JP2014117731A - Metallic tubular body and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a thin-walled metal tubular body and a method for manufacturing the same, and more particularly to a metal tubular body for fixing toner onto paper by applying heat and pressure in a laser printer or a copying machine and a method for manufacturing the same.
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。 The fixing method of laser printers and copiers has changed from the conventional roller fixing method to the film fixing method. In the conventional roller fixing method, since the heater inside the roller warms the roller, it is necessary to keep the heater on while printing is waiting. On the other hand, a thin fixing film having a high heat conduction efficiency and a low heat capacity can operate with a heater only when the fixing film rotates, so that power saving and standby time can be reduced. As the thin tubular body serving as the base layer of the fixing film, a metal such as stainless steel or a resin such as polyimide is used. However, in order to save power and shorten the standby time, it is preferable to use a metal that is strong and excellent in thermal conductivity.
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)。 At the time of fixing, the cylindrical fixing film rotates while being deformed in the circumferential direction. Accordingly, the fixing film is required to have circumferential flexibility and durability that can withstand deformation. When a metal tubular body is used as the base layer of the fixing film, the thickness is manufactured to an extremely thin thickness of 20 to 50 μm. As a method for producing such an extremely thin metal tubular body, one using a spinning process is known (see Patent Document 1).
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。 However, in the spinning process of Patent Document 1, since the metal material is extended only in the axial direction of the cylindrical metal tubular body, the durability against axial deformation is great, but the durability against circumferential deformation is small. There are features. Therefore, when used for a long time, there has been a problem that fine cracks enter the axial direction from the end face of the metal tubular body.
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。 An object of the present invention is to provide a metal tubular body having high durability against deformation in both the axial direction and the circumferential direction, and a method for manufacturing the same.
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。
The said subject is solved by the following means.
That is, the metal tubular body of the present invention 1 is a metal tubular body having a thickness of 20 to 50 μm, an inner diameter of 10 to 50 mm, and an axial length of 200 to 400 mm, and the metal tubular body is plastic. It has a processed metal structure, and the processing direction of the plastic processing is at least two directions of a circumferential direction and an axial direction of the metal tubular body.
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。
The metal tubular body of the
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。
The metal tubular body of the
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。 The method for producing a metal tubular body according to the fourth aspect of the present invention includes producing a metal plate by rolling in one direction, rolling the metal plate into a cylindrical shape so that the rolling direction is a circumferential direction, and abutting the butt portion The metal tubular body is manufactured by welding, and the metal tubular body is spun to be elongated in the axial direction to make it thin.
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。 The metal tubular body of the present invention is a metal tubular body having a thickness of 20 to 50 μm, an inner diameter of 10 to 50 mm, and an axial length of 200 to 400 mm. It has a structure, and the working direction of plastic working is at least two directions of the circumferential direction and the axial direction of the metallic tubular body. In the metal tubular body of the present invention, the circumferential plastic working method of the metallic tubular body is rolling, and the axial plastic working method is spinning. Therefore, it is possible to manufacture a metal tubular body having a high durability against deformation in both the axial direction and the circumferential direction.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a) shows the manufacturing method of the metal tubular body of embodiment of this invention, explanatory drawing which shows the process of rolling a metal plate and manufacturing a rolling coil material, FIG.1 (b) is a figure. It is explanatory drawing which shows the process of cut | disconnecting the rolled coil material of 1 (a) and manufacturing a metal plate of a predetermined | prescribed magnitude | size. As shown in FIG. 1 (a), in this example, a metal plate (thickness is 0.18 mm) is cold-rolled to obtain a rolled coil material 1 having a thickness T1 of 0.1 mm and a width W1 of 251 mm. To manufacture. Although any metal can be used as the material of the plate material, SUS304 is used in the embodiment of the present invention. The rolling direction of the rolled coil material 1 is the direction of the
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。
As shown in FIG. 1B, the rolled coil material 1 of FIG. 1A is cut to produce a
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。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a process of manufacturing the metal
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。
Fig.3 (a) is explanatory drawing which shows the process of spinning the metal
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。
FIG. 3B is an explanatory view showing a state in which the spinning process of the metal
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。 As described above, the metal tubular body according to the embodiment of the present invention is a thin-walled metal tubular body that becomes the base layer of the fixing film by plastic working in the circumferential direction and the axial direction of the metal tubular body. Can be manufactured. Therefore, since the durability against deformation in both the axial direction and the circumferential direction of the metal tubular body is increased, the problem that fine cracks enter the axial direction from the end face of the metal tubular body is solved after long-term use. The The metal tubular body according to the embodiment of the present invention welds a metal plate rolled into a cylindrical shape in a thick state, and spins the thick metal tubular body to form a thin metal A tubular body is formed. Therefore, welding is easy, the weld mark is clean, and the cylindrical shape can be accurately formed.
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。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. Needless to say, changes can be made without departing from the scope and spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment of the present invention, the completed metal tubular body has a wall thickness T2 of 35 μm, an inner diameter D2 of 30 mm, and an axial length L2 of 278.5 mm. It can be applied to a metal tubular body having a diameter of ˜50 μm, an inner diameter D2 of 10 to 50 mm, and an axial length L2 of 200 to 400 mm.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 A metal tubular body having a wall thickness of 20 to 50 μm, an inner diameter of 10 to 50 mm, and an axial length of 200 to 400 mm,
The metal tubular body has a plastically processed metal structure,
The metal tubular body, wherein the plastic working direction is at least two directions of a circumferential direction and an axial direction of the metal tubular body.
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。 The metal tubular body according to claim 1,
A metal tubular body, characterized in that a method of plastic processing in the circumferential direction of the metal tubular body is rolling, and a method of plastic processing in the axial direction is spinning.
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。 The metal tubular body according to claim 1 or 2,
The metal tubular body, wherein the circumferential plastic working is a pre-process and the axial plastic working is a post-process.
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。 Rolling in one direction to produce a metal plate,
The metal plate is rounded into a cylindrical shape so that the rolling direction is the circumferential direction,
Welding the butt to produce a metal tubular body,
A method for producing a metal tubular body, comprising: spinning the metal tubular body to elongate the metal tubular body in the axial direction to make it thin.
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