(57)【要約】【課題】型部材を破損することなく、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、高精度で微細な貫通孔を有する微細貫通孔構造体を製造する。【解決手段】微細貫通孔構造体の製造方法において、被加工体１１を保持する保持部材１０と、被加工体１１と対向して設けられ、被加工体１１に微細貫通孔を穿孔する転写パターン１３を形成した金型１２とを加熱する工程であって、保持部材１０と金型１２の少なくともいずれか一方を、所定の加熱温度まで加熱する加熱工程と、金型１２を被加工体１１に押込む押込み工程と、保持部材１０を加熱工程の加熱時における加熱温度より高い温度である膨張加熱温度まで加熱することで、保持部材１０を膨張させる膨張工程と、保持部材１０と金型１２とを冷却する冷却工程と、被加工体１１から金型１２を引き離す離型工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】        図１
2010125842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工体を保持する保持部材と、前記被加工体と対向して設けられ、前記被加工体に微細貫通孔を穿孔する転写パターンを形成した型部材とを加熱する工程であって、前記保持部材と前記型部材の少なくともいずれか一方を、所定の加熱温度まで加熱する加熱工程と、
前記型部材を前記被加工体に押込む押込み工程と、
前記保持部材を前記加熱工程の加熱時における前記加熱温度より高い温度である膨張加熱温度まで加熱することで、前記保持部材と前記被加工体とを膨張させる膨張工程と、
前記保持部材と前記型部材とを冷却する冷却工程と、
前記被加工体から前記型部材を引き離す離型工程と、
を含むことを特徴とする微細貫通孔構造体の製造方法。
【請求項２】
前記膨張工程における前記膨張加熱温度Ｔｂは、
Δｔ＝ｄ
を満たすように、前記保持部材の熱膨張率に合わせて設定されることを特徴とする請求項１に記載の微細貫通孔構造体の製造方法。
ここで、
Δｔ：前記膨張工程において、前記保持部材の前記型部材の押込み方向と同方向に膨張した厚さの増加分
ｄ：前記押込み工程において、前記型部材の前記被加工体への押込みが終了した際における前記転写パターンの先端部から、前記保持部材の前記被加工体を保持している側の面までの距離
とする。
【請求項３】
前記保持部材は、前記被加工体を保持している側の面の裏面側である底面と、前記底面と略垂直な面である側面の少なくともいずれか一方が拘束されていることを特徴とする請求項１または２に記載の微細貫通孔構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の微細貫通孔構造体の製造方法によって製造されたことを特徴とする微細貫通孔構造体。
【請求項５】
微細貫通孔から液滴を吐出する液滴吐出ノズルであることを特徴とする請求項４に記載の微細貫通孔構造体。
【請求項６】
微細貫通孔から液滴に含まる異物を取り除いて吐出する液滴吐出フィルタであることを特徴とする請求項４に記載の微細貫通孔構造体。
【請求項７】
請求項５に記載の液滴吐出ノズルと、
請求項６に記載の液滴吐出フィルタと、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク（液滴）を通過させる微細貫通孔が穿孔された微細貫通孔構造体と、該微細貫通孔構造体の製造方法、該微細貫通孔構造体が装着されたインクを吐出する液滴吐出ヘッド、および該液滴吐出ヘッドと記録媒体とを移動させながら、液滴吐出ヘッドから吐出するインクにより記録媒体に画像を記録する液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）に代表される微細構造体の製造方法として、従来の機械加工や光リソグラフィの限界に制限されない分解能を持つナノインプリントによる方法が一般に知られている。このナノインプリント法について、以下に説明する。
【０００３】
まず、一般的に熱インプリントと呼ばれているナノインプリント法について説明する（例えば、特許文献１参照）。図１０−１、図１０−２、図１０−３は、従来技術である特許文献１の発明の概要を示す説明図である。図１０−１に示すように、特許文献１の技術では、上部の表面にＰＭＭＡ（Poly  Methyl  Methacrylate：ポリメタクリル酸メチル樹脂）等のレジスト膜からなる被加工体１０１が形成された基板１０２と、２５ｎｍ程度以下の微細な凹凸状の転写パターン１０３が格子状に形成されたインプリント金型１０４とが対向して設けられている。
【０００４】
被加工体にパターンを形成する場合、まず、図１０−２に示すように、ガラス転移点以上にまで加熱することで軟化した被加工体１０１に、インプリント金型１０４を押し付ける。そして、図１０−３に示すように、ガラス転移点以下になるまで冷却することにより硬化させた被加工体１０１から、インプリント金型１０４を引き離す。このようにして、インプリント金型１０４の転写パターン１０３の形状を転写して被加工体１０１に反転パターンを形成している。
【０００５】
また、一般的に光インプリントと呼ばれているナノインプリント法について説明する（例えば、特許文献２参照）。図１１−１、図１１−２、図１１−３は、従来技術である特許文献２の発明の概要を示す説明図である。図１１−１に示すように、特許文献２の技術では、上部の表面にＵＶ（ultraviolet）硬化樹脂等のエネルギ線硬化性の物質からなる被加工体２０１が形成された基板２０２と、石英やパイレックス（登録商標）等の光透過性の材料からなり、微細な凹凸状の転写パターン形状２０３が格子状に形成されたインプリント金型２０４とが対向して設けられている。
【０００６】
被加工体にパターンを形成する場合、まず、図１１−２に示すように、被加工体２０１にインプリント金型２０４を押し付ける。その後、インプリント金型２０４を透して光Ｌを照射することで、図１１−３に示すように硬化させた被加工体２０１からインプリント金型２０４を引き離す。このようにして、インプリント金型２０４の転写パターン２０３の形状を転写して被加工体２０１に反転パターンを形成している。
【０００７】
これらのナノインプリント法により転写パターンの形状が転写された被加工体は、基板のエッチング用マスクとして利用することができる。また、基板をドライエッチングやウェットエッチングにより除去することにより、分離された被加工体そのものを微細構造体として利用することもできる。
【０００８】
以上のように、ナノインプリント法では、所望の転写パターンが形成されたインプリント金型を用意することができれば、容易なプロセスで微細パターンを複製することができる。インプリント金型としては、数ｎｍ〜数十ｎｍの解像度を持つ電子ビーム露光技術とエッチング技術とにより製造したシリコンや石英の型、またはこれらの型をマスタとした金属の型や数十ｎｍ〜数μｍの解像度を持つリソグラフィ技術と金属めっき技術とにより製造した金属の型を利用することができる。
【０００９】
また、このようなナノインプリント法を用いることで、インクジェット記録装置に代表される液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに設けられるノズルのように、微小貫通孔が穿孔された孔構造体（微細貫通孔構造体）を製造する方法も開示されている（例えば、特許文献３参照）。図１２−１、図１２−２は、従来技術である特許文献３の発明の概要を示す説明図である。
【００１０】
特許文献３の技術では、まず、軟化した被加工体３０１にインプリント金型３０４を押し付ける。次に、図１２−１に示すように、冷却することで固化した被加工体３０１から、ホットエンボス（熱インプリント）により被加工体３０１に残部３０５を有する非貫通孔３０６を形成する。そして、インプリント金型３０４を引き離し、図１２−２に示すように、超音波Ｓを用いて残部３０５を除去することで、貫通孔３０７を形成して貫通孔構造体としている。
【００１１】
ところが、特許文献３のような方法では、インプリントの作業とは別の工程で残部を除去して貫通孔を形成するため、生産性が低下するという問題があった。このため、従来技術のノズル製造方法には、図１３に示すように、下型４０８に熱可塑性樹脂よりなる被加工体４０１を流し込み、インプリント金型４０４でスタンピングすることによって熱インプリントで貫通孔４０７をあけ、インプリント金型４０４を引き離すことによりノズルを製造する方法なども提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１２】
しかしながら、特許文献４のような製造方法では、インプリント金型の先端が下型と衝突して損傷したり、貫通孔の周囲にバリを生じたりすることがあった。このような損傷やバリの発生等を防止するため、図１４に示すように、被加工体５０１を保護シート５０９の上に形成して、図１３に示すような下型４０８内に設けることにより、インプリント金型５０４でスタンピングすることも考えられる。
【００１３】
また、インプリント金型の破損を防止する方法としては、インプリント金型の転写パターンの高さと被加工体の厚さとがほぼ同一になるようにすることで、加圧力をインプリント金型全面で負担し、転写パターンに加わる加圧力を低減させる方法も提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【００１４】
一方、インクジェット記録装置に代表される液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに用いられるフィルタとしては、ポリイミドとステンレスからなる被加工体のポリイミドの部分に、レーザにより貫通孔を形成して、これをインク中の異物を取り除くためのフィルタとする方法が提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【００１５】
【特許文献１】米国特許第５７７２９０５号明細書
【特許文献２】特開２０００−１９４１４２号公報
【特許文献３】特開２００５−２８０１８２号公報
【特許文献４】特開２００６−７７１２号公報
【特許文献５】特開２００６−１９８７７９号公報
【特許文献６】特開２００６−６９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記したように、特許文献４の技術において、被加工体を保護シートの上に形成してインプリント金型でスタンピングする製造方法では、変形しやすい保護シート上に被加工体を形成することから、インプリント金型でスタンピングするときに、保護シートの変形に合わせて被加工体が変位し、その結果、被加工体が伸張してしまったり、一部が破損してしまって、被加工体に対して高精度な貫通孔を形成できない場合があった。
【００１７】
また、上記特許文献５の技術のように、インプリント金型の転写パターンの高さと被加工体の厚さとがほぼ同一となるように制御することは、非常に高精度な制御や機構が必要となり、製造装置の製造コストが増大してしまう。また、インプリント加圧力は、被加工体の材料の特性、すなわち被加工体における弾性率で決まる。このため、インプリントの加圧力が被加工体の特性によって過大なものとなれば、インプリント金型の全面で加圧力を負担するか否かにかかわらずインプリント金型を破損してしまうおそれがある。
【００１８】
さらに、上記特許文献６の技術ように、レーザにより貫通孔を形成する方法では、被加工体の加工形状を制御することが困難であり、レーザ加工に伴うバリや加工屑が発生する等、レーザ加工に伴う煩雑な作業工程が必要となり生産性が低下するという問題がある。また、レーザ光源やレーザ光による加工形状の制御を行う手段も必要となり、製造装置の製造コストが増大するため好ましくない。
【００１９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、保持部材を加熱工程の加熱時における加熱温度より高い温度まで加熱して、保持部材と被加工体とを膨張させることで、型部材を破損することなく、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、高精度で微細な貫通孔を有する微細貫通孔構造体を製造する製造方法、微細貫通孔構造体、液滴吐出ヘッド、および液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、被加工体を保持する保持部材と、前記被加工体と対向して設けられ、前記被加工体に微細貫通孔を穿孔する転写パターンを形成した型部材とを加熱する工程であって、前記保持部材と前記型部材の少なくともいずれか一方を、所定の加熱温度まで加熱する加熱工程と、前記型部材を前記被加工体に押込む押込み工程と、前記保持部材を前記加熱工程の加熱時における前記加熱温度より高い温度である膨張加熱温度まで加熱することで前記保持部材と前記被加工体とを膨張させる膨張工程と、前記保持部材と前記型部材とを冷却する冷却工程と、前記被加工体から前記型部材を引き離す離型工程と、を含むことを特徴とする微細貫通孔構造体の製造方法である。
【００２１】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の微細貫通孔構造体の製造方法において、前記膨張工程における前記膨張加熱温度Ｔｂは、Δｔ＝ｄを満たすように、前記保持部材の熱膨張率に合わせて設定されることを特徴とする。ここで、Δｔ：前記膨張工程において、前記保持部材の前記型部材の押込み方向と同方向に膨張した厚さの増加分、ｄ：前記押込み工程において、前記型部材の前記被加工体への押込みが終了した際における前記転写パターンの先端部から、前記保持部材の前記被加工体を保持している側の面までの距離、とする。
【００２２】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載の微細貫通孔構造体の製造方法において、前記保持部材は、前記被加工体を保持している側の面の裏面側である底面と、前記底面と略垂直な面である側面の少なくともいずれか一方が拘束されていることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の微細貫通孔構造体の製造方法によって製造されたことを特徴とする微細貫通孔構造体である。
【００２４】
また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の微細貫通孔構造体において、微細貫通孔から液滴を吐出する液滴吐出ノズルであることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項６にかかる発明は、請求項４に記載の微細貫通孔構造体において、微細貫通孔から液滴に含まる異物を取り除いて吐出する液滴吐出フィルタであることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項７にかかる発明は、請求項５に記載の液滴吐出ノズルと、請求項６に記載の液滴吐出フィルタと、を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドである。
【００２７】
また、請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、被加工体を保持する保持部材と、被加工体に微細貫通孔を穿孔する転写パターンを形成した型部材の少なくともいずれか一方を所定の加熱温度まで加熱した後に、保持部材を加熱工程の加熱時における加熱温度より高い温度でまで加熱して膨張させることで、被加工体と保持部材とを熱膨張により微小に変位させることができる。このため、型部材を破損することなく、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、高精度で微細な貫通孔を有する微細貫通孔構造体を製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる微細貫通孔構造体、該微細貫通孔構造体の製造方法および製造装置、液滴吐出ヘッド、および液滴吐出装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態における微細貫通孔構造体の製造装置の断面図は模式的なものであるため、プレスヘッド、金型、保持部材、被加工材料等の縮尺は現実のものとは異なっている。
【００３０】
図１は、本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置の構成および微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。本実施の形態の微細貫通孔構造体の製造装置は、保持部材によって保持されている被加工体に金型を押し付けて、被加工体に微細貫通孔を穿孔するものである。なお、図１では、微細貫通孔構造体の製造装置における、被加工体に対して微細貫通孔を穿孔する製造部分のみを示しているため、プレス駆動源、プレスガイド機構、加熱機構など、その他の装置に必要な部分は省略している。
【００３１】
図１に示すように、微細貫通孔構造体の製造装置は、プレスヘッド１５と、金型１２と、保持部材１０と、ガイド板１６と、プレス台１４とを備えて構成されている。プレスヘッド１５とプレス台１４とは対向する位置に配置されており、プレスヘッド１５の下面側（プレス台１４側）には金型１２が固定されている。一方、プレス台１４の上面（プレスヘッド１５側）には保持部材１０が拘束され、この保持部材１０の上に、被加工体１１を形成して、微細貫通孔を穿孔することで微細貫通孔構造体を製造する。
【００３２】
金型１２は、被加工体１１と対向して設けられ、被加工体１１に微細貫通孔を穿孔するものである。金型１２は、上述したようにプレスヘッド１５に固定され、被加工体１１に押込まれる面である下面（プレス台１４と対向する面）に、複数の突起からなる転写パターン１３が形成されている。
【００３３】
金型１２の転写パターン１３は、先端径がφ２０μｍ程度、底面径がφ６０μｍ程度、高さが５０μｍ程度で構成されており、側面が下方（被加工体側の方向）に縮径するテーパー形状の突起が複数形成されている。なお、転写パターン１３の突起は、側面がテーパー形状となっているが、これに限定されるものではなく、金型１２から被加工体１１を離型しやすい形状であればよい。
【００３４】
また、この金型１２の製造方法としては、シリコンのドライエッチング技術やＬＩＧＡ（Lithographie  Galvanoformung  Abformung）技術などのＭＥＭＳ製造技術、機械加工技術などを用いることができる。本実施の形態では、ＬＩＧＡ技術で製作したＮｉ合金基製の金型１２を使用している。また、金型は、Ｎｉ合金基製に限定されることなく、例えば、鉄等の金属、超硬合金、ステンレス、タングステンカーバイド等の合金などを使用してもよい。
【００３５】
ガイド板１６は、プレス台１４に配置される保持部材１０の側面と接するようにプレス台１４に設置され、保持部材１０を側面から固定して拘束するものである。
【００３６】
保持部材１０は、被加工体１１を保持するものであって、プレス台１４の上面（上側の表面）とガイド板１６とにネジ等により固定されることで、被加工体１１を保持している側の面の裏面側である底面と、該底面と略垂直な面である側面が拘束されている。また、保持部材１０は、後述する押込み工程で変形し難い材料、すなわち機械強度に優れた材料を使用することが好ましく、本実施の形態では、銅製のものを使用している。
【００３７】
被加工体１１は、金型１２の転写パターン１３により微細貫通孔が穿孔されて微細貫通孔構造体として形成されるものであり、各種の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エネルギ線硬化性樹脂などの樹脂材料や半導体材料等を用いることができる。そして、被加工体１１は、スピンコート法、ドクターブレード法、高周波スパッタリング法などの方法により保持部材１０の上に形成される。本実施の形態では、被加工体１２は、熱可塑性ポリイミド（三井化学株式会社ＡＵＲＵＭ（登録商標））からなる厚さ５０μｍのフィルムを用いている。
【００３８】
プレス台１４は、保持部材１０を固定して拘束する台であり、内蔵された図示しない熱源（ヒータ）により保持部材１０を加熱するものである。また、プレス台１４に内蔵された熱源により保持部材１０が加熱されることで、保持部材１０と密着している被加工体１１も同様に加熱されることになり、これによって、金型１２の転写パターン１３は、被加工体１１に埋め込まれやすくなる。
【００３９】
プレスヘッド１５は、下面に金型１２が固定され、図示しないプレス機構により上下に移動して金型１２の転写パターン１３を被加工体１１に押込むものであり、被加工体１１に転写パターン１３が押込まれることで微細貫通孔が穿孔される。また、プレスヘッド１５は、保持部材１０の加熱と同時に、内蔵された図示しない熱源（ヒータ）により金型１２を加熱する。これにより、転写パターン１３を被加工体１１に押し込みやすくする。
【００４０】
なお、本実施の形態では、保持部材１０とプレス台１４が個別の構成である例を示したが、これに限定されることなく、プレス台１４が保持部材１０を兼ねた一体構成としてもよい。また、金型１２がプレスヘッド１５に固定されている例を示したが、これに限定されることはなく、金型１２はプレスヘッド１５に固定されず、保持部材１０と被加工体１１と金型１２と単に重ねて、プレス台１４とプレスヘッド１５との間に配置するだけでもよい。
【００４１】
次に、図１〜図５を参照して、本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置による微細貫通孔構造体の製造方法（製造工程）について説明する。図２〜図５は、本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置による微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
【００４２】
まず、プレス台１４に固定された保持部材１０の上に被加工体１１が形成される。次に、保持部材１０と金型１２の少なくともいずれか一方が、被加工体１１のガラス転移点以上の加熱温度に達するまで、プレスヘッド１５またはプレス台１４により加熱される（加熱工程）。本実施の形態では、プレス台１４とプレスヘッド１５に内蔵されたヒータ（不図示）により、保持部材１０と金型１２を２７０℃になるまで加熱している。また、被加工体１１は保持部材１０と密着しているので被加工体１１も同様に加熱される。
【００４３】
次に、図２に示すように、プレスヘッド１５を下方に移動させることにより、プレスヘッド１５に固定された金型１２の転写パターン１３が所定の荷重になるまで被加工体１１に一定時間押込まれる（押込み工程）。本実施の形態では、約５０ＭＰａの押込み圧力となるような押込み荷重で、金型１２を被加工体１１に約１２０秒間押し込んでいる。
【００４４】
次に、図３に示すように、保持部材１０を加熱工程の加熱時における加熱温度よりも高い温度である膨張加熱温度（Ｔｂ）に達するまで加熱することで、保持部材１０と被加工体１１とを膨張させる（膨張工程）。
【００４５】
ここで、膨張工程における膨張加熱温度Ｔｂについて説明する。押込み工程において、金型１２の被加工体１１への押込みが終了した際における転写パターン１３の先端部から、保持部材１０の被加工体１１を保持している側の面（表面）までの距離をｄとし、膨張工程において、保持部材１０の金型１２の押込み方向と同方向に膨張した厚さの増加分をΔｔとするとき、膨張工程における膨張加熱温度Ｔｂは、
Δｔ＝ｄ
を満たすように、保持部材１０の熱膨張率βに合わせて設定される。
【００４６】
具体的には、例えば、距離ｄ＝約５μｍ、膨張工程前の保持部材１０の厚さｔ＝約５mm、加熱工程での加熱温度Ｔ＝２７０℃、保持部材１０の体積膨張率β＝約５０×１０−６／Ｋであったとする。ここで、保持部材１０の底面と側面は、プレス台１４およびガイド板１６に固定されることで拘束されているので、保持部材１０は、底面および側面から外部へ向かう方向に膨張することはない。従って、以下の式が成立する。
Ｔｂ＝Δｔ／（β×ｔ）+Ｔ
この式に各々の値を代入すると、Ｔｂ＝２９０℃と求めることができる。
【００４７】
なお、押込み工程において、金型１２の被加工体１１への押込みが終了した際における転写パターン１３の先端部から、保持部材１０の被加工体１１を保持している側の面（表面）までの距離ｄは、変位センサなどの測定手段によってその都度測定してもよいし、各構成要素の材質、加熱工程における加熱時の加熱温度、押込み工程における押込み時の押込み荷重など、インプリント加工の各条件の結果として経験的に判っている値であってもよい。
【００４８】
従って、上記の例における膨張工程では、２９０℃になるまで保持部材１０を加熱し、加熱した状態を約６０秒間保っている。そして、この膨張工程において、保持部材１０の表面が転写パターン１３の先端部付近まで熱膨張するとともに、被加工体１１も熱膨張することによって、被加工体１１に貫通した微細貫通孔１７が形成される。
【００４９】
次に、金型１２の転写パターン１３を被加工体１１に押込んだままの状態で、保持部材１０と金型１２とを、被加工体１１のガラス転移点以下になるまで冷却する（冷却工程）。本実施の形態では、保持部材１０と金型１２を２４０℃になるまで冷却している。そして、被加工体１１は保持部材１０と密着をしているので、被加工体１１も同様に冷却される。
【００５０】
次に、図４に示すように、プレスヘッド１５を上方に移動させることにより、プレスヘッド１５に固定された金型１２の転写パターン１３は、被加工体１１から引き離される（離型工程）。ここで、金型１２の転写パターン１３の表面にフッ素系防汚コーティング剤の被膜処理を施しておくと、転写パターン１３が被加工体１１の孔部１１ａから離型しやすくなる。
【００５１】
そして、図５に示すように、保持部材１０から被加工体１１を分離すると、微細貫通孔１７が形成された微細貫通孔構造体１８が形成される。ここでは、この微細貫通孔構造体１８は、微細貫通孔１７からインクを吐出する液滴吐出ノズルであり、液滴吐出ヘッド用のノズルプレートとして使用される。
【００５２】
また、被加工体１１における層構成や材料を変更すれば、上述した微細貫通孔構造体１８の製造方法によって、微細貫通孔１７から液滴に含まる異物を取り除いて吐出する、液滴吐出ヘッド用のフィルタ（液滴吐出フィルタ）を製造することもできる。図６は、本実施の形態の微細貫通孔構造体の製造装置により製造されたフィルタの一例を示す断面図である。
【００５３】
図６に示すように、フィルタ２０は、ポリイミド等からなる弾性体部２１と、ステンレス等からなる剛性体部２２とから構成されている。そして、フィルタ２０は、上述した製造方法により弾性体部２１に貫通孔２５ａが穿孔され、この弾性体部２１が図示しない圧電素子により印加された電圧により振動すると、貫通孔２５ａからインク（液滴）が吐出される。また、剛性体部２２は、エッチングにより貫通孔２５ｂが形成されている。ここで、貫通孔２５ａと貫通孔２５ｂとを含めてフィルタ孔２５と称する。
【００５４】
次に、本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置によって製造された微細貫通孔構造体（液滴吐出ノズルおよび液滴吐出フィルタ）が、インクジェット記録装置のインクジェットヘッド等（液滴吐出ヘッド）に使用される場合について説明する。図７は、本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置によって製造された微細貫通孔構造体を備えたインクジェットヘッドの分解図である。
【００５５】
本実施の形態にかかるインクジェットヘッドは、圧電素子３０と、振動板３１と、流路板３３と、ノズルプレート３５とを備えている。
【００５６】
圧電素子３０は、振動板３１に電圧を印加して、振動板３１を振動させるものである。
【００５７】
振動板３１は、上述した図１〜図５に示す製造方法により形成した複数のフィルタ孔３２（図６におけるフィルタ孔２５）を備えており、圧電素子３０による電圧の印加により振動して、フィルタ孔３２内に蓄積されるインクを吐出するものである。なお、振動板３１は、ステンレス等からなる剛性体層（剛性体部２２）と、ポリイミド等からなる弾性体層（弾性体部２１）とからなる積層体であるが、図７では図面を簡略化するため積層体として表していない。
【００５８】
流路板３３は、中央部に２列の液流路３４を有し、ノズルプレート３５に供給するインクを蓄積するものである。具体的には、流路板３３の液流路３４は、振動板３１から吐出されたインクを蓄積し、振動板３１の振動によって蓄積したインクをノズルプレート３５に供給する。
【００５９】
ノズルプレート３５（図５における微細貫通孔構造体１８）は、上述した図１〜図５に示す製造方法により形成したノズル孔３６（図５における微細貫通孔１７）を備えており、流路板３３に重ね合わせて配置された場合に液流路３４に連通するような複数のノズル孔３６が、並行して２列設けられている。なお、振動板３１のフィルタ孔３２は、流路板３３に重ね合わせられた場合に、インクの供給路（不図示）に連通してインク中のゴミを捕獲する。
【００６０】
記録媒体に印字を行う際には、圧電素子３０を通電してフィルタ付き振動板３１の弾性体層に振動を発生させる。そして、インクが蓄積された液流路３４からインクを押し出すことにより、ノズルプレート３５のノズル孔３６からインクを吐出させ、記録媒体に印字を行う。
【００６１】
次に、図７に示すインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置（液滴吐出装置）の構成および動作について図８および図９を参照して説明する。図８は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置の正面図である。図９は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置の斜視図である。
【００６２】
図８および図９に示すように、筐体５０は、インクジェット記録装置における機器類を収納している。筐体５０の左右の側面を構成している側板５１および側板５２には、ガイドシャフト５３とガイド板５４とが平行に掛け渡して設けられている。
【００６３】
キャリッジ５５は、ガイドシャフト５３とガイド板５４とにより支持されており、不図示の無端ベルトが取り付けられている。該無端ベルトは、筐体５０内の左右に設けられた図示しない駆動プーリと従動プーリに掛け回されている。そして、駆動プーリの回転とともに従動プーリを従動回転して無端ベルトを走行させることで、キャリッジ５５が図８における矢印方向（左右方向）に摺動可能となっている。
【００６４】
キャリッジ５５には、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）のインクをそれぞれ吐出する４色のインクジェットヘッド５６ｙ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｂ（各インクジェットヘッド５６と称する。）が、キャリッジ５５の移動方向に並べて搭載されている。ここで、キャリッジ５５に搭載されているインクジェットヘッド５６ｙ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｂには、図７に示すインクジェットヘッドが用いられている。
【００６５】
各インクジェットヘッド５６は、下向きにヘッド面５６Ａを備えており、該各ヘッド面５６Ａには、複数のノズル孔（図７に示すノズル孔３６）が備えられている。各ヘッド面５６Ａの複数のノズル孔３６は、キャリッジ５５の移動方向と直交する方向に、図７に示すように千鳥状に直線的に並べて形成されている。
【００６６】
キャリッジ５５のホームポジション（筐体５０内の左側）における底板５７上には、各インクジェットヘッド５６に対向して回復装置５８が配置されている。回復装置５８は、各インクジェットヘッド５６が有するノズル孔３６のインク滴吐出不良を防止するため、ノズル孔３６からインクを吸い出し、インクの吐出不良を回復する装置である。
【００６７】
また、回復装置５８に隣接してヘッド面清掃装置６０が配置されている。ヘッド面清掃装置６０は、さらに洗浄液供給装置７０とクリーニング装置７１とから構成されている。洗浄液供給装置７０は、ヘッド面５６Ａに洗浄液を付着させるものである。クリーニング装置７１は、洗浄液供給装置７０によりヘッド面５６Ａに付着した洗浄液と共に汚れを拭き取って、ヘッド面５６Ａを洗浄するものである。
【００６８】
さらに、ヘッド面清掃装置６０に隣接する位置には、板状のプラテン６２が配置されている。プラテン６２の背面側には、プラテン６２上に、記録媒体である用紙６３を供給する給紙台６４が斜めに立てるように設けられている。また、図示はしないが、給紙台６４上の用紙６３をプラテン６２上に送り出す給紙ローラが備えられている。さらには、プラテン６２上の用紙６３を、図９における矢印Ｐ方向に搬送して、正面側に排出する搬送ローラ６５が設けられている。
【００６９】
また、筐体５０の右端（側板５２側）には、駆動装置６６が配置されている。駆動装置６６は、不図示の給紙ローラや搬送ローラ６５などを駆動するとともに、上述した駆動プーリを駆動して従動プーリを従動回転させることにより無端ベルトを走行させて、キャリッジ５５を左右に移動させる。
【００７０】
そして、用紙６３に画像を記録する際、駆動装置６６は、図示しない給紙ローラを駆動して、用紙６３をプラテン６２上の所定の位置に搬送させる。そして、用紙６３が所定位置に搬送されると、キャリッジ５５を右方向（図９参照）に移動させて用紙６３上を走査させる。そして、４色のインクジェットヘッド５６ｙ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｂは、それぞれのヘッド面５６Ａに設けられたノズル孔３６からインクを吐出して用紙６３上に画像を記録する。画像記録後、駆動装置６６は、駆動プーリを駆動させることにより、キャリッジ５５を左方向に移動させて筐体５０の左端（図８参照）に戻すとともに、搬送ローラ６５を駆動して用紙６３を図９に示す矢印Ｐ方向に所定量搬送する。
【００７１】
次に、駆動装置６６は、再びキャリッジ５５を右方向に移動させる。そして、４色のインクジェットヘッド５６ｙ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｂは、それぞれのヘッド面５６Ａに設けられたノズル孔３６からインクを吐出して用紙６３上に画像を記録する。そして、同様に画像記録後、駆動装置６６は、キャリッジ５５を筐体５０の左端に戻すとともに、図示しない給紙ローラを駆動して用紙６３を図９に示す矢印Ｐ方向に所定量搬送する。以下、全ての画像が記録されるまで同様の動作を繰り返して１枚の用紙６３上に画像を記録する。
【００７２】
なお、インクジェットヘッド５６ｙ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｂのヘッド面５６Ａに設けられたノズルのインク詰まりを防止するため、またはインク詰まりが生じた場合に直ちにインク詰まりを解消するため、駆動装置６６は、所定の間隔でキャリッジ５５をホームポジションへ移動させる。そして、各インクジェットヘッド５６に対向して配置された回復装置５８により、各インクジェットヘッド５６のヘッド面５６Ａに設けられたノズル孔３６に残留するインクを吸引して、インク詰まりを解消する。
【００７３】
また、所定の間隔で回復装置５８によりノズル孔３６に残留するインクの吸引が行われ、キャリッジ５５が再び筐体５０の右方向へと移動する際、ヘッド面清掃装置６０は、インクジェットヘッド５６ｙ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｂのヘッド面５６Ａに洗浄液を吐出し、ヘッド面５６Ａに吐出した洗浄液と共に汚れを拭き取る。
【００７４】
このように、本実施の形態の微細貫通孔構造体１８の製造装置では、被加工体１１を保持する保持部材１０と、被加工体１１に微細貫通孔１７を穿孔する転写パターン１３を形成した金型１２の少なくともいずれか一方を所定の加熱温度まで加熱し、金型１２に形成された転写パターン１３を被加工体１１に押込んだ後、保持部材１０を加熱工程における加熱時の加熱温度よりも高い温度まで加熱して、保持部材１０と被加工体１１とを膨張させる。そして、加熱した保持部材１０や金型１２を冷却し、被加工体１１から金型１２を引き離して、微細貫通孔構造体１８を製造している。従って、転写パターン１３と保持部材１０との間にある薄い被加工体１１と保持部材１０とを、熱膨張により微小に変位させることができる。このため、金型１２を破損することなく、高精度で微細な貫通孔を有する微細貫通孔構造体１８を製造することができる。また、煩雑な作業工程を必要としないため、生産性を損なわずに製造コストを軽減することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、膨張工程の膨張加熱温度を設定することにより、高精度な制御や機構を用いることなく、転写パターン１３と保持部材１０との間の距離を厳密に制御することができるため、金型１２を破損することなく、製造コストを軽減できる製造方法により高精度で微細な貫通孔を有する微細貫通孔構造体１８を製造することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、被加工体１１を保持する保持部材１０の底面と側面の少なくともいずれか一方を拘束することにより、膨張工程において、保持部材１０を被加工体１１の方向に効率的に膨張させることができるため、より効率的に微細貫通孔構造体１８を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置の構成および微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置による微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置による微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置による微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図５】本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置による微細貫通孔構造体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６】本実施の形態の微細貫通孔構造体の製造装置により製造されたフィルタの一例を示す断面図である。
【図７】本実施の形態にかかる微細貫通孔構造体の製造装置によって製造された微細貫通孔構造体を備えたインクジェットヘッドの分解図である。
【図８】本実施の形態にかかるインクジェット記録装置の正面図である。
【図９】本実施の形態にかかるインクジェット記録装置の斜視図である。
【図１０−１】従来技術である特許文献１の発明の概要を示す説明図である。
【図１０−２】従来技術である特許文献１の発明の概要を示す説明図である。
【図１０−３】従来技術である特許文献１の発明の概要を示す説明図である。
【図１１−１】従来技術である特許文献２の発明の概要を示す説明図である。
【図１１−２】従来技術である特許文献２の発明の概要を示す説明図である。
【図１１−３】従来技術である特許文献２の発明の概要を示す説明図である。
【図１２−１】従来技術である特許文献３の発明の概要を示す説明図である。
【図１２−２】従来技術である特許文献３の発明の概要を示す説明図である。
【図１３】従来技術である特許文献４の発明の概要を示す説明図である。
【図１４】従来技術である特許文献４において保護シートを形成した場合の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  保持部材
１１  被加工体
１２  金型
１３  転写パターン
１４  プレス台
１５  プレスヘッド
１６  ガイド板
１７  微細貫通孔
１８  微細貫通孔構造体
２０  フィルタ
２１  弾性体部
２２  剛性体部
２５  フィルタ孔
２５ａ，２５ｂ  貫通孔
３０  圧電素子
３１  振動板
３２  フィルタ孔
３３  流路板
３４  液流路
３５  ノズルプレート
３６  ノズル孔
５０  筐体
５１，５２  側板
５３  ガイドシャフト
５４  ガイド板
５５  キャリッジ
５６  各インクジェットヘッド
５６ｙ，５６ｃ，５６ｍ，５６ｂ  インクジェットヘッド
５６Ａ  ヘッド面
５７  底板
５８  回復装置
６０  ヘッド面清掃装置
６２  プラテン
６３  用紙
６４  給紙台
６５  搬送ローラ
６６  駆動装置
７０  洗浄液供給装置
７１  クリーニング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
2010125842.tif 000013
【図１０−３】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１１−３】
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【図１２−１】
2010125842.tif 000018
【図１２−２】
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【図１３】
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【図１４】
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