JP2004243410A - 金属箔チューブおよびその製造方法並びに製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 厚さが１０〜１００μｍである金属箔チューブと、極めて薄い金属箔であっても確実にチューブ状に仕上げることができる金属箔チューブの製造方法と装置を提供する。
【解決手段】 板厚ｔが１０〜１００μｍの金属箔素板Ｗを使用して溶接接合したことを特徴とする金属箔チューブであり、この金属箔素板Ｗを、重ね合わせ部Ｇを形成するように成形した後に、その対向辺を溶接し、この溶接部分を平滑に仕上げることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、新規な金属箔チューブおよびその製造方法並びに製造装置に関するものである。より詳しくは、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等のトナー焼付用ロール、現像用ロール、定着用ロールなどに用いて好適な新規な金属箔チューブおよびその製造方法並びに製造装置に関するものである。

現在の電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体ドラムを画像信号により露光し、現像機にてトナー像を形成し、この感光体ドラムに形成されたトナー像を記録紙に転写し、更に定着器により熱定着して出力するようにしている。そして、このような画像形成プロセスでは、上記の感光体ドラムやトナー焼付用ロール、現像用ロール、加圧ロール、定着用ロールなど、様々なロール部材が使用されている。通常、このロール部材は、円筒状あるいは円柱状に形成されており、駆動装置（モータなど）により駆動されるようになっている。

こうした電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付用ロール、現像用ロール、定着用ロール等として使用可能な円筒状の金属製薄肉チューブには、金属の持つ特性である高弾性、高剛性、高熱伝導性とその極薄化技術により、軽量でさらにシャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を達成すべくチューブ表面全体が滑らかであり、かつ耐久性に優れる金属製薄肉チューブが求められている。そのため、こうした金属製薄肉チューブには、ステンレス鋼板などをプレス加工やレーザー溶接、プラズマ溶接などにより円筒状に溶接して作製した素管（金属製肉厚チューブ）を、さらに薄肉化技術として、しごき加工、スピニング加工、引き抜き加工、バルジ加工などにより、極薄の厚さに加工している（例えば、特許文献１参照。）。

また、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付用ロール、現像用ロール、定着用ロールなどとして使用可能な金属製薄肉チューブとして、熱可塑性樹脂で金属薄膜シート端面を接合する方法などが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−５５５５７号公報 特開２０００−２８０３３９号公報

しかしながら、プレス加工やレーザー溶接、プラズマ溶接などにより作製した素管（金属製肉厚チューブ）を薄肉化技術により形成した金属製薄肉チューブでは、レーザー溶接やプラズマ溶接により溶接部の組織が一旦溶融しその硬度Ｈｖが半分程度まで低下し、強度も低下する。さらに素管を薄肉化する際に、その表面が金属圧延材（例えば、ステンレス箔）に比べると粗く（肌あれ）、例えば、９０％程度の加工を施すスピニング加工の場合では表面粗さＲｚは３μｍぐらいであり、薄肉化に伴う表面欠陥が生じるという問題点がある。そのため、シャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどの回転精度が十分に得られにくいという問題を有している。また、こうした薄肉化技術では、製造過程が複雑であり、製造コストが高くなる傾向にある。

また、熱可塑性樹脂で金属薄膜シート端面を接合する方法では、金属薄膜を覆う樹脂フィルムが熱可塑性樹脂であることが必要であり、非熱可塑性、或は熱硬化性であるポリイミド等の樹脂では成形が不可能である。また、金属接合に比して、樹脂接合では接合強度が弱く長期間の耐久性を持たせることが困難であり、特に高温で使用される場合に、当該接合部に加わる負荷により接合部での剥離が生じるなど熱脆化が見られるなど、トナー焼付用ロールなどとしては不向きである。また、金属薄膜に別途樹脂を均一に被覆する必要があり、製造コストがかさむ問題があった。

そこで、本発明の目的は、プレス加工やレーザー溶接ないしプラズマ溶接法＋薄肉化技術や樹脂材料等を用いることなく、極めて滑らかな表面を有し、金属の持つ高弾性、高剛性、高熱伝導性を有し、極薄で軽量であり、さらにシャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を有し、耐久性にも優れる新規な金属製薄肉チューブおよびその製造方法並びに製造装置を提供するものである。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、新規な金属製薄肉チューブおよびその製造方法並びに製造装置につき鋭意検討した結果、従来のようなプレス加工やレーザー溶接ないしプラズマ溶接法＋薄肉化技術や樹脂材料を用いることなく、ステンレス箔などの金属箔をほぼ非溶融で溶接＋圧接することで、溶融部分が完全にないか又は極めて少ないので硬度が落ちることがなく、耐久性が高く、該溶接部を平滑に仕上げることのできる新規な製造方法およびその製造装置を見出し、これにより製造コストを格段に下げることができ、得られる金属箔チューブも従来のような薄肉化技術や樹脂材料を用いてなる金属製薄肉チューブに比して、金属の持つ高弾性、高剛性、高熱伝導性を有し、極薄で軽量であり、さらに表面平滑性に優れ、シャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を有し、耐久性にも優れる新規な金属箔チューブが得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。

さらに、本発明者らは、上記した新規な製造方法およびその製造装置により得られる新規な金属箔チューブに満足することなく、鋭意改良を試みた結果、以下の知見を得、本発明の更なる改良をなし得たものである。

すなわち、一般に溶接部は箔母材に対して形状がやや不整となり、また表面粗さも大きくなる傾向にある。本発明では、金属箔をほぼ非溶融で溶接＋圧接するものである。そのため、溶接部を平滑に仕上げることができるものであり、溶接部は箔母材に対して形状が不整とならず、また表面粗さも小さくできるものである。しがしながら、その後に研究改良を重ねる中で、金属箔をほぼ非溶融で溶接＋圧接する際に、柔らかい箔素材を使用した方が２枚重ね部が潰れ易く、また電極の疵も軽減される一方、使用性能の面からは高サイクル疲労寿命を長くするためにチューブの材質は硬い方が望ましいケースが多いことを知得した。そこで、この矛盾点を解決し本発明の金属箔チューブを更に改良する手段として、焼鈍状態の箔をほぼ非溶融で溶接＋圧接し、しかる後にスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせにより冷間加工を施して減肉させ、当該溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、同時に材質を加工硬化させることにより金属箔チューブの疲労寿命を長くすることができることを見出した。ここでＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４などの準安定オーステナイト鋼では、冷間加工によってマルテンサイト相を生じて加工硬化が著しく、ビッカース硬度で６００程度まで可能である。またこれほどではないにしても、ＳＵＳ３０４Ｎ１、同Ｎ２、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＳＵＳ８３６Ｌ等の高窒素ステンレス鋼やＳＵＳ２０１や同２０２等の高Ｍｎ系ステンレスでも加工硬化は大きく、ビッカース硬度で５００程度まで可能である。その他の通常のオーステナイト系ステンレス鋼では、ビッカース硬度で４３０程度まで可能であるということを見出し、本発明の更なる改良をなし得たものである。

また、本発明では、ほぼ非溶融で溶接＋圧接するものとして、金属箔をシーム溶接やマッシュシーム溶接等の電気抵抗溶接により接合させる手段を見出していたが、その後に研究改良を重ねる中で、シーム溶接による溶接部は、溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することによって溶接部の強度を安定的に高くすることができることを見出したものである。即ち、ほぼ非溶融で溶接＋圧接するシーム溶接においては、一旦ナゲットが生成されると円盤状の電極（図６の符号３２参照）が回転進行しても電流の多くが電気抵抗の小さいナゲット部分に流れ（無効電流）、新たに接合すべき界面には電気抵抗が大きいため少量の電流しか流れない。このためこの部分は溶融温度にまで達せずに圧接状態になる。一旦圧接部分ができるとここも電気抵抗が小さくなるため、ナゲットと同様にその先でのナゲットの生成を妨げる。このような悪循環を避けるために、本発明者らはパルス電源を用いてシーム溶接を行ない、短い通電時間の次に比較的長い非通電時間を設けてこのサイクルを繰り返すことにより連続ナゲットを得ることに成功した。この際の最適な通電時間と非通電時間の比は、１／１２〜１／８であり、１／１２未満または１／８超〜１／６では断続的なナゲットが生成される。本発明者らの実験によれば、断続ナゲットになっても溶接線の５０％以上をナゲットがカバーすれば強度的には問題ないことも判明した。以上のことから、溶接長の５０％以上をカバーするナゲットを得るには、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定してシーム溶接を行う必要があることを知得した。かかる知見により本発明の更なる改良をなし得たものである。

一方、非溶融で溶接＋圧接することのできるマッシュシーム溶接（非溶融であるため溶融部ができないので硬度が落ちない利点がある）においても、溶接部の強度をより安定的に高くするには、パルス電源を用いてマッシュシーム溶接を行うのがよく、この際にも最適な通電時間と非通電時間の比が存在することを見出したものである。即ち、マッシュシーム溶接では、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定して溶接を行うのが望ましい態様であることを知得した。かかる知見により本発明の更なる改良をなし得たものである。

さらに、プリンタの定着ロールは異物の混入等によって表面に疵がつくことがあり、一旦疵がつくと後の印刷結果に悪影響する等の弊害があった。

また本発明者らが見出してなる新規な金属箔チューブにおいて、金属箔をシーム溶接するのに際して、溶融凝固してできるナゲットが連続的に生じないことがままあり、この部分は圧接状態で溶接強度が相対的に低く改良の余地があることがわかってきた。そこで、こうした点を改善して製品の歩留まり及び品質向上を図る必要があることもわかってきた。

そこで、本発明の更なる改良では、これらの問題をも解決するものであって、その第１のものは金属箔を抵抗溶接等により接合・成形した箔チューブの表面と内表面の少なくとも一方は、硬質なめっき層によって表面硬化されていることを特徴とする金属箔チューブである。

またその第２のものは、めっき層の組成が主としてクロム、ニッケル、コバルト、パラジウムのいずれか１種または２種以上の金属であることを特徴とする上記の金属箔チューブである。

またその第３のものは、めっき層の組成がＮｉ−Ｐ系合金であることを特徴とする上記の金属箔チューブである。

またその第４のものは、ステンレス箔の両表面のすくなくともどちらか一方の接合部近傍に第１０〜１１族元素又はこれらの元素を１種以上含む合金、或いは、融点が１２００℃以下の金属をめっきし、その後該箔を抵抗溶接してなる金属箔チューブおよびその製造方法である。

またその第５のものは、めっき層の組成が重量比で１〜１４％のＰを含むＮｉ−Ｐ合金であることを特徴とする上記の金属箔チューブおよびその製造方法である。

またその第６のものは、ステンレス箔を抵抗溶接等により接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理することを特徴とする金属箔チューブおよびその製造方法である。

またその第７のものはステンレス箔を抵抗溶接等により接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理した後に、箔チューブの内外面の少なくとも一方に硬質めっきを施してなる金属箔チューブおよびその製造方法である。

本発明の目的は、下記する手段により達成される。

（１）厚さが、１０〜１００μｍである金属箔を接合ないし溶接したことを特徴とする金属箔チューブ。

（２） 前記金属箔がステンレス箔であり、
該ステンレス箔の材料が、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼のいずれか１種であることを特徴とする上記（１）に記載の金属箔チューブ。

（３） 電気抵抗溶接により接合されたことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の金属箔チューブ。

（４） 電気抵抗溶接が、シーム溶接であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（５） 前記シーム溶接が、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定して溶接を行ったものであることを特徴とする上記（４）に記載の金属箔チューブ。

（６） 電気抵抗溶接が、マッシュシーム溶接であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（７） 前記マッシュシーム溶接が、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定して溶接を行ったものであることを特徴とする上記（６）に記載の金属箔チューブ。

（８） 接合面の少なくとも一部が、固相接合であることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（９） 接合または接合線が直線状又はスパイラル状に配置されている上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１０） 接合または溶接部と母材部の硬度差の絶対値が、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で母材部の硬さの２５％以下であることを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１１） 上記（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の金属箔チューブに冷間加工を施して減肉させ、当該接合部ないし溶接部を滑らかにして接合部ないし溶接部の形状と表面粗さを整え、少なくとも当該接合部ないし溶接部の材質を加工硬化させたことを特徴とする金属箔チューブ。

（１２） 前記金属箔がステンレス箔であり、
該ステンレス箔が、オーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材であることを特徴とする上記（３）〜（１１）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１３） 母材部のビッカース硬さが、１８０以下であることを特徴とする上記（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１４） 材質のビッカース硬さが、３００〜６００であることを特徴とする上記（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１５） ステンレス鋼箔表層の最大窒素濃度が３質量％以下であることを特徴とする上記（１１）〜（１４）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１６） バルク成分が、
Ｃ：０．０５質量％以下、
Ｓｉ：０．０５〜３．６質量％、
Ｍｎ：０．０５〜１．０質量％、
Ｃｒ：１５〜２６質量％、
Ｎｉ：５〜２５質量％、
Ｍｏ：２．５質量％以下、
Ｃｕ：２．５質量％以下、
Ｎ：０．０６質量％以下、
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる軟質系オーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする上記（３）〜（１５）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１７） バルク成分が、
Ｃ：０．０５〜０．２質量％、
Ｓｉ：０．０５〜３．６質量％、
Ｍｎ：１．０〜５．０質量％、
Ｃｒ：１５〜２６質量％、
Ｎｉ：５〜２５質量％、
Ｍｏ：５．０質量％以下、
Ｃｕ：４．０質量％以下、
Ｎ：０．０６質量％超〜０．４質量％、
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる高強度オーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする上記（３）〜（１１）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（１８） 前記金属箔がステンレス箔であり、
該ステンレス箔が、フェライト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼の圧延まま材で、溶接部にはマルテンサイト相が析出してなることを特徴とする上記（３）〜（１２）に記載の金属箔チューブ。

（１９） 金属箔を接合・成形した箔チューブの表面と内表面の少なくとも一方は、硬質なめっき層によって表面硬化されていることを特徴とする上記（１）〜（１８）のいずれか１つに記載の溶接金属箔チューブ。

（２０） めっき層の組成が主としてクロム、ニッケル、コバルト、パラジウムのいずれか１種または２種以上の金属であることを特徴とする上記（１９）に記載の溶接金属箔チューブ。

（２１） めっき層の組成がＮｉ−Ｐ系合金であることを特徴とする上記（１９）に記載の溶接金属箔チューブ。

（２２） ステンレス箔の両表面の少なくともどちらか一方の接合部近傍に第１０〜１１族元素又はこれらの元素を含む合金、或いは、融点が１２００℃以下の金属をめっきし、その後該箔を抵抗溶接してなることを特徴とする上記（１）〜（２１）のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。

（２３） めっき層の組成が重量比で１〜１４％のＰを含むＮｉ−Ｐ合金であることを特徴とする上記（２１）または（２２）に記載の溶接金属箔チューブ。

（２４） ステンレス箔を接合・成形した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理してなることを特徴とする上記（１）〜（１８）のいずれか１つに記載の溶接金属箔チューブ。

（２５） ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理した後に、箔チューブの内外面の少なくとも一方に硬質めっきを施してなることを特徴とする上記（１）〜（１８）のいずれか１つに記載の溶接金属箔チューブ。

（２６） 前記金属箔チューブの溶接部には溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することを特徴とする上記（１）〜（２５）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（２７） 前記金属箔チューブの接合部の重ね代（ｘ）が、前記金属箔箔厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍとする）を満足することを特徴とする上記（１）〜（２６）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（２８） チューブの肉厚対チューブの内径の比（肉厚／内直径）が、１／５００以下であることを特徴とする上記（１）〜（２７）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（２９） 金属箔チューブのＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１（最大高さ粗さ）で規定される表面粗さＲｚが、２．０μｍ以下であることを特徴とする上記（１）〜（２８）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（３０） 前記金属箔チューブに、６０サイクル／ｍｉｎ以上の繰り返しサイクルで０．２％以下の歪を与える疲労試験において、１×１０^６回以上の耐久性を有することを特徴とする上記（１）〜（２９）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（３１） 画像形成装置のトナー焼付け用ロールおよび／または現像用ロールに用いられてなることを特徴とする上記（１）〜（３０）のいずれか１つに記載の金属箔チューブ。

（３２） 板厚が１０〜１００μｍの金属箔素板を一組の対向辺が重ね合わさるように成形する成形工程と、前記重ね合わせた対向辺を溶接する溶接工程とを有する金属箔チューブの製造方法。

（３３） さらに前記溶接した部分を平滑に仕上げる仕上げ工程を有する上記（３２）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（３４） 前記成形工程は、前記金属箔素板の対向辺を重ね合わせる前に、成形用の芯棒に該金属箔素板を位置決めする位置決め工程を有する上記（３２）または（３３）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（３５） 前記位置決め工程は、前記芯棒と常に平行な位置を保って近接離間する成形装置に金属箔素板を保持し、該成形装置を前記芯棒に近づけ金属箔素板と芯棒が線接触した時点で、該金属箔素板を芯棒に対して、押圧し位置決めするようにしたことを特徴とする上記（３４）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（３６） 前記成形工程は、前記位置決め工程後に前記成形装置を芯棒に向かって更に接近し、該成形装置に形成した断面半円形の凹部と前記芯棒との間で該金属箔素板を保持し、該金属箔素板を芯棒の周囲に巻き付ける巻き付け工程を有する上記（３４）又は（３５）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（３７） 前記成形工程は、前記巻き付け工程後に前記金属箔素板の円周の一部を半径方向に変位させることにより重ね代を調整する重ね代調整工程を有する上記（３６）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（３８） 前記重ね代（ｘ）は、前記板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍとする）を満足することを特徴とする上記（３６）又は（３７）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（３９） 前記溶接は、電気抵抗溶接法である上記（３２）または（３３）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（４０） 前記電気抵抗溶接は、シーム溶接又はマッシュシーム溶接であることを特徴とする上記（３２）〜（３９）のいずれか１つに記載の金属箔チューブの製造方法。

（４１） パルス電源を用い通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定してシーム溶接を行う、又はパルス電源を用い通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定してマッシュシーム溶接を行うことを特徴とする上記（４０）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（４２） 前記溶接は、前記芯棒の外面に軸方向に沿って形成された溝内に設けられた導電性の固定電極部材と、当該固定電極部材に対向して設けられた導電性の可動電極部材との間で通電することにより行なうことを特徴とする上記（３２）、（３３）又は（３９）〜（４１）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（４３） 前記固定電極部材は、外面の一部又は全部が平坦面となるように形成したことを特徴とする上記（４２）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（４４） 前記固定電極部材及び可動電極部材は、それぞれ少なくともその一部がモリブデンまたはアルミナ分散銅合金からなることを特徴とする上記（４２）又は（４３）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（４５） 前記溶接は、前記各電極部材の硬度と、前記金属箔素板の硬度をほぼ同じにしたことを特徴とする上記（４２）〜（４４）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（４６） 前記金属箔チューブは、前記芯棒内から半径方向に流体を噴出することにより当該芯棒から剥離し、取り外すようにしたことを特徴とする上記（３４）〜（３６）のいずれか又は（４２）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（４７） 前記芯棒は、複数の部材から構成され、一部を軸方向に移動することにより金属箔チューブが当該芯棒から剥離するようにしたことを特徴とする上記（３４）〜（３７）のいずれか又は（４２）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（４８） 前記金属箔素板の板厚対金属箔チューブ内直径の比（板厚／内直径）が、１／５００以下であることを特徴とする上記（３２）〜（４７）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（４９） 上記（３２）〜（４８）のいずれかに記載の方法で得られた金属箔チューブに芯金を入れ、さらにスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせにより冷間加工を施して減肉させ、当該接合部ないし溶接部を滑らかにして接合部ないし溶接部の形状と表面粗さを整え、少なくとも当該接合部ないし溶接部の材質を加工硬化させることを特徴とする金属箔チューブの製造方法。

（５０） ステンレス箔の両表面の少なくともどちらか一方の接合部ないし溶接部近傍に第１０〜１１族元素又はこれらの元素を含む合金、或いは、融点が１２００℃以下の金属をめっきし、その後該箔を抵抗溶接することを特徴とする上記（３２）〜（４９）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（５１） ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理することを特徴とする上記（３２）〜（５０）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（５２） ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理した後に、箔チューブの内外面の少なくとも一方に硬質めっきを施すことを特徴とする上記（３２）〜（５１）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（５３） めっきの組成が重量比で１〜１４％のＰを含むＮｉ−Ｐ合金であることを特徴とする上記（５０）または（５２）に記載の金属箔チューブの製造方法。

（５４） 前記金属箔チューブの溶接により、当該溶接部には溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することを特徴とする上記（３２）〜（５３）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。

（５５） 板厚が１０〜１００μｍの金属箔素板を所定形状に成形する成形部と、前記金属箔素板の対向辺を溶接する溶接部と、を有する金属箔チューブの製造装置。

（５６） 前記成形部は、軸に直角な断面円形の芯棒と、当該芯棒に対し近接離間し得るように設けられ、金属箔素板を保持する成形装置と、該成形装置を前記芯棒に近づけ金属箔素板と芯棒が線接触した時点で、該金属箔素板を押圧し前記芯棒に対して位置決めする位置決め部材とを有し、
前記位置決めされた金属箔素板に前記成形装置を芯棒に向かって接近し、金属箔素板を予め芯棒の周囲にＵ字状に巻き付けるようにしたことを特徴とする上記（５５）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（５７） 前記成形装置は、前記芯棒と常に平行な位置を保って近接離間するように設けられ、前記芯棒との間で前記金属箔素板をＵ字状に巻き付ける断面半円形の凹部を有する保持板と、前記Ｕ字状の金属箔素板の一片を前記芯棒の外周に密着するように押圧する第１押圧部材と、前記Ｕ字状の金属箔素板の他片を前記芯棒の外周に向かって押圧する第２押圧部材とを有し、
前記巻き付け後に前記金属箔素板の対向辺端部を重ね合せて重ね合わせ部を形成するようにしたことを特徴とする上記（５６）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（５８） 前記成形部は、前記第２押圧部材による押圧完了前に、対向辺相互の重ね合わせ部の重ね代が所定値となるように前記金属箔素板の円周の一部を半径方向に変位する重ね代調整手段を有する上記（５６）又は（５７）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（５９） 前記重ね代調整手段は、前記芯棒の内部に設けた偏心装置（カムまたはローラなど）により構成したことを特徴とする上記（５８）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６０） 前記重ね代調整手段は、前記芯棒の外部に設けた偏心装置（カムまたはローラなど）により構成したことを特徴とする上記（５８）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６１） 前記重ね代調整手段は、前記金属箔素板が前記芯棒に密着していない非密着部分を加圧部材により加圧するようにしたことを特徴とする上記（５８）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６２） 前記重ね代調整手段は、前記芯棒に形成した凹部に向かって前記芯棒の外部に設けられた加圧部材を押し込むようにしたことを特徴とする上記（５８）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６３） 前記加圧部材は、カム、ロール、円筒体あるいは棒状部材のいずれか１つであり、芯棒の軸方向両端部に個別に作動するように設けたことを特徴とする上記（６１）又は（６２）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６４） 前記重ね代（ｘ）は、前記板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍとする）を満足することを特徴とする上記（５７）又は（５８）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６５） 前記溶接は、電気抵抗溶接法である上記（５５）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６６） 前記溶接部は、前記芯棒の外面に軸方向に沿って設けられた導電性の固定電極部材と、当該固定電極部材に対向して設けられた可動電極部材とから構成され、両電極部材間に前記金属箔素板の前記重ね合わせ部を挟持した状態で溶接するようにしたことを特徴とする上記（５５）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６７） 前記固定電極部材は、外面の一部または全部が平坦面となるように形成したことを特徴とする上記（６６）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６８） 前記可動電極部材は、前記重ね合わせ部を加圧しつつ通電する電極輪である上記（６６）に記載の金属箔チューブの製造装置。

（６９） 前記固定電極部材及び可動電極部材は、それぞれ少なくともその一部がモリブデンまたはアルミナ分散銅合金からなることを特徴とする上記（６６）〜（６８）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７０） 前記溶接は、前記各電極部材の硬度と、前記金属箔素板の硬度をほぼ同じにしたことを特徴とする上記（６６）〜（６８）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７１） 前記金属箔チューブは、前記芯棒内から半径方向に流体を噴出すことにより当該芯棒から剥離し、取り外すようにしたことを特徴とする上記（５６）、（５７）、（６６）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７２） 前記芯棒は、当該芯棒から溶接後の金属箔チューブを剥離する流体を噴出する流体通路を有することを特徴とする上記（５６）、（５７）、（６６）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７３） 前記芯棒は、前記金属箔素板が芯棒に密着しないようにする切り欠き部を外周面に有することを特徴とする上記（５６）、（５７）、（６６）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７４） 前記芯棒は、複数の部材から構成され、一部を軸方向に移動することにより金属箔チューブが当該芯棒から剥離するようにしたことを特徴とする上記（５６）、（５７）、（６６）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７５） 前記金属箔素板の板厚対金属箔チューブ内直径の比が、１／５００以下であることを特徴とする上記（５５）〜（７４）のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。

（７６） 上記（３２）〜（５４）に記載の金属箔チューブの製造方法ないし上記（５５）〜（７５）に記載の金属箔チューブの製造装置を用いて得られたものであることを特徴とする金属箔チューブ。

本発明の金属箔チューブでは、従来法のように金属板をプレス加工やレーザー溶接、プラズマ溶接などでチューブ状（の素管）に接合し、この素管を薄肉化技術（例えば、しごき加工、スピニング加工、引き抜き加工、バルジ加工など）により薄肉チューブに加工する場合に比して、薄肉化に関しては、金属板を圧延しさらに必要に応じて焼鈍や熱処理することで、所望の厚さの金属箔やチューブを量産化することができるため、素管ごとに薄肉化する場合に比して生産コストを格段に下げることができる。

また、従来法では、プレス加工やレーザー溶接、プラズマ溶接などにより円筒状に作製した素管を薄肉化する際に、素管表面に強い機械的な応力が加わるために、どうしても肌あれ（表面平滑性の低下）が避けられないが、本発明では、圧延処理にて表面平滑性に優れた金属箔に仕上げることができ、さらに該金属箔を薄肉化加工を施すことなく、そのまま用いることができるため、優れた表面平滑性を保持し得る点でも有利である。

さらに、本発明では、金属箔溶接を電気抵抗溶接法とするチューブであるため、制御が簡単で、極めて薄い金属箔チューブの製造を良好に行なうことができる。そのため、従来のレーザー溶接及びプラズマ溶接などで素管を形成し、これを薄肉化した薄肉チューブに比して、接合部の硬度と非接合部の硬度との硬度差を小さくすることができ、接合部と非接合部の境界部での金属疲労などにより耐久性の低下を抑えることができる。また、溶接部の溶接剥離の問題についても、従来のレーザー溶接及びプラズマ溶接などで素管を形成し、これを薄肉化した薄肉チューブでは、薄肉化の際に当該溶接部に９０％程度の大きな加工が加わるため、その後の使用により溶接剥離を生じ易いが、本発明では、溶接後に大きな加工を加えなくてもよいため、当該溶接部での溶接剥離などの問題を生じにくくできる点でも有利である。

また、本発明では、使用用途に応じて、金属箔として任意の材料を選択することができる点で有利である。すなわち、本発明では、硬質材から軟質材まで既存の材料を用いることができ、使用用途に応じて、高弾性、高剛性、軽量化、極薄化、高熱伝導性などの要求性能を満足する材料を適宜選択することができるものである。

さらに、本発明では、管の内外面に硬質めっきを施すことによって、紙とともに異物が持ち込まれても、ローラーに疵がつくのを抑えることができ、印刷結果に悪影響を及ぼすのを抑えることができる。また、硬質めっきを施すことによって、シーム溶接するのに際して、溶融凝固してできるナゲットが連続的に生じないことがあってもめっき層が溶けて溶接線に沿って完全な金属結合が得られる。そのため、この部分は圧接状態で十分な溶接強度を得ることができ、製品の歩留まり及び品質向上を図ることができる。

本発明の金属箔チューブの製造方法は、板厚が１０〜１００μｍの金属箔素板であっても、重ね合わせ部を形成するように成形した後、その対向辺を溶接し、この溶接部分を平滑に仕上げるので、極めて薄い金属箔であっても確実にチューブ状に仕上げることができる。

成形は、金属箔を一挙に丸めるのではなく、位置決めした後に電極を有する芯棒に巻き付け、その後重ね合わせ部を形成した後に溶接するので、極めて精密な成形ができ、溶接も容易となる。この重ね合わせ部も重ね代を調整しながら形成するので、一層精密な成形が可能となる。重ね代（ｘ）が、板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍである）を満足するものであれば、極めて薄い金属箔でも両端を溶接連結ができる。

溶接は、電気抵抗溶接法であるため、制御が簡単で、極めて薄い金属箔の製造を良好に行なうことができる。また、内型となる芯棒に固定電極部材を設け、この固定電極部材に対向して可動電極部材を設け、両者間で通電すれば、金属箔の両端を精度良く連結できる。

本発明の製造装置は、軸に直角な断面円形の芯棒の周囲に、近接離間可能な金属箔素板を保持する成形装置を設けたので、板厚が１０〜１００μｍという極めて薄い金属箔であっても、重ね合わせ部を形成するように成形した後に、その対向辺を溶接し、確実にチューブ状に仕上げることができる。

成形は、金属箔素板をＵ字状とする保持板と、各片を芯棒の外周に密着するように押圧する第１押圧部材及び第２押圧部材とにより芯棒に巻き付けつつ位置決めし、対向辺端部を重ね合せるので、極めて精密な成形ができ、後の溶接も容易となる。

重ね合わせ部の重ね代調整も、芯棒の内部あるいは外部に設けた偏心装置（カムまたはローラなど）、金属箔素板の非密着部分を加圧するかあるいは芯棒に形成した凹部に向かって金属箔素板を押し込む加圧部材により行なうようにしたので、一層精密な成形が可能となる。

溶接は、内型となる芯棒に固定電極部材を設け、この固定電極部材に対向して可動電極部材を設け、両者間で通電するので、金属箔の両端を精度良く連結できる。また、可動電極部材を電極輪とすれば、円滑で精度の良い溶接が可能となり、各電極部材の硬度と金属箔素板の硬度をほぼ同じにすれば、長期的に精度の良い溶接が可能となる。

成形後の金属箔チューブも芯棒内から半径方向に流体を噴出するか、分割した芯棒を用いて取り外すと、金属箔チューブが芯棒から剥離し易く、極めて薄い金属箔チューブでも容易に取り外し可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

＜金属箔チューブ＞
本発明は、厚さが、１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍである金属箔を接合または溶接したことを特徴とする金属箔チューブである。本発明では、以下に説明する新規な金属箔チューブを用いることで、金属の持つ特性である高弾性、高剛性を有し、極薄軽量で耐久性に優れ、さらにかつ高熱伝導性で、シャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度が望まれる、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付用ロールや現像用ロールなどに適用し得る、厚さが１０〜１００μｍの金属箔を接合ないし溶接してなる金属製薄肉チューブを得ることができるものである。そのため、従来の薄肉化技術等では、その表面がどうしても肌あれしており、滑らかにするのが困難であり、表面粗さＲｚが３μｍ以下のものは得られなかったが、本発明のように金属箔、例えば、圧延ステンレス箔を接合または溶接して用いる場合には、その表面が滑らかであり、表面粗さが２μｍ以下のものが提供できるものである。その結果、シャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を有する金属箔チューブを提供することができるものである。また、従来の熱可塑性樹脂で接合する方法では、十分な接合強度が得られず、耐久性に劣るものであったが、本発明では、金属接合であるため、接合強度が十分であり、耐久性に優れるものである。また、従来の熱可塑性樹脂で接合する方法では、わざわざ熱可塑性樹脂を金属箔表面に均一な厚さになるように塗布する必要があり、高コストになるが、本発明ではそのような工程が必要でなく、生産性に優れており、低コストな金属箔チューブを提供することができるものである。さらに、電力消費量が少なく、機械的な繰り返し応力に優れ、また疲労試験等での耐久性に優れ製品寿命が長く、２００〜４００℃程度の高温使用温度域でも熱脆化を生じることなく、トナー焼付用ロール等にも好適に利用でき、さらにステンレス鋼のような合金を用いることのできる金属箔チューブを提供することができるものである。さらに、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の等の画像形成装置の小型化及び軽量化を図ることができ、また省エネルギー化を図ることができる。

ここで、本発明の金属箔チューブの厚さ（肉厚）が、１００μｍを超える場合には、熱伝導が悪くなるため省エネモードからの立ち上がりに時間を要するほか、重量が増加し、箔が肉厚化することで、薄型化、軽量化を達成するのが困難となるため、小型軽量化を指向する利用者やメーカーの要望に十分に応えることができなくなるおそれがある。一方、ステンレス鋼箔の厚さは薄ければ薄いほど望ましいが、１０μｍ未満の場合には強度と剛性が低く扱いにくいものとなる。

なお、本発明では、上記したように金属箔をそのまま接合してなる金属箔チューブであることから、その表面粗さＲｚが２μｍ以下、好ましくは０．１〜１μｍのものとすることができる。これは、上記した通り、圧延後の金属箔の表面粗さを損なうことなく、接合（さらには表面仕上げ）により金属箔チューブに仕上げることができるためである。また、圧延後の金属箔の表面粗さＲｚを０．１μｍ未満とすると高コストとなるので、該金属箔の表面粗さＲｚを０．１μｍ以上とするのが望ましい。これにより、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付けロール、現像用ロールなどに用いることのできる金属箔チューブとして、高弾性、高剛性、極薄で、軽量であり、耐久性に優れ、さらにシャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を有する表面性状の良好なチューブを提供することができるものである。

なお、上記表面粗さＲｚの測定方法は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１（最大高さ粗さ）で規定される測定法により行うことができるが、これに制限されるものではない。

次に、本発明の金属箔チューブに用いられる材料としては、特に制限されるべきものではなく、使用用途に応じて最適な材料を適宜選択すればよいが、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の定着ロール、現像ロール、加熱ロールなどに用途の場合には、高弾性、高剛性、極薄で、軽量化が図れ、耐久性に優れ、さらにシャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を有するものを提供することができる点で、ステンレス箔が望ましく、具体的には、その材質は、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼のいずれか１種であることを特徴とするものである。なお、上記析出硬化型ステンレス鋼は、後述する実施例７のように、電気抵抗溶接等により接合して金属箔チューブを作製し、研磨などの仕上げ処理を行った後に、使用するステンレス鋼の特性に沿って、例えば、固溶化熱処理、必要があれば中間処理、析出硬化熱処理等を行うことで析出硬化させて高耐力を得ることができ、また母材部と溶接部の硬さを略同じにすることができ、耐久性を格段に向上させることができる点で有利である。このときの固溶化熱処理、必要があれば中間処理、析出硬化熱処理等の条件は、ステンレス鋼種ごとに最適条件が解明されている。

本発明では、従来、金属箔を直接接合する技術は何ら確立されていなかったが、使用目的に応じて、軟質材のステンレス箔から硬質材のステンレス箔までの各種材料につき幅広く使用可能となるものであり、使用材料による何らの制限を受けることなく、幅広い用途に適用し得る金属箔チューブを提供することができるものである。ただし、本発明の金属箔チューブの材料としては、これらに制限されるべきものではなく、例えば、Ｆｅ基超合金、ＮｉおよびＮｉ合金、ＣｏおよびＣｏ合金、ＴｉおよびＴｉ合金、ＮｂおよびＮｂ合金、ＺｒおよびＺｒ合金、ＴａおよびＴａ合金などを用いることもできる。

本発明の金属箔の材料としては、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼及び析出硬化型ステンレス鋼のいずれか１種のステンレス鋼を原板とし、その後に圧延を行って得られる圧延まま材、さらに圧延後に焼鈍を行って得られる焼鈍材、そのほかテンションアンーニリング材などが好適であるが、これらに制限されるものではない。具体的には、ＪＩＳにおいてＳＵＳ４００番台に規定されているフェライト系ステンレス鋼箔のほかＳＵＳＸＭ２７やＴｐ．４０９系などのフェライト系ステンレス鋼、ＪＩＳにおいてＳＵＳ４００番台に規定されているマルテンサイト系ステンレス鋼箔、およびＪＩＳにおいてＳＵＳ２００番台および３００番台に規定されているオーステナイト系ステンレス鋼箔のほかＳＵＳＸＭ７、ＳＵＳＸＭ１５Ｊ１、Ｔｐ．３０２Ｂ、Ｔｐ．３１４系などのオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ６３０およびＳＵＳ６３１などの析出硬化型ステンレス鋼のいずれか１種のステンレス鋼を原板とし、その後に圧延を行って得られる圧延まま材、さらに圧延後に焼鈍を行って得られる焼鈍材及び析出処理材などが挙げられる。

また、本発明の金属箔チューブでは、電気抵抗溶接により接合されたものであるのが望ましく、具体的には、電気抵抗溶接が、シーム溶接、望ましくはマッシュシーム溶接であるものが望ましい。本発明では、従来の薄肉化技術に比して、より表面平滑性に優れているものであるが、かかる表面平滑性を達成するには、接合部と母材部との間でも表面平滑性に優れるように接合し、さらには接合部と母材部で硬度差がビッカース硬さで母材部の硬さの２５％以下となるようにされている必要がある。そのためには、当該接合部が、電気抵抗溶接により接合されたものであることが望ましく、具体的には電気抵抗溶接が、シーム溶接、望ましくはマッシュシーム溶接である。上記接合手段を用いてなる金属チューブでは、電極加圧力をかけて行う継手の抵抗溶接法であるシーム溶接、さらには円板電極で強加圧のもとで、継手部分をつぶしながら溶接し、突合せ継手に近い接合部を得る溶接法であるマッシュシーム溶接を採用することで、接合部の箔同士が適度な電極加圧で連続してつぶされて突合せ継手に近い接合部を形成し得ることができる。そのため、溶接部の肉厚が平坦化されており、その後の表面仕上げの際に箔同士の接合部に過大な負荷を加えなくてもよく、接合後の平滑仕上げが簡便でよいために、製造コストを抑えることができる。その結果、上記したような表面粗さＲｚの低い滑らかな表面（接合部）に仕上げることができるものである。

さらに、本発明の金属箔チューブにおいては、金属箔チューブの溶接部には溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することが望ましい。これは、ほぼ非溶融で溶接＋圧接することのできるシーム溶接等により接合を行う場合に、当該溶接部は、溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することによって溶接部の強度を安定的に高くすることができるためである。

即ち、通常シーム溶接においては、一旦ナゲットが生成されると円盤状の電極（図６の符号３２参照）が回転進行しても電流の多くが電気抵抗の小さいナゲット部分に流れ（無効電流）、新たに接合すべき界面には電気抵抗が大きいため少量の電流しか流れない。このためこの部分は溶融温度にまで達せずに圧接状態になる。一旦圧接部分ができるとここも電気抵抗が小さくなるため、ナゲットと同様にその先でのナゲットの生成を妨げる。このような悪循環を避けるために、本発明者らはパルス電源を用いてシーム溶接を行ない、短い通電時間の次に比較的長い非通電時間を設けてこのサイクルを繰り返すことにより連続ナゲットを得ることに成功した。この際の最適な通電時間と非通電時間の比は、１／１２〜１／８であり、１／１２未満または１／８超〜１／６では断続的なナゲットが生成される。本発明者らの実験によれば、断続ナゲットになっても溶接線の５０％以上をナゲットがカバーすれば強度的には問題ないことが判明した。溶接長の５０％以上をカバーするナゲットを得るには、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７にする必要がある。以上の観点から、本発明の金属箔チューブでは、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定してシーム溶接してなるものが望ましいともいえる。

さらに、非溶融で溶接＋圧接することのできるマッシュシーム溶接（非溶融であるため溶融部ができないので硬度が落ちない利点がある）においても、溶接部の強度をより安定的に高くするには、パルス電源を用いてマッシュシーム溶接を行うのがよく、この際にも最適な通電時間と非通電時間の比が存在することを見出したものである。即ち、本発明の金属箔チューブでは、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定してマッシュシーム溶接してなるものも望ましい態様の１つといえる。

また、本発明による溶接部は、接合面に沿って生じるナゲットの部分を除いて溶融相の残らない固相接合状態であるため、溶融相が溶接部の全厚にわたって残るレーザー溶接あるいはプラズマ溶接などに比して接合部での組成変化（結晶構造変化）による強度低下を抑えることができる。そのため、金属箔チューブを画像形成装置のトナー焼付け用ロールや現像用ロール等に用いた際に、当該接合部と非接合部（母材部）での硬度等の機械的特性がほぼ同等であるため、当該接合部と母材部との境界部や接合面での応力集中による急激な金属疲労などによるひび割れや接合剥離などを生じにくいなど、耐久性に優れるため長期寿命化を図ることができる。但し使用する材料が軟質材の場合は、溶接時の加圧力を小さくして溶接部に溶融相を残し、母材との硬度差をすくなくすることもできる。以上のことから、本発明による溶接部の接合面の少なくとも一部は、固相接合であることが望ましいといえる。この場合、接合面が固相接合であるのは、接合面の一部であってもよい、全部であってもよい。なお、非溶融で溶接＋圧接することのできるマッシュシーム溶接を用いれば、ナゲットを生成することなく、溶接部の接合面の全部を固相接合することが可能である。溶融相が形成されないため接合部での組成変化（結晶構造変化）による強度低下がない点で望ましい。

上記電気抵抗溶接（シーム溶接、マッシュシーム溶接を含む）等でのほぼ非溶融で溶接＋圧接により、接合部の重ね代（ｘ）が、前記金属箔の箔厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔを満足してなる金属箔チューブが好ましい。ここで、重ね代（ｘ）が４０＋５ｔよりも大きい場合には、さらに表面仕上げ加工を行えばよい。なお、ここでの重ね代（ｘ）及び金属箔の箔厚（ｔ）の単位は、いずれもμｍとする。

本発明の金属箔チューブでは、溶接部と母材部（非溶接部）の硬度差の絶対値が、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で母材部の硬さの２５％以下になるようにすることが望ましいとも言える。溶接部と母材部（非溶接部）の硬度差の絶対値が、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で母材部の硬さの２５％を超える場合には、溶接部と母材部（非溶接部）の境界部で硬度差による冶金的ノッチ効果により金属疲労などによるひび割れや亀裂などを生じ易くなる。また、従来のレーザー溶接法では、溶接部が溶けて硬度が下がったままとなる。該ビッカース硬さ（Ｈｖ）の測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４（１９９８）による。本発明では、上記溶接法や材料や熱処理方法を適宜選択することで、溶接部と母材部（非溶接部）の硬度差を抑えることができ、金属箔チューブ全体の耐久性を高めることができ、機械的強度（硬度差）による回転ムラや振動のない高い回転精度を実現することができる。

また、本発明では、ステンレス箔として、フェライト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼の圧延まま材で、溶接部にはマルテンサイト相が析出するものが好適に利用可能である。具体的には、ＳＵＳ４１０Ｌなどのフェライト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４０３、４１０系、４２０系、４３１、４４０系などのマルテンサイト系ステンレス鋼などが溶接部にはマルテンサイト相が析出するものとして例示できる。これらの鋼の場合は、溶接部は溶接熱によるマルテンサイトの析出で硬化させ、母材部は圧延による加工硬化を利用して硬化させ、溶接部と母材部の硬度差を小さくすることができる。
又、マルテンサイト系ステンレス鋼では、溶接後に適当な温度で熱処理することにより、その硬度をＨｖ３００から６００の広範囲に選択することが出来る。
かかるステンレス箔として硬質材を用いてなる金属箔チューブは、例えば、３０μｍ以下の厚さの用途に好適に利用することができる。特に、ステンレス箔として上記硬質材を用いる場合には、溶接部の機械的性質を高めることができる。そのため、疲労寿命を長くすることができ、耐久性向上に寄与し得るものである。さらに節電モードからの立ち上がり時間を短縮することも可能である。

さらに本発明では、ＳＵＳ３０４などＪＩＳで規定されているＳＵＳの３００番台に規定されているオーステナイト系ステンレス鋼を圧延、焼鈍してなる焼鈍材が挙げられる。かかるステンレス箔として軟質材を用いてなる金属箔チューブは、溶接部はそれほど硬化せず、母材部は軟質材であるから、全体として軟質なチューブを得ることができる。この場合は金属箔の硬度とほぼ同程度の電極材を用いることで、電極材および金属箔の双方を傷つけることなく、接合することができるものである。特に、金属箔にオーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材を用いる場合には、電極材に銅などの電気伝導性に優れた材料を組み合わせることができる点でも有利である。

金属箔として上記オーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材を用いる場合には、母材部のビッカース硬さ（Ｈｖ）が１８０ポイント以下であるものが好ましい。これは、製造段階で加工性に優れ、チューブ状に成型し易いなどの特性がある。また、金属箔を高精度に切り出す（打ち抜く）際にも、反りは周縁部のひずみなどが生じ難い点でも優れている。また、金属箔の硬度とほぼ同程度の電極材、例えば、モリブデン、アルミナ分散銅合金などが存在しており、こうした電極材を利用できるため、製造段階での電極材ないしチューブの損傷を抑えることもできる。

上記金属箔チューブにおいては、耐久性、耐磨耗性に優れ、高サイクル疲労寿命を長くする観点から、材質のビッカース硬さ（Ｈｖ）が、３００〜６００ポイント、好ましくは４００〜５００ポイントである。すなわち、製造段階で加工性に優れ、チューブ状に成型し易いなどの観点からは、母材部のビッカース硬さが１８０ポイント以下が望ましいものである。しかしながら、使用性能の面からは高サイクル疲労寿命を長くするためにチューブの材質は硬い方が望ましいケースが多い。そこで、金属箔を接合ないし溶接して得られた金属箔チューブに、更に冷間加工を施して減肉させ、当該接合部を滑らかにして接合部の形状と表面粗さを整え、少なくとも当該接合部の材質を加工硬化させてもよい。これにより当該接合部を含む材質のビッカース硬さ（Ｈｖ）を上記に規定する範囲にまで高めることができ、使用性能として耐久性、耐磨耗性を高めることができる。その結果、溶接段階での加工性と、使用性能の面からの高サイクル疲労寿命の双方を同時に達成することができるものである。

本発明では、前記金属箔チューブの溶接部を含めて、全体に加工を施して減肉させ、当該溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、当該溶接部を含むチューブ全体の材質を加工硬化させたことを特徴とするものであってもよい。これは、先述したように、本発明のようにほぼ非溶融で溶接＋圧接する場合においては、柔らかい箔素材を使用した方が２枚重ね部が潰れ易く、また電極の疵も軽減される一方、使用性能の面からは高サイクル疲労寿命を長くするためにチューブの材質は硬い方が望ましいケースが多い。この矛盾点を解決すべく本発明の更なる改良では、焼鈍状態の箔を溶接し、しかる後にスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせにより冷間加工を施して減肉させ、当該溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、同時に材質を加工硬化させることとしたものである。これにより金属箔チューブの疲労寿命を長くすることができるものである。

すなわち、上記加工法に適している金属箔チューブとしては、上記したように焼鈍状態の箔を溶接してなるものが望ましいが、未焼鈍の箔を溶接してなるものの使用を排除するものではない。即ち、金属箔を接合ないし溶接して得られた金属箔チューブに冷間加工を施して減肉させ、当該溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、同時に材質を加工硬化させることにより金属箔チューブの疲労寿命を長くすることができるものであれば、未焼鈍の箔を溶接してなるものといえども、本発明の上記技術範囲に含まれるものである。

上記金属箔チューブの溶接部の加工法としては、例えば、スェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせによる冷間加工を行なうことができる。ただし、本発明では、溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、少なくとも当該溶接部の材質を加工硬化させることができるものであれば、これらの冷間加工法に制限されるべきものではない。

上記加工法により冷間加工を行って溶接部を滑らかにすることで溶接部は、外観上、形状、表面あらさおよび硬度において母材部と区別できなくなるように整えるのが望ましい。これにより、シャープなフルカラー画質にとって悪影響を与える振動や回転ムラなどのない高い回転精度を達成でき、チューブ表面全体が滑らかであり、かつ耐久性に優れる金属箔チューブを提供することができる。

同様に、溶接部を滑らかにすることで表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１（最大高さ粗さ）で規定される表面粗さＲｚが２．０μｍ以下、好ましくは０．１〜１μｍとなるように整えるのが望ましい。特に、上記加工法による冷間加工では、表面粗さを整えるのに適しており、上記好適な範囲の下限値に近いものに調整可能である（後述する実施例９の表１参照のこと）点で極めて有効である。

また、冷間加工を行ない、材質を加工硬化させることで、材質のビッカース硬さ（Ｈｖ）が３００〜６００ポイント、好ましくは４００〜６００ポイント、より好ましくは４５０〜５５０ポイントとなるようにするのが望ましい。これにより、上述したように、画像形成装置のトナー焼付用ロールや現像用ロール等として使用可能な耐久性、耐磨耗性に優れ、高サイクル疲労寿命を長くする上で有効な硬度を有する溶接金属箔チューブを提供することができる。

また、上記金属箔として上記オーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材を用いる場合には、高精度に金属箔を切り出す（打ち抜く）際に、シワやひび割れ（クラック）などを生じさせないために、ステンレス鋼箔全体（バルク）での窒素元素の含有量が、０．０６質量％以下、より好ましくは０．０３質量％以下であることが望ましい。また、同時にステンレス箔表層の最大窒素濃度が３質量％以下であることが望ましい。ここで、ステンレス鋼箔表層とは、焼鈍処理により表面に形成された酸化皮膜のことを意味する。一般的に、酸化皮膜は、最表層より、酸素濃度のピークから５０％になるまでの深さの部分を指す。ステンレス鋼箔の窒素含有量が０．０６質量％を超える場合には、ステンレス箔が硬くなるため、高精度に金属箔を切り出す（打ち抜く）際に割れやすく、クラックが生じ易くなるおそれがある。これは、通常のステンレス薄板や圧延しただけのステンレス箔では、窒素分が著しく増加することはないが、製造段階で焼鈍を行う場合には、雰囲気中のＮ_２ガスがステンレス箔に取り込まれ、顕著な窒化が生じる。そのため、バルクの窒素含有量が増加すると同時に、表層の酸化皮膜中の窒素含有量も著しく増加する。表層部の窒素含有量はバルク内部に対して相対的に増加するので、バルク内部よりもさらに高硬度化する。その結果、高精度に金属箔を切り出す（打ち抜く）際に表層部に浅いクラックが生じ、厚さ方向に進行してひび割れにつながるものと言える。

また、金属箔として上記オーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材を用いる場合には、その材質は、具体的には、ＳＵＳシリーズでは、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｊ１（Ｃｕ添加）、ＳＵＳ３０４Ｊ２（１７Ｃｒ−７Ｎｉ−４Ｍｎ−２Ｃｕ）、ＳＵＳ３１６（Ｍｏ添加）、ＳＵＳ３１６Ｌ（Ｍｏ添加）、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳＸＭ７（Ｃｕ添加）、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３０９Ｓなど、新日本製鉄株式会社独自鋼種のＹＵＳシリーズでは、ＹＵＳ３０４ＵＬ、ＹＵＳ３１６ＵＬ（Ｍｏ添加）、ＹＵＳ２７Ａ（Ｃｕ添加）、ＹＵＳ１１ＯＭ（Ｃｕ、Ｓｉ、Ｍｏ添加）、ＹＵＳ１７０などのステンレス鋼を原板とし、その後に圧延、焼鈍を行って得られたものが使用可能であるが、これらに制限されるものではない。ステンレス鋼として最も広く使用されており、圧延処理に用いるステンレス薄板として既に安定かつ安価に市販されており、圧延によるステンレス鋼箔への加工技術が確立されており、さらに焼鈍処理にも適してなる上記のＳＵＳ３１６系やＳＵＳ３０４系などのステンレス鋼を原板とし、その後に圧延、焼鈍を行って得られたものがより望ましいと言える。なかでも、ＳＵＳ３０４Ｊ１（１７Ｃｒ−７Ｎｉ−２Ｃｕ）およびＳＵＳ３０４Ｊ２（１７Ｃｒ−７Ｎｉ−４Ｍｎ−２Ｃｕ）を原板としたものは、Ｃ、Ｎ低下とＣｕ添加で成形性向上と時効割れ性改善効果が大きく、プレス成形性は上記に例示したものの中でも最高である。また、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０５のようなオーステナイト安定系を原板としたものは、加工誘起マルテンサイトの生成がなく、時効割れの危険性がない。なお、Ｔｉ添加鋼のＳＵＳ３１６Ｔｉ、ＳＵＳ３２１、高Ｎｉ鋼のＳＵＳ３１０Ｓ（２５Ｃｒ−２０Ｎｉ）、ＳＵＳ３１７Ｊ５Ｌ（２１Ｃｒ−２４Ｎｉ−４．５Ｍｏ−１．５Ｃｕ−低Ｃ）、ＳＵＳ３８４（１６Ｃｒ−１８Ｎｉ）、ＳＵＳＸＭ１５Ｊ１（１８Ｃｒ−１３Ｎｉ−４Ｓｉ）なども電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付用ロールや現像用ロール等として使用可能である。

また、金属箔として上記オーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材のような軟質系オーステナイト系ステンレス鋼（軟質材）ないし高強度オーステナイト系ステンレス鋼（硬質材）を用いる場合には、ステンレス鋼の好適な各成分範囲は次の通りである。

Ｃ：Ｃはオーステナイト安定化元素であるが、高めの場合は材質が硬くなるので、軟質材を得る場合は０．０５質量％以下とし、硬質材を得る場合は０．０５〜０．２質量％とする。

Ｓｉ：Ｓｉは脱酸に０．０５質量％以上必要である。また、耐酸化性には有効に働くが、強力なフェライト形成元素であり、３．６質量％を越えると加工性を損なうと同時に熱延時のデスケーリングが困難になるため、上限を３．６質量％とした。

Ｍｎ：Ｍｎはオーステナイト安定化元素として有効であると同時に、Ｓを固定して熱間加工性を向上させるために添加される。しかしながら、含有量が０．０５質量％に満たないとその効果に乏しく、一方１．０質量％を超えると材質が硬くなるので軟質材を得る場合は０．０５〜１．０質量％とし、硬質材を得る場合は１．０〜５．０質量とした。

Ｃｒ：Ｃｒはステンレス鋼の基本成分であり、優れた耐食性を得るには最低１５質量％を必要とする。一方、２６質量％を越えると鋼が脆化し、加工性が劣化するので、上限を２６質量％とした。好ましい範囲は１７〜１９質量％である。

Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイトステンレス鋼の基本成分の一つである。加工性、耐食性に有効な元素であり、５質量％以上添加される。しかしながら、２５質量％以上を越えて添加してもこれらの効果は飽和に達するので、５〜２５質量％の範囲とする事が望ましい。

Ｍｏ：Ｍｏは耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて添加される。しかしながら、含有量が２．５質量％を越えると鋼が硬化し５．０質量％を超えると鋼が脆化するので、軟質材を得る場合は上限を２．５質量％とし、硬質材を得る場合は上限を５．０質量％とした。

Ｃｕ：Ｃｕはオーステナイトを安定化するとともに、加工性、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて添加される。しかしながら、含有量が軟質材では２．５質量％、硬質材では４．０質量％を越えて添加してもその効果は飽和に達するので、軟質材を得る場合は上限を２．５質量％とし、硬質材を得る場合は上限を４．０質量％とした。

Ｎ：Ｎは強力なオーステナイト安定化元素であると同時に、耐食性を向上させる元素であり、０．００５質量％以上で添加される。軟質材では、０．０６質量％を越えて含有すると、光輝焼鈍後の箔材の加工性（高精度な切り出し加工ないし打ち抜きプレス加工性）が劣化し、割れやクラックが発生しやすくなる。一方、硬質材では０．０６質量％以下の含有量では十分な強度が得られにくく、０．４質量％を越えて含有すると箔材の加工性（高精度な切り出し加工ないし打ち抜きプレス加工性）が劣化し、割れやクラックが発生しやすくなる。以上のことから、軟質材を得る場合は０．０６質量％以下、より好ましくは０．００７〜０．０３質量％の範囲であり、硬質材を得る場合は０．０６質量％超〜０．４質量％である。

さらに、当該ステンレス鋼には、添加微量元素として、Ｔｉ、Ｃａなどを含有していてもよい。

また当該ステンレス鋼は、上記各成分（上記添加微量元素を含む）を上記範囲（上記添加微量元素の量は、使用目的に応じて適量（通常、Ｔｉ：０．２質量％以下、Ｃａ：０．００５０質量％以下）含有されていればよく、特に制限されるものではない）にて含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなるものである。不可避的不純物元素としては、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｏなどが挙げられる。不可避的不純物の量は、通常、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．０３０質量％以下、Ｏ：０．０１質量％以下である。

また、本発明の金属箔チューブでは、金属箔を抵抗溶接等により接合・成形した箔チューブの表面と内表面の少なくとも一方は、硬質なめっき層によって表面硬化されていることを特徴とするものである。以下に、本発明の箔チューブの表面と内表面が硬質なめっき層によって表面硬化されている金属箔チューブにつき、詳細に説明する。

プリンタの定着ロールは、時として紙とともに異物が持ち込まれることもあり、ローラーに疵がつきこれが印刷結果に悪影響することがある。このためローラーの表面硬度はヴィッカースで４００以上あることが望ましい。溶接後にあまり加工をしない場合は箔チューブの内外面に硬質めっきを施すことによってこれは達せられる。めっきする金属としては、クロム、ニッケル、コバルト、パラジウムなどの金属を主体とするものが可能で、これらを硬化させるためにＰなどの添加物を若干量加えることも有効である。Ｎｉ−Ｐ系合金のめっきの場合は、Ｐの濃度としては重量比で１〜１４％が望ましい。その理由は１％未満では硬化の効果が薄く、１４％超ではめっき層が脆くて、割れを生じ易くなるためである。めっき方法としては無電解めっきや電気めっきが可能であるが、箔チューブの内側（内表面）をめっきするには無電解めっきが都合がよい。本発明では上記したように箔チューブの表面と内表面の両方に硬質なめっき層を設けてなる場合に何ら制限されるものではなく、いずれか一方にのみ硬質なめっき層を設けてもよい。即ち、トナー焼付用ロール、現像用ロール、定着用ロールなどに用いる場合には、感光体ドラムや他のロール或いは用紙等と接する箔チューブの表面（外表面）を硬化させておくのが有効である。一方、ロール内にヒータを設置することもあるので、そのような場合には箔チューブの内表面を硬化させておくことが有効である。このように金属箔チューブの使用用途に応じて、箔チューブの内及び／又は外表面に硬質なめっき層を設ければよい。

また本発明の金属箔チューブは、ステンレス箔を抵抗溶接等により接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理してなることを特徴とするものである。

ステンレス鋼をシーム溶接する場合に、ステンレスの表面不動態化皮膜が強固であるため、これらを完全に打ち破って強固な金属結合を溶接線の全長にわたって得るためには、電流、電圧、溶接速度、通電比率などを仔細に検討して、かなり狭い溶接条件の範囲内での溶接が必要になる。特に重ねた２枚の箔を完全に潰して１枚の厚さにするマッシュシーム溶接の場合は、箔の端面が埋め込まれた部分への通電密度が低い。このためこの部分の接合強度が不充分で、繰り返し加工を受けた場合は接合線にそって開口する場合がある。この問題を解決するために本発明者らは二つの方法が有効であることを知見した。

そのひとつはステンレス箔を抵抗溶接等により接合又は更に成形加工した箔チューブを熱処理して接合線を拡散接合させて強度を補強することである。この場合熱処理は真空熱処理や不活性雰囲気中で行なうのが良い。熱処理温度は８００〜１１００℃が適当である。ステンレスがフェライト系やマルテンサイト系の場合は低めの温度でよく、オーステナイト系の場合は高めの温度が必要である。さりながら８００℃未満では拡散接合が充分に行なわれず、また１１００℃超では熱処理中に変形が大きく、結晶粒も粗大化するので好ましくない。また熱処理によって溶接部周辺の熱応力が開放されて、溶接部周辺に往々にして見られるゴワゴワ感がなくなる効果もある。さらに熱処理後に上記の硬質めっきをすると溶接部の小さな凹凸も隠されて、溶接部の位置が判らなくなるほどである。したがって本発明の金属箔チューブとしては、ステンレス箔を抵抗溶接等により接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理した後に、箔チューブの内外面の少なくとも一方に硬質めっきを施してなるものが望ましいといえる。該硬質めっきに関しては、上記した通りであるので、ここでの説明は省略する。

第二の方法は、溶接前の金属箔にあらかじめ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の第１０〜１１族元素又はこれらの元素を含む合金（例えば、Ｎｉ−Ｐ系合金等）、或いは、Ａｌなどの融点が１２００℃以下の金属をめっきしておき、これを抵抗溶接して金属箔チューブを得る方法である。この方法では接合線の部分はステンレス等の金属箔の融点に達してなくとも、めっき層の融点以上になればめっき層が溶けて、ステンレス等の金属箔表面の不動態化皮膜などを伴い大部分が接合線に沿って接合部の外へ押し出される。したがって溶接線に沿って完全な金属結合が得られる。さらに箔の端面が埋め込まれた部分では小さな溝が生じることがあるが、ここをもめっきされた溶融金属が埋めて接合部にノッチが生じない等の利点がある。したがって本発明の金属箔チューブとしては、金属箔の両表面の少なくともどちらか一方の接合部近傍にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の第１０〜１１族元素又はこれらの元素を１種以上含む合金（例えば、Ｎｉ−Ｐ系合金等）、或いは、Ａｌ等の金属箔の融点よりも低い融点の金属（合金を含む）、好ましくは融点が１２００℃以下の金属（合金を含む）をめっきし、その後該箔を抵抗溶接してなるものが望ましいといえる。

また、本発明の金属箔チューブでは、チューブの肉厚対チューブの内径の比（肉厚／内直径）が、１／３００以下、好ましくは１／５００以下であることが望ましい。なお、ここでいう肉厚およびチューブの内径は、許容範囲誤差があることから、複数箇所（例えば、５〜１０箇所程度）の平均値を用いるものとする。

また、金属箔チューブの内径としては、特に制限されるものではなく、使用用途に応じて適宜決定すればよいが、例えば、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付け用ロールや現像用ロールは、小型軽量化の要請が強いことから、現状用いられている内径５０ｍｍ以下に対応しえるものであればよい。特に後述する本発明の製造方法および製造装置では、こうした小型化の要求に十分に対応することができるものであり、小型化によりチューブの曲率が大きくなり、チューブ状に成形する際の加工性が要求されるような場合にも、上記したステンレス箔のうちのオーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材を用いることで、内径１０〜１５ｍｍ程度までの小径に十分対応することができるものである。

同様に、金属箔チューブの長さとしても、特に制限されるものではなく、使用用途に応じて適宜決定すればよいが、例えば、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付け用ロールや現像用ロールは、小型軽量化の要請が強いことから、現状用いられている長さ５００ｍｍ以下に対応しえるものであればよい。特に後述する本発明の製造方法および製造装置では、こうした小型化の要求に十分に対応することができるものである。小型化するにつれて許容誤差が占める精度への関与は大きくなるが、本発明では、上記オーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材を用いることで、所定の寸法に切り出す（打ち抜く）際の、歪等を生じ難いため、打ち抜き寸法精度を極めて高いものとすることができ、短筒に十分対応することができるものである。

また本発明の金属箔チューブは、６０サイクル／ｍｉｎ以上の繰り返しサイクルで０．２％以下の歪を与える疲労試験において、１×１０^６回以上、より好ましくは２×１０^６回以上の耐久性を有することが望ましい。本発明では、下記に示す電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のトナー焼付け用ロールや現像用ロールなどに利用する場合、その疲労試験として、上記に規定する試験が一般になされるが、その場合の耐久性が、およそ１００ないし２００万回以上であれば、現在求められている部品の耐久性を十分に上回る極めて高い耐久性を具備しえるものである。金属箔チューブの疲労試験結果が１００ないし２００万回未満である場合には、既存の金属製薄肉チューブの耐久性を飛躍的に向上させることができない。ここでいう耐久性とは、表面性状にひび割れなどの異常がなく、また接合部にも接合剥離などの異常が認められない状態である場合を良好として、耐久性を有するものとし、逆に異常が認められた場合には耐久性を有しないものとする。ただし、本発明では、使用用途によっては金属箔チューブの疲労試験結果が５０万回以上あれば十分に使用可能な場合がある。

また、本発明の金属箔チューブの用途としては、特に制限されるべきものではなく、例えば、電子写真式プリンタ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、複写機（コピー機）、ファクシミリなどの画像形成装置のトナー焼付け用ロールや現像用ロールなどに利用することができるが、これらに制限されるべきものではない。

＜金属箔チューブの製造装置＞
次に、本実施形態の金属箔チューブの製造装置について説明する。図１（Ａ）は金属箔チューブに成形する金属箔素板の平面図、図１（Ｂ）は溶接前の金属箔チューブの断面図、図１（Ｃ）は、接合部が直線状になるように溶接して得られた金属箔チューブの斜視図、図１（Ｄ）は、接合部がスパイラル状になるように溶接して得られた金属箔チューブの斜視図である。図２は本発明の実施形態に係る金属箔チューブ製造装置の概略側面図、図３は図２の平面図、図４は図３の４−４線に沿う断面図である。

本実施形態で使用する金属箔素板Ｗは、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、全体形状が矩形状であり、例えば、長さＳ_１が１ｍ、幅Ｓ_２が１００ｍｍ程度であるが、板厚ｔは、１０〜１００μｍという極めて薄いものである。本実施形態では、この金属箔素板Ｗを断面円形に丸め、対向辺端部を重ね合せ、この重ね合わせ部Ｇに対し溶接を施し、金属箔チューブＰに成形する。この金属箔チューブＰは、例えば、コピー機の定着ロールをはじめ、種々の装置に適用できる。

本実施形態に係る金属箔チューブ製造装置は、大別すれば、成形部１０と溶接部３０とを有している。成形部１０は、矩形の金属箔素板Ｗを一挙に円筒状に丸めるのではなく、内型に相当する芯棒１３の周囲に外型に相当する成形装置１５により段階的に密着させ円筒状に成形し、溶接部３０は、金属箔素板Ｗの対向辺端部の重ね合わせ部Ｇを溶接する。

まず、成形部１０について述べる。図２，３において、成形部１０は、基台１１に立設された支持部１２に片持ち支持された円柱状の芯棒１３と、芯棒１３の下位に位置し、金属箔素板Ｗを保持すると共に芯棒１３の外周面に巻き付ける成形装置１５と、この金属箔素板Ｗを芯棒１３に対して位置決めする位置決め部材１６とを有している。

芯棒１３は、金属箔素板Ｗの長手方向長さＳ_１より多少長く、太さは、金属箔素板Ｗの幅方向の長さＳ_２が１周する程度であるが、この芯棒１３に関しては、後に詳述する。

成形装置１５は、図４に示すように、位置決め部材１６と、保持板１７と、第１押圧部材１８と、第２押圧部材１９とを有している。位置決め部材１６は略Ｗの中央と芯棒１３の下面中央を位置決めする部材である。保持板１７は、芯棒１３の下位に位置し、芯棒１３と常に平行状態を保って近接離間するように、基台１１上に設けられたシリンダＣ_１と連結されている。この保持板１７は、上面がフラットで、中央に芯棒１３が嵌合し得る程度の半円形状の凹部２０が形成され、この凹部２０と芯棒１３とを合体することにより金属箔素板Ｗを変形し、芯棒１３の下面部分にＵ字状に巻き付けるようにしている。

第１押圧部材１８は、Ｕ字状に変形された金属箔素板Ｗの、芯棒１３の側面に立設された状態の片を、芯棒１３の外周に押圧し密着させるものである。この第１押圧部材１８は、図４に示すように、保持板１７上において芯棒１３の左方に位置し、シリンダＣ_２により芯棒１３の軸線に直交する方向で近接離間するようになっている。

第２押圧部材１９も、第１押圧部材１８と同様な構成であり、芯棒１３を中心に前記第１押圧部材１８と対称位置に設けられ、シリンダＣ_３により芯棒１３に対し近接離間するように作動し、Ｕ字状の金属箔素板Ｗの他片を芯棒１３の外周に向かって押圧する。

これら位置決め部材１６、保持板１７、第１押圧部材１８及び第２押圧部材１９の共働で、金属箔素板Ｗを芯棒１３の外周面に巻き付け、芯棒１３の上面で金属箔素板Ｗの対向辺端部、つまり幅方向の両端部が重ね合わされた重ね合わせ部Ｇを形成する。

なお、この成形装置１５の保持板１７上への金属箔素板Ｗの搬入は、例えば、負圧吸着手段などのような適当な搬送手段（図示せず）により行なわれる。

前記位置決め部材１６は、成形装置１５の中央に形成された半円形状の凹部２０に開設された通孔２１を挿通するロッドで、芯棒１３の下位で軸方向の基端部、中央部及び先端部に位置し、それぞれシリンダＣ_４により芯棒１３の下面に近接離間するように設けられている。

位置決め部材１６は、この近接時に芯棒１３の下面に当接し、金属箔素板Ｗを押圧することにより当該金属箔素板Ｗを位置固定に保持する。位置決め部材１６が作動するタイミングとしては、保持板１７の上面に載置された金属箔素板Ｗが、保持板１７の上動により押し上げられ、芯棒１３に線接触した時点である。

しかし、位置決め部材１６により位置決めしたとしても、芯棒１３の下端から先端まで均一な幅の重ね合わせ部Ｇが形成されるとは限らない。したがって、本実施形態の成形部１０では、重ね合わせ部Ｇの重ね代ｘ（図１Ｂ参照）を調整するための重ね代調整手段２２（図５参照）が設けられている。ここに、図５は図４に要部拡大断面図である。

重ね代調整手段２２は、第２押圧部材１９による押圧完了前に、対向辺相互の重ね合わせ部Ｇの重ね代ｘが所定値、例えば、０．１ｍｍ程度となるように、金属箔素板Ｗの円周の一部を半径（放射）方向に変位する。

さらに具体的にいえば、重ね代調整手段２２は、図５に示すように、芯棒１３の内部に、少なくとも芯棒１３の基端と先端に偏心装置（カムまたはローラなど）２３を設け、この偏心装置（カムまたはローラなど）２３を駆動装置（モータなど）Ｍ_１により駆動し、金属箔素板Ｗの円周の一部を半径方向に変位させるようにしたものである。

この偏心装置（カムまたはローラなど）２３の回転量は、制御部２４からの信号で制御され，重ね代ｘが所定値となるようにしている。制御部２４は、重ね合わせ部Ｇの重ね代ｘを検知する検知装置（ＣＣＤカメラなど）２５と、これをモニターし、前記所定値と比較して制御量を決定する演算部２６とを有している。

なお、駆動装置（モータなど）Ｍ_１は、芯棒１３の基端部に設け、基端、中央、先端等複数設けられた偏心装置（カムまたはローラなど）２３を一括作動しても良いが、各偏心装置（カムまたはローラなど）２３を個々独立に作動し、重ね代ｘを調整しても良い。

ただし、本発明は、これのみに限定されるものではない。例えば、他の重ね代調整手段２２としては、図５に一点鎖線で示すように、前記偏心装置（カムまたはローラなど）２３を芯棒１３の外部に設けてもよい。また、金属箔素板Ｗが芯棒１３に密着していない非密着部分が生じるように芯棒１３の周囲に設け、加圧部材により加圧し、金属箔素板Ｗの円周の一部を半径方向に変位してもよい。

さらに、図６に略示するように、芯棒１３に形成した凹部２４に向かって芯棒１３の外部に設けた加圧部材２５で、金属箔素板Ｗの円周の一部が、図上破線で示すように、半径方向に変位するように加圧してもよい。これら加圧部材としては、カム、ロール、円筒体あるいは棒状部材のいずれでもよい。

実験では、重ね代（ｘ）は、前記板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍである。）を満足するのが望ましいことが判明している。

次に、溶接部３０について述べる。本実施形態における溶接は、抵抗溶接法である。きわめて薄い金属箔素板Ｗを溶接するので、制御しやすい溶接方法でなければならないからである。特に、抵抗溶接法の内、シーム溶接法が好ましく、より好ましくは、マッシュシーム溶接である。この溶接を使用すると、溶接部分と他の部分との間の硬度差が少なく好ましい結果が得られた。なお、レーザー溶接またはプラズマ溶接などを使用すれば、硬度差が３０％以上となり、実用的でないことが判明している。

図６は本実施形態の溶接状態を示す拡大断面図である。溶接部３０は、図６に示すように、芯棒１３の外面に軸方向に沿って設けられた導電性の固定電極部材３１と、固定電極部材３１に対向して設けられた導電性の可動電極部材３２とから構成され、両電極部材間に金属箔素板Ｗの重ね合わせ部Ｇを挟持して溶接する。

固定電極部材３１は、芯棒１３の外面に軸方向に沿って形成された溝３３内に設けられた導電性のものである。一方、可動電極部材３３は、重ね合わせ部Ｇを加圧しつつ回転移動する導電性の電極輪（符号「３２」を使用）である。

この固定電極部材３１は、芯棒１３の頂部に設けられた溝３３内に設けられた銅材により構成されているが、この上を電極輪３２が転動しつつ溶接を行なうので、固定電極部材３１の上面は、全体的に平坦面に形成されていることが好ましい。このため、固定電極部材３１としては、例えば、扁平化銅ワイヤを使用されている。ただし、上面全体が平坦面である必要はなく、一部が平坦面であってもよい。一方、電極輪３２も固定電極部材３１の上面が平坦面であれば、外周面は平坦面とすることが好ましいが、固定電極部材３１の上面が円弧面であれば、外周面は中凹状のもの、つまり太鼓状をしたものが好ましい。この場合の曲率半径は、固定電極部材３１の円弧状の面の曲率半径より大きいことが好ましい。

電極輪３２は、図４に示すように、導電性のフランジ状回転部材３４を介して電源供給部材３５と接続されているが、電源供給部材３５は非導電性のブラケット３６に支持されている。このブラケット３６は、シリンダＣ_５により昇降可能に連結されている。シリンダＣ_５は、移動ブロック３７に取り付けられているが、この移動ブロック３７は、一対のガイド棒３８（図３参照）により摺動可能に支持され、中央を挿通するように設けられたねじ軸３９により芯棒１３の軸線に沿って移動するようになっている。ねじ軸３９は、支持台４０，４１上に設けられた軸受部４２により支持され、カップリング４３を介して連結された駆動装置（モータなど）Ｍ_２により回転される。つまり、電極輪３２は、シリンダＣ_５により昇降しつつねじ軸３９及び駆動装置（モータなど）Ｍ_２により芯棒１３の基端から先端まで移動するようになっている。

各電極部材３１，３２の硬度は、片当たりや偏摩耗を防止し、長期にわたり確実な溶接ができるように、金属箔素板Ｗの硬度とほぼ同じにすることが好ましい。ビッカース硬さＨＶで言えば、１８０以下であれば、電極の傷みが少ないことが実験で判明している。高温強度やクリープ強度を高めるために、固定電極部材３１及び可動電極部材３３を、それぞれ少なくともその一部がモリブデンまたはアルミナ分散銅合金により構成してもよい。

本実施形態では、１０〜１００μｍというきわめて薄い金属箔素板Ｗの０．１ｍｍという小さな重ね代ｘの重ね合わせ部Ｇを溶接するので、その電流値及び送り速度が問題であるが、実験では、電流値は、７００〜１５００アンペア程度、電圧０．５〜２．０ボルト、送り速度０．３〜１．５ｍ／分程度が最も良好な結果が得られた。

ただし、電流を流すと溶接部３０は加熱され、長時間にわたって溶接作業をすると、この熱により薄い金属箔素板Ｗが変形し、良好な溶接が不可能となる虞があり、また、比較的長尺な芯棒１３の外周面に金属箔素板Ｗを巻回し、金属箔チューブＰを成形するので、この金属箔チューブＰの剥離あるいは取り出しも問題である。

そこで、本実施形態では、この冷却問題と取り出しの問題を一挙に解決する手段として、前記芯棒１３自体に種々の対策を施している。

まず、芯棒１３は、金属箔素板Ｗを断面円形に成形する型材としても機能するものであるために、全体的には断面形状が円形であるが、図６に示すように、中心部分には、断面Ｙ字状をした通常の機械構造用炭素鋼からなる芯部１３ａが設けられ、この芯部１３ａ上には、前記固定電極部材３１を保持する強度的に優れたクロム鋼からなる電極支持部１３ｂが取り付けられ、芯部１３ａの側部には全体を断面円形に仕上げる側板部１３ｃが設けられている。

このようにすることにより固定電極部材３１が摩耗しても交換しやすく、全体を断面円形に成形する場合の成形も容易となる。

また、芯棒１３の内部には、図６，７に示すように、流体通路４５が形成されている。流体通路４０は、芯棒１３の軸線に沿って中心部分に形成された中心通路４５ａと、中心通路４０ａから半径方向に形成された分岐通路４５ｂとから構成されている。なお、図７は芯棒の軸線に沿う概略断面図である。

流体通路４５には、芯棒１３の端部にロータリジョイント４６（図２参照）を介して連結された配管４７から空気を導入し、この空気により芯棒１３を冷却するとともに、分岐通路４５ｂから空気を噴出し、これにより金属箔チューブＰを芯棒１３の表面から浮き上がらせて取り外し易くしている。

空気を使用すれば、作業性も良く清潔な作業環境となる効果もあるが、これのみに限定されるものではなく、他の流体、例えば、水あるいは切削油等も使用することも可能である。

さらに、芯棒１３から金属箔チューブＰを取り外し易くするには、芯棒１３の外周面に軸線方向に伸延するように形成された切り欠き部Ｒ（図６参照）を設けても良い。金属箔素板Ｗと芯棒１３との密着面積が低減し、一層金属箔チューブＰの取り外しが容易となる。

この取り外しに関しては、芯棒１３自体を複数の部材により構成し、金属箔チューブＰの成形後、これを分解するようにしても良い。図８は芯棒の他の例を示す軸線に沿う概略断面図である。例えば、図８に示すように、芯棒１３を軸線と交差するテーパ面５０で２つの芯棒部材１３ｄ、１３ｅに分割し、金属箔チューブ成形後に、一方の芯棒部材１３ｅを他方の芯棒部材１３ｄに対し軸方向にスライドし、金属箔チューブＰを芯棒１３から剥離してもよい。ただし、このような分割した芯棒１３を用いて取り外す場合は、芯棒１３は、両端で支持し、一方を軸方向に移動可能に構成することが好ましい。

上記実施形態により得られた、金属箔チューブは、図１（Ｃ）に示すように、重ね合わせ部Ｇが直線状に溶接された接合部を有する金属箔チューブを得ることができる。ただし、本発明では、これらに制限されるべきものではなく、例えば、図１（Ｄ）に示すように、重ね合わせ部Ｇ’がスパイラル状に溶接された接合部を有する金属箔チューブを得ることもできる。この場合には、例えば、適当な厚さの金属箔を適当な幅にスリットし、これを銅合金製の電極棒の周りにスパイラル状に巻きつける。この際、箔と箔の重ね代ｘを検出装置を用いて０．１ｍｍ程度に調整する。さらに該電極棒を回転させながら左右に摺動させ、該重ね合わせ部の上をもうひとつの銅合金製などの電極ローラーが転動しながら前記の電極棒との間に通電して、電気抵抗溶接（好ましくはシーム溶接、より好ましくはマッシュシーム溶接）を行えばよい。その後、このチューブを適用な長さに切断し、必要に応じて接合部付近の内外面を研磨して、所望の金属箔チューブを得ることができるものである。

また、前記金属箔素板の板厚対金属箔チューブ内直径の比は、１／３００以下、好ましくは１／５００以下であるのが望ましい。なお、ここでいう金属箔素板の板厚および金属箔チューブ内直径は、許容範囲誤差があることから、複数箇所（例えば、５〜１０箇所程度）の平均値を用いるものとする。

なお、前記の電極棒との間に通電して、シーム溶接を行う場合においては、その溶接部は、溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することによって溶接部の強度を安定的に高くすることができる。即ち、シーム溶接においては、一旦ナゲットが生成されると円盤状の電極（図６の符号３２参照）が回転進行しても電流の多くが電気抵抗の小さいナゲット部分に流れ（無効電流）、新たに接合すべき界面には電気抵抗が大きいため少量の電流しか流れない。このためこの部分は溶融温度にまで達せずに圧接状態になる。一旦圧接部分ができるとここも電気抵抗が小さくなるため、ナゲットと同様にその先でのナゲットの生成を妨げる。このような悪循環を避けるために、本発明者らはパルス電源を用いてシーム溶接を行ない、短い通電時間の次に比較的長い非通電時間を設けてこのサイクルを繰り返すことにより連続ナゲットを得ることに成功した。この際の最適な通電時間と非通電時間の比は、１／１２〜１／８であり、１／１２未満または１／８超〜１／６では断続的なナゲットが生成される。また、本発明者らの実験によれば、断続ナゲットになっても溶接線の５０％以上をナゲットがカバーすれば強度的には問題ないことが判明したことから、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定してシーム溶接することが望ましい。これにより、溶接長の５０％以上をカバーするナゲットを得ることができるものである。

同様に、パルス電源を用いてマッシュシーム溶接を行う場合にも、上記のように溶接部の強度をより安定的に高くする上で最適な通電時間と非通電時間の比が存在することを見出したものである。即ち、マッシュシーム溶接では、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定して溶接を行うのが望ましい。

＜金属箔チューブの製造方法＞
このように構成された金属箔チューブの製造装置の作用とともに金属箔チューブの製造方法について説明する。

＜成形工程＞
板厚が１０〜１００μｍの金属箔素板Ｗは、負圧吸着手段などの搬送手段により成形装置１５の保持板１７上に載置される。金属箔素板Ｗは、図示しないガイド部材により保持され、その中心線が芯棒１３の中心軸線、保持板１７に形成された凹部２０の中心線と一致するようにセットされる。

この状態から保持板１７がシリンダＣ_１により上昇を開始するが、保持板１７は、芯棒１３と常に平行な位置を保っている。したがって、金属箔素板Ｗが芯棒１３に接した時点では、芯棒１３を中心として金属箔素板Ｗはほぼ同じ幅になっている。金属箔素板Ｗが芯棒１３に接すると、位置決め部材１６が作動する。

位置決め部材１６は、シリンダＣ_４によりロッドが作動し、下方から芯棒１３の中央に当接し、芯棒１３とロッド先端との間で金属箔素板Ｗを挟持する。この挟持は、芯棒１３の基端、中央、先端で行なわれるので、金属箔素板Ｗの全長で芯棒１３と接することになる。これにより金属箔素板Ｗは、その幅方向ほぼ中央で位置決めされたことになる。

この位置決め後、さらにシリンダＣ_１を作動すると、保持板１７は上昇し、保持板１７の凹部２０内に芯棒１３が入り始める。この結果、金属箔素板Ｗは、次第にＵ字状に変形される。そして、芯棒１３が凹部２０内に入ると、金属箔素板Ｗは、芯棒１３の下半分の外周面に巻き付いた部分と、側面より立設された状態の一対の片に変形される。

この一方の片に向かって第１押圧部材１８がシリンダＣ_３の作動により突出される。この突出は、その先端の円弧面部分１８ａが芯棒１３の外周に接するまで行なわれ、この円弧面部分１８ａで芯棒１３の外周面に金属箔素板Ｗの一片を押し付け密着させる。

次に、第２押圧部材１９も同様にシリンダＣ_３により作動され、先端の円弧面部分１９ａが芯棒１３の外周に接するまで金属箔素板Ｗの他片を押圧するが、この押圧は最終段階の手前で停止し、金属箔素板Ｗが芯棒１３に完全に密着しない状態とする。

つまり、金属箔素板Ｗは芯棒１３の周囲に巻き付けられ、芯棒１３の頂部において一組の対向辺端部が重ね合わされた重ね合わせ部Ｇを形成するが、前記他片は完全に位置固定された状態ではなく、変位可能な状態とする。

この変位可能な状態で重ね合わせ部Ｇの重ね代ｘを調整する。この調整は、制御部２４の検知装置（ＣＣＤカメラなど）２５が重ね代ｘ量を検知し、これを演算部２６で所定値と比較し、正常かどうか判断し、正常でない場合は、駆動装置（モータなど）Ｍ_１を駆動して偏心装置（カムまたはローラなど）２３を回転し、金属箔素板Ｗを半径（放射）方向に変位させる。

重ね合わせ部Ｇにおける重ね代（ｘ）が、前記板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍである）を満足するようになると、重ね代ｘの調整は完了する。この状態で、第２押圧部材１９がシリンダＣ_３により作動し、金属箔素板Ｗの他片を芯棒１３に完全に密着押圧する。これにより金属箔素板Ｗが位置固定的に芯棒１３に保持された状態になる。

＜溶接工程＞
金属箔素板Ｗの保持が完了すると、重ね合わせ部Ｇの位置は、第１押圧部材１８の先端と第２押圧部材１９の先端との間であって、固定電極部材３１の直上であり、電極輪３２は、この第１押圧部材１８と第２押圧部材１９との間で昇降可能であるため、溶接を開始できる。

この溶接の開始時点で、電極輪３２を芯棒１３の基端に位置しておき、全体を溶接すれば、精度の良い溶接が可能となる。

溶接は、まず、シリンダＣ_５の作動から行なわれる。シリンダＣ_５が作動すると、そのピストンロッドが下降し、ブラケット３６、電源供給部材３５、フランジ状回転部材３４を介して電極輪３２が下降する。電極輪３２は、第１押圧部材１８の先端と第２押圧部材１９の先端との間に入り込み、固定電極部材３１との間で重ね合わせ部Ｇを挟持する。

この挟持とともに固定電極部材３１と電極輪３２との間で通電すると、重ね合わせ部Ｇがウェルドし、相互に溶接されるが、同時に駆動装置（モータなど）Ｍ_２も動作し、ねじ軸３９が回転し、移動ブロック３７が移動を開始する。これにより電極輪３２が重ね合わせ部Ｇ上を０．３〜１．５ｍ／分程度で移動し、金属箔素板Ｗの端部まで溶接する。

また、場合によっては、電極輪３２を芯棒１３の先端に位置しておき、溶接しながら金属箔チューブＰを引き出すようにしても良い。このようにすれば、迅速で作業性の良い溶接が可能となる。

＜仕上げ工程＞
溶接が完了すると、この溶接した部分を平滑に仕上げる。この仕上げは、砥石による研磨あるいはラッピング、ローラバニッシングによる押しつぶし等により金属箔チューブＰの表面が平滑な面となるまで行なわれるが、公知に属するため説明は省略する。

そして、芯棒１３から金属箔チューブＰの取り外しが行なわれる。この取り外しは、芯棒１３の端部から空気を流体通路４５に供給し、芯棒１３の軸線に沿った中心通路４５ａから分岐通路４５ｂを通って半径方向に空気を噴出すことにより芯棒１３から金属箔チューブＰを剥離する。僅かでも芯棒１３と金属箔チューブＰとの間に空気が流れると、金属箔チューブＰは芯棒１３から容易に取り外すことができる。ただし、この取り外し後に、前記仕上げを行なっても良い。

上述した実施形態では、固定電極部材上を可動電極部材が走行するか金属箔チューブＰを移動させるものであるが、本発明は、これのみでなく両電極部材が相対的に移動する場合あるいは両電極部材と金属箔チューブＰが相対的に移動する場合であっても良い。

以上の溶接方法により得られてなる溶接金属箔チューブは、そのまま本発明の溶接金属箔チューブとして各種用途に幅広く利用することができるものであるが、さらに、必要に応じて、上記溶接方法により得られる溶接金属箔チューブに芯金を入れ、さらにスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法（引き抜き法）、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせにより冷間加工を施して減肉させ、当該溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、材質を加工硬化させてもよい。

上記金属箔チューブの溶接部の加工法としては、上記したようなスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせによる冷間加工を行なうことができる。これらのスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法およびへら絞り法に関しては、既存の冷間加工技術であるため、ここでの加工法の説明は省略する。

本発明では、溶接金属箔チューブの溶接部が対象となるため、そのままでは取り扱いにくいため、該金属箔チューブ内に予め芯金を入れて冷間加工（主に塑性加工）に適用できるようにした状態で、それぞれの加工を行えばよいといえる。

上記芯金としては、例えばＳ４５Ｃの焼き入れした硬度の高い材料で、最初は溶接チューブの内径に合った外径のものを用い、加工によってチューブの内径が変化した場合は随時芯金の外径もこれにあったものに付け替えるのが望ましい。

またスェジングでは、溶接チューブに上記の芯金を挿入したうえ、チューブの外側に配置された３〜４個の工具でチューブ表面を叩きながらチューブの肉厚を薄くしてゆく。

分割ローラー圧延法は、溶接チューブに上記の芯金を挿入したうえ、チューブの外側に配置された複数の小径ローラーをさらに別の冶具またはバックアップロールで押し付け、チューブと複数ローラーを相対的に回転させながらチューブの肉厚を薄くしてゆく。

穴ダイス法は、円錐状の穴（ダイス）にやや太い材料（ここでは、芯金を入れた溶接箔チューブ）を通して絞る方法であり、適当な潤滑剤を使えばチューブの径を変えずに肉厚を薄くしてゆくことができる。

へら絞り法では、芯金を入れた溶接箔チューブを回転させながら単数または複数のへらを押し付けて肉厚を薄くしてゆく。

これらの冷間加工では、チューブが仕上げ寸法に近づいた場合は加工する工具やローラーの表面あらさを十分に小さなものにすることにより、溶接部の形状が均一な厚みでかつ滑らかにすることができる。本発明では、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１（最大高さ粗さ）で規定される表面粗さＲｚが２．０μｍ以下、好ましくは０．１〜１μｍとなるまで上記冷間加工を施して減肉させ、当該溶接部を滑らかに整えるのが望ましい。

また、上記冷間加工を施して減肉させ、材質を加工硬化させることで、材質のビッカース硬さ（Ｈｖ）が３００〜６００ポイント、好ましくは４００〜６００ポイント、より好ましくは４５０〜５５０ポイントとなるようにするのが望ましい。これにより、上述したように、耐久性、耐磨耗性に優れ、高サイクル疲労寿命を長くする上で有効な硬度を有する溶接金属箔チューブを提供することができる。なお、ここでいう材質のビッカース硬さとは、母材部および溶接部の双方の硬さを含むものである。

さらに、本発明の金属箔チューブの製造方法においては、ステンレス鋼をシーム溶接する場合に、ステンレスの表面不動態化皮膜が強固であるため、これらを完全に打ち破って強固な金属結合を溶接線の全長にわたって得るためには、電流、電圧、溶接速度、通電比率などを仔細に検討して、かなり狭い溶接条件の範囲内での溶接が必要になる。特に重ねた２枚の箔を完全に潰して１枚の厚さにするマッシュシーム溶接の場合は、箔の端面が埋め込まれた部分への通電密度が低い。このためこの部分の接合強度が不充分で、繰り返し加工を受けた場合は接合線にそって開口する場合がある。この問題を解決するために本発明者らは二つの方法が有効であることを知見した。そのひとつはステンレス箔を抵抗溶接等により接合又は更に成形加工した箔チューブを熱処理して接合線を拡散接合させて強度を補強することである。この場合熱処理は真空熱処理や不活性雰囲気中で行なうのが良い。熱処理温度は８００〜１１００℃が適当である。ステンレスがフェライト系やマルテンサイト系の場合は低めの温度でよく、オーステナイト系の場合は高めの温度が必要である。さりながら８００℃未満では拡散接合が充分に行なわれず、また１１００℃超では熱処理中に変形が大きく、結晶粒も粗大化するので好ましくない。また熱処理によって溶接部周辺の熱応力が開放されて、溶接部周辺に往々にして見られるゴワゴワ感がなくなる効果もある。さらに熱処理後に上記の硬質めっきをすると溶接部の小さな凹凸も隠されて、溶接部の位置が判らなくなるほどである。上記の硬質めっきする金属としては、クロム、ニッケル、コバルト、パラジウムなどの金属を主体とするものが可能で、これらを硬化させるためにＰなどの添加物を若干量加えることも有効である。Ｎｉ−Ｐ系合金のめっきの場合は、Ｐの濃度としては１〜１４％が望ましい。その理由は１％未満では硬化の効果が薄く、１４％超ではめっき層が脆くて、割れを生じ易くなるためである。めっき方法としては無電解めっきや電気めっきが可能であるが、管の内側をめっきするには無電解めっきが都合がよい。

第二の方法は、溶接前の金属箔にあらかじめＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の第１０〜１１族元素又はこれらの元素を含む合金（例えば、Ｎｉ−Ｐ系合金等）、或いは、Ａｌなどの金属箔の融点よりも低い融点の金属（合金を含む）、好ましくは融点が１２００℃以下の金属（合金を含む）をめっきしておき、これを抵抗溶接して金属箔チューブを得る方法である。この方法では接合線の部分はステンレス等の金属箔の融点に達してなくとも、めっき層の融点以上になればめっき層が溶けて、ステンレス等の金属箔表面の不動態化皮膜などを伴い大部分が接合線に沿って接合部の外へ押し出される。したがって溶接線に沿って完全な金属結合が得られる。さらに箔の端面が埋め込まれた部分では小さな溝が生じることがあるが、ここをもめっきされた溶融金属が埋めて接合部にノッチが生じない等の利点がある。

さらに、本発明の金属箔チューブの製造方法では、金属箔チューブの溶接により、当該溶接部には溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することが望ましい。これは、シーム溶接などの溶接部は、溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することによって溶接部の強度を安定的に高くすることができるためである。

また、シーム溶接においては、一旦ナゲットが生成されると円盤状の電極（図６の符号３２参照）が回転進行しても電流の多くが電気抵抗の小さいナゲット部分に流れ（無効電流）、新たに接合すべき界面には電気抵抗が大きいため少量の電流しか流れない。このためこの部分は溶融温度にまで達せずに圧接状態になる。一旦圧接部分ができるとここも電気抵抗が小さくなるため、ナゲットと同様にその先でのナゲットの生成を妨げる。このような悪循環を避けるために、本発明者らはパルス電源を用いてシーム溶接を行ない、短い通電時間の次に比較的長い非通電時間を設けてこのサイクルを繰り返すことにより連続ナゲットを得ることに成功した。この際の最適な通電時間と非通電時間の比は、１／１２〜１／８であり、１／１２未満または１／８超〜１／６では断続的なナゲットが生成される。本発明者らの実験によれば、断続ナゲットになっても溶接線の５０％以上をナゲットがカバーすれば強度的には問題ないことが判明した。溶接長の５０％以上をカバーするナゲットを得るには、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７にする必要がある。以上のことから、本発明の金属箔チューブの製造方法では、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定してシーム溶接することが望ましいといえる。

さらに、本発明者らはパルス電源を用いてマッシュシーム溶接を行う場合にも、溶接部の強度をより安定的に高くする上で、最適な通電時間と非通電時間の比が存在することを見出したものである。即ち、本発明の金属箔チューブの製造方法では、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定してマッシュシーム溶接することが望ましいといえる。

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に単位を示さない寸法単位は、「ｍｍ」単位とする。

実施例１
圧延ロール表面粗さを適正に制御して、ＳＵＳ４１０Ｌ（１１Ｃｒ−０．０２Ｃ）のステンレス鋼を、箔の表面粗さＲｚが１．５μｍ及び０．８μｍになるようにそれぞれ４０μｍの厚さに圧延し、圧延のままの材料を９４．３Ｌ×２５０Ｗに切断した。この２種の表面粗さを有する箔を各々３０φの銅合金の冶具に巻き付け１００μｍの重ね代の部分をマッシュシーム溶接により接合した。この際、両方（表面粗さＲｚが１．５μｍのチューブと、表面粗さＲｚが０．８μｍのチューブ）の接合部周辺を切り出し、埋め込み研磨して、母材部の硬度がＨｖで２７０前後であり、接合部の硬度がＨｖで２３０前後であることをそれぞれ確認した。両者の研磨試料をエッチングして金属組織を調べた結果、両者共に接合部には溶融凝固相はなく、接合面は固相接合状態でここに低炭素マルテンサイト相がみられた。なお接合部の厚さは両方とも５５μｍであった。この両方のチューブ（図１（Ｃ）参照のこと）を各々５０ｍｍの長さに切断し接合部周辺の内外面を研磨して、両方とも接合部の厚さを４２μｍ程度にした。両者とも固めのスポンジ円筒を差込み、これを１２０φ×８０Ｌの鋼製ローラーの表面に押し付けながら回転させて疲労寿命を調べた。この際の試験チューブ回転速度は１２０ｒｐｍで、鋼製ローラーに最も押し付けられた状態で、試験チューブは約４ｍｍ潰される状態であった。このときの試験チューブ表面に加わる歪は０．１７％であった。試験の結果、両方のチューブ（表面粗さＲｚが１．５μｍのチューブと、表面粗さＲｚが０．８μｍのチューブ）とも１００万回以上の回転をした後も試験チューブに異常は見られなかった。

実施例２
表面粗さＲｚが１．０μｍ及び０．５μｍのＳＵＳ３１６Ｌ（１６Ｃｒ−１２Ｎｉ−２Ｍｏ）の３０μｍの厚さの焼鈍箔をそれぞれ６０ｍｍの幅にスリットし、これを前記の３０φの銅合金製の電極棒の周りにスパイラル状に巻きつけた。この際も、表面粗さＲｚが１．０μｍのものと、表面粗さＲｚが０．５μｍものの両方につき、箔と箔の重なり代を１００μｍになるようにそれぞれ調整した。さらに該電極棒を回転させながら左右に摺動させ、該重ね合わせ部の上をもうひとつの銅合金電極ローラーが転動しながら前記の電極棒との間に通電して、マッシュシーム溶接を行った。実施例１と同様にして両方の接合部周辺の硬度を調べた結果、両方とも母材部でＨｖ２００前後、接合部で２４５前後であった。また金属組織を調べ、両者共に溶融凝固相のないことを確認した。さらにこの両方のチューブ（図１（Ｄ）参照のこと）を各々５０ｍｍの長さに切断し、接合部付近の内外面を研磨して、実施例１と同じやり方で疲労試験を行った。

なお試験で試験チューブ表面に加わる歪は０．１３％であった。その結果、この両方のチューブ（表面粗さＲｚが１．０μｍのチューブと、表面粗さＲｚが０．５μｍのチューブ）とも１００万回以上の疲労試験に耐えた。

実施例３
表面粗さＲｚが０．３μｍ及び０．８μｍのＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ−８Ｎｉ）の５０μｍ厚さの完全焼鈍箔を用いて、実施例１と同様な方法で２種の箔チューブを作成した。なおこのステンレス箔はＡｒ−Ｈ_２雰囲気中で焼鈍され、表面の窒素濃度は１．２％であった。両方（表面粗さＲｚが０．３μｍのチューブと、表面粗さＲｚが０．８μｍのチューブ）とも接合部の厚さは７５μｍであったのを、内外面の研磨により６０μｍにした。この場合の母材部の硬さは両方共にＨｖで１７８前後で、接合部はＨｖで２２０前後であった。実施例１と同様にして疲労試験を行った結果、この両方のチューブ（表面粗さＲｚが０．３μｍのチューブと、表面粗さＲｚが０．８μｍのチューブ）とも１００万回以上の疲労試験に耐えた。

実施例４
表面粗さＲｚが０．３４μｍのＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ−８Ｎｉ）の５０μｍ厚さの完全焼鈍箔を用いて、実施例１と同様な方法で箔チューブを作成した。なおこのステンレス箔はアンモニア分解ガス中で焼鈍され、表面の窒素濃度は４．４％であった。接合部の厚さは７７μｍであったのを、内外面の研磨により６０μｍにした。この場合の母材部の硬さはＨｖで１９０前後で、接合部はＨｖで２３０前後であった。実施例１と同様にして疲労試験を行った結果、このチューブは５０万回の時点で母材の表面に微細なクラックが生じたため疲労試験を中止したが、使用用途によっては５０万回までの耐久性を備えるものであり、用途によっては十分に使用可能である。

実施例５
表面粗さＲｚが０．５μｍのＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ−８Ｎｉ）の５０μｍ厚さのハード材を用いて、実施例１と同様な方法で箔チューブを作成した。接合部の厚さは９０μｍであったのを、内外面の研磨により６０μｍにした。この場合の母材部の硬さはＨｖで４１０前後で、接合部はＨｖで２３０前後であり、接合部と母材部の硬度差は母材硬度の４３％であった。実施例１と同様にして疲労試験を行った結果、このチューブは５０万回の時点で接合部と母材の境界部にクラックが生じて破断した。この場合も使用用途によっては５０万回までの耐久性を備えるものであり、用途によっては十分に使用可能である。

実施例６
表面粗さＲｚが０．７μｍのＳＵＳ４２０Ｊ１（１３Ｃｒ−０．１８Ｃ）の２０μｍ厚さの圧延ままの箔を用いて、実施例１と同様な方法で箔チューブを作成した。接合部の厚さは３２μｍであったのを、内外面の研磨により２３μｍにした。この場合の母材部の硬さはＨｖで３４０前後で、接合部はＨｖで３１５前後であった。実施例１と同様にして疲労試験を行った結果、このチューブは２００万回以上の疲労試験に耐えた。

実施例７
表面粗さＲｚが０．９μｍのＳＵＳ６３０（１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ−０．２Ｎｂ−０．１Ｔａ）の２０μｍ厚さの圧延ままの箔を用いて、実施例１と同様な方法で箔チューブを作成した。接合部の厚さは３５μｍであったのを、内外面の研磨により２６μｍにした。その後真空熱処理炉で１０４０℃に加熱した後冷却過程で４８０℃で１時間均熱して析出硬化させた。この場合の母材部と溶接部の硬さはほぼ同じで、Ｈｖで３８０前後であった。実施例１と同様にして疲労試験を行った結果、このチューブは２００万回以上の疲労試験に耐えた。

実施例８
表面粗さＲｚが０．８５μｍのＹＵＳ１７０（新日鐵規格：２４Ｃｒ−１２Ｎｉ−０．７Ｍｏ−０．３５Ｎ）の２５μｍ厚さの圧延ままの箔を用いて、実施例１と同様な方法で箔チューブを作成した。接合部の厚さは３０μｍであったのを、内外面の研磨により２２μｍにした。この場合の母材部の硬さはＨｖで２９０前後で、接合部はＨｖで２２０前後であった。実施例１と同様にして疲労試験を行った結果、このチューブは１００万回以上の疲労試験に耐えた。

比較例１
実施例１〜８において、それぞれのステンレス鋼箔を電気抵抗溶接（マッシュシーム溶接）に代えてレーザー溶接で接合した以外は、実施例１〜８と同様にして、各ステンレス鋼箔材料について箔チューブを作成して疲労試験を行ったが、いずれの場合にも１０万〜３０万回で接合部と母材の境界部にクラックが生じて破断した。

比較例２
実施例１〜８において、それぞれのステンレス鋼箔を電気抵抗溶接（マッシュシーム溶接）に代えてプラズマ溶接で接合した以外は、実施例１〜８と同様にして、各ステンレス鋼箔材料について箔チューブを作成して疲労試験を行ったが、いずれの場合にも１０万〜３０万回で接合部と母材の境界部にクラックが生じて破断した。

実施例９
Ａｒ−Ｈ_２雰囲気中で焼鈍された表面粗さＲｚが０．９μｍのＳＵＳ３０４の厚さ６０μｍの完全焼鈍箔（表面の窒素濃度は１．２％であった）を用い、実施例１と同様な方法で２４〜３０ｍｍφ×２５０ｍｍＬのチューブをマッシュシーム溶接法により７本作製した。その後、これらのうち６本に関しては、さらに該チューブに焼き入れされたＳ４５Ｃ製の芯金を入れ、スェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせにより冷間加工を施して減肉させ、溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、同時に材質を加工硬化させることにより、それぞれ３０μｍ前後の厚さの箔チューブを得た。これらの箔チューブの冷間加工前後（即ち、未加工品および加工品）の寸法、材質、疲労寿命等を測定し、結果を表１にまとめた。

上記表１のチューブ厚は、非接合部（母材部）の厚さを示す。

上記表１の硬さは、母材部のビッカース硬さを示す。

上記表１の溶接部の表面粗さＲａは、（ ＪＩＳ Ｂ０６０１ ２００１ 算術平均粗さ）により測定したものである。

上記表１の溶接部の表面粗さＲｚは、金属箔のＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１（最大高さ粗さ）により測定したものである。

上記表１の疲労寿命は、実施例１と同様に、各箔チューブに固めのスポンジ円筒を差込み、これを１２０ｍｍφ×８０ｍｍＬの鋼製ローラーの表面に押し付けながら回転させて疲労寿命を調べた。この際の試験チューブ回転速度は３６０ｒｐｍで、鋼製ローラーに最も押し付けられた状態で、試験チューブは約４ｍｍ潰される状態であった。このときの試験チューブ表面に加わる歪は、順に０．３４、０．１６、０．１８、０．１９、０．１７、０．１６、及び０．１７％であった。試験は、箔チューブにクラック等の異常が確認されるまで行い、この間の稼動時間（ｈｒ）を疲労寿命とした。

上記表１の各冷間加工条件は下記の通りとした。

（２）スェジング；２６ｍｍφの溶接チューブから出発し、他は前記のとおり。

（３）３分割ローラー圧延法；２４ｍｍφの溶接チューブから出発し、他は前記のとおり。

（４）穴ダイス法；３０ｍｍφの溶接チューブから出発し、他は前記のとおり。

（５）へら絞り法；２４ｍｍφの溶接チューブから出発し、他は前記のとおり。

（２）＋（３）；２４ｍｍφの溶接チューブから出発し、他は前記のとおり。

（５）＋（４）；２６ｍｍφの溶接チューブから出発し、他は前記のとおり。

実施例１０
Ａｒ−Ｈ_２雰囲気中で焼鈍された表面粗さＲｚが１．２μｍのＳＵＳ３０１、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＹＵＳ１７０（２４Ｃｒ−１２Ｎｉ−０．３Ｎ）の厚さ２５μｍの完全焼鈍箔（表面の窒素濃度は１．７〜２．４％であった）を用い、実施例１と同様な方法で３０ｍｍφ×２５０ｍｍＬのチューブをマッシュシーム溶接法により作製した。その後これらのチューブを実施例９と同様のスエジング＋分割ローラー圧延法（上記（２）＋（３）の冷間加工）で２５μｍ前後の厚さの箔チューブを得た。これらの箔チューブの冷間加工前後の寸法、材質、疲労寿命等を表２にまとめた。

なお、表２のチューブ厚（μｍ）、硬さ（Ｈｖ）、溶接部の表面粗さＲａ（μｍ）、溶接部の表面粗さＲｚ（μｍ）及び疲労寿命（ｈｒ）は、表１で説明したとおりである。

なお、疲労寿命試験での、試験チューブ表面に加わる歪は、順に０．２８、０．１５、０．２８、０．１４、０．２８、０．１４、０．２８、０．１４％であった。

実施例１１
２５μｍの厚さのＳＵＳ３１６箔を実施例１と同様な方法でシーム溶接して、３０ｍｍφ×２５０ｍｍＬの箔チューブを得た。これに厚さ２μｍ目標の硬質Ｃｒめっきを行なった。箔チューブの内面については、棒状のＣｒ電極を入れて内外面にわたってＣｒめっきを行なった。また同様にして溶接した別のＳＵＳ３１６箔チューブについては夫々Ｎｉ−８％Ｐ、Ｃｏ、Ｐｄの厚さ２μｍ目標の無電解めっきを行なった。これらのチューブの端を切って断面の埋め込み研磨を行ない、めっき膜（層）の厚さを調べた。これとは別にめっき層の硬度の測定のために鉄板の上に上記と同じ材質のめっきをそれぞれ約３０μｍの厚さに行い、樹脂に埋め込んで研磨した後に硬度を測定した。上記の各めっき箔チューブと比較材としての無めっき箔チューブをプリンタの定着ロールに組み込み、みみかき半杯の鉄粉をチューブ内面にばらまいたうえ、１０分間回転させた。その後チューブをはずし、切り開いて内面の疵の発生状況を観察した。これらの結果を表３にまとめて示す。

表３が示すように、各めっき層の硬さはいずれもＨｖが４００以上で、これらの箔チューブは定着ロールの内面に鉄粉を散布した劣悪な環境にあっても疵が発生しなかった。これに対して無めっき箔チューブは何条もの線状の疵が発生した。

実施例１２
厚さ３０μｍのＳＵＳ３１６箔の両側に厚さが約２μｍのＮｉ−２％Ｐ、Ｎｉ−８％Ｐ、Ｎｉ−１２％Ｐの無電解めっきを行なった。またこれらとは別に同箔の溶接部になる近傍すなわち箔のカット端面から２〜３ｍｍの間の両面に厚さ約２μｍのＡｌとＡｇの電気めっきをそれぞれ行った。これらの箔をマッシュシーム溶接法により３０ｍｍφ×２５０ｍｍＬのチューブに成形した。溶接部を切り出し、埋め込み研磨して溶接部の断面形状と金属組織を観察した。その結果、母材部の厚さがめっき層を含めて３４μｍであったのに対して、二枚の箔が重なる溶接部の厚さは３５〜３７μｍとほぼ母材部の厚さに潰されていた。さらに溶接部を中心にして密着曲げを行い、これを樹脂に埋め込んで、曲げ部の金属組織を観察した。比較材として無めっきの厚さ４０μｍのＳＵＳ３１６箔を同様にしてマッシュシーム溶接して、溶接部を切り出した後ここを密着曲げした。さらにこの部分を樹脂に埋め込み研磨して、金属組織の観察を行った。その結果、無めっき箔の溶接部は密着曲げにより接合線が箔面に達する部分で僅かに口を開いたが、めっき箔の溶接部の密着曲げ部は全く口を開かなかった。

実施例１３
厚さ４０μｍのＳＵＳ３０４およびＳＵＳ４２０Ｊ２の箔をマッシュシーム溶接により３０ｍｍφ×２５０ｍｍＬのチューブに成形した。溶接後ＳＵＳ３０４チューブについては１０３０℃×３分、ＳＵＳ４２０Ｊ２については８８０℃×１０分の真空熱処理を行った。熱処理後のチューブの溶接部近傍を切り出し、溶接部を中心にして密着曲げを行い、さらにこれらを埋め込み研磨してエッチングをして、溶接部の組織を観察した。その結果溶接部は全く口を開くことなく、密着曲げに耐えていることが判明した。

実施例１４
実施例１３で試作したＳＵＳ３０４およびＳＵＳ４２０Ｊ２の箔チューブの内外面にＮｉ−８％Ｐの無電解めっきを行った。これらの各チューブを実施例１１と同様の鉄粉による疵試験を行ったが、線状痕は発生しなかった。またこれらのチューブを前記の疲労試験に供したが、いずれも７５０万回を経過して溶接部の破壊は見られなかった。

実施例１５
厚さ４０μｍのＳＵＳ３１６の箔を用いて３０ｍｍφ×２５０ｍｍＬのチューブをシーム溶接した。この際に溶接電源としてパルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を種々変化させ、さらに溶接部の金属組織を観察し、ナゲットの生成状況を観測した。これの結果を表４に示す。

表４に示すごとく、通電時間／非通電時間を１／１５〜１／７に設定したものではナゲット長が溶接線に沿って５０％以上あり、良好な溶接が行われていることが判る。

（Ａ）は金属箔チューブに成形する金属箔素板の平面図、（Ｂ）は溶接前の金属箔チューブの断面図、（Ｃ）は、接合部が直線状の金属箔チューブの斜視図、（Ｄ）は、接合部がスパイラル状の金属箔チューブの斜視図である。 本発明の実施形態に係る金属箔チューブ製造装置の概略側面図である。 図２の平面図である。 図３の４−４線に沿う断面図である。 図４に要部拡大断面図である。 本実施形態の溶接状態を示す拡大断面図である。 芯棒の軸線に沿う概略断面図である。 芯棒の他の例を示す概略図である。

符号の説明

１３ 芯棒、
１３ｄ、１３ｅ 芯棒部材、
１５ 成形装置、
１６ 位置決め部材、
１７ 保持板、
１８ 第１押圧部材、
１９ 第２押圧部材、
２０ 凹部、
２２ 重ね代調整手段、
２３ 偏心装置（カムまたはローラなど）、
２５ 加圧部材、
２４ 凹部、
３１ 固定電極部材、
３２ 可動電極部材（電極輪）、
４５ 流体通路、
Ｇ、Ｇ´ 重ね合わせ部、
Ｐ 金属箔チューブ、
Ｒ 切り欠き部、
ｔ 板厚（金属箔箔厚）、
Ｗ 金属箔素板、
ｘ 重ね代。

Claims (76)

1. 厚さが、１０〜１００μｍである金属箔を接合ないし溶接したことを特徴とする金属箔チューブ。
2. 前記金属箔がステンレス箔であり、
   該ステンレス箔の材料が、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼のいずれか１種であることを特徴とする請求項１に記載の金属箔チューブ。
3. 電気抵抗溶接により接合されたことを特徴とする請求項１または２に記載の金属箔チューブ。
4. 電気抵抗溶接が、シーム溶接であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
5. 前記シーム溶接が、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定して溶接を行ったものであることを特徴とする請求項４に記載の金属箔チューブ。
6. 電気抵抗溶接が、マッシュシーム溶接であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
7. 前記マッシュシーム溶接が、パルス電源を用い、通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定して溶接を行ったものであることを特徴とする請求項６に記載の金属箔チューブ。
8. 接合面の少なくとも一部が、固相接合であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
9. 接合または溶接線が直線状又はスパイラル状に配置されてなる請求項１〜８のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
10. 接合または溶接部と母材部の硬度差の絶対値が、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で母材部の硬さの２５％以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の金属箔チューブに冷間加工を施して減肉させ、当該接合部を滑らかにして接合部の形状と表面粗さを整え、少なくとも当該接合部材質を加工硬化させたことを特徴とする金属箔チューブ。
12. 前記金属箔がステンレス箔であり、該ステンレス箔がオーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍材であることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
13. 母材部のビッカース硬さが、１８０以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
14. 材質のビッカース硬さが、３００〜６００であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
15. ステンレス鋼箔表層の最大窒素濃度が３質量％以下であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
16. バルク成分が、
    Ｃ：０．０５質量％以下、
    Ｓｉ：０．０５〜３．６質量％、
    Ｍｎ：０．０５〜１．０質量％、
    Ｃｒ：１５〜２６質量％、
    Ｎｉ：５〜２５質量％、
    Ｍｏ：２．５質量％以下、
    Ｃｕ：２．５質量％以下、
    Ｎ：０．０６質量％以下、
    を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる軟質系オーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする請求項３〜１５のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
17. バルク成分が、
    Ｃ：０．０５〜０．２質量％、
    Ｓｉ：０．０５〜３．６質量％、
    Ｍｎ：１．０〜５．０質量％、
    Ｃｒ：１５〜２６質量％、
    Ｎｉ：５〜２５質量％、
    Ｍｏ：５．０質量％以下、
    Ｃｕ：４．０質量％以下、
    Ｎ：０．０６質量％超〜０．４質量％、
    を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる高強度オーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
18. 前記金属箔がフェライト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼の圧延まま材で、溶接部にはマルテンサイト相が析出してなることを特徴とする請求項３〜１２に記載の金属箔チューブ。
19. 金属箔を接合・成形した箔チューブの表面と内表面の少なくとも一方は、硬質なめっき層によって表面硬化されていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
20. めっき層の組成が主としてクロム、ニッケル、コバルト、パラジウムのいずれか１種または２種以上の金属であることを特徴とする請求項１９に記載の金属箔チューブ。
21. めっき層の組成がＮｉ−Ｐ系合金であることを特徴とする請求項１９に記載の金属箔チューブ。
22. ステンレス箔の両表面の少なくともどちらか一方の接合部近傍に第１０〜１１族元素又はこれらの元素を１種以上含む合金、或いは、融点が１２００℃以下の金属をめっきし、その後該箔を抵抗溶接してなることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
23. めっき層の組成が重量比で１〜１４％のＰを含むＮｉ−Ｐ合金であることを特徴とする請求項２１または２２に記載の金属箔チューブ。
24. ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理してなることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
25. ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理した後に、箔チューブの内外面の少なくとも一方に硬質めっきを施してなることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
26. 前記金属箔チューブの溶接部には溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
27. 前記金属箔チューブの接合部の重ね代（ｘ）が、前記金属箔の箔厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍとする）を満足することを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
28. チューブの肉厚対チューブの内径の比（肉厚／内直径）が、１／５００以下であることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
29. 金属箔チューブのＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１（最大高さ粗さ）で規定される表面粗さＲｚが、２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
30. 前記金属箔チューブに、６０サイクル／ｍｉｎ以上の繰り返しサイクルで０．２％以下の歪を与える疲労試験において、１×１０^６回以上の耐久性を有することを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
31. 画像形成装置のトナー焼付け用ロールおよび／または現像用ロールに用いられてなることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか１項に記載の金属箔チューブ。
32. 板厚が１０〜１００μｍの金属箔素板を一組の対向辺が重ね合わさるように成形する成形工程と、前記重ね合わせた対向辺を溶接する溶接工程とを有する金属箔チューブの製造方法。
33. さらに前記溶接した部分を平滑に仕上げる仕上げ工程を有する請求項３２に記載の金属箔チューブの製造方法。
34. 前記成形工程は、前記金属箔素板の対向辺を重ね合わせる前に、成形用の芯棒に該金属箔素板を位置決めする位置決め工程を有する請求項３２または３３に記載の金属箔チューブの製造方法。
35. 前記位置決め工程は、前記芯棒と常に平行な位置を保って近接離間する成形装置に金属箔素板を保持し、該成形装置を前記芯棒に近づけ金属箔素板と芯棒が線接触した時点で、該金属箔素板を芯棒に対して、押圧し位置決めするようにしたことを特徴とする請求項３４に記載の金属箔チューブの製造方法。
36. 前記成形工程は、前記位置決め工程後に前記成形装置を芯棒に向かって更に接近し、該成形装置に形成した断面半円形の凹部と前記芯棒との間で該金属箔素板を保持し、該金属箔素板を芯棒の周囲に巻き付ける巻き付け工程を有する請求項３４又は３５に記載の金属箔チューブの製造方法。
37. 前記成形工程は、前記巻き付け工程後に前記金属箔素板の円周の一部を半径方向に変位させることにより重ね代を調整する重ね代調整工程を有する請求項３６に記載の金属箔チューブの製造方法。
38. 前記重ね代（ｘ）は、前記板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍとする）を満足することを特徴とする請求項３６又は３７に記載の金属箔チューブの製造方法。
39. 前記溶接は、電気抵抗溶接法である請求項３２または３３に記載の金属箔チューブの製造方法。
40. 前記電気抵抗溶接は、シーム溶接又はマッシュシーム溶接であることを特徴とする請求項３２〜３９のいずれか１項に記載の金属箔チューブの製造方法。
41. パルス電源を用い通電時間と非通電時間の比を１／１５〜１／７に設定してシーム溶接を行う、又はパルス電源を用い通電時間と非通電時間の比を１／３〜１／１に設定してマッシュシーム溶接を行うことを特徴とする請求項４０に記載の金属箔チューブの製造方法。
42. 前記溶接は、前記芯棒の外面に軸方向に沿って形成された溝内に設けられた導電性の固定電極部材と、当該固定電極部材に対向して設けられた導電性の可動電極部材との間で通電することにより行なうことを特徴とする請求項３２、３３、３９〜４１のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
43. 前記固定電極部材は、外面の一部又は全部が平坦面となるように形成したことを特徴とする請求項４２に記載の金属箔チューブの製造方法。
44. 前記固定電極部材及び可動電極部材は、それぞれ少なくともその一部がモリブデンまたはアルミナ分散銅合金からなることを特徴とする請求項４２又は４３に記載の金属箔チューブの製造方法。
45. 前記溶接は、前記各電極部材の硬度と、前記金属箔素板の硬度をほぼ同じにしたことを特徴とする請求項４２〜４４のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
46. 前記金属箔チューブは、前記芯棒内から半径方向に流体を噴出することにより当該芯棒から剥離し、取り外すようにしたことを特徴とする請求項３４〜３６のいずれか又は４２に記載の金属箔チューブの製造方法。
47. 前記芯棒は、複数の部材から構成され、一部を軸方向に移動することにより金属箔チューブが当該芯棒から剥離するようにしたことを特徴とする請求項３４〜３７のいずれか又は４２に記載の金属箔チューブの製造方法。
48. 前記金属箔素板の板厚対金属箔チューブ内直径の比（板厚／内直径）が、１／５００以下であることを特徴とする請求項３２〜４７のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
49. 請求項３２〜４８のいずれかに記載の方法で得られた金属箔チューブに芯金を入れ、さらにスェジング、分割ローラー圧延法、穴ダイス法、へら絞り法またはこれらの方法の組み合わせにより冷間加工を施して減肉させ、溶接部を滑らかにして溶接部の形状と表面粗さを整え、少なくとも当該溶接部の材質を加工硬化させることを特徴とする金属箔チューブの製造方法。
50. ステンレス箔の両表面の少なくともどちらか一方の接合部近傍に第１０〜１１族元素又はこれらの元素を１種以上含む合金、或いは、融点が１２００℃以下の金属をめっきし、その後該箔を抵抗溶接することを特徴とする請求項３２〜４９のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
51. ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理することを特徴とする請求項３２〜５０のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
52. ステンレス箔を接合又は更に成形加工した箔チューブを８００〜１１００℃の温度で熱処理した後に、箔チューブの内外面の少なくとも一方に硬質めっきを施すことを特徴とする請求項３２〜５１のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
53. めっきの組成が重量比で１〜１４％のＰを含むＮｉ−Ｐ合金であることを特徴とする請求項５０または５２に記載の金属箔チューブの製造方法。
54. 前記金属箔チューブの溶接により、当該溶接部には溶接線に沿って連続的なナゲット（溶融凝固した部分）、または溶接線に沿って５０％以上の部分に断続的なナゲットが存在することを特徴とする請求項３２〜５３のいずれかに記載の金属箔チューブの製造方法。
55. 板厚が１０〜１００μｍの金属箔素板を所定形状に成形する成形部と、前記金属箔素板の対向辺を溶接する溶接部と、を有する金属箔チューブの製造装置。
56. 前記成形部は、軸に直角な断面円形の芯棒と、当該芯棒に対し近接離間し得るように設けられ、金属箔素板を保持する成形装置と、該成形装置を前記芯棒に近づけ金属箔素板と芯棒が線接触した時点で、該金属箔素板を押圧し前記芯棒に対して位置決めする位置決め部材とを有し、
    前記位置決めされた金属箔素板に前記成形装置を芯棒に向かって接近し、金属箔素板を予め芯棒の周囲にＵ字状に巻き付けるようにしたことを特徴とする請求項５５に記載の金属箔チューブの製造装置。
57. 前記成形装置は、前記芯棒と常に平行な位置を保って近接離間するように設けられ、前記芯棒との間で前記金属箔素板をＵ字状に巻き付ける断面半円形の凹部を有する保持板と、前記Ｕ字状の金属箔素板の一片を前記芯棒の外周に密着するように押圧する第１押圧部材と、前記Ｕ字状の金属箔素板の他片を前記芯棒の外周に向かって押圧する第２押圧部材とを有し、
    前記巻き付け後に前記金属箔素板の対向辺端部を重ね合せて重ね合わせ部を形成するようにしたことを特徴とする請求項５６に記載の金属箔チューブの製造装置。
58. 前記成形部は、前記第２押圧部材による押圧完了前に、対向辺相互の重ね合わせ部の重ね代が所定値となるように前記金属箔素板の円周の一部を半径方向に変位する重ね代調整手段を有する請求項５６又は５７に記載の金属箔チューブの製造装置。
59. 前記重ね代調整手段は、前記芯棒の内部に設けた偏心装置により構成したことを特徴とする請求項５８に記載の金属箔チューブの製造装置。
60. 前記重ね代調整手段は、前記芯棒の外部に設けた偏心装置により構成したことを特徴とする請求項５８に記載の金属箔チューブの製造装置。
61. 前記重ね代調整手段は、前記金属箔素板が前記芯棒に密着していない非密着部分を加圧部材により加圧するようにしたことを特徴とする請求項５８に記載の金属箔チューブの製造装置。
62. 前記重ね代調整手段は、前記芯棒に形成した凹部に向かって前記芯棒の外部に設けられた加圧部材を押し込むようにしたことを特徴とする請求項５８に記載の金属箔チューブの製造装置。
63. 前記加圧部材は、カム、ロール、円筒体あるいは棒状部材のいずれか１つであり、芯棒の軸方向両端部に個別に作動するように設けたことを特徴とする請求項６１又は６２に記載の金属箔チューブの製造装置。
64. 前記重ね代（ｘ）は、前記板厚（ｔ）として、ｘ≦４０＋５ｔ（単位はμｍとする）を満足することを特徴とする請求項５７又は５８に記載の金属箔チューブの製造装置。
65. 前記溶接は、電気抵抗溶接法である請求項５５に記載の金属箔チューブの製造装置。
66. 前記溶接部は、前記芯棒の外面に軸方向に沿って設けられた導電性の固定電極部材と、当該固定電極部材に対向して設けられた可動電極部材とから構成され、両電極部材間に前記金属箔素板の前記重ね合わせ部を挟持した状態で溶接するようにしたことを特徴とする請求項５５に記載の金属箔チューブの製造装置。
67. 前記固定電極部材は、外面の一部または全部が平坦面となるように形成したことを特徴とする請求項６６に記載の金属箔チューブの製造装置。
68. 前記可動電極部材は、前記重ね合わせ部を加圧しつつ通電する電極輪である請求項６６に記載の金属箔チューブの製造装置。
69. 前記固定電極部材及び可動電極部材は、それぞれ少なくともその一部がモリブデンまたはアルミナ分散銅合金からなることを特徴とする請求項６６〜６８のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
70. 前記溶接は、前記各電極部材の硬度と、前記金属箔素板の硬度をほぼ同じにしたことを特徴とする請求項６６〜６８のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
71. 前記金属箔チューブは、前記芯棒内から半径方向に流体を噴出すことにより当該芯棒から剥離し、取り外すようにしたことを特徴とする請求項５６、５７、６６のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
72. 前記芯棒は、当該芯棒から溶接後の金属箔チューブを剥離する流体を噴出する流体通路を有することを特徴とする請求項５６、５７、６６のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
73. 前記芯棒は、前記金属箔素板が芯棒に密着しないようにする切り欠き部を外周面に有することを特徴とする請求項５６、５７、６６のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
74. 前記芯棒は、複数の部材から構成され、一部を軸方向に移動することにより金属箔チューブが当該芯棒から剥離するようにしたことを特徴とする請求項５６、５７、６６のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
75. 前記金属箔素板の板厚対金属箔チューブ内直径の比が、１／５００以下であることを特徴とする請求項５５〜７４のいずれかに記載の金属箔チューブの製造装置。
76. 請求項３２〜５４に記載の金属箔チューブの製造方法ないし請求項５５〜７５に記載の金属箔チューブの製造装置を用いて得られたものであることを特徴とする金属箔チューブ。

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