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Photographische Kopiervorrichtung mit einer photoelektrischen Einrichtung zur selbsttätigen Regelung. der Belichtungszeit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine photographische Kopiervorrichtung mit einer photoelektrischen Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Belichtungszeit.
Bei den bisher bekannten Kopiervorrichtungen dieser Art ergeben sich je nach der mittleren Dichte der Kopiervorlage sehr unterschiedlich Belichtungszeiten, so dass sich der Schwarzschild-Effekt insbesondere beim Kopieren von Negativen extremer Dichte bemerkbar machen kann.
Es wurden auch schon Kopiervorrichtungen mit automatischer Belichtungssteuerung vorgeschlagen, bei welchen die Belichtungszeit konstant gehalten und die Kopierlichtintensität entsprechend der jeweitigen Dichte der Kopiervorlage variiert wird. Bei diesen Vorrichtungen ist zwar der Schwarzschild-Effekt ausgeschaltet, die konstante Belichtungszeit muss jedoch hiebei so gross gewählt werden, dass mit der maximal zur Verfügung stehenden Intensität des Kopierlichtes auch noch die dichtesten Negative kopiert werden können. Hiedurch wird die Belichtungszeit auch für Negative geringer und mittlerer Dichte ausserordentlich lang, so dass sich sehr lange Arbeitszeiten ergeben. Derartige Kopiervorrichtungen entsprechen daher nicht den heutigen Anforderungen.
Ferner sind bei Vergrösserungsgeräten bereits Ausgleichseinrichtungen bekannt, welche den Kopierlampenstrom bei Veränderung des Vergrösserungsmassstabes derart variieren, dass die Intensität des Kopierlichtes in der Kopierebene unabhängig vom jeweiligen Vergrösserungsmassstab konstant bleibt. Auch diese Geräte sind mit den bereits beschriebenen Nachteilen der vorhergenannten bekannten Kopiervorrichtungen verbunden.
Zur überwindung dies, er Nachteile wird deshalb gemäss der Erfindung eine photographische Kopiervorrichtung vorgeschlagen, welche ausser einer photoelektrischen Enrichtung zur selbsttätigen Regelung der Belichtungszeit auch noch eine zusätzliche, an sich bekannte, photoelektrische Einrichtung aufweist, durch welche die Intensität des auf das Kopierpapier auftreffenden Kopierlichtes unabhängig von der Dichte der jeweiligen Kopiervorlage annähernd auf einen vorbestimmten Wert einstellbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Intensität des auf das Kopiermaterial auftreffenden Kopierlichtes selbsttätig reguliert. Hiezu steuert die Einrichtung zur Einstellung der Kopierlichtintensität einen Elektromotor, der mit Mitteln zur Beeinflussung der Kopierlichtintensität, vorzugsweise mit einer verstellbaren Blende der Kopiervorrichtung, gekuppelt ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Einrichtungen zur Regelung der Belichtungszeit und zur Einstellung der Kopierlichtintensität eine gemeinsame Photozelle aufweisen. Erfindungsgemäss ist im Stromkreis der Photozelle ein Umschalter angeordnet, durch den sie wechselweise an die Einrichtung zur Belichtungszeitregelung und an die Einrichtung zur Einstellung der Kopierlichtintensität anschliessbar ist und der mit dem Aussuchlichtschalter der Kopiervorrichtung gekuppelt ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann im Stromkreis des Motors der Einrichtung zur Einstellung der Kopierlichtintensität ein Schalter angeordnet sein, der ebenfalls mit dem Aussuchlichtschalter der Kopiervorrichtung gekuppelt ist.
Die erfindungsgemässe Kopiervorrichtung ist mit dem erheblichen Vorteil verbunden, dass durch eine grobe Intensitätssteuerung der Bereich der vorkommenden Belichtungszeiten beim Kopieren von Negativen unterschiedlicher Dichte stark verkleinert wird. Der Schwarzschild-Effekt wird hiedurch weitgehend ausgeschaltet. Im Durchschnitt ergeben sich wesentlich kürzere Belichtungszeiten als bei den bekannten Kopiervorrichtungen mit Intensitätssteuerung bei konstanter Belichtungszeit, da der obengenannte vorbestimmte Wert. auf den die Kopierlichtintensität einzustellen ist, sehr gross gewählt werden kann. Bei Negativen sehr grosser Dichte ist zwar dieser vorbestimmte Wert der Intensität des am
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Kopierpapier ankommenden Kopierlichtes infolge der starken Lichtabsorption im Negativ nicht mehr zu erreichen.
Durch eine entsprechende selbsttätig erfolgende Anpassung der Belichtungszeit werden jedoch auch in diesen Fällen einwandfreie Kopien erhalten. Mit der erfindungsgemässen Kopiervorrichtung kann somit eine beträchtliche Arbeitszeitersparnis erzielt werden.
Durch Einstellung der Kopierlichtintensität auf einen vorbestimmten Wert wird ferner erreicht, dass beim Kopieren von Negativen geringer Dichte trotz der geringen Lichtabsorption im Negativ die Belichtungszeit einen bestimmten Wert nicht unterschreitet. Dieser untere Grenzwert ist durch die Trägheit der Relais der Belichtungsregelvorrichtung und bei Kopiervorrichtungen mit einer Einrichtung zur Zusatzbelichtung des Kopierpapiers zum Zweck der Gradationsbeeinflussung durch die erforderliche Dauer der Zusatzbelichtung bestimmt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung hervor. Diese Ausführungsform ist in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine optische Kopiervorrichtung mit Einrichtungen zur selbsttätigen Regelung der Belichtungszeit und zur selbsttätigen Einstellung der Objektivblende in schematischer Darstellung und Fig. 2 die elektrische Schaltung der Einrichtung zur selbsttätigen Blendeneinstellung des Gegenstandes der Fig. 1.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte optische Kopiergerät besitzt eine Kopierlampe 1, eine Negativbühne 2 und ein aus den Linsen 3, 4 oder mehreren Linsen bestehendes Projektionsobjektiv, das auf dem in der Positivebene angeordneten Träger 5 für das Kopierpapier ein scharfes Bild der in die Ne- gativbühne eingelegten Kopiervorlage erzeugt.
Zwischen den Gliedern 3, 4 des Projektionsobjektivs ist eine verstellbare Blende, z. B. eine Irisblende 6, angeordnet. Durch den Aussuchlichtschalter 7 ist die Kopierlampe 1 wechselweise entweder über den in noch näher zu beschreibender Weise relaisgesteuerten Kopierlichtschalter 8 oder über einen Widerstand 9 an ein übliches Wechselstromnetz 10, 11 anschliessbar. Bei eingeschaltetem Widerstand 9 brennt die Kopierlampe 1 mit herabgesetzter Spannung und dient in diesem Fall als Lichtquelle für das Aussuchlicht.
Ferner sind an der Kopiervorrichtung eine photoelektrische Einrichtung 12 zur selbst- tätigen Regelung der Belichtungszeit sowie eine photoelektrische Einrichtung 13 zur selbsttätigen Einstellung der Irisblende 6 des Projektionsobjektivs 3,4 und somit zur selbsttätigen Einstellung der Kopierlichtincensi- tät vorhanden. Die beiden letztgenannten Ein- richtungen 12, 13, die ebenfalls an das Netz 10, 11 angeschlossen sind, besitzen eine gemeinsame Photozelle 14, die über den zweipoligen Umschalter 15, 16 wechselweise an die Einrichtung 12 bzw. an die Einrichtung 13 anschliessbar ist.
Die Photozelle 14, die vorzugsweise als Sekundäre ! eküronenvervielfacher ausgebildet ist, ist derart angeordnet, dass sie von Lichtstrahlen, welche von der Kopierlampe 1 herrühren und vom Kopierpapierträger 5 bzw. von dem darauf angeordneten Kopierpapier reflektiert weden, beeinflusst wird.
Die Einrichtung 12 zur Regelung der Belichtungszeit ist an sich bekannt und daher in den Figuren im einzelnen nicht dargestellt.
Sie besitzt einen Zeitkreiskondensator, der in Abhängigkeit von der Stärke des Photostroms der Zelle 74 seinen Ladungszusland ändert, und ein Relais 17. das den Kopierlichtschalter 8 steuert. Sobald während der Belichtung des Kopierpapiers auf die Photozelle 14 eine vorbestimmte Kopierlichtmenge aufgetroffen ist und demzufolge der Kondensator der Einrichtung 1 ex vorbestimmtes Potential erreicht hat, wird i, bekannter Weise der Stromfluss durch das Relais 17 im Sinne einer Öffnung des Kopietlichtschalters ge- ändert.
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20 verbunden, auf dessen 21 ein Zahnrad 22 befestigt ist.
Dieses kämmL mit dem als Zahnrad ausgebildete Einellring 23 der Irisblende 6, die somit durch den Motor 20 je nach der Drehrichtung der Motorwelle 21 im Sinne einer Vergrösserung oder Verlei- nerung der Blendenöffnung verstellt wird. Im Stromkreis des Motors 20 it en Schalter 24 angeordnet.
Ist die Photozelle 14 mit der Blendensteuereinrichtung 13 verbunden und der Schalter 24 geschlossen, so beeinflusst der Photostrom der Zelle 7-7 die Blendensteuereinrichtung 13 in der Weise, dass der Motor 20 die Irisblende 6 so lange verstellt, bis die mittlere Beleuchtungsstärke auf dem Kopierpapierträger 5 und auf der Photozelle 14 und somit der Photostrom der Zelle 14 annähernd einen vorbestimmten Wert erreicht haben. Eine bevorzugte Ausführungsform der Blendensteuereinrichtung 7. ? ist weiter unten im einzelnen noch näher beschrieben.
Der Aussuchlichtschalter 7 im Stromkreis der Kopierlampe 1, der zweipolige Schalter 15, 16 zum Umschalten der Photozelle 14 und der Schalter 24 im Stromkreis des Motors 20 sind miteinander gekuppelt, was in Fig. 1 durch das Kupplungselement 25 symbolisch angedeutet ist.
Die Wirkungsweise der vorgeschlagenen Vorrichtung ist folgende : Nach dem Einlegen
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des zu kopierenden Negativs in die Negativbühne 2 wird zur Beurteilung seiner Schärfe und seines Kontrastumfanges Aussuchlicht eingeschaltet, wobei die Schalter 7, 15, 16, 24 die in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen. Der Schalter 7 liegt am Kontaktelement 26 an, während der zweipolige Schalter 15, 16 an den Kontaktelementen 27, 28 der Blendensteuereinrichtung 13 anliegt. Der Schalter 24 ist geschlossen. Somit werden beim Einschalten des Aussuchlichtes die Photozelle 14 und der Motor 20 an die Blendensteuereinrichtung 13 angeschlossen.
Die vom Kopierpapierträger 5 der Kopiervorrichtung reflektierten Lichtstrahlen erzeugen in der Photozelle 14 einen Photostrom, dessen Stärke von der mittleren Intensität des am Kopierpapierträger 5 ankommenden Aussuchlichtes und somit von der mittleren Dichte des zu kopierenden Negativs sowie von der Einstellung der Irisblende 6 abhängig ist. Durch den Motor 20 der Blendensteuereinrichtung 13 wird nunmehr die Blende 6 so lange verstellt, bis der Photostrom der Zelle 14 und somit die Intensität des am Kopierpapierträger 5 ankommenden Aussuchlichtes annähernd den erwünschten vorbestimmten Wert erreicht haben oder-bei Negativen extremer Dichte-die Blende 6 einen die Blenden- öffnungs-oder-schliessbewegung begrenzender. Endanschlag erreicht hat, so dass z.
B. im Falle eines Negativs grösserer Dichte die Blende 6 ganz geöffnet ist und die Lichtintensität am Kopierpapierträger 5 den grösstmöglichen Wert hat, der jedoch noch unter dem angestrebten vorbestimmten Wert liegen kann.
Daraufhin wird das Aussuchlicht abgeschaltet, wozu der Aussuchlichtschalter 7 vom Kontaktelement 26 an das Kontaktelement 29 und der zweipolige Schalter 15, 16 von den Kontaktelementen 27, 28 der Blendensteuereinrichtung 13 an die Kontaktelemente 30, 31 der Einrichtung 12 zur Regelung der Belichtungszeit umgelegt werden. Gleichzeitig wird der Schalter 24 geöffnet. Beim Abschalten des Aussuchlichtes wird also die Photozelle 14 selbsttätig an die Einrichtung 12 angeschlossen und der Motor 20 von der Blen- densteuereinrichtung 13 abgeschaltet. Die Abschaltung der Photozelle 14 von der Blendensteuereinrichtung 13 hat daher auf die Einstellung der Blende 6 keinen Einfluss mehr.
Wird nun nach dem Auflegen eines photographischen Kopierpapiers auf den Kopierpapierträger 5 der Auslöseschalter 32 der Belichtungsregeleinrichtung 12 betätigt, so wird durch das Relais 17 der Kopierlichtschalter 8 geschlossen und die Belichtung des Kopierpapieres beginnt. Da die Einstellung der Blende 6 nach dem Abschalten des Aussuchlichtes infolge des Offnens des Schalters 24 nicht mehr verändert worden ist, entspricht die Intensität des auf das Kopierpapier auftreffenden Kopierlichtes annähernd einem vorbestimmten Wert, welcher der auf einen vorbestimmten Wert eingestellten Intensität des vorher eingeschalteten, auf die Kopierebene auftreffenden Aussuchlichtes proportional ist.
Ist die Blende 6 bei Negativen extremer Dichte auf Anschlag eingestellt, so stellt die am Kopierpapier ankommende Kopierlichtintensität den zur Verfügung stehenden Extremwert dar, der dem obengenannten vorbestimmten Wert am nächsten liegt.
Sobald eine vorbestimmte Kopierlichtmenge auf die Photozelle 14 und somit auch auf das Kopierpapier aufgetroffen ist, öffnet das Relais 17 der Belichtungsregeleinrichtung 12 den Schalter N, die Belichtung des Kopierpapiers ist beendet.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Blendensteuereinrichtung 13 im einzelnen dargestellt.
Dort liegt am Wechselstromnetz 10, 11 ein übliches Netzanschlussgerät, das in bekannter Weise aus dem Transformator 33, dem Gleichrichter 34 und den Gliedern 35,36, 37 einer Siebkette besteht. Am Spannungsteiler 38, 39, 40 werden über die Leitungen 41, 42 die Betriebsspannugen für die Kathode und Anode zweier Regelröhren 43,44 abgenommen. Diese sind als Pentoden ausgebildet, deren Kathodenheizwicklungen in bekannter und daher nicht dargestellter Weise an Wechselstrom angeschlossen sind. Die Röhren 43,44 werden am Steuergitter über die Transformatoren 45, 46 mit zirka 1 V-Wechselspannung eingespeist.
Bei der in den Figuren dargestellten Stellung des Umschalters 15, 16 liegt die Photozelle 14 an den Kontaktelementen 27, 28 der Blendensteuereinrichtung 13 und bildet in diesem Fall zusammen mit dem Widerstand 47 einen Spannungsteiler, dessen mittlere Kontaktstelle 48 an das Steuergitter der Röhre 43 angeschlossen ist. Entsprechend der jeweiligen Stärke des Photostroms der Zelle 14 werden die Spannung am Steuergitter der Röhre 43 und somit der Arbeitspunkt dieser Röhre verschoben. Dabei ändert sich auch die Verstärkung dieser Röhre.
Ein Abgriff 49 des im Anödenkreis der Röhre 43 liegenden Widerstandes 50 ist über den Leiter 51 an das Steuergitter der Röhre 44 angeschlossen, so dass diese gegensinnig zur Röhre 43 gesteuert wird. Bei zunehmender Belichtung der Photozelle 14 steigt also die Ausgangswechselspannung der Röhre 43 an, während die Ausgangsspannung der Röhre 44 abnimmt.
Zwischen Kathode und Anode der Regelröhren 43,44 liegen die Primärwicklungen von Transformatoren 52,53, welche die Anodenwechselspannungen der Regelröhren 43,44
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transformieren und Gleichrichtern 54,55 zuführen. Diese sind mit Phasenbrücken verbunden, die in bekannter Weise aus je einem Kondensator 56, 57 und je einem Widerstand 58, 59 bestehen und durch Sekundärspulen von Transformatoren 60, 61 gespeist werden.
Beide Phasenbrücken sind mit Thyratrons 62,63 verbunden, die in Antiparallelschaltung sowie in Reihe mit dem Anker des Blendenantriebsmotors 20 und in Reihe mit dem Schalter 24 an der Sekundärspule eines Transformators 68 liegen. Die Kathodenvorspannung der Thyratrons 62,63 wird von den Mittelabgriffen 64,65 der Sekundärwicklungen der Transformatoren 60, 61 abgenommen. Die durch die Gleichrichter 54,55 gleichgerichteten und den an den Phasenbrücken 56, 58 bzw. 57,59 abgegriffenen Spannungen überlagerten Anodenspannungen der Regelröhren 43, 44 werden über die Leitungen 66,67 an die Gitter der Thyratrons 62,63 geführt. Infolge der Zwischenschaltung der obengenannten Phasenbrücken sind bei jedem der beiden Thyratrons 62,63 Gitter- und Anodenspannung gegeneinander um vorzugsweise 900 phasenverschoben.
Die Einrichtung ist so justiert, dass bei einer mittleren Transparenz des Negativs, die Anodenwechselspannungen der beiden Regelröhren 43,44 einander gleich sind. Die beiden Thyratrons 62,63 führen deshalb gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Ströme, die sich im Motorkreis aufheben ; der Anker des Motors 20, der als Gleichstrommotor mit permanentem Magnetfeld ausgebildet ist, steht.
Wird ein dünnes Negativ, also ein Negativ mit geringer Schwärzung, in die Negativbühne 2 eingelegt, so nimmt die Beleuchtungsstärke auf der Photozelle 14 zu, die Gleichspannung am Gitter der Röhre 43 steigt. Hiedurch wird die Verstärkung dieser Röhre grösser, die Anodenwechselspannung der Röhre 43 und damit auch die Gittergleichspannungskompo- nente des Thyratrons 62 werden grösser, so dass die Zündkennlinie des Thyratrons 62 später angeschnitten wird und der Strom durch die Röhre 62 abnimmt. Gleichzeitig verringert sich die Verstärkung der Regelröhre 44 und damit die Gleichspannungskomponente am
Gitter des Thyratrons 63, der Strom durch diese Röhre nimmt also zu.
Der Strom durch das Thyratron 63 wird deshalb durch den ent- gegengesetzt gerichteten Strom durch das Thyratron 62 nicht mehr vollständig kom- pensiert, der Anker des Motors 20 läuft ent- sprechend der Stärke und der Richtung des
Differenzstromes in der einen Richtung an.
Hiedurch wird die Blende 6 des Kopiergerätes so weit geschlossen, bis die Beleuchtungs- stärke auf der Photozelle 14 annähernd auf den vorbestimmten Wert zurückgeführt bzw. die Blende 6 auf Anschlag geschlossen ist.
Bei dichten Negativen, also bei solchen mit starker Schwärzung und geringer Transparenz, läuft der Regelvorgang in der andern Richtung
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Selbstverständlich sind zahlreiche Abwandlungen der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der Erfindung möglich. So kann z. B. die Steuerung der Kopierlichtintensität anstatt durch die Irisblende 6 auch durch verstellbare Blenden oder Lichtschwächungsmittel anderer Bauart oder auch durch einen verstellbaren elektrischen Widerstand im Stromkreis der Kopierlampe 1 erfolgen.
Im letztgenannten Fall steuert die Welle 21 des Motors 20 den Abgriff dieses Widerstandes.
Die Steuerung der Kopierlichtintensität durch Veränderung des Kopierlampenstromes kann unter Verzicht auf den Motor 20 und den obengenannten, im Lampenstromkreis angeordneten und vom Motor 20 gesteuerten Widerstand auch in der Weise erreicht werden, dass der Kopierlampenstrom auf elektronischem Wege von der Photozelle aus gesteuert wird, wie das von elektronischen Beleuchtungsregeleinrichtungen her bekannt ist.
Da hiebei die Intensitätssteuerung praktisch trägheitslos erfolgt, kann sie anstatt vor der Belichtung des Kopierpapiers auch während der Belichtung erfolgen.
Anstatt einer gemeinsamen Photozelle 14 für die beiden Einrichtungen 12, 13 können auch zwei Photozellen vorgesehen und je einer der Einrichtungen 12, 13 zugeordnet sein.
Die Photozelle 14 bzw. die statt dieser vorgesehenen zwei Photozellen der Einrichtungen 12, 13 können anstatt von dem vom Kopierpapier bzw. seinem Träger reflektierten Lichtstrahlen der Kopierlampe 1 auch von den vom Kopierpapier bzw. seinem Träger hindurchgelassenen Lichtstrahlen beeinflusst werden und demzufolge auch hinter der Kopierebene angeordnet sein. Zur Beleuchtung der Photozellen kann im Strahlengang der Kopiervorrichtung zwischen Negativebene und Kopierebene auch ein halbdurchlässiger Spiegel angeordnet sein.
Insbesondere im letzten Fall ist es möglich, den Auslöseschalter 32 mit dem Aussuchlichtschalter 7 zu kuppeln, so dass die Belichtungsregeleinrichtung 12 beim Abschalten des Aussuchlichtes selbsttätig ausgelöst wird. Allerdings ist dann das Kopierpapier bereits vor dem Einschalten des Aus- such lichtes auf den Träger 5 aufzulegen und während der Einschaltung des Aussuchlichtes durch eine automatisch betätigte Vorrichtung abzudecken, wie dies beispielsweise bei RoJlenkopiermaschinen üblich ist. Im übrigen kann der Auslöseschalter 32 auch durch eine andere, vor der Kopierbelichtung zu betätigende Einrichtung des Kopiergerätes, z. B. durch den Kopierdeckel, gesteuert werden.
An Stelle einer vollautomatischen Steuerung
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der Kopierlichtintensität kann die Einstellung der Kopierlichtintensität auch von Hand vor-
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photoelektrAnzeigevorrichtung zur Verwendung kommt, welche anzeigt, wann die Kopierlichtintensität annähernd auf den vorbestimmten Wert eingestellt ist. Diese Anzeigevorrichtung kann im einfachsten Fall aus einem photoelektrischen Belichtungsmesser mit einem Messinstrument bestehen, dessen Instrumentenzeiger durch Verstellen der Objektivblende oder eines Widerstandes im Kopierlampenstromkreis auf eine Festmarke einzustellen ist bzw. beim Kopieren von Negativen extremer Dichte so nah wie möglich an diese Festmarke heranzuführen ist.
Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich anstatt an einem optischen Kopiergerät auch an einem Kontaktkopiergerät verwirklicht werden. Sie ist auch im Zusammenhang mit Rollenkopiermaschinen verwendbar.
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Belichtung des Kopiermaterials zum Zweck der Gradationsbeeinflussung des Kopiermaterials aufweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Photographische Kopiervorrichtung mit einer photoelektrischen Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Belichtungszeit, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, an sich bekannte photoelektrische Einrichtung (13), durch welche die Intensität des auf das Kopiermaterial auftreffenden Kopierlichtes unabhängig von der Dichte der jeweiligen Kopiervorlage annähernd auf einen vorbestimmten Wert einstellbar ist.