JPH08124483A

JPH08124483A - 画像形成装置、その製造装置、及び画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH08124483A
Application number: JP26226794A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Kawase; 俊光川瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電子放出部と画像形成部材との位置合わせを
正確にできる画像形成装置の製造装置を提供する。【構成】フェースプレート１２及びリアプレート１３
の位置決め穴１６ａ，１６ｂに磁石リング１５を取付
け、磁石リング１５を基台１０の磁石棒１１に通す。前
記磁石リング１５と磁石棒１１の磁化方向は、互に反撥
する方向に磁化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子源を応用した表示
装置、記録装置等の画像形成装置、その製造方法及び、
その製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下ＦＥ型と略す）、金属／絶縁層／金属
型（以下ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出素子等
がある。ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆Ｗ．
Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎ”、
ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓｉ
ｃｓ、８８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎ
ｄｔ、“ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ
ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｏｎ
ｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍ”
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７５２４８（１９７
６）等が知られている。

【０００３】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、
“Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎａｍｐｌ
ｉｆｉｅｒ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２６４６
（１９６１）等が知られている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０（１９６５）等がある。
表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小面積
の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放
出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型
電子放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎＯ
₂薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔ
ｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”、９
３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によ
るもの［Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏ
ｎｓｔａｄ；”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎ
ｆ．”、５１９（１９７５）］、カーボン薄膜によるも
の［荒木久他：真空、第２６巻、第１合、２２頁（１９
８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
従来図１８に示す。同図において１８１は基板である。
１８４は導電性薄膜で、スパッタで形成されたＨ型金属
酸化物薄膜等からなり、後述のつうでんフォーミングと
呼ばれる通電処理により電子放出部１８５が形成され
る。尚、図中の素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、
Ｗ′は、０．１ｍｍで設定されている。尚、電子放出部
１８５の位置及び形状については、不明であるので模式
図として表している。

【０００６】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜１８４を予め
通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出
部１８５を形成するが一般的であった。即ち、通電フォ
ーミングとは前記導電性薄膜１８４の両端に直流電圧あ
るいは非常にゆっくりとした昇電圧例えば１Ｖ／分程度
を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部
１８５を形成することである。尚、電子放出部１８５は
導電性薄膜１８４の一部に亀裂が発生しその亀裂付近か
ら電子放出が行われる。前記通電フォーミング処理をし
た。

【０００７】表面伝導型電子放出素子は、上述導電性薄
膜１８４に電圧を印加し、素子に電流を流すことにより
上述電子放出部１８５より電子を放出せしめるものであ
る。上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で製造も容
易であることから大面積にわたり多数の素子を配列形成
できる利点がある。そこでこの特徴を生かせるようない
ろいろな応用が研究されている。例えば、電荷ビーム
源、画像表示装置等の表示装置があげられる。

【０００８】このような電子放出素子を表示パネルとし
て組み上げるには、電子放出部を搭載したリアプレート
と画像形成部材を搭載したフェースプレートを高精度に
位置合わせすることが要求され、その精度によっては文
字、画像等の色ずれの原因となる。

【０００９】従来、電極基板間の高精度の位置決め方法
として、例えば特開昭５８−２１４２４５に示されるよ
うな位置決めピン位置を位置決め穴に挿入して作製する
方法がとられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではその製造工程においてフェースプレート、リア
プレート及び支持枠等をフリットを用いて融着する際
に、各電極基板及び組立治具が高温度にさらされるため
以下に示すような問題が生じている。

【００１１】温度上昇により、組立治具や各電極基板
は、熱膨張する。この際従来技術の位置決め用穴に位置
決めピンを挿入して各電極基板の相互位置決めを行う方
法では、（１）位置決めピンと位置決め穴の加工精度を高精度に
行う必要がある。（２）焼成固定時にピンと穴の焼き付きが生じ焼成治具
から部品を外せなくなる。（３）不均一な熱膨張を起こす場合、各電極で熱膨張量
が異なると同時に穴の位置ずれが生じるため穴とピン間
のクリアランスをオーバーし電極基板の割れや変形が生
じる。などの問題があり、これらの解決策としてクリアランス
を十分にとると、位置決め精度が向上しないため電子ビ
ームが画像形成部からずれて、画像形成装置の輝度が不
足したり色むらが生じる原因となっていた。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、前記従来例を応用したフェースプレートとリ
アプレートの位置決めにおいて、歩留まりよく電子放出
部と画像形成部材とを高精度に位置合わせすることので
きる画像形成装置の製造装置及び方法を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも２箇の位置決め孔を形成した基
台と、一端にフランジ部を形成してなり前記位置決め孔
に挿入された磁石棒と、前記磁石棒と所定のクリアラン
ス間隔を有してフェースプレート及びリアプレートの位
置決め穴に嵌合される磁石リングと、前記フェースプレ
ート及びリアプレートを基台側に押圧する加圧手段とを
有し、前記磁石棒と磁石リングとの磁化方向は磁石棒と
磁石リングとが嵌合状態において互に反撥する方向に形
成されてなることを特徴とする少なくともフェースプレ
ートと支持枠とバックプレートとを有する画像形成装置
の製造装置の製造装置を提案するものである。

【００１４】また本発明は、少なくとも３箇の磁石棒
と、フランジ部を一端に形成した磁石リングであって前
記棒と所定のクリアランス間隔を有してフェースプレー
ト及びリアプレートのそれぞれの位置決め穴に嵌合され
ると共にフランジ部を互に外方に向けて前記各磁石棒に
挿通される少なくとも３対の磁石リングと、前記各磁石
棒の両端側に着脱自在に係止された少なくとも３対の円
筒磁石からなり、前記円筒磁石と磁石リングのフランジ
部との磁化方向及び前記磁石リングと磁石棒との磁化方
向がそれぞれ互に反撥する方向に形成されてなることを
特徴とする少なくともフェースプレートと支持枠とバッ
クプレートとを有する画像形成装置の製造装置である。

【００１５】そして、上記の二つの発明は、磁石リング
の一部に切断箇所を有すること、クリアランス間隔は、
位置合わせ時に生じる温度変化の最大値と前記位置決め
穴の直径と前記磁石棒の直径と前記フェースプレート或
いはリアプレート材料固有の熱膨張係数から計算され、
少なくとも穴径の縮小量と磁石棒の伸び量を合わせた量
よりも大きなクリアランス間隔を有すること、前記磁性
体の反撥力は、フェースプレートとリアプレートにかけ
られる荷重と製造時の焼成による熱膨張から発生する基
台とフェースプレート或いはリアプレート間の摩擦力を
合わせた力よりも大きな力であることを含む。

【００１６】また本発明は、上記製造装置を用いて作製
する画像形成装置において、前記フェースプレートに搭
載される電子放出素子が表面伝導型電子放出素子である
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００１７】更に本発明は、電子放出素子を搭載したリ
アプレートと、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を搭載する該
リアプレートと対向配置されたフェースプレートと、該
フェースプレートと該リアプレートの間に配置された支
持枠とを有する画像形成装置の製造方法であって、リア
プレートと支持枠とバックプレートとを積層すると共に
これらの間にフリットガラスを介装して焼成する画像形
成装置の製造方法において、まずリアプレートとバック
プレートに少なくとも２箇の位置決め穴を形成すると共
に前記形成した位置決め穴に磁石リングを嵌合し、次い
で前記磁石リングと所定のクリアランス間隔を有する径
の磁性棒であって前記磁性リングと互に反撥する磁力方
向に磁化された磁性棒を前記磁性リングに挿入してリア
プレートとバックプレートの位置合せを行ない、その後
焼成することを特徴とする画像形成装置の製造方法の製
造方法である。

【００１８】

【作用】上記の構成により高温度にさらされても、穴と
ピン間で生じる磁力によって所望のクリアランスを保持
できることからフェースプレートやリアプレート、ピン
への損傷がなくなり歩留まり良く高精度位置決めが可能
な画像形成装置を提供できる。

【００１９】以下、本発明を実施態様により説明する。

【００２０】本発明で用いる電子源のうち冷陰極電子源
としては、単純な構成であり、製法が容易な表面伝導型
電子放出素子が好適である。

【００２１】本発明に用いることのできる表面伝導型電
子放出素子は基本的に平面型表面伝導型電子放出素子及
び垂直型表面伝導型電子放出素子の２種類があげられ
る。

【００２２】図７は基本的な平面型表面伝導型電子放出
素子の構成を示す模式的平面図及び断面図である。

【００２３】図７において７１は基板、７２、７３は素
子電極、７４は導電性薄膜、７５は電子放出部である。

【００２４】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂を表
面に形成したガラス基板及びアルミナ等のセラミック基
板が用いられる。

【００２５】素子電極７２、７３の材料としては一般的
導電体が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或はこれら
の合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂、Ｐｄ−Ａｇ等
の金属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導
体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導電体及びポリシリ
コン等の半導体材料等から適宜選択される。

【００２６】素子電極間隔Ｌは好ましくは数百オングス
トロームより数百マイクロメートルである。また素子電
極間に印加する電圧は低い方が望ましく、再現良く作製
することが要求されるため好ましい素子電極間隔は数マ
イクロメートルより数十マイクロメートルである。

【００２７】素子電極長さＷ及び導電性薄膜７４の幅
Ｗ’は電極の抵抗値、電子放出特性から数マイクロメー
トルより数百マイクロメートルであり、また素子電極７
２、７３の膜厚は、数百オングストロームより数マイク
ロメートルが好ましい。

【００２８】尚、表面伝導型電子放出素子の構成は図７
の構成だけでなく、基板７１上に導電性薄膜７４、素子
電極７２、７３の電極を順に形成した垂直型表面伝導型
電子放出素子の構成にしてもよい。

【００２９】導電性薄膜７４は良好な電子放出特性を得
るために微粒子で構成された微粒子膜が特に好ましく、
その膜厚は素子電極７２、７３とのステップカバレー
ジ、素子電極７２、７３間の抵抗値及び後述する通電フ
ォーミング条件等によって、適宜設定されるが、好まし
くは数オングストロームから数千オングストロームで、
特に好ましくは１０オングストロームより５００オング
ストロームである。そのシート抵抗値は１０の３乗乃至
１０の７乗オーム／□である。

【００３０】また導電性薄膜７４を構成する材料は、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸
化物、ＨｆＢ₂、ＺｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ
₄、ＧｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、Ｔ
ａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈｆ
Ｎ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等があ
げられる。

【００３１】尚、ここで述べる微粒子膜とは複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜をさ
しており、微粒子の粒径は数オングストロームから数千
オングストロームであり、好ましくは１０オングストロ
ームより２００オングストロームである。

【００３２】電子放出部７５は導電性薄膜７４の一部に
形成された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング等に
より形成される。また亀裂内には数オングストロームか
ら数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有する
こともある。この導電性微粒子は導電性薄膜７４を構成
する物質の少なくとも一部の元素を含んでいる。

【００３３】また電子放出部７５及びその近傍の導電性
薄膜７４は炭素あるいは炭素化合物を有することもあ
る。

【００３４】図８は基本的な垂直型表面伝導型電子放出
素子の構成を示す模式的図面である。

【００３５】図８において図７と同一の部材については
同一符号を付与してある。８０は段差形成部である。

【００３６】基板７１、素子電極７２と７３、導電性薄
膜７４、電子放出部７５は前述した平面型表面伝導型電
子放出素子と同様の材料で構成することができる。段差
形成部８０は絶縁性材料で構成され、段差形成部８０の
膜厚が先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子
電極間隔Ｌに相当する。その間隔は数百オングストロー
ムより数十マイクロメートルである。またその間隔は段
差形成部の製法及び素子電極間に印加する電圧により制
御することができるが、好ましくは数百オングストロー
ムより数マイクロメートルである。

【００３７】導電性薄膜７４は素子電極７２、７３と段
差形成部８０の作成後に形成するため、素子電極７２、
７３の上に積層される。尚、図８において電子放出部７
５は段差形成部８０に直線状に形成されているように示
されているが、作成条件、通電フォーミング条件等に依
存し、形状、位置ともこれに限るものではない。

【００３８】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法が考えられるが、その一例を図９に
示す。

【００３９】以下、図７及び図９に基づいて電子源基板
の作製方法について説明する。尚、図９において図７と
同一の部材については同一の符号を付与してある。

【００４０】１）基板７１を洗剤、純水および有機溶剤
により十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により
素子電極材料を堆積する。その後、フォトリソグラフィ
ー技術により該基板上に素子電極７２、７３を形成する
（図９（ａ））。

【００４１】２）素子電極７２、７３を設けた基板１
に、有機金属溶液を塗布して放置することにより有機金
属薄膜を形成する。ここでいう有機金属溶液とは前述の
導電性薄膜４を形成する金属を主元素とする有機金属化
合物の溶液である。その後、有機金属薄膜を加熱焼成処
理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニング
し、導電性薄膜７４を形成する（図９（ｂ））。

【００４２】尚、ここでは有機金属溶液の塗布法により
説明したが、これに限るものでなく真空蒸着法、スパッ
タ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング
法、スピンナー法等によって形成される場合もある。

【００４３】３）続いて通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を行う。通電フォーミングは素子電極７２、７３
間に不図示の電源より通電を行い、導電性薄膜７４を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化させ
た部位を形成させるものである。この局所的に構造変化
させた部位を電子放出部７５とよぶ（図９（ｃ））。通
電フォーミングの電圧波形の例を図１０に示す。

【００４４】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
（図１０（ａ））とパルス波高値を増加させながら、電
圧パルスを印加する場合（図１０ｂ）とがある。まずパ
ルス波高値が一定電圧とした場合（図１０（ａ））につ
いて説明する。

【００４５】図１０ａにおけるＴ１及びＴ２は電圧波形
のパルス幅とパルス間隔であり、Ｔ１を１マイクロ秒〜
１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００ミリ秒と
し、三角波の波高値（通電フォーミング時のピーク電
圧）は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば、１０の−５乗ｔｏｒｒ程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加する。尚、素子
の電極間に印加する波形は三角波に限定することはな
く、矩形波など所望の波形を用いても良い。

【００４６】図１０ｂにおけるＴ１及びＴ２は、図１０
（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミン
グ時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度づ
つ増加させ、適当な真空雰囲気下で印加する。

【００４７】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔Ｔ２中に、通電性薄膜４を局所的に破壊、変形
しない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で、素子
電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、１Ｍオーム以上
の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。

【００４８】４）次に通電フォーミングが終了した素子
に活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化
工程とは、例えば、１０の−４乗〜１０の−５乗ｔｏｒ
ｒ程度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高
値が一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことで
あり、真空中に存在する有機物質に起因する炭素及び炭
素化合物を導電薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電
流Ｉｅを著しく変化させる処理である。活性化工程は素
子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定しながら、例えば、放
出電流Ｉｅが飽和した時点で終了する。また印加する電
圧パルスは動作駆動電圧で行うことが好ましい。

【００４９】なお、ここで炭素あるいは炭素化合物とは
グラファイト（単、多結晶双方を指す）非晶質カーボン
（非晶質カーボン及び結晶グラファイトとの混合物を指
す）であり、その膜厚は５００オングストローム以下が
好ましく、より好ましくは３００オングストローム以下
である。

【００５０】５）こうして作成した電子放出素子を通電
フォーミング工程、活性化工程における真空度よりも高
い真空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。
また更に高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜１５０℃の
加熱後動作駆動させることが望ましい。

【００５１】尚、通電フォーミング工程、活性化処理し
た真空度より高い真空度とは、例えば約１０の−６乗以
上の真空度であり、より好ましくは超高真空系であり、
新たに炭素及び炭素化合物が導電薄膜上にほとんど堆積
しない真空度である。こうすることによって素子電流Ｉ
ｆ、放出電流Ｉｅを安定化させることが可能になる。

【００５２】図１１は、図７で示した構成を有する素子
の電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構
成図である。図１１において、図７と同様の符号は、同
一のものを示す。１１１は、電子放出素子に素子電圧Ｖ
ｆを印加するための電源、１１０は素子電極２、３間の
導電性薄膜７４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための
電流計、１１４は、素子の電子放出部より放出される放
出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極、１１３は、
アノード電極１１４に電圧を印加するための高圧電源、
１１２は。素子の電子放出部７５より放出される放出電
流１ｅを測定するための電流計、１１５は、真空装置、
１１６は、排気ポンプである。

【００５３】次に本発明の画像形成装置について述べ
る。

【００５４】画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。

【００５５】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には
表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の
両端を配線で接続するはしご型配置（以下はしご型配置
電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続し
た単純マトリクス配置（以下マトリクス型配置電子源基
板と呼ぶ）があげられる。尚、はしご型配置電子源基板
を有する画像形成装置には電子放出素子からの電子の飛
翔を制御する電極である制御装置（グリッド電極）を必
要とする。

【００５６】以下この原理に基づき構成した電子源の構
成について、図１２を用いて説明する。１２１は電子源
基板、１２２はＸ方向配線、１２３はＹ方向配線、１２
４は表面伝導型電子放出素子、１２５は結線である。
尚、表面伝導型電子放出素子１２４は前述した平面型あ
るいは垂直型どちらであってもよい。

【００５７】同図において電子源基板１２１に用いる基
板は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が
適宜設定される。

【００５８】ｍ本のＸ方向配線１２２は、Ｄｘ１、Ｄｘ
２、…Ｄｘｍからなり、Ｙ方向配線１２３はＤｙ１、Ｄ
ｙ２、…Ｄｙｎのｎ本の配線よりなる。

【００５９】また多数の表面伝導型素子にほぼ均等な電
圧が供給される様に材料、膜厚、配線幅が適宜設定され
る。これらｍ本のＸ方向配線１２２とｎ本のＹ方向配線
１２３間は不図示の層間絶縁層により電気的に分離され
てマトリックス配線を構成する。（ｍ，ｎは共に正の整
数）不図示の層間絶縁層はＸ方向配線１２２を形成した
基板１２１の全面或は一部に所望の領域に形成される。
Ｘ方向配線１２２とＹ方向配線１２３はそれぞれ不図示
の外部端子と接続されている。

【００６０】更に表面伝導型放出素子１２４の素子電極
（不図示）がｍ本のＸ方向配線１２２とｎ本のＹ方向配
線１２３と結線１２５によって電気的に接続されてい
る。

【００６１】また表面伝導型電子放出素子は基板あるい
は不図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。

【００６２】また詳しくは後述するが前記Ｘ方向配線１
２２にはＸ方向に配列する表面伝導型放出素子１２４の
Ｘ方向配線を入力信号に応じて走査するための走査信号
を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気的に
接続されている。

【００６３】一方、Ｙ方向配線１２３にはＹ方向に配列
する表面伝導型放出素子１２４のＹ方向配線を入力信号
に応じて、変調するための変調信号を印加するための不
図示の変調信号発生手段と電気的に接続されている。

【００６４】更に表面伝導型電子放出素子の各素子に印
加される駆動電圧は当該素子に印加される走査信号と変
調信号の差電圧として供給されるものである。

【００６５】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。

【００６６】つぎに以上のようにして作成したマトリク
ス型配置電子源基板を用いた画像形成装置について、図
１３、図１４及び図１５を用いて説明する。図１３は画
像形成装置の基本構成図であり、図１４はフェースプレ
ートに形成される蛍光膜、図１５はＮＴＳＣ方式のテレ
ビ信号に応じて表示をするための駆動回路のブロック図
を示し、その駆動回路を含む画像形成装置を表す。

【００６７】図１３において１２１は電子放出素子を基
板上に作製した電子源基板、１３１は電子源基板１２１
を固定したリアプレート、１３６はガラス基板１３３の
内面に蛍光膜１３４とメタルバック１３５等が形成され
たフェースプレート、１３２は支持枠、１３１はリアプ
レートであり、これら部材によって外囲器１３８が構成
される。

【００６８】図１３において１２４は図７における電子
放出部７５に相当する電子放出部である。１２２、１２
３は表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続さ
れたＸ方向配線及びＹ方向配線である。

【００６９】外囲器１３８は、上述の如くフェースプレ
ート１３６、支持枠１３２、リアプレート１３１で外囲
器１３８を構成したが、リアプレート１３１は主に電子
源基板１２１の強度を補強する目的で設けられるため、
電子源基板１２１自体で十分な強度を持つ場合は別体の
リアプレート１３１は不要であり、電子源基板１２１に
直接支持枠１３２を設け、フェースプレート１３６、支
持枠１３２、電子源基板１２１にて外囲器１３８を構成
しても良い。

【００７０】図１４は黒色導電材１４１で区分された蛍
光体１４２からなるフェースプレート１３６の蛍光膜１
３４を示す。蛍光体１４２はモノクロームの場合は蛍光
体のもからなるが、カラーの蛍光膜の場合は蛍光体の配
列によりブラックストライプあるいはブラックマトリク
スなどと呼ばれる黒色導電材１４１と蛍光体１４２とで
構成される。ブラックストライプ、ブラックマトリクス
が設けられる目的はカラー表示の場合、必要となる三原
色蛍光体の各蛍光体１４２間の塗り分け部を黒くするこ
とで混色等を目立たなくすることと蛍光膜１３４におけ
る外光反射によるコントラストの低下を抑制することで
ある。ブラックストライプの材料としては、通常良く用
いられている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、導電
性があり、光の透過及び反射が少ない材料であればこれ
に限るものではない。

【００７１】ガラス基板１３３に蛍光体を塗布する方法
はモノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法が用い
られる。

【００７２】また蛍光膜１３４（図１３）の内面側には
通常メタルバック１３５（図１３）が設けられる。メタ
ルバックの目的は蛍光体の発光のうち内面側への光をフ
ェースプレート１３６側へ鏡面反射することにより輝度
を向上させること、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用すること、外囲器内で発生した負イオ
ンの衝突によるダメージからの蛍光体の保護等である。
メタルバックは蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平
滑化処理（通常フィルミングと呼ばれる）を行い、その
後Ａｌを真空蒸着等で堆積することで作製できる。

【００７３】フェースプレート１３６には、更に蛍光膜
１３４の導電性を高めるため蛍光膜１３４の外面側に透
明電極（不図示）を設けてもよい。

【００７４】外囲器１３８は不図示の排気管を通じ、１
０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行なわれる。
また外囲器１３８の封止後の真空度を維持するためにゲ
ッター処理を行なう場合もある。これは外囲器１３８の
封止を行う直前あるいは封止後に抵抗加熱あるいは高周
波加熱等の加熱法により、外囲器１３８内の所定の位置
（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形
成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等を主成分とす
るものであり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×
１０^-5ｔｏｒｒ乃至は１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維
持するものである。尚、表面伝導型電子放出素子のフォ
ーミング以降の工程は適宜設定される。

【００７５】次に、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づ
き、マトリクス型配置電子源基板を用いて構成した画像
形成装置でテレビジョン表示を行う為の駆動回路の概略
構成を図１５のブロック図を用いて説明する。１５１は
表示パネルであり、また１５２は走査回路、１５３は制
御回路、１５４はシフトレジスタ、１５５はラインメモ
リ、１５６は同期信号分離回路、１５７は変調信号発生
器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源である。

【００７６】以下、各部の機能を説明するが、まず表示
パネル１５１は端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端子
Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎおよび高圧端子Ｈｖを介して外
部の電気回路と接続している。このうち端子Ｄｏｘ１な
いしＤｏｘｍには前記画像形成装置内に設けられている
電子源、すなわちＭ行Ｎ列の行列状にマトリクス配線さ
れた表面伝導型電子放出素子群を一行（Ｎ素子）ずつ順
次駆動してゆく為の走査信号が印加される。

【００７７】一方、端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎには前
記走査信号により選択された一行の表面伝導型電子放出
素子の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号
が印加される。また高圧端子Ｈｖには直流電圧源Ｖａよ
り、例えば１０〔ｋＶ〕の直流電圧が供給されるが、こ
れは表面伝導型電子放出素子より出力される電子ビーム
に蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為
の加速電圧である。

【００７８】次に走査回路１５２について説明する。同
回路は内部にＭ個のスイッチング素子を備えるもので
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）各スイ
ッチング素子は直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０
〔Ｖ〕（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表
示パネル１５１の端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍと電気的
に接続するものである。Ｓ１ないしＳｍの各スイッチン
グ素子は制御回路１５３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎ
に基づいて動作するものだが、実際には例えばＦＥＴの
ようなスイッチング素子を組み合わせる事により構成す
る事が可能である。尚、前記直流電圧源Ｖｘは前記表面
伝導型電子放出素子の特性（電子放出しきい値電圧）に
基づき走査されていない素子に印加される駆動電圧が電
子放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力す
るよう設定されている。

【００７９】また制御回路１５３は外部より入力する画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動
作を整合させる働きをもつものである。次に説明する同
期信号分離回路１５６より送られる同期信号Ｔｓｙｎｃ
に基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、ＴｓｆｔおよびＴ
ｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００８０】同期信号分離回路１５６は外部から入力さ
れるＮＴＳＣ方式のテルビ信号から同期信号成分と輝度
信号成分とを分離する為の回路で周波数分離（フィルタ
ー）回路を用いれば構成できるものである。同期信号分
離回路１５６により分離された同期信号は良く知られる
ように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、ここで
は説明の便宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。一方、
前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便
宜上ＤＡＴＡ信号と表すが同信号はシフトレジスタ１５
４に入力される。

【００８１】シフトレジスタ１５４は時系列的にシリア
ルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を画像の１ライン毎に
シリアル／パラレル変換するためのもので前記制御回路
１５３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて動作す
る。（すなわち制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ１
５４のシフトクロックに基づいて動作する。（すなわち
制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ１５４のシフトク
ロックであると言い換えても良い。）シリアル／パラレ
ル変換された画像１ライン分（電子放出素子Ｎ素子分の
駆動データに相当する）のデータはＩｄ１乃至Ｉｄｎの
Ｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ１５４より出
力される。ラインメモリ１５５は画像１ライン分のデー
タを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であり、制
御回路１５３より送られる制御信号Ｔｍｒｙにしたがっ
て適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶され
た内容はＩｄ１ないしＩｄｎとして出力され変調信号発
生器１５７に入力される。

【００８２】変調信号発生器１５７は前記画像データＩ
ｄ１ないしＩｄｎの各々に応じて表面伝導型電子放出素
子の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その出力
信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表示パネル
１５１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００８３】本発明に係わる電子放出素子は放出電流Ｉ
ｅに対して以下の基本特性を有している。すなわち電子
放出には明確な閾値電圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ以上の電
圧を印加された時のみ電子放出が生じる。

【００８４】また電子放出閾値以上の電圧に対しては素
子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化してゆ
く。尚、電子放出素子の材料や構成、製造方法を変える
事により電子放出閾値電圧Ｖｔｈの値や印加電圧に対す
る放出電流の変化の度合いが変わる場合もあるが、いず
れにしても以下のような事がいえる。

【００８５】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加しても
電子放出は生じないが電子放出閾値以上の電圧を印加す
る場合には電子ビームが出力される。その際、第一には
パルスの波高値Ｖｍを変化させる事により出力電子ビー
ムの強度を制御する事が可能である。第二には、パルス
の幅Ｐｗを変化させる事により出力される電子ビームの
電荷の総量を制御する事が可能である。

【００８６】したがって、入力信号に応じて電子放出素
子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには変調
信号発生器１５７として一定の長さの電圧パルスを発生
するが入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値を
変調するような電圧変調方式の回路を用いる。

【００８７】またパルス幅変調方式を実施するには変調
信号発生器１５７として、一定の波高値の電圧パルスを
発生するが入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの
幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いるも
のである。

【００８８】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像形成装置は表示パネル１５１を用いてテレビジョン
の表示を行なえる。尚、上記説明中特に記載しなかった
が、シフトレジスタ１５４やラインメモリ１５５はデジ
タル信号式のものでもアナログ信号式のものでも差し支
えなく、要は画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶
が所定の速度で行なわれればよい。

【００８９】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路１５６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要があるが、これは同期信号分離回路１５６の出力
部にＡ／Ｄ変換器を備えれば可能である。また、これと
関連してラインメモリ１５５の出力信号がデジタル信号
かアナログ信号かにより、変調信号発生器１５７に用い
られる回路が若干異なったものとなる。

【００９０】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１５７には、例
えばよく知られるＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて
増幅回路などを付け加えればよい。

【００９１】またパルス幅変調方式の場合、変調信号発
生器１５７は、例えは高速の発振器および発振器の出力
する波数を計数する計数器（カウンタ）および計数器の
出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器（コンパ
レータ）を組み合せた回路を用いることにより構成でき
る。必要に応じて比較器の出力するパルス幅変調された
変調信号を表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電
圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。

【００９２】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１５７には、例
えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用
いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け
加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には例えば
よく知られた電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いれば
よく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧
まで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。

【００９３】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤ
ｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、電圧を印加す
ることにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メ
タルバック１３５、あるいは透明電極（不図示）に高圧
を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜１３４に衝突さ
せ、励起・発光させることで画像を表示することができ
る。

【００９４】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、ＮＴＳＣ方式
をあげたが、これに限るものでなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式のものでもよく、また、これより
も、多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ
方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式でもよい。次に、
前述のはしご型配置電子源基板及びそれを用いた画像形
成装置について図１６、図１７により説明する。

【００９５】図１６において、１６０は電子源基板、１
６１は電子放出素子、１６２のＤｘｌ〜Ｄｘ１０は、前
記電子放出素子に接続する共通配線である。電子放出素
子１６１は、基板１６０上に、Ｘ方向に並列に複数個配
置される。（これを素子行と呼ぶ）。この素子行を複数
個基板上に配置し、はしご型電子源基板となる。各素子
行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各素
子行を独立に駆動することが可能になる。すなわち、電
子ビームを放出させる素子行には、電子放出閾値以上の
電圧を、電子ビームを放出させない素子行には電子放出
閾値以下の電圧を印加すればよい。また各素子行間の共
通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ９を、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一
配線とする様にしても良い。

【００９６】図１７ははしご型配置の電子源を備えた画
像形成装置の構造を示す斜視図である。１７０はグリッ
ド電極、１７１は電子が通過するため空孔、１７２は、
Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２、…、Ｄｏｘｍよりなる容器外端
子、１７３はグリッド電極１７０と接続されたＧ１、Ｇ
２、…、Ｇｎからなる容器外端子、１６０は前述の様に
各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基板であ
る。尚、図１３、図１６と同一の符号は同一の部材を示
す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置（図１
３）との違いは、電子源基板１６０とフェースプレート
１３６の間にグリッド電極１７０を備えている事であ
る。

【００９７】基板１６０とフェースプレート１３６の中
間には、グリッド電極１７０が設けられている。グリッ
ド電極１７０は、表面伝導型放出素子から放出された電
子ビームを変調することができるもので、はしご型配置
の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電
子ビームを通過させるため、各素子に対応して１個ずつ
円形の空孔１７１が設けられている。グリッドの形状や
設置位置は必ずしも図１７のようなものでなくともよ
く、開口としてメッシュ状に多数の通過口をもうけるこ
ともあり、また例えば表面伝導型放出素子の周囲や近傍
に設けてもよい。容器外端子１７２およびグリッド容器
外端子１７３は、不図示の制御回路と電気的に接続され
ている。

【００９８】本画像形成装置では素子行を１列ずつ順次
駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列に画
像１ライン分の変調信号を同時に印加することにより、
各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１ライ
ンずつ表示することができる。

【００９９】また本発明によればテレビジョン放送の表
示装置のみならずテレビ会議システム、コンピューター
等の表示装置に適した画像形成装置を提供することがで
きる。さらには感光性ドラム等で構成された光プリンタ
ーとしての画像形成装置としても用いることもできる。

【０１００】また電子放出素子として表面伝導型電子放
出素子ばかりでなく、ＭＩＭ型電子放出素子、電界放出
型電子放出素子等の冷陰極電子源にも適用可能である、
更には熱電子源による画像形成装置にも適用することが
できる。

【０１０１】図１は画像形成装置を製造する装置図、図
２は図１の装置が組みあがった状態でＸ方向からみた
図、図３は図２のＡ−Ａ断面で切った断面図である。

【０１０２】図１において、１０は鉄やステンレス、ガ
ラス等の材料で構成される組立焼成治具の基台、１１は
サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）、ネオジ（Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ）等の材質を有する磁石棒、１２は電子を受光す
る蛍光体（不図示）を有するガラス製のフェースプレー
ト、１３は電子放出素子（不図示）を有するガラス製の
リアプレート、１４はフェースプレート１２とリアプレ
ート１３間の距離を設定するガラス製の支持枠、１５は
サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）、ネオジ（Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ）等の材質を有するすり割り入りの磁石リング、
１６は磁石リング１５を挿入する位置決め穴、１７はフ
ェースプレート１２、支持枠１４、リアプレート１３を
基台１０に加圧する加圧手段としての鉄やステンレス等
でできたおもり、また、組立時にはフェースプレート１
２、支持枠１４、リアプレート１３を接合する不図示の
フリットガラスが接触部に塗布されている。

【０１０３】

【実施例】

（実施例１）以下に具体的な第一実施例について図１、
図２、図３を用いて説明する。

【０１０４】基台１０には、フランジ部３１をもつ磁石
棒１１を挿入できる位置決め孔２が、リアプレート３の
位置決め穴１６ｂとフェースプレート１２の位置決め穴
１６ａに対応する位置に形成されている。これらの位置
決め穴１６ａ，１６ｂの大きさは、磁石棒１１の直径よ
りも余裕を持たせている。少なくとも基台１０の熱膨張
量よりは大きくとる。その位置決め穴１６ａ，１６ｂに
磁石棒１１を挿入する。次にすり割り入の磁石リング１
５が位置決め穴１６ａ，１６ｂに挿入される。フェース
プレート１２とリアプレート１３を、支持枠１４を挟ん
で基台１０上に突き出ている磁石棒１１に挿入し、おも
り１７をフェースプレート１２上におく。磁石リング１
５は、位置決め穴１６ａ，１６ｂに対してプラス公差の
寸法で加工しているので、挿入したあとしっかりと固定
されている。また磁石リング１５のすり割り１５ａは、
焼成時の熱膨張変化によるリングの伸びを吸収するもの
である。磁石棒１１は、円柱の外側すなわち内部から外
部へ磁場が向くようにする。磁石リング１５は、外側か
ら内側へ磁場が向くようにする。例えば、磁石リング１
５の内壁をＮ極、磁石棒１１の外壁をＮ極とすればよ
い。この構成で磁石棒１１が磁力リング１５に挿入され
たとき、リングの中心で磁石棒１１が非接触支持され
る。磁場の向きをそれぞれ反対にしても同様の結果が得
られる。本実施例では、磁石リング１５の内壁をＮ極、
磁石棒１１の外壁をＮ極として実施し、磁石材料として
サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）を使用した。さら
に、熱膨張により図３中磁石棒１１を支えるフランジ部
３１端面と基台１０が接する部分及びリアプレート１３
と基台１０間が摺動するため、摩擦係数を減少させるセ
ラミック粉を塗布（不図示）している。この他にも、例
えばセラミックボールを挟んだりすることも可能であ
り、種々の方法がとれる。実施例では、磁性体の力をフ
ェースプレートとリアプレートにかけられる荷重と製造
時の焼成による熱膨張から発生する基台とフェースプレ
ート或いはリアプレート間の摩擦力を合わせた力よりも
大きな力を有するように設定した。

【０１０５】この構成により磁石リング１５と磁石棒１
１の間で、反撥磁力が生じ一定のクリアランス間隔をた
もった磁力による非接触状態が形成される。これが、熱
膨張による各種材料の伸縮量を吸収する部分となる。

【０１０６】磁石棒１１と磁石リング１５のクリアラン
ス間隔は、各種材料の熱膨張係数より計算されるところ
の磁石リング１５、磁石棒１１、フェースプレート１２
とリアプレート１３の伸び量から決定する。それは、磁
石リング１５の内径の縮小量とピンの伸び量を合わせた
量よりも大きなクリアランス間隔であって、材料の大き
さにもよるが本実施例では１ｍｍ程度もたせた。

【０１０７】なお、支持枠と各プレートが接触する部分
にフリットガラスを塗布している。また不図示のフェー
スプレート１２上の蛍光体及びリアプレート１３上の電
子放出素子はフェースプレート１２とリアプレート１３
に形成される穴１６ａ，１６ｂを基準として位置合わせ
して形成する。従って、フェースプレート１２とリアプ
レート１３を磁石棒１１に挿入すれば、磁石リング１５
との間で反撥磁力が発生するため磁石リング１５と磁石
棒１１の中心位置が一致しフェースプレート１２とリア
プレート１３の相対位置合わせが自動的に完了する。

【０１０８】この状態で、組立装置全体を焼成炉へ入れ
てガラスフリットが溶融凝固する温度プロファイルを設
定して焼成した。焼成中、各部材や治具が熱膨張により
伸縮変化しても磁石棒１１と磁石リング１５間のクリア
ランス間隔で吸収できたため、位置決め穴１６ａ，１６
ｂでの材料の割れや欠けが生じることがなかった。焼成
温度は、約４５０度に設定した。

【０１０９】最後に図３中の磁石棒１１をフランジ部３
１から紙面マイナスＺ方向へ引き抜き、おもり１７を外
して画像形成装置が完了する。この際の磁石棒の取り外
しは、極めて簡単にかつスムーズであった。

【０１１０】実施例に示したフェースプレート及びリア
プレートの上下関係に依存はなく上下反転させても同様
である。

【０１１１】上述の構成で、（１）位置ずれのない画像形成装置を作製できたので、
画質の劣化がなく、良好な画像を得ることができた。

【０１１２】（２）加工精度が厳しくないことと、取り
外しが簡単になったことで安価でかつ量産性に優れる製
造装置が可能となった。という長所をもつ製造装置を提示できた。（実施例２）図４、図５、図６を用いて第二の実施例を
説明する。

【０１１３】本第二実施例では、面内方向と厚さ方向
（紙面Ｚ）に磁力が働く構成である。構成は、３つの位
置決め穴４０、４５が形成されたフェースプレート１２
及びリアプレート１３間に支持枠１４があって、位置決
め穴４０、４５へ磁性体であるすり割り入り断面凸型磁
石リング４２、４６を挿入する。

【０１１４】なお、４７はすり割り部、４８はフランジ
部である。次に磁石棒４１を凸型磁石リング４２、４６
へ挿入し、最後に円筒磁石４３、４９をはめ込む。磁石
棒４１の両端側の外周面には、円筒磁石を着脱自在に接
続して係止するための手段としてねじが形成されている
（不図示）。これから、図４、５、６のＺ方向に調整と
固定が可能となる。

【０１１５】凸型磁石リング４２、４６は、位置決め穴
４０、４５に対してプラス公差の寸法で加工しているの
で挿入したあとしっかりと固定されている。またすり割
り部４７は、実施例１と同様に焼成時の熱膨張変化によ
るリング４２、４６の伸びを吸収するものである。磁石
棒４１は、その円柱状の側壁側すなわち内部から外部へ
磁場が向くようにし、凸型磁石リング４２、４６は外部
から内部へ向くようにする。また、円筒磁石４３、４９
には図６中の紙面Ｚ軸方向に凸型磁石リング４２、４６
と反撥磁力が生じるように磁界を形成する（図６中６１
空隙部分）。

【０１１６】この構成により凸型磁石リング４２、４６
と磁石棒４１及び円筒磁石４３、４９の間で、反撥磁力
が生じ一定のクリアランスをたもった磁力による非接触
状態が形成される。これが、熱膨張による各種材料の伸
縮量を吸収する部分となる。磁石棒４１と凸型磁石リン
グ４２、４６のクリアランス間隔は、各種材料の熱膨張
係数より計算されるところの凸型磁石リング４２、４
６、磁石棒４１、フェースプレート１２とリアプレート
１３の伸び量から決定する。それは、凸型磁石リング４
２、４６の内径の縮小量とピンの伸び量を合わせた量よ
りも大きなクリアランスであって、材料の大きさにもよ
るが本実施例では１ｍｍ程度もたせた。なお、支持枠１
４と各プレート１２、１３が接触する部分にフリットガ
ラスを塗布している。また、不図示のフェースプレート
１２上の蛍光体及びリアプレート１３上の電子放出素子
はフェースプレート１２とリアプレート１３に形成され
る位置決め穴４０、４５を基準として位置合わせして形
成する。従って、フェースプレート１２とリアプレート
１３を磁石棒４１に挿入すれば、磁石棒４１と凸型磁石
リング４２、４６との間で反撥磁力が発生するため、凸
型磁石リング４２、４６と磁石棒４１との中心位置が一
致しフェースプレート１２とリアプレート１３の相対位
置合わせが自動的に完了する。

【０１１７】この状態で、組立装置全体を焼成炉へ入れ
てガラスフリットが溶融凝固するような温度プロファイ
ルを設定して焼成する。焼成中、各部材や治具が熱膨張
により伸縮変化しても磁石棒４１と凸型磁石リング４
２、４６の間のクリアランス部で吸収できたため、フェ
ースプレート１２及びリアプレート１３上の位置決め穴
４０、４５の部分における材料の割れや欠けが生じるこ
とがなかった。焼成温度は、約４５０度に設定した。

【０１１８】最後に図６中の上下の円筒磁石４３、４９
と磁石棒４１を凸型磁石リング４２、４６から紙面Ｚ方
向へ引き抜き、最後に磁石リング４２、４６を外して画
像形成装置が完成する。この際の磁石棒その他の材料の
取り外しは、極めて簡単にかつスムーズであった。さら
に本構成においては、外部振動によっておもりがずれガ
ラスプレート表面が傷つくといったことがない。

【０１１９】実施例に示したフェースプレート及びリア
プレートの上下関係に依存はなく上下反転させても同様
である。

【０１２０】本第二実施例においても上述の構成で、（１）位置ずれのない画像形成装置を作製できたこと
で、画質の劣化がなく、良好な画像を得ることができ
た。

【０１２１】（２）加工精度が厳しくないことと、取り
外しが簡単になったことで安価でかつ量産性に優れる製
造装置が可能となった。

【０１２２】（３）ガラス表面に傷つくことが解消さ
れ、信頼性の高い製品が製造できた。という長所をもつ
製造装置を提示できた。

【０１２３】

【発明の効果】本発明の製造装置では、簡単な構成で焼
成において位置決め精度の向上と安定作製が可能とな
り、位置ずれの少ない画像形成装置が得られ、安定な画
質を持つ装置を歩留まりよく提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す装置構成分解図であ
る。

【図２】本発明の第一実施例を示す装置構成図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の第二実施例の装置構成分解図である。

【図５】本発明の第二実施例の装置構成図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】本発明の実施に用いる基本的な表面伝導型電子
放出素子の構成を示す模式的平面図（ａ）及び断面図
（ｂ）である。

【図８】本発明の実施に用いる基本的な垂直型表面伝導
型電子放出素子の構成を示す模式的側面図である。

【図９】本発明の実施に用いる表面伝導型電子放出素子
の製造方法の一例を示す工程図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）はそれぞれ通電フォーミング
の電圧波形の一例を示すグラフである。

【図１１】電子放出素子の電子放出特性を測定するため
の測定評価装置の概略構成図である。

【図１２】単純マトリクス配置の電子源の構成を示す説
明図である。

【図１３】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。

【図１４】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ蛍光膜の構成を
示す説明図である。

【図１５】ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行
なうための駆動回路を組込んだ画像形成装置の一例を示
すブロック図である。

【図１６】本発明に用いる梯子配置の電子源の構成の一
例を示す平面図である。

【図１７】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
斜視図である。

【図１８】従来の表面伝導型電子放出素子の構成例を示
す説明図である。

【符号の説明】

２位置決め穴１０基台１１磁石棒１２フェースプレート１３リアプレート１４支持枠１５磁石リング１６ａ，１６ｂ位置決め穴１７おもり４０，４５位置決め穴４１磁石棒４２，４６凸型磁石リング４３，４９円筒磁石４７すり割り部４８フランジ部７１基板７２，７３素子電極７４導電性薄膜７５電子放出部８０段差形成部１１０電流計１１１電源１１２電流計１１３高圧電源１１４アノード電極１１５真空装置１１６排気ポンプ１２１電子源基板１２２Ｘ方向配線１２３Ｙ方向配線１２４表面伝導型電子放出素子１２５結線１３１リアプレート１３２支持枠１３３ガラス基板１３４蛍光膜１３５メタルバック１３６フェースプレート１３７高圧端子１３８外囲器１４１黒色導電材１４２蛍光体１５１表示パネル１５２走査回路１５３制御回路１５４シフトレジスタ１５５ラインメモリ１５６同期信号分離回路１５７変調信号発生器Ｖｘ，Ｖａ直流電圧源１６０電子源基板１６１電子放出素子１６２共通配線１７０グリッド電極１７１電子が通過するための空孔１７２容器外端子１７３容器外端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２箇の位置決め孔を形成した
基台と、一端にフランジ部を形成してなり前記位置決め
孔に挿入された磁石棒と、前記磁石棒と所定のクリアラ
ンス間隔を有してフェースプレート及びリアプレートの
位置決め穴に嵌合される磁石リングと、前記フェースプ
レート及びリアプレートを基台側に押圧する加圧手段と
を有し、前記磁石棒と磁石リングとの磁化方向は磁石棒
と磁石リングとが嵌合状態において互に反撥する方向に
形成されてなることを特徴とする少なくともフェースプ
レートと支持枠とバックプレートとを有する画像形成装
置の製造装置。
【請求項２】少なくとも３箇の磁石棒と、フランジ部
を一端に形成した磁石リングであって前記棒と所定のク
リアランス間隔を有してフェースプレート及びリアプレ
ートのそれぞれの位置決め穴に嵌合されると共にフラン
ジ部を互に外方に向けて前記各磁石棒に挿通される少な
くとも３対の磁石リングと、前記各磁石棒の両端側に着
脱自在に係止された少なくとも３対の円筒磁石からな
り、前記円筒磁石と磁石リングのフランジ部との磁化方
向及び前記磁石リングと磁石棒との磁化方向がそれぞれ
互に反撥する方向に形成されてなることを特徴とする少
なくともフェースプレートと支持枠とバックプレートと
を有する画像形成装置の製造装置。
【請求項３】磁石リングの一部に切断箇所を有する請
求項１又は２に記載の画像形成装置の製造装置。
【請求項４】クリアランス間隔は、位置合わせ時に生
じる温度変化の最大値と前記位置決め穴の直径と前記磁
石棒の直径と前記フェースプレート或いはリアプレート
材料固有の熱膨張係数から計算され、少なくとも穴径の
縮小量と磁石棒の伸び量を合わせた量よりも大きなクリ
アランス間隔を有する請求項１又は２に記載の画像形成
装置の製造装置。
【請求項５】前記磁性体の反撥力は、フェースプレー
トとリアプレートにかけられる荷重と製造時の焼成によ
る熱膨張から発生する基台とフェースプレート或いはリ
アプレート間の摩擦力を合わせた力よりも大きな力であ
る請求項１又は２に記載の画像形成装置の製造装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の製造
装置を用いて作製する画像形成装置において、前記フェ
ースプレートに搭載される電子放出素子が表面伝導型電
子放出素子であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】電子放出素子を搭載したリアプレート
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を搭載する該リアプレー
トと対向配置されたフェースプレートと、該フェースプ
レートと該リアプレートの間に配置された支持枠とを有
する画像形成装置の製造方法であって、リアプレートと
支持枠とバックプレートとを積層すると共にこれらの間
にフリットガラスを介装して焼成する画像形成装置の製
造方法において、まずリアプレートとバックプレートに
少なくとも２箇の位置決め穴を形成すると共に前記形成
した位置決め穴に磁石リングを嵌合し、次いで前記磁石
リングと所定のクリアランス間隔を有する径の磁性棒で
あって前記磁性リングと互に反撥する磁力方向に磁化さ
れた磁性棒を前記磁性リングに挿入してリアプレートと
バックプレートの位置合せを行ない、その後焼成するこ
とを特徴とする画像形成装置の製造方法。