JP2008149297A - 剥離洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化した洗浄対象物や形状の異なる複数の成膜治具について付着膜を効率良く剥離回収することができる剥離洗浄装置を提供する。
【解決手段】付着物の付着した洗浄対象物Ｗが配置される矩形状のテーブル２と、洗浄対象物Ｗに向けて配置される洗浄ノズルを有し、洗浄対象物Ｗに付着した付着物に対し高圧水を噴射するノズル装置３と、ノズル装置３をテーブル２の長手方向としてのＸ軸方向および幅方向としてのＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸駆動手段およびＹ軸駆動手段と、洗浄ノズルを垂直方向としてのＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動手段と、洗浄ノズルを垂直軸まわりに回転させるＲ軸駆動手段と、を備えてなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空蒸着法やスパッタリング法等による電子部品の成膜処理において成膜治具等に付着した金属または金属化合物を剥離、または剥離回収するのに好適な剥離洗浄装置に関するものである。

従来、半導体、メモリー、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用パネル等は真空成膜法によって成膜処理が施されており、ＦＰＤパネルを例に取ると、透明導電膜を形成するためにＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が成膜材として使用されている。

液晶パネルの需要は増加の一途をたどっており生産台数が高められているが、このＩＴＯに含まれるインジウムは希少金属であることから、資源の枯渇を防止するためには回収、リサイクルすることが重要となっている。

成膜処理において、薄膜を形成する基板以外の部品、例えば、基板の所定箇所にだけ成膜するためのマスク、基板を搬送するトレイ等のいわゆる成膜治具には、繰り返し使用されることによって基板上に成膜された薄膜よりも厚い膜が付着していくことになり、この付着膜が膜片となって成膜治具から剥離すると成膜上の欠陥となるため、これらの成膜治具は定期的に（付着膜が例えば２００μｍ〜２ｍｍ程度になると）成膜装置から取り外され、堆積した付着膜が除去される。この際に上記希少金属の回収が行われる。

その付着膜を除去し回収する装置として、ウォータージェットを使用する付着膜回収装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記回収装置は高圧水（３０〜２４５MPa）発生部を備えており、密閉された作業室内のテーブル上に洗浄対象となる成膜治具を載置し、その成膜治具に対し洗浄ガンから高圧水としてのウォータージェットを吹き付けることにより付着膜を剥離させ、剥離された付着膜片を含む懸濁水を回収し、その懸濁水から付着膜片を回収するようになっている。

また、希少金属を回収する以外にも、単に脱膜を目的としてＴｉ，ＴｉＮｘ，Ｔａ，Ａｌ，Ａｌ合金等の剥離処理を行なう場合がある。
特開２００２−２９２３４６号公報

上記した従来の付着膜回収装置は、作業室を密閉することを特徴としており、その作業室内に洗浄対象物を配置し、作業室内で洗浄ガンを前後左右および上下に移動させることにより洗浄対象物に付着した付着物を剥離洗浄するように構成されている。したがって、この種の付着膜回収装置によれば、密閉された作業室内で付着物の剥離処理が行われるため、剥離された付着膜片および高圧水が装置外部に飛散することがないという利点がある。

しかしながら、近年、フラットパネルディスプレイに使用されるパネルは大型化する傾向にあり、成膜治具もそれにつれて大型化され、例えば１,５００×３,０００ｍｍサイズのものも使用されている。

このように成膜治具が大型化している現状では、従来の密閉型作業室からなる付着膜回収装置では対応することができなくなっている。仮に、大型化した成膜治具のすべてを収容しようとすると、その成膜治具サイズを上回る巨大な作業室が必要となり、このように作業室が巨大化するとその内壁面の面積が増大することになり、剥離した付着膜片が広範囲に飛散してしまい回収がさらに困難になる。

また、複数種類の成膜治具を剥離洗浄する場合、母材を保護する観点から見れば成膜治具毎に洗浄条件を変えることが好ましく、成膜治具毎に洗浄条件に変えて剥離洗浄を実施することができれば剥離洗浄効率を大幅に向上させることが期待できる。

本発明は以上のような従来の付着膜回収装置における課題を考慮してなされたものであり、大型化した洗浄対象物や種類の異なる成膜治具についても効率良く付着膜を剥離、または剥離回収することができる剥離洗浄装置を提供するものである。

本発明は、付着物の付着した洗浄対象物が配置される矩形状のテーブルと、上記洗浄対象物に向けて配置される洗浄ノズルを有し、上記洗浄対象物に付着した付着物に対し高圧水を噴射するノズル装置と、上記ノズル装置を上記テーブルの長手方向としてのＸ軸方向および幅方向としてのＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸駆動手段およびＹ軸駆動手段と、上記洗浄ノズルを垂直方向としてのＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動手段と、上記洗浄ノズルを垂直軸まわりに回転させるＲ軸駆動手段と、を備えてなる剥離洗浄装置である。

本発明に従えば、テーブル上でＸ軸方向およびＹ軸方向に洗浄ノズルを自由に移動させることができるため、洗浄対象物を洗浄ノズルまで搬送する手段を必要としない。それにより、剥離洗浄装置の大型化を抑制しつつ洗浄対象サイズを拡大することができる。

本発明において、上記Ｘ軸駆動手段として、上記テーブルの幅方向枠部にＸ軸方向に沿って設けられたＸ軸レールと、このＸ軸レール上を移動する走行フレームと、この走行フレームをＸ軸方向に移動させるＸ軸モータとを有することができる。

また、上記Ｙ軸駆動手段として、上記走行フレームにＹ軸方向に沿って設けられたＹ軸レールと、このＹ軸レール上を移動する横行フレームと、この横行フレームをＹ軸方向に移動させるＹ軸モータとを有することができる。

また、上記Ｚ軸駆動手段として、上記洗浄ノズルを垂下させた状態で支持する支持体と、上記横行フレームに設けられ、上記支持体を昇降させる昇降機構とを有することができる。

また、上記支持体が、上記昇降機構によって昇降する縦筒部と、この縦筒部内に収納された軸部とを有する場合、上記軸部の下部に上記洗浄ノズルを設け、さらに、上記Ｒ軸駆動手段として、上記軸部を垂直軸まわりに回転させて上記洗浄ノズルの角度を変更するＲ軸モータを設けることができる。

また、上記洗浄ノズルに対して高圧水を供給する高圧ポンプユニットを有することができ、上記洗浄ノズルは、上記高圧水の供給される箱状ケースと、その箱状ケースの底面に直列に配列された複数のノズル孔とから構成することができる。

また、上記洗浄ノズルを自在継手を介して上記軸部から垂下させ、モータによって上記洗浄ノズルの先端に遠心力を与えて洗浄ノズルの各ノズル孔を円状に回転させれば、洗浄範囲を拡張することができる。

また、上記Ｘ軸モータ、上記Ｙ軸モータ、上記Ｚ軸モータおよび上記Ｒ軸モータを制御する制御装置と、この制御装置に対して各種設定および指令を行なう入力装置とを有し、上記制御装置は、幅方向に往復動を繰り返しながら上記洗浄対象物上で上記洗浄ノズルをＸ軸方向に移動させるＸ洗浄パターンと、長手方向に往復動を繰り返しながら上記洗浄ノズルをＹ軸方向に移動させるＹ洗浄パターンとを記憶している洗浄パターン記憶部と、上記洗浄ノズルの洗浄開始位置を記憶する洗浄開始位置記憶部と、設定された洗浄条件を記憶する洗浄条件記憶部を有し、上記入力装置によって洗浄指令が与えられた場合に、設定された洗浄開始位置に上記洗浄ノズルを移動させ、設定された洗浄パターンを上記洗浄パターン記憶部から読み出し、上記入力装置によって設定された洗浄条件に基づく洗浄パターンを実行すべく上記各モータを制御するように構成することができる。

上記洗浄条件記憶部は、複数からなる洗浄段階毎に上記洗浄パターン、上記洗浄条件を記憶するように構成することが好ましい。それにより、例えば第一段階で粗洗浄を行ない、第二段階で精密洗浄を行なうといった洗浄処理を実行することが可能になる。

なお、上記洗浄条件の一例を挙げると、Ｘ軸方向洗浄距離、Ｙ軸方向洗浄距離、Ｒ軸角度、Ｘ軸移動速度、Ｙ軸移動速度、Ｚ軸移動速度、Ｙ軸移動距離（Ｘパターンを選択した場合）、Ｘ軸移動距離（Ｙパターンを選択した場合）、洗浄回数等が示される。

上記制御装置を使用した制御を行なうことにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向への洗浄ノズルの移動を自動化することができ、また、洗浄パターンや洗浄条件を変更して洗浄処理を実行させることが可能になるため、種類やサイズの異なる洗浄対象物、付着物の付着度合いが異なる洗浄対象物についても効果的に剥離洗浄を行なうことができるようになる。

また、上記洗浄ノズルから高圧水を噴射することによって脱膜された脱膜物を回収する脱膜物回収装置を備え、洗浄に供せられ脱膜物を含む洗浄排水を受けるとともにその洗浄排水を所定の位置に案内するための傾斜を上記テーブルに形成し、上記所定の位置に、上記脱膜物回収装置に連通する排水管の入口を開口すれば、脱膜物を効率良く脱膜物回収装置に供給することができるようになる。

また、上記走行フレームの走行方向両端部に、上記洗浄対象物と接触する状態で弾性シートをカーテン状に垂下させれば、高圧水の飛散を防止することができる。

本発明の剥離洗浄装置によれば、大型化した成膜治具等の洗浄対象物についても大型の作業室を必要とせず付着膜を効率良く剥離することができるという長所を有する。また、種類の異なる成膜治具や付着物の付着量が異なっている成膜治具についても効率良く剥離洗浄が行なえる。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る剥離洗浄装置の基本概念を示した説明図である。

同図において剥離洗浄装置１は、洗浄対象物であるワークＷが配置される矩形状のテーブル２と、ワークＷに向けて配置される洗浄ガン（洗浄ノズル）３ａを有し高圧水をそのワークＷに噴射するノズルガン（ノズル装置）３と、このノズルガン３を搭載するとともに、Ｘ軸方向（テーブル長手方向）、Ｙ軸方向（テーブル幅方向）、Ｚ軸方向（垂直方向）に移動させ、さらに洗浄ガン３ａをＲ軸まわりに回転させるノズルガン移動装置４と、このノズルガン移動装置４の移動を制御する制御装置５が備えられている。

各軸の送り速度は上限１００ｍｍ／ｓまで調節可能であり、洗浄ガン３ａには例えばφ０．３ｍｍノズルを１４個、またはφ２．５ｍｍノズルを１２個、直列に配列することができる。

また、ノズルガン３には高圧ポンプユニット６が接続され、洗浄ノズル３ａに高圧水を供給するようになっており、洗浄処理において高圧水に混じってテーブル２上に落下した脱膜物は、脱膜物回収装置７によって回収されるようになっている。

高圧ポンプユニットによって供給される高圧水の圧力は例えば１５０ＭＰａ，水量２４ｌ／ｍｉｎまたは２５０ＭＰａ，水量１３．５ｌ／ｍｉｎに調節される。また、脱膜物回収装置７は具体的には、スラリー循環装置、金網、沈殿槽、液体サイクロン、フィルター等の各種濾過装置を使用することができるが、本実施形態では沈殿槽を使用している。

図２は、本発明に係る剥離洗浄装置１の全体構成を示したものであり、(ａ)は平面図、(ｂ)は正面図である。

両図において、剥離洗浄装置１は、装置を支持するための複数の架台１０、およびこれらの架台１０に架設されるＸ軸フレーム（枠部）１１，１２を有し、各Ｘ軸フレーム１１，１２に支持されているテーブル２には、ノズルガン３から噴射された高圧水を受けるとともに、洗浄排水を排水管２ａに案内するように、傾斜が設けられた容器状の水受部２ｂが形成されている。

なお、図２(ａ)においてＸ軸フレーム１１側はワークＷの搬入側となり、反対側のＸ軸フレーム１２の側面にはそのＸ軸フレーム１２に沿ってラック１３が付設されている。

また、Ｘ軸フレーム１１と１２には複数のレール１４が架け渡されており、これらのレール１４を介し、ワークＷを載置したパレット１５を矢印Ａ方向に搬入または矢視Ｂ方向に搬出するようになっている。

なお、パレット１５の下面側には上記レール１４上を転動し得る車輪が配設されており、レール１４と対応する位置、対応する高さにレールを備えた台車（図示しない）を、搬入位置（または搬出位置）に横付けすれば、軸レール１４と台車側のレールが連結されるようになっている。それにより、パレット１５を台車から剥離洗浄装置１のテーブル２上に搬入することができ、またはその逆に、剥離洗浄後、パレット１５を台車に移し替えることができる。

上記パターン１５にはステンレス製のネットが貼着されており、ワークＷ以外の範囲に噴射された高圧水はそのネットを通過してテーブル２上に受けられるようになっている。

また、図２(ｂ)に示すＣはノズルガン３の待機位置を示し、Ｄは同じく剥離洗浄開始位置を示している。

ノズルガン３がＤ位置から実線で示すＥ位置まで移動する間にパレット１５上に載置されているワークＷを剥離洗浄することができるようになっている。

次に、剥離洗浄装置１の各部の構成について説明する。

ａ ノズルガン移動装置の構成
図３は上記ノズルガン移動装置４の構成を示したものであり、(ａ)は平面図、(ｂ)は図２(ａ)のＦ矢視側面図、(ｃ)は図３(ｂ)のＧ矢視背面図をそれぞれ示している。

ノズルガン移動装置４は、Ｘ軸フレーム１１，１２の上面に固定されているＸ軸レール１１ａ，１２ａに跨がった状態で移動する走行フレーム１７を備えている。

この走行フレーム１７は、Ｙ−Ｙ′方向に向けて平行に配置された横フレーム１７ａ，１７ｂと、これらの横フレーム１７ａおよび１７ｂの長手方向端部を接続している縦フレーム１７ｃ，１７ｄと、横フレーム１７ａ，１７ｂから垂下された脚部１７ｅ，１７ｆを有している。

脚部１７ｅの下端には、図３のＨ部を拡大した図４に示すように、Ｘ軸レール１１ａ上を摺動するスライダ１７ｇが設けられている。図示していないが脚部１７ｆについても同様にＸ軸レール１２ａ上を摺動するスライダ１７ｇが設けられている。

なお、図中、１１ｂはＸ軸レール１１ａをＸ軸フレーム１１に固定するためのボルト、１７ｈは脚部１７ａにスライダ１７ｇを固定するためのボルト、１７ｉは高圧水が外部に飛散するのを防止する遮蔽板である。

ａ-１ Ｘ軸駆動部（Ｘ軸駆動手段）
図５は図３(ｂ)のＩ部を拡大したものである。

図５に示すように、脚部１７ｆの下部に固定されたブラケット１７ｊにはＸ軸サーボモータ１８が下向きに備えられており、このＸ軸サーボモータ１８の出力軸１８ａに固定されたピニオン１８ｂは、Ｘ軸フレーム１２上面にＸ−Ｘ′方向（紙面厚さ方向）に付設された長尺のラック１３と歯合している。なお、図中、１２ｂはラック１３をＸ軸フレーム１２に固定しているボルトである。

Ｘ軸サーボモータ１８が駆動すると、Ｘ軸フレーム１２に固定されているラック１３と歯合しているピニオン１８ｂが回転し、ラック１３は固定されているため、上記走行フレーム１７がＸ軸方向に移動する。

ａ-２ 飛散防止構造
また、図３(ｃ)において、走行フレーム１７のＸ−Ｘ′軸方向両端には、柔軟性を有するゴム製のシート（弾性シート）１９，１９がカーテン状に垂下されており、走行フレーム１７走行時にワークＷの表面と接触するようになっている。それにより、洗浄ガン３ａから噴射された高圧洗浄水が走行フレーム１７の外部に飛散することを防止している。

なお、シート１９，１９にはその長手方向において一定間隔置きにシート下端からスリット１９ａが形成されており、したがって、シート１９，１９を通過するワークＷに段差があっても、また、ワークＷとワークＷとの間に隙間があっても、それらに追従して、ワークＷまたはパレット１５との間に隙間が生じることを防止するようになっている。

上記シート１９の内側には洗浄水噴射配管２０，２０がＹ−Ｙ′方向に配置されており、走行フレーム１７内壁に付着した付着物を洗浄水で洗い落とすようになっている。

上記した横フレーム１７ａ，１７ｂの上面にはＹ軸レール１７ｋ，１７ｌが配設されており、これらのＹ軸レール１７ｋ，１７ｌに跨がった状態で横行フレーム３０が設けられている。

上記横行フレーム３０の上面にはスライド式のカバー３０ａが設けられている。

このカバー３０ａは走行フレーム３０が洗浄開始位置、すなわち、図３(ａ)において左端に位置しているときは格納状態、すなわち複数枚上下に積層された状態にあり、横行フレーム３０が矢印Ｊ方向に移動するにつれて上段側から順次一枚ずつ引き出され、横行フレーム３０が右端まで移動すると、横行フレーム３０の上面全体がカバー３０ａによって覆われるようになっている。

上記横行フレーム３０は、横行縦フレーム３０ｂ，３０ｂと横行横フレーム３０ｃ，３０ｃとを窓枠状に連結することによって構成されており（図３(ａ)参照）、横行フレーム３０上に、ノズルガン３をＹ−Ｙ′軸方向に移動させるＹ軸駆動部（Ｙ軸駆動手段）３１（図３(ｃ)参照）と、ノズルガン３をＺ−Ｚ′軸に昇降させるＺ軸駆動部（Ｚ軸駆動手段）３２と、ノズルガン３をＲ軸まわりに回転させてノズル角度を調整するＲ軸駆動部（Ｒ軸駆動手段）３３とが搭載されている。

また、上記したように走行フレーム１７をＸ−Ｘ′方向に移動させる機構はＸ軸駆動部３４として機能するため、これら各駆動部を制御することによってノズルガン３をパレット１５上の任意の位置に移動させることができるようになっている。

なお、横行フレーム３０の右端にはミストレーサ３５が設けられており、ノズルガン３からの高圧水を噴射することによって発生したミストを外部に排出するようになっている。

図６はＹ軸駆動部３１と、Ｚ軸駆動部３２と、Ｒ軸回転駆動部３３の構成を示した拡大したものであり、(ａ)は平面図、(ｂ)は図３(ａ)のＪ矢視図である。

ａ-３ Ｙ軸駆動部
図６(ｂ)において、Ｙ軸駆動部３１は、横行横フレーム３０ｃの側面に対しブラケット３０ｄを介して取り付けられているＹ軸サーボモータ３１ａと、このＹ軸サーボモータ３１ａの出力軸３１ｂに固定されたピニオン３１ｃと歯合する長尺のラック３１ｄとを有し、このラック３１ｄは横フレーム１７ａの上面に固定されている。

上記Ｙ軸サーボモータ３１ａが駆動すると、ラック３１ｄをガイドとしてピニオン３１ｃが転動し、それにより、Ｙ軸サーボモータ３１ａが取り付けられている横行横フレーム３０ｃがスライダ３０ｅを介してＹ軸レール１７ｋ，１７ｌ上を摺動するようになっている。

次に、Ｒ軸駆動部３３を説明する前にノズルガン３の構成について説明する。

ノズルガン３は、洗浄ガン３ａと、その洗浄ガン３ａを回転自在に支持している支持部（支持体）３ｂとから主として構成されている。

洗浄ガン３ａは、長方形の箱状ケースからなり、その底面にノズル孔３ｃが複数個直列に配列されている。

洗浄ガン３ａは、上記ケースの中空内部に連通するとともに、洗浄水の供給通路を兼ねている管軸３ｄを有し、この管軸３ｄは図示しない自在継手から垂下されている。回転モータ３６が駆動すると、管軸３ｄの中心軸Ｊが円を描くようにして洗浄ガン３ａが旋回するため、ワークＷに対し広範囲に高圧洗浄水を噴射することができるようになっている。ただし、平面から見て洗浄ガン３ａの姿勢は一定である。

高圧ポンプユニット６によって３０〜２５０ＭＰａの範囲で圧力が調整された高圧洗浄水は、ノズルガン３の移動代（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）を確保した可撓性の高圧ホースを介して洗浄ガン３ａに供給されるようになっている。

ａ-４ Ｒ軸駆動部
支持部３ｂ上部の軸部は第１筒部３ｅに収納され、この第１筒部３ｅは、その第１筒部３ｅよりも大径に形成された第２筒部（筒部）３ｆに入れ子式に収納されている。第１筒部３ｅと第２筒部３ｆの間にはベアリング装置３ｇが環状に介設されており、第１筒部３ｅがＲ軸まわりに回転できるように構成されている。

上記第１筒部３ｅの上端には従動スプロケット３ｍが固定されており、この従動スプロケット３ｍと水平方向に対向するようにしてＲ軸サーボモータ３ｉの駆動スプロケット３ｈが配置されている。

上記駆動スプロケット３ｈと従動スプロケット３ｍにはタイミングベルト３ｊが張架されている。なお、図中、３ｋはタイミングベルトのテンションを調節するためのアイドラ、３ｌは第１筒部３ｅと支持部３ｂとを接続しているブラケットである。

Ｒ軸サーボモータ３ｉが駆動すると、駆動スプロケット３ｈの回転がタイミングベルト３ｊを介して従動スプロケット３ｍに伝達され、第１筒部３ｅがＲ軸まわりに回転し、平面から見た洗浄ガン３ａの姿勢を任意の角度に変更することができるようになっている。

ａ-５ Ｚ軸駆動部
上記横行横フレーム３０ｃ，３０ｃには、上記洗浄ガン３ａをＺ−Ｚ′方向に昇降させるＺ軸駆動部３２が設けられている。

このＺ軸駆動部３２は、垂直方向に平行に立設された支柱３２ａ，３２ａを有し、各支柱の洗浄ガン３ａ側壁面には、それぞれ昇降ガイドレール３２ｂ，３２ｂがＺ−Ｚ′方向に固定されている。これらの昇降ガイドレール３２ｂ，３２ｂにはそれら昇降ガイドレール３２ａ，３２ａをガイドとして摺動する昇降部３２ｃ，３２ｃが係合されている。なお、昇降部３２ｃ，３２ｃは上下両面が閉塞された角筒から構成されている。

各昇降ガイドレール３２ｂ，３２ｂは平面から見てＩ形に突出しているのに対し、昇降部３２ｃには、そのI形ガイドレール３２ｂの先端を把持し得るＣ形に形成されたスライダ３２ｄ，３２ｄが設けられ、昇降ガイドレール３２ｂ，３２ｂと係合している。それにより、昇降部３２ｃ，３２ｃは垂直方向にのみ摺動するようになっている。

また、上記昇降部３２ｃ，３２ｃは略三角形（平面から見て）の昇降プレート３２ｅによって接続されており、この昇降プレート３２ｅの鋭角部３２ｆにボールねじのねじ軸３２ｇが貫通するようになっている。

詳しくは、鋭角部３２ｆには上記ねじ軸３２ｇと螺合するナットシステム３２ｈが設けられおり、ねじ軸３２ｇの上端は、下向きに配置されたＺ軸サーボモータ３２ｉの出力軸に接続されている。なお、３２ｊはねじ軸３２ｇの上側を回転自在に支持している上部ベアリング、３２ｋはねじ軸３２ｇの下部を回転自在に支持している下部ベアリングである。なお、上記Ｚ軸サーボモータ３２ｉは横行フレーム３０に固定されている。

また、昇降プレート３２ｅにおける鋭角部３２ｆと反対側には、上記した第２筒部３ｆが固定されており、この第２筒部３ｆの下部には上記したようにブラケット３ｌを介してノズルガン３を支持している支持部３ｂが接続されている。

したがって、Ｚ軸サーボモータ３２ｉが駆動すると、昇降プレート３２ｅが昇降し、その昇降プレート３２ｅに搭載されているノズルガン３が昇降し、それにより、ノズルガン３の洗浄ガン３ａとワークＷとの距離を調節することができるようになっている。

このように、ノズルガン３をＸ−Ｘ′軸方向、Ｙ−Ｙ′軸方向、Ｚ−Ｚ′軸方向にそれぞれ移動可能に構成することにより、ワークＷ上の任意の位置にノズルガン３をミリ単位で移動させ、高圧洗浄水をワークＷに噴射することが可能になる。

上記ボールねじ、昇降プレートを備えた昇降部３２ｃは支持部３ｂを昇降させる駆動機構として機能している。

ｂ 洗浄排水の回収装置
図３に示したように水受部２ｂは、排水管２ａに向けてＹ−Ｙ′方向およびＸ−Ｘ′方向にそれぞれ先下がりに傾斜しており、排水管２ａに集められた洗浄排水は、脱膜物回収装置７の沈殿槽（図示しない）に供給されるようになっている。

沈殿槽は、複数の部屋に仕切られており、沈殿槽に洗浄排水が流入すると、その沈殿槽にて付着膜片が沈殿して沈殿層が形成され、上澄み液が順次、各仕切りをオーバーフローして濾過されることになる。

次に上記構成を有する剥離洗浄装置１を制御する制御装置５の制御動作について説明する。

制御装置５は、幅方向に往復動を繰り返しながらワークＷ上で洗浄ガン３ａをＸ軸方向に移動させるＸ洗浄パターンと、長手方向に往復動を繰り返しながら洗浄ガン３ａをＹ軸方向に移動させるＹ洗浄パターンとを洗浄パターン記憶部に記憶している。

また、洗浄ガン３ａの洗浄開始位置を洗浄開始位置記憶部に記憶し、さらに、設定された洗浄条件を洗浄条件記憶部に記憶している。

制御装置５には各種設定および指令を行なう入力部（入力装置）が備えられ、その入力部によって洗浄指令が与えられた場合に、設定された洗浄開始位置に上記洗浄ノズルを移動させ、設定された洗浄パターンを上記洗浄パターン記憶部から読み出し、入力装置によって設定された洗浄条件に基づく洗浄パターンを実行すべく各サーボモータを制御するように構成されている。

図７(ａ)は洗浄動作を説明する際に使用する用語を予め図面と共に示したものである。

ノズルガン３はＯＰ_１を原点としてＹ軸方向およびＺ軸方向に移動する。また、ＯＰ_２を原点としてＸ軸方向に移動する。

図７(ｂ)は剥離洗浄装置１の洗浄パターンを示した平面図であり、ＸパターンとＹパターンのいずれかによって剥離洗浄処理が行われる。

Ｙパターンは、パレット１５に載置されたワークＷに対し、洗浄ガン３ａがＹ軸方向に往復動を繰り返しながらテーブル２長手方向（Ｘ軸方向）に移動していくパターンであり、ＸパターンはワークＷに対し、洗浄ガン３ａがＸ軸方向に往復動を繰り返しながらテーブル２の幅方向（Ｙ軸方向）に移動していくパターンである。

ｃ プログラム洗浄
以下、制御装置５によるプログラム洗浄運転の制御内容を、図８〜１０に示す操作パネルを参照しながら説明する。

図８(ａ)はメニュー画面、同図(ｂ)はプログラム洗浄登録画面、同図(ｃ)は設定内容表示画面を示している。

入力部である操作パネル５ａにおいて、５ｂはＸパターン設定画面ボタン、５ｃはＹパターン設定画面ボタン、５ｄはＸパターン監視画面ボタン、５ｅはＹパターン監視画面ボタンであり、これらは単独運転の際に操作される。

５ｆはプログラム洗浄登録ボタン、５ｇはプログラム洗浄監視ボタンであり、これらはプログラム洗浄運転を行う際に操作される。

５ｈは初期設定画面ボタン、５ｉは緊急停止画面ボタンであり、上記各ボタンはタッチパネルスイッチで構成されている。

ｃ-１ 設定
プログラム洗浄を行う場合、まず、メニュー画面（図８(ａ)参照）において、プログラム洗浄登録ボタン５ｆを押し、図８(ｂ)に示すプログラム洗浄登録画面を開く。

ここで、例えばＰＧ（プログラム）洗浄１ボタン５ｆ_１を押す。

次に、洗浄段階に対応するステップ１からステップ５について洗浄パターンと回数とを設定する。洗浄パターンについては上記したＸパターンまたはＹパターンのいずれかを入力し、回数については洗浄の回数を入力する。なお、ステップ１からステップ５までのすべてについて設定する必要はなく、必要なステップ数だけについて設定を行なう。また、回数についてゼロを指定すると、そのステップは実行されない。

次に、共通設定（共通項目の設定）を行う。

具体的には、ノズルガン３のＺ軸位置を入力するとともに、Ｚ軸移動速度を入力する。

上記設定が終了すると、設定更新ボタン５ｆ_２を押す。

ステップ１から５についてさらに詳細項目を設定する場合は、所望のステップの詳細ボタンを押す。

例えばステップ１の詳細ボタン５ｆ_３を押すと、図８(ｃ)に示す詳細設定画面が表示される。

ここではＸパターン位置設定とＸパターン速度設定を行なうことができる。

Ｘパターン位置設定では、例えば、Ｘ軸洗浄開始位置（ｍｍ）、Ｘ軸洗浄距離（ｍｍ）、Ｙ軸洗浄開始位置（ｍｍ）、Ｙ軸洗浄距離（ｍｍ）、Ｙ軸移動距離（ｍｍ／回）、Ｒ軸角度（度）を設定することができるようになっている。

Ｘパターン速度設定では、Ｘ軸移動速度（ｍｍ／ｓ）、Ｙ軸移動速度（ｍｍ／ｓ）を設定することができるようになっている。

詳細設定が終了すると、設定更新ボタン５ｆ_４を押す。同様にして、必要であれば他のステップについても詳細設定を行い、設定更新を行なう。

ｃ-２ プログラム実行
次に、プログラム洗浄の実行に移る。

プログラム洗浄を実行するには、図８(ａ)に示したメニュー画面の初期設定画面ボタン５ｈを押し、図９(ａ)に示す初期設定画面を開く。

例えば、プログラム洗浄１に上記設定値を登録する。

次いで、高圧ユニットポンプの運転ボタン５ｈ_１を押し、プログラム洗浄Ｎｏを“０１”と入力する。

次いで、プログラム洗浄運転ボタン５ｈ_２を押し、図９(ｂ)に示すプログラム洗浄運転開始画面を表示させる。

ここで、各設定内容を確認した後、洗浄開始ボタン５ｈ_３を押す。

洗浄開始ボタン５ｈ_３を押すと、図９(ｃ)に示すプログラム洗浄運転監視画面に切り替わる。

ここで、“送り装置起動します。よろしいですか？”に答えてＯＫボタン５ｈ_４を押すと、洗浄が開始され、設定された設定内容に基づいて洗浄動作が実行される。Cancel（キャンセル）ボタン５ｈ_５を押すと洗浄が取り消される。

ＯＫボタン５ｈ_４が押下されると、制御装置５は、Ｘ軸サーボモータ１８およびＹ軸サーボモータ３１ａを駆動させることにより、ノズルガン３を待機位置（図２(ｂ)のＣ位置参照）から洗浄開始位置（図２(ｂ)のＤ位置参照）まで移動させる。

次に、図６(ｂ)に示した回転モータ３６を駆動させ、各ノズル孔３ｃが円を描くように（図１１(ａ)の３ｃ′参照）洗浄ガン３ａを回転させる。

なお、洗浄ガン３ａの回転数は図示しない回転センサによって検出されており、所定の回数数を維持するようになっている。

また、制御装置５は、洗浄開始位置にて高負荷運転に切り替える。高負荷運転とは、高圧ポンプユニット６内のポンプから吐出された高圧洗浄水を方向制御弁を介してその流量と方向を制御し、洗浄ガン３ａに供給する運転を意味する。

上記高負荷運転に切り替えた後、洗浄水の圧力上昇の待ち時間として一定時間（本実施形態では１秒間）待機する。

次いで、制御装置５は、洗浄パターンとして例えばＸパターン（図７(ｂ)参照）が設定されている場合は、Ｘ軸サーボモータ１８を制御してノズルガン３をＸ軸方向に移動させる。

次いで、Ｘ軸方向の移動がＸ軸洗浄距離に到達したかどうかを判断し、ＮＯであれば、Ｘ軸移動を継続させ、ＹＥＳであればＸ軸移動を停止させ、次にＹ軸サーボモータ３１ａを駆動させてノズルガン３をＹ軸移動距離分、Ｙ軸方向に若干移動させる。

Ｙ軸方向の移動がＹ軸移動距離分移動したかどうかを判断し、ＮＯであればＹ軸移動を継続し、ＹＥＳであればＹ軸移動を停止し、ノズルガン３を再びＸ軸方向に移動させて次列の洗浄を行なう。

上記処理を繰り返し実行することにより、ノズルガン３は、列Ｌ_１〜Ｌ_ｎまで順次Ｘ軸移動とＹ軸移動を繰り返し、蛇行状に剥離洗浄処理を行う。

また、ノズルガン３が洗浄終了位置に到達すると、高圧無負荷運転へ切り換え、洗浄開始位置にノズルガン３を移動させる。なお、高圧無負荷運転とは、高圧ポンプユニット６内のポンプから吐出された高圧洗浄水を洗浄ガン３ａに供給せず、方向制御弁の戻り位置を通じて洗浄水タンクに戻す循環運転を意味する。

なお、プログラム洗浄が実行されている間、図１０(ａ)に示すようにプログラム洗浄運転監視画面５ｇ_１に、プログラム洗浄Ｎｏ、進捗状況としての現在のステップや回数が表示される。

また、洗浄回数がｎ回目からｎ＋１回目に移行する際、ノズルガン３はＸ軸とＹ軸のみ一旦、洗浄開始位置に戻るようになっている。

また、ステップ数がＮからＮ＋１回目に移行する際もまた、ノズルガン３はＸ軸とＹ軸のみ一旦、洗浄開始位置に戻るようになっている。

また、洗浄処理においてステップ１とステップ２とでＲ軸の角度設定が異なる場合には、洗浄開始位置待機中に、制御装置５がＲ軸の設定を自動的に変更するようになっている。

洗浄開始位置に向かってノズルガン３が移動している途中は、図１０(ｂ)に示すように、“洗浄開始位置移動中”の文字５ｇ_２が点滅する。

洗浄の最終ステップが完了し、ノズルガン３が原点としての待機位置に戻る場合は、“洗浄待機位置移動中”の文字５ｇ_３が点滅するようになっている。

洗浄が完了すると、図１０(ｃ)に示すように、“洗浄完了しました”の文字５ｇ_４が表示される。

なお、手動で洗浄処理を行う場合は、図８(ａ)に示したメニュー画面において、初期設定画面ボタン５ｈを押して初期設定画面（図９(ａ)参照）を開き、次いでＸパターンボタン５ｈ_６を押してパターン設定画面（図示しない）を表示させる。ここで、設定内容を確認した後、洗浄開始ボタンを押せば、洗浄処理が開始するようになっている。

ｄ 洗浄ガンによる洗浄軌跡
次に、本実施形態の洗浄ガン３ａによって描かれる洗浄軌跡について説明する。

図１１(ａ)は洗浄ガン３ａの底面を示しており、多数のノズルチップのノズル孔３ｃが直列に配列されている。図１１(ｂ)に示すように、各ノズル孔３ｃの中心を通る中心線をＫ、洗浄ガン１の送り方向と直交する線を基準線Ｌとするとき、ＫとＬとによって挟まれる傾斜角θを調節することにより、各ノズル孔３ｃから円状に噴射される高圧水の軌跡３ｃ′の重なり量を調節することができる。

すなわち、傾斜角θを大きくすることにより各洗浄軌跡３ｃ′の重なりを多くすることができ、この逆に、傾斜角θを小さくすることにより、各洗浄軌跡３ｃ′の重なりを少なくすることができる。

図１２〜図１６は、ノズル孔３ｃの移動経路を計算により求め、上記洗浄軌跡として描いたものである。

図１２は洗浄ガン３ａの傾斜角θを４０°に設定した場合の洗浄軌跡を示したものであり、１４８ｍｍの処理幅が得られる。送り速度は２５mm／secに設定している。

傾斜角θを小さくすると、各洗浄軌跡の最外周の一部が部分的に重なるようになり、最外周では軌跡線長が最も長いことから高圧水による破壊力をＳ部に集中させることができる。このような破壊力を集中させることができるノズル軌跡パターンは、硬質被膜の脱膜や、成膜物の構造が架橋的で剥離の際に片状に脱落するようなものに適している。

図１３は、図１２に示したノズル軌跡と同じ傾斜角θ、同じ処理幅、同じ送り速度で洗浄開始位置を送り方向と直交する方向にＴだけ、具体的には、隣り合うＳ部の間隔を例えば二等分した６ｍｍシフトさせ、洗浄処理を行ったものである。

このように洗浄開始位置をずらせることにより、ノズルチップの配列ピッチと傾斜角θとで決まるＳ部同士の間、すなわち破壊力の弱い範囲についても処理できるようになる。また、破壊の幅に応じてＴを決定することでムラのない脱膜が可能になるという効果が得られる。

図１４は、図１２に示したノズル軌跡と同じ傾斜角θ、同じ処理幅、同じ送り速度にて、洗浄開始位置を、ステップ１からステップ５において送り方向と直交する方向に２ｍｍピッチで順にシフトさせ、洗浄処理を行ったものである。このように洗浄開始位置をずらせることにより、ワークＷに対し、破壊力が集中するＳ部をムラなく形成することができるという効果が得られる。

図１５および図１６は、洗浄ガン３ａの傾斜角θを６０°に設定した場合のノズル軌跡を示したものであり、９８ｍｍの処理幅が得られる。

ただし、図１５に示した洗浄軌跡は送り速度は４５ｍｍ／secに設定し、図１６に示した洗浄軌跡は送り速度４０ｍｍ／ｓに設定したものである。

送り速度４５mm／secによる洗浄軌跡と、送り速度４０mm／secによる洗浄軌跡とは、送り方向に隣り合う洗浄軌跡が重なるか否かの点で異なっている。

このように、送り方向の洗浄軌跡の線密度は、洗浄ガン３ａの送り速度を変化させることによって調節することができる。

このことを利用して、例えばステップ１では送り速度を４５ｍｍ／ｓに設定し、ステップ２では送り速度を４０ｍｍ／ｓに設定して洗浄処理を行えば、ステップ１ではワークＷを粗洗浄し、ステップ２では精密洗浄を行うといった洗浄処理を自動的に実行させることが可能になる。

図１７は、図１２に示したノズル軌跡と同じ傾斜角θ、同じ処理幅、同じ送り速度で、まずＸパターンにて洗浄処理を行ない、次に、Ｙパターンで洗浄処理を行なった場合を示したものである。

このように洗浄パターンを変えて洗浄処理を行なえば、Ｓ部を交差させることができるため格子状に脱膜を行なうことが可能になる。このような洗浄パターンは、水平方向に成長して箔状に剥がれる膜質や、板状に割れて剥がれる膜質を持つワークＷの洗浄に適している。

本発明に係る剥離洗浄装置の基本概念を示した説明図である。 (ａ)は本発明に係る剥離洗浄装置の全体構成を示した平面図、(ｂ)はその正面図である。 (ａ)はノズルガン移動装置の構成を示した平面図、(ｂ)は図２(ａ)のＦ矢視側面図、(ｃ)は図３(ｂ)のＧ矢視背面図である。 図３のＨ部拡大図である。 図３(ｂ)のＩ部拡大図である。 (ａ)はノズルガンの各駆動部を示した平面図、(ｂ)は一部断面を有する図３(ａ)のＪ矢視正面図である。 (ａ)は洗浄動作を説明する際に使用する用語を図示した説明図、(ｂ)は剥離洗浄装置の洗浄パターンを図示した説明図である。 (ａ)〜(ｃ)はプログラム洗浄設定時の操作パネルの表示例を示した説明図である。 (ａ)〜(ｃ)はプログラム洗浄実行時の操作パネルの表示例を示した説明図である。 (ａ)〜(ｃ)はプログラム洗浄運転監視画面の表示例を示した説明図である。 (ａ)は洗浄ガンのノズル孔配置を示した底面図、(ｂ)は洗浄ガンの傾斜角を示す説明図である。 本発明の剥離洗浄装置によって描かれる洗浄軌跡を示す説明図である。 本発明の剥離洗浄装置によって描かれる洗浄軌跡を示す説明図である。 本発明の剥離洗浄装置によって描かれる洗浄軌跡を示す説明図である。 本発明の剥離洗浄装置によって描かれる洗浄軌跡を示す説明図である。 本発明の剥離洗浄装置によって描かれる洗浄軌跡を示す説明図である。 本発明の剥離洗浄装置によって描かれる洗浄軌跡を示す説明図である。

符号の説明

１ 剥離洗浄装置
２ テーブル
２ａ 排水管
２ｂ 水受部
３ ノズルガン
３ａ 洗浄ガン
４ ノズルガン移動装置
５ 制御装置
６ 高圧ポンプユニット
７ 脱膜物回収装置
１０ 架台
１１ Ｘ軸フレーム
１１ａ Ｘ軸レール
１２ Ｘ軸フレーム
１２ａ Ｘ軸レール
１３ ラック
１４ Ｙ軸レール
１５ パレット
１７ 走行フレーム
１８ Ｘ軸サーボモータ
１９ シート
２０ 洗浄水噴射配管
３０ 横行フレーム
３１ Ｙ軸サーボモータ
３２ Ｚ軸駆動部
３２ｉ Ｚ軸サーボモータ
３３ Ｒ軸回転駆動部
３４ Ｘ軸駆動部
３５ ミストレーサ
３６ 回転モータ

Claims (12)

1. 付着物の付着した洗浄対象物が配置される矩形状のテーブルと、
   上記洗浄対象物に向けて配置される洗浄ノズルを有し、上記洗浄対象物に付着した付着物に対し高圧水を噴射するノズル装置と、
   上記ノズル装置を上記テーブルの長手方向としてのＸ軸方向および幅方向としてのＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸駆動手段およびＹ軸駆動手段と、
   上記洗浄ノズルを垂直方向としてのＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動手段と、
   上記洗浄ノズルを垂直軸まわりに回転させるＲ軸駆動手段と、を備えてなることを特徴とする剥離洗浄装置。
2. 上記Ｘ軸駆動手段として、上記テーブルの幅方向枠部にＸ軸方向に沿って設けられたＸ軸レールと、このＸ軸レール上を移動する走行フレームと、この走行フレームをＸ軸方向に移動させるＸ軸モータとを有する請求項１記載の剥離洗浄装置。
3. 上記Ｙ軸駆動手段として、上記走行フレームにＹ軸方向に沿って設けられたＹ軸レールと、このＹ軸レール上を移動する横行フレームと、この横行フレームをＹ軸方向に移動させるＹ軸モータとを有する請求項２記載の剥離洗浄装置。
4. 上記Ｚ軸駆動手段として、上記洗浄ノズルを垂下させた状態で支持する支持体と、上記横行フレームに設けられ、上記支持体を昇降させる昇降機構とを有する請求項３記載の剥離洗浄装置。
5. 上記支持体が、上記昇降機構によって昇降する縦筒部と、この縦筒部内に収納された軸部とを有し、上記軸部の下部には上記洗浄ノズルが設けられ、さらに、上記Ｒ軸駆動手段として、上記軸部を垂直軸まわりに回転させて上記洗浄ノズルの角度を変更するＲ軸モータが設けられている請求項４記載の剥離洗浄装置。
6. 上記洗浄ノズルに対して高圧水を供給する高圧ポンプユニットを有する請求項１記載の剥離洗浄装置。
7. 上記洗浄ノズルが、上記高圧水の供給される箱状ケースと、その箱状ケースの底面に直列に配列された複数のノズル孔とから構成されている請求項６記載の剥離洗浄装置。
8. 上記洗浄ノズルが自在継手を介して上記軸部から垂下され、上記洗浄ノズルの先端に遠心力を与え洗浄ノズルの各ノズル孔を円状に回転させるモータを有する請求項５記載の剥離洗浄装置。
9. 上記Ｘ軸モータ、上記Ｙ軸モータ、上記Ｚ軸モータおよび上記Ｒ軸モータを制御する制御装置と、この制御装置に対して各種設定および指令を行なう入力装置とを有し、
   上記制御装置は、幅方向に往復動を繰り返しながら上記洗浄対象物上で上記洗浄ノズルをＸ軸方向に移動させるＸ洗浄パターンと、長手方向に往復動を繰り返しながら上記洗浄ノズルをＹ軸方向に移動させるＹ洗浄パターンとを記憶している洗浄パターン記憶部と、上記洗浄ノズルの洗浄開始位置を記憶する洗浄開始位置記憶部と、設定された洗浄条件を記憶する洗浄条件記憶部を有し、上記入力装置によって洗浄指令が与えられた場合に、設定された洗浄開始位置に上記洗浄ノズルを移動させ、設定された洗浄パターンを上記洗浄パターン記憶部から読み出し、上記入力装置によって設定された洗浄条件に基づく洗浄パターンを実行すべく上記各モータを制御するように構成されている請求項５記載の剥離洗浄装置。
10. 上記洗浄条件記憶部は、複数からなる洗浄段階毎に上記洗浄パターン、上記洗浄条件を記憶している請求項９記載の剥離洗浄装置。
11. 上記洗浄ノズルから高圧水を噴射することによって脱膜された脱膜物を回収する脱膜物回収装置を備え、洗浄に供せられ脱膜物を含む洗浄排水を受けるとともにその洗浄排水を所定の位置に案内するための傾斜が上記テーブルに形成され、上記所定の位置に、上記脱膜物回収装置に連通する排水管の入口が開口している請求項１記載の剥離洗浄装置。
12. 上記走行フレームの走行方向両端部に、上記洗浄対象物と接触する状態で弾性シートがカーテン状に垂下されている請求項１記載の剥離洗浄装置。