JP2005327560A - 外面電極に対する端子取付方法及び外面電極型蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 端子を外面電極の所定の位置に配置、貼り付けるという工程を簡素化し、正確に行えるようにした外面電極に対する端子取付方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 この外面電極に対する端子取付方法は、ガラスバルブ１の内面の軸方向に光投射用のアパーチャ部を残して蛍光体が塗布され、当該ガラスバルブの内部に希ガスが封入され、ガラスバルブの外表面に軸方向に沿って一対の外面電極３が形成された外面電極型蛍光ランプにおいて、外面電極３とハーネスとの接続に必要な導電性端子１０として、当該外面電極の端部近傍にあらかじめ導電性粘着材１３が塗布されている金属板を貼り付け、その貼り付けた部分を一体的に成形して端子１０とするのものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コピーやスキャナー等のＯＡ用読み取り光源、ディスプレイ等のバックライト光源に用いる一対の外面電極を有する外面電極型蛍光ランプ及び外面電極に対する端子取付方法に関する。

従来、導電性端子の外面電極に対する取付方法は、端子と外面電極とを別々に成形し、その後に貼り付けするという方法であった。このため、端子を外面電極に貼り付ける工程が余分にかかっていた。図１３〜図１５に従来の端子を外面電極に取付ける方法を示す。図１３は、外面電極３に端子５を半田２２によって取り付ける方法である。図１４は、外面電極３の外表面に端子５を導電性粘着剤１３によって取り付ける方法である。また図１５は、外面電極３の内表面に端子５を導電性粘着剤１３によって取り付ける方法である。

従来の外面電極型蛍光ランプ１４を構成する部品の一つとして、図９に示すような電極シート１５があった。これは、ランプの全長と同程度の長さを有する絶縁性の高い透光性樹脂シート２の上部に、互いに所定間隔で離隔した一対の帯状のアルミニウム製外面電極３及び端子５を貼着したものであった。端子５は図１０に示すように銅基体の全体にスズメッキ１２を施したものを用いる。ここで、銅の体積抵抗率は１．５５・１０^−８［Ω・ｍ］、熱伝導率は４０３［Ｗ／ｍ・Ｋ］であり、スズの体積抵抗率は１１．５・１０^−８［Ω・ｍ］、熱伝導率は６８［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。アルミニウムの体積抵抗率は５．５・１０^−８［Ω・ｍ］、熱伝導率は２３６［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。

この製造には、図９に示したような電極シート１５を展開した状態で、ガラスバルブ１の長手方向が帯状外面電極３に平行に沿うように位置させ、ガラスバルブ１の外周面に電極シート１５を巻回被着することにより、図１１に示すような外面電極型蛍光ランプ１４ができる。図１２は図１１のＡ−Ａ線の断面図である。ここで、ガラスバルブ１は、バルブ軸方向に沿って光投射用のアパーチャ部７を残して内壁に蛍光体６を塗布し、両端を封止している。ガラスバルブ１の内部にはキセノンガスを主成分とする希ガスが所定封入圧で封入されている。

端子５はランプ端で外面電極３とガラスバルブ１の間に半田付けされまたは粘着固定されており、端子５の先端にハーネス４を鉛半田またはＳｎ−Ｃｕの鉛フリー半田２２で半田付けされている。ここで、鉛の体積抵抗率は１９．２・１０^−８［Ω・ｍ］、熱伝導率は３６［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。

キセノンガスを封入した外面電極型蛍光ランプ１４は、点灯するとランプ温度が上昇し、キセノンの分子発光における紫外線放射が減衰する。その紫外線放射が減衰すると、蛍光体の発光強度が低下する。従って、外面電極型蛍光ランプは点灯直後に最大照度を得られるが、点灯後はランプ温度上昇による照度の低下が生じている。

図１０に示すようなスズメッキ１２を施して銅製の端子５を用いた従来のランプでは、ランプ位置によって照度変動が異なっている。太さが８φ、長さが３５０ｍｍのランプの照度測定ポイントを図６に示し、ランプを正弦波電圧で点灯させた時の照度低下の推移を図１６に示す。照度低下とは、点灯直後の照度を１００％とした時、点灯直後から安定時までの照度差の割合を示している。ハーネス４側−１５０ｍｍ以外の測定ポイントでは、ランプ表面温度が９１〜９３℃で照度低下率はほぼ一様に９〜１０％となるが、ハーネス４側−１５０ｍｍの測定ポイントでは、ランプ表面温度が８０℃で照度低下率が４．２％となる。ハーネス４の付近の表面温度が他の場所と比べて１０℃ほど低いのは、ランプから発生した熱を端子５あるいはハーネス４で放熱するからである。

ランプ軸方向の各位置によって照度低下の割合が異なると、外面電極型蛍光ランプ１４を複写機に実装し連続動作させた場合に、被写物の場所によって露光感度が変動し、複写状態が変わる原因になる。連続動作による複写状態の変化を防ぐには、ランプ全体の表面温度を一様にし、照度低下率を一様にしなくてはならない。

管径がある程度大きい場合は、ランプ端部で、ランプ外径よりはみ出さない範囲でハーネス４との給電部１６を形成することができるが、管径が６ｍｍ以下と細くなってくると、ランプ径内に給電部１６を収めることができなくなり、また、絶縁距離（一般的に１ｋＶ／１ｍｍ）もとれなくなってくるという問題が生じる。

本発明では、上記の様な問題点を解決するためになされたものであり、端子を外面電極の所定の位置に配置、貼り付けるという工程を簡素化し、正確に行えるようにした外面電極に対する端子取付方法を提供することを目的とする。

本発明はまた、ハーネス付近のランプの熱を放熱しないようにする構造を有する外面電極型蛍光ランプを提供することを目的とする。

本発明はさらに、端子間の絶縁距離を比較的確実に保持でき、また有効発光長も従来通りで、さらにランプ径範囲内に給電部が収めることができる構造を有する外面電極型蛍光ランプを提供することを目的とする。

請求項１の発明の外面電極に対する端子取付方法は、ガラスバルブの外表面に軸方向に沿って一対の電極が形成された外面電極型蛍光ランプにおいて、前記外面電極とハーネスとの接続に必要な導電性端子として、当該外面電極の端部近傍にあらかじめ導電性粘着材が塗布されている金属板を貼り付け、その貼り付けた部分を一体的に成形して端子とすることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の外面電極に対する端子取付方法において、前記金属板は、厚みが５０μｍ以下であることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、ガラスバルブの外表面に軸方向に沿って一対のアルミニウム製の外面電極が形成された外面電極型蛍光ランプにおいて、前記アルミニウム製の外面電極の軸方向の端部にハーネスと接続するための端子を設け、前記端子の材料として、体積抵抗率が１×１０^−５［Ω・ｍ］以下で、かつ熱伝導率が０．１〜２５［Ｗ／ｍ・Ｋ］のものを用いたことを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の外面電極型蛍光ランプにおいて、前記端子の材料としてニクロム線、コンスタンタン、ビスマスまたは導電性プラスチックを使用したことを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項４に記載の外面電極型蛍光ランプにおいて、前記導電性プラスチックは、ポリアセチレン、ポリビロール、ポリチオフェンまたはポリアニリンに支持電解質であるＩ_２、ＢＦ_４またはＣｌＯ_４をドーピングしたものであることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項４に記載の外面電極型蛍光ランプにおいて、前記導電性プラスチックは、ポリエステル、ポリオレフィンまたは塩化ビニルのフィルムの表面に酸化インジウム、クロム、ニッケルまたはアルミニウムの導電性薄膜を形成した複合導電性プラスチックを使用したことを特徴とするものである。

請求項７の発明は、請求項３〜６の外面電極型蛍光ランプにおいて、前記端子は、そのハーネスを取り付ける箇所にのみスズメッキを施したものを用いたことを特徴とするものである。

請求項８の発明の外面電極型蛍光ランプは、ガラスバルブの外表面に一対の電極が形成されている外径６ｍｍ以下の外面電極型蛍光ランプにおいて、前記ガラスバルブの端部にくぼみ部を一箇所以上設け、そのくぼみ部に給電部位を位置させたことを特徴とするものである。

請求項１，２の発明によれば、端子位置等を気にすることなく簡易な工程で端子部を製造できる。その結果、作業性が向上し、コストダウンを実現できる。加えて端子の取付部分の引張り強度を強くし、製品の信頼性を向上できる。

請求項３〜７の発明によれば、ハーネス付近のランプの熱を放熱しない構造にすることによって、照度低下率を一様に抑えることができる。

請求項８の発明によれば、φ６ｍｍ以下の外面電極型蛍光ランプにおいて、給電のためのハーネスを片側端部から引き出すために、ランプ端部にくぼみ部を設けることにより、ランプ外径範囲内で給電部加工処理を実現できる。また、絶縁距離を確実にとることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１、図２を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。先行して端子１０になる銅板を導電性粘着剤１３にて外面電極３に貼り付ける。その後、従来同様に図９のように透光性樹脂シート２に貼着し、これをガラスバルブ１の外周に巻回被着し、その後にその全体を成形する。こうすることで、端子を正確な位置に貼り付けようとしなくてもよくなり、工程が簡素化でき、しかも端子位置を正確化できる。

端子１０の厚みが従来品と同じ１００μｍだと外面電極３をランプに設置する時に銅が湾曲しにくくて設置できない。そこで、端子基体となる銅の厚みを５０μｍ以下の厚さにする必要がある。本実施例では銅基体の厚みを３５μｍにした。外面電極３の厚みは５０μｍ、端子５の厚みは１００μｍにした。また外面電極３の軸と直角方向の引張り強度は１．４４ｋｇｆであった。同じく、軸方向の引張り強度は３．５７ｋｇｆであった。

実施例製品について、その外面電極３の軸と直角方向の引張り強度は１．４１ｋｇｆであり、従来と同等であった。同じく、軸方向の引張り強度は４．４８ｋｇｆであり、従来品よりも大きく、強度の信頼性が向上することが確認できた。なお、引張り強度の測定は、破断するまでの最高引張り強さとし、図８に示す端子の引張り強度測定方法によって測定した。

あらかじめ成形された端子５部を外面電極３部に半田付けあるいは接着する従来の方法だと、この端子５部を所定の位置に設置する工程において、ズレ等をなくさなければならず、工程の時間が必要以上にかかり、歩留まりも悪かった。

次に、本発明の第２の実施の形態について、説明する。図３は第２の実施の形態の外面電極型蛍光ランプを示し、図４は端子を示している。ランプ径φ８ｍｍ、ランプ長３５０ｍｍの外面電極型蛍光ランプのガラスバルブ１に、ハーネス４の芯線を取り付ける箇所のみスズメッキ１２を施したニクロム製端子８を電極シート１５に設置し、それをガラスバルブ１の外周面に巻回被着する。端部のスズメッキ１２と外面電極３の端部との間の距離は４ｍｍであり、スズメッキ１２からはみ出さないようにＳｎ−Ｃｕ０．７５の鉛フリー半田２２でハーネス４の芯線２１を半田付けする。半田付け後はランプの仕上げとしてホルダー（図示せず）をランプ両端に接着する。

なお、本実施の形態では端子材料をニクロム製（１０^７・１０^−８［Ω・ｍ］，１３［Ｗ／ｍ・Ｋ］）としたが、代わりにコンスタンタン（４９・１０^−８［Ω・ｍ］，２２［Ｗ／ｍ・Ｋ］）、ビスマス（１０^４・１０^−８［Ω・ｍ］，８．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］）または導電性プラスチック（５〜１０００・１０^−８［Ω・ｍ］，０．１〜１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］）を使用できる。この導電性プラスチックとしては、ポリアセチレン、ポリビロール、ポリチオフェンまたはポリアニリンに対して、支持電解質であるＩ_２、ＢＦ_４またはＣｌＯ_４をドーピングした本質的な導電性プラスチックを用い、もしくはポリエステル、ポリオレフィンまたは塩化ビニルのフィルムの表面に真空蒸着、スパッタリングなどの方法により酸化インジウム、クロム、ニッケルまたはアルミニウムの導電性薄膜を形成した複合導電性プラスチックを使用できる。

次に、本発明の第３の実施の形態の外面電極型蛍光ランプについて、図５を用いて説明する。幅２．５ｍｍの一対の外面電極３を有するランプ外径φ４ｍｍ、ランプ長４００ｍｍ、アパーチャ部の角度７０度のランプ３０に対しピンチシールなどの方式にて、ランプの端部から約３ｍｍの範囲に第一のくぼみ部１７を設け、端部から６ｍｍの位置にランプ軸に対して、第一のくぼみ部１７とは反対側の面に約３ｍｍの幅で第二のくぼみ部１８を設ける。つまり、第一部のくぼみ部１７と第二のくぼみ部１８はガラスを介して２ｍｍ以上離して設けられる。外面電極３からは、銅などにより端子５を出し、各々のくぼみ１７，１８の位置まで導出される。その端子５とハーネス４の芯線を半田２２などで接続してある。接続するときには、約３０００Ｖの電圧を給電し、電極間で放電させる。接続されるハーネス４の被覆の外径は一般的にφ１．５〜２．５ｍｍである。これにより、芯線２１と端子５を接続する際、ハーネスの被覆の外径分の面積があれば特に問題なく接続できる。従って、くぼみ１７，１８部の深さはハーネス４被覆外径程度あればよい。給電部１６はシリコーンや樹脂などの部材で覆われる。

以上のように、本発明の第３の実施の形態の外面電極型蛍光ランプでは、ランプ外径範囲内で給電部を加工処理できる。また、絶縁距離を確実にとることができる。

本発明の第１の実施の形態における電極取付工程の説明図。 本発明の第１の実施の形態による電極のランプへの設置状態を示す説明図。 本発明の第２の実施の形態の外面電極型蛍光ランプの説明図。 本発明の第２の実施の形態において用いる端子の説明図。 本発明の第３の実施の形態の説明図。 外面電極型蛍光ランプの照度測定ポイントの説明図。 本発明の第１の実施の形態により外面電極及び端子を設置した外面電極型蛍光ランプの各測定ポイントの照度変動の推移グラフ。 端子引張り強度測定方法の説明図。 従来の端子を用いた電極シートの説明図。 従来の端子の説明図。 従来の外面電極型蛍光ランプの説明図。 図１１におけるＡ−Ａ線断面図。 従来の外面電極型蛍光ランプの電極取付例１の説明図。 従来の外面電極型蛍光ランプの電極取付例２の説明図。 従来の外面電極型蛍光ランプの電極取付例３の説明図。 従来の端子を使用したときの各測定ポイントの照度変動の推移グラフ。

符号の説明

１ ガラスバルブ
３ 外面電極
４ ハーネス
５ 端子
７ アパーチャ部
８，１０ 端子
１２ スズメッキ
１３ 導電性粘着剤
１４ 外面電極型蛍光ランプ
１６ 給電部
１７ くぼみ部
１８ くぼみ部
２１ 芯線
２２ 半田
３０ ガラスバルブ

Claims (8)

1. ガラスバルブの外表面に一対の外面電極が形成された外面電極型蛍光ランプにおいて、
   前記外面電極とハーネスとの接続に必要な導電性端子として、当該外面電極の軸方向の端部近傍にあらかじめ導電性粘着材が塗布されている金属板を貼り付け、
   その貼り付けた部分を一体的に成形して端子とすることを特徴とする外面電極に対する端子取付方法。
2. 前記金属板は、厚みが５０μ以下であることを特徴とする請求項１に記載の外面電極に対する端子取付方法。
3. ガラスバルブの外表面に軸方向に沿って一対のアルミニウム製の外面電極が形成された外面電極型蛍光ランプにおいて、
   前記外面電極の軸方向の端側にハーネスと接続するための端子を設け、
   前記端子の材料として、体積抵抗率が１×１０^−５［Ω・ｍ］以下で、かつ熱伝導率が０．１〜２５［Ｗ／ｍ・Ｋ］の範囲にあるものを用いたことを特徴とする外面電極型蛍光ランプ。
4. 前記端子の材料としてニクロム線、コンスタンタンまたはビスマスまたは導電性プラスチックを使用したことを特徴とする請求項３に記載の外面電極型蛍光ランプ。
5. 前記導電性プラスチックは、ポリアセチレン、ポリビロール、ポリチオフェンまたはポリアニリンに対して、支持電解質であるＩ_２、ＢＦ_４またはＣｌＯ_４をドーピングしたものを使用したことを特徴とする請求項４に記載の外面電極型蛍光ランプ。
6. 前記導電性プラスチックは、ポリエステル、ポリオレフィンまたは塩化ビニルのフィルムの表面に酸化インジウム、クロム、ニッケルまたはアルミニウムの導電性薄膜を形成した複合導電性プラスチックであることを特徴とする請求項４に記載の外面電極型蛍光ランプ。
7. 前記端子は、そのハーネスを取り付ける箇所にのみスズメッキを施したものであることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の外面電極型蛍光ランプ。
8. ガラスバルブの外表面に一対の電極が形成された外径６ｍｍ以下の外面電極型蛍光ランプにおいて、
   前記ガラスバルブの端部にくぼみ部を一箇所以上設け、そのくぼみ部に給電部位を位置させたことを特徴とする外面電極型蛍光ランプ。
   
   

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