离子化过程控制

7.2.4　离子化过程控制

离子成像数字印刷机由计算机控制，极有可能在缺乏操作人员干预的条件下长时间地运转，对此应该有特殊的考虑。为了满足离子成像设备的这种特殊需求，必须选择长寿命的设备部件，且成像和复制过程具备自行清理能力，应付不可避免的污染源。仍然以具有一定代表性的针孔结构为例，在所有维持长期稳定运转的因素中，最关键的因素是针孔的离子化属性，归结为针孔间距、电压和表面洁净程度等要素。只要针孔表面没有抑制离子生成过程的涂布层，则离子化过程极为稳定。

理论研究和实践经验都证实，在正常的成像和复制过程中存在离子化过程时，会进一步增强离子化过程。此外，如果在持久的时间内非印刷区域不发生离子化过程，则后续的时间内也将抑制该区域的离子生成能力。引起上述物理效应的准确机制目前尚不清楚，但设计和制造离子成像系统时必须考虑。在正常的离子成像数字印刷过程中，显影装置显得相对“空闲”些，针孔则在没有纸张运动的情况下处于激活态，以便尽可能利用大约4%的工作周期使所有针孔一起打开。这种技术允许在针孔结构离子成像数字印刷机或打印机长时间的运转过程中连续地保持针孔的有效性。

像素生成器以期望的像素“图案”对串行数据做格式化处理，在绝缘记录层表面组成电荷图像。处于工作状态的针孔可形成离子充电“图案”，在移动的绝缘层表面产生电荷潜像的记录结果。针孔几微秒的活动时间对于全面激发出帕邢过程是恰当的，与绝缘记录层通过针孔的时间和产生记录结果需要的时间匹配。从工艺的合理性出发，一旦撤去加到针孔上的电压，就应停止气隙内的离子传输，余下的正离子将传输给绝缘记录带。负电荷自然以电子为载体，在几分之一微秒钟的时间内传输到针孔。然而，氧化物或其他微小的绝缘颗粒等污染物可能抑制离子化过程的迅速衰减。此外，由于气隙距离如此之窄，而正离子的传输速度又很快，以至于在如此短的距离内无法探测。为了确保清理系统与预防污染的特殊要求匹配，必须十分谨慎地控制相关因素。正离子云分布在从针孔到绝缘记录带的整个区域内，但很快就会消散掉。

根据以上描述的离子成像数字印刷原理和过程看，只要印刷机或打印机的控制系统工作在理想状态下，则电荷图像是页面图文内容的合理而准确的复制。

考虑到针孔与绝缘记录表面所形成空间内存在横向电场分量的作用，因而单个针孔由电荷感应产生的图像必须包含电场容差因素。横向电场分量导致的离子束直径增量是针孔设计参数和相关因素的函数，且应该反映周围支撑结构的物理本质。以20世纪90年代初的离子成像打印机达到的水平为例，当时的离子成像打印机采用直径约3密尔的针孔，假定离子束直径增量1密尔，并考虑到其他因素引起的开花效应，则可以形成大小约5密尔的像素或记录点。按交变电场结构测试结果，相应的离子成像系统针孔直径为3密尔时可获得大约4密尔直径的记录点，估计横向电场分量导致0.5密尔的增量。

离子成像数字印刷已经达到每英寸600个像素的记录分辨率，以后甚至会更高。这种记录精度建立在大量研究工作的基础上，离子传输过程中的直径扩展可以控制在1密尔范围内。例如，直径0.9密尔的针孔发射的离子束直径扩展约0.8密尔，变换成记录点时的离子束直径为1.7密尔=0.0017英寸，因而可实现的空间分辨率为1/0.0017=588.2≈600dpi。根据印刷实践，大多数文本印刷应用要求的线条宽度在8密尔左右，有时甚至比8密尔更宽。然而，图像复制，尤其是模拟连续调效果的半色调图像复制却不能局限于文本印刷如此低的尺度，连续的针孔行的交错接合显然可以提高位置分辨率，理论上对期望分辨率没有限制，是否合乎应用需要则是另一回事。数字硬拷贝输出设备形成的线条由记录点组成，因而线条的边缘清晰度与针孔(记录点)有关，可以表示为离子束扩散、时间控制和空间差异的函数，大体可控制在0.5密尔的水平。