JP2945701B2 - ランバード人工水晶の加工面方位検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ランバード人工水晶の加工面と所定の結
晶格子面との偏差角度が許容範囲内に収まっているか否
かをＸ線回折測定によって検査する加工面方位検査装置
に関する。

［従来の技術］ 水晶振動子等に用いられる人工水晶棒を所定の寸法お
よび角度に加工したものをランバード人工水晶と呼び、
これはJIS C6704に規定されている。第５図（ａ）はＹ
棒と呼ばれるランバード人工水晶10の平面図であり、第
５図（ｂ）はその正面図である。この人工水晶の長手方
向にＹ軸があり、このＹ軸に垂直にＸ軸とＺ軸がある。
このＹ棒ランバード人工水晶の加工された面は、＋Ｚ面
12、−Ｚ面14、＋Ｘ面16、−Ｘ面18の四つである。

これらの加工面が所定の結晶格子面に対して許容偏差
角度以内で正しく加工されているか否かを検査するには
Ｘ線回折測定が用いられる。各加工面に対しては長辺方
向と短辺方向の２方向について偏差角度を検査する。例
えば、＋Ｘ面16について説明すると、長辺方向20と短辺
方向22とについて偏差角度を検査する。長辺方向20につ
いて偏差角度を検査する場合には、Ｘ線回折測定系の光
軸を含む平面が、長辺方向20を含んで、かつ、＋Ｘ面16
に垂直となるようにする。短辺方向22について偏差角度
を検査する場合には、Ｘ線回折測定系の光軸を含む平面
が、短辺方向22を含んで、かつ、＋Ｘ面16に垂直となる
ようにする。

ランバード人工水晶の四つの加工面のそれぞれについ
て２方向の測定をする場合には、８回の加工面方位測定
が必要となる。例えば、ランバード人工水晶を製造して
これを他社に販売するような場合は、JIS等の規格に合
致しているか否かを検査するために、４面×２方向の８
回の加工面方位検査が必要である。しかし、いずれかの
加工面についてだけ結晶方位を検査すればよい場合もあ
る。例えば、ランバード人工水晶を製造して、これから
ATカット板を切り出す作業を、すべて自社で行うような
場合は、いずれかの加工面の方位検査をして、この加工
面を基準にしてATカット板の切り出し作業をすれば足り
る。

８回の加工面方位検査をする場合にも、また、いずれ
かの加工面について２回の加工面方位検査をする場合で
も、従来は、ランバード人工水晶の加工面方位の検査に
は、カット面検査装置と呼ばれる手動のＸ線回折測定装
置を利用していた。このカット面検査装置を利用する場
合、各加工面、各方向ごとに手動で検査を行って、加工
面方位の合否判定を行っていた。すなわち、カット面検
査装置にランバード人工水晶を所望の姿勢でセットし
て、手動でランバード人工水晶を微小回転させ、回折ピ
ークが所定の偏差角度範囲内にあるか否かを作業者が判
定していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の検査方法では、ランバード人工水晶の姿勢を変
える作業や、各姿勢でのＸ線回折測定作業が、すべて手
動で行われるため、作業者に大きな負担がかかってい
た。また、一つのランバード人工水晶の検査をするのに
複数回の測定作業と、測定作業間の姿勢変更作業とが必
要となるので、非常に時間がかかり、ランバード人工水
晶を多数検査するには極めて効率が悪かった。

この発明の目的は、自動的にかつ短時間で検査を完了
できるランバード人工水晶の加工面方位検査装置を提供
することである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明に係るランバ
ード人工水晶の加工面検査装置は、次の各構成要素を備
えている。すなわち、 ランバード人工水晶のいずれかの加工面の長辺方向と
短辺方向とで前記偏差角度の検査を行う検査部と、 ランバード人工水晶を前記検査部に供給する試料供給
部と、 前記検査部で検査が完了したランバード人工水晶をそ
の検査結果に応じて選別する合否選別部と、 前記試料供給部と前記検査部と前記合否選別部との間
でランバード人工水晶を搬送する搬送装置とを備えてい
る。

上記検査部は次のものを備えるのが好ましい。すなわ
ち、上記検査部は、孔のあいた基準面を有する基準面プ
レートと、 ランバード人工水晶のいずれかの加工面を前記基準面
プレートの基準面に押し付けて固定するための固定装置
と、 前記基準面に垂直な軸の回りに前記基準面プレートと
前記固定装置とを90゜回転させるための回転装置と、 前記基準面プレートと前記固定装置と前記回転装置と
をＸ線光学系を含む平面に垂直な軸の回りで微小回転さ
せる微小回転台とを備えるのが好ましい。

［作用］ ランバード人工水晶は、搬送装置によって試料供給
部、検査部、合否選別部の順に搬送される。検査部で
は、検査すべき加工面の長辺方向と短辺方向とについ
て、加工面と所定の結晶格子面との偏差角度が許容範囲
内にあるか否かを自動的に検査する。この検査結果に応
じて合否選別部で合格品と不良品が選別される。

［実施例］ 次に、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示した平面
図である。この加工面方位検査装置は、試料供給部24、
検査部26、合否選別部28を一直線状に配置してあり、ラ
ンバード人工結晶10はこれら各部の間をローラコンベヤ
で搬送される。

最初に、この加工面方位検査装置の基本的な動作を説
明する。以下の説明では、ランバード人工水晶の＋Ｚ面
を検査する場合を例にとって説明する。試料供給部24に
はランバード人工水晶10（以下、単に試料と呼ぶ。）が
集積されていて、一つずつスタート位置38にセットされ
る。試料10は上面が＋Ｘ面となり、進行方向に向かって
左側の側面が＋Ｚ面となるようにセットされる。

スタート位置38から検査部26に向かって試料10が搬送
されて、検査部26に試料10が到着すると、試料10は押し
当て板42によって基準面プレート40に押し付けられて固
定される。基準面プレート40には試料10の＋Ｚ面が押し
付けられることになる。Ｘ線源44からのＸ線は、基準面
プレート40に形成された孔を通過して試料10の＋Ｚ面で
回折し、Ｘ線検出器46で検出される。Ｘ線源44とＸ線検
出器46は、所定の結晶格子面の回折ピークを検出できる
位置に固定してあり、＋Ｚ面がこの結晶格子面に一致し
ていれば、図示の状態においてＸ線検出器46で回折ピー
ク強度を検出できる。＋Ｚ面の加工方位が所定の結晶格
子面からずれていれば、回折ピーク強度を検出すること
ができないが、その場合は、微小回転台48を鉛直軸の回
りに微小回転させて試料10を微小回転させ、回折ピーク
を探すことになる。実際には、微小回転台48を＋δから
−δまで（この実施例ではδ＝30′）の角度範囲で自動
的に回転スキャンし、その間にＸ線検出器46の検出強度
が所定のしきい値を越えたか否かによって合否を判定し
ている。所定のしきい値を越えれば、＋Ｚ面の加工方位
の精度は＋δから−δまでの範囲内にあり、合格と判定
される。所定のしきい値を越えなければ、＋Ｚ面の加工
方位は所定の結晶格子面に対して角度δ以上にずれてお
り、不合格と判定される。なお、合否判定をより精密に
行う場合には、回折ピークのロッキングカーブの一定レ
ベル値での２分割中点を求めて、これを正確なピーク位
置とし、このピーク位置によって合否を判定してもよ
い。

以上の検査は、実は＋Ｚ面の長辺方向について検査し
たものであり、その後、短辺方向の検査も実施する。そ
のためには、基準面プレート40を試料10と共に水平軸41
の回りに90゜回転させる。この状態で上述の長辺方向の
検査と同様にＸ線回折測定を行い、短辺方向での＋Ｚ面
の加工面方位の検査をする。これが終了したら、基準面
プレート40を元に戻してから、試料10を合否選別部28に
送る。合否選別部28では、検査部26で不合格となった試
料10について、これを不良品として排除板50で排除す
る。合格品はそのまま通過させて合格品集積部に送る。

試料10は試料供給部24から検査部26に向けて順に供給
してやれば、多数の試料を自動的に検査することが可能
になる。

以上が、この加工面方位検査装置の全体の動作である
が、次に、各部の詳細を説明する。

第２図は検査部26の構成を示す斜視図である。基準面
プレート40は円板形状であり、その中央にはＸ線を通過
させるための長方形の孔54があいている。この孔54は基
準面プレート40の基準面56側（図面の手前側）から反対
側に向かって広くなっていて、Ｘ線の通過を妨害しない
ようになっている。基準面プレート40の基準面56側の下
端にはＬ字形の第１支持台58が固定され、この第１支持
台58にエアシリンダ60が固定されている。エアシリンダ
60のピストン62の先端には押し当て板42が固定されてい
る。試料10は押し当て板42に押されて基準面プレート40
の基準面56に押し付けられることになる。なお、試料10
はローラコンベヤ（第４図参照）に載っているが、これ
については後述する。

第３図は基準面プレート40の背面側を示した斜視図で
ある。モータ66の回転シャフト68は中継板70に固定さ
れ、中継板70と基準面プレート40は４本の支柱72で互い
に固定されている。Ｘ線は支柱72の間を通って孔54に入
ることができる。モータ66を回転することによって基準
面プレート40を90゜回転させることができる。

第２図に戻って、モータ66はＬ字形の第２支持台64に
固定され、この第２支持台64は微小回転台48に固定され
ている。したがって、微小回転台48が回転すると、モー
タ66、基準面プレート40、押し当て板42などのすべてが
鉛直軸を中心として回転する。

入射Ｘ線80はＸ線光学系の基準線84に対して角度θで
入射する。また、Ｘ線検出器46（第１図参照）は基準線
84に対して角度θのところに配置されている。もし、試
料10の＋Ｚ面が所定の結晶格子面に対して平行になって
いれば、基準面プレート40の基準面56をＸ線光学系の基
準線84に一致させた状態で、回折Ｘ線82がＸ線検出器で
検出される。試料10の＋Ｚ面が所定の結晶格子面に対し
てずれていれば、微小回転台48を微小回転させて、基準
面プレート40の基準面56をＸ線光学系の基準線84に対し
て傾斜させることによって、すなわち試料10の＋Ｚ面を
基準線84に対して傾斜させることによって、回折Ｘ線を
検出することができる。

基準面プレート40には、試料10が検査部に到着したこ
とを検出するための検出装置が取り付けられている。す
なわち、基準面プレート40の基準面56側の上部には、基
準面プレート40に回転可能に支持された切欠き円板76が
あり、この切欠き円板76に検出レバー74の一端が固定さ
れている。試料10がローラコンベヤ上を搬送されてくる
と、試料10の先端が検出レバー74の先端75を押し上げ、
切欠き円板76が所定角度だけ回転する。すると、それま
で切欠き円板76の切欠き部分を通過していた光電スイッ
チ78の光が遮られる。これにより、試料10の到着を検知
し、ローラコンベヤが止まる。

第４図はローラコンベヤの正面図である。ローラコン
ベヤ86は各セクション（試料供給部24、検出部26、合否
選別部28）ごとに独立して設置されている。各ローラコ
ンベヤ86は複数本のローラ88によって構成され、ベルト
90によって駆動される。試料10はローラコンベヤ86に載
って搬送され、次のセクションに移るときは、次のロー
ラコンベヤに移る。

以上の説明では試料の＋Ｚ面を検査していたが、他の
加工面を検査するようにしてもよい。その場合は、試料
の供給姿勢を変えてやるだけでよい。

第１図に示す実施例では、検査部は一つしかないが、
複数の加工面を検査したい場合には複数の検査部を直列
に配置すればよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、ランバード人工水晶
のいずれかの加工面の方位を検査するために、試料供給
部と検査部と合否選別部とを設けてこれらの間を搬送装
置によってランバード人工水晶を搬送するようにしたの
で、多数のランバード人工水晶を自動的に検査すること
が可能になった。

また、上記検査部では、基準面プレートにランバード
人工水晶を押し付けて、この基準面プレートを90゜回転
できるようにし、さらに基準面プレートとともにランバ
ード人工水晶をＸ線光学系を含む平面に垂直な軸の回り
で微小回転できるようにしたことにより、検査部におい
て、加工面の長辺方向と短辺方向とについて自動測定が
可能となった。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の平面図、 第２図は検査部の斜視図、 第３図は基準面プレートの背面側の斜視図、 第４図はローラコンベヤの正面図、 第５図はランバード人工水晶の平面図と正面図である。 10……ランバード人工水晶 24……試料供給部 26……検査部 28……合否選別部 40……基準面プレート 42……押し当て板（固定装置） 44……Ｘ線源 46……Ｘ線検出器 48……微小回転台 54……孔 56……基準面 66……モータ（回転装置） 86……ローラコンベヤ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランバード人工水晶の加工面と所定の結晶
   格子面との偏差角度が許容範囲内に収まっているか否か
   をＸ線回折測定によって検査する加工面方位検査装置に
   おいて、 ランバード人工水晶のいずれかの加工面の長辺方向と短
   辺方向とで前記偏差角度の検査を行う検査部と、 ランバード人工水晶を前記検査部に供給する試料供給部
   と、 前記検査部で検査が完了したランバード人工水晶をその
   検査結果に応じて選別する合否選別部と、 前記試料供給部と前記検査部と前記合否選別部との間で
   ランバード人工水晶を搬送する搬送装置とを有すること
   を特徴とする加工面方位検出装置。
2. 【請求項２】前記検査部は、 孔のあいた基準面を有する基準面プレートと、 ランバード人工水晶のいずれかの加工面を前記基準面プ
   レートの基準面に押し付けて固定するための固定装置
   と、 前記基準面に垂直な軸の回りに前記基準面プレートと前
   記固定装置とを90゜回転させるための回転装置と、 前記基準面プレートと前記固定装置と前記回転装置とを
   Ｘ線光学系を含む平面に垂直な軸の回りで微小回転させ
   る微小回転台とを有することを特徴とする請求項１記載
   の加工面方位検査装置。