DE2161833A1

DE2161833A1 - Elektrostatische Reproduktionseinrichtung

Info

Publication number: DE2161833A1
Application number: DE19712161833
Authority: DE
Inventors: James Martin Rochester; Mueller Daniel Lee Fairport; N.Y. Donohue (V.StA.). G03g 15-00
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1970-12-14
Filing date: 1971-12-13
Publication date: 1972-06-29
Also published as: IT949519B; AU473207B2; DE2161833B2; SE386750B; NL7116959A; BR7106840D0; CA964715A; FR2118731A5; GB1376628A; AU3687271A; CA967228A; ES397853A1; BE776600A; NL170191C

Description

Rochester. N.Y. 14 605
V. St. A.

Elektrostatische Reproduktionseinrichtimg

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Reproduktionseinrichtung mit einem bewegten Aufzeichnungsträger in Form eines endlosen Bandes, an dessen Verlauf eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrostatischer latenter Bilder, eine Entwicklungsvorrichtung und eine Bildübertragungsvorrichtung angeordnet sind, der Kopieblätter nacheinander aus einem Blattvorrat zugeführt werden.

In elektrostatischen Reproduktionsmaschinen, die mit einem Aufzeichnungsträger in Form eines endlosen Bandes arbeiten, sind verschiedene Verfahrensstationen vorgesehen, mit denen eine gleichmäßige elektrostatische Aufladung, eine Bestrahlung, eine Entwicklung, eine Bildübertragung, eine Reinigung usw. während eines Kopierzyklus durchgeführt werden. Für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb dieser Maschinen ist es von Wichtigkeit, daß die einzelnen Verfahrensstationen in der richtigen Zeitfolge und Zeitsteuerung betätigt werden, um auch die Ausrichtung der Kopieblätter abhängig von allen Verfahrensschritten relativ zu den erzeugten Bildern immer richtig beizubehalten. Die Kopieblätter müssen der Bildübertra-

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gungsstation sicher land genau in Abstimmung auf die Erzeugung elektrostatischer latenter Bilder zugeführt werden. Die richtige Orientierung eines jeden Blattes mit dem an der Bildübertragungsstation übernommenen Bild, die sichere Entfernung oder Ablösung eines jeden Blattes zu einem genau vorgegebenen Zeitpunkt und die damit verbundene kontinuierliche Transportbewegung eines jeden Blattes zu dessen weiterer Verarbeitung sowie die Feststellung von Transportfehlern sind gleichfalls von Wichtigkeit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, elektrostatische Reproduktionseinrichtungen mit bandförmigen Aufzeichnungsträgern so zu verbessern, daß die vorstehend aufgezeigten Erfordernisse der Zeitsteuerung im Sinne eines optimalen Wirkungsgrades insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb erfüllt werden.

Eine Reproduktionseinrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein Transport für die Kopieblätter vorgesehen ist, der jeweils ein Kopieblatt für jede Betätigung der Bildübertragungsvorrichtung an diese heranführt, daß der Bilderzeugungsvorrichtung und dem Transport eine Programmsteuerung zugeordnet ist, die den Transport in zeitlicher Abstimmung auf den Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung steuert und für jeweils einen Zeitzyklus einstellbar ist, der durch eine abhängig von der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers gesteuerte Rückstellvorrichtung rückstellbar ist.

Der Betrieb der einzelnen Verfahrensstationen kann bei einer solchen Reproduktionsmaschine abhängig von der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers gesteuert werden, welche durch ein besonderes Element übernommen wird. Hierzu kann vorzugsweise die Bildübertragungsrolle dienen. Es kann ferner ein Zeitgeber vorgesehen sein, der laufend Zyklen einer Reihe elektrischer Impulse erzeugt, von denen bestimmte den Betrieb der einzelnen

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Verfahrensstationen einleiten. Die Drehzahl der Bildübertragungsrolle zur derartigen Programmsteuerung gibt direkt die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers an, wobei bestimmte Stellungen der Rolle zur Impulserzeugung und zur Rückstellung eines jeden Zyklus ausgenutzt werden können. Die Rückstellung erfolgt für jedes Kopieblatt und einen Abstand zum jeweils nächsten Blatt bzw. jeweils nach einer Zeit, die der Zeit zwischen den Belichtungsvorgängen bei der Bilderzeugung entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Erläuterung ihrer weiteren Merkmale und Wesenszüge im folgenden anhand der Figur beschrieben, die eine schematische Schnittdarstellung einer nach der Erfindung aufgebauten Reproduktionsmaschine zeigt.

In der Figur ist eine elektrostatische Reproduktionsmaschine dargestellt, in der die verschiedenen Komponenten des durchzuführenden Verfahrens schematisch gezeigt sind. Wie bei allen elektrostatischen Einrichtungen, beispielsweise der dargestellten xerografisehen Maschine, wird ein Lichtbild eines zu reproduzierenden Originalbildes auf die sensitivierte Oberfläche eines xerografischen Aufzeichnungsträgers projiziert, um darauf ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Danach wird das latente Bild mit einem ihm entgegengesetzt geladenen Entwicklerstoff entwickelt, der Trägerteilchen und gegenüber diesen kleinere Tonerteilchen enthält, welche reibungselektrisch an den Trägerteilchen anhaften. Die Tonerteilchen erzeugen ein xerografisches Pulverbild, das dem latenten Bild entspricht. Das Pulverbild wird dann elektrostatisch auf einen Bildträger übertragen, auf dem es durch eine Einschmelzvorrichtung fixiert werden kann, so daß es dauerhaft an den Bildträger anhaftet.

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Das elektrostatisch anziehbare Entwicklungsmaterial, welches allgemein bei der Magnetbürstenentwicklung verwendet wird, enthält ein pigmentiertes Kunstharzpulver, das auch als "Toner" bezeichnet wird, sowie ^wTrägerteilchen'¹ in Form größerer Körner, die einen Stahlkern haben und mit einem Material beschichtet sind, das einen Abstand innerhalb der reibungselektrischen Reihe gegenüber dem Tonermaterial hat, so daß eine reibungselektrische Ladung zwischen den beiden Komponenten des Entwicklungsmaterials erzeugt wird. Die magnetisierbaren Trägerteilchen erzeugen auch eine mechanische Steuerung für die Erzeugung der Borsten einer Magnetbürste in magnetischen Feldern, so daß der Toner leicht gehandhabt und in Kontakt mit der bestrahlten xerografischen Fläche gebracht werden kann. Der Toner wird dann an dem elektrostatischen latenten Bild von den Trägerborsten abgelöst und erzeugt ein sichtbares Pulverbild auf der Isolierstofflache des Aufzeichnungsträgers.

Bei der dargestellten Maschine wird ein zu kopierendes Originalbild D auf eine transparente Auflageplatte P aufgelegt, die in einer Beleuchtungsvorrichtung 10 fest angeordnet ist. Wenn das Bild auf der Platte aufliegt, wird es durch das Beleuchtungssystem bestrahlt, wodurch bildmäßig verteilte Strahlen entstehen, die den Informationsbereichen des Originalbildes entsprechen. Die Bildstrahlen werden mittels eines optischen Systems .11 an eine Belichtungsstelle A projiziert, so daß sie auf die lichtempfindliche Oberfläche einer bewegten xerografischen Platte in Form eines flexiblen fotoleitfähigen Bandes 12 einwirken können. Bei Bewegung in der dargestellten Pfeilrichtung und vor Erreichen der Belichtungsstation A wird der zu bestrahlende Teil des bandförmigen Aufzeichnungsträgers gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen, wozu eine Korona-Entladungsvorrichtung 13 vorgesehen ist, die an einem Bandverlauf zwischen Führungsrollen 14 und 15 angeordnet ist. Die Belichtungsstation liegt zwischen der Rolle 14 und einer dritten Führungsrolle 16, und der Bandverlauf zwischen diesen Rollen ist vollständig durch die Belichtungsstation umgeben, so

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daß der für das Band und seine Führungsrollen erforderliche Raum minimal ist.

Durch die Bestrahlung der Bandoberfläche mit dem Lichtbild wird die fotoleitfähige Schicht in den bestrahlten Bereichen entladen, wodurch auf dem Band ein elektrostatisches latentes Bild entsteht, dessen Verteilung dem Lichtbild entspricht, welches vom Original von der Auflageplatte her projiziert wurde. Wenn die Bandoberfläche weiter bewegt wird, gelangt das elektrostatische Bild um die Rolle 16 herum durch eine Entwicklungsstation B, die an einem dritten Bandverlauf angeordnet ist und an der eine Entwicklungsvorrichtung 17 vorgesehen ist. Zur Haltung des Bandes in allen drei Verläufen in flacher Lage können geeignete, nicht dargestellte Vorrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise ünterdruckflachen oder Spannvorrichtungen, wobei der Bandverlauf für die Entwicklungszone B in einer geneigten Ebene gehalten wird. Die Entwicklungsvorrichtung 17 enthält mehrere Magnetbürsten, die den Entwicklerstoff an die benachbart angeordnete Fläche des aufwärts bewegten und geneigten fotoleitfähigen Bandes 12 transportieren, so daß das elektrostatische latente Bild entwickelt werden kann.

Venn der Entwicklerstoff auf das xerografische Band aufgebracht wird, werden die Tonerteilchen elektrostatisch an die Bandoberfläche gebunden und erzeugen Pulverbilder. Infolge dieses Vorganges müssen zusätzliche Tonerteilchen dem Entwicklerstoff in einer dem Tonerverbrauch entsprechenden Menge beigegeben werden. Zu diesem Zweck ist eine Eingabevorrichtung 18 vorgesehen, die den Toner je nach Erfordernis genau bemessen in die Entwicklungsvorrichtung 17 eingibt.

Das entwickelte elektrostatische Bild wird durch das Band 12 zu einer Bildübertragungsstation C gebracht, die an einer tangenten Stelle des Bandes angeordnet ist, wenn dieses um die Rolle 15 herumgeführt wird. Hier wird ein Blatt Kopiepapier synchron mit dem Band an dieses heranbewegt, um die

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Übertragung des entwickelten Bildes zu gewährleisten. Es ist an dieser Stelle eine Bildübertragungsrolle 19 vorgesehen, die am Rahmen der Maschine gelagert ist und die dem Bild abgewandte Seite eines jeden Kopieblattes berührt, wenn dieses an das Band 12 herangeführt wird. Die Rolle 19 hat eine elektrische Vorspannung ausreichender Höhe, um eine elektrostatische Übertragung des entwickelten Bildes vom Band 12 auf das Kopieblatt S zu bewirken, wenn dieses in Kontakt mit dem Band gebracht wird. Gleichzeitig kann das Kopieblatt dadurch an der Rolle 19 anhaften. Ein Abstreiffinger oder eine Druckluftvorrichtung 21 dient zur Ablösung des Blattes von der Rolle, so daß das Blatt aufgenommen und durch einen Unterdruckförderer 22 weitertransportiert werden kann. Während das jeweilige Blatt an der Rolle 19 anhaftet, wandert es nur um einen kurzen Betrag, bevor es durch die Abstreichvorrichtung 21 abgelöst wird. Anordnungen wie Abstreichschienen und Ablöseelemente, die auf der Rolle 19 befestigt sind, können anstelle des Abstreifers 21 zur Ablösung der Vorderkante eines jeden Kopieblattes vorgesehen sein, so daß eine richtige Anordnung des jeweiligen Blattes auf der Rolle sowie eine Ablösung zu einem genau vorgegebenen Zeitpunkt bzw. eine Aufnahme durch den weiteren Förderer gewährleistet ist. Die zeitliche Steuerung der Ablösung einer jeden Blattkante kann abhängig von der Zuführung frischer Blätter von einem Blattstapel während derselben Zeitperiode erfolgen.

Es ist ferner ein Blattfördermechanismus vorgesehen, der Papierblätter nacheinander von einer Vorratseinrichtung 23 dem gleichzeitig um die Rolle 15 herumgeführten entwickelten Bild auf dem bandförmigen Aufzeichnungsträger zuführt. Eine Programmierungsvorrichtung ist mit der Einrichtung 23, der Ablösevorrichtung 21 und der Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung des elektrostatischen latenten Bildes auf dem Band 12 verbunden und steuert den gesamten Vorgang derart, daß ein entwickeltes Bild an der BildUbertragungsstation C in zeitlicher Abstimmung auf die Ankunft eines Papierblattes eintrifft und daß gleichzeitig die Ablösevorrichtung 21 zu dem genauen Zeit-

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punkt betätigt wird, der für das einwandfreie Arbeiten der Bildübertragung maßgeblich ist.

Die Programmsteuerung für die mit der Reproduktionsmaschine durchzuführenden Verfahrensschritte erfolgt durch eine Steuerung in Zeitschritten, wobei eine Reihe elektrischer Impulse pro Kopie erzeugt wird, beispielsweise in der Größenordnung von 1000 Impulsen pro Kopie. Diese Anzahl wird dann zurückgestellt, wenn sie nach Ablauf einer gewissen Zeit erreicht ist. Da das Band 12 auf seinen Führungsrollen während des Hochgeschwindigkeitsbetriebes wandern kann oder eine unerwünschte Quernaht aufweisen kann, wird die Rückstellung der Zeitteilung direkt auf das Band bezogen. Dies erfolgt durch Ausnutzung der Bild-Übertragungsrolle 19, die direkt dem Band zugeorÄiet ist und sich mit ihm gemeinsam zu jedem Zeitpunkt bewegt. Es ist ferner ein Rückstellmechanismus vorgesehen, der für jede Rollenumdrehung zurückgestellt wird. Es kann jedoch auch jedes andere Abtastelement für das Aufzeichnungsband anstelle der Bildübertragungsrolle vorgesehen sein.

Die Programmsteuerung erfolgt mittels eines Zeitgebers T, der mechanisch auf der Achse der Rolle 19 montiert ist und sich mit ihr gemeinsam dreht. Dieser Zeitgeber ist so eingestellt, daß er in vorstehend beschriebener Weise eine vorbestimmte Anzahl von Zeitimpulsen durchläuft, wobei jeder Maschinenschritt oder jeder Verfahrensschritt so einstellbar ist, daß er bei einem ganz bestimmten Impuls auftritt. Eine andere Möglichkeit der schrittweisen Zeitgabe oder Impulserzeugung besteht darin, daß der Antriebsmotor für die Rolle 22 und das Band 12 die Impulse liefert, wobei die Rückstellung bei jeder Umdrehung der Rolle 19 erfolgt. In der dargestellten Ausführungsform tritt für jede Umdrehung der Rolle 19 eine Folge von Betriebsschritten der Maschine bzw. ihrer Verfahrenseinrichtungen auf, so daß nach jeder Rollenumdrehung der Zeitgeber automatisch auf den Zeitpunkt Null zurückgestellt wird

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und eine weitere Zeitfolge einleiten kann. Der Durchmesser der Rolle 19 ist so bemessen, daß er etwas größer als die Breite eines Kopieblattes ist, um eine Anpassung an die Blattbreite und den gewünschten Abstand zwischen den einzelnen Blättern zu verwirklichen. Die Zuführung eines jeden Blattes zur Bildübertragungsrolle an eineggenau vorgegebenen Stellung, die für alle Blätter übereinstimmt, kann als Startpunkt oder Zeitpunkt Null für jeden Zeitsteuerzyklus gewertet werden. Wird ein anderer Durchmesser für die Bildübertragungsrolle 19 verwendet, so muß dieser ein derartiges Verhältnis zur Zeitteilung des Zeitzyklus haben, daß die Rückstellung nach einem Abstand erfolgt, der gleich der Breite eines Kopieblattes zuzüglich eines Abstandes zwischen den Einzelblättern ist. Dieser Zeitraum entspricht auch der Zeit zwischen den einzelnen Beleuchtungsvorgängen in der Bilderzeugungsvorrichtung. Eine logische Steuereinrichtung L ist mit dem Zeitgeber, dem Papiertransport 23, dem Beleuchtungssystem 10 und der Ablösevorrichtung 21 verbunden und so eingestellt, daß diese Vorrichtungen durch den Zeitgeber T in genauer Zeitfolge betätigt werden. Da das Aufzeichnungsband 12 durch die Bildstrahlen blitzartig, dabei jedoch fortlaufend bestrahlt wird, kann es mehrere elektrostatische latente Bilder enthalten, wobei zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung und der Bildübertragungsstelle beispielsweise fünf oder mehr Bilder liegen können. In ähnlicher Weise kann der. Transportweg für die Kopieblätter zwischen der Vorrichtung 23 und der Bildübertragungsstelle drei oder mehr Blätter enthalten. Jeder in sich abgeschlossene Zeitzyklus, der durch den Zeitgeber T eingeleitet wird, kann dann eine Betriebsfolge der vorstehend genannten Einrichtungen in einer Reihenfolge bewirken, die mehrere Bilder, Bildübertragungsvorgänge und Zuführungen von Kopieblättern verarbeitet. Mit anderen Worten, die Programmsteuerung kann die zeitliche Steuerung für fünf oder mehr Zeitsteuerzyklen gleichzeitig verwirklichen. Beispielsweise kann die Ablösevorrichtung 21 beginnend mit dem Zeitpunkt Null zum Ablösen der Vorderkante eines Kopieblattes von der Rolle 19 eingeschaltet werden. Dieses Blatt

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wurde vorher von dem Vorratsstapel in einem vorhergehenden Zyklus abgenommen. Der zeitlich danach liegende Vorgang kann eine Blitzbelichtung des Bandes an der Belichtungsstelle auslösen. Das entwickelte BiIi, welches zum Zeitpunkt Null des hier betrachteten Zyklus auf ein Kopieblatt übertragen wird, wurde beispielsweise fünf Zeitzyklen früher durch Bestrahlung erzeugt. Bei Weiterführung des hier betrachteten Zeitzyklus kann die Ablösevorrichtung nochmals betätigt werden, um die Vorderkante eines weiteren Kopieblattes von der Rolle 19 abzulösen. Wenn diese Rolle sich weiterdreht und damit den Betrieb des Zeitgebers T aufrecht erhält, können andere Vorrichtungen eingeschaltet werden, um den Reproduktionsvorgang aufrecht zu erhalten. Beispielsweise können mehrere Auswertevorrichtungen (nicht dargestellt) für Transportfehler der Kopieblätter im Transportweg angeordnet sein und nacheinander für verschiedene Kopieblätter abgetastet werden, um sicherzustellen, daß sich diese an der jeweils richtigen Stelle befinden. Bei Freigabe eines Kopieblattes von der Bildübertragungsrolle 19 nach dessen Anordnung auf dieser Rolle bei Beginn des Zeitzyklus beginnt ein neuer Zeitzyklus, der die vorstehend beschriebene Serie von Betriebsschritten erneut einleitet.

Nachdem das Kopieblatt vom Band 12 abgelöst ist, wird es mit dem Fördersystem 22 in eine Fixiereinrichtung 24 geführt, in der das entwickelte und übertragene xerografische Pulverbild auf dem Blatt dauerhaft fixiert wird. Nach diesem Vorgang wird die fertige Kopie aus der Maschine an einer geeigneten Stelle ausgegeben, an der sie außerhalb der Einrichtung gesammelt werden kann. Die restlichen auf dem Aufzeichnungsträger noch vorhandenen Tonerteilchen, zu denen auch in den Hintergrundflächen abgelagerte Teilchen und nicht übertragene Teilchen gehören, werden auf dem Band 12 einer Reingiguijgvorrichtung zugeführt, die im Verlauf des Bandes zwischen den Rollen 14 und 15 nahe der Ladevorrichtung 13 angeordnet ist. Die Reinigungsvorrichtung enthält eine rotierende Bürste, ein Korotron zur Neutralisierung von an den Teilchen noch vorhandenen La-

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düngen und eine Entladungslampe zur Ableitung elektrostatischer Restladungen vom Band. Der Verlauf des Bandes im Bereich der Reinigungsvorrichtung ist gegenüber der Horizontalen geneigt, denn das Band verläßt hierbei die oberste Rolle 15, an der ein entwickeltes Bild übertragen wird. Eine solche Anordnung hält die relativ gerade Linie der Bewegung der Kopieblätter bei, welche das Aufzeichnungsband 12 an seinem höchsten Punkt berührt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Einrichtung und Einstellung der Verfahrensvorrichtungen zur elektrostatischen Reproduktion sowie die geneigten Winkel zweier Bandverläufe derart sind, daß alle drei Bandverläufe des fotoleitfähigen Bandes 12 voll ausgenutzt sind, so daß die Bandvorrichtung selbst minimal gehalten und optimal im Maschinenraum ausgenutzt werden kann. Die Anordnung führt auch zu einer Maschine, deren Höhe in idealer Weise nur hüfthoch ist, wobei besonders der Papiertransport über der Bilderzeugungsvorrichtung wertvoll ist. Auf diese Weise können Papiertransporthemmungen leicht beseitigt werden, ohne andere Vorrichtungen in der Maschine zu demontieren und ohne in den unteren Bereich der Maschine eingreifen und auf dem Boden herumkriechen zu müssen.

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Claims

Patentansprüche

(iy Elektrostatische Reproduktionseinrichtung mit einem bewegten Aufzeichnungsträger in Form eines endlosen Bandes, an dessen Verlauf eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrostatischer latenter Bilder, eine Entwicklungsvorrichtung und eine Bildübertragungsvorrichtung angeordnet sind, der Kopieblätter nacheinander aus einem Blattvorrat zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transport (23) für die Kopieblätter vorgesehen ist, der Jeweils ein Kopieblatt für jede Betätigung der Bildübertragungsvorrichtung (19) an diese heranführt, daß der Bilderzeugungsvorrichtung (11) und dem Transport (23) eine Programmsteuerung zugeordnet ist, die den Transport (23) in zeitlicher Abstimmung auf den Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung (11) steuert und für jeweils einen Zeitzyklus einstellbar ist, der durch eine abhängig von der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (12) gesteuerte Rückstellvorrichtung (19) rückstellbar ist.
2. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuerung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Steuerimpulsen innerhalb gleichbleibend langer Zyklen umfaßt.
3. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung von Steuerimpulsen ein Zeitgeber ist.
4. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildübertragungsvorrichtung eine Bildübertragungsrolle (19) enthält, die jedes Kopieblatt während einer Bildübertragung an dem Aufzeichnungsträger (12) hält und deren Umfangsgeschwindigkeit mit derjenigen des Aufzeichnungsträgers (12) übereinstimmt, und daß die Vorrichtung zur Erzeugung von Steuerimpulsen mit der Bildübertragungsrolle (19) gekoppelt ist.

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