JP6848408B2 - ガラス物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス物品の製造方法の技術に関し、より詳しくは、ガラス物品の製造工程において超音波を用いてガラス物品を洗浄する場合、より洗浄効果を高めるための技術に関する。

ガラス物品の製造工程において、当該ガラス物品に付着した微細な粉塵や油脂等の付着物は、従来、作業者の手により前記ガラス物品を洗浄することによって除去することとしていた。
しかしながら、各作業者の技量によって洗浄後のガラス物品の仕上り度合にバラツキが生じることや、人件費が嵩み最終製品としてのガラス物品のコスト低減化の障害となることや、例えば厚みが数ｍｍ以内の薄板ガラスからなるガラス物品に対して人力による洗浄作業が困難であることなどの理由から、近年では、バッチ型の超音波式洗浄装置を用いてガラス物品を洗浄することにより除去するのが一般的となっている（例えば、「特許文献１」を参照）。

ここで、バッチ型の超音波式洗浄装置は、例えば、洗浄液を貯溜する洗浄槽、および当該洗浄槽の底面や側面に配設される超音波振動子などにより構成される。
そして、超音波振動子より発せられる超音波によって洗浄液が振動し、当該洗浄液中に被洗浄物であるガラス物品が浸漬される。
これにより、洗浄液を介して超音波の振動がガラス物品に伝播され、当該ガラス物品に付着していた付着物がより効果的に除去される。

特開平８−１４１５３２号公報

ところで、洗浄液中においては、超音波振動子より発せられる超音波の波形に基づき、振動の振幅が大きな領域と小さな領域とが交互に発生するところ、これら振幅の大小によって洗浄効果の高い領域と低い領域とが交互に発生することとなり、ガラス物品に対して洗浄ムラを生み出す要因となっていた。
また、ガラス物品より一旦除去された後洗浄液中を浮遊する付着物が、超音波の振動によって洗浄槽の中央部へと集められて滞留し、再びガラス物品の中央部に付着する恐れもあった。
このようなことから、バッチ型の超音波式洗浄装置のように、超音波を用いてガラス物品を洗浄する場合において、より洗浄効果を高めるための技術が切望されていた。

前記「特許文献１」においては、超音波振動子より発せられる超音波の振動が、洗浄液を介して被洗浄物に均一に伝播されることを目的として、当該被洗浄物を上下方向等に可動させることが示されている。しかしながら、上下方向のみの可動では、超音波の波形や伝播方向と、被洗浄物の可動方向や可動幅等を考慮すると、より洗浄効果を高めるという観点では不十分である。

本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、洗浄槽に洗浄液を貯溜し、該洗浄槽に配設された超音波発生手段によって前記洗浄液中に超音波を発生させ、支持手段によってガラス物品を支持しつつ該ガラス物品を前記洗浄液中に浸漬することにより前記ガラス物品を洗浄する、ガラス物品の製造方法であって、ガラス物品の洗浄効果をより高め、高品質なガラス物品を得ることができるガラス物品の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係るガラス物品の製造方法は、洗浄槽に洗浄液を貯溜し、該洗浄槽に配設された超音波発生手段によって前記洗浄液中に超音波を発生させて伝播させ、支持手段によってガラス物品を支持しつつ該ガラス物品を前記洗浄液中に浸漬することにより前記ガラス物品を洗浄する、ガラス物品の製造方法であって、前記洗浄液中において、前記超音波の伝播方向と平行、且つ水平方向であるＸ軸方向、および垂直方向であるＹ軸方向に、前記支持手段を介して前記ガラス物品を同時に揺動させることを特徴とするものである。

このような構成を有することにより、洗浄液はガラス物品によって略円形状の軌跡を描くように撹拌されることとなり、例えば、既にガラス物品より除去され洗浄液中を浮遊する付着物が、超音波の振動によって洗浄槽の中央部へと集められて滞留するようなこともなく、均一に分散されることとなり、再びガラス物品の中央部に付着するのを防止することができる。
また、洗浄液中において、ガラス物品を略円形状の軌跡を描くように可動させることにより、当該ガラス物品における、超音波による洗浄効果の低い領域に曝されていた箇所を、超音波による洗浄効果の高い領域に周期的に移動させることが可能となり、当該ガラス物品に対する洗浄ムラの発生を防止することができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法において、前記超音波発生手段が発する超音波の波長はλであり、前記支持手段による前記ガラス物品の前記Ｘ軸方向および／またはＹ方向への揺動幅はλ／４であることが好ましい。

このような構成を有することにより、洗浄液中において、ガラス物品における、超音波による洗浄効果の低い領域に曝されていた箇所を、超音波による洗浄効果の高い領域に向かってより効果的に周期的に移動させることが可能となり、当該ガラス物品に対する洗浄ムラの発生をより確実に防止することができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法において、前記超音波発生手段は、前記洗浄槽の底面に配設される第一超音波発生手段と、前記洗浄槽の対向する一対の側面に各々配設される第二超音波発生手段および第三超音波発生手段と、からなり、前記第一超音波発生手段は、前記Ｙ軸方向に向かって前記洗浄液中に伝播する超音波を発し、前記第二超音波発生手段および前記第三超音波発生手段は、前記Ｘ軸方向に向かって前記洗浄液中に伝播する超音波を各々発することが好ましい。

このような構成を有することにより、ガラス物品に付着する付着物に対して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の二方向より超音波の振動を伝播させることが可能となり、超音波による洗浄効果をより高めることができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法において、前記洗浄槽において、前記洗浄液は、オーバーフローの状態にあることが好ましい。

このような構成を有することにより、ガラス物品より除去された付着物を含む洗浄液は、洗浄槽より排出される一方、新たな洗浄液が洗浄槽内に供給されることとなり、洗浄液の清浄性を維持することができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法は、前記洗浄液中において、前記ガラス物品が、前記Ｘ軸方向およびＹ軸方向と互いに直交するＺ軸方向に、前記洗浄槽と相対的に揺動されることが好ましい。

このように、洗浄液中にてガラス物品をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に同時に揺動することで、当該ガラス物品を、例えば、略円形状の軌跡をＺ軸方向に傾斜させた三次元的な形状からなる軌跡を描くように揺動させることが可能となる。
その結果、洗浄液を三次元的に撹拌させることが可能となり、例えば曲面を有した形状からなるガラス物品であっても、当該曲面に付着する付着物を、より効果的に洗浄液の流れに曝すことができ、十分な洗浄効果を期待することができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法において、前記ガラス物品は、板形状からなることが好ましい。

このような形状からなるガラス物品であれば、洗浄液中における超音波の伝播方向に対して平面が平行となるようにして配置することにより、当該超音波がガラス物品と干渉して洗浄効果が低下することもなく、十分な洗浄効果を期待することができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法において、前記ガラス物品は、曲面を有した形状からなることが好ましい。

即ち、前述したように、本発明に係るガラス物品の製造方法によれば、洗浄液中にてガラス物品をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に同時に揺動することで、当該洗浄液をあらゆる方向に三次元的に撹拌させることが可能となる。
その結果、例え曲面を有した形状からなるガラス物品であっても、当該曲面に付着する付着物を、より効果的に洗浄液の流れに曝すことができ、十分な洗浄効果を期待することができる。

また、本発明に係るガラス物品の製造方法において、前記ガラス物品は、球体状からなることが好ましい。

このように、本発明に係るガラス物品の製造方法によれば、曲面を有する形状の中でも、特に当該曲面の占める割合の多い球体形状からなるガラス物品であっても、十分な洗浄効果を期待することができる。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係るガラス物品の製造方法によれば、ガラス物品の洗浄効果をより高め、高品質なガラス物品を得ることができる。

本発明の一実施形態における超音波式洗浄装置の全体的な構成を示した正面図。 本発明の一実施形態における超音波式洗浄装置の全体的な構成を示した側面図。 本発明の一実施形態における超音波式洗浄装置の全体的な構成を示した平面図。 洗浄槽内において、ガラス物品の揺動動作を伴う場合の超音波振動子より発せられる超音波の波形の様子を示した図であって、（ａ）は洗浄槽の側面に配設された超音波振動子による超音波の波形を示した正面概略図、（ｂ）は洗浄槽の下面に配設された超音波振動子による超音波の波形を示した正面概略図。 洗浄槽内において、ガラス物品の揺動動作を伴わない場合の超音波振動子より発せられる超音波の波形の様子を示した図であって、（ａ）は洗浄槽の側面に配設された超音波振動子による超音波の波形を示した正面概略図、（ｂ）は洗浄槽の下面に配設された超音波振動子による超音波の波形を示した正面概略図。 本発明の別実施形態における超音波式洗浄装置の全体的な構成を示した側面図。 ガラス物品の付着物の状態を模式的に示した概念図。

次に、発明の実施形態について、図１乃至図７を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１、図２、図３、および図６に示した矢印の方向によって、超音波式洗浄装置１（または別実施形態における超音波洗浄装置１０１）のＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（上下方向）、およびＺ軸方向（前後方向）を規定して記述する。
また、図４および図５に示した矢印の方向によって、洗浄槽１０のＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（上下方向）、およびＺ軸方向（前後方向）を規定して記述する。

［超音波式洗浄装置１の構成］
先ず、本発明に係るガラス物品の製造方法を具現化する、超音波洗浄装置１の構成について、図１、図２、および図３を用いて説明する。

本実施形態における超音波洗浄装置１（以下、単に「洗浄装置１」と記載する）は、ガラス物品の一例であるガラス基板（板ガラス）Ｇを洗浄液中に浸漬して、超音波による振動を伝播させることにより、当該ガラス基板Ｇを洗浄する、バッチ型の洗浄装置である。
なお、本実施形態においては、被洗浄物としてガラス基板Ｇを挙げているが、例えば、球体状のガラス物品や、表面の一部に曲面を有する三次元的なガラス物品であってもよい。

洗浄装置１は、図１に示すように、主に、洗浄槽１０、被洗浄物保持部２０、駆動機構部３０、およびこれらの構成部位１０・２０・３０を支持する基体フレーム４０などにより構成される。

洗浄槽１０は、洗浄液を貯溜するためのものであり、当該洗浄槽１０内においてガラス基板Ｇの洗浄作業が行われる。
洗浄槽１０は、上面を開口された槽本体１１を備え、当該槽本体１１は、基体フレーム４０より前方に延設された架台４１上に固設される。

槽本体１１の上側縁部には、オーバーフロー槽１２が固設されている。
また、槽本体１１の底面１１ａには、給水口１１ｄが穿孔されるとともに、オーバーフロー槽１２の底面１２ａには、排水口１２ｂが穿孔されている。

ここで、洗浄装置１の機外には回収タンク１３が配設されており、当該回収タンク１３は、一方において給水口１１ｄと配管部材を介して連通されるとともに、他方において排水口１２ｂと配管部材を介して連通されている。
また、回収タンク１３と給水口１１ｄとを繋ぐ配管部材の中途部には、ポンプ１４およびフィルタ１５が順に配置されている。

そして、回収タンク１３には、供給配管１３ａおよび排出配管１３ｂが各々配設されており、当該供給配管１３ａを介して、常時新たな洗浄液が回収タンク１３内に供給されるとともに、前記排出配管１３ｂを介して、回収タンク１３よりオーバーフローする洗浄液が外部へ排出されるようになっている。

このような構成を有することにより、洗浄槽１０においては、槽本体１１より溢れ出した洗浄液が、オーバーフロー槽１２によって一旦受止められた後、排水口１２ｂを介して当該オーバーフロー槽１２の外部に排出され、回収タンク１３に供給される。
そして、回収タンク１３に供給された洗浄液は、供給配管１３ａを介して回収タンク１３に別途供給される新たな洗浄液と混和されて更新され、その後、ポンプ１４およびフィルタ１５を通過して給水口１１ｄに送られ、槽本体１１に供給される。

このように、本実施形態においては、洗浄槽１０に貯溜される洗浄液が、槽本体１１と回収タンク１３との間で、常に循環される構成となっている。
その結果、洗浄槽１０において、洗浄液は、常にオーバーフローの状態にあり、ガラス基板Ｇより除去された付着物を含む洗浄液は、洗浄槽１０より排出される一方、新たな洗浄液が洗浄槽１０内に供給されることとなり、洗浄液の清浄性を維持することができる。

槽本体１１の底面１１ａ、右側面１１ｂ、および左側面１１ｃには、超音波発生手段の一例である超音波振動子１６・１６・１６が各々配設される。
槽本体１１の底面１１ａに配設される、第一超音波発生手段としての超音波振動子１６（以下、適宜「下側超音波振動子１６Ａ」と記載する）は、上下方向（Ｙ軸方向）に伝播する超音波を発生させて、槽本体１１内に貯溜される洗浄液を振動させることにより、当該洗浄液の洗浄効果を高める。
また、槽本体１１の対向する一対の側面、即ち右側面１１ｂおよび左側面１１ｃに各々配設される、第二超音波発生手段としての超音波振動子１６（以下、適宜「右側超音波振動子１６Ｂ」と記載する）、および第三超音波発生手段としての超音波振動子１６（以下、適宜「左側超音波振動子１６Ｃ」と記載する）は、左右方向（Ｘ軸方向、即ち下側超音波振動子１６Ａより発せられる超音波の伝播方向との正面視直交方向）に伝播する超音波を発生させて、槽本体１１内に貯溜される洗浄液を振動させることにより、当該洗浄液の洗浄効果を高める。

なお、これらの超音波振動子１６・１６・１６より発せられる超音波の伝播方向については、被洗浄物であるガラス基板Ｇによって振動が打ち消されるのを極力避けるために、当該ガラス基板Ｇの平面に対して、平行となるように設定することが好ましい。
従って、後述するように、洗浄槽１０内におけるガラス基板Ｇの配置姿勢が、前後方向（Ｚ軸方向、即ち下側超音波振動子１６Ａより発せられる超音波の伝播方向との側面視直交方向）に平面を向けた状態となることから、本実施形態においては、左右方向に伝播する超音波の発生源として、槽本体１１の右側面１１ｂおよび左側面１１ｃに超音波振動子１６・１６を配設することとしている。

また、槽本体１１に備えられる超音波振動子１６の個数については、本実施形態に限定されることはなく、例えば、一個の下側超音波振動子１６Ａのみであってもよい。
但し、本実施形態に示すように、下側超音波振動子１６Ａ、右側超音波振動子１６Ｂ、および左側超音波振動子１６Ｃからなる三個の超音波振動子１６・１６・１６を設ける構成とすることにより、ガラス基板Ｇに付着する付着物に対して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の二方向より超音波の振動を伝播させることが可能となり、超音波による洗浄効果をより高めることができる。

次に、被洗浄物保持機構２０について説明する。
被洗浄物保持機構２０は、複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・を所定の姿勢にて纏めて保持するものである。
被洗浄物保持機構２０は、例えば図２に示すように、支持フレーム２１、昇降ベース２２、第一規制ガイド機構２３、および第二規制ガイド機構２４などにより構成される。

支持フレーム２１は、ガラス基板Ｇを支持する支持手段の一例であって、複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・が載置される載置台部２１Ａ、および当該載置台部２１Ａを下面より支持する支持アーム部２１Ｂなどにより構成される。
ここで、支持アーム部２１Ｂは、側面視にてクランク状に形成されており、例えば、支持フレーム２１によって保持された複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・を洗浄液中に浸漬する際において、槽本体１１やオーバーフロー槽１２との干渉を防止する構成となっている。

このような構成からなる支持フレーム２１において、複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・は、前後方向（Ｚ軸方向）に平面を向けつつ一直線状に並設された状態にて、載置台部２１Ａの上面に載置される。
また、これら複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・は、互いに隣接するガラス基板Ｇ・Ｇが所定の隙間を有するように互いに離間した状態で、載置台部２１Ａの上面に載置される。

昇降ベース２２は、例えば板状部材からなり、支持フレーム２１の後方側（支持フレーム２１において、載置台部２１Ａ側との反対側）において、前後方向（Ｚ軸方向）に平面を向けた状態にて配設される。

そして、昇降ベース２２の前方側（支持フレーム２１側）の平面には、例えば直動案内ガイドからなる第一規制ガイド機構２３が、可動方向を左右方向（Ｘ軸方向）として配設されており、当該第一規制ガイド機構２３を介して、昇降ベース２２は、支持フレーム２１と連結される。

一方、昇降ベース２２の後方側（支持フレーム２１側との反対側）には、例えば直動案内ガイドからなる第二規制ガイド機構２４が、可動方向を上下方向（Ｙ軸方向）として配設されており、当該第二規制ガイド機構２４を介して、昇降ベース２２は、基体フレーム４０と連結される。

このように、本実施形態における洗浄装置１においては、前方に向かって、基体フレーム４０、第二規制ガイド機構２４、昇降ベース２２、第一規制ガイド２３、および支持フレーム２１と順に配設される。
そして、支持フレーム２１は、第一規制ガイド２３を介して、昇降ベース２２に対し左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられるとともに、支持フレーム２１および昇降ベース２２は、第二規制ガイド２４を介して、基体フレーム４０に対し上下方向（Ｙ軸方向）に一体的に移動可能に設けられる。

昇降ベース２２の端部（本実施形態においては、上端部）には、第一駆動モータ２５が、出力軸２５ａを前方に向けて配設される。
また、前記出力軸２５ａの先端部には、摺動ローラー２６が軸心方向を前後方向（Ｚ軸方向）として回転可能に設けられる。

ここで、図１に示すように、摺動ローラー２６は、出力軸２５ａの軸心に対して偏心させた状態にて配置される。
一方、支持フレーム２１の上端部には、上下方向（Ｙ軸方向）に延出する長円形状の孔部２１Ｃ１を有したカム板部２１Ｃが、第一駆動モータ２５（図２を参照）と対向して配設されており、当該孔部２１Ｃ１内に摺動ローラー２６が挿通されている。

そして、第一駆動モータ２５が回転駆動することにより、摺動ローラー２６は出力軸２５ａを中心として回転移動される。
その結果、摺動ローラー２６は孔部２１Ｃ１内を摺動することとなり、これに伴い、支持フレーム２１が左右方向（Ｘ軸方向）に揺動される。

このように、本実施形態においては、支持フレーム２１を左右方向（Ｘ軸方向）に往復移動させるための駆動機構を、第一駆動モータ２５、摺動ローラー２６、およびカム板部２１Ｃからなるカム機構により構築することとしているが、これに限定されることはなく、例えば、エアシリンダーや油圧シリンダー等からなる流体エネルギーを用いたアクチュエータや、サーボモータおよびボールねじ等からなる電気エネルギーを用いたアクチュエータなどを用いて構築することとしてもよい。

次に、駆動機構３０について説明する。
駆動機構３０は、支持フレーム２１に駆動力を伝達し、基体フレーム４０に対して当該支持フレーム２１を上下方向（Ｙ軸方向）に移動させるためのものである。
駆動機構３０は、例えば図２に示すように、牽引部材３１、第二駆動モータ３２、第三駆動モータ３３、アイドラー３４、およびウエイト３５などにより構成される。

牽引部材３１は、例えばローラチェーン等からなり、その一端部は、ウエイト３５と連結されるとともに、その他端部は、支持フレーム２１の側端部（本実施形態においては、右側端部）より突設された、連結支持部２１Ｄと連結される。
また、牽引部材３１は、その中途部において、後述する複数のスプロケット３６・３７・３８に係合しつつ、屈曲された状態によって配設される。

そして、牽引部材３１は、これら複数のスプロケット３６・３７・３８の回転方向に伴い、その一端部側（ウエイト３５側）、または他端部側（支持フレーム２１側）へと移動される。
これにより、昇降ベース２２は、支持フレーム２１とともに牽引部材３１によって上方に牽引され（上昇し）、または支持フレーム２１とともに牽引部材３１を伴いつつ自重によって下降する。

第二駆動モータ３２は、洗浄槽１０の直上に位置する支持フレーム２１へのガラス基板Ｇの搭載・離脱を行う「待機位置」（図１中の実線で示された被洗浄物保持機構２０の位置）と、当該「待機位置」の直下に位置し洗浄槽１０に貯溜された洗浄液中にガラス板Ｇを浸漬して洗浄する「洗浄位置」（図１中の二点鎖線で示された被洗浄物保持機構２０の位置）との間において、支持フレーム２１を往復移動（昇降）させるための駆動源として設けられるものである。

第二駆動モータ３２は、出力軸３２ａの軸心方向を左右方向（Ｘ軸方向）として、基体フレーム４０の上部に固設される。
また、前記出力軸３２ａの先端部には、スプロケット３６が同軸上に貫設される。

スプロケット３６は、牽引部材３６と係合される。
そして、第二駆動モータ３２が回転駆動し、スプロケット３６が正転方向（図２中の矢印Ａの方向）、または逆転方向（図２中の矢印Ｂの方向）に回転することにより、牽引部材３１は一端側（ウエイト３５側）または他端側（昇降ベース２２側）に向かってそれぞれ移動する。
その結果、支持フレーム２１は、昇降ベース２２とともに牽引部材３１に牽引されて上昇し、または牽引部材３１を伴いつつ自重によって下降する。

第三駆動モータ３３は、「洗浄位置」において、支持フレーム２１を上下方向（Ｙ軸方向）に揺動させるための駆動源として設けられるものである。
第三駆動モータ３３は、基体フレーム４０の中央部、即ち第二駆動モータ３２の下方において、出力軸３３ａの軸心方向を左右方向（Ｘ軸方向）として固設される。
また、前記出力軸３３ａの先端部には、スプロケット３７が軸心方向を左右方向（Ｘ軸方向）として回転可能に設けられる。

ここで、スプロケット３７は、出力軸３３ａの軸心に対して偏心させた状態にて配置される。
また、スプロケット３７は、第二駆動モータ３２のスプロケット３６とともに、牽引部材３１と係合される。

そして、第三駆動モータ３３が回転駆動することにより、スプロケット３７は出力軸３３ａを中心として回転移動される。
その結果、牽引部材３１におけるスプロケット３７との係合箇所は、当該スプロケット３７の円運動に伴い上下方向（Ｙ軸方向）に往復移動することとなり、これによって、支持フレーム２１が上下方向（Ｙ軸方向）に揺動される。

アイドラー３４は、牽引部材３１の延出方向を変更させるためのものであり、回転可能に支持されるスプロケット３８を有して構成される。
そして、アイドラー３４は、基体フレーム４０の上部、即ち第三駆動モータ３３の上方において、スプロケット３８の軸心方向を左右方向（Ｘ軸方向）として固設される。
また、スプロケット３８は、第二駆動モータ３２のスプロケット３６、および第三駆動モータ３３のスプロケット３７とともに、牽引部材３１と係合される。

このように、牽引部材３１は、ウエイト３５と連結された一端部より、昇降ベース２２と連結された他端部に向かって、第二駆動モータ３２のスプロケット３６、第三駆動モータ３３のスプロケット３７、およびアイドラー３４のスプロケット３８と、順に係合される。
そして、牽引部材３１は、一端部より第二駆動モータ３２に向かって垂直上方に延出され、スプロケット３６を介して屈曲されると、第三駆動モータ３３に向かって垂直下方に延出され、スプロケット３７を介して再び屈曲されると、アイドラー３４に向かって垂直上方に延出され、スプロケット３８を介してさらに屈曲されると、他端部に向かって垂直下方に延出される。

このような構成からなる駆動機構３０において、前述したように、第二駆動モータ３２の駆動力がスプロケット３６を介して牽引部材３１に伝達し、当該牽引部材３１が一端部または他端側に移動されることにより、支持フレーム２１は上昇または下降する。
また、第三駆動モータ３３の駆動力がスプロケット３７を介して牽引部材３１に伝達し、当該スプロケット３７が牽引部材３１とともに出力軸３３ａを中心として回転移動されることにより、支持フレーム２１は上下方向（Ｙ軸方向）に揺動する。

なお、このような駆動機構３０の構成については、本実施形態のものに限定されることはなく、例えば、エアシリンダーや油圧シリンダー等からなる流体エネルギーを用いたアクチュエータや、サーボモータおよびボールねじ等からなる電気エネルギーを用いたアクチュエータなどを用いて構築することとしてもよい。

［洗浄装置１の動作手順］
次に、洗浄装置１によってガラス基板Ｇを洗浄する場合の動作手順について、図１乃至図５を用いて説明する。

先ず始めに、図１に示すように、被洗浄物保持機構２０において、支持フレーム２１は、昇降ベース２２に対して左右方向（Ｘ軸方向）中央部にて停止した状態となっている。
また、支持フレーム２１は、昇降ベース２２とともに「待機位置」にて停止した状態となっている。

さらに、洗浄槽１０においては、洗浄液が槽本体１１に満杯の状態にて貯溜されるとともに、当該洗浄液は、槽本体１１と、ポンプ１４およびフィルタ１５との間で、常に循環された状態となっている。
また、槽本体１１に備えられる下側超音波振動子１６Ａ、右側超音波振動子１６Ｂ、および左側超音波振動子１６Ｃは、全て作動状態となっており、洗浄槽１０内の洗浄液中においては、上下方向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に伝播する超音波が常に発せられた状態となっている。

このような状態からなる洗浄装置１において、複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・が、各々前後方向（Ｚ軸方向）に平面を向けつつ一直線状に並んだ状態にて、支持フレーム２１の載置台部２１Ａ上に載置（搭載）される。
そして、図２に示すように、支持フレーム２１へのガラス基板Ｇ・Ｇ・・・の載置作業が終了すると、第二駆動モータ３２が起動され、スプロケット３６が逆転方向（矢印Ｂの方向）に回転する。

スプロケット３６が逆転方向に回転すると、牽引部材３１を介して、支持フレーム２１は昇降ベース２２とともに下降する。
そして、支持フレーム２１が「洗浄位置（図１を参照）」に到達すると、第二駆動モータ３２は一旦停止する。
これにより、載置台部２１Ａ上の複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・は、槽本体１１に貯溜された洗浄液中に完全に浸漬された状態となる。

第二駆動モータ３２が停止すると、第一駆動モータ２５が起動し、摺動ローラー２６が出力軸２５ａを中心として回転移動する。
これにより、図１に示すように、支持フレーム２１は、左右方向（図１中の矢印Ｓ１の方向）への揺動動作を開始する。
その結果、図４（ａ）に示すように、ガラス基板Ｇは、槽本体１１に貯溜された洗浄液中において、所定の揺動幅Ｘ１をもって左右方向（Ｘ軸方向）に揺動される。

一方、図２に示すように、本実施形態においては、第一駆動モータ２５の起動に伴い、第三駆動モータ３３も同時に起動し、スプロケット３７が出力軸３３ａを中心として回転移動する。
これにより、図１に示すように、支持フレーム２１は、上下方向（Ｙ軸方向）への揺動動作（図１中の矢印Ｓ２の方向）を開始する。
その結果、図４（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｇは、槽本体１１に貯溜された洗浄液中において、所定の揺動幅Ｘ２をもって上下方向（Ｙ軸方向）に揺動される。

このように、本実施形態の洗浄装置１においては、図１に示すように、支持フレーム２１を介して、洗浄液中に完全に沈水された状態のガラス基板Ｇを、上下方向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に同時に揺動させることにより、略円形状の軌跡（図１中の矢印Ｓ３によって示される軌跡。なお、当該軌跡の形状は、真円形状に限らず楕円形状や長円形状等であってもよく、ガラス基板Ｇの上下方向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）の揺動幅Ｘ１・Ｘ２に基づく）を描くように可動させる構成となっている。
つまり、本実施形態においては、洗浄液中において、下側超音波振動子１６Ａ、右側超音波振動子１６Ｂ、および左側超音波振動子１６Ｃより発せられる超音波の伝播方向と平行、且つ左右方向（水平方向）であるＸ軸方向、および上下方向（垂直方向）であるＹ軸方向に、支持フレーム２１を介してガラス基板Ｇを同時に揺動させる構成となっている。

このような構成を有することにより、少なくともガラス基板Ｇの洗浄を行う際においては、当該ガラス基板Ｇおよび支持フレーム２１によって、常に略円軌道を描くように洗浄液が撹拌されることとなり、例えば、既にガラス基板Ｇより除去され洗浄液中を浮遊する付着物が、上下方向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に伝播する超音波の振動によって洗浄槽１１の中央部へと集められて滞留するようなこともなく、均一に分散されることとなり、再びガラス基板Ｇの中央部に付着するのを防止することができる。

ところで、図５（ａ）に示すように、槽本体１１に貯溜された洗浄液中においては、右側超音波振動子１６Ｂおよび左側超音波振動子１６Ｃによって、左右方向（Ｘ軸方向）に伝播する超音波（以下、適宜「第一超音波Ｗ１」と記載する）が常に発せられているが、当該第一超音波Ｗ１は波長λ１からなる波形を有することから、（λ１）／２毎に振動の微弱な領域が存在する。

その結果、洗浄液中に浸漬した状態にて停止しているガラス基板Ｇの平面上においては、第一超音波Ｗ１の振動による洗浄効果の薄い領域Ｐ１・Ｐ１・・・（図５（ａ）中の網掛けによって示された領域）が、左右方向（Ｘ軸方向）に向かって（λ１）／２毎に発生することとなり、洗浄ムラが発生し、ガラス基板Ｇの品質低下の要因となり得る。

これに対して、本実施形態における洗浄装置１においては、洗浄液中にて略円軌道を描くようにしてガラス基板Ｇを可動させる際、左右方向（Ｘ軸方向）の揺動幅Ｘ１（図４（ａ）を参照）を、（λ１）／４に設定することとしている（Ｘ１＝（λ１）／４）。
従って、図４（ａ）に示すように、ガラス基板Ｇにおいて、当該ガラス基板Ｇに対する相対的な第一超音波Ｗ１の波形の位置は、左右方向（Ｘ軸方向）に（λ１）／４（図４（ａ）中の「第一超音波Ｗ１ａ」によって示される位置）だけ、周期的にずれることとなる。

その結果、ガラス基板Ｇの平面上の領域Ｐ１・Ｐ１・・・は、第一超音波Ｗ１の振動による洗浄効果の最も高い、波形の山部に周期的に曝すことが可能となり、洗浄ムラの発生を防止して均一な洗浄効果を確保することが可能となり、ガラス基板Ｇの品質向上を図ることができる。

また同様に、図５（ｂ）に示すように、槽本体１１に貯溜された洗浄液中においては、下側超音波振動子１６Ａによって、上下方向（Ｙ軸方向）に伝播する超音波（以下、適宜「第二超音波Ｗ２」と記載する）が常に発せられているが、当該第二超音波Ｗ２は波長λ２からなる波形を有することから、（λ２）／２毎に振動の微弱な領域が存在する。

その結果、洗浄液中に浸漬した状態にて停止しているガラス基板Ｇの平面上においては、第二超音波Ｗ２の振動による洗浄効果の薄い領域Ｐ２・Ｐ２・・・（図５（ｂ）中の網掛けによって示された領域）が、上下方向（Ｙ軸方向）に向かって（λ２）／２毎に発生することとなり、洗浄ムラが発生し、ガラス基板Ｇの品質低下の要因となり得る。

これに対して、本実施形態における洗浄装置１においては、洗浄液中にて略円軌道を描くようにしてガラス基板Ｇを可動させる際、上下方向（Ｙ軸方向）の揺動幅Ｘ２（図４（ｂ）を参照）を、（λ２）／４に設定することとしている（Ｘ２＝（λ２）／４）。

従って、図４（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｇにおいて、当該ガラス基板Ｇに対する相対的な第二超音波Ｗ２の波形の位置は、上下方向（Ｙ軸方向）に（λ２）／４（図４（ｂ）中の「第二超音波Ｗ２ａ」によって示される位置）だけ、周期的にずれることとなる。

その結果、ガラス基板Ｇの平面上の領域Ｐ２・Ｐ２・・・は、第二超音波Ｗ２の振動による洗浄効果の最も高い、波形の山部に周期的に曝すことが可能となり、洗浄ムラの発生を防止して均一な洗浄効果を確保することが可能となり、ガラス基板Ｇの品質向上を図ることができる。

第一駆動モータ２５および第三駆動モータ３３が同時に起動し、槽本体１１内にてガラス基板Ｇの洗浄作業が開始されてから所定時間が経過すると、これらの第一駆動モータ２５および第三駆動モータ３３は、同時に停止する。
その後、図２において、第二駆動モータ３２が再び起動し、スプロケット３６が正転方向（矢印Ａの方向）に回転する。

スプロケット３６が正転方向に回転すると、牽引部材３１を介して、支持フレーム２１は昇降ベース２２とともに上昇する。
そして、支持フレーム２１が再び「待機位置（図１を参照）」に到達すると、第二駆動モータ３２は停止する。

その後、洗浄作業を終えた複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・は、支持フレーム２１の載置台部２１Ａ上より取出され（離脱され）、洗浄装置１によってガラス基板Ｇを洗浄する場合の動作手順が終了する。

なお、洗浄作業が未処理のガラス基板Ｇが別途存在する場合には、再び、当該ガラス基板Ｇを支持フレーム２１の載置台部２１Ａ上に搭載し、前述した洗浄装置１の動作手順を繰り返すこととなる。

［超音波式洗浄装置１０１（別実施形態）の構成］
次に、本発明の別実施形態に係る超音波式洗浄装置１０１の構成について、図６および図７を用いて説明する。
別実施形態における超音波式洗浄装置１０１（以下、単に「洗浄装置１０１」と記載する）は、前述した洗浄装置１と略同等な構成を有する一方、洗浄槽１１０の構成において洗浄装置１と大きく相違する。
よって、以下の説明においては、主に洗浄装置１との相違点について記載し、洗浄装置１と同等な構成についての記載は省略する。

洗浄槽１１０は、上面を開口された槽本体１１１を備え、当該槽本体１１１の下方には、例えば直動案内ガイドからなる第三規制ガイド機構１１２が、可動方向を前後方向（Ｚ軸方向）として配設される。

また、第三規制ガイド１１２の下方には、基体フレーム１１３より前方に延設される架台１１４が配設されており、当該第三規制ガイド機構１１２を介して、洗浄槽１１０は、架台１１４と連結される。

そして、洗浄槽１１０には、例えば、エアシリンダーや油圧シリンダー等からなる流体エネルギーを用いたアクチュエータや、サーボモータおよびボールねじ等からなる電気エネルギーを用いたアクチュエータなどからなる駆動機構（図示せず）が設けられており、当該駆動機構によって、洗浄槽１１０は、前後方向（Ｚ軸方向）に揺動可能な構成となっている。

このような構成からなる洗浄装置１０１によって、ガラス基板Ｇを洗浄する場合の動作手順においては、洗浄液内にてガラス基板Ｇの洗浄作業を行う際に、洗浄槽１１０の前後方向（Ｚ軸方向）への揺動動作を伴う点において、前述した洗浄装置１の動作手順と異なる。

具体的には、複数のガラス基板Ｇ・Ｇ・・・が搭載された支持フレーム１１５が「洗浄位置（図１を参照）」に到達し、第二駆動モータ１１６が停止すると、第一駆動モータ１１７および第三駆動モータ１１８が起動するのと同時に、前述した駆動機構（図示せず）も同時に駆動を開始する。

その結果、別実施形態における洗浄装置１０１においては、洗浄液中に完全に沈水された状態のガラス基板Ｇを、上下方向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に揺動させると同時に、当該洗浄液に対して相対的に前後方向（Ｚ軸方向）にも揺動させることとなり、略円形状の軌跡を前後方向（Ｚ軸方向）に傾斜させた三次元的な形状からなる軌跡［（図６中の矢印Ｓ４によって示されるように、仮想の略球体面に沿った軌跡。なお、当該軌跡の形状は、真球形状の仮想球体面に沿った形状に限らず楕円体形状等の仮想球体面に沿った形状であってもよく、ガラス基板Ｇの上下方向（Ｙ軸方向）と左右方向（Ｘ軸方向）の揺動幅Ｘ１・Ｘ２、および洗浄液に対して相対的な前後方向（Ｚ軸方向）への揺動幅に基づく］を描くように揺動させる構成となっている。

このような構成を有することにより、少なくともガラス基板Ｇの洗浄を行う際においては、当該ガラス基板Ｇおよび支持フレーム１１５によって、あらゆる方向に三次元的に洗浄液が撹拌されることとなる。
その結果、板形状のガラス基板Ｇからなるガラス物品に限らず、例えば球体のような曲面を有した形状からなるガラス物品に対しても、当該曲面に付着する付着物を、より効果的に洗浄液の流れに曝すことができ、十分な洗浄効果を期待することができる。

具体的には、図７に示すように、付着物Ｚ１・Ｚ２・Ｚ３の付着状態によっては、洗浄液の流動方向に対して除去され難い方向が存在し、例えば、ガラス物品Ｇａに対して、上下方向に広い面が向いて付着する付着物Ｚ１については、洗浄液の流動方向が前後方向、または左右方向である場合に除去され難く、また、左右方向に広い面が向いて付着する付着物Ｚ２については、洗浄液の流動方向が上下方向、または前後方向である場合に除去され難く、さらに、前後方向に広い面が向いてガラス物品Ｇａから一部食み出して付着する付着物Ｚ３については、洗浄液の流動方向が左右方向、または上下方向である場合に除去され難い。

しかしながら、別実施形態の洗浄装置１によれば、三次元的に洗浄液を流動させることで、あらゆる状態で付着した付着物Ｚ１・Ｚ２・Ｚ３に対しても、効果的に除去することが可能となり、高い洗浄効果を実現することができる。

なお、図６では、洗浄槽１１０がＺ軸方向に揺動する形態で説明したが、これには限定されず、支持アーム部がＺ軸方向に揺動する形態でもよい。

１０ 洗浄槽
１１ｂ 右側面
１１ｃ 左側面
１６ 超音波振動子（超音波発生手段）
１６Ａ 下側超音波振動子（第一超音波発生手段）
１６Ｂ 右側超音波振動子（第二超音波発生手段）
１６Ｃ 左側超音波振動子（第三超音波発生手段）
２１ 支持フレーム（支持手段）
Ｇ ガラス基板（ガラス物品）

Claims (8)

1. ガラス物品を製造する製造工程において、
   洗浄槽に洗浄液を貯溜し、
   該洗浄槽に配設された超音波発生手段によって前記洗浄液中に超音波を発生させて伝播させ、
   支持手段によって複数の前記ガラス物品を支持しつつ該ガラス物品を前記洗浄液中に浸漬することにより前記ガラス物品を洗浄する、ガラス物品の製造方法であって、
   前記洗浄液中において、
   前記超音波の伝播方向と平行、且つ水平方向であるＸ軸方向、および前記超音波の伝播方向と平行、且つ前記Ｘ軸方向に垂直方向であるＹ軸方向に、前記支持手段を介して前記ガラス物品を同時に揺動させ、
   複数の前記ガラス物品は、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直方向であるＺ軸方向に並ぶように配列されている、
   ことを特徴とする、ガラス物品の製造方法。
2. 前記超音波発生手段が発する超音波の波長はλであり、
   前記支持手段による前記ガラス物品の前記Ｘ軸方向および／またはＹ方向への揺動幅はλ／４である、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のガラス物品の製造方法。
3. 前記超音波発生手段は、
   前記洗浄槽の底面に配設される第一超音波発生手段と、
   前記洗浄槽の対向する一対の側面に各々配設される第二超音波発生手段および第三超音波発生手段と、
   からなり、
   前記第一超音波発生手段は、前記Ｙ軸方向に向かって前記洗浄液中に伝播する超音波を発し、
   前記第二超音波発生手段および前記第三超音波発生手段は、前記Ｘ軸方向に向かって前記洗浄液中に伝播する超音波を各々発する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス物品の製造方法。
4. 前記洗浄槽において、
   前記洗浄液は、オーバーフローの状態にある、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のガラス物品の製造方法。
5. 前記洗浄液中において、
   前記ガラス物品は、
   前記Ｚ軸方向に、前記洗浄槽と相対的に揺動される、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のガラス物品の製造方法。
6. 前記ガラス物品は、板形状からなる、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のガラス物品の製造方法。
7. 前記ガラス物品は、曲面を有した形状からなる、
   ことを特徴とする、請求項５に記載のガラス物品の製造方法。
8. 前記ガラス物品は、球体状からなる、
   ことを特徴とする、請求項７に記載のガラス物品の製造方法。

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