(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板の表面に所望の形状にパターン化されて形成された不透明膜と、該不透明膜または前記透明基板の表面のうちいずれか一方に前記パターン化された形状に対応して形成される壁とを有し、該壁は、その両壁面が前記透明基板の平面に垂直な面に対して所定の角度で一方向に傾斜し、互いに一定の微細間隔で配置された複数の微細な傾斜壁であることを特徴とする微細形状部品。
【請求項２】
前記透明基板の表面に形成される傾斜壁が感光性材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細形状部品。
【請求項３】
前記不透明膜の表面に形成される傾斜壁がメッキ層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細形状部品。
【請求項４】
インクを溜めておくマニホールドと、インクの加圧を行う液室と、該液室の端部に設けるノズル板とからなるインクジェットヘッドにおいて、マニホールドと液室とを有する液室部品と、該液室部品に接合される請求項１から３のいずれかに記載の微細形状部品とを備え、該微細形状部品は前記マニホールドに対応する位置に傾斜壁を有し、その傾斜壁が前記液室側に傾斜するように配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型機器、精密機器などに用いられる微細形状を有した微細形状部品及び微細形状部品を用いたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の小型機器や精密機器を構成する部品には、多様な種類の微細形状部品が使われている。それらの多くの微細形状部品の中で、斜めに傾斜した壁を有する微細形状部品が必要とされる場合も多々ある。近年、プレーナー技術（フォトリソグラフィー、成膜、エッチングなどを用いて形状化する技術）と呼ばれる平面的に形状を形成していく加工法が多くの部品製造に用いられているが、この手法は微細な平面形状を形成するには有効であるが、上記のような、ある傾斜角をもった形状を形成する場合には利用できないという欠点があった。
【０００３】
そのため、従来このような傾斜角を有する微細形状部品の製造は、切削加工によって行われていた。図５は従来の切削加工による傾斜壁を有する微細形状部品の製造方法を示した図である。従来は図５（ａ）に示すように部材３０００の加工面に対して切削工具２０００を所定の角度だけ傾けて切削加工を行い、最終的に図５（ｂ）に示すような微細形状部品１０００を製造していた。この製造方法の場合、高い加工精度を得るには長い加工時間が必要とされた。またこの製造場合、加工可能な微細寸法は切削工具２０００の大きさで決まり、そのため微細で精密な形状を形成するには、微細で寸法精度の高い切削工具２０００が必要とされた。この微細で寸法精度の高い切削工具２０００をつくるのにも多大な労力と時間が費やされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の通り、従来、傾斜角を有する微細形状部品の製造には切削加工法が用いられていたが、加工時間が非常にかかり、生産性が非常に悪かった。また、加工可能な寸法は切削工具の大きさで決定され、５０μｍ以下の加工はできず、微細形状の加工には不適であった。
【０００５】
本発明は、高精度で微細な傾斜壁を有する微細形状部品を提供すると共に微細形状部品を用いたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の微細形状部品は透明基板と、該透明基板の表面に所望の形状にパターン化されて形成された不透明膜と、該不透明膜または前記透明基板の表面のうちいずれか一方に前記パターン化された形状に対応して形成される壁とを有し、該
壁は、その両壁面が前記透明基板の平面に垂直な面に対して所定の角度で一方向に傾斜し、互いに一定の微細間隔で配置された複数の微細な傾斜壁であることを特徴とする。また、透明基板の表面に形成される傾斜壁が感光性材料で形成されていることを特徴とする。また、不透明膜の表面に形成される傾斜壁がメッキ層で形成されていることを特徴とする。
また、本発明のインクジェットヘッドはインクを溜めておくマニホールドと、インクの加圧を行う液室と、該液室の端部に設けるノズル板とからなるインクジェットヘッドにおいて、マニホールドと液室とを有する液室部品と、該液室部品に接合される請求項１から３のいずれかに記載の微細形状部品とを備え、該微細形状部品は前記マニホールドに対応する位置に傾斜壁を有し、その傾斜壁が前記液室側に傾斜するように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の傾斜壁を有する微細形状部品の製造方法を示した図である。図１（ａ）では紫外光を透過する透明基板１０上に紫外光を遮光する不透明膜２０が所望の形状でパターン化して形成されている。そのパターン化されている不透明膜２０上には感光性材料であるレジスト３０ａが透明基板１０、不透明膜２０を覆うようにして所定の厚みで塗被されている。
【０００８】
本実施の形態では、透明基板１０として０．４ｍｍ厚のガラス基板を使用し、不透明膜２０には０．１μｍ厚のクロム（Ｃｒ）膜を使用した。Ｃｒ膜はスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィー法とウェットエッチング法によりパターン化した。また、レジスト３０ａには感光不溶性材料であるＪＳＲ社製厚膜ネガ型レジスト（商品名：ＴＨＢ−１３０Ｎ）を用い、スピンコート法で１０００ｒｐｍの回転数で１０秒間コーティングする工程を２回行い、最終的に１００μｍの厚みで透明基板１０上に塗布した。
【０００９】
次に図１（ｂ）に示すようにレジスト３０ａを透明基板１０側から紫外光により露光する。この時、不透明膜２０は露光マスクの役目をし、レジスト３０ａには露光部と未露光部が生じることになる。このような露光方法を一般にバック露光法と呼んでいる。本発明で特徴とするところは、透明基板１０の平面に垂直な面（図１（ｂ）中では一点破線で描かれている。）対して所定の傾斜角θだけ傾けた方向から紫外光を照射するところにある。以降この傾斜角θを露光角度と呼ぶことにする。本実施の形態では露光角度θを３０度に設定し、６００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光を行った。
【００１０】
最後に現像を行い、レジスト３０ｂをパターン化して形成する（図１（ｃ））。本実施の形態では、ＴＨＢ−１３０Ｎ専用現像液を使用して、４０℃の温度で５分間現像を行った。このようにして形成されたレジスト３０ｂは透明基板１０の平面に対して斜めに傾斜した壁としてパターン化される事となる。本実施の形態では傾斜した壁と壁の間の間隔を４０μｍにすることができた。これは従来の切削加工法による加工限界を超えた微細な寸法である。このようにして本実施の形態では、ガラス基板上に基板垂直方向に対して約３０度の角度の傾斜壁を有する微細形状部品を形成することができた。
【００１１】
本発明において、露光角度θは、５度〜４５度の間、及び−５度〜−４５度の間で選ばれるのが好ましい。なぜなら、４５度から９０度或いは、−４５度から−９０度の角度では、透明基板１０上で全反射が生じてしまう可能性があり、一方、−５度以上で５度下の範囲では、レジスト３０ａの感度限界の理由から本発明の傾斜効果がそれほど得られないからである。ただし、以上に示した範囲は透明基板１０及びレジスト３０ａとして選ばれる材質によって多少変わると考えられる。
【００１２】
またこの製造方法によれば、透明基板１０上に一括して傾斜壁形状のレジスト３０ｂを形成することができ、一度に大量の微細形状部品を形成することができる。この点が従来の研削加工と大きく異なる特徴である。
【００１３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態ではインクジェットヘッド部品に本発明の製造方法を用いた場合を例に挙げる。図３は本発明によって製造されたインクジェットヘッド部品を用いたインクジェットヘッドの構成図である。基台１００が本発明によって製造された部品であり、基台１００には、傾斜壁形状のレジスト３０ｂと発熱素子１１０が配設されている。液室部品３００にはインクを溜めておくマニホールド３２０（図中では破線で表されている。）とインクの加圧を行う液室３１０とが構成されており、基台１００と位置合わせがなされて接合される。この接合の結果、液室３１０内には発熱素子１１０が、マニホールド３２０内には傾斜壁形状のレジスト３０ｂが配置されることになる。また、液室３１０の端部を覆うようにしてインク吐出口４１０が穴あけされたノズル板４００は接合される。
【００１４】
以上の構成のインクジェットヘッドでは、マニホールド３２０からインクを液室３１０に供給し、液室３１０内部で発熱素子１１０によりインクを加圧することによって、インクをインク吐出口４１０から吐出させる。このようなインクの吐出動作において、液室内で加圧されたインクがマニホールド３２０内に逆流してしまうと吐出力が著しく低下し、インク吐出口４１０からインクを勢い良く吐出させることができない。一方、インクが吐出した後には無くなった分のインク量を素早くマニホールド３２０から液室３１０に供給する必要がある。
【００１５】
これらの理由から、インクがマニホールド３２０から液室３１０にスムーズに流れ、液室３１０からマニホールド３２０には流れ難くするような構造が必要となる。図３のインクジェットヘッドでは傾斜壁形状をしたレジスト３０ｂがその役目をしている。レジスト３０ｂは液室３１０側に傾斜して倒れており、液室３１０からのインクの逆流防止をしている。
【００１６】
本実施の形態で基台１００は第１の実施の形態で説明した製造方法および材質を用いて製造されている。ただし、本実施の形態では透明基板上にパターン化された不透明膜上に発熱素子１１０を予め形成した後に、レジストのコーティングを行っている。この点が唯一第１の実施の形態と異なる点である。
【００１７】
（第３の実施の形態）
図４は本発明によって製造された一方向のみ透光性を示す微細形状部品とそれを用いた液晶表示機構を示した図である。図４では液晶表示板５００の表示面側に本発明で製造された一方向透光性部品２００が配置されている。一方向透光性部品２００には透明基板１０と遮光部４０が構成されている。本実施の形態では、遮光部４０は透明基板１０の垂直方向に対して約４０度の角度で傾いた壁形状をしており、その幅４０μｍで形成された多数の遮光部４０は透明基板１０上に１００μｍの間隔で整然と形成されている。
【００１８】
図４のような液晶表示板５００と一方向透光性部品２００の配置において、矢視Ａ方向からは液晶表示板５００の表示を見ることができるが、矢視Ｂおよび矢視Ｃ方向からは遮光部４０で遮られ液晶表示板５００の表示を見ることはできない。
【００１９】
この構造は、例えば時計の表示板に利用でき、遮光部４０に装飾性をもたせることで、時計としての時間表示の機能と装飾品としての装飾機能とを両立することができる。
【００２０】
次に、一方向透光性部品２００の製造方法を説明する。まず第１の実施の形態と同様に、図１に示される方法によって透明基板１０上にレジスト３０ｂを形成した。本実施形態では、不透明膜２０をニッケル（Ｎｉ）で形成した。また、図１（ｂ）において露光角度θを４０度に設定した。各々のレジスト３０ｂの間の幅は第１の実施の形態と同様に４０μｍに設定した。またそれ以外の材質及び製造条件に関しても第１の実施の形態と同じである。
【００２１】
図２は本実施の形態の図１（ｃ）の後の製造方法を示した図である。図１（ｃ）の状態の後、本実施の形態では図２（ａ）に示すように不透明膜２０上に電解Ｎｉメッキを施し、Ｎｉからなる遮光部４０を形成した。上述の設定により遮光部４０の幅は４０μｍに形成された。本実施の形態で使用したＮｉメッキ浴は以下に示す組成からなり、１Ａ／ｄｃｍ２の電流密度で１０時間メッキすることによって１００μｍの厚みで形成することができた。
純水                               ５Ｌ
スルファミン酸ニッケル       １６５０ｇ
塩化ニッケル                   １５０ｇ
硼酸                           ２２５ｇ
ラウリル硫酸ナトリウム             ５ｇ
【００２２】
最後に、レジスト３０ｂを専用の剥離液を用いて溶解し、図２（ｂ）に示すような透明基板１０上にＮｉからなる遮光部４０が形成されている一方向透光性部品２００が形成される。
【００２３】
このようにして製造された一方向透光性部品２００は図４において、矢視Ｂ、矢視Ｃ方向から見ると、Ｎｉからなる遮光部４０により、白銀色に輝き、装飾性としての機能を十分に果たす。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、従来よりも微細で高精度の傾斜壁を有する微細形状部品を製造することができる。また、その工程も容易で、且つ一度に多くの部品を製造できるため、従来に比べて生産性が著しく向上した。
【００２５】
また、本発明によれば、インクジェットヘッド用部品や時計用部品など、小型機器、精密機器に用いられる微細形状部品を製造可能であり、広い分野で適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における微細形状部品の製造方法を示した図である。
【図２】本発明の第３の実施の形態における微細形状部品の製造方法の一部を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における微細形状部品を用いたインクジェットヘッドの構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における微細形状部品を用いた液晶表示機構の構成図である。
【図５】従来の傾斜形状を有する微細形状部品の製造方法を示した図である。
【符号の説明】
１０  透明基板
２０  不透明膜
３０ａ、３０ｂ  レジスト
４０  遮光部
１００  基台
１１０  発熱素子
２００  一方向透光性部品
３００  液室部品
３１０  液室
３２０  マニホールド
４００  ノズル板
４１０  インク吐出口
５００  液晶表示板
１０００  微細形状部品
２０００  切削工具
３０００  部材
【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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