(57)【要約】【課題】信頼性及び生産効率を向上した液体噴射ヘッドの製造装置及びその製造方法並びにワークの製造装置を提供する。【解決手段】複数の圧電素子ユニット１７を収容部１８に収容すると共に、配線基板３７の開口部３８に回路基板３５を挿通した後に、押圧治具６０の透明部材６１で回路基板３５を開口部３８の開口縁部を支点として配線基板３７の導電パッド側に押圧することで、複数の回路基板３５を同時に折り曲げ、透明部材６１で回路基板３５の先端部を配線基板３７上に押し付けながら、レーザ光照射装置７０からのレーザ光を導電パッド３６に設けられた半田に照射して配線３４と導電パッド３６とを接合させる。【選択図】    図７
2009119634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室と、各圧力発生室に液体を吐出するための圧力を付与する圧電素子及び基端部側が前記圧電素子に接続される配線を有する回路基板を含む圧電素子ユニットと、前記圧電素子ユニットが収容される収容部を有するヘッドケースと、該ヘッドケース上に固定されて前記回路基板の前記配線の先端部が接続される導電パッドを有する配線基板とを具備し、前記回路基板が、前記配線基板に設けられた開口部を介して外部まで延設されていると共に、前記配線基板上に至るように折り曲げられた状態で前記配線の先端部が前記導電パッドに設けられた半田を介して接続されている液体噴射ヘッドの製造装置であって、
前記半田に熱を与え得るレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、
前記レーザ光照射装置からのレーザ光を透過させる部材で形成された透明部材及び前記配線基板に臨む一方面に前記透明部材が前記圧電素子ユニットに対応して取り付けられると共に前記透明部材に対向する領域に貫通部が設けられた押圧部材を備える押圧治具とを具備し、
前記押圧治具は、前記透明部材を介して、前記配線基板の前記開口部を挿通した前記回路基板を前記配線基板の前記導電パッド側に折り曲げると共に、前記配線の先端部が前記半田に接触するように前記回路基板を前記配線基板側に押圧し、
前記レーザ光照射装置は、前記貫通部及び前記透明部材を介して前記半田にレーザ光を照射して前記配線の先端部を前記導電パッドに前記半田で接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドの製造装置において、
複数の前記圧電素子ユニットが前記ヘッドケースに収容され、
前記透明部材が複数の前記圧電素子ユニット毎に弾性体を介して前記押圧部材に取り付けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造装置。
【請求項３】
液体を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室と、各圧力発生室に液体を吐出するための圧力を付与する圧電素子及び基端部側が前記圧電素子に接続される配線を有する回路基板とを含む圧電素子ユニットと、前記圧電素子ユニットが収容される収容部を有するヘッドケースと、該ヘッドケース上に固定されて前記回路基板の前記配線の先端部が接続される導電パッドを有する配線基板とを具備し、前記回路基板が、前記配線基板に設けられた開口部を介して外部まで延設されていると共に、前記配線基板上に至るように折り曲げられた状態で前記配線の先端部が前記導電パッドに設けられた半田を介して接続されている液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記圧電素子ユニットを前記収容部に収容すると共に、前記配線基板の前記開口部に前記回路基板を挿通させる第１の工程と、
レーザ光を透過させる部材で形成された透明部材及び前記配線基板に臨む一方面に前記透明部材が前記圧電素子ユニットに対応して取り付けられると共に前記透明部材に対向する領域に貫通部が設けられた押圧部材を備える押圧治具を利用して、前記開口部の開口縁部を支点として前記配線基板の前記導電パッド側に前記回路基板を前記透明部材で折り曲げる第２の工程と、
前記押圧部材を前記配線基板側に移動させて前記配線の先端部を前記半田に接触させる第３の工程と、
前記貫通部及び前記透明部材を介して前記半田にレーザ光を照射して前記配線の先端部を前記導電パッドに前記半田で接合させる第４の工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載する液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第４の工程では、複数の前記導電パッド上のそれぞれに設けられた各半田にレーザ光を照射して予熱し、その後、前記押圧部材を前記配線基板側に更に移動させ、再度レーザ光を前記各半田に照射して前記配線の先端部を前記各導電パッドに前記半田で接合させることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
配線基板を有するワークに、半田を介して前記配線基板に接続される配線が形成された回路基板を取り付けるワークの製造装置であって、
前記半田に熱を与え得るレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、
前記レーザ光照射装置からのレーザ光を透過させる部材で形成された透明部材及び前記配線基板に臨む一方面に前記透明部材が取り付けられると共に前記透明部材に対向する領域に貫通部が設けられた押圧部材を備える押圧治具とを具備し、
前記押圧治具は、前記透明部材を介して、前記回路基板を前記配線基板の前記導電パッド側に折り曲げると共に、前記配線が前記半田に接触するように前記回路基板を前記配線基板側に押圧し、
前記レーザ光照射装置は、前記貫通部及び前記透明部材を介して前記半田にレーザ光を照射して前記配線を前記導電パッドに前記半田で接合させる
ことを特徴とするワークの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造装置及びその製造方法並びにワークの製造装置に関し、特に、圧電素子に接続される回路基板の配線を配線基板の導電パッドに接続する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。具体的には、ノズル開口に連通する圧力発生室に対向する領域に振動板を介して圧電素子（圧電振動子）を設け、この圧電素子に電圧を印加して圧電素子を収縮又は膨張させることで圧力発生室内を加圧してノズル開口からインク滴を吐出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなインクジェット式記録ヘッドを構成する圧電素子は、ヘッドケース（基台）の収容部内に収容され、回路基板を介して、ヘッドケース上に設けられる配線基板（上方閉鎖板）上に導電パッドと電気的に接続されている。
【０００３】
この回路基板は、その基端部が圧電素子に接続される一方、先端部が折り曲げられた上で配線基板に接続される。例えば治具で各回路基板の先端部を折り曲げ、その後パルスヒート方式などで回路基板ごしに、折り曲げられた回路基板の先端部と配線基板とに接触している半田に熱を与え、これらの回路基板と配線基板とを接合している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７４７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パルスヒート方式などで回路基板を加熱して配線基板と接合させる場合、接合後に回路基板等を冷却するためにエアブローを行う必要があり、このエアブローによりインクジェット式記録ヘッドに異物が混入し、信頼性を低下させてしまうという問題が生じる。また、この冷却に要する時間だけ、インクジェット式記録ヘッドを製造するサイクルタイムが増加してしまい、生産効率が低下してしまうという問題も生じる。更に、回路基板の折り曲げが不十分であると、配線基板に予め設けられた半田と回路基板との間に間隙が生じてしまい、配線基板と回路基板とが接合されないばかりではなく、本来半田に伝達されるべき熱が半田に伝わらず、例えば回路基板にダメージを与えてしまう虞もある。
【０００６】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや、配線基板を備えるワークに回路基板を取り付ける場合においても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、信頼性及び生産効率を向上した液体噴射ヘッドの製造装置及びその製造方法並びにワークの製造装置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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室と、各圧力発生室に液体を吐出するための圧力を付与する圧電素子及び基端部側が前記圧電素子に接続される配線を有する回路基板を含む圧電素子ユニットと、前記圧電素子ユニットが収容される収容部を有するヘッドケースと、該ヘッドケース上に固定されて前記回路基板の前記配線の先端部が接続される導電パッドを有する配線基板とを具備し、前記回路基板が、前記配線基板に設けられた開口部を介して外部まで延設されていると共に、前記配線基板上に至るように折り曲げられた状態で前記配線の先端部が前記導電パッドに設けられた半田を介して接続されている液体噴射ヘッドの製造装置であって、前記半田に熱を与え得るレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、前記レーザ光照射装置からのレーザ光を透過させる部材で形成された透明部材及び前記配線基板に臨む一方面に前記透明部材が前記圧電素子ユニットに対応して取り付けられると共に前記透明部材に対向する領域に貫通部が設けられた押圧部材を備える押圧治具とを具備し、前記押圧治具は、前記透明部材を介して、前記配線基板の前記開口部を挿通した前記回路基板を前記配線基板の前記導電パッド側に折り曲げると共に、前記配線の先端部が前記半田に接触するように前記回路基板を前記配線基板側に押圧し、前記レーザ光照射装置は、前記貫通部及び前記透明部材を介して前記半田にレーザ光を照射して前記配線の先端部を前記導電パッドに前記半田で接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造装置にある。
かかる態様では、レーザ光により半田を余分な熱が加わらない。これにより従来のように回路基板等を冷却するためのエアブローが不要となる。したがって、このエアブローに係る時間を節約して液体噴射ヘッドの生産効率を向上できる。また、エアブローによる異物の混入も起こりえず、信頼性の高い液体噴射ヘッドを製造できる。
【０００９】
ここで、複数の前記圧電素子ユニットが前記ヘッドケースに収容され、前記透明部材が複数の前記圧電素子ユニット毎に弾性体を介して前記押圧部材に取り付けられていることが好ましい。これによれば、各圧電素子ユニットの導電パッドに設けられた半田の高さにバラツキがあっても、各透明部材はそれぞれの半田の高さに追従して各回路基板を押圧できる。この結果、各配線と導電パッドに設けられた半田との間に間隙を生ずることなく確実に接合できるので、液体噴射ヘッドの歩留まりを向上できる。
【００１０】
本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室と、各圧力発生室に液体を吐出するための圧力を付与する圧電素子及び基端部側が前記圧電素子に接続される配線を有する回路基板とを含む圧電素子ユニットと、前記圧電素子ユニットが収容される収容部を有するヘッドケースと、該ヘッドケース上に固定されて前記回路基板の前記配線の先端部が接続される導電パッドを有する配線基板とを具備し、前記回路基板が、前記配線基板に設けられた開口部を介して外部まで延設されていると共に、前記配線基板上に至るように折り曲げられた状態で前記配線の先端部が前記導電パッドに設けられた半田を介して接続されている液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記圧電素子ユニットを前記収容部に収容すると共に、前記配線基板の前記開口部に前記回路基板を挿通させる第１の工程と、レーザ光を透過させる部材で形成された透明部材及び前記配線基板に臨む一方面に前記透明部材が前記圧電素子ユニットに対応して取り付けられると共に前記透明部材に対向する領域に貫通部が設けられた押圧部材を備える押圧治具を利用して、前記開口部の開口縁部を支点として前記配線基板の前記導電パッド側に前記回路基板を前記透明部材で折り曲げる第２の工程と、前記押圧部材を前記配線基板側に移動させて前記配線の先端部を前記半田に接触させる第３の工程と、前記貫通部及び前記透明部材を介して前記半田にレーザ光を照射して前記配線の先端部を前記導電パッドに前記半田で接合させる第４の工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、レーザ光により半田を加熱しているので、回路基板などに余分な熱が加わらない。これにより従来のように回路基板等を冷却するためのエアブローが不要となる。したがって、このエアブローに係る時間を節約して液体噴射ヘッドの生産効率を向上できる。また、エアブローによる異物の混入も起こりえず、信頼性の高い液体噴射ヘッドを製造できる。
【００１１】
また、前記第４の工程では、複数の前記導電パッド上のそれぞれに設けられた各半田にレーザ光を照射して予熱し、その後、前記押圧部材を前記配線基板側に更に移動させ、再度レーザ光を前記各半田に照射して前記配線の先端部を前記各導電パッドに前記半田で接合させることが好ましい。これによれば、各半田の高さにバラツキがあっても、予熱及び押圧を行うことによりバラツキが解消されて各半田の高さが均一になる。この結果、導電パッドに設けられた半田と配線とを間隙なく確実に密着させ、接合することができる。この結果、液体噴射ヘッドの歩留まりが向上する。
【００１２】
本発明の他の態様は、配線基板を有するワークに、半田を介して前記配線基板に接続される配線が形成された回路基板を取り付けるワークの製造装置であって、前記半田に熱を与え得るレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、前記レーザ光照射装置からのレーザ光を透過させる部材で形成された透明部材及び前記配線基板に臨む一方面に前記透明部材が取り付けられると共に前記透明部材に対向する領域に貫通部が設けられた押圧部材を備える押圧治具とを具備し、前記押圧治具は、前記透明部材を介して、前記回路基板を前記配線基板の前記導電パッド側に折り曲げると共に、前記配線が前記半田に接触するように前記回路基板を前記配線基板側に押圧し、前記レーザ光照射装置は、前記貫通部及び前記透明部材を介して前記半田にレーザ光を照射して前記配線を前記導電パッドに前記半田で接合させることを特徴とするワークの製造装置にある。
かかる態様では、配線基板を有するワーク全般を対象として、確実に回路基板を配線基板に接合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドを示す概略断面図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
【００１４】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５と、該振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１６を有する圧電素子ユニット１７と、振動板１５上に固定されて圧電素子ユニット１７が収容される収容部１８を有するヘッドケース１９とを有する。
【００１５】
流路形成基板１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁によって区画されてその幅方向で複数並設されている。例えば、本実施形態では、流路形成基板１２には、複数の圧力発生室１１が並設され、各圧力発生室１１の列の外側には、各圧力発生室１１にインクを供給するためのリザーバ２１が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、各圧力発生室１１とリザーバ２１とは、インク供給路２２を介して連通している。インク供給路２２は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバ２１から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室１１のリザーバ２１とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２３が形成されている。このような流路形成基板１２は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１２に設けられる上記圧力発生室１１等は、流路形成基板１２をエッチングすることによって形成されている。
【００１６】
この流路形成基板１２の一方面側にはノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２３を介して各圧力発生室１１と連通している。また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。
【００１７】
この振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２４と、この弾性膜２４を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２５との複合板で形成されており、弾性膜２４側が流路形成基板１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜２４は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２５は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１６の先端部が当接する島部２６が設けられている。すなわち、振動板１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部２７が形成されて、この薄肉部２７の内側にそれぞれ島部２６が設けられている。また、本実施形態では、振動板１５のリザーバ２１に対向する領域に、薄肉部２７と同様に、支持板２５がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜のみで構成されるコンプライアンス部２８が設けられている。なお、このコンプライアンス部２８は、リザーバ２１内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部２８の弾性膜２４が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバ２１内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
【００１８】
そして、圧電素子ユニット１７を構成する各圧電素子１６は、その活性領域の先端が振動板１５の島部２６に当接した状態で固定されている。
【００１９】
ここで、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１６は、本実施形態では、一つの圧電素子ユニット１７において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料２９と電極形成材料３０，３１とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材３２を形成し、この圧電素子形成部材３２を各圧力発生室１１に対応して櫛歯上に切り分けることによって各圧電素子１６が形成されている。すなわち、本実施形態では、複数の圧電素子１６が一体的に形成されている。そして、この圧電素子１６（圧電素子形成部材３２）の振動に寄与しない不活性領域、すなわち、圧電素子１６の基端部側が固定基板３３に固着されている。そして、圧電素子１６の基端部近傍には、固定基板３３とは反対側の面に、各圧電素子１６を駆動するための信号を供給する配線３４を有する回路基板３５が接続され、本実施形態では、これら圧電素子１６（圧電素子形成部材３２）と固定基板３３と回路基板３５とで圧電素子ユニット１７が構成されている。
【００２０】
そして、このような圧電素子ユニット１７は、圧電素子１６の先端部が上述した振動板１５の島部２６に当接された状態で固定されている。例えば、本実施形態では、上述したように振動板１５上にヘッドケース１９が固定されており、圧電素子ユニット１７は、このヘッドケース１９の収容部１８内に収容されて、圧電素子１６が固定された固定基板３３が、圧電素子１６とは反対側の面でヘッドケース１９に固定されている。
【００２１】
ヘッドケース１９には、圧電素子ユニット１７が収容される収容部１８が複数設けられている。
【００２２】
収容部１８は、本実施形態では、３つ並設されており、１つの収容部１８に１つの圧電素子ユニット１７が配置されている。すなわち、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、圧電素子ユニット１７が合計３個設けられている。そして、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０では、各圧電素子ユニット１７に対してノズル開口１３の列が設けられているため、３列のノズル開口１３の列が設けられていることになる。
【００２３】
また、ヘッドケース１９上には、回路基板３５の各配線３４がそれぞれ接続される複数の導電パッド３６が設けられた配線基板３７が固定されており、ヘッドケース１９の収容部１８は、この配線基板３７によって実質的に塞がれている。配線基板３７には、ヘッドケース１９の収容部１８に対向する領域にスリット状の開口部３８が形成されており、回路基板３５はこの配線基板３７の開口部３８から収容部１８の外側に引き出されている。
【００２４】
なお、配線基板３７の開口部３８は、各収容部１８に対して１つ、すなわち、本実施形態では、３つ設けられており、１つの収容部１８に設けられた１つの圧電素子ユニット１７に接続された１つの回路基板３５は、１つの開口部３８から引き出されている。
【００２５】
ここで、圧電素子ユニット１７を構成する回路基板３５は、本実施形態では、圧電素子１６を駆動するための駆動ＩＣ（図示なし）が搭載されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、例えば、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）やチップオンフィルム（ＣＯＦ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）などからなる。そして、回路基板３５の各配線３４は、その基端部側では、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子１６を構成する電極形成材料３０，３１に接続されている。一方、先端部側では、各配線３４は配線基板３７の各導電パッド３６に接合されている。具体的には、配線基板３７の開口部３８から収容部１８の外側に引き出された回路基板３５の先端部が配線基板３７の表面に沿って折り曲げられた状態で、各配線３４は配線基板３７の各導電パッド３６に半田（図示せず）を介して接合されている。
【００２６】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１６及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからリザーバ２１にインクが供給されると、インク供給路２２を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。実際には、圧電素子１６に電圧を印加することにより圧電素子１６を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１６と共に変形されて圧力発生室１１の容積が広げられ、圧力発生室１１内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口１３に至るまで内部にインクを満たした後、配線基板３７を介して供給される記録信号に従い、圧電素子１６の電極形成材料３０及び３１に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１６が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１５も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室１１の容積が収縮して圧力発生室１１内の圧力が高まりノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００２７】
ここで、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッド１０の製造装置について説明する。図３（ａ）は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造装置の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２８】
実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造装置は、インクジェット式記録ヘッド１０の回路基板３５が折り曲げられた状態を維持する押圧治具６０と、レーザ光を照射するレーザ光照射装置７０とを具備している。
【００２９】
本実施形態の押圧治具６０は、収容部材５０と透明部材６１と押圧部材６２とを備えている。収容部材５０は、インクジェット式記録ヘッド１０を収容し得る収容部５３が設けられている。また、インクジェット式記録ヘッド１０の回路基板３５が折り曲げられる方向とは反対方向にある収容部材５０の側壁は、その上端面が外部へ向けて昇るように階段状に形成されている。１段目を第１段部５１、２段目を第２段部５２と称する。これらの第１段部５１及び第２段部５２は、押圧部材６２がインクジェット式記録ヘッド１０に対して所定の位置に位置決めされるように設けられている。かかる位置決めについての詳細な説明は後述する。
【００３０】
また、階段状に形成された側壁とは反対側の側壁は、その上端面に凹部５４が設けられている。この凹部５４は、押圧部材６２に設けられた凸部６５に嵌合し得る形状に形成されている。なお、収容部材５０は、インクジェット式記録ヘッド１０を所定位置に固定し得るものであればよい。
【００３１】
透明部材６１は、レーザ光照射装置からのレーザ光を透過させ、且つ半田が溶ける温度に耐え得る耐熱性を有する部材で形成されている。本実施形態の透明部材６１は石英ガラスで形成されているが、ソーダガラス等のガラスで形成されてもよい。また、透明部材６１の形状は直方体であるが、このような形状には限定されない。要するに、透明部材６１は、回路基板３５の折り曲げられた先端部全体を押圧できる形状であればよい。
【００３２】
また、本実施形態では計３つの透明部材６１が、３つの圧電素子ユニット１７のそれぞれに対応して押圧部材６２の配線基板３７に臨む一方面に取り付けられている。更に詳言すると、１つの圧電素子ユニット１７につき２つで一組の板ばね（弾性体の一例）６３が、各圧電素子ユニット１７の間隔に対応して押圧部材６２の一方面に設けられている。そして、この一組の板ばね６３には、透明部材６１が支持金具６４を介して取り付けられ、透明部材６１は、板ばね６３により押圧部材６２から突出する方向に付勢されている。
【００３３】
押圧部材６２には、一組の板ばね６３に取り付けられた透明部材６１に対向する領域に、貫通部６６が設けられている。また、押圧部材６２の配線基板３７に臨む一方面には、配線基板３７側に突出する凸部６５が設けられている。この凸部６５は、収容部材５０に設けられた凹部５４に嵌合し得る形状に形成されている。なお、凸部６５は、押圧部材６２の下方向の移動を規制するために設けられているが、これに関する詳細な説明は後述する。
【００３４】
レーザ光照射装置７０は、導電パッド３６に予め設けられた半田に熱を与えるレーザ光を照射する。このレーザ光の波長は、回路基板３５に吸収されず、且つ半田に熱を与えられる波長が好ましい。本実施形態では例えば９８０ｎｍのレーザ光を用いている。
【００３５】
押圧治具６０を所定の手順（詳細は後述する）で操作すると、押圧部材６２の凸部６５が収容部材５０の凹部５４に嵌合し、押圧部材６２の一端部が収容部材５０の第１段部５１に支持される。このとき、押圧部材６２は、透明部材６１を介して、配線基板３７の開口部３８を挿通した回路基板３５の先端部を配線基板３７の導電パッド３６側に折り曲げると共に、回路基板３５の各配線３４の先端部を各導電パッド３６に半田を介して接触させた状態を維持する。この状態においては、押圧部材６２の他方面側（配線基板３７に臨む一方面とは反対側の面）から、貫通部６６及び透明部材６１を介して回路基板３５の折り曲げられた先端部に至るレーザ光の通路が形成されている。したがって、レーザ光照射装置７０が回路基板３５の各配線３４の先端部に向けてレーザ光を照射することで半田を溶かし、各配線３４の先端部を各導電パッド３６に接合することができる。
【００３６】
以上に説明したインクジェット式記録ヘッドの製造装置によれば、レーザ光により半田を加熱するので、回路基板３５などに余分な熱が加わらず、従来のように回路基板等を冷却するためのエアブローが不要となる。したがって、このエアブローに係る時間を節約してインクジェット式記録ヘッドの生産効率を向上できる。また、エアブローによる異物の混入も起こりえず、信頼性の高いインクジェット式記録ヘッドを製造できる。
【００３７】
また、回路基板３５を折り曲げて配線基板３７に密着させるために押圧治具６０を用いるだけであるので、従来の如く、回路基板と配線基板とを加熱して半田接合するためのヒートツールやポリイミドテープなど高価な消耗品が不要となり、コスト削減を図ることができる。
【００３８】
更に、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造装置は、押圧部材６２が透明部材６１を介して回路基板３５を配線基板３７に密着するよう押圧しているので、配線３４の先端部と導電パッド３６に設けられた半田との間に間隙が生じない。したがって、レーザ光が回路基板３５に照射されても、そのレーザ光による熱は半田に伝達されるので、回路基板３５に熱によるダメージを与える虞はない。また、透明部材６１が回路基板３５を押圧したままレーザ光を照射するので、癖の付きにくい回路基板３５であっても、配線３４の先端部と導電パッド３６とを間隙を生ずることなく確実に接合できる。
【００３９】
また、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造装置では、圧電素子ユニット１７毎に独立した一組の板ばね６３を介して透明部材６１が押圧部材６２に取り付けられている。したがって、各圧電素子ユニット１７の導電パッド３６に設けられた半田の高さにバラツキがあっても、各透明部材６１はそれぞれの半田の高さに追従して各回路基板３５を押圧できる。この結果、各配線３４と導電パッド３６に設けられた半田との間に間隙が生じることをより確実に防止できる。
【００４０】
なお、本実施形態では、押圧治具６０、及びレーザ光照射装置７０が一体的に形成されたインクジェット式記録ヘッドの製造装置を例示したが、これに限定されず、例えばレーザ光照射装置７０を押圧治具６０から分離させてもよい。これにより、回路基板３５を折り曲げて配線基板３７に密着させることと、配線３４の先端部と導電パッド３６とを半田接合することとを分業することができ、インクジェット式記録ヘッドの製造工程の効率を更に向上できる。
【００４１】
また、レーザ光照射装置７０は、レーザ出力を自在に変えられるため、回路基板３５のパターンのサイズに合わせてレーザ出力を適宜調整して、接合品質を向上させることができる。
【００４２】
次に、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０の製造方法について説明する。図４〜図７は、本実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す概略断面図である。なお、図１〜図３に示したインクジェット式記録ヘッドの製造装置と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４３】
まず、図４に示すように、圧電素子ユニット１７をヘッドケース１９の収容部１８内に固定する。圧電素子ユニット１７には、予め回路基板３５の基端部が接合されており、圧電素子ユニット１７をヘッドケース１９の収容部１８内に固定すると、回路基板３５の先端部は、収容部１８から外部へ突出した状態となる。このヘッドケース１９に、回路基板３５の先端部が開口部３８を挿通するように配線基板３７をヘッドケース１９に取り付ける。そして、ヘッドケース１９を収容部材５０の収容部５３内に固定する。
【００４４】
次に、図５に示すように、押圧治具６０の押圧部材６２の一端部を収容部材５０の一方の側壁に設けられた第２段部５２に支持させると共に、凸部６５の先端を他方の側壁の上端面に当接させる。このように押圧部材６２を収容部材５０に支持させると、各透明部材６１が各回路基板３５の側方に位置するようになっている。
【００４５】
次に、図６に示すように、押圧部材６２を水平方向に移動させる。詳言すると、各透明部材６１を各回路基板３５の一方面に当接させた状態で、押圧部材６２を回路基板３５の一方面側から他方面側に向かって移動させる。これにより、回路基板３５は、配線基板３７の開口部３８の開口縁部を支点として配線基板３７の導電パッド３６の表面に向かって押圧されて折り曲げられる。
【００４６】
更に、押圧部材６２を水平方向に移動させると、押圧部材６２の一端部は第２段部５２から離れ、凸部６５は凹部５４の上方に位置する。すなわち、押圧部材６２は凸部６５及び第２段部５２により規制されていた下方向の移動が行えるようになる。
【００４７】
次に、図７に示すように、押圧部材６２を収容部材５０側に下降させる。押圧部材６２を下降させると、押圧部材６２の一端部は第１段部５１に支持され、凸部６５は凹部５４に嵌合する。このように、押圧部材６２が第１段部５１に支持されると、透明部材６１により折り曲げられていた回路基板３５の先端部は、配線基板３７に密着するまで折り曲げられ、回路基板３５の配線３４の先端部が半田を介して配線基板３７の導電パッド３６に密着する。
【００４８】
次に、例えばクランプ８０で押圧部材６２を収容部材５０に固定する。そして、透明部材６１によって各回路基板３５の先端部を配線基板３７に押し付けながら、レーザ光照射装置７０で貫通部６６及び透明部材６１を介して回路基板３５の先端部に向けてレーザ光を照射し、各回路基板３５の各配線３４の各先端部を予め半田が付着されている導電パッド３６に同時に接合（融着）する。
【００４９】
以上に説明したインクジェット式記録ヘッドの製造方法によれば、レーザ光により半田を加熱するので、回路基板３５などに余分な熱が加わらず、従来のように回路基板等を冷却するためのエアブローが不要となる。したがって、このエアブローに係る時間を節約してインクジェット式記録ヘッドの生産効率を向上できる。また、エアブローによる異物の混入も起こりえず、信頼性の高いインクジェット式記録ヘッドを製造できる。
【００５０】
更に、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造装置は、押圧部材６２が透明部材６１を介して回路基板３５を配線基板３７に密着するよう押圧しているので、配線３４の先端部と導電パッド３６に設けられた半田との間に間隙が生じない。したがって、レーザ光が回路基板３５に照射されても、そのレーザ光による熱は半田に伝達されるので、回路基板３５にダメージを与える虞はない。また、透明部材６１が回路基板３５を押圧したままレーザ光を照射するので、癖の付きにくい回路基板３５であっても、配線３４の先端部と導電パッド３６とを間隙を生ずることなく確実に接合できる。
【００５１】
また、圧電素子ユニット１７毎に独立した板ばね６３を介して透明部材６１が押圧部材６２に取り付けられている。したがって、各圧電素子ユニット１７の導電パッド３６に設けられた半田の高さにバラツキがあっても、各透明部材６１はそれぞれの半田の高さに追従して各回路基板３５を押圧できる。この結果、各配線３４の先端部と導電パッド３６に設けられた半田との間に間隙が生じることをより確実に防止できる。
【００５２】
なお、本実施形態では、押圧部材６２を用いて回路基板３５を折り曲げた後、収容部材５０にインクジェット式記録ヘッド１０を収容させたまま、レーザ光照射装置による半田接合を行ったが、これに限定されない。すなわち、押圧部材６２を用いて、回路基板３５を折り曲げて配線基板３７に密着させた後、収容部材５０から押圧部材６２及びインクジェット式記録ヘッド１０を取り出して別の場所でレーザ光照射装置７０による半田接合を行ってもよい。
【００５３】
これにより、回路基板３５を折り曲げて配線基板３７に密着させる工程と、配線３４の先端部と導電パッド３６とを半田接合する工程とを分業することができ、インクジェット式記録ヘッドの製造工程の効率を更に向上できる。
【００５４】
また、レーザ光照射装置７０は、レーザ出力を自在に変えられるため、回路基板３５のパターンのサイズに合わせてレーザ出力を適宜調整して、接合品質を向上させることができる。このことを利用して、次のように配線３４の先端部と導電パッド３６とを接合してもよい。
【００５５】
まず、回路基板３５を折り曲げて配線基板３７に密着させた後、一つの圧電素子ユニット１７に対応する複数の導電パッド３６にそれぞれ設けられた各半田に、レーザ出力を弱く設定したレーザ光を照射して予熱する。その後、押圧部材６２を更に下方に押圧する。そして、レーザ出力を通常に戻したレーザ光を各半田に照射する。
【００５６】
これにより、仮に、各半田の高さにバラツキがあっても、予熱及び押圧を行うことによりバラツキが解消されて各半田の高さが均一になる。この結果、導電パッド３６に設けられた半田と配線３４の先端部とを間隙なく密着させ、接合することができる。この結果、インクジェット式記録ヘッドの歩留まりが向上する。
【００５７】
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。実施形態１では、配線基板に回路基板を接合させたが、このような組合せに限定されない。例えば、ＣＯＦとＦＦＣとの接合など、薄物フィルム同士の接合にも適用し得る。また、パルスヒート方式では難しいパターンが長い製品に応用可能である。
【００５８】
また、実施形態１では、１つの収容部１８内に１つの圧電素子ユニット１７が収容されたインクジェット式記録ヘッド１０を例示したが、１つの収容部１８に収容される圧電素子ユニット１７の数は特にこれに限定されるものではない。例えば、１つの収容部１８に複数の圧電素子ユニット１７が収容されるようにしてもよい。
【００５９】
更に、上述した実施形態１では、圧力発生室１１に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子１６を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、成膜及びリソグラフィ法により積層形成させて撓み変形させる薄膜型の圧電素子を有するアクチュエータ装置や、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子を有するアクチュエータ装置などを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態１においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、液体噴射ヘッドを含むワーク全般対象としたものであり、配線基板を有するワークに回路基板を接合する場合に適用できる。ここで、その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの概略断面図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの製造装置の平面図及び断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す概略断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す概略断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す概略断面図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  記録ヘッド、  １１  圧力発生室、  １２  流路形成基板、  １３  ノズル開口、  １４  ノズルプレート、  １５  振動板、  １６  圧電素子、  １７  圧電素子ユニット、  １８  収容部、  １９  ヘッドケース、  ２０  隔壁、  ２１  リザーバ、  ２２  インク供給路、  ２３  ノズル連通孔、  ２４  弾性膜、  ２５  支持板  ２６  島部、  ２７  薄肉部、  ２８  コンプライアンス部、  ２９  圧電材料、  ３０，３１  電極形成材料、  ３２  圧電素子形成部材、  ３３  固定基板、  ３４  配線、  ３５  回路基板、  ３６  導電パッド、  ３７  配線基板、  ３８  開口部、  ５０  収容部材、  ５１  第１段部、  ５２  第２段部、  ５３  収容部、  ５４  凹部、  ６０  押圧治具、  ６１  透明部材、  ６２  押圧部材、  ６３  板ばね、  ６４  支持金具、  ６５  凸部、  ６６  貫通部、７０  レーザ光照射装置、  ８０  クランプ
【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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