JPH01132024A - シャドウマスク構体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、シャドウマスク構体の製造装置に係り、特
にシャドウマスク方式カラー受像管の色純度再生特性の
向上のために、平坦なシャドウマスクが張力が印加され
た状態でマスクフレームに張架するように構成されたシ
ャドウマスク構体の製造装置に関する。

（従来の技術） 一般にシャドウマスク方式カラー受像管おいては、赤、
緑及び青に対応する３本の電子ビームは、シャドウマス
クの１つの電子ビーム通過孔部を通過後、シャドウマス
クに対向配設されたパネル内面に形成されｈ赤、緑及び
青の各蛍光体層に射突し、この各蛍光体層を発光させる
ようになっている。

従って、良好な色再現を行なうためには、シャドウマス
クの多数の電子ビーム通過孔部と対応する３色の蛍光体
層の相対的位置関係が所定の整合関係にあり、電子ビー
ム通過孔部を通過した電子ビームが所定の蛍光体層に正
確にランディングする必要がある。

しかし、通常電子ビームのシャドウマスク透過率は１５
乃至２０％であり、他の大部分の電子ビームはシャドウ
マスクに衝突してシャドウマスクを加熱・膨脹させる。

この加熱・膨脹は、特に明るい画面を得るためにカラー
受像管の陽極電圧やビーム電流を増加させた時に著しく
大きくなり、その結果、ビームランディング位置が大き
く変移して色純度の劣化を起すことになる。

次に、通常のシャドウマスク方式カラー受像管の一例を
、第６図及び第７図により説明する。

即ち、内面に赤、緑及び青に発光する蛍光体ドツトから
なる蛍光面２が被着形成されてなるパネル１と、蛍光面
２と所定間隔をおいて配設されたシャドウマスク３と、
このシャドウマスク３が固定されたマスクフレーム４と
からなるシャドウマスク構体５と、マスクフレーム４を
パネル１に支持固定するビン６と、パネル１に接合され
たファンネル７と、このファンネル７に接合されたネッ
ク８と、このネック８内に設けられた電子銃９とから構
成されている。

このようなカラー受像管において、シャドウマスク３は
エツチングなどにより多数の電子ビーム通過孔部が設け
られた０、１〜０．２ｍｍの薄い鉄板をドーム状にプレ
ス成形して作られ、０．５〜１．５ｍｍ厚のマスクフレ
ーム４に複数点で溶接固着され、シャドウマスク構体５
を構成している。

上述のように、電子銃９から放射される電子ビーム１０
の一部は、シャドウマスク３の電子ビーム通過孔部を通
過して蛍光面２に射突し、所定の蛍光体ドツトを発光さ
せるが、残りの大部分はシャドウマスク３に衝突してシ
ャドウマスク３を加熱する。そして、この加熱によりシ
ャドウマスク３は温度が上昇して膨脹し、更に、この熱
がマスクフレーム４、ピン６からパネル１へと伝わって
いくため、各部分で温度差が生じて部品が変形し、電子
ビーム１０が電子ビーム通過孔部を介して蛍光面２上に
ランディングする位置が所定の位置から変移するいわゆ
るランディング誤差が生じる。

このランディング誤差は時間的に変化し、動作直後や画
面に局部的に明るい部分が生じた場合などでは、シャド
ウマスク３は急激に膨脹する。しかし、比較的熱容量の
大きなマスクフレーム４は、直ぐには温度上昇しないの
で、シャドウマスク３は３′の位置、即ち、蛍光面２に
向って膨出する。

その結果、同一電子ビーム通過孔部を通過する電子ビー
ム１１は１１′に変移し、ランディング位置も１２から
１２′に変移して、ランディング誤差を生じる。更に、
カラー受像管を動作させ続けると、充分長い時間経過後
にはマスクフレーム４も熱膨張するので、ビームランデ
ィング位置は上述の動作直後とは逆の変移をするように
なる。

このランディング位置の変移量は、数１０μｍ〜１００
μｍ程度であり、色純度の劣化を引き起こす。又、明る
い画面を得ようとして、カラー受像管の陽極電圧の高圧
化やビーム電流を増加させる程、シャドウマスク３に衝
突するエネルギーも増加するので、ランディング誤差も
大きくなり、色純度の劣化も著しくなる。

一方、高精細な画像を実現させるためには、シャドウマ
スク３の電子ビーム通過孔部の相互間隔を小さくして、
絵素数を増加させる必要がある。

このことは、蛍光面２に被着形成される３色の螢光体ド
ツトの間隔や各螢光体ドツトのランディング裕度を小さ
くする。従って、高精細なカラー受像管はど、より正確
なビームランディングを必要とすることになる。

上述したビームランディング誤差を減少させるために、
従来から種々の提案がなされている。例えば、シャドウ
マスクを黒化させたり、黒色コートして放熱を良くして
温度上昇を低減させる構造や、シャドウマスク側壁部の
板厚、長さの調整あるいは孔、切り欠き等を設けること
によって熱容量を小さくして均熱化を図った構造や、ア
ンバー材など低熱膨張材料を使用する構造がある。

しかし、航空機など明るい外光下で使用し、高輝度を必
要とする用途には、これらの対策では不十分であった。

この問題点を解決する構造として、 Ｒ，Ｃ，Ｒｏｂｉｎｄｅｒによる“Ａ　ｌｌｉｇｈ−Ｂ
ｒｉｇｈｉｔｎｅｓｓＳｈａｄｏｗ−Ｍａｓｋ　Ｃｏ１
ｏｒ　ＣＲＴ　ｆ’ｏｒ　Ｃｏｃｋｐｉｔ　Ｄｌｓｐｌ
ａｙｓ。

Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ’　Ｐａｐｅｒ　ｏｆ’　１９８３
　Ｓｙｍｐｏｓｉｕａ＋　ｏｆ　５ｏｃｉｅｔｙｆ’ｏ
ｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ　９．５
”において、改良されたシャドウマスク構体を装着した
カラー受像管が発表されている。

このカラー受像管は、第８図に示すように張力をかけて
マスクフレーム４に固着された平坦なシャドウマスク３
の熱膨脹を張力緩和によって吸収し、高輝度でも変形の
ないシャドウマスク構体５を実現している。このカラー
受像管は、従来のドーム状に成形したシャドウマスクを
備えたカラー受像管と比較して、著しくランディング誤
差が改善されたと報告されている。

次に、この種のシャドウマスク構体の製造装置を、特開
昭５９−１６７９３６号公報に基ずいて、要約して説明
する。

即ち、第９図及び第１０図において、シャドウマスク３
を配置した後、Ｌ形伸張環４１を締付けて、シャドウマ
スク３に張力を生じさせる。又、マスクフレーム４の側
面は、圧縮腕４２で矢印４３で示す方向に圧縮されてい
る。この状態で、スポット溶接によりシャドウマスク３
をマスクフレーム４へ固着するが、この時、シャドウマ
スク３の固着部周辺に生じる歪みを防ぐため、に、マス
クフレーム４の各辺を飛ばし溶接により交互に溶接して
固着する。この後、シャドウマスク組立体を取外し、余
分のシャドウマスクを切取れば、シャドウマスク構体が
出来上がる。

（発明が解決しようとする間功点） 従来のシャドウマスクに所定の張力を印加したシャドウ
マスク構体の製造装置では、シャドウマスクに張力を生
じさせるために円形状のＬ形伸張環４１を使用している
ため、シャドウマスク構体５とするときに余分なシャド
ウマスクの面積が大きくて材料の利用率が悪く、高価に
なるという問題点があった。

この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たものであり、色純度の劣化のない高輝度カラー受像管
用の張力が印加されたシャドウマスク構体を安価に製造
することが可能なシャドウマスク構体の製造装置を提供
することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、中央に開口部を有する一対の押え坂と、こ
の一対の押え板の下方に軸方向に移動自在に配設され内
径がマスクフレームより大きく外径が上記開口部より小
さい枠体とを具備し、上記一対の押え板でシャドウマス
ク材を挾持固定し、上記枠体の内側にマスクフレームを
配置し、この枠体及びマスクフレームと上記シャドウマ
スク材とを相対的に移動して、枠体によりシャドウマス
ク材に張力を与え、この状態でシャドウマスク材をマス
クフレームに固着することを特徴とするシャドウマスク
構体の製造装置で、あり、上記開口部と上記枠体はいず
れも矩形状又は正方形状である。

（作用） この発明によれば、マスクフレームの外周に実質的に矩
形状又は正方形状の枠体を配置し、この枠体によりシャ
ドウマスクに張力を与えているので、円形の枠体でシャ
ドウマスクに所定の張力を印加する従来の装置に比べて
、マスクフレームの外側のシャドウマスクの不要な部分
を大幅に低減することが出来るので、材料の利用率が高
くなり、安価で量産性に富む製造装置が得られる。

従来、この種のシャドウマスク構体の製造装置では、シ
ャドウマスク材に張力を与えるのに円形の枠体が使用さ
れていたが、この発明で矩形状の枠体を使用したのは、
矩形状の枠体により張力を印加するほうが、カラー受像
管に組み込むときのシャドウマスク構体の方向による張
力の差を小さくすることが出来るからである。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明によるシャドウマスク構体の製造装置は、第１
図乃至第３図に示すように構成されている。

即ち、この製造装置の全体を示すと第２図のようになり
、基台３１上に複数の支持棒２９が植設され、この支持
棒２９に一対の押え板１５．１６が固定されると共に、
矩形状枠体２５を有する支持板２４が軸方向に移動自在
に配設されている。

先ず、一対の押え板１５．１６について述べると、この
一対の押え板１５．１６は第１図（ａ）に示すように構
成され、それぞれ対向面にゴム板１７．１８が貼付され
且つ中央に矩形状の開口部２２．２３を有している。詳
しくは後述するが、使用時には、この一対の押え板１５
．１６により、多数の電子ビーム通過孔部が全面に規則
的に設けられたシャドウマスク材１３１の周辺部が挾持
固定されることになる。尚、ゴム板１７．１８は、シャ
ドウマスク材１３１に張力を印加する時に、シャドウマ
スク材１３１が移動するのを防止するために設けられた
ものである。

一方、第１図（ｂ）に示すように、支持板２４上には矩
形状枠体２５が設けられているが、この矩形状枠体２５
の内径はマスクフレ、−ム１４より大きく、外径は押え
板１５．１６の矩形状開口部２２．２３の内径よりも小
さくなるように設定されている。従って、支持板２４を
軸方向に移動したとき、矩形状開口部２２．２３内に矩
形状枠体２５が所定の間隙をもって入るようになってい
る。

又、矩形状枠体２５の高さは、この矩形状枠体２５に押
えビン２８で固定されたマスクフレーム１４の溶接部１
４１の高さと同じか、多少低く設定されている。

又、第２図に示すように、基台３１と支持板２４間には
、支持板２４を上下に移動させ、押え板１５．１６と支
持板２４を近接及び離間させる油圧や空気圧を利用した
上下送り装置３０が設けられている。

尚、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、押え板１５．
１６、シャドウマスク材１３１及び支持板２４の各四隅
には、それぞれ支持棒２９が挿入可能な透孔１９が穿た
れている。

次に、このシャドウマスク構体の製造装置によりシャド
ウマスク構体を製造する工程を、同じ図面を使用して説
明する。

先ず、第２図に示すように、シャドウマスク材１３、を
支持棒２９を介して押え板１５．１６間に挾持固定する
。シャドウマスク材１３１としては、低熱膨脹材である
３６Ｎｉ−Ｆｅ合金よりなる厚さ０．１３ｍｍの材料に
、エツチングにより全面に多数の電子ビーム通過孔が形
成されているものを使用した。押え板１５．１６間にシ
ャドウマスク材１３１を挾持固定した時点では、支持板
２４は矩形状枠体２５やマスクフレーム１４の溶接部１
４１の上面とシャドウマスク材１３１が接触するか、多
少離間する程度に下げられている。

次に、第３図に示すように、上下送り装置３０を動作さ
せると支持板２４は押え板１５．１６と近接する。方向
に移動し、シャドウマスク材１３１には押え板１５．１
６と矩形状枠体２５の関係により、矩形状枠体２５で折
曲されながら張力が印加される。

次に、矩形状枠体２５内のシャドウマスク材１３、に所
定の張力が印加された時点で、マスクフレーム１４の溶
接部１４１に対応するリボン状枠２６をシャドウマスク
材１３、上から溶接部１４１に合わせ、次にリボン法枠
２６上から溶接点２７で密に溶接して挾持固定し、次に
シャドウマスク材１３１の不用な部分を切断すれば、第
４図に示すシャドウマスク構体が完成する。

上記の場合、マスクフレーム１４には、厚さ１、　２ｍ
ｍの低熱膨脹材である４２Ｎｉ−Ｆｅ合金を使用し、リ
ボン状枠２６には、マスクフレーム１４と同じ材質で厚
さ０．１ｍｍの板材を使用し、間欠送りされるパルスレ
ーザ光により溶接を行なった。

さて、この発明の製造装置を使用した場合におけるシャ
ドウマスクの張力の様子を、第５図（ａ）乃至（ｅ）に
より説明する。

ｍ５図（ａ）と（ｄ）は、それぞれ矩形状の枠体及び円
形の枠体でシャドウマスク材に印加する張力を示す。矩
形状の枠体と円形の枠体でシャドウマスフ材に印加する
張力の最大値を等しくした場合で説明する。

矩形状の枠体では、中心から枠体までの距離が最も短い
短軸方向に最大の張力Ｔ１が印加され、中心から枠体ま
での距離が最も長い対角方向に最小の張力Ｔ２が印加さ
れるが、円形の枠体では中心から枠体までの距離はどの
方向でも一定なので−様な張力Ｔ１が印加される。

次に、シャドウマスク材の張力と釣り合う状態に変形し
たマスクフレームの様子を第５図（ｂ）に示す。対角方
向の変形は小さく、長辺の短軸方向への変形が最も大き
い。矩形状の枠体及び円形の枠体を使用して製造したシ
ャドウマスク構体の張力の様子を、第５図（ｃ）及び（
ｅ）に示す。

矩形状の枠体を使用した場合において、短軸方向に印加
されている張力ｔ１及び対角方向に印加されている張力
ｔ２は ｔ、−に１・Ｔ１　　　　　　川・・・（１）ｔ２−に
２　・Ｔ２　　　　　　・・・・・・（２）と表わされ
る。ここで、比例係数は、マスクフレームの変形による
張力の緩和を表わしており、マスクフレームが剛体で変
形しない場合かに−１であり、マスクフレームが変形す
る場合はＫ＜１である。

同様に、円形の枠体を使用した場合において、短軸方向
に印加されている張力ｔ３及び対角方向に印加されてい
る張力ｔ４は ｔ３−Ｋ　１　　・Ｔ１　　　　　　　・・・・・・（
３）ｔ４−に２　・Ｔ２　　　　　　・・・川（４）と
なる。上述の説明より、Ｔ１〉Ｔ２、Ｋ１くに２である
ので １１回ｔ３　＜ｉ２　＜ｔ４ となり、矩形状の枠体を使用した場合には、方向による
張力の差が小さくなる。

発明者は６〃×６〃のシャドウマスク構体を製造するの
に、７　／／　Ｘ　７　／／の正方形状の枠体を使用し
、従来の円形の枠体を使用した場合に比べて、シャドウ
マスクの不用な部分の面積を２５％とすることが出来た
。このシャドウマスク構体をカラー受像管に組み込んで
、高入力で長期間動作を繰り返したが、色純度が悪化す
ることなく、極めて安定した動作を得ることが出来た。

（変形例） 上述した実施例では、シャドウマスク材１３１に張力を
印加するのに矩形状枠体２５を使用したか、この発明の
シャドウマスク構体の製造装置では矩形状枠体２５を使
用せずに、マスクフレーム１４で兼用して更に簡単にす
ることも出来る。

又、上述の実施例は、この発明の構成を限定するもので
はなく、発明者が好適な結果を得た一例である。従って
、例えばリボン状枠２６は使用しなくても良いし、又、
溶接もパルスレーザ光でなくても良い。

更に、上記実施例では、一対の押え板１５．１６の開口
部２２．２３と枠体２５とは、いずれも矩形状であった
が、正方形状でも良い。

［発明の効果］ 上述のように、この発明によれば、予めシャドウマスク
の熱膨張によるランディング誤差を防止するような張力
が印加されているので、品位の良好なシャドウマスク構
体を安価に製造出来るシャドウマスク構体の製造装置を
提供することが出来、極めて工業的価値が高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）乃至第３図はこの発明のシャドウ
マスク構体の製造装置の一実施例を示す図であり、第１
図（ａ）、（ｂ）は要部斜視図、第２図は全体を示しシ
ャドウマスク材に張力を印加する前の状態である断面図
、第３図はシャドウマスク材に張力を印加しマスクフレ
ームに固着した状態を示す断面図、第４図は完成したシ
ャドウマスク構体を示す斜視図、第５図（ａ）〜（ｅ）
はシャドウマスクの張力の状態を示す説明図、第６図は
従来のシャドウマスク方式カラー受像管を示す断面図、
第７図は第６図のカラー受像管の動作時の要部を示す断
面図、第８図は従来のシャドウマスク方式カラー受像管
の他の例の要部を示す断面図、第９図は従来のシャドウ
マスク構体の製造装置を示す平面図、第１０図は第９図
のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に見た断面図であ
る。 １３・・・シャドウマスク、１３１・・・シャドウマス
ク材、１４・・・マスクフレーム、１５．１６・・・押
え板、１７．１８・・・ゴム板、２４・・・支持板、２
５・・・矩形状枠体、２６・・・リボン状枠、２７・・
・溶接点、２８・・・押えピン、２９・・・支持棒、３
０・・・上下送り装置、３１・・・基台。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） 第１図 第２図 ＠３図 第４図 （ｄ） （ｂ） 祐５　」 杭６　図 第７図 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央に開口部を有する一対の押え板と、この一対
   の押え板の下方に軸方向に移動自在に配設され内径がマ
   スクフレームより大きく外径が上記開口部より小さい枠
   体とを具備し、 上記一対の押え板でシャドウマスク材を挾持固定し、上
   記枠体の内側にマスクフレームを配置し、この枠体及び
   マスクフレームと上記シャドウマスク材とを相対的に移
   動して、枠体によりシャドウマスク材に張力を与え、こ
   の状態でシャドウマスク材をマスクフレームに固着する
   ことを特徴とするシャドウマスク構体の製造装置。
2. （２）上記開口部と上記枠体はいずれも矩形状又は正方
   形状である特許請求の範囲第１項記載のシャドウマスク
   構体の製造装置。
3. （３）上記枠体が上記マスクフレームであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のシャドウ
   マスク構体の製造装置。