JP2002543472A - 直線性を測定するための方法と装置 - Google Patents

直線性を測定するための方法と装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、走査装置又は記録装置を支持しかつ直線軌道区間に沿って非連続ステップで走行可能な作業キャリッジ（１０）を備えた再生機器における直線性を測定するための方法と装置に関する。前記作業キャリッジは、その都度１ステップ分に相当する走行距離よりも著しく長いが全軌道区間よりも著しく短く、かつ作業キャリッジと同一方向に走行可能な付加キャリッジ（２０）によって確定されるその都度正確に規定された長さ（Ｌ）を有する部分軌道区間分ずつ順次に走行させられる。各部分軌道区間のために必要とされるステップ数が計数され、かつ前記部分軌道区間をベースとして生じる作業キャリッジの走行距離値と、ステップの計数によって生じる作業キャリッジの走行距離値との間の偏差値が算定される。本発明は、現存する機械内部の測定増分を活用して、単純にして経済的な直線性測定を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野： 本発明は、走査装置又は記録装置を支持しかつ直線軌道区間に沿って非連続ス
テップで走行可能な作業キャリッジを備えた再生機器における直線性を測定する
ための方法と装置に関する。
【０００２】 背景技術： 走査装置又は記録装置を有する作業キャリッジを装備した再生機器は、例えば
スキャナ、彫刻機又は版板、フィルム、箔膜、紙等のための露光器である。作業
キャリッジの駆動は概ね、形状噛合い式に連結される動力伝達エレメント、例え
ばスピンドル、ラック、歯付きベルト及び／又は歯車を介して行われる。このよ
うな動力伝達エレメントは、製作に起因した誤差を有し、該誤差は、送り行程の
直線性を害なうので、再生機器に高い解像能が要求される場合、考慮されねばな
らない。
【０００３】 例えば露光器の場合、両照射方向に対して、０．０１％（１×１０− ４）より
少ない直線性が要求される。つまり１メートルに関して直線性偏差値は＋／−５
０μｍ以下でなくてはならない。作業キャリッジの送り方向でのこの精度を得る
ためには、例えば球循環原理に基づいて作業しかつ１回転当り１μｍ以下のリー
ド誤差を有する搬送スピンドルのような高精度の動力伝達エレメントが必要であ
る。例えば精密工作機械において動力を伝達するために存在している、このよう
な駆動エレメントは著しくコスト高になる。更に該駆動エレメントは、再生機器
において使用するためには、再生機器において伝達すべき動力が比較的小さいた
めに、オーバーサイズに設計されている。露光器におけるトルクの弱い駆動モー
タの場合、該駆動モータは、構造に起因したトルク変動を伴うので、更に顕著な
欠点を有している。
【０００４】 再生機器では、直線性誤差を測定して再生機器の駆動を運転中に相応に補正す
る場合には、比較的単純な、従って精度の比較的低い駆動エレメントを使用する
こと自体は可能であるかもしれない。所要の精度を与える長さ測定法としては、
例えばインターフェロメータ又はガラススケールによる測定値検出法がある。し
かしながら該測定値検出法の分解能は、この検出法が、理論的に達成可能な分解
能を数倍上回るところの重畳したシステマティックな誤差を有しているので、要
求される測定精度よりも著しく高く選ばれねばならない。更にまた、このような
高分解能の長さ測定システムは、製造コスト及び使用コストの点で極めて高くつ
く。
【０００５】 発明の開示： 本発明の課題は、再生機器において単純かつ低廉に直線性の測定を可能にする
ように、直線性を測定するための方法と装置を改良することである。
【０００６】 前記課題は、方法に関しては請求項１の特徴部に記載した手段によって解決さ
れ、かつ装置に関しては請求項１６の特徴部に記載した手段によって解決される
。有利な構成及び実施形態は、従属請求項に記載した通りである。
【０００７】 所要装置が再生機器内へ組込まれるか、もしくは機器内に既存であることによ
って、本発明の方法は、完全に機械内的に実施することができる。これとは択一
的に又、データを記録して貯えた後に再び取り外される適当な測定工具を機械内
へ挿入することも可能である。データの評価は再生機器内又は再生機器外で、例
えばパソコンで実施することができる。
【０００８】 作業キャリッジのインクレメンタル駆動装置、例えばステップモータを有する
再生機器では、非連続ステップの計数が何れにしても行われるので、機械内部の
測定増分を本発明の方法を実施するために付加的に活用することが可能である。
さもなければ、例えば駆動装置に接続されたインクレメンタル発生器によって計
数値は電子的に容易に得ることができる。従って例えばステップモータのステッ
プ又は回転発生器タクトのような、既存の機械内部の測定増分を、本発明の方法
を実施するために付加的に使用することが可能である。
【０００９】 精密に製作もしくは調節されねばならない唯一の機械的部分は付加キャリッジ
とその駆動装置である。しかしながらこの精密度に対する要求は、大した経費を
かけることなしに満たすことができる。それというのは付加キャリッジによって
確定される長さが、作業キャリッジの全走行距離よりも著しく短いからである。
【００１０】 本発明の方法の有利な実施形態では、始めに作業キャリッジは軌道区間の始端
から走行発進させられ、かつ付加キャリッジが、前記の作業キャリッジと付加キ
ャリッジとの間の第１の相対位置へもたらされる。それに続いて前記付加キャリ
ッジは、前記の作業キャリッジと付加キャリッジとの間の第２の相対位置へもた
らされ、しかもその場合、前記の第１と第２の相対位置間の距離は１つの部分軌
道区間の長さに相当している。次に作業キャリッジがシフトされ、その間、非連
続ステップが計数される一方、付加キャリッジはその場に留まっている。前記作
業キャリッジと前記付加キャリッジとの間に第１の相対位置が再現されると即座
に前記作業キャリッジは停止される。次いで付加キャリッジは、作業キャリッジ
がその場に留まっている間に、第２の相対位置へ再び移動させられ、かつ、作業
キャリッジと付加キャリッジとの互い違いのシフトが、全軌道区間を測定し終わ
るまで反復される。
【００１１】 順次に通過させられる部分軌道区間はすべて、等しい長さを有しているのが有
利である。これによって、正確に規定された長さの確定並びに測定結果の評価が
容易になる。特にこの場合、作業キャリッジと付加キャリッジとの間の両相対位
置は、機械的なストッパ、電気機械的な駆動装置及び／又は光学センサのような
極めて単純な手段によって確定もしくは形成することができる。この第１の相対
位置は例えばストッパによって確定されるが、第２の相対位置を確定するために
は、むしろ例えば差動光センサのような光学手段の方が適している。
【００１２】 付加キャリッジは、作業キャリッジをシフトさせる場合に第１の相対位置に留
まらせるために自縛機構を有している。これとは択一的に付加キャリッジのため
には、能動的なブレーキ又はその他のブロッキング装置を設けておくことも可能
である。
【００１３】 付加キャリッジは、いずれにしても存在している作業キャリッジ用のリニアガ
イドに沿って案内されるのが有利であるが、独自の案内路を有することもできる
。付加キャリッジ用の独自の案内路を設ける方が場合によっては有利になるのは
、例えば付加キャリッジが、本方法を実施するために再生機器内に挿入され次い
で再び取り外される測定工具を成している場合である。この場合、前記測定工具
は、別の機器において直線性を測定するために使用することもできる。
【００１４】 本発明の方法は、再生機器に付加キャリッジを標準装備できるほど低廉かつ簡
便に実施することができる。これによって再生機器の接続オン時に及び／又は再
生機器の操作員による要望に応じて自己補正が実施され、その際に、部分軌道区
間をベースとして生じる作業キャリッジの走行距離値と、ステップ計数によって
生じる作業キャリッジの走行距離値との間の算出偏差値が、再生機器のその後の
運転における前記作業キャリッジの駆動装置の補正のために使用される。
【００１５】 多くの再生機器の場合、作業キャリッジは、長く延在したねじスピンドルによ
って走行させられ、該ねじスピンドルは駆動モータによって回転駆動される。部
分軌道区間をベースとして生じる作業キャリッジの走行距離値と、ステップ計数
によって生じる作業キャリッジの走行距離値との間の偏差値はこの場合、スピン
ドルリードの目標値からのスピンドルリードの実際値の偏差値に相当する。
【００１６】 作業キャリッジがラック、歯付きベルトなどを介して走行させられる場合、こ
の走行は、歯ピッチの目標値からの歯ピッチの実際値の偏差値を供給する。
【００１７】 本発明の方法は例えば、スピンドル、ラック、歯付きベルト及び／又は歯車の
ような噛合い連結された動力伝達エレメントによって駆動される作業キャリッジ
を備えた再生機器のために適しており、これらの動力伝達エレメントは、スリッ
プはしないが、製作に起因した再現可能なかつ（周期的であれ非周期的であれ）
反復性の（リード誤差又はピッチ誤差を含めた）直線性誤差を有している。
【００１８】 これらの誤差は再生機器のその後の運転において駆動装置の相応の修正によっ
て補償されるので、動力伝達エレメントは本発明の方法を実施する場合、ただ反
復性誤差を発生するという要求だけを満たせばよい。例えば単純な転造スピンド
ルを使用することが可能である。
【００１９】 本発明の方法は、補正できる反復誤差しか有さない限り、機械的な動力伝達エ
レメントによるのとは異なった何らかの方式で駆動される作業キャリッジを備え
た再生機器のためにも適している。駆動装置の１例としては、作業キャリッジに
ロータを取り付けた電磁式リニアモータが挙げられる。
【００２０】 作業キャリッジの送りのためにスピンドルが使用される場合には、該スピンド
ルはステップモータによって回転駆動されるのが有利である。ステップモータは
低廉であり、かつ極めて高分解性の回転増分化並びに無視できるシステマティッ
クな誤差（質的には回転信号発生器及びタクト円板と比較可能な誤差）をもって
入手可能である。
【００２１】 例えばスピンドルの場合、１つの測定動作中に順次に通過させられる部分軌道
区間の長さが、予め規定された少なくとも２つの異なった設定値の中から選択可
能であり、しかも少なくとも１つの設定値がスピンドルリードよりも著しく小さ
く、かつ少なくとも１つの設定値がスピンドルリードよりも著しく大きいのが有
利である。このようにすれば、所望に応じて、短周期のリード誤差、つまりスピ
ンドルの１回転中の誤差及び／又は複数回のスピンドル回転にわたる長周期のリ
ード誤差を、できるだけ正確に検出することが可能になる。歯噛合い式駆動装置
の場合には、歯ピッチについても同等のことが該当する。
【００２２】 発明を実施するための最良の形態： 次に図１〜図４に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００２３】 図１において再生機器は、少なくとも１本の定置に長く延びたリニアガイド（
線案内）２を有し、該リニアガイドは、光学的に走査されようとする或いは光学
的情報に記録されようとする媒体（図示せず）の全幅又は全長にわたって横方向
に延在している。該リニアガイド２に対して平行に１本の長く延びたスピンドル
４が延在し、該スピンドルは外周にねじ山を有している。スピンドル４は一方の
端部でステップモータ６と結合されており、このステップモータ６は、該ステッ
プモータに電気的な制御パルスが供給されるとステップ・バイ・ステップ式にス
ピンドル４を回動する。各ステップはスピンドル４の定回転角、例えば１／１０
０００回転に相当する。スピンドル４の回転速度は、ステップモータ６に供給さ
れる制御パルスの周波数に相当する。
【００２４】 少なくとも１本のリニアガイド２には、略示した滑り軸受８を介して１つの作
業キャリッジ１０が支承されており、該作業キャリッジはリニアガイド２の方向
にシフト可能である。作業キャリッジ１０は、略示したロックエレメント１２、
例えば遊びのない緊締ナットを介してスピンドル４のねじ山と係合している。従
って作業キャリッジ１０は、ステップモータ６がスピンドル４を一方向又は他方
向に回動すると、図面で見て右手又は左手へ向かって緩動する。
【００２５】 作業キャリッジ１０は、図示を省いた検出装置又は記録装置、例えば原画を光
学的に検出（スキャンニング）するためのセンサ又はセンサアレー、彫刻ヘッド
、露光ヘッド又はプリントヘッドを保持している。
【００２６】 更に前記作業キャリッジ１０は１本の細長い測定インターバルシフター１４を
保持し、該測定インターバルシフターは、リニアガイド２に対して平行に延在し
てケーシング１６内に支承されているので、該測定インターバルシフターは、リ
ニアガイド２に対して平行に作業キャリッジ１０に対してシフト可能である。前
進方向、つまり図面で見て右手方向での測定インターバルシフター１４の運動空
隙は正確に規定されている。しかも該測定インターバルシフター１４は、作業キ
ャリッジ１０に固着されたストッパ１８に当接するまで前進することができる。
測定インターバルシフター１４はその場合、作業キャリッジ１０に対して、図２
に破線で示した位置を占める。図１は、測定インターバルシフター１４の後退位
置を示し、該後退位置は正確に規定する必要はない。測定インターバルシフター
１４のための適当な電磁駆動装置の図示は省かれているが、該電磁駆動装置によ
って測定インターバルシフター１４は前進させられ、また必要に応じて後退させ
られる。このような駆動装置は例えば、ケーシング１６内に組込まれた電磁石又
は電動機であってもよい。
【００２７】 更に前記リニアガイド２に、また場合によってはこれに平行な別のリニアガイ
ドに付加キャリッジ２０が、滑り軸受２２によってシフト可能に支承されている
。リニアガイド２における付加キャリッジ２０の支承装置は、スリップダンパー
のような何らかの形式の自縛機構を有しているので、付加キャリッジ２０は常態
ではその位置に留まり、かつ自縛作用を克服してのみシフトすることができる。
【００２８】 図示を省いた択一的な実施形態では前記測定インターバルシフター１４は、作
業キャリッジ１０にではなく、付加キャリッジ２０に装着されている。
【００２９】 作業キャリッジ１０及び付加キャリッジ２０には夫々、第１の相対位置を検出
するための装置の一部分が装着されている。本実施例では付加キャリッジ２０に
光源２４が固着されており、かつ作業キャリッジ１０には差動ダイオード２６が
固着されている。光源２４は、作業キャリッジ１０と付加キャリッジ２０が、図
１に示した第１の相対位置に在る場合に、差動ダイオード２６に小さな照光スポ
ットを発生する。極めて近接した２つの感光面を有し、その出力信号が互いに比
較されるところの差動ダイオード２６によって、第１の相対位置を極めて正確に
確定することが可能である。
【００３０】 次に図１、図２及び図４に基づいてスピンドル４の直線性を測定する方法を説
明する。この測定法は、例えばマイクロプロセッサによる制御によって自動的に
実施することができる。
【００３１】 先ず作業キャリッジ１０は、図１で見て完全に左手の、正確に規定されたスタ
ート位置へもたらされて其処で確保される（図４のＳ１）。付加キャリッジ２０
は作業キャリッジ１０に対する第１の相対位置（図１）へもたらされ、この第１
の相対位置は、差動ダイオード２６が光源２４の照光スポットの正しい位置を記
録することによって確定される（Ｓ２）。
【００３２】 次に作業キャリッジ１０を停止させたままの状態で、測定インターバルシフタ
ー１４がストッパ１８に達するまで発進される。これによって付加キャリッジ２
０は、正確に規定された測定インターバルＬ分だけ第２の相対位置（図２）へシ
フとされ、其処で付加キャリッジは自縛作用に基づいて停止する（Ｓ３）。ここ
で測定インターバルシフター１４は後退することができ、或いは測定インターバ
ルシフター１４の駆動装置は作業原理に応じて非働化され又は連結を断たれるの
で、測定インターバルシフター１４はそれに続いて易動的に滑り戻ることができ
る。
【００３３】 次にスピンドル４がステップモータ６によって回動させられるので、作業キャ
リッジ１０はステップずつゆっくり前進させられる。各送りステップ毎に（Ｓ４
）、作業キャリッジ１０と付加キャリッジ２０との間に第１の相対位置（図１）
が再び得られたかどうかが検査される（Ｓ５）。差動ダイオード２６が第１の相
対位置に達したことを記録すると即座に、作業キャリッジ１０の駆動装置は停止
される（Ｓ６）。
【００３４】 因みに直線性の測定中には作業キャリッジ１０の運動は、作業キャリッジ１０
が第１の相対位置を超えて走行することなく事実上即座に停止するように、ゆっ
くり行われねばならない。例えば、第１の相対位置に達する直前に、測定速度を
低下させる信号を発生するために別の光源又は別の差動ダイオードを使用する場
合には、より大きな測定速度を得ることができる。
【００３５】 次いで、スピンドル４の終端もしくは測定すべき距離区間の終端に到達したか
否かが検査される（Ｓ７）。まだ到達していない場合には、作業キャリッジ１０
を停止させたままで付加キャリッジ２０が再び第１の相対位置へもたらされ（Ｓ
２）、かつ走行はスピンドル終端に達するまで続行される。
【００３６】 各測定インターバルＬ毎に、スピンドル始端（Ｓ１）で「零」にセットされた
測定インターバルの通し番号ｎ（Ｓ２）並びにｉ回目の測定インターバルＬを通
過するのに必要とされた非連続的なステップ数ｍｉが記憶される（Ｓ６）。作業
キャリッジ１０がステップモータ６によって前進させられる場合に該作業キャリ
ッジ１０が行う非連続的なステップの一定長をｘとする。次の数式値
【００３７】
【数１】
【００３８】 は、部分区間距離又は測定インターバルＬをベースとして生じる作業キャリッジ
１０の走行距離ｎＬのための数値と、全体的に必要とするステップの計数によっ
て生じる作業キャリッジ１０の走行距離のための数値との間の差値である。
【００３９】 これに基づいて作業キャリッジ１０の走行距離に関連したスピンドル４のリー
ド実際値が算定される。図３ではスピンドル４のリード実際値が曲線３０によっ
て表わされている。リード目標値は直線３２によって表されている。垂直二重矢
印３４は若干な部位において、前記数式のｆ（ｎ）値に相当する、リード目標値
とリード実際値との間の偏差値を表わしている。
【００４０】 検出された量値ｆ（ｎ）又は該量値から導出された量値は蓄えられ、かつ、ス
テップモータ６のための制御パルスの周波数を各測定インターバルＬ毎に修正し
て作業キャリッジ１０を正確に直線運動させるようにするために、再生機器の後
続運転において使用される。リード実際値がリード目標値よりも小さい測定イン
ターバルＬでは制御パルスの周波数は幾分上げられ、リード実際値がリード目標
値よりも大きい測定インターバルＬでは制御パルスの周波数は幾分下げられる。
この修正はマイクロプロセッサによって同じく自動的に実施される。
【００４１】 測定インターバル長さＬは、スピンドル４のリード、ステップモータ６の分解
能及び測定もしくは補正すべきエラーに適合させて選択される。例えばスピンド
ル４は２ｍｍのリードを有し、かつステップモータ６は、毎回転当り１００００
非連続ステップの角度分解能を有している。ステップモータ６によって前進させ
られる場合に作業キャリッジ１０が実施する非連続ステップの長さｘはその場合
０．２μｍである。測定インターバルＬがリードと同じ大きさ、つまり２ｍｍに
されると、直線性測定は測定インターバル当り０．２μｍの精度を有している。
しかしながら、更なる測定インターバル毎に、長さＬの確定時に入念な注意を払
ったにも拘わらず誤差が加算される。従ってスピンドル長さの増大に伴って誤差
は大きくなる。
【００４２】 それにも拘わらず、スピンドルリードの長周期的（低周波数的）な変動をスピ
ンドル全長にわたって正確に検出できるようにするためには、測定インターバル
の長さＬは、より大きく、例えばスピンドルリードの１０倍以上に選ばれる。短
周期的（高周波数的）なリード誤差、つまりスピンドル１回転中の誤差を正確に
検出するためには、測定インターバルの長さＬは、より小さく、例えばスピンド
ルリードの１／１０に選ばれる。より小さな、もしくは、より大きな測定インタ
ーバルを伴う測定は、諸種のリード誤差を正確に検出するために、個別的にか又
は相前後して選択的に実施することができる。
【００４３】 例えば０．２μｍの測定インターバル当りの直線性測定精度が要求される場合
には、差動ダイオード２６は、この精度をもって光源２４の位置を認識できねば
ならない。このような精度は差動ダイオードによって問題なく達成される。しか
し原理的には、個々の事例で生じる精度要求が満たされる限り、位置検知のため
に別のセンサ、例えば二又ライトバリア（Gabellichtschranke）も考えられる。
【００４４】 前記の実施例の若干の変化態様を次に説明する。
【００４５】 測定インターバルシフター１４は本実施例では、滑り軸受を有する単純なシフ
ターとして説明した。このような装置の場合、送り行程の正確な再現性を保証す
ることは恐らく困難である。軸受遊び及び摩耗を伴う問題を回避するために、測
定インターバルシフター１４を、例えば循環球を備えた角柱ガイドに沿って滑動
させることが可能である。
【００４６】 測定インターバルシフター１４用の機械的なストッパ１８に代えて、例えば別
の差動ダイオードのようなセンサを使用することも可能であり、該センサを介し
て測定インターバルシフター１４の駆動装置は、該測定インターバルシフター１
４がその走行距離を完全に走行し終わると、即座に停止される。この場合測定イ
ンターバルシフター１４は、やはり高分解能を有するステップモータによって駆
動されるのが有利である。該ステップモータが、機械全長にわたる精密スピンド
ルよりも遥かに低廉になる精密ねじスピンドルを介して測定インターバルシフタ
ー１４と連結される場合には、測定インターバルシフター１４の終端位置を検出
するためのセンサを省くことが可能になる。更にまた測定インターバルシフター
１４の送り距離、つまり測定インターバルＬを完全に自由選択することが可能に
なる。この場合１回の測定動作中に測定インターバルＬを種々の長さに選択する
ことができ、すなわちスピンドル４を区分別に異なった分解能で測定することが
可能になる。
【００４７】 付加キャリッジ２０は、作業キャリッジ１０と同一のリニアガイド２に沿って
案内する必要はなく、むしろ独自のガイド、例えば循環球を備えた角柱ガイドを
有することもできる。
【００４８】 付加キャリッジ２０のための自縛機構に代えて、能動ブレーキ、例えば機械的
なブロッキング装置、或いは付加キャリッジ２０をそのガイド上に確保できる電
磁石を設けることも可能である。
【００４９】 付加キャリッジ２０に配置された光源２４及び作業キャリッジ１０に配置され
た差動ダイオード２６を配置変換することもできる。更に光源２４及び／又は差
動ダイオード２６を付加キャリッジ２０もしくは作業キャリッジ１０に装着する
必要はなく、再生機器内の別の部位に配置しておくことも可能である。このよう
な場合、付加キャリッジ２０もしくは作業キャリッジ１０は、何らかの光変向装
置、例えば単数又は複数のレフレクタを支持しており、該レフレクタは光源から
受光し、もしくはその光を差動ダイオード又はその他のセンサ装置へ移送する。
このような外部ユニットは付加キャリッジ２０の場合に特に有利である。それと
いうのは付加キャリッジ２０へのフレキシブルな導電線が省けるからである。
【００５０】 本実施例ではステップモータ６の回転角増分が使用された。また駆動モータが
このような増分の使用を設計的に可能にする場合、或いは、相応の距離増分又は
時間増分を発生させる何らかの測定センサが駆動装置に設けられる場合には、回
転角増分に代えて、充分正確な距離増分又は時間増分を使用することも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 作業キャリッジと付加キャリッジを第１の相対位置で示した再生機器部分の概
略的な原理図である。
【図２】 作業キャリッジと付加キャリッジを第２の相対位置で示した再生機器部分の概
略的な原理図である。
【図３】 走行距離を関数とするスピンドルリードの線図である。
【図４】 測定動作を詳説するためのフローチャートである。
【符号の説明】
２ リニアガイド、 ４ スピンドル、 ６ ステップモータ、 ８
滑り軸受、 １０ 作業キャリッジ、 １２ 緊締ナットのようなロック
エレメント、 １４ 測定インターバルシフター、 １６ ケーシング、
１８ ストッパ、 ２０ 付加キャリッジ、 ２２ 滑り軸受、 ２４
光源、 ２６ 差動ダイオード、 ３０ スピンドルのリード実際値を表
わす曲線、 ３２ スピンドルのリード目標値を表わす直線、 ３４ リー
ド偏差値を表わす垂直二重矢印、 Ｌ 測定インターバルの長さを表わす水平
二重矢印
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター メルツァー ドイツ連邦共和国 キール レッヒヴェー ク 103 (72)発明者 フォルカー ハウスハーン ドイツ連邦共和国 キール ヴィルマース ドルファー シュトラーセ 60 (72)発明者 アンドレ ヴィルツ ドイツ連邦共和国 プレーツ ビルケンヴ ェーク 49 Ｆターム(参考） 2H108 DA06 FB01 FB04 JA06 5C072 AA01 AA03 BA04 MA02 MA05 MB04 MB08 UA14

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査装置又は記録装置を支持しかつ直線軌道区間に沿って非
    連続ステップで走行可能な作業キャリッジを備えた再生機器における直線性を測
    定するための方法において、 −その都度１ステップ分に相当する走行距離よりも著しく長いが全軌道区間より
    も著しく短く、かつ作業キャリッジ（１０）と同一方向に走行可能な付加キャリ
    ッジ（２０）によってその都度正確に規定された長さ（Ｌ）を有する部分軌道区
    間分ずつ順次に前記作業キャリッジ（１０）を走行させ、 −各部分軌道区間のために必要とされるステップ数を計数し、 −前記部分軌道区間をベースとして生じる作業キャリッジの走行距離値と、ステ
    ップの計数によって生じる作業キャリッジの走行距離値との間の偏差値を算定す
    ることを特徴とする、直線性を測定するための方法。
  2. 【請求項２】 ａ）作業キャリッジ（１０）を軌道区間の始端から走行発進
    させ、かつ付加キャリッジ（２０）を、前記の作業キャリッジと付加キャリッジ
    との間の第１の相対位置（図１）へもたらし、 ｂ）前記付加キャリッジを、前記の作業キャリッジと付加キャリッジとの間の第
    ２の相対位置（図２）へもたらし、しかも第１と第２の相対位置間の距離を１つ
    の部分軌道区間の長さに等しくし、 ｃ）作業キャリッジをシフトし、その間、非連続ステップを計数する一方、付加
    キャリッジはその場に留まり、 ｄ）前記作業キャリッジと前記付加キャリッジとの間に第１の相対位置（図１）
    が再現されると即座に前記作業キャリッジを停止させ、かつ ｅ）前記操作ステップｂ）〜ｄ）を、測定すべき軌道区間にわたって反復する、
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 順次に通過させられる部分軌道区間がすべて、等しい長さ（
    Ｌ）を有している、請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 作業キャリッジ（１０）と付加キャリッジ（２０）との間の
    第１の相対位置（図１）を、機械的な手段（１４，１６，１８）によって確定す
    る、請求項２又は３記載の方法。
  5. 【請求項５】 作業キャリッジ（１０）と付加キャリッジ（２０）との間の
    第１の相対位置（図１）を確定するための機械的な手段がストッパ（１８）を含
    んでいる、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 各部分軌道区間を発走する前に付加キャリッジ（２０）を、
    電気機械式手段（１６）によって第１の相対位置（図１）へ移動させる、請求項
    ２から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 付加キャリッジ（２０）を第１の相対位置（図１）に自縛式
    又は自己保持式に停止させておく間に、作業キャリッジ（１０）をシフトさせる
    、請求項２から５までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 作業キャリッジ（１０）と付加キャリッジ（２０）との間の
    第２の相対位置（図２）を光学手段（２４，２６）によって確定する、請求項２
    から５までのいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 光学手段が、作業キャリッジ及び付加キャリッジの一方に固
    定装着された光源（２４）及び／又はレフレクタ、及び前記の両キャリッジの他
    方に固定装着された差動光センサ（２６）及び／又はレフレクタから成る、請求
    項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 再生機器の接続オン時に及び／又は再生機器の操作員によ
    る要望に応じて自己補正を実施し、かつその際に、部分軌道区間をベースとして
    生じる作業キャリッジ（１０）の走行距離値と、ステップ計数によって生じる作
    業キャリッジの走行距離値との間の算出偏差値を、再生機器のその後の運転にお
    ける前記作業キャリッジの駆動装置（６）の補正のために使用する、請求項１か
    ら９までのいずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 作業キャリッジ（１０）を、長く延在したねじスピンドル
    （４）によって直線軌道区間に沿って走行可能にし、しかも、部分軌道区間をベ
    ースとして生じる作業キャリッジ（１０）の走行距離値と、ステップの計数によ
    って生じる作業キャリッジの走行距離値との間の偏差値が、スピンドルリードの
    目標値からのスピンドルリードの実際値の偏差値に相当する、請求項１から１０
    までのいずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 スピンドル（４）が、転造されたスピンドルである、請求
    項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 スピンドル（４）を、該スピンドルの定回転角に相当する
    非連続なステップで回動可能にする、請求項１１又は請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 スピンドル（４）をステップモータ（６）によって駆動す
    る、請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 １つの測定動作中に順次に通過させられる部分軌道区間の
    長さを、予め規定された少なくとも２つの異なった設定値の中から選択可能であ
    り、しかも少なくとも１つの設定値がスピンドルリードよりも著しく小さく、か
    つ少なくとも１つの設定値がスピンドルリードよりも著しく大きい、請求項１１
    から１４までのいずれか１項記載の方法。
  16. 【請求項１６】 走査装置又は記録装置を支持しかつ非連続ステップで１つ
    の直線軌道区間に沿って走行可能である１つの作業キャリッジを備えた再生機器
    における直線性を測定するための装置において、作業キャリッジ（１０）と同一
    の方向で第１の相対位置（図１）と第２の相対位置（図２）との間を走行可能な
    付加キャリッジ（２０）が設けられており、前記の両相対位置間の距離が正確に
    規定された長さ（Ｌ）の部分軌道区分に相当しており、該部分軌道区分がその都
    度、１ステップに相当する走行距離よりも著しく長くかつ全軌道区間よりも著し
    く短くなっており、かつ、該部分軌道区分をベースとして生じる前記作業キャリ
    ッジの走行距離値と、ステップの計数によって生じる前記作業キャリッジの走行
    距離値との間の偏差値を算定するための装置が設けられていることを特徴とする
    、再生機器における直線性を測定するための装置。
  17. 【請求項１７】 順次に通過させられる部分軌道区間が全て、等しい長さ（
    Ｌ）を有している、請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 作業キャリッジ（１０）と付加キャリッジ（２０）との間
    の第１の相対位置（図１）を確定するために、機械的手段（１４，１６，１８）
    が設けられている、請求項１６又は１７記載の装置。
  19. 【請求項１９】 作業キャリッジ（１０）と付加キャリッジ（２０）との間
    の第１の相対位置（図１）を確定するための機械的手段がストッパから成ってい
    る、請求項１８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 各部分軌道区間を発走する前に付加キャリッジ（２０）を
    第１の相対位置（図１）へもたらすために電気機械式手段（１６）が設けられて
    いる、請求項１６から１９までのいずれか１項記載の装置。
  21. 【請求項２１】 付加キャリッジ（２０）が自縛機構を有している、請求項
    １６から２０までのいずれか１項記載の装置。
  22. 【請求項２２】 作業キャリッジ（１０）と付加キャリッジ（２０）との間
    の第２の相対位置（図２）を確定するために光学手段（２４，２６）が設けられ
    れている、請求項１６から２１までのいずれか１項記載の装置。
  23. 【請求項２３】 光学手段が、作業キャリッジ及び付加キャリッジの一方に
    固着された１つの光源（２４）及び／又は１つのレフレクタと、前記の両キャリ
    ッジの他方に固着された１つの差動光センサ（２６）及び／又は１つのレフレク
    タから成っている、請求項２２記載の装置。
  24. 【請求項２４】 作業キャリッジ（１０）のための駆動装置が、１本の長く
    延びたねじスピンドル（４）を含み、しかも部分軌道区間をベースとして生じる
    作業キャリッジの走行距離値と、ステップの計数によって生じる作業キャリッジ
    の走行距離値との間の偏差値が、スピンドルリードの目標値からのスピンドルリ
    ードの実際値の偏差値である、請求項１６から２３までのいずれか１項記載の装
    置。
  25. 【請求項２５】 スピンドル（４）が、転造されたスピンドルである、請求
    項２４記載の装置。
  26. 【請求項２６】 スピンドル（４）が、該スピンドルを回転駆動するステッ
    プモータ（６）と結合されている、請求項２４又は２５記載の装置。
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