JPH08337009A

JPH08337009A - 電界放出型プリントヘッド

Info

Publication number: JPH08337009A
Application number: JP16714895A
Authority: JP
Inventors: Kouji Onodaka; 功二小野高
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24
Also published as: FR2735248B1; KR100248950B1; FR2735248A1

Abstract

(57)【要約】【目的】電界放出された電子を集束すること。【構成】奇数番目のパッチ状ゲート電極Ｐ１，Ｐ３，・
・・はゲート引出配線Ｋ２１，Ｋ２２，・・・により第
１ゲート電極ＧＴ１に接続し、偶数番目のパッチ状ゲー
ト電極Ｐ２，Ｐ４，・・・はゲート引出配線Ｋ１１，Ｋ
１２，・・・により第２ゲート電極ＧＴ２に接続する。
第１ゲート電極ＧＴ１と第２ゲート電極ＧＴ２とは選択
的に交互に駆動される。非選択時のゲート電極の電位を
低レベルとすることで、駆動されているパッチ状ゲート
電極を低レベルの導体で取り囲むことができる。これに
よりパッチ状ゲート電極から放出された電子を集束する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学式プリンタ用プリ
ントヘッドに関し、特に電界放出素子を使用したプリン
トヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学式プリンタが知られてい
るが、光学式プリンタの概略を図６を参照しながら説明
する。フィルム１２０はハロゲン化銀（銀塩）等の感光
剤が被着されており、このフィルム１２０の下側に、ミ
ラー１２１により反射された光が照射されることにより
感光されるようにされている。このフィルム１２０に照
射される光はプリントヘッド１２５から放射されるが、
プリントヘッド１２５には１ラインづつの画像データが
供給されており、この画像データにより変調された光が
紙面に対して垂直方向に主走査されると共に、図示する
矢印のようにプリントヘッド１２５が副走査されること
により、線順次方式によりフィルム１２０上に一枚の画
像がプリントされるようになる。

【０００３】なお、ＳＬＡ１２２はセルフォックレンズ
アレイであり、プリントヘッド１２５から放射された光
がフィルム１２０上に焦点を結ぶようにようにするため
のレンズである。ミラー１２３はこのＳＬＡ１２２に光
を導くためのミラーである。また、ＲＧＢフィルター１
２４は、フィルム１２０に上にカラーの画像をプリント
させるための３原色の光フィルターである。カラー画像
をプリントする場合は、同一の１ラインの画像データを
Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの画像データに分解して、各色の画像
データに対応してＲＧＢフィルター１２４を移動させて
主走査させるようにしている。すなわち、３回の主走査
により１ラインのカラー画像がフィルム１２０に表示さ
れることになる。

【０００４】このような光学式プリンタのプリントヘッ
ドの光源としては、従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）や
熱電子放出型の蛍光表示管などが用いられていたが、近
年、半導体微細加工技術を駆使して基板上にミクロンサ
イズの電界放出素子をアレイ状に作成することが可能と
なり、この電界放出素子アレイを電子源として使用した
電界放出型プリントヘッドが提案されている（特開平４
−４３５３９号公報）。

【０００５】この従来の電界放出型プリントヘッドの一
構成例を図７に示す。図７において、（ａ）は概略平面
図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線に沿った概略断面図、
（ｃ）はそのＢ−Ｂ’線に沿った詳細断面図である。図
示するように、この電界放出型プリントヘッドは、複数
個の電界放出素子１０５が形成された第１平面基板１０
１と、該第１平面基板１０１と対向して配置され、蛍光
体１０６などが形成された第２平面基板１０２と、第１
平面基板１０１と第２平面基板１０２との間隔を一定に
保持する挟持体１０３と、第１平面基板１０１と第２平
面基板１０２と挟持体１０３とに囲まれた真空層１０４
とから構成されている。

【０００６】第１平面基板１０１はｎ型シリコン単結晶
基板よりなり、電界放出素子１０５部分と基板コンタク
ト電極１０７部分を除きシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）
１０１’で覆われている。第２平面基板１０２は透明な
ガラス基板よりなり、その表面に透明なアノード電極１
０９と蛍光体１０６が積層されて形成されている。カソ
ード電極とゲート電極を有する電界放出素子１０５とア
ノード電極を有する蛍光体１０６は真空層１０４を挟ん
で対向して配置され、その一対が単位光源を構成してい
る。各単位光源は互いに分離され、アレイ状に配置され
たゲート電極に区分される１個の電界放出素子をもつ。
そして、各々の電界放出素子のカソード電極はシリコン
単結晶板を共有しており、また、アノード電極も共通と
されている。

【０００７】一つの電界放出素子は、図７（ｃ）に示す
ように、第１平面基板１０１の表面に形成された複数個
の突起状のカソード電極（エミッタ）１１１と、ＳｉＯ
₂ 膜１０１’を介して形成され、それぞれの突起の近傍
に開口をもつゲート電極１１２よりなる。また、各々の
電界放出素子でゲート電極は分離されて形成されてい
る。なお、上記においては、第１平面基板１０１にシリ
コン単結晶基板を用い、突起はシリコン単結晶基板の異
方性エッチングを利用して作成したものとしたが、金属
電極をもつ絶縁性基板と金属突起を用いたり、導電性基
板に金属突起を形成したものを用いることもできるもの
である。

【０００８】このように構成された単位光源において、
基板コンタクト電極１０７を通してシリコン単結晶基板
１０１を接地した状態で、アノードコンタクト電極１１
０およびアノード電極１０９を通して蛍光体１０６にア
ノード電圧Ｖ_akを印加し、ゲートコンタクト電極１０８
を通して電界放出素子１０５のゲート電極にゲート電圧
Ｖ_gkを印加すると、当該電界放出素子１０５のカソード
電極の突起部分にゲート電極の電界が印加され、突起先
端より電子が電界放出される。電界放出された電子はア
ノード電圧により加速されて蛍光体１０６に到達し、素
子に対向する部分の蛍光体６を発光させる。

【０００９】このようにして、発光された光は透明のア
ノード電極１０９および第２平面基板１０２を通して放
射され、１ライン分の画像データがフィルム等の記録媒
体に発光記録される。この場合、上記したように記録媒
体またはプリントヘッド自体を移動させて、次の１ライ
ン分の画像データを記録する、線順次走査方式により画
像の記録を行なうことができるものである。このような
電界放出型プリントヘッドは、半導体微細加工技術を利
用して作成されているので、高解像度を実現することが
できるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電界放出型プリントヘッドにおいては電子が電
界放出される突起状のカソード電極１１１の先端から約
６０°の拡がりをもって放出されるため、ある程度の拡
がりをもってアノード電極１０９に到達するようにな
る。すると、アノード電極１０９上の隣接する画素も励
起されて発光する恐れがあり、漏れ発光により解像度が
低下したり、高品質の画像をプリントすることができな
いという問題点があった。特に、アノード電極１０９が
平面状の一枚のベタ電極によりパターニングされている
場合にはこの欠点は顕著となる。

【００１１】そこで、本発明は、電界放出された電子を
集束することのできる電界放出型プリントヘッドを提供
することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電界放出型プリントヘッドは、カソード基
板上に形成された複数本のカソードラインと、該カソー
ドライン上に形成された複数のエミッタと、上記カソー
ド基板上に絶縁層を介して各々の上記カソードラインの
対向する位置に形成された、上記複数のエミッタの先端
近傍に配置されたパッチ状ゲート電極と、上記カソード
基板と対向して配置されると共に、上記パッチ状ゲート
電極と対向する部分に被着された蛍光体層を備えるアノ
ード配線パターンが形成されたアノード基板を備え、上
記パッチ状ゲート電極は千鳥状に２行に配置され、該２
行に配置された上記パッチ状ゲート電極の外側に２本の
ゲート配線が設けられ、１つおきの前記パッチ状ゲート
電極からなる行における前記パッチ状ゲート電極から個
別に引き出されたゲート引出配線が、残る前記パッチ状
ゲート電極からなる他の行を形成する上記パッチ状ゲー
ト電極間を通って自己のパッチ状ゲート電極から見て遠
い側に配置されている上記ゲート配線に接続されている
ものである。

【００１３】また、上記電界放出型プリントヘッドにお
いて、上記ゲート引出配線が、該ゲート引出配線が接続
されていない行を形成する上記パッチ状ゲート電極を囲
むような形状とされているものであり、さらに、上記ア
ノード配線パターンが、上記千鳥状に２行に配置された
パッチ状ゲート電極にそれぞれ対向するように形成され
た、千鳥状に２行に配置されたパッチ状アノード電極
と、行を形成する該パッチ状アノード電極が各行毎にそ
れぞれ接続されている２本のアノード配線とを備え、上
記パッチ状アノード電極には上記蛍光体層が被着されて
おり、上記パッチ状ゲート電極および上記パッチ状アノ
ード電極の対向する行毎に、１ライン表示期間において
交互に略１／２期間づつ発光されるように発光制御され
ており、この場合に、発光されないよう制御された行を
構成する上記ゲート配線および上記アノード配線の電位
が低レベルとされるものである。

【００１４】さらにまた、上記アノード配線パターン
が、上記千鳥状に２行に配置されたパッチ状ゲート電極
にそれぞれ対向するように形成された、略１直線状に配
置されたパッチ状アノード電極と、１つおきの該パッチ
状アノード電極が接続されている２本のアノード配線と
を備え、上記１直線状に配置されたパッチ状アノード電
極に被着されている上記蛍光体層により、表示データの
同一ラインが表示されるようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、２行に設けられたパッチ状ゲ
ート電極の各々に接続されているゲート引出配線が、１
本おきに他の行のパッチ状ゲート電極間から引き出され
て２本設けられたゲート配線の一方へ接続されている。
この場合、２本のゲート配線を交互に選択して駆動する
が、選択駆動されていないゲート配線の電位を低レベル
（ゼロレベルあるいは負レベルでもよい）とすると、各
パッチ状ゲート電極から電界放出される電子が拡がらず
集束されるようになる。この場合、パッチ状ゲート電極
を他行のゲート引出配線で取り囲むようにすると、さら
にこの作用は顕著となる。

【００１６】また、アノード配線も２本のゲート配線に
対応して２行設けるようにし、選択駆動されていないゲ
ート配線に対向する行のアノード配線の電位を低レベル
（ゼロレベルあるいは負レベルでもよい）とすると、さ
らに電子を集束してアノード配線に被着した蛍光体層に
到達させることができる。従って、隣接する画素の漏れ
発光を防止することができ、高品質のプリント画像を得
ることができる。また、非選択のゲート配線から発生さ
れる電界が、選択駆動されている画素の周囲に位置する
他の画素の選択状態の影響を打ち消すように作用するの
で、隣接画素の点灯状態にかかわらず光量変動を抑制す
ることができる。

【００１７】

【実施例】本発明の電界放出型プリントヘッドの一実施
例の構成を図１に示すが、図１（ａ）は本発明の電界放
出型プリントヘッドを構成するカソード基板１を上から
見たゲート配線パターンの一例を示しており、同図
（ｂ）には、そのカソード基板１の一部の断面の構造を
示している。図１（ｂ）に示すように、カソード基板１
の一表面に複数本のカソードラインＣ１，Ｃ２，Ｃ３，
・・・（この場合はカソードラインＣ２だけが示されて
いる。）が形成されており、このカソードラインＣ１，
Ｃ２，Ｃ３，・・・上にそれぞれ複数のコーン状のエミ
ッタ３が形成されている。また、カソード基板１上には
ＳｉＯ₂ 等からなる絶縁層２が形成されており、この上
にゲート配線パターンが形成されている。

【００１８】ゲート配線パターンは同図（ａ）に示すよ
うに、第１ゲート配線ＧＴ１、第２ゲート配線ＧＴ２、
奇数番目のパッチ状ゲート電極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，・・
・からなる奇数行と、偶数番目のパッチ状ゲート電極Ｐ
２，Ｐ４，Ｐ６・・・からなる偶数行の２行設けられて
いるパッチ状ゲート電極、および各パッチ状ゲート電極
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・にそれぞれ接続されているゲ
ート引出配線Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３・・・、Ｋ２１，
Ｋ２２，Ｋ２３・・・から構成されている。また、パッ
チ状ゲート電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・には、同図
（ｂ）に示すような複数の開口部４が設けられて、この
開口部４からカソードライン上に形成されたエミッタ３
の先端が臨んでいる。

【００１９】この奇数番目のパッチ状ゲート電極Ｐ１，
Ｐ３，Ｐ５，・・・の各々の下方に対向して、カソード
ラインＣ１，Ｃ３，Ｃ５，・・・が形成されて、カソー
ド基板１の一側から引き出されており、偶数番目のパッ
チ状ゲート電極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，・・・の各々の下方
に対向して、カソードラインＣ２，Ｃ４，Ｃ６，・・・
が形成されて、カソード基板１の他側から引き出されて
いる。なお、カソード基板１はガラス製とすることがで
きる。そして、図示されていないがこのように構成され
たカソード基板１に対向して、パターニングされたアノ
ード配線が形成されたアノード基板が配置されて電界放
出型プリントヘッドが構成される。

【００２０】この電界放出型プリントヘッドは前記図７
（ｂ）に示す構成とほぼ同様の形状とされる。すなわ
ち、カソード基板１とアノード基板と、これらの両基板
を所定間隔で保持する側面板とで真空気密容器が形成さ
れて、電界放出カソードアレイおよび蛍光体が被着され
たアノード配線がこの真空気密容器に収納される。これ
により、電界放出型プリントヘッドが構成されている。

【００２１】ここで、本発明の電界放出型プリントヘッ
ドの特徴点の一つであるゲート配線パターンについて説
明する。本発明においては、奇数番目のパッチ状ゲート
電極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，・・・を囲むようにゲート引出
配線Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３・・・がパターニングされ
ており、偶数番目のパッチ状ゲート電極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ
６・・・を囲むようにゲート引出配線Ｋ２１，Ｋ２２，
Ｋ２３・・・がパターニングされている。さらに、ゲー
ト引出配線Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３・・・が第２ゲート
配線ＧＴ２に接続されるようパターニングされて、奇数
番目のパッチ状ゲート電極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，・・・を
囲んでおり、ゲート引出配線Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３・
・・が第１ゲート配線ＧＴ１に接続されるようパターニ
ングされて、偶数番目のパッチ状ゲート電極Ｐ２，Ｐ
４，Ｐ６，・・・を囲んでいる。

【００２２】この理由を説明すると、本発明の電界放出
型プリントヘッドを動作させる場合は、第１ゲート配線
ＧＴ１と第２ゲート配線ＧＴ２とを１ライン表示期間内
において１／２期間づつ交互に選択して駆動している。
この場合に、選択されていない側のゲート配線の電位
を、例えば接地レベルであるゼロとする。すると、選択
駆動されているパッチ状ゲート電極を取り囲むゲート配
線およびゲート引出配線のレベルはゼロレベルとされる
ため、パッチ状ゲート電極から電界放出された電子は、
これらの配線により生じる電界の影響を受けてアノード
配線により生じる電界により加速されるようになり、集
束されてアノード配線に到達するようになる。

【００２３】すなわち、アノード配線にはパッチ状ゲー
ト電極に対応して各画素を形成する蛍光体層が被着され
ているが、電子が集束されてアノード配線上の蛍光体層
に到達するため、隣接する画素が励起される恐れを極力
なくすことができ、漏れ発光が生じることを防止するこ
とができるからである。また、選択駆動されていない側
のゲート配線のレベルを負とすればより顕著な上記した
作用効果を奏することができる。ただし、ゲート配線の
レベルを非選択時に低レベルとするだけでも上記した作
用効果は奏せられるものである。

【００２４】次に、本発明の電界放出型プリントヘッド
を駆動する回路の一例を図２に示す。この図において、
プリントヘッド１０の奇数番目のカソードラインＣ１，
Ｃ３，Ｃ５，・・・Ｃ（ｎ−１）は第１情報側ドライバ
１２により駆動されており、偶数番目のカソードライン
Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，・・・Ｃｎは第２情報側ドライバ１
４により駆動されている。また、第１情報側ドライバ１
２には第１シフトレジスタ１１にシフトされている直列
の画像データが並列の画像データとされて供給され、第
２情報側ドライバ１４には第２シフトレジスタ１３にシ
フトされている直列の画像データが並列の画像データと
されて供給されている。

【００２５】この場合、第１シフトレジスタ１１には、
１ライン表示期間において１ライン分の奇数番目の画像
データがシフトクロックによりシフト入力され、第２シ
フトレジスタ１３には、１ライン表示期間において１ラ
イン分の偶数番目の画像データがシフトクロックにより
シフト入力されている。そして、第１情報側ドライバ１
２および第２情報側ドライバ１４は、１ライン表示期間
を発生周期とするラッチ１信号およびラッチ２信号によ
り、それぞれ第１シフトレジスタ１１および第２シフト
レジスタ１３よりの並列とされた奇数番目あるいは偶数
番目の画像データをラッチしている。

【００２６】ただし、この場合ラッチ１信号とラッチ２
信号とは位相がπだけずれており、第１情報側ドライバ
１２と第２情報側ドライバ１４は、１ライン表示期間の
１／２期間毎に交互に有効とされる発光データにより、
対応するカソードラインを駆動している。すなわち、１
ライン表示期間の１／２期間、第１情報側ドライバ１２
および第２情報側ドライバ１４は、それぞれラッチされ
ている奇数番目あるいは偶数番目の１ライン分の画像デ
ータに応じて、奇数番目のカソードラインＣ１，Ｃ３，
Ｃ５，・・・Ｃ（ｎ−１）、あるいは偶数番目のカソー
ドラインＣ２，Ｃ４，Ｃ６，・・・Ｃｎを駆動してい
る。

【００２７】また、プリントヘッド１０の第１ゲート配
線ＧＴ１および第２ゲート配線ＧＴ２は、走査側ドライ
バ１５により１ライン表示期間の１／２期間毎に交互に
選択駆動されている。この走査側ドライバ１５は、入力
された走査切り換えパルスに同期して出力イネーブル信
号がイネーブル状態の時に選択駆動パルスを生成して、
第１ゲート配線ＧＴ１および第２ゲート配線ＧＴ２を選
択駆動している。このようにして、画像データにより線
順次で電界放出型プリントヘッドは発光制御される。

【００２８】次に、この電界放出型プリントヘッドの駆
動回路における駆動タイミングチャートを図３に示す。
図３（ａ）は第１情報側ドライバ１２、第２情報側ドラ
イバ１４および走査側ドライバ１５を能動化する出力イ
ネーブル信号であり、図示する場合は「Ｈ」レベルの時
にこれらの回路を能動化している。同図（ｂ）は走査側
ドライバ１５に供給される走査切換パルスの波形を示し
ており、走査側ドライバ１５は、この切換パルスを１／
２分周することにより生成された正相のパルスを第１ゲ
ート配線ＧＴ１を駆動する同図（ｃ）に示す駆動信号と
し、生成された逆相のパルスを第２ゲート配線ＧＴ２を
駆動する同図（ｄ）に示す駆動信号としている。

【００２９】また、同図（ｅ）は第１シフトレジスタ１
１および第２シフトレジスタ１３に供給されるシフトク
ロックであり、１ライン表示期間内においてｎ／２個の
クロック数とされている。なお、ｎは１ラインの画素数
である。このｎ／２個のシフトクロックにより、同図
（ｆ）に示す１つおきの奇数番目あるいは偶数番目の１
ライン分の画像データが、第１シフトレジスタ１１およ
び第２シフトレジスタ１３に次発光データとしてシフト
される。このようにして第１シフトレジスタ１１および
第２シフトレジスタ１３に転送された１ライン分の１つ
おきの画像データは、同図（ｇ）に示すラッチ１信号お
よび同図（ｈ）に示すラッチ２信号により第１情報側ド
ライバ１２あるいは第２情報側ドライバ１４にラッチさ
れるようになる。

【００３０】この場合、ラッチ１信号とラッチ２信号と
は同図（ｇ）（ｈ）に示すように、１ライン表示期間の
周期で、互いに１／２期間ずらされている（位相差がπ
とされている。）ので、第１情報側ドライバ１２および
第２情報側ドライバ１４に、１ライン表示期間の１／２
周期毎に交互にラッチされるようになる。また、この場
合にラッチされる画像データは、奇数番目あるいは偶数
番目の１ライン分の画像データとされて、その表示期間
は第１ゲート配線ＧＴ１あるいは第２ゲート配線ＧＴ２
の選択駆動期間とされるため、ラッチされた画像データ
が有効な発光データとされる期間は、同図（ｉ）（ｊ）
に示すように１ライン表示期間の１／２周期毎の交互の
期間とされる。

【００３１】すなわち、奇数カソードＣ１，Ｃ３，Ｃ
５，・・・Ｃ（ｎ−１）の有効な発光データが供給され
る期間は図３（ｉ）に示すようになり、偶数カソードＣ
２，Ｃ４，Ｃ６，・・・Ｃｎの有効な発光データが供給
される期間は図３（ｊ）に示すようになる。したがっ
て、プリントヘッドは１ライン表示期間において、図示
するように前半の１／２期間は奇数カソードＣ１，Ｃ
３，Ｃ５，・・・Ｃ（ｎ−１）の有効な発光データによ
り発光制御され、後半の１／２期間は偶数カソードＣ
２，Ｃ４，Ｃ６，・・・Ｃｎの有効な発光データにより
発光制御されて、１ラインの画像データからなる１ライ
ンの画像が発光表示されるようになる。そして、このよ
うな線順次の走査を順次行うことにより、１画面の発光
表示を線順次方式で行うことができるようになる。この
時に発光表示される光信号を、前記図６に示す構成を用
いてフィルム等の光記録媒体へ照射することにより、１
画面の画像を光学式でプリントすることができるように
なる。

【００３２】次に、例えばガラス製の透明なアノード基
板に形成されるアノード配線パターンについて図４を用
いて説明する。アノード配線パターンはカソード基板に
形成されているゲート配線パターンに対応して形成され
るので、図４（ａ）に前記図１に示すゲート配線パター
ンを示す。そして、このゲート配線パターンに対応する
アノード配線パターンを同図（ｂ）に示す。この図に示
すようにアノード配線パターンは第１アノード配線Ａ１
と第２アノード配線Ａ２と、奇数番目のパッチ状ゲート
電極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，・・・Ｐ（ｎ−１）の行にそれ
ぞれ対向する、奇数番目のパッチ状アノード電極Ｂ１，
Ｂ３，Ｂ５，・・・Ｂ（ｎ−１）からなる行と、偶数番
目のパッチ状ゲート電極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６・・・Ｐｎの
行にそれぞれ対向する、偶数番目のパッチ状アノード電
極Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６・・・Ｂｎからなる行とから構成さ
れている。

【００３３】そして、第１アノード配線Ａ１には奇数番
目のパッチ状アノード電極Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，・・・Ｂ
（ｎ−１）が接続されており、第２アノード配線Ａ２に
は偶数番目のパッチ状アノード電極Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６・
・・Ｂｎが接続されている。これは、例えばパッチ状ゲ
ート電極Ｐ１から放出された電子は、そのパッチ状ゲー
ト電極Ｐ１のゲート引出配線の電位が正レベルとされて
いるために、このゲート引出配線により生じる電界によ
りその軌道がゲート引出配線に指向するように曲げられ
て、放出電子の分布は楕円状とされることになる。この
ように放出電子の分布が楕円状とされると、放出電子の
一部がパッチ状アノード電極Ｂ１に被着されている蛍光
体層に有効に当らないようになり、光量が低下するよう
になる。これを防止するために、ゲート引出配線とは逆
方向に電子を引っ張るようにパッチ状アノード電極Ｂ１
を第１アノード配線Ａ１に接続しているのである。

【００３４】そして、電界放出型プリントヘッドが駆動
される場合、第１ゲート配線ＧＴ１が選択駆動されてい
る時に、対向する第１アノード配線Ａ１が選択的に駆動
され、第２ゲート配線ＧＴ２が選択駆動されている時
に、対向する第２アノード配線Ａ２が選択的に駆動され
る。この場合、選択駆動されないアノード配線のレベル
を低レベル（ゼロあるいは負レベルとしてもよい。）と
する。これにより、選択駆動されているパッチ状ゲート
電極から放出される電子はより集束されて、アノード配
線パターンに達するようになり、より隣接する画素の漏
れ発光を防止することができる。

【００３５】また、アノード配線パターンはこれに限ら
ず、図５に示すようにパターニングしてもよい。この図
において、パッチ状ゲート電極Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，・・
・Ｂｎは略１直線状に配列されて形成されている。この
場合においてもゲート配線パターンは図４（ａ）に示す
ものとされており、そのパッチ状ゲート電極の位置を破
線で示している。

【００３６】この場合は、パッチ状ゲート電極から放出
された電子を有効にパッチ状アノード電極Ｂ１，Ｂ２，
Ｂ３，・・・Ｂｎで捕らえるために、奇数番目のパッチ
状アノード電極Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，・・・Ｂ（ｎ−１）
は第２アノード配線Ａ２に、偶数番目のパッチ状アノー
ド電極Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，・・・Ｂｎは第１アノード配
線Ａ１に接続するようにしている。このアノード配線パ
ターンを備える電界放出型プリントヘッドが駆動される
場合、第１ゲート配線ＧＴ１が選択駆動されている時
に、第２アノード配線Ａ２が選択的に駆動され、第２ゲ
ート配線ＧＴ２が選択駆動されている時に、第１アノー
ド配線Ａ１が選択的に駆動される。これは、アノード配
線とパッチ状アノード電極とを結ぶアノード引出配線に
駆動電圧が印加された時に、選択駆動されているパッチ
状ゲート電極から放出された電子が、そのアノード引出
配線により捕えられないようにするためである。

【００３７】ここで、図５に示すように１直線状にパッ
チ状アノード電極を配列した場合は、前記した図２に示
す画像データが供給される第１シフトレジスタ１１およ
び第２シフトレジスタ１３には同一ラインの画像データ
が奇数番目と偶数番目に分けられて入力される。しかし
ながら、後半の画像データを表示する期間は１ライン表
示期間の１／２期間だけ遅れ、この期間で副走査されて
プリンタヘッドが移動されるため、この移動分だけ画像
データのプリント位置がずれるようになる。これを防止
するために、奇数番目のパッチ状アノード電極Ｂ１，Ｂ
３，Ｂ５，・・・Ｂ（ｎ−１）と偶数番目のパッチ状ア
ノード電極Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，・・・Ｂｎとを、この遅
れを補正するように前後にずらすようにしている。

【００３８】なお、図４（ｂ）に示すアノード配線パタ
ーンにおいては、奇数番目のパッチ状アノード電極Ｂ
１，Ｂ３，Ｂ５，・・・Ｂ（ｎ−１）と偶数番目のパッ
チ状アノード電極Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，・・・Ｂｎとは、
例えば３ライン分に相当する間隔を有している。この間
隔は上記した後半の発光表示画像が１ライン表示期間の
１／２期間だけ遅れることを考慮した上での３ライン分
に相当する間隔とされており、第１シフトレジスタ１１
に供給される画像データに対し、第２シフトレジスタ１
３に供給される画像データは３ライン遅れた画像データ
が供給されるようにしている。

【００３９】以上の説明では、アノード配線パターンは
交互に選択駆動される２本のアノード配線を備えるよう
にしたが、放出電子はゲート配線パターンだけでも集束
することができるため、アノード配線パターンは平面状
の一面とされたベタ状としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、２行に設
けられたパッチ状ゲート電極の各々に接続されるゲート
引出配線が、１本おきに他の行のパッチ状ゲート電極間
から引き出されて２本設けられたゲート配線の一方へ接
続されている。この場合、２本のゲート配線を交互に選
択して駆動するが、選択駆動されていないゲート配線の
電位を低レベル（ゼロレベルあるいは負レベルでもよ
い）とすると、各パッチ状ゲート電極から電界放出され
る電子が拡散せずに集束されるようになる。この場合、
パッチ状ゲート電極を他行のゲート引出配線で取り囲む
ようにすると、さらにこの作用は顕著となる。

【００４１】また、アノード配線も２本のゲート配線に
対応して２行設けるようにし、選択駆動されていないゲ
ート配線に対向する行のアノード配線の電位を低レベル
（ゼロレベルあるいは負レベルでもよい）とすると、さ
らに電子を集束することができる。従って、隣接する画
素の漏れ発光をより一層防止することができ、高品質の
プリント画像を得ることができる。また、非選択のゲー
ト配線から発生される電界が、選択されている画素の周
囲に位置する他の画素の選択状態の影響を打ち消すよう
に作用するので、隣接画素の点灯状態にかかわらず光量
変動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電界放出型プリントヘッドのゲート配
線パターンを主に示すカソード基板の上面図、および一
部側断面図である。

【図２】本発明の電界放出型プリントヘッドを駆動する
回路の一例を示す図である。

【図３】本発明の電界放出型プリントヘッドを駆動する
回路の駆動タイミングチャートを示す図である。

【図４】本発明の電界放出型プリントヘッドのアノード
配線パターンの一例を説明するための図である。

【図５】本発明の電界放出型プリントヘッドのアノード
配線パターンの他の例を示す図である。

【図６】従来の電界放出型プリントヘッドを用いた光学
式プリンタの概略構成を示す図である。

【図７】従来の電界放出型プリントヘッドの概略構成を
示す上面図、正面の断面図、側断面図である。

【符号の説明】

１カソード基板２絶縁層３エミッタ４開口部５エミッタ１０電界放出型プリントヘッド１１，１３シフトレジスタ１２，１４情報側ドライバ１５走査側ドライバ１０１第１平面基板１０２第２平面基板１０３挟持体１０４真空層１０５電界放出素子１０７基板コンタクト電極１０８ゲートコンタクト電極１１０アノードコンタクト電極Ａ１，Ａ２アノード配線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，・・・Ｂｎパッチ状アノード電極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・，ＣｎカソードラインＧＴ１，ＧＴ２ゲート配線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・パッチ状ゲート電極Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３・・・、Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２
３・・・ゲート引出配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カソード基板上に形成された複数本のカ
ソードラインと、該カソードライン上に形成された複数のエミッタと、上記カソード基板上に絶縁層を介して各々の上記カソー
ドラインの対向する位置に形成された、上記複数のエミ
ッタの先端近傍に配置されたパッチ状ゲート電極と、上記カソード基板と対向して配置されると共に、上記パ
ッチ状ゲート電極と対向する部分に被着された蛍光体層
を備えるアノード配線パターンが形成されたアノード基
板を備え、上記パッチ状ゲート電極は千鳥状に２行に配置され、該
２行に配置された上記パッチ状ゲート電極の外側に２本
のゲート配線が設けられ、１つおきの前記パッチ状ゲー
ト電極からなる行における前記パッチ状ゲート電極から
個別に引き出されたゲート引出配線が、残る前記パッチ
状ゲート電極からなる他の行を形成する上記パッチ状ゲ
ート電極間を通って自己のパッチ状ゲート電極から見て
遠い側に配置されている上記ゲート配線に接続されてい
ることを特徴とする電界放出型プリントヘッド。
【請求項２】上記ゲート引出配線が、該ゲート引出配
線が接続されていない行を形成する上記パッチ状ゲート
電極を囲むような形状とされていることを特徴とする請
求項１記載の電界放出型プリントヘッド。
【請求項３】上記アノード配線パターンが、上記千鳥
状に２行に配置されたパッチ状ゲート電極にそれぞれ対
向するように形成された、千鳥状に２行に配置されたパ
ッチ状アノード電極と、行を形成する該パッチ状アノー
ド電極が各行毎にそれぞれ接続されている２本のアノー
ド配線とを備え、上記パッチ状アノード電極には上記蛍光体層が被着され
ており、上記パッチ状ゲート電極および上記パッチ状ア
ノード電極の対向する行毎に、１ライン表示期間におい
て交互に略１／２期間づつ発光されるように発光制御さ
れており、この場合に、発光されないよう制御された行を構成する
上記ゲート配線および上記アノード配線の電位が低レベ
ルとされることを特徴とする請求項１記載の電界放出型
プリントヘッド。
【請求項４】上記アノード配線パターンが、上記千鳥
状に２行に配置されたパッチ状ゲート電極にそれぞれ対
向するように形成された、略１直線状に配置されたパッ
チ状アノード電極と、１つおきの該パッチ状アノード電
極が接続されている２本のアノード配線とを備え、上記１直線状に配置されたパッチ状アノード電極に被着
されている上記蛍光体層により、表示データの同一ライ
ンが表示されることを特徴とする請求項１記載の電界放
出型プリントヘッド。