JPH0195073A - 蛍光プリンタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光プリンタに光源として用いられる光書送用
の蛍光プリンタヘッドに関するものである。

（従来の技術） 近年、各種の光源を利用した光プリンタが提案されるよ
うになっている。第８図は一般的な光プリンタの構造を
一例として模式的に示したものであり、図中Ａは記録媒
７体としての感光ドラムである。感光ドラムＡは紙面に
垂直な回転軸Ｏを中心として図中時計回り方向に回転し
、帯電器Ｂによって表面を帯電させられる。そして帯電
した感光ドラムＡの表面には、光源Ｃからドツト状の光
がレンズ系りを介して照射されて文字・図形等の潜像が
形成され、この潜像は現像器りによって現像される。カ
セットＥに収納された転写用紙Ｆは、感光ドラムＡの表
面と転写器Ｇとの間を通って送られるようになっており
、現像された感光ドラム八表面の文字・図形等が該転写
用紙Ｆに転写されていくように構成されている。該転写
用紙上の未定着像は、熱定着器■を通過することで、溶
融定着される。なお、図中Ｈは感光体に残留する電荷を
消すための消去ランプであり、Ｊは感光ドラムＡの表面
を清掃するためのクリーニングブレードである。

前記光プリンタの光源としては、レーザ装置、ＬＥＤ、
ＣＲＴ等を用いることができるが、光源としての信頼性
や製造コスト等の観点から、最近ではこれら各種の発光
デバイスに加えて蛍光表示管の原理を応用した光源、即
ち蛍光プリンタヘッドが提案されるようになっている。

蛍光表示管乃至蛍光プリンタヘッドは、高真空雰囲気に
保持された外囲器の内部に、各種の電極類や発光部とな
る蛍光体を設けた多極電子管の一種であり、以下におい
ては、まず各種の蛍光プリンタヘッドを構造上の特徴か
らいくつかに分類して説明する。

まず、蛍光プリンタヘッドを光の取出し方向によって分
類すると、次の（１）及び（２）に分けることができる
。

（１）ＶＦＤ型（背面側の発光を能面板を通して観察す
る通常型）の蛍光プリンタヘッドＶＦＤ型の蛍光プリン
タヘッドは、外囲器を構成する陽極基板の内面上に蛍光
体を有する陽極導体を設け、フィラメント状陰極から放
出された電子を蛍光体に射突させて発光させ、前記陽極
基板に対面する透明な前面板を通して、前記感光ドラム
の表面に光線を照射する構成になっている。このような
ＶＦＤ型の蛍光プリンタヘッドは、特開昭６１−２０３
５５５号公報（文献■）に示されている。

（２）ＦＬＶＦＤ型（前面発光型）の蛍光プリンタヘッ
ド ＦＬＶＦＤ型の蛍光プリンタヘットは、陽極基板と陽極
導体を透光性の材料で構成し、該陽極導体及び該陽極基
板を通して蛍光体からの光を前記感光ドラムの表面に照
射する構成になっている。このようなＦＬＶＦＤ型の蛍
光プリンタヘッドは、特開昭６０−６１２７３号公報（
文献■）の第５図及び特開昭５９−５１４４５号公報（
文献■）に示されている。

次に、ドツト状の光を放つ陽極のパターンによって蛍光
プリンタヘッドを分類すると、例えば次の（ａ）〜（Ｃ
）のような類型に分けることができる。

（ａ）シングルタイプ ドツト状の多数の陽極が、所定間隔をおいて主走査方向
に平行になるよう一列に並設されているものである。こ
こで主走査方向とは、蛍光プリンタヘッドの駆動時にド
ツト状の各陽極を連続して走査する方向であって、前記
光プリンタにおいては前記感光ドラムの軸線に平行な方
向を示している。このようなタイプの蛍光プリンタヘッ
ドは、特開昭５８−３８９６７号公報（文献■）に示さ
れている。

（ｂ）千鳥タイプ ドツト状の多数の陽極が、所定間隔をおいて主走査方向
と平行な二列に千鳥状に並設されているものである。こ
の場合、感光ドラムの回転と各陽極の発光のタイミング
を適宜に合せ、感光ドラム表面の軸線に平行な一直線上
に、千鳥状に並んだ各陽極からドツト状の光線を照射す
ると、ドツト光が連続して一直線状とすることができる
。このようなタイプの蛍光プリンタヘッドは、前記文献
■に示されている。

（ｃ）斜め配列タイプ これは本出願人が特開昭６１−２１１９５６号公報（文
献■）等において提案している特殊な陽極パターンを有
する蛍光プリンタヘッドである。

この斜め配列タイプの蛍光プリンタヘッドは第７図に示
すように、基板１上には、３本以上の帯状の陽極導体２
が互いに一定間隔をおいて互いに平行に配設されており
、その上方には該陽極導体２の主走査方向である長手方
向と斜めに交差する方向に複数の帯状の第２制御電８ｉ
３が各々電気的に独立して一定間隔で互いに平行に配設
されている。各第２制御電極３は平板部材から成り、そ
の中央には、陽極導体２を斜めに横切る方向にスリット
４が穿設されている。各陽極導体２上には、前記第２制
御電極３のスリット４と対面する箇所およびその近傍に
一定間隔で蛍光体層５が被着されて多数のドツト状の陽
極６を構成しており、斜めに並んだ多数組のドツト状の
陽極６の列によって発光エリアが構成されている。また
、前記第２制御電極３の上方には、図示しない絶縁性の
スペーサを間に介して、拡散電極としての第１制御電極
７が設けられている。第１制御電極７は一枚の板材から
形成されており、前記第２制御電極３の各スリット４に
対応する位置に、該スリット４より一回り大きめのスリ
ット８がそれぞれ形成されている。従って陽極導体２に
蛍光体層５を連続的に被着させておいても、第２制御電
極３゜３どうしの隙間から覗いている部分の蛍光体層５
は第１制御電極７によって隠されるので、発光エリアを
構成する多数のドツト状の陽極６は、主走査方向に対し
て斜めに傾いた両スリット４，８からあられれている部
分のみとなる。そして次に、前記第１制御電極７の上方
であって、発光エリアの外側上方の位置には、２本のフ
ィラメント状陰極９．９が主走査方向と平行に張設され
ている。

１０は前面板、１１は側面板であって、前記基板１と共
に密封容器を形成し、その内部は真空に保たれている。

そして図示はしないが、前面板１０の外面には、集光性
レンズの１種である円柱形のセルフォックレンズ（登録
商標）が、多数主走査方向に沿って並設されており、ド
ツト状の各陽極６から前面板ごしに照射される光線を前
記感光ドラムの表面に到達させることができるようにな
っている。

そして、前記密封容器外に導出された制御電極端子１２
等の各電極は、図示しないドライバ回路に接続されてお
り、前記各陽極６を時分割パルス信号で走査し、該走査
に同期した正の表示パルス信号を所望の第２制御電極３
に印加して、任意のドツト状の陽極６の蛍光体層５を選
択的に発光させることができるように構成されている。

そして、発光させたくない陽極６の蛍光体層５にもフィ
ラメント状陰極９からの電子が射突して、いわゆる、も
れ発光をおこしてしまうことがあるが、これを防止する
ため、発光させたくない陽極６の第２制御電極３には、
負の電圧（カットオフバイアス）が印加されるように構
成されている。

次に、以上の構成になる蛍光プリンタヘッドを光プリッ
タに実装する場合には、記録媒体としての感光ドラムＡ
の回転軸０と陽極導体２の主走査方向である長手方向と
が平行となるようにする。

斜めに並んだドツト状の陽極６の各列は、感光ドラムの
回転軸０に対して傾斜することになるが、適宜の電気的
信号処理を施して、各陽極６の蛍光体層５の発光タイミ
ングを感光ドラムＡの回転速度に応じて適宜に調整すれ
ば、ドツト状の各陽極６から感光ドラムＡに照射される
ドツト状の光線を、感光ドラム表面の、軸線に平行な一
直線上の位置に連続的に到達させることができる。

次に、フィラメント状陰極の本数によって蛍光゛プリン
タヘッドを分類すると、例えば次の（イ）〜（ハ）に示
すような類型に分けることができる。

（イ）１本張り 文献■の第５図又は文献■に示すように、フィラメント
状陽極が１本しか張設されていない蛍光プリンタヘッド
は、ＦＬＶＦＤ型であって、陽極パターンに関しては前
記シングルタイプか千鳥タイプの蛍光プリンタヘッドだ
けであった。同文献中にもあるように、このような−本
張りの蛍光プリンタヘッドにおいては、唯一のフィラメ
ント状陰極は、多数の陽極よりなる発光エリアの背面側
の直上位置に張設されている。

（ロ）二木張り 文献■乃至文献■にも示すように、ＶＦＤ型・ＦＬＶＦ
Ｄ型ともに２木のフィラメント状陰極を有する蛍光プリ
ンタヘッドが最も一般的である。

この場合、２本のフィラメント状陰極はドツト状の陽極
の列の外側上方の位置に陽極をはさむように張設されて
いる。なお、本田願人の提案に係る前記斜め配設タイプ
の蛍光プリンタヘッドも、前述のようにフィラメント状
陰極は２本で、発光工リアの外側上方に張設されている
。

（ハ）多数本張り 特開昭６２−７１１６３号公報（文献■）に示すように
、３本以上のフィラメント状陰極が２グループに分けら
れ、各グループが陽極列の両性側上方にそれぞれ張設さ
れた蛍光プリンタヘッドが知られている。

以上説明したように、光プリンタに実装される蛍光プリ
ンタヘッドにおいて、フィラメント状陰極の一本張りは
、シングルタイプ乃至千鳥タイプの陽極パターンを有す
るＦＬＶＦＤ型の蛍光プリンタヘッドにしか使用されて
いない。即ち、斜め配列タイプの蛍光プリンタヘッドや
ＶＦＤ型の蛍光プリンタヘッドには、フィラメント状陰
極の一本張りは存在しなかった。

特にＶＦＤ型や斜め配列タイプの蛍光プリンタヘッドに
おいて、フィラメント状陰極の一本張り構造が採用され
なかったのは次の理由による。即ち一本のフィラメント
状陰極を陽極の真上に張設すると、照射光の径路となる
発光部と記録媒体の間にフィラメント状陰極が存在する
ことになるため、これがドツト光照射の妨げとなって記
録媒体にフィラメント状陰極の影が生じ、不必要な線が
プリントされてしまうことになると考えられていたの、
である。フィラメント状陰極とは反対側に向けて光を照
射するＦＬＶＦＤ型の蛍光プリンタヘッドでは、このよ
うな問題がないため、−本張り構造を採用することがで
きた。

従って（ロ）で示した通り、斜め配列タイプの蛍光プリ
ンタヘットやこれ以外の陽極パターンでＶＦＤ型の蛍光
プリンタヘッドにおいては、フィラメント状陰極による
影を生じさせないようにするため、発光部となるドツト
状の各陽極の両側上方に二本のフィラメント状陰極を配
設した構成が、従来は一般的なものとされていたのであ
る。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来一般的とされてきたフィラメント状陰極の二本張り
構造には次のような問題点があった。

従来のフィラメント状陰極が２本張りである蛍光プリン
タヘッドを発光させて、スリット４．８に沿った斜め方
向の各列に属するドツト状の陽極６の相対輝度を測定す
ると、第５図（ｂ）゛に示すような輝度配列になる。即
ち中央の陽極の発光輝度に対して両端の発光輝度は５割
以上も高くなってしまう。このような輝度配列のスリッ
トが順次走査されて、感光ドラム表面に照射される。従
って、感光ドラムの軸線に平行な主走査方向の一直線上
には、前記輝度配列が繰り返されるので、第６図（ｂ）
に示すように主走査方向の輝度配列にも周期的な変化が
でてしまう。このように主走査方向に均一に輝度が得ら
れないと、均一なプリント状態が得られず、光プリンタ
の印字品位が悪くなってしまうという問題点があった。

前記問題点の発生する原因を調べた結果、フィラメント
状陰極の２本張りの構造から起因することが知見した。

従来の光プリンタの構造は、第７図に示すように、互い
に平行に並設された複数本（同図では８本）の陽極列の
外側にフィラメント状陰極９，９が張設されているため
に、前記陽極列のうち両端の２本がフィラメント状陰極
９．９に近い位置にあり、順次内側になるに従って遠く
なるのである。一般に輝度はフィラメント状陰極と制御
電極間の距離が小さいほど高くなる傾向がある。従って
スリット４．８に沿った斜め方向の各列のドツト状陽極
６の相対輝度は、第５図（ｂ）に示すように両端が輝度
が高く内側が低くなるのである。

又従来の２本張り構造の陽極上での電流密度分布を測定
してみると、第９図（ｂ）に示すように、フィラメント
間の中央が低くなっていることがわがフだ。これはフィ
ラメント状陰極の一方から放出された電子が他方のフィ
ラメント状陰極方向（すなわち斜め方向のドツト状陽極
６の中央方向）に向うと、そこの陰極に印加されている
マイナス電位で反発され、中心部付近に集まりにくくな
るために、フィラメント間の中央にある陽極ドツト６に
射突する電子の密度が小さくなり、したがって相対輝度
も低くなるからである。

［発明の目的］ ＶＦＤ型あるいは斜め配列型の蛍光プリンタヘッドにお
いて、主走査方向に均一な輝度が得られるようにするこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の蛍光プリンタヘッドは、蛍光体を有してドツト
状に発光する発光エリアを基板上に構成している陽極と
、前記陽極の発光を制御する制御電極と、前記制御電極
を間にはさんで前記陽極とは反対側に配設されたフィラ
メント状陰極と、を高真空状態に保持された外囲器の内
部に有し、前記発光エリアの陽極から発したドツト状の
光線を外部の記録媒体上にレンズ系を介して照射するこ
とにより記録を行なわせる蛍光プリンタヘッドにおいて
、前記フィラメント状陰極が、制御電極をはさんで前記
発光エリアに相対する上方の位置に少くとも１本張設さ
れていることを特徴としている。

［作　　用］ フィラメント状陰極が１本なので、主走査方向に沿った
陽極の発光輝度が従゛来に比べて均一化すると仁もに安
定化する。また発光エリアを構成する陽極とレンズ系と
の間の位置にフィラメント状ｊ３極が存在しても、その
位置はレンズ系の焦点（即ち陽極のある位置）から大き
く外れているので、実際にはフィラメント状＃極は記録
媒体上にはほとんど結像せず、光プリンタの印字品位を
低下させることはない。

［実施例１］ 本発明の第１実施例を第１図及び第２図によって説明す
る。本実施例の蛍光プリンタヘッド２０は、ＶＦＤ型で
斜め配列タイプのものであり、フィラメント状陰極２１
の本数とその張設構造以外については、第７図に示した
従来例とほぼ同様の基本的構造及び機能を有している。

以下の説明ではフィラメント状陰極２１の部分等を中心
に説明し、従来と略同様の構成部分については第７図と
同様の符号を付してその説明を一部省略する。

第１図に示すように、箱形の外囲器の一部を成す基板１
の内表面上には、互いに平行な８本の陽極導体２が所定
間隔をおいて設けられ、各陽極導体２には蛍光体層５ａ
がベタ状に被着されて陽極６ａが構成されている。これ
ら陽極６ａの周囲の基板１上には絶縁層２２が被着され
ており、該絶縁層２２の上には、互いに独立して外囲器
外に端部を導出された多数の第２制御電極３が、各陽極
６ａをまたいで設けられている。これら第２制御電極３
の上には絶縁性のスペーサー２３を介して一枚板状の第
１制御電極７が設けられている。前記各制御電極３．７
には、主走査方向と平行な陽極６ａの長手方向に対して
所定の角度を成すように、それぞれスリット４，８が形
成されている。

前記陽極６ａのうち、スリット４に区画されたドツト状
の部分が有効な発光部分となり、前記スリット４に沿っ
て斜めに並んだ多数組のドツト状の発光部分によって、
本蛍光プリンタヘッド２０の発光エリアが構成されてい
る。

次に、前記第１制御電極７の上方であって発光エリアに
相対する位置には、１本のフィラメント状陰極２１が設
けられている。即ち、この１本のフィラメント状陰極２
１は、中央２本の陽極６ａ、６ａの中間位置の真上にあ
たる位置に、陽極６ａの長手方向と平行に張設されてい
る。このフィラメント状陰極２１は、基板１の両端に設
けられた陰極支持体２４のアンカ２５に、その両端部を
溶接固定され、所定の引張力をもって張設されている。

また両＃極支持体２４．２４に近い基板１上の所定位置
には、上縁部に係止溝２６を有するガイド板２７が積密
に位置決め固定されており、このガイド板２７は陰極支
持体２４に形成された貫通孔２４ａを挿通している。そ
して前記フィラメント状＃極２１は、その両端部近傍を
前記ガイド板２７の係止溝２６によってガイドされるこ
とにより、前記発光エリア上方の所定位置に正確に位置
決めされるようになっている。

次に、第２図に示すように、発光エリアが構成された基
板１に対面している前面板１０には、その外面側にレン
ズ系が設けられている。このレンズ系は、セルフォック
レンズ（登録商標）と呼ばれる集光性レンズの一種であ
る棒状（又は円柱状）レンズを密に並設させたもので、
一般にセルフォツタレンズアレイ２８（略して５ＬＡ２
８）と呼ばれる。そして、５ＬＡ２８の中心から図中下
方に測って一定距７１１１゜の焦点位置に前記陽極６ａ
が存在し、陽Ｊ！ｉ６　ａから出たドツト状の光は５Ｌ
Ａ２８を介して集光され、同図中上方に測って一定距＊
　Ｘ　Ｏの図示しない焦点位置に結像するようになって
いる。そしてこの結像位置に記録媒体である感光ドラム
への表面がくるように構成されている。

さて、前記レンズ系２８は望ましい焦点深度Δｋがかな
り小きく、例えば±５０〜６０μｍ程度しかない。一般
にフィラメント状陰極２１は、焦点位置にある陽極６ａ
からレンズ側に向けて焦点深度Δ１の２０倍程度も離れ
た位置にあり、さらにフィラメント状陰極２１の径は２
０〜５０μｍときわめて細いので、フィラメント状陰極
２１は感光ドラムＡ上にはほとんど結像しないものと考
えられる。即ち本実施例は、本発明者のこのような考え
方に基づいて、フィラメント状陰極２１を発光エリアの
中央真上に１本だけ配設し、新たな問題点を発生させる
ことな〈従来の問題点を解決しようとしたものである。

以上のような構成において、蛍光プリンタヘッド２０を
駆動して実際に光プリンタを作動させ、ドツト状に区画
された陽極６ａの相対的な発光輝度を測定すると、第５
図（ａ）に示すようにスリット４．８に沿った斜め方向
についてはほぼ一定となっており、従って主走査方向に
ついても第６図（ａ）に示すようにほぼ均一となった。

従って［発明が解決しようとする問題点］の項で説明し
たような問題点は解決され、主走査方向について均一な
輝度が安定して得られるので高い印字品位を得ることが
できた。また、１本のフィラメント状陰極２１を発光エ
リアとレンズ系２８の中間に配設した構造であるにも拘
らず、従来の予想に反して、フィラメント状陰極２１の
影は感光ドラムＡ上には生じないことが実験的に確認さ
れた。

なお本実施例においては発光エリアの中央上方に１本の
フィラメント状陰極２１を設けであるが、互いに近接し
て２本以上のフィラメント状陰極を発光エリアの中央上
方に張設するようにしてもよい。

［実施例２］ 第３図に示す本実施例の蛍光プリンタヘッド３０は、ｔ
　Ｆ　Ｌ　Ｖ　Ｆ　Ｄ型で斜め配列タイプのものであり
、第１実施例と同様に発光エリアの背面側上方に１本の
フィラメント状陰極３１が張設しである。その他、第１
実施例とほぼ同様の機能を有する構成部分については、
第１図と同様の符号を付して説明を省略する。この実施
例は、ＦＬＶＦＤ型であるから、基板１上の陽極導体２
ａに透光性がなければならず、例えばメツシュ状に被着
されたアルミか、又はＩＴＯ膜等の透明導電膜によって
陽極導体２ａが構成されている。また［実施例１］とは
逆に、レンズ系としての５ＬＡ３２が基板１側に配設さ
れている。本実施例においては、フィラメント状陰極３
１の影が全く生じないことは明らかであるが、さらに前
記［実施例１］と略同様の作用・効果を得ることができ
、本出願人の提案に係る斜め配列タイプの蛍光プリンタ
ヘッドにおいて２本張り構造の欠点を解消することがで
きる。

［実施例３］ 第４図に示す本実施例の蛍光プリンタヘッド４０は、Ｖ
ＦＤ型でシングルタイプのものであり、主走査方向と平
行でドツト状に発光する陽極６ｃより成る発光エリアと
、レンズ系としての５ＬＡ４２との中間に、１本のフィ
ラメント状陰極４１が主走査方向と平行に張設されてい
る。本実施例によれば、前記［実施例１］と略同様の作
用・効果を得ることができる。またこの実施例において
、陽極のパターンを前述した千鳥タイプにすることもで
きる。

［発明の効果］ 本発明の蛍光プリンタヘッドは、フィラメント状陰極が
、制御電極をはさんで陽極の発光エリアに相対する中央
上方の位置に張設されているので、主走査方向に沿った
発光部の輝度を均一化・安定化させることができ、光プ
リンタの印字品位を向上させることができるという効果
がある。なお、この場合に、従来予想されていたフィラ
メント状陰極の影の発生といった不都合は生じることが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す平面図、第２図は同
実施例の模式的断面図、第３図は本発明の第２実施例を
示す断面図、第４図は本発明の第３実施例を示す断面図
、第５図（ａ）は第１実施例において斜めのスリット方
向に沿う各陽極の相対輝度を示したグラフ、同図（ｂ）
は従来の斜め配列タイプの蛍光プリンタヘッドにおいて
斜めのスリット方向に沿う各陽極の相対輝度を示したグ
ラフ、第６図（ａ）は第１実施例において主走査方向に
沿う各陽極の相対輝度を示したグラフ、同図（ｂ）は従
来の斜め配列タイプの蛍光プリンタヘッドにおいて主走
査方向に沿う各陽極の相対輝度を示したグラフ、第７図
は本出願人の提案に係る従来の斜め配列タイプのＶＦＤ
型蛍光プリンタヘッドを示す平面図、第８図は光プリン
タの一般的な構成を示す模式図、第９図（ａ）は１本の
フィラメントを有する蛍光プリンタヘッドにおける陽極
の電流密度分布を示す図、同図（ｂ）は２本のフィラメ
ントを有する蛍光プリンタヘッドにおける陽極の電流密
度分布を示す図である。 １・・・基板、　　３−・・第２制御電極。 ５．５８・−蛍光体層。 ６ａ、６ｂ、６ｃｍ−−陽極、７・−第１制御電極。 １０−・前面板。 ２０．３０．４０−一蛍光プリンタヘッド。 ２１．３１．４１−・・フィラメント状陰極。 ２８．３２．４２−−レンズ系としての５ＬＡ（セルフ
ォック・レンズ・ アレイ）。 Ａ・−記録媒体としての感光ドラム。 特許出願人　双葉電子工業株式会社 富士ゼロックス株式会社 代理人・弁理士　西　　村　　教　　光第６図 （ａ） −ｉ見粂う悄 （ｂ） □　１二Ｌｔう自 第８図 ！ｓ　９　図 （ａ） ○ □５ｘ；に２Ｊ、　　　　（ｂ） Ｏ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蛍光体を有してドット状に発光する発光エリアを
   基板上に構成している陽極と、前記陽極の発光を制御す
   る制御電極と、前記制御電極を間にはさんで前記陽極と
   は反対側に配設されたフィラメント状陰極と、を高真空
   状態に保持された外囲器の内部に有し、前記発光エリア
   の陽極から発したドット状の光線を外部の記録媒体上に
   レンズ系を介して照射することにより記録を行なわせる
   蛍光プリンタヘッドにおいて、前記フィラメント状陰極
   が、制御電極をはさんで前記発光エリアに相対する上方
   の位置に少くとも１本張設されていることを特徴とする
   蛍光プリンタヘッド。
2. （２）前記発光エリアのほぼ中央上方の位置に前記基板
   の長手方向に沿って前記フィラメント状陰極が張設され
   た特許請求の範囲第１項記載の蛍光プリンタヘッド。