JP2981767B2 - Electron beam generator, image forming apparatus and recording apparatus using the same - Google Patents

Electron beam generator, image forming apparatus and recording apparatus using the same

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子放出素子を用いた電子線発生装置及
び、この電子線発生装置を用いて構成した画像形成装置
と記録装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam generator using an electron-emitting device, and an image forming apparatus and a recording apparatus configured using the electron beam generator. .

[従来の技術] 従来より、簡単な構造で電子の放出が得られる素子と
しては、例えば[ラジオ・エンジニアリング・エレクト
ロン・フィジィックス(RadioEng・Electron.Phys.)」
1965年刊,第10巻1290〜1296頁に記載されたエリソン
(M.I.Elinson)等による冷陰極素子が知られている。
[Prior Art] Conventionally, an element capable of emitting electrons with a simple structure includes, for example, [Radio Engineering Electron Physics].
There is known a cold cathode device by Ellison (MIElinson) described in 1965, Vol. 10, pp. 1290-1296.

これは、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に
平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を
利用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれ
ている。
This utilizes a phenomenon in which electrons are emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface, and is generally called a surface conduction electron-emitting device.

この表面伝導形放出素子としては、前記エリンソン等
により開発されたSnO2(Sb)薄膜を用いたものや、「ス
イン・ソリッド・フィルムス(Thin Solid Films)」
1972年刊第9巻317頁にディトマー(G.Dittmer)により
発表されたAu薄膜によるものや、「アイ・イー・イー・
イー技報(IEEE Trans.ED Conf.)」1975年版519頁で
ハートウェル(M.Hartwell)及びフォンスタッド(C.G.
Fonstad)共著になるITO薄膜によるものや、「真空」19
83年刊第26巻第1号22頁に荒木久他で発表されたカーボ
ン薄膜によるものなどが報告されている。
Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using a SnO 2 (Sb) thin film developed by Elinson et al., And “Sin Solid Films”.
In 1972, Vol. 9, p. 317, Au film was published by G. Dittmer, and "I.E.I.E.
IEEE Trans.ED Conf., 1975, 519 pages, M. Hartwell and Fonstad (CG
Fonstad) Co-authored by ITO thin film, “vacuum” 19
In 1983, Vol. 26, No. 1, page 22, there is a report on a carbon thin film published by Hisashi Araki et al.

これらの表面伝導形放出素子の典型的な素子構成を第
11図に示す。第11図において、1及び2は電気的接続を
得る為の素子電極、15は導電性材料で形成される薄膜、
6は絶縁性基板、4は電子放出部を示す。また、一般
に、表面伝導形電子放出素子とは、上記素子電極1,2の
間隔が0.01μm〜100μm、上記電子放出部4の比抵抗
が103Ω/□〜109Ω/□のものをいう。
Typical device configurations of these surface conduction electron-emitting devices are as follows.
Figure 11 shows. In FIG. 11, 1 and 2 are device electrodes for obtaining electrical connection, 15 is a thin film formed of a conductive material,
Reference numeral 6 denotes an insulating substrate, and reference numeral 4 denotes an electron emitting portion. In general, a surface conduction electron-emitting device is one in which the distance between the device electrodes 1 and 2 is 0.01 μm to 100 μm and the specific resistance of the electron-emitting portion 4 is 10 3 Ω / □ to 10 9 Ω / □. Say.

従来、これらの表面伝導形放出素子に於ては、電子放
出を行なう前にあらかじめフォーミングと呼ばれる通電
加熱処理によって電子放出部を形成する。即ち、前記電
極1と電極2の間に電圧を印加する事により、導電性薄
膜15に通電し、これにより発生するジュール熱で導電性
薄膜15を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気
的に高抵抗な状態にした電子放出部4を形成することに
より電子放出機能を得ている。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, before emitting electrons, an electron-emitting portion is formed in advance by an electric heating process called forming. That is, by applying a voltage between the electrode 1 and the electrode 2, the conductive thin film 15 is energized, and the conductive thin film 15 is locally destroyed, deformed or deteriorated by the generated Joule heat, and the The electron emission function is obtained by forming the electron emission portion 4 in a high resistance state.

さらに、上記素子の電子放出の放射特性、すなわち放
出された電子の広がる面積を目視で測定できる様に上記
素子上に、蛍光体の塗布された基板を用いており、図中
13は蛍光体基板(後述のフェースプレート)、14は放出
電子により発光した発光部(後述の輝点)である。
Further, a substrate coated with a phosphor is used on the element so that the emission characteristics of electron emission of the element, that is, the area where the emitted electrons spread can be visually measured.
Reference numeral 13 denotes a phosphor substrate (a face plate described later), and reference numeral 14 denotes a light emitting unit (a luminescent spot described later) that emits light by emitted electrons.

上記素子の電子放出の放射特性は、上記素子から数mm
程度離れた空間に、蛍光体基板13を配置し、数百Vから
数千Vの電圧を印加し、前記電極1と電極2の間に駆動
電圧を印加し、電子放出させると、発光部14は蛍光体基
板13上に第1図に示す如く、細長い形を示す。
The emission characteristics of electron emission of the above element are several mm from the above element.
A phosphor substrate 13 is arranged in a space slightly apart, a voltage of several hundred V to several thousand V is applied, and a driving voltage is applied between the electrodes 1 and 2 to emit electrons. Indicates an elongated shape on the phosphor substrate 13 as shown in FIG.

従来、上記素子の電子放出部を直線的にライン状に規
則正しく配置し、ライン状に並んだ点発光の発光部を形
成して画像形成装置を構成していた。
Heretofore, an image forming apparatus has been configured by arranging the electron-emitting portions of the above-mentioned elements linearly and regularly in a line, and forming light-emitting portions for point emission arranged in a line.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の電子放出素子の場合、放出素子
の形成されている絶縁基板の電位が不安定である為、放
出された電子ビームの軌道がその影響により不安定にな
るという問題を生じていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of the conventional electron-emitting device, since the potential of the insulating substrate on which the electron-emitting device is formed is unstable, the trajectory of the emitted electron beam is unstable due to the influence. Problem.

そのため、この電子放出素子を使用した画像形成装置
においては発光部の形状が変化し、表示画像の品位が低
下してはなはだ不都合であった。
For this reason, in the image forming apparatus using the electron-emitting device, the shape of the light-emitting portion changes, and the quality of the displayed image deteriorates, which is inconvenient.

この様な不都合は、表面伝導形放出素子を表示装置に
応用する場合だけに限らず、絶縁基板上に形成された電
子放出素子を電子源とする電子線発生装置では一般に発
生する問題であった。
Such inconvenience is not limited to the case where the surface conduction electron-emitting device is applied to a display device, but is a problem generally occurring in an electron beam generator using an electron-emitting device formed on an insulating substrate as an electron source. .

[課題を解決するための手段及び作用] 本発明の第1は上記課題を解決し、安定した電子ビー
ムを放出しうる電子線発生装置に関する。
[Means and Actions for Solving the Problems] A first aspect of the present invention relates to an electron beam generator that can solve the above problems and can emit a stable electron beam.

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、かつ前記変調電極が、少なくとも前記電子
放出素子の電子放出部直下を囲む位置に存在し、さらに
該変調電極が電子放出素子の電子放出部を中心に非対称
形であることを特徴とする電子線発生装置にある。
That is, a first aspect of the present invention is to provide an electron-emitting device having an electron-emitting portion to which a voltage is applied via electrodes between electrodes arranged side by side on a substrate and the electron-emitting device. A modulation electrode that modulates an electron beam emitted from the element according to an information signal, wherein the electron-emitting device is disposed on the modulation electrode via an insulating layer, and An electrode is present at least at a position surrounding immediately below an electron-emitting portion of the electron-emitting device, and the modulation electrode is asymmetric about the electron-emitting portion of the electron-emitting device. .

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、 前記変調電極は、前記基板面をXY平面とし、前記電極
をX軸に沿って並設したとき、該X軸に直交するY軸に
対して非対称形であること、 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マトリクスを構
成していること、をも含む。
The first electron beam generator according to the present invention further has a feature that: the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device; the modulation electrode has the substrate surface as an XY plane; When juxtaposed along the X-axis, it is asymmetric with respect to the Y-axis orthogonal to the X-axis. A plurality of linear electron-emitting devices to which the plurality of electron-emitting devices are connected; This also includes that a plurality constitutes an XY matrix.

また、本発明の第2は、上記本発明の第1の電子線発
生装置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射に
より画像を形成する画像形成部材を有することを特徴と
する画像形成装置にある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the first electron beam generating apparatus according to the first aspect of the present invention; and an image forming member that forms an image by irradiating an electron beam from the electron emitting element. It is in.

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とを有することを特徴
とする記録装置にある。
A third aspect of the present invention is the first electron beam generator of the present invention, a luminous body which emits light by irradiation with an electron beam emitted from the electron beam generator, and irradiation of light from the luminous body. And a recording medium on which an image is to be recorded.

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。
Further, a fourth aspect of the present invention is the first electron beam generator of the present invention, a luminous body which emits light by irradiation with an electron beam emitted from the electron beam generator, and irradiation of light from the luminous body. And a means for supporting a recording medium on which an image is to be recorded.

本発明の電子線発生装置の一例として、電子放出素子
に表面伝導形電子放出素子を用いた場合を第1図及び第
2図で説明する。
FIGS. 1 and 2 show a case where a surface conduction electron-emitting device is used as an electron-emitting device as an example of the electron beam generator of the present invention.

本発明においては、変調電極3の上に絶縁層7を介し
て電子放出素子を積層配置する。この場合、変調電極3
の形状を、電子放出部4を中心にして対称形とすると、
電子放出部4の外側近傍上部においては電界は一様であ
る。
In the present invention, the electron-emitting devices are stacked on the modulation electrode 3 via the insulating layer 7. In this case, the modulation electrode 3
Is symmetrical with respect to the electron-emitting portion 4,
The electric field is uniform in the upper portion near the outside of the electron emitting portion 4.

上記変調電極3に、例えば図示されるような三月状の
穴を電子ビーム整流用の制御部5として設け、変調電極
3の形状を非対称形にすると、上記電界が変化する。
When the modulation electrode 3 is provided with, for example, a crescent-shaped hole as shown in the figure as a control unit 5 for electron beam rectification and the modulation electrode 3 is made asymmetric, the electric field changes.

放出される電子の方向は、電界によって決定される
が、この方向は電子放出部4に対し必ずしも垂直ではな
い。そこで上記制御部5で変調電極3を非対称形とし、
電子放出部4の外側近傍上部の電界を変化させることに
より、電子ビームを有益にコントロールすることができ
る。
The direction of the emitted electrons is determined by the electric field, but this direction is not necessarily perpendicular to the electron emitting portion 4. Therefore, the modulation electrode 3 is made asymmetrical by the control unit 5,
By changing the electric field in the upper portion near the outside of the electron emission section 4, the electron beam can be beneficially controlled.

制御部5は、第1図及び第2図に示されるような穴の
他、切り欠き、更には第4図及び第5図に示されるよう
な突出部として形成することができる。これらの制御部
5の形成位置は、電子放出部4の外側近傍上部の電界を
変化させることができるよう、電子放出部4及び素子電
極1,2と上下方向に重ならない位置である。
The control unit 5 can be formed as a notch or a protrusion as shown in FIGS. 4 and 5 in addition to the hole as shown in FIGS. The positions where these control units 5 are formed are positions that do not vertically overlap with the electron emission unit 4 and the device electrodes 1 and 2 so that the electric field in the vicinity of the outside of the electron emission unit 4 can be changed.

本発明において、変調電極3を非対称にするとは、電
子放出部4及び素子電極1,2と上下方向に重ならない範
囲の変調電極3の形状、面積、位置の一もしくは二以上
を、電子放出部4を中心に左右異なるものとすれば足
る。従って、上記制御部5の形成の他、変調電極3とし
て全体形状、大きさ、位置がもともと左右異なるものを
用いることによって非対称形とすることもできる。例え
ば対称でない位置に変調電極3を設けたり、素子電極1,
2の周囲の一部にのみ変調電極3を設けて非対称形とす
ることもできる。
In the present invention, to make the modulation electrode 3 asymmetrical means that one or more of the shape, area, and position of the modulation electrode 3 in a range not vertically overlapping the electron emission portion 4 and the device electrodes 1 and 2 are determined. It suffices if the left and right are centered around 4. Therefore, in addition to the formation of the control section 5, an asymmetric shape can be obtained by using a modulation electrode 3 having a different shape in its entire shape, size and position. For example, the modulation electrode 3 may be provided at a position that is not symmetric,
The modulation electrode 3 may be provided only on a part of the periphery of the 2 to make it asymmetrical.

本発明で用いる電子放出素子としては、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って、変調電極3の上に
絶縁層を介して積層し得るものであればどのようなもの
でもよく、表面伝導形の電子放出素子を用いると、 1)一層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)同一基板上に高密度に多数の素子を配列形成でき
る、 4)応答速度が速い、 5)表示装置に用いたときの輝度コントラストが一層優
れている、 等の利点が得られるので特に好ましい。また、表面伝導
形の電子放出素子としては、前述したものの他、その電
子放出部4が、分散塗布された金属微粒子によって形成
されているものでもよい。
The electron-emitting device used in the present invention has an electron-emitting portion to which a voltage is applied via electrodes between electrodes arranged side by side along the surface of the substrate. Any device can be used as long as it can be stacked via layers. When a surface conduction electron-emitting device is used, 1) higher electron emission efficiency can be obtained, and 2) since the structure is simple, manufacturing is possible. 3) A large number of elements can be arrayed and formed on the same substrate at a high density. 4) The response speed is fast. 5) The brightness contrast when used in a display device is more excellent. It is particularly preferable because it can be obtained. Further, as the surface conduction type electron-emitting device, in addition to the above-described devices, the electron-emitting portion 4 may be formed of fine metal particles dispersed and applied.

変調電極3を非対称形にする方法としては、当初より
非対称形に変調電極3を形成しても、一旦対称形に形成
した後穴の形成等によって非対称形にする方法でもよ
い。
As a method of making the modulation electrode 3 asymmetrical, the modulation electrode 3 may be formed asymmetrically from the beginning, or may be formed symmetrically and then asymmetrically by forming a hole or the like.

本発明の電子放出素子の素材及び製造方法は一切限定
されない。従来の素子に制御電極3を設け、これに例え
ば第2、5図に示したような制御部5を設けるなどして
その形状等に手を加えるだけで良い。
The material and manufacturing method of the electron-emitting device of the present invention are not limited at all. It is only necessary to provide a control electrode 3 in a conventional element and to provide a control unit 5 as shown in FIGS.

本発明における変調電極3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制御を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。ま
たその製法に関しても何ら制限はなく、後述の一般的な
フォトリソグラフィーのみならずスクリーン印刷、メッ
キ等でもかまわない。
The modulation electrode 3 in the present invention is an electrode for controlling ON / OFF of an electron beam emitted from an electron-emitting device by applying a voltage in accordance with an information signal, and is made of any conductive material. May be formed. Further, there is no limitation on the production method, and not only general photolithography described later but also screen printing, plating and the like may be used.

[実施例] 実施例1 第1図及び第2図に示す本発明の一実施例に係る電子
線発生装置を下記の要領で作製した。
Example 1 Example 1 An electron beam generator according to an example of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured in the following manner.

図中1,2は素子電極、3は変調電極、4は電子放出
部、5は制御部、6は絶縁性基板、7は絶縁層である。
In the figure, reference numerals 1 and 2 denote device electrodes, 3 denotes a modulation electrode, 4 denotes an electron emitting portion, 5 denotes a control portion, 6 denotes an insulating substrate, and 7 denotes an insulating layer.

先ず絶縁性基板6である石英ガラス(コーニング社
製)を中性洗剤によるこすり洗い、有機溶剤による超音
波洗浄等十分に洗浄した後、ホトリソグラフィー技術に
よりレジストパターンを形成した。
First, quartz glass (manufactured by Corning Incorporated) serving as the insulating substrate 6 was sufficiently cleaned by rubbing with a neutral detergent and ultrasonic cleaning with an organic solvent, and then a resist pattern was formed by photolithography.

次に抵抗加熱法により、密着性向上のための下引き材
である50Å厚のTiと、変調電極3の材である950Å厚のN
iをレジストパターン上に全面に蒸着した後、リフトオ
フ法により第2図に示す制御部5を有する変調電極3の
パターンを形成した。
Next, by a resistance heating method, 50 mm thick Ti as an undercoating material for improving adhesion and 950 mm thick N as a material of the modulation electrode 3 are formed.
After i was deposited on the entire surface of the resist pattern, a pattern of the modulation electrode 3 having the control unit 5 shown in FIG. 2 was formed by a lift-off method.

次にスパッタ法により絶縁体であるSiO2を必要部に1.
5μm厚でマスクデポジションした。その後変調電極3
のパターン形成法と同様の方法にて素子電極1,2のパタ
ーンを形成した。この時の素子電極1,2の幅は全て15μ
m、電極ギャップは2μmであった。
Next, an insulator, SiO 2, was added to the necessary parts by sputtering.
The mask was deposited at a thickness of 5 μm. Then the modulation electrode 3
The pattern of the device electrodes 1 and 2 was formed by the same method as the pattern formation method of (1). At this time, the width of all device electrodes 1 and 2 is 15μ.
m, and the electrode gap was 2 μm.

さらに電子放出材料をパターニングするためのCrを抵
抗加熱法により1000Å厚で全面蒸着し、ホトリソグラフ
ィー技術を用い、電子放出部4の近傍(25μm×150μ
m)のCrのみを除去するためのレジストパターンを形成
した。その後エッチングにより所望のCrを除去した。エ
ッチャントには硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸水
溶液を用いた。
Further, Cr for patterning the electron-emitting material is vapor-deposited on the entire surface to a thickness of 1000 mm by a resistance heating method, and the vicinity of the electron-emitting portion 4 (25 μm × 150 μm) is formed using photolithography technology.
m) A resist pattern for removing only Cr was formed. Thereafter, the desired Cr was removed by etching. Cerium ammonium nitrate and perchloric acid aqueous solution were used as an etchant.

次に電子放出材料であるパラジウムを有機パラジウム
(奥野製薬社製CCP−4230)で分散塗布し、大気中300℃
までの温度で12分間焼成した。後上記エッチャントを用
い、放出材料パターニング用Crをエッチアウトした。
Next, palladium, which is an electron-emitting material, is dispersed and coated with organic palladium (CCP-4230 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), and the air is heated to 300 ° C.
For 12 minutes. Thereafter, using the above etchant, Cr for patterning the emission material was etched out.

上記手法により作製した電子線発生装置及び該素子の
上方5mmに配置された蛍光板と共に〜2×10-6Torrの環
境下において外部より蛍光板に1KVの電圧を印加し素子
電極1,2間に14Vの電圧パルスを印加したところ蛍光板に
放出された電子ビームに対応するスポット光が観察され
た。更に変調電極3に−40V〜+30Vの電圧を印加したと
ころ電子ビーム量が連続的に変化するのみならずビーム
形状が0V以上で第3図にように変化した。また変調電圧
が−40V以下でOFF制御、+30V以上でON制御が可能であ
った。
A voltage of 1 KV is externally applied to the phosphor plate under an environment of ~ 2 × 10 -6 Torr together with the electron beam generator produced by the above method and the phosphor plate arranged 5 mm above the device, and 14 V is applied between the device electrodes 1 and 2. When the voltage pulse was applied, spot light corresponding to the electron beam emitted to the fluorescent screen was observed. Further, when a voltage of −40 V to +30 V was applied to the modulation electrode 3, not only the amount of the electron beam changed continuously, but also the beam shape changed as shown in FIG. Further, OFF control was possible when the modulation voltage was -40 V or less, and ON control was possible when the modulation voltage was +30 V or more.

実施例2 実施例1と全く同様にして第5図に示す制御部5を有
する第4図の電子線発生装置を作製した。尚、第1図及
び第2図と同じ符号は同様の部材を示すものである。
Example 2 The electron beam generator shown in FIG. 4 having the control unit 5 shown in FIG. 5 was produced in exactly the same manner as in Example 1. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same members.

この電子線発生装置を実施例1と同様に蛍光板と組み
合わせて、2×106Torrの環境下において外部より蛍光
板に1KVの電圧を印加し、素子電極1,2間に14Vの電圧パ
ルスを印加したところ、蛍光板に放出された電子ビーム
に対応するスポット光が観察された。更に変調電極3に
−40V〜+40Vの電圧を印加したところ、電子ビーム量が
連続的に変化するのみならず、ビーム形状も0V以上で第
6図のように変化した。また変調電圧が−40V以下でOFF
制御、+40VでON制御が可能であった。
This electron beam generator is combined with a fluorescent plate in the same manner as in the first embodiment, and a voltage of 1 KV is externally applied to the fluorescent plate under an environment of 2 × 10 6 Torr, and a voltage pulse of 14 V is applied between the device electrodes 1 and 2. As a result, spot light corresponding to the electron beam emitted to the fluorescent screen was observed. Further, when a voltage of −40 V to +40 V was applied to the modulation electrode 3, not only did the amount of electron beam change continuously, but also the beam shape changed as shown in FIG. OFF when modulation voltage is -40V or less
Control, ON control was possible at + 40V.

実施例3 第7図に示す電子線発生装置を、絶縁性基板6として
青板ガラス(市川特殊ガラス社製)を用いて作製した。
該装置は電子放出素子をライン状に2mmピッチで複数配
列し、且つ複数の変調電極3を該ライン状電子放出素子
に直交して配列し、素子配線電極8であるCuを厚さ2μ
m積層した。各素子電極1,2近傍の変調電極3には実施
例1と同様に、第2図に示す制御部5がそれぞれ設けら
れている。尚、第1図及び第2図と同じ符号は同様の部
材を示すものである。
Example 3 The electron beam generator shown in FIG. 7 was produced using a soda lime glass (manufactured by Ichikawa Special Glass Co., Ltd.) as the insulating substrate 6.
In this apparatus, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a line at a pitch of 2 mm, and a plurality of modulation electrodes 3 are arranged orthogonal to the line-shaped electron-emitting devices.
m. As in the first embodiment, control units 5 shown in FIG. 2 are provided on the modulation electrodes 3 near the element electrodes 1 and 2, respectively. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same members.

13はフェースプレートで、ガラス板等の透明絶縁板9
と、ITO等の透明電極10と、蛍光体等の発光体11と、メ
タルバック12とから構成されている。但し、メタルバッ
ク12に関しては、冷陰極素子を用いた場合にはそれ自身
の発光がないため省略してもよい。
Reference numeral 13 denotes a face plate, which is a transparent insulating plate 9 such as a glass plate.
, A transparent electrode 10 such as ITO, a light emitting body 11 such as a phosphor, and a metal back 12. However, the metal back 12 may be omitted when a cold cathode device is used, because it does not emit light by itself.

次に蛍光体11を有するフェースプレート13を上記装置
の絶縁性基板6から5mm離して設け、画像形成装置を作
製した。
Next, a face plate 13 having the phosphor 11 was provided at a distance of 5 mm from the insulating substrate 6 of the above-described device, and an image forming apparatus was manufactured.

発光体11に1.5KVの電圧を印加し、一対の素子配線電
極8に14Vの電圧パルスを印加し、ライン状に並べた複
数の電子放出素子から電子を放出させた。これと同時に
情報信号として変調電極3に電圧を印加することにより
電子ビームをON/OFF制御した。
A voltage of 1.5 KV was applied to the luminous body 11, a voltage pulse of 14V was applied to the pair of device wiring electrodes 8, and electrons were emitted from the plurality of electron-emitting devices arranged in a line. At the same time, a voltage was applied to the modulation electrode 3 as an information signal to control ON / OFF of the electron beam.

更にこの隣りの素子配線電極8に電圧パルスを印加し
前述の一ライン表示を行なった。これを順次行い一画面
の画像を形成した。つまり素子配線電極8を走査電極と
して、走査電極と変調電極3でXYマトリクスを形成し画
像表示が可能であった。
Further, a voltage pulse was applied to the adjacent element wiring electrode 8 to perform the one-line display described above. This was sequentially performed to form an image of one screen. That is, an image display was possible by forming an XY matrix with the scanning electrode and the modulation electrode 3 using the element wiring electrode 8 as a scanning electrode.

実施例4 第8図は本電子線発生装置を用いた光プリンターの説
明図で、図中16は光信号供与装置で、第7図で説明した
表示装置と同様のもので、発光体11(第7図参照)とし
てはZnSiO4:Mn(P1蛍光体)を用いた。
Embodiment 4 FIG. 8 is an explanatory view of an optical printer using the present electron beam generator. In FIG. 8, reference numeral 16 denotes an optical signal providing device which is the same as the display device described in FIG. As shown in FIG. 7, ZnSiO 4 : Mn (P1 phosphor) was used.

更に第8図について説明すると、ドラム状の被記録体
17の周囲には、上記光信号供与装置16の他に、帯電器1
8、現像器19、除電器20及びクリーナー21が設けられて
いる。この被記録体17の電子写真用感光体としてはアモ
ルファスシリコン感光体を用いた。
Referring to FIG. 8, a drum-shaped recording medium will be described.
In addition to the optical signal providing device 16 around the charger 17, the charger 1
8, a developing device 19, a static eliminator 20, and a cleaner 21 are provided. An amorphous silicon photoconductor was used as the electrophotographic photoconductor of the recording medium 17.

まず、帯電器18により、被記録体17をプラス電圧に帯
電させる。帯電する電圧は、100V〜500Vが適当である
が、これに限定されるものではない。
First, the recording medium 17 is charged to a positive voltage by the charger 18. The charging voltage is suitably from 100 V to 500 V, but is not limited thereto.

次に、光信号供与装置16により、信号情報に応じて、
素子配線電極8(第7図参照)に電圧を印加し、発光パ
ターンを被記録体17に照射して光照射部を除電し、静電
潜像パターンを形成する。
Next, according to the signal information by the optical signal providing device 16,
A voltage is applied to the element wiring electrodes 8 (see FIG. 7) to irradiate the light-emitting pattern on the recording medium 17 to remove electricity from the light-irradiated portions, thereby forming an electrostatic latent image pattern.

これに続いて、現像器19により、トナーで被記録体17
を現像する。
Subsequently, the recording medium 17 is exposed to toner by the developing device 19.
Develop.

上記によってトナー粒子を吸着した部分は、被記録体
17の回転と共に移動し、除電器20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17と除電器20の間には画像を形成すべき紙22が位
置しており、トナーはこの紙22上に落下される。
The portion where the toner particles are adsorbed by the above is the recording medium
It moves with the rotation of 17 and when the static eliminator 20 releases the charge, the adsorbed toner drops. At this time, a paper 22 on which an image is to be formed is located between the recording medium 17 and the static eliminator 20, and the toner is dropped onto the paper 22.

トナーを受け止めた紙22は、定着装置(不図示)へと
移動し、ここでトナーが紙22上へ定着され、紙22上に、
光信号供与装置16で表わされた画像が再現記録される。
The paper 22 that has received the toner moves to a fixing device (not shown), where the toner is fixed on the paper 22,
The image represented by the optical signal providing device 16 is reproduced and recorded.

一方、ドラム状の被記録体17は、更に回転しクリーナ
ー21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18によって帯電状態が形成されるものであ
る。
On the other hand, the drum-shaped recording medium 17 further rotates and moves to the cleaner 21, where the remaining toner is wiped off,
Further, a charged state is formed by the charger 18.

以上述べた光プリンターは、高解像性及び高速性に優
れ、露光ムラがなく、高コントラストで鮮明な記録画像
が得られた。
The optical printer described above is excellent in high resolution and high speed, has no exposure unevenness, and has a high contrast and clear recorded image.

実施例5 第9図は本電子線発生装置を用いた他の光プリンター
を示すもので、図中23は真空容器(例えばガラス製)、
24はフェースプレート13の発光体11に電圧を印加するた
めの発光体用取り出し部、25はリアプレート、26は変調
電極3に電圧を印加するための変調電極用取り出し部、
27は素子配線電極8に電圧を印加するための素子配線電
極用取り出し部で、第1図、第2図及び第7図における
符号と同じ符号は同様の部材を示すものである。
Example 5 FIG. 9 shows another optical printer using the present electron beam generator, in which 23 is a vacuum container (for example, made of glass),
Reference numeral 24 denotes a light-emitting body extraction unit for applying a voltage to the light-emitting body 11 of the face plate 13, 25 is a rear plate, 26 is a modulation electrode extraction unit for applying a voltage to the modulation electrode 3,
Reference numeral 27 denotes an element wiring electrode lead-out portion for applying a voltage to the element wiring electrode 8. The same reference numerals as those in FIGS. 1, 2 and 7 denote the same members.

被記録体17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の厚さに均一塗
布することにより作製した。
The recording medium 17 was prepared by uniformly applying a photosensitive composition having the following composition to a polyethylene terephthalate film to a thickness of 2 μm.

組成物は、(a)バインダー:ポリエチレンメタクリ
レート(三菱レーヨン社製「ダイヤールBR」)10重量
部、(b)モノマー:トリメチロールプロパントリアク
リレート(新中村化学社製「TMPTA」)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−オン(チバガイギー社
製「イルガキュア907」)2.2重量部の混合組成で、溶媒
としてメチルケトン70重量部を使用した。
The composition contains (a) 10 parts by weight of a binder: polyethylene methacrylate (“Daiyar BR” manufactured by Mitsubishi Rayon Co.), (b) 10 parts by weight of a monomer: trimethylolpropane triacrylate (“TMPTA” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
(C) Polymerization initiator: A mixed composition of 2.2 parts by weight of 2-methyl-2 morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Geigy) and 70 parts by weight of methyl ketone as a solvent did.

フェースプレート13の発光体11は、けい酸塩蛍光体
(Ba,Mg,Zn)3Si2O7Pb2+を用いた。
As the light emitting body 11 of the face plate 13, a silicate phosphor (Ba, Mg, Zn) 3 Si 2 O 7 Pb 2+ was used.

また、光信号供与装置16は実施例3のものと同様のも
のとした。
The optical signal providing device 16 was the same as that of the third embodiment.

次に、本実施例に係る装置の駆動状態を説明する。 Next, a driving state of the apparatus according to the present embodiment will be described.

まず、被記録体17は、第10図(a)に示されるよう
に、ドラム状の支持体28に支持された状態で、搬送ロー
ラ29によって移送されつつ光信号供与装置16による光の
照射を受けて、所望の画像が形成されるものである。ま
た、第10図(b)に示されるように、被記録体17を搬送
ローラ29で必要量引き出した後、被記録体17側は停止し
たまま、光信号供与装置16側を移動させながら光の照射
を行うことで、所望の画像を被記録体17に形成すること
もできる。ここで、光信号供与装置16と被記録体17の間
隔は、1mm以下であることが好ましい。
First, as shown in FIG. 10 (a), the recording medium 17 is irradiated with light by the optical signal providing device 16 while being transported by the transport roller 29 while being supported by the drum-shaped support 28. As a result, a desired image is formed. Further, as shown in FIG. 10 (b), after the required amount of the recording medium 17 is pulled out by the transport roller 29, while the recording medium 17 side is stopped, the light signal is supplied while moving the optical signal providing apparatus 16 side. By performing the irradiation, a desired image can also be formed on the recording medium 17. Here, the distance between the optical signal providing device 16 and the recording medium 17 is preferably 1 mm or less.

本実施例では、電子放出素子の列を駆動するのに同期
して、画像情報信号に応じて、変調電極3に画像1ライ
ン分の変調信号を印加し、画像1ライン分の発光パター
ンを形成する。この発光パターンに従い、発光体11から
放出された光は、被記録体17に照射され、光の照射され
た被記録体17は光重合して硬化する。
In the present embodiment, a modulation signal for one line of an image is applied to the modulation electrode 3 in accordance with an image information signal in synchronization with driving of a row of electron-emitting devices to form a light emission pattern for one line of an image. I do. According to this light emission pattern, the light emitted from the light emitting body 11 is irradiated on the recording medium 17, and the irradiated recording medium 17 is photopolymerized and cured.

上記硬化後、搬送ローラ29を動かし、新たな被記録体
17の面を用意してから同様な駆動を繰り返し、画像1ラ
インずつの光重合による硬化を行う。
After the above curing, the transport roller 29 is moved, and a new recording medium is
After preparing the 17th surface, the same driving is repeated, and the image is cured by photopolymerization for each line.

上記駆動を行うことにより、画像情報信号に応じた光
重合パターンが被記録体17上に形成される。そして、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
上に形成することができる。
By performing the above driving, a photopolymerization pattern corresponding to the image information signal is formed on the recording medium 17. Then, by developing this photopolymerization pattern with methyl ethyl ketone, an optical recording pattern can be formed on polyethylene terephthalate.

本実施例の光プリンターにより、均一、高速、高コン
トラストで鮮明な光記録パターンが得られた。
With the optical printer of this embodiment, a clear, uniform, high-speed, high-contrast optical recording pattern was obtained.

[発明の効果] 以上の様に、本発明の電子線発生装置は、電子放出素
子と変調電極とを積層配置した構成において、変調電極
の形を電子放出素子の電子放出部を中心に非対称とした
ことにより、電子ビームのコントロールを容易にしたも
のであり、高品質な画像形成装置及び記録装置を実現す
ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the electron beam generator of the present invention, in the configuration in which the electron-emitting device and the modulation electrode are stacked, the shape of the modulation electrode is asymmetric about the electron-emitting portion of the electron-emitting device. As a result, the control of the electron beam is facilitated, and a high-quality image forming apparatus and recording apparatus can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1〜3図は本発明の一実施例の説明図、第4〜6図は
異なる実施例の説明図、第7図は本発明の電子線発生装
置を用いた画像形成装置の実施例の説明図、第8図は本
発明の電子線発生装置を用いた光プリンターの説明図、
第9図及び第10図は本発明の電子線発生装置を用いた他
の光プリンターの説明図、第11図は従来の表面伝導形電
子放出素子の基本構造を示す図である。 1,2:素子電極、3:変調電極 4:電子放出部、5:制御部 6:絶縁性基板、7:絶縁層 8:素子配線電極、9:透明絶縁板 10:透明電極、11:発光体 12:メタルバック、13:フェースプレート 14:発光体の輝点位置、15:導電性薄膜 16:光信号供与装置、17:被記録体 18:帯電器、19:現像器 20:除電器、21:クリーナー 22:紙、23:真空容器 24:発光体用取り出し部 25:リアプレート 26:変調電極用取り出し部 27:素子配線電極用取り出し部
1 to 3 are explanatory diagrams of one embodiment of the present invention, FIGS. 4 to 6 are explanatory diagrams of different embodiments, and FIG. 7 is a diagram of an embodiment of an image forming apparatus using the electron beam generator of the present invention. FIG. 8 is an explanatory view of an optical printer using the electron beam generator of the present invention,
9 and 10 are explanatory views of another optical printer using the electron beam generator of the present invention, and FIG. 11 is a view showing a basic structure of a conventional surface conduction electron-emitting device. 1,2: device electrode, 3: modulation electrode 4: electron emission unit, 5: control unit 6: insulating substrate, 7: insulating layer 8: device wiring electrode, 9: transparent insulating plate 10: transparent electrode, 11: light emission Body 12: Metal back, 13: Face plate 14: Bright spot position of luminous body, 15: Conductive thin film 16: Optical signal providing device, 17: Recorded body 18: Charger, 19: Developing device 20: Static eliminator, 21: Cleaner 22: Paper, 23: Vacuum container 24: Light emitting unit take-out unit 25: Rear plate 26: Modulation electrode take-out unit 27: Device wiring electrode take-out unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鱸 英俊 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 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 (56)参考文献 特開 昭63−6718(JP,A) 特開 平3−20941(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 1/30,3/08 H01J 29/04,29/52 H01J 31/12 - 31/15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hidetoshi Suzuki, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Tetsuya Kaneko 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (56) References JP-A-63-6718 (JP, A) JP-A-3-20941 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 1/30 , 3/08 H01J 29 / 04,29 / 52 H01J 31/12-31/15

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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
前記変調電極が、少なくとも前記電子放出素子の電子放
出部直下を囲む位置に存在し、さらに該変調電極が電子
放出素子の電子放出部を中心に非対称形であることを特
徴とする電子線発生装置。
An electron-emitting device having an electron-emitting portion to which a voltage is applied via electrodes between electrodes arranged on a substrate along the surface of the substrate, and emitted from the electron-emitting device. In an electron beam generator having a modulation electrode that modulates an electron beam in accordance with an information signal, the electron-emitting device is disposed on the modulation electrode via an insulating layer, and the modulation electrode is at least An electron beam generator, wherein the modulation electrode is located at a position immediately below an electron-emitting portion of the electron-emitting device, and the modulation electrode is asymmetric around the electron-emitting portion of the electron-emitting device.
【請求項2】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に記載の電子線発
生装置。
2. The electron beam generator according to claim 1, wherein said electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項3】前記変調電極は、前記基板面をXY平面と
し、前記電極をX軸に沿って並設したとき、該X軸に直
交するY軸に対して非対称形であることを特徴とする請
求項1又は2に記載の電子線発生装置。
3. The modulation electrode, wherein the substrate surface is an XY plane, and the electrodes are asymmetric with respect to a Y axis orthogonal to the X axis when the electrodes are arranged side by side along the X axis. The electron beam generator according to claim 1.
【請求項4】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
リクスを構成してい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。
4. The device according to claim 1, wherein a plurality of linear electron-emitting devices to which a plurality of the electron-emitting devices are connected and a plurality of the modulation electrodes form an XY matrix. An electron beam generator according to claim 1.
【請求項5】請求項1〜4いずれかに記載の電子線発生
装置と、前記電子放出素子からの電子ビームの照射によ
り画像を形成する画像形成部材を有することを特徴とす
る画像形成装置。
5. An image forming apparatus comprising: the electron beam generating apparatus according to claim 1; and an image forming member for forming an image by irradiating an electron beam from the electron emitting element.
【請求項6】請求項1〜4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とを有することを特徴と
する記録装置。
6. An electron beam generator according to claim 1, a luminous body which emits light by irradiating an electron beam emitted from said electron beam generator, and a luminous body which radiates light from said luminous body. A recording apparatus comprising: a recording medium on which an image is recorded.
【請求項7】請求項1〜4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。
7. An electron beam generator according to claim 1, a luminous body which emits light by irradiating an electron beam emitted from said electron beam generator, and a luminous body which radiates light from said luminous body. A recording apparatus, comprising: means for supporting a recording medium on which an image is recorded.
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