JP2000301711A

JP2000301711A - 表面処理方法、インクジェット記録媒体の製造方法及びインクジェット記録媒体

Info

Publication number: JP2000301711A
Application number: JP2000037041A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kondo; 慶和近藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット記録において、受像能力が高
く、受像後も画像が乱れない記録媒体を安価に製造する
ことを可能とし、さらに品種切換も容易な製造方法を実
現することを目的とする。【構成】空隙構造を有する受像層を形成した基材に対
し、プラズマ放電処理を行うことにより、表層の空隙構
造を親水化し、記録媒体の厚さ方向（深さ方向）の吸水
能力を向上させ、受像性能を高める。さらに、より表面
に近い側を撥水化することにより、インク滴受像後の乱
れなどを防止する。また、受像層の形成プラズマ処理を
連続して行うことにより、効率よくインクジェット記録
媒体の製造が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空隙構造を有する
基体およびその製造技術に関し、より詳しくはインクジ
ェット記録方式を用いて高画質の画像を形成するのに有
効な記録媒体、そしてその製造技術に関するものであ
る。より詳しくは、紙やプラスチックフィルムなどを支
持体とする基体に対し、大気圧もしくはその近傍の圧力
下で放電プラズマ処理を施してインク受像性能を向上さ
せる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】広義のインクジェット方式には、例えば
バブルジェット方式、ピエゾ電極方式などが含まれるも
のであるが、これは静電記録方式によるレーザープリン
ターに比べて装置・ランニングコストともに安価である
ため、広く民生用として販売されており、盛んに開発が
行われている。

【０００３】周知の通り、インクジェット方式はインク
を微細な孔から噴射し、記録媒体に衝突させて画像を形
成する技術である。なお本明細書中では、インク滴が記
録媒体の受像面に到達して画像が形成される際の挙動を
表現するのに「衝突」または「到達」あるいは「着弾」
という語を同義で用いるものとする。また、インクジェ
ット方式で画像を形成するに際して、特に文字データで
なく画像データなどを形成する場合、記録媒体は、イン
ク滴噴射装置（プリンタヘッドとも言う）から噴射され
たインクを正しい位置に着弾させ、受像面の面方向には
にじみがないように、迅速且つ充分に吸収させることを
求められる。

【０００４】このようなインクジェット方式の記録媒体
としては、普通紙が用いられることが多いが、インクの
開発により、布などにも印刷が可能となっている。また
インクの微粒子化・多色化、あるいは印字ヘッドの精密
な位置制御による高画質化に伴い、多品種少量生産や、
少部数の印刷にもインクジェット方式が導入され始めて
いる。

【０００５】さて最近では1200dpi以上の精細な印刷が
可能なインクジェットプリンタが販売されており、この
ような機種は単に精細な印刷をするのみでなく、高速印
刷機能も兼ね備えている。

【０００６】すなわちインクジェットプリンタは高画質
化・高速化が求められており、それはプリンタのみなら
ず、プリンタを駆動するソフトウェアに始まり、イン
ク、記録媒体にまで研究開発が及んでいる。例えば現在
の民生品では、１９９９年１月現在、最小6ｐｌ（１兆
分の６リットル）という粒子が採用されているものがあ
る。

【０００７】そして同時に、記録媒体そのものを高画質
化に寄与させるための専用印刷紙が提案され、その専用
記録紙の需要も高まってきている。

【０００８】上述の通り、インクジェット方式は、イン
クを記録媒体に噴射して衝突させる方式のため、記録媒
体がインクのにじみやすいものである場合は画像の鮮鋭
性が低下するし、逆にインクとの親和性が低かったり、
インクをはじいてしまうと像形成が不可能になる。

【０００９】これまでに提案され、あるいは販売されて
いる専用記録紙は、基材となる紙・プラスチックフィル
ム（ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＮなど）の表面にゼラチ
ン・ＰＶＡなどの有機質または無機質（シリカ等）を主
成分とする機能層を塗布することにより形成し、インク
の受像性能を向上させたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし塗布による方法
のみでは、空隙内部の「ぬれ」などの表面物性をコント
ロールすることは極めて困難である。また、インクは各
メーカーや製品ごとによって品種・品質・性能に差があ
るため、インクとの相性なども考慮に入れると万能な塗
布層の処方を決定することは困難であるし、またこれを
適宜変更してインク受像性能をコントロールすることも
容易ではない。

【００１１】また、印刷後の接着・転写の問題がある。
これは印刷したインクがちょうど接着剤のように働いて
しまう現象である。具体的には印刷物を密着させて重ね
た場合、受像面が他の紙面などにくっついてしまい、こ
れを無理にはがした場合、印刷像が転写するか、甚だし
くは剥がれたり破れたりする現象である。

【００１２】さらに印刷速度向上によって、インクの噴
射ピッチ（時間間隔）が短くなったため、「位置ずれ」
発生の問題が生じてきている。これは受像面に着弾した
インク滴が、受像面から面内にしみ込む速度が遅い場
合、図１３のように、先に着弾して紙面にしみ込みきっ
ていないインク滴に、次に着弾したインクが引き寄せら
れてしまい、本来意図した位置からずれてしまう現象で
ある。この結果、本来あるべきなのにインクがない（イ
ンク滴が狙い通りの位置に着弾しない）場所が生じ、色
彩性が著しく劣化する。

【００１３】さらに受像性能を向上させたことによる逆
効果も生じている。それは第１に「汚れ」の問題であ
り、例えば手指によって受像面に触れた場合、汚れ・指
紋が付いたり、吸湿によって受像層が膨潤し、像が乱れ
る等の点である。第２には「横にじみ」の増大である。
これは受像面に着弾したインクが面方向に広がってしま
い、隣り合って着弾したインクと混じり合い、不要な混
色を生じてしまう問題である。

【００１４】これは受像性能を向上させると共に顕在化
する問題点であるが、現在のところ有効な解決策が見い
だされておらず、各社とも手探りで記録媒体を開発して
いる状況である。例えば特開平10-193783号公報に記載
されている技術の場合、密な構造の受像層を形成し、そ
の表面を親水化させる技術を提案しているが、表面のみ
の親水化はいたずらに面方向の広がりを助長するのみで
あり、逆に品質を低下させてしまう。

【００１５】そこで本願発明者らは検討の結果、噴射さ
れたインクが受像面に対してしみこみやすいこと、換言
すれば記録媒体の厚さ方向（深さ方向とも言う）の吸水
能力（容量、速度の両方の観点）が重要な要素であるこ
とを解明し、具体的には空隙構造の内部を親水化させ、
受像面の吸水効率・吸水速度を向上させることによって
隣り合って着弾するインク滴（ドットとも言う）同士の
干渉を抑制し、インクジェット方式の記録性能を向上さ
せることができる点を見いだした。

【００１６】さらに親水化とは逆に、最表面を撥水化す
ることにより、紙面の汚れ等の対策として有効であるこ
とも見いだした。

【００１７】そしてインクジェット記録媒体として大変
有効であるのは表層が親水化され、表面のみが撥水化さ
れているものが高い受像能力を有することを見いだし
た。

【００１８】しかし塗布層の膜物性を変化させて受像性
能を向上させる方法については上述の通り安価でインク
の性能に応じて切り替えが容易、かつ効果的な手段がみ
つかっていない。また受像性能向上にともなう「汚れ」
の顕在化、「横にじみ」の増大についても、受像性能と
相反する課題であるため、両者を両立させうる解決策は
提案されていない。

【００１９】ところで、支持体の表面性改質について
は、様々な技術が提案されている。例えば塗布を行うに
あたって、接着性（膜付き）を向上させるため表面処理
については、コロナ放電処理・真空グロー放電処理・火
炎処理をはじめ、最近提案されている大気圧プラズマ表
面処理技術等がある。特に最後の大気圧プラズマ処理に
ついては特開平３−１４３９３０号、特開平４−７４５
２５号、特公平２−４８６２６号、特公平６−７２３０
８号、特公平７−４８４８０号公報等に詳しく記載され
ており、その特徴は大気圧あるいはその近傍の圧力下、
アルゴンガスもしくはヘリウムガスを主成分とする雰囲
気中で放電を行いプラズマを発生させて、このプラズマ
により支持体に表面処理を行う点である。

【００２０】本願発明者らは、これらのような表面改質
技術が、インク受像層の受像性能を大幅に改善し、さら
に「汚れ」の問題・「位置ずれ」の発生も解決すること
を確認し、本願発明を成すに至った。

【００２１】しかし、プラズマ処理は、プラズマの発生
条件が厳しいことや、そのコントロールが難しい問題が
ある。

【００２２】さらにプラズマ処理においては反応ガス中
の水分が官能基付与に寄与するが、付与効率向上のため
に水分の割合を多くすると、電源の出力低下や、放電不
安定化を生じるという問題があった。

【００２３】これに対し検討の結果、特にプラズマ処理
におけるプラズマのコントロールについてインク受像層
の改善に非常に効果がある条件を見い出した。

【００２４】すなわち本願発明の第１の課題は、表面改
質方法を用いてインクジェット方式に用いる記録媒体の
受像性能を向上させることにある。

【００２５】本願発明の第２の課題は、表面改質方法を
用いてインクジェット方式に用いる記録媒体の「汚れ」
の問題を低減・解消させることにある。

【００２６】本願発明の第３の課題は、表面改質方法を
用いてインクジェット方式に用いる記録媒体の「横にじ
み」の発生を低減・解消させることにある。

【００２７】本願発明の第４の課題は、表面改質方法に
用いるプラズマの発生条件を好適なものにすることにあ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】（１）空隙構造を有する
表面層を備えた支持体上に対し、プラズマ処理を行うこ
とを特徴とする支持体の表面処理方法。（２）前記プラズマ処理によって前記支持体に官能基を
付与することを特徴とする（１）の表面処理方法。（３）前記プラズマ処理によって前記空隙を粗面化する
ことを特徴とする（１）の表面処理方法。（４）前記プラズマ処理を、不活性ガスを主体とする雰
囲気下で発生させることを特徴とする（１）の表面処理
方法。（５）前記空隙を有する表面層は、前記支持体の表層で
あることを特徴とする（１）の表面処理方法。（６）前記空隙を有する表面層は、前記支持体上に設け
られた塗布層であることを特徴とする（１）の表面処理
方法。（７）前記プラズマ処理によって前記空隙の内部及び/
又は表層を親水化させることを特徴とする（１）の表面
処理方法。（８）前記プラズマ処理によって前記空隙の少なくとも
表層の撥水性を向上させることを特徴とする（１）の表
面処理方法。（９）前記プラズマ処理をコロナ放電により行うことを
特徴とする（７）記載の表面処理方法。（１０）前記プラズマ処理を火炎により行うことを特徴
とする（７）記載の表面処理方法。（１１）前記プラズマ処理を真空または大気圧下または
大気圧近傍の圧力下でグロー放電によって行うことを特
徴とする（７）または（８）記載の表面処理方法。（１２）前記プラズマ処理を行う雰囲気が絶対湿度で、
０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以上である
ことを特徴とする（１）の処理方法。（１３）前記プラズマ処理によって親水化処理を行った
後、撥水化処理を行うことを特徴とする（１）記載の表
面処理方法。（１４）前記支持体をプラズマ処理を行うためのガス雰
囲気中に存在させ、前記空隙構造に前記ガスを充満させ
たのち、前記プラズマ処理を行うことを特徴とする
（１）記載の表面処理方法。（１５）前記支持体はインクジェット記録媒体であるこ
とを特徴とする（１）記載の表面処理方法。（１６）（１）ないし（１４）の表面処理方法を用いて
製造したことを特徴とするインクジェット記録媒体。（１７）パルス化された電界中で発生させたプラズマを
用いて、空隙構造を有する表面層を備えた支持体に対し
てプラズマ処理を行うことを特徴とする支持体の表面処
理方法。（１８）前記プラズマが発生する雰囲気の絶対湿度が、
０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以上である
ことを特徴とする（１７）の表面処理方法。（１９）前記プラズマ処理によって前記支持体に官能基
を付与することを特徴とする（１７）の表面処理方法。（２０）前記プラズマ処理によって前記空隙を粗面化す
ることを特徴とする（１７）の表面処理方法。（２１）前記空隙を有する表面層は、前記支持体の表層
であることを特徴とする（１７）の表面処理方法。（２２）前記空隙を有する表面層は、前記支持体上に設
けられた塗布層であることを特徴とする（１７）の表面
処理方法。（２３）前記表面改質によって前記空隙の内部及び/又
は表層を親水化させることを特徴とする（１７）の表面
処理方法。（２４）前記表面改質によって前記空隙の少なくとも表
層を撥水化させることを特徴とする（１７）の表面処理
方法。（２５）前記プラズマ処理をグロー放電によって行うこ
とを特徴とする（１７）記載の表面処理方法。（２６）前記プラズマ処理を大気圧下または大気圧近傍
の圧力下で行うことを特徴とする（１７）記載の表面処
理方法。（２７）前記プラズマ処理を大気下で行うことを特徴と
する（１７）記載の表面処理方法。（２８）前記プラズマ処理を、３０体積％以上の反応ガ
スを含んだ雰囲気下で発生させることを特徴とする（１
７）の表面処理方法。（２９）前記プラズマ処理を行う雰囲気が絶対湿度で、
０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以上である
ことを特徴とする（１７）の処理方法。（３０）前記プラズマ処理によって親水化処理を行った
後、撥水化処理を行うことを特徴とする（１７）記載の
表面処理方法。（３１）前記支持体はインクジェット記録媒体であるこ
とを特徴とする（１７）記載の表面処理方法。（３２）（１７）ないし（３０）の表面処理方法を用い
て製造したことを特徴とするインクジェット記録媒体。（３３）連続搬送される支持体に対し、前処理を行い、
次いで塗布液を前記支持体に塗布してから乾燥して機能
層を形成した後、該機能層に後処理を施すことを連続的
に一貫工程で行うこと特徴とするインクジェット記録媒
体の製造方法。（３４）前記前処理はプラズマ処理であることを特徴と
する（３３）記載のインクジェット記録媒体の製造方
法。（３５）前記前処理はコロナ放電処理であることを特徴
とする（３３）記載のインクジェット記録媒体の製造方
法。（３６）前記後処理はプラズマ処理であることを特徴と
する（３３）記載のインクジェット記録媒体の製造方
法。（３７）前記プラズマ処理は、パルス化された電界中で
発生させたプラズマを用いて行うことを特徴とする（３
３）のインクジェット記録媒体の製造方法。（３８）前記プラズマが発生する雰囲気の絶対湿度が、
０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以上である
ことを特徴とする（３３）の表面処理方法。

【００２９】また換言すれば、本願発明は、次のような
表現をして記述することもできる。（１）支持体上に、空隙構造を有する空隙層を備えた基
材の改質方法において、前記基材に対し、プラズマ処理
を施すことを特徴とする基材の改質方法。（２）前記プラズマ処理によって前記基材に官能基を付
与することを特徴とする（１）の表面処理方法。（３）前記プラズマ処理によって前記空隙を粗面化する
ことを特徴とする（１）の基材の改質方法。（４）前記空隙層は、粒子を含有し、前記プラズマ処理
により、前記粒子を粗面化する。（５）前記プラズマ処理を、不活性ガスを主体とする雰
囲気下で発生させる。（６）前記空隙層は、前記支持体から最も離れた位置に
備えられている。（７）前記空隙層は、前記支持体上に、塗布により設け
られた層である。（８）前記プラズマ処理により、前記空隙層の内部およ
び空隙層の表層の少なくとも一方が親水化される。（９）前記プラズマ処理により、前記空隙層の表層が撥
水化される。（１０）プラズマ処理をコロナ放電により行うことを特
徴とする（１１）前記プラズマ処理を真空または大気圧下または
大気圧近傍の圧力下でグロー放電によって行う。（１２）前記プラズマ処理によって親水化処理を行った
後、撥水化処理を行う。（１３）前記プラズマ処理を施すステップの前に、前記
基材をガス雰囲気中に存在させ、前記空隙構造に前記ガ
スを導入させる。（１４）前記基材は、インクジェットペーパーである。（１５）前記プラズマ処理は、パルス化された電界中で
発生させたプラズマを用いて施される。（１６）前記プラズマ処理を施すステップは、ガスをプ
ラズマ状態にするステップと、プラズマ状態になったガ
スを前記空隙構造に導入するステップとを有する。（１７）前記プラズマ処理を施すステップの前に、前記
空隙構造にガスを導入させるステップを有し、前記プラ
ズマ処理は、前記空隙構造にガスが導入された前記基材
に対して放電を行うことにより施される。（１８）支持体上に空隙構造を有する空隙層を備えたイ
ンクジェットペーパーの製造方法において、前記空隙層
に、プラズマ処理を施す。（１９）（１８）の方法において、前記プラズマ処理を
施す前に、前記支持体上に空隙層を形成する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本願発明はこの形態に限られるものでは
ない。

【００３１】図１５は、本実施形態のプラズマ処理前の
基材の断面図である。支持体上にゼラチン層などの下引
層を設け、その上に空隙を有する受像層（機能層）を設
けている。

【００３２】なお、本明細書においては、受像層の最上
部を「表層」と呼び、空隙層内部の粒子の表面を「表
面」と呼ぶものとする。

【００３３】本発明に用いる、空隙構造を有する基材の
支持体には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンから選
ばれるフィルム及び紙等が用いられる。

【００３４】特にインクジェット用記録媒体を製造する
場合には、例えばパルプ原紙の両面にＰＰの層を形成し
た支持体面上に、ゼラチンの薄膜を塗布し、さらにその
上に主にシリカとＰＶＡとを分散した水系塗布液を単層
あるいは多層塗布し、乾燥することによって受像層（機
能層）を形成した記録媒体を作成し、この受像層にプラ
ズマ処理を行うことにより、受像性能を向上させる。層
構成については同じ成分の塗布液を重層塗布したもので
も良いし、必要に応じて塗布液の組成、膜厚、層数を選
択可能である。また、受像層は塗布により形成すること
が好ましいが、他の方法により形成しても構わない。

【００３５】受像層形成のための塗布については従来か
ら感光材料の製造などに適用するための技術が提案され
ており、これらの技術を応用することができる。例え
ば、ファウンテン型、エクストルージョン型、ワイヤー
バー型、ブレード型、スライドホッパー型、カーテン型
等、適宜好ましい方法を選択することができる。とくに
広幅の支持体に対し、高速で重層薄膜塗布を行う場合、
スライドホッパー型、カーテン型の技術を用いることが
好ましい。

【００３６】受像層は、シリカとＰＶＡとによって構成
されており、具体的にはシリカ粒子の上にＰＶＡの被膜
が形成され、この粒子が空隙を有した状態で多数凝結し
ている。そしてインクジェットのインク滴が受像層に到
達すると、この空隙にインクがしみこんで画像が形成さ
れる。

【００３７】この受像層に対して親水性を付与するよう
にプラズマ処理を施したものは、シリカ表面のＰＶＡ被
膜に対して極性官能基（アミノ基、カルボキシル基、水
酸基、カルボニル基など）が多数付与されるため、イン
クの吸水効率・吸水速度が向上する。さらに受像層内部
のシリカ表面のＰＶＡ被膜の表面がエッチングによって
細かく粗面化される（アンカー効果）ため、粒子間に形
成されている空隙の表面積が増大し、この点も吸水効率
・吸水速度の向上に寄与する。さらに親水化とは逆に、
受像層の最表面（表層）を撥水化処理することにより、
インク滴が受像面の面方向（横方向ともいう）に広がる
ことを抑制し、図１４に示すように「横にじみ」を防止
することができる。

【００３８】このように、付与する性質及びその程度
（プラズマ処理の寄与度）については、電界強度、プラ
ズマ処理ガス条件（反応ガス濃度、ガス封入条件、気圧
等）、放電条件、後述する湿度条件などを変化させるこ
とにより、適宜コントロールすることができる。すなわ
ち必要に応じて親水性・撥水性付与の度合を自由に変化
させることができる。具体的には親水性・撥水性が向上
する受像層の深さ、厚さ、親水性・撥水性向上の度合な
どをÅ〜サブμmの厚さ範囲で自由に制御できる。この
ため多種多様な市場需要に対応でき、品種切換・多品種
少量生産に適している。

【００３９】親水性処理について具体的に説明すると、
受像層内部の空隙をターゲットに処理を行う場合、放電
に必要な反応ガスを空隙に充分に封入することが効果的
であるので、ガスをパージ（充填）する時間を長くする
ことが好ましい。これは支持体をガス室に停滞させる方
法でも良いし（オフラインパージとも言う）、オンライ
ンでガスパージ工程を経る方法でも良い。ガスパージ以
外の方法では、小さい分子のガスを反応ガスとして採用
することが好ましい。分子サイズが小さいガスを使用し
た場合、反応ガスが短時間で迅速に空隙に入り込みやす
く、特にＨｅ等を採用する事が好ましい。空隙に封入さ
れた反応ガスは簡単に外部に出ることはなく、プラズマ
処理に消費されるので、空隙の表面改質効果、つまり粒
子の表面改質効果を高める。

【００４０】撥水性処理について具体的に説明すると、
処理用ガスとしてフッ素含有化合物ガスを用いることに
より、基材表面（表層）にフッ素含有基を形成させて表
面エネルギーを低くし、撥水性表面を得ることができ
る。上記フッ素元素含有化合物としては、４フッ化炭
素、６フッ化炭素、６フッ化プロピレン、８フッ化シク
ロブタン等のフッ素-炭素化合物、１塩化３フッ化炭素
等のハロゲン-炭素化合物、６フッ化硫黄等のフッ素-硫
黄化合物等が挙げられる。安全上の観点から有害ガスで
あるフッ化水素を生成しない４フッ化炭素、６フッ化炭
素、６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタンを用い
ることが好ましい。

【００４１】次にパルス化された電界で発生させたプラ
ズマを用いた処理について説明する。プラズマ処理は、
主に反応ガス中で電界を生ぜしめることによってプラズ
マを発生させるものであるが、この電界をパルス式の電
界にさせることにより、とくにプラズマ強度が強く、均
一になるので、処理物に対する改質効果が大きい。

【００４２】処理室内に配置された電極にパルス化され
た電界を印加することにより、放電プラズマを発生させ
るが、パルス波形は例えば図２に示す例が挙げられる
が、これに限定されず、特開平１０−１３０８５１号公
報の図１（a）〜（d）のパルス波形であってもよい。図
２において、縦軸はパルス電圧、横軸は時間である。

【００４３】かかるパルス化された電界を印加すること
により発生した放電プラズマを表面処理に用いると、空
気中であっても十分表面処理機能がある。

【００４４】パルス電界の周波数は、５ｋ〜１００ｋＨ
ｚの範囲が好ましい。

【００４５】一つのパルス電界が印加される時間は１μ
ｓ〜１０００μｓであることが好ましい。一つのパルス
電界が印加される時間というのは、図２における一つの
パルス波形のパルスが印加される時間である。

【００４６】対向電極に印加する電圧の大きさは、特に
限定されないが、電極に印加した時の電界強度が１〜１
００ｋＶ／ｃｍとなる範囲になるようにすることが好ま
しい。

【００４７】次に雰囲気の湿度をコントロールして、プ
ラズマの発生度合・処理強度を変化させる技術について
説明する。

【００４８】上述の通り、プラズマ処理は空気中の水分
（Ｈ₂Ｏ）が反応ガスとして寄与するが、この割合が多
いと従来の電源では出力低下したり、又は放電不安定化
（プラズマ処理の不均一化）を生じていた。

【００４９】これに対してパルス化電界を用いてプラズ
マを発生させることにより、Ｈ₂Ｏが豊富にある雰囲気
下における放電（均一なプラズマ発生）が可能となり、
上記の様な問題点を解決できる。

【００５０】特にＨ₂ＯはＯ２やＣＯ₂に比べて、プラズ
マ発生時の副産物であるオゾンの発生が少ない上、表面
改質効果もあることから非常に有効である。

【００５１】また、雰囲気に存在する水分の割合は絶対
湿度で０．００５[ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以上
が好ましいが、より好ましくは０．００９[ｋｇ−水蒸
気/ｋｇ−乾きガス]以上、更に好ましくは０．０１２
[ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以上である。

【００５２】絶対湿度は定温度湿度図表（湿り線図とも
いわれる）を参照して求めることができる。

【００５３】また「０．００５[ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾
きガス]以上」とは、例えば（１）温度２０℃の時は、
相対湿度３５％以上、（２）温度２５℃の時は、相対湿
度２５％以上、（３）温度３０℃の時は、相対湿度１９
％以上を示すものである。

【００５４】次に、連続的な処理を行う技術について説
明する。

【００５５】表面改質処理する対象である基材は、受像
層を塗布によって形成されているが、前処理を行ってか
ら、連続的に塗布、後処理を行うことにより、一貫工程
で無駄なく表面処理加工されたインクジェット記録媒体
を得ることができる。

【００５６】具体的には図１２に記載されているよう
に、連続搬送される支持体を最初に前処理工程を通過さ
せながら前処理を行う。

【００５７】前処理工程は塗布液が支持体へ乗り移りや
すくするするための工程であり、具体的にはプラズマ処
理、コロナ放電処理などを用いることが好ましい。また
ゼラチンなどを塗布し、ゼラチン層を形成しても良い。

【００５８】この前処理工程を経た後、支持体は塗布工
程へ搬送される。塗布工程では、予め調製された受像層
用の塗布液が支持体に塗布される。塗布方式はカーテン
方式、スライドホッパー方式をはじめ、適宜好適な方式
を適用できる。

【００５９】この塗布工程においては、先の前処理工程
で支持体表面が改質されていることにより、液付き性
（膜付き性ともいう）が改善され、高速且つ薄膜の塗布
が可能になっている。

【００６０】次に搬送される支持体は乾燥工程に入る。
この工程では塗布された塗布液を急速に乾燥させること
ができるように、ドライヤーの条件（温風の温度、吹き
出し量、吹き出し口の形状・大きさ・位置など）が設定
されている。

【００６１】乾燥工程を経てインク受像層が形成された
支持体（すなわち基材）は、後処理工程へ搬送される。
この後処理工程では上述してきた空隙の表面改質処理
（すなわち、受像層の空隙を形成する粒子の表面改質処
理）を施され、インク受像性能が向上する。この後処理
工程では、上述の通りプラズマ発生のために雰囲気や湿
度条件、反応ガスなどを適宜選択、適用できる。

【００６２】また、後処理工程では、プラズマ処理工程
を複数設けても良い。例えば先に親水化処理を行って受
像層の吸水能力を高め、次に撥水化処理を主に受像層の
うちの表層に行って表面汚れ対策及び横方向（面方向）
のにじみ対策を行うこともできる。

【００６３】このように連続的に一貫処理されることに
より、効率よくインクジェット記録媒体を製造できる。

【００６４】また、この図では図示していないが、塗布
工程と乾燥工程との前にセット工程を設けることもでき
る。塗布工程で塗布される塗布液が水系であって、バイ
ンダーを含有するものである場合、塗布後に直接乾燥工
程に入ると、乾燥風によって塗膜が乱れてしまうため、
いったん冷風によって塗膜を固め、後に乾燥を行うもの
である。

【００６５】以下、具体的な処理装置について説明す
る。

【００６６】図１は第１の方法及び装置を説明するため
の概略構成図である。

【００６７】図１において、１は連続搬送される長尺状
の支持体であり、２は大気圧もしくはその近傍の圧力
下、連続的にプラズマ処理する処理部であり、３、４は
一対の電極である。

【００６８】処理部２は第１の方法を実施するために大
気開放状態になっており、処理室を構成しておらず、一
対の電極３、４の間に形成される間隙が処理部を構成す
る。

【００６９】処理部２には大気圧もしくはその近傍の圧
力下に自然に存在する空気があればよいが、空気の流れ
を付けたり、あるいはその流れを規制したり、整流する
ための遮蔽板やニップロールを付加することもできる。
また発生した副産物（例えばガス等）を排出、廃棄する
ための廃棄ダクトを設けることもできる。

【００７０】処理部２において表面処理されると、支持
体表面への塗布性及び塗膜の膜付き性が向上し、官能基
の付与性が向上し、更に光学的、電気的、機械的等の機
能を有する表面が形成され、塗布性の向上という点でみ
れば、かかる表面処理後はすぐに塗布することが、処理
面の経時劣化を防ぐ点で好ましい。

【００７１】図示の例で、一対の電極３、４は金属電極
３Ａ、４Ａと固体誘電体３Ｂ、４Ｂで構成され、金属電
極３Ａ、４Ａは銀、金、銅、ステンレス、アルミニウ
ム、等の通電可能な材料を固体誘電体3Ｂ、4Ｂに貼り付
けるのが一般的であるが、固体誘電体3Ｂ、4Ｂにメッ
キ、蒸着、コーティング、溶射等で付けることもでき
る。

【００７２】固体誘電体3Ｂ、4Ｂとしては、気密性の高
い高耐熱性のセラミックを焼結した焼結型セラミックス
を用いることも好ましい。焼結型セラミックスの材質と
しては例えばアルミナ系、ジルコニア系、窒化珪素系、
炭化珪素系のセラミックスである。アルミナセラミック
スの厚みは１ｍｍ程度が好ましい。また、体積固有抵抗
は１０⁸Ω・ｃｍ以上が好ましい。

【００７３】焼結型セラミックスとして、アルミナ系焼
結型セラミックスを用いる場合、純度９９．６％以上の
アルミナ系焼結型セラミックスを用いることが、電極の
耐久性を上げる点で好ましい。純度９９．６％以上のア
ルミナ系焼結型セラミックスに関しては、本出願人が先
に提案した発明（特願平９−３６７４１３号）を参考に
できる。

【００７４】この焼結型セラミックスを用いた電極の製
造方法は耐熱性の高いセラミックスを焼結させて焼結型
セラミックスを作り、その焼結型セラミックスにメッ
キ、蒸着、溶射またはコーティング等して金属電極を付
着させる。

【００７５】また固体誘電体3Ｂ、4Ｂとしては、特願平
１０−３００９８４号に記載の低温ガラスライニングを
用いることもできる。

【００７６】金属電極3Ａ、4Ａは固体誘電体3Ｂ、4Ｂに
よって全部が被覆されていてもよいし、一部が被覆され
るだけでもよい。

【００７７】電極間の間隙は、対向する固体誘電体３Ｂ
と４Ｂの表面間の距離で、０．３〜１０ｍｍの範囲が好
ましく、より好ましくは１〜１０ｍｍの範囲、さらに好
ましくは３ｍｍである。また、図１では一対の電極３、
４のように平板電極を用いてあるが、一方もしくは双方
の電極を円筒電極、ロール状電極としてもよく、あるい
はガスフロー型の曲面電極を用いてもよい。かかる電極
の詳細は第２の方法及び装置の説明で詳述する。

【００７８】この一対の電極３、４のうち一方の電極３
に高周波電源５が接続され、他方の電極４はアース６に
より接地されており、一対の電極３、４間にパルス化さ
れた電界を印加できるように構成されている。

【００７９】第１の方法において、表面処理前に、予め
基材表面（表層）の除電処理を行い、更にゴミ除去を行
うことは、表面処理の均一性が更に向上するので好まし
い。除電手段としては、通常のブロアー式、接触式以外
に、複数の正負イオン生成用除電電極と基材を挟むよう
にイオン吸引電極を対向させた除電装置と、その後正負
の直流式除電装置を設けた高密度除電システム（特開平
７−２６３１７３号）を用いることも好ましい。またこ
のときの支持体帯電量は±５００Ｖ以下が好ましい。ま
た除電処理後のゴミ除去手段としては、非接触式のジェ
ット風式減圧型ゴミ除去装置（特開平７−６０２１１
号）等が好ましいが、これに限定される訳ではない。

【００８０】本発明の第１の方法及び装置において、大
気圧近傍の圧力下とは、１００〜８００Ｔｏｒｒの圧力
下であり、好ましくは７００〜７８０Ｔｏｒｒの範囲で
ある。

【００８１】この方法では、上記対向する電極間にパル
ス化された電界を印加することにより、放電プラズマを
発生させるが、パルス波形は例えば図２に示す例が挙げ
られるが、これに限定されず、特開平１０−１３０８５
１号公報の図１の（a）〜（d）のパルス波形であっても
よい。図２において、縦軸はパルス電圧、横軸は時間で
ある。

【００８２】かかるパルス化された電界を印加すること
により発生した放電プラズマを表面処理に用いると、空
気中であっても十分表面処理機能がある。

【００８３】パルス電界の周波数は、５ｋ〜１００ｋＨ
ｚの範囲が好ましい。

【００８４】一つのパルス電界が印加される時間は１μ
ｓ〜１０００μｓであることが好ましい。一つのパルス
電界が印加される時間というのは、図２における一つの
パルス波形のパルスが印加される時間である。

【００８５】対向電極に印加する電圧の大きさは、特に
限定されないが、電極に印加した時の電界強度が１〜１
００ｋＶ／ｃｍとなる範囲になるようにすることが好ま
しい。

【００８６】対向電極に印加する電源の出力は、３〜４
０ｋＷ／ｍ²が好ましく、さらには１０ｋＷ／ｍ²程度が
より好ましい。

【００８７】また支持体にプラズマ処理を施す時間につ
いては、処理室の長さに応じて支持体の搬送速度を制御
することにより調節できるが、０．３〜６０ｓｅｃ
（秒）が好ましく、さらには３ｓｅｃ程度がより好まし
い。

【００８８】次に第２の方法及び装置について説明す
る。

【００８９】図３は第２の方法及び装置の一実施の形態
を示す概略構成図である。

【００９０】同図に示すように、連続搬送される長尺状
の支持体１を大気圧もしくはその近傍の圧力下、連続的
にプラズマ処理するための処理部２が前記支持体１の入
口２Ｂと出口２Ｂを有する間仕切りされた処理室によっ
て構成されている。以下、処理部を処理室として説明す
る。

【００９１】処理室２には対向する平板電極３、４が設
けられている。この平板電極の構成は第１の方法及び装
置で使用したものと同一でよい。

【００９２】図示の例では、処理室２に隣接して基材の
入口側に予備室１０が設けられ、その予備室１０に隣接
して予備室１１が設けられている。支持体の出口側にも
処理室２に隣接して予備室１２が設けられている。

【００９３】予備室を設ける場合、図示のように、基材
１の入口側に二つ、出口側に一つを設ける態様であって
もよいが、これに限定されず、支持体１の出入口側に一
つづつ設ける態様、入口側に二つ設け、出口側に設けな
い態様、あるいは入口側に二つ以上、出口側に二つ以上
設ける態様でもよい。

【００９４】いずれの態様であっても、処理室内の気圧
が、該処理室と隣接する予備室の気圧より高いことが必
要であり、好ましくは０．０３ｍｍＡｑ以上高いことで
ある。このように処理室と予備室の間でも圧力差を設け
ることによって、外部空気の混入を防止し、反応ガスの
有効使用が可能となり、表面処理効果も更に向上する。

【００９５】また処理室に隣接して入口側に二つ以上、
出口側に二つ以上予備室を設けた場合、その予備室と隣
り合う予備室の間の気圧は、処理室に近い側の予備室の
気圧が高く設定されることが好ましく、０．０３ｍｍＡ
ｑ以上高く設定されることが好ましい。このように複数
の予備室同士の間でも圧力差を設けることによって、外
部空気の混入をより効果的に防止し、反応ガスの有効使
用がより可能となり、表面処理効果も更に向上する。

【００９６】予備室には、処理ガスの少なくとも１成分
を有していることが反応ガスの効率的な使用と表面処理
効果の向上の観点から好ましい。

【００９７】更に予備室を複数設けて圧力差を設けるに
は、減圧手段１５を設けることが好ましい。この減圧手
段としては吸引ファンあるいは真空ポンプ等が挙げられ
る。

【００９８】処理室と予備室、予備室同士の部屋には間
仕切りされていることが必要であり、かかる間仕切り手
段としては、図示のように、入口側にニップロール７、
７、出口側にニップロール８、８を設ける態様も好まし
い。

【００９９】かかるニップロールは、基材に対して接触
しながら閉鎖ないし間仕切りする機能を有するが、部屋
同士を完全に間仕切りできないので、本発明の様な圧力
差を設ける手段が有効に機能するのである。

【０１００】また間仕切り手段としては、基材に対して
所定の間隙を保ち、且つ非接触である態様であってもよ
い。かかる態様としては図示しないエアーカーテン方式
等を採用できる。また後述する図１０及び図１１に示す
装置を用いることも好ましい。なお予備室を設けない場
合には、処理室と外部の間に間仕切りがされればよい。

【０１０１】図３において、図１と同一の符号の部位は
同一の構成であるので、その説明を省略する。図３に
示す装置を用いて処理するには、先ず搬送される基材１
が処理室２内に入り、その処理室２内でパルス化された
電界が印加される。かかる印加によって基材の表面がプ
ラズマ処理され、表面処理される。

【０１０２】第２の方法においては、かかる表面処理の
際に、処理室２に封入する処理ガス中の反応ガスの割合
が３０％以上であること、及び処理室２内の気圧が外圧
より高いことが好ましい。

【０１０３】処理室２内の気圧を外圧より高くすること
によって、外部からの気体が処理室２内に進入しないた
め、必要に応じ、特定の処理したい（基材に導入させた
い）元素を持つガスのみを該処理室内に高純度で封入さ
せることができ、より効率的な処理ができる。また、処
理ガス中の反応ガスの割合が３０％以上であることによ
って、不活性ガスの量を減らし、低コストで効率的な処
理を行うことができる。

【０１０４】本発明では、処理室２の気圧が外圧より
０．０３ｍｍＡｑ以上高い態様によって、更に最低限の
気密性で最大限の効果を上げることができる。

【０１０５】更に表面処理前に、予め基材表面の除電処
理を行い、更にゴミ除去を行うことによって、表面処理
の均一性が更に向上するので好ましい。除電手段及び除
電処理後のゴミ除去手段としては、前述の第１の方法の
ところで説明した手段と同様の手段を採用できる。

【０１０６】処理室２に封入する処理ガス中の反応ガス
の割合は３０％以上であるが、かかる反応ガスとして
は、窒素（Ｎ₂）ガス、水素（Ｈ₂）ガス、アンモニア
（ＮＨ₃）ガス、フッ素ガス、水蒸気等があり、例えば
アミノ基、カルボキシル基、水酸基、カルボニル基等の
極性官能基ないし化学的活性基を付与できるガスであれ
ばよい。特に親水化処理を行う場合には、ＯＨ基を入れ
ることがより好ましいため、アルコール、Ｈ₂Ｏ、Ｏ
２、ＣＯ２等を主に用いることが好ましい。撥水化処理
を行う場合にはフッ素含有化合物（フッ素、有機フルオ
ロ化合物など）等を用いることが好ましい。また反応ガ
スとしては、酸素元素含有化合物（酸素、オゾン、水、
一酸化炭素、二酸化炭素の他、メタノール等のアルコー
ル、アセトン等のケトン、アルデヒド類等）、窒素元素
含有化合物（窒素、アンモニア、一酸化窒素、二酸化窒
素等の窒素含有無機物、アミン系化合物、その他窒素含
有有機物等）等を用いることもできる。

【０１０７】処理ガス中の反応ガス以外のガスとして、
不活性ガスを用いることができる。不活性ガスとして
は、アルゴン（Ａｒ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリ
ウム（Ｈｅ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス、キセノン
（Ｘｅ）ガスなどがある。

【０１０８】本発明において、処理室２内に導入するに
先立ち、予め不活性ガスと反応性ガスとを混合した処理
ガスを使用することが好ましいが、各ガスを独立して導
入しても、処理室２内の電極３と４の間の雰囲気が、上
述した反応ガスの割合になっていればよい。

【０１０９】以上説明した態様に用いた電極は平板電極
であるが、これに代えて電極を円筒型電極、ロール型電
極、又はガスフロー型曲面電極とすることも好ましい。

【０１１０】はじめに円筒型電極を用いた例を説明す
る。

【０１１１】図４は、第２の装置の他の好ましい形態を
示す概略構成図であり、同図に示す形態は、図３に示す
形態で用いた平板電極に代えて、円筒型電極を用いた例
である。

【０１１２】なお、図４に示す符号のうち、図３に示す
符号と同一の部位は同一の構成であるので、その説明を
省略する。

【０１１３】本実施の形態では、複数の円筒の電極３を
基材１の両面側に併設している。併設の方法は図示のよ
うにチドリ状に配置してもよいが、対向させて配置する
こともできる。電極間間隙Ｌは基材１の上側の電極の最
下端と下側の電極の最上端との距離で表される。電極間
の間隔は均等でもよいし、そうでなくてもよい。

【０１１４】円筒電極は内部に導電性金属が配置され、
外部に誘電体が配置された二重管構造であり、導電性金
属と誘電体の構成は前述の構成を採用できるし、また、
セラミックパイプの中に金属管や棒を挿入することもで
きる。

【０１１５】なお、２０、２１、２２は搬送ロールであ
る。

【０１１６】かかる円筒電極を用いることにより、電極
間にガスを導入し易くなることによって、反応ガスと電
極との接触効率が上昇し、その結果、表面処理効果も向
上する。また構造的にも簡便で、互換性に優れ、低コス
トでの処理が可能となる。また基材の高速搬送において
も優れた効果を発揮する。

【０１１７】次にロール型電極を用いた例を説明する。

【０１１８】図５〜図８は、第２の装置の他の好ましい
形態を示す概略構成図であり、同図に示す形態は図３に
示す形態で用いた平板電極に代えて、ロール型電極を用
いた例であるなお、図５〜図８に示す符号のうち、図３
に示す符号と同一の部位は同一の構成であるので、その
説明を省略する。

【０１１９】図５（ａ）、（ｂ）に示す形態は、一方の
電極３は円筒状のロール型電極であり、自ら回転し、基
材１がその表面に接触しながら搬送される。この電極は
ロール状の導電性金属の表面に誘電体が設けられてい
る。

【０１２０】一方、電極４はロール型電極の曲面に平行
な曲面を有する曲面電極である。

【０１２１】この電極３、４を図示のように配置し、曲
面電極４側から、図示しない供給口から供給されたガス
を矢符で示すように図示しない複数の孔から噴出する。
ガスの噴出方向は、図５（ａ）に示すようにロールの半
径方向でもよいが、図５（ｂ）に示すようにロールの接
線方向でもよい。またガスの噴出孔は丸孔でもスリット
でもよい。

【０１２２】複数の孔からガスが噴出されると、そのガ
スによって搬送されている基材１の表面に十分行き渡
り、安定した放電を可能にする。また一方のロール電極
で基材を接触支持しているので、曲面電極は基材により
近接でき、表面処理が安定し、処理効果が向上する。ま
たロール電極は回転しているので、基材の搬送の際に傷
をつけるこがない。図３に示す形態と比較するとニップ
ロールの数を減少できる効果もある。またこの形態は、
基材の高速搬送においても優れた効果を発揮する。

【０１２３】図６に示す形態は、複数のロール型電極と
曲面電極の組合せで、処理室を形成した例であり、実際
的な装置を提供するものである。またこの形態は基材の
高速搬送においても優れた効果を発揮する。

【０１２４】図７に示す形態は、ロール型電極と複数の
円筒型電極の組み合わせた例であり、図８に示す例は図
７に示す形態の装置を複数設けて実用的な装置を構成し
た例である。なお、図７、図８に示す符号のうち、図３
に示す符号と同一の部位は同一の構成であるので、その
説明を省略する。またこれらの形態は基材の高速搬送に
おいても優れた効果を発揮する。

【０１２５】次にガスフロー型曲面電極を用いた例を説
明する。

【０１２６】図９は、第２の装置の他の好ましい形態を
示す概略構成図であり、同図に示す形態は図３に示す形
態で用いた平板電極に代えて、曲面電極を用いた例であ
る。

【０１２７】なお、図９に示す符号のうち、図３に示す
符号と同一の部位は同一の構成であるので、その説明を
省略する。

【０１２８】本実施の形態の電極３、４は基材１の表面
と平行であり、基材１の搬送方向と直行する方向から見
たときに、対向する面の断面形状が、曲面となっている
曲面電極である。

【０１２９】この電極３、４を複数（図９においては、
３つ）搬送方向に並べることにより、搬送されている基
材１が蛇行するように構成されている。従って、図示し
ない供給口から供給されたガスを矢符で示すように図示
しない複数の孔から噴出される。噴出は均等に成される
ようにすることが好ましい。ガスの噴出孔は丸孔でもス
リットでもよい。

【０１３０】複数の孔からガスが噴出されると、そのガ
スによって搬送されている基材１はその間隙が約１０ｍ
ｍ以下に設定された一対の電極３、４に非接触で搬送さ
れる。かかる態様は一対の電極間に直接ガスを噴出する
のでガスの拡散を促進し、安定した放電を可能にする。
また基材１の両面を同時に処理することができ、処理効
率に優れる。

【０１３１】この形態では基材１を蛇行搬送することに
より、直線的な搬送（図３に示す搬送）に比較し、安定
した搬送ができ、そのため電極間隙をさらに狭めること
が可能で、放電効果も増加する。またこの形態は基材の
高速搬送においても優れた効果を発揮する。

【０１３２】なお、図示の形態では蛇行搬送している
が、非接触搬送が可能な形態であれば、更に種々の改良
形態を採り得る。

【０１３３】以上説明した装置において、基材が同伴し
て来る空気を遮断する効果を更に向上させるために図１
０及び図１１に示す装置を用いることも好ましいことで
ある。

【０１３４】図１０はガス流ブレード装置の拡大図であ
る。ガス流ブレード装置は搬送ロール３０の上を搬送し
ている基材１の表面とスリット部３１との間隙ｄを微調
整出来るようになっており、ガス流ブレード装置の内部
（図では右側）から放出ガス３２が加圧された状態でス
リット３１から基材表面に、放出角度を基材１の搬送方
向と逆方向に取って放出するが、好ましくはその角度は
６０〜９０゜が好ましい。ガスはスリットからの放出の
みでもよいが、放出されたガスが基材１の搬送方向と逆
方向に減圧吸引しガスの流れ３３とする方が一層効果的
に処理が出来る。スリット３１の幅は小さい方がよく、
２．０ｍｍ以下が好ましい。この態様は図１の装置にも
適用できる。処理室と予備室、予備室と他の予備室の間
仕切りに適用できる。

【０１３５】図１１は、機密性を高めるフィルム状のブ
レードを設置した装置の一部の拡大図である。基材１の
通過する間隙以外の隙間の機密性を、フィルム状のブレ
ード４３を、間仕切りにロールを使用している箇所、例
えば搬送ロール４１、フリーロール４２の背側に擦らせ
てタッチさせることによって高められる。４１と４２が
対になってニップロールであってもよく、また基材１の
上側にロールがない場合には搬送ロール４１だけでもよ
い。

【０１３６】次に、第3の方法および装置について説明
する。

【０１３７】図16では、基材1が、二つの対面する誘電
体間を搬送されるのではなく、誘電体の外側を搬送され
る。そして、二つの対面する誘電体の面と基材の面とは
直交している。この二つの対面する誘電体間にガスを導
入する。ガスは、空気でも良い。そして、二つの対面す
る誘電体間に導入されたガスに電界を印加することによ
り、放電プラズマを発生させ、その放電プラズマを基材
に導入する。このような構成とすることで、基材に電界
が直接印加されることによる基材へのダメージが低減で
きる。さらに、本構成によれば、プラズマを発生させる
ための二つの対面する誘電体間に基材が介在しないた
め、電場を作りやすく、ガスのプラズマ化される比率を
高くすることができるので、より効率的に、かつより優
れた表面改質効果を得ることができる。

【０１３８】また、同様に、図17のように、図16とは発
生させる電界の向きを変えても良い。

【０１３９】図18は、図17の構成の一実施形態である。

【０１４０】外気から遮断された部屋において、放電プ
ラズマが生成される構成となっており、その部屋の中へ
基材が搬送手段である搬送ローラにより連続搬送される
ことにより、基材へ放電プラズマが導入されることにな
る。また、ニップロール対は、部屋の入口（基材が部屋
に入るための口）において、部屋への外気の導入および
放電プラズマの外への排出を低減する役割も果たしてい
る。また、部屋の出口（基材が部屋から出るための口）
においても、入口と同様に部屋への外気の導入および放
電プラズマの外への排出を低減する役割を果たすニップ
ロール対が設けられている。

【０１４１】また、本装置には、放電プラズマを循環さ
せる循環パイプと、プラズマ化されていないガスを導入
するためのフレッシュガス導入パイプとが設けられてい
る。循環パイプは、部屋に設けられたガス吸引口から吸
引された放電プラズマを、固体誘電体対間の入口側に設
けられたガス排出口から排出できるように、放電プラズ
マを循環させるためのパイプである。ガス排出口から排
出された放電プラズマは、再び、固体誘電体対間でプラ
ズマ化され、基材へ導入される。また、フレッシュガス
導入パイプは、ガスボンベに収容されているプラズマ化
されていないガスを固体誘電体対間の入口側に設けられ
たガス排出口から排出できるように、ガスを導入するた
めのパイプである。ガス排出口から排出されたプラズマ
化されていないガスは、固体誘電体対間でプラズマ化さ
れ、基材へ導入される。

【０１４２】このように、放電プラズマを循環させ再利
用し、かつプラズマ化されていないガスも導入して放電
プラズマとし、利用することにより、ガスの無駄を低減
でき、より効率的に、かつより優れた表面改質効果を得
ることができる。

【０１４３】次に、第4の方法および装置について説明
する。

【０１４４】図19は、密閉された部屋内に設けられたプ
ラズマ処理装置を示している。

【０１４５】連続搬送される基材は、接地されたローラ
と電極との間にできる電場により電界を印加される。そ
して、電界の直前（電極の直前）の基材の搬送経路上
に、ガスを噴射させるスリットを有するノズルを備えた
ガス射出手段が設けられている。

【０１４６】以上のような構成において、連続搬送され
る基材は、ガス射出手段のスリットから噴射されるガス
が内部に導入される。そして、その直後に、電極とロー
ラとの間にできた電場により、基材内部に導入されたガ
スがプラズマ化されることにより、プラズマ処理を施さ
れることになる。

【０１４７】このように、噴射されたガスを基材へ導入
した直後に、プラズマ処理を施すことにより、よりガス
が基材へ導入されやすくなるので、効率よくプラズマ処
理を施すことができ、優れた表面改質効果を得ることが
できる。

【０１４８】なお、ノズル形状は、スリット型または多
孔質型が好ましい。また、ガスを射出する際のノズル内
部の圧力は、15mmAq以上であることが、基材へのガス導
入の効率化において好ましい。ノズル先端と基材との距
離は、5mm以下であり、かつ、ノズル先端でのガス風速
が15m/sec以上であることが、基材へのガス導入の効率
化において好ましい。

【０１４９】次に、本発明の表面処理された基材は、上
記の全ての方法及び装置によって処理された基材を含む
ものである。

【０１５０】本発明の表面処理の際のプラズマの発生
は、ＯｐｔｉｃａｌＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒ
ｏｓｃｏｐｙ法（略してＯＥＳ）、あるいはＰｈｏｔｏ
ｅｌｅｃｔｏｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ法（光
電子分光法）（略してＰＥＳ）の測定により知ることが
出来る。

【０１５１】本発明の放電プラズマ処理により基材表面
に発現する活性基については光電子分光法（ＥＳＣＡ）
により知ることが出来る。例えばＶＧ社製ＥＳＣＡＬＡ
Ｂ−２００Ｒが使用できる。

【０１５２】以下、本発明を適用できる基材について説
明する。

【０１５３】本発明においては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン及び
ポリプロピレンから選ばれるフィルム及び紙などの上に
ＰＶＡ中にシリカを分散した塗布液を塗布した基材を用
いることが好ましい。

【０１５４】

【実施例】以下の条件の装置を用いて、基材にプラズ
マ処理を施した。（１）電源条件（１）神鋼電機社製高周波電源ＳＰＧ５０−２
５０００条件（２）ハイデン研究所社製インパ
ルス式高周波高圧電源ＰＨＦ―６Ｋ（２）処理室図３に示すタイプの処理室を備えた装置（ガスパージで
ない条件の場合は処理室を密閉せずに使用）処理室
容積２０００ｃｍ³ 電極面積２５０ｍｍ×５０
０ｍｍ誘電体アルミナセラミックス1mm厚
電極間ｇａｐ３ｍｍ（３）放電条件周波数５０ｋＨｚ出力１０ｋＷ／ｍ² 処理時間３ｓｅｃ（４）処理ガス条件条件（１）ガスパージＡｒ８０％、Ｏ₂２０％条件（２）ガスパージＡｒ４０％、Ｏ₂６０％条件（３）ガスパージＡｒ５０％、ＣＦ₄５０％条件（４）ガスパージＯ₂１００％条件（５）ガスパージＮ₂１００％条件（６）大気下放電（ガスパージ無し）（５）使用する基材パルプ原紙の両面にポリプロピレンを5μｍづつ塗布し
たコニカＲＣペーパーの上に、ゼラチン層を下引き層と
して塗布し、さらにＰＶＡ中にシリカを分散した塗布液
を４層にわたって塗布・乾燥したものを基材として使用
した（以下、コニカ製インクジェットペーパー、コニカ
製ＱＰ、あるいは単にインクジェットペーパーともい
う）。（実施例１）処理装置内にインクジェットペーパー（コ
ニカ製ＱＰ）をおき、上記条件で放電した。処理したイ
ンクジェットペーパーにＦＩＢＲＯ社（スウェーデン）
製の接触角測定器ＤＡＴ１１００ＭｋＩＩを用いて液滴
を一定量（ＥＰＳＯＮ製ＰＭＩＣ１Ｃ、濃マゼンタ色、
２μＬ）滴下し、表層表面に残った残存する液体積が
０．５μＬになるまでの時間を測定した。結果を以下に
示す。

【０１５５】

【表１】

【０１５６】表層表面に残ったインクの量が０．５μＬ
になれば、隣接して着弾するドットの横にじみ現象が緩
和され、実質的に横にじみがなくなるが、未処理のまま
だとこの値をクリアするのに４秒以上必要としている。

【０１５７】これに対してプラズマ処理を施したものは
皆一様に時間が短くなり、吸収速度が向上していること
がわかる。

【０１５８】特に本願２から３によって示されるよう
に、パージ時間を長くするほど改質効果が向上する。

【０１５９】さらにパルス型電源を用いる場合は、ガス
パージを行わずとも、大きな表面改質効果が得られる。

【０１６０】総じて、隣接して着弾するドット同士の干
渉を実質的に避けることのできなかったインクジェット
ペーパーが、プラズマ処理をすることでインク吸収速度
が画期的に速くなり、画像形成能力が向上したことがわ
かる。（実施例２）電源部分を春日電機社製コロナ電源ＡＧＩ
―０２０型電源に変え、それ以外は上記本願１と同じ条
件でプラズマ処理を行った結果、２．３ｓｅｃとなり、
未処理のものより画像形成能力が向上することが確認で
きた。（実施例３）処理装置内にインクジェットペーパー（コ
ニカ製ＱＰ）をおき、ガス条件（３）で５分間のガスパ
ージ後、実施例１の本願１と同じ条件で放電した。処理
したインクジェットペーパーにＦＩＢＲＯ社（スウェー
デン）製の接触角測定器ＤＡＴ１１００ＭｋＩＩを用い
て液滴を一定量（ＥＰＳＯＮ製ＰＭＩＣ１Ｃ、濃マゼン
タ色、２μＬ）滴下し、インクの着弾径広がり度合いを
観察した。

【０１６１】

【表２】

【０１６２】これより、インク着弾後の広がり（横にじ
み）がプラズマ処理をすることで良化することが確認で
きる。（実施例４）実施例１においてガス条件（４）にてプラ
ズマ処理した（本願５の条件で処理した）インクジェッ
トペーパーを、さらにガス条件はＡｒ９０％、ＣＦ₄１
０％でプラズマ処理した結果、吸水速度及びにじみ耐性
とも良好な結果を得た。

【０１６３】

【表３】

【０１６４】（実施例５）減圧可能なパージ室内に、４
００ｍｍ巾、３００ｍ巻きのインクジェットペーパー
（コニカ製ＱＰ）を設置、内圧２０Ｔｏｒｒを保ちつつ
ガス条件（４）でガス封入した。５分後、インクジェッ
トペーパーをパージ室内から取り出し、約１０分間かけ
て処理ラインから繰り出し、処理室内を搬送させて通過
させながら上記条件で放電処理した。処理したインクジ
ェットペーパーにＦＩＢＲＯ社（スウェーデン）製の接
触角測定器ＤＡＴ１１００ＭｋＩＩを用いて液滴を一定
量（ＥＰＳＯＮ製ＰＭＩＣ１Ｃ、濃マゼンタ色、２μ
Ｌ）滴下した結果、ほぼ実施例１本願７と同じ結果を得
た。（実施例６）処理装置内にインクジェットペーパー（コ
ニカ製ＱＰ）をおき、ガス封入１時間後上記条件で放電
した。また処理ガスの湿度条件を変えてプラズマ処理し
た。処理したインクジェットペーパーにＦＩＢＲＯ社
（スウェーデン）製の接触角測定器ＤＡＴ１１００Ｍｋ
ＩＩを用いて液滴を一定量（ＥＰＳＯＮ製ＰＭＩＣ１
Ｃ、濃マゼンタ色、２μＬ）滴下し、表面に残った残存
する液体積が０．５μＬになるまでの時間を測定した。
結果を以下に示す。

【０１６５】

【表４】

【０１６６】これより、湿度条件を変化させることによ
り、受像性能をさらに向上させることがわかる。（実施例7）実施例1における装置（電極、誘電体）を、
基材にほぼ垂直になるように図18のように配置させ、電
極間に一定流量の混合ガスを導入して電極間を放電し、
活性化させたガスを基材に吹き当てた。処理室、電源、
放電条件、処理ガス条件、使用する基材に関する条件
は、実施例1と同様である。なお、誘電体から基材まで
の距離d（基材に最も近い誘電体の位置から基材までの
距離）は、2mmであり、処理室内部の内圧は、3mmAqであ
る。そして、実施例1と同様に、処理したインクジェッ
トペーパーにFIBRO社製の接触角測定器DAT1100MkIIを用
いて液滴を一定量（EPSON製PMIC1C、濃マゼンタ色、2μ
L）滴下し、表面に残った残存する液体積が0.5μLにな
るまでの時間を測定した。結果を表5に示す。

【０１６７】

【表５】

【０１６８】このように、本実施例においては、基材に
対するダメージを低減しながら、優れた表面改質効果を
得ることができる。

【０１６９】さらに、ガス排出口A（二つの誘電体によ
り形成されるスリットのうちプラズマガスが排出される
口）のgapを0.3mmとし、かつ、処理室内部の内圧を30mm
Aqとすることにより、噴流となったガスを基材に吹き当
てた以外は、新規例（表5の新規例）と同条件で行
った実験結果を表7に示す。

【０１７０】

【表６】

【０１７１】このように、噴流となったガスを基材に吹
きつけることにより、空隙内部まで効率よく、かつ優れ
た表面改質効果を得ることができる。（実施例9）図19の装置を用いて、処理した結果を表6に
示す。なお、使用電源は、条件（1）、ガス条件は
（1）、その多条件は、実施例1と同様とする。そして、
実施例1と同様に、処理したインクジェットペーパーにF
IBRO社製の接触角測定器DAT1100MkIIを用いて液滴を一
定量（EPSON製PMIC1C、濃マゼンタ色、2μL）滴下し、
表面に残った残存する液体積が0.5μLになるまでの時間
を測定した。

【０１７２】

【表７】

【０１７３】このように、本実施例においては、ガス噴
流を吹きつけることにより、パージ時間が必要なく、さ
らに、空隙内部に効率的にガスを封入できるので、処理
時間を短縮しながら、より優れた表面改質効果を得るこ
とができる。

【０１７４】

【発明の効果】本発明によれば、コストが安く、生産性
に優れた基材の表面処理方法及びその装置並びに表面処
理した基材を提供すること及び、基材の高速搬送におい
ても、基材表面の改質効果を得ることができる。

【０１７５】特にインクジェット記録媒体の受像性能を
劇的に改善し、高精細画像の記録を可能とすることがで
きる。

【０１７６】またパルス型の電源を用いることにより、
大気下でもプラズマ処理が可能であり、処理効率を向上
させることができる。

【０１７７】さらに処理ガス中の湿度をコントロールす
る事により、処理効率、親水性、疎水性性質の付与度合
をも調節でき、様々な性能のインクジェット記録媒体を
製造することが可能になる。

【０１７８】そしてインクジェット記録媒体の製造を連
続した一貫工程で行うことにより、高速且つ効率の良い
表面改質を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の方法及び装置の一形態を示す概
略構成図

【図２】パルス波の一形態を示す図

【図３】本発明の第１の方法及び装置の一形態を示す概
略構成図

【図４】円筒型電極を用いた形態を示す概略構成図

【図５】ロール型電極を用いた形態を示す概略構成図

【図６】ロール型電極を用いた形態を示す概略構成図

【図７】ロール型電極を用いた形態を示す概略構成図

【図８】ロール型電極を用いた形態を示す概略構成図

【図９】ガスフロー型曲面電極を用いた形態を示す概略
構成図

【図１０】気密保持向上のための装置例を示す概略構成
図

【図１１】気密保持向上のための他の装置例を示す概略
構成図

【図１２】本願発明の連続処理工程を示す工程図

【図１３】横にじみの発生した着弾状態を示す図

【図１４】横にじみの発生しない着弾状態を示す図

【図１５】基材の断面を示す図

【図１６】ガスを基材に吹き付ける状態を示す図

【図１７】ガスを基材に吹き付ける状態を示す図

【図１８】ガスを循環させる形態を示す図

【図１９】ロール近傍に配置したガスノズルを示す図

【図２０】ガスノズルの形状を示した図

【符号の説明】

１：基材２：処理部乃至処理室３、４：電極５：電源６：アース７、８：ニップロール１５：減圧手段１２：予備室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空隙構造を有する表面層を備えた支持体
上に対し、プラズマ処理を行うことを特徴とする支持体
の表面処理方法。
【請求項２】前記プラズマ処理によって前記支持体に
官能基を付与することを特徴とする請求項１の表面処理
方法。
【請求項３】前記プラズマ処理によって前記空隙を粗
面化することを特徴とする請求項１の表面処理方法。
【請求項４】前記プラズマ処理を、不活性ガスを主体
とする雰囲気下で発生させることを特徴とする請求項１
の表面処理方法。
【請求項５】前記空隙を有する表面層は、前記支持体
の表層であることを特徴とする請求項１の表面処理方
法。
【請求項６】前記空隙を有する表面層は、前記支持体
上に設けられた塗布層であることを特徴とする請求項１
の表面処理方法。
【請求項７】前記プラズマ処理によって前記空隙層の
内部及び空隙層の表層の少なくとも一方を親水化させる
ことを特徴とする請求項１の表面処理方法。
【請求項８】前記プラズマ処理によって前記空隙の少
なくとも表層の撥水性を向上させることを特徴とする請
求項１の表面処理方法。
【請求項９】前記プラズマ処理をコロナ放電により行
うことを特徴とする請求項７記載の表面処理方法。
【請求項１０】前記プラズマ処理を火炎により行うこ
とを特徴とする請求項７記載の表面処理方法。
【請求項１１】前記プラズマ処理を真空または大気圧
下または大気圧近傍の圧力下でグロー放電によって行う
ことを特徴とする請求項７または８記載の表面処理方
法。
【請求項１２】前記プラズマ処理を行う雰囲気が絶対
湿度で、０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以
上であることを特徴とする請求項１の処理方法。
【請求項１３】前記プラズマ処理によって親水化処理
を行った後、撥水化処理を行うことを特徴とする請求項
１記載の表面処理方法。
【請求項１４】前記支持体をプラズマ処理を行うため
のガス雰囲気中に存在させ、前記空隙構造に前記ガスを
充満させたのち、前記プラズマ処理を行うことを特徴と
する請求項１記載の表面処理方法。
【請求項１５】前記支持体はインクジェット記録媒体
であることを特徴とする請求項１記載の表面処理方法。
【請求項１６】請求項１ないし１４の表面処理方法を
用いて製造したことを特徴とするインクジェット記録媒
体。
【請求項１７】パルス化された電界中で発生させたプ
ラズマを用いて、空隙構造を有する表面層を備えた支持
体に対してプラズマ処理を行うことを特徴とする支持体
の表面処理方法。
【請求項１８】前記プラズマが発生する雰囲気の絶対
湿度が、０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以
上であることを特徴とする請求項１７の表面処理方法。
【請求項１９】前記プラズマ処理によって前記支持体
に官能基を付与することを特徴とする請求項１７の表面
処理方法。
【請求項２０】前記プラズマ処理によって前記空隙を
粗面化することを特徴とする請求項１７の表面処理方
法。
【請求項２１】前記空隙を有する表面層は、前記支持
体の表層であることを特徴とする請求項１７の表面処理
方法。
【請求項２２】前記空隙を有する表面層は、前記支持
体上に設けられた塗布層であることを特徴とする請求項
１７の表面処理方法。
【請求項２３】前記表面改質によって前記空隙の内部
及び/又は表層を親水化させることを特徴とする請求項
１７の表面処理方法。
【請求項２４】前記表面改質によって前記空隙の少な
くとも表層を撥水化させることを特徴とする請求項１７
の表面処理方法。
【請求項２５】前記プラズマ処理をグロー放電によっ
て行うことを特徴とする請求項１７記載の表面処理方
法。
【請求項２６】前記プラズマ処理を大気圧下または大
気圧近傍の圧力下で行うことを特徴とする請求項１７記
載の表面処理方法。
【請求項２７】前記プラズマ処理を大気下で行うこと
を特徴とする請求項１７記載の表面処理方法。
【請求項２８】前記プラズマ処理を、３０体積％以上
の反応ガスを含んだ雰囲気下で発生させることを特徴と
する請求項１７の表面処理方法。
【請求項２９】前記プラズマ処理を行う雰囲気が絶対
湿度で、０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以
上であることを特徴とする請求項１７の処理方法。
【請求項３０】前記プラズマ処理によって親水化処理
を行った後、撥水化処理を行うことを特徴とする請求項
１７記載の表面処理方法。
【請求項３１】前記支持体はインクジェット記録媒体
であることを特徴とする請求項１７記載の表面処理方
法。
【請求項３２】請求項１７ないし３０の表面処理方法
を用いて製造したことを特徴とするインクジェット記録
媒体。
【請求項３３】連続搬送される支持体に対し、前処理
を行い、次いで塗布液を前記支持体に塗布してから乾燥
して機能層を形成した後、該機能層に後処理を施すこと
を連続的に一貫工程で行うこと特徴とするインクジェッ
ト記録媒体の製造方法。
【請求項３４】前記前処理はプラズマ処理であること
を特徴とする請求項３３記載のインクジェット記録媒体
の製造方法。
【請求項３５】前記前処理はコロナ放電処理であるこ
とを特徴とする請求項３３記載のインクジェット記録媒
体の製造方法。
【請求項３６】前記後処理はプラズマ処理であること
を特徴とする請求項３３記載のインクジェット記録媒体
の製造方法。
【請求項３７】前記プラズマ処理は、パルス化された
電界中で発生させたプラズマを用いて行うことを特徴と
する請求項３３記載のインクジェット記録媒体の製造方
法。
【請求項３８】前記プラズマが発生する雰囲気の絶対
湿度が、０．００５ [ｋｇ−水蒸気/ｋｇ−乾きガス]以
上であることを特徴とする請求項３３の表面処理方法。