JP2000223069A - メタルハライドランプおよび照明装置 - Google Patents
メタルハライドランプおよび照明装置Info
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- JP2000223069A JP2000223069A JP11023037A JP2303799A JP2000223069A JP 2000223069 A JP2000223069 A JP 2000223069A JP 11023037 A JP11023037 A JP 11023037A JP 2303799 A JP2303799 A JP 2303799A JP 2000223069 A JP2000223069 A JP 2000223069A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光束維持率をより向上した照明装置を提供す
る。 【解決手段】 電極21，22を２次再結晶させて結晶粒子
を大きくし、アークスポットの発生により加熱してもス
パッタリングする割合が少なくなり、管壁に付着するの
が軽減されて黒化を防止する。結晶粒子が大きいため電
極軸23，24の熱伝導性が良くなり、電極軸23，24をアー
クスポットで加熱しても、電極コイル25，26の温度を上
昇させて、電極22の下端近傍に生ずる最冷部の温度が高
くなる。金属ハロゲン化物や水銀の蒸気圧が高くなり、
発光効率が向上する。スカンジウムメタルを封入するこ
とで、点灯中にスカンジウムメタルが電極21，22に回帰
してエミッションを改善し、光束を維持する。
る。 【解決手段】 電極21，22を２次再結晶させて結晶粒子
を大きくし、アークスポットの発生により加熱してもス
パッタリングする割合が少なくなり、管壁に付着するの
が軽減されて黒化を防止する。結晶粒子が大きいため電
極軸23，24の熱伝導性が良くなり、電極軸23，24をアー
クスポットで加熱しても、電極コイル25，26の温度を上
昇させて、電極22の下端近傍に生ずる最冷部の温度が高
くなる。金属ハロゲン化物や水銀の蒸気圧が高くなり、
発光効率が向上する。スカンジウムメタルを封入するこ
とで、点灯中にスカンジウムメタルが電極21，22に回帰
してエミッションを改善し、光束を維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光束維持率を向上
したメタルハライドランプおよび照明装置に関する。
したメタルハライドランプおよび照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、メタルハライドランプは高効率
および高演色性を特徴としている。
および高演色性を特徴としている。
【０００３】ところが、メタルハライドランプは、他の
高圧ナトリウムランプや水銀ランプなどの放電ランプに
比べて光束維持率が低い。特に水銀ランプ用安定器で点
灯できるメタルハライドランプは、寿命末期の光束維持
率が５０％程度で光束維持率の向上が望まれている。
高圧ナトリウムランプや水銀ランプなどの放電ランプに
比べて光束維持率が低い。特に水銀ランプ用安定器で点
灯できるメタルハライドランプは、寿命末期の光束維持
率が５０％程度で光束維持率の向上が望まれている。
【０００４】そこで、光束維持率の改善としては、たと
えば特開平５−２８３０３９号公報に記載の構成が知ら
れている。この特開平５−２８３０３９号公報には、電
極の一部を２次再結晶させたメタルハライドランプが記
載されている。
えば特開平５−２８３０３９号公報に記載の構成が知ら
れている。この特開平５−２８３０３９号公報には、電
極の一部を２次再結晶させたメタルハライドランプが記
載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５−２８３０３９号公報に記載のメタルハライドラ
ンプの場合、従前のメタルハライドランプよりは充分に
光束維持率を向上できるものの、他の高圧放電ランプ並
の１２０００時間とするには更なる改善が必要となる。
開平５−２８３０３９号公報に記載のメタルハライドラ
ンプの場合、従前のメタルハライドランプよりは充分に
光束維持率を向上できるものの、他の高圧放電ランプ並
の１２０００時間とするには更なる改善が必要となる。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、光束維持率をより向上したメタルハライドランプお
よび照明装置を提供することを目的とする。
で、光束維持率をより向上したメタルハライドランプお
よび照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のメタルハ
ライドランプは、発光管と；この発光管内に配設された
タングステンを主成分とし２次再結晶した高融点金属の
一対の電極と；発光管内に封入された希ガス、金属ハロ
ゲン化物、および、スカンジウムおよび希土類金属のい
ずれかとを具備したもので、電極を２次再結晶するのみ
ならずスカンジウムおよび希土類金属のいずれかを封入
することにより、点灯中に、電極がスパッタされて発光
管の透過率が低くなることを防止するとともに、スカン
ジウムおよび希土類金属のいずれかが電極に回帰してエ
ミッションを改善し、光束維持率をより向上する。
ライドランプは、発光管と；この発光管内に配設された
タングステンを主成分とし２次再結晶した高融点金属の
一対の電極と；発光管内に封入された希ガス、金属ハロ
ゲン化物、および、スカンジウムおよび希土類金属のい
ずれかとを具備したもので、電極を２次再結晶するのみ
ならずスカンジウムおよび希土類金属のいずれかを封入
することにより、点灯中に、電極がスパッタされて発光
管の透過率が低くなることを防止するとともに、スカン
ジウムおよび希土類金属のいずれかが電極に回帰してエ
ミッションを改善し、光束維持率をより向上する。
【０００８】請求項２記載のメタルハライドランプは、
請求項１記載のメタルハライドランプにおいて、発光管
の内容積をＬ〔ｃｃ〕、スカンジウムおよび希土類のい
ずれかの封入量をＭ〔ｍｇ〕としたとき、０．００４≦
Ｍ／Ｌ≦０．１であるもので、スカンジウムおよび希土
類の封入量のいずれかをこの範囲にすることにより、ス
カンジウムおよび希土類のいずれかの電極への回帰量が
適切量となり、より光束維持率が向上する。
請求項１記載のメタルハライドランプにおいて、発光管
の内容積をＬ〔ｃｃ〕、スカンジウムおよび希土類のい
ずれかの封入量をＭ〔ｍｇ〕としたとき、０．００４≦
Ｍ／Ｌ≦０．１であるもので、スカンジウムおよび希土
類の封入量のいずれかをこの範囲にすることにより、ス
カンジウムおよび希土類のいずれかの電極への回帰量が
適切量となり、より光束維持率が向上する。
【０００９】請求項３記載のメタルハライドランプは、
請求項１または２記載のメタルハライドランプにおい
て、電極は、ドープトタングステンであるもので、より
スパッタを防止でき、光束維持率がより向上する。
請求項１または２記載のメタルハライドランプにおい
て、電極は、ドープトタングステンであるもので、より
スパッタを防止でき、光束維持率がより向上する。
【００１０】請求項４記載の照明装置は、請求項１ない
し３いずれか記載のメタルハライドランプと；このメタ
ルハライドランプを装着する器具本体とを具備したもの
で、それぞれの作用を奏する。
し３いずれか記載のメタルハライドランプと；このメタ
ルハライドランプを装着する器具本体とを具備したもの
で、それぞれの作用を奏する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の照
明装置を図面を参照して説明する。
明装置を図面を参照して説明する。
【００１２】図１はメタルハライドランプを示す一部を
切り欠いた側面図、図２は照明装置の外観を示す斜視
図、図３はスカンジウムメタルの封入量と光束維持率と
の関係を示すグラフである。
切り欠いた側面図、図２は照明装置の外観を示す斜視
図、図３はスカンジウムメタルの封入量と光束維持率と
の関係を示すグラフである。
【００１３】図２に示すように、照明装置１は、たとえ
ば体育館の天井などに取り付けられ、器具本体２を有
し、この器具本体２は下方に向けて拡開した反射体３を
有し、この反射体３の上部には図示しないランプソケッ
トが取り付けられ、このランプソケットにはメタルハラ
イドランプとしての消費電力約４００Ｗのメタルハライ
ドランプ11が着脱自在に装着されている。
ば体育館の天井などに取り付けられ、器具本体２を有
し、この器具本体２は下方に向けて拡開した反射体３を
有し、この反射体３の上部には図示しないランプソケッ
トが取り付けられ、このランプソケットにはメタルハラ
イドランプとしての消費電力約４００Ｗのメタルハライ
ドランプ11が着脱自在に装着されている。
【００１４】また、メタルハライドランプ11は、図１に
示すように、硬質ガラスで形成された電球状の外管12を
有し、この外管12の基端には口金13が取り付けられ、こ
の口金13はシェル14とアイレット端子15とを有するエジ
ソンタイプの捩込形口金である。
示すように、硬質ガラスで形成された電球状の外管12を
有し、この外管12の基端には口金13が取り付けられ、こ
の口金13はシェル14とアイレット端子15とを有するエジ
ソンタイプの捩込形口金である。
【００１５】また、外管12内には発光管としてのバルブ
16が収容され、このバルブ16は透明な石英ガラスで形成
されている。そして、このバルブ16の両端部にはそれぞ
れ封止部17，18が形成されており、これら封止部17，18
はバルブ16の端部を圧潰して形成されている。また、バ
ルブ16の両端には、２次再結晶されたドープトタングス
テンの電極21，22が設けられている。そして、これら電
極21，22は、電極軸23，24の先端に電極コイル25，26を
取り付けて構成されている。さらに、電極軸23，24の根
元は封止部17，18に封着されており、封止部17，18内で
モリブデンなどの高融点金属の金属箔導体27，28に接合
され、これら金属箔導体27，28は外部リード線31，32と
接続されている。
16が収容され、このバルブ16は透明な石英ガラスで形成
されている。そして、このバルブ16の両端部にはそれぞ
れ封止部17，18が形成されており、これら封止部17，18
はバルブ16の端部を圧潰して形成されている。また、バ
ルブ16の両端には、２次再結晶されたドープトタングス
テンの電極21，22が設けられている。そして、これら電
極21，22は、電極軸23，24の先端に電極コイル25，26を
取り付けて構成されている。さらに、電極軸23，24の根
元は封止部17，18に封着されており、封止部17，18内で
モリブデンなどの高融点金属の金属箔導体27，28に接合
され、これら金属箔導体27，28は外部リード線31，32と
接続されている。
【００１６】また、電極21に近接して始動用補助電極33
が配設され、この始動用補助電極33の根元も封止部17に
封着され、封止部17内でモリブデンなどの金属箔導体34
に接合され、この金属箔導体34は外部リード線35と接続
されている。この外部リード線35には点灯始動回路36が
接続され、この点灯始動回路36は外部リード線35に限流
抵抗R37、常閉型バイメタルスイッチ38および点灯管39
が直列に接続され、バルブ16に対して並列に接続されて
いる。
が配設され、この始動用補助電極33の根元も封止部17に
封着され、封止部17内でモリブデンなどの金属箔導体34
に接合され、この金属箔導体34は外部リード線35と接続
されている。この外部リード線35には点灯始動回路36が
接続され、この点灯始動回路36は外部リード線35に限流
抵抗R37、常閉型バイメタルスイッチ38および点灯管39
が直列に接続され、バルブ16に対して並列に接続されて
いる。
【００１７】なお、電極21，22の２次再結晶化は、１０
-4ないし１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気で、２２００
℃程度の温度で加熱する高温真空処理法を用い、結晶粒
子を成長させて大きくしている。また、２次再結晶処理
としては、高温真空処理法の外にアルゴンプラズマ法、
ボンバード法およびＣＯ2 レーザ法などでもよい。
-4ないし１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気で、２２００
℃程度の温度で加熱する高温真空処理法を用い、結晶粒
子を成長させて大きくしている。また、２次再結晶処理
としては、高温真空処理法の外にアルゴンプラズマ法、
ボンバード法およびＣＯ2 レーザ法などでもよい。
【００１８】ここで、このバルブ16は、長手方向の距離
が４２ｍｍ、内径２０ｍｍ、内容積１４ｃｃで、金属ハ
ロゲン化物のＳｃＩ3 ＋ＮａＩが３０ｍｇ、スカンジウ
ム（Ｓｃ）メタルが０．１ないし０．５ｍｇ、および、
水銀およびアルゴンガスなどが封入されている。すなわ
ち、金属ハロゲン化物のＳｃＩ3 ＋ＮａＩの封入量は、
バルブ16の単位容積あたり０．００４≦０．１〔ｍｇ／
ｃｃ〕の範囲に設定されている。
が４２ｍｍ、内径２０ｍｍ、内容積１４ｃｃで、金属ハ
ロゲン化物のＳｃＩ3 ＋ＮａＩが３０ｍｇ、スカンジウ
ム（Ｓｃ）メタルが０．１ないし０．５ｍｇ、および、
水銀およびアルゴンガスなどが封入されている。すなわ
ち、金属ハロゲン化物のＳｃＩ3 ＋ＮａＩの封入量は、
バルブ16の単位容積あたり０．００４≦０．１〔ｍｇ／
ｃｃ〕の範囲に設定されている。
【００１９】さらに、バルブ16の封止部17，18にはそれ
ぞれ耐熱性金属のバルブホルダ41，42が取り付けられ、
これらバルブホルダ41，42は発光管支持体である枠状に
折り曲げ形成された導電性のサポートワイヤ43，44に機
械的に連結され、サポートワイヤ43は外管12の基端側に
形成されたステム45に固定されている。
ぞれ耐熱性金属のバルブホルダ41，42が取り付けられ、
これらバルブホルダ41，42は発光管支持体である枠状に
折り曲げ形成された導電性のサポートワイヤ43，44に機
械的に連結され、サポートワイヤ43は外管12の基端側に
形成されたステム45に固定されている。
【００２０】また、バルブ16の外部リード線31は直接、
外部リード線32はリードワイヤ46を介して、口金13のシ
ェル14およびアイレット端子15のいずれかにそれぞれ接
続されている。
外部リード線32はリードワイヤ46を介して、口金13のシ
ェル14およびアイレット端子15のいずれかにそれぞれ接
続されている。
【００２１】そして、始動時にはバイメタルスイッチ38
が閉成されているので、バルブ16には電源からの電圧が
印加され、点灯管39が開閉される。この点灯管39の作用
によりパルス電圧が発生され、このパルス電圧は電極21
と始動補助電極33との間にアーク放電を発生させ、電極
21，22間にアーク放電を発生させて、点灯させる。
が閉成されているので、バルブ16には電源からの電圧が
印加され、点灯管39が開閉される。この点灯管39の作用
によりパルス電圧が発生され、このパルス電圧は電極21
と始動補助電極33との間にアーク放電を発生させ、電極
21，22間にアーク放電を発生させて、点灯させる。
【００２２】また、上記実施の形態によれば、電極21，
22を２次再結晶させ、結晶粒子を成長させて大きくして
あるから点灯中に、アークスポットの発生により加熱さ
れてもスパッタリングする割合が少なくなり、タングス
テンがバルブ16の管壁に付着するのが軽減されて黒化が
防止され、早期に光束が低下するのが防止され、光束維
持率が向上する。なお、トリエーテッドタングステンよ
りドープトタングステンのほうが効果が大きい。また、
２次再結晶による結晶粒子の成長は、電極軸23，24の熱
伝導性を良くするため、電極軸23，24がアークスポット
により加熱されても、この熱は速やかに電極コイル25，
26に伝達され、電極コイル25，26の温度を上昇させて、
電極コイル25，26からの輻射熱により、電極22の下端近
傍に生ずる最冷部の温度が高くなる。この結果、金属ハ
ロゲン化物や水銀の蒸気圧が高くなり、発光効率が向上
する。さらに、スカンジウムメタルを封入することで、
点灯中にスカンジウムメタルが電極21，22に回帰してエ
ミッションを改善し、光束を維持していると考えられ
る。
22を２次再結晶させ、結晶粒子を成長させて大きくして
あるから点灯中に、アークスポットの発生により加熱さ
れてもスパッタリングする割合が少なくなり、タングス
テンがバルブ16の管壁に付着するのが軽減されて黒化が
防止され、早期に光束が低下するのが防止され、光束維
持率が向上する。なお、トリエーテッドタングステンよ
りドープトタングステンのほうが効果が大きい。また、
２次再結晶による結晶粒子の成長は、電極軸23，24の熱
伝導性を良くするため、電極軸23，24がアークスポット
により加熱されても、この熱は速やかに電極コイル25，
26に伝達され、電極コイル25，26の温度を上昇させて、
電極コイル25，26からの輻射熱により、電極22の下端近
傍に生ずる最冷部の温度が高くなる。この結果、金属ハ
ロゲン化物や水銀の蒸気圧が高くなり、発光効率が向上
する。さらに、スカンジウムメタルを封入することで、
点灯中にスカンジウムメタルが電極21，22に回帰してエ
ミッションを改善し、光束を維持していると考えられ
る。
【００２３】ここで、スカンジウムメタルの封入量と光
束維持率との関係の実験結果について、図３を参照して
説明する。
束維持率との関係の実験結果について、図３を参照して
説明する。
【００２４】図３に示すように、スカンジウムメタルを
封入すると封入していない従来のものより光束維持率が
高くなり、従来は８０００時間程度で５０％に低下する
が、スカンジウムメタルを封入すれば６０００時間経過
時点では８０％以上の光束維持率を得ることができた。
封入すると封入していない従来のものより光束維持率が
高くなり、従来は８０００時間程度で５０％に低下する
が、スカンジウムメタルを封入すれば６０００時間経過
時点では８０％以上の光束維持率を得ることができた。
【００２５】また、スカンジウムメタルの含有量は、
０．００４ｍｇ／ｃｃより少なくなるとスカンジウムメ
タルが電極21，22に回帰する量が少なくて光束維持率の
改善が小さく、０．１ｍｇ／ｃｃより多くなると電極2
1，22の変形が大きくなり同様に光束維持率の改善が小
さい。
０．００４ｍｇ／ｃｃより少なくなるとスカンジウムメ
タルが電極21，22に回帰する量が少なくて光束維持率の
改善が小さく、０．１ｍｇ／ｃｃより多くなると電極2
1，22の変形が大きくなり同様に光束維持率の改善が小
さい。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載のメタルハライドランプに
よれば、電極を２次再結晶するのみならずスカンジウム
および希土類金属のいずれかを封入することにより、点
灯中に、電極がスパッタされて発光管の透過率が低くな
ることを防止するとともに、スカンジウムおよび希土類
金属のいずれかが電極に回帰してエミッションを改善
し、光束維持率をより向上できる。
よれば、電極を２次再結晶するのみならずスカンジウム
および希土類金属のいずれかを封入することにより、点
灯中に、電極がスパッタされて発光管の透過率が低くな
ることを防止するとともに、スカンジウムおよび希土類
金属のいずれかが電極に回帰してエミッションを改善
し、光束維持率をより向上できる。
【００２７】請求項２記載のメタルハライドランプによ
れば、請求項１記載のメタルハライドランプに加え、発
光管の内容積をＬ〔ｃｃ〕、スカンジウムおよび希土類
のいずれかの封入量をＭ〔ｍｇ〕としたとき、０．００
４≦Ｍ／Ｌ≦０．１であるので、スカンジウムおよび希
土類のいずれかの封入量をこの範囲にすることにより、
スカンジウムおよび希土類のいずれかの電極への回帰量
が適切量となり、光束維持率を向上できる。
れば、請求項１記載のメタルハライドランプに加え、発
光管の内容積をＬ〔ｃｃ〕、スカンジウムおよび希土類
のいずれかの封入量をＭ〔ｍｇ〕としたとき、０．００
４≦Ｍ／Ｌ≦０．１であるので、スカンジウムおよび希
土類のいずれかの封入量をこの範囲にすることにより、
スカンジウムおよび希土類のいずれかの電極への回帰量
が適切量となり、光束維持率を向上できる。
【００２８】請求項３記載のメタルハライドランプによ
れば、請求項１または２記載のメタルハライドランプに
加え、電極はドープトタングステンであるので、よりス
パッタを防止でき、光束維持率をより向上できる。
れば、請求項１または２記載のメタルハライドランプに
加え、電極はドープトタングステンであるので、よりス
パッタを防止でき、光束維持率をより向上できる。
【００２９】請求項４記載の照明装置によれば、請求項
１ないし３いずれか記載のメタルハライドランプを装着
する器具本体を具備したので、それぞれの効果を奏する
ことができる。
１ないし３いずれか記載のメタルハライドランプを装着
する器具本体を具備したので、それぞれの効果を奏する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のメタルハライドランプ
を示す一部を切り欠いた側面図である。
を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図２】同上照明装置を示す斜視図である。
【図３】同上スカンジウムメタルの封入量と光束維持率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
２ 器具本体 11 メタルハライドランプとしてのメタルハライドラ
ンプ 16 発光管としてのバルブ 21，22 電極
ンプ 16 発光管としてのバルブ 21，22 電極
フロントページの続き (72)発明者 瀧田 和雄 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 伊藤 秀樹 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 松本 直也 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 愛宕 慎司 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 佐野 久則 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 Ｆターム(参考） 5C015 JJ03 PP03
Claims (4)
- 【請求項１】 発光管と；この発光管内に配設されたタ
ングステンを主成分とし２次再結晶した高融点金属の一
対の電極と；発光管内に封入された希ガス、金属ハロゲ
ン化物、および、スカンジウムおよび希土類金属のいず
れかと；を具備したことを特徴とするメタルハライドラ
ンプ。 - 【請求項２】 発光管の内容積をＬ〔ｃｃ〕、 スカンジウムおよび希土類のいずれかの封入量をＭ〔ｍ
ｇ〕としたとき、 ０．００４≦Ｍ／Ｌ≦０．１ であることを特徴とする請求項１記載のメタルハライド
ランプ。 - 【請求項３】 電極は、ドープトタングステンであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のメタルハライド
ランプ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか記載のメタル
ハライドランプと；このメタルハライドランプを装着す
る器具本体と；を具備したことを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023037A JP2000223069A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | メタルハライドランプおよび照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023037A JP2000223069A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | メタルハライドランプおよび照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223069A true JP2000223069A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12099281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023037A Pending JP2000223069A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | メタルハライドランプおよび照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223069A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1193733B1 (en) * | 2000-09-28 | 2008-08-27 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Short arc discharge lamp |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11023037A patent/JP2000223069A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1193733B1 (en) * | 2000-09-28 | 2008-08-27 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Short arc discharge lamp |
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050810 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051207 |