JP4516508B2 - ディスク洗浄装置 - Google Patents
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Description
洗浄工程では、通常、垂直に複数枚のディスクを配列したキャリア(あるいはトレイ)を洗浄液の槽に浸けて超音波等により洗浄する装置が知られている。この場合には、洗浄後のディスクの乾燥は、キャリア(あるいはトレイ)を乾燥室に搬送してそこで行われる。
このようなキャリア洗浄に換えて、シャワー槽、薬液槽、超音波槽、純水槽それぞれにコンベアを設けて、ディスクを各槽においてコンベア搬送して順次各槽間を移動させて洗浄するスクラブ洗浄装置も公知である(特許文献1)。
これらとは別に、ブラシ洗浄(スクラブ洗浄)、ジェット洗浄、シャワー洗浄という複数の洗浄室を放射状に配置して、ディスクを垂直にターンテーブルに保持してディスクを回転移動させて、ディスクの汚れ度合いに応じて洗浄手段を選択して洗浄する技術が公知である(特許文献2)。
なお、ブラシ洗浄では、通常のブラシに換えてこれに類するものとして多孔質のスポンジを回転ディスクの表面に接触させて洗浄することが行われている。この明細書および特許請求の範囲では、このようなスポンジもブラシの概念に含めるものである。
そのため、ディスク洗浄装置にあっても多量のディスクを同時に洗浄することの要請がある。しかし、前記したような従来のディスク洗浄装置は、全体的にはバッチ処理ができてもスクラブ洗浄部分だけは枚葉式となっていて、ディスクを個別的に洗浄することになる。そのため、2.5インチ以下の小型のディスクを多数同時に処理する点では適してはいない。
また、スポンジを含めて、スクラブ洗浄の回転ブラシは、ディスク表面の両面に接触させるために、通常、ディスクと回転ブラシとにそれぞれに独立した回転軸が必要になり、回転洗浄機構が大型化する問題がある。
多数の円板ブラシを間隙を持って一軸に挿着してスクラブ洗浄をする特許文献3の場合であってもディスクと円板ブラシとの回転軸がそれぞれ必要となり、大きな径の円板ブラシを独立に設けてディスクに外側からその先端部を接触しなければならないので、やはり回転洗浄機構が大型化し、小型のディスク洗浄には適していない。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、バッチ方式でスクラブ洗浄することが可能であり、洗浄処理のスループットを向上させることができ、装置の小型化に適したディスク洗浄装置を提供することにある。
特に、ディスクを複数枚として挿入される各ディスクの位置に対応して回転軸側に溝を設けて回転軸による駆動を加えてディスクをより回転し易くし、公転防止ストッパをローラあるいは同様に対応する位置に溝を付けたローラとすることで、ディスクの位置が一定となるので、回転ブラシとの摩擦力を安定させることができる。これにより、ディスクに傷がつかないように摩擦力を小さく調整することができる。
しかも、この発明にあっては、回転軸を回転したときには同時に回転ブラシによるディスクのスクラブ洗浄が開始状態に入っているので、回転軸を回転させるだけでスクラブ洗浄状態に短時間で入ることができ、スループットが向上する。
また、隣接する円筒状あるいは円板状のブラシの前側の底部ブラシ面と後側の頭部ブラシ面との間にはディスクが挿着され保持されるので、2.5インチ以下の小型のディスクほど保持し易く、回転ブラシを駆動する回転軸を1本として円筒状あるいは円板状のブラシを複数個連続的に挿着する構造を採るので、装置全体を小型化することができる。
その結果、バッチ方式でディスクをスクラブ洗浄することが可能となり、複数枚のディスクも同時に洗浄することも可能であり、洗浄処理のスループットを向上させることができる。さらに装置の小型化に適したディスク洗浄装置を実現することができる。
なお、隣接する円筒状あるいは円板状のブラシの前側の底部ブラシ面と後側のブラシの頭部ブラシ面との間に多数の孔あきブラシクリーナ円板を挿入するようにすると、円筒状あるいは円板状のブラシの隣接する前後のブラシ面の間に挿入するディスクの挿入位置に案内溝(間隙)が形成され易くなり、複数のディスクが同時に挿入し易くなる利点がある。
図1(a)は、ディスク洗浄装置の洗浄機構部の概要斜視図であり、図1(b)は、図1(a)における縦断面図である。
これら図1(a)、図1(b)において、10は、ディスク洗浄装置(そのスクラブ洗浄室の内部)であって、1は洗浄されるディスク、2はその洗浄機構部、3は、回転ブラシユニット、4は、所定の長さmの多孔質のスポンジ製の円筒(以下円筒ブラシ)であってローラ3aに連続的に多数挿着されて回転ブラシユニット3を構成している。
ローラ3aは、回転軸3bにスリーブが密着挿着されてスリーブが回転軸3bの回転とともに回転するローラである。これによりスリーブと回転軸3bとにより1本のローラ3aが形成されている。ローラ3aには図2(b)に示されるように、隣接する前後の円筒ブラシ4のブラシ面が接触してできる各接触部S(図2(b)参照)の位置に対応して溝3cが設けられている。回転軸3bは、摩擦接触による回転ブラシ4の回転とこの溝3cとを介してディスク1を回転駆動する。
このように、回転軸3b側にディスクの位置に対応して各溝3cを設けて回転軸3bによる駆動でディスクをより回転し易くし、後述する公転防止ストッパをディスク公転防止ローラ6とすることで、ディスク1と回転ブラシ4との摩擦力を傷がつかないように小さく調整することができる。特に、ディスク公転防止ローラ6も同様に対応する位置に溝を付けたローラとすることで、ディスクの位置が一定となるので、回転ブラシとの摩擦力を安定させることができる。これにより、ディスクに傷がつかないように摩擦力を小さく調整することができる。
溝3cに換えて、ローラ3aにおいて接触部S(図2(b)参照)に挿着された各ディスク1の位置に対応する部分だけ回転軸3bに対してスリーブに換えて回転可能なリングを設けてもよい。この場合のスリーブリングは、円筒ブラシ4によるディスク1の回転駆動に応じて回転する。
なお、回転軸3bにスリーブを装着することなく、直接各溝3cを各接触部Sに対応して回転軸3bに谷溝としてローラ3aを形成してもよい。
ここでの円筒ブラシ4の内径から外形までの幅は、図示するように、ディスク1の内径に達するとともに回転軸3bの外側においてディスク1を部分的に狭持して保持する幅を確保できるものである。これにより広範囲にわたりディスクの十分な洗浄ができる。
5は、多数の開孔を有するブラシクリーナ円板、6は、ディスク公転防止ローラであって、回転軸3bに沿ってこれと平行に設けられた軸6aに沿ってかつ接触部S(図2(b)参照)に挿着された各ディスク1の外周に当接されるように各ディスク1に対応してそれぞれにローラが設けられて構成される。
n個(n>=25)のディスク1の一部(下側)は、回転軸3bの中心より上側において隣接する前後の円筒ブラシ4の底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間にそれぞれに挿着されて保持されている。n個のブラシクリーナ円板5の一部(上側)は、回転軸3bの中心より下側において同様に隣接する前後の円筒ブラシ4の底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間にそれぞれに挿入されている。各ブラシクリーナ円板5もそれぞれ挿着されたn個のディスク1の位置に対応して軸5aに固定され、この軸5aが回転することで回転可能に設けられている。
このように隣接する前の円筒状ブラシ4の底部ブラシ面と後の円筒状ブラシ4の頭部ブラシ面との間にブラシクリーナ円板5の一部を挿入すると、円筒状ブラシ4の隣接する前後のブラシ面の間に挿入するディスク1の挿入位置に案内溝(間隙)が形成され易くなり、複数のディスク4が同時に挿入し易くなる利点がある。
なお、図示する都合上、図1(a)では、5個のディスクを示し、円筒ブラシ4を比較的長さの長い円筒状としているが、図2〜図4では、円筒ブラシ4の装着する数がn>=25とし、多くなるので、長さの短い円板状としている。
ところで、円筒ブラシ4を回転軸3bに強制的に挿着すると、挿着位置が正確でないために各ディスク1に対する接触圧力が均等にならないような場合も生じる。そこで、円筒状ブラシ4の中心部の開口孔の内側に回転軸3bの軸方向に沿って溝を切り、回転軸3b側には筒状ブラシ4の内側の溝に嵌合する突起条を設けて回転軸3bの軸方向に沿っての円筒状ブラシ4の移動を許容する。
これにより、円筒状ブラシ4は、回転軸3bの回転方向には回転する方向に拘束されて回転し、回転軸3bの軸方向には移動することができる。このようにすることで、ブラシクリーナ円板5の一部が挿入されることにより、多数の円筒状ブラシ4の位置が回転軸3bに軸方向において適正な位置にシフトしてその位置が矯正される。
その結果、接触部Sに挿入された複数のディスク1に適正な接触圧力を持ってそれぞれのディスク1の面に円筒状ブラシ4のブラシ面を接触させることができ、ディスク1にテクスチャやその他の接触傷を付き難くすることができる。
この自転により洗浄ノズル(図2〜図4参照)8の洗浄液のシャワーに曝された状態でn個のディスク1が回転軸に支持されることなく同時に回転して円筒ブラシ4の底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間で擦られてシャワー洗浄される。これと同時にブラシクリーナ円板5も回転して多数の開孔5bによって円筒ブラシ4自体も同時に洗浄される。
図2(a)は、ディスク洗浄装置10の内部構成を示す断面図であり、図1(b)に対応している。図2(b)は、ディスク洗浄装置10の主要部の側面説明図であり、図1(a)に対応している。なお、図2(b)おいては、円筒ブラシ4は、5個ではなく、n個(n>=25)としてその一部を図示している。そこで、図では、その長さmが短い円板ブラシとなっている。
12は、ディスク洗浄装置10の筐体(スクラブ洗浄室)であり、12aは、その洗浄液排気口である。
8aは、ブラシクリーナ円板5に対する洗浄ノズルであり、9は、ローラ装填機構である。ローラ装填機構9は、ディスク公転防止ローラ6とこれの回転軸6aが植設された回動アーム9aと回動アーム9aを回転させる回動軸9b、そして回動アクチュエータ(図示せず)とからなる。回動アーム9aは、図では1個しか示していないが回転軸6aの前後(その先端部と最後部と)に設けられ、回転軸6aを橋渡し状態で支持している。
ローラ装填機構9は、初期状態で回動軸9bが反時計方向に所定の角度回動している(ローラ待避位置)。これにより、ローラ装填機構9は、ディスク公転防止ローラ6をディスク受渡しハンド13によるn個のディスク1の降下領域から邪魔にならない位置まで待避させる。ここから回動軸9bを中心にして回動アクチュエータが回動アーム9aを時計方向に回動させて回転軸6aを時計方向に回動させ、ディスク公転防止ローラ6を図4(a)に示す位置まで移動させる(ローラ装填位置)。
図2(a),(b)において、n個のディスク1は、そのロード位置(図2(a)参照)として、ディスク受渡しハンド13により2点でサイドチャックされて保持され、n個のディスク1の中心が実質的には回転軸3bの回転中心を通る垂直線V上に一致して洗浄機構部2の上部に位置決めされる。このとき、n個のディスク1は、それぞれn+1個の円筒ブラシ4が隣接するn個の接触部Sの上部の位置に対応して配置されている(図2(b)参照)。接触部Sは、隣接する前後の円筒ブラシ4の底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間にできている。
次に、ディスク受渡しハンド13は、n個のディスク1のサイドチャックを同時に解除して上昇する。このとき、ローラ装填機構9は、回動アーム9aを時計方向に回動させて、n個のディスク1の外周にディスク公転防止ローラ6を接触させてn個のディスク1が自転できるようにする(図4(a),(b)参照)。なお、図4(a),(b)もそれぞれ図2(a),(b)に対応する図である。
こうして、n個のディスク1の洗浄が終了すると、n個のディスク1は、図4(a)の状態からローラ装填機構9が回動アーム9aを反時計方向に回動させてディスク公転防止ローラ6を待避させて図3(a)の状態にする。そして、ディスク受渡しハンド13が降下してn個のディスク1を同時にサイドチャックして上昇し、図2(a)の状態に戻る。このとき、洗浄されたn個のディスク1はアンロード位置になる。
なお、ここで洗浄され、アンロードされたn個のディスク1は、次に乾燥工程に送られる。
図5(a)に示すように、ローラ3aを第1のローラとして3点チャックの1点とし、ディスク公転防止ローラ6をガイドローラとして3点チャックの他の1点とする。そして、他のガイドローラ7を設けて3点チャックのさらに他の1点を追加する。
なお、図5(a)は、図1(a)に対応する図であり、7aは、ガイドローラ7の回転軸である。図5(b)に示すローラ装填機構9は、この実施例ではディスクチャック機構を構成している。
図5(b)に示すように、ローラ装填機構9の回動アーム9aは、ガイドローラ(図1の公転防止ローラ)6の軸6aとガイドローラ7の軸7aを所定の間隔で保持する。なお、ガイドローラ7は、回転軸3bに沿ってこれと平行に設けられた軸7aに沿ってかつ接触部S(図2(b)参照)に挿着された各ディスク1の外周に当接されるように各ディスク1に対応してそれぞれにローラが設けられて構成される。
図2(a)で説明したように、ローラ装填機構9の初期状態で回動軸9bが反時計方向に所定の角度回動していて、それにより回動アーム9aが回動し、軸6aと軸7aとを反時計方向に回転させて、ガイドローラ(図1の公転防止ローラ)6,ガイドローラ7を図示する位置まで移動させている。これにより、ローラ装填機構9は、ガイドローラ6,ガイドローラ7をディスク受渡しハンド13によるn個のディスク1の降下領域から邪魔にならない位置まで待避させる。
図5(b)に示すように、ガイドローラ6,7の軸6aと軸7aとは、垂直線Vに対して反対側に位置していて、回転軸3bが垂直線V上にあるので、回転軸3bとガイドローラ6,ガイドローラ7の軸6aと軸7aとは、n個のディスクに対して同時に3点チャックができる構成として配置されている。
なお、昇降機構14とディスク受渡しハンド13によるディスクハンドリング動作については、前記した図2〜図4と同様であるので、その詳細は割愛する。
ディスクが落ちない程度の力が回転ブラシのブラシ面に確保されていれば、質量の小さいディスクでは、下側にぶら下がるような状態あってもディスクの洗浄は可能である。したがって、ディスク公転防止ストッパの位置は、回転軸3bの周囲のどこであってもよい。
また、実施例では、各円筒ブラシ4の隣接する前後のブラシの底部ブラシ面と頭部ブラシ面との接触部Sにディスクを挿着しているが、前後円筒ブラシの底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間に間隙を設けてディスクを間隙に挿着してから円筒ブラシの底部ブラシ面と頭部ブラシ面とをディスク面に接触させてディスクを保持するようにしてもよい。この場合には、各円筒ブラシ4を回転軸の軸方向に移動できるようにする。
さらに、実施例のスリーブを装着したローラ3aは、1本となっているが、n個のディスクを狭持する接触部Sの位置に対応して分割して設けられていてもよい。この場合には、円筒ブラシ4との交互にn個のローラ3aを配置することになる。この場合、ローラ3aは、回転軸3bに対して遊嵌状態で支持し、回転軸3bとは独立に回転し易いように取付けるとよい。
さらに、実施例では、円筒ブラシをスポンジ製としているが、円筒ブラシは、その底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間にディスクを狭持できかつ回転軸3bに対して保持できるものであればスポンジ製のものに限定されない。
2…洗浄機構部、3…回転ブラシユニット、
3a…スリーブ、3b…回転軸、
4…円筒ブラシ、5…ブラシクリーナ円板、
6…ディスク公転防止ローラ、7…ガイドローラ、
6a,7a…軸、8,8a…洗浄ノズル、
9…ローラ装填機構、9a…回動アーム、9b…回動軸、
11…駆動機構、12…筐体(スクラブ洗浄室)、
12a…洗浄液排気口、13…ディスク受渡しハンド、
14…昇降機構。
Claims (9)
- 回転ブラシをディスクの表面に両面から接触させてディスクを洗浄するディスク洗浄装置において、
前記回転ブラシを所定の長さの円筒状あるいは円板状のブラシとして前記回転ブラシが複数個挿着された回転軸を有し隣接する前後の前記回転ブラシのブラシ面の間に前記ディスクが挿入されて保持され前記回転ブラシを回転させる回転ブラシユニットと、
前記回転ブラシの回転による前記回転軸を中心とする保持した前記ディスクの公転を阻止し自転を許容するためのディスク公転防止ストッパとを有し、前記ディスク公転防止ストッパと前記回転軸とに前記ディスクの外周が当接しかつ前記回転ブラシの回転とにより前記ディスクの自転がなされるディスク洗浄装置。 - 前記ディスクは複数であり、隣接する前後の前記回転ブラシのブラシ面の間に前記複数のディスクがそれぞれ挿入され、前記ディスク公転防止ストッパは、前記複数のディスクの外周に当接され前記ディスクの自転に応じて回転するローラである請求項1記載のディスク洗浄装置。
- 前記ローラは回動アームに固定され、前記回動アームが回動することで前記ディスクの外周に当接される請求項2記載のディスク洗浄装置。
- 前記ディスクは複数であり、前記回転軸には、前記ディスクが装着される位置に溝が設けられている請求項1記載のディスク洗浄装置。
- 前記ディスクは複数であり、前記ディスクが挿入される位置とは重複しない隣接する前後の前記回転ブラシの前記ブラシ面の間に複数の孔開きブラシクリーナ円板が挿入され、前記ブラシクリーナ円板が回転して前記回転ブラシが清掃される請求項1記載のディスク洗浄装置。
- 前記ローラは回動アームに固定され、前記回動アームの回動により前記複数のディスクに同時に当接され、前記回動アームの逆方向の回動により前記複数のディスクの当接が解除される請求項2記載のディスク洗浄装置。
- 前記回転ブラシは多孔質のスポンジ製であり、前記ブラシクリーナ円板には多数の孔が設けられている請求項5記載のディスク洗浄装置。
- 前記ディスクと前記ブラシクリーナ円板はそれぞれ多数設けられ、前記ディスク公転防止ストッパは、前記ディスクの外周に当接され前記ディスクの自転に応じて回転する第1および第2のローラであり、これら第1および第2のローラが各挿入される前記ディスクに対応して多数設けられ、前記多数のブラシクリーナ円板は、前記円筒状あるいは円板状のブラシの中心より下側において隣接する前後の前記回転ブラシの前記ブラシ面の間にその一部が挿入される請求項7記載のディスク洗浄装置。
- 前記ディスクは多数であり、前記回転軸側を3点チャックの1点とし前記ローラが3点チャックの他の2点として第1、第2のローラからなる請求項2記載のディスク洗浄装置。
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