JP2976132B2

JP2976132B2 - 電子線発生装置及びそれを用いた画像形成装置と記録装置

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Publication number: JP2976132B2
Application number: JP25169490A
Authority: JP
Inventors: 一郎野村; 治人小野; 英俊鱸; 哲也金子; 伸也三品
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH04132135A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、情報信号に応じて電子ビームを放出する電
子線発生装置及び該電子線発生装置を用いた画像形成装
置及び記録装置に関する。

［従来の技術］従来より、面状に展開した複数の電子放出素子と、こ
の電子放出素子からの電子ビームの照射を各々受ける蛍
光体ターゲットとを、各々相対向させた薄形の画像形成
装置が存在している。

これら電子線ディスプレイ装置は、基本的に次のよう
な構成からなる。

第10図は従来のディスプレイ装置の概要を示すもので
ある。本図中、１は基板、２は支持体、３は配線電極、
４は電子放出部、５は電子通過孔、６は変調電極、７は
ガラス板、８は透明電極、９は画像形成部材で、例えば
蛍光体、レジスト材等電子が衝突することにより発光，
変色，帯電，変質等する部材から成る。10はフェースプ
レート、11は蛍光体の輝点である。

ここで、電子放出部４は薄膜技術により形成され、ガ
ラス基板１とは接触することがない中空構造を成すもの
である。配線電極３は電子放出部材と同一の材料を用い
て形成しても、別材料を用いても良く、一般に融点が高
く電気抵抗の小さいものが用いられる。支持体２は絶縁
体材料もしくは導電体材料で形成されている。

これら電子線ディスプレイ装置は、配線電極３に電圧
を印加せしめ中空構造をなす電子放出部より電子を放出
させ、これら電子流を情報信号に応じて変調する変調電
極６に電圧を印加することにより電子を取り出し、取り
出した電子を加速させ蛍光体９に衝突させるものであ
る。また、配線電極３と変調電極６でXYマトリックスを
形成せしめ、画像形成部材たる蛍光体９上に画像表示を
行うものである。

また、従来の電子線ディスプレイ装置の他の例を第11
図に示す。第11図に示された従来の電子線ディスプレイ
では、変調電極が線状カソード（電子放出素子）の電子
放出方向と反対側に配置されているものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述従来の電子線ディスプレイには、
次のような問題点があった。

．第10図に示されるように、変調電極６が電子放出素
子（支持体2,配線電極３及び電子放出部４より成る）の
電子放出方向上部に配置される為、変調電極６の電子通
過孔５と電子放出素子の電子放出部４との位置合わせが
難しく、大画面で高精細な画像表示素子が作製しがた
い。

．第10図及び第11図に示されるように、変調電極６の
電子放出素子の電子放出部４との間に空間を有して相方
配置されている為、変調電極６と電子放出素子の電子放
出部４との距離を、全ての変調電極６と電子放出部４と
の間で揃えることが難しく、大画面で高精細な画像表示
装置が作製しがたい。

．大画面で高精細な画像表示装置を作製しようとする
と、表示画像の輝度むらが顕著となってしまう。

すなわち、本発明の目的とするところは、上述のよう
な従来例にみる問題点を解消し、変調電極と電子放出部
とのアライメントを容易にし、その作製が簡単な電子線
発生装置及び画像形成装置、さらには記録装置を提供す
ることである。

更に本発明の目的は、輝度むらのない画像表示を可能
ならしめる電子線発生装置及び画像形成装置を提供する
ことにある。

更に本発明の目的は、充分な電子放出量が得られ、し
かも意図せぬ電子放出量の変動や電子ビーム間での変調
むらが少なく、さらには変調効率の良い電子線発生装置
及びそれを用いた画像形成装置、記録装置を提供するこ
とである。

更に本発明の目的は、表示画像のコントラストに優
れ、輝度むらのない画像形成装置及び記録画像のコント
ラストに優れ、鮮明画像の得られる記録装置を提供する
ことである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明者等は、従来の画像形成装置における先術した
作製上の問題点である、変調電極と電子放出素子の電子
放出部とのアライメントの困難性と、大画面で高精細の
画像形成装置を作製した際の該装置の表示むらの発生と
の関連性に着目し、鋭意研究の結果、変調電極の電子ビ
ーム通過孔と電子放出素子の電子放出部との若干の位置
ずれもが画像形成部材に達する電子ビームの飛翔に大き
な影響を与え、結果として画像形成部材面での輝度むら
を生じてしまう。更には、個々の、変調電極と電子放出
素子の電子放出部間の距離の相違が、画像形成部材に達
する電子ビームの飛翔に大きな影響を与え、結果として
画像形成部材面での輝度むらを生じてしまう。以上の事
を知見し、後述する構成を有する本発明に至った。

すなわち、本発明の第１は、基板上に、基板面に沿っ
て並設された電極間に、該電極を介して電圧が印加され
る電子放出部を有する電子放出素子と、該電子放出素子
から放出される電子ビームを情報信号に応じて変調する
変調電極とを有する電子線発生装置において、前記電子
放出素子が、前記変調電極上に絶縁層を介して積層配置
されており、かつ、素子幅方向における前記変調電極の
幅が、素子幅よりも大きいことを特徴とする電子線発生
装置にある。

上記本発明の第１の電子線発生装置は、さらにその特
徴として、前記変調電極の幅が、素子幅の５倍以上であること、前記電子放出素子の厚さが、0.1μｍ〜200μｍである
こと、前記電子放出素子は、表面伝導形電子放出素子である
こと、前記電子放出素子の複数が結線された線状電子放出素
子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマトリックスを
構成していること、前記電子放出素子と前記変調電極に電圧を印加する電
圧印加手段が、別個独立であること、をも含む。

また、本発明の第２は、上記本発明の第１の電子線発
生装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画
像を形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画
像形成装置にある。

また、本発明の第３は、上記本発明の第１の電子線発
生装置と、該電子線発生装置から放出される電子ビーム
の照射により画像記録される被記録体とを有することを
特徴とする記録装置にある。

さらに、本発明の第４は、上記本発明の第１の電子線
発生装置と、該電子線発生装置から放出される電子ビー
ムの照射により発光する発光体と、該発光体からの光の
照射により画像記録される被記録体の支持手段とを有す
ることを特徴とする記録装置にある。

以下、本発明の構成の具体的内容及び作用について詳
述する。

第１図は、本発明の一実施態様を示す図である。31は
ガラス基板、32は変調電極、33は絶縁層、34は素子配線
電極、35は素子電極、36は電子放出部である。第１図に
於ける電子放出素子は後詳述する表面伝導形電子放出素
子で、素子電極35と電子放出部36から形成されてるが、
本発明は該電子放出素子に限定されるものではない。第
２図は、第１図Ａ−Ａ′の断面図で、ｗは素子電極の
幅、Ｇは電子放出部の幅、W₁は素子の幅（素子幅）、W₂
は素子幅方向における変調電極の幅（以下、「変調電極
の幅」と略する場合がある。）である。

さて、本発明の主たる第１の特徴は、基板31上に変調
電極、絶縁層、電子放出素子が順次保持された構成にあ
る。

本発明における電子放出素子は、基板面に沿って並設
された電極間に、該電極を介して電圧が印加される電子
放出部を有するものであり、従来より画像表示装置の電
子源として用いられているものであれば、熱陰極，冷陰
極のいずれであっても良いが、熱陰極の場合は絶縁層へ
の熱拡散により電子放出効率が低下する。

その為、冷陰極である方が望ましく、さらには、冷陰
極の中でも表面伝導形放出素子と呼ばれる電子放出素子
を用いた方が、本発明の電子線発生装置、画像形成装置
及び記録装置にあっては、１）高い電子放出効率が得られる、２）構造が簡単であるため、製造が容易である、３）同一基板上に多数の素子を配列形成できる、４）応答速度が速い、５）輝度コントラストが優れている、等の利点を有するので特に好ましい。前記利点の中でも
とりわけ５）に関しては、表面伝導形放出素子が薄膜素
子であることに大きく起因している。即ち、本発明にお
いては、変調電極は電子放出素子の電子放出側面と反対
側面に、配置されるため、電子放出素子の厚さ（電子ビ
ームの放出方向での厚さ）が極端に厚過ぎると、変調電
極と電子放出素子の電子放出面との距離が離れ過ぎて、
放出される電子ビームの充分な変調ができなくなり、輝
度コントラストが悪くなる等の新たな問題点を生じてし
まう。従って、本発明に用いられる電子放出素子は、そ
の厚さが0.1μｍ〜200μｍであることが好ましく、優れ
た輝度コントラストを得る為に、特に好ましくは先述し
た如く、表面伝導形放出素子等の素子厚が0.1μｍ〜10
μｍである電子放出素子を用いることが望ましい。ここ
で表面伝導形放出素子とは、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［ラジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジ
ィッス（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜129
6頁,1965年］であり、これは基板面上に設けられた小面
積の薄膜（電子放出部）を挟持した電極（素子電極）間
に、電圧を印加して該膜面に平行に電流を流すことによ
り、電子放出が生じる素子である。尚、かかる素子は、
前記エリンソン等により開発されたSnO₂（Sb）薄膜を用
いたものの他、Au薄膜によるもの［ジー・ディトマー：
“スイン・ソリッド・フィルムス”（G.Dittmer:“Thin
Solid Films"）,9巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜に
よるもの［エム・ハートウェル・アンド・シー・ジー・
フォンスタッド：“アイ・イー・イー・イー・トランス
・イー・ディー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonst
ad:“IEEE Trans.ED Conf."）519頁，（1975年）］、カ
ーボン薄膜によるもの［荒木久他：“真空",第26巻，第
１号,22頁（1983年）］等が報告されている。

ここで素子の厚さとは、素子電極の厚さと電子放出部
の厚さのいずれか厚い方の値である。

本発明で使用できる表面伝導形電子放出素子として
は、上記以外にも後述する様にその電子放出部が金属微
粒子分散によって形成されているものであっても良い。

更に、本発明において変調電極とは、情報信号に応じ
て電圧を印加することにより、電子放出素子から放出さ
れる電子ビームのON/OFF制御する為の電極であり、導電
性材料であればいかなる材料から形成されていても良
い。

更に、本発明において基板とは、電子放出素子と変調
電極の両方を保持する為の支持体であって、絶縁性材料
であればいかなる材料から形成されていても良い。

本発明における前記絶縁層は、変調電極と電子放出素
子の電子放出面との距離が、全ての電子放出素子に対し
て等しくなる様に、その厚さが均一に形成されているこ
とが望ましい。

本発明の主たる第２の特徴は、基板上に形成されてい
る変調電極の素子幅方向における幅が、素子幅よりも大
きい構成にある。

第１図及び第２図に示す実施態様に於いて、変調電極
に印加されている電圧で、電子放出素子近傍の電位分布
を変えることにより、電子放出素子から放出される電子
ビームの量を制御するが、このとき変調電極のほぼ中心
に電子放出素子を配置することが望ましい。また、変調
電極の幅W₂は、電子放出素子の素子幅W₁の５倍以上が好
適で、さらには10倍以上が最適条件となる。ここで、本
実施態様の素子は長方形である為、素子幅W₁が一定であ
るが、素子がいかなる形状でも、素子形状に合わせて変
調電極が大きいことが望まれる。

又、第１図の実施態様の電子線発生装置では、相対向
する素子電極の幅ｗが等しく形成され、素子幅W₁は2w＋
Ｇで定義される。しかし、本発明の電子線発生装置の別
の実施態様として、素子電極の幅が互いに異なるものが
ある。このような別の実施態様に於いては、どちらか幅
の狭い素子電極の値をｗとして素子幅W₁は2w＋Ｇと定義
することにする。

さらに、画像形成装置を用いて説明する。

．素子幅方向における変調電極の幅が素子幅より小さ
い（W₁≧W₂）場合、十分な変調機能を持たない。

．素子幅方向における変調電極の幅が素子幅の１〜５
倍（W₁＜W₂＜5W₁）の場合、変調機能を有するが、蛍光体の電圧を低くする必要が
ある為高輝度な画像が得にくい。又、高輝度の画像を得
る為には、基板と蛍光体間の距離を大きくする必要があ
り、高精細化，薄形化が難しい。

．素子幅方向における変調電極の幅が素子幅の５〜10
倍（5W₁≦W₂≦10W₁）の場合、電子ビームの変調が行い易く、輝度，コントラストの
向上の面で望ましい。但し、素子間隔が小さくなると隣
接する素子の影響（クロストーク）を受け易い。

．素子幅方向における変調電極の幅が素子幅の10倍以
上（W₂≧10W₁）の場合、電子ビームの変調性能がさらに向上し、輝度，コント
ラスト，高精細の面で最も望ましい。

次に、本発明の電子線発生装置を用いた記録装置の一
実施態様例を述べる。

第７図は光プリンターの概略構成を示しており、図
中、67はガラス製の真空容器で、その一部である61は被
記録体65に向け光線が発せられるフェースプレートを示
している。フェースプレート61の内面には、例えばITO
を材料とする透明電極が形成され、さらにその内側に
は、蛍光体（発光体）が配設されており、CRTの分野で
は公知のメタルバック処理が施されている。（透明電
極，蛍光体，メタルバックは図示せず。）また、前記透
明電極は、加速電圧を印加する為に端子63を通じて、真
空容器外と電気的に接続されている。

また、前記真空容器67の底面には、先述した本発明の
電子線発生装置が固定されている。33はガラス基板（絶
縁性基板）で、その上面には電子放出素子が１列に配列
形成されている。該電子放出素子群の正極側配線及び負
極側配線64は、端子D_p,D_mによって真空容器外と電気的
に接続されている。

また、基板33には、グリッド電極（変調電極）32が積
層されている。かかるグリッド電極（変調電極）32は、
前記素子列と直交してＮ本設けられており、また、端子
66（G₁〜G_N）によって真空容器外と電気的に接続されて
いる。

本光プリンターでは、上記電子放出素子列を駆動する
のと同期してグリッド電極（変調電極）32に情報信号に
応じて画像１ライン分の変調信号を同時に印加すること
により、各電子ビームの蛍光体（蛍光体）への照射を制
御し、画像１ライン分の発光パターンを形成する。かか
る発光パターンに従い発光体から放出された光線は、被
記録体65に照射され、該被記録体65が感光材である場合
には感光パターンが形成され、又、感熱材である場合に
は感熱パターンが被記録体表面に形成される。以上の動
作を、第８図（ａ），（ｂ）に示す如く被記録体或いは
発光源71（第７図,68）を１ライン毎に走査しながら全
画像ラインに対して順次繰返すことにより、被記録体表
面に画像記録を行う。ここで、該被記録体は第８図
（ａ），（ｂ）に示すような感光（感熱）シート74であ
って良く、この場合記録装置は、該シートを支持する為
の支持体（例えば、ドラム72,搬送ローラ73）を有して
いる。又、該被記録体は、第９図に示す様に感光ドラム
84であっても良い。

第９図の装置を説明すると、ドラム状の被記録体84の
周囲には、上記発光源81の他に、回転方向に沿って順
に、現像機85、除電器86、クリーナー87及び帯電器88が
設けられている。

まず、帯電器により被記録体84を帯電する。次に、発
光源81の発光によって画像が表わされ、この画像の光が
被記録体84に照射されて被記録体84を感光させる。被記
録体84の感光部分は除電し、非感光部が現像機85から供
給されるトナーを吸着する。

上記トナーを吸着した部分は被記録体84の回転と共に
移動し、除電器86によって帯電が解除されると、吸着さ
れていたトナーが落下する。この時、被記録体84と除電
器86の間には、画像を形成すべき紙89が位置しており、
トナーはこの紙89上に落下される。

トナーを受止めた紙89は、定着装置（図示されていな
い）へと移動し、ここでトナーが紙89上に定着され、紙
89上に、発光源81で表わされた画像が再現記録される。

一方、ドラム状の被記録体84は更に回転してクリーナ
ー87へと移動し、ここで残留するトナーが払い落され、
更に帯電器88によって帯電状態を形成するものである。

以上述べた記録装置は、先述した本発明の電子線発生
装置の有する利点に起因して、とりわけ高解像性、高速
性に優れ、露光むらがなく、高コントラストで鮮明な記
録画像が得られる。

［実施例］以下、実施例により、本発明を具体的に詳述する。

実施例１本実施例では、電子線発生装置及びそれを用いた画像
表示装置について説明する。

第１図は、本装置の斜視構成図である。本図中、31は
基板、32は変調電極、33は絶縁層、34は素子配線電極、
35は素子電極、36は電子放出部である。

本実施態様は、前述第８図に示す、従来例の電子放出
素子と蛍光体の間にある変調電極を、電子放出部36の下
に配置しかつ電子放出素子（素子電極35と電子放出部3
6）と変調電極32を絶縁層33を介して積層形成したもの
である。

第２図は、第１図のＡ−Ａ′の断面における本実施態
様の電子線発生装置の製造工程を示すものである。ここ
で、本実施態様の画像表示装置の製造方法を説明する。

．先ず、基板31を十分洗浄し、通常良く用いられる蒸
着技術とホトリソグラフィー技術により、ライン状の変
調電極32群を形成する。かかる基板31は、ガラス、アル
ミナセラミックス等の絶縁体であれば良い。また変調電
極32は、金，ニッケル，タングステン等の導電性材料で
あれば良いが、基板との熱膨張率がなるべく近いものが
好ましい。

本実施態様の変調電極は、ニッケル材料を用い、幅
（W₂）1.6mmで2mmピッチの変調電極群を作製した。

．次に、蒸着技術によりSiO₂で絶縁層33を形成した。
絶縁層33の材料としては、SiO₂,ガラス，その他のセラ
ミックス材料が好適である。又、その厚さは本態様では
10μｍとした。

．次に、蒸着技術とエッチング技術により素子電極35
と素子配線電極34（断面図には不図示）をNi材料で作製
した。かかる素子配線電極34は、電気抵抗が十分低くな
るように作製しさえすればどのような材料でもかまわな
い。素子電極35は、素子配線電極34−ａ及び34−ｂと接
続され、素子電極35が相対向する電子放出部36を形成す
る。その電極ギャップ（Ｇ）は、0.1μｍ〜10μｍが好
適で本実施態様では２μｍに形成した。電子放出部36に
対応する長さ（l:第１図参照）を300μｍに形成した。
素子の幅（W₁）は狭い方が望ましいが、実際には１μｍ
〜100μｍが好適で、さらには１μｍ〜30μｍが最適で
ある。また、電子放出部36は変調電極32の幅の中心近傍
に作製する。素子配線電極34群（a,bで一組）のピッチ
は2mm、電子放出部36のピッチは2mmに形成した。

．次に、ガスデポジション法を用いて相対向する電極
間に超微粒子膜を設えることにより電子放出部36を形成
した。超微粒子の材質はPdを用いたが、その他の材料と
してAg,Au等の金属材料やSnO₂,In₂O₃の酸化物材料が好
適であるがこれに限定されるものではない。本実施態様
ではPd粒子の直径を約50Åに設定したが、これに限定さ
れるものではない。また、ガスデポジション法以外に
も、例えば有機金属を分散塗布し、その後熱処理するこ
とにより電極間に超微粒子膜を形成しても所望の特性が
得られる。

．以上説明したプロセスで形成された電子線発生装置
の基板から5mm離して、蛍光体（画像形成部材）９を有
するフェースプレート10を設け画像表示装置を作製し
た。

次に本実施態様の駆動方法を説明する。

蛍光体面の電圧を0.8kV〜5.0kVに設定する。第３図に
おいて、一対の素子配線電極34−ａと34−ｂに14Vの電
圧パルスを印加し、線状に並べた複数の電子放出素子
（線状電子放出素子）から電子を放出させる。放出され
た電子は、情報信号に対応して変調電極群に電圧を印加
することにより電子ビームをON/OFF制御する。電子放出
部36から射出された電子は、加速し蛍光体に衝突する。
蛍光体は情報信号に応じて一ラインの表示を行う。次に
この隣りの素子配線電極34−a,34−ｂに14Vの電圧パル
スを印加し上述した一ラインの表示を行う。これを順次
行うことにより一画面の画像を形成した。つまり、素子
配線電極群を走査電極として、走査電極と変調電極でXY
マトリックスを形成し画像を表示した。

本実施態様の表面伝導形電子放出素子は、100ピコ秒
以下の電圧パルスに応答して駆動できるので、１画面を
30分の１秒で画像を表示すると１万本以上の走査線数が
形成可能である。

また、変調電極32群に印加する電圧は、−40V以下で
電子ビームをOFF制御し、30V以上でON制御した。また、
−40V〜30Vの間で電子ビームの量が連続的に変化した。
よって、変調電極に印加する電圧により階調表示が可能
であった。

変調電極32に印加する電圧によって電子ビームが制御
できる理由は、変調電極の電圧によって電子放出部36近
傍の電位がプラスからマイナスまで変化し、電子ビーム
が加速または減速することに基づく。よって、素子電極
35の幅が広くなるにつれ、変調電極32に印加する電圧を
高くしないと電子放出部36近傍の電界分布を制御できな
くなる。

以上説明した様に、本実施態様は電子放出素子と変調
電極が絶縁層を介して積層されているので、アライメン
トが容易で、かつ、薄膜製造技術で作製している為、大
画面で高精細のディスプレイを安価に得ることができ
た。さらに、電子放出部36と変調電極32の間隔を極めて
精度良く作製することができたので輝度むらのない極め
て一様な画像表示装置を得ることができた。

表面伝達形電子放出素子においては、数ボルトの初速
度を持った電子が真空中に放出されるが、このような素
子の変調に対して本発明は極めて有効であり、しかも、
表示画像の輝度コントラストも優れていた。

次に、本実施例に於いて素子の幅（W₁）を一定にし
て、変調電極の幅（W₂）を変えた次のような素子を作製
し、同様な実験を行ったところ、次のような結果を得
た。

．素子の幅W₁＝30μm,変調電極の幅W₂＝120μｍの場
合、蛍光体に印加する電圧が低いときは変調可能である
が、電圧が高くなると変調不良が生じる。

．素子の幅W₁＝30μm,変調電極の幅W₂＝150μｍの場
合、蛍光体に印加する電圧が高いときにおいても、電子ビ
ームの変調が可能であり、前記よりも一層高輝度でコ
ントラストの高い画像が得られた。

．素子の幅W₁＝30μm,変調電極の幅W₂＝330μｍの場
合、上記よりさらに変調機能が向上し、さらに高輝度高
コントラストの高い画像が得られた。また、素子間隔が
小さくなってもクロストークを発生しない精細度の高い
画像が得られた。

実施例２次に、本発明の第２の実施例であるところの光信号供
与装置について説明する。ここで光信号供与装置とは、
電気信号を光信号に変換するデバイスであり、具体的に
はLED（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタ
ー等のデバイスを指す。

第５図に示すのは、LEDアレイの概略的説明図であ
る。基板51上にLED52が一次元的に配置され、かかるLED
は基板51上の電極53と結線され、電極53に電圧を印加す
ることによりLEDから光放出させることができる。つま
り、電気信号を電極53に入力することにより、LEDアレ
イから光信号として出力できる。

第３図は、本発明の電子線発生装置を光信号供与装置
とした実施態様の図であり、第４図はその電子線発生装
置の概略的説明図である。第４図から分かるように、本
実施例は実施例１の画像表示装置の一ラインの電子線発
生装置と同様な構造を成すものであり、デバイス構造及
び作製方法は実施例１とほぼ同等なので説明を省略す
る。

次に、本実施例の光信号供与装置の駆動方法について
説明する。

素子配線電極34に電圧を印加し、電子放出部36より電
子ビームを放出させる。予め蛍光体に所定の電圧を印加
し、変調信号に応じて変調電極32に電気信号を入力する
ことにより電子ビームをON/OFF制御する。制御された電
子ビームは、蛍光体に衝突し光信号として出力される。

本実施例の電子放出素子として、表面伝導形電子放出
素子を用いることで高輝度，高精細は言うまでもなく、
極めてスイッチングスピードの速い画期的な光信号供与
装置を作製することができた。

また、素子幅方向における変調電極の幅は、素子幅よ
り大きい方が好適であることは実施例１と同様である。

実施例３第６図は、本実施例たる電子線発生装置の一素子部分
を示すものである。本実施例の電子線発生装置の構成及
び作製方法は、実施例１と同様なので説明は省略する。

本実施例は、電子放出素子の素子電極が円形状を成す
ことを特徴とするが、このような形状の素子の大きさ
は、最も素子幅の大きい所を代表して素子幅とする。

このような円形の電子放出素子において、実施例１と
同様な実験をしたところ、ほぼ同等な結果が得られ、さ
らに実施例１と比較して蛍光体上で整った輝点を得るこ
とができた。

実施例４第７図は本発明の実施例である光プリンターの概略的
構成図である。図中、67はガラス製の真空容器、61はフ
ェースプレート、63は蛍光体に電圧印加する為の電極、
62はリアプレート、33はガラス基板（絶縁性基板）、36
は表面伝導形電子放出素子の電子放出部、32は変調電
極、64は電子放出素子に電圧を印加する為の電極（D_p,D
_m）、66は変調電極32に電圧を印加する為の電極（G₁〜G
_N）、68は発光源、65は被記録体である。

被記録体65は、以下の組成よりなる感光性組成物をポ
リエチレンテレフタレート膜上に２μｍ厚さに均一に塗
布することにより作製した。ここで、感光性組成物はa.
バインダー：ポリエチレンメタクリレート（商品名ダイ
ヤナールBR,三菱レーヨン）10重量％、b.モノマー：ト
リメチロールプロパントリアクリレート（商品名TMPTA,
新中村化学）10重量部、c.重合開始剤:2−メチル−２−
モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−
キン（商品名イルガキュア907,チバガイギー）2.2重量
部から成る混合組成物で、溶媒としてメチルエチルケト
ン70重量部で作製した。

フェースプレート61の蛍光体は、けい酸塩蛍光体（B
a,Mg,Zn）₃Si₂O₇:Pb²⁺を用いた。又、発光源68は実施例
１と同様な方法で作製した。

次に、本実施例の駆動方法を第８図（ａ）を用いて説
明する。図中71は発光源（第７図中68）、74は被記録体
（第１図中65）、72は被記録体74の支持体であり、73は
被記録体74の搬送ローラーである。ここで、発光源71は
被記録体74に相対向して1mm以下の位置に配置されてい
る。

本実施例では、電子放出素子列を駆動するのと同期し
て変調電極に情報信号に応じて画像１ライン分の変調信
号を同時に印加することにより、各電子ビームの蛍光体
への照射を制御し、画像１ライン分の発光パターンを形
成する。該発光パターンに従い発光体から放出された光
線は被記録体に照射され、光の照射された被記録体は光
重合し硬化する。次に搬送ローラー73を動かして同様な
駆動を行う。このような駆動を行うことにより、情報信
号に応じて光重合パターンが被記録体上に光重合パター
ンとして形成される。この光重合パターンをメチルエチ
ルケトンで現像することにより、光記録パターンをポリ
エチレンテレフタレート上に形成した。

本実施例の光プリンターは、均一，高速スピード，高
コントラストで鮮明な光記録パターンが得られた。

実施例５第９図は、他の実施例である光プリンターの概略的構
成図である。図中、81は実施例４と同様な発光源、84は
被記録体であるところの電子写真用感光体、88は帯電
器、85は現像器、86は除電器、87はクリーナー、89は画
像を形成すべき紙である。又、本実施例では、蛍光体と
してZn₂SiO₄:Mn（P1蛍光体）の黄緑発光蛍光体、電子写
真用感光体としてアモルファスシリコン感光体を用い
た。

次に、本実施例の光プリンターの駆動方法を説明す
る。まず帯電器88により被記録体84をプラス電圧に帯電
する。帯電する電圧は100V〜500Vが適当であるがこれに
限るものではない。次に発光源81により、情報信号に応
じた発光パターンを被記録体84に照射し、光照射部を除
電して静電潜像パターンを形成する。次に現像器85によ
り、トナー粒子で被記録体84を現像する。

以上述べた記録装置は、先述した本発明の電子線発生
装置の有する利点に起因して、とりわけ高解像性、高速
性に優れ、露光むらがなく、高コントラストで鮮明な記
録画像が得られた。

［発明の効果］以上説明したように、絶縁基板上に変調電極と絶縁層
と電子放出素子が順次積層され、かつ該変調電極の素子
幅方向における幅が素子幅よりも大きい構成とすること
で、電子放出素子と変調電極の位置合わせが容易とな
り、実用上次のような効果がある。

（１）．以上述べた本発明の電子線発生装置は、従来に
比べて充分な電子放出量が得られ、駆動時の意図せぬ電
子放出量の変動や複数の電子ビーム間での変調むらが著
しく改善された。更に、放出される電子ビームの変調効
率においても優れたものであった。

（２）．本発明の電子線発生装置を用いた画像形成装置
においては、表示画像のコントラストに優れており、高
輝度でかつ輝度むらの少ない画像形成装置であった。

（３）．本発明の電子線発生装置を用いた記録装置にお
いても、記録画像のコントラストに優れ、鮮明な画像を
提供し得るものであった。

（４）．上記画像形成装置及び記録装置において、本発
明の電子線発生装置が先述した如く変調電極と電子放出
素子との位置合せの点で容易であることに起因し、電子
放出素子を高密度に配置しても、その電子放出及び電子
ビームの変調に従来の如き支障をきたさないので、高解
像度，高精細，高スピードの表示画像及び記録画像を形
成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図，第４図，第６図は、本発明の電子線発生装置を
示す図であり、更に、本発明の画像表示装置を説明する
為の図である。第２図は、本発明の電子線発生装置の製造方法を説明す
る為の工程図である。第３図は、本発明に係る光信号供与装置を説明する為の
図である。第５図は、従来の光信号供与装置を示す図である。第７図，第８図（ａ）（ｂ），第９図は、本発明の電子
線発生装置を用いた記録装置の一実施例を示す図であ
る。第10図及び第11図は、従来の画像表示装置を示す図であ
る。 1,31……絶縁層基板（ガラス基板）２……支持体 3,63,64,66……配線電極 4,36……電子放出部、５……電子通過孔 6,32……変調電極、７……ガラス基板８……透明電極９……画像形成部材（蛍光体） 10,61……フェースプレート 11……蛍光体の輝点、33……絶縁層 34,34−a,34−ｂ……素子配線電極 35……素子電極、51……基板 52……LED、53……電極 54……光 65,74,84……光記録体 67……真空容器 68,71,81……発光源 73……搬送ローラー、85……現像器 86……除電器、87……クリーナー 88……帯電器、89……紙

フロントページの続き (72)発明者金子哲也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者三品伸也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭63−6718（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 1/30,3/08 H01J 31/12 - 31/15 H01J 29/04,29/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、基板面に沿って並設された電極
間に、該電極を介して電圧が印加される電子放出部を有
する電子放出素子と、該電子放出素子から放出される電
子ビームを情報信号に応じて変調する変調電極とを有す
る電子線発生装置において、前記電子放出素子が、前記
変調電極上に絶縁層を介して積層配置されており、か
つ、素子幅方向における前記変調電極の幅が、素子幅よ
りも大きいことを特徴とする電子線発生装置。
【請求項２】前記変調電極の幅が、素子幅の５倍以上で
あることを特徴とする請求項１記載の電子線発生装置。
【請求項３】前記電子放出素子の厚さが、0.1μｍ〜200
μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子
線発生装置。
【請求項４】前記電子放出素子は、表面伝導形電子放出
素子であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記
載の電子線発生装置。
【請求項５】前記電子放出素子の複数が結線された線状
電子放出素子の複数と、前記変調電極の複数とがXYマト
リックスを構成していることを特徴とする請求項１〜４
いずれかに記載の電子線発生装置。
【請求項６】前記電子放出素子と前記変調電極に電圧を
印加する電圧印加手段が、別個独立であることを特徴と
する請求項１〜５いずれかに記載の電子線発生装置。
【請求項７】請求項１〜６いずれかに記載の電子線発生
装置の電子放出側に、少なくとも、電子が衝突して画像
を形成する画像形成部材を設けたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項８】請求項１〜６いずれかに記載の電子線発生
装置と、該電子線発生装置から放出される電子ビームの
照射により画像記録される被記録体とを有することを特
徴とする記録装置。
【請求項９】請求項１〜６いずれかに記載の電子線発生
装置と、該電子線発生装置から放出される電子ビームの
照射により発光する発光体と、該発光体からの光の照射
により画像記録される被記録体の支持手段とを有するこ
とを特徴とする記録装置。