プラズマ発生装置およびプラズマ発生方法
【課題】電極から離れたところに確実にかつ簡便にプラズマを発生させる装置及び方法を提供する。
【解決手段】枝分かれした枝管１１を有する細管１０の一方の開口部に第１の電極３０の先端を差し込み、細管１０の他方の開口部はジョイント部７０を介してガス流発生部材８０と連結する。ガス流発生部材８０からは細管１０内にガスが吹き込まれて細管１０内にガス流を発生させており、ガス流は第１の電極３０にまで達している。細管１０の下には第２の電極２０が置かれており、第１の電極３０に電源４０により交流電圧またはパルス電圧が印加される。これにより、第１の電極３０の先端にプラズマが発生し、そのプラズマはガス流の上流方向に遡っていき、細管１０内にプラズマが生成する。
【解決手段】枝分かれした枝管１１を有する細管１０の一方の開口部に第１の電極３０の先端を差し込み、細管１０の他方の開口部はジョイント部７０を介してガス流発生部材８０と連結する。ガス流発生部材８０からは細管１０内にガスが吹き込まれて細管１０内にガス流を発生させており、ガス流は第１の電極３０にまで達している。細管１０の下には第２の電極２０が置かれており、第１の電極３０に電源４０により交流電圧またはパルス電圧が印加される。これにより、第１の電極３０の先端にプラズマが発生し、そのプラズマはガス流の上流方向に遡っていき、細管１０内にプラズマが生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置およびプラズマ発生方法に関し、特にガス流を発生させるガス流発生部材を用いるプラズマ発生装置およびプラズマ発生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より洗浄やエッチング、成膜等を行うのにプラズマを利用して行う方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ヘリウムガスを使用することなく大気中で安定した放電を行うべく、反応ガスを供給する反応管と、反応管を挟んで対向配置され反応ガスに作用する第１，第２の電極とを備え、第１，第２の電極に高周波電力を供給して反応ガスを励起し、発生させたプラズマで被処理基板を処理するプラズマ処理装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、処理の際のガス雰囲気を問わず、大気圧近傍の圧力下で均一な放電プラズマを発生させるため、対向電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、対向電極間にパルス化された電界を印加する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示されている技術は反応管中を流れる反応ガスをプラズマにして、そのプラズマを反応管から被処理物に噴射させるものであり、特許文献２に開示されている技術は、第２電極板上に載せられた被処理物の表面処理を行うものであり、いずれも比較的大きな装置を前提としている表面処理の技術である。
【０００６】
一方、プラズマを滅菌や殺菌に用いる研究も進められている。従来の医療用滅菌方法として、高圧蒸気滅菌、酸化エチレンガス滅菌、放射線滅菌とともに過酸化水素ガスプラズマ滅菌が実際に行われているが、これらは高温であったり、用いるガス（酸化エチレンガス）が危険なものであったり、大気下での使用ができないものであったり、脱気に１週間以上かかったりするなどの問題があった。このような問題を解決するとともに、現在では実用的な滅菌方法がほとんど見当たらない細管内の滅菌を行うために、特許文献３〜５には細管内用のプラズマ滅菌装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８４７５９号公報
【特許文献２】特開平１０−１５４５９８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３５５７１号公報
【特許文献４】特開２００３−２１０５５６号公報
【特許文献５】特開２００５−４６２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載されている技術は比較的大きな装置を前提としており、また、表面処理を目的としているので、細管内の滅菌に応用することは非常に困難である。
【０００８】
特許文献３〜５に記載されている技術は細管内用のプラズマ滅菌装置の技術ではある。しかしながら、特許文献３に記載の技術では、管内にガスを導入してから管内にプラズマ発生器を挿入して滅菌を行うが、プラズマ発生器は複数の電極と誘電体ベースからなるのであまり小さくすることができず、数ｍｍ以下の管径の細管内の滅菌には使用できないという課題がある。特許文献４に記載の技術では、管内に放電部を挿入してその放電部を移動させるのであるが、放電部が針状電極と面状電極とを有しているので内径が数ｍｍよりも小さい管内に挿入することは非常に困難であり、細い管に用いることができないという課題がある。特許文献５に記載の技術では、放電プラズマにより滅菌作用を有する化学的活性種を形成して、それを管内に導入するため、管が長いと途中で活性が消失して滅菌効果が消滅したり、管全体を殺菌するのに非常に長時間かかってしまうという課題がある。
【０００９】
また、細管内の表面処理をプラズマを用いて行おうとする場合も、特許文献１〜５に記載されている技術では、同様の理由で管径が数ｍｍ未満の細管には適用することができないため、径が数ｍｍ以下の細管の空孔内をプラズマを用いてエッチング等の表面処理することは従来はできなかった。
【００１０】
上記の特許文献３〜５は細管内にプラズマを導入することに関しての技術が開示されているが、細管内に限らず、狭い場所や入り組んだ構造の空間にプラズマを導入することは従来の技術では上述のような問題があり、実質的に電極を挿入できる空間の近辺にしかプラズマを発生させることができなかった。従って、電極から離れた場所にプラズマを導入することは従来技術では非常に困難であった。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極から離れたところに確実にかつ簡便にプラズマを発生させる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明のプラズマ発生装置は、絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極と、前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する電源と、ガスを吹き出してガス流を発生させるガス流発生部材とを備え、前記第１の電極の少なくとも一部は、前記ガス流の中に置かれており、前記第１の電極には交流電圧またはパルス電圧が印加され、前記ガス流が前記第１の電極に接した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる構成とした。このような構成により第１の電極から離れた場所にもプラズマを発生させることが可能である。交流電圧には電圧波形が三角波や鋸波、複合波である電圧も含まれる。
【００１３】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれていることが好ましい。
【００１４】
前記第１の電極のうち前記ガス流の中に置かれた部分には、前記導電性部材が露出している部分が存することが好ましい。
【００１５】
前記プラズマによって前記ガス流の流路において滅菌を行ってもよい。
【００１６】
前記プラズマによって前記ガス流の流路を構成する流路構成部材の内壁の表面処理を行ってもよい。
【００１７】
前記ガス流発生部材は、管の空孔内に前記ガスを吹き出して前記ガス流を発生させており、前記第１の電極の一部は、前記ガス流が流出する前記管の端部から該管の中に挿入されている構成であってもよい。ここで管は複数でもよく、第１の電極も複数であっても良い。
【００１８】
前記管の外側に設置されるとともに、前記電源に接続されて前記第１の電極との間に前記交流電圧またはパルス電圧が印加される第２の電極をさらに備えていてもよい。
【００１９】
前記管は枝分かれをした部分を有しており、前記ガス流は前記管の一部に発生していてもよい。
【００２０】
本発明のプラズマ発生方法は、絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極を所定の位置に設置する設置工程と、前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する印加工程と、前記第１の電極に向かってガスを流してガス流を発生させるガス流工程とを含み、前記ガス流が前記第１の電極に接触した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる構成とした。
【００２１】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれていることが好ましい。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記ガス流工程では、管の空孔内にガス流を発生させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のプラズマ発生装置は、ガス流を第１の電極に接触させ、その接触させた部分からプラズマをガス流の上流に向かって発生させるので、第１の電極が設置できない狭い場所や細い管の中などにも容易にプラズマを生成させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
【００２５】
（実施形態１）
実施形態１のプラズマ発生装置を図１に示す。このプラズマ発生装置は、細管１０の空孔内にプラズマを発生させる装置であり、細管１０の空孔内にその先端が挿入される（図１では既に先端が挿入されている）第１の電極３０と、細管１０の外側に設置されている第２の電極２０と、第１の電極３０と第２の電極２０との間に交流電圧あるいはパルス電圧を印加する電源４０と、細管１０中にガス流を発生させるガス流発生部材８０とを備えている。ガス流は細管１０の中を、図の左側から右側へ、第１の電極３０の先端に向かって進んでいき、プラズマは第１の電極３０の先端からガス流中を、ガス流の進行方向とは反対側に、即ち図の左側へ伸びていく。
【００２６】
第１の電極３０は、図２に示すように導電性部材３１の表面に絶縁体または誘電体からなる被覆３２が施されている構成を有しており、先端は被覆が存しておらず導電性部材３１が露出している。即ち、先端部分は、被覆導電線を、その伸びる方向にほぼ垂直に切断した状態となっている。導電性部材３１は金属やカーボン、有機導電性材料など導電性を有していればどのようなものであっても構わない。本実施形態では銅線としている。
【００２７】
被覆３２を構成する絶縁体は、ＰＦＡやＰＴＦＥ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂、ポリイミド樹脂などの電気絶縁性のポリマー、あるいはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のような電気絶縁性の無機物などを挙げることができる。また、被覆３２を構成する誘電体としては、チタン酸バリウムなどの誘電率が高い物質を挙げることができる。本実施形態ではフッ素樹脂であるポリイミド樹脂により被覆３２を形成した。第１の電極３０の全体にこの被覆３２がないと、第１の電極３０のいずれかの場所で放電が生じ、先端におけるプラズマ発生が起こらなくなってしまう虞がある。
【００２８】
第２の電極２０は接地線５０により接地されている接地電極であり、電源４０と接続線６０により接続されている。第２の電極２０の形状や材質は特に限定されない。例えば、第２の電極２０の形状は、平板状、円筒状、メッシュ状あるいはワイヤ状など、どのようなものであってもよい。第２の電極２０の材質は、金属、カーボンあるいは有機導電材料など導電性であればどのようなものでもよい。さらに第２の電極２０の表面は絶縁体で覆われていても構わない。本実施形態では金属板の表面に絶縁体を被覆したものを第２の電極２０とした。
【００２９】
電源４０は交流電圧あるいはパルス電圧を印加するものであるが、第１の電極３０の形状や材質など、細管１０の材質や厚みなど、第１の電極３０と第２の電極２０との距離、ガス流のガス種や温度、ガス流速等々でプラズマが発生し、それが細管１０内を遡っていくかいかないかということ及びプラズマの強度が大きく影響されるため、また、プラズマの発生にとって重要なのは印加電圧ではなく第１の電極３０の周囲の電界強度であるため、交流電圧あるいはパルス電圧の周波数や電圧の大きさは特に限定されない。パルス電圧は図３に示すように、極性の変わる（＋から−、または−から＋）パルス、あるいは０Ｖから立ち上がるパルスが好ましく、パルス電圧が時間的に連続して供給されるとプラズマが連続して発生するので、好ましい。このように極性が変わり連続して供給されるパルス電圧は、方形波の交流電圧とも言える。
【００３０】
ガス流発生部材８０としては、例えば圧縮ガス容器に減圧弁を取り付けた装置を例としてあげることができる。ガス流発生部材８０からはガスが流れる管が伸びており、その管の先端に付いているジョイント部７０が細管１０の一方の開口部に連結している。細管１０のこのジョイント部７０に連結した開口部は、第１の電極３０の先端が入れられている開口部の反対側に存するものである。ガス流発生部材８０から吹き出されるガスは、プラズマの発生しやすい希ガスを主成分として含んでいることが好ましい。本実施形態では、ガス流発生部材８０から吹き出されるガスとしてＡｒガスを用いている。細管１０は枝分かれし先が閉じている枝管１１を有しており、ガス流発生部材８０は細管１０の主管の方に接続されている。枝管１１はガス流の向きとは反対の向きに主管から枝分かれしているので、ガス流は主管の方のみに流れ、枝管１１には流れない。従って、プラズマは枝管１１内には発生しない。
【００３１】
細管１０の材質はどのようなものでも構わない。ただ、細管１０の絶縁性が高いほど第１の電極３０と第２の電極２０との間に高い電界を印加することができ、結果としてプラズマが容易に発生するようになる。例えば、プラスチックやセラミック、およびそれらにより表面が被覆された素材などが好ましい。
【００３２】
なお、電源４０の周波数や電圧は特に限定されないと上で述べたが、周波数は０．１Ｈｚ〜１ＭＨｚが電源装置として実用上好ましく、プラズマの発生しやすさを考慮すると５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚが好ましい。電圧は、１Ｖ〜１００ｋＶがプラズマが発生し易くで好ましく、装置の扱いやすさの点で１Ｖ〜２０ｋＶが好ましい。また、電源４０によって交流電圧またはパルス電圧が第１の電極３０に印加された際の第１の電極３０近辺の電界強度は、１０４Ｖ／ｍ以上１０１０Ｖ／ｍ以下が好ましい。
【００３３】
次に本実施形態のプラズマ発生装置を用いたプラズマを発生させる方法を説明する。
【００３４】
まず、例えばカテーテルのような枝分かれした細管１０を第２の電極２０の上に置く。この時図１に示すように細管１０を真っ直ぐにして第２の電極２０上に置いてもよいが、第２の電極２０の大きさ（面積）に比べて細管１０が長い場合は、細管１０を湾曲させて第２の電極２０の上に載せても構わない。
【００３５】
次に、細管１０の一方の端部の開口部に、線状である第１の電極３０の先端を所定の位置まで挿入する。所定の位置までの挿入される長さは特に限定されないが、０．１ｍｍ以上が好ましい。そして他方の開口部にジョイント部７０を連結させる。
【００３６】
それから、ガス流発生部材８０から細管１０内にＡｒガスを吹き出させて、第１の電極３０の先端に向かって細管１０内を流れるガス流を発生させる。これにより、第１の電極３０の先端はガス流中に置かれガス流に接していることになる。
【００３７】
その次に、第１の電極３０と第２の電極２０との間に交流電圧またはパルス電圧を印加してプラズマを発生させる。プラズマは、第１の電極３０先端からガス流を上流側に遡って細管１０内を伸びていく。このようにして細管１０内にプラズマが発生する。この時プラズマが伸びる長さは、電圧値や周波数などによって変化する。なお、プラズマの発生度合いはガス流の発光度合いによって判断することができる。プラズマの発光度合いは、細管１０が透光性を有していれば目視により容易に確認できる。この場合、細管１０が透明ではなくても、プラズマが発する光を数％以上透過させれば目視による確認は可能である。
【００３８】
このように細管１０内にプラズマを発生させることにより、細管１０の内壁をエッチングしたり空孔内の滅菌処理をしたり、といった処理をすることが可能になる。
【００３９】
なお、上記の方法において電圧印加とガス流発生との順番は入れ換えても構わない。また、本実施形態においては、第１の電極３０と第２の電極２０との間に交流電圧あるいはパルス電圧を印加して第１の電極３０の先端にプラズマを発生させると第１の電極３０の温度が上がるため、導電性部材３１および被覆３２は耐熱性が高いものが好ましい。耐熱性の点からは、導電性部材３１は金属やカーボン等が好ましく、被覆３２はフッ素樹脂やポリイミド樹脂、ＤＬＣ、チタン酸バリウムなどが好ましい。
【００４０】
これまで説明したように、本実施形態では絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材３１を備えた第１の電極３０の先端を細管１０の開口部に少し挿入し、この開口部とは反対側の開口部からガスを流して細管１０内にガス流を発生させ、この第１の電極３０に交流電圧またはパルス電圧を印加させてガス流中に置かれた第１の電極３０の先端からガス流を遡るようにプラズマを発生させるので、細管１０の内径が小さくなってもガス流が流れていさえすれば空孔内にプラズマを発生させることが可能である。例えば導電性部材３１に０．０８ｍｍの銅線を用い、被覆３２として厚み０．０１ｍｍのポリイミド樹脂を用いれば、開口部の内径が０．１ｍｍよりも大きい細管１０であれば、たとえ細管１０中央部に内径が０．１ｍｍ未満のところがあっても、この第１の電極３０の先端を開口部に挿入することが可能である。このように内径が小さい細管１０には、特許文献４に記載のプラズマ発生装置を挿入することは非常に困難である。また、本実施形態ではプラズマそのものを第１の電極３０から離れた場所に発生させるので、特許文献５に記載の技術とは異なり、短時間に細管１０内を滅菌・殺菌等のプラズマ処理を行うことも考えられ、また処理されている範囲も確実に判断できる。また、本実施形態のプラズマ発生装置は非常に簡単な構造であり、製造コストを低くできる。そして、プラズマ発生も容易にかつ被熟練者でも行える。さらに細管１０が枝分かれしていて、そのうちの特定の枝の部分内のみをプラズマ処理したい場合、従来の技術では非常に困難であったが、本実施形態のプラズマ発生装置を用いれば簡単に行うことができる。
【００４１】
本実施形態のプラズマ発生装置において、第１の電極３０の先端部分は導電性部材３１が露出した状態にしているが、先端も被覆３１により覆われていても構わない。なお、先端部分に導電性部材３１が露出している方がプラズマが発生しやすい。
【００４２】
（実施形態２）
実施形態２ではガス流の流路として、細管ではなく板状部材に形成された溝部分が用いられている点が実施形態１とは異なり、その他の点は実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なっている点を説明する。実施形態１と同じ点は説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、図４に示すように板状部材１２に第１，第２，第３の溝１５，１６，１７が形成されている。なお、実際には溝１５，１６，１７の上には蓋がされて密閉されているが、説明の都合上蓋は図示省略している。第１及び第２の溝１５，１６は、図の左から右に伸びていき、板状部材１２の中央近辺で合流して第３の溝１７となり、板状部材１２の右辺に抜けている。板状部材１２の左辺側に存する第２の溝１６の開口端部には、ガス流発生部材８０に繋がっているガス流連結管７１が連結しており、そこから第２の溝１６にＡｒガスが流れる。Ａｒのガス流は第２の溝１６を流れ、それから第３の溝１７を流れていき、第１の電極３０の先端に接触する。
【００４４】
第１の電極３０に実施形態１と同様に交流電圧またはパルス電圧を印加すると、第１の電極３０の先端に発生したプラズマがＡｒのガス流を遡って、第３の溝１７および第２の溝１６の中に生成する。板状部材１２の材質はどのようなものでも構わない。ただ、板状部材１２の絶縁性が高いほど第１の電極３０と第２の電極２０との間に高い電界を印加することができ、結果としてプラズマが容易に発生するようになる。例えば、プラスチックやセラミック、およびそれらにより表面が被覆された素材などが好ましい。
【００４５】
上記のように、細管ではなくても溝内にプラズマを生成させることができる。また、溝が分岐している場合は、任意の溝内にのみプラズマを生成させることができる。なお、本実施形態においても実施形態１と同様の効果を奏する。
【００４６】
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１とはガス種を変更して細管１０内のプラズマ処理を行っている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なっている点を説明し、実施形態１と同じ点は説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のガス種は、Ａｒを主成分として体積比で５０％以上含み、プラズマ発生の目的によって種々のガスの中から選択されたガスを副成分として添加した混合ガスである。例えば、酸素を添加するとオゾンや酸素ラジカルが発生し短時間で細管１０内の滅菌・殺菌を行うことができる。細管１０の内壁に例えば特定の有機物分子を結合させたい場合は、当該有機物分子を含むガスを添加すればよい。また、細管１０の内壁に樹脂コーティングしたい場合は、モノマーを含むガスを添加すればよい。内壁をエッチングしたい場合は、エッチング能力の高いガス種を添加すればよい。
【００４８】
（実施形態４）
実施形態４では、図５に示すように、細管１０，１０，１０が３本存しており、それぞれの細管１０，１０，１０に第１の電極３６，３６，３６の先端が挿入されている。即ち本実施形態の流路を構成しているのは、複数の細管が集合した多孔管（各細管は平行に並んでいる）である。３つの第１の電極３６，３６，３６は一つに繋がって集合電極３５となり、集合電極３５が電源４０に接続している。
【００４９】
細管１０，１０，１０は、実施形態１とは異なり枝分かれ部がなく、１本の真っ直ぐな管である。なお、細管１０，１０，１０は曲がっていても構わない。
【００５０】
細管１０，１０，１０において、第１の電極３６，３６，３６が挿入された開口部とは反対側の開口部にはジョイント部７２が連結されており、実施形態１と同様にガス流発生部材８０から送られてきたガスがジョイント部７２から細管１０，１０，１０中に入っていく。そして細管１０，１０，１０中にガス流が発生して第１の電極３６，３６，３６に到達する。第１の電極３６，３６，３６の先端からプラズマが発生し、第１の電極３６，３６，３６の先端に接触しているガス流を遡るようにして、プラズマは細管１０，１０，１０内をジョイント７２との連結部分の方へ伸びていき、細管１０，１０，１０内にプラズマが生成される。
【００５１】
本実施形態においては、細管１０，１０，１０の素材や、ガスの素材、また、ガス流発生部材８０の構成や第２の電極２０，電源４０，接地線５０，接続線６０など特に説明していないことは、実施形態１と同じである。また、本実施形態では複数の細管１０，１０，１０内に同時にプラズマを発生させることができること以外は、実施形態１と同じ効果を奏する。
【００５２】
（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例示であり、本発明はこれらの例に限定されない。例えば、第１の電極の導電性部材の形状は線状に限定されず、板状、箔状等どのような形状でもよい。ガス流のガスは、Ａｒに限定されず、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅなどの他の希ガスでも構わない。また、希ガスを５０％以上とし、残りの５０％未満の割合で他のガスを混合させても構わず、他のガスの種類も特に限定されない。つまり、管内や溝内に施したい表面処理、滅菌や殺菌などのプラズマを発生させる目的に応じて混合させるガスの種類を選べばよい。
【００５３】
また細管や板状部材を導電性部材（例えば金属）により形成しても構わない。この場合は、細管や板状部材の外部に第２の電極が不要となり、細管や板状部材を接地したり、電源と接続させたり等すれば細管内や溝内にプラズマが生成する。
【００５４】
細管の形状や径の大きさ、長さ、素材などは特に限定されない。細管の横断面において外形や空孔の形状が円形以外の多角形や楕円、その他の形状であっても構わないし、細管の長さ方向において形状や内径が変化していても構わない。溝の形状や断面の形状に関しても同様である。また、細管や溝の枝分かれの数は特に限定されない。
【００５５】
第１の電極の先端ではなく、線状電極の中間部分や、板状や立体状電極の一部を細管１０や溝１７に挿入する、あるいはガス流の中においてもよい。この場合、第１の電極の挿入部分・ガス流中に置かれた部分は導電性部材が露出している部分を有しているとプラズマが発生しやすく好ましい。また、第１の電極を細管や溝内に挿入しなくてもガス流の中に一部を入れて、ガス流と接触しさえすればよい。
【００５６】
実施形態４において、細管１０の数は３よりも多くても構わない。例えばハニカム構造の多孔管の内壁を実施形態４と同じような装置でプラズマ処理することができる。
【００５７】
実施形態３を実施形態２や４の溝や集合管に適用しても構わない。この時は、ガス流の流路構成材である管壁や溝壁が滅菌されたり、表面処理され得る。
【００５８】
第２の電極は、接地されているのみで直接電源に接続されていなくてもよい。このような場合はグラウンドを通じて第２の電極と電源が接続されていることになる。また、第２の電極はいわゆる浮いている状態であってもよい。このとき第２の電極は、電源に接続されていても良いし、電源に接続されていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明に係るプラズマ発生装置は、狭い場所に容易にプラズマを生成させることができるので、細管中や溝内の滅菌処理や、細管内壁や溝内壁などの表面処理に用いる装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態１に係るプラズマ発生装置の模式図
【図２】第１の電極の断面図
【図３】パルス電圧を表した図
【図４】実施形態２に係るプラズマ発生装置の模式図
【図５】実施形態４に係るプラズマ発生装置の模式図
【符号の説明】
【００６１】
１０ 細管
１２ 板状部材
１５，１６，１７ 溝
２０ 第２の電極
３０ 第１の電極
３１ 導電性部材
３２ 被覆
４０ 電源
５０ 接地線
６０ 接続線
８０ ガス流発生部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置およびプラズマ発生方法に関し、特にガス流を発生させるガス流発生部材を用いるプラズマ発生装置およびプラズマ発生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より洗浄やエッチング、成膜等を行うのにプラズマを利用して行う方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ヘリウムガスを使用することなく大気中で安定した放電を行うべく、反応ガスを供給する反応管と、反応管を挟んで対向配置され反応ガスに作用する第１，第２の電極とを備え、第１，第２の電極に高周波電力を供給して反応ガスを励起し、発生させたプラズマで被処理基板を処理するプラズマ処理装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、処理の際のガス雰囲気を問わず、大気圧近傍の圧力下で均一な放電プラズマを発生させるため、対向電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、対向電極間にパルス化された電界を印加する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示されている技術は反応管中を流れる反応ガスをプラズマにして、そのプラズマを反応管から被処理物に噴射させるものであり、特許文献２に開示されている技術は、第２電極板上に載せられた被処理物の表面処理を行うものであり、いずれも比較的大きな装置を前提としている表面処理の技術である。
【０００６】
一方、プラズマを滅菌や殺菌に用いる研究も進められている。従来の医療用滅菌方法として、高圧蒸気滅菌、酸化エチレンガス滅菌、放射線滅菌とともに過酸化水素ガスプラズマ滅菌が実際に行われているが、これらは高温であったり、用いるガス（酸化エチレンガス）が危険なものであったり、大気下での使用ができないものであったり、脱気に１週間以上かかったりするなどの問題があった。このような問題を解決するとともに、現在では実用的な滅菌方法がほとんど見当たらない細管内の滅菌を行うために、特許文献３〜５には細管内用のプラズマ滅菌装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８４７５９号公報
【特許文献２】特開平１０−１５４５９８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３５５７１号公報
【特許文献４】特開２００３−２１０５５６号公報
【特許文献５】特開２００５−４６２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載されている技術は比較的大きな装置を前提としており、また、表面処理を目的としているので、細管内の滅菌に応用することは非常に困難である。
【０００８】
特許文献３〜５に記載されている技術は細管内用のプラズマ滅菌装置の技術ではある。しかしながら、特許文献３に記載の技術では、管内にガスを導入してから管内にプラズマ発生器を挿入して滅菌を行うが、プラズマ発生器は複数の電極と誘電体ベースからなるのであまり小さくすることができず、数ｍｍ以下の管径の細管内の滅菌には使用できないという課題がある。特許文献４に記載の技術では、管内に放電部を挿入してその放電部を移動させるのであるが、放電部が針状電極と面状電極とを有しているので内径が数ｍｍよりも小さい管内に挿入することは非常に困難であり、細い管に用いることができないという課題がある。特許文献５に記載の技術では、放電プラズマにより滅菌作用を有する化学的活性種を形成して、それを管内に導入するため、管が長いと途中で活性が消失して滅菌効果が消滅したり、管全体を殺菌するのに非常に長時間かかってしまうという課題がある。
【０００９】
また、細管内の表面処理をプラズマを用いて行おうとする場合も、特許文献１〜５に記載されている技術では、同様の理由で管径が数ｍｍ未満の細管には適用することができないため、径が数ｍｍ以下の細管の空孔内をプラズマを用いてエッチング等の表面処理することは従来はできなかった。
【００１０】
上記の特許文献３〜５は細管内にプラズマを導入することに関しての技術が開示されているが、細管内に限らず、狭い場所や入り組んだ構造の空間にプラズマを導入することは従来の技術では上述のような問題があり、実質的に電極を挿入できる空間の近辺にしかプラズマを発生させることができなかった。従って、電極から離れた場所にプラズマを導入することは従来技術では非常に困難であった。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極から離れたところに確実にかつ簡便にプラズマを発生させる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明のプラズマ発生装置は、絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極と、前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する電源と、ガスを吹き出してガス流を発生させるガス流発生部材とを備え、前記第１の電極の少なくとも一部は、前記ガス流の中に置かれており、前記第１の電極には交流電圧またはパルス電圧が印加され、前記ガス流が前記第１の電極に接した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる構成とした。このような構成により第１の電極から離れた場所にもプラズマを発生させることが可能である。交流電圧には電圧波形が三角波や鋸波、複合波である電圧も含まれる。
【００１３】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれていることが好ましい。
【００１４】
前記第１の電極のうち前記ガス流の中に置かれた部分には、前記導電性部材が露出している部分が存することが好ましい。
【００１５】
前記プラズマによって前記ガス流の流路において滅菌を行ってもよい。
【００１６】
前記プラズマによって前記ガス流の流路を構成する流路構成部材の内壁の表面処理を行ってもよい。
【００１７】
前記ガス流発生部材は、管の空孔内に前記ガスを吹き出して前記ガス流を発生させており、前記第１の電極の一部は、前記ガス流が流出する前記管の端部から該管の中に挿入されている構成であってもよい。ここで管は複数でもよく、第１の電極も複数であっても良い。
【００１８】
前記管の外側に設置されるとともに、前記電源に接続されて前記第１の電極との間に前記交流電圧またはパルス電圧が印加される第２の電極をさらに備えていてもよい。
【００１９】
前記管は枝分かれをした部分を有しており、前記ガス流は前記管の一部に発生していてもよい。
【００２０】
本発明のプラズマ発生方法は、絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極を所定の位置に設置する設置工程と、前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する印加工程と、前記第１の電極に向かってガスを流してガス流を発生させるガス流工程とを含み、前記ガス流が前記第１の電極に接触した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる構成とした。
【００２１】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれていることが好ましい。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記ガス流工程では、管の空孔内にガス流を発生させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のプラズマ発生装置は、ガス流を第１の電極に接触させ、その接触させた部分からプラズマをガス流の上流に向かって発生させるので、第１の電極が設置できない狭い場所や細い管の中などにも容易にプラズマを生成させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
【００２５】
（実施形態１）
実施形態１のプラズマ発生装置を図１に示す。このプラズマ発生装置は、細管１０の空孔内にプラズマを発生させる装置であり、細管１０の空孔内にその先端が挿入される（図１では既に先端が挿入されている）第１の電極３０と、細管１０の外側に設置されている第２の電極２０と、第１の電極３０と第２の電極２０との間に交流電圧あるいはパルス電圧を印加する電源４０と、細管１０中にガス流を発生させるガス流発生部材８０とを備えている。ガス流は細管１０の中を、図の左側から右側へ、第１の電極３０の先端に向かって進んでいき、プラズマは第１の電極３０の先端からガス流中を、ガス流の進行方向とは反対側に、即ち図の左側へ伸びていく。
【００２６】
第１の電極３０は、図２に示すように導電性部材３１の表面に絶縁体または誘電体からなる被覆３２が施されている構成を有しており、先端は被覆が存しておらず導電性部材３１が露出している。即ち、先端部分は、被覆導電線を、その伸びる方向にほぼ垂直に切断した状態となっている。導電性部材３１は金属やカーボン、有機導電性材料など導電性を有していればどのようなものであっても構わない。本実施形態では銅線としている。
【００２７】
被覆３２を構成する絶縁体は、ＰＦＡやＰＴＦＥ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂、ポリイミド樹脂などの電気絶縁性のポリマー、あるいはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のような電気絶縁性の無機物などを挙げることができる。また、被覆３２を構成する誘電体としては、チタン酸バリウムなどの誘電率が高い物質を挙げることができる。本実施形態ではフッ素樹脂であるポリイミド樹脂により被覆３２を形成した。第１の電極３０の全体にこの被覆３２がないと、第１の電極３０のいずれかの場所で放電が生じ、先端におけるプラズマ発生が起こらなくなってしまう虞がある。
【００２８】
第２の電極２０は接地線５０により接地されている接地電極であり、電源４０と接続線６０により接続されている。第２の電極２０の形状や材質は特に限定されない。例えば、第２の電極２０の形状は、平板状、円筒状、メッシュ状あるいはワイヤ状など、どのようなものであってもよい。第２の電極２０の材質は、金属、カーボンあるいは有機導電材料など導電性であればどのようなものでもよい。さらに第２の電極２０の表面は絶縁体で覆われていても構わない。本実施形態では金属板の表面に絶縁体を被覆したものを第２の電極２０とした。
【００２９】
電源４０は交流電圧あるいはパルス電圧を印加するものであるが、第１の電極３０の形状や材質など、細管１０の材質や厚みなど、第１の電極３０と第２の電極２０との距離、ガス流のガス種や温度、ガス流速等々でプラズマが発生し、それが細管１０内を遡っていくかいかないかということ及びプラズマの強度が大きく影響されるため、また、プラズマの発生にとって重要なのは印加電圧ではなく第１の電極３０の周囲の電界強度であるため、交流電圧あるいはパルス電圧の周波数や電圧の大きさは特に限定されない。パルス電圧は図３に示すように、極性の変わる（＋から−、または−から＋）パルス、あるいは０Ｖから立ち上がるパルスが好ましく、パルス電圧が時間的に連続して供給されるとプラズマが連続して発生するので、好ましい。このように極性が変わり連続して供給されるパルス電圧は、方形波の交流電圧とも言える。
【００３０】
ガス流発生部材８０としては、例えば圧縮ガス容器に減圧弁を取り付けた装置を例としてあげることができる。ガス流発生部材８０からはガスが流れる管が伸びており、その管の先端に付いているジョイント部７０が細管１０の一方の開口部に連結している。細管１０のこのジョイント部７０に連結した開口部は、第１の電極３０の先端が入れられている開口部の反対側に存するものである。ガス流発生部材８０から吹き出されるガスは、プラズマの発生しやすい希ガスを主成分として含んでいることが好ましい。本実施形態では、ガス流発生部材８０から吹き出されるガスとしてＡｒガスを用いている。細管１０は枝分かれし先が閉じている枝管１１を有しており、ガス流発生部材８０は細管１０の主管の方に接続されている。枝管１１はガス流の向きとは反対の向きに主管から枝分かれしているので、ガス流は主管の方のみに流れ、枝管１１には流れない。従って、プラズマは枝管１１内には発生しない。
【００３１】
細管１０の材質はどのようなものでも構わない。ただ、細管１０の絶縁性が高いほど第１の電極３０と第２の電極２０との間に高い電界を印加することができ、結果としてプラズマが容易に発生するようになる。例えば、プラスチックやセラミック、およびそれらにより表面が被覆された素材などが好ましい。
【００３２】
なお、電源４０の周波数や電圧は特に限定されないと上で述べたが、周波数は０．１Ｈｚ〜１ＭＨｚが電源装置として実用上好ましく、プラズマの発生しやすさを考慮すると５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚが好ましい。電圧は、１Ｖ〜１００ｋＶがプラズマが発生し易くで好ましく、装置の扱いやすさの点で１Ｖ〜２０ｋＶが好ましい。また、電源４０によって交流電圧またはパルス電圧が第１の電極３０に印加された際の第１の電極３０近辺の電界強度は、１０４Ｖ／ｍ以上１０１０Ｖ／ｍ以下が好ましい。
【００３３】
次に本実施形態のプラズマ発生装置を用いたプラズマを発生させる方法を説明する。
【００３４】
まず、例えばカテーテルのような枝分かれした細管１０を第２の電極２０の上に置く。この時図１に示すように細管１０を真っ直ぐにして第２の電極２０上に置いてもよいが、第２の電極２０の大きさ（面積）に比べて細管１０が長い場合は、細管１０を湾曲させて第２の電極２０の上に載せても構わない。
【００３５】
次に、細管１０の一方の端部の開口部に、線状である第１の電極３０の先端を所定の位置まで挿入する。所定の位置までの挿入される長さは特に限定されないが、０．１ｍｍ以上が好ましい。そして他方の開口部にジョイント部７０を連結させる。
【００３６】
それから、ガス流発生部材８０から細管１０内にＡｒガスを吹き出させて、第１の電極３０の先端に向かって細管１０内を流れるガス流を発生させる。これにより、第１の電極３０の先端はガス流中に置かれガス流に接していることになる。
【００３７】
その次に、第１の電極３０と第２の電極２０との間に交流電圧またはパルス電圧を印加してプラズマを発生させる。プラズマは、第１の電極３０先端からガス流を上流側に遡って細管１０内を伸びていく。このようにして細管１０内にプラズマが発生する。この時プラズマが伸びる長さは、電圧値や周波数などによって変化する。なお、プラズマの発生度合いはガス流の発光度合いによって判断することができる。プラズマの発光度合いは、細管１０が透光性を有していれば目視により容易に確認できる。この場合、細管１０が透明ではなくても、プラズマが発する光を数％以上透過させれば目視による確認は可能である。
【００３８】
このように細管１０内にプラズマを発生させることにより、細管１０の内壁をエッチングしたり空孔内の滅菌処理をしたり、といった処理をすることが可能になる。
【００３９】
なお、上記の方法において電圧印加とガス流発生との順番は入れ換えても構わない。また、本実施形態においては、第１の電極３０と第２の電極２０との間に交流電圧あるいはパルス電圧を印加して第１の電極３０の先端にプラズマを発生させると第１の電極３０の温度が上がるため、導電性部材３１および被覆３２は耐熱性が高いものが好ましい。耐熱性の点からは、導電性部材３１は金属やカーボン等が好ましく、被覆３２はフッ素樹脂やポリイミド樹脂、ＤＬＣ、チタン酸バリウムなどが好ましい。
【００４０】
これまで説明したように、本実施形態では絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材３１を備えた第１の電極３０の先端を細管１０の開口部に少し挿入し、この開口部とは反対側の開口部からガスを流して細管１０内にガス流を発生させ、この第１の電極３０に交流電圧またはパルス電圧を印加させてガス流中に置かれた第１の電極３０の先端からガス流を遡るようにプラズマを発生させるので、細管１０の内径が小さくなってもガス流が流れていさえすれば空孔内にプラズマを発生させることが可能である。例えば導電性部材３１に０．０８ｍｍの銅線を用い、被覆３２として厚み０．０１ｍｍのポリイミド樹脂を用いれば、開口部の内径が０．１ｍｍよりも大きい細管１０であれば、たとえ細管１０中央部に内径が０．１ｍｍ未満のところがあっても、この第１の電極３０の先端を開口部に挿入することが可能である。このように内径が小さい細管１０には、特許文献４に記載のプラズマ発生装置を挿入することは非常に困難である。また、本実施形態ではプラズマそのものを第１の電極３０から離れた場所に発生させるので、特許文献５に記載の技術とは異なり、短時間に細管１０内を滅菌・殺菌等のプラズマ処理を行うことも考えられ、また処理されている範囲も確実に判断できる。また、本実施形態のプラズマ発生装置は非常に簡単な構造であり、製造コストを低くできる。そして、プラズマ発生も容易にかつ被熟練者でも行える。さらに細管１０が枝分かれしていて、そのうちの特定の枝の部分内のみをプラズマ処理したい場合、従来の技術では非常に困難であったが、本実施形態のプラズマ発生装置を用いれば簡単に行うことができる。
【００４１】
本実施形態のプラズマ発生装置において、第１の電極３０の先端部分は導電性部材３１が露出した状態にしているが、先端も被覆３１により覆われていても構わない。なお、先端部分に導電性部材３１が露出している方がプラズマが発生しやすい。
【００４２】
（実施形態２）
実施形態２ではガス流の流路として、細管ではなく板状部材に形成された溝部分が用いられている点が実施形態１とは異なり、その他の点は実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なっている点を説明する。実施形態１と同じ点は説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、図４に示すように板状部材１２に第１，第２，第３の溝１５，１６，１７が形成されている。なお、実際には溝１５，１６，１７の上には蓋がされて密閉されているが、説明の都合上蓋は図示省略している。第１及び第２の溝１５，１６は、図の左から右に伸びていき、板状部材１２の中央近辺で合流して第３の溝１７となり、板状部材１２の右辺に抜けている。板状部材１２の左辺側に存する第２の溝１６の開口端部には、ガス流発生部材８０に繋がっているガス流連結管７１が連結しており、そこから第２の溝１６にＡｒガスが流れる。Ａｒのガス流は第２の溝１６を流れ、それから第３の溝１７を流れていき、第１の電極３０の先端に接触する。
【００４４】
第１の電極３０に実施形態１と同様に交流電圧またはパルス電圧を印加すると、第１の電極３０の先端に発生したプラズマがＡｒのガス流を遡って、第３の溝１７および第２の溝１６の中に生成する。板状部材１２の材質はどのようなものでも構わない。ただ、板状部材１２の絶縁性が高いほど第１の電極３０と第２の電極２０との間に高い電界を印加することができ、結果としてプラズマが容易に発生するようになる。例えば、プラスチックやセラミック、およびそれらにより表面が被覆された素材などが好ましい。
【００４５】
上記のように、細管ではなくても溝内にプラズマを生成させることができる。また、溝が分岐している場合は、任意の溝内にのみプラズマを生成させることができる。なお、本実施形態においても実施形態１と同様の効果を奏する。
【００４６】
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１とはガス種を変更して細管１０内のプラズマ処理を行っている点以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なっている点を説明し、実施形態１と同じ点は説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のガス種は、Ａｒを主成分として体積比で５０％以上含み、プラズマ発生の目的によって種々のガスの中から選択されたガスを副成分として添加した混合ガスである。例えば、酸素を添加するとオゾンや酸素ラジカルが発生し短時間で細管１０内の滅菌・殺菌を行うことができる。細管１０の内壁に例えば特定の有機物分子を結合させたい場合は、当該有機物分子を含むガスを添加すればよい。また、細管１０の内壁に樹脂コーティングしたい場合は、モノマーを含むガスを添加すればよい。内壁をエッチングしたい場合は、エッチング能力の高いガス種を添加すればよい。
【００４８】
（実施形態４）
実施形態４では、図５に示すように、細管１０，１０，１０が３本存しており、それぞれの細管１０，１０，１０に第１の電極３６，３６，３６の先端が挿入されている。即ち本実施形態の流路を構成しているのは、複数の細管が集合した多孔管（各細管は平行に並んでいる）である。３つの第１の電極３６，３６，３６は一つに繋がって集合電極３５となり、集合電極３５が電源４０に接続している。
【００４９】
細管１０，１０，１０は、実施形態１とは異なり枝分かれ部がなく、１本の真っ直ぐな管である。なお、細管１０，１０，１０は曲がっていても構わない。
【００５０】
細管１０，１０，１０において、第１の電極３６，３６，３６が挿入された開口部とは反対側の開口部にはジョイント部７２が連結されており、実施形態１と同様にガス流発生部材８０から送られてきたガスがジョイント部７２から細管１０，１０，１０中に入っていく。そして細管１０，１０，１０中にガス流が発生して第１の電極３６，３６，３６に到達する。第１の電極３６，３６，３６の先端からプラズマが発生し、第１の電極３６，３６，３６の先端に接触しているガス流を遡るようにして、プラズマは細管１０，１０，１０内をジョイント７２との連結部分の方へ伸びていき、細管１０，１０，１０内にプラズマが生成される。
【００５１】
本実施形態においては、細管１０，１０，１０の素材や、ガスの素材、また、ガス流発生部材８０の構成や第２の電極２０，電源４０，接地線５０，接続線６０など特に説明していないことは、実施形態１と同じである。また、本実施形態では複数の細管１０，１０，１０内に同時にプラズマを発生させることができること以外は、実施形態１と同じ効果を奏する。
【００５２】
（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例示であり、本発明はこれらの例に限定されない。例えば、第１の電極の導電性部材の形状は線状に限定されず、板状、箔状等どのような形状でもよい。ガス流のガスは、Ａｒに限定されず、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅなどの他の希ガスでも構わない。また、希ガスを５０％以上とし、残りの５０％未満の割合で他のガスを混合させても構わず、他のガスの種類も特に限定されない。つまり、管内や溝内に施したい表面処理、滅菌や殺菌などのプラズマを発生させる目的に応じて混合させるガスの種類を選べばよい。
【００５３】
また細管や板状部材を導電性部材（例えば金属）により形成しても構わない。この場合は、細管や板状部材の外部に第２の電極が不要となり、細管や板状部材を接地したり、電源と接続させたり等すれば細管内や溝内にプラズマが生成する。
【００５４】
細管の形状や径の大きさ、長さ、素材などは特に限定されない。細管の横断面において外形や空孔の形状が円形以外の多角形や楕円、その他の形状であっても構わないし、細管の長さ方向において形状や内径が変化していても構わない。溝の形状や断面の形状に関しても同様である。また、細管や溝の枝分かれの数は特に限定されない。
【００５５】
第１の電極の先端ではなく、線状電極の中間部分や、板状や立体状電極の一部を細管１０や溝１７に挿入する、あるいはガス流の中においてもよい。この場合、第１の電極の挿入部分・ガス流中に置かれた部分は導電性部材が露出している部分を有しているとプラズマが発生しやすく好ましい。また、第１の電極を細管や溝内に挿入しなくてもガス流の中に一部を入れて、ガス流と接触しさえすればよい。
【００５６】
実施形態４において、細管１０の数は３よりも多くても構わない。例えばハニカム構造の多孔管の内壁を実施形態４と同じような装置でプラズマ処理することができる。
【００５７】
実施形態３を実施形態２や４の溝や集合管に適用しても構わない。この時は、ガス流の流路構成材である管壁や溝壁が滅菌されたり、表面処理され得る。
【００５８】
第２の電極は、接地されているのみで直接電源に接続されていなくてもよい。このような場合はグラウンドを通じて第２の電極と電源が接続されていることになる。また、第２の電極はいわゆる浮いている状態であってもよい。このとき第２の電極は、電源に接続されていても良いし、電源に接続されていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明に係るプラズマ発生装置は、狭い場所に容易にプラズマを生成させることができるので、細管中や溝内の滅菌処理や、細管内壁や溝内壁などの表面処理に用いる装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態１に係るプラズマ発生装置の模式図
【図２】第１の電極の断面図
【図３】パルス電圧を表した図
【図４】実施形態２に係るプラズマ発生装置の模式図
【図５】実施形態４に係るプラズマ発生装置の模式図
【符号の説明】
【００６１】
１０ 細管
１２ 板状部材
１５，１６，１７ 溝
２０ 第２の電極
３０ 第１の電極
３１ 導電性部材
３２ 被覆
４０ 電源
５０ 接地線
６０ 接続線
８０ ガス流発生部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極と、
前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する電源と、
ガスを吹き出してガス流を発生させるガス流発生部材と
を備え、
前記第１の電極の少なくとも一部は、前記ガス流の中に置かれており、
前記第１の電極には交流電圧またはパルス電圧が印加され、
前記ガス流が前記第１の電極に接した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる、プラズマ発生装置。
【請求項２】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれている、請求項１に記載されているプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記第１の電極のうち前記ガス流の中に置かれた部分には、前記導電性部材が露出している部分が存する、請求項１または２に記載されているプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記ガス流発生部材は、管の空孔内に前記ガスを吹き出して前記ガス流を発生させており、
前記第１の電極の一部は、前記ガス流が流出する前記管の端部から該管の中に挿入されている、請求項１から３のいずれか一つに記載されているプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記管の外側に設置されるとともに、前記電源に接続されて前記第１の電極との間に前記交流電圧またはパルス電圧が印加される第２の電極をさらに備えた、請求項４に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記管は枝分かれをした部分を有しており、前記ガス流は前記管の一部に発生している、請求項４または５に記載されているプラズマ発生装置。
【請求項７】
絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極を所定の位置に設置する設置工程と、
前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する印加工程と、
前記第１の電極に向かってガスを流してガス流を発生させるガス流工程と
を含み、
前記ガス流が前記第１の電極に接触した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる、プラズマ発生方法。
【請求項８】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれている、請求項７に記載されているプラズマ発生方法。
【請求項９】
前記ガス流工程では、管の空孔内にガス流を発生させる、請求項７または８に記載されているプラズマ発生方法。
【請求項１】
絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極と、
前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する電源と、
ガスを吹き出してガス流を発生させるガス流発生部材と
を備え、
前記第１の電極の少なくとも一部は、前記ガス流の中に置かれており、
前記第１の電極には交流電圧またはパルス電圧が印加され、
前記ガス流が前記第１の電極に接した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる、プラズマ発生装置。
【請求項２】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれている、請求項１に記載されているプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記第１の電極のうち前記ガス流の中に置かれた部分には、前記導電性部材が露出している部分が存する、請求項１または２に記載されているプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記ガス流発生部材は、管の空孔内に前記ガスを吹き出して前記ガス流を発生させており、
前記第１の電極の一部は、前記ガス流が流出する前記管の端部から該管の中に挿入されている、請求項１から３のいずれか一つに記載されているプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記管の外側に設置されるとともに、前記電源に接続されて前記第１の電極との間に前記交流電圧またはパルス電圧が印加される第２の電極をさらに備えた、請求項４に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記管は枝分かれをした部分を有しており、前記ガス流は前記管の一部に発生している、請求項４または５に記載されているプラズマ発生装置。
【請求項７】
絶縁体または誘電体により被覆された導電性部材を備えた第１の電極を所定の位置に設置する設置工程と、
前記第１の電極に交流電圧またはパルス電圧を印加する印加工程と、
前記第１の電極に向かってガスを流してガス流を発生させるガス流工程と
を含み、
前記ガス流が前記第１の電極に接触した部分から、該ガス流の上流に向かってプラズマを発生させる、プラズマ発生方法。
【請求項８】
前記ガスには構成成分として希ガスが含まれている、請求項７に記載されているプラズマ発生方法。
【請求項９】
前記ガス流工程では、管の空孔内にガス流を発生させる、請求項７または８に記載されているプラズマ発生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２４３４８１（Ｐ２００８−２４３４８１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８０１１２（Ｐ２００７−８０１１２）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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