JP5598240B2 - 液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドとして、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を弾性膜で構成し、弾性膜を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド、複数のインクジェット式記録ヘッドを組み合わせたインクジェット式記録ヘッドユニット等が知られている（例えば、特許文献１）。
圧電素子のリード電極には、フレキシブル配線基板が接続されており、フレキシブル配線基板は、圧電素子の駆動ＩＣ、さらには接続基板の端子を経由して、制御部に接続されている。また、圧電そしのリード電極が設けられた側の反対側は、ダイヤフラムに隣接する島部に接続されている。
一方、高解像度とともに小型化が要求され、ヘッドのノズル数が多くなるにつれて、より小さな圧電素子から構成される液体噴射ヘッドが知られている（例えば特許文献２）。この場合、圧電素子のリード電極には、異方性導電材料を介して、フレキシブル配線基板の端子が接続され、フレキシブル配線基板は配列された圧電素子間方向と直交する方向に折り曲げられて、スペーサー部材によって固定されている。

特開２００８−１３２７９３号公報 特開２０１０−３６４３１号公報

しかしながら、液体噴射ヘッドの製造方法において、圧着治具を用いてフレキシブル配線基板の端子を接続基板の端子に接続する際に、フレキシブル配線基板が固定されていないために、フレキシブル配線基板が接続基板の端子の反対側に傾く場合がある。
また、特許文献２のように圧電素子間方向と直交する方向に固定されている場合においても、接続不良の問題や、安定に接続できないという問題があった。

本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法において、フレキシブル配線基板の端部と接続基板としての中継基板の端子との接続を確実にし、製造を容易に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開口に連通した圧力発生室が対称に複数形成された流路形成基板と、前記圧力発生室毎に設けられた一対の電極を備えた圧力発生素子と、前記圧力発生素子を覆い、対称に形成された前記圧力発生室の列間に開口部を有する保護基板と、前記電極から前記圧力発生室間に引き出され、前記開口部に露出したリード電極と、前記保護基板上に設けられ、前記開口部につながる第１の開口部および前記第１の開口部につながり、前記第１の開口部よりも大きい開口を有する第２の開口部を備えたケース部材と、前記ケース部材が組み込まれるホルダー部材と、前記ケース部材上方に設けられ前記第２の開口部の端に端子を有する中継基板と、第１の端部が前記リード電極に、前記第１の端部とは反対側の第２の端部が前記中継基板の端子に接合されたフレキシブル配線基板とを備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記フレキシブル配線基板を前記流路形成基板の表面に対して鈍角で折り曲げる前記フレキシブル配線基板加工工程と、前記フレキシブル配線基板の前記第１の端部を前記リード電極に接続する第１の接合工程と、前記保護基板の前記開口部および前記ケース部材の前記第１の開口部の上面までモールド剤を充填し、前記フレキシブル配線基板を固定するモールド剤充填工程と、前記フレキシブル配線基板の前記第２の端部と前記中継基板の端子を熱圧着する第２の接合工程とを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。

この適用例によれば、フレキシブル配線基板のリード電極に接続される第１の端部が配線を外側にして鈍角の内角で折り曲げられ、リード電極に接合されている。ここで、折り曲げた第１の端部は向かい合わせてリード電極に接合されているので、フレキシブル配線基板は、ケース部材の第１の開口部および第２の開口部の内壁に向かって傾く。したがって、フレキシブル配線基板とケース部材の第１の開口部および第２の開口部の内壁との間隔が狭くなり、モールド剤を充填する際に、毛細管現象でモールド剤が、フレキシブル配線基板とケース部材の第１の開口部および第２の開口部の内壁との間に這い上がり、フレキシブル配線基板はケース部材側に寄った状態で固定される。また、モールド剤を用いるのでスペーサーなどの部材を用いるよりも製造コストが抑えられる液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
また、ケース部材の第１の開口部の開口が第２の開口部の開口より小さいので、第１の開口部より上へのモールド剤の這い上がりが少なくなる。したがって、ケース部材上方へのモールド剤の浸入が抑えられ、ケース部材とホルダー部材との接着への影響が抑えられ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、前記第２の接合工程における熱圧着は熱圧着ツールを用い、前記熱圧着ツールを前記フレキシブル配線基板に押圧して、前記第２の端部と前記中継基板の端子とを圧着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、折り曲げた第１の端部が、対向する圧力発生素子に向けて接合されるので、一対のフレキシブル配線基板の間隔は、接合後に第１の端部から第２の端部にかけて広がっている。熱圧着ツールをフレキシブル配線基板に近づけると、第２の端部は熱圧着ツールに対し斜めに接触し、第２の端部は熱圧着ツールがフレキシブル配線基板に近づくにしたがって、熱圧着ツールに倣いながら中継基板に向かって移動する。したがって、中継基板とフレキシブル配線基板との接合が容易に行え、フレキシブル配線基板と中継基板との実装性が向上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、前記熱圧着ツールは、前記フレキシブル配線基板の前記第１の端部の折り曲げ部間の間隔よりも幅の広い凸部を有し、前記凸部を一対の前記フレキシブル配線基板間に配置して、前記熱圧着ツールを前記フレキシブル配線基板に押圧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、熱圧着ツールが、一対のフレキシブル配線基板の第１の端部の折り曲げ部間の間隔よりも幅の広い凸部を有し、凸部は一対のフレキシブル配線基板間に配置されている。対向する圧力発生素子に向かって傾いた第２の端部は、凸部に対し斜めに接触し、熱圧着ツールに倣い易くなる。したがって、中継基板とフレキシブル配線基板との接合が容易に行え、フレキシブル配線基板と中継基板との実装性が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、前記第１の接合工程で、前記フレキシブル配線基板と前記リード電極との間にＡＣＦ接着剤を配置し、前記フレキシブル配線基板の配線と前記リード電極とを押圧し、前記フレキシブル配線基板の配線と前記リード電極との接合を行う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、押圧の圧力は、フレキシブル配線基板の配線とリード電極との間で大きく、フレキシブル配線基板の配線とリード電極との間のＡＣＦ接着剤中の導電性粒子が潰れて、フレキシブル配線基板の配線とリード電極との電気的な接続が行なわれる。したがって、隣り合う配線およびリード電極間の絶縁を保ったまま、一度に複数の配線と複数のリード電極との電気的な接続が効率よく行なわれ、コストが低減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、前記保護基板の開口部は、対称に形成された前記圧力発生室の列それぞれに対応して設けられてい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、圧力発生室の列それぞれに対応して保護基板の開口部が設けられているので、圧力発生室毎に設けられた圧力発生素子の列毎に接続されるフレキシブル配線基板を異なる開口部から挿入できる。したがって、第１の接合工程において、フレキシブル配線基板間およびリード電極間の短絡が少なくなる。

［適用例６］
上記液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記鈍角が９５°以上で１１０°未満であ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、鈍角を９５°以上とすることで、フレキシブル配線基板の第１の端部とリード電極とを接合した際に、フレキシブル配線基板の傾きを確実に得ることができる。一方、１１０°未満とすることで、フレキシブル配線基板とリード電極との間隔が略一定に保たれ、安定してフレキシブル配線基板とリード電極との接合が行なえる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を示す図。 インクジェット式記録ヘッドユニットの斜視図。 インクジェット式記録ヘッドユニットを示す分解斜視図。 インクジェット式記録ヘッドの部分分解斜視図。 図２におけるインクジェット式記録ヘッドユニットのＡ−Ａ概略断面図。 インクジェット式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。 インクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法を示す概略断面図。 インクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法を示す概略断面図。

以下の説明は、実施形態にかかる液体噴射ヘッドが液体噴射装置としてのプリンター１０００に搭載される場合を例に挙げて行う。
図１はプリンター１０００の概略構成を示す図である。図１中、Ｘ方向は、キャリッジ２が移動する主走査方向を示し、Ｙ方向は、記録媒体Ｐが移送される副走査方向を示している。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向である。

図１に示すように、プリンター１０００は、図１では直接図示していない複数のインクジェット式記録ヘッド１を備えた液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドユニット１１と、キャリッジ２と、キャリッジ移動機構３と、プラテンローラー４と、インクカートリッジ５とを備えている。

インクジェット式記録ヘッド１は、インクジェット式記録ヘッドユニット１１の記録媒体Ｐ側（図１中Ｚ方向下面）に取付けられ、記録媒体Ｐの表面にインクを液滴として噴射する。キャリッジ移動機構３は、タイミングベルト６と、駆動プーリー７と、従動プーリー８と、モーター１０７とを備えている。タイミングベルト６には、キャリッジ２が係止されており、タイミングベルト６は、駆動プーリー７と従動プーリー８とに張設されている。駆動プーリー７は、モーター１０７の出力軸に接続されている。
モーター１０７が作動すると、キャリッジ２は、プリンター１０００に架設されたガイドロッド９に案内されて、主走査方向であるＸ方向に往復移動する。プラテンローラー４は、モーター１０４から駆動力を受け、記録媒体Ｐを副走査方向であるＹ方向に移送する。

インクカートリッジ５は、インクを貯留し、キャリッジ２に着脱可能に装着されている。インクカートリッジ５は、インクジェット式記録ヘッド１にインクを供給する。供給するインクが複数色の場合、インクカートリッジ５は複数個装着される。図１では、１０個のインクカートリッジ５が装着されている。

このように構成されたプリンター１０００は、キャリッジ２をキャリッジ移動機構３によりＸ方向に往復移動させるとともに、記録媒体Ｐをプラテンローラー４によりＹ方向に移送させながら、キャリッジ２に取付けられたインクジェット式記録ヘッド１からインクを液滴として吐出することによって、記録用紙等の記録媒体Ｐ上に画像等の記録を行うことができる。

インクジェット式記録ヘッド１およびインクジェット式記録ヘッドユニット１１について、図２および図３に基づいて説明する。
図２に、実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッドユニット１１の斜視図を示した。また、図３は、インクジェット式記録ヘッドユニット１１を示す分解斜視図である。図３において、インクジェット式記録ヘッド１は、組み込まれる前の状態で１個のみについて示している。実際には、５個のインクジェット式記録ヘッド１がインクジェット式記録ヘッドユニット１１に組み込まれている。

図２および図３において、１個のインクジェット式記録ヘッド１は、２種類のインクの吐出に対応しており、実施形態では５個のインクジェット式記録ヘッド１で１０色のインクを吐出する。
なお、インクジェット式記録ヘッドユニット１１に組み込まれているインクジェット式記録ヘッド１の数は、吐出するインクの種類に応じ、５個に限らない。

インクジェット式記録ヘッドユニット１１は、ホルダー部材４００と中継基板５００とを備えている。
ホルダー部材４００には、５個のインクジェット式記録ヘッド１に対応して１０個のインク導入路４１０が形成されている。また、中継基板５００にはインク導入路４１０を通すための孔５１０が形成されている。
中継基板５００は、インク導入路４１０を孔５１０に通した状態で、ホルダー部材４００の片側から、ホルダー部材４００にはめ込まれている。

インクジェット式記録ヘッド１は、ケース部材としてのケースヘッド１１０とフレキシブル配線基板としての一対のＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）基板２１０とを備えている。また、ＣＯＦ基板２１０は、複数の配線２２０および駆動回路２００を備えている。
インクジェット式記録ヘッド１は、中継基板５００のはめ込まれた側とは反対側から、ホルダー部材４００に差し込まれている。ホルダー部材４００には、開口部としてのスリット４２０が、差し込まれるインクジェット式記録ヘッド１に対応して５ヵ所に形成され、中継基板５００には開口部としてのスリット５２０が５ヵ所に形成されている。一対のＣＯＦ基板２１０は、スリット４２０およびスリット５２０に通され、配線２２０は、中継基板５００の端子５３０にそれぞれ接合されている。

図４は、インクジェット式記録ヘッド１の部分分解斜視図であり、インクジェット式記録ヘッド１が、ホルダー部材４００および中継基板５００に組み込まれる前の状態を示している。図５は、図２におけるインクジェット式記録ヘッドユニット１１のＡ−Ａ概略断面図である。

図４および図５において、インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とコンプライアンス基板４０と駆動回路２００が実装された一対のＣＯＦ基板２１０とを備えている。
流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とは、流路形成基板１０をノズルプレート２０と保護基板３０とで挟むように積み重ねられ、保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が設けられている。
ＣＯＦ基板２１０は、第１の端部２１１と第１の端部２１１の反対に位置する第２の端部２１２とを備えている。ＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１は保護基板３０に差し込まれ、第２の端部２１２は中継基板５００と接続されている。

流路形成基板１０は、例えば、面方位（１１０）のシリコン単結晶板からなる。その一方の面には、例えば、二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
なお、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板以外の材料、例えば、金属板やセラミック板などであってもよい。

流路形成基板１０には、隔壁によって区画された複数の圧力発生室１２が、その幅方向に並設された列として２列設けられている。ここで圧力発生室１２は対をなして設けられている。
また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４および連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバー部３１と連通して圧力発生室１２の列毎に共通のインク室となるマニホールド１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
なお、実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路１４を形成してもよい。

さらに、各連通路１５は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁を連通部１３側に延設してインク供給路１４と連通部１３との間の空間を区画することで形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の幅方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の幅方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁により区画されて設けられている。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、１つのインクジェット式記録ヘッド１には、ノズル開口２１の並設されたノズル列が２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板またはステンレス鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、白金（Ｐｔ）などの金属やルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ）などの金属酸化物からなる下電極６０と、ペロブスカイト構造の圧電体層７０と、Ａｕ、Ｉｒなどの金属からなる上電極８０とが形成され、圧力発生素子としての圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極６０、圧電体層７０および上電極８０を含む部分をいう。圧電素子３００は、圧力発生室１２に対応して対をなしている。
また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５および下電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

一般的には、圧電素子３００のいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極および圧電体層７０を各圧力発生室１２にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされたいずれか一方の電極および圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。
なお、実施形態では、下電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。いずれの場合においても、圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。

また、圧電素子３００の個別電極である各上電極８０には、絶縁体膜５５上まで延設された、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。リード電極９０は、圧電素子３００に対応して対をなしている。リード電極９０は、一端部が上電極８０に接続されていると共に、他端部側が、並設された圧電素子３００の列と列との間に延設されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極６０、弾性膜５０およびリード電極９０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバー部３１は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００を構成している。

なお、実施形態では、流路形成基板１０にマニホールド１００となる連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１のみをマニホールド１００としてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にマニホールド１００と各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。

保護基板３０は、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部３２を有する。圧電素子保持部３２は、各圧力発生室１２の２つの列に対応して２つ設けられている。
なお、実施形態では、各圧電素子保持部３２は、各圧力発生室１２の列に対応する領域に一体的に設けられているが、圧電素子３００毎に独立して設けられていてもよい。
保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成する。

また、保護基板３０の略中央部、すなわち、一対の圧力発生室１２の対向する領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する開口部３３が設けられている。さらに、開口部３３の中心には仕切り部３６が設けられている。
延設されたリード電極９０は、上電極８０に接続されている端部とは反対の他端部側が、開口部３３の底部に露出している。開口部３３に露出したリード電極９０は、開口部３３に挿入されたＣＯＦ基板２１０に形成された配線２２０と第１の端部２１１で電気的に接合されている。ＣＯＦ基板２１０に実装された駆動回路２００によって、各圧電素子３００は駆動する。
駆動信号は、例えば、駆動電源信号等の駆動ＩＣを駆動させるための駆動系信号のほか、シリアル信号（ＳＩ）等の各種制御系信号を含み、配線は、それぞれの信号が供給される複数の配線で構成される。

ＣＯＦ基板２１０は可撓性のある基板であり、リード電極９０と接続される第１の端部２１１は内角θが鈍角になるように略Ｌ字型に曲げられている。第１の端部２１１は対向する圧電素子３００に向けて配置されている。したがって、一対のＣＯＦ基板２１０は、開口部３３の内壁に向かってそれぞれ傾き、開いた状態となっている。略Ｌ字の内角θは９５°以上で１１０°未満が好ましい。

保護基板３０上には、封止膜４１および固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成されている。この固定板４２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

さらに、コンプライアンス基板４０上には、保持部材であるケースヘッド１１０が設けられている。ケースヘッド１１０には、図４に示したインク導入口４４に連通して図１に示したインクカートリッジ５等のインク貯留手段からのインクをマニホールド１００に供給するインク導入路１１１が設けられている。

また、ケースヘッド１１０には、開口部４３に対向する領域に凹部１１２が形成され、開口部４３のたわみ変形が適宜行われるようになっている。
さらに、ケースヘッド１１０には、保護基板３０に設けられた開口部３３と連通する開口部１１３が設けられている。開口部１１３は、第１の開口部１１３１と第２の開口部１１３２とからなる。開口部１１３の開口部３３と連通する第１の開口部１１３１は開口部３３と同じ大きさに形成されているが、開口部１１３には、段差１１４が設けられ、ホルダー部材４００に向かって第２の開口部１１３２は広くなっている。段差１１４は、複数あってもよい。

前述のように、ＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１は、開口部１１３および開口部３３内に挿通されて、第１の端部２１１の配線２２０がリード電極９０と接合されている。接合は、図示しないＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄａｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接着剤を用いて圧力を加えて行なわれている。
また、ＣＯＦ基板２１０は、開口部３３および開口部１１３の段差１１４まで充填されたモールド剤６００で支持されている。
なお、このようなケースヘッド１１０の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。

ＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１とは反対側に位置する第２の端部２１２は、ホルダー部材４００のスリット４２０および中継基板５００のスリット５２０に通され、第２の端部２１２の配線２２０が中継基板５００の端子５３０に接合されている。

インクジェット式記録ヘッド１では、図１に示したインクカートリッジ５からインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極６０と上電極８０との間に電圧が印加される。電圧の印加によって、弾性膜５０および圧電体層７０がたわみ変形し、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

次に、実施形態のインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法、特に、ＣＯＦ基板２１０と中継基板５００との接続方法について説明する。
図６は、インクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法の一部を表すフローチャート図であり、図７および図８は、インクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法の一部を示す概略断面図である。

図６において、インクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法は、フレキシブル配線基板加工工程としてのステップ１（Ｓ１）と、第１の接合工程としてのステップ２（Ｓ２）と、モールド剤充填工程としてのステップ３（Ｓ３）と、組み込み工程としてのステップ４（Ｓ４）と、第２の接合工程としてのステップ５（Ｓ５）とを含む。
図７（ａ）にフレキシブル配線基板加工工程（Ｓ１）を、図７（ｂ）に第１の接合工程（Ｓ２）を、図７（ｃ）にモールド剤充填工程（Ｓ３）を、図８（ｄ）に組み込み工程（Ｓ４）を、図８（ｅ）および図８（ｆ）に第２の接合工程（Ｓ５）を簡略化した概略断面図で示した。

図７（ａ）において、フレキシブル配線基板加工工程（Ｓ１）では、ＣＯＦ基板２１０のリード電極９０と接続される第１の端部２１１を内角θが鈍角になるように略Ｌ字型に折り曲げる。略Ｌ字の内角θは９５°以上１１０°未満が好ましい。
ＣＯＦ基板２１０がフィルムの巻き取り等の関係で湾曲している場合は、湾曲方向とは逆方向に折り曲げる。

図７（ｂ）において、第１の接合工程（Ｓ２）では、図５に示したＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１の配線２２０とリード電極９０とを押さえつけ工具７００を用いて接合する。以下、図７では、配線２２０を省略して示した。
まず、ケースヘッド１１０の開口部１１３に、一対のＣＯＦ基板２１０を第１の端部２１１からリード電極９０に向けて、仕切り部３６の両側に挿入する。第１の端部２１１は、仕切り部３６を挟んで向かい合うように配置する。

接合は、まず、図示しないＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄａｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接着剤を第１の端部２１１とリード電極９０との間に配置する。その後、押さえつけ工具７００に圧力をかけてリード電極９０に向けて降下することで、第１の端部２１１をリード電極９０側に押圧する。押さえつけ工具７００で圧力を加えた後、１００℃程度の熱を加えて接着剤を硬化させる。
第１の接合工程（Ｓ２）での接合後、ＣＯＦ基板２１０の折り曲げた第１の端部２１１の内角θが鈍角なので、一対のＣＯＦ基板２１０は、開口部３３の内壁およびケースヘッド１１０に向かって傾く。

図７（ｃ）において、モールド剤充填工程（Ｓ３）では、保護基板３０の開口部３３からケースヘッド１１０の段差１１４までモールド剤６００を充填し、硬化させて一対のＣＯＦ基板２１０を固定する。モールド剤６００としては、例えば、熱硬化性樹脂を用いることができる。

図８（ｄ）において、組み込み工程（Ｓ４）では、一対のＣＯＦ基板２１０をホルダー部材４００のスリット４２０に挿入し、ホルダー部材４００に組み込む。ホルダー部材４００には、中継基板５００がセットされている。

図８（ｅ）および（ｆ）において、第２の接合工程（Ｓ５）では、熱圧着ツール８００を用いて、ＣＯＦ基板２１０の図５に示した配線２２０と中継基板５００の端子５３０とを熱圧着する。熱圧着は、半田を用いて２００℃程度の熱を加えることで行なうことができる。
熱圧着ツール８００には、中心部に凸部８１０が形成されている。凸部８１０は、一対のＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１の折り曲げ部間の間隔よりも幅広く形成する。
図では、凸部８１０の断面が三角形に描かれているがこれに限らない。例えば、断面形状は、半円形であってもよい。また、凸部８１０は、スリット４２０に沿って長く形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。

図８（ｅ）において、熱圧着ツール８００の凸部８１０を２つのＣＯＦ基板２１０に向けて移動させる。凸部８１０は、２つのＣＯＦ基板２１０間に配置する。熱圧着ツール８００が２つのＣＯＦ基板２１０に接触すると、２つのＣＯＦ基板２１０はより開く方向へ撓む。ここで、２つのＣＯＦ基板２１０の開きが少ない場合であっても、熱圧着ツール８００の凸部８１０によって、２つのＣＯＦ基板２１０は確実に開く方向へ撓む。

図８（ｆ）において、熱圧着ツール８００を中継基板５００に向けて押圧し、図５に示した配線２２０と中継基板５００の端子５３０とを熱圧着する。
以上の工程を含んだ製造方法により、インクジェット式記録ヘッド１が組み込まれたインクジェット式記録ヘッドユニット１１が得られる。

このような実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）ＣＯＦ基板２１０のリード電極９０に接続される第１の端部２１１が配線２２０を外側にして鈍角の内角θで折り曲げられ、リード電極９０に接合されている。ここで、折り曲げた第１の端部２１１は向かい合わせてリード電極９０に接合されているので、ＣＯＦ基板２１０は、ケースヘッド１１０の第１の開口部１１３１および第２の開口部１１３２の内壁に向かって傾く。したがって、ＣＯＦ基板２１０とケースヘッド１１０の第１の開口部１１３１および第２の開口部１１３２の内壁との間隔が狭くなり、モールド剤６００を充填する際に、毛細管現象でモールド剤６００が、ＣＯＦ基板２１０とケースヘッド１１０の第１の開口部１１３１および第２の開口部１１３２の内壁との間に這い上がり、フレキシブル配線基板はケースヘッド１１０側に寄った状態で固定できる。また、モールド剤６００を用いるのでスペーサーなどの部材を用いるよりも製造コストが抑えられるインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法を得ることができる。
また、ケースヘッド１１０の第１の開口部１１３１の開口が第２の開口部１１３２の開口より小さいので、第１の開口部１１３１より上へのモールド剤６００の這い上がりを少なくできる。したがって、ケースヘッド１１０上方へのモールド剤６００の浸入を抑えることができ、ケースヘッド１１０とホルダー部材４００との接着への影響を抑えたインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法を得ることができる。

（２）折り曲げた第１の端部２１１が、対向する圧電素子３００に向けて接合されるので、一対のＣＯＦ基板２１０の間隔は、接合後に第１の端部２１１から第２の端部２１２にかけて広がっている。熱圧着ツール８００をＣＯＦ基板２１０に近づけると、第２の端部２１２は熱圧着ツール８００に対し斜めに接触し、第２の端部２１２は熱圧着ツール８００がＣＯＦ基板２１０に近づくにしたがって、熱圧着ツール８００に倣いながら中継基板５００に向かって移動する。したがって、中継基板５００とＣＯＦ基板２１０との接合が容易に行え、ＣＯＦ基板２１０と中継基板５００との実装性が向上したインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法を得ることができる。

（３）熱圧着ツール８００が、一対のＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１の折り曲げ部間の間隔よりも幅の広い凸部８１０を有し、凸部８１０は一対のＣＯＦ基板２１０間に配置されている。対向する圧電素子３００に向かって傾いた第２の端部２１２は、凸部８１０に対し斜めに接触し、より熱圧着ツール８００に倣い易くなる。したがって、中継基板５００とＣＯＦ基板２１０との接合が容易に行え、ＣＯＦ基板２１０と中継基板５００との実装性が向上したインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法を得ることができる。

（４）押圧の圧力は、ＣＯＦ基板２１０の配線２２０とリード電極９０との間で大きく、ＣＯＦ基板２１０の配線２２０とリード電極９０との間のＡＣＦ接着剤中の導電性粒子が潰れて、ＣＯＦ基板２１０の配線２２０とリード電極９０との電気的な接続が行なわれる。したがって、隣り合う配線２２０およびリード電極９０間の絶縁を保ったまま、一度に複数の配線２２０と複数のリード電極９０との電気的な接続を効率がよく行なうことができ、コストの低減したインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法を得ることができる。
また、半田を用いた接合と比較して低温での接合が可能で、例えば、リード電極９０の材質と絶縁体膜５５の材質との熱膨張差によるリード電極９０の絶縁体膜５５からの剥離を抑えることができる。

（５）圧力発生室１２の列それぞれに対応して保護基板３０の開口部３３が設けられているので、圧力発生室１２毎に設けられた圧電素子３００の列毎に接続されるＣＯＦ基板２１０を異なる開口部３３から挿入できる。したがって、第１の接合工程（Ｓ２）において、ＣＯＦ基板２１０間およびリード電極９０間の短絡を少なくできる。

（６）鈍角を９５°以上とすることで、ＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１とリード電極９０とを接合した際に、ＣＯＦ基板２１０の傾きを確実に得ることができる。一方、１１０°未満とすることで、ＣＯＦ基板２１０とリード電極９０との間隔が略一定に保つことができる。したがって、ＣＯＦ基板２１０とリード電極９０との間からＡＣＦ接着剤の横方向へ押し出される量が抑えられ、安定してＣＯＦ基板２１０とリード電極９０との接合が行なえるインクジェット式記録ヘッドユニット１１の製造方法を得ることができる。

（７）ＣＯＦ基板２１０の第１の端部２１１が鈍角の内角θで折り曲げられて、対向する圧電素子３００に向けてリード電極９０に接続されているので、ＣＯＦ基板２１０は、ケースヘッド１１０の開口部１１３の内壁に向かって傾いており、ＣＯＦ基板２１０とケースヘッド１１０の開口部１１３の内壁との間隔を狭くできる。したがって、放熱特性の安定したインクジェット式記録ヘッド１を得ることができる。
また、モールド剤６００を用いるので、別途加工された部材を加える場合と比較して、製造コストを抑えたインクジェット式記録ヘッドユニット１１を得ることができる。

（８）ケースヘッド１１０の開口部１１３に設けられた段差１１４によって、段差１１４より上へのモールド剤６００の這い上がりを少なくできる。したがって、ケースヘッド１１０とホルダー部材４００との間へのモールド剤６００の浸入を抑えることができ、ケースヘッド１１０とホルダー部材４００との接着への影響を抑えたインクジェット式記録ヘッドユニット１１を得ることができる。

（９）段差１１４までモールド剤６００が充填されているので、ＣＯＦ基板２１０を十分固定でき、第１の端部２１１とリード電極９０との接合および第２の端部２１２と中継基板５００との接合が安定したインクジェット式記録ヘッドユニット１１を得ることができる。

（１０）鈍角を９５°以上とすることで、ＣＯＦ基板２１０の傾きを確実に得ることができる。一方、１１０°未満とすることで、ＣＯＦ基板２１０とケースヘッド１１０との干渉を少なくでき、リード電極９０に対しＣＯＦ基板２１０の傾きが抑えられてリード電極９０とＣＯＦ基板２１０との間隔を一定にでき、安定してＣＯＦ基板２１０とリード電極９０とが接続されているインクジェット式記録ヘッドユニット１１を得ることができる。

（１１）前述の効果を達成できるプリンター１０００を得ることができる。

（１２）駆動回路２００を実装したＣＯＦ基板２１０を介して駆動回路２００と圧電素子３００のリード電極９０とを接続しているので、ワイヤーボンディング法によるよりも製造が容易になる。また、ＣＯＦ基板２１０はその第１の端部２１１がリード電極９０に接続されるとともに立ち上げられているので、大型化することなく小型化することができる。また、ＣＯＦ基板２１０を直接リード電極９０に接続しているので、圧電素子３００を高密度に配設してもリード電極９０とＣＯＦ基板２１０との接続不良が発生することなく、高密度化を容易に達成できる。

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、実施形態では、液体噴射ヘッドとして複数のインクジェット式記録ヘッド１を備えたインクジェット式記録ヘッドユニット１１について説明したが、一つのインクジェット式記録ヘッド１を備えたものであってもよい。この場合においても、液体噴射ヘッドとは、インクジェット式記録ヘッド１とケースヘッド１１０とホルダー部材４００と中継基板５００とを備えた物をいう。
また、熱圧着ツールの凸部は形成されていなくてもよく、例えば、並行平板の熱圧着ツールを用いてもよい。
さらに、フレキシブル配線基板はＣＯＦ基板２１０に限らず、駆動回路が実装されていないフレキシブル基板であってもよい。

なお、上記実施の形態においては、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ユニットを、また液体噴射装置の一例としてプリンター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…インクジェット式記録ヘッド、２…キャリッジ、３…キャリッジ移動機構、４…プラテンローラー、５…インクカートリッジ、６…タイミングベルト、７…駆動プーリー、８…従動プーリー、９…ガイドロッド、１０…流路形成基板、１１…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドユニット、１２…圧力発生室、１３…連通部、１４…インク供給路、１５…連通路、２０…ノズルプレート、２１…ノズル開口、３０…保護基板、３１…リザーバー部、３２…圧電素子保持部、３３…開口部、３５…接着剤、３６…仕切り部、４０…コンプライアンス基板、４１…封止膜、４２…固定板、４３…開口部、４４…インク導入口、５０…弾性膜、５５…絶縁体膜、６０…下電極、７０…圧電体層、８０…上電極、９０…リード電極、１００…マニホールド、１０４…モーター、１０７…モーター、１１０…ケースヘッド、１１１，４１０…インク導入路、１１２…凹部、１１３…開口部、１１４…段差、２００…駆動回路、２１０…ＣＯＦ基板、２１１…第１の端部、２１２…第２の端部、２２０…配線、３００…圧電素子、４００…ホルダー部材、４２０…開口部としてのスリット、５００…中継基板、５１０…孔、５２０…開口部としてのスリット、５３０…端子、６００…モールド剤、７００…工具、８００…熱圧着ツール、８１０…凸部、１０００…液体噴射装置としてのプリンター、１１３１…第１の開口部、１１３２…第２の開口部。

Claims (6)

1. 液体を噴射するノズル開口に連通した圧力発生室が対称に複数形成された流路形成基板と、前記圧力発生室毎に設けられた一対の電極を備えた圧力発生素子と、前記圧力発生素子を覆い、対称に形成された前記圧力発生室の列間に開口部を有する保護基板と、前記電極から前記圧力発生室間に引き出され、前記開口部に露出したリード電極と、前記保護基板上に設けられ、前記開口部につながる第１の開口部および前記第１の開口部につながり、前記第１の開口部よりも大きい開口を有する第２の開口部を備えたケース部材と、前記ケース部材が組み込まれるホルダー部材と、前記ケース部材上方に設けられ前記第２の開口部の端に端子を有する中継基板と、第１の端部が前記リード電極に、前記第１の端部とは反対側の第２の端部が前記中継基板の端子に接合されたフレキシブル配線基板とを備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記フレキシブル配線基板を前記流路形成基板の表面に対して鈍角で折り曲げる前記フレキシブル配線基板加工工程と、
   前記フレキシブル配線基板の前記第１の端部を前記リード電極に接続する第１の接合工程と、
   前記保護基板の前記開口部および前記ケース部材の前記第１の開口部の上面までモールド剤を充填し、前記フレキシブル配線基板を固定するモールド剤充填工程と、
   前記フレキシブル配線基板の前記第２の端部と前記中継基板の端子を熱圧着する第２の接合工程とを含む
   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に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
   前記第２の接合工程における熱圧着は熱圧着ツールを用い、
   前記熱圧着ツールを前記フレキシブル配線基板に押圧して、前記第２の端部と前記中継基板の端子とを圧着する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
   前記熱圧着ツールは、前記フレキシブル配線基板の前記第１の端部の折り曲げ部間の間隔よりも幅の広い凸部を有し、
   前記凸部を一対の前記フレキシブル配線基板間に配置して、前記熱圧着ツールを前記フレキシブル配線基板に押圧する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 請求項１〜請求項３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、
   前記第１の接合工程で、
   前記フレキシブル配線基板と前記リード電極との間にＡＣＦ接着剤を配置し、
   前記フレキシブル配線基板の配線と前記リード電極とを押圧し、
   前記フレキシブル配線基板の配線と前記リード電極との接合を行う
   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、
   前記保護基板の開口部は、対称に形成された前記圧力発生室の列それぞれに対応しても設けられている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
6. 請求項１〜請求項５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、
   前記鈍角が９５°以上で１１０°未満である
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。

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