プラズマ表面処理装置
【課題】ロール電極の内部を流通する冷却液が、ロール電極を構成する部材どうしの接合面を通してロール電極の外面へ漏れ出たとしても、処理の安定性が損なわれるのを防止するプラズマ表面処理装置の提供。
【解決手段】ロール電極１の円筒部２０の端壁部３０Ｌを構成する複数の部材３１Ｌ，３３Ｌどうしの接合面５４Ｌが、冷却液路６０に達して内側接合線５５Ｌを形成し、かつ端壁部３０Ｌの外面に達して外側接合線５６Ｌを形成している。端壁部３０Ｌの外面における、放電面２１ａとの境界１ｂと外側接合線５６Ｌとの間に、端壁部３０Ｌの周方向に沿って延びる溝４１Ｌを形成する。
【解決手段】ロール電極１の円筒部２０の端壁部３０Ｌを構成する複数の部材３１Ｌ，３３Ｌどうしの接合面５４Ｌが、冷却液路６０に達して内側接合線５５Ｌを形成し、かつ端壁部３０Ｌの外面に達して外側接合線５６Ｌを形成している。端壁部３０Ｌの外面における、放電面２１ａとの境界１ｂと外側接合線５６Ｌとの間に、端壁部３０Ｌの周方向に沿って延びる溝４１Ｌを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロール電極を含むプラズマ表面処理装置に関し、特に上記ロール電極内に冷却液の流路が設けられたプラズマ表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載のプラズマ表面処理装置では、ロール電極と他の電極との間にプラズマ放電を生成し、被処理物のプラズマ処理を行う。一般に、ロール電極は、円筒部と、この円筒部の中心軸に設けられた軸部を備えている。円筒部の外周部が金属にて構成され、その外周面が放電面となる。ロール電極の内部には、冷却液路が形成されている。この冷却液路に水等の冷却液を流通させることにより、ロール電極を冷却できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、上記冷却液路は、ロール電極の２つ以上の部材によって構成される。したがって、冷却液路を構成する２つの部材の接合面がロール電極の外面に達していることがあり得る。例えば、円筒部の軸方向の両端の端壁の外周面から径方向に延びる孔を形成し、この孔の端壁外周面の開口を栓にて塞ぎ、孔の内部空間を冷却液路の一部とする場合、冷却液路は、少なくとも端壁及び栓にて構成される。端壁の孔内周と栓の外周との接合面は、端壁の外周面に達する。万が一、冷却液が、冷却液路から上記接合面を伝ってロール電極の外面に漏れ出て、更に放電面へ流れると、放電が不安定になり処理に支障を来すおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放電によって被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ表面処理装置において、
軸方向に沿う軸部と、前記軸部と同軸をなす円筒部とを有するロール電極を備え、
前記円筒部が、外周面が前記放電を生成する放電面となる金属製の筒本体と、この筒本体の軸方向の両端部に前記放電面より軸方向の外側へ突出するよう設けられた端壁部とを含み、かつ前記ロール電極の内部には冷却液を流す冷却液路が形成され、前記端壁部を構成する複数の部材どうし又は前記端壁部と前記軸部どうしの接合面が、前記冷却液路に達して内側接合線を形成し、かつ前記端壁部の外面に達して外側接合線を形成しており、
前記外面における、前記放電面との境界と前記外側接合線との間には、前記端壁部の周方向又は前記外側接合線に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とする。
これにより、冷却液が前記接合面を透過して端壁の外面に漏れ出て放電面へ向けて流れようとしても、途中で前記溝に入り込み、放電面まで達するのを阻止される。これによって、処理の安定性が損なわれるのを防止できる。
【０００６】
前記溝が、前記端壁部の外周面に環状に設けられ、前記外側接合線が、前記端壁部の外周面における前記溝よりも前記軸方向の外側部分又は前記端壁部の外側面に設けられていることが好ましい。
これにより、漏出冷却液を端壁部の外周面において溝に入り込ませることができる。溝が環状になっているため、漏出冷却液が端壁部の周方向のどの位置から放電面の側へ流れようとしても、溝内に確実に入り込ませることができる。したがって、漏出冷却液が放電面に達するのを確実に阻止でき、処理の安定性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【０００７】
前記端壁部には外面から内部へ延びて前記冷却液路の一部を構成する加工孔が形成され、前記加工孔の前記外面への開口に閉塞部材（栓）が設けられ、前記開口の内周面と閉塞部材の外周面とによって前記接合面が形成されており、前記溝が、前記外面における前記閉塞部材にて塞がれた前記開口と前記境界との間に設けられていてもよい。
前記閉塞部材は、前記端壁部における前記接合面を形成する複数の部材のうちの１つを構成する。
冷却液が、加工孔の開口の内周面と閉塞部材の外周面との間を通って端壁の外面に漏れ出て放電面へ向けて流れようとしたときは、この漏出冷却液を溝に入り込ませることができ、漏出冷却液が放電面まで達するのを阻止できる。
【０００８】
前記放電面との間に前記放電を生成する第２のロール電極を更に備え、前記端壁部が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に突出するよう設けられ、前記溝が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に配置されていることが好ましい。
これにより、端壁部の外周面上の漏出冷却液が第２のロール電極の円筒部に移るのを防止できる。更に、溝内に入った漏出冷却液が第２のロール電極の円筒部に移るのを防止できる。これにより、処理の安定性を一層確実に確保できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷却液が接合面を透過してロール電極の外面へ漏れ出たとしても、その冷却液を溝の内部に入り込ませることで、冷却液が放電面に達するのを阻止できる。これにより、処理の安定性が損なわれるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプラズマ表面処理装置の概略構成を示す解説平面図である。
【図２】上記プラズマ表面処理装置の側面図である。
【図３】上記プラズマ表面処理装置の第１のロール電極の左側部分の平面断面図である。
【図４】上記第１のロール電極の右側部分の平面断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う、上記第１のロール電極の断面図である。
【図６】上記第１のロール電極の一部分の斜視図である。
【図７】上記第１のロール電極の左側部分を拡大して示す平面断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るプラズマ表面処理装置の第１のロール電極の左側部分を拡大して示す平面断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るプラズマ表面処理装置の第１のロール電極の左側部分を拡大して示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係るプラズマ表面処理装置Ｍを示したものである。プラズマ表面処理装置Ｍは、一対のロール電極１，２を備えている。第１のロール電極１は、軸部１０と、円筒部２０を有している。同様に、第２のロール電極２は、軸部２ｂと、円筒部２ａを有している。第１のロール電極１が、電源３に接続され、電圧が印加される電源電極になっている。第２のロール電極２が、電気的に接地されて接地電極になっている。これとは逆に、第１のロール電極１が電気的に接地され、第２のロール電極２が電源３に接続されていてもよい。これらロール電極１，２の円筒部１０，２ａに連続シート状の被処理物９が半周程度掛け回されている。ロール電極１，２間の被処理物９は、ガイドロール４に掛け回されて折り返されている。
【００１２】
電源３からロール電極１への電圧供給によって、ロール電極１，２間に電界が印加され、大気圧近傍のプラズマ放電が生成される。電源３からの供給電圧は、パルス等の間欠波状でもよく、連続波状でもよい。第１実施形態において、プラズマ放電はグロー状であるが、コロナ状であってもよい。放電状態は、被処理物９に過度のダメージを与えない限り、特に限定されない。電界印加と併行して、図示しない処理ガス供給系から処理ガスがロール電極１，２間に供給されてプラズマ化される。プラズマ化された処理ガスが被処理物９に接触して反応が起き、被処理物９が表面処理される。更に、ロール電極１，２及びガイドロール４が回転することによって、被処理物９がその連続方向に搬送され、連続的に処理される。
【００１３】
表面処理の内容としては、特に限定がなく、エッチングでもよく、洗浄でもよく、表面改質（親水化、撥水化等）でもよく、成膜でもよい。処理ガスの成分は、処理内容に応じて選択される。例えば、洗浄処理では、処理ガス成分として窒素、酸素等を用いる。撥水化処理では、処理ガス成分としてＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等のフッ素系ガスを用いる。ロール電極１，２間でのプラズマ生成及び被処理物９の表面処理は、大気圧近傍下にて行うことが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【００１４】
第１ロール電極１について詳述する。
図１に示すように、ロール電極１の軸部１０は、左右両端の端軸部分１１と、中間の軸部分１３を含み、ロール電極１の軸線Ｌに沿って一直線に配置されている。軸部分１１，１３は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成されている。左右の端軸部分１１がそれぞれ支持部５にて回転可能に支持されている。中間軸部分１３が、直管状をなし、左右の端軸部分１１を連結している。左右何れか一方の端軸部分１１が、回転駆動部（図示省略）に接続されている。回転駆動部によって軸部１０ひいてはロール電極１が軸線Ｌのまわりに回転される。以下、左右の端軸部分１１を互いに区別するときは、左側の端軸部分１１の符号に「Ｌ」を付し、右側の端軸部分１１の符号に「Ｒ」を付す。
【００１５】
図３及び図４に示すように、ロール電極１の円筒部２０は、軸方向Ｌに被処理物９の連続方向と直交する幅方向より長く延びている。円筒部２０は、同軸をなす三重の筒２１，２２，２３と、左右一対の端壁部３０を含む。三重筒の外筒を構成する筒本体２１は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成され、軸部１０と同軸の円筒状になっている。筒本体２１に電源３が電気的に接続されている。筒本体２１の外周面が、放電面２１ａになっている。放電面２１ａと他の電極２との間に放電が生成され、被処理物９の上記プラズマ表面処理がなされる。図７に示すように、放電面２１ａは、薄い固体誘電体層２４（図３及び図４において省略）にて覆われている。固体誘電体層２４は、例えばシリコンゴムにて構成されているが、これに限定されるものではなく、アルミナの溶射膜であってもよい。
【００１６】
図１に示すように、筒本体２１の左右両端部ひいては円筒部２０の左右両端部は、第２のロール電極２の円筒部２より軸方向Ｌの外側へ突出している。図３に示すように、放電面２１の左端部は、第２のロール電極２の円筒部２より左方へ延出している。図４に示すように、放電面２１の右端部は、第２のロール電極２の円筒部２より右方へ延出している。
【００１７】
筒本体２１の内部に中間筒２２が収容されている。中間筒２２は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂にて構成され、筒本体２１と同軸かつ筒本体２１より少し小径の円筒状になっている。
【００１８】
中間筒２２の内部に内筒２３が収容されている。内筒２３は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成され、筒本体２１及び中間筒２２と同軸かつ中間筒２２より小径の円筒状になっている。内筒２３の内部には中心軸Ｌに沿って中間軸部分１３が配置されている。内筒２３の内周面と中間軸部分１３の外周面との間は空洞になっている。
【００１９】
三重筒２１〜２３の左右両端部がそれぞれ端壁部３０にて塞がれている。左右の各端壁部３０は、外壁部材３１と、内壁部材３２を含む。以下、左右の端壁部３０を互いに区別するときは、左側の端壁部３０及びその構成要素の符号に「Ｌ」を付し、右側の端壁部３０及びその構成要素の符号に「Ｒ」を付す。
【００２０】
図５及び図６に示すように、外壁部材３１は、ＰＶＣ等の樹脂にて構成され、軸部１０及び三重筒２１〜２３と同軸の円環形の板状になっている。外壁部材３１の外径は筒本体２１の外径とほぼ等しく、外壁部材３１の外周面が筒本体２１の外周面とほぼ面一になっている。外壁部材１３が筒本体２１より大径でもよく小径でもよい。図３に示すように、左側の外壁部材３１Ｌは、第２のロール電極２の円筒部２ａより左外方へ突出して配置されている。図４に示すように、右側の外壁部材３１Ｒは、第２のロール電極２の円筒部２ａより右外方へ突出して配置されている。
【００２１】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１の内周側（径方向ｒの内側）の端面が、端軸部分１１の外周面と接合されている。左右の各外壁部材３１の内側面（円筒部２０の内部を向く側の面）には、環状凸部３５が形成されている。環状凸部３５は、当該外壁部材３１と同軸の環状になっている。外壁部材３１における環状凸部３５より径方向ｒの外側部分に、筒本体２１の軸方向Ｌの端部が接合されている。環状凸部３５の突出端部に中間筒２２の軸方向Ｌの端部が接合されている。環状凸部３５の径方向ｒの内側に内筒２３の軸方向Ｌの端部が接合されている。
【００２２】
図３及び図４に示すように、左右の各内壁部材３２は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成され、外壁部材３１と同軸の円環形になっている。図３に示すように、左側の内壁部材３２Ｌの軸方向Ｌの外側面が、外壁部材３１Ｌの軸方向Ｌの内側面に当てられ、内外の壁部材３２Ｌ，３１Ｌが接合されている。内壁部材３２Ｌの内周側（径方向ｒの内側）の端面が、端軸部分１１Ｌの外周面と接合されている。内壁部材３２Ｌの外周側（径方向ｒの外側）の部分に内筒２３の左端部が接合されている。図４に示すように、右側の内壁部材３２Ｒの軸方向Ｌの外側面が、外壁部材３１Ｒの軸方向Ｌの内側面に当てられ、内外の壁部材３２Ｒ，３１Ｒが接合されている。内壁部材３２Ｒの内周側（径方向ｒの内側）の端面が、端軸部分１１Ｒの外周面と接合されている。内壁部材３２Ｒの外周側（径方向ｒの外側）の部分に内筒２３の右端部が接合されている。
【００２３】
図１に示すように、ロール電極１の内部には、冷却液供給源６からの冷却液を流す冷却液路６０が形成されている。冷却液としては、例えば水が用いられている。冷却液は、水に限られるものではなく、例えば不凍液を用いてもよい。冷却液路６０は、導入路６１と、往路６２と、冷却路６３と、還路６４とを含む。導入路６１は、軸線Ｌに沿って軸部１０の例えば左端から右方向へ延びている。往路６２は、右端壁部３０Ｒ内を径方向ｒの外側へ延びている。冷却路６３は、円筒部２０の周壁内を軸線Ｌに沿って右端から左方向へ延びている。還路６４は、左端壁部３０Ｌ内を径方向ｒの内側へ延びている。以下、詳述する。
【００２４】
図３及び図４に示すように、導入路６１は、中間軸部分１３の内部空間６１ａと、その右端部に続く右側端軸部分１１Ｒの軸孔６１ｂとにより構成されている。冷却液供給源６からの供給路６ａが、左側端軸部分１１Ｌを軸方向Ｌに貫通し、導入路６１の左端部に連なっている。
【００２５】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１には、複数（例えば８つ）の径方向加工孔６６が形成されている。加工孔６６は、ドリル等の孔開け機にて形成してもよく、外壁部材３１の成型時に同時成型してもよい。各加工孔６６は、断面円形をなし、外壁部材３１の外周面から内周面へ径方向ｒに貫通している。図５に示すように、これら加工孔６６は、外壁部材３１の周方向に間隔を置いて、好ましくは等角度置きに放射状に配置されている。図５及び図６に示すように、各加工孔６６における外壁部材３１の外周面への開口が閉塞部材３３にて塞がれている。閉塞部材３３は、ゴム又は樹脂にて構成され、円柱状になっている。
【００２６】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１には、更に、複数の軸方向加工孔６９が形成されている。加工孔６９は、ドリル等の孔開け機にて形成してもよく、外壁部材３１の成型時に同時成型してもよい。これら加工孔６９は、外壁部材３１の周方向に間隔を置いて、径方向加工孔６６と一対一に対応するよう等角度置きに配置されている。各軸方向加工孔６９は、断面円形をなし、環状凸部３５の突出端面から外壁部材３１の内部へ軸方向Ｌに延びている。軸方向加工孔６９の奥端部が、対応する径方向加工孔６６における閉塞部材３３の近傍部分にそれぞれ連通している。
【００２７】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１の内周面には、環状凹部６７が形成されている。環状凹部６７は、外壁部材３１の周方向に沿う環状になっている。各加工孔６６の径方向ｒの内側の端部が、環状凹部６７の内底面に達して開口している。
【００２８】
図３及び図４に示すように、左右の各端軸部分１１の内部には、複数（例えば８つ）の径方向加工孔６８が形成されている。図５に示すように、これら加工孔６８は、軸部分１１の周方向に間隔を置いて、好ましくは等角度置きに放射状に配置されている。各加工孔６８は、端軸部分１１の外周面から径方向ｒへ延びている。加工孔６８における軸部分１１の外周側の端部が、環状凹部６７の内部に連なっている。
【００２９】
図４に示すように、右側の加工孔６８Ｒにおける軸部分１１Ｒの内周側の端部が、軸孔６１ｂに連なっている。右側の加工孔６６Ｒ，６８Ｒ，６９Ｒの内部空間及び環状凹部６７Ｒの内部空間によって、往路６２が構成されている。往路６２における軸部分１１Ｒの内周側の端部（上流端）が、導入路６１の右端部（下流端）に連なっている。
【００３０】
図３及び図４に示すように、筒本体２１の内周面と中間筒２２の外周面との間に冷却路６３が形成されている。冷却路６３は、円筒部２０と同軸の円筒形状の空間になっている。図４に示すように、冷却路６３の右端部（上流端）が、軸方向加工孔６９Ｒ（往路６２の下流端）に連なっている。筒本体２１の内径と中間筒２２の外径との差を小さくすることにより、冷却路６３の厚さを小さくできる。
【００３１】
図３に示すように、左側の加工孔６６Ｌ，６８Ｌ，６９Ｌの内部空間及び環状凹部６７Ｌの内部空間によって、還路６３が構成されている。軸方向加工孔６９Ｌが、還路６３の上流端を構成し、冷却路６３の左端部（下流端）に連なっている。
【００３２】
左端軸部分１１Ｌの軸孔の内周面と供給路６ａを構成する管との間に排出路６５が形成されている。排出路６５に径方向加工孔６８Ｌ（還路６４の下流端）が連なっている。排出路６５がロール電極１の外部へ引き出されている。
【００３３】
図７に示すように、軸部分１１と外壁部材３１との接合面５１が、往復路６２，６４における加工孔６８と環状凹部６７との連通部分に達して内側接合線５２を形成している。かつ接合面５１は、外壁部材３１の外面（外側面と内周端面との角）に達して外側接合線５３を形成している。内側接合線５２は、環状凹部６７の周縁に沿う閉曲線になっている。外側接合線５３は、端軸部分１１を囲む閉曲線になっている。接合面５１における加工孔６８と環状凹部６７との連通部分より軸方向Ｌの外側には、Ｏリング７１が設けられている。
【００３４】
図６及び図７に示すように、閉塞部材３３の外周面と加工孔６６の開口の内周面との接合面５４が、加工孔６６の内部空間ひいては往復路６２，６４に達して内側接合線５５を形成している。かつ、接合面５４は、外壁部材３１の外周面に達して外側接合線５６を形成している。接合線５５，５６は、それぞれ閉塞部材３３の周面に沿う円形の閉曲線になっている。
【００３５】
図１及び図７に示すように、左右の端壁部３０の外面には、溝４１が形成されている。図５及び図６に示すように、溝４１は、外壁部材４１の外周面の周方向に沿って環状に延びている。溝４１の断面形状は、例えば四角形状でる。溝４１の幅は、例えば１〜３ｍｍである。溝４１の深さは、例えば１〜３ｍｍ程度である。溝４１は、外壁部材４１の外周面における外側接合線５６及び閉塞部材３３（ひいては径方向加工孔６６における外壁部材４１の外周面への開口）と、放電面２１ａとの境界１ｂとの間に配置されている。言い換えると、外側接合線５６が、外壁部材４１の外周面における溝４１よりも軸方向Ｌの外側部分に配置されている。さらに、図３及び図４に示すように、溝４１は、第２のロール電極２の円筒部２ａより軸方向Ｌの外側に配置されている。
【００３６】
上記のように構成されたプラズマ表面処理装置Ｍにおいて、水等の冷却液が、冷却液供給源６から供給路６ａを経て導入路６１の左端部に導入され、導入路６１内を右方向へ流れる。この冷却液が、導入路６１の右端部から複数の往路６２に入って放射状に拡がるように各往路６２内を径方向ｒの外側へ流れる。この冷却液が、各往路６２の外周側端部から冷却路６３に入り、冷却路６３内をロール電極１の軸方向Ｌに沿って左方向へ流れる。この過程で筒本体２１を冷却することができる。冷却路６３の厚さを小さくすることで、冷却液の流量を低減できる。冷却路６３の左端部に達した冷却液は、複数の還路６４内を径方向ｒの内側へ流れる。その後、冷却液は排出路６５を経て排出される。
【００３７】
冷却液路６０を流れる冷却液は、Ｏリング７１及び閉塞部材３３等にて外部への漏出を防止できる。
万が一、冷却液が、内側接合線５５から加工孔６６の開口の内周面と閉塞部材３３の外周面との間（接合面５４）を通って、外側接合線５６から端壁部３０の外周面に漏れ出て、更に外側接合線５６から筒本体２１の側へ向けて流れたとしても、この漏出冷却液を放電面２１ａとの境界１ｂの手前で溝４１内に入り込ませることができる。また、冷却液が、内側接合線５２から端軸部分１１の外周面と外壁部材３１の内周面との間（接合面５１）を通り、外側接合線５３から端壁部３０の外側面に漏れ出て、端壁部３０の外側面を伝って径方向ｒの外側へ流れ、更に端壁部３０の外周面を伝って筒本体２１の側へ流れたとしても、この漏出冷却液を溝４１内に入り込ませることができる。溝４１が端壁部３０の周方向に沿う環状であるため、漏出冷却液が端壁部３０の周方向のどの位置から筒本体２１の側へ流れようとしても、溝４１内に確実に入り込ませることができる。したがって、漏出冷却液が放電面２１ａに達するのを確実に阻止できる。これにより、安定的な放電を確保でき、処理の安定性が損なわれるのを防止することができる。
【００３８】
外壁部材３１が第２のロール電極２の円筒部２ａより軸方向Ｌの外側に突出するよう設けられているため、外壁部材３１の外周面上の漏出冷却液が第２のロール電極２の円筒部２ａに移るのを防止できる。更に、溝４１が第２のロール電極２の円筒部２ａより軸方向Ｌの外側に配置されているため、溝４１内に入った漏出冷却液の液面が溝４１の外部にはみ出していても、その漏出冷却液が第２のロール電極２の円筒部２ａに移るのを防止できる。これにより、処理の安定性を一層確実に確保できる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
漏出冷却液の流れ止め用の溝は、端壁部３０の外周面及び外側面からなる外面に設けられていればよく、外壁部材３１の外周面に限られず、外壁部材３１の外側面に設けられていてもよい。
図８に示す第２実施形態では、外壁部材３１の外周面の溝４１に加えて、外壁部材３１の外側面にも溝４２が形成されている。溝４２は、外壁部材３１及び端軸部分１１の周方向に沿って延びる環状になっており、ひいては外側接合線３１に沿って延びる環状になっている。溝４２の断面形状は、例えば四角形状でる。溝４２の幅は、例えば１〜３ｍｍである。溝４２の深さは、例えば１〜３ｍｍ程度である。外側接合線５３が溝４２によって囲まれている。
【００４０】
冷却液が接合面５１を伝って外側接合線５３から端壁部３０の外側面に漏れ出たときは、この漏出冷却液を溝４２内に入り込ませることができる。これによって、漏出冷却液が放電面２１ａまで達するのを一層確実に阻止することができる。
【００４１】
図９に示す第３実施形態では、複数（図９では１つのみ図示）の軸方向加工孔６９の各々が、径方向加工孔６６と交差し、外壁部材３１の外側面に達している。加工孔６９における外壁部材３１の外側面への開口は、閉塞部材３４にて塞がれている。閉塞部材３４は、ゴム又は樹脂にて構成され、円柱状になっている。加工孔６９の上記開口の内周面と閉塞部材３４との接合面５７が、加工孔６９内の冷却液路６０に達して内側接合線５８を形成している。かつ接合面５７は、外壁部材３１の外側面に達して外側接合線５９を形成している。外壁部材３１の外側面に溝４３が形成されている。溝４３は、閉塞部材３４にて塞がれた加工孔６６の開口より径方向ｒの外側に設けられ、外壁部材３１の周方向に延びる環状になっている。溝４３の断面形状は、例えば四角形状でる。溝４３の幅は、例えば１〜３ｍｍである。溝４３の深さは、例えば１〜３ｍｍ程度である。
【００４２】
冷却液が接合面５７を伝って外側接合線５９から端壁部３０の外側面に漏れ出て、径方向ｒの外側へ流れようとしたときは、この漏出冷却液を溝４３に入り込ませることができる。これによって、漏出冷却液が放電面２１ａまで達するのを防止することができる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変をなすことができる。
例えば、溝４１，４２，４３は、１条に限られない。複数条の溝４１，４２，４３を平行に設けてもよい。
溝４１，４２，４３の断面形状は、四角形状に限られず、半円状や三角形状であってもよい。溝４１，４２，４３の幅と深さは、それぞれ１〜３ｍｍが好ましいが、この数値範囲に限られるものではなく、想定される冷却液の漏出量に応じて溝の断面形状とともに設計すればよい。
外側接合線５６ごとに溝４１が設けられ、各溝４１が対応する１つの外側接合線５６を囲む環状になっていてもよい。
第３実施形態において、外側接合線５９ごとに溝４３が設けられ、各溝４３が対応する１つの外側接合線５９を囲む環状になっていてもよい。第３実施形態において、溝４３を省略してもよい。
電源電極となる１つのロール電極１を挟んで両側に接地電極となるロール電極２を配置してもよい。さらに、図示は省略するが、合計で４つ以上のロール電極１，２を交互に配置してもよい。
ロール電極１との間に放電空間を形成する他の電極は、第２ロール電極２に限られず、平板電極でもよく、ロール電極１の周面に沿う凹曲面を有する電極でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置の製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｍ プラズマ表面処理装置
１ （第１の）ロール電極
１ｂ 境界
２ 第２のロール電極
２ａ 円筒部
２ｂ 軸部
３ 電源
４ 折り返しロール
５ 支持部
６ 冷却液供給源
６ａ 供給路
９ 被処理物
１０ 軸部
１１ 端軸部分
１３ 中間軸部分
２０ 円筒部
２１ 外筒
２１ａ 放電面
２２ 中間筒
２３ 内筒
２４ 固体誘電体層
３０ 端壁部
３１ 外壁部材
３５ 環状凸部
３２ 内壁部材
３３，３４ 閉塞部材
４１，４２，４３ 溝
５１，５４，５７ 接合面
５２，５５，５８ 内側接合線
５３，５６，５９ 外側接合線
６０ 冷却液路
６１ 導入路
６２ 往路
６３ 冷却路
６４ 還路
６５ 排出路
６６ 加工孔
７１ Ｏリング（シール部材）
Ｌ 軸線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロール電極を含むプラズマ表面処理装置に関し、特に上記ロール電極内に冷却液の流路が設けられたプラズマ表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載のプラズマ表面処理装置では、ロール電極と他の電極との間にプラズマ放電を生成し、被処理物のプラズマ処理を行う。一般に、ロール電極は、円筒部と、この円筒部の中心軸に設けられた軸部を備えている。円筒部の外周部が金属にて構成され、その外周面が放電面となる。ロール電極の内部には、冷却液路が形成されている。この冷却液路に水等の冷却液を流通させることにより、ロール電極を冷却できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、上記冷却液路は、ロール電極の２つ以上の部材によって構成される。したがって、冷却液路を構成する２つの部材の接合面がロール電極の外面に達していることがあり得る。例えば、円筒部の軸方向の両端の端壁の外周面から径方向に延びる孔を形成し、この孔の端壁外周面の開口を栓にて塞ぎ、孔の内部空間を冷却液路の一部とする場合、冷却液路は、少なくとも端壁及び栓にて構成される。端壁の孔内周と栓の外周との接合面は、端壁の外周面に達する。万が一、冷却液が、冷却液路から上記接合面を伝ってロール電極の外面に漏れ出て、更に放電面へ流れると、放電が不安定になり処理に支障を来すおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放電によって被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ表面処理装置において、
軸方向に沿う軸部と、前記軸部と同軸をなす円筒部とを有するロール電極を備え、
前記円筒部が、外周面が前記放電を生成する放電面となる金属製の筒本体と、この筒本体の軸方向の両端部に前記放電面より軸方向の外側へ突出するよう設けられた端壁部とを含み、かつ前記ロール電極の内部には冷却液を流す冷却液路が形成され、前記端壁部を構成する複数の部材どうし又は前記端壁部と前記軸部どうしの接合面が、前記冷却液路に達して内側接合線を形成し、かつ前記端壁部の外面に達して外側接合線を形成しており、
前記外面における、前記放電面との境界と前記外側接合線との間には、前記端壁部の周方向又は前記外側接合線に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とする。
これにより、冷却液が前記接合面を透過して端壁の外面に漏れ出て放電面へ向けて流れようとしても、途中で前記溝に入り込み、放電面まで達するのを阻止される。これによって、処理の安定性が損なわれるのを防止できる。
【０００６】
前記溝が、前記端壁部の外周面に環状に設けられ、前記外側接合線が、前記端壁部の外周面における前記溝よりも前記軸方向の外側部分又は前記端壁部の外側面に設けられていることが好ましい。
これにより、漏出冷却液を端壁部の外周面において溝に入り込ませることができる。溝が環状になっているため、漏出冷却液が端壁部の周方向のどの位置から放電面の側へ流れようとしても、溝内に確実に入り込ませることができる。したがって、漏出冷却液が放電面に達するのを確実に阻止でき、処理の安定性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【０００７】
前記端壁部には外面から内部へ延びて前記冷却液路の一部を構成する加工孔が形成され、前記加工孔の前記外面への開口に閉塞部材（栓）が設けられ、前記開口の内周面と閉塞部材の外周面とによって前記接合面が形成されており、前記溝が、前記外面における前記閉塞部材にて塞がれた前記開口と前記境界との間に設けられていてもよい。
前記閉塞部材は、前記端壁部における前記接合面を形成する複数の部材のうちの１つを構成する。
冷却液が、加工孔の開口の内周面と閉塞部材の外周面との間を通って端壁の外面に漏れ出て放電面へ向けて流れようとしたときは、この漏出冷却液を溝に入り込ませることができ、漏出冷却液が放電面まで達するのを阻止できる。
【０００８】
前記放電面との間に前記放電を生成する第２のロール電極を更に備え、前記端壁部が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に突出するよう設けられ、前記溝が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に配置されていることが好ましい。
これにより、端壁部の外周面上の漏出冷却液が第２のロール電極の円筒部に移るのを防止できる。更に、溝内に入った漏出冷却液が第２のロール電極の円筒部に移るのを防止できる。これにより、処理の安定性を一層確実に確保できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷却液が接合面を透過してロール電極の外面へ漏れ出たとしても、その冷却液を溝の内部に入り込ませることで、冷却液が放電面に達するのを阻止できる。これにより、処理の安定性が損なわれるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプラズマ表面処理装置の概略構成を示す解説平面図である。
【図２】上記プラズマ表面処理装置の側面図である。
【図３】上記プラズマ表面処理装置の第１のロール電極の左側部分の平面断面図である。
【図４】上記第１のロール電極の右側部分の平面断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う、上記第１のロール電極の断面図である。
【図６】上記第１のロール電極の一部分の斜視図である。
【図７】上記第１のロール電極の左側部分を拡大して示す平面断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るプラズマ表面処理装置の第１のロール電極の左側部分を拡大して示す平面断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るプラズマ表面処理装置の第１のロール電極の左側部分を拡大して示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係るプラズマ表面処理装置Ｍを示したものである。プラズマ表面処理装置Ｍは、一対のロール電極１，２を備えている。第１のロール電極１は、軸部１０と、円筒部２０を有している。同様に、第２のロール電極２は、軸部２ｂと、円筒部２ａを有している。第１のロール電極１が、電源３に接続され、電圧が印加される電源電極になっている。第２のロール電極２が、電気的に接地されて接地電極になっている。これとは逆に、第１のロール電極１が電気的に接地され、第２のロール電極２が電源３に接続されていてもよい。これらロール電極１，２の円筒部１０，２ａに連続シート状の被処理物９が半周程度掛け回されている。ロール電極１，２間の被処理物９は、ガイドロール４に掛け回されて折り返されている。
【００１２】
電源３からロール電極１への電圧供給によって、ロール電極１，２間に電界が印加され、大気圧近傍のプラズマ放電が生成される。電源３からの供給電圧は、パルス等の間欠波状でもよく、連続波状でもよい。第１実施形態において、プラズマ放電はグロー状であるが、コロナ状であってもよい。放電状態は、被処理物９に過度のダメージを与えない限り、特に限定されない。電界印加と併行して、図示しない処理ガス供給系から処理ガスがロール電極１，２間に供給されてプラズマ化される。プラズマ化された処理ガスが被処理物９に接触して反応が起き、被処理物９が表面処理される。更に、ロール電極１，２及びガイドロール４が回転することによって、被処理物９がその連続方向に搬送され、連続的に処理される。
【００１３】
表面処理の内容としては、特に限定がなく、エッチングでもよく、洗浄でもよく、表面改質（親水化、撥水化等）でもよく、成膜でもよい。処理ガスの成分は、処理内容に応じて選択される。例えば、洗浄処理では、処理ガス成分として窒素、酸素等を用いる。撥水化処理では、処理ガス成分としてＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等のフッ素系ガスを用いる。ロール電極１，２間でのプラズマ生成及び被処理物９の表面処理は、大気圧近傍下にて行うことが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【００１４】
第１ロール電極１について詳述する。
図１に示すように、ロール電極１の軸部１０は、左右両端の端軸部分１１と、中間の軸部分１３を含み、ロール電極１の軸線Ｌに沿って一直線に配置されている。軸部分１１，１３は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成されている。左右の端軸部分１１がそれぞれ支持部５にて回転可能に支持されている。中間軸部分１３が、直管状をなし、左右の端軸部分１１を連結している。左右何れか一方の端軸部分１１が、回転駆動部（図示省略）に接続されている。回転駆動部によって軸部１０ひいてはロール電極１が軸線Ｌのまわりに回転される。以下、左右の端軸部分１１を互いに区別するときは、左側の端軸部分１１の符号に「Ｌ」を付し、右側の端軸部分１１の符号に「Ｒ」を付す。
【００１５】
図３及び図４に示すように、ロール電極１の円筒部２０は、軸方向Ｌに被処理物９の連続方向と直交する幅方向より長く延びている。円筒部２０は、同軸をなす三重の筒２１，２２，２３と、左右一対の端壁部３０を含む。三重筒の外筒を構成する筒本体２１は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成され、軸部１０と同軸の円筒状になっている。筒本体２１に電源３が電気的に接続されている。筒本体２１の外周面が、放電面２１ａになっている。放電面２１ａと他の電極２との間に放電が生成され、被処理物９の上記プラズマ表面処理がなされる。図７に示すように、放電面２１ａは、薄い固体誘電体層２４（図３及び図４において省略）にて覆われている。固体誘電体層２４は、例えばシリコンゴムにて構成されているが、これに限定されるものではなく、アルミナの溶射膜であってもよい。
【００１６】
図１に示すように、筒本体２１の左右両端部ひいては円筒部２０の左右両端部は、第２のロール電極２の円筒部２より軸方向Ｌの外側へ突出している。図３に示すように、放電面２１の左端部は、第２のロール電極２の円筒部２より左方へ延出している。図４に示すように、放電面２１の右端部は、第２のロール電極２の円筒部２より右方へ延出している。
【００１７】
筒本体２１の内部に中間筒２２が収容されている。中間筒２２は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂にて構成され、筒本体２１と同軸かつ筒本体２１より少し小径の円筒状になっている。
【００１８】
中間筒２２の内部に内筒２３が収容されている。内筒２３は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成され、筒本体２１及び中間筒２２と同軸かつ中間筒２２より小径の円筒状になっている。内筒２３の内部には中心軸Ｌに沿って中間軸部分１３が配置されている。内筒２３の内周面と中間軸部分１３の外周面との間は空洞になっている。
【００１９】
三重筒２１〜２３の左右両端部がそれぞれ端壁部３０にて塞がれている。左右の各端壁部３０は、外壁部材３１と、内壁部材３２を含む。以下、左右の端壁部３０を互いに区別するときは、左側の端壁部３０及びその構成要素の符号に「Ｌ」を付し、右側の端壁部３０及びその構成要素の符号に「Ｒ」を付す。
【００２０】
図５及び図６に示すように、外壁部材３１は、ＰＶＣ等の樹脂にて構成され、軸部１０及び三重筒２１〜２３と同軸の円環形の板状になっている。外壁部材３１の外径は筒本体２１の外径とほぼ等しく、外壁部材３１の外周面が筒本体２１の外周面とほぼ面一になっている。外壁部材１３が筒本体２１より大径でもよく小径でもよい。図３に示すように、左側の外壁部材３１Ｌは、第２のロール電極２の円筒部２ａより左外方へ突出して配置されている。図４に示すように、右側の外壁部材３１Ｒは、第２のロール電極２の円筒部２ａより右外方へ突出して配置されている。
【００２１】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１の内周側（径方向ｒの内側）の端面が、端軸部分１１の外周面と接合されている。左右の各外壁部材３１の内側面（円筒部２０の内部を向く側の面）には、環状凸部３５が形成されている。環状凸部３５は、当該外壁部材３１と同軸の環状になっている。外壁部材３１における環状凸部３５より径方向ｒの外側部分に、筒本体２１の軸方向Ｌの端部が接合されている。環状凸部３５の突出端部に中間筒２２の軸方向Ｌの端部が接合されている。環状凸部３５の径方向ｒの内側に内筒２３の軸方向Ｌの端部が接合されている。
【００２２】
図３及び図４に示すように、左右の各内壁部材３２は、ステンレスやアルミニウム等の金属にて構成され、外壁部材３１と同軸の円環形になっている。図３に示すように、左側の内壁部材３２Ｌの軸方向Ｌの外側面が、外壁部材３１Ｌの軸方向Ｌの内側面に当てられ、内外の壁部材３２Ｌ，３１Ｌが接合されている。内壁部材３２Ｌの内周側（径方向ｒの内側）の端面が、端軸部分１１Ｌの外周面と接合されている。内壁部材３２Ｌの外周側（径方向ｒの外側）の部分に内筒２３の左端部が接合されている。図４に示すように、右側の内壁部材３２Ｒの軸方向Ｌの外側面が、外壁部材３１Ｒの軸方向Ｌの内側面に当てられ、内外の壁部材３２Ｒ，３１Ｒが接合されている。内壁部材３２Ｒの内周側（径方向ｒの内側）の端面が、端軸部分１１Ｒの外周面と接合されている。内壁部材３２Ｒの外周側（径方向ｒの外側）の部分に内筒２３の右端部が接合されている。
【００２３】
図１に示すように、ロール電極１の内部には、冷却液供給源６からの冷却液を流す冷却液路６０が形成されている。冷却液としては、例えば水が用いられている。冷却液は、水に限られるものではなく、例えば不凍液を用いてもよい。冷却液路６０は、導入路６１と、往路６２と、冷却路６３と、還路６４とを含む。導入路６１は、軸線Ｌに沿って軸部１０の例えば左端から右方向へ延びている。往路６２は、右端壁部３０Ｒ内を径方向ｒの外側へ延びている。冷却路６３は、円筒部２０の周壁内を軸線Ｌに沿って右端から左方向へ延びている。還路６４は、左端壁部３０Ｌ内を径方向ｒの内側へ延びている。以下、詳述する。
【００２４】
図３及び図４に示すように、導入路６１は、中間軸部分１３の内部空間６１ａと、その右端部に続く右側端軸部分１１Ｒの軸孔６１ｂとにより構成されている。冷却液供給源６からの供給路６ａが、左側端軸部分１１Ｌを軸方向Ｌに貫通し、導入路６１の左端部に連なっている。
【００２５】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１には、複数（例えば８つ）の径方向加工孔６６が形成されている。加工孔６６は、ドリル等の孔開け機にて形成してもよく、外壁部材３１の成型時に同時成型してもよい。各加工孔６６は、断面円形をなし、外壁部材３１の外周面から内周面へ径方向ｒに貫通している。図５に示すように、これら加工孔６６は、外壁部材３１の周方向に間隔を置いて、好ましくは等角度置きに放射状に配置されている。図５及び図６に示すように、各加工孔６６における外壁部材３１の外周面への開口が閉塞部材３３にて塞がれている。閉塞部材３３は、ゴム又は樹脂にて構成され、円柱状になっている。
【００２６】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１には、更に、複数の軸方向加工孔６９が形成されている。加工孔６９は、ドリル等の孔開け機にて形成してもよく、外壁部材３１の成型時に同時成型してもよい。これら加工孔６９は、外壁部材３１の周方向に間隔を置いて、径方向加工孔６６と一対一に対応するよう等角度置きに配置されている。各軸方向加工孔６９は、断面円形をなし、環状凸部３５の突出端面から外壁部材３１の内部へ軸方向Ｌに延びている。軸方向加工孔６９の奥端部が、対応する径方向加工孔６６における閉塞部材３３の近傍部分にそれぞれ連通している。
【００２７】
図３及び図４に示すように、左右の各外壁部材３１の内周面には、環状凹部６７が形成されている。環状凹部６７は、外壁部材３１の周方向に沿う環状になっている。各加工孔６６の径方向ｒの内側の端部が、環状凹部６７の内底面に達して開口している。
【００２８】
図３及び図４に示すように、左右の各端軸部分１１の内部には、複数（例えば８つ）の径方向加工孔６８が形成されている。図５に示すように、これら加工孔６８は、軸部分１１の周方向に間隔を置いて、好ましくは等角度置きに放射状に配置されている。各加工孔６８は、端軸部分１１の外周面から径方向ｒへ延びている。加工孔６８における軸部分１１の外周側の端部が、環状凹部６７の内部に連なっている。
【００２９】
図４に示すように、右側の加工孔６８Ｒにおける軸部分１１Ｒの内周側の端部が、軸孔６１ｂに連なっている。右側の加工孔６６Ｒ，６８Ｒ，６９Ｒの内部空間及び環状凹部６７Ｒの内部空間によって、往路６２が構成されている。往路６２における軸部分１１Ｒの内周側の端部（上流端）が、導入路６１の右端部（下流端）に連なっている。
【００３０】
図３及び図４に示すように、筒本体２１の内周面と中間筒２２の外周面との間に冷却路６３が形成されている。冷却路６３は、円筒部２０と同軸の円筒形状の空間になっている。図４に示すように、冷却路６３の右端部（上流端）が、軸方向加工孔６９Ｒ（往路６２の下流端）に連なっている。筒本体２１の内径と中間筒２２の外径との差を小さくすることにより、冷却路６３の厚さを小さくできる。
【００３１】
図３に示すように、左側の加工孔６６Ｌ，６８Ｌ，６９Ｌの内部空間及び環状凹部６７Ｌの内部空間によって、還路６３が構成されている。軸方向加工孔６９Ｌが、還路６３の上流端を構成し、冷却路６３の左端部（下流端）に連なっている。
【００３２】
左端軸部分１１Ｌの軸孔の内周面と供給路６ａを構成する管との間に排出路６５が形成されている。排出路６５に径方向加工孔６８Ｌ（還路６４の下流端）が連なっている。排出路６５がロール電極１の外部へ引き出されている。
【００３３】
図７に示すように、軸部分１１と外壁部材３１との接合面５１が、往復路６２，６４における加工孔６８と環状凹部６７との連通部分に達して内側接合線５２を形成している。かつ接合面５１は、外壁部材３１の外面（外側面と内周端面との角）に達して外側接合線５３を形成している。内側接合線５２は、環状凹部６７の周縁に沿う閉曲線になっている。外側接合線５３は、端軸部分１１を囲む閉曲線になっている。接合面５１における加工孔６８と環状凹部６７との連通部分より軸方向Ｌの外側には、Ｏリング７１が設けられている。
【００３４】
図６及び図７に示すように、閉塞部材３３の外周面と加工孔６６の開口の内周面との接合面５４が、加工孔６６の内部空間ひいては往復路６２，６４に達して内側接合線５５を形成している。かつ、接合面５４は、外壁部材３１の外周面に達して外側接合線５６を形成している。接合線５５，５６は、それぞれ閉塞部材３３の周面に沿う円形の閉曲線になっている。
【００３５】
図１及び図７に示すように、左右の端壁部３０の外面には、溝４１が形成されている。図５及び図６に示すように、溝４１は、外壁部材４１の外周面の周方向に沿って環状に延びている。溝４１の断面形状は、例えば四角形状でる。溝４１の幅は、例えば１〜３ｍｍである。溝４１の深さは、例えば１〜３ｍｍ程度である。溝４１は、外壁部材４１の外周面における外側接合線５６及び閉塞部材３３（ひいては径方向加工孔６６における外壁部材４１の外周面への開口）と、放電面２１ａとの境界１ｂとの間に配置されている。言い換えると、外側接合線５６が、外壁部材４１の外周面における溝４１よりも軸方向Ｌの外側部分に配置されている。さらに、図３及び図４に示すように、溝４１は、第２のロール電極２の円筒部２ａより軸方向Ｌの外側に配置されている。
【００３６】
上記のように構成されたプラズマ表面処理装置Ｍにおいて、水等の冷却液が、冷却液供給源６から供給路６ａを経て導入路６１の左端部に導入され、導入路６１内を右方向へ流れる。この冷却液が、導入路６１の右端部から複数の往路６２に入って放射状に拡がるように各往路６２内を径方向ｒの外側へ流れる。この冷却液が、各往路６２の外周側端部から冷却路６３に入り、冷却路６３内をロール電極１の軸方向Ｌに沿って左方向へ流れる。この過程で筒本体２１を冷却することができる。冷却路６３の厚さを小さくすることで、冷却液の流量を低減できる。冷却路６３の左端部に達した冷却液は、複数の還路６４内を径方向ｒの内側へ流れる。その後、冷却液は排出路６５を経て排出される。
【００３７】
冷却液路６０を流れる冷却液は、Ｏリング７１及び閉塞部材３３等にて外部への漏出を防止できる。
万が一、冷却液が、内側接合線５５から加工孔６６の開口の内周面と閉塞部材３３の外周面との間（接合面５４）を通って、外側接合線５６から端壁部３０の外周面に漏れ出て、更に外側接合線５６から筒本体２１の側へ向けて流れたとしても、この漏出冷却液を放電面２１ａとの境界１ｂの手前で溝４１内に入り込ませることができる。また、冷却液が、内側接合線５２から端軸部分１１の外周面と外壁部材３１の内周面との間（接合面５１）を通り、外側接合線５３から端壁部３０の外側面に漏れ出て、端壁部３０の外側面を伝って径方向ｒの外側へ流れ、更に端壁部３０の外周面を伝って筒本体２１の側へ流れたとしても、この漏出冷却液を溝４１内に入り込ませることができる。溝４１が端壁部３０の周方向に沿う環状であるため、漏出冷却液が端壁部３０の周方向のどの位置から筒本体２１の側へ流れようとしても、溝４１内に確実に入り込ませることができる。したがって、漏出冷却液が放電面２１ａに達するのを確実に阻止できる。これにより、安定的な放電を確保でき、処理の安定性が損なわれるのを防止することができる。
【００３８】
外壁部材３１が第２のロール電極２の円筒部２ａより軸方向Ｌの外側に突出するよう設けられているため、外壁部材３１の外周面上の漏出冷却液が第２のロール電極２の円筒部２ａに移るのを防止できる。更に、溝４１が第２のロール電極２の円筒部２ａより軸方向Ｌの外側に配置されているため、溝４１内に入った漏出冷却液の液面が溝４１の外部にはみ出していても、その漏出冷却液が第２のロール電極２の円筒部２ａに移るのを防止できる。これにより、処理の安定性を一層確実に確保できる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
漏出冷却液の流れ止め用の溝は、端壁部３０の外周面及び外側面からなる外面に設けられていればよく、外壁部材３１の外周面に限られず、外壁部材３１の外側面に設けられていてもよい。
図８に示す第２実施形態では、外壁部材３１の外周面の溝４１に加えて、外壁部材３１の外側面にも溝４２が形成されている。溝４２は、外壁部材３１及び端軸部分１１の周方向に沿って延びる環状になっており、ひいては外側接合線３１に沿って延びる環状になっている。溝４２の断面形状は、例えば四角形状でる。溝４２の幅は、例えば１〜３ｍｍである。溝４２の深さは、例えば１〜３ｍｍ程度である。外側接合線５３が溝４２によって囲まれている。
【００４０】
冷却液が接合面５１を伝って外側接合線５３から端壁部３０の外側面に漏れ出たときは、この漏出冷却液を溝４２内に入り込ませることができる。これによって、漏出冷却液が放電面２１ａまで達するのを一層確実に阻止することができる。
【００４１】
図９に示す第３実施形態では、複数（図９では１つのみ図示）の軸方向加工孔６９の各々が、径方向加工孔６６と交差し、外壁部材３１の外側面に達している。加工孔６９における外壁部材３１の外側面への開口は、閉塞部材３４にて塞がれている。閉塞部材３４は、ゴム又は樹脂にて構成され、円柱状になっている。加工孔６９の上記開口の内周面と閉塞部材３４との接合面５７が、加工孔６９内の冷却液路６０に達して内側接合線５８を形成している。かつ接合面５７は、外壁部材３１の外側面に達して外側接合線５９を形成している。外壁部材３１の外側面に溝４３が形成されている。溝４３は、閉塞部材３４にて塞がれた加工孔６６の開口より径方向ｒの外側に設けられ、外壁部材３１の周方向に延びる環状になっている。溝４３の断面形状は、例えば四角形状でる。溝４３の幅は、例えば１〜３ｍｍである。溝４３の深さは、例えば１〜３ｍｍ程度である。
【００４２】
冷却液が接合面５７を伝って外側接合線５９から端壁部３０の外側面に漏れ出て、径方向ｒの外側へ流れようとしたときは、この漏出冷却液を溝４３に入り込ませることができる。これによって、漏出冷却液が放電面２１ａまで達するのを防止することができる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変をなすことができる。
例えば、溝４１，４２，４３は、１条に限られない。複数条の溝４１，４２，４３を平行に設けてもよい。
溝４１，４２，４３の断面形状は、四角形状に限られず、半円状や三角形状であってもよい。溝４１，４２，４３の幅と深さは、それぞれ１〜３ｍｍが好ましいが、この数値範囲に限られるものではなく、想定される冷却液の漏出量に応じて溝の断面形状とともに設計すればよい。
外側接合線５６ごとに溝４１が設けられ、各溝４１が対応する１つの外側接合線５６を囲む環状になっていてもよい。
第３実施形態において、外側接合線５９ごとに溝４３が設けられ、各溝４３が対応する１つの外側接合線５９を囲む環状になっていてもよい。第３実施形態において、溝４３を省略してもよい。
電源電極となる１つのロール電極１を挟んで両側に接地電極となるロール電極２を配置してもよい。さらに、図示は省略するが、合計で４つ以上のロール電極１，２を交互に配置してもよい。
ロール電極１との間に放電空間を形成する他の電極は、第２ロール電極２に限られず、平板電極でもよく、ロール電極１の周面に沿う凹曲面を有する電極でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置の製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｍ プラズマ表面処理装置
１ （第１の）ロール電極
１ｂ 境界
２ 第２のロール電極
２ａ 円筒部
２ｂ 軸部
３ 電源
４ 折り返しロール
５ 支持部
６ 冷却液供給源
６ａ 供給路
９ 被処理物
１０ 軸部
１１ 端軸部分
１３ 中間軸部分
２０ 円筒部
２１ 外筒
２１ａ 放電面
２２ 中間筒
２３ 内筒
２４ 固体誘電体層
３０ 端壁部
３１ 外壁部材
３５ 環状凸部
３２ 内壁部材
３３，３４ 閉塞部材
４１，４２，４３ 溝
５１，５４，５７ 接合面
５２，５５，５８ 内側接合線
５３，５６，５９ 外側接合線
６０ 冷却液路
６１ 導入路
６２ 往路
６３ 冷却路
６４ 還路
６５ 排出路
６６ 加工孔
７１ Ｏリング（シール部材）
Ｌ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電によって被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ表面処理装置において、
軸方向に沿う軸部と、前記軸部と同軸をなす円筒部とを有するロール電極を備え、
前記円筒部が、外周面が前記放電を生成する放電面となる金属製の筒本体と、この筒本体の軸方向の両端部に前記放電面より軸方向の外側へ突出するよう設けられた端壁部とを含み、かつ前記ロール電極の内部には冷却液を流す冷却液路が形成され、前記端壁部を構成する複数の部材どうし又は前記端壁部と前記軸部どうしの接合面が、前記冷却液路に達して内側接合線を形成し、かつ前記端壁部の外面に達して外側接合線を形成しており、
前記外面における、前記放電面との境界と前記外側接合線との間には、前記端壁部の周方向又は前記外側接合線に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
前記溝が、前記端壁部の外周面に環状に設けられ、前記外側接合線が、前記端壁部の外周面における前記溝よりも前記軸方向の外側部分又は前記端壁部の外側面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項３】
前記端壁部には外面から内部へ延びて前記冷却液路の一部を構成する加工孔が形成され、前記加工孔の前記外面への開口に閉塞部材が設けられ、前記開口の内周面と閉塞部材の外周面とによって前記接合面が形成されており、前記溝が、前記外面における前記閉塞部材にて塞がれた前記開口と前記境界との間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
前記放電面との間に前記放電を生成する第２のロール電極を更に備え、前記端壁部が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に突出するよう設けられ、前記溝が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項１】
放電によって被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ表面処理装置において、
軸方向に沿う軸部と、前記軸部と同軸をなす円筒部とを有するロール電極を備え、
前記円筒部が、外周面が前記放電を生成する放電面となる金属製の筒本体と、この筒本体の軸方向の両端部に前記放電面より軸方向の外側へ突出するよう設けられた端壁部とを含み、かつ前記ロール電極の内部には冷却液を流す冷却液路が形成され、前記端壁部を構成する複数の部材どうし又は前記端壁部と前記軸部どうしの接合面が、前記冷却液路に達して内側接合線を形成し、かつ前記端壁部の外面に達して外側接合線を形成しており、
前記外面における、前記放電面との境界と前記外側接合線との間には、前記端壁部の周方向又は前記外側接合線に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
前記溝が、前記端壁部の外周面に環状に設けられ、前記外側接合線が、前記端壁部の外周面における前記溝よりも前記軸方向の外側部分又は前記端壁部の外側面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項３】
前記端壁部には外面から内部へ延びて前記冷却液路の一部を構成する加工孔が形成され、前記加工孔の前記外面への開口に閉塞部材が設けられ、前記開口の内周面と閉塞部材の外周面とによって前記接合面が形成されており、前記溝が、前記外面における前記閉塞部材にて塞がれた前記開口と前記境界との間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
前記放電面との間に前記放電を生成する第２のロール電極を更に備え、前記端壁部が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に突出するよう設けられ、前記溝が、前記第２のロール電極の円筒部より前記軸方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプラズマ表面処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７１０１６（Ｐ２０１１−７１０１６Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２３９８（Ｐ２００９−２２２３９８）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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