技術 プラズマ処理装置

0001

本発明は、処理面を有する電極ユニットと、処理に必要な供給電圧を供給するために、電極ユニットが機械的に接続可能かつ電気的に接触可能な供給ユニットとを備えた、表面の誘電バリアプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に関し、電極ユニットは、少なくとも処理面が平面状の誘電体で覆われた電極装置を有する。

0002

独国特許出願公開第１０２０１４０１３７１６号明細書からは、そのようなプラズマ処理装置が知られている。ここで、電極ユニットは、平面状の電極装置と平面状の誘電体とを備えた平面状のユニットとして構成されている。ここで、材料は、創傷表面または皮膚表面に載置できる電極ユニットが表面に柔軟に適応できるように選択できる。ここで、電極ユニットは、電極装置および誘電体の両方が伸びる付加部を備えている。電極ユニットの付加部は、供給ユニットの収容部に挿入可能であり、そこでレバーク傾斜面機構によって機械的に保持できる。同時に、電極装置は供給ユニットと電気的に接触している。ここで、供給ユニットには、供給される電源電圧から誘電バリアプラズマ処理に必要な高電圧を、規則的に高電圧交流パルス列の形態で、生成する高電圧段が含まれている。

0003

既知の処理装置では、電極ユニットは単回使用のために設けられているため、電極ユニットを供給ユニットに交換可能に接続することができる。これは、電極ユニットを殺菌して製造および包装でき、電極ユニットの使用前後に殺菌処置が必要ないという利点がある。

0004

独国特許出願公開第１０２０１４０１３７１６号明細書

0005

本発明の課題は、既知の種類のプラズマ処理装置を、より広い適用分野に使用でき、取り扱いが容易であるように構成することである。

0006

この課題を解決するために、冒頭に述べた種類のプラズマ処理装置は、電極ユニットがコーディング部を備え、供給ユニットがコーディングのための識別装置を備え、識別装置が識別されたコーディングに応じて供給電圧を制御する制御装置に接続されていることを特徴としている。

0007

本発明は、供給ユニットと電極ユニットとの間の取り外し可能な接続によって生じる電極ユニットの交換性により、基本的に同じ供給ユニットを異なる電極ユニットとともに使用することが可能になるという考えに基づいている。特に、創傷処置の際に異なる大きさの電極ユニットを使用して、異なる大きさの創傷表面を誘電バリアプラズマで処理し、それによって創傷表面の細菌を減らし、創傷領域の微小循環を励起することで治癒を促進することができる。しかしながら、異なる大きさの電極ユニットが供給ユニットに接続されると、異なる大きさの電極ユニットには異なる大きさのエネルギー供給が必要であるにもかかわらず、供給ユニットが一定エネルギー量の電圧パルスを生成するという問題が発生する。本発明にかかる電極ユニットのコーディング部により、異なる大きさの電極ユニットを供給ユニットに接続し、その大きさに適合したエネルギー量を電極ユニットに供給することが可能になる。

0008

同様に、創傷処置用の電極ユニットと別の電極ユニットが皮膚表面の美容処理のために設けられて構成されている場合、電極ユニットのコーディング部によって、供給ユニットから供給される電圧を電極ユニットに適合させることが可能である。このようにして、それぞれの電極ユニットに適した処理プログラムを供給ユニットによって提供することができる。したがって、本発明にかかるコーディング部は、異なる電極サイズのみならず、例えば電極ユニットの処理面の異なる実施形態によって、特別な用途に適合した異なる構成の電極に対しても設けることができる。

0009

また、例えば、独国特許第１０２０１５１１１４０１号明細書、または独国特許出願公開第１０２０１３０１９０５７号明細書から知られているように、電極ユニットに供給される高電圧を、スキンケア物質または治癒物質が処理面に配置されるかどうかに適合させることが可能である。また、同様に、誘電体の絶縁チャネル（独国特許出願公開第１０２０１４０１３７１６号明細書を参照）によって液体または気体物質を供給する可能性を考慮することも可能である。

0010

本発明にかかるコーディング部は、電極ユニット上で多様な方法で構成することができる。一実施形態では、電極ユニットは、例えば供給ユニットのスリット状の収容部に挿入することができ、コーディング部を支持する付加部を有する。この場合、付加部を形成することで、コーディング部の機械的接続、電気的接触、および送信を行うことができる。

0011

コーディング部の機械的構成では、これらは互いに隣接して配置された隆起部の形態を有することができ、識別装置は、隆起部によって作動可能なトグルスイッチで構成することができる。この実施形態では、トグルスイッチが供給ユニット内の供給電圧を切り替えるように構成されている場合、コーディングの識別および供給電圧の対応する制御をトグルスイッチによって行うことができる。

0012

あるいは、例えば隆起部が供給ユニットで圧電素子を通電し、それによってコーディング部を電圧信号に変換することにより、隆起部を電力供給なしで使用してもよい。

0013

別の実施形態では、コーディング部は光学的形態で構成され、供給ユニット内の光学識別装置によって識別可能である。この場合、識別装置には電圧供給が必要である。

0014

これは、コーディング部の電極ユニットが、供給ユニットの識別装置を用いて無線で応答可能なトランスポンダを含む場合も同様である。識別装置が、実際に供給ユニットが機械的および電気的に接続されている電極ユニットのみを識別することを保障するために、供給ユニットと電極ユニットとの間に接続が確立されている場合、識別装置のための応答信号を生成する検出器を供給ユニットに設けてもよい。これにより、電極ユニットが供給ユニットに接続されてから応答が行われる。

0015

コーディングを識別し、供給電圧を制御する別の方法は、電極ユニットの少なくとも１つの永久磁石を用いてコーディングが行われ、電極ユニットが供給ユニットに接続されると、供給ユニットの少なくとも１つのスイッチが永久磁石によって作動可能なことである。

0016

タッチセーフな電気接続および意に反して解除される機械接続が確立される場合、電極ユニットの供給ユニットへの接続は、当業者によく知られている各方法で行えることは容易にわかる。したがって、本発明は、電極ユニットおよび／または供給ユニットの特定の構造構成に限定されない。

0017

供給ユニットは、ケーブルを使用して通常の給電部に接続できる。また、供給ユニットに既に高電圧が供給されており、高電圧を供給ユニット内でコーディングに合わせて変更するのみでよい場合もある。また、バッテリー電圧から必要な高電圧信号を生成することにより、供給ユニットが自立できるように構成できることも重要である。この際、バッテリーは、供給ユニット自体に適切に配置される
以下に、本発明を、限定されない実施例を参照して詳述する。

0018

供給ユニットの実施例の水平断面図、および電極ユニットの平面図である。
供給ユニットを通る図１Ａの線Ａ−Ａに沿った垂直断面図、および電極ユニットの側面図である。
それぞれ未接続状態の供給ユニットおよび電極ユニットの平面図である。
図１Ａから１Ｃにかかる図の、供給ユニットおよび電極ユニットの接続状態における図である。
図１Ａから１Ｃにかかる図の、供給ユニットおよび電極ユニットの接続状態における図である。
図１Ａから１Ｃにかかる図の、供給ユニットおよび電極ユニットの接続状態における図である。
静止状態の供給ユニットのみに対する図１Ａから１Ｃにかかる図である。
静止状態の供給ユニットのみに対する図１Ａから１Ｃにかかる図である。
静止状態の供給ユニットのみに対する図１Ａから１Ｃにかかる図である。
供給ユニットおよび電極ユニットの非接続状態における電子機器の概略図を伴う、図１にかかる実施例である。
供給ユニットおよび電極ユニットの非接続状態における電子機器の概略図を伴う、図１にかかる実施例である。
電極ユニットおよび供給ユニットの接続状態における、図４に対応する図である。
電極ユニットおよび供給ユニットの接続状態における、図４に対応する図である。
電極ユニットと供給ユニットの接続状態における、トグルスイッチの位置を示す断面図である。
電極ユニットおよび供給ユニットの非接続状態における、マイクロスイッチの磁気作動を伴う第２実施例の断面図である。
電極ユニットおよび供給ユニットの非接続状態における、マイクロスイッチの磁気作動を伴う第２実施例の断面図である。
電極ユニットおよび供給ユニットの接続状態における、図７にかかる図である。
電極ユニットおよび供給ユニットの接続状態における、図７にかかる図である。
図６にかかる断面図の、第２実施例のための図である。
供給ユニットおよび電極ユニットの非接続状態における、光学的識別を伴う第３実施例の図である。
供給ユニットおよび電極ユニットの非接続状態における、光学的識別を伴う第３実施例の図である。
供給ユニットと電極ユニットの接続状態における、図１０にかかる図である。

0019

図１から図３では、まず第１実施形態の機械構成の特徴が示されている。図１は、平面状に形成された電極ユニット１を示す。図面では、誘電体２のみが示されており、電極ユニット１を創傷の被覆として使用する場合に創傷分泌物を吸引でき、または他の処理の場合にガスまたは液体を皮膚表面に導くことができる貫通開口部３が、分布した状態で存在する。誘電体２は、電極ユニット１を絆創膏のように人体の皮膚へ取り付けるために、電極ユニット１の処理面５に接着式に形成された薄い可撓性付加部４を有する。電極ユニット１は図のみを示しており、誘電体２はすべての側面で電極装置を囲んでいるため、電極装置は図１から図３には示されていない
電極ユニット１、すなわち電極装置が埋め込まれた誘電体２は、平面状の構成を有する。したがって、電極ユニットは、処理面５と上面７との間の高さ、すなわち距離に比べて寸法が大きい大きな処理面と、対向する大きな上面７とを有する。好ましくは、誘電体２およびその中に埋め込まれる電極の材料は可撓性を有するため、電極ユニット１を不規則な皮膚表面に適合させることができる。

0020

付加部６に対して、誘電体２とその中に埋め込まれた電極装置の両方が伸びる。上面では、付加部６の自由端部にウェブ状の２つの隆起部８が並設して示されており、これは付加部６の幅の約３分の２をとる。したがって、そのような３つの隆起部８は、付加部６の幅にわたって配置することができる。隆起部８の存在はデジタル「１」に対応し、隆起部の欠如はデジタル「０」に対応する。既知のように、３ビットでは、２３＝８の異なるコーディングが実現される。多くの場合、この数のコーディング法は必要ないため、個々のケースでは２つの隆起部（４つの異なるコーディング）または１つの隆起部（２つの異なるコーディング）のみを使用できる。当然ながら、必要と思われる場合は、隆起部８の数を増やしてもよい。

0021

誘電体２は、注入可能な、または射出成形可能なプラスチックによって形成されることが好ましい。埋め込まれた電極は、可撓性を有する金属箔であってもよいが、導電性添加プラスチックの薄層であってもよい。好ましくは、誘電体２および埋め込まれた電極の材料は同じ種類であり、例えば両方がシリコンである。

0022

図示の実施形態では、隆起部８は傾斜面状に形成されており、その機能については以下に詳述する。

0023

電極ユニット１は、供給ユニット１０に接続することができる。接続は付加部６を介して行われ、付加部６を受け入れるために、供給ユニット１０はハウジング１２内にスリット状の収容部１１を有する。スリット状の収容部１１は、２本アームの作動レバー１３によって閉じられ、また解放される。２本アームの作動レバー１３は、ハウジング１２に支承された回転軸１４に回転可能に支承されている。作動レバーの前端部１５は、スリット状の収容部１１を閉じるように曲げられて構成され、付加部６の挿入方向に連続的に配置された２つの閉鎖ウェブ１６、１６’を形成する。２本アームのレバー１３の他方のアームには、後端部１７に作動レバー１３を備えた溝付きセンサー面１８があり、これによって、作動レバー１３は後端部１７で戻しばね１９の力に抗してハウジングに押し込まれる。この押し下げられた位置は図１Ｂに示されている。この位置では、スリット状の収容部１１が開口し、電極ユニット１の付加部６の挿入が可能になる。

0024

略回転軸１４の幅にわたって延びる作動レバーによって覆われ、３つのトグルレバー２０が同じ回転軸１４上に回転可能に支承され、その幅は隆起部８の幅に対応する。トグルレバー２０は、２本アームレバーとして構成されており、その前端部２１に屈曲部２２を有し、屈曲部２２は、センサーレバーとして傾斜面形状の隆起部８上を摺動することができる。

0025

回転軸１４の後端部２３を形成する、２本アームのトグルレバー２０の他方のアームは、ばね２４によってハウジング１２で支持され、このばね２４によって、前端部２１はスリット状収容部１１の閉鎖部の方向にバイアスがかけられる。トグルレバー２０の後端部２３はビード２５を越えて作動レバー１３の下面に当接するため、トグルレバーは、センサー面１８を作動レバー１３で押圧する際に旋回する。

0026

トグルレバー２０の後端部２３は、ハウジング１２内の回路基板２７上の対応付けられたスイッチ２６にも作用する。

0027

スリット状の収容部１１は挿入チャネルを形成し、その底部で、付加部６の下面で対応する嵌合接点と協働する接触突起が。付加部６は、その下面に、電極ユニット１と供給ユニット１０との電気接触の挿入状態で機能する嵌合接点を有する。接触突起２８は、図１には示されていないが、供給ユニット１０の電子部品に接続されている。

0028

図２は、電極ユニット１の供給ユニット１０への挿入状態を示す。特に図２Ａは、戻しばね１９が作動レバー１３を付加部６に抗して押圧し、前側閉鎖ウェブ１６が傾斜面状隆起部８の背後に係合することを示す。加えて、さらなる閉鎖ウェブ１６’は、隆起部８の上面を押圧し、そうしてロックを固定する。

0029

また、図２Ｂは、隆起部８が存在する場所で、付属するトグルレバー２０が前端部でばね２４の復元力に抗して押圧され、そのためトグルレバー２０の後端部２３が付属するスイッチ２６を作動させることを示す。したがって、この実施形態に存在する３つのスイッチ２６は、コーディング部として作用する隆起部８を、対応する電気スイッチング信号に変換する。

0030

図３Ａから３Ｃは、供給ユニット１０の静止位置を示しており、戻しばね１９が、スリット状収容部１１を完全に閉塞する位置へ作動レバー１３を押圧し、トグルレバー２０の前端部も同様に、ばね２４によってスリット状収容部１１の床方向へ押圧される。この際、作動レバー１３は、作動レバー１３のセンサー面１８への圧力によって回転するだけでなく、ビード２５を介して３つのトグルレバー２０も回転することがわかる。

0031

図４〜６は、電子装置の模式図で第１実施例を示している。図４Ａの切断線Ｆ‐Ｆによる図４Ａの垂直断面および図４Ａの切断線に対応する水平断面Ｂ‐Ｂからは、２つの平面電極２９、２９’からなる電極装置が電極ユニットに形成されており、電極２９、２９’は互いに鏡面対称であることがわかる。２つの電極は、誘電体２によって形成された中央絶縁ウェブ３０によって互いに分離されており、中央絶縁ウェブ３０は付加部６内に延びている。同様に、電極２９、２９’は付加部６内に延び、絶縁ウェブ３０の両側に接触ストリップ３１、３１’を形成する。

0032

図４Ｂは、付加部６の端部において、付加部下面の誘電体２の材料が、接触ストリップ３１、３１’の領域にはなく、接触ストリップ３１、３１’が自由にアクセス可能な溝状の凹部３２が形成されていることがわかる。溝状の凹部３２は、電極ユニット１が供給ユニット１０に挿入される際に接触突起２８が凹部３２内へ突出するように形成されている。挿入運動の終了時に、接触突起２８は付属の接触ストリップ３１、３１’に接触し、それにより、供給ユニット１０と電極ユニット１との間の電気的接続が確立される。

0033

供給ユニット４の電気部品は電池３３を含むため、この実施例にかかる供給ユニット１０は自立して動作し、したがって供給電圧の供給ラインは不要である。電池３３には、中間電圧を生成するための回路基板３４が連結される。ＩＣ回路である制御装置３５において、バッテリー直流電圧はチョップされ、電圧パルスに変換される。したがって、これらの電圧パルスは、これらに高電圧パルスが生成されるように、２つのコイル３６、３６’に伝導される。振動プロセスにより、高電圧パルスには振幅が減少した複数の振動が含まれる場合がある。コイル３６、３６’によって形成される高電圧パルスは逆位相であるため、それらの瞬時振幅の合計は常にゼロとなる。ここで、「ゼロ」は基準電位、例えば接地である。

0034

逆位相の高電圧パルスは２つの接触突起２８に到達し、その結果、２つの電極２９、２９’にはそれぞれ逆位相で同じ大きさの高電圧パルスが供給される。これらのパルスにより、対応するプラズマ場が電極２９、２９’の下に形成される。

0035

図４Ａによる水平断面では、電極２９、２９’も誘電体２の貫通開口部３の周りに切欠き部３７を有しているが、切欠き部３７は貫通開口部３よりも大きいため、切欠き部３７の貫通開口部３の領域においても誘電体２の材料が通路開口部３を制限していることがわかる。このようにして、流体と電極２９、２９’との直接接触が回避される。さらに、誘電体２は、電極２９、２９’の平面領域の処理面５において、ウェブ３８によって制限されたチャンバ３９が構成され、チャンバ３９は、処理面に向かって開口し、水平側をウェブ３８によって、上部を誘電体２によって制限されていることがわかる。ウェブ３８は、同じ高さの交差するウェブであってもよく、そのため、長方形または正方形のチャンバ３９が形成される。チャンバ３９は、誘電体２の処理面５の構造を表しており、これにより、処理のためのプラズマが、空間内の電極によって処理面５に構成されることが保障される。処理される表面に向けられ、その上面が処理される表面上に当接し、それらの間にプラズマのための空間を形成するネップなど、その他の構造化が適切である場合があるため、チャンバ３９による図示された構造化は、単なる例として理解されるべきである。

0036

図５Ａおよび５Ｂは、相互に接続状態の電極ユニット１および供給ユニット１０を示す。機械的な観点では、この状態は図２を参照して既に説明されている。図５Ｂは、（半分のみ図示された）接触突起２８が付加部６の下面の切欠き部３２（図４Ｂを参照）に係合し、電極２９の接触ストリップ３１と直接接触する様子を示す。

0037

図６にかかるコイル３６、３６’の領域における供給ユニット１０の高断面は、隆起部８およびそれらによって作動される、または作動されないトグルレバー２０によるコーディングを明示する。また、図６からは、付属のコイル３６、３６’および付属の接触突起２８間の高電圧に適した接続線４０、４０’がわかる。接触突起２８は、付属の電極２９、２９’の接触ストリップ３１、３１’に接触し、その結果、コイル３６、３６’に形成される高電圧パルスは、電極２９、２９’に逆相で送信される。

0038

図７および図８に示す第２実施例は、構成上は第１実施例に略対応し、付加部６の端部に磁気コーディング部が設けられている点のみが第１実施例と異なる。第１実施例の隆起部８は、小さな２つの永久磁石４１の配置によって置き換えられ、これらには、前部のみに図示される供給ユニット１０内でマイクロスイッチ４２が割り当てられる。図示の実施例では、１つ、２つ、または３つの永久磁石４１によって作動できる３つのマイクロスイッチ４２が設けられている。したがって、永久磁石４１の数と位置がコーディング部に作用する。

0039

図８は、電極ユニット１と供給ユニット１０との接続状態を示す。図９の高断面図は、図６にかかるコーディング部に対応するマイクロスイッチ４２の位置を示し、そのうち２つは永久磁石４１によってスイッチング位置に引き付けられ、一方、付加部６には永久磁石４１が配置されていないため、マイクロスイッチ４２の１つはばね付勢された静止位置で静止する。

0040

図１０および１１に同様に示される第３実施例では、図１１にかかる電極ユニットが供給ユニット１０に挿入される場合、光学コーディング部４３が付加部６の前端部にあり、供給ユニットには、光学コーディング部４３の位置に対応する走査位置を有する光学読取装置４４がある。光学読取装置４４は、例えば、黒化領域の存在を「１」信号として検出し、非黒化領域の存在を「０」信号として検出する。この光学的コーディング部の代わりに、付加部６はまた、変形形態でバーコードを備えることができ、供給ユニット１０はバーコードリーダを有することができる。そして、バーコード自体は、電極装置１の処理面の大きさに関する情報を含んでもよい。

0041

本発明の範囲において、さらなる光学的コーディング部、またはその他のコーディング部を実現できることは容易に明らかである。