蒸気乾燥装置および蒸気乾燥方法
【課題】タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得る。
【解決手段】搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３をＩＰＡ蒸気雰囲気４に浸漬して蒸気乾燥を行うＩＰＡ蒸気乾燥槽２の後段に余熱乾燥槽６を設け、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２で蒸気乾燥を終え、ＩＰＡ蒸気雰囲気４の潜熱によって所定の温度まで加熱された状態にある被洗浄物１３および搬送治具１３ａを、余熱乾燥槽６に搬入し、当該被洗浄物１３および搬送治具１３ａ自体が持つ余熱によって乾燥を加速させ、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２におけるＩＰＡ蒸気雰囲気４への反復浸漬等の煩雑な操作を必要とすることなく、被洗浄物１３や搬送治具１３ａの表面における液滴の残留に起因する被洗浄物１３のシミ等の欠陥の発生を確実に防止する。
【解決手段】搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３をＩＰＡ蒸気雰囲気４に浸漬して蒸気乾燥を行うＩＰＡ蒸気乾燥槽２の後段に余熱乾燥槽６を設け、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２で蒸気乾燥を終え、ＩＰＡ蒸気雰囲気４の潜熱によって所定の温度まで加熱された状態にある被洗浄物１３および搬送治具１３ａを、余熱乾燥槽６に搬入し、当該被洗浄物１３および搬送治具１３ａ自体が持つ余熱によって乾燥を加速させ、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２におけるＩＰＡ蒸気雰囲気４への反復浸漬等の煩雑な操作を必要とすることなく、被洗浄物１３や搬送治具１３ａの表面における液滴の残留に起因する被洗浄物１３のシミ等の欠陥の発生を確実に防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気乾燥装置および蒸気乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ガラス基板、光学レンズ、光学フィルター等の光学素子の洗浄工程では、光学素子を純水等でリンス洗浄した後に乾燥工程に入る。
この乾燥工程には多くの場合、有機溶剤を使用した蒸気乾燥装置が用いられている。また、有機溶剤としては、ＩＰＡ（イソプロピル・アルコール）が広く用いられている。
【０００３】
ＩＰＡを用いる蒸気乾燥装置では、約８２℃の温度のＩＰＡ蒸気で満たされた蒸気槽内に、被洗浄物である光学素子を搬入し、ＩＰＡ蒸気よりも低温の光学素子の表面にＩＰＡ蒸気を凝縮させ、光学素子の表面に付着して流れ落ちるＩＰＡ液で光学素子の表面を濯ぎ、光学素子の表面に残存する洗浄液や異物をＩＰＡ液で置換して取り除く処理が行われる。
【０００４】
ＩＰＡは乾燥槽に設けられた加熱装置で約８２℃程度に加熱され、乾燥槽内にＩＰＡ蒸気の雰囲気が形成される。このＩＰＡ蒸気の雰囲気に、洗浄後の、ほぼ常温の光学素子を搬入すると、光学素子の温度がＩＰＡ蒸気よりも低いため、光学素子の表面に急激にＩＰＡ蒸気が凝集し、同時に、この凝縮によってＩＰＡ蒸気の雰囲気量が減少し、ＩＰＡ蒸気の雰囲気の高さは低下する。
【０００５】
その結果、低下したＩＰＡ蒸気の高さが元のＩＰＡ蒸気の高さ位置に戻るまでに少し時間がかかる。その間に、光学素子の表面でのＩＰＡ蒸気の凝縮が続く。
また、このとき、凝縮したＩＰＡ蒸気から放出される潜熱によって光学素子の温度上昇が起こる。
【０００６】
そして、光学素子の温度がＩＰＡ蒸気の温度と等しくなった時点でＩＰＡ蒸気の凝縮は停止し、ＩＰＡ蒸気の雰囲気から光学素子が引き上げられてＩＰＡ蒸気の雰囲気の上方で冷却および乾燥される。
【０００７】
このようなＩＰＡを用いる蒸気乾燥装置は、すでに広い分野で使用されている。一方で、光学素子や、ハードディスク等の被洗浄物の形状は多様化し、形状によっては乾燥不良を起こし、被洗浄物の縁にウォーターマーク等のシミが発生するなどの技術的課題が発生していた。
【０００８】
そこで、特許文献１では、ディスクの蒸気乾燥装置において、乾燥槽内におけるＩＰＡ蒸気エリアの上方に設けられた冷却コイルの高さに引き上げられたディスクを、再度降下させ、ディスクの下端部をＩＰＡ蒸気エリアに再浸漬して引き上げることで、ディスクの下端部におけるシミの発生を抑制しようとする技術が開示されている。
【０００９】
しかしながら上述の特許文献１の技術では、洗浄槽と蒸気乾燥槽を直列に配置した多槽式の洗浄乾燥装置に適用する場合には、以下の技術的課題が発生する。
【００１０】
すなわち、多槽式の洗浄乾燥装置において、洗浄槽から蒸気乾燥槽へと被洗浄物を自動搬送によって順次移動させながら処理する場合には、洗浄槽および蒸気乾燥槽の各々での処理時間（タクトタイム）を同一にする必要があり、被洗浄物が同じタイミングで次工程に搬送される。
【００１１】
このため、特許文献１のように、後段の蒸気乾燥槽において被洗浄物の再浸漬を行う場合には、蒸気乾燥槽での処理時間が長くなる。
【００１２】
したがって、洗浄槽のタクトタイムに処理時間の長い蒸気乾燥槽の動作を整合させるためには、複数の蒸気乾燥槽を設置して、蒸気乾燥の並列処理を行う必要があり、設置台数の増加により洗浄乾燥装置の設備費が高額になってしまう、という技術的課題があった。
【００１３】
また、蒸気乾燥装置を１台のままとして、設備コストを抑制する場合には、蒸気乾燥槽での洗浄時間が従来の２倍近く長くなり、これに合わせて洗浄工程のタクトタイムも２倍となることで洗浄乾燥装置の生産性は半減してしまう、という別の技術的課題を生じる。
【００１４】
また、特許文献１のように、被洗浄物であるディスクの一部を部分的にＩＰＡ蒸気内に再浸漬する場合には、ＩＰＡ蒸気と上方の冷却空気との境界線上にディスクが位置することとなり、不均一な乾燥によって乾燥品質が却って低下することも懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−２６４６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることが可能な蒸気乾燥技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の観点は、有機溶剤の蒸気による被洗浄物の蒸気乾燥が行われる第１処理槽と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥が行われる第２処理槽と、
を具備した蒸気乾燥装置を提供する。
本発明の第２の観点は、有機溶剤の蒸気を用いた被洗浄物の蒸気乾燥を行う第１工程と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥を行う第２工程と、
を含む蒸気乾燥方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることが可能な蒸気乾燥技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の変形例の構成の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施の形態の第１態様では、蒸気乾燥槽と、１槽以上の余熱乾燥槽とを備えた、有機溶剤を用いた光学素子の洗浄乾燥装置を例示する。
本実施の形態の第２態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽は温度調整可能な加熱装置を備えた構成を例示する。
【００２１】
本実施の形態の第３態様では、蒸気乾燥槽で光学素子を蒸気乾燥させる蒸気乾燥工程と、前記蒸気乾燥工程の後に１槽以上設置された余熱乾燥槽で光学素子を余熱乾燥させる工程と、を備えた光学素子乾燥方法を例示する。
【００２２】
本実施の形態の第４態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽は密閉された構成を例示する。
本実施の形態の第５態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽の下面および側面には保温材が設置された構成を例示する。
【００２３】
本実施の形態の第６態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽の下部または側面部、又はその両方にヒータが設置された構成を例示する。
【００２４】
上述の第１態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
有機溶剤を用いて蒸気乾燥させる光学素子の洗浄乾燥装置では、有機溶剤が加熱され蒸気となった蒸気雰囲気中で被洗浄物を待機させるため、被洗浄物は溶剤の沸点付近まで温められている。
しかし、蒸気槽から出た被洗浄物には蒸気乾燥では完全に乾かなかった溶剤が付着している場合がある。
【００２５】
溶剤が完全に乾かなかった原因としては、被洗浄物やそれを保持する治具に液体が溜まりやすい構造である場合や、被洗浄物の熱容量が大きいために被洗浄物が溶剤の蒸気温度付近まで十分に温められないために乾かないと言ったことが考えられる。
【００２６】
完全に乾燥しなかった溶剤を常温でゆっくりと乾燥させると溶剤のたまっている部分に空気中の汚れが付着しやすくなり、シミの発生につながる。
【００２７】
そこで、本実施の形態の第１態様の光学素子の洗浄乾燥装置では、蒸気乾燥槽の後に、被洗浄物自体の余熱による乾燥を促進させる余熱乾燥槽を設置し、この余熱乾燥槽の中に被洗浄物を静置させることで残留溶剤の乾燥を早める。
【００２８】
また、余熱乾燥槽の設置により残留溶剤の乾燥を早めることで空気中の汚れが付着する前にすばやく乾燥させることができ、被洗浄物にシミが形成されることを防止することが可能となる。
【００２９】
上述の第２態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
また、余熱乾燥槽に温度調節が可能な加熱装置を備えることにより、余熱乾燥槽内を加温することができ、被洗浄物に残留している溶剤の乾燥時の気化熱により奪われた熱量を補うことが可能となる。その結果、被洗浄物の乾燥時間はさらに早まり、シミ等の欠陥のない良好な乾燥品質を得ることができる。
【００３０】
上述の第３態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽を用いる余熱乾燥工程を蒸気乾燥工程の後に設けることにより、被洗浄物を迅速に乾燥させて被洗浄物のシミの発生を防止できる。
【００３１】
また、余熱乾燥工程で１槽以上の余熱乾燥槽を用いることにより、余熱乾燥槽内での静置時間を短縮できる。これにより短い洗浄タクトの洗浄機にも対応できる。
【００３２】
上述の第４態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽を密閉構造とすることで、余熱乾燥工程が周囲の環境状態の影響を受けにくくなるとともに、空気中の異物等の付着による被洗浄物の汚損を防止できる。また、被洗浄物の温度低下を抑制して、余熱乾燥に寄与する熱量を保つことができる。
【００３３】
上述の第５態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽の下面および側面に保温材を設置することで、被洗浄物の温度低下を抑制すると同時に、前段の蒸気乾燥工程で加温された被洗浄物の持つ熱で余熱乾燥槽内の温度を効果的に維持および上昇させることができる。
【００３４】
上述の第６態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽の下部または側面部、又はその両方にはヒータを設置することで余熱乾燥槽内の温度を、高い状態に維持できると同時に余熱乾燥槽内の温度をコントロールして所望の値に一定に保つことができ、余熱乾燥を効果的に行うことができる。
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の構成の一例を示す概念図である。
図２は、本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の変形例の構成の一例を示す概念図である。
図３は、本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
なお、本実施の形態では、図１および図２において、左右方向をＸ方向、上下方向をＺ方向、紙面に垂直な方向をＹ方向として説明する。また、一例として、Ｚ方向は鉛直方向、Ｘ−Ｙ平面は水平面とする。
【００３７】
図１に例示されるように、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１は、ＩＰＡ浸漬槽１の後段に順に配置されたＩＰＡ蒸気乾燥槽２（第１処理槽）および余熱乾燥槽６（第２処理槽）と、これらの各槽の間で被洗浄物１３（被洗浄物）を移動させるためのハンドリングロボット１１を備えている。
【００３８】
このハンドリングロボット１１は、一例として、ＩＰＡ浸漬槽１、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２、余熱乾燥槽６の上方を通過する経路を備え、水平面内（Ｘ−Ｙ平面）にループ形に敷設された横行レール１１ａと、この横行レール１１ａに沿って循環するように走行する複数の台車１１ｂを備えている。
【００３９】
さらに、個々の台車１１ｂの下部には、Ｚ方向に昇降する昇降アーム１１ｃが設けられ、この昇降アーム１１ｃの下端部には、被洗浄物１３が載置された搬送治具１３ａが着脱自在に保持される構成となっている。
【００４０】
そして、ＩＰＡ浸漬槽１、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２、余熱乾燥槽６の各々の直上位置への台車１１ｂの移動および停止、さらには昇降アーム１１ｃの昇降動作により、搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３の、各槽への搬入および搬出等の搬送動作が行われる。
【００４１】
一方、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１において、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２は、被洗浄物１３の搬入および搬出のために上端が開放されたカップ形を呈している。
【００４２】
このＩＰＡ蒸気乾燥槽２の底部には、当該底部に貯留されたイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ１５（有機溶剤））を加熱するためのヒータ３が設けられている。そして、ヒータ３によってＩＰＡ１５を所定の温度に加熱して蒸発させることにより、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の内部にＩＰＡ蒸気雰囲気４が形成される。
【００４３】
また、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の上部の開口端には、全周に沿って、冷却水等の冷媒が流通する冷却管５が配置されており、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の内部において、この冷却管５の配置高さまで上昇したＩＰＡ蒸気雰囲気４を凝縮させ、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の壁面に沿って底部のＩＰＡ１５に還流させて回収する構成となっている。
【００４４】
これにより、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の底部のＩＰＡ１５から発生するＩＰＡ蒸気雰囲気４の高さは、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の内部で冷却管５の直下の所定の高さに一定に維持される。
本実施の形態の場合、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の後段に配置された余熱乾燥槽６は、略直方体形の密閉容器として構成されている。
【００４５】
この余熱乾燥槽６の上面には、搬送治具１３ａを保持したハンドリングロボット１１の昇降アーム１１ｃが出入りするための搬入扉１４ａが設けられている。
【００４６】
また、余熱乾燥槽６の内部には、昇降アーム１１ｃから受け渡された搬送治具１３ａを水平方向（Ｘ方向）に搬送するための槽内ベルトコンベア１２が、Ｘ方向に所定の長さに設けられている。
【００４７】
本実施の形態の場合、この槽内ベルトコンベア１２の長さは、たとえば、当該槽内ベルトコンベア１２の搬送方向に、二つの搬送治具１３ａが同時に載置される長さに設定されている。
【００４８】
すなわち、本実施の形態の場合、この槽内ベルトコンベア１２の長さや搬送速度は、前段のＩＰＡ浸漬槽１およびＩＰＡ蒸気乾燥槽２におけるタクトタイム（搬送治具１３ａに載置された１セットの被洗浄物１３当たりの処理の所要時間）に影響されることなく、余熱乾燥槽６の内部において、搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３が、槽内ベルトコンベア１２上を移動する間に余熱乾燥される十分な時間を捻出可能な長さや搬送速度に設定される。
【００４９】
この槽内ベルトコンベア１２の移動方向の終端部に面する余熱乾燥槽６の側壁部には、搬出扉１４ｂが設けられ、この搬出扉１４ｂの外側には、槽内ベルトコンベア１２と対応する高さ位置に、槽外ベルトコンベア１２ａが設けられている。
【００５０】
そして、槽内ベルトコンベア１２に静置される間に余熱乾燥された被洗浄物１３が載置された搬送治具１３ａは、搬出扉１４ｂを通じて槽外ベルトコンベア１２ａの側に移動して払い出される。
【００５１】
この余熱乾燥槽６の壁面全体には保温材７が配置され、余熱乾燥槽６に搬入された搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３の温度低下を防止して、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの各々のそれ自体が持つ余熱による乾燥が効果的に行われる構造となっている。
【００５２】
さらに、本実施の形態の場合、余熱乾燥槽６の底部には、余熱乾燥槽６の内部雰囲気を加熱するための防爆構造のヒータ８（温度制御手段）と、余熱乾燥槽６の内部雰囲気の温度を検出する温度センサ９（温度制御手段）が設置されている。
【００５３】
そして、温度センサ９によって測定された余熱乾燥槽６の温度に基づいて、当該温度センサ９に備えられた図示しない温度調節機構により、ヒータ８を制御することで、余熱乾燥槽６の温度が、所望の設定温度に保たれる構造となっている。
【００５４】
また、密閉構造の余熱乾燥槽６の上部壁面において搬入扉１４ａに隣り合う位置には、たとえば、搬入扉１４ａの開口部に清浄なエアーカーテンを形成するクリーンユニット１０が設置され、搬入扉１４ａを通じて余熱乾燥槽６内に粉塵等が侵入することを防止する構造となっている。
【００５５】
なお、搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３を搬送するためのハンドリングロボット１１、および余熱乾燥槽６の内部における槽内搬送用の槽内ベルトコンベア１２は、被洗浄物１３を動揺させて損傷しないように、振動の少ない構造が採用されている。
以下、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１の作用の一例を説明する。
【００５６】
図１において、ハンドリングロボット１１の搬送経路におけるＩＰＡ浸漬槽１の上流側に位置する図示しない純水洗浄設備等で洗浄された室温の被洗浄物１３は、搬送治具１３ａに載置された状態でハンドリングロボット１１の昇降アーム１１ｃに保持されてＩＰＡ浸漬槽１に到来し、ＩＰＡ浸漬槽１のＩＰＡ１５の液面下に浸漬される（図３のステップ１０１）。
【００５７】
そして、被洗浄物１３および搬送治具１３ａに付着した純水等の液体や異物は、ＩＰＡ１５に置換され、ＩＰＡ浸漬槽１の底部に除去される。
その後、被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、ハンドリングロボット１１によって次のＩＰＡ蒸気乾燥槽２に搬入され、ＩＰＡ蒸気雰囲気４の中に被洗浄物１３の全体が浸漬される。
【００５８】
この時、室温の被洗浄物１３および搬送治具１３ａと、たとえば、８２℃の温度のＩＰＡ蒸気雰囲気４との温度差により、ＩＰＡ蒸気雰囲気４は、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの表面で無数のＩＰＡ１５の液滴として凝縮し、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの表面を洗い流す。
【００５９】
これにより、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの表面に残存していた水分や異物が、凝縮したＩＰＡ１５に置換されて除去されるとともに、被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、凝縮するＩＰＡ蒸気雰囲気４の潜熱を受けて、ＩＰＡ蒸気雰囲気４とほぼ等しい温度にまで加熱されて乾燥状態となる（図３のステップ１０２（第１工程））。
【００６０】
本実施の形態では、上述のように乾燥状態となった後、被洗浄物１３および搬送治具１３ａをハンドリングロボット１１により、さらに、後段の余熱乾燥槽６に搬入扉１４ａを通じて搬入し、槽内ベルトコンベア１２の上に受け渡す。
【００６１】
余熱乾燥槽６は、ヒータ８によって所定の温度に維持されているため、槽内ベルトコンベア１２に載置されて搬出扉１４ｂの方向に移動する被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、搬入時の温度がほとんど低下することがない。
【００６２】
そして、被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、槽内ベルトコンベア１２の上を所定の速度で搬出扉１４ｂの側に移動する間に、当該被洗浄物１３自体が持つ余熱によって迅速に乾燥され、被洗浄物１３や搬送治具１３ａに付着して残存していた僅かなＩＰＡ１５の滴等も完全に気化して除去された乾燥状態となる（図３のステップ１０３（第２工程））。
【００６３】
こうして余熱乾燥により、完全に乾燥された被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、搬出扉１４ｂを通じて槽外ベルトコンベア１２ａに払い出され、外部に搬出される。
【００６４】
このように、本実施の形態では、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２におけるＩＰＡ蒸気雰囲気４による蒸気乾燥の後に、さらに、余熱乾燥槽６において余熱乾燥を行うので、被洗浄物１３や搬送治具１３ａに、ウォーターマーク等のシミの一因となる液滴や異物が残存した状態で外部に払い出されることが確実に防止され、シミ等の欠陥のない、清浄な乾燥状態の被洗浄物１３を得ることができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１の場合、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２では、ＩＰＡ蒸気雰囲気４による被洗浄物１３の蒸気乾燥後に、再度、被洗浄物１３をＩＰＡ蒸気雰囲気４に浸漬する等の煩雑で冗長な操作は不要である。
【００６６】
このため、たとえば、前段のＩＰＡ浸漬槽１のタクトタイムに整合させるために、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の台数を２台以上に増やして並列に稼働させたり、逆に、単一のＩＰＡ蒸気乾燥槽２における蒸気乾燥の所要時間に合わせてタクトタイムを長くする等の対策は不要である。
【００６７】
すなわち、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１によれば、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の設置台数の増加によるコスト高やタクトタイムの延長による生産性の低下等の不利益を生じることなく、シミ等の欠陥のない、清浄な乾燥状態の被洗浄物１３を得ることができる。
【００６８】
また、余熱乾燥槽６では、槽内ベルトコンベア１２の長さや移動速度をタクトタイムに合わせて調節することで、余熱乾燥槽６における被洗浄物１３や搬送治具１３ａの十分な余熱乾燥時間を捻出できるので、タクトタイムに影響されることなく、被洗浄物１３および搬送治具１３ａを十分に余熱乾燥することが可能である。
【００６９】
さらに、余熱乾燥槽６を密閉構造とすることで、当該余熱乾燥槽６における被洗浄物１３の余熱乾燥工程が周囲の環境温度の変化等の影響を受けにくくなるとともに、空気中の異物等の付着による被洗浄物１３の汚損を防止できる。
また、被洗浄物の温度低下を抑制して、余熱乾燥に寄与する熱量を保つことができる、という利点もある。
【００７０】
次に、図２を参照して、本実施の形態の蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の変形例を説明する。
この図２に例示される変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２では、余熱乾燥槽１６の構造が上述の蒸気乾燥装置Ｍ１の余熱乾燥槽６と異なっている。
【００７１】
すなわち、この蒸気乾燥装置Ｍ２では、余熱乾燥槽１６は、上方が開放された直方体形の開放容器で構成されており、上面の搬入扉１４ａ、さらには、底部のヒータの設置が省略された簡略な構造となっている。
【００７２】
そして、余熱乾燥槽１６の壁面は、全体が保温材７で構成され、底部には、槽内ベルトコンベア１２、および余熱乾燥槽１６の内部の温度管理のための温度センサ９が配置されている。
【００７３】
また、槽内ベルトコンベア１２による被洗浄物１３の搬送方向の終端側には、搬出扉１４ｂが設けられ、その外側には、槽外ベルトコンベア１２ａが配置されている。
【００７４】
そして、被洗浄物１３は、搬送治具１３ａに載置された状態で、余熱乾燥槽１６の上端開口部から、槽内ベルトコンベア１２の搬送方向の上流側の端部に受け渡され、搬送治具１３ａおよび被洗浄物１３は、搬出扉１４ｂの方向へと所定の速度で移動する間に、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの各々がそれ自体で持つ余熱によって余熱乾燥される。
【００７５】
また、余熱乾燥槽１６の壁面を構成する保温材７により、余熱乾燥槽１６の内部の雰囲気が保温されているので、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの温度低下を抑制して、効果的に被洗浄物１３および搬送治具１３ａの余熱乾燥を行うことができる。
【００７６】
また、この変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２の場合には、余熱乾燥槽１６の構成が簡略であり、余熱乾燥槽１６の製造コストを削減できるとともに、ヒータ８を用いないので、ヒータ８に必要な稼働電力、すなわち稼働コストの削減を実現できる。
【００７７】
すなわち、本変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２の場合、上述の蒸気乾燥装置Ｍ１の場合に比較して、より低コストにて、被洗浄物１３の蒸気乾燥を実現できる利点がある。
【００７８】
本変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２によれば、より低コストにて、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物１３の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることができる、という効果が得られる。
以下に、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１および蒸気乾燥装置Ｍ２を用いた蒸気乾燥の実施例を示す。
【００７９】
（実施例１）
図１に例示された蒸気乾燥装置Ｍ１の余熱乾燥槽６を使用し、余熱乾燥槽６の内部の雰囲気の温度を３０℃、３５℃、４０℃と、複数の異なる値に設定し、さらに、余熱乾燥槽６での被洗浄物１３の静置乾燥時間を３０秒、６０秒、１２０秒と、複数の異なる値に設定した場合の、被洗浄物１３の実施結果を表１に示す。
【表１】
【００８０】
被洗浄物１３である光学素子としては、直径が３ｍｍ以上の光学機器用レンズを使用し、乾燥後の表面のシミの発生有無を目視で観察した。
また、余熱乾燥槽６内のクリーン度は、１立方メートル中の気中パーティクル（０．３μｍ）の数が５０個以下となるようにした。
【００８１】
さらに、蒸気乾燥装置Ｍ１の全体は防爆仕様であり、ＩＰＡ蒸気雰囲気４等の溶剤蒸気からなるガスが漏れ漏れることを防止するために局所排気を備えた構成とした。
【００８２】
この場合、被洗浄物１３におけるシミの有無の判断基準は、６０Ｗの電球による照明の下、目視で被洗浄物１３の表面にシミが確認された場合には不可（×印）とし、確認されない場合を合格（○印）と判定する判断基準を採用した。
【００８３】
表１から明らかなように、余熱乾燥槽６の内部の温度が３０℃以上、および乾燥時間が６０秒以上の条件では、被洗浄物１３にシミは発生しなくなった。
【００８４】
（実施例２）
次に、図２に例示された構成の蒸気乾燥装置Ｍ２の余熱乾燥槽１６で、余熱乾燥槽１６の内部の温度を室温である２０℃〜２５℃とし、余熱乾燥槽１６内での被洗浄物１３の静置乾燥時間を３０秒、６０秒、１２０秒に設定した場合の、被洗浄物１３の実施結果を表２に示す。
【表２】
【００８５】
この場合、被洗浄物１３である光学素子として直径が３ｍｍ以上の光学機器用レンズを使用し、乾燥後のレンズを観察した。
余熱乾燥槽１６の内部は被洗浄物１３や搬送治具１３ａの余熱で槽内温度の上昇が見られ、ヒータ等による加熱を必要とすることなく約３０℃の温度を保つことができた。
【００８６】
そして、この余熱乾燥槽１６の場合も、余熱乾燥槽１６の内部における１２０秒の乾燥時間で合格（○印）であり、被洗浄物１３の表面にシミを発生させること無く乾燥できた。
【００８７】
（比較例）
余熱乾燥槽６での乾燥の効果を確認するため、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２から余熱乾燥槽６まで搬送された直後の状態を、乾燥時間＝０秒として表１および表２の各々にあわせて示す。
この比較例のように、乾燥時間が０秒の場合はすべて不合格（×印）であった。
【００８８】
以上説明したように、本発明の実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１および蒸気乾燥装置Ｍ２によれば、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物１３の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることができる、という効果が得られる。
【００８９】
すなわち、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１および蒸気乾燥装置Ｍ２によれば、光学素子等の被洗浄物１３の蒸気乾燥工程において、乾燥不良によるシミのない清浄な光学素子を得ることができる。
この結果、乾燥不良によるシミの無い清浄な光学素子を提供することで、光学素子の製品不良の削減に寄与することができる。
【００９０】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、有機溶剤としてはＩＰＡ（イソプロピル・アルコール）に限らず、他の有機溶剤を用いてもよい。
【００９１】
また、被洗浄物としては光学素子に限らず、半導体ウェハやハードディスク基板等の精密な乾燥を必要する物品に広く適用できる。
【００９２】
（付記１）
蒸気乾燥槽と、
蒸気乾燥の後に１槽以上の余熱乾燥槽と、
を備えることを特徴とする有機溶剤を用いた光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９３】
（付記２）
余熱乾燥槽は温度調整可能な加熱装置を備えていることを特徴とする付記１の光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９４】
（付記３）
蒸気乾燥槽で光学素子を蒸気乾燥させる蒸気乾燥工程と、
前記蒸気乾燥工程の後に１槽以上設置された余熱乾燥槽で光学素子を余熱乾燥させる工程と、
を備えることを特徴とする光学素子乾燥方法。
【００９５】
（付記４）
付記１の余熱乾燥槽は密閉されていることを特徴とする光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９６】
（付記５）
付記１の余熱乾燥槽の下面、側面には保温材が設置されていることを特徴とする光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９７】
（付記６）
付記１の余熱乾燥槽の下部または側面部、又はその両方にはヒータが設置されていることを特徴とする光学素子の洗浄乾燥装置。
【符号の説明】
【００９８】
１ ＩＰＡ浸漬槽
２ ＩＰＡ蒸気乾燥槽
３ ヒータ
４ ＩＰＡ蒸気雰囲気
５ 冷却管
６ 余熱乾燥槽
７ 保温材
８ ヒータ
９ 温度センサ
１０ クリーンユニット
１１ ハンドリングロボット
１１ａ 横行レール
１１ｂ 台車
１１ｃ 昇降アーム
１２ 槽内ベルトコンベア
１２ａ 槽外ベルトコンベア
１３ 被洗浄物
１３ａ 搬送治具
１４ａ 搬入扉
１４ｂ 搬出扉
１５ ＩＰＡ
１６ 余熱乾燥槽
Ｍ１ 蒸気乾燥装置
Ｍ２ 蒸気乾燥装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気乾燥装置および蒸気乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ガラス基板、光学レンズ、光学フィルター等の光学素子の洗浄工程では、光学素子を純水等でリンス洗浄した後に乾燥工程に入る。
この乾燥工程には多くの場合、有機溶剤を使用した蒸気乾燥装置が用いられている。また、有機溶剤としては、ＩＰＡ（イソプロピル・アルコール）が広く用いられている。
【０００３】
ＩＰＡを用いる蒸気乾燥装置では、約８２℃の温度のＩＰＡ蒸気で満たされた蒸気槽内に、被洗浄物である光学素子を搬入し、ＩＰＡ蒸気よりも低温の光学素子の表面にＩＰＡ蒸気を凝縮させ、光学素子の表面に付着して流れ落ちるＩＰＡ液で光学素子の表面を濯ぎ、光学素子の表面に残存する洗浄液や異物をＩＰＡ液で置換して取り除く処理が行われる。
【０００４】
ＩＰＡは乾燥槽に設けられた加熱装置で約８２℃程度に加熱され、乾燥槽内にＩＰＡ蒸気の雰囲気が形成される。このＩＰＡ蒸気の雰囲気に、洗浄後の、ほぼ常温の光学素子を搬入すると、光学素子の温度がＩＰＡ蒸気よりも低いため、光学素子の表面に急激にＩＰＡ蒸気が凝集し、同時に、この凝縮によってＩＰＡ蒸気の雰囲気量が減少し、ＩＰＡ蒸気の雰囲気の高さは低下する。
【０００５】
その結果、低下したＩＰＡ蒸気の高さが元のＩＰＡ蒸気の高さ位置に戻るまでに少し時間がかかる。その間に、光学素子の表面でのＩＰＡ蒸気の凝縮が続く。
また、このとき、凝縮したＩＰＡ蒸気から放出される潜熱によって光学素子の温度上昇が起こる。
【０００６】
そして、光学素子の温度がＩＰＡ蒸気の温度と等しくなった時点でＩＰＡ蒸気の凝縮は停止し、ＩＰＡ蒸気の雰囲気から光学素子が引き上げられてＩＰＡ蒸気の雰囲気の上方で冷却および乾燥される。
【０００７】
このようなＩＰＡを用いる蒸気乾燥装置は、すでに広い分野で使用されている。一方で、光学素子や、ハードディスク等の被洗浄物の形状は多様化し、形状によっては乾燥不良を起こし、被洗浄物の縁にウォーターマーク等のシミが発生するなどの技術的課題が発生していた。
【０００８】
そこで、特許文献１では、ディスクの蒸気乾燥装置において、乾燥槽内におけるＩＰＡ蒸気エリアの上方に設けられた冷却コイルの高さに引き上げられたディスクを、再度降下させ、ディスクの下端部をＩＰＡ蒸気エリアに再浸漬して引き上げることで、ディスクの下端部におけるシミの発生を抑制しようとする技術が開示されている。
【０００９】
しかしながら上述の特許文献１の技術では、洗浄槽と蒸気乾燥槽を直列に配置した多槽式の洗浄乾燥装置に適用する場合には、以下の技術的課題が発生する。
【００１０】
すなわち、多槽式の洗浄乾燥装置において、洗浄槽から蒸気乾燥槽へと被洗浄物を自動搬送によって順次移動させながら処理する場合には、洗浄槽および蒸気乾燥槽の各々での処理時間（タクトタイム）を同一にする必要があり、被洗浄物が同じタイミングで次工程に搬送される。
【００１１】
このため、特許文献１のように、後段の蒸気乾燥槽において被洗浄物の再浸漬を行う場合には、蒸気乾燥槽での処理時間が長くなる。
【００１２】
したがって、洗浄槽のタクトタイムに処理時間の長い蒸気乾燥槽の動作を整合させるためには、複数の蒸気乾燥槽を設置して、蒸気乾燥の並列処理を行う必要があり、設置台数の増加により洗浄乾燥装置の設備費が高額になってしまう、という技術的課題があった。
【００１３】
また、蒸気乾燥装置を１台のままとして、設備コストを抑制する場合には、蒸気乾燥槽での洗浄時間が従来の２倍近く長くなり、これに合わせて洗浄工程のタクトタイムも２倍となることで洗浄乾燥装置の生産性は半減してしまう、という別の技術的課題を生じる。
【００１４】
また、特許文献１のように、被洗浄物であるディスクの一部を部分的にＩＰＡ蒸気内に再浸漬する場合には、ＩＰＡ蒸気と上方の冷却空気との境界線上にディスクが位置することとなり、不均一な乾燥によって乾燥品質が却って低下することも懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−２６４６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることが可能な蒸気乾燥技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の観点は、有機溶剤の蒸気による被洗浄物の蒸気乾燥が行われる第１処理槽と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥が行われる第２処理槽と、
を具備した蒸気乾燥装置を提供する。
本発明の第２の観点は、有機溶剤の蒸気を用いた被洗浄物の蒸気乾燥を行う第１工程と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥を行う第２工程と、
を含む蒸気乾燥方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることが可能な蒸気乾燥技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の変形例の構成の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施の形態の第１態様では、蒸気乾燥槽と、１槽以上の余熱乾燥槽とを備えた、有機溶剤を用いた光学素子の洗浄乾燥装置を例示する。
本実施の形態の第２態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽は温度調整可能な加熱装置を備えた構成を例示する。
【００２１】
本実施の形態の第３態様では、蒸気乾燥槽で光学素子を蒸気乾燥させる蒸気乾燥工程と、前記蒸気乾燥工程の後に１槽以上設置された余熱乾燥槽で光学素子を余熱乾燥させる工程と、を備えた光学素子乾燥方法を例示する。
【００２２】
本実施の形態の第４態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽は密閉された構成を例示する。
本実施の形態の第５態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽の下面および側面には保温材が設置された構成を例示する。
【００２３】
本実施の形態の第６態様では、第１態様に記載の光学素子の洗浄乾燥装置において、余熱乾燥槽の下部または側面部、又はその両方にヒータが設置された構成を例示する。
【００２４】
上述の第１態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
有機溶剤を用いて蒸気乾燥させる光学素子の洗浄乾燥装置では、有機溶剤が加熱され蒸気となった蒸気雰囲気中で被洗浄物を待機させるため、被洗浄物は溶剤の沸点付近まで温められている。
しかし、蒸気槽から出た被洗浄物には蒸気乾燥では完全に乾かなかった溶剤が付着している場合がある。
【００２５】
溶剤が完全に乾かなかった原因としては、被洗浄物やそれを保持する治具に液体が溜まりやすい構造である場合や、被洗浄物の熱容量が大きいために被洗浄物が溶剤の蒸気温度付近まで十分に温められないために乾かないと言ったことが考えられる。
【００２６】
完全に乾燥しなかった溶剤を常温でゆっくりと乾燥させると溶剤のたまっている部分に空気中の汚れが付着しやすくなり、シミの発生につながる。
【００２７】
そこで、本実施の形態の第１態様の光学素子の洗浄乾燥装置では、蒸気乾燥槽の後に、被洗浄物自体の余熱による乾燥を促進させる余熱乾燥槽を設置し、この余熱乾燥槽の中に被洗浄物を静置させることで残留溶剤の乾燥を早める。
【００２８】
また、余熱乾燥槽の設置により残留溶剤の乾燥を早めることで空気中の汚れが付着する前にすばやく乾燥させることができ、被洗浄物にシミが形成されることを防止することが可能となる。
【００２９】
上述の第２態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
また、余熱乾燥槽に温度調節が可能な加熱装置を備えることにより、余熱乾燥槽内を加温することができ、被洗浄物に残留している溶剤の乾燥時の気化熱により奪われた熱量を補うことが可能となる。その結果、被洗浄物の乾燥時間はさらに早まり、シミ等の欠陥のない良好な乾燥品質を得ることができる。
【００３０】
上述の第３態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽を用いる余熱乾燥工程を蒸気乾燥工程の後に設けることにより、被洗浄物を迅速に乾燥させて被洗浄物のシミの発生を防止できる。
【００３１】
また、余熱乾燥工程で１槽以上の余熱乾燥槽を用いることにより、余熱乾燥槽内での静置時間を短縮できる。これにより短い洗浄タクトの洗浄機にも対応できる。
【００３２】
上述の第４態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽を密閉構造とすることで、余熱乾燥工程が周囲の環境状態の影響を受けにくくなるとともに、空気中の異物等の付着による被洗浄物の汚損を防止できる。また、被洗浄物の温度低下を抑制して、余熱乾燥に寄与する熱量を保つことができる。
【００３３】
上述の第５態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽の下面および側面に保温材を設置することで、被洗浄物の温度低下を抑制すると同時に、前段の蒸気乾燥工程で加温された被洗浄物の持つ熱で余熱乾燥槽内の温度を効果的に維持および上昇させることができる。
【００３４】
上述の第６態様の作用および効果は一例として以下の通りである。
余熱乾燥槽の下部または側面部、又はその両方にはヒータを設置することで余熱乾燥槽内の温度を、高い状態に維持できると同時に余熱乾燥槽内の温度をコントロールして所望の値に一定に保つことができ、余熱乾燥を効果的に行うことができる。
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の構成の一例を示す概念図である。
図２は、本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の変形例の構成の一例を示す概念図である。
図３は、本発明の一実施の形態である蒸気乾燥方法の作用の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
なお、本実施の形態では、図１および図２において、左右方向をＸ方向、上下方向をＺ方向、紙面に垂直な方向をＹ方向として説明する。また、一例として、Ｚ方向は鉛直方向、Ｘ−Ｙ平面は水平面とする。
【００３７】
図１に例示されるように、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１は、ＩＰＡ浸漬槽１の後段に順に配置されたＩＰＡ蒸気乾燥槽２（第１処理槽）および余熱乾燥槽６（第２処理槽）と、これらの各槽の間で被洗浄物１３（被洗浄物）を移動させるためのハンドリングロボット１１を備えている。
【００３８】
このハンドリングロボット１１は、一例として、ＩＰＡ浸漬槽１、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２、余熱乾燥槽６の上方を通過する経路を備え、水平面内（Ｘ−Ｙ平面）にループ形に敷設された横行レール１１ａと、この横行レール１１ａに沿って循環するように走行する複数の台車１１ｂを備えている。
【００３９】
さらに、個々の台車１１ｂの下部には、Ｚ方向に昇降する昇降アーム１１ｃが設けられ、この昇降アーム１１ｃの下端部には、被洗浄物１３が載置された搬送治具１３ａが着脱自在に保持される構成となっている。
【００４０】
そして、ＩＰＡ浸漬槽１、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２、余熱乾燥槽６の各々の直上位置への台車１１ｂの移動および停止、さらには昇降アーム１１ｃの昇降動作により、搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３の、各槽への搬入および搬出等の搬送動作が行われる。
【００４１】
一方、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１において、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２は、被洗浄物１３の搬入および搬出のために上端が開放されたカップ形を呈している。
【００４２】
このＩＰＡ蒸気乾燥槽２の底部には、当該底部に貯留されたイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ１５（有機溶剤））を加熱するためのヒータ３が設けられている。そして、ヒータ３によってＩＰＡ１５を所定の温度に加熱して蒸発させることにより、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の内部にＩＰＡ蒸気雰囲気４が形成される。
【００４３】
また、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の上部の開口端には、全周に沿って、冷却水等の冷媒が流通する冷却管５が配置されており、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の内部において、この冷却管５の配置高さまで上昇したＩＰＡ蒸気雰囲気４を凝縮させ、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の壁面に沿って底部のＩＰＡ１５に還流させて回収する構成となっている。
【００４４】
これにより、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の底部のＩＰＡ１５から発生するＩＰＡ蒸気雰囲気４の高さは、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の内部で冷却管５の直下の所定の高さに一定に維持される。
本実施の形態の場合、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の後段に配置された余熱乾燥槽６は、略直方体形の密閉容器として構成されている。
【００４５】
この余熱乾燥槽６の上面には、搬送治具１３ａを保持したハンドリングロボット１１の昇降アーム１１ｃが出入りするための搬入扉１４ａが設けられている。
【００４６】
また、余熱乾燥槽６の内部には、昇降アーム１１ｃから受け渡された搬送治具１３ａを水平方向（Ｘ方向）に搬送するための槽内ベルトコンベア１２が、Ｘ方向に所定の長さに設けられている。
【００４７】
本実施の形態の場合、この槽内ベルトコンベア１２の長さは、たとえば、当該槽内ベルトコンベア１２の搬送方向に、二つの搬送治具１３ａが同時に載置される長さに設定されている。
【００４８】
すなわち、本実施の形態の場合、この槽内ベルトコンベア１２の長さや搬送速度は、前段のＩＰＡ浸漬槽１およびＩＰＡ蒸気乾燥槽２におけるタクトタイム（搬送治具１３ａに載置された１セットの被洗浄物１３当たりの処理の所要時間）に影響されることなく、余熱乾燥槽６の内部において、搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３が、槽内ベルトコンベア１２上を移動する間に余熱乾燥される十分な時間を捻出可能な長さや搬送速度に設定される。
【００４９】
この槽内ベルトコンベア１２の移動方向の終端部に面する余熱乾燥槽６の側壁部には、搬出扉１４ｂが設けられ、この搬出扉１４ｂの外側には、槽内ベルトコンベア１２と対応する高さ位置に、槽外ベルトコンベア１２ａが設けられている。
【００５０】
そして、槽内ベルトコンベア１２に静置される間に余熱乾燥された被洗浄物１３が載置された搬送治具１３ａは、搬出扉１４ｂを通じて槽外ベルトコンベア１２ａの側に移動して払い出される。
【００５１】
この余熱乾燥槽６の壁面全体には保温材７が配置され、余熱乾燥槽６に搬入された搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３の温度低下を防止して、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの各々のそれ自体が持つ余熱による乾燥が効果的に行われる構造となっている。
【００５２】
さらに、本実施の形態の場合、余熱乾燥槽６の底部には、余熱乾燥槽６の内部雰囲気を加熱するための防爆構造のヒータ８（温度制御手段）と、余熱乾燥槽６の内部雰囲気の温度を検出する温度センサ９（温度制御手段）が設置されている。
【００５３】
そして、温度センサ９によって測定された余熱乾燥槽６の温度に基づいて、当該温度センサ９に備えられた図示しない温度調節機構により、ヒータ８を制御することで、余熱乾燥槽６の温度が、所望の設定温度に保たれる構造となっている。
【００５４】
また、密閉構造の余熱乾燥槽６の上部壁面において搬入扉１４ａに隣り合う位置には、たとえば、搬入扉１４ａの開口部に清浄なエアーカーテンを形成するクリーンユニット１０が設置され、搬入扉１４ａを通じて余熱乾燥槽６内に粉塵等が侵入することを防止する構造となっている。
【００５５】
なお、搬送治具１３ａに載置された被洗浄物１３を搬送するためのハンドリングロボット１１、および余熱乾燥槽６の内部における槽内搬送用の槽内ベルトコンベア１２は、被洗浄物１３を動揺させて損傷しないように、振動の少ない構造が採用されている。
以下、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１の作用の一例を説明する。
【００５６】
図１において、ハンドリングロボット１１の搬送経路におけるＩＰＡ浸漬槽１の上流側に位置する図示しない純水洗浄設備等で洗浄された室温の被洗浄物１３は、搬送治具１３ａに載置された状態でハンドリングロボット１１の昇降アーム１１ｃに保持されてＩＰＡ浸漬槽１に到来し、ＩＰＡ浸漬槽１のＩＰＡ１５の液面下に浸漬される（図３のステップ１０１）。
【００５７】
そして、被洗浄物１３および搬送治具１３ａに付着した純水等の液体や異物は、ＩＰＡ１５に置換され、ＩＰＡ浸漬槽１の底部に除去される。
その後、被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、ハンドリングロボット１１によって次のＩＰＡ蒸気乾燥槽２に搬入され、ＩＰＡ蒸気雰囲気４の中に被洗浄物１３の全体が浸漬される。
【００５８】
この時、室温の被洗浄物１３および搬送治具１３ａと、たとえば、８２℃の温度のＩＰＡ蒸気雰囲気４との温度差により、ＩＰＡ蒸気雰囲気４は、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの表面で無数のＩＰＡ１５の液滴として凝縮し、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの表面を洗い流す。
【００５９】
これにより、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの表面に残存していた水分や異物が、凝縮したＩＰＡ１５に置換されて除去されるとともに、被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、凝縮するＩＰＡ蒸気雰囲気４の潜熱を受けて、ＩＰＡ蒸気雰囲気４とほぼ等しい温度にまで加熱されて乾燥状態となる（図３のステップ１０２（第１工程））。
【００６０】
本実施の形態では、上述のように乾燥状態となった後、被洗浄物１３および搬送治具１３ａをハンドリングロボット１１により、さらに、後段の余熱乾燥槽６に搬入扉１４ａを通じて搬入し、槽内ベルトコンベア１２の上に受け渡す。
【００６１】
余熱乾燥槽６は、ヒータ８によって所定の温度に維持されているため、槽内ベルトコンベア１２に載置されて搬出扉１４ｂの方向に移動する被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、搬入時の温度がほとんど低下することがない。
【００６２】
そして、被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、槽内ベルトコンベア１２の上を所定の速度で搬出扉１４ｂの側に移動する間に、当該被洗浄物１３自体が持つ余熱によって迅速に乾燥され、被洗浄物１３や搬送治具１３ａに付着して残存していた僅かなＩＰＡ１５の滴等も完全に気化して除去された乾燥状態となる（図３のステップ１０３（第２工程））。
【００６３】
こうして余熱乾燥により、完全に乾燥された被洗浄物１３および搬送治具１３ａは、搬出扉１４ｂを通じて槽外ベルトコンベア１２ａに払い出され、外部に搬出される。
【００６４】
このように、本実施の形態では、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２におけるＩＰＡ蒸気雰囲気４による蒸気乾燥の後に、さらに、余熱乾燥槽６において余熱乾燥を行うので、被洗浄物１３や搬送治具１３ａに、ウォーターマーク等のシミの一因となる液滴や異物が残存した状態で外部に払い出されることが確実に防止され、シミ等の欠陥のない、清浄な乾燥状態の被洗浄物１３を得ることができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１の場合、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２では、ＩＰＡ蒸気雰囲気４による被洗浄物１３の蒸気乾燥後に、再度、被洗浄物１３をＩＰＡ蒸気雰囲気４に浸漬する等の煩雑で冗長な操作は不要である。
【００６６】
このため、たとえば、前段のＩＰＡ浸漬槽１のタクトタイムに整合させるために、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の台数を２台以上に増やして並列に稼働させたり、逆に、単一のＩＰＡ蒸気乾燥槽２における蒸気乾燥の所要時間に合わせてタクトタイムを長くする等の対策は不要である。
【００６７】
すなわち、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１によれば、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２の設置台数の増加によるコスト高やタクトタイムの延長による生産性の低下等の不利益を生じることなく、シミ等の欠陥のない、清浄な乾燥状態の被洗浄物１３を得ることができる。
【００６８】
また、余熱乾燥槽６では、槽内ベルトコンベア１２の長さや移動速度をタクトタイムに合わせて調節することで、余熱乾燥槽６における被洗浄物１３や搬送治具１３ａの十分な余熱乾燥時間を捻出できるので、タクトタイムに影響されることなく、被洗浄物１３および搬送治具１３ａを十分に余熱乾燥することが可能である。
【００６９】
さらに、余熱乾燥槽６を密閉構造とすることで、当該余熱乾燥槽６における被洗浄物１３の余熱乾燥工程が周囲の環境温度の変化等の影響を受けにくくなるとともに、空気中の異物等の付着による被洗浄物１３の汚損を防止できる。
また、被洗浄物の温度低下を抑制して、余熱乾燥に寄与する熱量を保つことができる、という利点もある。
【００７０】
次に、図２を参照して、本実施の形態の蒸気乾燥方法を実施する蒸気乾燥装置の変形例を説明する。
この図２に例示される変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２では、余熱乾燥槽１６の構造が上述の蒸気乾燥装置Ｍ１の余熱乾燥槽６と異なっている。
【００７１】
すなわち、この蒸気乾燥装置Ｍ２では、余熱乾燥槽１６は、上方が開放された直方体形の開放容器で構成されており、上面の搬入扉１４ａ、さらには、底部のヒータの設置が省略された簡略な構造となっている。
【００７２】
そして、余熱乾燥槽１６の壁面は、全体が保温材７で構成され、底部には、槽内ベルトコンベア１２、および余熱乾燥槽１６の内部の温度管理のための温度センサ９が配置されている。
【００７３】
また、槽内ベルトコンベア１２による被洗浄物１３の搬送方向の終端側には、搬出扉１４ｂが設けられ、その外側には、槽外ベルトコンベア１２ａが配置されている。
【００７４】
そして、被洗浄物１３は、搬送治具１３ａに載置された状態で、余熱乾燥槽１６の上端開口部から、槽内ベルトコンベア１２の搬送方向の上流側の端部に受け渡され、搬送治具１３ａおよび被洗浄物１３は、搬出扉１４ｂの方向へと所定の速度で移動する間に、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの各々がそれ自体で持つ余熱によって余熱乾燥される。
【００７５】
また、余熱乾燥槽１６の壁面を構成する保温材７により、余熱乾燥槽１６の内部の雰囲気が保温されているので、被洗浄物１３および搬送治具１３ａの温度低下を抑制して、効果的に被洗浄物１３および搬送治具１３ａの余熱乾燥を行うことができる。
【００７６】
また、この変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２の場合には、余熱乾燥槽１６の構成が簡略であり、余熱乾燥槽１６の製造コストを削減できるとともに、ヒータ８を用いないので、ヒータ８に必要な稼働電力、すなわち稼働コストの削減を実現できる。
【００７７】
すなわち、本変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２の場合、上述の蒸気乾燥装置Ｍ１の場合に比較して、より低コストにて、被洗浄物１３の蒸気乾燥を実現できる利点がある。
【００７８】
本変形例の蒸気乾燥装置Ｍ２によれば、より低コストにて、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物１３の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることができる、という効果が得られる。
以下に、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１および蒸気乾燥装置Ｍ２を用いた蒸気乾燥の実施例を示す。
【００７９】
（実施例１）
図１に例示された蒸気乾燥装置Ｍ１の余熱乾燥槽６を使用し、余熱乾燥槽６の内部の雰囲気の温度を３０℃、３５℃、４０℃と、複数の異なる値に設定し、さらに、余熱乾燥槽６での被洗浄物１３の静置乾燥時間を３０秒、６０秒、１２０秒と、複数の異なる値に設定した場合の、被洗浄物１３の実施結果を表１に示す。
【表１】
【００８０】
被洗浄物１３である光学素子としては、直径が３ｍｍ以上の光学機器用レンズを使用し、乾燥後の表面のシミの発生有無を目視で観察した。
また、余熱乾燥槽６内のクリーン度は、１立方メートル中の気中パーティクル（０．３μｍ）の数が５０個以下となるようにした。
【００８１】
さらに、蒸気乾燥装置Ｍ１の全体は防爆仕様であり、ＩＰＡ蒸気雰囲気４等の溶剤蒸気からなるガスが漏れ漏れることを防止するために局所排気を備えた構成とした。
【００８２】
この場合、被洗浄物１３におけるシミの有無の判断基準は、６０Ｗの電球による照明の下、目視で被洗浄物１３の表面にシミが確認された場合には不可（×印）とし、確認されない場合を合格（○印）と判定する判断基準を採用した。
【００８３】
表１から明らかなように、余熱乾燥槽６の内部の温度が３０℃以上、および乾燥時間が６０秒以上の条件では、被洗浄物１３にシミは発生しなくなった。
【００８４】
（実施例２）
次に、図２に例示された構成の蒸気乾燥装置Ｍ２の余熱乾燥槽１６で、余熱乾燥槽１６の内部の温度を室温である２０℃〜２５℃とし、余熱乾燥槽１６内での被洗浄物１３の静置乾燥時間を３０秒、６０秒、１２０秒に設定した場合の、被洗浄物１３の実施結果を表２に示す。
【表２】
【００８５】
この場合、被洗浄物１３である光学素子として直径が３ｍｍ以上の光学機器用レンズを使用し、乾燥後のレンズを観察した。
余熱乾燥槽１６の内部は被洗浄物１３や搬送治具１３ａの余熱で槽内温度の上昇が見られ、ヒータ等による加熱を必要とすることなく約３０℃の温度を保つことができた。
【００８６】
そして、この余熱乾燥槽１６の場合も、余熱乾燥槽１６の内部における１２０秒の乾燥時間で合格（○印）であり、被洗浄物１３の表面にシミを発生させること無く乾燥できた。
【００８７】
（比較例）
余熱乾燥槽６での乾燥の効果を確認するため、ＩＰＡ蒸気乾燥槽２から余熱乾燥槽６まで搬送された直後の状態を、乾燥時間＝０秒として表１および表２の各々にあわせて示す。
この比較例のように、乾燥時間が０秒の場合はすべて不合格（×印）であった。
【００８８】
以上説明したように、本発明の実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１および蒸気乾燥装置Ｍ２によれば、タクトタイムの増大による生産性の低下を生じることなく、被洗浄物１３の表面にシミのない清浄な乾燥状態を得ることができる、という効果が得られる。
【００８９】
すなわち、本実施の形態の蒸気乾燥装置Ｍ１および蒸気乾燥装置Ｍ２によれば、光学素子等の被洗浄物１３の蒸気乾燥工程において、乾燥不良によるシミのない清浄な光学素子を得ることができる。
この結果、乾燥不良によるシミの無い清浄な光学素子を提供することで、光学素子の製品不良の削減に寄与することができる。
【００９０】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、有機溶剤としてはＩＰＡ（イソプロピル・アルコール）に限らず、他の有機溶剤を用いてもよい。
【００９１】
また、被洗浄物としては光学素子に限らず、半導体ウェハやハードディスク基板等の精密な乾燥を必要する物品に広く適用できる。
【００９２】
（付記１）
蒸気乾燥槽と、
蒸気乾燥の後に１槽以上の余熱乾燥槽と、
を備えることを特徴とする有機溶剤を用いた光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９３】
（付記２）
余熱乾燥槽は温度調整可能な加熱装置を備えていることを特徴とする付記１の光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９４】
（付記３）
蒸気乾燥槽で光学素子を蒸気乾燥させる蒸気乾燥工程と、
前記蒸気乾燥工程の後に１槽以上設置された余熱乾燥槽で光学素子を余熱乾燥させる工程と、
を備えることを特徴とする光学素子乾燥方法。
【００９５】
（付記４）
付記１の余熱乾燥槽は密閉されていることを特徴とする光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９６】
（付記５）
付記１の余熱乾燥槽の下面、側面には保温材が設置されていることを特徴とする光学素子の洗浄乾燥装置。
【００９７】
（付記６）
付記１の余熱乾燥槽の下部または側面部、又はその両方にはヒータが設置されていることを特徴とする光学素子の洗浄乾燥装置。
【符号の説明】
【００９８】
１ ＩＰＡ浸漬槽
２ ＩＰＡ蒸気乾燥槽
３ ヒータ
４ ＩＰＡ蒸気雰囲気
５ 冷却管
６ 余熱乾燥槽
７ 保温材
８ ヒータ
９ 温度センサ
１０ クリーンユニット
１１ ハンドリングロボット
１１ａ 横行レール
１１ｂ 台車
１１ｃ 昇降アーム
１２ 槽内ベルトコンベア
１２ａ 槽外ベルトコンベア
１３ 被洗浄物
１３ａ 搬送治具
１４ａ 搬入扉
１４ｂ 搬出扉
１５ ＩＰＡ
１６ 余熱乾燥槽
Ｍ１ 蒸気乾燥装置
Ｍ２ 蒸気乾燥装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤の蒸気による被洗浄物の蒸気乾燥が行われる第１処理槽と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥が行われる第２処理槽と、
を具備したことを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項２】
請求項１記載の蒸気乾燥装置において、
前記第２処理槽は、当該第２処理槽の温度を調整する温度制御手段を備えたことを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項３】
請求項２記載の蒸気乾燥装置において、
前記温度制御手段は、前記第２処理槽の壁面に配置されたヒータであることを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項４】
請求項１記載の蒸気乾燥装置において、
前記第２処理槽は、密閉されていることを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項５】
請求項１記載の蒸気乾燥装置において、
前記第２処理槽の壁面には、保温材が配置されていることを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項６】
有機溶剤の蒸気を用いた被洗浄物の蒸気乾燥を行う第１工程と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥を行う第２工程と、
を含むことを特徴とする蒸気乾燥方法。
【請求項７】
請求項６記載の蒸気乾燥方法において、
前記第２工程では、前記被洗浄物の雰囲気を加熱することを特徴とする蒸気乾燥方法。
【請求項１】
有機溶剤の蒸気による被洗浄物の蒸気乾燥が行われる第１処理槽と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥が行われる第２処理槽と、
を具備したことを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項２】
請求項１記載の蒸気乾燥装置において、
前記第２処理槽は、当該第２処理槽の温度を調整する温度制御手段を備えたことを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項３】
請求項２記載の蒸気乾燥装置において、
前記温度制御手段は、前記第２処理槽の壁面に配置されたヒータであることを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項４】
請求項１記載の蒸気乾燥装置において、
前記第２処理槽は、密閉されていることを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項５】
請求項１記載の蒸気乾燥装置において、
前記第２処理槽の壁面には、保温材が配置されていることを特徴とする蒸気乾燥装置。
【請求項６】
有機溶剤の蒸気を用いた被洗浄物の蒸気乾燥を行う第１工程と、
前記蒸気乾燥を経た前記被洗浄物の余熱乾燥を行う第２工程と、
を含むことを特徴とする蒸気乾燥方法。
【請求項７】
請求項６記載の蒸気乾燥方法において、
前記第２工程では、前記被洗浄物の雰囲気を加熱することを特徴とする蒸気乾燥方法。
【図３】
【図１】
【図２】
【図１】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２６７８２３（Ｐ２０１０−２６７８２３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８０８２（Ｐ２００９−１１８０８２）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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