JP3798551B2 - カラーブラウン管 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インライン型３電子銃構体を有するカラーブラウン管に係り、特に電子銃構体のカソード電流を動作開始から短時間で所定の一定値に近づけることができるカラーブラウン管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インライン型３電子銃構体は、図１に示すように、同一平面上に水平配置された互いに独立した３個のカソード構体Ｋと、これら３個のカソード構体Ｋから所定間隔離れて配置され、３個のカソード構体Ｋから放出された３電子ビームに対して共通するとともにこの３電子ビームを制御する制御格子（以下、第１グリッドと称する）Ｇ１と、を備えている。なお、図１では、インライン型３電子銃構体のカソード構体Ｋと、その周辺の構造の垂直断面を概略的に示しているため、１個のカソード構体Ｋのみを図示している。
【０００３】
また、インライン型３電子銃構体は、図示しないが、この第１グリッドＧ１から所定間隔離れて配置され、第１グリッドＧ１を通過した３電子ビームに対して共通するとともに第１グリッドＧ１による電界の変化を遮蔽する遮蔽格子（以下、第２グリッドと称する）Ｇ２と、この第２グリッドＧ２から所定間隔はなれて配置され、第２グリッドＧ２を通過した３電子ビームに対して共通するとともに３電子ビームを加速する加速格子（以下第３グリッドと称する）Ｇ３とを備えている。
【０００４】
このように、１個のカソード構体Ｋ、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、および第３グリッドＧ３により、電子銃構体が構成される。
このようなインライン型３電子銃構体を用いたブラウン管は、水平偏向磁界をピンクッション状にし、垂直偏向磁界をバレル状にすることにより、電子銃構体から出射された３電子ビームを自己集中（セルフコンバージェンス）させて、消費電力を少なくすることが可能である。このため、インライン型３電子銃構体を用いたブラウン管は、現在、一般用カラーブラウン管の主流となっている。
【０００５】
図１に示すように、インライン型３電子銃構体のカソード構体Ｋは、ディスク状に形成された陰極１と、このディスク状の陰極１を保持する円筒形状のカソードスリーブ２と、カソードスリーブ２を取り巻くように成形され、外囲器としての役割を果たす円筒形状のカソードホルダー３と、カソードスリーブ２とカソードホルダー３とを接続する薄い長板状のカソードストラップ４とによって構成されている。カソードスリーブ２内には、陰極を加熱するためのヒーター５が設置されている。
【０００６】
カソードホルダー３およびカソードストラップ４は、図１に示したように、溶接位置ａにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソードスリーブ２およびカソードストラップ４は、溶接位置ｃにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。
【０００７】
このカソード構体Ｋは、図２に示すような保持構体１０に保持されている。すなわち、保持構体１０は、カソード構体Ｋを固定する円筒形状をしたカソードサポートシリンダー６と、このカソードサポートシリンダー６を保持する円筒湾曲部を有するカソードサポートストラップ７とを備えている。このカソードサポートシリンダー６は、図１及び図２に示したように、カソードサポートストラップ７の円筒湾曲部に覆われるようにして保持され、溶接位置ｄにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソード構体Ｋは、保持構体１０に対して溶接位置ｂにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。
【０００８】
このようなインライン型３電子銃構体を用いたカラーブラウン管においては、良好な白色画面を得るため各電子銃構体のカットオフ電圧が同一となるように、すなわち各カソード構体Ｋのカソード電流（以後、Ｉｋと称する）が所定の一定値となるように設計されている。しかしながら、通常、各電子銃構体のカットオフ電圧は、必ずしも同一とはならないため、各電子銃構体のカットオフ電圧を同一値、すなわちＩｋ値を所定の一定値とすべく、カラーブラウン管製造後に各電子銃構体の特性に応じてバイアス電圧を調整して、各電子銃構体のＩｋ値間の同等性を得ている。
【０００９】
しかしながら、このようなカラーブラウン管では、短時間のウォーミングアップ期間中には、各Ｉｋ値を所定の一定値にすることはできない。このウォーミングアップ期間とは、ヒーター５に通電し、所定の電流を流すことにより、電子銃構成部品が熱的平衡状態に達するまでの期間で、一般的には約２０分間である。
【００１０】
その理由は、ヒーター５に通電してから電子銃構成部品が熱的平衡状態に達するまでの時間にそれぞれ差があり、その間に各電子銃構体の陰極１におけるカソード面と第１グリッドＧ１との間隔Ｇ１／Ｋが変化を示す事に起因している。さらに詳細には、直接発熱するヒーター５の近傍に設置されるカソード構体Ｋと、カソード構体Ｋを保持固定する保持機構１０との構造の影響が大きい。
【００１１】
すなわち、図１に示すように、各グリッドに対して、ある所定の電圧を印加した電子銃構体において、Ｉｋ値を決定するのは、主にカソード構体Ｋの陰極１におけるカソード面と第１グリッドＧ１との間隔（以下、Ｇ１／Ｋギャップと称する）である。ヒーター５近傍の部品は、ヒーター５に通電すると、それぞれ熱せられて熱変形を起こす。
【００１２】
この場合、最も早く熱平衡状態に達するのは、ヒーター５自体であり、最も早く安定状態に達し、一般的にはＧ１／Ｋギャップにはほとんど影響を及ぼさない。このヒーター５の次に熱平衡状態に達するのは、最も体積が小さく、薄い板状に形成されたカソードストラップ４であり、熱平衡状態に達する時間が早いことで、熱変形の速度も急速に進む。そして、次に、カソードスリーブ２が熱平衡状態に達し、その次にカソードホルダー３が熱平衡状態に達する。
【００１３】
さらに、カソードサポートシリンダー６、カソードサポートストラップ７および第１グリッドＧ１の順で熱平衡状態へと達するが、カソードサポートシリンダー６およびカソードサポートストラップ７は、熱変形の過程のＧ１／Ｋへの影響は微量であって無視できる。また、第１グリッドＧ１の変形も板状に形作られた電極のグリッド周辺にビード等を形成することでグリッド位置が変化しないように設計が施されており、ほとんど無視することができる。
【００１４】
すなわち、ヒーター５に通電後、熱平衡状態に達するまでの間、Ｉｋに影響を与えるのは、主にカソードストラップ４、カソードスリーブ２、およびカソードホルダー３の熱平衡状態に達するまでの時間差と、各部品間の熱変形量である。
【００１５】
図３は、一般的なインライン型３電子銃構体におけるヒーター通電後の経過時間に対するＩｋ値の変化を示す図である。
Ｉｋ値の変化の様子は、以下のように各部品の安定時間によって分けることが可能である。すなわち、ヒーター通電後、ヒーター自体が発熱してカソードが熱せられ、電子ビームを発生するのに要する期間すなわちＡ期間、カソードストラップ４が加熱されて熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちＢ期間、カソードスリーブ２が加熱されて熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちＣ期間、および、カソードホルダー３加熱されて熱平衡状態になるまでに要する期間すなわちＤ期間に分けることが可能である。
【００１６】
図３に示した例では、完全に熱平衡状態に達する、すなわちカソード電流が所定のＩｋ値に達するまでには約２０分を要し、視感においてほぼ安定状態と確認される所定のＩｋ値に対して所定の許容範囲Ａ内に達するまでに要する期間すなわちＥ期間に達するには約１５分が必要である。
【００１７】
すなわち、ウォームアップ期間にＩｋ値が変動することで問題となるのは、カラーブラウン管起動時に画面の輝度、および色度の安定が遅いことである。すなわち、望ましいのは、視感において素早く安定状態に達することであり、Ｅ期間を短縮することで達成される。
【００１８】
このウォームアップ時間のＥ期間を短くする方法として、最も熱平衡状態に達する時間の長いカソードホルダー３の熱変形を少なくする方法が効果的である。そこで、カソードストラップ４およびカソードホルダー３を溶接固定している溶接位置ａと、カソードサポートシリンダー６およびカソードホルダー３を溶接固定している溶接位置ｂとの間隔を狭くする方法が考えられる。しかしながら、溶接位置ａを溶接位置ｂに近づける方法は、カソード構体Ｋの機械的強度のバランスを損ない、カラーブラウン管に対する少ない振動・衝撃でカソード面が揺れるといった問題が発生する可能性が高く、好ましくない方法である。反対に、溶接位置ｂを溶接位置ａに近づける方法があるが、図２に示したように、カソードサポートストラップ７の円筒湾曲部がカソードサポートシリンダー６の側面を覆うようにして保持しているため、困難である。
【００１９】
すなわち、カラーブラウン管のウォームアップ時間を短縮する方法として、有効な方法の一つとして、カソード構体Ｋにおけるカソードホルダー３の熱変形量を少なくすることが有効であり、このために、カソードストラップ４との溶接位置ａと、カソードサポートシリンダー６との溶接位置ｂとの間隔を狭くすることで達成されるが、このような構造とすることは、上述した保持構体１０の構造からして困難である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラーブラウン管は、起動時において、所定の画面輝度、および色度を得るために要するウォームアップ時間が長くなるといった問題が発生する。すなわち、カソード構体におけるカソード電流が所定の言って位置に安定するまでに要する時間が長いといった問題がある。
【００２１】
この発明は、ウォームアップ時間を短縮し、短時間で視感において有意差のないレベルの所定の輝度、および色度を得ることができるカラーブラウン管を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、
請求項１に記載の発明によれば、
ディスク状に形成された陰極、および、この陰極を保持するホルダーを備えたカソード構体と、
前記カソード構体のホルダー内部に設置され、通電により発熱するヒーターと、
前記カソード構体を内部に挿入して溶接固定するカソードサポートシリンダー、および、このカソードサポートシリンダーの側面に係合する係合面を有する長板状のカソードサポートストラップを備えた保持機構と、
前記陰極に対向配置されたグリッドと、
前記保持機構の一部と、前記グリッドの一部を埴設固定する絶縁ガラスと、によって構成されるインライン型３電子銃を具備し、
前記インライン型３電子銃から放出される３電子ビームを蛍光面上に集中させて蛍光面上に画像表示するカラーブラウン管において、
前記カソードサポートストラップは、前記係合面の一部に少なくとも一つ形成された開口部を有し、
前記開口部を介して前記カソード構体と前記保持機構の前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定したことを特徴とするカラーブラウン管が提供される。
【００２３】
この発明のカラーブラウン管によれば、
本発明のカラーブラウン管に於いては、長板状のカソードサポートストラップのカソードサポートシリンダーを固定する係合面の少なくとも一部に開口部を形成し、この開口部を通してカソードサポートシリンダーとカソード構体とを溶接固定している。
【００２４】
これによって、熱平衡状態に達する時間は変化しないものの、熱変形量を大幅に減少させることができる。
すなわち、正確には熱平衡状態に達する時間は変化しないが、視感による熱平衡状態と有意差のない状態へ、いち早く到達させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のカラーブラウン管の実施の形態について図面を参照して説明する。
図４は、この発明のカラーブラウン管に適用されるインライン型３電子銃構体におけるカソード構体、およびこのカソード構体周辺のグリッドの構造を概略的に示す垂直断面図である。
【００２６】
図５は、図４に示したカソード構体の構造をより拡大して示した垂直断面図である。
図４および図５に示すように、インライン型３電子銃構体は、同一平面上の水平方向に配置された互いに独立した３個のカソード構体Ｋと、これら３個のカソード構体Ｋから所定間隔離れて配置され、３個のカソード構体Ｋから放出された３電子ビームに対して共通するとともにこの３電子ビームを制御する制御格子すなわち第１グリッドＧ１と、を備えている。なお、図４では、３個のカソード構体Ｋが配列された水平方向に対して直交する垂直方向の断面を図示している。
【００２７】
また、インライン型３電子銃構体は、図４に示すように、第１グリッドＧ１から所定間隔離れて配置され、第１グリッドＧ１を通過した３電子ビームに対して共通するとともに第１グリッドＧ１による電界の変化を遮蔽する遮蔽格子すなわち第２グリッドＧ２と、この第２グリッドＧ２から所定間隔はなれて配置され、第２グリッドＧ２を通過した３電子ビームに対して共通するとともに３電子ビームを加速する加速格子すなわち第３グリッドＧ３とを備えている。
【００２８】
電子銃構体は、このような１個のカソード構体Ｋ、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、および第３グリッドＧ３により構成され、これらの電子銃構体が水平方向に３個並列して配置されることにより、インライン型３電子銃構体が構成される。
【００２９】
このようなインライン型３電子銃構体を用いたブラウン管は、水平偏向磁界をピンクッション状にし、垂直偏向磁界をバレル状にすることにより、電子銃構体から出射された３電子ビームを図示しない赤、緑、青の蛍光体層を有する蛍光面上において自己集中（セルフコンバージェンス）させつつ、蛍光面上を水平方向および垂直方向に走査することにより、カラー画像を表示する。
【００３０】
図４及び図５に示すように、インライン型３電子銃構体のカソード構体Ｋは、ディスク状に形成された陰極１と、このディスク状の陰極１を保持する円筒形状のカソードスリーブ２と、カソードスリーブ２を取り巻くように成形され、外囲器としての役割を果たす円筒形状のカソードホルダー３と、カソードスリーブ２とカソードホルダー３とを接続する薄い長板状のカソードストラップ４とによって構成されている。カソードスリーブ２内には、陰極１を加熱するためのヒーター５が設置されている。
【００３１】
カソードホルダー３およびカソードストラップ４は、図５に示したように、溶接位置ａにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソードスリーブ２およびカソードストラップ４は、溶接位置ｃにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。
【００３２】
このカソード構体Ｋは、図６に示すような保持構体２０に保持されている。すなわち、保持構体２０は、カソード構体Ｋを固定する一方向に延出された側面すなわち円筒面を有する円筒形状のカソードサポートシリンダー６と、この円筒形状のカソードサポートシリンダー６の円筒面に係合するようにして保持する係合面としての円筒湾曲部２１ａを有する長板状のカソードサポートストラップ２１とを備えている。このカソードサポートストラップ２１は、円筒湾部２１ａにおける略中央に湾曲面に沿って形成された開口部２１ｂを有している。
【００３３】
このカソードサポートシリンダー６は、図５及び図６に示したように、カソードサポートストラップ２１の円筒湾曲部２１ａに覆われるようにして保持され、溶接位置ｄにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソード構体Ｋは、保持構体１０におけるカソードサポートストラップ２１の開口部２１ｂを介してカソードサポートシリンダー６に対して溶接位置ｂにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。すなわち、カソードサポートシリンダー６の円筒面における円筒面の延出方向に沿った略中間位置でカソード構体Ｋのカソードホルダー３と溶接固定されている。
【００３４】
このような構造とすることにより、保持構体２０のカソードサポートストラップ２１とカソード構体Ｋのカソードホルダー３とを溶接する溶接位置ｂを、カソードホルダー３とカソードストラップ４とを溶接する溶接位置ａに近接させることが可能となる。
【００３５】
図４に示すように、保持機構２０のカソードサポートストラップ２１、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、及び第３グリッドは、それぞれ所定の間隔をおいて一対の絶縁ガラス１１に埴設されることにより、固定されている。また、カソード構体Ｋは、保持機構２０に保持された状態で、保持機構２０のカソードサポートストラップ２１の一部が絶縁ガラス１１に埴設されることにより固定されている。
【００３６】
このように、インライン型３電子銃構体のカソード構体Ｋ及び保持構体２０を上述したような構造とすることにより、熱平衡状態に達する時間は変化しないものの、熱変形量を大幅に減少させることができる。
【００３７】
すなわち、正確には、熱平衡状態に達する時間は変化しないが、視感による熱平衡状態と有意差のない状態へ、いち早く到達させることができる。
このようなインライン型３電子銃構体においては、ヒーター５に通電すると、ヒーター５が発熱し、陰極１が加熱されて陰極１のカソード面から熱電子が放出される。この陰極１から放出された熱電子は、電子ビームとなって、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、及び第３グリッドＧ３により、制御、加速される。各電子銃構体から同様の電子ビームが発生され、水平方向に並列した３電子ビームが形成される。
【００３８】
このとき、同時に、カソード構体Ｋがヒーター５からの熱によって熱変形を開始する。すなわち、カソードストラップ４は、Ｇ１／ｋを拡大するように延びる動きをし、カソードスリーブ２は、Ｇ１／ｋを縮小するような動きをする。ところで、カソードホルダー３は、従来と同様に延びるが、カソードスリーブ２のカソードストラップ４との溶接位置ａと、カソードサポートシリンダー６との溶接位置ｂが近く、このことで熱平衡状態迄の時間は従来と同様であるが、熱変形によるＧ１／ｋの変化を少量とすることが出来る。
【００３９】
図７は、このカラーブラウン管におけるインライン型３電子銃構体のヒーターに通電した後の経過時間に対するＩｋ値の変化の様子を示す図である。
図７に示すように、ヒーター通電後、ヒーター自体が発熱して陰極が熱せられ、電子ビームが発生するまでに要する期間すなわちＡ期間、カソードストラップが加熱され熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちＢ期間、カソードスリーブが熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちＣ期間については、図３に示したような従来と同様の時間を要する。また、カソードホルダーが熱平衡状態になるまでに要する期間すなわちＤ期間についても正確には従来と同じ時間を必要とする。つまり、カソード電流が所定のＩｋ値に達するまでに要するＤ期間は、従来と略同程度の２０分を要する。
【００４０】
これに対して、カソード電流が所定のＩｋ値に対して所定の許容範囲Ａ内に安定するまでに要する時間、すなわち、視感においてほぼ安定状態と確認されるまでに要する期間すなわちＥ期間は、大幅に減少し、約１０分であることが分かる。
【００４１】
上述したように、ウオームアップ時間すなわちＥ期間を短縮するために、ヒーター５に通電した後、最も熱平衡状態に達する時間が長いカソードホルダー３の熱変形を小さくすることが効果的であり、これを達成するために、カソードサポートストラップ２１の円筒湾曲部２１ａに開口部２１ｂを形成し、この開口部２１ｂを介して保持機構２０のカソードサポートシリンダー６とカソード構体Ｋのカソードホルダー３とを溶接によって固定している。
【００４２】
これにより、カソード構体Ｋの機械的強度のバランスを損なうことなく、カソードホルダー３およびカソードストラップ４の溶接位置ａと、カソードホルダー３およびカソードサポートシリンダー６の溶接位置ｂとを近接させることが可能となる。
【００４３】
このため、カラーブラウン管起動時の輝度、色度を素早く所定の値に近づけることができ、実質的なウォームアップ時間を大幅改善することができるカラーブラウン管を提供することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ウォームアップ時間を短縮し、短時間で視感において有意差のないレベルの所定の輝度、および色度を得ることができるカラーブラウン管を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のカソード構体周辺の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図２】図２は、図１に示したカソード構体を保持するための保持機構を概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、図１に示したカソード構体を備えた従来の電子銃構体におけるカソード通電後のカソード電流の経時変化を示す図である。
【図４】図４は、この発明のカラーブラウン管に適用されるインライン型３電子銃構体の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図５】図５は、図４に示したインライン型３電子銃構体のカソード構体周辺の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図６】図６は、図５に示したカソード構体を保持するための保持機構を概略的に示す斜視図である。
【図７】図７は、図５に示したカソード構体を備えた電子銃構体におけるカソード通電後のカソード電流の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１…陰極
２…カソードスリーブ
３…カソードホルダー
４…カソードストラップ
５…ヒーター
６…カソードサポートシリンダー
７…カソードサポートストラップ
１０…保持機構
１１…絶縁ガラス
２０…保持機構
２１…カソードサポートストラップ
２１ａ…円筒湾曲部
２１ｂ…開口部
Ｋ…カソード構体
Ｇ１…第１グリッド
Ｇ２…第２グリッド
Ｇ３…第３グリッド

Claims (3)

1. ディスク状に形成された陰極、および、この陰極を保持するホルダーを備えたカソード構体と、
   前記カソード構体のホルダー内部に設置され、通電により発熱するヒーターと、
   前記カソード構体を内部に挿入して溶接固定するカソードサポートシリンダー、および、このカソードサポートシリンダーの側面に係合する係合面を有する長板状のカソードサポートストラップを備えた保持機構と、
   前記陰極に対向配置されたグリッドと、
   前記保持機構の一部と、前記グリッドの一部を埴設固定する絶縁ガラスと、によって構成されるインライン型３電子銃を具備し、
   前記インライン型３電子銃から放出される３電子ビームを蛍光面上に集中させて蛍光面上に画像表示するカラーブラウン管において、
   前記カソードサポートストラップは、前記係合面の一部に少なくとも一つ形成された開口部を有し、
   前記開口部を介して前記カソード構体と前記保持機構の前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定したことを特徴とするカラーブラウン管。
2. ディスク状に形成された陰極と、この陰極を保持する円筒形状のカソードスリーブと、このカソードスリーブを収納する円筒形状のカソードホルダーと、前記カソードスリーブを前記カソードホルダーに接続するカソードストラップと、を備えたカソード構体と、
   前記カソード構体のカソードスリーブ内部に設置され、通電により発熱するヒーターと、
   前記カソード構体を内部に挿入して溶接固定する一方向に延出された円筒面を有する円筒形状のカソードサポートシリンダーと、このカソードサポートシリンダーの側面に係合する円筒形湾曲部を有する長板状のカソードサポートストラップと、を備えた保持機構と、
   前記カソード構体の陰極に対向配置されたグリッドと、
   前記保持機構の一部と、前記グリッドの一部を埴設固定する絶縁ガラスと、によって構成されるインライン型３電子銃を具備し、
   前記インライン型３電子銃から放出される３電子ビームを蛍光面上に集中させて蛍光面上に画像表示するカラーブラウン管において、
   前記カソードサポートストラップは、前記円筒形湾曲部の一部に少なくとも一つ形成された開口部を有し、
   前記開口部を介して前記カソード構体の前記カソードホルダーと前記保持機構の前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定したことを特徴とするカラーブラウン管。
3. 前記カソードホルダーと前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定する位置は、前記カソードサポートシリンダーの円筒面における円筒の軸方向に沿って略中間に位置することを特徴とする請求項２に記載のカラーブラウン管。

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