DE3329451A1

DE3329451A1 - Entwicklungsvorrichtung zum fluessigentwickeln von elektrostatischen ladungsbildern

Info

Publication number: DE3329451A1
Application number: DE19833329451
Authority: DE
Inventors: Helmuth 6204 Taunusstein Haberhauer; Erwin Dipl.-Chem. Dr. 6200 Wiesbaden Lind
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1985-03-07
Also published as: US4587192A; AU567364B2; EP0137188A1; DE3471379D1; CA1220334A; JPS6057875A; JPH045389B2; EP0137188B1; AU3187284A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG

83/K 053 12. August 1983

WLK-DI.Z.-is

Entwicklungsvorrichtung zum Flüssigentwickeln von elektrostatischen Ladungsbildern

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung zum Flüssigentwickeln von elektrostatischen Ladungsbildern auf einem Bildträgermaterial, mit einer. Einrichtung zum Aufsprühen eines Flüssigentwicklers auf das zu entwickelnde Bildträgermaterial und mit einer an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Entwickelelektrode.

Eine derartige Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einem elektrofotografischen Kopiermaterial ist aus der DE-PS 25 07 221 bekannt. Diese Vorrichtung ist mit einem Einlaufwalzenpaar zum Aufbringen einer Tonerdispersion mit entgegengesetzt zur Polarität des Ladungsbildes geladenen Tonerteilchen auf das Kopiermaterial ausgerüstet, ferner mit einer Verteilerwalze zum gleichmäßigen Verteilen der Tonerdispersion auf dem Ladungsbild. Das Sprührohr zum Aufsprühen der Tonerdispersion ist oberhalb der Verteilerwalze angebracht und weist Düsenreihen auf, die symmetrisch zur vertikalen Mittellinie des Sprührohrs in dessen Rohrmantel angeordnet sind. Die an die Verteilerwalze angelegte Spannung ist zumindest so groß wie die Aufladungshöhe an den Bildstellen einer Weißfläche des Ladungsbildes und nicht größer als die Aufladungshöhe an den Bildstellen einer Volltonfläche des Ladungsbildes. Die angelegte Spannung an die Verteiler-

^ walze liegt bevorzugt im Bereich zwischen 20 und

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350 Volt. Die Verteilerwalze arbeitet als Gegenelektrode bzw. Entwickelelektrode und der an der Oberfläche der Verteilerwalze abgeschiedene Toner wird durch Besprühen mit der Tonerdispersion abgespült und gelangt in eine Auffangwanne, um wiederverwendet zu werden.

Die DE-OS 21 38 254 beschreibt eine elektrofotografische Umkehr-Entwicklungsvorrichtung mit einer oder mehreren Entwicklungselektrodenrollen, die eine Vorspannung mit der Polarität des zu entwickelnden Ladungsbildes führen, und mit Einrichtungen zur Zuführung von Tonerdispersion an die Entwicklungselektrodenrollen ausgerüstet ist. Die Entwicklungselektrodenrollen stehen nicht in direktem Kontakt mit dem Kopiermaterial und die Tonerteilchen der verwendeten Tonerdispersion besitzen die gleiche Polarität wie das Ladungsbild. An die Entwicklungselektrodenrollen wird direkt der Flüssigentwickler angetragen, der dann von den Entwicklungselektrodenrollen auf den Aufzeichnungsträger gelangt. Unterhalb des Aufzeichnungsträgers sind leitfähige Rollen angeordnet, welche die Unterseite des Aufzeichnungsträgers abstützen. Diese leitfähigen Rollen werden durch flexible Bürsten gereinigt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 32 253 ist eine Entwicklungsvorrichtung für elektrofotografische Kopiermaterialien bekannt, die in einer Entwicklungszone unter Antragswalzen vorbeigeführt werden, die von oben mit einer Tonerdispersion benetzt werden. Auf diese Weise wird ein Film der Tonerdispersion auf das Kopiermaterial

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aufgebracht. Am Ende der Entwicklungszone befindet sich ein Paar Abquetschwalzen, das die überschüssige Tonerdispersion von der Oberfläche des Kopiermaterials durch Abquetschen entfernt.
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Aus der DE-AS 21 49 889 ist eine Entwicklungsvorrichtung bekannt, die als Antragselement für den Flüssigtoner an ein Ladungsbilder tragendes Aufzeichnungsmaterial eine Walze oder ein endloses, in Umlauf versetzbares Band aufweist. An einer Stelle der Bewegungsbahn des Antragselements zwischen dem Auftauchen aus dem Entwicklerbad und dem Anlegen an das Aufzeichnungsmaterial ist eine Einrichtung zum Verringern der durch den auf das Antragselement deponierten Toner mitgeführten Flüssigkeitsmenge angeordnet. Dabei kann es sich bei dieser Einrichtung um eine Koronaentladungselektrode handeln. Überschüssiger bzw. auf dem Antragselement zurückgebliebener Toner wird nach dem Entwickeln mittels einer Streifklinge, einer rotierenden Bürste oder sonstiger Einrichtungen entfernt.

Den bekannten Entwicklungsvorrichtungen ist der Nachteil gemeinsam, daß die Tonerzuführung nicht unter allen Bedingungen gleichmäßig erfolgt und daß insbesondere die Wiedergabe von Volltonflächen, ,die homogen mit Toner bedeckt sein müssen, die grundfreie Wiedergabe von Nichtbildsteilen und insbesondere die^tonwertrichtige Wiedergabe gerasteter Bilder auf den Aufzeichnungsmaterialien zu wünschen übrig läßt.

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Bei vielen auch in der Praxis verwendeten Fotoleiterschichten ist die vollständige Entladung durch Belichtung schwierig. In der Praxis bleiben auch an den vom Licht getroffenen Nichtbildstellen noch Ladungen zurück. Das nach der Belichtung auf den Oberflächen von Fotoleiterschichten zurückbleibende Potential kann 50 bis 100 Volt und mehr betragen. Dieses Verhalten der Fotoleiterschichten ist auf die starke Abhängigkeit der Beweglichkeit der durch Licht erzeugten Ladungsträger von der herrschenden Feldstärke während der Entwicklung zurückzuführen.

Wie schon im Zusammenhang mit dem zuvor kurz diskutierten Stand der Technik erwähnt wurde, bedient man sich

15. zur Wiedergabe homogener betonerter Vollflächen sogenannter Gegen- oder Entwickelelektroden in Form von Rollen, Walzen oder Blechen, die in ihrer Formgebung dem jeweils zu entwickelnden Aufzeichnungsträger angepaßt sind. Bei Einsatz solcher Elektroden werden allerdings auch die in den Nichtbildstellen vorhandenen Restladungen mitentwickelt, so daß die entwickelten Bilder nicht grundfrei sind. Deshalb ist es erforderlich, an die . EntwiGkelelektroden eine Gegenspannung anzulegen , um die Ladungen auf der Fotoleiterschicht

" zu kompensieren. Erst dadurch wird die Entwicklung völlig grundfreier Bilder ermöglicht. Dabei bewirkt aber das Anlegen einer Spannung an die Entwickelelektrode, daß sich auf dieser Toner abscheidet, wodurch ihre Wirksamkeit sehr schnell nachläßt. Da aber gerade bei der tonwertrichtigen Wiedergabe von Rastern die

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Entwicklungsbedingungen unbedingt konstant bleiben müssen, bedeutet dies, daß die Entwickelelektrode ständig gereinigt werden muß, wobei in der Regel ein bloßes Abspülen nicht ausreicht. Es müssen zusätzlich mechanische oder elektrische Kräfte angewendet werden, um den auf der Entwickelelektrode festsitzenden Toner zu entfernen. Dieser Reinigungsvorgang ist apparativ und zeitlich aufwendig. Auch die Beseitigung des abgewaschenen oder mechanisch entfernten Toners erfordert -^ einen erheblichen Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die eine qualitativ hochwertige Flüssigentwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern mit gleichbleibender Bildqualität ermöglicht, ohne daß eine Reinigung der zur Entwicklung eingesetzten Entwickelelektrode erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entwickelelektrode aus einem elektrisch leitfähigen Band besteht, das von einer Vorratsrolle abgewickelt und auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt wird und daß der Abstand der bandförmigen Entwickelelektrode von der Oberfläche des Bildträgermaterials mittels zumindest einer Führungsrolle einstellbar ist, über welche die bandförmige Entwickelelektrode geführt i'st.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Entwickelelektrode mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle verbunden und ist der eine Pol der Gleichspannungsquelle

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an die Unterlage angeschlossen, über die das Bildträgermaterial hinwegbewegt wird.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufwickelrolle mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle verbunden.

Die bandförmige Entwickelelektrode bzw. die Bandelektrode wird mit Hilfe einer oder mehrerer Rollen ge-

I^ führt. Beispielsweise ist die bandförmige Entwickelelektrode sowohl vor dem Sprührohr für den Flüssigentwickler als auch nach dem Sprührohr über je zwei verstellbare Führungsrollen geführt. Dabei ist es zweckmäßig, die bandförmige Entwickelelektrode über eine Umlenkrolle zu führen, die sich oberhalb des Sprührohrs befindet. Je nach Zahl der verwendeten Führungsrollen entsteht eine mehr oder weniger große Elektrodenfläche, so daß eine Anpassung an die Eigenschaften des verwendeten Flüssigentwicklers und an Verfahrensparameter, wie beispielsweise Entwicklungsgeschwindigkeit leicht möglich ist. Durch Verstellen der Führungsrollen läßt sich der Abstand der Entwickelelektrode zur Oberfläche des Bildträgers mit großer Genauigkeit einstellen.
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Als Bandmaterial für die Entwickelelektrode kommen dünne Metallfolien, beispielsweise aus Aluminium, in Frage, die walzblank, oberflächlich aufgerauht oder hochohmig beschichtet sind. Ebenso können metallbedampfte oder metallkaschierte Kunststoff-Folien oder Papieie verwendet werden.

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Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß Rasterpunkte konstant tonwertrichtig wiedergegeben werden, Volltonflächen homogen entwickelt und bildfreie Stellen grundfrei wiedergegeben werden, da für die Kompensation -* der Restladung stets eine Entwickelelektrode zur Verfügung steht, auf deren Oberfläche, die dem Bildträger zugewandt ist, sich noch kein Toner niedergeschlagen hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zwei zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung und

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung nach der Erfindung.

Eine Entwicklungsvorrichtung 1 nach der Erfindung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Diese Entwicklungsvorrichtung 1 weist eine waagerecht in einer Ebene liegende Unterlage 12 auf, auf der das zu entwickelnde Bildträgermaterial· 2, beispielsweise eine Druckplatte, aufliegt bzw. entlangtransportiert wird. Das Bildträgermaterial 2 bzw. Kopiermaterial besteht aus einer elektrisch leitfähigen Trägerschicht mit einer darauf

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aufgebrachten elektrofotografischen Aufzeichnungsschicht, die in bekannter Weise mit einer Koronaaufladevorrichtung elektrostatisch homogen aufgeladen wird. Anschließend wird die aufgeladene Aufzeichnungsschicht bildmäßig in Kontakt mit einer Vorlage, episkopisch oder diaskopisch von einer Vorlage aus belichtet. Das auf diese Weise erzeugte latente elektrostatische Ladungsbild wird in der Entwicklungsvorrichtung 1 mit Flüssigtoner entwickelt, bei dem es sich um in einer Flüssigkeit dispergierte Tonerpartikel handelt.

Am Anfang.und am Ende der Entwicklungsvorrichtung 1 sind ein Einlaufwalzenpaar 9 und ein Transportiwalzenpaar 31 angeordnet.

Das zu entwickelnde Bildträgermaterial 2 wird mit der das elektrostatische Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsschicht nach oben über die Unterlage 12 in den Spalt zwischen dem Einlaufwalzenpaar 9 eingebracht, von diesen Walzen erfaßt und in Richtung des Pfeils A durch die Entwicklungsvorrichtung 1 transportiert.

Im .Mittelbereich der Unterlage 12 ist ein Sprührohr 3 vorgesehen, das in bekannter Weise Düsenreihen enthält, die jeweils auf dem Rohrumfang in einem Winkel zwischen 5 bis zu 15 zur Mittelsenkrechten angeordnet sind. Diese Winkelanordnung gewährleistet eine besonders gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeitsfilms auf der Aufzeichnungsschicht des Bildträgermaterials 2. Anstelle des Sprührohrs kann auch eine Schlitzdüse oder eine sonstige Antragseinrichtung vorgesehen werden.

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Oberhalb des Einlaufwalzenpaars 9 ist eine Vorratsrolle 7 für eine bandförmige Entwickelelektrode 6 angeordnet. Bei der bandförmigen Entwickelelektrode 6 handelt es sich um ein elektrisch leitfähiges Band, das von der Vorratsrolle 7 abgewickelt und über eine Führungsrolle 10 zu einer Aufwickelrolle 8 geführt wird, die etwa auf gleicher Höhe wie die Vorratsrolle 7 oberhalb der Unterlage 12 sich befindet. Der Abstand der bandförmigen Entwickelelektrode 6 von der Oberfläche des Bildträgermaterials 2 wird mittels der Führungsrolle 10 eingestellt, deren Welle in nichtdargestellter Weise innerhalb eines Bereichs von 1 bis 3 mm verstellbar ist. Die bandförmige Entwickelelektrode 6 wird vorteilhafterweise mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Transportgeschwindigkeit des Bildträgermaterials 2 von der Vorratsrolle 7 auf die Aufwickelrolle 8 aufgewickelt. Diese Betriebsweise der Entwicklungsvorrichtung 1 ist nur dann vorgesehen, wenn besonders hohe Anforderungen an die Entwicklung und die Wiedergabe von gerasterten BiI-dern gestellt werden. Sind die Anforderungen an die Bildqualität etwas geringer, so genügt es, wenn die bandförmige Entwickelelektrode während des Transportes des Bildträgermaterials 2 stillsteht und mit einem Abschnitt vorbestimmter Länge der Entwickelelektrode 6 mehrere Druckplatten, beispielsweise fünf bis zehn Stück, entwickelt werden, bevor die Entwickelelektrode 6 um diesen Abstand vorgegebener Länge weitertransportiert wird. Bei nur fünf bis zehn Entwicklungsvorgängen mit dem gleichen Bandabschnitt der Entwickelelektrode 6 hält sich die Elektrodenverschmutzung durch abgeschiedenen

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Toner in sehr engen Grenzen, üblicherweise erfolgt der Transport der Entwickelelektrode 6 in Richtung des Pfeils B von der Vorratsrolle 7 zu der Aufwickelrolle Selbstverständlich ist es auch möglich, die Entwickel- ^ elektrode 6 in umgekehrter Richtung zu transportieren, d.h. von der Rolle 8, die dann als Vorratsrolle vorgesehen wird, zu der Rolle 7, die dann als Aufwickelrolle fungiert.

Im Bereich der Führungsrolle 10 beträgt der Abstand zwischen der bandförmigen Entwickelelektrode 6 und der lichtempfindlichen Oberfläche 0,5 mm bis 2 mm, wobei jedoch ein Abstand zwischen 1 mm und 1,5 mm bevorzugt ist. Die Dicke der bandförmigen Entwickelelektrode 6 beträgt 20 bis 100 ,um, insbesondere 50 ,um , und es können bis zu 300 m der Entwickelelektrode 6 auf die Vorratsrolle 7 aufgewickelt sein. Als Bandmaterial für die Entwickelelektrode 6 ist im allgemeinen eine Metallfolie vorgesehen, insbesondere eine Aluminiumfolie.

Die Oberfläche der Entwickelelektrode kann aufgerauht sein, walzblank oder hochohmig beschichtet sein. Für die hochohmige Beschichtung können beispielsweise Polystyrol oder Mischpolymerisate vorgesehen werden, die einen Spannungsdurchschlag der Entwickelelektrode 6 weitgehend verhindern.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung steht der eine Pol der regelbaren Gleichspannungsquelle 4 über einen nichtdargestellten Schleifkontakt mit der Seite der Entwickel-

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elektrode 6 in Verbindung, die dem Bildträgermaterial 2 zugewandt ist. An die Entwickelelektrode 6 wird eine Gleichspannung bis zu etwa 200 Volt angelegt.

Jeweils in einem Abstand von 1 bis 3 mm von der zu entwickelnden Oberfläche des Bildträgermaterials 2 bzw. der Seite der Entwickelelektrode 6, die dem Bildträgermaterial 2 zugewandt ist, ist eine Luftdüse 5 bzw. 13 zum Trocknen des Bildträgermaterials 2 und der Entwickelelektrode 6 angeordnet.

Anstelle von Metallfolien können für die Entwickelelektrode 6 auch metallbedampfte oder metallkaschierte Kunststoff-Folien verwendet werden. Ebenso ist als Bandmaterial der Entwickelelektrode eine metallbedampfte oder metallkaschierte Papierbahn geeignet.

Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung 1 sind mehrere Füh- rungsrollen 14 bis 17 vorgesehen, über welche die bandförmige Entwickelelektrode 6 geführt ist. Für die Bauteile dieser Entwicklungsvorrichtung 1, die mit entsprechenden Elementen der Entwicklungsvorrichtung nach Fig. 1 übereinstimmen, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Eine Wiederholung der Beschreibung dieser Bauteile erfolgt nicht. Die bandförmige Entwickelelektrode 6 wird von der Vorratsrolle 7 in Richtung des Pfeils B über die beiden Führungsrollen 14 und 15 bewegt, des weiteren über eine Umlenkrolle 18 und die beiden Führungsrollen 16 und 17 zu der Aufwickelrolle

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Die Führungsrollen 14 bis 17 sind in einem Abstand von etwa 0,5 mm bis 2 mm von der Oberfläche des Bildträgermaterials 2 entfernt angebracht. Der Abstand der Führungsrollen kann innerhalb des angegebenen Bereichs eingestellt werden. Die Umlenkrolle 18 ist weiter weg von dem Bildträgermaterial 2 oberhalb des Sprührohrs 3 angeordnet.

Bei dieser Ausführungsform der Entwicklungsvorrichtung ist der eine Pol der regelbaren Gleichspannungsquelle mit dem Walzenkern der Aufwickelrolle 8 verbunden, während der andere Pol an die Unterlage 12 angeschlossen ist, über welche das Bildträgermaterial 2 hinwegtransportiert wird.

Bei dieser Ausführungsform entsteht durch die Verwendung von zwei Führungsrollen vor dem Sprührohr bzw. vor der Umlenkrolle 18 und zwei Führungsrollen nach dem Sprührohr 3, jeweils gesehen in Transportrichtung A des BiIdträgermaterial 2, eine größere Elektrodenfläche für die Entwicklung, die durch den Abstand der Führungsrollen 14 und 15 bzw. 16 und 17 voneinander, bestimmt ist. Durch diese im Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. 1 größere Elektrodenfläche ist eine sehr genaue Anpassung an die Eigenschaften des verwendeten Flüssigentwicklers und an Verfahrensparameter, wie beispielsweise die Entwicklungsgeschwindigkeit, d.h. die Transportgeschwindigkeit des Bildträgermaterials 2 und der bandförmigen Entwickelelektrode 6, leicht möglich.

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Mit der Erfindung wird u.a. eine Entwickelelektrode realisiert, die völlig frei von Tonerniederschlag ist und dadurch eine tonwertrichtige Wiedergabe gleichbleibender Qualität für alle entwickelten Bildträgermaterialien ermöglicht. Darüber hinaus kann auf eine Reinigung der Entwickelelektrode während des Betriebes verzichtet, werden, da diese nach Gebrauch entweder weggeworfen oder im Fall der Wiederverwendung in einem einzigen Arbeitsgang gereinigt werden kann. Die Kosten einer derartigen Entwickelelektrode sind in Anbetracht der hierfür verwendeten, am Markt befindlichen Materialien gering.

Claims

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG 83/K 053 12. August 1983 WLK-DI.Z.-is Patentansprüche

1. Entwicklungsvorrichtung zum Flüssigentwickeln von elektrostatischen Ladungsbildern auf einem Bildträgermaterial, mit einer Einrichtung zum Aufsprühen eines Flüssigentwicklers auf das zu entwickelnde Bildträgermaterial und mit einer an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Entwickelelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwickelelektrode (6) aus einem elektrisch leitfähigen Band besteht, das von einer Vorratsrolle (7) abgewickelt und auf eine Aufwickelrolle (8) aufgewickelt wird und daß der Abstand der bandförmigen Entwickelelektrode (6) von der Oberfläche des Bildträgermaterials (2) mittels zumindest einer Führungsrolle (10) einstellbar ist, über welche die bandförmige Entwickelelektrode (6) geführt ist.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwickelelektrode (6) mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle (4) verbunden ist und daß der eine Pol der Gleichspannungsquelle (4) an die Unterlage (12) angeschlossen ist, über die das Bildträgermaterial (2) hinwegbewegt wird.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelrolle (8) mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle (4) verbunden ist.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmige Entwickelelektrode

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(6) sowohl vor dem Sprührohr (3) für den Flüssigentwickler als auch nach dem Sprührohr (3) über je zwei verstellbare Führungsrollen (14,15; 16,17) geführt

ist.
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5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmige Entwicke!elektrode (6) über eine Umlenkrolle (18) geführt ist, die

sich oberhalb des Sprührohrs (3) befindet. 10

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von 1 bis 3 mm zu der Entwickelelektrode (6) und dem Bildträgermaterial (2) Luftdüsen (13 bzw. 5) zum Trocknen" dieser Elemente angeordnet sind.

7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial der Entwickelelektrode (6) eine Metallfolie ist.

8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Entwickelelektrode (6) aufgerauht, walzblank oder hochohmig beschichtet ist.

9. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial der Entwickelelektrode (6) eine metallbedampfte oder metallkaschierte

Kunststoffolie ist.
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10. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial der Entwickelelektrode (6) eine metallbedampfte oder metallkaschierte Papierbahn ist.