JPH10337901A - 光プリンタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蛍光体のパターニングが精密にでき、駆動時に
は発光ドットの蛍光体層が均一に発光して高い画質が得
られる光プリンタヘッドを提供する。 【解決手段】光プリンタヘッドは千鳥状に２列に並べら
れた多数個の矩形の発光ドット１を有する。各列の方向
が主走査方向である。発光ドット１は枠状の陽極導体２
と蛍光体層４を有する。枠の内部には主走査方向に平行
で枠に接続した線状の導体部がある。画像形成時、光プ
リンタヘッドとフィルムを副走査方向に相対移動しなが
ら発光ドット１を発光させる。抵抗の大きい蛍光体を使
用しても陽極導体２の枠内の蛍光体は均一に発光し、フ
ィルムに形成した画像の画質が高い。導体部３は主走査
方向に平行なので、副走査方向に沿う未露光部分のスジ
は発生しない。陽極導体２の上に蛍光体層４を感光剤を
用いて形成する際、導体部３が紫外線を反射して架橋反
応を促進するので、パターニングが精密になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタの書き
込みヘッドに用いられる蛍光表示管の原理を応用した光
プリンタヘッドに関する。本発明の光プリンタヘッド
は、例えばカラービデオプリンタ等において感光フィル
ム等の記録媒体に画像を形成するために利用することが
できる。

【０００２】

【従来の技術】本発明者等は、カラービデオプリンタ等
において感光フィルム等の記録媒体に画像を形成するた
めの手段として、蛍光表示管の原理を応用した光プリン
タを提案している。この光プリンタは、一般的な蛍光表
示管と同様に箱型の外囲器を有している。外囲器は、透
光性と絶縁性を有するガラス板等を封着材で組み立てた
ものであり、その内部は高真空状態に保持されている。

【０００３】外囲器の一部を構成する陽極基板の内面に
は、図６に示すような千鳥状の２列の配置で多数個の発
光ドット１００が形成されている。各列の列方向が、光
プリンタヘッドとして使用する際の主走査方向であり、
陽極基板の長手方向に沿っている。これと直交する方向
が副走査方向であり、光プリンタヘッドと記録媒体とが
相対的に移動する方向となる。外囲器の内部には電子源
としてフィラメント状の陰極が張設されている。

【０００４】各発光ドット１００は、図７及び図８に拡
大して示すように、陽極基板１０１上に形成されたアル
ミニウム薄膜からなる矩形枠状の陽極導体１０２と、各
陽極導体１０２の上に被着された蛍光体層１０３からな
る。発光するのは蛍光体層１０３のみである。図７
（ａ）に示すように、矩形枠状でロ字形の開口を有する
陽極導体１０２を陽極基板１０１上にアルミニウム薄膜
によって形成する。次に該陽極導体１０２の上面側にス
ラリー法で蛍光体を被着させ、これをフォトリソグラフ
ィー法により、図７（ｂ）及び図８に示すように開口を
覆って枠の上面に接する矩形ドット状のパターンに形成
する。これによって各陽極導体１０２ごとに得られた蛍
光体層１０３は、陽極導体１０２の開口１０２ａの内縁
に接するとともに、その外縁は陽極導体１０２の枠の外
縁の内側にあって外側にはみ出さない。このため、図７
（ｃ）に示すように、陽極基板１０１の外側から見る
と、蛍光体層１０３の大きさ・形状は陽極導体１０２の
開口１０２ａによって区画され、所定の精度に規制され
て並ぶこととなる。蛍光体層１０３の発光は、透光性の
陽極基板１０１を通して陽極基板１０１の外側に照射さ
れる。なお、このような構造の光プリンタヘッドは、蛍
光表示管の技術分野においては例えば前面発光形等と呼
ばれている。

【０００５】前記光プリンタヘッドの陽極基板側と記録
媒体の記録面側を適当な距離をおいて対面させる。両者
の間に図示しない光学系を設けてもよい。光プリンタヘ
ッドの発光ドット１００を画像情報に基づいて駆動しな
がら、これに同期した速度で光プリンタヘッドと記録媒
体を相対的に副走査方向に沿って移動させる。主走査方
向に並んだ各発光ドット１００からのドット状の光は、
記録媒体の上で副走査方向に繋がって連続した線を構成
することができ、これによって記録媒体の上に画像（又
はこれに対応した潜像）を形成することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した光プリンタヘ
ッドにおいて、蛍光体層１０３に低抵抗母体形の蛍光体
であるＺｎＯ：Ｚｎを使用した場合、アルミニウム薄膜
からなる陽極導体１０２の枠によって規制された蛍光体
層１０３は均一に発光し、枠内に見える蛍光体層１０３
の発光部分の輝度分布が画像形成時の画質に与える問題
は極めて少ない。

【０００７】しかしながら、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，
Ｃｌ等の高抵抗母体形の蛍光体を使用した場合、蛍光体
層１０３での電圧降下が大きいため、図９に示すように
陽極導体１０２の枠に接している部分の近傍ではほぼム
ラ無く発光するが、そこから離れたドットの中央付近の
輝度は大きく落ち込んでしまう。その結果、画像形成時
には副走査方向に沿って著しいスジが現れてしまい、画
質を悪化させてしまうという問題があった。

【０００８】また、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌのよ
うに体色が黄色い蛍光体の場合には、短波長側の光は吸
収されてしまうため、フォトリソグラフィーの工程にお
ける紫外線露光のエネルギーはスラリー塗布膜中の蛍光
体に吸収されてしまい、感光剤の架橋反応密度が上がら
ない。特に、塗布膜の深さ方向への紫外線の到達は大き
く妨げられるため、蛍光体膜の付着強度は十分とはなら
ず、現像時の剥がれの原因となってしまう。ここで、露
光時間を長くしてこの問題に対処しようとすると、塗布
膜表面ではオーバー露光となってフォトマスクの開口を
越えて反応が進んでしまい、フォトマスクに対する蛍光
体パターンの忠実度が著しく悪化してしまう。

【０００９】本発明は、陽極導体の枠内の蛍光体が均一
に発光するため得られる画質が高く、紫外線を吸収しや
すい蛍光体を感光剤でパターニングする場合においても
十分な架橋反応が得られてパターニングが精密になるた
め、記録媒体の分光感度特性に合致した発光特性の蛍光
体を選択することができる光プリンタヘッドを提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された光
プリンタヘッドは、透光性の陽極基板を有する外囲器
と、前記陽極基板の内面に主走査方向に沿って所定の間
隔で形成された複数の枠状の陽極導体と前記各陽極導体
の上に設けられた蛍光体層からなる複数の発光ドット
と、前記外囲器の内部に設けられた電子源とを有し、前
記主走査方向と直交する副走査方向に沿って被記録体と
前記外囲器を相対的に移動させながら、前記電子源から
の電子の射突による前記蛍光体層の発光を前記陽極導体
の開口から前記陽極基板を通して前記被記録体に照射す
る光プリンタヘッドにおいて、前記枠状の陽極導体の開
口の内部に導体部を設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部が、前記副走査方向に平行でない線状であることを
特徴としている。

【００１２】請求項３に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部がドット状であることを特徴としている。

【００１３】請求項４に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記陽
極導体が矩形状であることを特徴としている。

【００１４】請求項５に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記陽
極導体が円形の枠状であることを特徴としている。

【００１５】請求項６に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部がメッシュ状であることを特徴としている。

【００１６】請求項７に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部と前記陽極導体が接続されていることを特徴として
いる。

【００１７】請求項８に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部と前記陽極導体が接続されていないことを特徴とし
ている。

【００１８】請求項９に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部がアルミニウム薄膜であることを特徴としている。

【００１９】請求項１０に記載された光プリンタヘッド
は、請求項１記載の光プリンタヘッドにおいて、前記導
体部が透明導電膜で開口内面全面に設けられていること
を特徴としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例を
図１〜図３を参照して説明する。本発明の光プリンタヘ
ッドの構成の内、従来と異なる部分を中心に説明する。
この光プリンタヘッドは、図６を参照して説明した従来
のものと同様、千鳥状に２列に並べられた多数個の矩形
の発光ドット１を有する。各列において発光ドット１が
並んでいる方向が主走査方向であり、同方向は光プリン
タヘッドの素子の長手方向にも一致している。

【００２１】この発光ドット１は、外囲器の陽極基板の
内面に形成されたアルミニウム薄膜からなる陽極導体
と、これに被着された蛍光体層からなる。陽極導体は、
図１に示すように、開口を有する矩形の枠状である。そ
の開口の内部には、主走査方向に平行で枠に繋がった線
状の導体部が設けられている。

【００２２】各発光ドット１は、図２（ａ）に示すよう
に、導体部３を有する枠状の陽極導体２を陽極基板１０
１上にアルミニウム薄膜によって形成する。次に該陽極
導体２の上面側にスラリー法で蛍光体を被着させ、これ
をフォトリソグラフィー法により、図２（ｂ）に示すよ
うに開口２ａを覆って枠の上面に接する矩形ドット状の
パターンに形成する。これによって各陽極導体２ごとに
得られた蛍光体層４は、陽極導体２の開口２ａの内縁及
び導体部３の縁部に接するとともに、その外縁は陽極導
体２の枠の外縁の内側にあって外側にはみ出さない。こ
のため、図２（ｃ）に示すように、陽極基板１０１の外
側から見ると、蛍光体層４の大きさ・形状は陽極導体２
の開口２ａによって区画され、所定の精度に規制されて
並ぶこととなる。

【００２３】陽極導体２の一辺の長さは１８０μｍ、陽
極導体２の枠の幅は３０μｍ、陽極導体２の開口２ａの
一辺の長さは１２０μｍである。従って、発光している
蛍光体層４によって視認される発光ドット１の大きさ
は、陽極導体２の開口２ａのサイズと同一である。

【００２４】導体部３の太さは２０μｍであり、枠より
も細い適当な値に設定されている。このため、導体部３
は蛍光体層４と陽極導体２を導通させるが、発光面積の
減少による輝度の低下は観察者には実質的に認められな
い程度となっている。即ち、導体部３の太さは、発光ド
ット１の発光面積を著しく損なうことなく蛍光体層４の
抵抗緩和の効果が得られる程度であればよい。本例の光
プリンタヘッドによれば、たとえ抵抗の大きい蛍光体を
使用しても、陽極導体２の枠内の蛍光体が均一に発光す
るため、被記録体としてのフィルム等に露光して画像を
形成した場合、得られる画質が高い。

【００２５】本例の導体部３は、副走査方向に平行でな
く、主走査方向に平行になっているので、画像形成時の
画素間のつながりを妨げることがない。本例の光プリン
タヘッドでフィルム等の感光面に画像等を形成する場合
には、本例の光プリンタヘッドとフィルム等を副走査方
向について相対移動しながら発光ドット１を発光させる
ので、前記導体部３のような発光しない部分が相対移動
の副走査方向に連続しているとフィルム上に副走査方向
に沿って未露光部分のスジが発生してしまう。しかしな
がら、本例では導体部３は副走査方向に平行ではないの
で（実際には副走査方向に直交している）、このような
未露光部分のスジが発生することはない。

【００２６】本例の光プリンタヘッドは、陽極導体２の
枠の内部にアルミニウム薄膜の導体部３がある。陽極導
体２の上に蛍光体層４を所定のパターンで形成するフォ
トリソグラフィーの工程では、この導体部３が紫外線を
反射して架橋反応を促進するので、得られるパターニン
グが精密になる。

【００２７】まず、図３（ｂ）に示すように、導体部３
がない従来の陽極導体１０２では、スラリー塗布膜１０
を透過した紫外線はガラスの陽極基板１０１を透過して
感光剤の架橋反応には関与しなかった。図３（ａ）に示
す本例の陽極導体２では、ガラスよりも紫外線をよく反
射するアルミニウム薄膜からなる導体部３を有している
ので、スラリー塗布膜１０内に入射した紫外線は陽極基
板１０１を透過する前に導体部３において、再びスラリ
ー塗布膜１０に向けて反射される。このため、スラリー
塗布膜１０の架橋反応が促進され、形成される蛍光体層
４の陽極基板１０１や陽極導体２に対する付着性が向上
して現像時に剥がれにくくなる。

【００２８】特に（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌのよう
に体色が黄色い蛍光体の場合には、フォトリソグラフィ
ーの工程における紫外線露光のエネルギーはスラリー塗
布膜１０中の蛍光体に吸収されてしまい、感光剤の架橋
反応密度が上がらない。特に、スラリー塗布膜１０の深
さ方向への紫外線の到達は大きく妨げられる。しかしな
がら、本例によれば、このような問題がないので、感光
剤の架橋反応密度が高く、得られた蛍光体層４は十分な
付着強度を有する。露光時間を長くする必要もないの
で、オーバー露光によって蛍光体パターンの忠実度が著
しく悪化するという従来のような問題もない。

【００２９】本例によれば、紫外線を吸収しやすい蛍光
体を感光剤でパターニングする場合においても十分な架
橋反応が得られてパターニングが精密になるため、各種
フィルム等、記録媒体の種類毎に異なる分光感度特性に
合致した発光特性の蛍光体を選択することができる。

【００３０】前述した例においては、矩形枠状の陽極導
体２の開口２ａ内に、主走査方向及び枠の一辺に平行な
線状の導体部３を形成し、これを枠と接続して設けた。
しかしながら、陽極導体２の形状と導体部３の形状はこ
れに限定されるものではなく、他にも種々の変形例が考
えられる。例えば、図４に示す第２の例のように、陽極
導体２の形状は第１の例と同一であるが、導体部１３を
陽極導体２の矩形の枠の対角線状に形成してもよい。

【００３１】また、図５に示す第３の例のように、陽極
導体１２を円形の枠状とし、陽極導体１２の円形の枠の
開口１２ａ内に、主走査方向に平行な線状の導体部２３
を形成してもよい。

【００３２】陽極導体の形状は枠状であり、陽極基板の
外側から蛍光体層の発光を観察できるように構成できる
ものであればよく、その形状は任意である。

【００３３】また図１０に示す第４の例のように、陽極
基板１０１上の陽極導体２の枠内の開口内に、透明導電
膜、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)からなる陽極導体
５をベタに形成し、その表面に蛍光体１０を形成しても
よい。

【００３４】陽極導体の開口内に形成する導体部として
は、発光面積を著しく損なわない程度の面積であるとと
もに、蛍光体層の高抵抗による前述した弊害を緩和でき
る程度の電気抵抗を有していることが第１の条件であ
り、これを満たすものであれば他の構造も採用しうる。
例えば、より細い線状の導体部であれば２本以上設けて
もよい。導体部は線状には限定されず、ドット状でもよ
い。また、導体部は必ずしも陽極導体に接続される必要
はなく、枠から離れていてもよい。また、導体部は枠と
同じベタ状のアルミニウム薄膜でなく、メッシュ状に形
成されていてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光プリン
タヘッドは、透光性の陽極基板に形成した枠状の陽極導
体に蛍光体層を被着してなる発光ドットを多数備えた前
面発光形の光プリンタヘッドにおいて、枠状の陽極導体
の開口の内部に導体部を設けたので、次のような効果が
得られた。

【００３６】(1) ＺｎＯ：Ｚｎに代表される低抵抗母体
形の蛍光体に比べて抵抗の高い高抵抗母体形の蛍光体を
使用した場合でも、陽極導体の枠の開口の中央付近にお
ける発光ドットの輝度の落ち込みが改善され、均一な発
光が得られるので、高画質のプリントが得られる。

【００３７】(2) 体色が黄色いため、露光工程において
紫外線を吸収してしまい、感光剤の十分な架橋反応が得
られがたく、難易度の高い（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ系の蛍光体
のパターニングにおいても、導体部の反射によって感光
剤の架橋反応密度が上がり、蛍光体層が剥がれにくくな
るのでパターニングが容易になる。特に、導体部がアル
ミニウム薄膜であると、上記効果が顕著である。

【００３８】(3) 上記(1)(2)の効果により、記録媒体の
分光感度特性に合致した発光特性の蛍光体を任意に選択
することが可能となり、光プリンタヘッドの用途が拡大
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例における陽極導
体の形状を示す図である。

【図２】実施の形態の第１の例における発光ドットの製
造工程を示す図である。

【図３】(a) 図２(c) のＡ−Ａ切断線における断面図で
あって、実施の形態の第１の例における発光ドットの製
造工程における紫外線の光路を示す図である。(b) 従来
の発光ドットの製造工程における紫外線の光路を示す図
である。

【図４】本発明の実施の形態の第２の例における陽極導
体の形状を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態の第３の例における陽極導
体の形状を示す図である。

【図６】従来の光プリンタヘッドにおける発光ドットの
配列を示す図である。

【図７】従来における発光ドットの製造工程を示す図で
ある。

【図８】図７(b) のＢ−Ｂ切断線における断面図であ
る。

【図９】従来の光プリンタヘッドの発光ドットにおける
問題点を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態の第４の例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 発光ドット ２，１２ 陽極導体 ２ａ，１２ａ 開口 ３，１３，２３ 導体部 ４ 蛍光体層 １０１ 陽極基板

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性の陽極基板を有する外囲器と、前
   記陽極基板の内面に主走査方向に沿って所定の間隔で形
   成された複数の枠状の陽極導体と前記各陽極導体の上に
   設けられた蛍光体層からなる複数の発光ドットと、前記
   外囲器の内部に設けられた電子源とを有し、前記主走査
   方向と直交する副走査方向に沿って被記録体と前記外囲
   器を相対的に移動させながら、前記電子源からの電子の
   射突による前記蛍光体層の発光を前記陽極導体の開口か
   ら前記陽極基板を通して前記被記録体に照射する光プリ
   ンタヘッドにおいて、 前記枠状の陽極導体の開口の内部に導体部を設けたこと
   を特徴とする光プリンタヘッド。
2. 【請求項２】 前記導体部が、前記副走査方向に平行で
   ない線状である請求項１記載の光プリンタヘッド。
3. 【請求項３】 前記導体部がドット状である請求項１記
   載の光プリンタヘッド。
4. 【請求項４】 前記陽極導体が矩形状である請求項１記
   載の光プリンタヘッド。
5. 【請求項５】 前記陽極導体が円形の枠状である請求項
   １記載の光プリンタヘッド。
6. 【請求項６】 前記導体部がメッシュ状である請求項１
   記載の光プリンタヘッド。
7. 【請求項７】 前記導体部と前記陽極導体が接続されて
   いる請求項１記載の光プリンタヘッド。
8. 【請求項８】 前記導体部と前記陽極導体が接続されて
   いない請求項１記載の光プリンタヘッド。
9. 【請求項９】 前記導体部がアルミニウム薄膜である請
   求項１記載の光プリンタヘッド。
10. 【請求項１０】 前記導体部が透明導電膜で開口内面全
    面に設けられている請求項１記載の光プリンタヘッド。