(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を格納し、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記吐出口付近に焦点を有する放物面形状の側壁面を有するタンクと、
前記吐出口と隔離して前記タンクに設けられ、前記液体に超音波を印加する超音波印加手段と、
を備え、前記超音波は前記側壁面で反射されて前記吐出口に集束し、前記吐出口から前記液体を吐出する液体噴出装置において、
前記超音波印加手段の共振波長サイズよりも小さい範囲に、前記吐出口よりも径が小さいノズル孔を複数有するノズルプレートを、前記ノズル孔の形成位置が前記吐出口と重なるように前記タンクの前記吐出口側に備え、
前記ノズルプレートは、シリコン基板上に絶縁層と半導体層とが順に積層されたＳＯＩ基板で構成され、
前記シリコン基板と前記絶縁層には、前記複数のノズル孔が設けられる領域に対応した領域にわたって開口部が設けられ、
前記開口部の底面を構成する前記半導体層に、前記複数のノズル孔が設けられ、
前記半導体層が前記タンクに接して配置されることを特徴とする液体噴出装置。
【請求項２】
液体を格納し、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記吐出口付近に焦点を有する放物面形状の側壁面を有するタンクと、
前記吐出口と隔離して前記タンクに設けられ、前記液体に超音波を印加する超音波印加手段と、
を備え、前記超音波は前記側壁面で反射されて前記吐出口に集束し、前記吐出口から前記液体を吐出する液体噴出装置において、
前記超音波印加手段の共振波長サイズよりも小さい範囲に、前記吐出口よりも径が小さいノズル孔を複数有するノズルプレートを、前記ノズル孔の形成位置が前記吐出口と重なるように前記タンクの前記吐出口側に備え、
前記ノズルプレートは、シリコン基板で構成され、
前記シリコン基板の前記タンクに接して配置される側の面には、前記複数のノズル孔が設けられる領域に対応した領域にわたって開口部が設けられ、
前記開口部の底面に前記複数のノズル孔が設けられることを特徴とする液体噴出装置。
【請求項３】
前記ノズルプレートのノズル孔をハニカム形状に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴出装置。
【請求項４】
前記開口部の前記タンク側の径は、前記共振波長サイズよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の液体噴出装置。
【請求項５】
液体を格納し、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記吐出口付近に焦点を有する放物面形状の側壁面を有するタンクと、前記吐出口と隔離して前記タンクに設けられ、前記液体に超音波を印加する超音波印加手段と、を備え、前記超音波は前記側壁面で反射されて前記吐出口に集束し、前記吐出口から前記液体を吐出する液体噴出装置の前記タンクの前記吐出口側に設けられるノズルプレートの製造方法であって、
基板の対向する第１および第２の主面上にそれぞれ第１および第２の保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記超音波印加手段の共振波長サイズよりも小さい範囲に、前記吐出口よりも小さい径の複数の開口パターンを前記第１の保護膜に形成する保護膜パターニング工程と、
パターニングされた前記第１の保護膜をマスクとして、前記基板を前記第２の保護膜が露出するまでエッチングして複数のノズル孔を形成するノズル孔形成工程と、
前記第１および第２の保護膜を除去する保護膜除去工程と、
を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
前記基板は、シリコン基板であり、
前記ノズル孔形成工程では、ウエットエッチングによって、前記シリコン基板をエッチングすることを特徴とする請求項５に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記ノズル孔形成工程では、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基板をエッチングすることを特徴とする請求項５に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記基板は、シリコン基板上に絶縁層および半導体層が順に積層されたＳＯＩ基板であり、
前記保護膜形成工程の後で前記保護膜パターニング工程の前に、前記第２の保護膜に、前記複数のノズル孔を形成する領域が開口したパターンを形成し、前記第２の保護膜をマスクとし、前記絶縁層をストッパとして前記シリコン基板をエッチングして開口部を形成する開口部形成工程をさらに含み、
前記ノズル孔形成工程では、前記第１の保護膜をマスクとして、前記半導体層を前記絶縁層が露出するまでエッチングして、前記複数のノズル孔を形成し、
前記保護膜除去工程では、前記第１および第２の保護膜に加えて、前記開口部の底部に露出した前記絶縁層も除去することを特徴とする請求項５に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
前記基板は、シリコン基板であり、
前記保護膜形成工程の後で前記保護膜パターニング工程の前に、前記第２の保護膜に、前記複数のノズル孔を形成する領域が開口したパターンを形成し、前記第２の保護膜をマスクとして前記シリコン基板を所定の深さまでエッチングして開口部を形成する開口部形成工程をさらに含み、
前記ノズル孔形成工程では、前記開口部の底部に残された前記シリコン基板が貫通するまで前記シリコン基板をエッチングして、前記複数のノズル孔を形成することを特徴とする請求項５に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の方法で製造された前記ノズルプレートと、タンクとを接合して液体噴出装置を製造する液体噴出装置の製造方法であって、
前記ノズルプレートは、シリコンで構成され、
前記タンクは、ガラスで構成され、
前記ノズルプレートと前記タンクとを陽極接合で接合することを特徴とする液体噴出装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法で製造された前記ノズルプレートと、タンクとを接合して液体噴出装置を製造する液体噴出装置の製造方法であって、
前記ノズルプレートは、シリコンで構成され、
前記タンクは、シリコンで構成され、
前記ノズルプレートと前記タンクとをプラズマによる表面活性化接合で接合することを特徴とする液体噴出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体噴出装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ミスト吐出技術は、圧電振動子等の振動子から発生する超音波を液体に導入し、超音波の音響エネルギを集束させることによって液体を霧（ミスト）状に吐出する技術である。このようなミスト吐出技術を利用したミストジェットヘッドが従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のミストジェットヘッドは、インクタンクと、インクタンクの底面に設けられた圧電トランスジューサと、を備えている。インクタンクは、インクをその内部に蓄えるための空洞を有しており、この空洞の内壁が反射壁となっている。また、空洞の内、上面側、すなわち圧電トランスジューサが設けられた底面とは離隔された側には、インクを吐出するための吐出口が設けられている。
【０００４】
このような構造のミストジェットヘッドでは、圧電トランスジューサからインクへは、ほぼ平面状に超音波が導入され、この超音波は反射壁において反射される。反射壁は断面において放物線形状を呈し、この放物線の焦点の近傍に吐出口が配置されるので、超音波は吐出口に集束し、この部分でのインク中の音響エネルギの密度が高められることによってインク滴が吐出口から吐出される。
【０００５】
また、インクタンクの上面の吐出口上にノズル孔を有するノズルプレートをさらに備えることができる。ノズルプレートを設ければこれらの寸法とは別にインク滴のサイズを制御することができ、霧状にインクを吐出することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２４２８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の超音波ミストジェットヘッドにおいて、ミスト吐出量を増大させるために、インクタンクを複数並べる方法が考えられる。しかしながら、インクタンクを増加させることはすなわち構造が大きくなるとともに、インクタンク毎に出力が異なるために吐出量がばらつき、不安定になるという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、構造を大きくすることなく安定してミスト吐出量を増大させることが可能な液体噴出装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明にかかる液体噴出装置は、液体を格納し、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記吐出口付近に焦点を有する放物面形状の側壁面を有するタンクと、前記吐出口と隔離して前記タンクに設けられ、前記液体に超音波を印加する超音波印加手段と、を備え、前記超音波は前記側壁面で反射されて前記吐出口に集束し、前記吐出口から前記液体を吐出する液体噴出装置において、前記超音波印加手段の共振波長サイズよりも小さい範囲に、前記吐出口よりも径が小さいノズル孔を複数有するノズルプレートを、前記ノズル孔の形成位置が前記吐出口と重なるように前記タンクの前記吐出口側に備え、前記ノズルプレートは、シリコン基板上に絶縁層と半導体層とが順に積層されたＳＯＩ基板で構成され、前記シリコン基板と前記絶縁層には、前記複数のノズル孔が設けられる領域に対応した領域にわたって開口部が設けられ、前記開口部の底面を構成する前記半導体層に、前記複数のノズル孔が設けられ、前記半導体層が前記タンクに接して配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、超音波印加手段の共振波長サイズよりも小さい範囲に、吐出口よりも径が小さいノズル孔を複数有するノズルプレートを前記タンクの吐出口側に備えるようにしたので、液体噴出装置の構造を大きくすることなく、吐出量のばらつきを無くし、安定してミスト吐出量を増大させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１による液体噴出装置の構成の一例を模式的に示す側面断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１による液体噴出装置の構成の一例を模式的に示す上面図である。
【図３】図３は、タンクとノズルプレートの境界付近の拡大断面図である。
【図４】図４は、ノズルプレートでのミストの吐出の様子を模式的に示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１によるノズルプレートの製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。
【図６】図６は、実施の形態２によるノズルプレートの構造の一例を模式的に示す概略断面図である。
【図７】図７は、実施の形態２によるノズルプレートの製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。
【図８】図８は、実施の形態３によるノズルプレートの構造の一例を模式的に示す概略断面図である。
【図９】図９は、実施の形態３によるノズルプレートの製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる液体噴出装置およびその製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による液体噴出装置の構成の一例を模式的に示す側面断面図であり、図２は、実施の形態１による液体噴出装置の構成の一例を模式的に示す上面図である。液体噴出装置１０は、液体（ここでは、インク）を溜めておくタンク１１を有する。タンク１１は、インクをその内部に蓄える（格納する）ための空洞である液体室１１１を有しており、この液体室１１１の側壁面１１２は放物面形状に形成されており、該側壁面１１２間に図１中上方向に向かって先絞り状の形状を有する。また、液体室１１１の内、先絞り状を有する上面側には、インクを吐出するための吐出口１１３が設けられている。吐出口１１３は、放物線形状を有する側壁面１１２の焦点の近傍に配置される。
【００１４】
また、液体噴出装置１０は、タンク１１の図１中下面に保持プレート１４を有する。保持プレート１４の液体室１１１と接する領域には、フィルム１５が貼り付けられ、このフィルム１５のタンク１１とは反対側の面に圧電材料からなる圧電振動子１６が貼り付けられている。圧電振動子１６には、交流電源１７が配線によって接続されている。この圧電振動子１６と交流電源１７とで、超音波印加手段が構成される。また、タンク１１下面には、液体室１１１を構成する側壁面１１２の外周を囲むようにＯリング１３が設けられ、タンク１１に保持プレート１４を固定した際に液体室１１１内を気密に保持することが可能な構成となっている。
【００１５】
液体噴出装置１０のタンク１１の吐出口１１３側の上面にノズルプレート１２が接合されている。ノズルプレート１２は、タンク１１に設けられる１つの吐出口１１３の形成位置に、複数のノズル孔１２１を有する。ノズル孔１２１は、図２に示されるように、四角形状である必要はなく、円形状、多角形状、スリット状でもよい。  
【００１６】
このように、液体は、タンク１１の側壁面１１２、ノズルプレート１２、フィルム１５、Ｏリング１３および保持プレート１４によって構成される空間である液体室１１１に充填される。
【００１７】
つぎに、このような構成の液体噴出装置１０での動作について説明する。図３は、タンクとノズルプレートの境界付近の拡大断面図である。タンク１１内に液体が注入された後、交流電源１７によって、圧電振動子１６の共振周波数に対応した高周波電圧が圧電振動子１６に印加されると、超音波が圧電振動子１６から図３中の矢印のように上方向（ノズルプレート１２の配置方向）に向かって出射される。この超音波は、側壁面１１２によって反射されるが、側壁面１１２は放物面形状を有しているので、その焦点である点Ｐ１に集束される。その収束した圧力によって表面進行波を発生させ、ノズルプレート１２のノズル孔１２１からミストを吐出する。
【００１８】
図４は、ノズルプレートでのミストの吐出の様子を模式的に示す図である。圧電振動子１６によって発生した超音波は、上記したように側壁面１１２の放物面形状により焦点Ｐ１に集中するが、発生した超音波の波長をλとすると、焦点Ｐ１まわりの波長λの範囲では圧力はほぼ均一となる。したがって、この波長λの範囲で複数のノズル孔１２１を形成することで、その数の分だけミストの吐出量が増加することになる。ただし、ノズル孔１２１の数は無限に増やすことはできない。これは、ミストの発生が表面進行波を利用しているためである。表面進行波による波長をλｃとすると、この波長λｃは次式（１）で示される。
【００１９】
【数１】
0005900742.tif 000002
【００２０】
ここで、σは液体の表面張力を示し、ρは液体の密度を示し、ｆは超音波の周波数を示している。ノズル孔１２１の開口出口１２１ａの直径をＤｏとすると、液体の表面張力σの値などにもよるが、表面進行波同士の干渉が生じないためには、開口出口１２１ａの直径Ｄｏをある程度大きくする必要がある。表面進行波同士の干渉を考慮した場合、ノズル孔１２１両端からの波は、開口出口１２１ａの直径Ｄｏが次式（２）の寸法を満たすときに、波の山と谷が重なりあうので波は小さくなる。なお、ｍは１以上の整数とする。
ｍλｃ＝Ｄｏ  ・・・（２）
【００２１】
逆に、開口出口１２１ａの直径Ｄｏが次式（３）の寸法を満たす場合には、ノズル孔１２１両端からの波の山と山、波と波が重なり合い波は大きくなる。
（ｍ＋１／２）λｃ＝Ｄｏ  ・・・（３）
【００２２】
液体として通常の水などを考えた場合、表面進行波は速やかに減衰し、２波目の影響は小さくなると考えられる。そのため、式（３）でｍ＝１の場合を開口出口１２１ａの直径Ｄｏの最小値と考えると、開口出口１２１ａの直径Ｄｏの最小値は次式（４）で定義される。
３λｃ／２＜Ｄｏ  ・・・（４）
【００２３】
一方、上記したように超音波の波長λの範囲に複数のノズル孔１２１を形成することができるので、ノズル孔１２１の開口入口１２１ｂの直径をＤｉとし、ノズル孔１２１のピッチをＰｃとし、波長λの範囲に並べるノズル孔１２１の個数をｎ（ｎは２以上の整数とする）とした場合には、次式（５）が成り立つ。
λ≧（ｎ−１）Ｐｃ＋Ｄｉ  ・・・（５）
【００２４】
式（４）、（５）が成り立つ範囲であれば、ノズル孔１２１はいくらでも並べることが可能である。
【００２５】
たとえば、常温の水で共振周波数が１０ＭＨｚの場合、λｃ＝１．６６μｍ、λ＝１５０μｍとなり、Ｄｏ＝１０μｍ、Ｄｉ＝３０μｍ、Ｐｃ＝６０μｍ、ｎ＝３とすると、横に３個、平面的（２次元的）には３×３＝９個のノズル孔１２１を並べることができる。また、ノズル孔１２１はハニカム形状に配置することで最も効率良く吐出量を増大させることができる。
【００２６】
つぎに、ノズルプレート１２の製造方法を説明する。機械的にノズル孔１２１を形成するのであれば、ステンレス等の金属を用いることが可能である。しかし、薄いプレートに複数のノズル孔１２１を形成し、開口出口１２１ａのエッジを鋭角にするためには、シリコン基板を用いてノズル孔１２１をエッチングによって形成するのが望ましい。
【００２７】
図５は、実施の形態１によるノズルプレートの製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。まず、図５（ａ）に示されるように、シリコンからなる基板１２ａの両面（対向する一対の主面の両側）に保護膜２１，２２を形成する。保護膜２１，２２として、後のエッチング工程で耐性を有する膜が用いられ、たとえば熱酸化膜を用いることができる。また、保護膜２１，２２の厚さとしては、後述するように基板１２ａにノズル孔１２１を空けるためのエッチング処理の後にも、保護膜２１，２２が残る厚さとする。
【００２８】
ついで、図５（ｂ）に示されるように、ノズル孔１２１が形成される部分に開口２２ａを有するように、リソグラフィ技術とエッチング技術によって下面側の保護膜２２が選択的に除去され、パターニングされる。この時のパターンの寸法は、式（２）と式（３）を参照して決定される。
【００２９】
その後、図５（ｃ）に示されるように、開口２２ａが形成された保護膜２２をマスクとして、基板１２ａをウエットエッチングによって保護膜２１が露出するまでエッチングし、基板１２ａの厚さ方向に貫通するノズル孔１２１を形成する。たとえば、熱酸化膜を保護膜２１，２２として用いた場合には、エッチング液としてシリコン（基板１２ａ）との選択比が大きいＴＭＡＨ（Tetra-methyl-ammonium-hydroxide）が好適である。また、基板１２ａとして、面方位が（１００）面の単結晶シリコン基板を用いる場合には、ウエットエッチングによって形成される斜面（１１０）面は５４．７°の角度となる。
【００３０】
その後、図５（ｄ）に示されるように、保護膜２１，２２を除去する。たとえば、保護膜２１，２２として熱酸化膜を用いる場合には、フッ化水素酸を除去液としたウエットエッチングによって保護膜２１，２２を除去することができる。これによって、複数のノズル孔１２１を有する基板１２ａはノズルプレート１２となり、ノズルプレート１２の製造方法が終了する。
【００３１】
なお、上述した説明では、基板１２ａにウエットエッチングによってノズル孔１２１を形成してノズルプレート１２を製造する方法を示しているが、基板１２ａに異方性のドライエッチングによってノズル孔１２１を形成してもよい。この場合には、上述した（１００）面の単結晶シリコン基板にウエットエッチングによってノズル孔１２１を形成する場合に比して、ノズル孔１２１のテーパによる広がりを防ぐことが可能である。その結果、密度を高めてノズル孔１２１を形成することができる。また、この場合には、基板１２ａとして、単結晶シリコン基板を用いる必要はなく、多結晶シリコン基板を用いることができる。
【００３２】
この後、上記のようにして製造されたノズルプレート１２を、公知の方法で製造されたタンク１１と接合して液体噴出装置の製造が行われる。このとき、ノズルプレート１２をシリコン基板で形成した場合には、タンク１１の材質をガラスで形成すると陽極接合によってタンク１１とノズルプレート１２との間で精度の良い位置合わせを行うことが可能となる。また、タンク１１の材質がシリコンの場合には、プラズマを利用した表面活性化接合によってタンク１１とノズルプレート１２との間で精度の良い位置合わせを行うことが可能となる。
【００３３】
実施の形態１によれば、１つのタンク１１の液体室１１１の吐出口１１３の上部に、複数のノズル孔１２１を有するノズルプレート１２を設けたので、タンク１１を増加させることなく、ノズル孔１２１の数だけ霧状の液体の吐出量を増大させることができるという効果を有する。また、タンク１１の液体室１１１に設けられる１つの超音波発生手段からの超音波によって、液体がミスト状に吐出されるため、複数のタンクの液体室にそれぞれ設けられる超音波発生手段からの超音波によって液体を吐出する場合に比較して、吐出量にばらつきが無く、吐出が安定するという効果も有する。
【００３４】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２によるノズルプレートの構造の一例を模式的に示す概略断面図である。この図に示されるように、ノズルプレート１２は、シリコン基板１２２上にＳｉＯ2層などの絶縁層１２３とシリコン層などの半導体層１２４とが順に積層されたＳＯＩ（Silicon  on  Insulator）基板１２ｂを用いて形成され、ノズル孔１２１の形成領域のシリコン基板１２２と絶縁層１２３とが除去された開口部１２５を有し、この開口部１２５内の半導体層１２４に複数のノズル孔１２１が形成される構造を有する。シリコン基板１２２の厚さは実施の形態１のノズルプレート１２と同程度の厚さで３００〜６００μｍ程度とすることができ、半導体層１２４の厚さは５〜５０μｍ程度とすることができる。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【００３５】
図７は、実施の形態２によるノズルプレートの製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。まず、図７（ａ）に示されるように、シリコン基板１２２上に絶縁層１２３と半導体層１２４とが積層されたＳＯＩ基板１２ｂの両面に保護膜２１，２２を形成する。保護膜２１，２２は、実施の形態１と同様に、後のエッチング処理の際に耐性を有し、エッチング処理の後にもＳＯＩ基板１２ｂの両面に保護膜２１，２２が残る厚さで形成される。保護膜２１，２２として、たとえば、熱酸化膜を用いることができる。ついで、ノズル孔１２１の出口を解放するため、ノズル孔１２１が形成される領域全体に開口２１ａを形成するように、リソグラフィ技術とエッチング技術によってシリコン基板１２２側の保護膜２１をパターニングする。
【００３６】
その後、図７（ｂ）に示されるように、開口２１ａを設けた保護膜２１をマスクとし、また絶縁層１２３をストッパとして、シリコン基板１２２をウエットエッチングによってエッチングし、開口部１２５を形成する。熱酸化膜を保護膜２１，２２とした場合には、エッチング液はシリコンとの選択比が大きいＴＭＡＨが好適である。
【００３７】
ついで、図７（ｃ）に示されるように、ノズル孔１２１が形成される部分に開口２２ａを有するように、リソグラフィ技術とエッチング技術によって、半導体層１２４側の保護膜２２をパターニングする。この時のパターンの寸法は、式（２）と式（３）を参照して決定される。
【００３８】
その後、図７（ｄ）に示されるように、保護膜２２をマスクとして、半導体層１２４をウエットエッチングによって絶縁層１２３が露出するまでエッチングする。そして、ＳＯＩ基板１２ｂ両面上に形成された保護膜２１，２２をウエットエッチングによって除去する。このとき、保護膜２１，２２とともにＳＯＩ基板１２ｂの開口部１２５内で露出している絶縁層１２３も同時に除去される。保護膜２１，２２が熱酸化膜で構成され、絶縁層１２３がＳｉＯ2層で構成される場合には、薬液として、たとえばフッ化水素酸を用いることができる。これによって、図６に示されるように、複数のノズル孔１２１を有するＳＯＩ基板１２ｂはノズルプレート１２となり、ノズルプレート１２の製造方法が終了する。
【００３９】
この実施の形態２によれば、ノズル孔１２１はＳＯＩ基板１２ｂの半導体層１２４に形成されるので、半導体層１２４を薄くすることができ、ノズル孔１２１を実施の形態１と比較して多数形成することが可能になる。また、ノズル孔１２１を形成する際のエッチング量が、実施の形態１の場合のように数百μｍ以上の厚さを有する基板をエッチングする場合に比して容易になり、式（４）で定義される最小値に近い寸法の開口出口１２１ａを有するノズル孔１２１を形成することができる。その結果、実施の形態１に比較して、ノズル孔１２１の数だけ吐出量を増大させることができるという効果を有する。
【００４０】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３によるノズルプレートの構造の一例を模式的に示す概略断面図である。この図に示されるように、ノズルプレート１２はシリコン基板を用いて、多段エッチングによって形成される。すなわち、ノズルプレート１２のタンク１１側の下面には、ノズル孔１２１の形成領域を含むように開口部１２６が、シリコン基板１２ｃを貫通しない所定の深さで形成され、この開口部１２６の底部（上部）に複数のノズル孔１２１が形成される構造を有する。ノズル孔１２１の下部に設けられる開口部１２６の入口のサイズＤｉ２は、超音波の波長λよりも小さいことが望ましい。これは、超音波による圧力分布が均一である波長サイズよりも小さくすることで、開口部１２６内部の液体は均一の圧力分布を持つことが可能となるからである。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【００４１】
図９は、実施の形態３によるノズルプレートの製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。まず、図９（ａ）に示されるように、シリコン基板１２ｃの両面に保護膜２１，２２を形成する。ここで形成する保護膜２１，２２は、実施の形態１と同様である。また、シリコン基板１２ｃとしては、単結晶基板を用いてもよいし、多結晶基板を用いてもよい。ついで、ノズル孔１２１が形成される領域全体を含む開口２２ｂが形成されるように、リソグラフィ技術とエッチング技術によって保護膜２２をパターニングする。
【００４２】
その後、図９（ｂ）に示されるように、開口２２ｂを設けた保護膜２２をマスクとして、シリコン基板１２ｃをウエットエッチングによってエッチングし、開口部１２６を形成する。このとき、ノズル孔１２１の形成領域でのシリコン基板１２ｃが所定の厚さとなるようにエッチングを行う。また、熱酸化膜を保護膜２１，２２とした場合には、エッチング液はシリコンとの選択比が大きいＴＭＡＨが好適である。
【００４３】
ついで、図９（ｃ）に示されるように、ノズル孔１２１が形成される部分に開口２１ａを有するように、リソグラフィ技術とエッチング技術によって、上面側の保護膜２１をパターニングする。この時のパターンの寸法は、式（２）と式（３）を参照して決定される。
【００４４】
その後、図９（ｄ）に示されるように、シリコン基板１２ｃの両面からウエットエッチングによってシリコン基板１２ｃをエッチングし、ノズル孔１２１を形成する。このとき、シリコン基板１２ｃの上面側からのエッチング形状は最初、通常の異方性エッチングで見られる孔が細まる形状（順テーパ形状）にエッチングされるが、シリコン基板１２ｃの下面側からのエッチングによってノズル孔１２１が開口部１２６とつながった後は開口部１２６のエッジ部分がエッチングされ、図９（ｄ）に示されるような形状（逆テーパ形状）となる。
【００４５】
そして、最後に保護膜２１，２２を除去することで複数のノズル孔１２１を有するシリコン基板１２ｃはノズルプレート１２となり、ノズルプレート１２の製造方法が終了する。
【００４６】
実施の形態３によれば、シリコン基板１２ｃの下面側に超音波の波長λに比して小さい開口径の開口部１２６を有し、この開口部１２６の底面（上面）に複数のノズル孔１２１を有するノズルプレート１２を用いたので、最初のノズル孔１２１の開口部１２６の入口で均一な圧力分布を有する液体を絞り込み、さらに複数のノズル孔１２１で絞り込むことで、吐出量を増大させかつ各ノズル孔１２１でミストを均一に吐出することができるという効果を有する。
【符号の説明】
【００４７】
１０  液体噴出装置
１１  タンク
１２  ノズルプレート
１２ａ  基板
１２ｂ  ＳＯＩ基板
１２ｃ，１２２  シリコン基板
１３  Ｏリング
１４  保持プレート
１５  フィルム
１６  圧電振動子
１７  交流電源
２１，２２  保護膜
２１ａ，２２ａ，２２ｂ  開口
１１１  液体室
１１２  側壁面
１１３  吐出口
１２１  ノズル孔
１２１ａ  開口出口
１２１ｂ  開口入口
１２３  絶縁層
１２４  半導体層
１２５，１２６  開口部
【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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