(57)【要約】【課題】本発明は、洗浄過程における復圧時に洗浄槽内に外気を導入することがなく、超音波洗浄の効果を維持できる洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。【解決手段】本洗浄装置（１００）は、洗浄対象物（Ｐ）を洗浄液（Ｌ）に浸漬して洗浄する洗浄槽（１）と、前記洗浄槽の内部を密閉する密閉装置（２）と、前記洗浄槽の内部における気圧を、第１の気圧からより低い第２の気圧まで減圧させる減圧装置と、前記気圧を前記第２の気圧より高い第３の気圧まで復圧させる復圧装置と、前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波発生装置（６）と、を備え、前記第３の気圧は、少なくとも前記第１の気圧以下に設定され、前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記復圧装置は、前記洗浄液の上方に位置する上方空間の容積を減少させ、前記第２の気圧から前記第３の気圧まで復圧させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液を内部に貯留し、洗浄対象物を前記洗浄液内に浸漬して洗浄する洗浄槽と、
前記洗浄槽の内部を外部から気密に密閉することができる密閉装置と、
前記洗浄槽の内部における気圧を、第１の気圧から、前記第１の気圧より低い第２の気圧まで減圧させる減圧装置と、
前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記洗浄槽の内部における前記気圧を、前記第２の気圧より高い第３の気圧まで復圧させる復圧装置と、
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波発生装置と、
を備え、
前記第３の気圧は、少なくとも前記第１の気圧の以下に設定され、
前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記洗浄液の液面の上方において、所定の容積を有する上方空間が形成され、
前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記復圧装置は、前記上方空間の前記容積を減少させることにより、前記洗浄槽内の前記気圧を前記第２の気圧から前記第３の気圧まで復圧させる
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記復圧装置は、
前記洗浄槽に連結され、筒状に形成されたシリンダと、
前記シリンダ内に移動可能に配置された動作部と、
を備え、
前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記動作部は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、
前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記動作部と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になるまで、前記動作部が前記シリンダに対して移動することで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記復圧装置は、前記密閉装置を移動させる駆動部を備え、
前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記密閉装置は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、
前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記駆動部が前記密閉装置を前記洗浄槽に対して移動させ、前記密閉装置と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になることで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄槽は、変形可能な変形部を備え、
前記復圧装置は、前記変形部を駆動し弾性変形させる駆動部を備え、
前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記密閉装置は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、
前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記駆動部が前記変形部を変形させ、前記洗浄槽内の前記洗浄液の前記液面が上昇し、前記密閉装置と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になることで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記復圧装置は、前記洗浄液を貯留する予備槽と、前記洗浄槽と前記予備槽との間において、前記洗浄液を循環させる循環装置と、を備え、
前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記密閉装置は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、
前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記循環装置によって前記洗浄液を前記予備槽から前記洗浄槽内に流入させ、前記洗浄槽内の前記洗浄液の前記液面が上昇し、前記密閉装置と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になることで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項６】
洗浄対象物を洗浄槽内に貯留された洗浄液内に浸漬する浸漬工程と、
密閉装置によって前記洗浄槽の内部が外部環境から気密に密閉された状態で、前記洗浄槽の内部における気圧を第１の気圧から、前記第１の気圧より低い第２の気圧まで減圧させる減圧工程と、
前記洗浄槽の内部における前記気圧を前記第２の気圧から、前記第２の気圧より高い第３の気圧まで復圧させる復圧工程と、
を有し、
前記減圧工程において、前記洗浄液の液面の上方において、所定の容積を有する上方空間が形成され、
前記復圧工程において、前記第３の気圧は、少なくとも前記第１の気圧の以下に設定され、
前記復圧工程において、前記上方空間の前記容積を減少させることにより、前記洗浄槽内の前記気圧を前記第２の気圧から前記第３の気圧まで復圧させる
ことを特徴とする洗浄方法。
【請求項７】
前記減圧工程と前記復圧工程とが実行される間、超音波を前記洗浄液に印加し続けることを特徴とする請求項６に記載の洗浄方法。
【請求項８】
前記減圧工程において、前記洗浄槽に連結されて筒状に形成されたシリンダ内に移動可能に配置された動作部と、前記洗浄液の前記液面との間は、第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、
前記復圧工程において、前記動作部と前記洗浄液の前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になるまで、前記動作部を前記シリンダに対して移動させることで、前記上方空間の前記容積を減少させる
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の洗浄方法。
【請求項９】
前記復圧工程において、前記密閉装置を前記洗浄液の前記液面に対して移動させることにより、前記上方空間の前記容積を減少させる
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の洗浄方法。
【請求項１０】
前記復圧工程において、前記洗浄槽の一部を弾性変形させ、前記洗浄液の前記液面を上昇させることにより、前記上方空間の前記容積を減少させる
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の洗浄方法。
【請求項１１】
前記復圧工程において、前記洗浄槽と異なる予備槽に貯留された前記洗浄液を前記洗浄槽内に供給させることにより、前記上方空間の前記容積を減少させる
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。より詳しくは、本発明は、超音波を利用する洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄液を貯留した洗浄槽内に洗浄対象物を浸漬し、例えば２０ｋＨｚ以上の周波数の音波を利用して、洗浄対象物を洗浄することが知られている。
【０００３】
近年、超音波を利用した洗浄では、洗浄槽内を減圧し、超音波の伝播を阻害する洗浄液中に溶け込まれた過剰な気体を除去することで超音波の効果を向上させる方法が多く用いられる。特許文献１には、洗浄槽内の気圧を減圧させる減圧工程により、洗浄液中に溶け込まれた気体を除去する方法が開示されている。そして、特許文献１には、減圧工程の後、復圧弁を開けて洗浄槽内に外気を導入することで、洗浄槽内の気圧を大気圧に復圧させる復圧工程も開示されている。また、特許文献１には、洗浄槽内において、減圧工程と復圧工程とを交互に数回繰り返してから、超音波洗浄する方法も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０１９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている超音波洗浄装置および超音波洗浄方法では、復圧工程において、外気を洗浄槽内に導入することで洗浄槽内の気圧を大気圧に復圧している。このため、復圧工程において、気体が再び洗浄槽内に貯留された洗浄液に溶け込む。その結果、洗浄液内に溶け込んだ気体は、超音波の伝播を阻害し、超音波洗浄の効果を低下させる。
【０００６】
さらに、特許文献１に開示されている超音波洗浄装置および超音波洗浄方法によれば、減圧工程と復圧工程との両方を数回繰り返してから超音波洗浄するため、減圧工程と復圧工程との繰り返し回数が増加するとともに、超音波洗浄の効果が低下する。すなわち、特許文献１に開示されている超音波洗浄装置および超音波洗浄方法では、洗浄時間が経過すると、超音波洗浄の効果が低下する。
【０００７】
上記の事情を踏まえ、本発明は、洗浄過程における復圧時に洗浄槽内に外気を導入することを抑制し、従来の洗浄装置および洗浄方法に比べて、超音波洗浄の効果を維持できる洗浄装置およびこの洗浄装置を用いた洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る洗浄装置は、洗浄液を内部に貯留し、洗浄対象物を前記洗浄液内に浸漬して洗浄する洗浄槽と、前記洗浄槽の内部を外部から気密に密閉することができる密閉装置と、前記洗浄槽の内部における気圧を、第１の気圧から、前記第１の気圧より低い第２の気圧まで減圧させる減圧装置と、前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記洗浄槽の内部における前記気圧を、前記第２の気圧より高い第３の気圧まで復圧させる復圧装置と、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波発生装置と、を備え、前記第３の気圧は、少なくとも前記第１の気圧以下に設定され、前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記洗浄液の液面の上方において、所定の容積を有する上方空間が形成され、前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記復圧装置は、前記上方空間の前記容積を減少させることにより、前記洗浄槽内の前記気圧を前記第２の気圧から前記第３の気圧まで復圧させる。
【０００９】
前記の洗浄装置において、前記復圧装置は、前記洗浄槽に連結され、筒状に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に移動可能に配置された動作部と、を備え、前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記動作部は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記動作部と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になるまで、前記動作部が前記シリンダに対して移動することで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧してもよい。
前記の洗浄装置において、前記復圧装置は、前記密閉装置を移動させる駆動部を備え、前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記密閉装置は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記駆動部が前記密閉装置を前記洗浄槽に対して移動させ、前記密閉装置と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になることで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧してもよい。
前記の洗浄装置において、前記洗浄槽は、変形可能な変形部を備え、前記復圧装置は、前記変形部を駆動し弾性変形させる駆動部を備え、前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記密閉装置は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記駆動部が前記変形部を変形させ、前記洗浄槽内の前記洗浄液の前記液面が上昇し、前記密閉装置と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になることで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧してもよい。
前記洗浄装置において、前記復圧装置は、前記洗浄液を貯留する予備槽と、前記洗浄槽と前記予備槽との間において、前記洗浄液を循環させる循環装置と、を備え、前記減圧装置によって前記洗浄槽の内部における前記気圧が前記第２の気圧まで減圧された状態において、前記密閉装置は、前記洗浄槽内に貯留された前記洗浄液の前記液面から第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、前記密閉装置によって前記洗浄槽内が密閉された状態において、前記循環装置によって前記洗浄液を前記予備槽から前記洗浄槽内に流入させ、前記洗浄槽内の前記洗浄液の前記液面が上昇し、前記密閉装置と前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になることで、前記洗浄槽の内部の前記気圧が前記第２の気圧から前記第３の気圧に復圧してもよい。
【００１０】
本発明の一態様に係る洗浄方法は、洗浄対象物を洗浄槽内に貯留された洗浄液内に浸漬する浸漬工程と、密閉装置によって前記洗浄槽の内部が外部環境から気密に密閉された状態で、前記洗浄槽の内部における気圧を第１の気圧から、前記第１の気圧より低い第２の気圧まで減圧させる減圧工程と、前記洗浄槽の内部における前記気圧を前記第２の気圧から、前記第２の気圧より高い第３の気圧まで復圧させる復圧工程と、を有し、前記減圧工程において、前記洗浄液の液面の上方において、所定の容積を有する上方空間が形成され、前記復圧工程において、前記第３の気圧は、少なくとも前記第１の気圧以下に設定され、前記復圧工程において、前記上方空間の前記容積を減少させることにより、前記洗浄槽内の前記気圧を前記第２の気圧から前記第３の気圧まで復圧させる。
【００１１】
前記の洗浄方法において、前記減圧工程と前記復圧工程とが実行される間、超音波を前記洗浄液に印加し続けていてもよい。
前記の洗浄方法において、前記減圧工程において、前記洗浄槽に連結されて筒状に形成されたシリンダ内に移動可能に配置された動作部と、前記洗浄液の前記液面との間は、第１の距離を開けて前記上方空間を形成し、前記復圧工程において、前記動作部と前記洗浄液の前記液面との間の距離が前記第１の距離より少ない第２の距離になるまで、前記動作部を前記シリンダに対して移動させることで、前記上方空間の前記容積を減少させてもよい。
前記の洗浄方法において、前記復圧工程において、前記密閉装置を前記洗浄液の前記液面に対して移動させることにより、前記上方空間の前記容積を減少させてもよい。
前記の洗浄方法において、前記復圧工程において、前記洗浄槽の一部を弾性変形させ、前記洗浄液の前記液面を上昇させることにより、前記上方空間の前記容積を減少させてもよい。
前記の洗浄方法において、前記復圧工程において、前記洗浄槽と異なる予備槽に貯留された前記洗浄液を前記洗浄槽内に供給させることにより、前記上方空間の前記容積を減少させてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の上記各態様によれば、超音波洗浄の効果を維持しながら、洗浄時間を短縮できる洗浄装置および洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る洗浄方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る洗浄装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置の構成について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る洗浄装置（超音波洗浄装置）１００は、超音波を伝導する洗浄液Ｌ（流体）を用いて洗浄対象物Ｐを洗浄する洗浄装置である。
図１（ａ）には、本実施形態に係る洗浄装置１００の後述する初期状態および減圧工程（ステップＳ３）後の状態が示されている。図１（ｂ）には、本実施形態に係る洗浄装置１００の後述する復圧工程（ステップＳ４）後の状態が示されている。
【００１５】
本明細書において、洗浄対象物Ｐの種類は、特に限定されない。例えば、洗浄対象物Ｐは、金属製の構造用部品であってもよいし、ガラス製の光学部品であってもよいし、樹脂製の部材であってもよい。また、本明細書において、洗浄対象物Ｐの形状は、特に限定されない。例えば、洗浄対象物Ｐは、略球形状、略立方体状、略円柱状、略角柱状などの形状を有してもよい。
説明上の便宜のため、本明細書の各図において、洗浄対象物Ｐの重力と洗浄液Ｌによる浮力とが釣り合い、洗浄対象物Ｐが洗浄液Ｌ中に浮遊している状態が示されている。洗浄対象物Ｐは、例えば、金属製の保持冶具などによって保持され、洗浄液Ｌに浸漬されることも可能である。
【００１６】
本明細書において、洗浄対象物Ｐを洗浄することが可能であれば、洗浄液Ｌの種類は、特に限定されない。例えば、洗浄液Ｌは、純水、水系洗浄剤、有機溶媒、界面活性剤を含む溶液などであってもよい。
【００１７】
（洗浄装置１００の構成）
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る洗浄装置１００は、洗浄槽１と、蓋２と、洗浄槽１に連結するシリンダ３と、シリンダ３内に移動可能に設けられるピストン（動作部）４と、蓋２に設けられた圧力開放弁５と、超音波発生装置６と、シリンダ３に連結されて構成される気圧計７および減圧機構８と、洗浄装置１００の各構成を制御する制御部（制御装置）９とを備える。本実施形態に係る洗浄装置１００は、超音波発生装置６が発する超音波を洗浄液Ｌに印加することにより、洗浄対象物Ｐを洗浄する。
【００１８】
本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１は、超音波を伝導することができる洗浄液Ｌを内部に貯留し、洗浄対象物Ｐを洗浄液Ｌに浸漬して真空超音波洗浄を行うために構成されている。洗浄槽１は、上方に向けて開口する開口部１ａを有する箱形状で形成される。洗浄槽１は、洗浄対象物Ｐを完全に収容できる深さを有している。なお、本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１は、内部の寸法や底面形状などは特に制限されない。洗浄槽１の具体的な寸法は、洗浄対象物Ｐのサイズや、洗浄槽１が設置される空間などを考慮して決めることができる。本実施形態において、洗浄液Ｌは、洗浄槽１の内部の上端まで満たされている。
【００１９】
本実施形態に係る洗浄装置１００の開口部１ａにおいて、後述するシリンダ３を除いた開口部１ａの開口面積以上の寸法を有する蓋（密閉装置）２が取り付けられている。蓋２には、圧力開放弁５が設けられている。本実施形態において、蓋２が洗浄槽１の上方の開口部１ａを覆った状態で、圧力開放弁５を閉めることにより、洗浄槽１の内部を外部環境から気密に密閉した状態を維持することができる。また、圧力開放弁５を開放することにより、洗浄槽１の内部の密閉状態を解除し、洗浄槽１の内部と外部環境とを連通することができる。
【００２０】
本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１および蓋２は、後述する超音波洗浄方法の減圧工程後、洗浄槽１の内部におけるゲージ圧（大気圧に対する相対気圧）が−１００キロパスカル（ＫＰａ）の場合であっても、外部の圧力を耐えられる剛性を有している。本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１および蓋２は、その材質が特に制限されない。例えば、本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１および蓋２は、金属、樹脂、あるいは金属および樹脂の複合材料で形成されることが可能である。
【００２１】
本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１の上方の開口部１ａにおいて、中空の筒状で形成されたシリンダ３が設けられている。シリンダ３は、下方の開口が洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面より低くなっている。シリンダ３は、洗浄槽１と一体化で形成されてもよいし、洗浄槽１との間の連結機構によって連結して構成されてもよい。
【００２２】
シリンダ３の内部には、ピストン４が組み込まれて設けられている。ピストン４は、シリンダ３の長手軸方向において、シリンダ３の内壁に摺動しながら往復移動することができる。本実施形態において、ピストン４がシリンダ３の内部空間における移動可能量は、任意に設定することができる。また、本実施形態において、ピストン４は、操作者によって手動操作可能に構成されてもよいし、制御部９によって制御されて、自動動作可能に構成されてもよい。
【００２３】
本実施形態に係る洗浄装置１００においては、ピストン４がシリンダ３内に移動可能に設けられている。このため、洗浄槽１内の洗浄液Ｌの液面と、洗浄液Ｌの液面に対向するピストン４の下面４ａとの間に空間が形成されている。本実施形態においては、洗浄液Ｌの液面とピストン４の下面４ａとの間の空間を、上方空間Ｖと定義する。また、洗浄液Ｌの液面とピストン４の下面４ａとの間の距離を、洗浄液Ｌの液面とピストン４との距離と称する。
すなわち、本実施形態に係る洗浄装置１００において、ピストン４が洗浄液Ｌの液面に対して降下（接近）する動作により、洗浄液Ｌの液面とピストン４との距離が縮まり、上方空間Ｖの容積が減少する。一方、ピストン４が洗浄液Ｌの液面に対して上昇（離間）する動作により、洗浄液Ｌの液面とピストン４との距離が離れ、上方空間Ｖの容積が増大する。
【００２４】
本実施形態に係る洗浄装置１００において、減圧機構（減圧装置）８は、シリンダ３と気圧計７と連結されている。気圧計７は、上方空間Ｖにおける気圧を確認するために設けられている。減圧機構８は、上方空間Ｖから気体を排出することにより、上方空間Ｖ内の気圧を所定の数値まで減圧することができる。図１（ａ）および図１（ｂ）において、減圧機構８が減圧ポンプである構成が示されているが、本実施形態に係る洗浄装置１００の減圧機構８は、真空ポンプやエゼクターなどを用いて構成できる。
本実施形態において、減圧機構８を用いて上方空間Ｖ内の気圧を減圧した場合、ピストン４を洗浄液Ｌの液面に対して降下させると、上方空間Ｖ内に残留された気体が圧縮されるため、上方空間Ｖ内の気圧を一定の程度まで回復させることができる。本実施形態に係る洗浄装置１００において、シリンダ３およびピストン４は、洗浄装置１００の復圧装置である。シリンダ３およびピストン４の作用の詳細については、後述の本実施形態に係る洗浄方法の部分においても説明する。
【００２５】
本実施形態に係る洗浄装置１００の洗浄槽１の下部においては、超音波発生装置（超音波発振器）６が設けられている。超音波発生装置６は、洗浄対象物の材質および形状に合わせて、最適な周波数を有する超音波を出力することができる。例えば、金属部品の脱脂洗浄の際、２８ｋＨｚの周波数を有する超音波を出力し、精密金属部品に付着している５から１０マイクロメーターの汚れを洗浄する際、７５から１００ｋＨｚの周波数を有する超音波を出力することができる。
【００２６】
図１（ａ）および図１（ｂ）には、超音波発生装置６が洗浄槽１の下部に取り付けられている例が示されている。ただし、本実施形態において、超音波発生装置６の配置については、図１に示す例に限定されない。例えば、超音波発生装置６は、洗浄槽１の下部に組み込まれることも可能である。例えば、超音波発生装置６は、洗浄槽１の外部に設置される発振器と、洗浄槽１の内部に貯留されている洗浄液Ｌ内に投入できる振動子とを備えて構成してもよい。
本実施形態に係る超音波発生装置６は、後述する制御部９の制御によって洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに対して超音波を印加することができる。また、本実施形態に係る超音波発生装置６は、操作者の手動操作によって洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに対して超音波を印加できる。
【００２７】
本実施形態に係る洗浄装置１００は、ピストン４と、圧力開放弁５と、超音波発生装置６と、減圧機構８とのそれぞれに連結されている制御部９が設けられている。制御部９は、洗浄装置１００の各構成の動作を制御する。具体的に、例えば、制御部９は、減圧機構８の減圧機構８を制御して上方空間Ｖから気体を排出させる。また、例えば、制御部９は、減圧機構８の気圧計７から上方空間Ｖ内の気圧を取得し、取得した気圧の値に基づいてピストン４の上昇および降下動作を制御する。さらに、例えば、制御部９は、洗浄対象物Ｐの種類や汚れの種類に基づいて、超音波発生装置６が発する超音波の周波数および強度を制御する。
【００２８】
本実施形態に係る洗浄装置１００の制御部９は、洗浄装置１００の各構成を制御する指令を生成し、出力する処理部（ＣＰＵ）と、洗浄装置１００の各構成を制御するための制御プログラムなどを保存する内部記憶部（メモリ）と、操作者からの操作入力を受け付けることができる入出力インターフェースと、外部記憶装置とを備えるコンピュータで構成できる。制御部９を構成するコンピュータでは、上述および後述する制御動作を行うための適宜の制御プログラムが実行される構成を有している。
【００２９】
（洗浄方法）
以下、図１（ａ）、図１（ｂ）、および図２を参照し、本実施形態に係る洗浄装置１００を用いて洗浄対象物Ｐを超音波洗浄する方法を説明する。図２は、本実施形態に係る洗浄装置１００を用いた洗浄方法（超音波洗浄方法）を示すフローチャートである。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態に係る洗浄方法は、準備工程（ステップＳ１）、浸漬工程（ステップＳ２）、減圧工程（ステップＳ３）、復圧工程（ステップＳ４）、および洗浄対象物Ｐの取り出し工程（ステップＳ５）を、図２における矢印で示された順で実行することにより行われる。
【００３１】
図２に示すステップＳ１において、本実施形態に係る洗浄装置１００が洗浄可能な状態に準備される。ステップＳ１において、操作者は、洗浄装置１００の蓋２を開けて、洗浄装置１００の洗浄槽１の内部に洗浄液Ｌを入れる。ステップＳ１において、洗浄液Ｌが洗浄槽１の上方の開口部１ａの上端まで満たされて、洗浄槽１内に貯留される。なお、ステップＳ１が実行される前に、予め洗浄液Ｌを洗浄槽１の内部に貯留してもよい。
【００３２】
ステップＳ１が実行されると、図１（ａ）に示すように、洗浄装置１００のシリンダ３の内部において、洗浄液Ｌの液面とピストン４の下面４ａとの間には、任意の距離Ｌ０（ただし、Ｌ０＞０）を開けて上方空間Ｖが形成されている。また、洗浄装置１００の圧力開放弁５が開放された状態にあり、減圧機構８が動作しておらず、超音波発生装置６が動作していない。すなわち、ステップＳ１において、洗浄槽１の上方空間Ｖにおける気圧は、外部環境の大気圧（第１の気圧）に一致している。
なお、本明細書において、洗浄槽内の気圧は、蓋（密閉装置）２によって密閉された状態の洗浄槽１の内部において、貯留された洗浄液Ｌの上方空間Ｖを満たす気体の圧力を意味する。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００３３】
ステップＳ１の後、図２に示す浸漬工程（ステップＳ２）において、洗浄対象物Ｐが洗浄装置１００の洗浄槽１の内部に貯留された洗浄液Ｌ内に浸漬される。具体的に、例えば、洗浄対象物Ｐが非図示の搬送冶具によって洗浄液Ｌ内に搬入されることができる。搬送治具の構成は、洗浄対象物Ｐを載置することができれば、特に限定されない。例えば、搬送治具は、移動用ロボットなどの移動手段によって保持された搬送籠、搬送パレットなどを用いて構成できる。
【００３４】
説明の便宜のため、本実施形態において、洗浄対象物Ｐが洗浄液Ｌに浸漬されることによる洗浄液Ｌの液面上昇量は、無視できる程度であると想定する。つまり、ステップＳ２において、洗浄対象物Ｐが洗浄液Ｌに浸漬されることにより、洗浄槽１の上方の開口部１ａの上端まで入れられた洗浄液Ｌが洗浄槽１から溢れることがない。
その後、操作者は、蓋２で洗浄槽１を覆ってから、洗浄装置１００の圧力開放弁５を閉める。その結果、図１（ａ）に示すように、洗浄装置１００の洗浄槽１の内部は、外部環境から気密に密閉した状態になる。
【００３５】
ステップＳ２において、洗浄槽１の内部が密閉状態になる際、減圧機構８および超音波発生装置６は、動作していない。そのため、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積は変化せず、洗浄槽１内における気圧は、外部環境の大気圧に一致している。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００３６】
上述のステップＳ１およびステップＳ２を経て、洗浄装置１００は、洗浄対象物Ｐを洗浄することが可能な状態になる。その後、本実施形態に係る洗浄方法は、超音波洗浄で洗浄対象物Ｐを洗浄する工程に移る。
【００３７】
本実施形態において、洗浄対象物Ｐを超音波洗浄する工程は、図２に示す減圧工程（ステップＳ３）と復圧工程（ステップＳ４）との２つのステップに亘って実行される。本実施形態において、少なくとも図２に示すステップＳ３が開始する時点からステップＳ４が完了する時点までの間、超音波発生装置６により発生された超音波が洗浄液Ｌに継続して印加される。
【００３８】
一般的に、超音波洗浄は、キャビテーション現象による効果と、水分子などの加速度による効果と、被洗浄物の微小信号など物理的化学的反応促進による効果との３つの効果を有すると言われている。特に、超音波洗浄は、キャビテーション作用による効果が重要である。キャビテーション現象（空洞現象）は、液体の流れの中で圧力差により短時間に気泡の発生および消滅が起きる物理現象である。
【００３９】
本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ３において、図１（ａ）に示すように、制御部９の制御により、減圧機構８が動作し、上方空間Ｖ内に存在する気体が外部環境に排出される。その結果、洗浄槽１内における気圧（第２の気圧）は、外部環境の大気圧より低い値になる。ステップＳ３において、上方空間Ｖにおける気圧は、減圧機構８の気圧計７を用いて確認できる。ステップＳ３において、洗浄槽１内におけるゲージ圧は、例えば、−９５ｋＰａに減圧されてもよい。このため、ステップＳ３を経て、洗浄槽１内の上方空間Ｖは、真空に近い状態になる。
本実施形態において、減圧機構８によって減圧された洗浄槽１内の気圧の目標値は、洗浄液Ｌの種類によって適宜設定される。気圧の目標値は、洗浄液Ｌの使用温度および蒸気圧特性により決まり、洗浄液が沸騰する圧力まで減圧を行う。なお、洗浄液の使用温度が低く洗浄液が沸騰する温度に到達していないときは、減圧機構８の最大減圧能力で洗浄槽内を減圧してもよい。一例として、例えば、ソルファインクリーナー８００(登録商標、昭和電工製)を１００℃の環境で使用し、洗浄を行う際、洗浄槽１内において、−９５ＫＰａ以上減圧を行う。
ステップＳ３において、制御部９は、気圧計７より洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧を取得し、洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧が減圧目標値に達する状態が一定の時間で維持されたことを判定すると、減圧機構８の動作を停止する。減圧機構８の動作が停止されると、減圧機構８によって洗浄槽１内と外部環境との気体の交換も停止される。この際、洗浄装置１００の蓋２によって、洗浄槽１内は外部環境から気密に密閉されている。
ステップＳ３が実行されると、シリンダ３の内部において、洗浄液Ｌの液面とピストン４の下面４ａとは、距離Ｌ１を開けて上方空間Ｖが形成されている。本実施形態において、ステップＳ３が実行された後、シリンダ３の内部において、ピストン４が移動できる（降下できる）空間が形成されていればよい。すなわち、ステップＳ３が実行された際、洗浄液Ｌの液面とピストン４との間の距離Ｌ１と、ステップＳ１が実行された際、洗浄液Ｌの液面とピストン４との間の距離Ｌ０とは、同じであってもよいし、異なってもよい。
【００４０】
本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ３において、洗浄槽１内におけるゲージ圧が−９５ｋＰａに減圧されると、例えば、溶存している酸素などの気泡が核となって無数の気泡（キャビテーション）が発生する。また、前述のように、超音波発生装置６が洗浄液Ｌに対して超音波を印加することにより、超音波の信号が洗浄液Ｌ中で定常波を形成している。このため、洗浄液Ｌ内において、これらの気泡が膨張しながら浮上する。ただし、ステップＳ３において、これらの気泡は、洗浄液Ｌ内において、膨張しながら浮上するが、破壊されることはない。
以上で、ステップＳ３が終了する。
【００４１】
ステップＳ３の後、図２に示すように、本実施形態に係る洗浄方法の復圧工程（ステップＳ４）が実行される。
ステップＳ４において、ピストン４は、長手軸方向において、シリンダ３の内壁に摺動しながら降下する。ステップＳ４において、ピストン４は、洗浄装置１００の制御部９に制御されて自動的に降下してもよいし、操作者がピストン４を押し込む動作によって手動的に降下してもよい。
【００４２】
ステップＳ３の後、上方空間Ｖにおいては、もともと上方空間Ｖに存在し、かつ、減圧機構８によって排出されなかった気体と、減圧によって洗浄液Ｌから逃げ出した溶存気体との両方が存在している。ステップＳ４において、ピストン４が降下すると、上方空間Ｖの容積が減少することにより、これらの気体の密度が上がる。その結果、上方空間Ｖにおける気圧が上昇し、洗浄槽１内における気圧（第３の気圧）が復圧される。この際、洗浄槽１内における気圧の値は、気圧計７を用いて確認することができる。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、ステップＳ４が実行されると、洗浄槽１内の上方空間Ｖの容積が減少するので、その分洗浄槽１内の気圧が復圧される。その結果、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに超音波を印加することで発生した気泡は、洗浄液Ｌ中における浮上過程で内向きに破壊される。その際、気泡周囲の液体は中心に向かって急激に集中し、気泡が消滅する瞬間に中心で衝突するため、微小ながら強い圧力波が発生する。超音波洗浄の過程において、この圧力波を利用して、被洗浄物の表面に付着している汚れなどを除去している。
【００４４】
ステップＳ４において、復圧後の洗浄槽１内において、外部環境の気圧に近い値に復圧できる。本実施形態において、復圧後の洗浄槽１内の気圧は、例えば、−５ＫＰａ〜−１０ＫＰａの範囲内であってもよい。超音波洗浄の効果を最大化にするために、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの種類に合わせて、ステップＳ３における減圧後の気圧目標値と、ステップＳ４における復圧後の気圧目標値とを適宜設定することができる。また、例えば、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの種類に合わせて、ステップＳ３における減圧後の気圧目標値とステップＳ４における復圧後の気圧目標値との差分を適宜設定することもできる。
【００４５】
ステップＳ４の復圧工程において、蓋２に設けられた圧力開放弁５が閉じられ、かつ、減圧機構８が動作していない状態である。さらに、上述したように、ピストン４は、上方空間Ｖの気密性を保った状態で、シリンダ３の内部に降下することができる。このため、ステップＳ４が実行されている間、洗浄槽１内と外部環境との気体の交換はない。言い換えれば、ステップＳ４が実行されている間、洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、上方空間Ｖの容積を減少させる動作のみで、洗浄槽１内の気圧を復圧できる。
以上で、ステップＳ４が終了する。
【００４６】
本実施形態において、上述のように、ステップＳ３の減圧工程とステップＳ４の復圧工程とを含む超音波洗浄工程に亘って、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに対して、超音波が印加され、そして洗浄液Ｌに浸漬されている洗浄対象物Ｐが超音波洗浄される。
【００４７】
本実施形態に係る洗浄方法は、ステップＳ３の減圧工程およびステップＳ４の復圧工程がこの順で１回のみ実行されることに限定されない。例えば、本実施形態に係る洗浄方法は、洗浄液Ｌに超音波が継続して印加される状態で、ステップＳ３およびステップＳ４を繰り返し数回実行されてもよい。ステップＳ３およびステップＳ４が繰り返し実行される回数は、例えば、洗浄対象物Ｐの外観規格に合わせて設定される。
具体的に、本実施形態に係る洗浄方法において、ステップＳ３およびステップＳ４が繰り返し数回実行される場合、洗浄槽１内の気圧が復圧された状態で、一旦シリンダ３の内部に配置されたピストン４を上昇させてから、減圧機構８を動作させ、洗浄槽１内の気体を排出する方法で、再度洗浄槽１内の環境を減圧させることができる。
【００４８】
ステップＳ４の後、洗浄対象物Ｐを取り出す工程（ステップＳ５）が実行される。ステップＳ５において、制御部９は、予め設定された判定条件に基づいて、洗浄対象物Ｐの洗浄を終了させるかどうかを判定する。予め設定された判定条件としては、例えば、洗浄時間、減圧工程および復圧工程が実行された回数、あるいは操作者による洗浄停止の操作入力の有無などが挙げられる。
【００４９】
制御部９は、洗浄対象Ｐの洗浄を終了すると判定する場合、例えば、超音波洗浄の時間が所定の時間に達したと判定すると、超音波発生装置６に超音波発振を停止する制御信号を出力し、超音波発生装置６の動作を停止させる。この際、超音波が洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに印加することはなくなる。
【００５０】
次に、操作者は、洗浄槽１の蓋２に設けられた圧力開放弁５を開放することで、洗浄槽１内の密閉状態が解除され、洗浄槽１内と外部環境とが連通される状態になる。この状態において、操作者は、必要に応じて適宜の取り出し冶具を用いて、洗浄槽１の内部に貯留された洗浄液Ｌに浸漬された洗浄対象物Ｐを外部に取り出す。
以上で、ステップＳ５が終了し、本実施形態に係る洗浄方法が終了する。
【００５１】
（作用）
以上説明したように、本実施形態に係る洗浄装置１００および洗浄装置１００を用いた洗浄方法によれば、洗浄装置１００の洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を減少させるのみで、洗浄槽１内の気圧を復圧できる。このため、超音波洗浄工程における減圧工程および復圧工程を繰り返しで実行しても、外部環境の気体が洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに溶け込むことはない。その結果、本実施形態に係る洗浄装置１００および洗浄装置１００を用いた洗浄方法によれば、超音波洗浄の工程において、外部環境の気体が洗浄液Ｌに溶け込むことを防げる。このため、超音波洗浄の工程において、減圧工程および復圧工程を繰り返して洗浄時間が経過しても、超音波洗浄の効果を維持することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
以下、図３を参照し、本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置２００の構成と、洗浄装置２００を用いた超音波洗浄方法を説明する。本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置２００の構成について、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００の構成と異なる点を中心に説明する。本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置２００の構成の説明において、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００と同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００５３】
（洗浄装置２００の構成）
図３には、本実施形態に係る洗浄装置２００の構成が示されている。図３（ａ）には、本実施形態に係る洗浄装置２００の初期状態および減圧工程後の状態が示されている。図３（ｂ）には、本実施形態に係る洗浄装置２００の復圧工程後の状態が示されている。
【００５４】
本実施形態に係る洗浄装置２００は、洗浄槽１と、蓋２Ａと、蓋２Ａに設けられた圧力開放弁５および駆動部２０と、超音波発生装置６と、蓋２Ａに連結された減圧機構８と、制御部９とを備える。本実施形態に係る洗浄装置２００は、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに対して、超音波発生装置６が発する超音波を印加することにより、洗浄対象物Ｐを洗浄する構成を有する。
【００５５】
本実施形態に係る洗浄装置２００は、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００と異なる点は、シリンダ３およびピストン４を有しておらず、蓋２Ａには駆動部２０が設けられている点である。また、本実施形態に係る洗浄装置２００において、蓋２Ａは、洗浄槽１の内壁に摺動しながら往復移動することができる。本実施形態において、蓋２Ａが洗浄槽１の内壁に対する移動可能量は、任意に設定することができる。また、本実施形態に係る洗浄装置２００において、蓋２Ａが洗浄槽１の内壁に対して相対移動する場合、蓋２Ａと洗浄槽１の内壁との間から気体が外部環境に漏れることがない。
【００５６】
本実施形態に係る洗浄装置２００において、駆動部２０は、制御部９からの指示に従って、蓋２Ａを鉛直方向に上下駆動させるために設けられている。また、駆動部２０は、操作者の手動操作によって、蓋２Ａを上下駆動させる構成であってもよい。本実施形態において、駆動部２０は、各種公知の駆動機構の構成を用いて構成されることができる。本実施形態に係る洗浄装置２００において、蓋２Ａおよび蓋２Ａに設けられた駆動部２０は、洗浄装置２００の復圧装置である。
【００５７】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る洗浄装置２００は、圧力開放弁５と、気圧計７および減圧機構８の両方が蓋２Ａに連結されて構成されている。このため、蓋２Ａが洗浄槽１の上方の開口部１ａを覆った状態で、蓋２Ａに連結された圧力開放弁５を閉めることにより、洗浄槽１の内部を外部環境から気密に密閉した状態を維持することができる。また、圧力開放弁５を開放することにより、洗浄槽１の内部の密閉状態を解除し、洗浄槽１の内部と外部環境とを連通することができる。図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る洗浄装置２００の初期状態において、蓋２Ａは、洗浄槽１の内部に貯留された洗浄液Ｌの液面から距離Ｌ２を開けて位置している。
【００５８】
洗浄装置２００の圧力開放弁５が閉められた状態において、減圧機構８を用いて、密閉された洗浄槽１の内部における上方空間Ｖ内の気体と、洗浄液Ｌに溶存された気体の一部とを外部環境に排出させ、洗浄槽１の内部における気圧を減圧させることができる。この場合、洗浄槽１の内部の気圧は、気圧計７を用いて確認することができる。
【００５９】
洗浄装置２００の洗浄槽１の内部における気圧が所定の目標値までに減圧された場合、蓋２Ａが初期状態における位置から移動せず、洗浄液Ｌの液面から距離Ｌ２を開けた位置であってもよいし、洗浄液Ｌの液面から距離Ｌ２を開けた位置と異なる位置であってもよい。すなわち、洗浄槽１の内部における気圧が所定に目標値までに減圧された場合、蓋２Ａと洗浄液Ｌの液面との間に、蓋２Ａが移動できる（降下できる）空間が形成されていればよい。
【００６０】
この状態において、洗浄装置２００の制御部９によって制御され、蓋２Ａに設けられた駆動部２０を用いて、蓋２Ａを降下させることで、洗浄槽１内における洗浄液Ｌの上方に位置する上方空間Ｖの容積を減少させることができる。その結果、洗浄槽１内における上方空間Ｖの気体が圧縮され、洗浄槽１内の気圧が復圧される。洗浄槽１内における気圧は、蓋２Ａに連結された気圧計７を用いて確認することができる。
【００６１】
（洗浄方法）
以下、本実施形態に係る洗浄装置２００を用いて洗浄対象物Ｐを超音波洗浄する方法を説明する。図２に示すように、本実施形態に係る洗浄方法は、準備工程（ステップＳ１）、浸漬工程（ステップＳ２）、減圧工程（ステップＳ３１）、復圧工程（ステップＳ４１）、および洗浄対象物Ｐの取り出し工程（ステップＳ５）が、図２における矢印で示された順で実行することで行われる。本実施形態に係る洗浄方法は、上記第１の実施形態に係る洗浄方法と比べ、減圧工程（ステップＳ３１）および復圧工程（ステップＳ４１）において異なる。
【００６２】
本実施形態に係る洗浄方法において、浸漬工程（ステップＳ２）が終了し、減圧工程（ステップＳ３１）が実行される前の間、超音波発生装置６により発生された超音波が洗浄液Ｌに印加される。なお、本実施形態に係る洗浄方法において、少なくとも減圧工程（ステップＳ３１）および復圧工程（ステップＳ４１）が完了する時点までの間、超音波発生装置６により発生された超音波が洗浄液Ｌに継続して印加される。
【００６３】
本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ３１において、図３（ａ）に示すように、制御部９の制御により、減圧機構８が動作し、上方空間Ｖに存在する気体が外部環境へ排出される。その結果、洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧は、外部環境の大気圧より低くなる。ステップＳ３１において、上方空間Ｖにおける気圧は、気圧計７を用いて確認できる。
【００６４】
本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ３１において、減圧された洗浄槽１内の気圧の目標値は、上記第１の実施形態同様に、洗浄液Ｌの種類によって適宜設定される。例えば、ステップＳ３１において、洗浄槽１内におけるゲージ圧は、例えば、−９５ｋＰａに減圧されることができる。このため、ステップＳ３１を経て、洗浄槽１内の上方空間Ｖは、真空に近い状態になる。なお、ステップＳ３１が実行されると、洗浄槽１の蓋２Ａと洗浄液Ｌの液面との間に、蓋２Ａが移動できる（降下できる）空間が形成されている。
【００６５】
ステップＳ３１において、制御部９は、気圧計７より洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧を取得し、洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧が減圧目標値に達する状態が一定の時間で維持されたことを判定すると、減圧機構８の動作を停止する。減圧機構８の動作が停止されると、減圧機構８によって洗浄槽１内と外部環境との気体の交換も停止される。この際、洗浄装置２００の蓋２Ａによって、洗浄槽１内と外部環境との気密的な密閉状態が維持されている。
以上で、ステップＳ３１が終了する。
【００６６】
ステップＳ３１の後、図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る洗浄方法の復圧工程（ステップＳ４１）が実行される。
ステップＳ４１において、洗浄装置２００の制御部９は、蓋２Ａに設けられた駆動部２０に対して、蓋２Ａを降下させる制御指令を出力する。このため、駆動部２０は、洗浄装置の蓋２Ａを駆動し、鉛直方向に降下させる。その結果、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの上方に位置する上方空間Ｖの容積が減少し、洗浄槽１内における気圧が復圧される。
【００６７】
ステップＳ４１において、上記第１の実施形態同様に、復圧後の洗浄槽１内において、外部環境の気圧に近い値に復圧できる。ステップＳ４１において、蓋２Ａに設けられた圧力開放弁５が閉じられ、かつ、減圧機構８が動作していない状態である。このため、本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ４１が実行される間、洗浄槽１内と外部環境との気体の交換はない。言い換えれば、ステップＳ４１が実行されている間、洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、上方空間Ｖの容積を減少させる動作のみで、洗浄槽１内の気圧を復圧できる。
【００６８】
本実施形態に係る洗浄方法では、上記第１の実施形態同様に、洗浄液Ｌに超音波が継続して印加される状態で、ステップＳ３１およびステップＳ４１を繰り返し数回実行されてもよい。なお、ステップＳ３１およびステップＳ４１が繰り返し数回実行される場合、洗浄槽１内の気圧が復圧された状態で、一旦蓋２Ａを上昇させてから、減圧機構８を動作させる方法で、再度洗浄槽１内を減圧させることができる。
以上で、ステップＳ４１が終了する。
【００６９】
その後、上記第１の実施形態同様に、洗浄対象物Ｐの取り出し工程（ステップＳ５）が実行され、操作者は、洗浄対象物Ｐを洗浄槽１に貯留された洗浄液Ｌから取り出すことができる。
以上で、本実施形態に係る洗浄方法が終了する。
【００７０】
（作用）
以上説明したように、本実施形態に係る洗浄装置２００および洗浄装置２００を用いた洗浄方法によれば、洗浄装置２００の洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、洗浄槽１の蓋２Ａを降下させることで、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を減少させ、洗浄槽１内における気圧を復圧できる。その結果、本実施形態に係る洗浄装置２００および洗浄装置２００を用いた洗浄方法によれば、超音波洗浄の工程において、外部環境の気体が洗浄液Ｌに溶け込むことを防げる。このため、超音波洗浄の工程において、減圧工程および復圧工程を繰り返して洗浄時間が経過しても、超音波洗浄の効果を維持することができる。
さらに、本実施形態に係る洗浄装置２００によれば、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００と比べると、シリンダ３およびピストン４によって構成さられる復圧装置の構成を省略することができる。このため、洗浄装置の構成を簡素化し、洗浄装置のメンテナンス作業に係るコストを削減することができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
以下、図４を参照し、本発明の第３の実施形態に係る洗浄装置３００の構成と、洗浄装置３００を用いた超音波洗浄方法を説明する。本実施形態に係る洗浄装置３００の構成について、上記各実施形態に係る洗浄装置の構成と異なる点を中心に説明する。本実施形態に係る洗浄装置３００の構成の説明において、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００と同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００７２】
（洗浄装置３００の構成）
図４には、本実施形態に係る洗浄装置３００の構成が示されている。図４（ａ）には、本実施形態に係る洗浄装置３００の初期状態および減圧工程後の状態が示されている。図４（ｂ）には、本実施形態に係る洗浄装置３００の復圧工程後の状態が示されている。
【００７３】
本実施形態に係る洗浄装置３００は、洗浄槽１と、蓋２と、蓋２に設けられた圧力開放弁５と、超音波発生装置６と、蓋２に連結された減圧機構８と、洗浄槽１の外壁に連結される変形機構（変形装置）３０と、制御部９とを備える。本実施形態に係る洗浄装置３００は、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに対して、超音波発生装置６が発する超音波を印加することにより、洗浄対象物Ｐを洗浄する構成を有する。
【００７４】
本実施形態に係る洗浄装置３００は、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００および上記第２の実施形態に係る洗浄装置２００に異なる点は、凹凸変形可能な変形部１ｂが洗浄槽１の外壁に形成されている点と、変形部１ｂを駆動し変形されることができる変形機構３０を備えている点である。
【００７５】
本実施形態に係る洗浄装置３００において、洗浄槽１の変形部１ｂは、洗浄槽１の内周方向へ凹む弾性復元力を有して構成されている。すなわち、変形部１ｂは、外部からの力量が作用しない状態において、洗浄槽１の内周方向へ陥没する形状に変形する特性を有する。
【００７６】
本実施形態に係る洗浄装置３００は、例えば、変形部１ｂが洗浄槽１のその他の部分と異なる剛性を有する材料で形成されることができる。具体的に、例えば、洗浄装置３００の洗浄槽１において、変形部１ｂが樹脂によって構成され、その他の部分がステンレス鋼によって構成されることができる。また、例えば、洗浄装置３００の洗浄槽１において、変形部１ｂと、洗浄槽１における変形部１ｂ以外の部分とが異なる厚みのステンレス鋼によって構成されることもできる。
【００７７】
本実施形態に係る洗浄装置３００は、洗浄槽１の外壁における変形部１ｂが変形することにより、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面を変化させることができる。具体的に、変形部１ｂが突出形状から陥没形状へ変形すると、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面が上昇し、変形部１ｂが陥没形状から突出形状へ変形すると、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面が降下する。言い換えれば、変形部１ｂが突出形状から陥没形状へ変形すると、洗浄液Ｌの上方に位置する上方空間Ｖの容積が減少し、変形部１ｂが陥没形状から突出形状へ変形すると、上方空間Ｖの容積が増大する。
【００７８】
さらに、本実施形態に係る洗浄装置３００は、変形部１ｂに連結される変形機構３０が備えている。変形機構３０は、制御部９の制御に従って、変形部１ｂを駆動し変形させる変形機構３０を備えている。本実施形態に係る洗浄装置３００において、操作者が変形機構３０を直接操作することにより、変形部１ｂの形状を手動的に変更することも可能である。
【００７９】
具体的に、例えば、図４（ａ）に示された初期状態における洗浄装置３００は、変形部１ｂが洗浄槽１の外周方向へ突出して構成されている。この状態において、制御部９の制御によって、変形機構３０は、例えば複数のワイヤ３０１を用いて、洗浄槽１の外周方向へ突出して変形された変形部１ｂを引っ張ることにより、変形部１ｂの突出形状を維持している。
【００８０】
一方、図４（ｂ）に示された復圧状態における洗浄装置３００は、変形部１ｂが洗浄槽１の中心方向へ陥没して構成されている。この状態において、制御部９が変形機構３０を制御することにより、変形部１ｂを引っ張るワイヤ３０１におけるテンションを徐々に緩めることができる。その結果、変形部１ｂは、図４（ａ）に示された突出形状から、図４（ｂ）に示された陥没形状へ徐々に弾性変形することができる。
【００８１】
（洗浄方法）
以下、本実施形態に係る洗浄装置３００を用いて洗浄対象物Ｐを超音波洗浄する方法を説明する。図２に示すように、本実施形態に係る洗浄方法は、準備工程（ステップＳ１）、浸漬工程（ステップＳ２）、減圧工程（ステップＳ３２）、復圧工程（ステップＳ４２）、および洗浄対象物Ｐの取り出し工程（ステップＳ５）が、図２における矢印で示された順で実行することで行われる。本実施形態に係る洗浄方法は、上記第１の実施形態に係る洗浄方法と比べ、減圧工程（ステップＳ３２）および復圧工程（ステップＳ４２）において異なる。
【００８２】
本実施形態に係る洗浄方法において、浸漬工程（ステップＳ２）が終了し、減圧工程（ステップＳ３２）が実行される前に、超音波発生装置６により発生された超音波が洗浄液Ｌに印加される。なお、本実施形態に係る洗浄方法において、少なくとも減圧工程（ステップＳ３２）および復圧工程（ステップＳ４２）が完了する時点までの間、超音波発生装置６により発生された超音波が洗浄液Ｌに継続して印加される。
【００８３】
本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ３２において、図４（ａ）に示すように、制御部９の制御により、減圧機構８が動作し、上方空間Ｖに存在する期待が外部環境へ排出される。その結果、洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧は、外部環境の大気圧より低くなる。ステップＳ３２において、上方空間Ｖにおける気圧は、気圧計７を用いて確認できる。
【００８４】
ステップＳ３２において、洗浄槽１内における減圧後の目標気圧は、上記各実施形態同様に、洗浄液Ｌの種類によって適宜設定される。例えば、ステップＳ３２において、上記各実施形態同様に、洗浄槽１内におけるゲージ圧は、−９５ｋＰａに減圧されることができる。
【００８５】
本実施形態において、洗浄槽１内における気圧が目標気圧まで減圧された場合においても、図４（ａ）に示すように、洗浄槽１の変形部１ｂが変形機構３０によって引っ張られているため、洗浄槽１の外周へ突出した形状が維持されている。このため、この状態において、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面と洗浄装置３００の蓋２との間の距離は、初期状態と比べ、変化していない。すなわち、ステップＳ３２が実行されると、洗浄槽１の蓋２と洗浄液Ｌの液面とは、一定の距離Ｌ３を開けて離間している。
【００８６】
ステップＳ３２において、制御部９は、気圧計７より洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧を取得し、洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける気圧が減圧目標値に達する状態が一定の時間で維持されたことを判定すると、減圧機構８の動作を停止する。減圧機構８の動作が停止されると、減圧機構８によって洗浄槽１内と外部環境との気体の交換も停止される。この際、洗浄装置３００の蓋２によって、洗浄槽１内と外部環境との気密的な密閉状態が維持されている。
以上で、ステップＳ３２が終了する。
【００８７】
ステップＳ３２の後、図４（ｂ）に示すように、本実施形態に係る洗浄方法の復圧工程（ステップＳ４２）が実行される。
ステップＳ４２において、洗浄装置３００の制御部９は、変形機構３０に対して、洗浄槽１の変形部１ｂを引っ張るテンションを緩める制御指令を出力する。変形機構３０は、制御部９の制御指令を受け付けてから、洗浄槽１の変形部１ｂを引っ張る複数のワイヤ３０１におけるテンションを徐々に緩める。ワイヤ３０１によって変形部１ｂを引っ張る力量が弱くなると、洗浄槽１の変形部１ｂは、自身の弾性復元力によって変形し、洗浄槽１の内部へ向かう方向に凹む。このため、初期状態の洗浄槽１の変形部１ｂに貯留された洗浄液Ｌは、洗浄槽１内における上方空間Ｖに流れ込む。その結果、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積が減少し、洗浄槽１内における気圧が復圧される。
【００８８】
ステップＳ４２において、上記各実施形態同様に、復圧後の洗浄槽１内において、外部環境の気圧に近い値に復圧できる。ステップＳ４２において、蓋２に設けられた圧力開放弁５が閉じられ、かつ、減圧機構８が動作していない状態である。このため、ステップＳ４２が実行される間、洗浄槽１内と外部環境との気体の交換はない。言い換えれば、ステップＳ４２が実行されている間、洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、上方空間Ｖの容積を減少させる動作のみで、洗浄槽１内の気圧を復圧できる。
【００８９】
本実施形態に係る洗浄方法では、上記の各実施形態同様に、洗浄液Ｌに超音波が継続して印加される状態で、ステップＳ３２およびステップＳ４２を繰り返し数回実行されてもよい。なお、ステップＳ３２およびステップＳ４２が繰り返し数回実行される場合、洗浄槽１内の気圧が復圧された状態で、一旦変形機構３０で洗浄槽１の変形部１ｂを引っ張って変形させる操作を行ってから、減圧機構８を動作させる方法で、再度洗浄槽１内を減圧させることができる。
以上で、ステップＳ４２が終了する。
【００９０】
その後、上記の各実施形態同様に、洗浄対象物Ｐの取り出し工程（ステップＳ５）が実行され、操作者は、洗浄対象物Ｐを洗浄槽１に貯留された洗浄液Ｌから取り出すことができる。
以上で、本実施形態に係る洗浄方法が終了する。
【００９１】
（作用）
以上説明したように、本実施形態に係る洗浄装置３００および洗浄装置３００を用いた洗浄方法によれば、洗浄装置３００の洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、洗浄槽１の変形部１ｂを変形させることで、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を減少させ、洗浄槽１内における気圧を復圧できる。このため、本実施形態に係る洗浄装置３００および洗浄装置３００を用いた洗浄方法によれば、超音波洗浄の工程において、外部環境の気体が洗浄液Ｌに溶け込むことを防げる。その結果、超音波洗浄の工程において、減圧工程および復圧工程を繰り返して洗浄時間が経過しても、超音波洗浄の効果を維持することができる。
【００９２】
（第４の実施形態）
以下、図５を参照し、本発明の第４の実施形態に係る洗浄装置４００の構成と、洗浄装置４００を用いた超音波洗浄方法を説明する。本実施形態に係る洗浄装置４００の構成について、上記各実施形態に係る洗浄装置の構成と異なる点を中心に説明する。本実施形態に係る洗浄装置４００の構成の説明において、上記第１の実施形態に係る洗浄装置１００と同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００９３】
（洗浄装置４００の構成）
図５には、本実施形態に係る洗浄装置４００の構成が示されている。図５（ａ）には、本実施形態に係る洗浄装置４００の初期状態および減圧工程後の状態が示されている。図５（ｂ）には、本実施形態に係る洗浄装置４００の復圧工程後の状態が示されている。
【００９４】
本実施形態に係る洗浄装置４００は、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに対して、超音波発生装置６が発する超音波を印加することにより、洗浄対象物Ｐを洗浄する構成を有する。本実施形態に係る洗浄装置４００は、上記各実施形態同様に、洗浄槽１と、蓋２と、超音波発生装置６と、蓋２に連結された減圧機構８と、制御部９とを備える。本実施形態に係る洗浄装置４００は、予備槽４０と、循環ポンプ６０と、洗浄槽１および予備槽４０を連結する管路に設けられた複数の弁５０，５１，５２，５３，５４，５５と、第１圧力開放弁５６と、第２圧力開放弁５７と、第１液面センサー７０と、第２液面センサー７１とをさらに備える点で、上記各実施形態の構成と異なる。
【００９５】
予備槽４０は、予備の洗浄液Ｌを貯留するために構成されている。予備槽４０は、具体的な構成が限定されず、洗浄槽１と同じ構成であってもよい。なお、予備槽４０は、後述する本実施形態に係る超音波洗浄方法の復圧工程において、洗浄槽１内に所望の給液量に合わせて容積を設定することができる。
本実施形態に係る洗浄装置４００の洗浄槽１と予備槽４０とは、複数の管路によって連結されている。第１圧力開放弁５６は、洗浄槽１の蓋２に連結されている。第１圧力開放弁５６を開放することで、洗浄槽１内と外部環境とを連通することができる。第２圧力開放弁５７は、予備槽４０に連結されている。第２圧力開放弁５７を開放することで、予備槽４０内と外部環境とを連通することができる。循環ポンプ６０は、洗浄槽１と予備槽４０との間の管路に設けられ、２つの槽に貯留された洗浄液Ｌを循環させる。
【００９６】
本実施形態に係る洗浄装置４００において、洗浄液Ｌは、洗浄槽１と予備槽４０との間の管路を経由して循環することができる。洗浄槽１と予備槽４０との間の管路に設けられた複数の弁５０，５１，５２，５３は、洗浄液Ｌの流路を決めるために設けられている。具体的に、弁５０，５３を開放し、弁５１，５２を閉める状態で、循環ポンプ６０を操作することで、図５（ａ）に示す矢印の方向に沿って、洗浄液Ｌを予備槽４０から洗浄槽１へ運搬することができる。一方、弁５１，５２を開放し、弁５０，５３を閉める状態で、循環ポンプ６０を操作することで、図５（ｂ）に示す矢印の方向に沿って、洗浄液Ｌを洗浄槽１から予備槽４０へ運搬することができる。
【００９７】
第１液面センサー７０は、洗浄槽１の蓋２と制御部９との両方に連結されて構成されている。第１液面センサー７０は、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面の状態を監視するために構成されている。具体的に、第１液面センサー７０は、循環ポンプ６０を用いて予備槽４０から洗浄槽１に洗浄液Ｌを運搬する過程において、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面が予め設定された第１閾値によって規定された高さに到達したかどうかを監視し続ける。この第１閾値は、本実施形態に係る洗浄装置４００を用いた超音波洗浄方法の復圧工程において、洗浄槽１内の復圧後の目標気圧値および洗浄液Ｌの種類などに基づいて決めることができる。第１液面センサー７０は、洗浄槽１内に貯留された洗浄液の液面Ｌが第１閾値に到達したことを検出すると、その検出結果を制御部９に送信する。制御部９は、第１液面センサー７０からの検出結果に基づいて、循環ポンプ６０の動作を停止する制御指令を循環ポンプ６０に出力し、あるいは、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面が所定の第１閾値に到達した旨を操作者に知らせて、操作者に循環ポンプ６０の停止を促すことができる。なお、本実施形態に係る洗浄装置４００において、洗浄槽１内の洗浄液Ｌの液面が第１閾値に到達した際、予備槽４０内の洗浄液Ｌの液面が最低値になる。
【００９８】
本実施形態に係る洗浄装置４００の第２液面センサー７１は、予備槽４０に連結されて構成されている。第２液面センサー７１は、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面の状態を監視するために構成されている。具体的に、第２液面センサー７１は、循環ポンプ６０を用いて洗浄槽１から予備槽４０に洗浄液Ｌを運搬する過程において、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が予め設定された第２閾値によって規定された高さに到達したかどうかを監視し続ける。この第２閾値は、具体的な数値が限定されず、洗浄液Ｌが予備槽４０から溢れ出すことがない高さに設定されればよい。第２液面センサー７１は、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が第２閾値に到達したことを検出すると、その検出結果を制御部９に送信する。制御部９は、第２液面センサー７１からの検出結果に基づいて、循環ポンプ６０の動作を停止する制御指令を循環ポンプ６０に出力し、あるいは、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が所定の第２閾値に到達した旨を操作者に知らせて、操作者に循環ポンプ６０の停止を促すことができる。
【００９９】
本実施形態に係る洗浄装置４００の弁５４は、予備槽４０と減圧機構８との間に設けられている。また、弁５５は、洗浄槽１と減圧機構８との間に設けられている。このため、弁５４，５５を開放することによって、減圧機構８を操作することで、洗浄槽１内および予備槽４０内に存在する気体を外部環境に排出し、洗浄槽１内および予備槽４０内を減圧させることができる。
【０１００】
本実施形態に係る洗浄装置４００において、洗浄槽１および予備槽４０の間に洗浄液Ｌを循環させることで、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面の高さ、すなわち、洗浄液Ｌの上方に位置する上方空間Ｖの容積を調整することができる。
具体的に、予備槽４０から洗浄槽１に洗浄液Ｌが供給されると、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面が上昇し、上方空間Ｖの容積が減少する。一方、洗浄槽１から予備槽４０に洗浄液Ｌが戻されると、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌの液面が降下し、上方空間Ｖの容積が増大する。上記各実施形態同様に、本実施形態に係る洗浄装置４００によれば、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を減少させることで、洗浄槽１内における気圧を復圧させることができる。
【０１０１】
（洗浄方法）
以下、本実施形態に係る洗浄装置４００を用いて洗浄対象物Ｐを超音波洗浄する方法を説明する。図２に示すように、本実施形態に係る洗浄方法は、準備工程（ステップＳ１３）、浸漬工程（ステップＳ２３）、減圧工程（ステップＳ３３）、復圧工程（ステップＳ４３）、および洗浄対象物Ｐの取り出し工程（ステップＳ５３）が、図２における矢印で示された順で実行することで行われる。
【０１０２】
本実施形態に係る洗浄方法の準備工程（ステップＳ１３）において、洗浄装置４００の第１圧力開放弁５６および第２圧力開放弁５７が開放され、洗浄装置４００の予備槽４０と洗浄槽１とが外部環境に連通される状態になる。操作者は、洗浄槽１および予備槽４０のそれぞれに洗浄液Ｌを入れる。この際、洗浄装置４００の複数の弁５０，５１，５２，５３，５４，５５が閉じられており、減圧機構８および循環ポンプ６０が動作していない。なお、ステップＳ１３が実行される前に、予め洗浄液Ｌを洗浄槽１および予備槽４０に貯留してもよい。
【０１０３】
ステップＳ１３において、洗浄槽１には、洗浄槽１から溢れることがなく、かつ、洗浄対象物Ｐを完全に浸漬できる程度の洗浄液Ｌが貯留されればよい。同時に、洗浄装置４００の予備槽４０には、例えば、上記第２閾値が示した液面の高さまで洗浄液Ｌが貯留されてもよい。
以上で、ステップＳ１３が終了する。
【０１０４】
ステップＳ１３の後、洗浄対象物Ｐが洗浄装置４００の洗浄槽１に貯留された洗浄液Ｌに浸漬される浸漬工程（ステップＳ２３）が実行される。ステップＳ２３において、操作者は、洗浄対象物Ｐが洗浄槽１内の洗浄液Ｌ内に浸漬されたことを確認すると、蓋２で洗浄槽１の開口部１ａを覆ってから、洗浄装置４００の第１圧力開放弁５６と第２圧力開放弁５７との両方を閉める。その結果、図５（ａ）に示すように、洗浄装置４００の洗浄槽１および予備槽４０の内部は、外部環境から気密に密閉した状態になる。
【０１０５】
ステップＳ２３において、減圧機構８および超音波発生装置６は、動作していない。そのため、洗浄槽１内および予備槽４０内における気圧は、外部環境の大気圧に一致している。
以上で、ステップＳ２３が終了する。
【０１０６】
本実施形態において、ステップＳ２３が終了した時点で、超音波発生装置６が発生した超音波を洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに印加してもよい。なお、本実施形態において、後述する減圧工程（ステップＳ３３）と復圧工程（ステップＳ４３）に亘って、超音波が洗浄槽1内に貯留された洗浄液Ｌに印加し続けてもよい。
【０１０７】
ステップＳ２３の後、本実施形態に係る洗浄方法の減圧工程（ステップＳ３３）が実行される。ステップＳ３３において、洗浄槽１内および予備槽４０内が外部環境から気密に密閉された状態で、洗浄装置４００の弁５４，５５が開放され、減圧機構８が動作することにより、洗浄槽1内における上方空間Ｖに存在する気体と、予備槽４０内における上方空間に存在する気体との両方が外部環境に排出される。その結果、洗浄槽1内および予備槽４０内における気圧（第２の気圧）は、外部環境の大気圧より低い値になる。すなわち、ステップＳ３３において、洗浄装置４００の洗浄槽１内および予備槽４０内は、減圧される。上記各実施形態同様に、ステップＳ３３が実行されると、洗浄装置４００の洗浄槽１内および予備槽４０内におけるゲージ圧は、例えば−９５ｋＰａに減圧されてもよい。このため、ステップＳ３３が実行されると、洗浄槽１内の上方空間Ｖおよび予備槽４０内の上方空間は、真空に近い状態になる。
また、上記各実施形態同様に、洗浄槽１内の上方空間Ｖにおける減圧後の気圧の目標値は、洗浄液Ｌの種類に合わせて適宜設定されることができる。ただし、減圧機構８によって洗浄槽１内の気圧が目標値まで減圧されても、貯留された洗浄液Ｌが蒸発しないことが必要である。
【０１０８】
ステップＳ３３において、制御部９は、気圧計７より洗浄槽１内の気圧値を取得し、洗浄槽内の上方空間Ｖにおける気圧が目標値に達する状態が一定の時間で維持されたことを判定すると、減圧機構８の動作が停止される。減圧機構８の動作が停止されると、減圧機構８によって洗浄槽１内および予備槽４０と外部環境との気体の交換も停止される。この際、洗浄装置１００の洗浄槽１および予備槽４０は、洗浄槽１内は外部環境から気密に密閉されている。
以上で、ステップＳ３３が終了する。
【０１０９】
ステップＳ３３の後、本実施形態に係る洗浄方法の復圧工程（ステップＳ４３）が実行される。
ステップＳ４３において、洗浄装置４００の循環ポンプ６０を用いて、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌを洗浄槽１に供給することで、洗浄槽１内における気圧を復圧する。具体的に、ステップＳ４３において、洗浄装置４００の弁５０，５３を開放し、循環ポンプ６０を操作することで、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌが図５（ａ）に示す矢印の流路に沿って洗浄槽１内に供給される。このため、洗浄槽１内における洗浄液Ｌの液面が上昇し、洗浄槽１内における上方空間Ｌの容積が減少する。その結果、洗浄槽１内における気圧（第３の気圧）が復圧される。洗浄槽１内に浸漬された洗浄対象物Ｐは、超音波が印加された洗浄液Ｌによって洗浄される。
なお、この際、洗浄装置４００の弁５１，５２，５４，５５が閉めた状態を維持し、洗浄槽１内および予備槽４０内は、外部環境から気密に密閉された状態が維持される。
【０１１０】
ステップＳ４３において、第１液面センサー７０は、洗浄槽１内における洗浄液Ｌの液面が第１閾値に示す液面の高さに到達したか否かを判定する。第１液面センサー７０は、洗浄液Ｌの液面が第１閾値に示す液面の高さに到達したと判定すると、その結果を制御部９に出力する。制御部９は、第１液面センサー７０からの判定結果に基づいて、循環ポンプ６０の動作を停止する。この際、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積が減少され、洗浄槽１内における気圧が復圧される。このため、本実施形態に係る洗浄装置４００において、予備槽４０、複数の弁５０，５１，５２，５３、および循環ポンプの組み合わせによって、復圧装置が構成されている。
本実施形態において、復圧後の洗浄槽１内における気圧は、外部環境の大気圧に近い気圧値に復圧できる。例えば、本実施形態において、復圧後の洗浄槽１内の気圧は、例えば、−５ＫＰａ〜−１０ＫＰａの範囲内であってもよい。
以上で、ステップＳ４３が終了する。
【０１１１】
本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ４３において、洗浄槽１内および予備槽４０内における密閉状態が維持されている。すなわち、ステップＳ４３の復圧工程において、外部環境から気体を導入せず、洗浄液Ｌを予備槽４０から洗浄槽１に供給し、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を減少することで、洗浄槽1内における気圧を復圧できる。このため、ステップＳ４３の復圧工程において、外部環境からの気体が洗浄液Ｌに溶存し、超音波の伝播を阻害する現象を抑制することができる。その結果、本実施形態に係る洗浄方法のステップＳ４３において、超音波洗浄の効果を維持することができる。
【０１１２】
本実施形態に係る洗浄方法において、上記各実施形態同様に、減圧工程（ステップＳ３３）および復圧工程（ステップＳ４３）を繰り返して数回行ってもよい。本実施形態において、復圧工程の後に再度減圧工程を行う際、循環ポンプ６０を用いて、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌを予備槽４０に一旦戻してから、洗浄装置４００の弁５４，５５を開放し、減圧機構８で再度洗浄槽１および予備槽４０における気体を排出することで、減圧することが可能である。
【０１１３】
ステップＳ４３の後、本実施形態に係る洗浄方法の洗浄対象物の取り出し工程（ステップＳ５３）が実行される。
ステップＳ５３において、超音波発生装置６を停止する。このため、ステップＳ５３において、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌに、超音波が印加することはない。超音波発生装置を停止してから、操作者は、第１圧力開放弁５６を開放することで、洗浄槽１内と外部環境との密閉状態が解除され、洗浄槽１内と外部環境とが連通される。
【０１１４】
洗浄槽１内と外部環境とが連通状態になると、操作者は、洗浄装置４００の弁５１，５２を開放し、循環ポンプ６０を操作することで、図５（ｂ）に示す矢印方向の流路に沿って、洗浄槽１内に貯留された洗浄液Ｌが予備槽４０に戻される。
この過程において、洗浄装置４００の第２液面センサー７１は、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が第２閾値によって規定された高さに到達したかどうかを監視し続ける。第２液面センサー７１は、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が第２閾値に到達したことを検出すると、その検出結果を制御部９に送信する。制御部９は、第２液面センサー７１からの検出結果に基づいて、循環ポンプ６０の動作を停止する制御指令を循環ポンプ６０に出力し、あるいは、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が所定の第２閾値に到達した旨を操作者に知らせる。
【０１１５】
ステップＳ５３において、予備槽４０内に貯留された洗浄液Ｌの液面が第２閾値に到達すると、操作者は、循環ポンプ６０を停止する。その後、操作者は、適宜の取り出し冶具を用いて、洗浄槽１に貯留された洗浄液Ｌに浸漬された洗浄対象物Ｐを外部に取り出す。
以上で、ステップＳ５３が終了し、本実施形態に係る洗浄方法が終了する。
【０１１６】
（作用）
本実施形態に係る洗浄装置４００および洗浄装置４００を用いた洗浄方法によれば、洗浄装置４００の洗浄槽１内に外部環境の気体を導入せず、予備槽４０から洗浄槽１内に洗浄液Ｌを供給することで、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を減少させ、洗浄槽１内における気圧を復圧できる。このため、上記各実施形態同様に、本実施形態に係る洗浄装置４００および洗浄装置４００を用いた洗浄方法によれば、超音波洗浄の工程において、外部環境の気体が洗浄液Ｌに溶け込むことを防げる。その結果、超音波洗浄の工程において、減圧工程および復圧工程を繰り返して洗浄時間が経過しても、超音波洗浄の効果を維持することができる。
また、本実施形態に係る洗浄装置４００および洗浄装置４００を用いた洗浄方法によれば、洗浄槽１と予備槽４０との間において、洗浄液Ｌを循環させる過程において、第１液面センサー７０および第２液面センサー７１を用いて洗浄槽１および予備槽４０における洗浄液Ｌの液面の状況をそれぞれ検出し、その検出結果を制御部９に出力する。本実施形態に係る洗浄装置４００がこのように構成されることで、制御部９を用いて、超音波洗浄方法における減圧工程および復圧工程を完全に自動化することが期待出来る。その結果、減圧工程および復圧工程のタイミングを最適化することで、超音波洗浄方法の洗浄効果を最大化できる。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
また、上述の各実施形態及び変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【０１１８】
上述の第１の実施形態において、洗浄装置１００の復圧装置のピストン４がシリンダ３内に上下運動することで、上方空間Ｖの容積を調整する例を説明した。ただし、本発明の洗浄装置は、ピストン４がシリンダ３に対して相対移動することによって上方空間Ｖの容積を調整できればよく、ピストン４がシリンダ３に対して相対移動する方向および方式は特に限定されない。
【０１１９】
上述の第３の実施形態において、洗浄装置３００の復圧装置において、変形機構３０が変形部１ｂを引っ張ることにより、変形部１ｂが洗浄槽１の外周方向へ突出して変形する状態を維持する例を説明した。ただし、本発明の洗浄装置は、変形部１ｂが変形することで、洗浄槽１内における上方空間Ｖの容積を調整できればよく、変形部１ｂが洗浄槽１の外周方向へ突出する構成に限定されない。
【０１２０】
上述の各実施形態において、洗浄槽１内における減圧工程および復圧工程は、制御部９の制御および操作者の操作によって実現する例を説明した。ただし、本発明の洗浄装置は、洗浄の条件および方法をプログラムに具体化し、制御部９のプロセッサーに実行させることで、減圧工程および復圧工程を自動化することも可能である。
なお、上述の各実施形態に記載された各形状において、数学的な理想形状からの現実における逸脱があっても許容されるものであり、本願発明の思想に含まれることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【０１２１】
１００，２００，３００，４００  洗浄装置
１  洗浄槽
１ａ  開口部
１ｂ  変形部
２，２Ａ  蓋
３  シリンダ
４  ピストン
５  圧力開放弁
６  超音波発生装置
７  圧力計
８  減圧機構（減圧装置）
９  制御部（制御装置）
２０  駆動部
３０  変形機構
４０  予備槽
５０，５１，５２，５３，５４，５５  弁
５６  第１圧力開放弁
５７  第２圧力開放弁
６０  循環ポンプ
７０  第１液面センサー
７１  第２液面センサー
Ｌ  洗浄液
Ｐ  洗浄対象物
Ｖ  上方空間
【図１】
2020006287.tif 000003
【図２】
2020006287.tif 000004
【図３】
2020006287.tif 000005
【図４】
2020006287.tif 000006
【図５】
2020006287.tif 000007