(57)【要約】【課題】被加工体と緩衝薄膜層との固着を防止し、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、型部材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を製造する。【解決手段】保持部材１０の上に、所定の加熱温度より高い軟化点を有する材料で形成された緩衝薄膜層１１と被加工体１２とを順に形成する形成工程と、被加工体１２と、被加工体１２と対向して設けられ、被加工体１２に転写パターン１４を形成した金型１３とを加熱する工程であって、被加工体１２と金型１３の少なくともいずれか一方を、加熱温度まで加熱する加熱工程と、金型１３を被加工体１２に押込む押込み工程と、被加工体１２と金型１３とを冷却する冷却工程と、被加工体１２から金型１３を引き離す離型工程と、緩衝薄膜層１１から被加工体１２を引き離す離体工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材の上に、所定の加熱温度より高い軟化点を有する材料で形成された緩衝薄膜層と被加工体とを順に形成する形成工程と、
前記被加工体と、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、前記被加工体と前記型部材の少なくともいずれか一方を、前記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、
前記被加工体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、
前記緩衝薄膜層から前記被加工体を引き離す離体工程と、
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】
前記緩衝薄膜層は、非粘着性の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細貫通孔構造体の製造方法。
【請求項３】
前記緩衝薄膜層は、その表面に、前記被加工体との粘着を防止する非粘着処理が施されてい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。
【請求項４】
前記緩衝薄膜層の厚さは、前記転写パターンが押込まれる方向における前記被加工体の厚さとの合計が、前記転写パターンにおける前記被加工体に押込まれる部位の長さより小さくなることを特徴とする請求項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。
【請求項５】
請求項１〜４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６】
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５に記載の微細貫通孔構造体。
【請求項７】
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５に記載の微細貫通孔構造体。
【請求項８】
請求項６に記載の液滴吐出ノズルと、
請求項７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９】
請求項８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９−１、図９−２、図９−３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９−１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）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９−２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９−３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１０−１、図１０−２、図１０−３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１０−１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１０−２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１０−３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１１−１、図１１−２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１１−１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１１−２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１２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１３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１２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）。しかしながら、インプリントの加圧力は、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。
【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号公報
【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、上記特許文献４のように、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、保護シートに被加工体のガラス転移点よりも低い軟化点を持つ材料を使用した場合、被加工体とインプリント金型を加熱する際に、保護シートもその軟化点以上に加熱されてしまう。従って、インプリント金型でスタンピングしている間、保護シートは被加工体と同等以上に軟化してしまうため、スタンピング時の加圧によって被加工体と保護シートとが溶着し、スタンピング後の被加工体と保護シートとを分離することが困難であるという問題があった。
【００１７】
また、溶剤等により保護シートのみを取り除くことが可能であったとしても、製造工程が増えてしまうという問題があった。さらに、上記特許文献６のように、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。
【００１８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工体と緩衝薄膜層とが固着することを防止して、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、型部材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を製造する製造方法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】
【００１９】
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、保持部材の上に、所定の加熱温度より高い軟化点を有する材料で形成された緩衝薄膜層と被加工体とを順に形成する形成工程と、前記被加工体と、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、前記被加工体と前記型部材の少なくともいずれか一方を、前記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、前記被加工体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、前記緩衝薄膜層から前記被加工体を引き離す離体工程と、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。
【００２０】
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、前記緩衝薄膜層は、非粘着性の材料で形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項３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、前記緩衝薄膜層は、その表面に、前記被加工体との粘着を防止する非粘着処理が施されていることを特徴とする。
【００２２】
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おいて、前記緩衝薄膜層の厚さは、前記転写パターンが押込まれる方向における前記被加工体の厚さとの合計が、前記転写パターンにおける前記被加工体に押込まれる部位の長さより小さくなることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４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６にかかる発明は、請求項５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７にかかる発明は、請求項５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８にかかる発明は、請求項６に記載の液滴吐出ノズルと、請求項７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９にかかる発明は、請求項８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、保持部材の上に、所定の加熱温度より高い軟化点を有する材料で形成された緩衝薄膜層と被加工体とを順に形成してから、被加工体および型部材の少なくともいずれか一方を、上記加熱温度まで加熱しているので、被加工体と緩衝薄膜層とが固着することを防止できるという効果を奏する。このため、被加工体と緩衝薄膜層とを分離するという製造工程を追加することがなく、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、型部材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緩衝薄膜層が形成された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、他の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１６と、金型１３と、保持部材１０と、緩衝薄膜層１１と、プレス台１５とを備えて構成されている。プレスヘッド１６とプレス台１５とは対向する位置に配置されており、プレスヘッド１６の下面側（プレス台１５側）には金型１３が固定されている。一方、プレス台１５の上面（プレスヘッド１６側）には保持部材１０が固定され、この保持部材１０の上に、緩衝薄膜層１１が形成されている。そして、緩衝薄膜層１１の上に被加工体１２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１３は、被加工体１２に微細貫通孔を穿孔するものである。金型１３は、上述したようにプレスヘッド１６に固定され、被加工体１２に押込まれる面である下面（プレス台１５と対向する面）に、複数の突起からなる転写パターン１４が形成されている。
【００３３】
金型１３の転写パターン１４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１４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１３から被加工体１２を離型しやすい形状であればよい。
【００３４】
また、この金型１３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  Ａｄｆｏｒｍｕｎｇ）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１３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】
保持部材１０は、プレス台１５上に固定され、緩衝薄膜層１１を介して被加工体１２を保持するものである。また、保持部材１０は、機械強度に優れた材料を使用した方が形状転写性に優れているため好ましく、本実施の形態では、石英製の保持基板を使用している。
【００３６】
緩衝薄膜層１１は、接着などの方法により保持部材１０の上に形成され、後述する加熱工程における加熱温度より高い温度の軟化点を有する材料で形成されている。ここで、本実施の形態における加熱温度とは、被加工体１２のガラス転移点付近であり、かつガラス転移点以上の温度とする。また、緩衝薄膜層１１は、それ自体が四フッ化エチレンなどの非粘着性を有する材料で形成されているか、もしくは自体は非粘着性を有していない材料で形成されているが、その表面に被加工体１２との粘着を防止する非粘着性の処理（非粘着処置）が施されているものを使用している。本実施の形態では、緩衝薄膜層１１としてポリイミドからなるフィルムを使用し、その表面にはシリコンコートが施されており、緩衝薄膜層１１のガラス転移点は３００℃程度となっている。
【００３７】
また、緩衝薄膜層１１の厚さは、転写パターン１４が押込まれる方向における被加工体１２の厚さとの合計、すなわち緩衝薄膜層１１と被加工体１２とを合わせた高さが、転写パターン１４における被加工体１２に押込まれる部位の高さ（長さ）よりも低くなるように形成されている。本実施の形態では、厚さが２０μｍの緩衝薄膜層１１を使用している。
【００３８】
被加工体１２は、金型１３の転写パターン１４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１２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、シクロオレフィンポリマーからなる厚さ２０μｍのフィルムを用いており、被加工体１２のガラス転移点は１４０℃程度である。
【００３９】
プレス台１５は、保持部材１０を固定する台であり、図示しない熱源により保持部材１０を加熱することで被加工体１２を加熱する。本実施の形態では、プレス台１５は、保持部材１０および緩衝薄膜層１１を介して、被加工体１２をガラス転移点以上の温度まで加熱する。これにより、金型１３の転写パターン１４は、被加工体１２に埋め込まれやすくなる。また、本実施の形態では、被加工体１２が保持部材１０上に配置された後に、プレス台１５が図示しない熱源により被加工体１２を加熱しているが、これに限定されるものではなく、例えば、既に加熱した被加工体１２を保持部材１０に配置してもよい。
【００４０】
プレスヘッド１６は、下面に金型１３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１３の転写パターン１４を被加工体１２に押込むものであり、被加工体１２に転写パターン１４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１６は、保持部材１０の加熱と同時に、図示しない熱源により金型１３を加熱する。本実施の形態においては、プレスヘッド１６は、金型１３の転写パターン１４をガラス転移点以上の温度に加熱して、転写パターン１４を被加工体１２に押し込みやすくする。
【００４１】
なお、本実施の形態では、保持部材１０とプレス台１５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１５が保持部材１０を兼ねた構成としてもよい。また、保持部材１０および金型１３が、プレス台１５およびプレスヘッド１６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い。つまり、例えば、保持部材１０および金型１３は、プレス台１５およびプレスヘッド１６に固定されず、保持部材１０と緩衝薄膜層１１と被加工体１２と金型１３と単に重ねて、プレス台１５とプレスヘッド１６との間に配置するだけでもよい。
【００４２】
次に、図１〜図４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４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。
【００４３】
まず、プレス台１５に固定された保持部材１０の上に緩衝薄膜層１１が形成され、さらに緩衝薄膜層１１の上に被加工体１２が形成される（形成工程）。次に、金型１３と被加工体１２は、少なくともどちらか一方が被加工体１２のガラス転移点以上の温度に達するまで、プレスヘッド１６またはプレス台１５により加熱される（加熱工程）。本実施の形態では、プレス台１５とプレスヘッド１６に内蔵されたヒーター（不図示）により、金型１３と被加工体１２とを１６０℃まで加熱している。
【００４４】
次に、図２に示すように、プレスヘッド１６を下方に移動させることにより、プレスヘッド１６に固定された金型１３の転写パターン１４は、所定の荷重で被加工体１２に一定時間の押込まれる（押込み工程）。
【００４５】
ここで、プレス台１５に固定された保持部材１０と被加工体１２との間に、加熱工程における加熱温度、すなわち被加工体１２のガラス転移点付近であり、かつガラス転移点以上の温度より高い軟化点を有する材料で形成された緩衝薄膜層１１を設けているので、緩衝薄膜層１１は、加熱工程、押込み工程では軟化点に達していない。このため、緩衝薄膜層１１は流動状態にはならず、押込み工程で、被加工体１２に金型１３を押込んで被加工体１２が緩衝薄膜層１１を押圧した場合でも、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とが固着することはない。
【００４６】
また、緩衝薄膜層１１は、非粘着性を有する材料で形成されているため、被加工体１２と緩衝薄膜層１１が強く固着することをより確実に防止している。また、緩衝薄膜層１１と被加工体１２とを合わせた高さが、金型１３の転写パターン１４における被加工体１２に押込まれる部位の高さよりも低くなるように形成しているので、転写パターン１４の凹部（凸部と凸部の間）の底面が被加工体１２と接触することがなく、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とが接する面を低減することができる。このため、押込み工程での荷重（圧力）を低減できすることができ、本実施の形態では、約１０ＭＰａの加圧力となるような押込み荷重で、約１２０秒間押し込んでいる。
【００４７】
そして、金型１３の転写パターン１４を被加工体１２に押込んだままの状態で、被加工体１２と金型１３とを、被加工体１２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、被加工体１２と金型１３とが１２０℃になるまで冷却している。
【００４８】
次に、図３に示すように、プレスヘッド１６を上方に移動させることにより、プレスヘッド１６に固定された金型１３の転写パターン１４は、被加工体１２から引き離される（離型工程）。ここで、金型１３の転写パターン１４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１４が被加工体１２から離型しやすくなる。
【００４９】
そして、図４に示すように、緩衝薄膜層１１と被加工体１２とを引き離すと、微細貫通孔１７が穿孔された微細貫通孔構造体１８が形成される（離体工程）。ここでは、この微細貫通孔構造体１８は、微細貫通孔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。ここで、上述したように、押込み工程では、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とが固着することがないため、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とを分離するという製造工程を追加することがない。
【００５０】
また、被加工体１２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の製造方法によって、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５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。
【００５１】
図５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。
【００５２】
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６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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
振動板３１は、上述した図１〜図４に示す製造方法により形成したフィルタ孔３２（図５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６では図面を簡略化するため積層体として表していない。
【００５６】
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。
【００５７】
ノズルプレート３５は、上述した図１〜図４に示す製造方法により形成したノズル孔３６（図４における貫通孔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。
【００５８】
そして、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。
【００５９】
次に、図６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７および図８を参照して説明する。図７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８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。
【００６０】
図７および図８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。
【００６１】
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７における矢印方向（左右方向）に摺動可能となっている。
【００６２】
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６に示すインクジェットヘッドが用いられている。
【００６３】
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６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６に示すように千鳥状に直線的に並べて形成されている。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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８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。
【００６７】
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。
【００６８】
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７参照）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７参照）に戻すとともに、搬送ローラ６５を駆動して用紙６３を図８に示す矢印Ｐ方向に所定量搬送する。
【００６９】
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７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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
このように、本実施の形態の微細貫通孔構造体の製造装置では、プレス台１５に固定された保持部材１０と被加工体１２との間に、加熱過程における加熱温度、すなわち被加工体１２のガラス転移点付近であり、かつガラス転移点以上の温度より高い軟化点を有する材料で形成された緩衝薄膜層１１を設けた。従って、緩衝薄膜層１１は、加熱工程、押込み工程では軟化点に達していないために流動状態にはならず、被加工体１２に金型１３を押込むことにより被加工体１２が緩衝薄膜層１１を押圧した場合でも、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とが固着することを防止できる。また、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とが固着することがないため、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とを分離するという製造工程を追加することがなく、生産性を損なわずに製造コストを軽減するとともに、金型１３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（液滴吐出ノズルや液滴吐出フィルタ）を製造することができる。
【００７３】
また、本実施の形態における緩衝薄膜層１１は、非粘着性を有する材料で形成されているため、被加工体１２と緩衝薄膜層１１が強く固着することを確実に防止することができる。また、緩衝薄膜層１１は自体は非粘着性を有していない材料で形成されていなくとも、その表面に被加工体１２との粘着を防止する非粘着性の処理（非粘着処理）が施されているため、同様に、被加工体１２と緩衝薄膜層１１が強く固着することを確実に防止することができる。
【００７４】
また、緩衝薄膜層１１と被加工体１２とを合わせた高さが、金型１３の転写パターン１４における被加工体１２に押込まれる部位の高さよりも低くなるように形成している。従って、転写パターン１４の凹部（凸部と凸部の間）の底面が被加工体１２と接触することがなく、被加工体１２と緩衝薄膜層１１とが接する面を低減することができる。このため、押込み工程での荷重（圧力）を低減でき、被加工体１２と緩衝薄膜層１１との離型性を向上させ、製造工程の効率化とともに、高精度で微細な貫通孔を穿孔することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【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６】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７】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８】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９−１】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９−２】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９−３】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１０−１】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１０−２】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１０−３】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１１−１】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１１−２】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１２】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１３】従来技術である特許文献５の発明の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  保持部材
１１  緩衝薄膜層
１２  被加工体
１３  金型
１４  転写パターン
１５  プレス台
１６  プレスヘッド
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９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１１−１】
2009160785.tif 000017
【図１１−２】
2009160785.tif 000018
【図１２】
2009160785.tif 000019
【図１３】
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