(57)【要約】本発明は、軸線（Ａ）を有する管状ハウジング（１０）と、ハウジング（１０）の内部に配置された内部電極（２４）と、ハウジング（１０）内で生成されたプラズマビームを放出するためのノズル開口部（１８）を有するノズル組立体（３０）とを備えた、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成するデバイスに関する。ノズル開口部（１８）の方向は軸線（Ａ）に対して斜めに延び、ノズル組立体（３０）は軸線（Ａ）を中心に回転可能である。本発明の目的は、上記諸欠点の少なくとも一部が排除されて表面の一様な処理が実現されるように、被加工物の表面を処理するための上記デバイス、システム、および方法を進展させることである。これは、遮蔽体（４０）がノズル組立体を取り囲み、この遮蔽体（４０）が軸線（Ａ）に対するノズル組立体の回転角度に応じて、生成されたプラズマビームと被加工物の表面との相互作用の強さを変えるように設計されることによって達成される。本発明は、被加工物の表面を処理する方法にも関する。【選択図】図３Ａ
2019501505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成するデバイスであって、
−  軸線（Ａ）を有する管状ハウジング（１０）を有し、
−  前記ハウジング（１０）の内部に配置された内部電極（２４）を有し、
−  前記ハウジング（１０）内で生成されたプラズマビームを放出するためのノズル開口部（１８）を有するノズル構成（３０）を有し、
−  前記開口部（１８）の方向は前記軸線（Ａ）に対して斜めに延び、
−  前記ノズル構成（３０）は前記軸線（Ａ）を中心に相対的に回転可能である、
デバイスにおいて、
−  遮蔽体（４０）が前記ノズル構成（３０）を取り囲むことと、
−  前記遮蔽体（４０）は、前記軸線（Ａ）に対する前記ノズル構成（３０）の回転角度に応じて、前記生成されるプラズマビームと前記被加工物の前記表面との相互作用の強度を変化させるために設けられることと、
を特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記遮蔽体（４０）は方位角方向の一部分区画にわたってのみ形成されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記遮蔽体（４０）は、前記軸線（Ａ）に対して前記方位角方向に対称に２つの部分区画にわたって形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記遮蔽体（４０；４６、４８）の軸方向長さが前記方位角方向に変化することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記遮蔽体（４０；４６、４８）の前記長さの変化は、段階的に、または連続的に、特に正弦関数の形態で、生じることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記遮蔽体（４０）の内面（４２）は、少なくとも遠位縁（５２）の領域において、前記軸線（Ａ）に対して方位角方向に変化する角度を有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記遮蔽体（４０）は、前記ノズル構成（３０）に対するその位置を、特に前記軸線（Ａ）の方向および／または半径方向に、調整可能であるように設計されることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記遮蔽体（４０）は、互いに独立に調整可能であるように設計された少なくとも２つの遮蔽要素（４０ａ、４０ｂ）を有することを特徴とする、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記遮蔽体（４０）を加熱するための加熱デバイス（６０）が設けられることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
被加工物の表面を処理する方法であって、
−  軸線（Ａ）を中心に回転するプラズマビームが大気プラズマビームを生成するデバイスによって生成され、前記デバイスは軸線（Ａ）を有し、更には前記軸線（Ａ）を中心に相対的に回転するノズル構成を有し、
−  前記デバイスは、前記回転するプラズマビームと共に、処理対象の前記表面に沿って移動され、
−  前記被加工物の前記表面との前記プラズマビームの相互作用の強度が、前記軸線（Ａ）に対する前記ノズルの回転角度に応じて、遮蔽体によって変えられる、
方法。
【請求項１１】
前記回転するプラズマビームは、前記移動方向を横切る方向よりも前記移動方向に沿って前記遮蔽体によってより強く遮蔽される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
大気プラズマによって表面を処理するための装置であって、
−  大気プラズマビームを生成するための少なくとも１つのデバイス（２、２’）を有し、
−  前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）は、
−−  軸線（Ａ、Ａ’）を有する管状ハウジング（１０、１０’）と、
−−  前記ハウジング（１０、１０’）の内部に配置された内部電極（２４、２４’）と、
−−  前記ハウジング（１０、１０’）内で生成されたプラズマビームを放出するためのノズル開口部（１８、１８’）を有するノズル構成（３０、３０’）と、
を有し、
−  前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）は、おそらく共通の、軸線（Ｂ）を中心に回転可能であり、
−  前記軸線（Ｂ）を中心とした前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の回転運動を生じさせるための駆動部が設けられる、
装置において、
−  前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の前記ノズル開口部（１８、１８’）の方向は前記軸線（Ａ、Ａ’）に対して或る角度（α、α’）で延び、
−  前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の前記ノズル構成（３０、３０’）は、前記軸線（Ａ、Ａ’）を中心に相対的に回転可能であり、
−  前記それぞれの軸線（Ａ、Ａ’）を中心とした前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の前記ノズル構成（３０、３０’）の回転運動を生じさせるための駆動部が設けられ、
−  前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）は、前記軸線（Ｂ）に対して或る角度（β、β’）で位置合わせされ、
−  前記共通軸線（Ｂ）を中心とした前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の１回の回転中、前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の前記ノズル構成（３０、３０’）が前記それぞれの軸線（Ａ、Ａ’）を中心とした２つの回転を行うように、前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の回転運動を生じさせるための前記駆動部と、前記少なくとも１つのデバイス（２、２’）の前記ノズル構成（３０、３０’）の回転運動を生じさせるための前記駆動部とが、一緒に同期される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記それぞれの軸線Ａまたは軸線Ａ’に対する前記少なくとも１つのノズル開口部（１８、１８’）の前記角度（α、α’）は、それぞれ、前記軸線Ｂに対する前記デバイス（２、２’）の前記角度（β、β’）に基本的に一致することを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのノズル構成（３０、３０’）の前記回転運動は、前記軸線（Ｂ）を中心とした前記デバイス（２、２’）の前記回転運動によって遊星歯車を介して伝達されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
被加工物の表面を処理する方法であって、
−  少なくとも１つの回転するプラズマビームが請求項１２〜１４の何れか一項に記載のデバイスによって生成され、
−  前記装置は、前記少なくとも１つの回転するプラズマビームと共に、処理対象の前記表面に沿って移動され、
−  前記少なくとも１つのプラズマビームは、前記軸線（Ｂ）を中心とした前記回転運動の２つの第１の角度位置（０°、１８０°）において急角度で、好ましくは垂直に、前記被加工物の前記表面に向けられ、
−  前記少なくとも１つのプラズマビームは、前記軸線（Ｂ）を中心とした前記回転運動の２つの第２の角度位置（９０°、２７０°）において平らな角度で、好ましくは前記軸線（Ａ、Ａ’）に対する前記ノズル開口部の前記角度の２倍の角度で、前記被加工物の前記表面に向けられる、
方法。
【請求項１６】
前記装置は、前記表面に沿って、前記軸線（Ｂ）を中心とした前記回転運動の前記２つの第１の角度位置（０°、１８０°）の一方の方向に基本的に移動される、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成するデバイスであって、表面上を移動するときに軸線を中心に回転して幅広の処理経路を形成するプラズマビームを有するデバイスに関する。本発明は、軸線を中心に回転し、それによって表面上で円運動において互いにプラズマビームを少なくとも１つ生成する、少なくとも１つのプラズマデバイスを有する装置にも関する。この少なくとも１つのプラズマビームが表面上を移動するときにも幅広の処理経路が形成される。加えて、本発明は、このようなデバイスまたはこのような構成を用いて被加工物の表面を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この明細書の範囲内において、プラズマビームによる表面の処理とは、特に、表面張力を変化させて流体による表面のより良好な濡れ性を得るための表面の前処理を含むものと理解されたい。表面の処理とは、表面被覆として理解することもできる。この場合、少なくとも１つの前駆体をプラズマビームに加えることによって、プラズマビーム内で、および／または被加工物の表面上で、発生する化学反応によって化学生成物の少なくとも一部が堆積して表面被覆が得られる。加えて、表面処理とは、表面の洗浄、消毒、または滅菌も意味し得る。
【０００３】
軸線を中心に回転するプラズマビームを有する、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成するデバイスは、特許文献１から公知である。このデバイスは、軸線Ａを有する管状ハウジングと、このハウジングの内部に配置された、好ましくは軸線Ａに平行に延びる、または特に軸線Ａに配置された、内部電極とを有する。このデバイスの動作中、電圧が内部電極に印加され、この電圧によって放電が生じ、この放電とハウジング内を流れる作動ガスとの相互作用によってプラズマを生成する。プラズマは、作動ガスと共に、更に移送される。
【０００４】
加えて、このデバイスは、ハウジング内で生成されたプラズマビームを放出するためのノズル開口部を有するノズル構成を有する。このノズル構成は、好ましくは放出路の端部に配置され、接地され、放出されるガスおよびプラズマビームを通す。ノズル開口部の方向は、軸線Ａに対して斜めに延びる。ノズル開口部の方向は、放出されるプラズマビームの中心方向に平行にすることができ、例えば、開口部の法線に平行に画定され得る。この目的のために、ハウジング内部からのガスおよびプラズマビームの進路を変えるために、流路がノズル構成内に円弧の形状で延びる。最後に、ノズル構成は軸線Ａを中心に相対的に回転可能である。ノズル構成は、ハウジングおよび内部電極に対して回転可能であるか、またはハウジングが内部電極に対して回転しているときにトルクに耐えられるようにハウジングに接続される。ノズル構成またはノズル構成とハウジングとは、回転運動のためにモータによって駆動される。
【０００５】
大気プラズマによって表面を処理するための装置が特許文献２から公知である。この装置は、大気プラズマビームを生成するためのデバイスを２つ有する。この２つのデバイスの各々は、軸線Ａまたは軸線Ａ’をそれぞれ有する管状ハウジングと、ハウジングの内部に配置された内部電極と、ハウジング内で生成されるべきプラズマビームを放出するためのノズル開口部を有するノズル構成とを有する。２つのデバイスは、共通軸線Ｂを中心に回転可能に一緒に接続されており、軸線（Ｂ）を中心とした両デバイスの回転運動を生じさせるための駆動部が設けられている。
【０００６】
上記の２つのデバイスまたは装置を使用すると、回転する両プラズマビームを処理対象の被加工物の表面に沿って移動させることによって、相対的に幅広の処理経路を生じさせることが可能である。したがって、これら手法は大いに使用されている。
【０００７】
表面のプラズマ処理の複数の経路が平行し、部分的に重なり合うことによってより大きな面積のプラズマ処理が可能になる場合でも、表面上のプラズマ処理の強さの差がデバイスまたは装置の移動方向を横切る方向に発生する。この現象を図１の助けを借りてより詳細に説明する。
【０００８】
上記デバイスのプラズマビームの処理経路が図１ａに示されている。この図において、軌道（ライン）は、最大プラズマ強度の衝突点を表す。回転するプラズマビームをほぼｄｘ幅の帯状に連続的に印加してこの表面をプラズマで処理するために、デバイスはｙ方向に、すなわち図１の上方に、移動される。この移動方向（ｙ）により、処理経路（ｄｘ）の外側領域は、破線の領域において、この処理経路の中間領域より強くプラズマで処理される。
【０００９】
これにより、図１ｂに示されている強度分布がもたらされる。この強度分布は、破線で示されている、処理経路の外側領域に生じる２つの極大点を有する。その中間では、明らかに低い強度のプラズマ処理のみが行われるので、最小強度は処理経路の真ん中に生じる。
【００１０】
この理由により、表面は不適切にしかプラズマ処理されず、更には規則的な帯状で十分なプラズマ処理が行われない。したがって、処理経路の中間領域においてもプラズマ処理の飽和状態が実現されるように、表面に対するデバイスの移動速度を一様に減速する必要がある。その結果として、デバイスの用途が制約される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第１  ０６７  ８２９（Ｂ１）号
【特許文献２】欧州特許第０  ９８６  ９３９（Ｂ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明は、言及した諸欠点が少なくとも部分的に排除されるように、および表面のより一様な処理が得られるように、被加工物の表面を処理するための冒頭で言及したデバイスおよび装置ならびに方法を更に進展させるという技術的課題に基づく。
【００１３】
上で開示されている技術的課題は、本発明によると、第一に、冒頭で言及した種類の被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成するデバイスであって、遮蔽体がノズル構成を取り囲み、この遮蔽体は、生成されるプラズマビームと被加工物の表面との相互作用の強さを軸線Ａに対するノズルの回転角度に応じて変化させるために、設けられる、デバイスによって解決される。
【００１４】
上記の遮蔽体の機能は、被加工物の表面に対するプラズマビームの強度が方位角方向に変化する分布を有するように、回転するプラズマビームに角度位置に応じて影響を及ぼすことである。プラズマ処理の強度は、一般に、他の点では不変の状態において、印加の持続時間、ノズル開口部から表面までの距離、および／または表面に対するプラズマビームの衝突角度に応じて決まる。ここで遮蔽体がこれらパラメータの１つ以上に対して方位角方向に変化するように影響を及ぼす場合、表面のプラズマ処理の強度は方位角分布を有し得る。
【００１５】
第１の好適な実施形態において、本デバイスは、遮蔽体が方位角方向の一部分区画にわたってのみ形成されることを特徴とする。遮蔽体が部分的にのみ存在することによって、プラズマビームは回転の一部分にわたってのみ遮蔽され、すなわち影響され、回転のより広い部分にわたっては全く影響されないか、影響されたとしても僅かである。これにより、遮蔽体自体の設計によって方位角方向の強度分布を設定できる。
【００１６】
上で説明した遮蔽体は、軸線Ａに対して方位角方向に対称に２つの部分区画にわたって形成されることが好ましい。これにより、特に表面に対してデバイスを移動させることによって好都合に設定可能なプラズマ処理の対称的な強度分布を得ることができる。
【００１７】
上記の遮蔽体の別の実施形態においては、遮蔽体の軸方向長さが方位角方向に変化する。したがって、遮蔽体は軸線方向に複数の異なる長さで突出し、この長さに応じて変化する強さでプラズマビームに影響を及ぼす。この長さが最大である区間においては、斜めに当たるプラズマビームが遮蔽体の内面によって少なくとも部分的に反射され、したがって内方に偏向される。したがって、そこでのプラズマビームの偏向によってプラズマ処理の強度が変えられるので、プラズマ処理は、遮蔽体の内部領域において、または回転するプラズマビームによって囲まれた空間領域の内部領域において、それぞれ強められる。
【００１８】
加えて、遮蔽体の長さを段階的に変化させることもできる。この場合、遮蔽体は、全長を有する第１の区間に当たるプラズマビームに影響を及ぼすが、第２の区間では効果が全くないか、または僅かである。その理由は、第２の区間では、遮蔽体がより短く形成されているからである。対称設計においては、例えば、遮蔽体の２つの同様に長い第１の区間と２つの同様に短い第２の区間とが設けられる。
【００１９】
段階的な一実施形態では、プラズマ強度が方位角方向に急激に変化する。これは、表面上に特定パターンを生じさせための静的用途に特に適している。
【００２０】
加えて、遮蔽体の長さは、絶え間なく、特に正弦関数の形態で、変化させることもできる。この実施形態は、遮蔽体、ひいては方位角方向へのプラズマ処理の強度、を段階的に急激に変化させず、絶え間なく変化する関数の形態で、変化させることができるという利点を有する。その結果として生じるプラズマ強度の分布により、被加工物の表面に対するデバイスの移動中、その表面がより一様に処理される。
【００２１】
本発明によるデバイスの別の実施形態では、軸線Ａに対して方位角方向に変化する複数の角度が遮蔽体の内面に採用される。これにより、プラズマビームの偏向の程度を遮蔽体によって方位角方向に変化させることができる。したがって、遮蔽体の内面は、例えば、一箇所では処理対象の表面に対して９０°の角度を採用でき、おそらくはこの箇所から９０°回転させてオフセットさせた、別の箇所においては内面を７０°の角度で外方に傾斜させる。ここで、内面の角度を段階的に、または絶え間なく、変化させることもできる。
【００２２】
したがって、方位角方向に対称な遮蔽体の設計を得ることもできる。すなわち、例えば、表面上のデバイスの移動方向に０°および１８０°では、遮蔽体の内面は９０°の角度を有し、９０°および２７０°では、内面の角度７０°が存在する。
【００２３】
原則として、内面の角度は、内方にも外方にも向けられ得る。したがって、プラズマビームの偏向の強弱は、用途に応じて選択可能である。
【００２４】
なお、遮蔽体の内面の方位角方向の角度変化を遮蔽体の上記の軸線方向長さの方位角方向の変化と組み合わせることもできる。
【００２５】
被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成する上記デバイスの別の好適な実施形態は、ノズル構成に対するその位置の調整、特に軸線Ａ方向および／または半径方向への調整、が可能であるように設計された遮蔽体を有する。
【００２６】
したがって、例えば、遮蔽体全体を軸線方向に移動可能であるように設計できる。これにより、遮蔽体の効果の強さを、更には効果の方位角範囲も、設定できる。遮蔽体の下縁がノズル構成から遠くに位置付けられるほど、放出されるプラズマビームはより強く偏向され、影響される。同様に、遮蔽体の長さが絶え間なく変化することによって、プラズマビームに影響を及ぼす遮蔽体の区間は、より大きな方位角範囲にわたって効果を有する。他方、遮蔽体の下縁がノズル構成に近付けて配置されるほど、相互作用の強さ、場合によっては更に遮蔽体の効果の方位角範囲、はより小さくなる。
【００２７】
加えて、遮蔽体は、互いに独立に調整可能であるように設計された少なくとも２つの、好ましくはいくつかの、遮蔽要素を有し得る。これら遮蔽要素は、半径方向および／または軸線方向に調整可能である。この実施形態によって、プラズマビームの方位角方向の強度分布の設定をより大きく変化させることができる。各遮蔽要素の位置を個々に設定できる場合は、方位角方向の分布も個々に設定できる。したがって、本デバイスは、特に特殊な用途の場合に、より多様な設定が可能である。
【００２８】
加えて、上記の遮蔽体の方位角方向の変化とは独立に、遮蔽体を加熱するための加熱デバイスを設けることができる。この加熱は、遮蔽体に当たったプラズマビームが熱エネルギーを遮蔽体に伝達する程度がより低くなり、ひいてはより少ない損失で機能するという利点を有する。必要であれば、遮蔽体をプラズマビームの温度より高温に加熱できるので、遮蔽体によって熱エネルギーをプラズマビームに更に供給できる。
【００２９】
加熱デバイスは、外側加熱ジャケットの形態の放熱体として、または遮蔽体に組み込まれた電熱体によって、形成可能である。
【００３０】
何れも場合も、この加熱デバイスは、回転対称の遮蔽体にも使用され得る。
【００３１】
上で開示されている技術的課題は、被加工物の表面を処理する方法によっても解決される。この方法においては、軸線Ａを中心に回転するプラズマビームが大気プラズマビームを生成するデバイスによって生成され、このデバイスは軸線Ａを有し、軸線Ａを中心に相対的に回転するノズル構成を有する。このデバイスは、回転するプラズマビームと共に、処理対象の表面に沿って移動される。プラズマビームと被加工物の表面との相互作用の強さは、遮蔽体によって軸線Ａに対するノズルの回転角度に応じて変えられる。
【００３２】
プラズマビームの強度を方位角方向に変化させることによって、デバイスが処理経路を形成するときの表面上の移動方向に対するプラズマビームの効果の一様性を向上させることができる。
【００３３】
特に、回転するプラズマビームが、移動方向を横切る方向よりも移動方向に沿って、特に内方に反射または偏向された方向に沿って遮蔽体によってより強く遮蔽される場合は、より一様なプラズマ処理が処理経路に沿って得られる。これは、強度プロファイルによって図１ｃに示されている。これは、図１ｂと異なり、平坦域の平らな、または僅かに起伏する、形態を採る。この場合、隣接し合う処理経路が互いに重ね合わされた重畳領域において平坦域の強度が実現されるように、これら処理経路が表面上で重ね合わせられる場合は、従来技術においてこれまで可能であったよりも一様にプラズマビームによって表面全体が処理される。
【００３４】
ここで再度説明する必要はないが、上で説明したさまざまな実施形態によると、本方法を実施するときの本デバイスのために遮蔽体を設計できる。上記と同じ諸利点がもたらされる。
【００３５】
上で開示されている技術的課題は、大気プラズマビームを生成するためのデバイスを少なくとも１つ有する、大気プラズマによって表面を処理するための装置によっても解決される。この少なくとも１つのデバイスは、軸線Ａまたは軸線Ａ’をそれぞれ有する管状ハウジングと、ハウジングの内部に配置された内部電極と、ハウジング内で生成されたプラズマビームを放出するためのノズル開口部を有するノズル構成とを有する。この少なくとも１つのデバイスは、１つの、おそらくは共通の、軸線Ｂを中心に回転可能であり、軸線Ｂを中心とした少なくとも１つのデバイスの回転運動を生じさせるための駆動部が設けられる。本装置は、少なくとも１つのデバイスのノズル開口部の方向が軸線Ａまたは軸線Ａ’に対してそれぞれ斜めに延びることと、少なくとも１つのデバイスのノズル構成が軸線Ａまたは軸線Ａ’を中心にそれぞれ相対的に回転可能であることと、何れの場合も、それぞれの軸線Ａまたは軸線Ａ’をそれぞれ中心とした少なくとも１つのデバイスのノズル構成の回転運動を生じさせるための駆動部が設けられることと、少なくとも１つのデバイスは軸線Ｂに対して斜めに位置合わせされることと、共通軸線Ｂを中心とした少なくとも１つのデバイスの１回の回転中、少なくとも１つのデバイスのノズル構成がそれぞれの軸線Ａまたは軸線Ａ’をそれぞれ中心とした２つの回転を行うように、少なくとも１つのデバイスの回転運動を生じさせるための駆動部と、少なくとも１つのデバイスのノズル構成の回転運動を生じさせるための駆動部とが互いに同期されることとを特徴とする。
【００３６】
上では、少なくとも１つのデバイスを有する装置全般を説明した。２つのデバイスを有する装置が好適であり、３つ以上のデバイスを有する装置も可能である。以下においては、２つのデバイスを有する装置によって本発明を優先的に説明するが、これは本発明を２つのデバイスに限定するものではない。
【００３７】
２つのデバイスを有する装置の好適な実施形態によると、共通軸線Ｂを中心とした２つのデバイスの回転中、２つのプラズマビームの各々は、被加工物の表面に対して第１の２倍の角度、特に急角度、好ましくは９０°の角度と、当該表面に対して第２の２倍の角度、特に最大限平らな角度、例えば７０°、とを有する。軸線Ｂに対して２つのデバイスの間に採られるこれら角度において、プラズマビームの角度はこの２つの極限値の間にある。したがって、これら異なるプラズマビーム角度の故に、更にはこれに伴い被加工物の表面からノズル構成までの距離がより大きくなる結果として、表面上のプラズマ処理の強さは方位角方向に変化する。
【００３８】
好適な一実施形態において、それぞれの軸線Ａまたは軸線Ａ’に対するノズル開口部の角度は、軸線Ｂに対する各デバイスの角度に基本的に一致する。したがって、軸線Ｂに対するこれらデバイスの２つの角度位置において、それぞれのプラズマビームの垂直の位置合わせが得られる。
【００３９】
更に好適には、ノズル構成の回転運動は、軸線Ｂを中心とした各デバイスの回転運動によって遊星歯車を介して伝達される。これにより、同期移動が純粋に機械的に実現される。同様に、個々のモータの同期電子制御が可能であり、この場合、遊星歯車を必要としない。
【００４０】
加えて、上で開示されている技術的課題は、被加工物の表面を処理する方法によっても解決される。本方法においては、少なくとも１つの回転するプラズマビームが上記装置によって生成され、この装置は、少なくとも１つの回転するプラズマビームと共に、処理対象の表面に沿って移動され、この少なくとも１つのプラズマビームは軸線Ｂを中心とした回転運動の２つの第１の角度位置０°または１８０°においてそれぞれ急角度で、好ましくは垂直に、被加工物の表面に向けられ、この少なくとも１つのプラズマビームは、軸線Ｂを中心とした回転運動の２つの第２の角度位置９０°または２７０°において平らな角度で、好ましくは軸線Ａまたは軸線Ａ’に対するノズル開口部の角度の２倍の角度で、被加工物の表面にそれぞれ向けられる。
【００４１】
本装置は、表面に沿って、軸線Ｂを中心とした回転運動の２つの第１の角度位置０°または１８０°のうちの一方の方向に基本的に移動されることが好ましい。
【００４２】
したがって、角度位置９０°または２７０°においては、少なくとも１つのプラズマビームの、好ましくは２つのプラズマビームの、傾斜姿勢によって、および表面からノズル開口部までの距離がより大きくなることによって、プラズマ処理は弱められる。他方、それぞれ０°または１８０°においては、プラズマ処理が移動方向に最大に設定される。その理由は、ここでは少なくとも１つのプラズマビームが表面に急角度で当たることと、ノズル開口部と処理対象の表面との間の距離がより短いこととによる。
【００４３】
本方法は、２つのデバイスを有する装置を用いて実施されることが好ましい。
【００４４】
この方法によると、図１ｃの助けを借りて上で既に説明したように、表面の明らかにより一様な処理も得られる。そこでの説明および利点は、ここに記載の方法にも当てはまる。
【００４５】
以下においては、図面を参照して複数の例示的実施形態によって本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来技術における動作原理および本発明による動作原理を説明するための複数のグラフ図を示す。
【図２】プラズマビームを生成するための従来技術から公知のデバイスを示す。
【図３Ａ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第１の例示的実施形態を示す。
【図３Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第１の例示的実施形態を示す。
【図３Ｃ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第１の例示的実施形態を示す。
【図４Ａ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第２の例示的実施形態を示す。
【図４Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第２の例示的実施形態を示す。
【図４Ｃ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第２の例示的実施形態を示す。
【図５Ａ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第３の例示的実施形態を示す。
【図５Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第３の例示的実施形態を示す。
【図５Ｃ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第３の例示的実施形態を示す。
【図６Ａ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第４の例示的実施形態を示す。
【図６Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第４の例示的実施形態を示す。
【図７Ａ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第５の例示的実施形態を示す。
【図７Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第５の例示的実施形態を示す。
【図８】プラズマビームを生成するための本発明によるデバイスの第６の例示的実施形態を示す。
【図９Ａ】プラズマビームを生成するための本発明による装置の第１の例示的実施形態を示す。
【図９Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明による装置の第１の例示的実施形態を示す。
【図１０Ａ】プラズマビームを生成するための本発明による装置の第１の例示的実施形態を示す。
【図１０Ｂ】プラズマビームを生成するための本発明による装置の第１の例示的実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明によるさまざまな例示的実施形態の以下の説明においては、さまざまな例示的実施形態において構成要素のサイズおよび形状が異なり得るとしても、同じ構成要素には同じ参照符号が付与されている。
【００４８】
第１の例示的実施形態を考察する前に、本発明の基盤を形成するプラズマノズルの構成を図２の助けを借りて説明する必要がある。
【００４９】
図２に示されている、プラズマビームを生成するための特許文献１から公知の、デバイス２は、管状ハウジング１０を有する。管状ハウジング１０は、この図においてその上方領域が拡径されており、固定された支持管１４にベアリング１２によって回転可能に取り付けられている。ノズル流路１６がハウジング１０の内部に形成され、支持管１４の開放端からノズル開口部１８まで延びている。
【００５０】
電気絶縁性セラミック管２０が支持管１４に挿入されている。作動ガス、例えば空気、が支持管１４およびセラミック管２０を通してノズル流路１６に供給される。この図にスクリュー様の矢印で示されているように、作動ガスが渦流状にノズル流路１６を通ってノズル開口部１８まで流れるように、作動ガスはセラミック管２０に挿入された渦流デバイス２２によって旋回させられる。したがって、渦核がノズル流路１６内に形成され、ハウジング１０の軸線Ａに対して長手方向に延びる。
【００５１】
ピン状の内部電極２４が渦流デバイス２２に取り付けられている。内部電極２４は、ノズル流路１６内に同軸に突出し、高電圧発生器２６によって高周波高電圧が印加される。高周波高電圧とは、一般に、１〜１００ｋＨｚ、特に１０〜１００ｋＨｚ、好ましくは１０〜５０ｋＨｚ、の周波数における１〜１００ｋＶ、特に１〜５０ｋＶ、好ましくは５〜５０ｋＶの電圧と理解される。この高周波高電圧は、高周波交流電圧とし得るが、パルス式直流電圧または両電圧形態の重畳とすることもできる。
【００５２】
金属製ハウジング１０は、ベアリング１２および支持管１４を介して接地され、対向電極の役割を果たすので、内部電極２４とハウジング１０との間で放電を発生させることができる。
【００５３】
ハウジング１０の内部に配置された内部電極２４は、好ましくは軸線Ａに平行に位置合わせされる。特に、内部電極２４は、軸線Ａに配置される。
【００５４】
ノズル流路のノズル開口部１８は、金属製のノズル構成３０によって形成されている。ノズル構成３０は、ハウジング１０のねじ孔３２にねじ込まれている。ノズル構成３０の内部に流路３４が形成されている。流路３４はノズル開口部１８に向かって先細になり、且つ湾曲して、軸線Ａに対して斜めに延びている。これにより、ノズル開口部１８から出るプラズマビーム２８は、ハウジングの軸線Ａに対して或る角度を形成する。この角度は、図示の例において、約４５°である。この角度は、ノズル構成３０を変えることによって必要に応じて変えることができる。
【００５５】
したがって、ノズル構成３０は、高周波アーク放電の放出路の末端に配置され、ハウジング１０との金属接触を介して接地される。したがって、ノズル構成３０は、放出されるガスおよびプラズマビームを通し、ノズル開口部１８の方向は、軸線Ａに対して予め指定された角度で延びている。ノズル開口部１８の方向は、ノズル開口部１８の法線に平行に画定され得る。
【００５６】
ノズル構成３０はトルクに耐えられるようにハウジング１０に接続され、他方、ハウジング１０はベアリング１２を介して支持管１４に対して回転可能に取り付けられているので、ノズル構成３０は軸線Ａを中心に相対的に回転できる。歯車３６がハウジング１０の上方拡径部に配置され、歯付きベルトまたはピニオンを介してモータ（図示せず）に駆動連結されている。
【００５７】
高周波高電圧によるデバイス２の動作中、この電圧の高周波の故に、内部電極２４とハウジング１０との間でアーク放電が発生する。この高周波アーク放電の電弧は、旋回させた流入作動ガスによって運ばれ、渦状ガス流の核内を流れるので、電弧は内部電極２４の先端から軸線Ａに対して長手方向にほぼ直線状に延び、ハウジング１０の下端の領域においてのみ、または流路３４の領域においてのみ、ハウジング壁またはノズル構成３０の壁に向かって半径方向に分岐する。これにより、プラズマビーム２８が生成され、ノズル開口部１８から放出される。
【００５８】
放電は電弧の形態で発生するので、用語「電弧」または「アーク放電」は、この場合、放電の現象論的記述として使用される。あるいは、用語「電弧」は、基本的に一定の電圧値を有する直流電圧放電における放電形態としても使用される。ただし、この場合、これは、電弧の形態の高電圧放電、すなわち高周波アーク放電である。
【００５９】
動作中、ハウジング１０は軸線Ａを中心に高回転速度で回転するので、プラズマビーム２８は処理対象の被加工物（図示せず）の表面を擦過する円錐の側面を描く。この場合、デバイス２が被加工物の表面に沿って移動されると、または逆に被加工物がデバイス２に沿って移動されると、被加工物の表面の相対的に一様な処理が帯状に得られる。この幅は、プラズマビーム２８によって描かれる被加工物表面上の円錐の直径に相当する。マウスピース３０と被加工物との間の距離を変化させることによって、前処理される領域の面積の幅に影響を及ぼすことができる。プラズマビーム２８が被加工物表面に斜めに当たることによってプラズマビーム２８は旋回し、その結果被加工物表面に対する強い効果がプラズマによって実現される。プラズマビームの旋回方向は、ハウジング１０の回転方向と同じ方向または反対方向とすることができる。
【００６０】
回転するプラズマビーム２８によるプラズマ処理の強度は、一方では、ノズル開口部１８から表面までの距離に依存し、他方では、処理対象の表面に対するプラズマビーム２８の衝突角度に依存する。
【００６１】
図３Ａ〜図３Ｃは、図１の助けを借りて上で説明したものと同じ設計を有するデバイス２を有する本発明によるデバイス４の第１の例示的実施形態を示す。本発明によると、ノズル構成３０を取り囲む遮蔽体４０が設けられる。遮蔽体４０の形態は、ノズル構成３０の下縁を越えて下方に突出する区間に円筒状の内面４２を有する。この円筒状内面４２は段差４４を複数区間に有する。したがって、遮蔽体４０は、軸方向長さがより大きい区間４６と軸方向長さがより小さい区間４８とを方位角方向に形成する。したがって、遮蔽体４０は、軸線Ａに対するノズル構成３０の回転角度に応じて、被加工物の表面とのプラズマビーム２８の相互作用の強さを変化させる。
【００６２】
図３Ａに示されているように、プラズマビーム２８が遮蔽体４０の長い方の区間４６のうちの１つに当たると、プラズマビーム２８はそれぞれ内方に偏向または反射される。図３Ｂは、図３Ａに示されている位置に比べ９０°回転された位置にある本発明によるデバイス４の下側区間を示す。ここで、プラズマビーム２８は短い方の区間４８のうちの１つに向けられているので、殆どが遮蔽体との相互作用なしに、ノズル構成３０から出ることができる。遮蔽体４０は、または区間４６および区間４８の配置は、方位角方向に軸線Ａに対して対称に形成される。
【００６３】
遮蔽体の設計は、デバイス２を下から見た図３Ｃでも認識できる。プラズマビーム２８のさまざまな図示の形態は、内面４２の角度に依存するプラズマビーム２８が短い方の区画４８の領域より長い方の区画４６の領域においてより強く影響されることを明らかにすることを目的としている。したがって、その結果、被加工物の表面とのプラズマビーム２８の相互作用の強さは方位角方向に変化する。
【００６４】
図３Ａ〜図３Ｃに示されているように、遮蔽体４０は、ノズル構成３０を全周にわたって取り囲むように形成される。何れの場合も、２つのより短い区間４６と２つのより長い区間４８とが設けられる。図３には、遮蔽体が方位角方向に１つの区間または２つの区間のみにわたって形成される一実施形態は示されていない。
【００６５】
図４Ａ〜図４Ｃは、デバイス２を有する本発明によるデバイス６の別の例示的実施形態を示す。図２および図３に示されている例示的実施形態と異なり、ノズル構成３０を静止ハウジング１０に対して回転させることができる。ここで、ハウジング１０はその放出端が円錐状に先細になり、ノズル構成３０の円錐状に拡径された上流部のための軸方向／半径方向ベアリングを形成する。図示の例において、このベアリングは、磁気ベアリング３８として形成される。ノズル構成３０は、流出空気の動圧によってハウジング１０の円錐状支持面に押し付けられるが、その円周全体に僅か約０．１〜０．２ｍｍの幅を有する狭い間隙をハウジングと共に形成するように、磁気ベアリング３８によってハウジング内に無接触で保持される。マウスピース３０の接地は、この間隙を横切る火花放電によって行われる。
【００６６】
ノズル開口部１８は、ノズル構成３０のための回転駆動部として機能し、厳密に半径方向には位置合わせされないが、接線方向成分を有するので、プラズマビーム２８と共に部分的に接線方向に放出される空気によって空力駆動部が形成される。この代わりに、この空力駆動部は、流路３４を通って渦巻き状に流れる空気が当たるノズル構成３０の内部に配置されたブレードまたはフィン（図示せず）によってももたらされ得る。
【００６７】
ベアリング機構および駆動部のこの実施形態は、回転駆動部が設計の点で簡素化され、回転質量の慣性モーメントが最小に制限されるという利点がある。
【００６８】
図３と異なり、図４による例示的実施形態は、遮蔽体４０の長さの変化が段階的に起こらず、少なくとも複数区間において湾曲状に絶え間なく、特に正弦関数の形態で、生じるように設計される。その結果、長い方の区間４６と短い方の区間４８との間に連続的な、ひいてはより滑らかな、移行が存在し、ひいては処理対象の表面に対するプラズマビーム２８の強度のより一様な変化がもたらされる。
【００６９】
加えて、図４Ａでは、長い方の区間４６の領域において、内面４２は下縁５０の領域において内方を向いていることを認識できる。この追加の措置によって、段階的または連続的に変化する形態の区間４６および区間４８の形成とは独立に、プラズマビーム２８の反射および偏向の効果が向上される。
【００７０】
図４Ａにおいて、デバイスは、ノズル構成３０の或る回転角度で示されている。この回転角度において、プラズマビーム２８は長い方の区間４６の１つに当たり、ひいては反射されて偏向される。その結果として、プラズマビーム２８の強度は、遮蔽体４０によって取り囲まれている内部空間により強く拡がる。
【００７１】
図４Ｂは、図４Ａに示されている位置に比べ、ノズル構成３０が９０°回転されたデバイスを示す。この位置において、プラズマビーム２８は短い方の区間４８のうちの１つの方向に向けられており、したがって遮蔽体４０による影響が皆無か僅かである。
【００７２】
図４Ｃは、デバイス２を下から見た図で示す。この図から、遮蔽体の対称設計が明らかになる。プラズマビーム２８のさまざまな図示の形態は、内面４２の角度に依存するプラズマビーム２８が短い方の区間４８の領域より長い方の区間４６の領域においてより強く影響されることを明らかにすることを目的としている。したがって、その結果、この場合も、被加工物の表面とのプラズマビーム２８の相互作用の強さが方位角方向に変化する。
【００７３】
図５Ａ〜図５Ｃは、同じくデバイス２と遮蔽体４０とを有する、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成する、本発明によるデバイス８の別の好適な例示的実施形態を示す。
【００７４】
図５Ａによると、遠位縁５２の領域における遮蔽体４０の内面４２は、軸線Ａに対して方位角方向に変化する角度を有する。この角度位置において、放出されるプラズマビーム２８は、軸線Ａに平行に延びる内面４２を基本的に有する区間５２に当たる。これにより、プラズマビームは、他の複数の例示的実施形態に関して既に上で説明したように、反射されて偏向されるので、プラズマビーム２８の強度は、遮蔽体４０の内部側により強く向けられる。
【００７５】
図５Ｂは、ノズル構成３０が図５Ａに示されている位置に比べ９０°回転された角度位置にあるときの、したがって内面４２の領域５２が外方に向いているときの、デバイス８を示す。したがって、遮蔽体４０は、この角度位置において遮蔽体の内部を拡げる。図示の位置において、ノズル構成３０から出るプラズマビーム２８は、遮蔽体４０の領域５２に僅かしか当たらず、したがって殆ど影響を受けないままである。
【００７６】
図５Ｃは、上記のデバイス８を下から見た図で示す。この図には、図５Ａおよび図５Ｂの２つの異なる角度位置が示されている。プラズマビーム２８のこれら異なる図示の形態は、内面４２の角度に依存するプラズマビーム２８が下側領域５２の領域において異なる強さで影響されることを明らかにすることを目的としている。その結果、被加工物の表面とのプラズマビーム２８の相互作用の強さが方位角方向に変化する。
【００７７】
上で説明した複数の例示的実施形態において、遮蔽体４０は、区間４６および区間４８の長さが異なるか、または内面４２の複数区間が軸線Ａに対して異なる角度で形成されている。ただし、長さがそれぞれ異なる区間と軸線Ａに対する角度が異なる内面とが組み合された例示的実施形態を有することも本発明の範囲内で可能である。
【００７８】
本発明によるデバイス４、６、８の上で説明した各例示的実施形態は、方位角方向に変化する、または可変の、表面のプラズマ処理の強度プロファイルを生じさせる。この強度プロファイルは、静止状態において、すなわち、用途に応じた表面上のいくつかの位置において、処理対象の表面に対してデバイス４、６、または８が移動されていないときに、当てはまり得る。例えば、表面の限られた、例えば十字形の、表面区間をプラズマ処理する場合は、ノズル構成３０が軸線４０を中心に回転するときにプラズマ処理の対応パターンが遮蔽体４０の下方に存在するように、遮蔽体４０を上記のように設計することも本発明の範囲内で可能である。
【００７９】
図３〜図５によるデバイス４、６、または８の上記の実施形態の各々では、被加工物の表面を処理するための本発明による方法を以下のように実施することも可能である。軸線Ａとこの軸線Ａを中心に相対的に回転するノズル構成３０とを有する、大気プラズマビームを生成するデバイス４、６、または８によって、軸線Ａを中心に回転するプラズマビーム２８が生成される。デバイス４、６、または８は、回転するプラズマビーム２８と共に、処理対象の表面に沿って移動され、区間４６および区間４８または区間５０または区間５２を有する遮蔽体４０によって、被加工物の表面とのプラズマビーム２８の相互作用の強さが軸線Ａに対するノズル構成の回転角度に応じて変えられる。
【００８０】
したがって、表面のプラズマ処理の特定の強度プロファイルを設定できるので、例えば、できる限り一様な強度プロファイル、または従来技術において公知のプロファイル、特にプラズマ処理の強度が高められる帯状プロファイル、のどちらかが得られる。
【００８１】
上記方法は、回転するプラズマビーム２８が、移動方向を横切る方向よりも移動方向に沿って、特に内方にそれぞれ反射または偏向された方向に沿って遮蔽体４０によってより強く遮蔽されるように、実施されることが好ましい。上記の各例示的実施形態に関して、これは、図３Ａ、図４Ａ、および図５Ａにおける移動方向が投射面に垂直に上方または下方に位置合わせされることを意味する。図３Ｃ、図４Ｃ、および図５Ｃにおいて、この方向は右または左に水平に延びる。
【００８２】
この方法によると、さもなければ影響されないプラズマビーム２８が表面に当たるはずの領域において、より低い強度の表面処理が得られる。この理由は、プラズマビーム２８が遮蔽体４０によって反射されて偏向され、これにより、遮蔽体４０によって取り囲まれている容積の内部で分散されるので、表面単位当たりのプラズマビーム２８の強度が全体として下がるからである。他方、移動方向においては、プラズマビーム２８が、何れの場合も、殆ど邪魔されずに表面に当たるので、表面単位当たりの強度がより高い前処理の実現が可能である。これにより、図１Ｃによる強度分布を得ることができる。
【００８３】
加えて、図５Ａおよび図５Ｂは、遮蔽体４０を加熱するための加熱デバイス６０が設けられることを示す。この場合、加熱デバイス６０は、固有の温度および放熱によって遮蔽体を加熱する電気加熱円筒体として形成される。したがって、遮蔽体に当たるプラズマビーム２８からのエネルギー損失が低減され、最小化さえもされる。最も一般的な意味で、発熱体は、方位角方向に変化する遮蔽体とは独立に、回転対称の複数の遮蔽体のためにも使用され得る。
【００８４】
図６は、例えば図３に関して説明したように、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成する本発明によるデバイス２の一例示的実施形態を示す。したがって、図示の遮蔽体４０は、軸線Ａを中心としたノズル構成３０の回転角度に応じて変化する長さによって、被加工物の表面とのプラズマビーム２８の相互作用の強さを変えることができる方位角設計を有する。
【００８５】
図６Ａおよび図６Ｂに示されている例示的実施形態において、遮蔽体４０はノズル構成３０に対するその位置を軸線Ａの方向に調整可能であるように設計される。図６Ａは、軸線方向に前進した位置にある、すなわち、遮蔽体４０の下縁とノズル構成３０との間の距離が図６Ｂに示されている距離より大きい、遮蔽体４０の配置を示す。図６Ｂに示されている遮蔽体は、ノズル構成３０の下縁に対して引っ込められて配置され、したがって、放出されるプラズマビーム２８に対する影響が図６Ａによる位置より小さい。
【００８６】
図７Ａおよび図７Ｂは、例えば、図３に関して説明したように、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成する本発明によるデバイス２の別の例示的実施形態を示す。図示の遮蔽体４０は、いくつかの、しかし少なくとも２つの、遮蔽要素４０ａ、４０ｂを下端に有し、これらは互いに独立に調整可能であるように設計される。遮蔽要素４０ａ、４０ｂはどちらも、軸線Ａに対して斜めに延びる方向に沿って軸線方向および半径方向の両方向に調整可能である。この目的のために、遮蔽要素４０ａ、４０ｂは、ガイド（図示せず）に配置され、複数の位置のうちの１つに固定可能である。したがって、複数の周辺遮蔽要素４０ａ、４０ｂによってプラズマビーム２８の影響の特定の方位角分布を設定できる。
【００８７】
図８Ａは、主に図５に関して説明したように、被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成する本発明によるデバイス２の別の例示的実施形態の遮蔽体４０を示す。この実施形態においては、遠位縁５２の複数の個別凹部５２ａが遮蔽体４０の下縁に設けられる。
【００８８】
図８Ｂは、デバイス２の部分断面を示す。複数の凹部５２ａを有する下縁５２は、プラズマビーム２８に対する影響がより強い、またはより弱い、複数の区間から成る方位角方向の円周パターンを形成する。これら凹部５２ａの個々の角度γおよび高さｈを適切に選択することによって、表面のプラズマ処理の強度の特定の角度分布を実現できる。
【００８９】
大気プラズマによって表面を処理する本発明による装置１００が図９Ａおよび図９Ｂに示されている。装置１００は、図２の助けを借りて上で説明した、例えば従来技術から公知のように、大気プラズマビーム２８、２８’を生成する、模式的に示されている２つのデバイス２、２’を有する。
【００９０】
２つのデバイス２、２’の各々は、軸線Ａまたは軸線Ａ’を有する管状ハウジング１０、１０’と、ハウジング１０、１０’の内部に配置された内部電極（図示せず）と、ハウジング１０、１０’内で生成されたプラズマビーム２８、２８’を放出するためのノズル開口部１８、１８’を有するノズル構成３０、３０’とを有する。両デバイス２、２’は、フレーム１０２によって共通軸線Ｂを中心に回転可能に一緒に接続される。軸線Ｂを中心としたデバイス２、２’の回転運動を生じさせるための駆動部（図示せず）がフレーム内に設けられる。圧縮空気接続部と電圧接続部とがフレーム１０２内に配置されるが、詳細には図示されていない。
【００９１】
ノズル開口部１８、１８’の方向は、何れの場合も、軸線Ａ、Ａ’に対して角度α、α’で延びている。この場合、ノズル構成３０、３０’は、軸線Ａ、Ａ’を中心に相対的に回転可能である。図２の助けを借りて説明したように、それぞれの軸線Ａ、Ａ’を中心としたノズル構成３０、３０’の回転運動を生じさせるための駆動部（図示せず）が何れの場合も設けられる。
【００９２】
加えて、２つのデバイス２、２’は、図９Ａおよび図９Ｂが示すように、軸線Ｂに対して角度β、β’で位置合わせされる。デバイス２、２’の回転運動を生じさせるための駆動部とノズル構成３０、３０’の回転運動を生じさせるための各駆動部とは、共通軸線Ｂを中心としたデバイス２、２’の１回の回転中、ノズル構成３０、３０’の各々がそれぞれの軸線Ａ、Ａ’を中心に２つの回転を行うように、互いに同期される。
【００９３】
それぞれの軸線Ａまたは軸線Ａ’に対するそれぞれのノズル開口部の角度α、α’は、軸線Ｂに対するデバイス２、２’の角度β、β’に基本的に一致することが好ましく、図９Ａおよび図９Ｂに示されている。これにより、デバイス２、２’の方位角方向に対向する２つの角度位置において、プラズマビーム２８、２８’は表面に対して基本的に垂直に位置合わせされる（図９Ａを参照）一方で、この位置に対してそれぞれ約９０°および２７０°回転された２つの角度位置において、プラズマビーム２８、２８’は表面に対して角度２＊α、２＊α’で、すなわちより平らに、基本的に位置合わせされる（図９Ｂを参照）。したがって、共通軸線Ｂを中心としたデバイス２、２’の回転中、表面のプラズマ処理の強さは、最大強度と最小強度との間の変化が２倍になる。
【００９４】
装置の回転運動も一緒に同期させる可能性は、ノズル構成３０、３０’の回転運動を軸線Ｂ周りのデバイス２、２’の回転運動によって、フレーム１０２に配置された、詳細には図示されていない、遊星歯車を介して、伝達することにある。更なる可能性は、それぞれの駆動部を一緒に電子的に同期することにある。この場合、遊星歯車の機械的作用が回避される。
【００９５】
上記の装置によって被加工物の表面を処理するための別の方法を実施できる。この方法では、回転するプラズマビームが２つ生成され、装置が、これら回転するプラズマビームと共に、処理対象の表面に沿って移動され、軸線Ｂを中心とした回転運動の２つの第１の角度位置０°、１８０°においてこれらプラズマビームは被加工物の表面に急角度で、好ましくは垂直に、向けられ（図９Ａを参照）、軸線Ｂを中心とした回転運動の２つの第２の角度位置９０°、２７０°においてプラズマビームは平らな角度で、好ましくは軸線Ａ、Ａ’に対するノズル開口部の角度が２倍である角度で、被加工物の表面に向けられる（図９Ｂを参照）。
【００９６】
上で説明した方法は、静的に実施可能である。この場合、表面の１つの部分領域のみがプラズマビーム２８、２８’によって処理される。
【００９７】
本発明の別の実施形態において、装置は表面に沿って、軸線Ｂを中心とした回転運動の２つの第１の角度位置０°、１８０°のうちの一方の方向に基本的に移動される。したがって、移動方向に見て、２つのプラズマビーム２８、２８’が基本的に移動方向に位置合わせされているときは、移動方向を横切る角度位置にある場合より、表面がプラズマによってより強く処理される。したがって、上記の方法および上記の装置によって図１Ｃによる強度分布を実現できる。
【００９８】
図１０は、単一のデバイス２のみを有する一例示的実施形態を示す。この実施形態において、軸線Ｂは基本的にデバイス２の重心の近くを通る。軸線Ｂを中心とした回転中、デバイス２は、駆動部（図示せず）が生じさせる揺動運動を行う。この場合、単一のプラズマビーム２８の位置合わせは、デバイス２、２’について図６Ａおよび図６Ｂの助けを借りて上で説明したように、同様の方位角方向の分布を実現する。図６による実施形態と異なり、装置によってプラズマで処理される領域の直径はより小さい。
【図１】
2019501505.tif 000003
【図２】
2019501505.tif 000004
【図３Ａ】
2019501505.tif 000005
【図３Ｂ】
2019501505.tif 000006
【図３Ｃ】
2019501505.tif 000007
【図４Ａ】
2019501505.tif 000008
【図４Ｂ】
2019501505.tif 000009
【図４Ｃ】
2019501505.tif 000010
【図５Ａ】
2019501505.tif 000011
【図５Ｂ】
2019501505.tif 000012
【図５Ｃ】
2019501505.tif 000013
【図６Ａ】
2019501505.tif 000014
【図６Ｂ】
2019501505.tif 000015
【図７Ａ】
2019501505.tif 000016
【図７Ｂ】
2019501505.tif 000017
【図８】
2019501505.tif 000018
【図９Ａ】
2019501505.tif 000019
【図９Ｂ】
2019501505.tif 000020
【図１０Ａ】
2019501505.tif 000021
【図１０Ｂ】
2019501505.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月18日(2017.12.18)
【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】
被加工物の表面を処理するための大気プラズマビームを生成するデバイスであって、
−  軸線（Ａ）を有する管状ハウジング（１０）を有し、
−  前記ハウジング（１０）の内部に配置された内部電極（２４）を有し、
−  前記ハウジング（１０）内で生成されたプラズマビームを放出するためのノズル開口部（１８）を有するノズル構成（３０）を有し、
−  前記開口部（１８）の方向は前記軸線（Ａ）に対して斜めに延び、
−  前記ノズル構成（３０）は前記軸線（Ａ）を中心に相対的に回転可能である、
デバイスにおいて、
−  遮蔽体（４０）が前記ノズル構成（３０）を取り囲むことと、
−  前記遮蔽体（４０）は、前記軸線（Ａ）に対する前記ノズル構成（３０）の回転角度に応じて、前記生成されるプラズマビームと前記被加工物の前記表面との相互作用の強度を変化させるために設けられることと、
を特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記遮蔽体（４０）は方位角方向の一部分区画にわたってのみ形成されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記遮蔽体（４０）は、前記軸線（Ａ）に対して前記方位角方向に対称に２つの部分区画にわたって形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記遮蔽体（４０；４６、４８）の軸方向長さが前記方位角方向に変化することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記遮蔽体（４０；４６、４８）の前記長さの変化は、段階的に、または連続的に、特に正弦関数の形態で、生じることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記遮蔽体（４０）の内面（４２）は、少なくとも遠位縁（５２）の領域において、前記軸線（Ａ）に対して方位角方向に変化する角度を有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記遮蔽体（４０）は、前記ノズル構成（３０）に対するその位置を、特に前記軸線（Ａ）の方向および／または半径方向に、調整可能であるように設計されることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記遮蔽体（４０）は、互いに独立に調整可能であるように設計された少なくとも２つの遮蔽要素（４０ａ、４０ｂ）を有することを特徴とする、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記遮蔽体（４０）を加熱するための加熱デバイス（６０）が設けられることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
被加工物の表面を処理する方法であって、
−  軸線（Ａ）を中心に回転するプラズマビームが大気プラズマビームを生成するデバイスによって生成され、前記デバイスは軸線（Ａ）を有し、更には前記軸線（Ａ）を中心に相対的に回転するノズル構成を有し、
−  前記デバイスは、前記回転するプラズマビームと共に、処理対象の前記表面に沿って移動され、
−  前記被加工物の前記表面との前記プラズマビームの相互作用の強度が、前記軸線（Ａ）に対する前記ノズルの回転角度に応じて、遮蔽体によって変えられる、
方法。
【請求項１１】
前記回転するプラズマビームは、前記移動方向を横切る方向よりも前記移動方向に沿って前記遮蔽体によってより強く遮蔽される、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
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