JP2017190895A - 基材の液切り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面形状を有する基材の洗浄後、確実に液切りして、洗浄痕の発生を防止できる基材の液切り装置を提供する。【解決手段】基材の液切り装置１００は、少なくとも一部に曲面形状を有する基材Ｐを支持する基材支持部３１と、気体を噴射する気体噴射部３３と、基材支持部３１と気体噴射部３３とを相対移動させる相対移動機構とを備える。相対移動機構は、相対移動に伴う基材表面の法線方向の変化に応じて、気体噴射部３３からの気体噴射方向と基材表面の法線方向とのなす吹き当て角θを調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、基材の液切り装置に関する。

ガラス材等からなる基材を、その表面にスクリーン印刷やパッド印刷等の各種の印刷方法により所望のパターンを印刷し、美観に優れた装飾用部品として使用することがある。基材表面を印刷する際、塵埃や微小な異物、或いは付着した油脂等を除去するため、予め洗浄液により基材表面を洗浄する必要がある。そして、基材表面の洗浄後は、圧縮空気を基材に吹き当てて基材表面に付着している処理液を除去する液切りが行われる。この液切り方法として、例えば特許文献１，２のような技術が知られている。

特許文献１の構成においては、処理液によって洗浄された基材を所定方向に搬送しながら、この基材の搬送方向と交差する方向に対して傾斜して配設されたエアーナイフから上記基材に気体を噴射することで、基材を乾燥させている。

また、特許文献２の構成においては、基材の搬入方向に対し所定の角度で設置されたエアーナイフと、エアーナイフを上下動させる上下動手段と、を備え、基材の搬送位置を検出する位置検出センサの出力に応じてエアーナイフを上下させて、基材に対する気体の風圧を制御している。

特許第４７１８０４３号公報 特開２００９−２０４２４８号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、基材の被乾燥面が曲面形状、特に凹面形状であると、低い部分に処理液が溜まってしまい、気体の噴射量を増やしても処理液を除去しきれず、洗浄痕が残ってしまうおそれがある。また、特許文献２の構成も同様に、基材の乾燥面が曲面形状を有していると処理液を完全に除去できず、改善の余地があった。

また、基材を保持具で保持して搬送する場合、基材と保持具との接触部に処理液が残り易く、残存する処理液によって洗浄痕が生じてしまうおそれがある。

本発明は、曲面形状を有する基材の洗浄後、確実に液切りして、洗浄痕の発生を防止できる基材の液切り装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成からなる。
少なくとも一部に曲面形状を有する基材に気体を吹き付けて、前記基材に付着している処理液を除去する基材の液切り装置であって、
前記基材を支持する基材支持部と、
気体を噴射する気体噴射部と、
前記基材支持部と前記気体噴射部とを相対移動させ、前記基材の一端部から他端部までの基材表面に前記気体噴射部からの気体噴流を吹き当てる相対移動機構と、
を備え、
前記相対移動機構は、吹き当て角調整部により前記相対移動に伴う前記基材表面の吹き当て位置における法線方向の変化に応じて、前記気体噴射部からの気体噴射方向と前記法線方向とのなす吹き当て角を調整する機能を有する基材の液切り装置。

本発明の基材の液切り装置によれば、曲面形状を有する基材の洗浄後、基材表面を確実に液切りでき、洗浄痕の発生を防止できる。

基材の液切り装置が搭載された基材処理装置の模式図である。 基材の液切り装置の要部側面図である。 エアーナイフから基材に向けて気体を噴射する様子を示す気体噴射部の模式的な斜視図である。 液切り装置の制御ブロック図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は基材支持部に支持される基材が、エアーナイフに対して相対移動しながら搬送されて基材表面に付着する処理液を液切りする工程を段階的に示す基材支持部の動作説明図である。 第２構成例の基材の液切り装置の要部側面図である。 （Ａ）は第３構成例の基材支持部である第１支持具の斜視図、（Ｂ）は第３構成例の基材支持部である第２支持具の斜視図である。 （Ａ）は第４構成例の基材支持部である第１支持具の斜視図、（Ｂ）は第４構成例の基材支持部である第２支持具の斜視図である。 基材支持部に固定支持される基材に対して、エアーナイフが移動可能に配設された液切り装置の要部側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は基材の液切り装置が搭載された基材処理装置の模式図である。
基材処理装置２００は、基材Ｐを洗浄処理して、乾燥処理する装置である。この基材処理装置２００は、洗浄装置３００、基材の液切り装置１００、及び第１搬送部１１、第２搬送部１３、第３搬送部１５を備える。以降、基材の液切り装置１００を、液切り装置１００と略称する。ここで用いる基材Ｐは、少なくとも一部に曲面形状を有するガラス材として説明する。基材Ｐは、無機ガラス、有機ガラスの他、種々の素材であってもよい。

第１搬送部１１は、不図示の基材供給部から供給された基材Ｐを洗浄装置３００に搬送する。第２搬送部１３は、洗浄装置３００から搬出された基材Ｐを液切り装置１００に搬送する。第３搬送部１５は、液切り装置１００から搬出された基材Ｐを不図示の後段の処理部に向けて搬送する。

第１搬送部１１、第２搬送部１３、及び第３搬送部１５は、搬送ベルト２１が、駆動ローラ１７及びガイドローラ１９に巻き掛けられて走行するベルトコンベアとして構成される。この他にも、ローラコンベアによる搬送、ピッチ送り機構による搬送、カセット等の容器に基材Ｐを装填しての搬送等であってもよい。特に、ベルトコンベアやローラコンベアによれば、簡易で高効率に搬送できる。

各搬送部１１，１３，１５は、少なくとも一部に曲面形状を有する基材Ｐであっても安定して搬送できる。より具体的な搬送方式としては、例えば、Ｖベルト等の断面が比較的小さい概略紐状の搬送ベルトを有するベルトコンベアを２台平行に配置して、基材Ｐの対向する２辺の端部を保持して搬送する方式であってもよい。又は、一定ピッチでの移動が可能なウォーキングビームに、基材Ｐの形状に合致した保持台を設置して、基材Ｐを保持台に載せながら搬送するピッチ送り機構による方式であってもよい。その場合、曲面形状を有する基材Ｐを効率的に搬送するには、基材Ｐを少なくとも３点で保持するのが望ましい。そこで、ピッチ送り機構による搬送では、基材Ｐの支持点を少なくとも３点設ける。更に、カセット等の容器に基材Ｐを装填して搬送する方式であってもよい。何れの方式であっても、後段の洗浄工程では洗浄水（処理液）を使用するため、搬送部には耐水性が求められる。上記した搬送部の構成によれば、曲面形状を持つ基材Ｐを回転させずに安定して搬送できる。

洗浄装置３００は、第１搬送部１１と第２搬送部１３との間に配置され、基材表面に洗浄液等の処理液を噴射供給して、回転ブラシ２３を接触させて洗浄する。

液切り装置１００は、第２搬送部１３と第３搬送部１５との間に配置され、気体噴射部であるエアーナイフ３３から噴出する圧縮空気等の気体噴流を基材Ｐに吹き当てて、洗浄装置３００で使用された処理液の残存液を液切りする。気体噴射部としては、一方向に気体噴流を噴射できればよく、ブロワーや波動ノズル等を用いることもできる。

上記構成の基材処理装置２００は、第１搬送部１１に搬入された基材Ｐを、第１搬送部１１により洗浄装置３００に搬送し、基材表面に処理液を噴射供給し、回転駆動される回転ブラシ２３を基材表面に接触させて洗浄する。洗浄後の基材Ｐは、第２搬送部１３により液切り装置１００に搬送される。液切り装置１００は、搬入された基材Ｐを、エアーナイフ３３から噴射される圧縮空気によって液切りした後、第３搬送部１５により次工程へ搬出する。

ここで、液切り装置１００について、詳細に説明する。
＜液切り装置の構成＞
液切り装置１００は、基材Ｐに圧縮空気等の気体噴流を吹き当て、基材Ｐに付着している処理液を除去する。一般に、気体噴流による液切りは、比較的平坦な広い面の乾燥に利用され、効率的に処理できる。しかし、曲率が比較的大きい曲面形状を有する基材に対しては、気体噴流の基材表面への吹き当て位置と吹き当て角によっては、処理液を基材表面に残存させる可能性がある。そこで、本構成の液切り装置１００は、気体噴流の基材表面への吹き当てにより、確実に液切りができるように基材Ｐを最適な姿勢に調整可能な構成としている。

図２は基材の液切り装置の要部側面図である。
本構成の液切り装置１００は、基材Ｐを支持する基材支持部３１と、気体を噴射して気体噴流を生成するエアーナイフ３３と、基材支持部３１を移動させる移動ステージ４１と、を備える。エアーナイフ３３には、図１に示す圧縮空気等の気体を供給するエア供給部３９が接続される。

基材支持部３１は、基材Ｐの形状に適合したフレーム部材を有する。このフレーム部材は、基材Ｐを傾斜状態で支持させた場合でも基材Ｐを落下させずに支持する。フレーム部材は、基材係止部３１ａ、３１ｂと、これら基材係止部３１ａ、３１ｂを連結する連結部３１ｃと、を有する。基材係止部３１ａは、フレーム部材上に載置された基材Ｐの搬送方向上流端である気体噴流の吹き当て終了端Ｐｂに当接して、搬送方向前後の位置決めを行う。基材係止部３１ｂは、吹き当て終了端Ｐｂよりも気体噴流の吹き当て開始端Ｐａ側の位置で基材Ｐを支持し、搬送方向に直交するＹ方向に位置決めする。なお、基材係止部３１ａには、基材Ｐの吹き当て終了端Ｐｂを係止する引っ掛け部３２が設けられている。

基材支持部３１による基材Ｐの支持方式は、基材Ｐを自重による摩擦で支持する支持方式の他、基材支持部３１に吸着部を設けて基材Ｐを真空吸着する支持方式であってもよい。

本構成の液切り装置１００は、エアーナイフ３３が液切り装置１００の不図示の固定部に固定される。また、基材支持部３１が、相対移動機構である移動ステージ４１に搭載され、移動ステージ４１と共にエアーナイフ３３に向けて移動する。これにより、基材支持部３１とエアーナイフ３３とが相対移動可能となっている。

移動ステージ４１は、基材支持部３１を、搬送方向となるＸ軸方向、及び上下方向であるＺ軸方向に移動自在に支持し、支持軸３７の中心軸Ｏを中心とする回転方向φに回転自在に支持する。なお、移動ステージ４１は、更にＹ軸方向に移動可能に構成されてもよい。その場合、より広いＹ方向幅の基材Ｐの液切りを実施できる。

上記構成の液切り装置１００によれば、基材支持部３１に支持される基材Ｐが、ＸＺ面内の任意の位置へ移動可能となり、且つ、基材支持部３１に支持された基材Ｐに対する気体噴流の吹き当て角θを、任意の角度に調整可能となる。

図３はエアーナイフ３３から基材Ｐに向けて圧縮空気を噴射する様子を示すエアーナイフ３３の模式的な斜視図である。
エアーナイフ３３は、図１に示すエア供給部３９に接続され、エア供給部３９から供給される圧縮空気を気体噴射口３３ａから基材Ｐに向けて噴射する。気体噴射口３３ａは、エアーナイフ３３の下部に設けられ、Ｙ方向に沿った少なくとも一つのスリット状の開口を有する。また、気体噴射口３３ａの開口は、スリット状に限らず、複数の開口が均等ピッチで配置されたものであってもよい。

上記構成のエアーナイフ３３によれば、気体噴射口３３ａから噴出される圧縮空気が、図中矢印Ａ方向で示す垂直下方に向けて吹き付けられる。よって、基材Ｐ上の吹き当て位置となる仮想線Ｌａ上では、エアーナイフ３３からの気体噴流が均等に吹き当てられる。

図４に液切り装置１００の制御ブロック図を示す。
移動ステージ４１は、基材支持部３１をＸ軸方向へ駆動するＸ軸方向駆動部４３と、Ｚ軸方向へ駆動するＺ軸方向駆動部４５と、回転方向φに駆動するφ方向駆動部４７とを有する。Ｘ軸方向駆動部４３とＺ軸方向駆動部４５は、基材Ｐとエアーナイフ３３とを水平方向及び垂直方向に移動させる直動駆動部として機能する。また、φ方向駆動部４７は、基材支持部３１とエアーナイフ３３の少なくとも一方を他方に対して回転させる回転駆動部として機能する。

移動ステージ４１は、吹き当て角調整部５１から出力される駆動信号に基づいて駆動される。吹き当て角調整部５１は、処理される基材Ｐの管理番号等を入力する入力部５３と、複数の基材Ｐの大きさ、形状、素材等の基本情報を記憶する記憶部５５と、演算部５７と、を含んで構成される。演算部５７は、エアーナイフ３３と基材Ｐの目標位置に対応するＸ軸方向駆動信号、Ｚ軸方向駆動信号、φ方向駆動信号を、それぞれＸ軸方向駆動部４３、Ｚ軸方向駆動部４５、φ方向駆動部４７に出力する。

これにより、吹き当て角調整部５１は、図２に示すようにエアーナイフ３３と基材支持部３１との相対移動に伴う基材表面の法線方向ＮＬの変化に応じて、エアーナイフ３３からの気体噴流の噴射方向ＶＬと基材表面の法線方向ＮＬとのなす吹き当て角θを調整する。

本構成の場合、エアーナイフ３３が固定側となり、移動ステージ４１が可動側となる。そのため、移動ステージ４１により基材Ｐの姿勢を、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、φ方向に調整しながら、基材表面に吹き当てられる気体噴流の位置と吹き当て方向とを最適にしつつ、基材ＰをＸ方向に搬送する。

ここで、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａから噴射される気体噴流の流速は、２０ｍ／ｓ〜１２０ｍ／ｓが好ましい。流速が２０ｍ／ｓ以上であることにより、基材表面の処理液を吹き飛ばせる。また、流速が１２０ｍ／ｓ以下であることにより、基材Ｐが風圧により振動することなく、基材Ｐとエアーナイフ３３との相対位置を一定の範囲に保ち、処理液を安定して吹き飛ばせる。

また、基材表面の法線方向ＮＬとのなす角である気体噴流の吹き当て角θは、法線方向ＮＬを０°とし、気体噴流吹き当て後の基材Ｐの吹き当て開始端Ｐａ側を正の角度側、気体噴流吹き当て前の基材Ｐの配置側を負の角度側とすると、＋３０°〜＋７０°とすることが好ましい。吹き当て角θが上記範囲であると、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａから噴射される気体噴流は、基材Ｐの吹き当て開始端Ｐａ側から終了端Ｐｂに向けて、残存する処理液を良好に除去できる。吹き当て角θが３０°未満であると、基材表面の処理液が吹き当て開始端Ｐａ側にも移動して、基材表面に残存させてしまうおそれがある。＋７０°を超えると、基材表面の処理液が終了端Ｐｂ側へ流れにくくなる。

ここで、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａから基材Ｐに向けて噴射される気体噴流の噴射方向ＶＬの線上で、気体噴流が吹き当てられる基材Ｐの表面と交差する位置をＰｔとする。その場合、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａの短辺中心Ｅ_１から、基材Ｐの気体噴流の吹き当て位置Ｐｔまでの距離Ｈは、基材Ｐ上の気体噴流の吹き当て位置によらず、常に設定した範囲に維持するのがよい。

距離Ｈは、上記した流速の範囲では、５０〜２００ｍｍの範囲とすることが気体噴流の均一性が高められるため好ましい。距離Ｈが５０ｍｍ未満であると、気体噴射口３３ａ近傍の局所的に不均一となる流量の影響を受けムラが生じ、距離Ｈが２００ｍｍを超えると、十分な気体噴流の吹き当て強さが得にくくなる。

また、エアーナイフ３３は、図示例のように単独で使用してもよく、複数個をＹ方向やＸ方向に並べて使用しても良い。例えば、一対のエアーナイフ３３を、噴射方向ＶＬが基材Ｐの搬送方向に関して互いに逆向きになるように、ハの字状に配置してもよい。これにより基材Ｐの中心から基材Ｐの端面方向に処理液を流せ、効率的に乾燥できる。また、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａが上面視においてＹ軸とは平行とならないように配置してもよい。更に、供給する圧縮空気を温風としても良い。

上記構成の液切り装置１００によれば、吹き当て角調整部５１の演算部５７が、入力部５３から入力された基材Ｐの管理番号に対応して記憶部５５に記憶されている基本情報を参照し、Ｘ軸方向駆動部４３を駆動する。また、演算部５７は、Ｚ軸方向駆動部４５をＺ方向に移動させて、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａと基材Ｐとの距離を予め定めた設定した範囲の距離Ｈに維持する。更に、演算部５７は、φ方向駆動部４７を駆動して、基材支持部３１を支持軸３７の中心軸Ｏを中心に回転させて、気体噴流の噴射方向ＶＬと、気体噴流の基材Ｐへの吹き当て位置における基材表面の法線方向ＮＬとのなす吹き当て角θを、前述の角度範囲に維持する。

次に、本構成の基材の液切り装置１００の液切り工程の手順を説明する。
図５（Ａ）〜（Ｅ）は基材支持部に支持される基材が、エアーナイフ３３に対して相対移動しながら搬送されて基材表面に付着する処理液を液切りする工程を段階的に示す基材支持部の動作説明図である。

まず、図５（Ａ）に示すように、基材支持部３１に支持された基材Ｐは、移動ステージ４１によってエアーナイフ３３の直下に向けて搬送される。

そして、図５（Ｂ）に示すように、基材Ｐの吹き当て開始端Ｐａを、エアーナイフ３３直下における、気体噴射口３３ａと吹き当て開始端Ｐａとの距離Ｈを設定した範囲の高さに配置する。また、エアーナイフ３３からの気体噴流の噴射方向ＶＬと、基材Ｐ上の気体噴流の吹き当て位置における法線方向ＮＬと、のなす吹き当て角θを、前述した角度範囲にする。これにより、エアーナイフ３３からの気体噴流に対する基材Ｐの吹き当て姿勢が調整される。

吹き当て姿勢を調整する際、φ方向駆動部４７の駆動による基材Ｐの回転によって、基材Ｐの吹き当て開始端ＰａのＸＺ面内における位置が変化する。この基材Ｐの回転によるＸ軸方向、及びＺ軸方向のずれは、演算部５７により予め求められる。演算部５７は、回転によるＸ軸方向、Ｚ軸方向のずれ量を加味して、移動ステージ４１にＸ方向、Ｚ方向、φ方向の目標座標を求め、この目標座標へ移動させる駆動信号を生成する。

図５（Ｂ）に示すように、エアーナイフ３３からの気体噴流が、基材Ｐの吹き当て開始端Ｐａに吹き当てられ、洗浄工程で基材表面に付着した洗浄水等の処理液が基材Ｐの吹き当て終了端Ｐｂに向けて吹き飛ばされる。

そして、図５（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、移動ステージ４１は、演算部５７からの駆動信号に基づいて、エアーナイフ３３の気体噴射口から基材Ｐの噴射気体の吹き当て位置までの距離Ｈを設定した範囲に維持したまま、且つ気体噴流の吹き当て角θを前述した角度範囲に設定しながら、基材ＰをＸ方向に搬送する。

上記の気体噴流の吹き当てによって、基材表面に残存する処理液が吹き飛ばされ、液切りされる。エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａから噴射される気体噴流は、常に基材Ｐの吹き当て開始端Ｐａ側から終了端Ｐｂ側に向けて吹き当てられるので、処理液が確実に吹き飛ばされ、曲面形状を有する基材Ｐの凹部に溜まることがない。また、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａと基材Ｐとの距離Ｈが設定した範囲に維持されるので、基材Ｐの全面に亘って均等に気体噴流が吹き当てられ、ムラなく液切りできる。なお、上記所定の範囲とは、設定した距離Ｈから±２０ｍｍの範囲を意味する。上記の液切り工程は１回に限らず、複数回実施してもよい。また、気体噴射口３３ａは、長方形状である他、正面視で曲線形状であってもよい。

液切り工程が完了した基材Ｐは、第３搬送部１５へ移載されて次工程へ運搬される。液切り後の基材Ｐを運搬する第３搬送部１５は、乾燥状態である必要があるため、搬送方向上流側の第２搬送部１３とは分離されているのが望ましい。

以上説明した本構成の基材の液切り装置１００は、少なくとも一部に曲面形状を有する基材Ｐを支持する基材支持部３１と、気体を噴射するエアーナイフ３３と、基材支持部３１とエアーナイフ３３とを相対移動させ、基材Ｐの一端部から他端部までの基材表面にエアーナイフ３３からの気体噴流を吹き当てる移動ステージ４１とを備える。移動ステージ４１は、基材Ｐとエアーナイフ３３とを水平方向及び垂直方向に相対移動させる直動駆動部と、基材支持部３１とエアーナイフ３３の少なくとも一方を他方に対して回転させる回転駆動部を有して構成される。そして、相対移動に伴う基材表面の法線方向の変化に応じて、エアーナイフ３３からの気体噴射方向と基材表面の法線方向とのなす吹き当て角を調整する吹き当て角調整部５１を備える。

この液切り装置１００によれば、曲面形状を有する基材Ｐであっても、洗浄後の基材Ｐを、吹き当て姿勢を随時調整しながら搬送するので、基材Ｐの凹部等に処理液を残さず、確実に液切りでき、洗浄痕を残さずに乾燥できる。なお、基材Ｐの曲率は、曲率半径で５０〜１００００ｍｍであり、１００〜５０００ｍｍが好ましく、１０００〜３０００ｍｍがより好ましい。

移動ステージ４１は、固定されたエアーナイフ３３に対して基材支持部３１を移動させる構成であるため、エアーナイフ３３と比較して軽量な基材支持部３１の姿勢を変更する機構で済み、液切り装置１００の機構を簡素化でき、基材Ｐの姿勢変更の自由度を高められる。また、エアーナイフ３３を基材Ｐの形状にしたがって移動させる際に、エアーナイフ３３と搬送部等の周辺の設備との干渉による制約を少なくできる。

また、吹き当て角調整部５１は、エアーナイフ３３からの気体噴流を、基材Ｐの吹き当て開始端Ｐａから終了端Ｐｂに向けて吹き当てるので、吹き当て後の基材表面の液残りを確実に防止できる。

更に、吹き当て角調整部５１は、エアーナイフ３３の気体噴射口３３ａから基材Ｐの気体噴流の吹き当て位置までの距離を設定した範囲になるよう調整するので、気体噴射口３３ａからの気体噴流を基材Ｐへ均等に吹き当て可能となり、基材Ｐの全面に亘ってムラなく液切りできる。

そして、表面が滑らかで洗浄痕が目立つガラス材であっても、確実な液切りが実施でき、良好な乾燥表面が得られる

＜第２構成例＞
次に、基材の液切り装置の第２構成例を説明する。
図６は第２構成例の液切り装置の要部側面図である。本構成の液切り装置１００Ａは、エアーナイフ３３Ａ、３３Ｂが基材Ｐの上面側と下面側とに合計一対設けられている。その他は、図２に示す液切り装置１００と同様である。以降の説明では、同一の部材や部分に対しては同一の符号を付与して、その説明を簡略化又は省略する。

本構成の液切り装置１００Ａは、基材支持部３１の上面側にエアーナイフ３３Ａが配置され、下面側にエアーナイフ３３Ｂが配置される。各エアーナイフ３３Ａ，３３Ｂの気体噴流の吹き当て条件は、表裏面で基本的には同一にし、前述した通りの流速で、距離Ｈや吹き当て角θを所定の範囲に設定する。なお、表裏面における気体噴流の吹き当て条件は、表裏面のそれぞれで液切りが達成できればよく、互いに異なっていてもよい。

この液切り装置１００Ａによれば、基材支持部３１の上方及び下方にそれぞれエアーナイフ３３Ａ，３３Ｂが配置されるので、基材Ｐの表裏両面に気体噴流が同時に吹き当てられ、基材Ｐの各表面に付着する処理液が同時に吹き飛ばされる。これにより、基材Ｐの表裏面の液切りが一度にでき、生産効率が向上する。

＜第３構成例＞
次に、基材の液切り装置の第３構成例を説明する。
基材の液切り後に処理液が基材表面に残存すると、最終的に処理液が残存した基材表面に汚れが形成される。この処理液の残存は、乾燥中の基材Ｐの保持方法に起因して発生することがある。例えば、気体噴流による液切りの場合、コンベア等の搬送装置と接触している部分には処理液が残り、これが汚れの原因となる場合がある。搬送方法としてローラコンベアを使用する場合は、ローラの配置間隔を拡げ、基材Ｐと搬送装置との接触を避けて処理液が残る問題を解決できるが、この方法では、概略平坦な基材Ｐに限定される。曲率の大きな曲面を有する基材Ｐには、搬送装置から基材Ｐを安定して保持可能な支持具へ基材Ｐを移載して乾燥し、乾燥完了後に搬送装置へ再度移載するのがよい。

上記のような支持具への移載を行う具体的な基材支持部の構成例を以下に説明する。
図７（Ａ）は第３構成例の基材支持部である第１支持具の斜視図、（Ｂ）は第３構成例の基材支持部である第２支持具の斜視図である。
第１支持具６１は、図７（Ａ）に示すように、基材Ｐの搬送方向上流側に設けられる第１ロッド６３と、第１ロッド６３の基端とは反対の先端から二股に分岐して搬送方向下流側に向けて延設された一対の第２ロッド６５Ａ，６５Ｂとを有する。一対の第２ロッド６５Ａ，６５Ｂは、基材Ｐの搬送方向上流側の端部に当接する一対の基材係止部６７Ａ，６７Ｂと、基材Ｐの搬送方向に直交する端部に当接する一対の基材係止部６９Ａ，６９Ｂと、を有する。

基材係止部６９Ａは第２ロッド６５Ａの先端部に上方に突出して設けられ、基材係止部６９Ｂは第２ロッド６５Ｂの先端部に上方に突出して設けられる。基材係止部６７Ａ，６７Ｂは、第２ロッド６５Ａ、６５Ｂの第１ロッド６３との接続部側にそれぞれ上方に突出して設けられる。

第２支持具７１は、図７（Ｂ）に示すように、搬送方向下流側から上流側に向けて延びる第１ロッド７３と、第１ロッド７３の長手方向の途中で、十字に交差して接続される第２ロッド７５とを有する。

第１ロッド７３は、搬送方向上流側の先端部に、基材Ｐの搬送方向上流側の端部に当接する基材係止部７７を有する。また、第２ロッド７５は、それぞれの先端部に、基材Ｐの搬送方向に直交する端部に当接する基材係止部７９Ａ，７９Ｂを有する。

第１支持具６１の基材係止部６７Ａ，６７Ｂ，６９Ａ，６９Ｂと、第２支持具７１の基材係止部７７，７９Ａ，７９Ｂは、基材Ｐに対してそれぞれ異なる位置に配置される。また、基材Ｐの第１支持具６１の第1ロッド６３及び一対の第２ロッド６５Ａ，６５Ｂと、第２支持具７１の第１ロッド７３及び第２ロッド７５とは、上下方向に重ねた場合に、相互に干渉しないようになっている。

上記構成の支持具によれば、第１支持具６１により支持された基材Ｐは、第２支持具７１が第１支持具６１の下方から上昇して基材係止部７７が基材係止部６７Ａ，６７Ｂとの間に挿入される。また、基材係止部７９Ａ，７９Ｂが基材Ｐの端部を挟み込む。次いで、第１支持具６１を下降させると、第１支持具６１の基材係止部６７Ａ，６７Ｂ，６９Ａ，６９Ｂの基材Ｐとの係合が外れ、基材Ｐが第２支持具７１のみに支持される。

つまり、第１支持具６１と第２支持具７１とを昇降駆動する図示しない持ち替え機構を駆動することにより、第１支持具６１により支持された基材Ｐを、第１支持具６１から第２支持具７１に持ち替えできる。

基材支持部を、上記の第１支持具６１、第２支持具７１、及び持ち替え機構を用いて構成することで、液切り効果を更に高められる。即ち、洗浄装置から搬送されてきた基材Ｐを最初に第１支持具６１により支持させる。そして、第１支持具６１により支持された基材Ｐを前述した気体噴流を吹き当てることで処理液を除去する。しかし、このときの第１支持具６１の基材係止部６７Ａ，６７Ｂ，６９Ａ，６９Ｂと基材Ｐとの接触部分には、気体噴流が到達し難く、処理液が残ることがある。そこで、第１支持具６１に支持された基材Ｐを第２支持具７１に持ち替え、前述した気体噴流を吹き当てる。第２支持具７１は、待機時においても処理液と触れておらず、常に乾燥した状態に保持されている。そのため、処理液を除去した後の第１支持具６１から基材Ｐを持ち替えることにより、第１支持具６１の各基材係止部６７Ａ，６７Ｂ，６９Ａ，６９Ｂに残存していた処理液は除去され、基材Ｐの全面を確実に液切りできる。また、上記の残存していた処理液は、各基材係止部６７Ａ，６７Ｂ，６９Ａ，６９Ｂの吹き当て方向下流側で堰き止められることがなく、基材Ｐ上に残存することがない。

上記のように、気体噴流の吹き当てが、基材Ｐの搬送方向下流側から上流側に向けた一方向に行う場合、第２支持具７１の基材係止部７９Ａ，７９Ｂは、第１支持具の基材係止部６９Ａ，６９Ｂよりも搬送方向下流側、即ち、噴流の上流側に配置されることが望ましい。これによれば、基材係止部６９Ａ，６９Ｂに残存した処理液が、持ち替え後に基材係止部７９Ａ，７９Ｂに流れ着くことなく、処理液の液残りを確実に防止できる。

＜第４構成例＞
次に、基材の液切り装置の第４構成例を説明する。
図８（Ａ）は第４構成例の基材支持部である第１支持具の斜視図、（Ｂ）は第４構成例の基材支持部である第２支持具の斜視図である。本構成の基材支持部は、基材を吸着支持する吸着部を備え、第１支持具と第２支持具とが上下方向に重なることなく配置される点で前述の第３構成例の基材支持部とは異なっている。

第１支持具８１は、図８（Ａ）に示すように、基端側となる基材Ｐの搬送方向上流側から下流側に向けて延びる第１ロッド８３と、搬送方向と直交する方向に延びる第２ロッド８５とが、第１ロッド８３の基端とは反対の先端にＴ字型に接続される。

第１ロッド８３は、上方に突出して頂部が基材Ｐに当接する突起部８７を有し、第２ロッド８５は、その両端部に突起部８７と同様の一対の突起部８９Ａ，８９Ｂを有する。また、第1ロッド８３には、突起部９１が立設され、その頂部には、基材Ｐを吸着保持する吸着部９３が設けられている。この吸着部９３は、基材Ｐの吸着状態で各突起部８７，８９Ａ，８９Ｂと基材Ｐとの間に垂直抗力を発生させて、基材Ｐを第１支持具８１に着脱自在に固定させる。この吸着部９３は、例えば、真空ポンプ等の吸引機構と、大気圧開放用のバルブとを備え、基材Ｐを着脱自在に支持する。また、吸着部９３の吸着方式はこれに限らない。

第２支持具１０１は、図８（Ｂ）に示すように、図８（Ａ）に示す第１支持具８１とほぼ同一形状の部材であり、１８０°旋回した状態で使用される。第１支持具８１は基材Ｐの搬送方向上流側を支持し、第２支持具１０１は基材Ｐの搬送方向下流側を支持する。なお、第１支持具８１と第２支持具１０１の各突起部８７，８９Ａ，８９Ｂの先端は、ゴム等の柔軟な部材により覆われていてもよい。

第１支持具８１と第２支持具１０１は、それぞれ基材Ｐの異なる位置を支持するため、液残りの発生を防止できる。また、第１支持具８１、第２支持具１０１は、基材Ｐを吸着支持する構成であるので、必要に応じて基材Ｐを裏返すことも可能となり、基材Ｐの姿勢変更を容易に実施できる。

＜相対移動機構の他の例＞
以上説明した各構成の液切り装置は、相対移動機構として移動ステージ４１を備え、固定されたエアーナイフ３３に向けて移動ステージ４１が移動する構成であるが、これに限らない。

図９は、基材支持部３１に固定支持される基材Ｐに対して、エアーナイフ３３が移動可能に配設された液切り装置１００Ｂの要部側面図である。本構成の液切り装置１００Ｂは、基材支持部３１が固定され、この基材支持部３１に支持される基材Ｐに対してエアーナイフ３３がＹ軸と平行な線を中心に回転しつつＸ、Ｚ方向に移動する。このとき、エアーナイフ３３は、基材Ｐの吹き当て位置からの距離Ｈを、設定した範囲に維持しながら移動する。また、エアーナイフ３３は、気体噴流の噴射方向ＶＬと、基材Ｐ上の吹き当て位置における法線方向ＮＬと、の吹き当て角θを、前述した所定範囲に維持しながら気体噴流を基材Ｐに向けて噴射する。

また、基材支持部３１をＸ軸方向とＺ軸方向に移動させ、エアーナイフ３３を前述のφ方向に回転させる構成にしてもよい。

本構成の液切り装置１００Ｂによれば、エアーナイフ３３を固定せず、移動可能、回転可動に支持することで、基材支持部３１の動作を単純にでき、基材支持部３１を駆動する移動ステージの構造を簡素化できる。

＜乾燥処理の他の例＞
上記説明では、気体噴射部からの気体噴流による基材Ｐの液切りについて説明したが、液切りによる乾燥処理は、これに限らない。例えば、水分が気化するのに充分な温度に加温した空気を基材Ｐに当てて、基材Ｐ表面の水分の蒸発を促進する温風乾燥や、表面の水分を揮発性の高い液体に置換して蒸発を促進する置換乾燥等も適用でき、基材Ｐの形状や表面の性状によって適宜、選択される。

温風乾燥では、例えば、基材支持部の上に置いた基材Ｐの周囲に、３０〜１００℃に加熱した空気流を定常的に流して、水分の蒸発を促進しながら乾燥処理を実施する。空気流を加温すれば、水分の乾燥がより促進される。更に、気体噴射部からの噴流を加温した温風とすることで、更に効率的な乾燥を実現できる。

＜基材処理装置の洗浄工程の詳細＞
次に、図１に示す基材処理装置２００で実施する洗浄工程について説明する。
（洗浄工程）
図１に示すように、基材Ｐの洗浄工程は、基材Ｐを搬送手段の上で位置決めした後、基材Ｐの形状に合致した保持台に移載して、基材Ｐを保持台上で固定した状態で実施する。基材Ｐの搬送手段への投入作業は、搬送手段を停止させ、基材Ｐを１枚ずつ主要な洗浄面を上にして搬送手段の上に載置する。

基材Ｐの洗浄方法としては、基材Ｐの洗浄面に平行な軸を持つ回転ブラシ２３によるブラシ洗浄や、基材Ｐの洗浄面に概略垂直な回転軸を持つ回転パッドによるパッド洗浄、噴射水による噴水洗浄、超音波を利用した超音波洗浄等がある。これら各種の洗浄方法は、基材Ｐの形状や洗浄すべき汚れの種類によって適宜選択される。

ブラシ洗浄は、比較的平坦な広い面の洗浄に適し、また、比較的厚い汚れの除去に適する。パッド洗浄は、比較的急な面（曲率が大きい面）の洗浄まで適用でき、比較的厚い汚れの除去に適する。噴水洗浄は、曲率が大きい面の洗浄までできるが、固着力の弱い水溶性の汚れの除去に適する。超音波洗浄は、曲率が大きい面の洗浄まで適用できるが、非常に薄い汚れ層の除去に適する。

ブラシ洗浄やパッド洗浄では、保持台に固定された基材Ｐに洗浄水が供給され、洗浄水を供給しながらブラシやパッドを回転させて基材Ｐに接触させる。この動作により、基材Ｐ表面のキズの発生を抑制すると共に除去した汚れを連続して排出できる。また、洗浄水には、必要に応じて洗浄剤や研磨材を加えてもよい。その場合、洗浄後に洗浄剤や研磨剤を除去するためのリンス処理を実施する。

洗浄で使用する洗浄水としては、精密フィルタでろ過処理を施した純水や、イオン交換膜で処理を施したＲＯ水が使用される。洗浄水は、達成すべき洗浄度に応じて選択され、例えば、より高い洗浄度が求められる場合には純水を使用する。また、洗浄水を３０℃〜７０℃に加温すれば洗浄能力がより高められる。

また、洗浄で使用される洗浄剤としては、アニオン系界面活性剤などの中性洗剤が使用される。なお、これらは例として挙げたものであり、その他、種々の洗浄材を使用できる。また、洗浄で使用される研磨剤としては、酸化セリウムや重炭酸ナトリウム等が一般的に使用される。なお、これらは例として挙げたものであり、その他、種々の研磨材を使用できる。

ブラシ洗浄やパッド洗浄においては、回転するブラシやパッドの位置を、基材Ｐの形状に応じて移動させる。ブラシの材質はＭＣナイロン（登録商標）等のポリアミド樹脂等が一般的に用いられ、汚れの種類によって材質、太さ、長さが選定される。パッドの材質は、ウレタン等の柔軟性のある樹脂が一般的であり、汚れの種類によって材質、硬度が選定される。基材Ｐの形状や大きさによっては、ブラシやパッドは複数本を同時に使用しても良く、また、組み合わせて使用しても良い。

噴水洗浄は、単体或いは面状のノズルから洗浄水を噴射して、洗浄体表面に衝突させて汚れを除去する。ノズルは固定でも可動式でも良く、可動式であれば、より広い面積の洗浄が可能である。汚れの種類によっては、中性洗剤等の洗浄剤を併用しても良く、洗浄後に洗浄剤を除去するためのリンス処理を実施する。また、洗浄水を３０℃〜７０℃に加温すれば、洗浄能力をより高められる。

超音波洗浄は、洗浄液中に浸漬された基材Ｐに対して超音波加振子を振動させて洗浄液に圧力振動を発生させて、圧力波の作用で基材Ｐ表面の汚れを除去する。超音波加振子の振動数は、一般的に３０〜６０ｋＨｚであり、更には４０〜５０ｋＨｚが望ましい。汚れの種類によっては、アルカリ洗剤等の洗浄剤を併用しても良く、洗浄後に洗浄剤を除去するためのリンス処理を実施する。また、洗浄水を３０℃〜７０℃に加温すれば洗浄能力をより高められる。

一般に、洗浄中の基材Ｐは、搬送手段によって保持されるので、適用可能な搬送方法は、使用する洗浄方法によっても決まる。例えば、ブラシ洗浄やパッド洗浄を使用する場合、概略平坦な基材Ｐであればローラコンベアを選択できるが、曲率が大きな曲面を持つ基材Ｐでは、洗浄時の姿勢が安定せず、均一な洗浄が実現できないおそれがある。そのため、曲率が大きな曲面形状を持つ基材Ｐでは、搬送手段から基材Ｐを安定して保持できる保持台等の保持手段へ基材Ｐを移載して、洗浄完了後に搬送手段へ再度移載するのが好ましい。基材Ｐの保持手段としては、例えば、基材Ｐの形状に合わせた真空吸着型等の保持手段が適用できる。

基材Ｐの保持手段が、基材Ｐの反転が可能である場合、基材Ｐの表裏面の洗浄が可能となる。基材Ｐを反転させるには、例えば、基材Ｐを支持する保持台の回転により行える。すなわち、搬送面上に停止している基材Ｐを、保持台により下面から吸着固定し、吸着固定された基材Ｐを保持台の回転により反転させる。

このように保持台を回転させる設備の具体例としては、例えば、搬送方向に概略垂直、且つ概略水平な回転軸に固定された少なくとも２本の棒状の保持台と、この保持台の上面に設けられた吸着装置を備えた反転装置が挙げられる。この反転装置は、搬送装置の下部に格納され、保持台は搬送装置と干渉しない位置に配置される。回転軸は、モータ、シリンダによるリンク機構等により回転駆動される。モータを使用する場合には、安定した反転動作が可能になるため好ましい。吸着装置は、吸着パッドと真空制御装置で構成される。吸着パッドは、例えばウレタンゴム等のゴムが使用できる。

洗浄工程が完了した基材Ｐは、搬送手段へ移載されて前述した乾燥工程へ運搬される。乾燥工程への運搬は、コンベア等の搬送手段でも良く、或いは、基材支持部３１へ直接移載する方法でもよい。洗浄後の乾燥までの運搬過程では、イソプロピルアルコール等の置換液中に浸して置換処理を行っても良い。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば、基材Ｐの液切り工程を含む乾燥工程、洗浄工程では、様々な方式から任意に選択可能であるが、その方式によっては、基材Ｐの位置決めが必要なこともある。このため、任意の位置で基材Ｐの水平方向の位置決めを実施する位置決め機能があれば更に良い。位置決め方法としては、例えば、シリンダ等を用いて基材Ｐの側面を押して基準位置に当接して位置決めする方式や、カメラを使って基材Ｐが基準位置に到達すると同時にコンベアの走行を停止する方法等がある。より良い精度での位置決めを実現するには、基材Ｐの側面を押す方式が望ましい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 少なくとも一部に曲面形状を有する基材に気体を吹き付けて、前記基材に付着している処理液を除去する基材の液切り装置であって、
前記基材を支持する基材支持部と、
気体を噴射する気体噴射部と、
前記基材支持部と前記気体噴射部とを相対移動させ、前記基材の一端部から他端部までの基材表面に前記気体噴射部からの気体噴流を吹き当てる相対移動機構と、
を備え、
前記相対移動機構は、吹き当て角調整部により前記相対移動に伴う前記基材表面の吹き当て位置における法線方向の変化に応じて、前記気体噴射部からの気体噴射方向と前記法線方向とのなす吹き当て角を調整する機能を有する基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、曲面形状を有する基材であっても、基材の凹部等に処理液を残さずに確実に液切りでき、洗浄痕を残さずに乾燥できる。

（２） 前記吹き当て角調整部は、前記気体噴射方向を前記基材の吹き当て開始端から吹き当て終了端に向ける機能を有する（１）の基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、気体噴射部からの気体噴流を、吹き当て方向の先方に向けて吹き当て位置を移動させるため、簡単に基材表面の液残りを生じにくくできる。

（３） 前記相対移動機構は、前記気体噴射部の気体噴射口から前記基材の前記気体噴流の吹き当て位置までの距離を設定した範囲に維持する（１）又は（２）の基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、気体噴射口から基材の吹き当て位置までの距離を設定した範囲に維持するため、基材表面へ気体噴流を吹き当てる圧力が吹き当て位置において均等になり、基材の全面に亘ってムラなく液切りができる。

（４） 前記相対移動機構は、前記気体噴射部の気体噴射口から前記基材の前記気体噴流の吹き当て位置までの距離を設定し、前記設定した距離に対して±２０ｍｍとなる範囲に維持する（１）又は（２）に記載の基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、気体噴射口から基材の吹き当て位置までの距離を設定しこれに対して±２０ｍｍとなる範囲に維持するため、基材表面へ気体噴流を吹き当てる圧力が吹き当て位置において均等になり、基材の全面に亘ってムラなく液切りができる。

（５） 前記相対移動機構は、固定された前記気体噴射部に対して前記基材支持部を移動させる（１）〜（４）のいずれか一つの基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、固定された気体噴射部に対して基材支持部を移動させるので、気体噴射部と比較して軽量な基材支持部の姿勢を変更する機構で済み、液切り装置の機構を簡素化でき、基材Ｐの姿勢変更の自由度を高められる。

（６） 前記気体噴射部は、前記基材支持部の上方及び下方にそれぞれ配置された（１）〜（５）のいずれか一つの基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、基材支持部の上方及び下方にそれぞれ気体噴射部が配置されるので、基材の両面を一度に液切りでき、タクトアップが図れ、生産効率が向上する。

（７） 前記基材支持部は、前記基材を吸着保持する吸着部を有する（１）〜（６）のいずれか一つの基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、吸着により基材が確実に保持され、基材を反転する等の姿勢変更が容易に可能となる。

（８） 前記基材支持部は、前記基材の端部を支持する複数の基材係止部を有する（１）〜（７）のいずれか一つの基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、基材係止部で基材を支持することで、基材との接触点が少なくなり、液残りが生じにくくなる。

（９） 前記基材支持部は、
前記基材の互いに異なる位置を支持する第１支持具及び第２支持具と、
前記第１支持具と前記第２支持具のうち一方に支持された前記基材を他方に持ち替えさせる持ち替え機構と、
を備える（１）〜（８）のいずれか一つの基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、第１支持具及び第２支持具が、基材の互いに異なる位置を支持するため、基材支持具と基材との接触部に液残りが生じても、持ち替えさせることにより、生じた液残りを除去できる。

（１０） 前記基材は、ガラス材である（１）〜（９）のいずれか一つの基材の液切り装置。
この基材の液切り装置によれば、表面が滑らかで洗浄痕が目立つガラス材であっても、確実な液切りが実施でき、良好な乾燥表面が得られる。

３１ 基材支持部
３３ エアーナイフ（気体噴射部）
３３ａ 気体噴射口
４１ 移動ステージ（相対移動機構）
４３ Ｘ軸方向駆動部
４５ Ｚ軸方向駆動部
４７ φ方向駆動部
５１ 吹き当て角調整部
６１，８１ 第１支持具
６７Ａ，６７Ｂ，６９Ａ，６９Ｂ，７７，７９Ａ，７９Ｂ 基材係止部
７１，１０１ 第２支持具
８７，８９Ａ，８９Ｂ 突起部
９３ 吸着部
１００，１００Ａ，１００Ｂ 基材の液切り装置
Ｐ 基材

Claims (10)

1. 少なくとも一部に曲面形状を有する基材に気体を吹き付けて、前記基材に付着している処理液を除去する基材の液切り装置であって、
   前記基材を支持する基材支持部と、
   気体を噴射する気体噴射部と、
   前記基材支持部と前記気体噴射部とを相対移動させ、前記基材の一端部から他端部までの基材表面に前記気体噴射部からの気体噴流を吹き当てる相対移動機構と、
   を備え、
   前記相対移動機構は、吹き当て角調整部により前記相対移動に伴う前記基材表面の吹き当て位置における法線方向の変化に応じて、前記気体噴射部からの気体噴射方向と前記法線方向とのなす吹き当て角を調整する機能を有する基材の液切り装置。
2. 前記吹き当て角調整部は、前記気体噴射方向を前記基材の吹き当て開始端から吹き当て終了端に向ける機能を有する請求項１に記載の基材の液切り装置。
3. 前記相対移動機構は、前記気体噴射部の気体噴射口から前記基材の前記気体噴流の吹き当て位置までの距離を設定した範囲に維持する請求項１又は請求項２に記載の基材の液切り装置。
4. 前記相対移動機構は、前記気体噴射部の気体噴射口から前記基材の前記気体噴流の吹き当て位置までの距離を設定し、前記設定した距離に対して±２０ｍｍとなる範囲に維持する請求項１又は請求項２に記載の基材の液切り装置。
5. 前記相対移動機構は、固定された前記気体噴射部に対して前記基材支持部を移動させる請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の基材の液切り装置。
6. 前記気体噴射部は、前記基材支持部の上方及び下方にそれぞれ配置された請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の基材の液切り装置。
7. 前記基材支持部は、前記基材を吸着保持する吸着部を有する請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の基材の液切り装置。
8. 前記基材支持部は、前記基材の端部を支持する複数の基材係止部を有する請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の基材の液切り装置。
9. 前記基材支持部は、
   前記基材の互いに異なる位置を支持する第１支持具及び第２支持具と、
   前記第１支持具と前記第２支持具のうち一方に支持された前記基材を他方に持ち替えさせる持ち替え機構と、
   を備える請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の基材の液切り装置。
10. 前記基材は、ガラス材である請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の基材の液切り装置。

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