(57)【要約】【課題】軸方向と周方向の両方の変形に対する耐久性が大きな金属製管状体及びその製造方法を提供する。【解決手段】白抜き矢印２の圧延方向を、金属製管状体４の周方向にして円筒状に丸める。この金属製管状体４の突き合わせ部４１をプラズマ溶接（マイクロプラズマ溶接）して金属製管状体４を一体化する。金属製管状体４の外周面４３にローラー５２、５２を押し付け、金属製管状体４の軸方向にローラー５２、５２を移動してスピニング加工する。金属製管状体４は金属製管状体４の軸方向に塑性変形して絞られ、軸方向に長尺化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚が２０〜５０μｍ、内径が１０〜５０ｍｍ、軸方向の長さが２００〜４００ｍｍの金属製管状体であって、
前記金属製管状体は塑性加工された金属組織を有しており、
前記塑性加工の加工方向が前記金属製管状体の周方向と軸方向の少なくとも２方向である
ことを特徴とする金属製管状体。
【請求項２】
請求項１に記載の金属製管状体において、
前記金属製管状体の周方向の塑性加工の方法が圧延加工であり、軸方向の塑性加工の方法がスピニング加工である
ことを特徴とする金属製管状体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金属製管状体において、
前記周方向の塑性加工が前工程、軸方向の塑性加工が後工程である
ことを特徴とする金属製管状体。
【請求項４】
一方向に圧延加工して金属板を製造し、
前記金属板を前記圧延方向が周方向となるように円筒状に丸めて突き合わせ、
前記突き合わせ部を溶接して金属製管状体を製造し、
前記金属製管状体をスピニング加工して軸方向に長尺化させて薄肉にする
ことを特徴とする金属製管状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄肉の金属製管状体及びその製造方法に関し、特に、レーザープリンターや複写機において、熱と圧力を加えて、トナーを用紙に定着させるための金属製管状体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンターや複写機の定着方式は、従来のローラー定着方式からフィルム定着方式へと変化している。従来のローラー定着方式は、ローラー内部のヒーターがローラーを温めるため、プリント待機中もヒーターをつけておく必要がある。これに対し、熱伝導効率が高く熱容量が低い薄い定着フィルムは、定着フィルムが回転する時だけヒーターが作動するため、省電力化や待機時間を短縮できる。この定着フィルムの基層となる薄肉の管状体としては、ステンレス鋼などの金属やポリイミドなどの樹脂が用いられる。しかし、省電力化や待機時間を短縮するためには、強度があり熱伝導性に優れる金属製が好ましい。
【０００３】
定着時において、円筒状の定着フィルムは周方向に変形しながら回転する。従って定着フィルムには、変形に耐えうる周方向の柔軟性と耐久性が求められる。定着フィルムの基層として金属製管状体を用いる場合、その厚さは２０〜５０μｍという極薄に製造される。このような極薄の金属製管状体を製造する方法として、スピニング加工を用いるものが公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のスピニング加工は、円筒状の金属製管状体の軸方向にのみ金属素材が延ばされるため、軸方向の変形に対する耐久性は大きいが、周方向の変形に対する耐久性が小さいという特徴がある。そのため、長く使用していると、金属製管状体の端面から軸方向に細かなクラックが入るという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２５１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、軸方向と周方向の両方の変形に対する耐久性が大きな金属製管状体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は以下の手段によって解決される。
すなわち、本発明１の金属製管状体は、肉厚が２０〜５０μｍ、内径が１０〜５０ｍｍ、軸方向の長さが２００〜４００ｍｍの金属製管状体であって、前記金属製管状体は塑性加工された金属組織を有しており、前記塑性加工の加工方向が前記金属製管状体の周方向と軸方向の少なくとも２方向であることを特徴とする。
【０００８】
本発明２の金属製管状体は、本発明１において、前記金属製管状体の周方向の塑性加工の方法が圧延加工であり、軸方向の塑性加工の方法がスピニング加工であることを特徴とする。
【０００９】
本発明３の金属製管状体は、本発明１又は２において、前記周方向の塑性加工が前工程、軸方向の塑性加工が後工程であることを特徴とする。
【００１０】
本発明４の金属製管状体の製造方法は、一方向に圧延加工して金属板を製造し、前記金属板を前記圧延方向が周方向となるように円筒状に丸めて突き合わせ、前記突き合わせ部を溶接して金属製管状体を製造し、前記金属製管状体をスピニング加工して軸方向に長尺化させて薄肉にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属製管状体は、厚さが２０〜５０μｍ、内径が１０〜５０ｍｍ、軸方向の長さが２００〜４００ｍｍの金属製管状体であって、金属製管状体は塑性加工された金属組織を有しており、塑性加工の加工方向が金属製管状体の周方向と軸方向の少なくとも２方向である。また、本発明の金属製管状体は、金属製管状体の周方向の塑性加工の方法が圧延加工であり、軸方向の塑性加工の方法がスピニング加工である。従って、軸方向と周方向の両方の変形に対する耐久性が大きな金属製管状体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態の金属製管状体の製造方法を示し、金属板を圧延加工して圧延コイル材を製造する工程を示す説明図、図１（ｂ）は図１（ａ）の圧延コイル材を切断して所定の大きさの金属板を製造する工程を示す説明図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）の金属板を円筒状に丸めて金属製管状体を製造する工程を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）は、図２の金属製管状体をスピニング加工する工程を示す説明図、図３（ｂ）は金属製管状体のスピニング加工が終了した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態の金属製管状体の製造方法を示し、金属板を圧延加工して圧延コイル材を製造する工程を示す説明図、図１（ｂ）は図１（ａ）の圧延コイル材を切断して所定の大きさの金属板を製造する工程を示す説明図である。図１（ａ）に示すように、本例では金属の板材（肉厚が０．１８ｍｍ）を冷間圧延加工して、肉厚Ｔ１が０．１ｍｍ、幅Ｗ１が２５１ｍｍの圧延コイル材１を製造する。板材の材質としては任意の金属を用いることができるが、本発明の実施の形態ではＳＵＳ３０４を使用する。圧延コイル材１の圧延方向は、白抜き矢印２の方向である。圧延コイル材１の硬度はＨｖ３７４で、焼鈍はしない。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）の圧延コイル材１を切断して、肉厚Ｔ１が０．１ｍｍ、幅Ｗ２が９５ｍｍ、長さＬ１が１４８ｍｍの金属板３を製造する。圧延コイル材１の切断は、寸法精度が高く、バリが出にくいエッチング加工によって行う。
【００１５】
図２は、図１（ｂ）の金属板３を円筒状に丸めて金属製管状体４を製造する工程を示す説明図である。図２に示すように、金属板３を円筒状に丸めて端面を突き合わせて、金属製管状体４を製造する。白抜き矢印２の圧延方向を、金属製管状体４の周方向にして円筒状に丸める。従って、金属製管状体４は、肉厚Ｔ１が０．１ｍｍ、軸方向の長さＬ１が１４８ｍｍ、内径Ｄ１が３０．１５ｍｍに成形される。この金属製管状体４の突き合わせ部４１をプラズマ溶接（マイクロプラズマ溶接）して金属製管状体４を一体化する。
【００１６】
図３（ａ）は、図２の金属製管状体４をスピニング加工する工程を示す説明図である。すなわち、図３（ａ）に示すように、スピニング加工機のマンドレル５１を金属製管状体４の内周面４２にはめ込み、マンドレル５１を回転して金属製管状体４を回転する。金属製管状体４の外周面４３にローラー５２、５２を押し付け、金属製管状体４の軸方向にローラー５２、５２を移動してスピニング加工を行う。金属製管状体４は金属製管状体４の軸方向に塑性変形して絞られ、軸方向に長尺化する。スピニング加工時の発熱を冷却するために、クーラントを加工部の近傍に供給する。クーラントの温度は、クーラントの出口で２６〜２８度程度に設定することが好ましい。
【００１７】
図３（ｂ）は金属製管状体４のスピニング加工が終了した状態を示す説明図である。スピニング加工を２回行い、図３（ｂ）に示す薄肉の金属製管状体６が完成する。完成した金属製管状体６は、肉厚Ｔ２が３５μｍ（０．０３５ｍｍ）、軸方向の長さＬ２が２７８．５ｍｍ、内径Ｄ２が３０ｍｍに成形される。
【００１８】
上記したように、本発明の実施の形態の金属製管状体は、金属製管状体の周方向と軸方向の２方向に塑性加工することにより、定着フィルムの基層となる薄肉の金属製管状体を製造することができる。従って、金属製管状体の軸方向と周方向の両方の変形に対する耐久性が大きくなるため、長期間の使用で、金属製管状体の端面から軸方向に細かなクラックが入るという問題が解決される。また、本発明の実施の形態の金属製管状体は、肉厚が厚い状態で円筒状に丸めた金属板を溶接し、この肉厚が厚い金属製管状体をスピニング加工して、薄肉の金属製管状体を成形する。従って、溶接が容易で、溶接跡がきれいになり、円筒形状を精度良く成形することが可能となる。
【００１９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。例えば、前述した本発明の実施の形態では、完成した金属製管状体は、肉厚Ｔ２が３５μｍ、内径Ｄ２が３０ｍｍ、軸方向の長さＬ２が２７８．５ｍｍであるが、肉厚Ｔ２が２０〜５０μｍ、内径Ｄ２が１０〜５０ｍｍ、軸方向の長さＬ２が２００〜４００ｍｍの金属製管状体に適用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１…圧延コイル材
２…白抜き矢印（圧延方向）
３…金属板
４…金属製管状体
４１…突き合わせ部
４２…内周面
４３…外周面
５１…マンドレル
５２…ローラー
６…金属製管状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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