JPS58111981A - 発光セグメント駆動回路 - 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】 本発明は螢光表示管、の発光セグメント駆動回路に関し
、特に高輝度点灯可能な壷小発光セグメントを一列に多
数配置した螢光表示管の発光セグメント駆動回路に関す
る。

本発明者等は、従来主として文字や数字の表示のために
用いられていた螢光表示管を、電子写真プロセスを利用
したプリンタの光書き込み用の記録ヘッドとして利用し
得る点に着目して実験を行ってきた。その結果、第２．
４図に示すように。

ガラスあるいはセラミック等の耐熱基板上に螢光表示管
の微小ア／−ド電極部とこれに電圧を供給するリード線
をムｌ蒸着等によって薄膜パターン形成し、アノード部
を７エイスガラスによってカバーすると共にフェイスガ
ラス部からリード線を延在せしめて、同一基板上に微小
アノード電極の電圧を制御するＩＣチップをワイヤボン
ディングする構成が実１上きわめて有利なものであるこ
とを見出した。

然るに、７°リンタの光書き込み用の記録ヘッドとして
、たとえばアノード電極を＠７０μｍ０間隔３０μｍで
２０４８個−列に配列したものを構成し、１個のＩＣで
１６個のアノード電極の制御を行うようにする場合、Ｉ
Ｃチップは１・２８個必要となり、また一方、制御の０
Ｎ−ＯＦＦ電圧を高（するためにＩＣとしてＴＴＬを用
いると、たとえば１個のチップの消費電流が５９ｍＡと
太き（なり、この結果、全体としてＩＱＡ近い電流が流
れることにな渇。ところが、上述したＡＩ！蒸着膜の厚
さは１μｍ程度であって、このような大電流を流すこと
ができない。

本発明はこのような点に着目してなされたもので、上記
の如き螢光表示管を構成するに際し、所定個数のＩＣに
対して一本の電源のリード線を対応せしめ、この電源端
子を上記蒸着パターン作成時複数個用意して、蒸着によ
る接続ラインー上には許容範囲内の電流が流れるように
することを目的とするものである。

以下、一実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例においては、螢光表示管をその使用目的に応じて
螢光発生管と称す。

第１図は本発明の一実施例が適用される静電記録装置を
示す概略図である。１は螢光発生管、２は螢光発生管１
の発光セグメントを画像信号に対応して潰滅制御する駆
動用ＩＣ，３は駆動用ＩＣ２が画像信号を入力するのを
制御するクロックインターフェイス回路、４はコネクタ
、５は画像信号発生回路へ接続され名ケーブル、６は支
持板である。７は螢光発生管１のフェイスガラスに対向
して設けられ、螢光発生管１の発光を感光体ドラム８の
表面に集束させる結像光学系としての集束性光伝送体プ
レイである。感光体ドラ五８の周りには、感光体ドラム
８を帯電させる帯電チャージャ９、現像装置１０、感光
体ドラム上の像を記録用紙１１に転写する転写チャージ
ャ１２、記録用紙１１を感光体ドラ五８から分離する分
離チャージャ１３、感光体ドラム８の残留トナーを除去
するクリーナ１−４が設置されている。１４は記録用紙
収納部、１５は定着装置であり、矢印は感光体ドラム８
の回転方向を表わす。

本実施例における螢光発生管１の近傍を第２図の横断面
図に示す。螢光発生管１は、ガラス基板１６とフェイス
ガラス１７とで形成された真空容器内に、ガラス基板１
６上に真空蒸着法により形成されたアノードセグメント
１８とリード線１９とヲ有し、アノードセグメント１８
と対向してカソードフィラメント２０を備え、アノード
セグメント１８とカソードフィラメント２０との間にグ
リッド２１を有している。アノードセグメント１８の表
面には酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする螢光体が塗布
されて発光セグメント（以下、アノードセグメントと発
光セグメントを同じ記号１８で表わす。）を構成してい
る。発光セグメントは螢光発生管１の長手方向に一列に
配列されている。また、リード線１９はフェイスガラス
１７の外側まで延在し、螢光発生管１が形成されている
基板１６上に配置された駆動用ＩＣ２とワイヤポンディ
ング２２されている。駆動用ＩＣ２は、螢光発生管１の
長手方向に沿って螢光発生管１の両側に配置され、リー
ド端子２３を介してクロックインターフェイス回路３に
接続される。さらに、フェイスガラス１７１こは多層膜
干渉フィルターが形成されている。

本静電記録装置の動作を説明すると、螢光発生管１中の
カソードフィラメントに規定電圧を印加してその表面か
ら熱電子が放射される状態に加熱し、グリッド２１にカ
ソードフィラメントに対し正電圧を与えておく。この状
態で外部の画像信号発生回路からケーブル５を経て画像
信号が入力され、クロックインターフェイス回路３を経
て制御されて駆動用ＩＣ２に入力される。駆動用ＩＣ２
は画像信号を１ライン分ずつ制御して、所定位置の発光
セグメント１８にカソードフィラメントに対して正電圧
を印加する。カソードフィラメント２０で発生した熱電
子がグリッド２１に引かれて加速され、正電圧が印加さ
れている発光セグメント１８に衝突し、その発光セグメ
ント１８から螢光が発光すると共にカソードフィラメン
ト２０へ電流が流れる。本実施例における螢光発生管ｌ
の発光輝度は、グリッド２１とアノードセグメント１８
との間の電圧制御により２０００ｆＬ程度の高輝度にす
ることができる。

この発光セグメント１８からの光２４はフェイスガラス
１７を透過して光伝送体ナレイ７に入射し、感光体ドラ
ム８の表面に集束する。この発光セグメント１８で発光
した光２４は単色性が悪いため、フェイスガラス１７に
形成された多層膜干渉フィルターにより波長域が狭（さ
れて透過し、光伝送体アレイ７による色収差を防いでい
る。

一方、矢印方向に回転する感光体ドラム８は、帯電チャ
ージャ９により順次帯電され、発光セグメント１８から
の光２４により１ライン分ずつ照射されて感光体ドラム
８の表面上に静電潜像を形成し、現像装置１０により現
像されてトナー像を形成する。その後、記録用紙収納部
１４から送られてきた記録用紙１１にトナー像が重ねら
れ、転写チャージャ１２において記録用紙１１の裏側か
ら電荷を与えることによってトナー像を感光体ドラム８
表面から記録用紙１１表面へと転写する。

その後、分離チャージャ１３で除電し、記録用紙１１を
感光体ドラム８から剥離して定着装置１５へ送って定着
させ、感光体ドラム８の表面はクリーナ１４で残留トナ
ーが除去されて次の記録に備える。

第３図は本実施例における螢光発生管１と駆動用ＩＣ２
の概略斜視図である。ガラス基板１６と７エイスガラス
１７とで形成される真空容器内に、縦方向に沿って発光
セグメント１８が配列され、その真空容器の外側の両側
に縦方向に沿って駆動用ＩＣ２がガラス基板１６上に配
列されている。

図には表わされていないが、真空容器内には第２図に示
されるように、カソードフィラメントとグリッドが設け
られている。

螢光発生管１と駆動用Ｉｃ２の回路図を第４図に示す。

螢光発生管１の長手方向に沿って配列された発光セグメ
ント１８からのリード線１９は、奇数番目が図の上方向
に取り出され、偶数番目が図の下方向に取り出されてい
る。駆動用ｒｃ２（１個のＩＣは図中の一点鎖線で示さ
れている）はそれぞれシフトレジスタ、ラッチ回路、ド
ライバー回路、及び安定化抵抗２５を有し、奇数番目の
ＩＣ（図の上側に示したもの）は奇数番目の発光セグメ
ント１８を複数個ずつ、ｔｙｌＪ御するように、奇数番
目の複数本のリード線１９と接続され、偶数番目のＩＣ
（図の下側に示したもの）も同様にして偶数番目の複数
本のリード線１９と接続されている。カソードフィラメ
ント２０は２０ＫＨ１程度の交流電源で通電加熱されて
いる。グリッド２１には＋５■の直流電圧が印加されて
いる。

クロックインターフェイスを介して伝達される奇数デー
タ及び偶数データは、クロックインターフェイスにより
発生する奇数クロック信号のタイミングにより奇数デー
タが奇数番目のＩＣＺ内のシフトレジスタ（１）→（３
）→・・・→（２ｎ−１）に伝達され、また偶数データ
が偶数クロック信号のタイミングにより偶数番目のＩＣ
２内のシフトレジスタ（２）→（４）→・・・→（２ｎ
）に伝達される。シフトレジスタにデータが入力される
と、クロックインターフェイスからのラッチ信号により
シフトレジスタの内容をラッチ回路に取り込み、この取
り込んだデータによりドライバー回路が作動し、データ
が入力されたドライバー回路は安定化抵抗２５により該
当する発光セグメント１８をカソードフィラメント２０
より正電圧に引き上げることにより、その発光セグメン
ト１８が発光する。先端点灯用発光セグメント２６及び
後端点灯用発光セグメント２７は１発光セグメント１８
の配列の両端に設けられ、１個の発光セグメント１８よ
り長くて、外部の駆動回路により独立に駆動される。先
、後端点灯用発光セグメン？２６．２７は記録用紙の両
サイドの非記録領域の電荷を除去するためのものであり
、常時点灯される。

ここで、発光セグメント１８，２６．２７の具体的な寸
法の一例を第５図に示す。発光セグメント１８は幅Ｗ□
が７０ｔｔｍ、高さｈが８０　ａｍ、先、後端点灯用発
光セグメント２６及び２７は幅Ｗ。

が１０Ｍ、高さｈが８０μｍ、発光セグメント間の間隔
をすべて３０μｍとする。この発光セグメントによりＡ
４サイズ（２０４，８内ｇ）の印字幅を得るためには、
発光セグメント１８を２０４８個必要とする。リード線
は図示の如く交互に反対方向に取り出され、奇数番目の
リード線と偶数番目のリード線をそれぞれ１６本単位で
１個ずつの駆動用ＩＣに接続する。

このようにしてｒｃ２を螢光発生管１の長手方向の両側
の基板１６上に配列した状態とリード端子の配列状態を
第６図に示す。図で、Ｋｌ、に２゜・・・・・・は奇数
番目のリード線に接続されるＩＣ２を表わし、Ｋ１は奇
数番目のリード線の１〜１６番目を、Ｋ２は同１７〜３
２本目というように接続されている。偶数番目のリード
線に接続されるＩＣ２、ｃｌ、ｃ２．・・・・・・につ
いても同様である。そして奇数側、偶数側にそれぞれ６
４個ずつのＩＣ２が配列され、それぞれの側で１０２４
個ずつの発光セグメントを制御し、両側の、Ｉ　Ｃ２全
てで２０４８個の発光セグメントを制御することになる
。

リード端子の信号入力はｊＩ４図と比較すれば一層明確
となろう。ここで、ＩＣ２駆動電源（＋５Ｖ）用リード
端子とグランド用リード端子（ＧＮＤ）は、２個のｌｃ
２でそれぞれ１個ずつを共用している。すなわち、例え
ば第７図に示すように、奇数側ＩＣ，に１とに２とで＋
５■用リード端子及びグランド用リード端子を共用し、
Ｋ３とに４とで同様にリード端子を共用している。

１個の奇数側駆動用ＩＣ２の詳細を第８図に示す。シフ
トレジスタＳＲ１，５Ｒ１６、ラッチ回路Ｌ　Ｒ１〜Ｌ
Ｒ１６、及びドライバー用トランジスタＴＴ□〜Ｔ７．
６をそれぞれ１６個ずつ図のように接続している。

データ入力端子からの奇数データ信号は、奇数クロック
信号のタイミングで各シフトレジスタをＳＲ１→Ｓ　Ｒ
２・・・・・・→５Ｒ１６の順でシフトされ、１７個目
の奇数クロック信号で次の奇数側ＩＣのシフトレジスタ
にシフトされる。シフトレジスタに信号が伝達された後
、あるタイミングでラッチ信号が入力され、シフトレジ
スタＳ　Ｒ、Ｓ　Ｒ１６の内容がそれぞれ一うンチ回路
ＬＲ，，〜ＬＲ，６に取り込まれる。このラッチ回路Ｌ
ｉｔ１．〜ＬＲ１６の内容によってドライバー用トラン
ジスタＴ、１．〜Ｔ、□６を動作させるかどうかがきま
る。第８図では、ドライバー用トランジスタＴ、１．〜
Ｔ、１６はラッチ回路ＬＲ１，〜ＬＲ１６の出力が低レ
ベルになり、トランジスタＴｒ１．〜Ｔｒ□６のベース
ｌＫ圧が低（なった時にトランジスタＴｒｌ、、−，Ｔ
ｒ１６がオン状態となり、発光セグメントが発光する。

なお、ｅ電源は−２５〜−４５Ｖ程度が適当である。

偶数側駆動用Ｉ　Ｃ，についても全く同様である。

第９図は駆動用ＩＣ２のビン配置を示す。同図（１）は
奇数側ＩＣ，、（２）は偶数側ＩＣである。信号入力側
のビンは、奇数側、偶数側共に、左からｅ電源、ラッチ
信号、奇数（又は偶数）データ入力、ＧＮＤ、＋５Ｖ、
　　奇数（又は偶数）クロック信号、奇数（又は偶数）
データ出力の順に配置され、また出力側のピンは左から
Ｐ□、Ｐ２．・・・・・・ＰＩ３の順に配置されている
。すなわち、奇数側ＩＣと偶数側ＩＣとはそのピン配置
が対称的な関係になっている。

第１Ｏ図に駆動用ＩＣ２，クロックインターフェイス回
路３、及び外部の画像信号発生回路２８の間の信号授受
を示す。

クロックインターフェイス回路３から画像信号発生回路
２８へ、ラインスタート信号を発生すると、クロック信
号のタイミングで画像信号発生回路２８からクロックイ
ンターフェイス回路３ヘデータが送られる。クロックイ
ンターフェイス回路３からは奇数クロック信号のタイミ
ングで奇数データ（奇数番号のデータ）が奇数側駆動用
ＩＣのシフトレジスタへ送られ、偶数クロック信号のタ
イミングで偶数データ（偶数番号のデータ）が偶数側駆
動用ＩＧのシフトレジスタへ送られ、さらにシフトレジ
スタからの信号をラッチ回路へ取り込むためのラッチ信
号が奇数側、偶数側の両脇動用ｉｃのラッチ回路へ送ら
れる。

ｇＪ１１図にクロックインターフェイス回路３の具体的
な一例を示す。１３個のフリップ７０ツブ３０−１、〜
−３０−１３を前段のセット出力が次段の入力となるよ
うに直列に接続し、最前段の７リツプフロツプ３０−１
の入力端子に矩形波発振回路又は交流電源２９を接続し
、最後段のフリップ７０ツブ３０−１２のセット出力ｑ
１２にワンショットマルチバイブレータ３１を接続する
。このワンショットマルチバイブレータ３１の出力ＴＡ
と第３段目のフリップ７０ツブ３０−３のセット出力Ｑ
２とを入力とするナントゲートの出力側に、インバータ
３３を介してワンショットマルチバイブレータ３４を接
続し、このワンショットマルチバイブレータ３４の出力
ＴＢをインバータ３５を介して７リツプフロツプ３０−
１、〜３０−１３のクロック端子に接続し、またワンシ
ョットマルチがイブレータ３４の出力ＴＢをインバータ
３６を介して出力して、反転された状態のラッチ信号及
び反転された状態のラインスタ−ト信号とする。

ワンショットマルチバイブレータ３１の出力ＴＡのイン
バータ３６による反転信号と第２段目の７リツプフロツ
プ３０−２のセット出力Ｑ□とを入力するようにナント
ゲート３７を接続して、このナントゲート３７の出力を
反転されたクロック信号とする。また、ナントゲート３
７の出力のインバータ３８による反転信号と第１段目の
７リツプ７０ツブ３０−１のセット出力Ｑｏとを入力と
するようにナントゲート３９を接続し、このナントゲー
ト３９の出力のインバータ４０による反転信号と第３段
目のフリップフロップ３０−３のリセット出力Ｑ２　と
を入力とするようにナントゲート４１を接続して、この
ナントゲート４１の出力を反転された奇数クロック信号
とし、さらにナントゲート３９の出力のインバータ４０
による反転信号と第３段目のフリップ７０ツブ３０−３
のセット出力Ｑ２とを入力とするようにナントゲート４
２を接続して、このナントゲート４２の出力を反転され
た偶数クロック信号とする。

データは２段のインバータ４３及び４４を経て奇数デー
タ及び偶数データとして出力される。

第１１図のクロックインターフェイス回路３により第１
０図の信号の授受を第１２図及び第１３図の波形図によ
り説明する。第５図に示した寸法領域に印字する場合を
例とする。

ｇＪ１２図において、クロックインターフェイス回路３
から画像信号発生回路２８へ送られるラインスタート信
号が低レベルになると、クロック信号が発生し、このク
ロック信号のタイミングでデータが送られる。１枚のＡ
４記録用紙の記録を終了するには、２９４８個のライン
スタート信号を必要とし、１個のラインスタート信号あ
たり２０４８個のクロック信号）必要とする。いま、記
録用紙の送給速度を５０１１１７ＲＣとすると、クロッ
ク信号の周期は約０．９μ気となる。

第１３図においてさらに詳細に説明する。Ｑｏ、ｑｌ、
〜Ｑ□２はそれぞれフリップフロップ３０−１゜３０−
２、〜３０−１３　のセット出力信号、ＴＡおよびＴＢ
はそれぞれワンショットマルチバイブレータ３１及び３
４の出力信号で、信号ＴＢがラインスタート信号及びラ
ッチ信号になる。ラインスタート信号（ＴＢ）が低レベ
ルになると、クロック信号の立上りのタイミングでデー
タが画像信号発生回路からクロックインターフェイス回
路に伝達される。クロックインターフェイス回路は、こ
のデータをクロック信号の立下りのタイミングで取り込
み、奇数データと偶数データとに分離する。

クロックインターフェイス回路はこの奇数データと偶数
データを駆動用ＩＣのシフトレジスタに出力し、奇数側
のシフトレジスタは奇数クロック信号のタイミングによ
り奇数データを入力し、偶数側のシフトレジスタは偶数
クロック信号のタイミングで偶数データを入力する。ク
ロック信号が２０４８個発生し、ワンショットマルチバ
イブレータ３１，３４の出力ＴＡ、ＴＢがともに高レベ
ルになり、次に信号ＴＢが低レベルになった時シフトレ
ジスタに入力されたデータがラッチ回路に取り込まれ、
発光セグメントがデータの内容によって発光する。また
、信号ＴＢが低レベルになったことにより、次の行のデ
ータが画像信号発生回路からクロックインターフェイス
回路に伝達される。この動作＝ｉＥ　Ａ　Ｊサイズの記
録については２９４８回繰り返される。

本実施例では、駆動用ＩＣが発光セグメントと同一の基
板上に設けられて一体化しているので、保守及び組立て
が容易となり、また記録ヘッドが小型化する。セグメン
トからのリード線の奇数番目と偶数番目とをセグメント
列の反対方向に引き出し、それぞれを群に区分して別々
に制御して駆動するように構成したので、それぞれのセ
グメント群の駆動回路をセグメント列に対して対称な構
成とすることができ、制御が容易になる。さらにまた、
微小発光セグメントを一列に配置した螢光発生管を駆動
して感光体表面に静電像を形成するように構成したので
、レーザーや発光ダイオードプレイを用いた静電記録装
置に比べて、安価で小型の静電記録装置を達成すること
ができる。

以上に述べたように１本発明は５発光七グメント駆動用
ＩＣの駆動用電源のリード線を複数個設けたので、高輝
度の螢光表示管においてもリード線を薄膜パターンで形
成することができ、したがって、リード線を発光セグメ
ントと同一基板上に同時加工により形成することができ
、ワイヤ接続点数が減少して製造歩留りが向上する効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が適用される静電記録装置を
示す概略断面図、第２図は螢光発生管の近傍を示す横断
面図、第３図は本発明における螢光発生管と駆動用ＩＣ
を示す概略斜視図、第４図は同螢光発生管と駆動用、Ｉ
　Ｃを示すブロック回路図、第５図は発光セグメントの
寸法の一例を示す概略平面図、第６図は駆動用ＩＣとリ
ード端子の配列状態を示す概略平面図、第７図は駆動用
ＩＣに接続される駆動電源用リード端子とグランド用リ
ード端子の接続状態を示すブロック回路図、第８図は１
個の駆動用ＩＣを示すブロック回路図、第９図は駆動用
ＩＣのピン配置状縣を示す平面図、第１０図は駆動用Ｉ
Ｃ，クロックインターフェイス回路及び画像信号発生回
路間の信号の授受を示ス図、第１１図はクロックインタ
ーフェイス回路を放すプロデク回路図、第１２図はクロ
ックインターフェイス回路と画像信号発生回路との間の
信号を示す波形図、第１３図は第１０図に示される信号
を示す波形図である。 ｌ・・・・・・螢光発生管、　２・・・・・・駆動用Ｉ
Ｃ。 ３・・・・・・クロックインターフェイス回路、７・・
・・・・光伝送体アレイ、　　８・・・・・・感光体ド
ラム、９・・・・・・帯電チャージャ、　１０・・・・
・・現像装置、１１・・・・・記録用紙、　　１２・・
・・・・転写チャージャ、１３・・・・・・分離チャー
ジャ、　　１４・・・・・・クリーナ、１５・・・・・
・定着装置、　　１６・・・・・・基板、１７・・・・
・・フェイスガラス、 １８・・・・・・発光セグメント、　　１９・・・・・
・リード線、２０・・・・・・カソードフィラメント、
２１・・・・・・グリッド、　　２２・・・・・・ワイ
ヤボンディング。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人弁理士青山　葆外８名 第１図 第２図 第５図 第６図 翻ｕ３覗１！鵠　　　　　　　　　　　とミ辷ｉ＃１７
図 ｉ　ｉ　　　　　　　　　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光セグメント駆動用ＩＣをワイヤボンディング
   するリード線が薄膜パターンにより形成されている螢光
   表示管において、上記ＩＣの駆動用電源のリード線が複
   数個設けられていることを特徴とする発光セグンント駆
   動回路。