(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する円筒状ワークに対して高圧水の噴射ノズルを対向配置すると共に、かかる噴射ノズルをワークの回転軸方向へ移動させながら高圧のウォータジェットをワーク表面に向けて吐出し、上記ワークの表面に形成されている塗膜を上記ウォータジェットの噴流によって該ワークから除去する塗膜剥離装置であって、
上記噴射ノズルから吐出するウォータジェットを上記ワークの回転軸方向に沿って拡散させながら該ワークへ吹き付けると共に、上記ウォータジェットがワーク表面の同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように上記噴射ノズルの送り速度を設定し、かつ、上記噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を、噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるようにしたことを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗膜剥離装置において、上記ワークと噴射ノズルとの間に遮蔽板を設け、拡散したウォータジェットのうち、噴射ノズル移動方向の後端側におけるウォータジェットから上記ワークを遮蔽するようにしたことを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。
【請求項３】
請求項１記載の塗膜剥離装置において、上記噴射ノズルによるウォータジェットの吐出方向が、ワーク表面と正対する方向よりも噴射ノズルの移動方向と反対方向へ傾斜していることを特徴とする塗膜剥離装置。
【請求項４】
請求項１記載の塗膜剥離装置において、上記噴射ノズルがウォータジェットを略扇形に拡散して吐出すると共に、かかるウォータジェットの拡散方向がワークの回転軸に対して傾斜するように上記噴射ノズルを配設したことを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。
【請求項５】
請求項１記載の塗膜剥離装置において、上記噴射ノズルがウォータジェットを略円錐形又は略角錐形に拡散して吐出することを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。
【請求項６】
請求項５記載の塗膜剥離装置において、ワークの表面に降り注ぐウォータジェットの外縁が、かかるワークの回転軸方向を長軸とする楕円形状又は菱形状であることを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。
【請求項７】
請求項１記載の塗膜剥離装置を用いた円筒状ワークの塗膜剥離方法であって、
上記ウォータジェットの吐出に先立って塗膜の厚さを測定する膜厚計測工程と、測定された塗膜の厚さに応じてウォータジェットの吐出圧力、ワークと噴射ノズルの距離、ワークの回転軸に対する噴射ノズルのオフセット量又は噴射ノズルの移動速度のうち、少なくともその一つの設定値を変更する剥離条件設定工程と、変更された設定値を用いて塗膜の除去作業を行う剥離工程とからなることを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離方法。
【請求項８】
請求項７記載の塗膜剥離方法において、上記膜厚計測工程に先立ってウォータジェットをワーク表面に向けて吐出する予備剥離工程を設け、上記膜厚計測工程では上記ワークの表面に残存する塗膜の厚さを測定することを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離方法。
【請求項９】
請求項８記載の塗膜剥離方法において、ワークの表面に塗膜が残存しているか否かのみを確認する塗膜判別工程を上記膜厚計測工程に代えて設け、上記剥離条件設定工程では塗膜の残存の有無に応じて２段階に設定値を変更することを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真複写機の定着ローラの表面に形成されたテフロンコート層や、感光体ドラムの表面に形成された感光層等、円筒状ワークの表面に形成された塗膜を該ワークから剥離して、これを除去するための塗膜剥離装置及びその剥離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やファクシミリ等のＯＡ機器の生産に当たっては、省資源化の観点を踏まえ、ユーザーから引き取られてきた使用済みＯＡ機器から感光体ドラムや定着ローラ等を回収し、これらを新品ＯＡ機器の生産に再利用することが行われている。もっとも、回収された感光体ドラムの感光層や定着ローラのテフロンコート層は既に劣化してしまっていることから、これら感光体ドラムや定着ローラを再利用するに当たっては感光層やテフロンコート層等の塗膜を円筒状基材の表面から綺麗に除去した後、再度、これら感光層やテフロンコート層等を形成し直す必要がある。
【０００３】
従来、これら円筒状基材（以下、ワーク）の表面から塗膜を除去する方法としては、噴射ノズルから吐出された高圧水を用いてワークの表面から塗膜を剥離する方法が知られている（特開平３−５５５５６号、特開平６−２０２５３３号公報）。この方法は、具体的には、高圧水の噴射ノズルをワークと対向して配置すると共に、かかる噴射ノズルからは高圧水を拡散させることなく直線状に吐出させ、吐出された高圧水（以下、ウォータジェット）がワークの表面を叩くエネルギ（以下、剥離エネルギ）によって上記塗膜を該ワークの表面から剥離し、これら塗膜の除去を行うように構成されている。また、上記ウォータジェットはワークの表面に対して拡散することなく点で衝突することから、これら公報に記載の塗膜の剥離方法では塗膜を除去する際にワークを一定の速度で回転させる一方、噴射ノズルをワークの回転軸方向へ所定の送り速度で移動させ、円筒状のワークの表面に対してウォータジェットを螺旋状に噴射することで、ワークの表面の塗膜を連続的に除去している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように構成された従来の塗膜剥離方法では、前述の如くウォータジェットが拡散することなく直線状に噴射ノズルから吐出されるので、ワークの１回転当たりに除去し得る塗膜の幅は噴射ノズルの口径（例えば０．１ｍｍ）と略同等であり、ワークの表面に形成されている塗膜を完全に除去するのには相当の時間を要するといった欠点がある。従って、塗膜の除去効率を最大とするため、ワーク１回転当たりの噴射ノズルの送り量を該噴射ノズルの口径と同等に設定し、ウォータジェットの一回の通過でワークの表面から塗膜を完全に除去することが要求される。
【０００５】
その一方、高圧水の発生に適したプランジャ型やインテンシファイヤ型のポンプは圧力の脈動を伴い、譬えポンプの後段にアキュムレータを付設していたとしても該脈動を完全に除去することはできないため、噴射ノズルから吐出されるウォータジェットの圧力を常に均一に保つことは困難である。このため、前述の如くウォータジェットの一回の通過でワークの表面から塗膜を完全に除去しようとすれば、吐出圧力の変動による塗膜の除去不良を防止するため、いきおいウォータジェットの吐出圧力を高めに設定する必要がある。
【０００６】
しかし、ウォータジェットの吐出圧力を高めに設定すると、塗膜だけではなくワークそれ自体もウォータジェットによって削れてしまい、ワークの肉厚が薄くなってしまうことから、リサイクル品に新造品と同じ品質を確保することが困難になってしまうといった問題点があった。特に、定着ロールはその素材としてアルミニウムが使用されており、ワーク自体が軟質なことから、このような問題点が顕著に発生し易い。
【０００７】
また、ワークに対する塗膜の密着力を確保するため、かかるワークの表面は通常所定の表面粗さに加工されており、リサイクル目的でワークから塗膜を除去するに際しては、ワークの有している表面粗さを損なうことなく塗膜のみを除去することが要求される。しかし、前述の如くワークの表面が塗膜と共に削りとられてしまうと、ワークの表面粗さが規定値から大きく外れてしまい、再度塗膜を形成する際にワークの表面加工をやり直さなければならないといった問題点もある。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ウォータジェットによってワークの表面から塗膜を除去するに当たり、塗膜の除去効率を高めつつも、かかるウォータジェットがワークそれ自体をも削り取るのを可及的に防止し、塗膜を除去したリサイクル品が新造品と同程度の品質を満足させることが可能な円筒状ワークの塗膜剥離装置及びその剥離方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の円筒状ワークの塗膜剥離装置は、回転する円筒状ワークに対して高圧水の噴射ノズルを対向配置すると共に、かかる噴射ノズルをワークの回転軸方向へ移動させながら高圧のウォータジェットをワーク表面に向けて吐出し、上記ワークの表面に形成されている塗膜をウォータジェットの噴流によって該ワークから除去する塗膜剥離装置を前提とし、上記噴射ノズルから吐出するウォータジェットを上記ワークの回転軸方向に沿って拡散させながら該ワークへ吹き付けると共に、上記ウォータジェットがワーク表面の同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように上記噴射ノズルの送り速度を設定し、かつ、上記噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を、噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
このような技術的手段によれば、上記噴射ノズルから吐出されるウォータジェットはワークの回転軸方向に沿って拡散した状態でワークの表面へ吹き付けられるので、ワークの一回転当たりに除去し得る塗膜の幅を大きく設定することができ、ワークの表面の同一箇所に複数回繰り返しウォータジェットが吹き付けられるように噴射ノズルの送り速度を設定しても、塗膜の除去効率が極端に悪化することはない。従って、繰り返しウォータジェットを吹き付ける分、かかるウォータジェットの吐出圧力を低めに設定しても、塗膜の剥離並びに除去を完全に行うことができ、塗膜と共にワークが削れてしまうといった事態を回避することが可能となる。
【００１１】
ここで、ウォータジェットをワークの回転軸方向に沿って拡散させるとは、かかるウォータジェットがワークの表面に対してその回転軸方向に幅をもって吹き付けていることを意味し、このようにウォータジェットをワークの回転軸方向に拡散させるためには、かかるウォータジェットを噴射ノズルから扇形に吐出しても良いし、円錐形あるいは角錐形等、任意の形状に吐出しても良い。
【００１２】
一方、本発明においては、ウォータジェットがワーク表面の同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように上記噴射ノズルの送り速度を設定するのであるが、噴射ノズルの送り速度によっては、例えばワークの表面のある箇所に対してはウォータジェットが２回吹き付けられる一方、別の箇所に対してはウォータジェットが３回吹き付けられる如く、ワークの表面に対してウォータジェットが均一な回数吹き付けられない場合が生じ、かかる場合には塗膜を除去したワークの表面に螺旋状の縞目が発生してしまう。
【００１３】
また、ウォータジェットを扇形や円錐形等に拡散して吐出すると、かかるウォータジェットの剥離エネルギがその拡散方向に分布を有することとなり、拡散したウォータジェットの外縁付近で剥離エネルギが極大となる。従って、拡散したウォータジェットをそのまま用いてワークから塗膜を除去した場合、たとえワークの表面に対してウォータジェットが均一な回数吹き付けられたとしても、かかるワークの表面には螺旋状の縞目が発生してしまう。
【００１４】
従って、かかる観点からすれば、上記噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を制御し、かかる剥離エネルギが噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるように設定する必要がある。このようにウォータジェットの剥離エネルギを制御すれば、剥離エネルギの強いウォータジェットによってワークが削り取られ、該ワークの表面に縞目となる凹凸が発生したとしても、これに続く剥離エネルギの弱いウォータジェットによって該凹凸が均され、結果的にワークの表面に縞目が発生するのを可及的に防止することが可能となる。
【００１５】
このようにウォータジェットの剥離エネルギの分布を制御する手法としては、ワークと噴射ノズルとの間に遮蔽板を設け、拡散したウォータジェットのうち、噴射ノズルの移動方向の後端側におけるウォータジェットからワークを遮蔽するように構成すれば良い。
【００１６】
また、噴射ノズルとワークとの距離が拡がると、ウォータジェットがワークに対して及ぼす剥離エネルギは低下することから、上記噴射ノズルによるウォータジェットの吐出方向をワーク表面と正対する方向よりも噴射ノズルの移動方向と反対方向へ傾斜させるようにしても良い。このように噴射ノズルを配設すれば、噴射ノズルとワークとの距離がウォータジェットの拡散範囲内で分布を有することとなり、かかる距離が短いワーク表面では剥離エネルギが強くなり、かかる距離が長いワーク表面で剥離エネルギが弱くなるので、前述のようなウォータジェットの剥離エネルギの分布を実現することが可能となる。
【００１７】
更に、同様な観点から、上記ウォータジェットを扇形に拡散させて吐出する場合には、ウォータジェットの拡散方向がワークの回転軸に対して傾斜するように上記噴射ノズルを配設しても良い。このように噴射ノズルを配設すれば、ワークが円筒状であることから、噴射ノズルとワークとの距離がウォータジェットの拡散方向に沿って分布を有することとなり、前述の理由から拡散したウォータジェットの剥離エネルギの分布を制御することが可能となる。また、ワークが円筒状であることから、ウォータジェットがワークの表面に吹き付ける角度も該ウォータジェットの拡散方向に沿って分布を有することとなり、この点からも剥離エネルギの分布を前述のように制御することが可能となる。
【００１８】
一方、ウォータジェットを略円錐形又は略角錐形に拡散して噴射ノズルから吐出する場合、ウォータジェットの剥離エネルギは拡散範囲の外縁付近で極大となるが、ワークは円筒状であることから、剥離エネルギの強いウォータジェットが必ずしもワーク表面に対して垂直に吹き付けるとは限らず、噴射ノズルからみてワークの接線近傍ではワークの表面に対して極めて浅い角度で吹き付けることとなる。従って、ワークの接線近傍では塗膜を剥離する効果に乏しく、均一に塗膜を剥離すると共に、ワークの表面に縞目が発生するのを防止するためには、ウォータジェットをワークの円周方向に対してより垂直に当てると共に、噴射ノズルとワークとの距離（スタンドオフ）を短くし、更に、ワーク表面の同一箇所に対して剥離エネルギの強いウォータジェットが当たる時間を短く設定する必要がある。従って、かかる観点からすれば、ウォータジェットを略円錐形又は略角錐形に拡散して吐出する場合、ワークの表面に降り注ぐウォータジェットの外縁が該ワークの回転軸方向を長軸とする楕円形状又は菱形状となるように該ウォータジェットを吐出するのが好ましい。
【００１９】
一方、本発明の塗膜剥離装置における塗膜の除去能力は、ウォータジェットの吐出圧力、ワークの回転速度及び噴射ノズルの移動速度に影響を受け、かかる除去能力が過大な場合には塗膜と共にワークの表面も削れてしまうといった不都合がある。従って、かかる観点からすれば、ウォータジェットの吐出に先立ってワークの塗膜の厚さを測定する膜厚計測工程を設け、計測された塗膜の厚さに応じてウォータジェットの吐出圧力、ワークと噴射ノズルの距離、ワークの回転軸に対する噴射ノズルのオフセット量及び噴射ノズルの移動速度等の設定値を任意に変更すると共に、変更された設定値に基づいて塗膜の除去作業をするのが好ましく、このように構成すれば塗膜と共にワークを削り取ってしまうといった失敗を可及的に防止することができる。
【００２０】
また、ワークに対する塗膜の接着強度は該ワークの使用年月等に応じた塗膜の劣化具合によっても異なり、同じ膜厚を有する塗膜であっても、簡単にワークから剥離し得る場合とそうでない場合とがある。従って、ワークを傷つけずに塗膜のみを一層確実に除去するという観点からすれば、塗膜の厚さを計測する前に予備的にウォータジェットを吐出して該塗膜の剥離を行い、この後にワークの表面に残存した塗膜の厚さを計測し、かかる計測値に基づいて再度塗膜の除去作業を行うのが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の円筒状ワークの塗膜剥離装置及びこれを用いた塗膜剥離方法について詳細に説明する。
図１は本発明の塗膜剥離装置の実施例を示すものである。同図において、符号１は表面に塗膜が形成された円筒状のワーク、符号２はこのワーク１に対してウォータジェットを吐出する噴射ノズル、符号３はこの噴射ノズル２に対して水道水を加圧して供給する高圧ポンプ、符号４は噴射ノズル２と高圧ポンプ３とを連結する耐圧ホース、符号５は上記ワーク１を所定の速度で回転させるモータ、符号６は上記噴射ノズル２をワーク１の回転軸方向に所定の送り速度で移動させるリニアアクチュエータ、符号７は上記モータ５及びリニアアクチュエータ６の駆動を制御するコントローラである。
【００２２】
そして、この塗膜剥離装置では、モータ５によってワーク１を所定の回転速度で回転させると共に、上記噴射ノズル２から所定の吐出圧力でウォータジェットを吐出し、更に、上記リニアアクチュエータ６で噴射ノズル２をワーク１の回転軸方向に所定の送り速度で移動させながらワーク１の塗膜剥離が行われる。
【００２３】
図２はワーク１の塗膜剥離の効果に影響を与える因子を示すものである。塗膜を剥離するに当たっては、ウォータジェットがワーク１の表面に対して与える剥離エネルギの大きさが問題となることから、高圧ポンプ３が作り出すウォータジェットの吐出圧力Ｐ、噴射ノズル２とワーク１との距離（スタンドオフ）ａが剥離効果に影響を及ぼす。また、ウォータジェットがワーク１に吹き付ける角度によっては該ワーク１に及ぼす剥離エネルギに差が生じることから、ワーク１の回転軸に対する噴射ノズル２のオフセット量ｂも剥離効果に影響を及ぼす。更に、噴射ノズル２をワーク１の回転軸に対してオフセットする場合は、ワーク１の回転方向ｃも影響因子となる。一方、ワーク１の回転速度ｄ及び噴射ノズル２の送り速度ｅが変わると、ワーク１の表面の同一箇所に対してウォータジェットが吹き付けている時間の累積値が変わることから、これらの因子も塗膜の剥離効果に影響を及ぼす。
【００２４】
本願発明者らはこれら影響因子を次のように設定し、図１の装置を用いて実際にワーク１の塗膜の除去を行った。尚、ワーク１の回転方向は該ワーク１の表面におけるウォータジェットの吹き付け方向と対向する方向に設定した。
吐出圧力Ｐ      ：  ２５００ｋｇｆ／ｃｍ2 
スタンドオフａ  ：  １５ｍｍ
オフセット量ｂ  ：  １２ｍｍ
ワーク回転数ｄ  ：  １５００ｒｐｍ
送り速度ｅ      ：  ６５０ｍｍ／ｍｉｎ
【００２５】
また、上記噴射ノズル２としては図１及び図２に示されるようにウォータジェットを扇形に拡散して吐出するものを用い、その拡散方向がワーク１の回転軸方向と合致するように噴射ノズル２をリニアアクチュエータ６に装着した。また、スタンドオフａ及び吐出圧力Ｐを前記の如く設定したところ、ワーク１上にウォータジェットが吹き付ける幅は約６ｍｍであった。
【００２６】
一方、ワーク１としては、直径５０ｍｍのアルミニウム製の円筒スリーブの表面にテフロンコート層が塗装してある定着ロールを用いた。塗膜としてのテフロンコート層の厚さは数十μｍである。ワークの表面は元々数μｍの表面粗さ（Ｒａ）に加工されており、上記テフロンコート層はこの上に塗装されている。
【００２７】
本実施例ではワーク１の回転数を１５００ｒｐｍ、噴射ノズル２の送り速度を６５０ｍｍ／ｍｉｎに設定したところ、ワーク１の一回転当たりの噴射ノズル２の送り量は約０．４３ｍｍとなり、ウォータジェットのワーク１への吹き付け幅が６ｍｍであることから、ワーク１の表面の同一箇所に対しては必ずウォータジェットが複数回繰り返して吹き付けていることになる。このため、ワーク表面に対してはウォータジェットの剥離エネルギが繰り返し作用することから、ウォータジェットの吐出圧力を低めに設定しても、ワーク１の表面から塗膜を確実に除去することができた。また、ウォータジェットはワーク１の回転軸方向に拡散して該ワーク１に吹き付けていることから、噴射ノズル２の送り速度を低下させることなく、ウォータジェットをワーク１の表面に対して繰り返し作用させることができ、単位時間当たりに塗膜の除去を行い得るワーク１の本数が低下することもなかった。ちなみに、ワーク１の直径を５０ｍｍとした場合、ワーク１の回転数は１０００〜３０００ｒｐｍ（周速２６００〜７８００ｍｍ／ｓ）を採択することができ、望ましくは１５００〜３０００ｒｐｍ（周速３９００〜７８００ｍｍ／ｓ）が良い。
【００２８】
確認のため、塗膜除去後のワーク１の表面を観察したところ、塗膜であるテフロンコート層は完全に除去され、また、ワーク１の表面粗さを計測したところ、塗膜形成前のワーク１の表面粗さと大差がなかった。これにより、塗膜のみが除去され、ワーク自体は削りとられていないことが判明した。
【００２９】
ちなみに、ワーク１の表面の同一箇所に対して一回のみウォータジェットが吹き付けるようにワーク１の回転数、噴射ノズル２の送り速度を設定した場合、ウォータジェットの吐出圧力を３６５０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度に設定しないと前記した塗膜の除去を完全に行うことができず、それによってワーク１の表面自体も削れてしまうといった不具合が確認された。
【００３０】
一方、ワーク１の表面の同一箇所に対してウォータジェットを複数回繰り返し吹き付けるように構成した場合、ワーク１が一回転する間の噴射ノズル２の送り量と、ワーク１に対する噴射ノズル２の吹き付け幅とが完全に合致していないと、例えば図３に示す如く、ワーク１の表面ではウォータジェットの吹き付け回数の異なる箇所が生じ、塗膜の剥離量に差が生じることから、ワーク１の表面に螺旋状の縞目が生じてしまう。もっとも、この塗膜剥離装置に対するワーク１の取り付け誤差や、リニアアクチュエータ６による噴射ノズル２の移動誤差等が存在することから、ワーク１の一回転当たりの噴射ノズル２の送り量とウォータジェットの吹き付け幅とが完全に合致することは殆ど皆無であり、単にウォータジェットをワーク１に向けて吐出しただけでは縞目の発生を防止することは不可能である。
【００３１】
そこで、本願発明者らは検討したところ、図４に示す如く、噴射ノズル２から拡散して吐出されたウォータジェットがワーク１に及ぼす剥離エネルギが、噴射ノズル２の移動方向の先端側で強く、しかも後端側で弱くなるように制御されていれば、塗膜を剥離したワーク１の表面に縞目が発生し難いことを見いだした。これは、剥離エネルギの強いウォータジェットが塗膜を除去した際に該ワーク１の表面に凹凸が発生しても、剥離エネルギの弱いウォータジェットがその後にワーク１の表面を通過することで、ワーク１の表面の凹凸がある程度まで均されるためと考えられる。
【００３２】
通常、噴射ノズル２から拡散して吐出されたウォータジェットは、図５に示す如く拡散方向の両端部近傍で極大値を示す剥離エネルギを有しており、単に噴射ノズル２から扇形にウォータジェットを吐出させたのみでは、図４に示すような剥離エネルギの分布を有するウォータジェットを得るのは困難である。このため、本実施例では図５に示すように、噴射ノズル２と共に移動する遮蔽板８を該噴射ノズル２とワーク１との間に挿入し、扇形に拡散して吐出したウォータジェットの一部を遮蔽板８によって遮ることにより、図４に示した剥離エネルギの分布と略近似した分布を有するウォータジェットを作り出している。この遮蔽板８によるウォータジェットの遮蔽幅は、かかるウォータジェットの幅の１／３〜１／２であり、好ましくは約１／２である。
【００３３】
図７は遮蔽板８を用いないでワーク１の表面から塗膜を除去した場合、すなわち図５に示す剥離エネルギの分布を有するウォータジェットを用いた場合における、塗膜除去後のワーク１の表面粗さを示すチャートであり、一方、図８は遮蔽板８を用いてワーク１の表面から塗膜を除去した場合、すなわち図６に示す剥離エネルギの分布を有するウォータジェットを用いた場合における、塗膜除去後のワーク１の表面粗さを示すチャートである。前者の場合は周辺よりも深く削れている箇所が周期的に現れ、ワーク１の表面に縞目が発生していることが推測されるが、後者の場合にはこれが改善されており、縞目が軽減されたことが伺われる。尚、両者についてワーク１の表面の算術平均粗さＲａを計測したところ、後者は前者に対して表面粗さＲａが０．６μｍ小さくなった。
【００３４】
また、図４に示すような剥離エネルギの分布を得るためには、図９に示すように、噴射ノズル２によるウォータジェットの吐出方向とワーク１の表面との角度θを調整し、噴射ノズル２が移動方向と反対側へ向けてウォータジェットを吐出するように構成しても良い。このように噴射ノズル２を配設すれば、ウォータジェットの拡散範囲の両端における噴射ノズル２とワーク１とのスタンドオフａが異なったものとなるので、図４に類似した剥離エネルギの分布を得ることができる。
【００３５】
更に、図１０に示すように、ウォータジェットの拡散方向がワーク１の回転軸に対して角度θで傾斜するように噴射ノズルを配設しても、図４に示すような剥離エネルギの分布を得ることができる。このようにウォータジェットの拡散方向がワーク１の回転軸に対して傾斜していると、ワーク１が円筒状であることから、噴射ノズル２とワーク１との距離がウォータジェットの拡散方向に沿って分布を有することとなり、また、ウォータジェットがワーク１の表面に対して吹き付ける角度もウォータジェットの拡散方向に沿って変化するからである。
【００３６】
ここまでは噴射ノズル２からウォータジェットを略扇形に拡散して噴射する例を説明したが、図１１に示すように、かかるウォータジェットは略円錐形に拡散して噴射するものであっても良い。略円錐形に噴射した場合、かかるウォータジェットの剥離エネルギはその外縁全周において極大となるので、ワーク１の回転軸方向に沿った剥離エネルギの分布を考えると、略扇形に拡散したウォータジェットのそれと比較して略平均化された剥離エネルギの分布が得られ、その分だけワーク１の表面の塗膜を均一に剥離することができる。
【００３７】
但し、ワーク１は円筒状であるから、略円錐形に拡散したウォータジェットをワーク１に噴射すると、ワーク１の周方向に沿って該ワーク１とウォータジェットとのなす角度は分布を有することとなり、たとえワーク１の回転軸方向に沿った剥離エネルギの分布が略均一であっても、かかるウォータジェットがワーク１の接線に近づくにつれ、塗膜の除去効果は低くなる。従って、ウォータジェットを略円錐形に噴射する場合、図１２に示すように、ワーク１の表面に降り注ぐウォータジェットの外縁が該ワーク１の回転軸方向を長軸とする楕円形状とすれば、ウォータジェットはワーク１の円周方向に対してより垂直に近い方向から当たると共に、スタンドオフは短くなり、更に、噴射ノズル２の移動方向の先端側と後端側では剥離エネルギの強いウォータジェットがワーク１の表面の同一箇所に対して当たる時間が短くなるので、ワーク１の表面の塗膜を一層均一に除去することが可能となる。
【００３８】
次に、図１３は本発明の塗膜剥離方法を図１に示す塗膜剥離装置に適用した例を示すものである
同図において、符号９はワーク１の表面に対して対向配置された膜厚測定プローブ、符号１０は上記膜厚測定プローブ９からの信号に基づいてワーク１の表面の塗膜の厚さを計測する膜厚測定器、符号１１は上記膜厚測定器１０が計測した塗膜の厚さに基づいて噴射ノズル２の送り速度、ウォータジェットの吐出圧力、噴射ノズル２のスタンドオフａ、オフセット量ｂをコントローラに指示する演算回路である。尚、これら以外は図１に示した塗膜剥離装置と構成が同一なので、図中に同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
上記膜厚測定器１０としては、塗膜の材質によって渦電流による膜厚計（サンコウ電子研究所製、電測工業製等）、電磁膜厚計（サンコウ電子研究所製、ケット科学研究所製等）、蛍光Ｘ線膜厚計（テクノスＩＴ製等）、β線膜厚計（フィッシャー製等）、静電容量式膜厚計等が使用可能であり、塗膜が光を透過させる場合には分光器を用いた干渉型膜厚計（大塚電子製等）も使用可能である。また、レーザ光を用いてワーク１の外径を計測することにより、膜厚を把握することもできる。
【００４０】
このように構成された図１３の塗膜剥離装置では、先ず、膜厚測定プローブ９及び膜厚測定器１０によってワーク１の塗膜の厚さが計測された後、かかる厚さの塗膜を剥離するために最適なパラメータ、すなわちウォータジェットの吐出圧力Ｐ、噴射ノズル２の送り速度ｅ、噴射ノズル２とワークのスタンドオフａ、ワークの回転軸に対する噴射ノズル２のオフセット量ｂが演算回路１１によって決定され、これらの値が上記コントローラ７に設定される。その結果、この剥離装置では図２に示した剥離効果の影響因子が塗膜の厚さに応じて制御されることとなり、塗膜をワーク１上に残存させることなく完全に剥離することができると共に、ウォータジェットがワーク１の表面そのものに与える影響を可及的に小さくすることができるものである。
【００４１】
また、この塗膜剥離装置では、先ず塗膜の一部を残存させる程度の条件で該塗膜の予備剥離作業を行い、この後に残存している塗膜の厚さを計測し、この計測値に従って再度塗膜の剥離作業を行っても良い。膜厚計測器１０によって測定した塗膜の厚さが同じであっても、塗膜とワーク１との接着強度によっては該塗膜が容易に剥離してしまう場合もあり、膜厚によって一様に剥離条件を設定したのではワーク１それ自体を傷つけてしまう場合もあるからである。特に、定着ロールのリサイクルにおいては、該定着ロールに加えられていた熱ストレスの大きさによって塗膜の接着強度は大きく異なると考えられ、膜厚だけでなく接着強度を加味して剥離条件を決定しなければ、ウォータジェットによってワーク１の表面を削り取ってしまう蓋然性が大きい。
【００４２】
その点、膜厚の計測に先立って塗膜の予備剥離を行えば、ある程度以上の接着強度を有する塗膜のみがワークの表面に残存することとなり、計測した膜厚に応じて吐出圧力等の剥離条件を設定すれば、ウォータジェットがワークを不用意に削り取ってしまう事態を回避することができる。
【００４３】
また、複写機等においてはトナー像のオフセットを防止するため、定着ロールの表面にシリコンオイルを供給しながら該定着ロールを使用しており、かかる定着ロールの表面からテフロンコート層を剥離する際には、この層に付着したシリコンオイルを除去すべく、定着ロールを低圧のウォータジェットによって洗浄することが行われている。このとき、塗膜であるテフロンコート層と定着ロールとの接着強度が低い場合には、かかる洗浄作業の最中に塗膜が剥離してしまうこともあるので、この洗浄作業をもって前述の予備剥離作業とすることも可能である。
【００４４】
更に、ワーク１の表面粗さをさほど厳密に管理する必要がない場合は、必ずしも前述の如く膜厚測定器１０を用いて残存する塗膜の厚さを計測する必要はなく、安価なカラーマークセンサを用いて予備剥離作業後のワーク１に塗膜が残存しているか否かのみを確認し、塗膜の残存の有無に応じ、上記コントローラ７でウォータジェットの吐出圧力Ｐ、噴射ノズル２の送り速度ｅ等のパラメータを２段階に切り換えて塗膜の除去を行うように構成しても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の塗膜剥離装置及びこれを用いた塗膜剥離方法によれば、噴射ノズルから吐出するウォータジェットをワークの回転軸方向に沿って拡散させながらワークへ吹き付けると共に、ウォータジェットがワークの同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように噴射ノズルの送り速度を設定し、かつ、噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を、噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるようにしているので、ウォータジェットの吐出圧力を低めに設定しつつ、塗膜の剥離並びに除去を完全に行うことができ、塗膜と共にワークが削れてしまうといった事態を回避して、塗膜を除去したリサイクル品に新造品と同程度の品質を確保することが可能となる。
【００４６】
また、短時間で塗膜の除去を終えることができ、塗膜の除去効率の低下を避けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の塗膜剥離装置の実施例を示す概略図である。
【図２】  実施例の塗膜剥離装置における塗膜剥離効果の影響因子を示す概略図である。
【図３】  噴射ノズルの送り速度とワークの表面の縞目との相関関係を示す説明図である。
【図４】  本願発明者らが提案するウォータジェットの剥離エネルギの分布を示す図である。
【図５】  扇形に拡散して吐出されたウォータジェットの剥離エネルギの分布を示す図である。
【図６】  遮蔽板を用いて図５に示すウォータジェットの一部を遮蔽した際の剥離エネルギの分布を示す図である。
【図７】  図５に示すウォータジェットで塗膜を除去した場合のワーク表面の状態を示すチャートである。
【図８】  図６に示すウォータジェットで塗膜を除去した場合のワーク表面の状態を示すチャートである。
【図９】  ウォータジェットの吐出方向をワークの回転軸方向に対して傾斜させた場合の剥離エネルギの分布を示す図である。
【図１０】  ウォータジェットの拡散方向をワークの回転軸に対して傾斜させた例を示す概略図である。
【図１１】  ウォータジェットを略円錐形に吐出した例を示す概略図である。
【図１２】  ワークの表面におけるウォータジェットの外縁がワークの回転軸方向を長軸とする楕円となるように該ウォータジェットを吐出した例を示す図である。
【図１３】  本発明方法を適用した塗膜剥離装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ワーク、２…噴射ノズル
【図１】
0003849308.tif 000002
【図２】
0003849308.tif 000003
【図３】
0003849308.tif 000004
【図４】
0003849308.tif 000005
【図５】
0003849308.tif 000006
【図６】
0003849308.tif 000007
【図７】
0003849308.tif 000008
【図８】
0003849308.tif 000009
【図９】
0003849308.tif 000010
【図１０】
0003849308.tif 000011
【図１１】
0003849308.tif 000012
【図１２】
0003849308.tif 000013
【図１３】
0003849308.tif 000014