(57)【要約】【課題】十分な機械的強度を得ることができる多孔質体及び画像形成装置を提供する。【解決手段】金属で形成された多孔質体１０において、前記多孔質体１０の一表面に、ガラスで形成され、かつ互いに交差する線状の補強部１３を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で形成された多孔質体において、前記多孔質体の一表面に、ガラスで形成され、かつ互いに交差する線状の補強部を設けたことを特徴とする多孔質体。
【請求項２】
前記補強部は、前記多孔質体の一表面から厚さ方向に浸透していることを特徴とする請求項１に記載の多孔質体。
【請求項３】
前記補強部が、前記多孔質体を厚さ方向に仕切る隔壁であって、
前記隔壁で仕切られた複数の領域を有することを特徴とする請求項２に記載の多孔質体。
【請求項４】
請求項３に記載の多孔質体の前記領域に蛍光体を充填して形成されたアノードを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属で形成された多孔質体及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の広告パネル等に用いられる、自己発光する画像形成装置としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）や、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などがある。これらＬＥＤやＰＤＰでは、最大の大きさが対角線で１００インチ（２５４ｃｍ）程度であった。また、ネオン管を並べるタイプの画像形成装置では、表示面積が大きくなるにつれ、その消費電力が非常に大きくなる不具合があった。
【０００３】
さらに画像形成装置としての蛍光表示管では、アノード基板として、親水性を有するカーボン粒子からなる多孔質体を用いて、インクジェット方法により、蛍光体を塗工する技術が、開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
多孔質体は、通常、空隙率が７０％以上である場合が多いが、空隙率を高めることで物理的透過性を高めることが可能となる。従って、多孔質体の空隙率を高めることは、蛍光体などの微細な粒子をより多く充填できる点で好ましい。ところが、多孔質体は、空隙率を高め過ぎると、機械的強度の低下をもたらすとともに、孔の部分により多くの微細粒子を充填することで、重量も増加してしまう。その結果、空隙率を高めた多孔質体は、輸送や搬送する際に割れたり裂けたりするおそれが高まる。このような事情から、上述の多孔質体にあっては、空隙率を低下させることなく、機械的強度を向上させる手段の開発が各種検討されている。
【０００５】
多孔質体の機械的強度を向上する補強手段として、多孔質体の厚さ方向の端面に沿って略Ｕ時形状に接着テープを取り付けた構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、これ以外の補強手段として、多孔質体の一面に補強線材を縫い付けた構成も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
さらに、多孔質体の外周縁全体を樹脂で被覆した補強手段も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−８５４６５号公報（第５頁［００１８］及び［００１９］参照）
【特許文献２】特開２００１−１７６５０６号公報（第４頁［００３２］及び図２参照）
【特許文献３】特開平４−３５１８５３号公報（第３頁［００１９］及び図１乃至図３参照）
【特許文献４】特許第４８９４１３１号公報（第４頁［００２４］及び図１、図３、図７参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のアノード基板は、これを形成する材料が炭素であるため、アルミニウムや銅などの金属と比較して、電気伝導性が低いため、内部抵抗が増加してしまうという不具合がある。また、上記アノード基板は、色が異なりかつ隣り合う蛍光体が混ざってしまう不具合があった。
【００１０】
特許文献２に記載の接着テープによる補強手段では、接着テープの分だけ厚みが増加してしまう。したがって、接着テープの厚さを薄くした場合、接着テープの幅や厚さが強度に比例するため、十分な機械的強度が得られないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載の補強手段では、多孔質体に補強線材が通過する穴が形成されるため、当該穴の部分において強度が低下してしまうという懸念がある。
【００１２】
さらに、特許文献４に記載の補強手段では、樹脂が薬品によって劣化してしまう場合があり、十分な機械的強度が得られない懸念がある。
【００１３】
そこで本発明は、十分な機械的強度を得ることができる多孔質体及び当該多孔質体を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点は、金属で形成された多孔質体において、前記多孔質体の一表面に、ガラスで形成され、かつ互いに交差する線状の補強部を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、前記補強部は、前記多孔質体の一表面から厚さ方向に浸透していることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、前記補強部が、前記多孔質体を厚さ方向に仕切る隔壁であって、前記隔壁で仕切られた複数の領域を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第４の観点は、第３の観点に基づく多孔質体を用いた画像形成装置の発明であって、前記多孔質体の前記領域に蛍光体を充填して形成されたアノードを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の観点の多孔質体では、多孔質体の空隙率を低下させなくても、多孔質体の一表面に、ガラスで形成され、かつ互いに交差する線状の補強部を設けることで、十分な機械的強度を得ることができる。
【００１９】
本発明の第２の観点の多孔質体では、多孔質体の一表面から厚さ方向に浸透していることで、補強部が設けられた部分での強度が高まる。
【００２０】
本発明の第３の観点の多孔質体では、補強部が、多孔質体を厚さ方向に仕切る隔壁であって、隔壁で仕切られた複数の領域を有することにより、十分な機械的強度を得ることができる。
【００２１】
本発明の第４の観点の画像形成装置では、多孔質体の領域に蛍光体を充填して形成されたアノードを有することにより、色の異なる発光を同時にすることが可能となり、自己発光する大きな表示物として有効であり、各領域に充填する蛍光体の種類を変化させることにより、さまざまな画像を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る多孔質体を示す概略斜視図である。
【図２】図１におけるＶ−Ｖ矢視断面図であり、図２Ａは補強部の形態（１）、図２Ｂは補強部の形態（２）、図２Ｃは補強部の形態（３）を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
１．第１実施形態
図１に示す多孔質体１０は、三次元網目構造の板状の金属骨格１２と、当該金属骨格１２に設けられた補強部１３とを備える。多孔質体１０は、７０％以上の空隙率を有する金属骨格１２が、好ましく用いられ、空隙率が９７％以下が望ましい。空隙率が９７％超になると、たとえ金属を骨格構造に用いた場合においても強度が低下してしまう。
【００２５】
金属骨格１２は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、ニッケル、チタン、鉄、ステンレスなどで形成される。金属骨格１２は、金属骨と、無数に形成された孔とを有する。金属骨格１２は、所望の空隙率を得るために、孔径が種々選択される。無数の孔は、互いに繋がっている。
【００２６】
補強部１３は、複数の直線状の線状部１４Ａ、１４Ｂを金属骨格１２の一表面に互いに交差するように配置して形成されている。線状部１４Ａ、１４Ｂは、ガラスを金属骨格１２の孔に浸透させて形成されている。本実施形態の場合、補強部１３は、横方向の線状部１４Ａと、縦方向の線状部１４Ｂをそれぞれ５本ずつ備え、線状部１４Ａ、１４Ｂが互いに直交するように配置し、格子状に形成されている。線状部１４Ａ、１４Ｂの表面は金属骨格１２の表面から凸となっていない。
【００２７】
次に上記のように構成された多孔質体１０の製造方法について説明する。まず、ガラスフリットを溶媒に分散させたガラスペーストを金属骨格１２の一表面に格子状に塗布する。次いで、金属骨格１２を所定温度、例えば１００℃以下に加熱することにより、溶媒を蒸発させ、ガラスフリットを金属骨格１２上に固化する。その後、金属骨格１２をガラスの軟化点以上の温度に加熱する。そうすると、ガラスフリットが溶解し、金属骨格１２の一表面から孔を通り内部へ浸透する。所定時間経過後、金属骨格１２を冷却して室温に戻す。これにより、ガラスが金属骨格１２の一表面から内部へ浸透した状態で固化して、線状部１４Ａ、１４Ｂを格子状に配置した補強部１３が形成される。上記のようにして多孔質体１０を製造することができる。
【００２８】
上記のように構成された多孔質体１０は複数の直線状の線状部１４Ａ、１４Ｂを金属骨格１２の一表面に互いに交差するように配置して形成されている。これにより多孔質体１０は、一表面に平行な平面において一方向及び一方向に直交する多方向の力に対しても十分な機械的強度を得ることができる。
【００２９】
線状部１４Ａ、１４Ｂは、ガラスを金属骨格１２の孔に浸透させて形成されている。これにより多孔質体１０は、全体の厚さを増加させずに、機械的強度を向上することができる。線状部１４Ａ、１４Ｂは、ガラスで形成されていることにより、薬品が接触しても劣化することがないので、十分な機械的強度を得ることができる。
【００３０】
因みにガラスが金属骨格１２内部へ浸透する深さは、ガラスの軟化点以上の温度に加熱する場合の温度、及び時間で適宜制御することができる。金属骨格１２の一表面から内部へ浸透するガラスの深さは、例えば、図２Ａに示すように金属骨格１２の一表面のごく近傍に浅くしてもよいし、同図Ｂに示すように金属骨格１２の厚さ方向の中央部付近までとしてもよい。
【００３１】
また、同図Ｃに示すように、ガラスの深さは、金属骨格１２の他表面に達するまでとしてもよい。この場合、線状部１４Ａ（本図には図示しない）、１４Ｂは、ガラスが金属骨格１２の一表面から他表面まで浸透し、金属骨格１２を厚さ方向に仕切る隔壁となる。これにより金属骨格１２は、隔壁となった線状部１４Ａ、１４Ｂによって複数の領域に区画される。このようにして多孔質体１０に、補強部１３によって金属骨格１２が区画された複数の領域を形成することができる。
【００３２】
２．第２実施形態
上記第１実施形態に係る多孔質体を用いた画像形成装置について説明する。画像形成装置は、後述するアノード以外は、公知の蛍光表示管と同様の構成を用いることができる。
【００３３】
図３に示すように画像形成装置１５は、下から順に、下部ガラス板１６、アノード２０、グリッド２４、カソード２８、上部ガラス板３２を積層した構成を有する。アノード２０とグリッド２４とカソード２８とはリード線３４で接続されている。下部ガラス板１６及び上部ガラス板３２は、ソーダライムガラスで形成される。
【００３４】
下部ガラス板１６とアノード２０、アノード２０とグリッド２４、グリッド２４とカソード２８、カソード２８と上部ガラス板３２は、それぞれガラスシール部１８，２２，２６，３０で接合される。ガラスシール部１８，２２，２６，３０は、ガラスフリットを加熱して軟化させた後、固化することにより、ガラスシール部１８，２２，２６，３０となる。ガラスフリットは、例えば旭硝子（株）製（７５７５ＢＦ；ＰｂＯ−ＺｎＯベース、軟化温度３７５℃、線膨張係数８９×１０−７/℃）を用いることができる。
【００３５】
アノード２０は、金属骨格１２と補強部１３とを有する多孔質体１０で形成されている。補強部１３は、格子状に配置された複数の線状部１４Ａ、１４Ｂを有する。線状部１４Ａ、１４Ｂは、金属骨格１２の一表面から他表面へ浸透しており、金属骨格１２を厚さ方向に仕切る隔壁をなしている。これにより金属骨格１２は、隔壁となった線状部１４Ａ、１４Ｂによって区画された複数の領域１７が形成されている。当該領域１７には、蛍光体が充填されている。本実施形態の場合、各領域１７は、正方形状である。
【００３６】
蛍光体は、バインダー及び蛍光体粒子を含む。バインダーはメラミン樹脂やアクリル樹脂で構成される。蛍光体粒子は、例えばＳｒＴｉＯ３（赤）、ＺｎＧａ２Ｏ４（青）、ＺｎＯ（緑）の粒子で形成される。蛍光体粒子は、多孔質体１０内へ円滑に浸透させる観点から、平均粒径が０．１〜１０μｍ程度であるのが好ましい。各領域１７には、所望の色を発光する蛍光体粒子を含む蛍光体が充填される。
【００３７】
（製造方法）
上記のように構成された画像形成装置１５は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、アノード２０を形成する。アノード２０は、多孔質体１０に蛍光体塗料を塗布し乾燥することにより形成される。蛍光体塗料は、バインダー、蛍光体粒子、有機溶媒などを混合して作製する。蛍光体塗料は、蛍光体粒子の色ごとに用意する。バインダーと蛍光体粒子の質量比は例えば１０：９０とすることができる。各蛍光体塗料をそれぞれ所望の領域１７に塗布する方法は特に限定されない。塗布後、１００℃で乾燥して溶媒分を蒸発させる。このようにして各領域１７に蛍光体が充填されたアノード２０を形成する。上記のように形成されたアノード２０に対しリード線３４を付す。
【００３８】
次いで、下部ガラス板１６、アノード２０、グリッド２４、カソード２８、上部ガラス板３２を積層する。まず、外周縁にガラスフリットが塗布された下部ガラス板１６上にアノード２０を重ねる。次いでアノード２０の上面の外周縁にガラスフリットを塗布し、当該アノード２０上にグリッド２４を重ねる。次いでグリッド２４の上面の外周縁にガラスフリットを塗布し、当該グリッド２４上にカソード２８を重ねる。さらにカソード２８の上面の外周縁にガラスフリットを塗布し、当該カソード２８上に上部ガラス板３２を重ねる。上記のようにガラスフリットを間に挟み、下部ガラス板１６、アノード２０、グリッド２４、カソード２８、上部ガラス板３２を積層した積層物を作製する。
【００３９】
次いで、当該積層物を真空容器に設置し、１０−３Ｔｏｒｒ程度の真空度に保った状態で、所定温度（例えば４５０℃）に加熱し、所定時間（例えば６０分間）保持する。これによりガラスフリットを軟化させる。所定時間経過後、冷却することにより、軟化したガラスが固化し、アノード２０、グリッド２４、カソード２８は、下部ガラス板１６、上部ガラス板３２及びガラスシール部１８，２２，２６，３０によって形成された真空容器内に密閉される。上記のようにして画像形成装置１５を形成することができる。
【００４０】
（動作及び効果）
上記のように構成された画像形成装置１５の動作及び効果について説明する。電源２１から電圧を印加し、カソード２８を所定温度、例えば６００℃以上に加熱する。そうするとカソード２８から電子が放出される。放出された電子は、グリッド２４及びアノード２０に印加したプラス電位に引き寄せられ加速する。加速した電子は、アノード２０に充填された蛍光体に衝突する。このとき蛍光体が発光する。
【００４１】
本実施形態の場合、アノード２０は、多孔質体１０が金属骨格１２で形成されているため、全体として導通が保たれている。したがってアノード２０は、多孔質体１０全体に同時にプラス電位が印加される。そうするとアノード２０は、多孔質体１０全体が同時に発光する。
【００４２】
多孔質体１０は、金属骨格１２が補強部１３によって複数の領域１７に区画されており、各領域１７ごとに所望の色を発光する蛍光体が充填されている。これにより画像形成装置１５は、隣り合う領域１７に充填された蛍光体が混ざり合うことを防ぐことができるので、所望の文字や図柄などをより確実に表示することができる。
【００４３】
多孔質体１０は補強部１３を備えていることにより、十分な機械的強度を得ることができる。したがって画像形成装置１５は、アノード２０を大型化することができるので、より大型化することができる。
【００４４】
３．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、補強部は、ガラスが金属骨格に浸透して金属骨格の表面に凸とならないように形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限らない。補強部は、ガラスの一部が金属骨格の表面に残り、金属骨格の表面から凸となっていてもよい。
【００４５】
上記実施形態の場合、補強部は直線状の線状部を交差させて格子状に配置して形成した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、直線状の線状部のいずれか一方又は両方を斜めに交差させて配置してもよい。
【００４６】
また、線状部は、直線状である場合に限らず、波線状、円状でもよい。例えば、直線状及び円状の線状部を組み合わせて蜘蛛の巣状に配置して補強部を形成してもよい。
【００４７】
上記第２実施形態の場合、隔壁となった線状部によって区画された領域が正方形である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、三角形、長方形、扇形など種々の形状とすることができる。
【００４８】
また、上記第２実施形態では、画像形成装置として蛍光表示管に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、一般的な真空放電管に適用することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  多孔質体
１２  金属骨格
１３  補強部
１４Ａ、１４Ｂ  線状部
１５  画像形成装置
１６  下部ガラス板
１７  領域
１８  ガラスシール部
２０  アノード
２１  電源
２２  ガラスシール部
２４  グリッド
２６  ガラスシール部
２８  カソード
３０  ガラスシール部
３２  上部ガラス板
３４  リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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