JP6156688B2 - プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置を有する洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマ発生装置およびプラズマ発生装置を有する洗浄装置に関する。

従来のプラズマ発生装置は、気泡を含む液体中において放電を行うことにより気泡にオゾンおよびヒドロキシラジカル等を発生させて液体を改質する。特許文献１は、従来のプラズマ発生装置の一例を開示している。

プラズマ発生装置は、ケース部材およびケース部材の内部空間を気体収容部および液体収容部に区画する隔壁部を有する。気体収容部は、気体を収容する。液体収容部は、液体を収容する。隔壁部は、気体収容部および液体収容部を連通する気体通路を有する。プラズマ発生装置は、気体通路を中心として気体収容部に配置された第１電極と、気体通路を中心として液体収容部に配置された第２電極との間に高電圧を供給して放電を発生させる。プラズマ発生装置は、液体収容部に収容される液体内の気体の領域においてプラズマを生成する。プラズマ発生装置は、液体に含まれる水および気体に含まれる酸素からオゾンおよびヒドロキシラジカル等を生成する。

特開２０１２−４３７６９号公報

プラズマ発生装置は、オゾンおよびヒドロキシラジカル等の発生量が第１電極と第２電極との間の距離に応じて変化する。気体通路と第２電極との間の距離は、特に、オゾンおよびヒドロキシラジカル等の発生量に大きな影響を与える。本願発明者は、気体通路と第２電極との間の距離を変化させた実験を行なうことによって、オゾンおよびヒドロキシラジカル等の発生動作にともなってプラズマ発生装置が高い雑音電界強度および大きな騒音を発生する状態を有することを確認した。

本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、オゾンおよびヒドロキシラジカルの発生動作において、高い雑音電界強度および大きな騒音の発生を抑制するプラズマ発生装置およびプラズマ発生装置を用いた洗浄装置を提供することを目的とする。

本手段は、「プラズマ発生部、プラズマ電源部、および気体供給部を有するプラズマ発生装置であって、前記プラズマ発生部は、液体収容部、気体収容部、隔壁部、第１電極、および第２電極を有し、前記隔壁部は、前記液体収容部と前記気体収容部を区画し、前記気体収容部と前記液体収容部とを連通する気体通路を有し、前記液体収容部は、少なくとも水を含む液体を収容可能であり、前記気体供給部は、少なくとも酸素を含む気体を前記気体収容部に供給可能であり、前記第１電極は、前記気体収容部に配置され、前記第２電極は、前記第１電極と前記第２電極との間で放電を生じさせることができるように前記液体収容部に配置され、前記プラズマ電源部は、前記放電が生じるように前記第１電極および前記第２電極に電圧をかけることが可能であり、前記気体通路の中心から前記第２電極までの第２電極分離距離は、前記気体収容部に前記気体が供給されるときに前記液体収容部のうちの前記気体通路の開口まわりに形成される気泡の最大半径（Ｒｍａｘ）よりも大きく、前記気泡の最大半径（Ｒｍａｘ）は、前記気体通路の孔半径（δ）、前記気体通路の気体流量（Ｖ）、前記液体の表面張力（σ）、前記液体の密度（ρ）、重力加速度（ｇ）、および円周率（π）を下記数式に代入することにより算出される

プラズマ発生装置」を含む。

上記プラズマ発生装置は、気体通路の中心から第２電極の気体通路側端部までの第２電極分離距離が気泡の最大半径よりも大きい。気泡の最大半径は、気体通路の孔半径（δ）、気体通路の気体流量（Ｖ）、液体の表面張力（σ）、液体の密度（ρ）、重力加速度（ｇ）、および円周率（π）に基づいて上記数式により算出される。このため、プラズマ発生部は、気体収容部内の第１電極と液体と接する第２電極との間で放電を生じさせることができる。このため、プラズマ発生部は、第１電極と第２電極の間でのアーク放電状態の発生を抑制することができる。このため、プラズマ発生装置は、高い雑音電界強度および大きな雑音の発生を抑制することができる。

上記手段の一形態は、「前記プラズマ発生部は、前記液体収容部および前記気体収容部を構成するケース部材を有し、前記ケース部材は、少なくとも前記隔壁部と接する部分が金属部材で形成されるプラズマ発生装置」を含む。

上記手段の一形態は、「洗浄装置であって、前記洗浄装置は、前記プラズマ発生装置を有するプラズマ発生装置を有する洗浄装置」を含む。
上記手段の一形態は、「前記洗浄装置は、洗浄処理部および液体通路を有し、前記洗浄処理部は、被洗浄対象物を収容し、前記液体通路は、前記液体収容部と前記洗浄処理部を連通するプラズマ発生装置を有する洗浄装置」を含む。

上記手段の一形態は、「前記洗浄装置は、除毛器具配置部を有し、前記除毛器具配置部は、除毛器具を支持するための構造を有するプラズマ発生装置を有する洗浄装置」を含む。

本プラズマ発生装置および本プラズマ発生装置を有する洗浄装置は、ヒドロキシラジカル等の発生動作において、高い雑音電界強度および大きな騒音の発生を抑制することに貢献する。

第１実施形態のプラズマ発生部の断面構造図を含むプラズマ発生装置の概略構成図。 第１実施形態のプラズマ発生装置におけるプラズマ発生部の気泡発生状態を模式的に示す気体通路を含む部分拡大断面図。 第１実施形態におけるプラズマ発生装置の動作を説明するための一状態を模式的に示す気体通路を含む部分拡大断面図。 図３に示される状態に継続する状態を模式的に示す気体通路を含む部分拡大断面図。 第１実施形態のプラズマ発生装置における気体通路部の中心から第２電極までの距離と雑音電界強度の関係を示すグラフ。 第１実施形態のプラズマ発生装置における第２電極分離距離が気泡の最大半径よりも小さい場合での第２電極の配置と気泡の位置関係を示す図。 第２実施形態の洗浄装置の斜視図。 図７に示される洗浄装置に挿入する除毛器具に関する図であり、（ａ）は除毛器具の斜視図、（ｂ）は刃部における内刃および外刃の模式構成図。 図７に示される洗浄装置に図８（ａ）に示される除毛器具を装填した状態の側断面図。 図９の９Ｚ−９Ｚ平面の断面構造を示す断面図。 図９の一点鎖線円の拡大構造を示す部分拡大図。 第３実施形態のプラズマ発生部の断面構造図を含むプラズマ発生装置の概略構成図。 第４実施形態の洗浄装置のプラズマ発生装置および洗浄処理部を模式的に示す概略構成図。

（第１実施形態）
図１を参照して、プラズマ発生装置１の構成について説明する。
プラズマ発生装置１は、プラズマ発生部１０、プラズマ電源部２、気体供給部３、第１リード線４、第２リード線５、および気体導入配管６を有する。第１リード線４および第２リード線５は、プラズマ電源部２とプラズマ発生部１０とを電気的に接続する。気体導入配管６は、気体供給部３とプラズマ発生部１０との間の気体搬送経路を形成する。

プラズマ発生部１０は、略円筒状のケース部材１１を有する。ケース部材１１は、例えば、樹脂により形成される。
ケース部材１１は、隔壁部１２を有する。隔壁部１２は、ケース部材１１の内部空間を気体収容部１４および液体収容部１５に区画する。隔壁部１２は、例えば、セラミックスにより形成される。

液体収容部１５は、液体２０を収容する。液体収容部１５は、液体２０として、例えば、水を収容する。
気体収容部１４は、気体導入口１７を有する。気体導入口１７は、気体導入配管６が挿入されている。気体供給部３は、気体導入配管６を介して気体収容部１４内に少なくとも酸素を含む気体を供給する。気体供給部３は、例えば、酸素を含む気体として大気を供給する。気体収容部１４は、気体供給部３が供給する大気を収容する。

隔壁部１２は、気体通路１３を有する。気体通路１３は、気体収容部１４と液体収容部１５を連通する。気体供給部３から気体収容部１４内に供給される大気は、気体通路１３を通って液体収容部１５に送り出される。

プラズマ発生部１０は、シール材１６を有する。シール材１６は、液体収容部１５の外周にリング状に配置される。シール材１６は、ケース部材１１と隔壁部１２との隙間を塞ぎ、液体収容部１５内の液体２０が気体収容部１４内に漏れ出るのを抑制する。

プラズマ発生部１０は、気体通路１３の径を１００μｍ〜８００μｍの範囲の小さな値にすることで、液体収容部１５に収容された液体２０が気体通路１３を通って気体収容部１４内に漏れ出るのを抑制する。

プラズマ発生部１０は、第１電極１８および第２電極１９を有する。第１電極１８は、ドーナツ形状を有し、例えば、炭素素材で構成される。第１電極１８は、表面が例えば、セラミックの誘電体で被覆された構成を有する。第１電極１８は、隔壁部１２の気体収容部１４側の表面に、中心が気体通路１３となるように配置される。

第２電極１９は、ドーナツ形状を有し、例えば、鉄素材で構成される。第２電極１９は、隔壁部１２の液体収容部１５側の表面に、中心が気体通路１３となるように配置される。

つまり、第１電極１８および第２電極１９は、隔壁部１２の両表面に同心状に配置される。第１電極１８は、気体収容部１４が収容する気体内に配置される。一方、第２電極１９は、少なくとも第１電極１８の表面との間に放電を生じさせる表面が、液体２０と接触する位置に配置される。

第１電極１８は、第２リード線５を介してプラズマ電源部２に電気的に接続される。第２電極１９は、第１リード線４を介してプラズマ電源部２に電気的に接続される。プラズマ電源部２は、第１電極１８と第２電極１９との間に電圧を供給する。

図２を参照して、気体通路１３の液体収容部１５側の開口端１３Ａに成長する気泡２４の大きさと第２電極１９の配置位置の関係について説明する。
気体供給部３が気体収容部１４に供給する気体は、気体通路１３を通って液体収容部１５に送り出される。液体収容部１５に送り出される気体は、気体通路１３の液体収容部１５側の開口端１３Ａにおいて、大きさが気泡半径Ｒとなる気泡２４を成長させる。

気泡２４は、成長して気泡半径Ｒが大きくなると、気体通路１３の開口端１３Ａからせん断されて液体収容部１５の液体２０内に解き放たれる。
最大半径Ｒｍａｘは、プラズマ発生装置１の動作条件下で想定される最大の気泡２４の半径である。

気体通路１３の中心から第２電極１９の気体通路１３側端部１９Ａまでの第２電極分離距離Ｄは、気泡２４の気泡半径Ｒの最大値である最大半径Ｒｍａｘの値よりも大きい。
次に、上述したプラズマ発生装置１の動作ならびにオゾンおよびヒドロキシラジカル等の生成過程について説明する。

オゾンおよびヒドロキシラジカル等を液体２０に放出する過程は、気体供給過程、気泡成長過程、ヒドロキシラジカル生成過程、および気泡放出過程から成る。
気体供給部３は、気体供給過程において、大気を気体収容部１４に供給する。気体収容部１４に供給された大気は、気体通路１３を介して液体収容部１５に圧送される。気体供給部３は、流量が０．０１Ｌ／ｍｉｎ〜１．０Ｌ／ｍｉｎ程度の大気を、気体導入配管６を介して気体収容部１４に送り込む。このとき、気体供給部３が吐出する圧力は、０．０１ＭＰａ〜０．５ＭＰａ程度である。気体供給部３は、流量制御部が気体の供給流量を制御する。

気体供給部３が気体収容部１４に気体を供給するとき、気体収容部１４の圧力は、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａ程度の陽圧状態となる。気体収容部１４は、陽圧状態において、気体通路１３を経て液体収容部１５へ向う気体の流れを形成する。また、気体収容部１４の圧力が陽圧のとき、液体２０は、気体通路１３を通って気体収容部１４内に漏れ出るのが抑制される。

図３は、気体通路１３の開口端１３Ａにおける液体２０および気体の状態が示されている。
プラズマ発生部１０は、気泡成長過程において、大気を気体収容部１４から液体収容部１５に圧送して、気体通路１３の液体収容部１５側の開口端１３Ａにおいて酸素を含む気泡２４を成長させる。

プラズマ電源部２は、ヒドロキシラジカル生成過程において、第１電極１８と第２電極１９との間に電圧を供給する。プラズマ電源部２は、好ましくは、０．５ＫＶ〜１０ＫＶ程度の高電圧を発生する。プラズマ電源部２は、好ましくは、大気圧のもとにおいてグロー放電を可能にする１Ｗ〜１００Ｗ程度の電力を発生する。プラズマ電源部２は、電圧制御手段を有する。電圧制御手段は、プラズマ電源部２が出力する電圧を、大気圧あるいはそれ以上の圧力の気体雰囲気のもとで第１電極１８と第２電極１９との間に放電を生じさせる値に設定する。

なお、大気圧のもとでプラズマを生成する技術については、たとえば文献Ａ（岡崎幸子、「大気圧グロー放電プラズマとその応用」、レビュー講演：２０ｔｈ ＪＳＰＦＡｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ）に報告されている。

プラズマ発生部１０は、第１電極１８の表面と、液体に接触する第２電極１９の表面との間の少なくとも一部の領域における放電によって、液体収容部１５が収容する液体２０内の気泡の領域においてプラズマを生成する。プラズマ発生部１０は、気体通路１３の開口端１３Ａにおいて成長途中の気泡２４の気液境界面近傍の領域でプラズマを顕著に発生させる。プラズマ発生部１０は、気体通路１３の開口端１３Ａでプラズマを生成させることにより、液体２０である水および気体に含まれる酸素によってオゾンおよびヒドロキシラジカル等を生成する。

プラズマ発生部１０は、液体２０内に成長した気泡２４内の気液境界面近傍の気体に電位差を生じさせてプラズマを生成させる。プラズマ発生部１０は、ヒドロキシラジカル等が生成されやすい気体通路１３の液体２０に臨む開口端１３Ａにおける気液境界面の近傍に電位差を生じさせることで、より多くのオゾンおよびヒドロキシラジカル等を生成する。また、プラズマ発生部１０は、気体通路１３の液体２０に臨む開口端１３Ａ近傍の気泡２４だけでなく、液体２０の中に送り出された気泡２４内でもオゾンやヒドロキシラジカル等を生成する。

気泡２４の大きさについて説明する。
気泡２４は、浮力が開口端１３Ａに対する付着力よりも大きくなるとき、開口端１３Ａからせん断されて液体２０中に解き放たれる。

気泡２４の最大半径Ｒｍａｘは、気泡半径Ｒを下記数式（１）に基づいて求めた値となる。

「δ」は、気体通路１３の半径を示す。「Ｖ」は、気体通路１３の気体の流量を示す。「σ」は、液体収容部１５に収容された液体２０の表面張力を示す。「ρ」は液体２０の密度を示す。「ｇ」は、重力加速度を示す。「π」は、円周率を示す。

気体通路１３の気体の流量「Ｖ」は、気体供給部３から気体収容部１４に供給される気体の流量として等価的に示すことができる。
気泡２４は、成長して気泡半径Ｒが最大半径Ｒｍａｘの値に達すると、浮力が開口端１３Ａに対する付着力よりも大きくなる。気泡２４は、浮力以外のせん断力が作用するとき、気泡半径Ｒが最大半径Ｒｍａｘよりも小さい状態で開口端１３Ａからせん断されて液体２０中に解き放たれる。

第２電極分離距離Ｄが気泡２４の最大半径Ｒｍａｘよりも大きいとき、第２電極１９は、気泡２４の大きさが最大となる場合においても、液体収容部１５の液体２０と接した状態で放電が行われる。つまり、第２電極１９は、気体内に配置される状態での放電が抑制される。

液体２０と接する第２電極１９と気体収容部１４に配置された第１電極１８との間での放電時に生成されたオゾンおよびヒドロキシラジカル等は、気体の流れに伴って、液体収容部１５へ送り出される。

プラズマ発生部１０は、気泡放出過程において、液体収容部１５に収容される液体２０の流れにより、オゾンおよびヒドロキシラジカル等を含んだ気泡２４にせん断力を作用させる。

図４は、気体通路１３の開口端１３Ａにおける気泡２４の状態が示されている。
液体収容部１５に収容される液体２０は、液体収容部１５に導入されるとき、移動方向２５で示される液体の流れに沿って移動する。移動方向２５で移動する液体２０が成長する気泡２４にあたるとき、液体２０の流れは、気泡２４にせん断力として作用する。気泡２４は、最大半径Ｒｍａｘよりも小さい気泡半径Ｒの状態で、気体通路１３の開口端１３Ａから液体２０中へ解き放たれる。

液体２０中に解き放たれた気泡２４は、微細な気泡であるため、液体２０の隅々にまで拡散する。拡散した微細な気泡２４は、その一部が液体２０中に容易に溶解する。液体２０は、気泡２４に含まれているオゾンが溶解すると、オゾン濃度が急激に上昇する。

文献Ｂ（高橋正好、「マイクロバブルとナノバブルによる水環境の改善」、アクアネット、２００４．６）は、通常、オゾンおよびヒドロキシラジカル等を含んだ微細な気泡はマイナスに帯電していることが多いことを報告している。

マイナスに帯電した気泡２４の他の一部は、液体２０中に含まれる有機物、油脂物、染料、たんぱく質、および細菌等に容易に吸着する。液体２０中の有機物等は、液体２０に溶解したオゾンおよびヒドロキシラジカル等と、有機物等に吸着した気泡２４に含まれるオゾンおよびヒドロキシラジカル等によって分解される。

ヒドロキシラジカルは、１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ程度のエネルギーを有している。ヒドロキシラジカルが有するエネルギーは、１００ｋｃａｌ／ｍｏｌ程度である窒素原子と窒素原子との二重結合（Ｎ＝Ｎ）、炭素原子と炭素原子との二重結合（Ｃ＝Ｃ）、および炭素原子と窒素原子との二重結合（Ｃ＝Ｎ）の結合エネルギーを上回る。このため、窒素および炭素等の結合からなる有機物は、ヒドロキシラジカルによって容易にその結合が切断されて分解される。このような有機物の分解に寄与するオゾンおよびヒドロキシラジカル等は、塩素等のような残留性がなく、短期間で消滅するため、環境に配慮した物質でもある。

プラズマ発生部１０は、第２電極分離距離Ｄを小さくすることで気体通路１３の液体２０に臨む開口端１３Ａにおける気液境界面の近傍の電位差を大きくすることができる。このため、プラズマ発生部１０は、第２電極分離距離Ｄを小さくすることでオゾンおよびヒドロキシラジカル等の生成効率を高くすることができる。

しかしながら、本発明者は、第２電極分離距離Ｄが小さい場合、プラズマ発生装置１が大きな雑音を発生する現象を見出した。
ここで、本願発明者は、プラズマ発生装置１が発生する雑音と第２電極分離距離Ｄとの関係の確認を行った。雑音と第２電極分離距離Ｄとの関係は、第２電極分離距離Ｄが異なる複数種類の試作品の雑音電界強度を測定することで行った。また、雑音電界強度は、電磁波が遮断された電波暗室において、電磁波を電気信号として検出するＥＭＩテストレシーバーによる電磁波の大きさを測定することにより行った。測定する電磁波の大きさは、プラズマ発生装置１から１０ｃｍ離れた場所での値である。確認に用いたプラズマ発生装置１は、数式（１）に基づいて求めた最大半径Ｒｍａｘが１．４９ｍｍである。

図５を参照して、第２電極分離距離Ｄとプラズマ発生装置１が発生する雑音電界強度との関係について説明する。
図５における実線は、２００ＭＨｚの測定周波数での結果である。図５における点線は、３０ＭＨｚの測定周波数での結果である。

プラズマ発生装置１は、第２電極分離距離Ｄを小さくしていくと、１．４９ｍｍを境として雑音電界強度が激増する。その理由は次のように考えられる。
図６を参照して、第２電極分離距離Ｄが最大半径Ｒｍａｘよりも小さい第２電極１９の配置について説明する。

第２電極分離距離Ｄが最大半径Ｒｍａｘの１．４９ｍｍ以下であるとき、半径が最大半径Ｒｍａｘとなる大きさに成長した気泡２４は、第２電極１９の気体通路１３側端部１９Ａを含む部分と接する。このため、第１電極１８と第２電極１９との間での放電は、気体収容部１４内の第１電極１８と気泡２４と接する第２電極１９の気体通路側端部との間で行われる。つまり、第１電極１８と第２電極１９との間の放電は、気体内で行われることになる。気体内で放電が行われるとき、第１電極１８と第２電極１９との間は、第２電極１９から供給される電子が第２電極１９の表面に発生する高い電界によって放出されてアーク放電状態となる。このため、プラズマ発生装置１は、高い雑音電解強度を発生する。

第２電極分離距離Ｄが最大半径Ｒｍａｘの１．４９ｍｍよりも大きいとき、気泡２４は、第２電極１９と接するよりも前に半径が最大半径Ｒｍａｘに達する。このため、第１電極１８と第２電極１９との間での放電は、気体収容部１４内の第１電極１８と液体収容部１５に収容された液体２０に接する第２電極１９との間で行われる。このため、第１電極１８と第２電極１９との間は、第２電極１９から供給される電子が、正イオンが液体２０に衝突して連続的に放出された電子となってグロー放電状態となる。プラズマ発生装置１は、発生する雑音電解強度が低くなる。

プラズマ発生装置１は、以上の事項を踏まえて、数式（１）に基づいて求めた最大半径Ｒｍａｘよりも大きい第２電極分離距離Ｄを有する。このため、プラズマ発生装置１は、高い雑音電界強度および大きな騒音の発生を抑制することに貢献する。

プラズマ発生装置１は、以下の効果を奏する。
（１）プラズマ発生装置１は、気体通路１３の中心から第２電極１９の気体通路１３側端部１９Ａまでの第２電極分離距離Ｄが気泡２４の最大半径Ｒｍａｘよりも大きい。気泡２４の最大半径Ｒｍａｘは、気体通路の孔半径（δ）、気体通路の気体流量（Ｖ）、液体の表面張力（σ）、液体の密度（ρ）、重力加速度（ｇ）、および円周率（π）に基づいて上記数式（１）により算出される。このため、プラズマ発生部１０は、気体収容部１４内の第１電極１８と液体２０と接する第２電極１９との間で放電を生じさせることができる。このため、プラズマ発生部１０は、第１電極１８と第２電極１９の間でのアーク放電状態の発生を抑制することができる。このため、プラズマ発生装置１は、高い雑音電界強度および大きな雑音の発生を抑制することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態の洗浄装置３０は、第１実施形態のプラズマ発生装置１を用いる。プラズマ発生装置１は第１実施形態のプラズマ発生装置１と同一の構成を有する。なお、プラズマ発生装置１に関して、その説明の一部または全部を省略する。

図７を参照して、洗浄装置３０の構成について説明する。
除毛器具１００（図８参照）の洗浄装置としての洗浄装置３０は、除毛器具１００を挿入する開口３１を有する。洗浄装置３０は、筐体４０の前面上部に操作部４２、表示部４３、および通気窓４４を有する。筐体４０は、除毛器具配置部としてのスタンド部４１を有する。スタンド部４１は、開口３１側の内面に接触端子４５を有する。洗浄装置３０は、筐体４０の背面に洗浄液としての液体を収容するタンク５０を有する。使用者は、開口３１に被洗浄処理対象物としての除毛器具１００を挿入する。

図８を参照して、被洗浄処理対象物としての除毛器具１００の構成について説明する。
図８（ａ）に示される除毛器具１００は、把持部１０１およびヘッド部１０２を有する。把持部１０１は、操作スイッチ１０３を有する。使用者は、操作スイッチ１０３を操作して除毛器具１００の動作を制御する。ヘッド部１０２は、刃部１０４を有する。刃部１０４は、二枚の外刃１０５を有する。

以下、把持部１０１からヘッド部１０２へ伸びる方向を除毛器具１００の前後方向における前方向とする。二枚の外刃１０５が併設される方向を除毛器具１００の上下方向、上下方向に対して垂直に交わる方向を除毛器具１００の左右方向とする。

外刃１０５は、前方に突出するように湾曲して逆Ｕ字状に形成される。外刃１０５は、多数の刃穴であるスリットが形成されている。
図８（ｂ）に示されるように、刃部１０４は、外刃１０５の内側に、外刃１０５の湾曲に沿う逆Ｕ字状の内刃１０６を有する。内刃１０６は、除毛器具１００が有する動力源が発生する駆動力を用いて左右方向に往復動する。

除毛器具１００は、内刃１０６を外刃１０５に対して左右方向に相対移動させることで、外刃１０５のスリット内に挿入された体毛を、外刃１０５と内刃１０６とで協働して切断する。つまり、内刃１０６は、外表面１０６Ａを外刃１０５の内表面１０５Ａに摺接させながら左右方向に相対移動する。刃部１０４が摺動部を構成しており、内刃１０６の外表面１０６Ａおよび外刃１０５の内表面１０５Ａが摺動面１０７を構成している。

使用者は、除毛器具１００を洗浄するとき、刃部１０４が先に挿入される向きで除毛器具１００を洗浄装置３０の開口３１に挿入する。除毛器具配置部としてのスタンド部４１は、除毛器具１００を支持する。

図９を参照して、除毛器具１００が挿入された洗浄装置３０の構成について説明する。
洗浄装置３０は、プラズマ発生部１０、プラズマ電源部２、気体供給部３、受皿６０、タンク５０、オーバーフロー部３２、およびポンプ７０を有する。プラズマ発生部１０、プラズマ電源部２、および気体供給部３は、プラズマ発生装置１を構成している。

受皿６０は、開口３１を通じて挿入された除毛器具１００のヘッド部１０２を受容する。タンク５０は、洗浄液としての液体を貯留する。オーバーフロー部３２は、受皿６０に連通される。ポンプ７０は、タンク５０内の液体を以下に説明する循環経路を介して洗浄装置３０内で循環させる。洗浄装置３０は、カートリッジ８０、開閉弁３３、および液体を循環するための循環経路を有する。カートリッジ８０は、液体を濾過するフィルタ８１を有する。開閉弁３３は、タンク５０内の気密状態を制御する。

循環経路は、液体導入経路９１、排水経路９２、第１経路９３、第２経路９４、および第３経路９５から形成される。液体導入経路９１は、タンク５０に貯留された液体を受皿６０に導入する。排水経路９２は、受皿６０から排出される液体をカートリッジ８０に導く。第１経路９３は、オーバーフロー部３２から排出される液体をカートリッジ８０に導く。第２経路９４は、カートリッジ８０から排出された液体をポンプ７０に導く。第３経路９５は、ポンプ７０から送出される液体をタンク５０に導く。また、タンク５０には、気密経路９６を介して開閉弁３３が接続される。

以下、各構成部品について説明する。
筐体４０のスタンド部４１は、開口３１から挿入される除毛器具１００の把持部１０１と当接して除毛器具１００を受皿６０と共に支持する。スタンド部４１は、内面に接触端子４５を有する。接触端子４５は、除毛器具１００の把持部１０１背面に設けられた背面端子１０８との接触により除毛器具１００が装着されたことを検知する。接触端子４５は、除毛器具１００と接触して除毛器具１００に制御信号および駆動電力を供給する。

筐体４０は、前部上方にファン３４を有する。ファン３４は、除毛器具１００の洗浄後にヘッド部１０２を乾燥させる。筐体４０は、タンク５０と接する後面に第１連結口４６、第２連結口４７、および第３連結口４８を有する。第１連結口４６は、タンク５０のタンク吐出口５１と連結されて、液体導入経路９１と繋がれる。第２連結口４７は、タンク５０のタンク流入口５２と連結されて、第３経路９５と繋がれる。第３連結口４８は、タンク５０のタンク通気口５３と連結されて気密経路９６と繋がれる。

受皿６０は、除毛器具１００のヘッド部１０２の形状に沿った凹形状であり、底壁部に貫通孔６２を有する。プラズマ発生部１０は、受皿６０の底壁部の背面側に設けられる。プラズマ発生部１０の液体収容部１５は、貫通孔６２を介して受皿６０の内部空間と連通する。受皿６０の内部空間は、プラズマ発生部１０の液体収容部１５と一体となって洗浄液としての液体を貯留する。

図１０に示されるように、洗浄装置３０は、受皿６０の底壁部背面側にヒータ３５を有する。ヒータ３５は、ファン３４と連動してヘッド部１０２の乾燥を行う。
オーバーフロー部３２は、入口が受皿６０と繋がり、出口が第１経路９３と繋がる。第１経路９３は、オーバーフロー部３２の出口から、受皿６０後部に設けられた中継口６１を介してカートリッジ８０に至る。

タンク５０は、タンク吐出口５１、タンク流入口５２、およびタンク通気口５３を前面に有する。洗浄装置３０は、タンク通気口５３を開閉してタンク吐出口５１からの液体吐出を制御する。タンク５０が筐体４０へ装着されるとき、タンク吐出口５１は、第１連結口４６に連結され、タンク５０に貯留された液体を液体導入経路９１を通じて受皿６０に導入する。タンク流入口５２は、第２連結口４７に連結され、第３経路９５を通ってポンプ７０の送出口７１と繋がる。タンク通気口５３は、第３連結口４８に連結され、気密経路９６を通って開閉弁３３と繋がる。

カートリッジ８０は、フィルタ８１を内部に収容した略箱状体であり、上部にカートリッジ流入口８２を有し、前部にカートリッジ流出口８３を有する。カートリッジ８０は、筐体４０の下部後方に着脱自在に設けられる。カートリッジ８０が筐体４０に装着されるとき、カートリッジ流入口８２は、排水経路９２を通って受皿排出口６３と繋がるとともに、第１経路９３を通ってオーバーフロー部３２の出口と繋がる。カートリッジ流出口８３は、第２経路９４を通ってポンプ７０の吸入口７２と繋がる。

洗浄装置３０の動作について説明する。
使用者は、除毛器具１００を、ヘッド部１０２が洗浄装置３０の受皿６０に受容されるように洗浄装置３０に挿入する。

使用者の操作部４２に対する操作に応じて、洗浄装置３０は、タンク５０から液体導入経路９１を介して受皿６０およびプラズマ発生装置１の液体収容部１５内に液体を導入する。気体供給部３は、大気をベースとして酸素を含有した所定流量の気体をプラズマ発生部１０の気体収容部１４内に送り込む。

気体収容部１４は、陽圧状態とされて、気体通路１３を経て液体収容部１５へ向う気体の流れを形成する。プラズマ発生部１０は、気体通路１３の液体収容部１５側の開口端１３Ａにおいて酸素を含む微細な気泡２４を成長させる。成長する気泡２４は、開口端１３Ａから液体中へ解き放たれ、液体の隅々にまで拡散する。

プラズマ電源部２は、図１に示される第１電極１８と第２電極１９との間に高電圧を供給して放電を生じさせる。プラズマ発生部１０は、第２電極分離距離Ｄが気泡２４の最大半径Ｒｍａｘよりも大きい。気泡２４の最大半径Ｒｍａｘは、気体通路の孔半径（δ）、気体通路の気体流量（Ｖ）、液体の表面張力（σ）、液体の密度（ρ）、重力加速度（ｇ）、および円周率（π）に基づいて上記数式（１）により算出される。プラズマ発生部１０は、気体に接触する第１電極１８の表面と、液体に接触する第２電極１９の表面との間における放電によって、液体収容部１５が収容する液体２０内の気体の領域においてプラズマを生成する。

プラズマ発生装置１は、気体通路１３の開口端１３Ａでプラズマを発生させることにより、液体２０である水および気体に含まれる酸素によってオゾンおよびヒドロキシラジカル等を生成する。

生成されたオゾンおよびヒドロキシラジカル等は、上述した気体の流れとともに液体収容部１５および受皿６０内に貯留された液体中に送り出される。受皿６０およびプラズマ発生部１０の液体収容部１５が貯留する液体は、オゾンおよびヒドロキシラジカル等が溶解した洗浄液としての機能を備える。

図１１を参照して、プラズマ発生装置１を有する洗浄装置３０のプラズマ発生部１０および除毛器具１００の刃部１０４の構成を説明する。
除毛器具１００の摺動部である刃部１０４の摺動面１０７を構成する外刃１０５の内表面１０５Ａおよび内刃１０６の外表面１０６Ａは、第１電極１８および第２電極１９のうちの少なくともいずれか一方の近傍に対向配置される。

除毛器具１００は、洗浄動作において、接触端子４５を介して与えられる制御信号に基づいた動作を行なう。刃部１０４の内刃１０６は、左右方向に往復振動する。
洗浄装置３０は、以下の効果を奏する。

（２）洗浄装置３０は、プラズマ発生装置１を有する。スタンド部４１は、除毛器具１００を支持する。受皿６０は、除毛器具１００のヘッド部１０２を受容する。受皿６０およびプラズマ発生部１０の液体収容部１５は、洗浄液としての液体を貯留する。プラズマ発生部１０の第２電極分離距離Ｄは、気泡２４の最大半径Ｒｍａｘよりも大きい。気泡２４の最大半径Ｒｍａｘは、気体通路の孔半径（δ）、気体通路の気体流量（Ｖ）、液体の表面張力（σ）、液体の密度（ρ）、重力加速度（ｇ）、および円周率（π）に基づいて上記数式（１）により算出される。プラズマ発生部１０が生成するオゾンおよびヒドロキシラジカル等は、液体収容部１５および受皿６０内に貯留された液体中に送り出される。この構成によれば、洗浄液としての機能を備える液体は、ヘッド部１０２に供給される。このため、洗浄装置３０は、ヘッド部１０２に付着した有機物等を分解する。また、プラズマ発生部１０は、第１電極１８と第２電極１９の間でのアーク放電状態の発生を抑制することができる。このため、プラズマ発生部１０は、高い雑音電界強度および大きな雑音の発生を抑制することができる。このため、洗浄装置３０は、使用者に与える不快感および周辺の電子機器へ与えるノイズを抑制して除毛器具１００の洗浄を行なうことができる。
（第３実施形態）
第３実施形態のプラズマ発生装置１１０は、第１実施形態のプラズマ発生装置１と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。なお、第１実施形態のプラズマ発生装置１と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。

第１実施形態のプラズマ発生装置１は、プラズマ発生部１０のケース部材１１が樹脂により形成される。一方、第３実施形態のプラズマ発生装置１１０は、プラズマ発生部１２０のケース部材１２１が金属により形成される。

図１２を参照して、プラズマ発生装置１１０の構成について説明する。
プラズマ発生装置１１０は、プラズマ発生部１２０、プラズマ電源部２、気体供給部３、第１リード線４、第２リード線５、および気体導入配管６を有する。第１リード線４および第２リード線５は、プラズマ電源部２とプラズマ発生部１０とを電気的に接続する。気体導入配管６は、気体供給部３とプラズマ発生部１０との間の気体搬送経路を形成する。

プラズマ発生部１２０は、略円筒状のケース部材１２１を有する。ケース部材１２１は、例えば、金属部材であるアルミニウムにより形成される。
第１電極１８と第２電極１９との間に高電圧が供給され放電が生じるとき、放電にともなって雑音電界が発生する。このとき、進行した雑音電界はアルミニウムのケース部材１２１によって減衰され、プラズマ発生装置１１０から出される雑音電界の強度は抑制される。

本実施形態のプラズマ発生装置１１０は、第１実施形態のプラズマ発生装置１が奏する（１）と同様の効果を奏する。すなわち、プラズマ発生装置１が雑音電界強度および雑音の発生を抑制することができる旨の効果を奏する。また、本実施形態のプラズマ発生装置１１０は、以下の効果を奏する。

（３）プラズマ発生装置１１０は、プラズマ発生部１２０、プラズマ電源部２、気体供給部３を有する。プラズマ発生部１２０は、ケース部材１２１を有する。ケース部材１２１は、アルミニウムにより形成される。この構成によれば、プラズマ発生装置１１０は、第１電極１８と第２電極１９との間での放電にともなって発生する雑音電界をアルミニウムのケース部材１２１によって減衰させる。このため、プラズマ発生装置１１０は、高い雑音電界強度および大きな雑音の発生を抑制する効果を高めることができる。
（第４実施形態）
第４実施形態の洗浄装置１３０は、第２実施形態の洗浄装置３０と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。なお、第２実施形態の洗浄装置３０と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。

第１実施形態の洗浄装置３０は、除毛器具１００のヘッド部１０２を受容する受皿６０を有する。一方、第４実施形態の洗浄装置１３０は、プラズマ発生装置１４０の液体収容部１５と連結された洗浄処理部１６０を有する。

図１３を参照して、洗浄装置１３０の構成について説明する。
図１３は、洗浄装置１３０が有するプラズマ発生装置１４０およびプラズマ発生装置１４０の液体収容部１５と連結された洗浄処理部１６０が示されている。

洗浄装置１３０は、プラズマ発生装置１４０、洗浄処理部１６０、および液体通路１６２を有する。プラズマ発生装置１４０は、プラズマ発生部１５０、プラズマ電源部２、気体供給部３、第１リード線４、第２リード線５、および気体導入配管６を有する。

プラズマ発生部１５０は、略円筒状のケース部材１５１を有する。ケース部材１５１は、例えば、金属であるアルミニウムにより形成される。
洗浄処理部１６０は、処理部ケース部材１６１を有する。液体通路１６２は、洗浄処理部１６０の処理部ケース部材１６１およびプラズマ発生部１５０のケース部材１２１を連通する。液体通路１６２は、処理部ケース部材１６１との連結部に第１液体搬送口１６４を有する。液体通路１６２は、プラズマ発生部１５０のケース部材１５１との連結部に第２液体搬送口１６５を有する。

洗浄装置１３０の動作について説明する。
洗浄装置１３０は、第１液体搬送口１６４および第２液体搬送口１６５を有する液体通路１６２を介してプラズマ発生部１５０の液体収容部１５と洗浄処理部１６０の処理部ケース部材１６１との間で液体を搬送する。

プラズマ発生部１５０は、第１電極１８と第２電極１９との間で放電を行なうことで、液体収容部１５中の液体２０内における気体の領域においてプラズマを生成する。プラズマ発生部１５０は、液体２０である水および気体に含まれる酸素からオゾンおよびヒドロキシラジカル等を生成する。オゾンおよびヒドロキシラジカル等を含んだ液体２０は、液体通路１６２を介して処理部ケース部材１６１に洗浄液１６３として搬送される。

処理部ケース部材１６１は、除毛器具１００におけるヘッド部１０２の刃部１０４を受容する。洗浄装置１３０は、処理部ケース部材１６１においてプラズマ発生部１５０の液体収容部１５から搬送された洗浄液１６３内のオゾンおよびヒドロキシラジカル等が刃部１０４に付着した有機物等を分解する。

本実施形態の洗浄装置１３０は、第２実施形態の洗浄装置３０が奏する（２）と同様の効果を奏する。また、洗浄装置１３０は、以下の効果を奏する。
（４）洗浄装置１３０は、プラズマ発生装置１４０、洗浄処理部１６０、および液体通路１６２を有する。洗浄処理部１６０は、ヘッド部１０２の刃部１０４を受容する。洗浄装置１３０は刃部１０４を処理部ケース部材１６１内で洗浄する。この構成によれば、プラズマ発生部１５０は、ケース部材１５１が第２液体搬送口１６５を除く部分を覆う。このため、プラズマ発生部１５０は、第１電極１８と第２電極１９との間での放電にともなって発生する雑音電界をプラズマ発生部１５０の大部分を覆うアルミニウムのケース部材１５１によってより減衰させる。このため、洗浄装置１３０は、高い雑音電界強度および大きな雑音の発生に対する抑制効果をさらに高めることができる。

（その他の実施形態）
本プラズマ発生装置および本洗浄装置は、第１〜第４実施形態以外の実施形態を含む。以下、本プラズマ発生装置および本洗浄装置のその他の実施形態としての第１〜第４実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、技術的に矛盾しない範囲において互いに組み合わせることもできる。

・第１〜第４実施形態のプラズマ発生装置および洗浄装置は、液体収容部１５が液体としての水を収容する。ただし、液体収容部が収容する液体は水に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置および洗浄装置は、液体収容部が液体として少なくとも水を含む液体を収容する。

・第１〜第４実施形態のプラズマ発生装置および洗浄装置は、液体収容部１５が液体としての水を収容する。ただし、液体収容部が収容する液体は水に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置および洗浄装置は、液体収容部が液体として洗浄剤を収容する。

・第１実施形態のプラズマ発生装置１は、気体通路１３が形成された隔壁部１２を有する。ただし、隔壁部および気体通路は、第１実施形態に例示された構成に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、隔壁部としてガラス板を用い、ガラス板に写真製版とエッチングにより形成した孔径が約１μｍ〜１０μｍ程度の微細孔により気体通路を構成する。または、形例のプラズマ発生装置は、ガラス板に代えて他の材料を用いる。

・第１実施形態のプラズマ発生装置１は、気体供給部３が大気を気体収容部１４に供給する。ただし、気体供給部が供給する気体は、第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、大気とは酸素濃度が異なる気体を供給する。または、気体供給部は、気種選択部を有し、大気中の気体および他の複数種類の気体を選択的に供給する構成を有する。

・第１実施形態のプラズマ発生装置１は、プラズマ発生部１０が略円筒状のケース部材１１を有する。ただし、ケース部材の形状は第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、プラズマ発生部が、角筒状のケース部材を有する。または、プラズマ発生部は、ケース部材がその他の形状を有する。
・第１実施形態のプラズマ発生装置１は、隔壁部１２が気体通路１３有する。ただし、隔壁部および気体通路の構成は、第１実施形態に例示された構成に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、隔壁部が複数の気体通路を有する。

・第２実施形態の洗浄装置３０は、受皿６０に受皿排出口６３を有する。ただし、受皿の構成は、第２実施形態に例示された構成に限られない。例えば、変形例の洗浄装置は、受皿に排水溝を形成し、液体を排水経路から排出する。

・第１実施形態のプラズマ発生装置１は、第２電極１９が、ドーナツ形状を有する鉄素材で構成される。ただし、第２電極１９の構成は、第１実施形態に例示された構成に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、第２電極が、発泡状の構成を有する。または、第２電極は、メッシュ状の構成を有する。

・第３実施形態のプラズマ発生装置１１０は、ケース部材１２１が金属であるアルミニウムにより形成される。ただし、ケース部材の構成は、第３実施形態に例示される内容に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、ケース部材の少なくとも隔壁部と接する部分が金属であるアルミニウムにより形成される。

プラズマ発生装置は、気体通路を通る第１電極と第２電極との間の経路で放電が生じる。このため、気体通路の近傍で強い雑音電界が発生する。プラズマ発生装置は、気体通路の近傍で発生する雑音電界をケース部材のアルミニウム部によって減衰させる。

本変形例のプラズマ発生装置は、少ない金属材料を用いて効果的に雑音電界強度および雑音の発生を抑制することができる。
・第３実施形態のプラズマ発生装置１１０は、ケース部材１２１が金属であるアルミニウムにより形成される。ただし、ケース部材の構成は、第３実施形態に例示される内容に限られない。例えば、変形例のプラズマ発生装置は、ケース部材が金属である銅により形成される。

Ｄ…第２電極分離距離、１…プラズマ発生装置、２…プラズマ電源部、３…気体供給部、１０…プラズマ発生部、１１…ケース部材、１２…隔壁部、１３…気体通路、１４…気体収容部、１５…液体収容部、１８…第１電極、１９…第２電極、２０…液体、３０…洗浄装置、１００…除毛器具、１１０…プラズマ発生装置、１２０…プラズマ発生部、１２１…ケース部材、１３０…洗浄装置、１４０…プラズマ発生装置、１５０…プラズマ発生部、１５１…ケース部材、１６０…洗浄処理部、１６２…液体通路。

Claims (5)

1. プラズマ発生部、プラズマ電源部、および気体供給部を有するプラズマ発生装置であって、
   前記プラズマ発生部は、液体収容部、気体収容部、隔壁部、第１電極、および第２電極を有し、
   前記隔壁部は、前記液体収容部と前記気体収容部を区画し、前記気体収容部と前記液体収容部とを連通する気体通路を有し、
   前記液体収容部は、少なくとも水を含む液体を収容可能であり、
   前記気体供給部は、少なくとも酸素を含む気体を前記気体収容部に供給可能であり、
   前記第１電極は、前記気体収容部に配置され、
   前記第２電極は、前記第１電極と前記第２電極との間で放電を生じさせることができるように前記液体収容部に配置され、
   前記プラズマ電源部は、前記放電が生じるように前記第１電極および前記第２電極に電圧をかけることが可能であり、
   前記気体通路の中心から前記第２電極までの第２電極分離距離は、前記気体収容部に前記気体が供給されるときに前記液体収容部のうちの前記気体通路の開口まわりに形成される気泡の最大半径（Ｒｍａｘ）よりも大きく、
   前記気泡の最大半径（Ｒｍａｘ）は、前記気体通路の孔半径（δ）、前記気体通路の気体流量（Ｖ）、前記液体の表面張力（σ）、前記液体の密度（ρ）、重力加速度（ｇ）、および円周率（π）を下記数式に代入することにより算出される
   プラズマ発生装置。
2. 前記プラズマ発生部は、前記液体収容部および前記気体収容部を構成するケース部材を有し、
   前記ケース部材は、少なくとも前記隔壁部と接する部分が金属部材で形成される
   請求項１に記載のプラズマ発生装置。
3. 洗浄装置であって、
   前記洗浄装置は、請求項１または２に記載のプラズマ発生装置を有する
   プラズマ発生装置を有する洗浄装置。
4. 前記洗浄装置は、洗浄処理部および液体通路を有し、
   前記洗浄処理部は、被洗浄対象物を収容し、
   前記液体通路は、前記液体収容部と前記洗浄処理部を連通する
   請求項３に記載のプラズマ発生装置を有する洗浄装置。
5. 前記洗浄装置は、除毛器具配置部を有し、
   前記除毛器具配置部は、除毛器具を支持するための構造を有する
   請求項３または４に記載のプラズマ発生装置を有する洗浄装置。