JP2000334994A - 蛍光発光装置 - Google Patents

蛍光発光装置

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JP2000334994A JP14853399A JP14853399A JP2000334994A JP 2000334994 A JP2000334994 A JP 2000334994A JP 14853399 A JP14853399 A JP 14853399A JP 14853399 A JP14853399 A JP 14853399A JP 2000334994 A JP2000334994 A JP 2000334994A
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幸彦 清水
Masao Saito
昌夫 斉藤
Tomoji Yamaguchi
智司 山口
Yoichi Kobori
洋一 小堀
Hiroshi Yamaguchi
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    • B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
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Abstract

(57)【要約】 【課題】独立制御可能な制御電極及び制御電極のための
負電位用電源が不要な蛍光発光装置を提供する。 【解決手段】素子の陽極基板2上には複数の陽極ドット
6からなる2本の陽極列7,8 がある。陽極列7,8 間で隣
接する2個の陽極ドット6,6 は共通接続されてICに接
続される。陽極列7,8 の上には2本の陰極12,13 があ
る。陽極列7,8 の間には遮蔽電極20がある。陰極12,13
の電位は0V又は40V に切り換えられる。遮蔽電極20には
ゼロか正の電位が印加される。平面制御電極11には正の
電位が印加される。遮蔽電極20の左側にある陰極12を0V
とすると、陰極12と、陽極列7及び平面制御電極11との
電位差は、共に40V となり、陰極12から電子が引き出さ
れて陽極ドット6に到達する。遮蔽電極20の右側にある
陰極13は40V であり、陰極13と、陽極列8及び平面制御
電極11との電位差は共に0Vとなり、電位差がないので電
子は出ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陰極と複数の陽極
ドットを備えた蛍光発光装置に関する。本発明の蛍光発
光装置は、光書き込み用のプリントヘッドの他、任意の
文字・図形等を表示できるグラフィック表示装置として
も有効に利用できる。本発明の蛍光発光装置をプリント
ヘッドとして利用する場合は、感光ドラムに対する書き
込み、感光性フィルムに対する書き込み等、各種用途の
光プリンタに広く応用可能である。
【0002】
【従来の技術】図11は、従来の蛍光プリントヘッドを
示す平面図である。この蛍光プリントヘッド100の外
囲器を構成する陽極基板102の上には、複数個の陽極
ドット106からなる2本の陽極列107,108があ
る。2本の陽極列107,108の陽極ドット106は
千鳥状に並んでいる。陽極列107,108の間で隣接
する2個の陽極ドット106,106は共通に接続さ
れ、列の片側に引き出され陽極駆動手段としてのICに
接続される。各陽極列107,108の上方には、それ
ぞれ第1・第2の陰極112,113が張設されてい
る。陽極列107,108の間には遮蔽電極120があ
る。遮蔽電極120に関し、各陰極112,113の側
にはそれぞれ第1・第2の制御電極130,131があ
る。遮蔽電極120には常時正の電圧が印加される。陽
極列107,108の隣接する2個の陽極ドット10
6,106の組がICによって順次駆動される。これに
同期して制御電極130又は131に選択信号が印加さ
れる。制御電極130が選択されれば、これと遮蔽電極
120の間に電子が入り、陽極列107の駆動信号が与
えられた陽極ドット106に電子が射突する。負の電圧
が印加された制御電極131の電界で陰極113からの
電子は陽極ドット107に射突することはない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の蛍光プ
リントヘッド100では、陽極列107,108を選択
するために互いに独立して制御可能な制御電極130,
131を各陽極列ごとに設けなければならない。そし
て、制御電極130,131に印加する負電位用電源が
必要である。
【0004】また、前述した従来の蛍光プリントヘッド
100において陽極電位を上げて輝度を高める場合に
は、非選択側陽極列のモレ発光を防ぐため非選択側の制
御電極の負電位も負の方向に高める必要があり、負電位
用電源の容量も大きくしなければならない。
【0005】また、陽極電位を上げて非選択側の制御電
極の負電位を大きくすると、両者の電位差はますます大
きくなる。この蛍光プリントヘッド100は、制御電極
130,131と陽極配線が高さ方向に10〜20μm
と近接している構造であるため、陽極と制御電極の電位
差が大きくなると管内で絶縁破壊を起こしやすくなる
【0006】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、独立制御可能な制御電極と、この制御電
極のための負電位用電源が不要であり、小型で製造コス
トが安く、電極間の絶縁破壊のおそれが少ない蛍光発光
装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された蛍
光発光装置(蛍光プリントヘッド1,41,51,6
1)は、陽極基板(2)と、前記陽極基板の上に所定間
隔をおいて並べられた複数の陽極ドット(6)からなる
複数の陽極列(7,8)を有し、前記複数の陽極列の間
で隣接する複数の陽極ドットがそれぞれ共通に接続され
てなる陽極と、前記陽極の各陽極ドットを駆動する陽極
駆動手段と、前記各陽極列の上方にそれぞれ設けられた
複数の陰極(12,13)と、前記各陰極にそれぞれ独
立して電圧を印加することにより前記陽極列を選択する
陰極選択手段とを有している。
【0008】請求項2に記載された蛍光発光装置は、請
求項1記載の蛍光発光装置において、前記陰極選択手段
は、選択される前記陰極には正電位を印加し、選択され
ない前記陰極にはゼロ電位又は負電位を印加することを
特徴としている。
【0009】請求項3に記載された蛍光発光装置は、請
求項1記載の蛍光発光装置において、前記各陽極列の上
方の空間を互いに区画するように前記各陰極の間に設け
られ、ゼロ電位もしくは正電位が印加される遮蔽電極
(20)を備えたことを特徴としている。
【0010】請求項4に記載された蛍光発光装置は、請
求項1記載の蛍光発光装置において、前記陰極(12,
13)に与えられる正電位よりも低い電位が与えられる
カットオフ電極(42,52,62)を備えたことを特
徴としている。
【0011】請求項5に記載された蛍光発光装置は、請
求項4記載の蛍光発光装置において、前記陰極(12,
13)に与えられる正電位が前記陽極に与えられる正電
位よりも低いことを特徴としている。
【0012】請求項6に記載された蛍光発光装置は、請
求項1記載の蛍光発光装置において、前記各陽極列
(7,8)の上方の空間を互いに区画するように前記各
陰極(12,13)の間に設けられた遮蔽電極(20)
と、選択されない前記陰極から対応する前記陽極列に電
子が放出されるのを防ぐカットオフ電極(42,52,
62)とが、前記陰極を覆うように一体に構成され、前
記陰極に与えられる正電位よりも低い電位が与えられる
ことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図1
〜図4を参照して説明する。本例は、光プリンタにおけ
る書き込み手段(光源)として使用される蛍光発光装置
としての蛍光プリントヘッドに関する。図1及び図2を
参照してその構造を説明する。この蛍光プリントヘッド
1は、陽極基板2と、図示しない側面板と、背面基板4
が、封着ガラスによって箱形に組み立てられた外囲器を
有している。外囲器5の内部は高真空状態とされてい
る。
【0014】陽極基板2の内面の上には、陽極基板2の
長手方向に沿って、各複数個の陽極ドット6からなる第
1及び第2の陽極列7,8が設けられている。各陽極ド
ット6は、陽極基板2上に形成されたアルミニウム等の
枠状導電膜と、該枠状導電膜の上に被着された蛍光体層
とを有する。第1及び第2の陽極列7,8は、基板の長
手方向と直交する方向に所定の間隔をおいて並んでい
る。第1及び第2の陽極列7,8の各陽極ドット6は、
基板の長手方向に関する位置が一致しないようになって
いる。即ち、両陽極列7,8の各陽極ドット6は、列間
で隣接する各陽極ドット6,6が千鳥状の配置となって
いる。そして、第1及び第2の陽極列7,8の間で隣接
する2個の陽極ドット6,6はそれぞれ共通に接続さ
れ、2列の陽極列7,8の片側に陽極配線9で導出され
て列の外方に引き出され、図示しないダイナミック駆動
手段としてのICに接続されている。
【0015】前記陽極基板2の上面には、平面制御電極
11が設けられている。平面制御電極11はアルミニウ
ム等の導電膜からなり、前記陽極ドット6及び陽極配線
9等を囲んで陽極ドット6と同一平面内に設けられてい
る。駆動時には、平面制御電極11には常時正の電圧が
印加され、近傍の電界を一定にする。
【0016】前記外囲器内において、前記第1及び第2
の各陽極列7,8の上方には、各陽極列7,8に沿って
フィラメント状の第1の陰極12と第2の陰極13がそ
れぞれ張設されている。第1の陰極12と第2の陰極1
3は、それぞれ互いに独立してON/OFF制御可能で
ある。従って、両陰極は電気的に独立するように構造的
にも独立して張設されている。
【0017】背面基板4の内面には、帯電防止用の透光
性の導電膜であるネサ膜14が形成されている。このネ
サ膜14の表面には、反射防止層が形成されており、陽
極からの光を吸収して陽極側に反射させない機能を有す
る。
【0018】第1の陽極列7と第2の陽極列8の間に
は、遮蔽電極20が設けられている。遮蔽電極20は平
板状の電極部材であり、陽極基板2に略垂直に設置され
ている。その下端は所定の微小間隔(本例では約0.1
5mm)をおいて陽極基板2の上方に設けられている。
遮蔽電極20の下端と陽極基板2の間には絶縁層を設け
てもよい。遮蔽電極20の上端は第1及び第2の陰極1
2,13の位置よりも上方であり、陰極12,13から
出た電子が遮蔽電極20を越えて反対側に流れることを
防止する。2つの陽極列7,8の間隔が1mm程度であ
ると、一方の陰極から出た電子が広がって目的としない
陽極に射突することがあるので、遮蔽電極が必要になる
が、2つの陽極列の間隔が十分に広くてその心配がない
場合には、必ずしも遮蔽電極は必要ない。
【0019】図3を参照して本例の駆動回路を説明す
る。第1の陽極列7と第2の陽極列8の、ICによって
選択された陽極ドット6,6には、陽極電位Eb が常時
印加されている。本例では、例えばEb =40Vとされ
ている。前述したように、千鳥状に隣接する第1及び第
2の陽極列7,8の2個の陽極ドット6,6は、それぞ
れ共通に接続され、ICによって駆動される。
【0020】第1及び第2の陰極12,13は、各々独
立したトランス30,31を電源としており、駆動時は
常時加熱されて電子を放出できる状態にある。各々独立
したトランス30,31の2次側コイルからはセンター
タップが引き出され、このセンタータップ電位Ek1, E
k2を後述する陰極選択手段によって切り換えることによ
り一方の陰極を選択し、陽極列の選択を行う。
【0021】即ち、このセンタータップ電位Ek1, Ek2
は、プルアップ抵抗Rs,Rs を介して陽極電位Eb に接
続されるとともに、それぞれスイッチング素子Tr1, T
r2を介して接地されている。そして、各スイッチング素
子Tr1, Tr2のゲートには互いに異なるON又はOFF
の切替信号が入力されるようになっている。ON信号が
入力されたスイッチング素子は導通し、これに接続され
ている側のセンタータップ電位は低側陰極電位Ekl=0
Vとなる。OFF信号が入力されたスイッチング素子は
導通しないので、これに接続されている側のセンタータ
ップ電位は高側陰極電位Ekh=40Vとなる。この切替
信号のデュ−ティ比を切り換えることによって切替えの
タイミングを任意に変更・調整することができ、2本の
陰極を独立して選択することができる。
【0022】遮蔽電極20には、遮蔽電極電位Es が常
時印加されている。遮蔽電極電位Es はゼロか正の電位
であり、本例では例えばEC =5Vとされている。
【0023】平面制御電極11には、平面制御電極電位
Ec が常時印加されている。平面制御電極電位Ec は正
の電位であり、本例では例えばEs =40Vとされてい
る。
【0024】前記蛍光プリントヘッド1の駆動を図4を
参照して説明する。第1及び第2の陰極12,13は常
時通電され、陽極列7,8に対して有効な電位差があれ
ば電子を放出することができる。これらの陰極12,1
3は各々が独立して制御可能であり、センタータップ電
位Ek1,2をEkl=0V又はEkh=40Vに選択的に切り
換えることにより陽極列7,8の選択を行うことができ
る。例えば、図4において、遮蔽電極20の左側にある
陰極12をEkl=0Vとすると、陰極12と、陽極列7
及び平面制御電極11との電位差は、それぞれEb −E
kl=40V、Ec −Ekl=40Vとなり、陰極12から
電子が引き出されて陽極ドット6に到達する。この時、
遮蔽電極20の右側にある陰極13はEkh=40Vであ
り、陰極13と、陽極列8及び平面制御電極11との電
位差は、Eb −Ekh=0V、Ec −Ekh=0Vとなり、
電位差がないので電子は放出されない。
【0025】2つの陽極列7,8の間で隣接する2個の
陽極ドット6,6の組がICによって順次駆動され、こ
れに同期して2本の陰極12,13にゼロ又は正電位の
選択信号が印加される。これによって、所望の陽極ドッ
ト6を発光させることができる。このような蛍光プリン
トヘッド1の発光に同期して、蛍光プリントヘッド1と
記録媒体を陽極列7,8の配設方向と直交する方向に相
対移動させてドット状の光を記録媒体に照射すれば、記
録媒体上に所望の画像(乃至はその潜像)を形成するこ
とができる。
【0026】本発明の実施の形態の第2の例を図3と図
5〜図8を参照して説明する。図5及び図6に示すよう
に、この蛍光プリントヘッド41は、遮蔽電極20と機
械的・電気的に一体に構成されたカットオフ電極42を
有している。カットオフ電極42は略枠状の電極部材で
あり、2つの陽極列7,8を取り囲むように、陽極基板
2に対して平行に陽極基板2からやや離れて配設されて
いる。カットオフ電位は遮蔽電極電位Es と同じであ
る。また、本例では、第1の例を示す図3において、プ
ルアップ抵抗Rs と陽極電位Eb の間にツェナーダイオ
ード43が設けられた回路となっている。これによっ
て、常時Eb >Ekhとなる。即ち、ツェナー電圧分だけ
高側陰極電位Ekhが低くなっており、本例では例えばE
kh=20Vとされている。その他の構成は、第1の例と
同一である。
【0027】前記蛍光プリントヘッドの駆動を図7を参
照して説明する。図7において、遮蔽電極20の左側に
ある陰極12はEkl=0Vである。よって、陰極12
と、陽極ドット6・平面制御電極11・カットオフ電極
42との電位差は、それぞれEb −Ekl=40V、Ec
−Ekl=40V、Es −Ekl=5Vとなり、陰極12か
ら電子が引き出されて陽極ドット6に到達する。この
時、遮蔽電極20の右側にある陰極13はEkh=20V
である。よって、陰極13と、陽極ドット6・平面制御
電極11・カットオフ電極42との電位差は、それぞれ
Eb −Ekh=20V、Ec −Ekh=20V、Es −Ekh
=−15Vとなり、陽極ドット6、平面制御電極11と
の電位差が小さく、かつカットオフ電極42については
従来例における制御電極において−15Vの負電位が印
加された状態と等しくなるので、電子は放出されない。
【0028】第1の例では、選択された陰極と選択され
ない陰極との電位差が40Vにもなるため、陰極から放
出された電子の中には遮蔽電極20を越えて他方の陰極
に向かうものもあった。また、陰極から放出された電子
の一部は陽極列の近傍にある平面制御電極11に流れ込
んで無効電流となった。これは、電力の有効利用という
観点からすると好ましくない。
【0029】ところが、第2の例によれば、Ekh=20
V程度としてカットオフ電極42を設けることにより、
選択された陰極と選択されない陰極との電位差は20V
に低減するので、電子が遮蔽電極20を越えるのを防止
し、あるいは図8の電界解析図に示すように、電子が遮
蔽電極20を越えても陽極ドット6に射突して漏れ発光
を起こすのを防止できる。さらにカットオフ電極42が
平面制御電極11の無効なエリアを制限することにより
平面制御電極11の無効電流を減少させることもでき
る。従って、電源を小さくできるので省電力になり、装
置で使用されるICには耐圧の低いものを利用できる。
【0030】本発明の実施の形態の第3の例を図9を参
照して説明する。この蛍光プリントヘッド51は、第2
の例におけるカットオフ電極42の形状を断面L字形と
したものである。カットオフ電極52が陰極12,13
を下方及び側方から取り囲む状態になるので、カットオ
フの効果がさらに強まり、高側陰極電位Ekhはさらに小
さくて済む。例えば、第2の例の20Vに対し、本例で
は15Vとすることができる。
【0031】本発明の実施の形態の第4の例を図10を
参照して説明する。この蛍光プリントヘッド61は、第
3の例におけるカットオフ電極52の上端縁と、遮蔽電
極20の上端縁とを接続して一体化したものである。カ
ットオフ電極62が陰極12,13を取り囲み、2つの
陰極12,13を隔離した状態にするので、カットオフ
の効果がさらに強まり、高側陰極電位Ekhはさらに小さ
くて済む。例えば、第3の例の15Vに対し、本例では
10Vとすることができる。
【0032】以上例をあげて説明した本発明の蛍光プリ
ントヘッドは、各種印刷装置の感光ドラムに光で潜像を
形成するための光プリントヘッドや、ビデオ画像を印画
紙やフィルム上に写し込むための光プリントヘッドや、
その他各種記録手段における光記録装置の光プリントヘ
ッドとして広く適用可能である。
【0033】以上説明した例では電源を交流にしたが、
直流でもよい。また、以上説明した例では、陽極列と陰
極がそれぞれ2ずつあったが、いずれも2以上あっても
よい。例えば前述した例と同様の構造において、陽極列
と陰極をそれぞれ多数本とすれば、相当の表示面積を有
するグラフィック表示装置とすることができる。更にま
た、以上説明した例では、陽極列1列に対して陰極が1
本の割合で配設されていたが、陽極列1列に対して陰極
が複数本の割合で配設されていてもよい。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、複数本の陽極列と、こ
れに対応したフィラメント状の陰極を有する蛍光発光装
置において、陰極電位を0(ゼロ)電位(又は負電位)
と正電位に切り替えることで陽極ドットの制御を行うよ
うにしたので、次のような効果が得られる。
【0035】独立制御可能な制御電極が不要になるの
で、発光装置の小型化、部品コスト削減、組み立てコス
ト削減、制御電極の入り精度ばらつきに起因する各ドッ
トの輝度ばらつき低減が図れる。
【0036】非選択側陰極のカットオフバイアスとし
て陽極電源にプルアップ抵抗を介して接続し、陽極電位
を利用するようにしている。従って、独立した陰極用の
カットオフバイアス電源を省略でき、負電位用電源も不
要となるので装置全体としての電源数が減らせる。
【0037】非選択側陰極のカットオフバイアスとして
陽極電源にプルアップ抵抗を介して接続する場合におい
て、高輝度を得るために陽極電位を上げると、この非選
択側陰極のカットオフバイアスも同時に上がることとな
る。その場合、非選択側陰極は選択側陰極から見ると、
陽極と同じ正電位になっており、非選択側陰極は選択側
陰極からの電子の侵入を促進する電極となってしまう。
その結果、選択側陰極から出た電子の一部は2つの陰極
の間にある遮蔽電極を越えて反対側に侵入し、漏れ発光
を起こしてしまう場合がある。
【0038】そこで、遮蔽電極と同電位のカットオフ
電極を陽極の近傍に設ければ、高側陰極電位を低く抑え
ることができるので、上記の問題は解決する。
【0039】さらに、カットオフ電極の開口を適正な
範囲で設定することにより、他の電極(実施例では平面
制御電極)に流れ込む電子流を制限することができ、発
光に寄与しない無効電流を低減する効果がある。さら
に、陽極基板の上に絶縁層があればこれには電子がチャ
ージアップしてしまうが、これを防止する効果もある。
【0040】高い輝度を得るために陽極電位を上げる
と、従来の構造では漏れ発光を防ぐために非選択側の制
御電極電位も負の方向に大きくしなければならず、両者
の電位差はますます大きくなり、さらに構造上近接して
いるので絶縁破壊を起こしやすかったが、本発明によれ
ば負電位の存在による近接部品間の電位差拡大が発生し
ないので、このような問題は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1の例を示す断面図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態の第1の例を示す平面図で
ある。
【図3】本発明の実施の形態の第1の例を示す駆動回路
図である。
【図4】本発明の実施の形態の第1の例における駆動時
の電界の状態を示した図である。
【図5】本発明の実施の形態の第2の例を示す断面図で
ある。
【図6】本発明の実施の形態の第2の例を示す平面図で
ある。
【図7】本発明の実施の形態の第2の例における駆動時
の電界の状態を示した図である。
【図8】本発明の実施の形態の第2の例における駆動時
の電界解析図である。
【図9】本発明の実施の形態の第3の例を示す断面図で
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。
【図11】従来の蛍光プリントヘッドを示す平面図であ
る。
【符号の説明】
1,41,51,61 蛍光発光装置としての蛍光プリ
ントヘッド 2 陽極基板 6 陽極ドット 7,8 陽極列 12,13 フィラメント状の陰極 20 遮蔽電極 42,52,62 カットオフ電極 Tr1, Tr2 陰極選択手段の少なくとも一部を構成する
スイッチング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 昌夫 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 (72)発明者 小堀 洋一 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 博 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 AE21 AE23 AE28 AE47 AF07 AF16 AF59 AH03 AH04 FA04 FA19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極基板と、 前記陽極基板の上に所定間隔をおいて並べられた複数の
    陽極ドットからなる複数の陽極列を有し、前記複数の陽
    極列の間で隣接する複数の陽極ドットがそれぞれ共通に
    接続されてなる陽極と、 前記陽極の各陽極ドットを駆動する陽極駆動手段と、 前記各陽極列の上方にそれぞれ設けられた陰極と、 前記各陰極にそれぞれ独立して電圧を印加することによ
    り前記陽極列を選択する陰極選択手段と、 を有する蛍光発光装置。
  2. 【請求項2】 前記陰極選択手段は、選択される前記陰
    極には正電位を印加し、選択されない前記陰極にはゼロ
    電位又は負電位を印加する請求項1記載の蛍光発光装
    置。
  3. 【請求項3】 前記各陽極列の上方の空間を互いに区画
    するように前記各陰極の間に設けられ、ゼロ電位もしく
    は正電位が印加される遮蔽電極を備えた請求項1記載の
    蛍光発光装置。
  4. 【請求項4】 前記陰極に与えられる正電位よりも低い
    電位が与えられるカットオフ電極を備えた請求項1記載
    の蛍光発光装置。
  5. 【請求項5】 前記陰極に与えられる正電位が前記陽極
    に与えられる正電位よりも低い請求項4記載の蛍光発光
    装置。
  6. 【請求項6】 前記各陽極列の上方の空間を互いに区画
    するように前記各陰極の間に設けられた遮蔽電極と、選
    択されない前記陰極から対応する前記陽極列に電子が放
    出されるのを防ぐカットオフ電極とが、前記陰極を覆う
    ように一体に構成され、前記陰極に与えられる正電位よ
    りも低い電位が与えられる請求項1記載の蛍光発光装
    置。
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