(57)【要約】【課題】蒸気乾燥後にワークの表面に残留した溶剤等を良好に乾燥することのできる乾燥方法を提供する。【解決手段】洗浄したワーク１００を、ＩＰＡ１２０を用いて乾燥する乾燥方法は、洗浄によってワーク１００に付着した水分をＩＰＡ１２０で置換する置換工程と、置換工程後のワーク１００を、蒸気乾燥槽５内に移動させてＩＰＡ１２０の蒸気中に留置する蒸気乾燥工程と、蒸気乾燥工程後に、ワーク１００を蒸気乾燥槽５の外に移動し、ワーク１００に対してドライ温風を当てる送風乾燥工程とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄したワークを、溶剤を用いて乾燥させる乾燥方法であって、
洗浄によって前記ワークに付着した水分を前記溶剤で置換する置換工程と、
前記置換工程後の前記ワークを、蒸気乾燥槽内に移動させて前記溶剤の蒸気中に留置する蒸気乾燥工程と、
前記蒸気乾燥工程後に、前記ワークを前記蒸気乾燥槽の外に移動し、前記ワークに対してドライ温風を当てる送風乾燥工程と、
を備えることを特徴とする乾燥方法。
【請求項２】
前記送風乾燥工程において、前記ドライ温風は、前記ワークの表面において、前記溶剤の沸点の４８パーセント以上の温度となるように当てられることを特徴とする請求項１に記載の乾燥方法。
【請求項３】
前記ワークは光軸を有する光学素子であり、
前記送風乾燥工程において、前記ドライ温風は、前記光軸と直交するように当てられることを特徴とする請求項１又は２に記載の乾燥方法。
【請求項４】
洗浄したワークを、溶剤を用いて乾燥させる乾燥装置であって、
溶剤を加熱して内部に前記溶剤の蒸気を含む空間を形成し、洗浄によって前記ワークに付着した水分と置換された前記溶剤を揮発させるための蒸気乾燥槽と、
前記蒸気乾燥槽の外部に設けられ、前記蒸気乾燥槽から搬送されたワークに対してドライ温風を当てる送風部を有する送風乾燥部と、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を洗浄した後の乾燥方法、及び当該乾燥方法を実行する乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗剤等を用いて各種のワークを洗浄し、純水等を用いてリンスした後の乾燥方法として、ワークに付着した純水等をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の溶剤や代替フロン等によって置換してから、置換された物質の蒸気が充満する環境下に移動させて、ワーク表面の置換物質を蒸発させることによって乾燥を行う、いわゆる蒸気乾燥と呼ばれる乾燥方法及び当該乾燥方法を行う乾燥装置が知られている。
【０００３】
蒸気乾燥の原理上、被洗浄物であるワークの熱容量が一定以上ないとワーク表面の物質を充分乾燥させることは困難である。このため、例えば径の小さい光学素子のような熱容量の小さいワークの場合、熱容量の不足によって、ワーク表面にＩＰＡ等が残留し、これが徐々に揮発することによって表面にしみが発生するという問題がある。この問題に関連して、除湿機を備えた乾燥装置（例えば、特許文献１参照。）や、蒸気環境を形成した蒸気槽の上方において送風を行う乾燥装置（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−９１３０号公報
【特許文献２】特許２８７９２９４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に記載の乾燥装置では、雰囲気の除湿が行われるだけで、ワーク表面の物質を積極的に乾燥させるわけではないので、しみ等の発生防止について十分な効果が得られない。
また、特許文献２に記載の乾燥装置においては、送風の本来の目的は溶剤蒸気の発散防止であり、ワーク等の被洗浄物には蒸気乾燥後に引き上げられる際に送風が一瞬当てられるのみであるので、やはり十分な効果が得られないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、蒸気乾燥後にワークの表面に残留した溶剤等を良好に乾燥することのできる乾燥方法及び当該乾燥方法を実行可能な乾燥装置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】
【０００７】
本発明の第１の態様は、洗浄したワークを、溶剤を用いて乾燥させる乾燥方法であって、洗浄によって前記ワークに付着した水分を前記溶剤で置換する置換工程と、前記置換工程後の前記ワークを、蒸気乾燥槽内に移動させて前記溶剤の蒸気中に留置する蒸気乾燥工程と、前記蒸気乾燥工程後に、前記ワークを前記蒸気乾燥槽の外に移動し、前記ワークに対してドライ温風を当てる送風乾燥工程とを備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明において、「ドライ温風」とは、乾燥が行われる空間の雰囲気より湿度が低く、かつ温度が高く調節された風を指す。また、「ワーク」とは、単独の部品、及び複数の部品が組み合わされた製品又は半製品を含む。
【０００９】
本発明の乾燥方法によれば、蒸気乾燥工程後のワークに、送風乾燥工程においてドライ温風が当てられることによって、ワーク表面等に残留した溶剤が速やかに気化してしみ等の発生が防止される。
【００１０】
前記送風乾燥工程において、前記ドライ温風は、前記ワークの表面において前記溶剤の沸点の４８パーセント以上の温度となるように当てられてもよい。この場合、残留した溶剤をより速やかに気化させることができる。
【００１１】
前記ワークは光軸を有する光学素子であり、前記送風乾燥工程において、前記ドライ温風は、前記光軸と直交するように当てられてもよい。この場合、光学面上の溶剤をより良好に気化させることができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、洗浄したワークを、溶剤を用いて乾燥させる乾燥装置であって、溶剤を加熱して内部に前記溶剤の蒸気を含む空間を形成し、洗浄によって前記ワークに付着した水分と置換された前記溶剤を揮発させるための蒸気乾燥槽と、前記蒸気乾燥槽の外部に設けられ、前記蒸気乾燥槽から搬送されたワークに対してドライ温風を当てる送風部を有する送風乾燥部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の乾燥装置によれば、蒸気乾燥槽で蒸気乾燥が行われたワークに対して送風乾燥部でドライ温風が当てられることにより、ワーク表面等に残留した溶剤が速やかに気化する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の乾燥方法及び乾燥装置によれば、蒸気乾燥後にワークの表面に残留した溶剤等を良好に乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の洗浄乾燥装置の構成を示す図である。
【図２】同洗浄乾燥装置の対象となるワーク及び保持具を示す図である。
【図３】同洗浄乾燥装置の蒸気乾燥槽及び送風乾燥部を示す図である。
【図４】ドライ温風のワーク表面における温度と、付着したＩＰＡの乾燥状態との関係を示した表である。
【図５】送風乾燥部における送風ノズルとワークとの位置関係を示す図である。
【図６】ドライ温風の設定温度と、送風ノズルとワークとの距離、風量、及びワーク表面におけるドライ温風の温度との関係の一例を示す表である。
【図７】本発明の第１実施形態の洗浄乾燥装置の蒸気乾燥槽及び送風乾燥部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態について、図１から図６を参照して説明する。図１は、本実施形態の乾燥方法を実行する乾燥装置を含む洗浄乾燥装置１の構成を示す図である。
洗浄乾燥装置１は、小径（例えば径が１０ミリメートル以下）の光学素子（以下、「ワーク」と称する。）を洗浄乾燥するものであり、洗剤を用いてワークを洗浄する洗浄槽２と、洗浄槽２で洗浄されたワークを純水でリンスするリンス槽３と、リンス後のワークに付着した水分を置換するためのＩＰＡが貯留された置換槽４と、ＩＰＡの蒸気乾燥を行う蒸気乾燥槽５と、蒸気乾燥後のワークに送風を行う送風乾燥部６とを備えている。
【００１７】
洗浄槽２、リンス槽３、及び置換槽４は、公知の構成のものが適宜使用されてよい。置換槽４には、ＩＰＡに代えて他の溶剤等が貯留されてもよい。上記の各機構間のワークの移動は、垂直方法及び水平方向に移動可能な第１ロボット７によって行われる。
【００１８】
図２は、光学素子であるワーク１００の搬送態様を示す図である。ワーク１００は、金属等が格子状に組まれて構成されたカゴ状の保持具１１０に保持された状態で洗浄及び乾燥が行われる。保持具１１１には、図２に平面図で示すように、ワーク１００を保持するための保持スペース１１１が複数形成されており、ワーク１００は、それぞれの保持スペース１１１に収容されている。
【００１９】
ワーク１００は光学面１０１を有し、光軸に直交する面が保持スペース１１１の対角線と平行（略平行を含む）となるように保持スペース１１１内に設置されている。そして、すべてのワーク１００は、光学面１０１が同じ方向を向くように保持具１１１に保持されている。
【００２０】
図３は、蒸気乾燥槽５及び送風乾燥部６を示す図である。蒸気乾燥槽５の内部には、溶剤であるＩＰＡ１２０が貯留されている。ＩＰＡ１２０は、ヒータ８によって加熱され、蒸気乾燥槽５内にＩＰＡ１２０の蒸気が滞留する。ＩＰＡ１２０の蒸気は、蒸気乾燥槽５の上部に設けられた冷却管９によって冷却されて液体に戻る。したがって、ＩＰＡ１２０の蒸気は冷却管９の高さまでの空間に滞留することになり、冷却管９とほぼ同じ高さに蒸気ラインＬが形成される。
【００２１】
送風乾燥部６は、ワーク１００が保持された保持具１１０を搬送するためのコンベア１０と、コンベア１０上に載置されたワーク１００に送風を行う送風ノズル（送風部）１１とを備えて構成されている。
コンベア１０は、保持されたワーク１００及び保持具１１０を乾燥後の工程を行う図示しない機構に搬送する。送風ノズル１１は、水平方向に移動可能であり、ワーク１００の上方から図示しない調整機構によって温度および湿度が一定に調整されたドライ温風ＤＷを吹きつける。
なお、本発明において、「ドライ温風」とは、ワーク１００の乾燥が行われる空間の雰囲気よりも湿度が低く、かつ温度が高くなるように調節された風と定義されるが、乾燥を良好に行うには、ドライ温風ＤＷの湿度が雰囲気より２０パーセントポイント以上低くなるように設定されるのが好ましい。例えば、雰囲気の湿度が５０パーセントであれば、ドライ温風ＤＷの湿度は３０パーセント以下に設定されるのが好ましい。
【００２２】
図４は、ドライ温風のワーク１００の表面における温度と、付着したＩＰＡの乾燥状態との関係を示した表である。図４に示すように、ドライ温風のワーク１００表面における温度が摂氏４０度（４０℃）以上のときに、ワーク表面にしみを発生させることなくＩＰＡが良好に乾燥された。ＩＰＡの沸点はおよそ８３℃であるので、少なくともワーク表面において使用される溶剤の沸点の４８％以上の温度でドライ温風が当てられれば良好に乾燥が行われると考えられる。また、ドライ温風の当該温度は、ワーク表面における温度が使用される溶剤の沸点以上の温度となるように設定されるとより好ましいが、洗浄するワークの材質等も考慮して適宜設定されてよい。例えば、ドライ温風のワーク１００表面における温度は、雰囲気の温度よりも高ければ、例えば使用される溶剤の沸点よりも低くてもよい。
【００２３】
ドライ温風ＤＷの温度は、送風ノズル１１の出口付近では上述した調整機構の設定値と等しい又は略等しいが、ワーク表面における温度は、図５に示す送風ノズル１１とワーク１００との距離Ｄや送風ノズル１１からの風量等によって変化し、必ずしも調整機構の設定値とは同一にならない。
図６は、調整機構によるドライ温風ＤＷの設定温度を１５０℃に設定し、距離Ｄ及び風量を変えた場合のワーク１００表面におけるドライ温風ＤＷの温度の変化の一例を示した表である。図６に示すように、距離Ｄが長くなるにつれてワーク表面における温度は低くなる。また、距離Ｄが同一であっても、風量が増加するにつれてワーク表面における温度は低くなる。したがって、ワーク表面におけるドライ温風ＤＷの目標温度を設定し、それが達成されるように調整機構の設定温度、距離Ｄ、風量等が適宜設定されるのが好ましいが、距離Ｄを１０センチメートル以下に設定すると、ドライ温風ＤＷの上記目標温度を制御しやすい。
【００２４】
蒸気乾燥槽５と送風乾燥部６との間の移動は、図１に示すように第１ロボット７とほぼ同様の構成の第２ロボット１２によって行われる。すなわち、蒸気乾燥槽５、送風乾燥部６、及び第２ロボット１２が一体となって乾燥装置として機能している。また、送風乾燥部６は、蒸気乾燥槽５とともに、ＩＰＡの蒸気に対する防爆処理が施された空間に設置されてもよいし、当該空間外に設置されてもよい。
【００２５】
上記のように構成された洗浄乾燥装置１の使用時の動作について説明する。
まず、ユーザは複数のワーク１００を上述のように保持具１１０に整列配置する。ワーク１００は、保持具１１０に保持された状態で、第１ロボット７によって、洗浄槽２、リンス槽３、及び置換槽４に順番に入れられる。そして、公知の方法で洗浄、リンスが行われ、リンス後にワーク１００及び保持具１１０に付着した純水は、置換槽４内で溶剤であるＩＰＡに置換される（置換工程）。
【００２６】
この時点で、図２に示すように、保持具１１０及びワーク１００には、多数のＩＰＡの液滴１２１が付着している。この中でも特にワーク１００に付着した液滴や、ワーク１００と保持具１１０とにまたがって付着している液滴１２１Ａのような液滴が速やかに乾燥されないと、ワーク１００の表面にしみ等が発生する原因となる。
【００２７】
置換槽４から引き出されたワーク１００は、第１ロボット７から第２ロボット１２に受け渡され、蒸気乾燥工程に入る。
蒸気乾燥工程について説明する。
保持具１１０に保持されたワーク１００は、第２ロボット１２によって蒸気乾燥槽５内の蒸気ラインＬよりも下方の位置に移動される。そして、ＩＰＡの蒸気乾燥が行われ、ワーク１００と保持具１１０に蒸気が結露し、液滴１２１、液滴１２１Ａと合体し、流れ落ちるが、表面張力により、液滴１２１、液滴１２１Ａは残ることになる。その後、蒸気ラインＬを越える時に、液滴１２１、液滴１２１Ａは、ワーク１００や保持具１１０の熱により揮発されていく（蒸気ラインＬより下では飽和蒸気状態のため、高温であっても揮発しない）。
【００２８】
所定時間経過後、ワーク１００は、第２ロボット１２によって蒸気乾燥槽５から引き上げられるが、ワーク１００が小径であるために熱容量が小さいので、液滴１２１を完全に気化させるだけの熱を供給できず、液滴１２１が完全に気化しきらずに残留していることがある。このような液滴１２１を除去するために送風乾燥を行う。
【００２９】
第２ロボット１２は、ワーク１００を送風乾燥部６に搬送し、コンベア１０上に載置する。そして、送風ノズル１１がワーク１００の上方を図５に示すように水平に移動しながら、下方のワーク１００に対して所定の温度及び湿度に設定されたドライ温風ＤＷを当てる（送風乾燥工程）。
【００３０】
このときワーク１００は、図２及び図５に示すように光軸が水平（略水平を含む）となるように保持具１１０に保持されているので、上方から当てられるドライ温風ＤＷは、ワーク１００の光軸に直交するように当てられ、光学面１０１に沿うようにして保持具１１０の下方に抜けていく。ドライ温風ＤＷが当てられることによって、残留していたＩＰＡの液滴１２１はドライ温風ＤＷから熱の供給を受けて気化する。また、ドライ温風ＤＷによって、ワーク１００の周囲の雰囲気におけるＩＰＡ蒸気の飽和許容量も増加し、よりＩＰＡが気化しやすくなる。これらの作用によって、ＩＰＡの液滴１２１は好適に乾燥されて完全に消失し、しみの発生が防止される。
送風乾燥終了後、コンベア１０は、ワーク１００及び保持具１１０を、次工程を行う装置に搬送する。
【００３１】
本実施形態の洗浄乾燥装置１を使用した上述の乾燥方法によれば、蒸気乾燥槽５において蒸気乾燥が行われたワーク１００は、速やかに送風乾燥部６に移動され、送風ノズル１１から所定の温度及び湿度に調整されたドライ温風ＤＷが当てられる。したがって、蒸気乾燥において気化しきらなかったＩＰＡの液滴１２１が残留していた場合でもドライ温風ＤＷによって速やかに気化されるので、ワーク１００の表面にしみを発生させずに好適な乾燥を行うことができる。
【００３２】
また、ドライ温風ＤＷがワーク１００の光軸に直交するように当てられるので、ドライ温風は光学面１０１に沿うように流れて保持具１１０の下方に抜けていく。このため、光学面１０１にムラなくドライ温風ＤＷが当てられる。したがって、ワークとしての光学素子の品質を大きく左右する光学面１０１のしみの発生をより好適に防止することができる。
【００３３】
さらに、水平方向に整列した状態で保持具１１０に保持されたワーク１００に対して、その整列方向と直交（略直交を含む）する上下方向にドライ温風ＤＷが当てられるので、仮に液滴１２１がドライ温風ＤＷによって吹き飛ばされても、液滴１２１の吹き飛ばされる方向にはワーク１００が存在しない。したがって、吹き飛ばされた溶剤の液滴が他のワークに付着することがなく、送風乾燥工程において、あるワークに付着していた液滴が隣接する他のワークに付着することによるしみの発生を防止することができる。
【００３４】
加えて、蒸気乾燥後のワーク１００が蒸気乾燥槽５の外に移動された後でドライ温風ＤＷが当てられるので、ドライ温風ＤＷによって蒸気乾燥槽５の内部に影響を与えることがない。したがって、蒸気乾燥槽５内の気流の乱れによって蒸気ラインＬが乱れることがなく、ＩＰＡ１２０の蒸気が蒸気ラインＬよりも上方に逃げることによる爆発のリスク等を増加させずに、良好にワーク１００の乾燥を行うことができる。
【００３５】
本実施形態においては、コンベア１０上のワークに対して送風ノズル１１が移動しながらドライ温風を当てる例を説明したが、これに代えて、送風ノズル１１を固定し、コンベア１０を動作させることによって、送風ノズル１１をワーク１００に対して相対移動するように構成してもよい。このようにすると、ワーク１００は搬送されながら送風乾燥されることになるので、送風乾燥工程から次工程に移るまでの時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態について、図７を参照して説明する。本実施形態における乾燥方法と、上述の第１実施形態の乾燥方法との異なるところは、ドライ温風の当て方である。なお、上述の第１実施形態と共通する構成には、同一の符号を付して共通する説明を省略する。
【００３７】
図７は本実施形態の洗浄乾燥装置２１の蒸気乾燥槽５及び送風乾燥部２２を示す図である。送風乾燥部２２には、送風ノズル１１に代えて、保持具１１０の上面全体をカバーする程度の開口面積を有する吹出し口（送風部）２３が設けられている。
【００３８】
蒸気乾燥装置２１を用いた乾燥の手順について説明する。第１実施形態と同様の方法で蒸気乾燥が行われたワーク１００及び保持具１１０は、図示しない第２ロボット１２によって蒸気乾燥槽５から引き上げられ、送風乾燥部６のコンベア１０上に載置される。
【００３９】
ワーク１００及び保持具１１０はコンベア１０によって吹出し口２３の下方まで移動する。そして、吹出し口２３からドライ温風ＤＷがすべてのワーク１００に対して一度に当てられる。残留したＩＰＡの液滴が消失した後、ワーク１００及び保持具１１０は、コンベア１０によって次工程を行う機構に搬送される。
【００４０】
本実施形態の乾燥方法においても、上述の第１実施形態の乾燥方法と同様の効果を得ることができる。
また、すべてのワーク１００に対して一度にドライ温風ＤＷが当てられるので、吹出し口２３に移動機構等を設ける必要がなく、装置の構成を簡素にすることができるとともに、送風乾燥工程に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる。さらに、ドライ温風ＤＷが一度に広範囲に当てられるので、ワーク１００の周囲の雰囲気におけるＩＰＡ蒸気の飽和許容量がより大きく上昇し、かつ、複数のワーク１００に対してドライ温風ＤＷが当たる時間差および温度差が無いため、より良好に残留液滴の乾燥を行うことができる。
【００４１】
本実施形態においては、単一の吹出し口２３が、移動せずにワーク１００に対してドライ温風ＤＷを当てる例を説明したが、これに代えて、各々が保持スペース１１１程度の開口面積を有する吹出し口を複数整列配置し、各々の吹出し口から各保持スペース１１１に保持されたワーク１００に対してドライ温風が当てられてもよい。このようにすると、各ワークにより効率的にドライ温風を当てることができ、より良好に送風乾燥を行うことができる。また、ドライ温風の流量や目標温度の制御もより容易となる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４３】
例えば、上述の各実施形態においては、ワークが水平方向に整列して保持具に配置され、ドライ温風がワークの上方から下方に向かって垂直（略垂直を含む）に当てられる例を説明したが、これに代えて、ワークが垂直方向に整列して保持具に配置され、ドライ温風が水平（略水平を含む）に当てられてもよい。このようにしても、残留したＩＰＡ等の溶剤の液滴が吹き飛ばされるドライ温風の下流側にはワークが存在しないので、同様に吹き飛ばされた液滴が他のワークに付着することによるしみの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、２１  洗浄乾燥装置
５  蒸気乾燥槽
６、２２  送風乾燥部
１１  送風ノズル（送風部）
２３  吹出し口（送風部）
１００  ワーク
１０１  光学面
１２０  イソプロピルアルコール（溶剤）
【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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