JP2002189090A - Ｘ−ｙステージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造精度をそう高く設定しなくても、性能
（応答性、位置決め精度）の向上と、構造の単純化によ
るコストダウンが図れるようにする。 【解決手段】 Ｙ軸方向に平行な第１案内面１１０Ａを
持つ１本のガイドレール１１０と、Ｘ軸方向に平行な第
２案内面１２０Ａを持ち、一端がマグネットプリロード
式のガイドエアベアリング１２５で第１案内面１１０Ａ
にＹ軸方向に移動自在に拘束されたＹスライダ１２０を
備える。Ｙスライダ１２０の他端は自由端とし、Ｙスラ
イダ１２０にＸスライダ１３０をマグネットプリロード
式のガイドエアベアリング１３３でＸ軸方向に移動自在
に組み付ける。第１、第２Ｙ軸リニアモータ１４１、１
４２、第１、第２Ｙ軸リニアエンコーダ１４３、１４４
により、Ｙスライダ１２０の一端側と他端側を独立して
位置制御し、Ｙスライダ１２０のＺ軸回りの回転θｚを
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ−Ｙステージ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のＸ−Ｙステージ装置の一
例を示している。

【０００３】図において、ベース１の上面には、互いに
平行に２本のガイドレール２が固定されている。ここ
で、直交する２軸方向をＸ軸方向とＹ軸方向とした場
合、ガイドレール２はＹ軸方向に平行に配されており、
各ガイドレール２には、Ｙスライダ３の両端の可動部３
Ａが、ガイドレール２に沿ってＹ軸方向にスライド自在
に嵌合されている。また、Ｙスライダ３には、Ｘ軸方向
にスライド自在にＸスライダ４が嵌合されている。

【０００４】各ガイドレール２は矩形断面をなしてお
り、その４つの周側面がＹ軸方向に平行な案内面となっ
ている。そして、各案内面にＹスライダ３の角筒状の可
動部３Ａの４つの内側面が対向しており、その対向面間
にエアベアリング（静圧空気軸受）が配されている。同
様に、Ｙスライダ３の案内部３Ｂは矩形断面をなしてお
り、その４つの周側面がＸ軸方向に平行な案内面となっ
ている。そして、各案内面に角筒状のＸスライダ４の４
つの内側面が対向しており、その対向面間にエアベアリ
ングが配されている。

【０００５】このように、Ｙスライダ３がガイドレール
２に対してＹ軸方向に可動であり、Ｘスライダ４がＹス
ライダ３に対してＸ軸方向に可動であることにより、Ｘ
スライダ４がＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動可能とな
っている。

【０００６】図１１は、特開２０００−１５５１８６号
公報（特願平１０−３３２２１３号）に記載されている
別の従来のＸ−Ｙステージ装置の例を示している。

【０００７】このＸ−Ｙステージ装置の固定部分は、上
面をエアベアリング案内面１１Ａとしたベース１１と、
該ベース１１の上面に互いに平行に固定された２本のガ
イドレール１２である。

【０００８】ここで、互いに直交する３軸方向をＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面（Ｚ軸と
直交する平面）をＸ−Ｙ平面とした場合、ベース１１の
上面の静圧空気軸受案内面１１Ａが、Ｘ−Ｙ平面上に配
されていおり、また、各ガイドレール１２の対向側面
に、Ｙ軸方向と平行な（Ｘ軸と直交する）第１案内面１
２Ａが設けられている。

【０００９】これら対向する一対の第１案内面１２Ａに
沿って両端にＴ字状部を持つＹスライダ１３が移動す
る。

【００１０】ガイド用のエアベアリング１５は、第１案
内面１２Ａに向けてエアを吹き出すことにより、Ｙスラ
イダ１３をガイドレール１２に対して非接触な状態でＹ
軸方向にガイドするベアリング機能を果たす。

【００１１】また、リフト用のエアベアリング１６
は、、エアベアリング案内面１１Ａに向けてエアを吹き
出すことにより、Ｙスライダ１３をベース１１に対して
非接触な状態でＸ軸方向及びＹ軸方向にガイドするベア
リング機能を果たす。

【００１２】Ｘスライダ１７は、Ｙスライダ１３を跨ぐ
ような略逆Ｕ字断面形状をなしており、その対向する内
側面には、ガイド用のエアベアリング１９がそれぞれ２
個ずつ配置されている。Ｙスライダ１３の両側面（横
面）には、Ｘ軸方向と平行な（Ｙ軸方向と直交する）第
２案内面１３Ａがそれぞれ形成されており、ガイド用の
エアベアリング１９が、この第２案内面１３Ａに向けて
エアを吹き出すことにより、Ｘスライダ１７をＹスライ
ダ１３に対してＸ軸方向に非接触な状態でガイドするベ
アリング機能を果たす。

【００１３】上記の構成により、Ｙスライダ１３は、ガ
イド用のエアベアリング１５によって、ガイドレール１
１に対するＸ軸方向の拘束を非接触に受ける。また、Ｙ
スライダ１３は、リフト用のエアベアリング１６による
浮上力とＹスライダ１３の自重とによって、ベース１１
に対するＺ軸方向の拘束を非接触に受ける。従って、こ
の２方向の拘束により、Ｙスライダ１３は、Ｙ軸方向に
のみ運動（直線案内）可能となる。

【００１４】同様に、Ｘスライダ１７は、ガイド用のエ
アベアリング１９によって、Ｙスライダ１３に対するＹ
軸方向の拘束を非接触に受ける。また、Ｘスライダ１７
は、リフト用のエアベアリング２０による浮上力とＸス
ライダの自重とによって、ベース１１に対するＺ軸方向
の拘束を非接触に受ける。従って、この２方向の拘束に
よって、Ｘスライダ１７は、Ｙスライダ１３に対してＸ
軸方向にのみ運動（直線案内）可能となる。

【００１５】このようにＹスライダ１３がガイドレール
１２に対しＹ軸方向に可動であり、Ｘスライダ１７がＹ
スライダ１３に対しＸ軸方向に可動であることにより、
Ｘスライダ１７がＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動可能
となっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＸ−Ｙステージ装置では、Ｙ軸方向のガイドレール
２、１２を２本、即ち両サイドに設けており、各ガイド
レール２、１２に形成した案内面によってＹスライダ
３、１３のＹ軸方向の直線運動を案内するようにしてい
る。つまり、両サイド支持方式を採用している。

【００１７】例えば、図１０のＸ−Ｙステージ装置の場
合、矩形断面の２本のガイドレール２のＸ軸方向と直交
する各両側面に案内面を形成して、これら案内面によっ
てＸ軸方向の位置を拘束しながら、Ｙスライダ３のＹ軸
方向の直線運動を案内するようにしている。従って、Ｙ
スライダ３のＸ軸方向の位置を拘束するのに４つの案内
面が関与している。

【００１８】また、図１１のＸ−Ｙステージ装置の場
合、２本のガイドレール１２の対向側面に第１案内面１
２Ａを形成して、これら対向する第１案内面１２Ａによ
ってＸ軸方向の位置を拘束しながら、Ｙスライダ１３の
Ｙ軸方向の直線運動を案内するようにしている。従っ
て、Ｙスライダ３のＸ軸方向の位置を拘束するのに両サ
イドの２つの案内面が関与している。

【００１９】しかし、両サイドのガイドレール２、１２
を使用して、それらに高い面精度と平坦度が要求される
エアベアリング用の案内面を設けると、加工コストが高
くなる。また、両サイドのガイドレール２、１２の組み
付けに際しても、両サイドのガイドレール２、１２の平
行度に高い精度が要求されるため、組み付けコストも高
くなる。従って、図１２に示すように、Ｙスライダ３、
１３のＺ軸回りの回転θｚを抑えるためには、駆動系の
位置決め精度を含めて全体に高い製造精度が必要とな
り、製造コストのアップを招くという問題がある。ま
た、ガイドレール２、１２が両サイドに配置された場合
は、案内部分の数及びベアリングの数が増える関係か
ら、どうしても可動部質量が重くなって、応答性が低下
したり移動の円滑性が低下したりするという問題が発生
しやすい。この問題を解決するために駆動力を高める
と、オーバーシュートの問題（減速、停止、位置決めの
問題）が発生するおそれが新たに生じる。

【００２０】本発明は、上記事情を考慮し、製造精度を
そう高く設定しなくても、性能（応答性、位置決め精
度）の向上を図ることができ、しかも、案内面の減少、
ベアリング数の減少など、構造の単純化によるコストダ
ウンが図れるＸ−Ｙステージ装置を提供することを目的
とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、互い
に直交する２軸方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、Ｘ軸
とＹ軸を含む平面をＸ−Ｙ平面とした場合、Ｙ軸方向に
平行な第１案内面を有したガイドレールと、Ｘ−Ｙ平面
内にて移動可能とされると共に、Ｘ軸方向に平行な第２
案内面を有し、一端が前記ガイドレールの第１案内面に
沿って移動自在に支持され、且つ、他端が自由端として
Ｘ軸方向に延在されたＹスライダと、Ｘ−Ｙ平面内にて
移動可能とされると共に、前記Ｙスライダの第２案内面
に沿って移動自在に支持されたＸスライダと、前記Ｙス
ライダの一端側をＹ軸方向に駆動する第１Ｙ軸駆動手段
と、前記Ｙスライダの他端側をＹ軸方向に駆動する第２
Ｙ軸駆動手段と、を備えたことにより、上記課題を解決
したものである。

【００２２】この発明では、ガイドレールを敢えて片側
サイドだけに絞り、そのガイドレールに言わば片持式に
Ｙスライダを支持させ、Ｘ軸方向の位置決めを片端側
（一端側）のみとして、他端側は基本的にガイドフリー
にしている。

【００２３】従って、ガイドレールが片側に絞られたこ
とによる構造の単純化が実現できる。また、ガイドレー
ルが片側のみにしか存在しないため、相互の平行度を確
保しながらの組み付けが不要となるし、ベアリングの数
も減らせて、結果的に加工コストや組付コストを含めた
製造コスト全体の低減が図れる。さらに、ガイドレール
を片側だけのガイド方式にしたので、可動部質量も軽く
なり、同じ駆動動力ならそれだけ応答性が高まる。

【００２４】なお、Ｙスライダの他端側が自由端なの
で、Ｚ軸回りの回転θｚを積極的に与えることも可能で
ある。例えば、Ｙスライダのガイド端をＸ軸方向に対し
て線状に拘束するのではなく、点状（ピン支持状）に拘
束するようにすれば、ＹスライダがＺ軸回りに回転しや
すい条件ができる。そこで、θｚを任意の値に制御する
ことにより、Ｘ−Ｙガイド系を回転させることができる
ようになり、例えば、Ｘ−Ｙ座標に対してワークがずれ
て置かれた場合に、ワークを置き直すことなく、Ｘ−Ｙ
座標側をワークに合わせて補正することができるように
なる。

【００２５】なお、本発明では、片端だけのガイド方式
を採用しているが、Ｙスライドの両端を位置決めする第
１、第２のＹ軸駆動手段の位置決め精度が確保されてさ
えいれば、当該駆動手段に対するオープン指令だけで相
応の精度が確保できる。

【００２６】しかしながら、その一方で、この構成で
は、第１、第２のＹ軸駆動手段自体の精度に装置全体の
精度（特にＺ軸回りの精度）が依存するようになるた
め、該第１、第２のＹ軸駆動手段に高精度（高コスト）
のものを採用しなければならない。

【００２７】そこで、請求項２の発明では、特に乙軸回
りの回転（以下、この明細書ではこの回転を「θｚ」と
いう）を、Ｙスライダの一端側（ガイド端側）と他端側
（自由端側）を独立して位置決めしながら駆動できるよ
うにすることにより、この不具合を解消している。

【００２８】即ち、請求項２の発明は、前記Ｙスライダ
の一端側のＹ軸方向の位置を検出する第１位置検出手段
と、前記Ｙスライダの他端側のＹ軸方向の位置を検出す
る第２位置検出手段と、前記第１及び第２位置検出手段
の検出信号に基づいて前記第１及び第２Ｙ軸駆動手段を
制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２９】この発明では、Ｙスライダのガイド端側
（一端側）の位置を第１位置検出手段により検出し、自
由端側（他端側）の位置を第２位置検出手段により検出
する。そして、それらの両方の検出結果に基づいて、ガ
イド端側のＹ軸方向の動きと自由端側のＹ軸方向の動き
を同期させる。それにより、自由にＹスライダのＺ軸回
りの回転θｚを制御できるようになる。例えば、ガイド
端側を所定の要求位置にまで駆動し、自由端側をθｚ＝
０となるように、位置検出信号に基づいてフィードバッ
ク制御すれば、片持式のガイドでありながら、Ｙ軸方向
の位置精度を従来よりも簡単に高めることができる。

【００３０】言い換えると、Ｙ軸方向の位置精度あるい
はＹスライダのθｚ方向の精度は、ガイド部分の性能に
頼らずに、位置検出手段と駆動手段の組み合わせによっ
て出すようにすることができ、ガイド部分には、Ｙスラ
イダのＸ軸方向の位置決め機能だけを期待するようにで
きる。

【００３１】この結果、構造の簡素化及びローコスト化
と高精度化とを両立させることができる。

【００３２】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、前記ＹスライダをＸ−Ｙ平面内にて移動可能とする
ために、Ｘ−Ｙ平面に平行な第３案内面を確保して、該
第３案内面とＹスライダとの間に、Ｙスライダを前記第
３案内面から一定量だけ浮上させてガイドする非接触式
のリフトベアリングを設け、前記Ｙスライダの一端を前
記ガイドレールの第１案内面に沿って移動自在に支持す
るために、第１案内面とＹスライダの間に、第１案内面
からＹスライダを一定量だけ浮上させてガイドする非接
触式のガイドベアリングを設けたことにより、上記課題
を解決したものである。

【００３３】この発明では、Ｙスライダのガイドのため
に非接触式（浮上式）のベアリングを設けているので、
Ｙスライダの動きを軽くすることができ、応答性を高め
ることができる。

【００３４】請求項４の発明は、請求項３において、前
記Ｙスライダを第３案内面から一定量だけ浮上させてガ
イドする非接触式のリフトベアリングをＹ軸方向に間隔
をおいて２個配置すると共に、それら２個のリフトベア
リングの間に、前記第１案内面からＹスライダを一定量
だけ浮上させてガイドする非接触式のガイドベアリング
を配置したことにより、上記課題を解決したものであ
る。

【００３５】この発明では、リフトベアリングのＹ軸方
向の間隔をガイドベアリングの間隔よりも大きく設定で
きるようにしている。ただし、ガイドベアリングが２個
の場合は間隔≠０であるが、ガイドベアリングが１個の
場合は間隔＝０である。リフトベアリングのＹ軸方向の
間隔は大きい方が、モーメントの関係から、Ｘ軸回りの
Ｙスライダの回転θｘを抑制できる。従って、この発明
のように、リフトベアリングをガイドベアリングの外側
に配置した場合は、リフトベアリングの間隔をガイドベ
アリングに左右されずに大きく設定できるので、Ｘ軸回
りのＹスライダの回転θｘを抑制する点では好ましくな
る。

【００３６】また、ガイドベアリングは２個を間隔をお
いて配置した場合にはＺ軸方向の回転θｚを抑制できる
が、本発明の場合は、ガイドベアリングによるθｚの抑
制は積極的に期待していない。ガイドベアリングによる
θｚの抑制はラフであってよく、場合によっては、Ｘ軸
方向の位置決め機能だけを果たせばよい。従って、設計
によっては、１個のガイドベアリングでＹスライダを支
持してもよく（前述した点状あるいはピン支持状の拘束
に相当）、むしろＹスライダのＸ軸方向の位置決めに関
しては、２つのガイドベアリングの間隔は小さくした方
が好ましい。従って、この発明のように、ガイドベアリ
ングをリフトベアリングの内側に配置した場合は、ガイ
ドベアリングの間隔を無条件に小さく設定できることに
なるので、ＹスライダのＸ軸方向の位置決め精度の向上
させるという点で好ましくなる。

【００３７】請求項５の発明は、請求項３又は４におい
て、前記ガイドレールの第１案内面からＹスライダを一
定量だけ浮上させてガイドする非接触式のガイドベアリ
ングが、前記第１案内面とＹスライダとのギャップにガ
スを吹き込んでＹスライダに浮上力を与えるガスベアリ
ングによって構成されており、該ガスベアリングと組み
合わせて、前記第１案内面とＹスライダとの間に前記浮
上力に対抗するプリロードとして磁気吸引力を発生させ
る磁力発生手段が設けられていることにより、上記課題
を解決したものである。

【００３８】この発明では、ガスベアリングによる浮上
力に対抗させて磁気吸引力を積極的に加えている。つま
り、ガスベアリングによる案内系にマグネットプリロー
ド方式を採用している。従って、磁気的なプリロードが
積極的に与えられる分だけ、ガスベアリングによる案内
剛性が高まる上、Ｙスライダの浮上隙間（浮上量）を精
度良く一定に保つことができて、ＹスライダのＸ軸方向
の位置決め精度を高めることができる。

【００３９】また、従来例では、浮上力とプリロードと
をバランスさせるため、２本のガイドレールの案内面に
対してＹスライダを突っ張る方式（図１１の装置では浮
上力とその反力をバランスさせる方式）を採用していた
が、そのような方式にする必要がなくなる。即ち、従来
の方式では、少なくとも２つの案内面によってＹスライ
ダをＸ軸方向に拘束していたが、本発明では、マグネッ
トプリロード方式の採用により、１つの案内面だけでＹ
スライダをＸ軸方向に精度良く位置決めすることができ
るようになる。従って、案内面の数を最小にすることが
できて、その分の加工コストを削減できる。また、案内
面が１つで済むから、ベアリングの数も半減できる上、
当然、Ｙスライダの質量を軽くでき、応答性を高めるこ
とができる。この効果は、本発明のように１軸案内型の
場合、特に有利な効果となる。

【００４０】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
かにおいて、ＸスライダをＸ−Ｙ平面内にて移動可能と
するために、Ｘ−Ｙ平面に平行な第４案内面を確保し
て、該第４案内面とＸスライダとの間に、Ｘスライダを
前記第４ガイド面から一定量だけ浮上させてガイドする
非接触式のリフトベアリングを設け、前記Ｘスライダを
前記Ｙスライダの第２案内面に沿って移動自在に支持す
るために、第２案内面とＸスライダの間に、第２案内面
からＸスライダを一定量だけ浮上させてガイドする非接
触式のガイドベアリングを設けたことにより、上記課題
を解決したものである。

【００４１】この発明では、Ｘスライダのガイドのため
に非接触式（浮上式）のベアリングを設けているので、
Ｘスライダの動きを軽くすることができ、応答性を高め
ることができる。

【００４２】請求項７の発明は、請求項６において、前
記第２案内面からＸスライダを一定量だけ浮上させてガ
イドする非接触式のガイドベアリングが、前記第２案内
面とＸスライダとのギャップにガスを吹き込んでＸスラ
イダに浮上力を与えるガスベアリングによって構成され
ており、該ガスベアリングと組み合わせて、前記第２案
内面とＸスライダとの間に前記浮上力に対抗するプリロ
ードとして磁気吸引力を発生させる磁力発生手段が設け
られていることにより、上記課題を解決したものであ
る。

【００４３】この発明では、Ｘスライダのガイド系にお
いて、ガスベアリングによる浮上力に対抗させて磁気吸
引力を積極的に加えている。つまり、ガスベアリングに
よる案内系にマグネットプリロード方式を採用してい
る。従って、磁気的なプリロードが与えられる分だけ、
ガスベアリングによる案内剛性が高まる上、Ｘスライダ
のＹスライダに対する浮上隙間（浮上量）を精度良く一
定に保つことができて、ＸスライダのＹ軸方向の位置決
め精度を高めることができる。

【００４４】また、従来例では、浮上力とプリロードと
をバランスさせるため、Ｙスライダの両横面に設けた２
つの案内面を逆Ｕ字状断面のＸスライダで挟み込む方式
（図１１の装置では浮上力とその反力をバランスさせる
方式）を採用していたが、そのような方式にする必要が
なくなる。即ち、従来の方式では、２つの案内面によっ
てＸスライダをＹ軸方向に拘束していたが、本発明で
は、マグネットプリロード方式の採用により、１つの案
内面だけでＸスライダをＹ軸方向に精度良く位置決めす
ることができる。従って、Ｙスライダに設ける案内面の
数を最小にすることができ、その分の加工コストを削減
できる。また、案内面が１つで済むから、ベアリングの
数も半減できる上、当然、Ｘスライダの動きを軽くで
き、応答性を高めることができる。

【００４５】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
かにおいて、前記第１Ｙ軸駆動手段及び第２Ｙ軸駆動手
段が、それぞれ非接触でＹスライダに駆動力を伝達する
リニアモータで構成されていることにより、上記課題を
解決したものである。

【００４６】この発明では、リニアモータでＹスライダ
を非接触的に駆動するようにしているので、Ｙスライダ
の自由端側の動きを許容できる点で最適であり、応答性
も高めることができる。しかも、非接触なので転動疲労
もないし、位置決め精度も高くできる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００４８】図１は本発明の実施形態に係るＸ−Ｙステ
ージ装置の平面図、図２は図１のII矢視図、図３は図１
のIII矢視図である。また、図４は図１のIV部分の拡大
概略斜視図である。

【００４９】図１〜図３に示すように、このＸ−Ｙステ
ージ装置は、ベース１０１と、該ベース１０１上に川の
字状に並べられた磁性体製の３枚の長方形状のスライド
ベース１０２、１０３、１０４と、端部に位置するスラ
イドベース１０２上に固定された１本の磁性体製のガイ
ドレール１１０と、このガイドレール１１０に一端が拘
束され他端が自由端として延在する平面視Ｔ字形の磁性
体製のＹスライダ１２０と、Ｙスライダ１２０に組み付
けられたＸスライダ１３０とを備えている。

【００５０】互いに直交する３軸方向をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸方向とし、Ｘ軸とＹ軸を含む平面をＸ−Ｙ平面とした
場合、スライドベース１０２、１０３、１０４は、Ｘ−
Ｙ平面上に配されており、スライドベース１０２、１０
３、１０４の上面が、Ｚ軸方向と直交する基準案内面
（第３案内面及び第４案内面）１０５となっている。そ
して、各スライドベース１０２、１０３、１０４は、各
々長手方向をＹ軸方向に沿わせてこの順にＸ軸方向に並
んでいる。

【００５１】ガイドレール１１０は、これらスライドベ
ース１０２、１０３、１０４のうちの片方の端部に位置
するスライドベース１０２上に、Ｙ軸方向に沿って固定
されている。このガイドレール１１０の内側の側面（ベ
ース１０１の中心側を向いた側面）には、図４に示すよ
うに、Ｙ軸方向に平行な（Ｘ軸方向に直交する）第１案
内面１１０Ａが形成されている。

【００５２】Ｔ字形のＹスライダ１２０は、ガイドレー
ル１１０に沿ってＹ軸方向に延在するヘッド部１２１
と、ヘッド部１２１の長さ方向の中間よりＸ軸方向に延
在する直線案内部１２２とからなる。直線案内部１２２
は、中央のスライドベース１０３を横断するようにＸ軸
方向に延在しており、その片側の側面には、Ｘ軸方向と
平行な（Ｙ軸方向と直交する）第２案内面１２０Ａが形
成されている。

【００５３】Ｙスライダ１２０の一端側に位置するヘッ
ド部１２１には、図４に拡大して示すように、底面にリ
フトエアベアリング１２３とリフトプリロードマグネッ
ト１２４とが配され、ガイドレール１１０の第１案内面
１１０Ａに対向する側面に、ガイドエアベアリング１２
５とガイドプリロードマグネット１２６とが配されてい
る。また、図１に示すように、Ｙスライダ１２０の他端
側に位置する直線案内部１２２の端部底面には、リフト
エアベアリング１２７とリフトプリロードマグネット１
２８とが配されている。

【００５４】３つのリフトエアベアリング（リフト用の
ガスベアリング）１２３、１２３、１２７は、Ｙスライ
ダ１２０をＸ−Ｙ平面内にて移動可能に支持するための
もので、スライドベース１０２、１０４の基準案内面１
０５に対してエア（他のガスでもよい）を吹き出すこと
により、Ｙスライダ１２０に浮上力を与える。各リフト
エアベアリング１２３、１２３、１２７の近傍に配置さ
れたリフトプリロードマグネット（磁力発生手段）１２
４、１２４、１２８は永久磁石よりなり、基準案内面１
０５とＹスライダ１２０との間に前記浮上力に対抗する
プリロードとして磁気吸引力を発生させる。

【００５５】従って、エアベアリング作用による浮上力
と磁気吸引力とによって、Ｙスライダ１２０は、基準案
内面１０５上に所定高さで非接触で支持される。即ち、
リフトプリロードマグネット１２４、１２８による磁気
吸引力は、Ｙスライダ１２０と基準案内面１０５の距離
が増大するに従い減少し、リフトエアベアリング１２
３、１２７のエア吹き出しによる浮上力は距離の増大と
共に減少する。しかも、磁気吸引力と浮上力は逆向きの
力であるから、両者のバランスがとれた高さ（浮上隙間
＝ギャップ）でＹスライダ１２０が移動可能に支持され
る。

【００５６】なお、マグネットプリロード方式について
は、特許公報２８６５３６９号の「磁気吸引ガス浮上型
パッド」等において適用されている公知の技術であるの
で、ここでの詳しい説明は略する。

【００５７】ガイドエアベアリング（ガイド用のガスベ
アリング）１２５及びガイドプリロードマグネット（磁
力発生手段）１２６は、Ｙスライダ１２０の一端側のヘ
ッド部１２１をガイドレール１１０の第１案内面１１０
Ａに沿ってＹ軸方向に移動自在に支持しながらＸ軸方向
に拘束力を発揮するためのものであり、ガイドエアベア
リング１２５は、ガイドレール１１０の第１案内面１１
０Ａに対してエアを吹き出すことにより、Ｙスライダ１
２０のヘッド部１２１に浮上力を与え、永久磁石よりな
るガイドプリロードマグネット１２６は、ガイドレール
１１０の第１案内面１１０ＡとＹスライダ１２０のヘッ
ド部１２１との間に前記浮上力に対抗するプリロードと
して磁気吸引力を発生させ、前記と同じ原理で、浮上力
と磁気吸引力のバランスにより、ガイドレール１１０の
第１案内面１１０ＡからＹスライダ１２０を一定量だけ
（水平方向に）浮上させて非接触状態でガイドする。

【００５８】前記リフトエアベアリング１２３、リフト
プリロードマグネット１２４、ガイドエアベアリング１
２５、ガイドプリロードマグネット１２６は、それぞれ
が対で設けられており、Ｙスライダ１２０のヘッド部１
２１の長さ方向の中心線（直線案内部１２２の幅方向の
中心線でもある）に対して対称に配置されている。

【００５９】この場合、リフトエアベアリング１２３が
一番外側に配置され、その内側にリフトプリロードマグ
ネット１２４及びガイドプリロードマグネット１２６が
配置され、そのさらに内側にガイドエアベアリング１２
５が配置されている。

【００６０】つまり、図６にリフトエアベアリング１２
３とガイドエアベアリング１２５の位置関係を示すよう
に、対をなすリフトエアベアリング１２３、１２３間の
距離Ｌができるだけ大きくなるように設定され、対をな
すガイドエアベアリング１２５、１２５間の距離Ｍは小
さくてよいという観点で設定されている。これは、リフ
トエアベアリング１２３、１２３間の距離Ｌを大きくす
ると、Ｙスライダ１２０のＸ軸回りの回転θｘを抑制す
る（θｘ方向の剛性を高める）ことができるからであ
る。また、ガイドエアベアリング１２５、１２５間の距
離Ｍを小さくすると、それだけＹスライダ１２０のＺ軸
回りの回転θｚの抑制はラフになるが、構成上特に問題
は生じないからである。このラフでよい理由については
後述する。

【００６１】なお、エアを吹き出して浮上力を発生する
リフトエアベアリング１２３、１２７とガイドエアベア
リング１２５は、図４に示すように、球面継手１２９を
介してＹスライダ１２０に接続されている。

【００６２】このような構成により、Ｙスライダ１２０
は、スライドベース１０２〜１０４上に浮上した状態
で、Ｙ軸方向にのみ移動自在とされている。そして、図
１に示すように、Ｙスライダ１２０の一端側と他端側に
それぞれ独立して、Ｙスライダ１２０の一端側をＹ軸方
向に駆動する第１Ｙ軸リニアモータ（第１Ｙ軸駆動手
段）１４１と、他端側をＹ軸方向に駆動する第２Ｙ軸リ
ニアモータ（第２Ｙ軸駆動手段）１４２とが設けられて
いる。なお、リニアモータ１４１、１４２は、ベース１
０１側と非接触でＹスライダ１２０に対し駆動力を伝達
することができるものである。

【００６３】また、Ｙスライダ１２０の一端側と他端側
にはそれぞれ、Ｙスライダ１２０の一端側のＹ軸方向の
位置を検出する第１Ｙ軸リニアエンコーダ（第１位置検
出手段）１４３と、Ｙスライダ１２０の他端側のＹ軸方
向の位置を検出する第２Ｙ軸リニアエンコーダ（第２位
置検出手段）１４４とが設けられており、図示しない制
御手段が、これらリニアエンコーダ１４３、１４４の検
出信号に基づいて、第１Ｙ軸リニアモータ１４１及び第
２Ｙ軸リニアモータ１４２を制御するようになってい
る。

【００６４】一方、Ｘスライダ１３０は、側壁１３１と
上壁１３２とを有する断面逆Ｌ字形に形成されており、
Ｙスライダ１２０の直線案内部１２２の上に被さるよう
に載っている。Ｘスライダ１３０の側壁１３１は、Ｙス
ライダ１２０の第２案内面１２０Ａに対向する位置にあ
り、この側壁１３１の内面には、第２案内面１２０Ａに
対向させて、２つのガイドエアベアリング１３３と、そ
れらの間に１つのガイドプリロードマグネット１３４と
が配されている。

【００６５】Ｘスライダ１３０には３つのリフトエアベ
アリング１３５が配置されている。３つのリフトエアベ
アリング１３５は、Ｙスライダ１２０と干渉しない位置
で、Ｘスライダ１３０をバランス良く支持できる位置に
配されている。なお、ガイドエアベアリング１３３とリ
フトエアベアリング１３５は、球面継手１３６、１３７
を介してＸスライダ１３０に接続されている。この３つ
のリフトエアベアリング（リフト用のガスベアリング）
１３５は、Ｘスライダ１３０をＸ−Ｙ平面内にて移動可
能に支持するためのもので、スライドベース１０３の基
準案内面１０５に対してエアを吹き出すことにより、Ｘ
スライダ１３０に浮上力を与える。そして、エアベアリ
ング作用による浮上力とＸスライダ１３０の自重とのバ
ランスによって、Ｘスライダ１３０を、基準案内面１０
５上に所定高さで非接触状態で支持する。

【００６６】ガイドエアベアリング（ガイド用のガスベ
アリング）１３３及びガイドプリロードマグネット（磁
力発生手段）１３４は、Ｘスライダ１３０をＹスライダ
１２０の第２案内面１２０Ａに沿ってＸ軸方向に移動自
在に支持しながらＹ軸方向に拘束力を発揮するためのも
のである。ガイドエアベアリング１３３は、Ｙスライダ
１２０の第２案内面１２０Ａに対してエアを吹き出すこ
とにより、Ｘスライダ１３０に第２案内面１２０Ａに対
する浮上力を与え、永久磁石よりなるガイドプリロード
マグネット１３４は、Ｙスライダ１２０の第２案内面１
２０ＡとＸスライダ１３０の側壁１３１との間に前記浮
上力に対抗するプリロードとして磁気吸引力を発生さ
せ、浮上力と磁気吸引力のバランスにより、Ｙスライダ
１２０の第２案内面１２０ＡからＸスライダ１３０を一
定量だけ（水平方向に）浮上させて非接触状態でガイド
する。

【００６７】このような構成により、Ｘスライダ１３０
は、スライドベース１０３上に浮上した状態で、Ｙスラ
イダ１２０に案内されてＸ軸方向にのみ移動自在とされ
ている。そして、図３に示すように、Ｙスライダ１２０
の直線案内部１２２の上面の凹所１２２Ａに収容したＸ
軸リニアモータ１５１によって、Ｘスライダ１３０がＸ
軸方向に駆動されるようになっている。また、Ｘスライ
ダ１３０には、Ｘスライダ１３０のＸ軸方向の位置を検
出するＸ軸リニアエンコーダ１５２が設けられており、
図示しない制御手段が、このＸ軸リニアエンコーダ１５
２の検出信号に基づいて、Ｘ軸リニアモータ１５１を制
御するようになっている。

【００６８】次に制御系について説明する。

【００６９】Ｙスライダ１２０のＹ軸方向の位置制御、
並びに、Ｘスライダ１３０のＸ軸方向の位置制御は、Ｙ
軸リニアモータ１４１、１４２やＸ軸リニアモータ１５
１の推力を、Ｙ軸リニアエンコーダ１４３、１４４やＸ
軸リニアエンコーダ１５２の検出信号に基づいてフィー
ドバック制御することで行うことができる。

【００７０】Ｘスライダ１３０の位置制御については従
来と特に変わりないが、Ｙスライダ１２０の位置制御に
ついては特徴があるので以下に説明する。

【００７１】先にも述べたように、Ｙスライダ１２０
は、片端部（一端側）のみをガイドレール１１０によっ
てガイドするという構造上の特徴ゆえに、Ｚ軸回りの回
転θｚによるヨーイング誤差を生じやすい。

【００７２】そのため、この実施形態のＸ−Ｙステージ
装置では、位置決め精度及び水平方向案内精度を確保す
る制御方式として、Ｙスライダ１２０の一端側と他端側
に２組の計測・駆動系を設けて、Ｙ−θ制御方式を採用
している。ここで、θはθｚのことである。

【００７３】その詳細を図５を用いて説明する。

【００７４】第１Ｙ軸リニアエンコーダ１４３の測定値
をＹ１FB、第２Ｙ軸リニアエンコーダ１４４の測定値を
Ｙ２FBとすると、Ｙ軸方向のフィードバック値ＹFBは、 ＹFB ＝（Ｙ１FB＋Ｙ２FB）／２ となる。また、θ軸のフィードバック値θFBは、測定値
の差に対してリニアエンコーダ１４３、１４４の測定点
間の長さが十分に長いと見なせるので、 θFB ＝（Ｙ１FB−Ｙ２FB） となる。

【００７５】そこで、フィードバック値ＹFB、θFBとＹ
軸・θ軸への目標値Ｙref、θrefとの偏差演算を行い、
Ｙ軸・θ軸への力指令値ＦY、Ｆθを算出する。この力
指令値から、各リニアモータ１４１、１４２への力指令
値ＦY1、ＦY2の演算式は次式のようになる。

【００７６】ＦY1 ＝ＦY ＋Ｆθ ＦY2 ＝ＦY −Ｆθ

【００７７】従って、上式の演算結果を各モータアンプ
１４７、１４８に出力することにより、Ｙスライダ１２
０のＹ−θ方向の制御を行う。

【００７８】次に作用を説明する。

【００７９】このＸ−Ｙステージ装置において、固定部
分は、ベース１０１、スライドベース１０２〜１０４、
ガイドレール１１０である。また、Ｙ軸方向に直線案内
される部分は、Ｙスライダ１２０、リフトエアベアリン
グ１２３、ガイドエアベアリング１２５、リフトプリロ
ードマグネット１２４、ガイドプリロードマグネット１
２６である。また、Ｙ軸方向に直線案内されながらＸ軸
方向にも直線案内される部分は、Ｘスライダ１３０、ガ
イドエアベアリング１３３、ガイドプリロードマグネッ
ト１３４、リフトエアベアリング１３５である。

【００８０】従って、このステージ装置においては、第
１Ｙ軸リニアモータ１４１及び第２Ｙ軸リニアモータ１
４２を駆動すると、Ｙスライダ１２０が、ガイドレール
１１０によってＸ軸方向に拘束されながらＹ軸方向に駆
動される。その際、リフトエアベアリング１２３、１２
７及びリフトプリロードマグネット１２４、１２８の作
用により、Ｙスライダ１２０は、スライドベース１０２
〜１０４の基準案内面１０５に対して一定の浮上隙間を
確保しながら非接触状態で案内される。また、ガイドエ
アベアリング１２５及びガイドプリロードマグネット１
２６の作用により、Ｙスライダ１２０は、ガイドレール
１１０の第１案内面１１０Ａに対して一定の浮上隙間
（ギャップ）を確保しながら非接触状態で案内される。

【００８１】また、Ｘ軸リニアモータ１５１を駆動する
と、Ｘスライダ１３０がＹスライダ１２０によってＹ軸
方向に拘束されながらＸ軸方向に駆動される。その際、
リフトエアベアリング１３５の作用により、Ｘスライダ
１３０は、スライドベース１０２〜１０４の基準案内面
１０５に対して一定の浮上隙間を確保しながら非接触状
態で案内される。また、ガイドエアベアリング１３３及
びガイドプリロードマグネット１３４の作用により、Ｘ
スライダ１３０は、Ｙスライダ１２０の第２案内面１２
０Ａに対して一定の浮上隙間（ギャップ）を確保しなが
ら非接触状態で案内される。

【００８２】そして、Ｙスライダ１２０のＹ軸方向の駆
動制御と、Ｘスライダ１３０のＹスライダ１２０に対す
るＸ軸方向の駆動制御とにより、Ｘスライダ１３０がＸ
−Ｙ平面内の任意の位置に駆動制御される。

【００８３】このＸ−Ｙステージ装置では、ガイドレー
ル１１０を敢えて片側サイドに１本だけに限定して設け
ており、そのガイドレール１１０に片持式にＹスライダ
１２０を支持させている。そして、Ｙスライダ１２０の
Ｘ軸方向の位置決めを、片端側（一端側）のみとして、
他端側は基本的にガイドフリーにしている。

【００８４】従って、この支持構造の特徴から、Ｙスラ
イダ１２０がＸ−Ｙ平面に直交する軸（Ｚ軸）回りに回
転して、Ｙ軸方向の精度が低下する可能性が出てくる。
そこで、このステージ装置では、Ｙスライダ１２０の一
端側と他端側とを独立して位置制御できるように計測・
駆動系を２組設けている。従って、自由にＹスライダ１
２０のＺ軸回りの回転θｚを制御できるようになる。先
に回転θｚについてはラフでよいと言及したのはこの理
由による。本実施形態では、第１、第２Ｙ軸リニアエン
コーダ１４３、１４４の位置検出信号に基づいて第１、
第２Ｙ軸リニアモータ１４１、１４２をフィードバック
制御しているため、片持式のガイドでありながら、Ｙ軸
方向の位置精度を、従来よりも高めることができる。

【００８５】この場合、特にリニアモータ１４１、１４
２でＹスライダ１２０を非接触的に駆動するようにして
いるので、Ｙスライダ１２０の自由端側の動きを許容で
き、応答性も高めることができる。しかも、非接触なの
で転動疲労がなく、位置決め精度も高くできる。

【００８６】また、このＸ−Ｙステージ装置の場合、ガ
イドレール１１０が片側サイドのみに絞られているの
で、構造が単純化される上、加工精度をあまり高くしな
いでも、必要十分なＹ軸方向の位置決め精度を出せるよ
うになる。また、ガイドレール片側にしかないために、
従来のように相互の平行度を確保しながらの両サイドの
ガイドレールを組み付けるといった組み付けの面倒が不
要となる。また、案内面の数を最小にでき、ベアリング
の数も減らせるので、結果的に、加工コストや組付コス
トを含めた製造コスト全体の低減が図れる。また、ガイ
ドレール１１０が片側のみになったので、可動部質量が
軽くなり、応答性が高まる。

【００８７】また、Ｙスライダ１２０のガイドエアベア
リング１２５による案内系にマグネットプリロード方式
を採用しているので、案内剛性を高めることができる
上、Ｙスライダ１２０のガイドレール１１０からの浮上
隙間（浮上量）を精度良く一定に保つことができ、Ｙス
ライダ１２０のＸ軸方向の位置決め精度を高めることが
できる。

【００８８】同様に、Ｘスライダ１３０のガイドエアベ
アリング１３３による案内系にもマグネットプリロード
方式を採用しているので、同案内系の剛性を高めること
ができる上、Ｘスライダ１３０のＹスライド１２０から
の浮上隙間（浮上量）を精度良く一定に保つことがで
き、Ｘスライダ１３０のＹ軸方向の位置決め精度を高め
ることができる。

【００８９】また、図１１の従来例のように、浮上力と
プリロードとをバランスさせるために、Ｙスライダの両
横面に設けた２つの案内面を逆Ｕ字状断面のＸスライダ
で挟み込む方式を採用するのではなく、１つの案内面１
２０Ａだけで、Ｘスライダ１３０をＹ軸方向に精度良く
位置決めすることができるようになるので、Ｘスライダ
１３０についてもガイドする案内面の数を最小にし、エ
アベアリングの数も半減することができる。従って、Ｘ
スライダ１３０の質量を軽くすることができて、応答性
を高めることができる。

【００９０】また、このＸ−Ｙステージ装置では、Ｙス
ライダ１２０のヘッド部１２１に設けたリフトエアベア
リング１２３のベアリング間隔Ｌ（図６参照）を、ガイ
ドエアベアリング１２５のベアリング間隔Ｍよりも大き
く設定しているので、Ｘ軸回りのＹスライダ１２０の回
転θｘを抑制する点では好ましくなる。つまり、リフト
エアベアリング１２３のベアリング間隔を大きくしたこ
とにより、ステージのピッチング運動θｘによる運動誤
差を低減することができる。また、これによりスライド
ベース１０２〜１０４の加工誤差を平均化することがで
き、垂直方向の真直度の低下を防止できる。

【００９１】また、このステージ装置では、Ｙスライダ
１２０のＺ軸回りの回転θｚを、独立に設けた２組の計
測・駆動系（第１Ｙ軸リニアモータ１４１、第２Ｙ軸リ
ニアモータ１４２、第１Ｙ軸リニアエンコーダ１４３、
第２Ｙ軸リニアエンコーダ１４４）で制御する方式を採
用しているので、ガイドエアベアリング１２５によるθ
ｚの抑制は積極的には期待していず、むしろ、ガイドエ
アベアリング１２５によるθｚの抑制はラフであってよ
いとしている。従って、その点で、２個のガイドエアベ
アリング１２５の間隔Ｍができるだけ小さくなっている
ことは、逆に有効な要素となっている。

【００９２】この場合のガイドエアベアリング１２５の
最大の役割は、Ｚ軸回りのＹスライダ１２０の回転θｚ
を抑制することではなく、Ｙスライダ１２０をＸ軸方向
に拘束することである。従って、設計によっては図７に
示すように、Ｙスライダ２２０のヘッド部を線状ではな
く点状に形成して、１組のガイドエアベアリング２２５
とガイドプリロードマグネット２２６とで、Ｙスライダ
２２０の一端側をガイドレール２１０に拘束してもよ
い。そうした場合、Ｙスライダ２２０の回転θｚでの自
由度がより大きくなり、これを利用してθｚを積極的に
制御して、Ｘ−Ｙ座標系の補正を行うことも可能にな
る。

【００９３】また、図７のようにＹスライダ２２０の一
端側を１組のガイドエアベアリング２２５とガイドプリ
ロードマグネット２２６とで支持するようにした場合、
リフトエアベアリングの配置場所の確保が難しくなるの
で、図８に示すように、Ｙスライダ３２０の途中に張り
出し部３２１を設けて、その部分にリフトエアベアリン
グ３２３を設けたり、図９に示すように、Ｙスライダ４
２０の他端側に張り出し部４２１を設けて、その部分に
リフトエアベアリング４２３を設けたりしてもよい。な
お、図において、３１０、４１０はガイドレール、３２
５、４２５はリフトエアベアリング、３２６、４２６は
リフトプリロードマグネットを示す。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ガイドレールを敢えて片側サイドだけに絞り、その
ガイドレールに片持式にＹスライダを支持させて、Ｘ軸
方向の位置決めを片端側（一端側）のみとして、他端側
は基本的にガイドフリーにしており、必要ならＹスライ
ダの一端側と他端側を独立して位置決めしながら駆動で
きるようにしているので、片持式のガイドでありなが
ら、Ｙ軸方向の位置精度を高めることもできる。従っ
て、ガイドレールが片側のみに絞られたことによる構造
の単純化はもちろんのこと、加工精度をあまり高く設定
しないでも、必要十分な位置決め精度を確保することが
できる。また、ガイドレールが片側であるため、従来例
のような両サイド相互の平行度を確保しながらのガイド
レールの組み付けが不要となるし、ベアリング等の部品
点数も減らせるので、結果的に、加工コストや組付コス
トを含めた製造コスト全体の低減及びメンテナンス性の
向上が図れる。また、ガイドレールが片側のみになって
ガイド部分の数が減るので、可動部質量が軽くなり、応
答性が高まるというメリットもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のＸ−Ｙステージ装置の平面
図

【図２】図１のII矢視図

【図３】図１のIII矢視図

【図４】図１のIV矢視部分の概略拡大斜視図

【図５】Ｘ−Ｙステージ装置におけるＹスライダの駆動
制御系のブロック図

【図６】前記実施形態のＸ−Ｙステージ装置におけるベ
アリングの位置関係を概略的に示す平面図

【図７】本発明の他の実施形態のＸ−Ｙステージ装置の
概略平面図

【図８】図７のＸ−Ｙステージ装置の変形例を示す平面
図

【図９】図７のＸ−Ｙステージ装置のさらに別の変形例
を示す平面図

【図１０】従来のＸ−Ｙステージ装置の一例を示す斜視
図

【図１１】別の従来のＸ−Ｙステージ装置の例を示す斜
視図

【図１２】従来のＸ−Ｙステージ装置の問題点の説明に
用いる平面図

【符号の説明】 １０１…ベース １０２〜１０４…スライドベース １０５…基準案内面（第３案内面、第４案内面） １１０…ガイドレール １１０Ａ…第１案内面 １２０…Ｙスライダ １２０Ａ…第２案内面 １２１…ヘッド部（一端側） １２３…リフトエアベアリング（リフト用のガスベアリ
ング） １２４…リフトプリロードマグネット（磁力発生手段） １２５…ガイドエアベアリング（ガイド用のガスベアリ
ング） １２６…ガイドプリロードマグネット（磁力発生手段） １２７…リフトエアベアリング（リフト用のガスベアリ
ング） １２８…リフトプリロードマグネット（磁力発生手段） １２９…球面継手 １３０…Ｘスライダ １３３…ガイドエアベアリング １３４…ガイドプリロードマグネット １３５…リフトエアベアリング １３６，１３７…球面継手 １４１…第１Ｙ軸リニアモータ（第１Ｙ軸駆動手段） １４２…第２Ｙ軸リニアモータ（第２Ｙ軸駆動手段） １４３…第１Ｙ軸リニアエンコーダ（第１Ｙ軸位置検出
手段） １４４…第２Ｙ軸リニアエンコーダ（第２Ｙ軸位置検出
手段） １５１…Ｘ軸リニアモータ １５２…Ｘ軸リニアエンコーダ ２１０…ガイドレール ２２０…Ｙスライダ ２２５…ガイドエアベアリング（ガイド用のガスベアリ
ング） ２２６…ガイドプリロードマグネット（磁力発生手段） ３１０…ガイドレール ３２０…Ｙスライダ ３２３…リフトエアベアリング（リフト用のガスベアリ
ング） ３２５…ガイドエアベアリング（ガイド用のガスベアリ
ング） ３２６…ガイドプリロードマグネット（磁力発生手段） ４１０…ガイドレール ４２０…Ｙスライダ ４２３…リフトエアベアリング（リフト用のガスベアリ
ング） ４２５…ガイドエアベアリング（ガイド用のガスベアリ
ング） ４２６…ガイドプリロードマグネット（磁力発生手段）

フロントページの続き (72)発明者 冨田 良幸 神奈川県平塚市夕陽ケ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 Ｆターム(参考） 2F078 CA08 CB13 3C048 BC01 CC07 CC20 DD06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに直交する２軸方向をＸ軸方向及びＹ
   軸方向とし、Ｘ軸とＹ軸を含む平面をＸ−Ｙ平面とした
   場合、 Ｙ軸方向に平行な第１案内面を有したガイドレールと、 Ｘ−Ｙ平面内にて移動可能とされると共に、Ｘ軸方向に
   平行な第２案内面を有し、一端が前記ガイドレールの第
   １案内面に沿って移動自在に支持され、且つ、他端が自
   由端としてＸ軸方向に延在されたＹスライダと、 Ｘ−Ｙ平面内にて移動可能とされると共に、前記Ｙスラ
   イダの第２案内面に沿って移動自在に支持されたＸスラ
   イダと、 前記Ｙスライダの一端側をＹ軸方向に駆動する第１Ｙ軸
   駆動手段と、 前記Ｙスライダの他端側をＹ軸方向に駆動する第２Ｙ軸
   駆動手段と、 を備えてなることを特徴とするＸ−Ｙステージ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、更に、 前記Ｙスライダの一端側のＹ軸方向の位置を検出する第
   １位置検出手段と、 前記Ｙスライダの他端側のＹ軸方向の位置を検出する第
   ２位置検出手段と、 前記第１及び第２位置検出手段の検出信号に基づいて前
   記第１及び第２Ｙ軸駆動手段を制御する制御手段と、 を備えてなることを特徴とするＸ−Ｙステージ装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記ＹスライダをＸ−Ｙ平面内にて移動可能とするため
   に、Ｘ−Ｙ平面に平行な第３案内面を確保して、該第３
   案内面とＹスライダとの間に、Ｙスライダを前記第３案
   内面から一定量だけ浮上させてガイドする非接触式のリ
   フトベアリングを設け、前記Ｙスライダの一端を前記ガ
   イドレールの第１案内面に沿って移動自在に支持するた
   めに、第１案内面とＹスライダの間に、第１案内面から
   Ｙスライダを一定量だけ浮上させてガイドする非接触式
   のガイドベアリングを設けたことを特徴とするＸ−Ｙス
   テージ装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記Ｙスライダを第３案内面から一定量だけ浮上させて
   ガイドする非接触式のリフトベアリングをＹ軸方向に間
   隔をおいて２個配置すると共に、それら２個のリフトベ
   アリングの間に、前記第１案内面からＹスライダを一定
   量だけ浮上させてガイドする非接触式のガイドベアリン
   グを配置したことを特徴とするＸ−Ｙステージ装置。
5. 【請求項５】請求項３又は４において、 前記ガイドレールの第１案内面からＹスライダを一定量
   だけ浮上させてガイドする非接触式のガイドベアリング
   が、前記第１案内面とＹスライダとのギャップにガスを
   吹き込んでＹスライダに浮上力を与えるガスベアリング
   によって構成されており、該ガスベアリングと組み合わ
   せて、前記第１案内面とＹスライダとの間に前記浮上力
   に対抗するプリロードとして磁気吸引力を発生させる磁
   力発生手段が設けられていることを特徴とするＸ−Ｙス
   テージ装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記ＸスライダをＸ−Ｙ平面内にて移動可能とするため
   に、Ｘ−Ｙ平面に平行な第４案内面を確保して、該第４
   案内面とＸスライダとの間に、Ｘスライダを前記第４ガ
   イド面から一定量だけ浮上させてガイドする非接触式の
   リフトベアリングを設け、前記Ｘスライダを前記Ｙスラ
   イダの第２案内面に沿って移動自在に支持するために、
   第２案内面とＸスライダの間に、第２案内面からＸスラ
   イダを一定量だけ浮上させてガイドする非接触式のガイ
   ドベアリングを設けたことを特徴とするＸ−Ｙステージ
   装置。
7. 【請求項７】請求項６において、 前記第２案内面からＸスライダを一定量だけ浮上させて
   ガイドする非接触式のガイドベアリングが、前記第２案
   内面とＸスライダとのギャップにガスを吹き込んでＸス
   ライダに浮上力を与えるガスベアリングによって構成さ
   れており、該ガスベアリングと組み合わせて、前記第２
   案内面とＸスライダとの間に前記浮上力に対抗するプリ
   ロードとして磁気吸引力を発生させる磁力発生手段が設
   けられていることを特徴とするＸ−Ｙステージ装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記第１Ｙ軸駆動手段及び第２Ｙ軸駆動手段が、それぞ
   れ非接触でＹスライダに駆動力を伝達するリニアモータ
   で構成されていることを特徴とするＸ−Ｙステージ装
   置。