべき面に対し、誘電体に、特に突出する突起によって形成されていてもよい構造化された表面を、備えることは好ましい。誘電体が、均一な厚さのベース領域を有することは好ましい。このベース領域から、突起が突出する。かくして、接触領域にも、複数の突起の間の隙間にプラズマの形成が保証されている。このことによって、突起を有しない場合よりも均等なプラズマ処理が達成される。ここでは、突起は、最大限１ないし２ｍｍの小さな隆起のみを形成し、好ましくは球状に形成されている。突起は、びっしりと配列されていることができる。それ故に、ガス空間は、表面上の複数の突起の間隔に基づくのではなく、突起の球形に基づいて生じるのである。ハウジングの開口部から突出する球体面上には、好ましくは２０から５０の突起がある。突起の、被覆する面、すなわち、最大数の突起を結合する面は、同様に、ハウジングの軸受用リセスに対応する球面を形成する。従って、電極を、構造化された表面を有する誘電体と共に、ハウジングの中で回転自在に保持される。

本発明に係わる装置に、外部で発生された高電圧を供給することができる。高電圧は、装置のハウジング内で、球形の電極へ導かれる。しかしながら、高電圧が装置自体で発生され、通常の電源電圧（例えば２３０Ｖまたは１１０Ｖの主電源電圧）を、ケーブルを介して供給することができることは、好ましい。この装置構造体は、必要な装置の安全性を著しく容易に保証することができるように、装置の外には高電圧が導かれないという、利点を有する。

しかしながら、電源電圧を、装置内にある電池によって得て、かつ、該電池を必要な高電圧に変換することが可能である。特に化粧品用途のために、この実施の形態を、ケーブル接続のない良好に処理可能な装置を作成するために、使用することができる。

構造的には、装置が、ヘッド部およびハンドル部から構成されることができ、ヘッド部は、電極および誘電体を有し、ハンドル部には、高電圧供給ラインと、場合によっては高電圧発生器と、対応の制御システムとが設けられていることは、有利である。ヘッド部が、電極に接続された中央の接続ピンを有し、該接続ピンは、組み立てられた状態で、ハンドル部の、適合するガイドチャネルへ突入し、かつ、高電圧供給部に接続可能であることは好ましい。

ケーブルとハンドル部との間の接続は、好ましくは、ハウジング部分の係止結合として行なう。補足的に、接続ピンと、該接続ピンと接触する接続ソケットとの間の係止結合部が意図されている。

絶縁されたガイドチャネルを、高電圧供給ラインとの、望ましくない、不注意の接続に対して、以下のことによって、すなわち、ガイドチャネルが、横方向スライダによって、ばね作用下で閉鎖可能であり、横方向スライダは、貫通孔を有し、該貫通孔を、作動ボタンによって、ばね作用の復元力に抗して、ガイドチャネルと整列させることができることによって、保護することができる。従って、ヘッド部とハンドル部との間の結合は、作動ボタンの作動後にはじめて可能である。ヘッド部をハンドル部から引き出し、従って、例えば係止結合を解除するとき、横方向スライダは、ばね作用により、ガイドチャネルを閉じる。それ故に、高電圧供給ラインは、ガイドチャネルに対して覆われている。

球状の電極の取付は、ハウジングが、球状の電極を支持しかつ開口部に接続する領域で、２部構成で、特に２つの半体から形成されているときに、容易に形成される。このとき、球状の電極を、２つの半体の結合前に、半体の一方の球体状の軸受に挿入する。

組み立てられていない状態での、ヘッド部およびハンドル部からなるハウジングの、軸方向断面図を示す。 組み立てられた状態でのハウジングのための図１に示す断面図を示す。 ハウジングのヘッド部の部分の、図１の断面に対し直角の拡大断面図を示す。 ヘッド部の構成要素の分解図を示す。 完全な装置の構成要素の分解図を示す。

以下、図示した実施の形態を参照して本発明を詳述する。図示した装置は、ヘッド部２およびハンドル部３からなるハウジング１を有する。ヘッド部２は、弾性プラスチック材料からなり、かつ、一体的な壁部を形成する。該壁部は、自由端４へとわずかに円錐形になっている。自由端には、端面開口部５がある。端面開口部５の直ぐ後方で、ヘッド部２の壁部は、球体状の軸受６を形成する。該軸受には、球状の電極装置７があらゆる方向に回転自在に取り付けられている。電極装置７は、球体状の電極８からなる。電極の表面の大部分は、誘電体９で被覆されている。電極装置７の球体状の部分は、端面開口部５から突出している。電極装置７の球体状の部分は、球体部分に亘って延びている。球体部分の高さは、球状の電極装置７の直径の１／３未満、特に１／４未満である。このことによって、保証されているのは、電極装置７が軸方向に見て、自らの最大の直径の領域でおよび最大直径の両側で、直径の少なくとも１／５の軸方向長さに亘って、球体状の軸受６に回転自在に取り付けられており、それ故に、確実な取付が保証されていることである。誘電体９は、電極８の球状の表面に亘って、球体状の軸受６に関して電極８の最大の直径をかなり越えて延びており、かつ、環状ビード部１１で環状のリセス１０に固定されている。

端面開口部５から離隔した側で、球状の電極８は、環状のリセスを有する。該環状のりセスによって、電極の球体輪郭内で、円筒状のねじボルトが形成される。ねじボルト１２の軸方向端部には、円筒状の突出部が形成されている。該突出部は、ストッパ１４として、球状の電極装置７の回転運動を制限するのは、ストッパ１４が、ヘッド部２の内壁で突き当たることによってである。

ストッパ１４は、ヘッド部２の中空の内部空間１５に突出している。該中空の内部空間は、一方では、挿入された電極装置７によって区画され、他方では、底部壁部１６によって区画されている。底部壁部１６には、円筒状の接続ピン１７が固定されている。接続ピンは。高電圧を電極８に伝達するために役立つ。この目的のために、電極８には、ストッパ１４から中心点に径方向に延びているチャネル１７が備えられている。該チャネルへは、可撓性のケーブル１８が導入されている。ケーブル１８の他端は、接続ピン１７にしっかり接続されている。

ヘッド部２のハウジングは、底部壁部１６の向かい側に、環状のアンダーカット２０を有する、周囲を囲む縁部１９を具備する。縁部によって、ハンドル部１１との係止結合を生成させることができる。

実質的に中空円筒状であり、かつ外側の輪郭に人間工学的に成形されたハンドル部３は、ヘッド部２に向いた端面で、絶縁材料からなる実質的に円筒状のインサート２１によって閉じられている。インサートは、外側に、のこぎり歯状の拡張部２２を有する。拡張部には、環状の溝部２３が接続している。環状の縁部１９を、ヘッド部２をハンドル部３に取り付けるために、のこぎり歯状の拡張部２２へ押し被せる。このことによって、縁部１８が膨張される。挿入を続けると、縁部１９は、のこぎり歯状の拡張部を乗り越え、かつ、溝部２３にスナップフィットする。他方、のこぎり歯状の拡張部２２は、図２に明らかなように、アンダーカット２０に余地を見つける。

インサート２１は、接続ピン１７のための中央のガイドチャネル２４を有する。ガイドチャネル２４の、ヘッド部２から離隔した端部には、中実の円筒状の接続片２５がある。該接続部分は、高電圧コイルの形態をとる高電圧発生器２６に接続されている。接続片２５は、中空円筒状に形成された受け入れ端部２７を有する。受け入れ端部２７には、接続ピン１７に向けて開いた４つの長手方向スリット２８がある。これらの長手方向スリットは、接続片２５の中実な領域で終わる。従って、スリットは、４つのクランプジョー２９を区画する。該クランプジョーの上端は、内部に突入する係止突起３０を有する。ヘッド部２がハンドル部３に組み立てられた状態(図２)では、接続ピン１７の遠位端部は、接続片２５の収容端部２７に突入している。接続ピン１７は、遠位端部に、周囲を囲む係止溝部３１を有する。クランプジョー２９の係止ビード部３０が係止溝部に係合するのは、ヘッド部がハンドル部３に正確に組み立てられている場合である。かくして、高電圧発生器２６と電極８との間に、接続ピン１７を介して確実な高電圧接続が、フラッシュオーバーのリスクなしに、生成される。

図１から明らかなように、ガイドチャネル２４は、出発位置で、横方向スライダ３２によって閉じられる。該横方向スライダは、スリットの中で、ハンドル部３の長手方向に対し横方向にガイドされている。横方向スライダ３２は、２つの止まり穴を有し、該止まり穴の中に、複数の渦巻きばね３４が取り付けられている。該渦巻きばねは、端面のスリット壁部において支持され、かつ、静止状態で、横方向スライダ３２を、図１に示した出発位置に押圧する。渦巻きばね３４によって引き起こされる、径方向外側への動きは、ねじ穴３５に螺入されたボルト３６の端部によって区画される。ボルトの端部は、横方向スライダ３２の、ヘッド部２に向いた表面で、スリット状の開口部３７に突入している。横方向スライダ３２は、穴３８を有する。該穴が、図２から明らかなように、ガイドチャネル２４と一直線に整列されるのは、作動ボタンとして機能する横方向スライダ３２が、渦巻きばね３４の力に抗して内部へ押圧されるときである。この状態では、接続ピン１７を、ガイドスリット２４へ、接続片２５の収容端部２７まで、押し込むことができ、従って、ハウジング１を完全に組み立てることができる。これに対し、ヘッド部２が除去されているときは、横方向スライダ３２は、図１に示した位置にある。この位置では、横方向スライダは、ガイドチャネル２４を、高電圧発生器２６の接続片２５へと閉じ、かつ、かくて、高電圧との接触を防止する安全機能を引き起こす。

図１および２は、電子回路および制御装置の更なる構成要素がハンドル部３に収容されていることを示す。ハウジング１の、インサート２１と反対側にある閉じた端部は、接続ケーブルを通すための貫通孔３９を有する。接続ケーブルを介して、ハンドル部３にある回路に、通常の主電源電圧（２３０Ｖまたは１１０Ｖの交流電圧）または直流電圧であってもよい他の使用可能な電源電圧を供給することは好ましい。原理的には、貫通孔３９を介して既に高電圧を供給することも考えられる。このことによって、ハンドル部３に高電圧発生器２６を省略することができるだろう。しかしながら、通常の主電源電圧の供給、およびハンドル部１に設けられた高電圧発生器２６によるプラズマ処理のために必要な高電圧の発生は好ましい。

ハンドル部３が電池または充電式蓄電池の形をとる自身の電源を有する限り、貫通孔３９が未使用のままであり、場合によっては閉じることができる。

図３の拡大図が示すのは、接続ピン１７と電極８の間に設けられたケーブル１８が、余分な長さで、ループにして敷設されていることである。その目的は、電極装置７が回転可能であり、ケーブル１８は、この回転運動に従うことができるためである。余分な長さは、ケーブルが、引っ張られるように、ストッパ１４によって区画された領域内で、電極装置７の回転を共にすることがきるほどに大きく形成されている。

図３は、更に、穴１７´を通って導入されたケーブル端部を止めねじによって固定することができ、該止めねじは、穴１７´に対し鋭角に延びており、かつ穴１７´を横切るねじ穴４０に螺入することができることを示す。
更に、図３には、以下に詳述するように、ヘッド部の壁部が、ヘッド部の半体に設けられている受け入れ溝４１を有すること、が認められる。

図３の拡大図は、誘電体９の構造化された表面を、突出し、かつほぼ球状に形成された突起４２によって形成されており、該突起は、実際にぎっしり設けられており、かつ、場合によっては、突起の直径の半分未満である間隔を有することを明らかにする。

図４におけるヘッド部２の構成要素の分解図は、球状の電極８が、球体状の軸受６に回転自在に取り付けられている限りにおいて、球状であることを明らかにする。この領域の外には、環状のリセス１０と、ねじボルト１２と、ストッパ１４とがある。

誘電体９は、電極８の球状部に、例えば焼きばめによって設けられる。ここでは、環状ビード部１１は、電極８の環状のりセスに係合する。電極８と誘電体９との間にかくして生成された結合は、ねじボルト１２に螺着される閉鎖部１３によって保証される。

誘電体９は、コーティングプロセスによって電極８に接続されてもよい。

ヘッド部２のハウジングは、鏡面対称的に形成されている２つの半体４３，４４からなる。しかしながら、半体４３が受け入れ溝４１を有し、他方、半体４４は、相応に成形されたウェブ部材４５を有する。ウェブ部材が受け入れ溝に押し入れられるのは、２つの半体４３，４４が互いに向かって押圧されて、ヘッド部２のハウジングが形成されるときである。２つの半体４３，４４の結合を、例えば、係止手段によって、または貼着によって保証することができる。

装置全体の分解図は、横方向スライダ３２の中の２つの渦巻きばね３４のための収容チャンバ４５を示す。更に、高電圧発生器３６および接続片２５を含めた全体の電子システムが、プリント回路基板４５上にあり、該プリント回路基板は、ハウジング１のハンドル部３に取り付けられており、かつ、例えば締付片４７によって、ずれに対し保護されていることが明らかになる。

除去可能なヘッド部２では、例えば美容院で、複数の人が、装置を連続して衛生的に使用することができる。すなわち、使用したヘッド部を洗浄および／または殺菌に晒すことができるように、各々のヘッド部を交換するのである。

本発明に係わる装置の好ましい実施の形態に関しては、電極装置７の直径は、１０ｍｍと５０ｍｍの間である。突起の高さは、≦２ｍｍである。(突起なしの）誘電体９の厚さが０，１ｍｍと１ｍｍの間にあることは好ましい。

１ 装置
５ 端部開口部
８ 電極
９ 誘電体
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 誘電体で遮断されたプラズマで表面を処理するための装置であって、該表面は対向電極として機能し、高電圧供給ラインと、該高電圧供給ラインに接続されている電極（８）と、電極を表面に対し遮る誘電体（９）とが設けられているハウジング(１)を有する装置において、
前記電極（８）は、球体の形状を有し、該球体は、少なくとも限定された程度に前記ハウジング(１)に回転自在に取り付けられており、かつ、球体部分が、前記ハウジング(１)の端面開口部（５）から突出していること、および、前記電極(８)は、前記ハウジング（１）から突出するところの、電極の球体部分が、如何なる可能な回転位置でも、前記誘電体（９）によって覆われているように、前記誘電体（９）と結合されていることを特徴とする装置。
［２］ 前記誘電体（９）は、処理される表面に向かって、構造化された表面を有することを特徴とする［１］に記載の装置。
［３］ 前記構造化された表面は、突起（４２）を有することを特徴とする［２］に記載の装置。
［４］ 前記装置は、ヘッド部(２)およびハンドル部（３）から構成されることができること、および、前記ヘッド部（２）は、前記電極(８)に接続された接続ピン（１７）を有し、該接続ピンは、組み立てられた状態で、前記ハンドル部(３)の、適合するガイドチャネル（２４）へ突入し、かつ、高電圧供給部に接続可能であることを特徴とする［１］ないし［３］のいずれか１項に記載の装置。
［５］ 前記ガイドチャネル（２４）は、横方向スライダ（３２）によって、ばね作用下で閉鎖可能であること、および前記横方向スライダ（３２）は、貫通孔(３９)を有し、該貫通孔を、作動ボタンによって、前記ばね作用の復元力に抗して、前記ガイドチャネル（２４）と整列させることができることを特徴とする［４］に記載の装置。

Claims (4)

1. 誘電体で遮断されたプラズマで表面を処理するための装置であり、該表面は対向電極として機能し、高電圧供給ラインと、該高電圧供給ラインに接続されている電極（８）と、電極を表面に対し遮る誘電体（９）とが設けられているハウジング(１)を有する装置であって、
   前記電極（８）は、球体の形状を有し、該球体は、少なくとも限定された程度に前記ハウジング(１)に回転自在に取り付けられており、かつ、球体部分が、前記ハウジング(１)の端面開口部（５）から突出していること、および、前記電極(８)は、前記ハウジング（１）から突出する前記電極の球体部分が、如何なる可能な回転位置でも、前記誘電体（９）によって覆われているように、前記誘電体（９）と結合されている装置において、
   前記ハウジング（１）は、取り外し可能なヘッド部(２)およびハンドル部（３）から構成され、および、前記ヘッド部（２）は、前記電極(８)に導入された可撓性のケーブル（１８）に接続された接続ピン（１７）を有し、該接続ピンは、前記ヘッド部（２）と前記ハンドル部（３）が組み立てられたとき、前記ハンドル部(３)内の適合するガイドチャネル（２４）の中へ突入し、高電圧供給部に接続可能であることを特徴とする装置。
2. 前記誘電体（９）は、処理される表面に対して構造化された表面を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記構造化された表面は、突起（４２）を有することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記ガイドチャネル（２４）は、横方向スライダ（３２）によって、ばね作用下で閉鎖可能であること、および前記横方向スライダ（３２）は、穴(３８)を有し、該穴（３８）を、作動ボタンによって、前記ばね作用の復元力に抗して、前記ガイドチャネル（２４）と整列させることができることを特徴とする、請求項３に記載の装置。

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