JP5911178B2 - Plasma surface treatment equipment - Google Patents

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Description

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。   The present invention relates to a plasma surface treatment apparatus, and more particularly, to a plasma surface treatment apparatus that performs surface treatment of an object to be processed using discharge plasma generated under a pressure near atmospheric pressure.

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と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）。   This type of plasma surface treatment apparatus applies a high-frequency electric field to both electrodes while introducing a predetermined treatment gas between opposing electrodes composed of a voltage application electrode and a ground electrode, thereby forming a discharge space between these electrodes. A discharge plasma is generated, the discharge plasma is guided to a target object disposed outside the discharge space, and a surface treatment of the target object is performed (see, for example, Patent Document 1).

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好ましく、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で構成された箱型のケース内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）。   In the plasma surface treatment apparatus having such a structure, in order to generate a stable discharge plasma, it is preferable to cover at least one electrode facing surface of the voltage application electrode or the ground electrode with a dielectric. There has been proposed a structure in which both an electrode and a ground electrode are accommodated in a box-shaped case made of a solid dielectric (see, for example, FIG. 8 of Patent Document 2).

このように、固体誘電体を箱型のケースで構成する場合、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製作費が高くなり、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、ケースの開口部には蓋を設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。   As described above, when the solid dielectric is formed of a box-shaped case, it is difficult to cut the sintered ceramic material, which takes a long time to process, resulting in a high manufacturing cost and a high manufacturing cost for the entire apparatus. Become. In addition, in a box-type case, there is a risk of creeping discharge from the case opening (ie, the back of the case) to the outside, so a lid must be provided at the case opening. There was a possibility that discharge would occur in the object to be processed from the gap between the portions.

出願人は、このような問題点を解消するために、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、接地電極として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が電圧印加電極の外周面と対面するように配置する構造を提案している（特許文献３参照）。   In order to solve such a problem, the applicant uses a general-purpose ceramic cylindrical pipe as a solid dielectric covering the metal electrode constituting the voltage application electrode, and the metal electrode is accommodated in the pipe. In addition, a pair of metal electrodes having an electrode facing surface having a shape corresponding to the outer peripheral surface of the voltage application electrode is used as the ground electrode, and the electrode facing surfaces of the pair of metal electrodes are arranged to face the outer peripheral surface of the voltage application electrode. The structure which does is proposed (refer patent document 3).

この構造によれば、電圧印加電極の固体誘電体として安価に入手可能なセラミックス製の円筒パイプを用いることができるので、電圧印加電極の製造コストを大幅に削減することができる。しかも、固体誘電体を構成する円筒パイプの外周面には接合部がないので、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生じない。   According to this structure, a ceramic cylindrical pipe that can be obtained at low cost can be used as the solid dielectric of the voltage application electrode, so that the manufacturing cost of the voltage application electrode can be greatly reduced. Moreover, since there is no joint on the outer peripheral surface of the cylindrical pipe constituting the solid dielectric, there is no possibility of abnormal discharge from the joint such as a box-shaped case.

特開２００２−２３７４８０号公報JP 2002-237480 A 特開２００４−１２８４１７号公報JP 2004-128417 A 特開２０１１−９６６１６号公報JP 2011-96616 A

しかしながら、特許文献３に示すプラズマ表面処理装置では、接地電極が一対（２個）の金属電極で構成されるため、特許文献２に示すような従来品よりも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ってしまうため、接地電極の製造のコストが高くなるという新たな問題が生じた。   However, in the plasma surface treatment apparatus shown in Patent Document 3, since the ground electrode is composed of a pair (two) of metal electrodes, the number of parts is increased as compared with the conventional product as shown in Patent Document 2, and the ground electrode is used. Since the metal electrode to be configured becomes large, a new problem has arisen in that the cost of manufacturing the ground electrode is increased.

そこで、出願人は、接地電極の製造コストを抑制する構造として、図９に示すようなプラズマ表面処理装置を発明した。この図９に示すプラズマ表面処理装置は、円筒状の固体誘電体ｂの内部に半円柱状の金属電極ｃを挿入して電圧印加電極ａを構成するとともに、接地電極ｄを電圧印加電極ａの外周面に対応する凹状溝ｅを有する一枚の金属電極ｆで構成し、この凹状溝ｅの底部に放電プラズマの噴出口ｇを形成することで、接地電極ｄを一枚の金属電極ｆで構成し、接地電極ｄの製造コストを削減している。   Therefore, the applicant has invented a plasma surface treatment apparatus as shown in FIG. 9 as a structure for suppressing the manufacturing cost of the ground electrode. In the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 9, a semi-cylindrical metal electrode c is inserted into a cylindrical solid dielectric b to constitute a voltage application electrode a, and a ground electrode d is connected to the voltage application electrode a. The ground electrode d is formed by a single metal electrode f by forming a discharge plasma jetting g at the bottom of the concave groove e and having a single metal electrode f having a concave groove e corresponding to the outer peripheral surface. This reduces the manufacturing cost of the ground electrode d.

しかし、このような構成のプラズマ表面処理装置においても更なる製造コストの削減が強く望まれている。すなわち、この図９に示す構造では、電圧印加電極ａ側の金属電極ｃの形状が複雑となるため電圧印加電極ａの製造コストの削減が十分でなかった。また、この種のプラズマ表面処理装置を用いた表面処理においては、処理ガスとして、窒素（Ｎ2）ガスと空気（ＣＤＡ）の混合ガスが一般に用いられるところ、窒素ガスは安価ではあるが、この種の装置では表面処理に大量の処理ガスを使用するため、結果的にランニングコストが高くなってしまう。そのため、表面処理にあたり、窒素ガスの使用量を抑制できるプラズマ表面処理装置の提供が望まれていた。 However, even in the plasma surface treatment apparatus having such a configuration, it is strongly desired to further reduce the manufacturing cost. That is, in the structure shown in FIG. 9, since the shape of the metal electrode c on the voltage application electrode a side is complicated, the manufacturing cost of the voltage application electrode a is not sufficiently reduced. In the surface treatment using this type of plasma surface treatment apparatus, a mixed gas of nitrogen (N 2 ) gas and air (CDA) is generally used as a treatment gas. Since a large amount of process gas is used for the surface treatment in the kind of apparatus, the running cost is increased as a result. Therefore, it has been desired to provide a plasma surface treatment apparatus that can suppress the amount of nitrogen gas used in the surface treatment.

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、安価に製造でき、しかも、窒素ガスの使用量を抑制できるプラズマ表面処理装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a plasma surface treatment apparatus that can be manufactured at low cost and that can suppress the amount of nitrogen gas used. is there.

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、下方を開放した箱型の装置カバーの内部に、上記電圧印加電極および接地電極と、これら電極間に処理ガスを導入するガス導入部とを収容してリアクタ部を形成するものにおいて、上記電圧印加電極は、断面が半円弧状を呈し、かつ、水冷用の冷却水の導入孔のない金属電極と、この金属電極の半円弧状の外周面を被覆する円筒状の固体誘電体とで構成され、上記電圧印加電極の金属電極がその半円弧状の外周面を下向きにして上記円筒状の固体誘電体の内部に収容され、上記接地電極は、上記電圧印加電極の半円弧状の外周面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るとともに、上記凹状溝が形成される面と反対側の面が上記被処理体と対面するように配置され、上記接地電極が前記リアクタ部の底板を兼ねることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a plasma surface treatment apparatus according to the present invention is obtained by applying a high-frequency electric field while introducing a processing gas between a voltage application electrode and a ground electrode under a pressure near atmospheric pressure. A plasma surface treatment apparatus for conducting discharge plasma to a target object disposed outside a discharge space to perform a surface treatment of the target object , wherein the voltage is applied to the inside of a box-shaped device cover whose bottom is opened and the electrode and a ground electrode, in which housing the gas introduction section for introducing a processing gas between the electrodes to form a reactor unit, the voltage application electrode in cross section exhibits a semi-circular arc, and, for water-cooled It is composed of a metal electrode without a cooling water introduction hole and a cylindrical solid dielectric covering the semicircular arc outer peripheral surface of the metal electrode, and the metal electrode of the voltage application electrode is the semicircular outer peripheral surface Down Housed inside said cylindrical solid dielectric and said ground electrode has an outer can accommodate surface concave groove of semicircular of the voltage application electrode, an inner peripheral surface of the recessed groove above formed of a metal electrode structure forming the electrode surface facing the voltage application electrode and the the bottom of the concave grooves along the axial direction of the voltage application electrode spout of the discharge plasma is formed Rutotomoni, the The surface opposite to the surface on which the concave groove is formed is disposed so as to face the object to be processed, and the ground electrode also serves as a bottom plate of the reactor section .

そして、その好適な実施態様として、上記電圧印加電極の金属電極は、円筒状の金属部材または円筒状の金属部材を軸方向に沿って分割した金属部材で構成されていることを特徴とする。   As a preferred embodiment thereof, the metal electrode of the voltage application electrode is formed of a cylindrical metal member or a metal member obtained by dividing the cylindrical metal member along the axial direction.

また、他の好適な実施態様として、上記接地電極の凹状溝は、その表面が耐熱性を有する金属材料で構成されていることを特徴とする。   As another preferred embodiment, the concave groove of the ground electrode has a surface made of a metal material having heat resistance.

本発明によれば、電圧印加電極と接地電極の双方がいずれも安価に入手できる部品や容易に加工できる部品で構成されるので、プラズマ表面処理装置を安価に製造・提供することができる。   According to the present invention, since both the voltage application electrode and the ground electrode are composed of parts that can be obtained at low cost or parts that can be easily processed, the plasma surface treatment apparatus can be manufactured and provided at low cost.

しかも、本発明のプラズマ表面処理装置によれば、従来（たとえば、特許文献３に示す）のプラズマ表面処理装置に比して少量の窒素ガスで、従来のプラズマ表面処理装置以上の処理性能で被処理体の表面処理を行うことができる。   In addition, according to the plasma surface treatment apparatus of the present invention, compared with the conventional plasma surface treatment apparatus (for example, shown in Patent Document 3), a small amount of nitrogen gas is used and the treatment performance is higher than that of the conventional plasma surface treatment apparatus. The surface treatment of the treatment body can be performed.

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。It is a perspective view which shows an example of the external appearance structure of the reactor part in the plasma surface treatment apparatus concerning this invention. 同プラズマ表面処理装置のリアクタ部を図１のII−II線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the reactor part of the plasma surface treatment apparatus along the II-II line of FIG. 同プラズマ表面処理装置の電圧印加電極の概要を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the outline | summary of the voltage application electrode of the plasma surface treatment apparatus. 同プラズマ表面処理装置の接地電極の概要を示す断面図であり、図４（ａ）は電圧印加電極との対向面を金属電極と別体とした構造を、図４（ｂ）は同対向面を金属電極と一体とした構造をそれぞれ示している。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the ground electrode of the plasma surface treatment apparatus, Fig.4 (a) is a structure which made the opposing surface with a voltage application electrode separate from a metal electrode, FIG.4 (b) is the opposing surface. Each shows a structure integrated with a metal electrode. 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を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the voltage application electrode and ground electrode in the plasma surface treatment apparatus. 同プラズマ表面処理装置の実験例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experiment example of the plasma surface treatment apparatus. 同プラズマ表面処理装置の他の実験例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other experiment example of the plasma surface treatment apparatus. 同プラズマ表面処理装置の電圧印加電極の他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the voltage application electrode of the plasma surface treatment apparatus. 従来のプラズマ表面処理装置のリアクタ部の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the reactor part of the conventional plasma surface treatment apparatus.

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（たとえば、ぬれ性改善や有機物除去など）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、高周波電源と、冷却液の供給源と、図示のリアクタ部１とを主要部として構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The plasma surface treatment apparatus according to the present invention is configured to discharge a discharge plasma obtained by applying a high-frequency electric field while introducing a processing gas between a voltage application electrode and a ground electrode under a pressure close to atmospheric pressure. A plasma surface treatment apparatus for conducting a surface treatment (for example, improvement of wettability or organic matter removal) of the object to be treated, which is disposed on the object to be treated, comprising: a treatment gas supply source (not shown); a high frequency power supply; The coolant supply source and the reactor unit 1 shown in the figure are configured as main parts.

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いる。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と直交する向きに搬送路を横断して配置される装置であって、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。   FIG. 1 shows an external configuration of a reactor unit 1 of a plasma surface treatment apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the reactor unit 1 is an apparatus that is disposed above a conveyor 2 that conveys the workpiece W and across a conveyance path in a direction orthogonal to the conveyance direction X of the conveyor 2. As shown in FIG. 2, a voltage application electrode 4 and a ground electrode 5 for generating discharge plasma and a processing gas between these electrodes 4 and 5 are formed in an elongated box-shaped device cover 3 that is open at the bottom. The structure which accommodates the gas introduction part 6 for introduce | transducing is provided.

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、内部に収容される電圧印加電極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している。   The device cover 3 is composed of an electrically grounded conductor plate (for example, a metal plate such as stainless steel), and shields the high frequency electric field generated by the voltage applying electrode 4 accommodated therein from leaking outside. It plays the role of a shield case.

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の外周を覆う固体誘電体４２とを主要部として構成されている。   The voltage application electrode 4 is an electrode to which high-frequency power supplied from a high-frequency power source (not shown) is applied, and a metal electrode 41 electrically connected to the high-frequency power source and a solid dielectric covering the outer periphery of the metal electrode 41 42 as a main part.

この電圧印加電極４は、図２および図３に示すように、中空円筒状の固体誘電体４２の内部に、断面が半円弧状の金属電極４１を収容することによって構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the voltage application electrode 4 is configured by housing a metal electrode 41 having a semicircular cross section in a hollow cylindrical solid dielectric 42.

ここで、この電圧印加電極４に使用する固体誘電体４２には、中空円筒形状のセラミックス製パイプが用いられる。このセラミックス製のパイプには、外周面に放電経路となり得るつなぎ目（接合部）のないパイプ、たとえば、アルミナを焼結して一体成形してなるパイプが用いられる。このような一体成型品のセラミックス製パイプは、既製品として流通しており安価に入手できるので、電圧印加電極４の固体誘電体４２にこのような既製品のパイプを使用することにより、電圧印加電極４の製造コストを安価に抑えることができる。   Here, as the solid dielectric 42 used for the voltage application electrode 4, a hollow cylindrical ceramic pipe is used. As the ceramic pipe, a pipe without a joint (joining portion) that can serve as a discharge path on the outer peripheral surface, for example, a pipe formed by integrally sintering alumina is used. Since such an integrally formed ceramic pipe is available as a ready-made product and can be obtained at a low cost, by using such a ready-made pipe for the solid dielectric 42 of the voltage application electrode 4, voltage application is possible. The manufacturing cost of the electrode 4 can be kept low.

この固体誘電体４２に用いるパイプの内径は、金属電極４１の外径との関係で決定される。また、この固体誘電体４２の軸方向の長さ寸法（図２において紙面と直交する方向の長さ寸法）は、固体誘電体４２の内部に収容される金属電極４１の軸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には、少なくとも、内部に金属電極４１を収容可能な長さ寸法を有したものが用いられる。なお、固体誘電体４２を構成するパイプの厚みは、固体誘電体としての機能が十分に果たされるように、適当な厚みのものが選択される。   The inner diameter of the pipe used for the solid dielectric 42 is determined in relation to the outer diameter of the metal electrode 41. Further, the length dimension in the axial direction of this solid dielectric 42 (length dimension in the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2) is the length dimension in the axial direction of the metal electrode 41 accommodated in the solid dielectric 42. It is decided according to. That is, as the solid dielectric 42, at least one having a length dimension capable of accommodating the metal electrode 41 therein is used. In addition, the thickness of the pipe constituting the solid dielectric 42 is selected to have an appropriate thickness so that the function as the solid dielectric is sufficiently performed.

一方、固体誘電体４２内に収容される金属電極４１は、断面が半円弧状を呈する（すなわち、半円弧状の外周面を有する）金属製の板材で構成される。この金属電極４１は、図３に示すように、円筒状のパイプを軸方向に２分割したような形状を有しており、その外周面が固体誘電体４２の内周面に嵌合可能な外径寸法を有している。具体的には、この金属電極４１は、その外径が固体誘電体４２の内径と同寸または固体誘電体４２の内径よりも小さな用いられ、図２および図５に示すように、固体誘電体４２内に収容されたときに、その外周面が固体誘電体４２の内周面とほぼ密着するようになっている。   On the other hand, the metal electrode 41 accommodated in the solid dielectric 42 is formed of a metal plate having a semicircular cross section (that is, having a semicircular arc outer peripheral surface). As shown in FIG. 3, the metal electrode 41 has a shape obtained by dividing a cylindrical pipe into two in the axial direction, and the outer peripheral surface thereof can be fitted to the inner peripheral surface of the solid dielectric 42. It has an outer diameter. Specifically, the outer diameter of the metal electrode 41 is the same as the inner diameter of the solid dielectric 42 or smaller than the inner diameter of the solid dielectric 42. As shown in FIGS. When housed in 42, its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the solid dielectric 42.

ここで、この金属電極４１は、図示のように、断面が半円弧状を呈する薄い金属製の板材で構成されることから、この金属電極４１には水冷用の冷却水を導入する導入孔を設けることができない。そのため、この金属電極４１には耐熱性に優れた（耐熱性を有する）金属材料、たとえば、ステンレス鋼などが用いられる。本実施形態では、この金属電極４１には、既製品であるステンレス鋼製の円筒パイプを軸方向に沿って２分割してなる金属部材が用いられており、このように既製品のパイプに簡単な加工を施して利用することにより、金属電極４１の製造コストを大幅に削減することができる。   Here, as shown in the figure, the metal electrode 41 is formed of a thin metal plate having a semicircular cross section, and therefore the metal electrode 41 has an introduction hole for introducing cooling water for water cooling. Can not be provided. Therefore, a metal material having excellent heat resistance (having heat resistance) such as stainless steel is used for the metal electrode 41. In the present embodiment, the metal electrode 41 uses a metal member obtained by dividing a ready-made cylindrical pipe made of stainless steel into two along the axial direction. By using such processing, the manufacturing cost of the metal electrode 41 can be greatly reduced.

そして、この金属電極４１は、図３に示すように、その半円弧状の外周面を下向きにして固体誘電体４２の内部に挿入・収容され、この状態で、固体誘電体４２の上部の所定個所（図示例では、３か所）に穿設されたネジ穴４２ａからセラミックス製の固定ネジ４４を装着することによって、固体誘電体４２の内周面の下部領域に押圧・固定される。なお、本実施形態では、この金属電極４１の内周面側、すなわち、固体誘電体４２の管内は空間とされるが、この空間には、金属電極４１が空気と触れないように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）などを充填し、管内でコロナ放電が生じないように構成しておいてもよい。   As shown in FIG. 3, the metal electrode 41 is inserted and accommodated in the solid dielectric 42 with the semicircular arc-shaped outer peripheral surface facing downward, and in this state, a predetermined upper portion of the solid dielectric 42 is placed. A ceramic fixing screw 44 is attached through screw holes 42a drilled at locations (three locations in the illustrated example), and is pressed and fixed to the lower region of the inner peripheral surface of the solid dielectric 42. In the present embodiment, the inner peripheral surface side of the metal electrode 41, that is, the inside of the pipe of the solid dielectric 42 is a space, but in this space, the metal electrode 41 has heat resistance so that it does not come into contact with air. An inorganic paste (for example, room temperature effect glass or silicone) provided may be filled so that corona discharge does not occur in the tube.

なお、特に図示しないが、固体誘電体４２には、上述したネジ穴４２ａ以外にも金属電極４１と高周波電源とを接続するための電気配線を挿通する挿通孔が穿設されており、この挿通孔を介して金属電極４１と高周波電源とが電気的に接続される。   Although not particularly illustrated, the solid dielectric 42 is provided with an insertion hole for inserting an electrical wiring for connecting the metal electrode 41 and the high-frequency power source in addition to the screw hole 42a described above. The metal electrode 41 and the high frequency power supply are electrically connected through the hole.

このように構成される電圧印加電極４（具体的には、金属電極４１）の軸方向の長さ寸法は、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）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、後述する放電プラズマの噴出口５２ｂから噴き出される放電プラズマが、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噴き付けられるようになっている。   The length dimension in the axial direction of the voltage applying electrode 4 (specifically, the metal electrode 41) configured as described above is equal to the width dimension L1 (see FIG. 1) of the workpiece W to be processed by the plasma surface treatment apparatus. Will be decided accordingly. That is, the metal electrode 41 is set to be longer than at least the width dimension L1 of the workpiece W, and the discharge plasma ejected from the discharge plasma outlet 52b described later is conveyed by the conveyor 2. It is sprayed over the entire width direction of W.

これに対して、接地電極５は、上記電圧印加電極４の対向電極を構成する電極であって、電気的に接地された金属電極５１と、電圧印加電極４との対向面を形成する対向面形成部５２とを主要部として構成されている。   On the other hand, the ground electrode 5 is an electrode that constitutes a counter electrode of the voltage application electrode 4, and is a counter surface that forms a counter surface between the electrically grounded metal electrode 51 and the voltage application electrode 4. The forming part 52 is configured as a main part.

接地電極５を構成する金属電極５１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て、リアクタ部１の底板を兼ねるようになっており、装置カバー３の下端部に嵌合可能な略長方形状の金属製の部材で構成されている。本実施形態では、この金属電極５１には、アルミニウム製の板材が用いられ、この板材を後述するように加工することで、金属電極５１を構成している。   As shown in FIG. 2, the metal electrode 51 constituting the ground electrode 5 is attached to the opened lower end portion of the apparatus cover 3 and serves also as the bottom plate of the reactor section 1. It is comprised with the substantially rectangular-shaped metal member which can be fitted to a part. In the present embodiment, an aluminum plate is used for the metal electrode 51, and the metal electrode 51 is configured by processing the plate as described later.

金属電極５１の上面には、対向面形成部５２を装着するための装着溝５１ａが形成されている。この装着溝５１は、図２および図４（ａ）に示すように、その中央部に下面に貫通する貫通穴が形成された溝であって、この装着溝５１に対向面形成部５２が嵌合・装着されるようになっている。なお、後述するように、対向面形成部５２は、金属製の板材で構成されることから、金属電極５１に装着されることによって金属電極５１と対向面形成部５２とが電気的に接続され、対向面形成部５２が金属電極５１とともに接地電極５の一部を構成するようになっている。   A mounting groove 51 a for mounting the facing surface forming portion 52 is formed on the upper surface of the metal electrode 51. As shown in FIGS. 2 and 4A, the mounting groove 51 is a groove in which a through-hole penetrating the lower surface is formed at the center thereof, and the facing surface forming portion 52 is fitted into the mounting groove 51. It is designed to be fitted. As will be described later, since the facing surface forming portion 52 is made of a metal plate, the metal electrode 51 and the facing surface forming portion 52 are electrically connected by being attached to the metal electrode 51. The facing surface forming part 52 constitutes a part of the ground electrode 5 together with the metal electrode 51.

対向面形成部５２は、電圧印加電極４の外周面の軸方向全長にわたり、その一部領域（具体的には、下部領域）を収容するための部材であって、電圧印加電極４の下部領域を収容可能な凹状溝５２ａを有する金属製の部材で構成されている。具体的には、この対向面形成部５２は、耐熱性および耐プラズマ性に優れた金属材料（たとえば、ステンレス鋼）で構成されており、この凹状溝５２ａ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。   The facing surface forming part 52 is a member for accommodating a partial region (specifically, a lower region) over the entire axial length of the outer peripheral surface of the voltage application electrode 4, and is a lower region of the voltage application electrode 4. It is comprised with the metal members which have the concave groove 52a which can accommodate. Specifically, the facing surface forming portion 52 is made of a metal material (for example, stainless steel) having excellent heat resistance and plasma resistance, and the inner peripheral surface of the concave groove 52a is the voltage applying electrode 4. The electrode facing surface is configured.

凹状溝５２ａは、上記電圧印加電極４の円筒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で構成され、この凹状溝５２ａの軸方向の長さ寸法（図４において紙面と直交する方向の長さ寸法）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、その内径は、上記電圧印加電極４の外径よりもわずかに大きく設定され、凹状溝５２ａ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構造とされている。なお、この凹状溝５２ａの両端は開放されていてもよいが、本実施形態ではその両端は閉塞するようにしている。すなわち、本実施形態では、この凹状溝５２ａの形成にあたり、金属製の板材の所定個所を半円柱状に陥没させて凹状溝５２ａを形成することで、凹状溝５２ａの両端を閉塞するようにしている。   The concave groove 52a is constituted by a groove having a semicircular arc-shaped inner peripheral surface corresponding to the cylindrical outer peripheral surface of the voltage application electrode 4, and the axial length of the concave groove 52a (in FIG. Is set to be longer than the length dimension of the voltage application electrode 4, and the inner diameter thereof is set slightly larger than the outer diameter of the voltage application electrode 4. The structure is such that the voltage application electrode 4 can be accommodated so as to drop inside. Note that both ends of the concave groove 52a may be open, but in the present embodiment, both ends are closed. That is, in the present embodiment, when forming the concave groove 52a, both ends of the concave groove 52a are closed by forming a concave groove 52a by sinking a predetermined portion of a metal plate into a semi-cylindrical shape. Yes.

そして、このようにして構成される凹状溝５２ａ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５２ａ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５２ａの両端部などの所定個所にスペーサ（図示せず）が配設される。なお、放電空間１０のギャップ（間隔）Ｌ２はこのスペーサの厚みによって適宜設定され得るが、本実施形態ではこのギャップＬ２（図５参照）は１ｍｍ程度に設定される。   And when accommodating the voltage application electrode 4 in the concave groove 52a comprised in this way, the discharge space 10 of a fixed space | interval is formed between the outer peripheral surface of the voltage application electrode 4 and the inner peripheral surface of the concave groove 52a. As formed, spacers (not shown) are disposed at predetermined locations such as both end portions of the concave groove 52a. The gap (interval) L2 of the discharge space 10 can be set as appropriate depending on the thickness of the spacer, but in the present embodiment, the gap L2 (see FIG. 5) is set to about 1 mm.

また、凹状溝５２ａの底部中央には、後述する放電プラズマの噴出口５２ｂとなるスリット状の貫通穴が穿設されている。すなわち、電圧印加電極４と接地電極５との間の放電空間１０で生成される放電プラズマはこの噴出口５２ｂ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。ここで、この噴出口５２の幅寸法Ｌ３（図５参照）は、たとえば、１〜３ｍｍ程度に設定される。なお、本実施形態では、この噴出口５２ｂをスリット状の貫通穴で形成する場合を示したが、噴出口５２ｂは複数の貫通穴で構成されていてもよい。たとえば、直径１ｍｍ程度の丸型の貫通穴を千鳥状に配列して噴出口５２ｂを形成することも可能である。また、噴出口５２ｂ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。   In addition, a slit-like through hole serving as a discharge plasma jet port 52b described later is formed in the center of the bottom of the concave groove 52a. That is, the discharge plasma generated in the discharge space 10 between the voltage application electrode 4 and the ground electrode 5 is jetted out of the discharge space 10 (that is, outside of the ground electrode 5) through the jet port 52b. It has become. Here, the width dimension L3 (see FIG. 5) of the ejection port 52 is set to about 1 to 3 mm, for example. In the present embodiment, the case where the ejection port 52b is formed by a slit-like through hole is shown, but the ejection port 52b may be configured by a plurality of through holes. For example, it is possible to form the spout 52b by arranging round through holes having a diameter of about 1 mm in a staggered manner. Moreover, the length dimension of the jet nozzle 52b is set to be equal to or larger than at least the width dimension L1 of the workpiece W.

なお、図において５１ｃは金属電極５１を冷却する冷却水の導入孔を示しており、図示しない冷却液の供給源から供給される冷却水がこの導入孔５１ｃを通ることで金属電極５１が冷却されるようになっている。   In the figure, reference numeral 51c denotes a cooling water introduction hole for cooling the metal electrode 51. The cooling water supplied from a coolant supply source (not shown) passes through the introduction hole 51c to cool the metal electrode 51. It has become so.

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、上記凹状溝５２ａの外周をとり囲むようにして金属電極５１の上面に配設され、処理ガスの導入孔６１から導入される処理ガスがガス導入部６内に充満することで、上記放電空間１０に処理ガスが均一に導入されるようになっている。   The gas introduction unit 6 forms a space for uniformly introducing the processing gas supplied from the gas supply source into the discharge space 10, and surrounds the outer periphery of the concave groove 52 a of the metal electrode 51. The processing gas, which is disposed on the upper surface and is introduced from the processing gas introduction hole 61, fills the gas introduction part 6, so that the processing gas is uniformly introduced into the discharge space 10.

しかして、このように構成されるリアクタ部１は、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され、放電プラズマの噴出口５２ｂ（つまり、金属電極５１の下面）がコンベア２によって搬送される被処理体Ｗと対面するようになっている。   Thus, the reactor unit 1 configured as described above is disposed across the conveyance path in a direction orthogonal to the conveyance direction X of the conveyor 2, and the discharge plasma ejection port 52 b (that is, the lower surface of the metal electrode 51). It faces the object to be processed W conveyed by the conveyor 2.

そして、ガス導入部６に処理ガスを導入した状態で、高周波電源からの高周波電力を電圧印加電極４に印加することにより、放電空間１０内に導入された処理ガスがプラズマ化され、処理ガスの導入に伴う圧力によって噴出口５２ｂ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。   Then, by applying the high frequency power from the high frequency power source to the voltage application electrode 4 in a state where the processing gas is introduced into the gas introduction unit 6, the processing gas introduced into the discharge space 10 is turned into plasma, It is ejected so as to be pushed out from the ejection port 52b by the pressure accompanying the introduction, and sprayed onto the surface of the object to be processed W conveyed on the conveyor 2, and the surface treatment of the object to be processed W is performed.

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、電圧印加電極４の金属電極５１が断面半円弧状の金属板という単純な形状で構成されるので、電圧印加電極５の製造コストを安価に抑えることができる。しかも、接地電極５は、リアクタ部１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。   Thus, according to the plasma surface treatment apparatus according to the present invention, the metal electrode 51 of the voltage application electrode 4 is configured in a simple shape called a metal plate having a semicircular cross section, so that the manufacturing cost of the voltage application electrode 5 can be reduced. It can be kept inexpensive. Moreover, since the ground electrode 5 is also used as the bottom plate of the reactor unit 1, the reactor unit 1 can be configured with a small number of parts, and the manufacturing cost of the reactor unit 1 can also be suppressed in this respect.

次に、本発明に係るプラズマ表面処理装置の実験例を図６、図７に基づいて説明する。
これらの図に示す実験例は、図９に示す構造のプラズマ表面処理装置（従来品）と本発明に係るプラズマ表面処理装置（本製品）とで、被処理体Ｗの表面処理（ぬれ性改善）の効果を比べた実験結果である。なお、これらの実験例では、被処理体Ｗとして、松浪硝子工業株式会社製のカバーガラス（表面処理前の接触角５３°）を用いている。また、処理ガスには、窒素（Ｎ2）ガスと空気（ＣＤＡ）の混合ガスを用い、リアクタ部１には電圧印加電極４の幅寸法が７３０ｍｍのものを使用している。 Next, an experimental example of the plasma surface treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The experimental examples shown in these figures are the surface treatment (wetability improvement) of the workpiece W using the plasma surface treatment apparatus (conventional product) having the structure shown in FIG. 9 and the plasma surface treatment apparatus (this product) according to the present invention. This is an experimental result comparing the effects of). In these experimental examples, the cover glass (contact angle 53 ° before the surface treatment) manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd. is used as the workpiece W. In addition, a mixed gas of nitrogen (N 2 ) gas and air (CDA) is used as the processing gas, and the reactor unit 1 has a voltage application electrode 4 having a width dimension of 730 mm.

図６（ａ）は、被処理体Ｗの搬送速度による性能を比較したもので、この図に示すように、従来品では表面処理後の接触角を１０°以下にするには１分当たりの搬送速度を５ｍ以下にして表面処理を行う必要があるが、本製品では１分当たりの搬送速度を８ｍにしても表面処理後の接触角は３°近傍と高い数値を示した。このことから、本製品は従来品に比して処理効率が向上していることがわかる。   FIG. 6A is a comparison of performance depending on the conveyance speed of the workpiece W. As shown in this figure, in the conventional product, the contact angle after surface treatment is 10 ° or less per minute. The surface treatment needs to be performed at a conveyance speed of 5 m or less. However, the contact angle after the surface treatment was a high value of around 3 ° even when the conveyance speed per minute was 8 m. From this, it can be seen that the processing efficiency of this product is improved compared to the conventional product.

図６（ｂ）は、処理ガス中の窒素ガスの流量を変化させたときの処理性能（被処理体Ｗの搬送速度は５ｍ／分に固定）を比較したもので、この図に示すように、従来品では窒素ガスの流量を減らすとそれに伴って処理性能が大幅に低下する（たとえば、窒素ガスの流量を１５０ＮＬ／分にすると接触角が１８°近くになる）のに対し、本製品では窒素ガスの流量を減らしても処理性能はわずかに低下する程度で高い処理性能を示している（たとえば、窒素ガスの流量を１５０ＮＬ／分にしても接触角は６°未満を維持している）。このことから、本製品では表面処理効果を損ねることなく処理ガス中の窒素ガスの使用量を削減できることがわかる。   FIG. 6B is a comparison of processing performance when the flow rate of nitrogen gas in the processing gas is changed (the conveyance speed of the workpiece W is fixed at 5 m / min). As shown in FIG. In the conventional product, when the flow rate of nitrogen gas is reduced, the processing performance is greatly reduced (for example, when the flow rate of nitrogen gas is 150 NL / min, the contact angle is close to 18 °), whereas in this product, Even if the flow rate of nitrogen gas is decreased, the processing performance is slightly reduced, and the processing performance is high (for example, the contact angle is maintained below 6 ° even if the flow rate of nitrogen gas is 150 NL / min). . From this, it can be seen that this product can reduce the amount of nitrogen gas used in the processing gas without impairing the surface treatment effect.

図７（ａ）は、処理ガス中の空気（ＣＤＡ）の流量を変化させたときの処理性能（被処理体Ｗの搬送速度は５ｍ／分に固定）を比較したもので、この図に示すように、従来品ではＣＤＡの流量を１ＮＬ／分程度にしたときに処理性能が最大（図示例では、接触角が８°弱）となるのに対して、本製品ではＣＤＡの流量を１１ＮＬ/分としたときに処理性能が最大（図示例では、接触角３°付近）となる。このことから、本製品は処理ガス中の空気の量を増やしても高い処理性能が得られることがわかる。   FIG. 7A shows a comparison of processing performance (the conveyance speed of the workpiece W is fixed at 5 m / min) when the flow rate of air (CDA) in the processing gas is changed, and is shown in this figure. Thus, in the conventional product, the processing performance is maximized when the CDA flow rate is about 1 NL / min (in the illustrated example, the contact angle is less than 8 °), whereas in this product, the CDA flow rate is 11 NL / min. When the minute is set, the processing performance is maximized (in the illustrated example, the contact angle is around 3 °). This shows that this product can achieve high processing performance even if the amount of air in the processing gas is increased.

なお、図７（ｂ）は、処理ガス中の空気（ＣＤＡ）の流量を変化させたときのオゾン(Ｏ3）の濃度（具体的には、噴出口５２ｂ直下のオゾン濃度）を比較したもので、この図に示すように、本製品は従来品に比して噴出口５２ｂから噴出されるオゾン濃度が全体的に低くなっている。このことから、オゾンとして検出される濃度が少なくなった分、より多くの酸素ラジカルが生成されていると推測される。そして、この酸素ラジカルの増加により本製品は処理性能が向上したと推測される。 FIG. 7B shows a comparison of ozone (O 3 ) concentration (specifically, ozone concentration immediately below the jet nozzle 52b) when the flow rate of air (CDA) in the processing gas is changed. Thus, as shown in this figure, the present product has a lower ozone concentration as a whole from the jet port 52b than the conventional product. From this, it is presumed that more oxygen radicals are generated as the concentration detected as ozone decreases. And it is estimated that the treatment performance of this product has improved due to the increase in oxygen radicals.

このように、本発明に係るプラズマ表面処理装置は、リアクタ部１の製造コストを削減できるだけでなく、被処理体Ｗの表面処理効果の向上を図りつつ、窒素（Ｎ2）ガスの使用量を抑制することができるので、高性能で、かつ、ランニングコストの低いプラズマ表面処理装置を提供することができる。 As described above, the plasma surface treatment apparatus according to the present invention not only reduces the manufacturing cost of the reactor unit 1 but also improves the surface treatment effect of the workpiece W and reduces the amount of nitrogen (N 2 ) gas used. Therefore, it is possible to provide a plasma surface treatment apparatus with high performance and low running cost.

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。   Note that the above-described embodiments merely show preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these, and various design changes can be made within the scope thereof.

たとえば、上述した実施形態では、接地電極５を金属電極５１と対向面形成部５２とで構成した場合を示したが、図４（ｂ）に示すように、金属電極５１だけで接地電極５を構成することも可能である。なお、その場合、金属電極５１において電圧印加電極４と対面する電極対向面には硬質アルマイト加工を施すなど、耐プラズマ性の向上を図っておくことが好ましい。   For example, in the above-described embodiment, the case where the ground electrode 5 is constituted by the metal electrode 51 and the facing surface forming portion 52 has been shown. However, as shown in FIG. It is also possible to configure. In this case, it is preferable to improve plasma resistance, for example, by performing hard anodizing on the electrode facing surface of the metal electrode 51 facing the voltage application electrode 4.

また、上述した実施形態では、電圧印加電極４の金属電極４１として、断面が半円弧状の金属製パイプを用いた場合を示したが、金属電極４１は、固体誘電体４２の内周面に嵌合可能な形状（具体的には、接地電極５の凹状溝５２ａと対向する少なくとも半円弧状の外周面を備えた形状）であれば、たとえば、図８（ａ）に示すように、断面が円筒状の金属製パイプを用いたり、あるいは、図８（ｂ）に示すように、半円弧状の外周面を有する柱状の金属部材を用いることができる。なお、金属電極４１は、固体誘電体４２内において接地電極５と対向する面を有していればよいので、図５に示すように、固体誘電体４２の内径よりも外径が小さいものを用いることができるのは勿論のこと、固体誘電体４２の内径と同寸の外径のものを用いて、金属電極４１を固体誘電体４２内に密着状に収容させることも可能である。また、金属電極４１として図８（ｂ）のような柱状の金属部材を用いる場合、その製作コストを削減するために、冷却水の導通孔は設けずに省略される。   In the above-described embodiment, the case where a metal pipe having a semicircular cross section is used as the metal electrode 41 of the voltage application electrode 4 is shown. However, the metal electrode 41 is formed on the inner peripheral surface of the solid dielectric 42. For example, as shown in FIG. 8 (a), the cross-section is a shape that can be fitted (specifically, a shape having at least a semicircular arc-shaped outer peripheral surface facing the concave groove 52a of the ground electrode 5). A cylindrical metal pipe can be used, or as shown in FIG. 8B, a columnar metal member having a semicircular arc-shaped outer peripheral surface can be used. Note that the metal electrode 41 only needs to have a surface facing the ground electrode 5 in the solid dielectric 42, so that the outer diameter is smaller than the inner diameter of the solid dielectric 42 as shown in FIG. Of course, the metal electrode 41 can be accommodated in the solid dielectric 42 in close contact with an outer diameter that is the same as the inner diameter of the solid dielectric 42. When a columnar metal member as shown in FIG. 8B is used as the metal electrode 41, the cooling water conduction hole is not provided in order to reduce the manufacturing cost.

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として中空円筒状のセラミックス製パイプを用いた場合を示したが、固体誘電体４２は、少なくとも金属電極４１において接地電極５と対向する半円弧状の外周面を被覆する構造であればよく、セラミックス製のパイプに代えて、金属電極４１の表面（たとえば、金属電極４１の全面）に誘電体材料を溶射する構成を採用することができる。たとえば、セラミックス溶射により１０μ〜７００μ程度の厚さの誘電体層を形成させてこれを固体誘電体とすることも可能である。   In the above-described embodiment, a case where a hollow cylindrical ceramic pipe is used as the solid dielectric 42 of the voltage application electrode 4 is shown. However, the solid dielectric 42 faces the ground electrode 5 at least at the metal electrode 41. Any structure that covers the outer circumferential surface of the semicircular arc shape is acceptable, and a configuration in which a dielectric material is sprayed on the surface of the metal electrode 41 (for example, the entire surface of the metal electrode 41) instead of the ceramic pipe is adopted. Can do. For example, it is possible to form a dielectric layer having a thickness of about 10 μm to 700 μm by ceramic spraying to form a solid dielectric.

また、上述した実施形態では、接地電極５の金属電極５１に冷却水の導入孔５１ｃを設けた場合を示したが、この導入孔５１ｃは省略することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the cooling water introduction hole 51c is provided in the metal electrode 51 of the ground electrode 5 has been described. However, the introduction hole 51c may be omitted.

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。   In the above-described embodiment, the case where a ceramic hollow cylindrical pipe is used as the solid dielectric 42 of the voltage application electrode 4 is shown. However, the material of the solid dielectric into which the metal electrode 41 is inserted is not limited to ceramics. It is also possible to use a solid dielectric made of other materials such as glass. Therefore, for example, the metal electrode 41 can be configured to be inserted into an integrally formed glass hollow cylindrical pipe.

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。   Further, in the above-described embodiment, the case where the object to be processed W that is an object of plasma surface treatment is a substrate such as glass, but the object of surface treatment in the plasma surface treatment apparatus of the present invention is a substrate-like one. However, the surface treatment can be performed by using various objects such as films and fabrics as the object to be treated W.

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部分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。   Further, in the above-described embodiment, a hollow cylindrical pipe integrally formed as the solid dielectric 42 of the voltage application electrode 4 is used. For example, a cylindrical pipe divided into two vertically is joined to form a cylindrical solid dielectric. It can also be substituted with a body shape. However, in this case, since there is a risk of discharge through the joint portion, it is desirable to configure the portion of the metal electrode 41 that performs discharge as far as possible from the joint portion.

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 電圧印加電極の金属電極
４２ 電圧印加電極の固体誘電体
５ 接地電極
５１ 接地電極の金属電極
５２ 対向面形成部
５２ｂ 噴出口
１０ 放電空間
Ｗ 被処理体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor part 2 Conveyor 3 Device cover 4 Voltage application electrode 41 Metal electrode 42 of voltage application electrode Solid dielectric 5 of voltage application electrode Ground electrode 51 Metal electrode 52 of ground electrode Opposite surface formation part 52b Spout 10 Discharge space W To-be-processed body

Claims (3)

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、下方を開放した箱型の装置カバーの内部に、前記電圧印加電極および接地電極と、これら電極間に処理ガスを導入するガス導入部とを収容してリアクタ部を形成するものにおいて、
前記電圧印加電極は、断面が半円弧状を呈し、かつ、水冷用の冷却水の導入孔のない金属電極と、この金属電極の半円弧状の外周面を被覆する円筒状の固体誘電体とで構成され、前記電圧印加電極の金属電極がその半円弧状の外周面を下向きにして前記円筒状の固体誘電体の内部に収容され、
前記接地電極は、前記電圧印加電極の半円弧状の外周面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るとともに、前記凹状溝が形成される面と反対側の面が前記被処理体と対面するように配置され、前記接地電極が前記リアクタ部の底板を兼ねる
ことを特徴とするプラズマ表面処理装置。 Under a pressure near atmospheric pressure, a discharge plasma obtained by applying a high-frequency electric field while introducing a processing gas between the voltage application electrode and the ground electrode is guided to an object to be processed disposed outside the discharge space. A plasma surface treatment apparatus for performing a surface treatment of the object to be treated , wherein the voltage application electrode and the ground electrode and a gas introduction for introducing a treatment gas between the electrodes into a box-shaped device cover whose bottom is opened And forming the reactor part by accommodating the
The voltage application electrode in cross section exhibits a semi-circular arc, and a metal electrode without introducing hole of the cooling water for water cooling, a cylindrical solid dielectric that covers the outer peripheral surface of the semi-circular metal electrode The metal electrode of the voltage application electrode is accommodated inside the cylindrical solid dielectric with the semicircular arc-shaped outer peripheral surface facing downward,
The ground electrode has a concave groove capable of accommodating the semicircular arc-shaped outer peripheral surface of the voltage application electrode, and a metal electrode having a structure in which an inner peripheral surface of the concave groove forms an electrode facing surface with the voltage application electrode in the configuration, and the ejection port of the discharge plasma along the axial direction of the voltage application electrode on the bottom of the concave groove is formed Rutotomoni, the surface opposite to the surface on which the concave grooves are formed the object A plasma surface processing apparatus, wherein the plasma surface processing apparatus is disposed so as to face a processing body, and the ground electrode also serves as a bottom plate of the reactor section . 前記電圧印加電極の金属電極は、円筒状の金属部材または円筒状の金属部材を軸方向に沿って分割した金属部材で構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。   2. The plasma surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the metal electrode of the voltage application electrode is formed of a cylindrical metal member or a metal member obtained by dividing the cylindrical metal member along the axial direction. . 前記接地電極の凹状溝は、その表面が耐熱性を有する金属材料で構成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。 3. The plasma surface treatment apparatus according to claim 1, wherein a surface of the concave groove of the ground electrode is made of a metal material having heat resistance. 4.
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