JP2006083964A - ステージスライダ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はステージ装置の大型化に伴いガイドレールに非接触でガイドされるスライダの静圧軸受けパッドを削減することを課題とする。
【解決手段】 ステージスライダ機構２９のガイドレール３０は、断面がほぼ正方形であり、水平面に対して各４辺が４５度の傾斜角度を有するように取り付けられる。ガイドレール３０の上部傾斜面３０ｃ，３０ｄは、スライダ１８をガイドする一対のガイド面として機能しており、上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに対向するスライダ１８の傾斜面１８ａ，１８ｂには、３個の静圧軸受けパッド３２〜３４が設けられている。３個の静圧軸受けパッド３２〜３４によりスライダ１８を浮上させて低摩擦で移動可能に支持する構成であり、従来のように水平面と垂直面の夫々に対向する位置に設ける構成のものよりも静圧軸受けパッドの設置数を半分以下に減らすことが可能になる。
【選択図】 図２

Description

本発明はステージスライダ機構に係り、特にガイドレールのガイド面に沿ってステージのスライダがガイドされるように構成されたステージスライダ機構に関する。

例えば、ステージ装置では、Ｙ方向に移動するＹステージと、Ｘ方向に移動するＸステージとを有し、Ｙステージが定盤上に固定された一対のＹ方向ガイドレールに沿って移動方向をガイドされ、ＸステージがＹステージに搭載されたＸ方向ガイドレールに沿って移動方向をガイドされる（例えば、特許文献１参照）。このようにＸステージ及びＹステージの移動をガイドするステージガイド機構は、上記定盤上に固定された石材からなるガイドレールを有すると共に、ガイドレールに沿って移動するステージのスライダには、ガイドレールのガイド面に対して数μ〜十数μの隙間を介して対向する静圧軸受けパッドが設けられており、静圧軸受けパッドからガイド面に吹き付けられる空気圧によってスライダが浮上した状態で移動するように構成されている。

一方、ステージ装置では、例えば、ワークとして供給される基板の大型化に伴って装置全体が大型化しており、その分ステージの移動距離も延長されつつある。そのため、ガイドレールを金属材料を用いて機械加工して全長の長いガイドレールを製作することが検討されている。

既存の機械加工技術では、例えば、全長が従前通り１ｍ程度のガイドレールであれば、数μの加工精度で加工することが可能である。しかしながら、Ｙステージの移動距離が延長されるのに伴って、ガイドレールの全長が２ｍ以上に長くなると、要求される精度をクリアするように真直度を有するガイドレールの製造が難しくなっており、さらに熱膨張による寸法変化がガイドレールの歪みや捩れに影響している。

また、ガイドレールの全長が長くなると、精密に計測することが難しくなり、ガイドレールを全長に亘り真直度を計測する際の計測誤差も大きくなるので、加工誤差を数μ程度に抑えることが難しくなる。このように、ガイドレールの全長が延長されるのに伴って加工誤差による歪みが大きくなると、ガイド面に対向する静圧軸受けパッドとの隙間にばらつきが生じてスライダの移動が安定しなくなり、Ｙステージの動的安定性が低下する。

さらに、ステージ装置を設置する際は、設置場所のコンクリートなどの床面にうねり(歪み)があると、ガイドレールに歪みが生じてしまうため、ステージ装置の底部には床面の歪みが影響しないように、床面の歪みに応じて高さを調整するレベル調整ブロックを介在させてガイドレールの平坦度を確保するようにしている。

ステージ装置が大型化された場合、従来のように定盤を石により形成すると重量が過大になってしまうので、金属材料を溶接により組み合わせて軽量化を図る必要が生じる。そして、Ｙステージをガイドレールに沿って移動させる場合、Ｙステージの荷重がガイドレールにかかると、その荷重のかかる部分が定盤を石材により形成した構造のものよりも下方に撓むことが考えられる。このようなＹステージの移動に伴うガイドレールの微小な変形によるＹステージの動的安定性への影響を排除するためには、基礎との間に介在するレベル調整ブロックの高さをＹステージの重量に応じて調整するなどの作業が必要になる。

さらに、Ｙステージをガイドする一対のＹ方向ガイドレールがハ字状に取り付けられてしまうと、静圧軸受けパッドがガイド面に接触してしまうおそれがあり、ガイドレールの全長が長くなるほど一対のガイドレールの平行度をより高精度に管理する必要がある。

このような、一対のガイドレールの平行度や真直度のばらつきによる影響を小さくするため、例えば、一対のガイドレールに沿って移動する一対のスライダと、一対のスライダ間を連結するビームとの間を板バネを介在させて連結することにより、ガイドレールにかかる負担を低減する構造のものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−２２４４８号公報（特許第３３１２２９７号） 特開２０００−２１４２８０号公報

しかしながら、上記特許文献２により開示されたステージ装置では、ガイドレールにかかる負担を低減することができるものの限界があり、例えば、Ｙステージの移動距離が２ｍ〜３ｍに延長される構成ものでは、上記板バネの弾性変形だけではＹステージの動的安定性を確保することが難しい。

さらに、ガイドレールの水平度は、従来、ガイドレールが設置される定盤の上面精度と、定盤の下側にレベル調整ブロックを介在させて規定または調整されていたが、ステージ装置の大型化により定盤の上面精度を確保できないときや、輸送及び重量増大などの問題により定盤が分割され、ガイドレールが定盤上ではなく別フレーム上に支持される構成になってしまう場合があり、その場合レベル調整ブロックではガイドレールの水平度を得るためのレベル調整が困難になってしまうおそれがある。

一方、ガイドレールにガイドされて移動するステージのスライダは、断面形状が正方形とされたガイドレールの両側面（垂直面）及び上面（水平面）に対向するように形成されたコ字状の壁面に静圧軸受けパッドを配置し、静圧軸受けパッドから吹きつけられた空気流により非接触状態で摺動可能に支持される。

スライダに取り付けられる静圧軸受けパッドは、ガイドレールの左右側面（垂直面）に対向するように２個ずつ以上設けられ、ガイドレールの上面（水平面）に対向するように２個以上が設けられており、静圧軸受けパッドの設置数が多いので、その分取り付け作業に手間がかかるばかりか、多数の静圧軸受けパッドに接続されるチューブの配設作業にもより多くの手間がかかるという問題があった。

また、従来のものは、両側面に静圧軸受けパッドが必要なため、スライダがガイドレールの上面及び両側面を覆う形状となり、スライダ機構の設計の自由度が限定されてしまう。

そこで、本発明は上記課題を解決したステージスライド機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。

請求項１記載の発明は、移動方向に延在するように配されたガイドレールに沿ってステージのスライダがガイドされるステージスライダ機構において、前記ガイドレールの上部両側に垂直面及び水平面に対して所定角度傾斜させた一対のガイド面を形成し、前記一対のガイド面に対向する一対の傾斜面を前記スライダに形成し、前記一対の傾斜面の夫々に静圧軸受けパッドを設けたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、前記スライダが、前記ガイドレールの上部両側に形成されたガイド面と同一の傾斜角度を有する第１、第２の傾斜面と、前記第１の傾斜面に設けられ、前記一側のガイド面との間に空気層を形成する第１の静圧軸受けパッドと、前記第２の傾斜面に設けられ、前記他側のガイド面との間に空気層を形成する第２、第３の静圧軸受けパッドと、を有することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、前記第１、第２の静圧軸受けパッドのうち少なくとも何れか一方が、前記スライダの傾斜面に対して揺動可能に結合された支持部材を有することを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、前記支持部材が、所定以上の荷重が前記第１、第２の静圧軸受けパッドに作用した場合に弾性変形して前記第１、第２の静圧軸受けパッドを揺動させる弾性変形可能部材により形成されたことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、前記支持部材が、前記第１、第２の静圧軸受けパッドと前記傾斜面との間に介在し、前記第１、第２の静圧軸受けパッドを揺動可能に支持する連結機構により形成されたことを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、前記連結機構が、一端が前記第１、第２の静圧軸受けパッドに結合され、他端に軸受け凹部を有する第１の軸部材と、一端が前記傾斜面に結合され、他端に軸受け凹部を有する第２の軸部材と、前記第１の軸部材の軸受け凹部と前記第２の軸部材の軸受け凹部との間に回動自在に介在する回動部材と、前記第１の軸部材の端部と前記第２の軸部材の端部とを互いに揺動可能に締結する締結部材と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、ガイドレールの上部両側に垂直面及び水平面に対して所定角度傾斜させた一対のガイド面を形成し、一対のガイド面に対向する一対の傾斜面をスライダに形成し、一対の傾斜面の夫々に静圧軸受けパッドを設けることにより、従来のようにガイドレールの両側面及び上面に対向するように静圧軸受けパッドを設けるよりも静圧軸受けパッドの配置数を削減することが可能になり、各静圧軸受けパッドに接続されるチューブの本数も削減することが可能になるため、静圧軸受けパッド及びチューブの取付作業の手間が減少して生産効率を高めることが可能になる。さらに、一対の傾斜面の夫々に静圧軸受けパッドを設ける構成であるので、スライダ機構の設計の自由度を高めることが可能になる。

また、本発明によれば、第１、第２の静圧軸受けパッドのうち少なくとも何れか一方が、スライダの傾斜面に対して揺動可能に結合された支持部材を有するため、ガイド面との隙間にばらつきが生じても静圧軸受けパッドが揺動してガイド面に接触することが防止される。

以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。

図１は本発明になるステージスライダ機構の一実施例が適用されたステージ装置を示す平面図である。図２はステージスライダ機構の実施例１を拡大して示す縦断面図である。図３はステージスライダ機構の実施例１を拡大して示す分解斜視図である。
図１乃至図３に示されるように、ステージ装置１０は、基板の大型化に伴いＹ方向の全長が２〜６ｍに設定されたベース（定盤）１４と、ベース１４上を移動する移動体１６と、移動体１６の両端部をＹ方向に駆動する一対のリニアモータ２０とを有する。このステージ装置１０は、輸送しやすくするため、工場で組み立てて試運転及び検査した後、分解されて設置現場に搬送される。そして、設置現場で再び組み立てられ、検査及び調整作業が行なわれる。

移動体１６は、リニアモータ２０により駆動されるスライダ１８と、スライダ１８間を連結するように移動方向と直交するＸ方向に横架されたＹステージ２４と、Ｙステージ２４上をＸ方向に移動するＸステージ２６とを有する。

ガイドレール３０は、断面形状がほぼ正方形の石からなり、水平面に対して４辺が４５度の角度で傾けた状態でベース１４上に取り付けられている。従って、ガイドレール３０は、機械加工により比較的容易に加工することができる。

調整機構３６は、ガイドレール３０の両側から押圧してガイドレール３０の歪みを調整するように構成されており、ガイドレール３０の長手方向の複数箇所（少なくとも２箇所）に設けられている。また、調整機構３６は、装置設置現場でガイドレール３０の真直度及び平行度を測定して歪みが生じた場所に適宜取り付けられる。

また、スライダ１８には、リニアモータ２０のコイル部（移動子）３８を支持する支持部４０が取り付けられており、ベース１４上に起立されたフレーム４２上に設けられたコ字状の保持部材４４の内側には、リニアモータ２０の磁石（固定子）４６がＹ方向に延在形成されている。従って、スライダ１８は、リニアモータ２０に駆動されてＹ方向に移動する。

よって、移動体１６は、両端に配置された一対のスライダ１８が一対のガイドレール３０によりガイドされながらリニアモータ２０に同時に駆動されることによりＹ方向に並進する。

スライダ１８は、ステージガイド機構２８のガイドレール３０によりＹ方向に移動可能にガイドされている。このステージガイド機構２８は、ステージスライダ機構２９と、ガイドレール３０の歪みを調整する複数の調整機構３６とを有する。

スライダ１８は、下面側にガイドレール３０の上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに対向する傾斜面１８ａ，１８ｂを有する。この傾斜面１８ａ，１８ｂには、３個の静圧軸受けパッド３２〜３４が設けられており、そのうち静圧軸受けパッド３２,３３は、揺動構造型で、残りの静圧軸受けパッド３４は、固定構造型である。

本実施例のステージスライダ機構２９は、上部両側に垂直面及び水平面に対して所定角度傾斜させた一対の上部傾斜面（ガイド面）３０ｃ，３０ｄを有するガイドレール３０と、一対の上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに対向する一対の傾斜面１８ａ，１８ｂを有するスライダ１８と、一対の傾斜面１８ａ，１８ｂの夫々に設けた静圧軸受けパッド３２〜３４とから構成されている。

傾斜面１８ａ，１８ｂに設けられた静圧軸受けパッド３２,３３は、弾性支持部材３２ｂ,３３ｂにより揺動可能に支持されている。これは、静圧軸受けパッド３２,３３と上部傾斜面３０ｃ，３０ｄとの間の隙間が微小（数μ〜数十μ）であり、上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに歪みあると、静圧軸受けパッド３２，３３は、空気圧による反力を受けることになるが、弾性支持部３２ｂ,３３ｂが弾性変形して揺動することにより上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに接触することを回避することができる。静圧軸受けパッド３４は、剛体からなる支柱３４ｂにより固定的に支持されている。

このように、スライダ１８の内側にガイドレール３０の上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに対向する角度に傾斜させた静圧軸受けパッド３２〜３４を設けることにより、断面形状を正方形としたガイドレール３０を４５度の傾斜面を有する向きに取り付けてもスライダ１８の摺動安定性を確保することができる。

また、本実施例では、３個の静圧軸受けパッド３２〜３４によりスライダ１８を浮上させて低摩擦で移動可能に支持する構成であり、従来のように水平面と垂直面の夫々に対向する位置に設ける構成のものよりも静圧軸受けパッドの設置数を半分以下に減らすことが可能になる。

ここで、ステージスライダ機構２９の構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３に示されるように、ステージスライダ機構２９のガイドレール３０は、断面がほぼ正方形であり、水平面に対して各４辺が４５度の傾斜角度を有するように取り付けられる。ガイドレール３０の上部傾斜面３０ｃ，３０ｄは、スライダ１８をガイドする一対のガイド面として機能しており、上部傾斜面３０ｃ，３０ｄに対向するスライダ１８の傾斜面１８ａ，１８ｂには、３個の静圧軸受けパッド３２〜３４が設けられている。

そのため、ステージスライダ機構２９では、静圧軸受けパッド３２〜３４の配置数を従来のものよりも削減することが可能になり、各静圧軸受けパッド３２〜３４に接続されるエア供給チューブ３７（図４、図５参照）の本数も削減することが可能になるため、静圧軸受けパッド３２〜３４及びエア供給チューブ３７の取付作業の手間が減少して生産効率を高めることが可能になる。

尚、ガイドレール３０の断面は、正方形に限らず、各ガイド面が対向する面とが平行であるひし形あるいは平行四辺形であれば加工を容易に行うことができる。

図４は固定型の静圧軸受けパッド３４を拡大して示す縦断面図である。図４に示されるように、静圧軸受けパッド３４は、ガイドレール３０の上部傾斜面３０ｄに微小な隙間を介して対向するエア浮上部３４ａと、エア浮上部３４ａの上面中央に突出する支柱３４ｂと、支柱３４ｂの上端に設けられたフランジ３４ｃとを有する。

エア浮上部３４ａは、長方形に形成され、下面にエア噴出部３５が形成されている。このエア噴出部３５は、エア浮上部３４ａの輪郭形状に対応した長方形の枠状に形成されている。エア噴出部３５は、エア供給チューブ３７から供給された空気をエア浮上部３４ａの下面全体に均等に分散され、エア噴出部３５から噴出された空気流は、エア浮上部３４ａの下面の全周に均等に供給される。

また、エア浮上部３４ａの上面には、エア供給チューブ３７が接続される接続孔３４ｅが上下方向に貫通するように形成されている。この接続孔３４ｅは、エア供給チューブ３７から供給された空気をエア噴出部３５に供給している。

これにより、エア浮上部３４ａ下面とガイドレール３０の上部傾斜面３０ｄとの隙間算体に一定の空気圧を有する空気層が形成される。この空気層は、エア噴出部３５から一定流速の空気流が常時噴出されることで上部傾斜面３０ｄとの間に微小な隙間を維持することができ、エア浮上部３４ａの下面を押し上げる浮上力を発生させる。

静圧軸受けパッド３４の支柱３４ｂは、全長Ｌに対して直径Ｄ１の比が大きいので横断面積が大きく剛体として形成されており、空気層の圧力変動に対してエア浮上部３４ａが揺動しないように強固に保持している。

図５は揺動型の静圧軸受けパッド３２，３３を拡大して示す縦断面図である。尚、静圧軸受けパッド３２，３３は、同一構成であるので、以下、静圧軸受けパッド３２の構成について説明する。

図５に示されるように、静圧軸受けパッド３２は、ガイドレール３０の上部傾斜面３０ｃに微小な隙間を介して対向するエア浮上部３２ａと、エア浮上部３２ａの上面中央から軸方向に突出し、エア浮上部３２ａを支持する弾性変形可能な弾性支持部（支持部材）３２ｂと、弾性支持部３２ｂの上端に設けられたフランジ３２ｃとを有する。尚、エア浮上部３２ａは、上記静圧軸受けパッド３４と同様な構成であるので、その説明は省略する。

弾性支持部３２ｂは、全長Ｌに対する直径Ｄ２（＜Ｄ１）の比が小さくなっており、外力が印加されると半径方向に撓むため、エア浮上部３２ａを揺動可能に支持している。また、弾性支持部３２ｂの両端は、応力集中により破損することを防止するため、Ｒ形状部３２ｆが形成されている。

本実施例では、例えば、上部傾斜面３０ｃの平坦度にばらつきがあると、エア浮上部３２ａの下面との隙間が変化して空気層の圧力によるエア浮上力が変動することになる。その場合、エア浮上部３２ａは、下面に作用するエア浮上力のバランスに応じて傾くように弾性支持部３２ｂが弾性変形することで揺動し、上部傾斜面３０ｃとエア浮上部３２ａが平行となる。

このように、静圧軸受けパッド３２は、エア浮上部３２ａが揺動可能に支持されているので、ガイドレール３０の全長が延長されてガイド面の平坦度にばらつきが生じてもエア浮上部３２ａが上部傾斜面３０ｃと平行に浮上案内することができ、スライダ１８の動的安定性を確保することが可能になる。

ここで、図２及び図３に戻って調整機構３６の詳細について説明する。
調整機構３６は、ガイドレール３０の下部傾斜面３０ａ，３０ｂを両側から押圧する一対の調整ブロック５０,５１と、調整ブロック５０をベース１４の上面（水平面）に固定する固定用ボルト（固定部材）５２と、調整ブロック５０を側方から押圧して取付位置を調整する調整ねじ（移動機構）５４と、調整ブロック５０,５１に螺入され調整ブロック５０,５１をガイドレール３０に締結する締結ボルト（締結部材）５６とを有する。

一対の調整ブロック５０,５１は、左右対称な構成であり、夫々、ガイドレール３０の下部傾斜面３０ａ，３０ｂを側方から押圧する押圧部材である。また、調整ブロック５０,５１は、下部傾斜面３０ａ，３０ｂと同一角度で傾斜する当接面５０ａ,５１ａと、ベース１４の上面を摺動する摺動面５０ｂ，５１ｂとを有する。

固定用ボルト５２は、摺動面５０ｂ，５１ｂを貫通してベース１４に挿通され、ボルトによりベース１４に固定される。この固定用ボルト５２による調整ブロック５０,５１の締結力は、移動体１６の移動により荷重がガイドレール３０に作用したとき、移動体１６の荷重に負けない摩擦力を発生させるように設定されている。

調整ブロック５０,５１には、固定用ボルト５２が挿通される長孔５０ｃ,５１ｃと、締結ボルト５６が挿通される長孔５０ｄ,５１ｄとが設けられている。この長孔５０ｃ,５１ｃ及び５０ｄ,５１ｄは、夫々Ｘ方向に幅広でＹ方向に幅狭となるように形成されているため、調整ブロック５０,５１がガイドレール３０の延在方向（Ｙ方向）への移動することを規制すると共に、Ｙ方向と直交するＸ方向に移動することを可能にしている。そして、固定用ボルト５２は、先端部分がベース１４に埋め込まれためねじ部材５３に螺入されており、締め付け方向に回されることにより調整ブロック５０,５１を固定する。

調整ブロック５０,５１の外側のベース１４上には、調整ねじ５４を水平状態に螺入されたブラケット５８が固定されている。この調整ねじ５４は、調整ブロック５０,５１の端部に当接しており、工具を用いて時計方向に回動することにより、先端の押圧パッド５４ａが調整ブロック５０,５１を押圧する。これにより、調整ブロック５０,５１は、当接面５０ａ,５１ａがガイドレール３０を押圧する方向に移動し、調整ねじ５４を反時計方向に回動することによりガイドレール３０から離間する方向に移動する。

そして、調整ブロック５０,５１を互いに近接する方向に移動させた場合は、当接面５０ａ,５１ａが下部傾斜面３０ａ，３０ｂを両側から押圧することでガイドレール３０を上方に移動させることができ、調整ブロック５０,５１を互いに離間する方向に移動させた場合は、当接面５０ａ,５１ａが下部傾斜面３０ａ，３０ｂから離間する方向に移動してガイドレール３０を下方に移動させることができる。これにより、ガイドレール３０の高さ位置（上下方向の歪み）を調整することが可能になる。

このように調整機構３６は、ガイドレール３０の歪みをその場で調整することが可能になり、あるいは装置設置現場に運搬する過程でガイドレール３０に歪みが生じた場合でもステージ装置１０を設置した後にガイドレール３０の歪みがなくなるように調整することが可能になる。これにより、ガイドレール３０は、装置の大型化に伴って全長が延長されても要求される真直度を得ることができる。また、一対のガイドレール３０を取り付ける際に一対のガイドレール３０の歪みを調整すると共に、平行度を維持するように調整することもできる。

また、調整機構３６がガイドレール３０の下部傾斜面３０ａ，３０ｂを側方から押圧するため、比較的簡単な操作でガイドレール３０の歪みを調整することが可能になり、設置現場で組み立てが完了した後の調整作業を効率良く行える。

また、調整ブロック５０,５１を同一方向（右方向あるいは左方向）に移動させることによりガイドレール３０の水平方向の位置（歪み）を調整することが可能になる。

ここで、上記調整機構３６によるガイドレール３０の歪みを調整作業について説明する。本実施例では、ステージ装置１０の組み立て作業が終了すると、ガイドレール３０の調整作業を行う。

ベース１４上に取り付けられたガイドレール３０の歪みを調整する場合、一対のガイドレール３０の両端を調整ブロック５０,５１の当接面５０ａ,５１ａに載置した状態で固定用ボルト５２を緩めて調整ブロック５０,５１がベース１４上を摺動できるようにする。そして、締結ボルト５６を締め付けて調整ブロック５０,５１をガイドレール３０に締結する。この後、ガイドレール３０の両端の位置が規定位置になるように調整ねじ５４を回して調整ブロック５０,５１の取付位置を微調整する。

次にガイドレール３０の真直度の調整は、ガイドレール３０の中間部分で歪みが生じている箇所に調整ブロック５０,５１を取り付け、各歪み箇所毎に調整ねじ５４による調整作業を行う。そして、一対のガイドレール３０の平行度の調整は、どちらのガイドレール３０を基準として、他方のガイドレール３０の位置を調整ブロック５０，５１を用いて調整する。

図６はステージガイド機構の実施例２を拡大して示す縦断面図である。尚、図６において、上記実施例１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図６に示されるように、実施例２のステージガイド機構６０では、上記締結ボルト５６の代わりにガイドレール３０とベース１４との間を締結ボルト６２を用いて締結する構成となっている。この締結ボルト６２は、ガイドレール３０の中心を垂直方向に貫通する貫通孔６４に挿入されており、その先端がベース１４に埋め込まれためねじ部材６６に螺入される。また、貫通孔６４は、上孔６４ａが上方からみると円形であり、下孔６４ｂが上方からみると長孔形状に形成されている。下孔６４ｂは、前述した長孔５０ｃ,５１ｃ及び５０ｄ,５１ｄと同様に、Ｘ方向に幅広でＹ方向に幅狭となるように形成されているため、調整機構３６による調整時にガイドレール３０がＸ方向に移動することを可能にしている。

このように、ステージガイド機構６０では、調整機構３６による調整後に上方から工具を貫通孔６４に挿入して締結ボルト６２を締め付けてガイドレール３０をベース１４に固定する構成であるので、ガイドレール３０の締結作業が容易に行える。

また、実施例２のステージスライダ機構２９は、前述した実施例１と同じ構成であるので、その説明は省略する。

図７はステージガイド機構の実施例４を拡大して示す縦断面図である。尚、図７において、上記実施例１〜３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図７に示されるように、実施例４のステージガイド機構８０では、リニアモータ８２がガイドレール３０に設けられている。すなわち、リニアモータ８２は、ガイドレール３０の上部に形成された取付溝８４に埋め込まれた磁石（固定子）４６と、磁石４６間に挿入されたコイル部（移動子）３８とから構成されている。取付溝８４は、スライダ１８の移動方向であるＹ方向に延在形成されており、複数の磁石４６がＹ方向に並設されている。そして、コイル部３８は、複数のコイルがモールドされており、取付溝８４の左右両側に配された磁石４６間に挿入された状態で上端がスライダ１８の下面に取り付けられている。

従って、スライダ１８は、リニアモータ８２に駆動されてＹ方向に移動する。このようにステージガイド機構８０では、リニアモータ８２がガイドレール３０に内蔵される構成であるので、コンパクトな構成を実現できると共に、ベース１４上のスペース効率を高めてベース１４の横幅を小さくすることも可能になる。さらに、リニアモータ８２は、スライダ１８の下面中央に推力を付与することができるので、スライダ１８の重心に対して回転モーメントを発生させないようにスライダ１８を駆動させることが可能になる。

また、実施例３のステージスライダ機構２９は、前述した実施例１と同じ構成であるので、その説明は省略する。

図８は揺動型の静圧軸受けパッドの変形例を拡大して示す縦断面図である。
図８に示されるように、静圧軸受けパッド９０は、ボールジョイント構造からなる連結機構を用いた揺動型であり、ガイドレール３０の上部傾斜面３０ｃに微小な隙間を介して対向するエア浮上部９０ａと、エア浮上部９０ａの上面中央を揺動可能に支持するボールジョイント部９０ｂと、ボールジョイント部９０ｂをスライダ１８の傾斜面１８ａに取り付けるためのフランジ９０ｃとを有する。

エア浮上部９０ａは、前述した実施例１のエア浮上部３４ａと同一構成であるので、その説明は、省略する。また、エア浮上部９０ａは、輪郭形状が円形に形成されているが、実施例１のように長方形に形成するようにしても良い。

ボールジョイント部９０ｂは、エア浮上部９０ａの上面中央に嵌合固定される可動側の第１の軸部材９０ｄと、フランジ９０ｃの下面に一体的に設けられた固定側の第２の軸部材９０ｅと、第１の軸部材９０ｄの軸受け凹部９０ｆと第２の軸部材９０ｅの軸受け凹部９０ｇとの間に回動自在に介在する鋼球（回動部材）９０ｈと、第１の軸部材９０ｄの端部９０ｉと第２の軸部材９０ｅの端部９０ｊとを互いに揺動可能に締結する３本のボルト（締結部材）９０kと、各ボルト９０ｋに巻装されて第２の軸部材９０ｅの端部９０ｊを第１の軸部材９０ｄ側に付勢するコイルバネ（付勢部材）９０ｍとを有する。

鋼球９０ｈは、円錐状に形成された軸受け凹部９０ｆと軸受け凹部９０ｇとの間で回転自在に保持されており、第１の軸部材９０ｄが第２の軸部材９０ｅに対して回動できるように自在継ぎ手を構成している。尚、鋼球９０ｈの代わりにセラックスなどからなるボールまたは回転を可能とする球状曲面を有する部材を設けるようにしても良い。

エア浮上部９０ａは、実施例１と同様に、下面にエア噴出部３５が形成されており、エア噴出部３５から噴出された空気流は、エア浮上部９０ａの下面の全周に均等に供給される。

本実施例では、例えば、上部傾斜面３０ｃの平坦度にばらつきがあると、エア浮上部９０ａの下面との隙間が変化して空気層の圧力によるエア浮上力が変動することになる。その場合、エア浮上部９０ａは、下面に作用するエア浮上力のバランスに応じて傾くように可動側の第１の軸部材９０ｄが固定側の第２の軸部材９０ｅに対して揺動し、上部傾斜面３０ｃとエア浮上部９０ａとが平行となる。

このように、静圧軸受けパッド３２は、エア浮上部３２ａが揺動可能に支持されているので、ガイドレール３０の全長が延長されてガイド面の平坦度にばらつきが生じてもエア浮上部３２ａが上部傾斜面３０ｃと平行に浮上案内することができ、スライダ１８の動的安定性を確保することが可能になる。

本発明になるステージスライダ機構の一実施例が適用されたステージ装置を示す平面図である。 ステージガイド機構及びステージスライダ機構の実施例１を示す縦断面図である。 ステージガイド機構及びステージスライダ機構の実施例１を示す分解斜視図である。 固定型の静圧軸受けパッド３４を拡大して示す縦断面図である。 揺動型の静圧軸受けパッド３２，３３を拡大して示す縦断面図である。 ステージガイド機構の実施例２を拡大して示す縦断面図である。 ステージガイド機構の実施例３を拡大して示す縦断面図である。 揺動型の静圧軸受けパッドの変形例を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１０ ステージ装置
１４ ベース
１６ 移動体
１８ スライダ
２０，８２ リニアモータ
２４ Ｙステージ
２６ Ｘステージ
２８，６０，８０ ステージガイド機構
３０ ガイドレール
３０ｃ，３０ｄ 上部傾斜面（ガイド面）
３０ａ，３０ｂ 下部傾斜面
３２〜３４，９０ 静圧軸受けパッド
３２ａ，３４ａ，９０ａ エア浮上部
３２ｂ 弾性支持部
３２ｃ，３４ｃ，９０ｃ フランジ
３４ｂ 支柱
３５ エア噴出部
３６ 調整機構
３７ エア供給チューブ
３８ コイル部（移動子）
４６ 磁石（固定子）
５０,５１ 調整ブロック
５２ 固定用ボルト
５４ 調整ねじ
５６，６２ 締結ボルト
９０ｂ ボールジョイント部
９０ｄ 第１の軸部材
９０ｅ 第２の軸部材
９０ｆ，９０ｇ 軸受け凹部
９０ｈ 鋼球（回動部材）
９０k ボルト（締結部材）

Claims (6)

1. 移動方向に延在するガイドレールに沿ってステージのスライダがガイドされるステージスライダ機構において、
   前記ガイドレールの上部両側に垂直面及び水平面に対して所定角度傾斜させた一対のガイド面を形成し、
   前記一対のガイド面に対向する一対の傾斜面を前記スライダに形成し、
   前記一対の傾斜面の夫々に静圧軸受けパッドを設けたことを特徴とするステージスライダ機構。
2. 前記スライダは、
   前記ガイドレールの上部両側に形成されたガイド面と同一の傾斜角度を有する第１、第２の傾斜面と、
   前記第１の傾斜面に設けられ、前記一側のガイド面との間に空気層を形成する第１の静圧軸受けパッドと、
   前記第２の傾斜面に設けられ、前記他側のガイド面との間に空気層を形成する第２、第３の静圧軸受けパッドと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のステージスライダ機構。
3. 前記第１、第２の静圧軸受けパッドのうち少なくとも何れか一方は、
   前記スライダの傾斜面に対して揺動可能に結合された支持部材を有することを特徴とする請求項２に記載のステージスライダ機構。
4. 前記支持部材は、所定以上の荷重が前記第１、第２の静圧軸受けパッドに作用した場合に弾性変形して前記第１、第２の静圧軸受けパッドを揺動させる弾性変形可能部材により形成されたことを特徴とする請求項３に記載のステージスライダ機構。
5. 前記支持部材は、前記第１、第２の静圧軸受けパッドと前記傾斜面との間に介在し、前記第１、第２の静圧軸受けパッドを揺動可能に連結する連結機構により形成されたことを特徴とする請求項３に記載のステージスライダ機構。
6. 前記連結機構は、
   一端が前記第１、第２の静圧軸受けパッドに結合され、他端に軸受け凹部を有する第１の軸部材と、
   一端が前記傾斜面に結合され、他端に軸受け凹部を有する第２の軸部材と、
   前記第１の軸部材の軸受け凹部と前記第２の軸部材の軸受け凹部との間に回動自在に介在する回動部材と、
   前記第１の軸部材の端部と前記第２の軸部材の端部とを互いに揺動可能に締結する締結部材と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のステージスライダ機構。

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