(57)【要約】【課題】音叉型振動部品の特性検査の精度の向上と、検査の高効率化を両立させる。【解決手段】機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査装置１であって、駆動モータによって回転テーブル１０を回転させ、この回転テーブル１０に周方向に間隔を空けて保持ユニット２０を複数配置して、音叉型振動部品を保持するようにし、保持ユニット２０のそれぞれに対応して回転テーブル１０に発振回路３０を設けるようにした。【選択図】図１
2010025561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査装置であって、
回転テーブルと、
前記回転テーブルを回転させる駆動モータと、
前記回転テーブルに周方向に間隔を空けて複数配置され、前記音叉型振動部品を保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットのそれぞれに対応して前記回転テーブルに設けられ、該保持ユニットに保持される前記音叉型振動部品を発振させる発振回路と、
を備えることを特徴とする音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項２】
前記回転テーブルに設けられ、前記音叉型振動部品から出力される検査信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えることを特徴とする請求項１記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項３】
前記回転テーブルに設けられ、複数の前記発振回路に対して順番に発振を指示する発振コントローラを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項４】
前記発振コントローラは、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に、前記発振回路に対して第１ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記第１角度範囲内より後の第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して第２ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする請求項３記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項５】
前記発振コントローラは、前記第１角度範囲と比較して前記第２角度範囲が小さく設定されていることを特徴とする請求項４に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項６】
前記発振コントローラは、前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に前記発振回路に対して底ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記回転テーブルと共に第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して高ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする請求項３、４又は５に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項７】
前記回転テーブルは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を伝達するスリップリングを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項８】
前記回転テーブルは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を無線発信する通信装置を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項９】
前記保持ユニットは、
前記音叉型振動部品が挿入されるケースと、
前記ケース内に配置されて前記音叉型振動部品の端子と当接可能な導電接点と、
前記ケースに挿入された前記音叉型振動部品を外部に押し出す付勢装置と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項１０】
前記保持ユニットは、前記音叉型振動部品の端子に対して前記導電接点を突出・退避する接点移動機構を有することを特徴とする請求項９記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項１１】
機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査方法であって、
回転テーブルに周方向に間隔を空けて複数配置される保持ユニットに前記音叉型振動部品を供給する供給ステップと、
前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが回転している最中に、発振回路によって前記音叉型振動部品を発振させる発振ステップと、
前記回転テーブルに設けられるＡ／Ｄ変換器によって、発振が安定した状態における前記音叉型振動部品の検査信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、
を有することを特徴とする音叉型振動部品の特性検査方法。
【請求項１２】
前記発振ステップは、更に、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に、前記音叉型振動部品を第１ドライブレベルによる発振させると共に、前記保持ユニットが前記第１角度範囲内より後の第２角度範囲内で移動している場合に、前記音叉型振動部品を第２ドライブレベルで発振させる
ことを特徴とする請求項１１に記載の音叉型振動部品の特性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音叉構造を有する音叉型振動部品の特性検査装置、及びその特性検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音叉型振動部品としては、音叉構造を有する水晶振動子、角速度センサ、ヨーレートセンサ等が存在する。これらの音叉型振動部品は、音叉構造部分が機械的に振動するので、低消費電力で比較的低い周波数のクロック信号を発することができる。音叉型振動部品は、この機械振動を活用することで加速度や各速度の検出に用いられている。その結果、音叉型振動部品は、時計や携帯端末、ビデオカメラの手振れ検出等に幅広く利用されている。
【０００３】
この音叉型振動部品は、実装する前に適切な発振を行うか否かを確認するために、周波数やＣＩ（Crystal Impedanse）の特性を全品検査しなければならない。
【特許文献１】特開２００５−３５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、音叉型振動部品は、発振回路に接続して発振開始してから、音叉構造部分が安定して振動するまでに０．５秒から１秒程度の時間を要するため、その振動特性を検査するために、１部品当たり０．５秒以上に時間が必要になる。
【０００５】
そこで、本出願時では未公知ではあるが、例えば多数の音叉型振動部品をまとめて搭載可能なトレイを用意し、これらの全部品を同時に発振させることで、まとめて特性検査を行い、検査効率を向上させることが考えられる。しかし、このような特性検査装置では、トレイ上に多数の音叉型振動部品を敷き詰めることになるので、振動が共振・共鳴することで、検査結果が不安定になるという問題がある。
【０００６】
更にこのトレイには、各音叉型振動部品に対応したプローブを用意する必要があり、また、これらに隣接して、多数の発振回路を配置しなければならない。この結果、トレイ上に音叉型振動部品を集積させるほど、その装置構成や配線が極めて複雑になるという問題がある。更に、不合格となる音叉型振動部品が存在した場合、ロボットアーム等を用いてその部品のみをトレイから排出する必要があり、装置構成が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、多数の音叉型振動部品を高速で検査することが可能で、且つ、メンテナンス性のよい特性検査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】
上記目的は、本発明者の鋭意研究により、以下の手段によって達成されるものである。
【０００９】
すなわち、上記目的を達成する本発明は、機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査装置であって、回転テーブルと、前記回転テーブルを回転させる駆動モータと、前記回転テーブルに周方向に間隔を空けて複数配置され、前記音叉型振動部品を保持する保持ユニットと、前記保持ユニットのそれぞれに対応して前記回転テーブルに設けられ、該保持ユニットに保持される前記音叉型振動部品を発振させる発振回路と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記回転テーブルに設けられ、前記音叉型振動部品から出力される検査信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記回転テーブルに設けられ、複数の前記発振回路に対して順番に発振を指示する発振コントローラを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記発振コントローラは、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に、前記発振回路に対して第１ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記第１角度範囲内より後の第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して第２ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記発振コントローラは、前記第１角度範囲と比較して前記第２角度範囲が小さく設定されていることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記発振コントローラは、前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に前記発振回路に対して底ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記回転テーブルと共に第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して高ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記回転テーブルは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を伝達するスリップリングを備えることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記回転テーブルは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を無線発信する通信装置を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記保持ユニットは、前記音叉型振動部品が挿入されるケースと、前記ケース内に配置されて前記音叉型振動部品の端子と当接可能な導電接点と、前記ケースに挿入された前記音叉型振動部品を外部に押し出す付勢装置と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記保持ユニットは、前記音叉型振動部品の端子に対して前記導電接点を突出・退避する接点移動機構を有することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成する発明は、機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査方法であって、回転テーブルに周方向に間隔を空けて複数配置される保持ユニットに前記音叉型振動部品を供給する供給ステップと、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが回転している最中に、発振回路によって前記音叉型振動部品を発振させる発振ステップと、前記回転テーブルに設けられるＡ／Ｄ変換器によって、発振が安定した状態における前記音叉型振動部品の検査信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、を有することを特徴とする音叉型振動部品の特性検査方法。
【００２０】
上記目的を達成する特性検査方法は、上記発明において、前記発振ステップは、更に、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に、前記音叉型振動部品を第１ドライブレベルによる発振させると共に、前記保持ユニットが前記第１角度範囲内より後の第２角度範囲内で移動している場合に、前記音叉型振動部品を第２ドライブレベルで発振させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、回転テーブルの回転時間を利用して音叉型振動部品の振動を安定させることができるので、高精度の特性検査と高い検査効率を両立させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の例に係る音叉型振動部品の特性検査装置及び特性検査方法について詳細に説明する。
【００２３】
図１には、本実施形態の特性検査システム１００の全体構成が示されている。この特性検査システム１００は、パーツフィーダ１１０と、特性検査装置１と、搬出装置１２０を備えている。
【００２４】
パーツフィーダ１１０は、音叉型水晶振動子３００を一列にそろえてレール１１２に沿って搬送・供給する。レール１１２の最終端にはターンテーブル１１６とプッシャ１１６が設けられている。ターンテーブル１１６は、特に図示しない方向識別カメラによる音叉型水晶振動子３００の方向識別結果に基づいて、音叉型水晶振動子３００を＋９０度又は−９０度回転する。回転完了後、プッシャ１１６が、音叉型水晶振動子３００を特性検査装置１側に押し出す。
【００２５】
搬出装置１２０は、搬送テーブル１２２、及びこの搬送テーブル１２２を回転させる駆動モータ１２４を備える。搬送テーブル１２２の上面の高さは、後述する特性検査措置１の回転テーブル１０の上面高さに一致されており、回転テーブル１０から押し出された音叉型水晶振動子３００をそのまま受け取ることができる。搬出装置１２０の搬送テーブル１２２の上面には、吸引ノズル１２６が周方向に複数形成されており、受け取った音叉型水晶振動子３００を吸引保持する。この状態で、搬送テーブル１２２が回転することで、特に図示しない下流側行程に音叉型水晶振動子３００を供給する。下流側行程としては、例えば、外観検査装置やテーピングユニット等が考えられる。
【００２６】
特性検査装置１は、基台５内に収容される駆動モータによって回転される回転テーブル１０と、回転テーブル１０上に周方向に３０度の角度間隔を空けて合計１２個配置される保持ユニット２０と、各保持ユニット２０に対応して回転テーブル１０上に設けられる合計１２個の発振回路３０と、この回転テーブル１０上に設けられる制御ユニット４０と、回転テーブル１０（基台５）の外部に設けられる外部コンピュータ８０を備える。また、回転テーブル１０の外縁近傍には、４個の回収ポケット６０が配置されている。
【００２７】
回転テーブル１０上に設けられる保持ユニット２０は、図２に拡大して示されるように、音叉型水晶振動子３００が挿入される筒状のケース２１と、このケース２１内に配置される導電接点２２と、ケース２１に挿入された音叉型水晶振動子３００をケース２１外に押し出す排出ソレノイド（付勢装置）２３を備える。この筒状のケース２１は、その長手方向が回転テーブル１０の半径方向に沿うように配置される。ケース２１の開口部２１Ａは、その半径方向の外側、すなわち回転テーブル１０の周縁に位置するようになっている。従って、この開口部２１Ａを介してケース２１内に音叉型水晶振動子３００が挿入される。排出ソレノイド２３は、ケース２１における開口部２１Ａと反対側に配置されており、この排出ソレノイド２３のピストン２３Ａが、ケーズ２１内を開口部２１Ａに向かって移動する。この結果、音叉型水晶振動子３００が、ケース２１から外部に押し出される。
【００２８】
回転テーブル１０の上面には貫通口１０Ａが形成されている。この貫通口１０Ａは、ケース２１の内部に開口するようになっている。この貫通口１０Ａに導電接点２２が収容されており、この結果、導電接点２２は、音叉型水晶振動子３００の底面に形成される端子３００Ａと当接可能となっている。更に保持ユニット２０は、回転テーブル１０の背面側に固定配置される接点移動ソレノイド（接点移動機構）２５を備える。この接点移動ソレノイド２５のピストン２５Ａは、回転テーブル１０の厚さ方向（鉛直方向）に往復運動する。従って、ピストン２５Ａに固定されている導電接点２２は、このピストン２５Ａの運動に連動して、音叉型水晶振動子３００の端子３００Ａ側に突出・退避する。
【００２９】
なお、音叉型水晶振動子３００をケース２１に挿入したり、ケース２１から排出したりする場合は、導電接点２２をケース２１内から退避させておく。一方、ケース２１内に音叉型水晶振動子３００が収容されると、即座にピストン２５Ａが上昇して導電接点２２をケース２１内に突出させる。この導電接点２２により、音叉型水晶振動子３００は上方に押し上げられてケース２１の天井２１Ｂに押しつけられる。この結果、所定の圧力で導電接点２２を端子３００Ａに押しつけることができ、また、音叉型水晶振動子３００の保持状態を安定させることができる。
【００３０】
図３には、特性検査装置１における制御ユニット４０と外部コンピュータ８０の内部構成が示されている。回転テーブル１０に配置される制御ユニット４０は、ソレノイドコントローラ４１、発振コントローラ４２、第１マルチプレクサ４３、第２マルチプレクサ４４、Ａ／Ｄ変換器４５、周波数バッファ４６を備える。
【００３１】
ソレノイドコントローラ４１は、保持ユニット２０の排出ソレノイド２３及び接点移動ソレノイド２５を制御する。発振コントローラ４２は、発振回路３０による音叉型水晶振動子３００の発振自体のＯＮ・ＯＦＦや発振中のドライブレベルを高精度に制御する。第１マルチプレクサ４３は、複数の発信回路３０を介して出力される音叉型水晶振動子３００の直列等価抵抗（ＣＩ：クリスタルインピーダンス）値をＡ／Ｄ変換器４５に伝達する。第２マルチプレクサ４４は、発信回路３０を介して出力される音叉型水晶振動子３００の周波数値を周波数バッファ４６に伝達する。Ａ／Ｄ変換器４５は、第１マルチプレクサ４３から伝達されるアナログＣＩ値をデジタル信号に変換する。周波数バッファ４６は、第２マルチプレクサ４４から伝達される周波数値を蓄積して、まとめて外部に出力する。
【００３２】
外部コンピュータ８０は、周波数コントローラ８１と合否判定処理部８２を備える。周波数コントローラ８１は、周波数バッファ４６から伝達されるアナログ周波数信号を受信し、デジタル変換して出力する。具体的には、アナログ周波数信号を短距離デジタル通信バス仕様のデジタル信号に変換する。合否判定処理部８２は、この周波数コントローラ８１から出力されたデジタル周波数信号と、Ａ／Ｄ変換器４５から出力されたデジタルＣＩ値を受け取って、音叉型水晶振動子３００の出力特性について合否判定を行う。この合否判定結果は、制御ユニット４０のソレノイドコントローラ４１に伝達され、合格の場合は、その音叉型水晶振動子３００を搬出装置１２０側に排出する。一方、不合格の場合は、そのレベルに応じて特定の回収ポケット６０に排出する。
【００３３】
なお、制御ユニット４０と外部コンピュータ８０間の信号の伝達は、回転テーブル１０に設けられるスリップリング９０を用いる。信号をスリップリング９０を介して伝達すると、一般的にその信号にノイズが発生しやすい。しかし、本実施形態では、スリップリング９０を介して伝達しているアナログ周波数信号は、ノイズの影響をそもそも受けにくい。また、ノイズの影響を受けやすいアナログＣＩ値については、回転テーブル１０上で予めデジタル変換してからスリップリング９０を介して外部に伝達しているので、ノイズの影響を受け難い。また、ソレノイドコントローラ４１の制御信号はデジタル化されているので、同様にノイズの影響を受け難い。
【００３４】
次に、この特性検査装置１による特性検査工程について説明する。
【００３５】
図４に示されるように、回転テーブル１０に音叉型水晶振動子３００が載置されると同時に、ソレノイドコントローラ４１が接点移動ソレノイド２５に対して接点２２を上昇するように指示する。これと同時に発振コントローラ４２がその音叉型水晶振動子３００を発振させるように発振回路３０に指示する。つまり、制御ユニット４０は、音叉型水晶振動子３００について、保持ユニット２０への挿入と同時に発振させていく。
【００３６】
更に詳細に、発振開始から１２０度の第１角度範囲Ａ内を音叉型水晶振動子３００及び保持ユニット２０が移動している最中は、発振コントローラ４２は、底ドライブレベルによって音叉型水晶振動子３００を発振させる。音叉型水晶振動子３００の特徴として、発振開始から音叉構造部分の振動が安定するまでに０．５秒程度は必要になるので、比較的大きい第１角度範囲Ａにより、周波数を安定させる時間を確保する。第１角度範囲Ａの終了間際に、第１及び第２マルチプレクサ４３、４４を介してＣＩ値と周波数を計測して、底ドライブレベルの特性検査を終了させる。第１角度範囲Ａに続いて、６０度の第２角度範囲Ｂ内を音叉型水晶振動子３００及び保持ユニット２０が移動している最中は、発振コントローラ４２が高ドライブレベルによって音叉型水晶振動子３００を発振させる。なお、既に第１角度範囲Ａにおいて音叉型水晶振動子３００が安定発振していることから、連続して高ドライブレベルに切り替えることにより比較的短時間で音叉型水晶振動子３００を安定発振させることができる。従って、第２角度範囲Ｂは、第１角度範囲Ａよりも半分以下、約３分の１程度に小さくすることができる。第２角度範囲Ｂの終了間際に、第１及び第２マルチプレクサ４３、４４を介してＣＩ値と周波数を計測して、高ドライブレベルの特性検査を終了させる。
【００３７】
第２角度範囲Ｂの終了後から、音叉型水晶振動子３００の排出位置までの３０度の第３角度範囲Ｃの間に、合否判定処理部８２において周波数とＣＩ値の合否判定が行われる。音叉型水晶振動子３００の特性が基準を満たしている場合、ソレノイドコントローラ４１は、排出ソレノイド２３に対して音叉型水晶振動子３００を搬出装置１２０に排出するように指示する。一方、判定結果が基準を満たしていない場合、搬出装置１２０への排出位置を通り越して、不合格レベルに応じた特定の回収ポケット６０に音叉型水晶振動子３００を排出する。
【００３８】
図５には、上述の音叉型水晶振動子３００の特性検査方法を示したフローチャートが示されている。この特性検査方法は、ステップＳ５００にて、回転テーブル１０に音叉型水晶振動子３００を供給し、ステップＳ５１０において、第１角度範囲Ａにおける底ドライブレベルによる発振を実行する。発振が安定した段階で、底ドライブレベルにおける音叉型水晶振動子３００の特性検査を行い（Ｓ５３０）、これに連続して、第２角度範囲Ｂにおける高ドライブレベルによる発振を実行する（Ｓ５４０）。発振が安定したら、ステップ５４０において高ドライブレベルにおける音叉型水晶振動子３００の特性検査を行い、ステップ５２０及びステップ５４０の検査結果に基づいて合否判定を行う（Ｓ５５０）。この結果、合格であれば音叉型水晶振動子３００を搬出装置１２０側に搬出し（ステップＳ５６０）、一方で、不合格であれば音叉型水晶振動子３００を収容ポケット６０に回収する（Ｓ５７０）。このようにして、全ての音叉型水晶振動子３００は、回転テーブル１０によって順番に回転しながら特性検査が実施されていく。
【００３９】
以上、本実施形態の特性検査装置１は、回転テーブル１０の上に３０度間隔で複数の保持ユニット２０が周方向に配設され、この保持ユニット２０に音叉型水晶振動子３００を保持させて、回転時間を利用して発振・特性検査を行うようにしている。この結果、多数の音叉型水晶振動子３００を連続的に回転テーブル１０に搬入しても、音叉型水晶振動子３００が放射状に広がって配置されるので、音叉型水晶振動子３００の接近が回避され、互いに共振することを抑制できる。この結果、音叉型水晶振動子３００の検査精度を向上と、高速な特性検査を合理的に両立させることが可能となっている。
【００４０】
更に、この特性検査装置１は、回転テーブル１０に制御ユニット４０が搭載されることで、音叉型水晶振動子３００の発振制御や、ＣＩ値及び周波数出力の特性計測等が、回転テーブル１０内で完結して実施されている。例えば、音叉型水晶振動子３００から出力されるアナログ信号（ここではＣＩ値）は、回転テーブル１０上のＡ／Ｄ変換器４５によってデジタル変換される。同様に、発信回路２０に対して発振制御は、回転テーブル１０上の発振コントローラ４２によって行われる。この結果、回転テーブル１０内で各種情報が整理されるので、回転テーブル１０の外部に検査結果を発信する際に、スリップリング９０等の配線構造を簡潔にすることが可能となり、ノイズの影響を低減することが可能となっている。
【００４１】
なお、音叉型水晶振動子３００の特性を判定する際、ドライブレベルの変化に応じて、周波数やＣＩ値が不安定になる音叉型水晶振動子３００も存在する。本特性検査装置１では、音叉型水晶振動子３００が第１角度範囲Ａ内を移動しているときに第１ドライブレベル（底ドライブレベル）による特性検査を実施し、これに連続させて、第２角度範囲Ｂ内を移動しているときに第２ドライブレベル（高ドライブレベル）による特性検査を実施している。これにより、回転テーブル１０における一度の移送で２種類以上のドライブレベルによる特性検査が可能となり、より高精度の特性検査が実現される。特に、このように連続的に特性検査を行うことで、第２角度範囲Ｂを小さくすることができ、特性検査の効率化が達成される。音叉型水晶振動子３００の特徴として、無発振から安定発振に移行するまでにある程度の時間を要するが、その後、ドライブレベルを変更する場合には短時間で安定するからである。
【００４２】
また、この特性検査装置１は、筒状のケース２１に音叉型水晶振動子３００を収容して、下から導電接点２２を突き上げるようにして特性検査を行う。この結果、音叉型水晶振動子３００は、ケース２１の天井２１Ｂと導電接点２２に挟まれながら、安定した姿勢による特性検査が可能となる。また、このケース２１が筒状のガイドとなることから、音叉型水晶振動子３００の収容・排出がスムースに行われるので、検査効率を向上させることも可能となっている。
【００４３】
以上、本実施形態では、回転テーブル１０の上に保持ユニット２０等が配置される場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転テーブル１０の下面側に保持ユニットが配置されており、チャック機構や吸引機構によって音叉型水晶振動子３００を上方から保持して回転させることも可能である。また、本実施形態では、回転テーブル１０で計測された周波数値やＣＩ値を、スリップリング９０を介して外部コンピュータ８０に伝達する場合に限って示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、全ての検査結果がデジタル化されることで、無線通信等によって外部コンピュータ８０に伝達することも可能である。なお、この場合は、回転テーブル１０に無線通信装置を搭載する。
【００４４】
更に、本実施形態では、外部コンピュータ８０側に、アナログ周波数信号をカウントする周波数コントローラ８１が搭載され、周波数バッファ４６から伝達されるアナログ周波数信号をデジタル変換する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、周波数コントローラ８１を回転テーブル１０側に搭載してアナログ周波数信号をデジタル変換してもよい。このようにすると、ＣＩ値を含めて全てのデータが回転テーブル１０内でデジタル化されるので、スリップリング等を介して回転テーブル１０外に上方を伝達する際のノイズの影響を一層低減させることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、音叉型振動部品として音叉型水晶振動子３００を例示したが、本発明はそれに限定されず、音叉構造の機械的振動を利用した部品、例えばヨーレートセンサや角速度センサ等に適用することも可能である。
【００４６】
更に本実施形態では、保持ユニット２０等において駆動機構としてソレノイドを用いた場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、エアシリンダーやその他の駆動機構を用いることができるのは言うまでもない。
【００４７】
尚、本発明の特性検査装置、特性検査方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、音叉型振動部品の特性検査を行う様々な場面に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る特性検査装置を用いた特性検査システムの全体構成を示す斜視図
【図２】同特性検査装置における保持ユニットの構造を説明するための拡大部分断面図
【図３】同特性検査装置における制御構成を示すブロック図
【図４】同特性検査装置における特性検査工程を説明するための状態図
【図５】同特性検査装置による特性検査方法を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００５０】
１        特性検査装置
５        基台
１０      回転テーブル
２０      保持ユニット
３０      発振回路
４０      制御ユニット
【図１】
2010025561.tif 000003
【図２】
2010025561.tif 000004
【図３】
2010025561.tif 000005
【図４】
2010025561.tif 000006
【図５】
2010025561.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月21日(2009.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査装置であって、
回転テーブルと、
前記回転テーブルを回転させる駆動モータと、
前記回転テーブルに周方向に間隔を空けて複数配置され、前記音叉型振動部品を保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットのそれぞれに対応して前記回転テーブルに設けられ、該保持ユニットに保持される前記音叉型振動部品を発振させる発振回路と、
を備えることを特徴とする音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項２】
前記回転テーブルに設けられ、前記音叉型振動部品から出力される検査信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えることを特徴とする請求項１記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項３】
前記回転テーブルに設けられ、複数の前記発振回路に対して順番に発振を指示する発振コントローラを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項４】
前記発振コントローラは、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に、前記発振回路に対して第１ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記第１角度範囲内より後の第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して第２ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする請求項３記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項５】
前記発振コントローラは、前記第１角度範囲と比較して前記第２角度範囲が小さく設定されていることを特徴とする請求項４に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項６】
前記発振コントローラは、前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に前記発振回路に対して低ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記回転テーブルと共に第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して高ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする請求項３、４又は５に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項７】
前記回転テーブルは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を伝達するスリップリングを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項８】
前記回転テーブルは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を無線発信する通信装置を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項９】
前記保持ユニットは、
前記音叉型振動部品が挿入されるケースと、
前記ケース内に配置されて前記音叉型振動部品の端子と当接可能な導電接点と、
前記ケースに挿入された前記音叉型振動部品を外部に押し出す付勢装置と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項１０】
前記保持ユニットは、前記音叉型振動部品の端子に対して前記導電接点を突出・退避する接点移動機構を有することを特徴とする請求項９記載の音叉型振動部品の特性検査装置。
【請求項１１】
機械的に発振する音叉構造の振動子を有する音叉型振動部品の振動特性を検査する特性検査方法であって、
回転テーブルに周方向に間隔を空けて複数配置される保持ユニットに前記音叉型振動部品を供給する供給ステップと、
前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが回転している最中に、発振回路によって前記音叉型振動部品を発振させる発振ステップと、
前記回転テーブルに設けられるＡ／Ｄ変換器によって、発振が安定した状態における前記音叉型振動部品の検査信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ステップと、
を有することを特徴とする音叉型振動部品の特性検査方法。
【請求項１２】
前記発振ステップは、更に、前記回転テーブルと共に前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に、前記音叉型振動部品を第１ドライブレベルによる発振させると共に、前記保持ユニットが前記第１角度範囲内より後の第２角度範囲内で移動している場合に、前記音叉型振動部品を第２ドライブレベルで発振させる
ことを特徴とする請求項１１に記載の音叉型振動部品の特性検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来、音叉型振動部品としては、音叉構造を有する水晶振動子、角速度センサ、ヨーレートセンサ等が存在する。これらの音叉型振動部品は、音叉構造部分が機械的に振動するので、低消費電力で比較的低い周波数のクロック信号を発することができる。音叉型振動部品は、この機械振動を活用することで加速度や角速度の検出に用いられている。その結果、音叉型振動部品は、時計や携帯端末、ビデオカメラの手振れ検出等に幅広く利用されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記目的を達成する特性検査装置は、上記発明において、前記発振コントローラは、前記保持ユニットが第１角度範囲内を移動している場合に前記発振回路に対して低ドライブレベルによる発振を指示すると共に、前記保持ユニットが前記回転テーブルと共に第２角度範囲内で移動している場合に、前記発振回路に対して高ドライブレベルによる発振を指示することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
パーツフィーダ１１０は、音叉型水晶振動子３００を一列にそろえてレール１１２に沿って搬送・供給する。レール１１２の最終端にはターンテーブル１１４とプッシャ１１６が設けられている。ターンテーブル１１６は、特に図示しない方向識別カメラによる音叉型水晶振動子３００の方向識別結果に基づいて、音叉型水晶振動子３００を＋９０度又は−９０度回転する。回転完了後、プッシャ１１６が、音叉型水晶振動子３００を特性検査装置１側に押し出す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
搬出装置１２０は、搬送テーブル１２２、及びこの搬送テーブル１２２を回転させる駆動モータ１２４を備える。搬送テーブル１２２の上面の高さは、後述する特性検査措置１の回転テーブル１０の上面高さに一致されており、回転テーブル１０から押し出された音叉型水晶振動子３００をそのまま受け取ることができる。搬出装置１２０の搬送テーブル１２２の上面には、吸引ノズルが周方向に複数形成されており、受け取った音叉型水晶振動子３００を吸引保持する。この状態で、搬送テーブル１２２が回転することで、特に図示しない下流側行程に音叉型水晶振動子３００を供給する。下流側行程としては、例えば、外観検査装置やテーピングユニット等が考えられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ソレノイドコントローラ４１は、保持ユニット２０の排出ソレノイド２３及び接点移動ソレノイド２５を制御する。発振コントローラ４２は、発振回路３０による音叉型水晶振動子３００の発振自体のＯＮ・ＯＦＦや発振中のドライブレベルを高精度に制御する。第１マルチプレクサ４３は、複数の発振回路３０を介して出力される音叉型水晶振動子３００の直列等価抵抗（ＣＩ：クリスタルインピーダンス）値をＡ／Ｄ変換器４５に伝達する。第２マルチプレクサ４４は、発振回路３０を介して出力される音叉型水晶振動子３００の周波数値を周波数バッファ４６に伝達する。Ａ／Ｄ変換器４５は、第１マルチプレクサ４３から伝達されるアナログＣＩ値をデジタル信号に変換する。周波数バッファ４６は、第２マルチプレクサ４４から伝達される周波数値を蓄積して、まとめて外部に出力する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
更に詳細に、発振開始から１２０度の第１角度範囲Ａ内を音叉型水晶振動子３００及び保持ユニット２０が移動している最中は、発振コントローラ４２は、低ドライブレベルによって音叉型水晶振動子３００を発振させる。音叉型水晶振動子３００の特徴として、発振開始から音叉構造部分の振動が安定するまでに０．５秒程度は必要になるので、比較的大きい第１角度範囲Ａにより、周波数を安定させる時間を確保する。第１角度範囲Ａの終了間際に、第１及び第２マルチプレクサ４３、４４を介してＣＩ値と周波数を計測して、低ドライブレベルの特性検査を終了させる。第１角度範囲Ａに続いて、６０度の第２角度範囲Ｂ内を音叉型水晶振動子３００及び保持ユニット２０が移動している最中は、発振コントローラ４２が高ドライブレベルによって音叉型水晶振動子３００を発振させる。なお、既に第１角度範囲Ａにおいて音叉型水晶振動子３００が安定発振していることから、連続して高ドライブレベルに切り替えることにより比較的短時間で音叉型水晶振動子３００を安定発振させることができる。従って、第２角度範囲Ｂは、第１角度範囲Ａよりも半分以下、約３分の１程度に小さくすることができる。第２角度範囲Ｂの終了間際に、第１及び第２マルチプレクサ４３、４４を介してＣＩ値と周波数を計測して、高ドライブレベルの特性検査を終了させる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図５には、上述の音叉型水晶振動子３００の特性検査方法を示したフローチャートが示されている。この特性検査方法は、ステップＳ５００にて、回転テーブル１０に音叉型水晶振動子３００を供給し、ステップＳ５１０において、第１角度範囲Ａにおける低ドライブレベルによる発振を実行する。発振が安定した段階で、低ドライブレベルにおける音叉型水晶振動子３００の特性検査を行い（Ｓ５２０）、これに連続して、第２角度範囲Ｂにおける高ドライブレベルによる発振を実行する（Ｓ５３０）。発振が安定したら、ステップ５４０において高ドライブレベルにおける音叉型水晶振動子３００の特性検査を行い、ステップ５２０及びステップ５４０の検査結果に基づいて合否判定を行う（Ｓ５５０）。この結果、合格であれば音叉型水晶振動子３００を搬出装置１２０側に搬出し（ステップＳ５６０）、一方で、不合格であれば音叉型水晶振動子３００を収容ポケット６０に回収する（Ｓ５７０）。このようにして、全ての音叉型水晶振動子３００は、回転テーブル１０によって順番に回転しながら特性検査が実施されていく。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
更に、この特性検査装置１は、回転テーブル１０に制御ユニット４０が搭載されることで、音叉型水晶振動子３００の発振制御や、ＣＩ値及び周波数出力の特性計測等が、回転テーブル１０内で完結して実施されている。例えば、音叉型水晶振動子３００から出力されるアナログ信号（ここではＣＩ値）は、回転テーブル１０上のＡ／Ｄ変換器４５によってデジタル変換される。同様に、発振回路３０に対する発振制御は、回転テーブル１０上の発振コントローラ４２によって行われる。この結果、回転テーブル１０内で各種情報が整理されるので、回転テーブル１０の外部に検査結果を発信する際に、スリップリング９０等の配線構造を簡潔にすることが可能となり、ノイズの影響を低減することが可能となっている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
なお、音叉型水晶振動子３００の特性を判定する際、ドライブレベルの変化に応じて、周波数やＣＩ値が不安定になる音叉型水晶振動子３００も存在する。本特性検査装置１では、音叉型水晶振動子３００が第１角度範囲Ａ内を移動しているときに第１ドライブレベル（低ドライブレベル）による特性検査を実施し、これに連続させて、第２角度範囲Ｂ内を移動しているときに第２ドライブレベル（高ドライブレベル）による特性検査を実施している。これにより、回転テーブル１０における一度の移送で２種類以上のドライブレベルによる特性検査が可能となり、より高精度の特性検査が実現される。特に、このように連続的に特性検査を行うことで、第２角度範囲Ｂを小さくすることができ、特性検査の効率化が達成される。音叉型水晶振動子３００の特徴として、無発振から安定発振に移行するまでにある程度の時間を要するが、その後、ドライブレベルを変更する場合には短時間で安定するからである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
更に、本実施形態では、外部コンピュータ８０側に、アナログ周波数信号をカウントする周波数コントローラ８１が搭載され、周波数バッファ４６から伝達されるアナログ周波数信号をデジタル変換する場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、周波数コントローラ８１を回転テーブル１０側に搭載してアナログ周波数信号をデジタル変換してもよい。このようにすると、ＣＩ値を含めて全てのデータが回転テーブル１０内でデジタル化されるので、スリップリング等を介して回転テーブル１０外に情報を伝達する際のノイズの影響を一層低減させることができる。