JP2018161595A - Cleaning device and cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主にエレクトロスプレー装置のノズルに付着した異物を除去するための清掃装置および清掃方法に関する。 The present invention mainly relates to a cleaning device and a cleaning method for removing foreign matter adhering to a nozzle of an electrospray device.
従来、ノズルから噴霧された溶液材料を基板に薄膜として堆積するエレクトロスプレー装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, an electrospray apparatus that deposits a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate is known (see, for example, Patent Document 1).
図4は、特許文献1に示されるエレクトロスプレー装置の概略図である。このエレクトロスプレー装置300は、ノズル301と基板支持部302を有しており、基板支持部302のノズル301側の面に基板303が載置され、保持される。基板支持部302は接地されており、電圧印加部304がノズル301に電圧を印加することによってノズル301と基板支持部302との間に電位差が生じ、図4に鎖線で示すような電気力線が形成される。ノズル301から噴霧される帯電した溶液材料は、この電気力線に沿って基板支持部302に向かって飛翔し、スプレーを形成する。この溶液材料がノズル301と基板支持部302との間に載置された基板303に付着することにより、基板303上に溶液材料による塗布膜が形成される。
FIG. 4 is a schematic view of an electrospray apparatus disclosed in
しかし、図4に示すエレクトロスプレー装置300では、時間が経つにつれ噴霧形態が不安定になるおそれがあった。具体的には、溶液材料の種類によればノズル301の先端部に付着したまま時間が経過すると固化し、図5(a)のようにノズル301に異物がまったく付着していない状態から図5(b)のように固化した溶液材料が異物305として付着した状態になってしまうものがあり、このように異物305が付着したまま噴霧を行うとノズル301が詰まったりノズル301と基板支持部302との間の電気力線に変化が生じたりすることによって噴霧形態が不安定になるという問題があった。
However, in the
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、被清掃物に付着した異物を効率的に除去することができる清掃装置および清掃方法を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the cleaning apparatus and cleaning method which can remove the foreign material adhering to a to-be-cleaned object efficiently.
上記課題を解決するために本発明の清掃装置は、被清掃物の被清掃部を挿入可能な容積を有する第1の凹部を有する摩擦槽と、前記第1の凹部内に入れられた複数の清掃粒と、前記摩擦槽と前記被清掃物とを相対移動させる相対移動手段と、を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a cleaning device of the present invention includes a friction tank having a first recess having a volume into which a portion to be cleaned of an object to be cleaned can be inserted, and a plurality of portions placed in the first recess. It is characterized by comprising cleaning grains, and a relative moving means for relatively moving the friction tank and the object to be cleaned.
上記清掃装置によれば、被清掃物に付着した異物を効率的に除去することができる。具体的には、相対移動手段によって摩擦槽と被清掃物とを相対移動させることにより、摩擦槽の中の清掃粒と被清掃物とを連続して衝突させることができる。このように清掃粒と被清掃物とが衝突した際、被清掃物の被清掃部に付着した異物と清掃粒との間で摩擦が生じ、被清掃部から異物を掻き取ることができる。 According to the cleaning device, it is possible to efficiently remove foreign matters attached to the object to be cleaned. Specifically, by relatively moving the friction tank and the object to be cleaned by the relative moving means, the cleaning particles in the friction tank and the object to be cleaned can be continuously collided. Thus, when the cleaning particles and the object to be cleaned collide with each other, friction is generated between the foreign matter adhering to the cleaning portion of the cleaning object and the cleaning particle, and the foreign matter can be scraped off from the cleaning portion.
また、前記清掃粒は球体であると良い。 Moreover, the said cleaning grain is good in it being a spherical body.
こうすることにより、第1の凹部内を被清掃物が移動しやすくなる。 By doing so, the object to be cleaned can easily move in the first recess.
また、前記第1の凹部には第1の液状体も入れられており、前記第1の液状体の比重は前記清掃粒の比重よりも小さいと良い。 In addition, a first liquid is also placed in the first recess, and the specific gravity of the first liquid is preferably smaller than the specific gravity of the cleaning grains.
こうすることにより、被清掃部から剥がれた異物が被清掃物に再付着することを防ぐことができる。また、第1の液状体の比重は清掃粒の比重よりも小さいことにより、清掃粒と被清掃部が衝突した際に生じる摩擦力が高くなりやすくなる。 By carrying out like this, the foreign material which peeled off from the to-be-cleaned part can prevent reattaching to a to-be-cleaned object. Further, since the specific gravity of the first liquid material is smaller than the specific gravity of the cleaning particles, the frictional force generated when the cleaning particles collide with the portion to be cleaned tends to increase.
また、前記第1の液状体は、前記被清掃部に付着した異物を溶解させる溶剤であると良い。 The first liquid material may be a solvent that dissolves foreign matter adhering to the portion to be cleaned.
こうすることにより、異物は第1の液状体によって溶融され、異物が被清掃物に再付着することを防ぐことができる。 By doing so, the foreign matter is melted by the first liquid, and the foreign matter can be prevented from reattaching to the object to be cleaned.
また、前記被清掃部を挿入可能な容積の第2の凹部を有し、第2の凹部に第2の液状体が入れられた液浸槽をさらに有すると良い。 In addition, it is preferable to further include a liquid immersion tank having a second recess having a volume into which the portion to be cleaned can be inserted, and the second liquid material being placed in the second recess.
摩擦槽の第1の凹部内で異物を除去してから被清掃部を液浸槽の第2の凹部の第2の液状体内に挿入することによって、被清掃部から剥がれる寸前であった異物も洗い流して除去することができる。また、摩擦槽の第1の凹部内で異物を除去する前に被清掃部を液浸槽の第2の凹部の第2の液状体内に挿入することによって、異物が柔らかくなり、清掃粒による異物の除去がしやすくなる。 Foreign matter that was about to be peeled off from the portion to be cleaned can be obtained by removing the foreign matter in the first recess of the friction tank and then inserting the portion to be cleaned into the second liquid body in the second recess of the immersion bath. Can be washed away. Further, the foreign matter is softened by inserting the portion to be cleaned into the second liquid body in the second concave portion of the immersion bath before removing the foreign matter in the first concave portion of the friction tank, and the foreign matter caused by the cleaning particles. It becomes easy to remove.
また、上記課題を解決するために本発明の清掃装置は、被清掃物の被清掃部を挿入可能な容積を有する第1の凹部を有し、当該第1の凹部内に複数の清掃粒が入った摩擦槽と被清掃物とを相対移動させることにより、複数の前記清掃粒と前記被清掃部との間に連続して摩擦を生じさせる摩擦工程を有することを特徴としている。 Moreover, in order to solve the said subject, the cleaning apparatus of this invention has a 1st recessed part which has the volume which can insert the to-be-cleaned part of a to-be-cleaned object, and a some cleaning particle is in the said 1st recessed part. It is characterized by having the friction process which produces friction continuously between a plurality of above-mentioned cleaning grains and the above-mentioned part to be cleaned by making relative movement of the friction tank and the object to be cleaned.
上記清掃方法によれば、被清掃物に付着した異物を効率的に除去することができる。具体的には、摩擦工程において複数の前記清掃粒と前記被清掃部との間に連続して摩擦を生じさせることにより、被清掃部から異物を掻き取ることができる。 According to the cleaning method, it is possible to efficiently remove foreign matters attached to the object to be cleaned. Specifically, foreign matters can be scraped off from the portion to be cleaned by generating friction continuously between the plurality of cleaning grains and the portion to be cleaned in the friction step.
本発明の清掃装置および清掃方法によれば、被清掃物に付着した異物を効率的に除去することができる。 According to the cleaning device and the cleaning method of the present invention, it is possible to efficiently remove foreign matters attached to an object to be cleaned.
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態における清掃装置を示す概略図であり、正面断面図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a cleaning device according to an embodiment of the present invention, and is a front sectional view.
清掃装置1は、摩擦ユニット10、液浸ユニット20、およびノズル移動ユニット30とを備えており、ノズル移動ユニット30によってノズル301と摩擦ユニット10および液浸ユニット20とを相対移動させることにより、摩擦ユニット10においてノズル301の先端部である被清掃部301aに付着した異物305が摩擦によって掻き取られ、また、液浸ユニット20において被清掃部301aから剥がれる寸前の異物305が洗い流されて、ノズル301から除去される。ここで、ノズル301は図3で示すようなエレクトロスプレー装置300に使用するノズル301であり、本説明における被清掃物である。また、本実施形態におけるノズル301は図1に示すように複数本配列されている。
The
なお、本説明では鉛直方向をZ軸方向、水平方向の中で図1においてノズル301が配列される方向をX軸方向、X軸方向およびZ軸方向と直交する方向をY軸方向と呼ぶ。
In this description, the vertical direction is referred to as the Z-axis direction, and the direction in which the
ノズル301は、ステンレスなど導電体製の管状の部材であり、開口部は下向きに設けられている。ノズル301は配管を経由して図示しない送液部と接続されており、送液部から送液された溶液材料がノズル301の内部に充填される。本実施形態ではノズル301として内径0.3mm、外径0.5mmの管状体を用いている。また、上記の通り、本実施形態ではノズル301は複数本配列されている。
The
また、ノズル301には電圧印加バー304aを介して電圧印加部304が接続されている。電圧印加部304は、たとえば直流電源であり、電圧印加部304からノズル30301に数kV乃至数十kV程度の電圧を印加することができる。図3に示すように接地された基板支持部302と対向した状態において、電圧印加部304からノズル301に電圧を印加することにより、ノズル301と基板支持部302との間で溶液材料のスプレーを形成する。この溶液材料がノズル301と基板支持部302との間に載置された基板303に付着することにより、基板303上に溶液材料による塗布膜が形成される。
In addition, a
ただし、溶液材料の種類によっては、ノズル301の先端部に付着したまま時間が経過すると固化し、図1に示すように固化した溶液材料が異物305として残存してしまう。このような異物305が存在しうる領域であり、本発明により清掃を行う部分を、本説明では被清掃部301aと呼ぶ。
However, depending on the type of the solution material, it solidifies as time passes while adhering to the tip of the
摩擦ユニット10は、摩擦槽11、清掃粒12および第1の液状体13を有している。
The
摩擦槽11は、略直方体のバスタブ状の形状を有しており、上方向に開口を有するように第1の凹部11aが設けられている。第1の凹部11aは、被清掃部301aを挿入可能な容積を有しており、本実施形態では、図1に示すように4本のノズル301の被清掃部301aを同時に挿入することが可能な容積を有している。
The friction tank 11 has a substantially rectangular parallelepiped bathtub shape, and is provided with a first recess 11a so as to have an opening upward. The first recess 11a has a volume into which the portion to be cleaned 301a can be inserted. In the present embodiment, the portions to be cleaned 301a of the four
この第1の凹部11aの中には、複数の清掃粒12が入れられている。清掃粒12は、球状の形状を有しており、第1の凹部11aの底部に敷き詰められ、集合体を形成している。清掃粒12は0.5mmの直径を有しており、ノズル301の内径(0.3mm)よりも大きく、ノズル301の内部に入り込まないようにしている。また、ノズルの内径の2倍以下の径であるようにしている。
A plurality of cleaning
また、清掃粒12の硬さは、ノズル301を傷つけないためにノズル301よりも軟らかく、本実施形態では清掃粒12はセラミックなどから構成されている。
The cleaning
また、第1の凹部11a内に敷き詰められた清掃粒12の集合体の高さ(Z軸方向の寸法)は、ノズル301の被清掃部301aのZ軸方向の寸法よりも大きく、被清掃部301a全体を清掃粒12の集合体内に埋没させることが可能である。
In addition, the height (Z-axis direction dimension) of the aggregate of the cleaning
また、第1の凹部11a内には、清掃粒12だけでなく第1の液状体13も注入されている。第1の液状体13は、本実施形態では異物305を溶解させることが可能な溶剤、すなわち溶液材料に用いられている溶剤である。
Further, not only the cleaning
また、本実施形態では、第1の液状体13の比重は清掃粒12の比重よりも小さい。また、第1の凹部11a内に注入された第1の液状体13の水面は清掃粒12の集合体の最頂点よりも高い位置にあり、第1の液状体13の中で清掃粒12全体が沈んだ形態となっている。
In the present embodiment, the specific gravity of the first
液浸ユニット20は、液浸槽21および第2の液状体22を有している。
The
液浸槽21は、略直方体のバスタブ状の形状を有しており、上方向に開口を有するように第2の凹部21aが設けられている。第2の凹部21aは、被清掃部301aを挿入可能な容積を有しており、本実施形態では、摩擦槽11の第1の凹部11aと同様に4本のノズル301の被清掃部301aを同時に挿入することが可能な容積を有している。
The
また、第2の凹部21a内には、第2の液状体22が注入されている。第2の液状体22は、本実施形態では第1の液状体13と同様、溶液材料に用いられている溶剤である。第2の凹部21a内に注入された第2の液状体22の深さ(Z軸方向の寸法)は、ノズル301の被清掃部301aのZ軸方向の寸法よりも大きく、被清掃部301a全体を第2の液状体22内に浸漬させることが可能である。
The second
ノズル移動ユニット30は、本説明における相対移動手段であり、Y軸方向移動装置31、Z軸方向移動装置32、およびX軸方向移動装置33とを有し、ノズル301をX軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向に移動させることにより、ノズル301(被清掃物)と摩擦槽11とを相対移動させる。また、同様にノズル301と液浸槽21とを相対移動させる。
The
Y軸方向移動装置31は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、図示しない制御装置に駆動を制御されてノズル301が取り付けられた電圧印加バー304aをY軸方向に移動させる。
The Y-axis direction moving device 31 is a linear motion mechanism composed of a linear stage and the like, and is driven by a control device (not shown) to move the voltage application bar 304a to which the
Z軸方向移動装置32は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、図示しない制御装置に駆動を制御されてY軸方向移動装置31をZ軸方向に移動させることによりノズル301をZ軸方向に移動させる。
The Z-axis
X軸方向移動装置33は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、図示しない制御装置に駆動を制御されてリブ34に固定されたZ軸方向移動装置32をX軸方向に移動させることによりノズル301をX軸方向に移動させる。
The X-axis
また、図1では記載を省略しているが、摩擦ユニット10、液浸ユニット20と並んで基板を載置する接地された基板支持部が設けられており、ノズル移動ユニット30によってノズル301が基板支持部の上方まで移動し、基板支持部に載置された基板に溶液材料を塗布することができる。
Although not shown in FIG. 1, a grounded substrate support portion for placing a substrate is provided along with the
次に、以上の清掃装置1を用いた清掃方法を説明する。また、この清掃方法のフロー図を図2に示す。
Next, a cleaning method using the
まず、ノズル移動ユニット30によりノズル301が摩擦槽11の第1の凹部11aの上方まで移動する(ステップS1)。
First, the
次に、ノズル移動ユニット30によりノズル301が下降し、ノズル301の被清掃部301aが清掃粒12の集合体内に埋没される(ステップS2)。
Next, the
次に、ノズル移動ユニット30により、摩擦槽11内を被清掃部301aが所定時間連続して移動するよう、摩擦槽11とノズル301とを相対移動させる(ステップS3)。この工程を本説明では摩擦工程と呼び、本実施形態では、ノズル301をZ軸方向に所定時間繰り返し往復移動させる。
Next, the friction tank 11 and the
この摩擦工程により、被清掃部301aが清掃粒12の集合体内を所定時間連続的に相対移動する。このとき、図3の矢印に示すように被清掃部301aの移動によって被清掃部301aと清掃粒12とが連続して衝突して清掃粒12が押しのけられ、その際に清掃粒12の表面と被清掃部301aの表面との間で摩擦が生じる。ここで、被清掃部301aの表面に異物305が存在する場合は、清掃粒12の表面と異物305との間で摩擦が生じ、異物305が被清掃部301aから掻き取られる。
By this friction process, the portion to be cleaned 301a relatively moves continuously within the aggregate of cleaning
また、本実施形態では清掃粒12は球体であるため、第1の凹部内11aに清掃粒12が充填されている中で被清掃部301aと衝突して押しのけられた清掃粒12が移動しやすくなり、第1の凹部11a内を被清掃部301aが移動しやすくなる。その結果、被清掃部301aと清掃粒12との摩擦の頻度が高くなり、効率的に異物305を除去することができる。また、本実施形態では上記の通り清掃粒12の径をノズル301の内径より大きくこの内径の2倍以下としており、ノズル301内に清掃粒12が入り込んで詰まりを生じさせることなく、また、必要以上に清掃粒12が大きく被清掃部301aとの摩擦の頻度が低くなることを防いでいる。
In the present embodiment, since the cleaning
また、本実施形態では、上記の通り第1の凹部11aには第1の液状体13が注入されている。これにより、被清掃部301aから剥がれた異物305は第1の液状体13内を漂い、被清掃部301aから離間するため、異物305が被清掃部301aに再付着することを防ぐことができる。また、第1の液状体13が溶液材料の溶剤であることにより、異物305の少なくとも一部は第1の液状体13によって溶融されるため、異物305がノズル301に再付着することをさらに防ぐことができる。
In the present embodiment, as described above, the first
また、本実施形態では、前述の通り第1の液状体13の比重は清掃粒12の比重よりも小さい。仮に第1の液状体13の比重は清掃粒12の比重よりも大きい場合、第1の液状体13中を清掃粒12が浮遊分散し、必要以上に清掃粒12の集合体中を個々の清掃粒12が動きやすくなるため、本摩擦工程において清掃粒12と被清掃部301aとを衝突させても大して摩擦力が発生しないおそれがある。これに対し、第1の液状体13の比重を清掃粒12の比重よりも小さくすることにより、清掃粒12と被清掃部301aとが衝突した際に生じる摩擦力が高くなりやすくなる。
Moreover, in this embodiment, the specific gravity of the 1st
なお、本実施形態では摩擦工程におけるノズル301の移動方向をZ軸方向としているが、X軸方向もしくはY軸方向でも構わなく、また、これらの組合わせでも構わない。また、ノズル301をZ軸方向に移動させると被清掃部301aの少なくとも一部が清掃粒12の集合体および第1の液状体13から出てしまう瞬間も生じるが、それでも構わない。
In the present embodiment, the movement direction of the
上記摩擦工程の完了後、ノズル移動ユニット30によりノズル301が上昇し、液浸槽21の第2の凹部21aの上方まで移動する(ステップS4)。
After completion of the friction process, the
次に、ノズル移動ユニット30によりノズル301が下降し、ノズル301の被清掃部301aが第2の液状体22内に浸漬される(ステップS5)。
Next, the
次に、被清掃部301aが第2の液状体22内に浸漬された状態を所定時間継続させる(ステップS6)。この工程を本説明では液浸工程と呼ぶ。
Next, the state where the portion to be cleaned 301a is immersed in the second
この液浸工程により、摩擦工程では除去しきれなかった異物305、特に被清掃部301aから剥がれかかった異物305が洗い流され、除去される。
By this liquid immersion process, the
なお、この液浸工程中にノズル301と液浸槽21とを相対移動させても良い。被清掃部301aと第2の液状体22との間の摩擦力により異物305を除去しやすくなる。また、このときノズル301をZ軸方向に移動させると被清掃部301aの少なくとも一部が第2の液状体22から出てしまう瞬間も生じるが、それでも構わない。
The
液浸工程の完了後、ノズル移動ユニット30によりノズル301が上昇する(ステップS7)。
After completion of the liquid immersion process, the
最後に、エアブローなどにより被清掃部301aが乾燥させられて(ステップS8)、被清掃部301aの清掃が完了する。 Finally, the portion to be cleaned 301a is dried by air blow or the like (step S8), and the cleaning of the portion to be cleaned 301a is completed.
なお、摩擦工程および液浸工程を繰り返し実施することにより摩擦ユニット10および液浸ユニット20には多数の異物305が含まれるため、定期的なメンテナンスが必要である。この際、摩擦ユニット10および液浸ユニット20を丸ごと交換しても良く、また、第1の凹部11aおよび第2の凹部21aに第1の液状体13および第2の液状体22を注入し続けてオーバーフローさせることにより異物305を第1の凹部11aおよび第2の凹部21aから押し流しても良い。
Since the
以上の清掃装置および清掃方法により、被清掃物に付着した異物を効率的に除去することが可能である。 With the above cleaning device and cleaning method, it is possible to efficiently remove foreign substances adhering to the object to be cleaned.
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。たとえば、上記の説明では清掃対象をエレクトロスプレー装置のノズル301としているが、これに限らない。
The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments and examples but by the scope of claims for patent, and includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent. For example, in the above description, the cleaning target is the
また、上記の説明では、摩擦ユニット10には清掃粒12と第1の液状体13とが入れられてるが、清掃粒12のみが入れられていても構わない。
In the above description, the
また、上記の説明では、清掃粒12は球状であるが、これに限らず例えば多面体状であったり球の表面に突起が形成されているようなものでも良い。また、複数種類の形状の清掃粒12が第1の凹部11a内に混在していても良い。
In the above description, the cleaning
また、図1および図2の説明では清掃粒12の大きさは均一であるが、複数種類の大きさの清掃粒12が第1の凹部11a内に混在していても良い。
Moreover, although the magnitude | size of the cleaning
また、上記の説明では摩擦工程の後に液浸工程を行っているが、摩擦工程の前に液浸工程を行っても良い。液浸工程により異物305を柔らかくしてから摩擦工程を行うことにより、摩擦工程において容易に異物305をノズル301から除去することが可能である。また、摩擦工程の前後に液浸工程を設けても良く、摩擦工程と液浸工程を繰り返し交互に行っても良い。
In the above description, the liquid immersion process is performed after the friction process, but the liquid immersion process may be performed before the friction process. By performing the friction step after softening the
また、上記の説明では摩擦ユニット10の第1の液状体13と液浸ユニット20の第2の液状体22はともに異物305に対する溶剤であり、同じであるが、それぞれ異なる液体が用いられても良い。
In the above description, the first
また、本説明では相対移動手段としてノズル移動ユニット30を備えているが、これに限らず、人力を相対移動手段として使用し、ノズル301と摩擦ユニット10とを相対移動させても良い。
In this description, the
1 清掃装置
10 摩擦ユニット
11 摩擦槽
11a 第1の凹部
12 清掃粒
13 第1の液状体
20 液浸ユニット
21 液浸槽
21a 第2の凹部
22 第2の液状体
30 ノズル移動ユニット
31 Y軸方向移動装置
32 Z軸方向移動装置
33 X軸方向移動装置
34 リブ
300 エレクトロスプレー装置
301 ノズル(被清掃物)
301a 被清掃部
302 基板支持部
303 基板
304 電圧印加部
304a 電圧印加バー
305 異物
DESCRIPTION OF
301a To-
Claims (6)
前記第1の凹部内に入れられた複数の清掃粒と、
前記摩擦槽と前記被清掃物とを相対移動させる相対移動手段と、
を備えることを特徴とする、清掃装置。 A friction tank having a first recess having a volume into which a portion to be cleaned of a cleaning object can be inserted;
A plurality of cleaning grains placed in the first recess;
Relative movement means for relatively moving the friction tank and the object to be cleaned;
A cleaning device comprising:
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2017
- 2017-03-24 JP JP2017058607A patent/JP2018161595A/en active Pending
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