JP2007163143A - 振動片の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動型ジャイロを静止した状態において、面外振動成分による不要検出出力を抑制し、信頼性が高い振動型ジャイロを実現する振動片の調整方法を提供する。
【解決手段】振動片１０の調整方法は、圧電材料からなり、Ｚ軸方向に厚みを有し、直交するＸ軸方向及びＹ軸方向面内に展開される振動片１０の調整方法であって、静止時において、Ｙ軸方向に平行に延在される腕部１ａ（腕部１ｂを含む）をＸ軸方向に屈曲振動させ、振動片１０の形成時に腕部１ａのＸ軸方向側面に発生するヒレ１１１に起因する図心軸の位置がＰ２に移動することにより発生する不要検出出力を検出する工程と、検出された前記不要検出出力のレベルに対応して腕部１ａの稜線部１１３を除去する調整工程と、を含み、稜線部１１３を除去することによって、図心軸位置Ｐ２を図心軸位置Ｐ３に移動させ不要検出出力の発生を抑制する。
【選択図】図７

Description

本発明は、振動片の調整方法に関し、詳しくは、振動型ジャイロセンサに用いる振動片形成時に発生する突起部により出現する不要検出出力または振動のアンバランスを抑制する振動片の調整方法に関する。

従来、振動ジャイロセンサに用いられる振動片において、振動出力ノイズ（不要検出出力）を抑制する各種の調整方法が提案されている。
その調整手段として、負荷抵抗の調整をする方法、位相差を調整する方法があるが、位相差を調整する方法としては、バイモルフ型の振動片において、駆動検出電極の一部を削除することで駆動検出電極と共通電極間の静電容量を変え位相差を調整する方法がある。また、振動体のエッジを切削する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、音叉型振動片において、検出信号と基準信号との位相差による不要検出出力を抑制する方法として、振動片の腕部（アーム部）が連結される上端位置部分の稜線を切削する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、振動片をエッチング等の加工手段により形成したとき、エッチング速度異方性が存在する材料において、振動腕部の断面形状が台形状となり所定の振動方向以外の振動が発生する。この不要検出出力を抑制するために、振動腕の根元部をレーザー光を照射して研削する調整方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。

さらに、２対の駆動腕と、駆動腕とは離間した位置に１対の検出腕を備える振動片において、駆動腕及び検出腕の先端の幅広部表面に質量調整膜（錘層）を形成し、この質量調整膜をトリミングして質量を減らし、駆動モードの共振周波数を上昇させることで駆動腕間の共振周波数差を減じ、駆動腕から検出腕へ振動が伝搬することによる不要振動信号を減ずるという調整方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００３−１２１１５６号公報（第７頁、図８〜図１３） 特開平１１−３５１８７４号公報（第１０，１１頁、図４） 特開２００５−２４９７２８号公報（第１７，１８頁、図４１，４２） 特開２００４−２８６４７６号公報（第４頁、図３）

このような特許文献１では、駆動検出信号と基準信号との位相差をなくして不要検出出力を抑制し、特許文献４では、駆動腕間の共振周波数をトリミング調整することで不要検出出力を抑制している。これらは共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向面内の振動の位相差や検出腕への駆動腕からの振動伝播による不要検出出力を抑制することはできるが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向面外の振動（以降、単に面外振動と表すことがある）が発生する場合には、面外振動に起因する不要検出出力を抑制することはできないという課題を有している。

また、前述の特許文献３では、振動腕の断面形状が台形になる場合のＸ軸方向及びＹ軸方向面外の振動による不要検出出力を抑制することができるが、振動片形成の方法によっては、振動腕の断面形状が異なるため不要検出出力の抑制が適切にできないことが予想される。

また、特許文献２及び特許文献３では、トリミング位置が振動腕の根元部となっており、このような位置は、振動腕の振動に影響を与えやすい位置であるため調整量を多くすることはできるが、微調整は難しく、また、振動腕に衝撃等が加えられた際には、ダメージを受けやすいといわれている。

さらに、静止状態で屈曲振動している複数の振動腕が、振動子全体としては振動のバランスがとれている場合でも、振動腕の個々が面外振動を有している場合には面外振動による他軸感度が発生する。前述した特許文献１〜特許文献４では、この他軸感度（不要な角速度出力）の抑制ができないという課題を有している。

本発明の目的は、前述した課題を解決することを要旨とし、振動型ジャイロを静止した状態において、面外振動成分による不要検出出力を抑制し、信頼性が高い振動型ジャイロを実現する振動片の調整方法を提供することである。

本発明の振動片の調整方法は、圧電材料からなり、Ｚ軸方向に厚みを有し、直交するＸ軸方向及びＹ軸方向面内に展開される振動片の調整方法であって、静止時において、前記Ｙ軸方向に平行に延在される複数の腕部をＸ軸方向に屈曲振動させ、前記振動片の形成時に前記腕部のＸ軸方向側面に発生する突起部に起因する図心または図心軸の移動による不要検出出力、または＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向の振動のアンバランスを検出する工程と、検出された前記不要検出出力のレベルに対応して前記複数の腕部の選択された位置の質量を除去する調整工程と、を含み、前記調整工程によって、前記図心または図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力または振動のアンバランスの発生を抑制することを特徴とする。
ここで、Ｘ軸は電気軸、Ｙ軸は機械軸、Ｚ軸は光学軸である。また、図心とは腕部のＸＺ平面における重心を意味し、図心軸とはＸＺ平面における図心（重心）を通りＸ軸またはＺ軸に平行な軸を意味する。

圧電材料として代表的な水晶は、エッチング速度異方性を有し、振動片をエッチング加工により形成する場合には、＋Ｘ軸方向に突起部（以降、この突起部をヒレと呼称する）が生成されることが知られている。このようなヒレが生成されると、腕部の断面の図心や図心軸がヒレの方向に移動する。この状態で、腕部をＸ軸方向に屈曲振動をさせたときに、この振動子全体としての振動バランスがとれていても、腕部個々には、面外振動や＋Ｘ方向と−Ｘ方向との振動（振幅）のアンバランスが発生する。面外振動があると検出部に屈曲振動のみでは発生しない不要検出出力が検出部に発生し、振動型ジャイロをＹ軸を中心に回転させたときに正確な角速度が出力されないという課題がある。また、振動のアンバランスが生じると検出振動にもアンバランスが生じ、すなわち検出出力にもアンバランスが生じる。

本発明によれば、振動型ジャイロを静止した状態で、検出部からの検出出力（これを不要検出出力と呼ぶ）を検出し、この不要検出出力の検出レベルに対応した位置において必要な質量の除去を行うことにより、図心または図心軸をヒレがない状態（理想状態）まで、あるいは直近まで移動させることで振動のアンバランス、面外振動成分を抑制し正確な角速度を出力することができる。

また、振動のアンバランス（振幅のアンバランス）についても、図心または図心軸をヒレがない状態（理想状態）まで、あるいは直近まで移動させることで振動のバランスをとることができ、検出出力バランスをヒレがない状態に近づけることができる。

また、本発明では、静止時において、前記Ｙ軸方向に平行に延在される複数の腕部をＸ軸方向に屈曲振動させ、前記図心または前記図心軸の移動よって生ずる不要検出出力を検出する工程と、前記複数の腕部の所定位置における所定量の質量を減ずる予備工程と、この予備工程後に不要検出出力を検出する予備検出工程と、前記予備検出工程によって得られた前記不要検出出力の増減に対応して、質量を除去する位置と量とを判断し、前記複数の腕部の選択された位置の質量を減ずる調整工程と、を含み、前記図心または前記図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することが好ましい。

上述した予備工程や予備検出工程をせずに、いきなり調整工程を行う場合では、特に調整場所が定まらないことが予想され、この際、不要検出出力が逆に大きくなったり、所望の規定値以下に不要検出出力を抑制できないことが考えられるが、上述したように予備工程及び予備検出工程を設けることにより、ヒレに対応した質量を除去する位置と量とを予め決定して後続する調整工程により、不要検出出力を効率よく行うことができる。

また、前記予備工程及び前記調整工程が、前記突起部が存在する対角の稜線の一部をトリミング手段により除去する工程であり、前記図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することが好ましい。
ここで、図心軸が移動することにより発生する不要検出出力とは、ヒレの存在（特にヒレの頂点位置）によって図心軸が理想の位置（ヒレが存在しない）からずれ、ずれた図心軸で２分される腕部断面の面積比が異なることにより、内部応力分布に差が生じ、この内部応力分布差によって一般にウォークタイプと呼ばれる面外振動が発生し、静止時における面外振動による出力である。

このように、ヒレが存在する対角の稜線の一部の質量を除去することで、図心軸をヒレがない理想状態に近い状態の位置に移動させることができ、結果として図心軸の移動量を減ずることになる。従って、面外振動を抑制することができるので、不要検出出力（以降、不要な面外振動に伴う検出出力を他軸感度と表すことがある）を抑制することができる。
なお、トリミング手段としては、例えば、リューター等による研削、エッチング、レーザー加工等を採用できる。

また、前記予備工程前に、前記複数の腕部の先端部近傍のＺ方向の表裏両面に金属膜からなる錘層を形成する工程をさらに含み、前記予備工程及び前記調整工程が、前記錘層の一部をトリミング手段により除去する工程を含み、前記図心の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することが好ましい。

腕部にヒレが発生することに起因する面外振動としては、ウォークタイプの他に、一般にバタフライタイプと呼ばれる面外振動がある。このような面外振動は、腕部断面の図心位置が移動することにより発生する。

従って、上述した調整方法によれば、腕部に予め設けられた錘層の一部を除去することにより、図心位置をヒレが発生しない理想状態に近い図心位置まで移動させることにより、面外振動を抑制することができるので、不要検出出力や他軸感度を抑制することができる。

また、本発明による振動片の他の調整方法は、前述した腕部の稜線の一部を除去する調整方法を第１調整工程とし、前記第１調整工程の後に、前記複数の腕部の先端部近傍のＺ方向の表裏両面に金属膜からなる錘層を形成する工程と、前記錘層の所定位置における所定量の錘層の質量を減ずる予備工程と、この予備工程後に図心の移動によって生ずる不要検出出力を検出する予備検出工程と、前記予備検出工程によって得られた不要検出出力のレベルの増減に対応して、前記錘層を除去する位置と量とを判断し、前記錘層の選択された位置の質量をトリミング手段によって減ずる第２調整工程と、を含み、前記図心軸及び図心の移動を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする。

第１の調整工程は、図心軸の移動に関しての腕部の稜線の一部をトリミングしている。この調整方法ではウォークタイプの面外振動を抑制すると共に、調整量が大きいという特徴を有する。また、第２の調整工程は、図心の移動に関して、腕部の錘層の一部を除去してトリミングしている。この調整方法ではバタフライタイプの面外振動を抑制すると共に、微量調整が可能であるという特徴を有する。従って、上述した第１の調整工程と第２の調整工程とを組み合わせることにより、図心軸移動と図心移動に起因する面外振動の両方を抑制できることから、より一層、不要検出出力を抑制し正確な角速度の検出を行うことができる。

また、本発明の振動片の調整方法は、前記振動片が、エッチング異方性を有する圧電基板をエッチング工程によって形成され、前記エッチング工程によって発生する前記腕部のＸ軸方向側面の前記突起部の厚さ方向位置を特定するエッチング条件を設定し、前述した振動片の調整方法を用いて図心または図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする。
ここで、エッチング異方性を有する圧電基板としては、例えば水晶基板が代表される。

水晶のエッチング異方性は、その結晶異方性によるため、ヒレの発生には規則性がある。すなわち、大略Ｚ基板においては、ヒレは、Ｘ軸とＹ軸に形成される平面では＋Ｘ方向側面に発生する。また、フォト工程での調整により、ヒレの頂点位置を水晶基板の裏側または表側に偏らせることが可能である。
従って、エッチングの条件をどちらかに設定することにより、稜線または錘層のトリミングする位置を決めることができ、調整工程の短縮化を可能にする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の実施の形態に係る振動片の概略構成を示し、図６〜図９は実施形態１に係る振動片の調整方法を示す説明図、図１０は調整装置の構成を示すブロック図、図１１は、実施形態１に係る調整方法を示すフローチャート、図１２、図１３は実施形態２に係る調整方法を示す説明図、図１４は実施形態２に係る調整方法を示すフローチャート、図１５は実施形態３に係る振動片の調整方法を示す説明図、図１６〜図１９は実施形態４に係る振動片の調整方法を示す説明図である。なお、本発明の振動片は、振動ジャイロに用いられる。
（実施形態１）

まず、本発明の実施形態１に係る振動片の形状と電極構成及び振動片の動作について説明する。
図１は、本実施形態の振動片の形状を示す斜視図である。図１において、振動片１０は、圧電材料である水晶の大略Ｚ板を用い、フォトリソグラフィにより外形形状が形成されている。振動片１０には、棒状の２つの腕部１ａ，１ｂを有し、腕部１ａ，１ｂはＹ軸方向に沿って所定の長さで延在している。そして、腕部１ａ，１ｂは、この腕部１ａ，１ｂが延在する方向に対してほぼ垂直（Ｘ軸方向）に延在した棒状の梁２と接続されている。また、腕部１ａ，１ｂのそれぞれの一端は梁２から突出するように腕下端部１ｃ，１ｄが形成されている。

梁２は腕部１ａ，１ｂの間に位置する検出梁部２ａと、腕部１ａ，１ｂの外側に延在される接続梁部２ｂ，２ｃと、から構成されている。梁２の接続梁部２ｂの端部には第１の接続部３が、接続梁部２ｃの端部には第２の接続部４が接続されている。また、梁２の検出梁部２ａの中央部には第３の接続部８が接続されている。そして、第１の接続部３、第２の接続部４、第３の接続部８は基台５に接続されている。また、以上の振動片１０の各部は、Ｚ軸方向（厚さ方向）に同一の厚さを有している。
従って、この振動片１０は、直交するＸ軸方向及びＹ軸方向面内に展開されている。

図２は振動片１０の一方の面（表面）に配置された電極の構成を示す平面図、図３は図２の裏面に配置された電極の構成を示す平面図である。図２、図３において、腕部１ａのＸＹ平面の中央部には駆動電極２０が形成され、腕部１ａのＸＹ平面の端部からＹＺ平面にかけて、もう一つの駆動電極２１が形成されている。

駆動電極２０は、腕部１ａの腕下端部１ｃからＸＺ平面を通り、裏面の駆動電極２０に繋がっている。このように、腕部１ａのＡ−Ａ破断線に沿う断面においては、駆動電極２０は、腕部１ａのＸＹ平面に対向するように形成され、駆動電極２１はＹＺ平面に対向するように形成されている。

また、振動片１０の裏面の腕部１ａに形成された駆動電極２０にはリード電極２２が接続され、第１の接続部３を通り基台５の端部に至っている。そして、基台５の端部からＸＺ平面を通り、基台５の表面に設けられた駆動電極パッド２４に繋がっている。さらに、この駆動電極パッド２４から、基台５の端部を経てＸＺ平面を通り裏面へ繋がり、腕部１ｂのＸＹ平面の端部からＹＺ平面にかけて形成した、駆動電極２０に繋がっている。

腕部１ａに設けられたもう一つの駆動電極２１は、リード電極２３を通り、基台５に設けられた駆動電極パッド２５に接続されている。そして、駆動電極パッド２５からリード電極２３を通り、腕部１ｂのＸＹ平面の中央部に設けられた駆動電極２１に繋がっている。さらに、駆動電極２１は、腕部１ｂの腕下端部１ｄからＸＺ平面を通り、裏面の駆動電極２１に繋がっている。このように、腕部１ｂのＢ−Ｂ破断線に沿う断面においては、駆動電極２１は、腕部１ｂのＸＹ平面に対向するように形成され、駆動電極２０はＹＺ平面に対向するように形成されている。

以上のように、駆動電極２０と駆動電極２１とは異極となり、一対の駆動電極となるように構成されている。
なお、それぞれの腕部１ａ，１ｂのＸＹ平面の端部からＹＺ平面にかけて形成した駆動電極は、少なくともＹＺ平面にあればよく、後述する駆動モードで腕部１ａ，１ｂにＸ軸方向の屈曲振動を励起することができる。

また、振動片１０の一方の面（表面）のＸＹ平面には、一対の検出電極３０，３１が形成されている。検出電極３０は検出梁部２ａの稜線に近い部分に設けられ、リード電極３２が接続されている。リード電極３２は第３の接続部８を通り、基台５に設けられた検出電極パッド３４に接続されている。また、検出電極３１は検出梁部２ａのもう一方の稜線に近い部分に設けられ、リード電極３３が接続されている。そして、リード電極３３は第３の接続部８を通り、基台５に設けられた検出電極パッド３５に接続されている。このように、検出電極３０，３１が対となり、表面の検出梁部２ａに発生する歪を検出することが可能である。

さらに、振動片１０の他方の面（裏面）のＸＹ平面には、上記と同様に一対の検出電極４０，４１が形成されている。検出電極４０は検出梁部２ａの稜線に近い部分に設けられ、リード電極４２が接続されている。リード電極４２は第３の接続部８を通り、基台５の端部からＸＺ平面を経由して、基台５の表面に形成された検出電極パッド４４に繋がっている。また、検出電極４１は検出梁部２ａのもう一方の稜線に近い部分に設けられ、リード電極４３が接続されている。そして、リード電極４３は第３の接続部８を通り、基台５の端部からＸＺ平面を経由して、基台５の表面に形成された検出電極パッド４５に繋がっている。このように、検出電極４０，４１が対となり、裏面の検出梁部２ａに発生する歪を検出することが可能である。

なお、駆動電極パッド２４，２５および検出電極パッド３４，３５，４４，４５は、図示しない他に設けられた配線に、ワイヤーボンディングや導電性接着剤などの接続手段で接続されるように設けられている。
上述した振動片１０に配置された電極は、フォトリソグラフィにより寸法精度良く形成されており、電極の材料としてはＡｕが用いられている。

次に、以上の構成における振動片１０の、駆動モードと検出モードの動作について説明する。
図４は振動片の駆動モードでの動作を示す斜視図である。図４において、振動片１０の駆動モードでは、ＸＹ平面内で腕部１ａ，１ｂがＸ軸方向に屈曲振動をする。腕部１ａの電極構成は、腕部１ａのＸＹ平面の中央部に対向する駆動電極２０が形成され、腕部１ａのＸＹ平面の端部からＹＺ平面にかけてもう一つの対向する駆動電極２１が形成されている。また、もう一方の腕部１ｂにも駆動電極２０と駆動電極２１が配置されている。腕部１ｂでは、屈曲振動が腕部１ａとは逆相になるように駆動電極が構成されている（図２，３、参照）。
このように、腕部１ａと腕部１ｂは、相互に逆相に振動するように駆動電極が構成されているため、腕部１ａ，１ｂの先端が近づいたり、遠ざかったりするように屈曲振動する。

次に振動片の検出モードについて説明をする。
図５は、振動片１０の検出モードでの動作を示す斜視図である。図５において、振動片１０が上記の駆動モードで屈曲振動を行っている間に、Ｙ軸を回転軸とする回転が生ずると、腕部１ａ，１ｂには図５の実線矢印で示すＺ軸方向に、コリオリ力Ｆおよび点線矢印で示したコリオリ力Ｆが交互に励起される。そして、腕部１ａ，１ｂに励起されたコリオリ力によって付勢力が梁２に伝搬して、捩れによる剪断歪が生ずる。

検出梁部２ａに捩れが生ずると、図２のＣ−Ｃ切断線およびＤ−Ｄ切断線に沿う断面には電界が発生する。電界の発生パターンは、例えば検出梁部２ａの表面付近で検出電極３０から検出電極３１へ電界が発生し、検出梁部２ａの裏面付近で検出電極４１から検出電極４０へ電界が発生する。
この検出梁部２ａの表面と裏面に発生した歪を、検出電極３０，３１と検出電極４０，４１から電圧として取り出し、差動増幅し演算回路で処理することにより角速度の向き及び大きさを検出することができる。

なお、検出電極の配置は本実施形態では検出梁部２ａに設けたが、接続梁部２ｂ，２ｃにも歪が発生しているため、少なくとも接続梁部２ｂ，２ｃのどちらかに検出電極を設けても、梁２の歪を検出することができ、角速度の検出が可能である。

本発明による振動片は、水晶基板からエッチングにより外形が形成されている。この際、水晶は結晶異方性を有し、このことからエッチング速度異方性を有する。従って、水晶基板の表裏両面エッチングにより、＋Ｘ方向に突起部（一般にこのような突起部をヒレと表す）が発生する。

実施形態１では、ヒレが存在することによる不要検出出力の出現の１形態と、この不要検出出力を抑制する方法について説明する。
図６は、ヒレ１１１が発生した状態を模式的に示す説明図である。なお、実際に出現するヒレは微小であり説明を分かりリ易くするため、図６以降のヒレ形状及び図心軸の移動量は拡大して表している。
本来、ヒレ１１１が発生しないときには、腕部１ａ，１ｂの断面形状は、図中、ハッチングで表すように直角四角形であるが、ヒレ１１１により変形した断面形状となっている。図６（ａ）では、ヒレの頂部が−Ｚ方向（図では、上方）に偏った状態である。なお、ヒレ１１１は、腕部１ａ，１ｂの長手方向（Ｙ方向）にわたって発生している。また、ヒレは、−Ｘ方向側面にも発生するが、発生量がわずかであり、振動に対する影響は非常に小さいため、本実施形態では、＋Ｘ方向のヒレ１１１について説明する。

従って、本来の直角四角形のときの理想の図心軸（ここでは、ＸＺ平面における重心を通りＸ軸に平行な軸を意味する）の位置Ｐ１は、図心位置がＧ１からヒレ１１１の頂部の偏り方向の図心位置Ｇ２に移動することに伴い、Ｐ２で示される位置までに移動する。駆動電極２０，２１に駆動信号を印加すると、ヒレ１１１がない場合には、腕部１ａ，１ｂはＸ軸方向（図中、実線矢印方向）のみに屈曲振動する。しかしながら、ヒレ１１１が存在し、図心軸の位置がＰ１からＰ２まで移動しているため、腕部１ａ，１ｂは、Ｚ軸方向に振動成分が発生し、図中、破線矢印方向に振動する。このような振動をウォークタイプと呼称し、振動片１０に回転力が付加されない場合には発生しない検出信号が発生する。この振動は、Ｘ軸方向の振動に対しては面外振動であり、面外振動によって検出電極に本来発生しない検出信号が発生する。これが不要検出出力であり、正確な角速度の信号出力を妨げる。
この不要検出出力が発生する要因を図６（ｂ）を参照して説明する。

図６（ｂ）は、屈曲振動により腕部のＹ軸方向に発生する内部応力の大きさを表すグラフである。図６（ｂ）において、図心軸の位置がＰ１からＰ２に微量移動するが、ヒレの頂部が−Ｚ方向寄りにあるため、−Ｚ方向の面積は、＋Ｚ方向の面積よりも大きくなり、−Ｚ方向の内部応力が小さくなる。

図６（ｂ）では、図心軸の位置Ｐ２より上方（−Ｚ方向）の応力勾配が小さく（−Ｙ方向応力、実線で示す）、下方の応力勾配が大きい（＋Ｙ方向応力、破線で示す）。このように同一断面内（ＸＺ平面）において、応力分布が異なること、図心の位置がヒレ１１１の偏り方向にずれていることから図６（ａ）で表されるウォークタイプの振動が発生する。
なお、上述した図心軸の移動に伴う面外振動の発生は、腕部断面の形状変化により断面二次モーメントが変化し、すなわち図心軸が移動した後の図心軸を中心に腕部の断面がＸ軸方向に分割されたと仮定したときの上方向と下方向の応力分布に差異が生じていることに起因する。

次に、上述したウォークタイプの振動を抑制する方法について説明する。
図７（ａ）は、本実施形態の不要検出出力抑制工程後の腕部１ａの断面を視認して模式的に表す説明図である。なお、腕部１ａ，１ｂは、同じエッチング工程で形成され、ヒレ１１１の発生状態は同じため、腕部１ａを例示して説明する。ここで、不要検出出力を抑制するためにヒレ１１１の偏り方向の腕部１ａの稜線部をリューター等の加工手段を用いて除去する。除去する稜線部１１３の面積は、図心軸の位置をＰ２からＰ３に移動させる面積とする。除去する部位は腕部１ａのＹ軸方向にわたっていることから、図心軸の位置をＰ２からＰ３に移動するために必要な稜線部の質量を除去することを意味する。移動後の図心軸の位置Ｐ３は、図６（ａ）で示す図心軸の位置Ｐ１に相当するかＰ１の直近である。

このように図心軸の位置をヒレ１１１がない場合の位置にまで移動（戻す）ことにより、同一面内の内部応力は、図７（ｂ）に示すように図心軸の位置Ｐ３の上方向と下方向とで同じとなり（応力分布を示す勾配線が直線となる）、面外振動が抑制されてＸ軸方向の屈曲振動のみの振動が得られる。
なお、除去される稜線部１１３のＹ軸方向の領域は、ヒレ１１１がＹ軸方向に存在する領域とするが、腕部１ａ，１ｂが梁２と接合する根元近傍まで達しない範囲とすることが望ましい。これは、根元部は、腕部の振動に影響を与えやすいことと、衝撃等が加えられた際に破損しやすくなることを防ぐ意味がある。

次に、ヒレ１１１の頂部が、＋Ｚ方向（図では、下方）に偏った状態における不要検出出力を抑制する方法について説明する。
図８（ａ）は、腕部１ａの断面を視認して模式的に表す説明図である。図８（ａ）において、腕部１ａの＋Ｘ方向の側面にはヒレ１１１が形成されているが、ヒレ１１１の頂部は、＋Ｚ軸方向（図中、下方側）に偏っている。

このような位置にヒレ１１１が存在する場合も図８（ｂ）に示すように、同一面内の内部応力は、図心軸の位置がＰ１がＰ２まで微量移動しているため、腕部１ａは、図８（ａ）に示すようにＺ軸方向に振動成分が発生しウォークタイプの振動をする（図中、破線矢印方向）。そして、図８（ｂ）に示すように、図心軸の位置Ｐ２より上側（−Ｚ方向）の応力勾配が大きく（−Ｙ方向応力、実線で示す）、下側（＋Ｚ方向）の応力勾配が小さく（＋Ｙ方向応力、破線で示す）なる。
従って、図９（ａ）に示すように、前述したヒレ１１１の偏り側と同方向（−Ｘ、＋Ｚ方向）の稜線部１１３を除去することで図心軸の位置がＰ２からＰ３（Ｐ３は、ヒレがない場合の図心軸の位置Ｐ１に相当、またはＰ１の直近）に移動させることができる。

続いて、前述した実施形態１に係る振動片の調整方法について図面を参照してさらに詳しく説明する。
図１０は、本実施形態の調整装置の概略を示すブロック図、図１１は調整工程を示すフローチャートである。図１０と図１１を参照して説明する。
まず、励振回路７１を用いて駆動信号を振動片１０に入力する（ＳＴ１）。そして駆動電極２０，２１を通して振動片１０に駆動モードの振動を励振させる。このとき、検出電極３０，３１及び検出電極４０，４１に現れる不要検出出力の大きさを検出回路７２，７３によって検出（測定）し、信号を２位相ロックインアンプ７６，７７で位相検波し、演算装置８０に入力する。そして不要検出出力の有り（有りの場合は検出レベルを測定する）無しを判定する（ＳＴ２）。この際、２位相ロックインアンプ７６，７７の基準信号には励振回路の駆動周波数を入力する。また、確認のため、周波数カウンタ７５にて駆動周波数をモニタする。振動腕１ａ，１ｂにヒレ１１１がないときには、検出信号は出力しないので調整作業は終了する。

不要検出出力があるときには、駆動信号の入力を停止した後、演算装置８０の指示に沿ってＸＹステージ８５を駆動し、且つ、トリミング装置９０を操作して腕部の−Ｘ側の稜線を削る（ＳＴ３）。ここで、ＳＴ３の工程では、予め定められた位置、定められた量（微量）の除去を行う（例えば、−Ｘ側、−Ｚ側の稜線）。

続いて、再度駆動信号を入力し、腕部１ａ，１ｂを励振させる（ＳＴ４）。次に検出回路７２，７３に発生する不要検出出力が工程ＳＴ３によって、工程ＳＴ２による測定レベルより減少しているかを判定する（ＳＴ５）。不要検出出力が減少している場合には、演算装置８０の演算式の変数ａに０を入力する（ＳＴ６）。変数ａとは、除去する稜線部の位置を示すものであり、本実施形態では、変数ａ＝０のときには、腕部１ａ，１ｂの−Ｘ側の上面の稜線を除去することを示唆する（図９に示す）。

続いて、予め規定された不要検出出力に対して前工程で検出した不要検出出力が規定値以下であるか、規定値以上であるかを判定する（ＳＴ７）。不要検出出力が規定値以下の場合は、調整作業を終了する。

また、工程ＳＴ５において不要検出出力が増加した場合には、演算装置８０の変数ａに１を入力する（ＳＴ１１）。変数ａ＝１のときには、腕部１ａ，１ｂの−Ｘ側の下面の稜線を除去することを示唆する（図７に示す）。ここでも、工程ＳＴ７によって不要検出出力のレベルが規定値以下であれば調整作業を終了する。

工程ＳＴ７において、不要検出出力が規定値以上の場合には、次の工程に移行するが、工程ＳＴ６において変数ａ＝０または変数ａ＝１が入力されていることを判断し（ＳＴ２０）、変数ａ＝０が入力されている場合には、腕部の−Ｘ側の上面の稜線を除去する（ＳＴ２１）。また、変数ａ＝１が入力されている場合には腕部１ａ，１ｂの−Ｘ側の下面の稜線を除去する（ＳＴ３０）。

前述した工程（ＳＴ５）で得られた検出レベルに基づき除去すべき位置と量とを演算装置８０で演算処理してもとめ、振動片１０が載置されたＸＹステージ８５を操作し、トリミング装置９０で稜線の除去作業を行う。

トリミング装置９０としては、リューターやレーザー装置を採用することが可能で、除去される稜線部１１３は、リューターの場合には研削により連続した形状、レーザー装置では、連続点の形状となる。

工程ＳＴ２１または工程ＳＴ３０後、再度駆動信号を入力し励振させる（ＳＴ４０）。そして、工程ＳＴ７に戻って、不要検出出力が規定値以下となっているか判定し、規定値以下であれば調整作業を終了し、規定値以上であれば、工程ＳＴ２０以降の工程を規定値以下になるまで繰り返す。

なお、前述した工程ＳＴ３から工程ＳＴ５までの工程は、稜線部の除去作業を行う準備段階の予備工程であり、ＳＴ５以降が不要検出出力抑制のための調整工程と呼ぶ。

エッチング工程によって発生するヒレ１１１は、水晶基板の表裏のマスクの設計やアライメント調整により腕部１ａ，１ｂの厚さ方向（Ｚ方向）の一方側に偏らせることができる。例えば、ヒレ１１１を−Ｚ方向（図中、上方側）へ偏らせておけば、除去すべき稜線は−Ｘ方向の下面側（＋Ｚ側）稜線となる。のこのようにすれば、前述した予備工程を省略することが可能である。

従って、前述した実施形態１によれば、振動型ジャイロを静止した状態で、検出電極３０，３１及び検出電極４０，４１からの検出出力（不要検出出力）を検出し、この不要検出出力の検出出力のレベルに対応した位置、範囲において必要な質量の除去を行うことにより、図心軸をヒレ１１１がない状態（理想の位置Ｐ１）まで、あるいは直近まで移動させることで、面外振動を抑制し正確な角速度を出力することができる。

このような調整方法は、複数の腕部（振動腕）を有する振動片において、腕部個々の面外振動による不要検出出力（他軸感度）の抑制を可能にするため、より感度が高い振動片（つまり振動型ジャイロ）を実現することができる。

本実施形態では、稜線を除去する位置や範囲及び除去量を予め判定するための予備工程、予備検出工程を有しており、ヒレ１１１の発生に対応した稜線を除去する位置と量とを予め決定して、後続する調整工程により不要検出出力の抑制を効率よく行うことができる。このことにより、予備工程や予備検出工程をせずに、いきなり調整工程を行う方法では、特に調整場所が定まらないことが予想され、この際、不要検出出力が逆に大きくなったり、所望の規定値以下に不要検出出力を抑制できないことを防止することができる。

さらに、エッチングの条件により、ヒレ１１１が発生する位置を予め設定しておくことにより、稜線のトリミング（除去調整）をする位置を−Ｚ方向か、＋Ｚ方向か一方に決めることができ、調整工程の短縮化を可能にする。
（実施形態２）

続いて、本発明の実施形態２に係る振動片の調整方法について図面を参照して説明する。本実施形態は、前述した実施形態１が腕部のヒレによる図心軸移動に起因する不要検出出力（他軸感度）を抑制する方法であることに対し、予め付加した錘層の一部を除去することにより、ヒレによる図心移動に起因する不要検出出力（他軸感度）を抑制する方法であることに特徴を有し、振動片の構成は実施形態１と同じであるため説明を省略し、同じ部位には同じ符号を付している。また、調整装置の構成も実施形態１と共通化できるため説明を省略する。

図１２は、本実施形態に係る振動片１０の調整方法を示している。まず、振動片１０の腕部１ａ，１ｂの先端方向の表裏両面（図面の上面、下面を指す）にＡｕからなる錘層２６を形成する。
図１２（ａ）は腕部１ａ，１ｂの一部を示す正面図である。腕部１ａの駆動電極２１及び腕部１ｂの駆動電極２０の表面には、Ａｕからなる錘層２６を形成する。この錘層２６は、腕部１ａの駆動電極２１及び腕部１ｂの駆動電極２０の先端側に同じ厚さ、範囲で形成する。さらに図示しない裏面側にも対向するように同じ厚さ、範囲に錘層２６を形成する。錘層２６は、駆動電極２０，２１よりも厚く形成する。

図１２（ｂ）は、腕部１ａ，１ｂのそれぞれを先端部方向から視認して模式的に表す説明図である。図１２（ｂ）において、腕部１ａ，１ｂの＋Ｘ方向の側面にはヒレ１１１が存在する。なお、ヒレは、−Ｘ方向側面にも発生するが、発生量がわずかであり、振動に対する影響は非常に小さいため、本実施形態では、＋Ｘ方向のヒレ１１１について説明する。

本来、ヒレ１１１が発生しないときには、腕部１ａ，１ｂの断面形状は、図中、ハッチングで表すように直角四角形であるが、ヒレ１１１により変形した断面形状となっている。図１２（ｂ）では、ヒレ１１１の頂部が、−Ｚ方向（図では、上方）に偏った状態である。ヒレ１１１は、腕部１ａ，１ｂの長手方向（Ｙ方向）にわたって発生している。

本来の直角四角形のときの図心Ｇ１（同一面内では重心と同じ）は、ヒレ１１１によりＧ２で示される位置までヒレ１１１の頂部方向に移動する。駆動電極に駆動信号を印加すると、ヒレ１１１がない場合には、腕部１ａ，１ｂはＸ軸方向（図中、実線矢印方向）のみに屈曲振動する。しかしながら、ヒレ１１１が存在し、図心の位置がＧ１からＧ２まで移動しているため、腕部１ａ，１ｂは、Ｚ軸方向に振動成分が発生し、図中、破線矢印方向に振動する。このような振動をバタフライタイプの振動と呼称する面外振動が発生し、本来、振動片１０に回転力が付加されない場合には発生しない検出信号が発生する。この検出信号は不要検出出力であり、正確な角速度の信号出力を妨げる。また、直接、不要検出出力としては現れずとも、他軸感度を増加させる可能性がある。

このようなバタフライタイプの振動は、図心位置の移動に伴うもので、同一面において、図心位置がＧ１からＧ２に移動することにより断面一次モーメントのバランスが崩れたことに起因して発生する。従って、この図心位置をヒレ１１１がない状態の図心位置Ｇ１に一致させるか直近まで移動させることにより、抑制することができる。

図１２（ｃ）は、図心位置Ｇ２を移動させる方法を模式的に図示している。ここで、ヒレ１１１の偏り方向（頂部の方向）とは対向する側の錘層２６のヒレ側領域（２６ｂで示す）をレーザー装置により削除する。つまり、図心Ｇ２とは反対側に錘部２６ａを付加したことになる。この錘部２６ａにより、図心位置がＧ２からＧ３まで移動する。

図心位置Ｇ３は、説明しやすくするためにＧ１とは離間した位置に図示しているが、Ｇ１と一致させることが好ましい。また、少なくとも、図心位置Ｇ１を通るＸ軸上でＧ１に近い位置まで移動させる。このようにすることで、バタフライタイプの振動を抑制し、この振動による不要検出出力を抑制する。
なお、腕部１ａと腕部１ｂとは、同じようにヒレ１１１が発生するため、腕部１ｂの説明を省略している。

次に、ヒレ１１１の頂部が、＋Ｚ方向（図では、下方）に偏っている場合の振動片の調整方法について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は、図心の位置がＧ２にあるときの振動形態を模式的に表している。
図１３（ａ）によれば、ヒレ１１１が＋Ｚ方向（図では、下方）に偏って存在しているので、図心の位置がＧ１からＧ２まで移動している。図心位置Ｇ２は、ヒレ１１１の重心位置方向にずれた位置にある。このような状態においても、腕部１ａ，１ｂは、Ｚ軸方向に振動成分が発生し、図中、破線矢印方向にバタフライタイプの振動が発生する。
従って、この図心位置をヒレ１１１がない状態の図心位置Ｇ１に一致させるか近づくまで移動させることにより、抑制することができる。

図１３（ｂ）は、図心位置Ｇ２を移動させる方法を模式的に図示している。ここで、ヒレ１１１の偏り方向とは対向する錘層２６のヒレ側領域２６ｄをレーザー装置により削除する。つまり、図心Ｇ２とは反対側に錘部２６ｃを付加したことになる。この錘部２６ｃにより、図心位置がＧ２からＧ３まで移動する。

図心位置Ｇ３は、説明しやすくするためにＧ１とは離間した位置に図示しているが、Ｇ１と一致させることが好ましい。また、少なくとも、図心位置Ｇ１を通るＸ軸上でＧ１に近い位置まで移動させる。このようにすることで、バタフライタイプの振動を抑制し、この振動による不要検出出力を抑制する。
なお、腕部１ａと腕部１ｂとは、同じようにヒレ１１１が発生するため、腕部１ｂの説明を省略している。

続いて、実施形態２による振動片の調整方法について図面を参照してさらに詳しく説明する。
図１４は本実施形態の調整工程フローを示すフローチャートである。本実施形態の調整装置は、前述した実施形態１（図１０）と同じに表すことができるので、図１０、図１４を参照して説明する。
まず、腕部１ａ，１ｂに錘層２６を形成する（ＳＴ５０）。次に励振回路７１を用いて駆動信号を入力する（ＳＴ５１）。そして駆動電極２０，２１を通して振動片１０に駆動モードの振動を励振させる。このとき、検出電極３０，３１及び検出電極４０，４１に現れる不要検出出力の大きさを検出回路７２，７３によって検出（測定）し、信号を２位相ロックインアンプ７６，７７で位相検波し、演算装置８０に入力する。そして不要検出出力の有り（有りの場合はレベルをカウントする）無しを判定する（ＳＴ５２）。この際、２位相ロックインアンプ７６，７７の基準信号は励振回路の駆動周波数を入力する。また、確認のために周波数カウンタ７５の信号にて駆動周波数をモニタする。振動腕１ａ，１ｂにヒレ１１１がないときには、検出信号は出力しないので調整作業は終了する。

不要検出出力があるときには、駆動信号の入力を停止した後、演算装置８０の指示に沿ってＸＹステージ８５を駆動し、トリミング装置を操作して腕部の＋Ｘ側の錘層２６の一部を除去する（ＳＴ５３）。ここで、ＳＴ２の工程では、予め定められた位置、定められた量（微量）の除去を行う（例えば、＋Ｘ側上面、上端などにおいて）。

続いて、再度駆動信号を入力し、腕部１ａ，１ｂを励振させる（ＳＴ５４）。次に検出回路７２，７３に発生する不要検出出力がＳＴ５２による測定レベルより減少しているかを判定する（ＳＴ５５）。不要検出出力が減少している場合には、演算装置８０の演算式の変数ｂに０を入力する（ＳＴ５６）。変数ｂとは、除去する錘層の位置を示すものであり、本実施形態では、変数ｂ＝０のときには、腕部１ａ，１ｂの−Ｘ側の上面の錘層の一部を除去することを示唆する。

次に、予め規定された不要検出出力に対して前工程で検出した不要検出出力が規定値以下であるか、規定値以上であるかを判定する（ＳＴ５７）。不要検出出力が規定値以下の場合は、調整作業を終了する。

また、ＳＴ５５において不要検出出力が増加した場合には、演算装置８０の変数ｂに１を入力する（ＳＴ６０）。変数ｂ＝１のときには、腕部１ａ，１ｂの−Ｘ側の下面の錘層の一部を除去することを示唆する。ここでも、ＳＴ５７によって不要検出出力のレベルが規定値以下であれば調整作業を終了する。

ＳＴ５７において、不要検出出力が規定値以上の場合には、次の工程に移行するが、ＳＴ５６において変数ｂ＝０または変数ｂ＝１が入力されていることを判断し（ＳＴ７０）、変数ｂ＝０が入力されている場合には、腕部の−Ｘ側の上面の錘層２６の一部を除去する（ＳＴ７１）。また、変数ｂ＝１が入力されている場合には腕部１ａ，１ｂの−Ｘ側の下面の錘層２６の一部を除去する（ＳＴ８０）。

なお、ＳＴ７１及びＳＴ８０では、前述したＳＴ５５で得られた検出値に基づき除去すべき位置と量とを演算装置８０で演算処理してもとめ、振動片１０が載置されたＸＹステージ８５を操作し、トリミング装置９０で稜線の除去作業を行う。

その後、駆動信号を入力し、振動片１０に駆動モードの振動を励振させる（ＳＴ９０）。そしてＳＴ５７に戻り、不要検出出力が規定値以下であるか、規定値以上であるかを判定する。規定値以上の場合は再度、錘層の除去工程を規定値以下になるまで繰り返す。規定値以下になれば調整作業は終了する。

トリミング装置９０としては、レーザー装置を採用することが好適であり、錘層２６の除去部２６ｂ，２６ｄは、レーザー装置によって点状に除去される。

なお、前述したＳＴ５３からＳＴ５５までの工程は、錘層の除去作業を行う準備段階の予備工程であり、ＳＴ５５以降が不要検出出力抑制のための調整工程と呼ぶ。

さらに、前述した実施形態１でも記載ように、エッチング工程によって発生するヒレ１１１は、水晶基板の表裏のマスクの設計等により腕部１ａ，１ｂの厚さ方向の一方側（例えば、−Ｚ側）に偏らせておけば、除去すべき錘層は−Ｘ方向の下面側（＋Ｚ方向）となる。このようにすれば、前述した予備工程を省略することが可能である。

従って、上述した実施形態２の振動片の調整方法によれば、予め腕部１ａ，１ｂに設けられた錘層２６の一部を除去することにより、図心位置をヒレ１１１が発生しない理想状態に近い図心位置まで移動させることにより、面外振動を抑制することができるので、面外振動に起因する不要検出出力（他軸感度を含む）を抑制することができる。
（実施形態３）

続いて、本発明の実施形態３に係る振動片の調整方法について図面を参照して説明する。実施形態３は、前述した実施形態１を第１調整工程とし、実施形態２を第２調整工程として、第１調整工程と第２調整工程とを連続して行うことを特徴としている。つまり、図心軸の移動に起因するウォークタイプの振動の抑制とバタフライタイプの振動の抑制の両方を行う調整方法である。なお、実施形態１及び実施形態２で説明し、実施形態３と共通となる工程については説明を省略し、共通部位には同じ符号を付している。

図１５は、実施形態３による振動片の調整方法の主な工程を示し、腕部１ａを先端部方向から視認して模式的に表す説明図である。図１５（ａ）は、第１調整工程を終了したときの状態を表している。ここでは、図心軸Ｐ３は、ヒレ１１１がない状態のＰ１に相当する位置に調整され、ウォークタイプの振動は抑制されている。しかし、図心位置はＧ２（図７(ａ）のＧ２よりは、Ｇ１に近い位置に）にあって、バタフライタイプの面外振動が残っている。

この状態で、腕部１ａに錘層２６を形成する（図１５（ｂ）に示す）。錘層２６は、除去された稜線部１１３の面にまで形成してもよい。その後、実施形態２に相当する第２調整工程により、錘層２６の一部が除去部として除去され、錘部２６ａが残る（図１５ｃに示す）。このようにして、図心の位置がＧ２からＧ３まで移動させることにより、バタフライタイプの振動が抑制され、不要検出出力が抑制される。

実施形態３に係る調整工程フローは、図示しないが、図１１に示すフローチャートの工程ＳＴ７において、第１調整工程の規格値以下になった場合には、図１４に示すフローチャートの工程ＳＴ５０に移行し、錘層２６を形成する。そして工程ＳＴ５４以降の工程を経て、所定位置の錘層２６の一部を除去し、ＳＴ５７の工程において不要検出出力が規定値以下になった時点で調整を終了する。規定値以上の場合は、図１４に示す工程ＳＴ７０以降の工程を繰り返す。

上述した実施形態３における第１調整工程は、第２調整工程よりも不要検出出力の抑制範囲が大きく、第２調整工程は微調整の領域といえる。また、第１調整工程においても、図心の移動を伴うことから、第１調整工程を粗調整、第２調整工程を精密調整と位置付けることができる。

従って、前述した実施形態３によれば、第１調整工程は、図心軸の移動に関しての腕部１ａ，１ｂの稜線をトリミングしている。この調整方法ではウォークタイプの面外振動を抑制すると共に、調整量が大きいという特徴を有する。また、第２調整工程は、図心の移動に関して、腕部１ａ，１ｂの錘層２６の一部を除去してトリミングしている。この調整方法ではバタフライタイプの面外振動を抑制すると共に、微量調整が可能であるという特徴を有する。従って、上述した第１調整工程と第２調整工程とを組み合わせることにより、図心軸移動と図心移動とに起因する面外振動の両方を抑制できることから、より一層、不要検出出力を抑制することができる。
（実施形態４）

続いて、本発明の実施形態４について図面を参照して説明する。実施形態４による調整方法は、Ｚ軸に平行な図心軸の位置がヒレ１１１が存在する方向（＋Ｘ方向）に移動したときに発生する−Ｘ方向と＋Ｘ方向の振動（振幅）のアンバランスを抑制する調整方法に特徴を有している。実施形態１〜実施形態３と同じ符号を付して説明する。
図１６（ａ）は、腕部１ａ，１ｂのそれぞれの断面を視認して模式的に表す説明図である。図１６（ａ）において、腕部１ａ，１ｂの＋Ｘ方向の側面にはヒレ１１１が形成される。

本来、ヒレ１１１が発生しないときには、腕部１ａ，１ｂの断面形状は、図中、ハッチングで表すように直角四角形であるが、ヒレ１１１により変形した断面形状となっている。図１６（ａ）では、ヒレ１１１の頂部が、−Ｚ方向（図では、上方）に偏った状態である。なお、ヒレ１１１は、腕部１ａ，１ｂの長手方向（Ｙ方向）にわたって発生している。また、ヒレは、−Ｘ方向側面にも発生するが、発生量がわずかであり、振動に対する影響は非常に小さいため、本実施形態では、＋Ｘ方向のヒレ１１１について説明する。

本来の直角四角形のときの図心軸の位置Ｐ１は、ヒレ１１１によりＰ２で示される位置までヒレ１１１がある方向に移動する。駆動電極に駆動信号を印加すると、ヒレ１１１がない場合には、腕部１ａ，１ｂはＸ軸方向（図中、実線矢印方向）のみに屈曲振動する。しかしながら、ヒレ１１１が存在し、図心軸の位置がＰ１からＰ２まで移動している。この際、腕部１ａ，１ｂには、＋Ｘ方向と−Ｘ方向とで振動（振幅）のアンバランスが生じている。

図１６（ｂ）は、屈曲振動により腕部１ａのＹ軸方向に発生する内部応力分布を表すグラフである。図１６（ｂ）において、図心軸の位置がＰ２に微量移動する。Ｐ２から見て、ヒレがある側（＋Ｚ方向）が、ヒレが無い側（−Ｘ方向）に比べて端面までの距離が長いため、ヒレ側の方がモーメントが大きくなる。そのため、＋Ｘ方向の内部応力分布が大きくなる。図１６（ｂ）では、図心軸の位置Ｐ２より左側の応力勾配が小さく（−Ｙ方向応力、実線で示す）、右側の応力勾配が大きい（＋Ｙ方向応力、破線で示す）。このように同一断面内において、左右の応力が異なることから−Ｘ方向の振幅の方が＋Ｘ方向の振幅よりも大きくなり、振動のアンバランスが生じる。

振動のアンバランスは、レーザードップラー９１（図１０、参照）などによる変位測定によって検出することが可能である。

次に、上述した振動のアンバランスを抑制する方法について説明する。
図１７（ａ）は、本実施形態の振動アンバランスの抑制工程後の腕部１ａの断面を視認して模式的に表す説明図である。なお、腕部１ａ，１ｂは、同じエッチング工程で形成されるのでヒレ１１１の発生状態は同じため、腕部１ａを例示して説明する。ここで、ヒレ１１１の対角方向の腕部１ａの稜線部をリューター等の加工手段を用いて除去する。除去する稜線部１１３の量は、図心軸の位置をＰ２からＰ３に移動させる量（質量）とする。移動後の図心軸の位置Ｐ３は、＋Ｘ方向端面までの距離と−Ｘ方向端面までの距離が等しくなる位置とする。

このように図心軸の位置をＸ方向の中心とすることで、同一面内の内部応力は、図１７（ｂ）に示すように図心軸の位置Ｐ３の左右でほぼ同じとなり（応力線が直線で表される）、−Ｘ方向の振幅と＋Ｘ方向の振幅とがほぼ等しくなることで、振動のアンバランスが抑制される。

なお、除去される稜線部１１３のＹ軸方向の領域は、ヒレ１１１がＹ軸方向に存在する領域とするが、腕部１ａ，１ｂが梁２と接合する根元近傍まで達しない範囲とすることが望ましい。これは、根元部は、腕部の振動に影響を与えやすいことと、衝撃等が加えられた際に破損しやすくなることを防ぐ意味がある。

次に、ヒレの頂部が、＋Ｚ方向（図では、下方）に偏った状態における不要検出出力を抑制する方法について説明する。図１８（ａ）は、腕部１ａの断面を視認して模式的に表す説明図である。図１８（ａ）において、腕部１ａの＋Ｘ方向の側面にはヒレ１１１が形成されているが、ヒレ１１１は、＋Ｚ軸方向（図中、下方側）に偏っている。

このような位置にヒレ１１１が存在する場合も図１８（ａ）に示すように、同一面内の内部応力は、図心軸の位置がＰ１がＰ２まで移動している。そして、図１８（ｂ）に示すように、図心軸の位置Ｐ２より左側の応力勾配が小さく（−Ｙ方向応力、実線で示す）、右側の応力勾配が大きく（＋Ｙ方向応力、破線で示す）なる。

つまり、ヒレ１１１の厚さ方向の発生位置に関わらず、内部応力は同様な傾向を示す。
従って、図１９（ａ）に示すように、前述したヒレ１１１と対角方向（−Ｘ、−Ｚ方向）の稜線部１１３を除去しても、図１７（ａ）と同様に−Ｘ、＋Ｚ方向の稜線を除去しても、図心軸の位置がＰ２からＰ３（図心軸からみて＋Ｘ方向端面までの距離と−Ｘ方向端面までの距離が等しくなる位置）に移動させ、同一面内における左右の内部応力を略等しくすることで、振動（振幅）のアンバランスを抑制することができる。

なお、上述した実施形態４による調整工程は、図示しないが、駆動信号を入力して振動腕を励振して振動のアンバランスを検出してアンバランスが検出された場合、（−Ｘ、−Ｚ）方向、または（−Ｘ、＋Ｚ）方向の稜線をリューター等で研削し、再度アンバランスの有無を検出し、アンバランスが規定値以下になるまで調整する。

従って、上述した実施形態４によれば、音叉型の振動片において、腕部１ａ、１ｂのヒレ１１１の出現に伴う図心軸の移動による振動のアンバランスを、腕部１ａ、１ｂの稜線の質量を除去することにより抑制することができる。

本実施形態における工程フローについては図示を省略するが、まず、駆動信号を入力して腕部１ａ、１ｂを励振させ、レーザードップラー９１を用いて振動のアンバランスを検出し、振動のアンバランスが規定値以上であれば、−Ｘ方向の稜線を研削する。そして再度、振動のアンバランスを測定して規定値以下であれば調整作業を終了し、規定値以上であれば、さらに稜線の研削を行い規定値以下になるまで調整作業を繰り返す。本実施形態では、上述したように−Ｘ方向であれば、±Ｚ方向どちらの稜線を研削しても同じ効果が得られる。

なお、実施形態４は、前述した実施形態１の不要検出出力を抑制する調整方法と、腕部１ａ、１ｂの稜線を除去することは同じであるため、不要検出出力と振動のアンバランスの検出とを行い、演算装置８０で、それぞれの検出値から、除去する稜線の位置と除去量とを演算して、同じ工程内で同時に不要検出出力と振動のアンバランスの抑制を行う調整方法を採用することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明しているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、材質、組み合わせ、その他の詳細な構成、及び調整工程間の方法において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

従って、上記に開示した形状、材質、調整工程などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものでないから、それら不要出力（他軸感度）を抑制し正確な角速度の検出を行うことができる。形状、材質、組み合わせなどの限定の一部もしくは全部の限定をはずした部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

従って、前述の実施形態１〜実施形態４によれば、振動型ジャイロを静止した状態において、面外振動成分による不要検出出力と、振動のアンバランスを抑制し、信頼性が高い振動型ジャイロを実現する振動片の調整方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る振動片の形状を示す斜視図。 本発明の実施形態１に係る振動片の一方の面（表面）に配置された電極の構成を示す平面図。 本発明の実施形態１に係る振動片の他方の面（表面）に配置された電極の構成を示す平面図。 本発明の実施形態１に係る振動片の駆動モードでの動作を示す斜視図。 本発明の実施形態１に係る振動片の検出モードでの動作を示す斜視図。 本発明の実施形態１に係る振動片の振動形態を示し、（ａ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は屈曲振動により腕部のＹ軸方向に発生する内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態１に係る振動片の調整方法を示し、（ａ）は不要検出出力抑制工程後の腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は調整後の内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態１に係る他の形状の振動片を示し、（ａ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は屈曲振動により腕部のＹ軸方向に発生する内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態１に係る他の形状の振動片の調整方法を示し、（ａ）は不要検出出力抑制工程後の腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は調整後の内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態１に係る調整装置の概略構成を示すブロック図。 本発明の実施形態１に係る振動片の調整工程フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態２に係る振動片の調整方法を示し、（ａ）は腕部の一部を示す正面図、（ｂ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｃ）は図心位置を移動させる方法を示す説明図。 本発明の実施形態２に係る他の振動片の調整方法を示し、（ａ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は図心位置を移動させる方法を示す説明図。 本発明の実施形態２に係る調整工程フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態３に係る振動片の調整方法の主な工程を示し、（ａ）は第１調整工程を終了したときの状態を表す説明図、（ｂ）は錘層形成後の説明図、（ｃ）は第２調整工程を終了したときの状態を表す説明図。 本発明の実施形態４に係る振動片を示し、（ａ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は屈曲振動により腕部のＹ軸方向に発生する内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態４に係る振動片の調整方法を示し、（ａ）は不要検出出力抑制工程後の腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は調整後の内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態４に係る他の形状の振動片を示し、（ａ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は屈曲振動により腕部のＹ軸方向に発生する内部応力の大きさを表すグラフ。 本発明の実施形態４に係る他の形状の振動片を示し、（ａ）は腕部を先端部方向から視認して模式的に表す説明図、（ｂ）は屈曲振動により腕部のＹ軸方向に発生する内部応力の大きさを表すグラフ。

符号の説明

１ａ，１ｂ…腕部、１０…振動片、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…図心軸の位置、１１１…ヒレ。

Claims (6)

1. 圧電材料からなり、Ｚ軸方向に厚みを有し、直交するＸ軸方向及びＹ軸方向面内に展開される振動片の調整方法であって、
   静止時において、前記Ｙ軸方向に平行に延在される複数の腕部をＸ軸方向に屈曲振動させ、前記振動片の形成時に前記腕部のＸ軸方向側面に発生する突起部に起因する図心または図心軸の移動による不要検出出力、または＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向の振動のアンバランスを検出する工程と、
   検出された前記不要検出出力または前記振動のアンバランスのレベルに対応して前記複数の腕部の選択された位置の質量を除去する調整工程と、を含み、
   前記調整工程によって、前記図心または図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする振動片の調整方法。
2. 請求項１に記載の振動片の調整方法において、
   静止時において、前記Ｙ軸方向に平行に延在される複数の腕部をＸ軸方向に屈曲振動させ、前記図心または前記図心軸の移動よって生ずる不要検出出力を検出する工程と、
   前記複数の腕部の所定位置における所定量の質量を減ずる予備工程と、この予備工程後に不要検出出力を検出する予備検出工程と、
   前記予備検出工程によって得られた前記不要検出出力の増減に対応して、質量を除去する位置と量とを判断し、前記複数の腕部の選択された位置の質量を減ずる調整工程と、を含み、
   前記図心または前記図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする振動片の調整方法。
3. 請求項２に記載の振動片の調整方法において、
   前記予備工程及び前記調整工程が、前記突起部が存在する対角の稜線の一部をトリミング手段により除去する工程であり、前記図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする振動片の調整方法。
4. 請求項２に記載の振動片の調整方法において、
   前記予備工程前に、前記複数の腕部の先端部近傍のＺ軸方向の表裏両面に金属膜からなる錘層を形成する工程をさらに含み、
   前記予備工程及び前記調整工程が、前記錘層の一部をトリミング手段により除去する工程を含み、前記図心の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする振動片の調整方法。
5. 請求項２に記載の振動片の調整方法を第１調整工程とし、
   前記第１調整工程の後に、前記複数の腕部の先端部近傍のＺ軸方向の表裏両面に金属膜からなる錘層を形成する工程と、
   前記錘層の所定位置における所定量の錘層の質量を減ずる予備工程と、この予備工程後に図心の移動によって生ずる不要検出出力を検出する予備検出工程と、
   前記予備検出工程によって得られた不要検出出力のレベルの増減に対応して、前記錘層を除去する位置と量とを判断し、前記錘層の選択された位置の質量をトリミング手段によって減ずる第２調整工程と、を含み、
   前記図心軸及び前記図心の移動を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする振動片の調整方法。
6. 前記振動片が、エッチング異方性を有する圧電基板をエッチング工程によって形成され、前記エッチング工程によって発生する前記腕部のＸ軸方向側面の突起部の厚さ方向位置を特定するエッチング条件を設定し、
   請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の振動片の調整方法を用いて図心または図心軸の移動量を減ずることにより不要検出出力の発生を抑制することを特徴とする振動片の調整方法。

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