(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を被処理物の搬入口、搬出口とされ、処理液のそれぞれ供給部と排出部となる開口部が少なくとも一つずつ設けられた管状部材と、
前記管状部材内部に、前記搬入口、搬出口に大気と接する液面を有するように形成されたウェット処理用の処理液の滞留部と、
前記被処理物を前記搬入口から前記搬出口へと管状部材内を搬送する搬送機構と、
前記液面を壊さないよう前記滞留部の前記処理液の圧力を調整する圧力調整手段とを有し、
前記被処理液が内部に保たれるよう、前記管状部材の両端の内側下面に両端に向かって傾斜がつけられており、
前記管状部材内における前記被処理物の搬送方向と前記処理液を流す方向とが反対である、多数の前記被処理物を前記滞留部の内部に搬送して前記多数の被処理物に対して連続的にウェット処理を行うウェット処理装置。
【請求項２】
前記搬送機構が、前記管状部材を貫通して前記被洗浄物を搬送するベルトを有する事を特徴とする請求項１記載のウェット処理装置。
【請求項３】
前記搬送機構が、前記被処理物を逐次前記搬入口より導入し、後から送り込む前記被処理物で先に導入した前記被処理物を押すことにより前記被処理物を前記搬入口から前記搬出口へと管状部材内を搬送するものであることを特徴とする請求項１に記載のウェット処理装置。
【請求項４】
前記構成部材が、ほぼ水平に置かれた断面円の管状部材であることを特徴とする請求項１に記載のウェット処理装置。
【請求項５】
前記構成部材の外側の、前記滞留部に対応する位置に、超音波振動装置が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のウェット処理装置。
【請求項６】
請求項１記載のウェット処理装置を用い、前記被処理物を前記搬入口から前記ウェット処理装置内の前記滞留部内に搬送し、ウェット処理の後、前記被処理物を前記搬出口から取り出すことを特徴とする微小部品のウェット処理方法。
【請求項７】
請求項１記載のウェット処理装置の前記搬出口の直後に、エアーナイフを有する乾燥部を設けたことを特徴とするウェット処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械、電子、光学等の分野における微小部品のウエット処理(洗浄、エッチング、メッキ、現像、剥離、研磨等)を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機械、電子、光学等の分野において、微小部品の工業的規模における洗浄その他のウェット処理には図６に示す如きウエット処理装置が採用されている。ここで微小部品の例としては、研削加工後のフェライト等の磁気応用部品や光学機器用の小型レンズ等が代表的なものである。
図６の装置では、金網あるいは専用の保持容器３５に入れられた被処理物２を、処理液５を溜めた処理槽３の中に浸漬し、処理槽３の底部に設置された超音波振動子４からの超音波を被処理物２に作用させてウェット処理を行う。汚れの除去を目的とする洗浄処理の場合には、処理槽３、リンス槽４１、乾燥槽４２が少なくとも設けられ、被処理物２を図の矢印の方向に搬送しながらそれぞれの処理を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の装置においては、スループット（単位時間あたりの処理量）を上げるという目的から、一度に多数個の被洗浄物２を保持容器３５に入れ、その容器を搬送機で吊り上げて移動させながら各槽内の液に浸漬する方法を取っている。このような方法のウェット処理では、保持容器３５の中の処理液の流れを均一にすることが難しく、偏った流れによりいわゆるデッドスペースが発生して、処理が不均一となりがちである。
【０００４】
この問題を回避する為に、従来例のウェット処理装置では、保持容器３５を充分に大きくして内部の空間を広くし処理液を流れ易くする、各槽を大き目に設計して被処理物２の容積に比べて多い処理液を保持し、上下左右の揺動機構、あるいは液循環機構を付与する、等の設計を取り入れている。したがって、装置が大型化して占有面積が大きく且つ構造は複雑となり、扱う処理液やリンス液等の使用量が多く、その結果として消費電力も多くなることが避けられなかった。
【０００５】
磁気応用製品の部品、あるいは微小光学部品等のウエット処理は、本来ゴミ、ほこり等の汚染を嫌うものであり、近年では、クリーンルームでの処理が一般的になってきている。そのような背景から、上述の、装置が大型で消費電力が大きい、という問題点の解決が緊急の課題として認識されるようになってきた。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決する為に成されたものであって、小型で装置の占有面積が小さく、少ない処理液量でも各被処理物の均一な処理が可能で、且つスループットを低下させないように連続して被処理物を処理できるウェット処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、処理装置の構造を種々検討した結果、処理液の表面張力による液面の形成を利用して、被処理物が通過できる幅の間隙に処理液の滞留部を形成することが可能であり、被処理物を、その滞留部の中を通過させながら処理する装置で目的を達成できることを見い出し、提案するものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、両端を被処理物の搬入口、搬出口とされ、処理液のそれぞれ供給部と排出部となる開口部が少なくとも一つずつ設けられた管状部材と、前記管状部材内部に、前記搬入口、搬出口に大気と接する液面を有するように形成されたウェット処理用の処理液の滞留部と、前記被処理物を前記搬入口から前記搬出口へと管状部材内を搬送する搬送機構と、前記液面を壊さないよう前記滞留部の前記処理液の圧力を調整する圧力調整手段とを有し、前記被処理液が内部に保たれるよう、前記管状部材の両端の内側下面に両端に向かって傾斜がつけられており、前記管状部材内における前記被処理物の搬送方向と前記処理液を流す方向とが反対である、多数の前記被処理物を前記滞留部の内部に搬送して前記多数の被処理物に対して連続的にウェット処理を行うウェット処理装置である。この構成とすることにより、液面を保つための表面張力は小さな値でよく、表面張力が比較的小さい処理液の場合でも安定した液面を形成することができ、小型で且つ少ない処理液量でも各被処理物の均一な処理が可能な、高スループットのウェット処理装置となる。
【０００９】
本発明は、前記搬送機構が、前記管状部材を貫通して前記被洗浄物を搬送するベルトを有する事を特徴とするウェット処理装置である。また、前記搬送機構は、被処理物を逐次搬入口より導入し、後から送り込む被処理物で先に導入した被処理物を押す事により前記被処理物を搬入口から前記搬出口へと管状部材内を搬送するものでもよい。
【００１０】
また本発明は、前記構成部材として、水平に置かれた管状部材を用いても良い。滞留部の周方向は管壁で規制され液面は軸方向だけとなるので、滞留部はさらに安定する。また本発明は、前記構成部材が、ほぼ水平に置かれた断面円の管状部材を用いても良い。断面が円であることは、軸方向の液面が最も安定する形状である。
【００１１】
また本発明は、前記構成部材の外面の、前記滞留部に対応する位置に超音波振動装置が取り付けられることにより、超音波振動の効果でウェット処理の効率が向上する。
【００１２】
さらに本発明は、前記管状部材の両端の開口部の一方を前記被処理物の搬入口、他方を搬出口とし、前記被処理物は前記搬入口から前記搬出口へ搬送されるようにすることで、ウェット処理のスループットが向上する。さらに本発明は、ウェット処理装置の前記搬出口の直後に、エアーナイフを有する乾燥部を設けたことを特徴とするウェット処理システムである。ウェット処理から乾燥までを連続して行うことから、より効率的な処理が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
【第１の実施の形態】
図１は、本発明のウエット処理装置の主要部分の外形図であり、構成部材として矩形断面の管状部材１を用いた例を示している。管状部材１には処理液の供給口１１、排出口１２が設けられて、ほぼ水平に保持されており、本発明の特長であるウエット処理液の滞留部３３は、管状部材１の内部に形成されている。図においては、被処理物の搬送機構は省略している。
図２は、本発明のウエット処理装置の、被処理物２の搬送機構を含めた全体を、管状部材１の長手方向断面で示した図である。管状部材１の両端の開口部１３、１４は、それぞれ被処理物２の搬入口、搬出口ともなっている。６は被処理物２を搬送するベルト、４は超音波振動子である。なお、超音波振動子４は管状部材１の図における下部２１に取りつけられても良い。
【００１４】
処理液は処理液供給口１１より供給され、排出口１２より排出される。図示はしていないが、本発明のウェット処理装置には処理液の供給ポンプ及び排出ポンプが設けられおり、それぞれ供給口１１、排出口１２と繋がっている。これらのポンプの操作により処理液の供給と排出が行われる。一方、被処理物２は搬入口１３より導入されて搬出口１４に向けて搬送され、処理液の滞留部３３を通る間に超音波振動子４からの超音波の作用を受けウェット処理がなされる。
【００１５】
処理液の圧力は、滞留部３３内に置かれた圧力センサー５０によりモニタされ、図示しない圧力調整手段で処理液の供給圧力と排出（吸引）圧力のバランスを取ることにより、適当な範囲内となるように調整される。これにより滞留部３３での処理液の圧力は、処理液の表面張力によって開口部１３、１４に形成される液面を壊さない範囲に制御され、滞留部３３が安定して保持される。その結果、装置外に運び出される処理液は、被処理物２及びベルト６に付着するものだけであり、処理液の大部分は排出口１２から回収される。処理液供給口１１、排出口１２、の近傍には整流機構を設けることが好ましく、本実施例では、供給口１１、排出口１２の両方にそれぞれの整流機構９a、９ｂが図の位置に取り付けられている。
【００１６】
本発明の装置で処理する被処理物２として、径３ｍｍ、長さ２ｍｍ程度の大きさのセラミック部品を例にとると、このような部品の処理、例えば洗浄では、管状部材１の内寸法は幅４ｍｍ、高さ５ｍｍ程度となる。管状部材１の長さは、処理する状態により決まるが、比較的汚染量の少ない被処理物の洗浄処理の場合では２００ｍｍ程度としている。超音波振動子は幅３５ｍｍ、長さ１６５ｍｍの２００ＫＨｚ振動子を用いている。この場合の処理（洗浄）液量は、管状部材１内の滞留分で僅か４ｃｃである。被洗浄物２を毎秒２乃至３ｍｍで搬送させると洗浄時間は約１秒となり、洗浄液は、被洗浄物２と反対方向に毎秒約３ｍｍの速度で流すことが必要になる。その場合、洗浄液の供給量は３．６ｃｃ／ｍｉｎ．程度となり、従来例と比較して極めて少ない液量で充分な洗浄効果が得られる。
【００１７】
本実施形態では、両端の開口部の鉛直方向寸法を８ｍｍ以下とし、洗浄液としては、純水、水素溶解水(水素ガスを溶存させた水)、オゾン水(オゾンガスを溶存させた水)等を用いる。これらの洗浄液は、常温では水に近い表面張力を示し、ほぼ７４ｄｙｎ／ｃｍであることから、鉛直方向寸法８ｍｍ以下の間隙内に、液面が安定して形成される。即ち、洗浄液は管状部材１両端の開口部１３、１４からほとんどこぼれ落ちることがなく、その状態で被洗浄物２の洗浄が可能である。
【００１８】
被処理物２を搬送するベルト６は、ステンレス製で板厚は０．０５ｍｍ、幅は３ｍｍ、長さは５００ｍｍとした。ベルトは大きな二つのプーリー７ａ、７ｂ及び小さな二つのプーリー８ａ、８ｂで、一定速度で動かす。本実施例では、３ｍｍ／ｓｅｃ．とした。
被処理物２を搬送するベルト６は他の搬送手段で置き換えても良い。例えば、被処理物２を逐次搬入口１３より導入し、後から送り込む被処理物２で先に導入した被処理物２を押すことで搬送することでも良い。
【００１９】
本実施形態において、リンスは、同じ形態の装置を上述の処理装置に連結して行なうことができる。即ち処理液がリンス液に代わるだけで、全く同様の操作でリンスを行えば良い。また、ウェット処理装置の搬出口の直後に乾燥部を設けてウェット処理システムを構成することにより、ウェット処理から乾燥までを連続して行うことができ、より効率的な処理が可能となる。
【００２０】
ここで乾燥部としては、従来用いられているエアーナイフを有するものが、本発明のウェット処理装置と好適に組み合わされて用いられる。あるいは、本発明のウェット処理装置と同じ形態の装置を、管状部材１内に乾燥空気を流して小型の乾燥機として用いる方法でも良い。
【００２１】
従来の、処理槽、リンス槽、乾燥槽を並置する一般的な処理装置では、各槽の容積は小さいものでも約０．０１ｍ３程度であり、装置全体のの大きさは、長さ４ｍ、幅１ｍ、高さ２ｍ程度であった。本発明のウェット処理装置では、処理、リンス、乾燥の全工程を含めても、長さ、幅、高さとも、縦来装置の１／１０以下にできる。つまり装置体積としては、１／１０００以下とすることが可能である。
【００２２】
【第２の実施の形態】
本発明の第２の実施形態のウェット処理装置を図３に示す。第１の実施の形態と共通の部材には共通の符号を付与している。図４は、本実施形態で用いる管状部材１の両端の開口部１３、１４の拡大図である。
本実施形態においては、管状部材１の両端で下面に傾斜をつけることにより、開口部１３，１４での液面が図４に示す様に水平に近くなっていることが特徴である。実質的な間隙の寸法はｈとなり、管の内幅寸法ｄよりも小さくなることから、液面を保つための表面張力は、第１の実施の形態の場合よりも小さな値でよい。従って、表面張力が比較的小さい処理液の場合でも、安定した液面を形成することができる。洗浄液としては例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エチルアルコール、アセトン、のようなものを用いる場合に有効である。装置構成は、被処理物を搬送するベルト６を傾斜に合わせた角度にするだけが第１の実施の形態との違いであり、操作は全く同一である。
【００２３】
以上の説明においては、管状部材１を断面矩形の管としているが、勿論その形状に限られるものではない。被処理物の２の形状に適合するのものであれば、図５に示すように断面が円の管とする方が、滞留部３３の液面はより安定する。この場合、鉛直方向の直径の位置で切断した断面は、第１および第２の実施形態に対応して、図２、図３と全く同一となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明のウェット処理装置は、同程度の処理能力を有する従来例と比較して、装置が占有する空間容積が極めて小さく、極小型の処理装置とすることができる。また、デッドスペースが減少することで、使用する処理液の量も大幅に節減できる。しかも、装置外に持ち出される処理液は僅かでその大部分を回収することができるため、廃液量を低減させるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエット処理装置の、第１の実施形態を示す外形図である。
【図２】本発明のウエット処理装置の、第１の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明のウエット処理装置の、第２の実施形態を示す断面図である。
【図４】図３におけるＡ部の拡大図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図６】従来のウエット処理装置概要説明図のである。
【符号の説明】
１  管状部材
２  被処理物
３  処理層
４  超音波振動子
５  処理液
６  ベルト
７ａ、７ｂ  プーリー（大）
８ａ、８ｂ  プーリー（小）
９ａ、９ｂ  整流機構
１１  処理液供給口
１２  処理液排出口
１３  開口部（搬入口）
１４  開口部（搬出口）
【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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