JP2005331661A - 充填部材の再生方法及び充填部材の取り外し装置、感光体ドラム - Google Patents

充填部材の再生方法及び充填部材の取り外し装置、感光体ドラム Download PDF

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Abstract

【課題】 感光体ドラムの内部に取り付けられた充填部材の取り外しす際、感光体ドラムを切断することなくフランジを容易に分離する。
【解決手段】 感光体ドラム20の内部に嵌合された充填部材124を容易に取り外し、再使用できる。更に、充填部材124を取り外す工程で、既にフランジ126,128と感光体ドラム素管21とが別れている。よって、フランジ126,128と感光体ドラム素管21とを分離する工程が別途必要ないので、作業効率が良い。
【選択図】 図6

Description

本発明は、感光体ドラムに嵌合された充填材の再生方法、再生方法によって取り外された充填材が内壁に嵌合された感光体ドラム、及び充填部材の取外し装置に関する。
感光体ドラムを用いた電子写真プロセスを適用した画像形成装置において、記録紙への転写後の残留トナーを除去する方法として、感光体ドラムにクリーングブレードを当接させて掻きとって除去する、ブレードクリーニング方式が主に用いられている。このようなブレードクリーニング方式では、感光体ドラムとクリーニングブレードとが摩擦し、摺動音が発生することがあった。
更に、近年、帯電装置として、これまで多く使用されてきたコロナ放電装置を用いたものに代わって、電源の低電圧化を容易に図ることができ、またオゾンの発生が極微量であること等の長所を有することから、ローラ型の帯電部材(以降「帯電ローラ」と記す)を用いた接触帯方式が採用されることが多くなっている。帯電ローラによって感光体ドラムを帯電させる方法として、直流に交流を重畳させた振動電圧を帯電ローラに印加する方法がある。しかし、帯電ローラに、振動電圧を印加して感光体ドラムを帯電させると、振動電圧によって感光体ドラムが振動することに起因する、いわゆる帯電音が発生することがあった。
このような摺動音や帯電音(以下、これらを「振動音」と呼ぶ)の発生を防止するために、感光体ドラムの内部に充填部材を固定することにより、感光体ドラムの振動音を小さくする方法が考案されている。
さて、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真プロセスを適用した画像形成装置は、リース契約期間の終了や新製品への買い換えなどで使用が終了した場合、即時廃棄するのではなく、資源の有効活用の観点から、使用済みの画像形成装置は再生工場に送られて分解され、再使用可能な部品は、新規に製造される画像形成装置に再び使用されている。
前述した感光体ドラムの内部に固定された充填部材も再使用されている。そして、感光体ドラムの内部に固定された充填部材を取り外す方法として、感光体ドラムの両端部を切断して、充填部材を取り外す方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。
特開平09−106219号公報
通常、感光体ドラムのドラム素管は金属製であり、フランジは樹脂製である。よって、廃棄する場合、感光体ドラムとフランジとを分別して廃棄する必要がある。
しかしながら、特開平09−106219号公報に記載されているような、感光体ドラムを切断して取り外す方法では、感光体ドラムの両端部に取り付けられているフランジは、切断された感光体ドラムに取り付けられたままである。よって、感光体ドラムからフランジを取り外す工程(感光体ドラムとフランジとを分離する工程)が別途必要である。
また、感光体ドラムは、表面の感光層を除去してドラム素管とし、このドラム素管に再び感光層を塗布し、新しく感光体ドラムとして再生することができるが、感光体ドラムを切断して取り外す方法では、このような再生はできない。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、感光体ドラムの内部に取り付けられた充填部材の取り外す際、感光体ドラムを切断することなくフランジを容易に分離する充填部材の再生方法及び充填部材の取り外し装置、並びに再生した充填部材を用いた感光体ドラムを提供することを目的とする。
請求項1に記載の充填部材の再生方法は、感光体ドラムの内壁に嵌合された充填部材の再生方法であって、前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔にシャフトを差し込み、前記シャフトが差し込まれていない反対側の端部を揺動し、該フランジを外す第1工程と、前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内径を拡張する第2工程と、前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内径が拡張された方へ前記充填材を押し出して取り外す第3工程と、を含むことを特徴としている。
請求項1に記載の充填部材の再生方法は、第1工程で、感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔にシャフトを差し込み、シャフトが差し込まれていない反対側の端部を揺動し、テコの原理でフランジを外す。第2工程で、感光体ドラムの端部の内径を拡張する。第3工程で感光体ドラムに押出持具を挿入し、内径が拡張された方へ充填材を押し出して取り外す。なお、第2工程で感光体ドラムの端部の内径を拡張しているのは、端部にバリやフランジを固定していた接着剤が残っていても、第3工程で充填材を押し出して取り外す際に、引っかからないようにするためである。
このように、感光体ドラムを切断することなく、フランジを外して充填部材を取り外している。つまり、充填部材を取り外す際に、感光体ドラムとフランジとが既に分離されている。したがって、感光体ドラムとフランジとを分離する工程が別途必要ないので、作業効率が良い。
請求項2に記載の充填部材の再生方法は、感光体ドラムの内部に嵌合された充填部材の再生方法であって、前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔にシャフトを差し込み、前記シャフトが差し込まれていない反対側の端部を揺動し、該フランジを外す第1工程と、前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内壁を削る第2工程と、前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内壁が削られた方へ前記充填材を押し出して取り外す第3工程と、を含むことを特徴としている。
請求項2に記載の充填部材の再生方法は、第1工程で感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔にシャフトを差し込み、シャフトが差し込まれていない反対側の端部を揺動し、フランジを外す。第2工程で、フランジが取り外された感光体ドラムの端部の内壁を削る。第3工程で感光体ドラムに押出持具を挿入し、内壁が削られた方へ充填材を押し出して取り外す。なお、第2工程で感光体ドラムの端部の内径を削るのは、端部にバリやフランジを固定していた接着剤が残っていても、第3工程で充填材を押し出して取り外す際に、引っかからないようにするためである。
このように、請求項1と同様に、充填部材を取り外す際に、感光体ドラムとフランジとが既に分離されているので、感光体ドラムとフランジとを分離する工程が別途必要なく、作業効率が良い。
更に、第2工程では、感光体ドラムの端部の内壁を削るのみであるので、フランジが取り外された感光体ドラムを新しい感光体ドラムとして再生することができる。
請求項3に記載の感光体ドラムは、請求項1又は請求項2に記載の充填部材の再生方法によって取り外された充填材が内壁に嵌合されたことを特徴としている。
請求項3に記載の感光体ドラムは、請求項1又は請求項2に記載の充填部材の再生方法によって取り外された充填材が内壁に嵌合されている。よって、低コストである。また環境問題に対しても考慮された感光体ドラムである。
請求項4に記載の充填部材の取外し装置は、感光体ドラムの内壁に嵌合された充填部材の取外し装置であって、前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔が差し込まれ、差し込まれていない端部を揺動し、前記フランジを取り外すためのシャフトと、
前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内径を拡張する拡張装置と、
前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内径が拡張された方へ前記充填材を押し出して取り外す押出持具と、を備えることを特徴としている。
請求項4に記載の充填部材の取外し装置は、シャフトを感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔に差し込み、差し込まれていない端部を揺動し、フランジを取り外す。拡張装置でフランジが取り外された感光体ドラムの端部の内径を拡張する。押出持具を感光体ドラムに挿入し、内径が拡張された方へ充填材を押し出して取り外す。
このように、充填部材を取り外す際に、感光体ドラムとフランジとが既に分離されているので、感光体ドラムとフランジとを分離する工程が別途必要なく、作業効率が良い。
請求項5に記載の充填部材の取外し装置は、感光体ドラムの内壁に嵌合された充填部材の取外し装置であって、前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔が差し込まれ、差し込まれていない端部を揺動し、前記フランジを取り外すためのシャフトと、前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内壁を削る内壁切削装置と、前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内壁が削られた方へ前記充填材を押し出して取り外す押出持具と、を備えることを特徴としている。
請求項5に記載の充填部材の取外し装置は、シャフトを感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔に差し込み、差し込まれていない端部を揺動し、フランジを取り外す。内壁切削装置でフランジが取り外された感光体ドラムの端部の内壁を削る。押出持具を感光体ドラムに挿入し、内壁が削られた方へ充填材を押し出して取り外す。
このように、充填部材を取り外す際に、感光体ドラムとフランジとが既に分離されているので、感光体ドラムとフランジとを分離する工程が別途必要なく、作業効率が良い。
更に、内壁切削装置で感光体ドラムの端部の内壁を削るのみであるので、フランジが取り外された感光体ドラムを新しい感光体ドラムとして再生することができる。
充填部材を取り外す際に、感光体ドラムとフランジとが既に分離されているので、感光体ドラムとフランジとを分離する工程が別途必要なく、作業効率が良い。
以下、本発明に係る感光体ドラムの内部に嵌合されている充填部材の再生方法を適用する一例として、公知の電子写真プロセスを適用したレーザープリンタを説明する。なお、公知の電子写真プロセスとは、感光体に対する帯電、レーザ等の露光による潜像の形成、トナーによる潜像の現像を経て、感光体上に形成されたトナー像を記録紙などに転写し、そして、トナー像を記録紙に定着することで、画像を記録する一連のプロセスを言う。
また、本発明が適用される画像形成装置は、以下で説明するレーザープリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいは、複合機等であっても良い。
図1は、レーザープリンタ11の概略構成を示している。レーザープリンタ11は、公知の電子写真プロセスにより、外部装置から入力した画像情報に基づいてトナー像を形成し、この画像を記録紙Pに記録するものである。なお、以下の説明において、本発明の本質とは直接関係しないものについては、詳細な説明を省略する。
まず、レーザープリンタ11の構成の概要と記録紙Pに画像の形成を行うプロセスの概要とを説明する。なお、図に向かって左側を正面側とする。
図1に示すように、レーザープリンタ11の内部の中央付近に、感光体ドラム20が回転可能に配置されている。感光体ドラム20は駆動手段(図示省略)により、矢印Kの方向に回転する。
感光体ドラム20の左上部には、感光体ドラム20と接触しニップが形成されるように帯電ローラ22が配置されている。帯電ローラ22は帯電バイアスとして、直流に交流を重畳させた振動電圧が印加され、感光体ドラム20を所定の電位に帯電する。帯電後、感光体ドラム20の上方に配置された光走査装置44から出射されたレーザービームLBによって露光が行われ、画像情報に応じた潜像が感光体ドラム20の表面に形成される。
感光体ドラム20の左側には現像器24が配置されている。この現像器24の現像ローラ26には、所定の極性に帯電したトナーが担持されている。感光体ドラム20の表面に形成された潜像は、現像ローラ26に現像バイアスをかけることで現像されトナー像となる。そして、トナー像は、転写ローラ32と感光体ドラム20とのニップ部に送られる。
一方、レーザープリンタ11の下部には、記録紙Pが収容された給紙カセット48が配置されている。記録紙Pは、ピックアップローラ36により送り出され、搬送ローラ38によって搬送される。そして、レジストローラ40により所定のタイミングで転写ローラ32と感光体ドラム20とのニップ部に送られる。
転写ローラ32には前述したトナーの所定の電位と逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム20のトナー像は記録紙Pに転写される。トナー像が転写した記録紙Pは定着器34に送られる。定着器34は熱と圧力とで記録紙Pにトナー像を定着する。トナー像が定着した記録紙Pは、レーザープリンタ11の上部の排紙トレイ42に排紙される。
トナー像は転写ローラ32で記録紙Pに全ては転写されずに、一部は感光体ドラム20に残留トナーとして残る。残留トナーは、感光体ドラム20の上部に配置されたクリーニング器28のクリーニングブレード30をで掻き取られ、クリーニング器28の内部29に回収される。
なお、感光体ドラム20、現像器24、クリーニング器28、帯電ローラ22は、一体的に支持されたプロセスカートリッジ100を構成している。そして、プロセスカートリッジ100はレーザープリンタ11に着脱可能に装着されている。
レーザープリンタ11の正面部には、プロセスカートリッジ100を着脱するための開閉カバー50が設けられている。開閉カバー50は、下端部に回動軸52が設けられている。そして、図2に示すように、プロセスカートリッジ100が寿命になると開閉カバー50を開閉し、新しいプロセスカートリッジ100と交換することができる。
図3に示すように、感光体ドラム20は、従来公知の方法により、アルミニウム又はアルミニウムを主材とする合金などの金属性の円筒形のドラム素管120の表面に感光層122が形成されている。なお、以降、ドラム素管120と感光層122との部分のみを感光体ドラム素管21とする。
さて、転写後の残留トナーを感光体ドラム20の表面にクリーニングブレード30を当接させて掻き取って除去する、所謂ブレードクリーニング方式では、感光体ドラム20とクリーニングブレード30とが摩擦し、摺動音が発生する。
また、帯電ローラ22に、直流に交流を重畳させた振動電圧を印加して感光体ドラム20を帯電させると、振動電圧によって感光体ドラム20が振動することに起因する、いわゆる帯電音が発生する。
このような摺動音や帯電音(以下、これらを「振動音」と呼ぶ)の発生を防止するために、感光体ドラム20の内部の長手方向中心付近に充填部材124を嵌合させている。
充填部材124は樹脂からなり、図4に示すように、円筒形状で、円筒軸方向にスリット部124Aが形成された断面がC字形状をしている。更に、スリット部124Aの反対側には、円筒軸方向が長手方向となっている溝部124Bが形成されている。また、充填部材124の外径は、感光体ドラム素管21の内径より僅かに大きい。しかし、図5(a)と図5(b)とに示すように、スリット部124Aの間隔が狭まるように、つまり、外径が小さくなるように、溝部124Bを支点に弾性変形する。このように外径が小さくなるので、感光体ドラム素管21の内部に抵抗なくスムーズに挿入可能である。また、挿入後、感光体ドラム素管21の内壁に密着して固定されるので、充填部材124を接着剤で固定する必要はない。
図3に示すように、回転の支持や駆動のため、感光体ドラム素管21の両端部には樹脂製のフランジ126,128が取り付けられている。フランジ126,128の中央部には、感光体ドラム20を回転支持する回転軸(図示省略)が挿入される軸孔126A、128Bが形成されている。なお、感光体ドラム素管21とフランジ126,128とは、接着剤で固定されている。接着剤としては、エポキシ系、アクリル系、シアノアクリレート系、ゴム系等が用いられている。
さて、使用済みのプロセスカートリッジ100(図2参照)は市場から回収されて再生工場に送られる。再生工場でプロセスカートリッジ100は分解され、リサイクル可能な部品は新規に製造されるプロセスカートリッジ100に再び使用される。(リサイクル工程)。そして、感光体ドラム20の内部に嵌合されている充填部材124も、感光体ドラム20から取り外して再使用する。
以下に、本発明に係る充填部材124の第1の再生方法を説明する。
図6は、充填部材124を感光体ドラム20から取り外すための、充填部材の取外し装置200である。充填部材の取外し装置200には、フランジ126,128の軸孔126A,128Aに挿入可能なシャフト210、感光体ドラム20をチャック部222,223で挟んで固定し、左右方向にスライド可能なチャッキング装置220、感光体ドラム素管21の端部を切断し拡張する拡張刃232が取り付けられた拡張装置230が備えられている。
更に、図7に示すように、感光体ドラム素管21の内径より小さく、充填部材124の内径D(図4参照)より大きい外径L1の棒状の押出持具240を用いる。押出持具240の先端部は半球状の突起部242が形成されている。この突起部242の外径L2は充填部材124の内径Dより小さく、突起部242は充填部材124の内壁に係合可能となっている。(図10(B)参照)。
以下に、充填部材の取外し装置200を用いた充填部材124の取り外し方法を説明する。
図8(a),(b)に示すように、フランジ126の軸孔126Aにシャフト210を挿入する。図8(c)−1,(c)−2に示すように、シャフト210が挿入された反対側の感光体ドラム20の端部を手で、前後左右(図8(c)‐1)や回転(図8(c)‐2)するように揺動する。揺動するとテコの原理で除除にフランジ126が外れていき、図8(d)に示すように、最終的にフランジ126が感光体ドラム素管21から外れる。同様に、もう一方のフランジ128も外す。
図9(A)に示すように、フランジ126,128が取り外された感光体ドラム素管21を、チャッキング装置220に取りつける。そして、図9(B),(C)に示すように、拡張装置230の拡張刃232へスライドさせ、一方の端部21Aを切って拡張する。
図10に示すように、元の位置にスライドし、拡張されていない他方の端部21B側から押出持具240を挿入し、拡張した端部21A側に、充填部材124を押し出して外す。前述したように、充填部材124は、接着して固定されていないので、押出持具240で容易に押し出せる。
なお、フランジ126,128を取り外した状態のままでは、端部21Aにバリが出ていたり、端部21Aの内壁にフランジ126を接着している接着剤310が残っている。(図12(A)参考)。よって、押出持具240で押し出そうそとしても、バリや接着剤310に引っかかって押し出せない。このため、前述したように、拡張装置230で端部21Aを拡張している。
取り外された充填部材124は、新しい感光体ドラム20に再び使用される。また、この新しい感光体ドラム20は、新規のプロセスカートリッジ100に組み込まれ市場に出荷される。
また、フランジ126,128と感光体ドラム素管21とは、それぞれ樹脂原料及び金属原料等として再利用される。
つぎに、本実施形態の作用を説明する。
今まで説明したように、感光体ドラム20の内部に嵌合された充填部材124を容易に取り外し、再使用できる。更に、充填部材124を取り外す工程で、既にフランジ126,128と感光体ドラム素管21とが別れている。よって、フランジ126,128と感光体ドラム素管21とを分離する工程が別途必要ないので、作業効率が良い。
以下に、本発明に係る充填部材124の第2の再生方法を説明する。
図11は、充填部材124を感光体ドラム20から取り外すための、充填部材の取外し装置300である。この充填部材の取外し装置300には、第1の実施形態で説明した拡張装置230でなく、感光体ドラム素管21の端部21Aの内壁を削るリーマー332が取り付けられたリーマー装置330が備えられている。なお、これ以外は、第1の実施形態と同じである。
以下に、充填部材の取外し装置300を用いた充填部材124の取り外し方法を説明する。
第1実施形態と同様に、図8(a),(b)に示すように、フランジ126の軸孔126Aにシャフト210を挿入し、シャフト210が挿入された反対側の感光体ドラム20の端部を手で、前後左右(図8(c)‐1)や回転(図8(c)‐2)するように揺動する。揺動するとテコの原理で除除にフランジ126が外れていき、図8(d)に示すように、最終的にフランジ126が感光体ドラム素管21から外れる。同様に、もう一方のフランジ128も外す。図12に示すように、フランジ126,128が取り外された感光体ドラム素管21を、チャッキング装置220に取りつける。(ここまでは、第1の実施形態と同様である)。
そして、図12(B),(C)に示すように、リーマー装置330へスライドさせリーマ332を端部21Aの内壁に当てる。リーマー332を回転させ、端部21Aの内壁に残っている接着剤310やバリを削る。
図13に示すように、元の位置にスライドし、リーマー332で削られていない端部21B側から押出持具240を挿入し、内壁が削られた端部21B側に押し出して外す。
取り外された充填部材124は、新しい感光体ドラム20に再び使用され、新しい感光体ドラム20は、新規のプロセスカートリッジ100に組み込まれ、市場に出荷される。
つぎに、本実施形形態の作用を説明する。
第1の実施形態の作用に加え、以下の作用を奏す。
感光体ドラム素管21は内壁のバリや接着剤を削ったのみである。よって、感光体ドラム素管21の表面の感光層122を除去してドラム素管120とし、このドラム素管120に再度、感光層122を形成し、新しい感光体ドラム20として再生することができる。(図3参照)。したがって、環境的に更に優れている。
本発明に係る感光体ドラムの内部に嵌合されている充填部材の再生方法を適用するレーザープリンタを示す断面図である。 図1に示すレーザープリンタの開閉カバーを開閉し、プロセスカートリッジを交換している図である。 本発明に係る充填部材の再生方法が適用される感光体ドラムを示す部分断面斜視図である。 本発明に係る充填部材の再生方法が適用される充填部材を示す斜視図である。 本発明に係る充填部材の再生方法が適用される充填部材を示し、(a)は通常の状態の断面図であり、(b)は弾性変形させ外径を小さくした状態の断面図である。 本発明に係る第1の充填部材の取り外し装置を示す図である。 充填部材の押出持具を示す図である。 感光体ドラムからフランジを取り外す様子を(a)から(d)に順番に示した図である。 感光体ドラム素管の端部を拡張する様子を(A)から(C)に順番に示した図である。 感光体ドラム素管に押出持具を挿入し、充填部材を押し出して外す様子を(A)から(D)に順番に示した図である。 本発明に係る第2の充填部材の取り外し装置を示す図である。 感光体ドラム素管の端部を削る様子を(A)から(C)に順番に示した図である。 感光体ドラム素管に押出持具を挿入し、充填部材を押し出して外す様子を(A)から(D)に順番に示した図である
符号の説明
20 感光体ドラム
21 感光体ドラム素管(フランジが取り外された感光体ドラム)
124 充填部材
126 フランジ
126A 軸孔
126B 軸孔
128 フランジ
210 シャフト
230 拡張装置
240 押出持具
200 充填部材の取外し装置
300 充填部材の取外し装置
330 リーマ装置(内壁切削装置)

Claims (5)

  1. 感光体ドラムの内壁に嵌合された充填部材の再生方法であって、
    前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔にシャフトを差し込み、前記シャフトが差し込まれていない反対側の端部を揺動し、該フランジを外す第1工程と、
    前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内径を拡張する第2工程と、
    前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内径が拡張された方へ前記充填材を押し出して取り外す第3工程と、
    を含むことを特徴とする充填部材の再生方法。
  2. 感光体ドラムの内部に嵌合された充填部材の再生方法であって、
    前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔にシャフトを差し込み、前記シャフトが差し込まれていない反対側の端部を揺動し、該フランジを外す第1工程と、
    前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内壁を削る第2工程と、
    前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内壁が削られた方へ前記充填材を押し出して取り外す第3工程と、
    を含むことを特徴とする充填部材の再生方法。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の充填部材の再生方法によって取り外された充填材が内壁に嵌合されたことを特徴とする感光体ドラム。
  4. 感光体ドラムの内壁に嵌合された充填部材の取外し装置であって、
    前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔が差し込まれ、差し込まれていない端部を揺動し、前記フランジを取り外すためのシャフトと、
    前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内径を拡張する拡張装置と、
    前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内径が拡張された方へ前記充填材を押し出して取り外す押出持具と、
    を備えることを特徴とする充填部材の取外し装置。
  5. 感光体ドラムの内壁に嵌合された充填部材の取外し装置であって、
    前記感光体ドラムの端部に取り付けられたフランジの軸孔が差し込まれ、差し込まれていない端部を揺動し、前記フランジを取り外すためのシャフトと、
    前記フランジが取り外された前記感光体ドラムの端部の内壁を削る内壁切削装置と、
    前記感光体ドラムに押出持具を挿入し、内壁が削られた方へ前記充填材を押し出して取り外す押出持具と、
    を備えることを特徴とする充填部材の取外し装置。
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