[发明专利]超声波清洗装置

说明书

本发明提供一种可容易地监视超声波振子的振动状态的、使用附带状态监视功能的超声波振子的超声波清洗装置。本发明的超声波清洗装置经由被施加有超声波振动的清洗液来清洗被清洗物，具有朗之万型的附带状态监视功能的超声波振子(5)，所述超声波振子(5)包括以层叠的方式配置且在层叠方向可伸缩的多个压电元件(10)，多个压电元件的一部分作为激振用压电元件(11)被施加有交流电压而伸缩，多个压电元件的另一部分作为状态监视用压电元件(12)，以通过激振用压电元件的伸缩而可输出用于状态监视的电压的方式构成。

技术领域

本发明涉及一种使用附带状态监视功能的超声波振子的、超声波清洗装置，尤其涉及一种可容易地监视超声波振子的振动状态的、使用附带状态监视功能的超声波振子的超声波清洗装置。

背景技术

之前，为了检测超声波清洗装置的清洗槽的超声波振子的振动状态，而对清洗槽贴附加速度传感器等振动传感器，测定清洗槽的振动，监视超声波振子的振动状态。另外，将音压计投入至清洗槽的清洗液中，测定清洗液中的超声波振子的振动所致的、超声波的大小。

图12为表示安装于超声波清洗装置的清洗槽的加速度传感器及清洗液中的音压计的位置的图。如图12所示，加速度传感器55由接着剂贴附于清洗槽2，另外，贴附于超声波振子7的表面而进行振动的测定。另外，通过音压计57来测定清洗液3中的超声波的大小。如此，与超声波振子的振动状态有关的测定大多经由清洗槽、清洗液通过间接方法而进行。

例如，作为振子的振动状态的间接测定，在专利文献1中公开有以下述方式构成的湿式处理装置：在供给清洗液的超声波清洗槽中设置音压计，可对在超声波清洗槽中清洗被清洗物的清洗液中的音压进行测定，所述清洗液是将清洗功能气体溶解于超纯水或经脱气的超纯水而成。

根据专利文献1，湿式处理装置以音压变化的形式来探测清洗液中的清洗功能气体的溶解量等的变化，基于音压测定结果，以使超声波照射量、或气体溶解装置中溶解于超纯水的清洗功能气体量、或者脱气装置中的杂质气体的脱气度成为用于清洗被清洗物的必要量的方式进行控制。

专利文献2中公开了一种超声波清洗器，所述超声波清洗器抑制因超声波振动而产生的可听频率的噪音。超声波清洗器具有：超声波振子，通过超声波使清洗槽内的清洗液振动，对清洗槽内的清洗物进行清洗；振动传感器，检测清洗槽中产生的振动；驱动电路，驱动超声波振子而振荡出超声波；以及控制部，根据由振动传感器所检测的可听振动的水平来控制驱动电路，使超声波的频率变化。

专利文献2的超声波清洗器中，提取包含水面振动的、清洗槽总体的振动波形，因而使用应变规作为振动传感器，仅检测由来自清洗槽的接触传播所致的振动波形。应变规经由电性绝缘物而接着于产生应变的测定对象物，利用金属(电阻体)与测定对象物的伸缩成比例地伸缩而电阻值变化的原理，根据其电阻变化来测定应变。还具有从所检测出的振动中提取特定频率的可听音的滤波器(filter)，控制部以由滤波器所提取的特定频率的可听音成为小于预定阈值的水平的方式，使超声波的频率变化。由此，抑制因超声波振动而产生的可听频率的噪音。

另外，在专利文献3中公开有一种朗之万(Langevin)型振子的共振状态监视方法。根据专利文献3，使用层叠型电致伸缩元件作为朗之万型振子的机械振动源，并且将所述层叠型电致伸缩元件的至少一个设为不施加电压的状态的监视用电致伸缩元件。振子的机械振动传递至监视用电致伸缩元件，监视用电致伸缩元件产生与所述机械振动成比例的输出电压(电性振动)。所述监视用电致伸缩元件的输出电压的振幅在层叠型电致伸缩元件与喇叭(horn)以共振状态振动时达到最大值。判别所述监视用的输出电压是否处于最大值，而获知振子是否处于共振状态。由此，对施加于振动源(层叠型电致伸缩元件)的电压的变动后的共振频率以频率可变的方式进行控制。

另外，也可通过振荡器以电气方式探测超声波振子的异常。即，也可测定振荡器对超声波振子的驱动电流，并根据驱动电流的大小的变化以电气方式探测超声波振子的异常。驱动超声波振子的振荡器对并列连接的多个超声波振子施加高频电力。