(57)【要約】【課題】被処理体への異常放電のおそれのない電極構造を従来品よりもさらに低コストで実現することにより高性能なプラズマ表面処理装置を安価に提供する。【解決手段】電圧印加電極４と接地電極５との間の放電空間１０に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加して得た放電プラズマを被処理体Ｗの表面に噴き付けて表面処理を行うプラズマ表面処理装置において、電圧印加電極４として筒状の固体誘電体４２の内部に金属電極４１を挿入してなる構造の電極を用い、接地電極５として電圧印加電極４の外周面の軸方向全長にわたる一部領域を収容可能な凹状溝５ａを備え、この凹状溝５ａの内周面が電圧印加電極４との電極対向面となる構造の電極を用い、接地電極５の凹状溝５ａの底部に放電プラズマの噴出口５ｂを形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて前記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、
前記電圧印加電極は、筒状の固体誘電体の内部に金属電極を挿入してなる構造を有しており、
前記接地電極は、前記電圧印加電極の外周面の軸方向全長にわたる一部領域を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面が前記電圧印加電極との電極対向面を形成する構造の金属電極で構成され、かつ、この凹状溝の底部に前記電圧印加電極の軸方向に沿って前記放電プラズマの噴出口が形成されている
ことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
前記電圧印加電極の固体誘電体は円筒状に形成されており、
前記接地電極の凹状溝は前記電圧印加電極の外周面と対応する断面半円弧状の内周面を有し、この内周面の底部最深部に前記放電プラズマの噴出口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項３】
前記接地電極は、前記凹状溝が形成される面と反対の面が前記被処理体と対面するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
前記接地電極の放電プラズマの噴出口は、その噴出方向の長さ寸法が０．１〜３０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項５】
前記電圧印加電極の固体誘電体としてセラミックス製の円筒パイプが用いられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のプラズマ表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプラズマ表面処理装置に関し、より詳細には、大気圧近傍の圧力下で発生させた放電プラズマを用いて被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプラズマ表面処理装置は、電圧印加電極と接地電極で構成される対向電極間に所定の処理ガスを導入しつつ両電極に高周波電界を印加することによってこれら電極間の放電空間に放電プラズマを発生させ、この放電プラズマを放電空間の外に配置された被処理体に導いて、被処理体の表面処理を行うように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、このような構造のプラズマ表面処理装置では安定した放電プラズマを発生させるために、電圧印加電極または接地電極の少なくとも一方の電極対向面を誘電体で被覆しておくのが望ましいことから、最近では、電圧印加電極および接地電極の双方をそれぞれ固体誘電体からなる箱型のケースに収容する構造が提案されている（たとえば、特許文献２の図８参照）。
【０００４】
しかし、固体誘電体を箱型のケースとする場合、材料となるセラミックスの焼結品の切削加工が難しく加工に時間がかかるため固体誘電体のケースの製作費用が高くなり、装置全体の製造コストが高額になる。しかも箱型のケースでは、ケースの開口部（すなわち、ケースの背面）から外部への沿面放電のおそれがあるため、ケースの開口部に蓋を設けなけなければならないが、ケースと蓋との接合部の隙間から被処理体に放電が起こるおそれがあった。
【０００５】
そのため、このような問題点を解消するために、出願人は、電圧印加電極を構成する金属電極を被覆する固体誘電体として汎用品のセラミックス製の円筒パイプを用い、このパイプ内に金属電極を収容するとともに、接地電極には電圧印加電極の外周面に対応する形状の電極対向面を有する一対の金属電極を用い、これら一対の金属電極の電極対向面を電圧印加電極の外周面と対面するように配置してなる電極構造を提案している（特許文献３参照）。
【０００６】
なお、この特許文献３の構造によれば、電圧印加電極の固体誘電体として使用するセラミックス製の円筒パイプを安価に入手できることから、電圧印加電極の製造コストを大幅に削減できる一方、円筒パイプの外周面に接合部がないので、箱型のケースのような接合部からの異常放電のおそれもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２３７４８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８４１７号公報
【特許文献３】特開２０１１−９６６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に示す構造のプラズマ表面処理装置にはさらに以下のような問題があり、その改善が望まれていた。
【０００９】
すなわち、特許文献３に記載のプラズマ表面処理装置は、電圧印加電極の製造コストを格段に安価に抑えることは達成できたものの、接地電極を構成する金属電極が２点で構成されるため従来品より部品点数が増えるとともに、接地電極を構成する金属電極が大型となるため、接地電極の製造の手間やコストを十分に抑制するには至らなかった。そのため、プラズマ表面処理装置の製造コストの低減化が不十分であった。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被処理体への異常放電のおそれのない電極構造を従来品よりもさらに低コストで実現することにより高性能なプラズマ表面処理装置を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係るプラズマ表面処理装置は、大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて上記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、上記電圧印加電極は、筒状の固体誘電体の内部に金属電極を挿入してなる構造を有しており、上記接地電極は、上記電圧印加電極の外周面の軸方向全長にわたる一部領域を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面が上記電圧印加電極との電極対向面を形成する構造の金属電極で構成され、かつ、この凹状溝の底部に上記電圧印加電極の軸方向に沿って上記放電プラズマの噴出口が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明はその好適な実施態様として、上記電圧印加電極の固体誘電体が円筒状に形成されており、上記接地電極の凹状溝は上記電圧印加電極の外周面と対応する断面半円弧状の内周面を有し、この内周面の底部最深部に上記放電プラズマの噴出口が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は他の好適な実施態様として、上記接地電極は、上記凹状溝が形成される面と反対の面が上記被処理体と対面するように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は他の好適な実施態様として、上記接地電極の放電プラズマの噴出口は、その噴出方向の長さ寸法が０．１〜３０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は他の好適な実施態様として、上記電圧印加電極の固体誘電体としてセラミックス製の円筒パイプが用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて上記被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置において、電圧印加電極として筒状の固体誘電体の内部に金属電極を挿入してなる構造の電極を用い、接地電極として電圧印加電極の外周面の軸方向全長にわたる一部領域を収容可能な凹状溝を有し、この凹状溝の内周面を上記電圧印加電極との電極対向面とする構造の金属電極を用い、この凹状溝の底部に電圧印加電極の軸方向に沿って上記放電プラズマの噴出口を形成していることから、接地電極として一枚の金属板を加工したものを使用することができるので、接地電極の製造コストを安価に抑えることができる。
【００１７】
しかも、この接地電極は、電圧印加電極を収容する凹状溝の底部に放電空間で生成された放電プラズマを噴き出す噴出口を備えているので、接地電極を装置筐体の底板として用いることができるので、プラズマ表面処理装置の筐体の部品点数を少なくでき、この点においてもプラズマ表面処理装置の製造コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るプラズマ表面処理装置におけるリアクタ部の外観構成の一例を示す斜視図である。
【図２】同プラズマ表面処理装置のリアクタ部をコンベアの搬送方向Ｘに沿って切断した断面図である。
【図３】同プラズマ表面処理装置の電圧印加電極における筒状の固体誘電体の一例を示す平面図である。
【図４】同プラズマ表面処理装置の電圧印加電極における金属電極の一例を示す平面図である。
【図５】同電圧印加電極の金属電極の部分拡大断面図であり、図５（ａ）は図４のＡ−Ａ線に沿った断面を、図５（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿った断面をそれぞれ示している。
【図６】同プラズマ表面処理装置の接地電極を構成する金属電極の一例を示す平面図である。
【図７】同プラズマ表面処理装置の設置電極の部分拡大断面図であり、図７（ａ）は図６のＣ−Ｃ線に沿った断面を、図７（ｂ）は図６のＤ−Ｄ線に沿った断面をそれぞれ示している。
【図８】同プラズマ表面処理装置における電圧印加電極と接地電極の構造の一例を示す拡大断面図である。
【図９】同プラズマ表面処理装置を用いた実験例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係るプラズマ表面処理装置は、大気圧近傍の圧力下において、電圧印加電極と接地電極との間に処理ガスを導入しつつ高周波電界を印加することにより得られる放電プラズマを、放電空間外に配置された被処理体に導いて被処理体の表面処理を行うプラズマ表面処理装置であって、図示しない処理ガスの供給源と、電圧印加電極に印加する高周波電力を生成する図示しない高周波電源と、図示しない冷却液の循環供給源と、上記電圧印加電極と接地電極を備えて処理ガスを放電プラズマ化させて被処理体に噴き付けるリアクタ部とを主要部として構成されている。
【００２０】
図１は本発明に係るプラズマ表面処理装置のリアクタ部１の外観構成を示しており、この図１に示すように、リアクタ部１は、被処理体Ｗを搬送するコンベア２の上方に、該コンベア２の搬送方向Ｘと直交する向きにコンベア２の搬送路を横断して配置される箱状の装置であって、図２に示すように、下方を開放した細長い箱型の装置カバー３の内部に、放電プラズマを生成するための電圧印加電極４および接地電極５と、これら電極４，５間に処理ガスを導入するためのガス導入部６とを収容してなる構造を備えている。
【００２１】
装置カバー３は、電気的に接地された導体板（たとえばステンレス鋼などの金属板）によって構成されており、内部に収容された電圧印加電極４によって発生する高周波電界が外部に漏れないようにシールドするシールドケースの役割を果たすようになっている。
【００２２】
電圧印加電極４は、図示しない高周波電源から供給される高周波電力が印加される電極であって、高周波電源と電気的に接続される金属電極４１と、この金属電極４１の周囲を覆う固体誘電体４２を主要部として構成されている。そして、本発明に係るプラズマ表面処理装置では、この電圧印加電極４として、筒状の固体誘電体４２の内部に金属電極４１を挿入してなる構造の電極を採用している。
【００２３】
すなわち、本発明に係るプラズマ表面処理では、電圧印加電極４の固体誘電体４２として安価に流通している既製品（既製の部品）を用いるようにしており、本実施形態ではこの既製品として円柱状の外周面を備えたセラミックス製の中空円筒パイプを使用している。なお、この固体誘電体４２に使用する既製品としては、その外周面に放電経路を形成するおそれのあるつなぎ目（接合部）のないもの、たとえば、アルミナを焼結して一体成形してなる製品が使用される。
【００２４】
図３は、セラミックス製の中空円筒パイプを用いた固体誘電体４２の具体例を示している。この図に示すように、セラミックス製の中空円筒パイプを固体誘電体４２として使用するにあたっては、該中空円筒パイプの所定位置に、後述する冷却液の導入／排出用の配管７を挿通する冷却液配管用の孔４２ａと、固体誘電体４２内に収容される金属電極４１と図示しない高周波電源とを接続するための電気配線を挿通する電気配線用の孔４２ｂとを穿設している。すなわち、既製品のセラミックス製の中空円筒パイプに対してこれらの孔４２ａ，４２ｂを穿設するだけで、安価に入手できるセラミックス製の中空円筒パイプを固体誘電体４２として使用しており、その結果、固体誘電体４２の製作コストの大幅な削減を実現している。
【００２５】
なお、この固体誘電体４２の軸方向の長さ寸法（図３の上下方向の長さ寸法）は、固体誘電体４２に収容する金属電極４１の軸方向の長さ寸法（図４の上下方向の長さ寸法）に応じて決定される。すなわち、この固体誘電体４２の軸方向の長さ寸法は、金属電極４１の長さ寸法よりも長く設定されており、金属電極４１を内部に挿入・収容した状態で、パイプ両端の開口を誘電体で構成された栓（図示せず）で閉塞するスペースが確保されている。
【００２６】
図４および図５は、このような固体誘電体４２に挿入・収容される金属電極４１の一例を示している。これらの図に示すように、金属電極４１は、その全長にわたって固体誘電体４２の内周面の一部領域とほぼ隙間なく嵌合する外周面４１ａ（図５参照）を有する金属製の柱状部品で構成されている。具体的には、本実施形態では、この金属電極４１は断面形状が略半円状を呈する柱状部品で構成されており、この半円柱状の部分の外周面４１ａが固体誘電体４２の内周面と嵌合するようになっている。すなわち、この外周面４１ａは、固体誘電体４２の内周面の全周と嵌合するのではなく、内周面の一部（図示例では、内周面のほぼ半分）と嵌合するようになっている。
【００２７】
そして、この金属電極４１の内部には、図４の鎖線で示すように、金属電極４１の軸方向に冷却液を通すための冷却液循環通路４１ｂが備えられており、この冷却液循環通路４１ｂの両端部が金属電極４１の上部（上記外周面４１ａと反対の面）に開口して、冷却液導入／排出用の配管７の接続口４１ｃを形成している。
【００２８】
しかして、このように構成された金属電極４１および固体誘電体４２は、固体誘電体４２の内部に金属電極４１を挿入・収容した状態で、上記冷却液配管用の孔４２ａから一端が上記冷却液の循環供給源に接続された冷却液導入／排出用の配管７の他端が接続口４１ｃに接続されるとともに、電気配線用の孔４２ｂから一端が高周波電源に電気的に接続された電気配線（図示せず）の他端が金属電極４１に接続され、この状態で、固体誘電体４２の内部空間４３にその隙間を埋める充填材を充填して電圧印加電極４とされている。
【００２９】
ここで、この充填材としては、耐熱性を備えた無機質のペースト（たとえば、常温効果ガラスやシリコーン）などが用いられ、このような充填材を隙間４３に充填することによって、高周波電界の印加時に金属電極４１が空気と触れないようにしている。すなわち、金属電極４１が空気と触れる状態で放置されると、高周波電界の印加時にコロナ放電が発生するおそれがあるので、そのようなコロナ放電の発生が防止されている。
【００３０】
なお、このようにして構成される電圧印加電極４の金属電極４１の軸方向の長さ寸法は、本発明のプラズマ表面処理装置で処理する被処理体Ｗの幅寸法Ｌ１（図１参照）、換言すれば、上記コンベア２の搬送方向Ｘと直交する方向の長さ寸法に応じて決定される。すなわち、金属電極４１は少なくとも被処理体Ｗの幅寸法Ｌ１よりも長くなるように設定され、コンベア２によって搬送される被処理体Ｗの幅方向全長にわたって、後述する噴出口５ｂから噴き出される放電プラズマが被処理体Ｗに噴き付けられるように設定されている。
【００３１】
一方、上記電圧印加電極４の対向電極を構成する接地電極５は、電気的に接地された金属電極５１で構成されている。そして、本実施形態では、この接地電極５は、図２に示すように、装置カバー３の開放された下端部に装着され、リアクタ部１の装置筐体の底板を兼ねるようになっている。
【００３２】
具体的には、この接地電極５は、図６および図７に示すように、長方形状の金属板（たとえば、アルミニウム製の金属板）の一方の面（上面）に、上記電圧印加電極４の外周面の軸方向全長にわたる一部領域を収容可能な凹状溝５ａが形成されており、この凹状溝５ａの内周面が上記電圧印加電極４との電極対向面を構成するようになっている。
【００３３】
本実施形態では、この凹状溝５ａは、上記電圧印加電極４の円柱状の外周面と対応する断面半円弧状の内周面を有する溝として構成される。この凹状溝５ａの軸方向の長さ寸法（図６の上下方向の長さ寸法）は電圧印加電極４の長さ寸法よりも長く設定されるとともに、この凹状溝５ａの半円弧状の溝の内径は上記電圧印加電極４の外径よりも大きく設定され、凹状溝５ａの内側に電圧印加電極４を落とし込むようにして収容できるようになっている。
【００３４】
そして、この凹状溝５ａに電圧印加電極４を収容する際には、電圧印加電極４の外周面と凹状溝５ａの内周面との間に一定間隔の放電空間１０が形成されるように、凹状溝５ａの両端部などに両者の間隔を一定に保つためのスペーサ（図示せず）が配設される。なお、このスペーサによって電圧印加電極４の外周面（より具体的には金属電極４１の半円柱状の外周面４１ａ）と接地電極５の凹状溝５ａの内周面との間に形成される放電空間１０のギャップ（間隔）Ｌ２は適宜設定されるが、本実施形態ではこのギャップＬ２は１ｍｍ程度に設定されている。
【００３５】
ここで、このように接地電極５の凹状溝５ａに収容される電圧印加電極４と接地電極５との関係について付言すると、電圧印加電極４を接地電極５の凹状溝５ａに収容した状態にあるとき、上記電圧印加電極４の金属電極４１の半円柱状の外周面４１ａは固体誘電体４２を介して接地電極５の凹状溝５ａの内周面と対面するようになっている。すなわち、電圧印加電極４を接地電極５の凹状溝５ａに収容したときに、電圧印加電極４の金属電極４１の半円柱状の外周面４１ａが接地電極５の凹状溝５ａからはみ出すことがないように、電圧印加電極４の金属電極４１および接地電極５の凹状溝５ａの形状寸法が設定されている。
【００３６】
そして、この凹状溝５ａの底部（具体的には、凹状溝５ａの内周面の底部最深部）には、電圧印加電極４の軸方向に沿って放電プラズマの噴出口５ｂが形成されている。この噴出口５ｂは、図７（ａ）に示すように、凹状溝５ａの内周面側から接地電極５の他方の面（凹状溝５ａが形成される面とは反対の面）側に開口幅Ｌ３でもって貫通するスリット状の貫通孔で構成されており、後述するように、電圧印加電極４と接地電極５との間の放電空間１０で生成された放電プラズマがこの噴出口５ｂを通って放電空間１０の外部（つまり、接地電極５の外部）に噴き出されるようになっている。なお、この噴出口５ｂの長さ寸法は、少なくとも被処理体Ｗの幅寸法Ｌ１と同寸以上に設定される。
【００３７】
また、この噴出口５ｂは凹状溝５ａの内周面の底部最深部に形成されるので、噴出口５ｂに面する接地電極５の先端部分の厚みＬ４は薄くなる（つまり、噴出口５ｂの噴出方向の長さ寸法は短くなる）が、この厚みＬ４は可及的に薄くに設定することが望ましく、そうすることによって放電空間１０で生成された放電プラズマの被処理体Ｗへの到達距離を短くでき、被処理体Ｗの表面処理を効率よく実施することができるようになる。本実施形態では、この先端部分を形成する際の機械的精度や先端部分の機械的強度、ならびに、この噴出口５ｂから噴出される放電プラズマの寿命（つまり、放電プラズマによる被処理体Ｗに対する処理性能）を考慮して、この先端部分の厚み（噴出口５ｂの噴出方向の長さ寸法）Ｌ４は、０．１〜３０ｍｍの範囲で設定するようにしている。
【００３８】
そして、この接地電極５の凹状溝５ａの両側には、この凹状溝５ａに沿って接地電極５の内部に冷却液を通す冷却液循環通路５ｃが備えられており、この冷却液循環通路５ｃの両端部が接地電極５の上記一方の面に開口して、冷却液導入／排出用の配管の接続口５ｄを形成している。なお、この接続口５ｄも図示しない配管によって冷却液の循環供給源に接続されている。
【００３９】
次に、ガス導入部６は、ガスの供給源から供給される処理ガスを放電空間１０に均一に導入するための空間を形成するものであって、凹状溝５ａの外周をとり囲むようにして接地電極５の上記一方の面（凹状溝５ａが設けられる面）に起立して設けられる金属製の側壁部６１と、この側壁部６１によって開口する上部を閉塞する樹脂製の天井部６２とで構成されており、これらにより接地電極５の凹状溝５ａに収容された電圧印加電極４の周囲に処理ガスを充満させる密閉空間１１を形成させている。
【００４０】
ここで、この天井部６２には、処理ガスの供給源から上記密閉空間１１内に処理ガスを導入するためのガス導入口（図示せず）が備えられており、このガス導入口を通じて密閉空間１１内に処理ガスが導入されるようになっている。また、この天井部６２には、ガス導入口の他に、上述した冷却液導入／排出用の配管７や高周波電源と電圧印加電極４とを接続する電気配線などを挿通させる孔（図示せず）も備えられており、これらの孔に配管７や電気配線が通されるようになっている。なお、これらの孔に配管７や電気配線を通すときには、配管７や電気配線の周囲から密閉空間１１内に充満する処理ガスが漏れ出さないようにシール部材（図示せず）等によってその隙間がシールされる。
【００４１】
しかして、このように構成された電圧印加電極４、接地電極５およびガス導入部６は、図２に示すように、上記接地電極５の外周部に箱型の装置カバー３の内周面の下端部が位置するように接地電極５に装置カバー３を被せた状態で、接地電極５と装置カバー３とがビスなどによって固定される。
【００４２】
これにより接地電極５がリアクタ部１の底板を兼用するようになる。そして、この状態でリアクタ部１をコンベア２の搬送方向Ｘと直交する向きに搬送路を横断して配置することにより、接地電極５の上記他方の面、すなわち、接地電極５において凹状溝５ａが形成される面とは反対の面がコンベア２によって搬送される被処理体Ｗと対面するように配置される。
【００４３】
そのため、この状態で、ガス供給源から供給される処理ガスを密閉空間１１に供給すると、密閉空間１１で拡散・均一化された処理ガスが高周波電極４と接地電極５との間に形成された放電空間１０に導入される。そして、この状態で、高周波電源からの高周波電力を電圧印加電極４に印加すると、放電空間１０内に導入された処理ガスは放電空間１０においてプラズマ化され、処理ガスの導入に伴う圧力によって放電空間１０内の放電プラズマが噴出口５ｂから押し出されるように噴き出され、コンベア２上を搬送される被処理体Ｗの表面に噴き付けられ、被処理体Ｗの表面処理が行われる。
【００４４】
このように、本発明に係るプラズマ表面処理装置によれば、接地電極５として一枚の金属板を加工したものを用いることができるので、接地電極５の製造コストを安価に抑えることができる。しかも、この接地電極５は、リアクタ部１の筐体の底板に兼用されるので、少ない部品点数でリアクタ部１を構成することができ、この点でもリアクタ部１の製造コストを抑制することができる。
【００４５】
次に、本発明に係るプラズマ表面処理装置の実験例を図９に基づいて説明する。
この実験例は、被処理体Ｗの表面改質（ぬれ性改善）に本発明に係るプラズマ表面処理装置を用いて、噴出口５ｂに面する接地電極５の先端部分の厚み（噴出口５ｂの噴出方向の長さ寸法）Ｌ４と表面処理の効果との関係を調べた実験である。
【００４６】
この実験の詳細は、図９に示すように、被処理体ＷとしてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜基板を用いるとともに、処理ガスに窒素（Ｎ2）とＣＤＡ（Clean Dry Air）の混合ガスを用いて、高周波出力２，４ｋＷ、搬送速度５．０ｍ／分で表面処理を行っている。その結果、噴出口５ｂに面する接地電極５の先端部分の厚みＬ４を１ｍｍとしたときの接触角は２５．５°、２０ｍｍとしたときの接触角は４６．７°、３５ｍｍとしたときの接触角は５１．６°との結果が得られた（なお、接触角はいずれも平均値を示している）。
【００４７】
このように、本発明に係るプラズマ表面処理装置では、噴出口５ｂに面する接地電極５の先端部分の厚みＬ４を薄く（噴出口５ｂの噴出方向の長さ寸法を短く）するほど、表面処理に高い効果（高いぬれ性）が得られ、反対に、この厚みＬ４を厚くするほど表面処理の効果が低下する（ぬれ性が下がる）ことが判明した。
【００４８】
そのため、本発明のプラズマ表面処理装置では、放電プラズマの噴出口５ｂに面する接地電極５の先端部分の厚み（噴出口５ｂの噴出方向の長さ寸法）Ｌ４は、表面処理において高い効果が得られる範囲、すなわち、噴出口５ｂの噴出方向の長さ寸法Ｌ４を０．１〜３０ｍｍの範囲に設定するようにしている。
【００４９】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００５０】
たとえば、上述した実施形態では、電圧印加電極４の金属電極４１および固体誘電体４２として中空円筒パイプを用いた場合を示したが、筒状に一体成形された固体誘電体の内部に金属電極が挿入される構造であれば、その断面形状は円形に限らず、たとえば楕円形や矩形などの円形以外の形状の中空パイプを用いることも可能である。なお、その場合は、固体誘電体４２の外周面の形状に対応させて、接地電極５における凹状溝５ａの内周面の形状も変更することはもちろんである。
【００５１】
また、上述した実施形態では、電圧印加電極４の固体誘電体４２として、セラミックス製の中空円筒パイプを用いた場合を示したが、金属電極４１を挿入する固体誘電体の材質としてはセラミックスに限らず、ガラスなど他の材質の固体誘電体を用いることも可能である。したがって、たとえば、一体成型されたガラス製の中空円筒パイプの内部に金属電極４１を挿入するように構成することもできる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、プラズマ表面処理の対象である被処理体Ｗがガラスなどの基板である場合を示したが、本発明のプラズマ表面処理装置における表面処理の対象は、基板状のものに限られず、たとえばフィルム、布地など様々なものを被処理体Ｗとして表面処理を行うことができる。
【００５３】
さらに、上述した実施形態では、電圧印加電極４の固体誘電体４２として一体成形された中空の円筒パイプを用いが、たとえば、縦割りに２分割された円筒パイプを接合して筒状の固体誘電体を形成したもので代用することもできる。ただし、この場合、接合部を介した放電のおそれがあるため、金属電極４１において放電を行う半円柱状の外周面４１ａは当該接合部からできるだけ遠ざかるように構成しておくのが望ましい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、特に示していないが、接地電極５の凹状溝５ａの部分は、硬質アルマイト加工を施すことにより、耐プラズマ性の向上を図ることが好ましい。
【符号の説明】
【００５５】
１            リアクタ部
２            コンベア
３            装置カバー
４            電圧印加電極
４１          電圧印加電極の電極本体
４２          電圧印加電極の固体誘電体
５            接地電極
５ａ          凹状溝
５ｂ          噴出口
１０          放電空間
Ｗ            被処理体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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