JP2013233723A - 液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半田の飛散が抑えられ、基板の端子間のショートが低減し、圧電素子間への落下が抑えられ、液体の噴射不良の低減した液体噴射ヘッドの製造方法を得ること。
【解決手段】レーザー光Ｌを照射する工程を３回の照射工程にし、照射工程を行うごとに照射出力を上げることにより、半田ペースト２１０を徐々に加熱でき、フラックスが急激に揮発しない。したがって、半田ボール２２０の飛散が抑えられ、フレキシブルケーブル３３の配線３３０間のショートを低減でき、圧電振動子４４間への落下が抑えられ、インクの吐出不良を低減できる記録ヘッドユニット２の製造方法を得ることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、圧電素子に接続される回路基板の配線を中継基板の導電パッドに接続する方法に関する。

液体噴射ヘッドとして、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル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を設け、この圧電素子に電圧を印加して圧電素子を収縮または膨張させることで圧力発生室内を加圧してノズル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中継基板上の導電パッドと電気的に接続されている。

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うえで中継基板に接続される。
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等で回路基板を介して、折り曲げられた回路基板の先端部と中継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中継基板とを接合している。
ここで、パルスヒート方式等で回路基板を加熱して中継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内に異物が混入し、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。

また、回路基板の配線と中継基板の導電パッドとを半田を介して重ね合わせて接合領域を形成し、レーザー光を接合領域にわたって走査して照射し、回路基板と中継基板とを接合する液体噴射ヘッドの製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−７４７４０号公報 特開２００９−２０２３８６号公報

しかしながら、レーザー光を利用した接合方法では、レーザー光の照射により半田内のフラックスが急激に加熱され、フラックスの急激な揮発とともに半田または粒子状の半田ボールを飛散させる。飛散した半田や半田ボールは、基板の端子間のショートを引き起こしたり、圧電素子間に落下して液体の噴射不良を引き起こしたりする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
液体を噴射するノズルに連通した圧力発生室内の圧力を変動させる圧電素子と、前記圧電素子に接続され、駆動電圧を印加する配線を備えた回路基板と、前記回路基板の前記配線が接続される導電パッドを有する中継基板とを含む液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記配線または前記導電パッドに、半田とフラックスを含む半田ペーストを塗布する塗布工程と、接続される前記配線と前記導電パッドとの位置合わせを行う位置合わせ工程と、レーザー光を走査しながら照射して前記半田ペーストを加熱するレーザー照射工程とを含み、前記レーザー照射工程は、複数の照射工程を有し、前記照射工程を行うごとに、照射出力が暫増することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。

この適用例によれば、レーザー光を照射する工程を複数の照射工程にし、照射工程を行うごとに照射出力を上げることにより、半田ペーストが徐々に加熱され、フラックスが急激に揮発しない。したがって、半田の飛散が抑えられ、基板の端子間のショートが低減し、圧電素子間への落下が抑えられ、液体の噴射不良の低減した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。

［適用例２］
上記液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記照射出力は、１０Ｗ〜２５Ｗの間で増加することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、照射出力を１０Ｗ〜２５Ｗの間で増加させることにより、半田の飛散がより抑えられ、基板の端子間のショートがより低減し、圧電素子間への落下がより抑えられ、液体の噴射不良のより低減した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。

［適用例３］
上記液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記照射工程を行うごとに、前記走査スピードが暫増することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、照射工程を行うごとに、走査スピードを暫増させることにより、生産効率の向上した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。

［適用例４］
上記液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記走査スピードは、８ｍｍ／ｓｅｃ〜１５ｍｍ／ｓｅｃの間で増加することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、走査スピードを８ｍｍ／ｓｅｃ〜１５ｍｍ／ｓｅｃの間で増加させることにより、生産効率のより向上した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。

［適用例５］
上記液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記レーザー照射工程は、３回以上の前記照射工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、レーザー光を照射する工程を３回以上の照射工程を含むようにすることで、半田ペーストがより徐々に加熱され、フラックスがより急激に揮発しない。したがって、半田の飛散がより抑えられ、基板の端子間のショートがより低減し、圧電素子間への落下がより抑えられ、液体の噴射不良のより低減した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。

プリンターの概略構成図。 記録ヘッドユニットを示す分解斜視図。 記録ヘッドの概略断面図。 記録ヘッドユニットの製造方法を表すフローチャート図。 塗布工程を示す概略断面図。 半田ペースト塗布装置を示す概略斜視図。 位置合わせ工程を示す概略断面図。 位置合わせ工程を示す概略断面図。 （ａ）はレーザー照射工程を示す概略平面図、（ｂ）は概略断面図。 照射回数を変えた場合の図９（ａ）に相当する図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射ヘッドが搭載された液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式記録装置（以下、単にプリンター１という）の説明から行う。

図１は、プリンター１の概略構成図である。なお、図面では、説明を分かりやすくするために、一部を省略したり、各構成等を誇張したりして図示している。
図１において、プリンター１は、本発明の液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、単に記録ヘッドユニット２という）が取り付けられるとともに、記録ヘッドユニット２およびインクカートリッジ３が搭載されたキャリッジ４を備えている。
また、記録ヘッドユニット２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６（噴射された液体が着弾する着弾対象の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向（記録ヘッドユニット２の往復移動方向）であり、紙送り方向とは、副走査方向（即ち、記録ヘッドユニット２の走査方向に直交する方向）である。

キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０によって検出され、検出信号が位置情報として制御部（図示せず）に送信される。これにより、制御部はこのリニアエンコーダー１０からの位置情報に基づいてキャリッジ４（記録ヘッドユニット２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッドユニット２による記録動作（噴射動作）等を制御することができる。

図２は、記録ヘッドユニット２を示す分解斜視図である。
記録ヘッドユニット２は、図１に示したキャリッジ４の下側（記録動作時の記録紙６側）の部分を構成しており、上部にはインク（液体の一種）を貯留した図１に示したインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられる。
図２に示すように、記録ヘッドユニット２は、インクカートリッジ３が取り付けられる架台１２と、架台１２の下部に備えられた中継基板１３と、中継基板１３を挟んで架台１２の下方（インクカートリッジ３とは反対側）に取り付けられる記録ヘッド１４と、記録ヘッド１４を保護するヘッドカバー１５とを備えている。

架台１２は、記録ヘッドユニット２の上部を構成する部材である。架台１２は、インクカートリッジ３からインクを導入するインク導入部材１７と、インク導入部材１７の下部に装着される環状のシール部材１８と、シール部材１８の内側に配置される接続流路部材１９と、接続流路部材１９の下部に装着される複数のフィルター２０と、これらのフィルター２０を挟んで接続流路部材１９の下方に取り付けられる上流基礎部材２１とから構成されている。

インク導入部材１７は、上面に複数のインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるインクカートリッジ装着部２２を備えている。このインクカートリッジ装着部２２の底部上面には、装着されるインクカートリッジ３に対応して複数のインク導入針２３が形成されている。例えば、４色のインク（例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク）に対応して、４本のインク導入針２３が列設されている。
インク導入針２３の内部には、図示しないインク流路が形成されている。そして、インク導入針２３がインクカートリッジ３に挿入されることで、インク流路とインクカートリッジ３内部とが連通する。これにより、記録ヘッドユニット２内にインクを導入することができる。また、インク流路の下端部は、インク導入部材１７の下側に接合される接続流路部材１９に形成された中間流路２７に連通可能に形成されている。

シール部材１８は、内面が接続流路部材１９の外周に沿うように環状に形成された、樹脂等から成る弾性部材である。このシール部材１８は、インク導入部材１７と上流基礎部材２１の間に挟まれ、同様にインク導入部材１７と上流基礎部材２１の間に挟まれる接続流路部材１９の周囲を密封する。

接続流路部材１９は、４本のインク導入針２３にそれぞれ対応して形成された中間流路２７を４つ有する平板状の部材である。この中間流路２７は、一端がインク導入部材１７のインク流路に連通し、他端が上流基礎部材２１のインク供給路２９にそれぞれフィルター２０を介して連通している。
ここで、フィルター２０は、接続流路部材１９の中間流路２７と上流基礎部材２１のインク供給路２９の間に装着され、流路内のインクに混入した気泡や異物をインクと共にインク供給路２９に供給されないようにするための部材であり、４本の流路に対応して４つ装着されている。
なお、フィルター２０は、通過するインクの流路抵抗を減らすためにインク流路や記録ヘッド１４内の流路に比べて大きめに形成されており、これに合わせて中間流路２７の下端部をフィルター２０に向けて拡径させ、下側の開口径をフィルター２０と略同じ大きさに揃えている。

上流基礎部材２１は、架台１２の下端部分を構成する部材であり、下面には、中継基板１３を挟んで記録ヘッド１４が接合されている。また、この上流基礎部材２１の上面には、接続流路部材装着部２８が形成されており、接続流路部材１９が装着される。また、接続流路部材装着部２８の中央には、インク供給路２９が板厚方向に貫通して形成されている。

インク供給路２９は、上側でフィルター２０を介して接続流路部材１９の中間流路２７と連通し、下側で記録ヘッド１４のヘッドケース４８に形成されたケース流路７０（後述）と連通する。なお、インク供給路２９における上側（フィルター側）の開口径は、フィルター２０と略同じ大きさに揃えられており、下側（フィルターとは反対側）に向けて縮径している。
また、インク供給路２９の下端は、上流基礎部材２１の下面より下側（記録ヘッド１４側）に延出しており、後述する中継基板１３の流路挿通孔３４に挿通されている。これにより、インク供給路２９の下端は、中継基板１３を挟んで後述のヘッドケース４８に形成されたケース流路７０と液密に接合することができる。
そして、上流基礎部材２１が、間にシール部材１８、接続流路部材１９およびフィルター２０を挟んでインク導入部材１７と接合されることで、架台１２を形成している。このとき、インク流路、中間流路２７およびインク供給路２９がそれぞれ連通し、一連の上流側インク流路が形成される。この上流側インク流路によってインクカートリッジ３内のインクが記録ヘッド１４に送られることになる。

中継基板１３は、表面にＩＣ、抵抗等の電装部品が実装されると共に一側の端部にコネクター３２が形成されており、架台１２と記録ヘッド１４の間に装着されている。
中継基板１３には、後述する記録ヘッド１４の振動子ユニット４６を構成する回路基板としてのフレキシブルケーブル３３の配線３３０が接続される導電パッド１３０が形成されている。
また、コネクター３２には、一端をプリンター１の制御部に接続した信号ケーブル（図示せず）の他端が接続される。そのため、信号ケーブルを通じてプリンター１の制御部から送られてくる駆動信号等を、中継基板１３およびフレキシブルケーブル３３を介して振動子ユニット４６に供給することができる。これにより、記録ヘッド１４のインクの噴射動作を制御している。また、インク供給路２９に対応する箇所には、板厚方向に貫通した流路挿通孔３４が形成されている。この流路挿通孔３４にインク供給路２９の下端を挿通して、中継基板１３より下方でインク供給路２９とヘッドケース４８の後述のヘッドケース４８に形成されたケース流路７０を接続している。

次に記録ヘッド１４の構成について詳しく説明する。図３は、記録ヘッド１４の概略断面図である。
図２および図３において、記録ヘッド１４は、ノズル形成面３６に開口した複数のノズル３７にそれぞれ連通する複数の圧力発生室３８を有する流路ユニット３９と、この流路ユニット３９のノズル形成面３６とは反対側の面に接合され、少なくとも圧力発生室３８と対向する部分が板厚方向に貫通した挿通口４０を有する補強部材４１と、この補強部材４１の流路ユニット３９とは反対側の面における挿通口４０の縁部に一端面が固定される固定板４２、および、固定板４２から先端部を突出させた状態で基端部がこの固定板４２に支持されると共に流路ユニット３９の圧力発生室３８に対向する部分に先端部が固定される複数の圧電素子としての圧電振動子４４（圧電振動子群４５）を有する振動子ユニット４６と、この振動子ユニット４６の一部を内部に収容する収容空部４７を有するヘッドケース４８とを備えている。

まず、流路ユニット３９について説明する。流路ユニット３９は、ノズルプレート４９、流路形成基板５０および振動板５１から構成され、ノズルプレート４９を流路形成基板５０の一方の表面に、振動板５１をノズルプレート４９とは反対側となる流路形成基板５０の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで形成される。

ノズルプレート４９は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３７を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。例えば、１８０個のノズル３７を列状に開設し、これらのノズル３７によってノズル列を構成する。したがって、ノズルプレート４９の下面（流路形成基板５０とは反対側の面）がノズル形成面３６となる。また、ノズルプレート４９は、ノズル列を左右対称に２列、主走査方向に横並びに設けている。

流路形成基板５０は、リザーバー５２、インク供給口５３および圧力発生室３８からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。流路形成基板５０は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。圧力発生室３８は、ノズル３７の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室であり、隔壁で区画された状態で各ノズル３７に対応して複数列状に形成されている。そして、この圧力発生室３８の列が、流路形成基板５０においてノズル列に直交する方向（記録動作時の主走査方向）に並べて２列形成されている。インク供給口５３は、圧力発生室３８とリザーバー５２との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。
また、リザーバー５２は、複数の圧力発生室３８に共通なインクが導入される空部である。このリザーバー５２の一部は、中央（ノズル３７の列設方向と直交する方向において２列のノズル列の間）に向けて延在しており、振動板５１の中央部に開設された図示しないインク導入口と連通している。このため、リザーバー５２は、振動板５１のインク導入口、補強部材４１の貫通流路６１、ヘッドケース４８のケース流路７０および架台１２の上流側インク流路を介してインクカートリッジ３と連通すると共に、インク供給口５３を介して対応する各圧力発生室３８に連通する。その結果、リザーバー５２はインクカートリッジ３に貯留されたインクを各圧力発生室３８に供給することができる。例えば、４色のインクカートリッジ３に対応して、２列のリザーバー５２のうちの一方のリザーバー５２を隔壁で区画して３つに分割することで、合計４つのリザーバー５２を形成し、分割していないリザーバー５２を使用頻度の高い色（例えば、ブラックインク）に割り当てている。

振動板５１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板５４にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルム５５をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、補強部材４１の貫通流路６１と対応するリザーバー５２とを繋げるインク導入口を上下方向に貫通させている。
例えば、４つのリザーバー５２に対応して４つのインク導入口を中央（ノズル３７の列設方向と直交する方向において２列のノズル列の間）に列設させている。また、振動板５１は、圧力発生室３８の一方の開口面（ノズルプレート４９とは反対側の面）を封止して、この圧力発生室３８の容積を変動させるためのダイヤフラム部５８を形成すると共に、リザーバー５２の一方の開口面（ノズルプレート４９とは反対側の面）を封止するコンプライアンス部５９を形成している。
詳しくは、ダイヤフラム部５８は、圧力発生室３８に対応した部分の支持板５４にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電振動子４４の自由端部の先端を接合するための島部６０を複数形成することで構成されている。この島部６０は、圧力発生室３８の平面形状と同様に、ノズル３７の列設方向と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部６０の周りの樹脂フィルム５５が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部５９として機能する部分、すなわちリザーバー５２に対応する部分は、このリザーバー５２の開口形状に倣って支持板５４がエッチング加工で除去されて樹脂フィルム５５のみとなっている。

次に補強部材４１について説明する。補強部材４１は、流路ユニット３９の振動板５１に接合されるヘッドケース４８よりも剛性が高い板状の部材である。例えば、樹脂製のヘッドケース４８の線膨張率は、流路ユニット３９を構成する基板の線膨張率と比較して大きいため、温度や湿度が変化したときの変形量も大きくなる。このようなヘッドケース４８の変形が、流路ユニット３９や振動子ユニット４６に悪影響を及ぼさないように、ヘッドケース４８と流路ユニット３９との間に補強部材４１を介在させて補強している。このため、補強部材４１は流路ユニット３９よりも剛性が高いことが望ましく、例えば、流路ユニット３９よりも厚みのあるステンレス鋼板で形成されている。
また、補強部材４１は複数並べた圧力発生室３８（又はダイヤフラム部５８）と対向する箇所に、板厚方向に貫通した挿通口４０を、各圧力発生室３８の列に対応して２列開口している。この挿通口４０には、後述する振動子ユニット４６の圧電振動子群４５の先端部が挿通されており、挿通口４０のヘッドケース４８側の開口縁部には、振動子ユニット４６の固定板４２の端面（圧電振動子４４の自由端部が突出している側の端面）が接合されている。さらに、補強部材４１の流路ユニット３９とは反対側の面には、ヘッドケース４８が、後述する収容空部４７と挿通口４０が連通する状態で接合されている。そして、補強部材４１の２列の挿通口４０の間には、一端がヘッドケース４８のケース流路７０と連通し、他端が振動板５１のインク導入口と連通する貫通流路６１が、合計４つ並べて形成されている。この貫通流路６１によって、ヘッドケース４８側からのインクを、インク導入口を介してリザーバー５２に供給することができる。

また、補強部材４１の流路ユニット３９と対向する部分の一部には、当該流路ユニット３９とは反対側に窪ませて成る凹室６５が形成されている。例えば、凹室６５は複数のコンプライアンス部５９に亘って一連に形成されている。そして、補強部材４１には、この凹室６５に一端が連通する補強部材側大気開放通路６６が、板厚方向に貫通した状態で形成されている。本実施形態の補強部材側大気開放通路６６は、列設した各貫通流路６１を結んだ仮想直線上に１つ形成されている。そして、この補強部材側大気開放通路６６の他端は、ヘッドケース４８に形成されたケース側大気開放通路７１に連通して一連の大気開放通路を形成している。大気開放通路は、補強部材４１と流路ユニット３９を接合することによって凹室６５が密閉されることを防ぐために設けられた空気の逃げ道であり、上端部が架台１２とヘッドケース４８の隙間に開放されることで、該隙間を介して大気と連通する。

図２において、ヘッドケース４８は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製され、中空箱体状のケース本体４８ａと、該ケース本体４８ａの上端において当該ケース本体４８ａから側方に延出した板状部４８ｂとから構成されている。このケース本体４８ａの下面（架台１２とは反対側の面）には、補強部材４１が接着固定されている。
また、ケース本体４８ａの内部には、補強部材４１の挿通口４０と連通される収容空部４７が形成され、収容空部４７内に振動子ユニット４６の一部が収容されている。例えば、２列の挿通口４０に対応して収容空部４７が２列形成されており、各収容空部４７は、固定板４２、圧電振動子群４５の上部、および、フレキシブルケーブル３３の下部を収容している。

また、収容空部４７は、内壁が振動子ユニット４６に当接しないように、平面視における振動子ユニット４６の面積或いは挿通口４０の開口面積よりも十分に大きい開口面積で開口している。特に、固定板４２が収容空部４７の内壁に接合しないように、固定板４２と対向する側の内壁は、挿通口４０の縁に対応する位置から固定板４２とは反対側に向けて後退した位置に形成されている。これにより、図３に示すように、固定板４２の背面（圧電振動子群４５が接合されている面とは反対側の面）と収容空部４７の内壁との間には、間隙Ｓが設けられている。

また、ヘッドケース４８と補強部材４１とを接合した状態で、挿通口４０の内壁と収容空部４７の内壁との間には段差が生じ、これにより、挿通口４０の縁部には、後述する固定板４２の端面が接合される面が形成されている。さらに、２列の収容空部４７の間には、ヘッドケース４８の高さ方向に貫通したケース流路７０が４本並べて形成されている。このケース流路７０は、上端が架台１２の上流側インク流路（上流基礎部材２１のインク供給路２９）に連通し、下端が補強部材４１の貫通流路６１に連通している。これにより、インクカートリッジ３からのインクを上流側インク流路、ケース流路７０、貫通流路６１、インク導入口を介してリザーバー５２に供給することができる。また、列設した各ケース流路７０を結んだ仮想直線上には、下端が補強部材側大気開放通路６６に連通し、上端が記録ヘッド１４と架台１２の部材間に大気開放したケース側大気開放通路７１が、ヘッドケース４８の高さ方向に貫通して形成されている。

なお、ケース本体４８ａの下面において、ケース流路７０の周囲、ケース側大気開放通路７１の周囲、および当該ケース本体４８ａの周囲には、補強部材４１とは反対側に窪んだシール材接着部７３が形成されており、ここにシール材７４が導入されてヘッドケース４８と補強部材４１が接着固定されている。これにより、ヘッドケース４８と補強部材４１の間で連通するケース流路７０と貫通流路６１、ケース側大気開放通路７１と補強部材側大気開放通路６６、および収容空部４７と挿通口４０のそれぞれの接合箇所の周囲が密封されている。

次に、振動子ユニット４６について説明する。振動子ユニット４６は、フレキシブルケーブル３３、圧電振動子群４５および固定板４２から構成されている。圧電振動子群４５を構成する圧電振動子４４（圧電素子の一種）は、基材である圧電振動板を数十μｍ程度の極めて細い幅に切り分けることで、縦方向に細長い櫛歯状に形成されている。この圧電振動子４４は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子４４として構成されている。また、各圧電振動子４４は、固定端部を固定板４２上に接合することにより、自由端部を固定板４２の先端縁（端面）よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子４４における自由端部の先端は、補強部材４１の挿通口４０に挿通されて、それぞれ流路ユニット３９におけるダイヤフラム部５８を構成する島部６０に接合される。

一方、各圧電振動子４４の固定端部側には、固定板４２とは反対側にフレキシブルケーブル３３が電気的に接続されている。このフレキシブルケーブル３３の表面には、各圧電振動子４４の駆動等を制御するための図示しない制御用ＩＣ等が実装されている。フレキシブルケーブル３３は、駆動ＩＣが搭載されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）のほか、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）等からなる。
フレキシブルケーブル３３の圧電振動子４４とは反対側の端部の配線３３０は、中継基板１３の導電パッド１３０に、半田２００によって電気的に接続されている。半田２００には、鉛の含まれていない半田も含み、鉛フリー、鉛レスの半田も含まれる。

また、各圧電振動子４４を支持する固定板４２は、圧電振動子４４からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成されており、例えば、厚さが１ｍｍ程度のステンレス鋼板によって作製されている。この固定板４２の補強部材４１側の端面の一部は、補強部材４１の挿通口４０の縁部に接着固定されている。例えば、固定板４２の補強部材４１と対向する端面において、圧電振動子４４とは反対側の角部が面取りされた面取り部７７が形成されており、この面取り部７７に接合剤の一種であるＵＶ硬化樹脂７８を塗布して補強部材４１と接続した後、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂７８を硬化させることで、固定板４２を補強部材４１に固定している。

このように構成された記録ヘッド１４では、島部６０に圧電振動子４４の先端面が接合されているので、この圧電振動子４４の自由端部を伸縮させることで圧力発生室３８の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力発生室３８内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド１４は、この圧力変動を利用してノズル３７からインク滴を噴射（吐出）させる。

図２において、ヘッドカバー１５は、ヘッドケース４８に接続され、流路ユニット３９やヘッドケース４８を保護する金属製の部材である。このヘッドカバー１５は、薄板部材によって作製され、ヘッドケース４８の側面を囲繞すると共に、下端がノズルプレート４９側に略９０度屈曲してノズル形成面３６に当接している。このヘッドカバー１５のノズル形成面３６に当接する面は、ノズル３７を露出するように枠状に形成されている。

次に上記のような記録ヘッドユニット２の製造方法について説明する。特に、フレキシブルケーブル３３と中継基板１３との接続方法について説明する。図４に、記録ヘッドユニット２の製造方法を表すフローチャート図を示した。
記録ヘッドユニット２の製造方法は、中継基板１３の導電パッド１３０に半田ペースト２１０を塗布する塗布工程としてのステップ１（Ｓ１）と、フレキシブルケーブル３３の配線３３０と中継基板１３の導電パッド１３０との位置合わせを行う位置合わせ工程としてのステップ２（Ｓ２）と、レーザー光Ｌを走査して照射して半田ペースト２１０を加熱するレーザー照射工程としてのステップ３（Ｓ３）とを含む。

記録ヘッドユニット２の製造方法としては、例えば、（Ｓ１）〜（Ｓ３）の工程の他、（Ｓ１）〜（Ｓ３）の前の工程として、キャビティアセンブリ接着工程、ピエゾアセンブリ接着工程、ケースヘッド接着工程等を含む。
ここで、キャビティアセンブリ接着工程とは、流路ユニット３９を形成する工程であり、ピエゾアセンブリ接着工程とは、振動子ユニット４６を形成する工程である。

図５は塗布工程（Ｓ１）を示す概略断面図、図６は半田ペースト塗布装置１０００を示す概略斜視図、図７および図８は位置合わせ工程（Ｓ２）を示す概略断面図、図９（ａ）はレーザー照射工程（Ｓ３）を示す概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
ここで、図６には、それぞれが直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を合わせて示した。
図５において、塗布工程（Ｓ１）では、図６に示した半田ペースト塗布装置１０００を用いて中継基板１３の導電パッド１３０に半田ペースト２１０を塗布する。
ここで、半田ペースト２１０は、配線３３０に塗布してもよい。

図６において、半田ペースト塗布装置１０００は、中継基板１３が置かれるステージ１１００とステージ１１００をＹ軸方向に移動させる駆動機構１２００を備えている。これらは台座１３００に載せられている。
また、所定の量の半田ペースト２１０を塗布するためのシリンジ１４００が搭載された駆動部１５００と駆動部１５００をＺ軸方向に移動させる駆動機構１６００を備えている。さらに、駆動機構１６００をＸ軸方向に移動させる駆動機構１７００を備えている。駆動機構１７００は、台座１３００に固定された２つの支柱１８００によって固定されている。
図５および図６において、中継基板１３の導電パッド１３０への半田ペースト２１０の塗布は、中継基板１３が置かれるステージ１１００をＹ軸方向へ、シリンジ１４００が搭載された駆動部１５００をＺ軸方向へ、駆動機構１６００をＸ軸方向に移動させて、シリンジ１４００の先端を中継基板１３の各導電パッド１３０上まで移動させ、半田ペースト２１０を吐出することによって行う。

半田ペースト２１０としては、例えば、半田合金を数質量％含み、フラックスを十数％含んだものを用いることができる。半田合金はＡｇ、Ｃｕ、Ｓｎを主に含み、粒子状の半田としての半田ボール２２０であり、粒度は、３６μｍ〜２５μｍのものを用いることができる。

図７および図８において、位置合わせ工程（Ｓ２）では、振動子ユニット４６を収容空部４７に挿入し、圧電振動子４４の先端面と島部６０との位置合わせ、配線３３０と導電パッド１３０との位置合わせを行う。
フレキシブルケーブル３３の各配線３３０の先端部側では、各配線３３０は中継基板１３の各導電パッド１３０に位置合わせされ、接合されている。具体的には、中継基板１３の開口部から収容空部４７の外側に引き出されたフレキシブルケーブル３３の先端部が中継基板１３の表面に沿って折り曲げられた状態で、半田ペースト２１０を介して位置合わせされる。図８中の２点鎖線は、折り曲げられる前の先端部の状態を示している。
２点鎖線で示したフレキシブルケーブル３３の先端部を、中継基板１３の導電パッド１３０側に折り曲げて、配線３３０と導電パッド１３０とを半田ペースト２１０を介して位置合わせする。

図９において、レーザー照射工程（Ｓ３）では、図中の破線矢印で示した方向に、半田ペースト２１０を介して位置合わせした配線３３０と導電パッド１３０とを次々横切るように走査し、レーザー光Ｌを照射する。照射は、フレキシブルケーブル３３を介して行う。
レーザー光Ｌの波長は、フレキシブルケーブル３３に吸収されず、かつ半田ペースト２１０に熱を与えられる波長が好ましい。実施形態では例えば９８０ｎｍのレーザー光Ｌを用いる。
レーザー光Ｌの照射によって、各配線３３０および半田ペースト２１０が加熱されて半田を溶かし、各配線３３０の先端部を各導電パッド１３０に接合することができる。

ここで、レーザー照射工程（Ｓ３）では、複数の照射工程を行う。また、照射工程を行うごとに、照射出力を暫増させる。
実施形態では、レーザー光Ｌの照射を３回に分けて行う。例えば、１回目の照射は、走査スピードを８ｍｍ／ｓｅｃ、照射出力を１０Ｗとし、２回目の照射は、走査スピードを１０ｍｍ／ｓｅｃ、照射出力を１５Ｗとし、３回目の照射は、走査スピードを１５ｍｍ／ｓｅｃ、照射出力を２５Ｗとする。
走査スピードも照射出力も照射回数とともに上げていく。走査スピードは、８ｍｍ／ｓｅｃ〜１５ｍｍ／ｓｅｃの範囲で上げていくのが好ましい。また、照射出力は、１０Ｗ〜２５Ｗの範囲で上げていくのが好ましい。
また、レーザー照射工程は、３回以上の照射工程を含むのが好ましい。
以上の工程を含んだ製造方法により、記録ヘッド１４が組み込まれた記録ヘッドユニット２が得られる。

図１０（ａ）、（ｂ）に、照射回数を変えた場合の図９（ａ）に相当する写真を示した。
図１０（ａ）は、１回の照射で、走査スピードを１５ｍｍ／ｓｅｃ、照射出力を２５Ｗとした場合を、図１０（ｂ）は、実施形態の照射回数、照射条件で行った場合を示した。
１回の照射では、接合部分以外に半田ボール２２０が散乱しているのが確認できる。
一方、実施形態における３回の照射では、半田ボール２２０の散乱はみられない。

このような実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）レーザー光Ｌを照射する工程を３回の照射工程にし、照射工程を行うごとに照射出力を上げることにより、半田ペースト２１０を徐々に加熱でき、フラックスが急激に揮発しない。したがって、半田ボール２２０の飛散が抑えられ、フレキシブルケーブル３３の配線３３０間のショートを低減でき、圧電振動子４４間への落下が抑えられ、インクの吐出不良を低減できる記録ヘッドユニット２の製造方法を得ることができる。

（２）照射出力を１０Ｗ〜２５Ｗの間で増加させることにより、半田ボール２２０の飛散をより抑えることができ、フレキシブルケーブル３３の配線３３０間のショートがより低減し、圧電振動子４４間への落下をより抑えることができ、インクの吐出不良のより低減した記録ヘッドユニット２の製造方法を得ることができる。

（３）照射工程を行うごとに、走査スピードを暫増させることにより、生産効率の向上した記録ヘッドユニット２の製造方法を得ることができる。

（４）走査スピードを８ｍｍ／ｓｅｃ〜１５ｍｍ／ｓｅｃの間で増加させることにより、生産効率のより向上した記録ヘッドユニット２の製造方法を得ることができる。

（５）レーザー光Ｌを照射する工程を３回以上の照射工程を含むようにすることで、半田ペースト２１０をより徐々に加熱でき、フラックスがより急激に揮発しない。したがって、半田ボール２２０の飛散をより抑えることができ、フレキシブルケーブル３３の配線３３０間のショートがより低減し、圧電振動子４４間への落下をより抑えることができ、インクの吐出不良のより低減した記録ヘッドユニット２の製造方法を得ることができる。

以上、実施形態を説明したが、上述したものに限定されるものではない。
例えば、半田ペースト２１０に含まれる半田ボール２２０の形状は、球に限らない。例えば、涙形状、フットボール形状等であってもよい。
また、半田ボール２２０とフラックスと重量比も実施形態の例に限らない。詳しくは、半田ペースト２１０として塗布できる性状であればよい。

なお、上記実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例として記録ヘッドユニット２を、また液体噴射装置の一例としてプリンター１を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。

１…プリンター、２…記録ヘッドユニット、３…インクカートリッジ、４…キャリッジ、５…プラテン、６…記録紙、７…キャリッジ移動機構、８…紙送り機構、９…ガイドロッド、１０…リニアエンコーダー、１２…架台、１３…中継基板、１４…記録ヘッド、１５…ヘッドカバー、１７…インク導入部材、１８…シール部材、１９…接続流路部材、２０…フィルター、２１…上流基礎部材、２２…インクカートリッジ装着部、２３…インク導入針、２７…中間流路、２８…接続流路部材装着部、２９…インク供給路、３２…コネクター、３３…フレキシブルケーブル、３４…流路挿通孔、３６…ノズル形成面、３７…ノズル、３８…圧力発生室、３９…流路ユニット、４０…挿通口、４１…補強部材、４２…固定板、４４…圧電振動子、４５…圧電振動子群、４６…振動子ユニット、４７…収容空部、４８…ヘッドケース、４８ａ…ケース本体、４８ｂ…板状部、４９…ノズルプレート、５０…流路形成基板、５１…振動板、５２…リザーバー、５３…インク供給口、５４…支持板、５５…樹脂フィルム、５８…ダイヤフラム部、５９…コンプライアンス部、６０…島部、６１…貫通流路、６５…凹室、６６…補強部材側大気開放通路、７０…ケース流路、７１…ケース側大気開放通路、７３…シール材接着部、７４…シール材、７７…面取り部、７８…ＵＶ硬化樹脂、１３０…導電パッド、２００…半田、２１０…半田ペースト、２２０…半田ボール、３３０…配線、１０００…半田ペースト塗布装置、１１００…ステージ、１２００…駆動機構、１３００…台座、１４００…シリンジ、１５００…駆動部、１６００…駆動機構、１７００…駆動機構、１８００…支柱、Ｌ…レーザー光。

Claims (5)

1. 液体を噴射するノズルに連通した圧力発生室内の圧力を変動させる圧電素子と、前記圧電素子に接続され、駆動電圧を印加する配線を備えた回路基板と、前記回路基板の前記配線が接続される導電パッドを有する中継基板とを含む液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記配線または前記導電パッドに、半田とフラックスを含む半田ペーストを塗布する塗布工程と、
   接続される前記配線と前記導電パッドとの位置合わせを行う位置合わせ工程と、
   レーザー光を走査しながら照射して前記半田ペーストを加熱するレーザー照射工程とを含み、
   前記レーザー照射工程は、複数の照射工程を有し、
   前記照射工程を行うごとに、照射出力が暫増する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置の製造方法において、
   前記照射出力は、１０Ｗ〜２５Ｗの間で増加する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置の製造方法において、
   前記照射工程を行うごとに、前記走査スピードが暫増する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 請求項３に記載の液体噴射装置の製造方法において、
   前記走査スピードは、８ｍｍ／ｓｅｃ〜１５ｍｍ／ｓｅｃの間で増加する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
   前記レーザー照射工程は、３回以上の前記照射工程を含む
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。