(57)【要約】【課題】加工工具を用いた漏れ振動調整加工において、小型化した振動子片の脚の折れに対する危険を回避することができる圧電振動子片の特性調整加工装置およびこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法を提供する。【解決手段】圧電材料からなる母圧電基板に結合部を介して一体に形成されている電極を有する振動子片の脚の一部に対して加工工具を用いて漏れ振動調整加工を行う圧電振動子片の特性調整加工装置において、漏れ振動調整加工が行われる振動子片の脚を保持する脚保持台と脚保持台を移動させる脚保持台移動手段とを有し、漏れ振動調整加工を行うときには脚保持台が振動子片の脚を保持し、漏れ振動に起因する漏れ振動出力を測定するときには脚保持台移動手段が脚保持台を振動子片の脚から離れるように移動させることを特徴とする。【選択図】図１
2009063415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる母圧電基板に結合部を介して一体に形成されている電極を有する振動子片の脚の一部に対して、加工工具を用いて漏れ振動調整加工を行う圧電振動子片の特性調整加工装置において、
漏れ振動調整加工が行われる前記振動子片の脚を保持する脚保持台と、
前記脚保持台を移動させる脚保持台移動手段とを有し、
前記加工工具が前記振動子片の脚の一部に接触した状態で加工圧力を加えながら漏れ振動調整加工を行うときには前記脚保持台が前記振動子片の脚を保持し、
前記加工工具を前記振動子片の脚から離して前記振動子片に駆動振動を発振させて漏れ振動に起因する漏れ振動出力を測定するときには前記脚保持台移動手段が前記脚保持台を前記振動子片の脚から離れるように移動させることを特徴とする圧電振動子片の特性調整加工装置。
【請求項２】
前記脚保持台の前記振動子片の脚と接触する表面部分は、摩擦係数が高くかつ弾性を有する平坦なゴム状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子片の特性調整加工装置。
【請求項３】
前記脚保持台の前記振動子片の脚と接触する表面部分の形状は、前記振動子片の脚を挿入自在に２方向に固定保持できる凹型形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電振動子片の特性調整加工装置。
【請求項４】
前記加工工具は、薄板状の弾性を有する薄板状砥石または弾性を有する砥石保持部材で保持された前記薄板状砥石であり、前記加工工具を振動加工装置に装着して前記振動子片の一部に対して漏れ振動調整加工を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子片の特性調整加工装置。
【請求項５】
前記圧電材料が水晶であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電振動子片の特性調整加工装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動子片の特性調整加工装置を用いて、振動ジャイロで利用される圧電振動子を次の（ａ）から（ｄ）の工程により製造することを特徴とする振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法。
（ａ）漏れ振動出力を測定する漏れ振動出力測定工程。
（ｂ）前記漏れ振動出力測定工程を経て測定された前記漏れ振動出力に応じて漏れ振動の調整加工を行う漏れ振動調整加工工程。
（ｃ）前記漏れ振動調整加工工程を経た後に漏れ振動出力を再測定し、所定の規格値の範囲内であれば次工程の切断工程に進み、範囲外であれば前記漏れ振動調整加工工程を再度実施するように判断を行う漏れ振動出力再測定工程。
（ｄ）前記漏れ振動出力再測定工程を経て所定の規格値の範囲に入っている前記振動子片を前記母圧電基板から分断して圧電振動子を得る切断工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電材料からなる振動子片の脚の一部に対して漏れ振動調整加工を行う圧電振動子片の特性調整加工装置及びこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電材料からなる圧電振動子を用いた製品の例として、角速度のセンサである振動ジャイロなどがあり、自動車のナビゲーションシステム、ビデオカメラやデジタルカメラの手振れ検出装置などに使用されている。一例として、圧電材料である水晶を用いた音叉型振動ジャイロ振動子の特性調整加工である漏れ振動調整加工について簡単に説明する。
【０００３】
Ｚ軸方向に厚みを有し、Ｙ軸方向に平行に脚を有し、Ｘ軸方向に２本の脚が並んでいる図１１に示すような振動子を用いた２脚音叉型水晶振動ジャイロを例にして説明する。一般に、振動ジャイロの振動子においては、Ｘ軸方向の駆動振動とＺ軸方向の検出振動の共振周波数が３００Ｈｚ程度の接近した構成を必要とするが、加工精度の限界や、水晶の結晶異方性に起因して、駆動振動と検出振動の機械的結合が発生する。
【０００４】
このＸ軸方向の駆動振動とＺ軸方向の検出振動との機械的結合がある場合は、Ｙ軸周りの角速度が印加されていない状態でも、２つの脚の先端はＸ軸方向への直線的な振動とならず、Ｚ軸方向にも振動を発生させてしまう。このＺ軸方向の振動が漏れ振動であり、これがノイズやドリフトの原因となる。
【０００５】
このようなＹ軸周りの角速度が印加されていない状態でのＺ軸方向の漏れ振動に起因する漏れ振動出力は、図１２の断面図に示すような２脚音叉型の振動子の矩形の脚の角部である調整部Ｍ１からＭ８を適宜選択して面取り加工することにより、矯正することができることが知られている。
【０００６】
そして、このＹ軸周りの角速度が印加されていない状態でのＺ軸方向の振動出力である漏れ振動出力が規格範囲内に収まるように、漏れ振動出力に応じて振動子の脚の調整部を選択し、調整部に対して加工工具などを押圧しながら面取り加工する漏れ振動調整加工が従来から一般に行われている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００７】
従来の漏れ振動調整加工においては、１個ずつに分離された振動子の固定部をパッケージ等に接着剤などを介して固定して振動子の脚に駆動振動を発振させた状態で漏れ振動出力を測定していた。そして、この漏れ振動出力に応じて加工工具を用いて振動子の脚の一部である調整部に対して漏れ振動調整加工を行い、漏れ振動出力が規格値に入るまでこの漏れ振動出力の測定と漏れ振動調整加工を繰り返している。
【０００８】
そのため、振動子の固定部はパッケージ等に接着剤などを介して固定しているが、振動子の脚は駆動振動を発振できるように固定せず、浮かせた状態で加工工具として研磨材を埋め込んだテープや回転する砥石を用いて漏れ振動調整加工を行っていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２４３４５１号公報（第３から７頁、第９、１０図）
【特許文献２】特開平１１−３０８０６４号公報（第４から7頁、第９、１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年、振動ジャイロに用いる振動子は小型化してきており、当然その振動子の脚も細くなるため、研磨材を埋め込んだテープや回転する砥石などの圧力を掛けて加工を行う方式では漏れ振動調整加工時の振動子の脚折れの危険が増大し、問題になっている。また、このことに起因して、振動子の脚が細くなると漏れ振動調整加工での加工圧力に限界が生じるため、非常に低い加工圧力で漏れ振動調整加工を行わなければならず、加工時間が長くなるという問題が生じてくる。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工における振動子片の脚の折れに対する危険を回避すると同時に、漏れ振動調整加工に要する時間を短縮することができる圧電振動子片の特性調整加工装置を提供すると共にこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法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】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明の圧電振動子片の特性調整加工装置は、圧電材料からなる母圧電基板に結合部を介して一体に形成されている電極を有する振動子片の脚の一部に対して加工工具を用いて漏れ振動調整加工を行う圧電振動子片の特性調整加工装置において、
漏れ振動調整加工が行われる振動子片の脚を保持する脚保持台と、
脚保持台を移動させる脚保持台移動手段とを有し、
加工工具が振動子片の脚の一部に接触した状態で加工圧力を加えながら漏れ振動調整加工を行うときには脚保持台が振動子片の脚を保持し、
加工工具を振動子片の脚から離して振動子片に駆動振動を発振させて漏れ振動に起因する漏れ振動出力を測定するときには脚保持台移動手段が脚保持台を振動子片の脚から離れるように移動させることを特徴とする。
【００１３】
また、脚保持台の振動子片の脚と接触する表面部分は、摩擦係数が高くかつ弾性を有する平坦なゴム状の部材であることを特徴とする。
【００１４】
また、脚保持台の振動子片の脚と接触する表面部分の形状は、振動子片の脚を挿入自在に２方向に固定保持できる凹型形状であることを特徴とする。
【００１５】
また、加工工具が薄板状の弾性を有する薄板状砥石または弾性を有する砥石保持部材で保持された薄板状砥石であり、この加工工具を振動加工装置に装着して振動子片の一部に対して漏れ振動調整加工を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、圧電材料が水晶であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法は、圧電振動子片の特性調整加工装置を用い、振動ジャイロで利用される圧電振動子を次の（ａ）から（ｄ）の工程により製造することを特徴とする。
（ａ）漏れ振動出力を測定する漏れ振動出力測定工程。
（ｂ）漏れ振動出力測定工程を経て測定された漏れ振動出力に応じて漏れ振動の調整加工を行う漏れ振動調整加工工程。
（ｃ）漏れ振動調整加工工程を経た後に漏れ振動出力を再測定し、所定の規格値の範囲内であれば次工程の切断工程に進み、範囲外であれば漏れ振動調整加工工程を再度実施するように判断を行う漏れ振動出力再測定工程。
（ｄ）漏れ振動出力再測定工程を経て所定の規格値の範囲に入っている振動子片を母圧電
基板から分断して圧電振動子を得る切断工程。
【００１８】
（作用）
本発明によれば、加工工具を振動子片の脚の一部である調整部に接触させた状態で加工圧力を加えながら漏れ振動調整加工を行うときには振動子片の脚の変形を小さくするように脚保持台が振動子片の脚を保持し、加工工具を振動子片の脚から離して振動子片に駆動振動を発振させた状態で漏れ振動出力を測定するときには脚保持台移動手段により脚保持台が振動子片の脚から離れるように移動して、漏れ振動出力が規格範囲内に入るように振動子片の漏れ振動調整加工を行うので、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工における振動子片の脚の折れに対する危険を回避することができる圧電振動子片の特性調整加工装置を提供することができる。
【００１９】
また、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工においても脚の折れに対する危険を回避することができるため加工工具の加工圧力に関する制限を緩和することができ、漏れ振動調整加工に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
更に、今後の振動子片の更なる小型化に対して、漏れ振動調整加工の加工圧力に関する制限が緩和されるため設計自由度を大きくすることができる。
【００２１】
また、母圧電基板に結合部を介して一体に形成されている振動子片の状態で漏れ振動調整加工を行うので、脚保持台が振動子片の脚を保持する時にパッケージの形状による制限もなく容易に脚保持台および脚保持台移動手段を設置することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、脚保持台の振動子片の脚と接触する表面部分は、摩擦係数が高くかつ弾性を有する平坦なゴム状の材質であるので、脚保持台の表面が振動子片の脚に接触して脚を保持すると、加工工具からの加工圧力により振動子片の脚は若干変形するので脚保持台表面と振動子片の脚との間の脚保持台表面方向の摩擦力も大きくなり、振動子片の脚をＺ軸方向と同時にＸ軸方向について保持することが可能である。
【００２３】
また、本発明によれば、脚保持台の振動子片の脚と接触する表面部分の形状が、振動子片の脚を挿入自在に２方向に固定保持できる凹型形状であるので、振動子片の脚を挿入自在にＺ軸方向と同時にＸ軸方向について保持することが可能である。
【００２４】
また、本発明によれば、加工工具が薄板状の弾性を有する薄板状砥石または弾性を有する砥石保持部材で保持された薄板状砥石であり、振動加工装置に装着され、薄板状砥石が振動しながら振動子片の一部に対して漏れ振動調整加工を行うので、回転させて加工を行う円柱状砥石の直径に比較して薄い平板状の砥石を使用することができ、母圧電基板上に小型の振動子片が高密度に配置されている場合にも、振動子片の狭い脚間および隣り合う狭い振動子片の間の漏れ振動調整加工を行うことができる。
【００２５】
また、弾性を有する薄板状砥石または弾性を有する砥石保持部材に固着した薄板状砥石を用いて加工を行うので、調整部を加工するときに急激な加工圧力の変動がなく、安定した漏れ調整加工作業を行うことができる。更に、振動子片の脚を脚保持台で保持して漏れ調整加工を行うため、加工圧力による振動子片の脚の折れに対する危険を回避することができるので、薄板状砥石の利点と合わせて更なる振動子片の小型化に対して、漏れ振動調整加工を容易に行うことができる。
【００２６】
本発明の振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法によれば、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工においても脚の折れに対する危険を回避することができるため加工工具の加工圧力に関する制限を緩和することができ、漏れ振動調整加工に要する時間を短縮すること
ができるので高精度の振動ジャイロ用圧電振動子を低コストで提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工における振動子片の脚の折れに対する危険を回避することができる圧電振動子片の特性調整加工装置とこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
前述の背景技術の説明においては、図１１に示す振動子Ｊ１０のように、漏れ振動調整加工が施されていないが、１個ずつに分離され、振動子形状と電極が形成されている状態の振動子に対して、振動子または圧電振動子として説明した。
【００２９】
ここで、以後の説明のために本願では、図７（ｂ）に示すような母圧電基板Ｗ１０に結合部Ｗ１１を介して一体に結合している状態で形成されている振動子形状の部位を振動子片Ｗ２０といい、振動子片Ｗ２０が母圧電基板Ｗ１０から結合部Ｗ１１を切り離されたとき圧電振動子ということにする。従って、振動子片Ｗ２０が漏れ振動調整加工工程を経ていても、振動子片Ｗ２０は母圧電基板Ｗ１０から結合部Ｗ１１を切り離されていない場合は、振動子片Ｗ２０ということになる。
【００３０】
また、本願では固定する場所を明確にするため、図７（ｂ）の振動子片Ｗ２０のように基部Ｊ１５の他に外部に固定するための固定部Ｊ１６を有する形状で説明するが、基部Ｊ１５を外部に固定する場合は基部Ｊ１５が固定部になる。
【００３１】
以下、本発明にかかる好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。主に２脚または３脚音叉型の圧電振動子片の一つである水晶振動子片を例に取り説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態にかかる漏れ振動調整加工における３脚音叉型振動ジャイロの漏れ振動を調整する特性調整加工装置とこの特性調整加工装置を用いた３脚音叉型振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法とを説明する斜視図であり、脚保持台Ｒ１が脚保持台移動手段Ｒ２により脚保持位置に移動して加工が行われているところを説明している。
【００３３】
図２は加工工具が振動子片の脚から離れ、漏れ振動出力を測定するために脚保持台Ｒ１が脚保持台移動手段Ｒ２により脚保持位置から待機位置に移動しているところを説明している。図７は本発明の第１の実施形態にかかる母圧電基板形成工程を説明する図である。図７（ａ）は母圧電基板を示す図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ部の拡大平面図であり、母圧電基板に振動子片の形状が形成されている状態を示している。
【００３４】
図８は本発明の第１の実施形態にかかる母圧電基板に形成された振動子片の脚の断面図で、電極が形成されている状態を示している。図９は本発明の第１の実施形態にかかる漏れ振動調整加工における母圧電基板と基台との関係を説明する図である。図９（ａ）は母圧電基板を基台に仮固定した状態を示す斜視図である。図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面におけるＡ部を示す部分拡大断面図である。
【００３５】
図１０は本発明の第１の実施形態にかかる母圧電基板と基台との関係を説明する図である。図１０（ａ）は母圧電基板を基台に仮固定した状態を示す斜視図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面におけるＡ部を示す部分拡大断面図で、エアで吸引する仮固定方法を説明している。
【００３６】
図１３は調整部を面取り加工した形状を説明するための模式図である。図１４は図１３
と反対方向に調整部を面取り加工した形状を説明するための模式図である。図１５は２脚音叉型水晶ジャイロの駆動検出方法を説明するための断面及び配線や駆動検出回路の模式図である。図１６は３脚音叉型水晶ジャイロの駆動検出方法を説明するための断面及び配線や駆動検出回路の模式図である。
【００３７】
これらの図を参照しながら、本発明の第１の実施形態にかかる圧電振動子片の特性調整加工装置及びこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法を説明する。
【００３８】
先ず、対象とする振動子片Ｗ２０について２脚音叉型の振動子片を例に取り、説明する。図７（ａ）は、母圧電基板Ｗ１０の平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ部を拡大した平面図で、少なくとも１個以上の振動子片Ｗ２０がエッチング加工技術等を用いて形成された状態を示している。振動子片Ｗ２０の第１の脚Ｊ１１、第２の脚Ｊ１２が基部Ｊ１５で結合しており、基部Ｊ１５と結合している固定部Ｊ１６は結合部Ｗ１１を介して母圧電基板Ｗ１０に一体に結合している。
【００３９】
尚、この説明の振動子片Ｗ２０では固定部Ｊ１６を設けているが、固定部Ｊ１６を設けずに基部Ｊ１５が直接に結合部Ｗ１１を介して母圧電基板Ｗ１０に一体に結合していても良い。また、振動子片Ｗ２０は図８に示すように第１の脚Ｊ１１には、駆動電極Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３及びＪ４が形成され、右側に記す第２の脚Ｊ１２には脚の角部に検出電極Ｊ５、Ｊ６、Ｊ７及びＪ８の電極パターンが形成された状態になっている。
【００４０】
次に、このような振動子片Ｗ２０を基台Ｋ３０に仮固定する方法を説明する。図９は、母圧電基板に結合部を介して一体に結合している振動子片Ｗ２０が基台Ｋ３０に仮固定された状態を示す図で、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ断面におけるＡ部を示す部分拡大断面図で、振動子片Ｗ２０の中央（図７の第２脚Ｊ１２の長手方向）の断面を示す。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、振動子片Ｗ２０が結合部Ｗ１１を介して一体に結合している母圧電基板Ｗ１０を平面度が高精度に仕上げられた基台Ｋ３０の上面に位置決めして載置する。そして母圧電基板Ｗ１０に結合部Ｗ１１を介して一体に結合している振動子片Ｗ２０を基台Ｋ３０に仮固定するときは、図９（ｂ）では、振動子片Ｗ２０の固定部Ｊ１６を上から図示していない押圧部材などにより押圧して基台Ｋ３０の上に仮固定する。
【００４２】
更に、図１０（ｂ）に示すように、基台Ｋ３０に吸引部Ｋ３１を設け、図示していないエアポンプによってエアを吸引して、基台Ｋ３０に位置決めして載置されている母圧電基板Ｗ１０の固定部Ｊ１６を吸引して仮固定しても良い。また、母圧電基板Ｗ１０を基台Ｋ３０の平面度の良い面に倣わせるように、母圧電基板Ｗ１０の振動子片Ｗ２０以外の部分も仮固定することが推奨される。
【００４３】
次に、このように、基台Ｋ３０の上に位置決めして仮固定された母圧電基板Ｗ１０上の少なくとも１個以上の振動子片Ｗ２０に対して行う漏れ振動調整加工について説明する。図１は、加工工具として回転する円柱状砥石Ｋ４０を用いて調整部を面取り加工することにより漏れ振動調整加工を行う場合の模式図である。図１は３脚構成で図示してあるが、２脚構成でも方法は全く同じである。
【００４４】
図１は一例として調整部Ｍ１が選択された場合について漏れ振動調整加工を行っているところを示しており、加工工具である回転する円柱状砥石Ｋ４０を漏れ振動出力に応じて脚Ｊ１１の調整部Ｍ１に適度の切り込みを行いながら適度な加工長さＭＬになるように脚Ｊ１１に平行に移動させることで漏れ振動調整加工を行うことを示している。他の調整部
についても同様に漏れ振動調整加工を行うことができる。
【００４５】
ここで、図１において、加工工具である回転する円柱状砥石Ｋ４０は、図示していないＸ−Ｙ−Ｚステージに回転自在に固定保持され、調整部への移動と加工長さＭＬの移動および円柱状砥石Ｋ４０の切り込み量の調節などができる構成になっている。
【００４６】
次に、脚保持台Ｒ１および脚保持台移動手段Ｒ２の構成と動きについて説明する。図１に示す脚Ｊ１１の調整部Ｍ１の漏れ振動調整加工を開始するときには、図１に示すようにＺ軸ステージからなる上下移動可能な脚保持台移動手段Ｒ２に固定されている脚保持台Ｒ１が、加工圧力が掛かっていない状態の時の振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１の下面に接する脚保持位置に移動して振動子片Ｗ２０の少なくとも脚Ｊ１１を保持し、振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１が加工工具からの加工圧力により変形するのを減少させる。
【００４７】
また、漏れ振動調整加工を終了して漏れ振動出力を測定するために振動子片Ｗ２０に駆動振動を発振させるときには、図２に示すように脚保持台Ｒ１が脚保持台移動手段Ｒ２により振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１およびＪ１２の下面に接する脚保持位置から離れた下方に設定されている待機位置に移動している構成になっている。
【００４８】
次に、Ｙ軸周りに角速度が付与されていない状態で、Ｘ軸方向の駆動振動との機械的結合により生じたＺ軸方向の検出振動である漏れ振動に起因する漏れ振動出力の測定方法を説明する。ここで駆動振動と漏れ振動および漏れ振動に起因する漏れ振動出力の測定について、図１５の２脚音叉型水晶ジャイロの断面及び配線や駆動検出回路を示す模式図で説明する。
【００４９】
例えば電極Ｊ１及びＪ３の電位を参照として発振条件を超える増幅率でアンプＪＧを用いて増幅し、発振条件を満足する位相に移相回路ＪＰで整えて電極Ｊ２及びＪ４に戻すことにより、第１の脚Ｊ１１の屈曲に伴う機械的な戻り力と電気的な力の間でエネルギーの交換が起こり、第１の脚Ｊ１１をＸ軸方向に自励発振させることがきる。
【００５０】
また、振動子片Ｗ２０全体で見ると、第１の脚Ｊ１１及び第２の脚Ｊ１２の運動量をバランスさせる為、第１の脚Ｊ１１がＸ軸方向に動く時、第２の脚Ｊ１２は−Ｘ軸方向に動き、第１の脚Ｊ１１が−Ｘ軸方向に動く時、第２の脚Ｊ１２がＸ軸方向に動く動作となり、その周波数は、音叉型振動子Ｊ１０の面内屈曲振動の共振周波数とほぼ一致する。この振動が駆動振動である。
【００５１】
このように駆動振動を行っているときに、Ｙ軸周りに角速度が印加されていない状態（コリオリ力が働いていない状態）のＺ軸方向の振動が漏れ振動である。この漏れ振動に起因する漏れ振動出力は、電極Ｊ５及び電極Ｊ７を一方の入力信号とし、電極Ｊ６及び電極Ｊ８を他方の入力信号とし、差動バッファＪＤにより差動増幅された信号出力として検査装置で測定される。
【００５２】
今までは２脚音叉型水晶ジャイロについて説明してきたが、３脚音叉型水晶ジャイロについても全く同様の構成で説明することが出来る。図１６は３脚音叉型水晶ジャイロの断面及び配線や駆動検出回路の模式図である。
【００５３】
図１６を簡単に説明すると、脚Ｊ１１と脚Ｊ１２は脚の平面に駆動電極１Ｌ、１Ｒ、１Ｄ、１Ｕ及び２Ｌ、２Ｒ、２Ｄ、２Ｕを有し、これらの駆動電極によって面内屈曲振動をする。脚Ｊ１３においては１つの脚の平面上に電極３Ｇを有しアースされており、２個の電極３Ｄ、３Ｕは角部に形成され、この電極３Ｄ、３Ｕが検出電極を形成する。回路系については図１５の構成と同じである。
【００５４】
ここで、先に説明したように基台Ｋ３０に振動子片Ｗ２０を仮固定した状態で漏れ振動調整加工を行う振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法について、図１６の３脚音叉型水晶ジャイロを例にとり説明する。
【００５５】
［漏れ振動出力測定工程］
まず、漏れ振動出力を測定する漏れ振動出力測定工程を説明する。漏れ振動出力は、駆動振動を行わせている時に、Ｙ軸周りに角速度が印加されていない状態で図１６に示した検出電極３Ｄ、３Ｕを入力信号とし、差動バッファＪＤにより差動増幅された信号出力として検査装置で測定される。ここで、電気的な接続は、母圧電基板Ｗ１０に結合部Ｗ１１を介して一体に結合している振動子片Ｗ２０の固定部Ｊ１６に配線された必要な電極にプローブピン（図示していない）などでコンタクトする。
【００５６】
先に述べたように、振動子片Ｗ２０に駆動振動を発振させて漏れ振動出力を測定するときには、図２に示すように脚保持台Ｒ１が脚保持台移動手段Ｒ２により振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１およびＪ１２の保持位置から離れた下方の待機位置に移動している。
【００５７】
［漏れ振動調整加工工程］
次に、漏れ振動調整加工工程を説明する。漏れ振動調整加工工程は、漏れ振動出力測定工程を経て測定された漏れ振動出力に応じて漏れ振動の調整加工を行う工程である。測定された漏れ振動出力に応じて漏れ振動出力が小さくなるように、調整部Ｍ１〜Ｍ８の少なくとも１箇所以上を面取り加工して漏れ振動を調整するが、漏れ振動出力は、調整部Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５及びＭ７の面取り（図１３参照）加工では同じ方向に変化し、また調整部の方向がこれらと直交するＭ２、Ｍ４、Ｍ６及びＭ８の面取り（図１４参照）加工では逆方向に変化する。
【００５８】
そのため、調整部Ｍ１およびＭ５の漏れ調整加工である面取り加工では、漏れ振動出力が同方向に変化し、調整部Ｍ４およびＭ８の漏れ調整加工では逆方向に変化するので、図１に示す加工工具側の調整部Ｍ１、Ｍ４，Ｍ５、Ｍ８に対する漏れ振動調整加工だけでも漏れ振動出力を調整することができる。図１に示すような脚保持台の配置の場合には、この調整部Ｍ１、Ｍ４，Ｍ５、Ｍ８のいずれか一箇所以上を漏れ振動調整加工することになる。
【００５９】
このとき、駆動信号に対する漏れ振動出力の位相や漏れ振動出力の大きさにより、漏れ振動出力が低減する調整部Ｍ１〜Ｍ８の選択とその調整部の加工位置および加工工具の切り込み量などを決定することができる。同一の加工工具の切り込み量に対して漏れ振動出力の変化率は、調整部Ｍ１〜Ｍ８の加工位置が脚の根本側では大きく、先端側では小さくなる。
【００６０】
この特性から、漏れ振動出力が大きい場合には、調整部Ｍ１〜Ｍ８の中の適切な脚の根本よりを中心に漏れ調整加工を行うと効率良く漏れ振動出力を低減でき、漏れ振動出力が小さい場合には、調整部Ｍ１〜Ｍ８の中の適切な脚の先端よりを中心に漏れ調整加工を行うと漏れ振動出力の微調整が容易である。
【００６１】
また、先に述べたように、振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１に対して漏れ振動調整加工するときには、図１に示すように脚保持台Ｒ１が、加工圧力が掛かっていない状態の時の振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１の下面に接する脚保持位置に移動して振動子片Ｗ２０の少なくとも脚Ｊ１１を保持し、振動子片Ｗ２０の脚Ｊ１１が加工工具からの加工圧力により変形するのを減少させる。
【００６２】
［漏れ振動出力再測定工程］
次に、漏れ振動出力再測定工程を説明する。漏れ振動出力再測定工程は、再度漏れ振動出力を測定し、漏れ振動出力の大きさが所定の規格値範囲に入れば漏れ振動調整加工を終了し、規格値範囲に入っていなければ更に上記の漏れ振動調整加工と漏れ振動出力の再測定を繰り返して実施するように判断を行う。
【００６３】
このようにして、漏れ振動調整加工を行い、漏れ振動に起因する漏れ振動出力の大きさが所定の規格値範囲に入れば漏れ振動調整加工を終了し、洗浄等の作業を行う。
【００６４】
［切断工程］
そして、最後に切断工程を説明する。母圧電基板Ｗ１０上の結合部Ｗ１１（図７参照）をレーザー加工技術などを用いて切断し、母圧電基板Ｗ１０から振動子片Ｗ２０を分断すると漏れ振動の調整が完了した圧電振動子を得ることができる。
【００６５】
本実施形態によれば、加工工具を調整部に接触させた状態で加工圧力を加えながら漏れ振動調整加工を行うときには振動子片の脚の変形を小さくするように脚保持台が振動子片の脚を保持し、加工工具を振動子片の脚から離して振動子片に駆動振動を発振させた状態で漏れ振動出力を測定するときには脚保持台移動手段により脚保持台が振動子片の脚から離れるように移動するので、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工における振動子片の脚の折れに対する危険を回避することができる圧電振動子片の特性調整加工装置を提供することができる。
【００６６】
更に、今後の振動子片の更なる小型化に対して、漏れ振動調整加工の加工圧力に関する制限が緩和されるため設計自由度を大きくすることができる。また、母圧電基板に結合部を介して一体に形成されている振動子片の状態で漏れ振動調整加工を行うので、脚保持台が振動子片の脚を保持する時にパッケージの形状による制限もなく容易に脚保持台および脚保持台移動手段を設置することが出来る。
【００６７】
本実施形態における振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法によれば、小型化した振動子片の漏れ振動調整加工においても脚の折れに対する危険を回避することができるため加工工具の加工圧力に関する制限を緩和することができ、漏れ振動調整加工に要する時間を短縮することができるので高精度の振動ジャイロ圧電振動子を低コストで提供することができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる圧電振動子片の特性調整加工装置について図５を参照しながら説明する。なお、図５は本発明の第２の実施形態にかかる平坦なゴム状の部材が脚保持台の表面に接着されているところを示す斜視図である。本実施形態は脚保持台が第１の実施形態と異なっており、その他は同様である。したがって、第１の実施形態と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００６９】
図５に示すように、脚保持台Ｒ１の表面に摩擦係数が高くかつ弾性を有する平坦なゴム状の部材Ｒ１０が接着剤等により固着している構造にする。この平坦なゴム状の部材Ｒ１０を表面に有する脚保持台Ｒ１を用いて、振動子片Ｗ２０の脚を保持し、漏れ振動調整加工を行う。漏れ振動に起因する漏れ振動出力のモニターや漏れ振動調整加工作業を含む振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法は前述の第１の実施形態と同様である。
【００７０】
本実施形態によれば、脚保持台Ｒ１の振動子片の脚と接触する表面部分は、摩擦係数が高くかつ弾性を有する平坦なゴム状の部材Ｒ１０であるので、脚保持台Ｒ１の表面が振動子片の脚に接触して脚を保持すると、加工工具からの加工圧力により振動子片の脚は若干
変形するので脚保持台表面と振動子片の脚との間の脚保持台表面方向の摩擦力も大きくなり、振動子片の脚をＺ軸方向と同時にＸ軸方向についても保持することが可能である。
【００７１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる圧電振動子片の特性調整加工装置について図６を参照しながら説明する。なお、図６は第３の実施形態にかかる脚保持台の表面に凹型形状の溝があることを示す斜視図である。本実施形態は脚保持台の表面形状が第１および第２の実施形態と異なっており、その他は同様である。したがって、第１の実施形態と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００７２】
図６に示すように、脚保持台Ｒ１の振動子片Ｗ２０の脚と接触する表面部分の形状が、振動子片Ｗ２０の脚を挿入自在に２方向に固定保持できる凹型形状Ｒ１１にする。この２方向に固定保持できる凹型形状Ｒ１１を表面に有する脚保持台Ｒ１を用いて、振動子片Ｗ２０の脚を保持し、漏れ振動調整加工を行う。漏れ振動に起因する漏れ振動出力のモニターや漏れ振動調整加工作業を含む振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法は前述の第１の実施形態と同様である。
【００７３】
本実施形態によれば、保持台の振動子片の脚と接触する表面部分の形状が、振動子片の脚を挿入自在に２方向に固定保持できる凹型形状であるので、振動子片の脚を挿入自在にＺ軸方向と同時にＸ軸方向についても保持することが可能である。
【００７４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態にかかる圧電振動子片の特性調整加工装置およびこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法について図３および図４を参照しながら説明する。
【００７５】
なお、図３は第４の実施形態にかかる漏れ振動調整加工工程における３脚音叉型振動ジャイロの漏れ振動を調整する特性調整加工装置とこの特性調整加工装置を用いた振動ジャイロ用３脚音叉型圧電振動子の製造方法とを説明する斜視図であり、脚保持台が脚保持台移動手段により脚保持位置に移動して加工が行われているところを説明している。
【００７６】
図４は、加工工具が振動子片の脚から離れ、漏れ振動出力を測定するために脚保持台が脚保持台移動手段により脚保持位置から待機位置に移動しているところを説明している。本実施形態は、加工工具を薄板状砥石Ｋ４１とした漏れ振動調整加工工程であることに特徴があり、その他は第１、第２及び第３の実施形態と同様である。したがって、第１、第２及び第３の実施形態と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００７７】
本実施形態では、弾性を有する砥石保持部材Ｋ４２に固着されている加工工具である薄板状砥石Ｋ４１を振動加工装置に装着し、脚の長手方向に振動させながら加工を行う漏れ振動調整加工工程を説明する。
【００７８】
少なくとも１個以上の振動子片Ｗ２０が結合部Ｗ１１を介して一体に結合している母圧電基板Ｗ１０の基台Ｋ３０への仮固定や調整部のいずれか１箇所以上を漏れ振動調整加工することなどについては先に説明した第１、第２及び第３の実施形態と同様である。図３は漏れ振動調整加工工程を説明するための模式図である。図３は３脚構成で図示してあるが、２脚構成でも方法は全く同じである。
【００７９】
図３において、弾性を有する砥石保持部材Ｋ４２に固着されている薄板状砥石Ｋ４１を図示していない振動加工装置に装着し、薄板状砥石Ｋ４１を脚Ｊ１１の長手方向に振動さ
せ、脚Ｊ１１の調整部Ｍ１に漏れ振動出力に応じて適度の圧力で押し付けながら脚Ｊ１１に平行に適度な加工長さＭＬになるように移動させることで漏れ振動調整加工を行う。他の調整部についても同様に漏れ振動調整加工を行うことができる。
【００８０】
ここで、図３において、薄板状砥石Ｋ４１が固着されている弾性を有する砥石保持部材Ｋ４２を固定保持している振動加工装置は、図示していないＸ−Ｙ−Ｚステージに固定保持され、調整部のＭ１、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ８いずれかへの移動と加工長さＭＬの移動および薄板状砥石Ｋ４１の押し付け圧の調節などができる構成になっている。尚、弾性を有する砥石保持部材Ｋ４２に薄板状砥石Ｋ４１が固着されている場合について説明したが、弾性を有する薄板状砥石Ｋ４１が振動加工装置に直接保持されていても良い。
【００８１】
以降の漏れ振動に起因する漏れ振動出力のモニターや漏れ振動調整加工作業を含む振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法は前述の第１の実施形態と同様である。
【００８２】
本実施形態によれば、回転させて加工を行う円柱状砥石の直径に比較して薄い平板状の薄板状砥石を使用することができ、母圧電基板上に小型の振動子片が高密度に配置されている場合にも、振動子片の狭い脚間および隣り合う狭い振動子片の間の漏れ振動調整加工を行うことができる。
【００８３】
また、弾性を有する薄板状砥石または弾性を有する砥石保持部材に固着した薄板状砥石を用いて加工を行うので、調整部を加工するときに急激な加工圧力の変動がなく、安定した漏れ調整加工作業を行うことができる。更に、振動子片の脚を脚保持台で保持して漏れ調整加工を行うため、加工圧力による振動子片の脚の折れに対する危険を回避することができるので、薄板状砥石の利点と合わせて更なる振動子片の小型化に対して、漏れ振動調整加工を容易に行うことができる。
【００８４】
尚、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、水晶２脚音叉の圧電振動子または水晶３脚音叉の圧電振動子を例に説明したが、本発明は、脚の数は例えば１，２，３，４，５本等、脚の数に限定されるものでは無く、また材質も水晶に限らず全ての圧電材料の振動体に適用できるものである。また、本実施例においては振動ジャイロ用の圧電振動子として説明したが、振動ジャイロ用に限るものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる振動ジャイロ用３脚音叉型圧電振動子片の漏れ振動を調整する特性調整加工装置と漏れ振動調整加工工程とを説明する斜視図であり、脚保持台が脚保持台移動手段により脚保持位置に移動して加工が行われているところを説明している。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる振動ジャイロ用３脚音叉型圧電振動子片の漏れ振動を調整する特性調整加工装置と漏れ振動出力測定工程とを説明する斜視図であり、加工工具が振動子片の脚から離れ、漏れ振動出力を測定するために脚保持台が脚保持台移動手段により脚保持位置から待機位置に移動しているところを説明している。
【図３】本発明の第４の実施形態にかかる振動ジャイロ用３脚音叉型圧電振動子片の漏れ振動を調整する特性調整加工装置と漏れ振動調整加工工程とを説明する斜視図であり、脚保持台が脚保持台移動手段により脚保持位置に移動して加工が行われているところを説明している。
【図４】本発明の第４の実施形態にかかる振動ジャイロ用３脚音叉型圧電振動子片の漏れ振動を調整する特性調整加工装置と漏れ振動出力測定工程とを説明する斜視図であり、加工工具が振動子片の脚から離れ、漏れ振動出力を測定するために脚保持台が脚保持台移動手段により脚保持位置から待機位置に移動しているところを説明している。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる平坦なゴム状の部材が脚保持台の表面に接着されているところを示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる脚保持台の表面に凹型形状の溝があることを示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる母圧電基板形成工程を説明する図である。図７（ａ）は母圧電基板を示す図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ部の拡大平面図であり、母圧電基板に振動子片の形状が形成されている状態を示している。
【図８】本発明の第１の実施形態にかかる母圧電基板に形成された振動子片の脚の断面図で、電極が形成されている状態を示している。
【図９】本発明の第１の実施形態にかかる漏れ振動調整加工における母圧電基板と基台との関係を説明する図である。図９（ａ）は母圧電基板を基台に仮固定した状態を示す斜視図である。図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面におけるＡ部を示す部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態にかかる母圧電基板と基台との関係を説明する図である。図１０（ａ）は母圧電基板を基台に仮固定した状態を示す斜視図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面におけるＡ部を示す部分拡大断面図で、エアで吸引する仮固定方法を説明している。
【図１１】２脚音叉型振動子の外観を示す図である。
【図１２】２脚音叉型の振動子の調整部を示す振動子の脚の断面図である。
【図１３】調整部を面取り加工した形状を説明するための模式図である。
【図１４】図１３と反対方向に調整部を面取り加工した形状を説明するための模式図である。
【図１５】２脚音叉型水晶ジャイロの駆動検出方法を説明するための断面及び配線や駆動検出回路の模式図である。
【図１６】３脚音叉型水晶ジャイロの駆動検出方法を説明するための断面及び配線や駆動検出回路の模式図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｗ１０  母圧電基板
Ｗ１１  結合部
Ｗ２０  振動子片
Ｋ２０  導電膜
Ｋ３０  基台
Ｋ３１  吸引部
Ｋ４０  回転する円柱状砥石
Ｋ４１  薄板状砥石
Ｋ４２  砥石保持部材
Ｊ１〜Ｊ８  ２脚音叉振動子の電極
１Ｄ、１Ｒ、１Ｕ、１Ｌ  ３脚音叉振動子の第１の脚の電極
２Ｄ、２Ｒ、２Ｕ、２Ｌ  ３脚音叉振動子の第２の脚の電極
３Ｄ、３Ｕ、３Ｇ  ３脚音叉振動子の第３の脚の電極
Ｊ１０  音叉型振動子
Ｊ１１  第１の脚
Ｊ１２  第２の脚
Ｊ１３  第３の脚
Ｊ１５  基部
Ｊ１６  固定部
ＪＣ  コンパレータ
ＪＤ  差動バッファ
ＪＧ  アンプ
ＪＭ  乗算回路
ＪＰ、ＪＰ２  移相回路
ＪＳ  積分回路
Ｍ１〜Ｍ８  調整部
ＭＬ  加工長さ
Ｒ１  脚保持台
Ｒ２  脚保持台移動手段
Ｒ１０  平坦なゴム状の部材
Ｒ１１  凹型形状
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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