(57)【要約】【課題】プラズマガスの供給構造を必ずしも必要とせず装置構成を簡単化できるプラズマ生成装置およびプラズマ生成方法を提供する。【解決手段】プラズマ生成装置１００は、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４、主放電電極１０７および主放電用誘電体１２０を備えている。予備放電電極１０１は、導線１０２をガラス管製の予備放電用誘電体１０３内に収容した長尺の棒状に形成されている。共通放電電極１０４は、予備放電用電極１０１に沿って延びる板状体で構成されている。共通放電電極１０４の主電極対向面１０４ａには、予備放電電極１０１を露出した状態で収容する溝状の電極収容部１０５が形成されている。主放電電極１０７は、共通放電電極１０４に沿って延びる板状体で構成されており共通放電電極１０４に対向配置されている。主放電用誘電体１２０は、共通放電電極１０４と主放電電極１０７との間に配置された不導体で構成されている。【選択図】  図１
2019087395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺に延びる導体を誘電体で覆った予備放電電極と、
前記予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極と、
前記予備放電電極と前記共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備放電電源と、
前記共通放電電極に対して前記予備放電電極よりも離れた位置に前記共通放電電極および前記予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極と、
前記主放電電極と前記予備放電電極および前記共通放電電極との間に配置されて前記予備放電電極、前記共通放電電極および前記主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体と、
前記主放電電極と前記共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主放電電源とを備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電極、前記共通放電電極、前記主放電電極および前記主放電用誘電体は、
それぞれ大気圧下に配置されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電極は、
長手方向に直交する方向であって前記主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記共通放電電極は、
前記予備放電電極を長手方向に沿って前記主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項５】
請求項４に記載したプラズマ生成装置において、
前記電極収容部は、
前記予備放電電極の厚さ方向の少なくとも半分以上を覆う深さに形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電源および前記主放電電源は、
互いに周波数が同一で位相が１８０°ずれた交流電圧を前記予備放電電極と前記共通放電電極との間および前記主放電電極と前記共通放電電極との間にそれぞれ印加することを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電極は、接地されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記主放電用誘電体は、
前記主プラズマの照射対象である被照射対象物を支持するシート状または板状に形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載したプラズマ生成装置において、さらに、
無端ベルト状に形成した前記主放電用誘電体を水平方向に張った状態で周方向に回転駆動させるベルト駆動機構を備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、さらに、
前記主放電電極に対して前記主プラズマの照射対象である被照射対象物を覆う誘電体からなる覆い体を備えていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項１１】
長尺に延びる導体を誘電体で覆った予備放電電極と前記予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備プラズマ生成工程と、
前記共通放電電極に対して前記予備放電電極よりも離れた位置に前記共通放電電極および前記予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極を配置するとともにこの主放電電極と前記予備放電電極および前記共通放電電極との間に配置されて前記予備放電電極、前記共通放電電極および前記主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体を配置しておき、前記主放電電極と前記共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主プラズマ生成工程とを含むことを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載したプラズマ生成方法において、
前記予備放電電極、前記共通放電電極、前記主放電電極および前記主放電用誘電体は、
それぞれ大気圧下に配置されていることを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載したプラズマ生成方法において、
前記予備放電電極は、
長手方向に直交する方向であって前記主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられていることを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１４】
請求項１１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成方法において、
前記共通放電電極は、
前記予備放電電極を長手方向に沿って前記主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えることを特徴とするプラズマ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧下でも生成可能なプラズマ生成装置およびプラズマ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アッシング、エッチングまたは被膜形成などの表面処理、接着性や濡れ性の改善または表面硬化などの表面改質、および医療器具や食べ物の洗浄や殺菌などの洗浄殺菌処理にプラズマ生成装置が用いられている。例えば、下記特許文献１には、筒状部の両端部で生成した予備プラズマをアルゴンガスによって前記筒状部内に送るとともに筒状部の上面に形成した孔部からアルゴンガスと酸素ガスとからなる混合気を吹き付けることで筒状部に下面に形成した孔部から酸素プラズマを噴射させるようにしたプラズマ生成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１８８０１号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示されたプラズマ生成装置においては、平面状のプラズマを生成するために筒状部に対してアルゴンガスおよびアルゴンガスと酸素ガスとの混合気を３方向から供給するプラズマガスの供給構造が必要であるため装置構成が複雑化するという問題がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、プラズマガスの供給構造を必ずしも必要とせず装置構成を簡単化できるプラズマ生成装置およびプラズマ生成方法を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、長尺に延びる導体を誘電体で覆った予備放電電極と、予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極と、予備放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備放電電源と、共通放電電極に対して予備放電電極よりも離れた位置に共通放電電極および予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極と、主放電電極と予備放電電極および共通放電電極との間に配置されて予備放電電極、共通放電電極および主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体と、主放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主放電電源とを備えることにある。
【０００７】
このように構成した本発明の特徴によれば、プラズマ生成装置は、共通放電電極に対して予備放電電極を主放電電極より近い位置に配置してプラズマガスを電離または活性化し易くして予備プラズマを生成させることでこの予備プラズマを起因として共通放電電極と主放電電極との間で主プラズマを発生させているため、プラズマガスの供給構造を必ずしも必要とせず装置構成を簡単化することができる。なお、本発明は、プラズマガスの供給構造が必ずしも必要ではないだけであって必ずしもプラズマガスの供給装置を設けない構成に限定するものではない。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、予備放電電極、共通放電電極、主放電電極および主放電用誘電体は、それぞれ大気圧下に配置されていることにある。
【０００９】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、予備放電電極、共通放電電極、主放電電極および主放電用誘電体がそれぞれ大気圧下に配置されているため、装置構成をより簡単化することができる。この場合、大気圧化に配置とは、標準大気圧の大気中に解放した状態で直接配置するほかに、標準大気圧と同じ気圧に調整された閉ざされたチャンバ空間内（例えば、室内やケース内）に配置することを含むものである。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、予備放電電極は、長手方向に直交する方向であって主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられていることにある。
【００１１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、予備放電電極が長手方向に直交する方向であって主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられているため均一な放電が面状に広がった主プラズマを生成することができプラズマの照射効率および使用用途を拡大することができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、共通放電電極は、予備放電電極を長手方向に沿って主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えることにある。
【００１３】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、共通放電電極が予備放電電極を長手方向に沿って主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えているため、予備放電電極と共通放電電極とが互いに対向する部分が増加して予備プラズマを発生させ易くすることができるとともに発生量も増加させることができる。また、このプラズマ生成装置によれば、予備放電電極が電極収容部に収容されているため、予備放電電極の周囲に存在する主放電用誘電体や被照射対象物などとの物理的接触による破損および予備放電電極の破損時における飛散を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、電極収容部は、予備放電電極の厚さ方向の少なくとも半分以上を覆う深さに形成されていることにある。
【００１５】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、電極収容部は、予備放電電極の厚さ方向の少なくとも半分以上を覆う深さに形成されているため、開口した電極収容部に予備放電電極を容易に嵌め込んで取り付けることができるとともに向きも正確に配置することができる。また、プラズマ生成装置は、電極収容部の溝自身や溝内に塗布した接着剤によって予備放電電極を安定的に保持することできる。さらに、プラズマ生成装置１００は、予備放電電極の共通放電電極からの突出量が抑えられるため、局所的な放電を抑えて均一な放電が面状に広がった主プラズマを生成し易くすることができる。
【００１６】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、予備放電電源および主放電電源は、互いに周波数が同一で位相が１８０°ずれた交流電圧を予備放電電極と共通放電電極との間および主放電電極と共通放電電極との間にそれぞれ印加することにある。
【００１７】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、予備放電電源および主放電電源が互いに周波数が同一で位相が１８０°ずれた交流電圧を予備放電電極と共通放電電極との間および主放電電極と共通放電電極との間にそれぞれ印加することで、本発明者らの実験によれば前記位相が１８０°ずれた以外の場合に比べて各プラズマの発生量を増加させることができるとともに各プラズマの生成状態を安定的に維持することができることを確認した。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、予備放電電極は、接地されていることにある。
【００１９】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、予備放電電極が接地されているため、本発明者らの実験によれば、例えば、共通放電電極を接地した場合に比べて主プラズマの発生量を増加させることができるとともに主プラズマの生成状態を安定的に維持することができることを確認した。
【００２０】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、主放電用誘電体は、主プラズマの照射対象である被照射対象物を支持するシート状または板状に形成されていることにある。
【００２１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、主放電用誘電体が主プラズマの照射対象である被照射対象物を支持するシート状または板状に形成されており主放電用誘電体が被照射対象物を支持する支持具を兼ねているため、被照射対象物を支持するためだけの構成を省略することができ装置構成を簡単化することができる。
【００２２】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、さらに、無端ベルト状に形成した主放電用誘電体を水平方向に張った状態で周方向に回転駆動させるベルト駆動機構を備えることにある。
【００２３】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、無端ベルト状に形成した主放電用誘電体を水平方向に張った状態で周方向に回転駆動させて循環させるベルト駆動機構を備えているため、生成される主プラズマに対して被照射対象物を効率的に移動させることができるとともに、主プラズマが連続的に照射され続けることによる主放電用誘電体の損傷を抑えることができる。
【００２４】
また、本発明の他の特徴は、前記プラズマ生成装置において、さらに、主放電電極に対して主プラズマの照射対象である被照射対象物を覆う誘電体からなる覆い体を備えていることにある。
【００２５】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、プラズマ生成装置は、粉状体または粒状体からなる被照射対象物ＷＫの飛散を防止できるとともにプラズマ処理中における汚損も防止することができる。
【００２６】
また、本発明はプラズマ生成装置の発明として実施できるばかりでなく、プラズマ生成方法の発明としても実施できるものである。
【００２７】
具体的には、長尺に延びる導体を誘電体で覆った予備放電電極と予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備プラズマ生成工程と、共通放電電極に対して予備放電電極よりも離れた位置に共通放電電極および予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極を配置するとともにこの主放電電極と予備放電電極および共通放電電極との間に配置されて予備放電電極、共通放電電極および主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体を配置しておき、主放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主プラズマ生成工程とを含むようにすればよい。
【００２８】
この場合、プラズマ生成方法において、予備放電電極、共通放電電極、主放電電極および主放電用誘電体は、それぞれ大気圧下に配置されているとよい。
【００２９】
また、これらの場合、プラズマ生成方法において、予備放電電極は、長手方向に直交する方向であって主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられているとよい。
【００３０】
また、これらの場合、プラズマ生成方法において、共通放電電極は、予備放電電極を長手方向に沿って主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えているとよい。
【００３１】
このように構成したプラズマ生成方法によれば、上記プラズマ生成装置と同様の作用効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る本発明に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図２】図１に示すプラズマ生成装置における予備放電電極を備えた共通放電電極の外観構成を模式的に示した平面図である。
【図３】図１に示すプラズマ生成装置における予備放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを生成した状態を模式的に示す正面図である。
【図４】図１に示すプラズマ生成装置における予備放電電極と共通放電電極との間および主放電電極および共通放電電極との間にそれぞれ交流電圧を印加して予備プラズマを生成した状態を模式的に示す正面図である。
【図５】本発明の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図６】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図７】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図８】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置における予備放電電極および共通放電電極を覆う予備放電用誘電体の外観構成を模式的に示した平面図である。
【図９】図７の８−８線から見た予備放電電極および共通放電電極の内部構成を主放電電極とともに模式的に示した断面図である。
【図１０】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係るプラズマ生成装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る本発明に係るプラズマ生成装置１００の構成の概略を模式的に示した正面図である。また、図２は、図１に示すプラズマ生成装置１００における予備放電電極１０１を備えた共通放電電極１０４の外観構成を模式的に示した平面図である。なお、本明細書において参照する図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。このプラズマ生成装置１００は、標準大気圧の大気に開放された環境下でプラズマを生成して食品からなる被照射対象物ＷＫに照射して殺菌する機械装置である。
【００３４】
（プラズマ生成装置１００の構成）
プラズマ生成装置１００は、４つの予備放電電極１０１を備えている。各予備放電電極１０１は、予備プラズマＰＰを発生させるための部品であり、それぞれ長尺に延びる棒状に形成されている。これらの各予備放電電極１０１は、主として、導体１０２および予備放電用誘電体１０３をそれぞれ備えて構成されている。
【００３５】
導体１０２は、後述する共通放電電極１０４と対を構成する電極であり、導電性を有する材料を長尺に延ばして形成されている。本実施形態においては、導体１０２は、直径１．８ｍｍで長さが２５０ｍｍの銅線で構成されている。なお、導体１０２は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタンまたはアルミニウム材など銅以外の材料で構成することもできる。この導体１０２は、後述する予備放電電源１３０に電気的に接続されているとともにアース１３１を介して接地されている。
【００３６】
予備放電用誘電体１０３は、導体１０２を覆うとともに導体１０２と共通放電電極１０４との間で両者を電気的に絶縁するための部品であり、導体１０２を覆う大きさの不導体で構成されている。本実施形態においては、予備放電用誘電体１０３は、石英材を直径が４ｍｍ、内径が２ｍｍおよび長さが２３０ｍｍの有底円筒状に形成した透明な石英管で構成されている。なお、予備放電用誘電体１０３は、導体１０２を覆う不導電体であれば良く、例えば、半透明または不透明のガラス、ガラス以外のセラミック材、樹脂材またはゴム材などで構成することもできる。また、導体１０２および予備放電用誘電体１０３からなる予備放電電極１０１の大きさは、予備プラズマＰＰを生成する必要性に応じて適宜設計されるものであり、本実施形態に限定されるものではないことは当然である。この予備放電用誘電体１０３は、導体１０２における予備放電電源１３０に接続される端部を露出させた状態で同端部以外の部分を収容して共通放電電極１０４に支持されている。
【００３７】
共通放電電極１０４は、予備放電電極１０１と対を構成して予備プラズマＰＰを発生させるとともに主放電電極１０７と対を構成して主プラズマＰＭを発生させるための部品であり、導電性を有する材料を長尺に延ばして形成されている。より具体的には、共通放電電極１０４は、予備放電電極１０１に沿って長尺に延びるとともに主放電電極１０７に対して対向する板状体で構成されている。本実施形態においては、共通放電電極１０４は、アルミニウム材を長さが２００ｍｍ、幅が５０ｍｍおよび厚さが１５ｍｍの板状体に形成して構成されている。なお、共通放電電極１０４は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタンまたは銅などアルミニウム材以外の材料で構成することもできる。この共通放電電極１０４には、主放電電極１０７に対向する主電極対向面１０４ａに電極収容部１０５が形成されている。
【００３８】
主電極対向面１０４ａは、主放電電極１０７に面して主プラズマＰＭを発生させるための部分であり、主放電電極１０７と平行な平面状に形成されている。この場合、主電極対向面１０４ａは、共通放電電極１０４の長手方向および同長手方向に直交する幅方向の各端部および電極収容部１０５が開口する縁部分がそれぞれ丸みを帯びた曲面形状に形成されて局所的な放電が発生すること防止している。
【００３９】
電極収容部１０５は、４つの予備放電電極１０１をそれぞれ収容する部分であり、各予備放電電極１０１に沿って凹状に窪んで延びる溝状に形成されている。より具体的には、電極収容部１０５は、予備放電電極１０１における主放電電極１０７側の外表面を露出させた状態でその他の部分を覆う深さの溝状に形成されている。この場合、電極収容部１０５は、予備放電電極１０１の両側面に対して僅かな空隙を介して収容する形状に形成されている。本実施形態においては、電極収容部１０５は、深さが３ｍｍ、幅が４．１ｍｍで主放電電極１０７の長手方向に沿って貫通した状態で形成されている。
【００４０】
また、電極収容部１０５は、共通放電電極１０４の長手方向に直交する方向であって主放電電極１０７に対向する方向、すなわち、幅方向に４つ形成されている。この場合、４つの電極収容部１０５は、主プラズマＰＭが面状に形成される間隔で互いに平行に延びて形成されている。そして、各電極収容部１０５内には、４つの予備放電電極１０１がそれぞれセラミック接着剤１０６によって固着された状態で収容され支持されている。
【００４１】
この共通放電電極１０４は、予備放電電源１３０に電気的に接続されているとともにこの予備放電電源１３０を介して主放電電源１３２に電気的に接続された状態で主放電電極１０７に対して所定の距離を介した位置に電極支持体１１０によって支持されている。なお、共通放電電極１０４は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタンまたは銅などアルミニウム材以外の材料で構成することもできる。
【００４２】
主放電電極１０７は、共通放電電極１０４と対を構成して主プラズマＰＭを発生させるための部品であり、導電性を有する材料を長尺に延ばして形成されている。より具体的には、主放電電極１０７は、共通放電電極１０４の主電極対向面１０４ａに主放電用誘電体１２０を介して対向する共通電極対向面１０７ａを有した板状体で構成されており、共通放電電極１０４に対して予備放電電極１０１よりも離れた位置に配置されている。本実施形態においては、主放電電極１０７は、アルミニウム材を長さが２００ｍｍ、幅が５０ｍｍおよび厚さが１５ｍｍの板状体に形成して構成されている。この主放電電極１０７は、共通放電電極１０４に対して所定の距離を介した位置に電極支持体１１０によって支持された状態で主放電電源１３２に電気的に接続されている。
【００４３】
共通電極対向面１０７ａは、共通放電電極１０４に面して主プラズマＰＭを発生させるための部分であり、主電極対向面１０４ａと平行な平面に形成されている。この場合、共通電極対向面１０７ａは、主放電電極１０７の長手方向および同長手方向に直交する幅方向の各端部がそれぞれ丸みを帯びた曲面形状に形成されて局所的な放電が発生すること防止している。なお、主放電電極１０７は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、銀、金、チタンまたは銅などアルミニウム材以外の材料で構成することもできる。
【００４４】
電極支持体１１０は、共通放電電極１０４と主放電電極１０７とを互いに所定の距離を介した離隔した位置にそれぞれ保持する部品であり、共通放電電極１０４および主放電電極１０７をこれら以外の物品から電気的に絶縁する不導体で構成されている。本実施形態においては、電極支持体１１０は、フッ素樹脂材で構成されている。この電極支持体１１０は、主として、共通電極支持体１１１、主電極支持体１１２および支柱１１３をそれぞれ備えて構成されている。
【００４５】
共通電極支持体１１１は、共通放電電極１０４を図示下方から支持する部品であり、平面視で共通放電電極１０４よりも大きな面積の方形の板状体で構成されている。この共通電極支持体１１１は、図示しないボルトを介して共通放電電極１０４を図示下方から固定的に支持している。主電極支持体１１２は、主放電電極１０７を共通放電電極１０４に対向した状態で図示上方から支持する部品であり、平面視で主放電電極１０７よりも大きな面積の方形の板状体で構成されている。この主電極支持体１１２は、図示しないボルトを介して共通放電電極１０４を図示上方から固定的に支持している。
【００４６】
支柱１１３は、共通電極支持体１１１に対して所定の距離を介して対向した状態で主電極支持体１１２を支持することで主放電電極１０７を共通放電電極１０４に対して所定の空隙を介した位置に対向配置するための部品であり、丸棒状に形成されている。この支柱１１３は、共通電極支持体１１１および主電極支持体１１２の各四隅に設けられて共通電極支持体１１１および主電極支持体１１２に対してそれぞれ図示しないボルトを介して固定的に連結されている。
【００４７】
本実施形態においては、支柱１１３は、共通放電電極１０４の主電極対向面１０４ａに対して主放電電極１０７の共通電極対向面１０７ａを１０ｍｍだけ離隔した位置に対向配置する長さに形成されている。なお、この電極支持体１１０は、共通放電電極１０４と主放電電極１０７とを互いに所定の距離を介した位置で互いに電気的に絶縁した状態で支持することができれば本実施形態に限定されるものでないことは当然である。また、図１、図３および図４においては、電極支持体１１０を二点鎖線で示している。
【００４８】
主放電用誘電体１２０は、予備放電電極１０１および共通放電電極１０４と主放電電極１０７との間で両者を電気的に絶縁するとともに被照射対象物ＷＫを支持するための部品であり、主電極対向面１０４ａと共通電極対向面１０７ａとの間で両者を覆う大きさの不導体で構成されている。より具体的には、主放電用誘電体１２０は、主電極対向面１０４ａおよび共通電極対向面１０７ａの各長手方向および各幅方向の長さよりも長い長さのフッ素樹脂製のシート材を環状の無端ベルト状に形成して構成されている。本実施形態においては、主放電用誘電体１２０は、厚さが１ｍｍのフッ素樹脂製のシートを用いている。
【００４９】
この主放電用誘電体１２０は、駆動ローラ１２１ａと従動ローラ１２１ｂとの間に架設されている。この場合、駆動ローラ１２１ａは、電動モータ１２２によって回転駆動されて摩擦接触する主放電用誘電体１２０を回転駆動する。また、従動ローラ１２１ｂは、駆動ローラ１２１ａによって回転駆動する主放電用誘電体１２０に摩擦接触して回転する。電動モータ１２２は、図示しない制御装置によって作動制御される駆動源であり、インダクションモータによって構成されている。
【００５０】
すなわち、駆動ローラ１２１ａ、従動ローラ１２１ｂおよび電動モータ１２２は、主放電用誘電体１２０水平方向に張った状態で周方向に回転駆動させるベルト駆動機構を構成しており、このベルト駆動機構および主放電用誘電体１２０は被照射対象物ＷＫを一方から他方に向かって搬送するベルトコンベアを構成している。この場合、ベルトコンベアは、図示しない制御装置によって電動モータ１２２などの作動が制御されるが、本発明に直接関わらないため、その詳しい説明を省略する。なお、図１、図３および図４においては、電動モータ１２２を二点鎖線で示している。
【００５１】
なお、本実施形態における主放電用誘電体１２０は、無端ベルトの周方向に沿って柔軟に屈曲する不導体で構成されていればよく、フッ素樹脂材以外の樹脂材（例えば、ポリアミド樹脂材など）からなるシート材であってもよい。
【００５２】
予備放電電源１３０は、予備放電電極１０１と共通放電電極１０４とに対して交流電圧を印加するための電気機器である。本実施形態においては、予備放電電源１３０は、一般家庭用電源（１００Ｖ）から電力供給を受けて予備放電電極１０１および共通放電電極１０４に対して電圧が±１ｋＶ〜±２０ｋＶの範囲でかつ周波数が１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲で所望の電圧および周波数の交流電圧を印加することができる。この場合、予備放電電源１３０は、出力電圧の位相を変化させる図示しない移相器を備えている。また、予備放電電源１３０は、矩形波、正弦波、台形波および三角波のうちのいずれの交流電圧を出力するものであってもよい。
【００５３】
アース１３１は、予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間に交流電圧を印加する電気回路である予備放電回路および主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間で交流電圧を印加する電気回路である主放電電気回路についてそれぞれ接地するための電気回路である。本実施形態においては、予備放電電源１３０および主放電電源１３２にそれぞれ電気的に接続された予備放電電極１０１に設けられている。なお、アース１３１は、予備放電電源１３０および主放電電源１３２にそれぞれ電気的に接続された共通放電電極１０４に設けられていてもよい（図５参照）。また、アース１３１は、予備放電電気回路および主放電電気回路に対して共通に設けてもよいし、予備放電電気回路および主放電電気回路に対してそれぞれ別々に設けてもよい。さらに、アース１３１は、省略してもよい。
【００５４】
主放電電源１３２は、主放電電極１０７と共通放電電極１０４とに対して交流電圧を印加するための電気機器である。本実施形態においては、主放電電源１３２は、一般家庭用電源（１００Ｖ）から電力供給を受けて主放電電極１０７および共通放電電極１０４に対して電圧が±１ｋＶ〜±２０ｋＶの範囲でかつ周波数が１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲で所望の電圧および周波数の交流電圧を印加することができる。この場合、主放電電源１３２は、出力電圧の位相を変化させる図示しない移相器を備えている。また、主放電電源１３２は、矩形波、正弦波、台形波および三角波のうちのいずれの交流電圧を出力するものであってもよいが、予備放電電源１３０と同じ波形を出力することが好ましい。
【００５５】
なお、これらの予備放電電源１３０および主放電電源１３２の出力電圧および周波数は、生成する予備プラズマＰＰおよび主プラズマＰＭに応じて適宜設定されるものであって本実施形態に限定されるものでないことは当然である。また、このプラズマ生成装置１００は、被照射対象物ＷＫにプラズマを照射する作業を行う屋内または屋外の作業台上に直接載置または取り付けて設けられるほか、被照射対象物ＷＫにプラズマを照射する作業を含む被照射対象物ＷＫの加工装置や搬送装置の一部に組み込んで設けられる。
【００５６】
（プラズマ生成装置１００の作動）
次に、上記のように構成したプラズマ生成装置１００の作動について説明する。本実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、豆、小麦、ゴマ、胡椒または茶葉（碾茶や抹茶を含む）などの粉状または粒状の食品の製造加工ラインに組み込まれてこれらを被照射対象物ＷＫとして殺菌消毒処理を行う場合について説明する。この場合、プラズマ生成装置１００は、標準大気圧の大気中に直接露出した状態で設置される。
【００５７】
プラズマ生成装置１００を使用して被照射対象物ＷＫにプラズマ照射を行う作業者は、まず、プラズマ生成装置１００における予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間に予備プラズマＰＰを発生させる。具体的には、作業者は、プラズマ生成装置１００における予備放電電源１３０を操作して予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間に交流電圧を印加する。この場合、作業者は、予備放電電源１３０を操作して主プラズマＰＭを発生させるために必要な予備プラズマＰＰを発生させるための電圧および周波数の交流電圧を出力する。
【００５８】
本実施形態においては、予備放電電源１３０は、電圧が±５ｋＶ、電流が２０ｍＡおよび周波数が１０ｋＨｚの交流電圧を出力する。この場合、予備放電電源１３０が出力する交流電圧および周波数は、発生させる主プラズマＰＭに応じて予め実験的に求めることができる。これにより、プラズマ生成装置１００における予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間では、図３に示すように、両者間に存在する大気の一部が電離するとともに活性化されて予備プラズマＰＰが発生する。
【００５９】
この場合、予備プラズマＰＰは、４つの予備放電電極１０１にそれぞれ沿って４つの線状に生成される。すなわち、予備プラズマＰＰは、大気圧下における誘電体バリア放電によって生成される。この予備プラズマＰＰを発生させる工程が、本発明に係る予備プラズマ生成工程に相当する。なお、図３においては、予備プラズマＰＰを薄いハッチングで示している。
【００６０】
次に、作業者は、主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間に主プラズマＰＭを発生させる。具体的には、作業者は、プラズマ生成装置１００における主放電電源１３２を操作して主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間に交流電圧を印加する。この場合、作業者は、主放電電源１３２を操作して主プラズマＰＭを発生させるために必要な電圧および周波数の交流電圧を出力する。
【００６１】
本実施形態においては、主放電電源１３２は、電圧が±９ｋＶ、電流が２０ｍＡおよび周波数が８ｋＨｚの交流電圧を出力する。この場合、主放電電源１３２が出力する交流電圧および周波数は、被照射対象物ＷＫに必要なプラズマ処理内容に応じて予め実験的に求めることができる。これにより、プラズマ生成装置１００における予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間では、図４に示すように、両者間に存在する大気の一部が前記予備プラズマＰＰによって発生した電子または活性種をトリガとして電離するとともに活性化されて主プラズマＰＭが発生する。
【００６２】
この場合、主プラズマＰＭは、４つの線状に形成された予備プラズマＰＰのうちの外側に形成された２つの予備プラズマＰＰ間における方形の面状の領域内で放電が一様で柱状に延びて形成される。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置１００は、主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間で均一な放電が面状に広がる主プラズマＰＭを形成することができる。この予備プラズマＰＰを発生させる工程が、本発明に係る予備プラズマ生成工程に相当する。なお、図４においては、主プラズマＰＭを予備プラズマＰＰよりも濃いハッチングで示している。
【００６３】
なお、本発明者らは、プラズマ生成装置１００を用いて豆に大腸菌を付着させた被照射対象物ＷＫに対して主プラズマＰＭを照射する実験を行ったところ、主放電用誘電体１２０の載置場所に因らず均一な殺菌効果が発揮されたことを確認した。また、主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間で均一な放電が面状に広がる主プラズマＰＭとは、少なくとも人が目視で均一と確認できるレベルである。
【００６４】
次に、作業者は、主放電用誘電体１２０を回転駆動させる。具体的には、作業者は、駆動ローラ１２１ａを回転駆動させる電動モータ１２２を図示しない制御装置を操作することで作動させて駆動ローラ１２１ａを回転駆動させる（図４における破線矢印参照）。これにより、主放電用誘電体１２０は、回転駆動を開始する（図４における破線矢印参照）。
【００６５】
次に、作業者は、被照射対象物ＷＫへのプラズマ照射処理を行う。具体的には、作業者は、主放電用誘電体１２０上に被照射対象物ＷＫを連続的に供給する供給装置（図示せず）の作動を開始させることによって主放電用誘電体１２０上に被照射対象物ＷＫを連続的に供給する。これにより、主放電用誘電体１２０上に載置された被照射対象物ＷＫは、主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間に形成された主プラズマＰＭ中を通過することでプラズマ照射されて殺菌処理が行なわれる。なお、主プラズマＰＭが照射された被照射対象物ＷＫは、図示しない被照射対象物ＷＫの回収装置によって回収される。
【００６６】
次に、作業者は、被照射対象物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了する場合には、予備放電電源１３０および主放電電源１３２の作動を停止させて予備放電電極１０１、共通放電電極１０４および主放電電極１０７への交流電圧の印加を停止させる。これにより、プラズマ生成装置１００は、予備プラズマＰＰおよび主プラズマＰＭは消滅するため、被照射対象物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了することができる。
【００６７】
なお、この場合、プラズマ生成装置１００は、主放電電源１３２の作動を停止させることで主プラズマＰＭを消滅させて被照射対象物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了することができるが、予備放電電源１３０の作動を停止させることでも主プラズマＰＭを消滅させて被照射対象物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了させることできる。すなわち、作業者は、予備放電電源１３０および主放電電源１３２のうちの一方の作動を停止させることで主プラズマＰＭを消滅させて被照射対象物ＷＫへのプラズマ照射処理を終了することができる。
【００６８】
この場合、作業者は、予備放電電源１３０および主放電電源１３２のうちの一方の作動を停止させた後、他方の作動を停止させることになる。また、作業者は、電動モータ１２２および被照射対象物ＷＫを主放電用誘電体１２０上に供給する供給装置の各作動も停止させることができる。
【００６９】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、プラズマ生成装置１００は、共通放電電極１０４に対して予備放電電極１０１を主放電電極１０７より近い位置に配置してプラズマガスを電離または活性化し易くして予備プラズマＰＰを発生させることでこの予備プラズマＰＰを起因として共通放電電極１０４と主放電電極１０７との間で主プラズマＰＭを発生させているため、プラズマガスの供給構造を必ずしも必要とせず装置構成を簡単化することができる。
【００７０】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記変形例の説明においては、参照する各図における上記実施形態と同様の構成部分に同じ符号または対応する符号を付すとともに直接関わらない部分については一部の構成を適宜省略して示して、それらの説明も省略する。
【００７１】
例えば、上記実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、主放電用誘電体１２０上で被照射対象物ＷＫを露出させた状態で主プラズマＰＭを照射するように構成した。しかし、被照射対象物ＷＫが抹茶や塩などの粉状物または粒状物の場合、これらの粉状物または粒状物からなる被照射対象物ＷＫが主プラズマＰＭによって帯電して周囲に飛散することがある。このため、プラズマ生成装置１００は、図５に示すように、主放電用誘電体１２０上に配置した被照射対象物ＷＫを樹脂材、ゴム材またはセラミック材などの誘電体からなる覆い体１２３で覆うように構成することもできる。
【００７２】
この場合、覆い体１２３は、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂またはポリエチレン樹脂などの樹脂製のフィルム（例えば、食品ラップフィルムなど）状またはシート状に構成することができる。また、覆い体１２３は、柔軟な可撓性を有するフィルム状またはシート状のほかに、下方が開口した箱状またはドーム状（カップを逆さました形状）などに形成して被照射対象物ＷＫを覆うように構成することができる。また、覆い体１２３は、被照射対象物ＷＫの四方を覆いつつ出し入れ自在な箱状に形成することもできる。これらによれば、プラズマ生成装置１００は、主放電用誘電体１２０上に配置した被照射対象物ＷＫの飛散を防止できるとともにプラズマ処理中における汚損も防止することができる。なお、図５においては、図４と同様に、予備プラズマＰＰおよび主プラズマＰＭをそれぞれ濃淡の異なるハッチングで示している。
【００７３】
また、上記実施形態においては、作業者は、予備プラズマ生成工程を実行して予備プラズマＰＰを生成した後に主プラズマ生成工程を実行して主プラズマＰＭを生成した。しかし、プラズマ生成装置１００においては、予備プラズマ生成工程と主プラズマ生成工程とを同時に実行、または主プラズマ生成工程を実行した後に予備プラズマ生成工程を実行しても主プラズマＰＭを生成することができる。すなわち、本発明に係るプラズマ生成方法においては、予備プラズマ生成工程および主プラズマ生成工程のうちの一方を先に実行した後に他方を実行してもよいし両者を同時に実行してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態においては、作業者は、予備放電電源１３０は電圧が±５ｋＶで周波数が１０ｋＨｚの交流電圧を出力するとともに、主放電電源１３２は電圧が±９ｋＶで周波数が８ｋＨｚの交流電圧を出力するように調整した。しかし、予備放電電源１３０および主放電電源１３２の各出力の仕様は、被照射対象物ＷＫに対して必要な主プラズマＰＭの量および強さに応じて適宜設定されるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。したがって、予備放電電源１３０から出力される交流電圧が主放電電源１３２から出力される交流電圧よりも高電圧、高周波数、低電圧、低周波、同電圧および同周波数のうちのいずれかであること当然に生じ得ることである。
【００７５】
ここで、予備放電電源１３０から出力される交流電圧の周波数と主放電電源１３２から出力される交流電圧の周波数とを互いに同じ周波数とした場合、両者の位相が一致していると予備プラズマＰＰおよび主プラズマＰＭを生成できないため、両者の位相を移相器を用いて少しでもずらす必要がある。この場合、予備放電電源１３０および主放電電源１３２は、互いに周波数が同一で位相が１８０°ずれた逆位相の交流電圧を予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間および主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間にそれぞれ印加するとよい。これによれば、プラズマ生成装置１００は、本発明者らの実験によれば前記位相が１８０°だけずらした以外の場合に比べて予備プラズマＰＰおよび主プラズマＰＭの各発生量を増加させることができるとともに両プラズマを安定的に発生させ続けることができる。なお、プラズマ生成装置１００は、予備放電電源１３０および主放電電源１３２を１つの電源設備で構成することもできる。
【００７６】
また、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４および主放電電極１０７にそれぞれ印加する交流電圧の電圧および周波数についても被照射対象物ＷＫに対して必要な主プラズマＰＭの量および強さに応じて適宜設定されるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。したがって、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４および主放電電極１０７にそれぞれ印加する交流電圧の電圧値および周波数は、±１ｋＶ以下または±２０ｋＶ以上の電圧値であってもよいし、１００Ｈｚ以下または１０ｋＨｚ以上の周波数であってもよい。なお、共通放電電極１０４および主放電電極１０７にそれぞれ印加する交流電圧の電圧を高く設定することで共通放電電極１０４と主放電電極１０７との離隔距離を長くすることができる。また、予備放電電極１０１に印加する交流電圧の周波数を主放電電極１０７に印加する交流電圧の周波数よりも高くすることで、主放電電極１０７よりも低電圧に設定し易い予備放電電極１０１の構成を簡単化しつつ予備プラズマＰＰの生成頻度を高めて主プラズマＰＭを生成し易くことができる。
【００７７】
また、上記実施形態においては、主放電電源１３２は、共通放電電極１０４に対して予備放電電源１３０を介して接続した。しかし、主放電電源１３２は、主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間に交流電圧を印加できるように接続されていれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、主放電電源１３２は、例えば、図６に示すように、共通放電電極１０４に対して予備放電電源１３０を介することなく直接接続することもできる。なお、予備放電電源１３０についても同様に、予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間に交流電圧を印加できるように接続されていれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。
【００７８】
また、上記実施形態においては、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４、主放電電極１０７および主放電用誘電体１２０をそれぞれ標準大気圧の大気中に直接配置した。しかし、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４、主放電電極１０７および主放電用誘電体１２０は、それぞれ標準大気圧と同じ気圧に調整された閉ざされたチャンバ空間内（例えば、室内やケース内）に配置することもできる。また、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４、主放電電極１０７および主放電用誘電体１２０は、標準大気圧よりも低圧の気圧または真空に調整された閉ざされたチャンバ空間内（例えば、室内やケース内）に配置することもできる。
【００７９】
このように、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４、主放電電極１０７および主放電用誘電体１２０を大気と遮断したチャンバ空間内に配置した場合、このチャンバ空間内を空気以外の気体、例えば、窒素、アルゴンおよびヘリウムなどのプラズマガスを単体でまたは混合した気体で満たすこともできる。
【００８０】
また、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４、主放電電極１０７および主放電用誘電体１２０が大気に開放された環境下に配置する場合であっても予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間および／または主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間に窒素、アルゴンおよびヘリウムなどのプラズマガスを単体でまたは混合した気体を供給することもできる。
【００８１】
例えば、プラズマ生成装置１００は、図７に示すように、予備放電電極１０１と共通放電電極１０４との間および／または主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間に向けて前記プラズマガスを噴射するノズル１４０を設けて構成してもよいし、共通放電電極１０４および／または主放電電極１０７に前記プラズマガスが噴射する１つまたは複数の噴射孔１４１を設けて構成してもよい。すなわち、本発明に係るプラズマ生成装置１００は、プラズマガスの供給構造が必ずしも必要ではないだけであって必ずしもプラズマガスの供給装置を設けない構成に限定するものではなく、プラズマガスの供給装置を備えて構成することもできる。なお、図７に示すプラズマ生成装置１００においては、共通電極支持体１１１を介して主放電電極１０７に形成した噴射孔１４１にプラズマガスを供給するように構成されている。また、被照射対象物ＷＫが食品である場合、プラズマガスとしてヘリウムを用いることで酸素がプラズマ化することを抑えて酸化などの変質または異臭の発生を抑えることができる。また、図７においては、噴射孔１４１は内部構造であるため破線で示している。
【００８２】
また、上記実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、４つの予備放電電極１０１を備えて構成した。この場合、４つの予備放電電極１０１は、主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間で主プラズマＰＭが面状に形成される間隔で配置した。これにより、プラズマ生成装置１００は、予備放電電極１０１の長手方向に直交する幅方向にも幅広な面状の主プラズマＰＭを生成することができる。なお、この場合、予備放電電極１０１の配置間隔は、印加電圧や電極間距離に応じて予め実験的に求められる。しかし、プラズマ生成装置１００は、少なくとも１つの予備放電電極１０１を備えて構成することができるものであり、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、プラズマ生成装置１００は、５つ以上の予備放電電極１０１を備えて構成することもできる。
【００８３】
また、複数の予備放電電極１０１を設ける場合、予備放電電極１０１の配置間隔を主放電電極１０７と共通放電電極１０４との間で主プラズマＰＭが幅広な面状に形成されない間隔、すなわち、各予備放電電極１０１が単独で線状または帯状の主プラズマＰＭを形成する間隔で配置することもできる。
【００８４】
また、上記実施形態においては、予備放電電極１０１は、導体１０２の外周面と予備放電用誘電体１０３の内周面との間に空気を介した僅かな空隙を設けて構成されている。しかし、予備放電電極１０１は、導体１０２の外周面と予備放電用誘電体１０３の内周面とを密着、または両者の間の空間を真空または不導体（例えば、セラミック接着剤）で塞いで構成することもできる。これによれば、導体１０２の外周面と予備放電用誘電体１０３の内周面との間の空間内で放電が生じることを防止することができる。
【００８５】
また、上記実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、導体１０２をガラス管製の予備放電用誘電体１０３内に配置した予備放電電極１０１を共通放電電極１０４に形成した電極収容部１０５内に配置して構成した。しかし、予備放電電極１０１は、長尺に延びる導体１０２を誘電体で覆って構成されていればよい。この場合、予備放電電極１０１は、棒状または板状に形成することができる。また、共通放電電極１０４は、予備放電電極１０１に隣接配置されて同予備放電電極１０１に沿って延びて形成されていればよい。
【００８６】
したがって、プラズマ生成装置１００は、例えば、図８および図９にそれぞれに示すように、ガラスを含むセラミック材、樹脂材またはゴム材などの不導体を板状に形成した予備放電用誘電体１０３内に櫛歯状に形成した導体１０２と共通放電電極１０４とを互いの電極指間に入り込んだ状態で配置して構成することができる。これによれば、互いに隣接配置された導体１０２と共通放電電極１０４との間における予備放電用誘電体１０３の表面上に予備プラズマＰＰが生成されるとともに、導体１０２および共通放電電極１０４に対向配置された主放電電極１０７との間で主プラズマＰＭを生成することができる。なお、図８において、導体１０２および共通放電電極１０４は内部構造であるため破線で示している。また、図９においては、予備放電電極１０１、共通放電電極１０４および主放電電極１０７のみを示して電極支持体１１０などの他の構成を省略して示している。
【００８７】
また、上記実施形態においては、予備放電電極１０１は、共通放電電極１０４の主電極対向面１０４ａに溝状に形成した電極収容部１０５内に主放電電極１０７側を露出させた状態で配置した。これにより、予備放電電極１０１は、開口した電極収容部１０５に容易に嵌め込んで取り付けることができるとともに向きも正確に配置することができる。また、予備放電電極１０１は、電極収容部１０５の溝自身や溝内に塗布した接着剤によって安定的に保持されるとともに、予備放電電極１０１の周囲に存在する主放電用誘電体１２０や被照射対象物ＷＫなどとの物理的接触による破損および予備放電電極１０１の破損時における飛散を防止することができる。さらに、予備放電電極１０１は、共通放電電極１０４で囲まれることで予備プラズマＰＰを発生させ易くできるとともに発生させた予備プラズマＰＰを安定的に持続させることができる。
【００８８】
この場合、電極収容部１０５は、予備放電電極１０１の径方向の半分以上、より好ましくは２／３以上を覆う深さに形成するとともに、深さ方向に直交する溝幅を対向する予備放電電極１０１の両側面に対して僅かな空隙を介して収容する溝幅に形成するとよい。しかし、電極収容部１０５は、予備放電電極１０１の径方向の半分以下を覆う深さに形成すること、および溝幅を予備放電電極１０１の両側面に接触する溝幅、すなわち、予備放電電極１０１の外径と同じ溝幅に形成することを排除するものではない。また、電極収容部１０５は、予備放電電極１０１を完全に覆う筒状、例えば、共通放電電極１０４の側面に貫通孔状または止り穴状に形成した横孔状または横穴状に形成することもできる。
【００８９】
一方で、予備放電電極１０１は、共通放電電極１０４との間で予備プラズマＰＰを生成することができるように配置されていればよい。したがって、予備放電電極１０１は、例えば、電極収容部１０５が形成されていない平面状の主電極対向面１０４ａ上に直接配置することもできる。
【００９０】
また、上記実施形態においては、主放電用誘電体１２０は、無端ベルト状に形成した。しかし、主放電用誘電体１２０は、主放電電極１０７と予備放電電極１０１および共通放電電極１０４との間に配置されて予備放電電極１０１、共通放電電極１０４および主放電電極１０７に沿って延びる誘電体で構成されていればよい。したがって、主放電用誘電体１２０は、例えば、図１０に示すように、ガラスを含むセラミック材、樹脂材またはゴム材などの不導体を環状に形成されていない単なる平面状のシート状または板状に形成して構成することができる。この場合、主放電用誘電体１２０は、支柱１１３で支持することができる。
【００９１】
また、上記実施形態においては、主放電用誘電体１２０は、被照射対象物ＷＫを支持するように構成した。しかし、主放電用誘電体１２０は、他の支持部材で被照射対象物ＷＫを支持するように構成すれば、必ずしも被照射対象物ＷＫを支持するように構成する必要はない。
【００９２】
また、上記実施形態においては、プラズマ生成装置１００は、食品からなる被照射対象物ＷＫに対して主プラズマＰＭを照射して殺菌消毒するように構成した。しかし、プラズマ生成装置１００は、食品以外の被照射対象物ＷＫ（例えば、医療器具など）に対して主プラズマＰＭを照射して殺菌消毒するように構成してもよいし、殺菌挿毒以外の目的で被照射対象物ＷＫに対して主プラズマＰＭを照射してもよい。プラズマ生成装置１００は、例えば、アッシング、エッチングまたは被膜形成などの表面処理、接着性や濡れ性の改善または表面硬化などの表面改質に用いることができる。
【符号の説明】
【００９３】
ＷＫ…被照射対象物、ＰＰ…予備プラズマ、ＰＭ…主プラズマ、
１００…プラズマ生成装置、
１０１…予備放電電極、１０２…導体、１０３…予備放電用誘電体、１０４…共通放電電極、１０４ａ…主電極対向面、１０５…電極収容部、１０６…セラミック接着剤、１０７…主放電電極、１０７ａ…共通電極対向面、
１１０…電極支持体、１１１…共通電極支持体、１１２…主電極支持体、１１３…支柱、
１２０…主放電用誘電体、１２１ａ…駆動ローラ、１２１ｂ…従動ローラ、１２２…電動モータ、１２３…覆い体、
１３０…予備放電電源、１３１…アース、１３２…主放電電源、
１４０…ノズル、１４１…噴射孔。
【図１】
2019087395.tif 000003
【図２】
2019087395.tif 000004
【図３】
2019087395.tif 000005
【図４】
2019087395.tif 000006
【図５】
2019087395.tif 000007
【図６】
2019087395.tif 000008
【図７】
2019087395.tif 000009
【図８】
2019087395.tif 000010
【図９】
2019087395.tif 000011
【図１０】
2019087395.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月16日(2019.1.16)
【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】
導体を誘電体で覆った予備放電電極と、
前記予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極と、
前記予備放電電極と前記共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備放電電源と、
前記共通放電電極に対して前記予備放電電極よりも離れた位置に前記共通放電電極および前記予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極と、
前記主放電電極と前記予備放電電極および前記共通放電電極との間に配置されて前記予備放電電極、前記共通放電電極および前記主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体と、
前記主放電電極と前記共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主放電電源とを備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電極、前記共通放電電極、前記主放電電極および前記主放電用誘電体は、
それぞれ大気圧下に配置されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電極は、
長手方向に直交する方向であって前記主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記共通放電電極は、
前記予備放電電極を長手方向に沿って前記主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項５】
請求項４に記載したプラズマ生成装置において、
前記電極収容部は、
前記予備放電電極の厚さ方向の少なくとも半分以上を覆う深さに形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電源および前記主放電電源は、
互いに周波数が同一で位相が１８０°ずれた交流電圧を前記予備放電電極と前記共通放電電極との間および前記主放電電極と前記共通放電電極との間にそれぞれ印加することを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記予備放電電極は、接地されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、
前記主放電用誘電体は、
前記主プラズマの照射対象である被照射対象物を支持するシート状または板状に形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載したプラズマ生成装置において、さらに、
無端ベルト状に形成した前記主放電用誘電体を水平方向に張った状態で周方向に回転駆動させるベルト駆動機構を備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、さらに、
前記主放電電極に対して前記主プラズマの照射対象である被照射対象物を覆う誘電体からなる覆い体を備えていることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成装置において、さらに、
前記予備放電電極と前記共通放電電極との間および／または前記主放電電極と前記共通放電電極との間にプラズマガスを供給するプラズマガス供給装置を備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載したプラズマ生成装置において、
前記プラズマガス供給装置は、
前記プラズマガスを噴射するノズルを備える、および／または前記共通放電電極および／または前記主放電電極に前記プラズマガスを噴射する１つまたは複数の噴射孔を備えることを特徴とするプラズマ生成装置。
【請求項１３】
導体を誘電体で覆った予備放電電極と前記予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備プラズマ生成工程と、
前記共通放電電極に対して前記予備放電電極よりも離れた位置に前記共通放電電極および前記予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極を配置するとともにこの主放電電極と前記予備放電電極および前記共通放電電極との間に配置されて前記予備放電電極、前記共通放電電極および前記主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体を配置しておき、前記主放電電極と前記共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主プラズマ生成工程とを含むことを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載したプラズマ生成方法において、
前記予備放電電極、前記共通放電電極、前記主放電電極および前記主放電用誘電体は、
それぞれ大気圧下に配置されていることを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載したプラズマ生成方法において、
前記予備放電電極は、
長手方向に直交する方向であって前記主放電電極に対向する方向に複数並べられて設けられていることを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１６】
請求項１３ないし請求項１５のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成方法において、
前記共通放電電極は、
前記予備放電電極を長手方向に沿って前記主放電電極側を露出させた状態でまたは完全に覆った状態で収容する電極収容部を備えることを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１７】
請求項１３ないし請求項１６のうちのいずれか１つに記載したプラズマ生成方法において、さらに、
前記予備放電電極と前記共通放電電極との間および／または前記主放電電極と前記共通放電電極との間にプラズマガスを供給することを特徴とするプラズマ生成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載したプラズマ生成方法において、
前記プラズマガスは、
ノズル、および／または前記共通放電電極および／または前記主放電電極に形成された１つまたは複数の噴射孔から前記プラズマガスを噴射させることを備えることを特徴とするプラズマ生成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、導体を誘電体で覆った予備放電電極と、予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極と、予備放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備放電電源と、共通放電電極に対して予備放電電極よりも離れた位置に共通放電電極および予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極と、主放電電極と予備放電電極および共通放電電極との間に配置されて予備放電電極、共通放電電極および主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体と、主放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主放電電源とを備えることにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
具体的には、導体を誘電体で覆った予備放電電極と予備放電電極に隣接配置されて同予備放電電極に沿って延びる共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを発生させる予備プラズマ生成工程と、共通放電電極に対して予備放電電極よりも離れた位置に共通放電電極および予備放電電極にそれぞれ対向した状態で延びる主放電電極を配置するとともにこの主放電電極と予備放電電極および共通放電電極との間に配置されて予備放電電極、共通放電電極および主放電電極に沿って延びる誘電体からなる主放電用誘電体を配置しておき、主放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して主プラズマを発生させる主プラズマ生成工程とを含むようにすればよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
【図１】本発明に係る本発明に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図２】図１に示すプラズマ生成装置における予備放電電極を備えた共通放電電極の外観構成を模式的に示した平面図である。
【図３】図１に示すプラズマ生成装置における予備放電電極と共通放電電極との間に交流電圧を印加して予備プラズマを生成した状態を模式的に示す正面図である。
【図４】図１に示すプラズマ生成装置における予備放電電極と共通放電電極との間および主放電電極および共通放電電極との間にそれぞれ交流電圧を印加して予備プラズマを生成した状態を模式的に示す正面図である。
【図５】本発明の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図６】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図７】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。
【図８】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置における予備放電電極および共通放電電極を覆う予備放電用誘電体の外観構成を模式的に示した平面図である。
【図９】図８の８−８線から見た予備放電電極および共通放電電極の内部構成を主放電電極とともに模式的に示した断面図である。
【図１０】本発明の他の変形例に係るプラズマ生成装置の構成の概略を模式的に示した正面図である。