JP2000296636A - 蛍光プリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に低解像度品に有用で、駆動素子の部品コ
スト、実装コストを低減するとともに小型化を図る。 【解決手段】 内部が高真空状態に保持された箱形の外
囲器と、外囲器の一部をなす陽極基板２１の内面に複数
の発光ドット２５を主走査方向に千鳥状に形成してなる
発光ドット列２６，２７と、発光ドット２５の周りを囲
むように発光ドット列２６，２７と同一平面で陽極基板
２１上に形成された平面制御電極３２と、外囲器の内部
で発光ドット列２６，２７に沿って設けられたフィラメ
ント状の陰極３４とを有する蛍光プリントヘッド２にお
いて、発光ドット２５毎に直線状に引き出される線状の
配線導体３０を、発光ドット２５及び平面制御電極３２
の間を通過して陽極基板２１の片側に集約して駆動素子
に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば感光性フィ
ルムや印画紙等の記録媒体に所望の画像を形成する光プ
リンタに用いられる蛍光プリントヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば感光性フィルムや印画紙等の記録
媒体に所望の画像を形成するための光源として、蛍光体
への電子の射突による発光を利用した蛍光プリントヘッ
ドを搭載した光プリンタは既に知られている。

【０００３】図５はこの種の光プリンタに搭載される従
来の蛍光プリントヘッドの一部切欠斜視図、図６は同蛍
光プリントヘッドにおける陽極導体の配線構造を示す平
面図である。

【０００４】図５及び図６に示す蛍光プリントヘッド５
１は、内部が高真空状態に保持された外囲器５２を有し
ている。外囲器５２を構成する陽極基板５３の内面に
は、透孔部を有する矩形状の陽極導体５４と、各陽極導
体５４に接続される線状の陽極配線５５が形成されてい
る。各陽極導体５４の透孔部にはドット状の蛍光体層５
６が被着されて発光ドット５７を構成している。発光ド
ット５７は、千鳥状に２列配置されて発光ドット列５
８，５９を構成している。

【０００５】更に説明すると、互いに平行な２列の発光
ドット列５８，５９における発光ドット５７のピッチは
同一であり、発光ドット５７の列の長手方向と直交する
方向について、一方の列の発光ドット５７Ａは他方の列
の発光ドット５７Ｂの間の位置に隣接している。そし
て、発光ドット列５８，５９において、発光ドット５７
が並ぶ長手方向が記録媒体に記憶を行う際の主走査方向
となり、これと直交する方向が副走査方向となる。

【０００６】この蛍光プリントヘッド５１では、２００
〜３００ｄｐｉ程度の解像度を持つため、発光ドット５
７，５７間のピッチが狭く、その配線密度が大きいこと
から、以下に説明するような配線構造を採用していた。

【０００７】すなわち、２列の発光ドット列間に主走査
方向と平行に樹の幹のような棒状の連結部６０ａを有
し、更に連結部６０ａから枝葉のように両側の発光ドッ
ト列５８，５９方向に伸ばして各発光ドット５７を囲む
ように平面制御電極６０が形成される。そして、各発光
ドット５７からは、陽極配線５５が２列の発光ドット列
５８，５９間の両外側に向かって引き出され、ＣＩＧ，
ＣＯＧ，ＴＡＢ等の実装方法により各発光ドット５７毎
にドライバーＩＣ６１に接続される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の蛍光プリントヘッド５１は、２００〜３００ｄｐ
ｉの解像度を持つ発光ドット配列を前提としており、発
光ドット５７のピッチが非常に狭いため、陽極配線５５
を平面制御電極６０の隙間を通して両外側に引き出して
ドライバーＩＣ６１に接続していた。

【０００９】このため、図５に示すように、ドライバー
ＩＣ６１が陽極配線５５の数の多少に関係なく最低でも
２個必要となり、部品コスト、ＩＣ実装コストの面でデ
メリットとなっていた。しかも、ＩＣ実装エリアを確保
するためにパッケージ（外囲器５２）の小型化の面でも
デメリットとなっていた。

【００１０】ところで、従来の蛍光プリントヘッド５１
の構造において、コスト対策、小型化対策を行うため、
陽極配線５５を陽極基板５３の片側へ集約させることを
試みると、図７に示すような配線構造が考えられる。

【００１１】しかしながら、このような配線構造を採用
すると、陽極配線５５を形成するためのエリアを十分に
確保ため、基板が大きくなり、その結果、ヘッド自体も
大型化するという問題が発生する。また、発光ドット数
が多いほど片側へ引き廻してくる陽極配線５５の数が多
くなるという問題を招く。更には、片側に引き廻してく
る陽極配線５５の長さが長くなり、かつその長さばらつ
きも大きくなるため、配線抵抗の影響により輝度ばらつ
きが大きくなるという問題が発生する。これは、配線が
長くなる程、その電気抵抗が大きくなり、発光ドット５
７の部分での電位が低下することに起因するが、これに
より、発光ドット列５８，５９間での輝度差が生じ、更
に同一発光ドット列５８，５９での配線長さも大きく異
なるので、その発光ドット５７間でも輝度差が生じる。
そして、この輝度ばらつきにより出力画像の質が低下す
るという問題を招く。

【００１２】ところで、蛍光プリントヘッドとしては、
高解像度品の要求がある反面、出力画像の品質よりも低
価格であることが優先される低解像度品の需要もある。

【００１３】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、特に低解像度品に有用で、駆動素子
（ドライバーＩＣ）の部品コスト、実装コストを低減す
るとともに小型化を図ることができる蛍光プリントヘッ
ドを提供することを第１の目的とし、更には、発光ドッ
トを取り巻く電界を略均一化させて輝度ばらつきを抑え
ることができる蛍光プリントヘッドを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、内部が高真空状態に保持された
箱形の外囲器と、前記外囲器の一部をなす基板の内面に
複数の発光ドットを主走査方向に千鳥状に形成してなる
発光ドット列と、前記発光ドットの周りを囲むように前
記発光ドット列と同一平面で前記基板上に形成された平
面制御電極と、前記外囲器の内部で前記発光ドット列に
沿って設けられた陰極とを有する蛍光プリントヘッドに
おいて、前記発光ドット毎に直線状に引き出される線状
の配線導体は、前記発光ドット及び前記平面制御電極の
間を通過して前記基板の片側に集約されて駆動素子に接
続されていることを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の蛍光プリン
トヘッドにおいて、前記発光ドットからは、線状のダミ
ー配線導体が当該発光ドットの配線導体と一直線をなし
て引き出され、前記配線導体及び前記ダミー配線導体の
端部を含む前記平面制御電極の両端が絶縁層で覆われて
いることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明による蛍光プリント
ヘッドを備えた光プリンタの概略構成図、図２は蛍光プ
リントヘッドの第１実施の形態を示す一部切欠斜視図、
図３は同蛍光プリントヘッドの要部である陽極導体の配
線構造を示す平面図である。

【００１７】まず、各実施の形態の蛍光プリントヘッド
２の構造を説明する前に、図１に基づいて光プリンタ１
の概略構成について説明する。

【００１８】光プリンタ１は、光源としての蛍光プリン
トヘッド２を備えており、この蛍光プリントヘッド２か
ら得たＲ，Ｇ，Ｂの３原色の光により、例えばカラーフ
ィルムや印画紙等の記録媒体Ｗに書き込みを３回の走査
により行ってフルカラーの画像を形成するものである。

【００１９】この光プリンタ１は、例えばビデオ装置等
から得られるデジタルのカラー画像信号によって駆動さ
れ、記録媒体Ｗに画像をフルカラーでプリントするカラ
ープリンタとして利用される。その他、電子写真方式プ
リンタ、銀塩方式プリンタ、ラベルプリンタ等に利用で
きる。

【００２０】図１に示すように、光プリンタ１は、所定
箇所に位置決め固定された記録媒体Ｗに対し、矢印Ａで
示す副走査方向に沿って移動する蛍光プリントヘッド２
の他、蛍光プリントヘッド２の発光部３からの光を記録
媒体Ｗの面上に結像させるためのレンズ４、反射鏡５を
含む光結像手段としての単一の光学系６が筐体７に内蔵
されている。

【００２１】図１に示すように、蛍光プリントヘッド２
を内蔵した筐体７は、移動手段としての移動機構８によ
って記録媒体Ｗに対して副走査方向に沿って往復移動す
る。移動機構８は、蛍光プリントヘッド２を内蔵した筐
体７を副走査方向に移動可能に案内する図示しない案内
手段と、駆動ベルト９が掛け回された一対のプーリ１
０，１０と、プーリ１０，１０の一方を回転させる駆動
モータ１１とを有している。

【００２２】蛍光プリントヘッド２を内蔵して駆動ベル
ト９に固定された筐体７は、駆動モータ１１を駆動して
駆動ベルト９を循環させれば、不図示の案内手段に案内
されて副走査方向に沿って移動することができる。記録
媒体Ｗとしてのカラーフィルムは、複数枚が所定位置に
保持されており、光による書き込みが終了すると、排出
機構１２によって現像が行われると同時に外に排出され
る。

【００２３】次に、図２及び図３に基づいて第１実施の
形態の蛍光プリントヘッド２の構成について説明する。

【００２４】以下に説明する各実施の形態の蛍光プリン
トヘッド２は、特に、画像の品質よりも低価格が優先さ
れる低解像度品の需要に対応するべく、ドライバーＩＣ
の部品コスト及び実装コストを低減して小型化が図れる
陽極導体の配線構造を特徴とするものである。

【００２５】図２に示すように、蛍光プリンドヘッド２
は、陽極基板２１と側面板２２と背面基板２３が封着ガ
ラスによって箱形に組み立てられた内部が高真空状態の
外囲器２４を有している。

【００２６】外囲器２４の陽極基板２１の内面の上に
は、陽極基板２１の長手方向に沿って、各々複数個の発
光ドット２５からなる第１及び第２の発光ドット列２
６，２７が設けられて発光部３（陽極）を構成してい
る。各発光ドット２５は、陽極基板２１上に形成された
例えばアルミニウム薄膜等の導電膜からなる枠状の陽極
導体２８と、陽極導体２８の上に被着された蛍光体層２
９とを有する。

【００２７】蛍光体層２９は、例えばＺｎＯ：Ｚｎ等の
蛍光体からなり、陽極導体２８の矩形の開口よりも広
く、かつ枠からはみ出さないように塗布されている。蛍
光体層２９の発光は、枠状の陽極導体２８の開口から陽
極基板２１を通して陽極基板２１の外側に照射される。

【００２８】従って、蛍光プリントヘッド２の発光ドッ
ト２５の面積とは、枠状の陽極導体２８の開口で区画さ
れた蛍光体層２９の有効発光面積を示している。

【００２９】第１及び第２の発光ドット列２６，２７
は、各々複数の発光ドット２５が主走査方向に配置され
たものである。各列において主走査方向に隣接する発光
ドット２５は、解像度に応じたピッチ、例えば解像度１
００ｄｐｉであれば、２５４μｍのピッチで配置されて
いる。

【００３０】第１及び第２の発光ドット列２６，２７
は、互いに平行をなし、主走査方向と直交する副走査方
向に所定のピッチをおいて並んでおり、主走査方向の位
置が発光ドット２５の１ピッチ分だけずれて千鳥状に配
置されている。すなわち、互いに平行な２列の発光ドッ
ト列２６，２７における各発光ドット２５のピッチは同
一であり、発光ドット２５の列の長手方向と直交する方
向について、一方の列の発光ドット２５Ａは他方の発光
ドット２５Ｂの間に隣接して位置している。また、２つ
の発光ドット列２６，２７の副走査方向のピッチは、主
走査方向の発光ドット２５のピッチの整数倍に設定され
ている。

【００３１】なお、第１及び第２の発光ドット列２６，
２７において、発光ドット２５の並ぶ長手方向が蛍光プ
リントヘッド２による記録動作時の主走査方向となり、
これと直交する方向が副走査方向となる。

【００３２】各発光ドット２５の陽極導体２８には、発
光ドット２５の並設方向と直交して片側に引き出されて
集約された線状の配線導体（陽極配線）３０が一体に形
成されている。各配線導体３０は、各発光ドット２５毎
に駆動素子としてのドライバーＩＣ３１に接続されてお
り、各発光ドット２５毎にドライバーＩＣ３１を介して
陽極電圧が印加されるようになっている。

【００３３】陽極基板２の内面には、アルミニウム薄膜
等の導電膜からなる平面制御電極３２が陽極導体２８及
び配線導体３０と同一平面内で設けられている。平面制
御電極３２は、副走査方向と平行に複数設けられ、各発
光ドット２５の陽極導体２８及び配線導体３０の周りを
囲むようにしてパターン形成されている。各平面制御電
極３２は、配線導体３０の引き出し方向とは反対側に引
き出され、線状のリード部３２ａを介して主走査方向と
平行な棒状の連結部３２ｂに一体に共通接続される。こ
の平面制御電極３２は、常時正の制御電圧が印加され、
電界を均一に保ち、後述する陰極３４から放出される電
子の流れを制御している。平面制御電極３２の両端部分
は、図３の一点鎖線で示すように、絶縁層３３によって
覆われている。

【００３４】外囲器２４の内部において、各発光ドット
列２６，２７のそれぞれ上方の位置には、発光ドット列
２６，２７の並設方向（主走査方向）に沿ってそれぞれ
１本ずつ、合計２本のフィラメント状の陰極３４が張設
されている。

【００３５】このように、第１実施の形態では、第１及
び第２の発光ドット列２６，２７から引き出された配線
導体３０は、図７に示すように大きく迂回して引き廻す
ことなく、陽極基板２１の片側に集約してドライバーＩ
Ｃ３１に接続することができる。

【００３６】その結果、配線長さのばらつきに起因する
輝度ばらつきを最小限に押さえつつ、ドライバーＩＣの
必要数を従来の構成の半分に抑えることができる。これ
により、ドライバーＩＣの部品コスト、実装コスト、更
には外囲器の小型化の面で大きな効果を奏する。

【００３７】次に、図４は第２実施の形態による蛍光プ
リントヘッドの要部である陽極導体の配線構造を示す平
面図である。なお、第１実施の形態と同一の構成要素に
は同一番号を付し、その説明を省略している。

【００３８】第２実施の形態の蛍光プリントヘッドは、
図４に示すように、第１及び第２の発光ドット列２６，
２７の各発光ドット２５の陽極導体２８にダミー配線導
体３５が一体に設けられたものである。ダミー配線導体
３５は、配線導体３０と反対方向で、かつ配線導体３０
と一直線をなして副走査方向と平行に各陽極導体２８か
ら引き出されている。また、各発光ドット２５毎の配線
導体３０とダミー配線導体３５とによる配線は、同等の
長さに形成されている。

【００３９】平面制御電極３２は、副走査方向と平行に
複数設けられ、各発光ドット２５の陽極導体２８、配線
導体３０及びダミー配線導体３５の周りを囲むようにし
てパターン形成されている。各平面制御電極３２は、ダ
ミー配線導体３５の引き出し方向と平行に引き出され、
線状のリード部３２ａを介して主走査方向と平行な棒状
の連結部３２ｂに一体に共通接続される。

【００４０】図４の一点鎖線で示すように、配線導体３
０及びダミー配線導体３５の端部を含む平面制御電極３
２の両端部分は、近接する発光ドット列までの間隔Ｈ
１，Ｈ２が同一となるように絶縁層３３によって覆われ
ている。これにより、発光ドット２５の周辺のみが露出
する構造となる。そして、この部分における形状は、上
下左右において略対称形状となり、各発光ドット２５毎
の配線抵抗も同等となるので、各発光ドット２５を取り
巻く電界が均一化され、その結果、輝度ばらつきを抑え
ることができる。

【００４１】このように、本実施の形態の蛍光プリント
ヘッド２は、所望する解像度が低い場合、陽極導体２８
の配線導体３０及び平面制御電極３２を発光ドット２
５，２５間に適度な幅で形成しつつ、配線導体３０を片
側に引き出して集約し、各発光ドット２５毎にドライバ
ーＩＣ３１に接続している。

【００４２】ここで、前記適度な幅は２０μｍ以上の幅
を想定している。その根拠は、アルミニウム薄膜のパタ
ーン製造工程において、工程ばらつきを考慮すると、２
０μｍ以下で配線幅を管理することが非常に困難であ
り、また熱電子を制御する電極として存在するときに、
２０μｍ以下では電界制御能力が低下することによるも
のである。

【００４３】更に付記すれば、数十μｍ以上のパターン
ニングプロセスでは、紫外線による近接露光方式がポピ
ュラーであり、フォトレジスト接触によるマスク汚れ防
止のため、マスクと基板とのギャップが数十μｍ程度保
たれている。これにより、光の回折が生じて解像度が劣
化してしまう。また、その他にエッチング工程でのばら
つき要素もあり、２０μｍ以下の微細配線を管理するに
は、時間と費用をかけたより高いレベルの工程管理を行
うか、半導体の製造プロセスにてパターンニングするし
かない。

【００４４】従って、本例の蛍光プリントヘッド２は、
例えば１００ｄｐｉ程度の低解像度品で有意義な構成で
はあるが、出力画像の品質よりも低価格であることが優
先される低解像度品の需要において、ドライバーＩＣの
部品コスト、および実装コストを低減できるので、需要
に適合した構成である。

【００４５】具体的数値を示すと、発光幅１インチ、解
像度１００ｄｐｉの蛍光プリントヘッドを想定した場
合、従来の構成で設計を行うと、千鳥状に配置された１
００個の発光ドットから５０本ずつ両外側に配線導体が
引き出される。その結果、出力数が５０本以上のドライ
バーＩＣを両外側に１個ずつ計２個実装することにな
る。

【００４６】これに対し、本例の構成で設計を行うと、
千鳥状に配置された１００個の発光ドットから１００本
の配線導体が片側に集約されて引き出される。その結
果、出力数が１００本以上のドライバーＩＣを１個実装
すれば済むことになる。

【００４７】また、従来の蛍光プリントヘッドの構造に
おいて、コスト対応のために陽極導体の配線を片側に引
き出すと、図７で発生する問題点を生ずる。これに対
し、本例の蛍光プリントヘッド２では、コスト対応しつ
つ、配線抵抗のばらつきに起因する輝度ばらつきを最小
限に抑える効果がある。しかも、蛍光プリントヘッドお
よびそのモジュールが小型化できるので、特に携帯型の
製品に応用される場合は大きなメリットとなる。

【００４８】特に、第２実施の形態の蛍光プリントヘッ
ド２では、ダミー配線導体３５を追加した構成なので、
電界を均一化する効果がある。その際、配線導体３０及
びダミー配線導体３５の端部を含む平面制御電極３２の
両端が絶縁層３３によって覆われ、発光ドット２５の周
辺のみが露出し、その部分における形状が上下左右にお
いて略対称形状となり、各発光ドット２５の配線抵抗も
同等となるので、各発光ドット２５を取り巻く電界が均
一化する効果が有り、その結果、輝度ばらつきを抑える
ことができる。

【００４９】ところで、上述した実施の形態の構成は、
ドライバーＩＣを片側に複数個実装する場合にも有効で
ある。例えば１００ｄｐｉ程度の解像度で発光幅が長い
蛍光プリントヘッドでは、図２を長手方向に延長したよ
うな構造となり、ドライバーＩＣは配線数に応じて必要
数だけ片側に実装される。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
蛍光プリントヘッドによれば、特に低解像度品に有用
で、駆動素子（ドライバーＩＣ）の部品コスト、実装コ
ストを低減するとともに小型化を図ることができる。

【００５１】また、特に請求項２の蛍光プリントヘッド
によれば、発光ドットを取り巻く電界を略均一化させて
輝度ばらつきを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蛍光プリントヘッドを備えた光プ
リンタの概略構成図

【図２】蛍光プリントヘッドの第１実施の形態を示す一
部切欠斜視図

【図３】蛍光プリントヘッドの要部である陽極導体の配
線構造を示す平面図

【図４】第２実施の形態による蛍光プリントヘッドの要
部である陽極導体の配線構造を示す平面図

【図５】光プリンタに搭載される従来の蛍光プリントヘ
ッドの一部切欠斜視図

【図６】図５の蛍光プリントヘッドにおける陽極導体の
配線構造を示す平面図

【図７】図５の蛍光プリントヘッドの発光ドットの配列
構成において陽極配線を片側に集約したときの配線構造
を示す平面図

【符号の説明】

２…蛍光プリントヘッド、２１…陽極基板、２４…外囲
器、２５…発光ドット、２６…第１の発光ドット列、２
７…第２の発光ドット列、３０…配線導体、３１…ドラ
イバーＩＣ（駆動素子）、３２…平面制御電極、３３…
絶縁層、３４…陰極、３５…ダミー配線導体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 欽也 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 山口 智司 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 2C162 AH33 AH34 AH40 FA19

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部が高真空状態に保持された箱形の外
   囲器と、前記外囲器の一部をなす基板の内面に複数の発
   光ドットを主走査方向に千鳥状に形成してなる発光ドッ
   ト列と、前記発光ドットの周りを囲むように前記発光ド
   ット列と同一平面で前記基板上に形成された平面制御電
   極と、前記外囲器の内部で前記発光ドット列に沿って設
   けられた陰極とを有する蛍光プリントヘッドにおいて、 前記発光ドット毎に直線状に引き出される線状の配線導
   体は、前記発光ドット及び前記平面制御電極の間を通過
   して前記基板の片側に集約されて駆動素子に接続されて
   いることを特徴とする蛍光プリントヘッド。
2. 【請求項２】 前記発光ドットからは、線状のダミー配
   線導体が当該発光ドットの配線導体と一直線をなして引
   き出され、前記配線導体及び前記ダミー配線導体の端部
   を含む前記平面制御電極の両端が絶縁層で覆われている
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光プリントヘッド。