JPH10156298A - 超音波洗浄乾燥装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の版の洗浄乾燥装置および方法における
洗浄液が大量に必要で冷風では乾燥中に結露を生じ、温
風ではヒーターを要し洗浄液への引火の恐れがあり送風
のほこりを除去する必要があるなどの問題点を解消する
手段を提供する。 【解決手段】洗浄ヘッド部１の超音波振動板２の裏面に
１ないし複数個の超音波振動子４を結合し超音波発振器
６で駆動する。版１２の版面１２ｂは版受け１０に載置
して版表用送液パイプ１４の細孔１４ａから版面１２ｂ
の表面側の上端付近に洗浄液１４ｂを散布し版裏用送液
パイプ１６の細孔１６ａから版面１２ｂの裏面側と振動
板２の上端付近との隙間に洗浄液１６ｂを散布してそれ
ぞれ流下させて洗浄液を介して超音波洗浄して、終われ
ば洗浄液１４ｂ，１６ｂの散布を停止すれば超音波振動
子４と超音波振動板２の振動および発熱で版１２の版面
１２ｂが乾燥される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシルクスクリーンの
版等を超音波で洗浄した後に乾燥させる超音波洗浄乾燥
装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シルクスクリーン印刷法を用いて
印刷配線基板にクリームはんだや部品接着用の接着剤を
印刷する方法が広く用いられている。これはには化学繊
維の織物でできた版やステンレス、ニッケル板等の金属
製の版が用いられている。この方法を用いて、たとえば
クリームはんだを印刷配線基板上に印刷するとき、時間
の経過と共にクリームはんだの溶剤の揮散により版が目
詰まりを起こして所望の印刷品質が得られなくなる。ま
たエポキシ系の接着剤を印刷配線基板上等に印刷すると
きもポットライフが短いために短時間内に版の目詰まり
を起こすなどの問題があった。したがってこのような印
刷に用いる版は所定時間ごとに洗浄し、乾燥させる必要
がある。

【０００３】洗浄のためには、従来は版が入る大きさの
金属製の容器に洗浄液を満たし、容器の底面に結合した
超音波振動子を振動させて洗浄液を介して版に振動を与
えて超音波洗浄し、その後に容器から取り出して送風し
たり、ヒーターを併用して熱風を送って乾燥させる等の
方法をとっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の方法では洗浄の際の容器が大きいために大量
の洗浄液が必要であり、この大量の洗浄液を振動させる
超音波振動子の駆動には大きなパワーが必要であった。

【０００５】また乾燥の際、洗浄液にアルコール等を用
いていると、送風のみでは洗浄液の蒸発の際の気化熱に
より版面の温度が低下して空気中の水分が結露して水滴
ができてしまい、版面にむらとなって残り乾燥状態がよ
くないという問題点があった。

【０００６】また乾燥時にヒーターを併用する方法では
発熱体を必要とし、またヒーターに近い部分では局部的
に高温となり、洗浄液に引火するという危険があり、ま
た冷風でも、温風であっても送風のエアーのほこりを取
るためのフィルタが必要であった。

【０００７】また洗浄用の容器に出し入れし、また取り
出したワークを乾燥機に掛け直す等の手数がかかってい
た。

【０００８】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するためのもので、少量の洗浄液で短時間に洗浄でき、
また洗浄した後に、そのままの位置で短時間に乾燥も行
える超音波洗浄乾燥装置およびその方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に本発明の超音波洗浄乾燥装置は、請求項１において、
傾斜して設置し裏面に超音波振動子を結合した超音波振
動板と、洗浄乾燥すべき対象物の面を超音波振動板表面
と一定間隔に保って設置するための載置手段と、対象物
の表面あるいは裏面上方に少なくとも洗浄すべき幅にお
いて均等に洗浄液を散布する洗浄液散布手段と、超音波
振動子に超音波電流を印加する超音波発振手段とを備え
た構成である。

【００１０】この構成において、超音波発振手段から超
音波電流を超音波振動子に印加しつつ洗浄液散布手段に
より対象物の表面あるいは裏面上方に洗浄液を散布流下
させ対象物の裏面上方と超音波振動板表面上方との隙間
に洗浄液を流下させて対象物を超音波洗浄し、ついで洗
浄液の散布流下を停止させ超音波発振手段から超音波電
流を超音波振動子に印加することによって超音波振動子
と超音波振動板から発生する振動および熱によって対象
物を乾燥させるものである。

【００１１】また本発明の超音波洗浄乾燥方法は、請求
項２において、傾斜して設置し裏面に超音波振動子を結
合した超音波振動板と洗浄乾燥すべき対象物とを一定間
隔に保ったうえで、超音波振動子に超音波発振器から超
音波電流を印加して超音波振動子によって超音波振動板
を振動させ、対象物の表面あるいは裏面上方から少なく
とも洗浄すべき幅において均等に洗浄液を散布流下さ
せ、かつ対象物の裏面上方と超音波振動板表面上方との
隙間に少なくとも洗浄すべき幅において均等に洗浄液を
流下させながら洗浄液を介して超音波洗浄を行い、つい
で超音波振動子に超音波電流を印加したまま洗浄液の散
布を停止することによって超音波振動子の振動および発
熱によって対象物を乾燥させるものである。

【００１２】本発明は上記の装置または方法によってシ
ルクスクリーン版等を対象物としたとき、少ない洗浄液
で迅速に洗浄し、版面や超音波洗浄駆動部分の乾燥を結
露なく行うことができ、ヒーター等の局部高温発熱体が
ないために引火の危険がなく安全であり、送風のエアー
のほこりを取るフィルタも不要であって、洗浄が終わる
と洗浄液の供給を止めるだけという簡単な操作で乾燥工
程に入ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明の超音波
洗浄乾燥装置の一実施形態について説明する。図１は本
発明の一実施形態の超音波洗浄乾燥装置のブロック図、
図２は同じくその超音波洗浄乾燥装置要部の側断面図、
図３は同じく超音波振動板と版との関係を示す要部側面
図である。

【００１４】洗浄ヘッド部１は平面で周辺を下方に向け
て曲げた超音波振動板（ホーン）２の裏面に１ないし複
数個の超音波振動子４をスタッドボルトによるネジ止め
または接着等の方法で固定して構成する。超音波振動子
４を複数個する場合はそれぞれ並列に接続されて超音波
発振器６の出力に接続されている。超音波発振器６は超
音波振動子４の共振周波数に合わせて、たとえば４０．
５±１ｋＨｚで発振し、超音波電流を超音波振動子４に
印加できるように調整しておく。この洗浄ヘッド部１は
取り付け台８上に取り付け、また取り付け台８には載置
手段として超音波振動板２の両側方に版受け１０を設
け、これは洗浄乾燥すべき対象物である版１２の枠１２
ａの内方において版面１２ｂを載置して保持するように
なっている。

【００１５】ワークである版１２の版面１２ｂは前述の
ように化学繊維の織物またはステンレス、ニッケル等の
金属板で作られ、インクを通すための開口１２ｃを有し
ている。この版面はアルミニウム等で作られた枠１２ａ
に接着等の方法で張り付けられている。載置手段である
版受け１０は洗浄乾燥すべき版１２の版面１２ｂを載置
して洗浄ヘッド１との間隔を適当に調整して所定の隙間
を設けるためのもので、洗浄すべき版１２が一定のもの
であれば固定したものでよく、必要によって高さを微調
整できるものであってもよい。また洗浄液を効率良く版
全面に行き渡らせるために上方の間隙を広くして洗浄液
を多く流下させ、液が少なくなる下方を狭くして液に気
泡が入らないよう一定に保つのが効果的である。

【００１６】取り付け台８は斜めに設置され、超音波ヘ
ッド部１も、その上に載置される版１２も斜めに設置さ
れる。版表用送液パイプ１４には多数の細孔１４ａを少
なくとも版１２の洗浄されるべき部分の幅１２ｄまたは
それより少し広い幅にわたって設け、洗浄される版１２
の表面側の上端付近に版１２の幅方向に配置し、この版
表用送液パイプ１４と同様に版裏用送液パイプ１６にも
多数の細孔１６ａを少なくとも版１２の洗浄されるべき
部分の幅１２ｄまたはそれより少し広い幅にわたって設
け、洗浄される版１２の版面１２ｂ裏面側の上端付近に
版１２の幅方向に配置する。そして洗浄液タンク１８か
らポンプ２０を介して版表用送液パイプ１４と版裏用送
液パイプ１６とに洗浄液が送られるように接続する。洗
浄液タンク１８とポンプ２０と版表用送液パイプ１４と
を表面側の洗浄液散布手段とする。同様に洗浄液タンク
１８とポンプ２０と版裏用送液パイプ１６とを裏面側の
洗浄液散布手段とする。

【００１７】ポンプ２０が作動したときは版表用送液パ
イプ１４の細孔１４ａから洗浄液１４ｂを版１２の版面
１２ｂの表面上端に均等に流出散布させて版面１２ｂの
表面を流下させ、また版裏用送液パイプ１６の細孔１６
ａから版面１２ｂの上端と超音波振動板２の表面上端の
間に洗浄液１６ｂを均等に流出散布させて版面１２ｂの
裏面と洗浄ヘッド１の超音波振動板２の表面との隙間を
流下させるように構成する。したがって取り付け台８の
傾斜は流下する洗浄液がワークである版面１２ｂの表面
および裏面をまんべんなく潤すように決定する。傾斜が
緩やかすぎると洗浄液の流れにむらが起こり、版から剥
離した異物が流れにくくなり、また傾斜が急に過ぎれば
洗浄液が早く流下してしまい、ワーク表裏面に滞留しな
くなり、洗浄液を大量に必要とする。

【００１８】コントロールボックス２２は発振超音波発
振器６とポンプ２０とをコントロールするように接続さ
れている。そして上記各構成部分を筺体２４内におさめ
筺体２４の前面窓２６から内部の洗浄状態を監視できる
ようにし、コントロールボックス２２を筺体外から操作
できるようにすればよい。またここでは図示しないが流
下した洗浄液を濾過して洗浄液を分離するフィルタ等を
設てもよい。

【００１９】このように構成され、つぎにその動作の説
明に移る。筺体２４の前面窓２６を開き、版１２を取り
付け台８上の版受け１０に載置し、洗浄ヘッド部１の超
音波振動板２上に版１２の洗浄すべき版面１２ｂがかか
るようにする。そして前面窓２６を閉じてコントロール
ボックス２２を操作して、ポンプ２０を作動させて版表
用送液パイプ１４から洗浄液１４ｂを版面１２ｂの表面
に流下させ、また版裏用送液パイプ１６から洗浄液１６
ｂを流出させて版面１２ｂの裏面と超音波振動板２との
隙間を流下させる。同時に超音波発振器６を発振させ、
その出力を超音波振動子４に印加することにより超音波
振動板２を振動させ、この超音波振動により洗浄液を超
音波振動させて版面１２ｂを洗浄する。

【００２０】図３（ｂ）は版面の開口部の側面図である
が、この図に基づいて洗浄時の振動のメカニズムを説明
すると、超音波は空気中では秒速約３４０ｍで伝搬する
が、液体中では秒速約１．４ｋｍ、金属中では秒速約５
ｋｍであり、物質によって異なるため、化学繊維やステ
ンレス、ニッケルの薄板でできた版面１２ｂの開口１２
ｃにインク、クリーム半田、接着剤や異物などの付着物
１３が付着した状態で超音波振動を加えると、すべての
物質が同じモードで振動できないために付着物が振り切
られるような状態になるものと考えられる。版面１２ｂ
に与えられた超音波振動により付着物の付着界面におい
て振動起伏のずれによってマイクロクラックが発生し
て、その隙間に洗浄液が侵入して化学溶解し約４０ｋＨ
ｚの振動により付着物は付着力の限界を超えて版面１２
ｂから剥離洗浄される。版面１２ｂから剥離した付着物
は洗浄液と共に流出する。この付着物を含んだ洗浄液は
貯蔵しておいて定期的に回収して洗浄液とはんだ等の物
質を回収して再利用してもよく、または同一筺体２４中
に図示しないフィルタ装置を内蔵して付着物と洗浄液と
を分離してもよい。

【００２１】所定の時間洗浄した後、コントロールボッ
クス２２を操作してポンプ２０を停止させ、洗浄液１４
ｂ，１６ｂの流下を停止する。ただし超音波発振器６の
振動は継続する。するとまず洗浄液１４ｂ，１６ｂの流
れなくなった洗浄ヘッド部１の超音波振動板２の超音波
振動によって版上の洗浄液の水滴を霧化させる。水滴が
なくなるまで十分に洗浄液を霧化した後、振動板の熱損
失による発熱や、また超音波振動子４から発生する熱も
伝導することによって温度が６０度Ｃ程度に上昇し、熱
伝導で洗浄液はさらに気化されて蒸発し、洗浄された版
面１２ｂは超音波振動板２からの振動による霧化と輻射
熱によって加熱されて約２分間で乾燥する。とくに乾燥
は熱だけでなく超音波振動板２が振動していることによ
って液体が直接霧化し、さらに空気分子の動きも激しく
なり熱だけで乾燥する場合に比べて乾燥が促進されるも
のと考えられる。このようにコントロールボックス２２
を設けて操作を手動で行ってもよいがコンピュータによ
って超音波発振器６の発振および停止、ポンプ２０の作
動および停止を外部から自動的に行ってもよい。

【００２２】このように本実施形態においては、洗浄ヘ
ッド部１の超音波振動板２が超音波振動子４によって超
音波振動をしている所へ、その上に僅かな距離をおいて
載置されている版１２の版面１２ｂの表面を流下する洗
浄液１４ｂおよび版面１２ｂの裏面と超音波振動板２の
隙間を流下する洗浄液１６ｂを介して超音波洗浄され、
その後洗浄液を停止することによって超音波振動する振
動板および超音波振動子の振動および発熱によってすば
やく乾燥され、すなわち版を載置したまま、超音波振動
を与え続け、洗浄液を流下して洗浄が完了すれば洗浄液
の流下を止めて超音波振動を与え続けて乾燥するという
簡単な構成と簡単な操作によって洗浄と乾燥がなされ、
少量の洗浄液で洗浄でき、結露を生じることもほこりの
付着も発火の危険もなく短時間に良好な乾燥状態が得ら
れるものである。

【００２３】なお、必要によって異なった大きさの版に
対応できるよう版受け１０の一方を移動できるようにし
てもよく、その場合は版面の大きさに合わせて版表用送
液パイプ１４、版裏用送液パイプ１６の細孔１４ａ，１
６ａにカバーを設けておき、このカバーをスライドさせ
て送液範囲を版の大きさに合わせるようにすれば洗浄液
を有効に利用することができる。また洗浄液散布手段は
図では版の上面と裏面に設けたが、版などの対象物の種
類により裏面だけで良い場合もある。

【００２４】また、本実施形態ではシルクスクリーンの
版の乾燥について説明したが、シルクスクリーンの版だ
けではなく平面の物体であれば対象物として洗浄と乾燥
を行えることはいうまでもない。

【００２５】さらに実施形態に例示のものは一例であり
超音波振動子の数とか共振周波数その他の数値や構成、
方法の細部は例示のものに限定されるものではない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明のように本発明の超音波洗浄乾
燥装置は、請求項１の構成によって、洗浄液を介して対
象物を超音波洗浄し、洗浄液の散布を停止することによ
って超音波振動子と超音波振動板から発生する振動およ
び熱によって対象物を早く乾燥させることができる。

【００２７】また本発明の超音波洗浄乾燥方法は、請求
項２の方法によって請求項１の超音波洗浄乾燥装置と同
様に対象物を洗浄し早く乾燥させることができる。

【００２８】このように本発明は印刷のための版等を少
量の洗浄液で洗浄でき、結露を生じることもほこりの付
着も発火の危険もなく短時間に良好な乾燥状態が得られ
る実用効果高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の超音波洗浄乾燥装置のブ
ロック図

【図２】同じくその超音波洗浄乾燥装置要部の側断面図

【図３】同じく超音波振動板と版との関係を示す要部側
断面図

【符号の説明】

１ 洗浄ヘッド部 ２ 超音波振動板 ４ 超音波振動子 ６ 超音波発振器 ８ 取り付け台 １０ 版受け １２ 版 １２ａ 枠 １２ｂ 版面 １２ｃ 開口 １３ 付着物 １４ 版表用送液パイプ １４ａ，１６ａ 細孔 １４ｂ，１６ｂ 洗浄液 １６ 版裏用送液パイプ １８ 洗浄液タンク ２０ ポンプ ２２ コントロールボックス ２４ 筺体 ２６ 前面窓

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜して設置し裏面に超音波振動子を結
   合した超音波振動板と、洗浄乾燥すべき対象物の面を前
   記超音波振動板表面と一定間隔に保って設置するための
   載置手段と、 前記対象物の表面あるいは裏面上方に少なくとも洗浄す
   べき幅において均等に洗浄液を散布する洗浄液散布手段
   と、 前記超音波振動子に超音波電流を印加する超音波発振手
   段とを備え、前記超音波発振手段から超音波電流を超音
   波振動子に印加しつつ前記洗浄液散布手段により前記対
   象物の表面あるいは裏面上方に洗浄液を散布流下させ、
   上記対象物の裏面上方と前記超音波振動板表面上方との
   隙間に洗浄液を流下させて前記対象物を超音波洗浄し、
   ついで前記洗浄液の散布流下を停止させ前記超音波発振
   手段から超音波電流を超音波振動子に印加することによ
   って前記超音波振動子と超音波振動板から発生する振動
   または熱によって前記対象物を乾燥させることを特徴と
   する超音波洗浄乾燥装置。
2. 【請求項２】 傾斜して設置し裏面に超音波振動子を結
   合した超音波振動板と洗浄乾燥すべき対象物とを一定間
   隔に保ったうえで、前記超音波振動子に超音波発振器か
   ら超音波電流を印加して前記超音波振動子によって前記
   超音波振動板を振動させ、前記対象物の表面あるいは裏
   面上方から少なくとも洗浄すべき幅において均等に洗浄
   液を散布流下させ、かつ前記対象物の裏面上方と前記超
   音波振動板表面上方との隙間に少なくとも洗浄すべき幅
   において均等に洗浄液を流下させながら洗浄液を介して
   超音波洗浄を行い、ついで前記超音波振動子に超音波電
   流を印加したまま前記洗浄液の散布を停止することによ
   って前記超音波振動子の振動および発熱によって前記対
   象物を乾燥させることを特徴とする超音波洗浄乾燥方
   法。