JP2002298738A - 発光管の製造方法及び放電ランプ - Google Patents
発光管の製造方法及び放電ランプInfo
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Abstract
にて低コストで製造する。 【解決手段】 内部に電極6が設けられた発光部2と、
この発光部2の端部に形成された封止部3とを有する発
光管1の製造方法であって、発光管1の材料である透光
性絶縁管9の発光部形成予定部15に隣接した封止部形
成予定部13a,13bに電極6を有する電極体11を
挿入し、その後、封止部形成予定部13a,13bをレ
ーザービーム17とガスバーナー21との併用によって
加熱軟化させて封止し、封止部3を形成する。封止部形
成予定部13a,13bの領域に応じて使用する熱源を
使い分けることにより、耐圧性の高い高品質な発光管
を、高い生産性にて低コストで製造できる。
Description
及び発光管を備えた放電ランプに関するものである。
プには、内部に電極が設けられ、かつ水銀や希ガス等が
封入された発光部と、この発光部の両端部に形成された
封止部とを有する石英ガラス製の発光管を備えたものが
知られている。
法、特にそれに用いられている発光管の封止部形成方法
としては、発光管の材料である直管状の石英ガラス管の
封止部形成予定部を加熱軟化させてピンチ封止またはシ
ュリンク封止する方法がある。
一般的に使用されているガスバーナーに比して加工精度
が高く、封止耐圧の高い高品質な発光管を得ることがで
きるレーザービームを用いることが提案されている(特
開昭57−109234号公報や特許第2997464
号公報等)。
うなレーザービームを用いた従来の高圧水銀ランプの製
造方法では、レーザービームが被加工物である石英ガラ
ス管に対して局部的にしか加熱できないため、特に封止
部の長さが長い発光管を製造する場合、石英ガラス管の
長尺な封止部形成予定部全体を加熱軟化させるのに要す
る時間が長くなり、生産効率が低くなるという問題とと
もに、封止部形成予定部全体を十分に加熱軟化させるの
に大出力のレーザービームが必要となるため、装置が大
型化してコストが高くなるという問題があった。
になされたもので、耐圧性の高い高品質な発光管を得る
ことができ、かつ生産効率を向上させることができる低
コストな発光管の製造方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、耐圧性が高く低コストな発光管を
備えた放電ランプを提供することを目的とする。
法は、内部に電極が設けられた発光部と、この発光部の
端部に形成された封止部とを有する発光管を備えた発光
管の製造方法であって、前記発光管の材料である透光性
絶縁管の発光部形成予定部に隣接した封止部形成予定部
に前記電極を有する電極体を挿入し、その後、前記封止
部形成予定部をレーザービームとガスバーナーとの併用
によって加熱軟化させて封止し、前記封止部を形成す
る。
させる熱源であるレーザービームとガスバーナーとを封
止部形成予定部の各領域ごとに適宜使い分けることがで
きる。特に封止部形成予定部のうち高い加工精度が求め
られる部分、例えば封止部形成予定部の発光部形成予定
部側の端部においてレーザービームを用いることで、歪
みがなく、かつより気密な封止を行うことができ、耐圧
性の高い高品質な発光管を得ることができる。また封止
部形成予定部の高い加工精度が求められる部分以外の部
分においてはレーザービームに比して熱容量が大きくか
つ加熱範囲が広いガスバーナーを用いることで、広範囲
な領域を短時間で封止することができるので、生産効率
を向上させることができる。また、レーザービームによ
って加熱軟化させる領域を特に高い加工精度が求められ
る部分に限定することで、出力の小さいレーザービーム
を使用することが可能となり、それにともない装置を小
型化することができ、低コスト化を図ることができる。
の製造方法によって得られた発光管を備える。これによ
り、耐圧性が高い発光管を備えた、安価な放電ランプを
提供できる。
て、図面を用いて説明する。
る発光管の製造方法を用いて製造された高圧水銀ランプ
の発光管1は、石英ガラス製であり、図5に示すよう
に、長さ10mm、最大外径10mmの回転楕円体状の
発光部2と、この発光部2の両端部に形成された長さ2
5mm、外径6mmの円柱状の封止部3とを備えてい
る。
イル4が取り付けられた電極リード棒5を有するタング
ステン製の電極6が設けられている。この電極6は、封
止部3に封止されたモリブデン等の金属箔7を介してリ
ード線8に接続されている。
ン化物、および希ガス等がそれぞれ所定量封入されてい
る。
1の製造方法について説明する。
な石英ガラス製の直管状の透光性絶縁管9を用いる。
形成予定部15を形成する。以下、その手順について説
明する。
の中央部を酸素と水素とを燃料とするガスバーナによっ
て加熱軟化させる。その後、透光性絶縁管9の一方の開
口部12を一時的に閉じ、不活性ガスを透光性絶縁管9
の他方の開口部12から透光性絶縁管9内へ吹き込むこ
とにより、透光性絶縁管9の軟化した部分をその不活性
ガスの圧力によって膨らませる。さらに、透光性絶縁管
9の膨らんだ部分に金型を押し当てることにより、その
部分を回転楕円体状に成型する。このようにして発光部
形成予定部15を形成する。
15に隣接し、かつ内部が連通した部分、すなわち後述
の封止部形成予定部13a,13bを封止し、封止部3
を形成する。以下、その手順について説明する。
に立てた状態でその両端部をチャック10によって挟み
込み、透光性絶縁管9を保持する。次に、後述の電極体
11を透光性絶縁管9の封止を行う側の開口部12から
透光性絶縁管9の封止部形成予定部13a内へ挿入す
る。
リード線8をそれぞれ組み立て一体化した組立部品であ
る。また、電極体11のリード線8の端部には一部が封
止部形成予定部13aの内面に圧接した菱形状のばね1
4が取り付けられており、電極体11はこのばね14の
弾性応力によって封止部形成予定部13a内の所定位置
に保持されている。
手方向の軸X(図1参照)を中心として、透光性絶縁管
9を一定速度で回転させながら、封止部形成予定部13
aの発光部形成予定部15側の端部、すなわち領域A
(図1参照)にレーザービーム発振装置16から発振さ
れたレーザービーム17を照射して、領域Aを加熱軟化
させて収縮によって密閉する。すなわちシュリンク封止
する。封止の際、透光性絶縁管9内はアルゴンガス等の
不活性ガスで満たされている。
を発振する光源部を、19はレーザービーム17を反射
させる反射鏡を、20はレーザービーム17を集光する
集光レンズをそれぞれ示す。
レーザー、エキシマレーザー、YAG(イットリウムア
ルミニウムガーネット)レーザー、半導体レーザー等を
用いることができる。
に、レーザービーム発振装置16を上方へ移動させ、透
光性絶縁管9の領域Aに隣接した領域B(図2参照)に
レーザービーム17を照射して、領域Bを加熱軟化させ
る。領域Bにレーザービーム17を照射するのと同時
に、または領域Bがレーザービーム17によってシュリ
ンク封止されてしまう前にガスバーナー21を点火し、
ガスバーナー21の炎を領域Bの一部と、透光性絶縁管
9の領域Bに隣接した領域C(図2参照)の一部に当て
る。これによって領域Bをレーザービーム17とガスバ
ーナー21との両方によって加熱軟化し、シュリンク封
止する。
電極リード棒5の根元部分には発光部2内に封入された
高圧の封入ガスが侵入してクラックが発生しやすい。し
たがって、電極リード棒5の根元部分を含む領域Aは、
特に気密性が高くかつ歪みのない加工が必要となる。
の照射を停止し、図3に示すようにガスバーナー21を
上方へ連続的に移動させて、つまり領域Cにおいて発光
部形成予定部15側から発光部形成予定部15とは反対
側へ向かって順次加熱軟化してシュリンク封止する。こ
のようにして封止部形成予定部13a全体を封止し、一
方の封止部3を形成する。
に、透光性絶縁管9の上下を反転させて、封止部3が下
側に位置するように透光性絶縁管9を垂直に立てた状態
でその両端部をチャック10によって保持する。
開口部12から水銀等の封入物を投入した後、同じく封
止部形成予定部13bの開口部12から電極体11を挿
入して封止部形成予定部13b内の所定位置に保持す
る。
順と同じ手順で他方の封止部形成予定部13bを封止
し、他方の封止部3を形成する。封止部形成予定部13
bを加熱軟化させる際、図示はしていないが、発光部形
成予定部15内の封入物、例えば水銀が蒸気化しないよ
うに、発光部形成予定部15を液体窒素等によって冷却
しながら行うことが好ましい。
と同時に形成されることになる。
透光性絶縁管9の両端部の領域D(図4参照。ただし、
図4中、一方のみ図示)を切り落とし、図5に示すよう
な発光管1が製造される。
取り付けられ高圧水銀ランプが製造される。
電力150Wの高圧水銀ランプの発光管1(以下、「本
発明品」という)を製造したところ、一箇所の封止部形
成予定部13a(長さ25mm、外径6mm、厚さ2m
m)を封止するのに要した時間は、領域Aと領域Bとの
合計長さが2.2mmとして、82秒であった。
3a全体をレーザービーム17のみによって封止する点
を除いて本発明の上記の実施の形態と同じ製造方法を用
いて、同じく定格電力150Wの高圧水銀ランプの発光
管1(以下、「比較品」という)を製造したところ、一
箇所の封止部形成予定部13aを封止するのに要した時
間は400秒であった。
Wの炭酸ガスレーザーをそれぞれ用いた。
それぞれ点灯させたところ、両者とも定格寿命(200
0時間)中、発光管1にクラックが発生したものはなか
った。よって、両者とも耐圧性が高いことが確認され
た。
おいては、発光管1の材料である透光性絶縁管9の発光
部形成予定部15に隣接した封止部形成予定部13a,
13bに電極6を有する電極体11を挿入し、その後、
封止部形成予定部13a,13bをレーザービーム17
とガスバーナー21との併用によって加熱軟化させて封
止し、封止部3を形成する。このとき、封止部形成予定
部13a,13bを加熱軟化させる熱源であるレーザー
ビーム17とガスバーナー21とを封止部形成予定部1
3a,13bの各領域ごとに適宜使い分けることが好ま
しい。特に封止部形成予定部13a,13bのうち高い
加工精度が求められる部分、例えば封止部形成予定部1
3a,13bの発光部形成予定部15側の端部において
レーザービーム17を用いることで、歪みがなく、かつ
より気密な封止を行うことができ、耐圧性の高い高品質
な発光管1を得ることができる。また、封止部形成予定
部13a,13bの高い加工精度が求められる部分以外
の部分においてはレーザービーム17に比して熱容量が
大きくかつ加熱範囲が広いガスバーナー21を用いるこ
とで、広範囲な領域を短時間で封止することができるの
で、生産効率を向上させることができる。また、レーザ
ービーム17によって加熱軟化させる領域を限定するこ
とで、出力の小さいレーザービーム17を使用すること
が可能となり、それにともない装置を小型化することが
でき、低コスト化を図ることができる。
3a,13bのうち発光部形成予定部15側の端部をレ
ーザービーム17によって加熱軟化して封止することが
好ましい。これにより、発光部2の電極リード棒5の根
元部分の発光部2の内面が図5に示すような滑らかな平
面または曲面にすることができるので、その部分の耐圧
性を向上させることができる。
うち発光部形成予定部15側の端部(例えば領域A)を
レーザービーム17によって加熱軟化させて封止し終え
る直前または封止し終えた後、封止部形成予定部13
a,13bのうちレーザービーム17によって加熱軟化
させた領域(以下、単に「領域Y」という)に隣接する
領域(以下、単に「領域Z」という)をガスバーナー2
1によって加熱軟化し始めることが好ましい。これによ
り、領域Zをガスバーナー21によって加熱軟化させる
際、領域Zはこの領域Zに隣接した領域Yが加熱された
ときの熱によって予熱されているので、領域Zを短時間
で封止することができ、その結果、発光部形成予定部1
5が広がりをもつガスバーナー21の炎にさらされる時
間が短くなり、よって、発光部形成予定部15内に封入
ガスが封入されている場合において、封入ガスの熱膨張
による発光部形成予定部15の破損を防止することがで
きる。
おいて、例えば領域Bのようにレーザービーム17によ
って加熱軟化させる領域の少なくとも一部と、ガスバー
ナー21によって加熱軟化させる領域の一部とが重なっ
ていることが好ましい。これにより、レーザービーム1
7によって加熱軟化させる領域とガスバーナー21によ
って加熱軟化させる領域との境界部分の温度がその境界
部分の周辺部分の温度より低くなって封止が十分に行え
ず、それによって気密性が低下してその部分に気泡が混
入するのを防止することができる。また形成後の封止部
3に歪みが生じて、耐圧性が低下するのを防止すること
ができる。
を、発光部形成予定部15側の端部から発光部形成予定
部15とは反対側の端部へ向かって順次封止していくこ
とが好ましい。これにより、封止する際に、封止部形成
予定部13a,13b内の封入ガスが全て透光性絶縁管
9の外部に排出することができる。よって封止部形成予
定部13a,13b内の封入ガスが発光部形成予定部1
5内に圧縮され、発光部形成予定部15内のガス圧力が
過剰に高くなって、発光部形成予定部15が破損するの
を防止することができる。
ガス圧がもともと低かったり、発光部形成予定部15の
肉厚が十分に厚かったりした場合は、封止部形成予定部
13a,13bを、発光部形成予定部15とは反対側の
端部から発光部形成予定部15側の端部へ向かって順次
封止していくことが好ましい。これにより、封止部形成
予定部13a,13b内の封入ガスを発光部形成予定部
15内に圧縮し、封止部形成予定部13a,13b内の
封入ガスを無駄なく有効に利用することができる。この
場合、最初に、封止部形成予定部13a,13bを、発
光部形成予定部15とは反対側の端部から発光部形成予
定部15側の端部へ向かってガスバーナーにより封止
し、最後に、封止部形成予定部13a,13bのうち発
光部形成予定部15側の端部をレーザービームにより封
止し終えることが好ましい。
の透光性絶縁管9を用いた場合について説明したが、石
英ガラス以外に例えば硼珪酸塩ガラスや透光性アルミナ
等の透光性絶縁管を用いた場合でも上記と同様の効果を
得ることができる。
部形成予定部13a,13bを封止する方法として、シ
ュリンク封止を用いた場合について説明したが、これ以
外に軟化した封止部形成予定部13a,13bを挟み込
んで押しつぶす、すなわちピンチ封止を用いた場合でも
上記と同様の効果を得ることができる。
定部13a,13bにおいて、レーザービーム17によ
って加熱軟化させる領域を領域A、領域B、またガスバ
ーナー21によって加熱軟化させる領域を領域Cとした
が、レーザービーム17によって加熱軟化させる領域、
またガスバーナー21によって加熱軟化させる領域は適
宜選択することができる。例えば領域Bをガスバーナー
21によって、また領域Cの一部をレーザービーム17
によってそれぞれ加熱軟化させてもよい。
ンプの発光管の製造方法を例示して説明したが、本発明
は例えばメタルハライドランプや片封止形の放電ランプ
等における発光管の製造方法にも適用することができ
る。
説明した本発明の製造方法によって得た発光管を用いた
反射鏡(リフレクタ)付き放電ランプの一例を示した一
部切り欠き斜視図である。
き放電ランプ30は、反射鏡31と、実施の形態1の製
造方法に従い製造された発光管1とからなる。発光管1
は、電極コイル4(図5参照)間に形成されるアーク軸
が反射鏡31の光軸上に位置するように、反射鏡31内
側に反射鏡31と一体化されている。反射鏡31は、セ
ラミック製で、漏斗形状を有し、その内面に酸化チタン
−酸化シリコンの蒸着膜からなる反射面を有している。
反射鏡31の開口とは反対側の端部に筒部31aを有す
る。
は口金35が取り付けられている。この口金35が反射
鏡31の筒部31a内に挿入され、絶縁セメント37に
より両者が固着されることによって、反射鏡31と発光
管1とが一体化されている。
は口金35に電気的に接続される。また、他方のリード
線8は、電力供給線39の一端に接続される。電力供給
線39の他端は反射鏡31を貫通し、反射鏡31の反射
面とは反対側に導出されている。
ば、液晶プロジェクタの光源として使用される。
説明した本発明の製造方法によって得た発光管を用いた
自動車前照灯用放電ランプの一例を示した断面図であ
る。
動車前照灯用放電ランプ40は、実施の形態1の製造方
法に従い製造された発光管1と、外管42と、口金43
とからなる。
部3a,3bと、一方の封止部3bの端部に連設した筒
状の円筒部(未封止部分)1aとを有する。
両端は発光管1の両端の外周面に融着されている。
らなる。発光管1の円筒部1a側の端部が口金43の中
央の穴に挿入されるとともに、口金43に取り付けられ
た保持体44が外管42の一方の端部を保持することに
より、発光管1は口金43に保持されている。
a,6bを有するとともに、水銀と、金属ハロゲン化物
としてScI3、NaIと、始動用ガスとしてキセノン
とが封入されている。一方の電極6aは、金属箔7aを
介してリード線8aに接続され、リード線8aは電力供
給線45の一端に接続される。電力供給線45は外管4
2の外側にこれと略平行に配置され、電力供給線45の
他端は口金43に設けられた電力供給端子47aに接続
されている。また、他方の電極6bは、金属箔7bを介
してリード線8bに接続され、リード線8bは口金43
に設けられた電力供給端子47bに接続されている。
上記実施の形態1に示した製造方法により得られた発光
管を備えるので、発光管の耐圧性が高く、高品質で、生
産性が高く、低コストである。
管を備える放電ランプの構成は上記の実施の形態2,3
に示した例に限定されない。本発明の発光管は、公知の
放電ランプの発光管として広く使用することができる。
の高い高品質な発光管を得ることができるとともに、生
産効率を向上させることができる低コストな発光管の製
造方法を提供することができるものである。
程を説明するための断面図
を説明するための断面図
を説明するための断面図
を説明するための断面図
正面断面図
示した一部切り欠き斜視図
態を示した断面図
Claims (9)
- 【請求項1】 内部に電極が設けられた発光部と、この
発光部の端部に形成された封止部とを有する発光管の製
造方法であって、前記発光管の材料である透光性絶縁管
の発光部形成予定部に隣接した封止部形成予定部に前記
電極を有する電極体を挿入し、その後、前記封止部形成
予定部をレーザービームとガスバーナーとの併用によっ
て加熱軟化させて封止し、前記封止部を形成することを
特徴とする発光管の製造方法。 - 【請求項2】 前記封止部形成予定部のうち前記発光部
形成予定部側の端部を前記レーザービームによって加熱
軟化させて封止し、前記封止部形成予定部の前記発光部
形成予定部側の端部以外の部分を前記ガスバーナーによ
って加熱軟化させて封止することを特徴とする請求項1
記載の発光管の製造方法。 - 【請求項3】 前記封止部形成予定部のうち前記発光部
形成予定部側の端部を前記レーザービームによって加熱
軟化させて封止し終える直前または封止し終えた後、前
記封止部形成予定部のうち前記レーザービームによって
加熱軟化させた領域に隣接する領域を前記ガスバーナー
によって加熱軟化し始めることを特徴とする請求項2記
載の発光管の製造方法。 - 【請求項4】 前記封止部形成予定部を、前記発光部形
成予定部側の端部から前記発光部形成予定部とは反対側
の端部へ向かって順次封止していくことを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載の発光管の製造方法。 - 【請求項5】 前記封止部形成予定部を、前記発光部形
成予定部とは反対側の端部から前記発光部形成予定部側
の端部へ向かって順次封止していくことを特徴とする請
求項1又は2に記載の発光管の製造方法。 - 【請求項6】 前記封止部形成予定部において、前記レ
ーザービームによって加熱軟化させる領域の少なくとも
一部と、前記ガスバーナーによって加熱軟化させる領域
の一部とが重なっていることを特徴とする請求項1〜5
のいずれかに記載の発光管の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方
法により得た発光管を備えることを特徴とする放電ラン
プ。 - 【請求項8】 発光管と反射鏡とを備えた放電ランプで
あって、前記発光管が請求項1〜6のいずれかに記載の
製造方法により得た発光管であることを特徴とする放電
ランプ。 - 【請求項9】 発光管と、前記発光管を覆う外管と、前
記外管の端部に取り付けられた口金とを備えた放電ラン
プであって、前記発光管が請求項1〜6のいずれかに記
載の製造方法により得た発光管であることを特徴とする
放電ランプ。
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JP3553044B2 JP3553044B2 (ja) | 2004-08-11 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005293947A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Truweal Inc | 片口放電灯の製造方法と該方法に供される封体並びに該方法で形成された片口放電灯 |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001400857A patent/JP3553044B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005293947A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Truweal Inc | 片口放電灯の製造方法と該方法に供される封体並びに該方法で形成された片口放電灯 |
JP4555591B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-10-06 | 株式会社トゥルーウェル | 片口放電灯の製造方法 |
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