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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur aufeinanderfolgenden Übertragung mehrerer Pulverbilder, die nacheinander auf einer isolierenden Bildplatte erzeugt werden, auf ein Kopierblatt.
Bei Kopierverfahren mit Übertragungs- oder Pulverabbildung wird eine gleichmässige elektrostatische Ladung auf der Oberfläche einer photoleitenden Bildplatte aufgebracht und die Bildplatte mit einem der gewünschten Kopie entsprechenden Lichtbild belichtet. Auf diese Weise entsteht ein Ladungsbild, das mit einem fein unterteilten Pulverstoff, der als Toner bezeichnet wird, entwickelt wird. Das so erzeugte Tonerbild wird dann von der Bildplatte auf ein Kopierblatt übertragen, wodurch sich eine Kopie der gewünschten Information ergibt.
Bei einer dieser bekannten Übertragungstechniken wird das Kopierblatt zwischen die Bildplatte und eine Übertragungstrommel gebracht, die einen elektrisch leitenden Kern und ein relativ nichtleitendes Oberflächenmaterial besitzt, anschliessend wird eine elektrische Spannung an den Kern der Übertragungstrommel gelegt, während sie sich dreht, um das Kopierblatt mit der Bildplatte in Berührung zu bringen. Die Spannung an der Übertragungstrommel bildet ein Feld zwischen der Übertragungstrommel und der Bildplatte, das die Bindung des Tonerbildes am Kopierblatt bewirkt. Durch diese Bindung bleibt das Tonerbild auch bei Entfernung des
Kopierblattes von der Bildplatte an diesem haften. Diese Übertragungstechnik reicht für die Übertragung von Tonerbildern auf saubere Kopierblätter über einen bestimmten Spannungsbereich aus.
Bei der Übertragung von mehr als einem Tonerbild auf ein und dasselbe Kopierblatt in aufeinanderfolgenden Übertragungsschritten nimmt der Übertragungswirkungsgrad mit der Ansammlung von Toner auf dem Kopierblatt ab. Als Ergebnis dieser Übertragungsleistungsverminderung werden nur noch Teile der Tonerbilder auf das Kopierblatt übertragen, während der Rest der Tonerbilder auf der Bildplatte verbleibt. Es wird angenommen, dass die Übertragungsleistung mit dem Aufbau von Toner auf dem Kopierblatt abnimmt, da die wachsende Tonerschicht auf dem Kopierblatt die Anziehungskraft der Übertragungstrommel während der folgenden Übertragungsschritte schwächt.
Bei Kopierverfahren, bei denen mehrere unterschiedlich farbige Tonerbilder auf ein einziges Kopierblatt in aufeinanderfolgenden Schritten übertragen werden sollen, wird dieser Abfall an Übertragungsleistung kritisch. So können z. B. mehrfarbige Kopien durch Erzeugen verschiedenfarbiger Tonerbilder und anschliessender aufeinanderfolgender Übertragung der Tonerbilder jeweils übereinander auf einem Kopierblatt hergestellt werden, um so ein aus den verschiedenfarbigen Bildern erzeugtes mehrfarbiges Bild zu erhalten. Fällt dabei aber die Übertragungsleistung während der aufeinanderfolgenden Übertragung der verschiedenfarbigen Tonerbilder ab, so gewinnen die zuerst übertragenen Farben das Übergewicht und rufen eine Farbstichigkeit des fertigen mehrfarbigen Bildes auf dem Kopierblatt hervor.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Verfahren zur Übertragung mehrerer Tonerbilder von einer elektrostatischen Bildplatte auf das jeweils gleiche Kopierblatt zu schaffen, mit dem besonders verschiedenfarbige Tonerteilbilder zu einem gemeinsamen mehrfarbigen Bild auf einem einzigen Kopierblatt überlagert werden können, ohne dass sich der Ubertragungswirkungsgrad über die einzelnen Ubertragungsschritte ändert.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Kopierblatt mehrmals nacheinander zwischen eine elektrostatische Übertragungseinrichtung und die
Bildplatte gebracht wird, um mit jedem der auf ihr befindlichen Pulverbilder in Berührung zu kommen, dass bei der Berührung des Kopierblattes mit jedem der aufeinanderfolgenden Pulverbilder eine elektrische Spannung an die Übertragungseinrichtung gelegt wird, um jedes der Pulverbilder von der Bildplatte auf das Kopierblatt zu übertragen, und dass die angelegte Spannung während der Übertragung irgendeines der Pulverbilder jeweils grösser ist als die bei der Übertragung des jeweils vorhergehenden Pulverbildes verwendete Spannung,
so dass der Übertragungswirkungsgrad für jedes auf das Kopierblatt übertragene Pulverbild auch bei der Übertragung zusätzlicher Pulverbilder auf das Kopierblatt optimal bleibt.
Durch diese Spannungssteigerung bei jedem der nachfolgenden Übertragungsschritte, mit denen ein zusätzliches Pulverbild auf ein bereits Pulverbilder aufweisendes Kopierblatt übertragen wird, ist sichergestellt, dass auch beim letzten Übertragungsschritt noch das jeweilige Pulverbild vollständig auf das Kopierblatt übertragen wird. Die Übertragungsleistung wird also durch die Erhöhung der Spannung jeweils optimal gehalten.
Die Erfindung wird an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen : Fig. 1 schematisch eine Kopiermaschine, mit der das erfindungsgemässe Verfahren durchführbar ist, Fig. 2 vergrössert eine Schnittdarstellung eines Teiles der Maschine, Fig. 3 eine Teilansicht im Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 eine Teilansicht im Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 eine Teilansicht im Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 2, Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Teiles, Fig. 7 eine Rückansicht in vergrösserter Darstellung eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Kopiermaschine, Fig. 8 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, eines Einzelteiles der Fig. 7, Fig. 9 eine Stirnansicht des in Fig. 2 gezeigten Teiles und Fig. 10 eine Blockschaltung einer Steuerschaltung für die in Fig. 2 gezeigte Einrichtung.
Die in den Zeichnungen dargestellte Kopiermaschine ermöglicht die Herstellung mehrfarbiger Kopien von einem mehrfarbigen Original oder Dokument. Die in Fig. l gezeigte Kopiermaschine erzeugt diese mehrfarbigen Kopien auf elektrophotographischem Wege. Die Kopiermaschine weist eine elektrostatische Trommel--90-- als lichtempfindliche Bildplatte auf, deren Oberfläche ein elektrisch leitendes Material überdeckendes
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photoleitendes Material aufweist. Die Trommel dreht sich durch verschiedene elektrophotographische Behandlungsstationen hindurch, nämlich eine Aufladungsstation--10--, eine Belichtungsstation--20--, eine Entwicklungsstation--30--, eine Übertragungsstation--40--und eine Reinigungsstation--50--.
Die Bildplatte--90--dreht sich zusammen mit einer Welle--91--in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung durch diese einzelnen Behandlungsstationen. Die Lage der einzelnen Stationen ist in Fig. 1 durch die der Trommeloberfläche benachbarten Klammern angedeutet.
Die Bildplatte macht mehrere, z. B. zwei oder drei Umdrehungen durch die Behandlungsstationen hindurch, um mehrfarbige Kopien herzustellen. Während jeder Drehung wird auf der lichtempfindlichen Bildplatte ein jeweils einer Farbe des Originals entsprechendes Ladungsbild erzeugt und mit einem fein unterteilten, pigmentierten Stoff, wie z. B. Toner, entwickelt und anschliessend als Tonerbild in der Übertragungsstation von der Bildplatte auf ein Kopierblatt übertragen. Die während je einer Umdrehung erzeugten und jeweils eine andere Farbe aufweisenden Tonerbilder werden deckungsgleich auf ein Kopierblatt übertragen, so dass das so entstehende, aus verschiedenen Tonern bestehende Bild eine mehrfarbige Kopie des Originals darstellt.
Die Entwicklungsstation der in Fig. 1 gezeigten Kopiermaschine enthält drei getrennte Entwicklungsvorrichtungen--31, 32 und 33--. Obgleich die Entwicklungsvorrichtungen in ihrem mechanischen Aufbau einander gleich sind, ist die Farbe des von jeder der Entwicklungsvorrichtungen an die Bildplatte--90--gegebenen Toners unterschiedlich. Bei der gezeigten Maschine sind die Tonerfarben der Entwicklungsvorrichtungen--31, 32 und 33--z. B. gelb, cyan- und magentafarben. Die drei Tonerfarben können in jeder geeigneten Farbenreihenfolge entwickelt werden und die verschiedenen Farbbilder können in jeder Reihenfolge aufeinander auf das Kopierblatt übertragen werden. Die Entwicklungsvorrichtungen werden während eines Kopiervorganges einzeln eingeschaltet, so dass immer nur eine von ihnen Toner an die Bildplatte während einer Umdrehung abgibt.
Auf diese Weise wird bei der gezeigten Kopiermaschine während der ersten Umdrehung gelber Toner von der Entwicklungsvorrichtung--31--an die Bildplatte gegeben, während die Entwicklungsvorrichtungen--32 und 33--ausser Betrieb bleiben. Während der zweiten Umdrehung der Bildplatte wird cyanfarbener Toner von der Entwicklungsvorrichtung --32-- an die Bildplatte gegeben, während die Entwicklungsvorrichtungen-31 und 33--ausser Betrieb bleiben. Zum Schluss wird während der dritten Umdrehung magentafarbener Toner von der Entwicklungsvorrichtung--33--an die Bildplatte gegeben, während die beiden andern Entwicklungsvorrichtungen-31 und 32-ausser Betrieb sind.
Auf diese Weise entstehen Tonerbilder jeder der drei Farben, gelb, cyan und magenta auf der Bildplatte, die dann während nachfolgender Umdrehungen der Bildplatte auf das Kopierblatt übertragen werden.
Auf der Bildplatte wird während jeder Umdrehung ein Ladungsbild erzeugt, indem zuerst eine gleichmässige elektrostatische Ladung auf ihrer Oberfläche aufgebracht wird, dann die geladene Oberfläche mit einem der jeweiligen Tonerfarbe der bei dieser Umdrehung benutzten Entwicklungsvorrichtung entsprechenden Lichtbild belichtet. Dabei kann jede geeignete Vorrichtung --21-- zur Erzeugung des Lichtbildes benutzt werden. Ähnlich kann jede beliebige Aufladungsvorrichtung in der Ladungsstation--10--zur Aufladung der
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Bildplatte Zwischenbildlöschvorrichtungen aufweisen, die zwischen den Ladungsbildern die Ladung auf der Bildplatte abbauen oder löschen. Diese Vorrichtung kann jede geeignete Anlage zum Ladungsabbau der Ladung auf der Bildplatte, wie z.
B. eine Strahlungsfläche--22--sein, die nur zwischen den Ladungsbildern eingeschaltet wird. Diese Löschvorrichtung ist immer dann vorteilhaft, wenn die auf der Bildplatte erzeugten Ladungsbilder den Umfang der Bildplatte nicht vollständig bedecken, so dass diese Bereiche beim Durchgang der Bildplatte durch die Entwicklungsstation vollständig entwickelt würden und damit einen erheblichen Tonerverbrauch zur Folge hätten.
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Oberfläche der Bildplatte --90-- in Berührung bringen. Die Entwicklungseinrichtungen sind in einem Gehäuse --38-- untergebracht und werden bei Verbrauch des Toners aus einem Behälter --34-- mit neuem Toner versorgt.
Der Entwickler wird in den oberen Teil des Gehäuses bewegt, in dem eine magnetische Zuführungseinrichtung-37-und eine durch ein Betätigungsglied-36-einschaltbare Sperre-38- angeordnet sind. Beim Erreichen des oberen Teiles des Gehäuses wird der Entwickler von der magnetischen Zuführungseinrichtung angezogen, die sich im Uhrzeigersinn dreht, um den Entwickler in den Bereich der Sperre - -38-- zu bringen.
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magnetischen Zuführungseinrichtung ohne Berührung der magnetischen Bürsten in den unteren Teil des Gehäuses zurück. Die Entwicklungsvorrichtung befindet sich bei der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung der Sperre --38-- ausser Betrieb.
Bei dieser Stellung wirkt die Sperre als Führung, die den auf der magnetischen
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Zuführungseinrichtung befindlichen Entwickler von den magnetischen Bürsten fort und unmittelbar in den unteren Teil des Gehäuses ableitet. Befindet sich die Sperre in der mit gestrichelten Linien dargestellten Stellung, so wirkt sie als Abstreifer und Führung, die den Entwickler von der Zuführungseinrichtung --37-- abnimmt und auf die magnetischen Bürsten --35-- leitet. Der Entwickler wird von der oberen magnetischen Bürste mit der Oberfläche der Bildplatte in Berührung gebracht, an die untere magnetische Bürste weitergegeben und von dieser erneut mit der Bildplatte in Berührung gebracht.
Die Tonerteilchen des Entwicklers werden von den Trägerteilchen herunter auf die Bildplatte gezogen, wenn der Entwickler durch die magnetischen Bürsten an der Bildplatte vorbeibewegt wird.
Jede der Entwicklungsvorrichtungen arbeitet in der oben beschriebenen Weise, wobei das Ladungsbild von der Entwicklungsvorrichtung jeweils entwickelt wird, deren Sperre sich in der gestrichelt dargestellten Stellung befindet. Durch diese einfache Sperre kann jede Entwicklungsvorrichtung in einer keine Entwicklung bewirkenden Bereitschaftsstellung gehalten werden, bei der der Mischer-36-, die magnetische Zuführungseinrichtung --37-- und die magnetischen Bürsten --35-- sich drehen, ohne dass jedoch Toner an die Bildplatte abgegeben wird. Nach der Bildung eines Tonerbildes auf der Bildplatte wird es in der Übertragungsstation-40-von der Bildplatte auf ein Kopierblatt übertragen.
Die Übertragungstrommel - bewegt ein Kopierblatt in Kontakt und Deckung mit dem Tonerbild auf der Bildplatte durch die Übertragungsstation. Eine Blattfördereinrichtung --70-- transportiert mit Hilfe einer Forderrolle--71-ein einzelnes Kopierblatt von einem Blattstapel-72-durch Führungen-73-hindurch auf die Oberfläche der Trommel--42--. Das Kopierblatt wird auf der Übertragungstrommel--42--durch eine Reihe Greifer befestigt und in drei Umdrehungen durch die Übertragungsstation bewegt, um mehrere Farbbilder auf das Kopierblatt zu übertragen.
Die Übertragungstrommel hat den gleichen Durchmesser wie die Bildplattentrommel und beide drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, so dass das einmal mit den Greifern auf der Trommel ausgerichtete Kopierblatt sich auch während aller drei Umdrehungen in Deckung mit der Bildplatte befindet. Die Übertragungsstation--40--weist eine Vorübertragungs-Koronaladungseinrichtung --41-- auf, die die elektrische Ladung der Tonerteilchen zur Vorbereitung der übertragung des Tonerbildes auf das Kopierblatt einstellt. Die Übertragungstrommel-42-hat einen elektrisch leitenden Kern mit einem relativ nichtleitenden Material auf ihrer Mantelfläche.
Während des Übertragungsvorganges wird an den Kern der Übertragungstrommel eine elektrische Spannung angelegt, die zwischen Bildplatte und einem Kopierblatt ein elektrisches Feld erzeugt, das das Tonerbild von der Bildplatte auf das Kopierblatt zwingt.
Nach mehreren Umdrehungen der Ubertragungstrommel wird das Kopierblatt von ihr mit Fingern --64-- abgezogen und über Förderbänder-62 und 63-in die Fixierstation --60-- bewegt, wo ein Schmelzfixiergerät das Tonerbild am Kopierblatt bindet. Nach Fixierung des Tonerbildes am Kopierblatt wird dieses über Führungen --65-- in einen Saugförderer --80-- bewegt. Dieser Saugförderer weist mehrere Förderbänder --83-- und Löcher --82-- auf, um zwischen den Förderbändern einen Unterdruck zu erzeugen. Der Saugförderer bewegt das Kopierblatt von den Führungen --65-- in ein Ablagefach, in dem es gesammelt wird.
Nach der Übertragung jedes Tonerbildes auf das Kopierblatt wird die Oberfläche der Bildplatte zur
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die zur Entfernung des nach der Übertragung auf der Bildplatte verbliebenen Toners zusammenwirken. Der von der Bürste --52-- beseitigte Toner gelangt in eine Filtereinrichtung-53--, in der er ausserhalb der Kopieranlage gesammelt wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Ubertragungstrommel hat einen leitenden Kern--102--mit einer Schicht - -104-- aus einem Isoliermaterial. Der zylindrische Kern --102-- ist aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material, wie z. B. Aluminium, hergestellt und hat eine dünne Wandstärke, um das Gewicht der Trommel klein zu halten und innerhalb der Trommel für die verschiedenen mechanischen Einrichtungen ausreichend Raum zu schaffen. Stirnseiten-103 und 105--, die mit der Welle --101-- verbunden sind und mit dieser gedreht werden, sind aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie z. B.
Kunststoff, hergestellt, das
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--102-- vonMetallschrauben --118-- mit der Stirnseite --105-- verbunden. Die Metallschrauben durchdringen die Stirnseite und sind in einen Haltering --119-- eingeschraubt, der sich seinerseits in Kontakt mit dem Kern --102-- befindet. Die elektrische Spannung gelangt von der Bürste --117-- durch den Ring--116--, die Schrauben --118-- und den Haltering-119-zum Kern-102-. Die andere Stirnseite --103-- der
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Trommel hat einen Haltering--120--, an dem sie mit Schraube --125-- befestigt ist.
Die übertragungstrommel weist drei Ausrichtanschläge --113-- und Greiffinger --112-- auf, die funktionell mit einer Welle --111-- verbunden sind und ein Kopierblatt erfassen und ausrichten, bevor die Trommel es durch die Übertragungsstation bewegt. Die Welle--111--und ein Rahmen--124--sind auf Lagerplatten--130 und 132--gehalten, so dass die Welle --111-- nach Massgabe der Bewegung eines Mitnehmers --106-- sich um ihre Längsachse drehen kann. Ein Hebelarm --123-- zusammen mit einer die Welle--111--in einer Richtung vorspannenden Feder--115--, vgl.
Fig. 3, ein Hebelarm--126--, der die Bewegung der Ausrichtanschläge --113-- steuert, und ein Hebelarm --131--, der die Greiffinger-112-- trägt, werden von der Welle --111-- getragen und mit dieser geschwenkt.
Zusätzlich zur Halteklammer--122--, mit der die Feder am Ende des Hebelarmes --123-- befestigt ist, vgl. Fig. 3, weist der Rahmen --124-- Schlitze --129-- auf, die die Auf- und Abwärtsbewegung der
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--111-- istvgl. Fig. 6, in Verbindung mit einem Mitnehmer --106-- gesteuert, der sich mit der Trommel dreht. Der Mitnehmer --106-- bewegt sich bei seiner Drehung mit der Trommel über den Umfang der feststehenden Nocke --201--, Die Bewegung des Mitnehmers --106-- bewirkt ihrerseits wieder eine Drehung der mit ihm fest verbundenen Welle
Wie aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 zu erkennen ist, spannt die über den Hebelarm-123- wirkende Feder --115-- die Welle --111-- gegen den Uhrzeigersinn vor.
Die mit dem Rahmen verbundene Klammer-122-, die sich in Richtung der Trommelachse und fort vom freien Ende des Hebelarmes - erstreckt, hält das nicht mit dem Ende des Hebelarmes --123-- verbundene Ende der Feder - -115--. Da der Arm-123-mit der Welle --111-- verbunden ist, spannt die Feder --115-- auch die mit der Welle verbundenen Ausrichtanschläge-113-in ihrer niedrigsten Stellung, vgl. Fig. 4, und die Greiferfinger-112-in ihrer gegen den Uhrzeigersinn weitesten Stellung vor, vgl. Fig. 5.
Wie aus der in Fig. 4 dargestellten Schnittzeichnung längs der Linien 4-4 der Fig. 2 zu erkennen ist, sind die
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auch der Hebelarm --126-- in Richtung des Uhrzeigersinnes und bewegt die Anschläge-113-aus dem Zentrum der Trommel heraus, so dass sie die Trommelmantelfläche durchdringen. In Fig. 4 sind die Ausrichtanschläge in ihrer am weitesten eingefahrenen Stellung gezeigt.
In der in Fig. 5 gezeigten, längs der Linie 5-5 geschnittenen Darstellung sind die mit dem Hebelarm
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Spitzen der Greiferfinger die Mantelfläche der Trommel berühren. Bei einer Bewegung der Welle im Uhrzeigersinn bewegen sich auch der Hebelarm --131-- und die Greiferfinger --112-- im Uhrzeigersinn, so dass die Spitzen der Finger sich nach oben bewegen und von der Mantelfläche der Trommel abgehoben werden.
Die Spitzen der Greiferfinger --112-- bewegen sich in Schlitzen --145-- der Trommel, wenn sich die Welle - 111-- dreht. In Fig. 5 sind die GreiferfÌnger --112-- in ihrer weitesten gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Stellung gezeigt.
Die Bewegung der Welle --111-- steuert die Arbeitsweise der Greiferfinger und Ausrichtanschläge gleichzeitig, so dass die Vorderkante eines Kopierblattes von ihnen ausgerichtet, festgelegt und wieder freigegeben wird. Während des Betriebes dreht sich zuerst die Welle--111--im Uhrzeigersinn aus ihrer vorgespannten Stellung, so dass die Ausrichtanschläge und die Greiferfinger gerade über die Mantelfläche der Trommel bewegt werden. Ein Kopierblatt wird dann der Mantelfläche der Trommel solange zugeführt, bis die Vorderkante an den Ausrichtanschlägen anschlägt.
Ist die Vorderkante des Blattes richtig ausgerichtet, dreht sich die Welle--111-- gegen den Uhrzeigersinn, um die Anschläge in die Mantelfläche der Trommel zu senken und die Greiferfinger in eine die Vorderkante des Kopierblattes gegen die Mantelfläche der Trommel pressende Stellung zu bringen. Die Übertragungstrommel dreht sich dann in mehreren nachfolgenden Umdrehungen, während der mehrere Tonerbilder von der Bildplatte auf das Kopierblatt übertragen werden.
Nach der Übertragung mehrerer. Tonerbilder auf das Kopierblatt dreht sich zur Entfernung des Kopierblattes von der übertragungstrommel die Welle --111-- wieder im Uhrzeigersinn, jedoch um einen grösseren Weg als bei der Ausrichtung und Festlegung des Blattes. Die Greiferfinger geben daher das Kopierblatt frei und die Ausrichtanschläge stossen die Vorderkante des Blattes von der Mantelfläche der Trommel ab, u. zw. so weit, dass die Vorderkante des Blattes sich über die Spitzen der Greiferfinger bewegen kann. Dieses ist wegen
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des grösseren Abstandes der Ausrichtanschläge gegenüber dem der Greiferfmger möglich, mit dem diese gegenüber der Welle--111--am Hebelarm--126--befestigt sind.
Zu diesem Zeitpunkt werden die in Fig. 1 gezeigten Abstreiffinger--64--in die Nähe der Mantefläche der Übertragungstrommel gebracht, so dass beim Weiterdrehen der Trommel das Blatt vollständig von der Trommelfläche gelöst wird und in die in Fig. 1 gezeigte
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Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, hat die Übertragungstrommel--42--einen Fehler-Detektor-43--, der zwischen dem Blattzuführer --73-- und der Übertragungsstation--40--angeordnet ist. Dieser Detektor soll ein nicht richtig ausgerichtetes oder durch die Greiferfinger nicht richtig festgelegtes Kopierblatt oder das Fehlen eines Kopierblattes anzeigen. Dieser Detektor ist in Fig. 1 nur als Kasten dargestellt, da jede bekannte Anzeigeeinrichtung dafür verwendet werden kann. So können z.
B. eine Reihe Photozellen mit zugeordneten Lichtquellen neben der Oberfläche der Übertragungstrommel angeordnet werden, so dass in Abhängigkeit, wo sich die Vorderkante des Kopierblattes in bezug auf die Anschläge oder wo sich die Greiferfinger in bezug auf das Kopierblatt, also ob sie sich über oder unter dem Blatt befinden, oder aber ob sich überhaupt ein Kopierblatt auf der Trommel befindet oder nicht, bestimmte Photozellen ansprechen. Die verschiedenen möglichen Signalkombinationen der Photozellen werden von einer logischen Schaltung "gelesen" und so ermittelt, ob ein Kopierblatt sich auf der Trommel befindet und richtig ausgerichtet ist. Ist ein Kopierblatt auf der Übertragungstrommel richtig ausgerichtet, so wird es durch die Übertragungsstation bewegt, in der mehrere Tonerbilder auf das Kopierblatt übertragen werden.
Stellt dagegen die logische Schaltung fest, dass das Blatt nicht richtig ausgerichtet ist, so ergibt sie ein Signal an einen Elektromagneten-320--, vgl. Fig. 7, der eine Trommelschwenkeinrichtung betätigt. Diese Schwenkeinrichtung dreht die Übertragungstrommel von der Bildplatte fort, so dass kein Tonerbild auf das falsch ausgerichtete Kopierblatt oder beim Fehlen eines solchen Blattes auf die Trommeloberfläche übertragen werden kann. Die dazu geeignete Schwenkeinrichtung wird später beschrieben.
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass die Drehung der Welle--111--von der Nocke--201--und dem Mitnehmer --106-- gesteuert wird. Die Welle--111--und der Mitnehmer--106--laufen mit der Trommel um, während die Nocke--201--feststeht. Der Mitnehmer bewegt sich daher über den Umfang der Nocke und bewegt sich in Abhängigkeit der Nockenform, was aus Fig. 6 zu erkennen ist. Die Übertragungstrommel--42--zusammen mit der Welle--111--und dem Mitnehmer--106--werden über die Welle--101--, wie durch den Pfeil gezeigt, im Uhrzeigersinn angetrieben.
Die Nocke--201--steht
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Vorderkante eines Blattes freigegeben und von der Trommelfläche abgestossen wird.
Wie in Fig. 7 dargestellt, hat die Nocke-201-eine Lagerbüchse-312-, die längs der Welle --101-- verschiebbar ist, so dass die Nocke zwischen einer Arbeitsstellung, bei der sie mit dem Mitnehmer im Eingriff steht, und einer Ruhestellung, bei der der Mitnehmer nicht auf sie einwirkt, verschoben werden kann. In dieser Darstellung sind die Nocke und die Lagerbüchse in ihrer Arbeitsstellung gezeigt, bei der die Lagerbüchse an der Seitenplatte der Trommel --42-- liegt. In dieser Stellung wirkt die Nocke--201--auf den Mitnehmer und steuert, wie beschrieben, die Anschläge und die Greiferfinger. Soll die Nocke in ihre Ruhestellung bewegt werden, z.
B. wenn ein Kopierblatt kontinuierlich während mehrerer Umdrehungen auf der Trommel zur Übertragung mehrerer Tonerbilder bewegt werden soll, so wird die Lagerbüchse nach links verschoben, wodurch sie in ihre Ruhestellung gelangt.
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304Wellenanordnung--350--. Das Zahnrad--351--treibt das Zahnrad--353--, das wieder über die Welle --101--dieTrommel--42--antreibt.
Die Bewegung der Nocke--201--zwischen ihrer Ruhe- und ihrer Arbeitsstellung, die in Fig. 7 gezeigt ist, wird durch einen Hebelarm--203--gesteuert. Erhält ein Elektromagnet--211--ein Signal, um die Nocke nach rechts zu verschieben, so wird von ihm ein Stift--206--nach links bewegt. Der Hebelarm - -203-- und ein in Fig. 7 nicht sichtbarer weiterer Hebelarm auf der andern Seite der Welle-101-
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im Uhrzeigersinn um den Stift --204-- dreht.
Infolge der Federkraft der Feder--202--, wobei sich eine zweite hier nicht sichtbare Feder auf der andern Seite der Welle--101--befindet, die mit der Lagerbüchse
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beweglichen Rahmens --304-- gelagert und die Feder--202--ist mit dem beweglichen Rahmen--304-verbunden, um auf die Nocke eine Rückstellkraft in Richtung der Ruhestellung auszuüben.
Die in Fig. 9 gezeigten Abstreiffinger--64--sind bei ihrer Einschaltung oben auf der Übertragungstrommel nahe deren Mantelfläche angeordnet, um ein Kopierblatt nach der Übertragung aller Bilder von der Ubertragungstrommel abzustreifen. Wie in Fig. 7 gezeigt, sind die Abstreiffinger drehbar von einer Welle - -360-- gehalten, die ihrerseits drehbar in den beweglichen Rahmen--304 und 308--gelagert ist. Auch die Abstreiffinger werden von dem Elektromagneten --211-- betätigt. Ein in Fig. 8 gezeigter, mit einer Welle --360-- verbundener Hebelarm--275--dreht die Welle--360--, um die Abstreiffinger in und aus der der Trommelfläche benachbarten Stellung zu bringen.
Ein L-förmiger Hebelarm--220--, der schwenkbar auf einer Rahmenklammer--209--gehalten ist, hat an seinem unteren Ende einen Schlitz--276--, in dem sich der Stift--206--bewegt. Bewegt sich der Anker--210--nach links, wodurch der Stift--206--sich in Richtung des Uhrzeigersinnes oder nach unten verschiebt, gelangen die Abstreiffinger in ihre der Trommelfläche
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horizontalen Teil des Hebelarmes --220-- ist ähnlich der übertragung zwischen dem Stift--206--und dem Schlitz--276--, wobei der Hebelarm--275--an seinem Ende einen Stift aufweist, der in einem im horizontalen Ende des Hebelarmes --220-- befindlichen Schlitz gleitet.
Durch diese Übertragung wird der Hebelarm--275--vom Hebelarm--220--nach unten bewegt, wodurch die Welle--360--gedreht und die Abstreiffinger an die Oberfläche der Trommel gebracht werden. Endet das Signal an den Elektromagneten - -211--, bewirkt die Feder --202-- über den Hebelarm --220-- den Stift --206-- nach rechts zu bewegen, so dass die entsprechende Bewegung der Hebelarme--220 und 275--sowie der Welle--360--die Abstreiffinger von der Trommeloberfläche entfernt. Auf diese Weise können die Abstreiffinger nur dann mit der
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der Lagerbuchse --312-- bewegt sich der Haltearm--313--mit, wobei sein oberer Teil immer auf dem an einem Hebel--304--befestigten Stift--315--gleitet.
Wegen dieser Stift-Schlitz-Anordnung bleibt die Nocke --201-- immer in einer gegenüber dem Mitnehmer --106-- festen Stellung, obgleich die Welle --101-- und die Trommel --42-- sich kontinuierlich drehen.
Wie in Fig. 9 gezeigt, kann die Übertragungstrommel--42--bei einem nicht richtig auf die Trommel gegebenen Kopierblatt von der Bildplatte weggeschwenkt werden. In diesem Fall erkennt der Detektor--43-ein falsch zugeführtes Blatt oder aber das Fehlen eines Blattes und schaltet eine Mechanik ein, die den beweglichen Rahmen--304 und 308--gegen den Uhrzeigersinn dreht, um so die Übertragungstrommel und alle zugehörigen Einrichtungen und Bauteile gegen den Uhrzeigersinn zu schwenken. Wird ein solches Fehlersignal vom Elektromagneten --301-- empfangen, so bewegt sich der Anker--320--nach rechts von der Übertragungstrommel fort und bewegt die Querstange--302--ebenfalls nach rechts.
Die Querstange --302-- zwingt die beweglichen Rahmenteile--304 und 308--gegen die Kraft einer Feder --377-gemeinsam mit der Trommel--42--zu einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn um die Wellen--375 und 350--. Die Feder --377-- drückt die Übertragungstrommel in Kontakt oder aber in einen sehr kleinen Abstand zur Bildplatte--90--, so dass ein sich auf der Übertragungstrommel befindliches Kopierblatt während der Übertragung die Bildplatte berührt.
Durch diese Trommelschwenkeinrichtung kann das Kopierblatt aus der übertragungsstation herausgeschwenkt werden, wenn es falsch ausgerichtet ist oder aber die Übertragungstrommel kann aus der Übertragungsstation herausgeschwenkt werden, wenn sich kein Kopierblatt auf ihr befindet, so dass das Tonerbild nicht auf die Oberfläche der Übertragungstrommel übertragen werden kann. Damit wird verhindert, dass Tonerbilder auf die Übertragungstrommel selbst oder aber auf ein Kopierblatt übertragen werden, das sich nicht genau mit dem Pulverbild in Deckung befindet.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Welle --375-- in einem Rahmen --306-- gehalten und trägt den beweglichen Rahmen --304-- so, dass er sich bei einer Krafteinwirkung von der Querstange --302-- her um die Welle drehen kann und die übertragungstrommel von der Bildplatte fortbewegt. Die Wellen--350 und 375--haben eine gemeinsame Längsachse, so dass bei einer Drehung der Rahmenteile--304 und 308-- der Antrieb der Übertragungstrommel, einschliesslich der Zahnräder --351 und 353,--, sich gleichzeitig bewegt, wodurch diese im Eingriff bleiben.
Auf diese Weise behält jeder Punkt der Übertragungstrommel seinen ihm auf
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der Bildplatte zugeordneten Punkt genau bei, auch wenn die Trommel infolge eines falsch zugeführten Blattes von der Bildplatte weggeschwenkt wird. Das Zahnrad--351--wird unmittelbar über einen hier nicht gezeigten Treibriemen von der Hauptwelle der Maschine über die Scheibe --352-- angetrieben.
Der bewegliche Rahmen --304-- kann auch von Hand durch Verbinden des Hebelarmes --380-- mit einem Riegel--381--gedreht werden. Der Hebelarm--380--kann gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, wodurch sich auch die Welle --382-- gegen den Uhrzeigersinn dreht, vgl. Fig. 9. Die Welle-382dreht sich durch Schwenken des Hebelarmes --383-- gegen den Uhrzeigersinn entsprechend. Der Hebelarm - -383-- wird auf Klammern --384-- gehalten und dreht sich um eine mit der Welle-382zusammenfallende Achse.
Bei Drehung des Hebelarmes --383-- gegen den Uhrzeigersinn werden die den Hebelarm--383--mit der Querstange--302--verbindenden Verbindungsstangen--385--von der Übertragungstrommel fortbewegt, wodurch sich die beweglichen Rahmen--304 und 308--gegen den Uhrzeigersinn drehen. Die Bewegung der beweglichen Rahmen-304 und 308-und die gleichzeitige Bewegung des Hebelarmes --380-- bringen diesen in eine solche Stellung, dass dieser den Riegel-381aufnehmen kann. Sind Riegel und Hebelarm in dieser Stellung, so kann sich die Übertragungstrommel nicht zur Bildplatte zurückbewegen, solange der Riegel--381--nicht von Hand gelöst wird. Diese Verriegelung ist besonders dann vorteilhaft, wenn an der Kopiermaschine Wartungsarbeiten durchzuführen sind.
Wie bereits in Verbindung mit Fig. l erwähnt, macht auch die Bildplatte mehrere Umdrehungen, um einen Kopiervorgang abzuschliessen und ein Tonerbild einer Farbe während jeder Umdrehung auf das Kopierblatt zu übertragen. Das Kopierblatt wird auf die Übertragungstrommel gebracht, während diese sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Bildplatte dreht. Um die Vorderkante des Kopierblattes während der Drehung der Trommel ausrichten und festlegen zu können, muss das Blatt mit einer grösseren Geschwindigkeit zugeführt werden als sich die Trommeloberfläche bewegt.
Ausrichtrollen--74--transportieren die Vorderkante eines Kopierblattes auf die Oberfläche der Übertragungstrommel--42-mit einer Geschwindigkeit, die etwas grösser ist als die Geschwindigkeit, mit der sich die Trommeloberfläche bewegt, und zu einem solchen Augenblick, an dem die Ausrichtanschläge und die Greiferfinger durch die "6-Uhr-Stellung" der Trommel hindurchgehen. Liegt die Vorderkante des Blattes an den Anschlägen an, wird dieses von den Greiferfingern gefasst und während dreier
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ihreBlatt von den Greiferfingern auf der Trommel festgelegt wurde, wird die Nocke sofort in ihre Ruhestellung bewegt. Die Übertragungstrommel trägt dann das Kopierblatt während dreier Umdrehungen, bei denen gelbe, cyan- und magentafarbene Tonerbilder auf das Kopierblatt übertragen werden.
Selbstverständlich kann die Nocke --201-- auch während jeder Umdrehung oder aber während einer gewissen Anzahl von Umdrehungen in ihrer Arbeitsstellung gehalten werden, wenn dieses erwünscht ist. Nachdem die Vorderkante des Kopierblattes das letzte Mal durch die Übertragungsstation bewegt wird, wird die Nocke --201-- zurück in ihre Arbeitsstellung bewegt und die Greiferfinger zur Freigabe des Kopierblattes betätigt, die Ausrichtanschläge zum Abstossen des Kopierblattes bewegt und schliesslich die Abstreiffmger eingeschaltet, um das Blatt von der Trommel zu trennen und seine Vorderkante in Richtung der Fixierstation zu bewegen. Die Abstreiffinger werden mit der Einnahme der Arbeitsstellung durch die Nocke neben die Trommeloberfläche bewegt, sobald das Kopierblatt auf der Trommel festgelegt wurde.
Die Abstreiffinger beeinflussen das Kopierblatt auf der Trommel während dieser Zeit noch nicht, da sie sich etwa in der 1-Uhr-Stellung der Trommel befinden, während die Vorderkante des Blattes sich etwa in der 6-Uhr-Stellung der Trommel befindet.
Während der Übertragung in der Übertragungsstation--40--wird das sich auf dem Umfang der Übertragungstrommel befindende Blatt mit der Oberfläche der Bildplatte in Berührung gebracht. Während der Übertragung ist der elektrisch leitende Kern der Übertragungstrommel mit einer geeigneten Spannung verbunden, z. B. einer positiven Gleichspannung. Da die Mantelfläche der Übertragungstrommel ein vorzugsweise nur schwacher elektrischer Leiter ist, wird zwischen der Bildplatte und der Übertragungstrommel ein elektrisches Feld aufgebaut. Dieses Feld zwingt das negativ geladene Tonerbild von der Bildplatte auf das Kopierblatt.
Es wurde festgestellt, dass ein Tonerbild von einer Bildplatte auf ein sauberes Kopierblatt bei einer Spannung von mindestens 700 V übertragen werden kann. Werden jedoch nacheinander mehrere Tonerbilder auf das gleiche Kopierblatt übertragen, so nimmt die Übertragungsleistung bei niedrigeren Spannungen mit dem Aufbau von Toner auf dem Kopierblatt ab. Wird beispielsweise das erste oder gelbe Tonerbild bei einer Spannung von 1500 V mit der hier gezeigten Kopiermaschine auf ein Kopierblatt übertragen, so wird eine wirkungsvolle Übertragung erreicht. Die Übertragung des zweiten oder cyanfarbenen Tonerbildes auf das bereits auf dem Kopierblatt vorhandene gelbe Tonerbild ist bei 1500 V jedoch ziemlich schlecht.
Es wird angenommen, dass die Übertragungsleistung beim cyanfarbenen Tonerbild durch den grösseren Widerstand zwischen dem Kopierblatt und der Bildplatte infolge des bereits vorhandenen gelben Tonerbildes vermindert wird. Wird das dritte oder magentafarbene Bild über das gelbe und cyanfarbene Tonerbild auf das Kopierblatt bei ebenfalls 1500 V übertragen, so ist die Übertragungsleistung nochmals schlechter als die beim cyanfarbenen Bild. Diese zusätzliche Verschlechterung des Übertragungswirkungsgrades ist vermutlich durch den grösseren Widerstand
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infolge der nunmehr vorhandenen beiden Tonerbilder zwischen Kopierblatt und Bildplatte bedingt.
Um diesen unerwünschten Leistungsabfall bei der Übertragung zu unterbinden, wird die an die Übertragungstrommelangelegte Spannung nach dem ersten Übertragungsschritt erhöht und dann ein zweites Bild auf das Kopierblatt übertragen. Beispielsweise werden gute Übertragungen bei allen drei Übertragungsschritten erzielt, wenn die an die Ubertragungstrommel angelegte Spannung während der ersten Umdrehung zur Übertragung des gelben Tonerbildes 3000 V, während der zweiten Umdrehung zur Übertragung des cyanfarbenen
Tonerbildes 3500 V und während der letzten Umdrehung zur Übertragung des magentafarbenen Tonerbildes
4000 V beträgt. Wird die Spannung an der Übertragungstrommel während jeder nachfolgenden Umdrehung in dieser Weise schrittweise erhöht, so wird die Übertragungsleistung während aller drei Übertragungsschritte optimal gehalten.
Die während jedes der drei Übertragungsschtitte benutzte Spannung kann jede geeignete Grösse haben, solange die Spannung bei jeder folgenden Übertragung erhöht wird.
Die Einrichtung zur schrittweisen Erhöhung der Spannung auf der Übertragungstrommel kann jedes geeignete Gerät sein, das bei jeder folgenden Umdrehung die Spannung erhöht. In Fig. 10 ist ein Blockdiagramm einer zu diesem Zweck geeigneten Steuereinrichtung gezeigt. Während jeder Umdrehung der Bildplatte werden von der Übertragungstrommel zwei elektrische Signale erzeugt, die den Beginn eines Übertragungsvorganges angeben. Zur Erzeugung dieser Signale kann jede geeignete Einrichtung benutzt werden, z. B. können zwei Nocken auf der die Bildplatte treibenden Welle angeordnet werden, die mit Mitnehmern zusammenarbeiten, die wieder bei Übertragungsbeginn einen Schalter schliessen, über den ein Strom fliessen kann. Die in Fig. 10 gezeigten Signalgeneratoren sind zwei solche Nockenschalter, die mit einer Spannungsquelle verbunden sind.
Ein
Schalter arbeitet als Übertragungsschalter, der, wenn die Blattvorderkante gerade die Übertragungsstation erreicht, ein EIN-Signal an die Steuerschaltung zum Anlegen der Spannung an die übertragungstrommel gibt. Der andere Schalter ist der Spannungssteuerschalter, der der Spannungssteuerschaltung angibt, dass von der Bildplatte eine weitere Umdrehung gemacht wird.
Die Spannungssteuerschaltung kann drei verschiedene Ausgangsspannungen abgeben. Die von ihr gerade abgegebene Spannung hängt davon ab, wieviele Signale bereits von dem Spannungssteuerschalter während des Kopiervorganges empfangen wurden. Zu Beginn eines Kopiervorganges bei einem Dreifarbenverfahren, also bei der ersten Umdrehung der Bildplatte, gelangt ein erstes Signal an die Spannungssteuerschaltung und es wird die niedrigste der drei Ausgangsspannungen abgegeben. Bei der zweiten Umdrehung der Bildplatte gelangt ein zweites Signal an die Spannungssteuerschaltung, so dass die Ausgangsspannung um eine Stufe erhöht wird. Genauso wird bei der dritten Umdrehung der Bildplatte ein weiteres Signal an die Spannungssteuerschaltung gegeben, die daraufhin ihre Ausgangsspannung auf ihre höchstmögliche Spannung erhöht.
Zu dieser Zeit ist der Kopiervorgang beendet und es beginnt bei der nächsten Umdrehung der Bildplatte der nächste Kopiervorgang. Bei der vierten Umdrehung oder aber der ersten Umdrehung des neuen Kopiervorganges erzeugt die Spannungssteuerschaltung wieder die niedrigste ihrer drei möglichen Ausgangsspannungen infolge eines weiteren Signals des Spannungssteuerschalters.
Jede Ausgangsspannung der Spannungssteuerschaltung geht über eine Relaissteuerung, bevor sie an die Hochgleichspannungsquelle gelangt. Das vom Übertragungsschalter abgegebene Signal wird ebenfalls an die Relaissteuerung gegeben. Die Relaissteuerung erlaubt den Signaldurchgang von der Spannungssteuerschaltung zur Hochspannungsquelle nur dann, wenn vom Übertragungsschalter ein EIN-Signal empfangen wurde. Die Hochspannungsquelle gibt dann ihrerseits eine um ein Vielfaches vergrösserte Spannung an die Kontaktbürste ab.
Angenommen, die drei von der Spannungssteuerschaltung abgegebenen Spannungen sind 30,35 und 40 V und die Hochspannungsquelle erzeugt Ausgangsspannungen, die zehnmal grösser als diese empfangenen Spannungen sind, so gibt die Kontaktbürste an den Kern der Übertragungstrommel 3000,3500 und 4000 V bei der ersten, zweiten und dritten Umdrehung der Bildplatte ab.
Zum Antrieb der einzelnen Vorrichtungen der gezeigten Kopiermaschine werden geeignete, hier nicht gezeigte Antriebsmittel benutzt. So kann z. B. die Maschinenhauptwelle--91--von einem geeigneten Motor angetrieben sein, von der die einzelnen Behandlungsstationen der Kopiermaschine über entsprechende Übersetzungen und Getriebe angetrieben sind. Zusätzlich können verschiedene Steuerschaltungen vorgesehen werden, die die vorstehend beschriebene Betriebsweise der Kopiermaschine sicherstellen.
Bei einem Kopierverfahren zur Herstellung einer mehrfarbigen Kopie, bei dem mehrere farbige Tonerbilder auf ein einziges Kopierblatt übertragen werden, ermöglicht das beschriebene erfindungsgemässe Verfahren die Übertragung jedes einzelnen Farbbildes mit dem gleichen Übertragungswirkungsgrad, wodurch ein gutes Farbgleichgewicht der fertigen Kopie sichergestellt ist. Dieses wird erfindungsgemäss durch die schrittweise Steigerung der am Kern der Übertragungstrommel liegenden Spannung bei jedem nachfolgenden Übertragungsschritt erreicht. Diese jeweils erhöhte Spannung gleicht dabei den Verlust an Anziehungskraft infolge der bereits auf dem Kopierblatt vorhandenen Tonerbilder auf das jeweils noch zu übertragende Tonerbild aus.
Der Übertragungswirkungsgrad bei jedem nachfolgenden Übertragungsschritt bleibt daher unabhängig von der Menge des sich bereits auf dem Kopierblatt befindenden Toners konstant.