(57)【要約】【目的】  アーク放電部から進行してくるプラズマとドロップレットを確実に分離して、ドロップレットを確実に除去できる。ドロップレットが被処理物に到達することを防ぐことができるプラズマ生成装置におけるドロップレットにおけるドロップレット除去装置を提供する。【構成】  プラズマＰとドロップレットＤが混合状態で進行する筒状進行路３が形成され、偏心位置に通過孔６ａを有するアパーチャー６が筒状進行路３内に設けられ、筒状進行路３の外周にプラズマＰをアパーチャー６の偏心通過孔６ａに通過させるための磁場発生手段が配設され、磁場発生手段に基づく磁場により、プラズマＰは筒状進行路３内で湾曲してアパーチャー６の偏心通過孔６ａを通過し、湾曲時にドロップレットＤをアパーチャー６の壁面に衝突させて除去する。【選択図】  図１
2006274280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマの発生時に陰極から副生する陰極材料粒子（以下「ドロップレット」という）を除去するようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置において、前記プラズマと前記ドロップレットが混合状態で進行する筒状進行路が形成され、偏心位置に通過孔を有するアパーチャーが前記筒状進行路内に１つ以上設けられ、前記筒状進行路の外周に前記プラズマを前記アパーチャーの偏心通過孔に通過させるための磁場発生手段が配設されており、この磁場発生手段に基づく磁場により、前記プラズマは前記筒状進行路内で湾曲して前記アパーチャーの偏心通過孔を通過し、前記湾曲時に前記ドロップレットを前記プラズマから分離させ、前記ドロップレットを前記アパーチャーの壁面に衝突させて除去するように構成されたことを特徴とするプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項２】
前記アパーチャーは、前記筒状進行路内に複数設けられ、隣り合う前記偏心通過孔は、その位置を互いにずらせて配置されており、始端側のアパーチャーの偏心通過孔を前記プラズマに随伴して通過した前記ドロップレットは次のアパーチャーの壁面に衝突して除去され、前記プラズマは前記次のアパーチャーの偏心通過孔を通過するように構成された請求項１に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段は、斜行磁場発生器で構成され、この斜行磁場発生器は前記筒状進行路の軸方向から斜行した方向に斜行磁場を形成し、この斜行磁場により、前記プラズマを前記アパーチャーの偏心通過孔に通過させるようにした請求項１又は２に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項４】
前記斜行磁場発生器は、前記筒状進行路の外周面に斜行配設された電磁石又は永久磁石で形成されている請求項３に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項５】
前記斜行磁場発生器は、前記筒状進行路に直進磁場を発生させる直進磁場発生器と径方向磁場を発生させる径方向磁場発生器とから構成され、前記直進磁場と前記径方向磁場の合成により斜行磁場が形成され、この斜行磁場により、前記プラズマを前記アパーチャーの偏心通過孔に湾曲通過させるようにした請求項３に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項６】
前記径方向磁場発生器は、前記筒状進行路の外周にＸ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に２組配設されている請求項５に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項７】
前記直進磁場発生器は前記筒状進行路の外周面に配設された電磁石で形成され、前記径方向磁場発生器は永久磁石で形成されている請求項５又は６に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項８】
前記直進磁場発生器は前記筒状進行路の外周面に配設された電磁石で形成され、前記径方向磁場発生器はコイルを巻設した馬蹄形磁性体で形成されている請求項５又は６に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項９】
前記筒状進行路の基端側に主進行路が設けられ、この主進行路からドロップレットが直進方向に進行するドロップレット進行路が付設されているとともに、前記主進行路と前記筒状進行路との間に屈曲して連通した副進行路が付設され、前記プラズマが磁場により前記副進行路を屈曲して前記筒状進行路に向けて進行するように構成した請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置。
【請求項１０】
真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマの発生時に陰極から副生する陰極材料粒子（以下「ドロップレット」という）を除去するようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去方法において、プラズマとドロップレットが混合状態で進行する筒状進行路の途中に偏心通過孔を有するアパーチャーを配設し、この筒状進行路の軸方向から斜行した斜行磁場を形成し、この斜行磁場で前記プラズマを湾曲させ前記アパーチャーの偏心通過孔に通過させて前記プラズマと前記ドロップレットを分岐させて、前記ドロップレットを前記アパーチャーの壁面に衝突させて除去するようにしたことを特徴とするプラズマ生成装置におけるドロップレット除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマの発生時に陰極から副生する陰極材料粒子（以下「ドロップレット」という）を除去するようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラズマ中で固体材料の表面に薄膜を形成したり、イオンを注入することにより、固体の表面特性が改善されることが知られている。金属イオンや非金属イオンを含むプラズマを利用して形成した膜は、固体表面の耐磨耗性・耐食性を強化し、保護膜、光学薄膜、透明導電性膜などとして有用である。金属イオンや非金属イオンを発生させる方法として、真空アークプラズマ法がある。真空アークプラズマは、陰極と陽極の間に生起するアーク放電で形成され、陰極表面上に存在する陰極点から陰極材料が蒸発し、この陰極蒸発物質により形成されるプラズマである。また、雰囲気ガスとして反応性ガス及び／又は不活性ガス（希ガス）を導入した場合には、反応性ガス及び／又は不活性ガスも同時にイオン化される。このようなプラズマを用いて、固体表面への薄膜形成やイオンの注入を行って表面処理加工を行うことができる。
【０００３】
一般に、真空アーク放電では、陰極点から陰極材料イオン、電子、陰極材料中性粒子（原子及び分子を含む）といった真空アークプラズマ構成粒子が放出されると同時に、ナノオーダーから数百ミクロン（０．０１〜１０００μm）の大きさのドロップレットと称される陰極材料微粒子も放出される。このドロップレットが基材表面に付着すると、基材表面に形成される薄膜の均一性が失われ、薄膜の欠陥品となる。
【０００４】
ドロップレットの問題を解決する一方法として、磁気フィルター法（非特許文献１）がある。この磁気フィルター法は、図１２の内部構造を示す概略構成図に示すように、プラズマ発生部１０１から真空アークプラズマを略Ｓ字状に湾曲した蛇腹状のダクト１０２を通してプラズマ加工部１０３に輸送するものである。この方法によれば、発生したドロップレットＤは、蛇腹状のダクト１０２の内周壁に付着捕獲（捕集）される。また、ダクト１０２に沿って配置された巻線からなる電磁石１０４によって湾曲磁界を形成し、この湾曲磁界によりプラズマ流を屈曲させ、プラズマＰを効率的にプラズマ加工部１０３に移動させるようになっている。
【０００５】
しかし、上記磁気フィルター法には、下記のような問題がある。ドロップレットＤは蛇腹状のダクト１０２の内壁に堆積するため、それを定期的に取り除く必要がある。しかし、ダクト１０２が蛇腹状に形成されているため、その作業が容易でない。また、大きなドロップレットＤはダクト１０２に捕集されるが、小さなドロップレットＤはプラズマＰに随伴してプラズマ加工部１０３に流入し、被処理物１０５の表面に付着するおそれがある。しかも、壁面に付着しないドロップレットＤが蛇腹状のダクト１０２の内面で乱反射を繰り返してプラズマ加工部１０３に到達し、被処理物１０５の表面に同様の損傷を与える。また、ドロップレットＤがダクト１０２の内壁に０．５ｍｍ程度の厚みまで堆積すると、その堆積物が内壁から剥がれ、プラズマＰ内へ不純物として混入するおそれがある。更に、鋼材を蛇腹状のダクト１０２に形成することは技術的に難しく、しかも高価になるという欠点がある。
【０００６】
この問題を解決するために、特開２００２−８８９３号（特許文献１）が公開され、図１３の構成概略図に示すプラズマ加工装置が提案されている。尚、図１３中で符号Ｇｔはガス導入システムであり、Ｇｈはガス排出システムであって、符号Ｖは電源を示している。この従来のプラズマ加工法では、図１３に示されるように、必要により反応性ガスを導入した真空雰囲気下で真空アーク放電を行ってプラズマＰを発生させ、このプラズマＰをプラズマ加工部Ｍに流入させる。このプラズマ加工部Ｍに配置された被処理物２３０が前記プラズマＰにより表面処理加工される。
【０００７】
プラズマ発生部Ｅから放出されるプラズマ流は、湾曲磁界によりプラズマ発生部Ｅと対面しない略直交方向に屈曲され、プラズマ加工部Ｍに流入される。プラズマ発生部Ｅと対面する位置にはドロップレットが捕集されるドロップレット捕集部Ｈが配置されている。このプラズマ加工法では、プラズマ流を湾曲磁界によりドロップレット流から略直交方向に分岐させ、ドロップレット捕集部Ｈがプラズマ流路から完全に分離されている。従って、ドロップレットＤの捕集除去が容易に行われ、ドロップレットＤのプラズマ加工部Ｍへの混入を防止できるものである。
【特許文献１】特開２００２−８８９３号公報
【非特許文献１】A.Anders,R.A.MacGill/Surface and Coatings Technology  133 - 134 (2000) 96-100
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、このプラズマ加工法では、アーク放電部からドロップレット捕集部Ｈに向けて進行してくるドロップレットＤが、プラズマＰが進行するプラズマ進行路の側壁２０１に衝突する場合がある。このドロップレットＤが側壁２０１で反射してプラズマ進行路に進入し、被処理物２３０の表面に付着する場合があった。また、大きなドロップレットＤは直進してドロップレット捕集部Ｈで捕集されても、小さなドロップレットＤはプラズマ流に随伴してプラズマ加工部Ｍに流入することが多い。このように、従来のプラズマ加工装置では、プラズマ流とドロップレット流とを完全には分離できなかった。そのため、プラズマ進行路にドロップレットＤが進入する可能性があり、高純度の被膜を形成することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題に鑑みてなされたものであって、アーク放電部から進行してくるプラズマとドロップレットを確実に分離して、ドロップレットが被処理物に到達することを防止できるプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであって、本発明の第１の形態は、真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマの発生時に陰極から副生する陰極材料粒子（以下「ドロップレット」という）を除去するようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置において、前記プラズマと前記ドロップレットが混合状態で進行する筒状進行路が形成され、偏心位置に通過孔を有するアパーチャーが前記筒状進行路内に１つ以上設けられ、前記筒状進行路の外周に前記プラズマを前記アパーチャーの偏心通過孔に通過させるための磁場発生手段が配設されており、この磁場発生手段に基づく磁場により、前記プラズマは前記筒状進行路内で湾曲して前記アパーチャーの偏心通過孔を通過し、前記湾曲時に前記ドロップレットを前記プラズマから分離させ、前記ドロップレットを前記アパーチャーの壁面に衝突させて除去するように構成されたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１１】
本発明の第２の形態は、前記第１の形態において、前記アパーチャーが、前記筒状進行路内に複数設けられ、隣り合う前記偏心通過孔は、その位置を互いにずらせて配置されており、始端側のアパーチャーの偏心通過孔を前記プラズマに随伴して通過した前記ドロップレットは次のアパーチャーの壁面に衝突して除去され、前記プラズマは前記次のアパーチャーの偏心通過孔を通過するように構成されたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１２】
本発明の第３の形態は、前記第１又は第２の形態において、前記磁場発生手段が、斜行磁場発生器で構成され、この斜行磁場発生器は前記筒状進行路の軸方向から斜行した方向に斜行磁場を形成し、この斜行磁場により、前記プラズマを前記アパーチャーの偏心通過孔に通過させるようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１３】
本発明の第４の形態は、前記第３の形態において、前記斜行磁場発生器が、前記筒状進行路の外周面に斜行配設された電磁石又は永久磁石で形成されているプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１４】
本発明の第５の形態は、前記第３の形態において、前記斜行磁場発生器が、前記筒状進行路に直進磁場を発生させる直進磁場発生器と径方向磁場を発生させる径方向磁場発生器とから構成され、前記直進磁場と前記径方向磁場の合成により斜行磁場が形成され、この斜行磁場により、前記プラズマを前記アパーチャーの偏心通過孔に湾曲通過させるようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１５】
本発明の第６の形態は、前記第５の形態において、前記径方向磁場発生器が、前記筒状進行路の外周にＸ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に２組配設されている請求項５に記載のプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１６】
本発明の第７の形態は、前記第５又は第６の形態において、前記直進磁場発生器が前記筒状進行路の外周面に配設された電磁石で形成され、前記径方向磁場発生器は永久磁石で形成されているプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１７】
本発明の第８の形態は、前記第５又は第６の形態において、前記直進磁場発生器が前記筒状進行路の外周面に配設された電磁石で形成され、前記径方向磁場発生器はコイルを巻設した馬蹄形磁性体で形成されているプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１８】
本発明の第９の形態は、前記第１〜第８のいずれかの形態において、前記筒状進行路の基端側に主進行路が設けられ、この主進行路からドロップレットが直進方向に進行するドロップレット進行路が付設されているとともに、前記主進行路と前記筒状進行路との間に屈曲して連通した副進行路が付設され、前記プラズマが磁場により前記副進行路を屈曲して前記筒状進行路に向けて進行するように構成したプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置である。
【００１９】
本発明の第１０の形態は、真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマの発生時に陰極から副生する陰極材料粒子（以下「ドロップレット」という）を除去するようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去方法において、プラズマとドロップレットが混合状態で進行する筒状進行路の途中に偏心通過孔を有するアパーチャーを配設し、この筒状進行路の軸方向から斜行した斜行磁場を形成し、この斜行磁場で前記プラズマを湾曲させ前記アパーチャーの偏心通過孔に通過させて前記プラズマと前記ドロップレットを分岐させて、前記ドロップレットを前記アパーチャーの壁面に衝突させて除去するようにしたプラズマ生成装置におけるドロップレット除去方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の形態によれば、筒状進行路内に１つ以上のアパーチャーが設けられ、このアパーチャーの偏心位置に通過孔が設けられている。筒状進行路の外周に配設された磁場発生手段によって、磁力線が前記偏心通過孔を湾曲状に通過するような磁場が形成される。プラズマは荷電粒子であるから、このプラズマは磁力線に巻き付きながら偏心通過孔を湾曲通過する。プラズマに随伴するドロップレットは電荷を持っていないので、プラズマがアパーチャーの偏心通過孔を湾曲通過するときにその慣性によって直進し、外側に飛び出してアパーチャーの壁面に衝突して除去される。従って、ドロップレットを除去することによって、ドロップレットが殆ど混入しないプラズマだけで筒状進行路の前方に配置される被処理物の表面を処理することができる。このように、ドロップレットが殆ど混入しないプラズマだけで被処理物の表面を処理できるから、被処理物の表面に高純度の被膜を形成することができる。
【００２１】
また、筒状進行路内にはアパーチャーだけが配設されているので、ドロップレットが付着したアパーチャーの壁面や筒状進行路の壁面を容易にオーバーホールでき、付着したドロップレットを取り除く作業を簡単に行うことができる。また、筒状進行路内にアパーチャーを配設するだけであるから、ドロップレット除去装置全体の構造を簡単化することができ、安価で容易に装置を製作することができる。
【００２２】
本発明の第２の形態によれば、筒状進行路内に複数のアパーチャーを設け、隣り合うアパーチャーの偏心通過孔の位置を互いにずらせて配置している。従って、１段目のアパーチャーの偏心通過孔をプラズマに随伴して通過した小さなドロップレットはプラズマが偏心通過孔を湾曲通過するときに、その慣性によって直進して外側に飛び出し、２段目のアパーチャーの壁面に衝突させて除去される。３段目のアパーチャーをプラズマが湾曲通過するときに、更にプラズマに随伴している小さなドロップレットを除去することができる。このようにアパーチャーを多段に設けることによって、プラズマに随伴するドロップレットを少なくすることができて、筒状進行路の前方に配置される被処理物の表面をより一層純度の高いプラズマで処理することができる。更に、筒状進行路内に配設するアパーチャーの数が多いほどプラズマに随伴する小さなドロップレットを少なくすることができ、プラズマの純度を高めることができる。尚、隣り合うアパーチャーの偏心通過孔は、周方向に１８０度位置をずらして配置することができることは勿論であるが、９０度あるいは６０度等ずらす角度は任意に選択することができる。また、アパーチャーの偏心通過孔の位置を径方向にずらして形成することも可能である。
【００２３】
本発明の第３の形態によれば、磁場発生手段が斜行磁場発生器で構成されているので、この斜行磁場発生器によって、磁力線が偏心通過孔を湾曲状に通過するような斜行磁場が形成される。斜行磁場発生器で斜行磁場を形成するから、この斜行磁場をアパーチャーの偏心通過孔に合わせて、自在に調整することができ、プラズマ流をこの偏心通過孔に確実に誘導させることができる。
【００２４】
本発明の第４の形態によれば、斜行磁場発生器が筒状進行路の外周面に斜行配置された電磁石又は永久磁石で形成しているから、この斜行配置された電磁石又は永久磁石で磁力線が偏心通過孔を湾曲状に通過する斜行磁場が形成される。電磁石で斜行磁場を形成する場合には、コイルの巻数を多くすることによって、強力な斜行磁場を形成することができる。更に、コイルの巻数を変えることによってコイル電流を可変するだけで、磁場の強さを簡単に大小制御することができる。また、電磁石の傾きを変化させることにより、斜行磁場の角度を簡易に変更・調整することができる。更に、前記電磁石として超伝導磁石（超伝導線をコイルにした電磁石）を用いることにより、エネルギーの損失がほとんど無く、強磁場を発生することができる斜行磁場発生器が配設されるから、消費電力が極めて少ないドロップレット除去装置を提供できる。また、永久磁石で斜行磁場を形成する場合には、永久磁石の向きを調整することによって、アパーチャーの偏心通過孔に合致した位置の斜行磁場を形成することができる。更に、磁力が強力な永久磁石を用いることによって、強力な斜行磁場を形成することも可能である。更に、筒状進行路の外周に配置する永久磁石のＮ極とＳ極の位置を自在に選択することができ、この永久磁石のＮ極とＳ極を簡単に取り付けることができる。
【００２５】
本発明の第５の形態によれば、直進磁場発生器で発生される直進磁場と径方向磁場発生器で発生される径方向磁場の合成により斜行磁場を形成している。この斜行磁場は、磁力線が偏心通過孔を湾曲状に通過する位置に形成される。径方向磁場を大きくすることによって、偏心通過孔を大きく湾曲したプラズマ流を形成することができ、偏心通過孔を大きく湾曲したプラズマを通過させることができる。この場合、プラズマが大きく湾曲するので、このプラズマに随伴する小さなドロップレットをその慣性による直進で大量に飛び出させることができ、プラズマに随伴するドロップレットをより多く除去することができる。
【００２６】
本発明の第６の形態によれば、径方向磁場発生器が、筒状進行路の外周にＸ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に２組配されるから、Ｘ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向の磁場を所定の強度に設定することにより、所望の向きと強度を有する合成磁場を形成することができる。従って、プラズマをアパーチャーの偏心通過孔に誘導する合成磁場を形成することができる。また、２組の径方向磁場発生器が電磁石で形成される場合、電磁コイルの巻数を増加させるか又はコイル電流を調整することにより、合成磁場の向き及び強度を自在に制御することができる。従って、アパーチャーの偏心通過孔の位置を適宜に設定し、この偏心通過孔の位置に適する合成磁場を容易に形成することができる。
【００２７】
本発明の第７の形態によれば、径方向磁場発生器が永久磁石で形成されているので、その構造を簡単化することができる。また、永久磁石はＮ極からＳ極に向けて径方向磁場が発生されるから、Ｎ極とＳ極の永久磁石を筒状進行路内に配設されるアパーチャーの偏心通過孔の位置に合わせて配置して容易に斜行磁場を形成することができる。
【００２８】
本発明の第８の形態によれば、前記径方向磁場発生器がコイルを巻設した馬蹄形磁性体から形成されるから、斜行磁場を高効率に発生させることができる。更に、前記筒状進行路に設置された馬蹄形磁性体を周方向に移動することにより、斜行磁場の向きを自在に調整することができる。従って、筒状進行路内におけるアパーチャーの偏心通過孔の位置に応じて馬蹄形磁性体の向きを調整し、偏心通過孔の位置にプラズマを誘導する斜行磁場を形成することができる。また、馬蹄形磁性体に巻設するコイルの巻数を増加させることにより、強力な斜行磁場を形成することができる。コイル電流を可変することにより、斜行磁場の強さを自在に制御することができる。
【００２９】
本発明の第９の形態によれば、主進行路からドロップレット進行路にむけてドロップレットを直進させてプラズマと混合している大きなドロップレットをプラズマから分離して捕集することができる。従って、副進行路を屈曲して進行するプラズマに随伴するドロップレットを減少させることができる。更に、この減少した小さなドロップレットを筒状進行路内のアパーチャーによって殆どすべて除去することができる。従って、より一層純度の高いプラズマが得られ、この純度の高いプラズマで非処理物の表面を処理することができる。
【００３０】
本発明の第１０の形態によれば、筒状進行路の軸方向から斜行した斜行磁場が偏心通過孔の位置に形成される。磁力線が偏心通過孔を湾曲状に通過し、この磁力線に巻き付きながらプラズマが偏心通過孔を湾曲通過する。小さなドロップレットは、プラズマが偏心通過孔を湾曲通過するときに、その慣性によって直進して飛び出してアパーチャーの壁面に衝突して除去される。即ち、このプラズマと小さなドロップレットを分岐させてこの小さなドロップレットをアパーチャーの壁面に衝突させて確実に除去できる。従って、アパーチャーの偏心通過孔を通過するプラズマは、ドロップレットが混合されていない純度の高いものとすることができる。偏心通過孔を湾曲して通過するプラズマはドロップレットが混入していないから、その純度をより一層高めることができる。更に、この純度の高いプラズマで被処理物の表面を高精度に処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置の実施の形態を、図１〜図９に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置の第１実施形態の断面構成図である。本装置にプラズマ加工部を付勢することにより、プラズマ加工装置となる。
【００３２】
この第１実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置は、図１に示すように、被処理物Ｔを含むプラズマ加工部５と一体化されることによりプラズマ加工装置として組み立てられるものである。このプラズマ加工装置を用いたプラズマ加工法は、一般的に真空雰囲気下で真空アーク放電を行ってプラズマＰを発生させ、プラズマＰをプラズマ加工部５に移動させ、このプラズマ加工部５に配置された被処理物ＴをプラズマＰにより表面処理加工を行う方法である。更に、前記プラズマ加工法には必要に応じて反応性ガスを導入することもできる。尚、このプラズマ加工法は、後述する第２〜第５実施形態で説明されるドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置についても基本的に同様な構成を有し、プラズマ加工部５を含めたプラズマ加工装置もプラズマ生成装置と称される。
【００３３】
プラズマＰの構成粒子は、アーク放電部１の陰極１ａからの蒸発物質、もしくは蒸発物質と導入ガスを起源（ソース）とするプラズマ化した荷電粒子（イオン、電子）ばかりでなく、プラズマ前状態の分子、原子の中性粒子をも含む。プラズマ加工法（真空アーク蒸着法）における蒸着条件は、電流：１〜６００Ａ（望ましくは５〜５００Ａ、更に望ましくは１０〜１５０Ａ）である。更に、電圧５〜１００Ｖ（望ましくは１０〜８０Ｖ、更に望ましくは１０〜５０Ｖ）、圧力：１０−１０〜１０２Ｐａ（望ましくは１０−６〜１０２Ｐａ、更に望ましくは１０−５〜１０１Ｐａ）である。
【００３４】
図１のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置は、基本的に、真空チャンバーＫ内に形成されるアーク放電部１、このアーク放電部１で発生したプラズマＰとドロップレットＤが混合状態で進行する主進行路２を有する。更に、この主進行路２に連通する筒状進行路３を備えたドロップレット除去装置４を有する。更に、ドロップレット除去装置４の筒状進行路３を前進するプラズマＰにより被処理物Ｔの表面処理加工を行うプラズマ加工部５を有するものである。
【００３５】
アーク放電部１は、陰極（カソード）１ａ、陰極プロテクタ１ｂ、陽極（アノード）１ｃ、トリガ電極１ｄ、アーク安定化磁界発生器（電磁コイル若しくは磁石）１ｅ及び１ｆを備えている。陰極１ａは、プラズマＰの主構成物質を供給するソースであり、その形成材料は、導電性を有する固体なら特に限定されない。金属単体、合金、無機単体、無機化合物（金属酸化物・窒化物）等、特に問わず、それらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００３６】
金属単体としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｂ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｏ、Ｙ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｈｇ、Ｎｄ、Ｐｂ等がある。また、合金（金属化合物）としては、ＴｉＡｌ、ＡｌＳｉ、ＮｄＦｅ等がある。また、無機単体としては、Ｃ、Ｓｉ等がある。また、無機化合物（セラミックス）としては、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ（Indium-Tin-0xide ：スズ混入酸化インジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｃｄ２ＳｎＯ４、ＣｕＯ等の酸化物がある。更に、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＣ、ＴｉＣ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ等の炭化物・窒化物等も、それぞれ挙げることができる。
【００３７】
陰極プロテクタ１ｂは、蒸発させようとする陰極表面以外の部分を電気絶縁して覆い、かつ、陰極１ａと陽極１ｃとの間に発生する真空アークプラズマが後方に拡散するのを防ぐものである。この陰極プロテクタ１ｂとして汎用の耐熱セラミックス等を使用できる。また、陰極１ａとの間に電気絶縁層（単に空隙、あるいはセラミックスや弗素樹脂をはさむ）を形成する場合には、汎用のステンレス鋼、アルミニウム合金等を使用できる。また，陰極プロテクタ１ｂは低導電率の炭素材（処理温度８００〜２０００℃程度のアモルファス炭素や，テフロン（登録商標）含浸炭素）でもよい。
【００３８】
また、上記において陰極プロテクタ１ｂをステンレス鋼の代わりに鉄やフェライト等の耐熱性の強磁性材料で形成することもできる。そうすれば、真空チャンバーＫの外側に配置されたアーク安定化磁界発生器１ｅ及び／又は１ｆから印加される磁界により、陰極プロテクタ１ｂ自体も磁化されてプラズマＰに直接的に作用する。このことにより、発生プラズマ分布の調整が容易となる。
【００３９】
陽極１ｃの形成材料は、プラズマＰの温度でも蒸発せず、非磁性の材料で導電性を有する固体なら特に限定されない。金属単体、合金、無機単体、無機化合物（金属酸化物・窒化物）等、特に問わず、それらは単独又は２種以上混合して使用することができる。前述の陰極に使用した材料を適宜選択して使用することができる。第１実施形態において、陽極１ｃはステンレス鋼、銅又は炭素材（黒鉛：グラファイト）等から形成され、この陽極１ｃは水冷式又は空冷式などの冷却機構を付設するが望ましい。
【００４０】
また陽極１ｃの形状はアークプラズマの全体の進行を遮るものでなければ、特に限定されない。図例では、筒状体（円筒、角筒を問わない）であるが、コイル状、Ｕ字形、更には、上下・左右に一対平行に配置して形成してもよい。又は、上下左右のどこか１箇所、又は複数箇所に配置して形成してもよい。
【００４１】
トリガ電極１ｄは、陰極１ａと陽極１ｃとの間に真空アークを誘起するための電極である。即ち、前記トリガ電極１ｄを一時的に陰極１ａの表面に接触させ、その後引き離すことで、この陰極１ａとトリガ電極１ｄとの間で、電気スパークを発生させる。電気スパークが発生すると、陰極１ａと陽極１ｃとの間の電気抵抗が減少し、陰極−陽極間に真空アークが発生する。トリガ電極１ｄの形成材料は、高融点金属である汎用のＭｏ（融点：２６１０℃）やＷ（融点：３３８７℃）等が用いられる。又、トリガ電極１ｄは炭素材、好ましくは、黒鉛（グラファイト）から形成される。
【００４２】
アーク安定化磁界発生器１ｅ及び１ｆは、アーク放電部１における真空チャンバーＫの外周に配置され、真空アークの陰極点、及び、アーク放電により発生したプラズマＰを安定化させる。プラズマＰに対する印加磁界が互いに逆方向（カスプ形）となるようにアーク安定化磁界発生器１ｅ及び１ｆが配置された場合、プラズマＰはより安定する。プラズマＰの引き出し効率を優先する場合、又は陽極が陰極面に対向しプラズマＰの進行を妨げない位置に配置されている場合、印加磁界が互いに同方向（ミラー形）となるように配置することもできる。又、図１ではアーク安定化磁界発生器１ｅは容器本体Ｋの外周に配置してあるが、容器本体Ｋの端部における陰極１ａの絶縁導入端子１ｈ近傍に配置することもできる。
【００４３】
このカスプ形の印加磁界により、アーク陰極点の運動を制御するとともに、プラズマＰを放射方向に拡散（すなわち扁平円柱状）させることで陰極と陽極間の電流路を確保し、アーク放電を安定化させる。なお、この磁界発生器１ｅ及び１ｆとしては、通常、電磁石（電磁コイル）又は永久磁石を使用する。陰極１ａ、陽極１ｃ及びトリガ電極１ｄは、それぞれ、絶縁導入端子１ｈを介して外部のアーク電源１ｉと接続されている。アーク電源１ｉには、汎用の直流、パルス若しくは直流重畳パルス電源を使用する。尚、トリガ電極１ｄとアーク電源１ｉとの間には、通常、トリガ電極１ｄに流れる電流を制限（調整）するための制限用抵抗（１〜１０Ω）１ｍを挿入する。
【００４４】
プラズマ加工部（処理部）５には、ガス導入を行わない場合もあるが、ガス導入システム（図示略）及びガス排出システム（図示略）を接続してもよい。これらのシステムとしては汎用のものを使用できる。ガス導入流量が一定に制御され、かつ排気流量を制御することにより容器全体の真空度（圧力）が一定に制御されるものとする。
【００４５】
導入ガスは、アーク放電部１もしくはプラズマ加工部５から導入してもよく、またプラズマ加工部５とアーク放電部１の両方から導入してもよい。アーク放電部１もしくはプラズマ加工部５の両方から導入する場合、ガスの種類が異なってもよい。そして、導入ガスとしては、反応性ガスを使用しない場合に、圧力を一定に保持するための希ガス（通常、Ａｒ、Ｈｅ）のほかに、反応性ガスを適宜使用する。
【００４６】
この反応性ガスが、陰極材料等をソースとする蒸発粒子（プラズマＰ粒子）と反応して、複化合物膜を容易に形成できる。反応性ガスとしては、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）、炭化水素ガス（Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ４、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６等）、酸化炭素ガス（ＣＯ、ＣＯ２）の群から１種又は複数種を適宜に選択して使用できる。ここで、反応性を制御するために前記希ガスを混合して反応性ガスの濃度を調整してもよい。又、アルコールの蒸気、有機金属ガス、又は有機金属液体の蒸気等を反応性ガスとして用いることができる。
【００４７】
このプラズマ加工装置においては、上記した基本構成において、放出直後のプラズマＰがプラズマ加工部５へ磁界誘導により筒状進行路３を備えたドロップレット除去装置４内を湾曲して移動する。これとともに、プラズマＰの発生時に陰極１ａから副生するドロップレットＤを、筒状進行路３内に設けたアパーチャー６の壁面に衝突させて除去するものである。
【００４８】
陰極から発生するドロップレットＤは、電気的に中性であり、通常、磁界の影響を受けないため、直進移動するという特性を有する。この第１実施形態では、図１に示すように、ドロップレット除去装置４の筒状進行路３内に、偏心した位置に通過孔６ａを有するアパーチャー６を前後２つ配設している。また、筒状進行路３における始端及び終端部には、夫々、中心通過孔６ｂを有するアパーチャー６Ａが配設されている。更に、主進行路２と筒状進行路３を連通する連通路には、プラズマＰを筒状進行路３に向けて前進させるための電磁石１０Ａが配置されている。また、筒状進行路３内の壁面には、ドロップレット緩衝板１６が多数配置されている。
【００４９】
プラズマＰが主進行路２から筒状進行路３に向けて直進する場合、プラズマＰに混入するドロップレットＤの一部が筒状進行路３の始端部に設置されたアパーチャー６Ａの壁面に衝突して除去される。また、筒状進行路３内に進入するプラズマＰは、斜行磁場発生器７による斜行磁場に誘導されてアパーチャー６の偏心通過孔６ａを湾曲して通過して前進し、大きなドロップレットＤは直進してアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。また、プラズマＰに随伴する小さなドロップレットＤは、プラズマＰがアパーチャー６の偏心通過孔６ａを湾曲して通過するときに、外側に飛び出してアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。
【００５０】
斜行磁場発生器７は、この第１実施形態では、筒状進行路３の外周面に配設されて直進磁場を発生する電磁石８と、電磁石８の外周に配置されて径方向磁場を発生させる永久磁石９とで構成されている。電磁石８による直進磁場と永久磁石９による径方向磁場の合成による斜行磁場の合成で斜行磁場が形成され、この斜行磁場に誘導されて、プラズマＰはアパーチャー６の偏心通過孔６ａを湾曲して前進することになる。
【００５１】
図１においては、始端側のアパーチャー６には、左側に偏心通過孔６ａが形成され、終端側のアパーチャー６には、右側に偏心通過孔６ａが形成されている。また、始端側の永久磁石９は図にて右側にＮ極が配置され、左側にＳ極が配置されており、終端側の永久磁石９は図にて左側にＮ極が配置され、右側にＳ極が配置されている。従って、筒状進行路３の始端側には右側から左側に向いた径方向磁場が形成され、終端側には左側から右側に向いた径方向磁場が形成される。これらの径方向磁場と電磁石８による直進磁場の合成により、筒状進行路３の始端側には左寄りの斜行磁場が発生し、終端側には右寄りの斜行磁場が発生する。主進行路２から直進してきたプラズマＰは筒状進行路３の始端側で左寄りの斜行磁場に誘導されて左向きに湾曲して始端側のアパーチャー６の偏心通過孔６ａを通過する。終端側では右寄りの斜行磁場に誘導されてプラズマは右向きに湾曲して終端側のアパーチャー６の偏心通過孔６ａを通過する。
【００５２】
主進行路２から筒状進行路３の始端部に設置されたアパーチャー６Ａの中心通過孔６ｂを経て直進してきた大きなドロップレットＤは、始端側のアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。また、プラズマＰに随伴する小さなドロップレットＤはプラズマＰの湾曲によって外向きに飛び出して始端側のアパーチャー６及び終端側のアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。従って、プラズマ加工部５の被処理物Ｔの表面は、ドロップレットＤを含まない純度の高いプラズマＰで処理することができる。尚、筒状進行路３とプラズマ加工部５を連通する連通路にはプラズマＰをプラズマ加工部５に向けて前進させるための電磁石１０が配置されている。
【００５３】
図２は筒状進行路内に配設されるアパーチャーの偏心通過孔をプラズマが通過する状態を示す説明図である。図２に示すように、筒状進行路３内に配設されたアパーチャー６の偏心通過孔６ａをプラズマＰが湾曲して通過する際に、このプラズマＰに随伴する小さなドロップレットＤはプラズマＰの湾曲時に外向きに飛び出す。始端側に飛び出した小さなドロップレットＤはアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。終端側に飛び出した小さなドロップレットＤは図示しない終端側のアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。
【００５４】
図３は筒状進行路内に配設されるアパーチャーを示し、（３Ａ）は左側に偏心通過孔を有するアパーチャーの斜視図、（３Ｂ）は右側に偏心通過孔を有するアパーチャーの斜視図である。（３Ａ）に示すように、筒状進行路３の始端側に配設されるアパーチャー６には図にて左側に偏心通過孔６ａが形成され、始端側ではプラズマＰがこの左側の偏心通過孔６ａを湾曲して通過する。（３Ｂ）に示すように、筒状進行路３の終端側に配設されるアパーチャー６は図にて右側に偏心通過孔６ａが形成され、終端側ではプラズマＰがこの右側の偏心通過孔６ａを湾曲して通過する。
【００５５】
図４は筒状進行路内の直心磁場と径方向磁場から合成された斜行磁場の説明図である。図４に示すように、筒状進行路３の外周面に配設された電磁石８によって直進磁場Ｂ１が発生され、永久磁石９により径方向磁場Ｂ２が形成される。これらの直進磁場Ｂ１と径方向磁場Ｂ２の合成によって、斜行磁場Ｂが形成される。プラズマＰはこの斜行磁場Ｂに誘導されて、アパーチャー６の偏心通過孔６ａを通過することになる。
【００５６】
図５はコイルを巻設した馬蹄形磁性体による径方向磁場の説明図である。（５Ａ）は１つの馬蹄形磁性体による径方向磁場の説明図を示し、（５Ｂ）は２組の馬蹄形磁性体による径方向磁場の説明図を示している。（５Ａ）に示すように、この馬蹄形磁性体１１は、略円弧状Ｕ字形に形成された本体部１１ａとこの本体部１１ａの周方向中央部に巻設されたコイル１１ｂとで形成されている。コイル１１ｂに通電させると、本体部１１ａの一方側にＮ極が生じ、他方側にＳ極が生じる。永久磁石９の代わりにこの馬蹄形磁性体１１を用いることによって、筒状進行路３内に径方向磁場を発生させることができる。（５Ｂ）に示すように、２つの馬蹄形磁性体１１、１１による互いの磁場が直交する場合、Ｘ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に、夫々、径方向磁場ＢＸ、ＢＹが発生する。これらの径方向磁場ＢＸ、ＢＹの合成により斜行する合成磁場ＢＡが形成される。従って、この合成磁場ＢＡにより前記アパーチャー６の偏心通過孔６ａにプラズマを誘導することができる。
【００５７】
図６は、径方向磁場を形成する２組の径方向電磁石がＸ−Ｘ軸方向の磁場とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に配設された筒状進行路の断面概略図である。図６に示すように、Ｘ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に２組の径方向電磁石１２Ａ、１２Ｂによる径方向磁場ＢＸ、ＢＹが互いに直交又は略直交するように発生する。これらの径方向電磁石１２Ａ、１２Ｂに通電させる電流量と電流の向きにより前記径方向磁場ＢＸ、ＢＹの方向と強度を調整し、合成磁場ＢＡの斜行角度と強度が設定される。従って、アパーチャー６の偏心通過孔６ａにプラズマを誘導する好適な合成磁場ＢＡを形成することができる。例えば、一方の電磁石１２Ａ又は１２Ｂのコイルの巻数を増加させるか又はコイル電流を増大させることにより、合成磁場ＢＡの方向を電磁石１２Ａの径方向磁場ＢＸ又は電磁石１２Ｂの径方向磁場ＢＸに近づけることができる。従って、合成磁場の方向・強度の変更・調整を容易にすることができ、前記アパーチャー６の偏心通過孔６ａの位置に応じて、好適な合成磁場ＢＡを容易に形成することができる。
【００５８】
図７は径方向磁場を形成する永久磁石がＸ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に直角に２組配設した筒状進行路の断面概略図である。図７に示すように、２組の永久磁石９Ａ、９Ｂの磁極が直交又は略直交する場合には、Ｘ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に径方向磁場ＢＸ、ＢＹがそれぞれ発生する。これらの径方向磁場ＢＸ、ＢＹの合成により斜め向きの合成磁場ＢＡが形成される。従って、アパーチャー６の偏心通過孔６ａにプラズマを誘導する磁場が合成磁場ＢＡから形成される。
【００５９】
図８は第２実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。尚、上記第１実施形態における同一部材、同一箇所には同一符号を付して、その説明を省略する。図８に示すように、この第２実施形態では、ドロップレット除去装置を構成する筒状進行路３の外周面に配設された電磁石８の外側に斜行して斜行電磁石１２が配設されている。始端側の斜行電磁石１２ａは左側が始端側に配設され、右側が終端側に配設されるように形成されている。また、終端側の斜行電磁石１２ｂは右側が始端側に配設され、左側が終端側に配設されている。
【００６０】
従って、始端側では、図にて左寄りに斜行磁場が形成され、終端側では図にて右寄りに斜行磁場が形成される。これに伴って、筒状進行路３の始端側に左側に偏心通過孔６ａを有するアパーチャー６が配設され、終端側に右側に偏心通過孔６ａを有するアパーチャー６が配設されている。尚、プラズマＰの進行とドロップレットＤの除去作用は、上記した第１実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００６１】
図９は第３実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。尚、上記第１実施形態及び第２実施形態における同一部材、同一箇所には同一符号を付して、その説明を省略する。図９に示すように、この第３実施形態では、３箇所にアパーチャーが配設され、上記した第２実施形態の筒状進行路３の更に終端側に、左側に偏心通過孔６ａを有するもう１つのアパーチャー６が配設されている。また、この終端側のアパーチャー６が配設された筒状進行路３の外周に、斜行電磁石１２ｃが配設されている。中央のアパーチャー６を湾曲して通過したプラズマＰに随伴している小さなドロップレットＤが、プラズマＰの湾曲通過によって外側に飛び出し終端側のアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。従って、プラズマ加工部５の被処理物Ｔの表面をドロップレットＤを含まないより一層純度の高いプラズマＰで処理することができる。
【００６２】
図１０は第４実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。尚、上記第１実施形態及び第２実施形態における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。図１０に示すように、この第４実施形態では、主進行路２の前方にドロップレット進行路１３が連通して設けられ、主進行路２と筒状進行路３との間に垂直方向に屈曲して連通した副進行路１４が設けられている。また、副進行路１４の始端側の外周面とドロップレット進行路１３の始端側の外周面には、斜行して屈曲用電磁石１５が配設されている。また、副進行路１４の外周に直進用電磁石１７が配設されている。更に、筒状進行路３の外周には、斜行電磁石１２ａ、１２ｂが配設されている。
【００６３】
従って、主進行路２から直進する大きなドロップレットＤはドロップレット進行路１３内に進行して除去され、副進行路１４を進行するプラズマＰと随伴する小さなドロップレットＤは筒状進行路３内の２つのアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。この第４実施形態によれば、大きなドロップレットＤがドロップレット進行路１３に向けて直進して除去されるから、筒状進行路３を通過してプラズマ加工部５の被処理物Ｔの表面に到達するプラズマＰは非常に高い純度になる。従って、被処理物Ｔの表面を非常に高い精度に処理できる。
【００６４】
図１１は第５実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。尚、上記第１実施形態における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。図１１に示すように、この第５実施形態では、主進行路２の前方にドロップレット進行路１３が連通して設けられ、主進行路２と筒状進行路３との間に垂直方向に屈曲して連通した副進行路１４が設けられている。また、副進行路１４の始端側の外周面とドロップレット進行路１３の始端側の外周面には、斜行して屈曲用電磁石１５が配設されている。更に、筒状進行路３の外周には、始端側と終端側に永久磁石９が配設されている。
【００６５】
従って、主進行路２から直進する大きなドロップレットＤはドロップレット進行路１３内に進行して除去され、副進行路１４を進行するプラズマＰと随伴する小さなドロップレットＤは、筒状進行路３内における２つのアパーチャー６の壁面に衝突して除去される。この第４実施形態によれば、大きなドロップレットＤがドロップレット進行路１３に向けて直進して除去されるから、筒状進行路３を通過してプラズマ加工部５の被処理物Ｔの表面に到達するプラズマＰは非常に高い純度になる。従って、被処理物Ｔの表面を非常に高精度に処理することができる。
【００６６】
本発明は、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
この発明に係るプラズマ生成装置におけるドロップレット除去装置は、主として工業用に用いられるプラズマ加工装置に使用できる。例えば、金属製又は非金属製の被処理物表面に被膜を形成する表面処理加工に好適に用いることができる。これら被処理物の材質・形状は任意でよく、この被処理物表面に保護被膜を秀麗に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置の第１実施形態の断面構成図である。
【図２】筒状進行路内に配設されるアパーチャーの偏心通過孔をプラズマが通過する状態を示す説明図である。
【図３】筒状進行路内に配設されるアパーチャーを示し、（３Ａ）は左側に偏心通過孔を有するアパーチャーの斜視図、（３Ｂ）は右側に偏心通過孔を有するアパーチャーの斜視図である。
【図４】筒状進行路内の直心磁場と径方向磁場から合成された斜行磁場の説明図である。
【図５】（５Ａ）は、コイルを巻設した馬蹄形磁性体による径方向磁場の説明図であり、(５Ｂ)は、径方向磁場を形成する２組の馬蹄形磁性体がＸ−Ｘ軸方向の磁場とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に配設された筒状進行路の断面概略図である。
【図６】径方向磁場を形成する２組の径方向電磁石がＸ−Ｘ軸方向の磁場とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に配設された筒状進行路の断面概略図である。
【図７】径方向磁場を形成する２組の永久磁石がＸ−Ｘ軸方向とＹ−Ｙ軸方向に直角又は略直角に配設された筒状進行路の断面概略図である。
【図８】第２実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。
【図９】第３実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。
【図１０】第４実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。
【図１１】第５実施形態のドロップレット除去装置を含むプラズマ生成装置を示す断面構成図である。
【図１２】従来の磁気フィルター法に用いるプラズマ生成装置の内部構造を示す断面構成図である。
【図１３】従来のプラズマ加工法に使用するプラズマ加工装置の構成概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｔ        被処理物
Ｐ        プラズマ
Ｄ        ドロップレット
Ｋ        容器本体
Ｂ１      直進磁場
Ｂ２      径方向磁場
Ｂ        斜行磁場
ＢＸ      径方向磁場
ＢＹ      径方向磁場
ＢＡ      合成磁場
１        アーク放電部
１ａ      陰極
１ｂ      陰極プロテクタ
１ｃ      陽極
１ｄ      トリガ電極
１ｅ      アーク安定化磁界発生器
１ｆ      アーク安定化磁界発生器
１ｈ      絶縁導入端子
１ｉ      アーク電源
１ｍ      制限用抵抗
２        主進行路
３        筒状進行路
４        ドロップレット除去装置
５        プラズマ加工部
６        アパーチャー
６ａ      偏心通過孔
６Ａ      アパーチャー
６ｂ      中心通過孔
７        斜行磁場発生器
８        電磁石
９        永久磁石
１０      電磁石
１０Ａ    電磁石
１１      馬蹄形磁性体
１１ａ    本体部
１１ｂ    コイル
１２      斜行電磁石
１２ａ    斜行電磁石
１２ｂ    斜行電磁石
１２ｃ    斜行電磁石
１３      ドロップレット進行路
１４      副進行路
１５      屈曲用電磁石
１６      ドロップレット緩衝板
１７      直進用電磁石
【図１】
2006274280.tif 000003
【図２】
2006274280.tif 000004
【図３】
2006274280.tif 000005
【図４】
2006274280.tif 000006
【図５】
2006274280.tif 000007
【図６】
2006274280.tif 000008
【図７】
2006274280.tif 000009
【図８】
2006274280.tif 000010
【図９】
2006274280.tif 000011
【図１０】
2006274280.tif 000012
【図１１】
2006274280.tif 000013
【図１２】
2006274280.tif 000014
【図１３】
2006274280.tif 000015