(57)【要約】【課題】  水系洗浄であっても、リンスを不要にして、被洗浄物の表面に付着したパーティクルを除去することができ、洗浄時間を短縮することができる洗浄装置および洗浄方法を提供すること。【解決手段】  本実施形態に係る洗浄方法は、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に溶解させた機能水３を配した洗浄槽５中に、レンズ２を浸漬して超音波を照射する浸漬・照射工程と、機能水３が表面に付着した状態のレンズ２をそのまま回転モータ７により回転して乾燥する乾燥工程とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を用いて被洗浄物表面に付着した汚れを洗浄する洗浄方法であって、
二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に溶解させた機能水を配した洗浄槽中に、被洗浄物を浸漬して超音波を照射する浸漬・照射工程と、
前記機能水が付着した状態の前記被洗浄物を回転して乾燥する乾燥工程とを備えていることを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記機能水の前記二酸化炭素、前記オゾン、前記水素に係る合計濃度が０．１０ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記乾燥工程における前記被洗浄物の回転速度が５００ｒ／ｍｉｎ以上、かつ、乾燥時間が１２０秒以下であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項４】
水を用いて被洗浄物表面に付着した汚れを洗浄する洗浄装置であって、
二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも一つを純水に溶解させた機能水と、
該機能水が配される洗浄槽と、
該洗浄槽に配された超音波振動子と、
前記被洗浄物を回転させる回転機構とを備えていることを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス等の被洗浄物に付着したパーティクル等の除去を行うために機能水を用いる洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ、プリズム等の光学素子の製造では、光学素子の表面に光学薄膜をコーティングする前や光学部品の組み立て前に、表面に付着したゴミ、埃、手脂、油分等を除去するための洗浄を行っている。この洗浄工程では、アルカリ洗剤洗浄、純水リンス、温風乾燥の順で光学素子を数多くの洗浄槽に順次浸漬して行っている。この際、親油性溶剤、乳化剤、市水、洗剤、純水、温風乾燥のような洗浄方法も取られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この際、各洗浄槽に収納されたアルカリ洗剤、市水、純水、或いは溶剤等の洗浄液に超音波を印加すると共に、これらの洗浄液に光学素子を一定時間浸漬する。これにより、超音波の物理力を作用させて汚れを除去している。また、アルカリ洗剤によってガラスの表面に付着している酸化セリウム等の研磨剤を除去する洗浄も行われている。
浸漬・超音波による洗浄の後、水や純水を用いてこれら洗浄液のリンスを行い、最後に温風乾燥を行う方法が一般的に行われている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の洗浄装置及び洗浄方法では、アルカリ洗剤をきれいにリンスしないと光学素子にシミ残りが生じる。従って、純水によるリンスが必要となり、洗浄槽が何槽も必要となって洗浄装置が大きなシステムとなってしまう。一方、アルカリ洗剤を使わずに純水だけで洗浄した場合には、洗浄後そのまま乾燥工程に移行できるが、パーティクルを十分に除去することができない問題がある。
【特許文献１】特開平９−２０８９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、水系洗浄であっても、リンスを不要にして、被洗浄物の表面に付着したパーティクルを除去することができ、洗浄時間を短縮することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る洗浄方法は、水を用いて被洗浄物表面に付着した汚れを洗浄する洗浄方法であって、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に溶解させた機能水を配した洗浄槽中に、被洗浄物を浸漬して超音波を照射する浸漬・照射工程と、
前記機能水が付着した状態の前記被洗浄物を回転して乾燥する乾燥工程とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明の洗浄方法は、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に溶解させた機能水中のイオンや水素ラジカル等の作用により、静電気力などにより被洗浄物に付着しているパーティクルを水中に分散させることができる。そして、超音波を照射することでパーティクルと被洗浄物との隙間に機能水を入り込ませると共に、超音波のキャビテーションによって気泡を発生することができ、被洗浄物の表面からパーティクルを引き剥がして浮上させることができる。
【０００８】
また、不揮発性成分を含有するアルカリ洗浄剤を使用せずに機能水による洗浄を行うため、被洗浄物を純水によってリンスすることなくそのまま乾燥することができる。
さらに、乾燥する際に被洗浄物を回転することによって、被洗浄物の周囲に渦巻き状空気の流れを生じさせることができ、表面に付着している機能水の大部分を遠心力で外方に飛び出させることができる。従って、被洗浄物を加熱しなくても空気流や遠心力を利用して被洗浄物を乾燥することができる。この際、気体を純水に溶解させていることからも、被洗浄物に乾燥シミを発生させることなく乾燥することができる。
【０００９】
また、本発明に係る洗浄方法は、前記洗浄方法であって、前記機能水の前記二酸化炭素、前記オゾン、前記水素に係る合計濃度が０．１０ｐｐｍ以上であることを特徴とする。
この発明の洗浄方法は、静電気力等により被洗浄物に付着しているパーティクルを除去するのに十分なイオンやラジカルを確保することができる。
【００１０】
また、本発明に係る洗浄方法は、前記洗浄方法であって、前記乾燥工程における前記被洗浄物の回転速度が５００ｒ／ｍｉｎ以上、かつ、乾燥時間が１２０秒以下であることを特徴とする。
この発明の洗浄方法は、被洗浄物に十分な遠心力を発生させて回転に伴う空気の流れを生じさせるので、表面に付着した機能水を飛散させることができ、揮発乾燥でない状態で被洗浄物を好適に乾燥させることができる。
【００１１】
本発明に係る洗浄装置は、水を用いて被洗浄物表面に付着した汚れを洗浄する洗浄装置であって、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも一つを純水に溶解させた機能水と、該機能水が配される洗浄槽と、該洗浄槽に配された超音波振動子と、前記被洗浄物を回転させる回転機構とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
この発明の洗浄装置は、機能水として、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に溶解させたものを使用するので、液中のイオンや水素ラジカル等の作用により、静電気力などにより被洗浄物に付着しているパーティクルを水中に分散させることができる。そして、超音波振動子を備えているので、超音波を照射することでパーティクルと被洗浄物との隙間に機能水を入り込ませると共に、超音波のキャビテーションによって気泡を発生することができ、被洗浄物の表面からパーティクルを引き剥がして浮上させることができる。
【００１３】
また、不揮発性成分を含有するアルカリ洗剤を使用せずに機能水による洗浄を行うため、被洗浄物を純水によってリンスすることなくそのまま乾燥することができる。
さらに、被洗浄物を回転させる回転機構を備えているので、乾燥する際に被洗浄物を回転することによって、被洗浄物の周囲に渦巻き状空気の流れを生じさせることができ、表面に付着している機能水の大部分を遠心力で外方に飛び出させることができる。従って、被洗浄物を加熱しなくても空気流や遠心力を利用して被洗浄物を乾燥することができる。この際、気体を純水に溶解させていることからも、被洗浄物に乾燥シミを発生させることなく乾燥することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置によれば、水系洗浄であっても、リンスを不要にして、被洗浄物の表面に付着したパーティクルを除去することができる。従って、洗浄時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る一実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係る洗浄装置１は、図１に示すように、水を用いてレンズ（被洗浄物）２等の光学素子の表面に付着した汚れを洗浄する洗浄装置であって、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも一つを純水に溶解させた機能水３と、機能水３が配される洗浄槽５と、洗浄槽５の底部側に配された超音波振動子６と、レンズ２を回転させる回転モータ（回転機構）７とを備えている。
【００１６】
機能水３の二酸化炭素、オゾン、水素に係る合計濃度は、０．１０ｐｐｍ以上とされている。超音波振動子６は、所定の超音波を機能水３に印加する。
回転モータ７は、レンズ２を５００ｒ／ｍｉｎ以上の回転速度で回転させる。
【００１７】
次に、本実施形態に係る洗浄装置１による洗浄方法について説明する。
本実施形態に係る洗浄方法は、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に溶解させた機能水３を配した洗浄槽５中に、レンズ２を浸漬して超音波を照射する浸漬・照射工程と、機能水３を排水して機能水３が表面に付着した状態のレンズ２をそのまま回転モータ７により回転して乾燥する乾燥工程とを備えている。
【００１８】
浸漬・照射工程では、まず、機能水３を洗浄槽５に満たし、レンズ２を機能水３中に挿入して浸漬する。そして、超音波振動子６から所定の超音波を印加する。
この際、機能水３中のイオンや水素ラジカル等の作用により、静電気力などによりレンズ２に付着しているパーティクルが水中に分散する。さらに、超音波が照射されることにより、パーティクルとレンズ２表面との隙間に機能水３が入り込むと共に、超音波のキャビテーションによって気泡が発生し、レンズ２の表面からパーティクルが引き剥がされて浮上する。
【００１９】
浸漬・洗浄工程終了後、洗浄槽５からレンズ２を取り出してすぐに乾燥工程に移行する。
即ち、所定の回転数にて回転モータ７を回転させ、レンズ２の周囲に渦巻き状空気の流れを生じさせる。このときの回転速度は５００ｒ／ｍｉｎ以上、かつ、乾燥時間は１２０秒以下とする。
【００２０】
この際、レンズ２の表面に付着している機能水３の大部分がレンズ２の遠心力で径方向外方に飛び出す。従って、レンズ２を加熱しなくても、回転によって発生するレンズ２回りの巻き込み空気の流れによって揮発乾燥するだけでなく、遠心力によって水がレンズ２から飛散してレンズ２が乾燥する。
【００２１】
この洗浄装置１及び洗浄方法によれば、二酸化炭素、オゾン、水素のうち少なくとも１つ以上を純水に０．１０ｐｐｍ以上溶解させたものを機能水３として使用するので、静電気力等により被洗浄物に付着しているパーティクルを除去するのに十分なイオンやラジカルを確保することができる。
また、不揮発性成分を含有するアルカリ洗剤を使用しないため、純水でのリンスを行わずにそのまま乾燥することができ、かつ、そのまま乾燥してもアルカリ洗剤のようにレンズ２表面に残渣としてのシミとなって残ることを抑えることができる。
【００２２】
さらに、乾燥工程にてレンズ２を高速回転させるので、レンズ２表面に付着している機能水３の大部分を遠心力で飛び出させ、機能水３中にわずかに残っているパーティクル他の汚れ成分もほとんど飛ばすことができる。従って、レンズ２表面にわずかに残ったパーティクル等が温風乾燥による水の揮発により、徐々に凝集、濃縮されることにより発生するシミ残りを抑えることができる。
この際、機能水３として揮発性のガスを溶解したものを使用しているので、レンズ２表面から液を好適に振り切ることができる。
【００２３】
従って、リンス用の洗浄槽やヒータ等の乾燥設備を削減することができ、洗浄装置を簡略化、小型化することができる。また、洗浄に要する時間を短縮することができる。
【００２４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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。
例えば、純水に含有させる二酸化炭素、オゾン、水素は、汚れにあわせて何れか一つ、又はこれらを所定の割合で組み合わせて溶解させても構わない。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
上述した洗浄装置１の洗浄槽５に、レンズ２としてゴミ、埃等のパーティクルが付着した直径（φ）５０ｍｍの凸レンズ（ｎ＝３０）を保持し、１７ＭΩの純水に対して水素を溶解した機能水３を充填して洗浄を行った。
【００２６】
機能水３の水素濃度を０ｐｐｍ（純水）、０．０１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．１０ｐｐｍ、１．００ｐｐｍ、１．５０ｐｐｍと変化させ、３０℃の液温にて超音波（４０ｋＨｚ、６００Ｗ）を１分、３分間と印加時間をそれぞれ変化させて洗浄を行った。
そして、浸漬・超音波工程の後、機能水３を排水してすぐに乾燥工程に移行して、５００ｒ／ｍｉｎ以上の回転数にてレンズ２を回転した。
洗浄結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
洗浄時の機能水３の濃度を１．５０ｐｐｍにすると、１分程度の短時間で洗浄することができ、一般的に用いられている超音波洗浄と同等以上の洗浄力を得ることができた。濃度をさらに大きくすることにより、機能水の化学力の効果が増大するため、より短時間で効率的に洗浄ができた。
【００２９】
また、０．１０ｐｐｍの濃度でも、洗浄時間を３分に延長することにより、同様に洗浄することができた。従って、水素を０．１０ｐｐｍ以上溶解させた機能水であれば好適に洗浄することができた。なお、使用する機能水は、水素を溶解させたものだけではなく、純水に二酸化炭素、オゾンを溶解させた機能水でも同様の結果を得る事ができた。
【００３０】
なお、比較例として、浸漬・超音波工程にて純水のみによる洗浄を実施した。この場合、パーティクルの除去は不可能であった。
【００３１】
（実施例２）
この実施例では、乾燥工程における回転モータ７の回転速度を変化させて、乾燥性の評価を行った。純水にオゾンを溶解して濃度１０ｐｐｍとした機能水３を３０℃の液温とし、これに４０ｋＨｚ、６００Ｗの超音波を３分間印加して洗浄を行った．乾燥工程では、２５℃にて回転モータ７の回転速度を４００ｒ／ｍｉｎ、５００ｒ／ｍｉｎ、８００ｒ／ｍｉｎ、１０００ｒ／ｍｉｎ、１５００ｒ／ｍｉｎ、２０００ｒ／ｍｉｎと変化させた。なお比較例として、８０℃、３分間の従来の引上げ温風乾燥を行った。結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
乾燥時の回転速度が５００ｒ／ｍｉｎのときには乾燥時間が１２０秒要したが、シミの発生がなく乾燥することができた。回転速度が２０００ｒ／ｍｉｎのときには６０秒の乾燥時間で乾燥することができ、５００ｒ／ｍｉｎの場合よりも乾燥時間を６０秒短縮することができた。また、従来の引上げ乾燥では、同じ機能水を使用してもシミが発生した。
なお、純水に二酸化炭素、水素を溶解させた機能水の場合でも、５００ｒ／ｍｉｎ以上回転させることによってシミなく乾燥することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗浄装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  洗浄装置
２  レンズ（被洗浄物）
３  機能水
５  洗浄槽
６  超音波振動子
７  回転モータ（回転機構）
【図１】
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