JP2984345B2 - 電子線発生装置とそれを用いた画像形成装置及び記録装置 - Google Patents

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
子線発生装置と、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放出された電子ビームの照射により
画像を形成する画像形成部材（例えば蛍光体、レジスト
材等、電子が衝突することで発光、変色、帯電、変質等
する部材）とを、各々相対向させた薄形の画像形成装置
がある。この様な画像形成装置の例として、第10図及び
第11図に、従来の電子線デイスプレイ装置の概略構成図
を示す。

まず、第10図は相対向させた電子放出素子と画像形成
部材との間に変調電極を配置した構成を有する電子線デ
イスプレイ装置であって、詳述すると71はリアプレー
ト、72は支持体、73は配線電極、74は電子放出部、75は
電子通過孔、76は変調電極、77はガラス板、78は透明電
極、79は蛍光体（画像形成部材）、80はフエースプレイ
ト、81は蛍光体の輝点である。電子放出素子（72、73、
74で構成）の電子放出部74は薄膜技術により形成され、
リアプレート71とは接触することがない中空構造を成す
ものである。又、変調電極76は、電子放出部74の上方
（電子放出方向）空間内に配置されており、その為、放
出された電子ビームの通過孔75を有している。

この電子線デイスプレイ装置は、配線電極73に電圧を
印加し中空構造をなす電子放出部74を加熱せしめること
により熱電子を放出させ、これら電子流を情報信号に応
じて変調する変調電極76に電圧を印加することにより通
過孔75より電子を取り出し、取り出した電子を加速さ
せ、蛍光体79に衝突させるものである。また、配線電極
73と変調電極76でXYマトリツクスを形成せしめ、画像形
成部材たる蛍光体79上に画像表示を行うものである。

又、第11図において、91は基板、92は変調電極、93は
熱電子線源（電子放出素子）、94は上偏向電極、95は下
偏向電極、96は透明電極と蛍光体（画像形成部材）を設
けたフエースプレートであって、基板91上に変調電極9
2、電子放出素子93及び画像形成部材を順次配置した構
成を有する電子線デイスプレイ装置である。又、同図破
線円内に示す如く、変調電極92と電子放出素子93とは、
間に空間を有して配置されている。又、熱電子線源は、
タングステン線に電子放射物質を被覆したもので、外径
は約35μｍ、動作温度は700〜850℃で熱電子を放出す
る。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、
次の様な問題点があった。即ち、 第10図においては、変調電極が電子放出素子の上方
（電子放出方向）空間内に配置されている為、変調電極
の電子通過孔と電子放出部との位置合せが難しく、結果
として、電子ビームの充分な電子放出量が得られない。

第10図及び第11図において、相対向する変調電極と電
子放出素子との間に空隙を有する為、 １）変調電極−電子放出部間の距離を一定に保つことが
難しく、結果として該距離の変動（衝撃、駆動時の熱歪
等による変動）が意図せぬ電子ビームの電子放出量の変
動を生ぜしめる。

２）全ての変調電極−電子放出部間の距離を揃えること
が難しく、結果として該距離の違いが異なる電子放出部
より放出される電子ビーム間での変調ムラを生ぜしめ
る。

更に、以上の如き問題点は、画像表示装置においては
表示画像のコントラスト不足、輝度ムラ等の問題点を生
ぜしめる。

そこで本発明は、上記問題点を鑑みなされた発明であ
って、その目的は、変調電極と電子放出素子との位置合
せが容易である為、その作製が簡単な電子線発生装置及
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、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
ムラの少なく、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、輝度ムラ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。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的は、以下の本発明により達成される。即ち本
発明は、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
調電極上に絶縁体を介して積層配置され、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
む位置に存在しており、かつ、該電子放出素子の厚さが
0.01μｍ〜200μｍの範囲であることを特徴とする電子
線発生装置である。

また、本発明は、基板上に、冷陰極の電子放出素子
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
体を介して積層配置され、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
ており、かつ、該電子放出素子の厚さが0.01μｍ〜200
μｍの範囲であることを特徴とする電子線発生装置であ
る。

また、本発明は、上記の電子線発生装置が更に 該電子放出素子の複数が結線された線状電子放出素子
の複数と該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、 該絶縁体の厚さが、0.01μｍ〜200μｍの範囲である
こと、 該変調電極には導電性部材が接続されており、該導電
性部材は該電子放出素子が配置された該絶縁体面上に配
置されていること、 該導電性部材が、シート抵抗0.5×10⁵Ω／□〜１×10
⁹Ω／□の範囲の部材であること、 該電子放出素子が、表面伝導形放出素子であること、
をも含むものである。

また、本発明は、上記の電子線発生装置と、該電子放
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
像形成部材とを有することを特徴とする画像形成装置で
ある。

また、本発明は、上記の電子線発生装置と、該電子放
出素子からの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である。

また、本発明は、上記の電子線発生装置と、該電子放
出素子からの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で
ある。

以下、本発明について詳述する。

本発明の主たる特徴は、電子線発生装置において、次
の（１）及び（２）の二つの構成要件を具備することに
ある。即ち、 （１）電子線発生源である電子放出素子と、該電子放出
素子から放出される電子ビームを変調する変調電極と
が、絶縁体を介して積層されていること及び、 （２）該電子放出素子の厚さが0.01μｍ〜200μｍの範
囲にあること、 である。

まず、上記（１）の要件について説明するならば、絶
縁体は、その基板面に電子放出素子と変調電極とを電気
的絶縁状態で保持し得るものであれば、その形状、構成
材料等、特に限定されるものではない。但、絶縁体は均
一な厚さを有するものであることが好ましく、かかる均
一性によって電子放出素子と変調電極との距離を一定に
保つことが可能となる。ここで、均一な厚さとは、現行
の成膜技術（例えば、後述する実施例にある様な成膜技
術）をもってして達せられる程度の均一性であって良
い。又、絶縁体の厚さについては、電子放出素子と変調
電極との電気的絶縁状態さえ維持できれば良く、特に制
限されるものではないが、好ましくは、0.01μｍ〜200
μｍ、特に好ましくは0.1μｍ〜10μｍとされる。

更に、変調電極は情報信号に応じた電圧が印加される
ことで、電子放出素子から放出される電子ビームのON/O
FF制御、さらには電子ビームの電子放出量のアナログ制
御を行う為の電極であり、導電性材料であれば、いかな
る材料より構成されるものであっても良い。

次に、上記（２）の要件について説明するならば、本
発明における電子放出素子は、その厚さが0.01μｍ〜20
0μｍの範囲にある素子である。以上の条件を満たす電
子放出素子であれば、熱陰極、冷陰極のいずれであって
も構わない。ここで、本発明で言う電子放出素子の厚さ
とは、素子形態にかかわらず、該絶縁体面から電子放出
素子の最上端までの距離（鉛直方向距離）を意味する。
又、上記厚さは、放出される電子ビームの変調効率のよ
り一層の改善を図る為には0.1μｍ〜10μｍであること
が特に好ましい。

以上の要件（１）及び（２）は、本発明において必須
であり、かかる要件を具備する本発明の電子線発生装置
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ムラが少なく、よって
コントラストに優れ、輝度ムラのない表示画像を与える
ものである。即ち、本発明においては、まず電子放出素
子及び変調電極が上記（１）の配置を採ることによっ
て、従来の変調電極の電子通過孔と電子放出部との位置
合せの問題と、変調電極−電子放出部間距離の変動と不
揃いの問題とを同時に解決し得たのである。又、変調電
極は本来、電子ビームの放出経路内に配置されてある方
が、変調効率の点で望ましい。本発明においては、上記
（１）の配置を採るに伴い、上記（２）の電子放出素子
を用いることで、電子ビームの変調効率の点においても
更に改善された電子線発生装置とし得たのである。

次に、本発明に係る電子放出素子について、更に詳述
する。

本発明における電子放出素子は先述した如く、上記
（２）の条件を満たすものであれば、一般に熱陰極、冷
陰極と呼ばれるいずれの電子放出素子であっても良い
が、熱陰極の場合には該絶縁体基体への熱拡散により、
冷陰極の場合よりも電子放出効率及び応答速度が低下す
る為、好ましくは後述する表面伝導形放出素子、半導体
電子放出素子等の冷陰極が用いられる。特に、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、 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）輝度コントラストが一層優れている、 等の利点を有するので特に好ましい。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・フイジイツス（Ra
dio Eng.Electron.Rhys.）第10巻,1290〜1296頁,1965
年］であり、これは、基体面上に設けられた電極（素子
電極）間に形成された小面積の薄膜（電子放出部）に、
該電極間に電圧を印加して、該薄膜面に平行に電流を流
すことによって電子放出する素子であり、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・デイトマー：“スイン・
ソリツド・フイルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Fil
ms"）、９巻,317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの
［エム・ハートウエル・アンド・シー・ジー・フオンス
タツド：“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・
デイー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEE
E 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。

本発明で使用される表面伝導形放出素子は、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の分散
によって形成されているものであっても良い。好ましい
表面伝導形放出素子の形態としては、上記薄膜（電子放
出部）のシート抵抗が10³Ω／□〜10⁹Ω／□であり、
又、上記電極間隔は0.01μｍ〜100μｍである。

又、本発明においては、電子放出素子と変調電極に電
圧を印加する電圧印加手段は、別個独立して設けられ、
又、かかる電圧印加手段は各々、印加電圧可変手段をも
具備している。

又、本発明においては、その用途にもよるが、好まし
くは、該電子放出素子の複数が結線された線状電子放出
素子の複数と該変調電極の複数とがXYマトリツクスを構
成するものである。この様に、電子放出部を多数有す
る、マルチ電子線発生装置にあっては、特に、本発明の
如き前記（１）及び（２）なる構成要件を具備すること
は、各電子ビーム間での電子放出量ムラ、変調ムラを防
止する上で好ましい。

以上、本発明の主として電子線発生装置について詳述
したが、かかる電子線発生装置は画像表示装置及び記録
装置の電子源として特に好適に用いられる。

本発明の電子線発生装置を用いた画像形成装置の一態
様例を第３図に示す。

第３図は表示パネルの構造を示しており、図中、17は
ガラス製の真空容器で、その一部である。11は表示面側
のフエースプレートを示している。フエースプレート11
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、赤、緑、青の蛍光体（画像形
成部材）がモザイク状に塗り分けられ、CRTの分野では
公知のメタルバツク処理が施されている。（透明電極、
蛍光体、メタルバツクは図示せず。）また、前記透明電
極は、加速電圧を印加する為に端子13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17の底面には本発明の電子線発生
装置が固定されている。１はガラス基板（絶縁性基体）
で、その上面には電子放出素子がＮ個×ｌ列にわたり配
列形成されている。該電子放出素子群は、列毎に電気的
に並列接続されており、各列の正極側配線14（負極側配
線15）は、端子D_p1〜D_pl（端子D_m1〜D_ml）によって真空
容器外と電気的に接続されている。

また、該基板１を介して、基板１の裏面には、グリツ
ド電極（変調電極）が設けられている。かかるグリツド
電極（変調電極）４は、前記素子列と直交してＮ本設け
られており、また、各グリツド電極（変調電極）４は、
端子16（G₁〜G_N）によって真空容器外と電気的に接続さ
れている。

本表示パネルでは、ｌ個の電子放出素子列（線電子放
出素子）と、Ｎ個のグリツド電極（変調電極）列によ
り、XYマトリクスが構成されている。上記電子放出素子
列を一列づつ順次駆動（走査）するのと同期してグリツ
ド電極（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、画像を１ラインづつ表示し
ていくものである。

以上述べた画像形成装置は、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、
輝度むらがなく、高輝度、高コントラストの表示画像が
得られる画像形成装置となる。

次に、本発明の電子線発生装置を用いた記録装置の一
態様例を第７図に示す。

第７図は光プリンターの概略構造を示しており、図
中、47はガラス製の真空容器で、その一部である41は被
記録体45に向け、光線が発せられるフエースプレートを
示している。フエースプレート41の内面には、例えばIT
O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
は公知のメタルバツク処理が施されている。（透明電
極、蛍光体、メタルバツクは図示せず。）また、前記透
明電極は、加速電圧を印加する為に端子43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47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。１はガラス基板（絶
縁性基体）で、その上面には電子放出素子が一列に配列
形成されている。該電子放出素子群の正極側配線（負極
側配線）44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１を介してグリツド電極（変調電極）が積
層されている。かかるグリツド電極（変調電極）４は、
前記素子列と直交してＮ本設けられており、また、各グ
リツド電極（変調電極）４は、端子46（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
のと同期してグリツド電極（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（発光体）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、該被記録体が感光材である場合には感光パ
ターンが形成され、又、該被記録体が感熱材である場合
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は
発光源51（第７図、48）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）に示す様に感光（感熱）シート54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52、搬送ローラ53）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64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64の
周囲には、上記発光源61の他に、回転方向に沿って順
に、現像機65、除電器66、クリーナー67及び帯電器68が
設けられている。

まず、帯電器68により被記録体64を帯電する。次に、
発光源61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64に照射されて被記録体64を感光させる。被
記録体64の感光部分は除電し、非露光部が現像機65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64の回転と共に
移動し、除電器66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64と除電
器66の間には、画像を形成すべき紙69が位置しており、
トナーはこの紙69上に落下される。

トナーを受止めた紙69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69上に定着され、紙
69上に、発光源61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64は更に回転してクリーナ
ー67へと移動し、ここで残留するトナーが払い落とさ
れ、更に帯電器68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、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。

以下、本発明を実施例を用いて更に詳述する。

実施例１ 第１図は本発明装置の第１の実施例を示す図である。
８はリアプレート（基板）、４は変調電極、１は絶縁
体、５は素子配線電極、２は素子電極、３は電子放出部
である。

本実施態様は、前述第10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３の下に配
置しかつ電子放出素子（素子電極２と電子放出部３）と
変調電極４を絶縁体１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′の断面図、第４図はＡ−
Ａ′断面における本実施例の電子線発生装置の製造工程
を示すものである。ここで、本実施例の画像表示装置の
製造方法を説明する。

先ず、リアプレート８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イー技術により、ライン
状の変調電極４群を形成する（第４図Ａ）。かかるリア
プレート８は、ガラス、アルミナセラミツクス等の絶縁
体であれば良い。また変調電極４は、金、ニツケル、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。

本実施例の変調電極は、ニツケル材料を用い、幅1.6m
mで2mmピツチの変調電極群を作製した。

次に、蒸着技術によりSiO₂で絶縁体１を形成した（第
４図Ｂ）。絶縁体１の材料としては、SiO₂、ガラス、そ
の他のセラミツ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、蒸着技術とエツチング技術により素子電極２と
素子配線電極５（断面図には不図示）をNi材料で作製し
た（第４図Ｃ）。但し、素子電極２の厚さは0.1μｍと
した。かかる素子配線電極５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２は、素子配線電極５−ａ及び５−ｂと接
続され、素子電極２が相対向する電子放出部３を形成す
る。その電極ギヤツプ（Ｇ）は、0.1μｍ〜10μｍが好
適で本実施例では２μｍに形成した。電子放出部３に対
応する長さ（l:第１図参照）を300μｍに形成した。素
子電極２の幅は狭い方が望ましいが実際には１μｍ〜10
0μｍが好適で、さらには１μｍ〜10μｍが最適であ
る。また、電子放出部３は変調電極４の幅の中心近傍に
作製する。素子配線電極５群（a,bで一組）のピツチは2
mm、電子放出部３のピツチは2mmに形成した。

次に、ガスデボジシヨン法を用いて相対向する電極間
に超微粒子膜を設けることにより電子放出部３を形成し
た（第４図Ｄ）。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。
本実施例では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、ガスデボジシヨン法
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。本実施例における電子放出素子の電子
ビーム放出部と変調電極との距離は10μｍであり、又、
電子放出素子の厚さは0.1μｍであった。

以上説明したプロセスで形成された電子線発生装置の
リアプレートから、5mm離して蛍光体（画像形成部材）
を有するフエースプレートを設け第３図に示される画像
形成装置を作製した。

次に本実施例の駆動方法を説明する。

蛍光体面の電圧を0.8kV〜1.5kVに設定する。第１図に
おいて、一対の素子配線電極５−ａと５−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。変調電極４により引き出された電
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５−a,5−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マトリツクスを形成し画
像を表示した。

本実施例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４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４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３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。

以上説明した様に、本実施例は電子放出素子と変調電
極が絶縁体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
面で高精細なデイスプレイを安価に得ることができた。
さらに、電子放出部３と変調電極４の間隔を極めて精度
良く作製することができ高解像性の画像形成装置を得る
ことができた。

表面伝導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る。又、表示
画像全体は高輝度、高コントラストであり、輝度むらも
なかった。

実施例２ 実施例１における電子放出素子を、その厚さ（Ｔ）が
0.01μｍである表面伝導形放出素子に変えた以外は、実
施例１と同様の電子線発生装置及び画像形成装置を作製
した。本実施例の装置も、実施例１とほぼ同等の品位の
画像表示が可能であった。

実施例３ 実施例１における電子放出素子を、その厚さ（Ｔ）が
200μｍである表面伝導形放出素子に変えた以外は、実
施例１と同様の電子線発生装置及び画像形成装置を作製
した。本実施例の装置も、実施例１とほぼ同等の品位の
画像表示が可能であった。

実施例４ 第５図は本発明装置の他の実施例を示す図である。第
６図は、第５図のＣ−Ｃ′の断面における製造工程の説
明図である。ここで、本実施例の製造方法を説明する。
９はコンタクトホールである。

ライン状の変調電極４群を実施例１と同様にして形成
した（第６図Ａ）。

絶縁体１を実施例１と同様に形成した。ただし絶縁体
１の厚さを３μｍとした（第６図Ｂ）。

エツチング技術により第５図、第６図Ｃに示すような
コンタクトホール９を設ける。かかるコンタクトホール
は、素子電極２を挟む位置において絶縁体１を取り除く
ことにより形成した（第６図Ｃ）。つまり、コンタクト
ホールを通して変調電極４が露出している。

素子電極２を実施例１と同様に作成した（第６図
Ｄ）。

次に有機パラジウムをデイツピング法により基板全面
に塗布する。これを300℃で１時間焼成することにより
基板全面にパラジウム微粒子７を析出させた（第６図
Ｅ）。有機パラジウムは奥野製薬（株）CCP−4230を用
いた。このプロセスにおいて、相対向する素子電極２の
間に電子放出体であるところのパラジウムを主成分とす
る超微粒子を設けるだけでなく、コンタクトホール９の
内壁と絶縁体１の表面に導電性の微粒子が析出する。こ
のとき、絶縁体表面のシート抵抗は0.5×10⁵Ω／□〜１
×10⁹Ω／□が好適で、さらには１×10⁵Ω／□〜１×10
⁷Ω／□が最適である。

素子電極２の厚さは0.1μｍに形成した。本実施例に
於ける電子放出素子の電子放出面と変調電極との距離は
３μｍであり、電子放出素子の厚さは0.1μである。

以上説明したプロセスで形成された電子線発生装置を
用いて実施例１と同様に画像形成装置を作成した。

本実施例のコンタクトホール９の大きさは、第５図に
示すように電子放出部３の長さ（ｌ）と同程度が好適で
ある。また、コンタクトホールト素子電極の距離（Ｓ）
は10μｍ〜500μｍが好適で、さらには25μｍ〜100μｍ
が最適である。

本実施例は変調電極４に電圧を印加すると、コンタク
トホール９を通して電流が流れ絶縁体表面の電位を変え
るもので、素子電極２近傍の絶縁体の表面電位を制御す
るものである。

本実施例において、変調電極４に印加する電圧は、−
25V以下で電子ビームをOFF制御し10V以上でON制御でき
た。

本実施例は、実施例１と同様の効果を有するものであ
るが、更に実施例１に対し変調電極に印加する電圧を約
２分の１に減少させることができた。このことにより、
変調電極に電圧を印加する為のトランジスターの価格を
大幅に下げることができた。

実施例５ 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47はガラス製の真空容器、41はフエースプレー
ト、43は蛍光体に電圧印加する為の電極、42はリアプレ
ート、１はガラス基板（絶縁性基体）、３は表面伝導形
電子放出素子の電子放出部、４は変調電極、44は電子放
出素子に電圧を印加する為の電極（D_p、D_m）、46は変調
電極４に電圧を印加する為の電極（G₁〜G_N）、48は発光
源、45は被記録体である。

被記録体45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厚さに均一塗布す
ることにより作製した。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（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−チオメチルフエニル）プロパン−１−オン
（商品名イルガキコア907、チバガイギー）2.2重量部の
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。

フエースプレート41の蛍光体はけい酸塩蛍光体（Ba、
Mg、Zn）₃Si₂O₇:Pb²⁺を用いた。

又、発光源48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51は発光源48、54は被記録体45、52は被記録
体45の支持体であり、53は被記録体45の搬送ローラーで
ある。ここで、発光源51は被記録体54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53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
に応じた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６ 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。61は実施例５と同様な発光源、64は被記録体
であるところの電子写真用感光体、68は帯電器、65は現
像器、66は除電器、67はクリーナー、69は画像を形成す
べき紙である。又、本実施例は蛍光体としてZn₂SiO₄:Mn
（Pl蛍光体）の黄緑発光蛍光体、電子写真用感光体とし
てアモルフア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68により被記録体64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61により情報信号に応じた
発光パターンを被記録体64に照射し光照射部を除電し静
電潜像パターンを形成する。次に現像器65によりトナー
粒子で被記録体64を現像する。上記トナーを吸着した部
分は被記録体64の回転と共に移動し、除電器66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64と除電器66の間には、画像を形
成すべき紙69が位置しており、トナーはこの紙69上に落
下される。

トナーを受止めた紙69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69上に定着され、紙
69上に、発光源61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64は更に回転してクリーナ
ー67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68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、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。

〔効果〕

以上述べた本発明の電子線発生装置は、変調電極と電
子放出素子との位置合せが容易である為、その作製が簡
単である上、従来にくらべて、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
ーム間での変調ムラが著しく改善された。更に本発明の
電子線発生装置は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。

又、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
度でかつ輝度ムラの少ない画像形成装置であった。

又、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。

更に、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は先述した如く変調電極と電子放出
素子との位置合せが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図は本発明の電子線発生装置の一実施例を示す図、 第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図、 第３図は本発明の電子線発生装置を用いた画像形成装置
の一実施例を示す図、 第４図Ａ乃至Ｄは第１図に示す本発明の電子線発生装置
の作製工程を説明する為の図、 第５図は本発明の電子線発生装置の別の実施例を示す
図、 第６図Ａ乃至Ｅは第５図に示す本発明の電子線発生装置
の作製工程を説明する為の図、 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、 第10図及び第11図は従来の画像形成装置を示す図であ
る。 １……絶縁体 ２……素子電極 ３、74……電子放出部 ４、76、92……変調電極 ５、73……素子配線電極 ８、12、42、71、91……基板（リアプレート） ９……コンタクトホール 11、41、80、96……フエースプレート 14、15、16、44、46……配線 17、47……真空容器 48、51、61……発光源 45、54、64……被記録体 52、53……支持手段 65……現像機 66……除電器 67……クリーナー 68……帯電器 69……紙 72……支持体 75……電子通過孔 82……蛍光体の輝点 93……熱電子線源 94……上偏向電極 95……下偏向電極

───────────────────────────────────────────────────── 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) 特開 昭60−131739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107244（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

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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
   変調電極上に絶縁体を介して積層配置され、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
   囲む位置に存在しており、かつ、該電子放出素子の厚さ
   が0.01μｍ〜200μｍの範囲であることを特徴とする電
   子線発生装置。
2. 【請求項２】基板上に、冷陰極の電子放出素子と、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体を介
   して積層配置され、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てお
   り、かつ、該電子放出素子の厚さが0.01μｍ〜200μｍ
   の範囲であることを特徴とする電子線発生装置。
3. 【請求項３】該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該変調電極の複数とがXYマトリック
   スを構成している請求項１または２に記載の電子線発生
   装置。
4. 【請求項４】該絶縁体の厚さが、0.01μｍ〜200μｍの
   範囲である請求項１または２に記載の電子線発生装置。
5. 【請求項５】該変調電極には導電性部材が接続されてお
   り、該導電性部材は該電子放出素子が配置された該絶縁
   体面上に配置されている請求項１または２に記載の電子
   線発生装置。
6. 【請求項６】該導電性部材が、シート抵抗0.5×10⁵Ω／
   □〜１×10⁹Ω／□の範囲の部材である請求項５に記載
   の電子線発生装置。
7. 【請求項７】該電子放出素子が、表面伝導形放出素子で
   ある請求項１〜６のいずれかに記載の電子線発生装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の電子線発
   生装置と、該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とを有することを特徴と
   する画像形成装置。
9. 【請求項９】請求項１〜７のいずれかに記載の電子線発
   生装置と、該電子放出素子からの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。
10. 【請求項１０】請求項１〜７のいずれかに記載の電子線
    発生装置と、該電子放出素子からの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。