KR102099196B1 - 액체 토출 장치, 임프린트 장치, 및 부품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

토출구 어레이가 제공되는 토출구면을 갖는 헤드로서, 토출구 어레이는 액체를 토출하며 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 토출구를 포함하는, 헤드; 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 흡입구; 및 흡입구가 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태하에서 흡입구가 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동하게 하는 제어 유닛을 포함하는 액체 토출 장치가 제공된다.

Description

액체 토출 장치, 임프린트 장치, 및 부품 제조 방법

본 발명은 액체를 토출하도록 구성되는 액체 토출 헤드를 포함하는 액체 토출 장치, 임프린트 장치, 및 부품 제조 방법에 관한 것이다.

액체를 토출하도록 구성되는 토출구(이하, "노즐"이라 칭함)를 갖는 액체 토출 헤드(이하 간단히 "헤드"라 칭함)를 포함하는 액체 토출 장치가 알려져 있다. 최근, 이 액체 토출 장치는 다양한 분야, 예를 들어 잉크젯 기록 장치에 사용된다.

액체 토출 장치의 액체 토출 헤드의 토출 특성을 유지하기 위해서는, 노즐이 형성된 노즐면에 부착된 부착물(액체 또는 잔류물 등의 이물)을 제거(클리닝 동작)할 필요가 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1(도 9 참조)에는, 잉크젯 헤드(201)의 노즐(202)이 형성된 노즐면(203)에 부착되는 부착물을 제거하기 위해서 공기 취출 노즐(204)을 사용하는 구성이 개시되어 있다.

구체적으로는, 특허 문헌 1에는, 이동 방향을 따라 이동하는 공기 취출 노즐(204)로부터 노즐면(203)에 공기가 취출됨으로써, 노즐면(203)에 부착된 부착물을 이동(제거)시킨다. 또한, 공기 취출 노즐(204)에 의해 이동된 부착물은 노즐면(203)으로부터 멀리 배치된 공기 흡입 노즐(205)에 의해 수집된다.

노즐은 종종 노즐면에 어레이로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, 복수의 노즐이 노즐면(203)의 제1 어레이(202a) 및 제2 어레이(202b)의 제1 방향을 따라 배치된다. 노즐면(203)이 클리닝될 때, 공기 취출 노즐(204)은 제1 방향을 따라 이동하면서 공기를 취출하도록 구성됨으로써, 이물(30(a)) 및 이물(30(b))을 제거한다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

PTL 1: 일본 특허 출원 공개 번호 2004-174845

공기 취출 노즐(204)이 클리닝 동작 동안 제1 방향을 따라 좌측에서 우측으로 이동할 때, 공기 취출 노즐(204)은 두 개 이상의 노즐(202)의 전방부의 영역을 통과한다. 따라서, 이동 방향의 상류측의 노즐(202)에서 발생된 이물(30(a))이 공기 취출 노즐(204)에 의해 하류측을 향해 이동될 때에도, 이물(30(a))은 다시 하류측의 노즐(202)에 인입될 수 있다. 즉, 상류측의 노즐에서 발생된 이물은 역으로 클리닝 동작에 의해 하류측의 노즐을 더럽힐 수 있다.

본 발명의 목적은 토출구면의 부착물을 효율적으로 제거할 수 있는 액체 토출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 토출구 어레이가 제공되는 토출구면을 갖는 헤드로서, 상기 토출구 어레이는 액체를 토출하며 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 토출구를 포함하는, 헤드; 상기 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 흡입구; 및 상기 흡입구가 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태하에서 상기 흡입구가 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이동하게 하는 제어 유닛을 포함하는 액체 토출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 토출구 어레이가 제공되는 토출구면을 갖는 헤드로서, 상기 토출구 어레이는 액체를 토출하며 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 토출구를 포함하는, 헤드; 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 흡입구; 상기 흡입구가 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태하에서 상기 흡입구가 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이동하게 하는 제어 유닛; 및 헤드에 의해 액체가 토출된 기판의 하나의 표면과 오목볼록 패턴이 형성된 몰드의 표면을 서로 접촉시킴으로써 몰드의 오목볼록 패턴에 대응하는 패턴을 기판의 하나의 표면에 형성하는 패터닝 유닛을 포함하는, 임프린트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 임프린트 장치의 사용을 통해 기판을 포함하는 부품을 제조하는 방법으로서, 상기 임프린트 장치는 토출구 어레이가 제공되는 토출구면을 갖는 헤드로서, 상기 토출구 어레이는 액체를 토출하며 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 토출구를 포함하는 헤드; 및 흡입구를 포함하며, 상기 방법은, 상기 흡입구가 상기 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태하에서 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 상기 흡입구를 이동시킴으로써 상기 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 단계; 상기 흡입 동작 후에 상기 헤드에 의해 상기 기판의 표면에 액체를 도포하는 단계; 액체가 도포된 기판의 표면과 오목볼록 패턴이 형성된 몰드의 표면을 서로 접촉시킴으로써 상기 기판의 표면에 몰드의 오목볼록 패턴에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 패턴이 형성된 기판을 처리하는 단계를 포함하는, 부품 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 토출 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 토출 장치의 변형예의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 토출 장치의 액체 토출 동작 동안의 상태의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 토출 장치의 토출구면의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입구의 이동 방향 및 토출구의 배치 사이의 관계의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체 토출 장치의 흡입구의 이동 방향과 토출구의 배치 사이의 관계의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체 토출 장치의 흡입구의 이동 방향과 토출구의 배치 사이의 관계의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 임프린트 장치의 개념도이다.
도 9는 잉크젯 헤드를 위한 관련 기술의 클리닝 장치의 예시도이다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 관련 기술의 클리닝 동작의 예시도이다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부의 도면에 따라 상세하게 설명한다.

[제1 실시예]

이제, 본 발명의 제1 실시예를 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다. 제1 실시예에서, 잉크를 토출하도록 구성되는 잉크젯 기록 장치(이하 "토출 장치"라 칭함)를 본 발명의 액체 토출 장치의 일례로서 설명한다. "제1 실시예의 토출 장치에서 사용되는 "잉크"는 본 발명의 액체 토출 장치에서 사용되는 "액체"의 일례이다.

도 1은 제1 실시예의 토출 장치(액체 토출 장치)의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서, 토출 장치(100)는 주로 잉크(액체)를 토출하도록 구성되는 헤드(1), 잉크를 수용하는 제1 탱크(2), 및 압력 조정 유닛(80)을 포함한다. 토출 장치(100)는 기록 매체(91)를 반송하도록 구성되는 반송 유닛(92) 및 반송 유닛(92)을 지지하도록 구성되는 지지부(93)를 더 포함한다. 기록 매체(91)는 흡입 유닛(도시되지 않음)에 의한 흡입을 통해 반송 유닛(92)에 보유지지된다.

제1 실시예에서, 헤드(1), 반송 유닛(92), 흡입 유닛, 압력 조정 유닛(80), 및 다른 기구는 제어 유닛(84)에 의해 제어된다(도 3 참조). 제어 유닛은 예를 들어 CPU로 구성될 수 있다.

제1 탱크(2)는 실질적 밀봉 상태의 직육면체 케이싱(20)을 포함하며, 헤드(1)는 케이싱(20)의 저부에 장착된다. 제1 탱크(2)는 대기 연통구를 갖지 않는다. 케이싱(20)의 저면에, 헤드(1)는 토출구(101)가 형성된 토출구면(10)을 갖는다.

케이싱(20) 내측에서, 가요성을 갖는 가요성 필름(23)(가요성 부분)이 수직 방향으로 형성됨으로써, 제1 탱크(2)의 내부 공간을 제1 챔버(21) 및 제2 챔버(22)로 구획한다. 제1 챔버(21)는 케이싱(20)의 저부에 장착된 헤드(1)의 내측과 연통하며, 헤드(1)에 공급될 잉크를 수용한다. 제2 챔버(22)는 압력 조정 유닛(80)과 연통하며, 작동 액체를 수용한다.

압력 조정 유닛(80)은 작동 액체 완충부(81), 연통 채널(82) 및 펌프(83)를 포함한다. 작동 액체 완충부(81)는 연통 채널(82)을 통해 제2 챔버(22)와 연통한다.

압력 조정 유닛(80)은 작동 액체 완충부(81)의 압력을 검출하도록 구성되는 압력 센서(도시되지 않음)를 더 포함한다. 채널을 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전환할 수 있는 온-오프 밸브가 연통 채널(82)에 제공된다.

제1 실시예에서, 제1 챔버(21)는 잉크로 충전되는 반면, 제2 챔버(22)는 작동 액체로 충전된다. 또한 작동 액체 완충부(81) 및 연통 채널(82)의 각각은 작동 액체로 충전된다. 따라서, 작동 액체 완충부(81) 및 헤드(1)는 그들 사이에서 압력이 전달가능하도록 구성된다. 그러므로, 작동 액체 완충부(81)의 압력이 압력 센서의 사용을 통해 검출됨으로써, 헤드(1)의 압력에 대한 정보가 획득될 수 있다.

펌프(83)는 작동 액체 완충부(81)에 제공된다. 작동 액체 완충부(81)의 압력은 펌프(83)의 작동을 통해 조정될 수 있다. 즉, 압력 조정 유닛(80)(펌프(83))은 가압 또는 감압을 통해 헤드(1)의 압력을 자유롭게 제어할 수 있다. 펌프(83)를 구동하도록 구성되는 구동 기구(도시되지 않음)가 제어 유닛에 의해 제어된다.

압력 조정 유닛(80)은 작동 액체를 제2 챔버(22)에 공급하도록 구성되는 작동 액체 공급부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 탱크(2)(제1 챔버(21))의 잉크가 기록 동작 동안 헤드(1)로부터의 잉크의 토출을 통해 소비될 때, 제1 챔버(21)의 잉크의 체적은 감소된다. 잉크의 체적의 감소와 함께, 가요성 필름(23)은 제2 챔버(22)의 체적이 증가하도록 변형된다. 작동 액체 공급부에 의한 제2 챔버(22)에의 작동 액체의 공급(보충)을 통해, 시스템의 압력은 더 안정적으로 유지될 수 있다.

제1 실시예에서, 제1 챔버(21)의 잉크의 것과 실질적으로 동일한 밀도를 갖는 액체가 제2 챔버(22)의 작동 액체로서 채용된다. 작동 액체 및 잉크(토출될 액체)는 밀도가 실질적으로 동일하며, 따라서 헤드(1)의 압력은 더 안정적으로 제어될 수 있다. 작동 액체는 비압축성을 갖는 물질이다. 예를 들어, 물 또는 겔 유사 물질 같은 액체가 작동 액체로서 사용될 수 있다.

제1 실시예에서, 클리닝 유닛(7)은 토출 장치(100)의 토출 성능을 유지(회복)하도록 헤드(1)의 토출구면(10)을 클리닝하도록 구성되는 기구이다.

구체적으로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 클리닝 유닛(7)은 흡입 노즐(71)(흡입구), 흡입 팬(72)(압력 제어 유닛), 및 액체 수용부(73)를 포함한다. 클리닝 유닛(7)은 흡입 노즐(71)을 반송하도록 구성되는 반송 유닛(70), 및 반송 유닛(70)을 지지하도록 구성되는 지지부(93A)를 더 포함한다.

반송 유닛(70)은 제어 유닛에 의해 제어된다. 흡입 노즐(71)(흡입구)의 압력은 흡입 팬(72)에 의해 제어된다. 흡입 노즐(71)의 압력은 예를 들어 -0.05 kPa 내지 -0.5 kPa의 범위 내로 설정될 수 있다.

제1 실시예에서, 흡입 노즐(71)은 수직 방향으로 배치된다. 또한, 흡입 노즐(71)은, 토출구면(10)에 대한 흡입 동작을 실행할 때, 흡입 노즐(71)의 개방면(711)과 헤드(1)의 토출구면(10) 사이에 미리정해진 거리가 고정되도록 배치된다. 미리정해진 거리는 예를 들어 0.1 mm 내지 1.0 mm의 범위 내로 설정될 수 있다.

흡입 노즐(71)은 반송 유닛(70)에 의해 토출구면(10)을 따라 이동가능하다. 따라서, 흡입 노즐(71)은 그 이동에 따라 토출구면(10)의 액체 또는 부착물을 흡입(제거)할 수 있다. 흡입 노즐(71)의 이동 속도는 예를 들어 1 mm/초 내지 10 mm/초의 범위 내로 설정될 수 있다.

도 2는 제1 실시예에 따른 토출 장치의 클리닝 유닛(7)의 변형예의 도시이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 클리닝 유닛(7)은 압축 공기를 취출하도록 구성되는 취출 노즐(74)(취출구) 및 취출 팬(75)(압력 제어 유닛)을 더 포함할 수 있다. 취출 노즐(74)은 흡입 노즐(71) 부근에 배치될 수 있다. 취출 노즐(74)(취출구)의 압력은 취출 팬(75)에 의해 제어될 수 있다.

예를 들어, 취출 노즐(74)은 흡입 동작 동안 그 이동 방향에서 흡입 노즐(71) 뒤에 위치되도록 흡입 노즐(71) 부근에 배치될 수 있다. 또한, 취출 노즐(74)의 개방면(741)이 흡입 노즐(71)을 향해 경사지도록 제공될 수 있다. 따라서, 토출구면(10)과 각각의 잉크 액적 사이의 접촉 각도가 증가될 수 있고, 이에 의해 토출구면(10)의 부착물을 더 용이하게 이동 및 제거할 수 있다.

취출 노즐(74)의 압력은 예를 들어 +0.01 kPa 내지 +0.5 kPa의 범위 내로 설정될 수 있다.

도 3은 제1 실시예에 따른 토출 장치의 기록 동작(잉크 토출 동작) 동안의 상태의 도시이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 압력 조정 유닛(80)은 제어 유닛(84)(CPU)에 의해 제어된다. 따라서, 헤드(1)의 내측은 기록 동작 동안 부압의 상태로 안정적으로 유지된다.

기록 동작은 헤드(1)에 의한 기록 매체(91)에의 잉크(액체)의 토출을 통해 행해진다. 제1 실시예에서, 이상 검출 유닛(85)이 제1 탱크(2)에 제공됨으로써, 토출 장치(100)의 이상을 검출할 수 있다.

이제, 흡입 노즐(71)의 이동 방향과 토출구면의 토출구의 배치 사이의 관계를 도 4 및 도 5를 참고하여 설명한다.

도 4는 제1 실시예에 따른 토출 장치의 토출구면(10)의 개념도이다. 도 4는 도 2에 도시된 화살표 A의 방향에서 본 토출구면(10)의 상태의 도시이다.

도 5는 제1 실시예에 따른 흡입 노즐(71)의 이동 방향과 토출구(101)의 배치 사이의 관계의 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 토출구면(10)은 토출구 어레이(101c, 101a, 101d, 101b)를 포함하며, 각각의 어레이에서 잉크(액체)를 토출하도록 구성된 복수의 토출구(101)가 제1 방향(X)을 따라 배치되어 있다. 즉, 네 개의 토출구 어레이(101c, 101a, 101d, 101b)를 형성하는 복수의 토출구(101)가 스태거형(staggered) 패턴으로 토출구면(10)에 배치된다. 제1 실시예에서, 동일한 어레이의 토출구는 동일한 간격으로 배치되며, 각각의 토출구 어레이 또한 동일한 간격으로 배치된다.

구체적으로는, 각각 복수의 토출구(101)가 제1 방향(X)을 따라 배치되어 있는 토출구 어레이는 또한 제1 방향에 직교하는 방향(Y)을 따라 제1 어레이(101c), 제2 어레이(101a), 제3 어레이(101d) 및 제4 어레이(101b)의 순서로 토출구면(10)에 배열된다. 즉, 복수의 토출구 어레이(101c, 101a, 101d, 101b)가 토출구면(10)에 배치된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 직교 방향(Y)(즉, 제2 방향)에서 볼 때, 제1 내지 제4 어레이의 토출구(101)는 비중첩 위치에 배치된다.

제1 실시예에서, 흡입 노즐(71)은 제1 방향(X)에 직교하는 방향(Y)에 대응하는 제2 방향으로 반송 유닛(70)에 의해 이동된다. 즉, 흡입 노즐(71)은 제1 어레이(101c), 제2 어레이(101a), 제3 어레이(101d), 및 제4 어레이(101b)에 대해 기재된 순서로 흡입 동작을 행하도록 제2 방향을 따라 이동된다.

도 5로부터 이해되는 바와 같이, 제1 어레이(101c)의 토출구(c)의 전방부의 영역(즉, 토출구에 대향하는 위치)을 통과하는 흡입 노즐(71)의 부분, 및 제2 어레이(101a)의 토출구(a)의 전방부의 영역을 통과하는 흡입 노즐(71)의 부분은 서로 상이하다.

즉, 제1 어레이(101c)의 토출구(c)의 전방부의 영역을 통과한 흡입 노즐(71)의 부분은, 제2 어레이(101a)의 토출구(a)가 배치되지 않은 위치(즉, 토출구가 배치되지 않은 위치에 대향하는 위치)의 전방부의 영역을 통과한다.

제1 어레이(101c) 및 제2 어레이(101a)의 토출구(c, a)의 전방부의 영역을 통과한 흡입 노즐(71)의 부분은 또한 제3 어레이(101d)의 토출구(d)가 배치되지 않은 위치의 전방부의 영역을 통과한다.

그리고, 제1 어레이(101c), 제2 어레이(101a) 및 제3 어레이(101d)의 토출구(c, a, d)의 전방부의 영역을 통과한 흡입 노즐(71)의 부분은 제4 어레이(101b)의 토출구(b)가 배치되지 않은 위치의 전방부의 영역을 통과한다.

제2 방향에서 볼 때, 제1 내지 제4 어레이의 토출구(101)는 비중첩 위치에 배치된다. 그러므로, 흡입 노즐(71)의 동일한 부분은 두 개 이상의 토출구의 전방부의 영역을 통과하지 않는다. 따라서, 상류측의 토출구에서 발생한 부착물은 하류측의 토출구를 더럽히지 않는다. 따라서, 토출구면은 효율적으로 클리닝될 수 있다.

제1 실시예에서, 흡입 노즐(71)의 이동 방향에 대응하는 제2 방향은 제1 방향에 직교하는 방향으로 설정되지만, 제2 방향은 직교 방향일 필요는 없다. 즉, 제2 방향은, 제1 어레이(101c)의 임의의 토출구(101)의 전방부의 영역을 통과한 흡입 노즐(71)의 미리정해진 부분이 제2 어레이(101a) 내지 제4 어레이(101b)의 각각의 임의의 토출구(101)의 전방부의 영역을 통과하지 않는 한, 제1 방향(X)에 직교하는 방향(Y)에 관해 미리정해진 각도로 설정될 수 있다. 미리정해진 각도는 동일한 토출구 어레이의 인접하는 토출구 사이의 거리 및 인접하는 토출구 어레이 사이의 거리에 기초하여 계산될 수 있다.

제1 실시예에서, 흡입 노즐(71)의 길이(개방 폭)는 토출구 어레이의 길이 이상으로 설정된다. 따라서, 토출구면(10)은 반송 유닛(70)의 한 번의 이동 동작을 통해 흡입 노즐(71)에 의해 클리닝될 수 있다. 흡입 노즐(71)의 길이가 토출구 어레이의 길이보다 작은 경우, 토출구면(10)은 복수의 회의 이동 동작을 통해 클리닝될 수 있다.

제어 유닛(84)은, 흡입 노즐(71)이 토출구면(10)으로부터 멀리 이격되어 있는 상태하에서 흡입 노즐(71)이 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이동하게 하도록 구성되며, 이에 의해 토출구면(10)의 잉크 같은 부착물을 제거할 수 있다.

제1 실시예에서, 클리닝 동작(흡입 동작)이 행해지기 전에, 헤드의 압력은 토출 동작 동안 설정되어 있는 압력(부압)에 관해 정압 방향으로 변경될 수 있다. 따라서, 토출구면(10)의 잉크의 메니스커스의 상태는 "오목"에서 "볼록"으로 변경될 수 있다. 따라서, 클리닝 동작(흡입 동작)이 행해질 때, 토출구(101) 안으로의 부착물의 인입은 더 억제되고, 따라서 부착물을 더 효과적으로 제거할 수 있다.

제1 실시예에서, 제1 탱크(2)(제1 챔버(21) 및 제2 챔버(22))는 서로 근접한 밀도를 갖는 잉크 및 작동 액체로 충전된다. 그러므로, 케이싱(20)에서 어떠한 충격이 발생하더라도, 진동은 효과적으로 억제된다. 결과적으로 헤드(1)의 내측은 부압의 상태에서 안정적으로 유지된다.

제1 실시예에서, 가요성 필름(23)은 케이싱의 상면, 하면, 및 측면에 연결되고, 따라서 케이싱을 제1 챔버(21) 및 제2 챔버(22)를 형성하도록 구획한다. 그러나, 가요성 필름(23)은 다른 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 가요성 필름(23)은 잉크를 수용하는 제1 챔버(21)가 작동 액체를 수용하는 제2 챔버(22)에 의해 실질적으로 둘러싸이도록 케이싱(20)에 배치될 수 있다. 즉, 가요성 필름(23)은 잉크를 수용하는 제1 챔버(21)(공간)가 가요성 필름(23)에 의해 둘러싸이도록 케이싱(20)에 배치될 수 있다.

액체 접촉 특성 및 다른 인자의 관점에서, 잉크(제1 챔버에 수용되는 액체)의 특성에 적합한 부재가 제1 실시예에서 사용될 가요성 필름(23)을 위해 선택되는 것이 바람직하다.

제1 실시예에서, 헤드(1)가 제1 탱크(2)의 케이싱(20)의 하부에 일체적으로 장착되는 구성이 설명된다. 그러나, 헤드(1) 및 제1 탱크(2)는 개별적으로 구성될 수 있으며, 헤드(1) 및 제1 탱크(2)(제1 챔버(21))는 연결 튜브의 사용을 통해 서로 연결될 수 있다.

제1 실시예에서, 제1 탱크(2) 및 압력 조정 유닛(80)이 서로 분리가능(제거가능)하도록 제1 탱크(제2 챔버(22))와 압력 조정 유닛(80) 사이의 채널(연통 채널(82))에 접합부가 제공될 수 있다.

제1 실시예에서, 액체 토출 장치는 잉크를 토출하도록 구성되는 잉크젯 기록 장치를 일례로 하여 설명된다. 그러나, 본 발명은 예를 들어 도전성 액체 또는 UV 경화성 액체 같은 액체를 토출하도록 구성되는 액체 토출 장치에 대해 적절하게 변형 및 적용될 수 있다.

[제2 실시예]

이제, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다.

제2 실시예에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 잉크젯 기록 장치(이하, "토출 장치"라 칭함)가 액체 토출 장치의 일례로서 설명된다.

도 6은 제2 실시예에 따른 액체 토출 장치에서의 흡입 노즐의 이동 방향과 토출구(101)의 배치 사이의 관계의 개념도이다.

제2 실시예에서는, 두 개의 토출구 어레이로서 스태거형 패턴으로 토출구면(10)에 배치된 토출구(101)에 대해 흡입 노즐(71)에 의해 흡입이 실행될 때의 흡입 노즐(71)의 이동 방향에 대응하는 제2 방향의 범위를 설정하는 방법에 대해서 설명한다.

제2 실시예에서, 토출구면(10)의 토출구 어레이는 제1 어레이(101b) 및 제2 어레이(101a)로서 규정된다. 흡입 노즐(71)은 흡입 동작을 행하도록 제1 어레이(101b) 및 제2 어레이(101a)의 순서로 이동된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 직교 방향(Y)에서 볼 때, 상류측의 토출구(b2)는 하류측의 두 개의 인접하는 토출구(a1 및 a2) 사이에 위치된다. 제2 방향은 토출구(a1)와 토출구(b2)를 연결하는 선과 토출구(a2)와 토출구(b2)를 연결하는 선 사이에 규정된 각도(α)의 범위 내로 설정될 수 있다. 토출구(101)의 크기를 무시할 수 없을 경우, 각도(α)는 토출구(101)의 크기에 따라 적절하게 조정될 수 있다.

복수의 토출구 어레이의 토출구가 제1 위치에서 비중첩 위치에 배치되는 경우, 제2 방향은 제1 방향에 직교하도록 설정될 수 있거나 직교 방향을 포함하는 각도(α)의 범위 내로 설정될 수 있다.

각도(α)의 범위 내의 제2 방향의 설정을 통해, 두 개 이상의 토출구가 흡입 노즐(71)의 이동 방향으로 배치되지 않으며, 상류측의 토출구에서 발생하는 부착물이 하류측의 토출구에 영향을 주지 않는다.

[제3 실시예]

이제, 본 발명의 제3 실시예에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다.

제3 실시예에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 잉크젯 기록 장치(이하, "토출 장치"라 칭함)가 액체 토출 동작의 일례로서 설명된다.

도 7은 제3 실시예에 따른 액체 토출 장치에서의 흡입 노즐의 이동 방향과 토출구의 배치 사이의 관계의 개념도이다.

제3 실시예에서는, 두 개의 토출구 어레이로서 스태거형 패턴으로 토출구면(10)에 배치된 토출구(101)에 대해 흡입 노즐(71)에 의해 흡입이 실행될 때의 흡입 노즐(71)의 이동 방향에 대응하는 제2 방향의 범위를 설정하는 방법에 대해서 설명한다.

제3 실시예에서, 토출구면(10)의 토출구 어레이는 제1 어레이(101b) 및 제2 어레이(101a)로서 규정된다. 흡입 노즐(71)은 흡입 동작을 행하도록 제1 어레이(101b) 및 제2 어레이(101a)의 순서로 이동된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 직교 방향(Y)에서 볼 때, 상류측의 토출구(b2)는 하류측의 토출구(a2)와 중첩하며 토출구(a1 및 a3) 사이에 위치된다.

제2 방향은 토출구(a1)와 토출구(b2)를 연결하는 선과 토출구(a2)와 토출구(b2)를 연결하는 선 사이에 규정된 각도(β1)의 범위 내로 설정될 수 있다. 대안적으로, 제2 방향은 토출구(a2)와 토출구(b2)를 연결하는 선과 토출구(a3)와 토출구(b2)를 연결하는 선 사이에 규정된 각도(β2)의 범위 내로 설정될 수 있다. 토출구의 크기를 무시할 수 없을 경우, 각도(β1 및 β2) 각각은 토출구(101)의 크기에 따라 적절하게 조정될 수 있다.

복수의 토출구 어레이의 토출구가 제1 방향에서 중첩 위치에 배치될 때, 제2 방향은 제1 방향에 직교하는 방향에 관해 경사지도록 설정될 수 있다.

각도(β1 또는 β2)의 범위 내의 제2 방향의 설정을 통해, 두 개 이상의 토출구가 흡입 노즐(71)의 이동 방향으로 배치되지 않으며, 상류측의 토출구에서 발생하는 부착물이 하류측의 토출구에 영향을 주지 않는다.

[제4 실시예]

이제, 도 8을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 대해서 설명한다. 도 8은 제4 실시예에 따른 임프린트 장치의 개념도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 임프린트 장치(200)는 주로 액체 토출 장치(100A) 및 패터닝 부분(패터닝 유닛)(900)을 포함한다.

액체 토출 장치(100A)는 기본적으로 제1 실시예의 토출 장치(100)의 구성과 동일한 구성을 갖는다(도 1 참조). 제4 실시예에서, 제1 탱크(2)의 제1 챔버(21)는 제1 챔버(21)와 연통하는 헤드(1)로부터 웨이퍼 기판(91A)(기판)에 토출되는 광경화성 레지스트를 수용한다. 제2 챔버(22)는 레지스트의 밀도에 근접하는 밀도를 갖는 작동 액체로 충전된다.

제4 실시예에서, 레지스트는 광경화성을 갖는 수지로 이루어지지만, 광경화성을 갖는 다른 물질(액체)로 이루어질 수 있다. 또한, 제4 실시예에서, 10㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 단층 또는 다층 필름이 가요성 필름(23)으로서 사용된다. 가요성 필름(23)은 레지스트에 대해 화학적인 저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 플루오르 수지로 이루어진 PFA 필름이 사용될 수 있다. 가요성 필름(23)은 또한 액체 또는 기체의 투과를 방지하는 기능층을 가질 수 있다. 따라서, 제1 챔버(21)의 레지스트 또는 제2 챔버(22)의 작동 액체의 열화가 억제될 수 있다. 레지스트에 대해 화학적인 저항(안정성)을 가지며 또한 액체 또는 기체가 투과되기 어려운 특성을 갖는 필름이 가요성 부분으로서 적합할 수 있다.

패터닝 부분(900)은 주로 몰드(94) 및 노광 유닛(광 조사 유닛)(95)을 포함한다. 패터닝 부분(900)은 몰드(94)를 수직으로 이동시키도록 구성되는 이동 유닛(96)을 더 포함한다.

몰드(94)는 이동 유닛(96)의 개입을 통해 제1 보유지지부(97)에 의해 보유지지된다. 노광 유닛(95)은 제2 보유지지부(도시되지 않음)에 의해 보유지지된다.

몰드(94)는 광 투과 특성을 갖는 석영 재료로 이루어지며, 홈 유사 패턴(오목볼록 패턴)이 그 하나의 표면(하면) 측에 형성된다. 노광 유닛(95)은 몰드(94) 위에 배치되며 레지스트(R)를 경화시키기 위해서 몰드(94)를 통해 웨이퍼 기판(91A)의 레지스트(R)(패턴)을 조사할 수 있다.

이제, 제4 실시예의 임프린트 장치(200)의 사용을 통해 웨이퍼 기판(91A)의 표면에 레지스트(R)의 패턴을 형성하는 형성 단계에 대해서 설명한다. 웨이퍼 기판(91A)의 표면에 패턴을 형성하기 전에, 헤드(1)의 토출구면(10)은 상술한 각각의 실시예에서와 같이 미리 클리닝될 수 있다. 따라서, 토출구면에 부착된 부착물에 의한 패터닝 정밀도의 열화 및 부착물의 낙하로 인한 부품의 품질의 열화(결함 품의 발생) 같은 문제를 억제할 수 있다.

제4 실시예에서, 액체 토출 장치(100A)에 의해 레지스트(R)가 토출(도포)된 웨이퍼 기판(91A)의 상면 및 오목볼록 패턴이 형성된 몰드(94)의 하면은 서로 접촉하게 된다. 따라서, 몰드의 하면에 형성된 오목볼록 패턴에 대응하는 패턴이 웨이퍼 기판(91A)의 상면에 형성된다.

구체적으로는, 레지스트가 미리정해진 패턴으로 액체 토출 장치(100A)의 헤드(1)로부터 웨이퍼 기판(91A)의 상면에 토출(도포)된다(도포 단계).

그 후, 레지스트(패턴)가 도포된 웨이퍼 기판(91A)이 반송 유닛(92)에 의해 몰드(94) 아래의 위치로 반송된다.

몰드(94)는, 몰드(94)의 하면이 웨이퍼 기판(91A)의 상면에 형성된 레지스트(R)(패턴)에 대해 가압되도록 이동 유닛(96)에 의해 하방으로 이동된다. 따라서, 레지스트는 몰드(94)의 하면의 오목볼록 패턴을 형성하는 홈 유사 미세 패턴 안으로 채워지고 충전된다(패터닝 단계).

레지스트가 미세 패턴 안으로 충전된 상태하에서, 레지스트(R)는 광 투과 몰드(94)를 통해 노광 유닛(95)으로부터의 자외선에 의해 조사된다. 따라서, 레지스트의 패턴이 웨이퍼 기판(91A)의 표면에 형성된다(처리 단계).

패턴이 형성된 후, 몰드(94)는 이동 유닛(96)에 의해 상승되므로, 몰드(94)는 웨이퍼 기판(91A)에 형성된 패턴으로부터 분리된다. 웨이퍼 기판(91A)에 대한 패터닝 단계가 종료된다.

제1 실시예와 마찬가지로, 제4 실시예에서는, 제2 탱크(3)의 액체 레벨은 토출구면(10) 아래로 설정되고, 액체 레벨 조정 유닛(도시되지 않음)이 미리정해진 범위(H) 내로 제2 탱크의 액체 레벨을 조정할 수 있다. 따라서, 헤드(1)의 압력은 미리정해진 범위(부압) 내에서 안정적으로 제어될 수 있다. 또한, 헤드(1)로부터의 레지스트(액체)의 누설이 효과적으로 억제될 수 있으며, 또한 레지스트는 헤드(1)로부터 안정적으로 토출될 수 있다.

클리닝 동작이 행해질 때, 헤드(1)의 압력은 압력 조정 유닛(80)(압력 변경 유닛)에 의해 정압으로 변경되며, 따라서 토출구면에 부착된 부착물을 더 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 부품 제조 시에 비결함품의 비율이 증가될 수 있다.

제4 실시예에서, 제1 탱크(2)의 내부 공간은 서로 근접하는 밀도를 갖는 레지스트 및 작동 액체로 충전된다. 그러므로, 케이싱(20)에서 어떠한 충격이 발생하더라도, 진동은 효과적으로 억제된다. 결과적으로, 헤드(1)의 압력에 대한 진동의 영향이 감소되고, 따라서 부압의 상태에서 헤드(1)의 내측을 안정적으로 유지할 수 있다.

제4 실시예에서, 제2 챔버(22)에 충전된 작동 액체는 기체에 비해 주위 온도 및 압력의 변동에 의해 쉽게 영향을 받지 않는다. 따라서, 임프린트 장치(200) 주위의 주위 온도 및 압력이 변경되어도, 작동 액체의 체적은 거의 변동하지 않는다. 그러므로, 제1 챔버(21)와 연통하는 헤드(1)의 레지스트의 압력의 변동이 안전하게 억제된다.

임프린트 장치는 예를 들어 반도체 제조 장치, 및 반도체 집적 회로 디바이스, 액체 디스플레이 디바이스, MEMS 디바이스, 및 기타 디바이스를 제조하도록 구성되는 나노임프린트 장치에 적용가능하다. 기판으로서, 웨이퍼 기판(91A) 이외에 유리 플레이트 및 필름 유사 기판이 가용하다.

부품은 임프린트 장치의 사용을 통해 제조될 수 있다.

부품을 제조하는 방법은 임프린트 장치(헤드)의 사용을 통해 기판(예를 들어, 웨이퍼, 유리 플레이트, 또는 필름 유사 기판)에 레지스트를 토출하는 단계(도포 단계)를 포함할 수 있다.

부품을 제조하는 방법은 레지스트가 토출(도포)된 기판의 표면과 오목볼록 패턴이 형성된 몰드의 표면을 서로 접촉시킴으로써 기판의 표면에 몰드의 오목볼록 패턴에 대응하는 패턴을 형성하는 패터닝 단계를 더 포함할 수 있다.

부품을 제조하는 방법은 패턴이 형성된 기판을 처리하는 처리 단계를 더 포함할 수 있다. 기판을 처리하는 처리 단계로서, 부품을 제조하는 방법은 기판을 에칭하는 에칭 단계를 포함할 수 있다.

패터닝된 매체(기록 매체), 광학 소자, 또는 기타 디바이스(부품)를 제조할 때, 에칭 이외의 처리가 행해질 수 있다.

본 발명의 부품을 제조하는 방법에 따르면, 종래 기술의 부품을 제조하는 방법에 비해, 부품의 성능, 품질, 또는 생산성이 향상될 수 있으며, 생산 비용 또한 감소될 수 있다.

제4 실시예의 임프린트 장치는 또한 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치, 및 기타 산업 장치에도 적용될 수 있다. 제4 실시예에서, 예를 들어, i-선 또는 g-선을 포함하는 자외선을 방출하도록 구성되는 할로겐 램프 같은 광원이 노광 유닛(95)으로서 사용될 수 있지만, 다른 에너지(예를 들어, 열)를 발생시키도록 구성되는 발생 장치가 대신에 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 토출구면의 부착물은 효율적으로 제거될 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

본 출원은 그 전체가 본원에 참조로 통합되는 2015년 5월 22일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2015-104762의 이점을 청구한다.

Claims (13)

1. 액체 토출 장치이며,
   제1 방향을 따라 배열되어 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구를 갖는 제1 토출구 어레이 및 상기 제1 방향을 따라 배열되어 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구를 갖는 제2 토출구 어레이가 제공된 토출구면을 갖는 헤드로서, 상기 제1 토출구 어레이와 상기 제2 토출구 어레이가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 인접하는, 헤드;
   상기 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 흡입구; 및
   상기 흡입구가 상기 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태에서 상기 제2 방향에 있어서 상기 제1 토출구 어레이 측으로부터 상기 제2 토출구 어레이 측으로 상기 흡입구를 이동시키는 이동 유닛을 포함하고,
   복수의 토출구 어레이가 상기 제1 토출구 어레이 및 상기 제2 토출구 어레이를 포함하고, 상기 제2 방향으로 볼 때, 상기 복수의 토출구 어레이의 토출구들은, 각 토출구 어레이 간의 인접 여부에 관계 없이 서로 중첩하지 않는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 흡입구의 길이는 상기 복수의 토출구 어레이의 각각의 길이보다 긴, 액체 토출 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 토출구 어레이의 복수의 토출구 각각에 대향하는 위치를 통과하는 상기 흡입구의 부분 및 상기 제2 토출구 어레이의 복수의 토출구 각각에 대향하는 위치를 통과하는 상기 흡입구의 부분은 서로 다른, 액체 토출 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 직교하는, 액체 토출 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 직교하는 방향에 대하여 경사져 있는, 액체 토출 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 토출구면을 향하여 경사지도록 상기 제2 방향으로 상기 흡입구 뒤에 배치되고, 상기 토출구면으로 기체를 취출하는 취출구를 더 포함하는, 액체 토출 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 흡입구와 상기 취출구 중 하나의 압력을 제어하는 압력 제어 유닛을 더 포함하는, 액체 토출 장치.
9. 임프린트 장치이며,
   제1 방향을 따라 배열되어 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구를 갖는 제1 토출구 어레이 및 상기 제1 방향을 따라 배열되어 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구를 갖는 제2 토출구 어레이가 제공된 토출구면을 갖는 헤드로서, 상기 제1 토출구 어레이와 상기 제2 토출구 어레이가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 인접하고, 복수의 토출구 어레이가 상기 제1 토출구 어레이 및 상기 제2 토출구 어레이를 포함하고, 상기 제2 방향으로 볼 때, 상기 복수의 토출구 어레이의 토출구들은, 각 토출구 어레이 간의 인접 여부에 관계 없이 서로 중첩하지 않는 위치에 있는, 헤드;
   상기 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 흡입구;
   상기 흡입구가 상기 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태에서 상기 제2 방향에 있어서 상기 제1 토출구 어레이 측으로부터 상기 제2 토출구 어레이 측으로 상기 흡입구를 이동시키는 이동 유닛; 및
   상기 헤드에 의해 상기 액체가 토출된 기판의 하나의 표면과 오목볼록 패턴이 형성된 몰드의 표면을 서로 접촉시킴으로써 상기 기판의 하나의 표면에 상기 몰드의 오목볼록 패턴에 대응하는 패턴을 형성하는 패터닝 유닛을 포함하는, 임프린트 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 액체는 광경화성을 갖고,
    상기 패터닝 유닛은, 상기 패턴을 경화시키도록 상기 기판에 형성된 패턴을 광으로 조사하는 광 조사 유닛을 갖는, 임프린트 장치.
11. 임프린트 장치의 사용을 통해 기판을 포함하는 부품을 제조하는 방법이며,
    상기 임프린트 장치는,
    제1 방향을 따라 배열되어 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구를 갖는 제1 토출구 어레이 및 상기 제1 방향을 따라 배열되어 액체를 토출하도록 구성된 복수의 토출구를 갖는 제2 토출구 어레이가 제공된 토출구면을 갖는 헤드로서, 상기 제1 토출구 어레이와 상기 제2 토출구 어레이가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 인접하고, 복수의 토출구 어레이가 상기 제1 토출구 어레이 및 상기 제2 토출구 어레이를 포함하고, 상기 제2 방향으로 볼 때, 상기 복수의 토출구 어레이의 토출구들은, 각 토출구 어레이 간의 인접 여부에 관계 없이 서로 중첩하지 않는 위치에 있는, 헤드; 및
    흡입구를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 흡입구가 상기 토출구면으로부터 멀리 이격된 상태에서 상기 제2 방향에 있어서 상기 제1 토출구 어레이 측으로부터 상기 제2 토출구 어레이 측으로 상기 흡입구를 이동시킴으로써 상기 토출구면에 대해 흡입 동작을 행하는 단계;
    상기 흡입 동작 후에 상기 헤드에 의해 상기 기판의 표면에 액체를 도포하는 단계;
    상기 액체가 도포된 상기 기판의 표면과 오목볼록 패턴이 형성된 몰드의 표면을 서로 접촉시킴으로써 상기 기판의 표면에 상기 몰드의 오목볼록 패턴에 대응하는 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하는, 부품 제조 방법.
12. 삭제
13. 삭제

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