JP7201841B2

JP7201841B2 - プラズマ装置

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Inventors: 俊之池戸
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Description

本開示は、プラズマヘッドでプラズマガスを発生させるプラズマ装置に関するものである。

従来、プラズマヘッドからワークに向けてプラズマガスを噴出してプラズマ処理するプラズマ装置が種々提案されている。例えば、下記特許文献１のプラズマ装置では、多関節ロボットの先端に取り付けたプラズマヘッドと、電源・ガス供給ユニットとを電力ケーブルやガスチューブで接続している。図１０に示される例では、ガスチューブ等の先端に設けたコネクタをプラズマヘッドに取り付けてガスチューブ等をプラズマヘッドに対して固定している。

国際公開第ＷＯ２０１９/１５０４４７号（図１０）

プラズマヘッドにガスチューブを取り付けるコネクタとして、例えば、所謂ワンタッチ継手などを用いた場合、係合爪をガスチューブに係合させてガスチューブをプラズマヘッドに取り付けることができ、ガスチューブの着脱作業を簡素化できる。一方で、ガスチューブは、プラズマヘッドの交換などの度にプラズマヘッドから着脱される。この際に、ガスチューブの取り回しなどを行なうと、係合爪が係合した状態でガスチューブが回転する。また、多関節ロボットによってプラズマヘッドを移動等させた場合にもガスチューブが回転する虞がある。ガスチューブが回転することによって、係合爪が接触する部分が削れ、ガスチューブが損傷する虞がある。

本開示は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、ガス供給チューブを係合爪から保護できるプラズマ装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本明細書は、処理ガスを用いてプラズマガスを噴出するプラズマヘッドと、前記プラズマヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給ユニットと、先端部を前記プラズマヘッドに接続され、基端部を前記ガス供給ユニットに接続され、前記ガス供給ユニットから前記プラズマヘッドへ前記処理ガスを供給するガス供給チューブと、前記ガス供給チューブに係合する係合爪を有し、前記係合爪を前記ガス供給チューブに係合させることで前記ガス供給チューブを前記プラズマヘッドに対して取り付ける取付部材と、前記係合爪に係合される位置に比べて前記ガス供給チューブの基端側において、前記ガス供給チューブの回転を規制する回転規制部材と、を備えるプラズマ装置を開示する。

本開示によれば、係合爪を係合させる取付部材によって、プラズマヘッドにガス供給チューブを容易に取り付けることができる。また、係合爪に係合される位置に比べてガス供給チューブの基端側において、回転規制部材が、ガス供給チューブの回転を規制する。これにより、ガス供給チューブは、回転規制部材により回転を規制される位置よりも先端側における回転を規制される。プラズマヘッドの交換時やプラズマヘッドの作業時にガス供給チューブに回転する方向の力が加わっても、係合爪に係合する先端部の回転を回転規制部材により規制できる。係合爪によるガス供給チューブの損傷を低減し、ガス供給チューブを係合爪から保護できる。

プラズマ装置を示す図である。プラズマヘッドの斜視図である。電極及び本体側プラズマ通路の位置においてプラズマヘッドを切断した断面図である。第１取付部材及び第２取付部材の斜視図である。第２取付部材に第１取付部材を取り付けた状態であって、４組の取付部及び被取付部のうち、一組の取付部及び被取付部の断面を模式的に示す図である。回転規制部材を取り付けた状態を示す斜視図である。回転規制部材の分解斜視図である。図６に示すＡ－Ａ線で切断した断面図である。別例の回転規制部材の構成を示す断面図である。別例の回転規制部材の構成を示す断面図である。

以下、本開示を実施するための一形態について、図を参照しつつ詳しく説明する。図１に示すように、本実施形態のプラズマ装置１０は、プラズマヘッド１１、ロボット１３、制御ボックス１５を備えている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端部に着脱可能に取り付けられている。ロボット１３は、例えば、シリアルリンク型ロボット（多関節型ロボットと呼ぶこともできる）である。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に取り付けられた状態でプラズマガスを照射可能となっている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の駆動に応じて移動させられ、向きを変更させられる等し、３次元的に移動可能となっている。

制御ボックス１５は、コンピュータを主体として構成され、プラズマ装置１０を統括的に制御する。制御ボックス１５は、プラズマヘッド１１に電力を供給する電源部１５Ａ及びプラズマヘッド１１に処理ガスを供給するガス供給部１５Ｂを有している。電源部１５Ａは、電力ケーブル１６や制御ケーブル１８を介してプラズマヘッド１１と接続されている。電源部１５Ａは、制御ボックス１５の制御に基づいて、プラズマヘッド１１の電極３３（図３参照）に印加する電圧を変更する制御や、後述するヒータの温度を制御する。

また、ガス供給部１５Ｂは、複数（本実施形態では４本）のガス供給チューブ１９を介してプラズマヘッド１１と接続されている。ガス供給部１５Ｂは、制御ボックス１５の制御に基づいて、後述する反応ガス、キャリアガス、ヒートガスをプラズマヘッド１１へ供給する。制御ボックス１５は、ガス供給部１５Ｂを制御し、ガス供給部１５Ｂからプラズマヘッド１１へ供給するガスの量などを制御する。そして、プラズマ装置１０は、制御ボックス１５の制御に基づいてロボット１３を動作させ、テーブル１７の上に載置された被処理物Ｗに対してプラズマヘッド１１からプラズマガスを照射する。

また、制御ボックス１５は、タッチパネルや各種スイッチを有する操作部１５Ｃを備えている。制御ボックス１５は、各種の設定画面や動作状態（例えば、ガス供給状態など）等を操作部１５Ｃのタッチパネルに表示する。また、制御ボックス１５は、操作部１５Ｃに対する操作入力により各種の情報を受け付ける。

プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に設けられた取付板１３Ａに対して着脱可能に設けられている。これにより、プラズマヘッド１１は、種類の異なるプラズマヘッド１１に交換可能となっている。図２に示すように、プラズマヘッド１１は、プラズマ生成部２１、ノズル３５等を備えている。プラズマ生成部２１は、制御ボックス１５のガス供給部１５Ｂ（図１参照）から供給された処理ガスをプラズマ化して、プラズマガスを生成する。また、プラズマヘッド１１は、内部に設けられたヒータ（図示略）によってガス供給部１５Ｂから供給された処理ガスを加熱してヒートガスを生成する。本実施形態のプラズマヘッド１１は、プラズマ生成部２１において生成したプラズマガスを、加熱したヒートガスとともに、図１に示す被処理物Ｗへ噴出する。プラズマヘッド１１には、図２に示す矢印の方向に上流側から下流側へと処理ガスが供給される。なお、プラズマヘッド１１は、ヒートガスを加熱するヒータを備えない構成でも良い。即ち、本開示のプラズマ装置は、ヒートガスを用いない構成でも良い。

図３に示すように、プラズマ生成部２１は、ヘッド本体部３１、一対の電極３３、ノズル３５等を含む。なお、図３は、一対の電極３３及び後述する複数の本体側プラズマ通路７１の位置に合わせて切断した断面図である。ヘッド本体部３１は、耐熱性の高いセラミックにより成形されており、そのヘッド本体部３１の内部には、プラズマガスを発生させる反応室３７が形成されている。一対の電極３３の各々は、例えば、円柱形状をなしており、その先端部を反応室３７に突出させた状態で固定されている。以下の説明では、一対の電極３３を、単に電極３３と称する場合がある。また、一対の電極３３が並ぶ方向をＸ方向、円柱形状の電極３３の軸方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向と称して説明する。

電極３３の一部の外周部は、セラミックス等の絶縁体で製造された電極カバー５３によって覆われている。電極カバー５３は、略中空筒状をなし、長手方向の両端部に開口が形成されている。電極カバー５３の内周面と電極３３の外周面との間の隙間は、ガス通路５５として機能する。電極カバー５３の下流側の開口は、反応室３７に接続されている。電極３３の下端は、電極カバー５３の下流側の開口から突出している。

また、ヘッド本体部３１の内部には、反応ガス流路６１と、一対のキャリアガス流路６３とが形成されている。反応ガス流路６１は、ヘッド本体部３１の略中央部に設けられ、ガス供給チューブ１９（図１参照）を介してガス供給部１５Ｂと接続され、ガス供給部１５Ｂから供給される反応ガスを反応室３７へ流入させる。また、一対のキャリアガス流路６３は、Ｘ方向において反応ガス流路６１を間に挟んだ位置に配置されている。一対のキャリアガス流路６３の各々は、ガス供給チューブ１９（図１参照）を介してガス供給部１５Ｂと接続され、ガス供給部１５Ｂからキャリアガスが供給される。キャリアガス流路６３は、ガス通路５５を介してキャリアガスを反応室３７へ流入させる。

反応ガス（種ガス）としては、酸素（Ｏ２）を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、例えば、反応ガス流路６１を介して、酸素と窒素（Ｎ２）との混合気体（例えば、乾燥空気（Ａｉｒ））を、反応室３７の電極３３の間に流入させる。以下、この混合気体を、便宜的に反応ガスと呼び、酸素を種ガスと呼ぶ場合がある。キャリアガスとしては、窒素を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、ガス通路５５の各々から、一対の電極３３の各々を取り巻くようにキャリアガスを流入させる。

一対の電極３３には、制御ボックス１５の電源部１５Ａから交流の電圧が印加される。電圧を印加することによって、例えば、図３に示すように、反応室３７内において、一対の電極３３の下端の間に、擬似アークＡが発生する。この擬似アークＡを反応ガスが通過する際に、反応ガスは、プラズマ化される。従って、一対の電極３３は、擬似アークＡの放電を発生させ、反応ガスをプラズマ化し、プラズマガスを発生させる。

また、ヘッド本体部３１における反応室３７の下流側の部分には、Ｘ方向に間隔を隔てて並び、Ｚ方向に伸びて形成された複数（本実施例においては、６本）の本体側プラズマ通路７１が形成されている。複数の本体側プラズマ通路７１の上流側の端部は、反応室３７に開口しており、複数の本体側プラズマ通路７１の下流側の端部は、ヘッド本体部３１の下端面に開口している。

ノズル３５は、例えば、耐熱性の高いセラミックにより成形され、Ｚ方向に貫通する複数（本実施例においては、１０本）のノズル側プラズマ通路８２を有している。ノズル３５は、ボルト等により、ヘッド本体部３１の下面に固定されている。このため、ノズル３５は、ヘッド本体部３１に着脱可能とされており、種類の異なるノズルに変更することができる。ノズル３５のノズル側プラズマ通路８２には、上端面の溝８１を介して本体側プラズマ通路７１からプラズマガスが供給される。各ノズル側プラズマ通路８２に供給されたプラズマガスは、ノズル３５の下端の開口８２Ａから噴出される。尚、図３に示すノズル３５の形状・構造は、一例である。

また、プラズマヘッド１１は、ガス供給チューブ１９を介してガス供給部１５Ｂから供給された加熱用ガス（例えば、空気）をヒータ（図示略）で加熱し、加熱したヒートガスをノズル３５に供給する。ヒートガスは、ノズル３５に設けられたヒートガス出力通路８５に供給される。ヒートガス出力通路８５は、ノズル側プラズマ通路８２を取り囲むように形成されており、ノズル３５の下端の開口８５Ａからヒートガスを噴出する。このヒートガスは、プラズマガスを保護するシールドガスとして機能するものである。

このような構造により、反応室３７で発生したプラズマガスは、キャリアガスとともに、本体側プラズマ通路７１を経由して溝８１の内部に噴出される。そして、プラズマガスは、溝８１の内部において拡散し、複数のノズル側プラズマ通路８２の各々を経由して開口８２Ａから噴出される。ヒートガスは、ヒートガス出力通路８５を流れ開口８５Ａからプラズマガスの噴出方向に沿って噴出される。この際、ヒートガスは、開口８２Ａから噴出されるプラズマガスの周囲を取り巻くように噴出される。加熱したヒートガスをプラズマガスの周囲に噴出することで、プラズマガスの効能（濡れ性など）を高めることができる。

次に、ガス供給チューブ１９をプラズマヘッド１１に取り付ける構造について説明する。図４は、第１取付部材及び第２取付部材の斜視図を示している。図２及び図４に示すように、４本のガス供給チューブ１９の先端部には、第１取付部材９１が取り付けられている。この４本のガス供給チューブ１９は、キャリアガス用の２本のガス供給チューブ１９と、反応ガス用の１本のガス供給チューブ１９と、ヒートガス（加熱する前のガス）用のガス供給チューブ１９である。第１取付部材９１は、プラズマヘッド１１に設けられた第２取付部材９３に取り付けられる。キャリアガス用の２本のガス供給チューブ１９は、図３に示す一対のキャリアガス流路６３にそれぞれ接続される。

第１取付部材９１は、４本のガス供給チューブ１９のそれぞれに対応して４つの取付部９１Ａが設けられている。４つの取付部９１Ａは、例えば、一方向に長い略円筒形状をなし、軸方向を互いに平行にした状態で配置されている。４つの取付部９１Ａは、一列に並んで配置され、互いに連結された状態で連結板９２（図２参照）に取り付けられている。

連結板９２は、例えば、金属製の板を折り曲げて形成されており、折り曲げた内側に第１取付部材９１を収容する。連結板９２は、第１取付部材９１を収容した状態で、後述する回転規制部材１０１に対して第１取付部材９１とともに固定されている。尚、図２は、回転規制部材１０１を破線で図示している。

各取付部９１Ａの上流側（図４における上方側）の面には、ガス供給チューブ１９を挿入するための挿入孔９１Ｂが形成されている。各ガス供給チューブ１９の先端は、連結板９２に設けられた挿入孔を通じて４つの取付部９１Ａ（挿入孔９１Ｂ）のそれぞれに挿入されている。各取付部９１Ａは、ガス供給チューブ１９の先端に固定されている。

同様に、第２取付部材９３は、４つの取付部９１Ａに対応して４つの被取付部９３Ａが設けられている。４つの被取付部９３Ａは、例えば、一方向に長い略円筒形状をなし、軸方向を互いに平行にした状態で配置されている。４つの被取付部９３Ａは、一列に並んで配置され、互いに連結され一体化されている。図２に示すように、プラズマヘッド１１は、上下方向（上流側から下流側に向かう方向）に長い略直方体形状をなしており、上流側に接続面１１Ａを有する。接続面１１Ａは、例えば、略正方形状をなしている。

接続面１１Ａの中央には、電極３３（図３参照）に電力を供給する電力ケーブル１６を接続する２つの電力接続部１１Ｂが設けられている。電力ケーブル１６には、一対の電極３３の各々に接続される一対の電線が被覆されている。電力ケーブル１６の一対の電線は、２つの電力接続部１１Ｂの各々を介して一対の電極３３のそれぞれに電気的に接続されている。また、接続面１１Ａの一辺には、第２取付部材９３の４つの被取付部９３Ａが一列に並んで配置されている。４つの被取付部９３Ａは、一列に並んだ状態で、ネジ等によりプラズマヘッド１１に固定されている。各被取付部９３Ａの上流側の面には、取付部９１Ａを挿入するための挿入孔９３Ｂ（図４参照）がそれぞれ形成されている。

また、接続面１１Ａにおいて、中央の２つの電力接続部１１Ｂを間に挟んで第２取付部材９３と反対側には、制御ケーブル１８を接続するための制御接続部１１Ｃが設けられている。この制御ケーブル１８には、例えば、ヒータに電力を供給するヒータ用電力ケーブル、ヒートガスの加熱温度を検出するための温度センサ（熱電対など）に接続される信号線、アース線等が含まれる。制御ケーブル１８に含まれる各ケーブルは、制御接続部１１Ｃを介して各装置に接続される。

図５は、第２取付部材９３に第１取付部材９１を取り付けた状態であって、４組の取付部９１Ａ及び被取付部９３Ａのうち、一組の取付部９１Ａ及び被取付部９３Ａの断面を模式的に示している。第１取付部材９１及び第２取付部材９３は、例えば、所謂ワンタッチ継手であり、第１取付部材９１を第２取付部材９３に挿入することで、第１取付部材９１を第２取付部材９３に対してロックできる。各取付部９１Ａには、係合爪９１Ｃが内部に取り付けられている。係合爪９１Ｃは、例えば、金属の薄い板を折り曲げて形成されており、円筒形状の取付部９１Ａの円周上において所定のピッチで複数個配置されている。

係合爪９１Ｃは、被取付部９３Ａの挿入孔９３Ｂ内の所定位置まで取付部９１Ａが挿入されると、被取付部９３Ａによって立ち上げられガス供給チューブ１９に係合する。係合爪９１Ｃは、ガス供給チューブ１９に係合して第１取付部材９１の挿入方向９５への移動を規制する。係合爪９１Ｃは、挿入方向９５へのガス供給チューブ１９の移動を規制するが、回転方向９７への規制力が弱い。このため、各ガス供給チューブ１９は、第１取付部材９１を第２取付部材９３に取り付けた状態において、プラズマヘッド１１からの抜けを強固に抑制されるが、回転を規制される力が弱い状態となる。

このため、プラズマヘッド１１を別の種類のものに交換するためにガス供給チューブ１９を取り回す際や、プラズマ処理時にロボット１３がプラズマヘッド１１の向き等を変更した際に、ガス供給チューブ１９に回転方向９７の力が加わると、金属製の係合爪９１Ｃがガス供給チューブ１９に接触したままガス供給チューブ１９が回転する虞がある。その結果、ガス供給チューブ１９は、係合爪９１Ｃとの摩擦によって削られ、穴が空いて処理ガスが漏れる虞がある。あるいは、ガス供給チューブ１９は、係合爪９１Ｃによって削られ、断線する虞がある。そこで、本実施形態のプラズマ装置１０は、後述するように、ガス供給チューブ１９の回転を規制する回転規制部材１０１を備えている。

尚、一度、取り付けた第１取付部材９１（各取付部９１Ａ）を第２取付部材９３の挿入孔９３Ｂの奥へ（挿入方向９５の奥へ）と押し込むことでロックが解除される。係合爪９１Ｃは、取付部９１Ａが挿入孔９３Ｂ内に押し込まれることで立ち下がり（倒れ込み）、ガス供給チューブ１９から離間した状態となる。これにより、第２取付部材９３から第１取付部材９１を取り外すことができる。

次に、ガス供給チューブ１９の回転を規制する回転規制部材１０１について説明する。図６及び図７に示すように、回転規制部材１０１は、第１規制板１０３、第２規制板１０５、螺合部材１０７、スペーサ１０９を備えている。第２規制板１０５は、例えば、薄い板状の金属板であり、ガス供給チューブ１９を第１取付部材９１に挿入する挿入方向９５に長い略長方形状をなしている。

第２規制板１０５の下流側（図６における左側）の先端部には、ボルト１１１を螺合するための被螺合部１０５Ａが２つ形成されている。被螺合部１０５Ａは、例えば、ボルト１１１をねじ込むためのネジ山（雌ネジ）を形成された貫通孔である。２つのボルト１１１の各々は、連結板９２に形成された挿入孔９２Ａと、第１取付部材９１に設けられた挿入孔９１Ｄ（図４参照）に挿入され被螺合部１０５Ａに螺合される。第１取付部材９１は、連結板９２と第２規制板１０５に挟まれ、ボルト１１１の締め付けによって連結板９２及び第２規制板１０５と固定される。これにより、回転規制部材１０１を、第１取付部材９１、連結板９２、ガス供給チューブ１９に対して固定することができる。

第２規制板１０５の上流側（図７における右側）には、螺合部材１０７を螺合するための被螺合部１０５Ｂが２つ形成されている。螺合部材１０７は、例えば、ボルトやネジである。被螺合部１０５Ｂは、例えば、螺合部材１０７をねじ込むためのネジ山（雌ネジ）を形成された貫通孔である。第１規制板１０３は、ガス供給チューブ１９が並ぶ横方向９９に長い長方形の板状をなし、横方向９９の両側を第２規制板１０５（ガス供給チューブ１９）側に折り曲げられ湾曲した形状をなしている。第１規制板１０３は、例えば、金属製の板を折り曲げて形成されている。

第１規制板１０３には、２つの螺合部材１０７を挿入する位置に合せて挿入孔１０３Ａが２つ形成されている。図８は、図６に示すＡ－Ａ線で切断した断面を示している。図８に示すように、螺合部材１０７は、挿入孔１０３Ａ及びスペーサ１０９に挿入され、第２規制板１０５の被螺合部１０５Ｂに螺合されている。螺合部材１０７は、被螺合部１０５Ｂに螺合されることで第１規制板１０３と第２規制板１０５の間の距離Ｌ１を短くする。ガス供給チューブ１９は、第１規制板１０３と第２規制板１０５とに挟まれ回転方向９７（図６参照）の回転を規制される。

従って、本実施形態の回転規制部材１０１は、第１規制板１０３と、ガス供給チューブ１９を間に挟んで第１規制板１０３と反対側に配置される第２規制板１０５と、螺合部材１０７とを有する。螺合部材１０７は、第１規制板１０３及び第２規制板１０５に挿入され、被螺合部１０５Ｂに螺合されることで第１規制板１０３と第２規制板１０５の間の距離Ｌ１を短くする。これによれば、螺合部材１０７を被螺合部１０５Ｂに螺合させ締め付けることで、第１及び第２規制板１０３，１０５の間の距離Ｌ１を短くし、第１及び第２規制板１０３，１０５によってガス供給チューブ１９を挟み込んで回転を規制することができる。螺合部材１０７の締め付け量を調整することで、回転を規制する力を調整できる。

また、第１規制板１０３と第２規制板１０５との間には、スペーサ１０９が設けられている。スペーサ１０９は、例えば、円筒形状の金属部材である。尚、スペーサ１０９は、円板形状のワッシャを複数重ねたモノでも良い。また、スペーサ１０９は、バネなどの弾性部材でも良い。スペーサ１０９は、螺合部材１０７を挿入され、第１規制板１０３と第２規制板１０５に挟まれた状態で配置される。スペーサ１０９は、第１及び第２規制板１０３，１０５の距離Ｌ１を所定距離以上に維持する。この所定距離は、例えば、ガス供給チューブ１９内に流す処理ガスの流量として所望の流量を確保できるガス供給チューブ１９の内径を維持できる距離である。

従って、本実施形態の回転規制部材１０１は、第１及び第２規制板１０３，１０５の間の距離Ｌ１を所定距離以上に維持するスペーサ１０９を有する。螺合部材１０７を締め付け過ぎると、ガス供給チューブ１９が潰れ、処理ガス（キャリアガスなど）の流量が所望の流量以下となる虞がある。これに対し、スペーサ１０９によって第１及び第２規制板１０３，１０５の間の距離Ｌ１を所定距離以上に維持することで、ガス供給チューブ１９が一定量以上潰れることを抑制できる。従って、スペーサ１０９によってガス供給チューブ１９の流路を確保でき、処理ガスの流量や流速を確保できる。

また、図７及び図８に示すように、第２規制板１０５には、ガス供給チューブ１９の位置に合せて４つの収容溝１０５Ｃが形成されている。収容溝１０５Ｃは、例えば、第２規制板１０５を貫通する貫通孔を、ガス供給チューブ１９の長手方向（挿入方向９５）に沿って長くした形状をなしている。図８に示すように、各ガス供給チューブ１９は、その一部を収容溝１０５Ｃ内に収容した状態で、第１及び第２規制板１０３，１０５によって挟まれている。尚、収容溝１０５Ｃは、貫通孔に限らず、第２規制板１０５を凹ました凹部でも良い。

従って、本実施形態の第２規制板１０５は、ガス供給チューブ１９の長手方向に沿って形成されガス供給チューブ１９の一部を収容する収容溝１０５Ｃを有する。これによれば、第２規制板１０５は、ガス供給チューブ１９を収容溝１０５Ｃに収容した状態でガス供給チューブ１９を挟み込む。これにより、ガス供給チューブ１９の一部を収容溝１０５Ｃ内に逃がし、第１及び第２規制板１０３，１０５の挟み込みによってガス供給チューブ１９が潰れてしまうことを抑制できる。図８に示すように、例えば、ガス供給チューブ１９の一部を収容溝１０５Ｃ内に逃がすことで、収容溝１０５Ｃの断面を円形に保つことができる。回転を規制するための挟み込みによってガス供給チューブ１９内を流れる処理ガスの流量や流速が低減することを抑制できる。換言すれば、処理ガスの流量や流速の低減を抑制しつつ、第１及び第２規制板１０３，１０５の挟み込みによってガス供給チューブ１９の回転を良好に規制できる。

また、図８に示すように、複数のガス供給チューブ１９は、横方向９９に並んだ状態で、第１規制板１０３と第２規制板１０５とで両側から挟まれている。換言すれば、第１及び第２規制板１０３，１０５は、横方向９９に並ぶ複数のガス供給チューブ１９をまとめて挟んで回転を規制している。横方向９９における外側（両端）の２つのガス供給チューブ１９は、第１規制板１０３を折り曲げた部分の内側にそれぞれ収容されている。また、横方向９９における内側の２つのガス供給チューブ１９は、外側のガス供給チューブ１９と螺合部材１０７を間に挟んで配置されている。

従って、本実施形態の複数のガス供給チューブ１９は、長手方向（挿入方向９５）と直交する横方向９９に沿って一列に並んで配置されている。回転規制部材１０１は、一列に並ぶ複数のガス供給チューブ１９の回転を規制する。これによれば、複数のガス供給チューブ１９を一列に並べることで、複数のガス供給チューブ１９の各々の回転を、回転規制部材１０１によりまとめて規制できる。

また、図２に示すように、プラズマヘッド１１の接続面１１Ａの中央部には、電極３３（図３参照）に電力を供給する電力ケーブル１６が接続されている。そして、複数のガス供給チューブ１９は、接続面１１Ａの一辺（図２に示す手前側の一辺）に沿って一列に並んで配置されている。上記したように、ガス供給チューブ１９は、第１取付部材９１及び第２取付部材９３によって、プラズマヘッド１１に対してワンタッチで着脱が可能となっている。

これによれば、取り外す頻度が少ない電力ケーブル１６を接続面１１Ａの中央に配置し、取り外す頻度が高いガス供給チューブ１９を接続面の隅に配置する。ガス供給チューブ１９を着脱する際に電力ケーブル１６が邪魔にならず、ガス供給チューブ１９の着脱作業を容易に行なうことができる。また、接続面１１Ａの一辺に沿って複数のガス供給チューブ１９を集約し複数のガス供給チューブ１９が接続面１１Ａを占める面積を小さくすることで、プラズマヘッド１１の小型化を図ることができる。

因みに、ガス供給部１５Ｂは、ガス供給ユニットの一例である。第１取付部材９１及び第２取付部材９３は、取付部材の一例である。

以上、上記した本実施形態では、以下の効果を奏する。
本実施例の一態様では、ガス供給チューブ１９は、先端部をプラズマヘッド１１に接続され、基端部をガス供給部１５Ｂに接続され、ガス供給部１５Ｂからプラズマヘッド１１へ処理ガスを供給する。第１取付部材９１は、ガス供給チューブ１９に係合する係合爪９１Ｃを有し、係合爪９１Ｃをガス供給チューブ１９に係合させることでガス供給チューブ１９をプラズマヘッド１１に対して取り付ける。そして、回転規制部材１０１は、係合爪９１Ｃに係合される位置に比べてガス供給チューブ１９の基端側（上流側）において、ガス供給チューブ１９の回転を規制する。

これによれば、ガス供給チューブ１９は、係合爪９１Ｃを係合させる第１取付部材９１によって、プラズマヘッド１１に容易に取り付けることができる。また、係合爪９１Ｃに係合される位置に比べてガス供給チューブ１９の基端側において、回転規制部材１０１が、ガス供給チューブの回転を規制する。これにより、ガス供給チューブ１９は、回転規制部材１０１により回転を規制される位置よりも先端側における回転を規制される。プラズマヘッド１１の交換時やプラズマヘッド１１の作業時にガス供給チューブ１９に回転方向９７の力が加わっても、係合爪９１Ｃに係合する先端部の回転を回転規制部材１０１により規制できる。係合爪９１Ｃによるガス供給チューブ１９の損傷を低減し、ガス供給チューブ１９を係合爪９１Ｃから保護できる。

尚、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
具体的には、例えば、上記実施形態の第１規制板１０３及び第２規制板１０５の構成は、一例である。図９は、別例の回転規制部材１０１の構成を示している。例えば、上記実施形態では、回転規制部材１０１は、複数のガス供給チューブ１９をまとめて挟んで回転を規制したが、図９に示すように、１つのガス供給チューブ１９を個別に挟む構成でも良い。図９に示す回転規制部材１０１は、第２規制板１０５に金属バンド１２１を固定してガス供給チューブ１９を１本ずつ挟んでいる（図９には１本のみ図示）。金属バンド１２１は、ガス供給チューブ１９の外周形状に合わせて折り曲げられ、両端のそれぞれを螺合部材１０７によって固定されている。このように、回転規制部材１０１は、ガス供給チューブ１９を１本ずつ挟み込んで回転を規制しても良い。また、図９に示すように、本開示の回転規制部材１０１は、板状の部材以外（上記したバンド状の部材、棒状の部材、紐状の部材など）でガス供給チューブ１９の回転を規制しても良い。
また、上記実施形態では、第２規制板１０５に被螺合部１０５Ｂを形成したが、これに限らない。図９に示すように、ねじ山（雌ネジ）を形成していない貫通孔１０５Ｄを第２規制板１０５に形成しても良い。螺合部材１０７を、金属バンド１２１と第２規制板１０５の貫通孔１０５Ｄに挿通させ、先端部にナット１２３を螺合しても良い。そして、螺合部材１０７とナット１２３の締め付けによって金属バンド１２１と第２規制板１０５でガス供給チューブ１９を挟み込んでも良い。

また、上記実施形態では、第２規制板１０５に収容溝１０５Ｃを形成したが、図９に示すように、収容溝１０５Ｃを第２規制板１０５に設けなくとも良い。この場合、例えば、金属バンド１２１の内側にゴム等の弾性部材１２５を設けても良い。これにより、弾性部材１２５を金属バンド１２１の内側に詰め込むことで摩擦力を向上させ、ガス供給チューブ１９の回転を金属バンド１２１により良好に規制することができる。尚、摩擦力を向上させる方法は、弾性部材１２５に限らない。例えば、ガス供給チューブ１９の外周面に溝や突部を設け、金属バンド１２１や上記実施形態の第１規制板１０３とガス供給チューブ１９との摩擦力を向上させても良い。また、上記実施形態において、ガス供給チューブ１９のまわりに弾性部材１２５を設け、第１規制板１０３と第２規制板１０５とによって挟み込んでも良い。即ち、収容溝１０５Ｃと弾性部材１２５を併用しても良い。
また、上記実施形態では、第２規制板１０５に収容溝１０５Ｃを設けたが、第１規制板１０３に収容溝を設けても良い。また、第１及び第２規制板１０３，１０５の両方に収容溝を形成しても良い。
また、上記実施形態では、回転規制部材１０１は、第１及び第２規制板１０３，１０５の間の距離Ｌ１を確保するスペーサ１０９を備えたが、図９に示すように備えなくとも良い。

また、上記実施形態では、４つのガス供給チューブ１９を横方向９９に１列に並べる構成であったが、これに限らない。例えば、図１０に示すように、複数のガス供給チューブ１９を積み重ねても良い。図１０に示すように、第１規制板１０３と、２枚の第２規制板１０５とを重ね、各規制板の間にガス供給チューブ１９を挟み込んでも良い。そして、例えば、第１規制板１０３と、２枚の第２規制板１０５に螺合部材１０７を挿通させ、一番下の第２規制板１０５に設けた被螺合部１０５Ｂに挿通させた螺合部材１０７を螺合しても良い。これにより、多段構成の規制板によってガス供給チューブ１９をまとめて挟み込むことができる。
また、上記実施形態では、制御ボックス１５内にガス供給部１５Ｂを設けたが、ガス供給部１５Ｂを、制御ボックス１５や電源部１５Ａとは別の装置にしても良い。
また、上記実施形態では、第１取付部材９１に係合爪９１Ｃを設けたが、第２取付部材９３に係合爪９１Ｃを設けても良い。
また、図２に示すプラズマヘッド１１における、第２取付部材９３、電力接続部１１Ｂ、制御接続部１１Ｃ等の位置は、一例である。例えば、第２取付部材９３を、接続面１１Ａの中央に配置しても良く、２つの電力接続部１１Ｂを、接続面１１Ａの一辺に沿って配置しても良い。
また、上記実施形態におけるガス供給チューブ１９で供給する処理ガスの種類は、一例である。例えば、処理ガスとして、酸素、窒素以外の気体を用いても良い。

１０プラズマ装置、１１プラズマヘッド、１１Ａ接続面、１９ガス供給チューブ、９１第１取付部材、９１Ｃ係合爪、９３第２取付部材、９９横方向、１０１回転規制部材、１０３第１規制板、１０５第２規制板、１０５Ｂ被螺合部、１０５Ｃ収容溝、１０９スペーサ、Ｌ１距離。

Claims

処理ガスを用いてプラズマガスを噴出するプラズマヘッドと、
前記プラズマヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給ユニットと、
先端部を前記プラズマヘッドに接続され、基端部を前記ガス供給ユニットに接続され、前記ガス供給ユニットから前記プラズマヘッドへ前記処理ガスを供給するガス供給チューブと、
前記ガス供給チューブに係合する係合爪を有し、前記係合爪を前記ガス供給チューブに係合させることで前記ガス供給チューブを前記プラズマヘッドに対して取り付ける取付部材と、
前記係合爪に係合される位置に比べて前記ガス供給チューブの基端側において、前記ガス供給チューブの回転を規制する回転規制部材と、
を備えるプラズマ装置。
前記回転規制部材は、
第１規制板と、
前記ガス供給チューブを間に挟んで前記第１規制板と反対側に配置される第２規制板と、
前記第１規制板及び前記第２規制板に挿入され、被螺合部に螺合されることで前記第１規制板と前記第２規制板の間の距離を短くする螺合部材と、
を有する、請求項１に記載のプラズマ装置。
前記第１規制板及び前記第２規制板のうち、少なくとも一方は、
前記ガス供給チューブの長手方向に沿って形成され、前記ガス供給チューブの一部を収容する収容溝を有する、請求項２に記載のプラズマ装置。
前記回転規制部材は、
前記第１規制板と前記第２規制板の間の距離を所定距離以上に維持するスペーサを有する、請求項２又は請求項３に記載のプラズマ装置。
前記ガス供給チューブは、
複数設けられ、
複数の前記ガス供給チューブは、
長手方向と直交する方向に沿って一列に並んで配置され、
前記回転規制部材は、
一列に並ぶ複数の前記ガス供給チューブの回転を規制する、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプラズマ装置。
前記プラズマヘッドは、
略箱形形状に形成され、前記ガス供給チューブを接続する接続面と、電力を供給されることで前記処理ガスをプラズマ化する電極と、を有し、
前記接続面の中央部には、前記電極に電力を供給する電力ケーブルが接続され、
複数の前記ガス供給チューブは、
前記接続面の一辺に沿って一列に並んで配置される、請求項５に記載のプラズマ装置。