特許 6605598 プラズマ発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6605598

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】プラズマ発生装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/26 20060101AFI20191031BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/26

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-521392(P2017-521392)

(86)(22)【出願日】2015年6月2日

(86)【国際出願番号】JP2015065907

(87)【国際公開番号】WO2016194138

(87)【国際公開日】20161208

【審査請求日】2018年5月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】特許業務法人ネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100162237

【弁理士】

【氏名又は名称】深津 泰隆

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 陽大

(72)【発明者】

【氏名】神藤 高広

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−１９２６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／００２４７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５２４５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０１３２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００ −１６／５６

Ｃ２３Ｆ １／００ − ４／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３ −２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６３ −２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

Ｈ０５Ｈ １／２４ − １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理ガスをプラズマ化させる反応室が形成されたハウジングと、
前記ハウジングに形成され、前記反応室においてプラズマ化されたプラズマガスを前記ハウジングから噴出させるための噴出口と、
少なくとも前記噴出口を覆う状態で前記ハウジングに設けられたカバーと、
前記カバーの内部に加熱された加熱ガスを供給するガス供給装置と、
前記噴出口の先端が内側に位置するように、前記カバーに形成された貫通穴と
を備えるプラズマ発生装置であって、
前記ガス供給装置が、加熱ガスを供給するための供給筒を有し、
前記カバーの内部に供給される加熱ガスの供給方向に交わる方向における前記カバーの内部の断面積が、前記供給筒の径方向の断面積より大きく、
前記プラズマ発生装置が、
前記カバーの内部に加熱ガスを供給するための供給穴に対向するように、前記カバーの内部に配設され、前記カバーの内部に供給された加熱ガスを拡散させる拡散壁を備え、
前記拡散壁の前記供給穴に対向する面の面積が、前記供給筒の径方向の断面積より大きいことを特徴とするプラズマ発生装置において、
前記供給筒はプラズマガスの噴出方向と直交する方向に開口しているプラズマ発生装置。

【請求項2】

前記ハウジングに、前記反応室と前記噴出口とを繋ぐガス流路が形成されており、
前記ガス流路が、クランク状に屈曲していることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。

【請求項3】

前記噴出口が、
前記供給穴と前記拡散壁との間以外の箇所に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ発生装置。

【請求項4】

前記噴出口の先端と、前記貫通穴の前記カバーの外壁面への開口との間の距離が、前記噴出口から噴出されるプラズマガスの噴出方向において、０〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載のプラズマ発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラズマ化されたガスを噴出口から噴出させるプラズマ発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマ発生装置では、噴出口からプラズマ化されたガスが、被処理体に向かって噴出されることで、被処理体に対してプラズマ処理が行われる。下記特許文献には、プラズマ発生装置の一例が記載されている。

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−０５９５４８号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献に記載のプラズマ発生装置によれば、被処理体に対してプラズマ処理を行うことが可能となる。しかしながら、プラズマ発生装置によるプラズマ処理時には、通常、噴出口から所定の距離、離れた位置に載置された被処理体に向かって、プラズマガスが照射される。つまり、プラズマ処理時において、プラズマガスは空気中に噴出され、空気中に噴出されたプラズマガスが被処理体に照射される。この際、プラズマガスは、空気中において、酸素等の活性ガスと反応し、オゾンが発生する。このため、プラズマガスは失活し、適切にプラズマ処理を行うことができない虞がある。そこで、プラズマガスを保護するための保護ガスを、プラズマガスとともに噴出させることが考えられるが、保護ガスの噴出により、プラズマガスの流れが阻害され、被処理体にプラズマガスを適切に照射できない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、プラズマガスの失活を防止するとともに、プラズマガスを適切に被処理体に照射することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本願に記載のプラズマ発生装置は、処理ガスをプラズマ化させる反応室が形成されたハウジングと、前記ハウジングに形成され、前記反応室においてプラズマ化されたプラズマガスを前記ハウジングから噴出させるための噴出口と、少なくとも前記噴出口を覆う状態で前記ハウジングに設けられたカバーと、前記カバーの内部に加熱された加熱ガスを供給するガス供給装置と、前記噴出口の先端が内側に位置するように、前記カバーに形成された貫通穴とを備えるプラズマ発生装置であって、前記ガス供給装置が、加熱ガスを供給するための供給筒を有し、前記カバーの内部に供給される加熱ガスの供給方向に交わる方向における前記カバーの内部の断面積が、前記供給筒の径方向の断面積より大きく、前記プラズマ発生装置が、前記カバーの内部に加熱ガスを供給するための供給穴に対向するように、前記カバーの内部に配設され、前記カバーの内部に供給された加熱ガスを拡散させる拡散壁を備え、前記拡散壁の前記供給穴に対向する面の面積が、前記供給筒の径方向の断面積より大きいことを特徴とするプラズマ発生装置において、前記供給筒はプラズマガスの噴出方向と直交する方向に開口していることを特徴とする。

【0006】

【発明の効果】

【0007】

本願に記載のプラズマ発生装置では、プラズマガスを噴出する噴出口が、カバーによって覆われており、そのカバーに、噴出口の先端が内側に位置するように貫通穴が形成されている。そして、そのカバーの内部に、加熱された加熱ガスが供給される。これにより、カバーの貫通穴から加熱ガスが噴出されるとともに、その加熱ガスを貫くように、プラズマガスが噴出口から噴出される。つまり、プラズマガスは、加熱ガスによって囲まれた状態で、空気中に噴出される。オゾンは、２００℃以上の高温下において分解されるため、加熱ガスに覆われたプラズマガスのオゾン化が防止される。これにより、プラズマガスの失活が防止される。また、ガス供給装置が、加熱ガスを供給するための供給筒を有し、カバーの内部に供給される加熱ガスの供給方向に交わる方向におけるカバーの内部の断面積が、供給筒の径方向の断面積より大きく、プラズマ発生装置が、カバーの内部に加熱ガスを供給するための供給穴に対向するように、カバーの内部に配設され、カバーの内部に供給された加熱ガスを拡散させる拡散壁を備え、拡散壁の前記供給穴に対向する面の面積が、供給筒の径方向の断面積より大きい。そして、供給筒はプラズマガスの噴出方向と直交する方向に開口している。これにより、加熱ガスが好適に拡散する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】大気圧プラズマ発生装置を示す斜視図である。

【図2】大気圧プラズマ発生装置の下端部を示す斜視図である。

【図3】大気圧プラズマ発生装置の下端部を示す斜視図である。

【図4】図３でのＡＡ線における断面図である。

【図5】加熱ガスによって覆われた状態のプラズマガスを示す概念図である。

【図6】ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが０ｍｍである場合のプラズマガスの流れを示す概念図である。

【図7】ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが０．５ｍｍである場合のプラズマガスの流れを示す概念図である。

【図8】ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが１ｍｍである場合のプラズマガスの流れを示す概念図である。

【図9】ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが０ｍｍである場合のプラズマガスの流れを示す概念図である。

【図10】ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが０．５ｍｍである場合のプラズマガスの流れを示す概念図である。

【図11】ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが１ｍｍである場合のプラズマガスの流れを示す概念図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

【0010】

＜大気圧プラズマ発生装置の構成＞
図１乃至図４に、本発明の実施例の大気圧プラズマ発生装置１０を示す。大気圧プラズマ発生装置１０は、大気圧下でプラズマを発生させるための装置であり、プラズマガス噴出装置１２と加熱ガス供給装置１４とを備えている。なお、図１は、斜め上方からの視点における大気圧プラズマ発生装置１０全体の斜視図であり、図２は、斜め下方からの視点における大気圧プラズマ発生装置１０の下端部の斜視図であり、図３は、斜め上方からの視点における大気圧プラズマ発生装置１０の下端部の斜視図であり、図４は、図３のＡＡ線における断面図である。また、大気圧プラズマ発生装置１０の幅方向をＸ方向と、大気圧プラズマ発生装置１０の奥行方向をＹ方向と、Ｘ方向とＹ方向とに直行する方向、つまり、上下方向をＺ方向と称する。

【0011】

プラズマガス噴出装置１２は、ハウジング２０、カバー２２、１対の電極２４，２６によって構成されている。ハウジング２０は、メインハウジング３０、放熱板３１、アース板３２、下部ハウジング３４、ノズルブロック３６を含む。メインハウジング３０は、概してブロック状をなし、メインハウジング３０の内部には、反応室３８が形成されている。また、メインハウジング３０には、Ｙ方向に延びるように、４本の第１ガス流路５０が形成されており、４本の第１ガス流路５０は、Ｘ方向に所定の間隔をおいて並んでいる。各第１ガス流路５０の一端部は、反応室３８に開口し、他端部は、メインハウジング３０の側面に開口している。さらに、メインハウジング３０には、４本の第１ガス流路５０に対応して、４本の第２ガス流路５２が、Ｚ方向に延びるように形成されている。各第２ガス流路５２の上端部は、対応する第１ガス流路５０に開口し、下端部は、メインハウジング３０の底面に開口している。

【0012】

放熱板３１は、メインハウジング３０の第１ガス流路５０が開口する側面に配設されており、第１ガス流路５０の側面への開口を塞いでいる。放熱板３１は、複数のフィン（図示省略）を有しており、メインハウジング３０の熱を放熱する。また、アース板３２は、避雷針として機能するものであり、メインハウジング３０の下面に固定されている。アース板３２には、４本の第２ガス流路５２に対応して、上下方向に貫通する４個の貫通穴５６が形成されており、各貫通穴５６は、対応する第２ガス流路５２に連結されている。

【0013】

下部ハウジング３４は、ブロック状をなし、アース板３２の下面に固定されている。下部ハウジング３４の上面には、Ｘ方向に延びるように、凹部６０が形成されており、凹部６０は、アース板３２の４個の貫通穴５６と対向している。また、下部ハウジング３４には、Ｚ方向に延びるように、６本の第３ガス流路６２が形成されており、６本の第３ガス流路６２は、Ｘ方向に所定の間隔をおいて並んでいる。各第３ガス流路６２の上端部は、凹部６０に開口し、下端部は、下部ハウジング３４の底面に開口している。なお、アース板３２の各貫通穴５６は、下部ハウジング３４の凹部６０のＹ方向における一端部と対向しており、下部ハウジング３４の第３ガス流路６２は、凹部６０のＹ方向における他端部に開口している。

【0014】

ノズルブロック３６は、下部ハウジング３４の下面に固定されており、下部ハウジング３４の６本の第３ガス流路６２に対応して、６本の第４ガス流路６６が、Ｚ方向に延びるように形成されている。各第４ガス流路６６の上端部は、対応する第３ガス流路６２に連結され、下端部は、ノズルブロック３６の底面に開口している。

【0015】

カバー２２は、概して枡形をなし、下部ハウジング３４およびノズルブロック３６を覆うように、アース板３２の下面に配設されている。カバー２２の下面には、貫通穴７０が形成されている。その貫通穴７０は、ノズルブロック３６の下面より大きく、ノズルブロック３６の下面が、貫通穴７０の内部に位置している。なお、ノズルブロック３６の下面、つまり、ノズルブロック３６の第４ガス流路６６の下端は、カバー２２の貫通穴７０から下方に突出しておらず、第４ガス流路６６の下端と、カバー２２の下面とは略同じ高さに位置している。また、カバー２２の加熱ガス供給装置１４側の側面にも、Ｙ方向に延びるように貫通穴７２が形成されている。なお、貫通穴７２は、カバー２２の内部に位置する下部ハウジング３４の側面と対向しており、その側面の面積は、Ａｃｍ^２とされている。また、カバー２２の内部の断面積は、貫通穴７２に対して直角に交わる方向、つまり、Ｙ方向に直角に交わる方向において、Ｂｃｍ^２とされている。

【0016】

１対の電極２４，２６は、メインハウジング３０の反応室３８の内部において、対向するように配設されている。その反応室３８には、流量調整弁７６を介して、処理ガス供給源７８が接続されている。処理ガス供給源７８は、酸素等の活性ガスと窒素等の不活性ガスとを任意の割合で混合させた処理ガスを供給するものである。これにより、反応室３８に、任意の流量（Ｌ／ｍｉｎ）の処理ガスが供給される。

【0017】

また、加熱ガス供給装置１４は、保護カバー８０、ガス管８２、連結ブロック８４を含む。保護カバー８０は、プラズマガス噴出装置１２の放熱板３１を覆うように配設されている。ガス管８２は、保護カバー８０の内部において、Ｚ方向に延びるように配設されており、ガス管８２には、流量調整弁８６を介して、加熱ガス供給源８８が接続されている。加熱ガス供給源８８は、酸素等の活性ガス、若しくは、窒素等の不活性ガスを所定の温度に加熱し、そのガスを供給するものである。これにより、ガス管８２に、任意の流量（Ｌ／ｍｉｎ）の加熱されたガスが供給される。なお、ガス管８２の径方向における断面積は、Ｃｃｍ^２とされており、その断面積Ｃは、下部ハウジング３４の側面の面積Ａおよび、カバー２２内部の断面積Ｂより小さくされている。

【0018】

連結ブロック８４は、ガス管８２の下端に連結されるとともに、カバー２２のＹ方向での加熱ガス供給装置１４側の側面に固定されている。連結ブロック８４には、概してＬ字型に屈曲した連通路９０が形成されており、連通路９０の一端部は、連結ブロック８４の上面に開口するとともに、連通路９０の他端部は、Ｙ方向でのプラズマガス噴出装置１２側の側面に開口している。そして、連通路９０の一端部がガス管８２に連通し、連通路９０の他端部が、カバー２２の貫通穴７２に連通している。

【0019】

＜大気圧プラズマ発生装置によるプラズマ処理＞
大気圧プラズマ発生装置１０において、プラズマガス噴出装置１２では、上述した構成により、反応室３８の内部で処理ガスがプラズマ化され、ノズルブロック３６の第４ガス流路６６の下端からプラズマガスが噴出される。また、加熱ガス供給装置１４により加熱されたガスがカバー２２の内部に供給される。そして、カバー２２の貫通穴７０から、プラズマガスが、加熱されたガスとともに噴出され、被処理体がプラズマ処理される。以下に、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理について、詳しく説明する。

【0020】

プラズマガス噴出装置１２では、処理ガス供給源７８によって処理ガスが反応室３８に供給され、その際、流量調整弁７６によって処理ガスの供給量が調整される。処理ガスの供給量は、プラズマ処理の処理内容，被処理体の材質等に応じて、任意に調整されるが、５〜３０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましく、さらに言えば、１０〜２５Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。

【0021】

また、処理ガスが反応室３８に供給される際に、反応室３８では、１対の電極２４，２６に電圧が印加されており、１対の電極２４，２６間に電流が流れる。これにより、１対の電極２４，２６間に放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。反応室３８で発生したプラズマは、第１ガス流路５０内をＹ方向に向かって流れ、第２ガス流路５２および貫通穴５６内を下方に向かって流れる。そして、プラズマガスは、凹部６０内に流れ込む。さらに、プラズマガスは、凹部６０内をＹ方向に向かって流れ、第３ガス流路６２および、第４ガス流路６６内を下方に向かって流れる。これにより、第４ガス流路６６の下端から、プラズマガスが噴出される。

【0022】

このように、プラズマガス噴出装置１２では、反応室３８において発生したプラズマガスが、クランク状に屈曲した流路を経由して、第４ガス流路６６の下端から噴出される。このため、反応室３８内での放電により生じた光が、第４ガス流路６６の下端から漏れることを防ぐとともに、放電により劣化した部材等の第４ガス流路６６の下端からの排出、つまり、被処理体への異物混入を防止することが可能となる。

【0023】

また、加熱ガス供給装置１４では、加熱ガス供給源８８によってガスがガス管８２に供給され、その際、流量調整弁８６によって加熱ガスの供給量が調整される。そして、ガス管８２において加熱される。加熱ガスの供給量は、プラズマ処理の処理内容，被処理体の材質等に応じて、任意に調整されるが、プラズマガス噴出装置１２での処理ガスの供給量以上であることが好ましく、処理ガスの供給量の１〜２倍であることが好ましい。さらに言えば、処理ガスの供給量の１．３〜１．７倍であることが好ましい。また、加熱ガスは、６００℃〜８００℃に加熱される。

【0024】

加熱ガス供給源８８からガス管８２に加熱ガスが供給されると、連結ブロック８４の連通路９０を介して、加熱ガスが、カバー２２の貫通穴７２からカバー２２の内部に流入する。カバー２２内に流入した加熱ガスは、下部ハウジング３４の側面によって拡散される。そして、カバー２２の内部において拡散された加熱ガスが、カバー２２の貫通穴７０から噴出される。この際、ノズルブロック３６の第４ガス流路６６の下端から噴出されるプラズマガスが、加熱ガスによって保護される。詳しくは、プラズマ処理時において、大気圧プラズマ発生装置のプラズマガスの噴出口から所定の距離、離れた位置に載置された被処理体に向かって、プラズマガスが照射される。つまり、プラズマ処理時において、プラズマガスは空気中に噴出され、空気中に噴出されたプラズマガスが被処理体に照射される。この際、プラズマガスは、空気中において、酸素等の活性ガスと反応し、オゾンが発生する。このため、プラズマガスは失活し、適切にプラズマ処理を行うことができない虞がある。

【0025】

このため、大気圧プラズマ発生装置１０では、プラズマガスを噴出するノズルブロック３６の下端面が、カバー２２の貫通穴７０の内部に位置するように配設されており、カバー２２の内部には、加熱ガスが供給されている。これにより、カバー２２の貫通穴７０から加熱ガスが噴出されるとともに、その加熱ガスの内部を貫くように、ノズルブロック３６の６本の第４ガス流路６６の下端からプラズマガスが噴出される。この際、ノズルブロック３６の６本の第４ガス流路６６の下端から噴出されるプラズマガス１００は、図５に示すように、加熱ガス１０２によって覆われている。ガス管８２に供給される加熱ガスは、６００℃〜８００℃であることから、貫通穴７０から噴出される加熱ガスは、２５０℃以上となっている。２００℃以上において、オゾンは分解されるため、加熱ガスに覆われたプラズマガスのオゾン化が防止される。これにより、プラズマガスの失活が防止され、適切にプラズマ処理を行うことが可能となる。

【0026】

また、大気圧プラズマ発生装置１０では、カバー２２の貫通穴７０から噴出された加熱ガスに覆われた状態で、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスが、被処理体に向かって適切に照射されるように、第４ガス流路６６の下端の上下方向の位置が調整されている。詳しくは、プラズマガスを噴出する第４ガス流路６６の噴出口、つまり、第４ガス流路６６のノズルブロック３６下端面への開口（以下、「ガス流路開口」と記載する場合がある）が、カバー２２の貫通穴７０から突出している場合、つまり、ガス流路開口が、処理ガスの噴出方向、つまり、Ｚ方向において、貫通穴７０のカバー２２の下面への開口（以下、「貫通穴開口」と記載する場合がある）より下方に位置している場合には、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスが、加熱ガスによって覆われる前に、空気中に噴出され、失活する虞がある。

【0027】

一方、ガス流路開口が、カバー２２の内部に入り込み過ぎている場合、つまり、ガス流路開口が、Ｚ方向において、貫通穴開口より、ある程度、上方に位置している場合には、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスの流れが、加熱ガスによって阻害され、被処理体に適切にプラズマガスを照射できない虞がある。

【0028】

このようなことに鑑みて、大気圧プラズマ発生装置１０では、ガス流路開口が、Ｚ方向において、貫通穴開口と同じ位置、若しくは、ガス流路開口が、Ｚ方向において、貫通穴開口より上方に位置し、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離が２ｍｍ以下とされている。つまり、ガス流路開口が貫通穴７０から突出することなく、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘ（図４参照）が０〜２ｍｍとされている。これにより、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスの流れを阻害することなく、加熱ガスによってプラズマガスを好適に覆うことが可能となる。特に、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離を１ｍｍとすることで、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスを、被処理体に向かって均一、かつ、直線的に流すことが可能となる。

【0029】

具体的に、カバー２２の貫通穴７０から加熱ガスが噴出された状態で、第４ガス流路６６の下端から処理ガスが噴出される際の処理ガスの流れを、図６〜図１１に示し、それら図６〜図１１を用いて説明する。図６〜図８は、第４ガス流路６６から噴出される処理ガスを点状に示した図であり、図９〜図１１は、第４ガス流路６６から噴出される処理ガスを線状に示した図である。また、図６および図９は、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが０ｍｍとされた場合の処理ガスの流れを示した図であり、図７および図１０は、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが０．５ｍｍとされた場合の処理ガスの流れを示した図であり、図８および図１１は、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離Ｘが１ｍｍとされた場合の処理ガスの流れを示した図である。なお、ガス流路開口のＺ方向における位置、および、貫通穴開口のＺ方向における位置を明確にするべく、ガス流路開口のＺ方向における位置を、線１１０により示し、貫通穴開口のＺ方向における位置を、線１１２により示す。

【0030】

図６〜図８を比較して解るように、図８における処理ガスは、第４ガス流路６６から、ある程度離れた個所であっても、密集した状態で記されているが、図６における処理ガスは、第４ガス流路６６から、ある程度離れた個所において、拡散した状態で記されている。また、図７における処理ガスは、図６における処理ガスと図８における処理ガスと中間の状態で記されている。また、図９〜図１１を比較して解るように、図１１における処理ガスは、全体的に直線的に記されているが、図９における処理ガスは、両端部において屈曲した状態で記されている。また、図１０における処理ガスは、図９における処理ガスと図１１における処理ガスと中間の状態で記されている。つまり、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離を１ｍｍとすることで、第４ガス流路６６から噴出される処理ガスの流れを均一、かつ、直線的にすることが可能となる。このように、大気圧プラズマ発生装置１０では、ガス流路開口と貫通穴開口とのＺ方向における距離を１ｍｍとすることで、第４ガス流路６６から噴出される処理ガスを、被処理体に向けて真っ直ぐに照射するとともに、被処理体に均一に照射することが可能となる。

【0031】

また、大気圧プラズマ発生装置１０では、断面積Ｃのガス管８２を流れる加熱ガスが、断面積Ｂ（＞Ｃ）のカバーの内部に流入する。これにより、加熱ガスの流入速度を緩和することが可能となり、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスの流れを阻害することなく、加熱ガスをカバー２２の内部に供給することが可能となる。また、カバー２２の内部に加熱ガスを供給するための貫通穴７２の対向する位置には、下部ハウジング３４が配設されており、その下部ハウジング３４の貫通穴７２に対向する側面の面積Ａは、ガス管８２の断面積Ｃより大きい。このため、カバー２２内に流入した加熱ガスは、下部ハウジング３４の側面によって好適に拡散する。これにより、第４ガス流路６６から噴出されたプラズマガスの流れを阻害することなく、加熱ガスをカバー２２の内部に供給することが可能となる。さらに言えば、プラズマガスを噴出する第４ガス流路６６の噴出口は、カバー２２の貫通穴７２と下部ハウジング３４との間に位置しないように、配設されている。これにより、プラズマガスの流れを阻害することなく、加熱ガスをカバー２２の内部に供給することが可能となる。

【0032】

また、大気圧プラズマ発生装置１０では、２００℃以上の加熱ガスが、プラズマガスとともに、被処理体に向かって噴出されるため、加熱ガスによって被処理体が加熱され、その加熱された被処理体にプラズマ処理が行われる。これにより、被処理体の反応性が向上し、効果的にプラズマ処理を行うことが可能となる。なお、被処理体の加熱によりプラズマ処理を効果的に行うために、被処理体の表面温度が２５０℃以上となるような温度の加熱ガスを、加熱ガス供給装置１４が供給することが望ましい。具体的には、加熱ガス供給源８８から６００℃〜８００℃の加熱ガスを供給することが望ましい。

【0033】

なお、加熱ガスが不活性ガスである場合には、加熱ガスが活性ガスである場合と比較して、被処理体の表面温度が低いため、加熱ガスの種類に応じて加熱ガスの温度を設定することが好ましい。具体的には、例えば、７００℃に加熱された不活性ガスが加熱ガス供給源８８によって供給された場合に、被処理体の表面温度は、２５０±１０℃となる。一方、７００℃に加熱された活性ガスが加熱ガス供給源８８によって供給された場合に、被処理体の表面温度は、２８０±１０℃となる。このように、同じ温度の加熱ガスが加熱ガス供給源８８によって供給された場合であっても、加熱ガスが不活性ガスである場合の被処理体の表面温度は、加熱ガスが活性ガスである場合の被処理体の表面温度より低くなる。このため、それらの温度差を考慮して、加熱ガスの温度を設定することが好ましい。

【0034】

ちなみに、上記実施例において、大気圧プラズマ発生装置１０は、プラズマ発生装置の一例である。加熱ガス供給装置１４は、ガス供給装置の一例である。ハウジング２０は、ハウジングの一例である。カバー２２は、カバーの一例である。下部ハウジング３４の側面は、拡散壁の一例である。反応室３８は、反応室の一例である。第１ガス流路５０，第２ガス流路５２，貫通穴５６，凹部６０，第３ガス流路６２，第４ガス流路６６は、ガス流路の一例である。貫通穴７０は、貫通穴の一例である。貫通穴７２は、供給穴の一例である。ガス管８２は、供給筒の一例である。ガス流路開口は、噴出口の一例である。

【0035】

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、１対の電極間で放電させ、その放電によりプラズマを発生させる大気圧プラズマ発生装置１０に、本発明が適用されているが、１対の電極間だけでなく、反応室３８の壁面に沿って放電し、その放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置に、本発明を適用することが可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０：大気圧プラズマ発生装置（プラズマ発生装置） １４：加熱ガス供給装置（ガス供給装置） ２０：ハウジング ２２：カバー ３４：下部ハウジング（拡散壁） ３８：反応室 ５０：第１ガス流路（ガス流路） ５２：第２ガス流路（ガス流路） ５６：貫通穴（ガス流路） ６０：凹部（ガス流路） ６２：第３ガス流路（ガス流路） ６６：第４ガス流路（ガス流路） ７０：貫通穴 ７２：貫通穴（供給穴） ８２：ガス管（供給筒）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】