JP6073629B2 - 清掃具及び清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、清掃具及び清掃装置に関する。

近年、半導体基板等の電子部品の精密化が進んでおり、日を追うごとに高機能化された電子機器が開発されつつある。このような電子機器の製造工程において電子部品に異物が付着し、そのまま電子機器を組み立てると、サブミクロンオーダーの微小な異物であっても電子機器の運転に支障をきたす場合がある。そこで、電子機器の製造工程では、基板等の電子部品に付着した異物等を除去するクリーニングが必須となる。

このクリーニングとしては、例えば粘着性ローラを有する清掃具を基板等の被クリーニング材の表面上に転動させることで異物を除去する作業が手動又は自動で行われている。この清掃具は、粘着性ローラを被クリーニング材の表面に接触させて異物を捕捉するものであるが、粘着性ローラが捕捉した埃等が再度被清掃面に付着したり、落下して他の部品に付着したりするおそれがある。

そこで、静電気によって異物を吸着することで清掃機能を改善した清掃具が考案されている（特開平１０−２０１６９７号公報参照）。この清掃具は、粘着性ローラの表面又は内部に電荷を付与して粘着性ローラを帯電させ、静電気により異物を吸着できるようにしたものである。しかしながら、この清掃具においては、粘着性ローラと同じ符号の電荷を有する異物については電気的に反発するため効果的に吸着することができない。また、粘着性ローラと反対の符号の電荷を有する異物に対しても、被清掃面が粘着性ローラと同じ符号の電荷を帯電し粘着性ローラよりも被清掃面の電位の絶対値が大きい場合には、静電気による吸着効果が十分発揮されない。これに対し、吸着効果を確保するために粘着性ローラの電位の絶対値を大きくすると、荷電用電圧が大きくなって清掃具の取扱い性及び安全性の低下や消費電力の増大等の不都合が発生する。

特開平１０−２０１６９７号公報

本発明の目的は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、ローラ表面に電界を形成することによって高い異物除去効果を奏する清掃具を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた発明は、
略円柱状の芯材及びこの芯材の周面側に積層される略円筒状の吸着層を有するローラと、
上記芯材を回転可能に支持するフレームと
を備え、上記吸着層で異物除去を行う清掃具であって、
異物除去時に異なる絶対電位を発現する表出面が上記吸着層の外周面に中心軸方向又は周方向に沿って交互に配設され、
絶対電位の絶対値の小さい表出面の中心軸からの平均距離が、絶対電位の絶対値の大きい表出面の中心軸からの平均距離よりも小さいことを特徴とする。

当該清掃具は、異物除去時に異なる絶対電位を発現する表出面が吸着層に交互に配設されており、絶対電位の絶対値の小さい表出面（以下、小電位表出面と呼称することがある）の中心軸からの平均距離が絶対電位の絶対値の大きい表出面（以下、大電位表出面と呼称することがある）の中心軸からの平均距離よりも小さく、小電位表出面が凹状となっている。これらの表出面の一方の絶対電位が正で他方の絶対電位が負である場合、当該清掃具のローラを被清掃面上に転動させると、正に帯電した異物及び負に帯電した異物をそれぞれの表出面で電気的に吸着できる。一方、表出面が全て同じ符号の絶対電位を有する場合（又はどちらかが０の絶対電位を有する場合）でも、被清掃面上の異物のうち、これらの表出面の絶対電位と符号が反対の電荷を有する異物はいずれかの表出面にそのまま吸着され、残りの異物（表出面の絶対電位と符号が同じ電荷を有する異物）は、大電位表出面に近接した際に反発し、大電位表出面から小電位表出面に向かう方向に形成される電界の電気力線に沿って誘導され、大電位表出面に囲まれた小電位表出面に捕捉される。これによって、当該清掃具は被清掃面の異物を静電気的に効率よく吸着できるため、高い清掃効果を発揮できる。

上記吸着層が、略円筒状の内層部と、この内層部の外周面の一部を被覆する外層部とを有し、上記外層部が誘電体で形成され、上記内層部、芯材及びフレームが導電性を有するとよい。このような構成とすることで、例えば使用者等を介してフレームを接地することで内層部は絶対電位が略０となる一方、誘電体で形成された外層部は被清掃面との摩擦によって正または負の電荷が帯電する。そのため、異物除去時に上記小電位表出面と上記大電位表出面とを有し、小電位表出面が大電位表出面よりも内側にある（凹状である）吸着層を容易かつ確実に形成することができる。また、上記構成によって外部からの電圧を付加せずに絶対電位の異なる表出面を形成できるため、当該清掃具の取扱い性、安全性、ランニングコスト等を向上させることができる。

上記内層部と外層部の表出間隔としては１ｍｍ以上８ｍｍ以下が好ましい。このように内層部と外層部とを上記範囲の間隔で交互に表出させることで、容易かつ確実に異物吸着に好適な電界を形成できる。

上記外層部が、内層部に到達する複数の孔を有するとよい。このように内層部を表出させる複数の孔を外層部が有することで、容易かつ確実に外層部及び内層部が交互に配設された吸着層を形成することができる。

また、上記外層部は、上記芯材の中心軸方向に長手方向を有する複数の帯状体から形成されていてもよい。このように外層部を複数の帯状体とすることでも、容易かつ確実に外層部及び内層部が交互に配設された吸着層を形成することができる。

上記内層部が、ウレタン系樹脂を主成分として含有しているとよい。このようにウレタン系樹脂を主成分とした材料で内層部を形成することで、内層部の耐摩耗性及び機械的強度が向上するため、当該清掃具の耐久性を高めることができる。

当該清掃具が上記内層部と外層部とを有する吸着層を備える場合、上記フレームに接続される導電性の把手をさらに備えるとよい。このように、当該清掃具のフレームに把手を設けることで、当該清掃具をハンドクリーナとして使用することができる。また、使用者を介して上記内層部を接地して絶対電位を略０とできるため、摩擦で帯電する上記外層部との間に容易かつ確実に電界を形成することができる。

また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
当該清掃具と、
この清掃具のフレームを接地する接地手段と、
清掃具に対して被清掃面を相対的に移動させる搬送手段とを
備える清掃装置である。

当該清掃装置は、当該清掃具と当該清掃具をフレームを介して接地する接地手段と被清掃面移動用の搬送手段とを備えるため、自動で被清掃面を清掃できるとともに、上記内層部の絶対電位を略０とし、摩擦で帯電する上記外層部との間に容易かつ確実に電界を形成することができる。その結果、被清掃面上の異物を効果的に除去することができる。

なお、「誘電体」とは、電荷を蓄積可能な物質を意味する。「導電性」とは、ＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠して測定した抵抗率が１０^７Ωｃｍ以下であることを意味する。「表出間隔」とは、吸着層を平面に展開したときに、内層部の表出面と外層部の表出面とが交互に配設される方向（中心軸方向又は周方向）において、一の内層部表出面の一端から、隣接する外層部表出面を隔てた別の内層部表出面の一端までの距離を意味する。

以上説明したように、本発明の清掃具は、ローラ表面に電界を形成することによって高い異物除去効果を奏する。

第一実施形態に係る本発明の清掃具を示す模式的平面図であり、（ａ）は被クリーニング材の被清掃面側から見た模式的平面図、（ｂ）は被クリーニング材の被清掃面と反対側から見た模式的平面図である。 第一実施形態に係る本発明の清掃具を示す模式的側面図である。 中心軸に垂直な面における第一実施形態の清掃具が備えるローラの模式的断面図である。 中心軸を含む面における第一実施形態の清掃具が備えるローラの模式的断面図である。 図１の実施形態とは異なる第二実施形態に係る本発明の清掃具を示す模式的平面図であり、（ａ）は被クリーニング材の被清掃面側から見た模式的平面図、（ｂ）は被クリーニング材の被清掃面と反対側から見た模式的平面図である。 中心軸に垂直な面における第二実施形態の清掃具が備えるローラの模式的断面図である。 第一実施形態に係る本発明の清掃装置を示す模式的側面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳説する。

［第一実施形態］
図１〜４で示す第一実施形態の清掃具１は、略円柱状の芯材２及びこの芯材２の周面側に積層される略円筒状の吸着層３を有するローラ４と、上記芯材２を回転可能に支持するフレーム５と、このフレーム５に接続される把手６とを備える。

＜ローラ＞
上記ローラ４は、芯材２と被クリーニング材の被清掃面Ｘ上の異物を吸着する吸着層３とから構成される略円柱状体である。この芯材２と吸着層３の内層部３ａとは、それぞれ導電性を有する。また、芯材２の両端部には、フレーム５が回転可能に固定されている。

芯材２は、略円柱状の中芯２ａとこの中芯２ａの周面に外挿される略円筒状の外筒２ｂとからなる。外筒２ｂは、中芯２ａの周面上を回転自在に外挿されている。そのため、中芯２ａの固定により、外筒２ｂ及び吸着層３を回転自在に支持することができる。

外筒２ｂ内部には、中芯２ａを軸支するために軸受が設けられている。この軸受としては、例えば金属製又は樹脂製の玉軸受を用いることができる。金属製又は導電性樹脂製の軸受を用いる場合は、この軸受を介して中芯２ａと外筒２ｂとが電気的に導通されるが、軸受の摩耗により導通性が低下するおそれがあるため、導電性グリスを軸受に塗布するか、別途電極を設けることが好ましい。この電極は、例えば外筒２ｂの内周面に一端が固定され、もう一端が中芯２ａの外周面に摺動するように設けることができる。また、絶縁性樹脂製の軸受を用いる場合はこの電極が必須となる。なお、上記導電性樹脂としては、導電性ポリアミド系樹脂が好適に用いられ、上記絶縁性樹脂としては、ポリアセタールが好適に用いられる。

芯材２の寸法は特に限定されず、例えば中心軸長を１０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下とすることができる。また、中芯２ａの外径を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、外筒２ｂの外径を５ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることができる。

上記芯材２（中芯２ａ及び外筒２ｂ）の材料は導電性を有するものであれば特に限定されず、金属の他に導電性を有するカーボン材や合成樹脂等を用いることができる。これらの中でも強度及びコストの観点から金属が好ましい。この金属としては、特に軽量性及び加工性の観点からアルミニウムを好ましく用いることができる。

吸着層３は、上記芯材２（外筒２ｂ）の周面側に積層され、略円筒状に形成されている。さらに吸着層３は、上記芯材２の周面側に積層される略円筒状の内層部３ａと、この内層部３ａの外周面に積層される略円筒状の外層部３ｂとを有し、外層部３ｂには内層部３ｂまで貫通する複数の孔７が形成され、この孔７において内層部３ａが表出している。

内層部３ａの寸法は特に限定されないが、外観、製造性等の観点から中心軸長は芯材２と略同一とすることが好ましい。内層部３ａの厚さとしては、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。内層部３ａの厚さが上記範囲未満の場合、柔軟性の低下によって、被清掃面Ｘに対する追従性が低下するおそれや、吸着層３の寿命が短くなるおそれがある。逆に、内層部３ａの厚さが上記範囲を超える場合、製造コストが増大するおそれがある。

内層部３ａの硬度の上限としては、２５°が好ましく、２０°がより好ましい。内層部３ａの硬度が上記上限を超える場合、被清掃面Ｘに対する追従性が低下するおそれがある。なお、内層部３ａの硬度とは、ＪＩＳ−Ａ硬度を意味し、具体的には、ＪＩＳ−Ｋ６２５３−３に準拠して計測されるデュロメータ硬さを意味する。

内層部３ａの抵抗率は、導電性を発揮する１０^７Ωｃｍ以下であることが必須であり、さらに１０^６Ωｃｍ以下であることがより好ましい。内層部３ａの抵抗率が上記上限を超える場合、内層部３ａの導電性が低下し、電界が十分形成できないおそれがある。なお、抵抗率はＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠して測定される値である。

上記内層部３ａの材料は導電性を有するものであれば特に限定されないが、被清掃面保護や追従性の観点から弾性を有するものが好ましく、また吸着後の異物を保持できるように粘着性を有するものが好ましい。そこで内層部３ａの材料としては、例えば粘着性を有する樹脂組成物に導電性を与える導電性付与剤を添加したものが好適に用いることができる。上記樹脂組成物としては、例えばウレタン系樹脂、ブチルゴム、シリコンゴム等を挙げることができるが、これらの中でもウレタン系樹脂が特に好ましい。ウレタン系樹脂を内層部３ａの主成分として用いることで、内層部３ａの耐摩耗性及び機械的強度を向上させ、ひいては当該清掃具１の耐久性を高めることができる。

上記ウレタン系樹脂としては、例えばポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン等を挙げることができる。

ウレタン系樹脂の製造方法としては、プレポリマー法、擬プレポリマー法、ワンショット法、擬ワンショット法等が挙げられるが、プレポリマー法が最も一般的である。プレポリマー法においては、典型的に、イソシアネート化合物とポリオール化合物とを約５０〜１５０℃で反応させることによってウレタンプレポリマーを合成し、このウレタンプレポリマー及び適当量の硬化剤（並びに他の任意成分）を約５０〜１５０℃で加熱し反応・硬化させることによって、ウレタン系樹脂を製造することができる。ウレタン系樹脂は、所望の形状を有する金型に液状の原料（ウレタンプレポリマー及び硬化剤等）を注入し、加熱・硬化させることによって成形することができる。

内層部３ａに添加する導電性付与剤としては、例えばカーボンブラック、炭素繊維、金属又は金属酸化物の微粉末、イミドリチウムなどのイオン導電剤等を挙げることができ、これらの導電性付与剤を単体又は複数の組合せで用いることができる。また、上記導電性付与剤の中でもカーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックは、入手が容易でコストも低く、さらに内層部３ａの成形時にブリードアウトしにくいため、カーボンブラックを導電性付与剤として用いることで、低コストで容易かつ確実に導電性を有する内層部３ａを形成することができる。さらに、カーボンブラックによって、内層部３ａを黒色に着色できるため、内層部３ａに付着した異物の視認が容易になる。また、上記カーボンブラックとしては、中空のシェル状のものが導電性向上の観点から特に好ましい。

上記導電性付与剤の添加量としては、樹脂組成物１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下が好ましい。導電性付与剤の添加量が上記範囲未満の場合、内層部３ａが十分な導電性を有しないおそれがある。逆に、導電性付与剤の添加量が上記範囲を超える場合、内層部３ａの機械強度等が低下するおそれがある。

内層部３ａを芯材２の周面側に積層させる方法としては特に限定されず、例えば内層部３ａの形成材料を遠心成形によって円柱状に形成し、その後芯材２に外挿して積層する方法や、芯材２の外側に金型を同心で配置してこの間に内層部３ａの形成材料を注入し、芯材２の周面に直接内層部３ａを成形して積層する方法等を用いることができる。なお、芯材２と内層部３ａとの接合強度を高めるために、芯材２の周面に導電性接着剤を塗布してから内層部３ａを積層することが好ましい。導電性を有する内層部３ａをこのように芯材２に積層することで、芯材２と内層部３ａとが電気を伝導するように構成される。

外層部３ｂの寸法は特に限定されないが、内層部３ａと同様に、外観、製造性等の観点から中心軸長は芯材２と略同一とすることが好ましい。外層部３ｂａの厚さは特に限定されないが、厚さの下限としては、０．０１ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍがより好ましい。一方、厚さの上限としては、１．０ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。外層部３ｂの厚さが上記範囲未満の場合、外層部３ｂの強度が低下するおそれがある。逆に、外層部３ｂの厚さが上記範囲を超える場合、外層部３ｂの外周面（表面）と内層部３ａとの距離が大きくなって電界が十分形成できないおそれがある。

外層部３ｂに形成された複数の孔７は、それぞれ外層部３ｂの半径方向（中心軸に向かう方向）に形成されている。また、複数の孔７は、中心軸方向に並ぶ複数の列を構成し、全体として外層部３ｂの外周面上に千鳥状に配設されている。孔７の孔径、及び孔７間のピッチは特に限定されないが、後述する表出間隔Ｄを一定範囲内にできる値とすることが好ましく、例えば孔径は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、中心軸方向のピッチは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、周方向のピッチ（列と列との間の距離）は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

外層部３ｂの比誘電率の下限としては、２が好ましく、２．５がより好ましい。一方、比誘電率の上限としては、１０が好ましく、４がより好ましい。比誘電率が上記下限未満の場合、内層部３ａと外層部３ｂとの間に電界が十分形成できないおそれがある。逆に、比誘電率が上記上限を超える場合、外層部３ｂに蓄積される電荷が大きくなりすぎて、当該清掃具１の使用時にスパーク等が発生するおそれがある。なお、比誘電率とは、ＪＩＳ−Ｃ２１３８に準拠して計測される値である。

上記外層部３ｂの材料は電荷を蓄積できる誘電体であれば特に限定されないが、被清掃面保護の観点から弾性を有するものが好ましく、例えば合成樹脂が好適に用いることができる。上記合成樹脂としては、耐熱性等の諸機能とコストとのバランスが良好であり、加工も容易なポリエチレンテレフタレートを特に好適に用いることができる。

外層部３ｂを内層部３ａの外周面に積層させる方法としては特に限定されず、例えば内層部３ａの外径よりも大きい内径を有する熱収縮性の合成樹脂チューブで内層部３ａを被覆した後、加熱によって収縮させて外層部３ｂを形成する方法等を用いることができる。

また、孔７の形成方法も特に限定されず、上記合成樹脂チューブにあらかじめ複数の孔を形成しておくことで、孔７を有する外層部３ｂを形成することができる。

内層部３ａと外層部３ｂとの表出間隔Ｄの上限としては、８ｍｍが好ましく、６ｍｍがより好ましい。一方、表出間隔Ｄの下限としては、１ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。表出間隔Ｄが上記上限を超える場合、内層部３ａの表出面と外層部３ｂの表出面との距離が大きくなって十分な強さの電界が形成されないおそれがある。逆に、表出間隔Ｄが上記下限未満の場合、吸着層３の形成が困難になるおそれや、外層部３ｂが十分帯電できないおそれがある。なお、表出間隔Ｄとは、吸着層３を平面に展開したときに、内層部３ａの表出面と外層部３ｂの表出面とが交互に配設される方向、つまり中心軸方向において、一の内層部３ａ表出面の一端から、隣接する外層部３ｂ表出面を隔てた別の内層部３ａ表出面の一端までの距離を意味する。具体的には、当該清掃具１においては図４に示すように吸着層３の中心軸を含む断面において、一の内層部３ａの表出面（孔７）の一端から、隣接する外層部３ｂの表出面を隔てた別の内層部３ａの表出面（孔７）の一端までの距離が表出間隔Ｄである。

＜フレーム＞
フレーム５は、フレーム本体５ａと接続部５ｂとからなる。また、フレーム５は導電性を有する。

フレーム本体５ａは、平面視略長方形の平板の両端を同じ方向（被清掃面Ｘ側）に略直角に湾曲させた形状を有する。ローラ４はこの２つの湾曲部の間に挟まれるように配設され、芯材２（中芯２ａ）と湾曲部とが接続部５ｂを介して連結されている。フレーム本体５ａの湾曲部を除いた平板部は、当該清掃具１の使用時に被清掃面Ｘと略平行に維持される。

フレーム本体５ａの平板部の長さはローラ４の長さよりも大きければ特に限定されず、例えば１５ｍｍ以上２５００ｍｍ以下とすることができる。また、湾曲部の長さはローラ４とフレーム本体５ａの接続部５ｃ以外の部分とが接触しなければ特に限定されず、例えば１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることができる。また、フレーム本体５ａの厚さは、例えば２ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができ、幅は、例えば１５ｍｍ以上２５００ｍｍ以下とすることができる。

接続部５ｂの形状は、ローラ４の芯材２（中芯２ａ）とフレーム本体５ａとを接続して固定できれば特に限定されず、例えば角柱や円柱とすることができる。特に、接続部５ｂを円柱状の雄ネジとし、中芯２ａの端面にこれと螺合する雌ネジを形成し、さらにフレーム本体５ａの湾曲部に接続部５ｂの貫通孔を形成することで、容易かつ確実にフレーム本体５ａと中芯２ａとを接続し固定することができる。また、このように接続部５ｂを芯材２に接続することで、芯材２とフレーム５とが電気を伝導するように構成される。

フレーム５（フレーム本体５ａ及び接続部５ｂ）の材料は導電性を有するものであれば特に限定されず、金属の他に導電性を有するカーボン材や合成樹脂等を用いることができる。これらの中でも強度及びコストの観点から金属が好ましい。この金属としては、特に防錆の観点からはステンレス鋼が好ましく用いることができ、軽量化の観点からはアルミニウムが好ましく用いることができる。

＜把手＞
把手６は、当該清掃具１の使用時に使用者が握る部位であり、導電性を有する。把手６は、略円柱状に形成され、フレーム５に接続されている。具体的には、把手６は、フレーム本体５ａの略中央部に、その中心軸がフレーム本体５ａの平板部、ひいては被清掃面Ｘと一定の角度を有するように接続されている。この把手６の中心軸とフレーム本体５ａの平板部との成す角度としては特に限定されないが、例えば１０度以上６０度以下とすることができる。上記角度が上記範囲未満の場合、把手６をフレーム本体５ａに接続することが困難になるおそれがある。逆に、上記角度が上記範囲を超える場合、当該清掃具１の使用性が低下するおそれがある。

把手６の寸法は使用者が握り易ければ特に限定されず、例えば長さを５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、直径を２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。

把手６の材料としては導電性を有するものであれば特に限定されず、金属の他に導電性を有するカーボン材や合成樹脂等を用いることができる。これらの中でも把持性及び加工性の観点から、導電性を有する合成樹脂が好ましく、特に耐摩耗性と機械加工性に優れた導電性ポリアミド系樹脂が好適に用いることができる。

把手６とフレーム本体５ａとの接続方法は電気的な導通を確保できれば特に限定されず、例えば導電性接着剤による接着や、金属製ネジによる固定等の方法を用いることができる。

＜清掃具の使用方法＞
当該清掃具１は、把手６を使用者が把持し、被清掃面Ｘ上にローラ４を転動させると、外層部３ｂに摩擦に起因する静電気で正または負の電荷が蓄積される一方で、内層部３ａは、芯材２、フレーム５、把手６及び使用者を介して接地されるため電荷が略０となる。その結果、外層部３ｂと内層部３ａとが異なる絶対電位及び中心軸からの平均距離を有する表出面（外層部３ｂの外周面及び孔７内の内層部３ａの外周面）を形成し、この間に電界が形成される。被清掃面Ｘ上の異物のうち、外層部３ｂと反対の符号の電荷（例えば外層部３ｂが正に帯電している場合は負の電荷）を有する異物は外層部３ｂの表出面に吸着され、外層部３ｂと同じ符号の電荷（例えば外層部３ｂが正に帯電している場合は正の電荷）を有する異物は、外層部３ｂと近接した際に外層部３ｂとの反発及び上記電界の電気力線の作用によって誘導され、外層部３ｂに囲まれた内層部３ａの表出面に捕捉される。これにより、被清掃面Ｘ上の正に帯電した異物も負に帯電した異物も吸着層３に吸着して除去できる。なお、あらかじめ外層部３ｂを帯電ローラ等に接触させて電荷を供給してから当該清掃具１を使用してもよい。このようにあらかじめ外層部３ｂに電荷を与えておくと、確実に吸着層３の表面に電界が形成でき、また、摩擦で外層部３ｂに電荷を供給するためのローラ４の準備転動が不要となるため、清掃作業の効率を改善できる。

なお、内層部３ａ及び外層部３ｂの表出間の電位差としては、５００Ｖ以上２０００Ｖ以下が好ましい。電位差が上記範囲未満の場合、内層部３ａと外層部３ｂとの間に電界が十分形成できないおそれがある。逆に、電位差が上記上限を超える場合、当該清掃具１の使用時にスパーク等が発生するおそれがある。

なお、上記被清掃面Ｘは、例えば半導体基板の表面等とすることができる。

＜清掃具の利点＞
上述のように、当該清掃具１は、内層部３ａ及び外層部３ｂの表出面間の電界によって異物を吸着することができるため、被清掃面Ｘ上の異物を確実に除去することができる。

さらに、当該清掃具１は、外部からの電圧を付加せずに絶対電位の異なる表出面を形成できるため、取扱い性、安全性、ランニングコスト等に優れる。

［第二実施形態］
図５及び６で示す第二実施形態の清掃具１１は、略円柱状の芯材２及びこの芯材２の周面側に積層される略円筒状の吸着層１３を有するローラ１４と、上記芯材２を回転可能に支持するフレーム５と、このフレーム５に接続される把手６とを備える。このフレーム５及び把手６は、上記第一実施形態の清掃具１のものと同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

＜ローラ＞
上記ローラ１４は、芯材２と被清掃面Ｘ上の異物を吸着する吸着層１３とから構成される略円柱状体である。この芯材２と吸着層１３の内層部１３ａとは、それぞれ導電性を有する。また、芯材２の両端部には、フレーム５が回転可能に固定されている。芯材２は、中芯２ａと外筒２ｂとから構成される上記第一実施形態の清掃具１のものと同様とすることができる。

吸着層１３は、上記芯材２（外筒２ｂ）の周面側に積層され、略円筒状に形成されている。さらに吸着層１３は、上記芯材２の周面側に積層される略円筒状の内層部１３ａと、この内層部１３ａの外周面に部分的に積層される外層部１３ｂとを有する。この外層部１３ｂは、芯材２の中心軸方向に長手方向を有する複数の帯状体から構成されており、この複数の帯状体の間に内層部１３ａが表出している。

内層部１３ａの寸法、硬度、抵抗率、材料及び製造方法は、上記第一実施形態の清掃具１の内層部３ａと同様とすることができる。

外層部１３ｂは、上述したように複数の帯状体から構成されている。各帯状体の寸法は特に限定されないが、帯状体の厚さの下限としては、０．０１ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍがより好ましい。一方、厚さの上限としては、１．０ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。帯状体の厚さが上記範囲未満の場合、外層部１３ｂの強度が低下するおそれがある。逆に、帯状体の厚さが上記範囲を超える場合、外層部１３ｂの外周面（表面）と内層部１３ａとの距離が大きくなって電界が十分形成できないおそれがある。また、帯状体の幅（周方向長さ）は、後述する表出間隔Ｄを一定範囲内にできる値とすることが好ましく、例えば１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

外層部１３ｂの比誘電率及び材料は、上記第一実施形態の清掃具１の外層部３ｂと同様とすることができる。

外層部１３ｂを内層部１３ａの外周面に積層させる方法としては特に限定されず、例えば帯状の外層部３ｂを内層部１３ａの外周面に接着剤を介して接着する方法等を用いることができる。

内層部１３ａと外層部１３ｂの表出間隔Ｄの上限としては、８ｍｍが好ましく、６ｍｍがより好ましい。一方、表出間隔Ｄの下限としては、１ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。表出間隔Ｄが上記上限を超える場合、内層部１３ａの表出面と外層部１３ｂの表出面との距離が大きくなって十分な強さの電界が形成されないおそれがある。逆に、表出間隔Ｄが上記下限未満の場合、製造コストが大きくなるおそれや、外層部１３ｂが十分帯電できないおそれがある。なお、当該清掃具１１において、具体的には図６に示すように吸着層１３の中心軸に垂直な断面において、一の内層部１３ａの表出面の一端から、隣接する外層部１３ｂの表出面を隔てた別の内層部１３ａの表出面の一端までの内層部１３ｂの外周面の周方向に沿った距離が表出間隔Ｄである。

＜清掃具の利点＞
当該清掃具１１は、上記第一実施形態の清掃具１と同様の利点を有する。すなわち、当該清掃具１１は、内層部１３ａ及び外層部１３ｂの表出面間の電界によって異物を吸着することができるため、被清掃面Ｘ上の異物を確実に除去することができる。

［その他の実施形態］
本発明の清掃具は、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下のような実施形態とすることもできる。

本願発明における内層部及び外層部の表出面の形状は、上記実施形態で説明した形状に限定されるものではなく、例えば外層部が円周方向に長手方向を有する複数の帯状体で形成されていてもよい。

また、絶対電位の異なる表出面を設ける方法は、外層部を摩擦し静電気で荷電する方法に限定されるものではなく、例えば内層部又は外層部の一方に電気回路を接続して電荷を供給することで電位差を設けてもよい。このように電位差を強制的に付与する場合、電位差を５００Ｖ以上２０００Ｖ以下とすることが好ましい。

さらに、ローラ４とフレーム５とは、ローラ４が回転自在かつ内層３ａと芯材２との間に電気を伝導できるように接続されればよいため、上記実施形態のように芯材２が中芯２ａと外筒２ｂとから構成されているものに限定されない。つまり、芯材２が略円柱状に一体形成され、その両端にフレーム５の接続部５ｂを軸支した構成も本願発明の意図する範囲内である。

［清掃装置］
次に、図７で示す本実施形態の清掃装置２０について説明する。

当該清掃装置２０は、ローラ及びフレームを有する清掃具２１と、フレームを接地する接地手段（図示せず）と、被クリーニング材Ｙを搬送し、清掃具２１に対して被清掃面Ｘを相対的に移動させる搬送手段２２とを備える。清掃具２１が有するローラ及びフレームは、上記第一実施形態の清掃具１と同様であるため、説明を省略する。

上記接地手段としてはフレーム、ひいてはローラの内層部の絶対電位を略０とすることができるものであれば特に限定されず、例えばアース線を用いてフレームを接地されている部位に電気的に接続する手段を用いることができる。

搬送手段２２は、被クリーニング材Ｙをローラに対し相対移動可能なように被クリーニング材Ｙを支持する手段である。この搬送手段２２としては例えば、ベルトコンベア、ローラ等を用いることができる。

被クリーニング材Ｙの移動は、搬送手段２２を稼働することによって行ってもよいし、清掃具２１のローラの回転によって被クリーニング材Ｙを移動させてもよい。清掃具２１のローラの回転によって被クリーニング材Ｙを移動させる場合、搬送手段２２は、被クリーニング材Ｙの移動に連れて遊動するように設計される。

当該清掃装置２０は、搬送手段２２に被クリーニング材Ｙを設置し、被クリーニング材Ｙ（被清掃面Ｘ）をローラに対し相対移動させることで、ローラの外層部が摩擦によって帯電し、接地されている内層部との間に電界が形成されるため、被清掃面Ｘの異物を効果的に吸着除去することができる。

本発明の清掃具及び清掃装置は、半導体基板等の異物除去を目的とした清掃に好適に用いることができる。

１、１１ 清掃具
２ 芯材
２ａ 中芯
２ｂ 外筒
３、１３ 吸着層
３ａ、１３ａ 内層部
３ｂ、１３ｂ 外層部
４、１４ ローラ
５ フレーム
５ａ フレーム本体
５ｂ 接続部
６ 把手
７ 孔
２０ 清掃装置
２１ 清掃具
２２ 搬送手段
Ｘ 被清掃面
Ｙ 被クリーニング材

Claims (8)

1. 略円柱状の芯材及びこの芯材の周面側に積層される略円筒状の吸着層を有するローラと、
   上記芯材を回転可能に支持するフレームと
   を備え、上記吸着層で異物除去を行う清掃具であって、
   上記吸着層が、略円筒状の内層部と、この内層部の外周面の一部を被覆する外層部とを有し、上記外層部の比誘電率が２以上１０以下であり、
   異物除去時に異なる絶対電位を発現する表出面が上記吸着層の外周面に中心軸方向又は周方向に沿って交互に配設され、
   絶対電位の絶対値の小さい表出面の中心軸からの平均距離が、絶対電位の絶対値の大きい表出面の中心軸からの平均距離よりも小さいことを特徴とする清掃具。
2. 上記内層部、芯材及びフレームが導電性を有する請求項１に記載の清掃具。
3. 上記内層部と外層部の表出間隔が１ｍｍ以上８ｍｍ以下であるは請求項１又は請求項２に記載の清掃具。
4. 上記外層部が、内層部に到達する複数の孔を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の清掃具。
5. 上記外層部が、上記芯材の中心軸方向に長手方向を有する複数の帯状体から形成されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の清掃具。
6. 上記内層部が、ウレタン系樹脂を主成分として含有している請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の清掃具。
7. 上記フレームに接続される導電性の把手をさらに備える請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の清掃具。
8. 請求項７に記載の清掃具と、
   この清掃具のフレームを接地する接地手段と、
   清掃具に対して被清掃面を相対的に移動させる搬送手段とを
   備える清掃装置。

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