CN100386697C - 环形金属结构及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过塑性加工制造的环形金属结构，其壁厚是0.03mm-0.09mm(包括两个端点)，在该环形金属结构(18)的表面上涂覆由(a)硅和氟碳树脂及(b)铜中的一种构成的膜(19)。

Description

环形金属结构及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种薄壁环形金属结构及其生产方法，更具体地说，本发明涉及在电子照相打印机或复印机中可用作感光鼓或定影辊的金属结构及其生产方法。
背景技术
例如，根据日本未审公开专利10-10893，形成传统电子照相打印机或复印机中使用的感光鼓或定影鼓的膜一般是由有机材料如聚酰亚胺或无机金属材料如铁、铝、不锈钢和镍组成的。
该膜的实际厚度一般是0.03-0.20mm。但是，这样的实际厚度只能由用聚酰亚胺或镍组成的膜完成。例如，可以用电铸法制成具有该厚度的镍膜。
一般来说，定影部分消耗的能量是整个电子照相打印机或复印机中消耗能量的约80％。另外，能耗高度取决于组成定影辊或定影膜的材料。
例如，如果定影辊或膜由聚酰亚胺组成，所述聚酰亚胺是其导热率比上述铁、铝、不锈钢或镍的导热率小1/510-1/40的有机材料，则必须将定影辊或膜加热很长时间，直到定影辊或膜能够工作为止。加热定影辊或膜的时间是打印机或复印机启动后用户必须等到打印机或复印机变得能够工作的时间。
实际业务中需要使打印机或复印机能够尽可能快地开始工作，因此，即使不使用打印机或复印机时，也必须预热定影辊或膜，这将导致能耗增加。
相反，如果定影辊或膜是由导热率比聚酰亚胺的导热率大210倍的镍组成，则可以缩短将定影辊或膜加热至其可以工作的时间。因此不再需要预热定影辊或膜，所以当启动打印机或复印机时，包括由镍制成的定影辊或膜的打印机或复印机立即就可以工作。
如上所述，用镍膜作为定影膜时，可以降低打印机或复印机的能耗。但是，传统的制造镍膜的方法中存在下述问题。
如上所述，厚度为0.03-0.20mm的镍膜是用电铸法制造的。即，这样的镍膜是通过电解沉积镍离子制成的。因此，如此制造的镍膜具有这样的柱形晶体结构，由此造成的缺点是镍膜对机械重复应力的抵抗性弱。
另外，根据疲劳试验，镍膜的寿命是几万转至几百万转。镍膜的寿命有很大的弥散性。
具体来说，当将用电铸法制造的镍膜加热到200℃以上时，其热脆裂性很明显。因此，用电铸法制造的镍膜不适合用作定影膜。
尽管用电铸法易于从纯金属中沉积出离子，但是从合金如不锈钢中沉积出离子几乎是不可能的。
作为另一种制造金属柱形膜的方法，有人提出的一种方法包括下述步骤：将厚度为0.03-0.20mm的薄膜圆整，将如此圆整的膜焊接成柱形膜。根据该方法，可以用任何金属制造金属柱形膜。
但是该方法存在的问题是欠缺机械强度，圆柱形状不均匀，这是因为在焊接部分进行了焊珠处理，还因为在焊接部分中存在有与金属结构相关的缺陷。另外，因为金属柱形膜是用将薄膜相互结合的方法制造的，所以制造金属柱形膜需要技巧和花费很多时间，这将导致成本增加，缺乏规模生产率。因此该方法目前还没有实际应用。
发明内容
考虑到传统金属柱形膜制造方法中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种具有足够高的机械强度和寿命且适于大规模生产的环形金属结构如金属柱形膜。
本发明的另一个目的是提供该环形金属结构的制造方法。
申请人提出了对应于2003年5月13日授权的US6561001的日本公开专利申请2001-225134中的环形金属结构。申请人提出本发明是为了对该环形金属结构进行进一步改善。
本发明一方面提供了一种通过塑性加工制造的环形金属结构，其壁厚是0.03mm-0.09mm(包括两个端点)，其特征在于：在环形金属结构的表面上涂覆由(a)硅和氟碳树脂及(b)铜中的一种构成的膜。
在本申请的说明书中，术语“环形金属结构”涵盖在垂直于其轴的方向上具有闭环形状的横截面的由金属构成的结构。例如，典型的环形金属结构是金属圆柱。带、套管、管等都包括在术语“环形金属结构”中。
本发明还提供一种通过塑性加工制造的环形金属结构，其壁厚是0.03mm-0.09mm(包括两个端点)，其特征在于：环形金属结构由多种相互不同的金属构成，并且是整体辊压而成。
例如，可以选择不锈钢和铜作为金属。
作为不锈钢，可以选择对应于US中的AISI304的SUS304。
本发明另一方面提供了一种环形金属结构的制造方法，其包括绕其轴旋转管，管由可塑性加工的金属构成，在管旋转的同时拉拔管的外壁，降低管的壁厚，延长管的壁长，并且在环形金属结构的表面上涂覆由(a)硅和氟碳树脂及(b)铜中的一种构成的膜。
本发明还提供一种环形金属结构的制造方法，其包括将多种相互不同的金属辊压成一个金属片，用该金属制造管，绕其轴旋转管，在管旋转的同时拉拔管的外壁，降低管的壁厚，延长管的壁长。
根据上述方法，通过对管旋转加工可以制造可用作感光鼓或定影辊的环形金属结构。
当环形金属结构的表面上粘附诸如保护纸的薄片时，通过在管表面上涂覆由硅和氟碳树脂或铜构成的膜，可以使薄片易于剥落。
在本申请的说明书中，术语“管”包括有底面的管和无底面的管。有底面的管可以通过温或冷拔生产，无底面的管可以通过将薄膜圆整后焊接相对端处的薄膜而制成。如果需要，将管退火以控制其硬度，然后将其旋转加工，使其厚度为0.03mm-0.09mm(包括两个端点)。
然后如果需要，将管在低温下再次退火。得到的环形金属结构是刚性的，具有很高的疲劳强度，具有很高的导热率，作为感光鼓或定影鼓时具有优异的性能。
表1示出根据上述方法制造的薄壁环形金属结构和用传统的拉拔法制造的薄壁环形金属结构的性能对比。表1中假定用环形金属结构作为定影辊。
[表1]
Figure C20031011813600071
在表1中，“A”列表示厚度的均匀性，“B”列表示平直度或弯曲度，“C”列表示硬度，“D”列表示总体评价。A、B和C列中的圆圈(O)表示环形金属结构通过了试验，A、B和C列中的叉(X)表示环形金属结构没有通过试验。
例如，根据本发明制造的厚度为0.09mm的环形金属结构通过了厚度均匀性、平直度和硬度试验，而根据传统方法制造的厚度为0.09mm的环形金属结构没有通过厚度均匀性、平直度和硬度试验。
在表1中，根据本发明制造的环形金属结构和根据传统方法即拉拔法制造的环形金属结构都进行了厚度均匀性、平直度和硬度试验。考虑到A、B和C列中的试验结果，D列中给出了总体评价。D列中的圆圈(0)表示环形金属结构可以实际应用，D列中的叉(X)表示环形金属结构实际上不可用。
从表1可以清楚地看出：为了能够实际应用，根据传统方法制造的薄壁环形金属结构的壁厚必须是0.10mm或更大。即使根据传统方法能够制造厚度为0.09mm或更小的环形金属结构，这样的环形金属结构实际上也不能应用。
相反，从表1可以清楚地看出：本发明提供的厚度为0.03mm-0.10mm(包括两个端点)的环形金属结构可以实际应用。
因此，本发明可以制造用传统方法不能制造的厚度为0.09mm或更小的环形金属结构。
上述环形金属结构在电子照相打印机中可以用作感光鼓或定影带。
本发明另一方面提供了一种辊组件，其包括(a)至少两个辊，这些辊以其轴相互平行的方式排列，和(b)环绕这些辊的带，其中，带是由上述环形金属结构构成的。
下面说明前述的本发明带来的优点。
打印机或复印机中的印刷技术得到了长足发展。例如，可以全色复印任何文献。因此，对黑白打印机或复印机的要求是将来要有更高的精度，对彩色打印机或复印机的要求是高质量和高速度，并且制造成本更低。为了满足这些要求，感光鼓和热定影装置是非常关键的部件。
在热定影辊或膜中，无论热定影辊或膜是带式或薄壁套管式，为了提高导热系数，提供有质量的图像，都要求辊隙区尽可能宽。响应这种要求，根据本发明制造的薄壁环形金属结构可以用作具有高弹性、高机械强度和高抗疲劳性的带或套管。
根据本发明制造的环形金属结构与根据传统方法制造的由树脂或镍构成的带相比，具有更高的持久性、更高的耐热性、更高的刚性和更长的寿命。根据本发明制造的环形金属结构可以用作带。因此，用根据本发明制造的环形金属结构代替厚度较大的传统辊或套管作为带时，可以使打印机或复印机小型化。
另外，环形金属结构具有高的导热率和小的热容。因此，当用环形金属结构作为定影鼓时，定影鼓能够快速加热。从而可以缩短定影时间。另外，定影鼓具有很高的导热率，这样将降低能耗，从而大幅节约成本。
例如，根据本发明制造的环形金属结构可以用作感光鼓中的带。因为制成环形金属结构用的不锈钢通过旋转(spin)可以提高强度，所以与用树脂构成的传统带相比，当在用作带的环形金属结构上施加张力时，可以提高轴之间的平整度和刚性。
另外，当用环形金属结构作为带时，因为环形金属结构具有很高的杨氏(Young’s)模量，所以与用树脂构成的传统带不同，可以消除在旋转中由于伸展和/或拉拔带造成的旋转不均匀性。因此可以提高供料的精确度，从而能够保证图像质量。
大多数传统感光鼓是由用铝制成的大柱体构成。用环形金属结构代替这种传统的感光鼓作为带时，可以使打印机或复印机小型化。
另外，在彩色打印机或复印机中可以缩短纸张经过与不同颜色如红、绿、蓝相关的多个感光鼓的时间，保证很高的速度，减轻重量，节约空间。
附图简述
图1包括示出通过温或冷拔制造有底面的管的截面图和透视图。
图2是示出旋转有底面的管的装置的截面图。
图3是示出通过将薄膜圆整后将彼此相对端处焊接而制成的无底面的管的透视图。
图4是示出在管的相对端切割通过旋转制造的管的截面图。
图5是示出在由SUS304构成的圆柱膜中当厚度减小率等于50％时发现的S-N曲线的座标图。
图6是涂膜金属柱体的截面图。
图7是用作辊组件的零件的柱状金属膜的透视图。
图8是图7所示的辊组件的前视图。
图9是图7所示的辊组件的前视图。
图10是用作定影辊的柱状金属膜的透视图。
具体实施方式
下面说明作为本发明的实施方案的环形金属结构的制造方法。在该实施方案中，根据该方法制造作为环形金属结构的金属圆柱体。
首先如图1所示，将金属薄片10放置在母夹具11和冲头12之间，制造有底面的管13。管13越深，管13越易于旋转。因此优选用其中将母夹具11加热而将冲头12冷却的温拔法制造管13。
例如，假定通过温和冷拔放置SUS304。如果在室温下放置SUS304，则定义为圆柱体直径(A)与冲头直径(B)之比(A/B)的临界拉伸比是2.0。相反，如果通过温拔放置SUS304，则临界拉伸比可以升高到2.6。因此，当放置有底面的管时，通过温拔放置比通过冷拔放置制成的管深度更大。
但是应当注意：可以通过普通冷拔制造有底面的管13。
在温拔法中，金属片10的厚度优选是0.1-1.0mm，更优选0.3-0.5mm。
然后将管13退火，使其具有所需的硬度。
然后如图2所示，用旋转机将管13旋转加工。
参考图2，旋转机由下述部件构成：可以绕管13的轴转动管13的管旋转器14，其末端是锐角的夹具15，既可沿垂直于管13的轴的方向B移动又可沿平行于管13的轴的方向A移动的移动器15a。
管13固定在移动器15a上，因此可以和移动器15a一起沿方向A和B移动。
首先如图2所示，将管旋转器14插入有底面的管13，然后开始旋转管旋转器14。
然后，移动器15a使夹具15沿方向B移动，直到夹具15与管13的外壁13a接触。然后，移动器15a使夹具15再沿方向B移动，使夹具15以均匀压力挤压到外壁13a上。这时候开始对管13的外壁13a进行旋转加工。
如上所述，夹具15固定在移动器15a上。通过用移动器15a移动夹具15，可以在管旋转器14外表面的远处对夹具15进行定位。如下所述，夹具15的末端与管旋转器14的外表面之间的距离等于下述的金属圆柱体18的厚度。
然后，在夹具15挤压管13的外壁13a的情况下，移动器15a移动夹具15，使其远离管13的底面，即，向方向C移动。当夹具15向方向C移动时，管13的外壁13a被拉伸，从而使其长度得以延长。
结果，管13的厚度等于夹具15的末端与管旋转器14的外表面之间的距离。
尽管该实施方案中用夹具15拉伸管13的外壁13a，但是可以用由硬质材料制成的辊代替夹具15。
用上述方法将外壁13a的厚度拉伸到很小后，将管13从管旋转器14取下。
旋转机可以是水平式或垂直式。从使用性方面考虑，优选水平式旋转机。
例如，日本公开专利申请7-284452和9-140583中都提到通过旋转制造管的方法。但是，这些公开申请都没有提及用该方法制造的管的厚度。
例如，如果通过旋转制造由SUS304构成的管，则由于管的旋转表面存在膨胀问题，据说这样的管可以具有等于或小于0.10mm的厚度。
相反，该实施方案的方法可以使管13具有表1所示的0.03-0.09mm(包括两个端点)的厚度。
根据发明人进行的试验，用0.5mm厚的金属片通过冷或温拔得到的有底面的管的维氏(Vickers)硬度Hv是330，这意味着加工硬化性能(work-hardening)在管中有很大发展。因此而发现：如果通过旋转将管加工成0.15mm厚，此时的厚度减小率是70％，则管的维氏硬度Hv是500或更高，结果将导致非常难以对管进行再加工。因此，本发明的发明人决定对通过冷或温拔制造的管13进行退火步骤，以使其具有所需的硬度，然后旋转管13。这些步骤使得到厚度为0.03-0.09mm(包括两个端点)的环形金属结构成为可能。
对通过冷或温拔制造的管13进行退火，以控制其硬度，退火温度优选是400-1200℃，更优选800-1100℃。
退火后，管13的维氏硬度Hv优选是100-250(包括两个端点)，更优选100-150(包括两个端点)。
如图3所示，通过将金属片10圆整后将金属片10的相对端彼此焊接而制成的无底面的管16的维氏硬度Hv约为150。因此，通过旋转可以加工厚度为0.03-0.09mm的管16，不需要退火。
制造管16的金属片厚度优选是0.08-0.50mm，更优选0.10-0.15mm。
管13或16旋转后的厚度减小率是40-91％，维氏硬度Hv是380-500。管13或16旋转后的抗张强度是150-160kgf/mm2(1078-1568MPa)。
镍膜的维氏硬度Hv约为400-500，其抗张强度约为122kgf/mm2(约1196MPa)。至于抗张强度与硬度的比值，镍膜小于通过上述旋转法制造的金属圆柱体。
如图4所示，对管1 3或16的旋转加工完成后，用切割器1 7在相对的两端附近切割厚度为0.03-0.09mm的管13或16，使其具有所需长度。
从而得到可用作感光鼓或定影鼓的金属圆柱体18。
为了控制SUS304的弹性(spring characteristic)，消除内应力，保证均匀的形状，在400-500℃，优选在约450℃下将金属圆柱体18退火。这种退火能够将金属圆柱体18的维氏硬度Hv提高到580，还能将抗张强度提高到170kgf/mm2(约1666MPa)。
在厚度减小率为50％的条件下发明人对由退火的SUS304构成的金属圆柱体18进行疲劳试验。如图5所示，金属圆柱体18在重复循环107时的疲劳强度大于80kgf/mm2(784MPa)。
相反，在厚度减小率为91％的条件下，金属圆柱体18的疲劳强度是100kgf/mm2(980MPa)。
因此可以发现：通过旋转制造的由SUS304构成的金属圆柱体在持久性方面优于镍圆柱膜。
然后如图6所示，在金属圆柱体18的外表面上形成涂层19。涂层19由硅层和形成在硅层上的氟碳树脂层(所谓的“特氟隆”)构成。
涂层19作为保护金属圆柱体18的保护层，还能够防止金属圆柱体18在其外表面处被氧化或生锈。另外，当诸如胶粘纸的薄片缠绕在金属圆柱体周围时，这些薄片易于剥落。
在金属圆柱体18的外表面上可以形成铜层，以代替涂层19。铜层能够提供涂层19带来的相同优点。例如，可以通过镀铜在金属圆柱体18的外表面上形成铜层。
尽管在该实施方案中只在金属圆柱体18的外表面上形成涂层19或铜层，但是应当意识到可以在金属圆柱体18的外表面和内表面上都形成涂层19或铜层。
该实施方案中的金属片10是由SUS304构成的。
作为一个替代实施方案，金属片10由多种由相互不同的金属制成的薄片构成，并且是整体辊压而成。例如，金属片10优选由不锈钢片和铜片构成，并且被压成一个单一的片。不锈钢片使金属片10的持久性增加，而铜片使金属片10的导热率提高。
但是，为了确保持久性的增加和导热率的提高，必须确定不锈钢和铜的合适混合比。
为了确定不锈钢和铜的合适混合比，发明人进行了下述试验。
首先制造13个金属片10，每一个金属片10都包括不锈钢片和铜片，二者叠置后被压成一个单一的片。在这13个金属片10中，不锈钢片和铜片的厚度比相互是不同的。
测试每一个金属片10的持久性和导热率。
在持久性试验中，当在金属片10上施加预定压力或冲击力时，观察每一个金属片10是否变形。为了判断每一个金属片10是否具有所需的导热率，在导热率试验中，将每一个金属片10的一端加热至预定温度，然后经过预定时间(如：5分钟)后在另一端测定温度。
试验结果示于表2。
[表2]
    不锈钢     铜   持久性     导热率
    1     2.5   变形     良好
    1     2   没有变形     良好
    1     1.5   没有变形     良好
    1     1   没有变形     良好
    1.5     1   没有变形     良好
    2     1   没有变形     良好
    5     1   没有变形     良好
    10     1   没有变形     良好
    20     1   没有变形     良好
    28     1   没有变形     良好
    29     1   没有变形     良好
    30     1   没有变形     差
    33     1   没有变形     差
从表2可以清楚地看出：假定将比例X定义为A∶B，其中，A表示不锈钢片的厚度，B表示铜片的厚度，则既能够通过持久性试验又能够通过导热率试验的比例X是1∶2-29∶1(包括两个端点)。因此，构成金属片10的不锈钢片和铜片的厚度比在1∶2-29∶1(包括两个端点)范围内选择。
例如，如果将金属片10的厚度设计为0.03mm(30微米)，则必须将不锈钢片的厚度设计为0.01-0.29mm，必须将铜片的厚度设计为0.02-0.001mm。
下面说明上述方法的优选实施例。
[实施例1：不用焊接制造金属圆柱体的方法]
在实施例1中，用由SUS304构成的有底面的管制造圆柱膜，在该圆柱膜的外表面上涂覆涂层19。实施例1中的圆柱膜的厚度是0.06mm，内径是60.0mm，长度是319mm。用该圆柱膜作为定影辊或感光鼓。
首先从厚度为0.5mm的SUS304片上切下厚度为0.5mm、内径为140mm的环片。然后用外径为60.0mm的冲头将环片温拔，从而制成深度为70mm的有底面的管。
该管从颈部到底面的厚度和硬度示于表3。
[表3]
  与颈部的距离[mm]      厚度[mm]     硬度[Hv]
  5      0.585     356
  15      0.530     342
  25      0.490     332
  35      0.470     327
  45      0.459     308
  55      0.456     268
  65      0.414     283
  70(底面)      0.391     287
从厚度分布可以看出：管在颈部附近厚度最大。这意味着材料从颈部流入颈部。管在靠近底面处厚度较小。这意味着管在靠近底面处拉伸的强度更大。
至于硬度，原本以为底面附近部位的硬度最大，因为该部位与冷冲头接触。但相反，底面附近部位的硬度最小，而材料流动性很大的颈部附近部位的硬度最大。可以认为：材料由于位错而流入颈部，因此，颈部附近的位错密度(dislocation density)最高。结果，颈部附近的晶格变形最大，最大的变形表现为最大的硬度。
从表3可以清楚地看出：如果将在管总高度的一半处，即距管颈35mm处测定的硬度认为是平均硬度，则平均硬度是327。
从表3可以看出：通过温拔制造的管的厚度和硬度随与颈部的距离的分布是不均匀的，颈部附近的硬度由于加工硬化而较高，这些都是通过旋转制造0.03-0.09mm范围内均匀厚度的障碍。因此必须考虑进行退火，以使其具有如此均匀的厚度。
在真空中将通过温拔制造的有底面的管在1000℃下退火30分钟。管经过退火，距颈部35mm处的维氏硬度是134，管其余部分的维氏硬度低于150。
然后用水平式旋转机将如此退火的管旋转加工成0.06mm的厚度。在旋转中，为了除去夹具和管的接触生成的摩擦热，为了防止管温升高，向夹具和管喷洒足量的冷水。
得到的管具有0.06mm的均匀厚度，其维式硬度是500，其抗张强度是166.7kgf/mm2(约1634MPa)。
因为管仍然有底面，所以在其相对端切割管。从而得到厚度为0.06mm，内径为60.0mm，长度为319mm的SUS304圆柱膜。
另外，为了控制其弹性，将圆柱膜在450℃下退火30分钟。圆柱膜经过退火改进成刚性圆柱膜，其维式硬度是570，其抗张强度是170.3kgf/mm2(约1669MPa)。
[实施例2：通过焊接制造金属圆柱体的方法]
在实施例2中，用由SUS304构成的无底面的管制造圆柱膜，在该圆柱膜的外表面上涂覆涂层19。实施例2中的圆柱膜的厚度是0.06mm，内径是60.0mm，长度是319mm。用该圆柱膜作为定影辊或感光鼓。
将厚度为0.15mm、大小为188.4mm×144.0mm且由SUS304构成的片圆整，将其相对端相互焊接。从而制成内径为60.0mm、长度为144.0mm的无底面的管。
因为金属片的维式硬度是165，所以不经退火即将管旋转，直到管的厚度达到0.06mm，即，厚度减小率成为60％。结果得到厚度为0.06mm，内径为60.0mm，长度为360mm金属圆柱体。
金属圆柱体具有0.06mm的均匀厚度，其维式硬度是450，其抗张强度是157.6kgf/mm2(约1544MPa)。
然后在金属圆柱体的两个相对端进行切割。从而得到厚度为0.06mm，内径为60.0mm，长度为319mm的SUS304圆柱膜。
与实施例1类似，为了控制其弹性，将圆柱膜在450℃下退火30分钟。圆柱膜经过退火改进成刚性圆柱膜，其维式硬度是520，其抗张强度是168.3kgf/mm2(约1649MPa)。
尽管实施例1和2中的圆柱膜均由SUS304构成，但是圆柱膜也可以由不是SUS的材料构成。例如，圆柱膜可以由不锈钢、辊压的镍(rollednickel)、镍合金、钛、钛合金、钽、钼、哈斯特洛伊(hastelloy)合金、坡莫合金、马氏体时效钢(marageing steel)、铝、铝合金、铜、铜合金、纯铁和钢构成。
图7-9示出上述金属圆柱膜的应用实施例。如图7-9所示，金属圆柱膜可以用作辊组件的零件。
如图7和8所示，金属圆柱膜20缠绕在两个辊21和22上，21和22的排列方式是这两个辊的轴相互平行。金属圆柱膜20的宽度等于辊21和22的长度，因此，金属圆柱膜20能够将辊21和22完全覆盖。
金属圆柱膜20是由不锈钢和铜整体辊压而成，其厚度是0.05mm(50微米)。
如图7所示，每一个辊21和22都有沿辊21和22的轴线方向从其相对端面上突出的支撑轴24。如图9所示，侧壁25支撑辊21和22，支撑轴24在支撑处可以转动。
用直径与支撑轴24相同的圆孔26和高度等于支撑轴24的直径和水平长度长于支撑轴24的直径的加长孔27形成侧壁25。
将支撑轴24插入圆孔26，侧壁25以此方式支撑辊21。辊22固定在侧壁25上的方式是：将支撑轴24插入加长孔27，例如用螺栓和螺母将支撑轴24固定在加长孔27中的适当位置处。所以，因为辊22可以固定在需要的位置，所以通过调节辊22的固定位置可以使金属圆柱膜20张紧。
图7-9所示的辊组件在打印机中可用作感光鼓、加热辊或定影辊。
辊21和22的直径可以小于传统感光鼓的直径。因此，可以制造其高度小于传统感光鼓高度的感光鼓。因此，通过在打印机中使用包括金属圆柱膜20的辊组件，可以大幅减小打印机的高度。
因为传统的加热辊是圆柱形，所以在加热辊的外表面上没有平面部分。相反，如图8所示，包括金属圆柱膜20的辊组件在金属圆柱膜20上有取决于辊21和22的距离的平面部分23。
例如，粘附在纸上的调色剂可以热固定在处于平面部分23上的纸上，与传统加热辊提供的面积相比，可以保证更大的用于热固定调色剂的面积。结果，可以更稳定地进行热固定，从而提高印刷图像的质量。
作为一个替代方案，可以在平面部分23上设置显影单元。
另外，因为金属圆柱膜20很薄，所以金属圆柱膜20的导热率很高。即，热量很容易通过金属圆柱膜20传递。与传统的加热辊相比，这样可以大幅缩短加热辊需要的加热时间。因此可以缩短打印机启动后至其能够工作的时间。
图10示出金属圆柱膜的另一种用途。
金属圆柱膜40可以用作热定影辊。如图10所示，金属圆柱膜40中安装有一对导板28。导板28具有弓形外表面，所以能够使金属圆柱膜40保持圆柱体。
导板28之间夹置加热器29。例如，加热器29由卤素灯或陶瓷加热器构成。
压送辊30与形成为热定影辊的金属圆柱膜40对面放置。
其上粘附有调色剂的薄片31朝着金属圆柱膜40和压送辊30行进，然后夹在金属圆柱膜40和压送辊30之间，随后被加热器29加热。结果，调色剂被热固定在薄片31上。
通过使用作为热定影辊的金属圆柱膜40，可以将加热器29设置在金属圆柱膜40内，因此，加热器29产生的热量可以直接传递给金属圆柱膜40。从而可以大幅提高从加热器29到金属圆柱膜40的传热效率。
另外，因为金属圆柱膜40是由金属薄片形成的，所以可以将金属圆柱膜40快速加热到将调色剂固定在薄片31上所需要的温度。即，可以将打印机启动后至其能够工作的时间缩短。

Claims (19)

1.一种通过塑性加工制造的环形金属结构，其壁厚是0.03mm-0.09mm，该范围包括两个端点，其特征在于：环形金属结构由多种相互不同的金属构成，并且是整体辊压而成。
2.根据权利要求1的环形金属结构，其中，金属是不锈钢和铜。
3.根据权利要求2的环形金属结构，其中，A∶B是1∶2-29∶1，该范围包括两个端点，其中，A表示不锈钢的厚度，B表示铜的厚度。
3.根据权利要求2的环形金属结构，其中，环形金属结构的壁厚是0.03mm，其中，不锈钢的厚度是0.01-0.029mm，该范围包括两个端点，铜的厚度是0.02-0.001mm，该范围包括两个端点。
4.根据权利要求1、2、3或4的环形金属结构，其中，在环形金属结构的表面上涂覆由硅和氟碳树脂构成的膜。
5.根据权利要求4的环形金属结构，其中，只在环形金属结构的外表面上涂覆膜。
6.根据权利要求1、2、3或4的环形金属结构，其中，在环形金属结构的表面上镀铜。
7.根据权利要求6的环形金属结构，其中，环形金属结构只在其外表面上镀有铜。
8.根据权利要求1、2、3或4的环形金属结构，其中，塑性加工后的环形金属结构的厚度与塑性加工前的环形金属结构的厚度相比，其厚度减小率等于或大于40％。
9.根据权利要求1、2、3或4的环形金属结构，其中，塑性加工后的环形金属结构的维氏硬度Hv等于或大于380。
10.根据权利要求1、2、3或4的环形金属结构，其中，塑性加工然后退火后的环形金属结构的维氏硬度Hv是100-250，该范围包括两个端点。
11.根据权利要求1、2、3或4的环形金属结构，其中，塑性加工是旋转加工。
12.一种环形金属结构的制造方法，其包括：
将多种相互不同的金属辊压成一个金属片；
用该金属制造管；
绕管的轴旋转管；和
在管保持旋转的同时拉拔管的外壁，以降低管的壁厚，和延长管的壁长。
13.根据权利要求12的方法，其还包括在管的表面上涂覆由(a)硅和氟碳树脂及(b)铜中的一种构成的膜。
14.根据权利要求13的方法，其中，金属是不锈钢和铜。
15.根据权利要求13的方法，其中，只在管的外表面上涂覆膜。
16.一种用在电子照相打印机中的感光鼓，该感光鼓由一种通过塑性加工制造的环形金属结构构成，该环形金属结构的壁厚是0.03mm-0.09mm，该范围包括两个端点，该环形金属结构由多种相互不同的金属构成，并且是整体辊压而成。
17.一种用在电子照相打印机中的定影带，该定影带由一种通过塑性加工制造的环形金属结构构成，该环形金属结构的壁厚是0.03mm-0.09mm，该范围包括两个端点，该环形金属结构由多种相互不同的金属构成，并且是整体辊压而成。
18.一种辊组件，其包括：
(a)至少两个辊，这些辊以其轴相互平行定向的方式排列；和
(b)卷绕这些辊的带，
带是由通过塑性加工制造的环形金属结构构成，该环形金属结构的壁厚是0.03mm-0.09mm，该范围包括两个端点，该环形金属结构由多种相互不同的金属构成，并且是整体辊压而成。
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