KR20180052532A - 초음파 처리 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 초음파 처리 불균일을 방지할 수 있는 초음파 처리 장치를 제공하는 것.
(해결 수단) 본 발명의 초음파 처리 장치는, 피처리물에 초음파 처리를 실시하기 위한 초음파조와, 상기 피처리물의 표면측에 초음파를 발진하는 제 1 초음파 진동체와, 상기 피처리물의 이면측에 초음파를 발진하는 제 2 초음파 진동체를 갖고, 상기 제 1 초음파 진동체는, 상기 제 2 초음파 진동체와 대향하지 않도록 배치되어 있는 것에 요지를 갖는다.

Description

초음파 처리 장치{ULTRASONIC TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 초음파 처리 장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 처리액에 침지한 피처리물에 대해서 초음파로 표면 처리를 행하는 초음파 처리 장치에 관한 것이다.

종래부터 전자 부품이나 프린트 기판 등의 피처리물의 세정에는 초음파 처리 장치가 사용되고 있다. 예를 들어, 프린트 기판에 디스미어 처리 등 여러 가지 처리가 행해지는데, 처리 후의 프린트 기판 표면에는 수지 등의 이물질이나 오염이 부착되어 있다. 그 때문에 프린트 기판을 처리액에 침지한 후, 초음파를 발진하고, 캐비테이션 작용에 의해서 프린트 기판 표면에 부착되는 이물질이나 오염을 제거하는 초음파 처리가 행해지고 있다.

초음파 처리에 부수하여 발생되는 문제가 종래부터 지적되고 있고, 그것들을 개선한 초음파 처리 장치가 제안되어 있다. 예를 들어, 초음파는 처리액이 순환 등에 의해서 유동하면, 그 영향을 받아 균일한 처리가 어려워진다. 이와 같은 문제의 해결책으로서, 예를 들어 특허문헌 1 에는 처리액조 내의 처리액과 분위기 사이에 배치되는 경계판을 향하여 초음파를 발진하는 초음파 기판 처리 장치가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2000-107710호

본 발명자들은, 피처리물의 표면과 이면의 양방을 초음파 처리하기 위해서 피처리물의 표면측과, 피처리물의 이면측이 대향하는 위치에 초음파 진동체를 형성하는 것을 검토하였다. 그러나 대향하는 위치에 초음파 진동체를 형성하면 초음파가 공진하여 초음파 진동체를 구성하는 복수의 초음파 발진자의 일부가 손상되는 경우가 있었다. 손상된 초음파 발진자에 대향하는 피처리물에는 초음파가 충분히 닿지 않기 때문에, 초음파 처리 불균일이 발생되었다. 또 본 발명자들은 초음파 처리시의 피처리물의 요동 등을 억제하는 가이드로서 피처리물을 사이에 끼우도록 피처리물의 양측에 반송 롤러를 형성하여 반송 롤러 사이를 이동시키는 것을 검토하였다. 그러나 반송 롤러의 외측에 초음파 진동체를 형성하면, 반송 롤러가 초음파의 파동에 간섭하여 반송 롤러 설치 부분에 대향하는 피처리물에 닿는 초음파가 약해진다. 그 때문에 피처리물의 상하 방향에서 초음파 처리 불균일이 발생되고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 사정에 착안하여 이루어진 것으로서, 초음파 처리 불균일을 방지할 수 있는 초음파 처리 장치를 제공하는 것이다. 특히 본 발명의 제 1 목적은 초음파조 내에 형성한 초음파 진동체를 구성하는 초음파 발진자의 손상을 방지하여 초음파 처리 불균일을 억제할 수 있는 초음파 처리 장치를 제공하는 것이고, 제 2 목적은 초음파조 내의 가이드 수단에서 기인하여 문제가 되고 있었던 초음파 처리 불균일을 억제할 수 있는 초음파 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 초음파 처리 장치는, 피처리물에 초음파 처리를 실시하기 위한 초음파조와, 상기 피처리물의 표면측에 형성되어 있는 초음파를 발진하는 제 1 초음파 진동체와, 상기 피처리물의 이면측에 형성되어 있는 제 2 초음파 진동체를 갖고, 상기 제 1 초음파 진동체는, 상기 제 2 초음파 진동체와 대향하지 않도록 배치되어 있는 것에 요지를 갖는다.

상기 초음파 진동체는, 복수의 초음파 발진자와, 상기 초음파 발진자의 초음파 발진측에 접하여 형성된 판 부재를 갖는 것도 바람직하다.

또 상기 초음파조는, 상기 피처리물의 표면측에 형성되어 있는 제 3 초음파 진동체와, 상기 피처리물의 이면측에 형성되어 있는 제 4 초음파 진동체를 갖고, 상기 제 1 초음파 진동체를 구성하는 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선은, 상기 제 3 초음파 진동체를 구성하는 어느 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선과, 겹치지 않도록 배치되어 있음과 함께, 상기 제 2 초음파 진동체를 구성하는 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선은, 상기 제 4 초음파 진동체를 구성하는 어느 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선과, 겹치지 않도록 배치되어 있는 것도 바람직한 실시양태이다.

본 발명의 초음파 처리 장치는, 상기 초음파 진동체에 대향하는 반사체를 갖는 것, 상기 피처리물의 반송 기구를 갖는 것은 모두 바람직한 실시양태이다.

또한 본 발명의 초음파 처리 장치는, 상기 초음파조의 입구측에 형성된 전조와, 상기 초음파조의 출구측에 형성된 후조를 갖고, 상기 각 조 사이에는, 상기 초음파조측으로 개방되는 개폐 기구가 형성되어 있는 것도 바람직하다.

또 본 발명의 초음파 처리 장치는, 피처리물에 초음파 처리를 실시하는 초음파조와, 피처리물에 초음파를 발진하는 초음파 진동체와, 상기 피처리물의 반송 기구와, 상기 피처리물의 표면에 대향하는 가이드 수단과, 상기 피처리물의 이면에 대향하는 가이드 수단을 갖고, 상기 가이드 수단은, 복수의 선재 (線材) 가 수직면 상에 형성되어 있음과 함께, 상기 선재의 길이 방향은 수평선에 대해서 경사지게 형성되어 있는 것에 요지를 갖는 초음파 처리 장치도 포함된다.

상기 가이드 수단은, 상기 선재 길이 방향 양단에 지주 (支柱) 와, 상기 지주에 근접하여 형성된 상기 선재의 되접음부를 갖고, 상기 선재는 상기 일방의 지주의 외주를 통과하여 상기 되접음부에서 되접음되고, 상기 일방의 지주의 외주를 통과하여 상기 타방의 지주에 건네져 있는 것도 바람직한 실시양태이다.

또한 상기 선재는 도전성을 갖는 것, 또 상기 지주는 나선상으로 홈이 형성되어 있는 것, 상기 지주에는, 상기 피처리물과의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구가 형성되어 있는 것은 모두 바람직한 실시양태이다.

상기 초음파 진동체는, 상이한 주파수의 초음파를 발진하는 복수의 초음파 발진자로 구성되어 있는 것, 상기 초음파 진동체는, 적어도 상이한 2 종류의 주파수를 동시에 발진하는 것, 상기 초음파 진동체는 주파수를 가변으로 구동되는 것, 상기 초음파 진동체에는 상기 피처리물과의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구가 형성되어 있는 것은, 모두 본 발명의 바람직한 실시양태이다.

본 발명의 제 1 구성에 의하면, 초음파 진동체가 대향하지 않도록 배치되어 있기 때문에, 공진이 억제되어 초음파 발진자의 손상을 방지하여, 초음파 처리 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 또 본 발명의 제 2 구성에 의하면, 초음파조 내에 형성한 가이드의 길이 방향이 수평선에 대해서 경사지도록 형성되어 있기 때문에, 피처리물의 상하 방향의 초음파 처리 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 그리고 본 발명의 제 1 구성과 제 2 구성을 합침으로써, 피처리물의 초음파 처리 불균일의 발생을 보다 더 효과적으로 억제할 수 있는 초음파조를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시양태인 초음파 처리 장치를 상방에서 바라 본 평면도이다.
도 2 는, 도 1 의 초음파 처리 장치를 Y 방향에서 바라 본 측면도이다.
도 3 은, 본 발명의 다른 실시양태로서, 피처리물을 수평 반송하는 초음파 처리 장치의 측면도이다.
도 4 는, 본 발명의 다른 실시양태로서, 피처리물을 바스켓 반송하는 초음파 처리 장치를 상방에서 바라 본 평면도이다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시양태로서, 피처리물을 바스켓 반송하는 초음파 처리 장치를 상방에서 바라 본 평면도이다.
도 6(A) 는, 가이드 수단을 상방에서 바라 본 평면도, 도 6(B) 는 가이드 수단을 X 방향에서 바라 본 측면도이다.
도 7 은, 본 발명의 가이드 수단을 도 6(A) 의 X 방향에서 바라 본 측면도이다.
도 8 은, 도 2 의 초음파조를 Z 방향에서 바라 본 정면도이다.
도 9(A) 는, 초음파 진동체를 피처리물측에서 바라 본 정면도, 도 9(B) 는 초음파 진동체를 바닥면측 (P 방향) 에서 본 단면도이다.
도 10 은, 동일 면측에 복수의 초음파 진동체를 갖는 경우의 설치 상태의 일례로서, 초음파 진동체를 피처리물측에서 바라 본 정면도이다.
도 11(A) 는, 도 1 의 개폐 기구의 개방 상태를 상방에서 바라 본 평면도, 도 11(B) 는 개폐 기구를 S 방향에서 바라 본 개방 상태의 정면도, 도 11(C) 는 개폐 기구를 S1 방향에서 바라 본 개방 상태의 측면도이다.
도 12(A) 는, 도 1 의 개폐 기구의 폐쇄 상태를 상방에서 바라 본 평면도, 도 12(B) 는 개폐 기구를 S 방향에서 바라 본 폐쇄 상태의 정면도이다.
도 13(A) 는, 도 1 의 개폐 기구의 폐쇄 상태를 상방에서 바라 본 평면도, 도 13(B) 는 개폐 기구의 개방 상태를 상방에서 바라 본 평면도이다.
도 14(A) 는, 도 13(A) 의 개폐 기구의 F 방향에서 바라 본 폐쇄 상태의 측면도, 도 14(B) 는 개폐 기구를 T 방향에서 바라 본 폐쇄 상태의 정면도이다.
도 15(A) 는, 가이드 수단의 일방의 지주측의 선재의 높이 위치 강하 전의 상태를 나타내는 도면이고, 도 15(B) 는 일방의 지주측의 선재의 높이 위치 강하 후의 상태를 나타내는 도면으로서, 모두 도 1 의 Y 방향에서 바라 본 측면도이다.
도 16 은, 제 1 초음파 진동체 및 반사체와, 피처리물과의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구의 개략도로서, 도 2 의 초음파조를 Z 방향에서 바라 본 정면도이다.
도 17 은, 가이드 수단을 구성하는 지주와 피처리물의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구의 개략도로서, 도 2 의 초음파조를 Z 방향에서 바라 본 정면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.

도면에 기초하여 본 발명의 제 1 구성에 대해서 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시양태인 초음파 처리 장치를 상방에서 바라 본 평면도이다. 도 2 는 도 1 의 초음파 처리 장치를 Y 방향에서 바라 본 측면도이다. 도 8 은 도 2 의 초음파 처리 장치의 단면도로서, 화살표 Z 방향에서 바라 본 정면도이다. 또한, 도 1, 도 2 에서는 피처리물의 반송 기구를 생략하고 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 초음파 처리 장치에는, 피처리물 (4) 의 반송 방향 (5) 을 따라서, 전조 (6), 초음파조 (1), 후조 (7) 가 순서대로 형성되어 있고, 이 순서로 각 조를 피처리물 (4) 이 통과한다. 각 조에는 도 8 에 나타내는 고정구 (31) 의 통로를 형성하는 절결 (30) 이 형성되어 있다. 초음파조 (1) 내에서 동시에 복수의 피처리물에 초음파 처리를 실시할 수 있도록 복수의 초음파 진동체가 형성되어 있다.

초음파조 (1) 는 피처리물 (4) 에 대한 초음파 처리를 행하는 처리조로서, 내부에는 피처리물 (4) 을 향하여 초음파를 발진하는 초음파 진동체를 갖는다. 초음파 진동체는 도 9 에 나타내는 바와 같이, 복수의 초음파 발진자 (19) 와 그 초음파 발진자 (19) 의 초음파 발진측에 접하여 형성된 판 부재 (20) 를 갖고 있다. 초음파 발진자 (19) 의 진동에 의해서 판 부재 (20) 가 진동하여 처리액에 초음파 진동이 전파된다. 또한, 각 초음파 진동체는 고정부 (35) 로 초음파조 (1) 의 내벽에 고정되어 있지만, 내벽과 접하지 않도록 형성한 고정 기둥에 초음파 진동체를 고정시켜도 된다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 초음파조 (1) 는, 피처리물 (4) 의 표면측에 형성되어 있는 제 1 초음파 진동체 (8) 와, 피처리물 (4) 의 이면측에 형성되어 있는 제 2 초음파 진동체 (9) 를 갖는다. 제 1 초음파 진동체 (8) 와 제 2 초음파 진동체 (9) 는 대향하지 않도록 형성되어 있다. 본 발명에 있어서 대향하지 않는다는 것은, 피처리물의 일방의 면측에 형성한 초음파 진동체의 초음파 발진면 (판 부재 (20) 측) 의 정면에, 타방면측에 형성한 초음파 진동체의 초음파 발진면이 없는 것, 즉, 피처리물의 일방의 면측에 형성한 초음파 진동체의 초음파 발진면이 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 정면 위치에 타방면측에 형성한 초음파 진동체의 초음파 발진면이 없는 것을 말한다. 이로써 제 1 초음파 진동체 (8) 와 제 2 초음파 진동체 (9) 의 공진이 억제되어, 초음파 진동체, 구체적으로는 초음파 발진자 (19) 의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 피처리물 (4) 의 표면, 이면이란, 일방의 면에 대해서 대향하는 반대측의 면이라는 의미로서, 예를 들어 판상의 피처리물의 경우에는, 최대 면적을 갖는 면의 일방을 표면, 그 반대측을 이면이라고 하는 경우와, 일방의 측면을 표면, 그 측면 (표면) 에 대해서 반대측의 측면을 이면이라고 하는 경우도 있다.

도 1 에서는 초음파조 (1) 는, 제 1 초음파 진동체 (8) 와 동일하게 피처리물의 표면측에 형성된 제 3 초음파 진동체 (10) 와, 제 2 초음파 진동체 (9) 와 동일하게 피처리물의 이면측에 형성된 제 4 초음파 진동체 (11) 를 갖는다. 복수의 초음파 진동체가 형성되어 있을 경우, 표면측에 형성된 초음파 진동체 (제 1 초음파 진동체 (8), 제 3 초음파 진동체 (10)) 는 모두, 이면측에 형성된 초음파 진동체 (제 2 초음파 진동체 (9), 제 4 초음파 진동체 (11)) 의 어느 것과도 대향하지 않도록 배치되어 있다. 또한, 초음파 진동체의 수는 초음파조의 크기 등에 따라서 임의의 수의 초음파 진동체를 형성할 수 있고, 그 경우에도 상기한 바와 같이 각 초음파 진동체는 대향하지 않도록 배치한다.

도 10 은 피처리물 (4) 에 대해서 표면측에 복수의 초음파 진동체를 갖는 경우의 설치 상태의 일례를 나타내는 측면도이다. 피처리물 (4) 의 표면측에서 배열된 제 1 초음파 진동체 (8) 를 구성하는 초음파 발진자 (19) 의 중앙부 (33) (초음파 발진자의 판 부재 접지면 중심점) 를 통과하는 수평선 (34a) 은, 제 3 초음파 진동체 (10) 를 구성하는 어느 초음파 발진자 (19) 의 중앙부 (33) 를 통과하는 수평선 (34b) 과 겹치지 않도록 상이한 높이 위치에 배치되어 있다. 이로써 발진 강도가 커지는 초음파 발진자 (19) 의 높이 위치가 초음파 진동체마다 상이하기 때문에, 반송되는 피처리물 (4) 에 대해서 보다 더 균일한 초음파 처리를 실시할 수 있다. 도시하지 않지만, 피처리물의 이측에서 배열된 제 2 초음파 진동체와 제 4 초음파 진동체도 마찬가지로, 제 2 초음파 진동체를 구성하는 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선은, 제 4 초음파 진동체를 구성하는 어느 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선과 겹치지 않도록 배치되어 있다.

또 본 발명에서는 초음파 진동체에 대향하는 반사체를 갖는다. 제 1 초음파 진동체 (8) ∼ 제 4 초음파 진동체 (11) 는 피처리물 (4) 을 개재하여 각각 대향하는 반사체 (12a ∼ 12d) 가 형성되어 있다. 또한, 초음파 진동체에 대향한다는 것은, 초음파 진동체의 초음파 발진면 (판 부재 (20)) 의 정면에 반사체의 반사면이 존재하는 것, 즉, 초음파 진동체의 초음파 발진면이 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 정면 위치에, 반사체의 반사면이 존재하는 것을 말한다. 이로써, 초음파 진동체로부터 발진된 초음파는 피처리물을 개재하여 반사체의 반사면에서 반사하고, 그 반사된 초음파 (반사파) 에 의한 피처리물에 대한 표면 처리 효과가 얻어진다. 반사체 (12a ∼ 12d) 는, 초음파를 반사하는 성질을 갖는 것이면 어느 것이나 사용 가능하고, 예를 들어 중공상 용기 (공기 박스) 등을 예시할 수 있다.

본 발명의 초음파 처리 장치는 초음파조 (1) 의 입구측에 형성된 전조 (6) 와, 초음파조 (1) 의 출구측에 형성된 후조 (7) 를 갖는다. 전조 (6) 와 후조 (7) 에는, 처리액 공급 수단과, 처리액 제거 수단이 형성되어 있다. 처리액 공급 수단은 도시하지 않지만, 처리액의 공급관, 처리액의 송액 펌프, 처리액을 저류하는 처리액조 등 처리액의 공급에 필요한 수단을 구비하고 있다. 이로써 전조 (6), 및 후조 (7) 에 소정량의 처리액이 공급된다. 또 처리액 제거 수단은 도시하지 않지만, 전조 (6), 및 후조 (7) 의 바닥부에 배출구, 및 배출구 개폐 수단을 구비하고 있다. 이로써 전조 (6), 및 후조 (7) 로부터 처리액이 배출된다. 배출구 개폐 수단으로는 각종 공지된 배출구 개폐 수단을 채용할 수 있고, 예를 들어 배출구를 개폐하는 슬라이드식 덮개 등을 들 수 있다. 슬라이드식 덮개의 개폐에 의해서, 전조 (6), 및 후조 (7) 의 간액 (干液) 상태와 만액 (滿液) 상태를 제어할 수 있다.

또 전조 (6), 및 후조 (7) 에는 피처리물 (4) 의 표면과 이면의 각각에 대향하는 링 롤러 (17) 가 형성되어 있다. 피처리물 (4) 을 대향하는 링 롤러 (17) 사이를 반송시킴으로써, 피처리물 (4) 의 자세가 유지된다.

각 조의 반송 방향 전후의 출입구에는 개폐 기구 (18a ∼ d) 가 형성되어 있다. 개폐 기구를 개방 상태로 하여 피처리물 (4) 을 통과시켜 다음의 처리조에 반입한 후, 개폐 기구를 폐쇄 상태로 한다. 개폐 기구 (18a ∼ d) 는, 예를 들어 피처리물이 통과할 수 있는 절결 (게이트 통로) 을 갖는 고정 부재와, 게이트 통로에 대응하여 개폐 상태를 제어하는 게이트부를 갖는 구성이 바람직하다.

개폐 기구 (18a) 의 구성은 도 11, 도 12 를 예시할 수 있다.

개폐 기구 (18a) 는, 고정 부재 (37) 에 게이트 통로 (36) 가 되는 절결을 갖고 있고, 고정 부재 (37) 의 절결 하부 근방에는 L 자형 가이드 레일 (39) 이 형성되어 있다. 고정 부재 (37) 는 전조 (6) 의 내벽에 고정 되어 있고, 그 고정부로부터 처리액이 누설되지 않도록 밀폐 처리가 실시되어 있다. L 자형 가이드 레일 (39) 의 L 자 형상과 고정 부재 (37) 에 의해서 가이드 홈이 되는 오목부가 형성되고, 가이드 홈 내에 게이트 부재 (38) 가 슬라이드하도록 놓여져 있다. 게이트부는 게이트 부재 (38) 와 실린더부 (43) 를 갖고, 게이트 부재 (38) 와 실린더부 (43) 는 접속부를 개재하여 고정된다. 이로써 실린더부 (43) 의 왕복 운동에 의해서 가이드 홈을 따라서 게이트 부재 (38) 가 슬라이드하여 개방, 폐쇄를 제어할 수 있다. 도시예에서는, 접속부는, 게이트 부재 (38) 의 상부에 형성한 L 자형의 고정 부재 (40) 와, 실린더부 (43) 를 구성하는 피스톤 로드 (45) 의 엔드 부분 (로드 엔드 (42)) 에 형성한 T 자 레그형의 접속 부재 (41) 가 고정된 구성이다. 또 실린더부 (43) 는 전조 (6) 또는 후조 (7) 의 상부에서 고정되어 있다. 실린더부 (43) 에 도시하지 않은 컴프레서로부터 에어가 공급되면, 피스톤 로드 (45) 가 신장되어 게이트 부재 (38) 가 슬라이드하고, 게이트 통로 (36) 와 겹침으로써 게이트가 닫히고, 이 상태로 유지하면 폐쇄 상태를 유지할 수 있다. 한편, 실린더부 (43) 로부터 에어를 빼면 피스톤 로드 (45) 가 후퇴하고, 게이트 부재 (38) 가 피스톤 로드 (45) 의 후퇴 방향으로 끌어 당겨져 슬라이드하고, 게이트 통로 (36) 와의 겹침이 해소됨으로써 게이트가 열리고, 이 상태로 유지하면 개방 상태를 유지할 수 있다.

개폐 기구 (18a) 는, 게이트 부재 (38) 가 전조 (6) 측이 되도록 배치하면, 전조 (6) 에 충전된 처리액의 액압에 의해서 게이트 부재 (38) 가 고정 부재 (37) 에 가압되어 밀폐성이 높아지고, 게이트 부재 (38) 와 고정 부재 (37) 의 접지 부분으로부터의 처리액의 누설을 억제할 수 있다. 또 전조 (6) 의 처리액을 배출하면 액압도 개방되기 때문에, 게이트 부재 (38) 의 개폐에 필요한 구동력을 저감할 수 있다. 개폐 기구 (18d) 도 개폐 기구 (18a) 와 동일한 구성을 갖고 있다. 개폐 기구 (18d) 도 게이트 부재 (38) 가 후조 (7) 측이 되도록 배치함으로써, 마찬가지로 밀폐성 향상과 구동력 저감을 도모할 수 있다.

개폐 기구 (18c) 의 구성은 도 13, 도 14 를 예시할 수 있다. 또한, 초음파조 (1) 의 천장은 생략되어 있다. 개폐 기구 (18b) 도 동일한 구성을 갖고 있다.

전조 (6) 와 초음파조 (1) 사이의 개폐 기구 (18b) 와, 후조 (7) 와 초음파조 (1) 사이의 개폐 기구 (18c) 는, 초음파조 (1) 측으로 게이트 부재 (38) 가 스윙하고, 초음파 처리조 (1) 와 고정대 (51) 를 개재하여 나사 등의 조임구 (52) 로 고정되어 있는 고정 부재 (37) 에 형성된 게이트 통로 (36) 가 되는 절결 부분의 개폐가 이루어진다. 게이트 부재 (38) 의 일방 측면 (세로 방향) 근방에는 샤프트 (54) 가 대략 수직으로 형성되어 있다. 샤프트 (54) 의 상단은 게이트 부재 (38) 상단 부근에 형성한 상부 베어링 (55) 과, 샤프트 (54) 의 하단은 게이트 부재 하단 부근에 형성한 하부 베어링 (56) 과 걸어맞추어져 있다. 또 샤프트 (54) 에는 복수의 힌지 (46a ∼ c) 가 장착되어 있고, 힌지 (46a ∼ c) 의 일방의 날개는 게이트 부재 (38), 타방의 날개는 고정 부재 (37) 와 고정되어 있다. 상부 베어링 (55) 은 세트 칼라 등의 베어링구 (53) 를 개재하여 크랭크 레버 (48) 의 일방 단의 크랭크 레버 나사부 (49) 와 소정의 각도로 고정 (비가동부) 되어 연결되어 있다. 또 크랭크 레버 (48) 의 타방 단에 형성된 관통공과, 초음파조 (1) 의 상부에 고정부 (57) 로 고정되어 있는 실린더부 (43) 를 구성하는 피스톤 로드 (45) 의 로드 엔드 부분에 형성한 관통공이 걸어맞춤 핀 (50) 으로 연결되어 있고, 실린더의 신축에 따라서 크랭크 레버 (48) 와 피스톤 로드 (45) 로 형성되는 걸어맞춤 핀 (50) 을 지점 (支點) 으로 하는 각도를 변화시킬 수 있도록 걸어맞추어져 있다 (가변 걸어맞춤 부분). 실린더부 (43) 에는 도시하지 않은 에어 컴프레서가 접속되어 있고, 실린더부 (43) 에 에어가 공급되면 피스톤 로드 (45) 가 신장되고, 그에 수반하여 걸어맞춤 핀 (50) 을 지점으로 하는 가변 걸어맞춤 부분의 각도가 감소됨과 함께, 크랭크 레버 (48) 가 고정되어 있는 상부 베어링 (55) 에 피스톤 로드 (45) 의 신장 방향으로 힘이 가해지고, 이로써 샤프트 (54) 를 축으로 하여 게이트 부재 (38) 가 초음파조 (1) 측으로 90°회전하여 개방 상태가 된다. 이 상태를 유지하면, 게이트 통로 (36) 의 개방 상태를 유지할 수 있다. 실린더부 (43) 에 공급된 에어를 빼면, 그에 수반하여 피스톤 로드 (45) 가 후퇴하여 걸어맞춤 핀 (50) 을 지점으로 하는 가변 걸어맞춤 부분의 각도가 확대됨과 함께, 상부 베어링 (55) 에는 피스톤 로드 (45) 후퇴 방향으로 힘이 가해지고, 이로써 샤프트 (54) 를 축으로 하여 게이트 부재 (38) 가 회전하여 고정 부재 (37) 와 접하여 폐쇄 상태로 된다. 초음파조 (1) 에는 처리액이 충전되어 있기 때문에, 전조 (6), 후조 (7) 가 간액 상태시에 초음파조 (1) 측으로부터 액압에 의해서 게이트 부재 (38) 가 가압되어 시일성이 높아지고, 처리액 누설이 억제된다. 또 전조 (6), 후조 (7) 가 만액 상태시에는 액압차가 해소되어 있어, 적은 힘으로 개방 상태로 할 수 있다.

초음파 처리 장치는, 예를 들어 반송 방향 (5) 과 병행하는 초음파 처리 장치의 측면 방향이 피처리물 (4) 의 최대 면적을 갖는 표리면이 되도록 유지한 피처리물 (4) 을 반송하는 고정구 (31) 와, 고정구 (31) 를 각 조 내에 반송하기 위한 반송 기구를 구비하고 있다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 고정구 (31) 는, 피처리물 (4) 의 상부 (1 변) 를 클램프 등의 파지부 (32) 로 유지하고 있다. 고정구 (31) 는 고정구 접속대 (29) 로부터 절결 (30) 을 통과하여 각 조 내에서 공중에 뜬 상태로 유지되어 있다. 또한, 고정구 (31) 는 피처리물 (4) 을 유지할 수 있으면 되어 각종 공지된 고정구를 사용할 수 있고, 예를 들어 프린트 기판 등의 반송용에 사용되는 공지된 행거를 사용할 수 있다. 피처리물로는 각종 수지 기판, 유리 기판, 금속 기판, 세라믹 기판 등의 판상 피처리물을 예시할 수 있다. 피처리물은 리지드 기판 등과 같이 가요성이 낮은 것이어도 되고, 플렉시블 기판 등과 같이 가요성이 높은 것이어도 된다. 또 피처리물이 판상인 경우의 두께도 수 밀리부터 서브미크론 레벨까지 대응 가능하다.

도 8 에 나타내는 반송 기구는, 적어도 가이드 레일 (27), 고정구 접속대 (29), 반송용 롤러 (28) 로 구성되고, 고정구 접속대 (29) 의 바닥부에 가이드 레일 (27) 상을 이동하기 위한 반송용 롤러 (28) 가 장착되어 있고, 도시하지 않은 모터 등의 구동 수단에 의해서 구동된다. 가이드 레일 (27) 은 초음파 처리 장치의 상부에 고정되어 있다. 또한, 반송 기구는 각종 공지된 고정구 반송 수단을 사용할 수 있다.

초음파 진동체를 대향하지 않도록 배치한 본 발명의 초음파 처리 장치의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 초음파 진동체의 초음파 발진면이 피처리물을 개재하여 다른 초음파 진동체의 초음파 발진면과 대향하고 있지 않으면 피처리물의 평면의 방향, 반송 방법은 한정되지 않는다. 도 3 은, 본 발명의 다른 실시양태로서, 평면을 상하 방향으로 향하게 한 피처리물 (4) 을 수평 반송하는 초음파 처리 장치의 측면도이다. 도 3 의 초음파조 (1) 의 입구측에는 전조 (6), 출구측에는 후조 (7) 가 형성되어 있고, 각 조 사이에는 개폐 기구가 형성되어 있다. 초음파조 (1) 내에는 복수의 반송 롤러 (23) 가 형성되어 있다. 반송 롤러 (23) 는 반송 방향 (5) 으로 소정의 간격으로 배치됨과 함께, 상측의 반송 롤러 (23) 와 하측의 반송 롤러 (23) 사이에서 피처리물 (4) 이 수평 자세로 통과하는 피처리물 반송 경로가 구성되어 있다. 각 반송 롤러는 도시하지 않은 구동 장치에 의해서 일정한 속도로 회전함으로써 피처리물 (4) 이 반송 방향 (5) 으로 상하의 반송 롤러 사이를 이동한다. 또 하측의 반송 롤러 (23) 측에는, 반송되는 피처리물 (4) 의 표면에 초음파를 발진하는 제 1 초음파 진동체 (8) 가 형성되어 있고, 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 반사체 (12a) 가 배치되어 있다. 또 반송 방향 (5) 을 따라서 피처리물 (4) 의 이면에 초음파를 발진하는 제 2 초음파 진동체 (9) 가 형성되어 있고, 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 반사체 (12b) 가 배치되어 있다. 제 1 초음파 진동체 (8) 와 제 2 초음파 진동체 (9) 는 대향하지 않도록 배치되어 있다. 제 3 초음파 진동체 (10), 제 4 초음파 진동체 (11) 도 제 1 초음파 진동체 (8), 제 2 초음파 진동체 (9) 와 동일하게 대향하는 반사체 (12c, 12d) 가 형성됨과 함께, 각각 다른 초음파 진동체와 대향하지 않도록 배치되어 있다.

또 각 초음파 진동체의 구성은 도 9, 도 10 의 구성을 갖고 있고, 피처리물 (4) 의 하면측에서 배열된 제 1 초음파 진동체 (8) 를 구성하는 초음파 발진자 (19) 의 중앙부 (33) 를 통과하는 수평선 (34) 은, 제 3 초음파 진동체 (10) 를 구성하는 어느 초음파 발진자 (19) 의 중앙부 (33) 를 통과하는 수평선 (34) 과, 겹치지 않도록 전후 방향 (도면 바로 앞과 안쪽 방향) 으로 어긋나게 배치되어 있다. 피처리물 (4) 의 상면측에서 배열된 제 2 초음파 진동체 (9) 와 제 4 초음파 진동체 (11) 의 초음파 발진자도 동일하게 수평선이 겹치지 않도록 전후 방향으로 어긋나게 배치되어 있다.

또한, 전조 (6), 후조 (7) 에는 피처리물 (4) 을 수평 반송할 수 있도록 반송 롤러 (23) 와 동일하게 링 롤러 (17) 가 형성되어 있고, 상하에 형성된 링 롤러 (17) 사이를 피처리물 (4) 이 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 도 2 와 도 3 의 전조 (6), 후조 (7) 는 피처리물 (4) 이 수직 상태인지 수평 상태인지에 따라서 상이하지만, 처리액 공급 수단이나 처리액 제거 수단 등, 그 밖의 구성은 동일하게 갖는다.

도 4 는 본 발명의 또 다른 실시양태로서, 피처리물을 바스켓 반송하는 초음파 처리 장치를 상방에서 바라 본 평면도이다. 도 4 의 초음파 처리 장치는, 제 1 초음파조 (2) 와 제 2 초음파조 (3) 로 구성되어 있다. 제 1 초음파조 (2) 에는 피처리물의 측면 방향으로부터 초음파를 조사하는 제 1 초음파 진동체 (8) 가 형성되어 있고, 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 반사체 (12a) 가 배치되어 있다. 또 제 2 초음파조 (3) 도 제 1 초음파조 (2) 와 동일하게 제 2 초음파 진동체 (9) 와 반사체 (12b) 가 배치되어 있다. 바스켓 (21) 은 측면을 형성하는 프레임 부재를 조합하여 내부에 공간을 형성함과 함께, 바닥부를 갖는 구성이다. 바스켓 (21) 의 내부 공간에는 피처리물 (4) 이 서로 접촉하지 않도록 두께 방향으로 기립 상태로 병렬되어 있다. 피처리물 (4) 은 바스켓 (21) 의 바닥부 및 프레임 부재에 형성한 도시하지 않은 유지부에 의해서 경도되지 않도록 유지되어 있다. 바스켓 (21) 은 제 1 초음파조 (2) 에서 초음파 처리된 후, 도시하지 않은 반송 기구에 의해서 바스켓 (21) 을 상승시켜 제 1 초음파조 (2) 로부터 꺼낸 후, 이동시키고, 제 2 초음파조 (3) 의 바스켓 반송 위치 (22) 로 강하시켜 제 2 초음파조 (3) 로 반송하고, 초음파 처리된다. 제 1 초음파조 (2) 와 제 2 초음파조 (3) 를 조합하면, 제 1 초음파 진동체 (8) 와 제 2 초음파 진동체 (9) 는 피처리물 (4) 을 개재하여 상이한 방향으로부터 초음파를 발진하고 있는데, 제 1 초음파 진동체 (8) 와 제 2 초음파 진동체 (9) 는 상이한 초음파조에 설치되어 있기 때문에 대향하지 않는 배치이다.

도 5 는 본 발명의 다른 실시양태로서, 피처리물을 바스켓 반송하는 초음파 처리 장치를 상방에서 바라 본 평면도이다. 초음파조 (1) 에는, 피처리물의 표면 방향으로부터 초음파를 발진하는 제 1 초음파 진동체 (8) 가 형성되어 있고, 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 반사체 (12a) 가 배치되어 있다. 또 피처리물의 이면 방향으로부터 초음파를 발진하는 제 2 초음파 진동체 (9) 가 형성되어 있고, 피처리물 (4) 을 개재하여 대향하는 반사체 (12b) 가 배치되어 있다. 제 2 초음파 진동체 (9) 와 제 1 초음파 진동체 (8) 는 대향하지 않도록 형성되어 있다. 바스켓 (21) 의 구성은 상기 도 4 와 동일하고, 피처리물 (4) 도 동일하게 유지되어 있다. 바스켓 (21) 은 제 1 초음파 진동체 (8) 측에서 초음파 처리 후, 도시하지 않은 반송 기구에 의해서 바스켓 (21) 을 바스켓 반송 위치 (22) 로 이동시켜 제 2 초음파 진동체 (9) 측에서 초음파 처리된다.

다음으로 본 발명의 제 2 구성에 대해서 설명한다. 초음파조 (1) 의 구성은 도 1 에 나타내는 바와 같고, 상기 제 1 구성과 동일한 것에 대해서는 설명을 생략한다. 초음파조 (1) 는 피처리물 (4) 의 표면에 대향하는 가이드 수단과, 그 피처리물 (4) 의 이면에 대향하는 가이드 수단을 갖는다. 도 6(A) 는 도 1 에 나타내는 초음파조 (1) 내에 형성되는 일방의 가이드 수단을 상방에서 바라 본 평면도이고, 도 6(B) 는 가이드 수단을 X 방향에서 바라 본 측면도이다. 반대측의 가이드 수단의 구성은 동일하기 때문에 생략한다.

가이드 수단은 선재 (13) 로 구성되어 있다. 선재 (13) 는 링 롤러 (17) 등과 비교하면 현격하게 면적이 작기 때문에 초음파와의 간섭도 적다. 가이드 수단은 수직면 상에 복수의 선재 (13) 가 배치되어 있다. 선재 (13) 를 수직면 상에 배치함으로써 반송되는 피처리물 (4) 의 요동을 억제할 수 있음과 함께, 초음파의 난반사를 억제할 수 있다. 또 선재 (13) 는 길이 방향이 수평선에 대해서 경사지게 형성되어 있다. 이로써 피처리물의 이동에 수반하여 선재 (13) 와 대향하는 피처리물 (4) 의 높이 위치가 변화된다. 그 결과, 피처리물 (4) 의 높이 방향에서 초음파의 조사 불균일이 해소되어 초음파 처리 효과가 향상된다. 선재 (13) 의 경사 방향은 특별히 한정되지 않는다.

도 6(B) 에 나타내는 가이드 수단은, 선재 (13) 의 길이 방향 양단에 선재를 유지하기 위한 지주 (14A), 지주 (14B) 와, 지주 (14A) 와 지주 (14B) 에 근접하여 형성된 선재 (13) 의 되접음부 (15A ∼ J) 를 갖는다. 지주 (14A) 와 지주 (14B) 의 단부는 초음파조 (1) 의 바닥면과 천장면에 접하여 대략 수직으로 자세를 유지하도록 형성되어 있다. 지주 (14A, 14B) 의 근방에는 자세를 지주와 평행하도록 고정한 고정 기둥 (16A), 고정 기둥 (16B) 이 각각 배치되고, 고정 기둥 (16A) 에는 되접음부 (15A, 15C, 15E, 15G, 15I), 고정 기둥 (16B) 에는 되접음부 (15B, 15D, 15F, 15H, 15J) 가 형성되어 있고, 각 되접음부는 높이 위치가 상이하다. 되접음부 (15A ∼ 15I) 는 훅 금구 등을 예시할 수 있다. 고정 기둥 (16B) 에 형성한 시점 (24) 이 되는 되접음부 (15B) 에 접속된 선재 (13) 를 초음파조 (1) 의 벽면측으로부터 지주 (14B) 의 외주를 돌아서 피처리물 (4) 측을 통과하여 타방의 지주 (14A) 에 건네지고, 지주 (14A) 의 외주를 피처리물 (4) 측으로부터 돌려서 고정 기둥 (16A) 에 형성한 되접음부 (15A) 를 통과시킨다. 그리고 선재 (13) 는 그 되접음부 (15A) 에서 되접음하여 초음파조 (1) 의 벽면측으로부터 지주 (14A) 의 외주를 돌아서 피처리물 (4) 측을 통과하여 지주 (14B) 측으로 건네진다. 선재 (13) 는 피처리물 (4) 측으로부터 지주 (14B) 의 외주를 돌아서 되접음부 (15D) 에서 되접음하고, 동일하게 하여 지주 (14B) 의 외주를 돌아서 피처리물측을 통과하여 지주 (14A) 측에 건네진다. 선재 (13) 는 동일하게 하여 되접음부 15E → 15H → 15G → 15J → 15I 까지 되접음하여 종점 (25) 이 되는 되접음부 (15I) 에 접속된다. 이로써 지주 (14A) 와 지주 (14B) 의 피처리물 (4) 측의 수직면 상에 복수의 선재 (13) 가 배치된다. 또 1 개의 와이어로 가이드 수단을 형성할 수 있기 때문에, 가이드 수단의 제작이 용이하며, 또한 메인터넌스도 용이하다.

도 7 은 도 6 에 사용하는 지주 (14A, 14B) 의 바람직한 실시양태로서, 고정 기둥 (16A, 16B) 을 생략한 도면이다. 도 6 에 나타내는 지주 (14A, 14B) 에는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 지주 상측으로부터 하측으로 일련의 나선상의 홈 (26) 이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 홈 (26) 내에 선재 (13) 를 배치할 수 있도록 지주 (14A, 14B) 에 홈 (26) 이 형성되어 있다. 선재 (13) 는 지주 (14A) 의 홈 (26) 을 따라서 지주 (14A) 의 외주를 돌아서 되접음부나 지주 (14B) 에 건네지고, 선재 (13) 는 지주 (14B) 에서도 동일하게 하여 되접음부나 지주 (14A) 에 건네진다. 피처리물 (4) 의 사이즈 (특히 두께) 나 재질 등에 따라서 피처리물 (4) 의 변형이나 절곡의 발생 용이도가 상이하기 때문에, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 지주 (14A, 14B) 에 홈을 형성함과 함께, 지주 (14A, 14B) 를 그 세로축을 중심으로 회전할 수 있도록 설치함으로써, 피처리물 (4) 의 절곡이나 변형 등의 방지에 유효한 위치에 선재 (13) 의 경사각이나 높이 위치를 변동시킬 수 있다. 즉, 지주를 그 세로축을 중심으로 회전시키면, 홈 (26) 의 회전에 수반하여 선재 (13) 가 지주 상을 이동하여 높이 위치가 변동되고, 그 결과, 선재 (13) 의 경사각을 변화시킬 수 있다. 예를 들어 지주 (14B) 를 세로축을 중심으로 회전시키면, 홈 (26) 을 따라서 지주 (14B) 측의 선재 (13) 의 높이가 강하되고, 도 15(A), (B) 에 나타내는 바와 같이, 수평선에 대해서 선재 (13) 의 길이 방향의 경사각이 변동되어, 선재 (13) 의 높이 위치가 피처리물 (4) 의 상면보다 낮아진다 (X1 → X2). 또 지주 (14B) 를 역방향으로 회전시킴으로써, 선재 (13) 의 높이 위치를 상승 (X2 → X1) 시킬 수 있다. 마찬가지로 지주 (14A) 를 그 세로축을 중심으로 회전시켜 지주 (14A) 측의 선재 (13) 의 높이 위치를 변화시킬 수 있다. 지주 (14A) 와 지주 (14B) 를 동시에 동일 방향으로 회전시킴으로써, 선재 (13) 의 경사각을 유지한 채로 높이 위치를 변화시킬 수 있다. 또한, 홈 (26) 은 지주 (14A, 14B) 의 적어도 일방에 형성되어 있으면 되지만, 양방에 형성하는 것이 바람직하다. 또 지주의 회전 수단은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 초음파조 (1) 대좌의 바닥면이나 천장면에 회전대, 회전대의 구동 수단, 회전 제어부를 형성하고, 그 회전대에 지주의 상하 단부를 접속하면 된다. 제어부로부터의 동작 명령을 모터 등의 구동 수단에 전달하여 회전대를 동작시켜 지주를 회전시킬 수 있다.

선재 (13) 로는 금속제 와이어, 수지제 와이어 등을 예시할 수 있다. 특히 금속제 와이어 등 도전성을 갖는 선재이면, 도시하지 않은 전원, 및 통전 검지 장치를 전기적으로 접속하여 항상 통전함으로써, 선재 (13) 가 절단된 경우에 통전 검지 장치에서 검지하는 것이 가능하여 신속하게 보수할 수 있다. 또한, 선재 (13) 는 피처리물 (4) 이 선재 (13) 와 접촉하여 손상되는 것을 억제하기 위해서 수지 등으로 피복된 금속제 와이어여도 된다.

다음으로 초음파 처리 장치를 사용한 표면 처리에 대해서 도 1, 2, 8 을 참조하면서 설명한다. 미리 반송 수단의 고정구 (31) 의 파지부 (32) 에 의해서 피처리물 (4) 의 상부를 유지하고, 피처리물 (4) 이 세로로 드리워진 상태 (양면이 수직이 되는 상태) 로 장착되어 있다. 초음파 처리 장치를 가동시키면, 먼저 개폐 기구 (18a) 가 개방 상태로 된다. 반송 기구에 의해서 피처리물 (4) 이 전조 (6) 내에 반입된 후, 개폐 기구 (18a) 가 폐쇄 상태로 된다.

각 조에 형성된 개폐 기구 (18a ∼ d) 는, 제어부 (도시 생략) 와 전기적으로 접속되어 제어되고 있고, 제어부로부터 동작 지령을 받으면 실린더부 (43) 의 피스톤 로드 (45) 가 신장된다. 그것에 의해서 게이트 부재 (38) 가 이동하여 게이트 통로 (36) 가 개방 상태로 되고, 피처리물 (4) 이 반입된다. 피처리물 (4) 이 통과한 후, 제어부로부터의 동작 지령을 받아 신장되어 있는 피스톤 로드 (45) 가 압축된다. 그것에 의해서 게이트 부재 (38) 가 이동하여 게이트 통로 (36) 는 폐쇄 상태로 되고, 각 조가 구획되어 독립된 공간이 된다.

본 발명에 있어서, 제어부는, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU, 프로그램의 기억과 판독 출력을 행하는 메모리 (RAM, ROM), 제어용 프로그램이나 데이터 등의 기록 매체 (자기 디스크 등) 를 구비하고 있고, 기록 매체에 수납되어 있는 각종 처리 프로그램을 메모리에 판독 출력하고, 그 내용에 따라서 CPU 가 초음파 처리 장치의 각 부의 동작, 처리를 제어한다. 또한, 동작에 전기의 공급이 필요한 장치는 도시하지 않은 전원에 접속되고, 필요한 전력이 공급되고 있다.

또 피처리물 (4) 의 반송 기구는, 모터와 제어부 (도시 생략) 가 전기적으로 접속되어 제어되고 있고, 제어부로부터의 동작 명령을 받은 모터에 구동되어 반송용 롤러 (28) 가 회전하여 가이드 레일 (27) 상을 소정의 위치까지 이동한다. 이로써 반송 기구의 고정구 (31) 에 의해서 유지되어 있는 피처리물 (4) 이 이동한다.

전조 (6) 에 반입된 피처리물 (4) 은 소정의 위치에서 정지한 후, 초음파조 (1) 와 동일한 처리액이 공급된다. 구체적으로는, 제어 수단으로부터 동작 명령을 받은 공급 펌프가 가압되고, 저액조로부터 처리액 공급관을 개재하여 처리액이 전조 (6) 에 공급된다. 처리액의 공급량은 센서 (도시하지 않음) 등 검지 수단에 의해서 관리되고 있고, 처리액이 초음파조 (1) 와 동등한 액면 레벨에 도달한 것을 검지하면, 제어부에 신호가 송신되어 처리액의 공급이 정지된다. 이로써 전조 (6) 는 만액 상태로 된다.

전조 (6) 가 만액 상태로 된 후, 개폐 기구 (18b) 가 개방 상태로 되고, 피처리물 (4) 은 반송 기구에 의해서 처리액이 채워져 있는 초음파조 (1) 에 반입된다. 피처리물 (4) 이 초음파조 (1) 에 반입된 후, 게이트가 닫혀 개폐 기구 (18b) 는 폐쇄 상태로 된다. 피처리물 (4) 을 전조 (6) 에서 처리액에 침지시킨 후에 초음파조 (1) 에 반입하고 있기 때문에, 개폐 기구 (18b) 를 개방 상태로 해도 처리액의 유동이 억제됨과 함께, 피처리물 (4) 의 요동에 의한 절곡 등의 파손이 억제된다.

개폐 기구 (18b) 가 폐쇄 상태로 된 후, 전조 (6) 를 채우고 있던 처리액은 배출된다. 구체적으로는, 제어 수단에 의해서 배출구 개폐 수단을 개방 상태로 하면, 전조 (6) 내의 처리액이 배출구에 접속된 배출관을 통과하여 배출된다. 이로써 전조 (6) 내는 간액 상태가 된다. 배출된 처리액은 폐기 또는 이물질의 필터 제거 등 적절한 처리를 실시하여 재이용해도 된다. 처리액을 배출한 후, 배출구를 폐쇄 상태로 한다. 전조 (6) 를 간액 상태로 한 후, 개폐 기구 (18a) 를 개방 상태로 하여 다음의 피처리물 (4) 의 반입이 이루어진다.

초음파조 (1) 에 반입된 피처리물 (4) 은 반송 기구에 의해서 일정한 속도로 개폐 기구 (18c) 를 향하여 이동한다. 초음파조 (1) 내에 형성한 제 1 ∼ 제 4 초음파 진동체 (8 ∼ 11) 로부터 발진된 초음파 진동이 처리액을 전파하여 이동하는 피처리물 (4) 에 인가되고, 피처리물 (4) 의 표면에 부착되어 있는 이물질 등이 제거된다. 처리액으로는 물, 혹은 계면 활성제가 첨가된 물 등 각종 공지된 초음파 처리액을 사용할 수 있다. 초음파 진동체의 구체적인 동작에 대해서는 후기한다.

초음파조 (1) 내의 처리액은 도시하지 않은 배출구로부터 발출 (拔出) 되어 필터 등의 정화 설비에 의해서 처리액 중의 이물질을 제거한 후, 도시하지 않은 공급구로부터 초음파조 (1) 내에 공급된다. 이로써 초음파조 (1) 내의 처리액의 청정도를 유지하면서 초음파 처리할 수 있다. 처리액의 공급량과 배출량을 컨트롤하여 초음파 처리조 (1) 내의 처리액의 액면 레벨은 일정하게 유지된다.

피처리물 (4) 이 개폐 기구 (18c) 에 가까워지면 개폐 기구 (18c) 는 게이트 부재 (38) 가 스윙하여 개방 상태로 되고, 피처리물 (4) 은 처리액으로 채워져 있는 후조 (7) 에 반입된다. 후조 (7) 는 미리 만액 상태가 되도록 액체가 공급되어 있고, 피처리물 (4) 은 초음파조 (1) 로부터 후조 (7) 로 액 중 이동한다. 피처리물 (4) 이 후조 (7) 에 반입된 후, 개폐 기구 (18c) 의 게이트가 폐쇄 상태로 된다. 후조 (7) 에 반입된 피처리물 (4) 은 소정의 위치에서 정지한다. 후조 (7) 로의 처리액의 공급은 전조 (6) 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 후조 (7) 를 미리 만액 상태로 해 놓음으로써 피처리물 (4) 은 초음파조 (1) 로부터 액 중을 이동하여 반출되기 때문에, 개폐 기구 (18c) 를 개방 상태로 해도 처리액의 유동이 억제됨과 함께, 피처리물 (4) 의 요동에 의한 절곡 등의 파손도 억제된다.

개폐 기구 (18c) 가 폐쇄 상태로 된 후, 후조 (7) 를 채우고 있던 처리액이 배출된다. 후조 (7) 내의 처리액의 배출은 전조 (6) 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 후조 (7) 내가 간액 상태로 된 후, 개폐 기구 (18d) 가 개방 상태로 되고, 피처리물 (4) 은 후조 (7) 로부터 반출된다. 피처리물 (4) 을 반출 후, 개폐 기구 (18d) 는 폐쇄 상태로 된다. 그 후, 후조 (7) 에 처리액이 공급되어 만액 상태로 된다.

다음으로 초음파조 (1) 내에 형성하는 초음파 진동체에 대해서 설명한다. 초음파 진동체에는 초음파 발진자를 구동하는 초음파 발진기 (도시 생략) 를 구비하고 있다. 초음파 발진기는 전원 (도시 생략), 및 제어부와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부로부터의 동작 명령을 받아 소정의 간격, 주파수로 초음파를 발진한다. 초음파 진동체는 항상 가동하고 있어도 되고, 온ㆍ오프를 제어해도 된다.

동일한 주파수의 발진을 계속하면 정재파가 발생되어, 피처리물에는 초음파 처리 불균일이나 피처리물의 손상이 발생되는 경우가 있다. 이와 같은 문제를 해결하는 수단으로서, (가) 초음파 진동체를 상이한 주파수의 초음파를 발진하는 복수의 초음파 발진자로 구성하는 것, (나) 초음파 진동체로부터 적어도 2 종류의 주파수를 동시에 발진시키는 것, (다) 초음파 진동체로부터 발진되는 주파수를 가변으로 하는 것 등을 들 수 있고, 어느 것을 단독, 혹은 조합하여 사용할 수 있다.

(가) 상이한 주파수의 초음파 발진자 초음파 진동체는 상이한 주파수의 초음파를 발진하는 복수의 초음파 발진자로 구성되어 있어도 된다. 이로써 피처리물의 동일 지점에 동일한 주파수의 초음파가 계속 닿았을 경우에 문제가 되는 초음파 처리 불균일이나 피처리물의 손상을 억제할 수 있다. 복수의 초음파 발진자는 주파수가 상이한 2 이상의 초음파 발진자의 조합이면 된다. 상이한 2 종류의 주파수의 초음파 발진자의 조합으로서, 예를 들어 주파수 40 ㎑ 의 초음파 발진자와 주파수 75 ㎑ 의 초음파 발진자를 조합한 초음파 진동체, 주파수 28 ㎑ 의 초음파 발진자와 주파수 40 ㎑ 의 초음파 발진자를 조합한 초음파 진동체를 들 수 있다. 또 상이한 3 종류의 주파수의 초음파 발진자의 조합으로는, 예를 들어 주파수 28 ㎑ 의 초음파 발진자, 주파수 45 ㎑ 의 초음파 발진자, 주파수 100 ㎑ 의 초음파 발진자를 조합한 초음파 진동체, 주파수 35 ㎑ 의 초음파 발진자, 주파수 70 ㎑ 의 초음파 발진자, 주파수 100 ㎑ 의 초음파 발진자를 조합한 초음파 진동체 등을 들 수 있다. 상이한 4 종류 이상의 주파수의 초음파 발진자를 조합한 초음파 진동체를 사용할 수도 있다. 상이한 주파수의 초음파 발진자의 조합은 상기에 한정되지 않고, 적절히 조합할 수 있다.

(나) 적어도 2 종류의 상이한 주파수를 동시에 발진 또 상이한 주파수의 초음파를 발진하는 초음파 발진자를 복수 조합한 초음파 진동체는, 동시에 모든 초음파 발진자로부터 초음파가 발진하도록 제어해도 되고, 혹은 동일 주파수의 초음파 발진자마다 상이한 타이밍으로 초음파를 발진하도록 제어해도 된다. 상이한 주파수를 동시에 발진시키면 초음파 처리 불균일이나 피처리물의 손상을 억제할 수 있다.

(다) 발진되는 주파수를 가변으로 하는 것 초음파 발진자를 구동하는 초음파 발진기는 진폭 변조 회로 (AM 변조 회로) 나 주파수 변조 회로 (FM 변조 회로) 를 구비하고 있어도 된다. 이로써 진동 진폭을 변화시켜 초음파 진동체로부터 발진되는 주파수를 가변할 수 있다. 진동 진폭 변동은 AM 변조, 혹은 FM 변조의 어느 것이어도 되고, 혹은 양자를 조합하여 사용해도 된다. 이와 같이 진동 진폭을 변화시킴으로써, 초음파 처리 불균일이나 피처리물의 손상을 억제할 수 있다.

초음파 진동체로부터 발진된 초음파는, 그 파장에 의해서 처리액 중에서 음압에 강약의 분포가 발생된다. 초음파에 의한 피처리물에 대한 세정 등의 표면 처리 효과는 음압이 최대치일 때에 가장 효과가 높아진다. 그 때문에 피처리물의 사이즈 등에 따라서 초음파 진동체와 피처리물 사이의 간격을 조정하는 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 초음파 진동체와 피처리물의 수평 방향의 거리 조정 수단으로서, 도 16 에 나타내는 수평 위치 조정 기구를 예시할 수 있다.

도 16 은 제 1 초음파 진동체 (8), 및 반사체 (12a) 와 피처리물 (4) 의 거리를 조정하는 수평 위치 조정 기구의 개략도로서, 도 2 의 초음파조 (1) 를 Z 방향에서 바라 본 정면도이다. 수평 위치 조정 기구에 의해서, 제 1 초음파 진동체 (8) 와 피처리물 (4) 의 거리를 조정할 수 있다. 수평 위치 조정 기구는 제 1 초음파 진동체 (8) 를 이동시키는 스크루축 (60) 과 그 스크루축 (60) 을 회전시키는 구동 기구를 갖고 있고, 구동 기구는 스크루축 회전 제어용의 모터 (61) 와 도시하지 않은 전원, 모터 (61) 의 제어를 행하는 제어부를 갖는다. 모터 (61) 와 스크루축 (60) 은 봉상의 회전축인 샤프트 (62) 에 의해서 접속되어 있다. 샤프트 (62) 는 대략 수직으로 설치되어 있고, 모터 (61) 로부터의 동력을 스크루축 (60) 에 전달하기 위해서 일방 단은 모터 (61) 와 접속되어 있음과 함께, 타방 단은 스크루축 (60) 에 회전을 전달하는 수단인 베벨 기어 (64) 가 형성되어 있다. 샤프트 (62) 는 초음파조 (1) 의 내벽에 고정된 베어링 (63) 의 개구부를 통과함으로써 회전 가능하게 설치되어 있다. 샤프트 (62) 의 베벨 기어 (64) 는, 나선상의 나사 홈이 형성된 스크루축 (60) 의 일방 단에 형성된 베벨 기어 (64) 와 접속되고, 모터 (61) 의 동력은 샤프트 (62) 로부터 스크루축 (60) 으로 전달 가능하게 배치되어 있다. 스크루축 (60) 의 타방 단은 피처리물 (4) 방향으로 연신되어 있고, 스크루축 (60) 이 수평이 되도록 설치되어 있다. 스크루축 (60) 에는 베어링 (63), 너트 (65), 베어링 (63) 이 이 순서로 장착되어 있다. 스크루축 (60) 은 초음파조 (1) 의 바닥부에 고정된 베어링 (63) 의 개구부를 통과함으로써 회전 가능하게 설치되어 있다. 또 스크루축 (60) 은 제 1 초음파 진동체 (8) 의 바닥면에 장착된 너트 (65) 의 개구부를 통과하고 있다. 스크루축 (60) 의 회전에 의해서 스크루축 (60) 에 형성된 나선상의 요철에 대응하는 나선상의 요철이 개구부에 형성된 너트 (65) 가 스크루축 (60) 상을 이동한다. 제 1 초음파 진동체 (8) 는 레일 (58) 에 의해서 스크루축 (60) 설치 방향과 동일한 수평 방향 (59), 즉 피처리물 (4) 과 초음파조 (1) 측면 사이를 수평으로 슬라이딩 가능하도록 지지되어 있다. 도시예에서는 제 1 초음파 진동체 (8) 의 상하 위치에 레일 (58) 이 각각 평행하게 배치되어 있는데, 레일 (58) 은 제 1 초음파 진동체 (8) 의 자세를 유지한 채로 이동시키기 위해서 제 1 초음파 진동체 (8) 의 상하 좌우 4 지점의 코너 근방에 각 레일이 평행이 되도록 배치한다. 레일 (58) 의 일방 단은 초음파조 (1) 의 측면에서 고정되어 있고, 피처리물 (4) 방향을 향하여 신장되어 있다. 제 1 초음파 진동체 (8) 에는 레일 (58) 을 통과시키기 위한 관통공이 형성되어 있다. 스크루축 (60) 이 회전하여 너트 (65) 가 이동하면, 그에 수반하여 각 레일 (58) 에 지지된 제 1 초음파 진동체 (8) 가 수평 방향 (59) 으로 이동한다. 레일 (58) 과 스크루축 (60) 은 이동된 제 1 초음파 진동체 (8) 가 피처리물 (4) 에 접촉하지 않는 길이를 갖는다. 반사체 (12a) 의 수평 위치 조정 기구도 동일한 구성을 갖는다.

제 2 초음파 진동체 (9), 제 3 초음파 진동체 (10), 제 4 초음파 진동체 (11), 및 반사체 (12b ∼ d) 에도 제 1 초음파 진동체 (8) 와 동일한 상기 수평 위치 조정 기구를 형성함으로써, 초음파에 의한 표면 처리 효과를 향상시킬 수 있다.

상기 수평 위치 조정 기구와 동일한 구성을 상기 가이드 수단에 형성하여 가이드 수단과 피처리물 (4) 의 거리를 조정하는 것도 바람직한 실시양태이다. 상기 수평 위치 조정 기구에 의해서 피처리물의 사이즈, 특히 두께에 따라서 가이드 수단과 피처리물 사이의 거리를 조정함으로써 피처리물의 변형이나 절곡 등의 파손 방지 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 가이드 수단에 상기 수평 위치 조정 기구를 형성한 구성예를 도 17 에 나타낸다.

도 17 은 가이드 수단을 구성하는 지주 (14A) 와 피처리물 (4) 의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구의 개략도로서, 도 2 의 초음파조 (1) 를 Z 방향에서 바라 본 정면도이다. 수평 위치 조정 기구는 지주 (14A), 및 고정 기둥 (16A) 이 대략 수직이 되도록 재치 (載置) 되어 있는 대좌 (66) 를 이동시키는 스크루축 (60) 과 그 스크루축 (60) 을 회전시키는 구동 기구를 갖고 있고, 구동 기구의 구성은 상기한 바와 같다. 또 스크루축 (60) 과 샤프트 (62) 의 구성, 설치, 접속 방법은 상기한 바와 같고, 모터 (61) 의 동력이 샤프트 (62) 로부터 스크루축 (60) 에 전달된다. 너트 (65) 는 대좌 (66) 의 바닥면부에 고정되어 있다. 봉상의 레일 (58) 은 스크루축 (60) 과 수평이 되도록 초음파조 (1) 등에서 고정됨과 함께, 대좌 (66) 가 레일 (58) 상을 슬라이딩할 수 있도록 레일 (58) 은 대좌 (66) 에 형성된 개구부를 통과하여 설치되어 있다. 스크루축 (60) 이 회전하여 너트 (65) 가 이동하면, 그에 수반하여 레일 (58) 에 지지된 대좌 (66) 가 수평 방향으로 이동한다. 이로써 가이드 수단과 피처리물 (4) 의 거리를 조정할 수 있다. 동일한 수평 위치 조정 기구를 지주 (14B), 고정 기둥 (16B) 측에도 형성함과 함께, 가이드 수단의 양측에 형성한 수평 위치 조정 기구를 연동하여 이동시킴으로써 가이드 수단을 평행 이동할 수 있다.

수평 위치 조정 기구의 구동은, 제어부에 있어서 초음파 진동체와 피처리물 (4) 의 적절한 거리, 즉, 제어부의 기록 매체에 초음파의 파장이나 피처리물 (4) 의 사이즈 등에 따른 적절한 거리를 모터의 회전수와 관련지어 기록해 둠으로써, 본 발명의 초음파 처리 장치에서 피처리물 (4) 을 연속적으로 처리할 때에, 사이즈가 상이한 피처리물 (4) 이 포함되어 있어도 신속하게 초음파 진동체를 적절한 위치로 이동할 수 있기 때문에, 높은 처리 효율을 유지할 수 있다.

마찬가지로 제어부에 있어서 가이드 수단과 피처리물 (4) 의 적절한 거리, 즉, 제어부의 기록 매체에 피처리물 (4) 의 사이즈 등에 따른 적절한 거리를 모터의 회전수와 관련지어 기록해 둠으로써, 본 발명의 초음파 처리 장치에서 피처리물 (4) 을 연속적으로 처리할 때에, 사이즈가 상이한 피처리물 (4) 이 포함되어 있어도 신속하게 가이드 수단을 적절한 위치로 이동할 수 있다.

또한, 수평 위치 조정 기구는, 상기 구동 기구 대신에 수동으로 샤프트 (62) 를 회전시켜도 된다. 예를 들어, 모터 (61) 대신에 회전 핸들이나 크랭크 핸들 등의 핸들과 샤프트 (62) 를 접속해도 된다.

또 초음파 진동체나 가이드 수단을 수평 방향으로 이동시키는 수단으로서, 상기 스크루 너트 대신에 액추에이터나 실린더 등의 각종 공지된 수평 이동 수단을 사용해도 된다. 제어부로부터의 동작 명령을 모터 등의 구동 수단에 전달하여 액추에이터나 실린더를 동작시켜 초음파 진동체나 지주를 소정의 위치까지 이동시킬 수 있다.

1 : 초음파조
2 : 제 1 초음파조
3 : 제 2 초음파조
4 : 피처리물
5 : 반송 방향
6 : 전조
7 : 후조
8 : 제 1 초음파 진동체
9 : 제 2 초음파 진동체
10 : 제 3 초음파 진동체
11 : 제 4 초음파 진동체
12a ∼ 12d : 반사체
13 : 선재
14A, 14B : 지주
15A ∼ J : 되접음부
16A, 16B : 고정 기둥
17 : 링 롤러
18a ∼d : 개폐 기구
19 : 초음파 발진자
20 : 판 부재
21 : 바스켓
22 : 바스켓 반송 위치
23 : 반송 롤러
24 : 시점
25 : 종점
26 : 홈
27 : 가이드 레일
28 : 반송용 롤러
29 : 고정구 접속대
30 : 절결
31 : 고정구
32 : 파지부
33 : 초음파 발진자의 중앙부
34a, 34b : 중앙부를 통과하는 수평선
35 : 고정부
36 : 게이트 통로
37 : 고정 부재
38 : 게이트 부재
39 : L 자형 가이드 레일
40 : 고정 부재
41 : 접속 부재
42 : 로드 엔드
43 : 실린더부
45 : 피스톤 로드
46a ∼ c : 힌지
48 : 크랭크 레버
49 : 크랭크 레버 나사부
50 : 걸어맞춤 핀
51 : 고정대
52 : 조임구
53 : 베어링구
54 : 샤프트
55 : 상부 베어링
56 : 하부 베어링
57 : 고정부
58 : 레일
59 : 수평 방향
60 : 스크루축
61 : 모터
62 : 샤프트
63 : 베어링
64 : 베벨 기어
65 : 너트
66 : 대좌

Claims (15)

1. 초음파 처리 장치로서,
   피처리물에 초음파 처리를 실시하기 위한 초음파조와,
   상기 피처리물의 표면측에 형성되어 있는 제 1 초음파 진동체와,
   상기 피처리물의 이면측에 형성되어 있는 제 2 초음파 진동체를 갖고,
   상기 제 1 초음파 진동체는, 상기 제 2 초음파 진동체와 대향하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파 진동체는, 복수의 초음파 발진자와, 상기 초음파 발진자의 초음파 발진측에 접하여 형성된 판 부재를 갖는, 초음파 처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파조는 추가로,
   상기 피처리물의 표면측에 형성되어 있는 제 3 초음파 진동체와,
   상기 피처리물의 이면측에 형성되어 있는 제 4 초음파 진동체를 갖고,
   상기 제 1 초음파 진동체를 구성하는 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선은, 상기 제 3 초음파 진동체를 구성하는 어느 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선과 겹치지 않도록 배치되어 있음과 함께,
   상기 제 2 초음파 진동체를 구성하는 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선은, 상기 제 4 초음파 진동체를 구성하는 어느 초음파 발진자의 중앙부를 통과하는 수평선과 겹치지 않도록 배치되어 있는, 초음파 처리 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파 진동체에 대향하는 반사체를 갖는, 초음파 처리 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 초음파 처리 장치는, 상기 피처리물의 반송 기구를 갖는, 초음파 처리 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 초음파 처리 장치는,
   상기 초음파조의 입구측에 형성된 전조와,
   상기 초음파조의 출구측에 형성된 후조를 갖고,
   상기 각 조 사이에는, 상기 초음파조측으로 개방되는 개폐 기구가 형성되어 있는, 초음파 처리 장치.
7. 초음파 처리 장치로서,
   피처리물에 초음파 처리를 실시하는 초음파조와,
   피처리물에 초음파를 발진하는 초음파 진동체와,
   상기 피처리물의 반송 기구와,
   상기 피처리물의 표면에 대향하는 가이드 수단과,
   상기 피처리물의 이면에 대향하는 가이드 수단을 갖고,
   상기 가이드 수단은,
   복수의 선재가 수직면 상에 형성되어 있음과 함께,
   상기 선재의 길이 방향은 수평선에 대해서 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가이드 수단은, 상기 선재 길이 방향 양단에 지주와,
   상기 지주에 근접하여 형성된 상기 선재의 되접음부를 갖고,
   상기 선재는 상기 일방의 지주의 외주를 통과하여 상기 되접음부에서 되접음되어, 상기 일방의 지주의 외주를 통과하여 상기 타방의 지주에 건네져 있는, 초음파 처리 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 선재는 도전성을 갖는, 초음파 처리 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 지주는, 나선상으로 홈이 형성되어 있는, 초음파 처리 장치.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 지주에는, 상기 피처리물과의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구가 형성되어 있는, 초음파 처리 장치.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 초음파 진동체는, 상이한 주파수의 초음파를 발진하는 복수의 초음파 발진자로 구성되어 있는, 초음파 처리 장치.
13. 제 7 항에 있어서,
    상기 초음파 진동체는, 적어도 상이한 2 종류의 주파수를 동시에 발진하는 것인, 초음파 처리 장치.
14. 제 7 항에 있어서,
    상기 초음파 진동체는, 주파수를 가변으로 구동되는 것인, 초음파 처리 장치.
15. 제 7 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초음파 진동체에는, 상기 피처리물과의 거리를 조정하기 위한 수평 위치 조정 기구가 형성되어 있는, 초음파 처리 장치.

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