JPH04365065A - 光書き込み装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録すべき画像情報を
光信号に変換して感光体に書き込むための光書き込み装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種情報機器の出力装置としては
、高速・高品質のものが求められており、このような要
求を満たすため、記録すべき画像情報を光信号に変換し
て感光体に書き込む方式のものが普及してきている。 ここで用いられる光書き込み装置としては、回転多面体
ミラーやガルバノミラーなどとレーザを組み合わせたも
のや、液晶などによる光シャッタアレイを用いるもの、
発光ダイオードアレイやプラズマ放電素子アレイ、電界
発光素子アレイなどのアレイ光源を用いるもの、ＣＲＴ
と光ファイバを組み合わせたものなどが用いられている
。しかしこれらの光書き込み装置は、信頼性、コスト、
占有体積などの点で十分とはいえず、新たな方式の光書
き込み装置の研究が進められている。ここではそのひと
つとして蛍光表示管の原理を応用したものを例に挙げて
説明する。

【０００３】蛍光表示管の原理を応用した光書き込み装
置は、直熱型三極真空管構造を基本としている。その一
例の断面図を図３に、平面図を図４にそれぞれ示す。こ
の光書き込み装置８１はガラス基板８２とその上に低融
点ガラスで接着されたフェイスガラス８９とで真空容器
を構成している。ガラス基板８２上にはアノード電極８
３が形成され、このアノード電極８３上には、電着によ
って蛍光体ドット８４が塗布されている。これらのアノ
ード電極８３と蛍光体ドット８４は、図４に示すように
、列状に多数配列されている。また、このアノード電極
８３の上方には、タングステンの極細線に電子放射性物
質を塗布した電子源であるカソードフィラメント８７が
張られており、さらにこのカソードフィラメント８７と
アノード電極８３の間には、金属メッシュを加工したグ
リッド電極８６がアノード電極８３およびカソードフィ
ラメント８７に対して一定距離を保って保持されている
。また前記アノード電極８３は、奇数番目のドットと偶
数番目のドットに振り分けられ、図示しない配線によっ
てガラス基板８２上に配置された駆動用ＩＣ８８と接続
されている。前記グリッド電極８６および前記カソード
フィラメント８７は、それぞれ所定の電圧が印加される
ように配線されている。本実施例の電気的構成を図５の
ブロック配線図に示す。

【０００４】この光書き込み装置８１は、ロッドレンズ
９１を挟んで、感光体９０と対向して配置されている。

【０００５】なお、駆動用ＩＣ８８は図６に示すように
シフトレジスタ９７、ラッチ回路９８、ドライブ回路９
９より構成されている。また、この駆動用ＩＣ８８には
、書き込むべき画像情報に対応した画像データＧＤ、制
御信号としての奇数クロック信号ＯＣ、偶数クロック信
号ＥＣ、ラッチ信号ＬＡ、アノード電圧を印加するため
のストローブ信号ＳＴが加えられている。

【０００６】以上のような構成をした光書き込み装置に
おいて、カソードフィラメント８７に交流のフィラメン
ト電圧ＦＶを加えると、カソードフィラメント８７が加
熱され、塗布されている電子放射性物質から熱電子が放
出される。グリッド電極８６には、カソードフィラメン
ト８７に対し正のグリッド電圧ＧＶが加えられており、
カソードフィラメント８７から放出された熱電子は加速
され、一部はグリッド電極８６に流れ込みグリッド電流
となるが、グリッド電極８６を通過した熱電子は、アノ
ード電極８３に向かう。

【０００７】ここでカソードフィラメント８７に対して
正の電圧がアノード電極８３に加えられている場合には
、グリッド電極８６を通過した熱電子はアノード電極８
３に到達し、アノード電流となる。このとき、熱電子は
アノード電極８３に塗布されている蛍光体８４を刺激し
、発光させる。また、カソードフィラメント８７に対し
負の電圧がアノード電極８３に加えられている場合には
、グリッド電極８６を通過した熱電子はアノード電極８
３に到達することができず、蛍光体８４は発光しない。

【０００８】そこで、基板８２上に配置した駆動用ＩＣ
８８により、記録すべき画像情報に応じてアノード電極
８３に印加する電圧を選択的に変化し、蛍光体８４の発
光・非発光を制御する。

【０００９】前述のように、駆動用ＩＣ８８には図示し
ないクロック回路で発生された奇数クロック信号ＯＣま
たは偶数クロック信号ＥＣが加えられている。これらの
クロック信号は基準クロック信号を分周して生成されて
おり、図５に示すように奇数ドット駆動用のＩＣ１、Ｉ
Ｃ３……ＩＣ２ｎ−１には奇数クロック信号ＯＣが、偶
数ドット駆動用ＩＣ２、ＩＣ４……ＩＣ２ｎには偶数ク
ロック信号ＥＣがそれぞれ加えられている。これらのク
ロック信号は各ＩＣ内のシフトレジスタ９７に加えられ
ており、このクロック信号に基づいて記録すべき画像信
号ＧＤの奇数番目のデータ信号は奇数ドット駆動ＩＣ１
に、偶数番目のデータ信号は偶数駆動ＩＣ２にそれぞれ
セットされる。奇数ドット駆動用のＩＣ１、ＩＣ３……
ＩＣ２ｎ−１、偶数ドット駆動用ＩＣ２、ＩＣ４……Ｉ
Ｃ２ｎ内のシフトレジスタ９７はそれぞれカスケードに
接続されており、前記の操作を繰り返すことにより、デ
ータは各ＩＣ内のシフトレジスタ９７のレジスタを次々
シフトしていくとともに、あふれたデータは次の駆動Ｉ
Ｃ内のシフトレジスタ９７に転送される。

【００１０】１列分の画像信号ＧＤが伝達されると各Ｉ
Ｃに一斉にラッチ信号ＬＡが送られ、各ＩＣのシフトレ
ジスタ９７の内容がラッチ回路９８に取り込まれる。す
なわち、ＩＣ全体で１列分のデータがラッチされること
になる。ここで各ＩＣにはストローブ信号ＳＴが印加さ
れ、ドライブ回路９９によりラッチ回路の９８の内容に
応じてアノード電極８３に所定のアノード電圧を供給す
る。その結果、蛍光体８４が１列分の画像信号ＧＤに基
づいて、選択的に発光することになる。

【００１１】蛍光体８４から発せられた光はフェイスガ
ラス８９を透過して出力され、ロッドレンズ９１により
感光体９０の表面に結像される。これにより、１列分の
画像情報を感光体９０上に書き込むことができ、感光体
９０を移動しながら以上の操作を繰り返すことにより、
記録すべき画像情報を感光体９０上に書き込むことがで
きる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
述べたような構成の光書き込み装置においては、発光素
子と結像光学系であるロッドレンズとが離れているため
、結像光学系と感光体も同程度の距離をおいて設置する
必要があり、全体としての占有容積が増大する欠点を有
する。また、光源部分と結像光学系とが別部品となるた
め、取り扱い上不便である。これらの欠点は蛍光表示管
の原理を応用した光書き込み装置に限らず、発光ダイオ
ードアレイやプラズマ放電素子アレイ、電界発光素子ア
レイなどの他の方式のアレイ光源を用いるものにおいて
も共通する。

【００１３】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、発光素子アレイを基板上に１列
または複数列に配置した光書き込み装置において、占有
容積が小さく、結像光学系を含めて一体構造で取り扱い
に便利な光書き込み装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光書き込み装置は、基板の一部または全部に
、発光素子アレイの複数の素子毎に対応するように屈折
率分布をもたせ、これにより基板に自己集束性を持たせ
た。

【００１５】

【作用】上記の構成を有する本発明の光書き込み装置は
、発光素子アレイの各素子から発せられた光を基板の屈
折率分布による自己集束作用により感光体上に結像する
。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。以下の実施例は本発明を蛍光表示管
の原理を応用した光書き込み装置に応用したものである
。

【００１７】はじめに、図１を参照して、本実施例の構
成について説明する。

【００１８】ガラス基板２上にはＩＴＯ膜からなる透明
アノード電極３が複数形成されている。各アノード電極
上には電着によりドット状のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体４が塗
布され、透明アノード電極３と蛍光体４により発光セグ
メントを形成している。この発光セグメントは各発光ド
ットが主走査方向（長手方向）に一列に並ぶように配列
されている。

【００１９】これらの発光セグメント列の上方には、タ
ングステンの極細線に電子放射性物質を塗布したカソー
ドフィラメント７が張設されている。また、このカソー
ドフィラメント７と透明アノード電極３の間には、金属
メッシュを加工したグリッド電極６が透明アノード電極
３とカソードフィラメント７に対して一定距離を保って
保持されている。

【００２０】さらにこれら全体がガラス基板２とガラス
シーリング９によって真空中に封止されている。またガ
ラス基板２上には駆動用のＩＣ８が設置されており、前
述の各電極と接続されている。

【００２１】前述のガラス基板２は、その一部に屈折率
を分布させることにより自己集束性をもたせ、いわゆる
平板マイクロレンズを構成している。このようなガラス
基板２は、イオン交換によって作成される。屈折率は中
心から周辺に向かって減少し、その減少量が中心からの
距離の２乗に比例するような分布１１が主走査方向に何
度か繰り返された分布をしている。この繰り返しの周期
は発光セグメントの配列周期の整数倍になっている。ま
た、屈折率の分布１１の比例係数は、蛍光体４から発せ
られた光がこの光書き込み装置１に対向して設置されて
いる感光体１０の表面に結像横倍率−１倍で結像する、
すなわち同じ大きさの倒立像が結像するように選ばれて
いる。

【００２２】なお、図１および図２では、等屈折率曲線
を細線で示してある。この図では屈折率の分布１１の繰
り返しが発光セグメントの配列ピッチの３倍として描か
れているが、実際には６倍となっている。

【００２３】つぎに、本実施例の動作を説明する。

【００２４】従来の技術の項で述べたように、カソード
フィラメント７から熱電子が放出され、グリッド電極６
により加速される。ここで記録すべき画像情報に応じて
アノード電極３に加える電圧を選択的に変化させること
により、記録すべき情報に応じて蛍光体４を発光・非発
光させることができる。

【００２５】蛍光体４より発せられた光は、透明アノー
ド電極３を透過し、透明ガラス基板２に入射する。前述
のように透明ガラス基板２は屈折率の分布１１により自
己集束性を持っているため、入射した光は対向する感光
体１０の表面に結像し、これにより、所望の情報を感光
体１０上に記録することができる。

【００２６】ここで、透明ガラス基板２の屈折率の分布
１１による結像倍率は−１であるので、図２に示すよう
に、発光セグメントの配列順と感光体１０の表面に書き
込まれる順が異なる。そこで、本実施例では駆動用のＩ
Ｃ８内の結線を変更して感光体上で正しく画像情報が配
列するように構成されている。また、屈折率の分布１１
による像の明るさは屈折率の分布１１の中心線上で明る
く、周囲では暗くなる。本実施例ではこれを補正して感
光体１０上で各点の明るさが均一になるように透明アノ
ード電極３に印加する電圧を屈折率の分布１１との相対
位置に応じて変化させている。

【００２７】以上に述べたような構成にすることにより
、蛍光体と結像光学系を近接することができるため、結
像光学系と感光体との距離を短くすることができ、全体
としての占有容積を小さくすることができる。また、光
源部と結像光学系が一体化されているため、取り扱いも
容易となる。

【００２８】本発明は以上詳述した実施例に限定される
ことなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変
更を加えることができる。

【００２９】例えば、結像光学系の倍率は−１倍に限ら
ず、発光セグメントの配列ピッチ位置とピッチを変更す
ることにより、他の倍率にすることもできるし、同様な
光学系を２枚重ねることにより正の結像倍率を得るよう
にしてもよい。また、屈折率の分布の繰り返しの周期は
、発光セグメントの配列ピッチの略整数倍であればよい
。また、感光体上での輝度を均一にする方法は蛍光体の
面積を変えるなどの方法を用いてもよい。

【００３０】このほか、発光セグメントの配列は千鳥状
など複数列にしてもよいし、屈折率の分布１１の配列を
複数列にしてもよい。さらに、ここでは三極管タイプの
蛍光表示管を基にして説明を行ったが、蓄積電荷の影響
をなくすための電極を設けた四極管タイプなど他のタイ
プの蛍光表示管を応用することもできる。陽極にスリッ
トを設けた構造にすることにより不透明部材を用いて光
透過可能とすることもできる。

【００３１】電子源はここで用いた直熱型のフィラメン
トに限らず、ヒータ芯部とカソード部を電気的に絶縁し
た傍熱型フィラメントを用いてもよいし、電界放射型や
その他の固体電子源などを用いることもできる。

【００３２】また、上記の実施例で挙げた材質は一例に
過ぎず、例えば透明アノード電極には酸化スズなども用
いることができるし、シーリング部材としてセラミック
を用いることもできる。蛍光体の種類を変えることによ
り感光体材料に対応した発光色を得ることもできる。

【００３３】以上は本発明を蛍光表示管の原理を応用し
た光書き込み装置に応用したものであったが、発光ダイ
オードアレイやプラズマ放電素子アレイ、電界発光素子
アレイなど、他の方式のアレイ光源を用いるものにおい
ても応用することができる。

【００３４】なお、ここで用いる感光体としては、カー
ルソンプロセスによる電子写真方式に用いられる光導電
体や、銀塩フィルム、マイクロカプセル感光紙などがあ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の光書き込み装置を用いることにより、発光素子と
結像光学系を近接して配置することが可能となり、この
ため結像光学系と感光体との距離も短くすることができ
、結像のための空間も含めた占有容積を小さくすること
ができる。また結像光学系も含めて一体化されているた
め、組立の際などの取り扱いも容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光書き込み装置の一実施例の構成を説
明する断面図である。

【図２】本実施例の構成を説明する横断面図である。

【図３】従来の蛍光表示管の原理を応用した光書き込み
装置の構成を説明するための断面図である。

【図４】従来の光書き込み装置の構成を説明するための
平面図である。

【図５】従来の蛍光表示管の原理を応用した光書き込み
装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。

【図６】従来の光書き込み装置に用いられる駆動ＩＣの
構成の一例を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１　　光書き込み装置 ２　　透明ガラス基板（封止部材の一部）３　　透明ア
ノード電極 ４　　蛍光体 ６　　グリッド電極 ７　　カソードフィラメント（電子源）８　　駆動用の
ＩＣ（駆動回路） ９　　ガラスシーリング（封止部材の一部）１０　　感
光体 １１　　屈折率の分布

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に発光素子が１列または複数列
   にアレイ状に配列され、この発光素子アレイを選択的に
   発光することにより外部に配設された感光体上に画像情
   報を書き込む光書き込み装置において、前記基板の一部
   または全部に、前記発光素子アレイの複数の素子毎に対
   応するように屈折率分布をもたせ、これにより前記基板
   が自己集束性を有するように構成したことを特徴とする
   光書き込み装置。
2. 【請求項２】　　一部分に蛍光体が塗布され、１列に配
   列された複数のアノード電極と、このアノード電極の上
   方に配置されたグリッド電極と、さらにこのグリッド電
   極の上方に配置された電子源と、これらに所定の電圧を
   印加するための駆動回路とを有し、これらの蛍光体、ア
   ノード電極、グリッド電極、電子源が封止部材によって
   真空中に封入されており、前記アノード電極に印加する
   電圧を前記駆動回路によって制御することにより前記複
   数のアノード電極に塗布された蛍光体を選択的に発光さ
   せる光書き込み装置において、前記アノード電極が光透
   過可能に構成されており、かつ前記封止部材の一部また
   は全部に屈折率分布をもたせることにより自己集束性を
   有するようにし、このときの屈折率分布を前記アノード
   電極の複数の電極に対応するように設けたことを特徴と
   する請求項１に記載の光書き込み装置。