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Filterbeutel zur Verwendung in einer elektrophotographischen Kopiermaschine
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen als Hohlkörper mit einer Anschlußöffnung
ausgebildeten Filterbeutel zur Verwendung in einer elektrophotographischen Kopiermaschine
mit Pulverentwicklung zwecks Abscheidung von bei der Reinigung von einer Kopierschicht
abgesaugtem Pulverstaub.
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Innerhalb des Arbeitsprozesses der elektrophotographischen Geräte
wird auf einer photoleitenden Fläche ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt.
Dieses wird mittels eines Farbstoffpulvers entwickelt und als Pulverbild von der
Fläche auf einen Träger übertragen. Auf der photoleitenden Fläche bleibt ein Rest
des Farbstoffpulvers zurück, der, um nachteilige Auswirkungen bei der nächsten Verwendung
der photoleitenden Fläche auszuschließen, entfernt werden muß.
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Zur Reinigung der photoleitenden Fläche kann eine rotierende Bürste
verwendet werden, die ihrerseits wiederum durch einen in ihremWirkungsbereich vorgesehenen
Stab gesäubert wird. Bei dieser mittels einer Bürste bewirkten Reinigung werden
die auf der photoleitenden Fläche verbliebenen Pulverreste in die innerhalb der
Reinigungskammer vorhandene Luft geschleudert. Durch eine Absaugvorrichtung, die
in ihrem Aufbau den üblichen Haushaltstaubsaugern ähnelt, werden auch die restlichen
Farbstoffpulverteilchen von der Bürste in einen Luftstrom hineingezogen und aus
diesem mittels eines Filters ausgeschieden.
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Bei herkömmlichen Staubsaugern werden Filterbeutel vergleichbarer
Größe aus luftdurchlässigem Material, wie beispielsweise Stoffen oder Papieren,
benutzt, die mit einem relativ hohen Druckabfall von 100 bis 150 cm
Wassersäule arbeiten. Diese Staubsaugerbeutel müssen durch einen relativ starken
Luftstrom aufgebläht werden, um ihre volle Filterfläche zur Wirkung zu bringen.
Bei einem schwachen Luftstrom, der zum vollen Aufblähen des Beutels nicht ausreicht,
kann dann ein Teil des Beutels durch den Luftstrom nicht beaufschlagt werden. Will
man also aus einem schwachen Luftstrom den Staub n* der vollen Filterfläche eines
Staubsaugerbeutels entfernen, so muß man den Staubsaugerbeutel aufspannen. Dies
geschah bisher dadurch, daß der Filterbeutel durch Gitter od. dgl. von innen abgestützt
wurde, um seine gesamte Filterfläche verfügbar zu machen. Diese Gitter deckten aber
ihrerseits einen Teil der Filterfläche ab.
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Ferner ist bekannt, als Filtermaterial Glaswolle zu verwenden.
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Aufgabe der Erfindung ist, einen Filterbeutel zu schaffen, der die
Nachteile der bekannten Filterbeutel vermeidet, bei geringem Druckabfall arbeitet
und dabei leicht und wirtschaftlich herzustellen ist.
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Dies wird dadurch erreich4 daß der Filterbeutel selbsttragend aus
Glaswollefilz- oder Faserplattenmaterial gebildet ist.
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Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Filterbeuteln ist es nicht mehr
nötig, eine gesonderte Abstützvorrichtung anzubringen. Die gesamte Filterfläche
kann somit auch bei relativ geringen Luftströmen, die Staub mit sich tragen, ausgenutzt
werden.
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Vorzugsweise sind bei den erfindungsgemäßen Filterbeuteln die Glaswollefilz-
oder Faserplatten an aneinanderstoßenden Rändern aneinandergeklebt, geheftet genietet
oder anderweitig miteinander verbunden.
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Bewährt hat sich hierbei, den Rand der Anschlußöffnung durch ihn umfassende
Kragenelemente zu verstärken, wobei als Kragenelemente vorteilhafterweise zwei starre,
die Anschlußöffnung innenseitig und außenseitig umschließende Platten vorgesehen
sind.
Eine besonders einfache Fertigung ergibt sich gemäß der Erfindung,
wenn mindestens eine der Kanten des Filterbeutels durch Faltung des Plattenmaterials
gebildet ist.
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Es wurde gefunden, daß für die Zurückhaltung üblicher xerographischer
Puder es sich als besonders vorteilhaft erweist. Glaswollefilz- oder -faserplattenmaterial
mit einer Dichte von etwa 10 bis 16 g/dm3 zu wählen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i
g. 1 schematisch, teih#eise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer einen
gemäß der Erfindung ausgebildeten Filterbeutel aufweisenden Reinigungsvorrichtung,
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten
Filterbeutels, F i g. 3 einen Grundriß des Filterbeutels nach Fig. 2, F
1 g. 4 einen Schnitt des Filterbeutels nach F i g. 3
entlang der Ebene
IV-IV und F i g. 5 einen Zuschnitt zur Herstellung eines Filterbeutels nach
F i g. 2 bis 4.
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F i g. 1 zeigt schematisch die Plattenreinigungsstation eines
elektrophotographischen Gerätes. Der Kopierzylinder 10 weist auf seiner Mantelfläche
auf einer leitfähigen Grundfläche 12 eine Schicht 11 aus photoleitendem Material
auf. Der Zylinder ist drehbar gehalten, so daß die Zylinderoberfläche nacheinander
eine Vielzahl von Behandlungsstationen zu durchlaufen vermag, deren eine die gezeigte
Reinigungsstation 13 ist.
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Die Reinigungsstation weist eine rotierende Bürste 14 auf, die mit
leichtem Druck schonend die photoleitende Fläche 11 des Kopierzylinders
10 abbürstet und die auf ihr noch haftenden Farbstoffreste entfernt. Die
Bürste 14 wird ihrerseits durch den Streifstab 15 gereinigt, der innerhalb
des Gehäuses 16 in den Wirkungsbereich der Borsten der Bürste 14 reicht,
so daß sie an ihm zunächst festgehalten werden und dann, nach weiterer Umdrehung,
vom Streifstab 15 freigegeben, an diesem abgleiten und in ihre normale Lage
zurückschnellen. Die an der Bürste haftenden Farbstoffpartikeln werden hierbei von
den Borsten weggeschnellt.
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Das Gehäuse 16 umschließt etwa drei Viertel des Bürstenumfanges
und ist auf der einen Seite durch den Filterkasten 18 abgeschlossen, während
seine Wände auf der anderen Seite bis dicht an die Oberfläche der Trommel
10 vorgezogen sind.
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Mit dem Filterkasten 18 steht das Gehäuse 16
durch einen
schlitzförmig ausgebildeten, sich in die Zeichenebene erstreckenden Saugstutzen
17 in Verbindung, der sich fast über die ganze Länge des Gehäuses
16 erstreckt.
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über eine Rohrleitung 20, ebenfalls mit dem Filterkasten
18 verbunden, ist ein elektrisch angetriebenes Zentrifugalgebläse
19 vorgesehen, das über den Filterkasten Luft aus der Umgebung des Kopierzylinders
10 und dem Bereich des Gehäuses 16 ansaugt. Die von dem Zylinder
10 her das Gehäuse 16 und den Filterkasten 18 durchströmende
Luft reißt die durch die Bürste 14 und den Streifstab 15 aufgewirbelten Farbpartikelchen
mit sich durch den Saugstutzen 17 in den Filterkasten; beim Durchlauf durch
diesen werden die Farbstoffteilchen mittels des Filterbeutels 25 aus dem
Luftstrom zurückgehalten und abgeschieden, so daß nur gereinigte Luft das elektrisch
angetriebene Zentrifugalgebläse 19 erreicht und von diesem ausgeblasen wird.
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Die F i g. 2 bis 4 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines entsprechend der Erfindung ausgebildeten, in der Filterkammer 18 verwendbaren
Filterbeutels. Dieser Filterbeutel ist aus Glaswollefilz-bzw. -faserplatten durch
Faltung erstellt und selbsttragend ausgebildet. Der Filterbeutel 25 besteht
hier aus einem röhrenförmigen Körper rechteckigen Querschnittes, der an den Enden
in geeigneter Weise geschlossen ist.
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Der als Ausführungsbeispiel gewählte Filterbeutel wird aus einem einzigen
rechteckigen Zuschnitt aus einem Glasfasermaterial hergestellt, beispielsweise einem
Glasfaserfilz von 12 mm Stärke. Der Zuschnitt 30 ist im einzelnen in F i
g. 5 auf seiner Innenseite gesehen dargestellt. Mittels einer Anzahl von
im einzelnen in F i g. 5 dargestellten Falzlinien wird der Zuschnitt in eineReihe
von Flächen unterteilt, welche die Wände und die Verschlußteile des Filterbeutels
ergeben.
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Durch die einander parallelen, sich längs über den Zuschnitt
30 erstreckenden Falzlinien 31 und 32 wird eine mittlere Zone
des Zuschnittes abgegrenzt, welche die größten Felder enthält, die nach dem Falzen
die eigentlichen Wände des Filterbeutels darstellen. Rechtwinklig zu diesen
Falzlinien 31 und 32 verlaufend und sie in bestimmten Abständen
aufteilend, verläuft eine Reihe einander paralleler Falzlinien 33,
34,
35 sowie kombinierter Falz- und Nahtlinien 36
und 37, die im
mittleren und größten Teil des Zuschnittes mit den Falzlinien 31 und
32 die spätere Vorderwand 38, die Hinterwand 39, die Bodenfläche
40 sowie die obere Fläche 41 des Filterbeutels umschreiben. An diese Felder
38, 39, 40 bzw. 41 des Zuschnittes sind jenseits der Falzlinien
31 und 32
kleinere Felder angeordnet, die beim Falten und übereinanderfalzen
giebelartige Endverschlüsse des Filterbeutels bilden. Die Abschlüsse werden hierbei
entlang der Falz- und Nahtlinien 42 und 43 gebildet, die parallel zu den Falzlinien
31 und 32 entlang der Längskanten des Zuschnittes verlaufen.
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Um diesen giebelartigen Abschluß des Filterbeutels zu erreichen, schließen
sich an das später die Vorderwand bildende Feld 38 nach dem Zusammenbau schräg
verlaufende Endfelder 44 und 45 an, während das hintere Feld 39 durch die
später schräg verlaufenden Endfelder 46 und 47 eingegrenzt wird. Das untere Feld
40 läuft in dreieckige Endfelder 48 und 49 aus, während an das obere Feld 41 seitlich
die dreieckigen Endfelder 51 und 52 anschließen.
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Das Endfeld 48 ist durch die Falzlinie 31 sowie durch die konvergierenden,
sich an der Falz- und Nahtlinie 42 schneidenden Falzlinien 53 und 54 umgrenzt.
Die zwischen den schräg verlaufenden Falzlinien 53 und 54 und den Falzlinien
33 und 34 entstehenden dreieckigen Felder werden später nach rückwärts bzw.
einwärts gefalzt. Entsprechend wird das Endfeld 49 umgrenzt durch einen Teil der
Falzlinie 32 sowie die konvergierend verlaufenden Falzlinien 57 und
58, die gleichfalls Seiten der dreieckigen, rückwärts zu falzenden Felder
59 und 61 bilden. Das Endfeld 51 ist durch einen Teil der Falzlinie
31
und die konvergierend verlaufenden Falzlinien 62
und 63 umschrieben,
durch die gleichzeitig die dreieckigen, nach hinten zu falzenden Felder 64 und
65
begrenzt werden. Das Endfeld 52 schließlich ist umschrieben durch
einen Teil der Falzlinie 32 sowie die
konvergierend verlaufenden
Falzl-Inien 66 und 67, die gleichzeitig Grenzlinien der dreieckigen,
nach hinten zu falzenden Felder 68 und 69 darstellen.
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Vor dem Zusammen au wird in das vordere Feld 38 des
Zuschnittes 30 eine Einlaßöffnung 71 eingeschnitten. Damit der zu
erstellende Filterbeutel sich mit dem Ansaugstutzen 17 fest verbinden läßt,
wird auf Vor- und Rückseite des Zuschnittes zur Verstärkung und Verstelfung eine
die Eintrittsöffnung umschließende Kragenplatte aufgebracht und, im Ausführungsbeispiel
vermittelst einer Heftung 75,
mit dem Zuschnitt verbunden. Die Kragenstücke
72
und 73 sind aus preiswertem, entsprechend steifem Material, beispielsweise
Karton oder Pappe, hergestellt und weisen ein der öffnung 71 entsprechendes
Loch 74 auf, das dieses umfaßt.
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Zur Herstellung des fertigen Filterbeutels 25 aus dem Zuschnitt
30 wird dieser zunächst entlang der Falzlinien 36, 33, 34,
35 und 37 so gefaltet, daß eine an den Enden offene Röhre entsteht.
Das obere Feld 41 und das hintere Feld 39 werden durch geeignete Befestigungsmittel,
z. B. Heftungen 75 der F i g. 3,
entlang der Falz- und NahtEnien
36 und 37 durch die gesamte Wandstärke des Zuschnitts miteinander
verbunden. Anschließend werden die Enden des Filterbeutels durch Falten der Endfelder
und Einbiegen der nach hinten zu falzenden Felder zu einem giebelartigen Endverschluß
geformt und durch Heften entlang der Falz- und Nahtlinien 42 und 43 dicht geschlossen.
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An der gewünschten Naht- oder Befestigungslinie muß für das Heften
oder auch Nähen ein ausreichender Materialstreifen belassen werden, damit die Naht
sich nicht von der Kante des Materials losziehen kann. Als solche über die Naht
hinausreichende Randstreifen sind die Randfelder46a, 55a, 56a,
44
a, 64 a, 65 a, 65 b, 41 a, 69 a, 69 b, 68 a, 45 a,
61 a,
69 a, 47 a, 47 b, 39 a und
46 b vorgesehen, die durch die Flächen zwischen den Falz- und Nahtlinien
42, 37, 43 und 36 und den vier Außenkanten des Zuschnittes gebildet
werden. Umgrenzt sind die Randfelder weiterhin durch die bereits erwähnten Falzlinien
33, 34 und 35 sowie durch die Falzlinien 76,
77, 78 und
79, die vom Schnittpunkt der konvergierenden, die rückwärts zu falzenden
Felder umschreibenden Falzlinien ausgehen. Diese Randfelder stellen bei der Heftung
einen ausreichenden Materialsaum dar, und durch das Zusammenpressen entlang dieser
Saumfelder wird erreicht, daß der Staubbeutel auch entlang der Nähte ausreichend
dicht ist. Das Zusammenpressen dieser Nahtstellen zur Verhinderung des Entweichens
von Luft aus dem Beutel kann im Falle des Verschließens durch Heftung dadurch besonders
wirksam gemacht werden, daß die Heftungen dicht nebeneinander oder gar überlappend
versetzt durchgeführt werden. Auch durch Nähen oder Verleimen der Saumfelder kann
der erforderliche dichte Abschluß erreicht werden.
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Durch das Falzen und Verbinden, im Ausführungsbeispiel Heften, der
Nahtflächen des Zuschnittes 30 ist aus diesem der Filterbeutel
25 nach F i g. 2 bis 4 erstellt. Er läßt sich in die in F i
g. 1 dargestellte Reinigungsvorrichtung photoleitender Oberflächen einsetzen
und stellt eine Verbesserung der bisher bekannten Filter dar.
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Beim Einbringen des Filterbeutels 25 in den Filterkasten
18 wird die Einlauföffnung 71 des Filterbeutels über den Ansaugstutzen
17 des Gehäuses 16 gezogen. Da die EinIauföffnung 71 im vorderen
Feld 38 des Eilterbeutels 25 kleiner ist als der Querschnitt des Ansaugstutzens
17 und als die öffnungen 74 in den Kragen 72 und 73, legt sich
beim überstreifen über den Ansaugstutzen 17 genügend Fiberglasfilz um diesen
herum, um eine wirksame Abdichtung entlang der gesamten Außenfläche des Ansaugstutzens
zu schaffen, sobald die Kragen über diesen herübergezogen sind.
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Der gemäß der Erfindung ausgebildete Filterbeutel erweist sich gegenüber
flachen, tafelförmigen Fiberglasfiltern überlegen, da er bei vergleichbarer Größe
eine etwa sechsmal so große Filteroberfläche aufzuweisen vermag als entsprechende
tafelförmige Filter. Obwohl nur ein Filz ungewebter Glaswolle als Ausgangsmaterial
verwendet wird, ist gemäß der Erfindung ein Filterbeutel geschaffen, der frei tragend
in den Filterkasten 18 eingebracht werden kann, so daß er die früher bei
Glaswollefiltem üblichen Stützrahmen nicht benötigt und seine gesamte Oberfläche
für den Durchgang der Luft als freie Filterfläche zur Verfügung steht.
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Wegen des Fortfalls des üblichen Filterrahmens und wegen seiner Herstellung
aus einem einzigen Stück Glaswollematerial sind die Gestehungskosten des Filters
gemäß der Erfindung äußerst gering. Er läßt sich auch leicht von Hand ohne Anwendung
teurer oder komplizierter Werkzeuge herstellen.
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Da alle Felder des Filterbeutels von dem Luftstrom durchsetzt werden,
läßt sich in einem Filterkasten vorgegebener Größe eine relativ umfangreiche aktive
Filterfläche, bezogen auf die Querschnittsfläche des Luftstutzens bzw. der Luftöffnung,
unterbringen. Infolge des relativ geringen Druckabfalles an den Wandungen des Filters
sind die Anforderungen an das den Luftdurchsatz bewirkende Zentrifugalgebläse
19 gering; der Saugdruck braucht in einen sich relativ langsam bewegenden
Luftstrom nur die bereits aufgewirbelten Farbstoffpartikelchen in das Filter hineinzuziehen.
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Um gemäß der gestellten Aufgabe Partikelchen der Größenordnung von
3 bis 20 #L aufzufangen, ist die Verwendung von Glaswollefilz mit einer Dichtevon
10 bis 16 g/dms für die Herstellung des Filterbeutels angezeigt. Bei
Verwendung von Material dieses Dichtebereiches beträgt der Druckabfall in den Wänden
des Beutels zwischen 1 und 5 cm Wassersäule. Es genügen daher schon
Zentrifugalgebläse mit ganz geringer Förderhöhe. Stehen aber Gebläse größeren Förderdrucks
zur Verfügung, so kann auch entsprechend dichterer Glaswollefilz bei der Herstellung
des Filterbeutels Verwendung finden.
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Sollen größere Staubpartikelchen aus dem Luftstrom gefiltert werden,
so kann auch ein Glaswollematerial geringerer Dichte Anwendung finden. Es ist hierbei
aber zu berücksichtigen, daß in dem Maße, in dem die Dichte des Materials abnimmt,
durch die strukturelle Schwächung des Glaswollefilzes auch die Grenzabmessungen
sich ändern, innerhalb deren ein selbsttragendes Filter sich noch herstellen läßt.
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Bei üblichen, aus Papier hergestellten Filterbeuteln bleiben die aus
einem Luftstrom herausgefilterten Staubpartikelchen an der Oberfläche des Papiers
haften. In gleichem Maße, in dem die Staubschicht auf der Oberfläche des Papiers
zunimmt, wird hierbei der Druckabfall über das Filter infolge des durch die aufgebaute
Staubschicht gesteigerten Widerstandes größer. Der Glaswollefilterbeutel gemäß der
Erfindung
fängt, ähnlich wie bei herkömmlichen, eingerahmten Glaswollefiltern,
das aus dem Luftstrom gefilterte Material zwischen den Wandflächen des Filters.
Wird beispielsweise ein Glaswollefilz von 12 mm Stärke mit einer Dichte von
10 bis 16 g/dm3 verwendet, so vermögen Farbstoffpartikeln des oben
angeführten Größenbereiches die Wände des Beutels etwa bis zur Hälfte zu durchdringen.
Hieraus ist leicht ersichtlich, daß die optimale Stärke des Glaswollefilzes für
die Herstellung von Filterbeuteln von der Dichte des Materials, dem Luftdruck sowie
der Größe der zu filternden Partikeln abhängig ist.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel erweist sich als besonders günstig,
da die Herstellung des Filterbeutels aus einem einzigen Zuschnitt mit einem relativ
geringen Aufwand an Heft- oder Klebenähten erfolgen kann. Zur Anpassung an andere,
vorgegebene Formen von Filtergehäusen, an anderes Ausgangsmaterial od. dgL lassen
sich andere Konstruktionen angeben, ohne daß damit der Grundgedanke der vorliegenden
Erfindung verlassen wird.