JP2005056663A - 外部電極型蛍光ランプおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部電極型蛍光ランプの透光性樹脂シートを薄くした場合でも、電極に対する絶縁耐圧を保持する。
【解決手段】ガラスバルブ1の外周面に透光性樹脂シート6を低圧側の電極5bの部分には1重に巻回し、高圧側の電極5aの部分には2重に巻回して被着する。この構成により、高圧側の電極5aに対する透光性樹脂シート6の絶縁耐圧の低下を防止する。
【選択図】図2
【解決手段】ガラスバルブ1の外周面に透光性樹脂シート6を低圧側の電極5bの部分には1重に巻回し、高圧側の電極5aの部分には2重に巻回して被着する。この構成により、高圧側の電極5aに対する透光性樹脂シート6の絶縁耐圧の低下を防止する。
【選択図】図2
Description
本発明は、複写機やイメージスキャナ等における露光用光源や表示装置におけるバックライト用光源として使用される外部電極型蛍光ランプおよびその製造方法に関する。
外部電極型蛍光ランプは、内周面に発光体層を形成した管状のガラスバルブにキセノンガスを主成分とした希ガスを気密に封入し、ガラスバルブの全長とほぼ同程度の長さの透光性樹脂シートに一対の電極を所定の間隔で隔離して配置し、ガラスバルブと透光性樹脂シートとの間に電極が配置されるようにガラスバルブの外周面に透光性樹脂シートを巻回して被着した構成である(特許文献1等参照)。透光性樹脂シートとしては例えばポリエチレンテレフタレート(PET)が用いられ、電極としては例えばアルミニウムが用いられる。一般的に、PETを用いた透光性樹脂シートの厚さは50μm程度、アルミニウムを用いた電極の厚さは50μm程度である。
特許第3022283号公報
近年のディスプレイ装置等の薄型化に伴って、ガラスバルブも細管化が進む傾向にある。ところが、ガラスバルブの外径を細くすると、透光性樹脂シートの屈曲反発強度が強くなるため、ガラスバルブに透光性樹脂シートを被着して放置している状態あるいは外部電極型蛍光ランプを使用している状態において透光性樹脂シートがガラスバルブから剥がれてしまうという問題があった。
また、透光性樹脂シートを剥がれにくくするためには、透光性樹脂シートを薄く形成することが考えられるが、一対の電極には高電圧が印加されるため、PETの絶縁耐圧が100kV/cm程度であることを考慮すると、透光性樹脂シートの厚さを40μm程度に薄くしたところで透光性樹脂シートに絶縁破壊が生じるという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラスバルブの細管化に伴って透光性樹脂シートを薄くした場合でも電極に対する絶縁耐圧を保持し得る外部電極型蛍光ランプを提供することにある。
本発明の別の目的は、透光性樹脂シートを薄くした場合でも電極に対する絶縁耐圧を保持可能な外部電極型蛍光ランプを安価かつ簡易に製造し得る製造方法を提供することにある。
本発明に係る外部電極型蛍光ランプは、管状のガラスバルブと、前記ガラスバルブの内周面に光投射用の開口部を残して形成された蛍光体層と、前記ガラスバルブの内部に封入された希ガスと、前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有し、前記ガラスバルブの外周面に配設された一対の電極と、前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有し、前記ガラスバルブの外周面に低圧側の電極部分に対しては1重に巻回し、高圧側の電極部分に対しては2重に巻回して被着された透光性樹脂シートと、を有することを特徴とする。
本発明にあっては、ガラスバルブの外周面に透光性樹脂シートを低圧側の電極部分に対しては1重に巻回し、高圧側の電極部分に対しては2重に巻回して被着することで、高圧側の電極部分に対する絶縁耐圧の低下を防ぐようにしている。
本発明に係る外部電極型蛍光ランプの製造方法は、管状のガラスバルブの内周面に光投射用の開口部を残して蛍光体層を形成する工程と、前記ガラスバルブの内部に希ガスを封入する工程と、前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有する一対の電極を互いに隔離して透光性樹脂シートに配置する工程と、前記ガラスバルブと前記透光性樹脂シートとの間に前記電極が位置するように、前記ガラスバルブの外周面に前記透光性樹脂シートを低圧側の電極部分には1重に巻回し高圧側の電極部分には2重に巻回して被着する工程と、を有することを特徴とする。
本発明にあっては、一対の電極を互いに隔離して配置した透光性樹脂シートをガラスバルブ1の外周面に低圧側の電極部分には1重に巻回し、高圧側の電極部分には2重に巻回して被着することで、電極形成方法として最も安価な巻回方式を用いるようにしている。
本発明に係る外部電極型蛍光ランプによれば、透光性樹脂シートを薄くした場合でも電極に対する絶縁耐圧を保持することができる。
また、本発明に係る製造方法によれば、透光性樹脂シートを薄くした場合でも電極に対する絶縁耐圧を保持可能な外部電極型蛍光ランプを安価かつ簡易に製造することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図1の側面図および図2の断面図に示すように、本外部電極型蛍光ランプは、管状のガラスバルブ1の内周面に蛍光体層3が管軸方向に沿った光投射用の開口部4を残して形成される。ガラスバルブ1の内部にはキセノンを主成分とする希ガス2が所定の封入圧で封入される。ガラスバルブ1の外周面には、ガラスバルブ1の全長とほぼ同程度の長さを有する一対の電極5a,5bが対向して配設される。その外側にはガラスバルブ1の全長とほぼ同程度の長さを有する透光性樹脂シート6が、低圧側の電極5bの部分に対しては1重に巻回し、高圧側の電極5aの部分に対しては2重に巻回した状態で粘着剤7により被着される。電極5a,5bには、電源9からの給電を受けるための給電用端子8a,8bがそれぞれ接続される。透光性樹脂シート6は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエステル等で形成され、電極5a,5bは、例えばアルミニウム等で形成される。給電用端子8a,8bには、銅または銅にスズメッキしたものが用いられる。
各部の寸法の一例として、外部電極型蛍光ランプの外径を4mm、長さを400mmとする。透光性樹脂シート6の厚さは約30μm、長さは400mm弱とする。電極5a,5bの厚さは約30μm、幅は2.5mm、長さは400mm弱とする。開口部4の開口角は70°、粘着剤7の厚さは約25μmとする。
このような構成の外部電極型蛍光ランプに対し電源9により高電圧を印加すると、電極5a,5b間で高電界が発生し放電が起こる。そして、キセノンガスが電子との衝突によって電離もしくは励起され、その状態から基底状態に戻る際に、800〜1000nmの赤外線および紫外線(共鳴放射(147nm)と分子光(150〜190nm))が放射される。キセノンから放射された紫外線によって蛍光体が発光して可視光を発する。ガラスバルブ1の内部で発生した光は、開口部4から外部へ放射される。外部電極型蛍光ランプを露光用光源として使用する複写機やスキャナ等では、外部電極型蛍光ランプの開口部4から放射された光を電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)により読み取る。
次に、本外部電極型蛍光ランプの製造工程について説明する。まず、ガラスバルブ1の内周面に、管軸方向に沿った光投射用の開口部4を残して蛍光体を塗布することにより蛍光体層3を形成する。ガラスバルブ1の内部にキセノンを主成分とする希ガス2を封入し、ガラスバルブ1の両端を気密に封止する。
図3に示すように、透光性樹脂シート6の表面に一対の電極5a,5bを所定の間隔をおいて互いに隔離して配置する。この間隔は、例えば透光性樹脂シート6をガラスバルブ1の外周面に巻回したときに電極5a,5bが対向して配置される距離とする。各部の寸法の一例としては、透光性樹脂シート6のシート端Eと電極5aの端との距離は1.5mm、電極5a,5b間の距離は4.5mm、透光性樹脂シート6のシート端Eとシート端Fとの距離は18mmとする。
ガラスバルブ1と透光性樹脂シート6との間に電極5a,5bが配置されるように、ガラスバルブ1の外周面に、透光性樹脂シート6を低圧側の電極5bの部分には1重に巻回し高圧側の電極5aの部分には2重に巻回して被着する。
具体的には、図4の巻回工程を示す断面図のように、まず透光性樹脂シート6のシート端Eをガラスバルブ1の開口部4の中央に略対向する位置に合わせた状態で巻回しを開始し、ガラスバルブ1の全周囲に1重に巻回した後、透光性樹脂シート6の他方の端部であるシート端Fが高圧側の電極5aの部分を越え開口部4に差し掛からない位置で巻回しを終了する。このような工程により、透光性樹脂シート6が低圧側の電極部分には1重に巻かれ、高圧側の電極部分には2重に巻かれるようにする。
このように巻回すことにより、透光性樹脂シート6の厚さを30μmとした場合には、高圧側の電極部分での透光性樹脂シートの厚さの合計は60μmとなる。
図6は、透光性樹脂シート6の厚さ合計に対する絶縁破壊の状態をまとめた表である。ここでは、透光性樹脂シート6としてPETを用い、高圧側の電極5aには2000V0-Pの電圧を印加した。この表に示すように、高圧側の電極部分における透光性樹脂シート6の厚さ合計が40μmに満たない場合には絶縁破壊が生じることが確認された。一方、透光性樹脂シート6の厚さ合計が80μmを超える場合には、屈曲反発強度が強くなり透光性樹脂シート6が剥がれ易くなる。よって、透光性樹脂シート6の厚さとしては20μm〜40μmの範囲とすることが最適である。また、電極5a,5bの厚さは、透光性樹脂シート6の厚さよりも薄いことが望ましく、40μm以下とすることが最適である。
したがって、本実施の形態における外部電極型蛍光ランプによれば、ガラスバルブ1の外周面に透光性樹脂シート6を低圧側の電極部分には1重に巻回し、高圧側の電極部分には2重に巻回して被着するようにしたことで、高圧側の電極部分における透光性樹脂シート6の絶縁耐圧の低下が防止されるので、透光性樹脂シート6を薄くした場合でも高圧側の電極5aに対する絶縁耐圧を保持することができる。
本実施の形態における外部電極型蛍光ランプの製造方法によれば、一対の電極5a,5bを互いに隔離して透光性樹脂シート6に配置し、ガラスバルブ1と透光性樹脂シート6との間に電極5a,5bが位置するように、ガラスバルブ1の外周面に透光性樹脂シート6を低圧側の電極5bの部分には1重に巻回し、高圧側の電極5aの部分には2重に巻回して被着することで、電極形成方法として最も安価な巻回方式を用いることができるので、透光性樹脂シート6を薄くした場合でも高圧側の電極5aに対する絶縁耐圧を保持可能な外部電極型蛍光ランプを安価かつ簡易に製造することができる。
本実施の形態では、実施例1の外部電極型蛍光ランプを複写機やイメージスキャナ等における露光用光源に適用した場合の各外部電極型蛍光ランプの給電用端子の接続方法について説明する。
図6の断面図に示すように、本実施形態の複写機においては、実施例1と同一構成の第1外部電極型蛍光ランプ11aと第2外部電極型蛍光ランプ11bが紙面ガラス80の下部に一定の間隔をおいて向きを合わせた状態で平行に配置され、外部電極型蛍光ランプ11a,11bの中央下部に電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)81が配置される。紙面ガラス80の上部には原稿82が配置される。
複写機では原稿82のインクの盛り上がり等による印刷状態の変化を防ぐために、2灯の外部電極型蛍光ランプ11a,11bを用いて2方向から原稿82の紙面へ光を照射させ、その反射光をCCD81で読み取るようになっている。そして、低電力化を図るため、2灯の外部電極型蛍光ランプ11a,11bに対して1つの電源により並列給電するようになっている。
本実施の形態では、図7又は図8に示すように、片端に給電用端子が接続された一対の電極のうちの少なくとも一方の電極については他方の端にも給電用端子が接続されている外部電極型蛍光ランプを、図6に示した外部電極型蛍光ランプ11a,11bとして用いる。
図7の外部電極型蛍光ランプは、電極5aの両端に給電用端子8a,8cがそれぞれ接続されるとともに、電極5bの両端にも給電用端子8b,8dがそれぞれ接続された構成である。
図8の外部電極型蛍光ランプは、電極5aの両端に給電用端子8a,8cがそれぞれ接続され、電極5bには、その片端にだけ給電用端子8bが接続された構成である。
図7および図8に示す外部電極型蛍光ランプのその他の部分については、図1および図2を用いて説明した実施例1の外部電極型蛍光ランプと同様の構成であるので、ここでは重複した説明は省略する。
図9は、本実施例の接続方法により2灯の外部電極型蛍光ランプの各給電用端子を接続した状態を示す正面図である。同図では、第1外部電極型蛍光ランプ11aとして図7に示したものを用い、第2外部電極型蛍光ランプ11bとして図8に示したものを用いている。
図9では、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8aを第1リード線13aに半田12aにより接続し、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8bと外部電極型蛍光ランプ11bの給電用端子8bを第2リード線13bに半田12bにより接続し、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8cと外部電極型蛍光ランプ11bの給電用端子8cを半田12cにより接続した構成を示している。もちろん、外部電極型蛍光ランプ11aとして図8に示したものを用いてもよいし、外部電極蛍光ランプ11bとして図7に示したものを用いてもよい。
図10は、本実施例の別の接続方法により2灯の外部電極型蛍光ランプの各給電用端子を接続した状態を示す正面図である。同図では、第1外部電極型蛍光ランプ11a、第2外部電極型蛍光ランプ11bとして図8に示したものを用いている。
図10では、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8aを第1リード線13aに半田12aにより接続し、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8bと外部電極型蛍光ランプ11bの給電用端子8bを第2リード線13bに半田12bにより接続し、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8cと外部電極型蛍光ランプ11bの給電用端子8cを半田12cにより接続した構成を示している。もちろん、外部電極型蛍光ランプ11a,11bとして図7に示したものを用いてもよい。
図9および図10では、一例として、外部電極型蛍光ランプ11a,11bの外径を4mm、長さを350mmとする。2灯の外部電極型蛍光ランプ11a,11bの距離は25mmとする。
次に、比較例による給電用端子同士の接続方法について説明する。
図11は、比較例の接続方法により2灯の外部電極型蛍光ランプの各給電用端子を接続した状態を示す正面図である。同図では、外部電極型蛍光ランプ11a,11bとして図1に示したもの、すなわち電極5a,5bの片端にだけ給電用端子8a,8bがそれぞれ接続された外部電極型蛍光ランプを用いている。
図11では、外部電極型蛍光ランプ11a,11bのそれぞれについて、給電用端子8aを別々の第1リード線13aに半田12aにより接続し、給電用端子8bを別々の第2リード線13bに半田12bにより接続した構成を示している。
この比較例の接続方法では、リード線13の総数が4本になるため、リード線13を配線するときの引き回しが複雑になりやすいという問題がある。
図12は、比較例の別の接続方法により2灯の外部電極型蛍光ランプの各給電用端子を接続した状態を示す正面図である。同図では、図11と同様に、外部電極型蛍光ランプ11a,11bとして、電極5a,5bの片端にだけ給電用端子8a,8bがそれぞれ接続された外部電極型蛍光ランプを用いている。
図12では、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8aと外部電極型蛍光ランプ11bの給電用端子8aを第1リード線13aに半田12aにより接続し、外部電極型蛍光ランプ11aの給電用端子8bと外部電極型蛍光ランプ11bの給電用端子8bを第2リード線13bに半田12bにより接続した構成を示している。
この比較例による別の接続方法では、第1リード線13aの半田12aによる接続部分と第2リード線13bの半田12bによる接続部分の距離が短くなり、ショートしやすくなるという問題がある。
これらの比較例に対し、本実施例では、図9又は図10に示したように2灯の外部電極型蛍光ランプの給電用端子同士を接続することで、異極のリード線13a,13bを簡単にまとめることができるようにするとともに、リード線13a,13bのそれぞれの半田による接続部分を十分な距離をとって離して配置できるようにしている。
このように、本実施の形態では、片端に給電用端子が接続された一対の電極のうちの少なくとも一方の電極については他方の端にも給電用端子が接続されている第1外部電極型蛍光ランプ11aおよび第2外部電極型蛍光ランプ11bを用いる。これら2灯のランプを向きを合わせた状態で平行に配置し、第1外部電極型蛍光ランプ11aの一方の電極5aの片端の給電用端子8aを第1リード線13aに接続し、第1外部電極型蛍光ランプ11aの他方の電極5bの同片端の給電用端子8bと第2外部電極型蛍光ランプ11bの一方の電極5bの同片端の給電用端子8bを第2リード線13bに接続し、第1外部電極型蛍光ランプ11aの一方の電極5aの他端の給電用端子5cと第2外部電極型蛍光ランプ11bの他方の電極5aの他端の給電用端子8cを接続する。この接続方法により、リード線13a,13bを簡単にまとめることができるとともに、異極のリード線13a,13のそれぞれの半田による接続部分を十分な距離をとって離して配置でき、もって絶縁性を大幅に高めることができる。
1…ガラスバルブ
2…希ガス
3…蛍光体層
4…開口部
5a,5b…電極
6…透光性樹脂シート
2…希ガス
3…蛍光体層
4…開口部
5a,5b…電極
6…透光性樹脂シート
Claims (5)
- 管状のガラスバルブと、
前記ガラスバルブの内周面に光投射用の開口部を残して形成された蛍光体層と、
前記ガラスバルブの内部に封入された希ガスと、
前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有し、前記ガラスバルブの外周面に配設された一対の電極と、
前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有し、前記ガラスバルブの外周面に低圧側の電極部分に対しては1重に巻回し、高圧側の電極部分に対しては2重に巻回して被着された透光性樹脂シートと、
を有することを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。 - 前記透光性樹脂シートの厚さは、20μm〜40μmの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の外部電極型蛍光ランプ。
- 前記電極の厚さは、40μm以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の外部電極型蛍光ランプ。
- 管状のガラスバルブの内周面に光投射用の開口部を残して蛍光体層を形成する工程と、
前記ガラスバルブの内部に希ガスを封入する工程と、
前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有する一対の電極を互いに隔離して透光性樹脂シートに配置する工程と、
前記ガラスバルブと前記透光性樹脂シートとの間に前記電極が位置するように、前記ガラスバルブの外周面に前記透光性樹脂シートを低圧側の電極部分には1重に巻回し高圧側の電極部分には2重に巻回して被着する工程と、
を有することを特徴とする外部電極型蛍光ランプの製造方法。 - 前記被着する工程では、前記ガラスバルブの前記開口部に略対向する位置に前記透光性樹脂シートの端部を合わせた状態で巻回しを開始し、前記ガラスバルブの全周囲に1重に巻回した後、前記透光性樹脂シートの他方の端部が前記高圧側の電極部分を越え前記開口部に差し掛からない位置で巻回しを終了することを特徴とする請求項4記載の外部電極型蛍光ランプの製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003285778A JP2005056663A (ja) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 外部電極型蛍光ランプおよびその製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009152768A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Ushio Inc | 原稿読取用ランプユニット |
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2003
- 2003-08-04 JP JP2003285778A patent/JP2005056663A/ja not_active Abandoned
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