以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るプラズマ生成装置の概略図である。図1を参照して、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1について説明する。
本実施の形態に係るプラズマ生成装置1は、プラズマ生成素子2および高電圧回路50を備える。プラズマ生成素子2は、第1基板11および第1基板11上に設けられた放電用電極30によって構成される第1ユニット10と、第2基板21および第2基板21上に設けられた放電用電極40とによって構成される第2ユニット20とを含む。高電圧回路50は、放電用電極30と放電用電極40との間に高電圧を印加する。
図2は、図1に示す第1基板を第2基板側から見た正面図である。図2を参照して、第1ユニット10について説明する。
図2に示すように、第1ユニット10は、第1基板11および放電用電極30を含む。第1基板11は、短手方向および長手方向を有する矩形形状を有する。第1基板11は、互いに向かい合う主表面11a,11b(図1参照)を有する。第1基板11としては、たとえばガラス基板等の絶縁性基板が用いられる。主表面11aは、後述する第2基板21の主表面21aに対向する。主表面11aは、第1主表面に相当する。
放電用電極30は、主表面11a上に設けられている。放電用電極30は、たとえば矩形波形状等の波形形状を有する。放電用電極30は、複数の第1パターン電極部31、複数の接続電極部32および引出部33を含む。
放電用電極30を第1基板11の主表面11a上に形成する場合には、まず、第1基板11の主表面11a上に金属膜を成膜した後、金属膜上に感光性レジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィ(露光・現像)によって感光性レジストをパターニングする。続いて、感光性レジストをマスクとして金属膜をウェットエッチング又はドライエッチングすることにより、放電用電極30をパターニングする。次いで、エッチングの後にマスクとして用いた感光性レジストを剥離液によって除去する。これにより、放電用電極30が形成される。
複数の第1パターン電極部31は、第1基板11の主表面11a上において互いに間隔をあけて並んで設けられている。複数の第1パターン電極部31は、第1基板11の長手方向に並ぶように設けられている。
複数の第1パターン電極部31のそれぞれは、第1基板11の短手方向に沿って直線状に延在する。本実施の形態に係る複数の第1パターン電極部31のそれぞれは、直線部(第1直線部)のみによって構成されている。
複数の接続電極部32は、複数の第1パターン電極部31を電気的に接続するように設けられている。複数の接続電極部32は、第1パターン電極部31が延在する方向における第1パターン電極部31の一端側同士および他端側同士を交互に接続する。これにより、複数の第1パターン電極部31が直列に接続される。複数の接続電極部32は、第1基板11の長手方向に沿って直線状に延在する。
引出部33は、複数の第1パターン電極部31が並ぶ方向における一方側に位置する第1パターン電極部31から引き出されるように設けられている。引出部33は、高電圧回路50に接続された配線51と放電用電極30とを電気的に接続するための部位である。配線51の端部がはんだ溶着等により引出部33上に固定されることにより、高電圧回路50と放電用電極30とが電気的に接続される。
図3は、図1に示す第2基板を第1基板とは反対側から見た正面図である。図3を参照して、第2ユニット20について説明する。
図3に示すように、第2ユニット20は、第2基板21および放電用電極40を含む。第2基板21は、短手方向および長手方向を有する矩形形状を有する。第2基板21は、互いに向かい合う主表面21a,21b(図1参照)を有する。第2基板21としては、たとえばガラス基板等の絶縁性基板が用いられる。第2基板21は、第2主表面としての主表面21aが第1基板11の主表面11aに対向するように配置されている。第1基板11および第2基板21は、支持部材(不図示)によって支持されている。
放電用電極40は、主表面21a上に設けられている。放電用電極40は、たとえば矩形波形状等の波形形状を有する。放電用電極40は、複数の第2パターン電極部41、複数の接続電極部42および引出部43を含む。
放電用電極40を第2基板の主表面21a上に形成する場合には、まず、第2基板21の主表面21a上に金属膜を成膜した後、金属膜上に感光性レジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィ(露光・現像)によって感光性レジストをパターニングする。続いて、感光性レジストをマスクとして金属膜をウェットエッチング又はドライエッチングすることにより、放電用電極30をパターニングする。次いで、エッチングの後にマスクとして用いた感光性レジストを剥離液によって除去する。これにより、放電用電極30が形成される。
複数の第2パターン電極部41は、第2基板21の主表面21a上において互いに間隔をあけて並んで設けられている。複数の第2パターン電極部41は、第2基板21の長手方向に並ぶように設けられている。
複数の第2パターン電極部41のそれぞれは、第2基板21の短手方向に沿って直線状に延在する。本実施の形態に係る複数の第2パターン電極部41のそれぞれは、直線部(第2直線部)のみによって構成されている。
複数の接続電極部42は、複数の第2パターン電極部41を電気的に接続するように設けられている。複数の接続電極部42は、第2パターン電極部41が延在する方向における第2パターン電極部41の一端側同士および他端側同士を交互に接続する。これにより、複数の第2パターン電極部41が直列に接続される。複数の接続電極部42は、第2基板21の長手方向に沿って直線状に延在する。
引出部43は、複数の第2パターン電極部41が並ぶ方向における一方側に位置する第2パターン電極部41から引き出される。引出部43は、高電圧回路50に接続された配線52と放電用電極40とを電気的に接続するための部位である。配線52の端部がはんだ溶着等により引出部43上に固定されることにより、高電圧回路50と放電用電極40とが電気的に接続される。
図4は、図1に示すIV−IV線に沿った断面図である。図4を参照して、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との位置関係について説明する。
図4に示すように、第2基板21の主表面21aが第1基板11の主表面11aに対向するように第1基板11と第2基板21とが配置された状態においては、複数の第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41とは、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向において互いに対向するように距離を隔てて配置される。
具体的には、複数の第1パターン電極部31のそれぞれと、複数の第2パターン電極部41のそれぞれとが、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向において一対一で対応して対向し、かつ、第1パターン電極部31が延在する延在方向(第1方向)と第2パターン電極部41が延在する延在方向(第2方向)とが平行となる。
この場合においては、複数の第1パターン電極部31が並ぶ方向における第1パターン電極部31の幅と、複数の第2パターン電極部41が並ぶ方向における第2パターン電極部41の幅とが略同一であることが好ましい。また、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向から見た場合に、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41とが全体的に重なることが好ましい。
第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との間には、空気層が介在している。第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向における第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との間隔は、約0.3mm程度である。
高電圧回路50は、高周波、高電圧を放電用電極30と放電用電極40との間に印加する。これにより、互いに対向する第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との間に電位差を発生させる。たとえば、高電圧回路50は、放電用電極30と放電用電極40との間に4kVのパルス電圧を印加する。
放電開始電圧以上の電圧が互いに対向する第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との間に印加されることにより、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41とが対向する部分において放電が開始される。これにより、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41とが対向する部分においてプラズマが生成される。
このように、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41とが対向する部分においてプラズマ生成部が構成され、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との間に高電圧を印加することにより、プラズマ生成部においてプラズマが生成される。
プラズマを発生させつつ、第1基板11および第2基板21との間に空気等の処理対象気体を通過させることにより、処理対象気体中に存在する菌やウイルスの不活化、または、臭気等の処理対象気体中に含まれる不純物ガスの分解除去を行なうことができる。これにより処理対象気体を浄化することができる。
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2およびこれを備えたプラズマ生成装置1にあっては、第1基板11上に設けられた複数の第1パターン電極部31と第2基板21上に設けられた複数の第2パターン電極部41とを、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向において対向する部分を含むように距離を隔てて配置し、複数の第1パターン電極部31と第2基板21上に設けられた複数の第2パターン電極部41の間に高電圧を印加することにより、プラズマを生成させることができる。
本実施の形態に係るプラズマ生成素子2およびこれを備えたプラズマ生成装置1は、複数の第1パターン電極部31が形成された第1基板11および複数の第2パターン電極部41が形成された第2基板21を並べる構成であるため、複数の被覆導線を撚り合わせたり、編み込んだりする必要がなく、簡素な構成となる。
また、複数の第1パターン電極部31が形成された第1基板11および複数の第2パターン電極部41に静電気力によって異物が付着した場合であっても、第1ユニット10と第2ユニット20とを引き離して、複数の第1パターン電極部31が形成された第1基板11の主表面11aと複数の第2パターン電極部41が形成された第2基板21の主表面21aをそれぞれ清掃することができる。
このため、複数の被覆導線を撚り合わせたり、編み込んだりすることにより形成される被覆導線同士の接触部近傍を清掃するよりも、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2およびこれを備えたプラズマ生成装置1は、容易にかつ確実に清掃することができる。
また、複数の第1パターン電極部31および複数の第2パターン電極部41のいずれかが破損した場合には、破損した箇所を含む第1ユニット10または第2ユニット20を他の第1ユニット10または他の第2ユニット20と交換することによりプラズマ生成素子2およびプラズマ生成装置1を修理することができる。
このため、複数の被覆導線を撚り合わせたり、編み込んだりした構成と比較して複数の被覆導線を分解する必要がないため、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2およびプラズマ生成装置1の修理が容易となる。これによりリペア性が向上する。
さらに、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2およびプラズマ生成装置1においては、複数の被覆導線を撚り合わせたり編み込んだりした構成と比較して、複数の第1パターン電極部31および複数の第2パターン電極部41が必ずしも柔軟性を有する必要性がない。このため、複数の第1パターン電極部31および複数の第2パターン電極部41を構成する放電用電極30および放電用電極40として、機械的強度の高い材料を使用することができる。これにより、耐久性を向上させることができる。
また、本実施の形態においては、広範囲に亘って第1パターン電極と第2パターン電極とを対向させることができるため、プラズマの発生領域を大きくすることができる。これにより、処理対象気体を浄化する効果を高めることができる。
(実施の形態2)
図5は、本実施の形態に係るプラズマ生成装置の概略図である。図5を参照して、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Aについて説明する。
図5に示すように、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Aは、実施の形態1に係るプラズマ生成装置1と比較した場合に、プラズマ生成素子2Aの構成が相違する。プラズマ生成素子2Aは、第1ユニット10Aおよび第2ユニット20Aを含む。
図6は、図5に示すプラズマ生成装置の第1基板側の正面図である。図7は、図6に示すVII−VII線に沿った断面図である。図5、図6および図7を参照して、第1ユニット10Aについて説明する。
図5、図6および図7に示すように、第1ユニット10Aは、第1基板11、放電用電極30Aおよび放電用電極接続ユニット60を含む。
放電用電極30Aは、複数の第1パターン電極部31のみから成る。複数の第1パターン電極部31は、第1基板11の主表面11a上において互いに間隔をあけて並んで設けられている。複数の第1パターン電極部31のそれぞれは、第1基板11の短手方向に沿って直線状に延在する。すなわち、本実施の形態に係る複数の第1パターン電極部31のそれぞれは、直線形状を有し、直線部(第1直線部)のみによって構成されている。
放電用電極接続ユニット60は、複数の第1パターン電極部31と高電圧回路50とを電気的に接続する。放電用電極接続ユニット60は、ベース部61、複数の接続端子部62、接続配線部63および引出配線部65を含む。
ベース部61は、断面視略U字型の角筒形状を有する。具体的には、ベース部61は、第1基板11の長手方向における一方側の端面から他方側の端面に連続して形成された溝部60aが形成された直方体形状を有する。当該溝部60aに第1基板11の短手方向における一端側が差し込まれることにより、放電用電極接続ユニット60が第1基板11に装着される。ベース部61としては、樹脂材料を採用することができる。
複数の接続端子部62のそれぞれは、複数の第1パターン電極部31が延在する方向における複数の第1パターン電極部31のそれぞれの一端側に1対1で対応するように設けられている。放電用電極接続ユニット60が第1基板11に装着された状態においては、複数の接続端子部62のそれぞれは、複数の第1パターン電極部31のそれぞれに接触する。これにより、複数の接続端子部62のそれぞれは、複数の第1パターン電極部31のそれぞれに電気的に接続される。複数の第1パターン電極部31のそれぞれは、並列に接続される。
接続配線部63は、互いに隣り合う接続端子部62を電気的に接続する。引出配線部65は、複数の接続端子部62が並ぶ方向における一方側に位置する接続端子部62からベース部61の外部に引き出される。引出配線部65は、高電圧回路50に電気的に接続される。
図8は、図6に示す第2基板を第1基板とは反対側から見た正面図である。図5および図8を参照して、第2ユニット20Aについて説明する。第2ユニット20Aは、基本的に第1ユニット10Aに準じた構成を有する。
図5および図8に示すように、第2ユニット20Aは、第2基板21、放電用電極40Aおよび放電用電極接続ユニット70を含む。
放電用電極40Aは、複数の第2パターン電極部41のみから成る。複数の第2パターン電極部41は、第2基板21の主表面21a上において互いに間隔をあけて並んで設けられている。複数の第2パターン電極部41のそれぞれは、第2基板21の短手方向に沿って直線状に延在する。すなわち、本実施の形態に係る複数の第2パターン電極部41のそれぞれは、直線形状を有し、直線部(第2直線部)のみによって構成されている。
放電用電極接続ユニット70は、複数の第2パターン電極部41と高電圧回路50とを電気的に接続する。放電用電極接続ユニット70は、ベース部71、複数の接続端子部72、接続配線部73および引出配線部75を含む。
ベース部71は、第2基板21の長手方向における一方側の端面から他方側の端面に連続して形成された溝部70aが形成された直方体形状を有する。当該溝部70aに第2基板21の短手方向における他端側が差し込まれることにより、放電用電極接続ユニット70が第2基板21に装着される。ベース部71としては、樹脂材料を採用することができる。
複数の接続端子部72のそれぞれは、複数の第2パターン電極部41が延在する方向における複数の第2パターン電極部41のそれぞれの他端側に1対1で対応するように設けられている。放電用電極接続ユニット70が第2基板21に装着された状態においては、複数の接続端子部72のそれぞれは、複数の第2パターン電極部41のそれぞれに接触する。これにより、複数の接続端子部72のそれぞれは、複数の第2パターン電極部41のそれぞれに電気的に接続される。複数の第2パターン電極部41のそれぞれは、並列に接続される。
接続配線部73は、互いに隣り合う接続端子部72を電気的に接続する。引出配線部75は、複数の接続端子部72が並ぶ方向における一方側に位置する接続端子部72からベース部71の外部に引き出される。引出配線部75は、高電圧回路50に電気的に接続される。
図9は、図5に示すIX−IX線に沿った断面図である。図9を参照して、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41との位置関係について説明する。
図9に示すように、実施の形態1と同様に、第2基板21の主表面21aが第1基板11の主表面11aに対向するように第1基板11と第2基板21とが配置された状態においては、複数の第1パターン電極部31のそれぞれと、複数の第2パターン電極部41のそれぞれとが、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向において一対一で対応して対向し、かつ、第1パターン電極部31が延在する延在方向(第1方向)と第2パターン電極部41が延在する延在方向(第2方向)とが平行となる。
この場合においても、第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41とが対向する部分においてプラズマ生成部が構成される。高電圧回路50によって高電圧を複数の第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41との間に印加することにより、第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41とが対向する部分においてプラズマを発生することができる。
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2Aおよびこれを備えたプラズマ生成装置1Aは、複数の第1パターン電極部31が形成された第1基板11および複数の第2パターン電極部41が形成された第2基板21を並べる構成であるため、簡易な構成であり、また、清掃性、リペア性、耐久性等においても実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。また、実施の形態1同様に、広範囲に亘って第1パターン電極と第2パターン電極とを対向させることができるため、処理対象気体を浄化する効果を高めることができる。
(実施の形態3)
図10は、本実施の形態に係るプラズマ生成装置の概略図である。図10を参照して、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Bについて説明する。
図10に示すように、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Bは、実施の形態2に係るプラズマ生成装置1Aと比較した場合に、プラズマ生成装置1Bに具備されるプラズマ生成素子2Bにおける第2ユニット20Bの構成が相違する。具体的には、第2ユニット20Bの放電用電極40Bの構成および放電用電極接続ユニット70Bの設置位置が相違する。その他の構成は、ほぼ同様である。
図11は、図10に示す第2基板を第1基板とは反対側から見た正面図である。図12は、図11に示すXII−XII線に沿った断面図である。図10、図11および図12を参照して、本実施の形態に係る第2ユニット20Bについて説明する。
図10、図11および図12に示すように、第2ユニット20Bは、第2基板21、放電用電極40Bおよび放電用電極接続ユニット70Bを含む。
放電用電極40Bは、複数の第2パターン電極部41Bのみから成る。複数の第2パターン電極部41Bは、第2基板21の主表面21a上において互いに間隔をあけて並んで設けられている。複数の第2パターン電極部41Bは、第2基板21の短手方向に並んで設けられている。
複数の第2パターン電極部41Bのそれぞれは、第2基板21の長手方向に沿って直線状に延在する。本実施の形態に係る複数の第2パターン電極部41Bのそれぞれは、直線部(第2直線部)のみによって構成されている。
放電用電極接続ユニット70Bは、複数の第2パターン電極部41Bと高電圧回路50とを電気的に接続する。放電用電極接続ユニット70Bは、ベース部71B、複数の接続端子部72B、接続配線部73および引出配線部75を含む。
ベース部71Bは、第2基板21の短手方向における一端側の端面から他端側の端面に連続して形成された溝部70c(図10参照)が形成された直方体形状を有する。当該溝部70cに第2基板21の長手方向における一方側が差し込まれることにより、放電用電極接続ユニット70Bが第2基板21に装着される。
複数の接続端子部72Bのそれぞれは、複数の第2パターン電極部41Bが延在する方向における複数の第2パターン電極部41Bのそれぞれの一方端側に1対1で対応するように設けられている。放電用電極接続ユニット70Bが第2基板21に装着された状態においては、複数の接続端子部72Bのそれぞれは、複数の第2パターン電極部41Bのそれぞれに接触する。これにより、複数の接続端子部72Bのそれぞれは、複数の第2パターン電極部41Bのそれぞれに電気的に接続される。複数の第2パターン電極部41Bのそれぞれは、並列に接続される。
接続配線部73は、互いに隣り合う接続端子部72Bを電気的に接続する。複数の接続端子部72Bが並ぶ方向における一方側に位置する接続端子部72Bからベース部71Bの外部に引き出された引出配線部75は、高電圧回路50に電気的に接続される。
再び図10に示すように、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向から見た場合に、複数の第2パターン電極部41Bは、互いに平行に延在するように設けられた複数の第1パターン電極部31と交差する方向に互いに平行に延在するように設けられている。すなわち、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向から見た場合に、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41Bとは、互いに交差するように設けられている。具体的には、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41Bと、略直交するように設けられている。
この場合には、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向から見た場合に第1パターン電極部31と第2パターン電極部41Bとが交差する部分において、第1基板11と第2基板21とが並ぶ方向において第1パターン電極部31と第2パターン電極部41Bとが対向する部分が形成される。
この場合においても、第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41Bとが対向する部分においてプラズマ生成部が構成される。高電圧回路50によって高電圧を複数の第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41Bとの間に印加することにより、第1パターン電極部31と複数の第2パターン電極部41Bとが対向する部分においてプラズマを発生することができる。
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2Bおよびこれを備えたプラズマ生成装置1Bは、複数の第1パターン電極部31が形成された第1基板11および複数の第2パターン電極部41Bが形成された第2基板21を並べる構成であるため、簡易な構成であり、また、清掃性、リペア性、耐久性等においても実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態においては、実施の形態1と比較して第1パターン電極部31と第2パターン電極部41Bとが対向する部分は減るものの、プラズマ発生領域を十分に確保することができる。このため、処理対象気体を浄化する効果を十分に確保することができる。また、第1パターン電極部31と第2パターン電極部41とが対向する部分を減少させることにより、プラズマ発生に伴って副生成物として発生するオゾンの量を抑制することができる。
(実施の形態4)
図13は、本実施の形態に係るプラズマ生成装置の概略図である。図13を参照して、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Cについて説明する。
本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Cは、第1ユニット10C1,10C2および複数の第2ユニット20C1,20C2によって構成されるプラズマ生成素子2Cと、高電圧回路50とを備える。第1ユニット10C1,10C2および複数の第2ユニット20C1,20C2は、所定の方向に並んで配置されている。第1ユニット10C1,10C2は、上記所定の方向における両端側に配置され、複数の第2ユニット20C1,20C2は、第1ユニット10C1および第1ユニット10C2の間に交互に配置されている。
第1ユニット10C1,10C2は、実施の形態2に係る第1ユニット10Aに基本的に準じた構成を有する。具体的には、第1ユニット10C1,10C2は、基板11Cと、基板11Cの片側の主表面11aに互いに間隔をあけて並んで設けられた複数のパターン電極部31Cと、放電用電極接続ユニット60とを含む。第1ユニット10C1,10C2の基板11Cは、その間に複数の第2ユニット20C1,20C2を挟んで、互いに複数のパターン電極部31Cが形成された主表面11aが向かい合うように配置されている。
複数のパターン電極部31Cは、実施の形態2同様に、基板11Cの短手方向に沿って直線状に延在し、基板11Cの長手方向(紙面垂直方向)に並んで配置されている。複数のパターン電極部31Cのそれぞれは、放電用電極接続ユニット60の接続端子部62に接触する。互いに接続配線部(不図示)によって接続された複数の接続端子部62のうち一端側に位置する接続端子部62からは、引出配線部65が引き出されている。引出配線部65は、高電圧回路50に接続された配線52に接続される。このように、複数のパターン電極部31Cは、接続端子部62、引出配線部65および配線52を介して高電圧回路50に電気的に接続される。
第2ユニット20C1,20C2は、基板21C1,21C2と、当該基板21C1,21C2の両側の主表面21a,21bに互いに間隔をあけて並んで設けられた複数のパターン電極部41C1,41C2と、放電用電極接続ユニット60Cを含む。第2ユニット20C2は、第2ユニット20C1を上下反転させた構成を有する。
複数のパターン電極部41C1,41C2は、実施の形態2同様に、基板21C1,21C2の短手方向に沿って直線状に延在し、基板21C1,21C2の長手方向(紙面垂直方向)に並んで配置されている。
放電用電極接続ユニット60Cは、基板21C1,21C2の主表面21a,主表面21bに互いに対応するように設けられた複数のパターン電極部41C1,41C2の一端側のそれぞれを一対の接続端子部62Cによって基板21C1,21C2の両側から挟み込むように設けられている。
複数の一対の接続端子部62Cは、断面視略U字型の角筒形状を有するベース部61の側壁部に設けられている。複数の一対の接続端子部62Cは、基板21C1,21C2の長手方向に沿って互いに離間するように設けられている。
複数のパターン電極部41C1,41C2のそれぞれは、放電用電極接続ユニット60Cの接続端子部62Cのそれぞれに接触している。互いに接続配線部(不図示)によって接続された複数の接続端子部62Cのうち一端側に位置する接続端子部62Cからは、引出配線部65Cが引き出されている。
第2ユニット20C1の接続端子部62Cから引き出される引出配線部65Cは、高電圧回路50に接続された配線51に接続される。このように、第2ユニット20C1の複数のパターン電極部41C1,41C2は、接続端子部62C、引出配線部65Cおよび配線51を介して高電圧回路50の一方側に電気的に接続される。
第2ユニット20C2の接続端子部62Cから引き出される引出配線部65Cは、高電圧回路50に接続された配線52に接続される。このように、第2ユニット20C2の複数のパターン電極部41C1,41C2は、接続端子部62C、引出配線部65Cおよび配線52を介して高電圧回路50の他方側に電気的に接続される。
第1ユニット10C1,10C2および第2ユニット20C2の複数のパターン電極部31Cおよび複数のパターン電極部41C1,41C2には、配線52側から第1極性の電位が印加される。第2ユニット20C1の複数のパターン電極部41C1,41C2には、配線51側から第1の極性と逆極性である第2極性の電位が印加される。
上記のような構成を有するプラズマ生成装置1Cおよびプラズマ生成素子2Cにおいても、所定の方向に並ぶ複数の基板11C,21C1,21C2のうち互いに隣り合う基板(第1基板および第2基板)に注目した場合には、互いに向かい合う2つの主表面のうち一方の主表面(第1主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第1パターン電極部)と、互いに向かい合う2つの主表面のうち他方の主表面(第2主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第2パターン電極部)とは、互いに対向する部分を含むように上記所定の方向(基板が並ぶ方向)に距離を隔てて配置されている。
このため、一方の主表面(第1主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第1パターン電極部)と、他方の主表面(第2主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第2パターン電極部)とが対向する部分にプラズマ生成部が形成される。
具体的には、一方の主表面(第1主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第1パターン電極部)の直線状に延在する部分(第1直線部)と、他方の主表面(第2主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第2パターン電極部)の直線状に延在する部分(第2直線部)とが対向する部分においてプラズマ生成部が形成される。この場合において、第1直線部と第2直線部とは、基板11C,21C1,21C2の並ぶ方向から見た場合に全体的に重なりあうことが好ましい。
上述のように高電圧回路50によって極性の異なる電位を印加することで、一方の主表面(第1主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第1パターン電極部)と他方の主表面(第2主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第2パターン電極部)とが対向する部分においてプラズマが生成される。
図13に示す一点鎖線によって囲まれる部分を参照して、プラズマ生成装置1Cおよびプラズマ生成素子2Cにおいて、連続して並ぶ3つの基板に着目した場合の構成について説明する。一点鎖線によって囲まれる部分においては、第1ユニット10C1、第2ユニット20C1および第2ユニット20C2に着目している。
第1ユニット10C1の基板11Cを第1基板とした場合には、基板11Cは、第1主表面として主表面11aを有しており、主表面11a上には、複数の第1パターン電極部として複数のパターン電極部31Cが、互いに間隔をあけて並んで設けられている。
また、第2ユニット20C1の基板21C1を第2基板とした場合には、基板21C1は、第1主表面(主表面11a)に対向する第2主表面としての主表面21aと、主表面21aの反対側に位置する第3主表面としての主表面21bとを有する。基板21C1の主表面21a上には、複数の第2パターン電極部として複数のパターン電極部41C1が互いに間隔をあけて並んで設けられている。基板21C1の主表面21b上には、複数の第3パターン電極部として複数のパターン電極部41C2が互いに間隔をあけて並んで設けられている。
また、第2ユニット20C2の基板21C2を第3基板とした場合には、基板21C2は、第2基板としての基板21C1から見た場合に第1基板としての基板11Cと反対側に位置する。基板21C2は、第3主表面としての第2ユニット20C1の基板21C1の主表面21bに対向する第4主表面としての主表面21aを有する。第4主表面としての基板21C2の主表面21a上には、複数の第4パターン電極部として複数のパターン電極部41C1が互いに間隔をあけて並んで設けられている。
この場合においては、基板11C上の複数のパターン電極部31Cと基板21C1上の複数のパターン電極部41C1とが、互いに対向する部分を含むように、基板11Cと基板21C1とが並ぶ方向において距離を隔てて配置されることにより、プラズマ生成部が形成される。
具体的には、基板11C上の複数のパターン電極部31Cの直線状に延在する部分(第1直線部)と基板21C上の複数のパターン電極部41C1とが対向する部分においてプラズマ生成部が構成されている。この場合において、第1直線部と第2直線部とは、基板11C,21C1,21C2の並ぶ方向から見た場合に全体的に重なりあうことが好ましい。
また、基板21C1上の複数のパターン電極部41C2と基板21C2上の複数のパターン電極部41C1とが、互いに対向する部分を含むように、基板21C1と基板21C2とが並ぶ方向において距離を隔てて配置されることにより、他のプラズマ生成部が形成される。
具体的には、基板21C1上の複数のパターン電極部41C2の直線状に延在する部分(第3直線部)と、基板21C2上の複数のパターン電極部41Cの直線状に延在する部分(第4直線部)とが対向する部分においてプラズマ生成部が形成される。この場合において、第3直線部と第4直線部とは、基板11C,21C1,21C2の並ぶ方向から見た場合に全体的に重なりあうことが好ましい。
上述のように高電圧回路50によって極性の異なる電位を印加することで、複数のパターン電極部31Cと基板21C1上の複数のパターン電極部41C1とが互いに対向する部分および基板21C1上の複数のパターン電極部41C2と基板21C2上の複数のパターン電極部41C1とが互いに対向する部分において、プラズマが生成される。
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2Cおよびこれを備えたプラズマ生成装置1Cは、片側の主表面上に複数のパターン電極が形成された基板と、両側の主表面上に複数のパターン電極が形成された基板とを、互いに向かい合う2つの主表面のうち一方の主表面に設けられた複数のパターン電極部と、互いに向かい合う2つの主表面のうち他方の主表面に設けられた複数のパターン電極部とが互いに対向する部分を含むように、複数枚並べる構成であるため、簡易な構成である。
また、複数枚の基板のいずれかに設けられた複数のパターン電極の一部が破損した場合には、当該複数のパターン電極が設けられた基板を含むユニットを交換するのみで修理ができる。これにより、リペア性が向上する。また、清掃性の面においても一部の基板を取り出してパターン電極を清掃すればいいため、清掃も容易に行なうことができる。また、基板および複数のパターン電極は、必ずしも柔軟性を有する必要がないため、機械的強度の高い材料を使用することができ、耐久性が向上する。
さらに、本実施の形態においては、基板数を増やすことにより、基板間を通過させる処理対象気体の量を増加させることができるため、浄化処理量を向上させることができる。
(実施の形態5)
図14は、本実施の形態に係るプラズマ生成装置の概略図である。図14を参照して、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Dについて説明する。
図14に示すように、本実施の形態に係るプラズマ生成装置1Dは、実施の形態4に係るプラズマ生成装置1Cと比較した場合に、プラズマ生成装置1Dに具備されるプラズマ生成素子2Dにて、第2ユニット20C1に代えて、第2ユニット20D1が用いられている点において相違する。
第2ユニット20D1は、実施の形態4に係る第2ユニット20C1と比較した場合に、複数のパターン電極部41D1,41D2が、基板21C1の主表面21a,21b上において基板21C1の短手方向に沿って並んでいる点において相違する。
これにより、所定の方向に並ぶ複数の基板11C,21C1,21C2のうち互いに隣り合う基板(第1基板および第2基板)に注目した場合には、互いに向かい合う2つの主表面のうち一方の主表面(第1主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第1パターン電極部)と、互いに向かい合う2つの主表面のうち他方の主表面(第2主表面)に設けられた複数のパターン電極部(第2パターン電極部)とが、複数の基板11C,21C1,21C2の並ぶ方向から見た場合に交差する。
これら複数の第1パターン電極部および複数の第2電極部が交差する部分において、プラズマ生成部が形成され、複数の第1パターン電極部および複数の第2電極部の間に高電圧を印加することにより、プラズマが生成される。
図14に示す一点鎖線によって囲まれる部分を参照して、プラズマ生成装置1Dおよびプラズマ生成素子2Dにおいて、連続して並ぶ3つの基板に着目した場合の構成について説明する。
この場合においては、第1ユニット10C1の基板11Cが第1基板に相当し、第2ユニット20D1の基板21C1が第2基板に相当し、第2ユニット20C2の基板21C2が第3基板に相当する。
本実施における連続して並ぶ3つの基板の構成においては、実施の形態4に係る連続して並ぶ3つの基板の構成と比較した場合に、第1主表面としての基板11Cの主表面11a上に互いに間隔をあけて並んで設けられた複数のパターン電極部31C(複数の第1パターン電極部)と、第2主表面としての基板21C1の主表面21a上に互いに間隔をあけて並んで設けられて複数のパターン電極部41D1(複数の第2パターン電極部)とが、複数の基板11C,21C1,21C2の並ぶ方向から見た場合に、交差する点において相違する。
これら複数の第1パターン電極部および複数の第2パターン電極部が交差する部分において、プラズマ生成部が形成され、複数の第1パターン電極部および複数の第2パターン電極部の間に高電圧を印加することにより、プラズマ生成部においてプラズマが生成される。
また、第3主表面としての基板21C1の主表面21b上に互いに間隔をあけて並んで設けられている複数のパターン電極部41D2(複数の第3パターン電極部)と、第4主表面としての基板21C2の主表面21a上に互いに間隔をあけて並んで設けられている複数のパターン電極部41C1(複数の第4パターン電極部)とが、複数の基板11C,21C,21C2の並ぶ方向から見た場合に、交差する点において相違する。
これら複数の第3パターン電極部および複数の第4パターン電極部が交差する部分において、他のプラズマ生成部が形成され、複数の第3パターン電極部および複数の第4パターン電極部の間に高電圧を印加することにより、他のプラズマ生成部においてプラズマが生成される。
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ生成素子2Dおよびこれを備えたプラズマ生成装置1Dは、片側の主表面上に複数のパターン電極が形成された基板と、両側の主表面上に複数のパターン電極が形成された基板とを、互いに向かい合う2つの主表面のうち一方の主表面に設けられた複数のパターン電極部と、互いに向かい合う2つの主表面のうち他方の主表面に設けられた複数のパターン電極部とが互いに対向する部分を含むように、複数枚並べる構成である。これにより、本実施の形態においても実施の形態4とほぼ同様の効果が得られる。
また、本実施の形態においては、互いに向かい合う2つの主表面のうち一方の主表面に設けられた複数のパターン電極部と、互いに向かい合う2つの主表面のうち他方の主表面に設けられた複数のパターン電極部とを交差させることにより、これらパターン電極が対向する部分を調整し、プラズマ発生に伴って副生成物として発生するオゾンの量を抑制することができる。
(実施の形態6)
図15は、本実施の形態に係る空気清浄機の内部構成を示す断面図である。図16は、本実施の形態に係る空気清浄機の背面図である。図15および図16を参照して、本実施の形態に係る空気清浄機200について説明する。なお、空気清浄機200は、プラズマ生成装置を具備する電子機器の一例であり、プラズマ生成装置としては、たとえば実施の形態4に係るプラズマ生成装置1Cが用いられる。
図15および図16に示すように、空気清浄機200は、プラズマ生成装置1C、吸込口220および吹出口230が設けられた本体部210、送風経路240および送風機250を備える。
吸込口220は、本体部210の背面側に設けられている。吹出口230は、本体部210の上方に設けられている。送風経路240は、本体部210内に設けられ、吸込口220および吹出口230を接続する。送風経路240内には、送風機250が設けられている。送風経路240の一部は、送風機250のケーシングによって規定される。
送風機250は、吸込口220から吸い込んだ空気を吹出口230に向けて送風する。送風機250としては、シロッコファン、クロスフローファン等の各種の送風機を採用することができる。
プラズマ生成装置1Cは、送風経路240に配置される。具体的には、プラズマ生成装置1Cは、吸込口220近傍の位置や、送風機250と吹出口230との間に位置する送風経路240に配置される。
このようにプラズマ生成装置1Cを配置し、プラズマを生成しつつプラズマ生成装置1Cの基板間に空気を通過させることにより、空気中に存在する菌やウイルスの不活化、または、臭気等の空気中に含まれる不純物ガスの分解除去を行なうことができる。これにより、吸込口220から吸い込まれる空気および吹出口230から吹出されることとなる空気を浄化することができる。これにより、吹出口230から清浄な空気を吹出すことができる。
なお、本実施の形態においては電気機器の一例として空気清浄機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機器は、これ以外に空気調和機(エアコンディショナー)、冷蔵機器、掃除機、加湿器、除湿機などであってもよく、空気を吸込んで送風する際に、プラズマ生成装置1Cの基板間に空気を通過させるための送風機を有する電気機器であればよい。
また、本実施の形態においては、プラズマ生成装置として実施の形態4に係るプラズマ生成装置1Cを用いる場合を例示して説明したが、これに限定されず、実施の形態1から3に係るプラズマ生成装置1,1A,1Bおよび実施の形態5に係るプラズマ生成装置1Dのいずれかが用いられてもよい。
上述した実施の形態1から5においては、第1パターン電極部および第2パターン電極部が直線状に延在し、直線部のみによって構成される場合を例示して説明したが、これに限定されず、所定の方向に延在する限り、正弦波形状、矩形波形状、三角波形状、鋸歯状波形状等の各種の波形形状を含む蛇行形状を有していてもよく、それらの形状は適宜変更することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。