不同充电阶段的电场线分布

7.4.6　不同充电阶段的电场线分布

在介质阻挡放电离子打印头中，带电颗粒由两个电极间气隙的射频电晕效应所产生，这两个电极由绝缘体隔离。这些带电颗粒到达图像接受体表面后，形成作为临时记录结果的电荷潜像。为了防止电荷潜像为相反带电颗粒所放电，需要引入另一电极，通常称之为丝网电极，布置在带电颗粒发生器和成像滚筒绝缘涂布层之间。

介质阻挡放电离子打印机的负电荷由电子承载，电荷迁移率μ_e大于750cm²/Vsec，表示离子运动速度的快慢程度，即电场强度E=1V/cm时离子移动的速率，同时也描述离子体积的大小。在同样的电场强度下，离子体积越大时运动速度就越慢，体积越小则速度越快;离子迁移率越高时，意味着离子体积越小。由于大气压力中空气的平均自由路径以微米度量，因而电子轨迹直接对应于电场线，对于丝网电极左右两侧的典型电场数值，在不存在电荷的情况下，电场线将显得略微收敛，且电场线的端点与成像滚筒的绝缘表面垂直。

假定在打印头靠近丝网电极的凹坑内沿电子束的带电颗粒分布是均匀的，就可以建立电荷堆积模型。此外，建立这种模型还需要其他假设，比如空间电荷效应和横向热流速度效应可忽略不计。图7－31～图7－33分别表示不同充电阶段的电场线分布。

图7－31是绝缘体不带电状态下的电场线分布，也称为电场形状，作用于打印头和绝缘表面间的外电场强度等于2.4V/μm。图7－32表示进展到电荷沉积量2pC时的电场线分布，其中的pC是局部放电单位，标准值应该在试验场地背景干扰小的环境下测量。

图7－33是离子成像过程进展到电荷沉积量5.2pC时的电场线分布，电场线在靠近绝缘表面位置处的离子束“开花”效应比图7－32更明显，但在图7－31所示的离子头电场线分布中却根本看不到。由于离子束“开花”效应对带电颗粒轨迹的影响，离子束的直径与图7－31所示的原尺寸相比变得更扩散。

图7－31　非充电状态下的电场形状

图7－32　电荷沉积量2pC时的电场形状

图7－33　电荷沉积量5.2pC时的电场形状