彩色陰極射線管的選色電極的制造方法及其彩色陰極射線管的制作方法

專利名稱：彩色陰極射線管的選色電極的制造方法及其彩色陰極射線管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于彩色陰極射線管中的選色電極、特別是在選色電極基體上賦予了張力而成的選色電極的制造方法及其彩色陰極射線管。
背景技術：
電視機或計算機用顯示裝置中使用的彩色陰極射線管1的結構示于圖10，選色電極2的結構示于圖11。在圖10和圖11中，錐管9玻璃熔接在面板5上。選色電極2是將由形成有多個狹槽3a(圖12)或者孔3b(圖13)的金屬薄板構成的選色電極基體3賦予一定張力地焊接、固定在形成大致方框形狀的框架4上而構成的。選色電極基體3形成規定的曲面或者平面，朝向面板5的內表面地距該內表面一定間隔地配置。選色電極基體3在彩色陰極射線管1的制造工序中，是在面板內表面上涂敷、曝光紅、綠、藍三色的熒光體6而形成之際作為屏幕使用的，在彩色陰極射線管1完成之后，用狹槽3a或孔3b選擇從電子槍7射出、由偏轉線圈10控制軌道的三色電子束8并使其通過，照射到對應的熒光體6上。
以下，為了便于說明，將彩色陰極射線管1的管軸方向作為Z方向，作為顯示畫面，將上下方向作為Y方向，將左右方向作為X方向。與此相對應的選色電極2上的方向是選色電極基體3的面中央的法線方向為Z方向，狹槽3a的長度方向、即與顯示畫面的上下方向相對應的方向為Y方向，狹槽3a的寬度方向、即與顯示畫面的左右方向相對應的方向為X方向。
當選色電極2的面(選色電極基本體3)的尺寸、形狀精度，或者選色電極基體3上形成的狹槽3a或孔3b的尺寸、形狀精度差時，熒光體6的形成精度惡化，將產生色斑，3色電子束8不能正確得投射到相對應的熒光體6上，色純惡化，顯示的圖像的畫質變差。而且，當與來自陰極射線管1的外部的振動共振的選色電極基體3的振動振幅增大，或者振動衰減時間加長時，顯示的圖像紊亂將超過限度而不耐使用。
在選色電極基體3上具有狹槽3a的被稱為柵條方式(圖12)，具有孔3b的被稱為柵網方式(圖13)。盡管關于設計參數的管理值有大有小，但為了防止上述畫質劣化和圖像的紊亂，作為基本的要件，兩種方式都要將選色電極基體3無變形地焊接、固定在框架4的選色電極基體焊接部上，并賦予選色電極基體3適當的張力。
對選色電極基體3上賦予的張力加以說明。當張力過大時，在選色電極2的黑化熱處理(四氧化三鐵膜形成處理)或者面板5和錐管9的接合處理、彩色陰極射線管1內的真空排氣處理中，選色電極基體3因施加在選色電極2上的三百多度乃至四百多度的熱量而升溫，在這種溫度下張力產生的負荷應力超過選色電極基體3的材料彈性極限應力，在選色電極基體3上將產生大的永久的變形。而且，當由于熱的緣故，保持選色電極基體3的上述框架4變形時，選色電極2的面(選色電極基體3)的尺寸、精度劣化。相反，當張力過小時，選色電極基體3的振動振幅(易波動性)增大，將導致超過作為顯示裝置的使用限度的圖像紊亂。
采用圖14對上述圖像的紊亂加以說明。圖14表示電子束8被選色電極基體3的狹槽3a集中而投射到形成在面板5的內表面上的熒光體6上的樣子。圖中左邊表示彩色陰極射線管1的畫面X方向中央部、圖中右邊表示畫面X方向端部的情況。當將Z方向(面板5和選色電極基體3的法線方向)、X方向(畫面的左右方向)分開考察時，在畫面中央部，電子束8相對于Z方向的的投射角度小，即使實線表示的選色電極基體3在Z方向上振動，產生如虛線表示的位移(波動)，對電子束8向熒光體6上的投射位置的變動也幾乎沒有影響，X方向的選色電極基體3(狹槽3a)的波動對電子束8向熒光體6上的投射位置的變動(畫面的紊亂)產生影響。隨著從中央部向端部接近，Z方向的選色電極基體3(狹槽3a)的波動的影響增大，進而還附加上X方向的波動的影響。即，由于畫面中央部與端部相比，選色電極基體3的波動的總體影響小，選色電極基體3的波動程度的容許值大，所以可將賦予在選色電極基體3上的張力設定成小于端部。這種選色電極基體3上的張力分布如圖15所示。縱軸σ表示選色電極基體3的狹槽3a和狹槽3a之間的部分(稱為格柵)的拉伸應力，橫軸X表示圖11所示的選色電極2的X方向上的位置。當將這種張力分布賦予在選色電極基體3上時，由外部振動引起的選色電極基體3的局部振動不容易向其他部位傳遞，具有加快暫時引起的局部振動衰減的效果。
在抑制上述畫面的紊亂(選色電極基體3的波動)之際，雖然可考慮以選色電極基體3上不因上述彩色陰極射線管1的制造工序中外加的熱而產生變形的應力界限值在選色電極基體3的各部上均賦予張力，但為了在選色電極基體3的各部上均賦予這種張力，使框架4上不因上述彩色陰極射線管1的制造工序中外加的熱而產生變形，框架4的剛性要非常大，框架4的尺寸、重量過大，難以在彩色陰極射線管1內對選色電極2進行定位和保持，選色電極2的制造成本增加。
因此，象上述那樣在選色電極基體3上賦予張力分布，同時利用其產生的振動衰減效果，盡力將框架4的剛性抑制得較低。這樣，在選色電極基體3上賦予張力分布，其目標值和容許誤差(控制精度)由框架4的剛性或彩色陰極射線管1的制造工序中外加的熱等折衷而決定。
若提高選色電極基體3的張力分布的控制精度，則選色電極2的設計、制造的余量加大，能夠實現彩色陰極射線管1的品質提高和成本降低。
向選色電極基體3上賦予張力大致由以下的方法進行。在形成大致方框形狀的框架4的一對相對的框架部件4a的外側面4c上設定多個負荷點，通過在這些負荷點上施加力而在框架部件4a上施加方向為使其相互接近的力，使框架扭曲規定的量而加以保持。在其上方確定選色電極基體3相對于框架4的位置的同時向兩個方向或四個方向上拉伸而進行保持。在該狀態下使框架4上升或者使選色電極基體3下降，使選色電極基體3與上述一對相對的框架部件4a適度地壓接在選色電極基本體3上。之后，通過縫焊或者激光焊等各種方式對選色電極基體3和上述一對相對的框架部件4a向選色電極基體3上的壓接部進行焊接。最后，當解除施加在框架4上的力時，框架4要向原有的狀態恢復，在選色電極基體3上產生張力。通過將施加在上述多個負荷點上的力設定為各種，可將賦予選色電極基體3上的張力分布形狀設定成各種各樣。
對于框架4，提供了圖16至圖18所示的形狀。如圖所示，在框架4的一對相對的框架部件4a的多個負荷點上如箭頭所示地施加力。負荷點的數量或位置、施加在負荷點上的力的大小根據所要求的選色電極基體3的張力分布決定。
在圖16所示的框架4中，當在框架部件4a的負荷點上施加力時，連結框架部件4a的框架部件4b彎曲，同時，框架部件4a也以與框架部件4b的連結部分為支點彎曲。當解除施加在負荷點上的力時，框架部件4b向加力前的狀態恢復的恢復力在選色電極基體3上施加作為基礎的平均的張力，框架部件4a向加力前的狀態恢復的恢復力提供張力的分布。在Z方向上，由于框架部件4a和4b之間的距離加大，通過在框架部件4a上施加力，所以容易向框架部件4b賦予彎曲力矩，因此，不僅在框架部件4a的長度方向兩端部的負荷點上施加的力，施加在其他負荷點上的力也有助于框架部件4b的彎曲。因此，雖然施加在各負荷點上的力的分配的設定困難，但由于能夠分擔分配為了向選色電極基體3賦予做為基礎的平均張力而在各負荷點上施加的力，所以在特定的負荷點上施加的力過大的情況少，能夠較容易地使框架部件4a上不產生導致選色電極基體3的面精度或狹槽3a或孔3b的尺寸、形狀精度惡化的變形。
圖17所示的框架4為在圖16所示的框架中削減了框架部件4b的制造成本的框架，在Z方向上，框架部件4b和框架部件4a之間的距離小于圖16所示的框架4。因此，由于難以向框架部件4b賦予彎曲力矩，所以與采用圖16所示的框架的情況相比，施加在框架部件4a長度方向兩端部的負荷點上的力對框架部件4b的彎曲的的貢獻度增大，施加在其他負荷點上的力的貢獻度減小。因此，有必要使在上述兩端部的負荷點上施加的力大于圖16所示的情況，兩端部上的變形增大，因此選色電極基體3的面精度或狹槽3a或孔3b的尺寸、形狀精度惡化。
圖18所示的框架4的框架部件4a、4b為中空，與圖17所示的框架4相比進一步降低了制造成本的輕量化的框架。在Z方向上，框架部件4b和框架部件4a之間的距離小于圖17所示的框架部件4，并且由于成為中空結構，框架部件4a的剛性也低，所以施加在框架部件4a的長度方向兩端部的負荷點上的力對框架部件4b的彎曲的貢獻度極端增大，有必要使施加在該兩端部的負荷點上的力絕對地增大。在兩端部上容易產生導致使選色電極基體3的面精度或狹槽3a或孔3b的尺寸、形狀精度惡化的變形，超過容許管理界限的情況變多。而且，在上述兩端部以外的部位，由于剛性降低所引起的框架部件4a的變形量增大或由于中空結構所引起的負荷點附近的局部變形增大，做為使選色電極基體3的面精度或狹槽3a或孔3b的尺寸、形狀精度惡化原因的變形容易產生，所以只能降低做為選色電極基體3的基礎的平均張力值。選色電極基體3的狹槽3a或孔3b的配設節距大，顯示畫面的象素節距粗的彩色陰極射線管的因選色電極基體3由外部振動引起的波動的容許值大，所以圖18所示形狀的框架的適用對象被限定在這種彩色陰極射線管的選色電極。例如以電視用途的彩色陰極射線管為對象。
另外，圖16至圖18所示的框架4如前所示，框架部件4b的容易彎曲程度、施加在框架部件4a的各負荷點上的力對框架部件4b彎曲的有助程度、或者因力施加在框架部件4a上而產生的負荷點或者負荷點附近的變形的程度由于各自不同的形狀而帶有不同的特征，但在例如圖16所示的框架4上，若固定框架部件4b的尺寸，僅縮小框架部件4a的截面尺寸的話，則框架部件4b的彎曲容易性、施加在框架部件4a的各負荷點上的力對框架部件4b的彎曲的有助程度、施加在框架部件4a的各負荷點上的力使負荷點或者負荷點附近產生變形的程度應與圖17或18的框架4同樣地處理。由于若對其進行描述要示出詳細的各材料物性和尺寸，是千差萬別的，所以通過圖16至圖18所示形狀的不同將這種差別特征化地加以說明。
選色電極基體3的尺寸、剛性以高精度進行管理，使選色電極2的選色電極基體3的張力分布離散的主要原因多由于框架的尺寸或剛性的離散。為了吸收這種離散，高精度地管理選色電極基體3的張力分布，必須高精度地控制施加在框架的負荷點上的力。如圖16至圖18所示，隨著框架4形狀的改變可降低框架的制造成本，但如前所述，必須要提高施加在框架部件4a兩端部的各負荷點上的力。由于離散的比例如果相同，則張力大的離散變大，伴隨著圖16至圖18所示的框架形狀的改變，需要提高施加在上述兩端部負荷點上的力的控制精度。而且在圖18所示形狀的框架的情況下，在上述兩端部之外的部位，由于框架部件4a的剛性降低或中空結構化，所施加的力的離散被框架部件4a的變形量的離散或負荷點附近的局部變形的離散而擴大地反映出來，所以進一步增大了提高所施加的力的控制精度的必要性。而且，回避應力集中在特定的負荷點上也非常重要。
這種選色電極制造中的課題的解決方法在特開2002-42646中已有提案。這種現有技術是在框架部件4a上設定多個負荷點，檢測作用在各負荷點上的力，控制施加在各負荷點上的力，使各力的檢測值為所希望的值。
圖19中示出這種現有技術的裝置的主要部分示意圖。在圖19中，沿著框架部件4a的長度方向(X方向)以規定的間隔配置加壓件11，在各加壓件與框架部件4a抵接的部分上設置壓力傳感器12。液壓缸13的通過供油而突出的桿件的前端連接在加壓件11上。當液壓缸13的桿件突出時，加壓件11以其旋轉軸14為中心，壓力傳感器12對框架部件4a加壓。工作油向液壓缸13的供應和排出以及供應壓力由未圖示的控制機構控制。
但是，由于框架部件4a為連續體，所以若使多個任意的負荷點為Xi，則在各負荷點Qi(i＝1、2、...、n)上施加有某種力時，當將施加在一個負荷點Q1上的力增減為所希望的力時，由于該力的增減，框架部件4a接近、背離，施加在負荷點Q1以外的負荷點Qi上的力發生增減。然后，其他任意的負荷點Qi中，當施加在負荷點Q2上的力增減到所希望的力時，與前述同樣地，框架部件4a接近、背離，在達到所希望的力的負荷點Q2上施加的力增減的同時，施加在Q2以外的負荷點Qi上的力也發生增減。
即，當向一個負荷點上施加控制輸入時，不僅作為其他負荷點上的壓力傳感器12的檢測值的控制輸出值變動，其他負荷點上的控制輸入值也自身也變動。在圖21中對負荷點為2點的情況進行了說明，但如果負荷點增加，則與此相應的各負荷點上的控制輸入、輸出值復雜地相互作用，控制的難度飛躍性增加。
因此，為了使施加在任意的負荷點Qi上的力收斂為所希望的值，不得不將施加在任意的負荷點Qi上的力的控制精度設定得較低，并且要大量重復力的控制動作，生產性顯著惡化。在通常所要求的彩色陰極射線管的制造周期內無法實現。
為了消除上述的問題，提供一種選色電極的制造方法，可吸收各框架的尺寸的離散或剛性的離散，回避框架部件的局部變形，以高精度在選色電極基體上賦予張力，生產性優異并具有實用性，為此，在將選色電極基體焊接在形成大致四邊框形狀的空間的一對對向的框架部件上之前，向一對對向的框架部件施加方向使其接近的力的選色電極的制造方法中，其特征是，在一對對向的框架部件的長度方向上設定多個負荷點Qi(i＝1～n，n為全部負荷點數量)，在長度方向上分別獨立使經由彈性系數為Ki的彈性部件向上述負荷點Qi施力的移動部件位移規定量，賦予初始負荷F0i而為初始負荷賦予狀態，使上述移動部件從上述初始負荷賦予狀態僅位移Δymi，求出施加在上述負荷點Qi上的力的變化量，并求出上述移動部件的位移量和施加在上述負荷點上的力的變化量的關系式，然后從該關系式求出施加在上述負荷點上的力為所希望的值時上述移動部件的位移量作為控制位移量(位移量的目標值)，基于該控制位移量使上述移動部件位移，在上述負荷點上施加所希望的力(特愿2002-219152)。
在該提案的制造方法中，初始負荷賦予狀態的初始負荷的值將對控制位移量的計算精度產生影響。為了以更高的精度向選色電極基體賦予張力，必須要通過賦予適當的初始負荷，更加正確地求出移動部件的位移量和施加在負荷點上的力的變化量的關系式，提高控制位移量的計算精度。
本發明是考慮到上述的問題而提出的，其目的在于提供一種選色電極的制造方法，通過使初始負荷賦予狀態的初始負荷為適當的值，能夠以更高的精度在選色電極基體上賦予張力分布。

發明內容
本發明的第1種選色電極的制造方法是包括將形成有使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板所構成的彩色陰極射線管的選色電極基體固定在形成大致方框形狀的框架中一對相對的框架部件上的選色電極的制造方法，其特征是，具有以下步驟步驟(a)，對于設定在上述相對的框架部件的長度方向上不同位置的多個負荷點中至少兩端部的負荷點以外的負荷點，經由各自單獨的彈性部件，分別使對應的移動部件位移，向分別抵接在該負荷點上的抵接部件上施加初始負荷F0i，從而施加使上述相對的框架部件相互接近方向上的力，步驟(b)，從賦予了上述初始負荷的狀態，進一步使上述移動部件分別僅位移已知的位移量Δymi，檢測施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力，求出上述移動部件的位移量和施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力的變化量的關系式，步驟(c)，從該關系式計算出施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力成為所希望的值Pi的上述移動部件的各個位移量的目標值，使各移動部件僅位移上述計算出的位移量的目標值，步驟(d)，在通過步驟(c)使上述移動部件位移了的狀態下，將上述選色電極基體焊接在上述一對相對的框架部件上，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來位置地使其他的移動部件移動，通過重復這一動作，使上述移動部件順序地移動，在上述步驟(a)中，將各負荷點Qi上的上述初始負荷F0i定為以式(10)賦予的初始負荷指標Si以上。
Si=Kj×Σj=1nKjRj+Kj×Δymj---(10)]]>(其中，Ki為負荷點Qi上的彈性部件的彈性系數，Kj為負荷點Qj(j為負荷點的編號、j＝1～n)上的彈性部件的彈性系數，Δymj為上述步驟(b)中、各負荷點Qj上的移動部件的位移，Rj為負荷點Qj上的上述一對框架部件相對于向相互接近的方向上的變形的彈性系數)根據上述的第1種制造方法，在上述步驟(b)中，可不使所有的負荷點的負荷落在零或零附近地正確地求出雅可比矩陣J。其結果可高精度地使施加在任意的負荷點Qi上的力Fi為所希望的值Pi，可高精度地在選色電極基體上賦予張力分布。
而且，在上述步驟(b)中，在使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來位置地使其他的移動部件移動，由于通過重復這一動作，可使上述多個移動部件順序地移動，所以可縮短步驟(b)所需要的時間。
本發明的第2種選色電極的制造方法是包括將形成有使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板所構成的彩色陰極射線管的選色電極基體固定在形成大致方框形狀的框架中一對相對的框架部件上的選色電極的制造方法，其特征是，具有以下步驟步驟(a)，對于設定在上述相對的框架部件的長度方向上不同位置的多個負荷點中至少兩端部的負荷點以外的負荷點，經由各自單獨的彈性部件，分別使對應的移動部件位移，向分別抵接在該負荷點上的抵接部件上施加初始負荷F0i，從而施加使上述相對的框架部件相互接近方向上的力，步驟(b)，從賦予了上述初始負荷的狀態，進一步使上述移動部件分別僅移動已知的位移量Δymi，檢測施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力，求出上述移動部件的位移量和施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力的變化量的關系式，步驟(c)，從該關系式計算出施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力成為所希望的值Pi的上述移動部件的各個位移量的目標值，使各移動部件僅位移上述計算出的位移量的目標值，步驟(d)，在通過步驟(c)使上述移動部件位移了的狀態下，將上述選色電極基體焊接在上述一對相對的框架部件上，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，使該移動部件返回原來的位置，然后使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序移動，上述步驟(a)中的上述初始負荷F0i定為以式(11)賦予的初始負荷指標Si以上。
Si=Ki×max{KjRj+Kj×Δymj1,j=1,2,···,n}---(11)]]>(其中，Ki為負荷點Qi上的彈性部件的彈性系數，Kj為負荷點Qj(j為負荷點的編號、j＝1～n)上的彈性部件的彈性系數，Δymj為上述步驟(b)中、各負荷點Qj上的移動部件的位移，Rj為負荷點Qj上的上述一對框架部件相對于向相互接近的方向上的變形的彈性系數)。
根據上述本發明的第2種制造方法，即使在使負荷點Qi順序地位移，并返回到原來的位置，同時求出雅可比矩陣J的情況下，通過在各負荷點上將初始負荷F0i設定成大于由式(11)定義的初始負荷指標Si，可不使所有的負荷點的負荷落在零或零附近地正確地求出雅可比矩陣J。其結果可高精度地使施加在任意的負荷點Qi上力Fi為所希望的值，可高精度的在選色電極基體上賦予張力分布。
而且，在使各移動部件移動之后，使該移動部件返回到原來的位置，然后使其他的移動部件移動，由于通過重復這一動作可使上述移動部件順序地移動，所以可使步驟(b)中的各移動部件的位移量比較大，并使各移動部件位移時各負荷點上的力的變化量比較大，能夠可靠正確地進行測定。
在上述第1或第2方法中，上述框架部件的彈性系數Rj由式(6)求出。
Ri＝3E·I·L/{Xi2·(L-Xi)2} …(6)(其中，E為框架部件的楊氏模量，I為上述框架部件的截面慣性矩，Xi為從框架部件的一端到該負荷點Qi的距離，L為框架部件的長度)。
這樣一來，可通過比較簡單的計算求出彈性系數。
本發明的第3種選色電極的制造方法是包括將形成有使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板所構成的彩色陰極射線管的選色電極基體固定在形成大致方框形狀的框架中一對相對的框架部件上的選色電極的制造方法，其特征是，具有以下步驟步驟(a)，對于設定在上述相對的框架部件的長度方向上不同位置的多個負荷點中至少兩端部的負荷點以外的負荷點，經由各自單獨的彈性部件，使分別對應的移動部件位移，向分別抵接在該負荷點上的抵接部件上施加初始負荷F0i，從而施加使上述相對的框架部件相互接近方向上的力，步驟(b)，從賦予了初始負荷的狀態，進一步使上述移動部件分別僅移動已知的位移量Δymi，檢測施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力，求出上述移動部件的位移量和施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力的變化量的關系式，步驟(c)，從該關系式計算出施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力成為所希望的值Pi的上述移動部件的各個位移量的目標值，使各移動部件僅位移上述計算出的位移量的目標值，步驟(d)，在通過步驟(c)使上述移動部件位移了的狀態下，將上述選色電極基體焊接在上述一對相對的框架部件上，上述步驟(a)中的上述初始負荷F0i為滿足式(12)的范圍。
(T-0.2)×Pi≤F0i≤(T+0.2)×Pi …(12)(其中，T為所有負荷點共同的規定常數)。
根據上述第3種的制造方法，可將施加在負荷點Qi上的負荷Fi控制在充分接近所希望的力Pi的值，即高精度地進行控制，其結果可高精度地在選色電極基體上賦予張力分布。
在本發明的第3種制造方法中，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來的位置地使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序移動，在上述步驟(b)中上述移動部件的每一個移動之前，施加在各負荷點上的負荷Fij可以為(T-0.2)×Pi以上、(T+0.2)×Pi以下。
這樣一來，在步驟(b)中，在使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回到原來的位置地使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序地移動的情況下，可將施加在負荷點Qi上的負荷Fi控制在充分接近所希望的力Pi的值，即高精度地進行控制，其結果可高精度地在選定電極基體上賦予張力分布。
在上述的第3種制造方法中，上述步驟(a)中的上述初始負荷F0i為滿足式(13)的范圍，并且上述常數T為滿足式(14)的范圍。
(T-0.1)×Pi≤F0i≤(T+0.1)×Pi …(13)0.8≤T≤1.0…(14)這樣一來，通過相對于施加在負荷點Qi上的上述所希望的力Pi，在所有的負荷點上采用共同的常數T，使初始負荷F0i為0.8×Pi至Pi的范圍，可將施加在各負荷點上的力控制在進一步接近所希望的值Pi，即高精度地進行控制，可更高精度地在選色電極基體上賦予張力分布。
在上述的方法中，還可以在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來的位置地使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序移動，在上述步驟(b)中上述移動部件的每一個移動之前，施加在各負荷點上的負荷Fij為(T-0.1)×Pi以上、(T+0.1)×Pi以下。
這樣一來，在步驟(b)中，在使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回到原來的位置地使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序地移動的情況下，可將施加在負荷點Qi上的負荷Fi控制在進一步接近所希望的力Pi的值，即高精度地進行控制，其結果可高精度地在選定電極基體上賦予張力分布。
在上述第1、第2、第3種制造方法中，可以是上述步驟(a)中的初始負荷包含上述負荷為所希望的值Pi的狀態，并且位于上述移動部件的位移和施加在對應的負荷點上的力的關系為線性的范圍。
這樣一來，即使在移動部件的位移和施加在框架部件上的力的關系在從施加了力的狀態到施加在框架部件上的力為所希望的值的狀態的全部范圍中不是連續的情況下，只要包含施加在框架部件上的力為所希望的狀態的直線關系的范圍中，則可正確地進行步驟(b)的處理，因此，可正確地求出產生所希望的力的移動部件的位移。
在上述第1、第2、第3種制造方法中，還包括步驟(e)，在上述框架部件的長度方向的兩端部上，使上述移動部件移動到施加在負荷點上的力為所希望的值。
這樣一來，可縮短施加在框架部件上的力的控制時間。而且，分成在選色電極基體上賦予平均張力的工序和賦予張力分布的工序，在選色電極的制造現場，在產生了與選色電極基體的張力有關的品質異常的情況下，可獲得容易進行原因探明和采取對策的效果。
在上述第1、第2、第3種制造方法中，在上述步驟(b)中，使上述移動部件的每一個移動，計算出移動前施加在各自的負荷點上的力和移動后施加在各自的負荷點上的力的差值作為各移動部件的移動產生的力的變化量。
這樣一來，由于通過檢測力而求出其差值，可求出力的增量，所有可由廣泛采用的力傳感器進行測定。
本發明還提供一種具備上述第1、第2、第3中制造方法所獲得的選色電極的彩色陰極射線管。
這種彩色陰極射線管具有不易產生圖像紊亂、品質高的優點。


圖1為表示從與顯示畫面的上下方向平行的方向觀察到的框架的變形過程的視圖。
圖2為從垂直于顯示畫面的方向觀察的框架的變形過程的視圖。
圖3為表示本發明實施方式1的選色電極制造裝置的機構部的立體圖。
圖4為表示本發明實施方式1的選色電極制造裝置的控制系統的框圖。
圖5為對施加在兩個負荷點上的力進行控制的說明圖。
圖6為表示移動部件的位移和施加在框架部件上的力之關系的一例的曲線圖。
圖7為表示使移動部件向通過計算求出的位置位移時的負荷測定結果的表。
圖8為對兩個負荷點的力的控制和初始負荷進行說明的附圖。
圖9為對兩個負荷點的力的控制和初始負荷進行說明的附圖。
圖10為表示彩色陰極射線管結構的附圖。
圖11為表示選色電極結構的附圖。
圖12為表示選色電極基體的一例的附圖。
圖13為表示選色電極基體其他例子的附圖。
圖14為表示電子束投射到熒光體上時的附圖。
圖15為表示施加在選色電極基體上的張力分布的曲線16為表示框架一例的附圖。
圖17為表示框架其他例的附圖。
圖18為表示框架另一例的附圖。
圖19為表示現有的選色電極的制造裝置一例的立體圖。
圖20為表示現有的制造裝置動作的附圖。
具體實施例方式
實施方式1采用附圖對本發明第1實施方式加以說明。圖1和圖2示意性地表示本實施方式中選色電極的制造方法的制造過程中框架的變形。
該框架4與現有技術中所說明的同樣，形成大致方框形狀，具有一對相對的、例如相互大致平行的框架部件4a，和相對于框架部件4a沿垂直方向延伸、連結該框架部件4a的一對相對的框架部件4b。與現有技術中所說明的同樣，通過在該框架4的一對框架部件4a上施加力(壓縮力)，使框架部件4a相互接近，在這種狀態下，由形成有用于使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板構成的彩色陰極射線管用選色電極基體3焊接在框架4上。
當使框架部件4a相互接近時，此時框架部件4a和4b變形。圖1表示對圖17所示的框架4加壓至壓縮時框架部件4b的變形過程。圖2為在圖1中從Z方向觀察框架4的附圖，以虛線表示框架部件4a外形的位移，示意地示出框架部件4a的變形過程。
在框架部件4a上，在其長度方向的不同位置Xi(i＝1～6)上設定有多個負荷點Qi(i＝1～6)上的力。位置Xi為從框架部件4a的一端到各負荷點Qi的距離，換句話說，表示以框架部件4a的一端為基準的負荷點Qi在X方向上的位置。在各負荷點Qi上施加力Fi(i＝1～6)。
狀態A為施力前框架的狀態，狀態B為在框架4上施加后述的初始負荷F0i、使各自的負荷點Qi位移后的狀態(初始負荷賦予狀態)，狀態C為使負荷點Qi位移了規定量ΔYb后的狀態，狀態D為使負荷點Qi進一步位移了ΔYc、使施加在負荷點上的力Fi為所希望的值(Pi)后的狀態。
在該實施方式中，從狀態A向狀態B轉移的工序、即初始負荷賦予的工序與權利要求書中的步驟(a)相對應，在以下的說明中也稱為第一工序。而且，從狀態B向狀態C轉移的工序與權利要求書中的步驟(b)相對應，在以下的說明中也稱為第二工序。而且，從狀態C向狀態D轉移的工序與權利要求書中的步驟(c)相對應，在以下的說明中也成為第三工序。
圖3為示意表示本實施方式的選色電極制造裝置的立體圖，圖4為示意表示圖3的選色電極的控制系統的框圖。如圖所示，這種制造裝置具有多個壓縮單元Li(i＝1至6)。這些壓縮單元Li是分別與多個負荷點Qi相對應地設置的，在相對應的負荷點Qi上向相對的框架部件4a施加力，使其向相互接近的方向變形。
在圖示的例子中設置了6個負荷點Qi，與其相對應地也設置了6個壓縮單元Li。各壓縮單元Li具有分別沿Y方向(使框架部件4a相互接近、離開的方向)延伸、相互成直線排列的導軌22、23。另外，導軌22、23是作為分體表示的，但也可以是一體的。
移動基座16、20、21各自獨立地在導軌22、23上滑動。另一方面，移動基座17、18、19與板24相連結而成為一體，自由地在導軌22上滑動。由導軌23、移動基座16、17、18、19、20、21構成直線導向機構。抵接部件25、26安裝在搭載于移動基座16、21上的板27、28上，抵接部件所屬的壓縮單元Li在相對應的負荷點Qi上與框架部件4a的外側面4c抵接。這樣，多個壓縮單元Li的抵接部件25、26在框架部件4a的長度方向(X方向)上分別一對一對地在Y方向上相對地配置，在設定于框架部件4a上的多個負荷點Qi上與框架部件4a的外側面4c相抵接。力傳感器29通過板27測定施加在抵接部件25上的力。并安裝在板24上所安裝的移動部件30上。
馬達31使滾珠絲杠32旋轉。滾珠絲杠32的一端加工成圓軸，保持在軸承33上。螺母34與滾珠絲杠32嚙合，并安裝在搭載于移動基座20上的移動部件35上，將滾珠絲杠32的旋轉運動轉換成直線運動，使移動部件35由導軌23導向而沿y方向移動。
移動部件30、板27、28上設置有貫通孔37、38、39，滾珠絲杠32無干涉地貫穿于該貫通孔中。在移動部件35上安裝有彈性部件、例如壓縮彈簧36，將移動部件35的移動和推進力傳遞到板28上。接觸式的位移傳感器40測量移動部件35在Y方向上的位移(相對于移動部件30的相對位移)。
馬達31、軸承33、移動部件30通過板24而形成一體，在Y方向移動。驅動馬達31時，移動部件30和移動部件35相互接近或分離。且，通過相互接近，產生使框架部件4a相互接近的力(壓縮力)。該壓縮力通過壓縮彈簧36傳遞到抵接部件25、26上，通過該抵接部件25、26將壓縮力傳遞到框架部件4a上。
如圖4所示，表示由力傳感器29測量的力的信號以及表示由位移傳感器40測量的位移的信號分別通過信號線Wf1至Wf6、Wd1至Wd6供應到控制部CT，將在控制部CT中基于上述信號生成的驅動指令通過信號線Wr1至Wr6供應到馬達31上。
以下，為了簡單起見，參照圖5對負荷點Qi的數量為2的情況中施加在負荷點上的力的控制進行說明。圖5中，符號4c和36表示與圖3同樣的框架部件4a的外側面和壓縮彈簧。符號35-1和35-2表示圖3的移動部件，但為了區別，對設置在負荷點Q1上的移動部件賦予符號35-1，對設置在在負荷點Q2上的移動部件賦予符號35-2。只是，在沒有必要進行上述區別時則采用符號35。而且，Ki為負荷點Qi上的壓縮彈簧36的彈簧常數。
在移動部件35-i(i＝1或2)從虛線的位置到實線的位置位移了Δymi(i＝1或2)時，框架部件4a的外側面4c從虛線的位置位移到實線的位置，施加在設定于框架部件4a上的負荷點Qi上的力的增量為ΔFi(i＝1、2)由力傳感器29和控制部CT求出。框架部件4的外側面從虛線的位置位移到實線的位置時負荷點Qi的位移為∑Δyij。另外，后綴I對應于位移的負荷點，j對應于施加了對負荷點Qi的位移產生影響的力的負荷點。關于移動部件35-1、35-2、框架部件4a，虛線表示的狀態為狀態B，實線表示的狀態為狀態C。
以下，對和圖3和圖4所示的裝置相同、負荷點Qi和壓縮單元Li的數量為2的裝置的動作加以說明。首先，當在與圖3所示相同的裝置上放置圖17所示的框架4時，成為圖1、圖2所示的狀態A。然后，當基于由裝置控制部CT通過信號線Wr1、Wr2所提供的指令，各壓縮單元L1、L2的馬達31驅動，使滾珠絲杠32旋轉時，該旋轉運動由螺母34轉換成直線運動，安裝了該螺母的移動部件35由直線導向機構的導軌23導向，向馬達31移動，從而向移動部件30移動。
當移動部件35移動時，板28由壓縮彈簧36推壓，與板28為一體的抵接部件26推壓框架4。當框架4被推壓、向移動部件30移動時，抵接部件25被推壓，與抵接部件25為一體的板27移動，板27與安裝在移動部件30上、并介于移動部件30和板27之間的力傳感器29抵接。
當進一步繼續馬達31的驅動時，壓縮彈簧36被壓縮，其要復原的力通過抵接部件26作用在設定于框架部件4a上的負荷點X1或X2上，同時壓縮彈簧36要復原的力通過螺母34、滾珠絲杠32、軸承33、板24、移動部件30、以及力傳感器29使與板27為一體的抵接部件25向抵接部件26的方向移動。這樣，抵接部件25和26相互對拉而接近，在框架部件4a的外側面4c上、在為使框架部件4a相互接近的方向上施加作用力、反作用力。
因此，由力傳感器29測量的力是施加在抵接部件25上的力，同時也是施加在抵接部件26上的力。從抵接部件25、26雙方抵接在框架部件4a上的時刻開始，框架部件4b、4a的實際變形開始，框架部件4b向下呈凸狀地彎曲，同時框架部件4a開始相互接近，力傳感器29的檢測值上升。力傳感器29的檢測值通過信號線Wf1、Wf2送入裝置控制部CT中，由該裝置控制部CT轉換成施加在抵接部件上的力Fi。使移動部件35移動直到在框架部件4a的所有任意的負荷點Qi上施加于負荷點上的力Fi為規定的初始負荷值F0i(相對于各負荷點分別如后述地規定)。因此，任意的負荷點Qi在Y方向產上位移而成為狀態B(即初始負荷賦予狀態)。
接觸式位移傳感器40檢測移動部件35相對于移動部件30的相對位移，一端固定在移動部件35上，另一端固定在相對于移動部件30為固定的部件(圖中未示出)上。但是，在保證移動部件35的移動量(相對于導軌22)和移動部件30的移動量(相對于導軌23)大致相等的情況下，也可以將接觸式位移傳感器40的上述另一端固定在相對于導軌22、23為固定的部件上。
接觸式位移傳感器40的檢測值也通過信號線Wd1、Wd2送入裝置控制部CT中，由該裝置控制部CT轉換成移動部件35的位移量(相對于移動部件30的相對位移量)。
在圖5中，當從狀態B使移動部件35移動Δym1、Δym2時，壓縮彈簧36被壓縮，同時負荷點Q1、Q2產生位移而成為狀態C。在此，當將Δym1的移動所引起的負荷點Q1的位移量作為Δy11，將負荷點Q2的位移量作為Δy21，將Δym2的移動所引起的負荷點Q2的位移量作為Δy21，以及將負荷點Q1的位移量作為Δy22時，力F1、F2從規定值F01、F02的變量ΔF1、ΔF2為ΔF1＝K1·(Δym1-Δy11)-K1·Δy12ΔF2＝-K2·Δy21+K2·(Δym2-Δy22)。
當先使ΔF1＝ΔF11+ΔF12ΔF2＝ΔF21+ΔF22時，若以下述的行列式表示，則如下式(1)所示。
ΔF1＝ΔF11·Δym1/Δym1+ΔF12·Δym2/Δym2ΔF2＝ΔF21·Δym1/Δym1+ΔF22·Δym2/Δym2ΔF1ΔF2=ΔF11/Δym1ΔF12/Δym2ΔF21/Δym1ΔF22/Δym2Δym1Δym2---(1)]]>當使式(1)左邊的矩陣為ΔF，右邊的左矩陣為J，右邊的右矩陣為ΔY時，ΔF＝J·ΔY …(2)J為雅可比矩陣，在第二工序中從狀態B轉移到狀態C，求出該雅可比矩陣J。
在式(1)中，ΔF11/Δym1＝J11ΔF12/Δym2＝J12ΔF21/Δym1＝J21ΔF22/Δym2＝J22當作為控制輸入賦予Δym1(使移動部件35僅移動Δym1)時，由力傳感器29檢測Fc11、Fc21，該檢測值的增量在這種情況下，由該檢測值和狀態B下的檢測值F01、F02的差Fc11-F01、Fc21-F01計算出ΔF11、ΔF21。即，由ΔF11＝Fc11-F01ΔF21＝Fc21-F01求出ΔF11、ΔF21。然后，從這些值計算出J11和J21。
然后，在給予控制輸入Δym1的狀態下，作為控制輸入給予Δym2(使移動部件35僅移動Δym2)時，由力傳感器29檢測力Fc12、Fc22，其增量，即由同時給予了控制輸入Δym1和Δym2時的檢測值Fc12、Fc22和僅給予了控制輸入Δym1時的檢測值Fc11、Fc21的差Fc12-Fc11、Fc22-Fc21計算出ΔF12、ΔF22。即，根據ΔF12＝Fc12-Fc11ΔF22＝Fc22-Fc21計算出ΔF12、ΔF22。然后，從這些值計算出J12和J22，求出雅可比矩陣J。
另外，在上述的例子中，雖然是先給予控制輸入Δym1，然后在給予了控制輸入Δym1的狀態下給予控制輸入Δym2，但也可以使該順序相反，即使是先給予控制輸入Δym2，然后在給予了控制輸入Δym2的狀態下給予控制輸入Δym1，也可以獲得同樣的結果。
當使J-1為J的逆矩陣時，式(2)可變形成式(3)。
ΔY＝J-1·ΔF …(3)當使施加在各負荷點Qi上的所希望的力為Pi時，在以狀態C為基準的所希望的增量ΔPi和在狀態C中施加在各負荷點Qi上的力Fci之間存在以下的關系。
ΔPi＝Pi-Fci根據上式求出所希望的增量ΔPi。將以矩陣表示的所有的負荷點Qi上的所希望的增量ΔPi為ΔP，以ΔP置換式(3)中的ΔF，并求出與雅可比矩陣J的逆矩陣J-1的乘積，計算移動部件35的控制位移量ΔY。該控制位移量ΔY表示向以狀態C為基準的狀態D的位移量，僅使移動部件35移動ΔY。這樣，進行從狀態C向狀態D的轉移。
在第三工序中計算控制位移量ΔY，基于該值使移動部件35移動，從狀態C轉移到狀態D。
以上，對負荷點Qi的數量為2的情況進行了說明，但在負荷點的數量為n的情況下也同樣。在這種情況下，式(1)擴大到下式(4)、(5)。
ΔF1ΔF2...ΔFnJ11J12...J1nJ21J22...J2n..................Jn1Jn2...JnnΔym1Δym2...Δymn---(4)]]>Jij＝ΔFij/Δymj …(5)雅可比矩陣J的求出方法是順序地使與負荷點Q1、Q2、…、Qn(位置X2、X2、…、Xn)相對應的移動部件35每移動規定的量Δym1、Δym2、…、Δymj，從式(5)中順序地求出Jij。
另外，使與負荷點Q1、Q2、…、Qn相對應的移動部件35移動的順序是任意的。例如，不必按照從框架部件的一端到另一端的順序。
求出了雅可比矩陣J之后，將雅可比矩陣J的逆矩陣J-1和所希望的力的增量ΔP代入式(3)中，計算移動部件35的控制位移量ΔY，將該值作為從狀態C向狀態D轉移的移動量(ΔYdc)，使移動部件35僅移動該移動量，從狀態C轉移到狀態D。
在該狀態D下(即在框架4上施加了力的狀態下)向上方(Z方向)頂。在上方，選色電極基體3向箭頭的方向(Y方向)被拉伸，形成平面或者規定曲率的面，同時進行與框架4的相對位置的定位。在以規定的壓接力使框架部件4a壓接在選色電極基體3上之后，使縫焊電極15下降到框架4a和選色電極基體3的壓接部上，一邊向縫焊電極15通電一邊使其在X方向移動，對選色電極基體3和框架部件4a進行縫焊。這種處理與權利要求書中的步驟(d)相對應，在以下的說明中也稱為第四工序。最后，當解除施加在框架4上的力時，框架4a恢復到施加力之前的原始狀態的恢復力起作用，將張力賦予在選色電極基體3上。
以下對在從上述狀態A導向狀態B的工序(第一工序)所施加的初始負荷F0i加以說明。與框架部件4a的各負荷點Qi相對應地設定的移動部件35的位移和施加在各負荷點Qi上的力的關系如圖6所示，在包含狀態D的規定的范圍LR中為線性，但在除此之外的范圍中則多為不是線性、或者即使是線性也與包含狀態D的范圍不連續。如上所述求出雅可比矩陣、并求出所希望的控制位移量的方法必須要進行在包含狀態D的線性關系范圍中從狀態B向狀態C的變形，即給予控制輸入Δymi(i＝1～n)而產生的變形。因此，狀態B位于包含狀態D的線性關系的范圍LR內則成為條件。為了從狀態A向狀態B的變形而施加的初始負荷F0i需考慮上述這一點之后決定。
例如，若如圖6所示在狀態D中所希望的力Pi的1/3左右以上，包含狀態D的線性范圍開始的話，則通過施加所希望的力Pi的1/3(或者比其大若干的力)使其成為狀態B即可。
但是，僅向象上述那樣設定初始負荷，則存在不能夠充分高精度地計算控制位移量的情況。這是由于當狀態B的初始負荷值F0i(i＝1～n)不在適當的范圍時，作為控制輸入賦予了Δymj時其他負荷點的負荷有可能落入零或零附近的緣故。為了簡單起見，當對在圖5中采用的一對相向的框架部件4a的外側面4c上設定了兩個負荷點的情況進行說明時，如果初始負荷值F01、F02不在適當的范圍時，由于作為控制輸入賦予了Δym1時產生的負荷點Q2的位移量Δy21，抵接部件25、26雙方離開框架部件4a，負荷點Q2的負荷落入零或零附近。引起與作為控制輸入賦予了Δym2時同樣的現象。這樣一來，當負荷點的負荷落入零或零附近時，不能正確地求出移動部件的位移量和施加在負荷點上的力的變化量的關系式、即雅可比矩陣J。負荷點的數量擴大到n個也一樣。
在此，對求出雅可比矩陣J時各負荷點的負荷不會落在零或零附近的狀態B的初始負荷值進行考慮。
首先，使框架部件4a的截面慣性矩為I[mm4]、框架部件4a的X方向長度(固定在一對框架部件4b上的部分相互間的距離)為L[mm]、從框架部件4a的一端(固定在一對框架部件4b的一方上的部分)到負荷點Qi的X方向的距離為Xi[mm]、框架部件4a的楊氏模量為E[kgf/mm2]、負荷點Qi處的彈性部件36的彈性系數為Ki[kgf/mm]。可通過下式(6)求出負荷點Qi處的框架部件4a的彈性系數(框架部件4a向相互接近的方向變形的彈性系數)Ri[kgf/mm]。
Ri＝3E·I·L/{Xi2·(L-Xi)2} …(6)而且，通過下式(7)求出在某一負荷點Qi處作為控制輸入施加了Δymj時的負荷點Qi處的框架位移量Δyjj。
Δyjj＝Δymj·Ki/(Rj+Kj) …(7)此時，可知負荷點Qj以外的負荷點Qi處的框架位移量Δyij小于負荷點Qj處的框架位移量Δyjj。
為了使求出雅可比矩陣J時的各負荷點的負荷不落在零或零附近，使初始負荷賦予狀態下的負荷點Qi處的彈性部件36的撓曲量Di大于上述框架位移量Δyij即可。在求出雅可比矩陣J的第二工序中，為了使負荷點Qj(j＝1、2、…、n)僅順序位移規定量Δymj，可滿足下式(8)即可。
Di≥Σj=1nKjRj+Kj×Δymj---(8)]]>在此，右邊表示所有的負荷點(Qj(j＝1～n))處使移動部件順序移動期間的各負荷點(Qi)的框架部件的位移量的累計值。在本實施方式中，預先測定各負荷點處的力，該力與彈性部件的撓曲量和彈性系數的積相等。因此，當在式(8)的兩邊乘以彈性部件的彈性系數Ki時，Di×Ki≥Ki×∑[{Kj/(Rj+Kj)}×Δymj] …(9)上式(9)的左邊在負荷點Qi處與施加在彈性部件和框架部件4a上的力F0i相等。右邊取為初始負荷指標Si。即，Si=Ki×Σj=1nKjRj+Kj×Δymj---(10)]]>通過使初始負荷F0i大于該初始負荷指標Si，在第二工序(求出雅可比矩陣J的工序)中各負荷點的負荷不會落在零或零附近。
如上所述，通過在各負荷點處，將初始負荷F0i設定成大于初始負荷指標Si，可使所有的負荷點的負荷不落在零或零附近地求出雅可比矩陣J，其結果，能夠高精度地計算出使施加在任意負荷點Qi上的力Fi為所希望的力Pi的控制位移量。
另外，在本實施方式中，雖然狀態D的位移量大于狀態C的位移量，但上述的計算方法本身也適用于狀態D的位移量小于狀態C的位移量的情況。其中，在這種情況下，條件是變形量大于狀態D的狀態C(圖6中作為[狀態C’]表示)位于包含狀態D的線性關系的范圍內。但是，由于框架通常是重量較輕，所以在狀態D，涉及成位于塑性變形的界限附近，當超過了狀態D，則大多超過包含狀態D的線性關系范圍的上限。
實施方式2在上述的實施方式1中，首先賦予控制輸入Δym1，然后在賦予了控制輸入Δymj的狀態下賦予控制輸入Δym2，從而使一個移動部件移動，不返回初始位置(狀態B中的位置)地重復使其他的移動部件移動，但也可以取代這種動作，使一個負荷點、例如負荷點Q1的移動部件位移，檢測負荷點Q1處的框架部件的位移和施加在其上的力F1，然后使負荷點Q1的移動部件復原，接著使其他的負荷點、例如負荷點Q2的移動部件移動，可一邊順序地使各負荷點Qi的移動部件位移而復原，一邊求出雅可比矩陣J。在這種情況下，通過與上述同樣的方法以下式(11)求出初始負荷指標Si。
Si=Ki×max{KjRj+Kj×Δymj|j=1,2,......n}---(11)]]>在此，右邊表示在第二工序中通過使負荷點(Qj(j＝1～n))的移動部件分別移動而產生的各負荷點(Qi)的框架部件的變形量的最大值。而且，將初始負荷F0i設定成以式(11)求出的初始負荷指標Si以上的值。這樣一來，可使初始負荷賦予狀態的彈性部件的撓曲量Di大于第二工序中各移動部件的移動引起的框架部件的位移量中最大值。
在這種情況下，通過在各負荷點處將初始負荷F0i設定成大于由式(11)定義的初始負荷指標Si，可不使所有的負荷點的負荷落在零或零附近地正確地求出雅可比矩陣J。
另外，如上所述，在使一個負荷點的移動部件位移，檢測該負荷點的框架部件的位移和施加在其上的力之后，使該負荷點的移動部件復原，然后使其他的負荷點的移動部件位移，從而在一邊使各負荷點的移動部件順序位移而復原一邊求出雅可比矩陣J的情況下，上述的狀態[B]和狀態[C]相等，根據上述的實施方式1或實施方式2，即使在框架的剛性離散大的情況下，通過將Si作為相對于初始負荷的指標，賦予充分大于Si的值作為初始負荷，可不使所有的負荷點的負荷落在零或零附近地正確地求出雅可比矩陣J。
另外，在從狀態A轉移到狀態B時，可預先設定在框架部件4的所有負荷點Qi上施加的力F0i超過規定值(初始負荷指標)Si的移動部件的Y方向位置的情況下，也可以不由所施加的力F0i控制移動部件的移動，而是使移動部件移動到該設定位置。這樣一來，可縮短從狀態A轉移到狀態B的時間。例如，在框架4的寬度、即Y方向尺寸(兩個框架部件4a的外側面4c之間的間隔)上存在容許誤差范圍內的離散的情況下，由于在使移動部件移動到規定的設定位置時，其框架的寬度越小，框架承受的力越小，所以即使在框架的寬度為上述容許誤差范圍內的最小值的框架上也能夠如上所述預先設定所有的負荷點Qi上時間的力F0i超過規定的值Si的移動部件的Y方向位置的情況下，使移動部件移動到上述的設定位置即可。但是，在框架4的寬度為容許誤差范圍內的最大值的框架的情況下，如果是使移動部件移動到上述設定的位置時，在框架上施加了塑性變形，則這種控制(使移動部件向規定的設定位置移動的控制)不適用。
而且，雖然測定移動部件35的位移量的機構采用了接觸式位移傳感器，但采用激光位移計等非接觸式位移傳感器也可獲得同樣的作用和效果。
另外，即使在采用內置編碼器的伺服馬達以取代馬達31，將來自編碼器的馬達旋轉量轉換成移動部件35的位移量而求出移動部件35的位移量的情況下，也可獲得同樣的作用和效果。
在采用圖18所示的框架的情況下，框架部件4a的長度方向兩端部以外的負荷點上施加的力有助于框架部件4b的彎曲的分量非常小，可作為誤差處理。因此，在上述的第一工序之前，實施在兩端部的負荷點Qi上施加所希望的力的工序(第五工序)，然后，在兩端部以外的負荷點Qi上進行上述第一工序、第二工序、和第三工序的處理。即，在最初的兩端部上的負荷點上施加力的工序(既可以是在兩端部上同時施加力，也可以先在一方上施加力，但從生產率的方面考慮，最好是同時進行)中，使移動部件移動到力傳感器29檢測的力為所希望的值。(此時，在兩端部的負荷點上施加壓縮力時，也可以求出雅可比矩陣J并施加壓縮力)。
然后，在兩端部以外的負荷點上施加力時，求出雅可比矩陣J。而且，用這樣求出的雅可比矩陣J，將施加在各負荷點(兩端部以外的負荷點Qi)上的力控制在所希望的值。
即使在這樣將工序分開的情況下，通過在上述兩端部以外的負荷點上將初始負荷F0i設定成大于初始負荷指標Si，也可以不使所有的負荷點的負荷落在零或零附近地正確地求出雅可比矩陣J。
實施方式3以下，對本發明的實施方式3加以說明。用于實施本實施方式的裝置的結構或動作的概要與實施方式1相同。不同之處如下所述。即，在狀態B(即初始負荷賦予狀態)下賦予初始負荷F0i(i＝1～n)并轉移到狀態C的過程中，一邊使負荷點Qi的移動部件順序位移而復原一邊求出雅可比矩陣J，從雅可比矩陣J的逆行列式J-1和所希望的力Pi(i＝1～n)計算出移動部件35的控制位移量Yi(i＝1～n)，基于該值使移動部件35移動，從狀態C轉移到狀態D的一系列工序中，測定相對于初始負荷F0i(i＝1～n)的值(即，賦予某一值的初始負荷F0i，然后使移動部件僅位移規定的位移量，求出位移和負荷的關系，以此為基準求出產生所希望的負荷的控制位移量，基于該控制位移量使移動部件移動而產生)的狀態D的負荷Fdi(i＝1～n)，對其負荷控制精度、即負荷Fdi(i＝1～n)和所希望的力Pi(i＝1～n)的差進行評價。其結果的一部分示于圖7的表1中。在該測定中，測定點取為6點，為了測定條件的一致而使從狀態B轉移到狀態C時的移動部件35的移動量為定值。
狀態D的負荷規格是所希望的力的值為中心的±20％以內的范圍，如圖7的表1所示可知，在初始負荷相對于所希望的負荷的倍率上，若各負荷點處的離散的范圍在40％以下，則滿足這一規格。即，若在所有的負荷點上采用通用的常數T，將初始負荷設定在式(12)的范圍，則能夠滿足這一規格。
(T-0.2)×Pi≤F0i≤(T+0.2)×Pi …(12)而且，通過如下式(13)、(14)進行設定，也可以與使所希望的力的值為中心的±10％的范圍這種嚴格的規格。
(T-0.1)×Pi≤F0i≤(T+0.1)×Pi …(13)0.8≤T≤1.0 …(14)以下，對其結果加以說明。為了使說明簡單，圖8和圖9為在一對相對向的框架部件的外側面上設定兩個負荷點，對施加在該負荷點上的力的變化加以說明的示意圖。在圖8和圖9中，符號4c和36與圖3一樣地表示框架部件4a的外側面以及壓縮彈簧。符號35-1和35-2雖然表示圖3的移動部件35，但為了區別，在設置于負荷點Q1上的移動部件標以符號35-1，將設置于負荷點Q2上的移動部件標以符號35-2。但是，在上述這種區別沒有必要時，采用符號35。而且，Ki為負荷點Qi處的壓縮彈簧36的彈簧常數。
虛線的位置表示狀態B、即初始負荷賦予狀態。圖8為初始負荷F01、F02基本上互為相等的情況，圖9為初始負荷F01、F02互為不同的情況。而且，實線的位置表示為了求出雅可比矩陣而使負荷點Q1的移動部件位移Δym1時的框架部件的外側面的位置，此時的負荷點Q1和Q2上的、從框架部件4a的外側面4c的初始負荷賦予狀態的位移量為Δy11、Δy21，負荷的變化量為ΔF11、ΔF21時，下式成立。
J11＝ΔF11/Δym1、ΔF11＝K1·(Δym1/Δy11)J21＝ΔF21/Δym1、ΔF21＝-K2·Δy21在此，圖8中的負荷點Q1和Q2的位移量與圖9中的負荷點Q1和Q2的位移量顯然不同。由于移動部件的位移量在圖8和圖9中均為一定的Δym1，所以從圖8的初始負荷賦予狀態求出的雅可比矩陣的構成要素J11、J21和從圖9的初始負荷賦予狀態求出的雅可比矩陣的構成要素J11、J21為不同的值。雖然圖中未示出，但使負荷點Q2的移動部件位移了Δym2時求出的雅可比矩陣的構成要素J12、J22也是同樣的。
以上，雖然為了簡單起見使負荷點的數量為兩個進行了說明，但負荷點的數量也可以擴大到n個。
通過這些結果可知，當各負荷點上的負荷的相對比(也可以認為各負荷點上的框架撓曲量的相對比)不同時，從該狀態下求出的雅可比矩陣也不同。而且，即使各負荷點上的負荷的絕對值不同，只要是負荷的相對比相等，則求出了大致相等的雅可比矩陣。由于雅可比矩陣是用于求出為了從狀態C(或狀態B)轉移到狀態D的控制輸入，所以若使初始負荷的各負荷點上的相對比和所希望的力的各負荷點上的相對比相同，則認為提高了負荷控制精度。
圖7的表1的結果可以證明，式(12)或式(13)是為了滿足狀態D的負荷規格而將必要的初始負荷的相對比的等同性公式化。
如上所述，若相對于施加在負荷點Qi上的上述所希望的力Pi，在所有的負荷點上采用共同的常數T，將初始負荷F0i設定成式(12)的范圍，則可相對于所希望的力高精度地控制負荷。
(T-0.2)×Pi≤F0i≤(T+0.2)×Pi …(12)而且，若相對于施加在負荷點Qi上的上述所希望的力Pi，在所有的負荷點上采用共同的常數T，使初始負荷F0i為式(13)的范圍，并且在上述所有的負荷點上將共同的常數T設定成式(14)，則可相對于所希望的力高精度地控制負荷。
(T-0.1)×Pi≤F0i≤(T+0.1)×Pi …(13)0.8≤T≤1.0 …(14)實施方式4本實施方式與實施方式1相同，在第二工序、即步驟(b)中，使各移動部件移動后，不使該移動部件復原地使其他的移動部件移動，通過重復這一動作，使上述移動部件順序地移動。
在上述的實施方式3中，是使初始負荷F0i滿足式(12)或式(13)和式(14)。即初始負荷F0i為，(T-0.2)×Pi以上，(T+0.2)×Pi以下，或者為，(T-0.1)×Pi以上，(T+0.1)×Pi以下，(其中，0.8≤T≤1.0)在第二工序、即步驟(b)中，在使各移動部件移動后，不使該移動部件復原地使其他的移動部件移動，通過重復這一動作，使上述移動部件順序地移動的情況下，初始負荷不僅滿足上述的條件，最好在步驟(b)中各移動部件移動之前，施加在各負荷點上的負荷Fij也滿足上述同樣的條件。
即，在步驟(b)中各移動部件移動之前，施加在各負荷點上的力Fij最好是，(T-0.2)×Pi以上，(T+0.2)×Pi以下，更好的是，(T-0.1)×Pi以上，(T+0.1)×Pi以下，(其中，0.8≤T≤1.0)通過如上所述確定，在步驟(b)中，即使是在使各移動部件移動之后，不使該移動部件復原地使其他的移動部件移動，通過重復這一動作，使上述移動部件順序地移動的情況下，也可以相對于所希望的力高精度地控制負荷。
另外，與對實施方式1和實施方式2描述的同樣的變更也適用于實施方式3和實施方式4。
權利要求
1.一種選色電極的制造方法，是包括將形成有使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板所構成的彩色陰極射線管的選色電極基體固定在形成大致方框形狀的框架中一對相對的框架部件上的選色電極的制造方法，其特征是，具有以下步驟步驟(a)，對于設定在上述相對的框架部件的長度方向上不同位置的多個負荷點中至少兩端部的負荷點以外的負荷點，經由各自單獨的彈性部件，分別使對應的移動部件位移，向分別抵接在該負荷點上的抵接部件上施加初始負荷F0i，從而施加使上述相對的框架部件相互接近方向上的力，步驟(b)，從賦予了上述初始負荷的狀態，進一步使上述移動部件分別僅位移已知的位移量Δymi，檢測施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力，求出上述移動部件的位移量和施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力的變化量的關系式，步驟(c)，從該關系式計算出施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力成為所希望的值Pi的上述移動部件的各個位移量的目標值，使各移動部件僅位移上述計算出的位移量的目標值，步驟(d)，在通過步驟(c)使上述移動部件位移了的狀態下，將上述選色電極基體焊接在上述一對相對的框架部件上，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來位置地使其他的移動部件移動，通過重復這一動作，使上述移動部件順序地移動，在上述步驟(a)中，將各負荷點Qi上的上述初始負荷F0i定為以式(10)賦予的初始負荷指標Si以上。Si=Ki×Σj=1nKjRj+Kj×Δymj---(10)]]>(其中，Ki為負荷點Qi上的彈性部件的彈性系數，Kj為負荷點Qj(j為負荷點的編號、j＝1～n)上的彈性部件的彈性系數，Δymj為上述步驟(b)中、各負荷點Qj上的移動部件的位移，Rj為負荷點Qj上的上述一對框架部件相對于向相互接近的方向上的變形的彈性系數)
2.一種選色電極的制造方法，是包括將形成有使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板所構成的彩色陰極射線管的選色電極基體固定在形成大致方框形狀的框架中一對相對的框架部件上的選色電極的制造方法，其特征是，具有以下步驟步驟(a)，對于設定在上述相對的框架部件的長度方向上不同位置的多個負荷點中至少兩端部的負荷點以外的負荷點，經由各自單獨的彈性部件，分別使對應的移動部件位移，向分別抵接在該負荷點上的抵接部件上施加初始負荷F0i，從而施加使上述相對的框架部件相互接近方向上的力，步驟(b)，從賦予了上述初始負荷的狀態，進一步使上述移動部件分別僅位移已知的位移量Δymi，檢測施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力，求出上述移動部件的位移量和施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力的變化量的關系式，步驟(c)，從該關系式計算出施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力成為所希望的值Pi的上述移動部件的各個位移量的目標值，使各移動部件僅位移上述計算出的位移量的目標值，步驟(d)，在通過步驟(c)使上述移動部件位移了的狀態下，將上述選色電極基體焊接在上述一對相對的框架部件上，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，使該移動部件返回原來的位置，然后使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序移動，上述步驟(a)中的上述初始負荷F0i定為以式(11)賦予的初始負荷指標Si以上。Si=Ki×max{KjRj+Kj×Δymj1,j=1,2,···,n}---(11)]]>(其中，Ki為負荷點Qi上的彈性部件的彈性系數，Kj為負荷點Qj(j為負荷點的編號、j＝1～n)上的彈性部件的彈性系數，Δymj為上述步驟(b)中、各負荷點Qj上的移動部件的位移，Rj為負荷點Qj上的上述一對框架部件相對于向相互接近的方向上的變形的彈性系數)
3.根據權利要求1或2所述的選色電極的制造方法，其特征是，上述框架部件的彈性系數Rj由式(6)求出。Ri＝3E·I·L/(Xi2·(L-Xi)2}…(6)(其中，E為框架部件的楊氏模量，I為上述框架部件的截面慣性矩，Xi為從框架部件的一端到該負荷點Qi的距離，L為框架部件的長度)
4.一種選色電極的制造方法，是包括將形成有使電子束通過的狹槽或孔的金屬薄板所構成的彩色陰極射線管的選色電極基體固定在形成大致方框形狀的框架中一對相對的框架部件上的選色電極的制造方法，其特征是，具有以下步驟步驟(a)，對于設定在上述相對的框架部件的長度方向上不同位置的多個負荷點中至少兩端部的負荷點以外的負荷點，經由各自單獨的彈性部件，分別使對應的移動部件位移，向分別抵接在該負荷點上的抵接部件上施加初始負荷F0i，從而施加使上述相對的框架部件相互接近方向上的力，步驟(b)，從賦予了初始負荷的狀態，進一步使上述移動部件分別僅移動已知的位移量Δymi，檢測施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力，求出上述移動部件的位移量和施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力的變化量的關系式，步驟(c)，從該關系式計算出施加在上述至少兩端部以外的負荷點上的力成為所希望的值Pi的上述移動部件的各個位移量的目標值，使各移動部件僅位移上述計算出的位移量的目標值，步驟(d)，在通過步驟(c)使上述移動部件位移了的狀態下，將上述選色電極基體焊接在上述一對相對的框架部件上，上述步驟(a)中的上述初始負荷F0i為滿足式(12)的范圍。(T-0.2)×Pi≤F0i≤(T+0.2)×Pi…(12)(其中，T為所有負荷點共同的規定常數)
5.根據權利要求4所述的選色電極的制造方法，其特征是，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來的位置地使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序移動，在上述步驟(b)中上述移動部件的每一個移動之前，施加在各負荷點上的負荷Fij為(T-0.2)×Pi以上、(T+0.2)×Pi以下。
6.根據權利要求4所述的選色電極的制造方法，其特征是，上述步驟(a)中的上述初始負荷F0i為滿足式(13)的范圍，并且上述常數T為滿足式(14)的范圍。(T-0.1)×Pi≤F0i≤(T+0.1)×Pi …(13)0.8≤T≤1.0 …(14)
7.根據權利要求6所述的選色電極的制造方法，其特征是，在上述步驟(b)中，使各移動部件移動之后，不使該移動部件返回原來的位置地使其他的移動部件移動，重復這一動作，使上述移動部件順序移動，在上述步驟(b)中上述移動部件的每一個移動之前，施加在各負荷點上的負荷Fij為(T-0.1)×Pi以上、(T+0.1)×Pi以下。
8.根據權利要求1、2、或4所述的選色電極的制造方法，其特征是，上述步驟(a)中的初始負荷包含上述負荷為所希望的值Pi的狀態，并且位于上述移動部件的位移和施加在對應的負荷點上的力的關系為線性的范圍。
9.根據權利要求1、2、或4所述的選色電極的制造方法，其特征是，還包括步驟(e)，在上述框架部件的長度方向的兩端部上，使上述移動部件移動到施加在負荷點上的力為所希望的值。
10.根據權利要求1、2、或4所述的選色電極的制造方法，其特征是，在上述步驟(b)中，使上述移動部件的每一個移動，計算出移動前施加在各自的負荷點上的力和移動后施加在各自的負荷點上的力的差值作為各移動部件的移動產生的力的變化量。
11.一種彩色陰極射線管，其特征是，具備由權利要求1、2、或4所述的制造方法獲得的選色電極。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種彩色陰極射線管的選色電極的制造方法和制造裝置，在彩色陰極射線管的選色電極的制造中，能夠在選色電極基體上不賦予變形地以高精度地賦予張力，尤其是具有生產率優異的實用性。求出用于經由彈性部件在框架部件上施加力的移動部件的位移量和施加在框架部件上的力的關系，逆向計算出在框架部件上賦予所希望的負荷的移動部件的位移量，在使移動部件僅位移了計算出的位移量的狀態下進行焊接，使初始負荷定為滿足式(10)、式(11)或式(12)。
文檔編號H01J9/14GK1495826SQ0315465
公開日2004年5月12日 申請日期2003年8月22日 優先權日2002年8月22日
發明者西野裕久, 淺野聰也, 北村壽朗, 三村誠一, 河崎貴文, 冢崎岳, 牧野惠三, 大江慎一, 松永泰彥, 水本善雄, 一, 三, 也, 彥, 文, 朗, 雄 申請人:三菱電機株式會社