JPH056518B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多極管構造の真空蛍光管を応用した
光プリンタ用光源の駆動方法に関するものであ
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
されるようになつている。第４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１は記録媒体としての感光ドラムであ
る。感光ドラム１は図中時計回り方向に回転し、
帯電器２によつて表面を帯電させられる。そして
帯電した感光ドラム１の表面には、光源３からド
ツト状の光が照射されて文字・図形等の潜像が形
成され、この潜像は現像器４によつて現像され
る。カセツト５に収納された転写用紙６は、感光
ドラム１の表面と転写用加熱器７との間を通つて
送られるようになつており、現像された感光ドラ
ム１表面の文字・図形等が該転写用紙６に連続的
に感熱転写されていくように構成されている。な
お、図中８は転写済みの文字等を消すための消去
ランプであり、９は感光ドラム１の表面を清掃す
るためのクリーニングブレードである。

前記光プリンタには、光源にレーザ光を使用し
たレーザプリンタ、光源にLEDを用いたLEDプ
リンタ、またCRTとOFTを組合わせたOFTプリ
ンタ等が知られている。

ところが、前記レーザプリンタについては、装
置が複雑かつ大型であり、さらに、レーザ光をス
キヤンさせる高速回転ミラーの駆動機構があるた
め、高速回転が安定するのに時間がかかる欠点
と、回転部分の摩耗等により信頼性に欠けるとい
う問題点があつた。また、LEDプリンタについ
ては、光源のLEDチツプを多数個接続すること
が技術的に困難であり、さらに、各LED素子は
それぞれ独立して単体であるため、発光を均一に
するためには選別作業が容易でないという問題点
があつた。また、OFTプリンタは、装置が大型
であり製造コストが高くつくという問題点があつ
た。

これらの問題点を解決するため、光プリンタの
光源として、蛍光表示管の原理を利用した光源が
提案されている。例えば、特開昭58−38967号公
報には、蛍光表示管の原理を応用した蛍光発光管
を光プリンタの光源に利用した例が示されてい
る。

前記公報に示されているプリンタ用光源として
の蛍光発光管は、多数個の発光ドツトが一列に並
設された構造であり、隣り合う発光ドツトの間に
は電気的な絶縁性を保つために非発光部分が設け
られている。そして、この蛍光発光管は、発光ド
ツトの列が記録媒体の移動方向に対して直角とな
るように光プリンタに実装される構成となつてい
る。第４図の例で言えば、この蛍光発光管は、発
光ドツトの列が感光ドラム１の軸線方向と平行に
なるように実装される。従つて、このような蛍光
発光管を用いた光プリンタによれば、記録媒体の
移動方向に対して直角な方向では連続的な直線を
表わすことができず、破線又は点線状になつてし
まうため、印字品位が低いという問題点があつ
た。

また前記蛍光発光管は、各発光ドツトそれぞれ
に発光信号を印加するというスタテイツク駆動方
式によつて駆動されるので、電極リードの数が非
常に多い。例えば発光ドツトのピツチ間隔を1/12
mmとし、A4サイズの紙を横長にして印刷するた
めにドツトの列の長さを300mmに設定すると、約
3600本もの電極リードが必要になつてしまう。従
つて各発光ドツトを駆動するICの数が多くなり、
またICと電極リードとの接続作業も煩雑になる
ので、製造コストを低く押えることができないと
いう問題点があつた。

そこで以上のような問題点を解決するプリンタ
用光源として、本出願人は特願昭60−51842号に
て３極管構造でダイナミツク駆動方式の真空蛍光
管を提案し、特願昭60−174997号では４極管構造
でダイナミツク駆動方式の真空蛍光管を提案して
いる。

第５図は前記４極管構造の真空蛍光管１０を示
す一部切欠き平面図である。基板１１の表面に
は、複数本の線状（又は帯状）の陽極導体１２が
互いに平行に配設されており、各陽極導体１２の
上面には蛍光体層１３がそれぞれ連続的に被着さ
れて、複数本の陽極１４が構成されている。

前記陽極１４の上方には、基板１１の周辺部に
設けられた図示しない絶縁層を介して、複数の第
２制御電極１５が設けられている。この第２制御
電極１５は、前記陽極導体１２の配設方向と斜め
に交差する平板部材より成り、互いに平行に、か
つ、電気的には互いに分離して設けられている。
また、各第２制御電極１５の中央には、前記陽極
導体１２を斜めに横切る方向にスリツト状開口部
１６（以下スリツト１６と呼ぶ。）がそれぞれ穿
設されていて、前記蛍光体層１３のうち、該スリ
ツト１６によつて区画された部分のみが、電子の
射突を受けて発光する発光ドツト１７とされてい
る。

次に、前記第２制御電極１５の両縁部には図示
しない絶縁性のスペーサが設けられており、該ス
ペーサを間に介して、第２制御電極１５の上方に
は第１制御電極１８が設けられている。第１制御
電極１８は、一枚の板材から形成されており、第
２制御電極１５の各スリツト１６に対応する位置
に、該スリツト１６より一回り大きめのスリツト
１９がそれぞれ形成されている。従つて前記陽極
１４の蛍光体層１３のうち、第２制御電極１５相
互間の隙間にあらわれている部分は第１制御電極
１８によつて隠されるので、有効な発光部分は前
述したように前記発光ドツト１７のみとなる。従
つて製作上の都合等によつては、前述したように
陽極導体１２に蛍光体層１３を連続的に被着させ
る必要はなく、少くともスリツト１６から覗いて
いる部分には蛍光体層１３が被着しているように
しておけばよい。

次に、前記第１制御電極１８の上方には、フイ
ラメント状陰極２０が張架配設されている。そし
て、前記基板１１には、封着材を介して側面板２
１及び前面板２２より成る容器部が封着されてお
り、その内部は高真空雰囲気に保たれている。

次に、密封容器外に導出されたグリツド端子２
３等の各電極は、図示しないドライバ回路等に接
続されており、前記各陽極１４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１５に印加して、任意の
蛍光体層１３の発光ドツト１７を選択的に発光さ
せられるように構成されている。

また、発光させたくない蛍光体層１３（又は発
光ドツト１７）に対応する第２制御電極１５に
は、もれ発光を防止するため、負電圧（カツトオ
フバイアス）を印加できるようになつている。ま
た、このカツトオフバイアスが作る負電位のため
に電子が斥力を受けて進路を曲げられ、発光表示
させたい発光ドツト１７に射突することができな
くなり、発光ドツト１７の一部が発光しなくなつ
てしまうことがある。このような現象（ケラレと
いう。）を防ぐために設けられた前記第１制御電
極１８には正電圧が印加されるようになつてお
り、第１制御電極１８と前記フイラメント状陰極
２０との間の電界をほぼ一様に保つことができる
ように構成されている。

次に、以上の構成による真空蛍光管１０を光プ
リンタの光源として実装する場合には、記録媒体
としての感光ドラム１の軸線方向と前記陽極導体
１２の配設方向とが平行となるようにする。即ち
第５図に示すように、ひとつのスリツト１６で区
画された発光ドツト１７の斜めの並び方向が、矢
印で示す感光ドラム１の移動方向Ａ１に対して所
定角度傾くようにする。記録媒体の移動方向Ａ１
に関する発光ドツト１７の幅は、陽極導体１２に
被着された蛍光体層１３の幅そのものであるが、
これと直角の方向に関する発光ドツト１７の幅
（以下、ドツト幅と呼ぶ。）は、第２制御電極１５
のスリツト１６の同方向に関する幅によつて決め
られる。従つて陽極導体１２の配設方向に対する
スリツト１６の傾きを適宜に設定し、各発光ドツ
ト１７の発光タイミングを感光ドラム１の回転速
度に応じて適宜に調整すれば、感光ドラム１の表
面の軸線に平行な一直線上の位置に、各発光ドツ
ト１７が照射する光を絶え間なく連続的につなげ
て到達させることができる。

以上のように、この真空蛍光管１０はダイナミ
ツク駆動方式で端子数が少ないことから光プリン
タへの実装作業が楽であり、また、この真空蛍光
管１０を光源に用いた光プリンタは印字品位が高
いと言われれている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記真空蛍光管１０を駆動する場合、発光ドツ
ト１７の輝度を上げるため、一般に陽極１４には
300［Ｖ］程の電圧を加えているが、熱変形を防止
するため第２制御電極１５には100［Ｖ］程の電圧
が加えられている。その結果、第２制御電極１５
と陽極１４との間に200［Ｖ］程の電位差ができる
ために電子レンズ効果が生じ、第６図に示すよう
にスリツト１６を通過した電子線は収束される。
そして各発光ドツト１７のスリツト１６の縁部に
近い部分には電子の射突しない部分Ｓが生じてし
まい、ここが非発光部分となつてしまう。

前記電子レンズは、小孔の設けられた板の両側
が強度の異なる電界とされた静電レンズ（開孔レ
ンズ）であると考えることができる。従つてその
焦点距離ｆは、第２制御電極１５の電位をVc₂、
第２制御電極の上下の電界強度をそれぞれE₁、
E₂とすると式ｆ＝4Vc₂／｜E₁−E₂｜で表わすことがで きる。ここで第１制御電極１８と第２制御電極１
５との間隔を200μｍ、第２制御電極と陽極１４
の表面２４との間隔を100μｍ、第２制御電極１
５のスリツト１６の幅（陽極１４の長手方向の
幅）を85μｍとする。そして第１制御電極１８の
電位Vc₁を80V、第２制御電極１５の電位Vc₂を
100V、陽極１４の電位Vbを300Vとすると、前
記式より焦点距離ｆは、 ｆ＝４×100／２−0.1≒210μｍ となる。従つて陽極１４の長手方向に測つた電子
線の射突幅、即ち蛍光体層１３の実際の発光幅は
45μｍとなり、ドツト幅である85μｍよりも狭く
なつている。このため記録媒体の移動方向とは直
角な表面の一直線上の位置に、各発光ドツト１７
が照射する光を集めてみても、ドツト状の光によ
つて形成された潜像は連続せず、点線状になつて
しまうという問題点があつた。

また、電子レンズ効果のために、電子線密度が
発光部分の中央では高く、周辺部に近づくにつれ
て低くなつている。従つてドツト状の蛍光体層の
発光は均一でなく、輝度にムラがあるという問題
点があつた。

［発明の目的］ 本発明は、所定の必要な発光幅で各発光ドツト
を光らせることができるため、記録媒体にその移
動方向とは直角な連続した直線状の線像を形成で
き、光プリンタの光源に適用して表示品位を向上
させることができるプリンタ用光源の駆動方法を
提供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］ 前記の目的を達成するため本発明によるプリン
タ用光源の駆動方法は、基板上に互いに平行に配
設された複数本の線状の陽極導体の表面に蛍光体
層が被着されてなる陽極と、前記陽極導体に対し
斜めに交差する方向に各々スリツト状開口部が形
成されて並設された多数の制御電極と、前記制御
電極の上方に離間して張設されたフイラメント状
陰極とを有する３極管構造の真空蛍光管におい
て、前記陽極を走査し、陽極の走査に同期して前
記制御電極に陽極電圧より0V〜50V低い印字信
号としての制御電圧を印加することを特徴として
いる。

また、基板上に互いに平行に配列された複数本
の線状の陽極導体の表面に蛍光体層が被着されて
なる陽極と、前記陽極導体に対し斜めに交差する
方向に各々スリツト状開口部が形成されて陽極に
近い位置に並設された多数の第２制御電極と、前
記第２制御電極のスリツト状開口部に対面して穿
設されたスリツト状開口部を有し、前記第２制御
電極の上方に配設された第１制御電極と、前記第
１制御電極の上方に離間して張設されたフイラメ
ント状陰極とを有する４極管構造の真空蛍光管に
おいて、印加信号としての第２制御電圧が陽極電
圧と同程度に設定され、第１制御電極に印加され
る第１制御電圧が第２制御電圧より０〜100V低
いことを特徴としている。

［作用］ 本発明の駆動方法によれば、陽極と制御電極と
の電位差が充分小さいので電子レンズ効果も弱
く、制御電極又は第２制御電極のスリツト状開口
部を通過する際に電子線が収束されることはな
い。即ち、蛍光体層の発光面積が狭められてしま
うことはなく、スリツト状開口部によつて区切ら
れたドツト状の蛍光体層を、陽極の長手方向の寸
法いつぱいに発光させることができる。

従つて記録媒体の移動方向に対して傾斜して並
んでいるドツト状の蛍光体層を、記録媒体の移動
にタイミングを合せて発光させれば、ドツト状の
蛍光体層の発した光は記録媒体表面の移動方向に
対して直角な一直線上に連続した潜像を形成す
る。

実施例 １ 本実施例は、４極管構造の真空栄光管であるプ
リンタ用光源の駆動方法である。真空蛍光管の構
造自体は、［従来の技術］及び［発明が解決しよ
うとする問題点］の各項で説明し、第５図に示し
た従来のものとほぼ同一であり、本項における説
明でも第４図及び第５図で用いた符号はそのまま
使用するものとする。また、前述したスリツト１
６の幅や電極間隔等の寸法も同じであるとする。

本実施例では蛍光体層１３の発光輝度を十分な
ものとするために、陽極電圧Vbを150V〜350V
の範囲で定めることとし、例えば200Vとする。

従来第２制御電極１５には熱変形を避けるため
に高電圧を加えることはなく、例えば前述のよう
に陽極電圧よりも200V低い制御電圧が加えられ
ていた。近年真空蛍光管の製作・組立てにあたつ
て、制御電極に初応力を与えた状態でこれを固定
し、使用時に制御電極に発生する熱応力を緩和す
る方法がとられるようになつている。従つて従来
よりも高い制御電圧を第２制御電極１５に印加す
ることは可能となつており、本実施例では陽極電
圧と同程度の第２制御電圧（150V〜350V）を印
字信号として加えることとし、例えば前記陽極電
圧Vbと同じ200Vの第２制御電圧を第２制御電極
１５に加えるものとする。

第１制御電極１８は１枚板によつて構成されて
いるので第２制御電極１５に比べれば熱変形には
弱く、あまり高い電圧を加えることは好ましくは
ないが、第１制御電極１５より上方の電界を均一
に保つという機能が要求されているので、少くと
も第２制御電極１５の第２制御電圧よりは低く、
最大で100V低い範囲に定め、50Vを下限値とす
る。即ち、第１制御電極１８に加える第１制御電
圧は50V〜200Vの範囲とし、例えば80Vとする。

以上のような駆動条件で真空蛍光管１０を発光
表示させた場合、第２制御電極１５のスリツト１
６における電子レンズの焦点距離ｆを求めてみ
る。第１及び第２制御電極１８，１５の間の電界
強度E₁は、 E₁＝200−80／0.2×10^-3＝６×10⁵V／ｍ、第２制御電
極 １５と陽極１４との間の電界強度E₂は、E₂＝
200−200／0.1×10^-3＝0V／ｍだから、 ｆ＝4Vc₂／E₁−E₂＝４×200／６×10⁵＝1.33×10^-3ｍ
、即ち 焦点距離ｆは約1.3mmとなる。［発明が解決しよう
とする問題点］の項で説明した従来の駆動方法に
よる場合に比べて、この値は６倍以上に長くなつ
ており、第１図に示すように電子線はスリツト１
６を通過する際にほとんど収束されることがな
く、陽極１４の蛍光体層１３にほぼ垂直に射突す
ることになる。従つて各発光ドツト１７は、ドツ
ト幅いつぱいに発光することができるので、記録
媒体表面の軸線と平行な一直線上にドツト状の光
を連続的につなげて照射させることができる。

実施例 ２ 本実施例は、３極管構造の真空蛍光管であるプ
リンタ用光源の駆動方法である。本実施例の対象
となるプリンタ用光源は、前記［実施例１］にお
ける４極管構造のプリンタ用光源から、第１制御
電極１８を除いた構造となつており、その他の構
成は前述の実施例とほぼ同一である。また電極間
隔等も前述の実施例と同じであるものとする。な
お、前記第２制御電極１５を本項では単に制御電
極２５と呼称する。また、前述の実施例及び従来
例では示さなかつたが、フイラメント状陰極２０
と制御電極２５との間隔は1.35×10^-3ｍに設定し
てあるものとする。

さて、本実施例ではフイラメント状陰極２０の
電圧を8V、制御電極２５の制御電圧Vcを250V、
陽極電圧Vbを300Vとして駆動する。前記［実施
例１］と同様にこの駆動条件における電子レンズ
の焦点距離ｆを求めてみると、E₁＝250−８／1.35×10^-
3 ＝179×10³V／ｍ、E₂＝50／0.1×10^-3＝500× 10³V／ｍだから、ｆ＝4Vc／E₂−E₁＝ ４×250／（500−179）×10³＝0.00312ｍ、即ち3.12mm
になつ ている。［発明が解決しようとする問題点］の項
で説明した４極管構造の光源における従来例に比
べて、電子レンズの焦点距離は15倍近くにもなつ
ている。従つて第２図に示すように、本実施例の
駆動方法によれば電子線はスリツト１６ａを通過
する際にほとんど収束されることがなく、陽極１
４の蛍光体層１３にほぼ垂直に射突することにな
る。各発光ドツト１７はドツト幅いつぱいに発光
することができ、記録媒体の表面にその移動方向
とは直角な連続した一直線状の潜像を形成できる
ので、光プリンタの印字品位を向上させることが
できる。

また、本実施例によれば電子レンズによる電子
線の収束作用は弱くなつているので、発光ドツト
１７の中央部と周辺部とでは射突する電子線の電
流密度に従来のような極端な差がない。例えば第
３図は、発光ドツト１７のドツト幅方向に対する
電流密度（Ａ／m²）の変化を示したグラフであ
る。図中２６は制御電圧Vcが100V、陽極電圧
Vbが300Vである従来例を示しており、図中２７
は制御電圧Vcが135V、陽極電圧Vbが200Vであ
る他の実施例を示している。図からわかるよう
に、制御電圧Vcと陽極電圧Vbとの電位差が少な
い方が、陽極の電流密度の変化が比較的緩やか
で、１発光ドツト中の輝度の変化が平坦であり、
発光状態がより均一に近い状態となつている。

なお、制御電圧Vcを陽極電圧Vbの値に近づけ
るほど、陽極の電流密度が増加して発光ドツトの
発光輝度が高まり、発光幅も発光ドツトの幅に近
くなる。

［発明の効果］ 本発明による３極管構造のプリンタ用光源の駆
動方法によれば、制御電極に加えられる印字信号
としての制御電圧が、陽極電圧より0V〜50V低
くなるようにしている。また本発明による４極管
構造のプリンタ用光源の駆動方法によれば、第２
制御電極に加えられる印字信号としての第２制御
電圧を陽極電圧と同程度に設定し、第１制御電極
に印加される第１制御電圧を第２制御電圧より０
〜100V低く設定している。このように本発明の
駆動方法は、制御電極又は第２制御電極における
電子レンズ効果によつて電子線が大きく収束され
てしまうことを防止している。従つて本発明によ
れば次のような効果がある。

(1) 陽極導体の配設方向（又は長手方向）に関す
る発光ドツトの発光幅が、同方向に関する制御
電極のスリツト幅に等しくなる。換言すれば各
発光ドツトはドツト幅いつぱいに発光すること
ができるので、記録媒体表面の移動方向に直角
な直線上に各発光ドツトの発したドツト状の光
を集めれば、これらの光によつて不連続箇所の
ない直線状の潜像を形成することができる。従
つて本駆動方法によれば光プリンタの印字品位
を向上させることができる。

(2) 本駆動方法によれば、電子レンズによる電子
線の収束作用は弱くなつているので、各発光ド
ツト内の中央部と周辺部とでは射突する電子線
の電流密度に従来のような極端な差がない。従
つて各発光ドツトは従来に比べて発光状態が均
一化されており、この点からも光プリンタの印
字品位を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によつて駆動された
４極管関構造の光源における電子の軌跡を示す模
式図、第２図は同じく他の実施例によつて駆動さ
れる３極管構造の光源における電子の軌跡を示す
模式図、第３図は発光ドツトのドツト幅方向に関
する陽極の電流密度の変化を示すグラフであつ
て、従来の駆動方法によるものと本発明の一実施
例との差異を示すための比較図、第４図は従来の
一般的な光プリンタの構造を一例として示す模式
図、第５図はプリンタ用光源である４極管構造の
真空蛍光管を示す図であつて、中央部を省略した
一部切欠き平面図、第６図は４極管構造のプリン
タ用光源を従来の方法で駆動した場合における電
子線の収束状態を示す模式図である。 １０……真空蛍光管、１１……基板、１２……
陽極導体、１３……蛍光体層、１４……陽極、１
５……制御電極を構成する第２制御電極、１６，
１６ａ……スリツト状開口部（スリツト）、１８
……制御電極を構成する第１制御電極、２０……
フイラメント状陰極、２５……制御電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に互いに平行に配設された複数本の線
   状の陽極導体の表面に蛍光体層が被着されてなる
   陽極と、前記陽極導体に対し斜めに交差する方向
   に各々スリツト状開口部が形成されて並設された
   多数の制御電極と、前記制御電極の上方に離間し
   て張設されたフイラメント状陰極とを有する３極
   管構造の真空蛍光管において、前記陽極を走査
   し、陽極の走査に同期して前記制御電極に陽極電
   圧より0V〜50V低い印字信号としての制御電圧
   を印加することを特徴とするプリンタ用光源の駆
   動方法。 ２ 基板上に互いに平行に配列された複数本の線
   状の陽極導体の表面に蛍光体層が被着されてなる
   陽極と、前記陽極導体に対し斜めに交差する方向
   に各々スリツト状開口部が形成されて、陽極に近
   い位置に並設された多数の第２制御電極と、前記
   第２制御電極のスリツト状開口部に対面して穿設
   されたスリツト状開口部を有し、前記第２制御電
   極の上方に配設された第１制御電極と、前記第１
   制御電極の上方に離間して張設されたフイラメン
   ト状陰極とを有する４極管構造の真空蛍光管にお
   いて、印加信号としての第２制御電圧が陽極電圧
   と同程度に設定され、第１制御電極に印加される
   第１制御電圧が第２制御電圧より０〜100V低い
   ことを特徴とするプリンタ用光源の駆動方法。