JP6189766B2 - 圧電部品、光源装置および印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧電部品、光源装置および印刷装置に関する。

従来から、レーザプリンタ、あるいは投影型表示装置において、画像信号により変調されたレーザ光を反射部により反射して投影像を形成するための圧電部品が知られている。

圧電部品は、圧電素子が設けられた支持部と、光を反射する反射部と、支持部と反射部とを連結する連結部と、を備えたものが知られている。そして、圧電素子を駆動させて支持部に振動を与え、支持部より連結部に回転トルクを与えて反射部に所定の振れ角をなした揺動を生じさせている。このような圧電部品は、支持部と、反射部と、連結部とが、半導体材料により一体的に形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−８３６０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された圧電部品は、支持部と、反射部と、連結部とが、半導体材料により一体的に形成されているため、反射部に大きな振れ角を得ようとすると、連結部に脆性破壊が生じる可能性があり、圧電部品の信頼性が低下する可能性がある。

本発明の一実施形態に係る圧電部品は、圧電素子が設けられた支持部と、光を反射するための反射部と、前記支持部と前記反射部とを連結し、圧延金属により形成された連結部と、を備えている。また、該連結部が、前記圧延金属の圧延方向と異なる第１方向に、長く設けられている。

また、本発明の一実施形態に係る光源装置は、光源と、該光源から出射される光を前記反射部にて反射する上記に記載の圧電部品とを備える。

また、本発明の一実施形態に係る印刷装置は、上記に記載の光源装置と、感光体と、前記光源から出射された光にて前記感光体を走査する光学系と、前記静電潜像を記録媒体に転写する転写部と、を備え、前記制御部が前記感光体に静電潜像を形成するように前記光学系を制御する。

本発明によれば、反射部の振れ角を大きくしても脆性破壊が生じる可能性を低減することができる。

（ａ）は第１の実施形態に係る圧電部品の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。 図１に示す圧電部品を圧延金属から切り出す概略図である。 図１の圧電部品を備えた印刷装置の概略図である。 第２の実施形態に係る圧電部品の分解斜視図である。 図４に示す圧電部品を構成する各部材の平面図である。 図４に示す圧電部品を圧延金属から切り出す概略図である。 （ａ）は図５に示すＩ−Ｉ線断面図であり、（ｂ）は図５に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 第３の実施形態に係る圧電部品を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は一部を拡大して示す拡大平面図である。 第４の実施形態に係る圧電部品を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は一部を拡大して示す拡大平面図である。

＜第１の実施形態＞
図１，２を用いて第１の実施形態に係る圧電部品Ｘ１について説明する。

圧電部品Ｘ１は、圧電素子２が設けられた一対の支持部４と、光を反射するための反射部８と、支持部４と反射部８とを連結する一対の連結部６と、支持部４を固定する枠部１０とを備えている。第１の実施形態では、支持部４と、反射部８と、連結部６と、枠部１０とは、一体的に形成されており、圧延金属１により形成されている。ここで、連結部６は、圧延金属１の圧延方向Ｓ（以下、圧延方向Ｓと称する）と異なる方向の第１方向Ｒ１に長く設けられている。なお、第１の実施形態では圧電部品Ｘ１は、枠部１０を備えているが、支持部４の両端が固定されていればよく、必ずしも枠部１０を設けなくともよい。

圧電素子２は、平板状の圧電セラミックスなどの圧電体（不図示）の一方の主面の略全面に引出電極（不図示）が形成されている。圧電体の他方の主面は、導電性接着剤１３（図７参照）を介して支持部４に電気的に接続されている。導電性接着剤１３としては、樹脂等の接着剤粒子の内部に導電性粒子が混在した、周知のものを利用することができる。

圧電体としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を用いることができる。引出電極としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕなどの金属あるいは合金を使用することができる。電気抵抗率が小さい点から、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなど金属あるいは合金を用いることが好ましい。なお、間に電極を挟んだ圧電体を複数積層してもよい。

圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、一方の主面に設けられた引出電極がそれぞれ独立して外部に設けられた電源と、ワイヤボンディング等により電気的に接続されている。また、他方の主面と接続された支持部４ａ，４ｂはグランド電位に保持されている。そして、圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに設けられた引出電極に、電圧をそれぞれ独立した状態で印加することにより、圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの圧電体をそれぞれ独立して駆動することができる。

なお、圧電素子２は、一方の主面および他方の主面に引出電極を設けてもよい。この場合、一方の主面に設けられた引出電極を、それぞれ独立した状態で外部に設けられた電源と接続し、他方の主面に設けられた引出電極を、グランド電位に保持すればよい。

支持部４は、連結部６を介して反射部８を挟持するように一対設けられており、一方の支持部４ａと他方の支持部４ｂとが、反射部８を中心に対称に設けられている。また、支持部４上には圧電素子２が設けられている。一方の支持部４ａ上には圧電素子２ａ，２ｂが、連結部６を中心に対称に設けられている。他方の支持部４ｂ上には圧電素子２ｃ，２ｄが、連結部６を中心に対称に設けられている。

平面視して、支持部４は、圧延方向Ｓに延びるように設けられている。そのため、支持部４は、圧延方向Ｓに長く設けられている。一方の支持部４ａと他方の支持部４ｂとは、圧延方向Ｓにおける中央部にて、連結部６と連結されている。

連結部６は、圧延金属１により形成されており、第１方向Ｒ１に長く設けられている。連結部６は、第１方向Ｒ１において、反射部８を挟持するように配置されている。一方の連結部６ａは、一端が支持部４ａの圧延方向Ｓにおける中央部に接続され、他端が反射部８の圧延方向Ｓにおける中央部に接続されている。また、他方の連結部６ｂは、一端が支持部４ｂの圧延方向Ｓにおける中央部に接続され、他端が反射部８の圧延方向Ｓにおける中央部に接続されている。

連結部６は、圧延金属１の薄板、あるいはＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕなどの金属または合金の薄板により形成することができる。圧延金属１としては、ＳＵＳ３０４等のステンレスを例示することができる。

連結部６の厚みとしては、５０〜１２０μｍであることが好ましい。連結部６の厚みが５０〜１２０μｍであると、反射部８の振れ角を大きくすることができるとともに、連結部６の強度を保持することができる。

反射部８は、外部に設けられた光源（不図示）から出射された光を他の方向に反射する機能を有している。反射部８は、圧延方向Ｓに長く形成されており、圧延方向Ｓにおける中央部に連結部６が接続されており、支持部４に固定されている。そのため、反射部８は、連結部６を揺動軸として厚み方向に揺動することとなる。

反射部８は、圧延金属１により形成されており、光を反射するために一方の主面に鏡面加工が設けられていることが好ましい。また、光の反射損失を低減するために、一方の主面の表面に、ＡｌあるいはＡｇの薄膜を設けることが好ましい。

枠部１０は、支持部４、連結部６、反射部８を取り囲むように配置されており、支持部４、連結部６、反射部８を固定して保持する機能を有している。枠部１０は、第１辺１０ａと、第２辺１０ｂと、第３辺１０ｃと、第４辺１０ｄとを備えており、平面視して、開口を有する矩形状をなしている。第１辺１０ａと第３辺１０ｃとは、圧延方向Ｓに延びるように設けられており、第２辺１０ｂと第４辺１０ｄとは、第１方向Ｒ１に延びるように設けられている。支持部４ａ，４ｂの一端および他端は、枠部１０に接続されている。そのため、支持部４ａ，４ｂは、一端および他端が固定端として機能することとなる。

なお、枠部１０は、平面視して、開口を有する矩形状をなしている例を示したが、例えば、支持部４ａ，４ｂの一端同士、および支持部４ａ，４ｂの一端同士を独立して接続した構成としてもよい。

支持部４、連結部６、反射部８、および枠部１０は、例えば、以下の工程により作成することができる。まず、５０〜１２０μｍのステンレス板の上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ技術により、支持部４、連結部６、反射部８、および枠部１０が形成される領域上にフォトレジストが残るようにパターニングを行う。パターニングは、図２に示すように、連結部６が、ステンレス板の圧延方向Ｓと異なる第１方向Ｒ１に長く設けられるように行う。次に、パターニングされた領域を酸によりエッチング処理を施して、支持部４、連結部６、反射部８、および枠部１０を作製する。

なお、他の加工方法としては、ステンレス板を打ち抜き加工することにより、支持部４、連結部６、反射部８、および枠部１０を形成することができる。なお、支持部４、連結
部６、反射部８、および枠部１０は、ステンレス板以外に、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕなどの金属または合金の板により形成してもよい。これらのステンレス板、金属または合金の板は、熱間圧延または冷間圧延等の圧延加工により形成されたものを用いる。具体的には、これらの圧延金属１は、上記金属材料を回転する２つのローラ３ａ，３ｂの間に通すことにより形成されている。

また、連結部６以外の支持部４、反射部８、および枠部１０をシリコンなどの半導体材料、あるいは合成樹脂等により形成してもよい。合成樹脂等の絶縁性の材料により支持部４を形成する場合、圧電体の一方の主面および他方の主面に引出電極を形成して、圧電体から電極を引き出しやすくすることが好ましい。なお、支持部４、反射部８、および枠部１０をシリコンなどの半導体材料、あるいは合成樹脂等により形成した場合、圧延金属１により形成された連結部６とは、接着剤により固定すればよい。

以下、圧電部品Ｘ１の駆動について説明する。

圧電素子２ａ，２ｃに外部から交流電圧が印加される。同様に、圧電素子２ｂ，２ｄに外部から上記の交流電圧とは逆位相の交流電圧が印加される。それにより、圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、外部からの交流電圧により圧電振動して、支持部４ａ，４ｂが上方あるいは下方に撓むこととなる。

支持部４ａ，４ｂが撓むことにより、連結部６ａ，６ｂには回転トルクが与えられることとなり、連結部６ａ，６ｂに捩じれ変位が生じることとなる。連結部６ａ，６ｂに生じた捩じれ変位は、連結部６ａ，６ｂに接続された反射部８に回転モーメントとして伝わり、反射部８が連結部６ａ，６ｂを揺動軸として、揺動振動することとなる。これにより、反射部８を所定の振れ角をなして揺動振動させることができる。

なお、振れ角とは、反射部８が揺動振動した際に、最も上方に大きく振れた際の反射部８の一端と、連結部６a，６ｂと、最も下方に大きく振れた際の反射部８の一端とのなす
角を示す。

圧電部品Ｘ１は、連結部６が圧延金属１により形成されている。そのため、反射部８が大きな振れ角で揺動振動した場合においても、連結部６に脆性破壊が生じる可能性を低減することができる。その結果、圧電部品Ｘ１の信頼性を向上させることができる。

また、圧電部品Ｘ１は、連結部６がステンレスにより形成されており、ステンレスの圧延方向Ｓと異なる第１方向Ｒ１に、長く設けられている。金属材料は圧延方向Ｓに対して曲がりやすい特性があり、連結部６は、長手方向に対して短手方向に変形しやすくなる。そのため、連結部６が、図１（ａ）の矢印Ｔの方向に捩じれやすい構成となる。それにより、連結部６の捩じれ変位を大きくすることができる。その結果、反射部８の揺動振動を大きくすることができ、振れ角を大きくすることができる。

圧延方向Ｓと第１方向Ｒ１とのなす角は、平面視して、９０±１５°であることが好ましい。特に、図１に示すように、第１方向Ｒ１は圧延方向Ｓに対して略直角であると、圧延方向Ｓが、連結部６の捩じれ変位の方向と一致することとなり、連結部６の捩じれ変位を大きくすることができる。なお、略直角とは、９０±１０°の範囲を含み、製造誤差を含む概念である。

また、支持部４は、圧延金属１により形成されており、圧延金属１の圧延方向Ｓに長く設けられている。そのため、支持部４は圧延方向Ｓに変形しやすい構成となる。支持部４は、上面に設けられた圧電素子２の圧電変形に従って、上方または下方に撓む構成となっ
ているが、支持部４は、圧延方向Ｓに変形しやすいことから、上方または下方に撓みやすくなる。それにより、連結部６ａ，６ｂに大きな回転トルクが与えられることとなり、連結部６ａ，６ｂに大きな捩じれ変位が生じることとなる。その結果、反射部８の揺動振動を大きくすることができ、振れ角を大きくすることができる。

さらにまた、支持部４、連結部６、反射部８は枠部１０により囲まれており、支持部４の両端は、枠部１０により固定されている。そのため、支持部４の両端が固定端となるため、支持部４に生じる上方または下方への撓みの量を大きくすることができる。その結果、反射部８の振れ角を大きくすることができる。

さらに、枠部１０の第３辺１０ｃおよび第４辺１０ｄのうち支持部４ａと支持部４ｂとの間に位置する部位１０ｅは、圧延方向Ｓと略直交する第１方向Ｒ１に沿って長くなっている。そのため、部位１０ｅは、第１方向Ｒ１に対して変形しにくくなっており、支持部４ａと支持部４ｂとを強固に固定することができる。なお、部位１０ｅは、捩じれやすい構成となるが、圧電素子２ａと圧電素子２ｃとは、反射部８を大きく揺動振動させるために、同じ位相で交流電圧が印加されるため、部位１０ｅには捩じれ応力が大きく生じることはない。

なお、支持部４ａ，４ｂ上にそれぞれ圧電素子２を２つずつ上面に設けた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、圧電素子２を３つ以上設けてもよい。

図３を用いて圧電部品Ｘ１を用いた印刷装置Ｚ１について説明する。印刷装置Ｚ１は、光源２２と、感光体２８と、圧電部品Ｘ１と、光源２２から出射された光にて感光体２６を走査するＦθレンズ２４および凹面鏡２６と、感光体２８に静電潜像を形成するように、圧電部品Ｘ１を制御する制御部３０と、静電潜像を記録媒体３４に転写する転写部（不図示）と、を備えている。

印刷装置Ｚ１は、画像を形成するための変調信号を入力した光源２２からレーザを圧電部品Ｘ１に照射する。圧電部品Ｘ１の反射部（不図示）に入射した光は、反射部により反射され走査される。この際、制御部３０は、反射部８の角度に合わせて光源２２をオンオフすることにより、特定の方向にレーザが向かい、他の方向にはレーザが向かないように制御する。走査されたレーザは、Ｆθレンズ２４により広角に走査される。Ｆθレンズ２４より走査されたレーザは、凹面鏡２６により反射されて感光体２８に出射され、照射された感光体２８の部位の電位を変化させる。このようにして感光体２８には、特定部の電位が変化した状態にされた静電潜像が形成される。

感光体２８には、電位の変化により生じた静電気力によりトナーが付着される。静電潜像に対応して形成された感光体２８のトナーの画像は、感光体２８とは逆の電圧が掛けられた転写部により記録媒体Ｐに複写される。このようにして、印刷装置Ｚ１は、記録媒体Ｐに印刷を行う。

印刷装置Ｚ１において、光源２２と、光源２２から出射される光を反射部８にて反射する圧電部品Ｘ１と、圧電部品Ｘ１を制御する制御部３０とは光源装置として機能している。光源装置として、レーザプリンタに用いられるものについて説明したが、光源装置は、反射部８にて反射された光の走査方向が、所定の方向に反射するように制御するものであればよく、例えば、バーコード読取装置に用いられてもよい。また、光源装置として、圧電部品２つを用いてレーザをＸ−Ｙ平面にわたって操作する光学系を構成することにより、プロジェクターなどの投影型表示装置に用いることができる。

＜第２の実施形態＞
図４〜７を用いて、第２の実施形態に係る圧電部品Ｘ２について説明する。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。

圧電部品Ｘ２は、支持部４、反射部８、連結部６および枠部１０が、圧延金属１により一体的に形成された第１部材１２と、第１部材１２を保持しており、圧延金属１により形成された一対の第２部材１４を備えている。なお、第１部材１２は、圧電部品Ｘ１と同様なため、説明を省略する。

第１部材１２の上方に第２部材１４ａが配置されており、第１部材１２の下方に第２部材１４ｂが配置されている。第１部材１４は、第１部材１２と接着剤１１を介して接続されている。第２部材１４ａは、平面視して、開口を有する矩形状をなしており、枠部１６ａを有している。枠部１６ａは、第１辺１６ａ１と、第２辺１６ａ２と、第３辺１６ａ３と、第４辺１６ａ４とを備えている。第２部材１４ｂも同様に、平面視して、開口を有する矩形状をなしており、枠部１６ｂを有している。枠部１６ｂは、第１辺１６ｂ１と、第２辺１６ｂ２と、第３辺１６ｂ３と、第４辺１６ｂ４とを備えている。

枠部１６ａは、第３辺１６ａ３と第４辺１６ａ４とが、圧延方向Ｓ´に沿うように設けられ、第１辺１６ａ１と第２辺１６ａ２とが、圧延方向Ｓ´に直交する第２方向Ｒ２（以下、第２方向Ｒ２と称する場合がある）に沿うように設けられている。同様に、枠部１６ｂは、第３辺１６ｂ３と第４辺１６ｂ４とが、圧延方向Ｓ´に沿うように設けられ、第１辺１６ｂ１と第２辺１６ｂ２とが、第２方向Ｒ２に沿うように設けられている。

そして、第２部材１４ａは、第２部材１４ａの圧延方向Ｓ´が第１部材１２の圧延方向Ｓに対して略直角になるように、第１部材１２の上方に配置されている。第２部材１４ｂは、第２部材１４ｂの圧延方向Ｓ´が第１部材１２の圧延方向Ｓに対して略直角になるように、第１部材１２の下方に配置されている。

接着剤１１は、第１部材１２と第２部材１４とを固定するために設けられており、エポキシ系の樹脂を用いることができる。接着剤１１は、必ずしも導電性を有する必要はないが、接着剤１１として、圧電素子２を接着する導電性接着剤１３を用いてもよい。この場合、第１部材１２と第２部材１４とを電気的に接続することができ、圧電体（不図示）を第１部材１２または第２部材１４のどちらからでも、グランド電位に接続することができる。

圧電部品Ｘ２は、圧電部品Ｘ１と同様の方法により作製することができる。具体的には、第１部材１２は、圧電部品Ｘ１と同様の方法により作製し、圧延金属１に打ち抜き加工を行って第２部材１４ａ，１４ｂを形成する。そして、第２部材１４ａの圧延方向Ｓ´が第１部材１２の圧延方向Ｓと異なるように第１部材１２の上方に第２部材１４ａを配置し、第２部材１４ｂの圧延方向Ｓ´が第１部材１２の圧延方向Ｓと異なるように第１部材１２の下方に第２部材１４ｂを配置して、それぞれ接着剤１１により接続する。

一枚の圧延金属１から圧電部品Ｘ２を作製する場合、図６に示すように、枠部１６ａの第１辺１６ａ１が、第２辺１６ａ２よりも圧延方向Ｓの下流側に配置されるように、第２部材１４ａのパターニングを行い、枠部１６ｂの第１辺１６ｂ１が、第２辺１６ｂ２よりも圧延方向Ｓの下流側に配置されるように、第２部材１４ｂのパターニングを行えばよい。そのような構成とすることにより、一枚の圧延金属１から圧電部品Ｘ２を作製することができる。なお、第１部材１２については、圧電部品Ｘ１と同様の向きで作製すればよい。

圧電部品Ｘ２は、第１部材１２に第２部材１４が接続されている。そのため、圧電部品
Ｘ２の強度を向上させることができ、圧電部品Ｘ２のハンドリング性を向上させることができる。

圧電部品Ｘ２は、第２部材１４の圧延方向Ｓ´が第１部材１２の圧延方向Ｓに対して略直角になるように配置されている。そのため、第１部材１２の枠部材１０と、第２部材１４の枠部材１６とが、それぞれ圧延方向Ｓ，圧延方向Ｓ´が異なることとなる。つまり、圧延方向Ｓの第１部材１２の枠部１０の上方に、圧延方向Ｓ´の第２部材１４ａの枠部１６ａが接着固定され、圧延方向Ｓの第１部材１２の枠部１０の下方に、圧延方向Ｓ´の第２部材１４ｂの枠部１６ｂが接着固定されることとなる。それにより、圧電部品Ｘ２は、圧延方向Ｓ，Ｓ´が異なる枠部１０，１６が順に積層されることとなる。

その結果、圧電部品Ｘ２は、曲がりやすい枠部１０の圧延方向Ｓに沿った変形に対して、曲がりにくい圧延方向Ｓ´の枠部１６が変形を抑えるように機能し、捩じれやすい枠部１０の短手方向に対する変形に対して、捩じれにくい枠部１６が変形を抑えるように機能する。それゆえ、枠部１０，１６は、撓みおよび捩じれが生じにくい構成となり、枠部１０，１６を強固なものとすることができる。

第２部材１４の圧延方向Ｓ´は、第１部材１２の圧延方向Ｓに対してなす角が９０±３０°で配置されることが好ましい。特に、第２部材１４の圧延方向Ｓ´は、第１部材１２の圧延方向Ｓに対してなす角が略直角であることがより好ましい。

なお、第１部材１２を圧電部品Ｘ１により形成した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１部材１２として、枠部１０が支持部４ａと支持部４ｂとの間にのみ設けられたものを用いてもよい。また、第２部材１４を第１部材１２の上下に設けた例を示したが、第１部材１２の上方のみに設けてもよく、下方にのみ設けてもよい。

さらに、第２部材１４ａの圧延方向Ｓ´および第１部材１２の圧延方向Ｓと、第２部材１４ｂの圧延方向Ｓ´および第１部材１２の圧延方向Ｓとが、異なる角度でもよい。

＜第３の実施形態＞
図８を用いて第３の実施形態に係る圧電部品Ｘ３について説明する。なお、第１接合部５aおよび第２接合部５ｂは、図８において網掛けで示しており、図９についても同様で
ある。

圧電部品Ｘ３は、連結部６が、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂを備えている。そして、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂの硬度は、連結部６の第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の部位の硬度よりも高くなっている。その他の点は圧電部品Ｘ１と同一であり説明を省略する。

連結部６ａは、第１接合部５ａ１と、第２接合部５ｂ１とを備えている。第１接合部５ａ１は、支持部４ａと接合しており、第２接合部５ｂ１は、反射部８と接合している。

連結部６ｂは、第１接合部５ａ２と、第２接合部５ｂ２とを備えている。第１接合部５ａ２は、支持部４ｂと接合しており、第２接合部５ａ２は、反射部８と接合している。

第１接合部５ａは、連結部６のうち支持部４から２００〜３００μｍまでの領域を例示することができる。好ましくは、連結部６の第１方向Ｒ１における長さの３〜５％であることが好ましい。また、第２接合部５ａは、連結部６のうち反射部８から２００〜３００μｍまでの領域を例示することができる。好ましくは、連結部６の第１方向Ｒ１における長さの３〜５％であることが好ましい。

そして、第１接合部５ａの硬度は、ロックウェル硬度で５０〜５５ＨＲＣ、ビッカース硬度で５１３〜５９５ＨＶである。第２接合部５ｂの硬度は、ロックウェル硬度で５０〜５５ＨＲＣ、ビッカース硬度で５１３〜５９５ＨＶである。また、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の硬度は、ロックウェル硬度で２０〜２２ＨＲＣ、ビッカース硬度で２３８〜２４８ＨＶとなっている。そのため、第１接合部５ａの硬度は、連結部６の第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の部位の硬度よりも高くなっている。

それにより、圧電素子２により生じた支持部４の撓み変形が、連結部６の第１接合部５ａに伝わった際に、硬度の高い第１接合部５ａにより支持部４の撓み変形を、連結部６の捩じれ変形に効率よく変換することができる。そのため、連結部６に生じる捩じれ変形を大きくすることができ、反射部８の振れ角を大きくすることができる。

また、圧電部品Ｘ３は、第２接合部５ｂの硬度が、連結部６の第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の部位の硬度よりも高い構成を有している。

それにより、連結部６に生じた捩じれ変形が、連結部６の第２接合部５ｂに伝わった際に、硬度の高い第２接合部５ｂにより連結部６の捩じれ変形を、反射部８の揺動振動に効率よく変換することができる。そのため、反射部８の揺動振動を大きくすることができ、反射部８の振れ角を大きくすることができる。

また、連結部６は、炭素含有量が０．３ｗｔ％以上圧延金属１を用いることが好ましく、マルテンサイト系のステンレスを用いることが好ましい。マルテンサイト系のステンレスとしては、例えば、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２０Ｊ２、あるいはＳＵＳ４４０Ａを用いることが好ましい。

なお、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂの硬度は、マイクロビッカース硬さ試験を行うことにより測定することができ、例えば、超微小負荷硬さ試験方法（ＪＩＳ Ｚ ２２５５：２００３）を用いて測定することができる。また、連結部６の第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の部位の硬度も、同様の方法により測定することができる。

圧電部品Ｘ３は、例えば、以下の方法により作製することができる。

圧電部品Ｘ１を作製したのち、ＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ、あるいは高出力半導体レーザ（ＨＤＤＬ）を用いて、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂになる領域に、８１０〜９４５ｎｍの波長のレーザを照射し、９５０〜１１５０℃の温度で焼入れを行う。それにより、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂを形成することができる。

なお、焼入れにより第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂを形成せずともよく、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂを硬度の高い圧延金属１により形成し、連結部６に接合して圧電部品Ｘ３を作製してもよい。

＜第４の実施形態＞
図９を用いて第４の実施形態に係る圧電部品Ｘ４について説明する。なお、焼入れ部７は、図９において網掛けで示している。圧電部品Ｘ４は、反射部８に焼入れ部７が形成されている点以外は、圧電部品Ｘ３と同一である。

反射部８は、その全域にわたって焼入れ部７が設けられている。焼入れ部７は、硬度が連結部６の第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の部位の硬度よりも高い構成を有している。焼入れ部７の硬化としては、例えば、ロックウェル硬度で５０〜５５ＨＲＣ、ビ
ッカース硬度で５１３〜５９５ＨＶであることが好ましく、第１接合部５ａの硬度、および第２接合部５ｂの硬度と略等しいことが好ましい。

反射部８は、レーザを反射する面に金属により反射膜（不図示）が形成されており、反射膜によって反射性を高めている。反射膜は、反射部８の一方の面にのみ形成すればよいが、反射膜を反射部８の両面に形成することにより、反射部８に反射膜を成膜する際に生じた応力による湾曲を抑えることができる。

反射部８は焼入れ部７を備えることにより。反射部８の硬度は、第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂ以外の部位の硬度よりも高いこととなる。そのため、反射部８の厚みを薄くすることができる。

すなわち、反射部８は、揺動運動を行うため、反射部８には逆向きの回転モーメントが短い周期で加わることとなる。そのため、反射部８は、ある程度硬度が高くなければ変形が生じる可能性があり、反射部８には高い硬度が求められる。

圧電部品Ｘ４は、反射部８が焼入れ部７を備えることにより、反射部８の厚みを薄くしても高い硬度を確保することができる。そして、反射部８と連結部６とを一体的に形成した場合、反射部８の厚みを薄くすることにより、連結部６の厚みも薄くすることができる。その結果、連結部６が変形しやすい構成となり、反射部８の振れ角を大きくすることができる。

また、焼入れ部７は、第２接合部５ｂと連続して設けられている。すなわち、焼入れ部７は、第２接合部５ｂと一体的に設けられていてもよい。その場合、連結部６の捩じれ変位を効率よく反射部８の揺動に変換することができる。それにより、反射部８の振れ角を大きくすることができる。

なお、反射部８の全面に焼入れ部７を設けた例を示したが必ずしも全面に設ける必要はない。例えば、反射部８のうち、大きな力の生じる第１接合部５ａおよび第２接合部５ｂの近傍にのみ設けてもよい。

また、連結部６が硬度の高い第１連結部５ａ、および硬度の高い第２連結部５ｂを有し、反射部８が焼入れ部７を備える例を示したが、反射部８のみが焼入れ部７を備えていてもよい。

以上、第１〜第４の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１の実施形態である圧電部品Ｘ１を用いた印刷装置Ｚ１を示したが、これに限定されるものではなく、他の実施形態に係る圧電部品Ｘ２〜Ｘ４を印刷装置Ｚ１に用いてもよい。また、複数の実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、本実施の形態では支持部４の上面のみに圧電素子２が配置されたユニモルフ構造で説明しているが、支持板４の上面および下面に圧電素子２を配置したバイモルフ構造としてもよい。

圧延により形成された厚さ１００μｍのＳＵＳ３０４上に、フォトレジストを設け、フォトリソグラフィ技術によりフォトレジストをパターニングした。なお、パターニングする際に、連結部となる部位が、圧延方向に対して直角な第１方向に長くなるようにパターニングを行い試料Ｎｏ．１用の板部材を作製した。

次に、酸によりエッチング処理を行い、支持部、連結部、反射部、および枠部を一体的に形成した。反射部については、反射膜としてＡｌを蒸着させた。なお、パターニングする際に、連結部となる部位が圧延方向とは同じ方向になるように、連結部となる部位が圧延方向に長くなるようにパターニングした比較例の試料Ｎｏ．２用の板部材も作製した。

次に、ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、ＰＺＴからなる圧電性セラミック粉末とバインダーからなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電体となるグリーンシートを作製した。

作製したグリーンシートを焼成し、上面に電極となる金属の導電粒子を含む電極ペーストをスクリーン印刷して、焼成し、焼き付けた。その後、圧電体を短冊状に切断して、圧電素子を支持体上に導電性接着剤を介して接続した。

そして、外部に設けられた電源の一方をワイヤボンディングにより圧電素子に接続し、他方をワイヤボンディングにより支持部に接続し、外部に設けられた電源と、各圧電素子とを電気的に接続した。その後、圧電体に分極処理を施した。

次に、圧電素子に、正弦波２０Ｖの電圧を印加して、反射部の振れ角を測定した。また、支持部の撓み量も測定した。

なお、振れ角は、反射部の一端における静止状態からの変位高さの変化を測定して算出した。具体的には、反射部の一端の最大変位高さを測定し、連結部からの距離である反射部の中心部から一端までの距離と、最大変位高さとから上方振れ角を算出した。同様に、反射部の一端の最大変位低さを測定し、反射部の中心部から一端までの距離と、最大変位低さとから下方振れ角を算出した。そして、上方振れ角と下方振れ角とを加えることにより振れ角を算出した。また、支持部の撓みは、圧電部品の上面から支持部の変位を、レーザ変位形を用いて測定した。

その結果、試料Ｎｏ．１の振れ角は、比較例である試料Ｎｏ．２に比べて振れ角が１０４％となっており、連結部が、圧延方向と異なる第１方向に長いことにより、振れ角が大きくなることが分かった。

また、試料Ｎｏ．１の支持部の撓み量は、比較例である試料Ｎｏ．２に比べて撓み量が１０２％となっており、支持部が、圧延方向に長いことにより、撓み量が大きくなることが分かった。

圧延により形成された厚さ１００μｍのＳＵＳ４０２Ｊ２の試料Ｎｏ．３用の板部材を用いて、実施例１と同様の方法により試料Ｎ０．３の圧電部品を作製した。また、圧延により形成された厚さ１００μｍのＳＵＳ４４０Ａの試料Ｎｏ．４用の板部材を用いて、実施例１と同様の方法により試料Ｎ０．４の圧電部品を作製した。

次に、試料Ｎｏ．３の圧電部品の支持部、連結部、および反射部をＡｌのブロックで上下面から挟持し、第１接合部および第２接合部となる領域に、高出力半導体レーザにより波長８１０ｎｍでレーザを照射し、第１接合部および第２接合部を作製した。

また、試料Ｎｏ．４の圧電部品の支持部、および連結部をＡｌのブロックで上下面から挟持し、反射部、第１接合部、および第２接合部となる領域に、高出力半導体レーザにより波長８１０ｎｍでレーザを照射し、硬化部、第１接合部、および第２接合部を作製した
。

次に、実施例１と同様の方法により圧電素子に、正弦波２０Ｖの電圧を印加して、反射部の振れ角を測定した。

その結果、試料Ｎｏ．３の振れ角は、試料Ｎｏ．１に比べて振れ角が３％となっており、連結部が第１接合部および第２接合部を有することにより振れ角が大きくなることがわかった。また、試料Ｎｏ．４の振れ角は、試料Ｎｏ．２に比べて振れ角が５％となっており、反射部が硬化部を有することにより振れ角が大きくなることがわかった。

Ｘ１〜Ｘ４ 圧電部品
Ｚ１ 印刷装置
Ｓ，Ｓ´ 圧延方向
Ｒ１ 第１方向
２ 圧電素子
４ 支持部
６ 連結部
８ 反射部
１０ 枠部
１２ 第１部材
１４ 第２部材
１６ 枠部

Claims (8)

1. 圧電素子が設けられた支持部と、
   光を反射するための反射部と、
   前記支持部と前記反射部とを連結する連結部と、により一体的に形成され、圧延金属により形成された第１部材と、
   前記圧延金属により形成され、前記第１部材を保持する第２部材と、を備え、
   前記連結部が、前記第１部材の圧延方向と異なる第１方向に、長く設けられており、
   前記第１部材の圧延方向と、前記第２部材の圧延方向とが異なるように、前記第２部材が配置されていることを特徴とする圧電部品。
2. 前記第１方向は、前記第１部材の圧延方向に対し略直角である、請求項１に記載の圧電部品。
3. 前記支持部は、前記第１部材の圧延方向に長く設けられている、請求項１または２に記載の圧電部品。
4. 前記第２部材の圧延方向は、前記第１部材の圧延方向に対し略直角である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧電部品。
5. 圧電素子が設けられた支持部と、
   光を反射するための反射部と、
   前記支持部と前記反射部とを連結し、圧延金属により形成された連結部と、を備え、
   該連結部が、前記圧延金属の圧延方向と異なる第１方向に、長く設けられており、
   前記連結部は、前記支持部と接合された第１接合部と、前記反射部と接合された第２接合部とを備え、
   前記第１接合部の硬度および前記第２接合部の硬度が、前記連結部の前記第１接合部および前記第２接合部以外の部位の硬度よりも高いことを特徴とする圧電部品。
6. 前記反射部の硬度が、前記連結部の前記第１接合部および前記第２接合部以外の部位の硬度よりも高い、請求項５に記載の圧電部品。
7. 光源と、
   該光源から出射される光を前記反射部にて反射する請求項１乃至６のいずれか１項に記
   載の圧電部品と、を備えることを特徴とする光源装置。
8. 請求項７に記載の光源装置と、
   感光体と、
   前記光源から出射された光にて前記感光体を走査する光学系と、
   前記静電潜像を記録媒体に転写する転写部と、を備え、
   前記制御部が前記感光体に静電潜像を形成するように前記光学系を制御することを特徴とする印刷装置。