JPS63249670A - 光書き込みヘツド - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は静電記録用光書ぎ込みヘッド、特にドツト状
に配列した蛍光体を選択的に発光させ感光体へ結像させ
る静電記録用光書き込みヘッドに関する。

［従来の技術］ 第４図は感光体に静電潜像を形成する手段として、ドツ
ト状に配列した蛍光体を画像信号に応じて選択的に発光
させる光書き込みヘッドを備えた従来の静電潜像記録装
置の概略構成図である。

感光体ドラム３の外周面には感光体２が層状に形成され
ている。この感光体ドラム３は図示しない駆動装置に連
結され、矢印４方向に回転する。

この感光体ドラム３の周辺には、感光体２の表面を一様
に帯電させる帯電コロ１〜ロン７、帯電された感光体２
に静電潜像を形成する光書き込みヘッド１と集光レンズ
１０、静電潜像をトナーで現像する現像器８、現像され
たトナー像を記録用紙１１に転写する転写コロトロン９
、および感光体２の表面に残留したトナーをクリーニン
グするためのクリーナ６等が配置されている。

この装置で用いられる光書き込みヘッドの基本１ｍを、
第５図（ａ）および第５図（ｂ）に示す。

第５図（ａ＞は光書き込みヘッドの横断面図、第５図（
ｂ）はその部分平面図である。

（ａ）図において、透明な隔壁１２を有する内部を真空
にした密封ケース１３内には、アノード電極（陽極）パ
ターン１４が形成され、その一端の上面に蛍光体１５が
塗布されている。この蛍光体は発光素子としての働きを
する。透明隔壁１２の直下にはフィラメント状の陰極１
６が設けられている。

この陰極１６がここを流れる電流によって加熱されると
、ここから熱電子が飛び出す。陰極１６を接地して陽極
１４に正電圧が印加されると、この熱電子が発光素子１
５に衝突してこれを発光させる。

第５図（ｂ）に示すように、陽極１４は、等間隔に平行
に千鳥状に引き出されている。

多数の陽極１４は相互に電気的に絶縁されており、陽極
１個１個について所定の正電圧を画信号に応じて選択的
に印加する回路を設ければ、第４図に示した感光体２に
静電潜像の形成を行なうことができる。

光書き込みヘッドの他の例の横断面図を第６図に示す。

第６図の光書き込みヘッドでは、ベースとなるガラス基
板２０と、ガラス基板２０の表面の所定位置に設けられ
る陽極１４と、該陽極１４の表面に設けられる蛍光体１
５と、該蛍光体１５の表面のみが露出する開口が設けら
れて該蛍光体１５を含む所定の領域を覆うと共にグリッ
ドの機能を有するスリット２１と、該スリット２１の上
部で且つ蛍光体１５に対向する位置に配設される陰極フ
ィラメント１６と、前記各部材１４，１５．１６及び２
１を覆うと共に内部が真空状態に保たれるシールガラス
（密封ケース）１３と、蛍光体１５によって発生した光
を感光体３へ集光するセルフォックレンズ１０とより構
成される。

以上の構成からなる光書き込みヘッドにおいて、陰極フ
ィラメント１６に発生した熱電子は、陽極１４に正電圧
が画信号に応じて選択的に印加されるときに蛍光体１５
側へ画信号に応じて引き奇ぜられるが、その途中でスリ
ット２１によって加速され、その一部はスリット２１の
開口を通過し蛍光体１５に衝突し、該蛍光体１５を励起
し発光させる。開口を通過しなかった電子はスリット２
１に捕捉され、発光には寄与しない。

更に、′第７図（ａ）は光書き込みヘッドの仙の例の横
断面図であり、第７図（ｂ）は一部平面図である。

密封ケース２２の上面には透明隔壁２３が設けられ、そ
の表面には反射防止膜２４がコーティングされている。

また、密封ケース２３の内部にはフィラメント状の陰極
１６が２本設けられている。

帯状のアノード電極（陽極）１４は、この光書き込みヘ
ッドの長手方向（矢印３０の方向）に平行に８本それぞ
れ等間隔で配置されている。

この各アノード電極１４のハツチングを付した部分には
、多数（Ｍ個）の発光素子１５１〜１５Ｍが形成されて
いる。各アノード電極１４上の１列（Ｍ個）の発光素子
１５１〜１５Ｍを、それぞれ発光素子列１５力と呼ぶこ
とにする。そして、図の矢印３０の示す方向を発光素子
列１５．＆の「列方向」と呼び、矢印３１の示す方向を
発光素子列１５力の「列方向に直交する方向」と呼ぶこ
とにする。

上記各発光素子列１５力を構成する発光素子１５１〜１
５Ｍは、その列方向に等ピッチで配置されている。

また、これらすべての各発光素子を列方向に直交する方
向３１から見ると、隣接した位置関係にある各発光素子
は、すべてその列方向に１列に等ピッチで並ぶように配
置されている。例えば、これらの発光素子の列方向の幅
Ｗと上記ずべての発光素子の列方向の配列ピッチが等し
い場合には、これらを列方向と直交する方向３１から見
ると、ＭＸ８個の発光素子１５がピッチＷで互いに間隙
が生じないよう隙間なく並ぶ配列となっている。

陽極１４上の蛍光体からなる発光素子列１５ルの上方に
は中央にスリット２５を有するグリッド２１ａが設けら
れている。第７図（ａ）かられかるように、このグリッ
ド２１ａのスリット２５がら、ちょうど発光索子１５（
１５１〜１５Ｍ）が透視できるようになっている。グリ
ッド２１ａは各発光素子列１５に設けられた発光素子の
数、すなわちＭ本設けられている。

これらの発光素子を、一方の列から他方の列に向かって
順に、各列ごとにそれぞれ異なるタイミングで発光させ
る。これらの発光素子列１５．＆の発する光は、透明隔
壁２３からロッドレンズアレー２６を通り感光体３を照
則する。

感光体３は前記列方向に直交する方向３１に走査されて
、各列の発光が各１回行なわれ、すべての列の発光が終
了する時間に、１ラインに相当するドツト状の静電潜像
を書き込むダイナミック駆動を行ない、縦横に規則的に
配列されるように多数のドツト状の静電潜像が形成され
る。

第８図は一対のグリッド２７及び２８を蛍光体１５の表
面のみが露出する開口部を形成するように設けた四極管
構造の光書き込みヘッドの横断面図であり、一対のグリ
ッドのうち第１のグリッド２７は熱電子をフィラメント
から引出し、第２のグリッド２８へ電子を取込む作用を
し、第２のグリッド２８にはデータ信号が印加されて、
蛍光体１５を励起するためのオン／オフ、すなわち電子
を蛍光体へ導びいたり、熱電子の通過を阻止する役割を
果す。

［発明が解決しようと］る問題点］ 前述の光書き込みヘッドではフィラメントから放出され
る熱電子を取込んだり制御したりするための導電体で構
成されたグリッドまたはグリッドを兼ねたスリットは、
陰極フィラメントとアノード電極との間の空間部に配置
するよう密封ケースに両端を、又は一部を固定して保持
されている。

光書き込みヘッドは、各発光素子の輝度が均一でないと
印字サンプルには画像濃度むらが現われ、また背景部の
カブリを生ずるが、光書き込みヘッドの長さが長くなる
と（例えばＢ５サイズ１８２ｍｍ程度）、基板とグリッ
ドとの距離を光書き込みヘッドの長手方向全幅にわたっ
て等しく維持するのが困難になるため、すなわちグリッ
ドの位置精度がタワミや熱変形等の影響によって充分保
たれなくなり、印字１ノンプルの濃度むらや背景部の汚
れを生じた。特に、第８図に示した四極管構造の光書き
込みヘッドでは第１グリツド及び第２グリツドと蛍光体
との距離を共に均一に保つ必要があるのでこの現象が生
じ易かった。

従って、本発明の目的は、光書き込みヘッドにおける前
記の問題を解消し、グリッドの位置精度をヘッドの長手
方向全幅に亘って均一に保持することのできる光書き込
みヘッドを提供することにある。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明は、陽極となる７ノード電極と、その片側上面に
被着した蛍光体と、前記蛍光体を励起し発光させる電子
線を放射する陰極と、前記陰極と蛍光体の間に配設され
るグリッド電極とで構成される光書ぎ込みヘッドにおい
て、前記グリッド電極を剛性部材で保持したことを特徴
とする光書き込みヘッドである。

第１図は本発明の光書き込みヘッドの１例の部分横断面
図であり、従来技術の項で説明した第６図のヘッドの改
良に係るものである。

すなわち、この例ではグリッド機能を有するスリット２
１を剛性部材２９により、ヘッドの長手方向に亘る全幅
で基体２０に保持している。

また、第２図（ａ＞は、本発明による四極管構造の光書
き込みヘッドの他の例の長手方向部分横断面図であり、
第２図（ｂ）は（ａ）の一部上面図である。

この例では第１のグリッド２７と第２のグリッド２８と
を絶縁性剛性部材２９で保持している。

上面図（ｂ）かられかるように第１のグリッド２７及び
第２のグリッド２８は発光素子を見込む部分が長方形状
に開口しており、その開口部の大きさく面積）は第１の
グリッドが第２のグリッドより大きく、かつ陰極フィラ
メント側からグリッドを見込んだ場合に第１のグリッド
と第２のグリッドの間に絶縁性剛性部材が露出しないよ
うにしている。その部分が露出していると通過する熱電
子によってチャージアップし、熱電子の通過が乱され輝
度の不均一となるからであり、エツチング加工処理など
により剛性部材が露出しないようにする。

第１のグリッド２７、第２のグリッド２８及び剛性部材
２９はヘッドの短手方向の両端及び／又は長手方向の両
端で密封ケースに固設するか、あるいは第２のグリッド
を第１図の例の場合のように基体２０に保持してもよい
。

剛性部材としてはガラス（コーニング社０２１１、ソー
ダガラス、石英ガラス等）、セラミック、樹脂等の中か
ら抵抗特性（１０６Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０１３
Ω・ｃｍ以上）、耐熱性、製造性（エツチング性等）に
すぐれたものが使用される。

以下、第２図（ａ）及び（ｂ）の四極管構造の光書き込
みヘッドについて更に具体的に説明する。

第１のグリッド２７及び第２のグリッド２８の間に配設
される保持部材２９としてはガラス製（コーニング社製
０２１１　）　、厚さは０．２Ｍで、上下にクロム電極
が設けられているものを用いた。

このクロム電極の上に必要に応じてエツチング液からク
ロム電極を保護するために、第３図に示づ”ようにニッ
ケルメッキを施した。またガラスのエツチングにはＨＦ
（フッ化水素）を使用してグリッド上方（フィラメント
側）より見た場合に保持部材２９が露出しないようにし
た。

露出があった場合には保持部材が絶縁体で構成されてい
るため第１のグリッド２７と第２のグリッド２８の間を
通過する熱電子によって保持部材２９がチャージアップ
し、これによって生ずる電界で熱電子の通過が乱されＲ
度低下、ｉ！ｉ度不均−が発生した。

剛性部材としてのガラスの厚さに関しては種々厚みを変
えて検討したが、厚みが０．０３ａｒ＋以下であると電
極との熱膨張の違いによる歪みやハンドリングの問題点
が生じ使用出来なかった。一方、厚みが増すと第１のグ
リッド２７と第２のグリッド２８の間隙が広くなりすぎ
熱電子を有効に取込めなくなり全体に輝度低下を生じ、
３咽が上限値であった。従って、第１のグリッドと第２
のグリッドとの間の剛性部材の厚みは０．０３〜３．０
０゜が適当であることが判明した。

［発明の効果］ 本発明は、グリッド電極を剛性部材でケース内に保持す
るようにした光書き込みヘッドを提供したものである。

本発明の光書き込みヘッドによればグリッド電極をヘッ
ドの長手方向に全体に亘って基体から均一な位置に精度
よく保持できるので蛍光体の輝度むらを生じることがな
く、従って印字サンプルの濃度は常に一定で、背景部の
汚れも起こらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光書き込みヘッドの１例の横断面図
、 第２図は（ａ）は、本発明による四極管構造の光書き込
みヘッド例の部分断面図、 第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の一部上面図、第３図は
、第２図の装置で使用するグリッドの説明断面図、 第４図は、光書き込みヘッドを利用した静電記録装置の
概要図、 第５図（ａ＞は、従来の光書き込みヘッド例の横断面図
、 第５図（ｂ）は、第５図（ａ）の部分平面図、第６図は
、伯の光書き込みヘッドの横断面図、第７図（ａ）は、
他の光書き込みヘッドの横断面図、 第７図（ｂ）は、第７図（ａ）の一部平面図、第８図は
、四極管構造の光書き込みヘッド例の短手方向の横断面
図である。 図中符＠： １・・・光書き込みヘッド；　２・・・感光体；　３・
・・感光体ドラム：　５・・・定着器二　６・・・クリ
ーナーニア・・・帯電器二　８・・・現像器；　９・・
・転写コロトロン；　１０・・・集光レンズ：　１１・
・・用紙：１２・・・隔壁；　１３・・・密封ケース：
　１４・・・陽極：１５・・・蛍光体く発光素子）；　
１６・・・陰極；２０・・・基板；　２１・・・スリッ
ト；　２１ａ・・・グリッド：　２２・・・密封ケース
；　２３・・・透明隔壁；２４・・・反則防止膜；２５
・・・スリット；　２６・・・ロッドレンズアレイ；２
７・・・第１のグリッド；２８・・・第２のグリッド；
　２９・・・剛性部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）陽極となるアノード電極と、その片側上面に被着し
   た蛍光体と、前記蛍光体を励起し発光させる電子線を放
   射する陰極と、前記陰極と蛍光体の間に配設されるグリ
   ッド電極とで構成される光書き込みヘッドにおいて、前
   記グリッド電極を剛性部材で保持したことを特徴とする
   光書き込みヘッド。 ２）前記剛性部材が１０＾６Ω・ｃｍ以上の絶縁体であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の光書き込みヘッド。 ３）前記グリッド電極が第１のグリッド電極と第２のグ
   リッド電極からなり、前記剛性部材を第１のグリッド電
   極と第２のグリッド電極との間に配設した光書き込みヘ
   ッドであって、陰極側からグリッド電極を見込んだ場合
   に前記剛性部材が露出しないように構成した特許請求の
   範囲第１項に記載の光書き込みヘッド。 ４）前記剛性部材の厚みが０．０３ｍｍ〜３．００ｍｍ
   である特許請求の範囲第１項に記載の光書き込みヘッド
   。