JP2003257331A - カラー陰極線管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色選別電極の管軸方向の変位や色選別電極の
開孔の変位による色ずれの防止を図ったカラー陰極線管
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 弾性部材８は、色選別電極６側に凸にな
るように変形した凸状部を有しており、弾性部材８の熱
膨張係数より大きく、色選別電極６と反対側に凸に湾曲
している調整部材１６が、弾性部材８の凸状部と対向す
るように接合されている。このことにより、枠状フレー
ム９の圧縮方向に対する剛性を向上でき、架張工程の枠
状フレーム９の変形量を小さくでき、カラー陰極線管１
の動作時における色選別電極６の管軸方向の変位量を小
さくできる。また、調整部材１６の熱膨張係数が弾性部
材８より大きいことにより、温度上昇の安定時におい
て、色選別電極６が蛍光体スクリーン面２ａ側に変位し
た状態にでき、色選別電極６の熱膨張で生じる開孔ずれ
による色ずれも防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータモニ
タやテレビジョンセット等のディスプレイ装置に用いら
れるカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー陰極線管においては、反射
外光の範囲を小さくでき、画像の歪みも防止できるとい
った利点があることからパネルの平面化が進められてい
る。カラー陰極線管では、電子銃から発射される３本の
電子ビームに対して色選別の役割を果たし、複数の開孔
を有する板状の色選別電極（シャドウマスク）が、フレ
ームに固定されて色選別電極構体を形成している。色選
別電極構体は、パネルと対向するように配置されてお
り、パネルの平面化に伴ない、色選別電極も平面に近い
状態で保持される必要がある。

【０００３】図８（ａ）は、従来の色選別電極構体の一
例を、色選別電極と枠状フレームとを分離した状態で図
示した斜視図である。長辺フレーム９０に、一対の短辺
フレーム９１を溶接により接合して、枠状フレーム９２
が形成されている。本図では分離して図示しているが、
フレーム上面９０ａに、電子ビーム通過孔である開孔９
４が形成された色選別電極９３が接合されて色選別電極
構体が形成されることになる。

【０００４】この色選別電極９３と枠状フレーム９２と
の接合は、色選別電極９３に矢印ａ方向に引張力を加
え、枠状フレーム９２に矢印ｂ方向に圧縮力を加えた状
態で行ない、色選別電極９３は長辺フレーム９０間に架
張保持されることになる。この架張保持は、長辺フレー
ム９０の底面を支持手段（図示せず）上に載置した状態
で行なう。

【０００５】このような、架張保持によれば、電子ビー
ムの射突により色選別電極９３が熱膨張しても、色選別
電極９３の開孔９４と蛍光体スクリーン面の蛍光体との
相互位置のずれを低減させることができ、開孔９４を通
過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくな
り、色むらが発生するというドーミング現象の防止を図
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来のカラー陰極線管には、以下のような問題が
あった。図８（ｂ）は、カラー陰極線管動作前後におけ
る色選別電極構体の形状変化を示した側面図である。実
線は、カラー陰極線管の動作前の状態、破線はカラー陰
極線管の動作後の状態を示している。前記のように、架
張工程においては、枠状フレーム９２には圧縮力が印加
されることになるが、圧縮力の印加時においては、長辺
フレーム９０は、長辺フレーム９０間の間隔が縮みつ
つ、支持手段上の支点ｃを中心として回転しながら変位
することになる。

【０００７】これに伴って、短辺フレーム９１は、実線
で示したように、下側（蛍光体スクリーン面と反対側）
に凸となるように湾曲することになる。この状態で引張
力が印加された色選別電極９３が長辺フレーム９０に接
合されることになる。

【０００８】カラー陰極線管の動作時においては、電子
ビーム射突による色選別電極９３の熱膨張により引張力
は低下し、破線で示したように短辺フレーム９１の湾曲
は直線に近づくように変位する。このことにより、色選
別電極９３は、Δｚだけ蛍光面から遠ざかるように移動
する。

【０００９】ここで、短辺フレーム９１の剛性が低い
と、圧縮力印加による湾曲の程度も大きくなり、これに
伴って、カラー陰極線管の動作時における前記のような
色選別電極９３の変位量も大きくなり、電子ビーム軌道
ずれによる色ずれが生じてしまう。

【００１０】このため、短辺フレーム９１には所定の剛
性が必要となる。短辺フレーム９１として、断面積がよ
り大きなものを用いれば、剛性不足による電子ビーム軌
道のずれは、一応の解決となる。しかしながら、この場
合は、重量が大幅に増加しカラー陰極線管内の落下特性
を悪化させるという別の問題が生じてしまう。

【００１１】本発明は、前記のような従来の問題を解決
するものであり、色選別電極側に凸になるように変形し
た凸状部を含んだ弾性部材に、弾性部材より熱膨張係数
の大きい調整部材を色選別電極と反対側に凸となるよう
に湾曲させて接合することにより、色選別電極の管軸方
向の変位や色選別電極の開孔の変位による色ずれの防止
を図ったカラー陰極線管及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のカラー陰極線管は、対向する一対の支持体
に弾性部材が保持されて枠状に形成された枠状フレーム
と、画面垂直方向に引張力が印加された状態で、前記支
持体に接合された色選別電極とを備え、前記弾性部材
は、前記色選別電極側に凸になるように変形した凸状部
を含んでおり、熱膨張係数が前記弾性部材の熱膨張係数
より大きく、前記色選別電極と反対側に凸になるように
湾曲している調整部材が、前記弾性部材の凸状部と対向
するように接合されていることを特徴とする前記のよう
なカラー陰極線管によれば、弾性部材は色選別電極側に
凸になるように変形した凸状部を備えており、この凸状
部と対向するように、色選別電極と反対側に凸になるよ
うに湾曲した調整部材が接合されているので、色選別電
極に引張力を印加した状態で、色選別電極を枠状フレー
ムに接合する架張工程において、枠状フレームの変形量
を小さくすることができる。このことにより、カラー陰
極線管動作時における色選別電極の管軸方向の変位量を
小さく抑えることができる。あわせて、調整部材の熱膨
張係数が弾性部材の熱膨張係数より大きいことにより、
カラー陰極線管動作による温度上昇の安定時において、
色選別電極が蛍光体スクリーン面側に変位した状態にす
ることができ、色選別電極の熱膨張で生じる開孔の位置
ずれによる電子ビーム軌道の位置ずれも補正できる。

【００１３】次に、本発明のカラー陰極線管の製造方法
は、対向する一対の支持体に弾性部材を接合して枠状フ
レームを形成する枠状フレーム組立工程と、前記枠状フ
レームを熱処理する熱処理工程と、画面垂直方向に引張
力を印加した色選別電極を、前記引張力と反対方向の圧
縮力を印加した前記枠状フレームに接合する架張工程と
を備えており、前記弾性部材は、前記枠状フレームに前
記色選別電極を接合した状態において、前記色選別電極
側に凸になるように変形した凸状部を有しており、前記
熱処理工程の前において、熱膨張係数が前記弾性部材の
熱膨張係数より大きい調整部材を、前記弾性部材の凸状
部と対向する位置に、前記色選別電極と反対側に凸にな
るように湾曲した状態で接合することを特徴とする。

【００１４】前記のようなカラー陰極線管によれば、色
選別電極側に凸になるように変形した凸状部を含んだ弾
性部材に、調整部材を色選別電極と反対側に凸となるよ
うに湾曲させて接合することにより、熱処理工程後にお
いて、調整部材が色選別電極と反対側に安定して凸にな
る。このため、枠状フレームの圧縮方向に対する剛性を
安定して向上させることができ、次の架張工程におい
て、枠状フレームの変形量を安定して小さくすることが
できる。このことにより、カラー陰極線管動作時におけ
る色選別電極の管軸方向の変位量を小さく抑えることが
できる。あわせて、調整部材の熱膨張係数が弾性部材の
熱膨張係数より大きいことにより、カラー陰極線管動作
による温度上昇の安定時において、色選別電極が蛍光体
スクリーン面側に変位した状態にすることができ、色選
別電極の熱膨張で生じる開孔の位置ずれによる電子ビー
ム軌道の位置ずれも補正できる。

【００１５】前記カラー陰極線管の製造方法において
は、前記調整部材は、前記弾性部材に接合する前に、あ
らかじめ湾曲形状が形成されていることが好ましい。前
記のようなカラー陰極線管によれば、調整部材が色選別
電極と反対側に凸になるような接合が容易になる。

【００１６】また、前記弾性部材は、前記枠状フレーム
に前記色選別電極を接合した状態において、前記色選別
電極と反対側に凸になるような湾曲部分を備えており、
前記調整部材を前記前記弾性部材の湾曲部分に接合する
ことにより、前記調整部材を前記色選別電極と反対側に
凸になるように湾曲した状態にすることが好ましい。前
記のようなカラー陰極線管によれば、弾性部材への接合
前に調整部材をあらかじめ湾曲させる工程が不要にな
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態について説明する。図１（ａ）は、本発
明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図を示して
いる。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体
スクリーン面２ａが形成された実質的に長方形状のフェ
イスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続された
ファンネル３とで外囲器が形成されている。ファンネル
３のネック部３ａには電子銃４が内蔵されており、電子
銃４から発される電子ビームは、ファンネル３の外周面
上に配置された偏向ヨーク５によって偏向走査される。

【００１８】色選別電極（シャドウマスク）６は、電子
銃４から発される３本の電子ビームに対して色選別の役
割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である
略スロット形の開孔がエッチングにより多数形成されて
いる。Ａは、電子ビーム軌跡を示している色選別電極６
を固定した板状部材の支持体である長辺フレーム７に
は、長手方向の両端部に弾性部材である短辺フレーム８
が接合されている。これら一対の長辺フレーム７及び一
対の短辺フレーム８によって枠状フレーム９が形成され
ている。さらに、この枠状フレーム９とこれに接合され
た色選別電極６とで、色選別電極構体１０を形成してい
る。

【００１９】また、詳細は後に説明するが、短辺フレー
ム８は、蛍光体スクリーン面２ａ側に凸になるように変
位した凸状部を有しており、面８ｂは面８ａに対して蛍
光体スクリーン面２ａ側に変位して段差１７を形成して
いる。さらに、この凸状部と対向するように、調整部材
１６が配置されており、調整部材１６の両端は短辺フレ
ーム８に接合されている。すなわち、短辺フレーム８の
色選別電極６と反対側の面と、調整部材１６の色選別電
極６側の面とが空間を介して対向している。

【００２０】調整部材１１の断面形状、及び接合点（溶
接点）の距離は、色選別電極６の熱膨張で生じる開孔の
位置ずれによる電子ビーム軌道の位置ずれを補正する量
に応じて決定される。

【００２１】なお、短辺フレームの凸状部の形状を、図
１（ｂ）に示したような形状としてもよい。本図に示し
た実施形態においても、短辺フレーム８´の凸状部に対
向するように調整部材１６´が接合されているが、凸状
部を山形（逆Ｖ字形）に折り曲げ頂点を形成した形状と
しており、図１（ａ）のような面８ｂが形成されていな
い。

【００２２】長辺フレーム７には、板状のスプリング取
付部材１１が接合され、このスプリング取付部材１１に
はスプリング部材１２が接合されている。また、短辺フ
レーム８には板状のスプリング取付部材１３が接合され
ており、このスプリング取付部材１３にスプリング部材
１４が接合されている。なお、図１（ｂ）に示したよう
に、スプリング部材１４´をスプリング取付部材を介す
ることなく、短辺フレーム８´に直接接合してもよい。

【００２３】色選別電極構体１０のフェイスパネル２へ
の固定は、スプリング部材１２の取付け穴とフェイスパ
ネル２内面の上下のピン１５とを嵌合させ、スプリング
部材１４の取付け穴とフェイスパネル２内面の左右のピ
ン（図示せず）とを嵌合させることにより行われてい
る。

【００２４】以下、製造工程を説明しながら、本実施形
態について具体的に説明する。図２（ａ）は、枠状フレ
ーム組立工程を経て形成された枠状フレームの斜視図を
示している。枠状フレーム９は、スプリング取付部材１
１が溶接により接合された一対の対向する長辺フレーム
７に、スプリング取付部材１３及び調整部材１６が溶接
により接合された一対の短辺フレーム８を溶接により接
合して形成したものである。

【００２５】長辺フレーム７は、例えば板厚３〜６ｍｍ
程度の材料を略Ｌ字状に曲げ加工して形成したものであ
る。また、剛性を確保したまま重量を軽くするため、板
厚１．４〜２ｍｍ程度のプレス打ち抜き材料を用いて、
断面形状が三角状となるような曲げ加工部を有したもの
を用いる場合もある。

【００２６】短辺フレーム８は、例えば６６ｃｍ型の色
選別電極を用いた場合、１５．５ｍｍ角の中実角柱を曲
げ加工したものである。短辺フレーム８には、基準面８
ａに対して凸となるように（蛍光体スクリーン面に近づ
くように）変位した凸状部が曲げ加工により形成されて
おり、この凸状部と対向するように、調整部材１６が配
置されている。調整部材１６の両端は、短辺フレーム８
に溶接により接合されている。

【００２７】前記のように、短辺フレーム８に１５．５
ｍｍ角の中実角柱を用いた場合、調整部材１６は例えば
幅１５ｍｍ、板厚２．５ｍｍ、長さ２４０ｍｍの板状部
材である。

【００２８】また、調整部材１６の熱膨張係数が、短辺
フレーム８の熱膨張係数より大きい関係を満足する材料
が選定されている。この関係を満足する組み合わせとし
て、短辺フレーム８に鉄材であるＳＣＭ４１５（クロム
モリブデン鋼）、調整部材１６にＳＵＳ３０４の組み合
わせがある。

【００２９】枠状フレーム９は、フレーム黒化熱処理工
程において、溶接時の加工歪を除去するために、例えば
５５０℃以上で１５分間の条件で熱処理する。本図の状
態は、この熱処理を経た状態である。この状態において
は、調整部材１６は、下側（蛍光体スクリーン面と反対
側）に凸となるように湾曲している。

【００３０】詳細は後に説明するが、このことにより、
枠状フレーム９は圧縮力（矢印ｂ方向）に対する剛性が
安定して向上し、次の架張工程における圧縮力印加時の
枠状フレーム９の変形量を安定して小さくすることがで
きるので、カラー陰極線管の動作時における色選別電極
の管軸方向の変位量を安定して小さくできる。

【００３１】次に、フレーム黒化熱処理工程における作
用について、図３を参照しながら説明する。図３の各図
は、短辺フレーム８の凸状部の側面図を示している。図
３（ａ）は、調整部材１６と短辺フレーム８とが分離し
た状態で図示している。本図のように、分離状態で考え
てみると、破線で示したように、短辺フレーム８は、高
温熱処理による熱膨張により、立ち上がり部分８ｃは、
長手方向の形状に沿って熱膨張し、水平部分８ｄは水平
方向に熱膨張する。一方、調整部材１６は、破線で示し
たように、湾曲形状に沿って熱膨張する。

【００３２】調整部材１６、短辺フレーム８のそれぞれ
について、接合点ｄの間隔を比較してみると、短辺フレ
ーム８の熱膨張係数に比べ、調整部材１６の熱膨張係数
が大きいので、短辺フレーム８の接合点間隔Ｌ１に比
べ、調整部材１６の接合点間隔Ｌ２が大きくなってい
る。

【００３３】実際には、調整部材１６と短辺フレーム８
とは溶接して接合されているので、高温熱処理により、
溶接点ｄは一体となって変位する。ここで、板状の調整
部材１６に比べ、中実角柱の短辺フレーム８の剛性は十
分大きい。したがって、図３（ｂ）の状態は、Ｌ１に対
して僅かに伸びた溶接点間隔がＬ３の剛体に、Ｌ３より
長い溶接点間隔Ｌ２の調整部材１６を、矢印ｅ方向に圧
縮力を印加しつつ、溶接点同士を合わせて接合したのと
同じことと考えることができる。

【００３４】このことにより、調整部材１６の両端間の
直線距離は、Ｌ２からＬ３へと短くなることになり、図
３（ｂ）の実線で示したように、調整部材１６は、破線
で示した熱処理前の状態に比べ、下側に凸になるように
たわむことになる。そして、剛性の低い板状の調整部材
１６にはこのたわみにより塑性変形し、熱クリープによ
りこの塑性変形が進行することになる。

【００３５】フレーム黒化熱処理工程を終え、常温に戻
した場合は、塑性変形部分は元の状態には戻らないの
で、調整部材１６は図３（ｂ）の破線に示した状態にま
では戻らず、破線の状態に比べ、下側に凸になった状態
まで戻ることになる。すなわち、本実施形態によれば、
高温熱処理後における調整部材１６の変形方向は安定し
ており、熱処理前に比べ、下側に凸になることになる。

【００３６】図３（ｃ）は、比較例に係る短辺フレーム
９５の凸状部の側面図を示している。短辺フレーム９５
と調整部材９６との熱膨張係数の関係については、前記
実施形態と同じであるが、本比較例は、熱処理前におい
て、板状の調整部材９６の形状が直線状である点が前記
実施形態と異なる。本図の例においても、板状の調整部
材９６に比べ、中実角柱の短辺フレーム９５の剛性は十
分大きく、熱膨張により発生した調整部材９６の圧縮力
は、図３（ｂ）のＬ３に相当する両端の溶接点ｄ間で変
形して吸収されることになる。

【００３７】しかしながら、この場合の変形は一方向に
は定まらず、一点鎖線９７で示したように上側にたわむ
場合と、一点鎖線９８で示したように下側にたわむ場合
とがある。いずれの側にたわむかは、材料のくせ（例え
ば、成形時の加工歪、ロール目方向（材料圧延方
向））、溶接時の残留応力等によって左右され、熱処理
前に判断することは容易ではない。

【００３８】前記のように、剛性の低い板状の調整部材
９６は、この変形により、塑性変形し、熱クリープによ
り、この塑性変形が進行することになる。このため、熱
処理後、常温に戻した際においても、塑性変形部分は元
の形状には戻らず、調整部材９６は元の直線状ではな
く、上側又は下側に湾曲した状態になっていることにな
る。したがって、熱処理前の調整部材９６が直線状の比
較例に係る構成では、高温熱処理後における調整部材１
６の変形方向は不安定となる。

【００３９】フレーム黒化熱処理工程を終えると、ミー
リング工程に移行するのが一般的である。この工程は、
枠状フレーム９の加圧時の変形を見越して、長辺フレー
ム７の上面形状を加圧時に最適になるように切削加工す
るものであり、あわせて長辺フレーム７上面のうねり等
の除去や、溶接を安定して行なうための黒化皮膜の除去
も兼ねているが、必ずしも必須の工程ではない。

【００４０】このような前段階処理を経た後、架張工程
へ移行し、色選別電極を枠状フレームに架張保持する。
図２（ｂ）は、色選別電極構体の完成状態の斜視図であ
る。架張工程においては、色選別電極６には引張力（矢
印ａ方向）を、枠状フレーム１０には圧縮力（図２
（ａ）の矢印ｂ方向）を加えた状態で、色選別電極６を
長辺フレーム７の上面に溶接により接合する。

【００４１】このような、架張保持によれば、電子ビー
ムの射突により色選別電極６が熱膨張しても、色選別電
極６の開孔１８と蛍光体スクリーン面の蛍光体との相互
位置のずれを低減させることができ、開孔１８を通過す
る電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、
色むらが発生するというドーミング現象の防止を図るこ
とができる。架張工程後は、図２（ｂ）に示したよう
に、スプリング取付部材１１、１３にそれぞれ、スプリ
ング部材１２、１４が溶接により接合される。

【００４２】架張工程における作用について、図４を参
照しながら具体的に説明する。図４（ａ）は、枠状フレ
ーム９の側面図を示している。架張工程においては、枠
状フレーム９には、長辺フレーム７の間隔が縮む方向
（矢印ｂ方向）に圧縮力を加える。この圧縮力の印加
は、長辺フレーム７の底面を支持手段（図示せず）上に
載置した状態で行なう。

【００４３】図４（ｂ）は、圧縮力の印加前後における
要部拡大図を示している。実線が圧縮力の印加前の状態
で、破線が圧縮力の印加後の状態である。前記のよう
に、長辺フレーム７の底面は、支持手段上に載置されて
いるので、長辺フレーム７は、支点ｆを中心として回転
しつつ、長辺フレーム７間の間隔が縮む方向に変位する
ことになる。

【００４４】この場合、短辺フレーム８には、曲げモー
メントが加わることになり、枠状フレーム９を全体とし
て見ると、図４（ａ）の矢印ｇで示したように、下側
（蛍光体スクリーン面と反対側）に凸となるように湾曲
する。これに伴って、調整部材１６も下側に凸となるよ
うに湾曲し、調整部材１６の少なくとも下端面には、引
張力（矢印ｅ方向）が印加されることになる。すなわ
ち、枠状フレーム９を矢印ｇ方向の湾曲させるために
は、調整部材１６に引張力を加える必要があり、このこ
とは短辺フレーム８の曲げに対する抵抗となり、枠状フ
レーム９の変形が抑えられる。

【００４５】すなわち、調整部材１６を備えたことによ
り、枠状フレーム９は圧縮力印加に対する剛性が向上す
ることになる。本実施形態によれば、調整部材１６を接
合していない構成と比べると、枠状フレームに同じ圧縮
力を加えた場合、枠状フレームの変形量は抑えられるこ
とになる。前記のように、高温熱処理後における調整部
材１６の変形方向は安定して下側に凸になるので、枠状
フレーム９の圧縮力印加に対する剛性向上の効果も安定
して得られることになる。

【００４６】架張工程を経て、色選別電極構体１０が完
成した後は、第２の黒化熱処理工程に移る。この第２の
黒化熱処理工程は、色選別電極６の表面を黒化熱処理す
ることにより、電子ビームが色選別電極６に照射された
際のハレーションを防止することと、ガラスフリット工
程より高い温度設定条件で、色選別電極構体１０をあら
かじめ、熱処理しておくものである。このように、いっ
たん高温熱処理を行なった状態の色選別電極構体１０を
用いて、蛍光体スクリーン面２ａとの位置合わせを行な
っておけば、ガラスフリット工程を経た後においても、
この状態が保たれることになり、色選別電極１６と蛍光
体スクリーン面２ａとの位置ずれを防止できる。

【００４７】次の蛍光体スクリーン面形成工程において
は、パネル２の内面に蛍光体スクリーン面２ａを形成す
る。この蛍光体スクリーン面２ａの形成は、パネル２の
内面に塗布したフォトレジストを、色選別電極６を露光
マスクとして選択露光することにより、黒色マトリクス
膜と、赤、緑、青の各色蛍光塗膜とを所望の位置に形成
することによって行なう。

【００４８】次のガラスフリット工程においては、４４
０〜４７０℃、２０分程度の条件下で、パネル２とファ
ンネル３とを熱処理して接合を行う。

【００４９】次に、前記のような工程を経て、完成した
カラー陰極線管１の動作について説明する。前記のよう
に架張工程において枠状フレーム９の変形量が抑えられ
ることにより、カラー陰極線管１の動作時には、枠状フ
レーム９の熱膨張による色選別電極６の管軸方向の変位
を抑えることができ、電子ビーム軌道のずれによる色ず
れを防止できるという効果が得られる。

【００５０】このことについて、図５を参照しながら具
体的に説明する。図５（ａ）は、調整部材を接合してい
ない比較例に係る色選別電極構体１００の要部側面図で
ある。本図に示した比較例は、調整部材が接合されてい
ないので、調整部材が接合された本実施形態と比べる
と、圧縮力印加に対する剛性が低くなり、架張工程にお
ける短辺フレーム８の変形量も大きくなっている。破線
は、カラー陰極線１の動作前の状態を示している。

【００５１】カラー陰極線管１の動作時においては、電
子ビーム射突による色選別電極６の熱膨張により引張力
は低下し、短辺フレーム８は、破線から実線へと、湾曲
部分が直線に近づくように変位する。これに伴って、色
選別電極６も破線から実線へと変位し、変位量Δ１分だ
け蛍光体スクリーン面から遠ざかることになる。

【００５２】図５（ｂ）は、本実施形態に係る色選別電
極構体１０の要部側面図である。前記比較例と同様に、
カラー陰極線管１の動作時においては、短辺フレーム８
は、破線から実線へと、湾曲部分が直線に近づくように
変位する。これに伴って、色選別電極６も破線から実線
へと変位し、変位量Δ２分だけ蛍光面から遠ざかること
になる。

【００５３】しかしながら、本実施形態に係る枠状フレ
ーム９は、調整部材１６の接合により圧縮方向に対する
剛性を高めていることにより、図５（ａ）の比較例に係
る枠状フレーム１０１に比べ、架張工程における枠状フ
レーム９の変形量は抑えられている。このため、色選別
電極６の変位量Δ２は、比較例に係る変位量Δ１と比べ
ると小さくなる。このことにより、比較例に比べ、温度
上昇時における電子ビームの軌道の位置ずれを小さく抑
えることができる。

【００５４】なお、調整部材１６を下に凸となるように
接合した効果をより明らかにするために、調整部材１６
を本実施形態とは逆に上に凸となるように接合した比較
例１と、調整部材１６を下に凸となるように接合した実
施例１とで、比較実験を行なった。実験に用いた色選別
電極は６６ｃｍ型であり、色選別電極のコーナ部と、色
選別電極中央の水平軸の端部に相当する箇所で、電子ビ
ームの移動量を測定した。

【００５５】測定は、温度上昇時（電子ビーム照射開始
から１０分後）に行ない、水平軸端部においては、比較
例１の電子ビーム移動量が５５〜１０５μｍであったの
に対し、実施例１では５０〜７０μｍと移動量は小さく
なった。また、コーナ部においても、比較例１の電子ビ
ーム移動量が３０〜８０μｍであったのに対し、実施例
１では２５〜５５μｍと移動量は小さくなった。

【００５６】このことは、比較例１のように調整部材１
６を上に凸となるように接合した場合は、枠状フレーム
加圧時の曲げモーメントは、調整部材１６の湾曲を直線
状に戻すように作用するに止まり、この段階では本実施
形態のように調整部材１６に引張力を印加するに至ら
ず、曲げに対する抵抗が小さく剛性向上の効果が小さい
ためと考えられる。

【００５７】前記の説明は、架張工程において枠状フレ
ーム９の変形量が抑えられていることによる効果を説明
するために、便宜上調整部材１６の熱膨張による色選別
電極６の変位量を含めていないが、本実施形態では、温
度上昇の安定時においては、さらに前記変位量Δ２に、
調整部材１６の作用による色選別電極６の逆方向の変位
量が加算されることになる。

【００５８】このことについて、図５（ｃ）を参照しな
がら説明する。図５（ｃ）は、調整部材１６の熱膨張前
後における色選別電極構体１０の要部側面図である。色
選別電極６は、電子ビームの照射により温度上昇するこ
とになるが、時間経過とともに、色選別電極６の熱が、
長辺フレーム７、短辺フレーム８、調整部材１６へと伝
わることになる。前記のように、調整部材１６の熱膨張
係数は、短辺フレーム８の熱膨張係数より大きい。ま
た、調整部材１６は、下に凸の状態で、短辺フレーム８
に接合されている。このため、図３を用いて説明したよ
うに、調整部材１６は、温度上昇により湾曲形状に沿っ
た長さ方向に熱膨張することになるが、調整部材１６に
比べ、熱膨張係数が小さくかつ剛性の大きい短辺フレー
ム８に両端が接合されているので、調整部材１６には圧
縮力が印加され、下に凸となるように変形する。この場
合、調整部材１６に発生した圧縮力の反力は、短辺フレ
ーム８と調整部材１６との接合点を外側に広げ、上に持
ち上げるように作用する。このことにより、図５（ｃ）
の破線で示したように、スプリング部材１４の孔１４ａ
と係合したピンを支点として短辺フレーム８が、蛍光体
スクリーン面２ａ側に持ち上がるように変位し、これに
伴って色選別電極６は破線から実線へと変位し、変位量
Δ３分だけ蛍光体スクリーン面に近づくことになる。

【００５９】したがって、本実施形態においては、カラ
ー陰極線管１の動作時における色選別電極６管軸方向の
変位量は、図５（ｂ）の変位量Δ２に、これと逆方向の
変位量Δ３を加算したものとなる。したがって、変位量
Δ３が変位量Δ２より大きくなるように、枠状フレーム
９を設計すれば、カラー陰極線管１の動作時の安定状態
において、色選別電極６が蛍光体スクリーン面側に変位
する設定も可能となる。

【００６０】なお、前記のように、短辺フレーム８の剛
性は、調整部材１６の剛性より十分大きいので、変位量
Δ３を大きくすることには限度があるが、本実施形態は
変位量Δ２が小さく抑えられているので、変位量Δ３が
変位量Δ２より大きくなる枠状フレームの設計が可能に
なる。

【００６１】ここで、前記のように変位量Δ３を変位量
Δ２より大きくできることにより、本実施形態では、色
選別電極６の熱膨張による開孔位置ずれの補正も可能に
なる。このことについて、以下、具体的に説明する。前
記のように、色選別電極６の架張保持により、カラー陰
極線管１の動作時における色選別電極６の熱膨張による
色選別電極６の変位量を小さくでき、電子ビーム軌道の
ずれによる色ずれを防止できる。

【００６２】しかしながら、色選別電極６の熱膨張を完
全に抑えることは困難であり、電子ビームの照射開始
後、色選別電極構体１０の温度上昇が安定した状態にお
いて、熱膨張によって、色選別電極６の開孔１７が外側
に広がることになる。この場合、電子ビームは、正規の
蛍光体スクリーン面２ａ（図１）の位置に対して、外側
に到達することになり、色ずれの原因となる。

【００６３】変位量Δ３が変位量Δ２より大きくなる
と、動作前の色選別電極６の位置に比べ、動作後の安定
状態における色選別電極６の位置は、蛍光体スクリーン
面２ａに近づいていることになる。このことにより、開
孔１８に入射した電子ビームの蛍光体スクリーン面２ａ
への到達位置は、変位前の状態に比べ内側になり、色ず
れが補正されることになる。

【００６４】次に、短辺フレーム８の凸状の変位部分に
ついて説明する。このように、短辺フレーム８に凸状の
変位部分を設けたのは、カラー陰極線管１の動作時にお
ける色選別電極６の管軸方向の変位（図５（ｂ）のΔ２
に相当）を小さくするためである。このことについて、
図６を参照しながら説明する。

【００６５】以下の説明は、短辺フレーム８の凸状の変
位部分の作用効果を説明するため、調整部材を備えてい
ない例で説明する。図６は、色選別電極構体１０３、１
０４に加わるモーメントを比較するための図であり、そ
れぞれ色選別電極構体１０３、１０４の側面を部分的に
示している。図６（ａ）は、凸状の変位部分が形成され
ていない比較例に係る構成である。図中のｚ軸の方向は
管軸方向と等しく、上側に向かう方向を正とする。

【００６６】いずれの図の場合も、色選別電極６は、前
記の架張工程を経て、長辺フレーム７の上面７ａに架張
保持されており、色選別電極６は矢印ａ方向に引張力が
加わっている。色選別電極６の引張力をＦとすると、長
辺フレーム７の上面７ａには、引張力Ｆと同じ大きさの
反力Ｆが矢印の方向（上面７ａが内側に倒れ込む方向）
に加わることになる。なお、スプリング部材１２は厚さ
１ｍｍ程度のものであり、色選別電極６の熱膨張による
モーメント変化は、すべて枠状体に組み立てられた各枠
状フレームにより決定される。

【００６７】各図において、反力Ｆによるモーメントに
ついてみると、図６（ａ）に示した比較例の場合は、反
力Ｆによる短辺フレーム８の中軸上の中心点であるＡ点
回りのモーメントＭは、上面７ａから中軸までの最短直
線距離をＬとすると、Ｍ＝Ｆ×Ｌとなる。すなわち、図
６（ａ）に示した状態では、長辺フレーム７の上面７ａ
の反力ＦによるＡ点回りのモーメントＭが加わった状態
でつり合い状態が保たれていることになる。

【００６８】このつり合い状態から、カラー陰極線管１
の動作による電子ビームの色選別電極６への射突によ
り、色選別電極６が熱膨張して、引張力Ｆが小さくなる
と、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りの
モーメントＭも小さくなり、つり合い状態も変動するこ
とになる。

【００６９】図６（ａ）の場合では、熱膨張による引張
力Ｆの低下により、一点鎖線で示した位置から実線の位
置に移動し、この状態で再びつり合い状態が保たれるこ
とになる。すなわち、熱膨張により、長辺フレーム７の
上面７ａは、ｚ軸の負方向にΔｚだけ変位することにな
る。実際には短辺フレーム１０２はスプリング部材１２
の取付け穴１２ａで拘束されているため、Δｚだけｚ軸
の負方向に変位することになる。

【００７０】次に、図６（ｂ）に示した構成の場合につ
いてみると、反力ＦによるＡ点回りのモーメントＭ′
は、上面７ａから短辺フレーム８の中軸までの最短直線
距離Ｌ′とすると、Ｍ′＝Ｆ×Ｌ′となる。本図の場合
は、短辺フレーム８の面８ｂは、面８ａに対して、ｚ軸
の正方向すなわち色選別電極６側に位置している。これ
に伴って、Ａ点もｚ軸の正方向に変位している。したが
って、距離Ｌ′は距離Ｌに比べ段差１７の分短くなって
いるので、Ｌ′＜Ｌとなり、Ｍ′＜Ｍの関係が成り立
つ。

【００７１】すなわち、図６（ｂ）に示した状態では、
Ｍより小さいモーメントＭ′が加わった状態でつり合い
状態が保たれていることになる。図６（ａ）の場合と同
様に、色選別電極６が熱膨張して、引張力Ｆが小さくな
ると、モーメントＭ′も小さくなり、つり合い状態も変
動することになる。本図の場合では、引張力Ｆの低下に
より、一点鎖線で示した位置から実線の位置に移動し、
この状態で再びつり合い状態が保たれることになる。こ
のとき、一点鎖線で示したようにたわんだ短辺フレーム
８は、解放されるように動く。すなわち、熱膨張によ
り、長辺フレーム７の上面７ａは、ｚ軸の負方向にΔ
ｚ′だけ変位することになる。

【００７２】ここで、このような引張力の変動によるｚ
軸方向の変位量は、短辺フレーム８のたわみを発生させ
る長辺フレーム７の上面の反力によるＡ点回りのモーメ
ントに比例する。前記のように、Ｍ′＜Ｍであるので、
Δｚ′＜Δｚの関係が成り立つ。したがって、本実施形
態によれば、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ
点回りのモーメントを小さくできるので、短辺フレーム
８のたわみの変化量を軽減させ長辺フレーム７の上面７
ａのｚ軸方向の変位量も小さくすることができる。

【００７３】すなわち、電子ビーム射突による色選別電
極６が熱膨張しても、色選別電極６の管軸方向（ｚ軸方
向）の変位を抑えることができる。以上の説明は、調整
部材を設けていない例で説明したが、図５（ｂ）を用い
て説明したように、調整部材を備えた構成とすることに
より、色選別電極６の管軸方向の変位をより小さくする
ことができる。

【００７４】図７は、本発明の別の実施形態に係る枠状
フレームの側面図を示している。前記実施形態で説明し
た短辺フレーム８は、両端部と、中央部の凸状部を除け
ば、直線状になっており、短辺フレーム８には、溶接前
にあらかじめ湾曲させた調整部材１９が接合されてい
る。

【００７５】図７に示した短辺フレーム１８を長手方向
についてみると、両端部と、中央部の凸状部を除いた部
分は、色選別電極と反対側に凸になるような湾曲部分を
備えており、この湾曲部分は両端部から中央部に向うに
つれて下側に変位している。この場合の変位は、水平線
に対する下側への傾きが５度以下であることが好まし
い。

【００７６】短辺フレーム１８に接合する調整部材１９
は、あらかじめ湾曲させたものを用いてもよいが、溶接
前の調整部材１９が湾曲していない平板状であっても、
調整部材１９の両端部を、短辺フレーム１８の湾曲形状
に沿って溶接することにより、溶接後の調整部材１９
は、図７に示したように、下側に凸に湾曲させることが
できる。

【００７７】また、両端部と、中央部の凸状部を除き、
直線状になっている短辺フレームに調整部材を溶接する
場合において、湾曲していない平板状の調整部材を用
い、この調整部材が下側に凸となるように力を加えつ
つ、溶接後において調整部材が下側に凸となるようにし
てもよい。

【００７８】なお、前記のように、あらかじめ湾曲させ
た調整部材を用いる場合、中央部の湾曲量（両端部に対
する変位量）が０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、短辺フ
レーム（弾性部材）は色選別電極側に凸になるように変
形した凸状部を備えており、この凸状部と対向するよう
に、色選別電極と反対側に凸になるように湾曲した調整
部材が接合されているので、色選別電極に引張力を印加
した状態で、色選別電極を枠状フレームに接合する架張
工程において、枠状フレームの変形量を小さくすること
ができる。このことにより、カラー陰極線管動作時にお
ける色選別電極の管軸方向の変位量を小さく抑えること
ができる。あわせて、調整部材の熱膨張係数が弾性部材
の熱膨張係数より大きいことにより、カラー陰極線管動
作による温度上昇の安定時において、色選別電極が蛍光
体スクリーン面側に変位した状態にすることができ、色
選別電極の熱膨張で生じる開孔の位置ずれによる電子ビ
ーム軌道の位置ずれも補正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係るカラー陰極線
管の断面図 （ｂ）本発明の別の実施形態に係る短辺フレーム（弾性
部材）の要部を示す図

【図２】（ａ）本発明の一実施形態に係る枠状フレーム
の斜視図 （ｂ）本発明の一実施形態に係る色選別電極構体の斜視
図

【図３】（ａ）本発明の一実施形態に係る短辺フレーム
と調整部材との接合を説明する側面図 （ｂ）本発明の一実施形態に係る短辺フレームと調整部
材との接合状態を示す側面図 （ｃ）比較例に係る短辺フレームと調整部材との接合状
態を示す側面図

【図４】（ａ）本発明の一実施形態に係る架張工程を説
明する側面図 （ｂ）本発明の一実施形態に係る架張工程における圧縮
力の印加前後を示す要部拡大図

【図５】（ａ）比較例に係る枠状フレームのカラー陰極
線管動作前後を示す側面図 （ｂ）本発明の一実施形態に係る枠状フレームのカラー
陰極線管動作前後を示す側面図 （ｃ）本発明の一実施形態に係る枠状フレームの調整部
材の効果を示す側面図

【図６】（ａ）比較例に係る枠状フレームのカラー陰極
線管動作前後を示す側面図 （ｂ）短辺フレームの凸状変位部分の効果を説明する側
面図

【図７】本発明の別の実施形態に係る枠状フレームの側
面図

【図８】（ａ）従来の色選別電極構体の一例を説明する
斜視図 （ｂ）従来の枠状フレームの一例のカラー陰極線管動作
前後を示す側面図

【符号の説明】

６ 色選別電極 ７ 長辺フレーム ８，１８ 短辺フレーム ９ 枠状フレーム １０ 色選別電極構体 １６，１９ 調整部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C027 HH21 HH23 5C031 EE09 EE11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の支持体に弾性部材が保持
   されて枠状に形成された枠状フレームと、 画面垂直方向に引張力が印加された状態で、前記支持体
   に接合された色選別電極とを備え、 前記弾性部材は、前記色選別電極側に凸になるように変
   形した凸状部を有しており、 熱膨張係数が前記弾性部材の熱膨張係数より大きく、前
   記色選別電極と反対側に凸になるように湾曲している調
   整部材が、前記弾性部材の凸状部と対向するように接合
   されていることを特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】 対向する一対の支持体に弾性部材を接合
   して枠状フレームを形成する枠状フレーム組立工程と、 前記枠状フレームを熱処理する熱処理工程と、 画面垂直方向に引張力を印加した色選別電極を、前記引
   張力と反対方向の圧縮力を印加した前記枠状フレームに
   接合する架張工程とを備えており、 前記弾性部材は、前記枠状フレームに前記色選別電極を
   接合した状態において、前記色選別電極側に凸になるよ
   うに変形した凸状部を含んでおり、 前記熱処理工程の前において、熱膨張係数が前記弾性部
   材の熱膨張係数より大きい調整部材を、前記弾性部材の
   凸状部と対向する位置に、前記色選別電極と反対側に凸
   になるように湾曲した状態で接合することを特徴とする
   カラー陰極線管の製造方法。
3. 【請求項３】 前記調整部材は、前記弾性部材に接合す
   る前に、あらかじめ湾曲形状が形成されている請求項３
   に記載のカラー陰極線管の製造方法。
4. 【請求項４】 前記弾性部材は、前記枠状フレームに前
   記色選別電極を接合した状態において、前記色選別電極
   と反対側に凸になるような湾曲部分を備えており、前記
   調整部材を前記前記弾性部材の湾曲部分に接合すること
   により、前記調整部材を前記色選別電極と反対側に凸に
   なるように湾曲した状態にする請求項３に記載のカラー
   陰極線管の製造方法。