JP2004039264A - ランプ点灯システム - Google Patents
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Abstract
【課題】蛍光ランプの駆動部品に高耐圧のものが不要で、小型、安価なものとすることができ、また、ランプの駆動効率及び輝度を向上させる。
【解決手段】ＥＥＦＬ（外部電極蛍光ランプ）１を、駆動回路２のトランス３の二次巻線６に発生した交流高電圧によって点灯させる。その際、ＥＥＦＬ１のガラス管の両側のリング状の電極１１、１２に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加してＥＥＦＬ１を点灯させるとともに、ＥＥＦＬ１の電極を接地することなく、トランス３の二次巻線６のセンタータップを接地する。また、ＥＥＦＬ１は、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであり、駆動回路２は、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】ＥＥＦＬ（外部電極蛍光ランプ）１を、駆動回路２のトランス３の二次巻線６に発生した交流高電圧によって点灯させる。その際、ＥＥＦＬ１のガラス管の両側のリング状の電極１１、１２に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加してＥＥＦＬ１を点灯させるとともに、ＥＥＦＬ１の電極を接地することなく、トランス３の二次巻線６のセンタータップを接地する。また、ＥＥＦＬ１は、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであり、駆動回路２は、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部電極蛍光ランプを点灯させるシステム、特にランプの駆動効率及び輝度の向上を改善したランプ点灯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般的な蛍光ランプは、図３の（ａ）に示すように、両側の電極にトランスで昇圧した交流電圧をバラストコンデンサを介して印加することにより点灯させている。同図に示すものはガラス管内に電極が設けられた蛍光ランプであり、片方の電極はグランド（ＧＮＤ）に接地されている。
【０００３】
また、ガラス管の外側に電極を設けた蛍光ランプも考案されており、ガラス管の外部からの印加電圧によりガラス管内部を放電させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の蛍光ランプは、片側電極を接地しているのでトランス等の駆動部品に高耐圧のものが必要となり、トランスが大型で高価なものになるとともに、漏れ電流による輝度の低下もあり、効率が良くないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、蛍光ランプの駆動部品に高耐圧のものが不要で、小型、安価なものとなり、また、ランプの駆動効率及び輝度が向上したランプ点灯システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るランプ点灯システムは、次のように構成したものである。
【０００７】
（１）外部電極蛍光ランプを点灯させるシステムであって、前記外部電極蛍光ランプの両電極に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加して該蛍光ランプを点灯させる駆動回路を備えた。
【０００８】
（２）上記（１）のシステムにおいて、外部電極蛍光ランプは、ガラス管の両端にリング状の電極が設けられているものとした。
【０００９】
（３）上記（２）のシステムにおいて、外部電極蛍光ランプは、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであり、駆動回路は、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図であり、ＬＣＤ用バックライトなどに用いられる照明装置等として構成した例を示している。
【００１２】
同図において、１は外部電極蛍光ランプ（以下ＥＥＦＬという）で、ガラス管の両端にリング状の電極１１、１２が設けられており、バッテリなどの直流電源と接続された駆動回路２により点灯される。この駆動回路２は昇圧用のトランス３を有し、該トランス３は、一次巻線４、制御巻線５及び出力側の二次巻線６を備えている。
【００１３】
上記トランス３の一次巻線４にはトランジスタ７、８が接続され、該一次巻線４のセンタータップは上記直流電源の正（＋）端子と、チョークコイル９及びスイッチ（図示せず）を介して接続されている。また、トランス３の二次巻線６のセンタータップは、直流電源の負（−）端子と共に接地されている。更に、トランス３の制御巻線５はトランジスタ７、８のベースに接続されており、トランジスタ７のベースは抵抗１０を介して上記直流電源の正（＋）端子と接続されている。
【００１４】
上記のように構成されたＥＥＦＬ１の駆動回路２は、スイッチング素子を用いたインバータ点灯回路としても知られているので詳細説明は省略するが、スイッチを投入するとまずトランジスタ７がオン（ＯＮ）してトランス３の一次巻線４に電流が流れ、続いてトランジスタ７がオフ（ＯＦＦ）となってトランジスタ８がオンし、一次巻線４に電流が流れる。以降、トランジスタ７とトランジスタ８が交互にオン、オフを繰り返し、これによりトランス３の二次巻線６に交流高電圧が発生し、この高電圧がＥＥＦＬ１の両電極１１、１２に印加され、ＥＥＦＬ１が点灯する。
【００１５】
本実施例では、ＥＥＦＬ１の両電極１１、１２に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加するようにしている。図３の（ａ）に示すように通常の点灯方式では、バラストコンデンサを介して蛍光ランプ（ＣＦＬ）の一方の電極に交流高電圧を印加し、他方の電極は接地させている。本実施例は、同図の（ｂ）に示すようにバラストコンデンサを使用しない両側高圧のセンターＧＮＤ方式であり、両電極１１、１２を位相を１８０度ずらした正弦波形でＥＥＦＬ１を駆動している。
【００１６】
このため、蛍光ランプであるＥＥＦＬ１の駆動部品に高耐圧のものが不要で、トランス３などの駆動部品が小型、安価なものとなり、また、ランプの駆動効率が向上し、漏れ電流もなくなるので輝度効率も向上する。
【００１７】
表１に上記ＥＥＦＬ１の駆動回路の入力電圧を一定（１５Ｖ）にした場合の電極幅対輝度の関係を示す。また、図４にそのときの電極幅（ｍｍ）と輝度（ｃｄ／ｍ２）の関係をグラフにして示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
図５は駆動回路２の負荷であるＥＥＦＬ１の構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。このＥＥＦＬ１は両側とも同様の構造であるので片側しか示していないが、ガラス管（バルブ）１３の両側に所望の幅を持つリング状の電極（図では電極１１のみ示す）が設けられている。
【００２０】
ここで、上記のＥＥＦＬ１としては、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであることが望ましく、この場合、駆動回路２としては、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであることが望ましい。
【００２１】
また、本実施例では、バラストコンデンサがないことから、高出力トランスを使用することで、容易に多灯の並列駆動も可能である。ＣＣＦＬでは開放電圧とバラストコンデンサにより電流調整を行っているが、本実施例の方式では開放電圧と電極幅により電流の調整が可能となる。
【００２２】
試験結果では、管径４φ、開放電圧４２５Ｖの場合は電極幅１２ｍｍ、また管径２．６φ、開放電圧３１５Ｖの場合は電極幅１５ｍｍにおいて、ＣＣＦＬと同等の輝度特性となった。
【００２３】
次に、本実施例のＥＥＦＬ１の構成について詳細に説明する。まず、ガラス管内部の封入ガスとしてＡｒ３％／Ｎｅ９７％の混合ガス（範囲としてはＡｒ３％〜１０％／Ｎｅ９０％〜９７％であれば良い）を用い、その封入圧は６０Ｔｏｒｒ（範囲としては４０Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒ）とする。封入物にはＨｇ２．２ｍｇ（範囲としては１．５ｍｇ〜３ｍｇ）を使用し、電極材料にはＡｌテープ（ＡｇペーストやＣｕなど導電性であれば何でも良い）を使用する。また、ガラス管１３の内面には蛍光体を塗布するが、電極１１、１２の下側には蛍光体は存在せず、両電極の間のみ存在する。
【００２４】
図２は本発明の第２の実施例の構成を示す回路図であり、図１と同一符号は同一構成要素を示している。
【００２５】
上述の第１の実施例は出力２巻線を持ったトランスによる両側高圧駆動方式であったが、本実施例はトランス２個による両側高圧駆動方式となっている。すなわち、２個の昇圧用のトランス３ａ、３ｂを備え、それらの二次巻線６ａ、６ｂの一方の端子をＥＥＦＬ１の電極１１、１２に接続し、他方の端子は接地している。
【００２６】
また、トランス３ａ、３ｂはそれぞれ一次巻線４ａ、４ｂ、制御巻線５ａ、５ｂを有し、図では片方のトランス３ａしか詳細に示していないが、トランジスタ７ａ、８ａが接続されている。
【００２７】
このような点灯システムとしても第１の実施例と同様の作用効果が得られ、耐圧の低い駆動部品で構成でき、ＥＥＦＬ１の明るい点灯が実現できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蛍光ランプの駆動部品に高耐圧のものが不要で、小型、安価なものとなり、また、ランプの駆動効率及び輝度が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す回路図
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す回路図
【図３】従来及び実施例の点灯方式を示す図
【図４】実施例の電極幅対輝度の関係を示す図
【図５】実施例の負荷の構造を示す説明図
【符号の説明】
１ 外部電極蛍光ランプ
２ 駆動回路
３ トランス
３ａ トランス
３ｂ トランス
４ 一次巻線
４ａ 一次巻線
４ｂ 一次巻線
５ 制御巻線
５ａ 制御巻線
５ｂ 制御巻線
６ 二次巻線
６ａ 二次巻線
６ｂ 二次巻線
７ トランジスタ
７ａ トランジスタ
８ トランジスタ
８ａ トランジスタ
１１ 電極
１２ 電極
１３ ガラス管
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部電極蛍光ランプを点灯させるシステム、特にランプの駆動効率及び輝度の向上を改善したランプ点灯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般的な蛍光ランプは、図３の（ａ）に示すように、両側の電極にトランスで昇圧した交流電圧をバラストコンデンサを介して印加することにより点灯させている。同図に示すものはガラス管内に電極が設けられた蛍光ランプであり、片方の電極はグランド（ＧＮＤ）に接地されている。
【０００３】
また、ガラス管の外側に電極を設けた蛍光ランプも考案されており、ガラス管の外部からの印加電圧によりガラス管内部を放電させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の蛍光ランプは、片側電極を接地しているのでトランス等の駆動部品に高耐圧のものが必要となり、トランスが大型で高価なものになるとともに、漏れ電流による輝度の低下もあり、効率が良くないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、蛍光ランプの駆動部品に高耐圧のものが不要で、小型、安価なものとなり、また、ランプの駆動効率及び輝度が向上したランプ点灯システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るランプ点灯システムは、次のように構成したものである。
【０００７】
（１）外部電極蛍光ランプを点灯させるシステムであって、前記外部電極蛍光ランプの両電極に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加して該蛍光ランプを点灯させる駆動回路を備えた。
【０００８】
（２）上記（１）のシステムにおいて、外部電極蛍光ランプは、ガラス管の両端にリング状の電極が設けられているものとした。
【０００９】
（３）上記（２）のシステムにおいて、外部電極蛍光ランプは、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであり、駆動回路は、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図であり、ＬＣＤ用バックライトなどに用いられる照明装置等として構成した例を示している。
【００１２】
同図において、１は外部電極蛍光ランプ（以下ＥＥＦＬという）で、ガラス管の両端にリング状の電極１１、１２が設けられており、バッテリなどの直流電源と接続された駆動回路２により点灯される。この駆動回路２は昇圧用のトランス３を有し、該トランス３は、一次巻線４、制御巻線５及び出力側の二次巻線６を備えている。
【００１３】
上記トランス３の一次巻線４にはトランジスタ７、８が接続され、該一次巻線４のセンタータップは上記直流電源の正（＋）端子と、チョークコイル９及びスイッチ（図示せず）を介して接続されている。また、トランス３の二次巻線６のセンタータップは、直流電源の負（−）端子と共に接地されている。更に、トランス３の制御巻線５はトランジスタ７、８のベースに接続されており、トランジスタ７のベースは抵抗１０を介して上記直流電源の正（＋）端子と接続されている。
【００１４】
上記のように構成されたＥＥＦＬ１の駆動回路２は、スイッチング素子を用いたインバータ点灯回路としても知られているので詳細説明は省略するが、スイッチを投入するとまずトランジスタ７がオン（ＯＮ）してトランス３の一次巻線４に電流が流れ、続いてトランジスタ７がオフ（ＯＦＦ）となってトランジスタ８がオンし、一次巻線４に電流が流れる。以降、トランジスタ７とトランジスタ８が交互にオン、オフを繰り返し、これによりトランス３の二次巻線６に交流高電圧が発生し、この高電圧がＥＥＦＬ１の両電極１１、１２に印加され、ＥＥＦＬ１が点灯する。
【００１５】
本実施例では、ＥＥＦＬ１の両電極１１、１２に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加するようにしている。図３の（ａ）に示すように通常の点灯方式では、バラストコンデンサを介して蛍光ランプ（ＣＦＬ）の一方の電極に交流高電圧を印加し、他方の電極は接地させている。本実施例は、同図の（ｂ）に示すようにバラストコンデンサを使用しない両側高圧のセンターＧＮＤ方式であり、両電極１１、１２を位相を１８０度ずらした正弦波形でＥＥＦＬ１を駆動している。
【００１６】
このため、蛍光ランプであるＥＥＦＬ１の駆動部品に高耐圧のものが不要で、トランス３などの駆動部品が小型、安価なものとなり、また、ランプの駆動効率が向上し、漏れ電流もなくなるので輝度効率も向上する。
【００１７】
表１に上記ＥＥＦＬ１の駆動回路の入力電圧を一定（１５Ｖ）にした場合の電極幅対輝度の関係を示す。また、図４にそのときの電極幅（ｍｍ）と輝度（ｃｄ／ｍ２）の関係をグラフにして示す。
【００１８】
【表１】
図５は駆動回路２の負荷であるＥＥＦＬ１の構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。このＥＥＦＬ１は両側とも同様の構造であるので片側しか示していないが、ガラス管（バルブ）１３の両側に所望の幅を持つリング状の電極（図では電極１１のみ示す）が設けられている。
【００２０】
ここで、上記のＥＥＦＬ１としては、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであることが望ましく、この場合、駆動回路２としては、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであることが望ましい。
【００２１】
また、本実施例では、バラストコンデンサがないことから、高出力トランスを使用することで、容易に多灯の並列駆動も可能である。ＣＣＦＬでは開放電圧とバラストコンデンサにより電流調整を行っているが、本実施例の方式では開放電圧と電極幅により電流の調整が可能となる。
【００２２】
試験結果では、管径４φ、開放電圧４２５Ｖの場合は電極幅１２ｍｍ、また管径２．６φ、開放電圧３１５Ｖの場合は電極幅１５ｍｍにおいて、ＣＣＦＬと同等の輝度特性となった。
【００２３】
次に、本実施例のＥＥＦＬ１の構成について詳細に説明する。まず、ガラス管内部の封入ガスとしてＡｒ３％／Ｎｅ９７％の混合ガス（範囲としてはＡｒ３％〜１０％／Ｎｅ９０％〜９７％であれば良い）を用い、その封入圧は６０Ｔｏｒｒ（範囲としては４０Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒ）とする。封入物にはＨｇ２．２ｍｇ（範囲としては１．５ｍｇ〜３ｍｇ）を使用し、電極材料にはＡｌテープ（ＡｇペーストやＣｕなど導電性であれば何でも良い）を使用する。また、ガラス管１３の内面には蛍光体を塗布するが、電極１１、１２の下側には蛍光体は存在せず、両電極の間のみ存在する。
【００２４】
図２は本発明の第２の実施例の構成を示す回路図であり、図１と同一符号は同一構成要素を示している。
【００２５】
上述の第１の実施例は出力２巻線を持ったトランスによる両側高圧駆動方式であったが、本実施例はトランス２個による両側高圧駆動方式となっている。すなわち、２個の昇圧用のトランス３ａ、３ｂを備え、それらの二次巻線６ａ、６ｂの一方の端子をＥＥＦＬ１の電極１１、１２に接続し、他方の端子は接地している。
【００２６】
また、トランス３ａ、３ｂはそれぞれ一次巻線４ａ、４ｂ、制御巻線５ａ、５ｂを有し、図では片方のトランス３ａしか詳細に示していないが、トランジスタ７ａ、８ａが接続されている。
【００２７】
このような点灯システムとしても第１の実施例と同様の作用効果が得られ、耐圧の低い駆動部品で構成でき、ＥＥＦＬ１の明るい点灯が実現できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蛍光ランプの駆動部品に高耐圧のものが不要で、小型、安価なものとなり、また、ランプの駆動効率及び輝度が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す回路図
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す回路図
【図３】従来及び実施例の点灯方式を示す図
【図４】実施例の電極幅対輝度の関係を示す図
【図５】実施例の負荷の構造を示す説明図
【符号の説明】
１ 外部電極蛍光ランプ
２ 駆動回路
３ トランス
３ａ トランス
３ｂ トランス
４ 一次巻線
４ａ 一次巻線
４ｂ 一次巻線
５ 制御巻線
５ａ 制御巻線
５ｂ 制御巻線
６ 二次巻線
６ａ 二次巻線
６ｂ 二次巻線
７ トランジスタ
７ａ トランジスタ
８ トランジスタ
８ａ トランジスタ
１１ 電極
１２ 電極
１３ ガラス管
Claims (3)
- 外部電極蛍光ランプを点灯させるシステムであって、前記外部電極蛍光ランプの両電極に位相の１８０度異なる正弦波電圧を印加して該蛍光ランプを点灯させる駆動回路を備えたことを特徴とするランプ点灯システム。
- 前記外部電極蛍光ランプは、ガラス管の両端にリング状の電極が設けられていることを特徴とする請求項１記載のランプ点灯システム。
- 前記外部電極蛍光ランプは、電極幅２ｍｍ〜２０ｍｍ、管径２．６φ〜６．０φ、ガラス管厚０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであり、前記駆動回路は、点灯周波数４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、トランス開放電圧±５００Ｖ〜２０００Ｖであることを特徴とする請求項２記載のランプ点灯システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002190187A JP2004039264A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | ランプ点灯システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002190187A JP2004039264A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | ランプ点灯システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004039264A true JP2004039264A (ja) | 2004-02-05 |
Family
ID=31700173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002190187A Pending JP2004039264A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | ランプ点灯システム |
Country Status (1)
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006112127A1 (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | 放電蛍光管、放電蛍光管の駆動方法、表示装置用照明装置及びこれを備えた表示装置 |
| JP2008262914A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Osram Sylvania Inc | 少なくとも１つのガス放電ランプを有するランプ負荷に給電するための安定器 |
| US7638945B2 (en) | 2005-01-07 | 2009-12-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Cold cathode tube lamp with an external electrode capacitively coupled to a mounting member, lighting device, and display device |
| US8030859B2 (en) | 2006-05-12 | 2011-10-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Cold-cathode lamp, and display illumination device and display device therewith |
| US8054010B2 (en) | 2006-08-03 | 2011-11-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device illuminating device and display device provided with the illuminating device |
| US8080941B2 (en) | 2006-05-12 | 2011-12-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Cold cathode lamp, and illumination device for display device and display device provided therewith |
| US8297769B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-10-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illumination device for display device and display device with the same |
-
2002
- 2002-06-28 JP JP2002190187A patent/JP2004039264A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2006112127A1 (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | 放電蛍光管、放電蛍光管の駆動方法、表示装置用照明装置及びこれを備えた表示装置 |
| US7868551B2 (en) | 2005-04-14 | 2011-01-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fluorescent tube having an increasing internal diameter, a method of driving the fluorescent tube, an illuminating device for display device, and a display device having the illuminating device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060926 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |