(57)【要約】【課題】  絵具パレットを真空チャンバー内に容易に出し入れでき、親水性及び洗浄性に優れた処理を可能とする表面処理装置を提供する。【解決手段】  絵具パレット１００を真空環境下でプラズマ照射により表面処理を行う表面処理装置１は、絵具パレット１００を収容するための空所Ｓ並びにプラズマ発生用の第１電極１１及び第２電極１２を備える真空チャンバー２と、真空チャンバー２の空所Ｓ内の気体を排気して真空状態にする排気部と、第１電極１１と第２電極１２との間に所定電圧を所定時間印加する電圧印加手段と、を有し、真空チャンバー２は、絵具パレット１００を前面に形成した開口部を通して空所Ｓ内に出し入れ可能とし、第１電極１１と第２電極１２を備えるチャンバー本体２０と、開口部を開閉可能に覆う前面扉２２を有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浅底扁平状容器を被処理対象体として真空環境下でプラズマ照射により表面処理を行う表面処理装置であって、
前記被処理対象体を収容するための空所並びにプラズマ発生用の第１電極及び第２電極を備える真空チャンバーと、
前記真空チャンバーの空所内の気体を排気して真空状態にする排気部と、
前記第１電極と第２電極との間に前記被処理対象体の材質に応じて所定電圧を所定時間印加する電圧印加手段と、
を有し、
前記真空チャンバーは、前記被処理対象体を前面に形成した開口部を通して前記空所内に出し入れ可能とし、前記第１電極と前記第２電極を備えるチャンバー本体と、前記開口部を開閉可能に覆う前面扉と、を有することを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
アクチュエータの作動により前記前面扉を前記チャンバー本体の開口部に対して開閉可能に駆動する前面扉開閉機構を有することを特徴とする表面処理装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項において、
前記チャンバー本体は、外観と前記空所が高さに対して幅方向が長い扁平形状に形成されていることを特徴とする表面処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記被処理対象体がＡＢＳ樹脂とする場合、前記電源部は１８．０ｋＶ〜２３．０ｋＶの印加電圧を１５秒〜３０秒印加することを特徴とする表面処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記排気部は、前記空所内を１００Ｐａ〜２００Ｐａの圧力範囲で真空状態に維持することを特徴とする表面処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表面処理装置における複数の真空チャンバーと、筐体と、前記筐体内に幅方向と高さ方向に前記真空チャンバーを複数個並べて取り付ける真空チャンバー取り付け手段と、前記複数の真空チャンバーの空所内の気体を排気して真空状態にする排気部と、前記複数の真空チャンバーの第１電極と第２電極との間に前記被処理対象体の材質に応じて所定電圧を所定時間印加する電圧印加手段と、を有することを特徴とする表面処理設備。
【請求項７】
請求項６において、
前記被処理対象体がＡＢＳ樹脂とする場合、前記電源部は１８．０ｋＶ〜２３．０ｋＶの印加電圧を１５秒〜３０秒印加することを特徴とする表面処理設備。
【請求項８】
請求項６及び７のいずれか１項において、
前記排気部は、前記各空所内を１００Ｐａ〜２００Ｐａの圧力範囲で真空状態に維持することを特徴とする表面処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絵具パレット等の表面をプラズマにより処理する装置及び設備に係り、特に、絵具パレットのような薄板で浅底扁平形状のプレートを真空チャンバー内に容易に出し入れでき、特に真空チャンバーを複数並べてもプレートを個々に出し入れでき、親水性及び洗浄性に優れた処理を可能とする表面処理装置及び表面処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマによる表面処理は、疎水性のプラスチック表面を親水性へ改質し、例えばプラスチック表面に高品質の印刷を施すことができる（特許文献１）。特許文献１に開示されたプラズマ処理装置は、筐体の下面開口を被処理対象のワークに押し付けて筐体内を真空環境とし、所定位置に配置した電極間に所定の電圧を印加することで発生したプラズマにより被処理対象体であるワーク表面を改質する。この場合、ワークは真空環境に耐える強度が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５２１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示のプラズマ処理装置では、絵具パレットのような薄板で浅底扁平形状のプレートの場合には真空環境に耐える強度がない。このため、真空チャンバー内で処理することになるが、容器を容易に出し入れすることが求められる。特に、真空チャンバーを複数並べても絵具パレットのような浅底扁平状容器を個々に出し入れできれば処理効率が向上する。
【０００５】
一方、絵具パレットは、絵具がパレット内で広がる親水性が要求されるだけでなく、使用後にパレットを水洗いで容易に絵具が落ちる洗浄性が求められる。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、絵具パレットのような薄板で浅底扁平形状のプレートを真空チャンバー内に容易に出し入れでき、特に真空チャンバーを複数並べてもプレートを個々に出し入れでき、親水性及び洗浄性に優れた処理を可能とする表面処理装置及び表面処理設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の表面処理装置は、浅底扁平状容器を被処理対象体として真空環境下でプラズマ照射により表面処理を行う表面処理装置であって、前記被処理対象体を収容するための空所並びにプラズマ発生用の第１電極及び第２電極を備える真空チャンバーと、前記真空チャンバーの空所内の気体を排気して真空状態にする排気部と、前記第１電極と第２電極との間に前記被処理対象体の材質に応じて所定電圧を所定時間印加する電圧印加手段と、を有し、前記真空チャンバーは、前記被処理対象体を前面に形成した開口部を通して前記空所内に出し入れ可能とし、前記第１電極と前記第２電極を備えるチャンバー本体と、前記開口部を開閉可能に覆う前面扉と、を有する。
【０００８】
ここで、真空とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間内の状態をいう。以下、本願明細書において同じである。
【０００９】
〔発明２〕  さらに、発明２の表面処理装置は、発明１の表面処理装置において、アクチュエータの作動により前記前面扉を前記チャンバー本体の開口部に対して開閉可能に駆動する前面扉開閉機構を有する。
【００１０】
〔発明３〕  さらに、発明３の表面処理装置は、発明１及び２のいずれか１の表面処理装置において、前記チャンバー本体は、外観と前記空所が高さに対して幅方向が長い扁平形状に形成されている。
【００１１】
〔発明４〕  さらに、発明４の表面処理装置は、発明１乃至３のいずれか１の表面処理装置において、前記被処理対象体がＡＢＳ樹脂とする場合、前記電源部は１８．０ｋＶ〜２３．０ｋＶの印加電圧を１５秒〜３０秒印加する。
【００１２】
〔発明５〕  さらに、発明５の表面処理装置は、発明１乃至４のいずれか１の表面処理装置において、前記排気部は、前記空所内を１００Ｐａ〜２００Ｐａの圧力範囲で真空状態に維持する。
【００１３】
〔発明６〕  一方、上記目的を達成するために、発明６の表面処理設備は、発明１乃至５のいずれか１項に記載の表面処理装置における複数の真空チャンバーと、筐体と、前記筐体内に幅方向と高さ方向に前記真空チャンバーを複数個並べて取り付ける真空チャンバー取り付け手段と、前記複数の真空チャンバーの空所内の気体を排気して真空状態にする排気部と、前記複数の真空チャンバーの第１電極と第２電極との間に前記被処理対象体の材質に応じて所定電圧を所定時間印加する電圧印加手段と、を有する。
【００１４】
〔発明７〕  さらに、発明７の表面処理設備は、発明６の表面処理設備において、前記被処理対象体がＡＢＳ樹脂とする場合、前記電源部は１８．０ｋＶ〜２３．０ｋＶの印加電圧を１５秒〜３０秒印加する。
【００１５】
〔発明８〕  さらに、発明８の表面処理設備は、発明６及び７のいずれか１の表面処理設備において、前記排気部は、前記各空所内を１００Ｐａ〜２００Ｐａの圧力範囲で真空状態に維持する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、発明１の表面処理装置によれば、被処理対象体を前面扉の開閉で前面側から空所内に出し入れすることができるため作業性が向上する。また、被処理対象体の材質により、印加電圧と印加時間を適宜設定することで、親水性及び洗浄性を向上させることができる。
【００１７】
さらに、発明２の表面処理装置によれば、前面扉の開閉を自動化できるので、開閉のタイミングを制御することで安全性を確保することができる。
【００１８】
さらに、発明３の表面処理装置によれば、チャンバー本体を全体的に薄型とすることができ、表面処理装置をコンパクト化することができる。
【００１９】
さらに、発明４の表面処理装置、又は発明７の表面処理設備によれば、ＡＢＳ樹脂製の被処理対象体に対し親水性及び洗浄性に優れた表面処理を施すことができる。
【００２０】
さらに、発明５の表面処理装置、又は発明８の表面処理設備によれば、プラズマ照射中に適正な真空状態を維持することができる。
【００２１】
一方、発明６の表面処理設備によれば、一度に複数の被処理対象体に対し親水性及び洗浄性に優れた表面処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は表面処理装置１の外観斜視図で、前面扉が閉まった状態を示し、（ｂ）は表面処理装置１の右側面図である。
【図２】表面処理装置１の前面扉が全開した状態を示す斜視図である。
【図３】被処理対象体である絵具パレットを真空チャンバー２内に装入する状態を示す斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図で、絵具パレットを真空チャンバー２内に収容した状態を示す図である。
【図５】（ａ）は真空チャンバー２の正面図、（ｂ）は真空チャンバー２の背面図である。
【図６】（ａ）は真空チャンバー２の上面図、（ｂ）は真空チャンバー２の右側面図である。
【図７】真空チャンバー２の前面に取付けられる前面扉を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図８】（ａ）は表面処理装置１の制御ブロック図、（ｂ）は制御動作の流れを説明するフローチャートである。
【図９】表面処理設備２００の正面図で、（ａ）はシャッターを閉じた状態を示し、（ｂ）はシャッターを上げて真空チャンバー２内を開放した状態を示す図である。
【図１０】図９（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１乃至図８は、本実施の形態を示す図である。
【００２４】
次に、表面処理装置１の構成を説明する。
図１（ａ）は表面処理装置１の外観斜視図で、前面扉が閉まった状態を示し、（ｂ）は表面処理装置１の右側面図である。図２は表面処理装置１の前面扉が全開した状態を示す斜視図である。図３は被処理対象体である絵具パレットを真空チャンバー２内に装入する状態を示す斜視図である。図４は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図で、絵具パレットを真空チャンバー２内に収容した状態を示す図である。
【００２５】
表面処理装置１は、図１〜図４に示すように、真空チャンバー２と、前面扉開閉機構６と、前面扉開閉機構６のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部１０１と、排気部１０２と、電源部１０３と、アクチュエータ駆動部１０１と排気部１０２と電源部１０３を制御する制御部１０４を有する。真空チャンバー２と前面扉開閉機構６により真空チャンバーユニットＶを構成する。真空チャンバー２内には、被処理対象として浅底扁平状容器である絵具パレット１００が収容される。絵具パレット１００はプラスチックにより形成され、プラズマ表面処理される。本実施形態において絵具パレット１００は、ＡＢＳ樹脂製（アクリロニトリル（Acrylonitrile)、ブタジエン（Butadiene）、スチレン（Styrene）共重合合成樹脂の総称）により形成されている。
【００２６】
排気部１０２は真空ポンプ（不図示）により排気管１０２ａを介して真空チャンバー２内の空気を吸引し、真空チャンバー２のチャンバー部内を大気圧よりも低圧の真空環境下に維持する。電源部１０３は、真空チャンバー２に配置した第１電極１１と第２電極１２に給電線１３を介して電圧を印加する。前面扉開閉機構６は、真空チャンバー２のチャンバー本体２０の窓部２８ａに対して前面扉２２をアクチュエータ６１の伸縮動作により開閉駆動する。アクチュエータ駆動部１０１は、例えばアクチュエータ６１がエアシリンダー装置の場合に、エアシリンダーに対する圧縮空気の供給を行う。
【００２７】
次に、真空チャンバー２の構成を説明する。
図５（ａ）は真空チャンバー２の正面図、（ｂ）は真空チャンバー２の背面図である。図６（ａ）は真空チャンバー２の上面図、（ｂ）は真空チャンバー２の右側面図である。図７は真空チャンバー２の前面に取付けられる前面扉を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【００２８】
真空チャンバー２は、図５〜図７に示すように、上下面が略正方形で、高さが幅に比べて短い扁平状の直方体形状に形成されたチャンバー本体２０と、チャンバー本体２０の窓部２８ａに対して気密性を保持して開閉可能に覆う前面扉２２とを有する。前面扉２２には、第１ヒンジ板６３をねじ止めするねじ穴２１が形成されている。チャンバー本体２０は、樹脂製のスペーサ２３と、スペーサ２３の上部に配置された樹脂製の天井壁部２４と、スペーサ２３の下部に配置された樹脂製の底壁部２５と、天井壁部２４の上面を覆う上カバー板２６と、底壁部２５の下面を覆う下カバー板２７と、上カバー板２６と天井壁部２４とスペーサ２３と底壁部２５と下カバー板２７の前端面がそれぞれ突き当てられる樹脂製の前壁部２８とを有する。
【００２９】
スペーサ２３は、背フレーム２３ａと、背フレーム２３ａの両端から前方に向けて直角に支出される左フレーム２３ｂと右フレーム２３ｃとにより構成され、背フレーム２３ａから前方は高さＨの前記チャンバー部を構成する扁平形状の空所Ｓが形成されている。背フレーム２３ａには、空所Ｓの内外を連通する排気孔２３ｄが形成されている。スペーサ２３と天井壁部２４と底壁部２５との接合面、及びスペーサ２３と天井壁部２４と底壁部２５の先端面に突き当てられる前壁部２８の接合面は空所Ｓの内外で空気漏れがないように溶接されている。
【００３０】
前壁部２８は、左右方向に沿って細長い前面開口部である窓部２８ａが形成されている。窓部２８ａの左右方向の幅と高さは、絵具パレット１００が通過して空所Ｓ内に出し入れできるサイズに形成されている。窓部２８ａの内側高さは、スペーサ２３の高さと同じ高さＨに形成されている。また、窓部２８ａの上縁と下縁が天井壁部２４の下面と底壁部２５の上面に一致する。したがって、絵具パレット１００を窓部２８ａから空所Ｓ内に差し入れると、底壁部２５の上面にそのまま載置される。前壁部２８の前面には、窓部２８ａの外周に凹溝部２９が形成され、不図示の気密性を保持するＯリング３０が嵌め込まれる。Ｏリング３０は、前壁部２８ａの前面よりも初手の長さだけ前方に突出している。前面扉２２は背面がＯリング３０に密着することで、窓部２８ａの気密性が保持され、空所Ｓ内を真空状態に保持することができる。
【００３１】
前面扉開閉機構６は、前面扉２２の背面をＯリング３０の全周面に対して均一に密着させることを可能にしている。前面扉開閉機構６の構成は後記する。
【００３２】
上カバー板２６の下面は空所Ｓの幅と長さ（前後方向の長さ）に合わせて同サイズの浅い窪み部２６ａが形成され、シート状の第１電極板１１が収容されている。また、上カバー板２６の背面側には、第１電極板１１の端子部１１ａを外部に引き出すための溝部２６ｂが前後方向に沿って形成されている。なお、第１電極板１１は不図示の絶縁体により被覆され、金属製の天井壁部２４との電気的に接触することがない。このため、上カバー板２６も金属製で形成してもよいが、樹脂製であってもよい。
【００３３】
下カバー板２７の上面は空所Ｓの幅と長さ（前後方向の長さ）に合わせて同サイズの浅い窪み部２７ａが形成され、シート状の第２電極板１２が収容されている。また、下カバー板２７の背面側には、第２電極板１２の端子部１２ａを外部に引き出すための溝部２７ｂが前後方向に沿って形成されている。なお、第２電極板１２は不図示の絶縁体により被覆され、金属製の底壁部２５と電気的に接触することがない。このため、下カバー板２７も金属製で形成してもよいが、樹脂製であってもよい。上カバー板２６と下カバー板２７は適宜に配置したビス３１により天井壁部２４、底壁部２５にねじ止めされている。
【００３４】
背フレーム２３ａの排気孔２３ｄには、排気管１０２ａとの連結を行う排気ポート（不図示）が気密性を保持して接続され、排気部１０２の真空ポンプ（不図示）と排気管１０２ａを介して接続される。
【００３５】
次に、前面扉開閉機構６の構成を説明する。
前面扉開閉機構６は、図１〜図４に示すように、第１ヒンジ軸６０ａと、第２ヒンジ軸６０ｂと、作動軸６０ｃを備える２軸ヒンジタイプのヒンジ部６０と、アクチュエータ６１と、チャンバー本体２０にアクチュエータ６１等を取り付ける取付け部６２により構成する。
【００３６】
ヒンジ部６０は、前面扉２２の前面に幅方向に沿って間隔を有してねじ止めされた複数（本実施形態では３個）の第１ヒンジ板６３と、幅方向に沿って配置されて３個の第１ヒンジ板６３に固定された第１ヒンジ軸６０ａと、チャンバー本体２０の下部で取付け部６２に取付けられた幅方向沿って隙間Ｄを有して対向配置された一対の第２ヒンジ板６４ａ、６４ｂ（図２参照）と、一対の第２ヒンジ板６４ａ、６４ｂの先端部に回転可能に取付けられた幅方向に沿って延びる第２ヒンジ軸６０ｂと、上下の両端部が第１ヒンジ軸６０ａと作動軸６０ｃにそれぞれ取り付けられた側面略Ｃ字形状に形成された幅方向に沿って一対配置された加圧レバー６５と、側面略Ｌ字形状に形成された作動レバー６６を有する。
【００３７】
作動レバー６６は、後端部が一対の第２ヒンジ板６４ａ、６５ｂとの隙間Ｄに差し込まれて第２ヒンジ軸６０ｂに回転自在に軸支される。作動レバー６６は、曲がり部分で作動軸６０ｃが回転不能に固定され、先端部がアクチュエータ６１の作動ロッド６７の先端部に設けた連結ボルト６７ａを介して回転自在に連結される。本実施形態において、アクチュエータ６１の作動ロッド６７をシリンダ部６８に対して圧縮空気により伸縮する空気シリンダ装置としている。なお、空気シリンダ装置に限定されるものではなく、油圧シリンダ装置、又は電気モータ駆動方式等を採用してもよい。アクチュエータ６１は、チャンバー本体２０に固定される取付け部６２の本体板６９にシリンダ部６８が連結ボルト６８ａを介して取り付けられ、連結ボルト６８ａを中心に回転可能としている。
【００３８】
作動レバー６６は、作動ロッド６７が伸び方向に移動すると第２ヒンジ軸６０ｂを中心に時計回り方向に回転して前面扉２２を閉じ方向に回転させ、作動ロッド６７が縮み方向に移動すると第２ヒンジ軸６０ｂを中心に反時計回り方向に回転して前面扉２２を開方向に回転させる。
【００３９】
図４は、前面扉２２をチャンバー本体２０の前壁部２８に押し付けた閉じ状態を示す。この閉じ状態において、加圧レバー６５には第２ヒンジ軸６０ｂを中心に時計回り方向への加圧力が付与される。前面扉２２は加圧レバー６５に対し、第１ヒンジ板６３と第１ヒンジ軸６０ａを介して第１ヒンジ軸６０ａの回りを回転自在に支持されている。したがって、前面扉２２の背面が前壁部２８の前面に均一に加圧接触する。その際、Ｏリング３０に対して前面扉２２の背面が均一に加圧接触する。
【００４０】
取付け部６２は、下カバー板２７の下面に当接する本体板６９の幅方向両端部に下向きに折曲された折り曲げ部７０が形成された基板７１と、本体板６９の幅方向両側部にそれぞれ上向きに取付けられた側板７２とを有する。両側板７２は、チャンバー本体２０の上カバー板２６と下カバー板２７の側面に形成したねじ孔２６ｃ、２７ｃにねじ７３をねじ込んで固定される。第２ヒンジ板６４は本体板６９に固定される。
【００４１】
次に、電源部１０３の構成を説明する。
電源部１０３は、例えばスライダック（登録商標）等の変圧器により入力電圧を高電圧に変換して直流の高圧パルス電圧を出力する。図１（ｂ）に示すように、電源部１３のプラス側出力端子が第１電極１１の端子部１１ａに、グランド側に接続されるマイナス側出力端子が第２電極１２の端子部１２ａにそれぞれ給電線１３を介して接続され、所定電圧を第１電極１１と第２電極１２に印加し、真空チャンバー２のチャンバー部である空所Ｓ内に真空環境下でプラズマを発生させる。本実施形態では、例えば１００Ｖの入力電圧を変換して１８．０ｋＶに変換し例えば３０秒印加している。
【００４２】
なお、電源部１０３は、マイナス側出力端子を第１電極１１の端子部１１ａに、プラス側出力端子を第２電極１２の端子部１２ａに接続してもよい。また、電源部１３は、直流パル電圧を発生する構成に限定されるものではなく、プラズマが発生できれば、任意の波形の電圧を印加できる構成であってもよく、例えば交流電圧を印加してもよい。
【００４３】
排気部１０２は、真空ポンプにより真空チャンバー２のチャンバー部である空所Ｓ内を設定圧力１００Ｐａ〜２００Ｐａの範囲で真空状態に維持する。
【００４４】
アクチュエータ駆動部１０１は、エアーコンプレッサー（不図示）で圧縮された圧縮空気をアキュムレータ（不図示）内に蓄圧し、不図示の切換バルブの切換でアキュムレータからアクチュエータ６１に供給する圧縮空気の供給方向を切換え、作動ロッド６７の伸縮制御を行わせる。
【００４５】
アクチュエータ駆動部１０１と排気部１０２と電源部１０３を制御する制御部１０４について図８を参照して説明する。
【００４６】
図８（ａ）は表面処理装置１の制御ブロック図、（ｂ）は制御動作の流れを説明するフローチャートである。
【００４７】
制御部１０４は、表面処理装置１の動作を制御する。処理開始のスタートスイッチ１２０のスタート信号と、アクチュエータ駆動部１０１の切換え弁の切換操作を指示する切換え信号と、排気部（真空ポンプ）の圧力を検出する圧力センサ１２３からの圧力信号と、扉センサ１２４からの扉開閉信号を取得する。また、設定部１２２で設定した処理時間（Ｔ１）、真空チャンバー内の設定圧力（Ｐ１）、電源部１０３の出力電圧の各情報を取得する。
【００４８】
制御部１０４は、ＣＰＵ又はＭＰＵからなるプロセッサ、メモリを有する。メモリは、図８（ｂ）に示す処理装置の処理動作を実行する制御プログラムを格納するＲＯＭと、一時的な作業領域を提供するＲＡＭとを有する。制御部１０４は、所定のプログラムに従って電源部１０３、排気部（真空ポンプ）１０２、アクチュエータ駆動部（切換え弁）１０１を駆動、停止する。
【００４９】
次に、制御部１０４の動作を図８（ｂ）に示すフローチャートに従って説明する。
真空チャンバー２は、前面扉２２が開いた状態で絵具パレット１００の処理待機状態にあるとする。
【００５０】
ステップ１は、扉センサ１２４から扉閉じ信号を取得すると、ステップ２に進む。作業者がチャンバー本体２０の空所Ｓ内に絵具パレット１００を収容すると、例えば作業者がアクチュエータ駆動部１０１の切換え弁操作スイッチ（ＳＷ）１２１を扉閉じ動作側に切換える。前面扉２２が全閉したことを扉センサ１２４が検知すると（閉じ信号ＯＮ）、処理の開始が可能とあると判断する。
【００５１】
ステップ２は、スタートスイッチ１２０のＯＮ信号を取得すると、ステップ３に進む。
ステップ３は、処理時間のタイマー（Ｔ）をスタートさせ、ステップ４に進む。処理時間（Ｔ１）は設定部１２２で設定される。本実施形態では処理時間を３０秒としている。
【００５２】
ステップ４は、真空ポンプを起動し、真空チャンバー２の空所Ｓ内の空気をチャンバー外に排出させ、ステップ５に進む。
【００５３】
ステップ５は、真空チャンバー２の空所Ｓ内の圧力Ｐを設定圧力Ｐ１（本実施形態では１００Ｐａ〜２００Ｐａ）に達するのを待って（Ｐ＝Ｐ１）、ステップ６に進む。
【００５４】
ステップ６では、電源部１０３を起動して所定の出力電圧、本実施形態では１００Ｖの入力電圧に対して１８．０ｋＶのパルス電圧を第１電極１１と第２電極１２に印加し、ステップ７に進む。真空チャンバー２の空所Ｓ内が設定圧力Ｐ１の真空環境下において、第１電極１１と第２電極１２への所定電圧の印加でプラズマが発生し、被処理対象体である絵具パレット１００の表面がプラズマ処理され、親水性及び洗浄性の向上処理がなされる。
【００５５】
ステップ７では、タイマー（Ｔ）が設定した処理時間（Ｔ１）に達すると、ステップ８に進む。設定圧力Ｐ１を１００Ｐａ〜２００Ｐａに設定しているのは、プラズマ照射中にも真空ポンプが駆動され続け、空所Ｓ内の圧力が低圧側に減少している。そして、処理時間（Ｔ１）に達したときの圧力が１００Ｐａとなるためである。
【００５６】
ステップ８は、電源部１０３の電源をオフ（ＯＦＦ）としてプラズマ発生を停止し、ステップ９に進む。
【００５７】
ステップ９は、排気部１０２の真空ポンプの駆動を停止（ＯＦＦ）し、ステップ１０に進む。絵具パレット１００の表面改質処理が終了し、次の絵具パレット１００の処理のために真空チャンバー２の空所Ｓ内を大気圧（Ｐ０）に戻す。
【００５８】
ステップ１０は、真空チャンバー２の空所Ｓ内の圧力Ｐが大気圧（Ｐ０）に達するのを待ってステップ１１に進む。真空チャンバー２の空所Ｓ内の圧力が大気圧（Ｐ０）よりも低圧状態では、前面扉２２を開くことができないからである。
【００５９】
ステップ１１において、アクチュエータ駆動部１０１の切換え弁を扉開方向側に切換え、アクチュエータ６１を扉開方向に駆動し、前面扉２２を全開させ、このルーチンを終了する。
【００６０】
前面扉２２が全開したので、処理済みの絵具パレットを真空チャンバー２の空所Ｓから手前側に取り出すことができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、表面処理装置１の処理動作は制御部１０４を用いたデジタル方式で制御しているが、アナログ方式の制御回路により実現してもよい。
【００６２】
本実施形態の表面処理装置１は、絵具パレット１００を真空チャンバー２の空所Ｓ内に装入し、また取り出す作業が真空チャンバー２の前面側に配置した前面扉２２を手前側に全開位置まで倒すことで行える。この場合、手作業ではなく機械的に前面扉２２の開閉が行えるので、作業効率が向上する。
【００６３】
なお、対向する第１電極１１と第２電極１２は、空所Ｓを仕切る天井壁部２４と底壁部２５の外面に配置しているが、空所Ｓ内に配置した絵具パレット１００の表面にプラズマ照射できる構成であればこの構成に限定されることはなく、例えばスペーサ２０３の左フレーム２３ｂと右フレーム２３ｃの外側に配置するようにしてもよい。
【００６４】
本実施形態の表面処理装置１により、ＡＢＳ樹脂製の絵具パレット１００はプラズマ照射により親水性及び洗浄性に優れた表面に改質された。
【００６５】
特に、真空チャンバーユニットＶを幅方向と高さ方向にそれぞれ複数台、例えば２台×２台並べた表面処理設備とすることで、一度に４つの絵具パレット１００の親水性及び洗浄性の表面改質処理が行える。このように、高さ方向に真空チャンバーユニットＶを重ねることができるのは、真空チャンバーユニットＶが前面扉２２の開閉操作で被処理対象体である絵具パレット１００を真空チャンバー２の空所Ｓ内に対して差し込みと取り出しができるようにしていることによる。
【００６６】
次に、本実施の形態の効果を説明する。
本実施形態では、表面処理装置１は、絵具パレット１００を収容するための空所Ｓ並びにプラズマ発生用の第１電極１１及び第２電極１２を備える真空チャンバー２と、真空チャンバー２の空所Ｓ内の気体を排気して真空状態にする排気部１０２と、第１電極１１と第２電極１２との間に電圧を印加する電源部１０３とを有し、真空チャンバー２は、絵具パレット１００を前面に形成した窓部２８ａを通して空所Ｓ内に出し入れ可能とし、第１電極１１と第２電極１２を備えるチャンバー本体２０と、窓部２８ａを開閉可能に覆う前面扉２２とを有する。
【００６７】
これにより、絵具パレット１００を前面扉２２の開閉で前面側から空所Ｓ内に出し入れすることができるため、作業性が向上する。また、絵具パレット１００の材質により、印加電圧と印加時間を適宜設定することで、親水性及び洗浄性を向上させることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態では、表面処理装置１は、アクチュエータ６１の作動により前面扉２２をチャンバー本体２０の窓部２８ａに対して開閉可能に駆動する前面扉開閉機構６を有する。
【００６９】
これにより、前面扉２２の開閉を自動化できるので、開閉のタイミングを制御することで安全性を確保することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、チャンバー本体２０は、外観と空所Ｓが高さに対して幅方向が長い扁平形状に形成されている。
【００７１】
これにより、チャンバー本体２０を全体的に薄型とすることができ、表面処理装置１をコンパクト化することができる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、絵具パレット１００がＡＢＳ樹脂とする場合、電源部は１８．０ｋＶの印加電圧を３０秒印加する。
【００７３】
これにより、ＡＢＳ樹脂製の絵具パレット１００に対し親水性及び洗浄性に優れた表面処理を施すことができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、排気部１０２は、空所Ｓ内を１００Ｐａ〜２００Ｐａの圧力範囲で真空状態に維持する。
【００７５】
これにより、プラズマ照射中に適正な真空状態を維持することができる。
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図９及び図１０は、本実施の形態を示す図である。
【００７６】
図９は表面処理設備２００の正面図で、（ａ）はシャッターを閉じた状態を示し、（ｂ）はシャッターを上げて真空チャンバー２内を開放した状態を示す図である。図１０は図９（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００７７】
次に、表面処理設備２００の構成を説明する。
表面処理設備２００は、筐体２０１内に、図１〜図４に示す真空チャンバーユニットＶを真空チャンバーユニット取り付け手段により上下方向と左右方向にそれぞれ複数台（本実施形態では２×２台）配置した構成としている。また、表面処理設備２００は、各真空チャンバーユニットＶの第１電極１１及び第２電極１２に所定の出力電圧を印加する一台の電源部１０３と、各真空チャンバーユニットＶの真空チャンバー２内の空気を排気する一台の真空ポンプを備える排気部１０２と、エアシリンダーからなるアクチュエータ６１に圧縮空気を供給するアクチュエータ駆動部１０１、制御部１０４が筐体２０１内に配置される。
【００７８】
筐体２０１は、図９（ｂ）に示すように、前面に開口部２０２を有し、図９（ａ）に示すようにシャッター２０３で開口部２０２が閉鎖されている。シャッター２０３のハンドル２０３ａを持って引き上げ、引き下ろしすることで開口部２０２の開放、閉鎖が行える。各真空チャンバーユニットＶは、水平方向及び上下方向において間隔を有して配置され、さらに図１０に示すように、前面側を背面側よりも高く持ち上げた上向き傾斜姿勢で配置している。真空チャンバーユニットＶは、取付け部６２の幅方向両側に設けられた折り曲げ部７０を用いて筐体２０１内に真空チャンバー取り付け手段により固定される。
【００７９】
真空チャンバーユニット取り付け手段は、中央支持体２０４と左支持体２０５と右支持体２０６とにより構成される。ここで、２×２に配列した真空チャンバーユニットＶを左下真空チャンバーユニットＶ１、右下真空チャンバーユニットＶ２、左上真空チャンバーユニットＶ３、右上真空チャンバーユニットＶ４とする。左下真空チャンバーユニットＶ１と右下真空チャンバーユニットＶ２は、その間に配置した中央支持体２０４に右側の折り曲げ部７０と左側の折り曲げ部７０がボルト等により固定される。同様に、左上真空チャンバーユニットＶ３と右上真空チャンバーユニットＶ４も中央支持体２０４に右側の折り曲げ部７０と左側の折り曲げ部７０がボルト等により固定される。左下真空チャンバーユニットＶ１と左上真空チャンバーユニットＶ３の左側に左支持体２０５が配置され、右下真空チャンバーユニットＶ２と右上真空チャンバーユニットＶ４の右側に右支持体２０６が配置される。左支持体２０５に左下真空チャンバーユニットＶ１と左上真空チャンバーユニットＶ３の左側折り曲げ部７０がボルト等で固定され、右支持体２０６に右下真空チャンバーユニットＶ２と右上真空チャンバーユニットＶ４の右側折り曲げ部７０がボルト等で固定される。中央支持体２０４、左支持体２０５、右支持体２０６は筐体２０１の底壁部に固定される。なお、中央支持体２０４、左支持体２０５、右支持体２０６を一体化して筐体２０１の底壁部に固定するようにしてもよい。
【００８０】
筐体２０１内に幅方向に２列、上下方向に２列の配置された真空チャンバーユニットＶが前面側を上向きにした傾斜状態に配置することで、絵具パレット１００をチャンバー本体２０の空所Ｓ内の所定位置までスムーズに装入することができる。
【００８１】
筐体２０１内には、幅方向２列で上下方向２段に配置した真空チャンバーユニットＶの配置部の後方に集合排気管１０５が配置される。４つの真空チャンバーユニットＶ（Ｖ１〜Ｖ４）の各空所Ｓに連通する排気孔２３ｄが不図示の接続管を介して集合排気管１０５に接続される。集合排気管１０５は、排気部１０２の真空ポンプ（不図示）に接続される。各空所Ｓ内の空気は筐体２０１外に排気される。アクチュエータ駆動部１０１は、４つの真空チャンバーユニットＶ（Ｖ１〜Ｖ４）の各アクチュエータ６１に圧縮空気を供給して前面扉２２の開閉動作を行う。電源部１０３は、４つの真空チャンバーユニットＶ（Ｖ１〜Ｖ４）の各第１電極１１と第２電極１２に所定の出力電圧を印加し、空所Ｓ内の絵具パレット１００の表面をプラズマ処理し、親水性及び洗浄性を向上させる。制御部１０４は、電源部１０３、アクチュエータ駆動部１０１、排気部１０１を図８（ｂ）に示す流れに従って制御する。制御部１０４は、４つの真空チャンバーユニットＶ（Ｖ１〜Ｖ４）の全ての前面扉２２が閉じられたことを扉センサ１２４で検出し、シャッター２０３が閉じられたことを不図示のシャッタセンサで検出後に、真空ポンプによる排気を開始するようにしてもよい。また表面処理が終了して前面扉２２が開放したことを扉センサ１２４が検出した後でなければシャッター２０３のロックが解除できないようにしてもよい。このようにシャッター２０３の開閉タイミングを制御することで、高い安全性が保たれる。
【００８２】
本実施形態の表面処理設備２００によれば、一度に４個の絵具パレット１００をプラズマ照射で表面処理して親水性及び洗浄性を向上させることができる。
【００８３】
なお、上記した表面処理装置１と表面処理設備２００は、前面扉開閉機構６により前面扉２２を機械的にチャンバー本体２０の窓部２８ａに開閉駆動しているが、手動により開閉できるようにしてもよい。
【実施例】
【００８４】
次に、被処理対象体の材質と、プラズマの照射時間と、印加する出力電圧について、親水性及び洗浄性について比較した実施例を以下に示す。
【００８５】
ＰＳ−Ｂ樹脂（耐衝撃性ポリスチレン）製の絵具パレットを第１サンプル、ＡＢＳ樹脂製の絵具パレットを第２サンプルとし、印加電圧と、処理時間を変化させて親水性と洗浄性について試験を行った。
【００８６】
絵具パレットにおいて、親水性がよいと、絵具パレットの小区画内の底に水が一様に広がり、小区画内に水に溶けた絵具が満遍なく広がる。親水性が悪いと、絵具パレットの小区画の底に水が弾けて水玉となり易く、溶けた絵具の広がりが悪い。このような目視による試験で親水性の評価を行った。評価は、親水性に効果があると判断したものには「◎」、親水性に効果がないと判断したものには「×」、ある程度親水性に効果があると判断したものには「〇」、若干親水性があると判断されたものには「△」の評価を与えた。
【００８７】
一方、絵具パレットにおいて、洗浄性がよいと、使用後に水洗いしても色残りがないので、いつでも新品の状態で使用することができる。洗浄性が悪いと、使用後に水洗いしても絵具の色残りが落ちず、使用感が漂う。評価は、色残りがないと判断したものを「◎」、色残りがあり、使用感があると判断したものを「×」、殆ど色残りが確認できないと判断したものを「〇」、色残りは確認できるが、それほど目立たないと判断したものを「△」の評価を与えた。評価「◎」「〇」「△」は合格と判断し、評価「×」は不合格と判断する。
【００８８】
〔実施例１〕
第１サンプルを試験対象として親水性試験と、洗浄性試験を行った。
親水性試験の試験結果を表１に示し、洗浄性試験の試験結果を表２に示す。
【００８９】
表１において、参考のために、第２サンプルの一例を一番上に示す。第１サンプルについて、処理時間が１５秒、３０秒、４５秒、６０秒の４つのグループ（第１組〜第４組）に分け、各組において変圧器の入力電圧を８０Ｖ、１００Ｖ、１３０Ｖとしてそれぞれの印加電圧である出力電圧を１３．２ｋＶ、１８．０ｋＶ、２３．０ｋＶとして親水性の試験を行った。真空チャンバー２の空所Ｓ内の圧力は上述の実施形態と同様に１００Ｐａ〜２００Ｐａとした。
【００９０】
第１サンプルに対する洗浄性試験も親水性試験と同様に、４つの組に対して同一条件で行った。
【００９１】
表１に示すように、親水性試験において、第１組は処理時間が最も短い１５秒であるがいずれも５回目までの試験では「◎」で、７回目までは「〇」であり、合格と判断できる。第２組は、処理時間が３０秒と第１組の倍ではあるが４回目までいずれもが「◎」であり、８回目までいずれも「×」が無かったので、第２組も第１組と同様に親水性については合格と判断できる。
【００９２】
一方、第１組と第２組の洗浄性の評価は、表２に示すように、試験回数を重ねるに従って低下し、８回目までに各組のいずれもが評価「×」となった。したがって、第１組と第２組の全ての電圧での処理が洗浄性について十分ではなく、総合的判断では不合格となった。
【００９３】
同様にして処理時間４５秒の第３組を検討すると、入力電圧８０Ｖ（印加電圧である出力電圧１３．２ｋＶ）での処理は親水性試験において合格と判断でき、入力電圧１００Ｖ、１３０Ｖでの処理は親水性試験において不合格と判断される。一方、３組の各電圧での処理は６回目以降が評価「×」となったので、不合格と判断される。したがって、第３組の全ての電圧での処理は洗浄性において十分ではなく、総合的判断では不合格となった。
【００９４】
第４組について、親水性と洗浄性については、各電圧での処理が６回目で「×」となったので、総合的判断で不合格となった。以上の結果から、第１サンプルは不合格であった。
【００９５】
【表１】
2019076835.tif 000003
【表２】
2019076835.tif 000004
〔実施例２〕
第２サンプルを試験対象として親水性試験と、洗浄性試験を行った。
【００９６】
親水性試験の試験結果を表３に示し、洗浄性試験の試験結果を表４に示す。
表３において、入力電圧を１００Ｖ（印加電圧である出力電圧１８．０ｋＶ）の第１組と、入力電圧が１３０Ｖ（印加電圧である出力電圧２３．０ｋＶ）の第２組に分け、第２サンプルについて、処理時間を１５秒、２０秒、２５秒、３０秒として親水性の試験を行った。真空チャンバー２の空所Ｓ内の圧力は上述の実施形態と同様に１００Ｐａ〜２００Ｐａとした。
【００９７】
第２サンプルに対する洗浄性試験も親水性試験と同様に、第１組と第２組に対して同一条件で行った。
【００９８】
表３に示すように、親水性試験において、第１組と第２組は全ての処理時間において「◎」で、合格と判断できる。
【００９９】
一方、第１組と第２組の洗浄性の評価は、表４に示すように、４回目までは「◎」と評価され、６回目以降８回目まで試験回数を重ねるに従って評価は低下する傾向にあるが、各組のいずれの処理時間でも評価「×」がなかった。したがって、第１組と第２組の全ての処理時間に対し、総合的判断では合格となる。
【０１００】
特に、第２組の処理時間２０秒と２５秒は、試験回数を重ねても「△」の評価がないので、洗浄性が最も優れている。第１組は第２よりも入力電圧が３０Ｖ低いので、処理コストが低減できる。いずれにしても、絵具パレットの材料はＡＢＳ樹脂とするのが親水性と洗浄性の点で優れている。また入力電圧１００Ｖ〜１３０Ｖ（印加電圧である出力電圧１８．０ｋＶ〜２３．０ｋＶ）の範囲で印加電圧も、処理時間が１５秒〜３０秒とすることが望ましい。
【０１０１】
【表３】
2019076835.tif 000005
【表４】
2019076835.tif 000006
【符号の説明】
【０１０２】
１…表面処理装置、  ２…真空チャンバー、  ６…前面扉開閉機構、  １１…第１電極、  １１ａ…端子部、  １２…第２電極、  １２ａ…端子部、  １３…給電線、  ２０…チャンバー本体、  ２１…ねじ穴、  ２２…前面扉、  ２３…スペーサ、  ２３ａ…背フレーム、  ２３ｂ…左フレーム、  ２３ｃ…右フレーム、  ２３ｄ…排気孔、  ２４…天井壁部、  ２５…底壁部、  ２６…上カバー板、  ２６ａ…窪み部、  ２６ｂ…溝部、  ２６ｃ、２７ｃ…ねじ孔、  ２７…下カバー板、  ２７ａ…窪み部、  ２７ｂ…溝部、  ２８…前壁部、  ２８ａ…窓部、  ２９…凹溝部、  ３０…Ｏリング、  ３１…ビス、  ６０…ヒンジ部、  ６０ａ…第１ヒンジ軸、  ６０ｂ…第２ヒンジ軸、  ６０ｃ…作動軸、  ６１…アクチュエータ、  ６２…取付け部、  ６３…第１ヒンジ板、  ６４ａ、６４ｂ…第２ヒンジ板、  ６５…加圧レバー、  ６６…作動レバー、  ６７…作動ロッド、  ６７ａ…連結ボルト、  ６８…シリンダ部、  ６８ａ…連結ボルト、  ６９…本体板、  ７０…折り曲げ部、  ７１…基板、  ７２…側板、  ７３…ねじ、  １００…絵具パレット、  １０１…アクチュエータ駆動部、  １０２…排気部、  １０２ａ…排気管、  １０３…電源部、  １０４…制御部、  １０５…集合排気管、  １２０…スタートスイッチ、  １２１…切換え弁操作スイッチ（ＳＷ）、  １２２…設定部、  １２３…圧力センサ、  １２４…扉センサ、  ２００…表面処理設備、  ２０１…筐体、  ２０２…開口部、  ２０３…シャッター、  ２０３ａ…ハンドル、  ２０４…中央支持体、  ２０５…左支持体、  ２０６…右支持体、  Ｖ…真空チャンバーユニット、  Ｖ１…左下真空チャンバーユニット、  Ｖ２…右下真空チャンバーユニット、  Ｖ３…左上真空チャンバーユニット、  Ｖ４…右上真空チャンバーユニット、  Ｄ…隙間、  Ｈ…高さ、  Ｓ…空所
【図１】
2019076835.tif 000007
【図２】
2019076835.tif 000008
【図３】
2019076835.tif 000009
【図４】
2019076835.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019076835.tif 000013
【図８】
2019076835.tif 000014
【図９】
2019076835.tif 000015
【図１０】
2019076835.tif 000016