JP7833905B2 - 液体吐出装置及びインプリント装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

液体を吐出する液体吐出装置には、液体を複数の吐出口から吐出する吐出ヘッドと、液体を収容する収容容器とを一体化したカートリッジを用いるものが知られている。このような液体吐出装置は、吐出手段に設けられた吐出口の目詰まりの解消や、吐出口が形成される吐出面へ付着した異物の除去によって、吐出手段の吐出性能を維持・回復させるメンテナンス機構を備えている。

特許文献１には、吐出面に残留した液体を吐出面に沿って移動して払拭するワイパを有し、吐出手段の各吐出口から液体を噴射して吐出口内を清掃することが記載されている。

特開２０１５－１４７３６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、吐出口面に存在する液体と共に異物を排出することは可能であるが、吐出口内及びヘッド流路の異物を効果的に除去することができない。また、特許文献１では、吐出口の断面積が流路の断面積よりも小さいため、流路に存在する吐出口よりも大きいサイズの異物を除去することはできない。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吐出口内および吐出口面の異物をより確実に除去することができる液体吐出装置を提供することである。

本発明に係わる液体吐出装置は、吐出物を収容する収容部と、前記収容部と連通し、前記収容部に収容された吐出物を吐出するための吐出口と、前記吐出口と前記収容部とを連通させる小液室と、前記収容部に収容された吐出物の圧力を制御するための圧力制御手段と、を備え、前記圧力制御手段は、吐出物の圧力を、第１の負圧状態から、該第１の負圧状態よりも負圧が大きい第２の負圧状態に移行させ、その後に第３の正圧状態に移行させるように制御し、前記圧力制御手段は、前記第１の負圧状態を発生させるための第１の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部とは独立に前記収容部に接続され、前記第２の負圧状態を発生させるための第２の圧力発生部と、前記第１および第２の圧力発生部とは独立に前記収容部に接続され、前記第３の正圧状態を発生させるための第３の圧力発生部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、吐出口内および吐出口面の異物をより確実に除去することができる液体吐出装置を提供することが可能となる。

第１の実施形態のインプリント装置の構成を示した図。 第１の実施形態の液体吐出装置を示した図。 液体吐出部の拡大図。 クリーニング工程における圧力の変化を示す図。 第１の実施形態における圧力制御部を示した図。 第１の実施形態におけるクリーニング動作のフローチャート。 第２の実施形態における圧力制御部を示した図。 第２の実施形態におけるクリーニング動作のフローチャート。 第３の実施形態における圧力制御部を示した図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるインプリント装置の構成を示す図である。本実施形態では、インプリント材として紫外線硬化性樹脂を用いて、紫外線硬化性樹脂を紫外線の照射によって硬化させる装置の例について説明する。しかし、インプリント材の材料や硬化の方法はこれに限定されない。例えば、光照射装置によって紫外線以外の波長の光を照射して光硬化型樹脂を硬化させてもよいし、熱硬化性の樹脂を用いて熱で硬化させてもよい。

図１において、インプリント装置１００は、液体吐出系１０１と、ベースフレーム５に支持されたステージ６と、モールド１と、構造体３に保持されたモールド駆動機構２と、紫外線照射装置７とを備えて構成されている。

液体吐出系１０１は、液体吐出装置１０と圧力制御部１３とを有し、液体吐出装置１０はインプリント材を吐出する吐出部１１と、インプリント材を収容する収容部１２とを有する。

図１（ｂ）に示すように、ステージ６上には基板４が設置されており、吐出部１１から基板４上（基板上）にインプリント材８が吐出（塗布）される。図１（ｃ）に示すように、基板４上に吐出されたインプリント材８に、微細な凹凸状のパターン等を有するモールド１を接触させ、インプリント材８をモールド１の凹凸を埋めるように充填させる。この状態でインプリント材８に紫外線照射装置７から紫外線９を照射し、インプリント材８を硬化させる。モールド１を上方に移動させる（離型させる）と、インプリント材８はモールド１のパターンが転写されて成形された状態となる。このようにして、インプリント材８にパターンを形成する。

液体吐出装置１０は着脱可能であり、内部のインプリント材８を全て消費した場合、新たな液体吐出装置１０と交換することで、直ちにインプリント装置１００を使用することができる。

ステージ６は、基板４を保持しながらベースフレーム５上を移動可能である。モールド１を上下駆動させるモールド駆動機構２は、構造体３に保持されており、モールド１を基板４上に吐出されたインプリント材８に接触させることが可能である。

モールド１の上方には、紫外線照射装置７が配置されており、モールド１を介してインプリント材８に紫外線９を照射する。紫外線９は、例えばｉ線やｇ線を発生するハロゲンランプ等の光源から発生したものであってもよい。また、紫外線照射装置７は光源が発生した光を集光成形する機能を有していてもよい。

次に、インプリント装置１００を用いたインプリント動作について詳細に説明する。

まず、基板４をステージ６に搭載する。基板４は、ステージ６によって液体吐出装置１０の吐出部１１の下方に移動される。そしてステージ６を移動させながら吐出部１１からインプリント材８を基板４上に吐出する。

次に、ステージ６によって、基板４のインプリント材８を吐出した部分を、モールド１の下方に移動させる。さらに、モールド１をモールド駆動機構２により降下させ、モールド１と基板４とが近接した状態とする。その状態で、アライメントスコープ等によりモールド１上のアライメントマークと基板４上のアライメントマークとを重ね合わせ、両者の相対位置調整を行う。

相対位置の調整後、モールド駆動機構２によりモールド１を基板４の方向に更に降下させ、インプリント材８にモールド１を接触させる。その状態を維持し、モールド１の凹凸部にインプリント材８を充填させる。その後、紫外線照射装置７から紫外線９を照射し、モールド１を透過した紫外線９をインプリント材８に照射する。この結果、インプリント材８の光硬化反応が発生し、インプリント材８が硬化する。

最後に、モールド駆動機構２によってモールド１を上昇させ、硬化したインプリント材８から剥離させる。

以上のような工程で、基板４上にパターニングされたインプリント材８を形成することができる。半導体の製造に用いるインプリント装置は、基板４上の全ての領域にパターンを形成する場合があるが、この場合には、基板４に対して領域を変えながら一連のインプリント動作を繰り返す。

次に、図２は、液体吐出装置１０の構成を示した図である。

液体吐出装置１０は、主に吐出部１１、吐出物８（液体）を収容する収容容器１２、圧力制御部１３を備えて構成されている。液体を収容可能な収容容器１２の内部には、収容部内部の空間を分離する可撓性部材で形成された分離膜１４が設けられている。分離膜１４の厚みは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、液体及び気体の透過性が低い材料で形成することが好ましい。分離膜１４は、例えばＰＦＡ等のフッ素樹脂材のフィルムやフッ素樹脂材とプラスチック材料を組み合わせた複合多層フィルムで形成することができる。

収容容器１２の分離膜１４で仕切られた一方の収容部１５には吐出物８が収容されており、他方の収容部１６には充填液８ａが収容されている。収容部１５と収容部１６とは、分離膜１４によって分けられている。収容部１６は、配管１７によって圧力制御部１３と接続されており、収容部１５は、吐出部１１と接続されている。

圧力制御部１３は、充填液タンク、配管、圧力センサ、ポンプ、バルブ等を備えており、収容部１６内の圧力を制御可能に構成されている。圧力制御部１３で収容部１６内の充填液８ａの圧力を制御することで、分離膜１４を介して収容部１５内の吐出物８の圧力を制御することができる。

吐出部１１から吐出物８の吐出を繰り返すと、収容部１５内部の吐出物８が消費されて減少し、分離膜１４が＋Ｘ方向に徐々に変形する。分離膜１４の変形に伴い、圧力制御部１３によって充填液タンクから収容部１６に充填液８ａが補充される。これにより、吐出部１１におけるメニスカスの形状を安定化させ、吐出物８を再現性よく吐出することができる。

次に、循環部４０について説明する。循環部４０は、継手４２、ポンプ４４、吐出物８を濾過するフィルタ４１、継手４３を接続する流路４５を備え、継手４２と継手４３とで収容容器１２に接続されている。ポンプ４４を駆動することにより、継手４３を介して、収容部１５の内部の吐出物８を流路４５へ吸い込み、フィルタ４１と継手４３を介して、フィルタ４１により異物を除去した吐出物を収容部１５へ戻すことができる。この循環部４０により、収容部１５内部の吐出物８に混入した異物を除去することが可能である。

また、ポンプ４４からの発塵による吐出物への異物発生の可能性を考慮すると、ポンプ４４に対して、下流側にフィルタ４１を配置することが好ましい。ポンプ４４は流路４５内に設けることが好ましいが、この流路の外部に設けてもよい。

図３は、吐出部１１を拡大して示した断面図である。吐出部１１は、共通液室５６とモジュール基板５７とを備えている。モジュール基板５７には、吐出物８をモジュール基板５７に供給する供給口２１と、吐出物８を吐出可能な吐出口１９を備えた複数の吐出ノズル５４と、吐出ノズル５４の内部に設けられ、吐出物８を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子１８とが設けられている。

ここで、モジュール基板５７の供給口２１が設けられた表面を供給口側表面５９、吐出口１９が設けられた表面を吐出面５８とする。吐出口１９の開口面積は、供給口２１の開口面積よりも小さく、吐出ノズル５４における流路で断面積が最小である。

エネルギー発生素子１８としては、圧電素子や発熱抵抗体が挙げられる。吐出物８として樹脂を多く含むものがよく用いられることから、ここでは、エネルギー発生素子１８として圧電素子を用いる。供給口２１は、モジュール基板５７の内部で吐出口１９と連通している。エネルギー発生素子１８を不図示のコントローラで制御することで、供給口２１からエネルギー発生素子１８と吐出口１９との間の小液室２０に供給された吐出物８が、吐出口１９から吐出される。吐出部１１は、インクジェットヘッド等で用いられるような吐出ヘッドであることが好ましい。他にも制御弁等を用いて吐出物の供給と停止を制御してもよい。

次に、異物による吐出口１９の詰まり（吐出異常）の検出について説明する。エネルギー発生素子１８は吐出口１９の詰まり状態の判定（吐出異常検出）にも用いることができる。本実施形態における液体吐出装置では、吐出物８を吐出する時にエネルギー発生素子１８に加える電圧の３０％から７０％の電圧を加えることで、小液室２０の容積を変動（以下、検査発振と呼ぶ）させて、小液室２０内の吐出物８に振動を加える。この程度の電圧の変動幅であれば、小液室２０内の吐出物８は振動はしても、吐出口１９のメニスカスを破って、吐出部１１から吐出されることはない。一方で、小液室２０内の振動によりエネルギー発生素子１８には逆起電力が生じ、吐出口が蓄積物によって塞がっている場合や、小液室２０内に気泡が入り込んでいる場合には、標準状態（メニスカス形成時の波形）とは異なる波形を検出することができる。

通常、液体吐出装置は、吐出対象に向けて液体を吐出するための通常の吐出位置と、液体吐出装置のメンテナンスを行うための待機位置を有している。そして、不図示のステージに液体吐出装置を搭載し、吐出位置と待機位置に液体吐出装置を移動させる。待機位置で吐出口１９の詰まりの検出を行うことで、検査発振の誤動作により、吐出位置で誤吐出が起こることを抑制することができる。吐出動作を実施していないタイミングで、エネルギー発生素子１８の検査発振よって吐出口１９の詰まり具合を検査し、異常が認められた場合には、クリーニング工程に移行する。異常がなければ、吐出位置へ戻し、所望の吐出を行う。

また、ここでは検査発振によって、吐出不良ノズルを検出したが、不図示の着弾検査装置によって、着弾の有無や着弾位置、速度、量の計測を行って、吐出不良ノズルを検出してもよい。

吐出部１１の一端は吐出口１９によって大気に開放されているが、吐出口１９の口径が数μｍから数十μｍであり、吐出物８は毛細管現象により自重で漏れ出すことはない。吐出口１９近傍の液面は、凹形状のいわゆるメニスカス状態で保持される。

次に、クリーニング工程について説明する。検査発振によって吐出口１９に異物が付着していると判断した場合、クリーニング工程を行う。クリーニング工程も、吐出口１９の詰まりの検出と同様に待機位置で行われる。吐出口１９に異物が付着していると判断した場合、圧力制御部１３をメニスカス力よりも大きい負圧、例えば、－３０ｋＰａに設定する。これにより、吐出口１９及び小液室２０内の吐出物８と、近傍に付着している異物とを、近傍にある大気とともに気液混合で吐出口１９から吸引し、付着していた異物を収容部１５内へ移動させる。その後、前述した循環部４０のポンプ４４を駆動させることで、フィルタ４１により異物を除去する。その後、圧力制御部１３を正圧、例えば、＋３０ｋＰａに設定することで、小液室２０や吐出口１９等に残った空気を吐出物８とともに排出する。そして、その後、吐出物８のメニスカスの状態を安定的に保持できる、通常の微負圧状態へ設定する。

図４は、クリーニング工程における圧力の変化を示す図である。まず、クリーニング工程を行う前には、図４（ａ）に示すように、圧力制御部１３は、吐出口１９における吐出物８のメニスカスを安定に維持することができる第１の負圧状態（通常の微負圧状態）を保持する。吐出口１９に異物２００が付着していた場合、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、圧力制御部１３は、例えば、－３０ｋＰａなどの第１の負圧状態よりも大きい（メニスカス力よりも大きい）負圧である第２の負圧状態を発生させる。これにより、吐出口１９及び小液室２０内の吐出物８と、近傍に付着している異物２００とを、近傍にある大気とともに収容部１５内へ移動させる。そして、フィルタ４１により異物２００を除去した後、図４（ｄ）に示すように、圧力制御部１３は、例えば、＋３０ｋＰａなどの第３の正圧状態を発生させる。これにより、小液室２０や吐出口１９等に残った空気を吐出物８とともに排出することができる。そして、これらの工程が終了した後に、図４（ｅ）に示すように、圧力制御部１３は、圧力を第１の負圧状態（通常の微負圧状態）に戻す。これにより、吐出物８のメニスカスが再び安定的に形成される。以上のようにしてクリーニング工程が行われる。

このように、本実施形態の液体吐出装置１０では、吐出物８のメニスカスの状態を安定的に保持できる微負圧状態に加え、小液室２０および収容部１５に気液混合で異物を吸引できる負圧状態、吐出物８を吐出口１９から排出できる正圧状態を形成する。負圧状態は、負圧源（圧力発生部）１３１、正圧状態は正圧源（圧力発生部）１３２により調整される（後述する図５参照）。

なお、本実施形態の液体吐出装置は、収容部１５に対して圧力制御部１３が１つの配管で接続されているように説明したが、これに限定されず、微負圧状態、負圧状態、正圧状態をそれぞれ制御するために、複数の配管で接続されるように構成されていてもよい。

本実施形態では、圧力を－３０ｋＰａ、＋３０ｋＰａに設定したが、吸引量と排出量を夫々３ｃｃ以上１０ｃｃ以下に設定するなど、吸引量や排出量を設定するようにしてもよい。

また、不図示の脱気装置を循環部４０に配置し、吸引時に吐出物８と一緒に吸い込んだ気泡を、循環部４０の駆動により除去するようにしてもよい。

吐出物８を吐出口１９から排出した後は、不図示の吸引ノズルを用いて、吐出面５８に付着している吐出物８を吸引除去する。負圧源に直結された吸引ノズルを吐出面５８に対して１００μｍまで近接させたうえで吸引を開始し、吐出面５８との間隔を保ったうえで、吐出面５８に対して吸引ノズルを走査して、吐出面５８に残った液滴を吸い取る。吸引ノズルの吸引口隙間は数十μｍから数百μｍに設定されており、残液によって瞬間的に吐出面５８と吸引ノズルの先端が液体で導通状態となる。そのため、金属汚染の危険性を防止するために、吸引ノズルの材質としてＰＴＦＥなどの樹脂を使用する。

吐出面の残液の回収後に、検査発振によって吐出口１９から異物が除去されたことを確認する。もし除去されていない場合には、再度、クリーニング工程を実施し、もし、複数回行っても回復できない場合には、液体吐出装置１０を交換するようにする。

本実施形態の液体吐出装置１０では、収容容器１２の内部の分離膜１４を介して、圧力制御を行うように説明した。しかし、分離膜１４を設けず、吐出物８のみを収容する収容部を備え、吐出物８の圧力を圧力制御部１３で制御するように構成してもよい。この場合、本実施形態で説明した循環部４０を圧力制御部１３内に設けることで、異物を除去するように構成してもよい。

なお、インクジェット記録装置の分野においては他にも、吐出物８の吐出口１９におけるメニスカス形状を安定化させるために、吐出物８を一定範囲の負圧に維持する工夫がなされている。例えば、収容部内部に多孔質体を構成して液体を保持し、多孔質内部の毛細管力を利用して負圧を形成する方法が知られている。他にも、バネのような機械要素と風船形状の膜との組み合わせで収容部内に負圧を形成する方法や、制御弁と空気圧を用いて負圧を制御する方法がある。本発明においても、これらの方法によって収容部の圧力を制御してもよい。

図５は、本実施形態における圧力制御部１３の構成を示す図である。

本実施形態の圧力制御部１３は、図５に示すように、メニスカス制御部２７、負圧源１３１、正圧源１３２が収容部１６にそれぞれ独立して接続されている。そして、これらの要素と収容部１６との間にはそれぞれ第１の制御弁１３３、第２の制御弁１３４、第３の制御弁１３５が設けられている。

メニスカス制御部２７を構成する供給タンク２６内にも充填液８ａが収容されているため、充填液８ａの液面は吐出口１９の液面よりも低い位置になるように制御されている。具体的には、充填液８ａの液面は吐出口１９に対してΔＨだけ低い位置に設定されている。メニスカスの状態を維持するために、吐出物８の内圧を外気圧に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低い値（微負圧）に制御することが好ましく、ΔＨは、４０±４ｍｍとなるように制御されている。例えば、吐出物８は水とほぼ等しい密度である。

次に、本実施形態におけるクリーニング工程について説明する。図６は、クリーニング工程の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１の吐出面のクリーニング動作を行わない液体吐出装置１０の通常の吐出動作の状態においては、第１の制御弁１３３は開放され、第２の制御弁１３４および第３の制御弁１３５は閉鎖されている。

そこから、すでに説明したように、液体吐出装置１０を待機位置に移動させ、吐出動作を実施していないタイミングでエネルギー発生素子１８の検査発振よって吐出口１９の詰まり具合を検査する。そして、異常が認められた場合には、クリーニング工程に移行する。異常がなければ、吐出位置へ戻し、所望の吐出を行う。

異常が認められた場合には、ステップＳ２において、吐出物８の圧力がメニスカス力よりも大きい－３０ｋＰａになるように負圧源１３１を設定する。第１の制御弁１３３を閉鎖した後、第２の制御弁１３４を開放する。これにより、それまで吐出口１９のメニスカスを維持できる範囲に制御されていた吐出物８の圧力が、一時的に－３０ｋＰａまで減圧される。そして、吐出口１９から気液混合の状態で吸引することによってメニスカスは崩壊する。この時、吐出口１９および小液室２０に存在する異物は、気液とともに収容部１５内に移動する。

次に、ステップＳ３で、吐出物８に対して加圧を行う。第２の制御弁１３４を閉鎖した後、第３の制御弁１３５のみを開放すると、正圧源１３２の圧力が充填液８ａを介して吐出物８に加わり、小液室２０内に吐出物８が充填され、吐出物８が吐出口１９から排出される。

その後、循環部４０のポンプ４４を駆動し、フィルタ４１により異物を除去する。あるいは、ステップＳ２とステップＳ３の間で、この循環部４０による異物の除去を実施してもよい。その後、吐出物８のメニスカスの状態を安定的に保持できる、通常の微負圧状態へ戻すように設定する。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、吐出物８のメニスカスの状態を安定的に保持できる微負圧状態、小液室２０および収容部１５に気液混合で吸引する負圧状態、吐出物８を吐出口１９から排出する正圧状態を、収容部１６にそれぞれ独立して接続された圧力源によって制御する構成について説明した。これに対し、本実施形態では、収容部１６と圧力制御部１３を接続する配管は１つである。これにより、装置の小型化と設計製造の簡便化が可能である。

また、第１の実施形態では負圧源１３１および正圧源１３２がそれぞれ１つの制御弁で切り替えられるように構成されている。これに対し、本実施形態では、それぞれの制御弁の先に別の制御弁を設け、制御弁間の圧力を圧縮または膨張させた状態から制御弁を開放して一気に圧力を変化させるように構成されている。これにより、圧力制御の応答性を向上させることができる。

図７は、本実施形態における圧力制御部１３の構成を示す図である。

本実施形態では、図７に示すように、メニスカス制御部２７に負圧源１３１および正圧源１３２が接続されている。負圧源１３１と正圧源１３２が並列に配置され、それぞれには第３の制御弁１３５および第４の制御弁１３６が接続されている。さらに、これら第３の制御弁１３５および第４の制御弁１３６とメニスカス制御部２７の間には、第２の制御弁１３４が配置されている。また、メニスカス制御部２７には第１の制御弁１３３が配置されている。

次に、本実施形態におけるクリーニング工程について説明する。図８は、クリーニング工程の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１の吐出面のクリーニング動作を行わない液体吐出装置１０の通常の吐出動作の状態においては、第１の制御弁１３３は開放され、第２の制御弁１３４および第３の制御弁１３５および第４の制御弁１３６は閉鎖されている。

そこから、すでに説明したように、液体吐出装置１０を待機位置に移動させ、吐出動作を実施していないタイミングでエネルギー発生素子１８の検査発振よって吐出口１９の詰まり具合を検査する。そして、異常が認められた場合には、クリーニング工程に移行する。異常がなければ、吐出位置へ戻し、所望の吐出を行う。

クリーニング工程では、ステップＳ１２で吸引準備を行う。第２の制御弁１３４と第４の制御弁１３６を閉鎖したまま、第３の制御弁１３５を開放する。この時、例えば、第２の制御弁１３４と第３の制御弁１３５と第４の制御弁１３６とを接続する配管内の圧力を示す第２の圧力センサ１４１が－３０ｋＰａになるように負圧源１３１を設定する。

次に、ステップＳ１３で吸引を実行する。第１の制御弁１３３および第３の制御弁１３５を閉鎖した後、第２の制御弁１３４のみを開放する。これにより、それまで吐出口１９のメニスカスを維持できる範囲に制御されていた吐出物８の圧力が、一時的に－３０ｋＰａまで減圧される。そして、吐出口１９から気液混合の状態で吸引することによってメニスカスは崩壊する。この時、吐出口１９および小液室２０に存在する異物は、気液とともに収容部１５内に移動する。

次に、ステップＳ１４で加圧準備を行う。第２の制御弁１３４を閉鎖した後、第４の制御弁１３６のみを開放する。この時、例えば、第２の制御弁１３４と第３の制御弁１３５と第４の制御弁１３６とを接続する配管内の圧力を示す第２の圧力センサ１４１が＋３０ｋＰａになるように正圧源１３２を設定する。

次に、ステップＳ１５で、吐出物８に対して加圧を行う。第４の制御弁１３６を閉鎖した後、第２の制御弁１３４のみを開放すると、正圧源１３２の圧力が充填液８ａを介して吐出物８に加わり、小液室２０内に吐出物８が充填され、吐出物８が吐出口１９から排出される。

その後、循環部４０のポンプ４４を駆動し、フィルタ４１により異物を除去する。あるいは、ステップＳ１３とステップＳ１４の間で、この循環部４０による異物の除去を実施してもよい。

なお、本実施形態の液体吐出装置１０は、ステップＳ１２からステップＳ１５の順番でクリーニング動作を実行するように説明した。しかし、その代わりに、次のようにしてもよい。まず、第１の制御弁１３３を閉鎖、第２の制御弁１３４を開放に切り替えておく。そして、吸引では第４の制御弁１３６を閉鎖した状態で第３の制御弁１３５を開放に切り替える。また、加圧では第３の制御弁１３５を閉鎖した状態で第４の制御弁１３６を開放に切り替える。この場合、第１の圧力センサ１４０が、吸引時に一時的に－３０ｋＰａ、加圧時に一時的に＋３０ｋＰａになるように設定する。

また、本実施形態の液体吐出装置１０では、負圧源１３１および正圧源１３２から接続される配管は供給タンク２６内の液面より上に位置している。しかし、供給タンク２６内の液中に接続してもよい。すなわち、配管内の流体が気体に限らず液体でもよい。

また、第３の制御弁および第４の制御弁を用いる代わりに、１つの三方弁でそれら２つの役割を兼ねるようにしてもよい。

なお、ステップＳ１５の後に通常の微負圧状態であるステップＳ１１へ戻すようにする。

＜第３の実施形態＞
第２の実施形態では、第２の制御弁１３４と第３の制御弁１３５と第４の制御弁１３６を接続する配管内には、気体が供給されていた。これに対し、本実施形態では、配管内に液体が供給される。圧縮性流体である気体は内部の体積が変化するが、非圧縮性流体である液体は内部の体積がほとんど変化しない。これにより、配管内が気体の場合よりも圧力制御の応答性が向上する。

図９は、本実施形態における圧力制御部１３の構成を示す図である。

本実施形態では、図９に示すように、メニスカス制御部２７と並列に負圧源１３１および正圧源１３２が配置されている。メニスカス制御部２７と収容部１６との間には第１の制御弁１３３が設けられている。メニスカス制御部２７とは別に、収容部１５に接続された配管の先に、負圧源１３１と正圧源１３２が並列に接続されている。負圧源１３１と正圧源１３２のそれぞれには第３の制御弁１３５および第４の制御弁１３６が設けられており、その先で合流する。さらにその先の収容部１６との間には第２の制御弁１３４が設けられている。

本実施形態における第１の制御弁１３３の役割は、負圧状態および正圧状態に切り替えるために、微負圧状態を維持しているメニスカス制御部２７を大気開放状態から閉鎖するという目的においては、第２の実施形態の場合と同じである。また、それ以外の圧力制御部については、配管内に供給される流体が気体か液体かが異なるのみで、基本的な役割は第２の実施形態と同じである。

そのため、クリーニング動作のフローチャートは、第２の実施形態の動作を示す図７と同様である。

（他の実施形態）
また本発明は、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できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

８：吐出物、１０：液体吐出装置、１１：吐出部、１２：収容容器、１３：圧力制御部、１４：分離膜、１５，１６：収容部、１８：エネルギー発生素子、１９：吐出口、２０：小液室、２１：供給口

Claims (22)

1. 吐出物を収容する収容部と、
   前記収容部と連通し、前記収容部に収容された吐出物を吐出するための吐出口と、
   前記吐出口と前記収容部とを連通させる小液室と、
   前記収容部に収容された吐出物の圧力を制御するための圧力制御手段と、を備え、
   前記圧力制御手段は、吐出物の圧力を、第１の負圧状態から、該第１の負圧状態よりも負圧が大きい第２の負圧状態に移行させ、その後に第３の正圧状態に移行させるように制御し、
   前記圧力制御手段は、前記第１の負圧状態を発生させるための第１の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部とは独立に前記収容部に接続され、前記第２の負圧状態を発生させるための第２の圧力発生部と、前記第１および第２の圧力発生部とは独立に前記収容部に接続され、前記第３の正圧状態を発生させるための第３の圧力発生部とを有することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記第１の負圧状態は、前記吐出口において前記吐出物のメニスカスを維持するための負圧を発生させる状態であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第２の負圧状態は、前記吐出口のメニスカス力よりも大きい負圧を発生させる状態であ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. 前記第３の正圧状態は、前記吐出口から前記吐出物を排出させるための正圧を発生させる状態であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記第１の圧力発生部と前記収容部との間に第１の制御弁が配置され、前記第２の圧力発生部と前記収容部との間に第２の制御弁が配置され、前記第３の圧力発生部と前記収容部との間に第３の制御弁が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
6. 前記圧力制御手段は、前記第１の制御弁と前記第３の制御弁を閉鎖し、前記第２の制御弁を開放することにより、前記第２の負圧状態を形成し、前記第１の制御弁と前記第２の制御弁を閉鎖し、前記第３の制御弁を開放することにより、前記第３の正圧状態を形成することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 吐出物を収容する収容部と、
   前記収容部と連通し、前記収容部に収容された吐出物を吐出するための吐出口と、
   前記吐出口と前記収容部とを連通させる小液室と、
   前記収容部に収容された吐出物の圧力を制御するための圧力制御手段と、を備え、
   前記圧力制御手段は、吐出物の圧力を、第１の負圧状態から、該第１の負圧状態よりも負圧が大きい第２の負圧状態に移行させ、その後に第３の正圧状態に移行させるように制御し、
   前記圧力制御手段は、前記第１の負圧状態を発生させるための第１の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部に接続され、前記第２の負圧状態を発生させるための第２の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部に接続され、前記第３の正圧状態を発生させるための第３の圧力発生部とを有することを特徴とする液体吐出装置。
8. 前記第２の圧力発生部は第２の配管を有し、前記第３の圧力発生部は第３の配管を有し、前記第２の配管と前記第３の配管が合流した第１の配管が前記第１の圧力発生部に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記第２の配管に第３の制御弁が配置され、前記第３の配管に第４の制御弁が配置され、前記第１の配管に第２の制御弁が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記圧力制御手段は、前記第２の制御弁と前記第４の制御弁を閉鎖して前記第３の制御弁を開放し、その後に前記第３の制御弁を閉鎖し、さらに前記第２の制御弁を開放することにより、前記第２の負圧状態を形成することを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
11. 前記圧力制御手段は、前記第２の制御弁と前記第３の制御弁を閉鎖して前記第４の制御弁を開放し、その後に前記第４の制御弁を閉鎖し、さらに前記第２の制御弁を開放することにより、前記第３の正圧状態を形成することを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
12. 前記第１の圧力発生部の内部の圧力を検出するための第１の検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
13. 前記第１の配管の内部の圧力を検出するための第２の検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
14. 吐出物を収容する収容部と、
    前記収容部と連通し、前記収容部に収容された吐出物を吐出するための吐出口と、
    前記吐出口と前記収容部とを連通させる小液室と、
    前記収容部に収容された吐出物の圧力を制御するための圧力制御手段と、を備え、
    前記圧力制御手段は、吐出物の圧力を、第１の負圧状態から、該第１の負圧状態よりも負圧が大きい第２の負圧状態に移行させ、その後に第３の正圧状態に移行させるように制御し、
    前記圧力制御手段は、前記第１の負圧状態を発生させるための第１の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部とは独立に前記収容部に接続され、前記第２の負圧状態を発生させるための第２の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部とは独立に前記収容部に接続され、前記第３の正圧状態を発生させるための第３の圧力発生部とを有することを特徴とする液体吐出装置。
15. 前記第２の圧力発生部は第２の配管を有し、前記第３の圧力発生部は第３の配管を有し、前記第２の配管と前記第３の配管が合流した第１の配管が前記収容部に接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。
16. 前記第２の配管に第３の制御弁が配置され、前記第３の配管に第４の制御弁が配置され、前記第１の配管に第２の制御弁が配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出装置。
17. 前記第１乃至第３の配管には、液体が供給されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の液体吐出装置。
18. 前記収容部に接続され、前記吐出物を循環するポンプと、前記吐出物を濾過するフィルタとをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
19. 前記吐出物を脱気するための脱気手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
20. 前記第３の正圧状態から前記第１の負圧状態へ移行した後、前記吐出口を有する吐出面の残液を回収する回収手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
21. 前記吐出口の吐出の異常を検出する異常検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
22. 請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の液体吐出装置と、
    前記液体吐出装置により基板上に塗布したインプリント材に、パターンを有するモールドを押し付けて成形し、前記インプリント材を硬化させた後に、モールドを離型させる成形手段と、
    を備えることを特徴とするインプリント装置。