JPS6122543A - 光書込装置 - 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】 １４氷見 本発明は、光書込装置に関し、より詳細には。

蛍光を用いる光プリンタに適用し得るドツトアレイ状光
書込装置に関するものである。

災來挟権 従来、ドツトアレイタイプの光書込方式として、ＬＥＤ
アレイや液晶光シャッタアレイ等に比べて構造及び操作
が簡単であり且つ安価に製造することができるドツトア
レイ発光蛍光管が注目されている。然るに、ドツトアレ
イ蛍光管においては。

各ドツトから発せられる光量にバラツキがあると、光書
込の際に濃度ムラとなって現われる為、光量ムラをなく
する必要がある。光量ムラが発生する主な原因としては
、各ドツトの面積のバラツキ、発光効率のバラツキ及び
フィラメント高さく陽極−フィラメント距離）のバラツ
キが考えられる。

この内、面積と発光効率の各バラツキについては、夫々
製作方法の精度や蛍光体の付着性の均−化等を向上させ
ることにより改善が可能である。ところが、フィラメン
ト高さについては、以下に述べる如く、特有の困難性が
ある。

光プリンタでは、光量ムラの許容度は通常子、１０〜±
２０％の範囲にある。これより光量ムラが大きいと得ら
れる画像に濃度ムラが発生する。フィラメント高さと陽
極電流の関係は、ドツトアレイ管を単純に平行平面二極
管と考え、空間電荷効果を考慮して熱電子放出電流を計
算することにより、次式の様に導かれる。

但し、■ｂ　：　陽極電流 ｅ　：　電子電荷 ｍ　：　電子質量 ε。：　真空の誘電率 Ｓ　：　陽極面積 ｄ　：　フィラメント高さ ■ｂ　：　陽極電圧 発光光量は略陽極電流に比例して変化すると考えてよい
。従って、第１式から、発光光量はフィラメント高さの
２乗に逆比例する。ところで、通常、光プリンタに使用
するドツトアレイタイプの蛍光管においては１例えば、
光書込速度がＩＯＰＰＭ／　Ａ　４．　（１分間にＡ４
サイズ紙で１０枚にわたり書き込む速さ）、ドツト面積
が５０°μｍ　Ｘ　５０μｍ及び感光体感度が１０ｅｒ
ｇ／ａ＆とすると、必要な光エネルギーは、輝度に換算
して約ｉ０，０００　ｆ　Ｌ（Ｚｎ○：Ｚｎ発光スペク
トルの場合）になる。数十Ｖの陽極電圧の下でこの輝度
を得るには、フィラメント高さを５００〜８００μｍと
極めて低く設定する必要がある。発光光量は、この様に
低く設定されるべきフィラメント高さの２乗に逆比例す
るから、フィラメント高さの僅かなバラツキが光量ムラ
の発生に大きく関与する。従来のドツトアレイタイプの
蛍光管では、フィラメントとしてタングステン細線を２
本程度張設しである。この場合、フィラメントの高さは
、これを支えるフィラメントアンカ或いはフィラメント
サポートと呼ばれる金具により設定されるが、この金具
の位置設定の精度を高くすることに関しては自ずと限界
が有る。

１−灯 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、発光
光量のムラの発生が抑制され濃度ムラの少ない高品質の
画像を得ることができる光書込装置を提供することを目
的とする。

璽−戒 本発明は、上記の目的を達成させるため、蛍光により光
記録媒体上に情報を書き込む光書込装置において、透明
な光取出面を備えた真空容器内に、電極としての導体上
にドツト状の蛍光体を設けて成る多数の陽極電極をアレ
イ状に並設し、前記陽極電極に向けて電子を放射する陰
極部を実質的に面から電子を放射可能に形成して設けた
ことを特徴としたものである。

以下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図は本発明の１実施例としてのドツトアレイ蛍光管を
示した模式的断面図、第２図はその要部を拡大して示し
た模式的平面図である。通常のガラス板からなる基板１
上に、書込密度が例えば３００ＤＰＩ（ドットパーイン
チ二インチ当たり３００ドツト）の場合はその書込ピッ
チに合わせて８５μｍのピッチで多数の薄膜状の陽極電
極２が形成されている。本例の陽極電極２は、アルミニ
ウム薄膜をエツチングして形成され、各電極２が千鳥状
に振り分けられると共に等間隔で並設されている。この
各陽極電極２の上には、微小ドツトに対応する例えば５
０μｍ×５０μｍの大きさの蛍光体３が夫々設けられ、
蛍光体３のアレイ列が形成されている。蛍光体３の材料
としては。

発光エネルギの大きい低速電子線励起蛍光体であるＺｎ
○：Ｚｎが望ましい。通常、蛍光体は電着法で形成され
るが、ドツトサイズが小さいドツトアレイ蛍光管に用い
られる場合は、隣接ドツトと接触したり面積のバラツキ
が生じるのを避ける必要がある為、印刷法やエツチング
法が適している。

蛍光体３近傍以外の電極２表面には、例えば低融点ガラ
スペーストを材料として厚膜印刷法で形成した絶縁体層
４を被覆しである。

絶縁体層４上には、後述する陰極フィラメントから放射
された熱電子線を加速し効率良く陽極側へ流す役割を果
すグリッド５が積層されている。

グリッド５は、通常、金属薄膜を用いて格子構造状に形
成され、表示用の蛍光管では陽極を被覆する様に配設さ
れているが、ドツトアレイ蛍光管の場合はドツト状蛍光
体から発した蛍光がグリッド格子によって遮蔽されない
様に、蛍光体のアレイ列に対応する部分がスリット状に
除去されている。

而して、グリッド５の図中上方の真空空間には、熱電子
線を実質的に面から放射すべく形成された陰極フィラメ
ント６が配設されている。本例の陰極フィラメント６は
、タングステンの細線に酸化物を塗布して成る複数本の
フィラメントを基板１に垂直な高さ方向に密に並べて張
設し、゛面状に形成されている。そして、面状に形成さ
れた陰極フィラメント６が、蛍光体３の７レイ列が位置
する中心面に関して対称に一対設けられている。この様
に複数のフィラメントを並設して陰極を面状に形成する
ことにより、熱電子線を全体として実質的に面から放射
するのと同等な放射状態を得ることができる。従って１
個々のフィラメントの高さのバラツキが平均化され、第
６図に示される１本乃至は少数本のフィラメント細線６
′が張設された従来のドツトアレイ蛍光管に比べて、陰
極フィラメント６全体としての高さのバラツキによる光
量ムラが減少し、全管長にわたり均一な光量を得ること
ができる。尚、通常のディスプレー蛍光管では、陰極フ
ィラメントにより表示の視野を遮ってはならないという
制約があり、フィラメントはできるだけ細く且つ本数も
少なくなるように設計する必要がある。然るに、ドツト
アレイ蛍光管の場合は、微小ドツトの蛍光体３（５０μ
ｍ平方）から発せられる蛍光の光路を妨げない様に陰極
フィラメント６を配置すれば良く、従って、上述した面
状フィラメントを配置することが可能となる。

尚、陰極フィラメント６は、第３図に示される如く、複
数本のフィラメントを基板１に平行に密に並設し、面状
に形成しても良い。此によっても、フィラメント高さの
バラツキが平均化され光量ムラを抑制することができる
。

第１図に戻って、陰極フィラメント６の上方には、例え
ば透明ガラスから成るフェイスガラス７が被装され、真
空空間が形成されている。フェイスガラス７の内面には
透明導電膜が塗布され、これにフィラメント６又はグリ
ッド５と同電位を与えである。これにより、外部電界の
影響が排除されると共に、熱電子線によるガラス表面の
帯電に起因する電界分布の乱れが防止される。

以上の如く構成されたドツトアレイ蛍光管において、陰
極フィラメント６に規定の通常は交流電圧を印加してそ
の表面から熱電子を放射可能な状態に加熱し、グリッド
５にはフィラメント６に対し正の電圧を印加する。そし
て、入力される画像信号に応じて各陽極２に選択的に正
電圧（通常はグリッド５に加える正電圧よりも高い値に
設定する）を印加すると、印加されたドツト状蛍光体４
だけが熱電子線の照射を受けて発光する。かくして、こ
の発光蛍光が感光体上に投射され、画像信号に応じた静
電潜像が形成される。

次に、本発明の他の実施例について、説明する。

尚、上記実施例と同一の構成要素については同一符号を
付し、その説明を省略する。第４図に示されるドツトア
レイ蛍光管は、陰極フィラメントを傍熱式の面状構造に
構成したもので、その他の構成は上記実施例と同様であ
る。本例の陰極フィラメント８は、金属薄板８ａの表面
に電子放射性物質を塗布して面状陰極を形成し、この近
傍に加熱導体としてのタングステンワイヤ８ｂを複数本
配設した傍熱構造となっているにの場合、電子放射性物
質は、一般に、酸化バリウム、酸化ストロンチウム及び
酸化カルシウムの３元酸化物から成り、これは、通常、
炭酸塩の形で塗布され排気しつつエージングで酸化物と
する。本例の傍熱式陰極フィラメント８によっても、同
様にその高さのバラツキによる光量ムラが抑制される。

以上の如く構成されるドツトアレイ蛍光管は、第５図に
示される如く、光プリンタの光書送手段として利用され
る。２個のローラ１ｏ、１０間に回動自在に張設された
無端状感光体ベルト１１の移動経路に沿って、一様帯電
器１２．上述したドットアレイ蛍光管１３とこれを駆動
するドライブ回路１４及び蛍光管１３から発せられる蛍
光を集束し感光体ベルト１１上に微小ドツトとして投射
するロッドレンズアレイ１５とから成る光書込手段、現
像器１６．転写器１７．除電ランプ１８及びクリーナ１
９が順に配設され、電子写真プロセスが形成されている
。又、転写器１７を介して給紙装置２０及び定着器２１
が配設され、転写紙搬送経路が形成されている。従って
、一様帯電器１２で所定の極性に一様帯電された感光体
ベルト１１表面に、次順の光書込手段により入力される
情報が信号化された画像信号に応じて蛍光がドツト状に
投射されて静電潜像が形成される。この場合、本発明に
よるドツトアレイ蛍光管１３から全管長にわたって均一
な光量の蛍光が投射されるから、濃度ムラの少ない潜像
が得られる。次いで、現像器１６により静電潜像が可視
像化された後、転写器１７でその可視像が給紙装置２０
から搬送されてくる転写紙上に転写され、定着器２１で
定着処理され情報のプリント画像が得られる。転写後の
感光体ベルト１１表面は、除電ランプ１８で不要な残留
電荷が除電された後、クリーナ１９で残存する未転写ト
ナーが除去され、新たな電子写真プロセスに供される。

羞−米 以上、詳述した如く、本発明によれば、陰極フィラメン
トを実質的に電子が面から放射される様に面状に形成す
ることにより、陽極に対する陰極フィラメントの位置の
バラツキに起因する発光光量のムラの発生が抑制され、
濃度ムラの少ない高品質の画像を得ることができる。尚
、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではな
く、本発明の技術的範囲内において種々の変形が可能で
あることは勿論である。例えば、面状の陰極フィラメン
トは、単一でも良く、又、対を成す場合は、中心面に関
して非対称であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明の１実施例を示した模式
的側面図とその要部を拡大した平面図。 第３図及び第４図は夫々本発明の他のいくつかの実施例
を示した各模式的側面図、第５図は本発明の光書込装置
が光プリンタに適用された一例を示した模式図、第６図
は従来の光書込装置を示した模式的側面図である。 （符号の説明） ２：　陽極電極 ３：　蛍光体 ６．８：　陰極フィラメント ８ａ：　金属薄板 ８ｂ：　タングステンワイヤ 特許出願人　　　　株式会社　リ　コ　−第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蛍光により光記録媒体上に情報を書き込む光書込装
   置において、透明な光取出面を備えた真空容器内に、電
   極としての導体上にドット状の蛍光体を設けて成る多数
   の陽極電極をアレイ状に並設し、前記陽極電極に向けて
   電子を放射する陰極部を実質的に面から電子を放射可能
   に形成して設けたことを特徴とする光書込装置。 ２、上記第１項において、前記陰極部は複数本のフィラ
   メントを実質的に面を形成すべく密に並設して成ること
   を特徴とする光書込装置。 ３、上記第１項において、前記陰極部は表面に電子放射
   性物質が塗布された金属板と該金属板を加熱するヒータ
   とから成る傍熱型構造に形成されていることを特徴とす
   る光書込装置。