惠普小记录点离子打印头

7.3.5　惠普小记录点离子打印头

离子打印头由交流电压驱动的电极对构成，电极之一包含开孔，也称为喷嘴，等离子体在此产生;其他电极全部密封，故名嵌入电极，以防止在这些电极表面发生放电现象。第二绝缘层和第三电极(丝网电极)布置在电荷发生器的顶部，用作从等离子区抽取电荷时的门电流控制。离子打印头的关键技术指标是每个交流电压周期内从每一个喷嘴抽取的电荷数量，大约在1～2pC(局部放电计量单位)的量级，常称为电荷因子(ChargeFactor)。典型交流激励频率2.5MHz，电压在3000V_p－p量级，其中V_p－p表示峰值对峰值电压。

离子成像数字印刷引擎面临的主要挑战如下:①打印头电荷束尺寸和绝缘成像表面“开花”效应导致的分辨率限制;②高速运转的电流(离子流)要求;③使用寿命。

除上述主要挑战外，与离子打印头有关的几个设备制造领域面临的附加挑战包括如何涂布绝缘层，服务于介质阻挡放电，为此要求保持3000V_p－p的交流电压;与此同时，成像系统还得提供横跨打印头宽度的均匀放电能力，以及多个喷嘴层的对齐和消除所谓的“寄生”放电效应，一种结构内部未填充气隙引起的物理现象。

惠普的离子打印头致力于小记录点打印，如图7－14所示Delphax离子打印头的基础稍作变动，结构如图7－15所示。其实，惠普小记录点打印离子成像头的典型喷嘴横截面结构与图Delphax打印头类似，仅包含经过优化处理的放电电极例外。

如图7－15所示离子打印头的典型激励源为2.5MHz频率下的3000V峰值对峰值电压，抽取电场强度大约4V/μm，接近成像材料的击穿极限。该图给出的结构示意是对于惠普离子打印头横截面的细节描述，这种打印头原型具有4根射频线，每根射频线有100个喷嘴，单一的射频线不具备明确的寻址能力，但射频线与其他部件的组合可以寻址。惠普离子打印头原型印刷电路板整体尺寸1英寸见方，安装在铝质加热槽基底上。

图7－15　惠普离子打印头喷嘴横截面

惠普离子打印头的放电电极和丝网电极利用电铸(Electroforming)技术制造而成，印刷电路板包含嵌入电极。由于电铸制造技术允许对于放电几何条件前所未有的准确控制，因而离子束尺寸和定向能力大幅度提高，是以前使用的电极制造方法无法比拟的，例如以前曾普遍使用过的金属蚀刻(MetalEtching)电极加工技术。