KR20100061751A - 튜브와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내구성을 높여 간소한 공정으로, 외주면, 또는 내주면에, 거의 일정한 간격으로 미소한 요철부가 형성된 튜브와 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 튜브는, 중공의 금속제의 관체로, 두께가 20 내지 50㎛의 일정한 두께로, 또한 금속제의 환상의 금속 원형체(6)를, 회전 지지체(3)와 아울러 상기 금속 원형체(6)의 중심축선 주위로 회전시키고, 상기 금속 원형체(6)의 외주에 배치한 탑(5)을 압압시켜 소성 가공하는 스피닝 가공에 의해 가공된 금속 튜브이다. 상기 금속 튜브는, 외주면, 또는 내주면에, 거의 일정한 간격으로 미소한 요철부(12)가 형성되고 있다. 스피닝 가공이 된 금속 원형체(6)는 양단부를 절단하여 튜브(11)로 된다.

Description

튜브와 그 제조 방법{TUBE AND ITS MANUFACTURING METHOD}

발명은 전자 사진식 프린터, 복사기의 정착(定着) 롤러(roller) 등에 사용되는 튜브와 그 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 스피닝(spinning) 가공되어 정착 롤러 등에 사용되는 튜브와 그 제조 방법에 관한 것이다.

금속제로 중심에 관통공이 형성된 튜브는, 예를 들면 레이저 빔 프린터 등의 정착용 튜브로서 사용되고 있다. 이 정착용 튜브는, 흑백 복사기, 컬러 복사기, 컬러 프린터 등에서는 그 사용 형태가 다르다. 흑백 복사기에서는, 가열된 롤러(정착용 롤러)에 의해 토너(toner)를 용지에 정착시켜 화상, 문자 등을 정착시키는 방법이 널리 행해지고 있다. 이러한 정착을 행하기 위한 정착용 롤러는, 일반적으로 얇은 두께의 금속 튜브의 표면에, 불소 수지를 피복 혹은 코팅(coating)을 실시한 것이 많다.

금속 튜브에 관한 기술로서 금속판을 소성 가공하여 제조하는 방법이 제안되어 있다. 이 금속 튜브를 소성 가공하는 기술에 있어서, 본 출원인은 회전 소성 가공, 즉 스피닝 가공을 실시함으로써, 얇은 두께의 금속 원통체를 가공하는 기술을 제안하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 두께를 얇게 하면, 예를 들면, 복사기의 정착용 롤러로서 사용했을 때, 예열 시간이 짧다고 하는 이점으로부터, 필요한 기계적 강도에 견딜 수 있는 범위에서, 두께는 가능한 한 얇게 하는 편이 좋다. 또 금속 튜브에 피막시키는 불소 수지의 튜브 가공 기술로서 150℃ 가열시의 축 방향 수축율이 1∼8％, 직경 방향 수축율 2∼8％인 정착 부재용 불소 튜브가 제안되어 있다.

일본국 특허공개 2004－174555호 공보

본 발명을 적용하여 제조된 정착용 튜브는, 예를 들면, 복사기에서는 통상 다음과 같이 사용이 된다. 즉 광에 의해 표면의 전기 저항이 변화하는 감광 드럼 상에서 이미지(image) 노광을 행하고, 정전 잠상(靜電 潛像)을 형성하고, 이 정전 잠상에 자성체의 분말상 잉크인 토너를 부착시켜 토너가 스프레이(spray)된 화상(畵像)으로 한다. 이 토너가 스프레이된 화상을 용지에 전사한다.

이 전사는 전사 롤러에 플러스(+)의 전하를 종이 뒷면에 가해 감광 드럼 표면의 토너를 용지에 전사하는 것이다. 전사 후, 감광 드럼으로부터 용지를 분리하고, 전사된 토너가 부착된 화상을 미정착의 상태로부터 정착용 튜브(정착용 롤러)에 의해 가열하고, 토너를 연화시키고 가압하여 정착시키고 복사한다. 본 발명의 튜브의 제조 방법은 이 복사 공정의 정착용 롤러 등의 롤러에 해당하는 튜브의 제조 방법이다.

이 전사 롤러, 정착용 롤러 등은 복사기로서 사용 중의 변형을 고려함과 아울러, 고속화에 수반하는 전사, 정착 후에 있어서의 용지와 롤러의 벗겨짐 정도, 확실한 정착 등의 기능을 좋게 할 필요가 있다.

그렇지만, 종래의 가공 방법에 있어서, 금속 튜브의 외주면에, 후술하는 스파이럴(spiral) 모양을 형성하는 가공 방법은 알려져 있지 않았다. 이와 같이 두께가 얇은 금속 튜브로 추가공(追加工)을 실시하지 않고, 통상의 가공 공정에 있어서, 스파이럴 모양화하는 기술은 개시되어 있지 않았다.

전술한 것처럼, 이 정착용 롤러는 금속 튜브에 코팅재인 수지를 튜브에 피복시킨 것이다. 이 정착용 롤러는, 특히 두께가 얇은 것은, 사용 과정에서 가열되고 표면이 신축되어 변형되기 쉽다. 이와 같이 정착용 롤러는, 가열 등의 혹독한 사용 조건에 노출되고, 또한 내구성이 요구된다. 그러나 어떠한 혹독한 사용 조건이라도, 정착용 롤러는 변형, 코팅재의 박리 등의 결함이 생겨서는 안 된다. 즉 금속 튜브에 대한 코팅재의 피막은 확실한 것이 아니면 안 된다.

일반적으로 이 코팅은 금속 튜브의 형상에 좌우된다. 즉 금속 튜브의 외주의 표면이 오목한 모양이면, 코팅 후의 완성품도 오목한 모양으로 되고, 금속 튜브의 표면이 볼록한 모양이면, 코팅 후의 완성품도 볼록한 모양으로 된다. 그러나 금속 튜브의 두께가 얇은 것이라면, 금속 튜브의 표면 형상을 항상 예를 들면 오목한 모양으로 하는 것은 용이하지 않다.

이러한 종래의 기술은 특히 양산의 경우에는 안정된 제품을 양산화한다고 하는 관점에서는 문제가 있었다. 즉 두께가 얇은 금속 튜브이라도, 외주면, 및/또는 내주면이 일정한 간격으로 미소 요철부를 가지는 형상으로 되어 있는 것, 바꾸어 말하면 스파이럴 모양화된 형상이 이상(理想)이고, 그러한 튜브 및 튜브의 제조 방법의 개발이 요망되고 있다.

본 발명은 이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로, 다음의 목적을 달성한다.

본 발명의 목적은 두께가 얇은 금속 튜브에 스피닝 가공으로 확실하게 안정된 스파이럴 모양화된 형상을 주는 것을 가능하게 한 튜브를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 저비용으로 스파이럴 모양화된 형상의 튜브를 제조할 수 있는 튜브의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 다음의 수단을 취한다.

본 발명 1의 튜브는,

심(芯)이 중공(中空)인 금속제의 관체(管體)로, 두께가 20 내지 50㎛의 일정한 두께로, 또한 금속제의 환상(環狀)의 금속 원형체(原形體)를, 회전 지지체와 아울러 상기 금속 원형체의 중심축선 주위로 회전시키고, 상기 금속 원형체의 외주에 배치한 탑(top)을 압압시켜 소성 가공하는 스피닝 가공에 의해 가공된 금속 튜브로서, 상기 금속 튜브의 외주면, 및/또는 내주면에는 거의 일정한 간격으로 미소한 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명 2의 튜브는,

본 발명 1에 있어서, 상기 요철부는 상기 금속 튜브의 중심축선 방향으로 다조(多條)의 나선상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명 3의 튜브는 본 발명 1 또는 2에 있어서,

상기 튜브는 전자 사진식 프린터 또는 복사기로 사용되는 정착용 롤러 또는 벨트를 위한 튜브인 것을 특징으로 한다.

본 발명 4의 튜브의 제조 방법은,

소성 가공 가능한 금속으로 이루어지는 금속 원형체를, 내외경 표면 형상이 거의 일정한 간격으로 미소한 요철부를 가지는 표면 형상으로 가공하기 위한 회전 지지체에 장착하는 공정과, 장착된 상기 금속 원형체를, 상기 회전 지지체와 아울러 상기 금속 원형체의 중심축선 주위로 회전시키면서, 상기 금속 원형체의 원통부의 두께를 20 내지 50㎛의 일정한 두께로 얇게 하고, 또한 내외경 표면 형상이 일정한 간격으로 미소 요철부를 가지는 면으로 하는 스피닝 가공을 행하는 공정과, 상기 스피닝 가공이 된 상기 금속 원형체의 양단부를 절단하여 튜브 형상으로 하는 공정으로 이루어진다.

본 발명 5의 튜브의 제조 방법은,

본 발명 4에 있어서, 상기 금속 원형체의 재료는 스테인레스강인 것을 특징으로 한다.

본 발명 6의 튜브의 제조 방법은,

본 발명 4에 있어서, 상기 미소 요철부를 가지는 면은 다조의 스파이럴 모양의 미세 요철 형상의 압흔(壓痕)을 가지고 있는 면인 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 튜브의 제조 방법은, 튜브의 미소 요철의 형성을 스피닝 가공의 공정 단계에서 가능하게 하였다. 이 때문에, 다음 공정의 블라스트(blast) 처리, 코팅 처리 등의 처리가 종래와 같은 공정의 흐름으로 행할 수가 있어 제조 공정이 간소화되었다. 이 때문에, 종래에 비해 제조 비용 저감을 도모할 수도 있게 되었다. 이 제조 방법은, 특히 두께가 얇은 튜브에의 적용에 매우 적합하여, 이 튜브에 스파이럴 모양의 미소 요철 형상을 형성할 수가 있다.

본 발명의 튜브는 스피닝 가공으로 스파이럴 모양의 미소 요철 형상이 형성되고 있다. 따라서 이 튜브의 외주측 표면의 모양은 내주면에도 마찬가지의 모양의 미소 요철 형상이 형성된다. 튜브 내주면의 미소 요철 형상은 윤활유 등의 액체의 굄으로 되고, 이 스파이럴 모양의 미소 요철 형상이 윤활 보지(保持) 기능을 가진다고 하는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타내는 튜브의 단면도이다.
도 2는 금속 원형체에 스피닝 가공을 실시하고 있는 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 스피닝 가공된 금속 원형체를 절단하고, 금속 튜브로 하는 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 도 3의 A부 확대도로, 스파이럴 모양의 미소 요철 형상의 압흔의 단면 형상을 나타낸다.
도 5는 금속 튜브의 가장자리쪽에, 스파이럴 모양에 의한 미소 요철 형상의 압흔이 형성된 표면 형상을 나타내는 데이터도이다.
도 6은 금속 튜브의 가장자리쪽에, 스파이럴 모양에 의한 미소 요철 형상의 압흔이 형성된 표면 형상을 나타내는 데이터도이다.
도 7은 종래의 인발(引拔) 가공으로 제조한 금속 튜브의 표면 형상을 나타내는 데이터도이다.

이하 본 발명의 튜브와 그 제조 방법의 실시의 형태를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 튜브를 나타내는 단면도이다. 도 2는 금속 튜브의 소재인 금속 원형체에 스피닝 가공을 실시하고 있는 공정을 설명하기 위한 설명도이다. 도 3은 스피닝 가공된 금속 원형체를 절단하고, 금속 튜브로 하는 공정을 설명하기 위한 설명도이다. 먼저 금속 튜브의 원형체인 금속 원형체의 스피닝 가공의 개략을 설명한다.

또한, 이 스피닝 가공 그 자체는 본 출원인이 특허 문헌 1에 개시하고 있다. 본 발명의 실시의 형태의 이해를 용이하게 함과 아울러, 본 실시의 형태도 이 기술을 베이스(base)로 하고 있다. 그 때문에 본 발명의 방법과 종래의 방법을 합쳐 제조 방법을 설명한다. 금속 박판(薄板)으로부터 프레스 가공 등으로 미리 전가공(前加工)된 유저 소관(有底 素管)(1)을 스피닝 가공기(2)에 의해 두께를 더 얇게 하는 가공을 실시한다.

이 유저 소관(1)은 도시하고 있지 않지만 금속 박판을 자형(雌型)과 펀치(punch)의 사이에서, 프레스 가공하여 만들어진 것이다. 이 유저 소관(1)은 깊이가 깊을수록, 다음 공정의 스피닝 가공이 용이하게 되기 때문에, 프레스 가공시에는 자형을 가열하고 펀치를 냉각하는 온간 딥드로잉(deep drawing)법, 또는 냉간 딥드로잉 가공의 소성 가공으로 성형된다. 금속 박판은 예를 들면 SUS304(미국의 AISI304에 대응) 등의 스테인레스강이다. 금속 박판은 스테인레스강 이외에 알루미늄 합금, 니켈, 철 등이라도 좋다.

도 2에 나타내듯이, 미리 프레스 가공되어 있는 유저 소관(1)을, 스피닝 가공기(2)의 회전 기축(맨드릴(man drill))(3)에 삽입하여 파지시키고 회전시킨다. 이 회전 기축(3)은 유저 소관(1)의 형상을 결정하는 형체이기도 하다. 스피닝 가공은 두께가 얇은 유저 소관(1)을 강제적으로 이 회전 기축(3)의 외주면을 따라 늘리도록 하여 본뜨고, 금속 원형체(6)를 성형하여 금속 튜브(8)로 한다. 따라서 회전 기축(3)의 유저 소관(1)에 접하는 부분은 이른바 맨드릴로 된다.

이러한 구성의 회전 기축(3)에 대해 유저 소관(1)을 삽입하여 장착한다. 이 유저 소관(1)에 대해서, 이 외주의 등각도 간격 위치에, 원추형의 형상을 한 복수의 탑(5)을 배치시킨다. 이 상태로 유저 소관(1)을 회전시키면서, 탑(5)을 유저 소관(1)의 외주면에 접촉시키고 균일, 일정한 압력으로 압압(押壓)하면서 화살표의 방향(회전 중심축선 방향)으로 이동시킨다. 이 유저 소관(1)은 양단부가 중앙 부분(9)에 비교하여 강성이 높게 되어 있다. 이 탑(5)의 압압 이동으로, 유저 소관(1)은 탑(5)의 이동에 따라 그 원통부의 두께가 서서히 좁혀져 두께가 얇아짐과 아울러 중심축선 방향의 길이가 장척화(長尺化)한다. 이 탑(5)은 원추형상, 이른바 주판알과 같은 형상을 하고 있어, 회전 가능하게 설치된 공구의 일종이다.

이 탑(5)이, 스피닝 가공에 따라서 유저 소관(1)의 중심축선 방향을 따라 통과하여 나가면, 유저 소관(1)의 가공면은 후술하는 스파이럴 모양화된 압흔을 가지는 요철 형상으로 성형된다. 이 스피닝 가공의 특징은 두께를 얇게 할 수 있는 것이다. 이러한 것으로부터, 중간의 가공 형상이 유저 소관(1)의 단계에서, 두께 치수를 20~50μm로 하는 것이 가능하고, 본 실시의 형태에서는 그러한 형상이다.

본 실시의 형태는 소성 가공 가능한 금속으로 이루어지는 유저 소관(1)에 스피닝 가공을 실시함으로써, 금속 원형체(6)의 두께를 얇게 할 수 있음과 아울러, 스파이럴 모양화된 압흔인 요철 형상을 형성할 수 있다.

이 스피닝 가공은, 스테인레스강 SUS304의 경우, 온간 드로잉법에 있어서, 한계 드로잉비(limiting drawing ratio) 2.6까지 높여 행한다. 이와 같이 하여, 스피닝 가공이 실시된 금속 원형체(6)가 스테인레스강 SUS304의 경우, 인장 강도가 1666㎫(170㎏f/㎟), 또 피로 강도는 조건에 따라 다르지만 980MPa(100㎏f/㎟) 이상으로 된다. 이와 같이 하여 스피닝 가공이 실시되어 두께가 얇은 금속 원형체(6)가 생기면, 다음에 이 금속 원형체(6)를 회전 기축(3)으로부터 제거한다.

이 금속 원형체(6)를 회전 기축(3)으로부터 인발(引拔)한다. 인발된 금속 원형체(6)는 다음에 도 3에 나타내듯이 전술의 두께 치수로 가공된 금속 원형체(6)의 양단이 돌절 공구(7)로 돌파하여 절단된다.

이 절단에 의해, 중앙 부분(9)의 통체가 정착용 롤러, 벨트 등의 금속 튜브(8)로 된다. 이 후, 스프링성을 조정하고, 내부의 응력을 제거하고, 균일한 형상으로 하기 위해 450℃ 전후의 온도로 저온 소둔(燒鈍)하여도 좋다. 이 저온 소둔에 의해, 금속 튜브(8)의 경도가 증가하고, 인장 강도, 피로 강도를 높일 수 있다.

또, 이 금속 튜브(8)의 스피닝 가공의 과정에서, 금속 원형체(6)의 표면에 도 4에 나타내듯이 스파이럴 모양의 압흔(12)을 형성하고 있다. 이 압흔(12)은 탑(5)의 압접(壓接) 이동에 의해 생기고, 금속 원형체(6)의 내주, 외주의 표면에 일정한 간격으로 미세한 규칙적 요철면이 형성된 것이다. 이 스파이럴 모양은 탑(5)에 의한 스피닝 가공에 의한 압흔의 자취이기도 하다. 따라서, 탑(5)에 의해 금속 튜브(8)의 외주면에, 다조(多條)의 나선상의 모양이 형성됨으로써 미세한 규칙적 요철면이다. 나선상의 모양의 조수(條數)는 탑(5)의 수에 따라서 다르다. 예를 들면, 3개의 탑(5)에 의해 형성되는 미세한 규칙적 요철면은 3조의 나선 모양으로 된다.

이 압흔(12)은, 금속 원형체(6)가 얇은 튜브이므로, 금속 원형체(6)의 외주면측과 내주면측에 형성된다. 미소한 규칙적인 요철면인 이 압흔(12)이 형성되어 있다고 하는 것은, 이 금속 원형체(6)가 롤러 등의 제품으로서 사용될 때, 중요한 기술적인 효과를 나타낸다. 예를 들면, 이것이 복사기의 정착용 롤러에 사용되는 경우, 이 내공(內孔)에 가열용의 고주파 히터가 조립되어 넣어져 정착용 롤러가 회전하지만, 이때에 고주파 히터와 정착용 롤러의 내주면의 사이에는 윤활을 위한 윤활유가 들어가 있다. 이 정착용 롤러의 내주면측의 압흔(12)은, 이 윤활유의 굄으로 되어, 고주파 히터와 정착용 롤러의 내주면의 슬라이딩(sliding)이 원활하게 된다.

본 발명의 기본적인 제조는, 이상과 같은 실시의 형태로 나타나지만, 튜브(11)의 최종 제품화를 위해서는, 또한 블라스트 처리, 코팅 처리 등의 공정을 거쳐 완성시킨다. 이 경우에 있어서도 금속 튜브(8)의 두께 치수, 형상은 변함없이 일정하다. 다음에 그 관계의 처리에 대해서 설명한다. 이 처리에 대해서는 특허 문헌 1에 상세하게 설명되어 있다. 전술과 같이 경도, 인장 강도, 피로 강도를 어느 정도 높인 금속 튜브(8)에 대해, 먼저 블라스트 가공 처리, 예를 들면 샌드(sand) 블라스트 가공 처리를 행한다.

이 샌드 블라스트 가공 처리는 금속 튜브(8)의 표면에 요철부를 발생시키고 표면적을 증대시켜 표면을 활성화시키기 위해서 행한다. 결과적으로 표면에 잔류 압축 응력을 발생시키고 피로 강도를 높인다. 일반적으로 행해지는 샌드 블라스트 가공 처리는 쇼트 피이닝(shot peening) 처리이다. 금속 튜브(8)는 양단이 척(chuck)으로 지지되어 소정의 회전수로 소정의 방향으로 회전한다.

노즐은 상하 방향으로 이동 가능함과 아울러, 아주 작은 구상(球狀)의 연마재(쇼트)를 금속 튜브(8)의 표면에 스프레이(spray)한다. 즉 아주 작은 구상의 연마재(쇼트)를 스프레이함으로써 표면에 요철부를 설치하고, 충격을 줌으로써 잔류 인장 응력을 제거하고 잔류 압축 응력을 높이는 것이다. 또 연마재(쇼트)에 의해 표면의 요철을 설치하는 것은, 표면적을 증대시키게 되어 표면을 조면화(粗面化)하고, 후술하는 코팅 처리의 접착성을 높이게 된다.

이 샌드 블라스트 가공 처리는, 전술과 같이 스피닝 가공으로 성형된 두께 치수가 20~50μm의 금속 원형체(6)의 양단을 절단한 금속 튜브(8)에 실시된다. 이상 설명한 것처럼, 본 실시의 형태에 있어서, 샌드 블라스트 가공 처리로 잔류 압축 응력의 부여 공정과, 조면화의 부여 공정을 동시에 행하고 있다. 그러나, 이 2개의 공정은 따로 따로 행할 수도 있다. 예를 들면, 조면화의 부여 공정은 연삭이나 레이저 등의 처리 방법으로 부여하는 공정이라도 좋다.

이와 같이 표면 처리된 금속 튜브(8)에, 다음에 설명하는 코팅 처리를 실시한다. 코팅 처리 공정에 있어서 사용하는 코팅재(10)는 불소 수지이다. 금속 튜브(8)의 표면에 코팅재(10)를 가열하여 열수축시키고 코팅시킨다. 코팅 처리가 실시된 코팅층은 금속 튜브(8)에 대한 보호막으로서 작용하고, 그 두께는 일정하다. 따라서 코팅되어도 튜브(11)의 스파이럴 모양화 형상은 바뀌지 않는다. 또 금속 튜브(8)의 표면의 산화를 방지한다.

또한, 이 금속 튜브(8)에 대해 전사 용지를 감았을 때, 그 용지를 벗기기 쉽게 하고, 주름의 생성을 어렵게 하는 기능을 가지고 있다. 코팅재(10)의 불소 수지는, 열에 의해 가소(可塑)하고 성형할 수 있는 폴리머로서, 예를 들면, 성형성, 내열성 등이 뛰어난 재료로서 에틸렌과 3불화염화에틸렌의 2원 공중합체, 혹은 4불화에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 2원 공중합체 등이다. 불소 수지 이외에, 실리콘층과 실리콘층 상에 형성된 탄화불소 수지층이라도 좋다.

이 코팅 처리할 때에는, 이 코팅한 불소 수지가 금속 튜브(8)로부터 벗겨지지 않는 것이 간요(肝要)하다. 본 실시의 형태에 있어서는 쇼트 피이닝 처리를 실시하여 그 표면을 조면 가공하고 있다. 이 조면 가공은 금속 튜브(8)의 잔류 압축 응력을 높임과 동시에, 코팅층의 박리 방지 부여를 위한 조면화 부여의 2개의 목적을 가진다.

이 조면을 부여하는 공정은 스테인레스재에 적용되는 것이 매우 적합하지만, 다른 금속의 튜브이라도 좋다. 이와 같이, 샌드 블라스트 가공 처리(쇼트 피이닝 처리)를 실시한 후에, 그 조면에 코팅 처리를 실시함으로써, 열수축성의 상위(相違)로부터 종래 발생하고 있어 문제로 되고 있는 「주름」이나 「크랙(crack)」의 발생을 경감시킬 수가 있게 되어 있다. 이와 같이 하여 최종적으로 도 1에 나타내는 코팅이 이루어진 튜브(11)로 되지만, 이 완성품은 다른 이름으로, 정착용 롤, 가압 롤러, 가열 롤러, 급지(給紙) 롤러, 감광 드럼 등의 명칭으로 불리는 것이다.

또한, 전술한 금속 튜브(8)는 금속 원형체(6)를 스피닝 가공하여 성형하는 것이었다. 또 금속 원형체(6)는 판재를 드로잉 가공된 유저 소관(1)이었다. 그렇지만, 본 실시의 형태에서 말하는 금속 원형체는, 이들의 가공법으로 가공된 것 이외의 가공 방법, 예를 들면 선삭(旋削) 가공, 연삭 가공, 도금 가공 등으로 제조된 것이라도 좋다.

<실시예>

다음에, 소성 가공 가능한 금속으로 이루어지는 유저 소관(1)에 스피닝 가공을 실시한 금속 튜브(8)의 표면에 스파이럴상 모양으로 압흔이 형성되어 있는 것의 확인을 행하였다.

금속 원형체(6)의 재질은, 오스테나이트(austenite)계 스테인레스강인 SUS304이다. 또 탑(5)은 금속 원형체(6)의 외주의 120°의 등간격으로 3개 배치하고 스피닝 가공을 실시하고 있다. 금속 원형체(6)는 유저 소관(1)을 소정의 회전수로 회전시킴과 아울러, 탑(5)을 소정의 이동 속도로 이동시켜 스피닝 가공한 것이다.

금속 튜브(8)의 표면 형상은, 표면 거칠기·윤곽 형상 측정기 〔제품명：서프 컴 130A, 주식회사 토쿄세이미츠(일본 토쿄도)제〕로 측정하였다. 바꾸어 말하면, 금속 튜브(8)의 표면 형상에, 스파이럴상 모양의 압흔이 형성되어 있는지 아닌지를 표면 거칠기·윤곽 형상 측정기로 측정하였다. 이 측정은 금속 튜브(8)의 중심축선 방향과 평행한 방향으로 측정자부(測定子部)를 소정의 속도로 이동시켜 행하는 것이고, 측정자부는 고정밀의 진직도면(眞直度面)으로 안내되어 이동 가능한 것이다. 또한 도 5, 도 6은, 표면 형상을 종방향 표시 배율：20000배(종방향 눈금：0.5㎛/10㎜), 횡방향 표시 배율：100배(횡방향 눈금：100㎛/10㎜)로 표시하고 있다. 즉 횡방향에 비하여 종방향을 200배로 확대하여 표면 형상을 표시하고 있다.

도 5는 금속 튜브의 가장자리쪽, 즉 도 3의 우측의 위치에서 단부로부터 15㎜의 부분의 측정 결과이다. 표면 형상의 측정 결과는, 금속 튜브(8)의 중심축선 방향의 소정의 측정 길이(도 5의 횡방향의 표시)에 있어서의 금속 튜브(8)의 표면 형상 곡선(단면 곡선)의 변화량(도 5의 종방향의 표시), 즉 표면의 울퉁불퉁함(실제 표면의 산과 골)을 확대하여 나타내고 있다. 금속 튜브의 표면은 일정한 간격으로 미세한 요철 형상을 규칙적으로 반복하는 압흔이 형성된 상태(표면 형상)로 되어 있다. 이것은 금속 튜브(8)의 표면이 미소한 스파이럴 모양의 요철 형상의 압흔이 형성된 표면 형상으로 되어 있는 것을 나타내고 있다. 즉 스피닝 가공으로 금속 튜브(8)의 표면이 미소한 스파이럴 모양의 요철 형상의 압흔이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

마찬가지로, 도 6은 금속 튜브(8)의 저부측으로부터, 즉 도 3의 좌측의 위치에서 단부로부터 15㎜의 부분의 측정 결과이다. 도 5와 마찬가지로, 금속 튜브의 표면은 일정한 간격으로 미세한 요철 상태를 규칙적으로 반복하는 압흔이 형성된 표면 형상으로 되어 있다.

이 요철 형상은, 어느 경우라도 표면 형상 곡선(단면 곡선)이 울퉁불퉁한 것으로, 표면 형상 곡선의 산과 골의 치수차로 나타내면 약 1㎛였다. 이 미세한 요철 형상은, 금속 튜브가 완성품으로서, 예를 들면 정착용 롤러 등에 적용되었을 경우에, 특히 내면은 윤활 보지 기능을 가지게 되고, 극히 큰 효과를 가져오게 된다.

이 실시예에서 설명한 금속 튜브 이외의 스피닝 가공을 실시한 다른 금속 튜브에 대해서도, 그 표면 형상을 표면 거칠기·윤곽 형상 측정기로 측정하였다. 그 결과는 도시하지 않지만, 다른 금속 튜브의 표면 형상도 실시예의 것과 마찬가지의 결과를 나타내었다. 바꾸어 말하면, 미소한 스파이럴 모양의 요철 형상의 압흔이 스피닝 가공에 의해 생긴 것인 것을 확인할 수 있었다.

<비교예>

종래부터 행해지고 있는 인발 가공, 소둔 처리 등을 반복하고, 튜브의 두께를 서서히 얇게 해 나가는 방법으로 금속 튜브를 제작하였다. 그리고 두께가 얇게 제작된 금속 튜브의 표면 형상을 측정하였다. 또한 이 금속 튜브의 재질은 오스테나이트계 스테인레스강인 SUS304이다. 또 이 표면 형상의 측정은 표면 거칠기·윤곽 형상 측정기〔제품명：서프컴 130A, 주식회사 토쿄세이미츠(일본 토쿄도)제〕로 행하고 있다.

그 표면 형상의 측정 결과를 도 7에 나타낸다. 이 종래의 제조 방법에서는, 일정한 간격으로 미소 요철이 형성되어 있지 않은 것을 확인할 수 있었다. 또 이 제조 방법은, 전술한 실시의 형태의 제조 방법에 비해 공정수가 많아지고, 비용이 증대해 버린다고 하는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 실시의 형태를 설명했지만, 본 발명은 이 실시의 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적, 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서의 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

본 발명은, 전자 사진식 프린터, 복사기, 그 감광체 등의 정착 롤러, 가압 롤러, 감광 드럼 등, 인쇄기, 인쇄 장치, 복사기, 복사 장치 등의 산업으로 이용할 수가 있다.

1 유저 소관(有底 素管)
2 스피닝(spinning) 가공기
3 회전 기축(基軸)
5 탑(top)
6 금속 원형체(原形體)
7 돌절 공구(突切 工具)
8 금속 튜브
9 중앙 부분
10 코팅(coating)재
11 튜브(tube)
12 압흔(壓痕)

Claims (6)

1. 심이 중공인 금속제의 관체로, 두께가 20 내지 50㎛의 일정한 두께로, 또한 금속제의 환상의 금속 원형체(原形體)를, 회전 지지체와 아울러 상기 금속 원형체의 중심축선 주위로 회전시키고, 상기 금속 원형체의 외주에 배치한 탑(top)을 압압시켜 소성 가공하는 스피닝 가공에 의해 가공된 금속 튜브로서,
   상기 금속 튜브는, 외주면, 및/또는 내주면에, 거의 일정한 간격으로 미소한 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 요철부는, 상기 금속 튜브의 중심축선 방향으로 다조(多條)의 나선상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 튜브는, 전자 사진식 프린터 또는 복사기로 사용되는 정착용 롤러 또는 벨트를 위한 튜브인 것을 특징으로 하는 튜브
4. 소성 가공 가능한 금속으로 이루어지는 금속 원형체를, 내외경 표면 형상이 거의 일정한 간격으로 미소한 요철부를 가지는 표면 형상으로 가공하기 위한 회전 지지체에 장착하는 공정과,
   장착된 상기 금속 원형체를, 상기 회전 지지체와 아울러 상기 금속 원형체의 중심축선 주위로 회전시키면서, 상기 금속 원형체의 원통부의 두께를 20 내지 50㎛의 일정한 두께로 얇게 하고, 또한 내외경 표면 형상이 일정한 간격으로 미소 요철부를 가지는 면으로 하는 스피닝 가공을 실시하는 공정과,
   상기 스피닝 가공이 된 상기 금속 원형체의 양단부를 절단하여 튜브 형상으로 하는 공정으로 이루어지는 튜브의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 금속 원형체의 재료는, 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 튜브의 제조 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 미소 요철부를 가지는 면은, 다조의 스파이럴 모양의 미세 요철 형상의 압흔을 가지고 있는 면인 것을 특징으로 하는 튜브의 제조 방법.

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