(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の巻線と、
前記第１の巻線の外周に、該第１の巻線に対して半径方向に第１の距離を保って設けられた第２の巻線と、
前記第１の巻線および前記第２の巻線を、前記第２の巻線の外周から該第２の巻線の半径方向に第２の距離を設けて密閉して収納する殻と、
前記第１の巻線と前記第２の巻線との間に、該第１の巻線の外周の一部に設けられる、該第１の巻線の半径方向に前記第１の距離の厚みを持つ第１のブリッジと、
前記第２の巻線と前記殻との間に、該第２の巻線の外周の一部に設けられる、該第２の巻線の半径方向に前記第２の距離の厚みを持つ第２のブリッジと、
を備え、
前記第１の距離および前記第２の距離は、電気的絶縁を達成するために必要な空間の距離であり、前記空間の空気は、大気圧よりも気圧が低く絶縁体として用いられる、
トランス。
【請求項２】
前記殻は、
内部の水分子を減少させた後、密閉される
請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記殻は、
内部の気圧が大気圧より低い気圧とされて密閉される
請求項１に記載のトランス。
【請求項４】
前記第１の巻線の内側にコアが設けられる
請求項１に記載のトランス。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスおよびプラズマ発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、対象面の濡れ性を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。
【０００３】
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的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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、第１の巻線と、前記第１の巻線の外周に、該第１の巻線に対して半径方向に第１の距離を保って設けられた第２の巻線と、前記第１の巻線および前記第２の巻線を、前記第２の巻線の外周から該第２の巻線の半径方向に第２の距離を設けて密閉して収納する殻と、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間に、該第１の巻線の外周の一部に設けられる、該第１の巻線の半径方向に前記第１の距離の厚みを持つ第１のブリッジと、前記第２の巻線と前記殻との間に、該第２の巻線の外周の一部に設けられる、該第２の巻線の半径方向に前記第２の距離の厚みを持つ第２のブリッジと、を備え、前記第１の距離および前記第２の距離は、電気的絶縁を達成するために必要な空間の距離であり、前記空間の空気は、大気圧よりも気圧が低く絶縁体として用いられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、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。  
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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】図２は、第１の実施形態に係るトランスをより具体的に説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るトランスをより具体的に説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るトランスをより具体的に説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るトランスをより具体的に説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るトランスをより具体的に説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る、内部を減圧可能な容器の外観例を示す図である。
【図８】図８は、図７の容器を、容器の直径方向の断面により示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の第２の変形例に係るトランスの一例の構成を示す図である。
【図１０】図１０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１１】図１１は、第２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１２】図１２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１３】図１３は、第２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１４】図１４は、第２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１５】図１５は、第２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１６】図１６は、第２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１７】図１７は、第２の実施形態の変形例による基板の例を示す図である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態に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１９】図１９は、第３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２０】図２０は、図１９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２１】図２１は、第３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２２】図２２は、図２１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２３】図２３は、第３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２４】図２４は、第３の実施形態に係る、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２５】図２５は、第３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２６】図２６は、第３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２７】図２７は、第３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２８】図２８は、第３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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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（１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。
【００１２】
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（２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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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の範囲となる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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静電容量Ｃ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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（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値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。
【００２３】
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、特に、外部環境の変化に起因する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。
【００２４】
（第１の実施形態に係るトランスの構造）
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。実施形態に係るトランスは、トランスを構成する１次巻線と２次巻線とを１つの殻に密閉した構造とする。ここで、密閉とは、殻の内部と外部との間で気体の移動が起こらないように構成されていることをいう。また、密閉された殻内において、１次巻線および２次巻線をそれぞれ周回する固体の絶縁材（絶縁テープ）を設けず、１次巻線および２次巻線は、それぞれ隣接する構造に対して予め定められた距離を保って配置する。さらに、殻は、１次巻線および２次巻線を格納した後、水分子を排出してから密閉する。
【００２５】
第１の実施形態のトランスは、このような構造とすることで、水分子によるリークや放電が防がれ、また外部環境の影響が抑制され、出力を安定に保つことが可能となると共に、信頼性が向上される。また、巻線間、巻線層間、巻線と容器との間などに固体の絶縁体を用いず、空気が絶縁体として用いられるため、比誘電率が略１となり、誘電損失が抑制され分布容量を小さくすることができる。これにより、より高い自己共振周波数ｆ0を得ることができ、トランスの出力インダクタンスＬｓの周波数帯域がより広くなり、より高いスイッチング周波数を使用することが可能となる。
【００２６】
以下、図２〜図６を用いて、第１の実施形態に係るトランスについて、より具体的に説明する。図２は、第１の実施形態に係るトランスの１次巻線および２次巻線の例を示す。なお、図２〜図６において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２７】
図２は、図１のトランス１０が分割されたトランス２０に含まれる巻線２００および２１０の例を示す。図２において、上側が１次巻線である巻線２００の例を示し、下側が２次巻線である巻線２１０の例を示す。図２は、トランス構成上、必要最小な２巻線の例として、これら巻線２００および２１０を示している。
【００２８】
巻線２１０は、エナメルなどで絶縁されたワイヤが円筒状に巻回されてなり、両端が折り曲げられて、引出線２１１ａおよび２１１ｂとされる。この例では、巻線２１０の下側に引出線２１１ａおよび２１１ｂが引き出されており、巻線２１０による円筒の上端から折り曲げられて引き出される引出線２１１ａに対応する、巻線２１０の巻線部の位置には、絶縁材２１２が挟み込まれる。絶縁材２１２は、例えば、難燃性の絶縁テープをできるだけ面積を小さくして巻線部に貼付してなす。
【００２９】
巻線２１０の外周の一部に、ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃが設けられる。ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃは、巻線２１０の外周側の構造に対して空間距離を確保するために設けられる。ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃは、巻線２１０の半径方向に、電気的絶縁を達成するために必要な空間距離および沿面距離を保てる厚みを持つ。また、ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃの材質は、絶縁性が高く、比誘電率および誘電正接が低い材質が選ばれる。このような材質としては、ガラスや樹脂などがある。
【００３０】
なお、図２では、ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃの３個のブリッジが設けられているが、これはこの例に限定されず、ブリッジは、２個または４個以上でもよい。
【００３１】
図２の上側に示す巻線２００は、エナメルなどで絶縁されたワイヤが、巻線２１０に対してより大きな半径の円筒状に巻回されてなる。巻線２００の半径は、例えば巻線２１０の半径に、ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃの巻線２１０の半径方向の厚みを加えた大きさとする。巻線２００の半径を、さらに大きな半径としてもよい。
【００３２】
巻線２００の他の構成は、巻線２１０と略同一である。すなわち、巻線２００による円筒の上端および下端から引出線２０１ａおよび２０１ｂがそれぞれ折り曲げられて引き出される。そして、円筒の上端から引き出された引出線２０１ａに対応する巻線２００の巻線部の位置には、絶縁材２０２が挟み込まれる。さらに、巻線２００の外周の一部に、上述の巻線２１０の場合と同様に、巻線２００の半径方向に、電気的絶縁を達成するために必要な空間距離および沿面距離を保てる厚みを持ったブリッジ２０３ａ、２０３ｂおよび２０３ｃが設けられる。
【００３３】
なお、巻線２００および２１０は、一般的には、装置を用いて自動で巻線されるが、巻線後の解れを防止するため、樹脂に含浸したり、熱結着性や熱硬化性とすると好ましい。
【００３４】
巻線２１０は、図２に矢印で示されるように、巻線２００の内周に組み込まれる。図３は、巻線２１０が巻線２００の内周に組み込まれた様子を示す。巻線２１０と巻線２００とは、ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃにより、適切な空間距離が保たれている。これら巻線２１０および２００の組み合わせにより、空芯トランスが形成される。
【００３５】
ここで、例えばブリッジ２１３ａおよび２１３ｃは、巻線２００の内周に巻線２１０を組み込んだ状態において、ブリッジ２０３ａおよび２０３ｃを含む、巻線２００内における磁束の方向に対して直角をなす面に含まれないように設けることが好ましい。図２の例では、ブリッジ２０３ａおよび２０３ｃを含む当該面に対して、磁束方向に沿ってブリッジ２１３ｃが上に、ブリッジ２１３ａが下に、それぞれ位置をずらして設けられている。このように、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃも、巻線２００内における磁束の方向に対して直角をなす、互いに異なる面にそれぞれ含まれるように設けられる。また、ブリッジ２１３ｂについても同様にして、ブリッジ２０３ｂに対して下にずらして設けられている。
【００３６】
なお、上述では、巻線２００および２１０がそれぞれ１次巻線および２次巻線であるように説明したが、これはこの例に限定されず、巻線２００を２次巻線とし、巻線２１０を１次巻線としてもよい。ここで、空芯トランスは、巻数と径の大きさによって励磁するエネルギーが左右されるので、径が大きい方、すなわち巻線２００を励磁巻線すなわち１次巻線として用いることが好ましい。一方、出力巻線は、高電圧を出力する場合は巻数が多くなり、銅損も大きくなることから、径が小さい巻線２１０を用いることが好ましい。また、高電圧を出力巻線側から出力させる場合は、出力電圧Ｖｏｕｔは、入力電圧Ｖｉｎに左右されるので、巻線２００および２１０の巻数比も、大きくなる。
【００３７】
図４は、組み合わされた巻線２００および２１０が格納される殻としての容器２５０の外観例を示す。図４で示される容器２５０は、容器としての機能を説明するために単純化されたものであって、この形状に限定されるものではない。図４において、容器２５０は、蓋部２５１と、底面２５２ａを有する円筒部２５２とからなる。蓋部２５１の外周は、円筒部２５２の内周と半径が一致するように構成される。底面２５２ａは、引出線２０１ａ、２０１ｂ、２１１ａおよび２１１ｂを引き出すための引出穴２５３ａ〜２５３ｄが設けられる。
【００３８】
容器２５０（蓋部２５１および円筒部２５２）は、比誘電率が低い材質を用いることが好ましい。容器２５０の材質は、密閉性が維持可能（気体通過性が略無い）であって、且つ、絶縁体（誘電体）であればよく、樹脂やガラスを用いることが考えられる。製造コストを考慮すると、容器２５０の材質としてガラスを用いると好ましい。また、図４に示される容器２５０は、蓋部２５１を円筒部２５２に嵌めこんで封止し、さらに、引出穴２５３ａ〜２５３ｄに各引出線２０１ａ、２０１ｂ、２１１ｂおよび２１１ａを通した状態で封止した場合に、密閉性が保たれるように構成する。
【００３９】
図５は、組み合わされた巻線２００および２１０が容器２５０に格納された状態の例を、容器２５０の直径方向の断面により示す。なお、図５において、上述した図２および図４と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４０】
図５において、巻線２１０と巻線２００とが各ブリッジ２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃにより適切な空間距離が保たれている。また、巻線２００と容器２５０の内周（円筒部２５２の内周）とについても同様に、ブリッジ２０３ａ、２０３ｂおよび２０３ｃにより適切な空間距離が保たれている。なお、図５では、ブリッジ２０３ｂおよび２１３ｂは省略されている。
【００４１】
蓋部２５１と円筒部２５２との境界は、封止材２５４にて封止されている。封止材は、硬化した後に気体の流動が無いようなものが選ばれる。各引出穴２５３ａ〜２５３ｄから、引出線２０１ａ、２０１ｂ、２１１ｂおよび２１１ａがそれぞれ引き出されている。
【００４２】
容器２５０内部からの水分子の排出は、例えばこの状態において行う。例えば、巻線２００の引出線２０１ａおよび２０１ｂと、巻線２１０の引出線２１１ａおよび２１１ｂとに、それぞれエージング電圧Ｖａｇｅを印加して、巻線２００および２１０のエージングを行う。このエージングにより、巻線２００および２１０が発熱し、容器２５０内の水分子を含む気体２６０が、各引出穴２５３ａ〜２５３ｄの引出線２０１ａ、２０１ｂ、２１１ｂおよび２１１ａとの隙間から排出される。
【００４３】
エージングにより容器２５０内部から水分子が排出された状態で、各引出穴２５３ａ〜２５３ｄの引出線２０１ａ、２０１ｂ、２１１ｂおよび２１１ａとの隙間を封止する。これにより、第１の実施形態に係るトランスが最終的に構成される。図６は、封止材で各引出穴２５３ａ〜２５３ｄが封止されたトランス２０の一例の構成を示す。このように、容器２５０を密閉することで、外気圧など外部の環境変化に伴う容器２５０内部の圧力の変化が抑制される。
【００４４】
なお、上述では、トランス２０が励磁巻線である巻線２００と、出力巻線である巻線２１０と、の２つの巻線を含むように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、第１の実施形態に係るトランスは、励磁巻線および出力巻線の他に、補助巻線など他の機能を提供するための巻線を、上述と同様にして追加することができる。
【００４５】
上述したように、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃは、ブリッジ２０３ａおよび２０３ｃを含む、巻線２００および２１０内の磁束の方向に対して直角をなす面に含まれないような位置に設けられる。第１の実施形態では、当該面に対して、磁束の方向に沿って、ブリッジ２１３ａが下にずらして設けられ、ブリッジ２１３ｃが上にずらして設けられている。これは、例えば、後述するように、容器２５０内を減圧して真空状態とした場合に、真空状態よりも比誘電率の高いブリッジ２０３ａ、２０３ｃ、２１３ａおよび２１３ｃが、磁束の方向に対して直角をなす同一面上に存在すると、各ブリッジ２０３ａ、２０３ｃ、２１３ａおよび２１３ｃ間で電圧が印加されてしまう。そこで、このように、ブリッジ２０３ａおよび２０３ｃに対して、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃが当該面に含まれないように設けることで、各ブリッジ２０３ａ、２０３ｃ、２１３ａおよび２１３ｃ間での電圧の印加を抑制することができる。
【００４６】
磁束は、巻線２００および２１０の径方向の面に対して角度が１／２πラジアンとなるように鎖交する。また、磁束を打ち消すように流れる高周波の還流電流は、巻線２００および２１０の、磁束の方向における中央部分で最も強く流れる。そのため、第１の実施形態では、各ブリッジ２０３ａ、２０３ｃ、２１３ａおよび２１３ｃが磁束の方向に対して直角をなす同一面上に含まれないように、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃの位置をずらしている。ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃをずらす量は、例えば、巻線２００および２１０の中央から、それぞれ１／４πラジアンおよび−１／４πラジアンの角度とすることが考えられる。
【００４７】
なお、上述では、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃを磁束の上下方向にずらしているが、これはこの例に限定されない。例えば、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃを、磁束の方向に対して直角をなす面内において、当該面の中央を中心として所定角度で回転させた位置に設けるようにしてもよい。これにより、ブリッジ２１３ａおよび２１３ｃがブリッジ２０３ａおよび２０３ｃと同一直線上に並ぶことが無くなり、各ブリッジ２０３ａ、２０３ｃ、２１３ａおよび２１３ｃ間での電圧の印加を抑制することができる。
【００４８】
また、各ブリッジ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃは、巻線２００および２１０との接触面積を可能な限り小さくすることが望ましい。
【００４９】
（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。第１の実施形態の第１の変形例では、第１の実施形態で図２〜図６を用いて説明したトランス２０において、容器２５０内部の気圧と、外気圧とを異ならせる。例えば、容器２５０内部を排気して減圧し、容器２５０内部の気圧を外気圧より低い気圧とする。容器２５０内部の気圧を外気圧より低い気圧、例えば０．８気圧以上１気圧未満の範囲内に固定することで、比誘電率をより低くすることができ、好ましい。さらに、容器２５０内部の気圧を１０-1Ｐａ（パスカル）またはそれ以下の真空状態とすることで、容器２５０内部の水分子をより効果的に排除することができ、好ましい。
【００５０】
図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る、内部を減圧可能な容器の外観例を示す。なお、図７において、上述した図４と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図７において、容器２５０’は、蓋部２５１’に、蓋部２５１’を貫通する貫通部３４１を持つ排気口３４０が設けられている。なお、図７では、蓋部２５１’が円筒部２５２に嵌め込まれた状態が示されている。
【００５１】
図８は、図７の容器２５０’を、容器２５０’の直径方向の断面により示す。なお、図８において、上述した図２および図４と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。図８の例では、組み合わされた巻線２００および２１０が容器２５０’に格納された状態を示している。
【００５２】
図８の例では、巻線２００および２１０が容器２５０’に格納された段階で、各引出穴２５３ａ’〜２５３ｄ’が封止されている。この状態で巻線２００および２１０に対する上述したようなエージングを行った場合、容器２５０’内部の水分子が排気口３４０から排出される。その後、真空ポンプなどを用いて排気口３４０から容器２５０’内部を排気する。容器２５０’内部が所定の気圧まで減圧されたら、排気口３４０の開口部を封止して、容器２５０’内部の気圧を大気圧より低い気圧に固定する。
【００５３】
排気口３４０の開口部の封止は、例えば、排気口３４０をガラスにて形成し、容器２５０’の内部の排気後、排気口３４０を加熱して融着させて行うことが考えられる。
【００５４】
なお、容器内部の減圧は、図７の構造に限られず、例えば図４および図５に示した容器２５０において、引出穴２５３ａ〜２５３ｄから排気することで行ってもよい。
【００５５】
（第１の実施形態の第２の変形例）
上述では、巻線２００および２１０により空芯トランスを構成した。これに対して、第１の実施形態の第２の変形例では、巻線２００および２１０の空芯部分に最大磁束密度の高い、フェライトコアなどのコアを設けた例である。
【００５６】
図９は、第１の実施形態の第２の変形例に係るトランスの一例の構成を示す。なお、図９において、上述した図２〜図５と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５７】
図９において、第１の実施形態の第２の変形例に係るトランス２０は、巻線２００および２１０を上側容器２７０ａと下側容器２７０ｂとで挟み込んでなる殻に格納し、上側容器２７２ａおよび下側容器２７２ｂに共通する穴部２７５に上側コア２７０ａの中足（センター）２７１ａと、下側コア２７０ｂの中足２７１ｂとが挿入されて構成される。したがって、内側に組み込まれる巻線２１０の内周にも、所定の空間距離を保つためのブリッジを設ける。
【００５８】
また、この構造において、上側容器２７２ａおよび下側容器２７２ｂの、外周の縁２７３ａおよび２７３ｂ同士、ならびに、内周の縁２７４ａおよび２７４ｂ同士をそれぞれ接着することで、上側容器２７２ａおよび下側容器２７２ｂ内部の密閉性を保つことが可能である。
【００５９】
さらに、上側容器２７２ａの側面または上面、あるいは、下側容器２７２ｂの側面または底面などに開口部を設け、上側容器２７２ａおよび下側容器２７２ｂの接着後に、エージングや排気などにより、開口部から水分子の排出や減圧などを行うことも可能である。
【００６０】
（効果）
既存技術のトランスは、特許文献１に開示されるように、各巻線間の層間に絶縁層が設けられ、その絶縁層には、比誘電率が低く、誘電正接が小さいもので、難燃テープが幾重にも使用された。さらに、出力電圧が高電圧であるために、出力巻数が多くなり、ボビンに１層で巻けないために出力巻線を分割する必要があった。出力巻線を分割した場合、分割分だけ、巻線間の絶縁層で占める面積が増大して、分布容量が増大し、また、出力が高電圧で巻数が多くなる。そのため、トランスとしての自己共振周波数ｆ0が低下し、出力からみた出力インダクタンスＬｓの周波数帯域が狭まってしまっていた。
【００６１】
これに対して、第１の実施形態およびその各変形例によるトランスでは、層間の絶縁層を、従来の難燃テープではなく、巻線２００と巻線２１０との間に空間を確保することで形成している。したがって、絶縁層は、比誘電率が１に近く、誘電正接が略０であり、従来の絶縁層を難燃性の絶縁テープにより形成した構成に対して、より高い自己共振周波数ｆ0を実現できる。
【００６２】
図１０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１０において、特性線４００は、既存技術による難燃性の絶縁テープを巻線間に用いた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各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。
【００６３】
図１０に例示されるように、第１の実施形態およびその各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（ＯＮ  Ｄｕｔｙ）の関係は、１−ｆs／ｆ0にある。これにより、自己共振周波数ｆ0が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。
【００６４】
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各変形例では、難燃性の絶縁テープの使用を最小限にとどめ、さらに、巻線２００および２１０の加熱により水分子を排除した後、容器２５０（または容器２５０’）を密閉しているので、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。
【００６５】
（第２の実施形態に係るトランスの構造）
次に、第２の実施形態に係るトランスの構造について説明する。第２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。
【００６６】
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。
【００６７】
図１１は、第２の実施形態に係るトランスの構造を概略的に示す。図１１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。
【００６８】
ここで、図１２を用いて、多層基板について概略的に説明する。図１２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。
【００６９】
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１２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。
【００７０】
以下、図１３〜図１６を用いて、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。図１３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１３（ａ）、図１３（ｂ）および図１３（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。
【００７１】
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。さらに、第１〜第３の層２０００1〜２０００3は、それぞれ、巻線部２０３０1、２０３０2および２０３０3からの引き出し線を導出可能なように、引き出し部２０３２が設けられる。
【００７２】
図１３（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１３（ａ）の例では、第１の層２０００1は、図１３（ａ）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。
【００７３】
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。
【００７４】
なお、図１３（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。
【００７５】
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。
【００７６】
１層における周回数が多く、断面積が足りない場合は、周回パターン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。
【００７７】
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。
【００７８】
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２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１３（ｂ）、図１３（ｃ）および図１４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。
【００７９】
図１３（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。
【００８０】
ここで、周回パターン２０１１は、図１４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１３（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。
【００８１】
なお、図１４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よい。
【００８２】
図１３（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。
【００８３】
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１３（ｃ）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。
【００８４】
図１５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１５では、説明のため、図１３（ａ）および図１３（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２０００2’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。
【００８５】
なお、ここでは、図１５（ａ）に示される第１の層２０００1が、図１５（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。
【００８６】
図１５（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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
図１６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、第２の実施形態に係るトランス２０の全体を、多層基板の断面により示す。なお、図１６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。
【００９０】
図１６の例では、第２の実施形態に係るトランス２０は、多層基板３００1および３００2（それぞれ図１２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１２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１３（ａ）〜図１３（ｃ）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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
このような構成において、図１を参照し、例えば、多層基板３００1および３００2をそれぞれ巻線２００および２１０とすることで、全体としてトランス２０を形成できる。また、同様にしてトランス２１を形成し、トランス２０および２１を穴部２０３１の中心を揃えて並べて、トランス２０および２１の穴部２０３１にコア１００の中足１２０を貫通させる。これにより、トランス２０および２１で磁束が共有され、図１に示したトランス１０を構成することができる。
【００９４】
また、図１６の構成において、周回パターン２０１０および２０１１が形成される各層２０００は、多層基板における内層パターンであるため、各層２０００に形成される周回パターン２０１０および２０１１は、外気に対して密閉された構造となる。すなわち、例えば多層基板３００1において、周回パターン２０１０および２０１１は、各周回パターン２０１０および２０１１の外周と、外層パターンであるパターン面３１０ａおよび３１０ｂとからなる殻に密閉された構造となっている。
【００９５】
なお、多層基板３００1および３００2の各層２０００において、周回パターン２０１０および２０１１が形成される部分に層間で隙間が生じる場合も起こり得る。この場合には、隙間に樹脂などを充填する、周回パターン２０１０および２０１１の外周に円状にパターンを残す、などの方法を用いて周回パターン２０１０および２０１１を外気に対して密閉することが考えられる。
【００９６】
これに限らず、例えば多層基板３００1および３００2によるトランス２０の全体を、第１の実施形態または第１の実施形態の変形例で図４〜図９を用いて説明したように、密閉可能な容器に収納するようにしてもよい。
【００９７】
（効果）
このように、第２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、静電容量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。
【００９８】
この静電容量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２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。  
【００９９】
このように、第２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静電容量の形成を抑制したパターン構造となる。  
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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２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。
【０１０３】
（第２の実施形態の変形例）
次に、第２の実施形態の変形例について説明する。図１７は、第２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１７の例に限定されない。
【０１０４】
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１６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１６において空間とされた領域３０１に挿入してもよい。
【０１０５】
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。
【０１０６】
第２の実施形態およびその変形例においても、例えば巻線２００と巻線２１０（多層基板３００1および３００2）との間の絶縁に、従来の難燃テープを用いる必要が無い。そのため、第１の実施形態およびその各変形例の場合と同様に、第２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’を、既存技術によるトランスの自己共振周波数ｆ0に対して高い周波数とすることが可能である（図８参照）。したがって、第２の実施形態およびその変形例においても、第１の実施形態およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
また、第２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おり、既存技術によるトランスのように、巻線の層間の絶縁のための難燃テープを用いる必要が無い。したがって、第２の実施形態およびその変形例に係るトランスは、水分子による影響を受けにくく、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。
【０１０８】
（第３の実施形態）
次に、第３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３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、第１の実施形態の各変形例、第２の実施形態、または、第２の実施形態の変形例に係るトランス２０を含むトランス１０を適用した例である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
図１８は、第３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１８に示すように、第３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もよい。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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
なお、図１８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１８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。
【０１１８】
ここで、図１９〜図２２を用いて、第３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１９は、第３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り、図２０は、図１９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２１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２２は、図２１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１９および図２１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。
【０１１９】
第３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１０２１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１９および図２０（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１９および図２０（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。
【０１２０】
一方、第３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２１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２２（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２２（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２０および図２２は模式図であり、実際には図２２の場合にも顔料は層になって凝集している。
【０１２１】
このように、第３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１０２１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。
【０１２２】
図２３は、第３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。なお、図２３において、濡れ性は被処理物表面の水に対する接触角を、ビーディングは粒状度を、浸透性は吸液特性を用いて、それぞれ表している。図２３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２３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。
【０１２３】
図２３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値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。
【０１２４】
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２３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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
また、被処理物１０２０表面を酸性化（ｐＨ値の低下）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１０２１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。
【０１２７】
また、図２４は、第３の実施形態に係る、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値との関係を示すグラフである。ここでは、メディアの例としてコート紙とＰＥＴ(Polyethylene  Terephthalate)フィルムを取り上げている。通常、ｐＨ値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値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。
【０１２８】
図２４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２４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２１参照）。
【０１２９】
次に、第３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。
【０１３０】
なお、第３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さらに有してもよいし、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。
【０１３１】
また、第３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３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。
【０１３２】
図２５は、第３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２５に示すように、画像形成システム１２００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よいし、同じ筐体内に納められた印刷装置であってもよい。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。
【０１３３】
なお、画像形成システム１２００において、被処理物１０２０は、画像形成時には、全体として図２５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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
なお、画像形成システム１２００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１２００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。
【０１３６】
さらにまた、画像形成システム１２００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１２００の内部に設けられても、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークを介した外部に設けられてもよい。
【０１３７】
第３の実施形態では、図２５に示す画像形成システム１２００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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
続いて、図２５に示す画像形成システム１２００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２６に抜粋して示す。図２６に示すように、画像形成システム１２００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１２００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１２００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。
【０１４１】
プラズマ処理装置１１００は、図１８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２６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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
ｐＨ検出部１１８０は、プラズマ処理装置１１００および先塗り処理部（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／または先塗り処理部による前処理（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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
インクジェットヘッドは、被処理物１０２０の搬送経路Ｄ１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。
【０１５０】
図２６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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
このような構成において、画像形成システム１２００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。
【０１５３】
図２７は、第３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２７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。
【０１５４】
なお、第３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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
図２８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２８（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２８（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。
【０１５７】
第３の実施形態では、高周波高圧電源１１５０に、第１の実施形態、第１の実施形態の各変形例、第２の実施形態、または、第２の実施形態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、容器（殻）内部の水分子が排除されているため、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。さらに、トランス１０は、密閉されており、容器内部に対する外部環境の変化の影響が抑制され、高周波高圧電源１１５０は、天候や高度が異なる環境でも安定的に動作可能である。
【０１５８】
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。
【符号の説明】
【０１５９】
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
２００，２１０  巻線
２０１ａ，２０１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ  引出線
２０２，２１２  絶縁材
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ  ブリッジ
２５０，２５０’  容器
２５１，２５１’  蓋部
２５２  円筒部
２５３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２５３ｄ  引出穴
２５４  封止材
２６０  気体
２７０ａ  上側コア
２７０ｂ  下側コア
２７１ａ，２７１ｂ  中足
２７２ａ  上側容器
２７２ｂ  下側容器
３４０  排気口
１１５０  高周波高圧電源
１１５０ａ  インバータ回路
１２００  画像形成システム
２０００，２０００1，２０００2，２０００2’，２０００3  層
２０１０1，２０１０2，２０１１  周回パターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６０】
【特許文献１】特開２０１２−１３５１１２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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