JP2004221009A - 陰極構体、電子銃及び陰極線管 - Google Patents

Abstract

【課題】電子放射部の電子放射面を加熱部に対して略平行に固着できる陰極構体を提供する。
【解決手段】陰極構体１６０は、電子を蛍光体スクリーンに向けて放射するカソード部１６１と、このカソード部１６１を加熱するヒータ部１６２とを備えると共に、２本の支持線１６３を交差させたその４つの端部を電子銃側の支持部材に取り付けて支持される。カソード部１６１は、カップ状の金属カップ１６１ｂと、この金属カップ１６１ｂ内に挿着されたペレット１６１ａとを備え、一方、ヒータ部１６２は、前記カソード部１６１とつき合わせて固着される予定部位に「Ｘ」字状の溝１６５が形成される共に、この溝１６５に２本の支持線１６３が配置された状態で、カソード部１６１とヒータ部１６２とが金属ペースト１７０を利用して固着されている。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子を放出する陰極構体、当該陰極構体を用いた電子銃及び当該電子銃を備える陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管の電子銃に組み込まれる陰極構体は、電子放射物質を備えたカソード部を加熱することにより電子を放射する。このような陰極構体として、例えば、円筒状の陰極スリーブの上面に電子放射物質を塗布すると共に、内部にヒータを収納したタイプがある。このタイプは、ヒータとスリーブとの間に隙間があるため、ヒータが陰極スリーブを間接的に加熱することになり、ヒータの熱損失が大きい。そこで、ヒータの熱損失を改善した陰極構体が近年提案されている。
【０００３】
図１６は、ヒータの熱損失を改善した従来の陰極構体を示す斜視図であり、図１７は、陰極構体を電子銃に組み込んだ状態で、陰極構体と制御電極とを示す概略図である。なお、図１７は、その内部の様子がわかるように一部切り欠いている。
この陰極構体９６０は、図１６に示すように、電子放射物質が含浸するペレット９６１ａとこのペレット９６１ａを収納する金属カップ９６１ｂとを有するカソード部９６１と、その金属カップ９６１ｂの底面に固着されるヒータ部９６２とを備える。ヒータ部９６２は、セラミック製のセラミック体９６２ａ内にヒータが埋設されている（特許文献１）。従って、ヒータは、セラミック体９６２ａを構成するセラミックを介して直接カソード部９６１を加熱するので、ヒータの熱損失が小になる。なお、セラミック体９６２ａの外周からは、ヒータのリード線９６６が導出している。
【０００４】
陰極構体９６０の電子銃への組み込みは、金属カップ９６１ｂとヒータ部９６２との間から径方向に延伸する４本の支持金属線９６４を介してなされる。４本の支持線９６４は、金属カップ９６１ｂとヒータ部９６２とを固着する前に、両者の間に２本の支持線９６３を交差させて配置し、これらの支持線９６３を挟んだ状態で、金属カップ９６１ｂとヒータ部９６２とが金属ペースト９７０の溶融により固着することで、固定される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２０２８９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の陰極構体９６０では、その電子放射面がヒータ部９６２に対して大きく傾斜してしまうという問題がある。つまり、２本の支持線９６３は「Ｘ」字状に交差しているため、その交差する部分が周りよりも高く***する***部９６３ａとなり（図１７参照）、一方、金属カップ９６１ｂは、交差する支持線９６３上に載置された状態でヒータ部９６２に固着される。
【０００７】
このとき、金属カップ９６１ｂは、その底が***部９６３ａに当接するため、非常に不安定な状態となり、電子放射面がヒータ部９６２に対してどうしても傾斜してしまうのである。そして、このような電子放射面が傾斜する陰極構体を用いた場合、例えば、スピーカの発音時の振動により陰極構体が振動するとカソード電流が変動するという問題を生じる。
【０００８】
以下、電子放射面が傾斜している陰極構体が振動すると、カソード電流が変動するしくみについて図１７を用いて説明する。図１７における仮想線は、振動により下方に移動した状態の陰極構体を示している。
先ず、同図に示すように、陰極構体９６０が静止している状態における電子放射面と制御電極９１１との距離はＬ１となる。これに対して、陰極構体９６０が下方に移動した状態では、制御電極９１１との距離がＬ２となり、このＬ２はＬ１よりも短くなる。これによって、カソード部９６１と制御電極９１１との相対的な電位差が変動してカソード電流が変動するのである。
【０００９】
なお、２本の支持線を交差させずに、例えば、４本の支持線を交差させずに配した状態でカソード部とヒータ部とを固着すれば、電子放射面の傾斜は改善されるが、生産性の低下、さらには、金属ペーストの固着不良によっては支持線が抜けるおそれもあり、現実的ではない。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、電子放射面をヒータ部に対して略平行に固着できる陰極構体、電子銃及び陰極線管を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る陰極構体は、電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向部位に凹部及び／又は開口部を設けて、前記支持線のうち少なくとも交差による***部が前記凹部及び／又は開口部に入り込んだ状態で、前記電子放射部の電子放射面と反対側と前記加熱部の加熱面側とが固着されていることを特徴としている。この構成によれば、加熱部又は電子放射部において支持線の交差部と当接する部分がなくなり、電子放射面をヒータ部に対して略平行に固着することができる。
【００１１】
また、電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向面上に凸部が設けられ、前記電子放射部と前記加熱部とを前記凸部を介して付き合わせたときに当該凸部により形成される前記電子放射部と加熱部との間隙に、前記複数の支持線の交差部が位置されていることを特徴としている。この構成によれば、加熱部又は電子放射部において支持線の交差部と当接する部分がなくなり、電子放射面をヒータ部に対して略平行に固着することができる。
【００１２】
一方、電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向部位に凸部及び凹部が設けられ、前記電子放射部と前記加熱部とを前記凸部を介して付き合わせたときに当該凸部及び前記凹部により形成される前記電子放射部と加熱部との間隙に、前記複数の支持線が配されていることを特徴としている。この構成によれば、加熱部又は電子放射部において支持線の交差部と当接する部分がなくなり、電子放射面をヒータ部に対して略平行に固着することができる。
【００１３】
さらに、前記凹部は溝であることを特徴とし、また前記溝の深さは、前記支持線の横断面における高さと略同じ寸法であることを特徴している。このため、支持線を位置決めできると共に、支持線が全部溝に入るため、安定した状態で対向部位を固着でき、電子放射面の傾きを小にできる。
一方、前記溝は、前記加熱部の対向部位の略中央を通るよう形成されていることを特徴としている。この構成によれば、陰極構体を安定した状態で電子銃本体に支持される。
【００１４】
しかも、前記凹部は、前記加熱部の対向部位に形成された溝であり、当該溝の深さが、前記支持線の横断面における高さの半分以上が入る深さであることをと特徴としている。このため、陰極構体が振動した場合でもその振動を規制することができる。これにより、例えば、カソード部に振動が加わった場合に、カソード電流の変動を小さくすることができる。
【００１５】
一方、前記凸部は、前記加熱部における対向面の略中央を中心として周方向に間隔をおいて少なくとも３つ以上設けられていることを特徴とし、さらに前記凸部の高さは、前記交差部の高さと略同じであることを特徴としている。この構成によれば、支持線の配線用の空間ができ、電子放射面をヒータ部に対して略平行に固着することができる。
【００１６】
また、前記支持線は金属製であり、当該支持線を介して電子放射部へ給電していることを特徴としている。この構成によれば、電子放射部にカソード電圧及び映像信号電圧を印加するための配線を無くすことができる。
一方、本発明に係る電子銃は、上記構成の陰極構体を備え、また、本発明に係る陰極線管は前記電子銃を備えることを特徴としている。これら構成によれば、陰極構体が振動した場合でもカソード電流の変動を小さくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子銃の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
１．構造について
（１）電子銃
電子銃は、陰極線管内に組み込まれている。陰極線管は、内面に蛍光体スクリーンが形成されているパネル部と、ファンネル部とを備え、このファンネル部のネック部内に電子銃が配置されている。
【００１８】
図１は、本実施の形態における電子銃の構成を示す図である。
電子銃１は、同図に示すように、ステム１３０、陰極構体１６０、制御電極１１１、加速電極１１２、集束電極１１３〜１１９、最終加速電極１２０、シールドカップ１２１、コンタクトスプリング１２２及び支持部材１４１とを備える。
陰極構体１６０は、電子ビームを蛍光体スクリーンに向けて放射するもので、制御電極１１１内に取り付けられる後述の陰極ユニットに組み込まれる。この陰極構体１６０から放射される電子ビームの量は、制御電極１１１及び加速電極１１２により制御される。
【００１９】
制御電極１１１及び加速電極１１２は、カソードレンズを形成し、陰極構体１６０から放射された電子ビームは、そのカソードレンズによりクロスオーバーを形成する。電子ビームはさらに蛍光体スクリーン側に進むと、加速電極１１２、集束電極１１３〜１１９及び最終加速電極１２０等により形成されたプリフォーカスレンズ、主集束レンズにより蛍光体スクリーン面で集束する。
【００２０】
なお、制御電極１１１、加速電極１１２、集束電極１１３〜１１９、最終加速電極１２０、シールドカップ１２１への給電は、ステム１３０に設けられたピン１３１、ネック部内面に塗布された導電性塗料に電気的に接触するコンタクトスプリング１２２等を介して行われる。また、各種電極１１１〜１２０、ステム１３０、シールドカップ１２１は、ガラス製の支持部材１４１により支持されている。
【００２１】
（２）陰極ユニット
図２は、本実施の形態における陰極ユニットを蛍光体スクリーン側から見た図であり、内部の陰極ユニットの様子がわかるように制御電極の一部を切り欠いている。図３は、陰極ユニットを図２におけるＸ−Ｘ線での断面を矢視方向から矢視した図である。
【００２２】
上述の電子銃１の制御電極１１１は幅広の有底円筒形状をしており、その内部に、図２及び図３に示すように、赤、緑、青用の電子ビームを放射する陰極ユニット１５０が３個装着されている。なお、３個の陰極ユニット１５０は、横一列、所謂インライン配列されている。
この陰極ユニット１５０は、図３に示すように、電子を放射するカソード部１６１とカソード部１６１を加熱するヒータ部１６２とを備える陰極構体１６０と、この陰極構体１６０を支持する絶縁基板１５１と、この絶縁基板１５１の蛍光体スクリーン側の面に固着されたＬ字状の支持部材１５３と、陰極構体１６０のカソード部１６１及びヒータ部１６２に電圧を供給する電圧供給部材１５４、１５６ａ（１５６ａについては図４の（ｂ）参照）とを備える。陰極ユニット１５０の制御電極１１１への取り付けは、前記支持部材１５３のうち電子銃１の管軸方向（以下、単に、「管軸方向」という。）に延びる部分が円筒状の制御電極１１１の内周面に当接することにより行われる。
【００２３】
図４の（ａ）は、陰極ユニットを蛍光体スクリーン側から見た図であり、（ｂ）は、ステム側（蛍光体スクリーンと反対側）から見た図である。
陰極構体１６０は、後述するが、カソード部１６１とヒータ部１６２との固着部分から延伸する４本の支持金属線１６４を備え、また、ヒータ部１６２の底面（ステム１３０側の面）からは、ヒータ用のリード線１６６ａが延伸している。
【００２４】
絶縁基板１５１は、図２及び図４に示すように、蛍光体スクリーン側からそれを見たときに（蛍光体スクリーン側から見ることを、以下、「正面視」という。）矩形状をしており、その略中央には管軸方向に貫通する貫通孔１５２が形成されている。なお、絶縁基板１５１には、セラミックが用いられている。
この貫通孔１５２は、正面視略方形状で、各辺の中央部分が貫通孔１５２の内側に張り出すと共に、図３に示すように、管軸方向の両端が中央部よりも大きくなっている。
【００２５】
絶縁基板１５１のステム１３０側の面には、図３に示すように、Ｌ字状のヒータ電圧供給部材１５５が互いに対向して取り付けられており、このヒータ電圧供給部材１５５に、陰極構体１６０から延伸するリード線１６６ａが絶縁基板１５１の貫通孔１５２を通って接続されている。
絶縁基板１５１におけるステム１３０側の面の４隅には、図４の（ｂ）に示すように、金属板１５６が固着されており、陰極構体１６０から延伸する支持金属線１６４が、リード線１６６ａと同様に、絶縁基板１５１の貫通孔１５２を通って上記金属板１５６に接続されている。この４個の金属板１５６のうち１個の金属板１５６ａは、支持金属線１６４を介してカソード部１６１にカソード電圧及び映像信号電圧を印加するための電圧印加用となっている。なお、カソード電圧供給用の金属板１５６ａは、支持部材１５３側の端部から下方に伸びる「Ｌ」字状になっており、図３では、支持部材１５３の影となり、図示されていない。
【００２６】
なお、支持部材１５３の絶縁基板１５１への取り付け、ヒータ電圧供給部材１５５の絶縁基板１５１への取り付けには、例えば、Ｍｏ−Ｍｎろう材や銀ろう材のような金属ペーストが用いられ、また、支持金属線１６４と金属板１５６との固着及びヒータ用のリード線１６６ａとヒータ電圧供給部材１５５の固着には、例えば、溶接が用いられている。
【００２７】
（３）陰極構体
図５は、本実施の形態における陰極構体であって、陰極ユニットに組み込む前の状態を示した斜視図である。
陰極構体１６０は、加熱によリ電子を放射するペレット１６１ａを備えるカソード部１６１と、このカソード部１６１を加熱するためのヒータ部１６２と、カソード部１６１とヒータ部１６２とを固着した状態で陰極ユニット１５０に取り付けるための支持金属線１６４とを備える。なお、カソード部１６１とヒータ部１６２とは、金属ペースト１７０、例えば、モリブデンーマンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）のペーストを用いて固着されている。
【００２８】
図６は、図５におけるＡ方向から見た陰極構体１６０の一部を切り欠いた図である。
電子放射部としてのカソード部１６１は、図５及び図６に示すように、カップ状の金属カップ１６１ｂと、この金属カップ１６１ｂ内に挿着されたペレット１６１ａとからなる。
【００２９】
ペレット１６１ａは、所謂、含浸型であって、例えば、タングステン（Ｗ）の多孔質高融点基体に、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）の電子放射性物質（エミッタ）を溶融含浸させて、その電子放射面にオスミウム−ルテニウム（Ｏｓ−Ｒｕ）薄膜を被着したものを用いている。なお、ペレット１６１ａは、正面視略円形状をしており、その大きさは、例えば、直径１．１８ｍｍで、厚さが０．４２ｍｍである。
【００３０】
金属カップ１６１ｂは、ペレット１６１ａの電子放射面が金属カップ１６１ｂの端面よりも蛍光体スクリーン側に張り出す状態で、ペレット１６１ａを保持している。つまり、金属カップ１６１ｂの周壁が、ペレット１６１ａの周面を覆っている。これは、ペレット１６１ａが加熱された際に、その周面から電子が放射するのを防ぐためである。
【００３１】
金属カップ１６１ｂは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）製で、ペレット１６１ａの形状に対応して正面視円形状をし、その大きさは、外径１．２５ｍｍ、内径１．１９ｍｍ、高さが０．４０ｍｍ（板厚：０．０３ｍｍ）である。従って、ペレット１６１ａは、金属カップ１６１ｂから略０．０５ｍｍ出ていることになる。なお、金属カップ１６１ｂとペレット１６１ａとの固着は、例えば、電気溶接により行われる。
【００３２】
次に、ヒータ部１６２について説明する。
加熱部としてのヒータ部１６２は、図５及び図６に示すように、円柱状をしており、アルミナ粉体を焼結させたセラミック体１６２ａと、このセラミック体１６２ａの内部に埋め込まれたヒータ１６６とからなる。
セラミック体１６２ａは、例えば、粒径が略１μｍのアルミナ粉体を１６００℃で焼結したものである。アルミナ粉末は、純度が９５ｗｔ．％以上であるものを用いた。なお、アルミナ粉末の粒径は、直径０．１μｍ〜５０μｍの範囲内のものであれば良い。ヒータ部１６２の大きさは、例えば、直径１．５ｍｍ、厚さが０．５ｍｍである。
【００３３】
ヒータ１６６は、素線をコイル状に形成したものを利用しており、セラミック体１６２ａの内部にカソード部１６１の電子放射面と略平行となるように正面視Ｓ字状に埋め込まれている（図７参照）。ヒータ１６６は、その中間部の４．４ｍｍがセラミック体１６２ａ内に埋まっており、セラミック体１６２ａの底面（蛍光体スクリーンと反対側の面）から管軸方向に延伸する部分が、ヒータ１６６に電圧を供給するためのリード線１６６ａとなっている。
【００３４】
ヒータ１６６は、例えば、タングステンーレニウム（Ｗ−Ｒｅ）が用いられ、コイル寸法は、コイル外径が０．１４６ｍｍ、素線径が０．０２３ｍｍ、ピッチが０．０３６ｍｍである。なお、素線におけるタングステンとレニウムの構成比率は、タングステンが９７％、レニウムが３％である。
ヒータ１６６のセラミック体１６２ａ内への埋設は、セラミック体１６２ａの内部の限られた体積内に、ヒータ１６６を可能な限り長く設置できるようにしつつ、ヒータ１６６同士が近づきすぎて電流がリークしないようにしている。また、金属ペースト１７０とヒータ１６６との間には、電子放射時に高電圧が作用するため、充分な絶縁耐圧が確保できるように、セラミック体１６２ａの固着面とヒータ１６６との間隔を０．１ｍｍとしている。
【００３５】
図７は、カソード部とヒータ部とを固着する前のヒータ部を示す斜視図である。ヒータ部１６２は、その蛍光体スクリーン側の面（加熱面）に、正面視したときに「Ｘ」字状に２本の溝１６５が形成されている。
この「Ｘ」字状の溝１６５は、２本の支持線１６３を配線するための空間を形成するためのものである。２本の支持線１６３が溝１６５内に配置された状態で、ヒータ部１６２のカソード部１６１側の面と、カソード部１６１のヒータ部１６２側の面が固着されている。従って、陰極構体１６０を正面視したときに、支持線１６３が管軸方向と直交する方向の４方に延伸し、この各方向に延伸する１本を１本の支持金属線１６４としている。つまり、２本の支持線１６３により４本の支持金属線１６４が構成されている。
【００３６】
ヒータ部１６２の溝１６５は、溝１６５内に配置された支持線１６３が交差する***部１６３ａ（図６参照）が、ヒータ部１６２におけるカソード部１６１側の面であって溝１６５を形成していない部分よりもカソード部１６１側に出ない深さとなっている。なお、この深さは、正確には、支持線１６３の***部１６３ａが溝１６５から張り出す寸法が金属ペースト１７０の厚みに対応する寸法以内であれば問題ない。
【００３７】
支持線１６３は、例えば、タングステンーレニウム（Ｗ−Ｒｅ）が用いられており、その直径が例えば５０μｍである。このため、溝１６５の寸法は、支持線１６３が入るように幅が０．１ｍｍ、深さ０．１ｍｍとしている。
なお、２本の溝１６５は、２本の支持線１６３に対応して、常に２本分の支持線１６３に相当する深さである必要はなく、２本の溝１６５のうち、どちらか１本がその交差する部分の深さが、支持線１６３の２本分に相当する深さであれば良く、少なくとも***部１６３ａがカソード部１６１に当接しない構造であれば良い。
【００３８】
支持線１６３におけるタングステンとレニウムの構成比率は、タングステンが７４％、レニウムが２６％であるが、この構成比率に限定するものではない。さらに、支持線１６３として、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）であっても良い。
２．陰極構体の組立方法について
図８は、陰極構体１６０の組立方法を説明する図である。
【００３９】
まず、ヒータ部１６２と、２本の支持線１６３と、金属カップ１６１ｂを準備する。なお、ヒータ部１６２は、そのカソード部１６１側の面（図８における上面であり、以下「上面」という。）に、２本の溝１６５が形成されている。
用意した２本の支持線１６３を、図８の（ａ）に示すように、ヒータ部１６２の２本の溝１６５内に配置する。そして、ヒータ部１６２の上面に金属ペーストを略５０μｍ塗布した後、金属カップ１６１ｂの下面とヒータ部１６２の上面と付き合わせ、そのままの状態で金属ペースト１７０を１５００℃で溶融させる。
【００４０】
このとき、ヒータ部１６２の上面には、支持線１６３に対応して２本の溝１６５が形成されているので、この溝１６５内に支持線１６３を配置するだけで、支持線１６３の位置決めができる。しかも、溝１６５の深さは、２本の支持線１６３が各溝１６５内に配置され状態で、溝１６５から張り出さないように構成されているので、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２とを付きあわせる際も、支持線１６３の交差による***部に影響されることはない。このため、金属カップ１６１ｂがヒータ部１６２の上面に対して略平行に固着される。
【００４１】
次に、ペレット１６１ａを、図８の（ｂ）に示すように、その上端部が見えるように金属カップ１６１ｂに挿入して、金属カップ１６１ｂとペレット１６１ａと溶接により固着する。以上の工程により、図８の（ｃ）に示すような陰極構体１６０が組み立てられる。
このようにして組み立てられた陰極構体１６０は、２本の溝１６５がヒータ部１６２の略中央で交差し且つ互いに直交し、この溝１６５内に配された４本の支持金属線１６４を介して絶縁基板１５１に取り付けるので、陰極構体１６０は支持金属線１６４によりバランス良く支持される。
【００４２】
３．カソード部の電子放射面の傾きについて
上記のように組み立てられた陰極構体１６０について、カソード部１６１の電子放射面の傾きを測定した。その測定結果を図９に示す。なお、電子放射面の傾きは、ヒータ部１６２の固着面を基準として、ペレット１６１ａの上面の高さを測定し、その最大値と最小値との差から算出している。
【００４３】
ヒータ部１６２に溝１６５を設けていない陰極構体１６０（以下、「従来品」という。）では、電子放射面の傾きは、最小値が１６μｍで、最大値が３５μｍとなっており、その標準偏差σは５．８である。なお、このサンプル数Ｎは、７である。
これに対して、ヒータ部１６２に溝１６５を設けた陰極構体１６０（以下、「発明品」という。）では、電子放射面の傾きは、最小値が６μｍで、最大値が１２μｍとなっており、その標準偏差σは２．１である。このサンプル数Ｎは、７である。
【００４４】
これらの測定結果から、発明品は、従来品に対して傾きの絶対量が小さくなっただけでなく、そのばらつき幅も小さくなっていることが明らかに分かる。これは、従来品は２本の支持線９６３を交差させて、その上に金属カップ９６１ｂを載置している。従って、支持線９６３の***部９６３ａで少なくとも１本の支持線１６３分に相当する段差が生じ、この段差を生じた状態で金属カップ１６１ｂが固着される。このため、ヒータ部９６２に対する電子放射面の傾きの絶対量が大きく、そのバラツキも大きくなったと考えられる。
【００４５】
これに対し、発明品では、支持線１６３がヒータ部１６２の溝１６５に入り込んでいるため、従来品のような支持線１６３の***部１６３ａによる段差はなく、金属カップ１６１ｂが安定した状態で固着される。このため、電子放射面の傾きの絶対量が小さく、しかもバラツキも小さくなったと考えられる。
４．溝の深さについて
陰極構体１６０の電子放射面が傾斜していると、従来の技術の欄で説明したように、陰極構体１６０が振動した際にカソード電流が変動するという不具合が生じる。そこで、上記構成の陰極構体１６０を陰極線管に搭載して、実際に振動を与えてカソード電流の変化を測定した。
【００４６】
測定の具体的な内容は、陰極構体１６０を組み込んだ電子銃１を３２インチの陰極線管に搭載した。そして、１００μＡのカソード電流を取り出し、ネック部にその管軸方向から１Ｇの単振動を与え、その振動が１００Ｈｚから２ＫＨｚまでの周波数をスイープしたとき（共振点となったとき）に表れる電流変調のピークを測定した。この電流変調の変化率は、陰極構体１６０が振動すると、カソード電流が変化し、その振動の振幅が大きいほど、変化率が大きい。
【００４７】
このようなカソード電流の変化を測定する試験を、ヒータ部１６２に形成された溝１６５の深さを変えた６種類（溝を形成していないものも含める）の陰極構体について行った。この結果を図１０に示す。なお、同図には、カソード電流の変化率を電流変動率として表している。
カソード電流の変動率は、図１０に示すように、溝深さ／支持線径の比率、つまり溝１６５が深くなるに従って、低下（改善）しているのが分かる。一方、カソード電流は、陰極構体１６０の振動（電子放射面の振動）の振幅が大きいほど、電流変化率が大きくなるので、溝１６５が深くなるほど、陰極構体１６０の振動振幅が小さくなっているといえる。特に、溝１６５の深さが、支持線１本の径の半分、つまり、溝深さ／支持線径の比率が０．５までは電流変動率の改善率が大きく、溝深さ／支持線径の比率が０．５を超えると、電流変動率の改善率が小さくなっている。
【００４８】
この理由を以下に説明する。先ず、陰極構体１６０は、カソード部１６１とヒータ部１６２との固着部から管軸方向と直交する方向に、つまり正面視「Ｘ」字状に延伸する４本の支持金属線１６４を介して絶縁基板１５１に取り付けられている。このため、ネック部に振動を与えると、陰極構体１６０は、管軸廻りに回転するような振動及びカソード部１６１の電子放射面が管軸方向に傾斜するような振動とが組み合わされたような振動をする。
【００４９】
このうち陰極構体１６０の管軸廻りの振動は、陰極構体１６０が回転したときに、溝１６５の壁面が支持金属線１６４に当接するためにそれ以上回転できなくため、振幅が小さくなると考えられる。特に、溝深さ／支持線径の比率が０．５までは、溝１６５の深さが大きくなるほど、陰極構体１６０の管軸廻りの回転を規制できるが、それ以上になると、陰極構体１６０の振動を規制する度合いは略同じになると考えられる。このため、図１０に示すように、カソード電流の変動率が、溝深さ／支持線径の比率が０．５までは改善率が大きく、それ以降は小さくなると考えられる。
【００５０】
次に、溝深さ／支持線径の比率が０．５以上になると、一旦発生した陰極構体１６０の振動をさらに減衰させるのは難しくなるが、溝深さが大きくなることで支持線１６３の***部１６３ａの影響による電子放射面の傾きが小さくなるため、カソード電流の変動率が徐々に改善されると考えられる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
【００５１】
（１）溝について
ａ．溝を金属カップに形成した場合について
上記の実施の形態では、支持線１６３用の溝１６５をヒータ部１６２に形成しているが、カソード部に形成しても良い。図１１は、支持線用の溝を金属カップに形成した陰極構体を示す斜視図である。
【００５２】
同図に示す陰極構体２６０は、金属カップ２６１ｂに支持線２６３の配線を許容するための溝２６５が形成されている。このため、金属カップ２６１ｂの固着面と、ヒータ部２６２の固着面とが当接した状態で両者を固着することできる。従って、上記実施の形態で説明したように、電子放射面をヒータ部２６２の固着面に対して略平行にすることができる。なお、金属カップ２６１ｂに溝２６５を設けた場合における電子放射面の傾斜は、実施の形態と同様に、従来品に比べて小さくなることを確認している。
【００５３】
次に、この金属カップ２６１ｂに溝２６５を形成した陰極構体２６０を電子銃１に組み込んだ陰極線管を用いて、上記実施の形態と同様に、そのネック部に振動を与えてカソード電流の変動率を測定した。その結果を図１２に示す。なお、用いた陰極構体２６０に形成されている溝２６５の深さは、実施の形態と同様に、２本の支持線２６３（１本の径が５０μｍ）に相当する０．１ｍｍである。
【００５４】
なお、金属カップ２６１ｂに溝２６５を設けたものを、図１２において、「カップ溝有」として表し、また同図には、比較のため、溝を設けていないもの（図１２において「溝無」と表示）、上記実施の形態で説明したヒータ部１６２に溝１６５を設けたもの（図１２において「ヒータ部溝有」と表示）もあわせて示している。
【００５５】
電流変動率は、上述の３種類の陰極構体を比較すると、「ヒータ部溝有」、「カップ溝有」、「溝無」の順で大きく（悪く）なっている。「ヒータ部溝有」及び「カップ溝有」の電流変動率が小さく、また、「溝無」の電流変動率が大きい理由は上述した通りである。一方、「カップ溝有」の電流変動率が、「ヒータ部溝有」と「溝無」の間になるのは、溝２６５を形成することで、電子放射面がヒータ部２６２の固着面と略平行になり、陰極構体２６０が振動しても、「溝無」に比べて、その傾斜が小さくなったためと考えられる。
【００５６】
一方、陰極構体２６０の管軸廻りの回転等による振動は、実施の形態で説明したヒータ部１６２の溝１６５によりその振動が規制されるが、金属カップ２６１ｂに溝２６５を設けた場合では、金属カップ２６１の周縁で支持線２６３が固定されるため、軸心廻りの回転を規制するという点では従来品と略同じになってしまう。このため、「カップ溝有」は、「ヒータ部溝有」に対して電流変動率が大きくなっていると考えられる。
【００５７】
ｂ．溝の形成部材について
上記の実施の形態では、支持線１６３の配線用の溝１６５をヒータ部１６２に形成した場合を説明し、また上記変形例では支持線２６３の配線用の溝２６５を金属カップ２６１ｂに形成した場合について説明した。しかしながら、支持線用の溝は、ヒータ部又は金属カップのいずれか一方にだけ設ける必要はなく、例えば、金属カップとヒータ部との両方に設けても良い。
【００５８】
具体的には、金属カップに１本の支持線分の溝を、ヒータ部に１本の支持線分の溝をそれぞれ形成して、金属カップとヒータ部との両方で、２本の支持線が入るようにしても良い。当然、このようにしても、支持線の配線を許容する空間が形成されるので、電子放射面がヒータ部の固着面に対して傾斜するのを抑制することができる。
【００５９】
ｃ．溝の形状について
実施の形態及び上記変形例では、溝１６５、２６５の横断面形状を「コ」字状にしていたが、この形状に限定するものではない。他の形状としては、例えば、横断面形状が「Ｖ」字状、「Ｕ」字状でも良い。但し、ヒータ部に溝を形成すると、陰極構体が振動した際の振幅を抑制できることを実施の形態の４．の項目で説明したが、溝に振動対策作用を持たせる場合、断面形状を「Ｖ」字状、「Ｕ」字状にすると、溝の深さが浅くても支持線がある程度位置決めされるので、実施の形態における「コ」字状と同等以上の効果が得られると考えられる。
【００６０】
さらに、実施の形態の溝及び金属カップに形成した溝の形状は、管軸方向から見たときに、「Ｘ」字状になっているが、溝の形状をこの「Ｘ」字状に限定するものではなく、例えば、「卍」字状であっても良い。また、「Ｘ」字状の各溝は、隣合う溝同士の間隔が直角となっているが、直角でなくても良い。
図１３は、第１の実施の形態における溝の形状についての変形例を示す図である。溝１６５Ａの交差する部分、つまりヒータ部１６２におけるカソード部側の面の中心部分は、同図に示すように、広く凹入していても良いし、また、隣合う溝に挟まれた部分であってヒータ部１６２の中心側は、図７に示すように直角でなくて、図１３に示すように丸くなっていても良い。
【００６１】
ｄ．溝の幅について
実施の形態では、溝１６５、２６５の幅を０．１ｍｍとしているが、この寸法に限定するものでない。溝を形成する目的を、単に電子放射面の傾きの抑制とするならば、溝の幅は支持線が入る幅であれば良い。しかしながら、支持線を溝内に配置する際の作業性、溝を大きくした際における金属ペーストの使用量の増加等を考慮すると、溝の幅は、支持線の直径に対して同等以上、２．５倍以下の範囲が適当であると考えられる。また、ヒータ部に溝を設けて振動の振幅を抑制する場合には、溝の幅は、支持線が溝内で移動する範囲を小さくした方が良いのは言うまでもない。
【００６２】
（２）支持線配線用の空間形成について
ａ．凹部による空間形成
実施の形態及び上記変形例では、支持線の配線用の空間を形成するための凹部として溝を利用しているが、溝以外の凹部でも良い。このような例としては、固着面に形成された窪みがある。
【００６３】
図１４は、金属カップに窪みを形成した場合における支持線が交差する部分の側面断面図である。窪み４６５ｂは、同図に示すように、その底の略中央の位置に形成されている。窪み４６５ｂは、２本の支持線４６３が交差することによりできる***部４６３ａを収納できる深さであれば良い。
また、窪み４６５ｂをヒータ部４６２側から見たときの形状は、支持線４６３が交差してできた***部４６３ａが入る形状であれば良く、円形、三角形、多角形、楕円等であっても良い。また、その大きさも、***部４６３ａが入る大きさであれば良く、例えば、ヒータ部４６２側から見たときの形状が円形状の場合、０．４ｍｍ程度の直径が妥当と思われる。
【００６４】
なお、図１４で示す窪み４６５ｂは、金属カップ４６１ｂの底に半球状に凹入するように形成されているが、例えば、金属カップ４６１ｂに円形状に開口する開口部であっても良い。当然、開口部と溝を組合わせても良い。
ｂ．凸部による空間形成
実施の形態、上記変形例（２）ａ．では、支持線用の空間を形成するために、カソード部及びヒータ部の固着面を基準にして管軸方向に凹入（溝、窪み、開口部）する方式を利用したが、他の方式を利用しても良い。この例としては、固着面に管軸方向に凸出する凸部を設けても良い。
【００６５】
図１５は、固着面に凸部を設けたヒータ部の斜視図である。このように、ヒータ部３６２に凸部３６５を形成することにより、ヒータ部３６２とカソード部３６１とを付き合わせたときに、ヒータ部３６２の固着面（対向面）とカソード部３６１の固着面（対向面）との間に空間が形成され、その空間を利用して支持線３６３を交差状に配線するようにしている。この凸部３６５は、支持線３６３の２本分に相当する高さである。
【００６６】
図１５では、円柱状の凸部３６５が８個設けられているが、この数に限定するものではなく、さらに凸部３６５の形状も円形状に限定するものではない。但し、凸部３６５の大きさは、あまり大きすぎると、カソード部３６１ａとヒータ部３６２とが実際に固着する面積が小さくなるので、好ましくはない。また、凸部３６５の高さについては、ヒータ部３６２とカソード部３６１とを付き合せたときの空間に支持線が入る必要はあるが、あまり高くなりすぎると、通常、金属ペーストには固着力が最大となる最適な厚さがあることから、固着力上好ましくはない。
【００６７】
ｃ．その他
実施の形態ではヒータ部の対向部位に、上記（１）のａではカソード部の対向部位に凹部をそれぞれ形成し、一方、（２）のｂ．ではヒータ部の対向面に凸部を形成している。しかしながら、ヒータ部とカソード部とを付き合わせたときに、支持線の配線を許容する空間が形成されれば、上記の例に限定するものではない。
【００６８】
たとえば、カソード部の対向部位に凹部と凸部を形成して良い。具体的には、凹部に１本分の支持線が入り、凸部により１本文の支持線を配する空間を形成しても良い。
さらに、カソード部及びヒータ部の対向部位の一方に凹部を、また他方に凸部を形成しても良いし、両者の対向部位に互いに付き合うように凸部を形成すると共に一方に凹部を形成しても良い。
【００６９】
（３）支持線の本数
上記の実施の形態及び変形例１）、２）の説明では、支持線は２本使用し、互いに交差させた状態で、カソード部とヒータ部との間に固着されて４本の支持金属線が延出するようにしている。しかしながら、支持金属線は４本に限定するものではなく、例えば５本以上でも良く、逆に１本、２本又は３本でも良い。
【００７０】
但し、陰極構体を安定した状態で絶縁基板に取り付けるには、支持金属線は少なくとも１本以上が必要と考えられ、例えば、支持金属線（支持線）１本の場合は、ヒータ部から延出するリード線を利用すれば、支持金属線（支持線が１本とリード線が２本）が計３本となるので、陰極構体をある程度安定した状態で支持することもできる。
【００７１】
（４）支持線の材質について
上記の実施の形態及び変形例では、支持線に金属線を使用し、カソード部へカソード電圧及び映像信号電圧を印加するための印加線を兼用しているが、例えば、支持線を電圧供給線として利用しなくても良い。この場合、支持線を熱伝導性の低い材質を使用すると、ヒータ部の熱が支持線を通って絶縁基板に伝わるのを防止でき、ヒータ部の熱損失を抑えることができる。このような支持線としては、例えば、Ｗ−Ｒｅ（Ｒｅの比率が２６％）がある。
【００７２】
（５）カソード部について
上記の説明では、カソード部は、タングステンの基体にエミッタを含浸させた、所謂、含浸型エミッタを用いたが、酸化物エミッタを用いても良い。この酸化物エミッタは、ニッケル（Ｎｉ）の平板に酸化バリウム、酸化カルシウム等の酸化物をコーティングしたものである。この酸化物エミッタを用いる場合は、ニッケルの平板を含浸型エミッタの金属カップに置き換えれば良い。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る陰極構体は、電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向部位に凹部及び／又は開口部を設けて、前記支持線のうち少なくとも交差による***部が前記凹部及び／又は開口部に入り込んだ状態で、前記電子放射部の電子放射面と反対側と前記加熱部の加熱面側とが固着されている。このため、加熱部又は電子放射部において支持線の交差部と当接する部分がなくなり、電子放射面を加熱部に対して略平行に固着することができる。
【００７４】
また、電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向面上に凸部が設けられ、前記電子放射部と前記加熱部とを前記凸部を介して付き合わせたときに当該凸部により形成される前記電子放射部と加熱部との間隙に、前記複数の支持線の交差部が位置されている。このため、加熱部又は電子放射部において支持線の交差部と当接する部分がなくなり、電子放射面を加熱部に対して略平行に固着することができる。
【００７５】
一方、電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向部位に凸部及び凹部が設けられ、前記電子放射部と前記加熱部とを前記凸部を介して付き合わせたときに当該凸部及び前記凹部により形成される前記電子放射部と加熱部との間隙に、前記複数の支持線が配されている。このため、加熱部又は電子放射部において支持線の交差部と当接する部分がなくなり、電子放射面を加熱部に対して略平行に固着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電子銃の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態における制御電極を蛍光体スクリーン側から見た図であって、内部の様子がわかるように一部を切り欠いた図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ線における断面を矢視方向から見た図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態における陰極ユニットを蛍光体スクリーン側から見た図であり、（ｂ）は、陰極ユニットをステム側から見た図である。
【図５】本発明の実施の形態における陰極構体の斜視図である。
【図６】図５におけるＡ方向から見た陰極構体の一部を切り欠いた側面図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるヒータ部の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態における陰極構体の組立て方法を説明する概略図である。
【図９】溝の有無と電子放射面の傾きとの関係を示す図である。
【図１０】溝の深さ／支持線とカソード電流の変動率との関係を示す図である。
【図１１】金属カップに溝を有する陰極構体を示す斜視図である。
【図１２】溝の有無、溝の形成位置とカソード電流の変動率との関係を示す図である。
【図１３】第１の実施の形態におけるヒータ部の溝形状についての変形例を示す斜視図である。
【図１４】金属カップに凹部を形成した陰極構体における凹部を拡大した断面図である。
【図１５】凸部を有するヒータ部を示す斜視図である。
【図１６】従来の陰極構体を示す斜視図である。
【図１７】従来の陰極構体を電子銃に組み込んだ状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 電子銃
１６０、２６０、３６０ 陰極構体
１１１ 制御電極
１６１、２６１、３６１ カソード部
１６１ａ、２６１ａ、３６１ａ ペレット
１６１ｂ、２６１ｂ、３６１ｂ 金属カップ
１６２、２６２、３６２ ヒータ部
１６３、２６３、３６３ 支持線
１６３ａ、２６３ａ、３６３ａ ***部
１６４、２６４、３６４ 支持金属線
１６５、２６５ 溝
３６５ 凸部
４６５ｂ 窪み

Claims (12)

1. 電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、
   前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向部位に凹部及び／又は開口部を設けて、前記支持線のうち少なくとも交差による***部が前記凹部及び／又は開口部に入り込んだ状態で、前記電子放射部の電子放射面と反対側と前記加熱部の加熱面側とが固着されていることを特徴とする陰極構体。
2. 電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、
   前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向面上に凸部が設けられ、前記電子放射部と前記加熱部とを前記凸部を介して付き合わせたときに当該凸部により形成される前記電子放射部と加熱部との間隙に、前記複数の支持線の交差部が位置されていることを特徴とする陰極構体。
3. 電子放射面を有する電子放射部と、当該電子放射部の電子放射面の反対側に固着されて前記電子放射部を加熱する加熱部とを備えると共に、複数の支持線の交差部上に載架されて電子銃本体に支持される陰極構体であって、
   前記電子放射部及び前記加熱部の少なくとも一方の対向部位に凸部及び凹部が設けられ、前記電子放射部と前記加熱部とを前記凸部を介して付き合わせたときに当該凸部及び前記凹部により形成される前記電子放射部と加熱部との間隙に、前記複数の支持線が配されていることを特徴とする陰極構体。
4. 前記凹部は溝であることを特徴とする請求項１又３に記載の陰極構体。
5. 前記溝は、前記加熱部の対向部位の略中央を通るよう形成されていることを特徴とする請求項４に記載の陰極構体。
6. 前記溝の深さは、前記支持線の横断面における高さと略同じ寸法であることを特徴とする請求項４又は５に記載の陰極構体。
7. 前記凹部は、前記加熱部の対向部位に形成された溝であり、当該溝の深さが、前記支持線の横断面における高さの半分以上が入る深さであることをと特徴とする請求項１又は３に記載の陰極構体。
8. 前記凸部は、前記加熱部における対向面の略中央を中心として周方向に間隔をおいて少なくとも３つ以上設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の陰極構体。
9. 前記凸部の高さは、前記交差部の高さと略同じであることを特徴とする請求項２又は８に記載の陰極構体。
10. 前記支持線は金属製であり、当該支持線を介して電子放射部へ給電していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の陰極構体。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の陰極構体を備える電子銃。
12. 請求項１１に記載の電子銃を備える陰極線管。

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