JP2001311789A - Precise feeder for moving stage - Google Patents
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクの原盤作
成製作装置やステッパーなどの精密な送り精度が要求さ
れる移動ステージの精密送り装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precision feeding device for a moving stage, such as an optical disk master making / manufacturing device or a stepper, which requires a high precision feeding.
【0002】[0002]
【従来の技術】CD又はDVD(Digital Ve
rsatile Discの略称。登録商標。)等の光
ディスクの再生装置の普及に伴い、音楽又は映画等のコ
ンテンツを記録したCD又はDVD等の需要が伸びてい
る。市場で販売されるCD又はDVD等の光ディスク
は、信号を記録した原盤からスタンピングにより製造さ
れる。光ディスクのマスタリング装置(原盤の作成装
置)は、公知のフォトエレクトロフォーミング法により
作られる。ガラスの円板をクリーニングし、クリーニン
グした円板にフォトレジストをコーティングする。フォ
トレジストコーティングした円板をベーキングして、フ
ォトレジストの溶剤を除去し、フォトレジストを硬化さ
せる。ベーキングした円板にレーザビームを用いて信号
を記録する。2. Description of the Related Art CD or DVD (Digital Ve)
Abbreviation of rsatile disc. Registered trademark. ), The demand for CDs or DVDs on which content such as music or movies is recorded is growing. Optical disks such as CDs and DVDs sold in the market are manufactured by stamping from a master on which signals are recorded. An optical disc mastering device (master disc creating device) is manufactured by a known photoelectroforming method. Clean the glass disk and coat the cleaned disk with photoresist. The photoresist coated disc is baked to remove the photoresist solvent and harden the photoresist. A signal is recorded on the baked disk using a laser beam.
【0003】記録した円板を現像する。現像により、レ
ーザビームを照射された部分のフォトレジストが除去さ
れる。ガラスの円板は非導電性であり次の電気鋳造を行
うためには導電性の膜を生成する必要がある故に、現像
した円板にNiをスパッタリングする。スパッタリング
された円板に電気鋳造(エレクトロフォーミング)を行
い、円板上に原盤を生成する。電気鋳造された原盤の背
面を研磨し、ガラスの円板から剥離する。剥離された原
盤の中心軸の穴を抜く。穴を抜いた原盤をクリーニング
し、表面に残留するフォトレジスト等を除去する。以上
の工程により、原盤が完成する。その後は、原盤からス
タンパーを生成し、スタンパーによりスタンピングする
ことにより、光ディスクを複製する。[0003] The recorded disk is developed. By the development, a portion of the photoresist irradiated with the laser beam is removed. Ni is sputtered on the developed disk because the glass disk is non-conductive and a conductive film must be formed for the next electroforming. Electroforming (electroforming) is performed on the sputtered disk to generate a master on the disk. The back of the electroformed master is polished and peeled from the glass disk. Remove the hole in the center axis of the peeled master. The punched master is cleaned to remove photoresist and the like remaining on the surface. The master is completed through the above steps. Thereafter, a stamper is generated from the master, and stamping is performed by the stamper, thereby duplicating the optical disk.
【0004】光ディスクの原盤記録装置(レーザビーム
レコーダ)は、上記の工程の中の、原盤にレーザビーム
を用いて信号を記録する工程において使用される。図1
7は、光ディスク(DVD等)の原盤記録装置の概略的
な構成を示す。101はレーザ発振器、102はスピン
ドルモータ、103はスライダ、104はレコーディン
グレンズ、105はビームスポットモニタ、106は移
動光学系、107はDVDの原盤、108は除振台であ
る。レーザ発振器101が出力する紫外線レーザ光(例
えばアルゴンレーザ光)は、デジタル映像信号又はデジ
タル音声信号等により変調され、移動光学系106を通
り、レコーディングレンズ104(移動光学系106に
含まれる。)を通って、スピンドルモータ102によっ
て回転している原盤107に照射される。[0004] An optical disk master recording device (laser beam recorder) is used in the step of recording a signal on a master using a laser beam in the above steps. FIG.
Reference numeral 7 denotes a schematic configuration of an optical disk (DVD or the like) master recording apparatus. 101 is a laser oscillator, 102 is a spindle motor, 103 is a slider, 104 is a recording lens, 105 is a beam spot monitor, 106 is a moving optical system, 107 is a DVD master, and 108 is a vibration isolation table. Ultraviolet laser light (eg, argon laser light) output from the laser oscillator 101 is modulated by a digital video signal or digital audio signal or the like, passes through the moving optical system 106, and passes through the recording lens 104 (included in the moving optical system 106). Then, the light is irradiated onto the master 107 rotating by the spindle motor 102.
【0005】スピンドルモータ102で原盤を回転させ
るとともに、原盤107の半径方向にスライダ103を
ゆっくりと移動させることによりスライダ103上に取
り付けられているレコーディングレンズ104を含む移
動光学系106を移動させながら、レーザ光を原盤10
7に照射させて信号を記録する。DVDはデータを一定
の密度で記録するCLV方式(Constant Li
near Velocity方式。線速度一定方式)を
採用しているため、ディスクの内周と外周ではスピンド
ルモータ102の回転数が異なる。これに伴いスライダ
103の移動速度もディスクの内周と外周で異なる。例
えば図17の原盤記録装置においては、スライダ103
は、ディスクの外周では5μm/sの低速で移動し、デ
ィスクの内周では10μm/s以上の高速で移動する。[0005] While the master is rotated by the spindle motor 102 and the slider 103 is slowly moved in the radial direction of the master 107, the moving optical system 106 including the recording lens 104 mounted on the slider 103 is moved. Laser beam master 10
7 and record the signal. DVD is a CLV system (Constant Li) that records data at a constant density.
near Velocity method. (Constant linear velocity method), the rotation speed of the spindle motor 102 is different between the inner circumference and the outer circumference of the disk. Accordingly, the moving speed of the slider 103 also differs between the inner circumference and the outer circumference of the disk. For example, in the master recording apparatus shown in FIG.
Moves at a low speed of 5 μm / s on the outer circumference of the disk, and moves at a high speed of 10 μm / s or more on the inner circumference of the disk.
【0006】原盤に照射されたレーザ光の反射光を入力
し、ビームスポットモニター105で反射光の信号レベ
ルを検出する。検出出力に基づいて、レコーディングレ
ンズの高さを最適に調整する。原盤記録装置は、極めて
精度の高い加工を行うため、外乱の影響を取り除く必要
がある。原盤記録装置の主要な構成要素101から10
6は、外乱による振動を吸収するダンパー機構の上に搭
載された除振台108の上に置かれている。[0006] The reflected light of the laser light applied to the master is input, and the beam spot monitor 105 detects the signal level of the reflected light. The height of the recording lens is adjusted optimally based on the detection output. Since the master recording apparatus performs highly accurate processing, it is necessary to remove the influence of disturbance. Main components 101 to 10 of master recording device
6 is placed on an anti-vibration table 108 mounted on a damper mechanism that absorbs vibration due to disturbance.
【0007】光ディスクに高密度記録を行う技術の進歩
に伴い、光ディスクのトラックピッチは非常に狭くなっ
てきた。CDのトラックピッチは1.6μmであった
が、DVDのトラックピッチは0.74μmであり、H
D画像信号を記録するHD−DVDのトラックピッチは
0.4μm前後である。将来的にはさらに狭トラックピ
ッチの光ディスクが規格化されると考えられる。光ディ
スクのトラックピッチが狭くなるにつれ、原盤記録装置
のスライダ103の速度むらの許容値も非常に狭くなっ
ている(高い精度を要求される)。原盤記録装置で作成
した原盤から複製されたDVDは任意のDVD再生装置
で完全に再生出来ることが必要である。具体的には、製
造されたDVDの原盤のトラックピッチのゆれを約20
nmに抑える必要がある。しかも、今後さらにトラック
ピッチの光ディスクが登場することを考慮すると、原盤
のトラックピッチのゆれを数nm以下にすることが望ま
しい。このような精度を実現するためには、記録レーザ
の冷却水の振動や周囲の処理装置から発生する床振動な
どの外乱により生じる微小な送りむらも許容できない。
例えば、静圧空気軸受けは約500Hzの外乱振動、レ
ーザーの冷却水によるウオーターハンマーは約30〜1
00Hzの外乱振動、除振台上は3〜4Hzの外乱振動
を発生する。[0007] With the advance of technology for performing high-density recording on an optical disk, the track pitch of the optical disk has become very narrow. The track pitch of the CD was 1.6 μm, while the track pitch of the DVD was 0.74 μm.
The track pitch of an HD-DVD for recording a D image signal is around 0.4 μm. It is considered that an optical disk having a narrower track pitch will be standardized in the future. As the track pitch of the optical disk becomes narrower, the allowable value of the speed unevenness of the slider 103 of the master recording apparatus becomes very narrow (high accuracy is required). It is necessary that a DVD reproduced from a master created by a master recording device can be completely reproduced by any DVD reproducing device. Specifically, the fluctuation of the track pitch of the manufactured DVD master is reduced by about 20
nm. Moreover, considering that an optical disk having a track pitch will appear in the future, it is desirable that the fluctuation of the track pitch of the master be set to several nm or less. In order to realize such accuracy, it is not possible to tolerate minute unevenness in feed caused by disturbance such as vibration of cooling water of a recording laser or floor vibration generated from a peripheral processing device.
For example, a static pressure air bearing has a disturbance vibration of about 500 Hz, and a water hammer by laser cooling water has a size of about 30 to 1.
A disturbance vibration of 00 Hz and a disturbance vibration of 3 to 4 Hz are generated on the vibration isolation table.
【0008】本発明は、トラックピッチのゆれが数nm
以下の原盤を製造出来る光ディスクの原盤記録装置に関
し、特に、そのような原盤記録装置のスライダ(移動ス
テージ)を含む送り装置に関する。又、本発明は、高精
度の移動ステージの送り装置が要求される任意の装置
(例えば半導体ステッパー等)に応用が可能である。According to the present invention, the track pitch fluctuation is several nm.
The present invention relates to an optical disk master recording apparatus capable of manufacturing the following master, and more particularly, to a feeder including a slider (moving stage) of such an original master recording apparatus. Further, the present invention can be applied to any device (for example, a semiconductor stepper or the like) that requires a high-precision moving stage feeder.
【0009】上記のように近年、光ディスク、半導体の
高精度化に伴い、それらを製造するための送り装置の高
精度化が強く望まれている。高精度の移動ステージの送
り装置は、一般的に静圧軸受ガイドと、前記ガイドを駆
動させるリニアモータ又は圧電素子と、前記ガイドに搭
載された位置決めスケールあるいはレーザスケールとを
有し、スケールの情報をフィードバックすることによ
り、ガイドの位置、速度及び加速度の制御を行ってい
た。しかし、この構成によっても、あくまでもスケール
のある場所だけが精密に駆動されているだけで、スケー
ルからはなれたところでは、ガイドの微少ガタ、静圧軸
受ではエアーの共振等が起こり、数ナノメートルの微少
振動を引き起こしている。As described above, in recent years, as optical discs and semiconductors have become more precise, there has been a strong demand for higher precision feeders for producing them. A high-precision moving stage feeder generally includes a hydrostatic bearing guide, a linear motor or a piezoelectric element for driving the guide, and a positioning scale or a laser scale mounted on the guide, and information on the scale. Is fed back to control the position, speed and acceleration of the guide. However, even with this configuration, only the place where the scale is located is precisely driven to the last, and the fine play of the guide and the resonance of the air occur in the static pressure bearing at the place apart from the scale, and several nanometers It causes micro vibration.
【0010】電気粘性流体をダンパ装置に応用した公知
の技術として、特開平7−83266がある。特開平7
−83266によれば、スライド機構の起動停止時にの
み、スライド機構に固定されている電極と移動電極との
間を満たす電気粘性流体に電圧をかけることにより電気
粘性流体の粘度を変化させ、ガイドの微少振動を防止し
て、スライド機構を精度良く停止させる。しかし、移動
ステージに機械的な負荷を加えると、移動ステージの移
動に伴う当該負荷の変動が新たな外乱を生じる。As a known technique in which an electrorheological fluid is applied to a damper device, there is JP-A-7-83266. JP 7
According to -83266, the viscosity of the electrorheological fluid is changed by applying a voltage to the electrorheological fluid filling the space between the electrode fixed to the slide mechanism and the movable electrode only when the slide mechanism is stopped. Prevent minute vibration and stop the slide mechanism accurately. However, when a mechanical load is applied to the moving stage, a change in the load accompanying the movement of the moving stage causes a new disturbance.
【0011】この問題を解決する手段として、静圧空気
軸受を用いた送りガイドを有していて、電気粘性流体を
用いて送り抵抗を得る移動ステージが提案されている
(日本機会学会論文集(C編)65巻630号(199
9−2)論文No.98−0962)。電気粘性流体を
用いて送り抵抗を得る方法は、印加する電圧によって抵
抗を自由に変えることができるため効果的な利用が可能
である。光ディスクの原盤記録では記録ゾーンまでは毎
秒数mm以上の早送りでヘッドを移動させ、記録ゾーン
では毎秒数μmという超低速での送りが必要である。電
気粘性流体を用いれば、早送り時は電気粘性流体に電圧
をかけず抵抗の少ない状態にし、記録時には電圧を印加
しダンピングの利いた状態にすれば理想的な使い方が実
現できる。As a means for solving this problem, a moving stage having a feed guide using a hydrostatic air bearing and obtaining a feed resistance using an electrorheological fluid has been proposed. Volume C, Vol. 65, No. 630 (199)
9-2) Paper No. 98-0962). The method of obtaining the feed resistance using the electrorheological fluid can be used effectively because the resistance can be freely changed by the applied voltage. In the master recording of an optical disk, the head is moved at a rapid feed rate of several mm or more per second to the recording zone, and the recording zone needs to be fed at a very low speed of several μm per second. If an electrorheological fluid is used, an ideal use can be realized by applying a voltage to the electrorheological fluid to reduce the resistance during fast-forwarding without applying a voltage, and applying a voltage during recording to make the state more damping.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従来、電気粘性流体の
制御を行うのに、起動停止時のみ、電圧を印加し、又は
電気粘性流体に一定の電界を印加していた。しかし、例
えばCLV方式の光ディスク等の原盤記録装置において
は、レーザを用いて、周速度が一定になるように信号を
記録する。記録された信号のトラックピッチが精度良く
一定になるように光ディスクの原盤を加工するために
は、スライダ(移動ステージ)の移動速度を原盤の場所
に応じて変化させる必要がある。しかし、移動ステージ
の移動速度に応じて移動ステージの微少振動が変化す
る。従来の技術では、速度に応じて微少振動が変化する
場合に光ディスク原盤のトラックピッチむらを一定にす
ることができなかった。本発明は、移動ステージの速度
むらを抑圧し、原盤上のいかなる場所においてもトラッ
クピッチのむらが数nm以下である光ディスクの原盤を
製造することが出来る光ディスクの原盤記録装置の移動
ステージの送り装置を実現することを目的とする。又、
本発明は、他の任意の装置(例えば半導体のステッパー
等)に用いるための、速度むらが極めて小さな移動ステ
ージの送り装置を実現することを目的とする。又、本発
明は、効率が良く、調整が容易で、かつ安全な移動ステ
ージの送り装置を実現することを目的とする。Conventionally, to control an electrorheological fluid, a voltage has been applied or a constant electric field has been applied to the electrorheological fluid only at the time of starting and stopping. However, for example, in a master recording device such as a CLV optical disk, a signal is recorded using a laser so that the peripheral speed is constant. In order to process the master of the optical disk so that the track pitch of the recorded signal is precisely constant, it is necessary to change the moving speed of the slider (moving stage) according to the location of the master. However, the minute vibration of the moving stage changes according to the moving speed of the moving stage. In the related art, when the minute vibration changes according to the speed, the track pitch unevenness of the master optical disc cannot be made constant. The present invention provides a moving stage feeder for an optical disc master recording apparatus capable of suppressing speed unevenness of a moving stage and manufacturing an optical disc master having track pitch unevenness of several nm or less at any place on the master. It is intended to be realized. or,
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a moving stage feeder having extremely small speed unevenness for use in any other device (for example, a semiconductor stepper or the like). Another object of the present invention is to realize a moving stage feeder that is efficient, easy to adjust, and safe.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の発明は、電気粘性流体を入れた容器と、少なくとも一
部が前記電気粘性流体の中に存在し、かつ移動可能な少
なくとも1個の移動プレートと、前記移動プレートを有
する移動ステージと、前記移動プレートの移動方向と実
質的に直角の方向の電界であって前記移動ステージの移
動速度に応じた電界を前記電気粘性流体に印加する電源
部と、前記移動ステージを移動させる駆動部と、を具備
する送り装置である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a container containing an electrorheological fluid, and at least a part which is at least partially present in the electrorheological fluid and is movable. Moving plates, a moving stage having the moving plate, and applying an electric field in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the moving plate, the electric field corresponding to the moving speed of the moving stage to the electrorheological fluid. And a driving unit for moving the moving stage.
【0014】本発明の移動ステージの送り装置において
は、移動ステージの速度に関わらず、トラックピッチむ
らが一定となるようにすることが必要とされる。そこで
トラックピッチむらを一定にするために、移動ステージ
の移動速度に応じて、電極に印加する電圧を可変制御す
る。本発明は、電気粘性流体に印加する電圧を可変制御
することにより、移動方向、移動方向と垂直の方向の移
動ステージの揺動運動を抑制し、トラックピッチむらが
小さな移動ステージの送り装置を実現できるという作用
を有する。In the moving stage feeder of the present invention, it is necessary that the track pitch unevenness be constant irrespective of the speed of the moving stage. Therefore, in order to keep track pitch unevenness, the voltage applied to the electrodes is variably controlled according to the moving speed of the moving stage. The present invention controls the voltage applied to the electrorheological fluid to suppress the swinging movement of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction, and realizes a moving stage feeder with small track pitch unevenness. Has the effect of being able to.
【0015】本発明の請求項2に記載の発明は、電気粘
性流体を入れた容器と、少なくとも一部が前記電気粘性
流体の中に存在し、かつ移動可能な少なくとも1個の移
動プレートと、前記移動プレートの移動方向と実質的に
直角の方向の電界を生じる第1の電極及び第2の電極で
あって、固定された第1の電極と、固定された第2の電
極又は前記移動プレートに配置された第2の電極と、前
記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加する電源
部と、前記移動プレートを有する移動ステージと、前記
移動ステージを移動させる駆動部と、を具備する送り装
置であって、前記第1の電極と前記第2の電極との間の
距離が、前記移動ステージの移動方向の位置に応じて変
化する、ことを特徴とする送り装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a container containing an electrorheological fluid, at least one movable plate which is at least partially present in the electrorheological fluid and is movable, A first electrode and a second electrode for generating an electric field in a direction substantially perpendicular to the direction of movement of the moving plate, wherein the fixed first electrode and the fixed second electrode or the moving plate A second electrode, a power supply unit that applies a voltage to the first electrode and the second electrode, a moving stage having the moving plate, and a driving unit that moves the moving stage. A feeding device provided, wherein a distance between the first electrode and the second electrode changes according to a position of the moving stage in a moving direction.
【0016】本発明においては、電気粘性流体に電界を
印加するための電極間の距離が移動ステージの移動方向
の位置に応じて変化する。電極間の距離dの電極間に電
圧Vを印加すると、電界E=V/dが生じる。例えば光
ディスクの原盤記録装置においては、移動ステージの移
動速度に応じてダンピング量を変化させることが好まし
い。移動ステージの移動速度は移動ステージの位置によ
り定まる。従って、例えば電極間に一定の電圧Vを印加
し、移動ステージの移動方向の位置に応じて電極間の距
離dを変化させることにより、移動ステージの位置に応
じて電気粘性流体によるダンピング効果を変化させるこ
とが出来る。本発明は、電気粘性流体に印加する電界を
移動ステージの位置に応じて可変制御することにより、
移動方向、移動方向と垂直の方向の移動ステージの揺動
運動を抑制し、トラックピッチむらが小さな移動ステー
ジの送り装置を実現できるという作用を有する。In the present invention, the distance between the electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid changes according to the position of the moving stage in the moving direction. When a voltage V is applied between the electrodes at a distance d between the electrodes, an electric field E = V / d is generated. For example, in an optical disk master recording apparatus, it is preferable to change the damping amount according to the moving speed of the moving stage. The moving speed of the moving stage is determined by the position of the moving stage. Therefore, for example, by applying a constant voltage V between the electrodes and changing the distance d between the electrodes according to the position of the moving stage in the moving direction, the damping effect by the electrorheological fluid changes according to the position of the moving stage. Can be done. The present invention variably controls the electric field applied to the electrorheological fluid according to the position of the moving stage,
This has the effect of suppressing the swinging movement of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction, and realizing a moving stage feeder with small track pitch unevenness.
【0017】なお、電極間に加える電圧は、一定でなく
てもよい(請求項3以下の他の請求項の発明も同様であ
る。)。又、送り装置は複数の第1の電極又は複数の第
2の電極を有していてもよい(他の請求項の発明も同様
である。)。又、印加する電圧は、直流電圧でも良く、
交流電圧でも良い(他の請求項の発明も同様であ
る。)。又、本発明は、一定の電圧又は小さな変化範囲
の電圧を出力する電源部を使用する、安価な移動ステー
ジの送り装置を実現できるという作用を有する。The voltage applied between the electrodes may not be constant (the same applies to the third and subsequent claims). Further, the feeder may have a plurality of first electrodes or a plurality of second electrodes (the same applies to the inventions of other claims). Also, the applied voltage may be a DC voltage,
An AC voltage may be used (the same applies to the inventions of other claims). Further, the present invention has an effect that an inexpensive moving stage feeder using a power supply unit that outputs a constant voltage or a voltage in a small change range can be realized.
【0018】第1の電極と第2の電極とが共に固定され
ていてもよい(例えば、容器に配置されている。)。
又、第1の電極が固定されており(例えば、容器に配置
されている。)、第2の電極が移動してもよい(移動プ
レートに配置されている。)。「移動プレートに配置さ
れた第2の電極」とは、例えば移動プレートに第2の電
極が貼り付けられていても良く、移動プレートそのもの
が第2の電極であっても良い。The first electrode and the second electrode may be fixed together (for example, disposed in a container).
Further, the first electrode may be fixed (for example, disposed on a container), and the second electrode may move (disposed on a moving plate). The “second electrode disposed on the moving plate” may be, for example, a second electrode attached to the moving plate, or the moving plate itself may be the second electrode.
【0019】本発明の請求項3に記載の発明は、電気粘
性流体を入れた容器と、少なくとも一部が前記電気粘性
流体の中に存在し、かつ移動可能な少なくとも1個の移
動プレートと、前記移動プレートの移動方向と実質的に
直角の方向の電界を生じる第1の電極及び第2の電極で
あって、固定された第1の電極と、固定された第2の電
極又は前記移動プレートに配置された第2の電極と、前
記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加する電源
部と、前記移動プレートを有する移動ステージと、前記
移動ステージを移動させる駆動部と、を具備する送り装
置であって、前記第1の電極及び前記第2の電極が互い
に対向する部分の面積が、前記移動ステージの移動方向
の位置に応じて変化する、ことを特徴とする送り装置で
ある。According to a third aspect of the present invention, there is provided a container containing an electrorheological fluid, at least one movable plate which is at least partially present in the electrorheological fluid and is movable, A first electrode and a second electrode for generating an electric field in a direction substantially perpendicular to the direction of movement of the moving plate, wherein the fixed first electrode and the fixed second electrode or the moving plate A second electrode, a power supply unit that applies a voltage to the first electrode and the second electrode, a moving stage having the moving plate, and a driving unit that moves the moving stage. A feeding device comprising: a feeding device, wherein an area of a portion where the first electrode and the second electrode face each other changes according to a position in a moving direction of the moving stage. is there.
【0020】本発明においては、電気粘性流体に電界を
印加するための電極が互いに対向する部分の面積(電極
の重なり合う面積)が、移動ステージの移動方向の位置
に応じて変化する。2個の電極が互いに対向する部分の
面積をSとし、電気粘性流体が生じる単位面積当たりの
せん断応力をτとすると、移動プレートに働く減衰力
(抵抗)fdは、fd=τ×Sで表せる。例えば電極間
に一定の電圧Vを印加し、移動ステージの移動方向の位
置に応じて電極が互いに対向する部分の面積Sを変化さ
せることにより、移動ステージの位置に応じて電気粘性
流体によるダンピング効果を変化させることが出来る。
本発明は、電気粘性流体に印加する電界を移動ステージ
の位置に応じて可変制御することにより、移動方向、移
動方向と垂直の方向の移動ステージの揺動運動を抑制
し、トラックピッチむらが小さな移動ステージの送り装
置を実現できるという作用を有する。又、本発明は、一
定の電圧又は小さな変化範囲の電圧を出力する電源部を
使用する、安価な移動ステージの送り装置を実現できる
という作用を有する。In the present invention, the area of the part where the electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid oppose each other (the area where the electrodes overlap) changes according to the position of the moving stage in the moving direction. Assuming that the area of the portion where the two electrodes face each other is S and the shear stress per unit area where the electrorheological fluid is generated is τ, the damping force (resistance) fd acting on the moving plate can be expressed as fd = τ × S. . For example, by applying a constant voltage V between the electrodes and changing the area S of the portion where the electrodes face each other according to the position of the moving stage in the moving direction, the damping effect by the electrorheological fluid according to the position of the moving stage Can be changed.
The present invention variably controls the electric field applied to the electrorheological fluid in accordance with the position of the moving stage, thereby suppressing the moving direction, the swinging motion of the moving stage in a direction perpendicular to the moving direction, and reducing track pitch unevenness. This has the function of realizing a moving stage feeder. Further, the present invention has an effect that an inexpensive moving stage feeder using a power supply unit that outputs a constant voltage or a voltage in a small change range can be realized.
【0021】本発明の請求項4に記載の発明は、さら
に、前記第1の電極と前記第2の電極との間の距離が前
記移動ステージの移動方向の位置に応じて変化する、こ
とを特徴とする請求項3に記載の送り装置である。According to a fourth aspect of the present invention, the distance between the first electrode and the second electrode changes according to the position of the moving stage in the moving direction. A feed device according to claim 3, wherein the feed device is a feed device.
【0022】本発明においては、電気粘性流体に電界を
印加するための電極が互いに対向する部分の面積(電極
の重なり合う面積)及び当該電極間の距離が、移動ステ
ージの移動方向の位置に応じて変化する。これにより、
移動ステージの位置に応じて電気粘性流体によるダンピ
ング効果を変化させることが出来る。本発明は、電気粘
性流体に印加する電界を移動ステージの位置に応じて可
変制御することにより、移動方向、移動方向と垂直の方
向の移動ステージの揺動運動を抑制し、トラックピッチ
むらが小さな移動ステージの送り装置を実現できるとい
う作用を有する。又、本発明は、一定の電圧又は小さな
変化範囲の電圧を出力する電源部を使用する、安価な移
動ステージの送り装置を実現できるという作用を有す
る。In the present invention, the area of the part where the electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid oppose each other (the area where the electrodes overlap) and the distance between the electrodes depend on the position of the moving stage in the moving direction. Change. This allows
The damping effect by the electrorheological fluid can be changed according to the position of the moving stage. The present invention variably controls the electric field applied to the electrorheological fluid in accordance with the position of the moving stage, thereby suppressing the moving direction, the swinging motion of the moving stage in a direction perpendicular to the moving direction, and reducing track pitch unevenness. This has the function of realizing a moving stage feeder. Further, the present invention has an effect that an inexpensive moving stage feeder using a power supply unit that outputs a constant voltage or a voltage in a small change range can be realized.
【0023】本発明の請求項5に記載の発明は、電気粘
性流体を入れた第1の容器及び第2の容器と、少なくと
も一部が前記第1の容器の前記電気粘性流体の中に存在
し、かつ移動可能な第1の移動プレートと、少なくとも
一部が前記第2の容器の前記電気粘性流体の中に存在
し、かつ移動可能な第2の移動プレートと、前記第1の
移動プレート及び前記第2の移動プレートを有する移動
ステージと、前記第1の移動プレート及び第2の移動プ
レートの移動方向と実質的に直角の方向の電界を生じる
電源部と、前記移動ステージを移動させる駆動部と、を
具備する送り装置であって、前記電気粘性流体が前記第
1の移動プレート及び前記第2の移動プレートに対して
発生するそれぞれの応力のベクトルが、前記移動ステー
ジの重心を含む垂直な平面に対して互いに実質的に対称
である、ことを特徴とする送り装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a first container and a second container containing an electrorheological fluid, and at least a part of the first container and the second container exist in the electrorheological fluid of the first container. A movable first movable plate, a movable second movable plate at least partially in the electrorheological fluid of the second container, and the first movable plate A moving stage having the second moving plate, a power supply unit for generating an electric field in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the first moving plate and the second moving plate, and a drive for moving the moving stage Wherein the vector of each stress generated by the electrorheological fluid on the first moving plate and the second moving plate includes a vertical axis including a center of gravity of the moving stage. Are substantially symmetrical to each other with respect to the plane, it is feeding apparatus according to claim.
【0024】本発明の送り装置は、移動ステージの中心
線(重心を含む。)の両側の対称の位置に電気粘性流体
の制動装置(容器、電気粘性流体等を含む。)を有す
る。移動ステージの両側に電気粘性流体を配備すること
により、移動ステージの振動のアンバランスを防止する
ことが出来る。本発明は、移動ステージにバランスのと
れたせん断応力(抵抗)を与えることにより、移動方
向、移動方向と垂直の方向の移動ステージの揺動運動を
抑制し、トラックピッチむらが小さな移動ステージの送
り装置を実現できるという作用を有する。The feeder of the present invention has an electrorheological fluid braking device (including a container, an electrorheological fluid, etc.) at symmetrical positions on both sides of the center line (including the center of gravity) of the moving stage. By disposing the electrorheological fluid on both sides of the moving stage, it is possible to prevent imbalance in vibration of the moving stage. The present invention suppresses the swinging motion of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction by applying balanced shear stress (resistance) to the moving stage, and feeds the moving stage with small track pitch unevenness. It has the effect that the device can be realized.
【0025】本発明の請求項6に記載の発明は、前記第
1の容器及び前記第2の容器が相互に連結されている、
ことを特徴とする請求項5に記載の送り装置である。According to a sixth aspect of the present invention, the first container and the second container are interconnected.
The feed device according to claim 5, wherein:
【0026】液体の蒸発等により両側の液面がアンバラ
ンスになると、アンバランスな振動が発生する。本発明
の送り装置は、移動ステージの両側に配備された電気粘
性流体の液面高さが一定になるように両側の容器が配管
等で接続されている。これにより、液面がアンバランス
になることを防止する。本発明は、経時的にバランスが
悪化することがない移動ステージの送り装置を実現でき
るという作用を有する。又、本発明は、2個の容器に入
れる電気粘性流体の液量のバランス調整が不要な移動ス
テージの送り装置を実現できるという作用を有する。When the liquid surface on both sides becomes unbalanced due to evaporation of the liquid or the like, unbalanced vibration occurs. In the feeder of the present invention, containers on both sides are connected by pipes or the like so that the liquid level of the electrorheological fluid provided on both sides of the moving stage is constant. This prevents the liquid level from becoming unbalanced. The present invention has the effect of realizing a moving stage feeder in which the balance does not deteriorate over time. Further, the present invention has an effect of realizing a moving stage feeder which does not require the balance adjustment of the amount of the electrorheological fluid to be put in the two containers.
【0027】本発明の請求項7に記載の発明は、ガイド
に沿って移動可能に配置されたスライドと、電気粘性流
体を入れた容器と、少なくとも一部が前記電気粘性流体
の中に存在し、かつ移動可能な少なくとも1個の移動プ
レートと、前記スライド及び前記移動プレートを有する
移動ステージと、前記移動プレートの移動方向と実質的
に直角の方向の電界を前記電気粘性流体に印加する電源
部と、前記移動ステージを移動させる駆動部と、を具備
する送り装置であって、前記駆動部の駆動力のベクトル
と、前記電気粘性流体の応力が前記移動ステージに及ぼ
す力のベクトルと、が前記移動ステージの重心を含む垂
直な平面上に実質的に存在する、ことを特徴とする送り
装置である。[0027] According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a slide movably disposed along a guide, a container containing an electrorheological fluid, and at least a part of the slide is present in the electrorheological fluid. At least one movable plate, a movable stage having the slide and the movable plate, and a power supply unit for applying an electric field to the electrorheological fluid in a direction substantially perpendicular to a moving direction of the movable plate. And a driving unit for moving the moving stage, wherein the vector of the driving force of the driving unit and the vector of the force exerted on the moving stage by the stress of the electrorheological fluid are: A feed device substantially existing on a vertical plane including a center of gravity of a moving stage.
【0028】本発明の送り装置は、移動ステージの駆動
力及び制動力(抵抗)がともに移動ステージの重心を含
む垂直な平面上にある。これらの力は移動ステージを回
転させるモーメントを生じない。従って、これらの力に
より移動ステージのアンバランスが発生することはな
い。本発明は、アンバランスのない駆動力とせん断応力
(抵抗)を与えることにより、移動方向、移動方向と垂
直の方向の移動ステージの揺動運動を抑制し、トラック
ピッチむらが小さな移動ステージの送り装置を実現でき
るという作用を有する。電気粘性流体を有する複数の制
動装置(それぞれ電気粘性流体を有する容器、移動プレ
ート等を含む。)を有する送り装置においては、複数の
制動装置のそれぞれの応力のベクトルの合成ベクトルが
移動ステージの重心を含む垂直な平面上に実質的に存在
すればよい。好ましくは、複数の制動装置を有する送り
装置においては、複数の制動装置ののそれぞれの応力の
ベクトルが全て移動ステージの重心を含む垂直な平面上
に実質的に存在する(例えば第6の実施例)。この場
合、本発明は、駆動力及びせん断応力のバランス調整が
不要な(又は容易な)移動ステージの送り装置を実現で
きるという作用を有する。In the feeder of the present invention, both the driving force and the braking force (resistance) of the moving stage are on a vertical plane including the center of gravity of the moving stage. These forces do not create a moment to rotate the moving stage. Therefore, the imbalance of the moving stage does not occur due to these forces. The present invention suppresses the swinging motion of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction by applying unbalanced driving force and shear stress (resistance), and feeds the moving stage with small track pitch unevenness. This has the effect of realizing the device. In a feeder having a plurality of braking devices having an electrorheological fluid (including a container, a moving plate, etc. each having an electrorheological fluid), a combined vector of the stress vectors of the plurality of braking devices is the center of gravity of the moving stage. What is necessary is to exist substantially on the perpendicular plane containing. Preferably, in a feeder having a plurality of braking devices, all stress vectors of the plurality of braking devices substantially exist on a vertical plane including the center of gravity of the moving stage (for example, the sixth embodiment). ). In this case, the present invention has an effect of realizing a moving stage feeder that does not require (or is easy to adjust) the balance between the driving force and the shearing stress.
【0029】本発明の請求項8に記載の発明は、前記移
動プレートの表面が、電気粘性流体中の分散粒子の直径
の平均値よりも大きい表面粗さを有することを特徴とす
る、請求項1から請求項7のいずれかの請求項に記載の
送り装置である。The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that the surface of the moving plate has a surface roughness greater than the average value of the diameter of the dispersed particles in the electrorheological fluid. A feed device according to any one of claims 1 to 7.
【0030】移動プレートの表面が滑らかであると、実
際上せん断応力が小さくなることを発見した。本発明
は、効率の良い移動ステージの送り装置を実現できると
いう作用を有する。「電気粘性流体中の分散粒子の直径
の平均値よりも大きい表面粗さを有する」とは、例え
ば、分散粒子の直径の平均値が5μmであれば、移動プ
レートの表面の平均高さから測定した、表面の凸凹の山
のピーク高さ又は谷の底の深さの平均値が5μm以上で
あることを言う。It has been discovered that a smooth surface of the moving plate effectively reduces shear stress. The present invention has an effect that an efficient moving stage feeder can be realized. "Having a surface roughness greater than the average value of the diameter of the dispersed particles in the electrorheological fluid" means, for example, if the average value of the diameter of the dispersed particles is 5 μm, measured from the average height of the surface of the moving plate It means that the average value of the peak height of the uneven peaks on the surface or the depth of the bottom of the valleys is 5 μm or more.
【0031】本発明の請求項9に記載の発明は、前記送
り装置の電源遮断時に、前記電源部に接続された2個の
電極がショートされることを特徴とする請求項1から請
求項8のいずれかの請求項に記載の送り装置である。According to a ninth aspect of the present invention, when the power supply of the feeder is cut off, two electrodes connected to the power supply section are short-circuited. A feeding device according to any one of the claims.
【0032】本発明は、電源遮断時に、電極に蓄積され
た電荷を必ずショートして放電することにより、安全な
移動ステージの送り装置を実現するという作用を有す
る。The present invention has an effect of realizing a safe moving stage feeder by always short-circuiting the electric charges accumulated in the electrodes when the power is cut off and discharging.
【0033】本発明の請求項10に記載の発明は、前記
電気粘性流体を磁性流体に代えて、第1の電極及び第2
の電極をギャップを有する磁気回路に代えたことを特徴
とする請求項1から請求項8のいずれかの請求項に記載
した送り装置である。[0033] According to a tenth aspect of the present invention, the first electrode and the second electrode are replaced by a magnetic fluid instead of the electrorheological fluid.
The feeding device according to any one of claims 1 to 8, wherein the electrode (1) is replaced by a magnetic circuit having a gap.
【0034】本発明は、電気粘性流体に代えて磁性流体
を使用する。本発明は、上記の請求項の発明について記
載したのと同様の作用を有する。又、磁性流体を用いた
場合は、電極に電荷が蓄積されることがない故に、感電
等の危険が少ないという作用を有する。The present invention uses a magnetic fluid instead of an electrorheological fluid. The present invention has the same effect as described in the above-described claim. In addition, when a magnetic fluid is used, there is no danger of electric shock or the like since no charge is accumulated in the electrodes.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施をするための最
良の形態を具体的に示した実施例について図面とともに
記載する。本発明は、電気粘性流体の中で移動プレート
を移動させることにより送り抵抗を得る。電気粘性流体
について説明する。電気粘性流体は、電圧を印加するこ
とにより発生する電界強度に応じて粘度が変化する(ウ
ィンズロー効果と言う。)液体である。ER流体とも言
う(Electrorheological Flui
dの略称)。電気粘性流体には、分散系の電気粘性流体
と均一系の電気粘性流体とがある。分散系の電気粘性流
体は、誘電性の微粒子(例えばイオン解離基を含有する
微粒子、電子分極する微粒子、チタン酸バリウム等の誘
電体の微粒子等)を絶縁油(例えば、シリコーンオイ
ル、炭化水素系オイル又はハロゲン系オイル等)に分散
させた流体である。分散系の電気粘性流体は、粒子に水
を含む含水型と水を含まない非含水型とがある。均一系
の電気粘性流体は、液晶のように電界で分子が配向し異
方性を示す物質からなる流体である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the present invention; The present invention obtains a feed resistance by moving a moving plate in an electrorheological fluid. The electrorheological fluid will be described. The electrorheological fluid is a liquid whose viscosity changes according to the intensity of an electric field generated by applying a voltage (referred to as a Winslow effect). Also referred to as ER fluid (Electrorheological Flui)
abbreviation of d). The electrorheological fluid includes a dispersed electrorheological fluid and a homogeneous electrorheological fluid. The electrorheological fluid of the dispersion system is composed of a dielectric fine particle (for example, a fine particle containing an ion dissociating group, a fine particle for electronic polarization, a fine particle for a dielectric such as barium titanate), and an insulating oil (for example, silicone oil, hydrocarbon-based). Oil or halogen-based oil). Dispersed electrorheological fluids are classified into a hydrous type containing particles in water and a non-hydrous type containing no water. A homogeneous electrorheological fluid is a fluid made of a substance such as liquid crystal in which molecules are oriented by an electric field and exhibit anisotropy.
【0036】図12は、分散系の電気粘性流体(図12
(a))と、均一系の電気粘性流体(図12(b))と
の特徴的な相違点を示す模式図である。それぞれ、横軸
はせん断速度dγ/dt、縦軸はせん断応力τである。
電界をかけない状態においては(E=0)両者ともニュ
ートン流動(物体の移動速度(又はせん断速度)に比例
した応力)を示す。しかし、電界をかけると(E>
0)、分散系の電気粘性流体はせん断応力の直線が並行
移動して上がるビンガム流動を示し(物体の移動速度
(又はせん断速度)に依存しない応力)、均一系の電気
粘性流体はせん断応力の直線の勾配(粘度)が大きくな
るニュートン流動を示す。分散系の電気粘性流体には、
例えば藤倉化成株式会社のTH−403、株式会社日本
触媒のTX−ER8がある。均一系の電気粘性流体に
は、例えば旭化成工業株式会社のARC01がある。FIG. 12 shows a dispersion type electrorheological fluid (FIG. 12).
FIG. 13A is a schematic diagram showing a characteristic difference between (a)) and a homogeneous electrorheological fluid (FIG. 12 (b)). The horizontal axis represents the shear rate dγ / dt, and the vertical axis represents the shear stress τ.
When no electric field is applied (E = 0), both exhibit Newtonian flow (stress proportional to the moving speed (or shear speed) of the object). However, when an electric field is applied (E>
0), the dispersed electrorheological fluid exhibits a Bingham flow in which the straight line of the shear stress moves up in parallel (the stress does not depend on the moving speed (or shear rate) of the object), and the homogeneous electrorheological fluid has the shear stress It shows Newtonian flow in which the gradient (viscosity) of the straight line increases. Dispersed electrorheological fluids include:
For example, there are TH-403 of Fujikura Kasei Co., Ltd. and TX-ER8 of Nippon Shokubai Co., Ltd. As a homogeneous electrorheological fluid, for example, there is ARC01 manufactured by Asahi Kasei Corporation.
【0037】図13は、分散系の電気粘性流体の原理を
示す。(a)は電気粘性流体に電界をかけていない状態
を、(b)は電気粘性流体に電界をかけた状態を示す。
(a)の状態(電圧を印加していない。)においては、
分散相粒子である誘電性の固体微粒子は、分散媒である
油の中にバラバラに存在している。固体微粒子は非常に
小さく、例えば数十nmから数μmの直径を有する(分
散相の種類により直径は大きく異なる。)。物体を
(a)の状態の当該流体中で移動させた時に受ける抵抗
は、油の粘性抵抗にほぼ等しい。FIG. 13 shows the principle of an electrorheological fluid in a dispersion system. (A) shows a state where an electric field is not applied to the electrorheological fluid, and (b) shows a state where an electric field is applied to the electrorheological fluid.
In the state (a) (no voltage is applied),
The dielectric solid fine particles, which are dispersed phase particles, are present separately in oil, which is a dispersion medium. Solid fine particles are very small, having a diameter of, for example, several tens of nm to several μm (the diameter varies greatly depending on the type of dispersed phase). The resistance received when the object is moved in the fluid in the state (a) is substantially equal to the viscous resistance of the oil.
【0038】(b)の状態(電圧を印加する。)におい
ては、分散相粒子である誘電性の固体微粒子は、分散媒
である油の中でつながりあって鎖を構成する。電界強度
が大きければ、鎖の数は増加し、鎖の平均の長さは長く
なる。物体を(b)の状態の当該流体中を図13(b)
の左から右の方向(電界に垂直の方向)に移動させた時
は、物体が鎖をせん断しながら移動することになるた
め、物体は鎖のせん断抵抗を受ける。せん断抵抗は鎖の
数が多いほど大きく鎖の長さが長いほど大きい。In the state (b) (voltage is applied), the dielectric solid fine particles as the dispersed phase particles are connected to each other in the oil as the dispersion medium to form a chain. The higher the field strength, the greater the number of chains and the longer the average length of the chains. FIG. 13B shows the object in the fluid in the state of FIG.
When the object is moved from left to right (perpendicular to the electric field), the object moves while shearing the chain, and the object receives the shear resistance of the chain. The shear resistance increases as the number of chains increases, and increases as the chain length increases.
【0039】図14は、電気粘性流体中で物体を移動さ
せたときにせん断抵抗が発生する様子を図示する。図1
3において、下側の電極(例えば陽極)を固定し、上側
の電極(例えば陰極)を図13で左から右に向かう方向
に移動させると、電気粘性流体はせん断応力(流体のマ
ッチ箱を台形に変形させることにより発生する応力)を
受ける。図14において、減衰力fd(電極の移動に対
する抵抗力)はせん断応力に電極の面積(Le×B)を
掛けた値である。せん断速度γは、上側の電極の移動速
度vに比例し、電気粘性流体の幅(2個の電極間の距
離)hに反比例する。せん断応力とせん断速度γとの関
係は後述する(図15及び図16)。FIG. 14 illustrates how shear resistance is generated when an object is moved in an electrorheological fluid. FIG.
In FIG. 3, when the lower electrode (for example, the anode) is fixed and the upper electrode (for example, the cathode) is moved in the direction from left to right in FIG. ). In FIG. 14, the damping force fd (resistance to the movement of the electrode) is a value obtained by multiplying the shear stress by the area of the electrode (Le × B). The shear speed γ is proportional to the moving speed v of the upper electrode and inversely proportional to the width (distance between two electrodes) h of the electrorheological fluid. The relationship between the shear stress and the shear rate γ will be described later (FIGS. 15 and 16).
【0040】図15及び図16は、株式会社日本触媒が
販売している電気粘性流体TX−ER6の特性図である
(株式会社日本触媒の資料による。)。TX−ER6
は、絶縁性油の分散媒に、スルホン化重合体の分散相
(直径は数μm程度である。)を分散した分散系の電気
粘性流体である。図15は、せん断速度200/sにお
ける電気粘性流体に印加される電界強度とせん断応力と
の関係を示す図である。横軸は電界強度(kV/m
m)、縦軸はせん断応力(Pa)である。実線は直流
(DC)の電界における電界強度とせん断応力との関係
を示し、破線はAC50Hzの交流の電界における電界
強度とせん断応力との関係を示す。図15より、電界強
度の2乗にほぼ比例したせん断応力が生じることが分か
る。もっとも、電界強度とせん断応力の関係は製品によ
って異なる。例えば、藤倉化成株式会社のTH−403
及び株式会社日本触媒のTX−ER8は、せん断応力は
電界強度にほぼ比例する。旭化成工業株式会社のARC
01は、電界強度が0〜1kV/mmの間はせん断応力
が電界強度にほぼ比例しており、電界強度が1kV/m
mを超えると、電界強度が大きくなるに応じてせん断応
力は飽和気味に緩やかに増加する。比例定数もそれぞれ
異なる。FIGS. 15 and 16 are characteristic diagrams of the electrorheological fluid TX-ER6 sold by Nippon Shokubai Co., Ltd. (according to data from Nippon Shokubai Co., Ltd.). TX-ER6
Is an electro-rheological fluid of a dispersion system in which a dispersed phase of a sulfonated polymer (having a diameter of about several μm) is dispersed in a dispersion medium of an insulating oil. FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the electric field strength applied to the electrorheological fluid at a shear rate of 200 / s and the shear stress. The horizontal axis is the electric field strength (kV / m
m) and the vertical axis is the shear stress (Pa). The solid line shows the relationship between the electric field strength and the shear stress in a direct current (DC) electric field, and the broken line shows the relationship between the electric field strength and the shear stress in an AC 50 Hz AC electric field. FIG. 15 shows that a shear stress almost proportional to the square of the electric field intensity occurs. However, the relationship between the electric field strength and the shear stress differs depending on the product. For example, TH-403 of Fujikura Kasei Co., Ltd.
And in the TX-ER8 of Nippon Shokubai Co., Ltd., the shear stress is almost proportional to the electric field strength. ARC of Asahi Kasei Corporation
01, when the electric field strength is 0 to 1 kV / mm, the shear stress is almost proportional to the electric field strength, and the electric field strength is 1 kV / m.
When m exceeds m, the shear stress gradually increases to a saturation level as the electric field intensity increases. The proportional constants are also different.
【0041】電界をかけない状態(図13(a))で1
50/sのせん断速度において4.5Paのせん断抵抗
を生じる。AC50Hz及び4kV/mmの電界で15
0/sのせん断速度において2100Paのせん断応力
を生じ、この応力は電界をかけない場合の応力の約46
0倍である。このことから、十分高い電圧を電気粘性流
体に印加することにより、鎖のせん断抵抗を通常の油の
粘性抵抗よりもはるかに大きくすることが出来ることが
分かる。In the state where no electric field is applied (FIG. 13A), 1
It produces a shear resistance of 4.5 Pa at a shear rate of 50 / s. 15 at 50 Hz AC and 4 kV / mm electric field
At a shear rate of 0 / s, a shear stress of 2100 Pa is generated, which is about 46 times the stress without an electric field.
It is 0 times. From this, it can be seen that by applying a sufficiently high voltage to the electrorheological fluid, the shear resistance of the chain can be made much larger than that of ordinary oil.
【0042】図16を説明する。図16(a)は、AC
50Hzの交流の電界におけるせん断速度とせん断応力
との関係を示す。図16(b)は、直流(DC)の電界
におけるせん断速度(単位は/s)とせん断応力(単位
はPa)との関係を示す。それぞれ、破線は1kV/m
mの電界、1点鎖線は2kV/mmの電界、2点鎖線は
3kV/mmの電界及び実線は4kV/mmの電界にお
ける関係を示す。せん断速度とせん断応力との関係も、
分散系の電気粘性流体の製品間で異なる。例えば、藤倉
化成株式会社のTH−403は、せん断速度が変化して
もせん断応力はあまり変化せず、せん断速度が増加する
とせん断応力も少しずつ増加する傾向を有する。株式会
社日本触媒のTX−ER8は、せん断速度が変化しても
せん断応力はあまり変化せず、せん断速度が増加すると
せん断応力は少しずつ減少する傾向を有する。Referring to FIG. FIG. 16A shows AC
4 shows a relationship between a shear rate and a shear stress in a 50 Hz AC electric field. FIG. 16B shows the relationship between shear rate (unit: / s) and shear stress (unit: Pa) in a direct current (DC) electric field. In each case, the dashed line is 1 kV / m
m, an alternate long and short dash line indicates a relationship of 2 kV / mm, an alternate long and two short dashes line indicates a relationship of 3 kV / mm, and a solid line indicates a relationship of 4 kV / mm. The relationship between shear rate and shear stress is also
It differs between products of dispersed electrorheological fluid. For example, TH-403 of Fujikura Kasei Co., Ltd. has a tendency that the shear stress does not change much even if the shear rate changes, and that the shear stress gradually increases as the shear rate increases. TX-ER8 of Nippon Shokubai Co., Ltd. has a tendency that the shear stress does not change much even if the shear rate changes, and the shear stress gradually decreases as the shear rate increases.
【0043】上記のような電気粘性流体を光ディスク
(CD、DVD等を含む。)の原盤記録装置に応用出来
る。光ディスクの原盤記録装置においては、レコーディ
ングレンズが記録開始点上に来るまで当該レコーディン
グレンズを含む移動光学系を搭載した移動ステージを毎
秒数mm以上の早送り速度で移動させ、記録開始後は移
動ステージを毎秒数μmという超低速で移動させる。原
盤記録装置に電気粘性流体を使用した移動ステージの移
動機構を採用し、早送り時は電気粘性流体に電圧をかけ
ず抵抗の少ない状態で移動ステージを移動させ、記録時
には電圧を印加しダンピングの利いた状態で移動ステー
ジを移動させる。これにより、理想的な移動ステージの
移動機構が実現できる。The above-described electrorheological fluid can be applied to an optical disk (including CD, DVD, etc.) master recording apparatus. In an optical disc master recording apparatus, a moving stage equipped with a moving optical system including the recording lens is moved at a fast-forward speed of several mm or more per second until the recording lens comes over a recording start point. It is moved at a very low speed of several μm per second. Adopting a moving mechanism of the moving stage using electrorheological fluid for the master recording device, moving the moving stage with low resistance without applying voltage to the electrorheological fluid during fast-forward, and applying voltage during recording to apply damping. Move the moving stage while in the position. Thus, an ideal moving mechanism of the moving stage can be realized.
【0044】《実施例1》本発明の第1の実施例を、図
1から図5及び図11を用いて説明する。第1の実施例
は、DVDの原盤記録装置に含まれる、移動光学系を搭
載した移動ステージの送り装置である。図1は本発明の
実施例である移動ステージの送り装置の正面図である。
図2は図1の実施例の平面図である。1は静圧気体軸受
け(典型的には静圧空気軸受け)のガイドであり、装置
基台上にガイド支持部材2で門型に両端を支持されてい
る。スライド3はガイド1に沿って移動する。4はスラ
イド3の下部に取付けられてスライド3を紙面に垂直方
向に移動させるリニアモータ(ボイスコイルモータ)の
コイルアセンブリである。5はリニアモータの磁気回路
を形成するヨークで装置基台に固定されている。6はヨ
ーク5に固定された永久磁石、7はセンターヨークであ
る。磁石6とヨーク5およびセンターヨーク7で構成さ
れる磁気回路の磁界の中にあるコイルに電流を流すこと
によってコイルアセンブリ4は紙面に垂直の方向に駆動
力を得る。8はスライド3の側面に取付けられた位置検
出スケール、9はその読み取りヘッドで、5のヨーク上
に固定されている。リニアモータが移動ステージを駆動
する駆動力のベクトルは、移動ステージの重心を通る移
動ステージの移動方向に平行な線を含む平面であって、
地面に垂直な平面に実質的に含まれる。<< Embodiment 1 >> A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 and FIG. The first embodiment is a moving stage feeder that includes a moving optical system and is included in a DVD master recording device. FIG. 1 is a front view of a moving stage feeder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the embodiment of FIG. Reference numeral 1 denotes a guide for a static pressure gas bearing (typically, a static pressure air bearing). Both ends of the guide are supported by a guide support member 2 on a device base. The slide 3 moves along the guide 1. Reference numeral 4 denotes a coil assembly of a linear motor (voice coil motor) which is attached to a lower portion of the slide 3 and moves the slide 3 in a direction perpendicular to the paper surface. Reference numeral 5 denotes a yoke forming a magnetic circuit of the linear motor, which is fixed to the device base. 6 is a permanent magnet fixed to the yoke 5, and 7 is a center yoke. The coil assembly 4 obtains a driving force in a direction perpendicular to the plane of the drawing by applying a current to a coil in a magnetic field of a magnetic circuit composed of the magnet 6, the yoke 5, and the center yoke 7. Reference numeral 8 denotes a position detection scale attached to the side surface of the slide 3, and reference numeral 9 denotes a read head thereof, which is fixed on a yoke 5. The vector of the driving force by which the linear motor drives the moving stage is a plane including a line parallel to the moving direction of the moving stage passing through the center of gravity of the moving stage,
Substantially included in a plane perpendicular to the ground.
【0045】位置検出スケール8は一定の間隔で細かい
縞模様を有する。読み取りヘッド9は、発光ダイオード
と受光ダイオードを含む反射型のフォトインタラプタか
らなる読み取りヘッドであり、フォトインタラプタの前
面に位置検出スケールと同じ間隔の細かい縞模様のスリ
ットを有する。発光ダイオードが出力した光は位置検出
スケール8によって反射され、受光ダイオードが反射光
を入力する。スライド3が移動すると、位置検出スケー
ル8の縞模様と読み取りヘッド9のスリットとの干渉に
より受光ダイオードが入力する反射光のレベルが変化す
る。これにより、読み取りヘッド9は、スライド3の移
動量を検出する。スライド3の位置情報を不揮発性の記
憶装置に記憶し、最初に位置情報の較正を行うことによ
り、スライド3の絶対位置を知ることが出来る。スライ
ド3上には移動ステージの上板10が固定されている。
光ディスクの記録装置においては、レコーディングレン
ズや光学ホルダー等の移動光学系がこの上に取付けら
れ、回転する原盤上を移動する。The position detection scale 8 has fine stripes at regular intervals. The read head 9 is a read head including a reflection type photo interrupter including a light emitting diode and a light receiving diode, and has a fine striped slit at the same interval as the position detection scale on the front surface of the photo interrupter. The light output from the light emitting diode is reflected by the position detection scale 8, and the light receiving diode inputs the reflected light. When the slide 3 moves, the level of the reflected light input to the light receiving diode changes due to interference between the stripe pattern of the position detection scale 8 and the slit of the reading head 9. Thereby, the reading head 9 detects the amount of movement of the slide 3. The absolute position of the slide 3 can be known by storing the position information of the slide 3 in a nonvolatile storage device and performing calibration of the position information first. The upper plate 10 of the moving stage is fixed on the slide 3.
In a recording apparatus for an optical disk, a moving optical system such as a recording lens and an optical holder is mounted thereon, and moves on a rotating master.
【0046】移動ステージの上板10の両サイドには絶
縁体からなる移動プレート11が取付けられている。2
個の移動プレート11は移動ステージの上板10とほぼ
同じ横幅を有している(図2における横幅)。移動プレ
ート11は容器12の中に挿入されている。容器12の
内側両サイドの側壁に陽極となる第1の電極13と陰極
になる第2の電極14が取付けられている。従って、第
1の電極と第2の電極とは固定されている。容器12
は、その中に電気粘性流体(例えば、株式会社日本触媒
製のTX−ER8)15を満たしている。移動プレート
11は、第1の電極13及び第2の電極14のそれぞれ
と0.5mm以下の僅かな間隔を隔てた状態で図2の横
方向に移動する。移動プレート11は移動ステージの移
動に伴って移動する。16は容器15の台である。第1
の電極13及び第2の電極14は、移動プレート11の
移動方向(移動ステージの移動方向)に直角の方向の電
界を発生する。両サイドの移動ステージが発生する制動
力(抵抗)のベクトルは、移動ステージの重心を通る移
動ステージの移動方向に平行な線を含む平面であって、
地面に垂直な平面に対して、互いに実質的に対称であ
る。好ましくは、容器12は絶縁性のプラスチック等で
形成されている。これにより、使用者が容器12の外壁
に触れた場合の感電事故を防止する。上記のように、本
実施例の送り装置の移動ステージは、静圧空気軸受(又
は他の気体を使用した静圧気体軸受)により保持され、
ボイスコイルモータにより駆動されるとともに、電気粘
性流体による制動力を受ける。従って、基本的には(電
気の接続線等を除く。)移動部と固定部は液体又は気体
を介して接触している。A moving plate 11 made of an insulator is attached to both sides of the upper plate 10 of the moving stage. 2
Each of the moving plates 11 has substantially the same width as the upper plate 10 of the moving stage (the width in FIG. 2). The moving plate 11 is inserted into the container 12. A first electrode 13 serving as an anode and a second electrode 14 serving as a cathode are attached to both inner side walls of the container 12. Therefore, the first electrode and the second electrode are fixed. Container 12
Is filled with an electrorheological fluid (for example, TX-ER8 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). The moving plate 11 moves in the horizontal direction in FIG. 2 with a slight gap of 0.5 mm or less from each of the first electrode 13 and the second electrode 14. The moving plate 11 moves as the moving stage moves. Reference numeral 16 denotes a table for the container 15. First
The electrode 13 and the second electrode 14 generate an electric field in a direction perpendicular to the moving direction of the moving plate 11 (the moving direction of the moving stage). The vector of the braking force (resistance) generated by the moving stages on both sides is a plane including a line parallel to the moving direction of the moving stage passing through the center of gravity of the moving stage,
Substantially symmetric with respect to a plane perpendicular to the ground. Preferably, the container 12 is formed of an insulating plastic or the like. This prevents an electric shock accident when the user touches the outer wall of the container 12. As described above, the moving stage of the feeder according to the present embodiment is held by the hydrostatic air bearing (or the hydrostatic gas bearing using another gas),
It is driven by a voice coil motor and receives a braking force by an electrorheological fluid. Accordingly, basically, the moving part and the fixed part are in contact with each other via the liquid or the gas (excluding the electric connection lines and the like).
【0047】移動プレートの表面が滑らかであると、実
際上せん断応力が小さくなることを発見した。検討の結
果、移動プレートの表面の粗さを電気粘性流体中の分散
粒子の直径の平均値よりも大きくすることにより、大き
なせん断応力が得られることが分かった。例えば、藤倉
化成株式会社製の電気粘性流体FKERの分散粒子は5
μmの直径を有する。移動プレート(FKERの中を移
動する移動プレート)の表面を例えばサンドブラスト等
の処理を行い、表面を粗くすることにより、移動プレー
トの表面の平均高さから測定した、表面の凸凹の山のピ
ーク高さ又は谷の底の深さの平均値を5μm以上にす
る。It has been discovered that a smooth surface of the moving plate effectively reduces the shear stress. As a result of the study, it was found that a large shear stress can be obtained by making the surface roughness of the moving plate larger than the average value of the diameter of the dispersed particles in the electrorheological fluid. For example, dispersed particles of an electrorheological fluid FKER manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.
It has a diameter of μm. The surface of the moving plate (moving plate moving in the FKER) is subjected to a treatment such as sand blasting to roughen the surface, so that the peak height of the uneven ridge of the surface measured from the average height of the surface of the moving plate. The average value of the depth of the bottom of the valley or valley is 5 μm or more.
【0048】図3は、電気粘性流体を用いた移動ステー
ジの送り装置の一部を示す拡大断面図である(図3の構
成を有する電気粘性流体による制動装置そのものは公知
である。)。移動ステージの上板10に絶縁体21を介
して移動プレート11が取付けられている。例えば、D
VDの原盤記録装置においては、上板10の上にレコー
ディングレンズを含む移動光学系が搭載されている。移
動プレート11(第2の電極14を兼ねる。)は高圧ケ
ーブル18によって高圧の電源部19の陰極に接続され
ており(第2の電極は移動電極である。)、電気粘性流
体15を満たした容器12の内側の両側面に貼り付けら
れた第1の電極13は高圧ケーブル18によって電源部
19の陽極に接続されている(第1の電極は固定されて
いる。)。移動プレート11は電気粘性流体15の中を
紙面に垂直の方向に移動する。移動プレートが移動する
ときに、電源部19により移動プレート11(第2の電
極14)と第1の電極13との間に例えば1〜4kVの
DC電圧をかける。すると、電気粘性流体中に電界が生
じる(例えば陽極と陰極との間の距離が1mmであれ
ば、1〜4kV/mmの電界)。その結果電気粘性流体
は誘導分極を起し移動プレート11と容器12の間に粒
子鎖を形成する。この粒子鎖が移動プレート11の移動
時にせん断抵抗を生じ、移動ステージの送り方向にダン
ピング効果を与える。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of a moving stage feeding device using an electrorheological fluid (a braking device using an electrorheological fluid having the configuration shown in FIG. 3 is known). The moving plate 11 is attached to the upper plate 10 of the moving stage via an insulator 21. For example, D
In the VD master recording apparatus, a moving optical system including a recording lens is mounted on the upper plate 10. The moving plate 11 (also serving as the second electrode 14) is connected to the cathode of the high-voltage power supply unit 19 by the high-voltage cable 18 (the second electrode is a moving electrode), and is filled with the electrorheological fluid 15. The first electrodes 13 attached to both inner side surfaces of the container 12 are connected to an anode of a power supply unit 19 by a high-voltage cable 18 (the first electrodes are fixed). The moving plate 11 moves in the electrorheological fluid 15 in a direction perpendicular to the paper surface. When the moving plate moves, a DC voltage of, for example, 1 to 4 kV is applied between the moving plate 11 (second electrode 14) and the first electrode 13 by the power supply unit 19. Then, an electric field is generated in the electrorheological fluid (for example, if the distance between the anode and the cathode is 1 mm, an electric field of 1 to 4 kV / mm). As a result, the electrorheological fluid causes induced polarization and forms a particle chain between the moving plate 11 and the container 12. The particle chains generate shear resistance when the moving plate 11 moves, and give a damping effect to the moving direction of the moving stage.
【0049】実験の結果、移動プレートの表面粗さが粗
いほど電気粘性流体のせん断応力が増加する。移動プレ
ート11の側面に発生するせん断応力を増加させるた
め、好ましくは移動プレート11の表面にサンドブラス
ト等の処理を行い、表面を粗くする。さらに好ましく
は、移動プレート11は、多孔質の部材で作られる。
又、移動プレートの移動によって生じる電気粘性流体の
流れの乱れを生じにくくするため、好ましくは、移動プ
レートの先端を尖らせる。As a result of the experiment, the shear stress of the electrorheological fluid increases as the surface roughness of the moving plate increases. In order to increase the shear stress generated on the side surface of the moving plate 11, the surface of the moving plate 11 is preferably subjected to a treatment such as sandblasting to roughen the surface. More preferably, the moving plate 11 is made of a porous member.
In addition, in order to prevent the flow of the electrorheological fluid from being disturbed due to the movement of the moving plate, it is preferable to sharpen the tip of the moving plate.
【0050】上記の装置により、速度むらが非常に小さ
な移動ステージを実現できる。しかし、図3の装置にお
いては、移動ステージ側に高圧ケーブルを繋がなければ
ならない。極めて高精度の記録を行う光ディスクの原盤
記録装置(又はステッパ等)においては、高圧ケーブル
を繋いだ状態で移動ステージを移動させると、移動ステ
ージの移動中に微小な速度むらを生じる。高圧ケーブル
は剛性があり、その負荷は一定でなく、移動ステージの
位置によって変動する。そのため微小な速度むらを生
じ、結果としてトラックピッチのむらを生じた。同様に
ステッパーなどの位置決め精度が要求される装置でも、
高圧ケーブルの剛性は停止時の安定性に影響を与える。With the above-described apparatus, a moving stage with extremely small speed unevenness can be realized. However, in the apparatus shown in FIG. 3, a high-voltage cable must be connected to the moving stage. In an optical disk master recording apparatus (or a stepper or the like) that performs extremely high-precision recording, if the moving stage is moved while the high-voltage cable is connected, slight speed unevenness occurs during the movement of the moving stage. The high-voltage cable is rigid, its load is not constant, and varies depending on the position of the moving stage. As a result, minute unevenness in speed was generated, resulting in uneven track pitch. Similarly, even for devices that require positioning accuracy, such as steppers,
The stiffness of the high-voltage cable affects the stability during stopping.
【0051】他の容器12の部分の拡大断面図を図4に
示す。図4の動作を説明する。19は高圧の電源部で、
高圧ケーブル17および18で第1の電極13及び第2
の電極14に接続されている。第1の電極13及び第2
の電極14は、容器12の内側の両側面にそれぞれ貼り
付けられている。第1の電極13及び第2の電極14
は、ともに固定電極である。本発明では高圧ケーブルは
共に固定されている。本発明では第1の電極13と第2
の電極14の間に3〜4kVの電圧が印加され、電気粘
性流体15は粒子鎖を電極間で形成する。絶縁体である
移動プレート11も電界の中で誘電分極し、第1の電極
13と移動プレート11との間及び第2の電極14と移
動プレート11との間に電気粘性流体15の粒子鎖を形
成する。かかる状態で電極間に置かれた移動プレート1
1が移動すると(図4の紙面に垂直の方向に移動す
る。)粒子鎖の分断によるせん断応力が生じ、スライド
3の動きにダンピング作用を与える。上記の構成では移
動プレート11は高圧ケーブルを引っ張っていないた
め、高圧ケーブルの負荷変動を受けない。FIG. 4 is an enlarged sectional view of another container 12. The operation of FIG. 4 will be described. 19 is a high voltage power supply,
The first electrodes 13 and the second
Electrode 14. First electrode 13 and second electrode 13
The electrodes 14 are attached to both inner side surfaces of the container 12, respectively. First electrode 13 and second electrode 14
Are both fixed electrodes. In the present invention, the high voltage cables are fixed together. In the present invention, the first electrode 13 and the second
A voltage of 3 to 4 kV is applied between the electrodes 14, and the electrorheological fluid 15 forms a particle chain between the electrodes. The moving plate 11, which is an insulator, is also dielectrically polarized in the electric field, and a particle chain of the electrorheological fluid 15 is formed between the first electrode 13 and the moving plate 11 and between the second electrode 14 and the moving plate 11. Form. The moving plate 1 placed between the electrodes in such a state
When 1 moves (moves in a direction perpendicular to the plane of the paper of FIG. 4), shearing stress is generated due to the breaking of the particle chains, and a damping action is given to the movement of the slide 3. In the above configuration, since the moving plate 11 does not pull the high-voltage cable, it does not receive the load fluctuation of the high-voltage cable.
【0052】本発明の移動プレート11は絶縁体ででき
ている。移動プレート11の厚さが薄い方が電気粘性流
体が存在する空間の電界を大きくすることが出来る(移
動プレートが存在する空間に存在する電界は何の仕事も
しない。)。しかし電気粘性流体中を抵抗を受けながら
移動するために、薄くてもねじれないような剛性が必要
である。そのために本発明の移動プレート11は剛性の
あるセラミック、ガラス、又は強化プラスチックからな
る。The moving plate 11 of the present invention is made of an insulator. When the thickness of the moving plate 11 is thinner, the electric field in the space where the electrorheological fluid exists can be increased (the electric field existing in the space where the moving plate exists does no work). However, in order to move while receiving resistance in an electrorheological fluid, it is necessary to have a rigidity so as not to be twisted even if it is thin. For this purpose, the moving plate 11 according to the invention is made of rigid ceramic, glass or reinforced plastic.
【0053】また図5は他の実施例の電気粘性流体の部
分の拡大断面図を示す。図5においては、移動プレート
11が導電性の金属で出来ている。金属の移動プレート
は高い剛性を有する。又、金属内には電界が存在しない
ため、それだけ電気粘性流体の存在する空間の電界が大
きくなり、大きなせん断応力が発生する。第1の電極1
3及び第2の電極14は、容器12の内側の両側面にそ
れぞれ貼り付けられている。第1の電極13及び第2の
電極14は、ともに固定電極である。しかし、例えば陽
極の第1の電極13及び陰極の第2の電極14の間に4
kVが印加され、移動プレート11が第1の電極13及
び第2の電極14の間の真中にある場合には、移動プレ
ート11は2kVの電位を有する。従って、もし移動プ
レート11と移動ステージの上板10が互いに電気的に
導通していれば、移動ステージ全体が2kVの電位を有
する。万一移動ステージに触れば感電するため危険であ
る。又、スライダ3とガイド1の間の静圧気体軸受け等
の絶縁耐圧が弱い部分で放電する可能性もある。FIG. 5 is an enlarged sectional view of an electrorheological fluid according to another embodiment. In FIG. 5, the moving plate 11 is made of a conductive metal. The metal moving plate has high rigidity. Further, since no electric field exists in the metal, the electric field in the space where the electrorheological fluid exists becomes large, and a large shear stress is generated. First electrode 1
The third and second electrodes 14 are respectively attached to both inner side surfaces of the container 12. The first electrode 13 and the second electrode 14 are both fixed electrodes. However, for example, between the first electrode 13 of the anode and the second electrode 14 of the cathode,
When kV is applied and the moving plate 11 is in the middle between the first electrode 13 and the second electrode 14, the moving plate 11 has a potential of 2 kV. Therefore, if the moving plate 11 and the upper plate 10 of the moving stage are electrically connected to each other, the entire moving stage has a potential of 2 kV. If you touch the moving stage, it is dangerous because you get an electric shock. In addition, there is a possibility that electric discharge occurs in a portion having a low dielectric strength such as a static pressure gas bearing between the slider 3 and the guide 1.
【0054】又、移動ステージ(上板10、移動プレー
ト11、スライド3、コイルアセンブリ4、センターヨ
ーク7、位置検出スケール8等を含む。)がどこかで固
定部と接触することにより移動プレート11の電位が接
地された場合(0V)、移動プレート11と陰極の第2
の電極14の間の電位が0Vで、移動プレート11と陽
極の第1の電極13との間の電位が4kVになる。この
ような場合、移動プレート11の片側にのみせん断応力
が働くため、移動プレート11にねじれ力が働き、安定
な動作をしない。そこで、移動プレート11と移動ステ
ージの上板10との間に、絶縁体21を挿入し、移動ス
テージの上板10を移動プレート11から絶縁する。好
ましくは、移動ステージとグラウンドとの間を細くて軟
らかい導線で接続する(従来例の図3又は実施例の図4
若しくは図5のいずれにおいても適用可能である。)。
又、好ましくは、容器12及び移動プレート11の全体
をプラスチックの薄い板でカバーし、感電事故を防止す
る(従来例の図3又は実施例の図4若しくは図5のいず
れにおいても適用可能である。)。The moving stage (including the upper plate 10, the moving plate 11, the slide 3, the coil assembly 4, the center yoke 7, the position detecting scale 8, etc.) comes in contact with the fixed portion somewhere, so that the moving plate 11 is moved. Is grounded (0 V), the moving plate 11 and the second
Is 0 V, and the potential between the moving plate 11 and the first electrode 13 of the anode is 4 kV. In such a case, since a shear stress acts on only one side of the moving plate 11, a torsional force acts on the moving plate 11, and stable operation is not performed. Therefore, an insulator 21 is inserted between the moving plate 11 and the upper plate 10 of the moving stage to insulate the upper plate 10 of the moving stage from the moving plate 11. Preferably, the moving stage and the ground are connected by a thin and soft conductive wire (FIG. 3 of the conventional example or FIG. 4 of the embodiment).
Alternatively, the present invention can be applied to any of FIGS. ).
Further, preferably, the entire container 12 and the moving plate 11 are covered with a thin plastic plate to prevent an electric shock accident (the present invention can be applied to either FIG. 3 of the conventional example or FIG. 4 or 5 of the embodiment). .).
【0055】また別の実施例では移動プレート11は通
気性のあるポーラスな材質でできている。通気性のある
ポーラスな材質では、その中を貫通して存在する電気粘
性流体があり、移動プレート11が動く時にその電気粘
性流の粒子鎖を切断して進むことになる。そのため通常
のせん断応力より高い抵抗が得られる。更に他の実施例
においては、移動プレート11は、先端から後端に抜け
る1個又は複数個の貫通穴(進行方向にほほ平行な穴)
を有する。移動プレート11の実質的な前面の面積を減
らすことにより、移動プレート11の前面が電気粘性流
体を前に押して電気粘性流体を容器12から溢れさせる
ことを防止するとともに、電気粘性流体が当該先端から
後端に抜ける穴を通して移動プレート11の後ろ側に移
動することを可能にし、電気粘性流体が容器12から溢
れることを防止する。これにより、電気粘性流体のスム
ーズな流れを確保することが可能になるため、例えば、
移動プレート11と容器12との隙間を狭くすることが
出来る。従って、例えば効率の良い移動ステージの送り
装置を実現することが出来る。In another embodiment, the moving plate 11 is made of a porous material having air permeability. In a porous material having air permeability, there is an electrorheological fluid existing therethrough, and when the moving plate 11 moves, the electrorheological flow breaks the particle chains and proceeds. Therefore, a resistance higher than a normal shear stress can be obtained. In still another embodiment, the moving plate 11 has one or more through-holes (holes almost parallel to the traveling direction) that pass from the front end to the rear end.
Having. Reducing the area of the substantial front surface of the moving plate 11 prevents the front surface of the moving plate 11 from pushing the electrorheological fluid forward and causing the electrorheological fluid to overflow from the container 12, and allows the electrorheological fluid to flow from the tip. It is possible to move to the rear side of the moving plate 11 through a hole that passes through the rear end, thereby preventing the electrorheological fluid from overflowing from the container 12. This makes it possible to ensure a smooth flow of the electrorheological fluid, for example,
The gap between the moving plate 11 and the container 12 can be reduced. Therefore, for example, an efficient moving stage feeder can be realized.
【0056】上記の説明は電圧の印加によって分極した
粒子が電界方向にブリッジを形成する分散系と呼ばれる
電気粘性流体について説明したが、移動ステージの移動
速度がある程度高い場合には、流体を構成する分子やド
メインが電界により配向することによって粘性が増大す
る均一系と呼ばれる電気粘性流体についても同様の効果
がある。もっとも、光ディスクの原盤記録装置の移動ス
テージのように記録時の移動速度が極めて遅い場合は、
ビンガム流動を示す分散系の電気粘性流体を使用するこ
とが好ましい。移動速度が遅すぎて、ニュートン流動を
示す均一系の電気粘性流体によっては十分な抵抗を発生
できないからである。In the above description, an electrorheological fluid called a dispersion system in which particles polarized by application of a voltage form a bridge in the direction of an electric field is described. However, when the moving speed of the moving stage is high to some extent, the fluid is formed. The same effect is obtained for an electrorheological fluid called a homogeneous system in which the viscosity increases when molecules and domains are oriented by an electric field. However, when the moving speed at the time of recording is extremely slow, such as the moving stage of an optical disk master recording device,
It is preferred to use a dispersed electrorheological fluid exhibiting Bingham flow. This is because the moving speed is too slow and sufficient resistance cannot be generated by a homogeneous electrorheological fluid exhibiting Newtonian flow.
【0057】光ディスクの原盤記録装置の移動ステージ
の送り装置に本発明を用いる場合について説明する。光
ディスクの原盤は通常直径200mm程度の大きさのガ
ラス盤が用いられるが、記録される領域は半径でほぼr
1=約20mm(内周)からr2=約65mm(外周)
である。また記録の開始は内周から始まるものが多い。
そのため、記録ヘッドはまず早送りモードで記録開始位
置まで移動し、その位置から低速での記録が行われ、記
録終了後に再び早送りモードで待機位置に戻ってくる。
本発明装置では早送りモードでは電極に電圧を印加せ
ず、抵抗の少ないスムースな送りを実現し、低速での記
録モードでのみ電極に高圧を印加し、強いダンピング効
果を得ることができる。A case where the present invention is used for a moving stage feeder of an optical disk master recording apparatus will be described. Usually, a glass disk having a diameter of about 200 mm is used as the master of the optical disk.
1 = about 20mm (inner circumference) to r2 = about 65mm (outer circumference)
It is. The start of recording often starts from the inner circumference.
Therefore, the recording head first moves to the recording start position in the fast-forward mode, performs recording at a low speed from that position, and returns to the standby position in the fast-forward mode again after the recording is completed.
In the apparatus of the present invention, in the fast-forward mode, no voltage is applied to the electrodes, smooth feeding with less resistance is realized, and a high voltage is applied to the electrodes only in the low-speed recording mode, whereby a strong damping effect can be obtained.
【0058】図11は、本実施例の移動ステージの送り
装置の制御装置のブロック図を示す。v0は目標速度、
xは移動ステージの現在位置、v=dx/dtは移動ス
テージの移動速度、k1は比例制御装置の比例定数、k
2は積分制御装置の積分定数、fd(v)は速度の関数
である制動装置の伝達関数(電気粘性流体に電圧を印加
することにより抵抗を発生する。)、g(x,t)は位
置及び時間の関数である外乱(静圧気体軸受けの抵抗等
も含む。)、mは移動ステージの質量、(dv/dt)
は移動ステージの加速度である。減算器30は、目標速
度v0と実際の速度vを入力し、差分(v0−v)を出
力する。比例制御装置31は、差分(v0−v)を入力
し、k1(v0−v)を出力する。積分制御装置32
は、差分(v0−v)を入力し、Σk2(v0−v)を
出力する。加算装置34は、比例制御装置31の出力信
号k1(v0−v)と積分制御装置32の出力信号Σk
2(v0−v)とを加算し、制動装置が発生する抵抗f
d(v)と外乱g(x,t)とを減算する。移動ステー
ジに印加される力Fは、下記の(1)式で表せる。 F=k1(v0−v)+Σk2(v0−v)−fd(v)−g(x,t) =m・(dv/dt) (1)FIG. 11 is a block diagram of a control device of the feeder of the moving stage according to the present embodiment. v0 is the target speed,
x is the current position of the moving stage, v = dx / dt is the moving speed of the moving stage, k1 is the proportional constant of the proportional control device, k
2 is an integral constant of the integral control device, fd (v) is a transfer function of the braking device (a resistance is generated by applying a voltage to the electrorheological fluid), and g (x, t) is a position. And disturbance as a function of time (including the resistance of the hydrostatic gas bearing, etc.), m is the mass of the moving stage, (dv / dt)
Is the acceleration of the moving stage. The subtractor 30 receives the target speed v0 and the actual speed v, and outputs a difference (v0−v). The proportional control device 31 receives the difference (v0−v) and outputs k1 (v0−v). Integral controller 32
Inputs the difference (v0-v) and outputs Σk2 (v0-v). The adder 34 outputs the output signal k1 (v0−v) of the proportional controller 31 and the output signal Σk of the integral controller 32.
2 (v0−v) and the resistance f generated by the braking device
d (v) and the disturbance g (x, t) are subtracted. The force F applied to the moving stage can be expressed by the following equation (1). F = k1 (v0−v) + Σk2 (v0−v) −fd (v) −g (x, t) = m · (dv / dt) (1)
【0059】fd(v)がない場合k1及びk2の最適
値は小さいが、大きなfd(v)が存在する場合にはk
1(v0−v)等によってfd(v)を相殺する必要が
あるため、k1及びk2の最適値は大きくなる。位置検
出装置35は、移動ステージの位置xを出力する。微分
装置36は位置xを入力し、位置の微分(速度)v=d
x/dtを出力する。制動装置(電気粘性流体を含む)
37は、実際の速度vを入力し、抵抗fd(v)を出力
する。速度vは、例えば読み取りヘッド9が一定の時間
内に入力する位置検出スケールの出力パルス数をカウン
トして測定する。又、他の実施例においては、位置検出
スケールのパルス間の間隔の時間を測定すること(例え
ば、位置検出スケールのパルス間に発生する他の非常に
速いパルスの数をカウントする。)により速度を測定す
る。上記の式(1)において、安定状態において発生す
る微小な外乱の影響を考えると、積分制御系への影響は
微小であり、制動装置の抵抗は変化しないから、 ΔF=k1・Δv−Δg(t) (2) ΔF=0とおくと、Δv=Δg(t)/k1 k1は大きい故に、Δg(t)に基づく速度むらΔvは
小さい。When fd (v) does not exist, the optimum values of k1 and k2 are small.
Since it is necessary to offset fd (v) by 1 (v0-v) or the like, the optimal values of k1 and k2 become large. The position detection device 35 outputs the position x of the moving stage. The differentiator 36 inputs the position x, and differentiates the position (velocity) v = d
Output x / dt. Braking device (including electrorheological fluid)
37 inputs the actual speed v and outputs the resistance fd (v). The speed v is measured, for example, by counting the number of output pulses of the position detection scale that the reading head 9 inputs within a certain time. In another embodiment, speed is measured by measuring the time between pulses of the position detection scale (eg, counting the number of other very fast pulses occurring between pulses of the position detection scale). Is measured. In the above equation (1), considering the influence of a minute disturbance generated in a stable state, the influence on the integral control system is very small, and the resistance of the braking device does not change. Therefore, ΔF = k1 · Δv−Δg ( t) (2) If ΔF = 0, Δv = Δg (t) / k1 Since k1 is large, the speed unevenness Δv based on Δg (t) is small.
【0060】又、CD又はDVD等のCLV方式の光デ
ィスクにおいては、記録中の移動ステージの移動速度が
ディスクの内周と外周で異なる。内周(半径r1)では
移動ステージの移動速度v1は速く、外周(半径r2)
では移動ステージの移動速度v1は遅い。単位時間あた
りにレーザ光が走査するディスク上の面積は一定である
から、関係式は、下記の(3)式で表せる。 r1・v1=r2・v2 (r1<r2) (3) 移動ステージの速度むらを光ディスクの外周から内周ま
で最小にするためには、光ディスクの内周から外周ま
で、 (流体粘度)×(移動速度)=一定 (4) に保つことが好ましい。In a CLV optical disk such as a CD or DVD, the moving speed of the moving stage during recording differs between the inner and outer circumferences of the disk. At the inner circumference (radius r1), the moving speed v1 of the moving stage is fast, and at the outer circumference (radius r2).
Then, the moving speed v1 of the moving stage is slow. Since the area on the disk scanned by the laser beam per unit time is constant, the relational expression can be expressed by the following expression (3). r1 · v1 = r2 · v2 (r1 <r2) (3) In order to minimize the speed unevenness of the moving stage from the outer circumference to the inner circumference of the optical disc, from the inner circumference to the outer circumference of the optical disc, (fluid viscosity) × (movement) It is preferable to keep (speed) = constant (4).
【0061】又、図16に示すように、移動ステージの
移動速度(即ち移動プレートのせん断速度)が変化する
と、電界強度が一定の状態において、電気粘性流体のせ
ん断応力が変化する。光ディスクの原盤記録装置の移動
ステージの送り装置においては、制動装置33の伝達関
数fd(v)をvの関数に定め、移動ステージの任意の
位置において、(4)式が成立する様に定める。伝達関
数fd(v)は、移動プレートの移動速度vと、当該移
動速度における電気粘性流体のせん断応力(例えば図1
6)と、電界とせん断応力との関係(例えば図11)に
基づいて定められる。具体的には、例えば株式会社日本
触媒製のTX−ER6を使用した制動装置においては、
移動ステージの移動速度が速い位置においてはfd
(v)の値を大きくすることにより、CLV方式の光デ
ィスクの原盤記録装置を精度良くかつ安定に制御するこ
とが出来る。上述の藤倉化成株式会社の電気粘性流体は
せん断速度が増加するとせん断応力も少しずつ増加する
傾向を有するため、移動ステージの移動速度が速い位置
においてはfd(v)の値も小さくすることにより、C
LV方式の光ディスクの原盤記録装置を精度良くかつ安
定に制御することが出来る。As shown in FIG. 16, when the moving speed of the moving stage (that is, the shearing speed of the moving plate) changes, the shear stress of the electrorheological fluid changes when the electric field strength is constant. In the moving stage feeder of the optical disk master recording device, the transfer function fd (v) of the braking device 33 is determined to be a function of v, and the expression (4) is determined at an arbitrary position of the moving stage. The transfer function fd (v) is determined by the moving speed v of the moving plate and the shear stress of the electrorheological fluid at the moving speed (for example, FIG.
6) and the relationship between the electric field and the shear stress (for example, FIG. 11). Specifically, for example, in a braking device using TX-ER6 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.,
Fd at the position where the moving speed of the moving stage is fast
By increasing the value of (v), it is possible to accurately and stably control the master recording apparatus for the CLV optical disk. Since the above-mentioned electro-rheological fluid of Fujikura Kasei Co., Ltd. has a tendency for the shear stress to gradually increase as the shear rate increases, the value of fd (v) is also reduced at a position where the moving speed of the moving stage is high. C
It is possible to accurately and stably control the master recording device of the LV optical disk.
【0062】制動装置37は、電気粘性流体の2個の電
極間にかける電圧を移動ステージの位置に応じて変化さ
せる。移動ステージの移動速度は5μm/sec〜10μm
/secであり、電極間の距離は例えば1mmである。印加
電圧は、速度に応じて1.0kV〜4.0kVまで変化
させる(図3の電極を有する場合)。図5の電極を有す
る送り装置においては、導体である移動プレートが1m
mの厚さを有し、移動プレートと各電極との距離を各
0.5mmとする。印加電圧は、速度に応じて1kV〜
4kVまで変化させる。The braking device 37 changes the voltage applied between the two electrodes of the electrorheological fluid according to the position of the moving stage. The moving speed of the moving stage is 5 μm / sec to 10 μm
/ sec, and the distance between the electrodes is, for example, 1 mm. The applied voltage is changed from 1.0 kV to 4.0 kV according to the speed (in the case where the electrode shown in FIG. 3 is provided). In the feeding device having the electrodes shown in FIG.
m, and the distance between the moving plate and each electrode is 0.5 mm. The applied voltage is 1 kV or more depending on the speed.
Change to 4 kV.
【0063】移動ステージの移動速度に応じて電気粘性
流体に電界を加えることにより、移動ステージの振れが
抑制される。図13に示したように、電気粘性流体は絶
縁性の流体に電気分極性を有する粒子を分散させたコロ
イド溶液である。電気粘性流体に電界を印加することに
より、粒子に分極が生じ、クラスタと呼ばれる粒子の連
鎖が形成されることによって流体の見かけの粘度が変化
する。なお、積分制御装置32のゲインk2を大きくし
て、fd(v)を一定値fd0に維持しつつ移動ステー
ジの移動速度を制御することも出来る。By applying an electric field to the electrorheological fluid according to the moving speed of the moving stage, the movement of the moving stage is suppressed. As shown in FIG. 13, the electrorheological fluid is a colloid solution in which particles having an electric polarization property are dispersed in an insulating fluid. When an electric field is applied to the electrorheological fluid, the particles are polarized, and the apparent viscosity of the fluid changes by forming a chain of particles called clusters. Note that the gain k2 of the integral control device 32 can be increased to control the moving speed of the moving stage while maintaining fd (v) at a constant value fd0.
【0064】他の実施例においては、常にボイスコイル
モータが移動ステージを駆動できる限界に近い負荷を与
える。これにより速度むらを最小に抑える。この場合
は、移動ステージの目標移動速度が速くなった場合には
移動ステージに印加する負荷(抵抗)fd(v)を軽減
させなければ、ボイスコイルモータが最大の駆動力を発
揮しても目標速度に達しない。そこで、上記の実施例と
は逆に、目標移動速度が速くなった場合には移動ステー
ジに印加する負荷fd(v)を軽減する。これにより、
常に速度むらを最小に抑える。In another embodiment, a load near the limit at which the voice coil motor can drive the moving stage is always applied. This minimizes uneven speed. In this case, if the load (resistance) fd (v) applied to the moving stage is not reduced when the target moving speed of the moving stage is increased, even if the voice coil motor exhibits the maximum driving force, the target is not reduced. Do not reach speed. Therefore, contrary to the above embodiment, when the target moving speed increases, the load fd (v) applied to the moving stage is reduced. This allows
Always minimize speed fluctuations.
【0065】図19は、オブザーバを用いた本発明の移
動ステージの送り装置の制御装置の他の実施例である。
図19は、ラプラス変換式で表している。制御装置は、
位置の目標値Xcと、位置検出スケール8で読み取った
実際の位置Xとを入力する。差分Xc−Xに位置比例ゲ
インKppをかけて目標速度Vc=Kpp・(Xc−
X)を得る。目標速度と実速度Vとの差分(Vc−V)
を計算する。FIG. 19 shows another embodiment of the control device of the moving stage feeder of the present invention using an observer.
FIG. 19 is represented by a Laplace transform equation. The control device is
The position target value Xc and the actual position X read by the position detection scale 8 are input. The target speed Vc = Kpp · (Xc−X)
X). Difference between target speed and actual speed V (Vc-V)
Is calculated.
【0066】差分(Vc−V)に比例ゲインKvpをか
けた比例成分Kvp・(Vc−V)と、積分ゲインKv
iを掛けたKvi/s積分成分ΣKvi・(Vc−V)
とを計算し、比例成分と積分成分とを加算する。加算結
果にオブザーバの出力信号を加える。オブザーバ信号の
出力信号を加算した結果はローパスフィルタを通る。ロ
ーパスフィルタの出力信号は、リニアモータの駆動段
(推力定数Kfを表示したブロック)と、オブザーバに
入力される。リニアモータが移動ステージを駆動する。
移動ステージは、1/(Ms+C)で表される。Mは移
動ステージの質量、Cが電気粘性流体の応力である。
又、外乱FLも加わる。こうして駆動された移動ステー
ジは、実速度Vで移動する。移動ステージは、時間の経
過の中で、位置Xに位置する。A proportional component Kvp · (Vc−V) obtained by multiplying the difference (Vc−V) by a proportional gain Kvp, and an integral gain Kv
Kvi / s integral component multiplied by iΣKvi · (Vc−V)
Is calculated, and the proportional component and the integral component are added. The output signal of the observer is added to the addition result. The result of adding the output signals of the observer signal passes through a low-pass filter. The output signal of the low-pass filter is input to the drive stage of the linear motor (the block displaying the thrust constant Kf) and to the observer. A linear motor drives the moving stage.
The moving stage is represented by 1 / (Ms + C). M is the mass of the moving stage, and C is the stress of the electrorheological fluid.
Also, a disturbance FL is added. The moving stage driven in this way moves at the actual speed V. The moving stage is located at the position X over time.
【0067】図19の下段に書かれたKfと、MS+C
と、Kfの出力信号からMS+Cの出力信号を減算する
減算器と、Gobs(s)と、1/Kfとはオブザーバ
を構成する。オブザーバは、ローパスフィルタの出力信
号を入力しリニアモータの推力定数を掛けて推力の値を
得る。実速度Vを入力し、Ms+Cにより慣性力Msと
電気粘性流体の応力Cを推定する。リニアモータの推力
から慣性力と電気粘性流体の応力Cとを減算する。得ら
れた結果は伝達関数Gobs(s)のブロックを通り、
1/Kfをかけられて減算器に入力される。本実施例に
おいては、特にCを一定にする。電気粘性流体のせん断
応力は、上述のように移動プレートの移動速度に応じて
変化するため、せん断応力が移動プレートの移動速度に
関わらず一定になるように電源部19の出力電圧を制御
する。又は、電源部19の出力電圧を一定に保った状態
で、容器12が図7又は図8(図7及び図8)の構成を
取ることにより、Cは一定に保たれる。Kf written in the lower part of FIG. 19 and MS + C
, A subtractor for subtracting the MS + C output signal from the Kf output signal, Gobs (s), and 1 / Kf constitute an observer. The observer receives the output signal of the low-pass filter and multiplies it by the thrust constant of the linear motor to obtain a thrust value. The actual speed V is input, and the inertia force Ms and the stress C of the electrorheological fluid are estimated from Ms + C. The inertial force and the stress C of the electrorheological fluid are subtracted from the thrust of the linear motor. The result obtained passes through the block of the transfer function Gobs (s),
The result is multiplied by 1 / Kf and input to the subtractor. In this embodiment, C is particularly kept constant. Since the shear stress of the electrorheological fluid changes according to the moving speed of the moving plate as described above, the output voltage of the power supply unit 19 is controlled so that the shear stress becomes constant regardless of the moving speed of the moving plate. Alternatively, when the output voltage of the power supply unit 19 is kept constant, the container 12 takes the configuration of FIG. 7 or FIG. 8 (FIGS. 7 and 8), whereby C is kept constant.
【0068】図18に、電源スイッチを切った後2個の
電極をショートして、電極にたまっている電荷を放電す
る送り装置の一部を示す。図18に示す送り装置は、図
3の送り装置を改良したもので、同じ部品には同じ番号
を付与している。図3の説明と重複する説明は行わな
い。図18の送り装置は、図3の送り装置に高圧用の電
源スイッチ51を追加したものである。電源スイッチ5
1は、ブレイク ビフォア メイク型スイッチ(可動接
点(C接点)がON(導通)接点からOFF(遮断)接
点に移動する途中で(及び逆方向に移動する途中で)、
必ず可動接点がON接点ともOFF接点とも導通しない
期間があるスイッチ)である。電源スイッチ51の可動
接点をON側にすると、電源部19は第1の電極13及
び第2の電極14に電力を供給する。電源スイッチ51
の可動接点をOFF側にすると、電源部19から電極へ
の電力供給が切断され、第1の電極13と第2の電極1
4とが抵抗52を介してショートされる。抵抗52は、
ショート時に過大電流が流れることを防止する。これに
より、第1の電極13及び第2の電極14に蓄積された
電荷が放電される。FIG. 18 shows a part of a feeding device for short-circuiting two electrodes after the power switch is turned off to discharge the electric charges accumulated in the electrodes. The feeder shown in FIG. 18 is an improvement of the feeder shown in FIG. 3, and the same parts are given the same numbers. A description overlapping with that of FIG. 3 will not be given. The feeding device of FIG. 18 is obtained by adding a power switch 51 for high voltage to the feeding device of FIG. Power switch 5
1 is a break-before-make switch (while the movable contact (C contact) is moving from the ON (conducting) contact to the OFF (cutoff) contact (and is moving in the opposite direction);
The switch always has a period during which the movable contact does not conduct both the ON contact and the OFF contact. When the movable contact of the power switch 51 is turned on, the power supply 19 supplies power to the first electrode 13 and the second electrode 14. Power switch 51
When the movable contact is turned off, the power supply from the power supply unit 19 to the electrodes is cut off, and the first electrode 13 and the second electrode 1 are turned off.
4 are short-circuited via the resistor 52. The resistor 52 is
Prevents excessive current from flowing during a short circuit. As a result, the electric charges accumulated in the first electrode 13 and the second electrode 14 are discharged.
【0069】他の実施例においては、第1の電極13と
第2の電極14との間に高耐圧の高抵抗を接続する。当
該高耐圧の高抵抗は、送り装置の動作時には無駄な電力
を消費するが、電源スイッチを切った後は、2個の電極
に蓄積された電荷が当該高抵抗を通じて放電される。以
上の方法により、感電を防止することが出来る。In another embodiment, a high withstand voltage high resistance is connected between the first electrode 13 and the second electrode 14. The high withstand voltage high resistance consumes useless power during the operation of the feeding device, but after the power switch is turned off, the electric charges accumulated in the two electrodes are discharged through the high resistance. With the above method, electric shock can be prevented.
【0070】さらに、電気粘性流体に印加する電圧を交
流電圧(AC電圧)にすることによって、感電した場合
に危険性を低くし(一般に、AC電圧に感電するより
も、DC電圧に感電する方が人体にとって危険であると
言われている。)、かつ移動ステージが帯電しにくくな
る。さらに、電極に交流電圧を印加し、交流電圧の周波
数を変更することにより、電気粘性流体の粘度を変化さ
せることも出来る。 《実施例2》本発明の第2の実施例を図6を用いて説明
する。第2の実施例は、DVDの原盤記録装置に含まれ
る、移動光学系を搭載した移動ステージの送り装置(又
はステッパーの移動ステージの送り装置)である。図6
は第2の実施例である移動ステージの送り装置の(a)
底面断面図及び(b)縦断面図である。図6において、
第1の実施例と同一の部品には図1と同一の符号を付与
している。40及び41は静圧気体軸受け(典型的には
静圧空気軸受け)のガイドである。移動ステージはガイ
ド41によって図6の横方向の位置を規制され、移動ス
テージはガイド40によって図6の上下方向の位置を規
制されている。ガイド40及び41は、静圧軸受、精密
リニアガイドでもよい。Further, by changing the voltage applied to the electrorheological fluid to an AC voltage (AC voltage), the danger in the event of electric shock is reduced (generally, a person who receives an electric shock from a DC voltage rather than an AC voltage) Is said to be dangerous for the human body.) In addition, the moving stage is hardly charged. Further, the viscosity of the electrorheological fluid can be changed by applying an AC voltage to the electrode and changing the frequency of the AC voltage. << Embodiment 2 >> A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is a moving stage feeder (or a stepper moving stage feeder) equipped with a moving optical system included in a DVD master recording apparatus. FIG.
(A) of the moving stage feeder according to the second embodiment
It is a bottom sectional view and (b) longitudinal sectional view. In FIG.
The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. Reference numerals 40 and 41 are guides of a static pressure gas bearing (typically, a static pressure air bearing). The position of the moving stage in the horizontal direction in FIG. 6 is regulated by the guide 41, and the position of the moving stage in the vertical direction in FIG. The guides 40 and 41 may be hydrostatic bearings or precision linear guides.
【0071】移動ステージはガイド40及び41に沿っ
て移動する。4は移動ステージの上板10の下部に取付
けられて移動ステージを図6の断面図の垂直方向に移動
させるリニアモータ(ボイスコイルモータ)のコイルア
センブリである。5はリニアモータの磁気回路を形成す
るヨークで装置基台に固定されている。6はヨーク5に
固定された永久磁石、7はセンターヨークである。磁石
6とヨーク5およびセンターヨーク7で構成される磁気
回路の磁界の中にあるコイルに電流を流すことによって
コイルアセンブリ4は紙面に垂直の方向に駆動力を得
る。リニアモータが移動ステージを駆動する駆動力のベ
クトルは、移動ステージの重心を通る移動ステージの移
動方向に平行な線を含む平面であって、地面に垂直な平
面に実質的に含まれる。図6には表示しないが、第2の
実施例の送り装置は、移動ステージの上板10の下面に
取付けられた位置検出スケール及びヨーク5に取り付け
られたその読み取りヘッドを有する。位置検出スケール
及びその読み取りヘッドの構成及び動作は第1の実施例
と同じである。光ディスクの記録装置においては、レコ
ーディングレンズや光学ホルダー等の移動光学系が移動
ステージの上板10の上に取付けられており、レコーデ
ィングレンズは回転する原盤上を移動する。The moving stage moves along guides 40 and 41. Reference numeral 4 denotes a coil assembly of a linear motor (voice coil motor) which is attached to a lower portion of the upper plate 10 of the moving stage and moves the moving stage in the vertical direction in the sectional view of FIG. Reference numeral 5 denotes a yoke forming a magnetic circuit of the linear motor, which is fixed to the device base. 6 is a permanent magnet fixed to the yoke 5, and 7 is a center yoke. The coil assembly 4 obtains a driving force in a direction perpendicular to the plane of the drawing by applying a current to a coil in a magnetic field of a magnetic circuit composed of the magnet 6, the yoke 5, and the center yoke 7. The vector of the driving force for driving the moving stage by the linear motor is a plane including a line parallel to the moving direction of the moving stage passing through the center of gravity of the moving stage and substantially included in a plane perpendicular to the ground. Although not shown in FIG. 6, the feeder of the second embodiment has a position detection scale attached to the lower surface of the upper plate 10 of the moving stage and its read head attached to the yoke 5. The configuration and operation of the position detection scale and its reading head are the same as in the first embodiment. In an optical disk recording apparatus, a moving optical system such as a recording lens or an optical holder is mounted on an upper plate 10 of a moving stage, and the recording lens moves on a rotating master.
【0072】移動ステージの上板10の両サイドには絶
縁体からなる移動プレート11が取付けられている。移
動プレート11は容器の中に挿入されている。容器の内
側両サイドの側壁に陽極となる第1の電極13と陰極に
なる第2の電極14を取付けていて、その中に電気粘性
流体(例えば、株式会社日本触媒製のTX−ER8)1
5を入れている。移動プレート11は、第1の電極13
及び第2の電極14のそれぞれと0.5mm以下の僅か
な間隔を隔てた状態で、図6の断面図の垂直方向に移動
する。移動プレート11は移動ステージの移動に伴って
移動する。第1の電極13及び第2の電極14は、移動
プレート11の移動方向(移動ステージの移動方向)に
直角の方向の電界を発生する。連結管(パイプ)39は
2個の容器を連結しており、電気粘性流体15は2個の
容器と連結管39を満たしている。大きなU字形の容器
(平面図)を使用することも出来る。この場合は、U字
形の容器の縦の線に相当する部分が第1の容器と第2の
容器であり、U字形の内側にガイドとガイドに沿って移
動可能なスライドが配置される。両サイドの移動プレー
ト11が発生する制動力(抵抗)のベクトルは、移動ス
テージの重心を通る移動ステージの移動方向に平行な線
を含む平面であって、地面に垂直な平面に対して、互い
に実質的に対称である。A moving plate 11 made of an insulator is mounted on both sides of the upper plate 10 of the moving stage. The moving plate 11 is inserted in the container. A first electrode 13 serving as an anode and a second electrode 14 serving as a cathode are attached to the inner side walls of both sides of the container, and an electrorheological fluid (for example, TX-ER8 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) is provided therein.
5 is inserted. The moving plate 11 includes a first electrode 13
6 with a slight gap of 0.5 mm or less from each of the second electrodes 14 and in the vertical direction in the cross-sectional view of FIG. The moving plate 11 moves as the moving stage moves. The first electrode 13 and the second electrode 14 generate an electric field in a direction perpendicular to the moving direction of the moving plate 11 (the moving direction of the moving stage). The connecting pipe (pipe) 39 connects the two containers, and the electrorheological fluid 15 fills the two containers and the connecting pipe 39. Large U-shaped containers (plan view) can also be used. In this case, the portions corresponding to the vertical lines of the U-shaped container are the first container and the second container, and a guide and a slide movable along the guide are arranged inside the U-shaped container. The vector of the braking force (resistance) generated by the moving plates 11 on both sides is a plane including a line parallel to the moving direction of the moving stage that passes through the center of gravity of the moving stage and is perpendicular to a plane perpendicular to the ground. Substantially symmetric.
【0073】上記の実施例においては、電気粘性流体に
電界を印加する2個の電極はともに固定電極であった。
他の実施例においては、電気粘性流体に電界を印加する
2個の電極のうち1個の電極は固定電極であり、他の1
個の電極は移動電極である。例えば、図3に示すよう
に、第1の電極は導電体からなる移動プレート11であ
り(移動ステージの上板10と移動プレート11との間
には絶縁物が挿入されている。)、第2の電極は容器の
内側両サイドに貼り付けられた電極である。移動電極の
両側に設けた固定電極の電位は、異なっていても良い
が、一般的には同一である。In the above embodiment, the two electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid were both fixed electrodes.
In another embodiment, one of the two electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid is a fixed electrode and the other electrode is a fixed electrode.
The electrodes are moving electrodes. For example, as shown in FIG. 3, the first electrode is a moving plate 11 made of a conductor (an insulator is inserted between the upper plate 10 and the moving plate 11 of the moving stage). The second electrode is an electrode attached to both inner sides of the container. The potentials of the fixed electrodes provided on both sides of the moving electrode may be different, but are generally the same.
【0074】第2の実施例の移動ステージの送り装置の
制御装置は、第1の実施例と同じである(図11参
照)。移動ステージの移動速度は5μm/sec〜10μm
/secであり、電極間の距離は例えば1mmである。印加
電圧は、速度に応じて1.0kV〜4.0kVまで変化
させる(図3の電極を有する場合)。図5の電極を有す
る送り装置においては、導体である移動プレートが1m
mの厚さを有し、移動プレートと各電極との距離を0.
5mmとする。印加電圧は、速度に応じて1kV〜4k
Vまで変化させる。The controller of the moving stage feeder of the second embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 11). The moving speed of the moving stage is 5 μm / sec to 10 μm
/ sec, and the distance between the electrodes is, for example, 1 mm. The applied voltage is changed from 1.0 kV to 4.0 kV according to the speed (in the case where the electrode shown in FIG. 3 is provided). In the feeding device having the electrodes shown in FIG.
m, and the distance between the moving plate and each electrode is 0.
5 mm. The applied voltage is 1 kV to 4 k depending on the speed.
V.
【0075】《実施例3》本発明の第3の実施例を図7
を用いて説明する。図7は、第3の実施例である電気粘
性流体を用いた送り装置の(a)底面図及び(b)電気
粘性流体部分の拡大断面図である。第3の実施例は、D
VDの原盤記録装置に含まれる、移動光学系を搭載した
移動ステージの送り装置である。第3の実施例の基本的
な構成は第2の実施例と同じであり、両者が相違する要
素を図7に示している(両者に共通する多くの要素を記
載していない。)。第3の実施例においては、電気粘性
流体15を入れた容器12の幅が、移動プレート11の
移動方向に沿って変化する(図7の平面図において、容
器12はテーパー状の形状を有する。)。容器12の内
側の両側面に貼り付けられた第1の電極13と第2の電
極14との距離dも変化する。<< Embodiment 3 >> A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a (a) bottom view and (b) an enlarged cross-sectional view of an electrorheological fluid portion of a feeder using an electrorheological fluid according to a third embodiment. The third embodiment is based on D
This is a moving stage feeder that includes a moving optical system and is included in a VD master recording device. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the second embodiment, and elements different from each other are shown in FIG. 7 (many elements common to both are not described). In the third embodiment, the width of the container 12 containing the electrorheological fluid 15 changes along the moving direction of the moving plate 11 (in the plan view of FIG. 7, the container 12 has a tapered shape). ). The distance d between the first electrode 13 and the second electrode 14 attached to both inner side surfaces of the container 12 also changes.
【0076】電源部19は、第1の電極13及び第2の
電極14に一定の電圧V(例えばDC1kV)を印加す
る。移動プレート11が移動するにつれて(移動ステー
ジの移動方向の位置に応じて)第1の電極13と第2の
電極14との距離が変化する故に電界強度E=V/dが
変化し、電気粘性流体のせん断応力が変化する。これに
より、移動ステージの位置に応じて最適のダンピング抵
抗(せん断応力)を発生させることが出来る。DVDの
原盤記録装置等において、第3の実施例の移動ステージ
の送り装置は、レコーディングレンズの位置と原盤の中
心との距離に応じてダンピング抵抗を変化させる。The power supply section 19 applies a constant voltage V (for example, DC 1 kV) to the first electrode 13 and the second electrode 14. As the moving plate 11 moves (depending on the position of the moving stage in the moving direction), the distance between the first electrode 13 and the second electrode 14 changes, so that the electric field strength E = V / d changes, and Fluid shear stress changes. Thereby, an optimum damping resistance (shear stress) can be generated according to the position of the moving stage. In a DVD master recording device or the like, the moving stage feeder of the third embodiment changes the damping resistance according to the distance between the position of the recording lens and the center of the master.
【0077】1kV以上の高い電圧を制御するためには
高価な制御回路が必要であるが、上記の構成により、特
別のコストをかけることなく移動ステージの位置に応じ
て変化する電界を電気粘性流体に印加することが出来
る。もっとも、第3の実施例において更に、印加電圧を
変化させることも出来る。第3の実施例の構成と併せて
実施することにより、印加電圧の変化範囲を小さくする
ことが出来る。Although an expensive control circuit is required to control a high voltage of 1 kV or more, the above-described configuration allows the electro-rheological fluid to generate an electric field that changes according to the position of the moving stage without extra cost. Can be applied. However, in the third embodiment, the applied voltage can be further changed. By implementing this in conjunction with the configuration of the third embodiment, the range of change in the applied voltage can be reduced.
【0078】図7では、駆動部分(リニアモータ)の両
側にそれぞれ1列ずつ電気粘性流体15を配置している
が、中央付近に1列配置してもよい。また、電気粘性流
体15を駆動部分(リニアモータ)の両側に設けた場合
は、液面高さを一定に保つために両側の液をつなぐ連結
管39を設けても良い。なお、第3の実施例は第1の電
極13及び第2の電極14は共に固定電極であったが、
例えば第1の電極13が固定電極であって、第2の電極
14が移動電極であっても良い。第3の実施例は電極間
に一定の電圧を印加しているが、変化する電圧を印加し
てもよい。In FIG. 7, one row of the electrorheological fluids 15 is arranged on each side of the drive portion (linear motor), but one row may be arranged near the center. When the electrorheological fluid 15 is provided on both sides of the driving portion (linear motor), a connecting pipe 39 connecting the liquids on both sides may be provided in order to keep the liquid level constant. In the third embodiment, the first electrode 13 and the second electrode 14 are both fixed electrodes.
For example, the first electrode 13 may be a fixed electrode, and the second electrode 14 may be a moving electrode. Although the third embodiment applies a constant voltage between the electrodes, a changing voltage may be applied.
【0079】《実施例4》本発明の第4の実施例を図8
を用いて説明する。図8は、第4の実施例である電気粘
性流体を用いた送り装置の(a)側面断面図及び(b)
電気粘性流体部分の拡大断面図である。第4の実施例
は、DVDの原盤記録装置に含まれる、移動光学系を搭
載した移動ステージの送り装置である。第4の実施例の
基本的な構成は第2の実施例と同じであり、両者が相違
する要素を図8に示している(両者に共通する多くの要
素を記載していない。)。第4の実施例においては、図
3と同様に第1の電極13は固定電極であり、第2の電
極14は移動電極(移動プレート11を兼ねる。)であ
る。電気粘性流体15を入れた容器12の内側の両側面
に貼り付けられた第1の電極13の幅が移動プレート1
1の移動方向に沿って変化する(図8の側面図におい
て、容器12の両側面に貼り付けられた2個の第1の電
極13は三角形の形状を有する。)。移動プレート11
(第2の電極14)の側面の中で移動プレート11が第
1の電極13と対向する部分(重なり合っている部分)
のみに電気粘性流体15のせん断応力τが働く。実質的
に両電極が対向する部分にのみ電界が存在するからであ
る。<< Embodiment 4 >> A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a side sectional view of a feeder using an electrorheological fluid according to a fourth embodiment, and FIG.
It is an expanded sectional view of an electrorheological fluid part. The fourth embodiment is a moving stage feeder that includes a moving optical system and is included in a DVD master recording apparatus. The basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the second embodiment, and FIG. 8 shows elements that differ from each other (many elements common to both are not shown). In the fourth embodiment, as in FIG. 3, the first electrode 13 is a fixed electrode, and the second electrode 14 is a moving electrode (also serving as the moving plate 11). The width of the first electrode 13 attached to both sides of the inside of the container 12 containing the electrorheological fluid 15 is
1 (in the side view of FIG. 8, the two first electrodes 13 attached to both sides of the container 12 have a triangular shape). Moving plate 11
A portion of the side surface of the (second electrode 14) where the moving plate 11 faces the first electrode 13 (an overlapping portion).
Only the shear stress τ of the electrorheological fluid 15 acts. This is because an electric field exists substantially only in a portion where both electrodes face each other.
【0080】電源部19は、第1の電極13及び第2の
電極14に一定の電圧V(例えばDC1kV)を印加す
る。第1の電極13と第2の電極14との距離をdとす
ると、電気粘性流体には電界E=V/dが印加される。
電界Eに基づいて、単位面積の移動プレート11(電界
が存在する部分に限られる。)に働くせん断応力τが定
まる。移動プレート11が移動するにつれて(移動ステ
ージの移動方向の位置に応じて)第1の電極13と第2
の電極14とが対向する部分の面積Sが変化する故に、
抵抗(減衰力)fd=τ×Sが変化し、電気粘性流体の
せん断応力が変化する。これにより、移動ステージの位
置に応じて最適のダンピング抵抗(せん断応力)を発生
させることが出来る。DVDの原盤記録装置等におい
て、第4の実施例の移動ステージの送り装置は、レコー
ディングレンズの位置と原盤の中心との距離に応じてダ
ンピング抵抗を変化させる。The power supply 19 applies a constant voltage V (for example, DC 1 kV) to the first electrode 13 and the second electrode 14. Assuming that the distance between the first electrode 13 and the second electrode 14 is d, an electric field E = V / d is applied to the electrorheological fluid.
Based on the electric field E, a shear stress τ acting on the moving plate 11 having a unit area (limited to a portion where an electric field exists) is determined. As the moving plate 11 moves (depending on the position of the moving stage in the moving direction), the first electrode 13 and the second electrode 13 move.
Since the area S of the portion facing the electrode 14 changes,
The resistance (damping force) fd = τ × S changes, and the shear stress of the electrorheological fluid changes. Thereby, an optimum damping resistance (shear stress) can be generated according to the position of the moving stage. In a DVD master recording apparatus or the like, the moving stage feeder of the fourth embodiment changes the damping resistance according to the distance between the position of the recording lens and the center of the master.
【0081】1kV以上の高い電圧を制御するためには
高価な制御回路が必要であるが、上記の構成により、特
別のコストをかけることなく移動ステージの位置に応じ
て変化する電界を電気粘性流体に印加することが出来
る。もっとも、第4の実施例において更に、印加電圧を
変化させることも出来る。第4の実施例の構成と併せて
実施することにより、印加電圧の変化範囲を小さくする
ことが出来る。Although an expensive control circuit is required to control a high voltage of 1 kV or more, the above-described configuration allows the electric field which changes according to the position of the moving stage to be applied to the electrorheological fluid without any extra cost. Can be applied. However, in the fourth embodiment, the applied voltage can be further changed. By implementing this in combination with the configuration of the fourth embodiment, the range of change in the applied voltage can be reduced.
【0082】図8では、固定電極13(13及び14)
の面積を変化させたが、移動電極14の面積を変化させ
てもよい。例えば、図8の側面図において、移動プレー
ト11(第2の電極14を兼ねる。)は三角形の形状を
有する。固定電極13は四角形の形状を有し、かつ固定
電極13の幅は移動プレート11の幅より狭い。(図8
の側面図)。これにより、移動プレート11が移動する
につれて(移動ステージの移動方向の位置に応じて)固
定電極13と移動プレート11(第2の電極14)とが
重なり合う部分の面積は変化する。左右両方の電極、及
び移動電極の形状を任意の形状に変化させてもいい。In FIG. 8, the fixed electrodes 13 (13 and 14)
Is changed, the area of the movable electrode 14 may be changed. For example, in the side view of FIG. 8, the moving plate 11 (also serving as the second electrode 14) has a triangular shape. The fixed electrode 13 has a rectangular shape, and the width of the fixed electrode 13 is smaller than the width of the moving plate 11. (FIG. 8
Side view). Accordingly, as the moving plate 11 moves (in accordance with the position of the moving stage in the moving direction), the area of the portion where the fixed electrode 13 and the moving plate 11 (second electrode 14) overlap changes. The shape of both the left and right electrodes and the moving electrode may be changed to an arbitrary shape.
【0083】図8では、駆動部分(リニアモータ)の両
側にそれぞれ1列ずつ電気粘性流体15を配置している
が、中央付近に1列配置してもよい。また、電気粘性流
体15を駆動部分(リニアモータ)の両側に設けた場合
は、液面高さを左右同一に保つために両側の液をつなぐ
連結管39を設けても良い。なお、第4の実施例は第1
の電極13は固定電極であり第2の電極14は移動電極
であったが、例えば第1の電極13及び第2の電極14
が共に固定電極(例えば、容器12の内側の左側面と右
側面のそれぞれに図8の側面図に示すような三角形の形
状を有する第1の電極13と第2の電極14を貼り付け
る。)であっても良い。第4の実施例は電極間に一定の
電圧を印加しているが、変化する電圧(例えば交流電
圧)を印加してもよい。又、容器12の内側の両側面に
貼り付けてある左右の第1の電極13は一般には同一の
電位であるが、同一電位でなくてもよい。In FIG. 8, the electrorheological fluids 15 are arranged in one row on both sides of the driving portion (linear motor), but may be arranged in one row near the center. When the electrorheological fluid 15 is provided on both sides of the driving part (linear motor), a connecting pipe 39 for connecting the liquids on both sides may be provided in order to keep the liquid surface level the same on the left and right. The fourth embodiment is the first embodiment.
Although the electrode 13 is a fixed electrode and the second electrode 14 is a moving electrode, for example, the first electrode 13 and the second electrode 14
Are fixed electrodes (for example, a first electrode 13 and a second electrode 14 each having a triangular shape as shown in the side view of FIG. 8 are attached to each of a left side surface and a right side surface inside the container 12). It may be. In the fourth embodiment, a constant voltage is applied between the electrodes, but a changing voltage (for example, an AC voltage) may be applied. The left and right first electrodes 13 attached to both inner side surfaces of the container 12 are generally at the same potential, but need not be at the same potential.
【0084】《実施例5》本発明の第5の実施例を図7
及び図8を用いて説明する。なお、図7の第2の電極は
固定電極であり、図8の第2の電極は移動電極である。
第5の実施例においては第2の電極は固定電極であるた
め、図8の第2の電極14を固定電極に置き換えるもの
とする。)。第5の実施例は、DVDの原盤記録装置に
含まれる、移動光学系を搭載した移動ステージの送り装
置である。第5の実施例の基本的な構成は第2の実施例
と同じであり、両者が相違する要素を図7及び図8に示
している(両者に共通する多くの要素を記載していな
い。)。<< Embodiment 5 >> A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. Note that the second electrode in FIG. 7 is a fixed electrode, and the second electrode in FIG. 8 is a moving electrode.
In the fifth embodiment, since the second electrode is a fixed electrode, the second electrode 14 in FIG. 8 is replaced with a fixed electrode. ). The fifth embodiment is a moving stage feeder equipped with a moving optical system, which is included in a DVD master recording apparatus. The basic configuration of the fifth embodiment is the same as that of the second embodiment, and the elements different from each other are shown in FIGS. 7 and 8 (many elements common to both are not described). ).
【0085】電源部19は、第1の電極13及び第2の
電極14に一定の電圧V(例えばDC1kV)を印加す
る。第5の実施例においては、電気粘性流体15を入れ
た容器12の幅が、移動プレート11の移動方向に沿っ
て変化する(図7の平面図において、容器12はテーパ
ー状の形状を有する。)とともに、電気粘性流体15を
入れた容器12の内側の両側面に貼り付けられた第1の
電極13及び第2の電極14の幅が移動プレート11の
移動方向に沿って変化する(図8の側面図において、容
器12の両側面に貼り付けられた2個の第1の電極13
は三角形の形状を有する。)。移動プレート11が移動
するにつれて(移動ステージの移動方向の位置に応じ
て)第1の電極13と第2の電極14との距離が変化す
る故にせん断応力τが変化し、同時に第1の電極13と
第2の電極14とが対向する部分の面積Sが変化する故
に抵抗(減衰力)fd=τ×Sが変化し、電気粘性流体
のせん断応力が変化する。これにより、移動ステージの
位置に応じて最適のダンピング抵抗(せん断応力)を発
生させることが出来る。DVDの原盤記録装置等におい
て、第5の実施例の移動ステージの送り装置は、レコー
ディングレンズの位置と原盤の中心との距離に応じてダ
ンピング抵抗を変化させる。The power supply section 19 applies a constant voltage V (for example, DC 1 kV) to the first electrode 13 and the second electrode 14. In the fifth embodiment, the width of the container 12 containing the electrorheological fluid 15 changes along the moving direction of the moving plate 11 (in the plan view of FIG. 7, the container 12 has a tapered shape). ), The widths of the first electrode 13 and the second electrode 14 attached to both sides inside the container 12 containing the electrorheological fluid 15 change along the moving direction of the moving plate 11 (FIG. 8). In the side view, two first electrodes 13 attached to both side surfaces of the container 12 are shown.
Has a triangular shape. ). As the moving plate 11 moves (depending on the position of the moving stage in the moving direction), the distance between the first electrode 13 and the second electrode 14 changes, so that the shear stress τ changes, and at the same time, the first electrode 13 changes. The resistance (damping force) fd = τ × S changes due to the change in the area S of the portion where the electrode and the second electrode 14 face each other, and the shear stress of the electrorheological fluid changes. Thereby, an optimum damping resistance (shear stress) can be generated according to the position of the moving stage. In a DVD master recording device or the like, the moving stage feeder of the fifth embodiment changes the damping resistance according to the distance between the position of the recording lens and the center of the master.
【0086】図7では、駆動部分(リニアモータ)の両
側にそれぞれ1列ずつ電気粘性流体15を配置している
が、中央付近に1列配置してもよい。また、電気粘性流
体15を駆動部分(リニアモータ)の両側に設けた場合
は、液面高さを一定に保つために両側の液をつなぐ連結
管39を設けても良い。なお、第5の実施例は第1の電
極13及び第2の電極14は共に固定電極であったが、
例えば第1の電極13が固定電極であって、第2の電極
14が移動電極であっても良い。第5の実施例は電極間
に一定の電圧を印加しているが、変化する電圧を印加し
てもよい。その他、第3の実施例及び第4の実施例につ
いて述べたような種々のバリエーションが可能である。In FIG. 7, the electrorheological fluids 15 are arranged in a row on both sides of the driving portion (linear motor), but may be arranged in a row near the center. When the electrorheological fluid 15 is provided on both sides of the driving portion (linear motor), a connecting pipe 39 connecting the liquids on both sides may be provided in order to keep the liquid level constant. In the fifth embodiment, the first electrode 13 and the second electrode 14 are both fixed electrodes.
For example, the first electrode 13 may be a fixed electrode, and the second electrode 14 may be a moving electrode. In the fifth embodiment, a constant voltage is applied between the electrodes, but a changing voltage may be applied. In addition, various variations as described in the third embodiment and the fourth embodiment are possible.
【0087】《実施例6》本発明の第6の実施例を図9
及び図10を用いて説明する。第6の実施例は、DVD
の原盤記録装置に含まれる、移動光学系を搭載した移動
ステージの送り装置である。図9は第2の実施例である
移動ステージの送り装置の正面図、図10は第2の実施
例である移動ステージの送り装置の平面図である。図9
及び図10において、第1の実施例等と同一の部品には
図1等と同一の符号を付与している。40及び41は静
圧気体軸受け(典型的には静圧空気軸受け)のガイドで
ある。移動ステージはガイド41によって図9の横方向
の位置を規制され、移動ステージはガイド40によって
図9の上下方向の位置を規制されている。図9の矢印は
静圧が加わる方向を示すと共に、矢印の先が移動ステー
ジ(可動部)とそれ以外の固定部との境界を示す。ガイ
ド40及び41は、静圧軸受、精密リニアガイドでもよ
い。<< Embodiment 6 >> A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The sixth embodiment is a DVD
And a moving stage feeder equipped with a moving optical system, which is included in the master recording apparatus. FIG. 9 is a front view of the moving stage feeder according to the second embodiment, and FIG. 10 is a plan view of the moving stage feeder according to the second embodiment. FIG.
10 and FIG. 10, parts that are the same as those in the first embodiment and the like are given the same reference numerals as in FIG. 1 and the like. Reference numerals 40 and 41 are guides of a static pressure gas bearing (typically, a static pressure air bearing). The position of the moving stage in the horizontal direction in FIG. 9 is regulated by the guide 41, and the position of the moving stage in the vertical direction in FIG. The arrow in FIG. 9 indicates the direction in which the static pressure is applied, and the tip of the arrow indicates the boundary between the moving stage (movable part) and other fixed parts. The guides 40 and 41 may be hydrostatic bearings or precision linear guides.
【0088】移動ステージはガイド40及び41に沿っ
て移動する。4は移動ステージの上板10の下部に取付
けられて移動ステージを図9の断面図の垂直方向に移動
させるリニアモータ(ボイスコイルモータ)のコイルア
センブリである。5はリニアモータの磁気回路を形成す
るヨークで装置基台に固定されている。6はヨーク5に
固定された永久磁石、7はセンターヨークである。磁石
6とヨーク5およびセンターヨーク7で構成される磁気
回路の磁界の中にあるコイルに電流を流すことによって
コイルアセンブリ4は紙面に垂直の方向に駆動力を得
る。コイルアセンブリ4等が発生する駆動力のベクトル
は、移動ステージの重心を含む、地面に垂直な平面(上
板10の平面に対して垂直でもある。)に含まれる。移
動ステージの上板10の下面に取付けられた位置検出ス
ケール8、及びヨーク5に取り付けられたその読み取り
ヘッド9を有する。位置検出スケール及びその読み取り
ヘッドの構成及び動作は第1の実施例と同じである。光
ディスクの記録装置においては、レコーディングレンズ
や光学ホルダー等の移動光学系が移動ステージの上板1
0の上に取付けられており、レコーディングレンズは回
転する原盤47上を移動する。The moving stage moves along the guides 40 and 41. Reference numeral 4 denotes a coil assembly of a linear motor (voice coil motor) which is attached to a lower portion of the upper plate 10 of the moving stage and moves the moving stage in the vertical direction in the sectional view of FIG. Reference numeral 5 denotes a yoke forming a magnetic circuit of the linear motor, which is fixed to the device base. 6 is a permanent magnet fixed to the yoke 5, and 7 is a center yoke. The coil assembly 4 obtains a driving force in a direction perpendicular to the plane of the drawing by applying a current to a coil in a magnetic field of a magnetic circuit composed of the magnet 6, the yoke 5, and the center yoke 7. The vector of the driving force generated by the coil assembly 4 and the like is included in a plane perpendicular to the ground (also perpendicular to the plane of the upper plate 10), including the center of gravity of the moving stage. It has a position detection scale 8 attached to the lower surface of the upper plate 10 of the moving stage, and its read head 9 attached to the yoke 5. The configuration and operation of the position detection scale and its reading head are the same as in the first embodiment. In an optical disk recording apparatus, a moving optical system such as a recording lens or an optical holder is provided with an upper plate 1 of a moving stage.
0, and the recording lens moves on the rotating master 47.
【0089】アーム46は、2個の移動プレート11を
一方の端に有し、他方の端は移動ステージに取り付けら
れている。アーム46は、移動プレートにかかる電気粘
性流体のせん断応力を移動ステージに伝達する。アーム
46により移動ステージに伝達された電気粘性流体のせ
ん断応力のベクトルは、移動ステージの重心を含む、地
面に垂直な平面(上板10の平面に対して垂直でもあ
る。)に含まれる。2個の移動プレート11はそれぞれ
容器の中に挿入されている。容器の内側両サイドの側壁
に陽極となる第1の電極13と陰極になる第2の電極1
4を取付けていて、その中に電気粘性流体(例えば、株
式会社日本触媒製のTX−ER8)15を入れている。
移動プレート11は、第1の電極13及び第2の電極1
4のそれぞれと0.5mm以下の僅かな間隔を隔てた状
態で、図9の断面図の垂直方向に移動する。移動プレー
ト11は移動ステージの移動に伴って移動する。第1の
電極13及び第2の電極14は、移動プレート11の移
動方向(移動ステージの移動方向)に直角の方向の電界
を発生する。The arm 46 has two moving plates 11 at one end, and the other end is attached to a moving stage. The arm 46 transmits the shear stress of the electrorheological fluid applied to the moving plate to the moving stage. The vector of the shear force of the electrorheological fluid transmitted to the moving stage by the arm 46 is included in a plane perpendicular to the ground (also perpendicular to the plane of the upper plate 10), including the center of gravity of the moving stage. Each of the two moving plates 11 is inserted into a container. A first electrode 13 serving as an anode and a second electrode 1 serving as a cathode are provided on both inner side walls of the container.
4, and an electrorheological fluid (for example, TX-ER8 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 15 is put in the device.
The moving plate 11 includes a first electrode 13 and a second electrode 1.
4 is moved in the vertical direction in the cross-sectional view of FIG. The moving plate 11 moves as the moving stage moves. The first electrode 13 and the second electrode 14 generate an electric field in a direction perpendicular to the moving direction of the moving plate 11 (the moving direction of the moving stage).
【0090】図9において、ボイスコイルモータが発生
する駆動力のベクトルと電気粘性流体を用いた制動装置
が発生する抵抗のベクトルとは、それぞれ移動ステージ
の重心を通る地面に垂直な平面(図9の紙面に垂直な平
面でもある。)上に存在する。従って、ボイスコイルモ
ータが発生する駆動力のベクトルと電気粘性流体を用い
た制動装置が発生する抵抗のベクトルとは、移動ステー
ジを加速し又は減速するが、移動ステージを回転させる
ことはない(回転モーメントを生じない。)。In FIG. 9, the vector of the driving force generated by the voice coil motor and the vector of the resistance generated by the braking device using the electrorheological fluid are each a plane perpendicular to the ground passing through the center of gravity of the moving stage (FIG. 9). Is also a plane perpendicular to the plane of the paper.) Therefore, the vector of the driving force generated by the voice coil motor and the vector of the resistance generated by the braking device using the electrorheological fluid accelerate or decelerate the moving stage, but do not rotate the moving stage (rotation). No moment is generated.)
【0091】移動ステージの上板10の両サイドには鉄
製のバー43が取り付けられている。又、送り装置の固
定部の両サイドには台45が設けられており、それぞれ
の台45の上に電磁マグネット(コイルと鉄心)44が
設けられている。鉄製のバー43と電磁マグネット44
とは僅かの間隙を有しつつ相互に地面に対して垂直方向
に対抗している。電磁マグネットのコイルに電流を流す
ことにより、電磁マグネット44が鉄製のバー43を引
き付ける。図9において、移動ステージの上板10の両
端が図の下方(地面に垂直な方向)に力を加えられた状
態で、移動ステージが図9の紙面に垂直の方向に移動す
る。これにより、移動ステージの上板の振動を抑圧する
ことが出来る。電磁マグネットのコイルに流す電流は、
一定である。好ましくは、電磁マグネットのコイルに流
す電流を移動ステージの位置x又は移動ステージの移動
速度vに応じて変化させることにより、移動ステージの
上板の振動を最適に抑圧するダンピング効果を得る。電
磁マグネット44及び鉄製のバー43は、磁力発生装置
を構成する。両サイドの磁力発生装置が発生する力のベ
クトルは、移動ステージの重心を通る移動ステージの移
動方向に平行な線を含む平面であって、地面に垂直な平
面に対して、互いに実質的に対称である。Iron bars 43 are attached to both sides of the upper plate 10 of the moving stage. Also, pedestals 45 are provided on both sides of the fixed portion of the feeder, and an electromagnetic magnet (coil and iron core) 44 is provided on each pedestal 45. Iron bar 43 and electromagnetic magnet 44
Are opposed to each other in the vertical direction with a slight gap. By passing a current through the coil of the electromagnetic magnet, the electromagnetic magnet 44 attracts the iron bar 43. In FIG. 9, the moving stage moves in a direction perpendicular to the plane of FIG. 9 with both ends of the upper plate 10 of the moving stage being applied downward (in a direction perpendicular to the ground) in the figure. Thereby, vibration of the upper plate of the moving stage can be suppressed. The current flowing through the coil of the electromagnetic magnet is
It is constant. Preferably, by changing the current flowing through the coil of the electromagnetic magnet according to the position x of the moving stage or the moving speed v of the moving stage, a damping effect of optimally suppressing vibration of the upper plate of the moving stage is obtained. The electromagnetic magnet 44 and the iron bar 43 constitute a magnetic force generator. The force vectors generated by the magnetic force generators on both sides are planes including a line parallel to the moving direction of the moving stage passing through the center of gravity of the moving stage, and are substantially symmetric with respect to a plane perpendicular to the ground. It is.
【0092】他の実施例においては、台45の上に鉄製
のバーが設けられており、移動ステージの上板10の両
サイドには電磁マグネット(コイルと鉄心)が設けられ
ている。この場合は、電磁マグネットのコイルの接続線
が可動部に接続されるため、移動ステージの移動により
当該接続線が外乱を発生しないようにする。電磁マグネ
ットのコイルの接続線は、細くて軟らかい線を用いるこ
とが出来る。In another embodiment, an iron bar is provided on the table 45, and electromagnetic magnets (coils and iron cores) are provided on both sides of the upper plate 10 of the moving stage. In this case, since the connection line of the coil of the electromagnetic magnet is connected to the movable part, the movement of the moving stage prevents the connection line from causing disturbance. A thin and soft wire can be used as the connection wire of the coil of the electromagnetic magnet.
【0093】第6の実施例の移動ステージの送り装置の
制御装置は、第1の実施例と同じである(図11参
照)。移動ステージの移動速度は5μm/sec〜10μm
/secであり、電極間の距離は例えば1mmである。印加
電圧は、速度に応じて1.0kV〜4.0kVまで変化
させる(図3の電極を有する場合)。図5の電極を有す
る送り装置においては、導体である移動プレートが1m
mの厚さを有し、移動プレートと各電極との距離を各
0.5mmとする。印加電圧は、速度に応じて1kV〜
4kVまで変化させる。The controller of the moving stage feeder of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 11). The moving speed of the moving stage is 5 μm / sec to 10 μm
/ sec, and the distance between the electrodes is, for example, 1 mm. The applied voltage is changed from 1.0 kV to 4.0 kV according to the speed (in the case where the electrode shown in FIG. 3 is provided). In the feeding device having the electrodes shown in FIG.
m, and the distance between the moving plate and each electrode is 0.5 mm. The applied voltage is 1 kV or more depending on the speed.
Change to 4 kV.
【0094】[磁性流体を用いた制動装置の説明(図2
0)]上記の説明は、全て電気粘性流体を用いている
が、電気粘性流体に代えて、磁性流体を用いることも出
来る。図20は、容器12に電気粘性流体に代えて磁性
流体を入れた制動装置の概略構成を示す。磁性流体は、
磁界をかけるとせん断能力が増加する。例えば、米国の
Lord Corporationが販売している磁性
流体(MRF magnetic rheologic
al Fluid(商品名))であるMRF−132L
D等がある。図20において、移動ステージ10の移動
プレート11は、磁性流体201を満たした容器12の
中を移動する。[Description of braking device using magnetic fluid (FIG. 2)
0)] Although the above description uses an electrorheological fluid, a magnetic fluid may be used instead of the electrorheological fluid. FIG. 20 shows a schematic configuration of a braking device in which a magnetic fluid is placed in the container 12 instead of the electrorheological fluid. The magnetic fluid is
Applying a magnetic field increases the shearing capacity. For example, a magnetic fluid (MRF magnetic rheological sold by Lord Corporation in the United States)
al Fluid (trade name)) MRF-132L
D and the like. In FIG. 20, a moving plate 11 of a moving stage 10 moves in a container 12 filled with a magnetic fluid 201.
【0095】巻線203を有するコア202は、僅かな
ギャップを有しており、当該僅かなギャップの中に移動
プレートと磁性流体が挟まれている。容器12も当該ギ
ャップの中にあっても良い。又は、コア202が容器1
2の中に入り込んでいて、コア202のギャップに面し
た面が容器の内壁の一部を形成していても良い。後者の
方がギャップの距離を狭くすることが出来、高い磁界が
得られるために好ましい。コア202及び当該ギャップ
は、磁気回路を形成する。コア202は高い透磁率の素
材(例えばフェライト)で形成されている。電源部20
4は巻線203に電流を流す。これにより磁気回路(コ
ア202及びギャップ)に磁束が流れ、ギャップに強い
磁界が形成される。強い磁界中に置かれた磁性流体20
1中を移動プレート11が移動すると、高いせん断応力
が発生する。これにより、図20の装置は、制動装置と
して機能する。図20の制動装置を上記の実施例に応用
することにより、上記の実施例と同様の効果が得られ
る。The core 202 having the winding 203 has a small gap, and the moving plate and the magnetic fluid are sandwiched in the small gap. Container 12 may also be in the gap. Or, the core 202 is the container 1
2 and facing the gap of the core 202 may form part of the inner wall of the container. The latter is preferable because the distance of the gap can be reduced and a high magnetic field can be obtained. The core 202 and the gap form a magnetic circuit. The core 202 is formed of a material having a high magnetic permeability (eg, ferrite). Power supply unit 20
4 passes a current through the winding 203. As a result, a magnetic flux flows through the magnetic circuit (the core 202 and the gap), and a strong magnetic field is formed in the gap. Magnetic fluid 20 placed in strong magnetic field
When the moving plate 11 moves in the inside 1, a high shear stress is generated. Thereby, the device of FIG. 20 functions as a braking device. By applying the braking device of FIG. 20 to the above embodiment, the same effects as in the above embodiment can be obtained.
【0096】例えば、コア202のギャップ面は典型的
には相互に平行であるが、これを不平行にすることによ
りギャップ内の各点での磁界強度を変化させ、これによ
り各点でのせん断応力を変化させることが出来る。又、
例えば高透磁率のフェライトで作られ三角形の形状を有
する移動プレート11を移動させる。ギャップの中に存
在する移動プレートの面積が大きいと磁気抵抗が小さく
なり、磁界が強くなる。これにより、移動プレートの位
置によってせん断応力を変化させることが出来る。巻線
203に流す大電流を制御するためには高価な制御回路
が必要であるが、一定の電源電流を出力する電源部20
4を使用する上記の構成により、特別のコストをかける
ことなく移動ステージの位置に応じて変化する磁界を磁
性流体に印加することが出来る。もっとも、電源部20
4が出力電流を変化させることも出来る。上記の実施例
の構成と併せて実施することにより、電源部204の出
力電流の変化範囲を小さくすることが出来る。For example, the gap planes of the core 202 are typically parallel to each other, but by making them non-parallel, the magnetic field strength at each point in the gap is changed, whereby the shear at each point is changed. The stress can be changed. or,
For example, the movable plate 11 made of ferrite having a high magnetic permeability and having a triangular shape is moved. If the area of the moving plate existing in the gap is large, the magnetic resistance becomes small and the magnetic field becomes strong. Thereby, the shear stress can be changed depending on the position of the moving plate. Although an expensive control circuit is required to control the large current flowing through the winding 203, the power supply unit 20 that outputs a constant power supply current
According to the above configuration using No. 4, it is possible to apply a magnetic field that changes according to the position of the moving stage to the magnetic fluid without incurring any special cost. However, the power supply unit 20
4 can also change the output current. By implementing this in combination with the configuration of the above embodiment, the range of change in the output current of the power supply unit 204 can be reduced.
【0097】[0097]
【発明の効果】本発明によれば、電気粘性流体に印加す
る電圧を可変制御することにより、移動方向、移動方向
と垂直の方向の移動ステージの揺動運動を抑制し、トラ
ックピッチむらが小さな移動ステージの送り装置を実現
できるという有利な効果が得られる。According to the present invention, by variably controlling the voltage applied to the electrorheological fluid, the swinging motion of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction is suppressed, and the track pitch unevenness is reduced. An advantageous effect that a feeder for the moving stage can be realized is obtained.
【0098】本発明においては、電気粘性流体に電界を
印加するための電極間の距離が移動ステージの移動方向
の位置に応じて変化する。例えば電極間に一定の電圧V
を印加すれば、電気粘性流体によるダンピング効果を移
動ステージの位置に応じて変化させることが出来る。
又、本発明においては、電気粘性流体に電界を印加する
ための電極が互いに対向する部分の面積(電極の重なり
合う面積)が、移動ステージの移動方向の位置に応じて
変化する。又、本発明においては、電気粘性流体に電界
を印加するための電極間の距離及び電極が互いに対向す
る部分の面積(電極の重なり合う面積)が、移動ステー
ジの移動方向の位置に応じて変化する。本発明によれ
ば、電気粘性流体に印加する電界を容器に対する移動ス
テージの位置に応じて可変制御することにより、移動方
向、移動方向と垂直の方向の移動ステージの揺動運動を
抑制し、トラックピッチむらが小さな移動ステージの送
り装置を実現できるという有利な効果が得られる。又、
本発明によれば、一定の電圧又は小さな変化範囲の電圧
を出力する電源部を使用する、安価な移動ステージの送
り装置を実現できるという有利な効果が得られる。In the present invention, the distance between the electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid changes according to the position of the moving stage in the moving direction. For example, a constant voltage V between the electrodes
Is applied, the damping effect by the electrorheological fluid can be changed according to the position of the moving stage.
Also, in the present invention, the area of the part where the electrodes for applying the electric field to the electrorheological fluid oppose each other (the area where the electrodes overlap) changes according to the position of the moving stage in the moving direction. In the present invention, the distance between the electrodes for applying an electric field to the electrorheological fluid and the area of the part where the electrodes face each other (the area where the electrodes overlap) change according to the position of the moving stage in the moving direction. . According to the present invention, the electric field applied to the electrorheological fluid is variably controlled according to the position of the moving stage with respect to the container, so that the moving direction, the rocking motion of the moving stage in a direction perpendicular to the moving direction is suppressed, An advantageous effect is obtained that a feeder for a moving stage with small pitch unevenness can be realized. or,
According to the present invention, an advantageous effect is obtained that an inexpensive moving stage feeder that uses a power supply unit that outputs a constant voltage or a voltage in a small change range can be realized.
【0099】本発明の送り装置は、移動ステージの中心
線(重心を含む。)の両側の対称の位置に電気粘性流体
の制動装置(容器、電気粘性流体等を含む。)を有す
る。移動ステージの両側に電気粘性流体を配備すること
により、移動ステージの振動のアンバランスを防止する
ことが出来る。本発明によれば、移動ステージにバラン
スのとれたせん断応力(抵抗)を与えることにより、移
動方向、移動方向と垂直の方向の移動ステージの揺動運
動を抑制し、トラックピッチむらが小さな移動ステージ
の送り装置を実現できるという有利な効果が得られる。The feeder of the present invention has an electrorheological fluid braking device (including a container, an electrorheological fluid, etc.) at symmetrical positions on both sides of the center line (including the center of gravity) of the moving stage. By disposing the electrorheological fluid on both sides of the moving stage, it is possible to prevent imbalance in vibration of the moving stage. According to the present invention, by imparting a balanced shear stress (resistance) to the moving stage, the oscillating motion of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction is suppressed, and the moving stage having a small track pitch unevenness. The advantageous effect that the feeder of this type can be realized is obtained.
【0100】本発明の送り装置は、移動ステージの両側
に配備された電気粘性流体の液面高さが一定になるよう
に両側の容器が配管等で接続されている。これにより、
液面がアンバランスになることを防止する。本発明によ
れば、経時的にバランスが悪化することがない移動ステ
ージの送り装置を実現できるという有利な効果が得られ
る。又、本発明によれば、2個の容器に入れる電気粘性
流体の液量のバランス調整が不要な移動ステージの送り
装置を実現できるという有利な効果が得られる。In the feeder of the present invention, containers on both sides are connected by pipes or the like so that the liquid level of the electrorheological fluid provided on both sides of the moving stage is constant. This allows
Prevents the liquid level from becoming unbalanced. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the advantageous effect that it can implement | achieve the feed apparatus of the moving stage which does not deteriorate with time is obtained. Further, according to the present invention, there is obtained an advantageous effect that it is possible to realize a moving stage feeder which does not require the balance adjustment of the amount of the electrorheological fluid put in the two containers.
【0101】本発明の送り装置は、移動ステージの駆動
力及び制動力(抵抗)がともに移動ステージの重心を含
む垂直な平面上にある。本発明によれば、アンバランス
のない駆動力とせん断応力(抵抗)を与えることによ
り、移動方向、移動方向と垂直の方向の移動ステージの
揺動運動を抑制し、トラックピッチむらが小さな移動ス
テージの送り装置を実現できるという有利な効果が得ら
れる。又、本発明によれば、駆動力及びせん断応力のバ
ランス調整が不要な(又は容易な)移動ステージの送り
装置を実現できるという有利な効果が得られる。In the feeder of the present invention, both the driving force and the braking force (resistance) of the moving stage are on a vertical plane including the center of gravity of the moving stage. According to the present invention, by providing a driving force and a shear stress (resistance) without unbalance, the swinging motion of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction is suppressed, and the moving stage with small track pitch unevenness is provided. The advantageous effect that the feeder of this type can be realized is obtained. Further, according to the present invention, there is obtained an advantageous effect that it is possible to realize a moving stage feeder that does not require (or is easy to adjust) the balance between the driving force and the shearing stress.
【0102】本発明の送り装置は、さらに、移動ステー
ジの中心線(重心を含む。)の両側の対称の位置に磁力
発生装置を有する。本発明によれば、移動方向、移動方
向と垂直の方向の移動ステージの揺動運動を抑制し、ト
ラックピッチむらが小さな移動ステージの送り装置を実
現できるという有利な効果が得られる。The feeder of the present invention further has magnetic force generators at symmetrical positions on both sides of the center line (including the center of gravity) of the moving stage. According to the present invention, there is obtained an advantageous effect that the swinging motion of the moving stage in the moving direction and the direction perpendicular to the moving direction is suppressed, and a feeder for the moving stage with small track pitch unevenness can be realized.
【0103】本発明によれば、効率の良い移動ステージ
の送り装置を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、電源遮断時に、電極に蓄積された電荷
を必ずショートして放電することにより、安全な移動ス
テージの送り装置を実現するという有利な効果が得られ
る。According to the present invention, there is obtained an advantageous effect that an efficient moving stage feeder can be realized.
According to the present invention, when the power supply is cut off, the electric charge accumulated in the electrodes is always short-circuited and discharged, so that an advantageous effect of realizing a safe moving stage feeder can be obtained.
【0104】本発明は、電気粘性流体に代えて磁性流体
を使用する。本発明によれば、上記の請求項の発明につ
いて記載したのと同様の効果が得られる。又、本発明に
よれば、感電等の危険が少ないという有利な効果が得ら
れる。In the present invention, a magnetic fluid is used in place of the electrorheological fluid. According to the present invention, the same effects as those described with respect to the above-described invention can be obtained. Further, according to the present invention, there is obtained an advantageous effect that danger such as electric shock is small.
【図1】 本発明の第1の実施例である移動ステージの
送り装置の正面図。FIG. 1 is a front view of a moving stage feeder according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1の平面図。FIG. 2 is a plan view of FIG.
【図3】 図1の一部(電気粘性流体部分)の概略的な
拡大断面図。FIG. 3 is a schematic enlarged sectional view of a part (an electrorheological fluid part) of FIG. 1;
【図4】 本発明の他の実施例の一部(電気粘性流体部
分)の概略的な拡大断面図。FIG. 4 is a schematic enlarged sectional view of a part (an electrorheological fluid part) of another embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の他の実施例の一部(電気粘性流体部
分)の概略的な拡大断面図。FIG. 5 is a schematic enlarged sectional view of a part (an electrorheological fluid part) of another embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の第2の実施例である電気粘性流体を
用いた送り装置の概略的な(a)底面断面図及び(b)
縦断面図FIG. 6 is a schematic (a) bottom sectional view and (b) of a feeder using an electrorheological fluid according to a second embodiment of the present invention.
Longitudinal section
【図7】 本発明の第3の実施例である電気粘性流体を
用いた送り装置の概略的な(a)底面断面図及び(b)
一部(電気粘性流体部分)の拡大断面図FIG. 7 is a schematic (a) bottom sectional view and (b) of a feeder using an electrorheological fluid according to a third embodiment of the present invention.
Enlarged sectional view of a part (electrorheological fluid part)
【図8】 本発明の第4の実施例である電気粘性流体を
用いた送り装置の概略的な(a)側面断面図及び(b)
一部(電気粘性流体部分)の拡大断面図FIG. 8 is a schematic (a) side sectional view and (b) of a feeder using an electrorheological fluid according to a fourth embodiment of the present invention.
Enlarged sectional view of a part (electrorheological fluid part)
【図9】 本発明の第6の実施例である移動ステージの
送り装置の正面図。FIG. 9 is a front view of a moving stage feeder according to a sixth embodiment of the present invention.
【図10】 図11の平面図。FIG. 10 is a plan view of FIG. 11;
【図11】 本発明の実施例の送り装置の制御装置のブ
ロック図。FIG. 11 is a block diagram of a control device of the feeding device according to the embodiment of the present invention.
【図12】 分散系の電気粘性流体と均一系の電気粘性
流体の応力特性を示す図。FIG. 12 is a diagram showing stress characteristics of a dispersed electrorheological fluid and a homogeneous electrorheological fluid.
【図13】 分散系の電気粘性流体の発現機構の原理を
示す図。FIG. 13 is a view showing the principle of a mechanism for generating an electrorheological fluid in a dispersed system.
【図14】 電気粘性流体によりせん断応力が発生する
様子を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a state in which a shear stress is generated by an electrorheological fluid.
【図15】 電気粘性流体の電界強度とせん断応力との
関係を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a relationship between an electric field strength of an electrorheological fluid and a shear stress.
【図16】 電気粘性流体のせん断速度とせん断応力と
の関係を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a shear rate and a shear stress of an electrorheological fluid.
【図17】 光ディスクの原盤記録装置の概略的な構成
図。FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an optical disk master recording apparatus.
【図18】 電源遮断時の放電回路を有する電源部の概
略的な構成図。FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a power supply unit having a discharge circuit when the power is cut off.
【図19】 本発明の他の実施例の送り装置の制御装置
のブロック図。FIG. 19 is a block diagram of a control device of a feeder according to another embodiment of the present invention.
【図20】 本発明の他の実施例の一部(磁性流体部
分)の概略的な拡大透視図。FIG. 20 is a schematic enlarged perspective view of a part (magnetic fluid part) of another embodiment of the present invention.
1、40、41 ガイド 2 ガイド支持部材 3 スライド 4 コイルアセンブリ 5 ヨーク 6 永久磁石 7 センターヨーク 8 位置検出スケール 9 読み取りヘッド 10 移動ステージの上板 11 移動プレート 12 容器 13 第1の電極 14 第2の電極 15 電気粘性流体 16 容器台 17、18 高圧ケーブル 19 高圧の電源部 21 絶縁体 30 減算器 31 比例制御装置 32 積分制御装置 34 加算器 35 位置検出装置 36 微分装置 37 制動装置 43 鉄製のバー 44 電磁マグネット 45 台 46 アーム 47 原盤 51 電源スイッチ 52 抵抗 101 レーザ発振器 102 スピンドルモータ 103 スライダ 104 レコーディングレンズ 105 ビームスポットモニタ 106 移動光学系 107 光ディスクの原盤 108 除振台(定盤) 201 磁性流体 202 コア 203 巻線 204 電源部 1, 40, 41 Guide 2 Guide support member 3 Slide 4 Coil assembly 5 Yoke 6 Permanent magnet 7 Center yoke 8 Position detection scale 9 Reading head 10 Upper plate of moving stage 11 Moving plate 12 Container 13 First electrode 14 Second Electrode 15 Electrorheological fluid 16 Container base 17, 18 High-voltage cable 19 High-voltage power supply 21 Insulator 30 Subtractor 31 Proportional controller 32 Integral controller 34 Adder 35 Position detector 36 Differentiator 37 Braking device 43 Iron bar 44 Electromagnetic magnet 45 units 46 Arm 47 Master disk 51 Power switch 52 Resistance 101 Laser oscillator 102 Spindle motor 103 Slider 104 Recording lens 105 Beam spot monitor 106 Moving optical system 107 Optical disk master disk 108 ) 201 magnetic fluid 202 core 203 coil 204 power supply unit
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B23Q 5/28 H01L 21/30 503B (72)発明者 藤田 佳児 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 宏和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 妻鹿 浩尚 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 CB15 CB16 3F021 AA03 BA02 CA06 DA05 3J069 AA35 CC40 DD25 DD50 5D121 AA02 BB38 BB40 JJ03 5F046 CC01 CC19 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) // B23Q 5/28 H01L 21/30 503B (72) Inventor Yoshiko Fujita 1006 Odakadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial (72) Inventor Hirokazu Sato 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Hironao Tsumaka 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 CB15 CB16 3F021 AA03 BA02 CA06 DA05 3J069 AA35 CC40 DD25 DD50 5D121 AA02 BB38 BB40 JJ03 5F046 CC01 CC19
Claims (10)
移動可能な少なくとも1個の移動プレートと、 前記移動プレートを有する移動ステージと、 前記移動プレートの移動方向と実質的に直角の方向の電
界であって前記移動ステージの移動速度に応じた電界を
前記電気粘性流体に印加する電源部と、 前記移動ステージを移動させる駆動部と、 を具備する送り装置。1. A container containing an electrorheological fluid, at least one movable plate which is at least partially movable in the electrorheological fluid, and a movable stage having the movable plate; A power supply unit for applying an electric field to the electrorheological fluid, which is an electric field in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the moving plate and according to the moving speed of the moving stage, and a driving unit for moving the moving stage. Feeding device to be equipped.
移動可能な少なくとも1個の移動プレートと、 前記移動プレートの移動方向と実質的に直角の方向の電
界を生じる第1の電極及び第2の電極であって、固定さ
れた第1の電極と、固定された第2の電極又は前記移動
プレートに配置された第2の電極と、 前記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加する電
源部と、 前記移動プレートを有する移動ステージと、 前記移動ステージを移動させる駆動部と、 を具備する送り装置であって、 前記第1の電極と前記第2の電極との間の距離が、前記
移動方向の位置に応じて変化する、 ことを特徴とする送り装置。2. A container containing an electrorheological fluid, at least one movable plate which is at least partially present in the electrorheological fluid and is movable, and a direction of movement of the movable plate substantially. A first electrode and a second electrode for generating an electric field in a direction perpendicular to the first electrode, the first electrode being fixed, and the second electrode being fixed to the second electrode or being disposed on the moving plate; A feeding unit configured to apply a voltage to the first electrode and the second electrode; a moving stage having the moving plate; and a driving unit configured to move the moving stage. A feeding device, wherein a distance between one electrode and the second electrode changes according to a position in the moving direction.
移動可能な少なくとも1個の移動プレートと、 前記移動プレートの移動方向と実質的に直角の方向の電
界を生じる第1の電極及び第2の電極であって、固定さ
れた第1の電極と、固定された第2の電極又は前記移動
プレートに配置された第2の電極と、 前記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加する電
源部と、 前記移動プレートを有する移動ステージと、 前記移動ステージを移動させる駆動部と、 を具備する送り装置であって、 前記第1の電極及び前記第2の電極が互いに対向する部
分の面積が、前記移動方向の位置に応じて変化する、 ことを特徴とする送り装置。3. A container containing an electrorheological fluid, at least one movable plate which is at least partially present in the electrorheological fluid and is movable, and a moving direction of the moving plate substantially. A first electrode and a second electrode for generating an electric field in a direction perpendicular to the first electrode, the first electrode being fixed, and the second electrode being fixed to the second electrode or being disposed on the moving plate; A feeding unit configured to apply a voltage to the first electrode and the second electrode; a moving stage having the moving plate; and a driving unit configured to move the moving stage. The feeding device, wherein an area of a portion where the first electrode and the second electrode face each other changes according to the position in the moving direction.
極との間の距離が前記移動方向の位置に応じて変化す
る、ことを特徴とする請求項3に記載の送り装置。4. The feeding device according to claim 3, wherein a distance between the first electrode and the second electrode changes according to a position in the moving direction.
2の容器と、 少なくとも一部が前記第1の容器の前記電気粘性流体の
中に存在し、かつ移動可能な第1の移動プレートと、 少なくとも一部が前記第2の容器の前記電気粘性流体の
中に存在し、かつ移動可能な第2の移動プレートと、 前記第1の移動プレート及び前記第2の移動プレートを
有する移動ステージと、 前記第1の移動プレート及び第2の移動プレートの移動
方向と実質的に直角の方向の電界を生じる電源部と、 前記移動ステージを移動させる駆動部と、 を具備する送り装置であって、 前記電気粘性流体が前記第1の移動プレート及び前記第
2の移動プレートに対して発生するそれぞれの応力のベ
クトルが、前記移動ステージの重心を含む垂直な平面に
対して互いに実質的に対称である、 ことを特徴とする送り装置。5. A first container containing an electrorheological fluid and a second container, at least a part of which is present in the electrorheological fluid of the first container and is movable first. A plate, at least a part of which is present in the electrorheological fluid of the second container, and a movable second movable plate; and a movement having the first movable plate and the second movable plate. A feeding unit configured to generate an electric field in a direction substantially perpendicular to a moving direction of the first moving plate and the second moving plate; and a driving unit configured to move the moving stage. Wherein the respective vectors of stresses generated by the electrorheological fluid on the first moving plate and the second moving plate are substantially equal to each other with respect to a vertical plane including the center of gravity of the moving stage. Is symmetric, feeding device characterized in that.
互に連結されている、ことを特徴とする請求項5に記載
の送り装置。6. The feeding device according to claim 5, wherein the first container and the second container are connected to each other.
ライドと、 電気粘性流体を入れた容器と、 少なくとも一部が前記電気粘性流体の中に存在し、かつ
移動可能な少なくとも1個の移動プレートと、 前記スライド及び前記移動プレートを有する移動ステー
ジと、 前記移動プレートの移動方向と実質的に直角の方向の電
界を前記電気粘性流体に印加する電源部と、 前記移動ステージを移動させる駆動部と、 を具備する送り装置であって、 前記駆動部の駆動力のベクトルと、前記電気粘性流体の
応力が前記移動ステージに及ぼす力のベクトルと、が前
記移動ステージの重心を含む垂直な平面上に実質的に存
在する、ことを特徴とする送り装置。7. A slide movably disposed along a guide, a container containing an electrorheological fluid, and at least one movable part at least partially in the electrorheological fluid and movable. A plate, a moving stage having the slide and the moving plate, a power supply unit for applying an electric field to the electrorheological fluid in a direction substantially perpendicular to a moving direction of the moving plate, and a driving unit for moving the moving stage. And a vector of a driving force of the driving unit and a vector of a force exerted by the stress of the electrorheological fluid on the moving stage on a vertical plane including a center of gravity of the moving stage. A feeding device, which is substantially present in the feeding device.
体中の分散粒子の直径の平均値よりも大きい表面粗さを
有することを特徴とする、 請求項1から請求項7のいずれかの請求項に記載の送り
装置。8. The moving plate according to claim 1, wherein the surface of the moving plate has a surface roughness larger than an average value of diameters of dispersed particles in the electrorheological fluid. Feeding device according to the paragraph.
部に接続された2個の電極がショートされることを特徴
とする請求項1から請求項8のいずれかの請求項に記載
の送り装置。9. The feeding device according to claim 1, wherein when the power supply of the feeding device is cut off, two electrodes connected to the power supply unit are short-circuited. apparatus.
て、第1の電極及び第2の電極をギャップを有する磁気
回路に代えたことを特徴とする請求項1から請求項8の
いずれかの請求項に記載した送り装置。10. The method according to claim 1, wherein the electrorheological fluid is replaced with a magnetic fluid, and the first electrode and the second electrode are replaced with a magnetic circuit having a gap. The feeding device according to claim.
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- 2000-04-28 JP JP2000131681A patent/JP2001311789A/en active Pending
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