JP3129474B2

JP3129474B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3129474B2
Application number: JP03171918A
Authority: JP
Inventors: 伸也三品; 一郎野村; 尚人中村; 英俊鱸; 哲也金子; 俊彦武田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH04368917A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子を用いた
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、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
像形成装置が知られている。

【０００３】この様な画像形成装置の例として、図１０
に、従来の電子線ディスプレイ装置の概略構成を示す。
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。９
２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、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が形成される画像形成部材
とを備える画像形成装置において、隣り合う画像形成部
材間に相互の電位の影響をシールドするシールド電極を
備え、シールド電極、電子放出素子、および画像形成部
材の順でこれら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、電子放出素子か
ら放出される電子線の画像形成部材への照射を補助する
補助手段、基体上方の電位を規定する電位規定手段、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有する。補助手段としては、
例えば、画像形成部材に電圧を印加する手段を有するも
の、基体に対向させて配置した導電部材と、これに電圧
を印加する手段とを有するもの等を用いることができ
る。変調手段としては、情報信号に応じた電圧を画像形
成部材に印加する手段を有するもの、電子放出素子に対
向して配置された導電部材およびこれに対して情報信号
に応じた電圧を印加する手段を有するもの等を用いるこ
とができる。

【００１２】電子放出素子は、従来より画像形成装置の
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、基体
への熱拡散により電子放出効率及び応答速度が低下す
る。また、熱による画像形成部材の変質が考えられるた
め熱陰極と画像形成部材を高密度に配置できない。以上
の点から、本発明においては、電子放出素子として好ま
しくは後述する表面伝導形放出素子、半導体電子放出素
子等の冷陰極である方が望ましい。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。

【００１４】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１１から明らかな様に、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１１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。

【００１５】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。

【００１６】また、変調手段が情報信号に応じた電圧を
画像形成部材に印加するものである場合は例えば、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、各列ごとに駆動あるいは電圧が印加される
ものであり、そしてそれぞれの複数列が交差するように
行列状に配置される。また、変調手段が電子放出素子に
対向して配置された導電部材に対して情報信号に応じた
電圧を印加するものである場合は、導電部材を複数のス
トライプ状のものとし、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
行列状に配置される。

【００１７】さらに、画像形成部材として用いた発光体
からの光の照射により画像記録される被記録体や、その
支持手段を有する場合もある。

【００１８】シールド電極は、導電材料であればいかな
る材料であってもよく、金属に限らず、絶縁体中に導電
性材料を分散したものであってもよい。大きさも特に制
限はないが、幅１０〜３００μｍが好ましく、５０〜１
００μｍであればより好ましい。また、厚さに関して
も、他の部材との関連で適宜選択すればよいが、一般的
には、画像形成部材より厚いことが好ましい。また、長
さ（幅と直交方向）は、放出部の長さおよび画像形成部
材の長さのうち長い方に等しいかまたは長いことが極め
て実用的である。これは、電界の周辺からのまわり込み
が起こりにくく、シールドしやすいためである。

【００１９】シールド電極に対する印加電圧は、電子放
出素子および画像形成部材に印加する電圧、電子放出素
子とシールド電極間の距離、ならびに、シールド電極と
隣接画像形成部材間の距離などの関連で適宜選択すれば
よい。一般には、負の電位であればよく、−１０〜−５
０Ｖ程度が好ましいが、もちろんこれに限るものではな
い。

【００２０】また、シールド電極と電子放出素子および
画像形成部材との距離は、両者ともに１０〜２００μｍ
が好ましいが、他の部材との関連でもちろんこれに限る
ものではない。

【００２１】

【作用】この構成において、電子放出素子を駆動させる
と電子放出素子から電子が放出されるが、この電子ビー
ムは、その後、変調手段や電位規定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
成部材上に至り、その電界に応じて、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
材による画像形成作用が画像形成部材上の電界の変動に
応じてＯＮ／ＯＦＦ制御され、それに応じて画像が形成
される。

【００２２】このとき、放出電子の飛翔方向は対応する
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。

【００２３】また、シールド電極に印加される電圧の影
響で周囲にその電界分布が生じるため、放出された電子
は、それによって作用を受けるべき画像形成部材に隣接
する画像形成部材からの電界の影響からシールドされ
る。つまり、１組のシールド電極、電子放出素子、およ
び画像形成部材で構成される画素は、それに隣接する画
素の画像形成部材の電位の影響から完全に孤立する状態
になる。このため、放出された電子は、その画素の画像
形成部材と反対側に位置する他の画素の画像形成部材の
電位に引かれることがなく、かつ自身の画素の画像形成
部材を越えて他の隣接画素の画像形成部材へ到達するこ
ともない。したがって、クロストークを生じることなく
画像形成が行われる。また、画像形成部材に印加する電
圧を支障なくより高くし、より高い輝度による画像表示
が行われる。さらに、素子間の配列ピッチをより小さく
することが可能となるため、さらなるファインピッチ化
すなわち画像の高精彩化が図られる。

【００２４】一方、装置を製造するにあたっては、画像
形成部材と電子放出素子は基体上に並設するようにして
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。

【００２５】

【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は図１の一部の拡大断面図、そして図６は図１
の一部の拡大平面図である。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１４ｂ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、隣り合
う画像形成部材間に相互の電位の影響をシールドするシ
ールド電極１８とを、シールド電極１８、電子放出素子
１０、画像形成部材１６の順で絶縁性基板１２上に併設
して備える。

【００２６】電子放出素子１０とそれに対応する画像形
成部材１６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は、画像形成
部材配線電極２０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。

【００２７】また、電子放出素子１０は、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。

【００２８】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１
４ａおよび１４ｂ、画像形成部材配線電極２０、ならび
にシールド電極配線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。

【００２９】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。

【００３０】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は３
００μｍとなるように形成する。素子電極１４ａおよび
１４ｂの幅Ｗ（図６参照）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１〜１０μ
ｍがより好ましい。電子放出部１５は画像形成部材配線
電極２０間の中心近傍に位置するように作製する。ま
た、各素子配線電極１３ａおよび１３ｂの組の配列ピッ
チは２ｍｍ、電子放出部１５の素子配線電極方向の配列
ピッチは１ｍｍとなるように形成する。

【００３１】次に、蒸着技術とエッチング技術により厚
さ１５μｍのシールド電極をＡｌで形成する。

【００３２】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,
Ｉｎ₂ Ｏ₃ 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。

【００３３】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の厚さで形成する。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。

【００３４】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。

【００３５】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、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１３
ａ，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。

【００３６】このような駆動を、シールド電極を接地し
た状態で、かつ画像形成部材１６に印加する電圧を１４
Ｖ以上に上昇させて行うと、画像のにじみやぼけを発生
することなく、画像形成が行われる。さらに、シールド
電極１８の電位を−２０Ｖとするとより一層シャープな
画像が得られる。これは、シールド電極１８の存在によ
り、シールド電極に隣接する画像形成部材１６の電位が
シールドされ、クロストークが発生しにくいためと考え
られる。すなわち、図３に示すように、シールド電極１
８がない場合は、放出電子は正側の素子電極１４ａの影
響によりその一部が、それによって作用を受けるべき画
像形成部材１６を越えてその隣の画像形成部材１６に入
射するような飛翔軌跡をとるが、このようなクロストー
クは、シールド電極１８を設けることによって図２に示
すように防止される。

【００３７】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上に形成されているため、また、画像形成部材
１６に印加する電圧によって、画像形成部材１６に対し
その端面に集中することなく収束されるため、電子放出
素子１５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、長期にわたってより均一な画像表示が
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、そこから数ボルトの初速度を有する電子が真空中
に放出されるが、このような電子ビームの変調が極めて
有効に行われる。

【００３８】また、シールド電極１８によって隣接画素
間におけるクロストークが防止されるため、画像形成部
材１６により高い電圧を印加し、より高輝度で画像表示
を行いうるとともに、画素の配列ピッチをより小さくし
て、より高精彩な画像形成が行われる。

【００３９】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。

【００４０】実施例２図４は本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の一部
を拡大して示す断面図である。この装置は、相対向する
正側および負側の電極１４ａおよび１４ｂを入れ替えた
以外は、実施例１の装置と同様の構成を有し、同様にし
て作成されるものである。

【００４１】この場合、図５に示すようにシールド電極
１８がない場合は、放出電子は正側の素子電極１４ａの
影響によりその一部が、それによって作用を受けるべき
画像形成部材１６の反対側の画像形成部材１６に入射す
るような飛翔軌跡をとるが、このようなクロストーク
は、シールド電極１８を設けることによって図４に示す
ように防止される。

【００４２】これによっても実施例１の場合と同様の作
用効果が得られる。また、放出電子は、一旦方向を転換
して画像形成部材１６へ照射されるので、画像形成部材
１６の電子放出素子１０近傍部分に集中することなく画
像形成部材１６へ均一に照射される。このため、画像の
均一正がより向上する。

【００４３】実施例３画像形成部材配線電極２０を素子配線電極１３ａおよび
１３ｂ上に絶縁層を介して設け、その上にそれに沿っ
て、素子配線電極に直行する方向にストライプ状の画像
形成部材１６を設けるようにしたものである。これ以外
は、実施例１と同様の構成を有し、同様にして作製され
る。

【００４４】これによれば、実施例１と同様な効果が得
られる他、蛍光体から成る画像形成部材が一電子放出素
子毎にパターンニングされたものではなく、ストライプ
状であることと、素子電極と素子配線電極を一括して蒸
着できるため、作製プロセスを簡略化することができる
という利点がある。さらに、画像形成部材がストライプ
状で面積が大きいため、実施例１の装置よりも一層、高
輝度で画像が形成されるという利点がある。

【００４５】実施例４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
ようにしたものである。ただし、画像形成部材１６には
２ｋＶの電圧が印加される。このような場合、画像形成
部材１６に印加される電位で変調するよりも、対向側の
ＩＴＯ電極で変調する方が好ましい。これにより、さら
に高輝度の表示が行われる。

【００４６】実施例５画像形成部材１６として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の三色の蛍光体を用い、この３種の蛍光体を繰り
返し配置するとともに、各色ごとに画像形成部材配線電
極２０で配線して、３色１組で１画素を形成しフルカラ
ー表示を可能としたものである。他の構成は実施例１と
同様であり、実施例１と同様にして作成される。

【００４７】この場合も、実施例１の場合と同様の作用
効果が得られ、色むらや色ずれのない高輝度で高精彩な
画像形成が行われる。

【００４８】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４
９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上に結象
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。

【００４９】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）₃ Ｓｉ₂ Ｏ₇ ：Ｐｂ²⁺を主
たる材料とするものである。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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５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６７
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、Ｚｎ₂ Ｓ
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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子放出素子と画像形成部材と基体上に並設するようにし
たため、正イオンの衝突による電子放出素子の損傷や劣
化を防止することができるとともに、装置の製造に際し
ては、電子放出素子に対して画像形成部材を極めて容易
に位置合せして配置することができ、また装置の薄型化
が図られる。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を
維持することができ、カラーの場合でも、装置作製の容
易化、小型化を図ることができる。

【００５７】さらに、シールド電極を備え、これをシー
ルド電極、電子放出素子、画像形成部材の順で基体上に
並設するようにしたため、クロストークを生じることな
く画像形成を行うことができ、したがって、画像形成部
材に印加する電圧を支障なくより高くし、より高い輝度
による画像表示を行うことができるとともに、さらなる
高精彩化を図ることができる。

【００５８】一方、装置を製造するにあたっては、シー
ルド電極、画像形成部材、および電子放出素子を基体上
に並設するようにしているため、これらを印刷法などに
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
成部材を極めて容易に配置することができる。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が形成できるとともに、装
置の作製の容易化、薄型化を図ることができる。

【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の一部の拡大断面図である。

【図３】シールド電極がない場合の図２と同様の断面図
である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の一
部の拡大断面図である。

【図５】シールド電極がない場合の図４と同様の断面図
である。

【図６】図１の一部の拡大平面図である。

【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】従来例に係る画像形成装置の斜視図である。

【図１１】本発明において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シールド電極１９フェースプレート４９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 (72)発明者武田俊彦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61−221783（ＪＰ，Ａ) 特開平３−276543（ＪＰ，Ａ) 特開平４−22038（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 1/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子放出素子と、該電子放出素子から放
出される電子線の照射により画像が形成される画像形成
部材とを備える画像形成装置において、隣り合う画像形
成部材間に相互の電位の影響をシールドするシールド電
極を備え、該シールド電極、前記電子放出素子、および
前記画像形成部材の順でこれら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】電子放出素子から放出される電子線の画
像形成部材への照射を補助する補助手段を有する、請求
項１記載の画像形成装置。
【請求項３】補助手段は画像形成部材に電圧を印加す
る手段を有する、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】シールド電極に電圧を印加する手段を有
する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】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が形成される画像形成部
材とを備える画像形成装置において、隣り合う画像形成
部材間に相互の電位の影響をシールドするシールド電極
を備え、シールド電極、電子放出素子、および画像形成
部材の順でこれらは基体面に並設され、かつ基体上方の
電位を規定する電位規定手段を有することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項６】電位規定手段は、基体に対向させて配置
した導電部材を有する、請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】導電部材は接地されている請求項６記載
の画像形成装置。
【請求項８】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６記載の画像形成装置。
【請求項９】電子放出素子から放出される電子線の画
像形成部材への照射を補助する補助手段を有する、請求
項５記載の画像形成装置。
【請求項１０】補助手段は画像形成部材に電圧を印加
する手段を有する、請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】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、隣り合う画像形成部材間に相互の電位の影響を
シールドするシールド電極を備え、シールド電極、電子
放出素子、および画像形成部材の順でこれらは基体面に
並設されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】変調手段は、情報信号に応じた電圧を
画像形成部材に印加する手段を有する、請求項１１記載
の画像形成装置。
【請求項１３】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およびこれに対して情報信号に応じ
た電圧を印加する手段を有する、請求項１１記載の画像
形成装置。
【請求項１４】電子放出素子は冷陰極型である、請求
項１〜１３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】電子放出素子は、正側および負側の電
極、およびこれら電極間に電子放出部を有し、これら電
極間に電圧が印加されることにより電子放出部から電子
を放出するものである、請求項１〜１３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る、請求項１〜１３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って、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）およびＢ（ブルー）の三原色の発光体を有する、請
求項１〜１３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】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、各列ごとに駆動ある
いは電圧が印加されるものであり、そしてそれぞれの複
数列が交差するように行列状に配置されている、請求項
１２記載の画像形成装置。
【請求項１９】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行列状
に配置されている、請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項２０】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〜
１９いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２１】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１〜２０いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２２】シールド電極の長さが、放出部の長さ
および画像形成部材の長さのうち長い方に等しいかまた
は長い、請求項１〜２１いずれかに記載の画像形成装
置。