JP2003019467A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな１つの洗浄面を持つワークの場合、洗
浄液の消費が嵩む上に洗浄装置全体が巨大化する。 【解決手段】 洗浄面Ｓ_Uを有するワークＷが保持され
るワークホルダ１４と、このワークホルダ１４を駆動回
転するホルダ回転手段１３と、ワークＷの洗浄面Ｓ_Uと
対向し、かつこの洗浄面Ｓ_Uに洗浄液を供給するための
洗浄ノズル１９を有する洗浄液供給手段と、この洗浄液
供給手段の洗浄ノズル１９を囲み、かつワークＷの洗浄
面Ｓ_Uと対向して過剰に供給された洗浄液を吸引するた
めの吸引ノズル２０を有する洗浄液回収手段と、洗浄ノ
ズル１９を吸引ノズル２０と共にワークＷの洗浄面Ｓ_U
に沿ってワークホルダ１４の回転軸線の半径方向に駆動
するノズル駆動手段１７，１８ａとを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大径光学素子に形
成された光学面などのワークの洗浄面を洗浄するための
洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣaＦ₂やＭgＦ₂などのフッ化物系結晶材
料は、極めて広範囲の波長帯域に亙って良好な透過率を
有すると共に低分散であることから、カメラレンズやテ
レビジョンカメラレンズなどで高機能が要求される高精
度なレンズ材料として用いられている。また、このよう
なフッ化物系結晶材料は、エキシマレーザーなどの短波
長光に対しても透過率が高いことから、短波長用の光学
素子として使用することも検討されている。

【０００３】上述したフッ化物系結晶材料に限らず、従
来からある硝材を用いてレンズや反射鏡などの光学素子
を製造する場合、研磨後やコーティング処理前に光学素
子の光学面を洗浄しておく必要がある。従来、光学素子
の洗浄においては、洗浄液が貯溜された洗浄槽に洗浄す
べき光学素子を浸漬させ、洗浄液を超音波振動させる超
音波洗浄法によって洗浄している。この場合、性質の異
なる洗浄液毎に複数の洗浄槽を用意し、界面活性剤や純
水などを用いて光学素子の光学面を洗浄した後、最終的
に高揮発性の洗浄液、例えばイソプロピルアルコールな
どの蒸気乾燥により洗浄操作を仕上げている。この洗浄
方法では、寸法形状が小さな光学素子の場合に洗浄用治
具に多数の光学素子を保持させることができるため、一
度に多数の光学素子を効率的に洗浄することが可能とな
る。

【０００４】これに対し、特開平６−２６２１５１号公
報に開示されているように、大形の光学素子の場合には
光学素子の周縁部や洗浄面の反対側に位置する面を保持
具にて保持し、この保持具を支持軸を介して回転させ、
洗浄液を高圧で噴射するノズルを光学素子の洗浄面に沿
って支持軸の半径方向に移動させるようにした洗浄装置
なども使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光学素子の１つの洗浄
面が広い面積を持つような場合、例えば大径レンズなど
では多数の洗浄槽を配列していわゆる浸漬法により洗浄
を行うと、個々の洗浄槽の容積を大きくしなければなら
ず、洗浄装置全体も巨大で高価となり、乾燥時に用いら
れる高揮発性の洗浄剤の消費量も著しく多くなる傾向を
持つ。通常、光学素子全体に占める大径レンズの生産量
は極めて僅かであるため、上述したような巨大な洗浄装
置を導入しても、その稼働率を高めることができず、大
径レンズの洗浄に要するコストを著しく嵩上げしてしま
う原因となる。

【０００６】特開平６−２６２１５１号公報に開示され
た洗浄装置では、光学素子の洗浄面に洗浄液を高圧で噴
射するため、洗浄液がイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）に代表される高揮発性のアルコールやエーテル，ア
セトンなどの場合、これらが作業空間内に蒸気となって
大量に飛散して作業環境を悪化させてしまう不具合があ
る。また、このような高揮発性の洗浄液を取り扱うた
め、火気などの管理を厳重に行う必要があった。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、洗浄液を無駄なく効率
よく使用することができ、大きな洗浄面を持つワークで
あってもコンパクトにまとめることが可能な洗浄装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、洗浄面を有す
るワークが保持されるワークホルダと、このワークホル
ダを駆動回転するホルダ回転手段と、ワークの洗浄面と
対向し、かつこの洗浄面に洗浄液を供給するための洗浄
ノズルを有する洗浄液供給手段と、この洗浄液供給手段
の前記洗浄ノズルを囲み、かつワークの洗浄面と対向し
て過剰に供給された洗浄液を吸引するための吸引ノズル
を有する洗浄液回収手段と、前記洗浄ノズルを前記吸引
ノズルと共に前記ワークの洗浄面に沿って前記ワークホ
ルダの回転軸線の半径方向に駆動するノズル駆動手段と
を具えたことを特徴とする洗浄装置にある。

【０００９】本発明においては、ワークが装着されたワ
ークホルダをホルダ回転手段によって回転し、洗浄液供
給手段の洗浄ノズルから洗浄液をワークの洗浄面に供給
して洗浄を行う一方、洗浄液回収手段の吸引ノズルによ
ってワークの洗浄面に供給された余剰の洗浄液が回収さ
れる。洗浄ノズルおよび吸引ノズルがワークの洗浄面に
沿ってワークホルダの回転軸線の半径方向に移動するた
め、洗浄面全体に亙って洗浄が行われることとなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による洗浄装置において、
ノズル駆動手段は、洗浄ノズルをワークホルダの回転軸
線の半径方向に往復動自在に支持するアームと、このア
ームをワークホルダの回転軸線と平行な方向に往復動自
在に支持するアームホルダとを有するものであってよ
い。

【００１１】ワークホルダは、洗浄面がほぼ上向きとな
るようにワークを保持するものであってよく、この場
合、ワークホルダの回転軸線を鉛直方向に沿って延在さ
せることが有効である。

【００１２】ワークの洗浄面と対向し、かつこの洗浄面
に第２の洗浄液を供給するための第２の洗浄ノズルを有
する第２の洗浄液供給手段と、第２の洗浄ノズルをワー
クの洗浄面に沿ってワークホルダの回転軸線の半径方向
に駆動する第２のノズル駆動手段とをさらに具えること
ができる。この場合、第２のノズル駆動手段は、第２の
洗浄ノズルをワークホルダの回転軸線の半径方向に往復
動自在に支持する第２のアームと、この第２のアームを
ワークホルダの回転軸線と平行な方向に往復動自在に支
持する第２のアームホルダとを有するものであってよ
い。また、第２の洗浄ノズルから供給される第２の洗浄
液が界面活性剤を含み、吸引ノズルで囲まれた洗浄ノズ
ルから供給される洗浄液が高揮発性であってよい。

【００１３】ワークが光軸を持つ光学素子であり、その
洗浄面が凸球面状をなしたものであってよい。この場
合、ワークホルダは、その回転軸線に対して光学素子の
光軸が同軸となるように光学素子を保持することが好ま
しい。

【００１４】ワークの洗浄面に対する洗浄手法として
は、洗浄ノズルからワークの洗浄面に向けて洗浄液を高
圧で噴射する高圧洗浄や、ワークの洗浄面に介在する洗
浄液を超音波振動させる超音波洗浄などを採用すること
も可能である。

【００１５】

【実施例】本発明による洗浄装置を大径凸レンズに対し
て応用した一実施例について、その概念を表す図１を参
照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施
例のみに限らず、この特許請求の範囲に記載された本発
明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であ
り、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応
用することができる。

【００１６】内部がほぼ密閉された状態の筐体１１に
は、回転軸１２を鉛直上向きに配置した駆動モータ１３
がその下端部に収容されている。本発明のホルダ回転手
段として機能する駆動モータ１３の回転軸１２の上端に
は、ワークである凸レンズＷを保持するワークホルダ１
４が一体的に設けられている。このワークホルダ１４に
は、凸レンズＷの外周縁部が搭載される少なくとも３つ
の把持爪１５が駆動モータ１３の回転軸１２の円周方向
に沿って等間隔に設けられており、これら３つの把持爪
１５は凸レンズＷの外径に応じて駆動モータ１３の回転
軸線に対し放射状に変位可能であり、いわゆるスクロー
ルチャックを構成している。これにより、凸レンズＷの
光軸を駆動モータ１３の回転軸線と同軸状に位置決めす
ることができ、駆動モータ１３を作動することによっ
て、凸レンズＷをその光軸回りに駆動回転することがで
きる。

【００１７】筐体１１の上部には、縁直方向に沿って延
在する一対の開口部１６が１８０°隔てて形成され、こ
れら一対の開口部１６には弾性変形可能な図示しないシ
ール部材がそれぞれ装着され、これらシール部材により
開口部１６に対して筐体１１内が塞がれた状態となって
いる。筐体１１の外側には、一対のアームホルダ１７が
開口部１６に近接してそれぞれ配置されており、これら
アームホルダ１７には、シール部材の弾性変形を伴って
開口部１６を貫通するアーム１８ａ，１８ｂの基端部が
取り付けられ、図示しない昇降機構によってこれらアー
ム１８ａ，１８ｂが開口部１６に沿って昇降するように
なっている。

【００１８】それぞれ先端部が駆動モータ１３の回転軸
１２の上方まで延在する一対のアーム１８ａ，１８ｂの
一方には、このアーム１８ａの長手方向に沿って駆動モ
ータ１３の回転軸線の半径方向に移動可能な洗浄ノズル
１９およびこの洗浄ノズル１９を囲む筒状の吸引ノズル
２０が下向きに取り付けられ、これらは図示しないノズ
ル移動機構によりアーム１８ａに沿って一体的に移動し
得るようになっている。洗浄ノズル１９には、アーム１
８ａからアームホルダ１７を介して外側に引き出される
高揮発性の洗浄液、例えばＩＰＡの供給配管（以下、こ
れを高揮発性洗浄液供給配管と呼称する）２１が連結さ
れ、図示しない供給ポンプにより、ＩＰＡがこの高揮発
性洗浄液供給配管２１を介して洗浄ノズル１９から凸レ
ンズＷの上側の光学面Ｓ_Uに散布されるようになってい
る。また、吸引ノズル２０には、アーム１８ａからアー
ムホルダ１７を介して外側に引き出される吸引配管２２
が連結され、凸レンズＷの光学面Ｓ_Uに散布された余剰
のＩＰＡが図示しない吸引ポンプによって吸引ノズル２
０から回収されるようになっている。

【００１９】同様に、他方のアーム１８ｂには、このア
ーム１８ｂの長手方向に沿って駆動モータ１３の回転軸
線の半径方向に移動可能な第２の洗浄ノズル２３が下向
きに取り付けられ、図示しないノズル移動機構によりア
ーム１８ｂに沿って移動し得るようになっている。第２
の洗浄ノズル２３には、アーム１８ｂからアームホルダ
１７を介して外側に引き出される洗浄液供給配管２４が
連結され、図示しない供給ポンプにより、純水や界面活
性剤などを含む洗浄液がこの洗浄液供給配管２４を介し
て第２の洗浄ノズル２３から凸レンズＷの上側の光学面
Ｓ_Uに供給されるようになっている。

【００２０】上述したノズル移動機構は、駆動モータ１
３の回転に伴い、洗浄ノズル１９，２３が凸レンズＷの
中心部から外周縁部へ向けて順次移動させるためのもの
であり、この時、凸レンズＷの上向きの光学面Ｓ_Uと洗
浄ノズル１９の下端との間隔が常に一定となるように、
洗浄ノズル１９，２３の移動に伴って上述したアーム１
８ａ，１８ｂの昇降機構がそれぞれ作動し、本実施例で
はアーム１８ａ，１８ｂを順次下降させるようになって
いる。

【００２１】なお、筐体１１の下端部には排液口２５が
設けられ、第２の洗浄ノズル２３から供給された洗浄液
を排液口２５に連結された排液管２６から筐体１１外に
排出できるようになっており、吸引ノズル２０から吸引
し切れなかったＩＰＡなどもここから排出させることが
できる。

【００２２】実際の洗浄作業に際しては、一方のアーム
１８ａをその最上端まで退避移動させておき、他方のア
ーム１８ｂに取り付けられた第２の洗浄ノズル２３を凸
レンズＷの直上に位置させ、この状態から洗浄作業を開
始する。まず駆動モータ１３を作動して凸レンズＷを毎
分数百回転の割合で回転させ、同時に第２の洗浄ノズル
２３から界面活性剤を主成分とする洗浄液を吐出させ、
洗浄作業の進行に合わせて第２の洗浄ノズル２３を凸レ
ンズＷの上向きの光学面Ｓ_Uに沿ってその外周縁部に向
け移動させて行く。洗浄済みの洗浄液は、排液口２５か
ら排液管２６を通って筐体１１外に排出される。

【００２３】このようにして界面活性剤を主成分とする
洗浄液による洗浄を行った後、第２の洗浄ノズル２３を
再び凸レンズＷの直上に位置させ、今度は第２の洗浄ノ
ズル２３から純水を吐出させ、上述したようにその洗浄
作業の進行に合わせて第２の洗浄ノズル２３を凸レンズ
Ｗの上向きの光学面Ｓ_Uに沿ってその外周縁部に向け移
動させて行く。この場合においても、洗浄済みの純水
は、排液口２５から排液管２６を通って筐体１１外に排
出される。

【００２４】このようにして、純水により凸レンズＷの
上向きの光学面Ｓ_Uから界面活性剤を完全に除去した
後、今まで使用していた他方のアーム１８ｂをその最上
端まで退避移動させると共に退避位置あった一方のアー
ム１８ａを洗浄作業位置まで下降させ、さらにこの一方
のアーム１８ａに取り付けられた洗浄ノズル１９を凸レ
ンズＷの直上に位置させ、この状態からＩＰＡによる洗
浄作業を開始する。この場合には凸レンズＷを毎分１０
００〜２０００回転の割合で高速回転させ、同時に洗浄
ノズル１９からＩＰＡを噴射させ、洗浄作業の進行に合
わせて洗浄ノズル１９を凸レンズＷの上向きの光学面Ｓ
_Uに沿ってその外周縁部に向け移動させて行く。洗浄ノ
ズル１９から凸レンズＷに噴射されたＩＰＡは、吸引ノ
ズル２０によって直ちに吸引回収され、筐体１１外部へ
のＩＰＡ蒸気の漏れを最小限に抑えることができる。

【００２５】なお、界面活性剤を主成分とする洗浄液を
用いた洗浄作業中に、凸レンズＷの下向きの光学面Ｓ_L
が界面活性剤によって汚染されるのを防止するため、こ
の凸レンズＷの下向きの光学面Ｓ_Lに純水を散布したり
窒素ガスなどを吹き付けることが好ましい。

【００２６】上述した実施例では、第２の洗浄液供給手
段と第２のノズル駆動手段とを１組設けて第２の洗浄ノ
ズル２３から界面活性剤を含む洗浄液と純水とを順に供
給するようにしたが、これら第２の洗浄液供給手段と第
２のノズル駆動手段とを２組以上設け、それぞれ単一の
洗浄液のみ供給させるようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の洗浄装置によると、ワークホル
ダを駆動回転するホルダ回転手段と、ワークの洗浄面に
洗浄液を供給するための洗浄ノズルを有する洗浄液供給
手段と、この洗浄液供給手段の洗浄ノズルを囲んで過剰
な洗浄液を吸引するための吸引ノズルを有する洗浄液回
収手段と、洗浄ノズルおよび吸引ノズルをワークの洗浄
面に沿ってワークホルダの回転軸線の半径方向に駆動す
るノズル駆動手段とを設けたので、１つの洗浄面の洗浄
面積が大きなワークであっても、従来のように複数の洗
浄槽を用意する必要がなくなり、洗浄装置をコンパクト
にまとめることができる。また、余剰の洗浄液が直ちに
吸引ノズルから吸引される結果、洗浄液の消費量を大幅
に削減して洗浄に要するコストを削減することが可能と
なる。特に、高揮発性の洗浄液の場合には作業雰囲気中
への蒸気の飛散を最小限に抑えることが可能となり、作
業環境の悪化を抑制することができ、しかも安全性を高
めることができる。

【００２８】ノズル駆動手段が、洗浄ノズルをワークホ
ルダの回転軸線の半径方向に往復動自在に支持するアー
ムと、このアームをワークホルダの回転軸線と平行な方
向に往復動自在に支持するアームホルダとを有する場合
には、ワークの洗浄面が球面などの３次元立体形状であ
っても、この洗浄面と洗浄ノズルおよび吸引ノズルとの
間隔を常に一定に保つたことができ、洗浄面全域に亙っ
て均一な洗浄を行うことができる。

【００２９】ワークホルダがワークの洗浄面をほぼ上向
きに保持する場合、特にワークホルダの回転軸線を鉛直
方向に沿って延在させた場合には、余剰の洗浄液をより
確実に吸引ノズルから吸引することができ、洗浄面から
の洗浄液の流下を最小限に抑えることができる。

【００３０】ワークの洗浄面に第２の洗浄液を供給する
ための第２の洗浄ノズルを有する第２の洗浄液供給手段
と、第２の洗浄ノズルをワークの洗浄面に沿ってワーク
ホルダの回転軸線の半径方向に駆動する第２のノズル駆
動手段とをさらに設けた場合には、異なる種類の洗浄液
をワークの洗浄面に供給して所望の洗浄効果を得ること
ができる。

【００３１】第２のノズル駆動手段が第２の洗浄ノズル
をワークホルダの回転軸線の半径方向に往復動自在に支
持する第２のアームと、この第２のアームをワークホル
ダの回転軸線と平行な方向に往復動自在に支持する第２
のアームホルダとを有する場合には、ワークの洗浄面が
球面などの３次元立体形状であっても、この洗浄面と第
２の洗浄ノズルとの間隔を常に一定に保つことができ、
第２の洗浄液によって洗浄面全域にわたり均一な洗浄を
行うことができる。

【００３２】第２の洗浄ノズルから供給される第２の洗
浄液が界面活性剤を含み、吸引ノズルで囲まれた洗浄ノ
ズルから供給される洗浄液が高揮発性の場合、界面活性
剤を含む第２の洗浄液でワークの洗浄面を洗浄した後、
高揮発性の洗浄液にて仕上げ洗浄を行うことが可能とな
り、望ましい洗浄効果を効率良く得ることができる。

【００３３】ワークが光軸を持つ光学素子であって、そ
の洗浄面が凸球面状をなす場合には、特にワークホルダ
がその回転軸線に対して光学素子の光軸を同軸に保持す
る場合には、大径の光学素子に形成された光学面であっ
ても、これを効率良く洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による洗浄装置を大径凸レンズの光学面
に対する洗浄に応用した一実施例の概念図である。

【符号の説明】

１１ 筐体 １２ 回転軸 １３ 駆動モータ １４ ワークホルダ １５ 把持爪 １６ 開口部 １７ アームホルダ １８ａ，１８ｂ アーム １９ 洗浄ノズル ２０ 吸引ノズル ２１ 高揮発性洗浄液供給配管 ２２ 吸引配管 ２３ 第２の洗浄ノズル ２４ 洗浄液供給配管 ２５ 排液口 ２６ 排液管 Ｗ 凸レンズ Ｓ_U 凸レンズの上向きの光学面 Ｓ_L 凸レンズの下向きの光学面

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄面を有するワークが保持されるワー
   クホルダと、 このワークホルダを駆動回転するホルダ回転手段と、 ワークの洗浄面と対向し、かつこの洗浄面に洗浄液を供
   給するための洗浄ノズルを有する洗浄液供給手段と、 この洗浄液供給手段の前記洗浄ノズルを囲み、かつワー
   クの洗浄面と対向して過剰に供給された洗浄液を吸引す
   るための吸引ノズルを有する洗浄液回収手段と、 前記洗浄ノズルを前記吸引ノズルと共に前記ワークの洗
   浄面に沿って前記ワークホルダの回転軸線の半径方向に
   駆動するノズル駆動手段とを具えたことを特徴とする洗
   浄装置。
2. 【請求項２】 前記ノズル駆動手段は、前記洗浄ノズル
   を前記ワークホルダの前記回転軸線の半径方向に往復動
   自在に支持するアームと、このアームを前記ワークホル
   ダの前記回転軸線と平行な方向に往復動自在に支持する
   アームホルダとを有することを特徴とする請求項１に記
   載の洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記ワークホルダは、洗浄面がほぼ上向
   きとなるようにワークを保持することを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記ワークホルダの前記回転軸線が鉛直
   方向に沿って延在していることを特徴とする請求項３に
   記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 ワークの洗浄面と対向し、かつこの洗浄
   面に第２の洗浄液を供給するための第２の洗浄ノズルを
   有する第２の洗浄液供給手段と、 前記第２の洗浄ノズルを前記ワークの洗浄面に沿って前
   記ワークホルダの回転軸線の半径方向に駆動する第２の
   ノズル駆動手段とをさらに具えたことを特徴とする請求
   項１から請求項４の何れかに記載の洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記第２のノズル駆動手段は、前記第２
   の洗浄ノズルを前記ワークホルダの前記回転軸線の半径
   方向に往復動自在に支持する第２のアームと、この第２
   のアームを前記ワークホルダの前記回転軸線と平行な方
   向に往復動自在に支持する第２のアームホルダとを有す
   ることを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記第２の洗浄ノズルから供給される第
   ２の洗浄液が界面活性剤を含み、前記吸引ノズルで囲ま
   れた前記洗浄ノズルから供給される洗浄液が高揮発性で
   あることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の
   洗浄装置。
8. 【請求項８】 ワークが光軸を持つ光学素子であり、そ
   の洗浄面が凸球面状をなしていることを特徴とする請求
   項１から請求項７の何れかに記載の洗浄装置。
9. 【請求項９】 前記ワークホルダは、その前記回転軸線
   に対して光学素子の光軸が同軸となるように光学素子を
   保持することを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。