JP7297423B2 - Discharge material discharge device and imprint device - Google Patents

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Description

本発明は、液体または液状の吐出材を吐出する吐出装置およびその吐出装置を備えたインプリント装置に関するものである。 The present invention relates to an ejection device that ejects a liquid or liquid ejection material, and an imprint apparatus that includes the ejection device.

収容容器に収容された液体または液状の吐出材を吐出ヘッドから吐出する吐出装置として、特許文献1には、可撓性部材によって2つの収容部に分けられた収容容器を用いる構成が記載されている。収容容器における一方の収容部には吐出材が収容され、他方の収容部には液体が収容され、他方の収容部の内圧を制御することによって、間接的に一方の収容部の内圧が調整される。このような収容容器の内部においては、一方の収容部と他方の収容部の内圧が等しくなるため、可撓性部材に破損が生じても内圧の変化を生じることがなく、その破損の発生を検知することが困難である。 As an ejection device for ejecting a liquid or a liquid ejection material contained in a container from an ejection head, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200002 describes a configuration using a container divided into two storage portions by a flexible member. there is One storage portion of the storage container stores the discharge material, the other storage portion stores the liquid, and the internal pressure of the one storage portion is indirectly adjusted by controlling the internal pressure of the other storage portion. be. Inside such a storage container, the internal pressures of one storage portion and the other storage portion are equal, so even if the flexible member is damaged, the internal pressure does not change, and the occurrence of such damage is prevented. Difficult to detect.

これに対し、特許文献2には、他方の収容部に、吐出材とは物性が異なりかつ吐出材とは混ざり合わない液体を収容し、吐出材が他方の収容部に混入したときの液体の物性の変化を検知することによって、可撓性部材の破損を検知する構成が記載されている。 On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100002, the other storage portion stores a liquid that is different in physical properties from the ejection material and that does not mix with the ejection material, and when the ejection material mixes in the other storage portion, the liquid is mixed with the ejection material. A configuration is described for detecting breakage of a flexible member by detecting a change in physical properties.

特開2015-092549号公報JP 2015-092549 A 特開2016-032103号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-032103

しかしながら、特許文献2の構成によると、それぞれの収容部に収容される吐出材と液体は、検知可能な異なる物性を有するものに制限される。また、可撓性部材に破損が生じると、破損箇所を介して吐出材と液体との接触が始まるものの、その後、液体の物性の変化が検知可能となるまでに時間が掛かる。そのため、可撓性部材の破損を発生後すぐに検知することができない。また、吐出材の種類によっては、液体と混ざり合わなくても液体と接触するだけで品質が劣化してしまうものもある。その場合、液体と接触した吐出材の吐出を行うと、吐出ヘッドから吐出材を吐出した分だけ、品質が劣化した物を製造し続けることとなる。 However, according to the configuration of Patent Document 2, the ejection material and the liquid contained in the respective containing portions are limited to those having detectable different physical properties. Further, when the flexible member is damaged, although the discharge material and the liquid begin to come into contact with each other through the damaged portion, it takes time before the change in the physical properties of the liquid can be detected. Therefore, damage to the flexible member cannot be detected immediately after it occurs. Further, depending on the type of discharge material, there are some materials whose quality deteriorates only by contact with the liquid, even if they do not mix with the liquid. In that case, if the ejection material that is in contact with the liquid is ejected, the quality of the product will continue to be deteriorated by the amount of the ejection material that is ejected from the ejection head.

本発明の目的は、可撓性膜の破損を速やかに検知することができると共に、可撓性膜の一部が破損しても吐出材と液体との接触を避けることができる吐出材吐出装置およびインプリント装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a discharge material discharging apparatus capable of quickly detecting breakage of a flexible film and avoiding contact between a discharge material and a liquid even if a part of the flexible film is damaged. and to provide an imprint apparatus.

本発明の吐出材吐出装置は、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、内部空間が可撓性膜によって、前記吐出ヘッドに供給される前記吐出材を収容する第1収容空間と、作動液を収容する第2収容空間と、に分離された収容容器と、前記第2収容空間の内圧を制御する圧力制御手段と、を備える吐出材吐出装置であって、前記可撓性膜は、前記第1収容空間を覆う第1フィルムと、前記第2収容空間を覆う第2フィルムと、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に位置する膜間空間と、を含み、前記吐出材吐出装置は、前記第1収容空間および前記第2収容空間の少なくとも一方と、前記膜間空間と、の間の連通による前記膜間空間の状態の変化を検知する検知手段を備え、前記状態の変化は、前記膜間空間に対する前記吐出材および前記作動液の少なくとも一方の漏液としての漏れ出しであり、前記検知手段は、前記漏液を検知することを特徴とする吐出材吐出装置。 The ejection material ejection device of the present invention comprises an ejection head for ejecting an ejection material, a first accommodation space for accommodating the ejection material supplied to the ejection head by a flexible film, and a working liquid. A discharge material discharging device comprising: a second containing space, which is separated into a container, and pressure control means for controlling an internal pressure of the second containing space, wherein the flexible film a first film covering an accommodation space; a second film covering the second accommodation space; and an inter-membrane space positioned between the first film and the second film; , detection means for detecting a change in the state of the inter-membrane space due to communication between at least one of the first housing space and the second housing space and the inter-membrane space , wherein the change in the state is A discharge material discharge device, wherein at least one of the discharge material and the working liquid leaks into the inter-membrane space, and the detecting means detects the leak.

本発明によれば、可撓性膜を第1フィルムと第2フィルムとの2重構造とするため、第1フィルムと第2フィルムの一方が破損しても吐出材と作動液との接触を避けることができる。しかも、第1フィルムと第2フィルムとの膜間空間を利用して、その膜間空間の状態の変化を検知することにより、第1フィルムと第2フィルムの少なくとも一方の破損を速やかに検知することができる。 According to the present invention, since the flexible film has a double structure of the first film and the second film, even if one of the first film and the second film is damaged, contact between the ejection material and the working liquid can be prevented. can be avoided. In addition, damage to at least one of the first film and the second film is quickly detected by detecting a change in the state of the inter-film space by utilizing the inter-film space between the first film and the second film. be able to.

本発明の第1の実施形態における吐出装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an ejection device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1の吐出装置の制御系のブロック図である。2 is a block diagram of a control system of the ejection device of FIG. 1; FIG. 図1における吐出ヘッドの要部の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the ejection head in FIG. 1; 図1における吐出材収容ユニットの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the discharged material storage unit in FIG. 1; 図4における第1フィルムおよび第2フィルムの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a first film and a second film in FIG. 4; 図4における第1フィルムの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the first film in FIG. 4; フィルムの破損時の状態の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a state when a film is damaged; フィルムの破損時の状態の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a state when a film is damaged; 本発明の第2の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an ejection device according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第3の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a discharge device according to a third embodiment of the present invention; 本発明の第4の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a discharge device according to a fourth embodiment of the present invention; 本発明の第5の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an ejection device according to a fifth embodiment of the present invention; 本発明の第6の実施形態におけるインプリント装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an imprint apparatus according to a sixth embodiment of the present invention; 図13における吐出装置の構成図である。14 is a configuration diagram of the discharge device in FIG. 13. FIG. 図14における可撓性膜の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a flexible film in FIG. 14; 図14における収容容器の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a container in FIG. 14; 圧力制御部を備えた収容容器の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a container provided with a pressure control section; 図13のインプリント装置を用いたインプリント方法の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of an imprint method using the imprint apparatus of FIG. 13; 本発明の第7の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a discharge device according to a seventh embodiment of the present invention; 本発明の第8の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a discharge device according to an eighth embodiment of the present invention; 図20におけるメッシュ状の薄い樹脂の斜視図である。FIG. 21 is a perspective view of the mesh-like thin resin in FIG. 20; 本発明の第9の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a discharge device according to a ninth embodiment of the present invention; 本発明の第10の実施形態における吐出装置の構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram of a discharge device according to a tenth embodiment of the present invention;

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて説明する。 Preferred embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施形態>
(吐出材吐出装置の構成)
図1は、本発明による第1の実施形態の吐出材吐出装置(以下、単に「吐出装置」ともいう)の概略構成図である。
<First embodiment>
(Structure of ejecting material ejecting device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a discharge material discharge device (hereinafter also simply referred to as "discharge device") of a first embodiment according to the present invention.

本実施形態の吐出装置は、大気連通する内部に作動液35を貯留するメインタンク34と、大気連通しかつメインタンク34と連通可能な内部に作動液35を貯留するサブタンク26と、サブタンク26と連通する吐出材収容ユニット100と、を備える。吐出材収容ユニット100は、吐出材を収容する収容容器13と、収容容器13に装着される吐出ヘッド14と、を含む。なお、収容容器13と吐出ヘッド14とは、別体として構成されていてもよく、一体的に構成されていてもよい。収容容器13はカートリッジ式であってもよい。吐出ヘッド14は、吐出ヘッドの外面(吐出面)に開口する吐出口15から、吐出材を吐出可能である。本例の吐出口15は、吐出ヘッド14の吐出面において、1インチ当たり500から1000個の密度で配設されている。 The discharge device of this embodiment includes a main tank 34 that stores working fluid 35 in an interior that communicates with the atmosphere, a sub-tank 26 that stores working fluid 35 in an interior that communicates with the atmosphere and can communicate with the main tank 34, and a sub-tank 26. and a discharged material storage unit 100 that communicates. The ejection material storage unit 100 includes a storage container 13 that stores the ejection material, and an ejection head 14 attached to the storage container 13 . Note that the storage container 13 and the discharge head 14 may be configured separately, or may be configured integrally. The storage container 13 may be of a cartridge type. The ejection head 14 can eject an ejection material from an ejection port 15 opened on the outer surface (ejection surface) of the ejection head. The ejection openings 15 of this example are arranged on the ejection surface of the ejection head 14 at a density of 500 to 1000 per inch.

図1に示すように、吐出ヘッド14の吐出面に対向するように、ベースプレート63に搭載された搬送部62が配置されている。搬送部62は、不図示の吸着手段によって、吐出材を付与する対象物である媒体61を吸着して保持しつつ、ベースプレート63上を移動して、吐出ヘッド14に対して媒体61を相対移動させることができる。収容容器13内に収容されている吐出材は、吐出ヘッド14の吐出口15から、吐出口15と対向する位置に搬送された媒体61の吐出材付与領域に対して吐出される。これによって、所望の吐出材パターン(例えば、記録画像)が形成される。 As shown in FIG. 1, a transport section 62 mounted on a base plate 63 is arranged so as to face the ejection surface of the ejection head 14 . The conveying unit 62 moves on the base plate 63 while sucking and holding the medium 61, which is an object to which the ejection material is to be applied, by an adsorption means (not shown), and moves the medium 61 relative to the ejection head 14. can be made The ejection material contained in the storage container 13 is ejected from the ejection port 15 of the ejection head 14 onto the ejection material application area of the medium 61 conveyed to the position facing the ejection port 15 . Thus, a desired ejection material pattern (for example, a recorded image) is formed.

(吐出材)
吐出材は、収容容器13内において、および吐出ヘッド14から吐出される際に、固体とは異なり、定まった形をもたずに流動性を示し、かつ体積変化が気体のようには大きくない物質であり、液体または液状の物質である。吐出材は、ペースト状物質、または高分子材料等の物質であってもよい。本実施形態の吐出材として、インクを用いることができる。インクの非限定的な例としては、画像記録用のインク、電子回路製造用の導電性インク、UV硬化性インク等の多様なインクが挙げられる。導電性インクの例としては、金属粒子を含むインク、特には、数~数十ナノメートルの金属ナノ粒子が液中分散した金属ナノインク、例えば、銀ナノインクが挙げられる。半導体デバイス等の製造プロセスにおいて、基板上のインプリント材に対してパターンが形成されたモールド(型)を接触させ、インプリント材にモールドの形状を転写してパターンを形成する、いわゆるインプリント技術がある。インプリント材としては、光硬化型樹脂または熱硬化型樹脂等のレジストが用いられる。吐出材の別の例として、このようなインプリント材も挙げられる。
(discharge material)
Unlike a solid, the discharge material does not have a fixed shape and exhibits fluidity within the storage container 13 and when discharged from the discharge head 14, and its volume change is not as large as gas. A substance, a liquid or liquid substance. The ejection material may be a substance such as a paste-like substance or a polymeric material. Ink can be used as the ejection material of the present embodiment. Non-limiting examples of inks include a variety of inks such as inks for recording images, conductive inks for electronic circuit manufacturing, UV curable inks, and the like. Examples of conductive inks include inks containing metal particles, particularly metal nanoinks in which metal nanoparticles of several nanometers to several tens of nanometers are dispersed in a liquid, such as silver nanoinks. A so-called imprint technology in which a patterned mold is brought into contact with an imprint material on a substrate in the manufacturing process of semiconductor devices, etc., and the shape of the mold is transferred to the imprint material to form a pattern. There is As the imprint material, a resist such as a photocurable resin or a thermosetting resin is used. Such an imprint material is another example of the ejection material.

(作動液)
作動液は、気体に比べて、外的な温度および圧力による密度(体積)の変化が無視できるほど小さい、非圧縮性を有する物質である。そのため、吐出装置の周辺の気温または気圧が変化しても、作動液の体積はほとんど変化しない。作動液として、例えば、水のような液体、およびゲル状物質から選択される物質を用いることができる。通常、吐出材の密度と作動液の密度との差は、吐出材の密度と気体の密度との差に比べて小さくなる。
(Hydraulic fluid)
A working fluid is an incompressible substance whose density (volume) changes negligibly with external temperature and pressure compared to gases. Therefore, even if the air temperature or atmospheric pressure around the ejection device changes, the volume of the working fluid hardly changes. As the working liquid, for example, a substance selected from liquids such as water and gel-like substances can be used. Normally, the difference between the density of the ejection material and the density of the working liquid is smaller than the difference between the density of the ejection material and the density of the gas.

例えば、本発明に係る吐出装置をプリント装置のインク吐出装置として使用する場合、吐出材には当然のことながらインクが用いられるが、作動液としては高価なインクを使用する必要はなく、インクと比重の近い水を使用することができる。より具体的には、水の腐敗および雑菌の繁殖を防止するために、防腐作用のある添加剤を添加した水を作動液として使用することができる。 For example, when the ejection device according to the present invention is used as an ink ejection device for a printing apparatus, ink is naturally used as the ejection material, but it is not necessary to use expensive ink as the working liquid. Water with similar specific gravities can be used. More specifically, in order to prevent putrefaction of water and propagation of various germs, water to which an additive having antiseptic action is added can be used as the working fluid.

(吐出装置の制御系の構成)
図2は、本実施形態に係る吐出装置の制御系の構成を説明するための図である。
(Configuration of control system of ejection device)
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the control system of the ejection device according to this embodiment.

CPU202は、ROM204に記憶された制御プログラムに従って、搬送駆動部210を介して搬送部62を駆動し、吐出駆動部208を介して吐出ヘッド14を駆動する。またCPU202は、ROM204に記憶された制御プログラムに従って、後述するように、サブタンク26に設けられた液面センサ41の検知結果に基づいて、液量調整駆動部212を介して制御弁31およびポンプ32を駆動する。さらにCPU202は、ROM204に記憶された制御プログラムに従って、後述するように、循環駆動部214を介して制御弁21およびポンプ22を駆動する。ホスト装置220から、入カインターフェイス216を介して吐出データ(記録データ)等の情報が入力され、その入力された情報は、RAM206に書き込まれる。 The CPU 202 drives the transport unit 62 via the transport driving unit 210 and drives the ejection head 14 via the ejection driving unit 208 according to the control program stored in the ROM 204 . In addition, the CPU 202 controls the control valve 31 and the pump 32 via the liquid volume adjustment driving section 212 based on the detection result of the liquid level sensor 41 provided in the sub-tank 26, as will be described later, according to the control program stored in the ROM 204. to drive. Further, the CPU 202 drives the control valve 21 and the pump 22 via the circulation driving section 214 according to the control program stored in the ROM 204, as will be described later. Information such as ejection data (printing data) is input from the host device 220 via the input interface 216 , and the input information is written in the RAM 206 .

(吐出ヘッドの構成)
図3は、吐出ヘッド14における吐出口15近傍の拡大図である。
(Structure of Ejection Head)
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the ejection port 15 in the ejection head 14. As shown in FIG.

吐出ヘッド14において、吐出口15のそれぞれに対応して設けられた圧力室19内には、アクチュエータ(不図示)が実装されている。アクチュエータは、吐出材を微細液滴、例えば1pLなどの液滴として吐出可能なエネルギを発生することができるものであればよく、具体例として、ピエゾ素子(圧電素子)、発熱抵抗体素子等を挙げることができる。ピエゾ素子を用いる場合は、発熱抵抗体素子を用いる場合と比べて温度変化(昇温)による吐出特性への影響が小さいため、高温下での使用が可能となる。そのため、粘性の高い樹脂など幅広い種類の吐出材を用いることができる。また、発熱抵抗体素子を用いる場合は、一般的に製造コストが相対的に廉価であり得る。本例のアクチュエータはピエゾ素子であり、ピエゾ素子を駆動制御することにより、圧力室19内の容積を変化させて、圧力室19内の吐出材を吐出口15から吐出させる。ピエゾ素子は、MEMS(Micro Electro Mechanical System:微小電気機械システム)技術を用いて実装されていてもよい。 In the ejection head 14 , actuators (not shown) are mounted in pressure chambers 19 provided corresponding to the respective ejection ports 15 . Any actuator can be used as long as it is capable of generating energy capable of ejecting the ejection material as fine droplets, for example, droplets of 1 pL. can be mentioned. When a piezo element is used, it is possible to use it at a high temperature because temperature change (temperature rise) has less effect on ejection characteristics than when a heating resistor element is used. Therefore, a wide variety of ejection materials such as highly viscous resins can be used. Also, when using a heating resistor element, the manufacturing cost can generally be relatively low. The actuator of this example is a piezo element, and by driving and controlling the piezo element, the volume inside the pressure chamber 19 is changed, and the ejection material inside the pressure chamber 19 is ejected from the ejection port 15 . The piezo element may be implemented using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology.

各圧力室19は共通液室20と連通し、その共通液室20は、収容容器13の第1収容空間5と連通している。吐出口15から吐出される吐出材は、第1収容空間5から共通液室20を経て圧力室19に供給される。吐出ヘッド14は、第1収容空間5との間に制御弁を持たない。そのため、第1収容空間5の内圧は、吐出ヘッド14の吐出口15の外部の大気圧(外気圧)よりも若干負圧であるように制御される。この負圧制御により、吐出口15内の吐出材は外気との界面でメニスカス17を形成し、意図しないタイミングでの吐出口からの吐出材の漏出(滴下)が防止される。本例では、第1収容空間5の内圧は、外気圧よりも0.40±0.04kPaだけ負圧になるように制御される。 Each pressure chamber 19 communicates with a common liquid chamber 20 , and the common liquid chamber 20 communicates with the first accommodation space 5 of the accommodation container 13 . A discharge material discharged from the discharge port 15 is supplied from the first accommodation space 5 to the pressure chamber 19 via the common liquid chamber 20 . The ejection head 14 does not have a control valve between it and the first accommodation space 5 . Therefore, the internal pressure of the first housing space 5 is controlled to be slightly lower than the atmospheric pressure (external pressure) outside the ejection port 15 of the ejection head 14 . Due to this negative pressure control, the ejection material in the ejection port 15 forms a meniscus 17 at the interface with the outside air, preventing leakage (dripping) of the ejection material from the ejection port at unintended timing. In this example, the internal pressure of the first accommodation space 5 is controlled to be a negative pressure of 0.40±0.04 kPa below the external pressure.

(収容容器の構成)
図1に示すように、収容容器13は、筐体11と筐体12とにより外郭および内容積が画定されている。筐体11と筐体12との間には、可撓性部材(可撓性膜)が配置されている。可撓性部材は、可撓性の2つのフィルム(第1フィルム1と第2フィルム2)の層構成を含む多層構造である。第1フィルム1および第2フィルム2は、それぞれ10~100マイクロメートルの厚さの薄膜であり、結合部3において、接着剤または溶着などの手段により互いに連結されている。結合部3は、第1フィルム1と第2フィルム2との対向面において部分的に設けられており、第1フィルム1および第2フィルム2は互いに関して連結されていない非連結領域を有する。
(Configuration of storage container)
As shown in FIG. 1, the container 13 has an outer shell and an inner volume defined by the housing 11 and the housing 12 . A flexible member (flexible film) is arranged between the housing 11 and the housing 12 . The flexible member is a multi-layer structure including a layer configuration of two flexible films (first film 1 and second film 2). The first film 1 and the second film 2 are thin films each having a thickness of 10 to 100 micrometers, and are connected to each other at the connecting portion 3 by means such as adhesive or welding. The joining portion 3 is partially provided on the facing surfaces of the first film 1 and the second film 2, and the first film 1 and the second film 2 have non-coupling areas that are not coupled with respect to each other.

筐体11は、筐体12に対向する側に開口する第1開口部と、吐出ヘッド14に対向する側に開口する第2開口部と、を有する。第1開口部は、第1フィルム1によって全面が覆われて密封されており、筐体11の内面と第1フィルム1との間には第1収容空間5が形成される。第2開口部は、吐出ヘッド14の共通液室20と連通しており、これにより、第1収容空間5は吐出ヘッド14を介して外部空間と連通する。第1収容空間5は吐出材によって満たされており、吐出材と外気との界面は、図3のように吐出口15内に位置付けられる。 The housing 11 has a first opening that opens on the side facing the housing 12 and a second opening that opens on the side facing the ejection head 14 . The first opening is entirely covered and sealed with the first film 1 , and a first accommodation space 5 is formed between the inner surface of the housing 11 and the first film 1 . The second opening communicates with the common liquid chamber 20 of the ejection head 14 , thereby communicating the first accommodation space 5 with the external space via the ejection head 14 . The first accommodation space 5 is filled with the ejection material, and the interface between the ejection material and the outside air is positioned inside the ejection port 15 as shown in FIG.

筐体12は、筐体11に対向する側に開口する開口部を有する。この開口部は、第2フィルム2によって全面が覆われて密封されており、筐体12の内面と第2フィルム2との間には第2収容空間6が形成される。第2収容空間6は作動液35で満たされている。また、第2収容空間6は、管24を介してサブタンク26の内部と連通すると共に、制御弁21およびポンプ22を備える管23を介して、サブタンク26の内部と連通可能となっている。サブタンク26は、作動液35を貯留する液体収容部である。作動液35は、第2収容空間6内において、液状充填剤として機能する。第1フィルム1および第2フィルム2は、それぞれ、第1収容空間5と第2収容空間6との間の隔壁として機能する。 The housing 12 has an opening that opens to the side facing the housing 11 . The opening is entirely covered and sealed with the second film 2 , and a second accommodation space 6 is formed between the inner surface of the housing 12 and the second film 2 . The second housing space 6 is filled with hydraulic fluid 35 . The second housing space 6 communicates with the interior of the sub-tank 26 via a pipe 24 and can communicate with the interior of the sub-tank 26 via a pipe 23 having a control valve 21 and a pump 22 . The sub-tank 26 is a liquid container that stores the hydraulic fluid 35 . The hydraulic fluid 35 functions as a liquid filler in the second housing space 6 . The first film 1 and the second film 2 function as partition walls between the first housing space 5 and the second housing space 6, respectively.

(フィルムの材質)
第1フィルム1および第2フィルム2の材質としては、接液性等の観点から、吐出材および作動液に対して耐性のある材質であればよい。例えば、PFA(テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキル ビニルエーテル共重合体)、ETFE(エチレンテトラフルオロエチレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のようなテフロン(登録商標)系のフッ素樹脂を用いることができる。また、例えば、PE(ポリエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PVAL(ポリビニルアルコール)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、ナイロン等のポリアミド合成樹脂が挙げられる。第1フィルム1および第2フィルム2は、同一の材料(材質、厚さ)であってもよく、異なる材料であってもよい。例えば、第1フィルム1には吐出材に対して耐性のあるPTFEのような材質を用い、第2フィルム2には作動液に対して耐性があるナイロン系の材質を用いることができる。
(film material)
The material of the first film 1 and the second film 2 may be any material that is resistant to the ejecting material and the working liquid from the viewpoint of wettability and the like. For example, Teflon (registered trademark)-based fluororesins such as PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), and PTFE (polytetrafluoroethylene) can be used. Further examples include polyamide synthetic resins such as PE (polyethylene), PVC (polyvinyl chloride), PET (polyethylene terephthalate), PVAL (polyvinyl alcohol), PVDC (polyvinylidene chloride), and nylon. The first film 1 and the second film 2 may be made of the same material (material, thickness), or may be made of different materials. For example, the first film 1 can be made of a material such as PTFE that is resistant to the ejection material, and the second film 2 can be made of a nylon-based material that is resistant to the hydraulic fluid.

(第1収容空間内と第2収容空間内の圧力関係)
第1収容空間5と第2収容空間6との間において内圧の差が生じると、それぞれ可撓性を有する第1フィルム1および第2フィルム2は一体となって内圧の低い側へと移動し、内圧差が無くなった時点で移動を停止する動きを繰り返す。そのため、第1収容空間5および第2収容空間6の内圧を相互に等しい状態に保つことができる。
(Pressure relationship between the first housing space and the second housing space)
When a difference in internal pressure occurs between the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6, the first film 1 and the second film 2, which are flexible, move together to the side where the internal pressure is low. , and stop moving when the internal pressure difference disappears. Therefore, the internal pressures of the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 can be kept equal to each other.

より具体的に説明する。吐出ヘッド14から吐出材が吐出されると、その吐出された吐出材の分だけ、第1収容空間5内の吐出材の容積が減って、その第1収容空間5の内圧が下がる。このとき、第2収容空間6の内圧は、相対的に、第1収容空間5の内圧よりも高くなる。可撓性の第1フィルム1および第2フィルム2は、結合部3によって連動可能に結合されているため、一体となって第1収容空間5側へ移動する。それと同時に、サブタンク26から、管24を介して作動液35が第2収容空間6内に吸い上げられる。これにより、第1収容空間5および第2収容空間6の内圧は、再び等しくなって平衡状態となる。 More specific description will be given. When the ejection material is ejected from the ejection head 14, the volume of the ejection material in the first accommodation space 5 is reduced by the amount of the ejection material ejected, and the internal pressure of the first accommodation space 5 is lowered. At this time, the internal pressure of the second housing space 6 becomes relatively higher than the internal pressure of the first housing space 5 . Since the first flexible film 1 and the second flexible film 2 are coupled by the coupling portion 3 so as to be interlockable, they move together toward the first accommodation space 5 side. At the same time, the hydraulic fluid 35 is sucked into the second housing space 6 from the sub-tank 26 through the pipe 24 . As a result, the internal pressures of the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 are equalized again to reach equilibrium.

図1に示すように、サブタンク26は、管25によって外部空間と連通しているため、その内圧は大気圧と等しい。サブタンク26内と第2収容空間6とを連通する管24には作動液35が満たされており、且つ、鉛直方向におけるサブタンク26内の作動液35の液面位置(以下、「液面高さ」ともいう)は、吐出ヘッド14の吐出口15よりも低い位置に設定されている。サブタンク26内の作動液35の液面位置と、吐出口15が開口する吐出面の位置と、の高さの差(鉛直方向における距離)をΔHとする。本実施形態では、吐出口15内において吐出材のメニスカス17が形成される状態(図3に示す状態)を維持するように、差ΔHを設定する。つまり、吐出材が吐出口15から外部に漏出または滴下したり、メニスカス17が過度に奥部(例えば、共通液室近傍)に引込んだりすることがないように、差ΔHを設定する。具体的には、第1収容空間5の内圧を外気圧に対して0.40±0.04kPaだけ低い値に制御するように、高さの差ΔHを41±4mmに設定する。 As shown in FIG. 1, the sub-tank 26 communicates with the external space via the pipe 25, so its internal pressure is equal to the atmospheric pressure. The pipe 24 communicating between the sub-tank 26 and the second housing space 6 is filled with the hydraulic fluid 35, and the liquid level position of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 in the vertical direction (hereinafter referred to as "liquid level height ”) is set at a position lower than the ejection port 15 of the ejection head 14 . Let ΔH be the height difference (vertical distance) between the level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 and the position of the ejection surface where the ejection port 15 opens. In this embodiment, the difference ΔH is set so as to maintain the state in which the meniscus 17 of the ejected material is formed in the ejection port 15 (the state shown in FIG. 3). That is, the difference ΔH is set so that the ejection material does not leak or drip to the outside from the ejection port 15 and the meniscus 17 is not excessively retracted into the inner part (for example, near the common liquid chamber). Specifically, the height difference ΔH is set to 41±4 mm so that the internal pressure of the first accommodation space 5 is controlled to be lower than the external pressure by 0.40±0.04 kPa.

本実施形態は、上述のように、1pL(ピコリットル)程度またはそれ以下の液量の吐出が可能なプリント装置に適用可能な吐出材吐出装置である。本例において、吐出材は画像記録用のインクであり、吐出口15の直径は直径10μm(ミクロン)程度である。また、本例において、吐出材および作動液はそれぞれ水とほぼ等しい密度を有するものとする。本実施形態では、このような条件下において、吐出口15内に吐出材のメニスカス17を形成するために、高さの差ΔHを上述した41mm±4mmの範囲に設定している。また、例えば、解像度の低いプリント装置における吐出口15の直径は数十μmであり、また、樹脂等を吐出材として用いる3Dプリンタにおける吐出口の直径は数百μmである。このように、吐出装置の適用機種によって、吐出口15の直径が異なり、また吐出材の物性(例えば、密度、粘性等)も異なるため、重力、毛管力、表面張力等の影響により、吐出装置の適用対象によって高さの差ΔHは適宜設定される。 As described above, the present embodiment is a discharge material discharge device that can be applied to a printing device capable of discharging a liquid volume of about 1 pL (picoliter) or less. In this example, the ejection material is ink for image recording, and the diameter of the ejection port 15 is about 10 μm (microns). Also, in this example, it is assumed that the discharge material and the working liquid each have a density approximately equal to that of water. In this embodiment, in order to form the meniscus 17 of the ejection material in the ejection port 15 under such conditions, the height difference ΔH is set within the above-described range of 41 mm±4 mm. Further, for example, the diameter of the ejection port 15 in a low-resolution printing apparatus is several tens of μm, and the diameter of the ejection port in a 3D printer using resin or the like as an ejection material is several hundred μm. As described above, the diameter of the ejection port 15 differs depending on the applicable model of the ejection device, and the physical properties (e.g., density, viscosity, etc.) of the ejection material also differ. The height difference ΔH is appropriately set depending on the application target.

(補正動作)
基準となる液面高さ(本実施形態においては、吐出口15より41mmだけ低い高さ)に対して、サブタンク26内の作動液の液面高さが所定の範囲(本実施形態においては、基準となる液面高さ±4mmの範囲)から外れたときに、補正動作を実行する。その補正動作は、メインタンク34とサブタンク26との間における作動液の移動によって、サブタンク26内の作動液の液面高さを所定の範囲に収める「液面調整」の動作である。
(correction operation)
The liquid level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 is within a predetermined range (in this embodiment, When it deviates from the reference liquid surface height range of ±4 mm), a correction operation is performed. The correction operation is a “liquid level adjustment” operation that keeps the liquid level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 within a predetermined range by moving the hydraulic fluid between the main tank 34 and the sub-tank 26 .

サブタンク26には、液面センサ41が設置されている。本実施形態における液面センサ41は、サブタンク26内の作動液の液面高さおよびその変化(変位)を検知可能なセンサである。メインタンク34とサブタンク26とは、制御弁31およびポンプ32を備える管33を介して連通可能となっている。制御弁31およびポンプ32を駆動して、サブタンク26の作動液の液面高さを所望の範囲内に制御(液面調整)する。具体的には、液面センサ41によって、サブタンク26の作動液35の液面高さが所定の範囲よりも下がったことが検知されたときに、制御弁31を開放し、ポンプ32を駆動させて、メインタンク34からサブタンク26に作動液を供給する。また、液面センサ41によって、サブタンク26内の作動液35の液面高さが所定の範囲内にあることが検知されたときに、ポンプ32の駆動を停止し、制御弁31を閉鎖させて、メインタンク34からサブタンク26への作動液の供給を止める。また、制御弁31とポンプ32を制御することにより、サブタンク26からメインタンク34に作動液を戻すこともできる。これにより、サブタンク26内の液面高さは、所定の範囲内に維持される。 A liquid level sensor 41 is installed in the sub-tank 26 . The liquid level sensor 41 in this embodiment is a sensor capable of detecting the level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 and its change (displacement). The main tank 34 and the sub-tank 26 can communicate with each other via a pipe 33 having a control valve 31 and a pump 32 . By driving the control valve 31 and the pump 32, the liquid level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 is controlled (fluid level adjustment) within a desired range. Specifically, when the liquid level sensor 41 detects that the liquid level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 has fallen below a predetermined range, the control valve 31 is opened and the pump 32 is driven. Then, the hydraulic fluid is supplied from the main tank 34 to the sub-tank 26 . When the liquid level sensor 41 detects that the liquid level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 is within a predetermined range, the pump 32 is stopped and the control valve 31 is closed. , the supply of hydraulic fluid from the main tank 34 to the sub-tank 26 is stopped. Also, by controlling the control valve 31 and the pump 32, the hydraulic fluid can be returned from the sub-tank 26 to the main tank 34. As a result, the liquid level in the sub-tank 26 is maintained within a predetermined range.

(サブタンク)
サブタンク26は、その内部の天井面(鉛直方向における最上部)が吐出ヘッド14の吐出口15よりも鉛直方向において低くなるように配置することが好ましい。このように配置することにより、仮に、上述の液面調整によってサブタンク26が満水状態になるまでメインタンク34から作動液が供給されたとしても、サブタンク26内の作動液35の液面位置が吐出口15の吐出面の位置よりも高くなることはない。つまり、サブタンク26の天井面によって、サブタンク26内の作動液35の液面高さが制限されるため、作動液35の液面と吐出口との鉛直方向における相対的な位置関係(高低関係)が維持され、高さの差ΔHは0(零)に至ることはない。したがって、外気圧に対して、第1収容空間5および第2収容空間6の内圧を常に負圧に保つことが可能となり、吐出口15からの吐出材の漏出および滴下を防止することができる。
(sub tank)
It is preferable that the sub-tank 26 is arranged such that the inner ceiling surface (vertically uppermost part) is lower than the ejection port 15 of the ejection head 14 in the vertical direction. By arranging in this way, even if the working fluid is supplied from the main tank 34 until the sub-tank 26 is filled up by the above-mentioned fluid level adjustment, the fluid level position of the working fluid 35 in the sub-tank 26 is not discharged. It is never higher than the position of the ejection surface of the outlet 15 . That is, since the ceiling surface of the sub-tank 26 limits the height of the liquid level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26, the relative positional relationship (height relationship) between the liquid level of the hydraulic fluid 35 and the discharge port in the vertical direction. is maintained, and the height difference ΔH never reaches 0 (zero). Therefore, the internal pressure of the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 can always be kept negative with respect to the external pressure, and leakage and dripping of the ejection material from the ejection port 15 can be prevented.

(循環系)
第2収容空間6とサブタンク26は、管24を介して連通されていると共に、制御弁21およびポンプ22を備える管23を介しても連通可能となっている。吐出装置に対して、収容容器13を一度取り外して再度取り付けた場合、管24に泡が入る可能性がある。その場合には、制御弁21を開いてポンプ22を作動させ、管24、第2収容空間6および管23を通して作動液35を循環させて、その作動液をサブタンク26に送ることによって、管24内の泡を取り除くことができる。制御弁21は、ポンプ22を使用しないときに閉じ、ポンプ22を使用するときに開く。
(circulatory system)
The second housing space 6 and the sub-tank 26 are communicated via a pipe 24 and can also be communicated via a pipe 23 having a control valve 21 and a pump 22 . If the containment vessel 13 is removed and reattached to the dispensing device, bubbles may enter the tube 24 . In that case, by opening the control valve 21 and operating the pump 22 to circulate the hydraulic fluid 35 through the pipe 24, the second housing space 6 and the pipe 23 and send the hydraulic fluid to the sub-tank 26, the pipe 24 You can remove the bubbles inside. Control valve 21 is closed when pump 22 is not in use and is open when pump 22 is in use.

(ポンプ)
ポンプ22およびポンプ32の例として、シリンジポンプ、チューブポンプ、ダイアフラムポンプ、ギアポンプ等が挙げられる。ただし、ポンプ22およびポンプ32は送液手段の機能を有していればよいため、ポンプに限定されるわけではなく、吐出材の吐出装置に適した送液手段を選定することが可能である。
(pump)
Examples of pumps 22 and 32 include syringe pumps, tube pumps, diaphragm pumps, gear pumps, and the like. However, since the pumps 22 and 32 only need to have the function of the liquid sending means, they are not limited to pumps, and it is possible to select liquid sending means suitable for the discharge material discharge device. .

(第1フィルム1および第2フィルム2)
先に説明したように、収容容器13の内部空間は、隔壁として機能する2枚のフィルム1,2を含む可撓性部材によって、第1収容空間5と第2収容空間6とに分離されている。本実施形態においては、第1フィルム1と第2フィルム2とが連動して一体的に変形して移動可能であるため、吐出ヘッド14内の圧力を制御することができる。仮に、第1フィルム1と第2フィルム2とが連結されておらず、それぞれ独立して変形および移動可能である場合には、サブタンク26内における作動液の液面高さを調整しても吐出ヘッド14内の圧力を上述のように制御することはできない。
(First film 1 and second film 2)
As described above, the internal space of the storage container 13 is separated into the first storage space 5 and the second storage space 6 by a flexible member including the two films 1 and 2 functioning as partition walls. there is In this embodiment, since the first film 1 and the second film 2 are interlocked and integrally deformable and movable, the pressure inside the ejection head 14 can be controlled. If the first film 1 and the second film 2 are not connected and can be deformed and moved independently of each other, the liquid level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 can be adjusted to discharge the hydraulic fluid. The pressure within head 14 cannot be controlled as described above.

具体的に、第1フィルム1と第2フィルム2とがそれぞれ独立して変形および移動可能な構成において、サブタンク26内における作動液の液面位置(液面高さ)を吐出口15が開口する吐出面の位置よりも低い位置に調整しようとした場合について説明する。この場合、第2収容空間6内の作動液は、重力によって鉛直方向下方のサブタンク26内に移動しようとする。第2フィルム2は、第1フィルム1とは無関係に移動可能であるため、第2収容空間6内の作動液35のサブタンク26への移動に伴って、第1フィルム1から離れて図1中のX方向に移動する。その作動液35の移動によって高さの差ΔHが小さくなり過ぎたときに、サブタンク26の液面調整機能により、ポンプ32によって、サブタンク26内の作動液35がメインタンク34に送られる。あるいはまた、サブタンク26内の作動液35は、サブタンク26の吸気口としても機能する大気連通の管25から外部に溢れ出る。いずれの場合においても、最終的には、第2収容空間6から流出可能な作動液が無くなって、第2フィルム2は、第1フィルム1から離れて筐体12の内壁面に張り付いた状態となる。このとき、第1フィルム1は、第2フィルム2と無関係であって移動しないため、第1収容空間5の内圧は変化しない。 Specifically, in a configuration in which the first film 1 and the second film 2 can be independently deformed and moved, the discharge port 15 opens the liquid level position (liquid level height) of the working liquid in the sub-tank 26. A case will be described in which an attempt is made to adjust to a position lower than the position of the ejection surface. In this case, the hydraulic fluid in the second housing space 6 tends to move vertically downward into the sub-tank 26 due to gravity. Since the second film 2 is movable independently of the first film 1, it moves away from the first film 1 as the working fluid 35 in the second containing space 6 moves to the sub-tank 26. in the X direction. When the movement of the hydraulic fluid 35 causes the height difference ΔH to become too small, the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 is sent to the main tank 34 by the pump 32 due to the liquid level adjustment function of the sub-tank 26 . Alternatively, the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 overflows to the outside from the atmospheric communication pipe 25 which also functions as an intake port of the sub-tank 26 . In either case, the hydraulic fluid that can flow out of the second housing space 6 eventually disappears, and the second film 2 separates from the first film 1 and sticks to the inner wall surface of the housing 12. becomes. At this time, since the first film 1 is not related to the second film 2 and does not move, the internal pressure of the first housing space 5 does not change.

このように、第1フィルム1と第2フィルム2とが連動しない構成である場合には、作動液35の液面位置の調整によって、吐出ヘッド14内の圧力を制御することはできない。 In this way, when the first film 1 and the second film 2 are not interlocked, the pressure inside the ejection head 14 cannot be controlled by adjusting the liquid surface position of the working liquid 35 .

これに対し、本発明の実施形態では、第1フィルム1および第2フィルム2の対向面に分布する結合部3によって、複数箇所で連結されているため、第1フィルム1および第2フィルム2は連動して同時に同方向に移動する。これにより、吐出ヘッド14内の圧力を制御することができる。 In contrast, in the embodiment of the present invention, the first film 1 and the second film 2 are connected at a plurality of points by the connecting portions 3 distributed on the opposing surfaces of the first film 1 and the second film 2. Move in the same direction at the same time. Thereby, the pressure inside the ejection head 14 can be controlled.

すなわち、第1収容空間5は吐出ヘッドの吐出口15を介して外気と連通しており、その吐出口内における吐出材と外気との界面において、吐出材には、大気圧、吐出材の重力、および吐出口の内壁による流抵抗、および表面張力等の力が働く。力の釣り合いの関係から、吐出材は吐出口から外部に流れ出ようとし、第1フィルム1を図中のX方向とは反対の-X方向に移動させようとする。本実施形態においては、第2フィルム2を図中のX方向に移動させようとする力と、第1フィルム1を-X方向に移動させようとする力と、のバランスにより、第1収容空間5および第2収容空間6の内圧が等しい状態が維持される。したがって、高さの差ΔHを所定の範囲に保つことによって、吐出口15内に適切なメニスカス17を形成するための負圧を維持するように、第1収容空間5と第2収容空間6の内圧が釣り合った状態となる。したがって、サブタンク26内の作動液35の液面位置を調整することによって、吐出ヘッド14内の圧力を制御することができる。 That is, the first housing space 5 communicates with the outside air through the ejection port 15 of the ejection head. and flow resistance due to the inner wall of the discharge port, and forces such as surface tension. Due to the balance of forces, the material to be ejected tends to flow out from the ejection port and moves the first film 1 in the -X direction opposite to the X direction in the figure. In the present embodiment, the balance between the force to move the second film 2 in the X direction in the drawing and the force to move the first film 1 in the -X direction allows the first accommodation space to move. 5 and the second accommodation space 6 are maintained at the same internal pressure. Therefore, by keeping the height difference ΔH within a predetermined range, the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 are arranged so as to maintain a negative pressure for forming an appropriate meniscus 17 in the discharge port 15 . The internal pressure is balanced. Therefore, by adjusting the level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26, the pressure in the ejection head 14 can be controlled.

(収容容器)
図4は、収容容器13の分解斜視図である。第1フィルム1と筐体11との間は、Oリング81によって密閉され、同様に、第2フィルム2と筐体12との間はOリング82によって密閉されている。一方、第1フィルム1と第2フィルム2との間には、スペーサ16が挟まれている。そして、図示しない固定ボルトを締めこむことにより、筐体11と筐体12との間において、2枚のフィルム1,2とスペーサ16との間も密着する。2枚のフィルム1,2の材質と同じく、スペーサ16の材質もPTFEとすることが望ましい。仮に、フィルム1が破損して、フィルム1,2の間の膜間空間4に吐出液が流れ出したとしても、吐出液は、フィルム1と同じ品質の部材以外と接触する事態を避けることができる。2枚のフィルム1,2とスペーサ16との密着度を向上させるために、フィルム1,2とスペーサ16とを溶着、あるいは接着固定してもよい。フィルム1,2とスペーサ16とを一体成型すれば、さらに望ましい。
(Container)
FIG. 4 is an exploded perspective view of the container 13. FIG. An O-ring 81 seals the space between the first film 1 and the housing 11 , and an O-ring 82 seals the space between the second film 2 and the housing 12 . On the other hand, a spacer 16 is sandwiched between the first film 1 and the second film 2 . By tightening a fixing bolt (not shown), the two films 1 and 2 and the spacer 16 are brought into close contact between the housing 11 and the housing 12 . As with the material of the two films 1 and 2, the material of the spacer 16 is also desirably PTFE. Even if the film 1 is damaged and the ejection liquid flows out into the inter-membrane space 4 between the films 1 and 2, the ejection liquid can be prevented from coming into contact with members other than those of the same quality as the film 1. . In order to improve the adhesion between the two films 1 and 2 and the spacer 16, the films 1 and 2 and the spacer 16 may be welded or adhesively fixed. It is even more desirable if the films 1, 2 and the spacer 16 are integrally molded.

スペーサ16には、その上部に、外部と導通する吸気口83が設けられ、その下部には、外部と導通する排液口84が設けられている。その排液口84の下方には、後述する漏液センサ42が配置される。後述するように、フィルム1,2のいずれかが破損して収容空間5,6のいずれかから、膜間空間4内に液体が漏れ出た場合、その液体は、スペーサ16によって排液口84に導かれ、排液口84を通って下方に滴下して漏液センサ42により検知される。図4において、スペーサ16の内側の面は、簡略化されて平面として表示されているが、排液口84に向かって傾斜することが望ましい。 The spacer 16 is provided at its upper portion with an intake port 83 communicating with the outside, and at its lower portion with a drain port 84 communicating with the outside. Below the drain port 84, a liquid leakage sensor 42, which will be described later, is arranged. As will be described later, when either of the films 1 and 2 is damaged and liquid leaks from either of the housing spaces 5 and 6 into the inter-membrane space 4, the liquid is drained by the spacer 16 through the drain port 84. , drips downward through the drain port 84 and is detected by the leak sensor 42 . In FIG. 4, the inner surface of the spacer 16 is shown as a flat plane for simplicity, but preferably slopes toward the drainage port 84 .

図5は、可撓性部材を構成する2枚のフィルム1,2の形状の説明図である。フィルム1,2は、筐体11の内部の凹形状に対応するように、PTFEフィルムによって凸形状に成型されている。図5(b)に示すように、第2フィルム2には複数の連結用の凸部72が形成されている。図5(a)に示すようにフィルム1,2を重ねてから、レーザー加工機によって、第2フィルムの凸部72と第1フィルム1との接触部分にレーザーを照射することにより、その接触部分が熱溶着されてフィルム1,2が連結される。本例においては、第2フィルム2側に凸部72を設けた場合について説明した。しかし、そのような凸部72はなくてもよく、例えば、レーザー加工機によって、重ねた状態のフィルム1,2を線状の溶着ラインに沿って溶着、あるいは複数の溶着点において溶着することも可能である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the shapes of the two films 1 and 2 that constitute the flexible member. The films 1 and 2 are formed of a PTFE film into a convex shape so as to correspond to the concave shape inside the housing 11 . As shown in FIG. 5B, the second film 2 is formed with a plurality of projections 72 for connection. After the films 1 and 2 are stacked as shown in FIG. 5(a), the contact portion between the convex portion 72 of the second film and the first film 1 is irradiated with a laser beam using a laser processing machine. are thermally welded to connect the films 1 and 2. In this example, the case where the convex portion 72 is provided on the second film 2 side has been described. However, such convex portions 72 may be omitted, and for example, the films 1 and 2 in a stacked state may be welded along a linear welding line or welded at a plurality of welding points using a laser processing machine. It is possible.

2枚のフィルム1,2を含む可撓性部材の凸形状の部分をテーパー状としてもよい。凸形状の部分の角部、隅部には、湾曲形状の部分(湾曲部)Rを設けることにより、可撓性部材をより変形しやすくすることができる。第1収容空間5および第2収容空間6の内面は、このような可撓性部材の形状に沿うような形状としてもよい。 The convex portion of the flexible member containing the two films 1, 2 may be tapered. By providing curved portions (curved portions) R at the corners of the convex portion, the flexible member can be more easily deformed. The inner surfaces of the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 may be shaped to conform to the shape of such a flexible member.

第1フィルム1および第2フィルム2は、吐出材の吐出に伴って一体的にスムーズに移動する必要がある。そのため、それらの結合部3の面密度(単位面積当たりの量(数、面積))は、テーパー状の部分(テーパー部)Tおよび湾曲部Rと比べて、テーパー部Tおよび湾曲部Rに囲まれた領域である中央領域8において、高いことが好ましい。中央領域8は、フィルムを連動させる押圧力を直接的に受ける領域となり、平坦であることが好ましいが、例えば緩やかに湾曲していてもよく、厳密に平坦でなくてもよい。また、テーパー部T、湾曲部Rおよび中央領域8のうち、湾曲部Rにおいて結合部3の面密度が最も低いことが好ましい。結合部3の面密度が高い程、剛性が高くなるためである。 The first film 1 and the second film 2 need to move smoothly together as the material is discharged. Therefore, the areal density (amount (number, area) per unit area) of those coupling portions 3 is higher than that of the tapered portion (tapered portion) T and the curved portion R. In the center region 8, which is the region where the thickness is cut, it is preferably high. The central region 8, which directly receives the pressing force that engages the film, is preferably flat, but may, for example, be gently curved or not strictly flat. Further, among the tapered portion T, the curved portion R, and the central region 8, it is preferable that the surface density of the coupling portion 3 is the lowest in the curved portion R. This is because the higher the surface density of the joint 3, the higher the rigidity.

第1フィルムおよび第2フィルムの少なくとも一方に柔らかい材質または薄い厚さの部材を用いて、可撓性部材全体としての剛性を下げ、第1フィルムおよび第2フィルムの一体的な移動がスムーズに行われるようにしてもよい。フィルム自体の形状は、例えば図6に示すように、部分的に厚さを変更して、強度を部分的に異ならせてもよい。例えば、フィルムを変形しやすくするために湾曲部Rおよびテーパー部Tの厚さを相対的に薄くし、変形が望まれない中央領域8および外縁部7は、相対的に厚くしてもよい。 A soft material or thin member is used for at least one of the first film and the second film to lower the rigidity of the flexible member as a whole, so that the integral movement of the first film and the second film can be performed smoothly. You may allow As for the shape of the film itself, for example, as shown in FIG. 6, the thickness may be partially changed to partially vary the strength. For example, the curved portion R and tapered portion T may be relatively thin to facilitate deformation of the film, while the central region 8 and outer edge 7, where deformation is not desired, may be relatively thick.

図1に示すように、可撓性部材の2枚のフィルム1,2の間は、吸気口83と排液口84によって外気(大気)と連通する。一方、第1収容空間5および第2収容空間6は、外気圧(大気圧)に対して、等しく負圧状態を保つように内圧が制御される。そのため、フィルム1,2の溶着されていない部分である非連結領域は、それぞれのフィルムが覆う第1収容空間5および第2収容空間6に向かって引っ張られ、フィルム1,2の間には、膨張した状態の空間4が形成される。以下、第1フィルム1と第2フィルム2との間の空間4を膜間空間ともいう。 As shown in FIG. 1, the space between the two films 1 and 2 of the flexible member communicates with the outside air (atmosphere) through an intake port 83 and a liquid drain port 84 . On the other hand, the internal pressures of the first housing space 5 and the second housing space 6 are controlled so as to maintain a negative pressure state equal to the external pressure (atmospheric pressure). Therefore, the unwelded portions of the films 1 and 2, which are the non-connected regions, are pulled toward the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 covered by the respective films, and between the films 1 and 2, An expanded space 4 is formed. Hereinafter, the space 4 between the first film 1 and the second film 2 is also referred to as an inter-film space.

図7は、本実施形態の吐出装置において、第2フィルム2の一部に破損が生じた場合の装置の状態および挙動の説明図である。本実施形態において、第1フィルム1と第2フィルム2との間の膜間空間4は、大気に連通する開放空間であるため、その内圧は大気圧と等しい。一方、第1収容空間5および第2収容空間6は、前述したように、いずれも大気圧よりも0.4±0.04kPaだけ負圧となるように調整されている。図7に示すように、第2フィルム2の一部が破損して孔73が開くと、その孔73を通って、高圧側の膜間空間4から低圧側の第2収容空間6に向かって空気が気泡74となって吸い込まれる。気泡74の内圧は大気圧と等しいため、その気泡74によって第2収容空間6の内圧は上昇し、第2収容空間6内の作動液は管24を介してサブタンク26側に押し出される。 FIG. 7 is an explanatory diagram of the state and behavior of the ejection device of the present embodiment when part of the second film 2 is damaged. In this embodiment, the inter-membrane space 4 between the first film 1 and the second film 2 is an open space that communicates with the atmosphere, so the internal pressure is equal to the atmospheric pressure. On the other hand, the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 are both adjusted to have a negative pressure of 0.4±0.04 kPa below the atmospheric pressure, as described above. As shown in FIG. 7, when a part of the second film 2 is damaged and a hole 73 is opened, the air flows through the hole 73 from the inter-membrane space 4 on the high pressure side toward the second housing space 6 on the low pressure side. Air becomes air bubbles 74 and is sucked. Since the internal pressure of the air bubble 74 is equal to the atmospheric pressure, the air bubble 74 increases the internal pressure of the second housing space 6 and pushes the hydraulic fluid in the second housing space 6 through the pipe 24 toward the sub-tank 26 side.

第2収容空間6から押し出された作動液により、サブタンク26内の作動液の液面が上昇する。この液面の上昇を液面センサ41(図1参照)によって検知することにより、フィルムに破損が生じて気泡が収容空間に入り込んだことを検知することができる。ここでいう「フィルム」は、第1フィルム1および第2フィルム2を総称しており、また、「収容空間」は第1収容空間5および第2収容空間6を総称している。以下、本明細書において用語「フィルム」および「収容空間」を同様に用いることがある。 The hydraulic fluid pushed out from the second housing space 6 raises the level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 . By detecting this rise in the liquid level with the liquid level sensor 41 (see FIG. 1), it is possible to detect that the film has been damaged and the air bubbles have entered the accommodation space. The term "film" used herein collectively refers to the first film 1 and the second film 2, and the term "accommodation space" refers to the first accommodation space 5 and the second accommodation space 6 as a general term. Hereinafter, the terms "film" and "accommodating space" may be used interchangeably in this specification.

ここで、フィルムの破損とは異なる別の理由によって、サブタンク26内の作動液35の液面高さが変化する場合について検討する。 Here, a case where the liquid level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 changes due to another reason other than film breakage will be considered.

まず、前述したように、図1に示す高さの差ΔHの値を所定の範囲内に維持するために、メインタンク34からサブタンク26に作動液35を補給する場合には、当然のことながら、サブタンク26内の作動液35の液面上昇が発生する。しかしながら、この場合には液送量が分かっているため、作動液補給による液面高さの変化と、予期せぬ異常な液面高さの変化と、を区別することができる。また、吐出口15から吐出材が吐出された場合には、その吐出分だけ、サブタンク26から第2収容空間6へ作動液が供給される。これによりサブタンク26内の作動液の液面高さは変化するが、この場合、その液面は下降する方向に変化する。そのため、吐出材の吐出による液面高さの下降方向の変化と、フィルム破損による液面高さの上昇方向の変化と、を明確に区別することができる。 First, as described above, in order to maintain the value of the height difference ΔH shown in FIG. , the level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 rises. However, in this case, since the liquid feeding amount is known, it is possible to distinguish between a change in the liquid level due to replenishment of the hydraulic liquid and an unexpected and abnormal change in the liquid level. Further, when the ejection material is ejected from the ejection port 15, the working liquid is supplied from the sub-tank 26 to the second accommodation space 6 by the ejection amount. As a result, the liquid level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 changes, but in this case, the liquid level changes in the downward direction. Therefore, it is possible to clearly distinguish between the change in the liquid level in the downward direction due to the discharge of the discharge material and the change in the liquid level in the upward direction due to the breakage of the film.

このように、第2フィルム2の一部に破損が発生した場合には、液面センサ41により、サブタンク26における作動液35の液面上昇を検知して、フィルムの破損の発生を検知することができる。 In this way, when a part of the second film 2 is damaged, the liquid level sensor 41 detects a rise in the liquid level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 to detect the occurrence of film damage. can be done.

また、図1において、第2収容空間6とサブタンク26の内部とを連通させる管24に、流速センサ77が備えられている。第1フィルム1および第2フィルム2のいずれかに破損が発生すると、第2収容空間6の作動液35が管24を経由してサブタンク26に押し出される。このときの作動液の流速は、流速センサ77によって検知できる。これに対し、吐出口15から吐出材が吐出された場合は、その吐出された分だけ、サブタンク26内の作動液が管24を経由して第2収容空間6へ供給される。このとき作動液の流れの向きは、フィルムに破損が発生したときの逆になる。そのため、吐出材の吐出による作動液の流れと、フィルムの破損による作動液の流れと、明確に区別することができる。 Further, in FIG. 1, a flow velocity sensor 77 is provided on the pipe 24 that communicates the second accommodation space 6 with the inside of the sub-tank 26 . When either the first film 1 or the second film 2 is damaged, the hydraulic fluid 35 in the second housing space 6 is pushed out through the pipe 24 into the sub-tank 26 . The flow velocity of the hydraulic fluid at this time can be detected by the flow velocity sensor 77 . On the other hand, when the ejection material is ejected from the ejection port 15, the hydraulic fluid in the sub-tank 26 is supplied to the second accommodation space 6 via the pipe 24 by the amount of the ejected material. At this time, the direction of flow of the hydraulic fluid is reversed to that when the film is damaged. Therefore, it is possible to clearly distinguish between the flow of the hydraulic fluid due to the ejection of the ejection material and the flow of the hydraulic fluid due to the breakage of the film.

続いて、第1フィルム1の一部に破損が発生した場合について説明する。この場合の吐出装置の状態および挙動は、第2フィルム2の一部が破損した場合と同様となる。すなわち、第1フィルム1の一部に破損が生じると、その破損箇所を通って第1収容空間5内に気泡74が吸い込まれる。気泡74は大気圧と等しい圧力であるため、その気泡74によって第1収容空間5内の内圧が上昇して、その内圧が第2収容空間6の内圧よりも高くなる。これにより、隔壁として機能する第1フィルム1および第2フィルム2が一体的に第2収容空間6側へ移動して、その第2収容空間6内の作動液35がサブタンク26へ押し出される。その押し出された作動液によりサブタンク26内の作動液の液面が上昇し、この上昇が液面センサ41(図1参照)によって検知される。予期せぬ異常な液面高さが検知されることにより、フィルムに破損が生じて気泡74が収容空間に入り込んだことが検知できる。 Next, a case where a part of the first film 1 is damaged will be described. The state and behavior of the ejection device in this case are the same as when the second film 2 is partially damaged. That is, when a portion of the first film 1 is damaged, the air bubbles 74 are sucked into the first accommodation space 5 through the damaged portion. Since the pressure of the air bubble 74 is equal to the atmospheric pressure, the air bubble 74 increases the internal pressure in the first accommodation space 5 and makes the internal pressure higher than the internal pressure in the second accommodation space 6 . As a result, the first film 1 and the second film 2 functioning as partition walls move integrally toward the second housing space 6 , and the hydraulic fluid 35 in the second housing space 6 is pushed out to the sub-tank 26 . The pushed-out hydraulic fluid causes the level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 to rise, and this rise is detected by the level sensor 41 (see FIG. 1). By detecting an unexpectedly abnormal liquid level height, it is possible to detect that the film has been damaged and the air bubbles 74 have entered the housing space.

以上のように、第1フィルム1および第2フィルム2のどちらが破損した場合にも、後述する漏液センサ42と共に、液面センサ41および流速センサ77を用いることによって、いずれかのフィルムが破損したことを検知することができる。また、第1フィルム1および第2フィルム2のどちらが破損した場合でも、吐出材と作動液は分離されたままとなり、互いに接触することは無い。 As described above, even if either the first film 1 or the second film 2 is damaged, the liquid level sensor 41 and the flow velocity sensor 77 are used together with the liquid leakage sensor 42, which will be described later. can be detected. Moreover, even if either the first film 1 or the second film 2 is damaged, the ejection material and the working liquid remain separated and do not come into contact with each other.

また、フィルムの破損により、第1収容空間5の内圧は外気圧と等しくなるまで上昇する可能性がある。その場合、吐出材は、メニスカス17を形成する状態を維持することができず、意図しないタイミングで吐出口15から滴下してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態の吐出装置は、第1収容空間5の内圧が上昇に転じた時点で異常を検知することができるため、それに基づいて異常警報を発報することにより、吐出材が滴下する前に滴下防止手段を作動させることが可能である。その滴下防止手段の例としては、例えば、吐出口のキャッピング、および圧力制御手段による第2収容空間の負圧制御などが挙げられる。 In addition, due to film breakage, the internal pressure of the first housing space 5 may increase until it becomes equal to the external pressure. In that case, the ejection material cannot maintain the state of forming the meniscus 17, and may drip from the ejection port 15 at an unintended timing. However, the ejection device of the present embodiment can detect an abnormality when the internal pressure of the first housing space 5 starts to rise, and based on this, an abnormality alarm is issued, causing the ejection material to drip. It is possible to activate anti-drip means before. Examples of the drip prevention means include capping of the ejection port and negative pressure control of the second housing space by the pressure control means.

本例において、第1フィルム1と第2フィルム2との間の膜間空間4は、外気と連通して大気圧と等しい圧力となる。しかし、膜間空間4と外気との連通を制御するためのバルブを設け、膜間空間4内の気圧を外気によって予め大気圧に調整した後に、バルブを閉じて膜間空間4を密閉空間としても、膜間空間4と収容空間5,6との間の差圧を保つことができる。この状態において、第1フィルム1および第2フィルム2のいずれかが破損すると、膜間空間4内の気体が第1収容空間5および第2収容空間6のいずれかに流入する。この場合、気体の流入量は、最大でも、第1フィルム1と第2フィルム2との間の容積分である。そのため、膜間空間4が外気と連通している場合と比べて極めて少ない気体の流入量によって、フィルムの破損の発生を検知して、吐出口からの吐出材の滴下を抑制することができる。 In this example, the inter-membrane space 4 between the first film 1 and the second film 2 communicates with the outside air and is at a pressure equal to atmospheric pressure. However, a valve is provided to control the communication between the intermembrane space 4 and the outside air, and after the air pressure in the intermembrane space 4 is adjusted to the atmospheric pressure in advance by the outside air, the valve is closed to make the intermembrane space 4 a sealed space. Also, the differential pressure between the intermembrane space 4 and the receiving spaces 5, 6 can be maintained. In this state, if either the first film 1 or the second film 2 is damaged, the gas in the inter-membrane space 4 flows into either the first accommodation space 5 or the second accommodation space 6 . In this case, the inflow of gas is at most the volume between the first film 1 and the second film 2 . Therefore, it is possible to detect the occurrence of film breakage and suppress the dripping of the discharge material from the discharge port with an extremely small inflow of gas compared to the case where the inter-membrane space 4 communicates with the outside air.

フィルムに破損が発生する原因は様々であり、例えば、インクを吐出材とするプリント装置では、製造上のバラツキにより、隔壁としてのフィルムに孔が開いてしまうおそれがある。また、隔壁としてのフィルムが収容容器13内において移動・変形を繰り返すことにより、孔が開いてしまうおそれもある。また、特許文献1に示される従来例のように、フィルムに孔が開くと同時に吐出材中に作動液が混入する構成においては、多くの問題が発生する。すなわち、画像記録用のインクに対して作動液としての水が混入して拡散すると、インクが水で薄まり記録画像がかすれてしまう。また、作動液は不純物である添加剤を含んでいるため、直径が10μm程度の吐出口15に作動液中の析出物または作動液中のパーティクルが詰って、吐出不能な状況に陥るおそれがある。従って、隔壁としてのフィルムに孔が開いたとしても、吐出材と作動液とが接触したり、混入したりしないことが極めて重要となる。 There are various causes of film breakage. For example, in a printing apparatus that uses ink as an ejection material, there is a risk that holes will form in the film that serves as partition walls due to manufacturing variations. In addition, there is a risk that the film as the partition wall will be repeatedly moved and deformed inside the storage container 13, resulting in opening of holes. Moreover, many problems occur in the structure in which the film is perforated and the working liquid is mixed into the discharge material at the same time as the conventional example disclosed in Patent Document 1. That is, when water as a working liquid is mixed with the ink for image recording and spreads, the ink is diluted with water and the recorded image becomes blurred. In addition, since the working fluid contains additives, which are impurities, the ejection port 15 having a diameter of about 10 μm may be clogged with deposits or particles in the working fluid, making ejection impossible. . Therefore, it is extremely important that the discharge material and the working liquid do not come into contact with each other or get mixed in, even if the film as the partition wall is perforated.

本実施形態の吐出装置が半導体露光装置用の感光レジスト塗布装置に適用される場合、吐出材と作動液とが接触しないことによる効果はさらに大きい。感光レジスト塗布装置では、吐出パターンの密度が細かいため、吐出口15の口径は高密度のプリント装置と同様に10μm程度である。そのため、不純物の詰りが重大な問題となる。さらに、感光レジストの必要条件として、レジスト内に溶出するNa、Mg等の金属イオンの濃度は、数ppb未満であることが要求される。感光レジストと作動液とが混入するに至らなくても、接触が発生しただけでも、作動液中の金属イオンが感光レジスト内に移動して、金属イオン汚染が発生する。しかも、金属イオン汚染の発生した感光レジストがウエハに塗布された場合には、このウエハと接触した次工程以降の全ての生産装置に金属イオン汚染が拡散して重大な問題となる。このように、吐出材と作動液とが接触することなく、フィルム破損の発生を検知できることの重要性は極めて大きい。 When the ejection device of the present embodiment is applied to a photosensitive resist coating device for a semiconductor exposure device, the effect of not contacting the ejection material with the working liquid is even greater. Since the density of the ejection pattern is fine in the photoresist coating apparatus, the diameter of the ejection port 15 is about 10 μm as in a high-density printing apparatus. Therefore, clogging with impurities becomes a serious problem. Furthermore, as a necessary condition for a photosensitive resist, the concentration of metal ions such as Na and Mg eluted into the resist is required to be less than several ppb. Even if the photosensitive resist and the working liquid do not mix, the metal ions in the working liquid migrate into the photosensitive resist and cause metal ion contamination even if they are just brought into contact with each other. Moreover, when a photosensitive resist contaminated with metal ions is applied to a wafer, the metal ion contamination spreads to all the production equipment in the next process and subsequent steps in contact with the wafer, causing a serious problem. Thus, it is extremely important to be able to detect the occurrence of film breakage without contact between the discharge material and the working liquid.

また、制御装置(図2のCPU202)は、液面センサ41によって計測された液面高さに基づいて、液面位置の変化量と、時間毎の液面位置の変化率(以下、「液面変化速度」ともいう)と、の2種類の値を算出する。サブタンク26内の作動液35の液面は、例えば、地震などの振動によって急激に変化することがある。しかしながら、地震による液面変動では、液面変化速度が正負の値が入れ替わるように検知される。これに対して、先に説明したフィルム破損によるサブタンク26内の作動液の液面上昇では、正方向の液面変化速度だけが検知される。よって、制御装置は、液面変化速度の挙動によって、地震などの振動による液面変化と、フィルムの破損による液面変化と、を分離して認知することができる。 Based on the liquid level height measured by the liquid level sensor 41, the control device (CPU 202 in FIG. 2) controls the amount of change in the liquid level position and the rate of change in the liquid level position over time (hereinafter referred to as "liquid level (also referred to as "plane change speed") and two types of values are calculated. The liquid level of the hydraulic fluid 35 in the sub-tank 26 may change suddenly due to vibration such as an earthquake. However, in liquid level fluctuations due to an earthquake, the liquid level change rate is detected such that the positive and negative values are interchanged. On the other hand, when the liquid level of the hydraulic fluid in the sub-tank 26 rises due to film breakage as described above, only the liquid level change speed in the positive direction is detected. Therefore, the control device can separately perceive changes in the liquid level due to vibrations such as earthquakes and changes in the liquid level due to breakage of the film, based on the behavior of the rate of change in the liquid level.

また、高さの差ΔHの値を一定の範囲内に保つために、メインタンク34から作動液35をサブタンク26へ供給することは先に説明した。このような供給動作では、先に説明したように送液量は既知であり、液面変化速度も制御装置によって算出されている。作動液35の液送中にフィルムの破損が発生した場合には、液面変化速度が既知の値よりも大きく検知されるため、フィルムの破損による異常状態を認知することができる。 Also, as described above, the hydraulic fluid 35 is supplied from the main tank 34 to the sub-tank 26 in order to keep the value of the height difference ΔH within a certain range. In such a supply operation, the liquid feeding amount is known as described above, and the liquid level change speed is also calculated by the control device. If the film is damaged while the hydraulic fluid 35 is being conveyed, the fluid level change speed is detected to be greater than a known value, so that an abnormal state due to the film damage can be recognized.

また、高さの差ΔHの補正の際に、メインタンク34からサブタンク26に補充された作動液の量の積算値を算出することも可能である。補充された作動液の量の積算値は、第1収容空間5内の吐出材が減少した量と等しい。そのため、吐出された吐出材の総量と、第1収容空間5に残っている吐出材の残量と、を同時に把握することが可能である。このような機能によって、収容容器13の使用時間と残液量の相対関係を把握して、余命予測を算出することも可能である。 It is also possible to calculate an integrated value of the amount of hydraulic fluid replenished from the main tank 34 to the sub-tank 26 when correcting the height difference ΔH. The integrated value of the amount of replenished hydraulic fluid is equal to the amount of the discharged material in the first housing space 5 that has decreased. Therefore, it is possible to simultaneously grasp the total amount of the ejected material and the remaining amount of the ejected material remaining in the first housing space 5 . With such a function, it is also possible to grasp the relative relationship between the usage time of the storage container 13 and the remaining liquid amount, and to calculate the life expectancy prediction.

以上のように、フィルムが破損して孔73が開いた場合、気泡74が収容空間5,6のいずれかに吸い込まれて、それらの収容空間の内圧が外気圧に近づく。さらに、フィルムの破損の程度が大きくて、図8のように、直径約200μm以上の孔78が開く場合、あるいは複数の孔73が同時に開く場合も想定される。図8のように、第2フィルム2に孔73,78が開いた場合には、気泡74が孔78から第2収容空間6内に吸い込まれると同時に、作動液が漏液79となって孔73から膜間空間4内に漏れ出す。第2収容空間6とサブタンク26との間の管24の配管抵抗によっては、サブタンク26側に作動液が押し戻されるより先に、作動液が漏液79となって排液口84から外部に漏れ出す。そのして漏液79は、漏液センサ42上に滴下して検知される。同様に、第1フィルム1に孔73,78が開いた場合には、気泡74が孔78から第1収容空間5内に吸い込まれると同時に、吐出液が漏液79となって孔73から膜間空間4内に漏れ出し、その漏液79が漏液センサ42によって検知される。 As described above, when the film is damaged and the hole 73 is opened, the air bubble 74 is sucked into one of the storage spaces 5 and 6, and the internal pressure of these storage spaces approaches the external pressure. Furthermore, it is conceivable that the degree of damage to the film is so great that a hole 78 with a diameter of about 200 μm or more is opened as shown in FIG. 8, or a plurality of holes 73 are opened at the same time. As shown in FIG. 8, when the holes 73 and 78 are formed in the second film 2, air bubbles 74 are sucked into the second housing space 6 through the holes 78, and at the same time, the hydraulic fluid leaks 79 and becomes the holes. 73 into the intermembrane space 4 . Depending on the piping resistance of the pipe 24 between the second housing space 6 and the sub-tank 26, the hydraulic fluid becomes a leak 79 and leaks out from the drain port 84 before the hydraulic fluid is pushed back to the sub-tank 26 side. put out. Then, the leaked liquid 79 drips onto the leaked liquid sensor 42 and is detected. Similarly, when holes 73 and 78 are formed in the first film 1 , air bubbles 74 are sucked into the first accommodation space 5 through the holes 78 , and at the same time, the discharged liquid becomes a leak 79 and leaks from the holes 73 into the film. It leaks into the interspace 4 and the leakage 79 is detected by the leakage sensor 42 .

また、吐出液として感光レジストを使用し、作動液として、防腐剤を混入した水を用いる液体吐出装置において、漏液センサ42として光学式の漏液センサを用いることにより、漏液が吐出液または作動液のいずれかを判定することができる。その場合、その光学式の漏液センサは、吐出液および作動液のそれぞれ対する感度をもつことになる。但し、通電・短絡検知式の漏水センサを用いた場合には、その機種によっては、感光レジストに対する感度はもつもの、水に対する感度はもたないもの、または、水に対する感度はもつもの、感光レジストに対する感度はもたないものがある。このような場合には、複数の機種の漏水センサを用いて対応することができる。つまり、感光レジストを検知する検知部と、水を検知する検知部と、を含む漏水センサを用いることにより、フィルム1,2のいずれに破損が発生したかを区別して検知可能である。 Further, in a liquid ejecting apparatus that uses a photosensitive resist as the ejected liquid and water mixed with antiseptic as the working liquid, an optical leak sensor is used as the leak sensor 42 so that the leaked liquid can be detected as the ejected liquid or Any of the hydraulic fluids can be determined. In that case, the optical liquid leakage sensor will have sensitivity to each of the discharge liquid and the working liquid. However, when using a water leakage sensor that detects current and short circuits, depending on the model, some have sensitivity to photoresist, some have no sensitivity to water, some have sensitivity to water, and some have sensitivity to photoresist. Some have no sensitivity to In such a case, it is possible to deal with it by using a plurality of types of water leakage sensors. That is, by using a water leakage sensor that includes a detection unit that detects photosensitive resist and a detection unit that detects water, it is possible to detect which of the films 1 and 2 has been damaged.

以上のように本実施形態においては、液面センサ41と流速センサ77によるフィルム破損の検知と、漏液センサ42によるフィルム破損の検知と、を並行して実施することができる。したがって、フィルムの破損の程度に拘わらず、その破損を迅速かつ確実に検知して対応することができる。特に、漏液センサ42は、漏液を直接検知するため、より確実にフィルム破壊(破損)を検知することができる。また、この漏液センサ42のみによってフィルム破壊(破損)を検知することもできる。 As described above, in this embodiment, detection of film breakage by the liquid level sensor 41 and the flow velocity sensor 77 and detection of film breakage by the liquid leakage sensor 42 can be performed in parallel. Therefore, regardless of the degree of damage to the film, the damage can be quickly and reliably detected and dealt with. In particular, since the liquid leakage sensor 42 directly detects liquid leakage, it is possible to more reliably detect film breakage (damage). Film breakage (damage) can also be detected only by the liquid leakage sensor 42 .

<第2の実施形態>
図9は、本発明の第2の実施形態の説明図であり、前述した第1の実施形態とは、漏液センサ42の配置形態が異なる。
<Second embodiment>
FIG. 9 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention, which differs from the above-described first embodiment in the layout of the leakage sensor 42. As shown in FIG.

図9において、排液口84の下方には密閉の漏液タンク(漏液収容部)37が接続され、その漏液タンク37の底部に漏液センサ42が配置されている。漏液タンク37は、排液口84から排出された漏液が外部に拡散することを防止する。排液口84から漏れ出した流体は、外部に拡散することなく漏液センサ42によって検知されることになる。吐出液として感光レジストを使用する場合には、漏液センサによる漏液の検知機能を維持したまま、その吐出液、および、その揮発ガスの拡散による二次的な被害も防止することができる。また、管25の下方には、その管25から滴下する作動液を検知するための漏液センサ28が配備されている。フィルムの破壊(破損)により第2収容空間6内からサブタンク26内に作動液が戻されて、その作動液がサブタンク26からあふれ出たときに、そのあふれ出た作動液を漏液センサ28によって検知することができる。 In FIG. 9, a leaked liquid tank (leakage storage section) 37 is connected below the drain port 84 , and a liquid leakage sensor 42 is arranged at the bottom of the leaked liquid tank 37 . The leakage tank 37 prevents the leakage liquid discharged from the drainage port 84 from diffusing to the outside. The fluid leaked from the drain port 84 is detected by the leak sensor 42 without diffusing to the outside. When a photosensitive resist is used as the ejection liquid, secondary damage due to diffusion of the ejection liquid and its volatile gas can be prevented while maintaining the liquid leakage detection function of the liquid leakage sensor. A liquid leakage sensor 28 for detecting the working liquid dripping from the pipe 25 is arranged below the pipe 25 . When the hydraulic fluid is returned from the second housing space 6 to the sub-tank 26 due to film breakage (damage) and overflows from the sub-tank 26, the overflowed hydraulic fluid is detected by the liquid leakage sensor 28. can be detected.

<第3の実施形態>
図10は、本発明の第3の実施形態を説明するための図であり、漏液タンク37内には漏液センサ42が配置されておらず、その代わりに、漏液タンク37の側面に液面センサ38が配置されている。液面センサ38は、吐出液と作動液の種類に拘わらず、漏液タンク37内の漏液の液面を検知する。また、液面センサ38は、漏液と触れないため汚染されることもない。漏液と接触する接触式の漏液センサを用いた場合には、漏液の検知後に液体吐出装置を復帰させる際に、その漏液センサに接している漏液を取り除いてクリーニングすることが難しい。本例のように、漏液に接触しない非接触式の液面センサ38を用いることにより、液体吐出装置の復帰の際に、漏液を取り除いてクリーニングする作業が不要となり、メンテナンスが容易となる。さらに本例においては、収容容器13内においてフィルムの破損による漏液が発生した場合に、漏液タンク37を収容容器13と一体的に交換して、液体吐出装置を復旧させることができる。
<Third Embodiment>
FIG. 10 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention, in which the liquid leakage sensor 42 is not arranged in the liquid leakage tank 37, and instead, a A liquid level sensor 38 is arranged. The liquid level sensor 38 detects the liquid level of the leaking liquid in the leaking liquid tank 37 regardless of the types of the discharge liquid and the working liquid. Moreover, the liquid level sensor 38 is not contaminated because it does not come into contact with the leaked liquid. When a contact-type liquid leakage sensor that comes into contact with liquid leakage is used, it is difficult to remove and clean the liquid leakage that is in contact with the liquid leakage sensor when the liquid ejecting apparatus is restored after detection of liquid leakage. . By using the non-contact type liquid level sensor 38 that does not come into contact with the leaked liquid as in this example, it is not necessary to remove the leaked liquid and clean it when the liquid ejecting apparatus is restored, thereby facilitating maintenance. . Furthermore, in this example, when liquid leakage occurs due to breakage of the film in the storage container 13, the leakage tank 37 can be replaced integrally with the storage container 13 to restore the liquid ejection device.

また、液面センサ38によって漏液タンク37内の漏液の液面を検知する方式としては、静電容量検知式または光学式を採用することができる。光学式の液面センサを用いる場合は、少なくとも漏液タンクの一部は透明な材料によって構成し、その透明な部分を通して液面を検知する。この場合、特許文献2に示されている従来例のように、漏液の色または屈折率に応じて漏液の種類を判別するセンサをさらに配置することにより、フィルム1,2のいずれが破損したか判別することもできる。 As a method for detecting the liquid level of the leaked liquid in the liquid leakage tank 37 by the liquid level sensor 38, a capacitance detection type or an optical type can be adopted. When an optical liquid level sensor is used, at least part of the leaking tank is made of a transparent material, and the liquid level is detected through the transparent part. In this case, as in the conventional example shown in Patent Document 2, by further arranging a sensor that determines the type of leakage according to the color or refractive index of the leakage, it is possible to determine which of the films 1 and 2 is damaged. It is also possible to determine whether

<第4の実施形態>
図11は、本発明の第4の実施形態の説明図であり、収容容器13内に、袋を形成する二重のフィルム1,2を挿入して、その袋の外部を吐出液用の第1収容空間5とし、その袋の内部を作動液用の第2収容空間6として、それらの収容空間5,6を分離している。本例においては、フィルム1,2の間の膜間空間4に連通する下側の排液口84の下方に、漏液センサ42が配置されている。フィルム1,2のいずれが破損した場合でも、その破損部から漏れ出した漏液が漏液センサ42へ導かれ検知される。前述した第2および第3の実施形態と同様に、排液口84に漏液タンク37を接続してもよい。
<Fourth Embodiment>
FIG. 11 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention, in which double films 1 and 2 forming a bag are inserted into a container 13, and the outside of the bag is used as a first liquid for discharge. 1 storage space 5 and the inside of the bag as a second storage space 6 for the hydraulic fluid are separated from each other. In this example, the leakage sensor 42 is arranged below the lower drainage port 84 communicating with the inter-membrane space 4 between the films 1 and 2 . When either of the films 1 and 2 is damaged, the liquid leaking from the damaged portion is guided to the liquid leakage sensor 42 and detected. The leakage tank 37 may be connected to the drain port 84 in the same manner as in the second and third embodiments described above.

排液口84の出口は、図1に示すように、収容容器13の外側の下面(平面)に開口した形状であってもよい。このような排液口84の出口形状において、膜間空間4内の漏液の表面張力によって、排液口84が開口する筐体12の外壁面を漏液が水平方向に拡散しやすい場合には、その漏液が漏液センサ42上に滴下しにくくなる。このような場合には、図11に示すように、排液口84の出口に円筒状の突起を付けることが望ましい。 As shown in FIG. 1, the outlet of the drain port 84 may have a shape that opens to the lower surface (flat surface) of the outside of the container 13 . In such an outlet shape of the liquid drain port 84, when the leaked liquid tends to diffuse horizontally on the outer wall surface of the housing 12 where the liquid drain port 84 opens due to the surface tension of the leaked liquid in the inter-membrane space 4, , the leaked liquid is less likely to drop onto the leaked liquid sensor 42 . In such a case, as shown in FIG. 11, it is desirable to provide a cylindrical protrusion at the outlet of the liquid drain port 84. FIG.

<第5の実施形態>
図12は、本発明の第5の実施形態を説明するための図であり、排液口84には排出管48が接続されている。排出管48には、漏液センサ43と排出ポンプ49が接続されており、排出管48の下端部は廃液容器70に接続されている。前述した実施形態と同様に、フィルム1,2の一部は溶着等によって連結されており、フィルム1,2が一体的に移動することにより、収容空間5,6の内圧は等しい状態に維持される。
<Fifth Embodiment>
FIG. 12 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention, in which a drain pipe 48 is connected to a drain port 84. As shown in FIG. A liquid leakage sensor 43 and a discharge pump 49 are connected to the discharge pipe 48 , and the lower end of the discharge pipe 48 is connected to a waste liquid container 70 . As in the above-described embodiment, the films 1 and 2 are partially connected by welding or the like, and the integral movement of the films 1 and 2 keeps the internal pressures of the storage spaces 5 and 6 equal. be.

排液口84に備わる排出ポンプ49は、吸気口83から膜間空間4を通して外気を吸引する。これにより、膜間空間4内に漏れ出た漏液(作動液または吐出液)は、排出管48を通して吸引排出され、速やか漏液センサ43に到達して確実に検知される。排出ポンプ49と不図示の絞り等で膜間空間4内を負圧状態に維持し、フィルム1,2が一体的に移動できるようにそれらを少なくとも部分的に密着させることができる場合は、フィルム1,2を溶着等によって連結する必要はない。排出ポンプ49は常に動作させる必要はなく、一定時間間隔で間欠駆動してもよい。漏液センサ43は、作動液と吐出液を区別なく検知する構成であってもよく、また、それらを区別して検知可能な構成であってもよい。 A discharge pump 49 provided in the liquid discharge port 84 sucks outside air from the intake port 83 through the intermembrane space 4 . As a result, the leaked liquid (working liquid or discharge liquid) leaked into the inter-membrane space 4 is sucked and discharged through the discharge pipe 48, reaches the liquid leak sensor 43 quickly, and is reliably detected. If it is possible to keep the inter-membrane space 4 in a negative pressure state with the discharge pump 49 and an unillustrated diaphragm or the like, and the films 1 and 2 can be brought into close contact at least partially so that they can move integrally, the film It is not necessary to connect 1 and 2 by welding or the like. The discharge pump 49 does not need to be operated all the time, and may be intermittently driven at regular time intervals. The liquid leakage sensor 43 may be configured to detect the working liquid and the discharge liquid without distinguishing between them, or may be configured to detect them separately.

<第6の実施形態>
図13は、本実施形態における液体吐出装置の概略構成図であり、本例の液体吐出装置はインプリント装置50としての適用例である。
<Sixth embodiment>
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a liquid ejection apparatus according to this embodiment, and the liquid ejection apparatus of this example is an application example of an imprint apparatus 50 .

インプリント装置は、半導体デバイスに代表される物品の製造に使用される。インプリント装置50は、基板59上のショット領域に塗布された未硬化の樹脂(レジスト)90に、成型用のパターンを有する型58を押し付け、その状態において、光60(例えば、紫外線)の照射によって樹脂90を硬化させる。その後、硬化後の樹脂90から型58を分離することによって、型58のパターンを基板59上に転写する。本例のインプリント装置50は、光インプリント方式のインプリント装置であり、光照射部88、型保持部51、基板チャック52、基板ステージ53、吐出液の吐出装置54、吐出ヘッド55、圧力制御部56、および制御部57を備える。 Imprint apparatuses are used to manufacture articles typified by semiconductor devices. The imprint apparatus 50 presses a mold 58 having a pattern for molding against an uncured resin (resist) 90 applied to a shot region on a substrate 59, and in this state, irradiates light 60 (for example, ultraviolet rays). to cure the resin 90 . After that, the pattern of the mold 58 is transferred onto the substrate 59 by separating the mold 58 from the cured resin 90 . The imprinting apparatus 50 of this example is an optical imprinting type imprinting apparatus, and includes a light irradiation unit 88, a mold holding unit 51, a substrate chuck 52, a substrate stage 53, an ejection liquid ejection device 54, an ejection head 55, and a pressure sensor. A control unit 56 and a control unit 57 are provided.

光照射部88は、インプリントの際に、型58を介して樹脂90に光60を照射する。その光60の波長は、硬化させる樹脂90に応じた波長である。基板59に対向する型58の面には、転写すべき回路パターン等のパターンが形成されている。型58の材質としては、光60を透過させる石英等を用いることができる。型保持部51は、型58を保持する不図示の型チャックと、この型チャックを移動自在に保持する不図示の型駆動機構と、型58の形状を補正する不図示の倍率補正機構と、を備える。基板59は、シリコンウエハまたはSOI(Silicon on Insulaor)基板、もしくはガラス基板などである。 The light irradiation unit 88 irradiates the resin 90 with the light 60 through the mold 58 during imprinting. The wavelength of the light 60 is a wavelength corresponding to the resin 90 to be cured. A pattern such as a circuit pattern to be transferred is formed on the surface of the mold 58 facing the substrate 59 . As a material for the mold 58, quartz or the like that transmits the light 60 can be used. The mold holding unit 51 includes a mold chuck (not shown) that holds the mold 58, a mold drive mechanism (not shown) that movably holds the mold chuck, a magnification correction mechanism (not shown) that corrects the shape of the mold 58, Prepare. The substrate 59 is a silicon wafer, an SOI (Silicon on Insulator) substrate, a glass substrate, or the like.

基板59上には、特定のショットレイアウトで配置されたパターン形成領域である複数のショットが存在する。それぞれのショットは、吐出装置54に収容された樹脂90が吐出ヘッド55の吐出口から吐出されることで、インプリント直前に基板59上に形成されたものである。その上に、型58に形成されたパターンを押印することにより、樹脂90のパターンが基板59上に形成される。基板チャック52は基板59を保持し、基板ステージ53は、基板59と共に基板チャック52を移動可能に保持する。基板ステージ53は、吐出ヘッド55によって樹脂90が塗布された後に、型58と基板59との位置を合わせる。このような位置合わせをしながら、インプリントが実行される。 A plurality of shots, which are pattern formation regions arranged in a specific shot layout, exist on the substrate 59 . Each shot is formed on the substrate 59 immediately before imprinting by ejecting the resin 90 accommodated in the ejection device 54 from the ejection port of the ejection head 55 . A pattern of the resin 90 is formed on the substrate 59 by imprinting the pattern formed on the mold 58 thereon. The substrate chuck 52 holds the substrate 59 , and the substrate stage 53 movably holds the substrate chuck 52 together with the substrate 59 . The substrate stage 53 aligns the mold 58 and the substrate 59 after the resin 90 is applied by the ejection head 55 . Imprinting is performed while performing such alignment.

このような一連のインプリント動作において、ショット位置への基板59の移動、樹脂90の吐出/塗布、押印、位置合わせ、樹脂90の硬化、離型、次のショット位置への基板59の移動が順に実行され、必要に応じて、この動作が繰り返される。 In such a series of imprint operations, movement of the substrate 59 to the shot position, ejection/coating of the resin 90, imprinting, alignment, curing of the resin 90, mold release, and movement of the substrate 59 to the next shot position are performed. They are executed in order, and this operation is repeated as necessary.

図14は、本例における吐出装置54の概略構成図である。 FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the ejection device 54 in this example.

本例の吐出装置54は、吐出ヘッド55、収容容器95、圧力制御部56、制御部57、および圧力計測部97を含む。収容容器95には、その内部を第1収容空間91と第2収容空間92とに分割する可撓性膜94が備えられている。吐出ヘッド55と連通する第1収容空間91は、樹脂90(吐出材)によって満たされている。制御部57によって吐出ヘッド55を制御することにより、その吐出ヘッド55の吐出口から樹脂90が吐出される。吐出ヘッド55において、吐出口のそれぞれに対応して設けられた圧力室内には、アクチュエータが実装されている。アクチュエータは、吐出材としての樹脂90を微細液滴、例えば1pLなどの液滴として吐出可能なエネルギを発生することができるものであればよく、具体例として、ピエゾ素子(圧電素子)、発熱抵抗体素子等を挙げることができる。吐出ヘッド55は、収容容器95とは一体でなくてもよく、収容容器95に交換可能に取り付けられていてもよい。吐出ヘッド55と連通しない第2収容空間92は、作動液93によって満たされている。作動液93としては、従来の露光装置に用いられている冷却水などを用いることができる。例えば、作動液93として、水に防腐剤や保湿剤などが加えられた液体を用いることができる。第2収容空間92は、連通部96を介して、作動液93を供給する圧力制御部56と連通している。 The ejection device 54 of this example includes an ejection head 55 , a container 95 , a pressure control section 56 , a control section 57 and a pressure measurement section 97 . The storage container 95 is provided with a flexible membrane 94 that divides the interior into a first storage space 91 and a second storage space 92 . A first accommodation space 91 communicating with the ejection head 55 is filled with a resin 90 (ejection material). By controlling the ejection head 55 by the controller 57 , the resin 90 is ejected from the ejection opening of the ejection head 55 . In the ejection head 55, actuators are mounted in pressure chambers provided corresponding to the respective ejection ports. Any actuator can be used as long as it is capable of generating energy capable of ejecting the resin 90 as the ejecting material as fine droplets, for example, droplets of 1 pL. body elements and the like. The discharge head 55 may not be integrated with the storage container 95, and may be attached to the storage container 95 in a replaceable manner. A second accommodation space 92 that does not communicate with the ejection head 55 is filled with the working fluid 93 . As the working liquid 93, cooling water or the like used in a conventional exposure apparatus can be used. For example, as the hydraulic fluid 93, a liquid obtained by adding an antiseptic or a moisturizing agent to water can be used. The second housing space 92 communicates via a communication portion 96 with the pressure control portion 56 that supplies the hydraulic fluid 93 .

可撓性膜94は、図15(a),(b)のように、可撓性の2枚のフィルム(第1フィルム94(1)と第2フィルム94(2))の周囲を接合して袋状に封止した構造であり、それらのフィルム94(1),94(2)の周囲には封止部98が設けられている。可撓性の2枚のフィルム(第1フィルム94(1)と第2フィルム94(2))を袋状に封止した構造(封止部98)は、接合によって形成してもよいが、これ以外の方法でもよい。例えば、第1の実施形態で説明した、スペーサとOリングを用い吸気口と廃液口を無くした方法で形成してもよい。第1フィルム94(1)と第2フィルム94(2)の間に封止された膜間空間99は、同圧に制御されている収容空間91,92よりも低い圧力(負圧)に設定されている。上述したように、第1フィルム94(1)及び第2フィルム94(2)は、接着または溶着などにより互いに連結することができる。ただし、膜間空間99内が低圧であることによって、第1フィルム94(1)及び第2フィルム94(2)を少なくとも部分的に密着させて一体的に移動できる場合には、これらフィルムを溶着などによって連結する必要はなく、接触していればよい。また、膜間空間99内が低圧であることによって、第1フィルム94(1)と第2フィルム94(2)が密着してしまい、可撓性膜94が破損した時に圧力変化が生じない場合もある。そこで、第1の実施形態に記載したように、これらフィルムの少なくとも一方に凸凹の形状を設けたり、2枚のフィルムの間にスペーサを挟むことで空間を確保したりするとよい。このようにすることで、2枚のフィルム同士が密着することを抑制し、可撓性膜94(フィルム)が破損した時の圧力変化を圧力計測部97で直ちに計測することができる。 The flexible film 94 joins the periphery of two flexible films (first film 94(1) and second film 94(2)) as shown in FIGS. A sealing portion 98 is provided around the films 94(1) and 94(2). A structure (sealing portion 98) in which two flexible films (first film 94(1) and second film 94(2)) are sealed in a bag shape may be formed by bonding. Other methods may be used. For example, it may be formed by the method described in the first embodiment, in which the spacer and the O-ring are used to eliminate the intake port and the waste liquid port. An inter-membrane space 99 sealed between the first film 94(1) and the second film 94(2) is set to a lower pressure (negative pressure) than the accommodation spaces 91 and 92 which are controlled to have the same pressure. It is As described above, the first film 94(1) and the second film 94(2) can be connected to each other, such as by gluing or welding. However, if the first film 94(1) and the second film 94(2) can be brought into close contact at least partially and moved integrally due to the low pressure in the inter-membrane space 99, these films can be welded together. It is not necessary to connect by such as, and it is sufficient if they are in contact with each other. Further, when the pressure in the inter-membrane space 99 is low, the first film 94(1) and the second film 94(2) are in close contact with each other, and no pressure change occurs when the flexible film 94 is damaged. There is also Therefore, as described in the first embodiment, at least one of these films may be provided with an uneven shape, or a space may be secured by inserting a spacer between two films. By doing so, it is possible to prevent the two films from coming into close contact with each other, and to immediately measure the pressure change by the pressure measuring section 97 when the flexible membrane 94 (film) is damaged.

可撓性膜94の厚みは、10μm以上200μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。可撓性膜94としては、例えば、薬品耐性が高くて、金属溶出の少ないフッ素樹脂(PFA等)フィルムなどを用いることが好ましい。 The thickness of the flexible film 94 is preferably 10 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 50 μm or less. As the flexible film 94, for example, it is preferable to use a fluororesin (such as PFA) film which has high chemical resistance and little metal elution.

圧力計測部97は、膜間空間99の圧力を計測し、その計測データを液体吐出装置の制御部57に送る。制御部57は、その圧力の計測データの変化に基づいて、可撓性膜94の破損を検知する。可撓性膜94の破損が検知されたときには、インプリント装置の少なくとも吐出ヘッド55からの樹脂90の吐出を停止させる。インプリント装置は、可撓性膜94の破損を検知したときにインプリント装置の停止信号を出力する制御部を備える。 The pressure measurement unit 97 measures the pressure in the inter-membrane space 99 and sends the measurement data to the control unit 57 of the liquid ejection device. The control unit 57 detects breakage of the flexible film 94 based on the change in the pressure measurement data. When the breakage of the flexible film 94 is detected, ejection of the resin 90 from at least the ejection head 55 of the imprint apparatus is stopped. The imprint apparatus includes a control unit that outputs a stop signal for the imprint apparatus when damage to the flexible film 94 is detected.

圧力制御部56は、作動液93のタンク、配管、圧力センサ、ポンプ、およびバルブ等から構成されている。圧力制御部56は、第2収容空間92内の作動液93の圧力を制御する。制御部57は、圧力制御部56から第2収容空間92への作動液93の供給を制御することにより、可撓性膜94を介して、間接的に第1収容空間91内の樹脂90の圧力を制御する。その結果、前述した実施形態と同様に、吐出ヘッド55の吐出口内に適切なメニスカスを形成するための負圧を維持するように、第1収容空間91と第2収容空間92の内圧が釣り合った状態となり、樹脂90を良好に吐出することができる。 The pressure control unit 56 includes a tank for the hydraulic fluid 93, piping, a pressure sensor, a pump, valves, and the like. The pressure control section 56 controls the pressure of the hydraulic fluid 93 inside the second housing space 92 . The control unit 57 controls the supply of the hydraulic fluid 93 from the pressure control unit 56 to the second accommodation space 92 , thereby indirectly increasing the resin 90 in the first accommodation space 91 via the flexible film 94 . Control pressure. As a result, the internal pressures of the first accommodation space 91 and the second accommodation space 92 are balanced so as to maintain a negative pressure for forming an appropriate meniscus in the ejection port of the ejection head 55, as in the above-described embodiment. state, and the resin 90 can be discharged satisfactorily.

一連のインプリント動作に応じて、吐出ヘッド55からの樹脂90の吐出を繰り返すことにより、第1収容空間91内の樹脂90の量が減少する。これに伴い、可撓性膜94は、第1収容空間91の容積を減少させ、第2収容空間92の容積を増大させるように移動する。このような可撓性膜94の移動により、圧力制御部56内における作動液93のタンクから第2収容空間92内に作動液93が補充される。インプリント装置50に用いる樹脂90は、異物(微小パーティクル)および金属イオンを極微量にまで低減させてものであり、その状態は、吐出ヘッド55から吐出されるまで保つ必要がある。本例のインプリント装置50は、樹脂90の吐出の繰り返しによって第1収容空間91内の樹脂90が略完全に消費されるまでの全期間において、樹脂90を第1収容空間91の外部から隔離した状態で貯留する。したがって、樹脂90は、圧力センサなどの機器類との接触がなく、第1収容空間91内に封入された状態から継続して、異物および金属イオンの増加が抑えられる。 By repeating ejection of the resin 90 from the ejection head 55 according to a series of imprint operations, the amount of the resin 90 in the first accommodation space 91 is reduced. Accordingly, the flexible film 94 moves so as to decrease the volume of the first accommodation space 91 and increase the volume of the second accommodation space 92 . By such movement of the flexible film 94 , the hydraulic fluid 93 is refilled into the second housing space 92 from the tank of the hydraulic fluid 93 in the pressure control section 56 . The resin 90 used in the imprinting apparatus 50 reduces the amount of foreign matter (fine particles) and metal ions to an extremely small amount, and must be kept in this state until it is ejected from the ejection head 55 . The imprint apparatus 50 of this example isolates the resin 90 from the outside of the first accommodation space 91 for the entire period until the resin 90 in the first accommodation space 91 is substantially completely consumed by repeated ejection of the resin 90 . stored in the state Therefore, the resin 90 does not come into contact with devices such as pressure sensors, and the increase in foreign matter and metal ions can be suppressed continuously from the state where the resin 90 is enclosed in the first housing space 91 .

図16は、可撓性膜94が備わる収容容器の断面図であり、可撓性膜94によって、樹脂90を収容する第1収容空間91と、作動液93を収容する第2収容空間92と、が分離されている。第1収容空間91側の第1フィルム94(1)に破損(穴)が生じた場合、第1収容空間91よりも膜間空間99の圧力が低く設定されているため、第1収容空間91内の樹脂90は、第1フィルム94(1)の破損箇所から膜間空間99内に浸入する。その際、膜間空間99内の樹脂90は、第2フィルム94(2)が存在するため、第2収容空間92内の作動液93に混入しない。このように第1フィルム94(1)が破損すると、直ちに膜間空間99内の圧力は高くなり、その圧力変化は圧力計測部97によって計測される。制御部57は、その計測データに基づいて可撓性膜94の破損を検知して、インプリント装置50の動作の停止指令を出す。同様に、第2収容空間92側の第2フィルム94(2)に破損(穴)が生じた場合には、第2収容空間92内の作動液93が膜間空間99内に浸入し、その膜間空間99の圧力変化に基づいて可撓性膜94の破損を検知することができる。また、2枚のフィルム94(1),94(2)が同時に破損した場合も同様に、膜間空間99内の圧力変化に基づいて可撓性膜94の破損を検知することができる。 FIG. 16 is a cross-sectional view of a storage container provided with a flexible film 94. The flexible film 94 creates a first storage space 91 that stores the resin 90 and a second storage space 92 that stores the hydraulic fluid 93. , are separated. When the first film 94(1) on the first accommodation space 91 side is damaged (hole), the pressure in the inter-membrane space 99 is set lower than that in the first accommodation space 91, so the first accommodation space 91 The resin 90 inside penetrates into the inter-membrane space 99 from the damaged portion of the first film 94(1). At this time, the resin 90 in the inter-membrane space 99 does not mix with the hydraulic fluid 93 in the second accommodation space 92 because the second film 94 ( 2 ) exists. When the first film 94 ( 1 ) is damaged in this manner, the pressure in the inter-membrane space 99 immediately increases, and the pressure measurement section 97 measures the pressure change. The control unit 57 detects breakage of the flexible film 94 based on the measurement data, and issues a command to stop the operation of the imprint apparatus 50 . Similarly, if the second film 94(2) on the second accommodation space 92 side is damaged (holes), the hydraulic fluid 93 in the second accommodation space 92 enters the inter-membrane space 99, Breakage of the flexible membrane 94 can be detected based on pressure changes in the inter-membrane space 99 . Similarly, when the two films 94 ( 1 ) and 94 ( 2 ) are damaged at the same time, the damage of the flexible membrane 94 can be detected based on the pressure change in the inter-membrane space 99 .

また、図17のように、膜間空間99内の圧力を維持するために、ポンプなどを含む圧力制御部80を備えてもよい。収容容器95の搭載期間が長期化した場合、膜間空間99内の圧力が次第に変化して、収容空間91,92との間の圧力差が小さくなるおそれがある。この場合には、膜間空間99の内圧を調整可能な圧力制御部80を備え、必要に応じて、圧力制御部80を作動させることにより、膜間空間99の内圧を収容空間91,92よりも低い所定の圧力に維持する。 Also, as shown in FIG. 17, a pressure control section 80 including a pump or the like may be provided to maintain the pressure in the intermembrane space 99 . If the mounting period of the storage container 95 is prolonged, the pressure in the inter-membrane space 99 may gradually change and the pressure difference between the storage spaces 91 and 92 may become smaller. In this case, a pressure control unit 80 capable of adjusting the internal pressure of the inter-membrane space 99 is provided. maintain a low pre-determined pressure.

このように、本実施形態のインプリント装置は、可撓性膜の破損を瞬時に検知することができ、インプリント装置の製造物品(デバイス)の歩留まりを高めると共に、可撓性膜の破損に伴う清掃等の復旧時間を短縮して、稼働率を向上させることができる。 As described above, the imprint apparatus of the present embodiment can instantly detect the breakage of the flexible film, thereby increasing the yield of products (devices) manufactured by the imprint apparatus and preventing the breakage of the flexible film. It is possible to shorten the recovery time for cleaning, etc., and improve the operating rate.

(物品の製造方法)
上述したようなインプリント技術は、3次元構造を一括して形成することができるため、回折光学素子およびバイオ系のチップ型検査素子の製造技術への応用が可能である。さらに、ナノメートルオーダーのパターン形成が可能なため、次世代半導体リソグラフィー技術等の広範な分野への適用が可能である。
(Product manufacturing method)
Since the imprint technique described above can collectively form a three-dimensional structure, it can be applied to manufacturing techniques for diffractive optical elements and bio-based chip-type inspection elements. Furthermore, since nanometer-order pattern formation is possible, it can be applied to a wide range of fields such as next-generation semiconductor lithography technology.

インプリント装置を用いて形成したパターンは、各種物品の少なくとも一部において、恒久的あるいは各種物品を製造する際に一時的に用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、あるいは型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、およびMRAMのような揮発性あるいは不揮発性の半導体メモリの他、LSI、CCD、イメージセンサ、およびFPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。 Patterns formed using an imprint apparatus are used permanently or temporarily in manufacturing various articles, at least in part. An article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Electric circuit elements include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, as well as semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensors, and FPGA. Examples of the mold include imprint molds and the like.

図18は、物品の具体的な製造方法の説明図である。 FIG. 18 is an explanatory diagram of a specific manufacturing method of the article.

まずは、図18(a)に示すように、絶縁体等の被加工材Wが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板59を用意し、その被加工材Wの表面に、インプリント材としての樹脂90を付与する。図18(a)においては、複数の液滴状の樹脂90が被加工材Wの表面に付与された様子を示す。その後、図18(b)に示すように、インプリント用の型58における凹凸パターンと、被加工材Wの表面と、を対向させてから、図18(c)に示すように、型58の凹凸パターンを被加工材Wの表面に押印する。樹脂90は、型58と被加工材Wとの隙間に充填される。この状態において、型58を通して硬化用のエネルギとしての光60を照射して、樹脂90を硬化させる。 First, as shown in FIG. 18A, a substrate 59 such as a silicon wafer having a surface to be processed W such as an insulator formed thereon is prepared. A resin 90 is applied. FIG. 18A shows a state in which a plurality of droplet-shaped resins 90 are applied to the surface of the workpiece W. FIG. After that, as shown in FIG. 18(b), the uneven pattern on the imprinting mold 58 is opposed to the surface of the workpiece W, and then, as shown in FIG. A concave-convex pattern is stamped on the surface of the material W to be processed. The gap between the mold 58 and the workpiece W is filled with the resin 90 . In this state, the resin 90 is cured by irradiating light 60 as energy for curing through the mold 58 .

その後、図18(d)に示すように、型58を離型させることにより、基板59上に樹脂90のパターンが形成される。このパターンの凸部は型58の凹部に対応し、その凹部が型の凸部に対応する。このように、型58の凹凸パターンが基板59上に転写される。その後、図18(e)に示すように、基板59上における樹脂90のパターンを耐エッチングマスクとして用いてエッチングを行い、被加工材Wの表面において、樹脂90のパターンがない部分あるいは薄く残存した部分は、除去されて溝W1となる。その後、図18(f)に示すように、樹脂90のパターンを除去することにより、被加工材Wの表面に溝W1が形成された物品を得ることができる。樹脂90のパターンは除去せずに、例えば、それを半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 18(d), the pattern of the resin 90 is formed on the substrate 59 by releasing the mold 58. Next, as shown in FIG. The projections of this pattern correspond to the depressions of the mold 58, and the depressions correspond to the projections of the mold. Thus, the uneven pattern of the mold 58 is transferred onto the substrate 59 . Thereafter, as shown in FIG. 18(e), etching is performed using the pattern of the resin 90 on the substrate 59 as an anti-etching mask. A portion is removed to become a groove W1. Thereafter, as shown in FIG. 18(f), by removing the pattern of the resin 90, an article having grooves W1 formed on the surface of the workpiece W can be obtained. Without removing the pattern of the resin 90, it may be used as, for example, an interlayer insulating film included in a semiconductor element or the like, that is, as a constituent member of an article.

<第7の実施形態>
図19は、本発明の第7の実施形態を説明するための図であり、排液口84には排出管48が接続されている。排出管48には、漏液センサ43と排出ポンプ49が接続されており、排出管48の下端部は廃液容器70に接続されている。吸気口83には、吸気管85が接続されている。吸気管85には、加圧ポンプ86が接続されており、吸気管85の端部は大気開放されている。前述した実施形態と同様に、フィルム1,2の一部は溶着等によって連結されており、フィルム1,2が一体的に移動することにより、収容空間5,6の内圧は等しい状態に維持される。また、排出ポンプ49と不図示の絞り等で膜間空間4内を負圧状態に維持し、フィルム1,2が一体的に移動できるようにそれらを少なくとも部分的に密着させることができる場合は、フィルム1,2を溶着等によって連結する必要はない。
<Seventh embodiment>
FIG. 19 is a diagram for explaining a seventh embodiment of the present invention, in which a drain pipe 48 is connected to a drain port 84. As shown in FIG. A liquid leakage sensor 43 and a discharge pump 49 are connected to the discharge pipe 48 , and the lower end of the discharge pipe 48 is connected to a waste liquid container 70 . An intake pipe 85 is connected to the intake port 83 . A pressure pump 86 is connected to the intake pipe 85, and the end of the intake pipe 85 is open to the atmosphere. As in the above-described embodiment, the films 1 and 2 are partially connected by welding or the like, and the integral movement of the films 1 and 2 keeps the internal pressures of the storage spaces 5 and 6 equal. be. In addition, if it is possible to keep the inter-membrane space 4 in a negative pressure state by means of the discharge pump 49 and an unillustrated throttle or the like, and at least partially bring the films 1 and 2 into close contact so that they can move integrally. , the films 1 and 2 need not be joined by welding or the like.

上述した第5の実施形態においては、排液口84に備わる排出ポンプ49によって、吸気口83から膜間空間4を通して外気を吸引する。この場合、フィルム1とフィルム2が密着し、膜間空間4内に漏れ出た漏液(作動液または吐出液)を排出ポンプ49で排出しても、その漏液の移動が困難となって漏液センサ43に到達し難くなるおそれがある。 In the fifth embodiment described above, the outside air is sucked through the inter-membrane space 4 from the suction port 83 by the discharge pump 49 provided in the liquid discharge port 84 . In this case, the film 1 and the film 2 are in close contact with each other, and even if the leaked liquid (working liquid or discharge liquid) leaked into the inter-membrane space 4 is discharged by the discharge pump 49, it becomes difficult to move the leaked liquid. It may become difficult to reach the leakage sensor 43 .

そこで本発明の第7の実施形態では、吸気口83に接続された吸気管85に加圧ポンプ86を備える。その加圧ポンプ86によって、一時的に大気を吸気加圧して膜間空間4内に送り込むことにより、フィルム1とフィルム2の密着を防ぎ、膜間空間4内に漏れ出た漏液(作動液または吐出液)を流れやすくする。これにより、膜間空間4内に漏れ出た漏液を、排出管48を通して吸引排出して、より速やかに漏液センサ43に到達させて確実に検知することができる。 Therefore, in the seventh embodiment of the present invention, an intake pipe 85 connected to the intake port 83 is provided with a pressurizing pump 86 . The pressurizing pump 86 temporarily sucks and pressurizes the atmosphere and sends it into the inter-membrane space 4 to prevent the film 1 and the film 2 from sticking together, and the leaked liquid (working fluid) leaked into the inter-membrane space 4 or discharge liquid) to flow easily. As a result, the leaked liquid leaked into the inter-membrane space 4 can be sucked and discharged through the discharge pipe 48 to reach the liquid leak sensor 43 more quickly and be reliably detected.

また、吸気口83から膜間空間4を通して外気を吸引する場合、収容空間5,6の内圧は負圧となっているため、膜が部分的に密着する程度に外気を膜間空間4へ流すように、大気圧に対して、膜間空間4の圧力を微負圧に保つことが好ましい。また、この外気を吸引するタイミングは、吐出材吐出装置が液滴を吐出するタイミングではなく、その吐出を停止しているタイミングとすることが好ましい。これにより、膜間空間4の圧力変化が液滴の吐出量および吐出速度などの吐出性能に及ぼす影響を抑制することができる。 Further, when outside air is sucked through the inter-membrane space 4 from the intake port 83, since the internal pressure of the housing spaces 5 and 6 is negative, the outside air flows into the inter-membrane space 4 to such an extent that the membranes are partially in close contact with each other. Thus, it is preferable to maintain the pressure in the intermembrane space 4 at a slightly negative pressure with respect to the atmospheric pressure. Moreover, it is preferable that the timing of sucking the outside air is not the timing when the ejection material ejection device ejects droplets, but the timing when the ejection is stopped. As a result, it is possible to suppress the influence of changes in the pressure in the inter-film space 4 on ejection performance such as the ejection amount and ejection speed of droplets.

また、第5の実施形態において、上述したようにフィルム1とフィルム2が密着して漏液の移動が困難な場合には、それを移動しやすくするための別の方法として、図5(b)のように、フィルム1とフィルム2における複数の連結部を凸部72としてもよい。その凸部の形状は限定されず、例えば、線状の凸部または凹部によって流路を形成してもよい。さらに、凸形状に成型されたフィルム全体に、これらの凸部72を設けることが望ましい。このように凸部を形成して、フィルム1とフィルム2が密着しない部分を形成することにより、膜間空間4内に漏れ出た漏液(作動液または吐出液)を流れやすくなくなる。この結果、膜間空間4内に漏れ出た漏液を、排出管48を通して吸引排出して、より速やか漏液センサ43に到達させて確実に検知することができる。さらに、図19の加圧ポンプ86による加圧動作を加えるとより、漏液(作動液または吐出液)をより流れやすくして、それをより確実に検知することができる。また、フィルムの成形用の型に凸部や凹部を設けることにより、フィルム1とフィルム2の成形の際に、それらのフィルム自体に上記の凸部および凹部を設けてもよい。 In the fifth embodiment, when the film 1 and the film 2 are in close contact with each other as described above and the movement of the leaked liquid is difficult, another method for facilitating the movement is shown in FIG. ), a plurality of connecting portions between the film 1 and the film 2 may be used as the convex portions 72 . The shape of the protrusions is not limited, and for example, the flow paths may be formed by linear protrusions or recesses. Furthermore, it is desirable to provide these protrusions 72 over the entire film that has been molded into a convex shape. By forming convex portions in this way to form portions where the film 1 and the film 2 are not in close contact with each other, the leaked liquid (working liquid or discharge liquid) that has leaked into the inter-membrane space 4 does not easily flow. As a result, the liquid leaked into the inter-membrane space 4 can be sucked and discharged through the discharge pipe 48 to reach the liquid leak sensor 43 more quickly and be reliably detected. Furthermore, by adding a pressurizing operation by the pressurizing pump 86 of FIG. 19, the leaked liquid (working liquid or discharge liquid) can be made to flow more easily and can be detected more reliably. In addition, by providing convex portions and concave portions in a film forming mold, the convex portions and concave portions may be provided in the films themselves when the film 1 and the film 2 are formed.

<第8の実施形態>
図20は、本発明の第8の実施形態を説明するための図である。排液口84には排出管48が接続され、排出管48には、漏液センサ43、流速計(流速検知部)102、圧力計測器103、および排出ポンプ49が接続されている。前述した実施形態と同様に、フィルム1,2の一部は溶着等によって連結されており、フィルム1,2が一体的に移動することにより、収容空間5,6の内圧は等しい状態に維持される。また、排出ポンプ49と不図示の絞り等で膜間空間4内を負圧状態に維持し、フィルム1,2が一体的に移動できるようにそれらを少なくとも部分的に密着させることができる場合は、フィルム1,2を溶着等によって連結する必要はない。
<Eighth embodiment>
FIG. 20 is a diagram for explaining the eighth embodiment of the present invention. A discharge pipe 48 is connected to the liquid discharge port 84 , and a liquid leakage sensor 43 , a flow rate meter (flow rate detection unit) 102 , a pressure measuring instrument 103 , and a discharge pump 49 are connected to the discharge tube 48 . As in the above-described embodiment, the films 1 and 2 are partially connected by welding or the like, and the integral movement of the films 1 and 2 keeps the internal pressures of the storage spaces 5 and 6 equal. be. In addition, if it is possible to keep the inter-membrane space 4 in a negative pressure state by means of the discharge pump 49 and an unillustrated throttle or the like, and at least partially bring the films 1 and 2 into close contact so that they can move integrally. , the films 1 and 2 need not be joined by welding or the like.

図20のように、図21に示すメッシュ状の薄い樹脂(メッシュ状の薄膜樹脂)101がフィルム1,2の間に挟み込まれている。前述のように、膜間空間4内を負圧状態に維持した条件下でも、フィルム1,2の間の密着を抑制することができるので、フィルム1,2が破損した際の漏液を容易に検知することができる。また、フィルム1,2の間にメッシュ状の薄い樹脂101を挟み込んだ状態で、フィルム1,2を溶着してもよい。 As shown in FIG. 20, a mesh-shaped thin resin (mesh-shaped thin film resin) 101 shown in FIG. As described above, it is possible to suppress adhesion between the films 1 and 2 even under the condition that the inter-membrane space 4 is maintained in a negative pressure state. can be detected. Alternatively, the films 1 and 2 may be welded together with a mesh-like thin resin 101 sandwiched between them.

メッシュ状の薄い樹脂101の材質は、第1フィルム1および第2フィルム2の材質と同様に、吐出材および作動液に対して耐性のある材質であればよい。例えば、PFA(テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキル ビニルエーテル共重合体)、ETFE(エチレンテトラフルオロエチレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のようなテフロン(登録商標)系のフッ素樹脂を用いることができる。また、例えば、PE(ポリエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PVAL(ポリビニルアルコール)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、ナイロン等のポリアミド合成樹脂を挙げることができる。 The material of the mesh-shaped thin resin 101 may be any material that is resistant to the discharge material and the working fluid, like the material of the first film 1 and the second film 2 . For example, Teflon (registered trademark)-based fluororesins such as PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), and PTFE (polytetrafluoroethylene) can be used. Further examples include polyamide synthetic resins such as PE (polyethylene), PVC (polyvinyl chloride), PET (polyethylene terephthalate), PVAL (polyvinyl alcohol), PVDC (polyvinylidene chloride), and nylon.

図20の収容容器13において、膜間空間4は、排液口84以外に収容容器13外部へ連通する別の開口を有していない。また、膜間空間4が、排液口84以外に収容容器13外部へ連通する別の開口を有している場合には、その別な開口をバルブによって閉じておく。したがって、フィルムが破損していない場合には、排出管48内の気体(流体)の流れが生じないため、流速計102の測定値はゼロとなる。また、フィルムが破損した際には、排出管48内に気体および漏液(流体)の流れが生じるため、その流速を流速計102によって検知することにより、フィルムの破損を検知することができる。また、流速計102の測定値からフィルムに生じた穴の孔径を推測することができる。 In the container 13 of FIG. 20, the inter-membrane space 4 does not have any other opening communicating with the outside of the container 13 other than the drain port 84 . If the inter-membrane space 4 has another opening that communicates with the outside of the container 13 in addition to the drain port 84, the other opening is closed by a valve. Therefore, if the film is not damaged, no gas (fluid) flows in the discharge tube 48, and the current meter 102 reading is zero. In addition, when the film is damaged, gas and leaking liquid (fluid) flows in the discharge pipe 48, and by detecting the flow velocity with the current meter 102, the film damage can be detected. Also, the diameter of the holes formed in the film can be estimated from the measured value of the current meter 102 .

なお、図20における排出管48の下端部には、前述した第7の実施形態における廃液容器70が接続されていない。しかし、第7の実施形態と同様に、排出管48の下端部に廃液容器70を接続してもよい。 It should be noted that the waste liquid container 70 in the above-described seventh embodiment is not connected to the lower end portion of the discharge pipe 48 in FIG. However, like the seventh embodiment, the waste liquid container 70 may be connected to the lower end of the discharge pipe 48 .

<第9の実施形態>
図22は、本発明の第9の実施形態を説明するための図である。前述した第8の実施形態とは、排出管48に色彩センサ104とミストコレクタ106が接続されている点において異なる。気体用の流速計102に液体が流れ込んだ場合には、計測誤差や破損を招くおそれがある。排出管48の途中にミストコレクタ106を配置することにより、気体用の流速計102に液体が流れ込むことを抑制することができる。ミストコレクタ106には、その内部の液が満杯となる前に排出ポンプを止めることができるように、液面を検知するための液面センサ105が設けられている。本例の液面センサ105は、ミストコレクタ106内が満杯となる前の高レベルの液面を検知するセンサ部105aと、ミストコレクタ106内がほぼ空のときの低レベルの液面を検知するセンサ部105bと、を含む。液面センサ105は、少なくとも、ミストコレクタ106内が満杯となる前の液面を検知することができる構成であればよい。また、着色された吐出液または着色された作動液を色彩センサ104によって検知することにより、吐出液側のフィルムと作動液側のフィルムのどちらが破損したかを特定することができる。このように、吐出液の色と作動液の色とを異ならせて、排液口84からは排出される漏液の色を色彩センサ104によって検知することにより、破損したフィルムを特定することができる。
<Ninth Embodiment>
FIG. 22 is a diagram for explaining the ninth embodiment of the present invention. This differs from the eighth embodiment described above in that a color sensor 104 and a mist collector 106 are connected to the discharge pipe 48 . If a liquid flows into the flow meter 102 for gas, there is a risk of causing a measurement error or damage. By arranging the mist collector 106 in the middle of the discharge pipe 48, it is possible to suppress the liquid from flowing into the flow meter 102 for gas. The mist collector 106 is provided with a liquid level sensor 105 for detecting the liquid level so that the discharge pump can be stopped before the liquid inside becomes full. The liquid level sensor 105 of this example includes a sensor section 105a for detecting a high liquid level before the inside of the mist collector 106 becomes full, and a low level liquid level when the inside of the mist collector 106 is almost empty. and a sensor unit 105b. The liquid level sensor 105 may be configured to detect at least the liquid level before the inside of the mist collector 106 becomes full. Further, by detecting the colored ejection liquid or the colored working liquid with the color sensor 104, it is possible to specify which of the ejection liquid side film and the working liquid side film is damaged. In this manner, the colors of the discharged liquid and the working liquid are made different, and the color sensor 104 detects the color of the leaked liquid discharged from the liquid discharge port 84, thereby identifying the damaged film. can.

<第10の実施形態>
図23は、本発明の第10の実施形態を説明するための図である。前述した図11の第4の実施形態と同様に、収容容器13内に、袋を形成する2重のフィルム1,2を配備して、その袋の外部を吐出液用の第1収容空間5とし、その袋の内部を作動液用の第2収容空間6とする。排出管48には、第8の実施形態と同様に、漏液センサ43、流速計102、圧力計測器103、および排出ポンプ49が接続され、若しくは第8の実施形態と同様に、さらに色彩センサ104とミストコレクタ106が接続される。本実施形態においても前述した第8および第9の実施形態と同様に、流速計102によってフィルムの破損を検知することができる。
<Tenth Embodiment>
FIG. 23 is a diagram for explaining the tenth embodiment of the present invention. Similar to the fourth embodiment shown in FIG. 11 described above, the double films 1 and 2 forming the bag are arranged in the container 13, and the outside of the bag is defined as the first containing space 5 for the liquid to be discharged. , and the inside of the bag is defined as the second accommodation space 6 for the hydraulic fluid. The discharge pipe 48 is connected to the leakage sensor 43, the flow rate meter 102, the pressure measuring instrument 103, and the discharge pump 49 as in the eighth embodiment, or the color sensor as in the eighth embodiment. 104 and mist collector 106 are connected. In this embodiment, as in the eighth and ninth embodiments described above, the current meter 102 can detect film breakage.

<他の実施形態>
上述した実施形態においては、第1収容空間および第2収容空間の少なくとも一方と、膜間空間と、の間の連通による膜間空間の状態の変化として、膜間空間に対する吐出材および作動液の少なくとも一方の漏れ出し、および膜間空間の内圧の変化を検知する。膜間空間の状態の変化は、このような吐出材および作動液の少なくとも一方の漏れ出し、および内圧の変化のみに特定されず、例えば、膜間空間の気体の成分、膜間空間の温度、膜間空間の湿度などの変化であってもよい。要は、可撓性膜を構成する第1フィルムおよび第2フィルムの少なくとも一方の破損などによって、第1収容空間および第2収容空間の少なくとも一方と、膜間空間と、の間が連通した場合に、膜間空間に生じる状態の変化を検知することができればよい。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, as a change in the state of the inter-membrane space due to communication between at least one of the first accommodation space and the second accommodation space and the inter-membrane space, the discharge material and the working fluid flow into the inter-membrane space. At least one leak and a change in the internal pressure of the intermembrane space are detected. A change in the state of the inter-membrane space is not limited to the leakage of at least one of the ejected material and the working fluid, and changes in the internal pressure. It may be a change in the humidity of the intermembrane space or the like. In short, when at least one of the first accommodation space and the second accommodation space and the inter-membrane space communicate with each other due to breakage of at least one of the first film and the second film constituting the flexible membrane. In addition, it is only necessary to be able to detect changes in the state occurring in the intermembrane space.

また、膜間空間の複数の状態の変化を検知してもよい。このような膜間空間の状態の変化の検知は、図1のような液面センサ41と流速センサ77などを用いた検知と組み合わせて実施してもよく、また単独で実施してもよい。 Also, changes in multiple states of the intermembrane space may be detected. Such detection of changes in the state of the intermembrane space may be performed in combination with detection using the liquid level sensor 41 and the flow rate sensor 77 as shown in FIG. 1, or may be performed independently.

1 第1フィルム
2 第2フィルム
4 膜間空間
5 第1収容空間
6 第2収容空間
14 吐出ヘッド
42 漏液センサ
84 排液口
REFERENCE SIGNS LIST 1 first film 2 second film 4 inter-membrane space 5 first accommodation space 6 second accommodation space 14 ejection head
42 liquid leakage sensor 84 drain port

Claims (20)

吐出材を吐出する吐出ヘッドと、
内部空間が可撓性膜によって、前記吐出ヘッドに供給される前記吐出材を収容する第1収容空間と、作動液を収容する第2収容空間と、に分離された収容容器と、
前記第2収容空間の内圧を制御する圧力制御手段と、
を備える吐出材吐出装置であって、
前記可撓性膜は、前記第1収容空間を覆う第1フィルムと、前記第2収容空間を覆う第2フィルムと、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に位置する膜間空間と、を含み、
前記吐出材吐出装置は、前記第1収容空間および前記第2収容空間の少なくとも一方と、前記膜間空間と、の間の連通による前記膜間空間の状態の変化を検知する検知手段を備え、
前記状態の変化は、前記膜間空間に対する前記吐出材および前記作動液の少なくとも一方の漏液としての漏れ出しであり、
前記検知手段は、前記漏液を検知することを特徴とする吐出材吐出装置。
an ejection head for ejecting an ejection material;
a storage container whose interior space is separated by a flexible membrane into a first storage space for storing the ejection material supplied to the ejection head and a second storage space for storing the working liquid;
pressure control means for controlling the internal pressure of the second housing space;
A discharge material discharge device comprising:
The flexible film includes a first film covering the first accommodation space, a second film covering the second accommodation space, and an inter-membrane space positioned between the first film and the second film. , including
The ejecting material ejecting device comprises detection means for detecting a change in the state of the inter-membrane space due to communication between at least one of the first accommodation space and the second accommodation space and the inter-membrane space,
the change in the state is leakage of at least one of the discharge material and the working liquid into the inter-membrane space as leakage;
The ejecting material ejecting device, wherein the detecting means detects the leak.
前記膜間空間は、大気と連通している請求項1に記載の吐出材吐出装置。 2. A discharge material discharge device according to claim 1, wherein said inter-membrane space communicates with the atmosphere. 前記第1フィルムと前記第2フィルムとの少なくとも一方に凸状部を設け、前記第1フィルムと前記第2フィルムとは、前記凸状部を介して接合されている請求項1または2に記載の吐出材吐出装置。 3. The method according to claim 1, wherein at least one of the first film and the second film is provided with a convex portion, and the first film and the second film are joined via the convex portion. Ejecting material ejection device. 前記膜間空間の前記漏液を外部へ排出する排液口を備える請求項1または2に記載の吐出材吐出装置。 3. The ejecting material ejecting device according to claim 1, further comprising a drain port for discharging the leaked liquid from the inter-membrane space to the outside. 前記膜間空間の前記漏液を前記排液口から吸引排出させる吸引手段を備える請求項4に記載の吐出材吐出装置。 5. A discharge material discharge device according to claim 4, further comprising suction means for sucking and discharging the leaked liquid in the inter-membrane space from the liquid discharge port. 前記検知手段は、前記排液口から排出される前記漏液と接する位置に備わる請求項4またはに記載の吐出材吐出装置。 6. A discharge material discharge device according to claim 4 , wherein said detection means is provided at a position in contact with said leaked liquid discharged from said discharge port. 前記排液口から排出される前記漏液を収容する漏液収容部を備える請求項4から6のいずれか1項に記載の吐出材吐出装置。 7. The discharging material discharging device according to claim 4, further comprising a leaked liquid containing portion for containing the leaked liquid discharged from the drain port. 前記検知手段は、前記漏液収容部に収容された前記漏液と接する位置に備わる請求項7に記載の吐出材吐出装置。 8. The discharging material discharge device according to claim 7, wherein the detection means is provided at a position in contact with the leaked liquid contained in the leaked liquid containing portion. 前記検知手段は、前記漏液収容部に収容された前記漏液の液面を検知する請求項7に記載の吐出材吐出装置。 8. The discharging material discharge device according to claim 7, wherein the detecting means detects the liquid level of the leaked liquid contained in the leaked liquid containing portion. 前記検知手段は、前記吐出材と前記作動液とを区別して検知可能である請求項1から9のいずれか1項に記載の吐出材吐出装置。 10. The discharging material discharging device according to claim 1, wherein the detecting means can detect the discharging material and the working liquid by distinguishing between them. 前記検知手段は、前記吐出材を検知する第1検知部と、前記作動液を検知する第2検知部と、を含む請求項10に記載の吐出材吐出装置。 11. The ejection material ejection device according to claim 10, wherein the detection means includes a first detection section that detects the ejection material, and a second detection section that detects the working liquid. 前記吐出材と前記作動液の色が異なり、前記検知手段は色彩センサであることを特徴とする請求項10記載の吐出材吐出装置。 11. A discharge material discharge device according to claim 10, wherein said discharge material and said working liquid are different in color, and said detecting means is a color sensor. 前記状態の変化は、前記膜間空間の内圧の変化であり、
前記検知手段は、前記内圧の変化を検知する請求項1に記載の吐出材吐出装置。
The change in state is a change in the internal pressure of the intermembrane space,
2. A discharge material discharge device according to claim 1, wherein said detection means detects a change in said internal pressure.
前記膜間空間の内圧を前記第1収容空間および前記第2収容空間の内圧よりも低圧に調整可能な圧力制御手段を備える請求項13に記載の吐出材吐出装置。 14. The discharge material discharge device according to claim 13, further comprising pressure control means capable of adjusting the internal pressure of the inter-membrane space to be lower than the internal pressures of the first housing space and the second housing space. 前記第1フィルムと前記第2フィルムの少なくとも一方は、凹部または凸部を備える請求項4に記載の吐出材吐出装置。 5. The discharging material discharge device according to claim 4, wherein at least one of the first film and the second film has a concave portion or a convex portion. 前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間にメッシュ状の薄膜樹脂を備えることを特徴とする請求項4に記載の吐出材吐出装置。 5. A discharge material discharge device according to claim 4, wherein a mesh thin film resin is provided between said first film and said second film. 前記膜間空間を加圧して、前記膜間空間の前記漏液を前記排液口から排出させる加圧手段を備える請求項4または16に記載の吐出材吐出装置。 17. The discharging material discharge device according to claim 4, further comprising pressurizing means for pressurizing the inter-membrane space to discharge the leaked liquid from the inter-membrane space through the drain port. 前記加圧手段は、前記吐出ヘッドが前記吐出材の吐出を停止しているときに、前記膜間空間を加圧する請求項17に記載の吐出材吐出装置。 18. The ejection material ejection device according to claim 17, wherein the pressurizing means pressurizes the inter-membrane space when the ejection head stops ejection of the ejection material. 前記検知手段が前記状態の変化を検知したときに、前記吐出ヘッドからの前記吐出材の吐出を停止させるための信号を出力する手段を備える請求項1から18のいずれか1項に記載の吐出材吐出装置。 19. The ejection according to any one of claims 1 to 18, further comprising means for outputting a signal for stopping the ejection of the ejection material from the ejection head when the detection means detects the change in the state. Material discharge device. 前記検知手段は、前記排液口からの流体の流速を検知する流速検知手段である請求項4から9のいずれか1項に記載の吐出材吐出装置。 10. The ejecting material ejecting device according to any one of claims 4 to 9, wherein the detecting means is flow velocity detecting means for detecting the flow velocity of the fluid from the drain port.
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