DE4292934C2 - Schreibkopf für einen Fluoreszenzdrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schreibkopf für einen Fluores­ zenzdrucker, der als Schreibkopf für einen optischen Drucker verwendet wird.

Im allgemeinen ist ein optischer Drucker so aufgebaut, daß ein Aufzeichnungsmedium, beispielsweise eine eingesetzte lichtempfindliche Trommel, auf der Oberfläche mit Licht in einer punktartigen Weise bestrahlt wird, um ein latentes Bild eines Briefes, einer Figur oder ähnlichem auf dem Aufzeich­ nungsmedium zu bilden, wonach das latente Bild dann entwickelt und auf ein Aufzeichnungspapier übertragen wird. Als ein Schreibkopf für einen solchen optischen Drucker ist bisher ein Schreibkopf für einen Fluoreszenzdrucker bekannt, welcher das Prinzip einer Fluoreszenzanzeigevorrichtung verwendet, wie er als typisches Beispiel in der JP 60-200443 A dargelegt ist.

In einer optischen Schreibvorrichtung, wie sie diese japanische Veröffentlichung offenbart, ist eine Vielzahl von punktartigen Anoden vorgesehen, die jeweils einen Anodenleiter und eine darauf vorgesehene Phosphorschicht auf einem Substrat aufweist. Die punktartigen Anoden sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sie voneinander in vorbestimmten Intervallen in einer Hauptabtastrichtung, (welches die Richtung der Rotationsachse der lichtempfindlichen Trommel ist) beabstandet sind, wodurch Anodenflächen gebildet werden. Die Anodenflächen sind nebeneinander in zwei Reihen in einer Nebenabtastrichtung, (welches die Richtung der Bewegung der lichtempfindlichen Trommel oder eine Richtung senkrecht zur Hauptabtastrichtung ist) angeordnet. Die Anoden von jeder Anodenfläche sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sie an verschiedenen Stellen vorgesehen sind oder voneinander in der Hauptabta­ strichtung abweichen. Insbesondere sind die Anoden von jeder Anodenfläche, welche aneinander angrenzen, in einer Zickzackweise angeordnet, und jedes Paar von Anoden ist miteinander mit einem Verbindungsleiter verbunden, welcher mit der gleichen Breite vorgesehen ist, wie jeder Anodenleiter.

Die konventionellen, optischen Schreibvorrichtungen schließen ebenfalls Isolierschichten ein, die in drei Reihen in der Hauptabtastrichtung angeordnet sind, und welche durch Auftragen von Isolierpaste an einer äußeren Seite jeder Anodenfläche und zwischen zwei Anodenflächen mit Hilfe der Dickfilm- Aufdrucktechnik gebildet werden. Die Isolierschichten sind darauf mit Steuerelektroden für die jeweiligen Anodenflächen versehen. Die Steuerelektroden sind jeweils aus einem maschenartigen Metallmaterial geformt. Ebenso schließen die konventionellen optischen Schreibvorrichtungen filamentartige Kathoden ein, die über den Steuerelektroden angeordnet sind.

Jedoch haben die konventionellen optischen Schreibvorrichtungen der obigen Bauart eine Reihe von Nachteilen.

In diesen optischen Schreibvorrichtungen sind die Isolierschichten den Steuerelektroden so ausgesetzt, daß jede von ihnen auf ihrer Oberfläche mit Elektronen geladen wird, wodurch sich ein negatives elektrisches Feld in der Nähe der Anoden bildet und Anzeigenfehler auftreten. Ein anderer Nachteil der konventionellen optischen Schreibvorrichtung ist, daß sie kein Muster der Isolierschichten mit hoher Genauigkeit zulassen, weil sie eine große Dicke aufweisen, weshalb es im wesentlichen unmöglich ist, eine Isolierschicht in den Räumen zwischen den Anodenflächen anzubringen, welche einen Abstand von einem Millimeter oder weniger aufweisen.

Ein weiterer Nachteil der konventionellen optischen Schreibvorrichtung ist, daß es schwierig ist, zwei maschenartige Steuerelektroden auf der Oberfläche der Isolierschicht zwischen zwei Anodenflächen vorzusehen und dabei die Steuerelek­ troden elektrisch nichtleitend zu halten. Tatsächlich verhindern die oben beschriebenen Nachteile der konventionellen optischen Schreibvorrichtungen, daß diese in der Praxis verwendet werden.

Aus der JP3-159039 A ist eine Fluoreszenzanzeigeeinrichtung bekannt, bei der ein Verdrahtungsleiter und ein lichtdurchlässiger Anodenleiter jeweils aus einer dünnen Metallschicht gebildet und auf einer Oberfläche eines lichtdurchlässigen, isolierenden Substrates angeordnet sind. Eine Phosphorschicht strahlt Licht ab, wenn Elektronen, die von einer Draht-Kathode abgestrahlt werden, auf die Phosphorschicht auftreffen, die auf dem Anodenleiter 2 angeordnet ist. Da in der Anzeigeeinrichtung der Verdrahtungsleiter und der Anodenleiter beide auf einem lichtdurchlässigen, isolierenden Substrat angeordnet und aus einer nichtreflektierenden, dünnen Metallschicht aus Al ausgebildet sind, ergeben sich eine bessere Haftung der dünnen Al-Schicht auf dem Substrat und eine verbesserte Ätzbarkeit.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Schreibkopf für einen Fluoreszenzdrucker zur Verfügung zu stellen, der nicht nachteilig durch statische Aufladung und durch ein elektrisches Feld zwischen angrenzenden Steuerelektrodenabschnitten beeinflußt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Schreibkopf in der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Weise ausgebildet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der Erfindung werden die Anodenleiter, die Verbindungsleiter und die Steuerelektroden jeweils aus einem dünnen Film von Metall auf dem Substrat gebildet, sodaß die Notwendigkeit einer Isolierschicht, welche zu einer statischen Aufladung führt, entfällt. Ebenso sind die Anodenflächen durch entsprechende Steuerelektroden oder Steuerelektrodenabschnitte umgeben, wodurch sie vor einem nachteiligen Einfluß von den Steuerelektroden oder Steuerelektrodenab­ schnitten, die ihnen nicht entsprechen, geschützt sind.

Der erfindungsgemäße Schreibkopf hat ferner die folgenden Vorteile. Es ist nicht notwendig Isolierschichten in der Nähe der Anoden vorzusehen, um eine statische Aufladungen zu verhindern, so daß Anzeigenfehler aufgrund der Aufladung ausgeschlossen werden können. Da die Anodengebiete so angeordnet sind, daß sie durch die Steuerelektroden umgeben werden, wird verhindert, daß ein Anodengebiet durch das elektrische Feld des anderen Anodengebietes beeinflußt wird. Da die Elektroden und Verbindungen aus einem dünnen Metallfilm durch Photolitographie gebildet werden, können die Elektrodenmuster und Verbindungsmuster mit großer Genauigkeit gebildet werden, wodurch eine Belichtung von hoher Auflösung erreicht werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise vergrößerte Aufsicht, die ein Glassubstrat in einer ersten Ausführungsform eines Schreibkopfes für einen Fluoreszenzdrucker zeigt; und

Fig. 2 ist eine teilweise vergrößerte Aufsicht, die ein Glassubstrat in einer zweiten Ausführungsform eines Schreibkopfes für einen Fluoreszenzdrucker zeigt;

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Schreibkopfes für einen Fluoreszenzdrucker, der als ein Schreibkopf des dynamischen Antriebstyps aufgebaut ist.

Ein Schreibkopf der gezeigten Ausführungsform umfaßt ein Glassubstrat 1, welches einen dünnen Al-Film über dem ganzen Substrat 1 einschließt. Anordnungen von Anodenleitern 2, Verbindungsleitern 3a, b, c und Steuerelektroden 4a, b werden auf derselben Ebene des Glassubstrates durch Photolithographie gebildet.

Die Anodenleiter 2 sind jeweils mit einer quadratischen Öffnung 5 versehen, wodurch eine rahmenartige Konfiguration erzielt wird. Auf jedem der Anodenleiter 2 ist eine Phosphorschicht 6 so vorgesehen, daß sowohl der Rahmenteil, wie auch die Öffnung 5 des Anodenleiters 2 bedeckt ist und daß eine Vielzahl von Anoden 7 in punktartiger Weise ausgebildet ist. Die Anoden 7 sind so angeordnet, daß sie voneinander durch ein vorbestimmtes Intervall entlang der Hauptabtastrichtung beabstandet sind, wodurch Anodenflächen gebildet werden. Insbesondere sind die Anodenflächen in zwei Reihen entlang einer Nebenabtastrichtung angeordnet. Die angrenzenden Anodenleiter 2, die einander in beiden Anodenflächen entsprechen, sind so vorgesehen, daß sie voneinander in der Hauptabtastrichtung abweichen, wodurch eine zickzackartige Anordnung in der Hauptabtastrichtung erreicht wird.

Der Schreibkopf der gezeigten Ausführungsform ist von dem Typ, bei dem Licht, das von der Phosphorschicht 6 emittiert wird, durch die Öffnungen 5 der Anodenleiter 2 und das Glassubstrat 1 austritt. Die Phosphorschicht 6 kann auf einem Gebiet vorgesehen werden, das größer als die Öffnung 5 und kleiner als das des Anodenleiters 2 ist. Dadurch kann die Auftragung der Phosphorschicht auf dem Anodenleiter 2 ohne besondere Abmessungsgenauigkeit durchgeführt werden, wodurch die Herstellung des Schreibkopfes vereinfacht wird. Die Konfiguration des Leuchtmusters hängt von der Genauigkeit der Photolithographie ab, wobei das Leuchtmuster mit einer hohen Genauigkeit ausgeführt werden kann. So kann eine Vielzahl von punktartigen Anoden 7 gebildet werden, wodurch eine gleichmäßige Leuchtintensität erzielt wird.

Jedes Paar von Anodenleitern, welche in der Zickzack-Weise in beiden Anodenflächen einander entsprechen, ist miteinander mit Hilfe der Verbindungsleiter 3a verbunden, die in schrittweisen Kurvenmustern gebildet sind. Ebenso sind die Anodenleiter 2 von einer Anodenfläche durch einen linearen Verbindungsleiter 3b mit dem rechteckigen Ausgangsabschnitt 8 jeweils verbunden. Die Ausgangsabschnitte 8 sind dann mit den Ausgängen 9 der Treiber- IC durch Verbindungsdrähte 10 verbunden. Die Anodenleiter 2 von jeder Anodenfläche sind jeweils mit kurzen Verbindungsleitern 3c verbunden, sodaß ähnliche elektrische Feldbedingungen in der Nähe der oben beschriebenen Anodenfläche hergestellt werden.

Die Steuerelektroden 4a, b werden auf dem Glassubstrat 1 in einer Weise ähnlich den Anodenleitern 2 gebildet und sind für jede Anodenfläche vorgesehen. Eine Gruppe von Steuerelektroden 4a für die eine Anodenfläche ist so angeordnet, daß je zwei nahe beieinanderliegende Steuerelektroden 4a jeweils eine Anode 7 der einen Anodenfläche mit Verbindungsleitern 3a und 3b umgeben mit einer Lücke einer vorbestimmten Größe dazwischen. Die andere Gruppe von Steuerelektroden 4b für die andere Anodenfläche ist so angeordnet, daß zwei angrenzende Steuerelektroden 4b der Anode 7 der anderen Anodenfläche mit Verbindungsleitern 3a und 3c mit einem Abstand einer vorbestimmten Größe dazwischen liegen.

In der gezeigten Ausführungsform ist ein Abstand zwischen der Steuerelektrode 4a, b und Anode 7 und dem Verbindungsleiter 3a, b, c von 50 µm oder weniger vorgesehen. Ein konventioneller Schreibkopf weist keine solchen Mikroabstandslücke dazwischen auf. Im Gegensatz dazu, kann die gezeigte Ausführungsform die Mikroabstandslücke mit hoher Genauigkeit durch Photolithographie verwirklichen, weil eine planare Elektrodenstruktur aus einem dünnen Film verwendet wird.

Dann wird mindestens eine filamentartige Kathode (nicht gezeigt) über dem so aufgebauten Glassubstrat 1 vorgesehen. Das Glassubstrat 1 bildet einen Teil einer Umgebung, die unter Hochvakuum steht und in welchen die oben beschriebenen Elektroden aufgenommen werden.

In der gezeigten Ausführungsform wird ein Kathodenpotential an die filamentartige Kathode angelegt, wodurch Elektronen von derselben emittiert werden. Eine Gitterspannung wird wahlweise abwechselnd an die Steuerelektroden 4a und 4b angelegt. Gleichzeitig mit der Anlegung der Gitterspannung an die Steuerelektroden wird ein Anzeigensignal wahlweise auf die Anoden 7, die Licht emittieren sollen, gegeben, wodurch die Anoden Licht aussenden. Die Steuerelektroden 4a oder 4b, an welchen die Gitterspannung nicht angelegt ist, werden mit einer Spannung von 0 Volt oder einer negativen Spannung versorgt, damit Elektronen von der Kathode nicht auf die Anoden 7, welche kein Licht emittieren sollen, treffen.

Auf diese Weise verhindert die gezeigte Ausführungsform die nachteilige Beeinflussung durch ein elektrisches Feld, das aufgrund der statischen Aufladung von Elektronen im Zusammenhang mit dem Stand der Technik aufgetreten ist, weil eine planare Elektrodenstruktur verwendet wird, die frei von jeglichen dreidimensionalen Isolierschichten ist.

Ebenso sind die Steuerelektroden 4a, b so angeordnet, daß jede der Anodenflächen umgeben ist, wodurch die Erzeugung eines elektrischen Feldes durch eine der Anodenflächen verhindert wird, und dadurch die nachteilige Beeinflussung der anderen Anodenfläche vermieden wird.

Auf diese Weise vermeidet ein Schreibkopf der gezeigten Ausführungsform im wesentlichen das Phänomen der Beleuchtungslecks, der Anzeigenfehler und ähnlichem. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist jeder Anodenleiter 2 mit einer Öffnung 5 versehen, wodurch eine rahmenartige oder hofartige Form geschaffen wird. Alternativ kann die Ausführungsform in einer solchen Weise aufgebaut sein, daß die Anodenleiter in einer vorbestimmten soliden Form gebildet sind, die frei von Öffnungen ist und wobei Phosphorschichten auf den Anodenleitern aufgetragen werden. In diesem Fall wird das von der Phosphorschicht emittierte Licht durch eine Frontabdeckung austreten, die gegenüber dem Klarsubstrat vorgesehen ist.

Nun wird eine zweite Ausführungsform eines Schreibkopfes für einen Fluoreszenzdrucker mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Der Schreibkopf der Ausführungsform von Fig. 2 ist vom statischen Treibertyp.

Fig. 2 ist eine Aufsicht, die ein wesentliches Teil eines Anodensubstrats zeigt. Der Schreibkopf der gezeigten Ausführungsform umfaßt ein Glassubstrat 11, welches einen dünnen Al-Film aufweist, der überall auf dem Substrat 11 durch Aufspritzen aufgetragen ist. Der dünne Al-Film wurde dann der Photolithographie ausgesetzt. Daraus ergeben sich Anodenleiter 12, Verbindungsleiter 13 und eine Steuerelektrode 14, die in einem vorbestimmten Muster auf der gleichen Ebene in einer solchen Weise gebildet wurden, daß die Anodenleiter 12 in einer Zickzackweise nebeneinander liegen, wobei die Verbindungsleiter 13 sich nach außen von dem Glassubstrat 11 erstrecken und die Steuerelektrode 14 stetig die Anodenleiter 12 umgibt. Die Anodenleiter 12 weisen eine Phosphorschicht 16 auf, die darauf aufgetragen wurde, wodurch punktartige Anoden 17 gebildet werden.

Der Schreibkopf der erläuterten Ausführungsform ist vom Fron­ temissionstyp, bei dem das von der Phosphorbeschichtung ausgesandte Licht auf eine lichtempfindliche Trommel fällt. Die Anodenleiter 12 sind jeweils mit einer Öffnung 15 versehen, die in einer rahmenartigen Form wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gebildet wurden. Wenn jedoch der Schreibkopf von einem Typ ist, bei dem Licht durch eine Vorderverglasung fällt, können die Anodenleiter in einer geeigneten soliden Form gebildet werden, die frei von solchen Öffnungen ist, wie beispielsweise eine Quadratform, eine rechteckige Form, eine Kreisform oder ähnliches.

In der zweiten Ausführungsform sind die Anodenflächen in einer solchen Weise vorgesehen, daß Anoden in den Anodenflächen, die einander entsprechen, in einer Zickzackweise angeordnet sind, wie in der ersten Ausführungsform. Ebenso sind die Verbindungsleiter 13 jeweils mit den Anodenleitern 12 verbunden, entsprechend des statischen Antriebtyps.

Die Steuerelektrode 14 wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, in stetiger Weise in einem vorbestimmten Muster so gebildet, daß sie kontinuierlich die Anodenleiter 12 und die Verbindungsleiter 13 umgibt. Die Steuerelektrode 14 wird ständig mit einer positiven Spannung versorgt.

Die Verbindungsleiter 13 sind jeweils an einem Ende mit einem An­ odenantriebs-IC 18 verbunden, der auf dem Substrat 11 vorgesehen ist. Ebenso werden die Anoden mit einem Anzeigesignal versorgt. Der Schreibkopf schließt weiterhin eine filamentartige Kathode ein, die über dem Glassubstrat 11 der obigen Bauart vorgesehen ist. Die Anzahl der filamentartigen Kathoden kann eine oder mehr betragen. Dann wird ein Vordergehäuse an dem Glassubstrat 11 vorgesehen, um eine schachtelartige Einhüllung zu bilden, welche dann zu einem Hochvakuum evakuiert wird.

In dem Schreibkopf der zweiten Ausführungsform wie sie oben beschrieben wurde, wird eine Kathodenspannung an die filamentartige Kathode angelegt, um Elektronen zu entladen, und eine positive Gitterspannung wird ständig an die Steuerelektroden angelegt. Die auszuwählenden Anoden werden mit einer positiven Anodenspannung versorgt, um die Emission von Licht herbeizuführen. Ebenso werden die Anoden, die kein Licht aussenden sollen, mit einer negativen Abschneidespannung versorgt, um ein negatives elektrisches Feld zu erzeugen, wodurch verhindert wird, daß Elektronen auf die Anoden treffen. In diesem Falle umgibt ein positives elektrisches Feld, das von der Steuerelektrode mit der positiven Spannungsversorgung ausgeht, das negative elektrische Feld, das so erzeugt wurde, so daß die negativen elektrischen Felder, die von angrenzenden Anoden ausgehen, neutralisiert werden, wodurch sie nicht die Anoden beeinflussen, die Licht aussenden.

Auf diese Weise verhindert die zweite Ausführungsform, daß ein negatives elektrisches Feld der angrenzenden Anoden, die nicht ausgewählt wurden, die ausgewählten Anoden nachteilig beinflußt. So minimiert der Schreibkopf der gezeigten Ausführungsform das Auftreten von Anzeigefehlern.

Claims (4)

1. Schreibkopf für einen Fluoreszenzdrucker, umfassend:

• 1. punktartige Anoden mit Anodenleitern und aufgebrachten Phosphorschichten, die entlang einer Hauptabtastrichtung in zwei Reihen angeordnet und durch vorgegebene Intervalle beabstandet sind, wobei die Reihen Anodengebiete bilden, die nebeneinander entlang einer Nebenabtastrichtung angeordnet sind, wobei jeweils zwei Anoden, die in Hauptabtastrichtung aufeinander folgen und von denen je eine je einem Anodengebiet angehört, ein entsprechendes Paar bilden und durch auf dem Substrat vorgesehene Verbindungsleiter verbunden sind, und dabei so an voneinander verschiedenen Stellen entlang der Hauptabtastrichtung vorgesehen sind, daß sich eine Zickzackanordnung aller punktartigen Anoden ergibt;
• 2. mindestens eine Steuerelektrode, die auf dem Substrat vorgesehen ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Anodenleiter (2), die Verbindungsleiter (3a, 3b, 3c) und die Steuerelektrode (4a, 4b) jeweils aus einem dünnen Metallfilm in einer Ebene auf dem Substrat (1) gebildet werden;
• 2. die Steuerelektrode (4a, 4b) so angeordnet ist, daß sie in einen Zwischenraum zwischen den zwei Reihen von Anoden (7) der Anodengebiete hineinreicht und dabei jede einzelne der punktartigen Anoden (7) im wesentlichen umschließt.

2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Verbindungsleiter (3a, 3b, 3c) in einer Breite ausgebildet werden, die schmäler als die der Anodenleiter (2) ist; und
• 2. die Steuerelektrode (4a, 4b) für jedes Anodengebiet gesondert vorgesehen ist, so daß zwei voneinander unabhängige Steuerelektroden (4a, 4b) vorliegen.

3. Schreibkopf für einen Fluoreszenzdrucker, umfassend:

• 1. punktartige Anoden mit Anodenleitern und aufgebrachten Phosphorschichten, die entlang einer Hauptabtastrichtung in zwei Reihen angeordnet und durch vorgegebene Intervalle beabstandet sind, wobei die Reihen Anodengebiete bilden, die nebeneinander entlang einer Nebenabtastrichtung angeordnet sind, wobei jeweils zwei Anoden, die in Hauptabtastrichtung aufeinander folgen und je einem Anodengebiet angehören, dabei so an voneinander verschiedenen Stellen entlang der Hauptabtastrichtung vorgesehen sind, daß sich eine Zickzackanordnung aller punktartigen Anoden ergibt;
• 2. eine Steuerelektrode, die auf dem Substrat vorgesehen ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Anodenleiter (12) und die Steuerelektrode (14) jeweils aus einem dünnen Metallfilm in einer Ebene auf dem Substrat (11) gebildet werden;
• 2. die Steuerelektrode (14) so angeordnet ist, daß sie in einen Zwischenraum zwischen den zwei Reihen von Anoden (17) der Anodengebiete hineinreicht und dabei jede einzelne der punktartigen Anoden (17) im wesentlichen umschließt.

4. Schreibkopf nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. das Substrat (1, 11) lichtdurchlässig ist;
• 2. der Anodenleiter (2, 12) jeweils mit einer Öffnung (5, 15) versehen ist, wodurch sich eine rahmenartige Form ergibt; und
• 3. Licht, das von den Phosphorschichten (6, 16) ausgeht, durch das Substrat (1, 11) austritt, während es durch die Öffnungen (5, 15) der Anodenleiter (2, 12) begrenzt wird.