EP0064493B1

EP0064493B1 - Ansteuerung von entladungslampen für optische abtastung

Info

Publication number: EP0064493B1
Application number: EP80902230A
Authority: EP
Inventors: Helmut Karius
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Priority date: 1980-11-22
Filing date: 1980-11-22
Publication date: 1985-02-13
Also published as: JPS57501804A; NO159690C; JPS6047720B2; NO822148L; WO1982001802A1; EP0064493A1; DK321982A; NO159690B

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung der Bildübertragungstechnik, insbesondere auf die Vorlagenabtastung unter Verwendung gleichstrombetriebener Entladungslampen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Zugrundeliegender Stand derTechnik

In Bildübertragungsgeräten, Kopiergeräten, Fernkopierern, Lesegeräten usw. wird häufig die zeilenweise Beleuchtung der Vorlage zur Abtastung mit Leuchtstoffröhren vorgenommen. Um unerwünschte Wechsellichtmodulation zu vermeiden, werden diese Lampen vorzugsweise mit Gleichstrom betrieben.
Die Füllung dieser Lampen besteht aus einem schweren Gas, in der Regel Quecksilberdampf, der, durch die Entladung angeregt, Strahlung vorwiegend im Ultraviolettbereich aussendet. Diese wiederum trifft einen auf der Innenwand des Entladungsrohres aufgebrachten Belag, der die Eigenschaft hat, bei UV-Bestrahlung Licht im sichtbaren Bereich abzustrahlen. Bei Gleichstrombetrieb kommt es nun dazu, daß nach einiger Betriebszeit einer solchen Leuchtstoffröhre in der Umgebung der Anode eine Verarmung an Quecksilber auftritt, weil die durch Stoßionisation ionisierten Quecksilberatome durch sogenannte Kataphorese zur Kathode bewegt werden und sich dort anreichern. Folge ist, daß auch die Zahl der nicht angeregten Quecksilberatome in der Anodenumgebung und damit die Wahrscheinlichkeit einer Stoßionisation geringer wird. Mithin ist dort die erzeugte UV-Strahlung und damit auch die Anregung des Leuchtstoffes geringer. Die Röhre wird am Anodenende dunkler und kann die Forderung nach gleichmäßiger Ausleuchtung einer Bildzeile zur Abtastung nicht mehr erfüllen. Der beschriebene Effekt ist zeitabhängig und tritt nach einigen Betriebsstunden konstanter Leuchtdichte ziemlich plötzlich auf.
Es ist seit langem bekannt und wird auch von den Lampenherstellern empfohlen, dieser Erscheinung durch Wechsel der Polarität zu begegnen (z. B. beschrieben in »Leuchtstofflampen und ihre Anwendung«, Dr. W. Elenbaas, Philips technische Bibliothek, 1962, Seite 111 und 162).
Umpolschaltungen, die nach gewisser Zeit vom Bediener von Hand betätigt werden, wie in der US-A-4 100 462 beschrieben, sind für Bildabtastgeräte nicht geeignet, weil ihre Bedienung oft vergessen wird. Auch eine einfache Umpolung durch eine Schaltuhr ist für die Bildabta- stun^g nicht brauchbar, weil die Wahrscheinlichkeit, daß diese Umschaltung mitten in einer Übertragung stattfindet, zu groß ist. Weil nämlich die Lampe bei der Umpolung - wenn auch nur kurzzeitig - völlig löscht, wäre die Übertragung gestört.
Auch wenn man die Lampe grundsätzlich vor jeder Übertragung umpolen würde, wie dies in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0017791 und in der DE-A-2 116812 beschrieben wird, wäre nicht gewährleistet, daß sich die Gesamtlebensdauer der Lampe hälftig auf beide Polaritäten verteilt, weil die Anzahl der Übertragung während der Lebensdauer nicht allzu groß ist und die jeweiligen Übertragungszeiten stark schwanken. Allzu leicht wird dadurch eine Polarität bevorzugt, und es kommt zu den oben beschriebenen Erscheinungen.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anzugeben, die automatisch eine Umpolung vornimmt, bevor die Leuchtdichteverteilung längs der Röhre durch Kataphorese ungleichmäßig wird, die sicherstellt, daß die Umpolung niemals während einer laufenden Übertragung stattfindet und die somit dafür sorgt, daß die Lampe, über ihre Gesamtlebensdauer gesehen, hälftig in beiden Polaritäten betrieben wird.
Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß die Lampenbrenndauer während einer ersten Bildübertragung, während der die Lampe in einer ersten Polarität betrieben wird, gemessen und gespeichert wird, daß vor Beginn einer zweiten Bildübertragung die Lampenspannung umgepolt wird, daß die Lampenbrenndauer in dieser zweiten Polarität ebenfalls gemessen und gespeichert wird, daß die Differenz zwischen erster und zweiter Brenndauer gebildet und gespeichert wird und daß bei allen folgenden Bildübertragungen die Spannung an der Lampe nur dann umgepolt wird, wenn die jeweils letzte Brenndauer größer war als der gespeicherte Betrag der Differenz, während für den Fall, daß die letzte Brenndauer kleiner war als der abgespeicherte Betrag der Differenz, die nächste Brenndauer zu der gespeicherten Differenz hinzuaddiert wird.
Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Prinzipschaltung,
Fig. 2 Ablaufplan.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Es sei vorausgesetzt, daß das Gerät eingeschaltet und betriebsbereit für eine Übertragung ist. Auf Betätigen der Starttaste 1 bewirkt ein Mikrorechner 2 (z. B. Intel 8748) den Beginn der Übertragung. Neben der sinnfälligen Steuerung der Bewegungsabläufe, Aktivieren der Abtastelektronik usw. bewirkt der Mikrorechner auch das Zünden der Leuchtstofflampe 3, die der zeilenweisen Beleuchtung bei der elektronenoptischen Abtastung dient.
Die Leuchtstofflampe 3 wird mittels eines entsprechenden Ausgangssignals des Mikrorechners 2 am Ausgang 4 über einen Transistor 5 eingeschaltet. Die Leuchtstofflampe 3 wird aus den oben erwähnten Gründer...iit Gleichstrom betrieben.
Das Zünden geschieht in der üblichen Weise durch einen Starter 6 und eine vor;_"schaltete Drossel 7.
Weil bei Gleichstrombetrieb die Drossel 7 nicht als hinreichend großer Vorwiderstand arbeiten kann, ist ein strombegrenzender Widerstand 8 in den Stromkreis eingefügt.
Der Ablaufplan nach Fig. 2 verdeutlicht die Funktionsschritte des Mikrorechners 2. Mit dem ersten Betätigen der Starttaste 1 zündet die Lampe 3, und im Mikrorechner 2 beginnt ein Zählvorgang, der mit Beendigung der Übertragung gestoppt wird. Der Zählerstand ist jetzt ein Maß für die Brenndauer der Lampe 3 und wird im Mikrorechner 2 gespeichert. Beim Betätigen der Starttaste 1 für die nächste Übertragung wird nach Umpolen der Betriebsspannung der Lampe 3 wieder ein Zählvorgang gestartet, der mit dem Ende dieser Übertragung gestoppt wird und ebenfalls gespeichert wird. Danach nimmt der Mikrorechner 2 eine Differenzbildung vor und speichert den ermittelten Differenzbetrag der Brenndauer der beiden Abtastungen.
Beim Start einer weiteren dritten Übertragung beginnt der Zählvorgang von neuem und wird mit dieser Übertragung gestoppt. Danach vergleicht der Mikrorechner 2 diese letzte Brenndauer mit der abgespeicherten Differenz und gewinnt daraus ein Kriterium, ob über den Ausgang 9 und die Treiberstufe 10 das Umpolrelais 11 erregt wird oder nicht. Das Umpolrelais polt die Lampenspannung immer dann um, wenn die letzte Brenndauer länger war als die abgespeicherte Brenndauerdifferenz der vorhergegangenen Abtastungen. Bei allen weiteren Übertragungen laufen diese Vorgänge sinngemäß ab, wobei immer die letzte Brenndauer mit dem gespeicherten Übertrag der bisherigen Gesamtbrenndauer unter Berücksichtigung der Polarität verglichen wird. Die Umpolung erfolgt durch die Relaiskontakte 12 und 13. Obwohl die Übertragungsdauern sehr unterschiedlich sein können, ergibt sich auf die beschriebene Weise eine hälftige Verteilung der beiden Polaritäten über die Lebensdauer der Lampe und damit eine Steigerung der Lampenlebensdauer unter den angegebenen Betriebsbedingungen.
Selbstverständlich läßt sich eine entsprechende Schaltung auch mit herkömmlichen Zähl- und Speicherbausteinen aufbauen, jedoch kann man den Einsatz von Mikrorechnern heute bereits als Stand der Technik ansehen.

Claims

1. Verfahren zur Vermeidung von Kataphoreseeffekten bei gleichstrombetriebenen Entladungslampen (3) bei deren Verwendung in Bildübertragungsgeräten mit nichtpunktförmiger Ausleuchtung der abzutastenden Vorlagenteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenbrenndeiier während einer ersten Bildübertragung, wä,. ''}nd der die Lampe (3) in einer ersten Polarität betrieben wird, gemessen und gespeichert wird, daß vor Beginn einer zweiten Bildübertragung die Lampenspannung umgepolt wird, daß die Lampenbrenndauer in dieser zweiten Polarität ebenfalls gemessen und gespeichert wird, daß die Differenz zwischen erster und zweiter Brenndauer gebildet und gespeichert wird und daß bei allen folgenden Bildübertragungen die Spannung an der Lampe (3) nur dann umgepolt wird, wenn die jeweils letzte Brenndauer größer war als der gespeicherte Betrag der Differenz, während für den Fall, daß die letzte Brenndauer kleiner war als der abgespeicherte Betrag der Differenz, die nächste Brenndauer zu der gespeicherten Differenz hinzuaddiert wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (2) zur Zählung und Speicherung der Brenndauer während einer ersten und einer zweiten Übertragung, Mittel (2), die die Differenz dieser Brenndauern bilden und speichern, Mittel (2), die die Brenndauer während einer dritten, weiteren Übertragung zählen und sie mit der gespeicherten Brenndauerdifferenz vergleichen, Mittel zur Umpolung der Lampenbetriebsspannung (10, 11, 12, 13) und Mittel (2), die bewirken, daß die Lampenbetriebsspannung nach der letzten Bildübertragung nur dann umgepolt wird, wenn die Lampenbrenndauer während dieser Bildübertragung länger war als die gespeicherte Differenz der vorangegangenen Übertragungen.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verfahrensschritte durch einen Mikrorechner (2) ausgeführt werden.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verfahrensschritte mittels herkömmlicher Zähl-, Schalt- und Speicherstufen ausgeführt werden.