JP2007309783A

JP2007309783A - Ｘｙステージ

Info

Publication number: JP2007309783A
Application number: JP2006139084A
Authority: JP
Inventors: Yoshinao Naito; 嘉直内藤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US20070266813A1

Abstract

【課題】モータといった駆動源を１つとしても二次元位置を決めることができるシンプル且つ安価なＸＹステージを提供する。
【解決手段】テーブル２にＸ方向ガイド機構１０が設けられ、移動テーブル３がＸ方向ガイド機構１０によりＸ方向に案内される。移動テーブル３は駆動機構３０によってＸ方向に駆動される。移動テーブル３に移動体５が搭載され、移動体５がＹ方向ガイド機構２０によりＹ方向に案内される。テーブル２に変換板４０及び変換板４２が固定され、変換板４０の傾斜面４１及び変換板４２の傾斜面４３がＸ方向及びＹ方向に対して傾斜し、傾斜面４１及び傾斜面４３は相対している。移動体５が傾斜面４１に当接した状態で移動テーブル３が＋Ｘ方向に移動すると、移動体５が−Ｙ方向に移動する。移動体５が傾斜面４３に当接した状態で移動テーブル３が−Ｘ方向に移動すると、移動体５が＋Ｙ方向に移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、搭載物等の二次元位置を決めるＸＹステージに関する。

一般的なＸＹステージは、２つのモータを用いて搭載物の二次元位置を決めるものであり（例えば、特許文献１参照）、図５に示されたＸＹステージ５０１がある。図５に示すように、Ｘテーブル５０３がＸ方向シャフト５１１，５１２によってＸ方向に案内され、Ｘテーブル５０３がモータ５３３及びベルト伝動機構５３２によってＸ方向に駆動される。Ｘテーブル５０３にはＹテーブル５０５が搭載され、Ｙテーブル５０５がＹ方向シャフト５２１，５２２によってＹ方向に案内され、Ｙテーブル５０５がモータ５９１及びベルト伝動機構５９２によってＹ方向に駆動される。モータ５９１にはケーブル５９３が接続され、ケーブル５９３を通じてモータ５９１が駆動される。Ｙ方向シャフト５２１，５２２、モータ５９１及びベルト伝動機構５９２は、Ｘテーブル５０３に取り付けられ、Ｘテーブル５０３とともにＸ方向に移動される。
特公平７−１２３１３５号公報

しかしながら、ケーブル５９３を保護するために、ケーブル５９３を耐屈曲性のものとしなければならない上、ケーブル５９３が通された導管も可撓性ものとしなければならない。そのため、ＸＹステージ５０１のコストが高くなったり、ＸＹステージ５０１が大型化したりする。

また、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれの駆動用にモータ５３３，５９１、ベルト伝動機構５３２，５９２、モータドライバを必要とするため、ＸＹステージ５０１のコストが高くなってしまう。

そこで、本発明は、モータといった駆動源を１つとしても二次元位置を決めることができるシンプル且つ安価なＸＹステージを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ＸＹステージが、移動テーブルと、前記移動テーブルを所定方向に案内する第１ガイド機構と、前記移動テーブルに搭載された移動体と、前記移動テーブルに対して前記移動体を前記第１ガイド機構の案内方向に交差する方向に案内する第２ガイド機構と、前記移動テーブルを前記第１ガイド機構の案内方向に駆動する駆動機構と、前記第１ガイド機構の案内方向への前記移動テーブルの運動を前記第２ガイド機構の案内方向への前記移動体の運動に変換する変換機構と、を備えることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記変換機構が、前記第１ガイド機構の案内方向及び前記第２ガイド機構の案内方向に対して傾斜した第１傾斜面を有することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記変換機構が、前記第１ガイド機構の案内方向及び前記第２ガイド機構の案内方向に対して傾斜するとともに前記第１傾斜面に相対した第２傾斜面を有することを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記駆動機構による前記移動テーブルの駆動により前記移動体が前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面に対して接離可能とされていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項２から４の何れか一項に係る発明において、前記移動体から前記第１ガイド機構の案内方向に離れた位置において前記移動テーブルに連結され、その連結部を支点として回転可能とされたアームと、前記アームに設けられ、前記移動体に対して前記第１ガイド機構の案内方向に摺動可能となって前記移動体に連結された摺動子と、前記アームと前記移動テーブルの連結部よりも前記移動体から前記第１ガイド機構の案内方向に離れた位置において前記移動テーブルに連結されるとともに前記アームに連結され、前記移動テーブルとの連結部に向けて前記アームを引く引張材と、を更に備えることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記ＸＹステージが、前記移動体に対して前記第２ガイド機構の案内方向両側に配置され、前記移動テーブルに固定されたストッパを更に備えることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記変換機構が、前記移動テーブルに回転可能に取り付けられた爪車と、前記爪車と同軸になるよう前記爪車に設けられたピニオンと、前記移動体に設けられ、前記第２ガイド機構の案内方向に歯を配列し、前記ピニオンに噛み合ったラックと、前記爪車から前記第１ガイド機構の案内方向に離れた位置に配置され、前記爪車に噛み合うことで前記爪車を回転させる送り爪と、を有することを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明において、前記変換機構が、前記移動体を前記第２ガイド機構の案内方向一方に付勢する付勢材と、前記爪車に噛み合って前記付勢材の付勢力による前記爪車の回転を止めるとともにその噛み合いを解除可能に設けられた止め爪と、前記爪車に関して前記送り爪の反対側に配置され、前記止め爪に当接することで前記止め爪の噛み合いを解除する解除部材と、を有することを特徴とするものである。

請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明において、前記ＸＹステージが、前記移動体に対して前記付勢材の付勢方向側に配置され、前記移動テーブルに固定されたストッパを更に備えることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明においては、移動テーブルが駆動機構によって駆動されると、移動テーブルが第１ガイド機構の案内方向に移動し、移動テーブルの運動が変換機構によって移動体の運動に変換されるので、移動体が第２ガイド機構の案内方向に移動する。従って、第１ガイド機構の案内方向における移動テーブルの位置を駆動機構により決めることができ、第２ガイド機構の案内方向における移動体の位置も駆動機構により決めることができる。ゆえに、移動体の二次元位置を１つの駆動機構により決めることができる。そのため、ＸＹステージの構成要素を簡素化でき、ＸＹステージの製造コストを抑えることができる。

請求項２に係る発明においては、第１傾斜面が第１ガイド機構の案内方向及び第２ガイド機構の案内方向に対して傾斜しているので、移動体が第１傾斜面に当接した状態で移動テーブルが駆動機構によって駆動されると、移動体が第１傾斜面に押されて第２ガイド機構の案内方向に移動する。従って、移動体の二次元位置を１つの駆動機構により決めることができ、シンプル且つ安価なＸＹステージを提供することができる。

請求項３に係る発明においては、第２傾斜面が第１傾斜面に対して相対しているので、移動体が第２傾斜面に当接した状態で移動テーブルが駆動機構によって駆動されると、移動体は第１傾斜面の場合とは逆の方向に移動する。従って、移動テーブルが第１ガイド機構の案内方向のどちらに移動しても、移動体の二次元位置を１つの駆動機構により決めることができ、シンプル且つ安価なＸＹステージを提供することができる。

請求項４に係る発明においては、移動体が第１傾斜面及び第２傾斜面に対して接離可能とされているので、移動体が第１傾斜面又は第２傾斜面に接した状態では、駆動機構による移動テーブルの駆動によって第２ガイド機構の案内方向に移動体を移動させることができる。一方、移動体が第１傾斜面と第２傾斜面のどちらにも接していない状態では、移動体は移動テーブルに対して位置を保った状態で、駆動機構によって移動テーブルが移動する。従って、移動体の二次元位置を任意に決めることができる。

請求項５、６に係る発明においては、アームが引張材により引張られることによって、移動体が第２ガイド機構の案内方向両側のうちどちらかに移動され、移動体がどちらかのストッパに当たって止まる。一方、移動体が第１傾斜面又は第２傾斜面に接した状態では、駆動機構による移動テーブルの駆動によって移動体が第２ガイド機構の案内方向に移動体を移動され、アームが引張材により引張られることによって、移動体が他方のストッパに当たって止まる。このように、第２ガイド機構の案内方向における移動体の位置はどちらかのストッパに当たった状態に決まる。

請求項７に係る発明においては、移動テーブルが駆動機構によって送り爪に向かって送られると、送り爪が爪車に噛み合って、爪車が送り爪によって回転される。爪車の回転がピニオン、ラックを通じて移動体に伝達し、移動体が第２ガイド機構の案内方向に移動する。このように、第１ガイド機構の案内方向への移動テーブルの運動が第２ガイド機構の案内方法への移動体の運動に変換される。従って、移動体の二次元位置を１つの駆動機構により決めることができ、シンプル且つ安価なＸＹステージを提供することができる。

請求項８に係る発明においては、移動テーブルが駆動機構によって解除部材に向かって送られると、解除部材が止め爪に当たって、止め爪と爪車の噛み合いが解除され、爪車が回転可能な状態になる。そして、付勢材の付勢力によって移動体が移動し、送り爪によって送られた移動体が元に位置に戻る。

請求項９に係る発明においては、移動体がストッパに当たることによって、移動体に作用した付勢材の付勢力が受けられる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、ＸＹステージ１の平面図である。
図１に示すように、テーブル２の上に移動テーブル３が搭載され、この移動テーブル３がＸ方向ガイド機構１０によって一直線に案内される。Ｘ方向ガイド機構１０は、一直線状の２本のガイドシャフト１１，１２を有する。ガイドシャフト１１，１２は、互いに平行に配置された状態でテーブル２の上面に固定されている。ガイドシャフト１１，１２が移動テーブル３の厚み部分においてブッシュを介して移動テーブル３を貫通し、移動テーブル３がガイドシャフト１１，１２に対して摺動可能とされている。以下、Ｘ方向ガイド機構１０による案内方向をＸ方向として説明し、Ｘ方向の一方に向かった向きを＋Ｘ方向と称し、＋Ｘ方向の反対向きを−Ｘ方向と称する。

なお、Ｘ方向ガイド機構１０はガイドシャフト１１，１２の代わりに一直線状のスライドレールを有するものとし、移動テーブル３がスライドレールによりＸ方向に案内されても良い。

移動テーブル３の上に移動体５が搭載され、この移動体５がＹ方向ガイド機構２０によってＸ方向の直交方向に一直線状に案内される。Ｙ方向ガイド機構２０は、２本のガイドシャフト２１，２２を有する。ガイドシャフト２１，２２は、平面視してガイドシャフト１１，１２に対して直交し、更に互いに平行に配置された状態で移動テーブル３の上面に固定されている。ガイドシャフト２１，２２がブッシュを介して移動体５を貫通し、移動体５がガイドシャフト２１，２２に対して摺動可能とされている。以下、Ｙ方向ガイド機構２０による案内方向をＹ方向として説明し、Ｙ方向の一方に向かった向きを＋Ｙ方向と称し、＋Ｙ方向の反対向きを−Ｙ方向と称する。

なお、Ｙ方向ガイド機構２０がスライドレールを有するものであり、スライドレールにより移動体５がＹ方向に案内されても良い。

移動体５はその上面が平坦に形成され、被検体、サンプル等の搭載物が移動体５の上面に搭載される。

移動テーブル３は、駆動機構３０によってＸ方向に駆動される。駆動機構３０はプーリー３１、無端ベルト３２及びモータ３３を有する。ガイドシャフト１１の一端寄りにおいてプーリー３１がその軸心周りに回転可能に設けられ、ガイドシャフト１１の他端寄りにおいてモータ３３がテーブル２に設けられ、無端ベルト３２がプーリー３１とモータ３３に架け渡され、無端ベルト３２の一部が移動テーブル３に接合されている。なお、駆動機構３０はベルト伝動機構の代わりにピニオンラック機構又はボールネジ伝動機構を用いたものでも良い。

このＸＹステージ１は、駆動機構３０によるＸ方向への移動テーブル３の運動をＹ方向への移動体５の運動に変換する変換機構を備える。変換機構は、２枚の変換板４０，４２を有する。変換板４０，４２は移動体５の可動範囲内に配置され、変換板４０，４２がテーブル２に対して固定されている。変換板４０がガイドシャフト１１のＸ方向一端寄りに配置され、変換板４２は移動テーブル３に関して変換板４０の反対側であってガイドシャフト１２のＸ方向他端寄りに配置されている。変換板４０にはＸ方向及びＹ方向のどちらに対しても傾斜した第１傾斜面４１が形成され、変換板４２にもＸ方向及びＹ方向のどちらに対しても傾斜した第２傾斜面４３が形成され、第１傾斜面４１と第２傾斜面４３が相対している。

移動体５は移動テーブル３のＸ方向の移動により第１傾斜面４１及び第２傾斜面４３に対して接離可能とされている。また、移動体５は、移動テーブル３のＸ方向の移動により第１傾斜面４１と第２傾斜面４３のどちらか一方に接した状態と、第１傾斜面４１と第２傾斜面４３の両方から離れた状態とに移動し得る。移動体５が変換板４０の第１傾斜面４１に接した状態では、移動テーブル３の＋Ｘ方向への運動が第１傾斜面４１によって移動体５の−Ｙ方向への運動に変換される。一方、移動体５が変換板４２の第２傾斜面４３に接した状態では、移動テーブル３の−Ｘ方向への運動が第２傾斜面４３によって移動体５の＋Ｙ方向への運動に変換される。

次に、ＸＹステージ１の動作について説明する。
モータ３３が作動して、モータ３３の動力により移動テーブル３が＋Ｘ方向へ移動すると、移動体５が第１傾斜面４１に接し、更に移動テーブル３が＋Ｘ方向へ移動すると、移動体５が第１傾斜面４１によって押されて−Ｙ方向へ移動する。そして、移動体５がＹ方向における所定位置に到達したら、モータ３３が停止し、Ｙ方向における移動体５の位置が決まる。そして、モータ３３が反対に作動して、移動テーブル３が−Ｘ方向へ移動すると、移動体５はＹ方向の位置を保ったまま移動テーブル３とともに−Ｘ方向へ移動し、続いてモータ３３が停止すると、移動体５のＸ方向及びＹ方向の位置が決まる。

一方、モータ３３が作動して、モータ３３の動力により移動テーブル３が−Ｘ方向へ移動すると、移動体５が第２傾斜面４３に接し、更に移動テーブル３が−Ｘ方向へ移動すると、移動体５が第２傾斜面４３によって押されて＋Ｙ方向へ移動する。そして、移動体５がＹ方向における所定位置に到達したら、モータ３３が停止し、Ｙ方向における移動体５の位置が決まる。そして、モータ３３が反対に作動して、移動テーブル３が＋Ｘ方向へ移動すると、移動体５はＹ方向の位置を保ったまま移動テーブル３とともに＋Ｘ方向へ移動し、続いてモータ３３が停止すると、移動体５のＸ方向及びＹ方向の位置が決まる。

以上のように、本実施形態によれば、移動テーブル３の＋Ｘ方向への運動が第１傾斜面４１によって移動体５の−Ｙ方向への運動に変換され、移動テーブル３の−Ｘ方向への運動が第２傾斜面４３によって移動体５の＋Ｙ方向への運動に変換されるので、移動体５専用の動力源をＸＹステージ１に設けずとも、移動体５の二次元方向の位置を決めることができる。動力源が駆動機構３０のモータ３３だけであるから、シンプル且つ安価なＸＹステージ１を提供することができる。
また、移動テーブル３にモータが搭載されておらず、そのケーブルも必要としないから、ＸＹステージ１をシンプル且つ安価に提供することができる。
また、移動テーブル３にモータが搭載されていないから、モータ３３の出力も小さくすることができ、モータ３３の調達コストを抑えることができる。

なお、本実施形態では移動体５の対向する２つの角がそれぞれ第１傾斜面４１、第２傾斜面４３に当接しているが、移動体５にピンを設け、そのピンが第１傾斜面４１、第２傾斜面４３に当接しても良い。

〔第２の実施の形態〕
図２の斜視図及び図３の平面図を用いて、第２実施形態におけるＸＹステージ１０１について説明する。ＸＹステージ１０１については、第１実施形態のＸＹステージ１の何れかの部分に対応する部分に対して下二桁共通数字を付す。

図２及び図３に示すように、テーブル１０２の上では移動テーブル１０３がＸ方向ガイド機構１１０によってＸ方向に案内され、移動テーブル１０３の上では移動体１０５がＹ方向ガイド機構１２０によってＹ方向に案内され、移動テーブル１０３が駆動機構１３０によってＸ方向に駆動される。また、移動テーブル１０３の＋Ｘ方向への運動が第１傾斜面１４１によって移動体１０５の−Ｙ方向への運動に変換され、移動テーブル１０３の−Ｘ方向への運動が第２傾斜面１４３によって移動体１０５の＋Ｙ方向への運動に変換される。Ｘ方向ガイド機構１１０、Ｙ方向ガイド機構１２０、駆動機構１３０及び変換板１４０，１４２はそれぞれ第１実施形態の場合と同様に設けられているので、これらの詳細な説明を省略する。

移動テーブル１０３の上には２つのストッパ１５１，１５２が固定されている。ストッパ１５１，１５２が移動体２０５に対してＹ方向両側に配置され、一方のストッパ１５１がガイドシャフト１２１，１２２の一端寄りに配置され、他方のストッパ１５２がガイドシャフト１２１，１２２の他端寄りに配置されている。移動体１０５はＹ方向の移動によりストッパ１５１及びストッパ１５２に対して接離可能とされている。

また、移動テーブル１０３の上にはアーム１５３と引張バネ１５６が搭載されている。アーム１５３の基端部が移動体１０５から＋Ｘ方向に離れた位置において移動テーブル１０３に連結し、アーム１５３はその基端部の支軸１５４の周りに回転可能とされている。この支軸１５４はＸ方向とＹ方向のどちらにも直交している。アーム１５３の先端には摺動ピン１５５が設けられている。一方、移動体１０５には、ガイドシャフト１１１，１１２と平行な方向に長尺な切欠き１０６が形成され、摺動ピン１５５が摺動可能に切欠き１０６に挿入されている。摺動ピン１５５が切欠き１０６に挿入されることで、摺動ピン１５５が移動体１０５に対してＸ方向の移動を許容され、更に摺動ピン１５５が移動体１０５に対してＸ方向及びＹ方向の直交軸回りの回転も許容されている。

引張バネ１５６の一端部がアーム１５３の先端と基端の間の中間部においてアーム１５３に連結され、引張バネ１５６の他端部が支軸１５４よりも移動体１０５から＋Ｘ方向に離れた位置において移動テーブル１０３に連結されている。引張バネ１５６の一端部はアーム１５３に対してＸ方向及びＹ方向の直交軸１５７の周りに回転可能とされ、引張バネ１５６の他端部は移動テーブル１０３に対してＸ方向及びＹ方向の直交軸１５８の周りに回転可能とされている。この引張バネ１５６はその復元力によりアーム１５３を直交軸１５８に向かって引いている。

次に、ＸＹステージ１０１の動作について説明する。
図３に示すように、引張バネ１５６の復元力によりアーム１５３にモーメントが働き、移動体１０５がストッパ１５１に当接することでアーム１５３及び移動体１０５が止められている。この状態から、モータ１３３が作動して、モータ１３３の動力により移動テーブル１０３が＋Ｘ方向へ移動すると、移動体１０５が第１傾斜面１４１に接し、移動体１０５が第１傾斜面１４１により押されてストッパ１５１から離れ、−Ｙ方向へ移動する。移動体１０５の−Ｙ方向の移動に伴ってアーム１５３が支軸１５４を中心にして回転し、摺動ピン１５５、軸１５７、支軸１５４及び軸１５８が一直線に並んだ状態よりも移動体１０５が−Ｙ方向へ移動したら、引張バネ１５６の復元力によって移動体１０５が−Ｙ方向に移動して第１傾斜面１４１から離れ、移動体１０５がストッパ１５２に当接して止まる。

そして、モータ１３３が反対に作動して、モータ１３３の動力により移動テーブル１０３が−Ｘ方向へ移動すると、移動体１０５が第２傾斜面１４３に接し、移動体１０５が第２傾斜面１４３により押されてストッパ１５２から離れ、＋Ｙ方向へ移動する。移動体１０５の＋Ｙ方向の移動に伴ってアーム１５３が支軸１５４を中心にして回転し、摺動ピン１５５、軸１５７、支軸１５４及び軸１５８が一直線に並んだ状態よりも移動体１０５が＋Ｙ方向へ移動したら、引張バネ１５６の復元力によって移動体１０５が＋Ｙ方向に移動して第２傾斜面１４３から離れ、移動体１０５がストッパ１５１に当接して止まる。

以上のように、移動体１０５のＹ方向の位置は、移動体１０５がストッパ１５１に当接した状態に又は移動体１０５がストッパ１５２に当接した状態に決まる。移動体１０５のＹ方向の位置が決まった状態で移動テーブル１０３がモータ１３３により＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動すると、移動体１０５のＸ方向の位置が決まる。

本実施形態によれば、移動体１０５専用の動力源をＸＹステージ１０１に設けずとも、駆動機構１３０のモータ１３３だけで移動体１０５の二次元方向の位置を決めることができる。そのため、シンプル且つ安価なＸＹステージ１０１を提供することができる。
また、引張バネ１５６の復元力によって移動体１０５がストッパ１５１又はストッパ１５２に当てられた状態で止まるため、ＸＹステージ１０１が振動しても、移動体１０５の位置がずれない。そのため、移動体１０５の位置を正確に決めることができる。

〔第３の実施の形態〕
図４の平面図を用いて、第３実施形態におけるＸＹステージ２０１について説明する。ＸＹステージ２０１については、第１実施形態のＸＹステージ１の何れかの部分に対応する部分に対して下二桁共通数字を付す。

図４に示すように、テーブル２０２の上では移動テーブル２０３がＸ方向ガイド機構２１０によってＸ方向に案内され、移動テーブル２０３の上では移動体２０５がＹ方向ガイド機構２２０によってＹ方向に案内され、移動テーブル２０３が駆動機構２３０によってＸ方向に駆動される。Ｘ方向ガイド機構２１０、Ｙ方向ガイド機構２２０及び駆動機構２３０はそれぞれ第１実施形態の場合と同様に設けられているので、これらの詳細な説明を省略する。

また、このＸＹステージ２０１には移動テーブル２０３のＸ方向の運動を移動体２０５のＹ方向の運動に変換する変換板が設けられていない。その代わりに以下のような変換機構によって、移動テーブル２０３のＸ方向の運動が移動体２０５のＹ方向の運動に変換される。

即ち、図４に示すように、移動体２０５には引張バネ２７８の一端が連結され、引張バネ２７８の他端が移動テーブル２０３に連結され、引張バネ２７８の復元力によって移動体２０５が−Ｙ方向に付勢されている。

移動体２０５にはラック２７１が取り付けられ、このラック２７１の歯がガイドシャフト２２１，２２２と平行に配列され、ラック２７１にピニオン２７２が噛み合っている。ピニオン２７２に爪車２７３が固定され、爪車２７３とピニオン２７２が同軸となっている。爪車２７３とピニオン２７２はその軸がＸ方向及びＹ方向と直交するよう移動テーブル２０３に取り付けられ、ピニオン２７２と爪車２７３が移動テーブル２０３に対して軸回りに回転可能となっている。

爪車２７３の近傍には止め爪２７４が配置されている。この止め爪２７４は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する軸２７５の周りに回転可能となって移動テーブル２０３に取り付けられている。止め爪２７４にはバネ２７６の一端が連結し、バネ２７６の他端が移動テーブル２０３に連結し、バネ２７６の復元力によって止め爪２７４が爪車２７３の歯に噛み合っている。止め爪２７４が爪車２７３の歯に噛み合うことによって爪車２７３の一方への回転が抑止され、これにより、引張バネ２７８による移動体２０５の−Ｙ方向への移動が抑止されている。

爪車２７３から−Ｘ方向に離れた位置に送り爪２８１が配置され、爪車２７３に関して送り爪２８１の反対側に解除ロッド２８３が配置されている。送り爪２８１はその基端をＸ方向及びＹ方向の直交軸周りに回転可能となるようにテーブル２０２に取り付けられている。送り爪２８１にはバネ２８２の一端が連結され、バネ２８２の他端がテーブル２０２に連結され、送り爪２８１がバネ２８２によって図４の時計回り方向に引っ張られている。また、送り爪２８１寄りも時計回り側にストッパ２８４が配置され、送り爪２８１がストッパ２８４に当たることによって、送り爪２８１の先端が爪車２７３の外周を指向した状態が保たれている。解除ロッド２８３はテーブル２０２に固定され、この解除ロッド２８３の先端が止め爪２７４に指向している。

このＸＹステージ２０１は、以上のように構成された変換機構のほかにストッパ２８０及びダンパ２７９を有する。ストッパ２８０及びダンパ２７９は移動体２０５に対して引張バネ２７８の引張方向（−Ｙ方向）側に配置され、ダンパ２７９の先端がストッパ２８０よりもやや＋Ｙ方向側に配置されている。ストッパ２８０及びダンパ２７９は移動テーブル２０３に固定されている。

次に、ＸＹステージ２０１の動作について説明する。
モータ２３３が作動すると、移動テーブル２０３が−Ｘ方向へ移動し、爪車２７３が送り爪２８１に近づく。更に移動テーブル２０３が−Ｘ方向へ移動すると、送り爪２８１が爪車２７３の歯に噛み合い、送り爪２８１によって爪車２７３が歯１つ分だけ回転する。爪車２７３の回転により移動体２０５が引張バネ２７８に抗して＋Ｙ方向へ移動する。爪車２７３が歯１つ分だけ回転した後、モータ２３３が逆に作動し、爪車２７３が送り爪２８１から＋Ｘ方向へ離れる。

以上のような動作が一回行われる度に、移動体１０５が爪車２７３の歯１つ分だけ＋Ｙ方向に移動される。移動体１０５の＋Ｙ方向への間欠的な移動が終了したら、移動体２０５のＹ方向の位置が決まった状態で移動テーブル２０３がモータ２３３により＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動すると、移動体２０５のＸ方向の位置が決まる。

一方、モータ２３３が作動して、移動テーブル２０３が＋Ｘ方向へ移動し、止め爪２７４が解除ロッド２８３に押されて回転すると、止め爪２７４と爪車２７３の噛み合いが解除される。その噛み合い解除により、引張バネ２７８の復元力により移動体２０５が−Ｙ方向へ移動し、移動体２０５がストッパ２８０に当たって停止する。移動体２０５がストッパ２８０に当たる前に移動体２０５がダンパ２７９に当たり、衝撃力がダンパ２７９によって吸収される。そして、モータ２３３が作動して、移動テーブル２０３が−Ｘ方向へ移動すると、止め爪２７４が解除ロッド２８３から−Ｘ方向へ離れ、止め爪２７４が爪車２７３の歯に噛み合う。

以上のように、本実施形態によれば、移動体２０５専用の動力源をＸＹステージ２０１に設けずとも、駆動機構２３０のモータ２３３により移動テーブル２０３を−Ｘ方向に移動させるだけで移動体２０５を＋Ｙ方向に移動させることができ、移動テーブル２０３を＋Ｘ方向に移動させるだけで移動体２０５を−Ｙ方向へ移動させて元の位置に戻すことができる。このようにモータ２３３だけで移動体２０５の二次元方向の位置を決めることができるので、シンプル且つ安価なＸＹステージ２０１を提供することができる。
また、爪車２７３を用いたので、Ｙ方向における移動体２０５の位置を段階的に決めることができる。
また、引張バネ２７８の−Ｙ方向への付勢力が止め爪２７４と爪車２７３の噛み合いにより受けられているので、ＸＹステージ２０１が振動しても、移動体２０５の位置がずれない。そのため、移動体２０５の位置を正確に決めることができる。

第１実施形態におけるＸＹステージの平面図である。第２実施形態におけるＸＹステージの斜視図である。第２実施形態におけるＸＹステージの平面図である。第３実施形態におけるＸＹステージの平面図である。従来のＸＹステージの平面図である。

符号の説明

１、１０１、２０１ＸＹステージ
３、１０３、２０３移動テーブル
５、１０５、２０５移動体
１０、１１０、２１０Ｘ方向ガイド機構（第１ガイド機構）
２０、１２０、２２０Ｙ方向ガイド機構（第２ガイド機構）
３０、１３０、２３０駆動機構
４０、４２、１４０、１４２変換板
４１、１４１第１傾斜面
４３、１４３第２傾斜面
１５１、１５２ストッパ
１５３アーム
１５５摺動ピン（摺動子）
１５６引張バネ（引張材）
２７２ピニオン
２７３爪車
２７１ラック
２７４止め爪
２７８引張バネ（付勢材）
２８０ストッパ
２８１送り爪
２８３解除ピン（解除部材）

Claims

移動テーブルと、
前記移動テーブルを所定方向に案内する第１ガイド機構と、
前記移動テーブルに搭載された移動体と、
前記移動テーブルに対して前記移動体を前記第１ガイド機構の案内方向に交差する方向に案内する第２ガイド機構と、
前記移動テーブルを前記第１ガイド機構の案内方向に駆動する駆動機構と、
前記第１ガイド機構の案内方向への前記移動テーブルの運動を前記第２ガイド機構の案内方向への前記移動体の運動に変換する変換機構と、を備えることを特徴とするＸＹステージ。
前記変換機構が、
前記第１ガイド機構の案内方向及び前記第２ガイド機構の案内方向に対して傾斜した第１傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
前記変換機構が、
前記第１ガイド機構の案内方向及び前記第２ガイド機構の案内方向に対して傾斜するとともに前記第１傾斜面に相対した第２傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載のＸＹステージ。
前記駆動機構による前記移動テーブルの駆動により前記移動体が前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面に対して接離可能とされていることを特徴とする請求項３に記載のＸＹステージ。
前記移動体から前記第１ガイド機構の案内方向に離れた位置において前記移動テーブルに連結され、その連結部を支点として回転可能とされたアームと、
前記アームに設けられ、前記移動体に対して前記第１ガイド機構の案内方向に摺動可能となって前記移動体に連結された摺動子と、
前記アームと前記移動テーブルの連結部よりも前記移動体から前記第１ガイド機構の案内方向に離れた位置において前記移動テーブルに連結されるとともに前記アームに連結され、前記移動テーブルとの連結部に向けて前記アームを引く引張材と、を更に備えることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のＸＹステージ。
前記移動体に対して前記第２ガイド機構の案内方向両側に配置され、前記移動テーブルに固定されたストッパを更に備えることを特徴とする請求項５に記載のＸＹステージ。
前記変換機構が、
前記移動テーブルに回転可能に取り付けられた爪車と、
前記爪車と同軸になるよう前記爪車に設けられたピニオンと、
前記移動体に設けられ、前記第２ガイド機構の案内方向に歯を配列し、前記ピニオンに噛み合ったラックと、
前記爪車から前記第１ガイド機構の案内方向に離れた位置に配置され、前記爪車に噛み合うことで前記爪車を回転させる送り爪と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＸＹステージ。
前記変換機構が、
前記移動体を前記第２ガイド機構の案内方向一方に付勢する付勢材と、
前記爪車に噛み合って前記付勢材の付勢力による前記爪車の回転を止めるとともにその噛み合いを解除可能に設けられた止め爪と、
前記爪車に関して前記送り爪の反対側に配置され、前記止め爪に当接することで前記止め爪の噛み合いを解除する解除部材と、を有することを特徴とする請求項７に記載のＸＹステージ。
前記移動体に対して前記付勢材の付勢方向側に配置され、前記移動テーブルに固定されたストッパを更に備えることを特徴とする請求項８に記載のＸＹステージ。