(57)【要約】  例えば、ノズルプレート、バルブガイド、ノズルプレートとバルブガイドとの組み合わせ等などの燃料噴射器ノズル構造体、並びに微細構造化特徴部を組み込んだ他の物品の製造方法。この方法は、多光子過程を用いて、３次元構造化表面上に微細構造化パターンを形成し、３次元構造化表面の少なくとも一部分がキャビティを形成するために使用される場合、例えば、１つ以上のキャビティから延びる貫通穴などの完成した微細構造化特徴部を含むノズル構造体及び他の物品を提供することができる。３次元構造化表面上に微細構造化パターンを形成することで、多光子過程を使用して他のノズル構造体特徴部を形成する必要性を回避することにより、微細構造化特徴部及び他のノズル構造体特徴部（例えば、キャビティ）を含むノズル構造体を形成するために必要な時間を削減することができる。
2020504262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル構造体の製造方法であって、
第１材料の多光子加工によって３次元構造化表面の少なくとも一部分に微細構造化パターンを形成することと、
前記微細構造化パターンのネガパターン及び前記３次元構造化表面の少なくとも一部分のネガ表面を有する複製された構造体を形成するために、前記第１材料とは異なる第２材料を用いて、前記微細構造化パターン及び前記３次元構造化表面の少なくとも一部分のネガを複製することと、
前記複製された構造体を前記微細構造化パターン及び前記３次元構造化表面から分離することと、
を含む、製造方法。
【請求項２】
前記複製することの後であって前記分離することの前又は後のいずれかに、前記複製された構造体から前記第２材料を除去することを更に含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記複製された構造体から前記第２材料を前記除去することは、前記複製された構造体が前記３次元構造化表面から分離された後に行われる、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記３次元構造化表面は、キャビティの底部に配置され、前記第１材料は、前記第１材料を多光子加工する前に前記キャビティ内に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記３次元構造化表面は、２つの別個のルールドサーフェスを含み、前記微細構造化パターンの少なくとも一部分は、前記２つの別個のルールドサーフェスで形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記３次元構造化表面は、導電性である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記３次元構造化表面は、基材の支持面上に位置する区別されかつ別個の物品として設けられたインサートを備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記支持面は、前記３次元構造化表面の一部分を形成しない、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記インサートは、前記微細構造化パターンを形成することの前に、前記第１材料で浸漬される、請求項７又は８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記複製された構造体を前記３次元構造化表面から前記分離することは、前記インサートを除去することを含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記３次元構造化表面は、燃料噴射器バルブの少なくとも一部分を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記微細構造化パターンは、複数の微細構造化特徴部を備え、各前記微細構造化特徴部は、前記３次元構造化表面上に形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記複数の微細構造化特徴部のうちの各前記微細構造化特徴部は、前記３次元構造化表面上に形成された基部と、前記３次元構造化表面から遠位側にある遠位端とを備え、前記微細構造化パターンは、任意選択的に、前記複数の微細構造化特徴部のうちの少なくとも２つの前記遠位端に取り付けられた少なくとも１つの支持特徴部を備える、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記複製することは、前記微細構造化パターンが前記第２材料内に収容されるように前記３次元構造化表面を電気めっきコーティングすることを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記分離することの後、前記微細構造化パターンは、前記複製された構造体の入口面から前記複製された構造体の出口面まで前記複製された構造体を通って延びる複数の貫通穴を画定している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、ノズル構造体（例えば、このような構造体の一体的な組み合わせを含む、内燃機関の燃料噴射器で使用するのに適した部分的な又は完全なノズルプレート、バルブガイド、及び他のノズル構造体）、並びに微細構造化特徴部を含む他の物品の製造に関する。本発明は、また、このようなノズル構造体を組み込んだ燃料噴射器の作製に関する。
【背景技術】
【０００２】
３つの基本的なタイプの燃料噴射器システム、すなわち、ポート燃料噴射（ＰＦＩ、port fuel injection）、ガソリン直噴（ＧＤＩ、gasoline direct injection）、及び直接噴射（ＤＩ、direct injection）がある。ＰＦＩ及びＧＤＩは燃料としてガソリンを使用するが、ＤＩはディーゼル燃料を使用する。ディレクタプレートとしても知られる燃料噴射器ノズルプレート、及びこれを含む燃料噴射システムの製造方法を更に発展させ、燃料効率を潜在的に高め、内燃機関の有害な排出を低減することに加え、内燃機関を含む車両の全体的なエネルギー要件を低減することに対する努力が続けられている。
【０００３】
燃料噴射器システムは、燃焼用の燃料を供給するための貫通穴が中に形成されたノズル構造体を含む燃料噴射器ノズルを使用する。ノズル構造体の製造は、ノズル構造体を通じた燃料の供給の制御によりエンジンの効率が向上する又は低下する可能性があるという特定の課題をシステムに生じさせる場合がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、燃料噴射器ノズル構造体の製造方法に関する。このような構造体としては、例えば、ノズルプレートの一部分又は全て、バルブガイド、ノズルプレートとバルブガイドとの組み合わせ等に加え、微細構造化特徴部を組み込んだ他の物品が挙げられ得る。
【０００５】
１つ以上の実施形態では、本明細書記載の方法は、多光子過程を用いて３次元構造化表面上に微細構造化パターンを形成し、ノズル構造体（例えば、部分的な又は完全なノズルプレート、バルブガイド、これらの組み合わせ等）並びに例えば、１つ以上の貫通穴、１つ以上のキャビティ（cavities）から延びる１つ以上の貫通穴、及び他のノズル構造体特徴部などの、完成した微細構造化特徴部を含む他の物品を提供する。１つ以上のキャビティは、３次元構造化表面の一部分、大部分、又は全体の形状に形成することができる。本明細書に記載されるような３次元構造化表面上における微細構造化パターンの形成は、１つ以上の実施形態では、多光子過程を使用して１つ以上のキャビティを形成する必要性を回避することによって、微細構造化特徴部及びキャビティを含むノズル構造体を形成するのに必要な時間を削減することができる。具体的には、３次元構造化表面は、１つ以上のキャビティのようなノズル構造体特徴部を形成するように成形することができ、微細構造化特徴部は、多光子加工を使用して３次元構造化表面上に形成される。多光子過程を使用することにより、特定のノズル構造体特徴部（例えば、キャビティ形状及び／又は構造体）を形成する必要性を回避することで、本明細書に記載されるようなノズル構造体及び他の物品を製造するのに必要な時間を大幅に削減することができる。
【０００６】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載されるようなノズル構造体の製造方法は、第１材料の多光子加工によって３次元構造化表面の少なくとも一部分、大部分、又は全ての上に微細構造化パターンを形成することと、微細構造化パターンのネガパターン及び３次元構造化表面の少なくとも一部分のネガ表面を有する複製された構造体（すなわち、ネガパターン／表面）を形成するために、第１材料とは異なる第２材料を用いて、微細構造化パターン及び３次元構造化表面の少なくとも一部分、大部分、又は全てのネガを複製することと、複製された構造体を微細構造化パターン及び３次元構造化表面から分離する（例えば、複製された構造体を３次元構造化表面から除去すること、及び微細構造化パターンを複製された構造体から除去することによって）ことと、を含んでもよい。
【０００７】
１つ以上の実施形態では、当該方法は、ネガを複製することの後、複製された構造体から第２材料の一部分を除去することを更に含む。１つ以上の実施形態では、複製された構造体から第２材料の一部分を除去することは、複製された構造体が３次元構造化表面から除去された後に行われる。
【０００８】
１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面は、キャビティの底部に配置され、第１材料は、第１材料を多光子加工する前にキャビティ内に配置される。
【０００９】
１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面は２つの別個のルールドサーフェス（ruled surface）を含み、微細構造化パターンの少なくとも一部分は、２つの別個のルールドサーフェスで形成される。
【００１０】
１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面は、導電性である。
【００１１】
１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面は、基材の支持面上に位置する区別されかつ別個の物品として設けられるインサートを備える。１つ以上の実施形態では、支持面は、３次元構造化表面の一部分を形成しない。１つ以上の実施形態では、インサートは、第１材料内の３次元構造化表面上に微細構造化パターンを形成することの前に、第１材料中に浸漬される。１つ以上の実施形態では、複製された構造体を３次元構造化表面から分離することは、インサートを除去することを含む。
【００１２】
１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面は、燃料噴射器バルブの一部分、大部分、又は全てを含む。
【００１３】
１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンは複数の微細構造化特徴部を備え、各微細構造化特徴部は３次元構造化表面上に形成される。１つ以上の実施形態では、複数の微細構造化特徴部の各微細構造化特徴部は、３次元構造化表面上に形成された基部と、３次元構造化表面から遠位側にある遠位端とを備え、微細構造化パターンは、任意選択的に、複数の微細構造化特徴部のうちの少なくとも２つ以上又は全ての遠位端に取り付けられた少なくとも１つの支持特徴部を含む。
【００１４】
１つ以上の実施形態では、複製された構造体を複製することは、微細構造化パターンが第２材料内に収容されるように３次元構造化表面を電気めっきコーティングすることを含む。
【００１５】
１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンは、複製された構造体が３次元構造化表面及び微細構造化パターンから分離されることの後、複製された構造体の入口面から複製された構造体の出口面まで複製された構造体を通って延びる複数の貫通穴を画定する。
【００１６】
上記概要は、本明細書に記載されるようなノズル構造体又は他の物品の製造方法の各実施形態又は各実装形態を説明することを意図するものではない。むしろ、本発明のより完全な理解は、添付図面の図を考慮して以下の詳細な説明及び添付の請求項を参照することによって明らかになり、認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本明細書に記載の方法を使用して製造することができるノズルプレートの形態の１つの例示的ノズル構造体の斜視図である。
【図２】図１に示す例示的なノズルプレートの上面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って取られた、図１及び図２に示す例示的なノズルプレートの断面図である。
【図４】図１〜図３に示すようなノズルプレートを製造する１つの例示的な方法を開始するために第１材料を含む基材上のキャビティ内の３次元構造化表面の断面図である。
【図５】本明細書に記載されるような３次元構造化表面上に微細構造化パターンを形成するために多光子材料を露光させるための露光システムの１つの例示的実施形態を示す。
【図６】図４の第１材料を現像して微細構造化パターンを形成し、未現像の第１材料をキャビティから除去した後の、微細構造化パターンを形成する微細構造化特徴部を示す。
【図７】第２材料を用いて微細構造化パターン及び３次元構造化表面を複製した後の、微細構造化パターンを形成する微細構造化特徴部を示す。
【図８】図７のキャビティ内の３次元構造化表面から複製された構造体を分離することによって形成された複製された構造体を示す。
【図９】複製された構造体を微細構造化パターンの微細構造化特徴部から分離した後の、第２材料によって形成された複製された構造体を、図１〜図３のノズルプレートを形成するために複製された構造体から除去される第２材料の部分を示す破線とともに示す。
【図１０】第２材料の一部分を除去した後の図９のノズルプレートの断面図である。
【図１１】本明細書に記載されるような方法及びノズル構造体の下に位置するバルブを使用して製造することができるバルブ封止面を含むノズルプレートの形態のノズル構造体の別の例示的実施形態を含む燃料噴射器の１つの例示的実施形態の断面図である。
【図１２】図１１に示すようなノズルプレートを製造するために使用することができる第１材料を含む基材上のキャビティ内の３次元構造化表面の断面図であり、図１３の微細構造化特徴部は破線で示される。
【図１３】微細構造化パターンを形成するために図１２の第１材料を現像し、未現像の第１材料をキャビティから除去した後の、微細構造化パターンを形成する微細構造化特徴部及び支持特徴部を示す。
【図１４】第２材料を用いて微細構造化パターン及び３次元構造化表面を複製した後の図１２〜図１３の微細構造化パターンを示す。
【図１５】第２材料によって形成された複製された構造体を、図１１に示すノズルプレートを形成するために、複製された構造体から除去される第２材料の部分を示す破線とともに示す。
【図１６】微細構造化パターンが形成される３次元構造化表面を設けるためにインサートを使用するノズルプレートの形態のノズル構造体の別の製造方法の断面図であり、３次元構造化表面及び微細構造化パターンは第２材料で複製される。
【図１７】微細構造化パターン及び３次元構造化表面のインサートを有する、図１６のキャビティから除去した後の、複製された構造体の断面図である。
【図１８】本明細書に記載されるようなノズルプレートの別の例示的実施形態を形成するために第２材料の一部分、微細構造化パターン、及びインサートを除去した後の図１７の複製された構造体の断面図である。
【図１９】ノズル構造体を例えば製造するための本明細書に記載されるような方法の１つ以上の実施形態で使用され得る、その上に配置された微細構造化パターンを有する３次元構造化表面の１つの例示的な実施形態の断面図である。
【図２０】軸５１１の方向に取られた、図１９の３次元構造化表面の端面図である。
【図２１】本明細書に記載されるようなノズル構造体を形成するために使用され得るアセンブリ内のバルブの形態の３次元構造化表面の１つの例示的な実施形態の断面図である。
【図２２】組み立てられた、ピン５３０を使用してノズル構造体を電鋳する前の図２１のアセンブリの断面図である。
【図２３】図１９〜図２２のピンを使用して製造され得るノズル構造体の１つの例示的な実施形態の断面斜視図である。
【図２４】図２３のノズル構造体内に形成されたキャビティ内に位置するバルブを示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明では、本明細書の一部を形成し、特定の諸実施形態が例として示される添付図面の図を参照する。他の実施形態を利用することもでき、また、変更が、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることを理解されたい。
【００１９】
本明細書に記載されるようなノズル構造体又は他の物品の製造方法は、１つ以上の実施形態では、米国特許第９，３３３，５９８（Ｂ２）号及び米国特許出願公開第２０１３／０３１３３３９号（両方とも「Ｎｏｚｚｌｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ」という名称）に記載されている多光子（例えば、二光子）技術、設備及び材料を使用することができる。具体的には、多光子過程を使用して、例えば、燃料噴射器で使用される１つ以上のノズル構造体に使用してもよい、例えば、特徴部を形成する１つ以上の穴を含み得る様々な微細構造化パターンを製作することができる。更に、本過程は、本明細書に記載されるように、ノズル構造体（又は他の物品）自体及び／又はノズル構造体若しくは他の物品を製作するために後に使用され得るモールドを形成するために使用され得る。
【００２０】
本明細書に記載される微細構造物品は、１つ以上の実施形態では、燃料噴射器ノズルに使用されるノズル構造体（例えば、ノズルプレート、バルブガイド、ノズルプレート、及びバルブガイド構造体、並びに他の構造的組み合わせを含む）として使用するのに好適であり得る。用語「ノズル」又は「ノズル構造体」は、本発明で使用する場合、当該技術分野においていくつかの異なる意味を有し得ることは理解されたい。例えば、米国特許出願公開第２００９／０３０８９５３（Ａ１）号（Ｐａｌｅｓｔｒａｎｔら）は、オリフィスインサート２４及び閉塞器チャンバ５０を含むいくつかの要素を含む「噴霧ノズル」について開示している。本明細書に記載される「ノズル構造体」の理解及び定義は、例えば、Ｐａｌｅｓｔｒａｎｔらのオリフィスインサート２４のような構造体を、チャンバ５０に対応する構造体の一部分、大部分、又は全てとともに含むことができる。概して、本明細書のノズル構造体は、スプレーが最終的に放出される噴霧スプレーシステムの構造を含むものと理解され得る（例えば、Ｍｅｒｒｉａｍ  Ｗｅｂｓｔｅｒ’ｓ  ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙのノズルの定義（「流体の流れを加速する又は案内するために使用されるテーパ又は狭窄部を有する短い管（ホースのような）」を参照されたい）。Ｎｉｐｐｏｎｄｅｎｓｏ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｋａｒｉｙａ、Ｊａｐａｎ）に対して発行された米国特許第５，７１６，００９号（Ｏｇｉｈａｒａら）を参照することによって更なる理解を得ることができる。この参照文献でも、流体噴射「ノズル」は、多部品バルブ要素１０として広く定義されている（「流体噴射ノズルとして機能する燃料噴射バルブ１０」、Ｏｇｉｈａｒａらの段落４、２６〜２７行目を参照されたい）。本明細書で使用するとき、用語「ノズル構造体」の本定義及び理解は、例えば、燃料スプレーに直接隣接して位置する、例えば、第１及び第２のオリフィスプレート１３０及び１３２、弁体２６、及び場合によってはスリーブ１３８（Ｏｇｉｈａｒａらの図１４及び図１５を参照されたい）に関連する。本明細書に記載されるように「ノズル構造体」と呼ばれ得る同様の構造体は、Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｌｔｄ．（Ｉｂａｒａｋｉ、Ｊａｐａｎ）に対する米国特許第５，１２７，１５６号（Ｙｏｋｏｙａｍａら）に開示されている。同開示では、ノズル１０は、「スワラ」１２（図１を参照）などの、取り付けられかつ一体化された構造体の要素とは別個に画定される。このような別個の要素は、部分的に又は完全に、１つの一体構造体として形成されてもよい。上記の構造体は、明細書の残り及び特許請求の範囲の全体を通して用語「ノズル構造体」に言及する場合に含まれてもよい。
【００２１】
１つ以上の実施形態では、本明細書記載の方法を使用して製造されたノズル構造体は、ノズル構造体に戦略的に組み込まれた１つ以上のノズル貫通穴を含んでもよい。１つ以上のノズル貫通穴は、以下の特性のうちの１つ以上をノズル構造体に対して提供することができる。（１）ノズル内に可変流体流を供給する能力（例えば、１つ以上の１つ以上のノズル貫通穴を開閉することによって）、（２）ノズル構造体の出口面に対して多方向流体流を供給する能力、及び（３）ノズル出口面を通って垂直に延びる中心法線に対して多方向軸外流体流を供給する能力。
【００２２】
上述のように、本明細書に記載されるようなノズル構造体及び他の物品の製造方法は、多光子過程を使用することが好ましい。これらの製造プロセスは、正確な微細構造化特徴部を選択した微細構造化パターンにおいて製造するのに有用であるが、いくつかのノズル構造体又は他の物品を形成するために必要なある体積の材料を現像する／硬化させるのに必要な時間が、例えば完了後のノズル構造体又は他の物品により大きな特徴部を設ける必要がある場合には、過剰となる場合がある。
【００２３】
燃料噴射器の本明細書に記載されるようなノズル構造体を製造するために使用される場合、より大きな特徴部の一例としては、相補的な形状を有する燃料噴射器バルブとの関連で使用される場合にサック容積を低減するように構成される、ノズル構造体（例えば、ノズルプレート等）の入口面上のキャビティ及び他の形状が挙げられ得る。このような実施形態では、３次元構造化表面は、燃料噴射器のサック容積を低減することができるように、ノズル構造体との関連で使用されるバルブの形状に対して相補的な形状を有してもよい。「サック容積（SAC volume）」は、燃料噴射器ノズルの入口面（すなわち、ノズルの入口面）と燃料噴射器システムのバルブの外面との間の空間の容積と定義される。
【００２４】
図１〜図３は、本明細書記載の方法を使用して製造されたノズルプレート１０の形態の１つの例示的な構造体の様々な図を示す。ノズルプレート１０は、３次元入口面１１と、ノズルプレートの入口面１１と反対側の出口面１４と、入口面１１及び出口面１４の両方を取り囲む周辺面１９とを含む。出口面１４は、第１の出口表面１４１と、第１の出口表面１４１を取り囲む第２の出口表面１４２とを含み、側壁１４５が第１の出口表面１４１と第２の出口表面１４２との間に延びる。
【００２５】
ノズル貫通穴１５の第１のセットは第１の出口表面１４１内の出口開口部１５２とともに形成され、ノズル貫通穴１６の第２のセットは第２の出口表面１４２内の出口開口部１６２とともに形成される。各第１のノズル貫通穴１５は、入口面１１上の第１の入口表面１２上に少なくとも１つの入口開口部１５１を含み、各貫通穴１５は、出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１５２に接続されている。各第２のノズル貫通穴１６は、入口面１１上の第２の入口表面１３上に少なくとも１つの入口開口部１６１を含み、各貫通穴１６は、出口面１４上の少なくとも１つの出口開口部１６２に接続されている。図３に示すように、第１の入口表面１２は第２の入口表面１３と同一平面上になく、入口表面１２及び入口表面１３の両方は、キャビティ１８がノズルプレート１０の入口面１１内に位置するように、入口面１１の取り囲む周囲部分１１０から挿入される。
【００２６】
本明細書に記載される微細構造化パターンを含むノズル構造体及び他の物品は、本明細書に記載の方法を使用して製造することができる。例えば、図１〜図３に示されるノズルプレート１０などのノズル構造体又は他の物品の製造方法の１つの例示的な実施形態は、図４〜図９を参照して説明され得る。この方法は、単一の物品において、穴、キャビティ等などの様々な個々の微細構造化特徴部の作成における柔軟性及び制御を提供する。
【００２７】
図４は、基材３０上に配置された第１材料２０の概略側面図である。基材３０は、底部３１を有するキャビティ３４を形成するための側壁３２を含む。別個の量の第１材料２０がキャビティ３４内に収容される。第１材料２０は、複数の光子を同時に吸収することによって多光子反応を経ることができる。例えば、１つ以上の実施形態では、第１材料は、２つの光子を同時に吸収することによって二光子反応を経ることができる。第１材料は、米国特許第７，５８３，４４４号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｌｅｎｅ  Ａｒｒａｙｓ  Ａｎｄ  Ｍａｓｔｅｒｆｏｒｍｓ」）、米国特許出願公開第２００９／０１７５０５０号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ａｎｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅｓ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｅｂｙ」）、及び ＰＣＴ国際公開第２００９／０４８７０５号（「Ｈｉｇｈｌｙ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｈｏｔｏｎ  Ｃｕｒａｂｌｅ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」）に記載されているもののような、二光子などの多光子反応を経ることができる任意の材料又は材料系であり得る。
【００２８】
いくつかの場合では、第１材料は、酸又はラジカル開始化学反応を経ることができる少なくとも１つの反応種及び少なくとも１つの多光子光開始剤系を含む光反応性組成物であり得る。光反応性組成物に使用するのに適した反応種としては、硬化性種及び非硬化性種の両方が挙げられる。例示的な硬化性種としては、付加重合性モノマー及びオリゴマーと付加架橋性ポリマー（例えばアクリレート、メタクリレート、及びスチレンなどの特定のビニル化合物を含む、ラジカル重合性又は架橋性のエチレンシステム不飽和の化学種）、並びにカチオン重合性モノマー及びオリゴマー、カチオン架橋性ポリマー（この化学種は最も一般的には酸開始されており、またこの化学種には、例えばエポキシ、ビニルエーテル、シアネートエステルなどが挙げられる）、その他同種のもの、それらの混合物が挙げられる。例示的な非硬化性種としては、酸又はラジカル誘導反応時に溶解度を高めることができる反応性ポリマーが挙げられる。このような反応性ポリマーとしては、例えば、光生成酸によって水溶性酸基に変換され得るエステル基を有する非水溶性ポリマー（例えば、ポリ（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシスチレン）が挙げられる。非硬化性種は、化学的に増幅されたフォトレジストも含む。
【００２９】
多光子光開始剤系は、重合を、第１材料を露光するために使用される集束される光ビームの焦点領域に限定又は制限することができる。このような系は、好ましくは、少なくとも１つの多光子光増感剤、少なくとも１つの光開始剤（又は電子受容体）、及び任意に、少なくとも１つの電子供与体を含む、２成分系又は３成分系である。
【００３０】
第１材料２０は、任意の方法を用いて基材３０上に供給され得る。高粘度の第１材料は、例えば、特定の状況で望ましい場合がある任意のコーティング方法を使用して、基材上にコーティングされてもよい。例えば、第１材料は、１つ以上の実施形態では、フラッドコーティングによって基材上にコーティングされ得る。他の例示的コーティング方法としては、ナイフコーティング、ノッチコーティング、反転ロールコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング、バーコーティング、スピンコーティング、及びディップコーティングが挙げられる。これらの選択肢の多くは、高粘度の第１材料と併用される場合、場合によっては、キャビティ内に収容されない３次元構造化表面を有する基材とともに使用され得る。
【００３１】
例えばキャビティ３４などのキャビティ内に第１材料が提供される１つ以上の実施形態では、第１材料は低い粘度を有してもよいが、この理由は、例えば、基材３０の表面の上方にキャビティ３４を形成する側壁３２によりもたらされる封じ込めによって、第１材料の流動が懸念されないからである。
【００３２】
第１材料２０は、本明細書記載の方法の１つ以上の実施形態では、露光した領域内の第１材料による複数の光子の同時吸収を引き起こすほどの十分な強度を有する入射光に選択的に曝露される。露光は、十分な強度を有する光を提供することができる任意の方法によって実施することができる。例示的な露光方法及び装置は、米国特許出願公開第２００９／００９９５３７号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ，Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ  Ａｒｒａｙｓ，Ｍａｓｔｅｒｓ，Ａｎｄ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｏｏｌｓ」）に記載されている。
【００３３】
図５は、第１材料２０を露光するための露光システム１０００の１つの例示的実施形態の概略側面図である。露光システムは、光１０３０を発する光源１０２０と、１次元、２次元、又は３次元に移動可能なステージ１０１０とを含む。第１材料２０を担持した基材３０がステージ１０１０上に配置される。光学系１０４０は、放射された光１０３０を第１材料２０内の焦点領域１０５０に集束させる。１つ以上の実施形態では、光学系１０４０は、第１材料による複数の光子の同時吸収が、焦点領域１０５０で又は焦点領域１０５０の非常に近傍でのみ生じるように設計されている。多光子反応を経る第１材料２０の領域は、多光子反応を経ない第１材料２０の領域と比較して、少なくとも１つの溶媒に多少可溶性となる。
【００３４】
焦点領域１０５０は、ステージ１０１０及び／又は光１０３０及び／又は光学系１０４０内の１つ以上のミラーなどの１つ以上の構成要素を移動させることによって第１材料内の３次元パターンを走査することができる。
【００３５】
光源１０２０は、多光子吸収を実施するのに十分な光の強度を生成可能な任意の光源であり得る。例示的な光源としては、約３００ｎｍ〜約１５００ｎｍ、又は約４００ｎｍ〜約１１００ｎｍ、又は約６００ｎｍ〜約９００ｎｍ、又は約７５０〜約８５０ｎｍの範囲内で動作する、フェムト秒レーザなどの、例えば、レーザが挙げられ得る。
【００３６】
光学系１０４０としては、例えば、屈折光学素子（例えば、レンズ又はマイクロレンズアレイ）、反射光学素子（例えば、再帰反射器又は集光ミラー）、回折光学素子（例えば、回折格子、位相マスク、及びホログラム）、偏光光学素子（例えば、線形偏光子及び波長板）、分散光学素子（例えば、プリズム及び回折格子）、拡散体、ポッケルスセル、導波路等が挙げられ得る。このような光学素子は、集束、ビーム送達、ビーム／モード成形、パルス成形、及びパルスタイミングに有用である。
【００３７】
露光システム１０００による第１材料２０の選択的露光後、露光された第１材料は溶媒中に配置され、溶媒溶解度の高い領域を溶解する。露光された第１材料を現像するために使用することができる例示的な溶媒としては、例えば、水（例えば、１〜１２の範囲内のｐＨを有する）、水と有機溶媒類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等、及びこれらの混合物）の相溶性ブレンド、及び有機溶媒などの水性溶媒が挙げられ得る。例示的な有用な有機溶媒としては、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、及びプロパノール）、ケトン（例えば、アセトン、シクロペンタノン、及びメチルエチルケトン）、芳香族化合物（例えば、トルエン）、ハロカーボン（例えば、塩化メチレン及びクロロホルム）、ニトリル（例えば、アセトニトリル）、エステル（例えば、酢酸エチル及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート）、エーテル（例えば、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン）、アミド（例えば、Ｎ−メチルピロリドン）等、並びにこれらの混合物が挙げられる。
【００３８】
図４を再度参照すると、本明細書に記載される方法において、第１材料２０は、３次元構造化表面を含む基材３０上に供給される。図示される例示的実施形態では、３次元構造化表面４０は、ノズルプレート１０の第１の入口表面１２及び第２の入口表面１３に対応する表面４１及び表面４２を含む。特に、１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面４０は、本明細書に記載されるようなノズルプレート１０内にキャビティ１８を形成するために使用される。キャビティ１８を形成するために使用される３次元構造化表面は第１材料２０によって形成され得るが、これを行うには、例えば、露光システム１０００を追加量の第１材料２０とともに使用し、追加の露光時間が必要になる。追加の加工時間及び材料によって、得られるノズルプレート（又は他の物品）のコストが増加する可能性がある。
【００３９】
本発明で使用する場合、「３次元構造化表面」は、単なる平坦形状でも単なる球形でもない表面であり、又はより多くの実施形態では、３次元構造化表面は、３次元構造化表面の不存在下で多光子過程を使用してさもなければ形成されるパターン化構造体の少なくとも一部分を置換するように構成されている。１つ以上の実施形態では、本明細書に記載されるような３次元構造化表面は２つ以上のルールドサーフェスを含むが、ルールドサーフェスは本明細書に記載される方法において使用される全ての３次元構造化表面に必要なわけではない。３次元構造化表面が２つ以上のルールドサーフェスを含む実施形態では、２つ以上のルールドサーフェスは、共通軸の周りに形成されるルールドサーフェスであってよい。
【００４０】
１つ以上の実施形態では、３次元構造化表面４０は、例えばキャビティ３４の底部３１を画定する基材３０の表面上に位置してもよい。底部３１は平坦又は球状であってもよいが、底部３１上に位置する３次元構造化表面４０は、本明細書に記載するように、単に平坦でも単に球状でもない。図６は、多光子過程を使用して図４の第１材料２０内に形成された微細構造化パターンの概略側面図である。上述のように、微細構造化パターンの一部分を形成しない第１材料２０はキャビティ３４から除去されている。第１材料２０の除去後に残る微細構造化パターンは第１の微細構造化特徴部２２及び第２の微細構造化特徴部２４を含み、これらは両方とも３次元構造化表面４０上に位置する。具体的には、第１の微細構造化特徴部２２は３次元構造化表面４０の表面４１上に位置し、第２の微細構造化特徴部２４は３次元構造化表面４０の表面４２上に位置する。更に、第１の微細構造化特徴部２２はノズルプレート１０の第１のノズル貫通穴１５に対応し、第２の微細構造化特徴部２４はノズルプレート１０の第２のノズル貫通穴１６に対応する。
【００４１】
図４に示される任意の特徴は、３次元構造化表面が少なくとも部分的に、インサート７０（キャビティ３４の底部３１にわたって延びる破線によって画定される）によって提供されてもよく、インサート７０は、微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４が上に配置される表面４１及び表面４２を含むことである。インサート７０は、１つ以上の実施形態では、基材３０の支持面３１上に位置する区別されかつ別個の物品の形態であってもよい。これに対し、図４に関連して説明した方法の３次元構造化表面は、切断、加工、研削等を行わずには基材から分離することができないように、基材と一体であってもよい。
【００４２】
１つ以上の実施形態では、インサート７０は、例えば、導電性ではない材料で構成されていてもよい。例えば、インサート７０は、電気めっきコーティングによって導電性表面上に電気めっきコーティング材料を成長させるようにインサート７０の選択した表面又は一部分のみに導電材料を種付けした高分子材料で構成されていてもよい。例えば、インサート７０上の上方を向いた表面４１及び表面４２のみに種付けしてもよく、さもなければ導電性にしてもよい。あるいは、インサート７０は導電材料で構成されていてもよく、電気めっきコーティング材料が不動態化表面上に堆積しないように表面４１及び表面４２以外の表面は絶縁層で不動態化されている。１つ以上の実施形態では、基材３０の支持面３１はまた、電気めっきコーティング材料がその表面に加えて、インサート７０の選択された表面のいずれかに堆積するように導電性であってもよい。
【００４３】
３次元構造化表面４０上の微細構造化パターンが露出した状態で、微細構造化パターン及び３次元構造化表面４０の微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４は、微細構造化パターン（図７に見られるような）を形成するために使用される第１材料とは異なる第２材料５０で複製されてもよい。１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンを第２材料で複製することは、３次元構造化表面４０、及びキャビティ３４の底部３１が設けられる場合は、これを電気めっきコーティングすることを含んでもよい。１つ以上の実施形態では、第２材料５０は、微細構造化パターンを含んでもよく、３次元構造化表面４０の全て又は少なくとも一部分を被覆してもよい。１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンを第２材料で複製することは、微細構造化パターン自体を電気めっきコーティングすることを含んでもよい。
【００４４】
第２材料が電気めっきコーティングされる実施形態では、第２材料は、例えば、元素金属又は合金金属（例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、及びこれらの金属の１つ又は両方を含む合金）などの任意の好適な電気めっきコーティング材料の形態であってもよい。
【００４５】
１つ以上の代替実施形態では、第２材料５０は、微細構造化パターン及び３次元構造化表面４０の複製に適した任意の他の材料であってもよい。１つの潜在的に好適な種類の材料としては、例えば、セラミックが挙げられ得る。１つ以上の実施形態では、第２材料は、セラミックの形態の場合、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又はイットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛、５７〜７１の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウムの酸化物類、及びこれらの組み合わせを含む群から選択されてもよい。
【００４６】
微細構造化パターン及び３次元構造化表面４０を複製するために電気めっきコーティングが使用される場合、基材３０の底部３１は、電気めっきコーティング材料が基材３０の底部３１上に形成されるように、導電性表面であることが好ましい場合がある。更に、１つ以上の実施形態では、電気めっきコーティング材料が３次元構造化表面４０の表面４１及び表面４２上にも形成されるように、３次元構造化表面４０の表面４１及び表面４２もまた導電性表面であることが好ましい。１つ以上の実施形態では、基材３０及び３次元構造化表面４０は導電材料で構成されていてもよく、電気めっきコーティング材料が導電性表面上にのみ堆積するように、電気めっきコーティングが望まれない任意の表面は１つ以上の非導電材料で不動態化される。１つ以上の代替実施形態では、基材３０及び３次元構造化表面は非導電材料で構成されており、めっきコーティングが望まれる表面は、種付けされる、さもなければ導電性にされる。
【００４７】
１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンの微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４はまた、微細構造化パターンの特徴部２２及び特徴部２４上への電気めっきコーティング材料の堆積を促進するために、それら自体を導電材料で作製する、又は導電材料の層を種付けする、のいずれかであってもよい（潜在的に有用な種付けの方法は、例えば、米国特許第９，３３３，５９８（Ｂ２）号及び米国特許出願公開番号第２０１３／０３１３３３９号に記載されている。）。
【００４８】
微細構造化パターン及び３次元構造化表面４０の少なくとも一部分を第２材料５０で被覆後、１つ以上の実施形態では、複製された構造体６０は基材３０から除去されてもよく、これには、図示される実施形態の場合、複製された構造体６０をキャビティ３４から除去することを伴う。基材３０から除去されるとき、微細構造化パターンの微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４もまた、複製された構造体６０とともに除去されてもよい。基材３０から除去後、複製された構造体６０は３次元構造化表面４０のネガパターンをもたらす。
【００４９】
複製された構造体６０は、基材３０の底部３１に対応する表面６１と、基材３０上に堆積された第２材料５０の上面である表面６２と、３次元構造化表面４０の表面４１に対応する第１のキャビティ表面５１と、３次元構造化表面４０の表面４２に対応する第２のキャビティ表面５２とを含む。第２材料５０がキャビティ３４内に堆積される実施形態では、複製された構造体６０は、キャビティ３４の側面３２に対応する側面６３を含んでもよい。
【００５０】
例えば、図８に見られるように、本明細書に記載されるように第１材料で形成された微細構造化パターンの微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４は、１つ以上の実施形態では、また、３次元構造化表面４０から除去され、第２材料５０内に残ってもよい。本明細書記載の方法の１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンの特徴部２２及び特徴部２４を形成する第１材料はまた、複製された構造体６０の第２材料５０がまた、微細構造化パターン並びに３次元構造化表面４０の微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４を複製するように、第２材料から除去してもよい。
【００５１】
複製された構造体６０の上面６２上に微細構造化パターンが露出する１つ以上の実施形態では、微細構造化パターンを形成する第１材料（例えば、微細構造化特徴部２２及び／又は２４）、微細構造化パターンを形成する第１材料は、複製された構造体６０が基材３０から除去される前に除去されてもよい。しかしながら、多くの場合、第１材料は、複製された構造体６０の第２材料内に収容され、そのような除去を困難及び／又は不可能にすることが好ましい場合がある。
【００５２】
図９は、基材３０から除去された後、並びに微細構造化パターンの微細構造化特徴部２２及び微細構造化特徴部２４が複製された構造体６０から除去された後の複製された構造体６０を示す。１つ以上の実施形態では、複製された構造体６０は、物品が企図される目的に応じて完成物品を形成してもよい。しかしながら、複製された構造体６０が貫通穴を必要とするノズル構造体として使用される１つ以上の実施形態では、複製された構造体６０を基材３０から除去する前に更なる処理が必要な場合がある。
【００５３】
例えば、１つ以上の実施形態では、第２材料５０の一部分が、複製された構造体６０から除去されてもよい。具体的には、複製された構造体６０の第２材料５０の一部分は、複製された構造体６０がキャビティ３４内の３次元構造化表面４０から除去される前に、表面６２、すなわち、３次元構造化表面４０とは反対側に面する表面から除去されてもよい。１つ以上の実施形態では、複製された構造体６０の表面６２を形成する第２材料は、図９の破線６４で示されるレベルまで除去されてもよい。複製された構造体の表面６２からの第２材料の除去には、１つ以上の実施形態では、複製された構造体６０のその表面を、例えば、研削、ミリング加工、電子放電加工（ＥＤＭ、electron discharge machining）、化学的除去、又は他の材料除去プロセスによって平坦化することを含んでもよい。
【００５４】
微細構造化特徴部を形成する第１材料の除去後に第１の微細構造化特徴部２２によって形成されたキャビティ５５は、破線６４で示されるレベルに、複製された構造体６０の表面６２の開口部を含んでもよい。例えば、図１〜図３に示されるノズルプレート１０を参照すると、複製された構造体６０の表面６２に、キャビティ５５によって形成された開口部は、ノズルプレート１０の開口部１５２に対応してもよい。その結果、キャビティ５５は、ノズルプレート１０の貫通穴１５に対応する特徴部を形成するものと表現され得る。
【００５５】
キャビティ５５を含む複製された構造体６０の部分の両側にある破線６６に沿って、複製された構造体６０から第２材料を更に除去すると、１つ以上の実施形態では、複製された構造体６０内に設けられたキャビティ５６の開口部を露出させてもよい。例えば、図１〜図３に示されるノズルプレート１０を参照すると、破線６６によって画定される表面に形成されたキャビティ５６の開口部は、ノズルプレート１０の開口部１６２に対応してもよい。その結果、キャビティ５６は、ノズルプレート１０の貫通穴１６に対応する複製された構造体の特徴部を形成するものと表現され得る。複製された構造体６０からの第２材料の除去は、本明細書に記載されるような任意の好適なプロセスによって行ってもよい。
【００５６】
図１０は、ノズルプレート１０及び複製された構造体６０に見られる特徴間の対応を示すために提供される。具体的には、ノズルプレート１０の貫通穴１５は、複製された構造体６０のキャビティ５５に対応する。ノズルプレート１０の貫通穴１６は、複製された構造体６０のキャビティ５６に対応する。ノズルプレート１０の表面１２は、複製された構造体６０の表面５１に対応する。ノズルプレート１０の表面１３は、複製された構造体６０の表面５２に対応する。ノズルプレート１０の表面１１０は、複製された構造体６０の表面６１に対応する。ノズルプレート１０の表面１４１は、例えば図９の破線６４に沿って第２材料の第１の部分を除去することによって形成された表面６４に対応する。ノズルプレート１０の表面１４２は、例えば図９の破線６６に沿って第２材料の第２の部分を除去することによって形成された表面６６に対応する。第２材料が、ノズル構造体として使用するのに適している（例えば、１種以上の金属、セラミックス等）実施形態では、複製された構造体６０の完了は、本明細書に記載されるような燃料噴射器ノズルとの関連で使用されてもよいノズル構造体の完成に相当する（しかし、例えば、バリ取り、（例えば、機械的及び／又は化学的）研磨等などのいくらかの付加的な処理が望ましい及び／又は必要な場合がある）。
【００５７】
しかしながら、１つ以上の代替実施形態では、複製された構造体６０（例えば図９に示すような）を使用し、後にノズル構造体を形成するために複製されることができる第２世代モールドを構築してもよい。このようなモールドを形成するいくつかの潜在的に好適な方法の例は、例えば、米国特許第９，３３３，５９８（Ｂ２）号及び米国特許出願公開第２０１３／０３１３３３９号に記載されている。
【００５８】
ノズルプレート２１０の形態のノズル構造体の別の例示的実施形態と、噴射器本体２９０内に位置するバルブ３７０とを含む燃料噴射器バルブ２００の１つの例示的な実施形態が図１１に示されている。本明細書記載の方法を使用して製造され得るノズルプレート２１０は、出口面２１４及び入口面２１１を含み、入口面２１１はバルブ３７０に面する。１つ以上の実施形態では、ノズルプレート２１０は、入口面２１１が弁体２９０の周辺部２９１に当接する場所で弁体２９０に取り付けられている。弁体２９０へのノズルプレート２１０の取り付けは、例えば、溶接等などの任意の１つ以上の好適な技術を使用して行ってもよい。
【００５９】
ノズルプレート２１０は、貫通穴２１５の第１のセット及び貫通穴２１６の第２のセットを含む。貫通穴２１５は、バルブ３７０に面する入口面２１１上の表面２１２の開口部を含み、表面２１２はバルブ３７０上の表面３７２に面する。貫通穴２１６は、バルブ３７０上の表面３７３にも面する表面２１３の開口部を含む。ノズルプレート２１０の入口面２１１上に見られる他の特徴は、示される実施形態では、バルブ３７０上の封止面３７９に面し、封止面３７９に一致するように成形されたバルブ封止面２１９を含む。１つ以上の実施形態では、ノズルプレート２１０上のバルブ封止面２１９とバルブ３７０上の封止面３７９との間の接触によって、表面２１９と表面３１９とが互いに接触しているときに燃料噴射器２００内を燃料が流れるのを防止することができる。
【００６０】
燃料噴射器２００は、燃料噴射器のノズル構造体を、本明細書に記載されるような３次元構造化表面を使用して製造する潜在的利点の一例を提供する。記載されるように、本明細書記載の方法の１つ以上の実施形態を使用して製造されたノズル構造体の入口面は、燃料噴射器のサック容積を低減することができるように、ノズル構造体との関連で使用されるバルブの形状に対して相補的な形状をとることができる。
【００６１】
燃料噴射器２００の実施形態では、バルブ３７０の形状がノズルプレート２１０の入口面２１１の形状に厳密に一致することが分かる。このような組み合わせによって、バルブ３７０がノズルプレート２１０に対して閉鎖位置にあるときのサック容積、すなわち、燃料噴射器ノズルプレート２１０の入口面２１１と燃料噴射器システムのバルブ３７０との間の空間の容積を大幅に低減することができる。
【００６２】
本明細書記載の方法の１つ以上の実施形態に従い製造されるノズル構造体のサック容積の低減を達成するために、ノズル構造体が製造される３次元構造化表面は、ノズル構造体とともに使用されるバルブの形状に一致するように成形され得る。例えば図１２を参照すると、基材２３０は、例えば図１１に示すようなバルブ３７０の形状に一致するように成形された３次元構造化表面２４０を含む。具体的には、３次元構造化表面２４０は、バルブ３７０上の表面３７２に対応する表面２４２に加えて、バルブ３７０上の表面３７３に一致する表面２４３を含む。更に、３次元構造化表面２４０はまた、バルブ３７０上の封止面３７９に対応する表面２４９を含む。
【００６３】
必須ではないが、基材２３０上の３次元構造化表面２４０は、例えば図４との関連で説明したキャビティ３４に類似するキャビティ２３４内に位置してもよい。この実施形態と同様に、３次元構造化表面２４０はキャビティ２３４内に収容されていると表現され得る。
【００６４】
図１２に示される任意の特徴は、キャビティ２３４内の３次元構造化表面２４０が、少なくとも部分的に、１つ以上のインサートによって設けられ得ることである。示される例示的な実施形態では、２つのインサート２７０及び２７２（両方とも図１２の破線によって画定される）が設けられており、第１のインサート２７０はリングの形態であり、第２のインサート２７２は、キャビティ２３４内に位置する３次元構造化表面２４０の表面２４２、表面２４３及び表面２４９を含む。インサート２７０及び／又はインサート２７２は、１つ以上の実施形態では、基材２３０内に設けられたキャビティ２３４内に位置する区別されかつ別個の物品の形態であってもよい。図１２に実線で示すように、３次元構造化表面２４０は、切削、加工、研削等を行わずには基材から分離することができないように基材と一体であってもよい。
【００６５】
１つ以上の実施形態では、インサート２７０及びインサート２７２の１つ又は両方は、例えば、導電性ではない材料で構成されていてもよい。例えば、インサート２７０及びインサート２７２の１つ又は両方は、電気めっきコーティングによって導電性表面上に電気めっきコーティング材料を成長させるようにインサートの選択した表面又は一部分のみに導電材料を種付けした高分子材料で構成されていてもよい。例えば、上方を向いた表面２４２、２４３及び２４９のみに種付けしてもよく、さもなければ導電性にしてもよい。あるいは、インサート２７０及びインサート２７２の１つ又は両方は導電材料で構成されていてもよく、電気めっきコーティング材料が不動態化表面上に堆積しないように表面２４２、表面２４３及び表面２４９以外の表面は絶縁層で不動態化されている。
【００６６】
キャビティ２３４内に提供される第１材料２２０は、１つ以上の実施形態では、本明細書に記載されるように、複数の光子を同時に吸収することによって多光子反応を経ることができてもよい。例えば、１つ以上の実施形態では、第１材料は、２つの光子を同時に吸収することによって二光子反応を経ることができる。第１材料は、米国特許第７，５８３，４４４号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｌｅｎｅ  Ａｒｒａｙｓ  Ａｎｄ  Ｍａｓｔｅｒｆｏｒｍｓ」）、米国特許出願公開第２００９／０１７５０５０号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ａｎｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅｓ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｅｂｙ」）、及び ＰＣＴ国際公開第２００９／０４８７０５号（「Ｈｉｇｈｌｙ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｈｏｔｏｎ  Ｃｕｒａｂｌｅ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」）に記載されているもののような、二光子などの多光子反応を経ることができる任意の材料又は材料系であり得る。
【００６７】
第１材料２２０は、本明細書記載の方法の１つ以上の実施形態では、露光した領域内の第１材料による複数の光子の同時吸収を引き起こすほどの十分な強度を有する入射光に選択的に曝露される。露光は、十分な強度を有する光を提供することができる任意の方法によって実施することができる。例示的な露光方法は、米国特許出願公開第２００９／００９９５３７号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ，Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ  Ａｒｒａｙｓ，Ｍａｓｔｅｒｓ，Ａｎｄ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｏｏｌｓ」）に記載されており、そのような光を提供することができるシステムの１つの例示的実施形態は、上記図５に示されている。
【００６８】
図１２は、第１材料２２０内に形成される微細構造化パターン２２８の１つの例示的な実施形態を（破線で）示し、図１３は、図１２の第１材料２２０内の３次元構造化表面２４０上に例えば多光子過程を使用して形成された微細構造化パターン２２８の断面斜視図である。図１３に示される図では、微細構造化パターン２２８の一部分を形成しない第１材料２２０はキャビティ２３４から除去されている。
【００６９】
図１２及び図１３の両方を参照すると、図１２においてキャビティ２３４内の第１材料２２０内に形成された微細構造化パターン２２８、及び図１３においてキャビティ２３４から第１材料２２０を除去した後にそのキャビティ内に残った微細構造化パターン２２８は、第１の微細構造化特徴部２２２及び第２の微細構造化特徴部２２４を含み、それらの両方は、３次元構造化表面２４０上に位置し、かつ３次元構造化表面２４０から離れる方に延びる。具体的には、第１の微細構造化特徴部２２２は３次元構造化表面２４０の表面２４２上に位置し、第２の微細構造化特徴部２２４は３次元構造化表面２４０の表面２４３上に位置する。
【００７０】
第１の微細構造化特徴部２２２はノズルプレート２１０の第１のノズル貫通穴２１５に概ね対応し、第２の微細構造化特徴部２２４はノズルプレート２１０の第２のノズル貫通穴２１６に対応する。第１の微細構造化特徴部２２２及び第２の微細構造化特徴部２２４に加えて、微細構造化パターン２２８は、１つ以上の微細構造化特徴部２２２及び／又は微細構造化特徴部２２４に接続する１つ以上の支持特徴部２２６を含む。具体的には、図１２及び図１３に示される支持特徴部２２６は、微細構造化特徴部２２２及び微細構造化特徴部２２４のそれぞれの遠位端に取り付けられている。１つ以上の実施形態では、支持特徴部２２６は３次元構造化表面２４０から離間していると表現することができ、これは、支持特徴部２２６が３次元構造化表面それ自体の上に位置していないことを意味する。
【００７１】
微細構造化特徴部２２２及び微細構造化特徴部２２４の遠位端は、それらが延出する３次元構造化表面２４０の表面から遠位側である。例えば、１つ以上の実施形態では、微細構造化特徴部２２２及び微細構造化特徴部２２４は、３次元構造化表面２４０上にある基部と、基部から遠位側に位置する遠位端とを有するものと表現することができる。１つ以上の実施形態では、支持特徴部２２６を用いて、例えば、微細構造化特徴部２２２の遠位端と微細構造化特徴部２２４の遠位端とを互いに接続することによって微細構造化特徴部２２２及び／又は微細構造化特徴部２２４に更なる構造的完全性を与えてもよい（１つ以上の実施形態では、全ての微細構造化特徴部が必ずしも支持特徴部に接続される必要はないことに留意されたい）。
【００７２】
図１３に示されるように３次元構造化表面２４０上の微細構造化パターン２２８が露出した状態で、微細構造化パターン２２８及び３次元構造化表面２４０は、微細構造化パターン２２８を形成するために使用される第１材料とは異なる第２材料２５０で複製されてもよい。１つ以上の実施形態では、微細構造化パターン２２８を第２材料２５０で複製することは、本明細書に記載されるように、３次元構造化表面２４０、及び設けられる場合は、キャビティ２３４を電気めっきコーティングすることを含んでもよい。図示される実施形態では、キャビティ２３４の底部は、表面２３７及び表面２３９を含む（表面２３９は、ノズルプレート２１０のバルブ封止面２１９に対応する）。１つ以上の実施形態では、第２材料２５０は、微細構造化パターン２２８を含んでもよく、３次元構造化表面２４０の全て又は一部分を被覆してもよい。
【００７３】
微細構造化パターン２２８及び３次元構造化表面２４０を複製するために電気めっきコーティングが使用される場合、基材２３０内のキャビティ２３４の底部は、導電性表面であることが好ましい場合がある。更に、１つ以上の実施形態では、電気めっきコーティング材料が、３次元構造化表面２４０の上方を向いた表面２４２、２４３、及び２４９上にも優先的に形成されるように、３次元構造化表面２４０の上方を向いた表面２４２、２４３及び２４９もまた導電性表面であることが好ましい。
【００７４】
１つ以上の実施形態では、微細構造化パターン２２８の微細構造化特徴部は、微細構造化パターン２２８上への電気めっきコーティング材料の堆積を促進するために、それら自体も導電材料で作製する、又は導電材料を種付けする、のいずれかであってもよい。
【００７５】
第２材料２５０内に微細構造化パターン２２８を含み、少なくとも一部分３次元構造化表面２４０を被覆した後、図１５に示すように、第２材料２５０の大半はキャビティ２３４から除去されてもよい。基材２３０から除去されるとき、微細構造化パターン２２８の微細構造化特徴部もまた、第２材料２５０とともに除去されてもよい。キャビティ２３４から除去された後、複製された構造体２６０を形成する第２材料２５０は、３次元構造化表面２４０を複製し、微細構造化パターン２２８に対応するキャビティも含む。微細構造化パターンが第２材料２５０内に収容される実施形態では、微細構造化パターン２２８の第１材料は除去されるまでそれらキャビティ内に依然として位置する。
【００７６】
複製された構造体２６０は、ノズルプレート２１０として使用するのに適した金属又は他の材料で作製される場合、１つ以上の実施形態では、図１１に示されるノズルプレート２１０の入口面２１１上に見られる表面に対応する表面を含んでもよい。具体的には、複製された構造体２６０は、ノズルプレート２１０の表面２１２及び表面２１３を、ノズルプレート２１０のバルブ封止面２１９とともに含む。
【００７７】
複製された構造体２６０は、１つ以上の実施形態では、第２材料２５０が、ノズルプレート２１０として使用するのに適している場合、出口面２１４上に、好適なノズルプレート２１０を得るために更なる処理を必要とする場合がある。例えば、１つ以上の実施形態では、複製された構造体２６０の出口面２１４を形成する第２材料２５０の一部分は、例えば、図１５の破線２６４のレベルまで除去されてもよい。第２材料２５０をそのレベルまで除去することで、微細構造化パターン２２８の支持特徴部２２６も除去することが好ましい場合がある。微細構造化パターン２２８の残った微細構造化特徴部２２２及び微細構造化特徴部２２４内の第１材料の除去により、次いで、ノズルプレート２１０の貫通穴２１５及び貫通穴２１６がもたらされる。第２材料が、ノズル構造体として使用するのに適している（例えば、１種以上の金属、セラミックス等）実施形態では、第１材料の除去は、本明細書に記載されるような燃料噴射器ノズルとの関連で使用されてもよいノズルプレート２１０の完成に相当する（しかし、例えば、バリ取り、（例えば、機械的及び／又は化学的）研磨等などのいくらかの付加的な処理が望ましい及び／又は必要な場合がある）。
【００７８】
本明細書に記載されるようなノズル構造体の製造方法の別の例示的な実施形態が、図１６〜図１８を参照して説明され得る。具体的には、図１６は、他の実施形態との関連で本明細書に記載したように、第１材料内に、微細構造化特徴部４２２及び微細構造化特徴部４２４の形態の微細構造化パターンを形成した後のプロセスを示す。微細構造化特徴部４２２及び微細構造化特徴部４２４は、基材４３０の支持面４３１上に位置するインサート４７０によって設けられた３次元構造化表面上に位置し、そこから離れる方に延びる。インサート４７０及び支持面４３１は、図示される実施形態では、キャビティ４３４内に位置する。また、図１６に示されるのは、微細構造化特徴部４２２及び微細構造化特徴部４２４によって形成された微細構造化パターンとインサート４７０によって設けられた３次元構造化表面との両方を複製する第２材料４５０の層である。
【００７９】
本明細書に記載される他の例示的実施形態と同様に、図１６〜図１８に示される方法は、微細構造化パターンが形成される３次元構造化表面を含む。この例示的実施形態では、３次元構造化表面は、少なくとも部分的に、微細構造化特徴部４２２が配置される表面４７１と、微細構造化特徴部４２４が配置される表面４７２とを含むインサート４７０によって設けられる。インサート４７０は、表面４７２を取り囲む表面４７３も含む。インサート４７０は、基材４３０の支持面４３１上に位置する個別されかつ別個の物品である。これに対し、図４及び図１２に関連して説明した方法の３次元構造化表面は、切削、加工、研削等を行わずには基材から分離することができないように、基材と一体である。
【００８０】
１つ以上の実施形態では、インサート４７０は、例えば、導電性ではない材料で構成されていてもよい。例えば、インサート４７０は、電気めっきコーティングによって導電性表面上に電気めっきコーティング材料を成長させるようにインサート４７０の選択した表面又は一部分のみに導電材料を種付けした高分子材料で構成されていてもよい。例えば、インサート４７０上の上方を向いた表面４７１、４７２及び４７３のみに種付けしてもよく、さもなければ導電性にしてもよい。あるいは、インサート４７０は導電材料で構成されていてもよく、電気めっきコーティング材料が不動態化表面上に堆積しないように表面４７１、４７２及び４７３以外の表面は絶縁層で不動態化されている。１つ以上の実施形態では、基材４３０の支持面４３１はまた、電気めっきコーティング材料がその表面に加えて、インサート４７０の選択された表面のいずれかに堆積するように導電性であってもよい。
【００８１】
図１７を参照すると、インサート４７０の微細構造化パターン及び３次元構造化表面の両方が複製された、複製された構造体４６０を得るために、キャビティ４３４から除去されたその第２材料４５０及びインサート４７０が示される。図示される方法では、インサート４７０は、プロセスのこの部分では、複製された構造体４６０に取り付けられたままであるが、１つ以上の実施形態では、インサート４７０は、複製された構造体４６０をキャビティ４３４から取り外すプロセスの最中に、複製された構造体４６０から分離されてもよい。
【００８２】
本明細書記載の方法の他の実施形態との関連で上述したように、複製された構造体４６０の上面４６２の一部分は、微細構造化パターンの微細構造化特徴部４２２及び微細構造化特徴部４２４の一部分を露出させるために除去されてもよい。図１７の破線４６４は、上面４６２を形成する第２材料を除去してもよい１つの例示的レベルを示す。第２材料４５０の除去は、例えば、研削、ミリング加工、加工、ＥＭＤ等のような任意の好適な技術又は技術の組み合わせによって行われてもよい。
【００８３】
第２材料４５０の一部分を破線４６４のレベルまで除去することとともに、インサート４７０並びに微細構造化特徴部４２２及び微細構造化特徴部４２４内の第１材料の両方を除去することで、図１８に示すような複製された構造体４６０がもたらされる。具体的には、微細構造化特徴部４２２及び微細構造化特徴部４２４内の第１材料の除去によって、貫通穴４１５及び貫通穴４１６がもたらされ、貫通穴４１５及び貫通穴４１６の全ては、例えばノズルプレートなどのノズル構造体の出口表面に対応し得る表面４６２上に開口部を有する。更に、貫通穴４１５は、ノズル構造体の入口面上の表面４１２に開口部を有し、貫通穴４１６は、複製された構造体４６０によって形成されたノズル構造体の表面４１３に開口部を有する。第２材料がノズル構造体として使用するのに適した材料（例えば、１種以上の金属、セラミックス等）である実施形態では、第１材料の除去は、本明細書に記載されるような燃料噴射器ノズルと関連するノズル構造体として使用されてもよい複製された構造体４６０の完成に相当する（しかし、例えば、バリ取り、（例えば、機械的及び／又は化学的）研磨等などのいくらかの付加的な処理が望ましい及び／又は必要な場合がある）。
【００８４】
ノズル構造体（例えば、ノズルプレート、バルブガイド、ノズルプレートとバルブガイドとを組み合わせたもの等）を作製する方法の別の例示的な実施形態は、図１９〜図２４との関連で説明され得る。図示される方法では、ノズル構造体が形成される３次元構造化表面は、燃料噴射器を通る燃料の流れを制御するためにノズル構造体とともに使用される実際のバルブであり得る。あるいは、３次元構造化表面はバルブ自体でなくてもよく、燃料噴射器ノズルを形成するためにノズル構造体との関連で使用されるバルブ（例えば、ボールバルブ等）の形状であってもよく、又はバルブ（例えば、ボールバルブ等）の構造的特徴を少なくとも含んでもよい。図１１〜図１５との関連で説明した方法に従って製造されるノズルプレート２１０の例示的な実施形態との関連で本明細書に記載したように、３次元構造化表面が燃料噴射器のバルブに見られる形状に類似する形状を含む方法を使用して製造されるノズル構造体の入口面は、燃料噴射器のサック容積を低減させるのに有用であり得る。
【００８５】
例えば、図１９〜図２０を参照すると、その遠位端に３次元構造化表面を含むピン５３０の１つの例示的な実施形態を使用して、ノズル構造体を形成することができる。ピン５３０は、得られたノズル構造体とともに使用され得るバルブ内に見られる特徴を補完するように設計された特徴を含む。
【００８６】
例えば、ピン５３０は、表面５４２が延出する表面５３１を含んでもよい。表面５４２は、例えば、ピン５３０上に形成されたノズル構造体上に、ピン５３０を用いて製造されたノズル構造体との関連で使用されるバルブ上に見られる封止面を補完し得るバルブ封止面を設けてもよい。相補的な封止面の別の例示は、例えば図１１に示すように、バルブ３７０の封止面３７９及びノズルプレート２１０上の封止面２１９に見られる。
【００８７】
表面５４２を使用して形成される封止面に加えて、表面５４２の最上端部に見られる表面５４４は、本明細書に記載されるようなノズル構造体との関連で説明されるように、貫通穴をもたらす微細構造化特徴部が形成され得る表面を提供し得る。表面５４４上に形成される微細構造化特徴部５２２を含む微細構造化パターンの１つの例示的実施形態を図２０〜図２１に示す。微細構造化パターンの微細構造化特徴部５２２は、１つ以上の実施形態では、ピン５３０を使用して形成されるノズル構造体内に貫通穴を設けるために使用してもよい。更に、微細構造化パターンの微細構造化特徴部５２２は、本明細書に記載されるように、複数の光子を同時に吸収することによって多光子反応を経ることができる材料を用いて形成してもよい。例えば、１つ以上の実施形態では、第１材料は、２つの光子を同時に吸収することによって二光子反応を経ることができる。第１材料は、米国特許第７，５８３，４４４号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｌｅｎｅ  Ａｒｒａｙｓ  Ａｎｄ  Ｍａｓｔｅｒｆｏｒｍｓ」）、米国特許出願公開第２００９／０１７５０５０号（「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ａｎｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅｓ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｅｂｙ」）、及び ＰＣＴ国際公開第２００９／０４８７０５号（「Ｈｉｇｈｌｙ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｈｏｔｏｎ  Ｃｕｒａｂｌｅ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」）に記載されているもののような、二光子などの多光子反応を経ることができる任意の材料又は材料系であり得る。
【００８８】
バルブと相補的なノズル構造体の特徴を形成するために使用され得るピン５３０の例示的な実施形態に見られる別の特徴は、ピン５３０の側面５３４に沿って延びるアラインメントガイド５３２に見られる。アラインメントガイド５３２は、ピン５３０内、及び特に、微細構造化特徴部５２２の微細構造化パターンを含む表面５４４内に延びる長手方向軸５１１と整列される。１つ以上の実施形態では、ピン５３０を使用して製造されたノズル構造体とともに使用されるバルブは、使用中に開閉する際に軸５１１に沿って往復運動することができる。
【００８９】
示される例示的な実施形態では、４つのアラインメントガイドが示されているが、任意の数のアラインメントガイド５３２をピン５３０上に設けることができる。更に、ピン５３０上に設けられるアラインメントガイド５３２の形態はまた、ピン５３０を使用して形成されるノズル構造体とともに使用され得るバルブ上の相補的なガイドの形態に応じて変化してもよい。例えば、図示される例示的な実施形態では、アラインメントガイド５３２はスロット又はチャネルの形態で提供される。アラインメントガイドの他の実施形態としては、例えば、リッジ、スプライン等が挙げられ得る。
【００９０】
図２１は、本明細書記載の方法に従いノズル構造体を形成するためにピン５３０などのピンが使用され得る電鋳固定具の１つの例示的な実施形態の分解図である。ピン５３０は、１つ以上の実施形態では、ピン５３０の外面が導電性であるように構築され得ることが好ましい。１つ以上の実施形態では、ピン５３０は、例えば、導電性金属又は金属合金などの導電材料で完全に構築されてもよい。
【００９１】
ピン５３０は、ピン５３０が例えば図２１に見られるように直立方向に保持されるように、基部５３８に形成された開口部内に配置されてもよい。１つ以上の実施形態では、電鋳プロセス中、ピン５３０の導電性表面が基部表面５３９と同一電位にされ得るように、基部５３８は、ピン５３０の導電性表面と接触する導電性表面５３９を含んでもよい。
【００９２】
図２１に示される固定具は、カバープレート５８０が基部５３８上に配置されたときにピン５３０が配置されるキャビティ５８２を含む非導電性カバープレート５８０も含む。カバープレート５８０は、非導電性であると記載されているが、ピン５３０を取り囲む非導電性表面のみを含んでもよい。具体的には、ピン５３０は、図２２に示すようにキャビティ５８２内に配置されてもよく、ピン５３０を取り囲む表面のみが非導電性である。しかしながら、典型的には、カバープレート５８０の全体が非導電材料で構成されていてもよい。ピン５３０は、１つ以上の実施形態では、カバープレート５８０の開口部５８４を通してピン５３０を挿入することによってキャビティ５８２内に配置される。１つ以上の実施形態では、ピン５３０は、本明細書に記載されるようにピン５３０を使用してノズル構造体を電鋳する際に電鋳浴がキャビティ５８２内に収容され得るように、カバープレート５８０の開口部５８４とシールを形成してもよい。
【００９３】
図２１に示される固定具アセンブリは、カバープレート５８０内にキャビティ５８２を１つのみ、及び基部５３８内にピン５３０を１つのみ含むが、本明細書に記載されるようなノズル構造体を製造するために使用され得る固定具アセンブリの１つ以上の代替実施形態は、２つ以上のノズル構造体の同時電鋳を可能にするためにピンを受け入れるような大きさにされかつ離間された２つ以上のキャビティを含む対応するカバープレート５８０とともに、２つ以上のピンを受け入れることができる基部を含んでもよい。
【００９４】
キャビティ５８２を満たす電鋳浴中に置かれると、得られるノズル構造体５１０を、図２３の断面斜視図に示すように、形成することができる。ノズル構造体５１０は、表面５４４上に形成された微細構造化パターンの微細構造化特徴部５２２を形成している第１材料の除去後に形成される貫通穴５１５とともに、ピン５３０上の表面５４４に対応する表面５１２を含む。貫通穴５１５のそれぞれは、ノズル構造体５１０の出口表面５１４上に開口する。ノズル構造体５１０のバルブ封止面５１９は、ピン５３０の表面５４２によって形成される。本質的に、ノズル構造体５１０のキャビティ５１７は、本明細書に記載されるような３次元構造化表面として機能するピン５３０の形状をとる。
【００９５】
更に、ピン５３０上のアラインメントガイド５３２のうちの１つによって形成された１つのアラインメント特徴部５１３（軸５１１と整列した）が、ノズル構造体５１０の内部キャビティ内に示されている。図２３の図にアラインメント特徴部５１３を１つのみ示すことで、ノズル構造体５１０が４つ未満のアラインメント特徴部５１３を含み得るという概念を示す（例えば、ノズル構造体５１０はアラインメント特徴部を３つのみ含んでもよく、そのような特徴部の１つのみを図２３に見ることができる）。あるいは、アラインメント特徴部を含むノズル構造体の１つ以上の実施形態は、４つを超えるアラインメント特徴部を含んでもよい。
【００９６】
図２４は、バルブ６７０がノズル構造体５１０のキャビティ５１７内に位置する、軸５１１に沿って見た部分断面図を示す。この図に見られるように、バルブ６７０は、ノズル構造体５１０のアラインメント特徴部５１３内に位置し、これらのアラインメント特徴部は、本明細書に記載されるような燃料噴射器でノズル構造体５１０を使用する間、バルブ６７０が軸５１１に沿って移動する際に、ノズル構造体５１０のキャビティ５１７内におけるバルブ６７０の適切なアラインメントの維持を支援するバルブガイドとして機能する。
【００９７】
ピン５３０からのノズル構造体５１０の除去に続いて、本明細書に記載されるような燃料噴射器ノズルで使用するのに適した完成ノズル構造体を形成するのに望ましい及び／又は必要となり得る、例えば、バリ取り（例えば、機械的及び／又は化学的）研磨等などの何らかの付加的な処理を行ってもよい。
【００９８】
関連出願
本明細書に記載するようなノズル構造体の製造方法は、１つ以上の実施形態では、以下の同時係属出願で説明されているようなノズル構造体の製造方法及び／又は以下の同時係属出願に記載されているノズル構造体と組み合わせて使用してもよい：２０１６年１２月２３日に出願された米国特許仮出願第６２／４３８，５６７号「ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＥＬＥＣＴＲＯＦＯＲＭＩＮＧ  ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳ」（代理人整理番号７８３７１ＵＳ００２）及び２０１６年１２月２３日に出願された米国特許仮出願第６２／４３８，５５８号「ＮＯＺＺＬＥ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＷＩＴＨ  ＴＨＩＮ  ＷＥＬＤＩＮＧ  ＲＩＮＧＳ  ＡＮＤ  ＦＵＥＬ  ＩＮＪＥＣＴＯＲＳ  ＵＳＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ」（代理人整理番号７７３１１ＵＳ００２）。
【００９９】
例示的な実施形態
１．  ノズル構造体の製造方法であって、
第１材料の多光子加工によって３次元構造化表面の少なくとも一部分、大部分、又は全ての上に微細構造化パターンを形成することと、
微細構造化パターンのネガパターン及び３次元構造化表面の少なくとも一部分のネガ表面を有する複製された構造体（すなわち、ネガパターン／表面）を形成するために、第１材料とは異なる第２材料を用いて、微細構造化パターン及び３次元構造化表面の少なくとも一部分、大部分、又は全てのネガを複製することと、
複製された構造体を微細構造化パターン及び３次元構造化表面から分離する（例えば、複製された構造体を３次元構造化表面から除去すること、及び微細構造化パターンを複製された構造体から除去することによって）ことと、
を含む製造方法。
【０１００】
２．  当該方法は、上記複製することの後であって上記分離することの前又は後のいずれかに、複製された構造体から第２材料の一部分を除去することを更に含む、実施形態１に記載の製造方法。
【０１０１】
３．  第２材料を上記除去することは、複製された構造体が３次元構造化表面から分離された後に行われる、実施形態２に記載の製造方法。
【０１０２】
４．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、上記分離することの前に、３次元構造化表面とは反対側に面する複製された構造体の表面から第２材料を除去することを含む、実施形態２又は３に記載の製造方法。
【０１０３】
５．  複製された構造体から第２材料の一部分を除去することは、複製された構造体の表面を平坦化することを含む、実施形態２〜４のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１０４】
６．  複製された構造体から第２材料の一部分を除去することは、複製された構造体の表面を加工することを含む、実施形態２〜４のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１０５】
７．  ３次元構造化表面はキャビティの底部に配置され、第１材料は、第１材料を多光子加工する前にキャビティ内に配置される、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１０６】
８．  キャビティは、３次元構造化表面の上方に別個の体積の第１材料を収容する、実施形態７に記載の製造方法。
【０１０７】
９．  ３次元構造化表面は２つの別個のルールドサーフェスを含む、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１０８】
１０．  ３次元構造化表面は２つの別個のルールドサーフェスを含み、微細構造化パターンの少なくとも一部分は、２つの別個のルールドサーフェスで形成される、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１０９】
１１．  ３次元構造化表面は導電性である、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１０】
１２．  ３次元構造化表面は導電性ではない、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１１】
１３．  ３次元構造化表面は、基材の支持面上に位置する区別されかつ別個の物品として設けられるインサートを備える、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１２】
１４．  支持面は、３次元構造化表面の一部分を形成しない、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１１３】
１５．  ３次元構造化表面は、支持面及びインサートの両方の表面を含む、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１１４】
１６．  インサートは、上記微細構造化パターンを形成することの前に、第１材料中に浸漬される、実施形態１３〜１５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１５】
１７．  複製された構造体を３次元構造化表面から上記分離することは、インサートを除去することを含む、実施形態１３〜１６のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１６】
１８．  ３次元構造化表面は基材と一体化された完全一体物品であり、例えば、３次元構造化表面は、燃料噴射器バルブの一部分、大部分、又は全てを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１７】
１９．  微細構造化パターンは、複数の微細構造化特徴部を備え、各微細構造化特徴部は、３次元構造化表面上に形成される、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１１８】
２０．  複数の微細構造化特徴部の各微細構造化特徴部は、３次元構造化表面上に形成された基部と、３次元構造化表面から遠位側にある遠位端とを備える、実施形態１９に記載の製造方法。
【０１１９】
２１．  微細構造化パターンは、複数の微細構造化特徴部のうちの２つ以上又は全ての遠位端に取り付けられた少なくとも１つの支持特徴部を含む、実施形態１９又は２０に記載の製造方法。
【０１２０】
２２．  支持特徴部は３次元構造化表面から離間している、実施形態２１に記載の製造方法。
【０１２１】
２３．  上記複製することの後、複製された構造体から第２材料を除去することを更に含み、複製された構造体から第２材料を上記除去することは、支持特徴部の一部分、大部分、又は全てを除去することを含む、実施形態２１又は２２に記載の製造方法。
【０１２２】
２４．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体が３次元構造化表面から分離された後に行われる、実施形態２３に記載の製造方法。
【０１２３】
２５．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体が３次元構造化表面から分離される前に、３次元構造化表面とは反対側に面する複製された構造体の表面から第２材料を除去することを含む、実施形態２３又は２４に記載の製造方法。
【０１２４】
２６．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体の表面を平坦化することを含む、実施形態２３〜２５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１２５】
２７．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体の表面を加工することを含む、実施形態２３〜２５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１２６】
２８．  複数の微細構造化特徴部の各微細構造化特徴部は３次元曲線体である、実施形態１９〜２７のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１２７】
２９．  複数の微細構造化特徴部の各微細構造化特徴部は円錐の一部分を含む、実施形態１９〜２７のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１２８】
３０．  複数の微細構造化特徴部の各微細構造化特徴部は、テーパ状の微細構造化特徴部を含む、実施形態１９〜２７のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１２９】
３１．  複数の微細構造化特徴部の各微細構造化特徴部は、螺旋状微細構造化特徴部を含む、実施形態１９〜２７のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３０】
３２．  第１材料は、ポリ（メチルメタクリレート）を含む、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３１】
３３．  微細構造化パターンを形成することは、第１材料中に二光子反応を含む、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３２】
３４．  微細構造化パターンを形成することは、二光子過程を使用して第１材料にエネルギーを送達することを含む、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３３】
３５．  第１材料中に微細構造化パターンを形成することは、第１材料の少なくとも一部分を露光させて複数の光子の同時吸収を引き起こすことを含む、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３４】
３６．  上記複製することは、３次元構造化表面を電気めっきコーティングすることを含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３５】
３７．  上記複製することは、微細構造化パターンが第２材料内に収容されるように３次元構造化表面を電気めっきコーティングすることを含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３６】
３８．  上記複製することは、微細構造化パターンを電気めっきコーティングすることを含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３７】
３９．  上記複製することは、微細構造化パターンが第２材料内に収容されるように微細構造化パターンを電気めっきコーティングすることを含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３８】
４０．  第２材料は、電気めっきコーティング材料を含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１３９】
４１．  第２材料は金属を含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１４０】
４２．  第２材料はＮｉを含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１４１】
４３．  第２材料はセラミックを含む、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１４２】
４４．  セラミックは、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又はイットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛、５７〜７１の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウムの酸化物類、及びこれらの組み合わせを含む群から選択される、実施形態４３に記載の製造方法。
【０１４３】
４５．  上記分離することの後、微細構造化パターンは、複製された構造体内に、複製された構造体の入口面から複製された構造体の出口面まで延びる複数の貫通穴を画定する、実施形態１〜４４のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１４４】
４６．  当該方法は、複製された構造体のネガ表面から第２材料を除去することを更に含む、実施形態４５に記載の製造方法。
【０１４５】
４７．  複製された構造体のネガ表面から第２材料を上記除去することは、複製された構造体を３次元構造化表面から上記分離することの後に行われる、実施形態４６に記載の製造方法。
【０１４６】
４８．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体の出口面から第２材料を除去することを含む、実施形態４６又は４７に記載の製造方法。
【０１４７】
４９．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体の出口面の少なくとも一部分を平坦化することを含む、実施形態４６〜４８のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１４８】
５０．  複製された構造体から第２材料を上記除去することは、複製された構造体の出口面の少なくとも一部分を加工することを含む、実施形態４６〜４８のいずれか１つに記載の製造方法。
【０１４９】
例示的な方法は、１つ以上の構成要素、特徴、又は工程を「含む（comprising）」と記載されているが、この方法は、上述の構成要素及び／又は特徴及び／又は工程のいずれか「を含む（comprise）」、「からなる（consists of）」、又は「から本質的になる（consist essentially of）」であり得ることを理解されたい。したがって、本発明又はその一部が、「含む（comprising）」などのオープンエンドの用語を用いて説明されている場合、（特に明記しない限り）本発明又はその一部の説明はまた、以下で論じる、用語「から本質的になる（consisting essentially of）」又は「からなる（consisting of）」又はその変化形を使用する本発明又はその一部を説明するものと解釈されるべきと速やかに理解されるべきである。
【０１５０】
本明細書で使用するとき、用語「〜を備える（comprises）」、「〜を備える（comprising）」、「〜を含む（includes）」、「〜を含む（including）」、「〜を有する（has）」、「〜を有する（having）」、「〜を包含する（contains）」、「〜を包含する（containing）」、「〜によって特徴付けられる（characterized by）」又はこれらの任意の他の変形は、列挙されている構成要素の、別途明示的に指示される任意の限定を受ける、非排他的包含を含むことが意図される。例えば、要素（例えば、構成要素若しくは特徴若しくはステップ）のリストを「含む」方法は、必ずしもそれらの要素（又は構成要素若しくは特徴若しくはステップ）のみに限定されるわけではなく、明確に挙げられていない、又は方法に固有の他の要素（又は構成要素若しくは特徴若しくはステップ）を含み得る。
【０１５１】
本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「ａ」又は「ｔｈｅ」が付いた構成要素への言及は、１以上の構成要素及び当業者に公知のその等価物を含み得る。更に、「及び／又は」という用語は、列挙された要素のうちの１つ若しくは全て、又は列挙された要素のうちの任意の２つ以上の組み合わせを意味する。
【０１５２】
更に、本明細書において、用語「含む（comprises）」及びその変化形は、これらの用語が明細書に記載されている場合、限定的な意味を有するものではない。更に、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの（at least one）」、及び「１つ以上の（one or more）」は、互換的に使用される。
【０１５３】
本明細書で使用するとき、移行句「からなる（consists of）」及び「からなる（consisting of）」は、指定されていないあらゆる要素、ステップ、又は構成要素を除外する。例えば、請求項で使用される「からなる（consists of）」又は「からなる（consisting of）」は、通常関連する不純物（すなわち、所与の成分内の不純物）を除いて、請求項に具体的に列挙される構成要素、材料、又は工程に、請求項を限定する。句「からなる（consists of）」又は「からなる（consisting of）」が、プリアンブルの直後ではなく、請求項の本文の節内に現れるときには、句「からなる（consists of）又は「からなる（consisting of）は、その節に記載されている要素（又は構成要素若しくは工程）のみを限定し、他の要素（又は構成要素）は請求項全体から除外されない。
【０１５４】
本明細書で使用するとき、移行句「から本質的になる（consists essentially of）」、「から本質的になる（consisting essentially of）」は、材料、工程、特徴、構成要素、又は要素を含む方法を定義するために使用され、文字通り開示されているものに加えて、これらの追加の材料、工程、特徴、構成要素、又は要素は、特許請求される発明の基本的かつ新規な特性に実質的に影響を及ぼさない。用語「から本質的になる（consisting essentially of）」は、「含む（comprising）」と「からなる（consisting of）」との間の中間位置を占める。更に、本明細書に記載される方法は、図に示されていない任意の追加の特徴を有する又は有しない図に示されるように、本明細書に記載される構成要素及び特徴のいずれかを含んでもよく、これらから本質的になってもよく、又はこれらからなってもよいことを理解されたい。換言すれば、いくつかの実施形態では、本発明の方法は、図に具体的に示されていない任意の追加の特徴を有してもよい。いくつかの実施形態では、本発明の方法は、図に示されるもの（すなわち、いくつか又は全て）以外の任意の追加の特徴を有さず、図に示されないそのような追加の特徴は、方法から特に除外される。
【０１５５】
本明細書において特定した特許、特許出願、特許文献、及び刊行物の全ての開示内容は、それぞれが個別に援用された場合と同様に、その全内容が参照によって援用される。本明細書と、こうした組み込まれたいずれかの文献における開示との間に矛盾又は食い違いが存在する場合には、本明細書が優先するものとする。
【０１５６】
本発明の一般的原理及び先の詳細な説明の上述の開示から、当業者は、本発明が受け得る様々な変更、再構成及び置換、並びに本発明がもたらし得る様々な利点及び恩恵を容易に理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項及びそれらの均等物によってのみ限定されるべきである。加えて、開示され、特許請求される方法が他の用途に（すなわち、燃料噴射器ノズルプレート以外の物品の製造に）有用であり得ることは、本発明の範囲内であると理解される。したがって、本発明の範囲は、特許請求され、開示されたそのような他の用途のための方法の使用を含んでもよい。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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