(57)【要約】【課題】ワークの取付冶具の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決する洗浄装置１は、ワーク４４を洗浄液に浸して洗浄する洗浄槽３７と、洗浄槽３７に設けられた超音波洗浄手段６０と、ワーク４４を取り付けた状態で洗浄槽３７に搬入搬出する取付冶具１０と、取付冶具１０に取り付けられた１又は複数のワーク４４に対向配置されるシャワー手段７０とを備えている。シャワー手段７０は、複数の洗浄液噴出孔が設けられたシャワー面７２を有し、シャワー面７２の面積がワーク４４の被洗浄領域の面積と同じ又はそれよりも大きく形成されている。【選択図】図１
2008093525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを洗浄液に浸して洗浄する洗浄槽と、該洗浄槽に設けられた超音波洗浄手段と、ワークを取り付けた状態で前記洗浄槽に搬入搬出する取付冶具と、該取付冶具に取り付けられたワークに対向配置されるシャワー手段と、を備え、
前記シャワー手段は、複数の洗浄液噴出孔が設けられたシャワー面を有し、該シャワー面の面積がワークの被洗浄領域の面積と同じ又はそれよりも大きく形成されていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記取付冶具をワークの搬入搬出方向である上下方向に移動させるワーク移動手段と、前記シャワー手段を前記上下方向に移動させるシャワー移動手段とを更に有する、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記取付冶具は、背中合わせに配置された第１及び第２の支持板と、該第１及び第２の支持板を連結する連結部と、該連結部に接続された吊り軸とを有し、
前記シャワー手段は、前記第１及び第２の支持板それぞれに保持された前記ワークを挟んで対向配置されるシャワー部材を有する、請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記取付冶具の構成部材の上方向端面が、面取り又は緩やかな曲面で形成されている、請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記取付冶具は、板状のワークの洗浄に用いられるものであって、ワークを支持する支持板と、該支持板の下端から水平に延びてワークの落下を防止する棚部と、前記支持板の表面に設立されてワークを前記支持板に対して平行に保持する保持部材とを備える、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記支持板は、前記取付冶具による前記ワークの搬入搬出方向である上下方向と直角な幅方向に延びる複数のスリットを有し、
前記保持部材は、取り付けられる前記ワークの大きさに応じた位置にある複数箇所の前記スリットに着脱可能に係止されている、請求項５に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記保持部材は、前記ワークと前記支持板との間隔を一定に保つスペーサ部と、該スペーサまでの間隔を該ワークの厚さ以上の間隔に保つ係止部と、前記スペーサ部と前記係止部との間にあって該ワークを保持する保持部とを有する、請求項５又は６に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記棚部は、前記支持板の幅方向に所定の間隔で設けられた爪形状からなる、請求項５〜７のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記シャワー手段は、洗浄液を供給する少なくとも２本の液送管で吊り下げ保持されている、請求項１〜８のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１０】
ワークを洗浄液に浸して洗浄する洗浄槽と、該洗浄槽に設けられた超音波洗浄手段と、ワークを取り付けた状態で前記洗浄槽に搬入搬出する取付冶具と、該取付冶具に取り付けられたワークに対向配置されるシャワー手段と、前記取付冶具をワークの搬入搬出方向である上下方向に移動させるワーク移動手段と、前記シャワー手段を前記上下方向に移動させるシャワー移動手段とを備え、前記シャワー手段は、複数の洗浄液噴出孔が設けられたシャワー面を有すると共に該シャワー面の面積がワークの被洗浄領域の面積と同じ又はそれよりも大きく形成されている洗浄装置で行う洗浄方法であって、
前記超音波洗浄手段によりワークを洗浄する超音波洗浄工程と、
前記超音波洗浄工程と同時に又はその後に、前記洗浄槽内において前記シャワー手段によりワークを洗浄する第１のシャワー工程と、を有することを特徴とする洗浄方法。
【請求項１１】
ワークが取り付けられた前記取付冶具と前記シャワー手段とを、前記ワーク移動手段及び前記シャワー移動手段により、同時に、前記洗浄槽の上方向に引き上げる引き上げ工程と、
前記引き上げ工程と同時に又はその後に、前記シャワー手段によりワークを洗浄する第２のシャワー洗浄工程とを更に有する、請求項１０に記載の洗浄方法。
【請求項１２】
前記第１及び／又は第２のシャワー工程において、前記シャワー手段及び前記取付冶具の一方又は両方を前記上下方向に揺動させる揺動工程を有する、請求項１０又は１１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、洗浄装置及び洗浄方法に関し、更に詳しくは、電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（ワーク）を洗浄ムラなく洗浄処理することができる洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（以下、「ワーク」という。）を洗浄処理するための洗浄装置では、シャワー洗浄や超音波洗浄が行われるのが一般的である。超音波洗浄は、洗浄液中に浸漬したワークの実質的な洗浄手段であり、通常、複数のワークを取り付けた冶具（以下、「取付冶具」という。）を、超音波振動子を備えた洗浄槽内に入れて洗浄するいわゆるバッチ洗浄が行われている。
【０００３】
一方、シャワー洗浄は、洗浄液中で超音波洗浄したワークを洗浄槽から取り出す際又は取り出した後に、ワーク表面に洗浄斑が発生するのを防いだり、洗浄液表面に浮遊する浮遊物等がワークに再付着するのを防止したり、再付着した浮遊物を洗い流したりすることを目的に行われる場合が多い。こうしたシャワー洗浄を行うためのシャワー装置は、その目的に応じ、洗浄槽内の上方に固定されていたり、シャワー洗浄専用槽内に固定して設けられたりしている。
【０００４】
なお、下記特許文献１には、多結晶シリコンを酸洗浄する際の洗浄斑の発生を防ぐことを目的とした、超音波洗浄とシャワー洗浄の両方を備えた洗浄装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２８８３３３号公報
【特許文献２】特開２００５−７４３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品、光学部品、ガラス基板その他の精密洗浄が要求されるワークにおいては、わずかな洗浄ムラも避けたいところであるが、特に精密な小型部品の場合には、洗浄作業の効率化の観点から取付冶具に多数個のワークを取り付け、それらを同時に洗浄することが望ましい。しかし、そうした取付冶具は複雑な形状になるので、洗浄槽から引き上げた際の液切れが悪く、液の持ち出しに起因した液消費量の増加及び洗浄ムラや浮遊物の再付着が生じ易いという問題がある。
【０００６】
従来の洗浄装置においては、シャワー装置は洗浄槽の上方に固定されていたりシャワー洗浄専用槽内に固定されているので、構造が複雑で液切れが悪い取付冶具を用いた場合、取付冶具を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができず、洗浄ムラや浮遊物の再付着が生じ易かった。
【０００７】
また、従来の洗浄装置では取付冶具に多数個のワークを取り付ける場合が多いが、その場合、ワークが取り付けられた位置により超音波の掛かり方が異なり、洗浄ムラが発生するという問題がある。
【０００８】
また、例えば特許文献２に記載のように、上部にワーク出入口を有し、下部に洗浄溶剤を貯溜する洗浄槽を有すると共に、中間部に位置する冷却領域と、その冷却領域と洗浄槽の溶剤液面との間に位置する蒸気処理領域とを有するタンク本体を備えている洗浄装置では、洗浄溶剤中で洗浄された後に上方に引き上げられたワークは、蒸気処理領域で洗浄溶剤蒸気により洗浄され、その後、さらにその上方の冷却領域で冷却乾燥される。このとき、冷却領域では、洗浄溶剤蒸気を冷やして凝縮することで、洗浄溶剤蒸気の蒸気圧を下げ、ワークの表面に凝縮していた洗浄溶剤滴を気化させることで乾燥が行われるが、冷却乾燥後のワーク表面に洗浄斑等の洗浄ムラや洗浄槽からの引き上げの際の再付着物が残るという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ワークの取付冶具の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の洗浄装置は、ワークを洗浄液に浸して洗浄する洗浄槽と、該洗浄槽に設けられた超音波洗浄手段と、ワークを取り付けた状態で前記洗浄槽に搬入搬出する取付冶具と、該取付冶具に取り付けられたワークに対向配置されるシャワー手段と、を備え、前記シャワー手段は、複数の洗浄液噴出孔が設けられたシャワー面を有し、該シャワー面の面積がワークの被洗浄領域の面積と同じ又はそれよりも大きく形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、シャワー手段は、取付冶具に取り付けられたワークに対向配置されるので、従来のシャワー手段とは異なり、取付冶具を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができ、その結果、洗浄ムラや浮遊物の再付着を防ぐことができる。また、シャワー手段が複数の洗浄液噴出孔が設けられたシャワー面を有し且つシャワー面の面積がワークの被洗浄領域の面積と同じ又はそれよりも大きく形成されているので、洗浄槽内での超音波洗浄中、超音波洗浄を停止した後にワークを引き上げる際のシャワー洗浄及びワークを洗浄槽外に引き上げた後のシャワー洗浄のいずれの場合においても、取付冶具に取り付けられた１又は複数のワークを満遍なく均一に洗浄することができる。その結果、ワークの取付冶具の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができる。
【００１２】
本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記取付冶具をワークの搬入搬出方向である上下方向に移動させるワーク移動手段と、前記シャワー手段を前記上下方向に移動させるシャワー移動手段とを更に有している。
【００１３】
この発明によれば、ワーク移動手段とシャワー移動手段とを更に有するので、取付冶具をワークの搬入搬出方向である上下方向に移動させる際に、シャワー手段も上下方向に移動させることができるので、例えば洗浄槽内から洗浄槽外にワークを引き上げる際にシャワー手段も同様に移動させれば、洗浄液面に浮遊する浮遊物の再付着等を防ぐことができると共に、複雑な形状のワークや取付冶具を用いた場合であっても、取付冶具を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができ、洗浄ムラや浮遊物の再付着等を防ぐことが可能となる。
【００１４】
本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記取付冶具は、背中合わせに配置された第１及び第２の支持板と、該第１及び第２の支持板を連結する連結部と、該連結部に接続された吊り軸とを有し、前記シャワー手段は、前記第１及び第２の支持板それぞれに保持された前記ワークを挟んで対向配置されているシャワー部材を有する。
【００１５】
この発明によれば、背中合わせ配置した２枚の支持板それぞれにワークを保持し、それぞれの支持板に保持されたワークを挟んで対向配置したシャワー部材を有するので、２枚の支持板に取り付けられたワークに同条件でシャワー洗浄することができる。その結果、多くのワークを同時に洗浄できる効率的な洗浄を行うことができる。また、取付冶具を構成する２枚の支持板を同一形状とすることができるので、部品の共有化を図ることができる。
【００１６】
本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記取付冶具の構成部材の上方向端面が、面取り又は緩やかな曲面で形成されている。
【００１７】
この発明によれば、取付冶具の構成部材の上方向端面が面取り又は緩やかな曲面で形成されているので、取付冶具を洗浄槽内から引き上げる際の液切れがよく、その結果、液の持ち出しに起因した液消費量の増加及び洗浄ムラや浮遊物の再付着を防ぐことができる。なお、構成部材としては、前記の支持板、連結部、吊り軸と連結部の接合部等がある。
【００１８】
本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記取付冶具は、板状のワークの洗浄に用いられるものであって、ワークを支持する支持板と、該支持板の下端から水平に延びてワークの落下を防止する棚部と、前記支持板の表面に設立されてワークを前記支持板に対して平行に保持する保持部材とを備えている。この発明によれば、板状のワークの洗浄に好ましく用いることができる。
【００１９】
前記の洗浄装置において、前記支持板は、前記取付冶具による前記ワークの搬入搬出方向である上下方向と直角な幅方向に延びる複数のスリットを有し、前記保持部材は、取り付けられる前記ワークの大きさに応じた位置にある複数箇所の前記スリットに着脱可能に係止されていることが好ましい。この発明によれば、板状のワークの大きさに応じた任意の位置に保持部材を着脱可能に係止できるので、多品種小ロットのワークの洗浄作業に好ましく用いることができる。
【００２０】
また、前記の洗浄装置において、前記保持部材は、前記ワークと前記支持板との間隔を一定に保つスペーサ部と、該スペーサまでの間隔を該ワークの厚さ以上の間隔に保つ係止部と、前記スペーサ部と前記係止部との間にあって該ワークを保持する保持部とを有していることが好ましい。この発明によれば、スペーサ部材によりワークと支持板とを離したので、ワークと支持板との間に残る洗浄液の持ち出しを極力少なくすることができる。
【００２１】
また、前記の洗浄装置において、前記棚部は、前記支持板の幅方向に所定の間隔で設けられた爪形状であることが好ましい。この発明によれば、棚部を爪形状とし、しかもその間隔を離したので、洗浄液の持ち出しを極力少なくすることができる。
【００２２】
本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記シャワー手段は、洗浄液を供給する少なくとも２本の液送管で吊り下げ保持されている。この発明によれば、シャワー手段として、例えば液送管としてステンレス鋼等の剛性部材を用いれば、シャワー面を位置ブレなく対向配置することができる。その結果、ワークとの間隔を一定にできるので、取付冶具に取り付けられた１又は複数のワークを満遍なく均一に洗浄することができる。
【００２３】
上記課題を解決するための本発明の洗浄方法は、ワークを洗浄液に浸して洗浄する洗浄槽と、該洗浄槽に設けられた超音波洗浄手段と、ワークを取り付けた状態で前記洗浄槽に搬入搬出する取付冶具と、該取付冶具に取り付けられたワークに対向配置されるシャワー手段と、前記取付冶具をワークの搬入搬出方向である上下方向に移動させるワーク移動手段と、前記シャワー手段を前記上下方向に移動させるシャワー移動手段とを備え、前記シャワー手段は、複数の洗浄液噴出孔が設けられたシャワー面を有すると共に該シャワー面の面積がワークの被洗浄領域の面積と同じ又はそれよりも大きく形成されている洗浄装置で行う洗浄方法であって、前記超音波洗浄手段によりワークを洗浄する超音波洗浄工程と、前記超音波洗浄工程と同時に又はその後に、前記洗浄槽内において前記シャワー手段によりワークを洗浄する第１のシャワー工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、超音波洗浄手段によりワークを洗浄する超音波洗浄工程と、超音波洗浄工程と同時に又はその後に、洗浄槽内においてシャワー手段によりワークを洗浄する第１のシャワー工程とを有するので、取付冶具に取り付けられた１又は複数のワークを満遍なく均一に洗浄することができる。その結果、ワークの取付冶具の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができる。さらに、この発明によれば、ワーク移動手段とシャワー移動手段とを有するので、取付冶具をワークの搬入搬出方向である上下方向に移動させる際に、シャワー手段も上下方向に移動させることができるので、例えば洗浄槽内から洗浄槽外にワークを引き上げる際にシャワー手段も同様に移動させれば、洗浄液面に浮遊する浮遊物の再付着等を防ぐことができると共に、複雑な形状のワークや取付冶具を用いた場合であっても、取付冶具を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができ、洗浄ムラや浮遊物の再付着等を防ぐことが可能となる。
【００２５】
本発明の洗浄方法の好ましい態様として、ワークが取り付けられた前記取付冶具と前記シャワー手段とを、前記ワーク移動手段及び前記シャワー移動手段により同時に前記洗浄槽の上方向に引き上げる引き上げ工程と、前記引き上げ工程と同時に又はその後に前記シャワー手段によりワークを洗浄する第２のシャワー洗浄工程と、を更に有している。この発明によれば、洗浄ムラや浮遊物の再付着等を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の洗浄装置の好ましい態様として、前記第１及び／又は第２のシャワー工程において、前記シャワー手段及び前記取付冶具の一方又は両方を前記上下方向に揺動させる揺動工程を有している。この発明によれば、前記のような揺動工程を有するので、洗浄条件を任意に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の洗浄装置及び洗浄方法によれば、取付冶具を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができるので、洗浄ムラや浮遊物の再付着を防ぐことができる。また、洗浄槽内での超音波洗浄中、超音波洗浄を停止した後にワークを引き上げる際のシャワー洗浄及びワークを洗浄槽外に引き上げた後のシャワー洗浄のいずれの場合においても、取付冶具に取り付けられた１又は複数のワークを満遍なく均一に洗浄することができる。その結果、ワークの取付冶具の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができる。
【００２８】
こうした本発明の洗浄装置及び洗浄方法は、洗浄ムラや浮遊物の再付着等を防ぐことができるので、特に電子部品、光学部品、ガラス基板その他の精密部品や精密材料の洗浄に好ましく適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、本発明の洗浄装置及び洗浄方法は、その技術的特徴を有する範囲において、以下の説明及び図面に限定されない。
【００３０】
（洗浄装置）
図１は、本発明の洗浄装置の一例を示す概略正面図である。本発明の洗浄装置１は、図１に示すように、ワーク４４を洗浄液４６に浸して洗浄する洗浄槽３７と、洗浄槽３７に設けられた超音波洗浄手段６０と、ワーク４４を取り付けた状態で洗浄槽３７に搬入搬出する取付冶具１０と、取付冶具１０に取り付けられたワーク４４に対向配置されるシャワー手段７０とを備えている。そして、シャワー手段７０は、複数の洗浄液噴出孔７１が設けられたシャワー面７２を有し、さらに、そのシャワー面７２の面積Ｓ１がワーク４４の被洗浄領域４５の面積Ｓ２と同じ又はそれよりも大きく形成されている。なお、図１の例では、洗浄装置１が洗浄槽３７とオーバーフロー槽３８とで構成されたものを示しているが、本発明の洗浄装置１は図示の例に限定されず、種々の形態からなる洗浄装置に適用可能である。以下、本発明の洗浄装置１を構成するシャワー手段７０と取付冶具１０、さらに他の構成要素について順に説明する。
【００３１】
（シャワー手段）
図２は、シャワー手段の一例を示す模式的な斜視図である。シャワー手段７０は、図１及び図２示すように、少なくとも取付冶具１０に取り付けられたワーク４４に対向配置されたシャワー部材７３を有している。図２の例では、シャワー手段７０は、ワークに対向する側にシャワー面７２を有するシャワー部材７３と、そのシャワー部材７３の上端面に接続部材７５で接続されてシャワー部材７３に洗浄液を供給する液送管７４と、その液送管７４を支持すると共に洗浄液を分岐する液分岐管７６とを有し、液分岐管７６には、洗浄液が配管７７により供給されている。図示の例では、ワーク４４は取付冶具１０に背面合わせで設けられているので、シャワー部材７３はそれぞれのワーク４４に対向するように２つ設けられているが、ワーク４４が１つの場合には、それに対向配置する１つのシャワー部材７３が設けられていればよい。
【００３２】
図２に示すシャワー部材７３は、例えばステンレス鋼等の金属材料からなる箱形の中空部材であり、そのシャワー面７２には、複数の洗浄液噴出孔７１が所定の間隔で設けられている。洗浄噴出孔７１の間隔は特に限定されず、例えば縦横に５ｍｍ〜１５ｍｍ間隔で形成することができる。洗浄噴出孔７１は、例えば、箱形の中空部材壁面に所定の径の孔を開けることにより形成できる。洗浄噴出孔７１の径としては、例えば直径０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度を例示でき、その径は、通常、シャワー面７２の各部で同じ大きさで形成されるが、洗浄噴出孔７１からの噴出量を考慮して、シャワー面７２の部位毎に洗浄噴出孔７１の径を規則的に変化させてもよい。
【００３３】
シャワー面７２の面積Ｓ１は、シャワー面７２の縦方向Ｙに形成された洗浄噴出孔７１の両端間の長さと、シャワー面７２の横方向Ｘに形成された洗浄噴出孔７１の両端間の長さとを乗じて算出されるが、このシャワー面７２の面積Ｓ１は、ワーク４４の被洗浄領域４５の面積Ｓ２と同じ又はそれよりも大きく形成されていることが好ましい。ワーク４４の被洗浄領域４５の面積Ｓ２については、ワーク４４が板状の基板である場合にはその面積であり、ワーク４４が部品である場合にはその部品が取付冶具１０に取り付けられた範囲の面積である。本発明においては、シャワー面７２の大きさを上記のようにしたので、例えば、洗浄槽３７内での超音波洗浄中、超音波洗浄を停止した後にワーク４４を引き上げる際のシャワー洗浄、及びワーク４４を洗浄槽３７外に引き上げた後のシャワー洗浄のいずれの場合においても、ワーク４４に取り付けられた１又は複数のワーク４４を満遍なく均一に洗浄することができる。その結果、ワーク４４の取付冶具１０の構造やシャワー手段７０の構造が複雑ではなく、ワーク４４を洗浄ムラなく洗浄処理することができる。
【００３４】
液送管７４は、洗浄液を供給する例えばステンレス鋼等の金属製の中空管であり、シャワー部材７３の上端面に接続部材７５を介して接続されている。シャワー部材７３は、少なくとも２本の液送管７４で吊り下げ保持されている。シャワー部材７３は、剛性を有する金属製の液送管７４で吊り下げられて固定される。
【００３５】
液送管７４は液供給側の液分岐管７６に接続されており、その液分岐管７６は、液送管７４を支持すると共に洗浄液を分岐する構造を有している。また、その液分岐管７６には、洗浄液が配管７７により供給される。洗浄液の効果的な分岐は、洗浄液が通る管の直径により調整できる。その一例として、例えば配管７７の内径を６ｍｍとした場合、その断面積の１／２は内径約４ｍｍの管なので、液分岐管７６内の流路の内径を４ｍｍにすることにより、洗浄液を効果的に分岐することができる。さらに、配管７７のさらに上流側の配管の内径を８ｍｍにすれば、その断面積は、図２に示す２つの配管７７の内径６ｍｍの約２倍なので、洗浄液を効果的に分岐することができる。
【００３６】
なお、上記のシャワー手段７０は、蒸気洗浄領域１０２の断熱性を高める目的で、表面がテフロン（登録商標）コートされていたり、テフロン（登録商標）チューブで被覆されていたりすることが好ましい。例えば液送管７４については外形６ｍｍ／内径４ｍｍの配管を使用し、その外周に外形８ｍｍ／内径６ｍｍのテフロン（登録商標）チューブを被せる方法がある。また、テフロン（登録商標）以外の断熱材料で覆われていてもよいが、その場合には、洗浄液に対する耐性が必要である。
【００３７】
（取付冶具）
図３は、取付冶具の一例を示す模式図であり、（Ａ）は平面図であり（Ｂ）は正面図である。取付冶具１０は、図１に示すように、ワーク４４を取り付けた状態で洗浄槽３７に搬入搬出する冶具であり、シャワー手段７０のシャワー面７２の対向位置に配置されている。図１及び図２の例では、２つのシャワー部材７３の間に、ワーク４４を支持する支持板１１がシャワー面７２に対向するように設けられている。
【００３８】
図３に示す取付冶具１０は、板状のワーク４４を洗浄するためのものであり、背中合わせに配置された第１及び第２の支持板１１，１１を下方で連結する連結部１２と、連結部１２に接続された吊り軸１３とを有している。図３の例では、支持板１１の下端に、その下端から水平に延びて板状のワーク４４の落下を防止する棚部１４と、支持板１１の表面に設立されてワーク４４を支持板１１に対して平行に保持する保持部材１９とを備えている。また、支持板１１の下方には、支持板１１を連結部１２に固定する固定板１６が設けられ、図３（Ｂ）に示すように、ネジ１７等により支持板１１と連結部１２とが固定されている。また、連結部１２の中央には、吊り軸１３が接続されているが、連結部１２と吊り軸１３とは溶接又は下方からのネジ止め等で接続されている。
【００３９】
支持板１１は、取付冶具１０に１枚設けられたものであってもよいが、図示のように、２枚が背面合わせで設けられていることが好ましい。支持板１１の大きさは、ワーク４４の被洗浄領域４５の面積Ｓ２に相当するものであって、上述したシャワー面７２の面積Ｓ１以下であり、且つシャワー面７２から噴出される洗浄液が支持板１１に支持されるワーク４４に満遍なく掛かる大きさで形成されていることが好ましい。支持板１１には、図３（Ｂ）に示すように、取付冶具１０をワーク４４の搬入搬出方向である上下方向Ｙと直角な幅方向Ｘに延びる複数のスリット１８が形成されている。このスリット１８は、ワーク４４を保持する保持部材１９を着脱可能に係止するものであり、板状の支持板１１を貫通する横長の穴として形成されている。スリット１８の配置は特に限定されないが、通常は、図示のように、所定のピッチで縦横に整列されていることが好ましい。こうしたスリットを縦横に多数形成しておくことにより、ワーク４４の寸法に対応した位置に保持部材１９を係止することができるので、例えば大きさが異なる多品種小ロットのワーク４４であっても作業性よく保持することができる。
【００４０】
連結部１２は、支持板１１を背面合わせに固定する部材であり、支持板１１の下方に設けられた固定板１６がネジ止め等により固定される。連結部１２の中央には、吊り軸１３が溶接又は下方からのネジ止め等で接続されている。図４は、吊り軸１３が接続される連結部１２の中央構造体１５を示す断面図である。連結部１２の中央構造体１５は、図４に示すように、中央部を頂点として傾斜面２０を両側に有する山形状になっているが、取付冶具１０を洗浄槽３７から槽外に引き上げた際に液切れし易い形状であれば必ずしも前記の形状でなくてもよく、曲面状等であってもよい。なお、取付冶具１０は、洗浄槽３７から槽外に引き上げた際に液切れし易い形状であることが好ましいことから、取付冶具１０を構成する各構成部材においては、その上方向端面が、面取り又は緩やかな曲面で形成されていることが望ましい。
【００４１】
図５及び図６は、取付冶具によるワークの保持態様を示したものである。図５は、棚部１４を有する取付冶具１０Ａで板状のワーク４４を保持する形態の一例であり、（Ａ）は側面図であり（Ｂ）その正面図である。また、図６は、棚部１４を有さない取付冶具１０Ｂで板状のワーク４４を保持する形態の一例であり、（Ａ）は側面図であり（Ｂ）その正面図である。図５に示す棚部１４は、支持板１１の幅方向に所定の間隔で設けられた爪形状からなるものであり（図３（Ｂ）を参照）、ワーク４４の下端を支持するように作用する。このとき、保持部材１９は、板状のワーク４４を両側面から挟むことができるように作用し、その位置にあるスリット１８に係止される。
【００４２】
一方、図６に示す例では、支持板１１に図５のような棚部１４が設けられていないが、上方にある２つの保持部材１９，１９は板状のワーク４４を両側面から挟み、下方にある２つの保持部材１９，１９は板状のワーク４４を上面で受けている。ワーク４４は、こうした保持形態により取付冶具１０に保持される。なお、図５に示すような棚部１４を有する支持板１１を用いた場合であっても、図６に示す保持形態でワーク４４を保持してもよい。
【００４３】
図７は、保持部材の一例を示す構成図である。保持部材１９は、図７に示すように、ワーク４４と支持板１１との間隔Ｇを一定に保つスペーサ部Ｌと、スペーサＬまでの間隔をワークの厚さ以上の間隔に保つ係止部Ｎと、スペーサ部Ｌと係止部Ｎとの間にあってワーク４４を保持する保持部Ｍとを有している。具体的な構造としては、ボルト状部材２１とナット状部材２３と座金状のスペーサ部材２２とで構成されたものであり、それらの各部材によって、上記のスペーサ部Ｌ、係止部Ｎ及び保持部Ｍが構成されている。なお、一例としては、ワーク４４の厚さが０．５ｍｍ程度の場合、保持部Ｍの幅はクリアランスを加味すれば０．５ｍｍを超える幅であることが好ましく、また、ワーク４４と支持板１１との間隔Ｇを規定するスペーサ部材２２の厚さは２ｍｍ程度であることが好ましい。こうすることにより、スペーサ部材２２によりワーク４４と支持板１１とを離したので、ワーク４４と支持板１１との間に残る洗浄液の持ち出しを極力少なくすることができる。
【００４４】
ワーク４４は、取付冶具１０に設立された保持部材１９に上方からスライドさせるようにして挿入され、図５及び図６に示すように、保持部材１９によって保持される。具体的には、上方からスライドさせるようにして挿入されたワーク４４は、ボルト状部材２１の係止部Ｎとスペーサ部Ｌとの間の保持部Ｍによって保持される。
【００４５】
（移動機構）
次に、取付冶具とシャワー手段の移動機構について説明する。図８は、取付冶具とシャワー手段の移動機構を示す模式的な構成図であり、図９は、図８に示した移動機構の平面図であり、図１０は、図８に示したシャワー手段の側面図である。本発明の洗浄装置１は、取付冶具１０をワーク４４の搬入搬出方向である上下方向Ｑに移動させるワーク移動手段９０と、シャワー手段７０を上下方向Ｑに移動させるシャワー移動手段８１とを有している。
【００４６】
ワーク移動手段９０は、図８に示すように、駆動装置（図示しない）と昇降アーム９１とを備え、その昇降アーム９１には、ワークの取付冶具１０を吊り下げる吊り下げ部材９２が取り付けられている。吊り下げ部材９２の上部にあるプレート９３は、吊り下げ部材９２を矢印Ｐの方向にスライドさせることができる長穴が設けられている。吊り下げ部材９２を長穴内の所定の位置で固定することによって、例えば超音波洗浄手段により発生する超音波が最も効果的にあたる位置に取付冶具１０を位置決めすることが可能となる。なお、駆動装置としては、モータ及びタイミングベルト等で構成されたものを挙げることができる。
【００４７】
シャワー移動手段８１は、図２に示したシャワー手段７０を上下方向Ｑに移動させる装置であり、図８〜図１０に示すように、駆動装置７８と、その駆動装置７８から延びてシャワー手段７０を固定する支持プレート８２とを有している。支持プレート８２には、シャワー手段７０が固定され、駆動装置７８が支持プレート８２を上下動させることによりシャワー手段７０が上下動する。支持プレート８２は、図９に示すように、液分岐管７６を支持する支持板８９が延びる方向の両端に配置されており、その支持板８９の位置を微調整することができる長穴８３を有している。液分岐管７６を支持する支持板８９と、駆動装置７８に接続された支持プレート８２とは、ネジやボルト・ナット等の締結部材８４により固定されている。なお、シャワー手段７０に供給される洗浄液は、後述の図１２にも示すように、オーバーフロー槽３８から、循環ポンプ４１、冷却装置４０、フィルタ４２、配管８０、液分岐管７９、配管７７、液分岐管７６をその順に経て液送管７４に至り、シャワー面７２に設けられた洗浄噴出孔７１から噴出し、ワーク４４をシャワー洗浄する。
【００４８】
こうしたシャワー移動手段８１により、シャワー手段７０を一体として上下動させることができる。駆動装置７８としては、モータ及びタイミングベルト等で構成されたものを挙げることができる。なお、図８〜図１０に示す配管経路は、図２のところで説明したのと同様である。
【００４９】
以上説明した本発明の洗浄装置１によれば、取付冶具１０を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができるので、洗浄ムラや浮遊物の再付着を防ぐことができる。また、洗浄槽３７内での超音波洗浄中、超音波洗浄を停止した後にワーク４４を引き上げる際のシャワー洗浄及びワークを洗浄槽外に引き上げた後のシャワー洗浄のいずれの場合においても、ワーク４４に取り付けられた１又は複数のワーク４４を満遍なく均一に洗浄することができる。その結果、ワーク４４の取付冶具１０の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができるので、特に電子部品、光学部品、ガラス基板その他の精密部品や精密材料の洗浄に好ましく適用できる。
【００５０】
（洗浄方法）
図１１は、本発明の洗浄方法の一例を示す工程図である。本発明の洗浄方法は、上記の洗浄装置１を用いてなされるものであって、図１１に示すように、少なくとも、超音波洗浄手段６０によりワーク４４を洗浄する超音波洗浄工程（図１１（Ｂ）を参照）と、その超音波洗浄工程と同時に又はその後に、洗浄槽３７内においてシャワー手段７０によりワーク４４を洗浄する第１のシャワー工程（図１１（Ｂ）（Ｃ）を参照）とを有している。なお、図１１の例は、説明を簡略化するために、シャワー手段７０を１つにし、そのシャワー手段７０に対向する１枚の板状ワーク４４を取付冶具１０に取り付けた場合の例である。
【００５１】
具体的には、図１１（Ａ）に示すように、シャワー手段７０により洗浄溶剤４６が液循環している状態の洗浄槽３７内に、予めワーク４４を取り付けた取付冶具１０を下降させる。取付冶具１０の下降時には、シャワー手段７０を作動させておいてもよいが、図示の例ではシャワー手段７０は停止している。そして、取付冶具１０を超音波洗浄手段６０の上方の所定の位置まで下降させた後、図１１（Ｂ）に示すように、超音波洗浄を行いながらシャワー洗浄を行う。このとき、取付冶具１０とシャワー手段７０との一方又は両方を上下方向に揺動させながら洗浄してもよい。また、その揺動は、取付冶具１０とシャワー手段７０とを同期させて行うものであってもよいし、非同期で行うものであってもよい。こうした揺動動作から任意の揺動動作を選択すれば、洗浄条件を任意に設定することが可能となる。
【００５２】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、超音波洗浄手段６０を停止してシャワー洗浄のみを行い、その後、図１１（Ｄ）に示すように、取付冶具１０を洗浄槽３７外に引き上げる。取付冶具１０は、シャワー洗浄を行いながら引き上げるのが好ましく、引き上げ終わったら任意のタイミングで停止させてもよい。なお、この例では、取付冶具１０のみを引き上げているが、取付冶具１０とシャワー手段７０とを、シャワー洗浄を行いながら同時に洗浄槽３７の上方向に引き上げてもよいし、取付冶具１０とシャワー手段７０とを同時に又はタイミングをずらして洗浄槽３７の上方向に引き上げた後に、シャワー洗浄を行ってもよい。洗浄層３７上でのシャワー洗浄を本発明では第２のシャワー洗浄工程というが、こうした第２のシャワー洗浄工程により、取付冶具１０の引き上げ時に洗浄液表面に浮遊する浮遊物の再付着等を防止でき又は再付着物を洗浄除去することができるので、洗浄ムラや浮遊物の再付着等を防ぐことができる。
【００５３】
次に、図１１（Ｅ）に示すように、取付冶具１０を更に上昇させて乾燥領域で乾燥させ、図１１（Ｆ）に示すように、取付冶具１０を更に上昇させて洗浄装置１外に取り出す。
【００５４】
こうした本発明の洗浄方法によれば、超音波洗浄工程とシャワー洗浄工程とにより、取付冶具１０に取り付けられた１又は複数のワーク４４を満遍なく均一に洗浄することができる。その結果、ワークの取付冶具の構造やシャワー構造が複雑ではなく、ワークを洗浄ムラなく洗浄処理することができる。さらに、例えば洗浄槽内から洗浄槽外にワークを引き上げる際にシャワー手段も同様に移動させれば、洗浄液面に浮遊する浮遊物の再付着等を防ぐことができると共に、複雑な形状のワークや取付冶具を用いた場合であっても、取付冶具を洗浄液から引き上げた際に即座にシャワー洗浄を行うことができ、洗浄ムラや浮遊物の再付着等を防ぐことが可能となる。
【００５５】
（洗浄槽の構造）
本発明の要旨は上述したとおりであるが、以下では、洗浄装置の構造についてさらに詳しく説明する。なお、上記において既に説明した内容は省略する。図１２は、洗浄槽１１を有する洗浄装置の一例を示す模式的な構成図である。
【００５６】
洗浄装置１は、図１２に示すように、液状及び蒸気の洗浄溶剤４６を用いてワーク４４を洗浄するための槽であり、ワーク４４を洗浄溶剤４６に浸して超音波により洗浄する洗浄槽３７（液体洗浄領域１０１）と、ワーク４４を蒸気洗浄する蒸気洗浄領域１０２と、ワーク４４を冷却乾燥する冷却領域１０３とで構成されている。洗浄装置１には、蒸気発生槽５２で発生させた蒸気を蒸気洗浄領域１０２に供給するための配管５４が設けられているが、その配管形態は特に限定されない。
【００５７】
液体洗浄領域１０１（洗浄槽３７）は、洗浄装置１の下部に設けられて、液状の洗浄溶剤４６でワーク４４を洗浄する領域である。この液体洗浄領域１０１は、１つ又は複数のワーク４４を装着した取付冶具１０を洗浄溶剤４６に浸漬できるだけの容量を持っている。その底部には、超音波洗浄手段６０を設けてもよい。この超音波洗浄手段６０は、具体的には超音波振動子であり、必要に応じて作動させ、ワーク４４の洗浄効率を向上させることができる。また、温度制御を行うための温度制御手段を設けてもよい。例えば超音波洗浄手段６０を動作させると洗浄溶剤４６の温度が上昇するので、図１２に示すように、温度を一定に保つための冷却器６２（例えばペルチェ素子）を適当な部位に所定の個数設けてもよい。冷却器６２は、各種のものを用いることができ、例えばペルチェ素子と冷却ファンモータを組み合わせて用いることができる。
【００５８】
液体洗浄領域１０１は、一定量の洗浄溶剤４６を貯める洗浄槽３７と、その洗浄槽３７からオーバーフローした洗浄溶剤４６を受けるオーバーフロー槽３８とで構成できる。このオーバーフロー槽３８は、例えば洗浄槽３７が図１２に示すように四角形である場合には、その四辺に設けてもよいし一辺に設けてもよく、特に限定されない。こうした構造とすることにより、洗浄槽３７内の洗浄溶剤４６を常に一定量とすることができ、洗浄溶剤４６の余剰量のみをオーバーフロー槽３８にオーバーフローさせるので、洗浄槽３７内での液の清浄度が安定し、その結果、安定した液体洗浄を達成することができる。なお、符号３９Ａは洗浄槽３７の液面計であり、符号３９Ｂはオーバーフロー槽３８の液面計である。
【００５９】
洗浄槽３７をオーバーフローしてオーバーフロー槽３８に流れ込んだ洗浄溶剤４６は、冷却装置４０を介して洗浄装置１に循環されるように構成してもよい。このときの冷却装置４０としては、例えば熱交換機等を挙げることができる。また、オーバーフローした洗浄溶剤４６の循環は、循環ポンプ４１とフィルタ４２を経由して再び液体洗浄領域１０１に戻すようにすることができる。こうした構成にすることによって、ワーク４４の洗浄の自由度を向上させることができる。
【００６０】
特に、循環経路を上述したシャワー手段７０に接続することにより、洗浄槽３７内の取付冶具１０に装着されたワーク４４に対する洗浄効率を向上させることができる。また、冷却装置４０で冷却した洗浄溶剤４６を用いてシャワー洗浄を行えば、蒸気洗浄領域１０２に引き上げた際にワーク４４の表面に蒸気が凝縮し易いので、効率的な蒸気洗浄が可能になるという利点がある。また、液体洗浄領域１０１から蒸気洗浄領域１０２にワーク４４を引き上げる際に、同時にシャワー洗浄を実行することもできる。こうすることにより、洗浄液表面に浮遊する浮遊物の再付着を防ぐことができる。
【００６１】
蒸気洗浄領域１０２は、洗浄装置１の中間部に設けられて、洗浄溶剤の蒸気４８でワーク４４を洗浄する領域である。この蒸気洗浄領域１０２も、上記液体洗浄領域１０１と同様、１又は複数のワーク４４が装着された取付冶具１０を洗浄溶剤の蒸気４８雰囲気に曝すことができるだけの容量を持っている。この蒸気洗浄領域１０２では、洗浄溶剤の蒸気４８が飽和状態でワーク４４に接触するように供給される。その蒸気４８は、蒸気発生槽５２で発生した蒸気が第１配管５４を上昇してきた蒸気である。こうして供給された蒸気４８は、ワーク４４の表面に接触して凝縮することにより、ワーク４４の洗浄が行われる。
【００６２】
この蒸気洗浄領域１０２の壁面３１（洗浄装置１の中間部の内壁面又は外壁面）には、図１２に示すように、ヒータ３０等の加熱手段を設けることが好ましい。こうした加熱手段を設けることによって、洗浄溶剤の蒸気４８がその壁面３１で結露して液化するのを抑制できるので、蒸気洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００６３】
また、液体洗浄領域１０１と蒸気洗浄領域１０２との境界付近の壁面には、断熱部材３６を設けることが好ましい。断熱部材３６を境界付近の壁面に設けることによって、蒸気洗浄領域壁面の高い温度と、液体洗浄領域壁面の低い温度との温度干渉を起こり難くすることができるので、それぞれの領域での効率的な洗浄を実現することができる。なお、蒸気洗浄領域１０２と冷却領域１０３との境界付近の壁面にも断熱部材３５を設けることが好ましい。
【００６４】
冷却領域１０３は、洗浄装置１の上部に設けられて、洗浄溶剤の蒸気を冷却して液化させる領域である。この冷却領域１０３は、液化できない蒸気がワーク搬入搬出口１１４から作業環境中に逃げない程度の高さ及び大きさであればよく、その高さ及び大きさは、洗浄装置１全体の容量に基づいて設計される。具体的には、本実施の形態においては、開口部の短辺Ｌに対する冷却領域１０３の高さＨのフリーボード比を１．５以上確保することが好ましい。
【００６５】
この冷却領域１０３では、冷却された内壁面で蒸気が冷やされて液化する。こうした液化は冷却領域１０３内の蒸気圧を下げ、ワーク４４の表面に凝縮していた液滴を気化させ、その結果、ワーク４４の乾燥が行われる。
【００６６】
冷却領域１０３で液化された洗浄溶剤は、回収手段１２４により回収することができる。蒸気４８は冷却領域１０３の内壁面で液化し、その内壁面を流れ落ちる。回収手段１２４は、内壁面を流れ落ちる洗浄溶剤を受け止めるように設けてあればよく、例えば図１２に示すように、内壁面に沿って受皿５０を形成することが好ましい。この受皿５０により、冷却領域１０３で液化した洗浄溶剤を回収することができる。回収された洗浄溶剤４６は、洗浄装置１から分離して配置される水分離槽２８に配管１２６によって送られる。水分離槽２８には、回収手段１２４で回収された洗浄溶剤４６から水を分離する分離手段が設けられている。分離手段は特に限定されないが、例えば洗浄溶剤として水よりも比重の大きい有機溶剤を用いれば、水槽の中央を仕切る仕切板２９を設けただけの簡単な方法によって、シミの原因となる水と洗浄溶剤４６とを分離することができる。こうした回収手段１２４と水分離層２８とを設けることにより、水を含んだ状態の洗浄溶剤が、液体洗浄領域内の洗浄溶剤と混合するのを防ぐことができる。その結果、液体洗浄領域１０１でのワーク４４の洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００６７】
蒸気発生槽５２は、洗浄溶剤４６をヒータ５３等の加熱手段で加熱して蒸気を発生させる槽であり、この蒸気発生槽５２の側壁には、液面計３９Ｃを設けてもよい。
【００６８】
洗浄溶剤４６としては、各種のものを挙げることができるが、例えばＨＦＣ（ハイドロ・フルオロ・カーボン）やＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）等のフッ素系溶剤、臭素系溶剤等が用いられる。こうした洗浄装置１を用いれば、洗浄溶剤の消費量を低減できると共に、ワークの蒸気洗浄及び乾燥をより効果的に行うことができるので、例えばクリーンルーム内等で、電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（ワーク）を極めて効率よく低コストで洗浄処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の洗浄装置の一例を示す概略正面図である。
【図２】シャワー手段の一例を示す模式的な斜視図である。
【図３】取付冶具の一例を示す模式図であり、（Ａ）は平面図であり（Ｂ）は正面図である。
【図４】吊り軸が接続される連結部の中央構造体を示す断面図である。
【図５】棚部を有する取付冶具で板状のワークを保持する形態の一例である。
【図６】棚部を有さない取付冶具で板状のワークを保持する形態の一例である。
【図７】保持部材の一例を示す構成図である。
【図８】取付冶具とシャワー手段の移動機構を示す模式的な構成図である。
【図９】図８に示した移動機構の平面図である。
【図１０】図８に示したシャワー手段の側面図である。
【図１１】本発明の洗浄方法の一例を示す工程図である。
【図１２】洗浄槽を有する洗浄装置の一例を示す模式的な構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  洗浄装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ  取付冶具
１１  支持板
１２  連結部
１３  吊り軸
１４  棚部
１５  中央構造体
１６  固定板
１７  ネジ
１８  スリット
１９  保持部材
２０  傾斜面
２１  ボルト状部材
２２  座金状のスペーサ部材
２３  ナット状部材
２８  水分離槽
３７  洗浄槽
３８  オーバーフロー槽
４０  冷却装置
４１  循環ポンプ
４２  フィルタ
４４  ワーク
４６  洗浄溶剤
４８  蒸気
５２  蒸気発生槽
５３  ヒータ
５４  配管
６０  超音波洗浄手段
６２  冷却器
６４  冷却器
７０  シャワー手段
７１  洗浄液噴出孔
７２  シャワー面
７３  シャワー部材
７４  液送管
７５  接続部材
７６  液分岐管
７７  配管
７８  駆動装置
７９  液分岐管
８０  配管
８１  シャワー移動手段
８２  支持プレート
８３  長穴
８４  締結部材
８９  支持板
９０  ワーク移動手段
９１  昇降アーム
９２  吊り下げ部材
９３  プレート
１０１  液体洗浄領域
１０２  蒸気洗浄領域
１０３  蒸気洗浄冷却
１１４  ワーク搬入搬出口
１１５  放熱用ファンモータ
Ｇ  ワークと支持板との間隔
Ｌ  スペーサ部
Ｍ  保持部
Ｎ  係止部
Ｓ１  シャワー面の面積
Ｓ２  ワークの被洗浄領域の面積
Ｑ  上下方向
Ｘ  幅方向
Ｙ  上下方向
【図１】
2008093525.tif 000003
【図２】
2008093525.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008093525.tif 000008
【図７】
2008093525.tif 000009
【図８】
2008093525.tif 000010
【図９】
2008093525.tif 000011
【図１０】
2008093525.tif 000012
【図１１】
2008093525.tif 000013
【図１２】
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