(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のファンネルのネック部開口端部に対向して、電子銃を有するステムをそれぞれ取り付け、電子銃のカソード先端の酸化物を活性化して後、ファンネルのネック部開口端部とステムを封着する陰極線管の封着装置における陰極線管封着治具であって、
短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極２枚を、該凹部でステムの金属リングを挟むように間隙を設けて互いに平行に配置し、前記２枚の平板状電極の長手方向の一端部を接続して１枚の電極とし、さらに前記電極を空隙をもって複数枚積層した高周波誘導加熱コイルと、
複数のカソード先端の酸化物を活性化するために複数のステムを並列接続する前記電極の長手方向と平行に設けた配線を有する陰極線管封着治具において、
前記配線は、高周波誘導加熱コイル稼動時の磁界により起電力が発生しない位置に配置されることを特徴とする陰極線管封着治具。
【請求項２】
複数個のファンネルのネック部開口端部に対向して、電子銃を有するステムをそれぞれ取り付け、電子銃のカソード先端の酸化物を活性化して後、ファンネルのネック部開口端部とステムを封着する陰極線管の封着装置における陰極線管封着治具であって、
短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極を２枚、該凹部でステムの金属リングを挟むように間隙を設けて互いに平行に配置し、前記２枚の平板状電極の長手方向の一端部を接続して１枚の電極とし、さらに前記電極を空隙をもって複数枚積層した高周波誘導加熱コイルと、
複数のカソード先端の酸化物を活性化するために複数のステムを並列接続する前記平板状電極の長手方向と平行に設けた配線と、前記高周波誘導加熱コイルが平面的に重なる位置に配置される陰極線管封着治具において、
前記電極の長手方向に設けた配線を前記２枚の平板状電極のいずれか一方の平板状電極側に配置したことを特徴とする陰極線管封着治具。
【請求項３】
複数個のファンネルのネック部開口端部に対向して、電子銃を有するステムをそれぞれ取り付け、電子銃のカソード先端の酸化物を活性化して後、ファンネルのネック部開口端部とステムを封着する陰極線管の封着装置における陰極線管封着治具であって、
短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極２枚を、該凹部でステムの金属リングを挟むように間隙を設けて互いに平行に配置し、前記２枚の平板状電極の長手方向の一端部を接続して１枚の電極とし、さらに前記電極を空隙をもって複数枚積層した高周波誘導加熱コイルと、
複数のカソード先端の酸化物を活性化するために複数のステムを並列接続する前記電極の長手方向と平行に設けた配線が前記高周波誘導加熱コイルと平面的に重ならないことを特徴とする陰極線管封着治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は陰極線管封着治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管のネック部と電子銃の組み込まれたステム部とを金属リングを介して接合し、該接合部をフリットガラスにより真空中で融着する陰極線管がある。このような陰極線管の封止方法が特開昭５７−１２４８３０号公報（特公昭６２−４６９４１号公報）で詳細に開示されている。
【０００３】
図１乃至図８は前記公報で開示された陰極線管の封止方法の例を示す工程図である。図１に示すように所要のステムピン１１を貫通植立したステムガラス即ち粉末ガラスをプレス成形した後焼成してなるステム部１２と、このステム部１２に相応する大きさの金属リング１３を設ける。ステム部１２は周縁部を他部より肉薄とするごとく成形する。金属リング１３は、例えば４２６合金からなり、両端に開口を有する円筒の一方の端部から円筒の中心軸方向に略直角に突出するつば部を有し、中心軸方向の断面が略Ｌ字形となる形状に構成する。なお、図示の例では金属リング１３の高さｈをステム部１２の厚さｔより僅かに高くしている。金属リング１３は予め例えば１１００℃のウェットＨ２雰囲気中で酸化処理し、表面にクロムの酸化物皮膜を形成しておく。この酸化物皮膜は後のガラスとのなじみを良くするものである。
【０００４】
次に図２に示すように粉末ガラスをプレスしてなるステム部１２と金属リング１３を一体的に形成し、例えば９００℃程度の加熱処理でステム部１２の焼成と金属リング１３のステム部１２への固定を同時に行った後、図３に示すように金属リング１３とステム部１２の周縁部とにおいて形成された環状溝１５内に溝と略同じ大きさの低融点フリットガラス１６を均一に充填する。
【０００５】
なお、金属リング１３とステムガラス１２との固定を、図４に示すようにステム部１２上に金属リング１３のつば部の一部を埋め込んで固定すると図７、図８におけるネック部２４との突き合わせ基準面を金属リング１３のつば部内面によって正確に出すことができる。その場合も金属リング１３とステム部１２間で形成された環状溝１５に低融点フリットガラス１６を前記と同様にして充填する。
【０００６】
また、完成したステムガラス単体に金属リングを固定する場合に特に図５の様な構造で金属リングを高周波誘導加熱すると、金属リングとステムガラスの溶着と同時に、金属リング下部開口部にステムガラスのだれを生じるので金属リング下部面を電子銃組立のための基準面とすることができないだけでなく、ネック部との突き合わせ部も平面に保つことが難しい。しかし粉末ガラスをプレス成形した後、
プレス型内で焼成すると、ステム部１２の成形を正確に行うことができる。特に図４の構造においてはステム部１２の下面を電子銃組立工程の基準面とすることができる。
【０００７】
次に図５に示すように例えば高周波誘導加熱装置１７によって真空中で４００℃の加熱処理を施してフリットガラス１６を仮焼成し、フリットガラス１６内のガス抜きを行う。この熱処理は真空中で行うためにステムピン１１の酸化は防止される。又、加熱装置としては高周波誘導加熱装置１７の他、ニクロム線使用の加熱炉でも可能である。尚、高周波誘導加熱の場合、図４では粒状フリット１６と金属リング１３との接触部分が多いため効果的に粒状フリット１６の仮焼成ができる。
【０００８】
次に電子銃組立工程に送り、図６に示すようにステムピン１１上に電子銃２３を取付ける。しかる後、図７に示すように電子銃２３を陰極線管のネック部２４内に挿入し、この状態で陰極線管内を真空排気して後、ネック部２４の後端をフリットガラス１６に当接させて、真空中で金属リング１３を高周波誘導加熱装置１８を介して４００℃程度に加熱し、その輻射熱で低融点のフリットガラス１６を溶融させ、ネック部２４とステム部１２とを封着する（図８参照）。
【０００９】
予めステム部１２に金属リング１３を固定し、そのステム部１２及び金属リング１３間に形成された環状溝１５に低融点フリットガラス１６を充填して後、フリットガラス１６を介して電子銃２３が組み込まれたステム部１２とネック部２４とを対接し、例えば高周波誘導加熱を用いて金属リング１３を真空加熱しその輻射熱で低融点フリットガラス１６を溶融してネック部２４とステム部１２との封止を行うようにしたので、比較的に低温で封止可能となり、封止工程時に組み込まれた電子銃２３が酸化されることがない封止方法というものである。
【００１０】
封着工程においては、陰極線管のネック部とステムとの軸心のずれが画像に大きく影響するため、軸心を高精度に一致させる必要がある。また、ステム封着時においては、ステムに配設されるステムピンに電流を導通し、ステムピンと導通するカソードを加熱し、該カソード先端の酸化物を活性化する必要がある。ステムの位置ずれの防止及びカソード先端の酸化物の活性化を同時に行うためのステム支持具が特開昭５９−１２５４０号公報に開示されている。
【００１１】
図９はステム支持具の断面図である。ステム支持具１は、ベース板２、ステムソケット３及び電極バネ４から成っている。ステムソケット３はセラミックスにより円柱状に形成されており、上方部はステム載置部５となり、下方部は固定部６となっている。前記ステム載置部５の上端部には、ステム１２の位置決め手段としてステム１２に配設されるステムピン１１を挿通するピン挿通孔７が穿設されている。
【００１２】
また、電極バネ４は、下端側をベース板２に固定され、ステムソケット３の外方へ折り曲げた折曲げ部４ａを有する先端側が前記ステムソケット３の固定部が外周面に弾性的に圧接するようにして前記ピン挿通孔７と対向する位置に取り付けられている。一方、ステム１２には電子銃２３が組み立てられるが、ステムピン１１の上端に電子銃２３のカソードが固定され、ステムピン１１の他端部は外部リード線となる。
【００１３】
前記ステム１２は、ステムピン１１をステムソケット３のピン挿通孔７へ挿入することによりステム載置部５の上端面に固定保持される。すなわち、ステム１２はステムピン１１をピン挿通孔７に貫通し、その一端部１１ａにおいて、電極バネ４と固定部６の外周面の隙間に弾発挟持されて保持される。したがって、ステムピン１１を前記電極バネ４により挟持することによりステム１２を固定保持できるとともに、電極バネ４に加えられる電流を、ステムピン１１を介してカソードに導通し、該カソードの酸化物を活性化することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術による封止方法、ステム支持具は陰極線管を１つずつ製造する技術であり、複数個の陰極線管を同時に封止、活性化することができない。
【００１５】
また、前記封止は真空雰囲気中の中で行われるので、１つずつ製造すると封着装置のセットされたチャンバーをその都度排気しなければならず、量産性が乏しく陰極線管が高価な物となってしまう。
【００１６】
本発明は、陰極線管の量産が可能な陰極線管封着治具を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
複数個のファンネルのネック部開口端部に対向して、電子銃を有するステムをそれぞれ取り付け、電子銃のカソード先端の酸化物を活性化して後、ファンネルのネック部開口端部とステムを封着する陰極線管の封着装置における陰極線管封着治具であって、短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極２枚を、該凹部でステムの金属リングを挟むように間隙を設けて互いに平行に配置し、前記２枚の平板状電極の長手方向の一端部を接続して１枚の電極とし、さらに前記電極を空隙をもって複数枚積層した高周波誘導加熱コイルと、複数のカソード先端の酸化物を活性化するために複数のステムを並列接続する前記電極の長手方向と平行に設けた配線を有する陰極線管封着治具において、前記配線は、高周波誘導加熱コイル稼動時の磁界により起電力が発生しない位置に配置される陰極線管封着治具とする。平板状電極２枚の一端部を接続して１枚の電極としと表現しているが、１枚の板を前述の電極形状にしても同じことである。
【００１８】
複数個のファンネルのネック部開口端部に対向して、電子銃を有するステムをそれぞれ取り付け、電子銃のカソード先端の酸化物を活性化して後、ファンネルのネック部開口端部とステムを封着する陰極線管の封着装置における陰極線管封着治具であって、短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極２枚を、該凹部でステムの金属リングを挟むように間隙を設けて互いに平行に配置し、一端部を接続して１枚の電極とし、さらに前記電極を空隙をもって複数枚積層した高周波誘導加熱コイルと、複数のカソード先端の酸化物を活性化するために複数のステムを並列接続する前記平板状電極の長手方向と平行に設けた配線と、前記高周波誘導加熱コイルが平面的に重なる位置に配置される陰極線管封着治具において、前記電極の長手方向と平行に設けた配線を前記２枚の平板状電極のいずれか一方の平板状電極側に配置した陰極線管封着治具とする。
【００１９】
数個のファンネルのネック部開口端部に対向して、電子銃を有するステムをそれぞれ取り付け、電子銃のカソード先端の酸化物を活性化して後、ファンネルのネック部開口端部とステムを封着する陰極線管の封着装置における陰極線管封着治具であって、短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極２枚を、該凹部でステムの金属リングを挟むように間隙を設けて互いに平行に配置し、前記２枚の平板状電極の長手方向の一端部を接続して１枚の電極とし、さらに前記電極を空隙をもって複数枚積層した高周波誘導加熱コイルと、複数のカソード先端の酸化物を活性化するために複数のステムを並列接続する前記電極の長手方向と平行に設けた配線が前記高周波誘導加熱コイルと平面的に重ならない陰極線管封着治具とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１０は本発明の陰極線管封着治具に使用するステム支持具の斜視図である。本発明の陰極線管封着治具には前記ステム支持具を複数個（例えば５０個）搭載する。ステム支持具１は、陰極線管封着治具に固定するベース部３ａを有するステムソケット３及び電極バネ４から成っている。ステムソケット３はセラミックスにより形成されており、上方部はステム載置部５となり、下方部はベース部３ａとなっている。ステム載置部５とベース部３ａとの間は平板状に形成され、２つの電極バネ４、４が取付けられている。電極バネ４の一端には接続用端子部４ｂが形成されている。前記ステム載置部５の上端部には、ステム１２の位置決め手段としてステム１２に配設されるステムピン１１を挿通するピン挿通孔７が穿設されている。
【００２１】
また、電極バネ４は、ステムソケット３の外方へ折り曲げた折曲げ部（不図示）を有する先端側が前記ステムソケット３のベース部が外周面に弾性的に圧接するようにして前記ピン挿通孔７と対向する位置に取り付けられている。一方、ステム１２には電子銃２３が組み立てられるが、ステムピン１１の上端に電子銃２３のカソード１０が固定され、ステムピン１１の他端部は外部リード線となる。各部の機能は図９に示した従来のステム支持具と同じである。
【００２２】
図１１は本発明の陰極線管封着治具を説明するための模式図であり正面図、図１２は陰極線管の部品を取り除いた上面図である。ベース板３０には複数のステム支持具１が整列して搭載されている。ベース部３ａの上面を固定板３１により固定している。ステム載置部には電子銃２３を組み立てたステム１２が載置されている。上部にはネック部２４を有するファンネル２５が固定手段（不図示）により保持されている。
【００２３】
短手方向にステムの金属リングに対向する凹部を複数個設けた平板状電極２枚（３２Ａ，３２Ｂ）を、該凹部でステム１２の金属リングを挟むように間隙を設けて平行に配置し、前記２枚の平板状電極の長手方向の一端部を接続した電極（高周波誘導加熱装置コイル、以下コイルという）３２が配置されている。本実施形態ではコイル３２は３枚の電極で構成され、それぞれ所定間隔で保持されている。図１３はコイル（電極）の中間部を省略した上面図である。Ｕ字状に折り曲げられているが、直線状で良いことは言うまでもない。
【００２４】
前記状態の陰極線管封着治具を封着装置に導入し、まず、装置内を真空にした後封着装置内を加熱しファンネル２５等のガス抜きを行う。その後電極バネ４に加えられる電流をステムピンを介してカソード１０に導通し、該カソード１０の酸化物を活性化する。酸化物の活性化は非常に微妙であり、印加電流と時間を適当な条件に設定して行われる。ステムの封着は従来技術と同様に行う。
【００２５】
複数個のステム支持具に通電するには、個々のステム支持具を直列に接続する方法と、並列に接続する方法がある。図１４はステム支持具の接続方法及び、高周波誘導加熱装置のコイルとの位置関係を説明するための模式図であり、（Ａ）は直列接続、（Ｂ）は並列接続で配線がコイル投影内に位置している構造、（Ｃ）は並列配線で配線がコイルの投影外に位置している構造、（Ｄ）は並列配線で、配線をステム支持具の片側に配置した構造であり、それぞれ上面図。コイルは２点鎖線で表示している。
【００２６】
（Ａ）は直列接続であるが、直列接続は、ステム支持具の電極バネ４の接続用端子部４ｂを使用して配線３３を（Ａ）のように接続する。直列接続では、複数個のステム支持具を接続するのにそれぞれのステム支持具の電極バネ４とステム１２のステムピン１１、ステムピン１１とカソード１０との接続間において１箇所でも接続不良が発生すると全部が導通不良となってしまい、量産性に乏しく採用できない。
【００２７】
（Ｂ）は並列接続で配線がコイル投影内に位置している構造である。２本の配線３４と３５から複数のステム支持具にそれぞれ給電しているので、直列接続のような不具合はない。しかし、隣同士のステム支持具で配線が閉ループとなるため、封着時の高周波誘導加熱のコイル３２により閉ループに起電力が発生し、カソードに電流が流れる不具合が発生する。制御できない電流によりカソードの酸化物が加熱されるため、電子銃が不良となる不具合が発生するので、本配線構造も採用できない。
【００２８】
（Ｃ）は並列配線で配線がコイルの投影外に位置している（配線がコイルと平面的に重ならない）構造である。本構造では、封着時のコイル３２により閉ループに起電力が多少発生するが、酸化物が加熱されることによる不具合は発生しないので、本発明の陰極線管封着治具として採用した。
【００２９】
（Ｄ）は並列配線で、配線をステム支持具の片側に配置した（電極の長手方向と平行に設けた配線を２枚の平板状電極のいずれか一方の平板状電極側に配置した）構造である。本構造では、隣同士のステム支持具で配線が閉ループであるが、配線３４、３５の位置がコイル（電極）のいずれか一方の平板状電極側にあり、配線の間隔が狭いと、起電力による電流が同じ方向でかつ起電力の差が小さくなり、酸化物を活性化するほど加熱する電流は流れなくなるため、（Ｂ）構造の不具合は発生せず、本発明の陰極線管封着治具として採用した。
【００３０】
前述した高周波誘導加熱時の配線の起電力について説明する。図１５は起電力を説明するための模式図であり、図１４（Ｂ）を矢印方向から見たものと、カソードに電流が流れる状態図である。電極３２Ａ、３２Ｂに図に示すような方向に流れる電流を流すと（平板状電極３２Ｂには紙面の裏側から表側に、平板状電極３２Ａには紙面表側から裏側に流れる。以下同じ）平板状電極の周りには図のような磁界が発生する。磁界の中にある配線３４、３５には起電力が発生するが、磁界の方向が異なるので、配線３４では左から右に、配線３５では右から左に電流が流れる。隣同士のカソードと配線３４、３５は閉ループを形成しているので各カソードには電流が流れ、カソードに着いている酸化物が加熱されることになる。起電力は磁界の強さと配線の位置により変化する。高周波誘導加熱装置において磁界の発生は必須なので、起電力の発生を防止するには、配線を磁界から十分遠ざければ良い。実際問題としては、酸化物が加熱されることで不具合が発生しない距離だけ遠ざければ良い。高周波誘導加熱の障害にならなければ、配線を磁気シールドすることも有効である。
【００３１】
図１６は起電力を説明するための模式図であり、図１４（Ｃ）を矢印方向から見たものである。磁界は電極の近傍で強く、離れることにより急激に弱くなるので、平板状電極３２Ａ、３２Ｂの長手方向と平行に設けた配線３４、３５がコイルと平面的に重ならない位置に配置して、起電力の発生をおさえた配置構造である。
【００３２】
図１７は起電力を説明するための模式図であり、図１４（Ｄ）を矢印方向から見たものである。配線３４、３５を一方の平板状電極側（図では３２Ｂ）に配置し、かつ配線同士を近接して配置した構造である。配線３４、３５は同じ磁界の中で近接して配置されているので、起電力はほぼ同じであり、電流方向も同じになり、閉ループ中で相殺されて電流はほとんど流れないことになる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、起電力によりカソードが加熱されることはなくなる。ただし、陰極線管封着治具が大型化する。
【００３４】
請求項２の発明によれば、起電力によりカソードが加熱されることはほとんどなくなり、陰極線管封着治具も小型化できる。
【００３５】
請求項３の発明によれば、起電力によりカソードが加熱されることはほとんどなくなる。ただし、陰極線管封着治具が多少大型化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図２】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図３】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図４】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図５】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図６】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図７】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図８】陰極線管の封止方法の例を示す工程図
【図９】ステム支持具の断面図
【図１０】本発明の陰極線管封着治具に使用するステム支持具の斜視図
【図１１】本発明の陰極線管封着治具を説明するための模式図であり正面図
【図１２】図１１から陰極線管の部品を取り除いた上面図
【図１３】コイルの中間部を省略した上面図
【図１４】ステム支持具の接続方法及び、高周波誘導加熱装置のコイルとの位置関係を説明するための模式図であり、（Ａ）は直列接続、（Ｂ）は並列接続で配線がコイル投影内に位置している構造、（Ｃ）は並列配線で配線がコイルの投影外に位置している構造、（Ｄ）は並列配線で、配線をステム支持具の片側に配置した構造であり、それぞれ上面図
【図１５】起電力を説明するための模式図
【図１６】起電力を説明するための模式図
【図１７】起電力を説明するための模式図
【符号の説明】
１      ステム支持具
２      ベース板
３      ステムソケット
３ａ    ベース部
４      電極バネ
４ａ    折り曲げ部
４ｂ    接続用端子部
５      ステム載置部
６      固定部
７      ピン挿通孔
１０    カソード
１１    ステムピン
１１ａ  ステムピンの一端部
１２    ステム（ステム部）
１３    金属リング
１５    環状溝
１６    低融点フリットガラス（粒状フリット）
１７    高周波誘導加熱装置
１８    高周波誘導加熱装置
２３    電子銃
２４    ネック部
２５    ファンネル
３０    ベース板
３１    固定板
３２    コイル
３２Ａ  平板状電極
３２Ｂ  平板状電極
３３    配線
３４    配線
３５    配線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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