(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス電源（１４）からの高電圧パルスによる放電によって発生したプラズマを利用して対象物（２２）の少なくとも表面を殺菌する殺菌装置において、
陽極と陰極とを有し、前記パルス電源（１４）からの前記高電圧パルスの供給に基づいて前記陽極と前記陰極間に放電を発生させる放電電極部（１８）と、
前記放電電極部（１８）に流体を案内する流体案内部（２０）と、
前記放電電極部（１８）を通過した前記流体を前記対象物（２２）に向けて出力するノズル（２４）と、を有し、
前記放電電極部（１８）に前記流体を導入しながら、前記放電電極部（１８）において前記放電によりプラズマを発生させ、その励起物を前記流体と共に前記対象物（２２）に当て、
前記流体案内部（２０）への前記流体の供給方向が、前記放電電極部（１８）への前記流体の流通方向と異なり、
前記流体案内部（２０）は、流路面積が前記流体の流通方向に向かって徐々に小さくなるベルマウス構造のベルマウス部（７２）を有し、
前記ノズル（２４）は、流路面積が前記流体の流通方向に向かって徐々に小さくなる構造を有し、
前記流体案内部は、前記流体を前記放電電極部に対して均一に供給する整流構造を有し、前記整流構造は、前記ベルマウス部と、前記ベルマウス部の上流側に設置された１以上の整流網と、前記整流網の上流側に設置された流体流入ケースと、を有し、前記流体の供給方向と前記流体の流通方向とのなす角が８０°〜１００°であることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
請求項１記載の殺菌装置において、
前記整流網（７８）の開口率が１０〜４５％であることを特徴とする殺菌装置。
【請求項３】
請求項１記載の殺菌装置において、
前記流体流入ケース（７６）の前記ベルマウス部（７２）への流体導入方向の内寸は、流体流量１０リットル／ｍｉｎから２０リットル／ｍｉｎにおいて２０ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする殺菌装置。
【請求項４】
請求項１記載の殺菌装置において、
前記放電電極部（１８）は、前記陽極となる第１放電電極（２６Ａ）と、前記陰極となる第２放電電極（２６Ｂ）とを有し、
前記第１放電電極（２６Ａ）を構成する複数の第１導体（３０Ａ）と、前記第２放電電極（２６Ｂ）を構成する複数の第２導体（３０Ｂ）とが、互いに離間し、且つ、前記放電電極部（１８）に対する前記流体の流通方向から見たときに、前記第１導体（３０Ａ）と前記第２導体（３０Ｂ）とが交差した位置関係にあることを特徴とする殺菌装置。
【請求項５】
請求項１記載の殺菌装置において、
前記放電電極部（１８）は、前記陽極となる第１放電電極（２６Ａ）と、前記陰極となる第２放電電極（２６Ｂ）とを有し、
前記第１放電電極（２６Ａ）を構成する複数の第１導体（３０Ａ）と、前記第２放電電極（２６Ｂ）を構成する複数の第２導体（３０Ｂ）とが、ねじれの位置関係にあることを特徴とする殺菌装置。
【請求項６】
請求項５記載の殺菌装置において、
前記放電電極部（１８）に対する前記流体の流通方向から見たときに、前記第１導体（３０Ａ）と前記第２導体（３０Ｂ）とで複数の格子が形成されることを特徴とする殺菌装置。
【請求項７】
請求項５記載の殺菌装置において、
前記第１導体（３０Ａ）と前記第２導体（３０Ｂ）との交差部分の配列ピッチが５〜５０ｍｍであることを特徴とする殺菌装置。
【請求項８】
請求項５記載の殺菌装置において、
前記放電電極部（１８）に対する前記流体の流通方向から見たときに、前記放電電極部（１８）の開口率が３０〜５０％であることを特徴とする殺菌装置。
【請求項９】
請求項５記載の殺菌装置において、
前記第１放電電極（２６Ａ）は、前記第１導体（３０Ａ）と、該第１導体（３０Ａ）を被覆する第１セラミック層（３４Ａ）とを有し、
前記第２放電電極（２６Ｂ）は、前記第２導体（３０Ｂ）と、該第２導体（３０Ｂ）を被覆する第２セラミック層（３４Ｂ）とを有することを特徴とする殺菌装置。
【請求項１０】
請求項９記載の殺菌装置において、
前記第１セラミック層（３４Ａ）及び前記第２セラミック層（３４Ｂ）の内部に５０μｍ以上の気孔を有しないことを特徴とする殺菌装置。
【請求項１１】
請求項９記載の殺菌装置において、
前記第１導体（３０Ａ）と前記第１セラミック層（３４Ａ）を、軸方向に直交する方向に切断した断面において、前記第１導体（３０Ａ）の面積をＡａ１、前記第１セラミック層（３４Ａ）の面積をＡｂ１とし、
前記第２導体（３０Ｂ）と前記第２セラミック層（３４Ｂ）を、軸方向に直交する方向に切断した断面において、前記第２導体（３０Ｂ）の面積をＡａ２、前記第２セラミック層（３４Ｂ）の面積をＡｂ２としたとき、
０．１＜Ａａ１／Ａｂ１＜１．０
０．０８＜Ａａ２／Ａｂ２＜２．０
であることを特徴とする殺菌装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の殺菌装置において、
前記第１導体（３０Ａ）及び前記第２導体（３０Ｂ）の各直径が２００〜１０００μｍであることを特徴とする殺菌装置。
【請求項１３】
請求項１記載の殺菌装置において、
前記パルス電源（１４）は、前記陽極及び前記陰極間に前記高電圧パルスを印加するパルス発生部（４１）と、前記陽極及び前記陰極間に放電を発生させるように前記パルス発生部（４１）を制御するパルス制御部（４２）とを有し、
前記パルス発生部（４１）は、直流電源部（４６）の両端に直列接続されたトランス（４７）及びスイッチ（５４）を有し、前記パルス制御部（４２）の前記スイッチ（５４）に対するオン制御によって前記トランス（４７）への誘導エネルギーの蓄積を行い、前記パルス制御部（４２）の前記スイッチ（５４）に対するオフ制御によって前記トランス（４７）の二次側での前記高電圧パルスの発生を行うパルス発生回路（４３）を有することを特徴とする殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス電源からの高電圧パルスによる放電によって発生したプラズマを利用して対象物の少なくとも表面を殺菌する殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、プラズマ中の活性中性粒子を用いて、農作物や食品等の殺菌を行う試みがなされている（文献：ＩＥＥＪ  Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１３２  Ｎｏ．１０．２０１２  ｐ．７０２〜７０５「プラズマの農業応用−農産物殺菌から植物成長制御まで−」参照）。【０００３】
ラジカルを生成する装置としては、上述した文献に記載された大気圧バリア放電プラズマトーチのほか、国際公開第２０１１／０６５１７１号パンフレット及び国際公開第２０１２／１２０９２８号パンフレットに記載された装置が知られている。【０００４】
国際公開第２０１１／０６５１７１号パンフレットに記載の装置は、第１の電極、第２の電極及び第３の電極からなる電極構成体を、ガスの流路の途中に設置し、第２の電極を第１の電極より上流側に設置し、第３の電極を第１の電極より下流側に設置して構成される。そして、パルス電源の一方の極を第１の電極に接続し、パルス電源の他方の極を第２の電極及び第３の電極に接続する。さらに、第１の電極を、第１のガス通過面を横切り、且つ、第１のガス通過面の一部を占めるように設置し、第２の電極及び第３の電極を、それぞれ第２のガス通過面及び第３のガス通過面を横切り、且つ、第２のガス通過面及び第３のガス通過面の一部を占めるように設置する。これにより、第１の電極より上流側及び下流側にプラズマが発生することとなる。また、第１の電極、第２の電極及び第３の電極の各末端が、放電の始点又は終点とならず、第１の電極、第２の電極及び第３の電極の耐久性が向上する。【０００５】
国際公開第２０１２／１２０９２８号パンフレットに記載の装置は、導電体で構成された筐体内に、流路形成物、トランス、電極構成体（陽極棒及び陰極板）、陽極側の給電経路及び陰極側の給電経路が収容されて構成される。陽極棒の延在方向と陰極板の延在方向とは非平行とされ、陽極棒及び陰極板はガス流路を横断する。陽極棒と陰極板とはガス流路の延在方向に離間して配置される。陽極棒の給電端とパルス電源の二次側巻線の正出力端とを電気的に接続し、陰極板の給電端と二次側巻線の負出力端とを電気的に接続し、さらに、筐体を陰極側の給電経路に電気的に接続する。これにより、パルス電圧の波形が乱れにくくなる。
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、上述した文献並びに国際公開第２０１１／０６５１７１号パンフレット及び国際公開第２０１２／１２０９２８号パンフレットには、電極構成体に対してガスを均一に流す機構について考慮しておらず、また、電極構成体を構成する陽極及び陰極の各構成部材のパラメータの最適化も検討されていないため、電極構成体で効率よくプラズマを発生させることが困難である。そのため、従来技術では、プラズマの発生による励起物を間接的に被処理物に当てて殺菌等のプラズマ処理を行う場合に、プラズマ処理の効率化に限界が生じるという問題が内在している。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、放電電極部に対して流体を均一に流すことが可能で、放電電極部において効率よくプラズマを発生させることができ、プラズマの発生による励起物を間接的に被処理物に当てて殺菌処理を行う場合に、殺菌処理の効率化を図ることができる殺菌装置を提供することを目的とする。
【０００８】
［１］  第１の本発明に係る殺菌装置は、パルス電源からの高電圧パルスによる放電によって発生したプラズマを利用して対象物の少なくとも表面を殺菌する殺菌装置において、陽極と陰極とを有し、前記パルス電源からの前記高電圧パルスの供給に基づいて前記陽極と前記陰極間に放電を発生させる放電電極部と、前記放電電極部に流体を案内する流体案内部と、前記放電電極部を通過した前記流体を前記対象物に向けて出力するノズルと、を有し、前記放電電極部に前記流体を導入しながら、前記放電電極部において前記放電によりプラズマを発生させ、その励起物を前記流体と共に前記対象物に当て、前記流体案内部への前記流体の供給方向が、前記放電電極部への前記流体の流通方向と異なり、前記流体案内部は、流路面積が前記流体の流通方向に向かって徐々に小さくなるベルマウス構造のベルマウス部を有し、前記ノズルは、流路面積が前記流体の流通方向に向かって徐々に小さくなる構造を有し、前記流体案内部は、前記流体を前記放電電極部に対して均一に供給する整流構造を有し、前記整流構造は、前記ベルマウス部と、前記ベルマウス部の上流側に設置された１以上の整流網と、前記整流網の上流側に設置された流体流入ケースと、を有し、前記流体の供給方向と前記流体の流通方向とのなす角が８０°〜１００°であることを特徴とする。
【０００９】
これにより、放電電極部に対して流体を均一に流すことが可能で、放電電極部において効率よくプラズマを発生させることができ、プラズマの発生による励起物を間接的に被処理物に当てて殺菌処理を行う場合に、殺菌処理の効率化を図ることができる。
【００１２】
［２］  さらに、前記整流網の開口率が１０〜４５％であってもよい。
【００１３】
［３］  また、前記流体流入ケースの前記ベルマウス部への流体導入方向の内寸は、流体流量１０リットル／ｍｉｎから２０リットル／ｍｉｎにおいて２０ｍｍ〜１００ｍｍであってもよい。
【００１７】
［４］  第１の本発明において、前記放電電極部は、前記陽極となる第１放電電極と、前記陰極となる第２放電電極とを有し、前記第１放電電極を構成する複数の第１導体と、前記第２放電電極を構成する複数の第２導体とが、互いに離間し、且つ、前記放電電極部に対する前記流体の流通方向から見たときに、前記第１導体と前記第２導体とが交差した位置関係にあってもよい。
【００１８】
［５］  第１の本発明において、前記放電電極部は、前記陽極となる第１放電電極と、前記陰極となる第２放電電極とを有し、前記第１放電電極を構成する複数の第１導体と、前記第２放電電極を構成する複数の第２導体とが、ねじれの位置関係にあってもよい。
【００１９】
［６］  前記放電電極部に対する前記流体の流通方向から見たときに、前記第１導体と前記第２導体とで複数の格子が形成されてもよい。
【００２０】
［７］  前記第１導体と前記第２導体との交差部分の配列ピッチが５〜５０ｍｍであってもよい。
【００２１】
［８］  また、前記放電電極部に対する前記流体の流通方向から見たときに、前記放電電極部の開口率が３０〜５０％であってもよい。
【００２２】
［９］  前記第１放電電極は、前記第１導体と、該第１導体を被覆する第１セラミック層とを有し、前記第２放電電極は、前記第２導体と、該第２導体を被覆する第２セラミック層とを有してもよい。
【００２３】
［１０］  前記第１セラミック層及び前記第２セラミック層の内部に５０μｍ以上の気孔を有しないことが好ましい。
【００２４】
［１１］  前記第１導体と前記第１セラミック層を、軸方向に直交する方向に切断した断面において、前記第１導体の面積をＡａ１、前記第１セラミック層の面積をＡｂ１とし、前記第２導体と前記第２セラミック層を、軸方向に直交する方向に切断した断面において、前記第２導体の面積をＡａ２、前記第２セラミック層の面積をＡｂ２としたとき、
０．１＜Ａａ１／Ａｂ１＜１．０
０．０８＜Ａａ２／Ａｂ２＜２．０
であることが好ましい。
【００２５】
［１２］  この場合、前記第１導体及び前記第２導体の各直径が２００〜１０００μｍであることが好ましい。
【００２６】
［１３］  第１の本発明において、前記パルス電源は、前記陽極及び前記陰極間に前記高電圧パルスを印加するパルス発生部と、前記陽極及び前記陰極間に放電を発生させるように前記パルス発生部を制御するパルス制御部とを有し、前記パルス発生部は、直流電源部の両端に直列接続されたトランス及びスイッチを有し、前記パルス制御部の前記スイッチに対するオン制御によって前記トランスへの誘導エネルギーの蓄積を行い、前記パルス制御部の前記スイッチに対するオフ制御によって前記トランスの二次側での前記高電圧パルスの発生を行うパルス発生回路を有してもよい。
【００２７】
［１４］  第２の本発明に係るプラズマ処理装置は、パルス電源からの高電圧パルスによる放電によって発生したプラズマを利用して対象物の少なくとも表面を処理するプラズマ処理装置において、陽極と陰極とを有し、前記パルス電源からの前記高電圧パルスの供給に基づいて前記陽極と前記陰極間に放電を発生させる放電電極部と、前記放電電極部に流体を案内する流体案内部と、前記放電電極部を通過した前記流体を前記対象物に向けて出力するノズルと、を有し、前記放電電極部に前記流体を導入しながら、前記放電電極部において前記放電によりプラズマを発生させ、その励起物を前記流体と共に前記対象物に当て、前記流体案内部及び前記ノズルのうち、少なくとも１つは、流路面積が前記流体の流通方向に向かって徐々に小さくなる構造を有することを特徴とする。
【００２８】
これにより、放電電極部に対して流体を均一に流すことが可能で、放電電極部において効率よくプラズマを発生させることができ、プラズマの発生による励起物を間接的に被処理物に当てて、少なくとも被処理物の表面処理を行う場合に、表面処理の効率化を図ることができる。もちろん、上述した殺菌装置やその他の装置に適用させることができ、汎用性に富む。
【００２９】
以上説明したように、本発明に係る殺菌装置によれば、放電電極部に対して流体を均一に流すことが可能で、放電電極部において効率よくプラズマを発生させることができ、プラズマの発生による励起物を間接的に被処理物に当てて殺菌処理を行う場合に、殺菌処理の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係る殺菌装置を示す構成図である。
【図２】殺菌装置に設置される放電電極部の構成と、第１放電電極と第２放電電極間でプラズマが発生している状態を示す斜視図である。
【図３】放電電極部の第１放電電極及び第２放電電極の構成の一例を示す正面図である。
【図４】図４Ａは図３におけるＩＶＡ−ＩＶＡ線上の断面図であり、図４Ｂは図３におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線上の断面図である。
【図５】パルス電源の構成を示す回路図である。
【図６】殺菌装置の構成を示す分解斜視図である。
【図７】放電電極部の第１放電電極及び第２放電電極の構成の第１変形例を示す正面図である。
【図８】放電電極部の第１放電電極及び第２放電電極の構成の第２変形例を示す正面図である。
【図９】放電電極部の第１放電電極及び第２放電電極の構成の第３変形例を示す正面図である。
【図１０】図１０Ａは窒素の発光領域（Ｎ2発光領域）が１００％の場合の撮影画像を示し、図１０ＢはＮ2発光領域が５０％の場合の撮影画像を示す。
【図１１】第１セラミック層中に径が５０μｍの気孔が存在している状態を示す非破壊観察画像（Ｘ線ＣＴによる）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る殺菌装置の実施の形態例を図１〜図１１を参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００３２】
本実施の形態に係る殺菌装置１０は、図１に示すプラズマ処理装置１２を殺菌装置１０に適用したものである。このプラズマ処理装置１２は、高電圧パルスを発生するパルス電源１４と、パルス電源１４からの高電圧パルスの印加によってプラズマを発生するリアクタ１６とを有する。
【００３３】
リアクタ１６は、陽極と陰極とを有し、且つ、パルス電源１４からの高電圧パルスの供給に基づいて陽極と陰極間に放電を発生させる放電電極部１８と、放電電極部１８に流体を案内する流体案内部２０と、放電電極部１８を通過した流体を被処理物２２に向けて出力するノズル２４とを有する。
【００３４】
そして、このプラズマ処理装置１２は、放電電極部１８に流体を導入しながら、放電電極部１８において放電によりプラズマを発生させ、その励起物を流体と共に被処理物２２に当てて、該被処理物２２の少なくとも表面を処理する。従って、このプラズマ処理装置１２を殺菌処理に適用して殺菌装置１０とすることで、被処理物２２の殺菌を行うことができる。流体案内部２０及びノズル２４のうち、少なくとも１つは、流路面積が流体の流通方向に向かって徐々に小さくなる構造を有する。「励起物」は、ラジカル（化学活性種）、励起種（分子が、高速な電子の衝突により、形態は変わらず内部のエネルギー状態が変化（励起状態）したもの）、イオン、発光種、さらに励起物が流体分子と反応して生成した分子（例えばオゾン）等を指す。
【００３５】
放電電極部１８は、図２に示すように、陽極となる第１放電電極２６Ａと、陰極となる第２放電電極２６Ｂと、これら第１放電電極２６Ａ及び第２放電電極２６Ｂを所定の位置関係で保持するケース２８（図１、図６参照）とを有する。
【００３６】
図３に示すように、第１放電電極２６Ａは、第１方向（ｘ方向）に延び、且つ、第１方向と直交する第２方向（ｙ方向）に配列した棒状の複数の第１導体３０Ａと、複数の第１導体３０Ａをつなぐ第１共通導体３２Ａと、少なくとも第１導体３０Ａを被覆する第１セラミック層３４Ａとを有する。第１導体３０Ａと該第１導体３０Ａを被覆する第１セラミック層３４Ａの部分を第１電極部３６Ａと記す。
【００３７】
第２放電電極２６Ｂは、第２方向（ｙ方向）に延び、且つ、第１方向（ｘ方向）に配列した棒状の複数の第２導体３０Ｂと、複数の第２導体３０Ｂをつなぐ第２共通導体３２Ｂと、少なくとも第２導体３０Ｂを被覆する第２セラミック層３４Ｂとを有する。第２導体３０Ｂと該第２導体３０Ｂを被覆する第２セラミック層３４Ｂの部分を第２電極部３６Ｂと記す。
【００３８】
第１導体３０Ａ及び第２導体３０Ｂとしては、銅、鉄、タングステン、ステンレス、白金等を用いることができる。第１セラミック層３４Ａ及び第２セラミック層３４Ｂとしては、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等を用いることができる。
【００３９】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１導体３０Ａ及び第２導体３０Ｂの各直径ｄ１及びｄ２は２００〜１０００μｍである。また、第１導体３０Ａを被覆する第１セラミック層３４Ａ及び第２導体３０Ｂを被覆する第２セラミック層３４Ｂは共に、内部に５０μｍ以上の気孔を有しない。なお、パーセンテージで表されるくらいに気孔率が大きいとセラミックスにかかる電圧でたちまち絶縁破壊するおそれがある。全体で１個でも５０μｍの閉気孔があるだけで、該閉気孔の部分から絶縁破壊し、アークプラズマとなりセラミックスが溶解するおそれがある。理想的には閉気孔は存在せず、材料中に分散する閉気孔の径が全て１０μｍ未満であることが望ましい。
【００４０】
第１電極部３６Ａを軸方向に直交する方向に切断した断面において、第１導体３０Ａの面積をＡａ１、第１セラミック層３４Ａの面積をＡｂ１とし、第２電極部３６Ｂを軸方向に直交する方向に切断した断面において、第２導体３０Ｂの面積をＡａ２、第２セラミック層３４Ｂの面積をＡｂ２としたとき、
０．１＜Ａａ１／Ａｂ１＜１．０
０．０８＜Ａａ２／Ａｂ２＜２．０
である。
【００４１】
第１セラミック層３４Ａ及び第２セラミック層３４Ｂが厚いと電界強度が低下し、電子に与えるエネルギーが下がり、ラジカルの発生が少なくなる。これは、第１導体３０Ａと第２導体３０Ｂ間の誘電体が増えることに相当するため、見かけ上、容量成分が増加し、急峻な電圧上昇率（ｄＶ／ｄｔ）を得難くなる。そこで、上述した範囲であることが望ましい。
【００４２】
第１導体３０Ａ及び第２導体３０Ｂの各直径ｄ１及びｄ２は電界強度に影響を与える。特に、高電圧がかかる陽極（第１導体３０Ａ）は直径ｄ１が小さいほどその表面の電界強度は高くなる。従って、第１導体３０Ａ及び第２導体３０Ｂは細い方が好ましいが、強度及び形状を保つためには限界がある。そこで、第１導体３０Ａの直径ｄ１は、０．２〜０．５ｍｍ、第１セラミック層３４Ａの厚みｔ１は０．２５〜０．６５ｍｍが好ましい。また、第２導体３０Ｂの直径ｄ２は、０．５〜１．０ｍｍ、第２セラミック層３４Ｂの厚みｔ２は０．２５〜１．２５ｍｍが好ましい。
【００４３】
ケース２８は、中央に流体が流通する例えば円形の貫通孔が設けられ、外周部の内部には、第１共通導体３２Ａ（図３参照）とパルス電源１４からの正極側配線４０Ａ（図１参照）との接続部分と、第２共通導体３２Ｂ（図３参照）とパルス電源１４からの負極側配線４０Ｂ（図１参照）との接続部分とが収容されている。
【００４４】
そして、第１放電電極２６Ａと第２放電電極２６Ｂをケース２８内に取り付けた際に、複数の第１電極部３６Ａと複数の第２電極部３６Ｂとが互いに対向し、且つ、放電電極部１８に対する流体の流通方向から見たときに、第１電極部３６Ａと第２電極部３６Ｂ（図３参照）とが交差した位置関係（ねじれの位置関係）で保持される。すなわち、第１導体３０Ａと第２導体３０Ｂとが交差した位置関係（ねじれの位置関係）で保持される。このとき、第１電極部３６Ａと第２電極部３６Ｂとが交差した部分がケース２８の貫通孔を通じて露出した状態となる。
【００４５】
放電電極部１８に対する流体の流通方向から見たときに、図３に示すように、第１電極部３６Ａ（第１導体３０Ａ）と第２電極部３６Ｂ（第２導体３０Ｂ）とで複数の格子が形成される。この場合、第１電極部３６Ａ（第１導体３０Ａ）と第２電極部３６Ｂ（第２導体３０Ｂ）との交差部分の配列ピッチが５〜５０ｍｍである。また、放電電極部１８に対する流体の流通方向から見たときに、放電電極部１８の開口率は３０〜５０％である。
【００４６】
陰極である第２電極部３６Ｂの配列ピッチＰｂは、例えば１〜１０ｍｍ程度に小さくてもよいが、陽極である第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａは、第２電極部３６Ｂとの離間距離ｄｃ（間隙：図４Ａ及び図４Ｂ参照）と正の相関をとるように設定することが好ましい。すなわち、第２電極部３６Ｂとの離間距離ｄｃが大きくなるに従って第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａを広げる。例えば離間距離ｄｃが５ｍｍのとき、第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａを５ｍｍ以上に設定し、離間距離ｄｃが４０ｍｍのとき、第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａを３０ｍｍ以上に設定し、離間距離ｄｃが１００ｍｍのとき、第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａを５０ｍｍ以上に設定する。但し、第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａが離れすぎると、放電領域が少なくなるため、第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａは、離間距離ｄｃの５０〜１００％にすることが望ましい。
【００４７】
本来、放電電極部１８の開口率が３０％よりも小さくても、流体分子にとっては十分に広く、ほとんど影響を受けない。しかし、ラジカルの発生効率に最も影響するのが陽極表面の電界強度と電圧上昇速度（ｄＶ／ｄｔ）である。上述したように、陽極である第１電極部３６Ａの配列ピッチＰａを、離間距離ｄｃに応じて広げるのは、電界強度を高く維持するためである。
【００４８】
そして、パルス電源１４の正極が第１放電電極２６Ａ（陽極）に接続され、パルス電源１４の負極が第２放電電極２６Ｂ（陰極）に接続される。これにより、第１放電電極２６Ａから第２放電電極２６Ｂに向かう電界が第１電極部３６Ａと第２電極部３６Ｂとの間隙に印加される。その結果、第２電極部３６Ｂのうち、第１電極部３６Ａと対向する面の近傍にイオンシース層（イオンがたくさん集まった状態）が形成され、第１電極部３６Ａと第２電極部３６Ｂとの間隙にプラズマが発生する。図２に第１放電電極２６Ａの第１電極部３６Ａと第２放電電極２６Ｂの第２電極部３６Ｂ間でプラズマが発生している状態を示す。
【００４９】
ここで、パルス電源１４の構成について図５を参照しながら説明する。
【００５０】
パルス電源１４は、図５に示すように、陽極及び陰極間に高電圧パルスを印加するパルス発生部４１と、陽極と陰極間に放電を発生させるようにパルス発生部４１を制御するパルス制御部４２とを有する。
【００５１】
パルス発生部４１は、例えば下記構成を有するパルス発生回路４３を有する。すなわち、このパルス発生回路４３は、直流を供給する直流電源４４と直流電源４４からの直流の供給を安定させるキャパシタ４５とを有する直流電源部４６と、誘導エネルギーを蓄積するトランス４７と、トランス４７の一次巻線４８への直流の供給経路５０と、供給経路５０を開閉するＭＯＳＦＥＴ（酸化金属半導体電界効果トランジスタ）５２及びＳＩサイリスタ５４と、ＳＩサイリスタ５４のゲートへのバイアス付与経路５６と、ＳＩサイリスタ５４のゲートへ電流が流入することを抑制し、ＳＩサイリスタ５４のゲートから電流が流出することを許容するダイオード５８と、トランス４７の二次巻線６０からのパルス電圧の出力経路６２とを有する。一方、パルス制御部４２は、ＭＯＳＦＥＴ５２を駆動する駆動回路６４を有する。
【００５２】
ＳＩサイリスタ５４及びＭＯＳＦＥＴ５２は、ターンオンしたときに供給経路５０を閉じ、ターンオフしたときに供給経路５０を開くように、供給経路５０に直列に挿入される。一次巻線４８の一端６６ａは、直流電源４４の正極及びキャパシタ４５の一端に接続され、ＳＩサイリスタ５４のアノードは一次巻線４８の他端６６ｂに接続され、ＳＩサイリスタ５４のカソードはＭＯＳＦＥＴ５２のドレインに接続され、ＭＯＳＦＥＴ５２のソースは直流電源４４の負極及びキャパシタ４５の他端に接続される。ＳＩサイリスタ５４のゲートは、バイアス付与経路５６によりダイオード５８を経由して一次巻線４８の一端６６ａに接続される。ダイオード５８のカソードは、一次巻線４８の一端６６ａに接続され、ダイオード５８のアノードは、ＳＩサイリスタ５４のゲートに接続される。ダイオード５８により、ＳＩサイリスタ５４が電圧駆動により正バイアスされ、電流駆動により負バイアスされる。トランス４７に代えて単一の巻線を備えるインダクタを使用し、インダクタから直接的にパルス電圧を出力してもよい。
【００５３】
そして、駆動回路６４からＭＯＳＦＥＴ５２へのオン信号の入力が始まり、ＭＯＳＦＥＴ５２がターンオンすると、ＳＩサイリスタ５４のゲートが正バイアスされ、ＳＩサイリスタ５４もターンオンする。これにより、供給経路５０が閉じられる。供給経路５０が閉じられると、一次巻線４８への直流の供給が始まり、トランス４７への誘導エネルギーの蓄積が始まる。
【００５４】
駆動回路６４からＭＯＳＦＥＴ５２へのオン信号の入力が終わり、ＭＯＳＦＥＴ５２がターンオフすると、一次巻線４８に発生した誘導起電力により、ＳＩサイリスタ５４のゲートが負バイアスされ、ＳＩサイリスタ５４も高速にターンオフする。これにより、供給経路５０が高速に開かれる。供給経路５０が高速に開かれると、相互誘導により二次巻線６０に誘導起電力が発生し、二次巻線６０から正極６８と負極７０との間に立ち上がり時の電圧Ｖの時間上昇率ｄＶ／ｄｔが著しく大きいパルス電圧が出力される。
【００５５】
パルス電圧のパルス幅は、概ね、半値全幅（ＦＷＨＭ）で１０〜１０００ｎｓであることが望ましく、立ち上がり時の電圧Ｖの時間上昇率ｄＶ／ｄｔは、概ね、３０〜３０００ｋＶ／μｓであることが望ましく、単位時間当たりの繰り返し数は、概ね、１００ｐｐｓ〜数１００ｋｐｐｓであることが望ましい。望ましい範囲について、「概ね」と述べているのは、リアクタ１６の構造、材質、流体の圧力、流体の流量によっては、望ましい範囲が上述の範囲よりも広くなる場合もあり得るからである。
【００５６】
パルス電源１４のより詳細な動作原理は、例えば飯田克二、佐久間健：「ＳＩサイリスタによる極短パルス発生回路（ＩＥＳ回路）」、ＳＩデバイスシンポジウム講演論文集（２００２）に記載されている。
【００５７】
一方、流体案内部２０は、図１及び図６に示すように、流体を放電電極部１８に対して均一に供給する整流構造を有する。整流構造は、ベルマウス部７２と、整流網部７４と、流体流入ケース７６とを有する。
【００５８】
ベルマウス部７２は、放電電極部１８の上流側に設置され、流路面積が流体の流通方向に向かって徐々に小さくなるベルマウス構造を有する。
【００５９】
整流網部７４は、ベルマウス部７２の上流側に設置され、１以上の整流網７８と、整流網７８を両側（上流側及び下流側）から押さえる押さえ枠８０とを有する。整流網７８の開口率は１０〜４５％が望ましいが、ベルマウス部７２の開口面積によっては、それよりも開口率が低くてもよい。その理由は、整流網部７４は流体流入ケース７６に入ってくるさまざまな速度ベクトルを有する流体を均一にベルマウス部７２に送り込む役割を果たす。メッシュ数が大きく、開口率が低い方が望ましい。但し、ベルマウス部７２の開口径が例えば３０ｍｍと大きな場合は、市販されているメッシュであれば、どれほど開口率が低くても問題はない。後述する導管８２の内径が例えば６ｍｍであれば、ベルマウス部７２の開口径が３０ｍｍであれば、ベルマウス部７２の開口面積は、導管８２の開口面積の２５倍になる。従って、開口率４％としても圧損は生じない。
【００６０】
流体流入ケース７６は、整流網部７４の上流側に設置され、ベルマウス部７２への流体導出方向の内寸Ｄａが、流体流量と正の相関関係を有する。内寸Ｄａは、流体流量が１０〜２０リットル／ｍｉｎの範囲において、２０ｍｍ〜１００ｍｍである。
【００６１】
流体流入ケース７６への流体の供給方向は、ベルマウス部７２への流体導出方向と異なる。すなわち、流体流入ケース７６への流体の供給は、流体流入ケース７６の１つの面に設けられた導管８２を通じて行われ、流体の供給方向ｍと流体導出方向ｎとのなす角は８０°〜１００°である。図６の例では、流体流入ケース７６の複数の面のうち、ベルマウス部７２への流体導出方向ｎと平行な面（例えば上面）に導管８２が設けられ、流体の供給方向ｍと流体導出方向ｎとのなす角は略９０°である。
【００６２】
ノズル２４は、流路面積が流体の流通方向に向かって徐々に小さくなるベルマウス構造を有する第１ノズル２４Ａを用いてもよいし、角筒状の第２ノズル２４Ｂを用いてもよい。第１ノズル２４Ａを用いることで、放電電極部１８にて生成された励起物を含む流体を均一に被処理物２２（図１参照）に当てることができる。
【００６３】
このように、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１２は、陽極と陰極とを有し、パルス電源１４からの高電圧パルスの供給に基づいて陽極と陰極間に放電を発生させる放電電極部１８と、放電電極部１８に流体を案内する流体案内部２０と、放電電極部１８での放電によって流体内に発生した少なくとも励起種を被処理物２２に噴射するノズル２４と、を有し、流体案内部２０及びノズル２４のうち、少なくとも１つは、流路面積が流体の流通方向に向かって徐々に小さくなる構造を有するようにしたので、放電電極部１８に対して流体を均一に流すことが可能で、放電電極部１８において効率よくプラズマを発生させることができる。従って、プラズマの発生による励起物を間接的に被処理物２２に当てて殺菌処理を行う場合に、殺菌処理の効率化を図ることができる。
【００６４】
ところで、第１放電電極２６Ａ及び第２放電電極２６Ｂを作製する場合は、ゲルキャスト法を用いることが好ましい。ゲルキャスト法では、金型内に、第１導体３０Ａをセットし、セラミック粉末、分散媒、及びゲル化剤を含むスラリーを注型した後に、このスラリーを温度条件や架橋剤の添加等によりゲル化させることにより固化し、成形して、その後、焼成することで、第１放電電極２６Ａを作製する。第２放電電極２６Ｂも同様の方法により、作製することができる。このゲルキャスト法によれば、スラリーの低粘度状態を介して第１導体３０Ａと混合させるため、混合後に空隙が残存しにくい。そのため、成形後に、焼成を行って第１放電電極２６Ａを作製しても、第１セラミック層３４Ａは緻密な状態が保たれる。第２セラミック層３４Ｂにおいても同様である。
【００６５】
上述の例では、第１電極部３６Ａ及び第２電極部３６Ｂをそれぞれくし歯状にした例を示したが、その他、図７の第１変形例に示すように、それぞれ格子状にし、第１導体３０Ａ及び第２導体３０Ｂを共に格子状に形成してもよい。この場合、放電電極部１８に対する流体の流通方向から見たときに、第１電極部３６Ａ（第１導体３０Ａ）と第２電極部３６Ｂ（第２導体３０Ｂ）とが交差した状態、すなわち、第１電極部３６Ａの開口に第２電極部３６Ｂの交差部が位置する状態に設置する。
【００６６】
また、図８の第２変形例に示すように、第１電極部３６Ａ及び第２電極部３６Ｂをそれぞれ格子状とし、第１電極部３６Ａ内の第１導体３０Ａと第２電極部３６Ｂ内の第２導体３０Ｂとをそれぞれくし歯状にしてもよい。
【００６７】
すなわち、第１電極部３６Ａの第１セラミック層３４Ａを格子状に構成し、第１セラミック層３４Ａ内の第１導体３０Ａを例えばｘ方向に延ばし、且つ、ｙ方向に配列する。第２電極部３６Ｂの第２セラミック層３４Ｂを格子状に構成し、第２セラミック層３４Ｂ内の第２導体３０Ｂを例えばｙ方向に延ばし、且つ、ｘ方向に配列する。
【００６８】
この場合、第１導体３０Ａ及び第２導体３０Ｂを共に格子状にした場合と比して、電界強度の低下を抑制することができる。
【００６９】
上述した第２変形例において、第１セラミック層３４Ａのうち、第１導体３０Ａが内層されていない第１部分８４Ａ（ｙ方向に延び、且つ、ｘ方向に配列された部分）は、第１導体３０Ａと第１セラミック層３４Ａとからなる第１電極部３６Ａ間の強度を維持できる程度でよい。同様に、第２セラミック層３４Ｂのうち、第２導体３０Ｂが内層されていない第２部分８４Ｂ（ｘ方向に延び、且つ、ｙ方向に配列された部分）は、第２導体３０Ｂと第２セラミック層３４Ｂとからなる第２電極部３６Ｂ間の強度を維持できる程度でよい。
【００７０】
従って、図９の第３変形例に示すように、第１セラミック層３４Ａのうち、第１導体３０Ａが内層されていない第１部分８４Ａを間引きし、同様に、第２セラミック層３４Ｂのうち、第２導体３０Ｂが内層されていない第２部分８４Ｂを間引きしてもよい。図９の例では上述の第１部分８４Ａ及び第２部分８４Ｂをそれぞれ１本ずつ間引きした場合を示す。もちろん、第１電極部３６Ａ間の強度及び第２電極部３６Ｂ間の強度を維持できる程度であれば、２本ずつ〜数本ずつ間引きしてもよい。
【実施例】
【００７１】
［第１実施例］
実施例１〜６、参考例１及び２について、整流網部７４の開口率の違いによる放電電極部１８での窒素の発光領域の変化を確認した。【００７２】
＜測定条件＞
流体（窒素Ｎ2）の供給流量、プラズマ処理装置１２の寸法は以下の通りである。
流体（窒素Ｎ2）の供給流量：１０リットル／ｍｉｎ
プラズマ処理装置１２の寸法（図６参照）：
導管８２の内径：６ｍｍ
流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａ：１００ｍｍ
整流網７８の枚数：２枚
ベルマウス部７２：
軸方向の長さＬａ：１０４〜１２４ｍｍ
整流網部７４側の開口の一辺の長さＬｂ：２１７ｍｍ
ノズル２４側の開口の一辺の長さＬｃ：６１ｍｍ
パルス電源１４：
パルス波形：ＤＢＤ（誘電体バリア放電）タイプ
パルス周波数：２ｋｐｐｓ
ピーク電圧値：１６ｋＶ
ピーク電流値：３Ａ【００７３】
＜発光領域の確認＞
発光領域の確認は、ノズル２４に向かってＣＣＤカメラを設置し、露出する放電電極部１８での放電の発生状態を撮像した。撮像した画像のうち、第１電極部３６Ａと第２電極部３６Ｂが交差している部分全域に対する窒素の発光領域（Ｎ2発光領域と記す）の割合をパーセンテージで求めた。比較のために、図１０Ａに、Ｎ2発光領域１００％の状態を示し、図１０Ｂに、Ｎ2発光領域５０％の状態を示す。【００７４】
（実施例１〜６）
実施例１、２、３、４、５、６は、整流網部７４の開口率をそれぞれ１６％、２１％、２３％、２８％、３７％、４１％とした。【００７５】
（参考例１及び２）
参考例１、２は、整流網部７４の開口率をそれぞれ５％、５２％とした。【００７６】
＜評価＞
評価結果を下記表１に示す。【００７７】
【表１】
0006513020.tif 000002
【００７８】
表１から、参考例１及び２のＮ2発光領域は５０％であったが、実施例１〜６は、いずれもＮ２発光領域が７０％以上であり、良好であった。特に、実施例１〜３は、Ｎ2発光領域は１００％であった。このことから、整流網部７４の開口率が小さいほど、流体の整流性が向上し、放電電極部１８全域にわたって放電が安定に行われていることがわかる。但し、参考例１のように、極端に開口率が小さくなると、流体の整流性が悪くなり、放電が不安定になる。従って、整流網部７４の開口率の好ましい範囲として、１６％〜４１％が好ましく、さらに好ましくは１６％〜２３％であることがわかる。【００７９】
［第２実施例］
実施例１１〜１５、参考例１１〜１３について、流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａの違いによる放電電極部１８での窒素の発光領域の変化を確認した。【００８０】
測定条件及び発光領域の確認は、上述した第１実施例と同じであるが、整流網部７４の開口率を２３％とした。【００８１】
（実施例１１〜１３）
実施例１１、１２、１３は、流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａをそれぞれ３０ｍｍ、６０ｍｍ、１００ｍｍとし、流体流量をそれぞれ１０（リットル／ｍｉｎ）とした。【００８２】
（実施例１４、１５）
実施例１４、１５は、流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａをそれぞれ６０ｍｍ、１００ｍｍとし、流体流量をそれぞれ２０（リットル／ｍｉｎ）とした。【００８３】
（参考例１１、１２、１３）
参考例１１、１２、１３は、流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａをそれぞれ１０ｍｍ、１０ｍｍ、３０ｍｍとし、流体流量をそれぞれ１０（リットル／ｍｉｎ）、２０（リットル／ｍｉｎ）、２０（リットル／ｍｉｎ）とした。【００８４】
＜評価＞
評価結果を下記表２に示す。【００８５】
【表２】
0006513020.tif 000003
【００８６】
表２から、参考例１２のＮ2発光領域は３０％、参考例１１及び１３のＮ2発光領域は５０％であったが、実施例１１〜１５は、いずれもＮ2発光領域が１００％であり、良好であった。このことから、流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａは大きい方が流体の整流性が良好になり、流量が大きいと内寸Ｄａも大きくする必要があることがわかる。従って、流量毎に流体流入ケース７６の流体導出方向の内寸Ｄａの下限値が存在し、１０リットル／ｍｉｎでは３０ｍｍ、２０リットル／ｍｉｎでは６０ｍｍが下限値である。【００８７】
［第３実施例］
実施例２１〜２８、参考例２１〜２４について、放電電極部１８を構成する陽極（第１電極部３６Ａ）の配列ピッチＰａの違いによる放電電極部１８での窒素の発光領域の変化を確認した。【００８８】
測定条件及び発光領域の確認は、上述した第１実施例と同じであるが、整流網部７４の開口率を２３％とした。【００８９】
（実施例２１〜２３）
実施例２１、２２、２３は、陽極の配列ピッチＰａをそれぞれ３ｍｍ、６ｍｍ、１０ｍｍとし、陽極と陰極間の距離ｄｃをそれぞれ５ｍｍとした。【００９０】
（実施例２４〜２６）
実施例２４、２５、２６は、陽極の配列ピッチＰａをそれぞれ３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍとし、陽極と陰極間の距離ｄｃをそれぞれ４０ｍｍとした。【００９１】
（実施例２７、２８）
実施例２７、２８は、陽極の配列ピッチＰａをそれぞれ５０ｍｍ、８０ｍｍとし、陽極と陰極間の距離ｄｃをそれぞれ１００ｍｍとした。【００９２】
（参考例２１〜２４）
参考例２１、２２、２３、２４は、陽極の配列ピッチＰａをそれぞれ２ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍ、１００ｍｍとし、陽極と陰極間の距離ｄｃをそれぞれ５ｍｍ、４０ｍｍ、１００ｍｍ、１００ｍｍとした。【００９３】
＜評価＞
評価結果を下記表３に示す。【００９４】
【表３】
0006513020.tif 000004
【００９５】
表３から、参考例２１、２２、２４のＮ2発光領域は５０％、参考例２３のＮ2発光領域は３０％であったが、実施例２１〜２８は、いずれもＮ2発光領域が８０％以上であり、良好であった。特に、実施例２１、２２、２４、２５、２７は、Ｎ2発光領域は１００％であった。また、実験結果から、陽極と陰極間の距離ｄｃが広くなるほど陽極の配列ピッチＰａも広くしないと中央部の放電が弱くなることがわかった。一方、陽極の配列ピッチＰａが広すぎてもプラズマにコールドスポット領域ができ、効率が低下することがわかった。従って、陽極の配列ピッチＰａは陽極と陰極間の距離ｄｃの５０％〜１００％にすることが望ましい。【００９６】
［第４実施例］
実施例３１〜３６、参考例３１及び３２について、放電電極部１８を構成する第１セラミック層３４Ａの気孔寸法の違いによる放電電極部１８の耐久時間を確認した。気孔はＸ線ＣＴ（コンピュータ断層撮影）による非破壊観察画像で確認した。耐久時間は、実験の開始時点から絶縁破壊が生じるまでの時間である。図１１に、第１セラミック層３４Ａ中に径が５０μｍの気孔が存在している状態を示す。この図１１は、Ｘ線ＣＴによる非破壊観察画像である。【００９７】
（実施例３１〜３６）
実施例３１、３２、３３、３４、３５、３６は、第１セラミック層３４Ａに存在する気孔の寸法が３０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１５μｍ、１５μｍ、１０μｍである。【００９８】
（参考例３１、３２）
参考例３１、３２は、第１セラミック層３４Ａに存在する気孔の寸法が５０μｍ、７０μｍである。【００９９】
＜評価＞
評価結果を下記表４に示す。【０１００】
【表４】
0006513020.tif 000005
【０１０１】
表４から、気孔の寸法が小さくなるほど耐久時間が長くなる傾向があることがわかる。また、実験結果から、気孔は大きいものが１個でもあると絶縁破壊はそこから起こり、数値上の気孔率が０％であっても破損することがわかった。セラミック層の厚みが２００μｍの場合、φ４０μｍの気孔があると、実質の材料厚みが２０％も低下したことに相当する。従って、気孔の大きさを極力小さくすることが重要となり、第１セラミック層３４Ａ及び第２セラミック層３４Ｂの内部に５０μｍ以上の気孔を有しないことが望ましいことがわかる。【０１０２】
［第５実施例］
実施例４１〜４６、参考例４１及び４２について、放電電極部１８を構成する第１導体３０Ａと第１セラミック層３４Ａの断面積比（第１導体３０Ａの断面積Ａａ１／第１セラミック層３４Ａの断面積Ａｂ１）の違いによるプラズマ発光強度の変化を確認した。プラズマ発光強度は電極近傍におけるＮ2分子からの発光（３３７．１ｎｍ）強度を発光分光計（ＯＥＳ）により測定した。【０１０３】
（実施例４１〜４６）
実施例４１、４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ断面積比（Ａａ１／Ａｂ１）が０．１５、０．３、０．５、０．７、０．８、０．９である。【０１０４】
（参考例４１及び４２）
参考例４１、４２は、それぞれ断面積比（Ａａ１／Ａｂ１）が０．０５、１．５である。【０１０５】
＜評価＞
評価結果を下記表５に示す。【０１０６】
【表５】
0006513020.tif 000006
【０１０７】
表５から、参考例４１のプラズマ発光強度は０．１であったが、実施例４１〜４６は、いずれもプラズマ発光強度が０．５以上であり、良好であった。特に、実施例４４、４５、４６はプラズマ発光強度が０．９、０．９、１．０であった。一方、参考例４２は、プラズマ発光強度が１．０であったが破損していた。このことから、第１セラミック層３４Ａの断面積が小さいほど第１導体３０Ａの表面にかかる電圧は高くなり、プラズマ発光強度が大きくなることがわかる。しかし、第１セラミック層３４Ａを薄くしすぎると、絶縁破壊が起こりやすくなり、小さな気孔でも大きな電界集中を招き破損しやすくなる。従って、断面積比（Ａａ１／Ａｂ１）は、０．１＜Ａａ１／Ａｂ１＜１．０であることがわかる。【０１０８】
［第６実施例］
上述した第５実施例と同様に、実施例５１〜５６、参考例５１及び５２について、放電電極部１８を構成する第２導体３０Ｂと第２セラミック層３４Ｂの断面積比（第２導体３０Ｂの断面積Ａａ２／第２セラミック層３４Ｂの断面積Ａｂ２）の違いによるプラズマ発光強度の変化を確認した。【０１０９】
（実施例５１〜５６）
実施例５１、５２、５３、５４、５５、５６は、それぞれ断面積比（Ａａ２／Ａｂ２）が０．１、０．５、１．０、１．３、１．５、１．８である。【０１１０】
（参考例５１及び５２）
参考例５１、５２は、それぞれ断面積比（Ａａ２／Ａｂ２）が０．０５、２．５である。【０１１１】
＜評価＞
評価結果を下記表６に示す。【０１１２】
【表６】
0006513020.tif 000007
【０１１３】
表６から、参考例５１のプラズマ発光強度は０．３であったが、実施例５１〜５６は、いずれもプラズマ発光強度が０．６以上であり、良好であった。特に、実施例５３、５４、５５、５６はプラズマ発光強度が０．９、０．９、０．９、１．０であった。一方、参考例５２は、プラズマ発光強度が１．０であったが破損していた。このことから、上述した第５実施例と同様に、第２セラミック層３４Ｂの断面積が小さいほど第２導体３０Ｂの表面にかかる電圧は高くなり、プラズマ発光強度が大きくなることがわかる。しかし、第２セラミック層３４Ｂを薄くしすぎると、絶縁破壊が起こりやすくなり、小さな気孔でも大きな電界集中を招き破損しやすくなる。従って、断面積比（Ａａ２／Ａｂ２）は、０．０８＜Ａａ２／Ａｂ２＜２．０であることがわかる。【０１１４】
［第７実施例］
実施例６１〜６６、参考例６１及び６２について、放電電極部１８を構成する第１導体３０Ａ（陽極導体）の直径の違いによるプラズマ発光強度の変化を確認した。【０１１５】
（実施例６１〜６６）
実施例６１、６２、６３、６４、６５、６６は、第１導体３０Ａの直径ｄ１がそれぞれ２００μｍ、３００μｍ、５００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍである。【０１１６】
（参考例６１及び６２）
参考例６１、６２は、第１導体３０Ａの直径ｄ１がそれぞれ１００μｍ、１２００μｍである。【０１１７】
＜評価＞
評価結果を下記表７に示す。【０１１８】
【表７】
0006513020.tif 000008
【０１１９】
表７から、第１導体３０Ａの直径ｄ１は小さいほど高い電界強度がかかり、高エネルギー電子の割合が増え、プラズマからの活性種発生数が増大することがわかる。反面、線材が切れ易くなりプラズマ処理装置の信頼性が低下する。参考例６１は、プラズマ発光強度が１．０であったが、信頼性の点で不安がある。従って、第１導体３０Ａの直径ｄ１は、２００〜１０００μｍが好ましく、さらに好ましくは３００〜５００μｍである。【０１２０】
なお、本発明に係る殺菌装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図１】
0006513020.tif 000009
【図２】
0006513020.tif 000010
【図３】
0006513020.tif 000011
【図４】
0006513020.tif 000012
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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