JP6781600B2 - 液体吐出装置、インプリント装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出装置に関する。

吐出ヘッドを備える液体吐出装置では、液体の漏出を防止するため、吐出ヘッドのノズル内の圧力（以下、単に「ヘッド内圧」と称す）が、通常、大気圧に対して負圧に維持される。一方、ノズル内に気泡が存在する場合には、ノズルからの液体の吐出が気泡の影響により不安定となる。吐出安定性確保のためにノズル内の気泡を排除することが求められる。

特許文献１には、液体収容ユニット内が、可撓性部材により第１の収容空間と第２の収容空間に分離された装置が開示されている。第１の収容空間と吐出ヘッドが連通しており、第１の収容空間に吐出用液体が収容される。第２の収容空間には液状充填剤が収容されている。圧力制御手段により液状充填剤の圧力を調整し、ヘッド内圧が負圧に維持される。また、第２の収容空間と連通可能にピストンポンプが設けられている。ノズル内に気泡が溜まった場合に、ピストンポンプ内の液状充填剤を第２の収容空間に注入することで、ノズル内を正圧に切り替え、ノズルから吐出用液体を強制排出する。これにより、ノズルから気泡が強制的に排出される。

特許文献２にも、可撓性を有する膜で第１の収容空間及び第２の収容空間を形成する構成が開示されている。第１の収容空間には吐出用液体を、第２の収容空間には液状充填剤が充填される。第１の収容空間は吐出ヘッドに連通している。可撓性を有する膜には浮き袋が設けられている。浮き袋に生じる浮力が、第１の収容空間の容積を拡大させる方向に働き、ヘッド内圧を負圧に維持する。また、浮き袋に空気を送り込むポンプを備えた構成も開示されている。ノズル内に気泡が溜まった場合には、ポンプにより浮き袋に空気を送り込むことで第１の収容空間内を加圧することで、ノズル内を正圧に切り替え、ノズルから吐出用液体を強制排出する。これにより、ノズルから気泡が強制的に排出される。

特開２０１５−９２５４９号公報 特開２００８−１０５３６０号公報

特許文献１では、気泡の排出に際し、液体充填剤の注入によりヘッド内圧を正圧に切り替えているが、第２の収容空間に気泡が存在すると必要な加圧力が得られない場合がある。一定の温度のもとでの気体の体積は圧力に逆比例する（ボイルの法則）。ピストンポンプを同じ量だけ移動させても、液体収容ユニット内の気泡の量によって、加圧力が変化する。気泡の量が多い場合、ノズルから気泡を完全に排出できない場合がある。ノズルから気泡を完全に排出するために、一度に排出する吐出用液体の排出量を増加しようとすれば、ピストンポンプの大型化が必要となり、また、廃液が多くなる。

特許文献２では、浮き袋に空気を送り込むことでヘッド内圧を正圧に切り替えているが、浮き袋内の空気量が多くなる結果、装置の揺動時に浮き袋が揺動し易い傾向になる。これはヘッド内圧の変動の要因となり、吐出安定性に影響を与える。

本発明は、ノズル内の気泡をより確実に排除し、吐出安定性を向上する技術を提供するものである。

本発明によれば、例えば、
液体を吐出するノズルを備える吐出ヘッドと、
可撓性部材によって、前記吐出ヘッドへ供給される液体を収容する第一収容空間と、作動液を収容する第二収容空間とに区画される第一液体収容部と、
前記第二収容空間と連通し、液面が前記吐出ヘッドより低くなるように作動液を収容する第二液体収容部と、
前記第二液体収容部において、作動液と接し、気体を収容する気体室と、を備え、前記ノズルの内部を大気圧に対して負圧に維持する液体吐出装置であって、
前記気体室に気体を供給し、前記ノズルの内部を前記大気圧に対して正圧に切り替える正圧切替手段を備えることを特徴とする液体吐出装置が提供される。

本発明によれば、ノズル内の気泡をより確実に排除し、吐出安定性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の概略図。 図１の液体吐出装置の制御ユニットのブロック図。 図１の液体吐出装置の動作説明図。 （Ａ）および（Ｂ）は図２の制御ユニットが実行する処理例を示すフローチャート。 図１の液体吐出装置の動作説明図。 図１の液体吐出装置の動作説明図。 本発明の別実施形態に係る液体吐出装置の概略図。 本発明の一実施形態に係るインプリント装置の概略図。

＜第一実施形態＞
＜装置の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る液体吐出装置１の概略図である。液体吐出装置１は、液体収容部４、吐出ヘッド３、液体収容部１２、加圧切替弁２２、大気連通切替弁２６、液体供給ユニットＳＵおよび搬送ユニット５を含む。

吐出ヘッド３は複数のノズル３ａと、各ノズル３ａに設けられた吐出素子３ｂ（図２参照）とを含み、液体収容部４に収容された液体９を、各ノズル３ａが開口した吐出面１０から吐出する。吐出素子３ｂは、ノズル３ａ内に圧力を発生させてノズル３ａ内の液体９を吐出させる素子である。吐出素子３ｂとしては、例えば、発熱素子や圧電素子を採用可能である。発熱素子の場合、その熱により液体を発泡させて液滴を吐出させる。圧電素子の場合、その変形により液滴を吐出させる。吐出ヘッド３には、インクジェットプリンタの記録ヘッドの技術が適用可能である。本実施形態の場合、吐出ヘッド３は、移動不能であるが、吐出ヘッド３が移動可能であってもよい。

液体収容部４は、その外壁を構成する中空の筐体７を含む液体収容器である。吐出ヘッド３は筐体７の下部に支持されている。筐体７の内部空間は、各ノズル３ａと連通する一方、ノズル３ａおよび配管１３を除いて密閉されており、この内部空間に液体９が収容されている。なお、本実施形態では、筐体７の内部空間が、直接吐出ヘッド３と連通しているが、チューブ等を介してこれらが連通する構成も採用可能である。

液体９は、液体吐出装置１の用途に応じて選択され、例えば、インク、導電性液体、樹脂（例えばＵＶ硬化性樹脂）等を採用可能である。

搬送ユニット５は、不図示の搬送機構によりベースプレート２上を移動可能に設けられている。搬送ユニット５は、吐出対象物６を搭載して吐出ヘッド３の下方を移動可能であり、吐出対象物６に対して吐出ヘッド３から液体９が吐出される。搬送ユニット５は、吐出対象物６を吸着する吸着機構を備えていてもよい。

液体収容部１２は、液体収容部４内の液体９の圧力を調整するサブタンクであり、その内部に液体９を収容する。本実施形態の場合、液体収容部１２に収容された液体９の液面Ｌｖと、吐出ヘッド３との位置により、ノズル３ａの内部を大気圧に対して負圧に維持する。すなわち、液体収容部１２は、吐出ヘッド４の吐出面１０の高さＨｈよりも低い液面Ｌｖで液体９を収容し、水頭差によってノズル３ａを負圧に維持する。液面Ｌｖの高さは液体供給ユニットＳＵにより制御される。

ノズル３ａを負圧に維持する方法としては、ポンプ等のアクチュエータを有する圧力調整機構により、液体収容部４内の液体９の圧力を調整する方法も採用可能である。しかし、本実施形態のように水頭差を利用することで比較的簡素な構成でノズル３ａを負圧に維持することができる。

液体収容部１２の内部空間と液体収容部４の内部空間とは流路１３を介して連通している。本実施形態の場合、流路１３は液体収容部１２と液体収容部４とを接続する配管により形成され、その一方端部は、液体収容部１２の内部空間において、液体９の液面Ｌｖの下限高さよりも低い位置に開口している。流路１３の一部にジョイント部を設けて、液体収容部４と液体収容部１２とを分離可能な構成としてもよい。

液体収容部１２の内部空間は、液面Ｌｖの上側に形成される気体室１２ａを含む。すなわち、液体収容部１２は、液面Ｌｖの上限高さよりも上壁が高い位置して、気体室１２ａを形成する形成部として機能する箱体である。この気体室１２ａに気体を供給して、液体９を加圧することで、ノズル３ａ内を正圧に切り替えることが可能である。本実施形態では、気体室１２ａを液体収容部１２により形成したが、気体室１２ａの位置はこれに限られず、流路１３の途中や液体収容部４により形成することも可能である。

液体供給ユニットＳＵは、液体収容部１２に液体９を供給し、液面Ｌｖを調整する機構である。液体供給ユニットＳＵは、液面センサ１４および１５、送液ポンプ１８、メインタンク８および流路１７を含む。

液面センサ１４および１５は、液体収容部１２に設けられており、液体収容部１２内の液体９の液面Ｌｖを検知する。本実施形態の場合、液面センサ１４は、液面Ｌｖが上限高さにあることを検知するように配置され、液面センサ１５は液面Ｌｖが下限高さにあることを検知するように配置される。液面Ｌｖは、上限高さと下限高さとの間に維持されるように制御される。

液面センサ１４および１５としては、光学式センサが一例として挙げられる。また、例えば、液体収容部１２内に設けられた電極でもよく、電極への接液による通電を検知する方式でもよい。また、静電容量式センサであってもよく、更に、液体収容部１２内にフロートを設けて、フロートの位置を検知する方式であってもよい。このように、液体収容部１２内の液体９の液面Ｌｖの位置検出方法は、様々な方法を選択可能である。

メインタンク８は、液体９を収容する中空の液体収容器である。メインタンク８には、大気連通孔１１が設けられており、メインタンク８の内部は、大気に開放されている。

液体収容部１２の内部空間とメインタンク８の内部空間とは流路１７を介して連通している。本実施形態の場合、流路１７は液体収容部１２とメインタンク８とを接続する配管により形成される。その一方端部は、液体収容部１２の内部空間において、液体９の液面Ｌｖの下限高さよりも低い位置に開口し、他方端部はメインタンク８の底面に近い位置に開口している。

送液ポンプ１８は、流路１７の途中に配置されている。送液ポンプ１８は、通常は停止している。送液ポンプ１８が停止している場合は、流路１７内の液体９は移動せず、液体収容部１２とメインタンク８とは非連通状態となる。液面センサ１５が液面Ｌｖが下限高さに低下したことを検知した場合に送液ポンプ１８を駆動して、メインタンク８内の液体９が液体収容部１２へ送液される。液面センサ１４が液面Ｌｖが上限高さに上昇したことを検知すると送液ポンプ１８が停止される。

送液ポンプ１８の例としては、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、送液ポンプ１８に代えてポンプ以外の送液装置を採用することも可能である。例えばメインタンク８を密閉系として、メインタンク８内を加圧して送液する構成とすることも可能であり、送液停止中に、流路１７が遮断できればよい。流路１７遮断できない送液装置を使用する場合は、流路１７の一方端部を液体収容部１２の内部空間において、液体９の液面Ｌｖの上限高さよりも高い位置に開口するか、流路１７を開閉する制御弁を設ければよい。

次に、加圧切替弁２２、大気連通切替弁２６について説明する。加圧切替弁２２は、気体室１２ａに気体を供給し、ノズル３ａの内部を大気圧に対して正圧に切り替える正圧切替機構を構成する制御弁である。大気連通切替弁２６は、気体室１２ａと大気とを連通状態と非連通状態とで切り替え可能な連通切替機構を構成する制御弁である。

加圧切替弁２２は、流路２１から分岐した流路２４に設けられており、流路２４の開閉を行う。大気連通切替弁２６は、流路２１から分岐した流路２５に設けられており、流路２５の開閉を行う。流路２１は、本実施形態の場合、配管であり、その一方端部が液面Ｌｖが上限高さよりも高い位置において気体室１２ａに開口しており、他方端部が流路２４および流路２５に分岐している。流路２１を分岐せずに、流路２４、流路２５をそれぞれ独立した流路として構成し、気体室１２に連通させる構成も採用可能であるが、本実施形態の構成の方が液体収容部１２内に開口する流路数を削減することができる。

流路２４および２５は、本実施形態の場合、いずれも配管であり、流路２４の端部２７は、供給ライン４０に接続されている。流路２５の端部は、メインタンク８の内部空間において、液体９の液面よりも高い位置に開口している。流路２５の端部はメインタンク８を介さずに、直接大気に開放されていてもよい。

供給ライン４０は、液体吐出装置１が設置される工場等において、各種の装置に圧縮空気を供給する共用配管であり、ポンプ４１により圧縮空気が供給ライン４０に圧送される。供給ライン４０により供給される圧縮空気を利用することで、液体吐出装置１に固有のポンプを削減することができる。しかし、正圧切替機構として、液体吐出装置１に固有の、ポンプ等の気体圧送装置を備えていてもよい。この場合、正圧切替機構は、加圧切替弁２２を不要とし、気体圧送装置で構成することも可能である。また、加圧に利用する気体は、空気に限られず、窒素やクリーンドライエア等であってもよい。

流路２４にはレギュレータ２３が設けられており、供給ライン４０から供給される圧縮空気を液体吐出装置１に適した気圧に調整する。

通常は、加圧切替弁２２は閉状態とされ、大気連通切替弁２６は開状態とされる。これにより、気体室１２ａが大気に連通した状態となって、ノズル３ａ内が負圧に維持される。ノズル３ａに気泡が溜まった場合等には、回復動作としてノズル３ａから液体９を強制排出する。その際、加圧切替弁２２は開状態とされ、大気連通切替弁２６は閉状態とされる。供給ライン４０から供給される圧縮空気は、レギュレータ２３において回復動作に適した圧力に調整され、気体室１２ａに供給される。供給された圧縮空気は液体収容部１２内の液体９を加圧する。加圧された液体９は、流路１３を介して筐体７内の液体９を加圧するため、ノズル３ａ内が正圧に切替えられ、液体９が強制排出される。ノズル３ａから液体９が排出されるときに、ノズル３ａ内に溜まった気泡が液体９とともに排出されて、吐出安定性を確保することができる。

強制排出動作を終了する場合、加圧切替弁２２は閉状態とされ、大気連通切替弁２６は開状態とされる。圧縮空気が速やかに大気に開放され、ノズル３ａ内を迅速に負圧に戻すことができる。

＜制御ユニット＞
図２は、液体吐出装置１の制御ユニット１００のブロック図である。制御ユニット１００は、ＣＰＵ等の処理部１０１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶部１０２と、外部デバイスと処理部１０１とをインターフェースするインターフェース部１０３と、を含む。インターフェース部１０３には、ホストコンピュータとの通信を行う通信インターフェースも含まれる。ホストコンピュータは、例えば、液体吐出装置１が配置された工場全体または一領域を制御するコンピュータである。

処理部１０１は記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行する。処理部１０１は、吐出ヘッド３に設けられたドライバ３ｃを介して吐出素子３ｂを制御する。また、処理部１０１は、加圧切替弁２２、大気開放切替弁２６およびポンプ１８の動作を制御する。更に、処理部１０１は、搬送ユニット５を移動させる搬送機構５ａの動作を制御する。また、制御ユニット１００には各種のセンサ１０４が電気的に接続され、処理部１０１はセンサ１０４の検知結果に基づき制御を行うことが可能である。センサ１０４としては、例えば、液面センサ１５、１６等を挙げることができる。

＜制御例＞
制御ユニット１００の制御による液体吐出装置１の動作例について説明する。図３は吐出素子３ｂを駆動して、吐出ヘッド３から吐出対象物６に液体９を吐出している状態を示している。加圧切替弁２２は閉状態とされ、大気開放切替弁２６は開状態とされる。

同図は吐出ヘッド３から液体９を吐出したことにより、液体収容部１２内の液体９の量が減少している状態を示している。吐出ヘッド３から液体９を吐出すると、ノズル３ａでの毛管力により液体９が液体収容部１２から液体収容部４へ供給される。そのため、液体収容部１２内の液体９の液面Ｌｖの位置が下がる。液面センサ１５が、液面Ｌｖが下限高さまで低下したことを検知すると、送液ポンプ１８による液体９の供給が開始される。

図４（Ａ）は、制御ユニット１００が実行する、液体収容部１２への液体９の供給制御例を示すフローチャートである。Ｓ１では液面センサ１５が、液面Ｌｖが下限高さまで低下したことを検知したか否かを判定する。検知した場合はＳ２へ進み、検知しない場合は処理を終了する。

Ｓ２では送液ポンプ１８の駆動を開始する。Ｓ３では液面センサ１４が、液面Ｌｖが上限高さまで上昇したことを検知したか否かを判定する。検知した場合はＳ４へ進み、検知しない場合は検知するまで待つ。Ｓ４では送液ポンプ１８の駆動を停止する。以上により処理が終了する。

図５は、図３の状態から送液ポンプ１８が液体収容部１２へ液体９を送液した状態の図である。送液ポンプ１８にて液体９をメインタンク８から液体収容部１２へ供給することで、液体収容部１２内の液体９の液面Ｌｖの高さが上昇する。そして、液面センサ１４が、液面Ｌｖが上昇したことを検知すると、送液ポンプ１８の送液動作を停止する。

このようにして液体収容部１２に液体９を供給することで、液体収容部１２内の液体９の液面Ｌｖの高さを上限高さと下限高さの間に位置するように制御する。その結果、吐出ヘッド３内の液体９にかかる負圧を確実に維持することが可能となり、吐出ヘッド３からの液体９の安定的な吐出が可能となる。

次に、吐出ヘッド３の回復動作（強制排出）について説明する。図４（Ｂ）は制御ユニット１００が実行する、液体９の強制排出制御例を示すフローチャートである。Ｓ１１では強制排出の条件が成立したか否かを判定する。強制排出は、ノズル３ａに気泡が溜まっている場合または溜まっている可能性がある場合に行う。したがって、強制排出の条件は、例えば、液体吐出装置１を起動する場合、液体吐出装置１において液体の吐出動作（図３）を所定時間行った場合、液体９の吐出異常が検出された場合、ユーザが指示した場合を挙げることができる。液体９の吐出異常としては、液体９の不吐出や着弾位置のズレを挙げることができる。吐出異常は、例えば、ノズル３ａ毎にセンサを設けて該センサにより検知する方式や、吐出対象物６に対する吐出結果を撮像し、その画像解析により検知する方式により判定できる。ユーザの指示は、例えば、制御ユニット１００に電気的に接続される入力装置（例えばタッチパネル）を設け、該入力装置で指示を受け付けるようにすることができる。

Ｓ１２では、大気開放切替弁２６を閉状態とし、加圧切替弁２２を開状態とする。これにより、ノズル３ａ内が正圧となって気泡と共に液体９が排出される。Ｓ１３では規定時間が経過したか否かを判定する。規定時間は気泡排出に必要な時間として適宜設定される。規定時間が経過するとＳ１４へ進み、大気開放切替弁２６を開状態とし、加圧切替弁２２を閉状態とする。これによりノズル３ａ内が負圧に戻る。以上により処理が終了する。

図６は、強制排出動作の状態を示している。吐出ヘッド３のノズル３ａ内に気泡が溜まった場合には、強制排出動作により、ノズル３ａ内の気泡を液体９とともに吐出ヘッド３の外部に排出する。搬送ユニット５は吐出ヘッド３と対向する位置から退避させる。

大気開放弁２６を閉じて、加圧切替弁２２を開放することにより、流路２４と流路２１を介して液体収容部１２の気体室１２ａ内に圧力を調整された空気が供給される。液体収容部１２内に供給された圧力を調整された空気は、液体収容部１２内の液体９を加圧する。

液体収容部１２内の加圧された液体９は、流路１３を介して筐体７内の液体９を加圧するため、ノズル３ａから液体９が、溜まった気泡と共に排出されて、吐出安定性を確保することができる。図６には、圧力を調整された空気と液体９の動きを示す矢印を記載している。

液体収容部１２内に圧力を調整された空気を供給することにより加圧排出を行う構成とすることにより、液体を注入する場合に比べて、筐体７の内部に気泡が存在していた場合でも、気泡の影響を減少させて所定の加圧圧力を得ることが可能となる。

また、筐体７の内部の気泡の量が変化しても、液体収容部１２内に連続的に所望の圧力に調整された空気を供給することにより加圧排出を行う構成としているため、液体を注入する場合に比べて、気泡の影響を減少させて所定の加圧圧力を得ることが可能となる。流路１３内に気泡が存在していた場合でも気泡の影響を減少させて所定の加圧圧力を得ることが可能となる。筐体７の内部の気泡の量に応じて動作条件を変更する必要もない。したがって、より確実にノズル３ａ内の気泡を排除できる。

また、供給ライン４０から供給された空気の圧力を加圧排出動作に適した圧力に制御するような構成とすることで、圧縮空気供給用ポンプを設ける必要がなく、装置の小型化を図れる。

気泡が排出されたと判定すると、加圧切替弁２２を閉じ、大気開放弁２６を開放する。その結果、圧力を調整された空気は、液体収容部１２へ供給されなくなり、加圧排出は停止する。また、液体収容部１２内の空気は、流路２１、メインタンク８及び大気連通孔１１を介して大気と連通されるため、余分な残圧は解消され、すみやかに廃液の排出を止めることができる。

吐出面１０には、吐出ヘッド３から排出された液体２８が付着している場合がある。そこで、排出された液体をクリーニング機構（例えば吐出面１０をワイピングするワイパ機構等）で除去してもよい。その結果、更に安定的に吐出することが可能となる。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、液体９に対する圧力により、ノズル３ａ内の負圧と正圧とを切り替える構成としたが、液体９とは別の液体に対する圧力により、ノズル３ａ内の負圧と正圧とを切り替えてもよい。図７は、その一例を示す。

本実施形態の液体収容部４は、筐体７の内部に設けられた可撓性部材３０を含む。可撓性部材３０は、液体収容部４の内部空間を、ノズル３ａに連通する収容空間３１と、ノズル３ａに連通しない収容空間３２とに区画する部材である。収容空間３１は流路１３とは連通せず、収容空間３２は流路１３と連通している。

本実施形態の場合、可撓性部材３０は、筐体７を左右に区画する壁体を構成している。しかし、上下に区画する壁体であってもよい。また、可撓性部材３０は袋体であってもよく、収容空間３１は可撓性部材３０に包まれるように形成された空間であってもよい。

吐出ヘッド３から吐出される液体９は収容空間３１に収容される。なお、本実施形態では、なお、本実施形態では、収容空間３１が、直接吐出ヘッド３と連通しているが、チューブ等を介してこれらが連通する構成も採用可能である。

収容空間３２には液体２９が充填される。液体２９はノズル３ａの圧力制御に用いる作動液であり、以下、液体２９のことを作動液２９と呼ぶ場合がある。作動液２９は非圧縮性を有する物質であり、例えば、水等の液体や、ゲル状物質を作動液２９として用いることができる。液体収容部１２やメインタンク８には、作動液２９が収容されている。

その他の構成は第一実施形態と同様である。また、本実施形態における液体吐出装置１の動作も、第一実施形態と同様である。

すなわち、吐出ヘッド３から吐出対象物６に液体９を吐出している状態においては、吐出ヘッド３から液体９を吐出したことにより液体９の量が減少すると、ノズル３ａでの液体９の毛管力により可撓性部材３０が収容空間３１を縮小するように変形する。また、毛管力により、作動液２９が液体収容部１２から収容空間３２へ供給される。すると、液体供給ユニットＳＵによって、液体収容部１２に作動液２９が供給され、ノズル３ａ内が負圧に維持される。

また、吐出ヘッド３の回復動作（強制排出）の際には、大気開放切替弁２６を閉状態とし、加圧切替弁２２を開状態とする。液体収容部１２内の作動液２９が加圧され、流路１３を介して筐体７内の作動液２９が加圧される。可撓性部材３０が収容空間３１を縮小するように変形し、ノズル３ａから液体９が、溜まった気泡と共に排出されて、吐出安定性を確保することができる。

気泡が排出されたと判定すると、加圧切替弁２２を閉じ、大気開放弁２６を開放する。その結果、圧力を調整された空気は、液体収容部１２へ供給されなくなり、加圧排出は停止する。また、液体収容部１２内の空気は、流路２１、メインタンク８及び大気連通孔１１を介して大気と連通されるため、余分な残圧は解消され、すみやかに廃液の排出を止めることができる。

＜第三実施形態＞
上記各実施形態の液体吐出装置１は、プリンタやインプリント装置等、各種の装置に適用可能である。ここでは第一実施形態の液体吐出装置１をインプリント装置に適用した例について説明するが、第二実施形態の液体吐出装置１を適用する場合も同様である。

図８は、本発明の一実施形態に係るインプリント装置５０の概略図である。インプリント装置５０は、液体吐出装置１を備えたナノインプリント装置である。液体９は、光硬化性の樹脂（レジスト）である。吐出対象物６は基板（ここでは半導体ウェハ）である。以下、それぞれをレジスト９、ウェハ６と呼ぶ場合がある。

インプリント装置５０は、モールド５３を移動するモールド移動部５７と、モールド移動部５７を支持するモールド支持部５８と、露光ユニット５４とを備える。モールド５３は、石英で形成されており、微細パターンが形成されている。

モールド５３はモールド移動部５７にて上下方向に移動可能に構成されている。モールド５３を介してウェハ６に吐出されたレジスト９に、露光ユニット５４によって紫外線が照射される。露光ユニット５４は、露光ユニット支持部５５により支持されている。

吐出ヘッド３からレジスト９が吐出され、ウェハ６上にレジスト９が塗布される。レジスト９を塗布されたウェハ６は、搬送ユニット５によりモールド５３の下部に移動される。その後、モールド移動部５７を駆動してモールド５３を下方向に移動することで、モールド５３をウェハ６上のレジスト９に押圧する。レジスト９はモールド５３に形成された微細パターンに内に充填される。

レジスト９が微細パターンに充填された後に、モールド５３を通して露光ユニット５４から紫外線をレジスト９に照射することで、レジスト９による微細パターンを形成する。微細パターン形成後に、モールド移動部５７を駆動してモールド５３を上方向へ移動することで、形成した微細パターンからモールド５３は離れる。ナノインプリント装置５０では、このような工程を経てウェハ６上に微細パターンを形成する。

インプリント装置５０を用いて、デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）を製造することができる。この製造方法は、上述したインプリント装置５０を用いて基板（ウェハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程（例えばエッチングする工程）を含む。

なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 液体吐出装置、３ 吐出ヘッド、１２ａ 気体室、２２ 加圧切替弁

Claims (8)

1. 液体を吐出するノズルを備える吐出ヘッドと、
   可撓性部材によって、前記吐出ヘッドへ供給される液体を収容する第一収容空間と、作動液を収容する第二収容空間とに区画される第一液体収容部と、
   前記第二収容空間と連通し、液面が前記吐出ヘッドより低くなるように作動液を収容する第二液体収容部と、
   前記第二液体収容部において、作動液と接し、気体を収容する気体室と、を備え、前記ノズルの内部を大気圧に対して負圧に維持する液体吐出装置であって、
   前記気体室に気体を供給し、前記ノズルの内部を前記大気圧に対して正圧に切り替える正圧切替手段を備えることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記正圧切替手段は、
   前記気体室と連通する流路と、
   前記流路に気体を供給して前記正圧に切り替える加圧切替弁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記気体室と大気とを連通状態と非連通状態とで切り替える連通切替手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記正圧切替手段と前記連通切替手段を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記吐出ヘッドから液体を強制的に排出させる場合に、前記連通切替手段で前記気体室と大気とを前記非連通状態にして、前記正圧切替手段によって前記気体室に気体を供給させることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記第二液体収容部に作動液を供給し、前記第二液体収容部の前記液面を調整する液体供給手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の液体吐出装置。
6. 大気と連通する連通孔が配され、前記第二液体収容部に供給する作動液と気体を収容する第三液体収容部と、
   前記気体室と前記第三液体収容部とを連通状態と非連通状態とで切り替える連通手段とを備える請求項１または２に記載の液体吐出装置。
7. 前記吐出ヘッドの異常を検出するセンサを備え、
   前記センサで前記吐出ヘッドの異常を検出した後に、前記正圧切替手段で前記正圧に切り替えることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の液体吐出装置。
8. 請求項１ないし７の何れか１に記載の液体吐出装置を備え、
   前記ノズルによって基板に液体を吐出させることを特徴とするインプリント装置。

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