JPH0911534A - 電界放出型プリントヘッド - Google Patents

電界放出型プリントヘッド

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JPH0911534A
JPH0911534A JP18330995A JP18330995A JPH0911534A JP H0911534 A JPH0911534 A JP H0911534A JP 18330995 A JP18330995 A JP 18330995A JP 18330995 A JP18330995 A JP 18330995A JP H0911534 A JPH0911534 A JP H0911534A
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anode
lines
gate
line
cathode
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JP18330995A
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Yoichi Kobori
洋一 小堀
Yukihiko Shimizu
幸彦 清水
Kinya Ueda
欽也 上田
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Futaba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/15Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen with ray or beam selectively directed to luminescent anode segments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters 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
    • B41J2/447Typewriters 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
    • B41J2/4476Typewriters 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 using cathode ray or electron beam tubes

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電界放出された電子を集束すること。 【構成】奇数番目のゲートラインGT11,GT13,
・・GT(n−1)は第1ゲート引出電極GT1に接続
され、偶数番目のゲートラインGT12,GT14,・
・GTnは第2ゲート引出電極GT2に接続する。第1
ゲート引出電極GT1が選択駆動された場合、第2ゲー
ト引出電極GT2の電位は低レベルとされ、奇数番目の
ゲートラインは低レベルの偶数番目のゲートラインに挟
まれるので、放出電子は集束される。第2ゲート引出電
極GT2が選択駆動された場合は、逆になり放出電子は
集束される。各ゲートラインGT11〜GT1nには、
R,G,Bに対応する3つづつのドット状の電界放出ア
レイが形成されてカラー用とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式プリンタ用プリ
ントヘッドに関し、特に電界放出素子を使用したカラー
用の電界放出型プリントヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、光学式プリンタが知られてい
るが、光学式プリンタの概略を図8を参照しながら説明
する。フィルム120はハロゲン化銀(銀塩)等の感光
剤が被着されており、このフィルム120の下側に、ミ
ラー121により反射された光が照射されることにより
感光されるようにされている。このフィルム120に照
射される光はプリントヘッド125から放射されるが、
プリントヘッド125には1ラインづつの画像データが
供給されており、この画像データにより変調された光が
紙面に対して垂直方向に主走査されると共に、図示する
矢印のようにプリントヘッド125が副走査されること
により、線順次方式によりフィルム120上に一枚の画
像がプリントされるようになる。
【0003】なお、SLA122はセルフォックレンズ
アレイであり、プリントヘッド125から放射された光
がフィルム120上に焦点を結ぶようにようにするため
のレンズである。ミラー123はこのSLA122に光
を導くためのミラーである。また、RGBフィルター1
24は、フィルム120に上にカラーの画像をプリント
させるための3原色の光フィルターである。カラー画像
をプリントする場合は、同一の1ラインの画像データを
R,G,Bの3つの画像データに分解して、各色の画像
データに対応してRGBフィルター124を移動させて
主走査させるようにしている。すなわち、3回の主走査
により1ラインのカラー画像がフィルム120に表示さ
れることになる。
【0004】このような光学式プリンタのプリントヘッ
ドの光源としては、従来、発光ダイオード(LED)や
熱電子放出型の蛍光表示管などが用いられていたが、近
年、半導体微細加工技術を駆使して基板上にミクロンサ
イズの電界放出素子をアレイ状に作成することが可能と
なり、この電界放出素子アレイを電子源として使用した
電界放出型プリントヘッドが提案されている(特開平4
−43539号公報)。
【0005】この従来の電界放出型プリントヘッドの一
構成例を図9に示す。図9において、(a)は概略平面
図、(b)はそのA−A’線に沿った概略断面図、
(c)はそのB−B’線に沿った詳細断面図である。図
示するように、この電界放出型プリントヘッドは、複数
個の電界放出素子105が形成された第1平面基板10
1と、該第1平面基板101と対向して配置され、蛍光
体106などが形成された第2平面基板102と、第1
平面基板101と第2平面基板102との間隔を一定に
保持する挟持体103と、第1平面基板101と第2平
面基板102と挟持体103とに囲まれた真空層104
とから構成されている。
【0006】第1平面基板101はn型シリコン単結晶
基板よりなり、電界放出素子105部分と基板コンタク
ト電極107部分を除きシリコン酸化膜(SiO2 膜)
101’で覆われている。第2平面基板102は透明な
ガラス基板よりなり、その表面に透明なアノード電極1
09と蛍光体106が積層されて形成されている。カソ
ード電極とゲート電極を有する電界放出素子105とア
ノード電極を有する蛍光体106は真空層104を挟ん
で対向して配置され、その一対が単位光源を構成してい
る。各単位光源は互いに分離され、アレイ状に配置され
たゲート電極に区分される1個の電界放出素子をもつ。
そして、各々の電界放出素子のカソード電極はシリコン
単結晶板を共有しており、また、アノード電極も共通と
されている。
【0007】一つの電界放出素子は、図9(c)に示す
ように、第1平面基板101の表面に形成された複数個
の突起状のカソード電極(エミッタ)111と、SiO
2 膜101’を介して形成され、それぞれの突起の近傍
に開口をもつゲート電極112よりなる。また、各々の
電界放出素子でゲート電極は分離されて形成されてい
る。なお、上記においては、第1平面基板101にシリ
コン単結晶基板を用い、突起はシリコン単結晶基板の異
方性エッチングを利用して作成したものとしたが、金属
電極をもつ絶縁性基板と金属突起を用いたり、導電性基
板に金属突起を形成したものを用いることもできるもの
である。
【0008】このように構成された単位光源において、
基板コンタクト電極107を通してシリコン単結晶基板
101を接地した状態で、アノードコンタクト電極11
0およびアノード電極109を通して蛍光体106にア
ノード電圧Vakを印加し、ゲートコンタクト電極108
を通して電界放出素子105のゲート電極にゲート電圧
gkを印加すると、当該電界放出素子105のカソード
電極の突起部分にゲート電極の電界が印加され、突起先
端より電子が電界放出される。電界放出された電子はア
ノード電圧により加速されて蛍光体106に到達し、素
子に対向する部分の蛍光体106を発光させる。
【0009】このようにして、発光された光は透明のア
ノード電極109および第2平面基板102を通して放
射され、1ライン分の画像データがフィルム等の記録媒
体に発光記録される。この場合、上記したように記録媒
体またはプリントヘッド自体を移動させて、次の1ライ
ン分の画像データを記録する、線順次走査方式により画
像の記録を行なうことができるものである。このような
電界放出型プリントヘッドは、半導体微細加工技術を利
用して作成されているので、高解像度を実現することが
できるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電界放出型プリントヘッドにおいては電子が電
界放出される突起状のカソード電極111の先端から約
60°の拡がりをもって放出されるため、ある程度の拡
がりをもってアノード電極109に到達するようにな
る。すると、アノード電極109上の隣接する画素も励
起されて発光する恐れがあり、漏れ発光により解像度が
低下したり、高品質の画像をプリントすることができな
いという問題点があった。特に、アノード電極109が
平面状の一枚のベタ電極によりパターニングされている
場合にはこの欠点は顕著となる。
【0011】そこで、本発明は、電界放出された電子を
集束することのできるカラー用の電界放出型プリントヘ
ッドを提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電界放出型プリントヘッドは、カソード基
板上に形成された複数本のカソードラインと、該カソー
ドライン上に形成された複数のエミッタと、上記カソー
ド基板上に絶縁層を介して各々の上記カソードラインに
対向して形成された、上記複数のエミッタの先端近傍に
配置された複数本のゲートラインと、該ゲートラインの
うちの奇数番目のゲートラインが接続される第1ゲート
引出電極と、該ゲートラインのうち偶数番目のゲートラ
インが接続される第2ゲート引出電極と、上記カソード
基板と対向して配置されるアノード基板上に形成された
複数本のアノードラインと、該複数本のアノードライン
の両側に形成されたダミーアノードと、上記ゲートライ
ンと対向する上記アノードライン部分に被着された蛍光
体とを備え、上記第1ゲート引出電極と第2ゲート引出
電極とが交互に選択駆動されると共に、上記複数本のア
ノードラインが順次選択駆動され、非選択状態とされて
いるいずれかのゲート引出電極およびアノードラインの
電位、並びに上記ダミーアノードの電位が低レベルとさ
れるようにしたものである。
【0013】また、本発明の他の電界放出型プリントヘ
ッドは、カソード基板上に形成された複数本のカソード
ラインと、該カソードライン上に形成された複数のエミ
ッタと、上記カソード基板上に絶縁層を介して各々の上
記カソードラインに対向して形成された、上記複数のエ
ミッタの先端近傍に配置された複数本のゲートライン
と、該第1のゲートラインの間とその両側に配置された
複数本の集束電極と、複数本の上記ゲートラインが接続
される第1ゲート引出電極と、複数本の上記集束電極が
接続される第2ゲート引出電極と、上記カソード基板と
対向して配置されるアノード基板上に形成された複数本
のアノードラインと、該複数本のアノードラインの両側
に形成されたダミーアノードと、上記アノードライン上
に、その軸方向に細長く被着された蛍光体とを備え、上
記複数本のアノードラインのいずれかが上記カソードラ
インに供給される色画像データに応じて選択駆動され、
上記第2ゲート引出電極および非選択状態のアノードラ
イン、および上記ダミーアノードの電位が低レベルとさ
れるようにしたものである。
【0014】さらに、上記電界放出型プリントヘッドに
おいて、上記複数本のアノードラインが非透明導電材か
ら形成されると共に、その軸方向にスリットが形成さ
れ、該スリットを覆うように上記蛍光体が上記複数本の
アノードラインに被着されているものである。
【0015】
【作用】本発明によれば、奇数番目のゲートラインと偶
数番目のゲートラインとに分離して交互に選択駆動して
いる。同時に、複数本のアノード電極も順次選択駆動し
ている。この場合、非選択のゲートラインおよび非選択
のアノードラインの電位を低レベル(ゼロレベルあるい
は負レベルでもよい)とすると、ゲートラインから電界
放出される電子が拡散せず集束されるようになる。ま
た、複数本のゲートラインの間に常に低レベル(ゼロレ
ベルあるいは負レベルでもよい)状態とされる集束用の
ゲート電極を設けるようにしても、電界放出される電子
の拡散を防止して集束することができる。
【0016】また、電界放出アレイをドット状に替えて
ゲートラインの軸方向にストライプ状に細長く形成する
と共に、アノードライン上に蛍光体をその軸方向に細長
く被着することにより、カソード基板に対するアノード
基板の位置合わせの許容度、および蛍光体のアノードラ
インに対する位置合わせの許容度を大きくすることがで
き、電界放出型プリントヘッドの製造を容易とすること
ができる。さらに、電界放出される電子を集束すること
ができるので画素ピッチを小さくすることができ、安価
なセルフォックレンズを使用することができるようにな
る。
【0017】
【実施例】本発明の電界放出型プリントヘッドの第1実
施例の構成を図1に示すが、図1(a)は本発明の電界
放出型プリントヘッドを構成するカソード基板1を上か
ら見たゲート配線パターンの一例を示しており、同図
(b)には、電界放出型プリントヘッドを、図1(a)
に示すA−A線で切断した時の断面の構成を示してい
る。図1(b)に示すように、カソード基板1の一表面
に複数本のカソードラインC1,C2,C3,・・・C
n(図にはカソードラインC(n−2),C(n−
1),Cnの3本だけが示されている。)が形成されて
おり、このカソードラインC1,C2,C3,・・・C
n上にそれぞれ電界放出アレイを構成する複数のコーン
状のエミッタ3が形成されている。また、カソード基板
1上にはSiO2等からなる絶縁層2が形成されてお
り、この上にn本のゲートラインGT11〜GT1n
(図にはゲートラインGT1(n−2),GT1(n−
1),GT1nの3本だけが示されている。)と、ゲー
トラインGT11〜GT1nの両側にダミーゲートGT
21,GT22が形成されている。
【0018】また、カソード基板1に対向してアノード
基板10が所定間隙をもって配置されており、このアノ
ード基板10にはストライプ状の3本のアノード電極A
1,A2,A3と、アノード電極A1,A2,A3の両
側に2本のダミーアノードA4が形成されている。さら
に、アノードラインA1,A2,A3にはドット状の蛍
光体(図にはアノードラインA3に被着された蛍光体G
(n−2),G(n−1),Gnだけを示している。) そして、カソード基板1とアノード基板10と図示しな
い側板とで真空気密容器が形成され、その内部は高真空
とされている。なお、カソード基板1およびアノード基
板10はガラス製とされている。
【0019】図1(a)はカソード基板1を上から見た
図であり、図示するようにn本のゲートラインGT11
〜GTnのうちの奇数番目のゲートラインGT11,G
T13,GT15,・・・GT1(n−1)は、第1ゲ
ート引出電極GT1に接続され、n本のゲートラインG
T11〜GTnのうちの偶数番目のゲートラインGT1
2,GT14,GT16,・・・GT1nは、第2ゲー
ト引出電極GT2に接続される。そして、第1ゲート引
出電極GT1と第2ゲート引出電極GT2とは交互に選
択駆動されると共に、非選択のゲート引出電極の電位を
低レベル(あるいはゼロレベルまたは負レベルとしても
よい。)としている。
【0020】例えば、第1ゲート引出電極GT1が選択
駆動された時に、ゲートラインGT13を例に挙げると
その両側に位置するゲートラインGT12およびゲート
ラインGT14の電位が低レベルとなる。すると、その
電界の影響を受けて、ゲートラインGT13から放出さ
れた電子は集束されるようになる。このようにして、第
1ゲート引出電極GT1が選択駆動された時に、奇数番
目のゲートラインGT11,GT13,GT15,・・
・GT1(n−1)から放出された電子が集束され、第
2ゲート引出電極GT2が選択駆動された時に、偶数番
目のゲートラインGT12,GT14,GT16,・・
・GT1nから放出された電子が集束されるようにな
る。なお、ゲートラインGT11およびゲートラインG
1nの外側にはゲートラインは存在しないので、ダミー
ゲートGT21,GT22を設けて電子を集束するよう
にしている。
【0021】図2に本発明の第1実施例の電界放出型プ
リントヘッドの斜視図を示すが、この図においてはアノ
ード基板10およびカソード基板1に形成された各種電
極だけを示して他の構成は省略している。この図に示す
ように、3本のアノードラインA1,A2,A3はカソ
ードラインC1〜CnおよびゲートラインGT11〜G
T1nに直交するようにストライプ状に形成されてお
り、その両側にはダミーアノードA4が形成されてい
る。アノードラインA1はG(緑)を発光させるための
ものであり、アノードラインA1にはドット状の蛍光体
G1〜Gnが、ゲートラインGT11〜GT1nに対向
して形成されている。また、アノードラインA2はR
(赤)を発光させるためのものであり、アノードライン
A3はB(青)を発光させるためのものであり、それぞ
れドット状の蛍光体R1〜Rnあるいは蛍光体B1〜B
nが、ゲートラインGT11〜GT1nに対向して形成
されている。
【0022】また、ダミーアノードA4はアノードライ
ンA1,A2,A3に到達する電子を集束するためのも
のであり、常に低レベル(ゼロレベルあるいは負レベル
でもよい。)の電位とされている。この場合、蛍光体G
1〜Gn,R1〜Rn,B1〜BnがそれぞれG,R,
Bの光を発光する蛍光体とするか、あるいは蛍光体G1
〜Gn,R1〜Rn,B1〜Bnに対応してR,G,B
の光フィルターをアノード基板10の内側に配置して、
R,G,Bの発光色を得るようにしてもよい。なお、ゲ
ートラインGT11〜GT1nには、蛍光体G1〜G
n,R1〜Rn,B1〜Bnに対向する位置にドット状
の電界放出アレイ(小さい白丸群で示している。)が形
成されている。
【0023】ここで、本発明の第1実施例の電界放出型
プリントヘッドの駆動方法の概略を説明すると、まず、
アノードラインA1を選択駆動すると共に、アノードラ
インA2,A3およびダミーアノードA4の電位を低レ
ベルとする。この状態において、カソードラインC1〜
Cnに緑色(G)の1ライン分の画像データを供給し、
第1ゲート引出電極GT1を選択駆動する。次いで、第
2ゲート引出電極GT2を選択駆動する。これにより、
まず奇数番目の蛍光体G1,G3,G5,・・・G(n
−1)がGの画像データに応じて発光制御され、次い
で、偶数番目の蛍光体G2,G4,G6,・・・Gnが
Gの画像データに応じて発光制御される。
【0024】次に、アノードラインA2を選択駆動する
と共に、アノードラインA1,A3およびダミーアノー
ドA4の電位を低レベルとする。この状態において、カ
ソードラインC1〜Cnに赤色(R)の1ライン分の画
像データを供給し、第1ゲート引出電極GT1を選択駆
動する。次いで、第2ゲート引出電極GT2を選択駆動
する。これにより、まず奇数番目の蛍光体R1,R3,
R5,・・・R(n−1)がRの画像データに応じて発
光制御され、次いで、偶数番目の蛍光体R2,R4,R
6,・・・RnがRの画像データに応じて発光制御され
る。
【0025】次に、アノードラインA3を選択駆動する
と共に、アノードラインA1,A2およびダミーアノー
ドA4の電位を低レベルとする。この状態において、カ
ソードラインC1〜Cnに青色(B)の1ライン分の画
像データを供給し、第1ゲート引出電極GT1を選択駆
動する。次いで、第2ゲート引出電極GT2を選択駆動
する。これにより、まず奇数番目の蛍光体B1,B3,
B5,・・・B(n−1)がBの画像データに応じて発
光制御され、次いで、偶数番目の蛍光体B2,B4,B
6,・・・BnがBの画像データに応じて発光制御され
る。以上により1ライン分のカラー画像がプリントヘッ
ドに表示されることになり、記録媒体に記録されること
になる。以降同様に線順次の走査が順次行われて、1画
面のカラー画像が記録媒体に記録されるようになる。
【0026】なお、ゲート引出電極GT1,GT2を走
査する替わりにアノードラインA1,A2,A3を走査
するようにしてもよい。すなわち、第1ゲート引出電極
GT1が選択駆動されている期間に、アノードラインA
1,A2,A3を順次走査する。この場合、アノードラ
インA1,A2,A3を走査に応じて、カソードライン
C1〜Cnに対応する色の画像データを順次供給する。
次に、第2ゲート引出電極GT2を選択駆動して同様に
アノードラインA1,A2,A3を走査する。このよう
に電界放出型プリントヘッドを駆動するようにして、1
画面のカラー画像データを記録媒体に記録することもで
きる。また、選択駆動されているアノードラインは低レ
ベル(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)アノー
ドラインあるいはダミーアノードA4により挟まれるよ
うになるため、選択駆動されるアノードラインに到達す
る電子は集束されるようになる。
【0027】上記した第1実施例におけるアノードライ
ンA1〜A4はITO等の透明電極材から、およびアノ
ード基板10は透明のガラス製とされるが、アノードラ
インA1〜A4をアルミニウム等の金属薄膜としてドッ
ト状の蛍光体を設けた薄膜部分に窓を開けるようにし
て、蛍光体の発光をこの窓を介して出力してもよい。こ
れにより、薄膜レベルで高精細な発光パターンを得るこ
とができるので、蛍光体のパターニング精度の許容範囲
を広げることができる。また、カソードラインC1〜C
nの隣接する奇数番目と偶数番目の2本のカソードライ
ンを接続して、2本のカソードラインを1つのドライバ
で駆動することが可能であり、この手段を採用してカソ
ードドライバ数を半減するようにしてもよい。
【0028】次に、本発明の電界放出型プリントヘッド
の第2実施例を図3および図4を参照して説明する。図
3は第2実施例のカソードラインC1〜Cnとゲートラ
インGT11〜GT1nとの構成を示しており、第1実
施例と同様にn本のカソードラインC1〜Cnがカソー
ド基板上に形成されているが、その間隔は第1実施例の
ものより若干広くされている。このカソードラインC1
〜Cn上にそれぞれゲートラインGT11〜GT1nが
絶縁層を介して形成されており、各ゲートラインGT1
1〜GT1nの幅はカソードラインC1〜Cnの幅より
も広くされている。また、カソードラインC1〜Cnと
ゲートラインGT11〜GT1nとが重合する部分に、
ドット状ではなくストライプ状に電界放出アレイFE1
〜FEnがそれぞれ形成されている。
【0029】本発明の第2実施例においては、全てのゲ
ートラインGT11〜GT1nが第1ゲート引出電極G
T1に接続されており、各ゲートラインGT11〜GT
1nの各電界放出アレイFE1〜FEnから放出された
電子を集束するように、各ゲートラインGT11〜GT
1n間、およびその両側に集束電極GT31〜GT3
(n+1)が配置されている。この集束電極GT31〜
GT3(n+1)が第2ゲート引出電極GT2に接続さ
れており、放出電子を集束する作用を生じさせるため
に、集束電極GT31〜GT3(n+1)の電位を低レ
ベル(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)にすべ
く、第2ゲート引出電極GT2の電位は常時低レベル
(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)とされてい
る。
【0030】次に、カソードラインC1〜Cnとゲート
ラインGT11〜GT1nの構成に加えて、アノードラ
インA1〜A4の構成を示す本発明の第2実施例の斜視
図を図4に示す。この図に示すように、3本のアノード
ラインA1,A2,A3はカソードラインC1〜Cnお
よびゲートラインGT11〜GT1nに直交するように
ストライプ状に形成されており、その両側には電子集束
用のダミーアノードA4が形成されている。
【0031】アノードラインA1はG(緑)を発光させ
るためのものであり、アノードラインA1にはドット状
の蛍光体G1〜Gnがその軸方向にストライプ状に被着
されている。また、アノードラインA2はR(赤)を発
光させるためのものであり、アノードラインA3はB
(青)を発光させるためのものであり、それぞれストラ
イプ状の蛍光体R1〜Rnあるいは蛍光体B1〜Bnが
その軸方向に細長く被着されている。さらに、アルミニ
ウム等の金属製とされたアノードラインA1,A2,A
3には、細長く形成された蛍光体に対応して、その軸方
向に細長いスリットが設けられている。このスリット
は、蛍光体の発光をスリットを介して取り出すためのも
のである。
【0032】本発明の第2実施例は上記のようにゲート
ラインGT11〜GT1nの電界放出カソードFE1〜
FEnがR,G,B別に替えてストライプ状に構成され
ていると共に、アノードラインA1,A2,A3に被着
された蛍光体がその軸方向に細長く形成されているた
め、製造時にアノード基板10とカソード基板1との位
置合わせの許容範囲を広げることができる。従って、容
易に第2実施例の電界放出型プリントヘッドを作製する
ことができる。また、アノードラインA1,A2,A3
には、その軸方向に細長いスリットが設けられ、このス
リットを介して蛍光体の発光を取り出しているので、製
造時のアノードラインA1,A2,A3に対する蛍光体
の位置合わせの許容範囲を広げることができ、蛍光体を
容易にアノードラインA1,A2,A3に被着すること
ができる。
【0033】なお、アノードラインA1,A2,A3に
被着されるそれぞれの蛍光体を、それぞれG,R,Bの
光を発光する蛍光体とするか、あるいはアノードライン
A1,A2,A3に対応してそれぞれR,G,Bの光フ
ィルターをアノード基板10の内側に配置して、R,
G,Bの発光色をそれぞれのアノードラインA1,A
2,A3から得るようにしてもよい。
【0034】ここで、本発明の第2実施例の電界放出型
プリントヘッドの駆動方法の概略を説明すると、まず、
アノードラインA1を選択駆動すると共に、アノードラ
インA2,A3の電位、およびダミーアノードA4の電
位を低レベル(ゼロレベルあるいは負レベルでもよ
い。)とする。この状態において、カソードラインC1
〜Cnに緑色(G)の1ライン分の画像データを供給
し、第1ゲート引出電極GT1を駆動する。この時、第
2ゲート引出電極GT2の電位は常時低レベル(ゼロレ
ベルあるいは負レベルでもよい。)とされる。これによ
り、アノードラインA1に被着された蛍光体がGの画像
データに応じて発光制御される。
【0035】次に、アノードラインA2を選択駆動する
と共に、アノードラインA1,A3の電位を、およびダ
ミーアノードA4の電位を低レベル(ゼロレベルあるい
は負レベルでもよい。)とする。この状態において、カ
ソードラインC1〜Cnに赤色の1ライン分の画像デー
タを供給し、第1ゲート引出電極GT1を駆動する。こ
れにより、アノードラインA2に被着された蛍光体がR
の画像データに応じて発光制御される。
【0036】次に、アノードラインA3を選択駆動する
と共に、アノードラインA1,A2の電位、およびダミ
ーアノードA4の電位を低レベル(ゼロレベルあるいは
負レベルでもよい。)とする。この状態において、カソ
ードラインC1〜Cnに青色の1ライン分の画像データ
を供給し、第1ゲート引出電極GT1を駆動する。これ
により、アノードラインA3に被着された蛍光体がBの
画像データに応じて発光制御される。以上により1ライ
ン分のカラー画像が第2実施例の電界放出型プリントヘ
ッドが出力されることになり、この出力光により記録媒
体に記録されることになる。以降同様に線順次の走査が
順次行われて、1画面のカラー画像が記録媒体に記録さ
れる。
【0037】以上説明した本発明の電界放出プリントヘ
ッドにおいては、ゲートラインの電位を交互に低レベル
(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)とすると共
に、非選択のアノードラインおよびダミーアノードの電
位を低レベル(ゼロレベルあるいは負レベルでもよ
い。)となるよう駆動(第1実施例)、あるいはゲート
ライン間に常時低レベル(ゼロレベルあるいは負レベル
でもよい。)の集束電極を配置すると共に、非選択のア
ノードラインおよびダミーアノードの電位を低レベル
(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい。)となるよう
駆動(第2実施例)するようにしたので、電界放出アレ
イから放出された電子を集束して蛍光体上に当てること
ができる。このため、漏れ発光を生じることなく各色に
対応する蛍光体の間隔をせばめて形成することが可能と
なる。
【0038】例えば、アノードラインのG−R間、およ
びR−B間のラインピッチを約147μm、G−B間を
約294μmとすることができる。これにより、電界放
出プリントヘッドよりの出力光を記録媒体上に焦点を結
ばせるためのセルフォックレンズアレイとして、低価格
のものを使用することができるようになる。以下、この
理由を説明すると、セルフォックレンズアレイの構成を
示す斜視図を図7に示すが、セルフォックレンズアレイ
はライン上に整列された列状の単レンズ22と、整列さ
れた単レンズ22を一体化する枠21から構成される。
このセルフォックレンズアレイは物体面に図示するよう
に「A」と表示されていた時に、像の形成される像面に
正立等倍の「A」が投影される。
【0039】図示するセルフォックレンズアレイは単レ
ンズ22が2列に整列されて構成されているが、これに
限らず1列のセルフォックレンズアレイ、3列以上の単
レンズ22を整列させたセルフォックレンズアレイがあ
る。図5に1列のセルフォックレンズアレイにおけるセ
ンターラインから光の入射のずれ量Δyと光量ムラの特
性を示し、図6に2列のセルフォックレンズアレイにお
けるセンターラインから光の入射のずれ量Δyと光量ム
ラの特性を示す。1列のセルフォックレンズアレイにお
いては、図5に示す光量ムラから見てずれ量Δyの許容
量は0.4mm(400μm)以内が好適であり、2列
のセルフォックレンズアレイにおいては、図6に示す光
量ムラから見てずれ量Δyの許容量は0.6mm(60
0μm)以内が好適である。
【0040】従って、本発明の電界放出型プリントヘッ
ドにおいては、安価な1列のセルフォックレンズアレイ
を使用しても生じる光量ムラが許容範囲内となる。な
お、従来の電界放出型プリントヘッドにおいては、漏れ
発光を防止するためにはラインピッチを少なくとも20
0μm以上とする必要があるので、2列以上の高価なセ
ルフォックレンズアレイが必要とされる。
【0041】本発明の電界放出プリントヘッドは、解像
度600dpiで画素ピッチは約42μm、画素数が約
5040個、実効長が約213mmとされる。また、光
フィルターを使用する場合の蛍光体としてはZn0;Z
nを使用することができ、光フィルターとしては干渉膜
や顔料フィルターを使用することができる。この場合、
R,G,Bの発光量の相違を補正するために、3本のア
ノードラインの駆動電圧をそれぞれ異ならせるようにし
てもよいし、あるいは発光パルス幅制御を行うようにし
てもよい。さらに、アノードラインおよびダミーアノー
ドをアルミニウム薄膜とする場合は、アルミニウム薄膜
とアノード基板との界面に反射防止膜を形成してコント
ラストを向上するようにしてもよい。
【0042】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、奇数番目
のゲートラインと偶数番目のゲートラインとに分離して
交互に選択駆動している。同時に、複数本のアノード電
極も順次選択駆動している。この場合、非選択のゲート
ラインおよび非選択のアノードラインの電位を低レベル
(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい)とすると、ゲ
ートラインから電界放出される電子が拡散せず集束され
るようになる。また、複数本のゲートラインの間に常に
低レベル(ゼロレベルあるいは負レベルでもよい)状態
とされる集束用のゲート電極を設けるようにしても、電
界放出される電子の拡散を防止して集束することができ
る。
【0043】また、電界放出アレイをドット状に替えて
ゲートラインの軸方向にストライプ状に形成すると共
に、アノードライン上に蛍光体をその軸方向に細長く被
着することにより、カソード基板に対するアノード基板
の位置合わせの許容度、および蛍光体のアノードライン
に対する位置合わせの許容度を大きくすることができ
る。さらに、電界放出される電子を集束することができ
るので画素ピッチを小さくすることができ、安価なセル
フォックレンズを使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電界放出型プリントヘッドの第1実施
例の一部側断面図、およびゲートラインとカソードライ
ンの構成を示す図である。
【図2】本発明の電界放出型プリントヘッドの第1実施
例のゲートラインとカソードラインとアノードラインの
構成を示す斜視図である。
【図3】本発明の電界放出型プリントヘッドの第2実施
例のゲートラインとカソードラインの構成を示す図であ
る。
【図4】本発明の電界放出型プリントヘッドの第2実施
例のゲートラインとカソードラインとアノードラインの
構成を示す斜視図である。
【図5】1列のセルフォックレンズアレイの特性を示す
図である。
【図6】2列のセルフォックレンズアレイの特性を示す
図である。
【図7】2列のセルフォックレンズアレイの構成を示す
斜視図である。
【図8】従来の光学式プリンタの概略構成を示す図であ
る。
【図9】従来の電界放出型プリントヘッドの概略構成を
示す上面図、正面の断面図、側断面図である。
【符号の説明】
1 カソード基板 2 絶縁層 3 エミッタ 4 開口部 101 第1平面基板 102 第2平面基板 103 挟持体 104 真空層 105 電界放出素子 107 基板コンタクト電極 108 ゲートコンタクト電極 110 アノードコンタクト電極 A1,A2,A3 アノードライン A4 ダミーアノード C1,C2,C3・・・,Cn カソードライン FE1,FE2,・・・FEn 電界放出アレイ GT1,GT2 ゲート引出電極 GT21,GT22 ダミーゲート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カソード基板上に形成された複数本のカ
    ソードラインと、 該カソードライン上に形成された複数のエミッタと、 上記カソード基板上に絶縁層を介して各々の上記カソー
    ドラインに対向して形成された、上記複数のエミッタの
    先端近傍に配置された複数本のゲートラインと、 該ゲートラインのうちの奇数番目のゲートラインが接続
    される第1ゲート引出電極と、該ゲートラインのうち偶
    数番目のゲートラインが接続される第2ゲート引出電極
    と、 上記カソード基板と対向して配置されるアノード基板上
    に形成された複数本のアノードラインと、該複数本のア
    ノードラインの両側に形成されたダミーアノードと、 上記ゲートラインと対向する上記アノードライン部分に
    被着された蛍光体とを備え、 上記第1ゲート引出電極と第2ゲート引出電極とが交互
    に選択駆動されると共に、上記複数本のアノードライン
    が順次選択駆動され、非選択状態とされているいずれか
    のゲート引出電極およびアノードラインの電位、並びに
    上記ダミーアノードの電位が低レベルとされることを特
    徴とする電界放出型プリントヘッド。
  2. 【請求項2】 カソード基板上に形成された複数本のカ
    ソードラインと、 該カソードライン上に形成された複数のエミッタと、 上記カソード基板上に絶縁層を介して各々の上記カソー
    ドラインに対向して形成された、上記複数のエミッタの
    先端近傍に配置された複数本のゲートラインと、 該第1のゲートラインの間とその両側に配置された複数
    本の集束電極と、 複数本の上記ゲートラインが接続される第1ゲート引出
    電極と、複数本の上記集束電極が接続される第2ゲート
    引出電極と、 上記カソード基板と対向して配置されるアノード基板上
    に形成された複数本のアノードラインと、該複数本のア
    ノードラインの両側に形成されたダミーアノードと、 上記アノードライン上に、その軸方向に細長く被着され
    た蛍光体とを備え、 上記複数本のアノードラインのいずれかが上記カソード
    ラインに供給される色画像データに応じて選択駆動さ
    れ、上記第2ゲート引出電極および非選択状態のアノー
    ドライン、および上記ダミーアノードの電位が低レベル
    とされることを特徴とする電界放出型プリントヘッド。
  3. 【請求項3】 上記複数本のアノードラインが非透明導
    電材から形成されると共に、その軸方向にスリットが形
    成され、該スリットを覆うように上記蛍光体が上記複数
    本のアノードラインに被着されていることを特徴とする
    請求項2記載の電界放出型プリントヘッド。
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