(57)【要約】【課題】コストを大幅に上げることなく電気配線部材と支持部材とを効率的に接着可能な、液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】電気配線部材３０に伝熱用配線３４を設けて、伝熱用配線３４を予備加熱することで電気配線部材３０を予め加熱し、その後、加熱圧着ツール５０で、電気配線部材３０を介して接着剤を加熱して接着する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電用の電気配線を備えた電気配線部材と、
該電気配線部材と接着されることで前記電気配線部材を支持する支持部材と、
を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記電気配線部材は、外部から供給された熱によって前記支持部材と接着される面を加熱可能な、熱を伝達する伝熱用配線を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記電気配線部材は、前記伝熱用配線と接続された加熱用端子を備えている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記電気配線部材は、２つ以上の独立した前記伝熱用配線を備えている請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
１つの前記電気配線部材が、複数の前記加熱用端子を備えている請求項２または請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記伝熱用配線の一部に、配線の幅を局所的に狭くしたスリット部が設けられており、該スリット部で前記電気配線部材が折り曲げられている請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記電気配線部材が複数個所で折り曲げられている請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記電気配線部材は、ポリイミド樹脂を用いて形成されている請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
液体を吐出する記録素子基板を囲むように設けられた、前記支持部材の接着面と、前記電気配線部材とが接着されている請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
通電用の電気配線を備えた電気配線部材と該電気配線部材を支持する支持部材とを接着する接着工程を有した液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記接着工程では、前記電気配線部材に設けられ、外部から供給された熱によって前記電気配線部材における前記支持部材と接着される面を加熱可能な、熱を伝達する伝熱用配線を加熱することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関し、特に、電気配線部材が支持部材に接着されて構成された液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液体吐出ヘッドの製造において、インクを吐出する記録素子基板に電気信号を伝達する電気配線部材を、加熱ホーン等を用いて支持部材に接着することが行われている。電気配線部材のベースフィルムには、ポリイミド等の耐熱性および電気絶縁性に優れた樹脂が使用されており、一般的に熱伝導率が低い。そのため、電気配線部材と支持部材とを接着する際に、電気配線部材を介して加熱ホーンで接着剤を加熱しても、熱の伝達に時間を要するため、接着工程には長い時間を要していた。
【０００３】
特許文献１には、搬送される接着部材がヒータの間を通過する間に予備加熱することによって、安定した接合状態を得る方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような方法で接着部材を予め加熱しても、間接的に加熱しているため、熱伝導率の低い部材を短時間で高温に昇温することは難しい。これに対して、雰囲気温度を高くすることで接着部材を十分に加熱することが考えられる。しかし、高速タクトでの大量生産を前提とすると加熱対象のワーク数が多くなり、結果的に装置にかかるコストが大幅に上昇してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、コストを大幅に上げることなく電気配線部材と支持部材とを短時間で効率的に接着可能な、液体吐出ヘッドおよびその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】
【０００７】
そのため本発明の液体吐出ヘッドは、通電用の電気配線を備えた電気配線部材と、該電気配線部材と接着されることで前記電気配線部材を支持する支持部材と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記電気配線部材は、外部から供給された熱によって前記支持部材と接着される面を加熱可能な、熱を伝達する伝熱用配線を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コストを大幅に上げることなく電気配線部材と支持部材とを短時間で効率的に接着可能な、液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図２】電気配線部材を示した図である。
【図３】電気配線部材と支持部材との接着の様子を示す模式図である。
【図４】電気配線部材を示した図である。
【図５】電気配線部材を示した図である。
【図６】電気配線部材を示した図である。
【図７】電気配線部材を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１は、本発明を適用可能な液体吐出ヘッド１の分解斜視図である。液体吐出ヘッド１は、主に記録素子基板２０、電気配線部材３０、支持部材１０から構成されている。記録素子基板２０は、厚さ０．６ｍｍ〜０．８ｍｍのシリコン基板の片面にインク等の液体を吐出するための複数のエネルギ発生素子と、各エネルギ発生素子に電力を供給する電気配線３６が成膜技術等により形成される。更に、このエネルギ発生素子に対応した複数のインク流路と吐出口とが例えばフォトリソグラフィー技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給路が裏面に開口するように形成されている。これらの加工はウェハー状態で行われ、１枚のウェハーに多数個の記録素子基板を形成し、ダイサーで個別に切り出される。
【００１１】
電気配線部材３０は、記録素子基板２０に電気信号を印加するものである。耐熱性および電気絶縁性に優れたポリイミド等の樹脂でできたベースフィルムの上に、銅箔を貼り合わせて、フォトリソ工程を経て所定の電気配線パターンが形成されている。更に電気配線部材３０は、電気配線周囲にマイグレーションを防止する接着剤が塗布され、ベースフィルム同様に配線を保護するカバーフィルムが接着されている。電気配線部材３０には記録素子基板２０に対応したデバイスホール３２が設けられており、デバイスホール内には、記録素子基板２０の電極に対応するリード線３３が飛び出している。このリード線３３と記録素子基板２０の電極とは、ＴＡＢ実装技術により電気接続される。電気配線部材３０を介しての記録素子基板２０への電気信号の印加は、電気配線部材３０上に形成されたコンタクトパッド３１から行う。このコンタクトパッド３１は、通電用の電気配線３６によってリード線３３に繋がっており、記録素子基板２０に電気信号が送信される。
【００１２】
記録素子基板２０は、支持部材１０の凹部１１の所定位置に接着剤を用いて接合され、支持部材１０のインク流路１２と記録素子基板２０のインク供給路とを連通させる。また電気配線部材３０も、支持部材１０の所定位置（電気配線部材配置面）に熱硬化型接着剤を用いて接合される。ここで用いられる接着剤は、耐インク性の良好なものが好ましく、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした紫外線熱硬化併用型接着剤を使用することができる。インク流路１２の周囲の接着剤は、支持部材に形成されたインク流路１２の周囲と電気配線部材３０の接合面とに塗布される。この接着剤塗布は、インク流路１２から外部にインクが漏洩しないように注意して行う。記録素子基板２０の接続端子と電気配線部材３０のリード線３３の接続部とには、封止材が塗布され、封止材が硬化することで接続部が封止される。
【００１３】
図２は、本実施形態における電気配線部材３０を示した図である。電気配線部材３０は、リード線３３とコンタクトパッド３１とを連結する電気配線３６の他、リード線３３と連結しない加熱用端子３５と伝熱用配線３４とを備えている。なお、伝熱用配線３４は、リード線３３とコンタクトパッド３１とを連結する他の電気配線３６よりも幅が広く設けられており、デバイスホール３２とその周囲の電気配線３６とを囲うように、電気配線部材３０と支持部材１０との接着部分近傍に形成されている。このように設けられた伝熱用配線３４は、外部から熱を受けることで、電気配線部材３０を加熱可能であり、電気配線部材３０の温度を上昇させる。また、伝熱用配線３４と連結した加熱用端子３５は、熱が加えられることで伝熱用配線３４に熱が伝えられ、伝熱用配線３４を加熱する。電気配線部材３０は、耐熱性の高いポリイミド等の樹脂を用いて形成されており、そのポリイミド樹脂の層の間に、層状に形成された電気配線３６および伝熱用配線３４を備えている。また、コンタクトパッド３１と加熱用端子３５とは、樹脂には挟まれておらず、少なくとも一方の面は金属が露出した状態となっている。
【００１４】
図３は、本実施形態における電気配線部材３０と支持部材１０との接着の様子を示す模式図である。電気配線部材３０と支持部材１０とを接着する工程では、先ず、支持部材１０の接着面に（熱硬化型）接着剤４０を塗布する。接着剤４０は、支持部材１０の凹部１１の周囲に所定量が塗布される。そして、端子加熱ツール５１を用いて、加熱用端子３５から伝熱用配線３４を加熱し、所定時間加熱した後、電気配線部材３０の上から支持部材１０に向かって加熱圧着ツール５０を押し付ける。加熱圧着ツール５０を押し付けたことによって、加熱圧着ツール５０の熱は、伝熱用配線３４によって加熱された電気配線部材３０を介して、支持部材１０の接着剤４０を硬化させる。加熱圧着ツール５０は、デバイスホール３２を囲むように形成された伝熱用配線３４の外形寸法と同じかそれよりも大きく形成されており、加熱圧着ツール５０の熱を電気配線部材３０に十分に伝達できる構成となっている。
【００１５】
端子加熱ツール５１による伝熱用配線３４への加熱は、端子加熱ツール５１によって加熱用端子３５を挟んで加熱し、加熱用端子３５と連結された伝熱用配線３４が加熱される。また、加熱圧着ツール５０から接着剤４０への加熱は、電気配線部材３０である耐熱性の高いポリイミド等の樹脂を介しているが、予め伝熱用配線３４によって直接、電気配線部材３０を温めることによって、接着剤４０の硬化温度までの昇温時間を短縮することができる。また、伝熱用配線３４は、記録素子基板２０には導通していないため、記録素子基板２０やリード線３３に熱ストレスを与えることはない。
【００１６】
このように本実施形態では、電気配線部材３０自体が備えた伝熱用配線３４を加熱することによって電気配線部材３０を直接予備加熱することが出来る。耐熱性の高いポリイミド等の樹脂が用いられた電気配線部材３０の場合、このような加熱方法は、外部から熱を加えられる加熱よりも効率的に電気配線部材３０の温度を上昇させることができる。
【００１７】
本実施形態では、接着剤４０の硬化開始温度は約８０℃であり、支持部材１０の耐熱温度は約１１０℃である。これに対して、端子加熱ツール５１の温度を３００℃に設定して、加熱用端子３５から伝熱用配線３４を１０秒間予備加熱した。これによって、加熱圧着ツール５０による押圧の前に電気配線部材３０の支持部材１０との接着面を常温から約２０℃上昇させている。その後、１７０℃に設定した加熱圧着ツール５０で、圧着時間２．２秒、圧着力４０Ｎの条件で押圧することで、電気配線部材３０と支持部材１０との接着を完了した。これによって、従来の接着に要する時間と比較して０．３秒、接着時間を短縮することができた。
【００１８】
なお、このときの端子加熱ツール５１の温度および予備加熱時間は、接着剤硬化温度と硬化時間、電気配線部材３０の耐熱温度や支持部材１０の耐熱温度および環境に応じて、適宜変更することができる。例えば、電気配線部材３０のベースフィルムやカバーフィルムが薄く、接着面に熱が伝わりやすい場合は温度を低く設定することができるし、逆に伝わりにくい場合は更に高温にしてもよい。同様に、加熱圧着ツール５０の設定温度および圧着時間、圧着力も本実施形態に限るものではなく、種々条件に応じて適宜変更してよい。
【００１９】
また、本実施形態では、端子加熱ツール５１で加熱用端子３５を加熱することで、伝熱用配線３４を加熱したがこれに限定するものではなく、他の熱源によって伝熱用配線３４を加熱してもよい。例えば、レーザー照射等で伝熱用配線３４を直接加熱してもよい。
【００２０】
このように、電気配線部材３０に伝熱用配線３４を設けて、伝熱用配線３４を予備加熱することで電気配線部材３０を予め直接加熱し、その後、加熱圧着ツール５０で、電気配線部材３０を介して接着剤を加熱して接着する。これによって、装置コストを大幅に上げることなく、電子配線基板と支持部材とを短時間で効率的に接着可能な、液体吐出ヘッドおよびその製造方法を実現することができた。
【００２１】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００２２】
図４は、本実施形態における電気配線部材６０を示した図である。本実施形態の電気配線部材６０は、独立した２つの伝熱用配線６４を備えており、この伝熱用配線６４を加熱する加熱用端子６５も２つ備えている。なお、この伝熱用配線６４と加熱用端子６５の数は、本実施形態に限るものではなく、加熱したい領域や必要な加熱効率に応じて、２つ以上に適宜増やしてもよい。なお、１つの伝熱用配線６４が複数の加熱用端子６５を備えていてもよい。
【００２３】
このように、２つ以上の独立した伝熱用配線６４を備えていることで、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、電気配線部材６０の予備加熱する部分を任意に選択することができる。即ち、伝熱用配線６４を適宜レイアウトすることによって、予備加熱領域を選択的に限定できるため、製品に対する不要な加熱を避けることが可能になる。このため、加熱プロセスを要する電気配線部材６０と支持部材１０との接着工程において、製品品質の更なる安定を図ることが可能になる。
【００２４】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００２５】
図５は、本実施形態における電気配線部材７０を示した図である。本実施形態における電気配線部材７０は、２つの加熱用端子７５に接続された伝熱用配線７４を備えている。本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、２つの端子から伝熱用配線７４を加熱するため、伝熱用配線７４の加熱効率を向上することができる。よって、更なる生産性の向上を図ることができる。
【００２６】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００２７】
図６は、本実施形態における電気配線部材８０を示した図である。本実施形態における電気配線部材８０は、４つの加熱用端子８５に接続された伝熱用配線８４を備えており、太い伝熱用配線８４が電気配線部材８０の長手側外周近傍に敷設されている。なお、この加熱用端子８５の数は本実施形態に限るものではなく、加熱効率に応じて適宜増やすことが可能である。また、伝熱用配線の位置や太さは本実施形態に限るものではなく、適宜変更することが可能である。
【００２８】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、接着部までの電気配線径を太くすることによって、熱伝導を向上させ、加熱効率を更に向上させることができる。また、電気配線部材の外周近傍で剛性が上がるため、高速ハンドリング時の電気配線部材の変形が抑制されることでワークハンドリングが容易になり、高速タクトでの生産性を更に向上することができる。
【００２９】
（第５の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００３０】
図７は、本実施形態における電気配線部材９０を示した図である。本実施形態における電気配線部材９０は、電気配線９７の一部に、電気配線部材９０の折り曲げ部分の伝熱用配線９４の幅を局所的に狭くしたスリット部９６を備えている。
【００３１】
このように電気配線部材９０を複数個所で折り曲げることで、第１の実施と同様の効果を得られる他、電気配線部材９０の折り曲げを容易に行うことができる。これによって、液体吐出ヘッドの生産性を更に向上させることができる。
【００３２】
なお、このスリット部９６の位置や数は、本実施形態に限るものではなく、支持部材１０の形状や電気配線部材９０の形状等に応じて適宜増やすことが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  支持部材
２０  記録素子基板
３０  電気配線部材
３３  リード線
３４  伝熱用配線
４０  接着剤
５０  加熱圧着ツール
５１  端子加熱ツール
【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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