(57)【要約】【課題】  架張型シャドウマスクを備えたカラー陰極線において、動作開始直後の色ずれを防止する。【解決手段】  シャドウマスク７の張力方向と略直交する方向に延びるフレーム８の部材８ａに固着されたスプリング取付部材２１は、フレーム側固着部２１ａと、スプリング１１が固着されたスプリング側固着部２１ｂと、これらを繋ぐ可動部２１ｃとを備える。フレーム側固着部２１ａは、管軸方向においてスプリング側固着部２１ｂよりもスクリーン側に位置し、張力の印加方向においてスプリング側固着部２１ｂよりも管軸寄りに位置する。動作開始直後にシャドウマスク７が加熱されてフレーム８が戻り変形すると、スプリング取付部材２１がシャドウマスク７をスクリーン側に移動させる。従って、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体スクリーンに対する射突位置ずれが抑えられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力が印加された状態でシャドウマスクがフレームに架張されてなるシャドウマスク構体と、パネルの側壁に植設されたパネルピンと、前記フレームに固着されたスプリング取付部材と、一端が前記スプリング取付部材に固着され、他端が前記パネルピンに係止されて、前記シャドウマスク構体を前記パネルピンに懸架するスプリングとを有するカラー陰極線管において、
前記張力の印加方向と略直交する方向に沿って延びる前記フレームの部材に取り付けられた前記スプリング取付部材は、前記フレームに固着されたフレーム側固着部と、前記スプリングが固着されたスプリング側固着部と、前記フレーム側固着部と前記スプリング側固着部とを繋ぐ可動部とを少なくとも備え、
管軸方向において、前記フレーム側固着部は前記スプリング側固着部よりもスクリーン側に位置し、
前記張力の印加方向において、前記フレーム側固着部は前記スプリング側固着部よりも管軸寄りに位置することを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記スプリングがバイメタル構造を有する請求項１に記載のカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャドウマスク構体がパネル内に懸架保持されたカラー陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー陰極線管内にシャドウマスクとフレームとの組み立て体（シャドウマスク構体と称する）を保持するための支持手段のひとつとして、熱膨張係数が異なる２種類の金属材料からなるバイメタル構造を有するスプリングが知られている。このスプリングは、温度変化に応じて生じる２種類の金属材料間の熱膨張差を利用して、変形を生じるように構成されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００３】
カラー陰極線管を長時間動作させていると、シャドウマスクに射突する電子ビームによってシャドウマスクが熱せられ、この熱が時間の経過とともに、フレーム及びスプリングへと順に伝わる。この熱でフレームが熱膨張することで、シャドウマスクに形成された電子ビーム通過孔の位置がシャドウマスクの面と平行に、管軸から遠ざかる方向へ移動する。ところが、バイメタル構造のスプリングが、その温度変化によって変形して、シャドウマスク構体を蛍光体スクリーン側へ移動させる。従って、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体スクリーンへの射突位置がほとんど変化しない。このように、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の位置がシャドウマスクの沿面方向へ移動しても、それを補償するようにスプリングがシャドウマスク構体を管軸方向に移動させるので、カラー陰極線管を長時間動作させても色ずれが生じない。
【特許文献１】特開平６−４４９１５号公報
【特許文献２】特開平６−１１１７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなバイメタル構造を有するスプリングは、カラー陰極線管を長時間動作させたときに生じる色ずれを低減することはできるが、特に、架張タイプのシャドウマスク構体に用いた場合、次の述べるように、カラー陰極線管の動作開始直後の色ずれを低減することはできないという課題があった。
【０００５】
近年、カラー陰極線管は、外光の映り込みが少なく見栄えが良いという点から、画像が表示されるフェイスパネルが平面化されている。これに伴い、色選別の機能を果たすシャドウマスクは、プレスタイプのものから、張力を印加された状態でフレームに溶接されるタイプが用いられるようになってきた。
【０００６】
このような、シャドウマスクが張力が印加された状態でフレームに溶接された架張型シャドウマスクを備えた従来のカラー陰極線管の一例の断面図を図５に示す。図示したように、カラー陰極線管の管軸をＺ軸、水平方向軸をＸ軸、垂直方向軸をＹ軸とする直交座標系を定義する。Ｘ軸とＹ軸とはＺ軸上で交差する。
【０００７】
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２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル（以下、「パネル」という）２と、パネル２の後方に接続されたファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵された電子銃５と、パネル２の内部に蛍光体スクリーン２ａに対向して設けられたシャドウマスク７と、シャドウマスク７を保持するフレーム８とを備えている。また、電子銃５から出射された電子ビーム４を偏向走査するためにファンネル３の外周面上には偏向ヨーク６が設けられている。シャドウマスク７は、規則正しく配列された多数の電子ビーム通過孔を有しており、電子銃から発射される３本の電子ビーム４（図５では重なった１本の束としてモデル的に示している）に対して色選別の役割を果たしている。
【０００８】
架張型シャドウマスク構体１０は、画面垂直方向（Ｙ軸方向、即ち図５の紙面の上下方向。以下、「垂直方向」と称する）の張力が印加されたシャドウマスク７と、垂直方向の加圧力が加えられた状態でシャドウマスク７を保持するフレーム８とから構成される。フレーム８は、画面水平方向（Ｘ軸方向、即ち図５の紙面に垂直な方向。以下、「水平方向」と称する）に沿って離間して配された長辺をなす一対の支持部材８ａと、垂直方向に沿って離間して配された短辺をなす一対の連結部材８ｂとを備える。一対の支持部材８ａの両端に一対の連結部材８ｂが溶接されて、矩形枠状のフレーム８が構成されている。一対の支持部材８ａのそれぞれの一側縁にシャドウマスク７が溶接されている。
【０００９】
支持部材８ａ及び連結部材８ｂの外周面にスプリング取付部材３１，３２が溶接され、スプリング取付部材３１，３２にスプリング１１，１２の一端が溶接されている。スプリング１１，１２の他端に形成された開孔１１ａ，１２ａをパネル２の内面に植設されたパネルピン１３に係止することにより、シャドウマスク構体１０はパネル２内に保持される。
【００１０】
スプリング１１，１２は、熱膨張係数が異なる２種類の金属材料からなるバイメタル構造を有し、点線１１ｂ，１２ｂは、この２種類の金属材料の接合線を示している。
【００１１】
架張型シャドウマスク構体１０においては、シャドウマスク７に印加された垂直方向の張力とフレーム８に印加された垂直方向の加圧力とがバランスしており、この加圧力によりフレーム８は垂直方向に圧縮変形している。
【００１２】
このような架張型シャドウマスク構体１０を有したカラー陰極線管１では、動作開始直後には、フレーム８やスプリング１１，１２は温度上昇も熱膨張もしないのに対して、シャドウマスク７だけが急激に温度上昇して熱膨張する。シャドウマスク７だけが熱膨張することでシャドウマスク７に印加された張力が低下し、フレーム８に印加された垂直方向の加圧力も低下する。従って、フレーム８はシャドウマスク７を架張する前の元の状態に戻ろうと変形し（この変形を、以下「戻り変形」という）、フレーム８の一対の支持部材８ａの間隔が拡大する。この結果、シャドウマスク７の電子ビーム通過孔が張力印加方向（ここでは垂直方向）に移動し、特に蛍光体スクリーン２ａの垂直方向の周辺部やコーナー部で電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体スクリーン２ａに対する射突位置がずれて、色ずれが生じてしまう。
【００１３】
このようにして発生するカラー陰極線管の動作開始直後の色ずれは、バイメタル構造を有するスプリング１１，１２では防止することはできない。
【００１４】
本発明は、動作開始直後に色ずれが生じにくいカラー陰極線管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】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管は、張力が印加された状態でシャドウマスクがフレームに架張されてなるシャドウマスク構体と、パネルの側壁に植設されたパネルピンと、前記フレームに固着されたスプリング取付部材と、一端が前記スプリング取付部材に固着され、他端が前記パネルピンに係止されて、前記シャドウマスク構体を前記パネルピンに懸架するスプリングとを有する。前記張力の印加方向と略直交する方向に沿って延びる前記フレームの部材に取り付けられた前記スプリング取付部材は、前記フレームに固着されたフレーム側固着部と、前記スプリングが固着されたスプリング側固着部と、前記フレーム側固着部と前記スプリング側固着部とを繋ぐ可動部とを少なくとも備える。そして、管軸方向において、前記フレーム側固着部は前記スプリング側固着部よりもスクリーン側に位置し、前記張力の印加方向において、前記フレーム側固着部は前記スプリング側固着部よりも管軸寄りに位置する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、動作開始直後において、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の位置ずれが抑えられるので、電子ビーム軌道のずれによる色ずれが生じにくいカラー陰極線管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図を図１に示す。図５に示した従来のカラー陰極線管と同一の構成要素には同一の符号を付してそれらについての詳細な説明を省略する。
【００１９】
本発明においても、図５に示した従来のカラー陰極線管と同様に、シャドウマスク７が垂直方向に張力を印加された状態でフレーム８に溶接され架張された架張型シャドウマスク構体１０が、熱膨張係数が異なる２種類の金属材料からなるバイメタル構造を有するスプリング１１，１２を介してパネルピン１３に懸架されている。
【００２０】
本発明では、シャドウマスク７が溶接された、張力の印加方向と略直交する方向に沿って延びる一対の支持部材８ａに取り付けられたスプリング取付部材２１が階段状に屈曲している点で、スプリング取付部材３１が平板状であった図５に示した従来のカラー陰極線管と異なる。
【００２１】
スプリング取付部材２１の周辺構造を図２に示す。スプリング取付部材２１は、支持部材８ａに溶接されたフレーム側固着部２１ａと、スプリング１１が溶接されたスプリング側固着部２１ｂと、フレーム側固着部２１ａとスプリング側固着部２１ｂとを繋ぐ可動部２１ｃとを備える。フレーム側固着部２１ａに対して可動部２１ｃは屈曲部２１ｅにて所定の角度をなすように折り曲げられ、可動部２１ｃに対してスプリング側固着部２１ｂは屈曲部２１ｆにて所定の角度をなすように折り曲げられている。そして、Ｚ軸方向において、フレーム側固着部２１ａはスプリング側固着部２１ｂよりも蛍光体スクリーン２ａ側に位置し、シャドウマスク７への張力印加方向において、フレーム側固着部２１ａはスプリング側固着部２１ｂよりもＺ軸寄りに位置する。
【００２２】
このようなスプリング取付部材２１のスプリング側固着部２１ｂに、スプリング１１が取り付けられている。スプリング１１は、フレーム壁に沿ってＺ軸と直交する方向にその長手方向を有しており、開孔１１ａでパネルピンに１３に係合されている。
【００２３】
図３は、スプリング取付部材２１の作用を説明する断面図である。カラー陰極線管の動作を開始させた直後には、電子ビームが急激にシャドウマスク７を熱すためシャドウマスク７の張力が緩み、シャドウマスク７が溶接された一対の支持部材８ａの間隔が拡大するようにフレーム８が戻り変形する。即ち、支持部材８ａが矢印Ｃ方向に移動しようとし、支持部材８ａに溶接されているスプリング取付部材２１のフレーム側固着部２１ａも矢印Ｃ方向に移動しようとする。ところが、フレーム側固着部２１ａに、可動部２１ｃ、スプリング側固着部２１ｂ、及びスプリング１１を介して連結されているパネルピン１３の位置は変化しない。従って、可動部２１ｃのＺ軸に対する傾斜角度が小さくなるようにスプリング取付部材２１が弾性変形して、フレーム側固着部２１ａは矢印Ｃ方向に移動する際に、同時に矢印Ｄ方向にも移動する。その結果、図３に二点鎖線で示したように、シャドウマスク７を含むシャドウマスク構体１０は蛍光体スクリーン２ａ側に移動する。
【００２４】
このように、フレーム８が戻り変形してシャドウマスク７の電子ビーム通過孔（図示せず）の位置が矢印Ｃ方向にずれても、同時に電子ビーム通過孔の位置は矢印Ｄの方向にも移動する。従って、各電子ビーム通過孔の移動方向は、電子ビーム４の軌道方向とほぼ平行となるので、フレーム８の戻り変形の前後で、電子ビーム通過孔を通過した電子ビーム４の蛍光体スクリーン２ａに対する射突位置はほとんど変化しない。この結果、カラー陰極線管の動作開始直後の色ずれの発生を抑えることができる。
【００２５】
なお、カラー陰極線管を長時間動作させると、フレーム７が熱膨張してシャドウマスク７の電子ビーム通過孔の位置が更に矢印Ｃの方向に移動しようとする。ところが、このときには、スプリング１１も同様に加熱されているので、そのバイメタル効果により、スプリング１１がシャドウマスク７を含むシャドウマスク構体１０を矢印Ｄ方向に移動させる。従って、この場合も電子ビーム通過孔を通過した電子ビーム４の蛍光体スクリーン２ａに対する射突位置はほとんど変化せず、色ずれの発生を抑えることができる。
【００２６】
これに対して、従来のカラー陰極線管では、図６に示すように、支持部材８ａに取り付けられたスプリング取付部材３１は平板状である。このため、カラー陰極線管の動作を開始させた直後にシャドウマスク７の張力が緩んでフレーム８が戻り変形をすると、支持部材８ａは矢印Ｃ方向に移動するが、スプリング取付部材３１は平板状のままほとんど変形せず、スプリング１１が弾性変形して支持部材８ａの矢印Ｃ方向の移動量を吸収する。従って、フレーム８が戻り変形してシャドウマスク７の電子ビーム通過孔（図示せず）の位置が矢印Ｃ方向にずれても、そのＺ軸方向の位置はほとんど変化しないから、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの軌道は、図６において、実線４から二点鎖線４’に移動し、色ずれが生じてしまう。
【００２７】
このように、本願発明によれば、シャドウマスク７に張力を印加している支持部材８ａに取り付けられたスプリング取付部材２１が階段状に屈曲された弾性材料からなるので、フレーム８の戻り変形時にシャドウマスク７及びフレーム８を蛍光体スクリーン２ａ側に変位させる。従って、カラー陰極線管の動作開始直後の色ずれの発生を抑えることができる。
【００２８】
更に、スプリング１１，１２がバイメタル構造を有することにより、カラー陰極線管の長時間動作による色ずれの発生を抑えることができる。
【００２９】
本発明において、スプリング１１，１２は、その長手方向に沿った点線１１ｂ，１２ｂに対して一方の側の低熱膨張材料と、他方の側の高熱膨張材料とが接合されてなるバイメタル構造を有している。その具体的構成は、上記特許文献１，２などに開示された公知のものと同様でよい。
【００３０】
但し、スプリング１１，１２は、長時間動作時に色ずれを生じさせないための別の手段を有していれば、必ずしもバイメタル構造を有していなくてもよく、その場合であっても、スプリング取付部材２１によるカラー陰極線管の動作開始直後の色ずれ抑制効果を得ることはできる。
【００３１】
上記の実施の形態では、シャドウマスク７に垂直方向の張力が印加される場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。シャドウマスク７に印加される張力の方向は、水平方向であってもよく、垂直方向と水平方向の両方であってもよい。水平方向に張力が印加される場合には、上述した階段状に屈曲変形させたスプリング取付部材を、シャドウマスクに水平方向に張力を印加しているフレームの一対の部材（即ち、フレームの４辺のうち垂直方向に沿った辺を構成する一対の部材）に取り付ければよい。また、垂直方向及び水平方向の両方に張力が印加される場合には、上述した階段状に屈曲変形させたスプリング取付部材を、フレームの垂直方向及び水平方向に沿って延びる４つの辺の全てを構成する部材に取り付ければよい。
【００３２】
また、上記の実施の形態で示したスプリング取付部材２１は、平板が直線状の屈曲部２１ｅ，２１ｆで屈曲されていたが、平板をなだらかなカーブを描くように階段状に変形させてフレーム側固着部２１ａ、スプリング側固着部２１ｂ、及び可動部２１ｃが形成されていてもよい。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明を、シャドウマスクが短辺方向（垂直方向）に張力が印加されて架張された、画面対角サイズ６６ｃｍのカラー陰極線管へ適用した具体例を示す。
【００３４】
本発明に対応したカラー陰極線管（以下「実施例」という）では、シャドウマスクに、その中央で６．７ｋＮ（６８０kgf）、周辺で４．９ｋＮ（５００kgf）の張力が印加されている。使用したスプリング取付部材２１は、厚さ２ｍｍのクロムモリブデン鋼からなる板材を図２に示すように屈曲変形させて製造した。外力が付与されていない状態で、フレーム側固着部２１ａとスプリング側固着部２１ｂは相互にほぼ平行であり、また、このときの各部の寸法は以下の通りである。図２に示すように、フレーム側固着部２１ａとスプリング側固着部２１ｂとの高低差Ｈ＝５ｍｍ、フレーム側固着部２１ａの面に平行な方向に沿って、フレーム側固着部２１ａの長さＬａ＝１５ｍｍ、スプリング側固着部２１ｂの長さＬｂ＝２０ｍｍ、可動部２１ｃの長さＬｃ＝１５ｍｍとした。スプリング取付部材２１の幅Ｗ＝５０ｍｍとした。また、このように外力が付与されていない状態での、可動部２１ｃとＺ軸とがなす角度は１８°とした。
【００３５】
スプリング取付部材２１に代えて図５及び図６に示した、厚さ２ｍｍ、長さＬ＝５０ｍｍ、幅Ｗ＝５０ｍｍのクロムモリブデン鋼からなる平板状のスプリング取付部材３１を用いる以外は実施例と同様にしてカラー陰極線管を作成した（以下「比較例」という）。
【００３６】
上記の実施例及び比較例のカラー陰極線管について、非動作状態から電流１５００μＡで画面全域の走査を開始し、走査開始後の経過時間に対する画面のコーナー部における電子ビームの移動量を測定した。結果を図４に示す。例えば、動作開始後１０分経過時の電子ビームの移動量は、比較例では１４μｍであったのに対し、実施例では４μｍであり、実施例では動作開始直後の電子ビームの移動量が比較例に対して約１／３以下に低減されていた。長時間動作（例えば動作開始後１時間経過以降）させた場合、実施例及び比較例のいずれでも、電子ビームの移動量はほぼ一定値で安定するが、実施例では、動作開始直後の電子ビーム移動量が抑えられていることにより、結果的に、長時間動作させたときの電子ビーム移動量も比較例に比べて低減されていた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のカラー陰極線管の利用分野は特に限定はないが、例えばテレビジョン受像機やコンピュータモニタに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の管軸に沿った断面図
【図２】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管において、スプリング取付部材周辺を示した斜視図
【図３】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管において、スプリング取付部材の作用を示した断面図
【図４】実施例及び比較例に係るカラー陰極線管において、電子ビーム移動量の測定結果を示した図
【図５】従来のカラー陰極線管の管軸に沿った断面図
【図６】従来のカラー陰極線管において、動作開始初期の色ずれ発生を説明する断面図
【符号の説明】
【００３９】
１  カラー陰極線管
２  フェイスパネル（パネル）
２ａ  蛍光体スクリーン
３  ファンネル
３ａ  ネック部
４  電子ビーム
５  電子銃
６  偏向ヨーク
７  シャドウマスク
８  フレーム
８ａ  フレームの支持部材
８ｂ  フレームの連結部材
１０  架張型シャドウマスク構体
１１，１２  スプリング
１３  パネルピン
２１  スプリング取付部材
２１ａ  フレーム側固着部
２１ｂ  スプリング側固着部
２１ｃ  可動部
２１ｅ，２１ｆ  屈曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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