JP7058032B1

JP7058032B1 - プラズマ生成装置

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Publication number: JP7058032B1
Application number: JP2022506564A
Authority: JP
Inventors: 尚寿河村; 雅章永津
Original assignee: KUMETA MANUFACTURING CO.,LTD.; Shizuoka University NUC
Current assignee: KUMETA MANUFACTURING CO.,LTD.; Shizuoka University NUC
Priority date: 2020-10-31
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2041-10-06
Also published as: JPWO2022091730A1

Abstract

安価で入手が容易なプラズマガスで長さの長いプラズマを簡単な構成で容易に生成することができるプラズマ生成装置を提供する。プラズマ生成装置（１００）は、プラズマ噴射体（１０１）を備えている。プラズマ噴射体（１０１）は、噴射体本体（１０２）にプラズマ噴出孔（１０３）が形成されるとともに露出電極（１０４）および非露出電極（１０６）をそれぞれ備えている。噴射体本体（１０２）は、不導体を板状に形成して構成されている。プラズマ噴出孔（１０３）は、噴射体本体（１０２）を貫通する貫通孔で構成されており、一方の板面から他方の板面に対して内径が大きくなるテーパ状に形成されている。露出電極（１０４）は、プラズマ噴出孔（１０３）の小径側の端部に露出した状態で設けられている。非露出電極（１０６）は、プラズマ噴出孔（１０３）の大径側に露出しない状態で埋設された状態で設けられている。

Description

本発明は、大気圧下でも生成可能なプラズマ生成装置に関する。

従来から、アッシング、エッチングまたは被膜形成などの表面処理、接着性や濡れ性の改善または表面硬化などの表面改質、および医療器具や食べ物の洗浄や殺菌などの洗浄殺菌処理にプラズマ生成装置が用いられている。例えば、下記特許文献１には、主放電電極に対向配置される共通放電電極に予備放電電極を配置するとともに主放電電極と共通放電電極との間にヘリウムなどのプラズマガスを供給することで効果的に予備プラズマを発生させて主プラズマを発生させ易くしたプラズマ生成装置が開示されている。

特開２０１９－８７３９５号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されたプラズマ生成装置においては、ヘリウムに比べてアルゴンガス、窒素または酸素などの安価で入手が容易なプラズマガスで長さの長い主プラズマを生成することが困難であるという問題がある。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、安価で入手が容易なプラズマガスで長さの長いプラズマを簡単な構成で容易に生成することができるプラズマ生成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、プラズマガスを流通させて噴出させるための貫通孔からなるプラズマ噴出孔を有した誘電体で構成されたプラズマ噴射体と、プラズマ噴出孔内に露出した状態で設けられた露出電極と、プラズマ噴出孔内における露出電極に対してプラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された非露出電極と、露出電極と非露出電極との間に交流電圧を印加するプラズマ生成用電源とを備え、プラズマ噴出孔は、誘電体が露出する部分の内径が露出電極側よりも非露出電極側が大きく形成されていることにある。

また、上記目的を達成するため、本発明の特徴は、プラズマガスを流通させて噴出させるための貫通孔からなるプラズマ噴出孔を有した誘電体で構成されたプラズマ噴射体と、プラズマ噴出孔内に露出した状態で設けられた露出電極と、プラズマ噴出孔内における露出電極に対してプラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された非露出電極と、プラズマ噴出孔内における露出電極と非露出電極との間の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された中間電極と、露出電極と中間電極との間に交流電圧を印加する第１プラズマ生成用電源と、中間電極と非露出電極との間に交流電圧を印加する第２プラズマ生成用電源とを備え、プラズマ噴出孔は、誘電体が露出する部分の内径が露出電極側よりも非露出電極側が大きく形成されていることにある。

また、上記目的を達成するため、プラズマガスを流通させて噴出させるための貫通孔からなるプラズマ噴出孔を有した誘電体で構成されたプラズマ噴射体と、プラズマ噴出孔内に露出した状態で設けられた露出電極と、プラズマ噴出孔内における露出電極に対してプラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された非露出電極と、プラズマ噴出孔内における露出電極と非露出電極との間の孔内に露出した状態で設けられた中間電極と、露出電極と中間電極との間に直流電圧を印加する第１プラズマ生成用電源と、中間電極と非露出電極との間に交流電圧を印加する第２プラズマ生成用電源とを備え、プラズマ噴出孔は、誘電体が露出する部分の内径が露出電極側よりも非露出電極側が大きく形成されていることにある。

これらのように構成した本発明の特徴によれば、プラズマ生成装置は、プラズマ噴出孔に露出電極と非露出電極を設けるとともに、このプラズマ噴出孔の孔径を露出電極側よりも非露出電極側が広がって形成することで安価で入手が容易なプラズマガスを用いて長さの長いプラズマを簡単な構成で容易に生成することができる。この場合、本発明者らの実験によれば、放電が困難とされる大気圧下で窒素をプラズマガスとした場合、上記従来技術よりも低電圧で長さの長い主プラズマを生成することができた。

また、本発明に係るプラズマ生成装置は、プラズマ噴出孔内における露出電極と非露出電極との間の孔内に中間電極を設けて交流電圧または直流電圧を印加した場合には、露出電極と中間電極との間でプラズマガスを電離または活性化させて小規模なプラズマを高密度で発生させることでこの小規模なプラズマを起因として非露出電極との間で大規模なプラズマを発生させることができる。この場合、プラズマ生成装置は、小規模なプラズマを生成することなく直接大規模なプラズマを生成する場合に比べてプラズマ生成用電源による印加電圧を下げることができる。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置は、プラズマの生成電圧を低電圧化することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、露出電極と中間電極との間隔は、中間電極と非露出電極との間隔よりも狭い間隔に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、露出電極と中間電極との間隔が中間電極と非露出電極との間隔よりも狭い間隔に形成されているため、小規模のプラズマを効果的に生成して大規模なプラズマを早期かつ長尺に生成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、プラズマ噴出孔は、露出電極側に形成された小径部と、非露出電極側に小径部に対して段部を介して同小径部より大径に形成された大径部とを備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、プラズマ噴出孔が露出電極側に形成された小径部と非露出電極側に形成された大径部とで構成されているため、小規模のプラズマを効果的に生成して大規模なプラズマを早期かつ長尺に生成することができる。また、プラズマ生成装置は、小径部と大径部とが段部を介いて繋がって形成されているため、プラズマ噴出孔を容易に成形することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、プラズマ噴出孔は、露出電極側から非露出電極側に向かって孔径が連続的に拡大するテーパ状に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、プラズマ噴出孔が露出電極側から非露出電極側に向かって孔径が連続的に拡大するテーパ状に形成されているため、小規模のプラズマを効果的に生成して大規模なプラズマを早期かつ長尺に生成することができる。また、プラズマ生成装置は、プラズマ噴出孔がテーパ状に形成されているため、小規模なプラズマから円滑に大規模なプラズマに成長させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、さらに、互いに対向配置された一対の導体で構成された第１拡大放電電極および第２拡大放電電極と、第１拡大放電電極と第２拡大放電電極との間に交流電圧を印加する拡大プラズマ生成用電源と、第１拡大放電電極と第２拡大放電電極との間に配置されて第１拡大放電電極および第２拡大放電電極に沿って延びる誘電体からなる拡大放電用誘電体とを備え、プラズマ噴射体は、第１拡大放電電極および第２拡大放電電極のうちの少なくとも一方に隣接して設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、プラズマ噴射体が一対の主放電電極を構成する第１主放電電極および第２主放電電極のうちの少なくとも一方に隣接して設けられているため、第１主放電電極と第２主放電電極との間においてプラズマ噴射体から噴射されたプラズマを予備的なプラズマとして、この予備的なプラズマを起因としてより大きなプラズマである拡大プラズマを発生させることができる。この場合、プラズマ生成装置は、予備的なプラズマを生成することなく直接拡大プラズマを生成する場合に比べてプラズマ生成用電源による印加電圧を下げることができる。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置は、プラズマの生成電圧を低電圧化することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、プラズマ噴射体が隣接配置された第１拡大放電電極および第２拡大放電電極のうちの少なくとも一方は、プラズマ噴出孔にプラズマガスを導くプラズマガス供給路を有することにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、プラズマ噴射体が隣接配置された第１拡大放電電極および／または第２拡大放電電極にプラズマ噴出孔にプラズマガスを導くプラズマガス流通路が形成されているため、効率的にプラズマガスをプラズマ噴出孔に供給することができるとともに装置構成の大型化および複雑化を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面断面図である。図１に示すプラズマ生成装置におけるプラズマ噴射体の外観構成の概略を図１の下方から見た状態を示した底面図である。図１に示すプラズマ生成装置におけるプラズマ噴射体にプラズマを生成して噴出させた状態を模式的に示す正面断面図である。図１に示すプラズマ生成装置における第１拡大放電電極と第２拡大放電電極との間に拡大プラズマを生成した状態を模式的に示す正面断面図である。本発明の変形例に係るプラズマ噴射体の構成の概略を示す断面図である。本発明の他の変形例に係るプラズマ噴射体の構成の概略を示す断面図である。本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面断面図である。本発明の第２実施形態に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面断面図である。図８に示すプラズマ生成装置におけるプラズマ噴射体の小径部内でプラズマを生成した状態を模式的に示す正面断面図である。図８に示すプラズマ生成装置におけるプラズマ噴射体の大径部でプラズマを生成して噴出させた状態を模式的に示す正面断面図である。本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係るプラズマ生成装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るプラズマ生成装置１００の構成の概略を模式的に示した正面断面図である。また、図２は、図１に示すプラズマ生成装置１００におけるプラズマ噴射体１０１の外観構成の概略を図１の下方から見た状態を示した底面図である。

なお、本明細書において参照する図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。このプラズマ生成装置１００は、標準大気圧の大気に開放された環境下で拡大プラズマＰ_Ｅを生成して食品からなる被処理物ＷＫに照射して殺菌する機械装置である。

（プラズマ生成装置１００の構成）
プラズマ生成装置１００は、プラズマ噴射体１０１を備えている。プラズマ噴射体１０１は、図３に示すように、プラズマＰを発生させるための部品であり、平面視で長方形状に延びる板状体で構成されている。このプラズマ噴射体１０１は、主として、噴射体本体１０２、露出電極１０４および非露出電極１０６をそれぞれ備えて構成されている。なお、図３においては、プラズマＰを薄いハッチングで示している。

噴射体本体１０２は、露出電極１０４と非露出電極１０６とを互いに電気的に絶縁した状態で保持するとともに露出電極１０４と非露出電極１０６との間に生じたプラズマＰを外部に噴出させるための部品であり、露出電極１０４と非露出電極１０６との間を介しつつ非露出電極１０６の両面を覆う大きさの不導体で構成されている。本実施形態においては、噴射体本体１０２は、アルミナなどのセラミック材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが３．２ｍｍの平面視で長方形状の板状に成形して構成されている。なお、噴射体本体１０２は、不導電体であれば良く、例えば、アルミナ以外のセラミック材、樹脂材またはゴム材などで構成することもできる。

この噴射体本体１０２には、プラズマ噴出孔１０３が形成されている。プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４と非露出電極１０６との間でプラズマＰを発生させるとともに発生させたプラズマＰを成長させて外部に噴出させるための部分であり、噴射体本体１０２の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この場合、プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４側から非露出電極１０６側に向かって孔径が連続的に拡大するテーパ状に形成されている。

本実施形態においては、プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４側の孔径が０．１ｍｍ、非露出電極１０６側の孔径が０．５ｍｍの大きさにそれぞれ形成されている。そして、このプラズマ噴出孔１０３は、噴射体本体１０２の長手方向に沿って７つ形成した列と８つ形成した列とが噴射体本体１０２の幅方向に沿って交互に２列ずつ形成されている。

露出電極１０４は、非露出電極１０６との間でプラズマＰを発生させるための電極であり、導電性を有する材料を板状に形成して構成されている。本実施形態においては、露出電極１０４は、銅材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが０．１ｍｍの平面視で長方形状のシート状に成形して構成されている。

なお、露出電極１０４は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタン、モリブデンまたはアルミニウムなど銅以外の材料で構成することもできる。また、露出電極１０４は、断面形状が方形のシート状以外にシート状よりも厚く剛性を有する板状、シート状よりも薄くより柔軟なフィルム状に形成することができる。また、露出電極１０４は、板状の他に、例えば、断面形状が円形（楕円形を含む）または多角形（三角形状、五角形、六角形など）の筒状に形成することもできる。

この露出電極１０４は、噴射体本体１０２の両面における一方の表面（図示上面）に不導体のセラミック接着剤（図示せず）などの接合材を用いて貼り付けられている。そして、露出電極１０４は、後述するプラズマ生成用電源１５０に電気的に接続されている。また、この露出電極１０４には、噴射体本体１０２のプラズマ噴出孔１０３に対向する位置に露出孔１０５が形成されている。

露出孔１０５は、露出電極１０４をプラズマ噴出孔１０３内にて露出させるための部分であり、露出電極１０４の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この露出孔１０５は、プラズマ噴出孔１０３に重なる位置にプラズマ噴出孔１０３と同じ大きさで形成されている。これにより、露出電極１０４は、プラズマ噴出孔１０３内に露出している。

非露出電極１０６は、露出電極１０４との間でプラズマＰを発生させるための電極であり、導電性を有する材料を板状に形成して構成されている。本実施形態においては、非露出電極１０６は、銅材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが０．１ｍｍの平面視で長方形状のシート状に成形して構成されている。なお、非露出電極１０６は、露出電極１０４と同様に、導電性を有する材料であれば他の材料で構成できる。また、非露出電極１０６は、シート状以外にシート状よりも厚く剛性を有する板状またはシート状よりも薄くより柔軟なフィルム状に形成することができる。また、非露出電極１０６は、板状の他に、例えば、断面形状が円形（楕円形を含む）または多角形（三角形状、五角形、六角形など）の筒状に形成することもできる。

この非露出電極１０６は、噴射体本体１０２の両面における他方の表面（図示下面）側に埋設されている。この場合、非露出電極１０６の端面は噴射体本体１０２の端面から露出しておりプラズマ生成用電源１５０が電気的に接続されている。また、この非露出電極１０６には、噴射体本体１０２のプラズマ噴出孔１０３に対応する位置に非露出孔１０７が形成されている。

非露出孔１０７は、非露出電極１０６をプラズマ噴出孔１０３内で露出させないための部分であり、非露出電極１０６の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この非露出孔１０７は、プラズマ噴出孔１０３に重なる位置にプラズマ噴出孔１０３よりも大きな孔径で形成されている。この非露出孔１０７は、プラズマ噴出孔１０３に対して半径で１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の範囲で大きく形成するとよい。これにより、非露出電極１０６は、プラズマ噴出孔１０３内に露出しないように構成される。また、露出電極１０４と非露出電極１０６との間の間隔は、生成するプラズマＰに応じて適宜設定されるものであるが、０．２ｍｍ以上かつ３ｍｍ以下が好ましい。

第１拡大放電電極１１０は、図４に示すように、プラズマガスを供給しつつプラズマ噴射体１０１を支持するとともに第２拡大放電電極１２０と対を構成して拡大プラズマＰ_Ｅを発生させるための部品であり、導電性を有する材料を長尺に延ばして形成されている。より具体的には、第１拡大放電電極１１０は、プラズマ噴射体１０１に沿って長尺に延びるとともに第２拡大放電電極１２０に対して対向する板状体で構成されている。

本実施形態においては、第１拡大放電電極１１０は、アルミニウム材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが１５ｍｍの板状体に図示下方に向かって開口する凹部を形成して構成されている。この第１拡大放電電極１１０は、保持部１１１と電極部１１６とで構成されている。なお、図４においては、拡大プラズマＰ_Ｅを濃いハッチングで示している。

保持部１１１は、主として、プラズマ噴射体１０１を支持する部分であり、平面視で長方形の枠状に形成されている。この保持部１１１は、第２拡大放電電極１２０に対向する側が内側に屈曲して方形枠状の平面部が形成されており、この方形枠状の平面部にプラズマ噴射体１０１が接着剤（図示せず）を介して固着されている。この場合、保持部１１１は、プラズマ噴射体１０１の露出電極１０４に対して電気的に接続された状態で固着されている。

また、保持部１１１には、前記方形枠状の平面部の内側に開口部１１１ａが形成されるとともに、保持部１１１における電極部１１６側にプラズマガスジャケット１１２が形成されている。開口部１１１ａは、プラズマガスジャケット１１２内に導かれたプラズマガスをプラズマ噴射体１０１におけるプラズマ噴出孔１０３に導くために開口した部分である。

プラズマガスジャケット１１２は、電極部１１６のプラズマガス供給路１１７から導かれるプラズマガスを一時的に貯留してプラズマ噴射体１０１に導くための部分であり、保持部１１１を貫通する空洞部で構成されている。本実施形態においては、プラズマガスジャケット１１２は、保持部１１１の裏面側から見た平面視で略長方形状に形成されている。このプラズマガスジャケット１１２内には、多孔体１１３，１１４およびスペーサ１１５がそれぞれ設けられている。

多孔体１１３，１１４は、プラズマガスジャケット１１２内に導入されたプラズマガスの流れを緩衝するための部品であり、金属製、樹脂製またはセラミック製の板状体でそれぞれ構成されている。これらの多孔体１１３，１１４は、板面の全体に多数の貫通孔１１３ａ，１１４ａが形成された所謂パンチングプレートである。

この場合、多孔体１１３の貫通孔１１３ａと多孔体１１４の貫通孔１１４ａとは、多孔体１１３と多孔体１１４とが図示上下方向に互いに対向配置された際に貫通孔１１３ａと貫通孔１１４ａとが互いに重ならないように互いにずれた位置に形成されている。これらの多孔体１１３，１１４は、互いの板面が隙間を介して対向するように重ねられてプラズマガスジャケット１１２内に配置されている。

スペーサ１１５は、多孔体１１３，１１４が互いに密着して重なること防止するとともに、多孔体１１３，１１４の各板面がプラズマガスジャケット１１２および電極部１１６にそれぞれ密着することを防止してこれらの各間に隙間を形成するための部品である。このスペーサ１１５は、金属材、樹脂材またはセラミック材を平板リング状に形成して構成されている。本実施形態においては、スペーサ１１５は、プラズマガスジャケット１１２の底部部分と多孔体１１３との間、多孔体１１３と多孔体１１４との間、多孔体１１４と電極部１１６の図示上面との間にそれぞれ配置されている。

電極部１１６は、第１拡大放電電極１１０において主として電極として機能しつつプラズマガスジャケット１１２における図示上方側の開口部を覆ってプラズマガスジャケット１１２内を密閉するとともにプラズマガスジャケット１１２内にプラズマガスを導くための部品であり、導電性を有する金属材料を平面視で保持部１１１と同じ大きさの方形の板状に形成して構成されている。この電極部１１６は、第２拡大放電電極１２０に対向する第２拡大放電電極対向面１１６ａは平面状に形成されているとともに、この第２拡大放電電極対向面１１６ａに開口した状態でプラズマガス供給路１１７が形成されている。

プラズマガス供給路１１７は、プラズマガス供給設備（図示せず）から供給されるプラズマガスをプラズマガスジャケット１１２に導くための流路であり、電極部１１６の厚み方向に貫通する貫通孔で構成されている。このプラズマガス供給路１１７は、プラズマガスジャケット１１２に対向する複数（本実施形態においては６つ）の位置に略均等に配置されて形成されている。そして、各プラズマガス供給路１１７は、プラズマガス供給設備に対して図示しない配管を介して接続されている。

ここで、プラズマガスは、プラズマＰを発生させ易くするとともに生成されたプラズマＰを第２拡大放電電極１２０側に導いて拡大プラズマＰ_Ｅを発生および維持させるための気体であり、窒素、アルゴンおよびヘリウムなどの空気よりも電離電圧の低い気体を単体でまたはこれらを混合して、さらには、これらに水蒸気またはアンモニアなどのガスを添加して構成されている。このプラズマガスは、ポンプまたはタンクからなるプラズマガス供給設備からプラズマガスジャケット１１２を介してプラズマ噴出孔１０３に供給される。

この第１拡大放電電極１１０は、プラズマ生成用電源１５０に電気的に接続された状態で第２拡大放電電極１２０に対して所定の距離を介した位置に電極支持体１３０によって支持されている。なお、第１拡大放電電極１１０は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタン、モリブデンまたは銅などアルミニウム以外の材料で構成することもできる。

第２拡大放電電極１２０は、第１拡大放電電極１１０と対を構成して拡大プラズマＰ_Ｅを発生させるための部品であり、導電性を有する材料を長尺に延ばして形成されている。より具体的には、第２拡大放電電極１２０は、第１拡大放電電極１１０に保持されたプラズマ噴射体１０１に拡大放電用誘電体１４０を介して対向する第１拡大放電電極対向面１２０ａを有した板状体で構成されている。本実施形態においては、第２拡大放電電極１２０は、アルミニウム材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが１０ｍｍの板状体に形成して構成されている。この第２拡大放電電極１２０は、プラズマ噴射体１０１および第１拡大放電電極１１０に対して所定の距離を介した位置に電極支持体１３０によって支持された状態で拡大プラズマ生成用電源１５２に電気的に接続されている。

第１拡大放電電極対向面１２０ａは、第１拡大放電電極１１０に保持されたプラズマ噴射体１０１の露出電極１０４との間で拡大プラズマＰ_Ｅを発生させるための部分であり、露出電極１０４と平行な平面に形成されている。この場合、第１拡大放電電極対向面１２０ａは、第２拡大放電電極１２０の長手方向および同長手方向に直交する幅方向の各端部がそれぞれ丸みを帯びた曲面形状に形成されて局所的な放電が発生すること防止している。なお、第２拡大放電電極１２０は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタン、モリブデンまたは銅などアルミニウム以外の材料で構成することもできる。

電極支持体１３０は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０とを互いに所定の距離を介した離隔した位置にそれぞれ保持する部品であり、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０をこれら以外の物品から電気的に絶縁する不導体で構成されている。本実施形態においては、電極支持体１３０は、フッ素樹脂材で構成されている。この電極支持体１３０は、主として、第１電極支持体１３１、第２電極支持体１３２および支柱１３３をそれぞれ備えて構成されている。

第１電極支持体１３１は、第１拡大放電電極１１０を図示上方から支持する部品であり、平面視で第１拡大放電電極１１０よりも大きな面積の方形の板状体で構成されている。この場合、第１電極支持体１３１には、第１拡大放電電極１１０の各プラズマガス供給路１１７にそれぞれ連結されるプラズマガスの配管（図示せず）が貫通する貫通孔１３１ａが形成されている。この第１電極支持体１３１は、図示しないボルトが第１拡大放電電極１１０にネジ嵌合することで第１拡大放電電極１１０を図示上方から固定的に支持している。

第２電極支持体１３２は、第２拡大放電電極１２０を第１拡大放電電極１１０に対向した状態で図示下方から支持する部品であり、平面視で第２拡大放電電極１２０よりも大きな面積の方形の板状体で構成されている。この第２電極支持体１３２は、図示しないボルトを介して第２拡大放電電極１２０を図示下方から固定的に支持している。

支柱１３３は、第２電極支持体１３２に対して所定の距離を介して対向した状態で第１電極支持体１３１を支持することで第１拡大放電電極１１０を第２拡大放電電極１２０に対して所定の空隙を介した位置に対向配置するための部品であり、丸棒状に形成されている。この支柱１３３は、第１電極支持体１３１および第２電極支持体１３２の各四隅に設けられた図示しないボルトを介して第１電極支持体１３１および第２電極支持体１３２にそれぞれ固定的に連結されている。なお、図１、図３および図４においては、支柱１３３の中央部分の図示を省略している（図７～図１１における支柱２３１も同様）。

本実施形態においては、支柱１３３は、第２拡大放電電極１２０の第１拡大放電電極対向面１２０ａに対して第１拡大放電電極１１０が支持するプラズマ噴射体１０１の図示下面を１０ｍｍだけ離隔した位置に対向配置する長さに形成されている。なお、この電極支持体１３０は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０とを互いに所定の距離を介した位置で互いに電気的に絶縁した状態で支持することができれば本実施形態に限定されるものでないことは当然である。また、図１、図３および図４においては、電極支持体１３０を二点鎖線で示している（図７～図１１における電極支持体２３０も同様）。

拡大放電用誘電体１４０は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間で両者を電気的に絶縁するとともに被処理物ＷＫを支持するための部品であり、プラズマ噴射体１０１と第２拡大放電電極１２０の第１拡大放電電極対向面１２０ａとの間で両者を覆う大きさの不導体で構成されている。より具体的には、拡大放電用誘電体１４０は、プラズマ噴射体１０１および第１拡大放電電極対向面１２０ａの各長手方向および各幅方向の長さよりも長い長さのフッ素樹脂製のシート材を環状の無端ベルト状に形成して構成されている。本実施形態においては、拡大放電用誘電体１４０は、厚さが１ｍｍのフッ素樹脂製のシートを用いている。

この拡大放電用誘電体１４０は、図示しない駆動ローラと従動ローラとの間に水平方向に張られた状態で架設されて駆動ローラの回転駆動によって無限軌道状に送られる。すなわち、拡大放電用誘電体１４０は、ベルトコンベアにおける搬送ベルトを構成している。なお、本実施形態における拡大放電用誘電体１４０は、無端ベルトの周方向に沿って柔軟に屈曲する不導体で構成されていればよく、フッ素樹脂材以外の樹脂材（例えば、ポリアミド樹脂材など）からなるシート材であってもよい。

プラズマ生成用電源１５０は、プラズマ噴射体１０１にプラズマＰを発生させるとともに第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間で拡大プラズマＰ_Ｅを発生させるための電気機器である。このプラズマ生成用電源１５０は、プラズマ噴射体１０１が備える２つの電極である露出電極１０４と非露出電極１０６とに対して交流電圧を印加するための電気機器である。この場合、プラズマ生成用電源１５０は、第１拡大放電電極１１０に接続されており、この第１拡大放電電極１１０を介して露出電極１０４に電気的に接続されている。

本実施形態においては、プラズマ生成用電源１５０は、一般家庭用電源（１００Ｖまたは２００Ｖ）から電力供給を受けて露出電極１０４および非露出電極１０６に対して電圧が±１ｋＶ～±２０ｋＶの範囲でかつ周波数が１００Ｈｚ～３０ｋＨｚの範囲で所望の電圧および周波数の交流電圧を印加することができる。

この場合、プラズマ生成用電源１５０は、出力電圧の位相を変化させる図示しない移相器を備えている。また、プラズマ生成用電源１５０は、矩形波、正弦波、台形波および三角波のうちのいずれの交流電圧を連続的または間欠的に出力するものであってもよい。また、このプラズマ生成用電源１５０は、アース１５１を介して接地されている。

拡大プラズマ生成用電源１５２は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間で拡大プラズマＰ_Ｅを発生させるための電気機器であり、本発明に係る拡大プラズマ生成用電源に相当する。本実施形態においては、拡大プラズマ生成用電源１５２は、前記プラズマ生成用電源１５０と同様に、一般家庭用電源（１００Ｖまたは２００Ｖ）から電力供給を受けて第１拡大放電電極１１０および第２拡大放電電極１２０に対して電圧が±１ｋＶ～±２０ｋＶの範囲でかつ周波数が１００Ｈｚ～３０ｋＨｚの範囲で所望の電圧および周波数の交流電圧を印加することができる。

この場合、拡大プラズマ生成用電源１５２は、出力電圧の位相を変化させる図示しない移相器を備えている。また、拡大プラズマ生成用電源１５２は、矩形波、正弦波、台形波および三角波のうちのいずれの交流電圧を連続的または間欠的に出力するものであってもよい。また、この拡大プラズマ生成用電源１５２は、アース１５１を介して接地されている。

なお、これらのプラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２の出力電圧および周波数は、生成するプラズマＰおよび拡大プラズマＰ_Ｅに応じて適宜設定されるものであって本実施形態に限定されるものでないことは当然である。また、このプラズマ生成装置１００は、被処理物ＷＫにプラズマを照射する作業を行う屋内または屋外の作業台上に直接載置または取り付けて設けられるほか、被処理物ＷＫにプラズマを照射する作業を含む被処理物ＷＫの加工装置や搬送装置の一部に組み込んで設けられる。

（プラズマ生成装置１００の作動）
次に、上記のように構成したプラズマ生成装置１００の作動について説明する。本第１実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、豆、小麦、ゴマ、胡椒または茶葉（碾茶や抹茶を含む）などの粉状または粒状の食品の製造加工ラインに組み込まれてこれらを被処理物ＷＫとして殺菌消毒処理を行う場合について説明する。この場合、プラズマ生成装置１００は、標準大気圧の大気中に直接露出した状態で設置される。

プラズマ生成装置１００を使用して被処理物ＷＫにプラズマ照射を行う作業者は、まず、プラズマ処理に関する初期設定を行う。具体的には、作業者は、プラズマ生成装置１００におけるプラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２をそれぞれ操作して各電源が出力する電圧、電流、周波数および位相をそれぞれ設定する。この場合、作業者は、プラズマ生成用電源１５０が出力する交流の出力電圧と拡大プラズマ生成用電源１５２が出力する交流の出力電圧とが互いに同じ周波数でかつ位相が互いに１８０°だけずれた逆位相となるように設定する。

また、プラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２をそれぞれ操作して各電源が出力する電圧、電流および周波数は、拡大プラズマＰ_Ｅを発生させるための電圧、電流および周波数であり、プラズマ処理内容に応じて予め実験的に求められる。本実施形態においては、作業者は、プラズマ生成用電源１５０に対して電圧が１～９ｋＶ（例えば、±２ｋＶ）、電流が２０ｍＡおよび周波数が１０ｋＨｚの正弦波の交流電圧を設定するとともに拡大プラズマ生成用電源１５２に対して電圧が５ｋＶ～２０ｋＶ（例えば、±１０ｋＶ）、電流が２０ｍＡおよび周波数が１０ｋＨｚの正弦波の交流電圧を設定する。

この場合、作業者は、プラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２に対して互いに逆位相の交流電圧を設定する。なお、プラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２の各出力電圧の振幅を互いに異なる値に設定してもよいが、互いに同じ振幅の値に設定することもできる。

次に、作業者は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間に拡大プラズマＰ_Ｅを発生させる。具体的には、作業者は、プラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２をそれぞれ操作して交流電圧を出力させるとともに、プラズマガス供給装置（図示せず）を操作してプラズマガスジャケット１１２内にプラズマガスの供給を開始させる。

これにより、プラズマ噴射体１０１においては、図３に示すように、露出電極１０４と非露出電極１０６との間に印加された交流電圧によってプラズマ噴出孔１０３内の大気の一部が電離するとともに活性化されて小規模なプラズマＰが発生する。すなわち、プラズマＰは、大気圧下における誘電体バリア放電によって生成される。

一方、プラズマガスジャケット１１２内に導入されたプラズマガスは、２つの多孔体１１３，１１４に遮られながら通過して蛇行しながらプラズマ噴出孔１０３に進入する。これにより、プラズマ噴出孔１０３内においては、小規模なプラズマＰの生成が促進される。そして、プラズマ噴出孔１０３内で生成されたに小規模なプラズマＰは、プラズマ噴出孔１０３内に連続的に供給されるプラズマガスによってプラズマ噴射体１０１から第２拡大放電電極１２０に向かって噴出する。

この場合、プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４側から非露出電極１０６側に向かって孔径が連続的に拡大するテーパ状に形成されているため、小規模なプラズマＰを円滑により大きなプラズマＰに成長させることができる。また、プラズマ噴出孔１０３から噴出したプラズマガスは、拡大放電用誘電体１４０に衝突することで拡大放電用誘電体１４０上におけるプラズマガスの濃度が向上する。

これにより、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間においては、図４に示すように、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間に印加された交流電圧によって第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間に存在する大気およびプラズマ噴出孔１０３内から噴出したプラズマガスの各一部がプラズマＰによって発生した電子または活性種をトリガとして電離するとともに活性化されて拡大プラズマＰ_Ｅが発生する。

この場合、拡大プラズマＰ_Ｅは、３０個のプラズマ噴出孔１０３の外縁に対応する略方形の平面状の領域内でプラズマが柱状に延びて形成される。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置１００は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間で均一で電極面に垂直な方向（プラズマガスの流通方向）に長さの長い柱状の拡大プラズマＰ_Ｅを形成することができる。この場合、作業者は、プラズマガス供給設備（図示せず）を操作してプラズマガスの供給量を増加または減少させることで拡大プラズマＰ_Ｅの生成を促進または減退させて拡大プラズマＰ_Ｅが生成される領域を広げまたは狭めることができる。

なお、図１、図３および図４においては、プラズマガスの流れを破線矢印で示している。また、プラズマ噴射体１０１と第２拡大放電電極１２０との間で均一な放電が面状に広がって柱状に立ち上る拡大プラズマＰ_Ｅとは、少なくとも人が目視で均一と確認できるレベルである。

次に、作業者は、拡大放電用誘電体１４０を回転駆動させる。具体的には、作業者は、図示しないベルトコンベアの制御装置を操作することで拡大放電用誘電体１４０を回転駆動させる（図１および図４における破線矢印参照）。

次に、作業者は、被処理物ＷＫへのプラズマ照射処理を行う。具体的には、作業者は、拡大放電用誘電体１４０上に被処理物ＷＫを連続的に供給する供給装置（図示せず）の作動を開始させることによって拡大放電用誘電体１４０上に被処理物ＷＫを連続的に供給する。これにより、拡大放電用誘電体１４０上に載置された被処理物ＷＫは、プラズマ噴射体１０１と第２拡大放電電極１２０との間に形成された拡大プラズマＰ_Ｅ中を通過することでプラズマ照射されて殺菌処理が行なわれる。そして、拡大プラズマＰ_Ｅが照射された被処理物ＷＫは、図示しない被処理物ＷＫの回収装置によって回収される。

なお、本発明者らは、プラズマ生成装置１００を用いて豆に大腸菌を付着させた被処理物ＷＫに対して拡大プラズマＰ_Ｅを照射する実験を行ったところ、拡大放電用誘電体１４０の載置場所に因らず均一な殺菌効果が発揮されたことを確認した。また、本発明者らは、セルロースの繊維でできた短冊に菌個数約４０００の芽胞菌（例えば、Geobacillus Stearothermophilus）を浸み込ませたものをグラシン紙で包装したバイオロジカルインディケータに対してプラズマ生成装置１００を用いて約３０秒～約６０秒の範囲のプラズマ照射したところ、この芽胞菌を死滅させることができることを確認した。

次に、作業者は、被処理物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了する場合には、被処理物ＷＫを拡大放電用誘電体１４０上に供給するワーク供給装置の作動を停止させた後、プラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２の各作動を停止させてプラズマ噴射体１０１、第１拡大放電電極１１０および第２拡大放電電極１２０への交流電圧の印加を停止させる。これにより、プラズマ生成装置１００は、プラズマＰおよび拡大プラズマＰ_Ｅが消滅するため、被処理物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了することができる。この場合、作業者は、プラズマＰおよび拡大プラズマＰ_Ｅの消滅とともに、プラズマガス供給設備（図示せず）を操作してプラズマガスの供給を停止させる

なお、作業者は、プラズマガス供給設備（図示せず）を操作してプラズマガスの供給を停止させることによってもプラズマＰおよび拡大プラズマＰ_Ｅを消滅させることができる。これの場合、作業者は、プラズマＰおよび拡大プラズマＰ_Ｅの消滅とともに、プラズマ生成用電源１５０および拡大プラズマ生成用電源１５２の各作動を停止させる。

上記作動説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、プラズマ生成装置１００は、プラズマ噴出孔１０３に露出電極１０４と非露出電極１０６を設けるとともに、このプラズマ噴出孔１０３の孔径を露出電極１０４側よりも非露出電極１０６側が広がって形成することで安価で入手が容易なプラズマガスで長さの長い拡大プラズマＰ_Ｅを簡単な構成で容易に生成することができる。本発明者らの実験によれば、放電が困難とされる大気圧下で窒素をプラズマガスとして上記従来技術よりも低電圧で長さの長いプラズマＰおよび拡大プラズマＰ_Ｅをそれぞれ生成することを確認した。

また、プラズマ生成装置１００は、プラズマ噴射体１０１が一対の拡大放電電極を構成する第１拡大放電電極１１０に隣接して設けられているため、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間においてプラズマ噴射体１０１から噴射されたプラズマＰを予備的なプラズマとしてこの予備的なプラズマＰを起因としてより大きな拡大プラズマＰ_Ｅを発生させることができる。この場合、プラズマ生成装置１００は、予備的なプラズマＰを生成することなく直接拡大プラズマＰ_Ｅを生成する場合に比べて拡大プラズマ生成用電源１５２による印加電圧を下げることができる。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置１００は、拡大プラズマＰ_Ｅの生成電圧を低電圧化することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記第１実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、各変形例の説明においては、上記実施形態と同様の部分については同じ符号を付している。

例えば、上記第１実施形態においては、プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４側の孔径が０．１ｍｍ、非露出電極１０６側の孔径が０．５ｍｍの大きさにそれぞれ形成した。しかし、プラズマ噴出孔１０３の孔径は、小規模なプラズマＰを生成することができれば特に限定されるものではない。この場合、プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４側の孔径が０．１ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下、非露出電極１０６側の孔径が０．５ｍｍ以上かつ１ｍｍ以下に形成するとよい。

また、上記第１実施形態においては、プラズマ噴出孔１０３は、露出電極１０４側から非露出電極１０６側に向かって孔径が連続的に拡大するテーパ状に形成した。しかし、プラズマ噴出孔１０３は、プラズマ噴出孔１０３内にて露出する誘電体の部分の内径が露出電極１０４側より非露出電極１０６側が大径に形成されていればよい。したがって、プラズマ噴出孔１０３は、例えば、図５に示すように、露出電極１０４側に形成された孔径が一定の小径部１０３ａと非露出電極１０６側に形成された孔径が一定の大径部１０３ｂとが段部１０３ｃを介して繋がった形状で構成することもできる。この場合、プラズマ噴出孔１０３は、段部１０３ｃを介してまたは図６に示すように、段部１０３ｃを省略して大径部１０３ｂをテーパ状に形成することもできる。

また、上記第１実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、第１拡大放電電極１１０および第２拡大放電電極１２０を備えて構成した。しかし、プラズマ生成装置１００は、後述する第２実施形態のように、第２拡大放電電極１２０を省略して構成することもできる。また、プラズマ生成装置１００は、プラズマ噴射体１０１を第２拡大放電電極１２０にのみ設けてもよい。

また、プラズマ生成装置１００は、図７に示すように、プラズマ噴射体１０１を第１拡大放電電極１１０および第２拡大放電電極１２０の両方に備えて構成することもできる。この場合、第２拡大放電電極１２０は、第１拡大放電電極１１０と同様に構成することができる。すなわち、第２拡大放電電極１２０は、保持部１１１、開口部１１１ａ、プラズマガスジャケット１１２、多孔体１１３，１１４、貫通孔１１３ａ，１１４ａ、スペーサ１１５、電極部１１６、第２拡大放電電極対向面１１６ａおよびプラズマガス供給路１１７に相当する保持部１２１、開口部１２１ａ、プラズマガスジャケット１２２、多孔体１２３，１２４、貫通孔１２３ａ，１２４ａ、スペーサ１２５、電極部１２６、第２拡大放電電極対向面１２６ａおよびプラズマガス供給路１２７を備えて構成することができる。

この場合、第２拡大放電電極１２０およびこの第２拡大放電電極１２０に設けられたプラズマ噴射体１０１には、上記プラズマ生成用電源１５０と同じ電源で構成された拡大プラズマ生成用電源１５２が接続されている。そして、この拡大プラズマ生成用電源１５２は、プラズマ生成用電源１５０は逆位相の交流電圧を第２拡大放電電極１２０およびこの第２拡大放電電極１２０にそれぞれ印加する。なお、第２拡大放電電極１２０は、上記貫通孔１３１ａを有した第１電極支持体１３１と同様に構成された貫通孔１３２ａを有した第２電極支持体１３２によって支持されている。

また、この場合、図７においては、プラズマ生成装置１００は、第１拡大放電電極１１０に設けたプラズマ噴射体１０１と第２拡大放電電極１２０に設けたプラズマ噴射体１０１とで、互いのプラズマ噴出孔１０３が互いに対向し合うように各プラズマ噴射体１０１を配置して構成した。しかし、プラズマ生成装置１００は、第１拡大放電電極１１０に設けたプラズマ噴射体１０１と第２拡大放電電極１２０に設けたプラズマ噴射体１０１とで、互いのプラズマ噴出孔１０３が互いに対向し合わないようにずれた位置に配置することができる。これによれば、プラズマ生成装置１００は、拡大放電用誘電体１４０上におけるプラズマＰの生成ムラを抑えることができる。

また、上記第１実施形態においては、拡大放電用誘電体１４０は、無端ベルト状に形成した。しかし、拡大放電用誘電体１４０は、第１拡大放電電極１１０と第２拡大放電電極１２０との間に配置されて第１拡大放電電極１１０および第２拡大放電電極１２０に沿って延びる誘電体で構成されていればよい。したがって、拡大放電用誘電体１４０は、例えば、ガラスを含むセラミック材、樹脂材またはゴム材などの不導体を環状に形成されていない単なる平面状のシート状または板状に形成して構成することができる。この場合、拡大放電用誘電体１４０は、支柱１３３で支持することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係るプラズマ生成装置の第２実施形態について図８～図１０を参照しながら説明する。この第２実施形態におけるプラズマ生成装置２００を構成するプラズマ噴射体２０１の構成が異なるとともに、上記第１実施形態における第１拡大放電電極１１０および第２拡大放電電極１２０を備えない点において上記第１実施形態と異なる。したがって、この第２実施形態におけるプラズマ生成装置２００においては、上記第１実施形態と異なる部分を中心に説明して、両実施形態において共通する部分や対応する部分については適宜説明を省略する。

（プラズマ生成装置２００の構成）
プラズマ噴射体２０１は、プラズマＰを発生させるための部品であり、平面視で長方形状に延びる板状体で構成されている。このプラズマ噴射体２０１は、主として、噴射体本体２０２、露出電極２０４、非露出電極２０６および中間電極２０８をそれぞれ備えて構成されている。

噴射体本体２０２は、露出電極２０４、中間電極２０８および非露出電極２０６を互いに電気的に絶縁した状態で保持するとともに中間電極２０８と非露出電極２０６との間に生じたプラズマＰを外部に噴出させるための部品であり、露出電極２０４と中間電極２０８との間および露出電極２０４と非露出電極２０６との間をそれぞれ介しつつ中間電極２０８および非露出電極２０６の各両面を覆う大きさの不導体で構成されている。

本実施形態においては、噴射体本体２０２は、アルミナなどのセラミック材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが３．２ｍｍの平面視で長方形状の板状に成形して構成されている。なお、噴射体本体２０２は、不導電体であれば良く、例えば、アルミナ以外のセラミック材、樹脂材またはゴム材などで構成することもできる。

この噴射体本体２０２には、プラズマ噴出孔２０３が形成されている。プラズマ噴出孔２０３は、露出電極２０４と中間電極２０８との間でプラズマＰを発生させるとともに中間電極２０８と非露出電極２０６との間でプラズマＰを成長させて外部に噴出させるための部分であり、噴射体本体２０２の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この場合、プラズマ噴出孔２０３は、露出電極２０４側に対して非露出電極２０６側の孔径が大きく形成されている。

より具体的には、プラズマ噴出孔２０３は、小径部２０３ａと大径部２０３ｂとが段部２０３ｃを介して繋がって形成されている。小径部２０３ａは、図９に示すように、露出電極２０４と中間電極２０８との間に形成されてプラズマＰを発生させる部分であり円筒状に形成されている。なお、図９においては、小径部２０３ａ内で生成されるプラズマＰを薄いハッチングで示している。

大径部２０３ｂは、図１０に示すように、中間電極２０８と非露出電極２０６との間に形成されてプラズマＰを成長させる部分であり小径部２０３ａよりも大径の円筒状に形成されている。段部２０３ｃは、小径部２０３ａにおける大径部２０３ｂ側の端部が径方向外側に広がった環状の部分である。なお、図１０においては、大径部２０３ｂ内で生成されて噴出するプラズマＰを濃いハッチングで示している。

本実施形態においては、プラズマ噴出孔２０３は、小径部２０３ａの孔径が０．１ｍｍ、長さが０．２ｍｍ、大径部２０３ｂの孔径が０．５ｍｍ、長さが２ｍｍにそれぞれ形成されている。そして、このプラズマ噴出孔１０３は、噴射体本体１０２の長手方向に沿って７つ形成した列と８つ形成した列とが噴射体本体２０２の幅方向に沿って交互に２列ずつ形成されている。

露出電極２０４は、中間電極２０８との間でプラズマＰを発生させるための電極であり、導電性を有する材料を板状に形成して構成されている。本実施形態においては、露出電極２０４は、銅材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが０．１ｍｍの平面視で長方形状のシート状に成形して構成されている。なお、露出電極２０４の材質および形状のバリエーションについては露出電極１０４と同様に種々採用することができる。

この露出電極２０４は、噴射体本体２０２の両面における一方の表面（図示上面）に不導体のセラミック接着剤（図示せず）などの接合材を用いて貼り付けられている。そして、露出電極２０４には、後述する第１プラズマ生成用電源２２０に電気的に接続されている。また、露出電極２０４には、噴射体本体２０２のプラズマ噴出孔２０３に対応する位置に露出孔２０５が形成されている。

露出孔２０５は、露出電極２０４をプラズマ噴出孔２０３内にて露出させるための部分であり、露出電極２０４の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この露出孔２０５は、プラズマ噴出孔２０３に重なる位置にプラズマ噴出孔２０３と同じ大きさで形成されている。これにより、露出電極２０４は、プラズマ噴出孔２０３内に露出している。

非露出電極２０６は、中間電極２０８との間でプラズマＰを成長させるための電極であり、導電性を有する材料を板状に形成して構成されている。本実施形態においては、非露出電極２０６は、銅材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが０．１ｍｍの平面視で長方形状のシート状に成形して構成されている。なお、非露出電極２０６の材質および形状のバリエーションについては非露出電極１０６と同様に種々採用することができる。

この非露出電極２０６は、噴射体本体２０２の両面における他方の表面（図示下面）側に埋設されている。この場合、非露出電極２０６の端面は噴射体本体２０２の端面から露出しており第２プラズマ生成用電源２２２が電気的に接続されている。また、この非露出電極２０６には、噴射体本体２０２のプラズマ噴出孔２０３に対応する位置に非露出孔２０７が形成されている。

非露出孔２０７は、非露出電極２０６をプラズマ噴出孔２０３内で露出させないための部分であり、非露出電極２０６の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この非露出孔２０７は、プラズマ噴出孔２０３の大径部２０３ｂに重なる位置に大径部２０３ｂよりも大きな孔径で形成されている。この非露出孔２０７は、大径部２０３ｂに対して半径で１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の範囲で大きく形成するとよい。これにより、非露出電極２０６は、プラズマ噴出孔２０３内に露出しないように構成される。

中間電極２０８は、露出電極２０４との間でプラズマＰを発生させるとともに非露出電極２０６との間でプラズマＰを成長させるための電極であり、導電性を有する材料を板状に形成して構成されている。本実施形態においては、非露出電極２０６は、銅材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが０．１ｍｍの平面視で長方形状のシート状に成形して構成されている。なお、中間電極２０８の材質および形状のバリエーションについては非露出電極２０６と同様に種々採用することができる。

この中間電極２０８は、噴射体本体２０２における露出電極２０４と非露出電極２０６との間に埋設されている。本実施形態においては、中間電極２０８は、段部２０３ｃに隣接する小径部２０３ａの端部に配置されている。この場合、中間電極２０８の端面は噴射体本体２０２の端面から露出しており第２プラズマ生成用電源２２２が電気的に接続されている。また、この中間電極２０８には、噴射体本体２０２のプラズマ噴出孔２０３に対応する位置に非露出孔２０９が形成されている。

非露出孔２０９は、中間電極２０８をプラズマ噴出孔２０３内で露出させないための部分であり、中間電極２０８の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この非露出孔２０９は、プラズマ噴出孔２０３の小径部２０３ａに重なる位置に小径部２０３ａよりも大きな孔径で形成されている。この非露出孔２０９は、小径部２０３ａに対して半径で１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の範囲で大きく形成するとよい。これにより、中間電極２０８は、プラズマ噴出孔２０３内に露出しないように構成される。

そして、これらの場合、露出電極２０４と中間電極２０８との間の間隔は、生成するプラズマＰに応じて適宜設定されるものであるが、０．２ｍｍ以上かつ０．３ｍｍ以下が好ましい。また、中間電極２０８と非露出電極２０６との間の間隔は、生成するプラズマＰに応じて適宜設定されるものであるが、２ｍｍ以上かつ３ｍｍ以下が好ましい。

ジャケット形成体２１０は、プラズマガスを供給しつつプラズマ噴射体２０１を支持するとともに露出電極２０４に電気を導くための部品であり、平面視でプラズマ噴射体２０１と同等以上の大きさのブロック状に形成されている。より具体的には、ジャケット形成体２１０は、プラズマ噴射体２０１に沿って長尺に延びる板状体で構成されている。本実施形態においては、ジャケット形成体２１０は、上記第１実施形態における第１拡大放電電極１１０と全く同一に形成されている。すなわち、ジャケット形成体２１０は、アルミニウム材を長さが４００ｍｍ、幅が８４ｍｍおよび厚さが１５ｍｍの板状体に図示下方に向かって開口する凹部を形成して構成されている。このジャケット形成体２１０は、保持部２１１と閉塞部２１６とで構成されている。

保持部２１１は、プラズマ噴射体２０１を支持する部分であり、上記実施形態における保持部１１１と同様に、平面視で長方形の枠状に形成されている。この保持部２１１は、プラズマ噴射体２０１に対向する側が内側に屈曲して方形枠状の平面部が形成されており、この方形枠状の平面部にプラズマ噴射体２０１が絶縁性のセラミック接着剤（図示せず）で固着されている。

また、保持部２１１には、前記方形枠状の平面部の内側に開口部２１１ａが形成されるとともに、保持部２１１における閉塞部２１６側にプラズマガスジャケット２１２が形成されている。開口部２１１ａは、プラズマガスジャケット２１２内に導かれたプラズマガスをプラズマ噴射体２０１におけるプラズマ噴出孔２０３に導くために開口した部分である。

プラズマガスジャケット２１２は、閉塞部２１６のプラズマガス供給路２１７から導かれるプラズマガスを一時的に貯留してプラズマ噴射体２０１に導くための部分であり、保持部２１１を貫通する空洞部で構成されている。本実施形態においては、プラズマガスジャケット２１２は、保持部２１１の裏面側から見た平面視で略長方形状に形成されている。このプラズマガスジャケット２１２内には、多孔体２１３，２１４およびスペーサ２１５がそれぞれ設けられている。

多孔体２１３，２１４は、上記実施形態における多孔体１１３，１１４と同様に、板面の全体に多数の貫通孔２１３ａ，２１４ａが形成された所謂パンチングプレートである。また、スペーサ２１５は、上記実施形態におけるスペーサ１１５と同様に、多孔体２１３，２１４が互いに密着して重なること防止するとともに、多孔体２１３，２１４の各板面がプラズマガスジャケット２１２および閉塞部２１６にそれぞれ密着することを防止してこれらの各間に隙間を形成するための部品である。

閉塞部２１６は、プラズマガスジャケット２１２における図示上方側の開口部を覆ってプラズマガスジャケット２１２内を密閉するとともにプラズマガスジャケット２１２内にプラズマガスを導くための部品であり、平面視で保持部２１１と同じ大きさの方形の板状体で構成されている。この閉塞部２１６は、上記第１実施形態における電極部１１６と同様に、プラズマガスジャケット２１２に対向するプラズマガスジャケット対向面２１６ａが平面状に形成されているとともに、このプラズマガスジャケット対向面２１６ａに開口した状態でプラズマガス供給路２１７が形成されている。

プラズマガス供給路２１７は、上記第１実施形態におけるプラズマガス供給路１１７と同様に、プラズマガス供給設備から供給されるプラズマガスをプラズマガスジャケット２１２に導くための流路であり、閉塞部２１６の厚み方向に貫通する貫通孔で構成されている。このプラズマガス供給路２１７は、プラズマガスジャケット２１２に対向する複数（本実施形態においては６つ）の位置に略均等に配置されて形成されている。そして、各プラズマガス供給路２１７は、プラズマガス供給設備（図示せず）に対して配管（図示せず）を介して接続されている。

第１プラズマ生成用電源２２０は、露出電極２０４と中間電極２０８との間に交流電圧を印加することで両者間にプラズマＰを発生させるための電気機器である。本実施形態においては、第１プラズマ生成用電源２２０は、上記第１実施形態におけるプラズマ生成用電源１５０と同様に、一般家庭用電源（１００Ｖまたは２００Ｖ）から電力供給を受けて露出電極２０４および中間電極２０８に対して電圧が±１ｋＶ～±２０ｋＶの範囲でかつ周波数が１００Ｈｚ～３０ｋＨｚの範囲で所望の電圧および周波数の交流電圧を印加することができる。

この場合、第１プラズマ生成用電源２２０は、出力電圧の位相を変化させる図示しない移相器を備えている。また、第１プラズマ生成用電源２２０は、矩形波、正弦波、台形波および三角波のうちのいずれの交流電圧を連続的または間欠的に出力するものであってもよい。また、この第１プラズマ生成用電源２２０は、アース２２１を介して接地されている。

第２プラズマ生成用電源２２２は、中間電極２０８と非露出電極２０６との間に交流電圧を印加することで両者間でプラズマＰを成長させるための電気機器である。本実施形態においては、第２プラズマ生成用電源２２２は、上記第１実施形態におけるプラズマ生成用電源１５０と同様に、一般家庭用電源（１００Ｖまたは２００Ｖ）から電力供給を受けて中間電極２０８と非露出電極２０６に対して電圧が±１ｋＶ～±２０ｋＶの範囲でかつ周波数が１００Ｈｚ～３０ｋＨｚの範囲で所望の電圧および周波数の交流電圧を印加することができる。

この場合、第２プラズマ生成用電源２２２は、出力電圧の位相を変化させる図示しない移相器を備えている。また、第２プラズマ生成用電源２２２は、矩形波、正弦波、台形波および三角波のうちのいずれの交流電圧を連続的または間欠的に出力するものであってもよい。また、この第２プラズマ生成用電源２２２は、アース２２１を介して接地されている。

電極支持体２３０は、ワーク支持体２４０に対してプラズマ噴射体２０１をジャケット形成体２１０を介して所定の距離を介した位置に保持する部品であり、絶縁性の材料で構成されている。本実施形態においては、電極支持体２３０は、第１電極支持体１３１と同様に、ジャケット形成体２１０よりも大きな面積の方形の板状のフッ素樹脂材体で構成されている。また、電極支持体２３０は、プラズマガス供給装置（図示せず）から延びる配管（図示せず）が貫通する貫通孔２３０ａが形成されるとともに、電極支持体２３０自身を所定の高さ位置に保持するための４つの支柱２３１（支柱１３３と同様の部品）を備えている。なお、電極支持体２３０は、導体で構成することもできる。

ワーク支持体２４０は、被処理物ＷＫを支持するための部品であり、被処理物ＷＫを載置可能な大きさの不導体で構成されている。より具体的には、ワーク支持体２４０は、上記実施形態における拡大放電用誘電体１４０と同様に、フッ素樹脂製のシート材を環状の無端ベルト状に形成して構成されている。すなわち、ワーク支持体２４０は、拡大放電用誘電体１４０と同様に、図示しない駆動ローラと従動ローラとの間に水平方向に張られた状態で架設されて駆動ローラの回転駆動によって無限軌道状に送られるベルトコンベアにおける搬送ベルトを構成している。

（プラズマ生成装置２００の作動）
次に、上記のように構成したプラズマ生成装置２００の作動について説明する。まず、作業者は、プラズマ処理に関する初期設定を行う。具体的には、作業者は、第１プラズマ生成用電源２２０および第２プラズマ生成用電源２２２がそれぞれ出力する電圧、電流、周波数および位相をそれぞれ設定する。この場合、第１プラズマ生成用電源２２０が出力する電圧、電流および周波数は、プラズマＰを発生させるための電圧、電流および周波数であり、プラズマ処理内容に応じて予め実験的に求められる。本実施形態においては、作業者は、第１プラズマ生成用電源２２０に対して、例えば、電圧が１ｋＶ～９ｋＶ（例えば、±２ｋＶ）、電流が２０ｍＡおよび周波数が１０ｋＨｚの交流電圧を設定する。

また、第２プラズマ生成用電源２２２が出力する電圧、電流および周波数は、プラズマＰを成長させるための電圧、電流および周波数であり、プラズマ処理内容に応じて予め実験的に求められる。本実施形態においては、作業者は、第２プラズマ生成用電源２２２に対して、例えば、電圧が１ｋＶ～９ｋＶ（例えば、±５ｋＶ）、電流が２０ｍＡおよび周波数が１０ｋＨｚの交流電圧を設定する。

この場合、作業者は、第１プラズマ生成用電源２２０が出力する交流の出力電圧と第２プラズマ生成用電源２２２が出力する交流の出力電圧とが互いに同じ周波数でかつ位相が同相となるように設定する。なお、第１プラズマ生成用電源２２０および第２プラズマ生成用電源２２２の交流電圧の位相を１８０°だけずれた逆相に設定することができるとともに各出力電圧を互いに出力電圧値（振幅の値）に設定することもできる。

次に、作業者は、プラズマ噴射体２０１からプラズマＰを発生させる。具体的には、作業者は、第１プラズマ生成用電源２２０および第２プラズマ生成用電源２２２をそれぞれ操作して交流電圧を出力させるとともに、プラズマガス供給装置（図示せず）を操作してプラズマガスジャケット１１２内にプラズマガスの供給を開始させる。この場合、作業者は、第１プラズマ生成用電源２２０および第２プラズマ生成用電源２２２を同時に作動させてもよいが、第１プラズマ生成用電源２２０を作動させた後に第２プラズマ生成用電源２２２を作動させるとよい。

これにより、プラズマ噴射体２０１においては、図９に示すように、露出電極２０４と中間電極２０８との間に印加された交流電圧によって小径部２０３ａ内の大気の一部が電離するとともに活性化されて小規模なプラズマＰが発生する。すなわち、プラズマＰは、大気圧下における誘電体バリア放電によって生成される。

一方、プラズマガスジャケット２１２内に導入されたプラズマガスは、２つの多孔体２１３，２１４に遮られながら通過して蛇行しながらプラズマ噴出孔２０３に進入する。これにより、プラズマ噴出孔２０３内にいては、小径部２０３ａ内で小規模なプラズマＰの生成が促進される。そして、小径部２０３ａ内にて生成された小規模なプラズマＰは、プラズマガスによって大径部２０３ｂ内に押し流される。

大径部２０３ｂ内においては、図１０に示すように、中間電極２０８と非露出電極２０６との間に印加された交流電圧によって大径部２０３ｂ内の大気および小径部２０３ａから流入したプラズマガスの各一部がプラズマＰによって発生した電子または活性種をトリガとして電離するとともに活性化されてプラズマＰが発達する。すなわち、プラズマＰは、大気圧下における誘電体バリア放電によって生成される。この場合、大径部２０３ｂは、小径部２０３ａよりも大きく形成されているため、プラズマＰは外形的にも大きく発達する。

そして、大径部２０３ｂ内で生成されたにプラズマＰは、プラズマ噴出孔２０３内に連続的に供給されるプラズマガスによってプラズマ噴射体２０１からワーク支持体２４０に向かって噴出する。この場合、プラズマ噴出孔１０３から噴出したプラズマガスは、ワーク支持体２４０に衝突することでワーク支持体２４０上におけるプラズマガスの濃度が向上する。

この場合、プラズマＰは、３０個のプラズマ噴出孔２０３外縁に対応する略方形の平面状の領域内でプラズマが電極面に垂直な方向（プラズマガスの流通方向）に長さの長い柱状に延びて形成される。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置２００は、プラズマ噴射体２０１から図示下方に向かって均一な柱状のプラズマＰを形成することができる。この場合、作業者は、プラズマガス供給設備（図示せず）を操作してプラズマガスの供給量を増加または減少させることでプラズマＰの生成を促進または減退させてプラズマＰが生成される領域を広げまたは狭めることができる。

なお、図８および図１０においては、プラズマガスの流れを破線矢印で示している。また、プラズマ噴射体２０１から図示下方に向かって均一な放電が面状に広がって柱状に立ち上るプラズマＰとは、少なくとも人が目視で均一と確認できるレベルである。また、図１０に示すプラズマＰは、プラズマ噴出孔２０３ごとに柱状に描かれた部分があるが、実際は、プラズマ噴出孔２０３の孔径が小さくプラズマ噴出孔２０３が密集しているためプラズマＰは全体として柱状に形成される。また、プラズマＰは、プラズマ噴出孔２０３の孔径または形成密度を調整することによってプラズマ噴出孔２０３ごとに柱状に形成することもできる。

次に、作業者は、ワーク支持体２４０を回転駆動させる。具体的には、作業者は、図示しないベルトコンベアの制御装置を操作することでワーク支持体２４０を回転駆動させる。

次に、作業者は、被処理物ＷＫへのプラズマ照射処理を行う。具体的には、作業者は、ワーク支持体２４０上に被処理物ＷＫを連続的に供給する供給装置（図示せず）の作動を開始させることによってワーク支持体２４０上に被処理物ＷＫを連続的に供給する。これにより、ワーク支持体２４０上に載置された被処理物ＷＫは、プラズマ噴射体２０１から噴出するプラズマＰ中を通過することでプラズマ照射されて殺菌処理が行なわれる。そして、プラズマＰが照射された被処理物ＷＫは、図示しない被処理物ＷＫの回収装置によって回収される。

次に、作業者は、被処理物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了する場合には、被処理物ＷＫをワーク支持体２４０上に供給するワーク供給装置の作動を停止させた後、第１プラズマ生成用電源２２０および第２プラズマ生成用電源２２２の各作動をそれぞれ停止させてプラズマ噴射体２０１への交流電圧の印加を停止させる。これにより、プラズマ生成装置２００は、プラズマＰが消滅するため、被処理物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了することができる。この場合、作業者は、プラズマＰの消滅とともに、プラズマガス供給設備（図示せず）を操作してプラズマガスの供給を停止させる

なお、作業者は、プラズマガス供給設備（図示せず）を操作してプラズマガスの供給を停止させることによってもプラズマＰを消滅させることができる。これの場合、作業者は、プラズマＰの消滅とともに、第１プラズマ生成用電源２２０および第２プラズマ生成用電源２２２の各作動をそれぞれ停止させる。

上記作動説明からも理解できるように、上記第２実施形態によれば、プラズマ生成装置２００は、プラズマ噴出孔２０３内における露出電極２０４と非露出電極２０６との間の孔内に中間電極２０８を設けているため、露出電極２０４と中間電極２０８との間でプラズマガスを電離または活性化させて小規模なプラズマＰを高密度で発生させることでこの小規模なプラズマＰを起因として非露出電極２０６との間で長さの長い大規模なプラズマＰを発生させることができる。この場合、プラズマ生成装置２００は、小規模なプラズマＰを生成することなく直接大規模なプラズマＰを生成する場合に比べて第２プラズマ生成用電源２２２による印加電圧を下げることができる。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置２００は、プラズマ生成装置２００の生成電圧を低電圧化することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、各変形例の説明においては、上記実施形態と同様の部分については同じ符号を付している。

例えば、上記第２実施形態においては、プラズマ生成装置２００は、露出電極２０４と中間電極２０８との間に第１プラズマ生成用電源２２０によって交流電圧を印加するように構成した。しかし、図１１に示したプラズマ生成装置３００のように、露出電極２０４と中間電極２０８との間に直流電圧を印加するように構成することもできる。

具体的には、プラズマ生成装置３００は、露出電極２０４および中間電極３０１に直流電圧を印加する第１プラズマ生成用電源３０３を電気的に接続する。この場合、中間電極３０１は、露出電極２０４と同様に構成されており、プラズマ噴出孔２０３内の内周面に露出孔３０２を介して露出するようにプラズマ噴射体２０１内に設ける。また、第１プラズマ生成用電源３０３は、露出電極２０４および中間電極３０１のうちの一方をプラス電極として接続するとともに他方をマイナス電極として接続される直流電源である。

この場合、第１プラズマ生成用電源３０３は、電圧が１ｋＶ～９ｋＶ、電流が２０ｍＡを出力する電源を用いることができる。この第１プラズマ生成用電源３０３は、露出電極２０４と中間電極３０１との間の直流回路上に抵抗器３０４が設けられており、第１プラズマ生成用電源３０３の保護が図られている。また、第２プラズマ生成用電源２２２は、中間電極３０１と非露出電極２０６との間の交流回路上にコンデンサ３０５が設けられており、第１プラズマ生成用電源３０３からの直流電流がカットされている。

このように構成したプラズマ生成装置３００は、上記したプラズマ生成装置２００と同様に操作することでプラズマＰを発生させることができる。この場合、第１プラズマ生成用電源３０３は、出力電圧を１ｋＶ以上かつ９ｋＶ以下の電圧（例えば、２ｋＶ）に設定することでプラズマＰを生成することができる。

また、上記第２実施形態およびその変形例においては、プラズマ噴出孔２０３は、小径部２０３ａ、大径部２０３ｂおよび段部２０３ｃを有した段付き孔で構成した。しかし、プラズマ噴出孔２０３は、上記第１実施形態およびその変形例のようにテーパ形状に形成して構成することもできる。なお、プラズマ噴出孔１０３，２０３を段付き孔で構成する場合、大径部１０３ｂ，２０３ｂの長さを小径部１０３ａ，２０３ａの長さよりも長く形成することで規模の大きなプラズマＰを安定的に生成することができるが、大径部１０３ｂ，２０３ｂの長さを小径部１０３ａ，２０３ａの長さよりも短く形成することを排除するものではない。

また、上記第２実施形態およびその変形例においては、プラズマ噴射体２０１は、露出電極２０４と中間電極２０８，３０１との間の間隔を中間電極２０８，３０１と非露出電極２０６との間の間隔よりも狭く形成した。これにより、小規模のプラズマＰを効果的に生成して大規模なプラズマＰを早期かつ長尺に生成することができる。しかし、プラズマ噴射体２０１は、露出電極２０４と中間電極２０８，３０１との間の間隔を中間電極２０８，３０１と非露出電極２０６との間の間隔よりも広く形成することもできる。

また、上記第２実施形態およびその変形例においては、ワーク支持体２４０は、無端ベルト状に形成した。しかし、ワーク支持体２４０は、被処理物ＷＫを載置できればよい。したがって、ワーク支持体２４０は、固定的な台状に形成することもできる。

また、上記第２実施形態およびその変形例においては、プラズマガスジャケット２１２は、露出電極２０４に電気を導くために導電性を有して構成した。しかし、プラズマガスジャケット２１２は、露出電極２０４に電気を導く必要がない場合、すなわち、第１プラズマ生成用電源２２０，３０３を露出電極２０４に直接接続する場合には、導体以外の材料、例えば、樹脂材、セラミック材、木材またはゴム材で構成することもできる。また、ジャケット形成体２１０は、プラズマガスを供給しつつプラズマ噴射体２０１を支持することができれば本実施形態以外の形状や形態であってもよいことは当然である。

また、上記各実施形態およびこれらの変形例においては、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、プラズマガスジャケット１１２，２１２を備えて構成した。しかし、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、プラズマガスジャケット１１２，２１２を省略して構成することもできる。この場合、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、プラズマ噴出孔１０３，２０３に対してプラズマガス供給設備（図示せず）から延びる配管を直接接続することができる。また、この場合、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、プラズマガスジャケット１１２，２１２内に配置した多孔体１１３，１１４，２１３，２１４は不要である。なお、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、プラズマガスジャケット１１２，２１２を備えつつ多孔体１１３，１１４，２１３，２１４を省略して構成することもできる。

また、上記各実施形態およびこれらの各変形例においては、露出電極１０４，２０４，は、第１拡大放電電極１１０またはジャケット形成体２１０を介してプラズマ生成用電源１５０または第１プラズマ生成用電源２２０，３０３を接続した。しかし、露出電極１０４，２０４は、直接プラズマ生成用電源１５０または第１プラズマ生成用電源２２０，３０３を接続することもできる。

また、上記各実施形態およびこれらの各変形例においては、プラズマ噴射体１０１，２０１は、複数のプラズマ噴出孔１０３，２０３を備えて構成した。しかし、プラズマ噴射体１０１，２０１は、少なくとも１つのプラズマ噴出孔１０３，２０３を備えて構成されていればよく、必ずしも、複数または複数列形成されている必要もない。また、プラズマ噴出孔１０３，２０３は、円筒形（だ円を含む）以外の筒状、例えば、断面形状が、長孔状、方形、多角形または不規則な異形であってもよい。

また、上記各実施形態およびこれらの各変形例においては、プラズマ噴出孔１０３，２０３は、プラズマ噴射体１０１，２０１の幅方向（図２において上下方向）に互いに隣接するプラズマ噴出孔１０３，２０３を構成する各貫通孔が幅方向において互いに隣接し合わないようにプラズマ噴射体１０１，２０１の長手方向（図２において左右方向）にずれて配置（千鳥状に配置）されている。これにより、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、噴出されたプラズマガスのムラを抑制して均一なプラズマＰを生成することができる。しかし、プラズマ噴出孔１０３，２０３は、プラズマ噴射体１０１，２０１の幅方向に互いに隣接する一列のプラズマ噴出孔１０３，２０３を構成する各貫通孔が幅方向において互いに隣接し合うように配置することもできる。

また、上記各実施形態およびこれらの各変形例においては、露出電極１０４，２０４、非露出電極１０６，２０６および中間電極２０８、３０１は、それぞれシート状に形成した。しかし、露出電極１０４，２０４および中間電極３０１は、プラズマ噴出孔１０３，２０３内に露出するように形成されていればよいとともに、非露出電極１０６，２０６および中間電極２０８はプラズマ噴出孔１０３，２０３内における露出電極１０４，２０４に対してプラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置されていればよい。したがって、露出電極１０４，２０４、非露出電極１０６，２０６および中間電極２０８、３０１は、例えば、円筒状などの筒状に形成することもできる。

また、上記各実施形態およびこれらの各変形例においては、プラズマ噴射体１０１，２０１、第１拡大放電電極１１０、第２拡大放電電極１２０、拡大放電用誘電体１４０、ジャケット形成体２１０およびワーク支持体２４０をそれぞれ標準大気圧の大気中に直接配置した。しかし、プラズマ噴射体１０１，２０１、第１拡大放電電極１１０、第２拡大放電電極１２０、拡大放電用誘電体１４０、ジャケット形成体２１０およびワーク支持体２４０は、それぞれ標準大気圧と同じ気圧に調整された閉ざされたチャンバ空間内（例えば、室内やケース内）に配置することもできる。また、プラズマ噴射体１０１，２０１、第１拡大放電電極１１０、第２拡大放電電極１２０、拡大放電用誘電体１４０、ジャケット形成体２１０およびワーク支持体２４０は、標準大気圧よりも低圧の気圧または真空に調整された閉ざされたチャンバ空間内（例えば、室内やケース内）に配置することもできる。

このように、プラズマ噴射体１０１，２０１、第１拡大放電電極１１０、第２拡大放電電極１２０、拡大放電用誘電体１４０、ジャケット形成体２１０およびワーク支持体２４０を大気と遮断したチャンバ空間内に配置した場合、このチャンバ空間内を空気以外の気体、例えば、窒素、アルゴンおよびヘリウムなどのプラズマガスを単体でまたは混合した気体で満たすこともできる。

また、上記実施形態においては、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、食品からなる被処理物ＷＫに対してプラズマＰまたは拡大プラズマＰ_Ｅを照射して殺菌消毒するように構成した。しかし、プラズマ生成装置１００，２００，３００は、食品以外の被処理物ＷＫ（例えば、医療器具など）に対してプラズマＰまたは拡大プラズマＰ_Ｅを照射して殺菌消毒するように構成してもよいし、殺菌挿毒以外の目的で被処理物ＷＫに対してプラズマＰまたは拡大プラズマＰ_Ｅを照射してもよい。プラズマ生成装置１００，２００，３００は、例えば、アッシング、エッチングまたは被膜形成などの表面処理、接着性や濡れ性の改善または表面硬化などの表面改質に用いることができる。

ＷＫ…被処理物、Ｐ…プラズマ、Ｐ_Ｅ…拡大プラズマ、
１００…プラズマ生成装置、
１０１…プラズマ噴射体、１０２…噴射体本体、１０３…プラズマ噴出孔、１０３ａ…小径部、１０３ｂ…大径部、１０３ｃ…段部、１０４…露出電極、１０５…露出孔、１０６…非露出電極、１０７…非露出孔、
１１０…第１拡大放電電極、１１１…保持部、１１１ａ…開口部、１１２…プラズマガスジャケット、１１３，１１４…多孔体、１１３ａ，１１４ａ…貫通孔、１１５…スペーサ、１１６…電極部、１１６ａ…第２拡大放電電極対向面、１１７…プラズマガス供給路、１２０…第２拡大放電電極、１２０ａ…第１拡大放電電極対向面、１２１…保持部、１２１ａ…開口部、１２２…プラズマガスジャケット、１２３，１２４…多孔体、１２３ａ，１２４ａ…貫通孔、１２５…スペーサ、１２６…電極部、１２６ａ…第２拡大放電電極対向面、１２７…プラズマガス供給路、
１３０…電極支持体、１３１…第１電極支持体、１３１ａ…貫通孔、１３２…第２電極支持体、１３２ａ…貫通孔、１３３…支柱、
１４０…拡大放電用誘電体、
１５０…プラズマ生成用電源、１５１…アース、１５２…拡大プラズマ生成用電源、
２００…プラズマ生成装置、
２０１…プラズマ噴射体、２０２…噴射体本体、２０３…プラズマ噴出孔、２０３ａ…小径部、２０３ｂ…大径部、２０３ｃ…段部、２０４…露出電極、２０５…露出孔、２０６…非露出電極、２０７…非露出孔、２０８…中間電極、２０９…非露出孔、
２１０…ジャケット形成体、２１１…保持部、２１１ａ…開口部、２１２…プラズマガスジャケット、２１３，２１４…多孔体、２１３ａ，２１４ａ…貫通孔、２１５…スペーサ、２１６…閉塞部、２１６ａ…プラズマガスジャケット対向面、
２１７…プラズマガス供給路、
２２０…第１プラズマ生成用電源、２２１…アース、２２２…第２プラズマ生成用電源
２３０…電極支持体、２３０ａ…貫通孔、２３１…支柱、
２４０…ワーク支持体、
３００…プラズマ生成装置、３０１…中間電極、３０２…露出孔、３０３…第１プラズマ生成用電源、３０４…抵抗器、３０５…コンデンサ。

Claims

プラズマガスを流通させて噴出させるための貫通孔からなるプラズマ噴出孔を有した誘電体で構成されたプラズマ噴射体と、
前記プラズマ噴出孔内に露出した状態で設けられた露出電極と、
前記プラズマ噴出孔内における前記露出電極に対して前記プラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された非露出電極と、
前記露出電極と前記非露出電極との間に交流電圧を印加するプラズマ生成用電源とを備え、
前記プラズマ噴出孔は、
前記誘電体が露出する部分の内径が前記露出電極側よりも前記非露出電極側が大きく形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
プラズマガスを流通させて噴出させるための貫通孔からなるプラズマ噴出孔を有した誘電体で構成されたプラズマ噴射体と、
前記プラズマ噴出孔内に露出した状態で設けられた露出電極と、
前記プラズマ噴出孔内における前記露出電極に対して前記プラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された非露出電極と、
前記プラズマ噴出孔内における前記露出電極と前記非露出電極との間の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された中間電極と、
前記露出電極と前記中間電極との間に交流電圧を印加する第１プラズマ生成用電源と、
前記中間電極と前記非露出電極との間に交流電圧を印加する第２プラズマ生成用電源とを備え、
前記プラズマ噴出孔は、
前記誘電体が露出する部分の内径が前記露出電極側よりも前記非露出電極側が大きく形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
プラズマガスを流通させて噴出させるための貫通孔からなるプラズマ噴出孔を有した誘電体で構成されたプラズマ噴射体と、
前記プラズマ噴出孔内に露出した状態で設けられた露出電極と、
前記プラズマ噴出孔内における前記露出電極に対して前記プラズマガスの下流側の孔内に露出することなく同孔内の内周面に隣接配置された非露出電極と、
前記プラズマ噴出孔内における前記露出電極と前記非露出電極との間の孔内に露出した状態で設けられた中間電極と、
前記露出電極と前記中間電極との間に直流電圧を印加する第１プラズマ生成用電源と、
前記中間電極と前記非露出電極との間に交流電圧を印加する第２プラズマ生成用電源とを備え、
前記プラズマ噴出孔は、
前記誘電体が露出する部分の内径が前記露出電極側よりも前記非露出電極側が大きく形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
請求項２または請求項３に記載したプラズマ生成装置において、
前記露出電極と前記中間電極との間隔は、
前記中間電極と前記非露出電極との間隔よりも狭い間隔に形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記プラズマ噴出孔は、
前記露出電極側に形成された小径部と、
前記非露出電極側に前記小径部に対して段部を介して同小径部より大径に形成された大径部とを備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記プラズマ噴出孔は、
前記露出電極側から前記非露出電極側に向かって孔径が連続的に拡大するテーパ状に形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、さらに、
互いに対向配置された一対の導体で構成された第１拡大放電電極および第２拡大放電電極と、
前記第１拡大放電電極と前記第２拡大放電電極との間に交流電圧を印加する拡大プラズマ生成用電源と、
前記第１拡大放電電極と前記第２拡大放電電極との間に配置されて前記第１拡大放電電極および前記第２拡大放電電極に沿って延びる誘電体からなる拡大放電用誘電体とを備え、
前記プラズマ噴射体は、
前記第１拡大放電電極および前記第２拡大放電電極のうちの少なくとも一方に隣接して設けられていることを特徴とするプラズマ生成装置。
請求項７に記載したプラズマ生成装置において、
前記プラズマ噴射体が隣接配置された前記第１拡大放電電極および前記第２拡大放電電極のうちの少なくとも一方は、
前記プラズマ噴出孔に前記プラズマガスを導くプラズマガス供給路を有することを特徴とするプラズマ生成装置。