(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄槽を収容する間接槽を有し、前記間接槽の底部に加えられ間接槽用液を伝わってきた超音波が透過する超音波透過板が前記洗浄槽の底部に設けられている超音波洗浄装置において、前記洗浄槽の水位と同じ水位の前記間接槽用液を収容可能な大きさの間接槽を有し、前記洗浄槽の洗浄液の水位と前記間接槽の間接槽用液の水位を常にほぼ同じに保つ水位保持手段を有することを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項２】
前記水位保持手段が、
前記洗浄槽と前記間接槽の液の水位をそれぞれ検知する水位検知手段と、
前記間接槽へ流入する間接槽用液の量を制御する間接槽用液給液量制御手段と、
前記間接槽から流出する間接槽用液の量を制御する間接槽用液排液量制御手段と、
前記両水位検知手段によって検出された前記洗浄液の水位と前記間接槽用液の水位が常にほぼ同じに保たれるように前記間接槽用液給液量制御手段と前記間接槽用液排液量制御手段の少なくとも１つを制御する制御回路とからなる請求項１記載の超音波洗浄装置。
【請求項３】
前記水位保持手段が、
前記洗浄槽と前記間接槽の液の水位をそれぞれ検知する水位検知手段と、
前記洗浄槽へ流入する洗浄液の量を制御する洗浄液給液量制御手段と、
前記洗浄槽から流出する洗浄液の量を制御する洗浄液排液量制御手段と、
前記両水位検知手段によって検出された前記洗浄液の水位と前記間接槽用液の水位が常にほぼ同じに保たれるように前記洗浄液給液量制御手段と前記洗浄液排液量制御手段の少なくとも１つを制御する制御回路とからなる請求項１記載の超音波洗浄装置。
【請求項４】
前記間接槽用液給液量制御手段または前記間接槽用液排液量制御手段または前記洗浄液給液量制御手段または前記洗浄液排液量制御手段がポンプである請求項２または３記載の超音波洗浄装置。
【請求項５】
前記間接槽用液給液量制御手段または前記間接槽用液排液量制御手段または前記洗浄液給液量制御手段または前記洗浄液排液量制御手段が弁である請求項２または３記載の超音波洗浄装置。
【請求項６】
前記水位検知手段が超音波式液面センサである請求項２または３記載の超音波洗浄装置。
【請求項７】
前記超音波透過板がフィルム状の材質である請求項１から６のいずれか１項記載の超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄槽を収容する間接槽を有し、前記間接槽の底部に加えられ間接槽用液を伝わってきた超音波が透過する超音波透過板が前記洗浄槽の底部に設けられている超音波洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３はこの種の超音波洗浄装置の従来例の構造を示す縦断面図である。
【０００３】
この従来の超音波洗浄装置は洗浄液２と洗浄槽３と間接槽用液４と洗浄液給排口５と間接槽３６と超音波透過板７と給液パイプ８と振動子１０と振動板１１と高周波電源１２とからなる。
【０００４】
間接槽３６は、間接槽用液４を収容する。洗浄槽３は、間接槽３６の中の間接槽用液４に所定の位置まで浸漬され、洗浄液２を収容する。洗浄液２は、超音波により被洗浄物１を洗浄する。洗浄液給排口５は、洗浄槽３に対し洗浄液２の給液・排液を行なう。給液パイプ８は、間接槽３６に間接槽用液４を給液する。高周波電源１２は、振動子１０に電力を供給する。振動子１０は、振動板１１の下側に密着して設けられていて、高周波電源１２から供給された電力により振動する。振動板１１は、間接槽３６の底部に設けられていて、振動子１０からの振動を間接槽用液４に伝える。超音波透過板７は、洗浄槽３の底部に設けられていて、間接槽用液４を伝わってきた超音波を透過させ洗浄液２に伝える。
【０００５】
この超音波洗浄装置で被洗浄物１を洗浄する際は、洗浄槽３を間接槽３６の中の所定の位置に設置した後、間接槽３６の中に給液パイプ８より間接槽用液４を給液し、洗浄槽３の中に洗浄液給排口５より洗浄液２を給液する。このとき間接槽３６の容量以上の間接槽用液４は間接槽３６の上部より流れ落ちる。そして、被洗浄物１を洗浄液２の中に浸した後、高周波電源１２より振動子１０に電力を供給し振動子１０を振動させることにより振動板１１を振動させる。振動板１１から発生した超音波は、間接槽用液４を伝わり超音波透過板７を透過し洗浄液２に伝わり被洗浄物１を振動させる。被洗浄物１は、洗浄液２の中で振動することにより洗浄される。
【０００６】
この従来の超音波洗浄装置では、超音波洗透過板７には、洗浄液２の水圧が上側から、間接槽用液４の水圧が下側から加わっている。ここで、間接槽３６の側壁は洗浄液２の水位より低いため、間接槽用液４の水位は常に洗浄液２の水位より下になり、上側からの水圧の方が強くなり超音波透過板７には下側に押される力が常時加わる。
【０００７】
この超音波洗浄装置において、超音波の透過をよくするため、振動板１１および超音波透過板７の板厚は、超音波の共振長であるλ／２（λは超音波の波長）となっている。例えば、石英ガラスを用いた場合、λ／２は用いる超音波の周波数が１ＭＨｚの場合で３ｍｍ、２ＭＨｚで１．５ｍｍ、３ＭＨｚで１．０ｍｍとなる。
【０００８】
また、半導体プロセスにおいては、洗浄度を高めるためメガソニック帯域（１ＭＨｚ以上の周波数帯域）の超音波を用いた洗浄装置が重要になる。そのためには超音波の高周波数化が必要となるが、超音波が高周波数化するにつれ超音波透過板７の板厚は薄くする必要がある。
【０００９】
現在使用されている超音波の周波数は１ＭＨｚ程度であるが、今後は洗浄度を高めるために、２ＭＨｚ以上の周波数が必要となることが予想される。しかし、超音波透過板７の板厚を薄くすれば強度が低くなり、洗浄液２と間接槽用液４の水位差が大きい場合、２つの液の水圧差に耐えきれなくなり破損してしまう。
【００１０】
また、大きな被洗浄物１を洗浄するためには大きな超音波洗浄装置が必要となるが、この場合では洗浄液２の量も大きくなるため超音波透過板７にかかる負荷はますます大きくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の超音波洗浄装置では、洗浄槽と間接槽の深さが異なるため、洗浄液と間接槽用液の水位を同じにできず、超音波透過板には常に水圧差による負荷がかかり、場合によっては超音波透過板が破損してしまうという問題点があり、また、超音波洗浄装置を大きくすると超音波透過板にかかる水圧差による負荷がさらに大きくなるため、超音波洗浄装置を大型化できないという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、超音波透過板に水圧差による負荷がかからない超音波洗浄装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の超音波洗浄装置は、洗浄槽の水位と同じ水位の間接槽用液を収容可能な大きさの間接槽を有し、洗浄槽の洗浄液の水位と間接槽の間接槽用液の水位を常にほぼ同じに保つ水位保持手段を有する。
【００１４】
本発明は、間接槽と洗浄槽の水位が常に同じになるようにして、超音波透過板に負荷をかけないようにしたものである。したがって、超音波透過板を薄くすることができる。
【００１５】
本発明の実施態様によれば、前記水位保持手段が、
前記洗浄槽と前記間接槽の液の水位をそれぞれ検知する水位検知手段と、
前記間接槽へ流入する間接槽用液の量を制御する間接槽用液給液量制御手段と、
前記間接槽から流出する間接槽用液の量を制御する間接槽用液排液量制御手段と、
前記両水位検知手段によって検出された前記洗浄液の水位と前記間接槽用液の水位が常にほぼ同じに保たれるように前記間接槽用液給液量制御手段と前記間接槽用液排液量制御手段の少なくとも１つを制御する制御回路とからなる。
【００１６】
また、本発明の他の実施態様によれば、前記水位保持手段が、
前記洗浄槽と前記間接槽の液の水位をそれぞれ検知する水位検知手段と、
前記洗浄槽へ流入する洗浄液の量を制御する洗浄液給液量制御手段と、
前記洗浄槽から流出する洗浄液の量を制御する洗浄液排液量制御手段と、
前記両水位検知手段によって検出された前記洗浄液の水位と前記間接槽用液の水位が常にほぼ同じに保たれるように前記洗浄液給液量制御手段と前記洗浄液排液量制御手段の少なくとも１つを制御する制御回路とからなる。
【００１７】
また、本発明の他の実施態様によれば、前記間接槽用液給液量制御手段または前記間接槽用液排液量制御手段または前記洗浄液給液量制御手段または前記洗浄液排液量制御手段がポンプである。
【００１８】
また、本発明の他の実施態様によれば、前記間接槽用液給液量制御手段または前記間接槽用液排液量制御手段または前記洗浄液給液量制御手段または前記洗浄液排液量制御手段が弁である。
【００１９】
また、本発明の他の実施態様によれば、前記水位検知手段が超音波式液面センサである。
【００２０】
本発明は、水位検知手段により水位を自動的に検知し、液量の制御を制御回路により行なうので、通常洗浄時はもちろん、液交換時などの場合にも超音波透過板を破損することが無くなる。
【００２１】
また、本発明の他の実施態様によれば、前記超音波透過板がフィルム状の材質である。
【００２２】
本発明は、間接槽と洗浄槽の水位が常に同じになるようにして、超音波透過板に負荷をかけないようにし、超音波透過板にフィルム状の材質を使用するようにしたものである。したがって、超音波透過板の製作が容易になり超音波の透過率が向上し、また洗浄槽を軽量化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１（ａ）、図１（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施形態の超音波洗浄装置の縦断面図、上面図、図２は本発明の第２の実施形態の超音波洗浄装置の流量制御回路のブロック図である。図３中と同番号は同じ構成要素を示す。
【００２４】
本実施形態の超音波洗浄装置は、従来の超音波洗浄装置に対し、給液パイプ８に給液弁１３が設けられ、間接槽用液４を排液するための排液口９が間接槽６の底部に設けられ、洗浄液２と同じ水位の間接槽用液４を収容できるようにしたものである。
【００２５】
間接槽６は、洗浄液２と同じ水位の間接槽用液４を収容できるような深さを有し、また、間接槽用液４を排液するための排液口９をその底部に備えている。また、排液口９には、排液弁１４が設けられていて、排液する間接槽用液４の液量を調整できるようになっている。また、給液弁１３は、給液パイプ８が給液する間接槽用液４の液量を調整できるようになっている。
【００２６】
実際に被洗浄物１を洗浄する際は、まず、洗浄槽３を振動板１１と直接接触しないように間接槽内６に設置する。次に、給液弁１３を開き、間接槽６に純水等の液体を間接槽用液４として給液パイプ８より給液し、洗浄槽３に洗浄液２を洗浄液給排口５を通して給液する。この際、間接槽６と洗浄槽３の水位が常に同水位となるように給液弁１３の液量を常に調整し、間接槽用液４の給液量を調整しながら給液する。そして、間接槽６の最大容量まで間接槽用液４が満たされたところで給液を停止することにより、間接槽用液４と洗浄液２は同水位のまま、洗浄槽３にも所定の水位まで洗浄液２が満たされる。
【００２７】
また、排液時にも同様にして、洗浄液２を洗浄液給排口５より排液し、２つの液が同水位になるように、間接槽用液４の排液量を排液弁１４により調整しながら排液口９より排液することにより、超音波透過板７に負荷をかけずに全ての洗浄液２と間接槽液４を排液することができる。
【００２８】
このことにより、給液・排液中と通常使用時を通して超音波透過板７の上側と下側に加えられる水圧は常に一定となり、超音波透過板７に負荷がかかることがない。
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態の超音波洗浄装置の流量制御回路のブロック図である。
【００２９】
本実施形態の超音波洗浄装置は、第１の実施形態の超音波洗浄装置に対し、超音波式液面センサ２１と、マイクロコンピュータ２２と、給液弁制御回路２４と、排液弁制御回路２５が設けられたものである。
【００３０】
超音波式液面センサ２１は、洗浄液２と間接槽用液４の上部にそれぞれ設置され、それぞれの液の水位を検知し、その検知信号を出力する。マイクロコンピュータ２２は、超音波式液面センサ２１が出力した検知信号を入力し、給液弁制御回路２４と、排液弁制御回路２５にそれぞれ制御信号を出力し、洗浄液２と間接槽用液４の水位が常に同じになるように制御する。
【００３１】
給液弁制御回路２４は、マイクロコンピュータ２２からの制御信号により給液弁１３を制御し間接槽用液４の給液量を調節する。排液弁制御回路２５は、マイクロコンピュータ２２からの制御信号により排液弁１４を制御し間接槽用液４の排液量を調節する。
【００３２】
次に、本実施形態の動作について図２を参照して説明する。
【００３３】
ここで、超音波洗浄装置に洗浄液２と間接槽用液４を給液する場合、超音波式液面センサ２１は常に洗浄液２と間接槽用液４の水位を検知しマイクロコンピュータ２２に検知信号を出力し、マイクロコンピュータ２２は間接槽用液４の給液量を調節し２つの液の水位が同じになるように給液弁制御回路２４に対し制御信号を出力する。このことにより、２つの液が同水位のまま給液が行なわれる。また、排液する場合は間接槽用液４の水位が洗浄液２の水位と同じになるように、マイクロコンピュータ２２が、排液弁制御回路２５に制御信号を出力することにより２つの液が同水位のままで排液が行なわれる。
【００３４】
本実施形態では、給液弁１３と排液弁１４を制御することにより間接槽用液４の給液量と排液量を調整したが、弁のかわりにポンプを制御し液量を調整してもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、水位検知手段として超音波式液面センサ２１を用いたが、水位が検出できる水位センサのような他の手段でもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、間接槽用液４の液量を制御したが、同様にして洗浄液２の液量を制御して洗浄液２と間接槽用液４の水位を同じに保つようにしてもよい。
【００３７】
また、上記の第１と第２の実施形態において、超音波透過板７には負荷がかからないため、超音波透過板７の材質は石英ガラス等に限られず０．０３〜１ｍｍ程度のテフロン、ポリエチレン等のフィルム状の材質を使用してもよい。超音波透過板７をフィルム状とすることで、石英ガラス等を使用した場合に比べて超音波透過板７の製作が容易になるとともに超音波の透過率を向上することができ、また洗浄槽３を軽量化することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、下記のような効果を有する。
（１）洗浄液と間接槽用液の水位を常に同じに保つことにより超音波透過板にかかる水圧を同じにし負荷をかけないため、超音波透過板を薄くすることができ使用する超音波の周波数を高くすることができる。
（２）超音波透過板に負荷がかからないため、超音波洗浄装置を大型化することができる。
（３）超音波透過板に負荷がかからないため、超音波透過板にフィルム状の材質を使用することができ、超音波透過板の製作が容易になり超音波の透過率が向上し、また洗浄槽を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の超音波洗浄装置の縦断面図（図１（ａ））と上面図（図１（ｂ））である。
【図２】本発明の第２の実施形態の超音波洗浄装置の流量制御回路のブロック図である。
【図３】従来の超音波洗浄装置の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    被洗浄物
２    洗浄液
３    洗浄槽
４    間接槽用液
５    洗浄液給排口
６    間接槽
７    超音波透過板
８    給液パイプ
９    排液口
１０    振動子
１１    振動板
１２    高周波電源
１３    給液弁
１４    排液弁
２１    超音波式液面センサ
２２    マイクロコンピュータ
２４    給液弁制御回路
２５    排液弁制御回路
３６    間接槽
【図１】
0003665163.tif 000002
【図２】
0003665163.tif 000003
【図３】
0003665163.tif 000004