JP2016178255A

JP2016178255A - トランスおよびプラズマ発生装置

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Publication number: JP2016178255A
Application number: JP2015058796A
Authority: JP
Inventors: 鎌田　久浩; Hisahiro Kamata; 久浩鎌田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: JP6497153B2

Abstract

【課題】高電圧および高出力を得るためのトランスにおいて、より高い自己共振周波数を得ることを可能とする。
【解決手段】第１の実施形態のトランスは、導体と絶縁体とからなる層が積層される多層基板を用いて構成される。第１の実施形態のトランスは、多層基板に含まれる複数の層に形成される、隣接する第１の層と第２の層とで多層基板の積層方向にパターンが重ならない複数の周回パターンにより形成される巻線を備えて構成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、トランスおよびプラズマ発生装置に関する。

大気圧プラズマは、表面処理の一つの手段として、表面の改質や汚染物の除去など、様々な用途に応用されている。例えば樹脂などの接着や印刷、コーティングなどを施す場合に、大気圧プラズマにより前処理を行うと、対象面の濡れ性が向上させることが可能になる。これにより、接着、印刷、コーティング処理を良好に実施することができる。

ここで、大気圧プラズマを発生させるためには高電圧が必要となり、インバータ装置によって効率よく高電圧をかけ、発生するラジカル種を安定に負荷に供給する必要がある。プラズマ発生装置においては、一般的には、出力電圧が１０数ｋＶ、出力電圧が数１０Ｗ以上の交流出力を持つ高電圧インバータ装置が使用される。このような高電圧インバータ装置に用いられるトランスは、十分な磁束密度を得るために、巻数を増やす、出力側の巻線を分割する、などの手法が用いられることが多い。特許文献１には、出力巻線を分割し、分割した各巻線の層間に難燃テープによる絶縁層を設けたトランスが開示されている。

トランスの巻線を分割して各巻線層間に絶縁体を設けた場合、巻線の分割分だけ巻線間の絶縁層で占める面積が増大するのに伴い分布容量が増大してしまう。出力が高電圧で巻数が多いことに加え、この分布容量の増大が生じるため、トランスとしての自己共振周波数が低下し、出力から見たトランスの出力インダクタンスの周波数の帯域が狭まり、スイッチング周波数の制御範囲が狭くなってしまうという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高電圧および高出力を得るためのトランスにおいて、より高い自己共振周波数を得ることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、導体と絶縁体とからなる層が積層される多層基板に含まれる複数の層に形成される、隣接する第１の層と第２の層とで多層基板の積層方向にパターンが重ならない複数の周回パターンにより形成される巻線を備える。

本発明によれば、高電圧および高出力を得るためのトランスにおいて、より高い自己共振周波数を得ることが可能となるという効果を奏する。

図１は、各実施形態に係るトランスを適用可能な一例の回路を示す回路図である。図２は、第１の実施形態に係るトランスの構造を概略的に示す図である。図３は、多層基板について概略的に説明するための図である。図４は、第１の実施形態に係るトランスの構造について説明するための図である。図５は、第１の実施形態に係るトランスの構造について説明するための図である。図６は、第１の実施形態に係るトランスの構造について説明するための図である。図７は、第１の実施形態に係るトランスの構造について説明するための図である。図８は、第１の実施形態の変形例による基板の例を示す図である。図９は、第１の実施形態およびその各変形例によるトランスと、既存技術によるトランスの出力インダクタンスＬｓの周波数特性の例を示す図である。図１０は、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す概略図である。図１１は、第２の実施形態に係るプラズマ処理を施していない被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図である。図１２は、図１１に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。図１３は、第２の実施形態に係るプラズマ処理を施した被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図である。図１４は、図１３に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。図１５は、第２の実施形態に係るプラズマエネルギー量と被処理物表面の濡れ性、ビーディング、ｐＨ値および浸透性との関係を示すグラフである。図１６は、メディア毎のプラズマエネルギー量と被処理物表面のｐＨ値との関係の例を示す図である。図１７は、第２の実施形態に係る画像形成システムの概略構成を示す模式図である。図１８は、第２の実施形態に係る画像形成システムにおけるプラズマ処理装置からインクジェット記録装置までの構成を抜粋して示す模式図である。図１９は、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成例を示す模式図である。図２０は、第２の実施形態に係る高周波高圧電源に対する電圧パルスの入力波形と出力波形との一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、トランスおよびプラズマ発生装置の実施形態を詳細に説明する。

図１は、各実施形態に係るトランスを適用可能な一例の回路を示す。図１は、インバータ装置の共振回路の例である。図１において、共振回路１は、トランス１０とスイッチ素子１１とを含む。共振回路１は、トランス１０の出力インダクタンスＬｓと、トランス１０の出力巻線（２次巻線）に分布または寄生する静電容量Ｃｓとからなる電圧共振回路を構成している。

共振回路１は、スイッチング信号ＳＷＧに従ったスイッチ素子１１のスイッチング動作により、直流電圧である入力電圧Ｖｉｎを例えばＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号に変調してトランス１０の励磁巻線（２次巻線）に供給し、トランス１０の出力巻線から高電圧で交番される出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。トランス１０の出力は、例えば静電容量Ｃ₀のパッシブ素子に供給される。

なお、トランス１０の出力が供給されるパッシブ素子は、例えば、放電電極と、カウンター電極と、誘電体とを含む大気圧プラズマ発生装置である。また、図１の例では、トランス１０において、励磁巻線が巻線２００および２２０に分割され、これに対応して、出力巻線（１次巻線）が巻線２１０および２３０に分割され、トランス１０が磁束を共有する２個のトランス２０および２１に電流分割された構成となっている。

ところで、大気圧プラズマは、一般的に、大気圧が常圧の状態において、６ｋＶ（キロボルト）程度以上の電圧で発生する。プラズマ発生のための２電極間の負荷は、パッシブ素子の静電容量Ｃ₀となり、共振回路１の出力側の静電容量Ｃは、共振回路１における各定数Ｌｓ、ＣｓおよびＣ₀により決まる。

共振回路１の電気経路上に対する磁場の影響や、共振回路１の各定数の温度や線間長のずれなどから、出力電圧Ｖｏｕｔの波形は、基本波に対して歪成分が加味された出力波形となる。この出力波形は、例えばフーリエ展開すると、高次数の、交番され減衰されてゆく波形に分解される。

ここで、共振回路１の各定数ＬｓおよびＣｓは、磁路が分離された複数個のトランス（例えば図１のトランス２０および２１）の合成特性となる。個々のトランスの出力インダクタンスは、トランスの分割数が２個の場合、略Ｌｓ／２となり、負荷容量を除いた出力容量は、略Ｃｓ／２となる。出力電圧Ｖｏｕｔは、交番された電圧であり、その値は、プラズマ発生の用途の場合、数ｋＶ乃至数十ｋＶ、平均出力電力は、数Ｗ乃至数十ｋＷ範囲となる。

インバータ装置としては、一般的には、出力電力値が数Ｗ（ワット）程度のものが多く使用される。一方、プラズマ発生装置などには、出力電圧が十数ｋＶで電力値が数十Ｗ以上の交流出力を持つ高電圧インバータ装置が使用される。

このような高電圧インバータ装置においては、トランスの磁束密度の不足を補うために、トランスにおいて多くの巻数が必要になる。そのため、トランス内部の巻線間、各層間の分布容量が増加し、この容量に起因して水分子の影響を受け易くなる。これにより、雰囲気中の不純物にて均一電界が保てなくなり、本来の経路とは異なる電気の経路が発生し、トランス内部でのリークを引き起こす要因となる。

また、巻線間や各層間の分布容量は、トランスにおける自己共振周波数ｆ₀の低下を招くことになる。これにより、トランスが使用したいスイッチング周波数以下で共振状態となり、使用可能なスイッチング周波数が低下する不具合が発生する。これらのことから、図１のトランス２０および２１のように、巻数の負担を軽減するため負荷容量Ｃ₀と出力インダクタンスＬｓとの並列共振が採用されることがある。

しかし、このような方式においては、上述の不具合を考慮すると、下記の（１）〜（３）の３点の課題がある。

（１）スイッチング周波数ｆｓをトランスの自己共振周波数ｆ₀以下として使用する必要がある。例えば、ＰＷＭ制御する場合は、時比率範囲の関係でスイッチング周波数ｆｓと自己共振周波数ｆ₀との間で出力共振状態になる制約がある。また、ＰＦＭ(Pulse Frequency Modulation)制御の場合は、周波数変調であるため、スイッチング周波数ｆs＝出力共振周波数、時比率＝０．５であるが、共振状態にするためには、出力インダクタンスＬｓの特性が正領域にあることが必須であるので、制約条件としてはＰＷＭ制御と変わらない。

（２）出力電圧Ｖｏｕｔが高電圧の交番される電圧であるため、個々の巻線間で放電などが発生し易くなる。これにより、トランスの巻線の表皮（エナメルなどの絶縁体）の一部にピンホールが発生して絶縁性（耐久性）が低下するおそれがある。また、仮に長時間使えたとしても、機能性能が劣化したり、絶縁性などの信頼性に欠けるものとなるおそれがある。

（３）大気圧放電を行う場合、天候や高度などの外部の環境変化による環境の気圧変化を考慮する必要がある。すなわち、大気圧放電では、パッシェン法則、状態平衡式から、気圧が変化すると放電開始電圧が変化することがわかっている。すなわち、圧力と体積の積が一定状態であれば、圧力（気圧）が低いと放電開始電圧が高くなる。また、気圧の変化によって、トランス内部の水分子の影響により分布容量が変化することがある。この場合、分布容量の変化に応じてトランスの自己共振周波数ｆ₀が変化して、出力電圧Ｖｏｕｔが変動してしまう。

実施形態では、上述の課題（１）〜（３）に鑑み、負荷変動に対する自己共振周波数ｆ₀の変動を抑制可能であり、また、使用可能なスイッチング周波数ｆｓをより広帯域とすることができるトランスを提供する。さらに、実施形態では、高電圧の出力において、トランス内部の放電を抑制し、信頼性をより高めたトランスを提供する。

（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態に係るトランスの構造について説明する。第１の実施形態に係るトランスは、多層構造のプリント基板（多層基板）を用い、多層基板の各層に周回された周回パターンを形成することで構成する。１枚の多層基板の各層に形成された各周回パターンをビアホールで接続し、当該多層基板の全体として１つの巻線を形成する。このとき、多層基板の各層の周回パターンは、隣接する第１の層と第２の層とで、多層基板の積層方向にパターンが重ならないように形成される。

このようにして、それぞれ巻線が形成された第１および第２の多層基板を、多層基板の積層方向に１列に配置する。そして、例えばそれぞれの周回パターンの中央をフェライトコアなどで当該積層方向に貫通させることで、第１の多層基板に形成された第１の周回パターンによる巻線と、第２の多層基板に形成された第２の周回パターンによる巻線とがそれぞれ１次巻線および２次巻線として機能し、全体としてトランスが構成される。

図２は、第１の実施形態に係るトランスの構造を概略的に示す。図２において、トランス１０は、コア１００と、周回パターンによる巻線が形成された複数の多層基板を含む巻線部１１０とを備える。より詳細には、巻線部１１０は、多層基板の積層方向に１列に並べられた、それぞれ巻線が形成された複数の多層基板を含む。コア１００の中足（センター）１２０は、巻線部１１０において各積層基板を通して周回パターンの内周部に設けられた穴部を貫通する。

ここで、図３を用いて、多層基板について概略的に説明する。図３において、多層基板３０は、導体によるパターン面３１と、絶縁体による基板部３２とからなる層が、複数積層された構造となっている。なお、以下では、適宜、最上面および最下面のパターン面３１を外層パターンと呼び、それ以外のパターン面３１を内層パターンと呼ぶ。

各層のパターン面３１は、各層の積層方向に所定層を貫通するビアホール３３₁、３３₂および３３₃により電気的に接続される。ビアホール３３₁、３３₂および３３₃は、それぞれ例えばメッキによる導通部３４により、各層のパターン面３１を接続する。図３において、ビアホール３３₁は、多層基板３０の全層を貫通するタイプであり、ビアホール３３₂および３３₃は、多層基板３０の目的の層間のみを接続するタイプを示す。

以下、図４〜図７を用いて、第１の実施形態に係るトランスの構造ついて説明する。図４は、多層基板３０の各パターン面３１に形成される周回パターンの例を示す。図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ、多層基板３０の各層のうち、順次隣接する第１〜第３の層２０００₁〜２０００₃の各パターン面３１に形成される周回パターンの例を示している。

なお、第１〜第３の層２０００₁〜２０００₃は、対応する位置に、コア１００の中足１２０を貫通させるための穴部２０３１が設けられている。また、第１〜第３の層２０００₁〜２０００₃は、それぞれ、周回パターンにより形成される巻線部２０３０₁、２０３０₂および２０３０₃を構成する。

図４（ａ）において、第１の層２０００₁は、最外周の端子２０２０₁（開始点とする）から最内周の端子２０２１₁（終了点とする）に向けて、渦巻状に周回した周回パターン２０１０₁が形成されている。すなわち、図４（ａ）の例では、第１の層２０００₁は、図中に矢印Ａで示されるように、周回パターン２０１０₁が左回り（反時計回り）に周回される。

この周回パターン２０１０₁は、半径方向の断面で見たときに、半径方向に等間隔でパターンが並ぶように形成される。このとき、パターンの間隔は、パターンの幅以上とする。このように、パターンに所定の間隔を持たせることで、近接効果が低減される。また、各パターンの幅は、パターンの断面積がトランスに用いる巻線として必要な断面積の丸線と同一となるようにすると、好ましい。

なお、図４（ａ）において、端子２０２０₁は、引き出し線に接続するために設けられている。

なお、この周回パターンは、例えば、極座標を用いてｒ＝ａ＋ｂθで表される渦巻曲線を用いることができる。周回パターンを構成する渦巻曲線は、この例に限定されず、半径方向に等間隔でパターンが並ぶものであれば、他の渦巻曲線を用いてもよい。

１層における周回数が多く、断面積が足りない場合は、巻線２０１０₁を分割もしくは並列とすることができる。すなわち、出力巻線による出力電圧が、励磁巻線に対する入力電圧に対して非常に高電圧でありトランスによる昇圧比が高い場合、出力巻線の巻数が大きくなるため、パターン幅が不足する場合がある。この場合、巻数を分割、もしくは、パターン断面積を１／ｎにして、ｎ倍の並列の出力巻数を重ね合わせる。分割の場合も同様となる。

ここで、各層を重ね合わせる際に生じる各層間の分布容量を小さくするために、ビアホールなど必要となるパターン以外形成しない層を設けると好ましい。

さらに、並列または分割された巻線は、複数層に形成される。第１の実施形態では、この場合に、隣接する層では、多層基板３０の積層方向から見てパターンが重ならないように、周回パターンを形成する。図４（ｂ）、図４（ｃ）および図５を用いて、隣接する層で重ならない周回パターンについて説明する。

図４（ｂ）は、第１の層２０００₁に隣接する第２の層２０００₂に形成される周回パターン２０１１の例を示す。周回パターン２０１１は、最内周の端子２０２１₂が上述した第１の層２０００₁における周回パターン２０１０₁の最内周の端子２０２１₁とビアホールで接続される。周回パターン２０１１は、この最内周の端子２０２１₂を開始点として、終了点である最外周の端子２０２２₁に向けて、渦巻状に周回されて形成される。

ここで、周回パターン２０１１は、図５に示されるように、多層基板３０の集積方向から見たときに、隣接する第１の層２０００₁の周回パターン２０１０₁とパターンが重ならないように形成される。したがって、周回パターン２０１１は、図４（ｂ）中に矢印Ｂで示されるように、上述の周回パターン２０１０₁と逆向きの、右回り（時計回り）に周回されることになる。

なお、図５の例では、周回パターン２０１０₁と周回パターン２０１１とが隙間無く形成されているように示しているが、これはこの例に限られず、周回パターン２０１０₁と周回パターン２０１１との間に隙間があっても良い。

図４（ｃ）は、第２の層２０００₂に隣接する第３の層２０００₃に形成される周回パターン２０１０₂の例を示す。周回パターン２０１０₂は、最外周の端子２０２２₂が上述した第２の層２０００₂における周回パターン２０１１の最外周の端子２０２２₁とビアホールで接続される。周回パターン２０１０₂は、この最外周の端子２０２２₂を開始点とし、終了点である最内周の端子２０２１₃に向けて、渦巻状に周回されて形成される。

この場合も、上述と同様に、多層基板３０の集積方向から見たときに、隣接する第２の層２０００₂の周回パターン２０１１とパターンが重ならないように形成される。したがって、周回パターン２０１０₂は、図中に矢印Ｃで示されるように、上述の周回パターン２０１１と逆向きの、左回りに周回されることになる。

図６は、ビアホールにより接続される複数の周回パターンからなる巻線の巻き始めおよび巻き終わりの層の例を示す。図６では、説明のため、図４（ａ）および図４（ｂ）で示した第１の層２０００₁および第２の層２０００₂で巻線を構成している。この場合、第１の層２０００₁における周回パターン２０１０₁の開始点の端子２０２０₁が巻き始めとなり、第２の層における周回パターン２０１１の最外周の端子２０２２₁’が巻き終わりとなる。

なお、ここでは、図６（ａ）に示される第１の層２０００₁が、図６（ｂ）に示される第２の層２０００₂’に対して手前側に配置されているものとする。

図６（ａ）に示されるように、巻き始めの端子２０２０₁に対して、引出線２０４０が接続される。この引出線２０４０は、第１の層２０００₁よりさらに手前側の層にパターンが形成され、端子２０２０₁に対応する位置のビアホールにより、端子２０２０₁に対して直接的に接続される。

一方、巻き終わりの端子２０２２₁’に対して、引出線２０４１が接続される。この引出線２０４１は、巻き始めの第１の層２０００₁とは逆に、第２の層２０００₂’より背後側の層にパターンが形成され、端子２０２２₁’に対応する位置のビアホールにより、端子２０２２₁’に対して直接的に接続される。

このように、巻き始めと巻き終わりとでは、各層に対して互いに逆の方向に引出線を引き出すようにする。

図７は、多層基板上に形成された周回パターンによる複数の巻線を含むトランス１０の全体を、多層基板の断面により示す。なお、図７において、パターンまたはビアホールといった導電部分を、斜線を付して示している。

図７の例では、トランス１０は、多層基板３００₁および３００₂（それぞれ図３の多層基板３０に対応）による２つの巻線を備える。各多層基板３００₁および３００₂は、パターン面３１０と基板部３１１（それぞれ図３のパターン面３１および基板部３２に対応）とからなる複数の層２０００を含む。各多層基板３００₁および３００₂は、各層２０００の積層方向に、図４などで示した穴部２０３１の中心を揃えて１列に並べられる。なお、多層基板３００₁および３００₂の間の領域３０１は、空間としてもよいし、例えば各パターン面を全て除去した多層基板や、その他の絶縁体でもよい。

多層基板３００₁および３００₂において、内層パターンとなる層２０００には、左回りに周回される周回パターン２０１０と、右回りに周回される周回パターン２０１１とが交互に配列される。このとき、各周回パターン２０１０および２０１１は、隣接する層２０００において各層２０００が積層される方向にパターンが重ならないように形成される。また、各周回パターン２０１０および２０１１は、例えば多層基板３００₂に例示されるように、互いの開始点と終了点とをビアホールで順次接続して、一つの巻線を構成する。

各多層基板３００₁および３００₂において、外層パターンとなるパターン面３１０ａおよび３１０ｂに引き出しピン３２０、３２０、…が設けられ、引出線２０４０および２０４１がそれぞれ接続される。また、これら外層パターンとなるパターン面３１０ａおよび３１０ｂには、周回パターンは設けない。

（効果）
このように、第１の実施形態では、隣接する層でパターンが重ならないように巻線を形成している。そのため、各層間の容量は、例えば層間の距離とパターン幅とが同一の場合を想定すると、容量Ｃが電極間距離の逆数に比例することから、パターンが各層で重なる場合と比べて、少なくとも１／(√２)＝０．７０７の比率に低減される。

この容量Ｃの低減される比率は、層間の距離が長くなるほど高くなる。また、パターンとパターンとの間は、密接していないので、近接効果による表面に流れる作用（表皮効果）で互いに電界と磁界とが干渉することによる損失が抑制される。この損失は、周波数が高いほど、また、高電圧であるほど生じる弊害項目であるが、第１の実施形態の構成によれば、軽減可能である。すなわち、右ねじの法則により、パターンに流れる電流を阻害するように磁界が１／２πラジアンで発生するため、磁束でパターン間が互いに干渉するためである。これは、高電圧であるほど顕著となる。

このように、第１の実施形態による構成によれば、隣接する層間のパターンにおける容量の形成を抑制したパターン構造となる。

また、上述したように、例えば第１の層２０００₁の周回パターン２０１０₁と、第２の層２０００₂の周回パターン２０１１とは、互いに対応する位置に設けられた端子２０２１₁および２０２１₂により、ビアホールを介して直接的に接続される。すなわち、周回パターン２０１０₁と周回パターン２０１１との接続において、互いのパターンを交差するようなパターンを用いないようにする。こうすることで、各層間の分布容量を小さくすることができる。

さらに、互いに隣接する層の周回パターンは、ビアホールにより直接的に接続され、最短距離での接続が可能である。これにより、出力巻線のリーケージインダクタンスを非常に小さくすることができ、磁気結合のよい理想状態に近付けることができる。これは、スイッチング素子に論理がオフ時にインダクタンスの逆起電力で発生する際サージ電圧を小さくできるので、スイッチング素子の許容耐量の余裕度が向上され、より信頼性の高いトランスを提供することができる。

また、多層基板の内層パターンを用いて周回パターンを構成しており、外層パターンには周回パターンが形成されないため、周回パターンにおいて水分子による影響が発生しにくく、リークの発生が抑制される。これらにより、第１の実施形態に係る構成を採用することで、さらに信頼性の高いトランスを提供することができる。

（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。図８は、第１の実施形態の変形例による基板２００１の例を示す。この基板２００１は、上述した層２０００などと同一のサイズとされ、領域２２００、２２００、…が空間とされている。各領域２２００の形状や数は、図８の例に限定されない。

この基板２００１は、各層に周回パターンが形成される多層基板の、周回パターンが無い層に形成される。例えば、図７を例にとって、多層基板３００₁においてビアホールが設けられる中央の層２０００の代わりに、この基板２００１の構成を適用することができる。この場合、空間とされた領域２２００は、ビアホールの位置を避けて設けられる。また例えば、この基板２００１を、図７において空間とされた領域３０１に挿入してもよい。

このように、空間とされた領域２２００を設けた基板２００１をトランス１０の構成に含めることで、層間の分布容量をさらに下げることが可能となる。また、多層基板は、ガラスエポキシを材料として用いる場合が多く、比誘電率が３乃至５と比較的大きい。この場合において、空間とされた領域２２００を設けた基板２００１をトランス１０の構成に含めることで、容量を少なくすることが可能である。

図９は、第１の実施形態およびその変形例によるトランスと、既存技術によるトランスの出力インダクタンスＬｓの周波数特性の例を示す。図９において、特性線４００は、既存技術によるトランスの特性の例を示し、特性線４０１は、第１の実施形態およびその変形例によるトランスの特性の例を示す。各特性線４００および４０１のピークが、各トランスにおける自己共振周波数ｆ₀およびｆ₀’となる。

図９に例示されるように、第１の実施形態およびその変形例によるトランスの自己共振周波数ｆ₀’は、既存技術によるトランスの自己共振周波数ｆ₀に対してより高い周波数とすることができる。スイッチング周波数ｆｓは、出力インダクタンスＬｓの周波数特性が平坦な領域に設定することが必要であるスイッチング周波数ｆｓに対して出力共振で使用できる最大時比率（ＯＮＤｕｔｙ）の関係は、１−ｆｓ／ｆ₀にある。これにより、自己共振周波数ｆ₀は、高いほど出力される共振の１周期の占める時間が狭まり、励磁時間を長くすることが可能となって、制御範囲が広くなり優位となる。

また、既存技術に用いられる難燃性の絶縁テープは、幾分かの水分子の吸着が起こるので、水分子に起因するトランス内部のリークや放電の可能性を排除することが難しかった。これに対して、第１の実施形態およびその変形例では、多層基板の内層の各層に形成した周回パターンにより巻線を構成しているため、水分子の影響を受けにくく、水分子に起因するトランス内部のリークや放電を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。被処理物である用紙（記録媒体、印刷メディア）に画像形成して印刷処理を行う画像形成システムにおいて、印刷処理の前処理としてプラズマ処理を行う。第２の実施形態は、このプラズマ処理のためのプラズマ発生装置に、上述した第１の実施形態およびその各変形例に係るトランス２０またはトランス２０’を含むトランス１０を適用した例である。

先ず、プラズマ処理について説明する。被処理物（記録媒体または印刷メディアともいう）にインクが着弾した直後にインク顔料の分散を防止しつつ顔料を凝集させるために、被処理物表面を酸性化させる。酸性化する手段として、プラズマ処理を用いる。

酸性化処理手段（工程）としてのプラズマ処理では、被処理物に大気中のプラズマ照射を行うことによって、被処理物表面の高分子を反応させ、親水性の官能基を形成する。詳細には、放電電極から放出された電子ｅが電界中で加速されて、大気中の原子や分子を励起・イオン化する。イオン化された原子や分子からも電子が放出され、高エネルギーの電子が増加し、その結果、ストリーマ放電（プラズマ）が発生する。このストリーマ放電による高エネルギーの電子によって、被処理物（例えばコート紙）表面の高分子結合（コート紙のコート層は炭酸カルシウムとバインダとして澱粉で固められているが、その澱粉が高分子構造を有している）が切断され、気相中の酸素ラジカルＯ＊や水酸ラジカル（−ＯＨ）、オゾンＯ３と再結合する。これらの処理をプラズマ処理と呼ぶ。これにより、被処理物の表面に水酸基やカルボキシル基等の極性官能基が形成される。その結果、印刷媒体の表面に親水性や酸性が付与される。なお、カルボキシル基の増加により、印刷媒体表面が酸性化（ｐＨ値の低下）する。

被処理物上で隣接したドットが、親水性が上がることにより濡れ拡がって合一することで、ドット間の混色が発生するのを防ぐためには、着色剤（例えば顔料や染料）をドット内で凝集させることや、ビヒクルが濡れ拡がるよりも早くビヒクルを乾燥させたり被処理物内へ浸透させたりすることが重要であることも分かった。そこで、実施形態では、インクジェット記録処理の前処理として、被処理物表面を酸性化する酸性化処理を実行する。

本説明における酸性化とは、インクに含まれる顔料が凝集するｐＨ値まで印刷媒体表面のｐＨ値を下げることを意味する。ｐＨ値を下げるとは、物体中の水素イオンＨ＋濃度を上昇させることである。被処理物表面に触れる前のインク中の顔料はマイナスに帯電し、ビヒクル中で顔料が分散している。インクは、そのｐＨ値が低いほど、その粘度が上昇する。これは、インクの酸性度が高くなるほど、インクのビヒクル中でマイナスに帯電している顔料が電気的に中和され、その結果、顔料同士が凝集するためである。したがって、インクのｐＨ値が必要な粘度と対応する値となるように印刷媒体表面のｐＨ値を下げることで、インクの粘度を上昇させることが可能である。これは、インクが酸性である印刷媒体表面に付着した際、顔料が印刷媒体表面の水素イオンＨ＋によって電気的に中和された結果、顔料同士が凝集するためである。それにより、隣接したドット間の混色を防止するとともに、顔料が印刷媒体の奥深く（さらには裏面まで）浸透するのを防止することが可能となる。ただし、必要な粘度と対応するｐＨ値となるようにインクのｐＨ値を下げるためには、印刷媒体表面のｐＨ値を必要な粘度と対応するインクのｐＨ値よりも低くしておく必要がある。

また、インクを必要な粘度とするためのｐＨ値は、インクの特性によって異なる。すなわち、比較的中性に近いｐＨ値で顔料が凝集して粘度が上がるインクもあれば、顔料を凝集させるために当該インクよりも低いｐＨ値が必要なインクも存在する。

着色剤がドット内で凝集する挙動や、ビヒクルの乾燥速度や被処理物内への浸透速度は、ドットの大きさ（小滴、中滴、大滴）によって変わる液滴量や、被処理物の種類などによって異なる。そこで、実施形態では、プラズマ処理におけるプラズマエネルギー量を、被処理物の種類や印刷モード（液滴量）などに応じて最適な値に制御してもよい。

図１０は、第２の実施形態で採用される酸性化処理の概略を説明するための模式図である。図１０に示すように、第２の実施形態で採用される酸性化処理には、放電電極１０１１と、カウンター電極１０１４と、誘電体１０１２と、高周波高圧電源１０１５とを備えたプラズマ処理装置１０１０が用いられる。プラズマ処理装置１０１０において、誘電体１０１２は、放電電極１０１１とカウンター電極１０１４との間に配置される。放電電極１０１１およびカウンター電極１０１４は、金属部分が露出した電極であってもよいし、絶縁ゴムやセラミックなどの誘電体または絶縁体で被覆された電極であってもよい。また、放電電極１０１１とカウンター電極１０１４との間に配置される誘電体１０１２は、ポリイミド、シリコン、セラミック等の絶縁体であってよい。なお、プラズマ処理として、コロナ放電を採用した場合、誘電体１０１２は省略されてもよい。ただし、例えば誘電体バリア放電を採用した場合など、誘電体１０１２を設けた方が好ましい場合もある。その場合、誘電体１０１２の位置は、放電電極１０１１側に近接または接触するように配置するよりも、カウンター電極１０１４側に近接または接触するように配置した方が、沿面放電の領域が広がるため、よりプラズマ処理の効果を高めることが可能である。また、放電電極１０１１およびカウンター電極１０１４（もしくは誘電体１０１２が設けられている側の電極はその誘電体１０１２）は、２つの電極間を通過する被処理物１０２０と接触する位置に配置されてもよいし、接触しない位置に配置されてもよい。

高周波高圧電源１０１５は、放電電極１０１１とカウンター電極１０１４との間に高周波・高電圧のパルス電圧を印加する。このパルス電圧の電圧値は、例えば約１０ｋＶｐ−ｐ程度である。また、その周波数は、例えば約２０ｋＨｚとすることができる。このような高周波・高電圧のパルス電圧を２つの電極間に供給することで、放電電極１０１１と誘電体１０１２との間に大気圧非平衡プラズマ１０１３が発生する。被処理物１０２０は、大気圧非平衡プラズマ１０１３の発生中に放電電極１０１１と誘電体１０１２との間を通過する。これにより、被処理物１０２０の放電電極１０１１側の表面がプラズマ処理される。

なお、図１０に例示したプラズマ処理装置１０１０では、回転型の放電電極１０１１とベルトコンベア型の誘電体１０１２とが採用されている。被処理物１０２０は、回転する放電電極１０１１と誘電体１０１２との間で挟持搬送されることで、大気圧非平衡プラズマ１０１３中を通過する。これにより、被処理物１０２０の表面が大気圧非平衡プラズマ１０１３に接触し、これに一様なプラズマ処理が施される。ただし、実施形態において採用されるプラズマ処理装置は、図１０に示される構成に限られるものではない。例えば、放電電極１０１１が被処理物１０２０と接触せずに近接している構成や、放電電極１０１１がインクジェットヘッドと同じキャリッジに搭載された構成など、種々変形可能である。また、ベルトコンベア型の誘電体１０１２に限らず、平板型の誘電体１０１２を採用することも可能である。

ここで、図１１〜図１４を用いて、第２の実施形態に係るプラズマ処理を施した場合と施していない場合との印刷物の違いを説明する。図１１は、実施形態に係るプラズマ処理を施していない被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図であり、図１２は、図１１に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。図１３は、実施形態に係るプラズマ処理を施した被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図であり、図１４は、図１３に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。なお、図１１および図１３に示す印刷物を得るにあたり、デスクトップ型のインクジェット記録装置を用いた。また、被処理物１０２０には、コート層を備える一般的なコート紙を用いた。

第２の実施形態に係るプラズマ処理を施していないコート紙は、コート紙表面にあるコート層の濡れ性が悪い。そのため、プラズマ処理を施していないコート紙に対してインクジェット記録処理にて形成した画像では、例えば図１１および図１２（ａ）に示すように、ドットの着弾時にコート紙の表面に付着したドットの形状（ビヒクルＣＴ１の形状）が歪になる。また、ドットの乾燥が十分でない状態で近接ドットを形成すると、図１１および図１２（ｂ）に示すように、コート紙への近接ドットの着弾時にビヒクルＣＴ１およびＣＴ２同士が合一し、これによりドット間で顔料Ｐ１およびＰ２の移動（混色）が起き、その結果、ビーディング等による濃度ムラが生じてしまう場合がある。

一方、第２の実施形態に係るプラズマ処理を施したコート紙は、コート紙表面にあるコート層１０２１の濡れ性が改善されている。そのため、プラズマ処理を施したコート紙に対してインクジェット記録処理にて形成した画像では、例えば図１３に示すように、ビヒクルＣＴ１がコート紙の表面に比較的平坦な真円状に広がる。これにより、図１４（ａ）のようにドットが平坦な形状となる。また、プラズマ処理で形成された極性官能基によってコート紙表面が酸性になるため、インク顔料が電気的に中和され、顔料Ｐ１が凝集してインクの粘性が上がる。これにより、図１４（ｂ）のようにビヒクルＣＴ１及びＣＴ２が合一した場合にも、ドット間の顔料Ｐ１およびＰ２の移動（混色）が抑制される。さらに、コート層１０２１内部にも極性官能基が生成されるため、ビヒクルＣＴ１の浸透性が上がる。これにより比較的短時間で乾燥することが出来る。濡れ性向上により真円状に広がったドットが、浸透しながら凝集することにより、顔料Ｐ１が高さ方向に均等に凝集され、ビーディング等による濃度ムラの発生を抑えることが可能となる。なお、図１２および図１４は模式図であり、実際には図１４の場合にも顔料は層になって凝集している。

このように、第２の実施形態に係るプラズマ処理を施した被処理物１０２０では、プラズマ処理によって被処理物１０２０の表面に親水性の官能基が生成されて濡れ性が改善される。また、プラズマ処理によって極性官能基が形成された結果、被処理物１０２０表面が酸性になる。それらにより、着弾したインクが被処理物１０２０表面で均一に拡がりつつ、マイナスに帯電した顔料が被処理物１０２０表面で中和されることで凝集して粘性が上がり、結果的にドットが合一したとしても顔料の移動を抑制することが可能となる。また、被処理物１０２０表面に形成されたコート層内部にも極性官能基が生成されることで、ビヒクルが速やかに被処理物１０２０内部に浸透し、これにより乾燥時間を短縮することが出来る。つまり、濡れ性が上がることで真円状に広がったドットは、凝集によって顔料の移動が抑えられた状態で浸透することで、真円に近い形状を保つことが可能となる。

図１５は、第２の実施形態に係るプラズマエネルギー量と被処理物表面の濡れ性、ビーディング、ｐＨ値および浸透性との関係を示すグラフである。図１５では、被処理物１０２０としてコート紙へ印刷した場合の表面特性（濡れ性、ビーディング、ｐＨ値、浸透性（吸液特性））がプラズマエネルギー量に依存してどのように変化するかが示されている。なお、図１５に示す評価を得るにあたり、インクには、顔料が酸により凝集する特性の水性顔料インク（マイナスに帯電した顔料が分散されているアルカリ性インク）を使用した。

図１５に示すように、コート紙表面の濡れ性は、プラズマエネルギー量が低い値（例えば０．２Ｊ／ｃｍ₂程度以下）で急激に良くなり、それ以上エネルギーを増加させてもあまり改善はしない。一方、コート紙表面のｐＨ値は、ある程度まではプラズマエネルギー量を高めることにより低下していく。ただし、プラズマエネルギー量がある値（例えば４Ｊ／ｃｍ₂程度）を超えたところで飽和状態になる。また、浸透性（吸液特性）は、ｐＨの低下が飽和したあたり（例えば４Ｊ／ｃｍ₂程度）から急激に良くなっている。ただし、この現象は、インクに含まれている高分子成分に依存して異なる。

この結果として、浸透性（吸液特性）がよくなり始めて（例えば４Ｊ／ｃｍ₂程度）からビーディング（粒状度）の値が非常に良い状態となっている。ここでのビーディング（粒状度）とは、画像のざらつき感を数値で表したものであり、濃度のばらつきを平均濃度の標準偏差で表したものである。図１５では、２色以上のドットからなる色のベタ画像の濃度を複数サンプリングし、その濃度の標準偏差をビーディング（粒状度）として表している。このように実施形態に係るプラズマ処理を施したコート紙に吐出されたインクが真円上に広がりかつ凝集しながら浸透するため、画像のビーディング（粒状度）が改善される。

上述したように、被処理物１０２０表面の特性と画像品質との関係では、表面の濡れ性が向上することにより、ドットの真円度が向上している。この理由としては、プラズマ処理による表面粗さの増加および生成された親水性の極性官能基によって被処理物１０２０表面の濡れ性が向上するとともにこれが均一化したことが考えられる。また、被処理物１０２０表面のゴミや油分や炭酸カルシウムなどの撥水要因がプラズマ処理によって除外されることも１つの要因と考えられる。すなわち、被処理物１０２０表面の濡れ性が向上しつつ被処理物１０２０表面の不安定要因が取り除かれた結果、液滴が円周方向に均等に拡がり、ドットの真円度が向上すると考えられる。

また、被処理物１０２０表面を酸性化（ｐＨの低下）させることにより、インク顔料の凝集、浸透性の向上、ビヒクルのコート層内部への浸透などが生じる。これらにより、被処理物１０２０表面の顔料濃度が上昇するため、ドットが合一したとしても、顔料の移動を抑えることが可能となり、その結果、顔料の混濁が抑制し、顔料を均一に被処理物１０２０表面に沈降凝集させることが可能となる。ただし、顔料混濁の抑制効果は、インクの成分やインクの滴量に依存して異なる。例えばインクの滴量が小滴の場合、大滴の場合に比べて、ドットの合一による顔料の混濁は発生し難い。それは、ビヒクル量が小滴の場合の方が、ビヒクルがより早く乾燥・浸透するためであり、少しのｐＨ反応で顔料を凝集することができるためである。なお、プラズマ処理の効果は、被処理物１０２０の種類や環境（湿度など）によって変動する。そこで、プラズマ処理におけるプラズマエネルギー量を、液滴の量や被処理物１０２０の種類、環境などに応じて最適な値に制御してもよい。その結果、被処理物１０２０の表面改質効率が向上し、さらなる省エネを達成することが可能な場合が存在する。

また、図１６は、第２の実施形態に係るプラズマエネルギー量とｐＨとの関係を示すグラフである。通常、ｐＨは溶液中で測定するのが一般的であるが、近年では、固体表面のｐＨの測定が可能である。その測定器としては、例えば堀場製作所製のｐＨメーターＢ−２１１等が存在する。

図１６において、実線はコート紙のｐＨ値のプラズマエネルギー依存性を示し、点線はＰＥＴフィルムのｐＨ値のプラズマエネルギー依存性を示す。図１６に示すように、コート紙と比べてＰＥＴフィルムは、少ないプラズマエネルギー量で酸性化する。ただし、コート紙においても、酸性化する際のプラズマエネルギー量は３Ｊ／ｃｍ₂程度以下であった。そして、ｐＨ値が５以下となった被処理物１０２０にアルカリ性の水性顔料インクを吐出するインクジェット処理装置で画像記録した場合、形成された画像のドットは真円に近い形状となった。また、ドットの合一による顔料の混濁もなく、にじみのない良好な画像が得られた（図１３参照）。

次に、第２の実施形態に係る画像形成システムについて、図面を参照して詳細に説明する。

なお、第２の実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の吐出ヘッド（記録ヘッド、インクヘッド）を有する画像形成装置を説明するが、これらの吐出ヘッドに限定されない。すなわち、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）及びその他の色に対応する吐出ヘッドを更に有してもよいし、ブラック（Ｋ）のみの吐出ヘッドを有していてもよい。ここで、以後の説明において、Ｋ、Ｃ、Ｍ及びＹは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの夫々に対応するものとする。

また、第２の実施形態では、被処理物として、ロール状に巻かれた連続紙（以下、ロール紙という）を用いるが、これに限定されるものではなく、例えばカット紙など、画像を形成できる記録媒体であればよい。そして、紙の場合その種類としては例えば、普通紙、上質紙、再生紙、薄紙、厚紙、コート紙等を用いることができる。また、ＯＨＰシート、合成樹脂フィルム、金属薄膜及びその他表面にインク等で画像を形成することができるものも被処理物として用いることができる。紙がコート紙のような非浸透、緩浸透紙の場合、第２の実施形態はより効果を発する。ここで、ロール紙は、切断可能なミシン目が所定間隔で形成された連続紙（連帳紙、連続帳票）であってよい。その場合、ロール紙におけるページ（頁）とは、例えば所定間隔のミシン目で挟まれる領域とする。

図１７は、第２の実施形態に係る印刷装置（画像形成システム）の概略構成を示す模式図である。図１７に示すように、画像形成システム１ｂは、被処理物１０２０（ロール紙）を搬送経路Ｄ１に沿って搬入（搬送）する搬入部１０３０と、搬入された被処理物１０２０に対して前処理としてのプラズマ処理を施すプラズマ処理装置１１００と、プラズマ処理された被処理物１０２０の表面に画像を形成する画像形成装置１０４０とを有する。これらの装置は、別の筐体で存在し全体でシステムを構成しても良いし、同じ筐体内に納められた印刷装置であっても良い。また、印刷システムとして構成される場合には、システムの全体または一部を制御する制御部は、何れかの装置に含まれていてもよいし、独立した別筐体に設けられてもよい。

なお、画像形成システム１ｂにおいて、被処理物１０２０は、画像形成時には、全体として図１７の右側から左側に向けた方向を用紙送り方向として搬送される。このときのロール紙（被処理物１０２０）の回転方向を、正転方向とする。

搬入部１０３０とプラズマ処理装置１１００との間には、プラズマ処理装置１１００に搬入される被処理物１０２０のテンションを調整する調整部１０３５が設けられる。プラズマ処理装置１１００とインクジェット記録装置１１７０との間には、プラズマ処理などの前処理済の被処理物１０２０のインクジェット記録装置１１７０への送り量を調節するためのバッファ部１０８０が設けられている。また、画像形成装置１０４０は、プラズマ処理された被処理物１０２０にインクジェット処理により画像を形成するインクジェット記録装置１１７０を含む。画像形成装置１０４０は、画像が形成された被処理物１０２０を後処理する後処理部１０７０をさらに含んでもよい。

なお、画像形成システム１ｂは、後処理された被処理物１０２０を乾燥する乾燥部１０５０と、画像形成された（場合によってはさらに後処理された）被処理物１０２０を搬出する搬出部１０６０とを有してもよい。また、画像形成システム１ｂは、被処理物１０２０に対して前処理を施す前処理部として、プラズマ処理装置１１００の他に、被処理物１０２０表面に高分子材料を含む先塗り剤と呼ばれる処理液を塗布する先塗り処理部（不図示）をさらに備えてもよい。さらに、プラズマ処理装置１１００と画像形成装置１０４０との間には、プラズマ処理装置１１００による前処理後の被処理物１０２０表面のｐＨ値を検出するためのｐＨ検出部１１８０が設けられてもよい。

さらにまた、画像形成システム１ｂは、各部の動作を制御する制御部（不図示）を有する。この制御部は、例えば印刷対象の画像データからラスタデータを生成する印刷制御装置に接続されてもよい。印刷制御装置は、画像形成システム１ｂの内部に設けられても、インターネットやＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークを介した外部に設けられてもよい。

第２の実施形態では、図１７に示す画像形成システム１ｂにおいて、上述したように、インクジェット記録処理の前に、被処理物の表面を酸性化する酸性化処理が実行される。この酸性化処理には、例えば誘電体バリア放電を利用した大気圧非平衡プラズマ処理を採用することができる。大気圧非平衡プラズマによる酸性化処理は、電子温度が極めて高く、ガス温度が常温付近であるため、記録媒体などの被処理物に対するプラズマ処理方法として好ましい方法の１つである。

大気圧非平衡プラズマを広範囲に安定して発生させるには、ストリーマ絶縁破壊形式の誘電体バリア放電を採用した大気圧非平衡プラズマ処理を実行するとよい。ストリーマ絶縁破壊形式の誘電体バリア放電は、例えば誘電体で被覆された電極間に交番する高電圧が印加することで得ることが可能である。

なお、大気圧非平衡プラズマを発生させる方法としては、上述したストリーマ絶縁破壊形式の誘電体バリア放電以外にも、種々の方法を用いることができる。例えば、電極間に誘電体等の絶縁物を挿入する誘電体バリア放電、細い金属ワイヤ等に著しい不平等電界を形成するコロナ放電、短パルス電圧を印加するパルス放電などを適用することが可能である。また、これらの方法を２つ以上組み合わせることも可能である。

続いて、図１７に示す画像形成システム１ｂにおけるプラズマ処理装置１１００からインクジェット記録装置１１７０までの構成を、図１８に抜粋して示す。図１８に示すように、画像形成システム１ｂは、被処理物１０２０の表面をプラズマ処理するプラズマ処理装置１１００と、被処理物１０２０表面のｐＨ値を測定するｐＨ検出部１１８０と、プラズマ処理装置１１００から搬出された被処理物１０２０の送り量を調整するバッファ部１０８０と、被処理物１０２０にインクジェット記録にて画像を形成するインクジェット記録装置１１７０と、画像形成システム１ｂ全体を制御する制御部１１６０とを含む。また、画像形成システム１ｂは、被処理物１０２０を搬送経路Ｄ１に沿って搬送するための搬送ローラ１１９０を備える。搬送ローラ１１９０は、例えば制御部１１６０からの制御にしたがって回転駆動することで、被処理物１０２０を搬送経路Ｄ１に沿って搬送する。

プラズマ処理装置１１００は、図１０に示すプラズマ処理装置１０１０と同様に、放電電極１１１０と、カウンター電極１１４１と、高周波高圧電源１１５０と、電極間に挟まれた誘電体ベルト１１２１とを備える。ただし、図１８では、放電電極１１１０が５つの放電電極１１１１〜１１１５で構成され、これらの放電電極１１１１〜１１１５と誘電体ベルト１１２１を挟んで対向する範囲全体にカウンター電極１１４１が設けられている。また、高周波高圧電源１１５０は、放電電極１１１１〜１１１５の数に応じて５つの高周波高圧電源１１５１〜１１５５より構成されている。

誘電体ベルト１１２１には、被処理物１０２０を搬送する用途を兼ねるために、無端のベルトが用いられるとよい。そこで、プラズマ処理装置１１００は、誘電体ベルト１１２１を巡回させて被処理物１０２０を搬送するための回転ローラ１１２２をさらに備える。回転ローラ１１２２は、制御部１１６０からの指示に基づいて回転駆動することで、誘電体ベルト１１２１を巡回させる。これにより、被処理物１０２０が搬送経路Ｄ１に沿って搬送される。

制御部１１６０は、高周波高圧電源１１５１〜１１５５を個別にオン／オフすることが可能である。また、制御部１１６０は、各高周波高圧電源１１５１〜１１５５が各放電電極１１１１〜１１１５へ供給する高周波・高電圧パルスのパルス強度を調整することもできる。

ｐＨ検出部１１８０は、プラズマ処理装置１１００および先塗り装置（不図示）よりも下流に配置され、プラズマ処理装置１１００および／または先塗り装置による前処理（酸性化処理）が施された被処理物１０２０表面のｐＨ値を検出して制御部１１６０に入力してもよい。これに対し、制御部１１６０は、ｐＨ検出部１１８０から入力されたｐＨ値に基づいてプラズマ処理装置１１００および／または先塗り装置（不図示）をフィードバック制御することで、前処理後の被処理物１０２０表面のｐＨ値を調整してもよい。

なお、プラズマ処理に要したプラズマエネルギー量は、例えば各高周波高圧電源１１５１〜１１５５から各放電電極１１１１〜１１１５へ供給した高周波・高電圧パルスの電圧値および印加時間と、その際に被処理物１０２０に流れた電流とから求めることができる。なお、プラズマ処理に要したプラズマエネルギー量は、放電電極１１１１〜１１１５毎ではなく、放電電極１１１０全体でのエネルギー量として制御されてよい。

被処理物１０２０は、プラズマ処理装置１１００においてプラズマが発生している最中に放電電極１１１０と誘電体ベルト１１２１との間を通過することでプラズマ処理が施される。それにより、被処理物１０２０表面のバインダ樹脂の鎖が破壊され、さらに気相中の酸素ラジカルやオゾンが高分子と再結合することで、被処理物１０２０表面に極性官能基が生成される。その結果、被処理物１０２０表面に親水性および酸性化が付与される。なお、本例ではプラズマ処理を大気中で行っているが、窒素や希ガス等のガス雰囲気中で実施してもよい。

また、複数の放電電極１１１１〜１１１５を備えることは、被処理物１０２０の表面を均一に酸性化する点においても有効である。すなわち、例えば同じ搬送速度（または印刷速度）とした場合、１つの放電電極で酸性化処理を行う場合よりも複数の放電電極で酸性化処理を行う場合の方が、被処理物１０２０がプラズマの空間を通過する時間を長くすることが可能となる。その結果、より均一に被処理物１０２０の表面に酸性化処理を施すことが可能となる。

プラズマ処理装置１１００でプラズマ処理を施された被処理物１０２０は、バッファ部１０８０を介してインクジェット記録装置１１７０に搬入される。インクジェット記録装置１１７０は、インクジェットヘッドを備える。インクジェットヘッドは、例えば印刷速度の高速化のために、複数の同色ヘッド（例えば４色×４ヘッド）を備えている。また、高速で高解像度（例えば１２００ｄｐｉ）の画像形成を達成するために、各色のヘッドのインク吐出ノズルは、間隔を補正するようにずらして固定されている。さらに、インクジェットヘッドは、各ノズルから吐出されるインクのドット（液滴）が大／中／小滴と呼ばれる３種類の容量に対応するように、複数の駆動周波数で駆動可能となっている。

インクジェットヘッドは、被処理物１０２０の搬送経路上においてプラズマ処理装置１１００よりも下流に配置される。インクジェット記録装置１１７０は、制御部１１６０からの制御のもと、プラズマ処理装置１１００による前処理（酸性化処理）が施された被処理物１０２０に対してインクを吐出することで画像形成を行う。

図１８に示すように、インクジェット記録装置１１７０のインクジェットヘッドとしては、複数の同色ヘッド（４色×４ヘッド）を備えてもよい。これにより、インクジェット記録処理の高速化が可能になる。その際、例えば高速で１２００ｄｐｉの解像度を達成するためには、インクジェットヘッドにおける各色のヘッドは、インクを吐出するノズルとノズルとの間隔を補正するようにずらして固定されている。さらに、各色のヘッドには、そのノズルから吐出されるインクのドットが大／中／小滴と呼ばれる３種類の容量に対応するように、いくつかのバリエーションを持った駆動周波数の駆動パルスが入力される。

また、複数の放電電極１１１１〜１１１５を備えることは、被処理物１０２０の表面を均一にプラズマ処理する点においても有効である。すなわち、例えば同じ搬送速度（または印刷速度）とした場合、１つの放電電極でプラズマ処理を行う場合よりも複数の放電電極でプラズマ処理を行う場合の方が、被処理物１０２０がプラズマの空間を通過する時間を長くすることが可能となる。その結果、より均一に被処理物１０２０の表面にプラズマ処理を施すことが可能となる。

このような構成において、画像形成システム１ｂは、被処理物１０２０に対しプラズマ処理装置１１００でプラズマ処理を施されてから所定時間以内に当該被処理物１０２０のプラズマ処理済みの領域に画像形成が行われなかった場合に、当該被処理物１０２０を、表面処理済みの領域が少なくともプラズマ処理装置１１００の手前（例えは調整部１０３５）まで来るように戻す。そして、当該被処理物１０２０を搬送経路Ｄ１に沿って搬送してプラズマ処理装置１１００にて再びプラズマ処理を施し、その後、画像形成装置１０４０にて画像形成を行う。

図１９は、第２の実施形態に適用可能なプラズマ処理装置の概略構成例を示す模式図である。図１９に示すように、放電電極１１１１および１１１２は、金属部分が露出した電極であってもよいし、金属部分が絶縁ゴムやセラミックなどの誘電体や絶縁体等で被覆されていてもよい。

なお、第２の実施形態では、放電電極１１１１および１１１２は、ローラ状の断面形状を有し、被処理物１０２０に対して接触することで被処理物１０２０の搬送に合わせて回転する構成を有している。これは、このような構成に限られず、例えば放電電極１１１１および１１１２が被処理物１０２０から数ミリ程度離間した構成であってもよい。その場合、放電電極１１１１および１１１２の断面形状は、ワイヤのような細長な形状であってもよいし、カウンター電極１１４１に向かって先細りするような略三角形のブレード状の断面形状であってもよい。

高周波高圧電源１１５０は、図１で示した共振回路１を用いたインバータ回路１１５０ａを含み、交流電源から入力された交流電圧（入力波形）をトランス１０により昇圧し、さらに整流することで、各放電電極１１１１および１１１２に印加する高周波・高電圧のパルス（出力波形ＡおよびＢ）を生成する。

図２０は、高周波高圧電源に対する電圧パルスの入力波形と出力波形との一例を示す図である。図２０（ａ）に示すように、高周波高圧電源１１５０には、正弦波の交流波形であるＡＣ電圧波形が入力波形として入力される。高周波高圧電源１１５０は、図２０（ｂ）に示すように、入力された入力波形をトランス１０により昇圧し、整流回路などにより正の電圧波形に変換した後、出力波形として出力する。

第２の実施形態では、高周波高圧電源１１５０に、第１の実施形態およびその変形例に係るトランス１０を用いているため、インバータ回路１１５０ａにおけるスイッチング周波数をより高くすることができ、高電圧を効率よく発生させることができる。また、トランス１０は、多層基板の内層に形成された周回パターンにより巻線が構成されているため、水分子の影響を受けにくく、水分子に起因するリークや放電が抑制され、高周波高圧電源１１５０の信頼性が向上される。

なお、上述の実施形態は、本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形による実施が可能である。

１共振回路
１０，２０，２１トランス
３０，３００₁，３００₂ 多層基板
３１，３１０，３１０ａ，３１０ｂパターン面
３２基板部
３３₁，３３₂，３３₃ ビアホール
１００コア
１１０巻線部
１１５０高周波高圧電源
１１５０ａインバータ回路
２０００，２０００₁，２０００₂，２０００₂’，２０００₃ 層
２０１０₁，２０１０₂，２０１１周回パターン

特開２０１２−１３５１１２号公報

Claims

導体と絶縁体とからなる層が積層される多層基板に含まれる複数の層に形成される、隣接する第１の層と第２の層とで該多層基板の積層方向にパターンが重ならない複数の周回パターンにより形成される巻線
を備えるトランス。
前記複数の周回パターンのうち、前記第１の層に形成される第１の周回パターンと、前記第２の層に形成される第２の周回パターンとを、前記多層基板の積層方向の重なり部分を持たずにビアホールで接続して巻線を形成する
請求項１に記載のトランス。
前記第１の周回パターンおよび前記第２の周回パターンは、それぞれの最外周の端同士と、それぞれの最内周の端同士と、のうち一方を前記ビアホールで接続して巻線を形成する
請求項２に記載のトランス。
前記多層基板の外層には前記周回パターンを形成しない
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のトランス。
前記第１の周回パターンが形成される第１の層と、前記第２の周回パターンが形成される前記第２の層との間に、少なくとも前記第１の周回パターンおよび前記第２の周回パターンに対応する領域の導体を除去した第３の層を設ける
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のトランス。
前記第３の層は、前記領域に空間を含む
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のトランス。
前記周回パターンは、半径方向にパターンが等間隔で並ぶ渦巻状の周回パターンである
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のトランス。
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のトランスと、
前記トランスを電圧変換部に用いたインバータ回路と、
前記インバータ回路の出力電圧を用いてプラズマを発生させるプラズマ発生部と
を備えるプラズマ発生装置。