JP6110111B2 - 除塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板（ディスプレイ用ガラス基板、セラミック基板、プリント基板等）あるいはシートなどの被洗浄物の表面に付着した塵埃或いは汚染微粒子などを剥離して浮遊させ、その浮遊物を吸引除去する除塵装置に関する。

従来から、基板（ディスプレイ用ガラス基板、セラミック基板、プリント基板等）あるいはシートなどに付着した塵埃或いは汚染微粒子などの除塵装置として例えば、特許文献１の除塵装置が知られている。この除塵装置は、高圧エアを噴射するエア吐出用スリットを備えた給気チャンバと、この給気チャンバの両側にエア吸気用スリットを備えた吸気チャンバを配置し、エア吐出用スリットから搬送路上を搬送する被洗浄物に向かって高圧エアを噴射し、被洗浄物に付着した塵埃或いは汚染微粒子など（以下、単にダストという）をその風圧で剥離させた後、エア吸気用スリットから各吸気チャンバ内に吸引除去するように構成される。

また、本願出願人は特許文献２において、外装体（給気チャンバ）の長手方向に沿って長尺なエア吐出用スリットを断続的又は連続的に形成したエアカーテン装置を提案している。この特許文献２に示す装置は、洗浄分野などにおいてガラス基板上の水滴を吹き飛ばすエアカーテン装置しての用途であるが、高圧エアを噴射する給気チャンバの両側に特許文献１に示す吸気チャンバを配置すれば除塵装置に転用することも構造的には簡単である。

特開２００６−３４６５１５号公報 特願２０００−２７７２５２（特開２００２−８９９２５号公報）

前記特許文献１、２に示す装置において、給気チャンバの長手方向に沿って高圧エアを噴射するためのエア吐出用スリットが形成されているが、このエア吐出用スリットの形成方法としては特許文献２では、複数のエア吐出用スリットを断続的に形成する方法と連続した一連のエア吐出用スリットを形成する方法が開示されているが、複数のエア吐出用スリットを断続的に形成した場合、部分的にエア吐出用スリットが形成されない部分、すなわち、基板にエアが噴射されない箇所が存在するため、除塵効果の低下を招くという懸念がある。一方、エア吐出用スリットを連続的に開口させた場合、給気チャンバ内に供給させるエアの内圧によって、長い吸気用スリットの幅を一定に保った状態を維持することができないことが懸念される。すなわち、給気チャンバの長手方向に沿って連続した吸気用スリットを形成すると、その吸気用スリットが切れ目となって、給気チャンバの内圧によって切れ目となる吸気用スリット部分が開いて、吸気用スリットから噴射させる高圧エアの噴射圧も一定に保つことができなくなってしまい噴射圧の強弱によって、安定した除塵効果を発揮することができない、という課題を有している。

また、このような課題は、エアを高速に吸引する吸気用スリットについても同様である。すなわち、吸気用スリットを吸気チャンバの長手方向に沿って連続的に形成すると、給気チャンバ内の負圧によって、吸気用のスリットが局部的に狭まり、エアの吸引圧が不均一となり、特に、吸気用スリットからダストが吸引し切れなかった場合、高圧エアによって吹き飛ばされたダストが除塵機を設置するクリーンルームなどに飛散し、清浄な環境も損なわれてしまう、という課題を有していた。

そこで本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、クリーンヘッドの長手方向に沿って形成したスリット状のエア吐出口から安定した均一なエアを高圧噴出させて効果的に被洗浄物の表面からダストを剥離させることができる除塵装置の提供を第１の目的とする。

また、本発明は、噴射した高圧エアによって被洗浄物の表面から剥離したダストを安定して吸引し、ダストの飛散を効果的に抑えることができる除塵装置の提供を第２の目的とする。

本発明の除塵装置は、高圧エアを噴射する給気チャンバと、この給気チャンバの両側に位置してエアを吸込する一対の吸気チャンバとを備えたクリーンヘッドを設け、このクリーンヘッドを搬送路に対向配置し、前記給気チャンバによって前記搬送路上を搬送する被洗浄物の上面に向けて高圧エアを噴射して被洗浄物に付着するダストを剥離させて浮遊させ、その浮遊物を前記吸気チャンバで吸引するように構成した除塵装置において、前記クリーンヘッドの長手方向に沿って複数列のエア吐出口をスリット状に開口させて断続的に形成するとともに、各列の各エア吐出口の端部が重なるように、前記各列のエア吐出口を千鳥状に配置したことを特徴とする。

また、本発明の除塵装置は、前記エア吐出口と平行させて該エア吐出口の両側に前記吸気チャンバと連通する複数列のエア吸込口を千鳥状に配置したことを特徴とする。

また、本発明の除塵装置は、前記エア吸込口の少なくとも下端部内縁側に乱流を生じさせる窪み部を形成したことを特徴とする。

また、本発明の除塵装置は、前記給気チャンバ内に両端が開放されたインナー管を配置するとともに、このインナー管に吐出用開口孔を形成し、給気手段から前記給気チャンバ内に圧送されたエアは、そのエア量の２／３がインナー管へ、残りの１／３がインナー管と給気チャンバとの間に各々分離して流入し、更に前記インナー管に流入したエアの半分が吐出用開口孔を介して前記給気チャンバ内へ放出され、残りの半分がインナー管の他端部から給気チャンバ内へ放出され、これらのエアと、前記給気チャンバ内へ直接導入されたエアとが一緒になって前記エア吐出口から前記被洗浄物に向かって均一に噴射されることを特徴とする。

また、本発明の除塵装置は、各吸気チャンバ内にそれぞれ両端が開放されたインナー管を配置するとともに、この各インナー管に吸気用開口孔を形成し、吸気手段によって前記吸気チャンバ内のエアを吸引する際、そのエア量の２／３がインナー管から、残りの１／３がインナー管と吸気チャンバとの間から各々分離して吸引され、更に前記インナー管から吸引されるエアの半分が前記吸気用開口孔を介して前記インナー管内へと吸引され、残りの半分がインナー管の他端部から吸引されることを特徴とする。

本発明は、エア吐出口から搬送路上を搬送する被洗浄物に向かって噴射された高速エアは、被洗浄物に衝突し、被洗浄物に付着したダストをその風圧で剥離させた後、エア吸込口から各吸気チャンバ内に吸い込まれる。この給気チャンバに形成する複数列のエア吐出口は、互い平行させて千鳥状に配置しているため、給気チャンバの内圧によってエア吐出口が局部的に広がるなどしてスリット幅が変化することなく、各エア吐出口のスリット幅を一定に保つことができるため、各エア吐出口から均一にエアを噴射することができ、噴射圧のバラツキを抑えることができる。

また、吸気チャンバに形成する複数列のエア吸込口も千鳥状に配置することによって各エア吸込口のスリット幅を一定に保つことができるため、各エア吐出口から均一にエアを吸引することができる。さらには、エア吸込口の内縁に窪み部が形成されているため、窪み部内においてエア吐出口から噴射される高速エアの流速が変わり、窪み部と、この窪み部に連通するエア吸込口内においてカルマン渦（乱流）が発生し、カルマン渦（乱流）によるエアカーテン効果によって、被洗浄物から剥離したダストがエア吸込口の入り口部分において留まり、エア吸込口から吸気チャンバ内へとダストを効果的に吸い込むことができる。

本発明の一実施例を示すクリーンヘッドの断面図である。 同上、除塵機の正面図である。 同上、除塵機の平面図である。 同上、エア吐出口とエア吸込口の配置を示す一部を拡大した底面図である。 同上、エア吸込口における乱流を示すエア吸込口の一部を拡大した断面図である。

以下、本発明に係る除塵装置の実施例について添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１において、Ｐは被洗浄物としての例えば液晶基板などのプレート、Ｗはローラコンベアなどで構成されるプレートＰの搬送路であり、プレートＰは搬送路Ｗに沿って矢印Ａ方向に搬送され、その搬送路Ｗの上部に除塵装置１を対向させて配置している。

前記除塵装置１は、例えばステンレス鋼などから成るクリーンヘッド２を備え、このクリーンヘッド２の中央部に前記プレートＰに高圧エアを噴射して該プレートＰの表面のダストを剥離させる給気チャンバ１１を配置し、この給気チャンバ１１の両側に前記高圧エアによって前記プレートＰから剥離して浮遊したダストを吸引するための一対の吸気チャンバ２１，２１を配置している。

前記給気チャンバ１１の内部に両端を開口した円筒状のインナー管１２が配置され、このインナー管１２を配置する給気チャンバ１１の上部は、前記インナー管１２をほぼ囲むような円筒状の内壁部１３が形成され、この内壁部１３とインナー管１２との２重構造となっている。また、前記給気チャンバ１１の一端には図示しない給気手段からの高圧エアを給気チャンバ１１へと供給する給気ダクト１４が接続され、給気ダクト１４内に供給される高圧エアは、給気チャンバ１１とインナー管１２へと分岐して送れ、インナー管１２の上部側にはインナー管１２内に供給される高圧エアを給気チャンバ１１に吐出するための複数の吐出用開口孔１５が形成され、給気チャンバ１１の底部には前記プレートＰに高圧エアを噴射するためのスリット状のエア吐出口１６が形成されている。すなわち、前記インナー管１２の吐出用開口孔１５と給気チャンバ１１のエア吐出口１６からの噴射方向は、相反する方向に向かって噴射される。また、前記エア吐出口１６を形成する給気チャンバ１１下部の両隅は、緩やかな曲面が連続した漏斗状を成し、その底部に前記エア吐出口１６がプレートＰに直角な方向に開口している。

吸気チャンバ２１，２１は、前記給気チャンバ１１とほぼ同一の構成であり、詳細な説明については省略して説明する。吸気チャンバ２１，２１の上部にそれぞれ円筒状のインナー管２２，２２が配置され、各吸気チャンバ２１，２１の上部にはインナー管２２，２２を囲むように曲面状の内壁部２３が形成されている。また、インナー管２２，２２の上部には前記吸気チャンバ２１，２１内のエアを吸引する複数の吸気用開口孔２５が形成され、吸気チャンバ２１，２１には外気を吸引する第１のエア吸込口２６と第２のエア吸込口２７が成形されている。

上記構成において、吸気チャンバ２１，２１に対するインナー管２２，２２の長さ及びインナー管２２，２２に形成するインナー管２２，２２と吸気用開口孔２５との領域の比率について説明する。なお、これらの関係性は給気チャンバ１１も同様であり、図３を参照して代表例として吸気チャンバ２１，２１について説明する。図３に示すように、インナー管２２，２２の長さＬ２は吸気チャンバ２１，２１の長さＬ１より短いとともに、吸気チャンバ２１，２１における吸気用開口孔２５を形成する領域は、吸気チャンバ２１，２１の長手方向中央部付近であり、その形成領域の寸法は、｛（１／２）×Ｌ２｝であることが望ましい。また、インナー管２２，２２の両端部の｛（１／４）×Ｌ２｝の部分には吸気用開口孔２５を形成しないで、中間点から左右に｛（１／４）×Ｌ２｝の長さ部分にのみ吸気用開口孔２５を形成することが好ましい。

また、吸気ダクト２４から吸引されるエアの量を（Ｖ）とした場合、インナー管２２内から吸引される量Ｖ１が｛（２／３）×Ｖ｝、内壁部２３とインナー管２２との間から吸引される量Ｖ２が｛（１／３）×Ｖ｝となるように内壁部２３及びインナー管２２の断面形状が決定される。これにより、インナー管２２から｛（２／３）×Ｖ｝のエア量が吸引された、さらに、インナー管１２の中央部に配置された複数の吸気用開口孔２５から｛（１／３）×Ｖ｝の量が、該インナー管２２の末端部から｛（１／３）×Ｖ｝の量がそれぞれ吸引され、これにより、吸気チャンバ２１，２１に形成する第１及び第２のエア吸込口２６，２７から均等にエアが吸引される。

なお、吸気ダクト２４と同様に、前記給気チャンバ１１についても、給気ダクト１４から導入される高圧エアの量を（Ｖ）とした場合、給気ダクト１４内へ圧送される量Ｖ１が｛（２／３）×Ｖ｝、給気チャンバ１１とインナー管１２との間に導入される量Ｖ２が｛（１／３）×Ｖ｝となるように給気チャンバ１１の内壁部１３及び給気ダクト１４の断面形状を決定している。これにより、インナー管１２へ圧送された｛（２／３）×Ｖ｝の高圧エア量は、その後、インナー管１２の中央部に配置された複数の吐出用開口孔１５から｛（１／３）×Ｖ｝の量が、また、該インナー管１２の末端部から｛（１／３）×Ｖ｝の量がそれぞれ給気チャンバ１１内へと吐出し、さらに、給気チャンバ１１に形成したスリット状のエア吐出口１６から均等化されてプレートＰに噴射される。

次に上記構成において、給気チャンバ１１に形成するエア吐出口１６と、吸気チャンバ２１，２１に形成する第１のエア吸込口２６及び第２のエア吸込口２７の詳細についてエア吐出口１６と、第１のエア吸込口２６及び第２のエア吸込口２７の配列（両側の一方のみ）を模式的に表した図４を参照して説明する。図４に示すように、エア吐出口１６は、給気チャンバ１１に長手方向に沿って給気チャンバ１１のほぼ幅方向中央部に二列のエア吐出口１６が互い平行して形成され、かつ、各列の各エア吐出口１６は、その端部が重なり合うように、千鳥状に配置されている。なお、エア吐出口１６はスリット幅がほぼ０．６５ｍｍ、全長がほぼ２２７ｍｍで各エア吐出口１６の端部のラップ量はほぼ１ｍｍである。

また、前記吸気チャンバ２１，２１に形成する第１のエア吸込口２６は、前記エア吐出口１６とほぼ平行するようにエア吐出口１６の外側にほぼ３ｍｍの間隔をおいて断続的に形成し、さらに、第１のエア吸込口２６の外側に、この第１のエア吸込口２６とは段違い状に第２のエア吸込口２７が形成されている。なお、第１のエア吸込口２６は、図１に示すように、スリット幅がほぼ６ｍｍで外側に向かって６０°傾斜している。また、第２のエア吸込口２７は、スリット幅がほぼ２ｍｍで外側に向かって７５°傾斜している。

また、図５に示すように、前記第１のエア吸込口２６の下端部には曲面状の窪み部２８が形成され、第２のエア吸込口２７の下端部には傾斜した窪み部２９が形成されている。なお、前記第１のエア吸込口２６に形成する窪み部２８は、第１のエア吸込口２６の両縁に跨るように形成されているが、窪み部２８の中心が内側にずれており、その大部分が第１のエア吸込口２６の内縁側に形成されている。一方、第２のエア吸込口２７に形成する窪み部２９は、第２のエア吸込口２７の内縁側にのみ形成された平面状であり、その傾斜角は吸気チャンバ２１，２１の底面に対して１５°である。

以上のように構成される本実施例においては、図示しない給気手段によって給気ダクト１４から給気チャンバ１１へとエアが圧送され、そのエア量の２／３がインナー管１２へ、残りの１／３がインナー管１２と給気チャンバ１１との間に各々分離して供給される。さらに、前記インナー管１２に流入したエアの半分は吐出用開口孔１５から前記給気チャンバ１１内へ放出され、残りの半分がインナー管１２の他端部から給気チャンバ１１内へ放出される。これらインナー管１２を介して給気チャンバ１１に放出されるエアと、前記給気チャンバ１１内へ直接導入されたエアとが一緒になって給気チャンバ１１の底部に形成したエア吐出口１６からプレートＰに向かって均一に噴射される。エア吐出口１６からプレートＰに向かって垂直に噴射された高速エアは、プレートＰに付着したダストをその風圧で剥離させた後、ダストと共に第１及び第２のエア吸込口２６，２７から各吸気チャンバ２１，２１内に吸い込まれる。

また、前記吸気チャンバ２１内のエアを吸引する際、そのエア量の２／３がインナー管２２から、残りの１／３がインナー管２２と吸気チャンバ２１との間から各々分離して吸引され、更に前記インナー管２２から吸引されるエアの半分が前記吸気用開口孔２５を介して前記インナー管２２内へと吸引され、残りの半分がインナー管２２の他端部から吸引されるため、それぞれの第１及び第２のエア吸込口２６，２７から均一的にエアが吸い込まれる。

また、エア吐出口１６からプレートＰに向かって垂直に噴射された高速エアは、プレートＰに衝突して放射状に拡散し、第１のエア吸込口２６、さらには、その外側の第２のエア吸込口２７からダストと共に吸気チャンバ２１，２１内に吸い込まれるが、クリーンヘッド１とプレートＰとの隙間は１〜１．５ｍｍと極めて狭く、また、第１のエア吸込口２６の内縁に曲面状の窪み部２８が形成されているため、図５に示すように、広がりを持った窪み部２８内において高速エアの流速が変わり、窪み部２８と、この窪み部２８に連通する第１のエア吸込口２６内でカルマン渦（乱流）が発生する。これにより、第１のエア吸込口２６の入り口部分においてカルマン渦（乱流）によるエアカーテンが形成され、プレートＰから剥離したダストが第１のエア吸込口２６の入り口部分において留まり、第１のエア吸込口２６から吸気チャンバ２１内に吸い込まれる。また、その第１のエア吸込口２６の外側にも窪み部２９を有する第２のエア吸込口２７は多重に形成されているので、たとえ前記第１の第１のエア吸込口２６から外側に漏れたダストが第２のエア吸込口２７の窪み部２９のエアカーテン効果によってダストの漏れを防ぎ、第２のエア吸込口２７で吸い込んで捕捉することができる。

また、給気チャンバ１１に形成するエア吐出口１６は、断続的に形成されているが二列のエア吐出口１６が互い平行して千鳥状に配置されているため、二列のエア吐出口１６が一連の連続したエア吐出口として機能し、プレートＰに向かって部分的にエアが噴射されない部分は存在しない。また、各列のエア吐出口１６は断続的に形成されているので、給気チャンバ１１の内圧によってエア吐出口１６が局部的に広がるなどしてスリット幅が変化することなく、各エア吐出口１６のスリット幅を一定に保つことができる。このため、各エア吐出口１６から均一にエアを噴射することができ、噴射圧のバラツキを抑えることができる。また、第１のエア吸込口２６と第２のエア吸込口２７についてもエア吐出口１６と同様に千鳥状に配置することによって第１のエア吸込口２６と第２のエア吸込口２７から均一的にエアを吸引することができる。

以上、本発明を詳述したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例では２列のエア吐出口１６及び第１のエア吸込口２６と第２のエア吸込口２７を設けた例を示したが、３列、又はそれ以上であってもよい。また、各部の寸法なども前記実施例に限定されるものではない。

１ 除塵装置
２ クリーンヘッド
１１ 給気チャンバ
１２，２２ インナー管
１４ 給気ダクト
１５ 吐出用開口孔
１６ エア吐出口
２１ 吸気チャンバ
２４ 吸気ダクト
２５ 吸気用開口孔
２６ 第１のエア吸込口
２７ 第２のエア吸込口
２８，２９ 窪み部
Ｐ プレート（被洗浄物）
Ｗ 搬送路

Claims (5)

1. 高圧エアを噴射する給気チャンバと、この給気チャンバの両側に位置してエアを吸込する一対の吸気チャンバとを備えたクリーンヘッドを設け、このクリーンヘッドを搬送路に対向配置しこのクリーンヘッドを搬送路に対向配置し、前記給気チャンバによって前記搬送路上を搬送する被洗浄物の上面に向けて高圧エアを噴射して被洗浄物に付着するダストを剥離させて浮遊させ、その浮遊物を前記吸気チャンバで吸引するように構成した除塵装置において、
   前記クリーンヘッドの長手方向に沿って複数列のエア吐出口をスリット状に開口させて断続的に形成するとともに、各列の各エア吐出口の端部が重なるように、前記各列のエア吐出口を千鳥状に配置したことを特徴とする除塵装置。
2. 前記エア吐出口と平行させて該エア吐出口の両側に前記吸気チャンバと連通する複数列のエア吸込口を千鳥状に配置したことを特徴とする請求項１記載の除塵装置。
3. 前記エア吸込口の少なくとも下端部内縁側に乱流を生じさせる窪み部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の除塵装置。
4. 前記給気チャンバ内に両端が開放されたインナー管を配置するとともに、このインナー管に吐出用開口孔を形成し、給気手段から前記給気チャンバ内に圧送されたエアは、そのエア量の２／３がインナー管へ、残りの１／３がインナー管と給気チャンバとの間に各々分離して流入し、更に前記インナー管に流入したエアの半分が吐出用開口孔を介して前記給気チャンバ内へ放出され、残りの半分がインナー管の他端部から給気チャンバ内へ放出され、これらのエアと、前記給気チャンバ内へ直接導入されたエアとが一緒になって前記エア吐出口から前記被洗浄物に向かって均一に噴射されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の除塵装置。
5. 各吸気チャンバ内にそれぞれ両端が開放されたインナー管を配置するとともに、この各インナー管に吸気用開口孔を形成し、吸気手段によって前記吸気チャンバ内のエアを吸引する際、そのエア量の２／３がインナー管から、残りの１／３がインナー管と吸気チャンバとの間から各々分離して吸引され、更に前記インナー管から吸引されるエアの半分が前記吸気用開口孔を介して前記インナー管内へと吸引され、残りの半分がインナー管の他端部から吸引されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の除塵装置。

Images