JP2000294176A - 発光装置とそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
発光装置とそれを用いた画像形成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＦＥＤ発光素子の発光ドット面積を小さくし
て、画像密度の高い画像形成装置を得ること。 【解決手段】 互いに対向する陰極および陽極と、陰極
と陽極との間に介在する蛍光体とを有し、陰極が陽極に
向かって放出する電子を蛍光体に衝突させて蛍光体を発
光させる電界放出陰極形発光素子と、前記陰極・陽極間
に磁界を印加して陰極から陽極に向かう電子を蛍光体上
の所定領域内に収束させる磁界印加部材とを備える。
て、画像密度の高い画像形成装置を得ること。 【解決手段】 互いに対向する陰極および陽極と、陰極
と陽極との間に介在する蛍光体とを有し、陰極が陽極に
向かって放出する電子を蛍光体に衝突させて蛍光体を発
光させる電界放出陰極形発光素子と、前記陰極・陽極間
に磁界を印加して陰極から陽極に向かう電子を蛍光体上
の所定領域内に収束させる磁界印加部材とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は発光装置とそれを
用いた画像形成装置に関し、特にこの発明の発光装置は
電界放出陰極形発光素子に関する。
用いた画像形成装置に関し、特にこの発明の発光装置は
電界放出陰極形発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属、または半導体の鋭利部に高
電界を印加し、その鋭利部先端から電子を真空中に電界
放出させ蛍光体に衝突させて発光させるＦＥＤ（Field
Emission Display）素子と呼ばれる発光素子が知られて
いる。
電界を印加し、その鋭利部先端から電子を真空中に電界
放出させ蛍光体に衝突させて発光させるＦＥＤ（Field
Emission Display）素子と呼ばれる発光素子が知られて
いる。
【０００３】この発光素子の代表的な構造について図８
を用いて説明する。ＦＥＤ発光素子はガラス基板１０４
上に、カソード電極（陰極）１１３を形成するととも
に、所定の間隔で円錐型エミッタ１０１を形成し、円錐
型エミッタ１０１の近傍に位置するようにガラス基板１
０４上に絶縁膜１０３を介してゲート電極１０２を形成
した基板部Ａと、基板部Ａに相対向するように配設され
蛍光体層１１０とアノード電極１０６とを積層した基板
部Ｂとから構成される。円錐型エミッタ１０１とアノー
ド電極１０６との間の領域は１０-7Ｔｏｒｒ程度の高真
空である。
を用いて説明する。ＦＥＤ発光素子はガラス基板１０４
上に、カソード電極（陰極）１１３を形成するととも
に、所定の間隔で円錐型エミッタ１０１を形成し、円錐
型エミッタ１０１の近傍に位置するようにガラス基板１
０４上に絶縁膜１０３を介してゲート電極１０２を形成
した基板部Ａと、基板部Ａに相対向するように配設され
蛍光体層１１０とアノード電極１０６とを積層した基板
部Ｂとから構成される。円錐型エミッタ１０１とアノー
ド電極１０６との間の領域は１０-7Ｔｏｒｒ程度の高真
空である。
【０００４】電子放出方法は、陰極となる円錐型エミッ
タ１０１に対し、ゲート電極１０２に正電位を印加し、
円錐型エミッタ１０１の先端部に高電界を形成する。ゲ
ート電極１０２の空孔径１０７は非常に小さいため、円
錐型エミッタ１０１の先端部に電界集中が起こり、真空
中に電子が電界放出される。真空中へ放出された電子１
０５は、アノード電極１０６の正電位によって加速され
蛍光体層１１０に衝突して蛍光体層１１０を発光させ最
終的にアノード電極１０６に吸収される。
タ１０１に対し、ゲート電極１０２に正電位を印加し、
円錐型エミッタ１０１の先端部に高電界を形成する。ゲ
ート電極１０２の空孔径１０７は非常に小さいため、円
錐型エミッタ１０１の先端部に電界集中が起こり、真空
中に電子が電界放出される。真空中へ放出された電子１
０５は、アノード電極１０６の正電位によって加速され
蛍光体層１１０に衝突して蛍光体層１１０を発光させ最
終的にアノード電極１０６に吸収される。
【０００５】ところで、円錐型エミッタ１０１には、デ
バイス構造に起因して生じる放出電流の広がりという本
質的な特性があり、図８で円錐型エミッタ１０１より放
出された電子１０５は、ゲート電極１０２によって加速
され、結果としてアノード電極１０６の位置では、広が
り径１０８を有するビームスポットとなる。
バイス構造に起因して生じる放出電流の広がりという本
質的な特性があり、図８で円錐型エミッタ１０１より放
出された電子１０５は、ゲート電極１０２によって加速
され、結果としてアノード電極１０６の位置では、広が
り径１０８を有するビームスポットとなる。
【０００６】これに対して、高画素密度プリンタにＦＥ
Ｄ発光素子を用いる場合は、発光ドットのサイズを数十
μｍまで小さくしなければならない。例えば、１２００
ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）画素密度には、２０μｍ×
２０μｍ（半径１０μｍ）の小ドットが必要であるが、
そのためには、円錐型エミッタ１０１とアノード電極１
０６との間隔を２０μｍという極めて小さな間隔にしな
ければならない。
Ｄ発光素子を用いる場合は、発光ドットのサイズを数十
μｍまで小さくしなければならない。例えば、１２００
ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）画素密度には、２０μｍ×
２０μｍ（半径１０μｍ）の小ドットが必要であるが、
そのためには、円錐型エミッタ１０１とアノード電極１
０６との間隔を２０μｍという極めて小さな間隔にしな
ければならない。
【０００７】そこで、このような要求に応えるＦＥＤ発
光素子として、２つの基板の内一方の基板に溝を設け、
その溝の底部に円錐型エミッタ電極とゲート電極とを配
設し、他方の基板にアノード電極と蛍光体層とを積層
し、両方の基板を互いに密着させ溝の深さを制御するこ
とにより円錐型エミッタとアノード電極との距離を調整
するようにしたものが知られている（例えば、特開平９
−２１３２４７号公報参照）。
光素子として、２つの基板の内一方の基板に溝を設け、
その溝の底部に円錐型エミッタ電極とゲート電極とを配
設し、他方の基板にアノード電極と蛍光体層とを積層
し、両方の基板を互いに密着させ溝の深さを制御するこ
とにより円錐型エミッタとアノード電極との距離を調整
するようにしたものが知られている（例えば、特開平９
−２１３２４７号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなＦＥＤ発光素子では、円錐型エミッタとアノ
ード電極との距離が２０μｍ程度で極めて短いため、高
度な基板の寸法精度および加工精度が必要とされ、均一
なドット面積を有する発光素子を歩留りよく製造するこ
とは容易でない。
このようなＦＥＤ発光素子では、円錐型エミッタとアノ
ード電極との距離が２０μｍ程度で極めて短いため、高
度な基板の寸法精度および加工精度が必要とされ、均一
なドット面積を有する発光素子を歩留りよく製造するこ
とは容易でない。
【０００９】この発明はこのような事情を考慮してなさ
れたもので、円錐型エミッタとアノード電極との間の電
子の放出空間に磁界を印加することにより、その間隔を
大きくした状態で電子を発光層上に収束させ高密度画像
形成に必要な大きさのドット面積を得ることが可能な発
光装置とそれを用いた画像形成装置を提供するものであ
る。
れたもので、円錐型エミッタとアノード電極との間の電
子の放出空間に磁界を印加することにより、その間隔を
大きくした状態で電子を発光層上に収束させ高密度画像
形成に必要な大きさのドット面積を得ることが可能な発
光装置とそれを用いた画像形成装置を提供するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、互いに対向
する陰極および陽極と、陰極と陽極との間に介在する蛍
光体とを有し、陰極が陽極に向かって放出する電子を蛍
光体に衝突させ蛍光体を発光させる電界放出陰極形発光
素子と、前記陰極・陽極間に磁界を印加し陰極から陽極
に向かう電子を蛍光体上の所定領域内に収束させる磁界
印加部材とを備える発光装置を提供するものである。
する陰極および陽極と、陰極と陽極との間に介在する蛍
光体とを有し、陰極が陽極に向かって放出する電子を蛍
光体に衝突させ蛍光体を発光させる電界放出陰極形発光
素子と、前記陰極・陽極間に磁界を印加し陰極から陽極
に向かう電子を蛍光体上の所定領域内に収束させる磁界
印加部材とを備える発光装置を提供するものである。
【００１１】また、この発明は上記発光装置を複数個一
列に配列した発光アレイと、発光装置から光を受けて静
電潜像を形成する感光体と、前記静電潜像を現像する現
像部と、現像された像を媒体に転写する転写部を備える
画像形成装置を提供するものである。
列に配列した発光アレイと、発光装置から光を受けて静
電潜像を形成する感光体と、前記静電潜像を現像する現
像部と、現像された像を媒体に転写する転写部を備える
画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明の発光装置における電界
放出陰極形発光素子は、陰極と、陰極に対向する陽極
と、陰・陽極間に介在する蛍光体から構成される。これ
には、例えばエム・アイ・エリンソン（M. I. Elinson
）等によって発表された冷陰極素子（Radio Eng. Elec
tron Phys, 第１０巻、1965年1290〜1296頁）や、金属
又は半導体の鋭利部に高電界を印加し、その鋭利部の先
端から電子を真空中に電界放出させるフィールドエミッ
タ素子（テレビジョン学会誌Vol.47, No.5, 1993年 570
〜574 頁）などを用いることができる。
放出陰極形発光素子は、陰極と、陰極に対向する陽極
と、陰・陽極間に介在する蛍光体から構成される。これ
には、例えばエム・アイ・エリンソン（M. I. Elinson
）等によって発表された冷陰極素子（Radio Eng. Elec
tron Phys, 第１０巻、1965年1290〜1296頁）や、金属
又は半導体の鋭利部に高電界を印加し、その鋭利部の先
端から電子を真空中に電界放出させるフィールドエミッ
タ素子（テレビジョン学会誌Vol.47, No.5, 1993年 570
〜574 頁）などを用いることができる。
【００１３】この発明の発光装置における磁界印加部材
は、陰極・陽極間に磁界を印加し陰極から陽極に向かう
電子を蛍光体上の所定領域内に収束させるものであり、
これには陰極と陽極との対向方向に磁界を印加するもの
を用いることが好ましい。
は、陰極・陽極間に磁界を印加し陰極から陽極に向かう
電子を蛍光体上の所定領域内に収束させるものであり、
これには陰極と陽極との対向方向に磁界を印加するもの
を用いることが好ましい。
【００１４】磁界中を電子が走ると電子はローレンツ力
を受ける。磁界が一様であれば電磁力は電子に対する一
定の求心力として作用し、電子は磁界内を磁界に直交す
る方向に円運動しながら磁界に平行な方向に進む。つま
り半径およびピッチが一定の螺旋運動をする。そして、
これらの螺旋運動の半径およびピッチは、いずれも磁界
の磁束密度に反比例するので、この磁束密度を制御する
ことにより、電子を所定面積内に収束させることができ
る。
を受ける。磁界が一様であれば電磁力は電子に対する一
定の求心力として作用し、電子は磁界内を磁界に直交す
る方向に円運動しながら磁界に平行な方向に進む。つま
り半径およびピッチが一定の螺旋運動をする。そして、
これらの螺旋運動の半径およびピッチは、いずれも磁界
の磁束密度に反比例するので、この磁束密度を制御する
ことにより、電子を所定面積内に収束させることができ
る。
【００１５】この発明は磁界印加部材が磁石からなり、
磁石は極性の異なる２つの磁極を有しその２つの磁極間
に陰極と陽極とが介在するように配置されてもよい。磁
石には永久磁石，電磁石，またはそれらを組合せたもの
を用いることができる。また、永久磁石としては、例え
ばアルニコ磁石，希土類コバルト系磁石などを用いるこ
とができる。
磁石は極性の異なる２つの磁極を有しその２つの磁極間
に陰極と陽極とが介在するように配置されてもよい。磁
石には永久磁石，電磁石，またはそれらを組合せたもの
を用いることができる。また、永久磁石としては、例え
ばアルニコ磁石，希土類コバルト系磁石などを用いるこ
とができる。
【００１６】磁界印加部材が異なる２つの磁極を有する
磁石からなり、磁石はその２つの磁極間に発光素子と感
光体とが介在するように配置されてもよい。また、この
発明の画像形成装置は投影レンズをさらに備え、投影レ
ンズは発光アレイと感光体との間に介在してもよい。投
影レンズには等倍正立レンズを用いることが好ましい。
この発明の画像形成装置はミラーをさらに備え、ミラー
は発光アレイからの光を磁束の方向に直交させて感光体
へ案内するように配置されてもよい。
磁石からなり、磁石はその２つの磁極間に発光素子と感
光体とが介在するように配置されてもよい。また、この
発明の画像形成装置は投影レンズをさらに備え、投影レ
ンズは発光アレイと感光体との間に介在してもよい。投
影レンズには等倍正立レンズを用いることが好ましい。
この発明の画像形成装置はミラーをさらに備え、ミラー
は発光アレイからの光を磁束の方向に直交させて感光体
へ案内するように配置されてもよい。
【００１７】実施例 以下図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。
図１はこの発明の画像形成装置の要部を示す斜視図，図
２はその断面図であり、感光体ドラム１に対向してその
軸方向にＦＥＤ（Field Emission Display）素子アレイ
２が設けられ、感光体ドラム１とＦＥＤ素子アレイ２と
の間に投影レンズアレイ３が設置されている。感光体ド
ラム１の内部とＦＥＤ素子アレイ２の背面には磁石４，
５が互いに対向するように設けられ、磁石４と５の間の
ＦＥＤ素子アレイ２には磁石５から磁石４に向かう方向
（矢印Ｚ方向に）に磁界が印加されている。
図１はこの発明の画像形成装置の要部を示す斜視図，図
２はその断面図であり、感光体ドラム１に対向してその
軸方向にＦＥＤ（Field Emission Display）素子アレイ
２が設けられ、感光体ドラム１とＦＥＤ素子アレイ２と
の間に投影レンズアレイ３が設置されている。感光体ド
ラム１の内部とＦＥＤ素子アレイ２の背面には磁石４，
５が互いに対向するように設けられ、磁石４と５の間の
ＦＥＤ素子アレイ２には磁石５から磁石４に向かう方向
（矢印Ｚ方向に）に磁界が印加されている。
【００１８】図３はＦＥＤ素子アレイ２の要部構成を示
す説明図である。同図において、基板１１は、例えば厚
さ１．１ｍｍのガラス板であり、その上にカソード電極
１６として、例えば厚さ１００ｎｍのＴａ膜がスパッタ
法で形成されている。
す説明図である。同図において、基板１１は、例えば厚
さ１．１ｍｍのガラス板であり、その上にカソード電極
１６として、例えば厚さ１００ｎｍのＴａ膜がスパッタ
法で形成されている。
【００１９】基板１１上にさらに絶縁膜７として、例え
ば厚さ１０００ｎｍのＳｉＯ2 膜が被着され、ゲート電
極３０が金属膜、例えば、厚さ１５０ｎｍ程度のＣｒ，
Ｔａ，Ｍｏなどの膜により形成されている。ゲート電極
３０と絶縁膜７にはコーン（円錐型エミッタ）用空孔１
３が形成され、空孔底面に露出したカソード電極１６の
上にはコーン（円錐型エミッタ）１２が、例えば、Ｍｏ
を垂直蒸着することにより形成されている。
ば厚さ１０００ｎｍのＳｉＯ2 膜が被着され、ゲート電
極３０が金属膜、例えば、厚さ１５０ｎｍ程度のＣｒ，
Ｔａ，Ｍｏなどの膜により形成されている。ゲート電極
３０と絶縁膜７にはコーン（円錐型エミッタ）用空孔１
３が形成され、空孔底面に露出したカソード電極１６の
上にはコーン（円錐型エミッタ）１２が、例えば、Ｍｏ
を垂直蒸着することにより形成されている。
【００２０】そして、図３に示すように１画素領域とし
て、２０×２０μｍの大きさのカソード電極１６の中
に、２×２＝４個のコーン１２が設けられ、４個一組の
コーン１２からなる画素領域が複数個アレー状（一列）
に配列されている。
て、２０×２０μｍの大きさのカソード電極１６の中
に、２×２＝４個のコーン１２が設けられ、４個一組の
コーン１２からなる画素領域が複数個アレー状（一列）
に配列されている。
【００２１】この微小電界放出陰極アレイと対面するよ
うにガラス透明基板１０が設けられ、その下面には、ア
ノード電極１５、たとえば、厚さ２００〜３００ｎｍの
ＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 ）膜が積層され、その上
には蛍光体層１４たとえば、厚さ２μｍのＺｎＯ：Ｚｎ
からなる膜が形成されている。そして、両基板１０，１
１を、スペーサ１７，１８（図２）によりたとえば、１
０００μｍ程度の間隔をあけて密封し内部を高真空にし
てＦＥＤ素子アレイ２が構成される。
うにガラス透明基板１０が設けられ、その下面には、ア
ノード電極１５、たとえば、厚さ２００〜３００ｎｍの
ＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 ）膜が積層され、その上
には蛍光体層１４たとえば、厚さ２μｍのＺｎＯ：Ｚｎ
からなる膜が形成されている。そして、両基板１０，１
１を、スペーサ１７，１８（図２）によりたとえば、１
０００μｍ程度の間隔をあけて密封し内部を高真空にし
てＦＥＤ素子アレイ２が構成される。
【００２２】また、ＦＥＤ素子アレイ２の駆動制御は、
図３に示すようにアノード電極１５にアノード電源２５
０を接続し、カソード電極１６に制御回路２００、すな
わち、カソード選択回路を介してカソード電源２６０を
接続し、制御回路２００により選択された特定のカソー
ド電極１６のみから電子を放出するようにして行われ
る。特定のカソード電極のコーン１２から放出された電
子はゲート電極３０により加速され、アノード電極１５
の上に形成された蛍光体層１４に衝突してそれを発光さ
せる。
図３に示すようにアノード電極１５にアノード電源２５
０を接続し、カソード電極１６に制御回路２００、すな
わち、カソード選択回路を介してカソード電源２６０を
接続し、制御回路２００により選択された特定のカソー
ド電極１６のみから電子を放出するようにして行われ
る。特定のカソード電極のコーン１２から放出された電
子はゲート電極３０により加速され、アノード電極１５
の上に形成された蛍光体層１４に衝突してそれを発光さ
せる。
【００２３】すなわち、制御回路２００により負電位を
与えるカソード電極１６を適宜選択することにより任意
の蛍光体ドットを発光させることができるので、画像形
成装置用の発光素子アレイとして動作する。
与えるカソード電極１６を適宜選択することにより任意
の蛍光体ドットを発光させることができるので、画像形
成装置用の発光素子アレイとして動作する。
【００２４】従って、図１に示すように感光体ドラム１
に対向して設置されたＦＥＤアレイ２の各ドットからの
光はレンズアレイ３を介して感光体ドラム１上に投影さ
れ静電潜像を形成する。感光体ドラム１に形成された静
電潜像は図示しない公知の現像装置，転写装置，定着装
置により処理される。つまり静電潜像が現像装置で現像
され、現像された画像が転写装置により媒体上に転写さ
れ、定着装置で定着される。
に対向して設置されたＦＥＤアレイ２の各ドットからの
光はレンズアレイ３を介して感光体ドラム１上に投影さ
れ静電潜像を形成する。感光体ドラム１に形成された静
電潜像は図示しない公知の現像装置，転写装置，定着装
置により処理される。つまり静電潜像が現像装置で現像
され、現像された画像が転写装置により媒体上に転写さ
れ、定着装置で定着される。
【００２５】なお、投影レンズアレイ３は一列に配列さ
れた複数の等倍正立レンズから構成され、ＦＥＤアレイ
２の発光ドットが忠実に感光体ドラム１上に投影される
ようになっている。
れた複数の等倍正立レンズから構成され、ＦＥＤアレイ
２の発光ドットが忠実に感光体ドラム１上に投影される
ようになっている。
【００２６】図４はこの実施例におけるＦＥＤアレイ２
の電子の放出状況を示す説明図である。同図に示すよう
に磁石４，５により基板１０，１１との間の空間には矢
印Ｚ方向に磁界が印加されている。従って、コーン１２
からある角度でアノード電極１５に向かって放出される
電子は電磁力を受けて一点鎖線で示す領域Ａ内を螺旋運
動しながら蛍光体層１４に到達する（破線で示す矢印は
磁界が印加されない場合の電子の放出範囲を示す）。
の電子の放出状況を示す説明図である。同図に示すよう
に磁石４，５により基板１０，１１との間の空間には矢
印Ｚ方向に磁界が印加されている。従って、コーン１２
からある角度でアノード電極１５に向かって放出される
電子は電磁力を受けて一点鎖線で示す領域Ａ内を螺旋運
動しながら蛍光体層１４に到達する（破線で示す矢印は
磁界が印加されない場合の電子の放出範囲を示す）。
【００２７】この電子の螺旋運動の状況を図５にさらに
詳しく示している。図５においてコーン１２から放出さ
れた電子Ｅの螺旋運動の半径Ｒ〔ｍ〕は Ｒ＝（ｍ・ｖ）／（Ｂ・ｅ） ……（１） で与えられる。また、ゲート電極３０とアノード電極１
５間の電界を無視すると、螺旋運動の１周期（ピッチ）
の長さＬ〔ｍ〕は、 Ｌ＝（２π／Ｂ）｛（２ｍｖ）／ｅ｝1/2 ……（２） で与えられる。ここで、ｍ：電子の質量〔kg〕，ｖ：電
子の磁束に直交する速度成分〔ｍ／ｓ〕，Ｂ：Ｚ方向に
印加される磁界の磁束密度〔テスラ〕，ｅ：電子の電気
量〔クーロン〕
詳しく示している。図５においてコーン１２から放出さ
れた電子Ｅの螺旋運動の半径Ｒ〔ｍ〕は Ｒ＝（ｍ・ｖ）／（Ｂ・ｅ） ……（１） で与えられる。また、ゲート電極３０とアノード電極１
５間の電界を無視すると、螺旋運動の１周期（ピッチ）
の長さＬ〔ｍ〕は、 Ｌ＝（２π／Ｂ）｛（２ｍｖ）／ｅ｝1/2 ……（２） で与えられる。ここで、ｍ：電子の質量〔kg〕，ｖ：電
子の磁束に直交する速度成分〔ｍ／ｓ〕，Ｂ：Ｚ方向に
印加される磁界の磁束密度〔テスラ〕，ｅ：電子の電気
量〔クーロン〕
【００２８】従って、式（１）より磁束密度Ｂを大きく
するほど螺旋運動の半径Ｒを小さくする、つまり領域Ａ
の断面積を小さくすることができる。また、式（２）よ
り、電子ＥはピッチＬの螺旋運動を行うから、磁束密度
Ｂを適当に調整してピッチＬをコーン１２と蛍光体層１
４との距離に一致させることにより、さらに電子を収束
させることができる。
するほど螺旋運動の半径Ｒを小さくする、つまり領域Ａ
の断面積を小さくすることができる。また、式（２）よ
り、電子ＥはピッチＬの螺旋運動を行うから、磁束密度
Ｂを適当に調整してピッチＬをコーン１２と蛍光体層１
４との距離に一致させることにより、さらに電子を収束
させることができる。
【００２９】この実施例では、図４に示すカソード電極
１６とゲート電極３０との距離Ｈｇ＝１μｍ，ゲート電
極３０と蛍光体層１４との距離Ｈａ＝１０００μｍ，コ
ーン１２の高さＨｔ＝１μｍ，アノード電極１５とゲー
ト電極３０との間の電圧１０００Ｖ，ゲート電極３０と
カソード電極１６との間の電圧１００Ｖに設定したが、
この場合には、０．５テスラ以下の磁束密度で、電子を
十分に収束できることを確認している。なお、ここで
は、磁石４と５にはアルニコ磁石を使用している。
１６とゲート電極３０との距離Ｈｇ＝１μｍ，ゲート電
極３０と蛍光体層１４との距離Ｈａ＝１０００μｍ，コ
ーン１２の高さＨｔ＝１μｍ，アノード電極１５とゲー
ト電極３０との間の電圧１０００Ｖ，ゲート電極３０と
カソード電極１６との間の電圧１００Ｖに設定したが、
この場合には、０．５テスラ以下の磁束密度で、電子を
十分に収束できることを確認している。なお、ここで
は、磁石４と５にはアルニコ磁石を使用している。
【００３０】また、磁石５をＦＥＤ素子アレイ２に十分
接近させると、ＦＥＤ素子アレイ２の厚さが薄い（２〜
３ｍｍ程度）ので、磁石４を除去してもカソード電極１
６とアノード電極１５間には磁石５自体のＮ極からＳ極
に向かう磁界が印加され、上記のような電子収束効果が
得られる。
接近させると、ＦＥＤ素子アレイ２の厚さが薄い（２〜
３ｍｍ程度）ので、磁石４を除去してもカソード電極１
６とアノード電極１５間には磁石５自体のＮ極からＳ極
に向かう磁界が印加され、上記のような電子収束効果が
得られる。
【００３１】図６は変形例を示す図２対応図である。こ
の変形例では図２から磁石４，５を除去し、その代りに
ヨーク付きの磁石５ａを設けてカソード電極１６とアノ
ード電極１５との間に図２に示す実施例と同様な磁界を
印加するようにしている。この変形例では磁石４を感光
体ドラム１の内部に設置する必要がないので、構成が簡
単になる。
の変形例では図２から磁石４，５を除去し、その代りに
ヨーク付きの磁石５ａを設けてカソード電極１６とアノ
ード電極１５との間に図２に示す実施例と同様な磁界を
印加するようにしている。この変形例では磁石４を感光
体ドラム１の内部に設置する必要がないので、構成が簡
単になる。
【００３２】図７は他の変形例を示す図２対応図であ
る。この変形例では、図２の磁石４を感光体ドラム１の
外部に磁石５に対向させて設置し、投影レンズ３の代わ
りに投影レンズ３ａ，３ｂとミラー３ｃとを設け、ＦＥ
Ｄ素子アレイ２から出射される光をミラー３ｃにより直
角に反射させて感光体ドラム１に導くようにしている。
この変形例でも磁石４を感光体ドラム１の内部に設置し
ないので、構成が簡素化される。
る。この変形例では、図２の磁石４を感光体ドラム１の
外部に磁石５に対向させて設置し、投影レンズ３の代わ
りに投影レンズ３ａ，３ｂとミラー３ｃとを設け、ＦＥ
Ｄ素子アレイ２から出射される光をミラー３ｃにより直
角に反射させて感光体ドラム１に導くようにしている。
この変形例でも磁石４を感光体ドラム１の内部に設置し
ないので、構成が簡素化される。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、電界放出陰極形発光
素子の陰極・陽極間に磁束を印加して電子を収束させる
ので、発光ドット面積の小さい発光素子が得られると共
に、この発光素子をアレイ状に配列して画像形成装置に
用いることにより、ドット密度の高い画像を形成するこ
とができる。
素子の陰極・陽極間に磁束を印加して電子を収束させる
ので、発光ドット面積の小さい発光素子が得られると共
に、この発光素子をアレイ状に配列して画像形成装置に
用いることにより、ドット密度の高い画像を形成するこ
とができる。
【図１】この発明の実施例の画像形成装置を示す要部斜
視図である。
視図である。
【図２】図１の実施例の要部側面図である。
【図３】実施例のＦＥＤ素子アレイの構成説明図であ
る。
る。
【図４】実施例のＦＥＤ発光素子の動作説明図である。
【図５】実施例のＦＥＤ発光素子の電子収束状態説明図
である。
である。
【図６】この発明の変形例を示す図２対応図である。
【図７】この発明の他の変形例を示す図２対応図であ
る。
る。
【図８】従来のＦＥＤ発光素子の構成説明図である。
【符号の説明】 １ 感光体ドラム ２ ＦＥＤ発光素子アレイ ３ 投影レンズアレイ ４ 磁石 ５ 磁石
フロントページの続き (72)発明者 井上 和則 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 豊田 治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2C162 AE28 AE32 FA19 FA23 FA44 FA49 5C036 EE03 EF01 EF05 EG12 EG19 EG50 EH04 5C094 AA05 BA16 BA32 BA34 CA18 EA05 EB02 ED01 FB20 GA10 HA10
Claims (10)
- 【請求項１】 互いに対向する陰極および陽極と、陰極
と陽極との間に介在する蛍光体とを有し、陰極が陽極に
向かって放出する電子を蛍光体に衝突させて蛍光体を発
光させる電界放出陰極形発光素子と、 前記陰極・陽極間に磁界を印加して陰極から陽極に向か
う電子を蛍光体上の所定領域内に収束させる磁界印加部
材とを備える発光装置。 - 【請求項２】 磁界印加部材は陰極と陽極との対向方向
に磁界を印加する請求項１記載の発光装置。 - 【請求項３】 磁界印加部材が磁石からなり、磁石は極
性の異なる２つの磁極間に陰極と陽極とが介在するよう
に配置されてなる請求項１記載の発光装置。 - 【請求項４】 磁界印加部材は、その磁界の磁束密度が
陰極から放出される電子を所定値以下の螺旋半径で螺旋
運動させる大きさである請求項２記載の発光装置。 - 【請求項５】 磁石が永久磁石である請求項３の発光装
置。 - 【請求項６】 請求項１記載の発光装置を複数個一列に
配列した発光アレイと、発光装置から光を受けて静電潜
像を形成する感光体と、前記静電潜像を現像する現像部
と、現像された像を媒体に転写する転写部を備える画像
形成装置。 - 【請求項７】 磁界印加部材が異なる２つの磁極を有す
る磁石からなり、磁石はその２つの磁極間に発光アレイ
と感光体とが介在するように配置されてなる請求項６記
載の画像形成装置。 - 【請求項８】 投影レンズをさらに備え、投影レンズは
発光アレイと感光体との間に介在する請求項６記載の画
像形成装置。 - 【請求項９】 投影レンズが正立等倍レンズである請求
項８記載の画像形成装置。 - 【請求項１０】 ミラーをさらに備え、ミラーは発光ア
レイからの光を磁界の方向に直交させて感光体へ案内す
るように配置されてなる請求項６記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9686699A JP2000294176A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 発光装置とそれを用いた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9686699A JP2000294176A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 発光装置とそれを用いた画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294176A true JP2000294176A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14176373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9686699A Withdrawn JP2000294176A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 発光装置とそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294176A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322581A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 |
| JP2006269218A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Rohm Co Ltd | 電子装置、それを利用した表示装置およびセンサ、ならびに電子装置の製造方法 |
| JP2010003474A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Futaba Corp | 真空デバイス |
-
1999
- 1999-04-02 JP JP9686699A patent/JP2000294176A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322581A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 |
| JP4675578B2 (ja) * | 2004-05-11 | 2011-04-27 | 日本放送協会 | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 |
| JP2006269218A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Rohm Co Ltd | 電子装置、それを利用した表示装置およびセンサ、ならびに電子装置の製造方法 |
| JP2010003474A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Futaba Corp | 真空デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |