(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、アンテナの近傍に配置され、一端にガスが供給される放電管と、アンテナにＶＨＦ帯の高周波電力を供給する高周波電源と、アンテナと高周波電源との間に設けられ、アンテナからの反射波を調整する整合回路とを備えたマイクロ誘導結合プラズマジェットの大気圧プラズマ発生装置において、
アンテナを第１の基板上に配置するとともに、前記第１の基板上に第２の基板を積層して積層基板を構成し、整合回路を構成する平面状のリアクタンス素子を、前記積層基板上に配設し、
前記アンテナは平面状のアンテナであり、前記アンテナを前記積層基板における前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟んで配置し、前記アンテナを挟む前記第２の基板上に前記平面状のリアクタンス素子を配置した
ことを特徴とする大気圧プラズマ発生装置。
【請求項２】
アンテナと、アンテナの近傍に配置され、一端にガスが供給される放電管と、アンテナにＶＨＦ帯の高周波電力を供給する高周波電源と、アンテナと高周波電源との間に設けられ、アンテナからの反射波を調整する整合回路とを備えたマイクロ誘導結合プラズマジェットの大気圧プラズマ発生装置において、
アンテナを第１の基板上に配置するとともに、前記第１の基板上に第２の基板を積層して積層基板を構成し、整合回路を構成する平面状のリアクタンス素子を、前記積層基板上に配設し、
前記アンテナは前記放電管の回りに複数巻かれたアンテナであり、前記放電管と前記アンテナとを積層基板における前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟んで配置し、前記放電管と前記アンテナを挟む前記第２の基板上に前記平面状のリアクタンス素子を配置した
ことを特徴とする大気圧プラズマ発生装置。
【請求項３】
前記平面状のリアクタンス素子は、基板上に導体を渦巻き状に配置したインダクタンス素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の大気圧プラズマ発生装置。
【請求項４】
積層基板における基板に形成した互いに接続すべき配線の接続部を互いに重なるように配
設し、基板を相互に圧接状態で結合して接続部を接続したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の大気圧プラズマ発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の大気圧プラズマ発生装置を、ロボット装置のＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能な可動ヘッドに搭載したことを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧プラズマ発生装置に関し、特にコンパクトな構成にてプラズマを安定して効率的に発生させる大気圧プラズマ発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空プラズマ発生装置や大気圧プラズマ発生装置は装置が大型であるため、ロボットに搭載して稼動させるような装置に適用することは不可能であったが、近年、大気圧下でマイクロ誘導結合プラズマジェットを生成する小型のマイクロプラズマジェット発生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このマイクロプラズマジェット発生装置は、図１１に示すように、基板３１と、基板３１上に配設された波状形態のマイクロアンテナ３２と、マイクロアンテナ３２の近傍に配設された放電管３３とを備えたプラズマチップ３０を用い、放電管３３の一端からガス供給手段３４にてガスを供給するとともに、高周波電源３５（図１２参照）からマイクロアンテナ３２に対してＶＨＦ帯（３０〜５００ＭＨｚ）の高周波電力を供給することによって、大気圧にて小電力で放電管３３内の微小空間に良好に安定したプラズマＰを発生させ、マイクロプラズマジェットとして吹き出させるものである。
【０００４】
また、図１２に示すように、マイクロアンテナ３２と高周波電源３５との間には、マイクロアンテナ３２からの反射波を調整し、反射波によってマイクロアンテナ３２への投入電力が低下するのを防止してプラズマを安定して効率的に発生するための整合回路３６が接続される。整合回路３６は、図１２の例では、高周波電源３５に対して並列接続されるＬＯＡＤ側のリアクタンス素子３７とその一端とマイクロアンテナ３２との間に接続されるＴＵＮＥ側のリアクタンス素子３８にて構成されている。図１２の例では、リアクタンス素子３７、３８はともに可変コンデンサにて構成されているが、固定あるいは可変のコンデンサやインダクタンスを用いた構成とすることもできる。なお、図１２中、Ｌはマイクロアンテナ３２のインダンタンス成分、Ｒは回路の抵抗成分である。
【０００５】
さらに、本出願人は先に、 図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、整合回路３６とマイクロアンテナ３２との間に位相回路４１を介装し、この位相回路４１にて定在波の電流の振幅の最大値、又は定在波の電圧振幅の最小値の位置がマイクロアンテナ３２の近傍に位置するように構成することで、投入電力を効率良くマイクロアンテナ３２に流れる電流として供給し、効率良くプラズマを発生させるようにしたものを提案している（特願２００５−２８１９８４号参照）。位相回路４１としては、図１３（ａ）に示すように、ＬＯＡＤ側のリアクタンス素子３７とマイクロアンテナ３２との間にインダクタンス素子４２を、ＴＵＮＥ側のリアクタンス素子３８とマイクロアンテナ３２との間にコンデンサ素子４３を介装した構成や、図１３（ｂ）に示すように、ＬＯＡＤ側のリアクタンス素子３７とマイクロアンテナ３２との間にコンデンサ素子４３を、ＴＵＮＥ側のリアクタンス素子３８とマイクロアンテナ３２との間にインダクタンス素子４２を介装した構成や、ＴＵＮＥ側のリアクタンス素子３８である可変コンデンサにて位相回路４１のリアクタンス素子の機能を兼務させて図１３（ａ）のインダクタンス素子４２のみを設けた構成など、種々の構成例が適用される。
【特許文献１】特許第３６１６０８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示されたプラズマチップ３０を用いてマイクロプラズマを発生させた場合、マイクロアンテナ３２の温度が上昇し、長時間のプラズマ発生においては、マイクロアンテナ３２が基板３１から浮き上がって放熱状態が悪くなり、マイクロアンテナ３２のパターン部分が焼損してしまう恐れがあり、またマイクロアンテナ３２の温度が上昇すると抵抗が大きくなることで、整合回路のバランスが崩れてマイクロアンテナ３２からの反射波が大きく変わり、マイクロアンテナ３２に供給される電力が低下し、プラズマの強度が低下するという問題がある。
【０００７】
また、整合回路３６や位相回路４１を設けた構成において、これらの回路を構成するインダクタンス素子やコンデンサ素子などのリアクタンス素子も発熱し、その発熱によって整合回路３６や位相回路４１の回路定数が変化してしまい、プラズマＰを安定して効率的に発生させることができないという問題がある。
【０００８】
さらに、マイクロアンテナ３２と整合回路３６や位相回路４１を接続する配線における発熱も大きいため、配線抵抗が変化して整合回路３６や位相回路４１の回路定数が変化してしまい、プラズマＰを安定して効率的に発生させることができないという問題がある。なお、配線での発熱の影響を防ぐには、配線で発生した熱を逃がす方法と、配線そのものを短くする方法とが考えられるが、それらを実現した構成は提案されていない。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、整合回路や位相回路を構成するリアクタンス素子やアンテナや配線の発熱によって回路定数が変化するのを防止してプラズマを安定して効率的に発生させることができ、かつコンパクトな構成を実現できる大気圧プラズマ発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の大気圧プラズマ発生装置は、アンテナと、アンテナの近傍に配置され、一端にガスが供給される放電管と、アンテナにＶＨＦ帯の高周波電力を供給する高周波電源と、アンテナと高周波電源との間に設けられ、アンテナからの反射波を調整する整合回路とを備えたマイクロ誘導結合プラズマジェットの大気圧プラズマ発生装置において、アンテナを第１の基板上に配置するとともに、前記第１の基板上に第２の基板を積層して積層基板を構成し、整合回路を構成する平面状のリアクタンス素子を、前記積層基板上に配設し、前記アンテナは平面状のアンテナであり、前記アンテナを前記積層基板における前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟んで配置し、前記アンテナを挟む前記第２の基板上に前記平面状のリアクタンス素子を配置したものである。
【００１１】
また、上記アンテナと整合回路との間に設けられ、アンテナ近傍の位相を調整する位相回路をさらに備えた大気圧プラズマ発生装置において、整合回路又は位相回路を構成する平面状のリアクタンス素子を、積層基板上に配設又は、積層基板における基板の間に挟んで配置したものである。
【００１２】
この構成によれば、整合回路や位相回路を構成するリアクタンス素子を平面状にして積層基板上に配設又は、積層基板における基板の間に挟んで配置したことによって、リアクタンス素子で発生した熱を基板を通して円滑にかつ効果的に外部に放熱することができ、リアクタンス素子の高温化によって整合回路や位相回路の回路定数が変化するのを防止でき、それによりアンテナに高周波電力を効率的にかつ安定的に入力させることができ、プラズマを効率的に安定して発生させることができ、しかも平面状のリアクタンス素子を積層基板の基板の間に挟んだ構成であるため、コンパクトな構成を実現することができる。      
【００１３】
また、平面状のアンテナを積層基板における基板の間に挟んで配置し、アンテナを挟む基板上に平面状のリアクタンス素子を配置すると、アンテナを基板の間に挟んでいるのでアンテナで発生した熱を効果的に放熱でき、アンテナに高周波電力を効率的にかつ安定的に入力させることができ、プラズマを効率的に安定して発生させることができるとともに、その基板を共用して平面状のリアクタンス素子を配置しているので、基板の面積と数量を低減でき、一層コンパクトに構成することができる。
【００１４】
また、放電管とその回りに複数巻かれたアンテナとを積層基板における基板の間に挟んで配置し、放電管とアンテナを挟む基板上に平面状のリアクタンス素子を配置することで、放電管に巻回形成したアンテナを用いる場合にも同様の効果を奏することができる。
【００１５】
また、上記リアクタンス素子が、基板上に導体を渦巻き状に配置したインダクタンス素子であると、インダクタンス素子は熱を発生し易いが、そのインダクタンス素子を平面状にして積層基板における基板の間に挟んで配置することで、発生した熱を基板を通して円滑にかつ効果的に外部に放熱することができ、特に大きな効果が得られる。
【００１６】
また、基板上に設けた配線を積層基板における基板の間に挟んで配置すると、配線で発生した熱も基板を通して効果的に放熱でき、同様に整合回路や位相回路の回路定数が変化するのを防止でき、プラズマを効率的に安定して発生させることができる。
【００１７】
また、アンテナを配置した基板上に整合回路を構成し又は整合回路と位相回路を構成する立体形状のリアクタンス素子を配置し、この立体形状のリアクタンス素子を基板にて接触状態で覆って積層基板に内蔵させると、立体形状のリアクタンス素子の発熱もそれを配置した基板と覆う基板を通して効果的に放熱することができ、同様にプラズマを効率的に安定して発生させることができる。
【００１８】
また、積層基板における基板に形成した互いに接続すべき配線の接続部を互いに重なるように配設し、基板を相互に圧接状態で結合して接続部を接続すると、積層基板を構成する基板を圧接状態で結合するだけで回路の電気的接続ができるので、簡単な構成でかつ簡単に組み立てることができ、コンパクトで安価な構成を実現することができる。
【００１９】
また、積層基板内に、アンテナと、放電管と、整合回路と位相回路の両者又は整合回路のみと、それらを接続する配線、及び電力供給用同軸ケーブルを接続する同軸コネクタとを内蔵させると、主要部の外観がブロック状の積層基板のみから成っているコンパクトな構成の大気圧プラズマ発生装置を提供することができ、これにガスを供給するチューブと高周波電力を供給する同軸ケーブルを接続するだけで、プラズマ処理を行うことができることになり、各種プラズマ処理を安定的にかつ効率的にしかも簡単かつ容易に行うことができる。
【００２０】
また、基板は、アルミナ、サファイヤ、アルミナイトライド、シリコンナイトライド、窒化ホウ素、及び炭化ケイ素からなる群から選ばれた材料から成ると、基板の熱伝導性が高く、高い放熱性能を得ることができる。
【００２１】
また、以上の大気圧プラズマ発生装置を、ロボット装置のＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能な可動ヘッドに搭載すると、コンパクトで極めて汎用性の高いプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の大気圧プラズマ発生装置によれば、整合回路や位相回路のリアクタンス素子を平面状にして積層基板上に配設又は、積層基板における基板の間に挟んで配置したことによって、リアクタンス素子の熱を効果的に外部に放熱でき、整合回路や位相回路の回路定数の変化を防止して高周波電力を効率的にかつ安定的にアンテナに入力させることができ、プラズマを効率的に安定して発生させることができ、しかもコンパクトな構成を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の大気圧プラズマ発生装置の各実施形態について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、本発明の大気圧プラズマ発生装置の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態の大気圧プラズマ発生装置１は、図１〜図３に示すように、アルミナ製の第１の基板２と、第１の基板２上に配設された複数巻きの波状形態のアンテナ６と、第１の基板２のアンテナ６を配設した一端側半部の領域上に配置された第２の基板３と、第２の基板３上に配置された第３の基板４とを備えている。第１の基板２と第２基板３と第３の基板４は、相互に圧接状態でねじなどの各種締結具や接着剤にて一体的に結合されて積層基板５が構成されている。これにより、アンテナ６は第１と第２の基板２、３の間に挟まれた状態で、積層基板５に内蔵されている。積層基板５を構成する各基板の材質としては、熱伝導性の高いアルミナ、サファイヤ、アルミナイトライド、シリコンナイトライド、窒化ホウ素、及び炭化ケイ素などが好適である。
【００２６】
第２の基板３の下面、すなわち第１の基板２に接する面のアンテナ６の中心軸線に対向する位置には、図４に示すように、収容溝７が形成されている。収容溝７には誘電体から成る放電管８が収容配置され、かつ好適には収容溝７と放電管８の間の隙間に熱伝導性の高い接着剤や充填剤が充填される。そして、図１に示すように、この放電管８の一端からガスＧを供給し、アンテナ６に高周波電源（図示せず）から、例えば１００ＭＨｚのＶＨＦ帯の周波数の高周波電力を２０〜１００Ｗ程度供給することで、放電管８の他端からプラズマＰが出力される。
【００２７】
第１の基板２のアンテナ６を配設していない他端側半部の領域の他端中央には、高周波電源（図示せず）に接続され、高周波電力を供給する同軸ケーブル９の先端のケーブル側のコネクタ１０を接続する基板側のコネクタ１１が配設され、このコネクタ１１とアンテナ６が第１の基板２上に形成された配線１２を介して接続されている。配線１２の途中には、図１３（ａ）に示した整合回路３６と位相回路４１を構成するリアクタンス素子が配設されている。アンテナ６と配線１２は、比抵抗値の低い金属、例えば銅（比抵抗：１７．２ｎΩｍ（２０℃）、温度係数：０．００４／℃）、銀（比抵抗：１６．２ｎΩｍ（２０℃）、温度係数：０．００４／℃）、金（比抵抗：２４．０ｎΩｍ（２０℃）、温度係数：０．００３４／℃）、アルミニウム（比抵抗：２８．２ｎΩｍ（２０℃）、温度係数：０．００４／℃）等の金属薄板ないし金属箔を打ち抜き加工したり、切断加工したりして構成したものが好適であるが、銅が最も好適であり、その厚さは、高周波電流が流れる表面からの深さの２倍以上、３倍以下のもの、例えば高周波電流の周波数が１００ＭＨｚの場合で、１００μｍ程度の厚さのものが好適である。
【００２８】
本実施形態では、基板３に収容溝７を設けたが、第１の基板２に収容溝７を設けて、放電管８を収容配置してもよい。
【００２９】
本実施形態では、整合回路３６は、ＬＯＡＤ側の可変コンデンサ１３と、ＴＵＮＥ側の可変コンデンサ１４にて構成され、何れも立体形状のリアクタンス素子である。また、位相回路４１は、ＬＯＡＤ側の可変コンデンサ１３とアンテナ６との間に配設されたインダクタンス素子１５と、ＴＵＮＥ側の可変コンデンサ１４とアンテナ６との間に配設された固定コンデンサ１６にて構成されている。固定コンデンサ１６は立体形状のリアクタンス素子であるが、インダクタンス素子１５は、図４（ａ）に示すように、アンテナ６を挟んでいる第２の基板３の上面に渦巻き状の導体を配置して平面状に構成され、第３の基板４との間で挟まれた状態で積層基板５に内蔵されている。
【００３０】
渦巻き状のインダクタンス素子１５の両端は、図４（ｂ）に示すように、第２の基板３を貫通して形成された配線穴１７ａ、１７ｂを通して下面側に延出され、下面に設けられた接続部１８ａ、１８ｂに連続している。一方、第１の基板２上に配設されたアンテナ６の一端に設けられた接続部１９ｂと可変コンデンサ１３に接続された配線１２の先端の接続部１９ａが、第１の基板２上に第２の基板３を積層して配置したときに接続部１８ａ、１８ｂに重なるように対応させ、第１の基板２と第２の基板３を圧接状態で積層したとき、接続部１８ａと１９ａ、１８ｂと１９ｂが互いに電気的に接続されるように構成されている。
【００３１】
なお、図１に破線で示すように、大気圧プラズマ発生装置１は、ガスＧを供給する放電管８の一端と、プラズマＰを吹き出す放電管８の他端と、コネクタ１１の端部のみを外面に臨ませた状態で積層基板５をケース１ａ内に収容配置して構成されている。
【００３２】
以上の構成の大気圧プラズマ発生装置１によれば、平面状のアンテナ６を積層基板５における第１と第２の基板２、３の間に挟んで配置しているので、アンテナ６で発生した熱を効果的に放熱でき、アンテナ６に高周波電力を効率的にかつ安定的に入力させることができ、プラズマＰを効率的に安定して発生させることができる。
【００３３】
さらに、アンテナ６を挟む第２の基板３上に、導体を渦巻き状に配置して構成した平面状のインダクタンス素子１５を配設し、第３の基板４との間に挟んで配置しているので、他のリアクタンス素子に比べてインダクタンス素子は熱を発生し易いが、インダクタンス素子１５で発生した熱を、基板３、４を通して円滑にかつ効果的に外部に放熱することができ、インダクタンス素子１５の高温化によって整合回路３６や位相回路４１の回路定数が変化するのを防止でき、それにより一層効率的にかつ安定的にアンテナ６に高周波電力を入力させることができ、プラズマを効率的に安定して発生させることができる。しかも、平面状のインダクタンス素子１５を、アンテナ６を挟んでいる第２の基板３を共用してその上に配置しているので、積層基板５を構成する基板２〜４の面積と数量を低減でき、コンパクトな構成を実現することができる。
【００３４】
また、第１の基板２と第２の基板３に、互いに接続すべき接続部１８ａ、１８ｂと、１９ａ、１９ｂを互いに重なるように配設し、第１と第２の基板２、３を相互に圧接状態で結合することで、これら接続部１８ａ、１８ｂと、１９ａ、１９ｂが接続されるようにしているので、積層基板５を構成する基板２〜４を圧接状態で結合するだけで回路の電気的接続ができ、簡単な構成でかつ簡単に組み立てることができ、コンパクトで安価な構成を実現することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、基板４により、インダクタンス素子１５を圧接したが、基板４を使用せずに、インダクタンス素子１５を基板３上に配設することで、放熱してもよい。      
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図５、図６を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と共通の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
【００３７】
本実施形態においては、図５に示すように、第１の基板２における第２、第３の基板３、４が積層されていない領域、すなわち第１の基板２上の立体形状のリアクタンス素子などの部品が配置された領域、具体的には整合回路３６のＬＯＡＤ側とＴＵＮＥ側の可変コンデンサ１３、１４と、位相回路４１の固定コンデンサ１６、及び同軸ケーブル９のコネクタ１１が配置された領域に第４の基板２０を積層しており、この第４の基板２０は、図６に示すように、コネクタ１１、可変コンデンサ１３、１４、及び固定コンデンサ１６をそれぞれ収容する凹部２０ａ〜２０ｄを有し、これらの素子に接触した状態で覆うように構成されている。また、第１の基板２上に配設された配線１２も、第１の基板２と、第２と第４の基板３、２０の間で挟まれている。
【００３８】
かくして、第１〜第４の基板２、３、４、２０から成る積層基板５内に、アンテナ６と、放電管８と、整合回路３６及び位相回路４１と、それらを接続する配線１２、及びコネクタ１１が内蔵され、外部に素子や配線が露出しない単一のブロック状の積層基板５にて大気圧プラズマ発生装置１が構成されている。
【００３９】
この構成によれば、アンテナ６を配置した第１の基板２上に整合回路３６や位相回路４１を構成する立体形状のリアクタンス素子１３、１４、１６を配置し、これらのリアクタンス素子を第４の基板２０にて接触状態で覆って積層基板５に内蔵させているので、これらのリアクタンス素子の発熱も第１の基板２と第４の基板２０を通して効果的に放熱することができ、同様にプラズマを効率的に安定して発生させることができる。
【００４０】
さらに、アンテナ６、放電管８、整合回路３６及び位相回路４１、配線１２、及びコネクタ１１からの発熱が積層基板５を構成する第１〜第４の基板２、３、４、２０を通して円滑に積層基板５の外面から外部に放散されるので、整合回路３６や位相回路４１を構成するリアクタンス素子やアンテナ６だけでなく、コネクタ１１や配線１２の高温化によって回路定数が変化するのも確実に防止でき、プラズマを安定して効率的に発生させることができる。
【００４１】
また、積層基板５内に、アンテナ６と、放電管８と、整合回路３６およぴ位相回路４１と、それらを接続する配線１２、及びコネクタ１１が内蔵されているので、主要部の外観がブロック状の積層基板５のみから成っているコンパクトな構成の大気圧プラズマ発生装置１を提供することができ、これにガスを供給するチューブ（図示せず）と高周波電力を供給する同軸ケーブル９を接続するだけで、プラズマ処理を行うことができることになり、各種プラズマ処理を安定的にかつ効率的にしかも簡単かつ容易に行うことができる。
【００４２】
また、以上の大気圧プラズマ発生装置１を、ロボット装置のＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能な可動ヘッドに搭載すると、コンパクトで極めて汎用性の高いプラズマ処理装置を提供することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図７〜図１０を参照して説明する。
【００４４】
上記第１の実施形態では、第１の基板２に波状形態の平板状のアンテナ６を配置し、第２の基板３との間でこのアンテナ６を挟んだ例を示したが、本実施形態では、図７〜図９に示すように、断面形状が略方形の放電管２１の回りに銅箔などの導体から成る薄帯板を複数回螺旋状に巻いてアンテナ２２が構成され、この放電管２１とアンテナ２２を第１の基板２上に配置するとともに、第２の基板３との間に挟んでいる。この第２の基板３の第１の基板との対向面とは反対側の面に平面状のインダクタンス素子１５が配置され、そのインダクタンス素子１５が第３の基板４との間に挟まれていることは、上記第１の実施形態と同様である。
【００４５】
アンテナ２２の両端部は、第１の基板２に設けられた配線１２の接続部１２ａとインダクタンス素子１５に対する接続部１９ｂに重ねるように配置され、第２の基板３で圧接状態で挟むことで配線１２とインダクタンス素子１５に電気的に接続される。また、第２の基板３には、図１０に示すように、アンテナ２２を巻いた放電管２１を密接状態で収容する断面形状方形の収容溝２３が形成されている。また、収容溝２３とアンテナ２２を巻いた放電管２１との間には必要に応じて、熱伝導性の高い充填材や接着材が充填される。また、このように熱伝導性の高い充填材や接着材を充填する場合には、放電管２１及び収容溝２３は断面形状方形である必要はなく、断面形状円形であっても良い。また、放電管２１及び収容溝２３は、本実施形態では、第２の基板３に設けたが、第１の基板２に収容溝２３を設けて、放電管２１を収容配置してもよい。また、放電管２１が円形で、第１と第２の基板２、３にそれぞれ半円形の収容溝を設けた構成とすることもできる。
【００４６】
本実施形態によれば、放電管２１とその回りに複数巻かれたアンテナ２２とを積層基板５における第１と第２の基板２、３の間に挟んで配置し、放電管２１とアンテナ２２を挟む第２の基板３上に平面状のインダクタンス素子１５を配置しているので、放電管２１に巻回形成したアンテナ２２を用いながら、上記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、第１〜第３の３枚の基板２〜４を積層して積層基板５を構成し、またさらに第１の基板２上に第４の基板２０を積層して積層基板５を構成した例を示したが、積層基板５を構成する基板の枚数は、アンテナ６、２２、放電管８、２１、整合回路３６や位相回路４１を構成する各リアクタンス素子の配置設計に応じて任意に設計することができる。
【００４８】
また、以上の実施形態の説明では、整合回路３６と位相回路４１を有する例について説明したが、位相回路４１が設けられず、整合回路３６のみが設けられている場合でも、その整合回路３６に平板状のリアクタンス素子を有する場合に本発明を適用することで同様の効果を奏することができる。また、上記実施形態では、整合回路３６を構成するリアクタンス素子として可変コンデンサ１３、１４のみを用いた例を示したが、当然のことながら固定コンデンサやインダクタンス素子を用いた構成とすることもでき、その場合、特にインダクタンス素子は発熱し易いので、平板状のインダクタンス素子として基板の間に挟むことで積層基板に内蔵させるのが好適である。
【産業上の利用の可能性】
【００４９】
本発明の大気圧プラズマ発生装置によれば、整合回路や位相回路のリアクタンス素子を平面状にして積層基板における基板の間に挟んで配置したことによって、リアクタンス素子の熱を効果的に外部に放熱でき、リアクタンス素子の高温化による回路定数の変化を防止して高周波電力を効率的にかつ安定的にアンテナに入力させ、プラズマを効率的に安定して発生させることができ、しかもコンパクトな構成を実現することができるので、各種大気圧プラズマ発生装置、特に各種装置に搭載する小型の大気圧プラズマ発生装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の大気圧プラズマ発生装置の第１の実施形態の斜視図。
【図２】同実施形態の正面図。
【図３】同実施形態の第１の基板の上面図。
【図４】同実施形態の第２の基板を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図。
【図５】本発明の大気圧プラズマ発生装置の第２の実施形態の斜視図。
【図６】同実施形態の第４の基板を下方から見た斜視図。
【図７】本発明の大気圧プラズマ発生装置の第３の実施形態の正面図。
【図８】同実施形態の第１の基板の上面図。
【図９】同実施形態の放電管とアンテナの斜視図。
【図１０】同実施形態の第２の基板を下方から見た斜視図。
【図１１】従来例のマイクロプラズマジェット発生装置の斜視図。
【図１２】整合回路の構成例の回路図。
【図１３】整合回路と位相回路の２つの構成例を示し、（ａ）、（ｂ）はそれぞれの回路図。
【符号の説明】
【００５２】
１  大気圧プラズマ発生装置
２  第１の基板
３  第２の基板
４  第３の基板
５  積層基板
６  アンテナ
８  放電管
９  同軸ケーブル
１１  コネクタ
１２  配線
１３  可変コンデンサ（立体形状のリアクタンス素子）
１４  可変コンデンサ（立体形状のリアクタンス素子）
１５  インダクタンス素子（平板状のリアクタンス素子）
１６  固定コンデンサ（立体形状のリアクタンス素子）
１８ａ、１８ｂ  接続部
１９ａ、１９ｂ  接続部
３６  整合回路
４１  位相回路
Ｇ  ガス
Ｐ  プラズマ
【図１】
0004458066.tif 000002
【図２】
0004458066.tif 000003
【図３】
0004458066.tif 000004
【図４】
0004458066.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
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