JPH03171171A - 蛍光表示管 - Google Patents

蛍光表示管

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JPH03171171A
JPH03171171A JP1311533A JP31153389A JPH03171171A JP H03171171 A JPH03171171 A JP H03171171A JP 1311533 A JP1311533 A JP 1311533A JP 31153389 A JP31153389 A JP 31153389A JP H03171171 A JPH03171171 A JP H03171171A
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Nobuyuki Matsuki
松木 信幸
Hiroyuki Nishi
博之 西
Masahiro Obata
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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、蛍光表示管を用いるゼログラフィ利用の画像
処理装置に関する。
[従来の技術コ はじめに、蛍光表示管の構造と動作を説明する。
第9図は、発光素子を列状に配置した蛍光表示管によっ
て感光体2上に静電潜像を形戒する方式を採用した画像
処理装置の概略構成図である.図において、感光体2は
、感光ドラム3の外周面に層状に形戒されている。この
感光ドラム3は、矢印A方向に回転するよう図示しない
駆動装置に連結されている。感光ドラム3の外周には、
チャージコロトロン6、集光レンズ7、蛍光表示管内蔵
の走査型書込装置8、現像器9および転写コロトロン1
0、クリーニング装置11が配置されている。
この画像処理装置においては、感光ドラム3が矢印A方
向に回転するにつれて、感光体2がチャージコ口トロン
6によって一様に帯電された後、蛍光表示管による光の
照射を受け静電潜像が形成される。集光レンズ7は蛍光
表示管を横成する多数の発光素子の発する光を感光体2
上に集光するために、多数の集束性ロッドレンズを配列
したものである。
静電潜像が形戒された感光体2は、その後、現像器9で
現像される.ここで感光体2上に形威されたトナー像は
、転写コロトロン10により用紙上に転写され、図示し
ない定着器を経て排出される。一方、感光体2は、クリ
ーニング装置11によりクリーニングされ再使用に供さ
れる。
このようにして使用される画像処理装置に装着される蛍
光表示管1の分解部分斜視図を第7図に示し、蛍光表示
管1の横断面図を第8図に示す.第8図に示すように蛍
光表示管1は透明な隔壁を有し、内部を真空にした高さ
5.8mm、幅20mm、長さ300mmの密封ケース
12内にアノード電極13が蛍光表示管1の長手方向に
互いに平行に、かつ等間隔で例えば8本配置されている
。アノード電極13の上方には第2グリッド16および
第1グリッド15が、下がらこの順にアノード電極13
を横切る方向にM本(例えばB4サイズ用紙240ドッ
ト/インチではM=304)配置されている。第1グリ
ッド15および第2グリッド16の両端部は密封ケース
12の側壁に焼結ガラスで固着されている。
また、第7図の蛍光表示管1の分解部分斜視図に示すよ
うに密封ケース12の一楕成部材である基板ガラス19
上に例えば8本のアノード電極13が蛍光表示管1の長
平方向に並列状に配置されている。基板ガラス19と第
2グリッド16の間および第2グリッド16と第1グリ
ッド15の間にはスペーサ20が配置されている。第2
グリッド16の中央部にはスリット21がアノード電極
13の長手方向に対して斜め向きに設けられており、第
1グリッド15には第2グリッド16のスリット21に
それぞれ対応する位置にスリット22が設けられている
また、第1グリッド15上方にはカソードフィラメント
17がアノード電極13と同一方向に配置され基板ガラ
ス19上の弾性部材23で両端を支持されている。
また、アノード電極l3上には蛍光体からなる発光素子
(図示せず)が配置され、感光ドラム2(第9図)側か
ら見て、第1グリッド15および第2グリッド16のス
リット21、22を通して各スリット21、22の下方
のアノード電極13上の発光素子を見ることができる。
なお、密封ケース12の透明隔壁の外表面には反射防止
11125(第8図〉がコーティングされている。
さて、第7図では、第2グリッドl6を4本だけ示した
が、実際には、必要に応じ、例えば、B4サイズの幅(
 2 5 7 mm )の蛍光表示管1の場合には、こ
れが合計304本設けられる。カソードフィラメント1
7にはDC26V+0.6VおよびAC6.IV+0.
2Vの電圧が印加される。
ここでAC6.IV電圧はカソードフィラメント17を
約600℃に加熱するために印加される電圧であり、D
C26Vは発光光量を適当な値にコントロールするため
の電圧である.また、第1グリッド15には80V、第
2グリッド16には60vの電圧がそれぞれ印加され、
さらに約幅1.6mm間に配置されるアノード電極13
群には280〜500Vの電圧が印加されている。
これらの各第2グリッド16には該グリッド駆動用のド
ライブ回路26が接続されている。アノード電極13に
もドライブ回827が接続されている。この駆動回路の
他、ドライブ回路26に画信号を供給するデータ変換回
路29と、ドライブ回路26、27に制御信号を送るタ
イミング制御回路30が設けられている。これらの回路
により第7図の蛍光表示管1は次のように、いわゆるダ
イナミック駆動がなされる. ドライブ回路26は、画信号の内容に応じて第2グリッ
ド16の電位をオンオフする回路である。
また、ドライブ回路27は、アノード電極13を順に交
互に排他的にオン電位にする回路である。
さてここで、データ変換回路2つからドライブ回?82
6に入力される画信号が白画素用の信号である場合、ド
ライブ回路26は、対応する第2グリッド16をオン電
位にする。これによって、カソードフィラメント17か
ら飛び出した熱電子がアノード電極13の方向に飛翔す
る。このときその第2グリッド16の直下でオン電位と
なっているアノード電極13上の発光素子がアノード電
極電圧に応じた光量で発光する。
従って、この発光素子の光の照射を受けて感光体2(第
9図)の該当箇所がドット状に除電される。この除電さ
れた箇所には現像後トナーが付着しないから、白画素と
なる。
反対に第2グリッド16がオフ電位になると、その直下
の発光素子がすべて発光を停止し、感光体2の除電が行
われない。そこで、その部分に現像によってトナーが付
着する。これが黒画素となる。
すなわち、この蛍光表示管1は、第2グリッド16の電
位のオンオフによって、ドット状の静電潜像の除電を行
うか除電を行わないかの決定を行う6このとき、第1グ
リッド15は第2グリッド16のすきま40を電子が通
過してアノードl3に達し点灯することを防止する働き
をする。
一方、アノード電極13の電位を順に排他的にサイクリ
ックにオンにすることによって、各発光素子列ごとの印
字タイミングを決定するよう動作する。ドライブ回路2
6、27はこのような制御のために設けられている。
なお、ドライブ回路26は、画信号をシリアルパラレル
変換し、所定時間ラッチして、第2グリッド16に供給
する回路で、シフトレジスタ等によって構成される。タ
イミング制御回路30は、この画信号の転送と選択動作
を制御する夕ロック信号をドライブ回路26、27に向
けて出力する回路である。また、ドライブ回路27も、
タイミング制御回路30により制御されて、第2グリッ
ド16のオンオフ動作とタイミングをとりつつ8本のア
ノード電極13を順次排他的にサイクリックにオン電位
にする回路からなる。データ変換回路29は、シリアル
に入力する画信号をピックアップして所定の順にドライ
ブ回路26に送り出す回路である。ドライブ回路26に
は、第2グリッド16と同数(M個)の画信号が格納さ
れる。一方、感光体2上に形成しようとする8アノード
サイクルのドット状の静電潜像は8xM個である。第1
0図に示すように最初の8アノードサイクルに点灯する
画信号を左から順にD1、D2、D3、・・・・・・と
呼び、次の8アノードサイクルにおける画信号をEl.
E2、E3・・・・・・と呼ぶものとする。
まず、8アノードサイクルにおける最初のタイミングで
ドライブ回路26にD1.D9、D17、D25・・・
・・・というように8番おきに画信号がラッチされる。
そして第1列目の発光素子列がドライブ回路26により
駆動されて発光する。次のタイミングでドライブ回路2
6に、画信号D2、DIO、D18・・・・・・という
ように別の8番おきの画信号がラッチされる。そして第
2番目の発光素子列が発光する。8アノードサイクルに
おける画信号の処理はこの動作が合計8回繰り返される
ことにより進められる。次いで、次の8アノードサイク
ルに同様に最初のタイミングでEl,E9、E17・・
・・・・次のタイミングでE2、EIO、E18と画像
がラッチされる。そしてこの場合、8回の発光動作処理
に要する時間がーラインの書き込み完了に相当する時間
と等しくなるようように設定されている。
こうして、感光体2上に画像情報が順次書き込まれる. 第9図に示したように、発光素子列の発する光は、密封
ゲース12の透明隔壁(第8図)を通り集光レンズ7に
より感光体2に集光される.集光レンズ7を楕成する光
学系が、いわゆる等倍型であれば、感光体2が静止して
いるとき、発光素子列を構成する1個の発光素子が発光
すると、これと全く同サイズのドット状の静電潜像がこ
の感光体2上に形或される.これが現像されて用紙上に
転写処理された場合、その画像の1画素のサイズもこれ
と同一になる. ところが、実際には発光素子列の発光中に感光体2が第
9図矢印A方向に移動する。従って、感光体2上に形成
されたドット状の静電潜像のサイズは、この第9図矢印
A方向に見た場合、発光素子のサイズよりもやや長いも
のとなる。
第12図(a)に感光体上のドット状の静電潜像を示す
この場合の発光素子のサイズは、長さく矢印A方向サイ
ズ〉R゜、幅Wとする。
発光素子が一定時間発光する間に、感光体2が矢印A方
向に移動すると、感光体2上には、長さR、幅Wのドッ
ト状の静電潜像100が形戒される。これは、発光素子
の発光する間に、感光体2が距離(R−R’ )だけ移
動したことを意味する.ここで、感光体2面の除電効果
に着目すると、図の静電潜像100のうち、ハッチング
を施した部分(イ)は、発光素子の発光中、常に光の照
射をうけた部分である。これに対して、図の静電潜像1
00の残りの部分(ロ〉は、発光素子の発光中の前半ま
たは後半に光の照射を受けなかった部分である。
この照射された光エネルギを縦軸にとり、感光体2上の
位置を横軸にとると、第12図(b)に示すようになる
このように、ドット状の静電潜像100の両端部分では
、感光体2の受ける光エネルギーがやや低くなる。しか
しながら、このドットのサイズRと発光素子の同方向の
サイズR゜との比は小さく、実質上、現像後の画像の画
質に与える影響はわずかである。
こうして1個のドット状の静電潜像100が形成された
後、感光体2がさらに矢印A方向に移動すると、再び発
光素子が発光して、間隔をあけずに同様のドット状の静
電潜像101が形成される。
ところが、感光体2の矢印A方向の移動速度と発光素子
の発光タイミングが不整合になると、やや位置がずれた
ドット状の静電潜像102が形成される。この場合、両
ドット100、102の隙間103の部分では、感光体
は除電されなくなる.感光体が除電されない部分は現像
後黒いラインになり、画質を著しく低下させる。
そこで通常は、第13図(a)に示すように、このドッ
ト状の静電潜像100の矢印A方向のサイズRを、その
配列ピッチlよりも大きくなるように発光パターンを選
定し、矢印A方向に見ると、各ドット状の静電潜像が互
いに一部重なり合うようにしている。これにより、感光
体2の移動速度のむらがあってもこれを吸収することが
できる.なお、こうすることによって、第l3図(b)
に示したように、感光体の受ける光エネルギーが、隣り
合うドット状の静電潜像の重なり部分において加算され
て、矢印A方向にみて平坦に均一化(図中一点鎖線で表
示)される効果がある.そして、この蛍光表示管の電源
部の回路図を第11図に示す。電源部はグリッド電圧発
生部(a)、カソードフィラメント電圧発生部(b)、
アノード電圧発生部(C〉、グリッド基準電圧発生部(
d)およびアノード基準電圧発生部(e)がら成ってい
る。したがって、グリッドとカソードフィラメント間に
は定電圧が発生している。
また、カソードフィラメントには■点で得られるDC電
圧と■点で得られるAC電圧の和が出カされる。
[発明が解決しようとする課題〕 ところで、カソードフィラメント17は蛍光表示管1の
長手方向に約300mmの長さで張られているため、メ
カニカルな原因で両端支持部の間で振動することがある
。一旦カソードフィラメント17が振動をはじめるとカ
ソードフィラメント17とグリッド15、l6間の電位
差により生ずるクーロン力も作用し、なかなが振動は止
まらない。 ところが、第11図に示す回路図の例では
カソードフィラメント17には定電圧が発生しているた
め、カソードフィラメント17およびグリッド15、1
6間の電位差が一定である場合に、カソードフィラメン
ト17がグリッド15、16mに近づくと電界の強さが
増大し、カソードフィラメンl・17およびグリッド1
5、16に流れる電流が大きくなる。そのため、蛍光表
示管1の発光光量が上がる。一方、カソードフィラメン
ト17がグリッド15、16より遠ざかると逆に、カソ
ードフィラメント17およびグリッド15、16に流れ
る電流は小さくなり蛍光表示管1の発光光量は下がる。
こうして、蛍光表示管1の発光光量の変動幅は25〜3
0%にもなることがある,この発光光量の変化がカソー
ドフィラメント17の振動に応じて周期的に起こり、第
13図(a)の部分〈ハ)における発光光量が低下して
本来プリント画像として白画像となるべきところが光量
不足の場合には黒画像が現れ、また、本来黒となるべき
所でも近傍に白画像がある場合では光量が増加すると、
その光により黒画像が消去されることがある。その結果
、本来第14図(a)に示すプリント画像か、第14図
(b)に示すような縞模様が生ずることがある。
第8図に示す蛍光表示管lの第1グリッド電流および第
2グリッド電流と蛍光表示管1の発光光量との関係を第
6図に示す。
すなわち、フィラメント電圧を一定電圧とした場合第2
グリッド16を流れる電流は蛍光表示管1の全点灯時は
大となり、データが全黒のための消灯状態時には小とな
る。一方第1グリッド15を流れる総電流は点灯ドット
数の増加とともに少なくなる。
そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解消し、カソー
ドフィラメントの振動があっても、得られるプリント画
像の乱れが生じに<<、振動の減衰も早い蛍光表示管を
もつ画像処理装置を提供することを目的としている。
1課題を解決するための千段コ 本発明の上記目的は次の楕戒を採用することにより達戒
される。
蛍光体が被着されたアノード電極と、カソードフィラメ
ントと、アノード電極とカソードフィラメンl・間に配
置されるグリッドとを収容し、蛍光体の発する光を隔壁
を介して外部に透過させる密封ケースとからなる蛍光表
示管において、グリッド電流からカソードフィラメント
に流れる電流を一定値とする電流制御手段を備えた蛍光
表示管、または、 上記電流制御手段はグリッド電流の変化分に対応してカ
ソードフィラメント電圧を変化させる構成からなる上記
蛍光表示管、または、 上記電流制御手段は単位時間当たりの点灯ドット数をカ
ウントし、その値をアナログ値に変換した値をカソード
フィラメン)・電圧目標値とするよう横成した上記蛍光
表示管、または、 グリッドは第1グリッドと第2グリッドとからなり、第
1グリ・ソド電流■。1と第2グリッド電流■o2との
間に a I c1 + b I a2−一定(ただし、a.
bは係数) なる関1系式が成立するように電流を流す電流制御手段
を備えた上記蛍光表示管、または、上記表示管を感光ド
ラム周辺部に設けたゼログラフィ利用の画像処理装置、 である。
[作用] カソードフィラメントが振動し、カソードフィラメント
とグリッド間の距離が変動しても、例えばグリッド電流
が増加するとその増加分に対応してカソードフィラメン
ト電圧が上昇することでグリッドとカソードフィラメン
ト間の電位差が小さくなり、その結果グリッドからカソ
ードフィラメントに流れる電流が減少する方向に作用し
、蛍光表示管の発光光量は一定となる。したがって、蛍
光表示管を利用する画像処理装置では乱れのないプリン
ト画像が得られる。また、電界の強さが一定となるため
、カソードフィラメントの振動の減衰も早くなる。
[実施例] 本発明の実施例を図面と共に説明する。
本実施例の画像処理装置の感光ドラム周辺部のm造は第
9図に示し、蛍光表示管の分解部分斜視図は第7図、蛍
光表示管の横断面図は第8図に示す通りである。
次に本発明のグリッド電流およびフィラメント電流定電
流化のための電流回路の具体例を説明する。
第1図に示す回路図は第1l図の電源回路のA部分に置
き換えて配置される蛍光表示管電源回路の部分横戒図で
ある。
第1図に示す例は、第1グリッド電流、第2グリッド電
流検出回路および第1グリッド電圧と第2グリッド電圧
の加算回路および目標電圧と上記第1グリッド電圧と第
2グリッド電圧の加算電圧との偏差を積分する積分回路
とからなる。この偏差積分されたカットオフバイアス電
圧〈第l1図■点におけるカソードフィラメントDC電
圧)■,をカソードフィラメントのDC電圧として出力
するものである。
したがって、カソードフィラメント17が振動すること
により、グリッド電流が、例えば増加すると、このグリ
ッド電流の増加を検出して、カソードフィラメントDC
電圧(=カットオフバイアス電圧)VXも増加する。す
ると(VO  VK)値が小さくなるため、グリッドか
らカソードフィラメント17に流れる電流を減少させる
方向に作用し、結局この電流が一定値を保つことになる
。その結果カソードフィラメント17からアノード電極
13に向けて放出される電子量も一定となり、カソード
フィラメント17の振動があってもアノード電極表面の
蛍光体の発光光量は、一定となる。
なお、第5図にカットオフバイアス電圧■,とカットオ
フバイアス電流I8との関係を、第4図にカットオフバ
イアス電圧V,と蛍光表示管の発光光量との関係を示す
。また、上記したようにカソードフィラメントl7が振
動することでグリッド電流が変化すると、その電流変化
分を打ち消す方向にカットオフバイアス電圧V,が変化
するためカソードフィラメント17の振動の減衰も早く
なる効果がある。
第6図に示すように、第1グリッド電流■。1および第
2グリッド電流I。2と点灯ドット数Nとの間にはそれ
ぞれ rat” αN+β         (1)■。2−
 γN+δ         〈2)なる関係が成立し
ている。
そこで、下記の(3)式にI。,、■。2を代入すると
、 aIcI+bIcz=K  (K=一定〉 (3)(4
)式が得られる。
ここで、α、β、γ、δ、aおよびbは定数である. (aα+b7)N十aβ十bδ=K  (4)(4〉式
が点灯ドット数Nに無関係に成立するためには、 aα+bγ=O           (5)aβ+b
δ=O           (6)なる関係式が成立
しなければならない。
したがって、 a=(一γ/(αγ一βγ))K   (7)b=+α
/(αδ一βγ))K    (8)が成立する。
例えば、アノード電圧300V、第1グリッド電圧60
V、第2グリッド電圧80V、カソードフィラメント電
圧26.24Vの条件において、K−60mAとするた
めには、(2=0.00614、β=42.54なる実
測値から、 a=1.28 b=0.916 が得られる。
また、第2図に示す例は,第11図の蛍光表示管電源回
路の■と■間をカットして同図の回路を接続したもので
ある。アノードサイクルごとの点灯ドット数をカウント
し、カウント数をD/A変換し、一定電圧を加算する。
この値をカットオフバイアス電圧Vイの目標値として制
御を行うものである。
すなわち、データ変換回路29(第7図)からのビデオ
データをカウンタでカウントしD/A変換器でアナログ
値に変え、さらに、一定電圧を加え、それを電圧目標値
とし、これとグリッド電流の増幅電圧変換値との偏差積
分値をカソードフィラメント17のDCの電圧値V,と
して出力するものである。
さらに、第3図に示す例は、第11図の蛍光表示管の電
源回路の■と■との間をカットして同図を接続したもの
である。増幅グリッド電圧と固定目標電圧との偏差積分
値をカソードフィラメント17に出力することで固定電
流を出力する例を示す. [発明の効果コ 本発明によれば、蛍光表示管のカソードフィラメントの
振動防止のために、蛍光表示管を構造的に改良する必要
がなく、たとえカソードフィラメントが振動しても電気
的な処理のみで発光光量を一定に保つことができ、縞模
様のない安定したプリント画像を得ることができる。
しかも、画信号の点灯ドット数に無関係に乱れのない画
像が得られる。
【図面の簡単な説明】
第l〜3図は蛍光表示管のグリッド電流およびカソード
フィラメント電流定電流回路図、第4図はカットオフバ
イアス電圧と発光光量との関係図、第5図はカットオフ
バイアス電圧と電流の関係図、第6図は第1グリッド電
流と第2グリッド電流と蛍光表示管の全発光光量との関
係図、第7図は蛍光表示管の部分切断斜視図、第8図は
蛍光表示管の横断面図、第9図は感光ドラム周辺部の構
成図、第10図は各タイミングにおける蛍光表示管の発
光部の形状、第11図は蛍光表示管電源回路図、第12
図と第13図は感光体上のドット状の静電潜像の重なり
の説明図、第14図はカソードフィラメントの振動のな
い時とある時におけるプリント画像である. 1・・・蛍光表示管、2・・・感光体、13・・・アノ
ード電極、15・・・第1グリッド、l6・・・第2グ
リッド、17・・・カソードフィラメント

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)蛍光体が被着されたアノード電極と、カソードフ
    ィラメントと、アノード電極とカソードフィラメント間
    に配置されるグリッドとを収容し、蛍光体の発する光を
    隔壁を介して外部に透過させる密封ケースとからなる蛍
    光表示管において、グリッドからカソードフィラメント
    に流れる電流を一定値とする電流制御手段を備えたこと
    を特徴とする蛍光表示管。
  2. (2)電流制御手段はグリッド電流の変化分に対応して
    カソードフィラメント電圧を変化させる構成からなる請
    求項1記載の蛍光表示管。
  3. (3)電流制御手段は単位時間当たりの点灯ドット数を
    カウントし、その値をアナログ値に変換した値をカソー
    ドフィラメント電圧目標値とするよう構成した請求項1
    または2項記載の蛍光表示管。
  4. (4)グリッドは第1グリッドと第2グリッドとからな
    り、第1グリッド電流I_C_1、と第2グリッド電流
    I_C_1との間に aI_C_1+bI_C_=一定 (ただし、a、bは係数) なる関係式が成立するようにグリッド電流を流す電流制
    御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の蛍光表
    示管。
  5. (5)請求項1ないし4項記載の蛍光表示管を感光ドラ
    ム周辺部に設けたゼログラフィ利用の画像処理装置。
JP31153389A 1989-11-30 1989-11-30 蛍光表示管 Expired - Lifetime JP2890558B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003029711A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Noritake Itron Corp 蛍光表示管の駆動方法及び駆動回路
JP2010145788A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Noritake Itron Corp 蛍光表示管の電源回路装置

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