(57)【要約】      （修正有）【課題】安価に製造でき、しかも、窒素ガスの使用量を抑制できるプラズマ表面処理装置を提供する。【解決手段】電圧印加電極４と接地電極の金属電極５１との間の放電空間１０に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加して得た放電プラズマを被処理体の表面に噴き付けて表面処理を行うプラズマ表面処理装置において、電圧印加電極４を、円筒状の固体誘電体４２の内部に断面半円弧状の金属電極４１を挿入した構造とする。そして、接地電極の金属電極５１を、電圧印加電極４との電極対向面となる凹状溝５２ａ備え、この凹状溝５２ａの底部に放電プラズマの噴出口５２ｂが形成された構造とする。【選択図】図５
2014220056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて前記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、
前記電圧印加電極は、少なくとも半円弧状の外周面を有する金属電極と、この金属電極の半円弧状の外周面を被覆する固体誘電体とで構成され、
前記接地電極は、前記電圧印加電極の半円弧状の外周面を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面が前記電圧印加電極との電極対向面を形成する構造の金属電極で構成され、かつ、この凹状溝の底部に前記電圧印加電極の軸方向に沿って前記放電プラズマの噴出口が形成されている
ことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
前記電圧印加電極の金属電極は、円筒状の金属部材または円筒状の金属部材を軸方向に沿って分割した金属部材で構成さ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】
前記電圧印加電極の固体誘電体が円筒状の固体誘電体で構成され、前記電圧印加電極の金属電極がこの円筒状の固体誘電体の内部に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
前記電圧印加電極の固体誘電体は、前記電圧印加電極の金属電極に誘電体材料を溶射することによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項５】
前記接地電極の凹状溝は、その表面が耐熱性を有する金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項６】
前記接地電極は、前記凹状溝が形成される面と反対側の面が前記被処理体と対面するように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかにに記載のプラズマ表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプラズマ表面処理装置に関し、より詳細には、大気圧近傍の圧力下で発生させた放電プラズマを用いて被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプラズマ表面処理装置は、電圧印加電極と接地電極とで構成される対向電極間に所定の処理ガスを導入しつつ両電極に高周波電界を印加することによって、これら電極間の放電空間に放電プラズマを発生させ、この放電プラズマを放電空間の外に配置された被処理体に導いて、被処理体の表面処理を行うように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構造のプラズマ表面処理装置では安定した放電プラズマを発生させるために、電圧印加電極または接地電極の少なくとも一方の電極対向面を誘電体で被覆しておくのが好ましく、最近では、電圧印加電極および接地電極の双方をそれぞれ固体誘電体で構成された箱型のケース内に収容する構造が提案されている（たとえば、特許文献２の図８参照）。
【０００４】
このように、固体誘電体を箱型のケースで構成する場合、材料となるセラミックスの焼結品の切削加工が難しく加工に時間がかかるため製作費が高くなり、装置全体の製造コストが高額になる。しかも箱型のケースでは、ケースの開口部（すなわち、ケースの背面）から外部への沿面放電のおそれがあるため、ケースの開口部には蓋を設けなければならないが、ケースと蓋との接合部の隙間から被処理体に放電が起こるおそれがあった。
【０００５】
出願人は、このような問題点を解消するために、電圧印加電極を構成する金属電極を被覆する固体誘電体として汎用品のセラミックス製の円筒パイプを用い、このパイプ内に金属電極を収容するとともに、接地電極として電圧印加電極の外周面に対応する形状の電極対向面を有する一対の金属電極を用い、これら一対の金属電極の電極対向面が電圧印加電極の外周面と対面するように配置する構造を提案している（特許文献３参照）。
【０００６】
この構造によれば、電圧印加電極の固体誘電体として安価に入手可能なセラミックス製の円筒パイプを用いることができるので、電圧印加電極の製造コストを大幅に削減することができる。しかも、固体誘電体を構成する円筒パイプの外周面には接合部がないので、箱型のケースのような接合部からの異常放電のおそれも生じない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２３７４８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８４１７号公報
【特許文献３】特開２０１１−９６６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に示すプラズマ表面処理装置では、接地電極が一対（２個）の金属電極で構成されるため、特許文献２に示すような従来品よりも部品点数が増えるとともに、接地電極を構成する金属電極が大型となってしまうため、接地電極の製造のコストが高くなるという新たな問題が生じた。
【０００９】
そこで、出願人は、接地電極の製造コストを抑制する構造として、図９に示すようなプラズマ表面処理装置を発明した。この図９に示すプラズマ表面処理装置は、円筒状の固体誘電体ｂの内部に半円柱状の金属電極ｃを挿入して電圧印加電極ａを構成するとともに、接地電極ｄを電圧印加電極ａの外周面に対応する凹状溝ｅを有する一枚の金属電極ｆで構成し、この凹状溝ｅの底部に放電プラズマの噴出口ｇを形成することで、接地電極ｄを一枚の金属電極ｆで構成し、接地電極ｄの製造コストを削減している。
【００１０】
しかし、このような構成のプラズマ表面処理装置においても更なる製造コストの削減が強く望まれている。すなわち、この図９に示す構造では、電圧印加電極ａ側の金属電極ｃの形状が複雑となるため電圧印加電極ａの製造コストの削減が十分でなかった。また、この種のプラズマ表面処理装置を用いた表面処理においては、処理ガスとして、窒素（Ｎ2）ガスと空気（ＣＤＡ）の混合ガスが一般に用いられるところ、窒素ガスは安価ではあるが、この種の装置では表面処理に大量の処理ガスを使用するため、結果的にランニングコストが高くなってしまう。そのため、表面処理にあたり、窒素ガスの使用量を抑制できるプラズマ表面処理装置の提供が望まれていた。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、安価に製造でき、しかも、窒素ガスの使用量を抑制できるプラズマ表面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るプラズマ表面処理装置は、大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて上記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、上記電圧印加電極は、少なくとも半円弧状の外周面を有する金属電極と、この金属電極の半円弧状の外周面を被覆する固体誘電体とで構成され、上記接地電極は、上記電圧印加電極の半円弧状の外周面を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面が上記電圧印加電極との電極対向面を形成する構造の金属電極で構成され、かつ、この凹状溝の底部に上記電圧印加電極の軸方向に沿って上記放電プラズマの噴出口が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
そして、その好適な実施態様として、上記電圧印加電極の金属電極は、円筒状の金属部材または円筒状の金属部材を軸方向に沿って分割した金属部材で構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、他の好適な実施態様として、上記電圧印加電極の固体誘電体が円筒状の固体誘電体で構成され、上記電圧印加電極の金属電極がこの円筒状の固体誘電体の内部に収容されていることを特徴とする。
【００１５】
また、他の好適な実施態様として、上記電圧印加電極の固体誘電体は、上記電圧印加電極の金属電極に誘電体材料を溶射することによって形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、他の好適な実施態様として、上記電圧印加電極の金属電極は、耐熱性を有する金属材料で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、他の好適な実施態様として、上記接地電極の凹状溝は、その表面が耐熱性を有する金属材料で構成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、他の好適な実施態様として、上記接地電極は、上記凹状溝が形成される面と反対の面が上記被処理体と対面するように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電圧印加電極と接地電極の双方がいずれも安価に入手できる部品や容易に加工できる部品で構成されるので、プラズマ表面処理装置を安価に製造・提供することができる。
【００２０】
しかも、本発明のプラズマ表面処理装置によれば、従来（たとえば、特許文献３に示す）のプラズマ表面処理装置に比して少量の窒素ガスで、従来のプラズマ表面処理装置以上の処理性能で被処理体の表面処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るプラズマ表面処理装置におけるリアクタ部の外観構成の一例を示す斜視図である。
【図２】同プラズマ表面処理装置のリアクタ部を図１のII−II線に沿って切断した断面図である。
【図３】同プラズマ表面処理装置の電圧印加電極の概要を示す分解斜視図である。
【図４】同プラズマ表面処理装置の接地電極の概要を示す断面図であり、図４（ａ）は電圧印加電極との対向面を金属電極と別体とした構造を、図４（ｂ）は同対向面を金属電極と一体とした構造をそれぞれ示している。
【図５】同プラズマ表面処理装置における電圧印加電極と接地電極を示す部分拡大断面図である。
【図６】同プラズマ表面処理装置の実験例を示す説明図である。
【図７】同プラズマ表面処理装置の他の実験例を示す説明図である。
【図８】同プラズマ表面処理装置の電圧印加電極の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】従来のプラズマ表面処理装置のリアクタ部の構造の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
本発明に係るプラズマ表面処理装置は、大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて、被処理体の表面処理（たとえば、ぬれ性改善や有機物除去など）を行うプラズマ表面処理装置であって、図示しない処理ガスの供給源と、高周波電源と、冷却液の供給源と、図示のリアクタ部１とを主要部として構成されている。
【００２３】
図１は本発明に係るプラズマ表面処理装置のリアクタ部１の外観構成を示している。この図１に示すように、リアクタ部１は、被処理体Ｗを搬送するコンベア２の上方に、該コンベア２の搬送方向Ｘと直交する向きに搬送路を横断して配置される装置であって、図２に示すように、下方を開放した細長い箱型の装置カバー３の内部に、放電プラズマを生成するための電圧印加電極４および接地電極５と、これら電極４，５間に処理ガスを導入するためのガス導入部６とを収容してなる構造を備えている。
【００２４】
装置カバー３は、電気的に接地された導体板（たとえばステンレス鋼などの金属板）によって構成されており、内部に収容される電圧印加電極４によって発生する高周波電界が外部に漏れないようにシールドするシールドケースの役割を果たしている。
【００２５】
電圧印加電極４は、図示しない高周波電源から供給される高周波電力が印加される電極であって、高周波電源と電気的に接続される金属電極４１と、この金属電極４１の外周を覆う固体誘電体４２とを主要部として構成されている。
【００２６】
この電圧印加電極４は、図２および図３に示すように、中空円筒状の固体誘電体４２の内部に、断面が半円弧状の金属電極４１を収容することによって構成されている。
【００２７】
ここで、この電圧印加電極４に使用する固体誘電体４２には、中空円筒形状のセラミックス製パイプが用いられる。このセラミックス製のパイプには、外周面に放電経路となり得るつなぎ目（接合部）のないパイプ、たとえば、アルミナを焼結して一体成形してなるパイプが用いられる。このような一体成型品のセラミックス製パイプは、既製品として流通しており安価に入手できるので、電圧印加電極４の固体誘電体４２にこのような既製品のパイプを使用することにより、電圧印加電極４の製造コストを安価に抑えることができる。
【００２８】
この固体誘電体４２に用いるパイプの内径は、金属電極４１の外径との関係で決定される。また、この固体誘電体４２の軸方向の長さ寸法（図２において紙面と直交する方向の長さ寸法）は、固体誘電体４２の内部に収容される金属電極４１の軸方向の長さ寸法に応じて決定される。すなわち、この固体誘電体４２には、少なくとも、内部に金属電極４１を収容可能な長さ寸法を有したものが用いられる。なお、固体誘電体４２を構成するパイプの厚みは、固体誘電体としての機能が十分に果たされるように、適当な厚みのものが選択される。
【００２９】
一方、固体誘電体４２内に収容される金属電極４１は、断面が半円弧状を呈する（すなわち、半円弧状の外周面を有する）金属製の板材で構成される。この金属電極４１は、図３に示すように、円筒状のパイプを軸方向に２分割したような形状を有しており、その外周面が固体誘電体４２の内周面に嵌合可能な外径寸法を有している。具体的には、この金属電極４１は、その外径が固体誘電体４２の内径と同寸または固体誘電体４２の内径よりも小さな用いられ、図２および図５に示すように、固体誘電体４２内に収容されたときに、その外周面が固体誘電体４２の内周面とほぼ密着するようになっている。
【００３０】
ここで、この金属電極４１は、図示のように、断面が半円弧状を呈する薄い金属製の板材で構成されることから、この金属電極４１には水冷用の冷却水を導入する導入孔を設けることができない。そのため、この金属電極４１には耐熱性に優れた（耐熱性を有する）金属材料、たとえば、ステンレス鋼などが用いられる。本実施形態では、この金属電極４１には、既製品であるステンレス鋼製の円筒パイプを軸方向に沿って２分割してなる金属部材が用いられており、このように既製品のパイプに簡単な加工を施して利用することにより、金属電極４１の製造コストを大幅に削減することができる。
【００３１】
そして、この金属電極４１は、図３に示すように、その半円弧状の外周面を下向きにして固体誘電体４２の内部に挿入・収容され、この状態で、固体誘電体４２の上部の所定個所（図示例では、３か所）に穿設されたネジ穴４２ａからセラミックス製の固定ネジ４４を装着することによって、固体誘電体４２の内周面の下部領域に押圧・固定される。なお、本実施形態では、この金属電極４１の内周面側、すなわち、固体誘電体４２の管内は空間とされるが、この空間には、金属電極４１が空気と触れないように耐熱性を備えた無機質のペースト（たとえば、常温効果ガラスやシリコーン）などを充填し、管内でコロナ放電が生じないように構成しておいてもよい。
【００３２】
なお、特に図示しないが、固体誘電体４２には、上述したネジ穴４２ａ以外にも金属電極４１と高周波電源とを接続するための電気配線を挿通する挿通孔が穿設されており、この挿通孔を介して金属電極４１と高周波電源とが電気的に接続される。
【００３３】
このように構成される電圧印加電極４（具体的には、金属電極４１）の軸方向の長さ寸法は、プラズマ表面処理装置で処理する被処理体Ｗの幅寸法Ｌ１（図１参照）に応じて決定される。すなわち、金属電極４１は、少なくとも被処理体Ｗの幅寸法Ｌ１よりも長くなるように設定され、後述する放電プラズマの噴出口５２ｂから噴き出される放電プラズマが、コンベア２によって搬送される被処理体Ｗの幅方向全長にわたって噴き付けられるようになっている。
【００３４】
これに対して、接地電極５は、上記電圧印加電極４の対向電極を構成する電極であって、電気的に接地された金属電極５１と、電圧印加電極４との対向面を形成する対向面形成部５２とを主要部として構成されている。
【００３５】
接地電極５を構成する金属電極５１は、図２に示すように、装置カバー３の開放された下端部に装着されて、リアクタ部１の底板を兼ねるようになっており、装置カバー３の下端部に嵌合可能な略長方形状の金属製の部材で構成されている。本実施形態では、この金属電極５１には、アルミニウム製の板材が用いられ、この板材を後述するように加工することで、金属電極５１を構成している。
【００３６】
金属電極５１の上面には、対向面形成部５２を装着するための装着溝５１ａが形成されている。この装着溝５１は、図２および図４（ａ）に示すように、その中央部に下面に貫通する貫通穴が形成された溝であって、この装着溝５１に対向面形成部５２が嵌合・装着されるようになっている。なお、後述するように、対向面形成部５２は、金属製の板材で構成されることから、金属電極５１に装着されることによって金属電極５１と対向面形成部５２とが電気的に接続され、対向面形成部５２が金属電極５１とともに接地電極５の一部を構成するようになっている。
【００３７】
対向面形成部５２は、電圧印加電極４の外周面の軸方向全長にわたり、その一部領域（具体的には、下部領域）を収容するための部材であって、電圧印加電極４の下部領域を収容可能な凹状溝５２ａを有する金属製の部材で構成されている。具体的には、この対向面形成部５２は、耐熱性および耐プラズマ性に優れた金属材料（たとえば、ステンレス鋼）で構成されており、この凹状溝５２ａの内周面が上記電圧印加電極４との電極対向面を構成するようになっている。
【００３８】
凹状溝５２ａは、上記電圧印加電極４の円筒状の外周面と対応する断面半円弧状の内周面を有する溝で構成され、この凹状溝５２ａの軸方向の長さ寸法（図４において紙面と直交する方向の長さ寸法）は電圧印加電極４の長さ寸法よりも長く設定されるとともに、その内径は、上記電圧印加電極４の外径よりもわずかに大きく設定され、凹状溝５２ａの内側に電圧印加電極４を落とし込むようにして収容できる構造とされている。なお、この凹状溝５２ａの両端は開放されていてもよいが、本実施形態ではその両端は閉塞するようにしている。すなわち、本実施形態では、この凹状溝５２ａの形成にあたり、金属製の板材の所定個所を半円柱状に陥没させて凹状溝５２ａを形成することで、凹状溝５２ａの両端を閉塞するようにしている。
【００３９】
そして、このようにして構成される凹状溝５２ａに電圧印加電極４を収容する際には、電圧印加電極４の外周面と凹状溝５２ａの内周面との間に一定間隔の放電空間１０が形成されるように、凹状溝５２ａの両端部などの所定個所にスペーサ（図示せず）が配設される。なお、放電空間１０のギャップ（間隔）Ｌ２はこのスペーサの厚みによって適宜設定され得るが、本実施形態ではこのギャップＬ２（図５参照）は１ｍｍ程度に設定される。
【００４０】
また、凹状溝５２ａの底部中央には、後述する放電プラズマの噴出口５２ｂとなるスリット状の貫通穴が穿設されている。すなわち、電圧印加電極４と接地電極５との間の放電空間１０で生成される放電プラズマはこの噴出口５２ｂを通って放電空間１０の外部（つまり、接地電極５の外部）に噴き出されるようになっている。ここで、この噴出口５２の幅寸法Ｌ３（図５参照）は、たとえば、１〜３ｍｍ程度に設定される。なお、本実施形態では、この噴出口５２ｂをスリット状の貫通穴で形成する場合を示したが、噴出口５２ｂは複数の貫通穴で構成されていてもよい。たとえば、直径１ｍｍ程度の丸型の貫通穴を千鳥状に配列して噴出口５２ｂを形成することも可能である。また、噴出口５２ｂの長さ寸法は、少なくとも被処理体Ｗの幅寸法Ｌ１と同寸以上に設定される。
【００４１】
なお、図において５１ｃは金属電極５１を冷却する冷却水の導入孔を示しており、図示しない冷却液の供給源から供給される冷却水がこの導入孔５１ｃを通ることで金属電極５１が冷却されるようになっている。
【００４２】
ガス導入部６は、ガスの供給源から供給される処理ガスを放電空間１０に均一に導入するための空間を形成するものであって、上記凹状溝５２ａの外周をとり囲むようにして金属電極５１の上面に配設され、処理ガスの導入孔６１から導入される処理ガスがガス導入部６内に充満することで、上記放電空間１０に処理ガスが均一に導入されるようになっている。
【００４３】
しかして、このように構成されるリアクタ部１は、コンベア２の搬送方向Ｘと直交する向きに搬送路を横断して配置され、放電プラズマの噴出口５２ｂ（つまり、金属電極５１の下面）がコンベア２によって搬送される被処理体Ｗと対面するようになっている。
【００４４】
そして、ガス導入部６に処理ガスを導入した状態で、高周波電源からの高周波電力を電圧印加電極４に印加することにより、放電空間１０内に導入された処理ガスがプラズマ化され、処理ガスの導入に伴う圧力によって噴出口５２ｂから押し出されるように噴き出され、コンベア２上を搬送される被処理体Ｗの表面に噴き付けられ、被処理体Ｗの表面処理が行われる。
【００４５】
このように、本発明に係るプラズマ表面処理装置によれば、電圧印加電極４の金属電極５１が断面半円弧状の金属板という単純な形状で構成されるので、電圧印加電極５の製造コストを安価に抑えることができる。しかも、接地電極５は、リアクタ部１の底板に兼用されるので、少ない部品点数でリアクタ部１を構成することができ、この点でもリアクタ部１の製造コストを抑制することができる。
【００４６】
次に、本発明に係るプラズマ表面処理装置の実験例を図６、図７に基づいて説明する。
これらの図に示す実験例は、図９に示す構造のプラズマ表面処理装置（従来品）と本発明に係るプラズマ表面処理装置（本製品）とで、被処理体Ｗの表面処理（ぬれ性改善）の効果を比べた実験結果である。なお、これらの実験例では、被処理体Ｗとして、松浪硝子工業株式会社製のカバーガラス（表面処理前の接触角５３°）を用いている。また、処理ガスには、窒素（Ｎ2）ガスと空気（ＣＤＡ）の混合ガスを用い、リアクタ部１には電圧印加電極４の幅寸法が７３０ｍｍのものを使用している。
【００４７】
図６（ａ）は、被処理体Ｗの搬送速度による性能を比較したもので、この図に示すように、従来品では表面処理後の接触角を１０°以下にするには１分当たりの搬送速度を５ｍ以下にして表面処理を行う必要があるが、本製品では１分当たりの搬送速度を８ｍにしても表面処理後の接触角は３°近傍と高い数値を示した。このことから、本製品は従来品に比して処理効率が向上していることがわかる。
【００４８】
図６（ｂ）は、処理ガス中の窒素ガスの流量を変化させたときの処理性能（被処理体Ｗの搬送速度は５ｍ／分に固定）を比較したもので、この図に示すように、従来品では窒素ガスの流量を減らすとそれに伴って処理性能が大幅に低下する（たとえば、窒素ガスの流量を１５０ＮＬ／分にすると接触角が１８°近くになる）のに対し、本製品では窒素ガスの流量を減らしても処理性能はわずかに低下する程度で高い処理性能を示している（たとえば、窒素ガスの流量を１５０ＮＬ／分にしても接触角は６°未満を維持している）。このことから、本製品では表面処理効果を損ねることなく処理ガス中の窒素ガスの使用量を削減できることがわかる。
【００４９】
図７（ａ）は、処理ガス中の空気（ＣＤＡ）の流量を変化させたときの処理性能（被処理体Ｗの搬送速度は５ｍ／分に固定）を比較したもので、この図に示すように、従来品ではＣＤＡの流量を１ＮＬ／分程度にしたときに処理性能が最大（図示例では、接触角が８°弱）となるのに対して、本製品ではＣＤＡの流量を１１ＮＬ/分としたときに処理性能が最大（図示例では、接触角３°付近）となる。このことから、本製品は処理ガス中の空気の量を増やしても高い処理性能が得られることがわかる。
【００５０】
なお、図７（ｂ）は、処理ガス中の空気（ＣＤＡ）の流量を変化させたときのオゾン(Ｏ3）の濃度（具体的には、噴出口５２ｂ直下のオゾン濃度）を比較したもので、この図に示すように、本製品は従来品に比して噴出口５２ｂから噴出されるオゾン濃度が全体的に低くなっている。このことから、オゾンとして検出される濃度が少なくなった分、より多くの酸素ラジカルが生成されていると推測される。そして、この酸素ラジカルの増加により本製品は処理性能が向上したと推測される。
【００５１】
このように、本発明に係るプラズマ表面処理装置は、リアクタ部１の製造コストを削減できるだけでなく、被処理体Ｗの表面処理効果の向上を図りつつ、窒素（Ｎ2）ガスの使用量を抑制することができるので、高性能で、かつ、ランニングコストの低いプラズマ表面処理装置を提供することができる。
【００５２】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００５３】
たとえば、上述した実施形態では、接地電極５を金属電極５１と対向面形成部５２とで構成した場合を示したが、図４（ｂ）に示すように、金属電極５１だけで接地電極５を構成することも可能である。なお、その場合、金属電極５１において電圧印加電極４と対面する電極対向面には硬質アルマイト加工を施すなど、耐プラズマ性の向上を図っておくことが好ましい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、電圧印加電極４の金属電極４１として、断面が半円弧状の金属製パイプを用いた場合を示したが、金属電極４１は、固体誘電体４２の内周面に嵌合可能な形状（具体的には、接地電極５の凹状溝５２ａと対向する少なくとも半円弧状の外周面を備えた形状）であれば、たとえば、図８（ａ）に示すように、断面が円筒状の金属製パイプを用いたり、あるいは、図８（ｂ）に示すように、半円弧状の外周面を有する柱状の金属部材を用いることができる。なお、金属電極４１は、固体誘電体４２内において接地電極５と対向する面を有していればよいので、図５に示すように、固体誘電体４２の内径よりも外径が小さいものを用いることができるのは勿論のこと、固体誘電体４２の内径と同寸の外径のものを用いて、金属電極４１を固体誘電体４２内に密着状に収容させることも可能である。また、金属電極４１として図８（ｂ）のような柱状の金属部材を用いる場合、その製作コストを削減するために、冷却水の導通孔は設けずに省略される。
【００５５】
また、上述した実施形態では、電圧印加電極４の固体誘電体４２として中空円筒状のセラミックス製パイプを用いた場合を示したが、固体誘電体４２は、少なくとも金属電極４１において接地電極５と対向する半円弧状の外周面を被覆する構造であればよく、セラミックス製のパイプに代えて、金属電極４１の表面（たとえば、金属電極４１の全面）に誘電体材料を溶射する構成を採用することができる。たとえば、セラミックス溶射により１０μ〜７００μ程度の厚さの誘電体層を形成させてこれを固体誘電体とすることも可能である。
【００５６】
また、上述した実施形態では、接地電極５の金属電極５１に冷却水の導入孔５１ｃを設けた場合を示したが、この導入孔５１ｃは省略することも可能である。
【００５７】
また、上述した実施形態では、電圧印加電極４の固体誘電体４２として、セラミックス製の中空円筒パイプを用いた場合を示したが、金属電極４１を挿入する固体誘電体の材質としてはセラミックスに限らず、ガラスなど他の材質の固体誘電体を用いることも可能である。したがって、たとえば、一体成型されたガラス製の中空円筒パイプの内部に金属電極４１を挿入するように構成することもできる。
【００５８】
また、上述した実施形態では、プラズマ表面処理の対象である被処理体Ｗがガラスなどの基板である場合を示したが、本発明のプラズマ表面処理装置における表面処理の対象は、基板状のものに限られず、たとえばフィルム、布地など様々なものを被処理体Ｗとして表面処理を行うことができる。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、電圧印加電極４の固体誘電体４２として一体成形された中空の円筒パイプを用いが、たとえば、縦割りに２分割された円筒パイプを接合して筒状の固体誘電体を形成したもので代用することもできる。ただし、この場合、接合部を介した放電のおそれがあるため、金属電極４１において放電を行う部分は当該接合部からできるだけ遠ざかるように構成しておくのが望ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１            リアクタ部
２            コンベア
３            装置カバー
４            電圧印加電極
４１          電圧印加電極の金属電極
４２          電圧印加電極の固体誘電体
５            接地電極
５１          接地電極の金属電極
５２          対向面形成部
５２ｂ        噴出口
１０          放電空間
Ｗ            被処理体
【図１】
2014220056.tif 000003
【図２】
2014220056.tif 000004
【図３】
2014220056.tif 000005
【図４】
2014220056.tif 000006
【図５】
2014220056.tif 000007
【図６】
2014220056.tif 000008
【図７】
2014220056.tif 000009
【図８】
2014220056.tif 000010
【図９】
2014220056.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月24日(2014.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて前記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、
前記電圧印加電極は、少なくとも半円弧状の外周面を有し、かつ、水冷用の冷却水の導入孔のない金属電極と、この金属電極の半円弧状の外周面を被覆する固体誘電体とで構成され、
前記接地電極は、前記電圧印加電極の半円弧状の外周面を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面が前記電圧印加電極との電極対向面を形成する構造の金属電極で構成され、かつ、この凹状溝の底部に前記電圧印加電極の軸方向に沿って前記放電プラズマの噴出口が形成されている
ことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
前記電圧印加電極の金属電極は、円筒状の金属部材または円筒状の金属部材を軸方向に沿って分割した金属部材で構成さ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】
前記電圧印加電極の固体誘電体が円筒状の固体誘電体で構成され、前記電圧印加電極の金属電極がこの円筒状の固体誘電体の内部に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
前記電圧印加電極の固体誘電体は、前記電圧印加電極の金属電極に誘電体材料を溶射することによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項５】
前記接地電極の凹状溝は、その表面が耐熱性を有する金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項６】
前記接地電極は、前記凹状溝が形成される面と反対側の面が前記被処理体と対面するように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかにに記載のプラズマ表面処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るプラズマ表面処理装置は、大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて上記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、上記電圧印加電極は、少なくとも半円弧状の外周面を有し、かつ、水冷用の冷却水の導入孔のない金属電極と、この金属電極の半円弧状の外周面を被覆する固体誘電体とで構成され、上記接地電極は、上記電圧印加電極の半円弧状の外周面を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面が上記電圧印加電極との電極対向面を形成する構造の金属電極で構成され、かつ、この凹状溝の底部に上記電圧印加電極の軸方向に沿って上記放電プラズマの噴出口が形成されていることを特徴とする。