JP3102913B2

JP3102913B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3102913B2
Application number: JP03171920A
Authority: JP
Inventors: 伸也三品; 一郎野村; 尚人中村; 英俊鱸; 哲也金子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2015-10-23
Also published as: JPH04368918A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力信号に応じて画像
を形成する画像形成装置、特に電子線を用いた画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【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。

【０００３】この様な画像形成装置の例として、図１５
に、従来の電子線ディスプレイ装置の概略構成図を示
す。この装置は、相対向する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ィ
スプレイ装置である。図中、９１はリアプレートであ
る。９２は支持体、９３は配線電極、９４は電子放出部
であり、これらにより電子放出素子が形成されている。
９６は変調電極、９５は変調電極９６に設けられた電子
通過孔である。９７はガラス板、９８は透明電極、９９
は蛍光体（画像形成部材）であり、これらによりフェー
スプレイト１００が形成される。１０１は蛍光体の輝点
である。電子放出部９４は薄膜技術により形成され、リ
アプレート９１とは接触することがない中空構造を成
す。変調電極９６は、電子放出部９４の上方（電子放出
方向）空間内に配置されており、電子放出部９４で放出
された電子ビームは、電子通過孔９５を通過するように
なっている。

【０００４】この構成において、配線電極９３に電圧を
印加して電子放出部９４を加熱することにより熱電子が
放出される。放出された電子は、その電子流を情報信号
に応じて変調する変調電極９６に電圧を印加することに
より、電子通過孔９５を介して取り出されて加速され、
蛍光体９９に衝突し、輝点１０１を生じさせる。配線電
極９３と変調電極９６とでＸＹマトリックスを形成して
おり、これら電極に所定の信号を印加することにより、
画像形成部である蛍光体９９上に画像表示が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像形成装置においては、画像形成部材（蛍光体）
が、電子放出素子の上方（電子放出方向）空間内に、電
子放出素子と相対向して配置されているため、以下のよ
うな問題点を有する。

【０００６】まず第１に、画像形成部材や装置内の残留
ガスに電子ビームが照射されると正イオンが発生し、こ
れが、電子を加速するための高電圧により電子の加速方
向と逆方向に加速されて電子放出素子に衝突し、電子放
出素子にダメージを与えるという問題がある。このよう
なダメージは、特に装置内の真空度が１０^-5ｔｏｒｒ以
下という条件で駆動した場合に顕著となるが、仮に装置
内を高真空度に保ったとしても装置の長時間に及ぶ連続
駆動は、同様のダメージをもたらす。この様な電子放出
素子のダメージは結局、電子放出量（電子放出効率）の
低減や、最悪の場合には素子破壊を招き、蛍光体の輝度
むらや輝度ゆらぎを生じさせ、形成される画像のコント
ラストを低下させることになる。

【０００７】第２に、画像形成部材（蛍光体）と電子放
出部との横方向での厳密な位置合せが難しいため、わず
かな位置ずれが生じ、これが、形成画像に著しいコント
ラストの低下すなわち蛍光画像の輝度むらや輝度ゆらぎ
を生じさせるという問題がある。

【０００８】第３に、画像形成部材（蛍光体）と電子放
出素子の電子放出部間の距離を一定に保つことが難しい
ため、結果としてその距離が衝撃や駆動時の熱歪等によ
って変動し、これが、意図せぬ形成画像のコントラスト
低下すなわち蛍光画像の輝度むらや輝度ゆらぎを生じさ
せるという問題がある。

【０００９】そしてとりわけ、上記第２および第３の問
題点は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）
の多色蛍光体を配置した画像形成部材を有する画像形成
装置において、色むらの生じる原因となり、情報信号に
応じた色再現性の低下を生じさせる。そこで本発明の目
的は、画像形成装置において、長期にわたり高コントラ
ストで鮮明な画像が得られるようにすることにある。ま
た、他の目的は、フルカラーの画像を形成する画像形成
装置において、色調むらが少なく色再現性に優れた画像
を形成できるようにすることにある。さらに他の目的
は、画像形成部材と電子放出素子の電子放出部との厳密
な位置合せを必要とすることがなく、容易に画像形成装
置を作製できるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、相対向する正側および負側の電極を有しこ
れら電極間に電圧が印加されることにより電子を放出す
る電子放出素子と、電子放出素子から放出される電子線
の照射により画像形成する画像形成部材とを備える画像
形成装置において、画像形成部材と前記正側電極との間
に、または画像形成部材の下方に絶縁層を介して、電子
放出素子から放出される電子線の飛翔方向を制御する補
正電極を有し、これら電子放出素子および画像形成部材
またはこれに加え補正電極を基体面に並設するようにし
ている。

【００１１】好ましい態様においては、補正電極に電圧
を印加するための電圧印加手段、電子放出素子上方の電
位を規定する電位規定手段、形成すべき画像に応じた電
圧を画像形成部材に印加する手段あるいは電子放出素子
から放出される電子線を所定の情報信号に応じて変調す
る変調手段等を備える。電位規定手段は、例えば、電子
放出素子に対向させて配置した導電部材を有し、この導
電部材は、接地され、あるいは所定の電圧が印加される
ものである。変調手段は、例えば、電子放出素子に対向
して配置され、情報信号に応じた電圧が印加される導電
部材を有するものである。

【００１２】電子放出素子としては、例えば、正側およ
び負側の電極間に電子放出部を有しこれら電極間に電圧
を印加することにより電子放出部より電子を放出するも
のであり、冷陰極型のものが好ましい。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、本発明の画像形成装置において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、本発
明の素子構造が可能であり、かつ構造が容易である、
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一層優れてい
る、等の利点を有するので特に好ましい。

【００１３】ここで表面伝導形素子とは、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（ＲａｄｉｏＥｎｇ．
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｐｈｙｓ．）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（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って電子放出
が生じる素子であり、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・ディトマー：“スイン・ソリッド・フ
ィルムス”（Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌ
ｉｄＦｉｌｍｓ”）、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．
ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：
“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”）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。本発明では使用される表面
伝導形放出素子は、上記以外にも、後述するようにその
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１
０³Ω／□〜１０⁹Ω／□であり、又、上記電極間隔は
０．０１μｍ〜１００μｍである。また、本発明にかか
る電子放出素子として該表面伝導形放出素子を用いるこ
とのもう一つの利点は、表面伝導形放出素子において
は、該電極間に形成された該電子放出部から放出される
電子が該電圧印加時の正極側に速度成分を得て飛翔して
くる為、電子線の軌道は鉛直方向に対して、該正極側に
大きく偏向される点である。即ち、図２から明らかなよ
うに、上記電子線軌道の水平方向への偏向の度合が大き
な電子放出素子を用いることは、電子放出素子と画像形
成部材とを基体面に並設したことを主たる特徴とする本
発明においては、特に好ましい態様となる。ここで、図
１６において１２は絶縁性基体、１４ａは正極側素子電
極、１４ｂは負極側素子電極、１５は電子放出部（尚、
本発明でいう電子放出素子は、同図においては１４ａ，
１４ｂ，１５で構成されている）、矢印は電子線軌道を
表わす。

【００１４】次に本発明の上記構成において、画像形成
部材は、電子放出素子から放出された電子線の照射によ
って発光、変色、帯電、変質、或いは変形等を起こす材
料より形成されたものであればいかなるものであっても
良いが、例えば、蛍光体、レジスト材料等が挙げられ
る。とりわけ、画像形成部材として蛍光体が用いられる
場合には、形成される画像は発光（蛍光）画像である
が、フルカラーの発光画像形成にあたっては、該画像形
成部材はＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）
の三原色発光体により形成される。画像形成部材として
は、例えば、電子線の照射により発光する発光体が用い
られる。この場合、この発光体からの光の照射により画
像記録される被記録体やその支持手段を備えるようにし
てもよい。この発光体としては、例えば、蛍光体を用い
ることができる。

【００１５】電子放出素子とそれに対応する画像形成部
材は、通常、複数であり、それぞれの複数列が対向して
交差するように配置され、これにより各電子放出素子お
よび変調手段が行列状に配置されている。また、複数の
電子放出素子および変調手段を有する場合、例えば、変
調手段の導電部材は複数のストライプ状のものであり、
このストライプ状の導電部材と、電子放出素子の複数列
とが対向して交差するように配置され、これにより各電
子放出素子および変調手段の導電部材が行列状に配置さ
れている。

【００１６】

【作用】この構成において、電子放出素子の正側および
負側電極間に所定の電圧を印加すると電子放出素子から
電子が放出され、その飛翔方向は正側電極方向に偏向さ
れる。この電子ビームは、補正電極を正側電極と画像形
成部材の中間に有する場合は、さらに補正電極の電界に
より一旦収束され、その後、画像形成部材に印加される
電圧や変調手段により画像形成部材上に形成される電界
に応じた加速がなされ、画像形成部材上に引き付けられ
る。そして、画像形成部材上に引き付けられた電子は、
さらに画像形成部材上の電界に応じて、画像形成部材に
衝突して画像形成部材に作用を与えたり、あるいは衝突
せずに作用を与えなかったりする。これにより画像形成
部材は画像形成部材上の電界の変動に応じてＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御され、画像を形成する。補正電極を画像形成部材
の下方に有する場合は、この補正電極により、画像形成
部材に到達する電子、特に画像形成部材の両端（電子放
出素子への最近接端および最遠方端）付近に到達する電
子の軌道がより内側に曲げられる。

【００１７】これによれば、放出電子の飛翔方向は画像
形成部材の方へ偏向されるが、放出電子によって生じる
正イオンは電子に比べて質量が非常に大きいため、その
軌道はほとんど曲げられることがない。したがって、こ
の正イオンは電子放出素子へ衝突せず、電子放出素子に
ほとんど損傷を与えない。

【００１８】また、装置の製造においては、画像形成部
材は、電子放出素子とほぼ同一平面上に配置するように
しているため、画像形成部材と電子放出素子を印刷法な
どにより同一基体上に形成することにより、電子放出素
子と画像形成部材との厳密な位置合せは不要であり、画
像形成部材は極めて容易に配置される。また、装置作成
後は、電子放出素子と画像形成部材との位置関係の変動
も生じない。したがって、長期にわたり高コントラスト
で鮮明かつ高精細な画像が維持され、特にフルカラーの
画像形成装置においては、色調むらが少なく色再現性に
優れた画像が形成されるとともに、装置の作製の容易
化、薄型化が図られる。

【００１９】さらに、電子ビームは、画像形成部材に対
して、直接加速されるのではなく、画像形成部材に隣接
する補正電極により一旦収束されてから加速されるた
め、あるいは画像形成部材下方の補正電極により画像形
成部材に到達する電子、特に画像形成部材の両端（電子
放出素子への最近接端および最遠方端）付近に到達する
電子の軌道がより内側に曲げられるため、収束性が向上
し均一性が増す。したがって、電子ビームが局所的に例
えば上記最近接端近傍に集中して、画像形成部材を形成
する発光体を飽和させることがなく、画像形成部材への
印加電圧を無理なく大きくして輝度の向上が図られる。

【００２０】またさらに、電位規定手段により電位放出
素子上方の電位を規定することにより、これらの作用が
強化される。

【００２１】

【実施例】実施例１図１は本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の斜
視図、図２はその一部の拡大図、そして図３は図２のＡ
−Ａ´断面図である。これらの図に示すように、この装
置は、相対向する正側および負側の電極１４ａおよび１
４ｂを有しこれら電極間に電圧が印加されることにより
電子を放出する電子放出素子１０と、蛍光体により構成
され、電子放出素子１０から放出される電子線の照射に
より画像を形成する画像形成部材１６と、電子放出素子
１０と画像形成部材１６との間に位置し電子放出素子１
０から放出される電子線の飛翔方向を制御する補正電極
１８とを、絶縁性基板１２上に備える。

【００２２】電子放出素子１０とそれに対応する画像形
成部材１６および補正電極１８は複数であり、各電子放
出素子１０の正側および負側の電極１４ａおよび１４ｂ
はそれぞれ素子配線電極１３ａおよび１３ｂによって接
続されている。１つの素子配線電極１３ａおよび１３ｂ
によって接続された各電子放出素子１０によって、同時
に駆動される１つの電子放出素子列を形成している。ま
た、この素子列と直行する方向の列毎に、各画像形成部
材１６および補正電極１８は、それぞれ画像形成部材配
線電極２０および補正電極配線２１によって接続されて
いる。したがって、素子配線電極１３ａおよび１３ｂ
と、画像形成部材配線電極２０および補正電極配線２１
は、それぞれ複数列をなし、それぞれの複数列が交差す
るように行列状に配置された構成となっている。また、
フェースプレート１９が、絶縁性基板１２に対し、支持
枠１７によって支持される。

【００２３】また、電極１４ａおよび１４ｂ間に電子放
出部１５を有し、これら電極間に電圧を印加することに
より電子放出部１５より電子を放出するものであり、冷
陰極型のものである。

【００２４】補正電極１８は、導電材料であればいかな
る材料で構成してもよく、金属に限らず、絶縁体中に導
電材料を分散したものであってもよい。大きさは、幅１
０〜３００μｍが好ましく、３０〜１５０μｍがより好
ましい。厚さは、特に制限はなく、他の部材との関連で
適宜選択される。一般的には、１０００Å〜１０μｍが
好ましい。

【００２５】補正電極１８に印加される電圧は、電子放
出素子１０に印加される電圧、画像形成部材１６に印加
される電圧、電子放出素子１０と補正電極１８との間の
距離、補正電極１８と画像形成部材１６との間の距離等
との関連で適宜選択される。一般的には、−５０〜＋５
０Ｖ程度であるが、勿論この値に限るものではない。ま
た、補正電極１８と素子電極１４ａとの間の距離、およ
び補正電極１８と画像形成部材１６との間の距離は、そ
れぞれ、１０〜１５０μｍ、および１０〜１００μｍが
好ましいが、勿論これに限るものではない。

【００２６】次に、装置の製造例について説明する。ま
ず絶縁性基板１２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、素子電極１４
ａおよび１４ｂ、画像形成部材配線電極２０および補正
電極配線２１をＮｉ材料で作製する。画像形成部材配線
電極２０は、電気抵抗が十分低くなるように作製しさえ
すれば、Ｎｉ以外の材料を用いて作製してもよい。

【００２７】次に、蒸着技術により、ＳｉＯ₂で３μｍ
の厚さの絶縁層２２を形成する。この絶縁層２２は、ガ
ラスや他のセラミックス材料を用いて形成してもよい。

【００２８】次に、蒸着技術とエッチング技術により素
子配線電極１３ａおよび１３ｂをＮｉ材料で作製する。
このとき、素子電極１４ａおよび１４ｂを、素子配線電
極１３ａおよび１３ｂで接続し、素子電極１４ａおよび
１４ｂが相対向する電子放出部１５を形成するようにす
る。素子電極１４ａおよび１４ｂ間の電極ギャップＧは
０．１〜１０μｍが好適であり、ここでは２μｍに形成
する。電子放出部１５に対応する対向部分の長さＬ（図
２参照）は３００μｍとなるように形成する。素子電極
１４ａおよび１４ｂの幅Ｗ１は狭い方が望ましいが、実
際には、１〜１００μｍが好ましく、さらには１〜１０
μｍがより好ましい。電子放出部１５が画像形成部材配
線電極２０間の中心近傍に位置するように作製する。ま
た、素子配線電極１３ａおよび１３ｂならびに電子放出
部１５の配列ピッチは双方とも２ｍｍとなるように形成
する。

【００２９】次に、蒸着技術とエッチング技術により補
正電極１８を形成する。補正電極１８の幅Ｗ３は１５０
μｍ、正側の素子電極１４ａとの間隙Ｓ２は５０μｍと
なるようにする。

【００３０】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けることにより電子放出部
１５を形成する。超微粒子の材料にはＰｄを用いるが、
その他の材料としてＡｇ，Ａｕ等の金属材料やＳｎＯ₂,
Ｉｎ₂Ｏ₃等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
１００Å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。

【００３１】次に、印刷法により、蛍光体から成る画像
形成部材１６を、ほぼ１０μｍの厚さで、かつ補正電極
１８との間隙Ｓ３が５０μｍとなるように作製する。ス
ラリー法、沈殿法等他の方法により画像形成部材１６を
形成しても良い。

【００３２】そして、このようにして電子放出素子等が
形成された絶縁性基板１２に対し、支持枠１７を介し、
絶縁性基板１２から５ｍｍ離してフェースプレート１９
を設けることにより画像表示装置が完成する。

【００３３】次に、装置の駆動方法について説明する。
一対の素子配線電極１３ａ，１３ｂに１４Ｖの電圧パル
スを印加すると、それに接続された素子列の各電子放出
部１５より電子が放出される。各電子放出部１５より放
出された電子ビームは、それぞれ正極側の素子電極１４
ａ方向に飛翔するが、この電子ビームは、図６に示すよ
うに、直接画像形成部材１６に衝突することはなく、一
旦、補正電極１８によって収束され、その後、情報信号
に対応して画像形成部材配線電極２０に印加される１０
〜１０００Ｖの電圧により、それぞれＯＮ／ＯＦＦ制御
される。すなわち、ＯＮ制御される電子ビームは加速
し、それぞれの素子電極１４ａ側に隣接する画像形成部
材１６に衝突してそれを発光させ、ＯＦＦ制御される電
子ビームは、画像形成部材１６を発光させない。なお、
この印加電圧は、使用する蛍光体の種類や必要な輝度に
より決まる値であり、上記範囲に限定されない。このよ
うにして、対応する画像形成部材１６列が情報信号に応
じた１ラインの表示を終了すると、次にその隣の一対の
素子配線電極１３ａ，１３ｂが選択され、１４Ｖの電圧
パルスが印加されて、同様にして次の１ラインの表示が
行われる。そして、これを順次行うことにより、１画面
の画像が形成される。すなわち、素子配線電極１３ａ，
１３ｂを走査電極とし、この走査電極と画像形成部材配
線電極２０とによってＸＹマトリックスが形成され画像
表示が行われる。

【００３４】ここで、補正電極１８に印加する電圧を０
Ｖから−５Ｖまで変化させても、何も変化は生じない
が、さらに−５Ｖから−３０Ｖへ変化させると、電子ビ
ームの均一性が向上することが確認されている。また、
補正電極１８に印加する電圧を−２０Ｖに固定し、画像
形成部材配線電極２０に印加する電圧を５０Ｖから１．
５ＫＶまで変化させると、その電位変化に追随して収束
性が向上し、輝度が上がる。

【００３５】これによれば、電子放出素子１５は表面伝
導形であり、１００ピコ秒以下の電圧パルスに応答して
駆動できるので、３０分の１秒で１画面分の画像表示を
行うとすれば、１万本以上の走査線が形成可能である。
また、電子放出素子１５と画像形成部材１６とが同一の
基板１２上に形成され、かつ補正電極１８に印加される
電圧によって電子ビームが画像形成部材１６に対し、端
面に集中することなく集束されるため、電子放出素子１
５がイオン衝撃により破壊されて輝度むらが発生するこ
とがなく、長期にわたって均一な画像表示が行われる。
すなわち、表面伝導形電子放出素子を用いた場合、そこ
から数エレクトロンボルトの初速度を有する電子が放出
されるが、このような電子ビームの変調が極めて有効に
行われる。

【００３６】また、装置の製造においては、電子放出素
子１５と画像形成部材１６とのアライメントが容易で、
かつ、薄膜製造技術を用いることができるため、大画面
で高精細なディスプレイが安価に得られる。また、電子
放出部１５と画像形成部材１６の間隔を極めて精度良く
作製することができるため、輝度むらのない極めて一様
な画像表示装置が得られる。また、素子電極１４を画像
形成部材１６と共に印刷法で形成することにより、さら
にアライメントが容易に行われる。

【００３７】実施例２図４は、本発明の第２の実施例に係る画像表示装置の１
つの電子放出素子に対応する部分の断面図である。この
装置は、プレート１９の内側にＩＴＯ４１を蒸着しこれ
を接地した以外は、実施例１と同様の構成を有する。

【００３８】これによれば、画像形成部材１６に印加す
る電圧を１．５ＫＶ以上にしても実施例１の場合に比べ
画像の乱れが生じない。これは、プレート内側にチャー
ジアップが起こらないために電子ビームの乱れが発生し
ないためと考えられる。

【００３９】また、絶縁性基板１２とプレート１９との
間隔を３ｍｍにしても、同様に画像の乱れは生じない。
したがって、装置の薄型化を図ることができる。

【００４０】実施例３図５は、本発明の第３の実施例に係る画像表示装置の
１つの電子放出素子に対応する部分の斜視図である。こ
の装置は、補正電極１８および画像形成部材配線２０を
素子配線電極１３ａ，１３ｂ上にストライプ状に設ける
ようにしたものである。これによれば、実施例１と同様
の効果が得られるのみならず、実施例１に比べ、画像形
成部材の蛍光体の面積を大きくすることができるため、
高輝度化および高画質化を図ることができる。

【００４１】実施例４実施例２の装置において、補正電極１８の電圧と、ＩＴ
Ｏ４１の電圧とを等しくすることにより、補正電極１８
の効果を向上させることができる。これは、ＩＴＯ４１
と、補正電極１８とで構成される、ビームガイドの原理
に基づくものと考えられる。

【００４２】実施例５実施例１の装置において、フェースプレート１９面上
に、画像形成部材１６および画像形成部材配線電極２０
に対向する位置にストライプ状のＩＴＯ電極を設け、画
像形成部材配線電極２０には一定の電圧を印加するとと
もに、ＩＴＯ電極に対して、情報信号に応じた電圧を印
加し、これにより電子ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う
ようにするようにしてもよい。

【００４３】実施例６図７は、本発明の第６の実施例に係る光プリンタの概
略的な構成図である。この装置は、発光源４８、レンズ
アレイ４９および被記録体４５を備える。レンズアレイ
４９は、一般的にはセルフォックレンズによって形成さ
れ、発光源４８と被記録体４５との間に配置されて、発
光源４８が発する光のパターンを被記録体４５上に結像
するものである。発光源４８は、上述実施例１〜５いず
れかの画像形成装置であって、素子配線電極１３ａおよ
び１３ｂを一対のみ有し、したがって電子放出素子列を
１列のみ有するものと同様の構成を有するものである。

【００４４】被記録体４５は、感光性組成物をポリエチ
レンテレフタレート膜上に２μｍの厚さで均一に塗布す
ることにより作製される。この感光性組成物は、ａ．バ
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
ェニル）プロパン−１−キシ（商品名；イルガキュア９
０７、チバガイギー）２．２重量部、の混合組成物であ
り、溶媒としてメチルエチルケトン７０重量部を用いて
作製される。画像形成部材を構成する蛍光体はけい酸塩
蛍光体（Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｎ）₃Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｐｂ²⁺を主た
る材料とするものである。

【００４５】この構成において、１列のみの電子放出素
子を所定の周期で駆動させるとともに、この駆動と同期
して、形成すべき画像の情報信号に応じた変調信号が、
画像形成部材配線電極あるいはストライプ状のＩＴＯ電
極に画像１ライン分ずつ順次印加され、かつこれと同期
して発光源４８と被記録体４５間の相対移動が行われ
る。ここで、各駆動時には、上述各実施例の場合と同様
に各電子ビームの画像形成部材への照射は対応する画像
形成部材配線電極あるいはストライプ状のＩＴＯ電極に
よって制御され、これにより画像１ライン分の発光パタ
ーンが画像形成部材上に形成される。この発光パターン
の光線は、レンズアレイ４９を介して被記録体４５を照
射する。これにより被記録体４５は発光パターンに応じ
て光重合により硬化し、１ライン分の画像を形成する。

【００４６】この１ライン分の画像形成タイミングに同
期した発光源４８と被記録体４５間の相対移動は、図７
に示すように、被記録体４５を支持体５２で支持しつ
つ、搬送ローラ５３を駆動させることにより行うことが
できる。あるいは、図８に示すように、発光源４８を移
動させるようにしてもよい。いずれにしても、この同期
した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４５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、情報信号に応じた光記録パターンがポリエチレンテ
レフタレート上に形成される。

【００４７】これによれば、均一で高速かつ高コントラ
ストな、鮮明な光記録パターンが得られる。

【００４８】実施例７図９は本発明の第７の実施例に係る光プリンタの概略
的構成図である。この装置は、実施例６と同様の構成で
同様に動作する発光源４８とレンズアレイ４９、被記録
体であるところのドラム状の電子写真用感光体６４、帯
電器６８、現像器６５、除電器６６、およびクリーナ６
７を備え、紙６９上に最終的に画像を形成するものであ
る。発光源４８に用いられる蛍光体としては、Ｚｎ₂Ｓ
ｉＯ₄：Ｍｎ（Ｐ１蛍光体）の黄緑発光蛍光体を用いて
いる。また、電子写真用感光体６４としては、アモルフ
ァスシリコン感光体を用いている。

【００４９】この構成において、被記録体６４は、発光
源４８に対し上述のように同期して矢印６１方向に回転
されるとともに、紙６９も同期して矢印６２方向に移動
される。この間、被記録体６４は、帯電器６８によりプ
ラス電圧に帯電され、そしてレンズアレイ４９を介した
発光源４８からの発光パターンの結象照射により光照射
部が除電されて静電潜像パターンが形成される。帯電す
る電圧は１００〜５００Ｖが適当であるが、これに限る
ものではない。この潜像パターンは、現像機６５により
トナー粒子で現像される。吸着されたトナーは被記録体
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、被記録体６４と除電器６６との間に位置す
る紙６９上に落下する。そして、トナーを受け止めた紙
６９は、不図示の定着装置において定着処理が行われ、
これにより紙６９上に発光源４８で表わされた画像が再
現記録される。このとき残留するトナーはクリーナ６７
下へにおいて、それによって払い落とされ、その部分は
再び帯電器６８によって帯電される。

【００５０】これによれば、発光源４８が有する上述し
た利点により、高コントラストで鮮明かつ高解像度の画
像が露光むらもなく高速度で形成される。

【００５１】実施例８図１０は、本発明の第８の実施例に係る画像形成装置
の斜視図、そして図１１はその部分的な断面図である。
この装置は、補正電極を正側素子電極１４ａと画像形成
部材１６との間ではなく、画像形成部材１６の下方に絶
縁層２３を介して設けるようにした点が異なる他、実施
例１の装置と同様の構成を有する。また、装置の作製に
際しては、補正電極を素子電極１４ａ，１４ｂ等の形成
後に形成するのではなく、絶縁性基板１２上に画像形成
部材配線電極２０および補正電極配線電極２４を同時に
形成し、そして、補正電極１１８を形成してから絶縁層
２３を形成し、その上に画像形成部材１６を形成するよ
うにするが、これ以外は、実施例１の場合と同様にして
作成することができる。画像形成部材１６の幅Ｗ２は
１．５ｍｍ、補正電極１１８と画像形成部材１６との両
端部間の距離Ｓ２およびＳ３はともに１００μｍ、電子
放出素子１０と画像形成部材１６との間の距離Ｓ１は２
００μｍとする。補正電極１１８の材料も、実施例１の
補正電極１８と同様の材料を用いることができる。ただ
し、特に大きさには制限はないが、画像形成部材１６よ
りも幅が広いことが望ましく、厚さは、導通のとれる厚
さであれば制限はないが、１００〜５０００Åが好まし
い。

【００５２】補正電極１１８に印加される電圧は、電子
放出素子１０に印加される電圧、画像形成部材１６に印
加される電圧、絶縁層２３の厚さ、電子放出素子１０と
画像形成部材１６との間の距離等との関連で適宜選択さ
れる。一般的には、−５〜−３０Ｖ程度であるが、勿論
この値に限るものではない。

【００５３】装置の駆動方法は実施例１の場合と同様で
あるが、補正電極１１８に印加する電圧を−５Ｖから−
１５Ｖさらには−３０Ｖへと変化させるにつれて、電子
ビームの均一性が向上する。また、補正電極１１８に印
加する電圧を−２０Ｖに固定し、画像形成部材１６に印
加する電圧を５０Ｖから１ＫＶまで変化させると、その
電位に追随して収束性が向上し、輝度が上がる。これ
は、図１２に示すように補正電極１１８により、画像形
成部材１６に到達する電子、特に画像形成部材１６の両
端（電子放出素子１０への最近接端および最遠方端）付
近に到達する電子の軌道がより内側に曲げられるためで
あると考えられる。

【００５４】実施例９図１３は、本発明の第９の実施例に係る画像形成装置
の部分的断面図である。この装置は、補正電極１１８と
画像形成部材１６との、電子放出素子１０側の端部間の
距離Ｓ２を２２０μｍとした以外は、実施例８の場合と
同様の構成を有する。

【００５５】これによれば、画像形成部材１６と電子放
出素子１０との間にも下方より電界が印加されるため、
電子ビームの収束性がより向上して均一性が増す。ま
た、画像形成部材１６に印加する電圧をより大きくする
ことができる。

【００５６】実施例１０図１４は本発明の第１０の実施例に係る画像形成装置の
１つの電子放出素子に対応する部分の断面図である。こ
の装置は、プレート１９の内側にＩＴＯ４１を蒸着しこ
れを接地した以外は、実施例８と同様の構成を有する。

【００５７】これによれば、画像形成部材１６に印加す
る電圧を１．５ＫＶ以上にしても実施例８の場合に比べ
画像の乱れが生じない。これは、プレート内側にチャー
ジアップが起こらないために電子ビームの乱れが発生し
ないためと考えられる。

【００５８】また、絶縁性基板１２とプレート１９との
間隔を３ｍｍにしても、同様に画像の乱れは生じない。
したがって、装置の薄型化を図ることができる。

【００５９】実施例１１実施例１０の装置において、補正電極１１８の電圧と、
ＩＴＯ４１の電圧とを等しくすることにより、補正電極
１１８の効果を向上させることができる。これは、ＩＴ
Ｏ４１と、補正電極１１８とで構成される、ビームガイ
ドの原理に基づくものと考えられる。

【００６０】実施例１２さらに、実施例６や７の装置において、発光源４８とし
て、実施例８〜１１の構成によるものを用いることがで
いる。これによっても実施例６や７の装置と同様の効果
が得られる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像形成部材を直接正側素子電極上に、あるいは正側素子
電極上から基体上にかけて形成するようにしたため、正
イオンの電子放出素子への衝突がなく、電子放出素子の
損傷を防止することができる。また、電子放出素子と画
像形成部材との厳密な位置合せは不要であり、画像形成
部材を極めて容易に配置することができる。またしたが
って、装置作成後は、電子放出素子と画像形成部材との
位置関係の変動も生じない。また、装置もより薄くする
ことができる。

【００６２】したがって、長期にわたり高コントラスト
で鮮明かつ高精細な画像を維持することができ、特にフ
ルカラーの画像形成装置においては、色調むらが少なく
色再現性に優れた画像を形成することができるととも
に、装置作製の容易化、装置の薄型化を図ることができ
る。

【００６３】さらに、補正電極を設けるようにしたた
め、電子放出素子からの電子ビームの収束性と均一性を
向上させることができる。したがって、画像形成部材を
発光体で形成した場合は、電子ビームが局所的に集中し
て画像形成部材を形成する発光体を飽和させることがな
く、画像形成部材への印加電圧をより大きくして輝度を
向上させることができる。この効果は、電位規定手段に
よって電位放出素子上方の電位を規定することにより、
さらに強化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の斜
視図である。

【図２】図１の一部の拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ａ´断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る画像表示装置の部分
断面図である。

【図５】本発明の第３施例に係る画像表示装置の部分断
面図である。

【図６】補正電極がある場合とない場合の電子ビーム飛
翔軌跡の差異を説明する説明図である。

【図７】本発明の第６の実施例に係る光プリンタの概略
的構成を示す概略図である。

【図８】図７の装置の変形例を示す概略図である。

【図９】本発明の第７の実施例に係る光プリンタの概略
的構成を示す概略図である。

【図１０】本発明の第８の実施例に係る画像形成装置の
斜視図である。

【図１１】図１０の部分的な断面図である。

【図１２】補正電極がある場合とない場合の電子ビーム
飛翔軌跡の差異を説明する説明図である。

【図１３】本発明の第９の実施例に係る画像形成装置の
部分的断面図である。

【図１４】本発明の第１０の実施例に係る画像形成装置
の１つの電子放出素子に対応する部分の断面図である。

【図１５】従来の画像形成装置の概略的構成を示す概略
図である。

【図１６】本発明で好ましく用いられる表面伝導形放出
素子の断面図である。

【符号の説明】

１０電子放出素子１２絶縁性基板１３ａ，１３ｂ素子配線電極１４ａ，１４ｂ素子電極１５電子放出部１６画像形成部材１７支持枠１８，１１８補正電極１９フェースプレート４１ＩＴＯ４９レンズアレイ

───────────────────────────────────────────────────── 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)参考文献特開平４−22038（ＪＰ，Ａ) 特開平３−276543（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−221783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 1/30 H01J 3/18 H01J 29/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する正側および負側の電極を有
し、これら電極間に電圧が印加されることにより電子を
放出する電子放出素子と、電子放出素子から放出される
電子線の照射により画像形成する画像形成部材とを備え
る画像形成装置において、画像形成部材と前記正側電極
との間に、電子放出素子から放出される電子線の飛翔方
向を制御する補正電極を有し、これら電子放出素子、画
像形成部材および補正電極は基体面に並設されているこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】相対向する正側および負側の電極を有
し、これら電極間に電圧が印加されることにより電子を
放出する電子放出素子と、電子放出素子から放出される
電子線の照射により画像形成する画像形成部材とを備え
る画像形成装置において、電子放出素子から放出される
電子線の飛翔方向を制御する補正電極を画像形成部材の
下方に絶縁層を介して有するとともに、電子放出素子お
よび画像形成部材は基体面に並設されていることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項３】画像形成部材は、形成すべき画像に応じ
た電圧が印加されるものである、請求項１または２記載
の画像形成装置。
【請求項４】電位放出素子上方の電位を規定する電位
規定手段を有する請求項１または２記載の画像形成装
置。
【請求項５】電位規定手段は、電位放出素子に対向さ
せて配置した導電部材を有する、請求項４記載の画像形
成装置。
【請求項６】導電部材は接地されている請求項５記載
の画像形成装置。
【請求項７】電位規定手段は導電部材に電圧を印加す
る手段を有する、請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】相対向する正側および負側の電極を有
し、これら電極間に電圧が印加されることにより電子を
放出する電子放出素子と、電子放出素子から放出される
電子線を所定の情報信号に応じて変調する変調手段と、
変調手段によって変調された電子線の照射により画像形
成する画像形成部材とを備える画像形成装置において、
画像形成部材と前記正側電極との間に、電子放出素子か
ら放出される電子線の飛翔方向を制御する補正電極を有
し、これら電子放出素子、画像形成部材および補正電極
は基体面に並設されており、また、変調手段は電子放出
素子に対向して配置された導電部材を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項９】相対向する正側および負側の電極を有
し、これら電極間に電圧が印加されることにより電子を
放出する電子放出素子と、電子放出素子から放出される
電子線を所定の情報信号に応じて変調する変調手段と、
変調手段によって変調された電子線の照射により画像形
成する画像形成部材とを備える画像形成装置において、
電子放出素子から放出される電子線の飛翔方向を制御す
る補正電極を画像形成部材の下方に絶縁層を介して有す
るとともに、電子放出素子および画像形成部材は基体面
に並設されており、また、変調手段は電子放出素子に対
向して配置された導電部材を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１０】変調手段は、導電部材に対し、形成す
べき画像の情報信号に応じた電圧を印加する手段を有す
る請求項８または９記載の画像形成装置。
【請求項１１】電子放出素子は冷陰極型である、請求
項１〜１０いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】電子放出素子は、正側および負側の電
極間に電子放出部を有し、これら電極間に電圧を印加す
ることにより電子放出部より電子を放出するものであ
る、請求項１〜１０いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】画像形成部材は、電子線の照射により
発光する発光体である請求項１〜１０いずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項１４】電子放出素子および画像形成部材はそ
れぞれ複数であって複数列をなしており、それぞれの複
数列が対向して交差するように配置され、これにより各
電子放出素子および画像形成部材が行列状に配置されて
いる、請求項１〜７いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】変調手段の導電部材は複数のストライ
プ状のものであり、このストライプ状の導電部材と、電
子放出素子の複数列とは対向して交差するように配置さ
れ、これにより各電子放出素子および変調手段の導電部
材が行列状に配置されている、請求項８〜１０いずれか
に記載の画像形成装置。
【請求項１６】画像形成部材は、電子線の照射により
発光する発光体であり、さらに、この発光体からの光の
照射により画像記録される被記録体を有する請求項１〜
１５いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】画像形成部材は、電子線の照射により
発光する発光体であり、さらに、この発光体からの光の
照射により画像記録される被記録体の支持手段を有する
請求項１〜１６いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】補正電極に電圧を印加するための電圧
印加手段を有する、請求項１〜１７いずれかに記載の画
像形成装置。