JP6979448B2 - クリーニング装置 - Google Patents
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Description
図1に示す当該クリーニング装置1は、搬送されるフィルム状又は板状対象物S表面のクリーニング装置である。当該クリーニング装置1は、対象物Sの搬送方向Cと略垂直かつ対象物S表面と略平行な回転軸を中心として回転自在に配設され、表面を帯電させた状態で対象物S表面に接触させるクリーニングローラ2と、クリーニングローラ2と略平行に配設され、回転駆動させつつ対象物S表面に接触させるローラ状のクリーニングブラシ3とを主に備える。また、当該クリーニング装置1は、クリーニングローラ2と略平行に配設され、帯電かつ回転駆動させつつクリーニングローラ2表面に接触させるブラシローラ4と、クリーニングブラシ3及びブラシローラ4と略平行に配設され、表面を帯電させた状態でクリーニングブラシ3及びブラシローラ4の外周側に接触させる1の集塵ローラ5とをさらに備える。なお、図1中の矢印は、対象物Sの搬送方向C及び各ローラの回転方向を示している。クリーニングローラ2における対象物S表面との接点部分での回転方向は、対象物Sの搬送方向Cに対して順方向であり、クリーニングブラシ3における対象物S表面との接点部分での回転方向は、対象物Sの搬送方向Cに対して逆方向である。
当該クリーニング装置1で異物除去する対象物Sは、フィルム状又は板状のものであれば、どのようなものでもよい。例えば対象物Sとして、FPDのガラス基板、電子部品を搭載するプリント基板、樹脂薄板、フィルム材料等を用いることができる。
クリーニングローラ2は、対象物Sの搬送方向Cと略垂直かつ対象物S表面と略平行な回転軸を中心として回転自在に配設される。このクリーニングローラ2は、表面を帯電させた状態で対象物S表面に接触し、対象物Sの搬送に伴って連れ回りしつつ電界の力により対象物S表面に付着の異物を吸着する。つまり、対象物S表面に付着の異物が、静電気力によってクリーニングローラ2表面に吸着される。
ローラ状のクリーニングブラシ3は、クリーニングローラ2よりも対象物Sの搬送方向C上流側に、クリーニングローラ2と略平行に配設される。このクリーニングブラシ3は、外周側がクリーニングローラ2表面と接触しないよう、クリーニングローラ2と離間して配設される。このクリーニングブラシ3は、対象物S表面に接触しながら、対象物S表面との接点部分での回転方向が対象物Sの搬送方向Cに対して逆方向となるよう回転駆動される。
ブラシローラ4は、帯電かつ回転駆動されながら、外周側がクリーニングローラ2表面に接触するようクリーニングローラ2と略平行に配設される。
集塵ローラ5は、帯電かつ回転駆動されながら、表面がクリーニングブラシ3の外周側及びブラシローラ4の外周側と接触するよう、クリーニングブラシ3及びブラシローラ4と略平行に配設される。
スクレーパー6は、例えば矩形状の板であり、軸方向に亘って集塵ローラ5表面に接触可能な部分を有している。このスクレーパー6は、搬送方向C下流側かつ下方に傾斜し、上記矩形の長辺が集塵ローラ5表面に回転軸方向に亘って接触するよう集塵ローラ5の搬送方向C上流側に配設される。ここで、スクレーパー6の集塵ローラ5表面に接触する長辺を先端部と呼ぶこととする。
フレーム7は、対象物Sの搬送方向Cに略直交し、搬送方向Cの前後に配設される前板及び後板と、搬送方向Cに略平行かつ対象物S表面に対して略垂直に配設される一対の側板と、対象物S表面に略平行に配設される天板とを有する。上記天板は、上記一対の側板、前板及び後板の各上端に接続している。クリーニングローラ2、クリーニングブラシ3、ブラシローラ4、集塵ローラ5及びスクレーパー6は、このような形状を有するフレーム7の内側に収容される。
第1対向電極ローラ9は、表面を帯電させた状態で、対象物Sのクリーニングブラシ3と接触する面とは反対側の面と接触するよう、クリーニングブラシ3と略平行にかつ対向する位置に回転自在に配設される。この第1対向電極ローラ9は、対象物Sの搬送に伴って連れ回りする。
一対のガイドローラ11は、クリーニングブラシ3及び第1対向電極ローラ9よりも対象物Sの搬送方向C上流側に、対象物Sの搬送方向Cと略垂直かつ対象物S表面と略平行な回転軸を中心として回転自在に配設される。一対のガイドローラ11は、これらのガイドローラ11間を搬送される対象物Sの両面が各ガイドローラ11の周面に接触する程度の間隙を有するよう配設される。この一対のガイドローラ11は、対象物Sの搬送に伴って連れ回りする。
図1のクリーニング装置1を用いて、フィルム状又は板状対象物表面に付着する異物を除去するクリーニング方法について説明する。このクリーニング方法は、フィルム状又は板状対象物Sを搬送する工程(搬送工程)と、対象物S表面と接触し、対象物S表面との接点部分での回転方向が対象物Sの搬送方向Cに対して逆方向となるよう回転駆動されるクリーニングブラシ3により、対象物S表面に付着の異物を吸着する第1異物吸着工程と、回転自在に配設され、表面を帯電させた状態で対象物S表面に接触させるクリーニングローラ2により、上記異物を吸着する第2異物吸着工程とを主に備える。また、このクリーニング方法は、帯電かつ回転駆動されつつクリーニングローラ2表面に接触するブラシローラ4に、クリーニングローラ2に吸着させた異物を移動する第1異物移動工程と、表面が帯電された状態でクリーニングブラシ3及びブラシローラ4の外周側に接触する集塵ローラ5に、クリーニングブラシ3及びブラシローラ4に付着させた異物を移動する第2異物移動工程と、集塵ローラ5の表面に付着させた異物のスクレーパー6での掻き取りにより上記異物を回収する工程(異物回収工程)とをさらに備える。
上記搬送工程では、フィルム状又は板状対象物Sの先端を一対のガイドローラ11間に挿入する。例えば上記対象物Sを搬送するベルトコンベアなどの搬送機構の端部に上記一対のガイドローラ11が配置されるようクリーニング装置1を配設することで、上記搬送機構による搬送速度でクリーニング装置1に対象物Sを挿入することができる。また、例えば人手によって対象物Sの先端を一対のガイドローラ11間に挿入してもよい。ガイドローラ11間に対象物Sの先端が挿入されると、クリーニングローラ2及び第2対向電極ローラ10間を対象物Sの両面が接触しながら通過することでクリーニングローラ2及び第2対向電極ローラ10が連れ回りし、この連れ回りによって生じるクリーニングローラ2及び第2対向電極ローラ10の回転慣性で対象物Sがクリーニング装置1内を搬送される。
上記第1異物吸着工程では、対象物Sのクリーニングブラシ3側の面に付着の異物をクリーニングブラシ3に吸着させる。具体的には、クリーニングブラシ3が、対象物S表面との接点部分での回転方向が対象物Sの搬送方向Cに対して逆方向となるよう回転駆動されるので、クリーニングブラシ3が対象物S表面に接触する際、対象物S表面に付着の異物が掻き起こされる。また、クリーニングブラシ3を帯電させているので、電界の力により対象物S表面の異物がクリーニングブラシ3に吸着される。なお、上記掻き起こしにより比較的大きなミリサイズの異物が掻き起こされるので、第1異物吸着工程では、クリーニングブラシ3によって対象物S表面から比較的大きなミリサイズの異物が効果的に除去される。
上記第2異物吸着工程では、対象物Sのクリーニングローラ2側の面に付着の異物をクリーニングローラ2表面に吸着させる。具体的には、クリーニングローラ2が、帯電された状態で対象物S表面に接触しながら連れ回りするので、クリーニングローラ2が対象物S表面に接触する際、電界の力により対象物S表面の異物がクリーニングローラ2に吸着される。ここで、クリーニングローラ2は、軸方向に亘って対象物S表面に接触し易いので、ミクロンサイズの微細な異物も吸着できる。従って、上記第1異物吸着工程及び第2異物吸着工程を行うことにより、対象物S表面に付着の比較的大きな異物と共に微細な異物を除去できる。
上記第1異物移動工程では、第2異物吸着工程でクリーニングローラ2に吸着させた異物をブラシローラ4に移動させる。具体的には、クリーニングローラ2に印加する電圧よりも高い電圧をブラシローラ4に印加し、このブラシローラ4をクリーニングローラ2表面に接触させつつ回転駆動することで、クリーニングローラ2に吸着させた異物がブラシローラ4に移動する。これにより、対象物S表面に接触する前のクリーニングローラ2の周面が異物のない清浄な状態となる。
上記第2異物移動工程では、第1異物吸着工程でクリーニングブラシ3に付着させた異物及び第1異物移動工程でブラシローラ4に付着させた異物を集塵ローラ5に移動させる。具体的には、クリーニングブラシ3及びブラシローラ4に印加する電圧よりも高い電圧を集塵ローラ5に印加し、この集塵ローラ5をクリーニングブラシ3及びブラシローラ4の外周側に接触させつつ回転駆動することで、クリーニングブラシ3及びブラシローラ4に付着させた異物が集塵ローラ5に吸着される。
上記異物回収工程では、第2異物移動工程で集塵ローラ5表面に吸着させた異物を回収する。具体的には、上記表面がスクレーパー6の先端部に接触する集塵ローラ5を回転駆動することで、集塵ローラ5表面に吸着させた異物がスクレーパー6によって掻き取られる。この掻き取られた異物は、異物回収部8内に落下及び回収される。
当該クリーニング装置は、対象物の搬送方向Cと略垂直かつ対象物表面と略平行な回転軸を中心として回転自在に配設されるクリーニングローラの表面を帯電させた状態で対象物表面に接触させるので、電界の力によるクリーニングローラ表面への吸着により微細な異物を効果的に除去できる。また、当該クリーニング装置は、クリーニングローラと略平行に配設されるローラ状のクリーニングブラシを帯電させた状態で回転駆動させつつ対象物表面に接触させるので、対象物表面に付着の異物を掻き起こし、ミリサイズの比較的大きな異物を効果的に除去できる。
図2に示す当該クリーニング装置21は、対象物Sの搬送方向Cと略垂直かつ対象物S表面と略平行な回転軸を中心として回転自在に配設され、表面を帯電させた状態で対象物S表面に接触させるクリーニングローラ22と、クリーニングローラ22と略平行に配設され、回転駆動させつつ対象物S表面に接触させるローラ状のクリーニングブラシ23とを主に備える。このクリーニングブラシ23は、クリーニングローラ22表面に接触している。また、当該クリーニング装置21は、クリーニングブラシ23と略平行に配設され、表面が帯電された状態でクリーニングブラシ23の外周側に接触する集塵ローラ25を備える。上記クリーニングローラ22における対象物S表面との接点部分での回転方向は、対象物Sの搬送方向Cに対して順方向であり、クリーニングブラシ23における対象物S表面との接点部分での回転方向は、対象物Sの搬送方向Cに対して逆方向である。
クリーニングローラ22は、表面を帯電させた状態で対象物S表面に接触し、対象物Sの搬送に伴って連れ回りしつつ電界の力により対象物S表面に付着の異物を吸着する。このクリーニングローラ22は、例えば第一実施形態のクリーニングローラ2と同様のものを用いることができる。
ローラ状のクリーニングブラシ23は、クリーニングローラ22と略平行に配設され、対象物S表面に接触しながら、対象物S表面との接点部分での回転方向が対象物Sの搬送方向Cに対して逆方向となるよう回転駆動される。クリーニングブラシ23は、例えば第一実施形態のクリーニングブラシ3と同様のものを用いることができる。
集塵ローラ25は、クリーニングブラシ23と略平行に配設され、表面を帯電させた状態でクリーニングブラシ23の外周側と接触するよう回転駆動される。集塵ローラ25は、例えば第一実施形態の集塵ローラ5と同様のものを用いることができる。
スクレーパー26は、搬送方向C下流側かつ下方に傾斜し、先端部が集塵ローラ25表面に回転軸方向に亘って接触する状態となるよう配設される。スクレーパー26は、例えば第一実施形態のスクレーパー6と同様のものを用いることができる。
当該クリーニング装置は、クリーニングローラ22表面に吸着させた異物をクリーニングブラシ23に移動させるので、クリーニングローラ22表面の異物を移動させるブラシローラを配設する必要がない。これにより、設備コストを低減できると共に小型化し易くなる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
対象物の搬送方向上流側に図4Bのクリーニングブラシユニット51を配設し、下流側に図4Aのクリーニングローラユニット41を配設したクリーニング装置を用いて、試験用の対象物表面に散布した異物の除去効果を評価した。具体的には、試験用の対象物として、平均厚さ75μm、平均幅100mm、平均長さ100mmの帯状のポリエチレンテレフタレート(PET)シートを用い、このPETシート表面に試験用異物として平均直径2mmの円形状のPETを散布し、上記クリーニング装置にこのPETシートを搬送速度12m/minで挿入した。クリーニングブラシ53としてポリエステル製のブラシ部を有するものを用い、このクリーニングブラシ53は、PETシートへの圧接量が0.5mmとなるよう配設し、PETシート表面との接点部分での回転方向がPETシートの搬送方向に対して逆方向となるよう周速度6m/minで回転駆動させた。また、クリーニングブラシ53への印加電圧を−800Vとし、集塵ローラ55への印加電圧を−1200Vとした。なお、クリーニングローラ42はPETシートの搬送に伴って連れ回りするため、クリーニングローラ42の周速度は12m/minであった。また、クリーニングローラ42への印加電圧を−400Vとし、ブラシローラ44への印加電圧を−800Vとし、集塵ローラ45への印加電圧を−1200Vとした。
PETシートへの圧接量が0.1mmとなるようクリーニングブラシ53を配設した以外は、実施例1と同様の方法により、試験用異物を散布したPETシートを上記クリーニング装置に挿入した。
PETシートへの圧接量が0.1mmとなるようクリーニングブラシ53を配設し、クリーニングブラシ53をPETシート表面との接点部分での回転方向がPETシートの搬送方向に対して順方向となるよう周速度36m/minで回転駆動させた以外は、実施例1と同様の方法により、試験用異物を散布したPETシートを上記クリーニング装置に挿入した。
クリーニングブラシ53をPETシート表面との接点部分での回転方向がPETシートの搬送方向に対して順方向となるよう周速度24m/minで回転駆動させた以外は、実施例1と同様の方法により、試験用異物を散布したPETシートを上記クリーニング装置に挿入した。
クリーニングブラシ53をPETシート表面との接点部分での回転方向がPETシートの搬送方向に対して順方向となるよう周速度12m/minで回転駆動させた以外は、実施例1と同様の方法により、試験用異物を散布したPETシートを上記クリーニング装置に挿入した。
PETシートへの圧接量が0.1mmとなるようクリーニングブラシ53を配設し、クリーニングブラシ53をPETシート表面との接点部分での回転方向がPETシートの搬送方向に対して順方向となるよう周速度6m/minで回転駆動させた以外は、実施例1と同様の方法により、試験用異物を散布したPETシートを上記クリーニング装置に挿入した。
実施例1、実施例2、比較例1〜4で、クリーニング装置挿入前のPETシート表面へ15個の試験用異物を散布し、クリーニング装置を通した後のPETシート表面に残存する異物の個数を目視でカウントした。試験用異物の散布数及びクリーニング装置を通した後の異物の個数から、下記式(1)により異物の除去率[%]を算出した。実施例1、実施例2、比較例1〜4の評価結果を表1に示す。なお、表1において「クリーニングブラシの回転方向」は、クリーニングブラシとPETシート表面との接点部分でのPETシートの搬送方向に対する移動方向を示している。
除去率[%]={(クリーニング前の異物の散布数−クリーニング後の異物の残存数)
/(クリーニング前の異物の散布数)}×100 ・・・(1)
2,22,32,42 クリーニングローラ
2a 芯金
2b 内層部
2c 外層部
3,23,33,53 クリーニングブラシ
3a 芯金
3b ブラシ部
4,44 ブラシローラ
4a 芯金
4b ブラシ部
5,25,45,55 集塵ローラ
6,26,46,56 スクレーパー
7 フレーム
8,48,58 異物回収部
9 第1対向電極ローラ
10 第2対向電極ローラ
11 ガイドローラ
41 クリーニングローラユニット
51 クリーニングブラシユニット
61 クリーニングシステム
C 搬送方向
S 対象物
Claims (8)
- 搬送される対象物表面のクリーニング装置であって、
上記対象物の搬送方向と略垂直かつ対象物表面と略平行な回転軸を中心として配設され、表面を帯電させた状態で上記対象物表面に接触させるクリーニングローラと、
このクリーニングローラと略平行に配設され、帯電させた状態で上記対象物表面に接触させるクリーニングブラシと
を備え、
上記クリーニングブラシが、
上記クリーニングローラよりも上記搬送方向上流側に、上記クリーニングローラと離間して配置され、
円柱状の芯金と、この芯金の周面への複数の毛の植設により形成されるブラシ部とを有し、
上記クリーニングブラシが回転駆動され、
上記クリーニングブラシにおける対象物表面との接点部分での回転方向が上記対象物の搬送方向に対して逆方向であることを特徴とするクリーニング装置。 - 上記ブラシ部を形成する毛が、導電性材料を含有する合成樹脂製の繊維であることを特徴とする請求項1に記載のクリーニング装置。
- 上記導電性材料が、カーボンブラック、炭素繊維、金属粉又は金属ウィスカである請求項2に記載のクリーニング装置。
- 上記ブラシ部の毛の断面形状が、星型形状である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のクリーニング装置。
- 上記ブラシ部の上記対象物への平均圧接量が、0.03mm以上1.5mm以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
- 上記クリーニングブラシの周速度が、1m/min以上30m/min以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
- 上記クリーニングブラシと略平行に配設され、表面を帯電させた状態で上記クリーニングブラシの外周側に接触させる集塵ローラをさらに備える請求項1に記載のクリーニング装置。
- 上記クリーニングローラと略平行に配設され、帯電かつ回転駆動させつつ上記クリーニングローラ表面に接触させるブラシローラをさらに備える請求項1に記載のクリーニング装置。
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