[发明专利]打印盒RF返回电流控制

说明书

                本发明的背景和概述

本发明涉及电子束打印机，特别涉及成象盒和用来控制高频交流电压的电通路，该高频交流电压通过放电产生电子。本发明特别把一屏蔽导电平面用作电子束打印盒的电工作区与机械基体之间的中间层。该中间层用其他绝缘材料中间层与该工作区和机械基体电绝缘。在RF频率约为2．0-10．0mHz(以及该宽范围中的所有较窄范围)、峰间值约为160-280伏(以及该宽范围中的所有较窄范围)的AC高压脉冲的作用下，打印盒的工作区中生成成象电子束。现有结构的打印盒不足以消散RF高压脉冲返回接地源的电通路中的电流。该电流的一部分经通常称为手指电极(finger electrodes)的第二电极的一阵列返回。该电流的大部分经与机械基体的电容耦合返回地电位，因此曲折流过打印机的其他机械加固结构件。从而使得该结构件成为天线发射结构件，生成干扰数据系统线和低压控制电子装置之类其他敏感装置的杂散电噪声。使用本发明的中间导电平面可生成一更直接的电通路来控制、引导RF电流返回地。

大多数当今使用的电子束打印机中使用的标准打印盒基于最先由美国专利4，160，257公开的3电极打印盒。该专利又基于美国专利4，155，093的更早的2电极打印盒。该专利所述方法在一固态介电件两边上的第一与第二电极之间施加一交流电压，从而在空气中生成离子。第二电极的与第一电极相对的一侧面露出在空气中，放电时生成离子。该专利所使用的交流电压为60Hz-4mHz。第一电极通常称为RF(射频)驱动线，第二电极通常称为手指电极。两电极之间的固态介电材料一般为云母或某种沉积介电胶。交流RF脉冲一般幅度为1．5-2．0kV，频率为500kHz，脉冲宽度为20-50微秒。

美国专利4，160，257使用第三电极结构件(帘栅电极)来形成或聚焦用来生成静电图象的离子束。该专利所使用的RF驱动电压的幅度为1．0kV，频率为500kHz。上述专利只说明基本电极结构、功能和大致构形，未涉及在该系统中流动的电流、与驱动电压发生电作用的用作机械平台和接地平面的安装结构。在(作为参考材料包括在此的)美国专利4，408，214中，说明了提高工作在更高温度下的打印盒的性能的一种方法和装置。在RF驱动电极旁用一安装块防止热量累积。该安装块用铝或不锈钢制成。该安装块上装有一加热件，该加热件在装在离子发生区中的一热电偶装置的控制下提高该打印盒结构的温度。

美国专利4，679，060和4，745，421对打印盒结构作出改进。这两个专利所述打印盒的基体上装有提高整个结构的刚性的硬脊。该基体此时用来形成一平直的基准机身，还用作一把手。

常常说明驱动和偏置电位与打印盒电极的关系，但(作为参考材料包括在此的)美国专利4，494，129说明了电路设计。说明了RF振荡器交流电压、手指电极驱动器和帘栅电极的基本通路。该说明示出把输入位图图象变换成打印盒图的格式化电子装置的连接。(作为参考材料包括在此的)美国专利5，315，324和5，014，076说明了打印盒功能的最新进展以及如何生成载荷子以在一转动介电件上生成静电潜影。

上述所有专利都未涉及对RF驱动线电压返回地电位的通路的需要。伊利诺斯州的穆尔美国公司所使用的现有商用Midax 300打印盒都包括用铜制成的中间导电平面，用来消散集中在打印盒工作区中一些点上的热量。但没有涉及该中间导电平面与打印盒其余部分的电耦合，该层与打印机中的接地电位电绝缘，其电容耦合足以或不足以影响RF电流返回通路。

现有电子束成象盒组件的接地线、电源、控制装置或用一根12英寸20号电线共有电流的各数据线上有一电压降。在右边印刷电路板(PCB)电流通路上3安培的电流耦合到手指电极的左边上，在PCB电流通路的左边上，该电流通路不确定。当该电流通路碰到打印机机身时，无法预测该电流的走向。传统8英寸DPI卡的电流通路经手指电极到PCD电容，左边帘栅连接，经帘栅连接到右边手指电容再到源发生器。当使用600DPI、18英寸盒时，帘栅电极无法再用作载流导体，因为它裂成4段后用一无法处理3安培电流的高电阻环氧树脂连接。如该帘栅电极为一整件，由于其上有电压梯度，因此存在电流流过它的风险。尽管该帘栅电极不是20号电线，其两端之间由于其电感仍有约+／-10V电压。因此，如该帘栅电极为一RF电路，就会造成很大问题。这一切困难最终造成杂散电噪声，使得电子束打印机远离最佳工作状态。