プラズマ発生装置
【課題】任意の場所で確実にかつ簡便にプラズマを発生させる装置を提供する。
【解決手段】絶縁体または誘電体により被覆されたワイヤ状の導電性部材からなる第１の電極３０とワイヤ状の導電性部材からなる第２の電極６０とを、板２０の上に略平行に配置する。第１の電極３０に電源４０によって交流電圧またはパルス電圧を印加する。すると、第１の電極３０の周りにプラズマが発生する。
【解決手段】絶縁体または誘電体により被覆されたワイヤ状の導電性部材からなる第１の電極３０とワイヤ状の導電性部材からなる第２の電極６０とを、板２０の上に略平行に配置する。第１の電極３０に電源４０によって交流電圧またはパルス電圧を印加する。すると、第１の電極３０の周りにプラズマが発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置に関し、特に２つの電極を備え、それらの電極には互いに略平行に配置された部分が存するプラズマ発生装置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いるので、任意の場所、特に装置の入らない狭い場所や装置から離れた場所にプラズマを発生させることは困難である。
【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あり、任意の場所でのプラズマ発生に用いることは非常に困難である。
【０００９】
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、任意の場所で確実にかつ簡便にプラズマを発生させる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記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ワイヤ状の導電性部材を備えた第１の電極と、ワイヤ状の導電性部材からなる第２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を備え、前記第１の電極は、前記第２の電極に対して略平行に配置された部分を有しており、前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して前記略平行に配置された部分がプラズマを発生させる構成を有している。このような構成を有していると、誘電体バリア放電などの放電によって、第１の電極の絶縁体または誘電体からなる被覆の表面にプラズマが発生する。プラズマを発生させたい場所に２つの電極を配置すればその場所でプラズマが発生する。また略平行に配置されているというのは、数学的に厳密な意味での平行な配置ではなくて、この略平行な配置の全域に亘ってプラズマが発生する程度の平行度合いを意味している。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記第２の電極は電気的にフローティング状態である。第２の電極が電気的にフローティング状態であるというのは、第２の電極が電源に接続しておらず、接地もしていなくて、第１の電極と電気的なつながりが無いことである。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記電源は、前記第１及び第２の電極の間に交流電圧またはパルス電圧を印加する。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記第２の電極は接地されている。
【００１４】
前記第２の電極は絶縁体または誘電体により被覆されていることが好ましい。
【００１５】
前記第１の電極と第２の電極との間の距離は、略平行に配置された前記部分において最も小さくなっていることが好ましい。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記第１の電極と前記第２の電極とは、該電極の長軸方向に分布する複数の接続部によって連結されている。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して略平行に配置された前記部分にガスを吹き付けるガス吹きつけ部材をさらに備えている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記第１の電極と第２の電極とが略平行に配置された前記部分を、略平行な配置を保持しつつ移動させる電極移動部材をさらに備えている。
【発明の効果】
【００１９】
絶縁体または誘電体からなる被覆を有するワイヤ状の第１の電極にワイヤ状の第２の電極を略平行に配置させてプラズマを発生させるので、装置自体が簡単なものであり、任意の場所でプラズマを発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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して説明を省略する場合がある。
【００２１】
（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、非処理物である板２０をプラズマ処理する装置であり、板２０の上方に配置されている第１の電極３０および第２の電極６０と、第１の電極３０に交流電圧あるいはパルス電圧を印加する電源４０とを備えている。電源４０は接地線５０を介して接地されている。第１の電極３０に交流電圧あるいはパルス電圧を印加すると、第１の電極３０と第２の電極６０とが略平行に配置されている部分１０における第１の電極３０の周りにプラズマが発生する。
【００２２】
第１の電極３０は、図２に示すようにワイヤ状の導電性部材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。
【００２３】
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テフロン（登録商標）により被覆３２を形成した。
【００２４】
第２の電極６０は、ワイヤ状の導電性部材からなり、その表面は絶縁体に被覆されておらず導電性部材が剥き出しになっている。第２の電極６０を構成する導電性部材は、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。また、本実施形態では、第２の電極６０は電源４０に接続されておらず、接地もされていないフローティング状態である。
【００２５】
本実施形態では、板２０の上方１ｍｍの位置に第１の電極３０と第２の電極６０とが配置されている。そして、板２０の上方においては、第１の電極３０と第２の電極６０とは略平行な配置を保って、板２０の全面を覆うようにジグザグ配置となっている。略平行な配置というのは数学的な厳密な意味での平行ではなく、両電極３０，６０間の距離が多少変化しても、略平行な配置の部分１０における第１の電極３０の全長に亘ってプラズマが発生するような位置関係であり、このような観点から両電極３０，６０の配置関係を表しているものである。具体的には、両電極３０，６０が近づく方向においては、被覆３２があるため両電極３０，６０が接触しても短絡は生じないため両電極３０，６０が被覆３２を介して接触しても構わない。また両電極３０，６０が離れる方向においては、両電極３０，６０間の距離の平均値の＋２００％以内であることが好ましい。なお、両電極３０，６０の略平行配置された部分全体に亘って電極間距離が均一であればあるほどより均一な強度のプラズマが発生するため好ましい。第１の電極３０と第２の電極６０との間は１ｍｍ離れている。このように第１の電極３０と第２の電極６０とが配置されることにより、板２０の全面がほぼ均一な強度のプラズマにより覆われることになる。
【００２６】
板２０はプラズマ処理を行いたいものであればどのようなものでもよい。プラズマ処理としては、プラズマによる滅菌処理やエッチングなどを挙げることができる。
【００２７】
ここで仮定として、第１の電極３０が被覆３２を有していない場合を考えると、第１の電極３０の導電性部材３１の特定部位に放電が集中してしまい、プラズマ発生箇所が当該特定部位の周辺のみとなって第１の電極３０と第２の電極６０とが略平行に配置されている部分１０の全体に亘ってプラズマが生じなかったり、板２０が放電により破壊されてしまう可能性が非常に高い。
【００２８】
また、第１の電極３０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の周囲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、具体的には５０℃で１時間保持したときに劣化しないものが好ましい。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。第２の電極６０に関しても導電性部材の耐熱性は高い方が好ましいので、金属やカーボン等であることが好ましい。
【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、長さなど、第１の電極３０と第２の電極６０との距離、第１の電極３０と板２０との距離、第１の電極３０の周囲のガス種や温度等々でプラズマが発生するかしないかということや、プラズマが発生する場合は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、さらに、板２０の処理のために必要なプラズマ強度は処理の種類や板２０の材質や表面状態等に応じて変わるため、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、電源装置の特性から見ると、周波数は０．１Ｈｚ〜１００ＭＨｚ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〜１ＭＨｚが好ましい。電圧は、１Ｖ〜５００ｋＶがプラズマが発生し易いので好ましく、装置の扱いやすさの点で１Ｖ〜１００ｋＶが好ましい。また、電源４０により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、１０５Ｖ／ｍ以上１０１０Ｖ／ｍ以下が好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
まず、例えばプラスチックの板２０の上に略平行かつジグザグに配置した第１の電極３０および第２の電極６０を、板２０と１ｍｍの隙間をあけて置く。そして、第１の電極３０を電源４０に接続する。第２の電極６０はフローティング状態としておく。
【００３４】
それから、第１の電極３０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。略平行な配置の部分１０においては、第１の電極３０と第２の電極６０との距離は第１の電極３０の長さ方向においてどこでもほぼ一定になるので、発生する電界強度は第１の電極３０の長さ方向においてほぼ一定になる。従って、第１の電極３０の長さ方向において連続してほぼ一定のプラズマが発生する。なお、プラズマの発生度合いは第１の電極３０周囲の発光度合いや、第１の電極３０の長さ方向における単位長さあたりの放電電流によって判断することができる。
【００３５】
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を第２の電極６０に対して略平行に配置し、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プラズマを発生させるので、第１の電極３０および第２の電極６０を平行に配置することで、任意の場所でプラズマを簡単に発生させることが可能である。例えば第１の電極３０として導電性部材３１に０．０８ｍｍの銅線を用い、被覆３２として厚み０．０６ｍｍのテフロン（登録商標）を用い、第２の電極６０として導電性部材に０．０８ｍｍの銅線を用いれば、内部空間の径が０．３ｍｍよりも大きい内部が空洞の被処理物であればこの第１の電極３０と第２の電極６０とをセットで挿入することが可能である。
【００３６】
また、同じようにプラズマ処理をしたい場所が狭小なときにも所望の部分にのみプラズマ処理をすることができる。また、本実施形態では第１の電極３０の周囲全体にプラズマが発生するので、例えば空洞内であれば内部の全面を一度にプラズマ処理することができ、短時間でプラズマ処理を行うことができる。空洞内に限らず、どのようなところでもどのような形状の被処理物に対しても容易にプラズマ処理を行うことができる。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非熟練者でも行える。
【００３７】
本実施形態のプラズマ発生装置において、第１の電極３０の長さ方向において連続してほぼ均一にプラズマを発生させるためには、第１の電極３０の先端の被覆３２を、先端以外の部分よりも厚くする又は絶縁性や誘電性が先端以外の部分よりも高い素材とすることが好ましい。
【００３８】
また、第１の電極３０のうち先端以外の部分においても、ある一部が他の部分よりもプラズマ発生強度が大きかったり小さかったりしても、プラズマ処理の目的によっては何ら問題とならない場合があるので、第１の電極３０の長さ方向においてプラズマの発生が均一でなくても構わない。つまり、第１の電極３０の長さ方向においてプラズマの発生が不連続であったり、プラズマ発生強度が不均一であっても構わない。
【００３９】
（実施形態２）
実施形態２に係るプラズマ発生装置は、図４に示すように、第１の電極３４、第２の電極７０、電源４０に加えてガス吹きつけ部材と電極移動部材９０とを備えたものである。２つの電極３４，７０は略平行に配置された部分１１が、電極間距離が最も小さく、少なくともこの部分でプラズマが発生する。
【００４０】
本実施形態においては、第１の電極３４は、実施形態１の第１の電極３０と同じ構造を有している。一方第２の電極７０は、実施形態１とは異なり、第１の電極３４と同様にワイヤ状の導電性部材に絶縁体又は誘電体の被覆がされている構造を有している。そして、実施形態１とは異なり、第２の電極７０も電源４０に接続されており、第１の電極３４と第２の電極７０との間に交流電圧またはパルス電圧が印加される。電源４０は実施形態１と同じである。
【００４１】
本実施形態では、第１の電極３４と第２の電極７０とを略平行に配置した部分１１を被処理物である板２０の上に置き、略平行に配置した部分１１に所定のガスを吹きかける構成を有している。両電極３４，７０を略平行に配置した部分１１の近傍にノズル８２が置かれ、そこからガスが吹き付けられる。ノズル８２はガス供給部８０とフレキシブルなチューブで繋がれており、これらがガス吹きつけ部材を構成している。そして、電極移動部材９０が第１の電極３４および第２の電極７０を、略平行の配置を保ったまま板２０の上を移動させる。このように両電極３４，７０を略平行に配置した部分が板２０の上を移動していくので、板２０の全面を容易にプラズマ処理できる。
【００４２】
ガス供給部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。所定のガスというのは、種々のガスの中からプラズマ発生の目的によって選択されたガスである。例えばＡｒやＨｅを吹き付けると大気下よりもプラズマが発生しやすくなる。また、酸素を吹き付けるとオゾンや酸素ラジカルが発生する。板２０の表面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導入すればよい。また、板２０の表面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導入すればよい。
【００４３】
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について説明する。
【００４４】
まず、第１の電極３４および第２の電極７０を略平行に並べて電極移動部材９０に固定する。両電極３４，７０間距離は２ｍｍに設定する。そして、両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１が板２０上に載るように電極移動部材９０をセットする。
【００４５】
その次にガス供給部８０からノズル８２を通して所定のガスを両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１に吹きつけるとともに、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。
【００４６】
次に電極移動部材９０により両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１を、板２０の上を移動させる。この移動に伴って、両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１に常にガスが吹き付けられるように、ノズル８２も移動させる。両電極３４，７０の移動速度およびガスの吹きつけ量はプラズマ処理の目的やガスの種類、板２０の構成材料などによって適宜最適な速度と量を選択する。
【００４７】
それから電圧印加を止めてプラズマの発生を終了させた後に、プラズマ発生中に導入していたガスと同種のあるいは異種のガスをノズル８２から板２０に吹き付けて、板２０の表面近傍に残っているプラズマ発生時導入ガスあるいはプラズマにより化学変化したガスや活性種を全て除去する。なお、ガス・活性種除去が不要な場合にはこの工程を行う必要はない。
【００４８】
本実施形態では、簡単な装置によって任意の場所にプラズマを発生させることができ、また、任意のガスを被処理物の表面に導入できるので、プラズマ処理の目的に応じてより有効な処理を行うことができる。例えば、オゾンや他の活性種による滅菌処理を短時間且つ低い電圧で行ったり、被処理物表面のエッチング処理を短時間で且つ全面的に均一に行ったり、被処理物表面に活性基を化学結合させたり、コーティングを行ったり等を行うことができる。また、プラズマ処理後に被処理物表面に残っている活性種や有害気体などを別のガスを流入させることにより速やかに除去できるので、有害物質が残っている心配のないプラズマ処理を行うことができる。さらに、電極移動部材９０により、簡単な構造でかつ小型な装置を使って広い面積のプラズマ処理を短時間で効率的に行うことができる。
【００４９】
電極移動部材９０は、板２０の表面を電極３４，７０の延びる方向に対して垂直に電極３４，７０を移動させるものに限定されず、電極３４，７０の延びる方向に電極３４，７０を移動させるものであってもよいし、移動方向を任意に調節できるものであってもよい。このような電極移動部材を用いると、種々の装置の内部や溝の中など、狭くて電極を挿入しにくい場所であっても容易に電極を入れることができ、その場所でプラズマ処理を行うことができる。
【００５０】
本実施形態において、略平行に配置された部分１１の第１の電極３４の全長に亘ってできるだけ均一にプラズマを発生させるには、第２の電極７０の先端の被覆を先端以外の部分よりも厚くする又は絶縁性や誘電性が他の部分よりも高い素材とすることが好ましい。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態３に係るプラズマ発生装置は、図５に示すように、ガス吹きつけ部材のノズル８４出口の部分に第１の電極３６及び第２の電極７５を略平行に配置して、第１の電極３６で発生したプラズマを、ノズル８４から吹き付けるガスによって所定の空間に拡散させるものである。
【００５２】
本実施形態においては、第１の電極３６は、実施形態１および実施形態２の第１の電極３０，３４と同じ構造を有している。一方第２の電極７５は、実施形態２の第２の電極７０と同じ構造を有している。そして、実施形態２とは異なり、第２の電極７５は電源４０に接続されておらず、接地されている。電源４０からは第１の電極３６に交流電圧またはパルス電圧が印加される。電源４０は実施形態１と同じである。また、ガス吹きつけ部材は、ノズル８４の吹き出し出口のところに２つの電極３６，７５が配置されていること以外は実施形態２と同じである。吹き出すガスに関しても実施形態２と同様、プラズマ処理の目的に応じてその種類や流量などが適宜選択される。
【００５３】
本実施形態では、まずノズル８４の吹き出し出口のところに第１の電極３６と第２の電極７５とを互いに略平行になるように配置する。つまりノズル８４出口に両電極３６，７５が略平行に配置された部分１２が存在することとなる。ここでは、両電極３６，７５の間の距離は２ｍｍそした。次に第１の電極３６と電源４０とを接続し、第２の電極７５を接地する。
【００５４】
それから、ノズル８４を所望の位置におき、所望の方向に向ける。所望の位置や方向とは、例えば塗装工程において有機溶剤が洩れ出す乾燥炉の出入り口とその出入りの方向などである。次に第１の電極３６に電源４０によって交流電圧またはパルス電圧を印加する。この印加により第１の電極３６の周囲にプラズマが発生する。それと同時に、あるいは電圧印加の前から、または後にガス供給部８０から所定のガスを供給してノズル８４からガスを吹き出させる。このようにプラズマを発生させ吹き出させることにより、例えば有害物質の分解を行うことができ、他にも滅菌などを行うことができる。
【００５５】
本実施形態ではノズル８４出口に略平行に配置された２つの電極３６，７５を利用してプラズマの発生を行わせ、そのプラズマをガスによって吹き出すので、装置自体の構造が簡単なものになり、容易にプラズマを発生させ吹き出させることができる。なお、空間に吹き出させる替わりに被処理物に対してプラズマを吹き出しても構わない。
【００５６】
（実施形態４）
実施形態４に係るプラズマ発生装置は、図６に示すように、接続部１００，１００，…が存していること以外は実施形態３と同じであるので、実施形態３と異なっている部分のみを説明する。
【００５７】
本実施形態においては第１の電極３６と第２の電極７５とは複数の接続部１００，１００，…によって連結されている。接続部１００，１００，…は、絶縁性部材からなっており、両方の電極３６，７５が略平行な配置になるように両電極３６，７５の間を一定の距離を保って保持している。そして、両電極３６，７５の長軸方向にほぼ等間隔で並んでいる。接続部１００，１００，…により両電極３６，７５が連結されているので、両電極３６，７５が曲げられても電極間距離は変わらない。従ってプラズマが安定して発生する。なお、接続部１００，１００，…の形状やその数は、特に限定されない。
【００５８】
（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例であり、本発明はこれらの例に限定されない。例えば、実施形態１において２つの電極３０，６０の配置はジグザグではなく、渦巻き状であっても構わないし、第２の電極６０は複数本有ってもよい。
【００５９】
第１の電極に発生する放電は、誘電体バリア放電やグロー放電、コロナ放電など特に限定されない。プラズマが発生すればどのような放電形態であっても構わない。
【００６０】
実施形態１において、実施形態２のようにガス吹き出し部材を取り付けて、所定のガスを導入してプラズマ処理を行っても構わないし、電極移動部材９０を取り付けても構わない。また、第２の電極６０を電源４０と接続させたり、接地させても構わない。さらに実施形態４のように接続部１００，１００，…を有していても構わない。
【００６１】
実施形態２において、第２の電極７０をフローティング状態にしたり、接地させても構わない。また、両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１の形状は、ジグザグ状や渦巻き状など、どのような形状であってもよい。また、実施形態４のように接続部１００，１００，…を有していても構わない。
【００６２】
実施形態３又は４において、第２の電極７５は接地せずフローティング状態としても構わないし、電源４０に接続してもよい。また、電極移動部材９０を取り付けても構わない。
【００６３】
２つの電極の径や長さ、形状などは特に限定されない。
【００６４】
プラズマにより行う処理は、特に限定されず、滅菌や有害物質の分解、被処理物表面の表面処理（粗化、コーティング、親水化など）など、どのようなものであっても構わない。
【００６５】
第１の電極と第２の電極間の距離は、両者が平行に配置された部分において最小になり、それ以外の部分は平行配置部分の距離よりも大きいことが好ましい。
【００６６】
プラズマ処理を行う被処理物は、板状に限定されない。種々の立体の表面や装置内部の表面などであっても構わない。
【００６７】
第１の電極と第２の電極とが略平行に配置された部分において、両電極の間にプラズマ被処理物を置いてもよい。
【００６８】
電極移動部材９０はどのような構成であっても構わない。例えば、テレビカメラを備えており、外部からその映像をもとに移動方向や移動距離を調節できるものや、自走式のものなどを挙げることができる。
【００６９】
第１の電極と第２の電極の略平行に配置された部分は、微視的に平行であれば構わないので、例えば第１の電極のまわりに第２の電極が螺旋状に巻き付いてほぼ等間隔を保っているいる状態であっても構わないし、ＤＮＡのように二重螺旋状であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上説明したように、本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズマ発生方法は、細管中で簡単にプラズマを発生させることができ、細管中の滅菌処理や、細管内壁の表面処理等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態１に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【図２】第１の電極の断面図である。
【図３】パルス電圧を示す図である。
【図４】実施形態２に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【図５】実施形態３に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【図６】実施形態４に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１１，１２ 略平行に配置された部分
２０ 板
３０、３４，３６ 第１の電極
３１ 導電性部材
３２ 被覆
４０ 電源
５０ 接地線
６０，７０，７５ 第２の電極
８０ ガス供給部
８２，８４ ノズル
９０ 電極移動部材
１００ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置に関し、特に２つの電極を備え、それらの電極には互いに略平行に配置された部分が存するプラズマ発生装置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いるので、任意の場所、特に装置の入らない狭い場所や装置から離れた場所にプラズマを発生させることは困難である。
【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あり、任意の場所でのプラズマ発生に用いることは非常に困難である。
【０００９】
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、任意の場所で確実にかつ簡便にプラズマを発生させる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記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ワイヤ状の導電性部材を備えた第１の電極と、ワイヤ状の導電性部材からなる第２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を備え、前記第１の電極は、前記第２の電極に対して略平行に配置された部分を有しており、前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して前記略平行に配置された部分がプラズマを発生させる構成を有している。このような構成を有していると、誘電体バリア放電などの放電によって、第１の電極の絶縁体または誘電体からなる被覆の表面にプラズマが発生する。プラズマを発生させたい場所に２つの電極を配置すればその場所でプラズマが発生する。また略平行に配置されているというのは、数学的に厳密な意味での平行な配置ではなくて、この略平行な配置の全域に亘ってプラズマが発生する程度の平行度合いを意味している。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記第２の電極は電気的にフローティング状態である。第２の電極が電気的にフローティング状態であるというのは、第２の電極が電源に接続しておらず、接地もしていなくて、第１の電極と電気的なつながりが無いことである。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記電源は、前記第１及び第２の電極の間に交流電圧またはパルス電圧を印加する。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記第２の電極は接地されている。
【００１４】
前記第２の電極は絶縁体または誘電体により被覆されていることが好ましい。
【００１５】
前記第１の電極と第２の電極との間の距離は、略平行に配置された前記部分において最も小さくなっていることが好ましい。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記第１の電極と前記第２の電極とは、該電極の長軸方向に分布する複数の接続部によって連結されている。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して略平行に配置された前記部分にガスを吹き付けるガス吹きつけ部材をさらに備えている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記第１の電極と第２の電極とが略平行に配置された前記部分を、略平行な配置を保持しつつ移動させる電極移動部材をさらに備えている。
【発明の効果】
【００１９】
絶縁体または誘電体からなる被覆を有するワイヤ状の第１の電極にワイヤ状の第２の電極を略平行に配置させてプラズマを発生させるので、装置自体が簡単なものであり、任意の場所でプラズマを発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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して説明を省略する場合がある。
【００２１】
（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、非処理物である板２０をプラズマ処理する装置であり、板２０の上方に配置されている第１の電極３０および第２の電極６０と、第１の電極３０に交流電圧あるいはパルス電圧を印加する電源４０とを備えている。電源４０は接地線５０を介して接地されている。第１の電極３０に交流電圧あるいはパルス電圧を印加すると、第１の電極３０と第２の電極６０とが略平行に配置されている部分１０における第１の電極３０の周りにプラズマが発生する。
【００２２】
第１の電極３０は、図２に示すようにワイヤ状の導電性部材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。
【００２３】
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テフロン（登録商標）により被覆３２を形成した。
【００２４】
第２の電極６０は、ワイヤ状の導電性部材からなり、その表面は絶縁体に被覆されておらず導電性部材が剥き出しになっている。第２の電極６０を構成する導電性部材は、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。また、本実施形態では、第２の電極６０は電源４０に接続されておらず、接地もされていないフローティング状態である。
【００２５】
本実施形態では、板２０の上方１ｍｍの位置に第１の電極３０と第２の電極６０とが配置されている。そして、板２０の上方においては、第１の電極３０と第２の電極６０とは略平行な配置を保って、板２０の全面を覆うようにジグザグ配置となっている。略平行な配置というのは数学的な厳密な意味での平行ではなく、両電極３０，６０間の距離が多少変化しても、略平行な配置の部分１０における第１の電極３０の全長に亘ってプラズマが発生するような位置関係であり、このような観点から両電極３０，６０の配置関係を表しているものである。具体的には、両電極３０，６０が近づく方向においては、被覆３２があるため両電極３０，６０が接触しても短絡は生じないため両電極３０，６０が被覆３２を介して接触しても構わない。また両電極３０，６０が離れる方向においては、両電極３０，６０間の距離の平均値の＋２００％以内であることが好ましい。なお、両電極３０，６０の略平行配置された部分全体に亘って電極間距離が均一であればあるほどより均一な強度のプラズマが発生するため好ましい。第１の電極３０と第２の電極６０との間は１ｍｍ離れている。このように第１の電極３０と第２の電極６０とが配置されることにより、板２０の全面がほぼ均一な強度のプラズマにより覆われることになる。
【００２６】
板２０はプラズマ処理を行いたいものであればどのようなものでもよい。プラズマ処理としては、プラズマによる滅菌処理やエッチングなどを挙げることができる。
【００２７】
ここで仮定として、第１の電極３０が被覆３２を有していない場合を考えると、第１の電極３０の導電性部材３１の特定部位に放電が集中してしまい、プラズマ発生箇所が当該特定部位の周辺のみとなって第１の電極３０と第２の電極６０とが略平行に配置されている部分１０の全体に亘ってプラズマが生じなかったり、板２０が放電により破壊されてしまう可能性が非常に高い。
【００２８】
また、第１の電極３０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の周囲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、具体的には５０℃で１時間保持したときに劣化しないものが好ましい。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。第２の電極６０に関しても導電性部材の耐熱性は高い方が好ましいので、金属やカーボン等であることが好ましい。
【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、長さなど、第１の電極３０と第２の電極６０との距離、第１の電極３０と板２０との距離、第１の電極３０の周囲のガス種や温度等々でプラズマが発生するかしないかということや、プラズマが発生する場合は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、さらに、板２０の処理のために必要なプラズマ強度は処理の種類や板２０の材質や表面状態等に応じて変わるため、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、電源装置の特性から見ると、周波数は０．１Ｈｚ〜１００ＭＨｚ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〜１ＭＨｚが好ましい。電圧は、１Ｖ〜５００ｋＶがプラズマが発生し易いので好ましく、装置の扱いやすさの点で１Ｖ〜１００ｋＶが好ましい。また、電源４０により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、１０５Ｖ／ｍ以上１０１０Ｖ／ｍ以下が好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
まず、例えばプラスチックの板２０の上に略平行かつジグザグに配置した第１の電極３０および第２の電極６０を、板２０と１ｍｍの隙間をあけて置く。そして、第１の電極３０を電源４０に接続する。第２の電極６０はフローティング状態としておく。
【００３４】
それから、第１の電極３０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。略平行な配置の部分１０においては、第１の電極３０と第２の電極６０との距離は第１の電極３０の長さ方向においてどこでもほぼ一定になるので、発生する電界強度は第１の電極３０の長さ方向においてほぼ一定になる。従って、第１の電極３０の長さ方向において連続してほぼ一定のプラズマが発生する。なお、プラズマの発生度合いは第１の電極３０周囲の発光度合いや、第１の電極３０の長さ方向における単位長さあたりの放電電流によって判断することができる。
【００３５】
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を第２の電極６０に対して略平行に配置し、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プラズマを発生させるので、第１の電極３０および第２の電極６０を平行に配置することで、任意の場所でプラズマを簡単に発生させることが可能である。例えば第１の電極３０として導電性部材３１に０．０８ｍｍの銅線を用い、被覆３２として厚み０．０６ｍｍのテフロン（登録商標）を用い、第２の電極６０として導電性部材に０．０８ｍｍの銅線を用いれば、内部空間の径が０．３ｍｍよりも大きい内部が空洞の被処理物であればこの第１の電極３０と第２の電極６０とをセットで挿入することが可能である。
【００３６】
また、同じようにプラズマ処理をしたい場所が狭小なときにも所望の部分にのみプラズマ処理をすることができる。また、本実施形態では第１の電極３０の周囲全体にプラズマが発生するので、例えば空洞内であれば内部の全面を一度にプラズマ処理することができ、短時間でプラズマ処理を行うことができる。空洞内に限らず、どのようなところでもどのような形状の被処理物に対しても容易にプラズマ処理を行うことができる。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非熟練者でも行える。
【００３７】
本実施形態のプラズマ発生装置において、第１の電極３０の長さ方向において連続してほぼ均一にプラズマを発生させるためには、第１の電極３０の先端の被覆３２を、先端以外の部分よりも厚くする又は絶縁性や誘電性が先端以外の部分よりも高い素材とすることが好ましい。
【００３８】
また、第１の電極３０のうち先端以外の部分においても、ある一部が他の部分よりもプラズマ発生強度が大きかったり小さかったりしても、プラズマ処理の目的によっては何ら問題とならない場合があるので、第１の電極３０の長さ方向においてプラズマの発生が均一でなくても構わない。つまり、第１の電極３０の長さ方向においてプラズマの発生が不連続であったり、プラズマ発生強度が不均一であっても構わない。
【００３９】
（実施形態２）
実施形態２に係るプラズマ発生装置は、図４に示すように、第１の電極３４、第２の電極７０、電源４０に加えてガス吹きつけ部材と電極移動部材９０とを備えたものである。２つの電極３４，７０は略平行に配置された部分１１が、電極間距離が最も小さく、少なくともこの部分でプラズマが発生する。
【００４０】
本実施形態においては、第１の電極３４は、実施形態１の第１の電極３０と同じ構造を有している。一方第２の電極７０は、実施形態１とは異なり、第１の電極３４と同様にワイヤ状の導電性部材に絶縁体又は誘電体の被覆がされている構造を有している。そして、実施形態１とは異なり、第２の電極７０も電源４０に接続されており、第１の電極３４と第２の電極７０との間に交流電圧またはパルス電圧が印加される。電源４０は実施形態１と同じである。
【００４１】
本実施形態では、第１の電極３４と第２の電極７０とを略平行に配置した部分１１を被処理物である板２０の上に置き、略平行に配置した部分１１に所定のガスを吹きかける構成を有している。両電極３４，７０を略平行に配置した部分１１の近傍にノズル８２が置かれ、そこからガスが吹き付けられる。ノズル８２はガス供給部８０とフレキシブルなチューブで繋がれており、これらがガス吹きつけ部材を構成している。そして、電極移動部材９０が第１の電極３４および第２の電極７０を、略平行の配置を保ったまま板２０の上を移動させる。このように両電極３４，７０を略平行に配置した部分が板２０の上を移動していくので、板２０の全面を容易にプラズマ処理できる。
【００４２】
ガス供給部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。所定のガスというのは、種々のガスの中からプラズマ発生の目的によって選択されたガスである。例えばＡｒやＨｅを吹き付けると大気下よりもプラズマが発生しやすくなる。また、酸素を吹き付けるとオゾンや酸素ラジカルが発生する。板２０の表面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導入すればよい。また、板２０の表面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導入すればよい。
【００４３】
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について説明する。
【００４４】
まず、第１の電極３４および第２の電極７０を略平行に並べて電極移動部材９０に固定する。両電極３４，７０間距離は２ｍｍに設定する。そして、両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１が板２０上に載るように電極移動部材９０をセットする。
【００４５】
その次にガス供給部８０からノズル８２を通して所定のガスを両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１に吹きつけるとともに、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。
【００４６】
次に電極移動部材９０により両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１を、板２０の上を移動させる。この移動に伴って、両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１に常にガスが吹き付けられるように、ノズル８２も移動させる。両電極３４，７０の移動速度およびガスの吹きつけ量はプラズマ処理の目的やガスの種類、板２０の構成材料などによって適宜最適な速度と量を選択する。
【００４７】
それから電圧印加を止めてプラズマの発生を終了させた後に、プラズマ発生中に導入していたガスと同種のあるいは異種のガスをノズル８２から板２０に吹き付けて、板２０の表面近傍に残っているプラズマ発生時導入ガスあるいはプラズマにより化学変化したガスや活性種を全て除去する。なお、ガス・活性種除去が不要な場合にはこの工程を行う必要はない。
【００４８】
本実施形態では、簡単な装置によって任意の場所にプラズマを発生させることができ、また、任意のガスを被処理物の表面に導入できるので、プラズマ処理の目的に応じてより有効な処理を行うことができる。例えば、オゾンや他の活性種による滅菌処理を短時間且つ低い電圧で行ったり、被処理物表面のエッチング処理を短時間で且つ全面的に均一に行ったり、被処理物表面に活性基を化学結合させたり、コーティングを行ったり等を行うことができる。また、プラズマ処理後に被処理物表面に残っている活性種や有害気体などを別のガスを流入させることにより速やかに除去できるので、有害物質が残っている心配のないプラズマ処理を行うことができる。さらに、電極移動部材９０により、簡単な構造でかつ小型な装置を使って広い面積のプラズマ処理を短時間で効率的に行うことができる。
【００４９】
電極移動部材９０は、板２０の表面を電極３４，７０の延びる方向に対して垂直に電極３４，７０を移動させるものに限定されず、電極３４，７０の延びる方向に電極３４，７０を移動させるものであってもよいし、移動方向を任意に調節できるものであってもよい。このような電極移動部材を用いると、種々の装置の内部や溝の中など、狭くて電極を挿入しにくい場所であっても容易に電極を入れることができ、その場所でプラズマ処理を行うことができる。
【００５０】
本実施形態において、略平行に配置された部分１１の第１の電極３４の全長に亘ってできるだけ均一にプラズマを発生させるには、第２の電極７０の先端の被覆を先端以外の部分よりも厚くする又は絶縁性や誘電性が他の部分よりも高い素材とすることが好ましい。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態３に係るプラズマ発生装置は、図５に示すように、ガス吹きつけ部材のノズル８４出口の部分に第１の電極３６及び第２の電極７５を略平行に配置して、第１の電極３６で発生したプラズマを、ノズル８４から吹き付けるガスによって所定の空間に拡散させるものである。
【００５２】
本実施形態においては、第１の電極３６は、実施形態１および実施形態２の第１の電極３０，３４と同じ構造を有している。一方第２の電極７５は、実施形態２の第２の電極７０と同じ構造を有している。そして、実施形態２とは異なり、第２の電極７５は電源４０に接続されておらず、接地されている。電源４０からは第１の電極３６に交流電圧またはパルス電圧が印加される。電源４０は実施形態１と同じである。また、ガス吹きつけ部材は、ノズル８４の吹き出し出口のところに２つの電極３６，７５が配置されていること以外は実施形態２と同じである。吹き出すガスに関しても実施形態２と同様、プラズマ処理の目的に応じてその種類や流量などが適宜選択される。
【００５３】
本実施形態では、まずノズル８４の吹き出し出口のところに第１の電極３６と第２の電極７５とを互いに略平行になるように配置する。つまりノズル８４出口に両電極３６，７５が略平行に配置された部分１２が存在することとなる。ここでは、両電極３６，７５の間の距離は２ｍｍそした。次に第１の電極３６と電源４０とを接続し、第２の電極７５を接地する。
【００５４】
それから、ノズル８４を所望の位置におき、所望の方向に向ける。所望の位置や方向とは、例えば塗装工程において有機溶剤が洩れ出す乾燥炉の出入り口とその出入りの方向などである。次に第１の電極３６に電源４０によって交流電圧またはパルス電圧を印加する。この印加により第１の電極３６の周囲にプラズマが発生する。それと同時に、あるいは電圧印加の前から、または後にガス供給部８０から所定のガスを供給してノズル８４からガスを吹き出させる。このようにプラズマを発生させ吹き出させることにより、例えば有害物質の分解を行うことができ、他にも滅菌などを行うことができる。
【００５５】
本実施形態ではノズル８４出口に略平行に配置された２つの電極３６，７５を利用してプラズマの発生を行わせ、そのプラズマをガスによって吹き出すので、装置自体の構造が簡単なものになり、容易にプラズマを発生させ吹き出させることができる。なお、空間に吹き出させる替わりに被処理物に対してプラズマを吹き出しても構わない。
【００５６】
（実施形態４）
実施形態４に係るプラズマ発生装置は、図６に示すように、接続部１００，１００，…が存していること以外は実施形態３と同じであるので、実施形態３と異なっている部分のみを説明する。
【００５７】
本実施形態においては第１の電極３６と第２の電極７５とは複数の接続部１００，１００，…によって連結されている。接続部１００，１００，…は、絶縁性部材からなっており、両方の電極３６，７５が略平行な配置になるように両電極３６，７５の間を一定の距離を保って保持している。そして、両電極３６，７５の長軸方向にほぼ等間隔で並んでいる。接続部１００，１００，…により両電極３６，７５が連結されているので、両電極３６，７５が曲げられても電極間距離は変わらない。従ってプラズマが安定して発生する。なお、接続部１００，１００，…の形状やその数は、特に限定されない。
【００５８】
（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例であり、本発明はこれらの例に限定されない。例えば、実施形態１において２つの電極３０，６０の配置はジグザグではなく、渦巻き状であっても構わないし、第２の電極６０は複数本有ってもよい。
【００５９】
第１の電極に発生する放電は、誘電体バリア放電やグロー放電、コロナ放電など特に限定されない。プラズマが発生すればどのような放電形態であっても構わない。
【００６０】
実施形態１において、実施形態２のようにガス吹き出し部材を取り付けて、所定のガスを導入してプラズマ処理を行っても構わないし、電極移動部材９０を取り付けても構わない。また、第２の電極６０を電源４０と接続させたり、接地させても構わない。さらに実施形態４のように接続部１００，１００，…を有していても構わない。
【００６１】
実施形態２において、第２の電極７０をフローティング状態にしたり、接地させても構わない。また、両電極３４，７０の略平行に配置された部分１１の形状は、ジグザグ状や渦巻き状など、どのような形状であってもよい。また、実施形態４のように接続部１００，１００，…を有していても構わない。
【００６２】
実施形態３又は４において、第２の電極７５は接地せずフローティング状態としても構わないし、電源４０に接続してもよい。また、電極移動部材９０を取り付けても構わない。
【００６３】
２つの電極の径や長さ、形状などは特に限定されない。
【００６４】
プラズマにより行う処理は、特に限定されず、滅菌や有害物質の分解、被処理物表面の表面処理（粗化、コーティング、親水化など）など、どのようなものであっても構わない。
【００６５】
第１の電極と第２の電極間の距離は、両者が平行に配置された部分において最小になり、それ以外の部分は平行配置部分の距離よりも大きいことが好ましい。
【００６６】
プラズマ処理を行う被処理物は、板状に限定されない。種々の立体の表面や装置内部の表面などであっても構わない。
【００６７】
第１の電極と第２の電極とが略平行に配置された部分において、両電極の間にプラズマ被処理物を置いてもよい。
【００６８】
電極移動部材９０はどのような構成であっても構わない。例えば、テレビカメラを備えており、外部からその映像をもとに移動方向や移動距離を調節できるものや、自走式のものなどを挙げることができる。
【００６９】
第１の電極と第２の電極の略平行に配置された部分は、微視的に平行であれば構わないので、例えば第１の電極のまわりに第２の電極が螺旋状に巻き付いてほぼ等間隔を保っているいる状態であっても構わないし、ＤＮＡのように二重螺旋状であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上説明したように、本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズマ発生方法は、細管中で簡単にプラズマを発生させることができ、細管中の滅菌処理や、細管内壁の表面処理等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態１に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【図２】第１の電極の断面図である。
【図３】パルス電圧を示す図である。
【図４】実施形態２に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【図５】実施形態３に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【図６】実施形態４に係るプラズマ発生装置の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１１，１２ 略平行に配置された部分
２０ 板
３０、３４，３６ 第１の電極
３１ 導電性部材
３２ 被覆
４０ 電源
５０ 接地線
６０，７０，７５ 第２の電極
８０ ガス供給部
８２，８４ ノズル
９０ 電極移動部材
１００ 接続部
【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ワイヤ状の導電性部材を備えた第１の電極と、
ワイヤ状の導電性部材からなる第２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
を備え、
前記第１の電極は、前記第２の電極に対して略平行に配置された部分を有しており、
前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して略平行に配置された前記部分がプラズマを発生させる、プラズマ発生装置。
【請求項２】
前記第２の電極は電気的にフローティング状態である、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記電源は、前記第１及び第２の電極の間に交流電圧またはパルス電圧を印加する、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記第２の電極は接地されている、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記第２の電極は絶縁体または誘電体により被覆されている、請求項１から４のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記第１の電極と第２の電極との間の距離は、略平行に配置された前記部分において最も小さくなっている、請求項１から５のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記第１の電極と前記第２の電極とは、該電極の長軸方向に分布する複数の接続部によって連結されている、請求項１から６のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して略平行に配置された前記部分にガスを吹き付けるガス吹きつけ部材をさらに備えた、請求項１から７のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項９】
前記第１の電極と第２の電極とが略平行に配置された前記部分を、略平行な配置を保持しつつ移動させる電極移動部材をさらに備えている、請求項１から８のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項１】
絶縁体または誘電体により被覆されたワイヤ状の導電性部材を備えた第１の電極と、
ワイヤ状の導電性部材からなる第２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
を備え、
前記第１の電極は、前記第２の電極に対して略平行に配置された部分を有しており、
前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して略平行に配置された前記部分がプラズマを発生させる、プラズマ発生装置。
【請求項２】
前記第２の電極は電気的にフローティング状態である、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記電源は、前記第１及び第２の電極の間に交流電圧またはパルス電圧を印加する、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記第２の電極は接地されている、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記第２の電極は絶縁体または誘電体により被覆されている、請求項１から４のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記第１の電極と第２の電極との間の距離は、略平行に配置された前記部分において最も小さくなっている、請求項１から５のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記第１の電極と前記第２の電極とは、該電極の長軸方向に分布する複数の接続部によって連結されている、請求項１から６のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記第１の電極のうち、少なくとも前記第２の電極に対して略平行に配置された前記部分にガスを吹き付けるガス吹きつけ部材をさらに備えた、請求項１から７のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項９】
前記第１の電極と第２の電極とが略平行に配置された前記部分を、略平行な配置を保持しつつ移動させる電極移動部材をさらに備えている、請求項１から８のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−４７３７２（Ｐ２００８−４７３７２Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２０４００（Ｐ２００６−２２０４００）
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【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２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【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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