JP2001229581A - 精密駆動ステージ駆動装置 - Google Patents
精密駆動ステージ駆動装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヨーイングを抑えて安定な送りを実現させる
ことができ、送りピッチ精度を向上させることができる
精密駆動ステージ駆動装置を提供する。 【解決手段】 1対のダンパーを精密駆動ステージに対
称に設け、ステージにかかる駆動力が2つのダンパーの
真中に作用させる。1対のダンパーの一方の空間同士か
ら出た粘性流体を同じ開口制限部を通過させて1対のダ
ンパーの他方の空間内に流入させるようにして、常に2
つのダンパーのダンピング力を一定にする。
ことができ、送りピッチ精度を向上させることができる
精密駆動ステージ駆動装置を提供する。 【解決手段】 1対のダンパーを精密駆動ステージに対
称に設け、ステージにかかる駆動力が2つのダンパーの
真中に作用させる。1対のダンパーの一方の空間同士か
ら出た粘性流体を同じ開口制限部を通過させて1対のダ
ンパーの他方の空間内に流入させるようにして、常に2
つのダンパーのダンピング力を一定にする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばナノメータ
単位の高精度の送りが要求される精密駆動ステージ駆動
装置に関するものである。そのような精密駆動ステージ
駆動装置を適用する例としては、光ディスクの原盤を作
製するマスタリング工程で使われるレーザビームレコー
ダの記録ヘッドの送り装置などがある。
単位の高精度の送りが要求される精密駆動ステージ駆動
装置に関するものである。そのような精密駆動ステージ
駆動装置を適用する例としては、光ディスクの原盤を作
製するマスタリング工程で使われるレーザビームレコー
ダの記録ヘッドの送り装置などがある。
【0002】
【従来の技術】高精度の光ディスクは、サブミクロンの
トラックピッチで、サブミクロンの大きさの小さな「ピ
ット」と呼ばれる信号が螺旋状に記録されている。その
原盤をレーザで記録する装置が「レーザビームレコー
ダ」と呼ばれており、ナノメータ単位の送り精度が要求
される。そのため、記録光学系を搭載したステージは、
スティックスリップを防ぐため静圧空気軸受けでガイド
され、分解能がナノメータ単位の位置検出器で位置を検
出して送り速度が制御されていた。
トラックピッチで、サブミクロンの大きさの小さな「ピ
ット」と呼ばれる信号が螺旋状に記録されている。その
原盤をレーザで記録する装置が「レーザビームレコー
ダ」と呼ばれており、ナノメータ単位の送り精度が要求
される。そのため、記録光学系を搭載したステージは、
スティックスリップを防ぐため静圧空気軸受けでガイド
され、分解能がナノメータ単位の位置検出器で位置を検
出して送り速度が制御されていた。
【0003】しかし、この方式はガイドが静圧空気軸受
けのため、送り方向の抵抗成分がなく、床振動や空気振
動、又はステージ上の記録レンズアクチュエータの振動
など、外乱に対しては拘束力がなかった。そのため静圧
空気軸受けにダンパーを設けて抵抗を与え、スティック
スリップがなく、かつ、送りに抵抗がある方式が試みら
れている。
けのため、送り方向の抵抗成分がなく、床振動や空気振
動、又はステージ上の記録レンズアクチュエータの振動
など、外乱に対しては拘束力がなかった。そのため静圧
空気軸受けにダンパーを設けて抵抗を与え、スティック
スリップがなく、かつ、送りに抵抗がある方式が試みら
れている。
【0004】これを図5に従って従来例の送り装置を説
明する。31はガイドで、32はステージである。ステ
ージ32とガイド31の間に静圧空気軸受けが形成され
ている。ステージ32の下に図示されていないがリニア
モータが取付けられていて、ステージ32に駆動力を与
える。ステージ32の片側に腕18が取付けられてい
て、先端に記録レンズアクチュエータ19が固定されて
いる。記録レンズアクチュエータ19は記録レンズ20
を上下移動可能に保持する部材である。36はガラス原
盤で、図6の回転モータ10により矢印の方向に回転さ
せられる。ステージ32が移動することにより記録レン
ズから出射されるレーザ光が回転するガラス原盤36を
露光し、螺旋状に信号列を記録していくとともに、ナノ
メータ単位の送り精度でステージ32が送られて、ガラ
ス盤36の信号記録領域に信号が記録される。ステージ
32の腕取付け側とは反対側にダンパー受け部材15が
取付けられている。ダンパー16の移動ロッド17の先
端がダンパー受け部材15に固定されている。ダンパー
16は粘性流体を内蔵するタイプのダンパーでステージ
32が矢印の方向に移動する時に速度に比例した抵抗を
与える。
明する。31はガイドで、32はステージである。ステ
ージ32とガイド31の間に静圧空気軸受けが形成され
ている。ステージ32の下に図示されていないがリニア
モータが取付けられていて、ステージ32に駆動力を与
える。ステージ32の片側に腕18が取付けられてい
て、先端に記録レンズアクチュエータ19が固定されて
いる。記録レンズアクチュエータ19は記録レンズ20
を上下移動可能に保持する部材である。36はガラス原
盤で、図6の回転モータ10により矢印の方向に回転さ
せられる。ステージ32が移動することにより記録レン
ズから出射されるレーザ光が回転するガラス原盤36を
露光し、螺旋状に信号列を記録していくとともに、ナノ
メータ単位の送り精度でステージ32が送られて、ガラ
ス盤36の信号記録領域に信号が記録される。ステージ
32の腕取付け側とは反対側にダンパー受け部材15が
取付けられている。ダンパー16の移動ロッド17の先
端がダンパー受け部材15に固定されている。ダンパー
16は粘性流体を内蔵するタイプのダンパーでステージ
32が矢印の方向に移動する時に速度に比例した抵抗を
与える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6に上記従来例の装
置の断面図を示す。31はガイド、32はステージであ
る。腕18に固定された記録レンズアクチュエータ19
の記録レンズにレーザ光11が入射し、ガラス原盤36
に焦点を結ぶ。レーザ光11はガラス盤36上の感光剤
を露光し信号を記録する。記録レンズアクチュエータ1
9はガラス盤36の上下変動に対し常に焦点をガラス盤
36上に結ぶように焦点誤差を検出して記録レンズを動
かす役目をする。10は回転モータである。15はダン
パー受け部材で、図5のダンパーロッド17の先端が固
定されている。ステージ32の下側にはボイスコイル1
2が取付けられていて、磁気ヨーク13a、13b、1
3cと磁石14が形成する磁気回路のギャップ内を移動
する。ここで、ボイスコイル12に電流が流されると、
フレミングの法則に従い紙面に垂直な力がステージ32
に働く。これが駆動力になりステージ32を所定の速度
で移動させる。図6から分かるように、駆動力はステー
ジ32の下側中央に働くが、ステージ32に抵抗を与え
るダンピングはダンピング受け部材15の位置にあり、
ステージ32にモーメント力が働いていた。このモーメ
ント力は静圧空気軸受けの両サイドの空気軸受けに変位
を与え、いわゆるヨーイングを起していた。そのため、
腕18に取付けられた記録レンズアクチュエータ19が
ガラス盤36の半径方向に動き、トラックピッチのむら
を生じさせていた。
置の断面図を示す。31はガイド、32はステージであ
る。腕18に固定された記録レンズアクチュエータ19
の記録レンズにレーザ光11が入射し、ガラス原盤36
に焦点を結ぶ。レーザ光11はガラス盤36上の感光剤
を露光し信号を記録する。記録レンズアクチュエータ1
9はガラス盤36の上下変動に対し常に焦点をガラス盤
36上に結ぶように焦点誤差を検出して記録レンズを動
かす役目をする。10は回転モータである。15はダン
パー受け部材で、図5のダンパーロッド17の先端が固
定されている。ステージ32の下側にはボイスコイル1
2が取付けられていて、磁気ヨーク13a、13b、1
3cと磁石14が形成する磁気回路のギャップ内を移動
する。ここで、ボイスコイル12に電流が流されると、
フレミングの法則に従い紙面に垂直な力がステージ32
に働く。これが駆動力になりステージ32を所定の速度
で移動させる。図6から分かるように、駆動力はステー
ジ32の下側中央に働くが、ステージ32に抵抗を与え
るダンピングはダンピング受け部材15の位置にあり、
ステージ32にモーメント力が働いていた。このモーメ
ント力は静圧空気軸受けの両サイドの空気軸受けに変位
を与え、いわゆるヨーイングを起していた。そのため、
腕18に取付けられた記録レンズアクチュエータ19が
ガラス盤36の半径方向に動き、トラックピッチのむら
を生じさせていた。
【0006】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、ヨーイングを抑えて安定な送りを実
現させることができ、送りピッチ精度を向上させること
ができる精密駆動ステージ駆動装置を提供することにあ
る。
することにあって、ヨーイングを抑えて安定な送りを実
現させることができ、送りピッチ精度を向上させること
ができる精密駆動ステージ駆動装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。
に、本発明は以下のように構成する。
【0008】本発明の第1態様によれば、精密駆動ステ
ージと、上記精密駆動ステージに駆動力を作用させて上
記精密駆動ステージを直線的に移動させる駆動源と、上
記精密駆動ステージの直線的な移動を案内する精密軸受
けと、上記駆動源の両側でかつ上記精密駆動ステージの
直線的な移動方向沿いに配置されかつ上記精密駆動ステ
ージの直線的な移動に抵抗を与える1対のダンパーとを
備え、上記駆動源から上記精密駆動ステージに作用され
る上記駆動力を、上記1対のダンパーのほぼ真中に作用
させるようにしたことを特徴とする精密駆動ステージ駆
動装置を提供する。
ージと、上記精密駆動ステージに駆動力を作用させて上
記精密駆動ステージを直線的に移動させる駆動源と、上
記精密駆動ステージの直線的な移動を案内する精密軸受
けと、上記駆動源の両側でかつ上記精密駆動ステージの
直線的な移動方向沿いに配置されかつ上記精密駆動ステ
ージの直線的な移動に抵抗を与える1対のダンパーとを
備え、上記駆動源から上記精密駆動ステージに作用され
る上記駆動力を、上記1対のダンパーのほぼ真中に作用
させるようにしたことを特徴とする精密駆動ステージ駆
動装置を提供する。
【0009】本発明の第2態様によれば、上記各ダンパ
ーは、内部に粘性流体が充填されたシリンダーと、上記
シリンダー内を摺動往復するピストンとを有し、上記精
密駆動ステージがある方向に直線的に移動するときの上
記1対のダンパーの上記シリンダー内の上記ピストンで
隔てられた圧縮側の空間同士を第1配管で接続するとと
もに膨張側の空間同士を第2配管で接続し、上記第1配
管と上記第2配管とを第3配管で接続し、上記第3配管
の途中に、上記粘性流体の移動を制限する絞りを有する
開口制限器をさらに備える第1の態様に記載の精密駆動
ステージ駆動装置を提供する。
ーは、内部に粘性流体が充填されたシリンダーと、上記
シリンダー内を摺動往復するピストンとを有し、上記精
密駆動ステージがある方向に直線的に移動するときの上
記1対のダンパーの上記シリンダー内の上記ピストンで
隔てられた圧縮側の空間同士を第1配管で接続するとと
もに膨張側の空間同士を第2配管で接続し、上記第1配
管と上記第2配管とを第3配管で接続し、上記第3配管
の途中に、上記粘性流体の移動を制限する絞りを有する
開口制限器をさらに備える第1の態様に記載の精密駆動
ステージ駆動装置を提供する。
【0010】本発明の第3態様によれば、上記開口制限
器は、上記粘性流体の移動を制限する絞りを構成する開
口を有し、上記開口の大きさが調整自在である第2の態
様に記載の精密駆動ステージ駆動装置を提供する。
器は、上記粘性流体の移動を制限する絞りを構成する開
口を有し、上記開口の大きさが調整自在である第2の態
様に記載の精密駆動ステージ駆動装置を提供する。
【0011】本発明の第4態様によれば、上記1対のダ
ンパーは、上記精密軸受けに対して対称の位置に配置さ
れている第1〜3のいずれかの態様に記載の精密駆動ス
テージ駆動装置を提供する。
ンパーは、上記精密軸受けに対して対称の位置に配置さ
れている第1〜3のいずれかの態様に記載の精密駆動ス
テージ駆動装置を提供する。
【0012】本発明の第5態様によれば、上記精密軸受
けが静圧空気軸受けである第1〜4のいずれかの態様に
記載の精密駆動ステージ駆動装置を提供する。
けが静圧空気軸受けである第1〜4のいずれかの態様に
記載の精密駆動ステージ駆動装置を提供する。
【0013】本発明の第6態様によれば、光ディスクの
原盤を作製するマスタリング工程で使用するレーザビー
ムレコーダの記録ヘッドの送り装置として使用され、か
つ、上記精密駆動ステージの片側に取付けられた腕の先
端に記録レンズアクチュエータが固定され、上記記録レ
ンズアクチュエータには記録レンズが上下動可能に支持
されて、記録レーザが上記記録レンズに入射してスポッ
ト形状に絞られて上記記録レンズを出たビームが、回転
モータで回転させられるガラス盤を照射して信号を記録
するとともに、上記精密駆動ステージが移動する第1〜
5のいずれかの態様に記載の精密駆動ステージ駆動装置
を提供する。
原盤を作製するマスタリング工程で使用するレーザビー
ムレコーダの記録ヘッドの送り装置として使用され、か
つ、上記精密駆動ステージの片側に取付けられた腕の先
端に記録レンズアクチュエータが固定され、上記記録レ
ンズアクチュエータには記録レンズが上下動可能に支持
されて、記録レーザが上記記録レンズに入射してスポッ
ト形状に絞られて上記記録レンズを出たビームが、回転
モータで回転させられるガラス盤を照射して信号を記録
するとともに、上記精密駆動ステージが移動する第1〜
5のいずれかの態様に記載の精密駆動ステージ駆動装置
を提供する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。
態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0015】本発明の第1実施形態にかかる精密駆動ス
テージ駆動装置を、図1及び図2に従って説明する。こ
の第1実施形態にかかる精密駆動ステージ駆動装置は、
光ディスクの原盤を作製するマスタリング工程で使用す
るレーザビームレコーダの記録ヘッドの送り装置として
使用される場合について説明する。
テージ駆動装置を、図1及び図2に従って説明する。こ
の第1実施形態にかかる精密駆動ステージ駆動装置は、
光ディスクの原盤を作製するマスタリング工程で使用す
るレーザビームレコーダの記録ヘッドの送り装置として
使用される場合について説明する。
【0016】図1及び図2において、1は静圧空気軸受
けのようなスティックスリップのない精密軸受けより構
成されるガイド、2は精密駆動ステージである。3は精
密駆動ステージ2の片側に取付けられた腕で、腕3の先
端に記録レンズアクチュエータ4が固定されている。記
録レンズアクチュエータ4には記録レンズ5が上下動可
能に支持されている。ガラス盤6は図6で示したような
回転モータ10で回転させられる。記録レーザは、記録
レンズ5に入射して小さなスポットに絞られる。記録レ
ンズ5を出た記録レーザビームがガラス盤6を小さなス
ポットとして照射してガラス盤6に信号を記録するとと
もに、ナノメータ単位の送り精度で精密駆動ステージ2
が送られて、ガラス盤6の信号記録領域に信号が記録さ
れるのは、従来例で説明した通りである。
けのようなスティックスリップのない精密軸受けより構
成されるガイド、2は精密駆動ステージである。3は精
密駆動ステージ2の片側に取付けられた腕で、腕3の先
端に記録レンズアクチュエータ4が固定されている。記
録レンズアクチュエータ4には記録レンズ5が上下動可
能に支持されている。ガラス盤6は図6で示したような
回転モータ10で回転させられる。記録レーザは、記録
レンズ5に入射して小さなスポットに絞られる。記録レ
ンズ5を出た記録レーザビームがガラス盤6を小さなス
ポットとして照射してガラス盤6に信号を記録するとと
もに、ナノメータ単位の送り精度で精密駆動ステージ2
が送られて、ガラス盤6の信号記録領域に信号が記録さ
れるのは、従来例で説明した通りである。
【0017】ステージ2の両サイドにはダンパー受け部
材7a,7bが突出して取付けられている。上記精密軸
受けのガイド1に対して対称の位置に、2つのダンパー
8a,8bがステージ2の両サイド近傍に互に平行に配
置されている。この2つのダンパー8a,8bのダンパ
ーロッド9a、9bの先端が、それぞれダンパー受け部
材7a,7bに固定されている。ダンパー8a,8bは
図示されない固定具で精密駆動ステージ駆動装置基台に
固定されている。ステージ2が図1の矢印の方向に例え
ばナノメータ単位の送り精度で直線的に移動すると、ダ
ンパーロッド9a,9bは互いに平行に直線的に移動し
てダンパーの8a,8b中に押し込まれ、ダンパー8
a,8b中の粘性流体の抵抗を受ける。粘性流体として
はシリコンオイルなどを用いる。このダンパー8a,8
bは図4の左右の両送り方向の移動に対して抵抗があ
り、送り方向への抗力だけでなく、ステージ2が左右方
向に振動するのも防止することができる。
材7a,7bが突出して取付けられている。上記精密軸
受けのガイド1に対して対称の位置に、2つのダンパー
8a,8bがステージ2の両サイド近傍に互に平行に配
置されている。この2つのダンパー8a,8bのダンパ
ーロッド9a、9bの先端が、それぞれダンパー受け部
材7a,7bに固定されている。ダンパー8a,8bは
図示されない固定具で精密駆動ステージ駆動装置基台に
固定されている。ステージ2が図1の矢印の方向に例え
ばナノメータ単位の送り精度で直線的に移動すると、ダ
ンパーロッド9a,9bは互いに平行に直線的に移動し
てダンパーの8a,8b中に押し込まれ、ダンパー8
a,8b中の粘性流体の抵抗を受ける。粘性流体として
はシリコンオイルなどを用いる。このダンパー8a,8
bは図4の左右の両送り方向の移動に対して抵抗があ
り、送り方向への抗力だけでなく、ステージ2が左右方
向に振動するのも防止することができる。
【0018】図2は図1の断面図を示し、ステージ2の
真下に、ステージ2の駆動源の一部としてボイスコイル
12が取付けられている。図2において、13a、13
b、13cは磁気ヨーク、14は磁気ヨーク13a、1
3b、13c間に配置された磁石である。ボイスコイル
12が駆動力を受ける原理は従来例で説明した通りであ
る。すなわち、磁気ヨーク13a、13b、13cと磁
石14が形成する磁気回路のギャップ内をボイスコイル
12が移動するとき、ボイスコイル12に電流が流され
ると、フレミングの法則に従い図4の紙面を貫通する方
向沿いに力がステージ12に働く。これが駆動力にな
り、ステージ12の駆動源としてステージ12を所定の
速度で移動させることができる。
真下に、ステージ2の駆動源の一部としてボイスコイル
12が取付けられている。図2において、13a、13
b、13cは磁気ヨーク、14は磁気ヨーク13a、1
3b、13c間に配置された磁石である。ボイスコイル
12が駆動力を受ける原理は従来例で説明した通りであ
る。すなわち、磁気ヨーク13a、13b、13cと磁
石14が形成する磁気回路のギャップ内をボイスコイル
12が移動するとき、ボイスコイル12に電流が流され
ると、フレミングの法則に従い図4の紙面を貫通する方
向沿いに力がステージ12に働く。これが駆動力にな
り、ステージ12の駆動源としてステージ12を所定の
速度で移動させることができる。
【0019】図2に示すように、この第1実施形態では
駆動力が1対のダンパー8a,8bのほぼ真中に作用す
る。この結果、各々のダンパー8a,8bに均等に力が
かかるため、ステージ2にモーメント力が発生しない。
従って、静圧空気軸受け膜に垂直な方向の力が発生せ
ず、ヨーイングを起すことがない。
駆動力が1対のダンパー8a,8bのほぼ真中に作用す
る。この結果、各々のダンパー8a,8bに均等に力が
かかるため、ステージ2にモーメント力が発生しない。
従って、静圧空気軸受け膜に垂直な方向の力が発生せ
ず、ヨーイングを起すことがない。
【0020】ガイド1とステージ2の間に静圧空気軸受
け膜が形成されているが、2つのダンパー8a,8bは
左右の静圧空気軸受け膜の外側に、静圧空気軸受けに対
し対称に配置されている。そのため、ステージ2はより
安定に2つのダンパー8a,8bで支持される。その効
果を以下に述べる。
け膜が形成されているが、2つのダンパー8a,8bは
左右の静圧空気軸受け膜の外側に、静圧空気軸受けに対
し対称に配置されている。そのため、ステージ2はより
安定に2つのダンパー8a,8bで支持される。その効
果を以下に述べる。
【0021】ステージ2の片側には、記録レンズアクチ
ュエータ4(図6の従来例のアクチュエータ19参照)
が固定されている。前述したように、ガラス盤6の回転
に伴う振動によって、ガラス盤6の上面は上下動する
が、記録レンズ5の焦点が常にガラス盤6の上面に結ぶ
ように、記録レンズ5がガラス盤6の上面の振動に追従
している。その記録レンズ5の上下動の振動がステージ
2に伝わり、ステ−ジ2を加振する。従来例のようにス
テージ32の力学的支持が不安定であれば、水平方向に
も微少な振動を起し、その振動が記録レンズを正規の位
置からずらしてピッチ誤差を生じさせることになる。し
かしながら、上記第1実施形態によれば、ステージ2に
対して対称に2つのダンパー8a,8bが配置されてい
れば、ステージ2の水平方向の振動を抑えることが出来
る。ステージ2に影響する外乱はこれ以外にも、床振動
や記録レーザの冷却水の脈動などがある。この第1実施
形態の構成のステージ駆動装置では、これらの外乱に対
しても、同様の効果を有している。
ュエータ4(図6の従来例のアクチュエータ19参照)
が固定されている。前述したように、ガラス盤6の回転
に伴う振動によって、ガラス盤6の上面は上下動する
が、記録レンズ5の焦点が常にガラス盤6の上面に結ぶ
ように、記録レンズ5がガラス盤6の上面の振動に追従
している。その記録レンズ5の上下動の振動がステージ
2に伝わり、ステ−ジ2を加振する。従来例のようにス
テージ32の力学的支持が不安定であれば、水平方向に
も微少な振動を起し、その振動が記録レンズを正規の位
置からずらしてピッチ誤差を生じさせることになる。し
かしながら、上記第1実施形態によれば、ステージ2に
対して対称に2つのダンパー8a,8bが配置されてい
れば、ステージ2の水平方向の振動を抑えることが出来
る。ステージ2に影響する外乱はこれ以外にも、床振動
や記録レーザの冷却水の脈動などがある。この第1実施
形態の構成のステージ駆動装置では、これらの外乱に対
しても、同様の効果を有している。
【0022】このように、上記第1実施形態によれば、
静圧空気軸受けのようなスティックスリップのない精密
軸受けをガイド1として構成し、ボイスコイル12と磁
気ヨーク13a、13b、13cと磁石14とより構成
される上記駆動源より駆動力を受けて直線的に往復移動
するステージ2において、ステージ2の動きに抵抗を与
えるダンパー8a,8bを1対設け、かつ、2つのダン
パー8a,8bを精密軸受けのガイド1に対し対称に配
置することによって、上記駆動力がステージ2の上記1
対のダンパー8a,8bのほぼ真中に作用するように配
置している。このため、ステージ2は、2つのダンパー
8a,8bでもって、より安定して支持され、かつ、ス
テージ2を動かす駆動力は2つのダンパー8a,8bに
均等に作用し、モーメント力を発生しない。そのため、
ステージ2にヨーイングを起すことがない。
静圧空気軸受けのようなスティックスリップのない精密
軸受けをガイド1として構成し、ボイスコイル12と磁
気ヨーク13a、13b、13cと磁石14とより構成
される上記駆動源より駆動力を受けて直線的に往復移動
するステージ2において、ステージ2の動きに抵抗を与
えるダンパー8a,8bを1対設け、かつ、2つのダン
パー8a,8bを精密軸受けのガイド1に対し対称に配
置することによって、上記駆動力がステージ2の上記1
対のダンパー8a,8bのほぼ真中に作用するように配
置している。このため、ステージ2は、2つのダンパー
8a,8bでもって、より安定して支持され、かつ、ス
テージ2を動かす駆動力は2つのダンパー8a,8bに
均等に作用し、モーメント力を発生しない。そのため、
ステージ2にヨーイングを起すことがない。
【0023】次に、本発明の第2実施形態にかかる精密
駆動ステージ駆動装置を説明する。上記第1実施形態に
かかる精密駆動ステージ駆動装置において左右のダンパ
ー8a,8bの抵抗力に若干の差があれば、その分だけ
モーメントが働き、ステージ2に横方向の力を発生させ
ることになる。この問題を解決することができるのが、
第2実施形態にかかる精密駆動ステージ駆動装置であ
る。この精密駆動ステージ駆動装置を図3,図4に基づ
いて説明する。
駆動ステージ駆動装置を説明する。上記第1実施形態に
かかる精密駆動ステージ駆動装置において左右のダンパ
ー8a,8bの抵抗力に若干の差があれば、その分だけ
モーメントが働き、ステージ2に横方向の力を発生させ
ることになる。この問題を解決することができるのが、
第2実施形態にかかる精密駆動ステージ駆動装置であ
る。この精密駆動ステージ駆動装置を図3,図4に基づ
いて説明する。
【0024】図3は上記精密駆動ステージ駆動装置の平
面図であり、基本的構成は図1の第1実施形態の上記駆
動装置と同じである。ただ1対のダンパー8a,8bが
配管によって接続されている。図4に一対のダンパー8
a,8bを模式的に示している。ダンパー8a,8bは
シリンダーであり、その内部に収納されたピストン21
a,21bによってシリンダー内が2つの左右の空間2
2aと23a及び22b,23bに隔てられている。図
4の例ではダンパーロッド9a,9bが左方向に移動し
ており、左側空間22a,22bが圧縮側で、右側空間
23a,23bが膨張側になっている。そして、図3の
ようにダンパー8a,8bの圧縮側の左側空間22a,
22bが第1配管24で接続されている。また、膨張側
の右側空間23a,23bが第2配管26で接続されて
いる。そして、第1配管24と第2配管26はそれぞの
中央部で第3配管27で接続されており、第3配管27
の途中に、上記粘性流体の移動を制限する絞りを有する
開口制限器25が設けられている。この絞りは、調整可
能な開口より構成されている。この調整可能な開口の一
例としては、図4のように開口制限器25内の通路25
aの一部が回転し、実質的に流通断面積を可変できる構
造などがある。
面図であり、基本的構成は図1の第1実施形態の上記駆
動装置と同じである。ただ1対のダンパー8a,8bが
配管によって接続されている。図4に一対のダンパー8
a,8bを模式的に示している。ダンパー8a,8bは
シリンダーであり、その内部に収納されたピストン21
a,21bによってシリンダー内が2つの左右の空間2
2aと23a及び22b,23bに隔てられている。図
4の例ではダンパーロッド9a,9bが左方向に移動し
ており、左側空間22a,22bが圧縮側で、右側空間
23a,23bが膨張側になっている。そして、図3の
ようにダンパー8a,8bの圧縮側の左側空間22a,
22bが第1配管24で接続されている。また、膨張側
の右側空間23a,23bが第2配管26で接続されて
いる。そして、第1配管24と第2配管26はそれぞの
中央部で第3配管27で接続されており、第3配管27
の途中に、上記粘性流体の移動を制限する絞りを有する
開口制限器25が設けられている。この絞りは、調整可
能な開口より構成されている。この調整可能な開口の一
例としては、図4のように開口制限器25内の通路25
aの一部が回転し、実質的に流通断面積を可変できる構
造などがある。
【0025】このような構造において、図4のようにダ
ンパーロッド9a,9bが左方向に移動すると、ダンパ
ー8a,8bの左側空間22a,22bより各シリンダ
ー内から第1配管24に同時的に粘性流体が流れ出す。
両ダンパー8a,8bから第1配管24に流出した粘性
流体は、ともに第3配管27を通り、第2配管26に向
けて、開口制限器25を通過する。このような構成のダ
ンパー8a,8bは、開口制限器25の開口度合いすな
わち絞り度合いによって抵抗力を得ているため、2つの
ダンパー8a,8bの抵抗力は同じ値となる。そのた
め、2つのダンパー8a,8bの抵抗力の差によって横
方向のモーメントが発生することがない。開口制限器2
5を通過した粘性流体は、第2配管26を通り、2つの
ダンパー8a,8bの膨張側空間23a,23bに等し
く流れ込んで収納される。また、ピストン21a及び2
1bが逆方向に動いた時も同様の効果を有する。すなわ
ち、図4においてダンパーロッド9a,9bが右方向に
移動すると、ダンパー8a,8bの右側空間23a,2
3bより各シリンダー内の粘性流体が第2配管26に流
出する。両ダンパー8a,8bから流出した粘性流体は
ともに第3配管27を通り、第1配管24に向けて、開
口制限器25を通過する。このとき、上記と同様に、ダ
ンパー8a,8bは、開口制限器25の開口度合いすな
わち絞りによって抵抗力を得ているため、2つのダンパ
ー8a,8bの抵抗力は同じ値となる。そのため、2つ
のダンパー8a,8bの抵抗力の差によって横方向のモ
ーメントが発生することがない。開口制限器25を通過
した粘性流体は、第1配管24を通り、2つのダンパー
8a,8bの膨張側の左側空間22a,22bに等しく
流れ込んで収納される。
ンパーロッド9a,9bが左方向に移動すると、ダンパ
ー8a,8bの左側空間22a,22bより各シリンダ
ー内から第1配管24に同時的に粘性流体が流れ出す。
両ダンパー8a,8bから第1配管24に流出した粘性
流体は、ともに第3配管27を通り、第2配管26に向
けて、開口制限器25を通過する。このような構成のダ
ンパー8a,8bは、開口制限器25の開口度合いすな
わち絞り度合いによって抵抗力を得ているため、2つの
ダンパー8a,8bの抵抗力は同じ値となる。そのた
め、2つのダンパー8a,8bの抵抗力の差によって横
方向のモーメントが発生することがない。開口制限器2
5を通過した粘性流体は、第2配管26を通り、2つの
ダンパー8a,8bの膨張側空間23a,23bに等し
く流れ込んで収納される。また、ピストン21a及び2
1bが逆方向に動いた時も同様の効果を有する。すなわ
ち、図4においてダンパーロッド9a,9bが右方向に
移動すると、ダンパー8a,8bの右側空間23a,2
3bより各シリンダー内の粘性流体が第2配管26に流
出する。両ダンパー8a,8bから流出した粘性流体は
ともに第3配管27を通り、第1配管24に向けて、開
口制限器25を通過する。このとき、上記と同様に、ダ
ンパー8a,8bは、開口制限器25の開口度合いすな
わち絞りによって抵抗力を得ているため、2つのダンパ
ー8a,8bの抵抗力は同じ値となる。そのため、2つ
のダンパー8a,8bの抵抗力の差によって横方向のモ
ーメントが発生することがない。開口制限器25を通過
した粘性流体は、第1配管24を通り、2つのダンパー
8a,8bの膨張側の左側空間22a,22bに等しく
流れ込んで収納される。
【0026】上記第2実施形態によれば、上記したよう
に、2つのダンパー8a,8bの圧縮側空間よりそれぞ
れ流れ出た粘性流体は一旦各シリンダーの外に出て、同
じ配管24又は26で交わり、同じ開口制限器25を通
過する。そのため、ダンパー8a,8bの抵抗力が常に
同じになるのである。この結果、2つのダンパー8a,
8bの抵抗力の差によって横方向のモーメントが発生す
ることがない。また、上記ダンパー8a,8bは、内部
に粘性流体が充填されたシリンダーと上記シリンダー内
を摺動往復するピストン21a,21bを有し、上記1
対のダンパー8a,8bの、上記ピストン21a,21
bに隔てられた上記シリンダー内の圧縮側及び及び膨張
側の空間をそれぞれ配管24又は26で接続し、上記2
つの配管24及び26を第3配管27で接続し、上記第
3配管27の途中に上記粘性流体の移動を制限する開口
制限器25が設けられている。そのため、ピストン21
a,21bの移動によって生じる粘性流体の移動は左右
のダンパー8a,8bとも同じ開口制限部25を通るた
め抵抗力は同じ値となり、ステージ2に横方向のモーメ
ントを与えることがない。このように、2つのダンパー
8a,8bの抵抗力が同じになるような構成をとれば、
モーメントを無くすことができて、ステージ2のより安
定した移動を実現することができる。
に、2つのダンパー8a,8bの圧縮側空間よりそれぞ
れ流れ出た粘性流体は一旦各シリンダーの外に出て、同
じ配管24又は26で交わり、同じ開口制限器25を通
過する。そのため、ダンパー8a,8bの抵抗力が常に
同じになるのである。この結果、2つのダンパー8a,
8bの抵抗力の差によって横方向のモーメントが発生す
ることがない。また、上記ダンパー8a,8bは、内部
に粘性流体が充填されたシリンダーと上記シリンダー内
を摺動往復するピストン21a,21bを有し、上記1
対のダンパー8a,8bの、上記ピストン21a,21
bに隔てられた上記シリンダー内の圧縮側及び及び膨張
側の空間をそれぞれ配管24又は26で接続し、上記2
つの配管24及び26を第3配管27で接続し、上記第
3配管27の途中に上記粘性流体の移動を制限する開口
制限器25が設けられている。そのため、ピストン21
a,21bの移動によって生じる粘性流体の移動は左右
のダンパー8a,8bとも同じ開口制限部25を通るた
め抵抗力は同じ値となり、ステージ2に横方向のモーメ
ントを与えることがない。このように、2つのダンパー
8a,8bの抵抗力が同じになるような構成をとれば、
モーメントを無くすことができて、ステージ2のより安
定した移動を実現することができる。
【0027】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、各実施形態では、ガイド1として静圧空気軸受けに
ついて説明したが、静圧空気軸受けに代えて、スティッ
クスリップを起さないようなクロスローラガイドなどの
精密軸受けであってもよい。
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、各実施形態では、ガイド1として静圧空気軸受けに
ついて説明したが、静圧空気軸受けに代えて、スティッ
クスリップを起さないようなクロスローラガイドなどの
精密軸受けであってもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明の精密駆動ステージ駆動装置によ
れば、静圧空気軸受けのようなスティックスリップのな
い精密軸受けをガイドとして構成し、駆動源より駆動力
を受けて直線的に往復移動するステージにおいて、ステ
ージの動きに抵抗を与えるダンパーを1対設け、かつ、
2つのダンパーを精密軸受けのガイドに対して対称に配
置することによって、上記駆動力がステージの上記1対
のダンパーのほぼ真中に作用するように配置している。
このため、ステージは、2つのダンパーでもって、より
安定して支持され、かつ、ステージを動かす駆動力は2
つのダンパーに均等に作用し、モーメント力を発生しな
い。そのため、ステージにヨーイングを起すことがな
く、高精度の定速送りを実現し、精度の良い送りピッチ
を得ることができる。
れば、静圧空気軸受けのようなスティックスリップのな
い精密軸受けをガイドとして構成し、駆動源より駆動力
を受けて直線的に往復移動するステージにおいて、ステ
ージの動きに抵抗を与えるダンパーを1対設け、かつ、
2つのダンパーを精密軸受けのガイドに対して対称に配
置することによって、上記駆動力がステージの上記1対
のダンパーのほぼ真中に作用するように配置している。
このため、ステージは、2つのダンパーでもって、より
安定して支持され、かつ、ステージを動かす駆動力は2
つのダンパーに均等に作用し、モーメント力を発生しな
い。そのため、ステージにヨーイングを起すことがな
く、高精度の定速送りを実現し、精度の良い送りピッチ
を得ることができる。
【0029】よって、この精密駆動ステージ駆動装置
を、光ディスクの原盤を作製するマスタリング工程で使
用するレーザビームレコーダの記録ヘッドの送り装置と
して使用するようにすれば、ナノメータ単位の高精度の
送りピッチを得ることができる。
を、光ディスクの原盤を作製するマスタリング工程で使
用するレーザビームレコーダの記録ヘッドの送り装置と
して使用するようにすれば、ナノメータ単位の高精度の
送りピッチを得ることができる。
【0030】ステージは機械的にバランスされた安定な
ダンピング力を受けており、記録レンズの振動や床振動
などの外乱に対してステージが振動し、トラックピッチ
誤差を起するのを防ぐことが出来る。
ダンピング力を受けており、記録レンズの振動や床振動
などの外乱に対してステージが振動し、トラックピッチ
誤差を起するのを防ぐことが出来る。
【0031】また、2つのダンパーの圧縮側空間よりそ
れぞれ流れ出た粘性流体は一旦各シリンダーの外に出
て、同じ配管で交わり、同じ開口制限器を通過するよう
にすれば、ダンパーの抵抗力が常に同じになる。この結
果、2つのダンパーの抵抗力の差によって横方向のモー
メントが発生することがない。また、上記ダンパーは、
内部に粘性流体が充填されたシリンダーと上記シリンダ
ー内を摺動往復するピストンを有するようにし、かつ、
上記1対のダンパーの、上記ピストンに隔てられた上記
シリンダー内の圧縮側及び及び膨張側の空間をそれぞれ
配管で接続し、上記2つの配管を第3配管で接続し、上
記第3配管の途中に上記粘性流体の移動を制限する開口
制限器を設けるようにすれば、ピストンの移動によって
生じる粘性流体の移動は左右のダンパーとも同じ開口制
限部を通るため抵抗力は同じ値となり、ステージに横方
向のモーメントを与えることがない。このように、2つ
のダンパーの抵抗力が同じになるような構成をとれば、
モーメントを無くすことができて、ステージのより安定
した移動を実現することができる。
れぞれ流れ出た粘性流体は一旦各シリンダーの外に出
て、同じ配管で交わり、同じ開口制限器を通過するよう
にすれば、ダンパーの抵抗力が常に同じになる。この結
果、2つのダンパーの抵抗力の差によって横方向のモー
メントが発生することがない。また、上記ダンパーは、
内部に粘性流体が充填されたシリンダーと上記シリンダ
ー内を摺動往復するピストンを有するようにし、かつ、
上記1対のダンパーの、上記ピストンに隔てられた上記
シリンダー内の圧縮側及び及び膨張側の空間をそれぞれ
配管で接続し、上記2つの配管を第3配管で接続し、上
記第3配管の途中に上記粘性流体の移動を制限する開口
制限器を設けるようにすれば、ピストンの移動によって
生じる粘性流体の移動は左右のダンパーとも同じ開口制
限部を通るため抵抗力は同じ値となり、ステージに横方
向のモーメントを与えることがない。このように、2つ
のダンパーの抵抗力が同じになるような構成をとれば、
モーメントを無くすことができて、ステージのより安定
した移動を実現することができる。
【0032】よって、このような精密駆動ステージ駆動
装置を、光ディスクの原盤を作製するマスタリング工程
で使用するレーザビームレコーダの記録ヘッドの送り装
置として使用するようにすれば、ステージは機械的にバ
ランスされた安定なダンピング力を受けることになり、
記録レンズの振動や床振動などの外乱に対してステージ
が振動し、トラックピッチ誤差を起するのを防ぐことが
出来る。
装置を、光ディスクの原盤を作製するマスタリング工程
で使用するレーザビームレコーダの記録ヘッドの送り装
置として使用するようにすれば、ステージは機械的にバ
ランスされた安定なダンピング力を受けることになり、
記録レンズの振動や床振動などの外乱に対してステージ
が振動し、トラックピッチ誤差を起するのを防ぐことが
出来る。
【図1】 本発明の第1実施形態にかかかる精密駆動ス
テージ駆動装置の平面図である。
テージ駆動装置の平面図である。
【図2】 図1の精密駆動ステージ駆動装置の断面図で
ある。
ある。
【図3】 本発明の第2実施形態にかかかる精密駆動ス
テージ駆動装置の平面図である。
テージ駆動装置の平面図である。
【図4】 図3の精密駆動ステージ駆動装置のダンパー
部の模式図である。
部の模式図である。
【図5】 従来例の平面図である。
【図6】 図5の従来例の断面図である。
1…ガイド、2…ステージ、3…腕、4…記録レンズア
クチュエータ、5…記録レンズ、6…ガラス盤、7a,
7b…ダンパー受け部材、8a,8b…ダンパー、9
a,9b…ダンパーロッド、10…回転モータ、11…
レーザビーム、12…ボイスコイル、13a,13b,
13c…磁気ヨーク、14…磁石、21a…ピストン、
22a…圧縮側空間、23a…膨張側空間、24…第1
配管、25…開口制限器、26…第2配管、27…第3
配管。
クチュエータ、5…記録レンズ、6…ガラス盤、7a,
7b…ダンパー受け部材、8a,8b…ダンパー、9
a,9b…ダンパーロッド、10…回転モータ、11…
レーザビーム、12…ボイスコイル、13a,13b,
13c…磁気ヨーク、14…磁石、21a…ピストン、
22a…圧縮側空間、23a…膨張側空間、24…第1
配管、25…開口制限器、26…第2配管、27…第3
配管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J069 AA59 EE36 EE62 5D068 AA02 BB01 CC01 EE01 GG03 GG07 5D117 AA02 CC04 JJ02 JJ12 KK10 5D121 AA02 BB38 BB40 JJ03 JJ04
Claims (6)
- 【請求項1】 精密駆動ステージと、 上記精密駆動ステージに駆動力を作用させて上記精密駆
動ステージを直線的に移動させる駆動源と、 上記精密駆動ステージの直線的な移動を案内する精密軸
受けと、 上記駆動源の両側でかつ上記精密駆動ステージの直線的
な移動方向沿いに配置されかつ上記精密駆動ステージの
直線的な移動に抵抗を与える1対のダンパーとを備え、 上記駆動源から上記精密駆動ステージに作用される上記
駆動力を、上記1対のダンパーのほぼ真中に作用させる
ようにしたことを特徴とする精密駆動ステージ駆動装
置。 - 【請求項2】 上記各ダンパーは、内部に粘性流体が充
填されたシリンダーと、上記シリンダー内を摺動往復す
るピストンとを有し、上記精密駆動ステージがある方向
に直線的に移動するときの上記1対のダンパーの上記シ
リンダー内の上記ピストンで隔てられた圧縮側の空間同
士を第1配管で接続するとともに膨張側の空間同士を第
2配管で接続し、上記第1配管と上記第2配管とを第3
配管で接続し、上記第3配管の途中に、上記粘性流体の
移動を制限する絞りを有する開口制限器をさらに備える
請求項1に記載の精密駆動ステージ駆動装置。 - 【請求項3】 上記開口制限器は、上記粘性流体の移動
を制限する絞りを構成する開口を有し、上記開口の大き
さが調整自在である請求項2に記載の精密駆動ステージ
駆動装置。 - 【請求項4】 上記1対のダンパーは、上記精密軸受け
に対して対称の位置に配置されている請求項1〜3のい
ずれかに記載の精密駆動ステージ駆動装置。 - 【請求項5】 上記精密軸受けが静圧空気軸受けである
請求項1〜4のいずれかに記載の精密駆動ステージ駆動
装置。 - 【請求項6】 光ディスクの原盤を作製するマスタリン
グ工程で使用するレーザビームレコーダの記録ヘッドの
送り装置として使用され、かつ、上記精密駆動ステージ
の片側に取付けられた腕の先端に記録レンズアクチュエ
ータが固定され、上記記録レンズアクチュエータには記
録レンズが上下動可能に支持されて、記録レーザが上記
記録レンズに入射してスポット形状に絞られて上記記録
レンズを出たビームが、回転モータで回転させられるガ
ラス盤を照射して信号を記録するとともに、上記精密駆
動ステージが移動する請求項1〜5のいずれかに記載の
精密駆動ステージ駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000031842A JP2001229581A (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 精密駆動ステージ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000031842A JP2001229581A (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 精密駆動ステージ駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001229581A true JP2001229581A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18556536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000031842A Pending JP2001229581A (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 精密駆動ステージ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001229581A (ja) |
-
2000
- 2000-02-09 JP JP2000031842A patent/JP2001229581A/ja active Pending
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