(57)【要約】      （修正有）【課題】長さや径が異なる被加熱部材を加熱する場合であっても、加熱開始前の準備が簡単にでき、かつ被加熱部材を均一に加熱することができる誘導加熱装置を提供する。【解決手段】円筒状または円柱状の金属製の被加熱部材１３０を螺旋形状の高周波誘導コイル１００を用いて誘導加熱する誘導加熱装置であって、導電性を有し、高周波誘導コイルの外径よりも大きな内径を有するリング形状を有する磁束調整リング１４０と、磁束調整リングを、高周波誘導コイルの軸方向に移動させる位置調整機構とを有し、位置調整機構は、磁束調整リングを、高周波誘導コイルの軸方向の所定の位置かつ高周波誘導コイルの外周に、高周波誘導コイルと同心に配置し、磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚みをＴとし、高周波誘導コイルの軸方向の長さをＬとしたとき、Ｔ＜Ｌを満たす。【選択図】図１
2019083137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状または円柱状の金属製の被加熱部材を螺旋形状の高周波誘導コイルを用いて誘導加熱する誘導加熱装置であって、
導電性を有し、前記高周波誘導コイルの外径よりも大きな内径を有するリング形状を有する磁束調整リングと、
該磁束調整リングを、該高周波誘導コイルの軸方向に移動させる位置調整機構と
を有し、
該位置調整機構は、該磁束調整リングを、該高周波誘導コイルの軸方向の所定の位置かつ該高周波誘導コイルの外周に、該高周波誘導コイルと同心に配置し、
該磁束調整リングの、該高周波誘導コイルの軸方向における厚みをＴとし、
該高周波誘導コイルの軸方向の長さをＬとしたとき、下記式（１）を満たすことを特徴とする誘導加熱装置：
Ｔ＜Ｌ          （１）。
【請求項２】
前記高周波誘導コイルの巻数をＮターンとしたとき、
前記Ｔが、０．１Ｌ／Ｎ以上、２．０Ｌ／Ｎ以下である、請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記磁束調整リングが、前記高周波誘導コイルの１巻分の形状に類似した形状を有する請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
円柱状または円筒状のシリンダーの周面に感光層を有する電子写真感光体の製造方法であって、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱装置を用いて該シリンダーを加熱する工程を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘導加熱装置に関する。具体的には円筒状または円柱状の金属製の被加熱部材を螺旋形状の高周波誘導コイルを用いて誘導加熱する誘導加熱装置に関する。また、本発明は、電子写真感光体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタには多数の金属製の円筒シリンダーが使用されている。たとえば、カートリッジ内の電子写真感光体や定着用の金属ローラーである。
電子写真感光体の製造方法として、金属製のシリンダーの表面に感光層形成用の塗料や感光層を保護する保護層形成用の塗料を浸漬や吹き付け等の手段を用いて塗布し、シリンダーを加熱することによって塗料を乾燥させる。また、硬化性の材料を含む保護層形成用の塗料の塗膜を硬化させるために、当該塗膜に電子ビームを照射し、その後に金属製のシリンダーを加熱し硬化を促進させる場合がある。このとき、シリンダーを加熱させる方法として、例えば、乾燥炉に入れる方法、および、誘導加熱を用いた方法がある。特に、誘導加熱を用いた方法は、シリンダーを短時間で加熱させる方法として有効である。
【０００３】
誘導加熱による発熱の原理は、磁界が導体（発熱体）を横切って変化したとき、導体内に渦電流が発生し、その磁界の変化を妨げるように磁界を発生させる。この渦電流と導体が持っている抵抗によって、ジュール熱が発生し、導体が加熱される。導体が鉄やニッケルなどの強磁性体（透磁率高い）であれば、少しの磁界の変化に反応して渦電流が発生し、発熱効率は良くなる。逆に、導体がアルミや銅などの非磁性体（透磁率低い）だと、強い磁界を発生させなければ、渦電流の発生が起こりにくく、強磁性体に比べて発熱効率は劣る。つまり、導体の発熱効率は透磁率の違い、金属内部の抵抗の違いによって異なる。また、渦電流は、誘導の周波数が高いほど、つまり、磁界の変化の頻度が高ければ高いほど、表皮効果によって導体の表面を流れるようになる。
【０００４】
また、円筒長さ方向に長い円筒状の被加熱部材を加熱するためには、円筒長さ方向に長い誘導コイル（以下、単に「コイル」とも記載する。）が用いられることが多い。このとき、被加熱部材を均一に加熱するためには、コイルが発生させる磁界領域と被加熱部材の長さとが合致するようにコイル長さを調整しなければならない。なぜなら、コイルが発生させる磁界領域が被加熱部材より短い場合、被加熱部材端部近傍の磁束密度が少なくなり、渦電流が減少し発熱不足となる。逆に、磁界発生領域が被加熱部材の長さより長すぎる場合、エッジ効果により被加熱部材の端部が他の部分に比べて過剰に加熱されるという問題がある。エッジ効果とは、表皮効果によりシリンダー外面の表面近くと、シリンダー端部の表面近くとの両方に渦電流による加熱が発生することで、他の部分よりもそのエッジ部分の発熱量が多くなる現象である。さらに、同じ生産ラインで長さの異なる金属製のシリンダーを扱うこともあるが、シリンダーの長さが変わるたびにコイルを付け替えるようなことはせず、一番長いシリンダーに合わせたコイルで対応することがある。そのようなときも、エッジ効果は問題となる。しかし、被加熱部材の端部に導体を設置することで、エッジ効果を抑えることができる。これは誘導加熱にてよく用いられる手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−６４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
誘導加熱にてシリンダーを加熱して、該シリンダーの外周面に形成した、電子写真感光体を構成する層の形成用塗料の塗膜を乾燥させる場合、および表面層（保護層）の硬化を促進させる場合、加熱時の被加熱部材の温度分布を均一化させることが、高品位な電子写真感光体を製造するうえでは重要となる。被加熱部材内の温度ムラが電子写真感光体の性能に影響するためである。誘導加熱の場合、被加熱部材の温度を均一にするために、磁束密度分布の調整を行う。具体的な方法の一つとして、コイルの巻ピッチを調整する。同一の巻ピッチでは中央部分の磁束が強くなり、端部が弱くなる傾向があるため、中央部の巻ピッチを粗くし、逆に端部を密にするというのが一般的である。求められる温度均一性が高ければ高いほど、巻ピッチの調整はシビアになり、１ｍｍ以下での調整が必要になってくる。また、長さや径の異なるシリンダーを同じコイルにて加熱する場合は、被加熱部材の長さ違いや径違いを考慮して巻ピッチの調整を行わなければならない。また複数のコイルを同様の磁束密度分布を示すよう調整するのは、難易度が高く調整に時間を要する。
【０００７】
磁束密度分布を調整する方法としては、コイルの巻ピッチを調整する方法以外にも、特許文献１に示されるようなシールドコイルを設置する方法もある。特許文献１の方法では、コイルの両端部または外周部にシールドコイルを設置する。ただし、この方法では、被加熱部材の長さよりもコイルが長い場合、コイルの両端部にシールドコイルを設けても、ワーク端部のエッジ効果を抑えることができず、被加熱部材の均熱化を達成することができない。また、長さや径が異なる被加熱部材を加熱する場合、それぞれに合わせたシールドコイルが必要となるため、加熱開始前の段取り（準備）に時間を要してしまう。
【０００８】
本発明の一態様は、上記課題に鑑みなされたものであり、被加熱部材を均一に加熱することができる誘導加熱装置の提供に向けたものである。
また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真感光体の製造方法に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、
円筒状または円柱状の金属製の被加熱部材を螺旋形状の高周波誘導コイルを用いて誘導加熱する誘導加熱装置であって、
導電性を有し、前記高周波誘導コイルの外径よりも大きな内径を有するリング形状を有する磁束調整リングと、
該磁束調整リングを、該高周波誘導コイルの軸方向に移動させる位置調整機構と
を有し、
該位置調整機構は、該磁束調整リングを、該高周波誘導コイルの軸方向の所定の位置かつ該高周波誘導コイルの外周に、該高周波誘導コイルと同心に配置し、
該磁束調整リングの、該高周波誘導コイルの軸方向における厚みをＴとし、
該高周波誘導コイルの軸方向の長さをＬとしたとき、下記式（１）を満たす誘導加熱装置が提供される：
Ｔ＜Ｌ          （１）。
【００１０】
また、本発明の他の態様によれば、円柱状または円筒状のシリンダーの周面に感光層を有する電子写真感光体の製造方法であって、上記の誘導加熱装置を用いて該シリンダーを加熱する工程を有する電子写真感光体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、被加熱部材を均一に加熱することができる誘導加熱装置を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真感光体を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の誘導加熱装置の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の誘導加熱装置において用いられるコイルが作り出す磁束のイメージ図である。
【図３】本発明の磁束調整リングおよび位置調整機構を示す図である。
【図４】ワーク１を用いた実施例１の誘導加熱装置および温度測定結果を示す図である。
【図５】ワーク２を用いた実施例１の誘導加熱装置および温度測定結果を示す図である。
【図６】実施例２の磁束調整リングおよび温度測定結果を示す図である。
【図７】比較例１の誘導加熱装置および温度測定結果を示す図である。
【図８】比較例２の誘導加熱装置および温度測定結果を示す図である。
【図９】図６の磁束調整リングの平面図、左側面図、正面図および右側面図である。
【図１０】図６の磁束調整リングを製造する方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の記載は、本発明の技術的範囲を以下の実施の形態に限定するものではない。
本発明の誘導加熱装置は、円筒状または円柱状の金属製の被加熱部材を螺旋形状の高周波誘導コイルを用いて誘導加熱する。
本発明の誘導加熱装置は、磁束調整リングと位置調整機構とを有する。
磁束調整リングは、導電性を有し、高周波誘導コイルの外径よりも大きな内径を有するリング形状を有する。
磁束調整リングは、高周波誘導コイルによって発生される磁束の密度を調整する。
位置調整機構は、高周波誘導コイルの外周に、高周波誘導コイルと同心に配置する。
位置調整機構は、磁束調整リングを、高周波誘導コイルの軸方向の所定の位置に配置する。「高周波誘導コイルの軸方向の所定の位置」とは、高周波誘導コイルによって誘導加熱される被加熱部材の軸方向の温度差が小さくなるように決定された位置である。
【００１４】
磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚みをＴとし、
高周波誘導コイルの軸方向の長さをＬとしたとき、下記式（１）を満たす：
Ｔ＜Ｌ          （１）。
「高周波誘導コイルの軸方向の長さ」とは、高周波誘導コイルの一方の端部と、高周波誘導コイルの軸方向に当該一方の端部と最も離れている他方の端部との距離をいう。
【００１５】
「磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚み」とは、磁束調整リングを、高周波誘導コイルの外周に、高周波誘導コイルと同心に配置したときの、磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚み、である。
図１に示すように、各磁束調整リングが含まれる各平面が、高周波誘導コイルの軸に対して垂直に交わる場合、「磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚み」は図１に示すＴである。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、磁束調整リングが含まれる平面Ｐが、高周波誘導コイルの軸に対して垂直に交わらず、傾斜している場合、「磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚み」は図３（ｂ）に示すＴである。図３（ｂ）に示すＴは、高周波誘導コイルの軸方向における、一つの磁束調整リングの一方の端部と、該磁束調整リングの当該一方の端部から最も離れている他方の端部との距離である。
【００１７】
「リング形状」とは、単純な環（輪）形状のみを意味するものではない。図６（ａ）および図９（ａ）〜（ｄ）に示すようなコイル１巻分の形状に類似した形状も含む。図９（ａ）は図６（ａ）に示す磁束調整リングの平面図、図９（ｂ）は図６（ａ）に示す磁束調整リングの左側面図、図９（ｃ）は図６（ａ）に示す磁束調整リングの正面図、図９（ｄ）は図６（ａ）に示す磁束調整リングの右側面図をそれぞれ示す。
【００１８】
「リング形状」が、図６（ａ）および図９（ａ）〜（ｄ）に示すようなコイル１巻分の形状に類似した形状である場合の「磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚み」は図３（ｃ）に示すＴである。図３（ｃ）に示すＴは、高周波誘導コイルの軸方向における、一つの磁束調整リングの一方の端部と、該磁束調整リングの当該一方の端部から最も離れている他方の端部との距離である。
【００１９】
図１は、本発明の誘導加熱装置の装置概要を示す図である。図１において、螺旋形状の高周波誘導コイル１００は、支え部材１０１に固定され、支え部材１０１によって台座１０２に固定されている。台座１０２にはコイルと電気的に接続される整合器１０３が設置されている。整合器１０３は、高周波電源（図示していない）に電気的に接続される。高周波誘導コイル１００の自重による中心軸の傾きを防ぐために、支え部材１０１を台座１０２に固定した。上支持体１１０は、回転ベルト１１７にて回転モーター１１６と結合されており、滑らかに回転することができる。また、上支持体１１０は上支持体昇降機構１１８とも結合している。下支持体１２０は下支持体昇降機構１２１と結合しており、この結合部分は、受動回転可能な構造となっている。
【００２０】
円筒状の被加熱部材１３０は被加熱部材１３０の上端部に上支持体１１０の下端部が挿入され、かつ被加熱部材１３０の下端部に下支持体１２０の上端部が挿入された状態で、高周波誘導コイル１００の内側に設置される。また円柱状の被加熱部材１３０は下支持体１２０の上に載置された状態で、高周波誘導コイル１００の内側に設置される。
円筒状又は円柱状のいずれの形状であっても被加熱部材１３０は上支持体１１０と下支持体１２０とによって上下から挟まれ、被加熱部材１３０は上支持体１１０と下支持体１２０と共に回転可能である。また、上支持体１１０と下支持体１２０とによる回転軸は、高周波誘導コイル１００の中心と同軸である。
【００２１】
磁束調整リング１４０は導電性部材であり、リング形状をしている。図示はしていないが、磁束調整リング１４０を冷却する機構を備えてもよい。磁束調整リング１４０は高周波誘導コイル１００の外周に設置され、高周波誘導コイル１００の中心と同軸である。
前記のように、磁束調整リング１４０の、高周波誘導コイル１００の軸方向における厚みをＴとし、  高周波誘導コイル１００の軸方向の長さをＬとしたとき、下記式（１）を満たす：
Ｔ＜Ｌ          （１）。
【００２２】
高周波誘導コイル１００の巻数をＮターンとしたとき、Ｔが、０．１Ｌ／Ｎ以上、２．０Ｌ／Ｎ以下であることが好ましい。Ｔが０．１Ｌ／Ｎ以上であれば、磁束調整リング１４０が、高周波誘導コイル１００によって作り出される磁束の密度を弱めることができる。一方、Ｔが２．０Ｌ／Ｎ以下であれば、磁束調整リング１４０が、高周波誘導コイル１００によって作り出される磁束の密度を弱めすぎたりしない。
【００２３】
磁束調整リングは、高周波誘導コイルの１巻分の形状に類似した形状を有することが好ましい。「高周波誘導コイルの１巻分の形状に類似した形状」とは、図６（ａ）および図９（ａ）〜（ｄ）に示すような形状を意味する。
かかる形状を有する磁束調整リングは、例えば以下のような方法によって得られる。
図１０（ａ）に示すような、高周波誘導コイルと軸方向の長さが同じＬであり、巻き数も同じＮターンであるコイル形状の部材１００１から１巻分を切り取る。コイル形状の部材１００１の内径Ｒ２は、高周波誘導コイルの外径Ｒ１よりも大きい。
図１０（ｂ）は切り取られた部材１００２の平面図を示し、図１０（ｃ）は部材１００２を矢印１００３方向から見た図を示す。図１０（ｃ）に示す端部１００４と端部１００５とを長さが（Ｌ／Ｎ）である部材でつなぐことによって「高周波誘導コイルの１巻分の形状に類似した形状」の磁束調整リングを得ることができる。
【００２４】
図２は高周波誘導コイルと被加熱部材とを垂直方向にカットした断面図である。
図２（ａ）では高周波誘導コイル１００に電流が流れる際に発生する磁束を点線で描いている。各々の巻で発生した磁束は合成され、総じてコイルを垂直方向に貫く向きとなる。
図２（ｂ）は磁束調整リング１４０を高周波誘導コイル１００の外周に設置した場合の、高周波誘導コイル１００が作り出す磁束の図である。磁束調整リング１４０はコイルが作り出す磁束を少しだけ吸収して被加熱部材１３０に対する磁束を弱めることで磁束分布を調整する。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｃ）は磁束調整リング１４０および長手方向位置調整機構１４５の詳細図である。長手方向位置調整機構１４５は、磁束調整リング１４０の高周波誘導コイル１００の長手方向（軸方向）における位置を調整することができる。長手方向位置調整機構１４５は上下に稼働する単軸ロボットと樹脂製のアームから構成されており、位置決めが簡単に行えるようになっている。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
本実施例では、被加熱部材１３０として、電子写真感光体を用意した。電子写真感光体は、下記のアルミニウム製シリンダー（以降、ワーク１およびワーク２とも記載する。）用いて作製した。
ワーク１：外径３０ｍｍ、内径２８．５ｍｍ、長さ３５７．５ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍ
ワーク２：外径２４ｍｍ、内径２２．５ｍｍ、長さ２８０．０ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍ
【００２７】
洗浄したアルミニウム製シリンダーの上に以下の工程にて、導電層、中間層を形成し、さらに、中間層上に、感光層として、電荷発生層と電荷輸送層とを形成した。
酸化スズの被膜層を有する硫酸バリウム粒子からなる粉体、酸化チタン、レゾール型フェノール樹脂などを調合した導電層用分散液を浸漬によって塗布し、温度１４０℃のオーブンで一時間加熱硬化することにより、薄厚が１５μｍの導電層を形成した。
次に、共重合ナイロン樹脂、メトキシメチル化６ナイロン樹脂をメタノールとｎ−ブタノールの混合液に溶解した溶液を、導電層の上に浸漬塗布し、温度１００℃のオーブンで３０分間乾燥加熱することにより、膜厚が０．４５μｍの中間層を形成した。
【００２８】
次に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、シクロヘキサンなどを４時間分散した後、酢酸エチルを加えて調製した電荷発生層用分散液を浸漬により塗布し、温度８０℃のオーブンで１５分間加熱乾燥させ、膜厚が０．１７μｍの電荷発生層を形成した。
次に、正孔輸送性化合物およびポリカーボネート樹脂をモノクロロベンゼンおよびメチラールの混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送層用塗料を浸漬塗布し、温度１００℃のオーブンで３０分間加熱乾燥することにより、膜厚が１５μｍの電荷輸送層を形成した。
【００２９】
上支持体１１０および下支持体１２０として外径３０ｍｍ、長さ１３０ｍｍの円筒体を用意した。材料はアルミニウムであり、比透磁率はおよそ１である。上支持体１１０および下支持体１２０と被加熱部材１３０の材料を同じにする必要はないが、磁束分布への影響を少なくするため、透磁率は同程度のものがよい。
図４（ｂ）の断面図に示すように上支持体１１０および下支持体１２０の先端には被加熱部材１３０を呼び込むためにＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）製のテーパー形状の呼び込みが付いている。
【００３０】
本実施例では被加熱部材１３０を回転させており、回転速度は６０回転／分とした。回転モーター１１６にはスピードコントロールモーターを使用した。
高周波誘導コイル１００は、外径が８ｍｍの円筒状の銅管であり、螺旋形状をしている。コイルの全長はおよそ４５０ｍｍである。コイルの螺旋部の径は内径が８０ｍｍである。コイルの巻ピッチは、およそ２０ｍｍであり、巻数は２３巻とした。コイルの螺旋部から伸びたリード部は高周波電源の整合器１０３へ電気的に接続されている。高周波誘導コイル１００の銅管内には冷却水を流している。
【００３１】
誘導加熱装置の高周波電源は出力周波数が３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間でオートマッチングできるようになっている。最大出力は２０ｋＷで、電流にて出力調整をするタイプのものである。高周波電源の設定は出力電流が一定となる定数制御とした。加熱時間は１０秒間とし、加熱終了後は自動的に出力がオフとなる。出力の電流値は加熱終了時における被加熱部材１３０の中央の温度が１１５±５℃となるようにあらかじめ調整した。また、出力周波数を５０ｋＨｚとした。
【００３２】
温度測定は放射温度計を用いて行った。被加熱部材１３０の下記１）〜５）の計５箇所を測定点とした。
１）下端から１０ｍｍの位置、２）下端から１０ｍｍの位置と中央との中間点、３）中央、４）上端から１０ｍｍの位置と中央との中間点、および５）上端から１０ｍｍの位置。
放射温度計の値はデータロガーへ送られ、１００ミリ秒ごとに５箇所の測定点のそれぞれの温度（放射温度計からの出力は４−２０ｍＡの電流であり、その値を温度へ換算した。）をロギングできるように設定した。また、測定は空調管理された部屋で行い、部屋の室温は２４℃であった。
【００３３】
磁束調整リング１４０は同形状のものを３つ用意した。磁束調整リング１４０の大きさは外径２２０ｍｍ、内径２００ｍｍ、高さ３ｍｍであり、アルミニウムで製作した。それぞれの磁束調整リング１４０に対して専用の長手方向位置調整機構１４５が備わっており、単独で位置を調整できるようになっている。
【００３４】
〔ワーク１での測定〕
はじめに、ワーク１（外径：３０ｍｍ、長さ：３５７．５ｍｍ）の被加熱部材を使用して、測定を行った。
後述するように、磁束調整リング１４０を設置しない場合は、高周波誘導コイル１００が作り出す磁束密度は被加熱部材１３０の中央近辺が端部と比べて高くなり、それゆえ図７（ｂ）に示すように中央近辺の温度も高くなる（比較例１として後述する。）。
このため、被加熱部材１３０の中央付近に磁束調整リング１４０を設置した。磁束調整リング１４０の被加熱部材１３０に対する長手方向の設置位置は、被加熱部材１３０の下端から９５ｍｍの位置、１８５ｍｍの位置、２７５ｍｍの位置とした。磁束調整リング１４０のリングの中心は被加熱部材１３０および高周波誘導コイル１００と同軸である。
【００３５】
下支持体１２０の上端部を被加熱部材１３０の下端部に挿入し、これらを高周波誘導コイル１００の内側に入るように下支持体昇降機構１２１にて上昇させた。さらに、被加熱部材１３０の下端の位置が高周波誘導コイル１００の下端の位置より４０ｍｍ上になるように下支持体昇降機構１２１による上昇量を調整した。その後、上支持体昇降機構１１８にて上支持体１１０を下降し、上支持体１１０の下端部を被加熱部材１３０の上端部に挿入して、上支持体１１０と下支持体１２０とで上下から被加熱部材１３０を挟み込み、回転可能な状態にした。
この状態で、上支持体１１０と結合している回転モーター１１６により被加熱部材１３０を回転させて、回転速度が一定になったら、高周波電源の出力をＯＮにして１０秒間の加熱を行った。
【００３６】
図４に上記の条件で測定した結果を示す。図４（ａ）は被加熱部材としてワーク１を使用した場合の概略図、図４（ｂ）はその断面図、図４（ｃ）は被加熱部材としてワーク１を使用した場合の温度測定結果を示す。図４（ｃ）の横軸は被加熱部材１３０の温度の測定位置を示し、被加熱部材１３０の下端を０ｍｍとしている。縦軸は放射温度計で測定した加熱開始から１０秒後の到達温度である。各測定位置の到達温度をダイヤマークとしてプロットした。各位置の温度は以下のとおりであった。
【００３７】
１）下端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１６℃
２）下端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１９℃
３）中央の温度                                  ：１１７℃
４）上端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１８℃
５）上端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１８℃
【００３８】
〔ワーク２での測定〕
次に、ワーク２（外径：２４ｍｍ、長さ：２８０ｍｍ）の被加熱部材１３０を用いて、ワーク１と同様の測定をした。この測定においては、磁束調整リング１４０の設置位置を移動した。その理由は以下のとおりである。
ワーク２はワーク１よりワーク長が短い。
このため、ワーク２の下端の位置をワーク１の測定の際のワーク１の下端の位置と同じとし、かつ磁束調整リング１４０の設置位置もワーク１の測定の際の磁束調整リング１４０の設置位置と同じとすると、
図８（ａ）に示すようにワーク２の上端部に磁束調整リング１４０がかかってしまい、その結果、図８（ｂ）に示すように上端部の温度が下がってしまう（比較例２として後述する。）ためである。
このため、長手方向位置調整機構１４５を用いて磁束調整リング１４０の位置を、被加熱部材１３０の下端から１００ｍｍの位置、１９０ｍｍの位置、３５０ｍｍの位置とした。
【００３９】
下支持体１２０の上端部を被加熱部材１３０の下端部に挿入し、これらを高周波誘導コイル１００の内側に入るように下支持体昇降機構１２１にて上昇させた。さらに、被加熱部材１３０の下端の位置が高周波誘導コイル１００の下端の位置より４０ｍｍ上になるように下支持体昇降機構１２１による上昇量を調整した。その後、上支持体昇降機構１１８にて上支持体１１０を下降し、上支持体１１０の下端部を被加熱部材１３０の上端部に挿入して、上支持体１１０と下支持体１２０とで上下から被加熱部材１３０を挟み込み、回転可能な状態にした。
この状態で、上支持体１１０と結合している回転モーター１１６により被加熱部材１３０を回転させて、回転速度が一定になったら、高周波電源の出力をＯＮにして１０秒間の加熱を行った。
【００４０】
図５に上記の条件で測定した結果を示す。図５（ａ）は被加熱部材としてワーク２を使用した場合の概略図、図５（ｂ）は被加熱部材としてワーク２を使用した場合の温度測定結果を示す。図５（ｂ）の横軸は被加熱部材１３０の温度の測定位置を示し、被加熱部材１３０の下端を０ｍｍとしている。縦軸は放射温度計で測定した加熱開始から１０秒後の到達温度である。各測定位置の到達温度を三角マークとしてプロットした。各位置の温度は以下のとおりであった。
【００４１】
１）下端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１３℃
２）下端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１５℃
３）中央の温度                                  ：１１４℃
４）上端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１５℃
５）上端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１４℃
【００４２】
［実施例２］
磁束調整リング１４０の形状を、リング形状から図６（ａ）および図９（ａ）〜（ｄ）に示すようなコイル１巻分の形状に類似したものへ変えて、測定を行った。測定に使用した磁束調整リング１４０は以下の式を満たす。
Ｔ＝Ｌ／Ｎ
Ｔ：磁束調整リングの、高周波誘導コイルの軸方向における厚み
Ｌ：高周波誘導コイルの軸方向の長さ
Ｎ：高周波誘導コイルの巻数Ｎ
具体的には、Ｌ＝４５０ｍｍ、Ｎ＝２３、Ｔ＝１９．６ｍｍである。
【００４３】
磁束調整リング１４０をコイルの螺旋形状に沿わせることにより、磁束吸収の効率が良くなり磁束分布をより調整しやすくできると考えている。使用したワークはワーク１であり、ワークの位置、高周波誘導コイルの位置、磁束調整リングの位置などの測定条件は実施例１と同様とした。
図６（ｂ）に測定結果を示す。図６（ｂ）の横軸は被加熱部材１３０の温度の測定位置を示し、被加熱部材１３０の下端を０ｍｍとしている。縦軸は放射温度計で測定した加熱開始から１０秒後の到達温度である。各測定位置の到達温度をダイヤマークとしてプロットした。各位置の温度は以下のとおりであった。
【００４４】
１）下端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１６℃
２）下端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１６℃
３）中央の温度                                  ：１１７℃
４）上端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１７℃
５）上端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１６℃
磁束調整リング１４０の形状をコイル１巻分の形状に類似させることで、上記１）〜５）の５点の温度差が実施例１よりも小さくなった。
【００４５】
［比較例１］
被加熱部材１３０としてワーク１を加熱する際に、図７（ａ）に示すように磁束調整リング１４０をすべて取り除いた。その他の測定条件は実施例１と同様とした。
図７（ｂ）に測定結果を示す。図７（ｂ）の横軸は被加熱部材１３０の温度の測定位置を示し、被加熱部材１３０の下端を０ｍｍとしている。縦軸は放射温度計で測定した加熱開始から１０秒後の到達温度である。各測定位置の到達温度をダイヤマークとしてプロットした。各位置の温度は以下のとおりであった。
【００４６】
１）下端から１０ｍｍの位置の温度                ：１０４℃
２）下端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１２℃
３）中央の温度                                  ：１１４℃
４）上端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１３℃
５）上端から１０ｍｍの位置の温度                ：１０６℃
端部（下端から１０ｍｍの位置および上端から１０ｍｍの位置）に比べ、中央部の温度が高い。中央部の磁束密度が端部に比べて高いことが原因と考えられる。
【００４７】
［比較例２］
被加熱部材１３０としてワーク２を加熱する際の磁束調整リング１４０の位置を、図８（ａ）に示すように被加熱部材１３０としてワーク１を加熱したときの設定と同じ状態のまま、加熱を行った。その他の測定条件は実施例１と同様とした。
図８（ｂ）に測定結果を示す。図８（ｂ）の横軸は被加熱部材１３０の温度の測定位置を示し、被加熱部材１３０の下端を０ｍｍとしている。縦軸は放射温度計で測定した加熱開始から１０秒後の到達温度である。各測定位置の到達温度を三角マークとしてプロットした。各位置の温度は以下のとおりであった。
【００４８】
１）下端から１０ｍｍの位置の温度                ：１１３℃
２）下端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１４℃
３）中央の温度                                  ：１１４℃
４）上端から１０ｍｍの位置と中央との中間点の温度：１１３℃
５）上端から１０ｍｍの位置の温度                ：１０８℃
磁束調整リング１４０が被加熱部材１３０の上端付近にあるため、上端付近の磁束密度が低くなり温度が上がらなかったものと考えられる。
【符号の説明】
【００４９】
１００  高周波誘導コイル
１０１  支え部材
１０２  台座
１０３  整合器
１１０  上支持体
１１６  回転モーター
１１７  回転ベルト
１１８  上支持体昇降機構
１２０  下支持体
１２１  下支持体昇降機構
１３０  被加熱部材
１４０  磁束調整リング
１４５  長手方向位置調整機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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