JP2000277034A - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウオーミングアップ時間を短縮し、短時間に
画面の輝度や色度が視感上問題とならないレベルになる
陰極線管用電子銃を構成することを目的とする。 【解決手段】 陰極線管用電子銃において、第１グリッ
ドG1の側壁部に開孔32を設け、カソードK を保持する円
筒状のカソードホルダー15とそのカソードホルダーの外
周に嵌合しかつ溶接されてカソード構体を支持するカソ
ードサポートシリンダー18との溶接をその開孔を介して
おこない、その溶接点25をカソードホルダーのカソード
側の端部側に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー受像管な
どの陰極線管の電子銃に係り、特にカソード電流を動作
開始から短時間のうちに所定値に近づけることができる
陰極線管用電子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー受像管は、図５に示すよう
に、パネル１と漏斗状のファンネル２とからなる外囲器
を有し、そのパネル１の内面に３色蛍光体層からなる蛍
光体スクリーン３が設けられ、この蛍光体スクリーン３
に対向してその内側にシャドウマスク４が配置されてい
る。一方、ファンネル２のネック５内に３電子ビーム６
B ，６G ，６R を放出する３電子銃７が配設されてい
る。そして、この電子銃７から放出される電子ビーム６
B ，６G ，６R をファンネル２の外側に装着された偏向
装置９の発生する水平、垂直偏向磁界により偏向し、シ
ャドウマスク４を介して蛍光体スクリーン３を水平、垂
直走査することにより、カラー画像を表示する構造に形
成されている。

【０００３】このようなカラー受像管は、現在、３電子
銃７を同一水平面上を通る一列配置の３電子ビーム６B
，６G ，６R を放出するインライン型とし、偏向装置
９の発生する水平偏向磁界をピンクッション形、垂直偏
向磁界をバレル形として、これら偏向磁界により上記一
列配置の３電子ビーム６B ，６G ，６R を画面全面にわ
たり集中させるセルフコンバーゼンス・インライン型カ
ラー受像管が主流となっている。

【０００４】そのインライン型３電子銃は、水平方向に
一列に配置された３個のカソード、これらカソードを各
別に加熱する３個のヒーター、カソードから順次蛍光体
スクリーン方向に配置された複数個のグリッド電極を有
し、これらヒーター、カソードおよび複数個の電極が絶
縁支持棒などにより一体的に組立てられた構造に形成さ
れている。

【０００５】図６に上記インライン型３電子銃のカソー
ド近傍の構造を示す。この電子銃では、カソードＫに隣
接して蛍光体スクリーン側に配置される第１グリッドＧ
1 は、カップ状に形成され、その端面には３個の電子ビ
ーム通過孔１１が紙面に垂直な方向に一列配置に形成さ
れている。３個のカソードＫは、それぞれこの第１グリ
ッドＧ1 の内側に紙面に垂直な方向に一列配置に配置さ
れ、各電子ビーム通過孔１１と所定間隔（Ｇ1 ／Ｋ）離
れて対向している。

【０００６】その各カソードＫは、円板状の基体金属１
２の板面に電子放出物質層１３が設けられたディスク状
に形成され、カソードスリーブ１４の一端部に固定され
ている。このカソードスリーブ１４の外側にはその外周
を取囲む円筒状のカソードホルダー１５が配置され、こ
れらカソードスリーブ１４とカソードホルダー１５と
は、カソードスリーブ１４の他端部とカソードホルダー
１５のカソードＫ側端部に溶接された複数の帯状のカソ
ードストラップ１６により連結されている。そして、こ
れらカソードＫ、カソードスリーブ１４、カソードホル
ダー１５およびカソードストラップ１６によりカソード
構体が構成されている。そのカソードスリーブ１４の内
側には、ヒーターＨが配置されている。

【０００７】上記カソード構体のカソードホルダー１５
は、カソードサポートシリンダー１８の内側に嵌合して
溶接され、３個のカソード構体は、上記カソードサポー
トシリンダー１８を保持固定する３個の開孔が形成され
たガラスセラミックからなる板状の絶縁部材１９を介し
て、第１グリッドＧ1 の内側に配置されている。なお、
図６に示した●印は、上記各部材の溶接点である。

【０００８】ところで、インライン型カラー受像管にお
いては、良好な白色画面が得られるように３電子銃を構
成する３個の構成電子銃のカットオフ電圧が同一となる
ように、すなわち、各カソードＫのカソード電流ＩK が
所定の一定値になるように設計されている。しかし、実
際には各構成電子銃のカットオフ電圧は、必ずしも同一
とはならないため、カソード電流ＩK が所定の一定値に
なるようにカラー受像管の製造後に各構成電子銃の特性
に応じてバイアス電圧を調整して、各構成電子銃のカッ
トオフ電圧を同じにしている。

【０００９】しかし、上記のように調整しても、ヒータ
ーＨに所定の電流を通電してカソードＫ近傍の電子銃構
成部材が熱平衡状態になるまでのウオーミングアップ期
間一般に約２０分）中は、各構成電子銃のカソード電流
ＩK を同じにすることはできない。これは、ヒーターＨ
に通電してからカソードＫ近傍の電子銃構成部材が熱的
に平衡状態になるまでの時間に差があり、その間にＧ1
／Ｋが変化することに起因しており、特に通電により発
熱するヒーターＨの近くに位置するカソード構体、カソ
ードサポートシリンダー１８および第１グリッドＧ1 の
影響が大きい。

【００１０】このことをより詳しく説明すると、カソー
ド電流ＩK の値は、主としてＧ1 ／Ｋにより決定され
る。ヒーターＨに通電すると、このヒーターＨの発熱に
よりその近傍の電子銃構成部材が加熱され、熱変形をお
こす。この場合、最も早く熱平衡状態に達するのはヒー
ターＨ自体であり、最も早く安定状態となるが、一般に
Ｇ1 ／Ｋにはほとんど影響を及ぼさない。つぎに早く熱
平衡状態に達するのは板厚が薄く最も体積の小さいカソ
ードストラップ１６であり、熱平衡状態に達する時間が
短いことから熱変形が急速に進む。つぎに早く熱平衡状
態に達するのはカソードスリーブ１４であり、ついでカ
ソードホルダー１５、カソードサポートシリンダー１
８、絶縁部材１９、第１グリッドＧ1 の順に熱平衡状態
に達する。しかし、カソードサポートシリンダー１８と
絶縁部材１９の熱変形でのＧ1 ／Ｋへの影響は微量であ
り、無視できる。また、第１グリッドＧ1 の熱変形は、
電子ビーム通過孔１１のまわりにビード（図示せず）な
どを形成することで抑制でき、ほとんど無視できる程度
にすることができる。

【００１１】このようなことから、ヒーター通電後、カ
ソードＫ近傍の電子銃構成部材が熱平衡状態になるウオ
ーミングアップ期間にカソード電流ＩK に影響を与える
ものは、主としてカソードストラップ１６、カソードス
リーブ１４およびカソードホルダー１５の熱平衡状態に
達するまでの時間と、その間の熱変形量である。

【００１２】図７にヒーター通電後の経過時間に対する
カソード電流ＩK の変化を線２１で示す。ヒーター通電
後、ヒーターの発熱によりカソードが加熱され、電子ビ
ームが発生するまでの期間をＡ、カソードストラップが
加熱され、熱平衡状態になるまでの期間をＢ、カソード
スリーブが加熱され、熱平衡状態になるまでの期間を
Ｃ、カソードホルダーが加熱され、熱平衡状態になるま
での期間をＤと、各部材が安定状態になるまでの時間に
よって分けることができる。各部材が安定状態となり、
カソード電流ＩK が一定値ｐになる期間Ｄは約２０分で
あり、画面からの視感でも、ほぼ安定状態と確認される
までには、期間Ｅで示したように約１５分かかる。

【００１３】このようにウオーミングアップ期間にカソ
ード電流ＩK が変化し、カソード電流ＩK が安定化する
までに時間がかかると、画面の輝度や色度が正常になる
までに時間がかかる。したがって、望まれることは、視
感において可及的に速やかに安定状態になるように期間
Ｅを短くすることである。

【００１４】上記期間Ｅを短縮する手段として、最も熱
平衡状態に達するまでの時間が長いカソードホルダーが
安定状態になる時間（期間Ｄ）を短縮することが考えら
れる。その手段として、図６に●印で示したカソードス
リーブ１４とカソードストラップ１６との溶接点２３を
カソードストラップ１６とカソードホルダー１５との溶
接点２４に近づけることが考えられる。しかし、この手
段は、カソード構体の支持バランスを損ない、カラー受
像管に加わる外部衝撃や振動などによりカソードＫが揺
れる可能性が高くなり、好ましくない。

【００１５】したがって、期間Ｅを短縮する手段として
は、最も熱平衡状態に達するまでの時間が長いカソード
ホルダーの熱変形の影響を少なくする手段が効果的であ
る。そのためには、図６に●印で示したカソードホルダ
ー１５とカソードサポートシリンダー１８との溶接点２
５をカソードホルダー１５とカソードストラップ１６と
の溶接点２４に近づけることが有効である。しかし、こ
の手段は、第１グリッドＧ1 がカップ状に形成され、こ
の第１グリッドＧ1 の内側にカソード構体が配置される
ため、現状では実現が困難である。

【００１６】すなわち、従来、カソード構体の第１グリ
ッドＧ1 内側への配置は、あらかじめ第１グリッドＧ1
の内側に絶縁部材１９を介してカソードサポートシリン
ダー１８を保持しておき、このカソードサポートシリン
ダー１８にあらかじめ組立てられたカソード構体を取付
けることによりおこなわれている。そのため、カソード
ホルダー１５とカソードサポートシリンダー１８との溶
接点２５は、カソードホルダー１５のカソードＫの反対
側端部しかなく、カソードホルダー１５とカソードスト
ラップ１６との溶接点２４に近づけることができない構
造となっている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、インラ
イン型カラー受像管について説明したように陰極線管
は、ヒーターに所定の電流を通電してカソード近傍の電
子銃構成部材が熱平衡状態になるまでのウオーミングア
ップ期間にカソード電流が変化し、カソード電流が安定
化するまでに時間がかかり、画面の輝度や色度が正常に
なるまでに時間がかかる。

【００１８】このウオーミングアップ期間を短縮する手
段として、最も熱平衡状態に達するまでの時間が長いカ
ソードホルダーが安定状態になる時間を短縮するため、
カソードスリーブとカソードストラップとの溶接点をカ
ソードストラップとカソードホルダーとの溶接点に近づ
けることが考えられるが、このような手段は、カソード
構体の支持バランスを損ない、カラー受像管に加わる外
部衝撃や振動などによりカソードが揺れる可能性が高く
なり、好ましくない。

【００１９】したがって、ウオーミングアップ期間を短
くする手段としては、最も熱平衡状態に達するまでの時
間が長いカソードホルダーの熱変形を少なくする手段が
効果的であり、そのためには、カソードホルダーとカソ
ードサポートシリンダーとの溶接点をカソードホルダー
とカソードストラップとの溶接点に近づけることが有効
である。しかし、この手段は、第１グリッドがカップ状
に形成され、この第１グリッドの内側にカソード構体が
配置されるため、実現が困難である。

【００２０】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、ウオーミングアップ時間を短縮し、短時間
に画面の輝度や色度が視感上問題とならないレベルにな
る陰極線管用電子銃を構成することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】少なくともカソードおよ
びこのカソードを支持する円筒状のカソードホルダーを
有するカソード構体と、そのカソードホルダーの外周に
嵌合しかつ溶接されてカソード構体を保持するカソード
サポートシリンダーと、このカソードサポートシリンダ
ーを支持する絶縁部材と、カソード構体がカソードホル
ダー、カソードサポートシリンダーおよび絶縁部材を介
して内側に配置されるカップ状の第１グリッドとを備え
る陰極線管用電子銃において、第１グリッドの側壁部に
開孔を設け、カソードホルダーとカソードサポートシリ
ンダーとの溶接をその開孔を介しておこない、このカソ
ードホルダーとカソードサポートシリンダーとの溶接点
をカソードホルダーのカソード側の端部側に設けた。

【００２２】また、カソード、このカソードを保持する
カソードスリーブ、このカソードスリーブの外周を取囲
む円筒状のカソードホルダーおよびこのカソードホルダ
ーとカソードスリーブとに溶接されてカソードホルダー
とカソードスリーブとを連結するカソードストラップを
有するカソード構体と、カソードホルダーの外周に嵌合
しかつ溶接されてカソード構体を保持するカソードサポ
ートシリンダーと、このカソードサポートシリンダーを
支持する絶縁部材と、カソード構体がカソードホルダ
ー、カソードサポートシリンダーおよび絶縁部材を介し
て内側に配置されるカップ状の第１グリッドとを備える
陰極線管用電子銃において、第１グリッドの側壁部に開
孔を設け、カソードホルダーとカソードサポートシリン
ダーとの溶接をその開孔を介しておこない、このカソー
ドホルダーとカソードサポートシリンダーとの溶接点が
カソードホルダーとカソードストラップとの溶接点に接
近してカソードホルダーとカソードサポートシリンダー
との溶接点をカソードホルダーののカソード側の端部側
に設けた。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態をインライン型カラー受像管の電子銃につい
て説明する。

【００２４】この電子銃は、一列に配置された３個のカ
ソード、これらカソードを各別に加熱する３個のヒータ
ーおよびカソードから順次蛍光体スクリーン方向に配置
された複数個のグリッド電極を有する。図１にそのカソ
ード側の一部構造について示す。この電子銃では、カソ
ードＫに隣接してその蛍光体スクリーン側に配置される
第１グリッドＧ1 は、紙面に垂直な方向を長軸とする長
円形状のカップ状に形成され、３個のカソードＫは、こ
の第１グリッドＧ1 の内側にその長軸方向に一列に配置
されている。そして、このカソードＫ以外のヒーター
Ｈ、第１グリッドＧ1 およびこの第１グリッドＧ1 に順
次隣接して蛍光体スクリーン側に配置された第２、第３
グリッドＧ2 ，Ｇ3 などの複数個のグリッド電極が、ガ
ラスセラミックからなる一対の絶縁支持棒３０により一
体的に支持された構造に形成されている。

【００２５】その３個のカソードＫは、図２に示すよう
に、それぞれ第１グリッドＧ1 の端面の長軸方向に一列
配置に形成された３個の電子ビーム通過孔１１と対向か
つ所定間隔（Ｇ1 ／Ｋ）離れて配置されている。

【００２６】その各カソードＫは、円板状の基体金属１
２の板面に電子放出物質層１３が設けられたディスク状
に形成され、カソードスリーブ１４の一端部に固定され
ている。このカソードスリーブ１４の外側にはその外周
を取囲む円筒状のカソードホルダー１５が配置され、こ
れらカソードスリーブ１４とカソードホルダー１５と
は、カソードスリーブ１４の他端部とカソードホルダー
１５のカソードＫ側端部に●印で示した溶接点２３，２
４で溶接された複数の帯状のカソードストラップ１６に
より連結されている。そして、これらカソードＫ、カソ
ードスリーブ１４、カソードホルダー１５およびカソー
ドストラップ１６によりカソード構体を構成している。
ヒーターＨは、その各カソードスリーブ１４の内側に配
置されている。

【００２７】上記カソード構体のカソードホルダー１５
は、外周がカソードサポートシリンダー１８の内側に嵌
合して溶接され、３個のカソード構体は、上記カソード
サポートシリンダー１８を支持する３個の開孔が形成さ
れたガラスセラミックからなる板状の絶縁部材１９を介
して、第１グリッドＧ1 の内側に配置されている。

【００２８】特にこの実施の形態では、図３に示すよう
に、第１グリッドＧ1 の両長側面に３個の電子ビーム通
過孔１１に対応して各３個の開孔３２が形成され、カソ
ードホルダー１５とカソードサポートシリンダー１８と
の溶接は、これら開孔３２を介して、たとえばレーザ溶
接によりカソードホルダー１５（またはカソードサポー
トシリンダー１８）のカソードＫ側の端部側に溶接さ
れ、図６に示した従来の電子銃のカソードホルダーとカ
ソードサポートシリンダーとの溶接にくらべて、その溶
接点２５がカソードホルダー１５とカソードストラップ
１６との溶接点２４に接近している。

【００２９】上記のようにカソードホルダー１５とカソ
ードサポートシリンダー１８との溶接点２５をカソード
ホルダー１５とカソードストラップ１６との溶接点２４
に接近させ、カソードホルダー１５のカソードＫ側の端
部側に位置させると、ヒーターＨに所定の電流を通電し
たのち、カソードＫ近傍の電子銃構成部材が熱平衡状態
になるまでのウオーミングアップ期間は、従来の電子銃
とあまり変化しないが、カソードホルダー１５やカソー
ドサポートシリンダー１８の熱変形量の影響を大幅に低
減して、視感による熱平衡状態をいち速く有意差のない
状態にすることができ、ウオーミングアップ時の輝度や
色度を素早く所定値に近づけ、実質的なウオーミングア
ップ時間を大幅に短縮することができる。

【００３０】すなわち、通電によりヒーターＨが発熱す
ると、この発熱によりカソードＫが加熱され、電子ビー
ムを発生する。それと同時にカソード構体が加熱され、
変形し始める。この場合、カソードストラップ１６の伸
びは、Ｇ1 ／Ｋを拡大し、カソードスリーブ１４の伸び
は、Ｇ1 ／Ｋを縮小する動きをする。また、カソードホ
ルダー１５そのものは、従来の電子銃と同様に伸びる
が、この電子銃では、カソードホルダー１５とカソード
サポートシリンダー１８との溶接点２５をカソードホル
ダー１５とカソードストラップ１６との溶接点２４に接
近させ、カソードホルダー１５のカソードＫ側の端部側
に位置させることにより、カソードスリーブ１４とカソ
ードストラップ１６との溶接点２３とカソードホルダー
１５とカソードサポートシリンダー１８との溶接点２５
とが接近し、熱変形によるＧ1 ／Ｋの変化を少なくす
る。

【００３１】その結果、図４にヒーター通電後の経過時
間に対するカソード電流ＩK の変化を図７に示した従来
の電子銃のそれと比較して線３２で示すように、ヒータ
ー通電後、ヒーターＨの発熱によりカソードＫが加熱さ
れ、電子ビームが発生するまでの期間Ａ、カソードスト
ラップ１６が加熱され、熱平衡状態になるまでの期間
Ｂ、カソードスリーブ１４が加熱され、熱平衡状態にな
るまでの期間Ｃについては、従来の電子銃のそれと同じ
時間かかるが、カソードホルダー１５が加熱され、熱平
衡状態になるまでの期間Ｄについては、正確には従来の
電子銃のそれと同じ時間かかるが、画面からの視感によ
りほぼ安定安定状態と確認されるまでの期間Ｅを大幅に
減少させることができ、実質的なウオーミングアップ時
間を大幅に短縮することができる。

【００３２】なお、上記実施の形態では、インライン型
カラー受像管の電子銃について説明したが、この発明
は、それ以外のカラー受像管の電子銃、さらには、カラ
ー受像管以外の陰極線管の電子銃にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】上述のように電子銃を構成すると、ヒー
ターに所定の電流を通電してカソード近傍の電子銃構成
部材が熱平衡状態になるになるまでのウオーミングアッ
プ期間は、従来の電子銃とあまり変化しないが、電子銃
構成部材の熱変形の影響を大幅に低減して、視感による
熱平衡状態をいち速く有意差のない状態にすることがで
き、ウオーミングアップ時の輝度や色度を素早く所定値
に近づけ、実質的なウオーミングアップ時間を大幅に短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態であるインライン型カ
ラー受像管の電子銃のカソード側の構造を示す図であ
る。

【図２】上記電子銃のカソード近傍の構造を示す図であ
る。

【図３】上記電子銃の第１グリッドの構造を示す図であ
る。

【図４】上記電子銃のウオーミングアップ時のカソード
電流の変化を示す図である。

【図５】カラー受像管の構成を示す図である。

【図６】従来のカラー受像管の電子銃のカソード近傍の
構造を示す図である。

【図７】上記従来のカラー受像管の電子銃のウオーミン
グアップ時のカソード電流の変化を示す図である。

【符号の説明】

１４…カソードスリーブ １５…カソードホルダー １６…カソードストラップ １８…カソードサポートシリンダー １９…絶縁部材 ２４…溶接点 ２５…溶接点 ３２…開孔 Ｇ1 …第１グリッド Ｋ…カソード

フロントページの続き (72)発明者 菅原 繁 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者 島扇 利雄 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者 上野 博文 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5C027 CC14 JJ10 JJ11 5C031 DD08 DD15 DD20 5C041 AA02 AB02 AC28 AC48 AC50 AD10 AE01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともカソードおよびこのカソード
   を支持する円筒状のカソードホルダーを有するカソード
   構体と、上記カソードホルダーの外周に嵌合しかつ溶接
   されて上記カソード構体を保持するカソードサポートシ
   リンダーと、このカソードサポートシリンダーを支持す
   る絶縁部材と、上記カソード構体が上記カソードホルダ
   ー、カソードサポートシリンダーおよび絶縁部材を介し
   て内側に配置されるカップ状の第１グリッドとを備える
   陰極線管用電子銃において、 上記第１グリッドの側壁部に開孔が設けられ、上記カソ
   ードホルダーと上記カソードサポートシリンダーとの溶
   接が上記開孔を介しておこなわれ、このカソードホルダ
   ーとカソードサポートシリンダーとの溶接点が上記カソ
   ードホルダーのカソード側の端部側にあることを特徴と
   する陰極線管用電子銃。
2. 【請求項２】 カソード、このカソードを保持するカソ
   ードスリーブ、このカソードスリーブの外周を取囲む円
   筒状のカソードホルダーおよびこのカソードホルダーと
   上記カソードスリーブとに溶接されて上記カソードホル
   ダーとカソードスリーブとを連結するカソードストラッ
   プを有するカソード構体と、上記カソードホルダーの外
   周に嵌合しかつ溶接されて上記カソード構体を保持する
   カソードサポートシリンダーと、このカソードサポート
   シリンダーを支持する絶縁部材と、上記カソード構体が
   上記カソードホルダー、カソードサポートシリンダーお
   よび絶縁部材を介して内側に配置されるカップ状の第１
   グリッドとを備える陰極線管用電子銃において、 上記第１グリッドの側壁部に開孔が設けられ、上記カソ
   ードホルダーと上記カソードサポートシリンダーとの溶
   接が上記開孔を介しておこなわれ、このカソードホルダ
   ーとカソードサポートシリンダーとの溶接点が上記カソ
   ードホルダーと上記カソードストラップとの溶接点に接
   近して上記カソードホルダーのカソード側の端部側にあ
   ることを特徴とする陰極線管用電子銃。