DE2422201A1 - IGNITION SWITCH FOR FLASH BULBS - Google Patents
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- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/30—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
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- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
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Description
Böblingen, den 7. Mai 1974
pr/seBoeblingen, May 7th 1974
pr / se
Anmelderin: International Business MachinesApplicant: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: EN 973 002Official file number: New registration
Applicant's file number: EN 973 002
Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für Blitzlampen mit
einem durch eine Energiequelle über einen Begrenzungswiderstand aufladbaren Speicherkondensator/ der durch einen Triggerimpuls
über eine Blitzentladungslampe entladbar ist.The invention relates to an ignition circuit for flash lamps with
a storage capacitor that can be charged by an energy source via a limiting resistor / that by a trigger pulse
can be discharged via a flash discharge lamp.
Auf vielen Gebieten der Technik werden Blitzgeräte mit hohen
Lichtleistungen und kurzen Wiederholungszeiten benötigt. Für
die dabei erforderlichen Kondensatoren mit großen Kapazitäten
sind bei kurzen Wiederholungszeiten relativ hohe Ladeströme und Spannungen erforderlich/ die bei Überschreiten eines bestimmten
Wertes die Entladung einer einmal gezündeten Blitzlampe auch nach Beendigung der Entladung des Speicherkondensators aufrecht erhalten.
Die Aufrechterhaltung der Entladung durch den Ladestrom des Speicherkondensators kann beispielsweise durch die Wahl geeigneter
Gasfüllungen oder durch konstruktive Maßnahmen an
den Blitzlampen zur Herabsetzung der Differenz zwischen Zünd- und Brennspannung bzw. Strom und/oder durch schaltungstechnische
Maßnahmen an den die Entladung bewirkenden Schaltungen vermieden werden. Aus der Vielzahl der Vorschläge sei beispielsweise auf
die US-Patentschrift 3 355 625 hingewiesen. Alle bisher bekannt gewordenen Vorschläge betreffen nur Teillösungen des oben genannten
Problems, die es nicht ermöglichen, Blitzlampen bei hohen Lichtleistungen mit schneller Entladungsfolge, wie sie
beispielsweise bei automatischen Kopiergeräten benötigt wer-In many areas of technology, flash units with high
Light output and short repetition times are required. For
the necessary capacitors with large capacities
Relatively high charging currents and voltages are required for short repetition times / which, when a certain value is exceeded, maintain the discharge of a flash lamp that has been ignited even after the discharge of the storage capacitor has ended. Maintaining the discharge through the charging current of the storage capacitor can be achieved, for example, through the selection of suitable gas fillings or through structural measures
the flash lamps to reduce the difference between ignition and burning voltage or current and / or by circuitry
Measures on the circuits causing the discharge are avoided. From the large number of proposals, for example, see
See U.S. Patent 3,355,625. All the proposals known so far relate only to partial solutions to the above-mentioned problem, which do not make it possible to use flash lamps at high light outputs with a rapid discharge sequence, as they do
are required, for example, for automatic copiers
409883/0816409883/0816
den, zu betreiben.to operate.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Zündschaltung für Blitzlampen mit einem durch eine Energiequelle über einen Begrenzungswiderstand aufladbaren Speicherkondensator, der durch einen Triggerimpuls über eine Blitzentladungslampe entladbar ist, gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen im Ladestromkreis liegenden, eine Aufrechterhaltung der Entladung der gezündeten Blitzlampe bei entladenem Speicherkondensator verhindernden Begrenzungswiderstand und einem dazu parallel geschalteten, zum Zündzeitpunkt nicht leitenden niederohmigen elektronischen Schalter, der, über eine Verzögerungsvorrichtung mit der Triggerimpulsquelle verbunden, durch den verzögerten Triggerimpuls kurze Zeit nach Beendigung der Blitzentladung leitend gemacht wird.This object is achieved according to the invention by an ignition circuit for flash lamps with one through an energy source through one Limiting resistor, chargeable storage capacitor, which can be discharged by a trigger pulse via a flash discharge lamp, solved, which is characterized by a lying in the charging circuit, a maintenance of the discharge of the ignited Flash lamp with discharged storage capacitor preventing limiting resistor and a parallel connected to the Ignition point non-conductive low-resistance electronic switch, der, via a delay device with the trigger pulse source connected, is made conductive by the delayed trigger pulse a short time after the end of the lightning discharge.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den UnteranSprüchen und der Beschreibung.Further features of the invention emerge from the subclaims and the description.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Fign. näher erläutert. Es zeigen:The invention will then be described with reference to FIGS. explained in more detail. Show it:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, 1 shows the schematic representation of an exemplary embodiment of the invention,
Fig. 2 schematische Darstellungen der verschiedenen Strom-Spannungsverläufe beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,2 shows schematic representations of the various current-voltage curves when operating the circuit shown in Fig. 1,
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.3 shows another embodiment of the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung besteht aus einer eine Anode 11 und eine Kathode 12 aufweisenden Blitzlampe 10, die mit einem parallel zu einer Spannungsquelle 14 geschalteten Speicherkondensator 13 verbunden ist. Zwischen der positiven Klemme der Spannungsquelle 14 und dem Speicherkondensator 13 liegt ein Wider-The circuit shown in Fig. 1 consists of an anode 11 and a cathode 12 having flash lamp 10, which with a Storage capacitor 13 connected in parallel to a voltage source 14 is connected. Between the positive terminal of the voltage source 14 and the storage capacitor 13 is a resistor
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stand 15, der mit dem Kondensator 13 eine R-C-Ladeschaltung für die Blitzlampe 10 bildet. Zwischen der Anode 11 und einem mit dem Widerstand 15 und dem Speicherkondensator 13 verbundenen Punkt liegt eine Diode 16, durch die während der Auslösung der Blitzlampe das Auftreten eines in umgekehrten Richtung fließenden Stromes verhindert wird.stood 15, which with the capacitor 13 an R-C charging circuit for the flash lamp 10 forms. Between the anode 11 and a point connected to the resistor 15 and the storage capacitor 13 lies a diode 16 through which the occurrence of a flowing in the opposite direction during the triggering of the flash lamp Current is prevented.
Die andere Seite des Kondensators 13 ist mit der Kathode 12 der Blitzlampe und mit der Anode eines steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 verbunden, dessen Kathode an der negativen Klemme der Spannungsquelle 14 liegt. Der Siliziumgleichrichter 17 weist eine Steuerelektrode 18 auf, durch die er zu vorgegebenen Zeiten in seinen leitenden Zustand überführt werden kann. Parallel zum steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 liegt ein Widerstand 19, dessen Impedanz um ein Vielfaches größer als die Impedanz des Widerstandes 15 ist. Die Blitzlampe 10 wird durch einen verstärkten Hochspannungsimpuls gezündet, der durch einen im rechten Teil der in Fig. 1 dargestellten Schaltung angeordneten Triggerkreis 20 erzeugt wird. Die Klemme 21 des Auslösekreises ist einerseits mit dem positiven Pol einer etwa 100 Volt liefernden Spannungsquelle 32 und andererseits mit einem strombegrenzenden Widerstand 22 verbunden, dessen anderes Ende an einem Sperrkondensator 23 und der Anode eines steuerbaren Siliziumgleichrichters 24 liegt, dessen Steuerelektrode mit einer Eingangsklemme 26 verbunden ist. Der Sperrkondensator 23 ist mit der Primärwicklung eines Transformators 27 in Serie geschaltet. Die andere Seite dieser Primärwicklung ist über eine Leitung 28 mit der Kathode des steuerbaren Siliziumgleichrichters 24 und der Klemme 29 der Spannungsquelle 32 verbunden. Die Sekundärwindung des Transformators 27 ist einerseits mit der Kathode 12 der Blitzlampe 10 und andererseits über einen Widerstand 30 und einem Kondensator 31 mit der Anode 11 der Blitzlampe verbunden. Die Steuerklemme 26 ist mit der Steuerelektrode 25 des Siliziumgleichrichters 24 und mit einem monostabilen Multi-, vibrator 33 verbunden, der bei jeder Erregung einen schmalen Ausgangsimpuls an einen Stromtreiber 34 liefert. Der Stromtreiber erzeugt ein Ausgangssignal von einer bestimmten Dauer, das der Steuerelektrode 18 des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 zu-EN 973 002The other side of the capacitor 13 is connected to the cathode 12 of the flash lamp and to the anode of a controllable silicon rectifier 17, the cathode of which is connected to the negative terminal of the Voltage source 14 is. The silicon rectifier 17 has a control electrode 18 through which it can be in can be transferred to its conductive state. In parallel with the controllable silicon rectifier 17 is a resistor 19 whose Impedance many times greater than the impedance of the resistor 15 is. The flash lamp 10 is ignited by an amplified high voltage pulse generated by a in the right part of the Trigger circuit 20 arranged in the circuit shown in FIG. 1 is generated. The terminal 21 of the trip circuit is on the one hand with the positive pole of a voltage source 32 delivering approximately 100 volts and, on the other hand, with a current-limiting resistor 22 connected, the other end of which is connected to a blocking capacitor 23 and the anode of a controllable silicon rectifier 24, the Control electrode is connected to an input terminal 26. The blocking capacitor 23 is connected to the primary winding of a transformer 27 connected in series. The other side of this primary winding is connected to the cathode of the controllable silicon rectifier via a line 28 24 and the terminal 29 of the voltage source 32 are connected. The secondary winding of the transformer 27 is on the one hand with the cathode 12 of the flash lamp 10 and on the other hand via a resistor 30 and a capacitor 31 with the anode 11 of the flash lamp tied together. The control terminal 26 is connected to the control electrode 25 of the silicon rectifier 24 and to a monostable multi, vibrator 33 connected, which delivers a narrow output pulse to a current driver 34 with each excitation. The current driver generates an output signal of a certain duration that the control electrode 18 of the controllable silicon rectifier 17 to-EN 973 002
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geführt wird, durch den diese für die Dauer des ihm zugeführten Steuerimpulses in seinem leitenden Zustand überführt wird.is performed, by which this is transferred to its conductive state for the duration of the control pulse supplied to it.
Wird ein Zündsignal an die Steuerelektrode 26 gelegt und von dort zur Steuerelektrode 25 des steuerbaren Siliziumgleichrichters übertragen, so wird dieser leitend und ermöglicht die Entladung des Kondensators 23, durch die in der Primärwicklung des Transformators 27 ein Impuls erzeugt wird. Dadurch entsteht in der Sekundärwicklung des Transformators ein Auslöseimpuls, der über den Widerstand 30 und den Kondensator 31 als schmaler Hochspannungsimpuls an die Anode 11 der Blitzlampe 10 übertragen wird, wo er die bereits anliegende Spannung überlagert. Durch die Diode 16 wird dieser Teil der Schaltung vom Ladestromkreis isoliert. Ist der Speicherkondensator durch die Spannungsquelle 14 voll aufgeladen, so wird das Gas in der Blitzlampe 10 bei Auftreten des Hochspannungsimpulses an der Anode 1T ionisiert und eine Entladung des Speicherkondensators 13 über die Diode 16 und die Blitzlampe 10 eingeleitet. Der durch den Auslöseimpuls hervorgerufene Lampenstrom wird in Fig. 2 durch die Kurven a und b dargestellt. Die zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustands der Blitzlampe 10 erforderliche Stromgröße wird durch die gestrichelte Linie im Bereich der Kurve b dargestellt.If an ignition signal is applied to the control electrode 26 and from there Transferred to the control electrode 25 of the controllable silicon rectifier, this becomes conductive and enables the discharge of the capacitor 23, through which in the primary winding of the transformer 27 a pulse is generated. This creates a trigger pulse in the secondary winding of the transformer, which over the resistor 30 and the capacitor 31 is transmitted as a narrow high-voltage pulse to the anode 11 of the flash lamp 10, where it superimposes the already applied voltage. This part of the circuit is isolated from the charging circuit by the diode 16. If the storage capacitor is fully charged by the voltage source 14, the gas in the flash lamp 10 is when it occurs of the high voltage pulse ionized at the anode 1T and a discharge of the storage capacitor 13 via the diode 16 and the Flash lamp 10 initiated. The lamp current caused by the trigger pulse is shown in FIG. 2 by curves a and b shown. The amount of current required to maintain the conductive state of the flash lamp 10 is indicated by the dashed line Line shown in the area of curve b.
Wird an die Eingangsklemme 26 ein Signal gelegt um den steuerbaren
Siliziumgleichrichter 24 einzuschalten, so wird gleichzeitig der monostabile Multivibrator 33 angestoßen, der nach
einem vorgegebenen Zeitintervall ein Ausgangssignal erzeugt.
Dieses Zeitintervall ist so bemessen, daß das Gas in der Blitzlampe entionisiert und dadurch die Leitfähigkeit beendet wird.
Das Ende des am Ausgang des monostabilen Multivibrators 33 auftretenden verzögerten Impulses schaltet den Stromtreiber 34
ein, der seinerseits den steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 über die Steuerelektrode 18 einschaltet. Das Ergebnis der verzögerten
Einschaltung des steuerbaren Siliziumgleichrichters wird in Fig. 2 durch die Kurven e und f dargestellt, die den
Stromfluß und die Spannungsveränderung am Speicherkondensator wiedergeben.
en 973 002 409883/0816If a signal is applied to the input terminal 26 in order to switch on the controllable silicon rectifier 24, the monostable multivibrator 33 is triggered at the same time, which generates an output signal after a predetermined time interval. This time interval is dimensioned in such a way that the gas in the flash lamp is deionized and the conductivity is thereby terminated. The end of the delayed pulse occurring at the output of the monostable multivibrator 33 switches on the current driver 34, which in turn switches on the controllable silicon rectifier 17 via the control electrode 18. The result of the delayed activation of the controllable silicon rectifier is shown in FIG. 2 by curves e and f, which reflect the current flow and the change in voltage on the storage capacitor.
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Während sich der steuerbare Siliziumgleichrichter 17 in seinem nichtleitenden Zustand befindet, enthält der Ladekreis für das aus den Elementen 15 und 13 bestehende R-C-Netzwerk den steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 und den dazu parallel geschalteten Widerstand 19. Da der Widerstand 19 den Ladestrom im erheblichen Umfang beschränkt, genügt dieser nicht, um die Entladung in der Blitzlampe 10 aufrechtzuerhalten. Wird der steuerbare Siliziumgleichrichter 17 später durch den Stromtreiber 34 (Kurve g) eingeschaltet, so bildet er ein niederohmiges Element zur Umgehung des Widerstandes 19 und ermöglicht eine nahezu normale Aufladegeschwindigkeit. Der bei eingeschaltetem steuerbaren Siliziumgleichrichter fließende Ladestrom wird durch den Punkt 36 der Kurve e dargestellt. Ist der Kondensator 13 voll aufgeladen, so verringert sich der Stromfluß so weit, daß der steuerbare Siliziumgleichrichter 17, wie durch den Punkt 37 der Kurve e in Fig. dargestellt, sich nicht mehr in seinem leitenden Zustand befindet. Dadurch wird bei größeren Abständen zwischen den einzelnen Entladungen der Ladungszustand des Speicherkondensators 13 aufrechterhalten. Der Stromtreiber 34 ist vorzugsweise so eingestellt, daß sein Schaltsignal kurz danach endet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der steuerbare Siliziumgleichrichter vor Auftreten des nächsten Auslöseimpulses ausgeschaltet ist.While the controllable silicon rectifier 17 is in its non-conductive state, the charging circuit for the consisting of the elements 15 and 13 R-C network the controllable silicon rectifier 17 and the connected in parallel Resistor 19. Since the resistor 19 limits the charging current to a considerable extent, this is not sufficient to prevent the discharge in the Maintain flash lamp 10. If the controllable silicon rectifier 17 is switched on later by the current driver 34 (curve g), so it forms a low-resistance element for bypassing the resistor 19 and enables an almost normal charging speed. The charging current flowing when the controllable silicon rectifier is switched on is passed through point 36 of Curve e shown. If the capacitor 13 is fully charged, the current flow is reduced to such an extent that the controllable silicon rectifier 17, as represented by point 37 of curve e in FIG., Is no longer in its conductive state. This will result in greater intervals between the individual discharges the state of charge of the storage capacitor 13 is maintained. The current driver 34 is preferably set so that that its switching signal ends shortly thereafter. This ensures that the controllable silicon rectifier is prevented from occurring of the next trigger pulse is switched off.
Durch die Parallelschaltung des Widerstandes 19 und des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 wird eine genaue Steuerung des Ladestromes ermöglicht, durch die eine unerwünschte Weiterdauer der Entladung der Blitzlampe 10 vermieden wird. Die Verzögerung zwischen dem Auftreten eines Blitzauslösesignals an der Eingangsklemme 26 hängt von den Eigenschaften der verwendeten Blitzlampe ab. Die erforderlichen Verzögerungen liegen im allgemeinen in der Größenordnung von einigen Millisekunden, da nach dieser Zeit das den in der Lampe befindliche Gas wieder entionisiert ist, so daß die Wiederaufladung des Speicherkondensators 13 beginnen kann. Das Schaltsignal für den steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 muß nicht, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, mit dem Blitzauslösesignal an der Eingangsklemme 26 gekoppelt sein, esBy connecting the resistor 19 and the controllable in parallel Silicon rectifier 17 enables precise control of the charging current, which results in an undesirable continued duration the discharge of the flash lamp 10 is avoided. The delay between the occurrence of a flash trigger signal at input terminal 26 depends on the properties of the flash lamp used away. The required delays are generally of the order of a few milliseconds, since after this time the gas in the lamp is deionized again, so that the recharging of the storage capacitor 13 can begin. The switching signal for the controllable silicon rectifier 17 need not, as shown in the present embodiment, with the Flash trigger signal coupled to the input terminal 26, it
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kann vielmehr auch von anderen Quellen abgeleitet werden, deren Signale in einem bestimmten zeitlichen Verhältnis zu dem an die Eingangsklemme 26 gelegten Blitzauslösesignal stehen.Rather, it can also be derived from other sources, the signals of which are in a certain temporal relationship to that of the The flash trigger signal applied to input terminal 26 is available.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung kann die negative Klemme der Stromquelle 14 geerdet sein. In diesem Fall würden die Kondensatorklemmen und die Kathode der Blitzlampe beim Ausschalten des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 eine über dem Erdpotential liegende unbestimmte Spannung annehmen, während sie bei eingeschalteten steuerbaren Siliziumgleichrichter während des Ladevorgangs des Kondensators annähernd auf Erdpotential liegen. In Fig. 3 wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, bei dem der in Fig. 1 dargestellten Anordnung entsprechenden Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Kathode des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 und die Blitzlampe geerdet sein. Die positive Klemme der Stromquelle 14 wird dann bei leitendem steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 annähernd auf Erdpotential liegen. Ist der steuerbare Siliziumgleichrichter nicht leitend, so nimmt die positive Klemme der Stromquelle nicht definierte Werte an. In diesem Fall wird die Blitzlampe 10 im Vergleich zur in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung umgekehrt gepolt. Eine Klemme des Speicherkondensators und der Blitzlampe liegt dann immer auf Erdpotential, wie dies auch bei Fehlen eines steuerbaren Siliziumgleichrichters der Fall ist. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist den Vorteil auf, daß die Blitzlampe während eines Teils des Blitzzykluses keine über Null liegenden Undefinierten Werte annimmt.In the circuit shown in Fig. 1, the negative terminal the power source 14 must be grounded. In this case, the capacitor terminals and the cathode of the flashlamp would be when the Controllable silicon rectifier 17 assume an indefinite voltage above ground potential, while they are switched on controllable silicon rectifier are approximately at ground potential during the charging process of the capacitor. In Fig. 3 Another embodiment of the invention is shown, in which the arrangement shown in Fig. 1 corresponding elements are denoted by the same reference numerals. In this exemplary embodiment, the cathode of the controllable silicon rectifier 17 and the flash lamp must be earthed. The positive terminal of the current source 14 is then switched on when the controllable silicon rectifier is conductive 17 are approximately at earth potential. If the controllable silicon rectifier is not conductive, the positive one takes Terminal of the power source to undefined values. In this case, the flash lamp 10 is shown in comparison to that shown in FIG Device polarized in reverse. One terminal of the storage capacitor and the flash lamp is then always at ground potential, like this this is also the case in the absence of a controllable silicon rectifier. The embodiment shown in Fig. 3 has has the advantage that the flash lamp does not assume any undefined values above zero during part of the flash cycle.
Ein Vorteil der in den Fign. 1 und 3 dargestellten Schaltungen besteht darin, daß der Widerstand 15 und damit die Zeitkonstante der Ladeschaltung bei einem gegebenen Wert des Speicherkondensators 13 verkleinert werden kann, so daß die Blitzlampe mit einer höheren Blitzfrequenz bei gleicher Pulsenergie betrieben werden kann. Da die Ladespannung an den Klemmen der Lampe erst nach Eintritt der Entionisierung anliegt, ist eine Aufrechterhaltung der Entladung durch den Ladestrom des Kondensators ausgeschlossen. DabeiAn advantage of the in FIGS. 1 and 3 circuits shown is that the resistor 15 and thus the time constant the charging circuit at a given value of the storage capacitor 13 can be reduced in size, so that the flash lamp with a higher Flash frequency can be operated with the same pulse energy. Since the charging voltage at the terminals of the lamp only after entry the deionization is present, a maintenance of the discharge by the charging current of the capacitor is excluded. Included
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kann eine der zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlichen Spannung ähnliche, aber durch einen hochohmigen Widerstand begrenzte Spannung zur Schaltung des steuerbaren Siliziumgleichrichterstroms verwendet werden, um sicherzustellen, daß die Blitzlampe sich bei eingeschaltetem steuerbaren Siliziumgleichrichters in ihrem nichtleitenden Zustand befindet. can be one of those required to maintain the discharge Voltage similar, but limited by a high resistance Voltage can be used to switch the controllable silicon rectifier current to ensure that the Flash lamp is in its non-conductive state when the controllable silicon rectifier is switched on.
973 002 A 0 9 8 8 3 / 0 8 1 6973 002 A 0 9 8 8 3/0 8 1 6
Claims (5)
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Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |