JP2960501B2 - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、陰極線管用電子銃に係り、特に高精度組
立てが可能な大口径電子レンズを有する陰極線管用電子
銃に関する。

（従来の技術） 一般に陰極線管は、第４図に示すように、外囲器
（１）のフェースプレート（２）内面に蛍光体スクリー
ン（３）が形成され、外囲器（１）のネック（４）内に
配設された電子銃（５）から放出される電子ビーム
（６）を外囲器（１）外側に装着された偏向ヨーク
（７）の発生する磁界により偏向して、上記蛍光体スク
リーン（３）を水平、垂直走査することにより、画像を
表示する構造に形成されている。特にカラー受像管につ
いては、蛍光体スクリーン（３）に対向して、その内側
に多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャドウマスク
（８）が装着され、一方電子銃（５）を３電子ビームを
放出する電子銃として、この電子銃（５）から放出され
る電子ビーム（６）をシャドウマスク（８）の電子ビー
ム通過孔により選別して、蛍光体スクリーン（３）を構
成する３色蛍光体層をランディングさせることにより、
画像を表示する構造に形成されている。

上記電子銃には、各種構造のものがあるが、一般にカ
ソードおよびこのカソードからの電子放射を制御しかつ
放射された電子を集束して電子ビームを形成する複数の
電極からなる電子ビーム形成部と、この電子ビーム形成
部から放出される電子ビームを蛍光体スクリーン（３）
上に集束する複数の電極からなる主電子レンズ部とを有
する。

ところで、上記蛍光体スクリーン上に描かれる画像を
良好にするためには、蛍光体スクリーン上の電子ビーム
のビームスポットを小さくすることが必要である。その
ためには、電子レンズ、特に主電子レンズ部のレンズ性
能を良好にすることが必要である。この主電子レンズ部
のレンズ性能を向上させる手段として、従来よりレンズ
口径を大きくして大口径電子レンズとするとよいことが
知られている。

その大口径電子レンズを有する電子銃として、特公昭
57−18665号公報には、第５図（ａ）および（ｂ）に示
すように、主電子レンズ部を形成するカソード側電極の
口径をネック内径に極力近付けるように大きくし、蛍光
体スクリーン側の電極口径をそれよりも小さくした構造
のものが示されている。すなわち、第５図（ａ）に示す
主電子レンズ部については、大径のカソード側電極（1
0）と小径の蛍光体スクリーン側電極（11）とをセラミ
ック（12）からなる絶縁支持部材を介して固定してい
る。また同（ｂ）に示す主電子レンズ部については、そ
の大径のカソード側電極（10）と小径の蛍光体スクリー
ン側電極（11）とをビードガラス（13）からなる絶縁支
持部材により固定している。

しかし、上記のように主電子レンズ部を構成すると、
両電極（10），（11）をセラミック（12）を介して固定
するものについては、 高電圧が印加されるカラー受像管などの場合、耐電
圧が不十分となり、絶縁破壊を引起こす。

加工の難しいセラミックを高精度に加工しなければ
ならず、経済的に問題となる。

セラミック（12）に電極（10），（11）を固定する
ためにストッパー（14a），（14b）を用いなければなら
ず、組立てが難しい。

セラミック（12）からの吸蔵ガスが放出される。

などの問題がある。

また、両電極（10），（11）をビードガラス（13）に
より固定するものについては、通常の電子銃の組立ての
ように、ビードガラスを片側から加熱溶融して電極の支
持片に融着させる方法では組立てることが困難である。
また他に適当な組立て方法がない。

このような電子銃に対して、特公昭58−31696号公報
には、組立て可能な電子銃として、第６図に示すよう
に、極力大径にした第２陽極（第５グリッド）（16）の
カソード（Ｋ）側端部を小径にして、この小径部分に設
けられた支持片（17）を絶縁支持部材（18）に融着させ
て支持させ、一方、第１陽極（第４グリッド）（19）を
２分割して、大径部（20）のカソード（Ｋ）側に第２陽
極（16）の小径部分と接触することなく貫通する小径の
ネック部（21）を形成し、電子銃組立て時にそのネック
部（21）でカソード（Ｋ）側部分（22）と接続する構造
のものが示されている。

しかし、この構造では、２分割部分の接続にともなう
精度低下や組立ての困難さが十分に解消されない。

この電子銃の改良構造として、特公平２−16537号公
報には、第７図に示すように、極力大径にした第２陽極
（第４グリッド）（16）のカソード（Ｋ）側端部の一部
を内側に陷入させて陷入部（24）を形成し、電子銃組立
ての際に、第８図に示すように、第１陽極（第３グリッ
ド）（19）を第２陽極（16）に対して適当な角度θ回転
させて挿入させることにより、第１陽極（19）の支持片
（25）と第２陽極（16）の陷入部（24）との接触を避
け、挿入後角度θを元に戻して第１陽極（19）の支持片
（25）と第２陽極（16）の支持片（17）を同一平面上に
位置させ、絶縁支持部材（18）に融着させて固定する構
造のものが示されている。第９図（ａ）および（ｂ）
は、それぞれ第２陽極（16）の異なる陷入部（25）の構
造である。

しかし、いずれにしてもこの例の構造では、組立ての
際、第１陽極（19）と第２陽極（16）とを相対的に角度
θ回転させて挿入し、挿入後元に戻す必要があるため、
依然として組立てが繁雑であり、かつ量産性に欠ける。
特に第９図（ａ）のような構造では、機械的強度が弱
く、実用性に問題がある。また第９図（ｂ）のような構
造では、第７図に示した電子銃と同様に２分割部分の接
続にともなう精度低下や組立ての困難さが十分に解消さ
れない。

さらに、このような大径の電極（第１陽極（19））と
この電極を包囲するもう一つの大径の電極（第２電極
（16））とにより大口径電子レンズを形成する場合は、
両電極ともかなり長い電極となるため、これら電極は、
きわめて強固に支持固定することが必要である。しか
し、上記電子銃では、第１陽極（19）の支持片（25）と
第２陽極（16）の支持片（17）とは、同一平面上かつ電
子銃の軸方向に離れて位置させて、絶縁支持部材（18）
により支持固定する構造であるため、第２陽極（16）の
支持を強固にしようとすると、必然的にこの第２陽極
（16）のカソード（Ｋ）側端部を長くなる。しかし、こ
のように第２陽極（16）のカソード（Ｋ）側端部が長く
なると、耐電圧上、第１陽極（19）の支持片（25）をカ
ソード（Ｋ）側に移動しければならず、その結果、この
第１陽極（19）と隣接する第２グリッド（26）との耐電
圧が問題となり、またこの第１陽極（19）の支持片（2
5）からの蛍光体スクリーン側の長さが長くなり、強固
な支持固定ができなくなる。特にこの第１陽極（19）の
支持固定が強固でなく、そのためにその蛍光体スクリー
ン側部分が動くと、電子レンズの軸が動くばかりでな
く、第１陽極（19）の蛍光体スクリーン側の大径部分
（27）と第２陽極（16）の大径部分（28）との間のわず
かな隙間がさらに狭くなり、耐電圧不良が発生するばか
りでなく、第１陽極（19）と第２陽極（16）との短絡と
いう致命的な欠陥を引起こすことになる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、従来より電子銃の電子レンズ性能を向
上させるために、その主電子レンズ部を大口径電子レン
ズとし、この大口径電子レンズを大径の第１電極とこの
第１電極の大径部分を包囲するうもう一つの大径の第２
電極とにより形成したものがある。しかし、この従来の
大口径電子レンズは、組立てが困難であったりあるいは
繁雑であり、また高精度の組立てが困難であるなどの問
題がある。また、両電極の強固な支持固定が難しく、耐
電圧や両電極の接触による短絡などの問題がおこる。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであり、大径の第１電極とこの第１電極の大径部分を
包囲するもう一つの大径の第２電極とにより形成される
大口径電子レンズを有する電子銃において、その電子銃
の組立てが容易で量産性に富み、かつその電極の支持固
定が強固で高精度の組立てが可能な実用性の高い電子銃
を構成することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） カソードおよびこのカソードからの電子放射を制御し
かつ放射された電子を集束して電子ビームを形成する複
数の電極からなる電子ビーム形成部と、この電子ビーム
形成部から放出される電子ビームを蛍光体スクリーン上
に集束する複数の電極からなる主電子レンズ部とを有
し、その電子ビーム形成部および主電子レンズ部を形成
するカソードおよび複数の電極がこれらカソードおよび
複数の電極に設けられた支持片を介して絶縁支持部材に
より一体に固定されてなる陰極線管用電子銃において、
上記主電子レンズ部を、上記蛍光体スクリーン側を大径
円筒部とし、この大径円筒部の上記カソード側にその大
径円筒部よりも小径の最大径部をもつ偏平筒部が一体に
形成された第１電極と、この第１電極の大径円筒部を包
囲する大径円筒部を有する第２電極とにより形成し、そ
の第１電極に上記偏平筒部の長側面に上記絶縁支持部材
に固定される支持片を設け、一方、第２電極に上記第１
電極の偏平筒部の最大径部を覆う一対の支持板が取付
け、この一対の支持板に上記第１電極の支持片を両側か
ら挟むように上記絶縁支持部材に固定される支持片を設
けた。

（作 用） 上記のように、第１電極を大径円筒部とその大径円筒
部よりも最大径部が小径の偏平筒部とで構成して、この
偏平筒部に支持片を設けるとともに、第２電極にその第
１電極の偏平筒部の最大径部を覆う一対の支持板を取付
け、その一対の支持板に第１電極の支持片を両側から挟
むように支持片を設けると、これら第１および第２電極
を絶縁支持部材に固定するための支持片を各電極の大径
円筒部の近くに設けることができ、第１および第２電極
を絶縁支持部材に強固に支持固定することができる。

また、第２電極に第１電極の偏平筒部の最大径部を覆
う一対の支持板を取付け、その一対の支持板に第１電極
の支持片を両側から挟むように支持片を設けると、従来
のように第１電極を回転することなく第２電極の内側に
容易に挿入することができ、かつ通常の電子銃と同様に
絶縁支持部材に支持固定でき、組立てが容易となる。

さらに、第１電極を大径円筒部とこれを包囲する第２
電極の大径円筒部とは、ともに一体構造の単純な構造で
あるので、高精度の組立てが可能となり、高精度の電子
レンズを形成することができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説
明する。

第１図にその一実施例である陰極線管用電子銃を示
す。この電子銃は、カソード（Ｋ）、このカソード
（Ｋ）を加熱するヒータ、および上記カソード（Ｋ）か
ら蛍光体スクリーン方向に順次配置された第１ないし第
４グッド（G1）〜（G4）、第５グッド（G1）（第１電
極）および第６グッド（第２電極）（G6）からなる。

その第１および第２グリッド（G1），（G2）は比較的
板厚の薄い板状電極からなる。第３グリッド（G3）は比
較的浅い２個のカップ電極の突合わせた筒状電極からな
る。第４グッド（G4）は比較的板厚の厚い板状電極から
なる。第５グリッド（G5）は、比較的板厚の厚い１個の
板状電極（30）と２個のカップ電極の突合わせた４組の
筒状電極とからなり、この第５グリッド（G5）の蛍光体
スクリーン側の電極は、大径の円筒部（31）と、この円
筒部（31）のカソード（Ｋ）側に取付けられた上記大径
の円筒部（31）よりも最大径が小径の横長の扁平筒部
（32）とから構成されている。また第６グリッド（G6）
は、上記第５グリッド（G5）の大径の円筒部（31）を包
囲する大径の円筒部（33）からなり、この円筒部（33）
のカソード（Ｋ）側に上記第５グリッド（G5）の偏平筒
部（32）の最大径部を覆う一対の支持板（34）を取付け
た構造に形成されている。

そして、上記カソード（Ｋ）、ヒータおよび第１ない
し第６グリッド（G1）〜（G6）は、それぞれ支持片を介
して一対の絶縁支持部材（35）により支持固定されてい
る。この一対の絶縁支持部材（35）による支持固定に関
し、特にこの例の電子銃は、第５グリッド（G5）の蛍光
体スクリーン側の電極については、その横長の偏平筒部
（31）の長側面の中央部に支持片（36）を取付け、一
方、第６グリッド（G6）については、この第５グリッド
（G5）の偏平筒部（31）の最大径部を覆う一対の支持板
（33）の側縁部を切起こして、上記偏平筒部（31）長側
面中央部の支持片（36）を水平方向に両側から挟むよう
に支持片（37）が形成されており、しかもその支持片
（37）を支持片（36）に対して電子銃の軸方向にわずか
にずらしてある。

この電子銃の各電極に対する電圧の印加は、カソード
（Ｋ）を０〜200Vとして、これに映像信号を加え、第１
グリッド（G1）を接地電位とし、第２グリッド（G2）に
500V〜1kV、第３グリッド（G3）に５〜10kV、第４グリ
ッド（G4）に０〜1kV、第５グリッド（G5）に５〜10k
V、第６グリッド（G6）に20〜40kVの高電圧が印加され
る。

上記電圧の印加により、カソード（Ｋ）および第１な
いし第３グリッド（G1）〜（G3）により、カソード
（Ｋ）からの電子放射を制御し、かつ放射された電子を
集束して電子ビームを形成する電子ビーム形成部が形成
され、第３、第４グリッド（G3），（G4）および第５グ
リッド（G5）の第４グリッド（G4）側の電極（30）によ
り、上記電子ビーム形成部から放出される電子ビームを
弱く集束するユニポテンシャル電子レンズが形成され、
第５グリッド（G5）の蛍光体スクリーン側の大径の円筒
状部（31）とこの円筒状部（31）を包囲する第６グリッ
ド（G6）の大径の円筒部（33）とにより、上記ユニポテ
ンシャル電子レンズにより集束された電子ビームを強く
集束する大口径電子レンズが形成される。その結果、こ
の大口径電子レンズの集束により蛍光体スクリーン上の
ビームスポットをいちじるしく小さくすることができ
る。

ところで、上記電子銃の組立ては、第２図（ａ）に示
す第６グリッド（G6）の大径円筒部（33）の先端部の開
孔側から、同（ｂ）に示す第５グリッド（G5）を挿入
し、この第５、第６グリッド（G5），（G6）の組合わせ
体を、ヒータおよびカソード（Ｋ）の支持片、第１ない
し第４グリッド（G1）〜（G4）および第５グリッド（G
5）の１個の板状電極（30）と４組の筒状電極とからな
るカソード（Ｋ）側部分とともに、電子銃の組立て治具
に所定の関係に位置決め配置したのち、そのヒータおよ
びカソード（Ｋ）の支持片および各グリッドの支持片を
加熱溶融させた一対の絶縁支持部材に押圧して融着させ
ることにより組立てられる。

つまり、上記のように、第５グリッド（G5）を大径の
円筒部（31）とこの大径の円筒部（31）よりも最大径が
小径の横長の偏平筒部（32）とから構成し、その偏平筒
部（32）の長側面中央部に支持片（36）を設け、一方、
第６グリッド（G6）を大径の円筒部（33）のカソード
（Ｋ）側に第５グリッド（G5）の偏平筒部（32）の最大
径部を覆う一対の支持板（34）を取付け、この一対の支
持板（34）に上記第５グリッド（G5）の偏平筒部（32）
の支持片（36）を両側から挟むように支持片（37）を設
けると、２つの大径の円筒部（31），（33）を有する特
殊構造の電子銃でありながら、通常の電子銃と同様に容
易に組立てることができる。

しかも、上記のように第５および第６グリッド（G
5），（G6）を構成すると、従来高精度組立てが困難で
あったこの種の電子銃を高精度に組立てることができ
る。すなわち、一般に大径円筒部を有する電極を強固に
支持固定するためには、この電極を絶縁支持部材に固定
するための支持片をなるべく大径円筒部に近付けるのが
よい。そのために従来第５図（ｂ）に示した特公昭57−
18665号公報の支持手段があるが、この支持手段では、
支持片の絶縁支持部材への融着が困難であり実用的でな
い。また第５図（ａ）に示したセラミックによる方法
は、コスト、精度の面から実用的でない。さらに、第７
図に示した特公平２−16537号公報の支持手段では、第
２陽極は、その大径部分の近くに支持片が設けられてい
るため、強固に支持固定されるが、この第２陽極の内側
になる第１陽極は、支持片がその大径部分より大きく離
れているため、強固に支持固定することができない。こ
の第１陽極を強固に支持固定するためには、その支持片
を大きくすればよいが、支持片を大きくすることは耐電
圧特性や電子銃設計の面からの制限があり、実用可能な
電子銃とすることが困難である。

これに対し、この例の電子銃は、第５、第６グリッド
（G5），（G6）がともに大径の円筒部（31），（33）の
近くに支持片（36），（37）が設けられているため、両
グリッド（G5），（G6）を強固に支持固定することがで
きる。すなわち、第５グリッド（G5）の偏平筒部（32）
に設けられた支持片（36）に対して、第６グリッド（G
6）の大径の円筒部（33）のカソード（Ｋ）側に第５グ
リッド（G5）の偏平筒部（32）の最大径部を覆う一対の
支持板（34）を取付け、この一対の支持板（34）に第５
グリッド（G5）の支持片（36）を水平方向に両側から挟
むように支持片（37）が設けられているため、第５、第
６グリッド（G5），（G6）とも、大径の円筒部（31），
（33）の近くに支持片（36），（37）を設けることがで
き、それにより両グリッド（G5），（G6）を強固に支持
固定することができ、電子銃を高精度に組立てることが
できる。

この場合、第５グリッド（G5）の支持片（36）と第６
グリッド（G6）の支持片（37）との間隔は、第５、第６
グリッド（G5），（G6）間の耐電圧特性を補償する大き
さ、すなわち上記支持片（36），（37）間で放電をおこ
さない大きさに設定される。なお、この両支持片（3
6），（37）の間隔は、絶縁支持部材（35）の幅を大き
くし、かつ第５グリッド（G5）の支持片（36）に対して
第６グリッド（G6）の支持片（37）を電子銃の軸方向に
若干ずらして、通常の電子銃の軸方向配置と同様に十分
な間隔をとることにより、両グリッド（G5），（G6）間
の耐電圧特性に十分な余裕をもたせることができる。
尚、第５グリッド（G5）の支持片（36）と第６グリッド
（G6）の支持片（37）の位置は管軸に対して垂直な軸同
一平面にあることが望ましい。

さらに、この例の電子銃は、大口径電子レンズを形成
する第５、第６グリッド（G5），（G6）の大径の円筒部
（31），（33）を分割しない一体構造のものとしている
ので、高精度の電子レンズが形成されるという利点があ
る。

［発明の効果］ 電子ビーム形成部から放出される電子ビームを蛍光体
スクリーン上に集束する主電子レンズ部を、蛍光体スク
リーン側を大径円筒部とし、この大径円筒部のカソード
側にその大径円筒部よりも小径の最大径部をもつ偏平筒
部が一体に形成された第１電極と、この第１電極の大径
円筒部を包囲する大径円筒部を有する第２電極とにより
形成し、その第１電極に上記偏平筒部の長側面に絶縁支
持部材に固定される支持片を設け、一方、第２電極に上
記第１電極の偏平筒部の最大径部を覆う一対の支持板を
取付け、この一対の支持板に上記第１電極の支持片を両
側から挟むように上記絶縁支持部材に固定される支持片
を設けると、これら第１、第２電極の支持片をそれぞれ
大径円筒部の近くに設けることができるため、絶縁支持
部材に強固に支持固定することができる。また、第２電
極の支持片が第１電極の支持片を両側から挟むように設
けられているので、従来のような繁雑、困難な組立て方
法でなく、通常の電子銃と同様に容易かつ量産性に富ん
だ方法により高精度に組立てることができる。しかも、
その第１、第２電極を強固に支持固定できるため、大口
径電子レンズを精度よく、そのレンズ性能を向上するこ
とができ、高性能かつ実用的な電子銃とすることができ
る。さらに、第１電極の支持片と第２電極の支持片との
間隔を通常の電子銃の軸方向配置と同様に十分な大きさ
にすることができるため、耐電圧も確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の実施例の説明図で、第
１図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれその一実施例である陰極
線管用電子銃の構成を示す正面図、そのＢ−Ｂ線断面図
およびその要部を示す側面図、第２図および第３図は、
第５グリッドと第６グリッドとの組合わせを説明するた
めの図で、第２図は第６グリッドの斜視図、第３図は第
５グリッドの斜視図、第４図ないし第９図は従来の電子
銃を説明するための図で、第４図はカラー受像管の構成
を示す図、第５図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来の
大口径電子レンズを形成する電極の組立て構造を示す
図、第６図は大口径電子レンズを形成する電極の異なる
組立て構造を示す図、第７図（ａ）および（ｂ）はそれ
ぞれ大口径電子レンズを形成する電極のさらに異なる組
立て構造を一部断面で示す正面図およびその第１、第２
陽極部の断面図、第８図はその要部の組立て方法を説明
するための図、第９図（ａ）および（ｂ）はそれぞれそ
の第２陽極の異なる構造を示す図である。 31……第５グリッドの大径の円筒部 32……偏平筒部 33……第６グリッドの大径の円筒部 34……支持板、35……絶縁支持部材 36……支持片、37……支持片 ｋ……カソード、G1……第１グリッド G2……第２グリッド、G3……第３グリッド G4……第４グリッド、G5……第５グリッド G6……第６グリッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−46634（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253141（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−154439（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 29/46 - 29/68

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カソードおよびこのカソードからの電子放
   射を制御しかつ放射された電子を集束して電子ビームを
   形成する複数の電極からなる電子ビーム形成部と、この
   電子ビーム形成部から放出される電子ビームを蛍光体ス
   クリーン上に集束する複数の電極からなる主電子レンズ
   部とを有し、上記電子ビーム形成部および主電子レンズ
   部を形成するカソードおよび複数の電極がこれらカソー
   ドおよび複数の電極に設けられた支持片を介して絶縁支
   持部材により一体に固定されてなる陰極線管用電子銃に
   おいて、 上記主電子レンズ部は上記蛍光体スクリーン側を大径円
   筒部としこの大径円筒部の上記カソード側に上記大径円
   筒部よりも小径の最大径部をもつ偏平筒部が一体に形成
   された第１電極と、この第１電極の上記大径円筒部を包
   囲する大径円筒部を有する第２電極とにより形成され、
   上記第１電極には上記偏平筒部の長側面に上記絶縁支持
   部材に固定される支持片が設けられ、上記第２電極には
   上記大径円筒部に上記第１電極の偏平筒部の最大径部を
   覆う一対の支持板が取付けられ、この一対の支持板に上
   記第１電極の支持片を両側から挟むように上記絶縁支持
   部材に固定される支持片が設けられていることを特徴と
   する陰極線管用電子銃。