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Geräte mit Belichtungsautomatik zur Herstellung von Photodrucken Die
Erfindung geht aus von einem bei Aufnahmekameras bekannten automatischen Belichtungsregler,
der von mehreren vorgegebenen Belichtungszeiten normalerweise die kürzeste auswählt
und die erforderliche Belichtung durch Regeln der Intensität einstellt.
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Es sind Einrichtungen zur automatischen Steuerung des Produktes Lichtintensität
X Belichtungszeit bekannt, bei denen eine bestimmte Lichtintensität vorgegeben,
mittels Photozelle gemessen und danach die Belichtungszeit geregelt wird.
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Ferner sind Geräte bekannt, bei denen die Steuerung dadurch erfolgt,
daß eine bestimmte Belichtungsdauer vorgegeben und der auf einer Fläche wirksam
werdende Lichtstrom hinsichtlich seiner Intensität durch eine Photozellen- und Blendenanordnung
gesteuert wird, also Geräte, die nach dem Prinzip »konstante Belichtungsdauer, variable
Intensität« arbeiten. In einer derartigen Vorrichtung wird die Intensität der Lichtquelle
durch eine selbst abgleichende Servovorrichtung eingestellt, bis das durch das Negativ
hindurchtretende Licht einen vorbestimmten Wert erreicht, was durch eine überwachende
Photozelle angezeigt wird, die das hindurchgetretene Licht mißt und mit einem Bezugspotential
verbunden ist, wobei das obenerwähnte Lichtmeßsystem einen Teil des Servomechanismus
bildet. Nachdem die Lichtintensität der Lichtquelle auf den erforderlichen Wert
eingestellt worden ist, wird die Blende geöffnet und durch einen Zeitgeber oder
eine- Meßuhr während einer fest eingestellten Belichtungsdauer geöffnet gehalten.
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Mit diesen Druckvorrichtungen können jedoch sehr dichte Vorlagen nicht
mehr zufriedenstellend kopiert werden, weil die Intensität der Lichtquelle, die
in Druckvorrichtungen dieser Art verwendet werden kann, unter anderem wegen der
erzeugten Hitze und der verfügbaren Stromquelle begrenzt ist.
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Dieser Mangel könnte durch Hinzunahme von einem oder mehreren Zeitgebern
überwunden werden, die eine längere Belichtungsdauer geben, jedoch würde dies die
Vorteile der selbsttätigen Steuervorrichtung aufheben, weil dann die Bedienungsperson
in der Lage sein müßte, an Hand des Negativs zu erkennen, wann der Zeitgeber für
die längere Belichtungsdauer in den Steuerstromkreis eingeschaltet werden muß.
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Eine andere Lösung dieses Problems würde durch einen Zeitgeber erreicht,
dessen Belichtungsdauer so groß ist, daß auch von den dichtesten Negativen mit der
vorhandenen Lichtquelle gute Kopien hergestellt werden können. Ein solches Verfahren
hätte jedoch eine untragbar geringe Produktionsgeschwindigkeit zur Folge, insbesondere
weil gewöhnlich weniger als 10 1/o aller Negative eine längere als die mit
handelsüblichen Lichtquellen bei kurzer Belichtungsdauer erzielte Belichtung erfordern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die erwähnten Mängel zu überwinden.
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Dies gelingt erfindungsgemäß durch die Anwendung eines für Aufnahmekameras
grundsätzlich bereits bekannten automatischen Belichtungsreglers, der von mehreren
vorgegebenen Belichtungszeiten normalerweise die kürzeste auswählt und die erforderliche
Belichtung durch Regeln der Intensität einstellt, auf ein photographisches Kopiergerät,
wobei außer je
einem für jede der Belichtungszeiten bestimmten Regelsystem
eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die bei überschreiten einer bestimmten Mindestdichte
der zu kopierenden Vorlage das Regelsystem mit der nächstlängeren Belichtungszeit
in Tätigkeit setzt.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen von Geräten zum optischen
Kopieren, die nach dem vorstehend geschilderten Prinzip arbeiten, an Hand der Zeichnung
näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine Schaltskizze eines Gerätes zur Herstellung
von Photodrucken, bei dem eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen
Belichtungsautomatik verwirklicht ist.
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Die Transparenz bzw. Dichte der zu druckenden und zu kopierenden Vorlagen
kann sehr verschieden sein, und trotzdem ist es wünschenswert, die Belichtungsdauer
möglichst kurz zu halten, damit die Leistungsfähigkeit der Anordnung möglichst hoch
ist. Es wurde daher ein Zeitgeberkreis für Kopiergeräte entwickelt, der in Abhängigkeit
von der Dichte des Originals eine kurze oder lange Belichtungsdauer einschaltet.
Ein die selbsttätige Belichtung bestimmender Servomechanismus steuert das aus einer
Lampe heraustretende Licht in Abhängigkeit von einer Bezugsphotozelle
25 und einer überwachungsphotozelle 27. Wenn die von der Bezugsphotozelle
25 geforderte Lichtstärke größer als das Maximum der Lichtstärke ist, die
von der Lichtquelle erzeugt werden kann, wird der Zeitgeber für die lange Belichtungszeit
erregt, und ein niedrigeres Bezugsniveau wird eingestellt, wodurch eine größere
Belichtung als bei Verwendung einer kurzen Belichtungszeit ermöglicht wird. Dadurch
erhält die Anordnung einen genügend großen Anwendungsbereich, der erlaubt, nahezu
alle vorkommenden Vorlagen unter Verwendung der verfügbaren Lichtstärke zu drucken.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
Verbindung mit einem Projektions-Photodrucker erläutert, bei dem ein Träger
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transparente Objektive oder Negative 11 trägt und sie in den Strahlengang
einer Lichtquelle 12 bringt, die die Negative durchleuchtet. Die Vorlage
11 kann ein schwarzweißes oder farbiges Negativ oder ein transparentes Positiv
sein, wie sie in der Technik bekannt sind. Das Bild auf der Vorlage 11 wird
durch die Projektionslinse L auf ein geeignetes Druckmaterial 13 projiziert,
das Über der Vorlage 11 durch einen geeigneten transparenten oder mit öffnungen
versehenen Träger 14 gehalten ist. Die Belichtung wird durch einen undurchsichtigen
Verschluß 15 gesteuert, der bei 16 schwenkbar gelagert ist und sich
zwischen einer verschließenden, in der Zeichnung dargestellten Stellung, bei der
er den Lichtdurchtritt auf das Druckmaterial verhindert, und einer geöffneten Stellung
bewegen läßt, in der er außerhalb des Strahlenganges ist und dem projizierten Licht
den Weg auf das Druckmaterial freigibt. Der Verschluß wird normalerweise durch eine
Feder 17 in seiner geschlossenen Stellung gehalten und wird durch einen Anker
18 einer Spule 18' geöffnet, wenn die Spule 18' erregt wird.
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Um die Belichtung zu ändern, ist zwischen der Lichtquelle und der
Vorlage 11 eine Irisblende 19
eingeschaltet. Diese Blende wird durch
einen vor-und rücklaufenden Servomotor 20 gesteuert, der mit dem einstellbaren Glied
der Blende durch ein Zahnrad 21 und ein Zahnseginent 22 verbunden ist, so daß der
Motor beim Antrieb in einer Richtung, in diesem Fall im Uhrzeigersinn, die Blende
zu einem größeren Lichtdurchlaß öffnet und die Blende schließt, wenn er sich in
entgegengesetzter Richtung dreht. Der Motor 20 ist über einen elektronischen Verstärker
23 in Ab-
hängigkeit von einem Signal aus einer die Abweichung feststellenden
Vorrichtung 24 angetrieben, in der zwei Eingangsspannungen miteinander verglichen
werden. Eine dieser Eingangsspannungen wird durch eine Bezugs- oder Standardphotozelle
25 erzeugt, die durch eine Bezugslampe 26 belichtet wird. Die andere
Eingangsspannung wird durch die überwachungsphotozelle 27 erzeugt und ergibt
sich aus dem durch die Vorlage 11 hindurchtretenden Licht. Die Überwachungsphotozelle,
ist so angeordnet, daß sie durch die diffuse Komponente des durch die Vorlage hini
durchtretenden Lichtes belichtet wird, und kann immer in ihrer Stellung verbleiben,
ohne daß sie das auf das Druckmaterial projizierte Bild der Vorlage stört. Wenn
die durch die Bezugsphotozelle 25 er-
zeugte Spannung größer ist als
diejenige von der überwachungsphotozelle, was bedeutet, daß die Bezugszelle mehr
Licht als die überwachungsphotozelle erhält, erzeugt die Vorrichtung 24 ein Signal,
das durch den Verstärker 23 verstärkt wird und das den Motor 20 veranlaßt,
sich in einer Richtung zu drehen, in der er die Irisblende öffnet, so daß mehr Licht
durch die Vorlage hindurch auf die überwachungsphotozeHe 27 fällt. Die Blende
wird so lange geöffnet, bis die Vorrichtung 24 von beiden Photozellen gleiche Eingangsspannungen
empfängt. Bei gleichen Signalen besteht keine Abweichung mehr, und der Motor hält
an. Der Servomechanismus, der hier beschrieben und gezeigt ist und den Umkehrmotor
20, den Verstärker 23 und die Vorrichtung 24 zur Anzeige der Abweichungen
enthält, ist hier nicht in ihren Einzelheiten erläutert, weil derartige Servomechanismen
in den verschiedenen Formen im Handel erhältlich und insbesondere auch bekannt sind,
beispielsweise durch das USA.-Patent 2 521954. Die vorliegende Erfindung
soll nicht auf die Verwendung einer einstellbaren Irisblende 19 zum Einstellen
der Beleuchtungsstärke beschränkt sein; das gleiche Ergebnis kann auch dadurch erzielt
werden, daß der Motor des Servomechanismus einen Widerstand in dem Stromkreis der
Lichtquelle einstellt. Es ist auch möglich, einen von einem Motor angetriebenen
Keil mit wachsender Dichte zum Ändern der Beleuchtungsstärke zu verwenden, wie dies
bereits in dem USA.-Patent 2 464 162 vom 8. 3. 1949 (Erfinder: Tuttle
u. a.) beschrieben ist. Da in der letztgenannten Patentschrift auch eine besondere
Art einer einstellbaren Irisblende vollständig beschrieben ist, die in der erfindungsgemäßen
Druckvorrichtung verwendet werden kann, erscheint es nicht notwendig, ihren Aufbau
hier mehr als schematisch zu erläutern.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist der erzeugte Photostrom der Bezugsphotozelle
25 durch die Helligkeit der Bezugslampe 26 bestimmt, die durch in
Reihe mit ihr liegende Widerstände 30 bis 33 eingestellt wird, die
dadurch ausgewählt werden, daß der eine oder der andere der von Hand betätigbaren
Schalter29 oder 36 geschlossen wird. Die Auswahl der Reihenwiderstände
30 bis 33 und damit die entsprechende Betätigung der Schalter
29 oder 36 hängt von der gewünschten Belichtung ab, nachdem der Arbeiter
die Vorlage begutachtet und erfahrungsgemäß festgestellt hat, welcher der Schalter29
oder 36 geschlossen werden muß. Mit dem Einschalten der Bezugslampe
26 wird ein selbsttätiger Druckvorgang gestartet.
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Um einen Druckvorgang zu starten, wird entweder der Schalter
29 oder der Schalter 36 geschlossen. Wie oben erwähnt ist, hängt die
Wahl des Schalters 29
oder 36 von der zum Drucken gewünschten Lichtmenge
ab, und in der Praxis können fünf oder mehr derartiger Stufenschalter und mit ihnen
verbundene Steuerkreise vorgesehen sein, obgleich der Einfachheit halber hier nur
zwei dieser Kreise gezeichnet sind. Um die Erläuterungen zu vereinfachen, wird
nur
beschrieben, was geschieht, wenn nur ein Schalter 29 geschlossen ist, obwohl
es leicht einzusehen ist, daß die gleichen Schaltungen erfolgen, jedoch in verschiedenen
Steuerkreisen und Elementen, wenn der andere Schalter 36 geschlossen wird.
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Wenn der Handschalter 29 für einen Augenblick geschlossen wird,
wird das Steuerrelais CR3 von der Spannungsquelle 40 über den normalerweise geschlossenen
Kontakt 56 des Relais CR, erregt und hält sich über seinen eigenen Kontakt
381 der parallel zum Schalter 29 liegt. Bei erregtem Relais CR
3 ist sein K ontakt 41 geschlossen, und die Stromquelle
37 ist mit einem Steuerkreis verbunden, der die Widerstände 30 und
31 enthält, die zur Strombegrenzung der Bezugslichtquelle 26 dienen.
Der Widerstand 30 ist kleiner als der Widerstand 31, so daß die Lichtquelle
26 heller brennt, wenn der Widerstand 30 in ihrem Stromkreis liegt,
als wenn der Widerstand 31 vorgeschaltet ist. Der Widerstand 30 wird
normalerweise durch den Kontakt 45 eines Relais CR1 in den Stromkreis der Bezugslichtquelle
26 eingeschaltet, so daß, sobald der Schalter 29 geschlossen ist,
die Lichtquelle 26 die hellere von zwei möglichen Lichtstärken dieser durch
den Schalter 29 bedingten Auswahl annehmen wird. Wenn die Bezugslampe mit
konstanter Helligkeit leuchtet, erzeugt die Bezugsphotozelle 25 ein Signal,
das verwendet wird, um die Irisblende 19 aus ihrer geschlossenen Stellung
zu öffnen.
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Ein anderer Kontakt 46 verbindet zwei Verzögerungsrelais 47 und 48
mit der Stromquelle 37. Nachdem so viel Zeit verstrichen ist, daß der Motor
20 einen Ausgleich erreicht hat, schließt das eine Verzögerungsrelais 48 den Schalter
49, wodurch der Zeitgeber 50 für die kurze Belichtungszeit an die Stromquelle
B angelegt und erregt wird. In diesem Steuersystem sind zwei Belichtungszeiten und
daher zwei Zeitgeber verwendet. Der Zeitgeber für die kurze Zeit kann annähernd
1 Sekunde dauernde Impulse abgeben, der Zeitgeber für die lange Belichtungszeit
Impulse von etwa 6 Sekunden Dauer. Der Zeitgeber 50 für die
kurze Zeit und der Zeitgeber 51 für die lange Zeit können wahlweise zur Steuerung
der Blende 15 eingeschaltet werden. Die Zeitgeber an sich können irgendwelche
bekannte, im Handel erhältliche Geräte sein. Da der Aufbau der Zeitgeber für die
vorliegende Erfindung nicht wichtig ist, sondern nur ihre Funktion, ist jeder Zeitgeber
in der Zeichnung nur schematisch durch ein Verzögerungsrelals dargestellt, das eine
Spule C enthält, die bei Erregung den normalerweise offenen Steuerschalter
S schließt. Der Steuerschalter S wird, wenn die Spule C erregt
ist, eine für den Zeitgeber charakteristische Zeit lang geschlossen gehalten und
daraufhin unabhängig davon wieder geöffnet, ob die Spule noch erregt ist oder nicht.
Wenn der Zeitgeber 50 für die kurze Zeit erregt ist, ist die Spule
18' mit der Stromquelle 52
verbunden, und der Verschluß wird so lange
geöffnet, wie durch den Zeitgeber für die kurze Zeit bestimmt wird. Danach wird
die Verschlußspule abgeschaltet, und der Verschluß schließt sich unter der Wirkung
einer Feder 17.
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Sobald sich der Verschluß öffnet, wird ein beweglicher Kontakt
53 eines Umschaltekontaktes 54, der in eine Öffnung 55 des Ankers
18 eingreift oder auf andere Weise an ihm befestigt ist, in eine Lage bewegt,
die der in der Zeichnung -dargestellten Lage entgegengesetzt ist und in der er das
Relais CR , kurzschließt, welches dann abfällt und seinen Kontakt 56
in dem
Haltestronikreis des Relais CR, öffnet. Durch den Anker 18 wird jedoch gleichzeitig
ein parallel zu dem Kontakt 56 des Relais CR2 liegender Schalter
57
so lange geschlossen, wie die Blende geöffnet bleibt. Das Relais CR, bleibt
also während des Arbeitsspieles des Verschlusses erregt. .
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Wenn die Belichtungszeit zu Ende geht und der Schalter S in
dem Zeitgeber geöffnet wird, wird die Verschlußspule abgeschaltet, und der Verschluß
schließt, wobei der bewegliche Kontakt 53 und der Schalter 57 in ihre
in der Zeichnung dargestellten Ausgangslagen zurückkehren. Der Schalter 54 legt
das Relais CR, an die Spannungsquelle und erregt es, da jedoch dieses Relais erst
verzögert anspricht, kommt es nicht sofort. Andererseits öffnet der Schalter
57, sobald der Verschluß geschlossen wird. Während der Zeit, in der der Schalter
57 geöffnet ist und der Kontakt 56 des Relais CRI, noch nicht geschlossen
ist, ist der Haltestromkreis für das Relais CR, unterbrochen. Dadurch fällt das
Relais CR, ab und wird erst wieder erregt, wenn einer der Schalter 29 oder
36 für einen Augenblick geschlossen wird. Die Kontakte 41 und 46 des Relais
CR, werden geöffnet, sobald das Relais abfällt, so daß die Bezugslichtquelle und
die Zeitverzögerungskreise abgeschaltet sind.
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Wenn jedoch die Vorlage 11 sehr dicht ist oder so dicht ist,
daß bei Verwendung der größten, mit der Lichtquelle 12 erreichbaren Lichtstärke
und der kurzen Belichtungszeit, z. B. 1 Sekunde, ein zufriedenstellender
Druck nicht erhalten werden kann, muß eine längere Belichtung gegeben werden, und
das Steuersystem bewirkt dies selbsttätig durch Vergrößerung der Belichtungszeit,
wie im folgenden beschrieben wird, und, bei Bedarf, Verkleinerung der Lichtintensität
der Lichtquelle 12. Wenn ein sehr dichtes Negativ 11 in die Negativebene
eingeführt ist, wird das durch das Negativ hindurchgetretene Licht nicht genügen,
um in der überwachungsphotozelle 27 ein Signal zu erzeugen, das gleich dem
von der Bezugsphotozelle 25 erzeugten Signal ist, das der Lichtstärke der
Bezugsbeleuchtung 26 entspricht. Der Blendenmotor 20 wird daher die Blende
19 vollständig öffnen. Wenn die Blende annähernd geöffnet ist, berührt das
Zahnsegment 22 oder ein anderes Teil des Bewegungsmechanismus der Blende einen Ansatz
60 und schließt den Schalter 61 in dem Umschaltstromkreis
62, bevor das zeitlich verzögerte Relais 48 den Arbeitskreislauf gestartet
hat.
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Durch das Schließen des Schalters 61 durch die Blende wird
die Spule des Steuerrelais CR1 erregL Ein Kontakt 65 des Relais CRI schließt
einen Nebenschluß zu dem Schalter 61 und hält das Relais, wenn der Schalter
61 sich wieder öffnet. Ein zweiter Kontakt 66 des Relais CR1 schaltet
den den Stromkreis startenden Zeitgeber auf einen eine längere Zeitverzögerung enthaltenden
Stromkreis, der ein Relais 47 enthält, das eine zusätzliche Zeit für das Einspielen
des Lichtausgleichkreises vor der Betätigung des Verschlusses erlaubt.
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Ein dritter Kontakt 67 des Relais CR1 legt den Erregerkreis
für die Zeitgeber von dem Zeitgeber 50
auf den Zeitgeber 51 für die
lange Belichtungszeit um. Der vierte Kontakt 45 des Relais CR, legt den größeren
Widerstand 31 in den Stromkreis der Bezugslichtquelle 26, so daß diese
eine geringere Intensität erhält. Die niederigere Ausgangsspannung der Bezugsphotozelle
25 bewirkt, daß der Motor 20
die Blende 19 so weit
schließt, bis das die überwachungsphotozelle 27 erreichende Licht auf einen
Wert zurückgeführt ist, der dem neuen Bezugsniveau entspricht. Da das Verzögerungsrelais
47 eine zusätzliche Zeit verzögert, geschieht dies, bevor der Verschluß geöffnet
wird. WeW die Verzögerungszeit des Relais 47 verstrichen ist, erhält der Zeitgeber
51 für die längere Belichtungszeit einen Startimpuls, durch den Kontakt
67 des Umschaltrelais CR1. Die Verschlußspule 18' wird unabhängig
davon, ob der Zeitgeber 50 oder der Zeitgeber 51 im Stromkreis liegt,
in der gleichen Weise von der Stromquelle 52 erregL Wenn die Belichtung beendet
ist, d. h. wenn der Verschluß 15 geschlossen ist, wird der Kontakt
41 des Relais CR, geöffnet, und die Bezugslichtquelle26 erlischt, wodurch der Motor
20 die Blende vollständig schließt und wodurch die Möglichkeit ausgeschaltet wird,
daß der Schalter 61 noch betätigt wird, sobald der Wiederholungsschalter
70 einen Augenblick lang geöffnet wird, damit das Umschaltrelais CR, in seine
Ausgangsstellung zurückkehren kann.
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Wenn an Stelle des Einstufenschalters 29 der Einstufungssehalter
36 gedrückt wird, wird das Arbeitsspiel in der oben beschriebenen Weise mit
der Ausnahme ablaufen, daß nun an Stelle des Relais CR, das Relais CR4 erregt wird
und an Stelle der Kontakte 41 und 46 des Relais CR 3 die Kontakte
71 und 72 des RelaisCR, geschlossen werden. Bei geschlossenem Kontakt72
ist die Bezugslichtquelle 26 je nach der Stellung des Kontaktes 45' des Relais
CR, entweder über den Widerstand32 oder den Widerstand 33 mit der Spannungsquelle
37 verbunden. Der Widerstand 32 ist kleiner als der Widerstand
33;
im erstgenannten Falle brennt daher die Bezugslichtquelle 26 mit
einer größeren Lichtstärke, als wenn der Widerstand 33 in ihrem Stromkreis
liegt. Wie bei dem oben beschriebenen Arbeitsspiel wird der Widerstand
32 in den gleichen Stromkreis wie der Zeitgeber 50 für
die kurze Zeit gelegt und wird durch den Umschaltekontakt 45' bei Erregung des Relais
CR1 durch den Widerstand 33 ersetzt, wobei das Relais CR1 durch Schließen
des Schalters 61 im Umschaltstromkreis durch den Antriebsmechanismus der
Blende geschlossen wird, wenn diese nahezu vollständig geöffnet ist. Wenn der Widerstand
33 in dem Stromkreis der Bezugslichtquelle liegt, legt das Relais CR1, wie
oben beschrieben, auch den Zeitgeber 51
für die lange Belichtungszeit an die
Stelle des Zeitgebers 50 in den Stromkreis. Wenn der Kontakt 71
des
Relais CR., geschlossen ist, sind die zwei Verzögerungsrelals 47 und 48 in derselben
Weise mit der Stromquelle 37 verbunden, wie wenn der Kontakt 46 des Relais
CR, geschlossen wäre.
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Verschiedene andere Ausführungsforinen der Erfindung können verwirklicht
werden. Die zwei Beleuchtungsniveaus, die durch die Einstufungsschalter
29 und 36 ausgewählt werden können, können durch eine beliebige Anzahl
von den verschiedenen Herstellungsbedingungen der Drücke angepaßten Stufen erweitert
werden. Anstatt als Bezugsgröße die Photo-zelle 25 und eine Bezugslichtquelle
26 zu verwenden, kann man auch verschiedene von einer Spannungsquelle, beispielsweise
der Batterie 37, abgenommene Potentiale als Bezugsnormale verwenden.
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Obgleich dieser Steuerkreis der Druckvorrichtung Vorlagen angepaßt
ist, deren Dichte in einem großen Bereich schwanken kann, arbeitet die Vorrichtung
so, daß die Leistung der Druckvorrichtung stets möglichst groß ist. Unter normalen
Arbeitsbedingungen arbeitet die Steuervorrichtung mit der größten Lichtstärke und
der kürzesten Belichtungszeit und schaltet selbsttätig eine längere Belichtungszeit
und eine geringere Lichtstärke nur dann ein, wenn die Dichte der Negative so groß
ist, daß sie nicht einwandfrei durch die eingestellte kurze Belichtungszeit abgedruckt
werden können. Da im allgemeinen nicht mehr als 10 1/o der Negative eine
längere Belichtungszeit erfordern, ist einzusehen, daß diese Steuervorrichtung die
Leistung des Druckers auf einem Maximum hält.