(57)【要約】【課題】乱流が起こりにくい流体吐出構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】この流体吐出構造体１は、上面２ａに垂直な方向に形成された上流側の流路２０を有する板状部材２と、複数の薄膜３０が積層され、上流側の流路２０の中心線２０ａに対して中心線３１ａが傾斜した下流側の流路３１を有する積層体３とを備える。薄膜３０には、下流側の流路３１を構成する部分流路３２が形成され、部分流路３２の位置は、薄膜３０が板状部材２から離れるに従って図１（ｂ）において右方向へΔＬずつずれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の流路が形成された第１の部材と、
前記上流側の流路に接して配置され、流路を形成する穴である部分流路が設けられた複数の第２の部材が、前記部分流路の中心が前記上流側の流路の中心から所定の方向に順次ずれた下流側の流路を形成するように複数積層された積層体とを備えた流体吐出構造体。
【請求項２】
第１および第２の上流側の流路が形成された第１の部材と、
前記第１および第２の上流側の流路に接して配置され、第１および第２の部分流路が設けられた複数の第２の部材が、前記第１の部分流路の中心が前記第１の上流側の流路の中心に略一致する第１の下流側の流路を形成し、かつ、前記第２の部分流路の中心が前記第２の上流側の流路の中心から前記第１の下流側の流路の方向に順次ずれた第２の下流側の流路を形成するように、複数積層された積層体とを備えた流体吐出構造体。
【請求項３】
前記第１の部材は、前記第２の上流側の流路が複数形成され、
前記積層体は、前記第２の下流側の流路が複数形成された請求項２に記載の流体吐出構造体。
【請求項４】
第１および第２の上流側の流路が形成された第１の部材と、
前記第１および第２の上流側の流路に接して配置され、第１および第２の部分流路が設けられた複数の第２の部材が、前記第１の部分流路の中心が前記第１の上流側の流路の中心から前記第２の上流側の流路の中心の方向に順次ずれた第１の下流側の流路を形成し、かつ、前記第２の部分流路の中心が前記第２の上流側の流路の中心から前記第１の上流側の流路の方向に順次ずれた第２の下流側の流路を形成するように、複数積層された積層体とを備えた流体吐出構造体。
【請求項５】
傾斜した前記下流側の流路を構成する前記部分流路のずれ量が、前記部分流路が設けられた前記第２の部材の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１、２又は４に記載の流体吐出構造体。
【請求項６】
前記部分流路のずれ量が、傾斜した前記下流側の流路の出口に近づくに従って大きく設定された請求項１、２又は４に記載の流体吐出構造体。
【請求項７】
前記第１の部材と前記第２の部材は、接合する面を清浄化した後、前記面同士を直接接触させて接合されてなる請求項２から６のいずれか１項に記載の流体吐出構造体。
【請求項８】
上流側の流路が形成された第１の部材と、部分流路が設けられた複数の第２の部材を有した部分流路基板とを準備し、
前記上流側の流路が形成された前記第１の部材と前記部分流路が設けられた前記第２の部材とを圧接し、離間させることにより前記部分流路が設けられた前記第２の部材を前記部分流路基板から剥離して転写する工程を繰り返すことにより、複数の前記部分流路により前記上流側の流路に対して傾斜した下流側の流路を形成する流体吐出構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体吐出構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
混合効率を向上させるため、マイクロスケールの流路を用いた混合装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この混合装置は、基板の第１の面からエッチングを行って第１の流路を形成し、基板の第１の面と反対側の第２の面から第１の流路の中心軸から中心軸を少しずらして第１の流路とその中心軸が平行である第２の流路を形成して第１及び第２の流路の端部同士を連通させて構成されている。第１の流路に流体を導入すると、第２の流路から斜め方向に流体が噴出する。この構成によれば、ノズルの小径化が可能で、流体を斜めに噴出させることができる。
【特許文献１】特開２００７−１９６２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、乱流が起こりにくい流体吐出構造体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の流体吐出構造体及びその製造方法を提供する。
【０００６】
［１］上流側の流路が形成された第１の部材と、前記上流側の流路に接して配置され、流路を形成する穴である部分流路が設けられた複数の第２の部材が、前記部分流路の中心が前記上流側の流路の中心から所定の方向に順次ずれた下流側の流路を形成するように複数積層された積層体とを備えた流体吐出構造体。
【０００７】
［２］第１および第２の上流側の流路が形成された第１の部材と、前記第１および第２の上流側の流路に接して配置され、第１および第２の部分流路が設けられた複数の第２の部材が、前記第１の部分流路の中心が前記第１の上流側の流路の中心に略一致する第１の下流側の流路を形成し、かつ、前記第２の部分流路の中心が前記第２の上流側の流路の中心から前記第１の下流側の流路の方向に順次ずれた第２の下流側の流路を形成するように、複数積層された積層体とを備えた流体吐出構造体。
【０００８】
［３］前記第１の部材は、前記第２の上流側の流路が複数形成され、前記積層体は、前記第２の下流側の流路が複数形成された前記［２］に記載の流体吐出構造体。
【０００９】
［４］第１および第２の上流側の流路が形成された第１の部材と、前記第１および第２の上流側の流路に接して配置され、第１および第２の部分流路が設けられた複数の第２の部材が、前記第１の部分流路の中心が前記第１の上流側の流路の中心から前記第２の上流側の流路の中心の方向に順次ずれた第１の下流側の流路を形成し、かつ、前記第２の部分流路の中心が前記第２の上流側の流路の中心から前記第１の上流側の流路の方向に順次ずれた第２の下流側の流路を形成するように、複数積層された積層体とを備えた流体吐出構造体。
【００１０】
［５］傾斜した前記下流側の流路を構成する前記部分流路のずれ量が、前記部分流路が設けられた前記第２の部材の厚さよりも大きいことを特徴とする前記［１］、［２］又は［４］に記載の液体吐出構造体。
【００１１】
［６］前記部分流路のずれ量が、傾斜した前記下流側の流路の出口に近づくに従って大きく設定された前記［１］、［２］又は［４］に記載の液体吐出構造体。
【００１２】
［７］前記第１の部材と前記第２の部材は、接合する面を清浄化した後、前記面同士を直接接触させて接合されてなる前記［２］から［６］のいずれか１つに記載の液体吐出構造体。
【００１３】
［８］上流側の流路が形成された第１の部材と、部分流路が設けられた複数の第２の部材を有した部分流路基板とを準備し、前記上流側の流路が形成された前記第１の部材と前記部分流路が設けられた前記第２の部材とを圧接し、離間させることにより前記部分流路が設けられた前記第２の部材を前記部分流路基板から剥離して転写する工程を繰り返すことにより、複数の前記部分流路により前記上流側の流路に対して傾斜した下流側の流路を形成する流体吐出構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る流体吐出構造体によれば、本構成を採用しない場合と比べて、乱流が起こりにくくなる。
【００１５】
請求項２に係る流体吐出構造体によれば、本構成を採用しない場合と比べて、乱流が起こりにくくなり、ほぼ直線的に吐出された流体に斜め方向から他の流体を衝突させて混合させることができる。
【００１６】
請求項３に係る流体吐出構造体によれば、ほぼ直線的に吐出された流体に斜め方向から衝突させる他の流体の数を増やすことができる。
【００１７】
請求項４に係る流体吐出構造体によれば、本構成を採用しない場合と比べて、乱流が起こりにくくなり、斜め方向から吐出した流体同士を衝突させて混合させることができる。
【００１８】
請求項５に係る流体吐出構造体によれば、本構成を採用しない場合と比べて、吐出角度を大きくすることができる。
【００１９】
請求項６に係る流体吐出構造体によれば、本構成を採用しない場合と比べて、吐出角度を大きくしても、吐出する流体の圧力損失を小さくすることができる。
【００２０】
請求項７に係る流体吐出構造体によれば、本構成を採用しない場合と比べて、流体吐出構造体を形成する各部材の熱変形を抑えることができる。
【００２１】
請求項８に係る流体吐出構造体の製造方法によれば、本構成を採用しない場合と比べて、製造する流体吐出構造体の流体吐出角度の制御が容易であり、かつ乱流が起こりにくい流体吐出構造体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
この流体吐出構造体１は、所定の厚さを有する板状部材（第１の部材）２と、板状部材２の下面２ｂに上面３ａが接合され、板状部材２よりも薄い厚さを有する薄膜（第２の部材）３０を複数積層して形成された積層体３とから構成されている。この流体吐出構造体１が対象とする流体は、気体や液体等の流体である。複数段積層された積層体３の部分で流路が曲げられるため、流路が垂直に屈曲した構造や、２本の中心軸が平行な流路をその中心軸を平行移動して連通させた構造に比べ、乱流が発生しにくくなる。
【００２４】
（板状部材）
板状部材２は、上面２ａ、下面２ｂ、側面２ｃ〜２ｆからなる板状を有し、上面２ａに垂直な方向に貫通穴による入口側の流路２０が形成されている。板状部材２は、薄膜３０と常温接合可能な材料、例えば、Ａｌ，銅，Ｎｉ等の金属、アルミナ、窒化アルミ、炭化けい素等のセラミックス、または、樹脂等から形成されている。
【００２５】
上流側の流路２０は、本実施の形態は、矩形であるが、円形、楕円径等の他の形状でもよい。
【００２６】
積層体３には、上流側の流路２０の中心線２０ａに対して中心線３１ａが傾斜した下流側の流路３１が形成されている。積層体３を構成する薄膜３０には、下流側の流路３１を構成する部分流路３２が形成されている。部分流路３２の位置は、薄膜３０が板状部材２から離れるに従って図１（ｂ）において右方向へΔＬずつずれている。積層体３を構成する薄膜３０の数は、本実施の形態では、８層であるが、層数はこれに限定されず、例えば、２層でもよい。
【００２７】
薄膜３０は、１０μｍ以下や１００μｍ以下のものを用いることができるが、１００μｍを超える厚いものでもよい。
【００２８】
部分流路３２は、本実施の形態では、矩形であるが、円形、楕円径等の他の形状でもよい。
【００２９】
上流側の流路２０及び下流側の流路２１の幅（径）は、例えば、１０〜５００μｍである。
【００３０】
下流側の流路３１からの流体の吐出角度θは、部分流路３２間のずれ量ΔＬと、薄膜３０の厚さｔから定まる。ずれ量ΔＬを厚さｔより小さくすることにより、吐出角度θは４５度未満となり、ずれ量ΔＬと厚さｔを等しくすることにより、吐出角度θは４５度となり、ずれ量ΔＬを厚さｔよりも大きくすることにより、吐出角度は４５度を超えるが、圧力損失を考慮した場合には４８度以下が好ましい。
【００３１】
（第１の実施の形態の製法）
次に、第１の実施の形態に係る流体吐出構造体１の製造方法の一例を図２および図３を参照して説明する。
【００３２】
図２は、薄膜を保持したドナー基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）〜（ｆ）は、積層工程を示す断面図である。
【００３３】
（１）ドナー基板の作製
まず、Ｓｉウェハからなる基板を準備する。なお、基板として、Ｓｉウェハの他に、ガラス基板等を用いてもよい。
【００３４】
Ｓｉウェハの基板上にポリイミドからなる離型層をスパッタ法により、例えば、５μｍ厚に着膜する。なお、離型層として、上記ポリイミドの他に、フッ化ポリイミド、酸化シリコン等の公知の材料を用いることができる。また、離型層として、基板の熱酸化処理を行って形成される、例えば、０．３μｍ厚の熱酸化膜を用いてもよい。また、離型層の着膜法として、上記スパッタ法の他に、分子線ビームエピタキシャル法、化学気相堆積法、真空蒸着法、スピン塗布法等の一般的な薄膜形成方法を用いることができる。離型層を用いることにより、ドナー基板と板状部材２を圧接して離間したとき、薄膜パターンが離型層から容易に剥離して板状部材２側に転写させることができる。
【００３５】
次に、離型層の表面に薄膜をスパッタ法により、例えば、２μｍ厚に着膜する。薄膜の材料として、例えば、Ａｌ，銅，Ｎｉ等の金属や、セラミックス（アルミナ、窒化アルミ、炭化けい素）等の絶縁体等を用いることができる。薄膜の着膜法として、上記スパッタ法の他に、分子線ビームエピタキシャル法、化学気相堆積法、真空蒸着法、スピン塗布法等の一般的な薄膜形成方法を用いることができる。
【００３６】
次に、薄膜をリソグラフィー法によりパターニングして積層体３の１層目〜８層目の複数の薄膜３０とアライメントマーク（図示省略）を一括して形成し、ドナー基板を作製する。
【００３７】
パターニングは、上記リソグラフィー法の他に、集束イオンビーム（ＦＩＢ）法、電子ビーム直接描画法等を用いることができるが、高い平面形状精度が得られ、量産性が高い点で、リソグラフィ法が好ましい。また、アライメントマークは、１つに限定されず、２つ以上設けてもよい。２つ以上設けることにより、回転方向の位置決めを行うことができる。
【００３８】
以上のようにして、図２に示すように、Ｓｉウェハからなる基板１０１上に離型層１０２を介して部分流路３２を有する複数の薄膜３０とアライメントマーク（図示省略）が形成されたドナー基板１００を作製する。
【００３９】
（２）薄膜パターンの積層
まず、水平方向のｘ軸とｙ軸、及びｚ軸回りのθ方向に移動可能な第１のステージ（図示省略）上にドナー基板１００をセットする。このとき、アライメントマークを光学顕微鏡で観察しながら行うと良い。また、第１のステージに対向するｚ軸方向に移動可能な第２のステージ（図示省略）上に接着剤により板状部材２の上面２ａを固定する。
【００４０】
次に、第１及び第２のステージが設置されている真空槽内を排気して高真空状態あるいは超高真空状態にする。次に、図３（ａ）に示すように、第１のステージを水平方向に移動させて板状部材２の直下にドナー基板１００の１層目の薄膜３０を位置させる。次に、板状部材２の下面２ｂおよび１層目の薄膜３０の上面３ａにアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、第２のステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｃｍ2）で板状部材２とドナー基板１００とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、板状部材２と１層目の薄膜３０とを常温接合する。
【００４２】
ここで「常温接合」とは、接合対象の表面に中性原子ビーム、イオンビームなどを照射して表面を清浄化した後、清浄化した接合面同士を常温（例えば、１５〜２５℃）雰囲気中で直接接触させ、原子同士を直接結合させる接合方法をいい、表面活性化接合ともいう。常温接合により薄膜を接合することにより、薄膜の形状や厚みの変化が少なく、高精度な流体吐出構造体が得られる。なお、接合の際は、無荷重でもよい。また、常温接合の他に、清浄化された接合面同士を所定の温度（例えば、１００℃以下）で加熱して接合してもよい。
【００４３】
次に、図３（ｃ）に示すように、第２のステージを上昇させると、１層目の薄膜３０がドナー基板１００から剥離し、板状部材２側に転写される。これは、薄膜３０と板状部材２との密着力が薄膜３０とドナー基板１００の離型層１０２との密着力よりも大きいからである。
【００４４】
次に、図３（ｄ）に示すように、第１のステージを水平方向に移動させ、板状部材２の直下にドナー基板１００上の２層目の薄膜３０を位置させる。次に、板状部材２側に転写された薄膜３０の下面（基板１０１側に接触していた面）３ｂ、および２層目の薄膜３０の上面３ａにアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００４５】
次に、図３（ｅ）に示すように、第２のステージを下降させ、１層目の薄膜３０と２層目の薄膜３０とを接合させ、図３（ｆ）に示すように、第２のステージを上昇させると、２層目の薄膜３０が基板１０１から剥離し、板状部材２側に転写される。
【００４６】
３層目以降の薄膜３０も上述したのと同様に、ドナー基板１００と板状部材２との位置決め、圧接、離間を繰り返すことにより、積層体３を構成する複数の薄膜３０が板状部材２上に転写される。板状部材２及び積層体３を第２のステージから取り外すと、流体吐出構造体１が得られる。
【００４７】
（適用例）
図４（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態の流体吐出構造体の適用例を示す断面図である。
【００４８】
図４（ａ）に示す適用例は、図１に示す流体吐出構造体１に直線状流路２１を有する板状部材１２を組み合わせたものである。流体吐出構造体１の板状部材２の側面２ｄに板状部材１２の側面１２ｄを接着することにより、流体吐出構造体１側の下流側の流路３１の中心線３１ａと板状部材１２側の直線状流路２１の中心線２１ａとが交差するように位置決めされる。
【００４９】
直線状流路２１に所定の圧力で第１の流体を流し、上流側の流路２０に所定の圧力で第２の流体を流すと、第１の流体は、直線状に吐出し、第２の流体は、下流側の流路３１の中心線３１ａに沿って斜めに吐出して第１の流体に衝突し、第１及び第２の流体が混合される。
【００５０】
図４（ｂ）に示す適用例は、図１に示す流体吐出構造体１を２つ用いたものである。板状部材２の側面２ｄ同士を当接することにより、２つの流体吐出構造体１の下流側の流路３１の中心線３１ａが交差するように位置決めされる。
【００５１】
一方の上流側の流路２０に所定の圧力で第１の流体を流し、他方の上流側の流路２０に所定の圧力で第２の流体を流すと、第１及び第２の流体は、下流側の流路３１の中心線３１ａに沿って斜めに吐出して互いに衝突し、第１及び第２の流体が混合される。
【００５２】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００５３】
本実施の形態は、第１の実施の形態に図４（ａ）に示す直線状流路を付加したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００５４】
この流体吐出構造体１は、第１の実施の形態と同様に、板状部材２と、複数の薄膜３０を積層して形成された積層体３とから構成されている。
【００５５】
板状部材２は、上面２ａに垂直な方向に貫通穴による第１の上流側の流路２０Ａおよび第２の上流側の流路２０Ｂが形成されている。
【００５６】
第１および第２の上流側の流路２０Ａ，２０Ｂは、本実施の形態は、矩形であるが、円形、楕円径等の他の形状でもよい。
【００５７】
積層体３には、第１の上流側の流路２０Ａの中心線２０ａに中心線３１ａが略一致した第１の下流側の流路３１Ａと、第２の上流側の流路２０Ｂの中心線２０ｂに対して中心線３１ｂが傾斜した第２の下流側の流路３１Ｂとが形成されている。第２の下流側の流路３１Ｂの中心線３１ｂは、第１の下流側の流路３１Ａの中心線３１ａに対して積層体３の下面３ｂから所定の距離離れた位置で交差するように設定されている。
【００５８】
積層体３の薄膜３０には、第１の下流側の流路３１Ａを構成する第１の部分流路３２ａと、第２の下流側の流路３１Ｂを構成する第２の部分流路３２ｂとが形成されている。第２の部分流路３２ｂの位置は、板状部材２から離れるに従って第１の部分流路３２ａへΔＬずつずれている。
【００５９】
第１および第２の部分流路３２ａ，３２ｂは、本実施の形態では、矩形であるが、円形、楕円径等の他の形状でもよい。
【００６０】
（製造方法）
本実施の形態の流体吐出構造体１は、第１の実施の形態とは、ドナー基板が異なり、他は同様に製造する。ドナー基板は、パターニングの際に第１および第２の部分流路３２ａ，３２ｂを有する薄膜３０を形成する。
【００６１】
（動作）
第１の上流側の流路２０Ａに所定の圧力で第１の流体を流し、第２の上流側の流路２０Ｂに所定の圧力で第２の流体を流すと、第１の流体は、第１の下流側の流路３１Ａの中心線３１ａに沿って直線状に吐出し、第２の流体は、第２の下流側の流路３１Ｂの中心線３１ｂに沿って斜めに吐出して第１の流体に衝突し、第１及び第２の流体が混合される。
【００６２】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００６３】
本実施の形態は、図４（ｂ）に示す構成を一体化したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００６４】
この流体吐出構造体１は、第１の実施の形態と同様に、板状部材２と、複数の薄膜３０を積層して形成された積層体３とから構成されている。
【００６５】
板状部材２は、上面２ａに垂直な方向に貫通穴による第１の上流側の流路２０Ａおよび第２の上流側の流路２０Ｂが形成されている。
【００６６】
積層体３には、第１の上流側の流路２０Ａの中心線２０ａに対して中心線３１ａが傾斜した第１の下流側の流路３１Ａと、第２の上流側の流路２０Ｂの中心線２０ｂに対して中心線３１ｂが傾斜した第２の下流側の流路３１Ｂとが形成されている。第１および第２の下流側の流路３１Ａ，３１Ｂの中心線３１ａ，３１ｂは、積層体３の下面３ｂから所定の距離離れた位置で交差するように設定されている。
【００６７】
積層体３の薄膜３０には、第１の下流側の流路３１Ａを構成する第１の部分流路３２ａと、第２の下流側の流路３１Ｂを構成する第２の部分流路３２ｂとが形成されている。第１および第２の部分流路３２ａ，３２ｂの位置は、板状部材２から離れるに従って互いに近づく方向へΔＬずつずれている。
【００６８】
（製造方法）
本実施の形態の流体吐出構造体１は、第１の実施の形態とは、ドナー基板が異なり、他は同様に製造する。ドナー基板は、パターニングの際に第１および第２の部分流路３２ａ，３２ｂを有する薄膜３０を形成する。
【００６９】
（動作）
第１の上流側の流路２０Ａに所定の圧力で第１の流体を流し、第２の上流側の流路２０Ｂに所定の圧力で第２の流体を流すと、第１及び第２の流体は、第１および第２の下流側の流路３１Ａ，３１Ｂの中心線３１ａ，３１ｂに沿って斜めに吐出して互いに衝突し、第１及び第２の流体が混合される。
【００７０】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００７１】
本実施の形態は、第３の実施の形態の一対の流路の間に直線状の流路を付加したものであり、他は第３の実施の形態と同様に構成されている。
【００７２】
この流体吐出構造体１は、第３の実施の形態と同様に、板状部材２と、複数の薄膜３０を積層して形成された積層体３とから構成されている。
【００７３】
板状部材２は、上面２ａに垂直な方向に貫通穴による第１の上流側の流路２０Ａ、第２の上流側の流路２０Ｂ、および第３の上流側の流路２０Ｃが形成されている。
【００７４】
積層体３には、第１の上流側の流路２０Ａの中心線２０ａに中心線３１ａが略一致する第１の下流側の流路３１Ａと。第２の上流側の流路２０Ｂの中心線２０ｂに対して中心線３１ｂが傾斜した第２の下流側の流路３１Ｂと、第３の上流側の流路２０Ｃの中心線２０ｃに対して中心線３１ｃが傾斜した第３の下流側の流路３１Ｃとが形成されている。第１乃至第３の下流側の流路３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの中心線３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、積層体３の下面３ｂから所定の距離離れた位置で交差するように設定されている。
【００７５】
積層体３の薄膜３０には、第１の下流側の流路３１Ａを構成する第１の部分流路３２ａと、第２の下流側の流路３１Ｂを構成する第２の部分流路３２ｂと、第３の下流側の流路３１Ｃを構成する第３の部分流路３２ｃが形成されている。第２および第３の部分流路３２ｂ，３２ｃの位置は、板状部材２から離れるに従って第１の部分流路３２ａに近づく方向へΔＬずつずれている。
【００７６】
（製造方法）
本実施の形態の流体吐出構造体１は、第１の実施の形態とは、ドナー基板が異なり、他は同様に製造する。ドナー基板は、パターニングの際に第１乃至第３の部分流路３２ａ〜３２ｃを有する薄膜３０を形成する。
【００７７】
（動作）
第１の上流側の流路２０Ａに所定の圧力で第１の流体を流し、第２の上流側の流路２０Ｂに所定の圧力で第２の流体を流し、第３の上流側の流路２０Ｃに所定の圧力で第３の流体を流すと、第１、第２及び第３の流体は、第１乃至第３の下流側の流路３１Ａ〜３１Ｃの中心線３１ａ〜３１ｃに沿って斜めに吐出して互いに衝突し、第１、第２及び第３の流体が混合される。なお、第１の上流側の流路２０Ａに所定の圧力で第１の流体を流し、第２および第３の上流側の流路に第２の流体を流して、第１および第２の流体を混合してもよい。
【００７８】
［第５の実施の形態］
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【００７９】
本実施の形態は、第１の実施の形態の下流側の流路の中心線を近似的に曲線になるようにしたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００８０】
この流体吐出構造体１は、第１の実施の形態と同様に、板状部材２と、複数の薄膜３０を積層して形成された積層体３とから構成されている。
【００８１】
板状部材２は、上面２ａに垂直な方向に貫通穴による上流側の流路２０が形成されている。
【００８２】
積層体３には、上流側の流路２０の中心線２０ａに曲線状の中心線３１ａが接続するように下流側の流路３１が形成されている。薄膜３０に形成された部分流路３２のずれ量ΔＬは、薄膜３０が板状部材２から離れるに従って大きくなっている。これにより、第１の実施の形態よりも吐出角θの大きな下流側の流路３１を形成することが可能となる。
【００８３】
（製造方法）
本実施の形態の流体吐出構造体１は、第１の実施の形態とは、ドナー基板が異なり、他は同様に製造する。ドナー基板は、パターニングの際に第１乃至第３の部分流路３２ａ〜３２ｃを有する薄膜３０を形成する。
【００８４】
（動作）
例えば、図４（ａ）と同様に、直線状流路２１を有する板状部材１２を組み合わせた場合において、直線状流路２１に所定の圧力で第１の流体を流し、上流側の流路２０に所定の圧力で第２の流体を流すと、第１の流体は、直線状に吐出し、第２の流体は、下流側の流路３１の中心線３１ａに沿って斜めに吐出して、第１の流体に衝突し、第１及び第２の流体が混合される。下流側の流路３１の中心線３１ａは、曲線であるため、吐出角θを、第１の実施の形態よりも大きく設定することができる。また、また、下流側の流路３１の幅は除々に狭くなるため、流速が速くなり、第１の流体への衝突が第１の実施の形態よりも強く衝突する。従って、第１の実施の形態と比較して第１及び第２の流体の混合が促進される。
【００８５】
図４（ｂ）に示したように、第５の実施の形態の２つの流体吐出構造体１を組み合わせてもよい。
【００８６】
［第６の実施の形態］
図９は、本発明の第６の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１０（ａ）は、図９（ａ）のＧ−Ｇ断面図、図１０（ｂ）は、図９（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【００８７】
本実施の形態は、直線状の下流側の流路と斜め方向の下流側の流路を有する第２の実施の形態の構成を複数組有するようにしたものである。
【００８８】
この流体吐出構造体１は、図９（ｂ）に示すように、所定の厚さを有する下部板状部材２２と、下部板状部材２２の上面２２ａに接合された上部板状部材２３と、下部板状部材２２の下面（第２の面）２２ｂに上面３ａが接合され、下部板状部材２２よりも薄い厚さを有する薄膜３０を複数積層して形成された積層体３とから構成されている。
【００８９】
下部板状部材２２には、第１の上流側の流路２０Ａが形成された列と、第２の上流側の流路２０Ｂが形成された列を交互に設けている。
【００９０】
上部板状部材２３には、第１および第２の上流側の流路２０Ａ，２０Ｂの各列に通じるように共通流路２４が形成されている。
【００９１】
（製造方法）
本実施の形態の流体吐出構造体１は、第１の実施の形態と同様に製造することができる。下部板状部材２２と上部板状部材２３とは、常温接合によって接合してもよい。
【００９２】
（動作）
第１の上流側の流路２０Ａに連通する共通流路２４に所定の圧力で第１の流体を流し、第２の上流側の流路２０Ｂに連通する共通流路２４に所定の圧力で第２の流体を流すと、第１の流体は、第１の下流側の流路３１Ａから直線状に吐出し、第２の流体は、第２の下流側の流路３１Ｂから斜めに吐出して第１の流体に衝突し、第１及び第２の流体が混合される。直線状の下流側の流路と斜め方向の下流側の流路を複数組用いることで一度に複数の混合流体を生成することができる。
【００９３】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々な変形が可能である。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【００９４】
上記実施の形態では、半導体プロセスを用いて薄膜パターンを形成したが、電鋳を用いて形成してもよい。この場合は、基板として金属製基板、あるいは非金属製基板上に金属膜を着膜したものを用いる。
【００９５】
また、板状部材を薄膜を積層して形成してもよい。
【００９６】
図８に示す第５の実施の形態の曲線状の下流側の流路を他の実施の形態に適用してもよい。
【００９７】
流路の数は、上記各実施の形態に示すものに限られない。例えば、図６の第３の実施の形態では、２つの流体を導入する２つの上流側の流路と２つの下流側の流路を設けたが、３つ以上の流体を導入する３つ以上の上流側の流路と３つ以上の下流側の流路を設けて、３つ以上の流体を１箇所で衝突させて混合してもよい。
【００９８】
また、図７の第４の実施の形態では、１つの直線状の流路の左右に２つの傾斜した下流側の流路を設けたが、１つの直線状の流路の周囲に３つ以上の傾斜した下流側の流路を設けて、１つの直線状の流路から吐出する流体に斜め方向から３つ以上の流体を衝突させて混合してもよい。
【００９９】
図９の第６の実施の形態では、図５に示す流路の組合せを複数組み込んだが、図６や図７の他の実施の形態の流路の組合せを複数組み込んでもよい。
【０１００】
図５〜図７では、共通の積層体を用いたが、上流側の流路に対応して異なる積層体を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、薄膜を保持したドナー基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｆ）は、積層工程を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態の流体吐出構造体の適用例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図７は、本発明の第４の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】図８は、本発明の第５の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図９】図９は、本発明の第６の実施の形態に係る流体吐出構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９（ａ）のＧ−Ｇ断面図、図１０（ｂ）は、図９（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  流体吐出構造体
２  板状部材
２ａ  上面
２ｂ  下面
２ｃ〜２ｆ  側面
３  積層体
３ａ  上面
３ｂ  下面
１２  板状部材
１２ｄ  側面
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  中心線
２０  上流側の流路
２０Ａ  第１の上流側の流路
２０Ｂ  第２の上流側の流路
２０Ｃ  第３の上流側の流路
２１  直線状流路
２１ａ  中心線
２２  下部板状部材
２２ａ  上面
２３  上部板状部材
２３ｂ  下面
２４  共通流路
３０  薄膜
３１  下流側の流路
３１Ａ  第１の下流側の流路
３１Ｂ  第２の下流側の流路
３１Ｃ  第３の下流側の流路
３１ａ〜３１ｃ  中心線
３２  部分流路
３２ａ  第１の部分流路
３２ｂ  第２の部分流路
３２ｃ  第３の部分流路
１００  ドナー基板
１０１  基板
１０２  離型層
【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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