特許ウォッチ

公開番号2025104464
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222287
出願日2023-12-28
発明の名称プラズマ処理装置
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類H05H 1/24 20060101AFI20250703BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】プラズマ処理装置に対する基材の接触や接近に起因する、基材と電極間の放電を抑制できる、プラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】ガス流路内を通流する原料ガスに対して電圧を印加することで生成したプラズマ含有ガスを処理対象の基材に吹き付けるプラズマ処理装置であって、第一方向に互いに対向する一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電源ユニットと、前記プラズマ含有ガスを外部に向けて吹き出すガス吹出部と、前記ガス吹出部の近傍の温度、及び前記ガス流路内の圧力のうちの、少なくとも一方を計測する計測部と、前記計測部が計測した計測値に基づく経時的な変化が、所定の基準態様を超える程度の変化を示す場合に、前記電源ユニットの動作を変更する制御部と、を備える。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
ガス流路内を通流する原料ガスに対して、電圧を印加することで生成したプラズマ含有ガスを処理対象の基材に吹き付けるプラズマ処理装置であって、
第一方向に互いに対向する一対の電極と、
前記一対の電極間に電圧を印加する電源ユニットと、
前記プラズマ含有ガスを外部に向けて吹き出すガス吹出部と、
前記ガス吹出部の近傍の温度、及び前記ガス流路内の圧力のうちの、少なくとも一方を計測する計測部と、
前記計測部が計測した計測値に基づく経時的な変化が、所定の基準態様を超える程度の変化を示す場合に、前記電源ユニットの動作を変更する制御部と、を備えることを特徴とする、プラズマ処理装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記ガス吹出部の近傍の温度及び前記ガス流路内の圧力の少なくとも一方の、所定の経過時間に対する上昇値が所定値を超えた場合に、前記電源ユニットの動作を変更することを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記ガス吹出部の近傍に配置されると共に、前記基材の主面と平行な面内で、前記第一方向と直交する第二方向に関して配列された複数の温度センサを有し、
前記制御部は、前記複数の温度センサが計測した計測値から抽出された二つの計測値間の温度差が、時間の経過に伴って所定値を超えた場合に、前記電源ユニットの動作を変更することを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記計測部は、前記ガス吹出部の近傍に配置された温度センサと、前記ガス流路内に配置された圧力センサと、を有することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記ガス吹出部の近傍に配置された温度センサを有し、
前記温度センサは、前記一対の電極のうち、低電位側の電極に当接されたことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ含有ガスの吹き付けを実行する前の、前記ガス吹出部と前記基材との離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第一方向に向かって前記基材を搬送する搬送ユニットをさらに備え、
前記制御部は、前記計測部が計測した計測値に基づく経時的な変化が、所定の基準態様を超える程度の変化を示す場合に、前記搬送ユニットの動作を停止することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置は、プラスチック、紙、繊維、半導体、液晶、又はフィルム等の製造工程で用いられている。プラズマ処理装置では、内部に放電空間が形成され、当該放電空間に原料ガスが通流されることで、原料ガスの一部がプラズマ化される。より詳細には、当該プラズマ化により、原料ガスは、ラジカル等の活性種を含んだ状態とされる。以下、一部がプラズマ化された状態のガスを「プラズマ含有ガス」と称する。プラズマ処理装置は、プラズマ含有ガスを生成して、外部に吹き出す装置である。
【０００３】
近年、紙やフィルム等の基材に対してプラズマ含有ガスを吹き付けて、当該基材の表面をプラズマ処理することが行われている。プラズマ処理によれば、例えば、基材の表面の親水性の向上、又は、基材の表面に存在する有機物の除去等が可能である。本出願人は、プラズマ含有ガスを生成して、当該プラズマ含有ガスを基材に吹き付け可能なプラズマ処理装置を開示している（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－４０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、基材のプラズマ処理の検討を進めたところ、プラズマ含有ガスの吹き付けによって生じる気圧の差や、基材の主面内の温度分布で生じる熱応力等によって、基材が波打つように変形する場合があることに気が付いた。基材が波打つように変形すると、基材とプラズマ処理装置とが局所的に接近する。例えば、基材が搬送状態にある場合には、基材が変形することでプラズマ処理装置に接触し、基材の搬送が停滞する場合もある。
【０００６】
図１３Ａは、一例として、搬送状態にある基材Ｍ１が変形してプラズマ処理装置１００に接触し、基材Ｍ１の搬送が停滞した状態を模式的に示す斜視図である。また、図１３Ｂは、図１３ＡのＢ－Ｂ断面図であり、一部の構成要素をブロック図で示す図面である。
【０００７】
図１３Ａに示すように、プラズマ処理装置１００は、プラズマ生成ユニット１０１と搬送ユニット１０２を含む。図１３Ａ及び図１３Ｂでは、基材Ｍ１とプラズマ生成ユニット１０１とが対向する方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する平面をＸＹ平面とするＸ－Ｙ－Ｚ座標系が示されている。
【０００８】
図１３Ｂに示すように、プラズマ生成ユニット１０１は、Ｘ方向に互いに対向する一対の電極（１０３，１０４）と、一対の電極（１０３，１０４）に対して電圧を印加する電源ユニット１１０と、原料ガスＧ１が通流するガス流路１０７と、生成されたプラズマ含有ガスＧ２を吹き出すガス吹出部１０９とを含む。図１３Ｂでは、一対の電極（１０３，１０４）間に誘電体１０５が配置された例が示されている。
【０００９】
搬送ユニット１０２は、複数のローラ１０２ａによって基材Ｍ１をＸ方向に搬送する。プラズマ生成ユニット１０１は、内部でプラズマ含有ガスＧ２を生成し、搬送状態にある基材Ｍ１に向かって当該プラズマ含有ガスを吹きつける。
【００１０】
基材Ｍ１は、プラズマ含有ガスＧ２の吹き付けによって生じる気圧の差等により、波打つように変形する場合がある。この結果、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、基材Ｍ１がプラズマ処理装置１００に接触して、基材Ｍ１の搬送が停滞し得る。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許