(57)【要約】【課題】圧電振動子側に負荷がある場合であっても、その負荷容量に関係なく正確に出力電圧値を測定する。【解決手段】水晶振動子の製造装置１は、発振法を用いて予め設定した水晶振動子のＣＩ値に対する、製造対象となる水晶振動子の出力電圧値を実測するものであり、水晶振動子の出力電圧値を測定する測定部１１と、測定部１１で測定した水晶振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を算出する算出部１２と、測定部１１で測定した水晶振動子の出力電圧値と、算出部１２で算出した水晶振動子のＣＩ値とを記憶する記憶部１３と、測定部１１で水晶振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出する導出部１４と、測定部１１で測定した水晶振動子の出力電圧値を表示する表示部１５から構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定した圧電振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定する発振法を用いた圧電振動子の製造装置であって、
前記圧電振動子の出力電圧値を測定する測定部と、
前記測定部で測定した前記圧電振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を算出する算出部と、
前記測定部で測定した前記圧電振動子の出力電圧値と、前記算出部で算出した前記圧電振動子のＣＩ値とを記憶する記憶部と、
前記測定部で前記圧電振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出する導出部と、が設けられ、
前記測定部は、前記導出部で導出した近似方程式により、前記製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定することを特徴とする圧電振動子の製造装置。
【請求項２】
予め設定した圧電振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定する発振法を用いた圧電振動子の製造方法であって、
前記圧電振動子の出力電圧値を測定する測定工程と、
前記測定工程により測定した前記圧電振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を算出する算出工程と、
前記測定工程により測定した圧電振動子の出力電圧値と、前記算出工程により算出した前記圧電振動子のＣＩ値とを記憶する記憶工程と、
前記測定工程で前記圧電振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出する導出工程と、を有し、
前記測定工程により、前記導出工程により導出した近似方程式により、前記製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め設定した圧電振動子のＣＩ値に対して圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定する発振法を用いた圧電振動子の製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動子、例えば水晶振動子のクリスタルインピーダンス（以下、ＣＩという）値の測定方法としては、抵抗置換法が用いられている。この抵抗置換法は、被測定水晶振動子が自励発振回路の帰還ループの中に組み込まれ、水晶振動子を完全な直列共振で励振させたときのインピーダンスとして水晶振動子のＣＩ値を測定する方法である。
【０００３】
ところで、この抵抗置換法では、発振周波数の調整・設定を、被測定水晶振動子ごとに行わなければならず、さらにまた、その発振周波数が共振周波数の約±１０ｐｐｍからずれると、そのＣＩ値の測定精度が急激に低下してしまうため、様々な水晶振動子のＣＩ値を正確に測定するためには、非常に困難で時間のかかる操作が必要であるといった問題があった。また、様々な発振周波数の水晶振動子のＣＩ値を測定する場合においては、周波数レンジの切り換え、励振レベルの設定など、非常に複雑な操作が必要であるといった問題もあった。
【０００４】
この問題を解決した従来の方法に、水晶振動子を、該水晶振動子の直列共振周波数に極めて近い周波数で発振させることのできる水晶発振回路を用い、該水晶発振回路において水晶振動子のインピーダンスの絶対値を測定し、このインピーダンスの絶対値を水晶振動子のＣＩ値と見なすことによりＣＩ値を得る水晶振動子のＣＩ値を測定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１０１７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した特許文献１に開示の水晶振動子のＣＩ測定方法では、水晶振動子側に負荷があるか否かによって、その出力電圧値が異なる。すなわち、特許文献１に開示の水晶振動子のＣＩ測定方法では、水晶振動子の出力電圧値を測定し、この測定した出力電圧値からそのＣＩ値を算出する。そのため、出力電圧値に対するＣＩ値を論理的に算出させているので、負荷容量が加算された場合、論理的に算出する出力電圧値と、実測した出力電圧値とは異なり、その結果、出力電圧値に対するそのＣＩ値の測定精度が低下する。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、圧電振動子側に負荷がある場合であっても、その負荷容量に関係なく正確に出力電圧値を測定する圧電振動子の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明にかかる圧電振動子の製造装置は、予め設定した圧電振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定する発振法を用いた圧電振動子の製造装置であって、前記圧電振動子の出力電圧値を測定する測定部と、前記測定部で測定した前記圧電振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を算出する算出部と、前記測定部で測定した前記圧電振動子の出力電圧値と、前記算出部で算出した前記圧電振動子のＣＩ値とを記憶する記憶部と、前記測定部で前記圧電振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出する導出部と、が設けられ、前記測定部は、前記導出部で導出した近似方程式により、前記製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、測定部と算出部と記憶部と導出部とが設けられているので、負荷容量が加算された場合であっても、その負荷容量を加算した近似方程式により負荷容量によって変動した出力電圧値をフレキシブルに測定することが可能となり、実測した圧電振動子の出力電圧値の測定精度を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、上記目的を達成するため本発明にかかる圧電振動子の製造方法は、予め設定した圧電振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定する発振法を用いた圧電振動子の製造方法であって、前記圧電振動子の出力電圧値を測定する測定工程と、前記測定工程により測定した前記圧電振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を算出する算出工程と、前記測定工程により測定した圧電振動子の出力電圧値と、前記算出工程により算出した前記圧電振動子のＣＩ値とを記憶する記憶工程と、前記測定工程で前記圧電振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出する導出工程と、を有し、前記測定工程により、前記導出工程により導出した近似方程式により、前記製造対象となる圧電振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、測定工程と算出工程と記憶工程と導出工程とを有しているので、負荷容量が加算された場合であっても、その負荷容量を加算した近似方程式により負荷容量によって変動した出力電圧値をフレキシブルに測定することが可能となり、実測した圧電振動子の出力電圧値の測定精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動子として音叉型水晶振動子（以下、水晶振動子という）に本発明を適用した場合を示す。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、圧電振動子であれば、例えばＡＴカット水晶振動子、輪郭系水晶振動子あるいはセラミック振動子などであってもよい。
【００１３】
この水晶振動子の製造装置１は、発振法を用いて予め設定した水晶振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる水晶振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定するものであり、図１に示すように、水晶振動子の出力電圧値を測定する測定部１１と、測定部１１で測定した水晶振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を算出する算出部１２と、測定部１１で測定した水晶振動子の出力電圧値と、算出部１２で算出した水晶振動子のＣＩ値とを記憶する記憶部１３と、測定部１１で水晶振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出する導出部１４と、測定部１１で測定した水晶振動子の出力電圧値を表示する表示部１５から構成されている。
【００１４】
導出部１４は、発振器（図示省略）または負荷容量を変えた時、近似方程式を再導出するよう構成されている。
【００１５】
表示部１５には、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）のディスプレイが用いられている。このディスプレイでは、図２に示すような出力表示がなされている。
【００１６】
また、この水晶振動子の製造装置１では、測定部１１において、導出部１４で導出した近似方程式により、製造対象となる水晶振動子の出力電圧値を実測するとともに、実測した出力電圧値に基づくＣＩ値を測定する構成となっている。
【００１７】
次に、上記した近似方程式を用いて水晶振動子の出力電圧値を実測する方法を、以下に図３を用いて説明する
まず、近似方程式を導出するために、測定部１１において基準となる水晶振動子からその出力電圧値を測定し（ステップＳ１、本発明でいう測定工程、図２に示す表示部１５の二次近似式用データ取りａの入力）、測定した出力電圧値を記憶部１３で記憶する（ステップＳ２、本発明でいう記憶工程）。
【００１８】
ステップＳ１により測定した水晶振動子の出力電圧値に対するＣＩ値を、算出部１２において算出し（ステップＳ３、本発明でいう算出工程）、算出したＣＩ値を記憶部１３で記憶する（ステップＳ２、本発明でいう記憶工程）。
【００１９】
そして、複数の基準となる水晶振動子を用いて上記した工程を繰り返し、各水晶振動子の出力電圧値とＣＩ値とを記憶部１３に記憶する（ステップＳ１〜Ｓ３、図２に示す表示部１５のデータ保管ｂの入力）。
【００２０】
ステップＳ３において記憶部１３に記憶した出力電圧値とＣＩ値とから導出部１４で、水晶振動子の出力電圧値を測定する際に発生する負荷容量によって変動する出力電圧値を実測するための近似方程式を導出し（ステップＳ４、本発明でいう導出工程）、例えば、図２に示す表示部１５では、この近似式をｙ＝−０．００８４６ｘ2 ＋１．４４２７ｘ＋４１．２７８と導出する。なお、ｙは、ＣＩ値であり、ｘは、出力電圧値である。
【００２１】
ステップＳ４において導出した近似方程式を測定部１１における実測に用いて製造対象となる複数の水晶振動子の製造工程に移る。
【００２２】
この水晶振動子の製造工程では、製造対象となる水晶振動子を測定部１１に配する毎にその出力電圧値を実測する（図２に示す表示部１５の自由測定ｃの入力）。そして、上記した近似方程式を用いてそのＣＩ値を算出し、実測した出力電圧値及び算出したＣＩ値を表示部１５に表示する動作を繰り返して、製造対象となる水晶振動子を判定して、水晶振動子の製造方法を終える（図２に示す表示部１５の終了ｄの入力）。
【００２３】
また、違うスペックからなる水晶振動子のロットを測定する場合は、そのロットの基準スペックの基準振動子を測定し、上記した各工程と同様にして近似方程式を導出し、または予め導出部１４に記憶した近似方程式を用い、その後に水晶振動子の量産に移る。
＜実施例＞
次に、図１に示す水晶振動子の製造装置１と、特許文献１に開示の従来の水晶振動子のＣＩ測定方法を用いた製造装置とを用いて、それぞれ基準となる予め設定した水晶振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる水晶振動子の出力電圧値を実測し、その結果を表１と図４に示す。なお、表１に示す予め設定した水晶振動子のＣＩ値に対して、製造対象となる水晶振動子の出力電圧値から図４に示す２次方程式（ｙ＝０．００７５ｘ2 −０．０１０５ｘ＋０．１７９）を導出している。
【００２４】
【表１】
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表１及び図４に示すように、水晶振動子側に負荷があるか否かによって、その出力電圧値が異なる。すなわち、基準として設定したＣＩ値に対する実測した出力電圧値は、図４に示すように、二次曲線的に増加している。これに対し、特許文献１に開示の水晶振動子の製造装置では、出力電圧値を論理的に測定させているので、出力電圧値がＣＩ値の増加に比例して増加している。そのため、特許文献１に開示の水晶振動子の製造装置を用いて、基準として設定したＣＩ値に対する出力電圧値を測定する場合、誤差が生じるが、本発明では、予め負荷容量を考慮して導出部１４により二次方程式を導出し、図４に示すように、この二次方程式により測定される二次曲線上に出力電圧値が実測されるので、ＣＩ値の測定精度を向上させることができる。
【００２５】
上記した水晶振動子の製造装置１によれば、測定部１１と算出部１２と記憶部１３と導出部１４とが設けられているので、負荷容量が加算された場合であっても、その負荷容量を加算した近似方程式により負荷容量によって変動した出力電圧値をフレキシブルに測定することができ、実測した水晶振動子の出力電圧値の測定精度を向上させることができる。
【００２６】
また、近似方程式を導出する導出工程と、複数の水晶振動子のＣＩ値に対する出力電圧値を測定する測定工程を、自動的に行なうよう制御する構成からなっている場合、作業者の携わる時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【００２７】
また、各負荷容量毎に水晶振動子の出力電圧値に対する近似データを確保することができるので、水晶振動子の測定精度を向上させるのに好ましい。
【００２８】
なお、本実施の形態１にかかる水晶振動子の製造装置１では、近似方程式を導出する導出工程と、複数の水晶振動子のＣＩ値に対する出力電圧値を測定する測定工程とを同一装置内で行なっているが、これに限定されるものではなく、水晶振動子の製造装置１が本発明にかかる構成要素からなっておれば、複数の製造ユニットからなっていてもよい。また、同一構成を複数設けた製造装置（例えば、測定部が、基準となる水晶振動子のＣＩ値に対する出力電圧値を測定する基準測定部と、製造対象となる水晶振動子の出力電圧値を実測する実測部とからなる製造装置など）からなっていてもよい。
【００２９】
また、本実施の形態では、基準となる水晶振動子の特性を測定工程において測定し、記憶工程においてその特性を記憶しているが、これに限定されるものではなく、例えば、製造装置１内に限らず、製造装置１に外部接続され、例えば製造システムとして一体的に構成されるＣＩメータ（発振法）やネットワークアナライザ（伝送法）を用いて基準となる水晶振動子の特性に関する測定工程と記憶工程とを行なってもよい。なお、発振法を用いる機器であればＣＩメータに限定されることはなく、また、伝送法を用いる機器であればネットワークアナライザに限定されることはない。
【００３０】
また、上記したように水晶振動子の製造方法は、基本的には、上記した製造工程において各水晶振動子の出力電圧値を測定し、測定した値を基に近似方程式を導出し、導出した近似方程式を用いてＣＩ値を求めるが、これに限定されることはなく、仕様が変更または追加された場合、その作業工程が変更または追加される。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明かかる圧電振動子の製造装置及びその製造方法によれば、圧電振動子側に負荷がある場合であっても、その負荷容量に関係なく正確に出力電圧値を測定することができる。
【００３２】
すなわち、本発明にかかる圧電振動子の製造装置によれば、測定部と算出部と記憶部と導出部とが設けられているので、負荷容量が加算された場合であっても、その負荷容量を加算した近似方程式により負荷容量によって変動した出力電圧値をフレキシブルに測定することができ、実測した圧電振動子の出力電圧値の測定精度を向上させることができる。
【００３３】
また、本発明にかかる圧電振動子の製造方法によれば、測定工程と算出工程と記憶工程と導出工程とを有しているので、負荷容量が加算された場合であっても、その負荷容量を加算した近似方程式により負荷容量によって変動した出力電圧値をフレキシブルに測定することができ、実測した圧電振動子の出力電圧値の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる水晶振動子の製造装置の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施の形態にかかる水晶振動子の製造装置に設けられた表示部から出力される出力表示を示した図である。
【図３】本実施の形態にかかる水晶振動子の製造装置を用いて、水晶振動子の出力電圧値を測定する方法を示したフローチャートである。
【図４】本実施の形態にかかる水晶振動子の製造装置と、特許文献１に開示の従来の水晶振動子のＣＩ測定方法を用いた製造装置とを用いて、それぞれ基準となる予め設定した水晶振動子のＣＩ値に対して実測した製造対象となる水晶振動子の出力電圧値のグラフである。
【符号の説明】
１  製造装置
１１  測定部
１２  算出部
１３  記憶部
１４  導出部
１５  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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