专利名称：由加热丝缠绕的冷阴极荧光灯及其制造机器的制作方法
技术领域：
冷阴极荧光灯(CCFL)通常用于照明放置在扫描仪、复印机和其他成像装置的文件。与CCFL相关的缺点是其加热周期相对长。如这里所限定的加热周期是一旦供电使得CCFL实现可接受的并且稳定的亮度级以便照明将由扫描仪、复印机或其他成像装置扫描的文件的时间。
发明内容
本发明的一个方面体现为围绕CCFL缠绕加热丝的机器。该机器包括保持CCFL的装置、引导加热丝的装置和相对于该引导装置运动该保持装置以便围绕由该保持装置保持的CCFL缠绕加热丝的装置。
本发明的另一方面体现为由加热丝缠绕的CCFL。用于缠绕CCFL的方法包括将CCFL插入自动机器的插口中并将加热丝供给到自动机器的加热丝引导件上。该插口接着通过自动机器相对于该加热丝引导件运动以便围绕CCFL缠绕加热丝。
本发明的示例性实施例表示在附图中，其中图1～5和7～12表示用于围绕CCFL缠绕加热丝的多种机器；图6表示缠绕有加热丝的CCFL；以及图13表示用加热丝缠绕CCFL的方法。
具体实施例方式
图1～5和7～12表示用于围绕冷阴极荧光灯(CCFL)104缠绕加热丝102的许多不同的机器100、200、300、400、500、700、900、1000、1100、1200。通常，每个这些机器包括用于保持CCFL104的装置106、702、1102；用于引导加热丝102的装置108、202；以及用于相对于该引导装置引导该保持装置以便围绕由该保持装置保持的CCFL104缠绕的加热丝102的装置110、204、302、402、502、704、902、1002、1104、1204；这些机器100中的第一个表示在图1中。
机器100包括灯插口106和通常由壳体112支承的加热丝引导件108。灯插口106可采用不同的形式，其中之一表示在图1中。灯插口106用来保持CCFL104，使得灯104可以转动，并保持足够紧使得灯转动时加热丝102贴合地围绕灯104缠绕，但保持得不太紧以防灯104可能损坏。如果外连接线已经连接在灯的需要由插口106保持的端部上，或者如果灯已经在需要由插口106保持的端部(见图6所示的带有外连接线604～610和保护罩612、614)覆盖，那么插口106可构造(例如成形)成保持这种灯。
灯插口106由通过壳体112的轴114支承。以此方式，插口106可通过控制系统110转动。控制系统110可以采用多种形式，其中有些更详细地表示在图2和3中，并且此后在此说明书中更详细说明。
加热丝引导件108可在图1所示的第一和第二位置之间运动，第一位置由实线所示的引导件108限定，第二位置由虚线所示的引导件108a限定。引导件108沿由插口106保持的CCFL104的轴线移动。通过使得灯插口106转动的相同控制系统110来控制引导件108的运动。以此方式，引导件108的运动可以在插口106开始运动的同时运动或大致同时运动。
灯104可以在加热丝102已经连接其上或没有连接加热丝的情况下插入机器100。例如，加热丝102可围绕灯104的一端缠绕，并接着通过例如热缩管、夹子或端盖固定其上。作为选择，加热丝102可围绕灯的一端缠绕，并且插口106的形状可用来保持加热丝102不使其相对于灯104滑动。加热丝102还可在灯插入插口106之后连接在灯104上。例如，加热丝102的端部可夹在灯104和插口106之间；或者插口106可将加热丝102保持在灯104的附近。
注意到在每个所述实施例中以及在整个描述中，CCFL“端部”包括(但不局限于)CCFL的绝对端部。因此，在广义上，CCFL包括两端但没有中间部分。还注意到灯端部之间的界限可以使其限定尺寸不相同的两个端部。
使用中，机器100如下操作。首先，用户或自动加料器(未示出)将CCFL104插入插口106。如果加热丝102在灯插入插口之前连接在灯104上，或者如果“松弛”的加热丝102在灯插入插口106之后连接在灯104或插口106上，那么加热丝102连接在引导件108上。根据引导件108的构形，加热丝102可以如下方式连接在引导件108上，例如将加热丝102旋在引导件108上或将加热丝102夹在引导件上。
尽管加热丝102对于它们将缠绕的灯来说可预先切成一段长度，还可设想大量的加热丝可卷绕在机器100内，接着供应通过或进入引导件108(见例如图4的卷筒406)。以此方式，对于特定的灯104，在加热丝102围绕灯104缠绕之后，加热丝102最有可能切成一段长度。
一旦灯104插入插口106并且加热丝102连接在引导件108上，控制系统110可以启动以便开始插口106的转动以及引导件108的运动。当灯104在箭头116的方向上转动以及引导件108开始向上运动时，加热丝102如虚线102a所示围绕灯104缠绕。
引导件108的移动速度可以相对于插口106的转动速度调整，使得加热丝102以所需节距(P)缠绕灯104。该调整可以是永久性的(例如，如果在机器初始设计阶段考虑到该调整并接着固化在机器的硬件、软件等中)或临时性的(例如，该调整可通过转动旋钮、更新软件等进行)。作为选择，引导件108可固定在位置108a上。如果引导件108固定，加热丝102的节距(P)可以沿等104的长度变化。但是，此变化可通过将引导件108尽量远离灯104定位来得到限制。
尽管图1机器表示出灯104从下到上缠绕，灯104还可从上到下缠绕。如果需要，灯甚至可以在两个方向上缠绕，使得第一个灯从下到上缠绕，第二个灯从上到下缠绕等等。表示在图2～5中的机器100的变型还可从上到下、从下到上或两者缠绕灯。
图2表示图1机器的第一变型，机器200的功能与图1所示机器100类似，但包括齿轮组204，该齿轮组用于图1所示控制系统110的部分或全部功能。齿轮组204连接机器的灯插口106和加热丝引导件202，并包括连接到灯插口106的轴114上的第一齿轮206；连接到加热丝引导件202上的第二齿轮208；以及连接在曲柄212上以便开始齿轮组204运动的第三齿轮210。除了所示的齿轮206～210之外，齿轮组203可包括其他齿轮和/或用于驱动所示齿轮206～210的中间装置。
本领域普通技术人员将理解到，齿轮组204的齿轮206～210可制成不同尺寸以便调整加热丝102围绕灯104缠绕时的节距(P)。另外，图2所示的齿轮206～210只是实例性的，并且齿轮组204的齿轮206～210可采用不同形式，例如齿圈、齿轮轴、螺杆等。图2所示的某些或所有的齿轮206～210还可由滑轮代替，并与多个带、线材、张紧器或其他装置连接。
机器200表示机器100的第二变型。该第二变型是包括张紧器214的改型加热丝引导件202。张紧器214在引导件202引导的加热丝102上施加张力。张紧器214的示例性实施例表示成包括弹簧216，该弹簧对于加热丝102通过其中的套管218施加张力。但是，张紧器214可采用许多其他形式。
图3表示图1机器的第二变型。再次，机器300的功能与图1所示机器100类似。但是图1所示的控制系统110的部分或全部通过电子化实现。通过实例，电子控制系统302表示成包括多个直流(DC)马达304、306(尽管马达304、306可采用步进马达、交流(AC)马达或其他类型的马达的形式)。直流马达304之一连接成驱动机器的灯插口106的轴，另一直流马达306连接成驱动带系统308，该系统继而驱动加热丝引导件202。本领域普通技术人员将理解到图3所示的两个直流马达304、306可用单个马达代替，并且齿轮组或其他装置可用来将单个马达的力传递到插口驱动子系统和引导件驱动子系统两者上。
图3所示的机器设置用于开始机器的电子控制系统302操作的任选开关310。机器300还设置存储指令编程序列的任选存储器312。存储器312可采用以下任一或所有形式固件、软件、随机存取存储器(RAM)或电可擦除只读存储器(EEPROM)。存储器312还可采用其他形式。存储在存储器312中的指令可以固化或编程。即，存储器312可采用制有预定指令组的只写存储器的形式；或者存储器312采用重写存储器的形式，用户可通过设置在机器300或某处的用户界面进行编程(例如，通过直接或网络连接在机器300上的主计算机)。
图4表示图1机器的第三变型。在图4中，除了控制机器的灯插口106和加热丝引导件108的转动和运动之外，机器的控制系统402还控制丝切割器404的启动。在引导件108沿由插口106保持的CCFL104的轴线运动之后，丝切割器404启动以便将加热丝102切成一定尺寸。如果加热丝102通过容纳在机器400内部的卷筒406或由机器容纳提供，设置这种步骤特别有用。通过实例，丝切割器404可采用剪刀、刀片或热探头的形式。
图5表示图1机器的第四变型。在图5中，机器的控制系统502还启动热缩单元504。在引导件108沿由插口106保持的CCFL104的轴线运动之后，热缩单元504启动以便将加热丝102固定在灯104的上端部上。热缩单元504可通过如下方式起作用，即将热缩管506放置在灯104的包括加热丝102的端部的端部之上，并接着加热管506直到它收缩以便配合在灯104周边上为止。
图4和5所示的丝切割器404和热缩单元504可构造成在单个机器中顺序操作，并可构造成在不使用时缩回机器的上壳体408、508中。
图6表示示例性CCFL组件600。灯组件600包括由加热丝102缠绕的CCFL104。加热丝102可通过图1～5所示的任何机器围绕灯104缠绕。热缩管506、602将加热丝102在灯104的每个端部处保持就位。外连接线604、606可焊接在加热丝102的每个端部上，如图所示。这可在加热丝102围绕灯104缠绕之前或之后进行。另外的外连接线608、610提供向灯104供应电力的装置。保护罩612、614、盖或其他装置用来从灯的电气部件102、604～610上消除应力，使得灯组件600可更容易操作。如果需要，加热丝102、热缩管602、外连接线606、610和保护罩614及其组合可在使用图1～5所示机器100、200、300、400、500之前连接在灯104上。用于围绕灯104缠绕加热丝102的机器100的插口106可根据预先连接在灯104上的部件组合来适当构造。
在根据运动加热丝引导件108和转动灯插口106说明所有的加热丝缠绕机器100、200、300、400、500的同时，可考虑其他的自动配置以便围绕灯104缠绕加热丝102。例如，图7～10所示的机器700、900、1000采用固定的引导件108和运动(和转动的)灯插口702。
在图7和8中，灯插口702安装在延伸臂706上。图7表示臂706在初始延伸的位置；图8表示臂706在其最终缩回的位置。控制系统704转动插口702，同时缩回臂706，因此沿由插口702保持的灯104的轴线向下运动插口702。以此方式，由引导件108引导的加热丝102可围绕灯104缠绕。作为选择，机器700和控制系统704可构造成通过延伸臂706来围绕灯104缠绕加热丝102，或者在两个方向上缠绕灯(例如，通过在臂缩回期间缠绕一个灯，并在臂延伸期间缠绕另一灯，等)。
尽管臂706表示成是伸缩臂，臂706可以采用不同构造。例如，臂可以是刚性单件式臂，其缩回壳体708内或穿过壳体708缩回。
图9表示图7机器的第一变型。机器900的功能与图7所示机器700类似，但包括齿轮组902，该齿轮组用于图7所示控制系统704的部分或全部功能。齿轮组902包括连接到灯插口702的轴906上的第一齿轮904；连接到滑轮910上的第二齿轮908；以及连接在曲柄914上以便开始齿轮组902运动的第三齿轮912。由第二齿轮908驱动的滑轮910卷绕刚硬但柔性的线916，以便在滑轮910转动时延伸和收缩臂706。除了所示的齿轮904、908、912之外，齿轮组902可包括其他齿轮和/或用于驱动所示齿轮904、908、912的中间装置。
本领域普通技术人员将理解到，齿轮组902的齿轮904、908、912可制成不同尺寸以便调整加热丝102围绕灯104缠绕时的节距(P)。另外，图9所示的齿轮904、908、912只是实例性的，并且齿轮组902的齿轮904、908、912可采用不同形式，例如齿圈、齿轮轴、螺杆等。图9所示的某些或所有的齿轮904、908、912还可由滑轮代替，并与多个带、线材、张紧器或其他装置连接。
图10表示图7机器的第二变型。再次，机器1000的功能与图7所示机器700类似。但是图7所示的控制系统704的部分或全部通过电子化实现。通过实例，电子控制系统1002表示成包括直流(DC)马达1004。马达1004驱动齿轮908、904和与图9所示系统螺栓的滑轮910系统。本领域普通技术人员将理解到另外的和/或其他类型的马达和电子驱动系统可以代替直流马达1004。
图10所示的机器设置用于开始机器的电子控制系统1002操作的任选开关1006。机器1000还设置存储指令编程序列的任选存储器1008。另外，机器1000设置包括丝切割器和热缩单元的单元1010。单元1010的部件可通过机器的控制系统1002启动，其方式与图4和5所示丝切割器404和热缩单元504启动方式类似。
图11表示用于围绕CCFL104缠绕加热丝102的又一机器1100。机器1100与图1所示机器100类似，其中加热丝引导件202沿由灯插口1102保持的CCFL104的轴线运动。但是，不是在向上运动引导件202运动的同时转动插口1102，机器的控制系统1104在向上运动引导件202的同时围绕插口1102螺旋运动引导件202。通过实例，机器1100通过连接插口1102和引导件202的曲柄驱动的齿轮组1108、1110、1112、1114完成此任务。第一齿轮1108固定在壳体1106上。第二齿轮1110以键连接在曲柄1116上并定位成使其与第一齿轮1108啮合。壳体1106通过适当的支承(未示出)连接在保持插口1102的轴1118上。轴1118安装在底部1120上。以此方式，转动曲柄1116开始齿轮组1108～1114的运动并造成壳体1106围绕插口1102螺旋运动。第三齿轮1112以键连接在轴1118上。第三齿轮1112接着直接或间接(例如通过其他齿轮)连接在与引导件202连接的第四齿轮1114上。因此壳体1106的螺旋运动导致引导件202的向上或向下运动(根据曲柄1116转动的方向)。
图12表示图11机器的变型。机器1200的功能与图11所示机器1100类似，但包括电子控制系统1204，而不是曲柄驱动的控制系统。通过实例，控制系统1204包括与图11所示的齿轮组类似的齿轮组1108、1110、1112、1114。齿轮组的运动通过供应电流到马达1208上的开关1206开始。马达1208驱动齿轮1110，因此驱动齿轮组的其他齿轮。本领域普通技术人员将理解到另外的和/或其他类型的马达和电子驱动系统可以代替马达1208。
图12所示的机器设置存储指令编程序列的任选存储器1210。另外，机器1200设置包括丝切割器和热缩单元的单元1212。单元1212的部件可通过机器的控制系统1204启动，其方式与图4和5所示丝切割器404和热缩单元504启动方式类似。
在图11和12中，引导件202的移动速度可以相对于插口1102的转动速度调整，使得加热丝102以所需节距(P)缠绕灯104。该调整可以是永久性的(例如，如果在机器初始设计阶段考虑到该调整并接着固化在机器的硬件、软件等中)或临时性的(例如，该调整可通过转动旋钮、更新软件等进行)。作为选择，引导件202可固定在位置202a上。如果引导件202固定，加热丝102的节距(P)可以沿灯104的长度变化。但是，此变化可通过将引导件108尽量远离灯104定位来得到限制。
本领域普通技术人员将理解到，机器1100和1200的齿轮1108～1114可制成不同尺寸以便调整加热丝102围绕灯104缠绕时的节距(P)。另外，所示的齿轮1108～1114只是实例性的，并且齿轮组的齿轮1108～1114可采用不同形式，例如齿圈、齿轮轴、螺杆等。所示的某些或所有的齿轮1108～1114还可由滑轮代替，并与多个带、丝材、张紧器或其他装置连接。
尽管图11和12所示机器表示出灯从下到上缠绕，每个机器还可从上到下缠绕。如果需要，该机器甚至可以在两个方向上缠绕，使得第一个灯从下到上缠绕，第二个灯从上到下缠绕等等。
图13表示用加热丝缠绕CCFL的方法1300。方法1300可通过这里所披露的不同的机器100、200、300、400、500、700、900、1000、1100、1200以及其他机器实现。
按照方法1300，CCFL插入自动机器的插口1302，加热丝供应到自动机器的加热丝引导件1304。通过自动机器，插口相对于加热丝引导件运动以便围绕CCFL缠绕加热丝1306。任选地，该方法可包括降该加热丝固定在CCFL的至少一端上。
以上披露的实施例有助于保持CCFL组件600的质量(例如，破碎的灯更少，灯上的指纹更少和/或加热丝节距(P)更一致)。该实施例还有助于提高制造CCFL组件600的速度。
以上实施例所披露的加热丝可以是任何丝材，其具有足够的电阻以便加热CCFL，使其更快速供能。根据其中使用该灯的装置以及其中使用该灯的环境，希望使用产生或多或少的热量的加热丝。通过实例，加热丝可以是镍铬(NiCr)加热丝。
权利要求
1.一种围绕冷阴极荧光灯(104)缠绕加热丝(102)的机器(100)，其包括保持冷阴极荧光灯的装置(106)；引导加热丝的装置(108)；以及相对于所示引导装置运动所述保持装置以便围绕由该保持装置保持的冷阴极荧光灯缠绕加热丝的装置。
2.一种缠绕有加热丝(102)的冷阴极荧光灯(104)，其通过方法(1300)制备，该方法包括将该冷阴极荧光灯插入(1302)自动机器(100)的插口(106)；将该加热丝供应(1304)到自动机器的加热丝引导件(108)内；通过该自动机器，相对于该加热丝引导件运动(1306)该插口以便围绕冷阴极荧光灯缠绕该加热丝。
3.如权利要求2所述的冷阴极荧光灯(104)，其特征在于，该方法(1300)还有包括将加热丝(102)固定在冷阴极荧光灯的至少一端部上。
4.如权利要求2所述的冷阴极荧光灯(104)，其特征在于，加热丝(102)是镍铬加热丝。
5.如权利要求2、3或4所述的冷阴极荧光灯(104)，其特征在于，自动机器(100)转动插口(106)，同时沿冷阴极荧光灯的轴线运动引导件(108)。
6.如权利要求2、3或4所述的冷阴极荧光灯(104)，其特征在于，自动机器(100)转动插口(106)，同时将引导件(108)保持在固定位置。
7.如权利要求2、3或4所述的冷阴极荧光灯(104)，其特征在于，自动机器(700)转动插口(702)，同时沿冷阴极荧光灯的轴线运动该插口。
8.如权利要求2、3或4所述的冷阴极荧光灯(104)，其特征在于，自动机器(1100)围绕冷阴极荧光灯并沿其轴线螺旋运动引导件(202)。
全文摘要
本发明的一个方面体现为围绕冷阴极荧光灯(CCFL104)缠绕加热丝(102)的机器(100)。该机器包括保持CCFL的装置(106)，引导加热丝的装置(108)和相对于该引导装置运动该保持装置以便围绕由保持装置保持的CCFL缠绕加热丝。本发明的另一方面体现为一种缠绕有加热丝的CCFL。方法(1300)用来缠绕CCFL，其涉及将CCFL插入(1302)自动机器的插口，并将加热丝供应(1304)到自动机器的加热丝引导件内。该插口接着通过自动机器相对于加热丝引导件运动(1306)以便围绕CCFL缠绕加热丝。
文档编号B23C1/00GK1502844SQ03158658
公开日2004年6月9日 申请日期2003年9月19日 优先权日2002年11月19日
发明者T·J·安德森, N·M·－F·钟, -F 钟, T J 安德森 申请人:惠普开发有限公司