JP2625904B2 - 光書込みヘッドおよびその駆動方法 - Google Patents

光書込みヘッドおよびその駆動方法

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Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1)産業上の利用分野 本発明は光書込みヘッドに関し、特に、1プロセスで
複数色を再現できる画像形成装置で使用するのに適した
光書込みヘッドに関する。
このような光書込みヘッドは、カラー写真フィルムを
用いて1プロセスの露光で複数色を再現する場合や、光
導電性トナーを用いて1プロセスの露光で複数色を再現
する場合等に使用される。
(2)従来の技術 光導電性トナーを用いて1プロセスの露光で複数色を
再現する画像形成装置は、たとえば、電子写真学会誌
(第286〜291頁、第26巻、第3号、1987年)、または米
国特許第4125322号明細書(Int.C1.G30G17/04、U.S.C1.
355/4)に記載されており、また、前記光導電性トナー
は特公昭43−21781号公報に記載されている。
従来、画像情報の記録のための露光光学系は、例えば
レーザプリンタであれば、半導体レーザを光源とし、こ
の発生したレーザ光をコリメータレンズによって平行光
束として回転多面鏡に照射し、回転多面鏡で偏向された
反射ビームは走査速度を補正するためのレンズを介して
感光体を走査するように構成されている。そのため、露
光光学系の光路が長くなり装置全体が大型になってしま
うので、近頃、真空蛍光管を用いた光書込みヘッドが用
いられるようになってきた。
前記光書込みヘッドとしては、従来特開昭61−86767
号公報に記載されたもの等が知られている。前記光書込
みヘッドは、熱電子を放出する陰極と、この陰極に対向
配置されるとともに印加電圧が制御される陽極と、この
陽極上に被着されて前記熱電子が衝突したときに発光す
る複数の蛍光体と、前記陰極および前記陽極間に配設さ
れて前記陰極から放出された熱電子の陽極側への移動を
制御する制御電極とを備え、前記複数の蛍光体に選択的
に熱電子を衝突させるように構成されている。そして、
その書込みヘッドは、前記複数の蛍光体を画像情報に応
じて発光させ、感光体へ結像させるものである。
(3)発明が解決しようとする課題 前記従来の光書込みヘッドは、単一色を発光するだけ
なので、周知の電子写真プロセスにより単一色の画像を
出力する画像記録装置では問題ない。ところが、複数色
の光に排他的に感応して、1プロセスで複数色を再現す
る画像記録装置では、異なる蛍光体を有する複数個の光
書込みヘッドが必要となる。そのため装置を小型化する
ことが困難であり、コストも高くなるという問題点があ
った。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、複数
色の発光が可能な光書込みヘッドを提供すると共に、各
色の発光強度が均一となる光書込みヘッドの駆動方法を
提供することを課題とする。
B.発明の構成 (1)課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明の光書込みヘッド
は、熱電子を放出する陰極と、この陰極に対向配置され
るとともに印加電圧が制御される陽極と、この陽極上に
被着されて前記熱電子が衝突したときに発光する複数の
蛍光体と、前記陰極および前記陽極間に配設されて前記
陰極から放出された熱電子の陽極側への移動を制御する
制御電極とを備え、前記複数の蛍光体に選択的に熱電子
を衝突させるようにした光書込みヘッドにおいて、 前記複数の蛍光体が異なる発光スペクトル分布を有す
る2以上の蛍光体群から構成され、同一発光スペクトル
分布を有する蛍光体群は一直線上に配置されるとともに
異なる発光スペクトル分布を有する各蛍光体群は互いに
平行な直線上に配置されたことを特徴とする。
また、本発明の光書込みヘッドの駆動方法は、熱電子
を放出する陰極と、この陰極に対向配置されるとともに
印加電圧が制御される陽極と、この陽極上に被着されて
前記熱電子が衝突したときに発光する複数の蛍光体と、
前記陰極および前記陽極間に配設されて前記陰極から放
出された熱電子の陽極側への移動を制御する制御電極と
を備え、前記複数の蛍光体に選択的に熱電子を衝突させ
るようにした光書込みヘッドの駆動方法において、 前記複数の蛍光体(R,G,B)が異なる発光スペクトル
分布を有する2以上の蛍光体群から構成され、同一発光
スペクトル分布を有する蛍光体群は一直線上に配置され
るとともに異なる発光スペクトル分布を有する各蛍光体
群は互いに平行な直線上に配置され、前記各蛍光体群の
蛍光体(R,G,B)が被着された陽極(4a,5a,6a)に、各
蛍光体群毎に異なる陽極電圧を印加することを特徴とす
る。
(2)作用 前述の構成を備えた本発明による光書込みヘッドは、
蛍光体がそれぞれ異なる発光スペクトル分布を有する2
以上の蛍光体群からなっているので、複数色の発光がで
きる。
また、前記複数の蛍光体が異なる発光スペクトル分布
を有する2以上の蛍光体群から構成され、同一発光スペ
クトル分布を有する蛍光体群は一直線上に配置されると
ともに異なる発光スペクトル分布を有する各蛍光体群は
互いに平行な直線上に配置されている。したがって、前
記各蛍光体群と対向する位置に配置した画像記録用の感
光性媒体と光書込ヘッドとを、前記各蛍光体群が配置さ
れている前記平行な直線方向と垂直な方向に相対的に移
動させながら、前記感光性媒体上画像記録を行うことに
より、1プロセスで複数色の画像を記録することができ
る。
また、前述の構成を備えた本発明による光書込みヘッ
ドの駆動方法は、蛍光体を構成するそれぞれ異なる発光
スペクトル分布を有する2以上の蛍光体群にそれぞれ異
なる陽極電圧を印加することにより、各色の発光強度が
均一になる。
(3)実施例 以下、図面にもとずいて本発明による光書込みヘッド
の一実施例について説明する。
第1図は光書込みヘッドHの一実施例の横断面図、第
2図は第1図のII矢視図、第3図は同光書込みヘッドの
駆動回路の概略説明図、第4図は同光書込みヘッドの第
1の使用例の概略説明図、である。
第4図において、カラー写真フィルム等の感光性媒体
Fは搬送ローラR1,R2等によって矢印X方向に等速で搬
送される。前記感光性媒体Fは、光書込みヘッドHで画
像情報に応じて発光し、収束性ロッドレンズアレーLで
収束される複数色の光によって露光され、その色情報が
記録される。前記感光性媒体Fはその後必要に応じて、
現像等の後処理が行われる。
次に、前述の第4図に示した光書込みヘッドHの一実
施例について説明する。
第1,2図において、光書込みヘッドHは、アルミ等の
金属製の支持板1とこの支持板1に支持されたガラス製
の真空容器2とを備えている。前記真空容器2は、前記
支持板1に接着されたガラス基板2aと、このガラス基板
2a上に接着されたガラス製のスペーサ2b,2bと、このス
ペーサ2b,2bに接着されたガラス製の透明カバー2cとか
ら構成されている。
前記真空容器2内には、その長手方向(第1図中、紙
面に垂直な方向)に沿って熱電子放出用の2本の陰極3,
3が配設されており、陰極3,3には、その使用時、7Vrm
s、100KHzの交流が印加される。
また、前記ガラス基板2a表面には、光書込みヘッドH
の長手方向(第1図で紙面に垂直な方向)に沿って3列
の陽極群4,5,6が配列されている。
前記陽極群4は赤発光用陽極群であり、多数の陽極4
a,4a,…と、各陽極4aに接続されたリード電極4b,4b,…
とを備えている。そして、各陽極4a表面には熱電子が衝
突したときに赤色を発光する赤色蛍光体(すなわち、発
光スペクトル分布が赤色の蛍光体)Rが被着されてい
る。そして、陽極4a,4a,…表面に被着された赤色蛍光体
R,R,…から赤色蛍光体群が構成されている。
前記陽極群5は緑発光用陽極群であり、多数の陽極5
a,5a,…と、各陽極5aに接続されたリード電極5b,5b,…
とを備えている。そして、各陽極5a表面には熱電子が衝
突したときに緑色を発光する緑色蛍光体(すなわち、発
光スペクトル分布が緑色の蛍光体)Gが被着されてい
る。そして、陽極5a,5a,…表面に被着された緑色蛍光体
G,G,…から緑色蛍光体群が構成されている。
前記陽極群6は青発光用陽極群であり、多数の陽極6
a,6a,…と、各陽極6aに接続されたリード電極6b,6b,…
とを備えている。そして、各陽極6a表面には熱電子が衝
突したときに青色を発光する青色蛍光体(すなわち、発
光スペクトル分布が青色の蛍光体)Bが被着されてい
る。そして、陽極6a,6a,…表面に被着された青色蛍光体
B,B,…から青色蛍光体群が構成されている。
また、前記赤色、緑色および青色の各蛍光体R,Gおよ
びBは、それぞれ赤色、緑色および青色の発光スペクト
ルを有するY2O2 Si Eu、ZnSi Cu AlおよびZn Si Ag
に、Sn O2、In2O3、またはZnO等の導電性物質を混ぜて
低抵抗にした物質が用いられる。
前記各陽極4a,5a,6aおよび各蛍光体R,G,Bの大きさは6
0μ×60μである。そして、前記各陽極4a,5a,6aにはそ
の駆動時、200V〜350Vの電圧が印加され、エネルギ効率
の最も高いZn Si Ag(青色蛍光体)に一番低い電圧が、
エネルギ効率の低いY2 O2 Si Eu(赤色蛍光体)に高電
圧が印加される。
前記各陽極群4,5および6の陽極4a,5aおよび6aの列に
沿って4本のスペーサ7が配設されており、前記各陽極
4a,5aおよび6aは、各スペーサ7,7の間に配置されてい
る。
各スペーサ7には前記陰極3,3から放出された熱電子
の陽極4a,5a,6a側への移動を制御する制御電極すなわち
グリッド8,8,…が設けられている。陽極4a,5a,6aの列と
グリッド8との間の各スペーサ7は光を取り出す方向す
なわち第1図中、陰極3,3の在る側から陽極4a,5a,6aを
見た場合、グリッド8により隠されていて、スペーサ7
自体がチャージアップしないように構成されている。
次に第3図により、前記光書込みヘッドHの駆動回路
の概略を説明する。
インターフェース9を介してコンピュータ等の画像信
号源からのRGB信号および同期信号を受けるメモリおよ
びバッファ回路10は、出力タイミングを制御してドライ
バ回路ボード11に前記陽極4a,5a,6aへの印加電圧指令信
号を送り、光書込みヘッドHを駆動する。
次に、前述の光書込みヘッドHの一実施例の作用を説
明する。
前記陽極4a,4a,…,5a,5a,…,6a,6a,…に、前記ドライ
バ回路ボード11からの出力信号によって選択的に所定の
大きさの電圧(200V〜350V)を印加するとともに、前記
陰極3,3に図示しない電源より所定の大きさの交流電圧
(7Vrms、100KHz)を印加する。また前記グリッド8,8,
…には図示しない電源より、前記陽極4a,5a,6aに印加し
た電圧よりも低いプラスの電圧を印加する。すると、陰
極3,3から放出された前記熱電子は、グリッド8,8,…に
よって加速され、その一部がグリッド8,8,…の開口を通
過する。残りの熱電子は前記グリッド8,8,…に捕捉され
て開口を通過しない。そして、開口を通過した熱電子は
前記選択的に電圧を印加された陽極4a,5aまたは6aに吸
引され、この陽極4a,5aまたは6a表面に被着された蛍光
体R,GまたはBに衝突し、該蛍光体R,GまたはBを励起し
て発光させる。ところで前記各陽極4a,5a,6aにはその駆
動時、前述したように200V/350Vの電圧が印加され、エ
ネルギ効率の最も高い蛍光体Bに一番低い電圧が、エネ
ルギ効率の低い蛍光体Rに高電圧が所定値となるべく調
整して印加される。そのため、各色の蛍光体の発光強度
は均一になる。
次に、第5図により、前記光書込みヘッドHの第2の
使用例について説明する。
第5図は、光導電性トナーを用いて1プロセスで複数
色を再現する画像形成装置の概略説明図である。
第5図において、赤色光に感応するシアン色の光導電
性のトナー、緑色光に感応するマゼンタ色の光導電性の
トナーおよび青色光に感光する黄色の光導電性のトナー
が分散された溶液を塗布部20により、透明の注入電極と
なる第1のベルト21に塗布する。そして、上記トナーは
電極22により一定の正の暗電荷に帯電される。一方、阻
止電極としての第2のベルト23は、電極24により一定の
正の電荷に帯電される。そして、第1および第2のベル
ト21,23は、光書込みヘッドHの光線が収束性ロッドレ
ンズアレーLにより照射される光書き込み領域Aで、前
記トナー分散溶液を介して接している。このとき、赤色
光が照射されるとシアン色のトナーの電荷が負に変化し
て、シアン色のトナーは第2のベルト2に移動する。そ
のため、第1のベルト21にはマゼンタおよび黄色のトナ
ーが残り赤色を発生する。同様にして、緑色光、青色光
が照射されると、それぞれマゼンタおよび黄色のトナー
を移動させ、緑色、青色を発生させる。したがって、第
1のベルト21にはポジ像が、第2のベルト23にはネガ像
が、それぞれ照射された光線に応じて形成される。第1
のベルト21に残されたトナーは、電極25により転写に適
した電荷に調整された後、記録紙26に転写される。なお
複数の送りローラにより、前記第1のベルト21、第2の
ベルト23、記録紙26が一定の速度で搬送されている。第
1および第2のベルト21,23は使い捨て素材としても良
く、また無端ベルトとして適当な場所に残留トナーの除
去装置を設けることも可能である。
次に、第6図により、前記光書込みヘッドHの第3の
使用例について説明する。
第6図において、画像形成材料パン30に収容された赤
色光に感応するシアン色のトナー、緑色光に感応するマ
ゼンタ色のトナー、青色光に感応する黄色トナーを、矢
印D方向に移動するベルト状の担持材31により光書込み
ヘッドHおよび収束性ロッドレンズアレーLが配置され
た光書き込み領域Aに移送する。光書込みヘッドHで画
像情報に応じて発光した複数色の光は、収束性ロッドレ
ンズアレーLを介して担持体31上の粉末に照射される。
そして赤色光はシアン色のトナーを帯電させ、マゼンタ
および黄色のトナーは帯電させない。同様にして、緑色
光および青色光はそれぞれマゼンタおよび黄色のトナー
を帯電させる。そして、送りローラで矢印E方向に等速
で送られる記録紙32に像転写電極33の位置で前記粉末が
転写される。このとき、電極33の電位を変えることによ
りポジ像、ネガ像を選択できる。
前記担持体31上に残った粉末は、画像形成材料パン30
の手前において、図示しない粉末除去手段により、必要
に応じて除去される。
以上、本発明を詳述したが、本発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱するこ
となく、種々の設計変更を行なうことができる。
たとえば、発光スペクトル分布の異なる蛍光体は、3
種の蛍光体R,G,Bとする代わりに2種の蛍光体たとえば
R,Gとすることも可能であり、また、蛍光体群は1列ず
つ配列する代わりに2列ずつ配列することも可能であ
る。さらに、列設された各陽極群4,5,6のリード電極4b,
5b,6bのうち、中央の列の陽極群5のリード電極5bの引
出しを容易にするため、リード電極を多層配線として、
外側に配置された陽極群4,6のリード電極4b,6bが形成さ
れた層と、中央部に配置された陽極群5のリード電極5b
が形成された層とを異ならせることも可能である。さら
にまた、各蛍光体R,G,Bを選択的に駆動する方法として
ダイナミック駆動を採用し、一個の陽極上にR,G,Bの蛍
光体を各1個ずつ載置した複数の陽極を配設し、その陽
極およびグリッドへの印加電圧を同時に制御することも
可能である。
C.発明の効果 前述のように、本発明の光書込みヘッドによれば、蛍
光体がそれぞれ異なる発光スペクトル分布を有する2以
上の蛍光体群からなっているので、複数色の発光ができ
る。そのため1プロセスで複数色の再現する画像記録装
置に用いる場合、光書込みヘッドが1つですむので、装
置を小型化することができるともにコストが低くてす
む。
また、本発明の光書込みヘッドの駆動方法によれば、
蛍光体を構成するそれぞれ異なる発光スペクトル分布を
有する2以上の蛍光体群にそれぞれ異なる陽極電圧を印
加するので、各色の発光強度を均一にすることができ
る。そのため、画像の再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は光書込みヘッドHの一実施例の横断面図、第2
図は第1図のII矢視図、第3図は同光書込みヘッドの駆
動回路の概略説明図、第4図は同光書込みヘッドの第1
の使用例の概略説明図、第5図は同光書込みヘッドの第
2の使用例の概略説明図、第6図は同光書込みヘッドの
第3の使用例の概略説明図、である。 R,G,B…蛍光体 3,3…陰極、4a,5a,6a…陽極、8…制御電極(グリッ
ド)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−120242(JP,A) 特開 昭58−120240(JP,A) 特開 昭61−190849(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱電子を放出する陰極(3,3)と、この陰
    極(3,3)に対向配置されるとともに印加電圧が制御さ
    れる陽極(4a,5a,6a)上に被着されて前記熱電子が衝突
    したときに発光する複数の蛍光体(R,G,B)と、前記陰
    極(3,3)および前記陽極(4a,5a,6a)間に配設されて
    前記陰極(3,3)から放出された熱電子の陽極(4a,5a,6
    a)側への移動を制御する制御電極(8)とを備え、前
    記複数の蛍光体(R,G,B)に選択的に熱電子を衝突させ
    るようにした光書込みヘッドにおいて、 前記複数の蛍光体(R,G,B)が異なる発光スペクトル分
    布を有する2以上の蛍光体群から構成され、同一発光ス
    ペクトル分布を有する蛍光体群は一直線上に配置される
    とともに異なる発光スペクトル分布を有する各蛍光体群
    は互いに平行な直線上に配置された光書込みヘッド。
  2. 【請求項2】熱電子を放出する陰極(3,3)と、この陰
    極(3,3)に対向配置されるとともに印加電圧が制御さ
    れる陽極(4a,5a,6a)上に被着されて前記熱電子が衝突
    したときに発光する複数の蛍光体(R,G,B)と、前記陰
    極(3,3)および前記陽極(4a,5a,6a)間に配設されて
    前記陰極(3,3)から放出された熱電子の陽極(4a,5a,6
    a)側への移動を制御する制御電極(8)とを備え、前
    記複数の蛍光体(R,G,B)に選択的に熱電子を衝突させ
    るようにした光書込みヘッドの駆動方法において、 前記複数の蛍光体(R,G,B)が異なる発光スペクトル分
    布を有する2以上の蛍光体群から構成され、同一発光ス
    ペクトル分布を有する蛍光体群は一直線上に配置される
    とともに異なる発光スペクトル分布を有する各蛍光体群
    は互いに平行な直線上に配置され、前記各蛍光体群の蛍
    光体(R,G,B)が被着された陽極(4a,5a,6a)に、各蛍
    光体群毎に異なる陽極電圧を印加することを特徴とする
    光書込みヘッドの駆動方法。
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