JP3011813B2 - 移動ステージ - Google Patents
移動ステージInfo
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- JP3011813B2 JP3011813B2 JP4036575A JP3657592A JP3011813B2 JP 3011813 B2 JP3011813 B2 JP 3011813B2 JP 4036575 A JP4036575 A JP 4036575A JP 3657592 A JP3657592 A JP 3657592A JP 3011813 B2 JP3011813 B2 JP 3011813B2
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- moving
- linear actuators
- moving stage
- moving body
- linear
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/28—Electric drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動ステージに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動ステージでは、直線運動を得
る手段として、種々の変換機構を用いることなく、直
接、直線運動を取り出せるリニアアクチュエータが駆動
力として用いられている。このようなリニアアクチュエ
ータを用いた移動ステージとして、案内面と平行に２個
のリニアアクチュエータを対称に配置し、そのリニアア
クチュエータを制御することで、位置決めの高精度化、
高速化を図った移動ステージが公知のものとなってい
る。
る手段として、種々の変換機構を用いることなく、直
接、直線運動を取り出せるリニアアクチュエータが駆動
力として用いられている。このようなリニアアクチュエ
ータを用いた移動ステージとして、案内面と平行に２個
のリニアアクチュエータを対称に配置し、そのリニアア
クチュエータを制御することで、位置決めの高精度化、
高速化を図った移動ステージが公知のものとなってい
る。
【０００３】従来の移動ステージの一例を図７および図
８に示す。
８に示す。
【０００４】図７は、従来の移動ステージの一例を示す
斜視図であり、図８は図７に示した移動ステージの断面
図である。
斜視図であり、図８は図７に示した移動ステージの断面
図である。
【０００５】この移動ステージでは、上面が移動体７１
の案内面となる鉛直方向ガイド７４を備え、その上面の
対向する一対の両端縁部に、それぞれ前記移動体７１の
移動方向に沿って第１，第２の２つの水平方向ガイド７
４ａ，７４ｂが固設されている。さらに、前記鉛直方向
ガイド７４上の第１水平方向ガイド７４ａの近傍には、
第１および第２の支柱７６ａ，７６ａ’にて前記移動方
向に沿って支持された第１コイル集合体７３ａが設けら
れている。また、前記鉛直方向ガイド７４上の第２水平
方向ガイド７４ｂの近傍には、前記案内面の移動方向中
心軸に対して前記第１コイル集合体７３ａと対称で同じ
高さ位置に第３および第４の支柱７６ｂ，７６ｂ’にて
前記移動方向に沿って支持された第２コイル集合体７３
ｂが設けられている。前記第１，第２のコイル集合体７
３ａ，７３ｂは磁性体に導線を巻付けた複数個のコイル
を並列に配して一体化したものである。
の案内面となる鉛直方向ガイド７４を備え、その上面の
対向する一対の両端縁部に、それぞれ前記移動体７１の
移動方向に沿って第１，第２の２つの水平方向ガイド７
４ａ，７４ｂが固設されている。さらに、前記鉛直方向
ガイド７４上の第１水平方向ガイド７４ａの近傍には、
第１および第２の支柱７６ａ，７６ａ’にて前記移動方
向に沿って支持された第１コイル集合体７３ａが設けら
れている。また、前記鉛直方向ガイド７４上の第２水平
方向ガイド７４ｂの近傍には、前記案内面の移動方向中
心軸に対して前記第１コイル集合体７３ａと対称で同じ
高さ位置に第３および第４の支柱７６ｂ，７６ｂ’にて
前記移動方向に沿って支持された第２コイル集合体７３
ｂが設けられている。前記第１，第２のコイル集合体７
３ａ，７３ｂは磁性体に導線を巻付けた複数個のコイル
を並列に配して一体化したものである。
【０００６】前記移動体７１は、直方体の対向する二つ
の側面にそれぞれ、前記移動方向に沿って鉛直方向中心
軸に対して対称に第１，第２の凹部７８ａ，７８ｂが形
成された断面エ字状のものであり、該第１，第２の凹部
７８ａ，７８ｂをそれぞれ、前記第１，第２のコイル集
合体７３ａ，７３ｂと係合させることで、前記鉛直方向
ガイド７４に対し、非接触で移動可能に一体化される。
の側面にそれぞれ、前記移動方向に沿って鉛直方向中心
軸に対して対称に第１，第２の凹部７８ａ，７８ｂが形
成された断面エ字状のものであり、該第１，第２の凹部
７８ａ，７８ｂをそれぞれ、前記第１，第２のコイル集
合体７３ａ，７３ｂと係合させることで、前記鉛直方向
ガイド７４に対し、非接触で移動可能に一体化される。
【０００７】前記移動体７１の一方の第１凹部７８ａに
は、その上面と下面に、それぞれ、前記第１コイル集合
体７３ａとともに、第１リニアアクチュエータ７０ａを
構成する第１，第２の永久磁石７２ａ，７２ａ’が取付
けられている。また、前記移動体７１の他方の第２凹部
７８ｂの上面と下面には、それぞれ、前記第２コイル集
合体７３ｂとともに第２リニアアクチュエータ７０ｂを
構成する第３，第４の永久磁石７２ｂ，７２ｂ’が取付
けられている。また、前記移動体７１の底面には、前記
移動方向に沿って第１，第２の二つの流体静圧軸受７５
ａ，７５ｂが並設されており、さらに、移動体７１の、
前記第１，第２の水平方向ガイド７４ａ，７４ｂに対向
する下部側面には、それぞれ第３，第４の流体静圧軸受
７７ａ，７７ｂが前記移動方向に沿って取付けられてい
る。
は、その上面と下面に、それぞれ、前記第１コイル集合
体７３ａとともに、第１リニアアクチュエータ７０ａを
構成する第１，第２の永久磁石７２ａ，７２ａ’が取付
けられている。また、前記移動体７１の他方の第２凹部
７８ｂの上面と下面には、それぞれ、前記第２コイル集
合体７３ｂとともに第２リニアアクチュエータ７０ｂを
構成する第３，第４の永久磁石７２ｂ，７２ｂ’が取付
けられている。また、前記移動体７１の底面には、前記
移動方向に沿って第１，第２の二つの流体静圧軸受７５
ａ，７５ｂが並設されており、さらに、移動体７１の、
前記第１，第２の水平方向ガイド７４ａ，７４ｂに対向
する下部側面には、それぞれ第３，第４の流体静圧軸受
７７ａ，７７ｂが前記移動方向に沿って取付けられてい
る。
【０００８】上述のような構成の移動ステージでは、案
内面、すなわち鉛直方向ガイド７４、第１，第２の水平
方向ガイド７４ａ，７４ｂおよび第１，第２のコイル集
合体７３ａ，７３ｂの形状精度や、第１ないし第４の流
体静圧軸受７５ａ，７５ｂ，７７ａ，７７ｂの剛性の不
足等によって、移動体７１の移動中に生じるヨーイング
方向の運動精度の劣化を、移動ステージ全体を重心駆動
するように第１，第２のリニアアクチュエータ７０ａ，
７０ｂの推力を分配することで防ぎ、静的な移動ステー
ジの姿勢を補償している。
内面、すなわち鉛直方向ガイド７４、第１，第２の水平
方向ガイド７４ａ，７４ｂおよび第１，第２のコイル集
合体７３ａ，７３ｂの形状精度や、第１ないし第４の流
体静圧軸受７５ａ，７５ｂ，７７ａ，７７ｂの剛性の不
足等によって、移動体７１の移動中に生じるヨーイング
方向の運動精度の劣化を、移動ステージ全体を重心駆動
するように第１，第２のリニアアクチュエータ７０ａ，
７０ｂの推力を分配することで防ぎ、静的な移動ステー
ジの姿勢を補償している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は下記のような問題点を有している。
来の技術は下記のような問題点を有している。
【００１０】案内面と平行にしかリニアアクチュエータ
を配置していないため、主として移動体のヨーイング方
向のみの姿勢精度を補償することしかできなかった。例
えば、移動ステージ上に搭載する対象の重量の大きさに
より、ステージの重心が鉛直方向に移動するような場
合、移動ステージ全体の重心位置が駆動点とずれ、それ
によって生じたピッチングを抑制することはできない。
を配置していないため、主として移動体のヨーイング方
向のみの姿勢精度を補償することしかできなかった。例
えば、移動ステージ上に搭載する対象の重量の大きさに
より、ステージの重心が鉛直方向に移動するような場
合、移動ステージ全体の重心位置が駆動点とずれ、それ
によって生じたピッチングを抑制することはできない。
【００１１】また、移動ステージがステージ全体の重心
と駆動点とが一致しない構造であると、移動体が移動す
る際にヨーイング、ピッチングを生じやすくなり、その
ときの移動体の姿勢を補償する制御は困難である。
と駆動点とが一致しない構造であると、移動体が移動す
る際にヨーイング、ピッチングを生じやすくなり、その
ときの移動体の姿勢を補償する制御は困難である。
【００１２】リニアアクチュエータは案内面と平行で単
段にしか配置されていないため、移動ステージに生じる
ヨーイングは制御できても、ピッチングを同時に制御す
ることは不可能である。
段にしか配置されていないため、移動ステージに生じる
ヨーイングは制御できても、ピッチングを同時に制御す
ることは不可能である。
【００１３】本発明は、上記従来の技術が有する問題点
に鑑みてなされたもので、移動体の姿勢制御の精度の向
上とともに移動速度の高速化を可能にする移動ステージ
を提供することを目的としている。
に鑑みてなされたもので、移動体の姿勢制御の精度の向
上とともに移動速度の高速化を可能にする移動ステージ
を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉛直方向ガイ
ドの案内面上で移動体を所定方向に移動させる２個のリ
ニアアクチュエータを、該案内面に対して平行に配置し
た移動ステージにおいて、前記２個のリニアアクチュエ
ータとは鉛直方向に高さが異なり、前記２個のリニアア
クチュエータとともに前記移動体を前記所定方向に移動
させるための前記２個のリニアアクチュエータとは別の
アクチュエータを配置し、各リニアアクチュエータに発
生させる推力をそれぞれ制御することで該移動体の姿勢
を制御するものである。
ドの案内面上で移動体を所定方向に移動させる２個のリ
ニアアクチュエータを、該案内面に対して平行に配置し
た移動ステージにおいて、前記２個のリニアアクチュエ
ータとは鉛直方向に高さが異なり、前記２個のリニアア
クチュエータとともに前記移動体を前記所定方向に移動
させるための前記２個のリニアアクチュエータとは別の
アクチュエータを配置し、各リニアアクチュエータに発
生させる推力をそれぞれ制御することで該移動体の姿勢
を制御するものである。
【００１５】前記移動ステージにおいて、各リニアアク
チュエータをそれぞれ駆動するドライバと、移動体の複
数箇所の位置を検出する検出手段と、該検出手段による
検出位置に基づいて、前記移動体の姿勢情報を求め、該
姿勢情報に応じて前記各リニアアクチュエータの駆動量
を、前記ドライバへ指示する演算手段とを備えた姿勢制
御部を有するものと、前記移動体に対する水平方向の案
内面が形成された水平方向ガイドを有するものと、前記
移動体が案内面に対して非接触で支持される軸受を有す
るものと、３個のリニアアクチュエータを備え、該３個
のリニアアクチュエータのうち１個を、他の２個のリニ
アアクチュエータが配置された平面以外の平面の、移動
体の鉛直方向中心軸上に配置したものと、４個のリニア
アクチュエータを備え、該４個のリニアアクチュエータ
を、２個ずつ一対にして移動体の鉛直方向中心軸に対し
て対称に配置したものとがある。
チュエータをそれぞれ駆動するドライバと、移動体の複
数箇所の位置を検出する検出手段と、該検出手段による
検出位置に基づいて、前記移動体の姿勢情報を求め、該
姿勢情報に応じて前記各リニアアクチュエータの駆動量
を、前記ドライバへ指示する演算手段とを備えた姿勢制
御部を有するものと、前記移動体に対する水平方向の案
内面が形成された水平方向ガイドを有するものと、前記
移動体が案内面に対して非接触で支持される軸受を有す
るものと、３個のリニアアクチュエータを備え、該３個
のリニアアクチュエータのうち１個を、他の２個のリニ
アアクチュエータが配置された平面以外の平面の、移動
体の鉛直方向中心軸上に配置したものと、４個のリニア
アクチュエータを備え、該４個のリニアアクチュエータ
を、２個ずつ一対にして移動体の鉛直方向中心軸に対し
て対称に配置したものとがある。
【００１６】
【作用】本発明の移動ステージによれば、２個のリニア
アクチュエータを、移動体の鉛直方向中心軸に対して対
称、すなわち、鉛直方向ガイドの案内面に対して平行に
配置し、他のリニアアクチュエータを前記２個のリニア
アクチュエータが配置されている平面以外の平面上に配
置することで、前記各リニアアクチュエータは前記鉛直
方向についても高さの異なる、少なくとも２段階に配置
されることになるので、各リニアアクチュエータに発生
させる推力を分配させることによって全リニアアクチュ
エータによる駆動点をステージ全体の重心と一致させる
ことが可能となる。
アクチュエータを、移動体の鉛直方向中心軸に対して対
称、すなわち、鉛直方向ガイドの案内面に対して平行に
配置し、他のリニアアクチュエータを前記２個のリニア
アクチュエータが配置されている平面以外の平面上に配
置することで、前記各リニアアクチュエータは前記鉛直
方向についても高さの異なる、少なくとも２段階に配置
されることになるので、各リニアアクチュエータに発生
させる推力を分配させることによって全リニアアクチュ
エータによる駆動点をステージ全体の重心と一致させる
ことが可能となる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１は本発明の移動ステージの第１実施例
を示す斜視図であり、図２は図１に示す移動ステージの
断面図である。
を示す斜視図であり、図２は図１に示す移動ステージの
断面図である。
【００１９】本実施例の移動ステージは、上面が移動体
１の案内面となる鉛直方向ガイド４を備え、その上面の
対向する一対の両端縁部に、それぞれ、前記移動体１の
移動方向に沿って第１，第２の水平方向ガイド４ａ，４
ｂが固設されている。この第１，第２の水平方向ガイド
４ａ，４ｂは、その側面が前記移動体１の案内面とな
る。
１の案内面となる鉛直方向ガイド４を備え、その上面の
対向する一対の両端縁部に、それぞれ、前記移動体１の
移動方向に沿って第１，第２の水平方向ガイド４ａ，４
ｂが固設されている。この第１，第２の水平方向ガイド
４ａ，４ｂは、その側面が前記移動体１の案内面とな
る。
【００２０】また、前記鉛直方向ガイド４上の中央部
（移動方向中心軸上）に、同様に、前記移動方向に沿っ
て、第１支柱６ａおよび第２支柱６ａ’によって支持さ
れた第１コイル集合体３ａが取付けられている。さら
に、前記鉛直方向ガイド４上の、前記第１コイル集合体
３ａと第１水平方向ガイド４ａとの間には、前記第１コ
イル集合体３ａより低い高さ位置に、第３支柱６ｂおよ
び第４支柱６ｂで支持された第２コイル集合体３ｂが設
けられている。また、前記鉛直方向ガイド４上の、第１
コイル集合体３ａと第２水平方向ガイド４ｂとの間に
は、前記移動方向中心軸に対して第２コイル集合体３ｂ
と対称で同じ高さ位置に、第５支柱６ｃおよび第６支柱
６ｃ’にて支持された第３コイル集合体３ｃが設けられ
ている。
（移動方向中心軸上）に、同様に、前記移動方向に沿っ
て、第１支柱６ａおよび第２支柱６ａ’によって支持さ
れた第１コイル集合体３ａが取付けられている。さら
に、前記鉛直方向ガイド４上の、前記第１コイル集合体
３ａと第１水平方向ガイド４ａとの間には、前記第１コ
イル集合体３ａより低い高さ位置に、第３支柱６ｂおよ
び第４支柱６ｂで支持された第２コイル集合体３ｂが設
けられている。また、前記鉛直方向ガイド４上の、第１
コイル集合体３ａと第２水平方向ガイド４ｂとの間に
は、前記移動方向中心軸に対して第２コイル集合体３ｂ
と対称で同じ高さ位置に、第５支柱６ｃおよび第６支柱
６ｃ’にて支持された第３コイル集合体３ｃが設けられ
ている。
【００２１】前記第１ないし第３コイル集合体３ａ，３
ｂ，３ｃは、従来と同様に、磁性体の導線を巻付けた複
数個のコイルを並列に配して一体化したものである。
ｂ，３ｃは、従来と同様に、磁性体の導線を巻付けた複
数個のコイルを並列に配して一体化したものである。
【００２２】前記移動体１は直方体の対向する二つの側
面に、それぞれ、移動体１の鉛直方向中心軸に対して対
称に第１，第２の凹部８ａ，８ｂが前記移動方向に沿っ
て形成された断面エ字状のものである。さらに、前記移
動体１の上部の鉛直方向中心軸上には、前記第１コイル
集合体３ａが挿入される貫通孔９が形成されている。前
記移動体１は、前記貫通孔９に第１コイル集合体３ａを
貫挿させるとともに、前記第１，第２の凹部８ａ，８ｂ
をそれぞれ、第２，第３のコイル集合体３ｂ，３ｃに係
合させることで、前記鉛直方向ガイド４に対し、非接触
で移動可能に一体化される。
面に、それぞれ、移動体１の鉛直方向中心軸に対して対
称に第１，第２の凹部８ａ，８ｂが前記移動方向に沿っ
て形成された断面エ字状のものである。さらに、前記移
動体１の上部の鉛直方向中心軸上には、前記第１コイル
集合体３ａが挿入される貫通孔９が形成されている。前
記移動体１は、前記貫通孔９に第１コイル集合体３ａを
貫挿させるとともに、前記第１，第２の凹部８ａ，８ｂ
をそれぞれ、第２，第３のコイル集合体３ｂ，３ｃに係
合させることで、前記鉛直方向ガイド４に対し、非接触
で移動可能に一体化される。
【００２３】前記移動体１の前記貫通孔９には、その上
面と下面に、それぞれ、前記第１コイル集合体３ａとと
もに第１リニアアクチュエータ１０ａを構成する第１，
第２の永久磁石２ａ，２ａ’が取付けられている。ま
た、一方の第１凹部８ａには、その上面と下面に、それ
ぞれ、前記第２コイル集合体３ｂとともに第２リニアア
クチュエータ１０ｂを構成する第３，第４の永久磁石２
ｂ，２ｂ’が取付けられている。さらに、他方の第２凹
部８ｂには、同様にその上面と下面に、それぞれ、第３
コイル集合体３ｃとともに第３リニアアクチュエータ１
０ｃを構成する第５，第６の永久磁石２ｃ，２ｃ’が取
付けられている。
面と下面に、それぞれ、前記第１コイル集合体３ａとと
もに第１リニアアクチュエータ１０ａを構成する第１，
第２の永久磁石２ａ，２ａ’が取付けられている。ま
た、一方の第１凹部８ａには、その上面と下面に、それ
ぞれ、前記第２コイル集合体３ｂとともに第２リニアア
クチュエータ１０ｂを構成する第３，第４の永久磁石２
ｂ，２ｂ’が取付けられている。さらに、他方の第２凹
部８ｂには、同様にその上面と下面に、それぞれ、第３
コイル集合体３ｃとともに第３リニアアクチュエータ１
０ｃを構成する第５，第６の永久磁石２ｃ，２ｃ’が取
付けられている。
【００２４】一方、前記移動体１の底面には、前記移動
方向に沿って、静圧空気軸受等の第１，第２の二つの流
体静圧軸受５ａ，５ｂが並設されており、さらに、前記
第１，第２の水平方向ガイド４ａ，４ｂに対向する下部
側面には、それぞれ、同様に静圧空気軸受等の第３，第
４の流体静圧軸受７ａ，７ｂが前記移動方向に沿って取
付けられている。
方向に沿って、静圧空気軸受等の第１，第２の二つの流
体静圧軸受５ａ，５ｂが並設されており、さらに、前記
第１，第２の水平方向ガイド４ａ，４ｂに対向する下部
側面には、それぞれ、同様に静圧空気軸受等の第３，第
４の流体静圧軸受７ａ，７ｂが前記移動方向に沿って取
付けられている。
【００２５】本実施例の移動ステージにおいて、前記移
動体１は、前述のように、鉛直方向ガイド４と一体化す
ることで、前記鉛直方向ガイド４および第１，第２の水
平方向ガイド４ａ，４ｂの各案内面に対し、前記第１な
いし第４の流体静圧軸受５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂを介し
て非接触に支持される。
動体１は、前述のように、鉛直方向ガイド４と一体化す
ることで、前記鉛直方向ガイド４および第１，第２の水
平方向ガイド４ａ，４ｂの各案内面に対し、前記第１な
いし第４の流体静圧軸受５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂを介し
て非接触に支持される。
【００２６】上記構成において、前記第１ないし第３の
コイル集合体３ａ，３ｂ，３ｃに電流を流すと移動体１
に取付けた第１ないし第６の永久磁石２ａ，２ａ’，２
ｂ，２ｂ’，２ｃ，２ｃ’の磁界と直交する方向に推力
ｆが発生し、この推力ｆを同じ向きに移動体１が移動す
る。一方、前記第１ないし第３のコイル集合体３ａ，３
ｂ，３ｃに流す電流の向きを逆にすると、同様の現象で
推力ｆと逆方向の推力ｆ’が生じて、移動体１は推力
ｆ’の向きに移動する。
コイル集合体３ａ，３ｂ，３ｃに電流を流すと移動体１
に取付けた第１ないし第６の永久磁石２ａ，２ａ’，２
ｂ，２ｂ’，２ｃ，２ｃ’の磁界と直交する方向に推力
ｆが発生し、この推力ｆを同じ向きに移動体１が移動す
る。一方、前記第１ないし第３のコイル集合体３ａ，３
ｂ，３ｃに流す電流の向きを逆にすると、同様の現象で
推力ｆと逆方向の推力ｆ’が生じて、移動体１は推力
ｆ’の向きに移動する。
【００２７】また、前記第１ないし第３のコイル集合体
３ａ，３ｂ，３ｃに流れる電流の大きさを、後述する姿
勢制御部にて制御することによって、第１ないし第３の
リニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに発生さ
せる推力ｆの大きさを調節することが可能である。
３ａ，３ｂ，３ｃに流れる電流の大きさを、後述する姿
勢制御部にて制御することによって、第１ないし第３の
リニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに発生さ
せる推力ｆの大きさを調節することが可能である。
【００２８】ここで、本実施例の移動ステージにおけ
る、前記第１ないし第３のリニアアクチュエータ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃに発生させる推力ｆを調節するため
の姿勢制御部について図３を参照して説明する。
る、前記第１ないし第３のリニアアクチュエータ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃに発生させる推力ｆを調節するため
の姿勢制御部について図３を参照して説明する。
【００２９】本実施例の場合、前記第１ないし第３のリ
ニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの移動方向
における位置を、それぞれ検出する非接触式静電容量型
変位センサ等からなる第１ないし第３の３つの検出手段
３５，３６，３７が設けられており、前記第１ないし第
３のコイル集合体３ａ，３ｂ，３ｃそれぞれに、第１な
いし第３のリニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃを駆動するための駆動電流を印加する第１ないし第３
のドライバ３１，３２，３３と、第１ないし第３の検出
手段３５，３６，３７による各検出位置から前記移動体
１の姿勢情報を求め、前記第１ないし第３のコイル集合
体３ａ，３ｂ，３ｃに対する駆動電流を決定して、前記
第１ないし第３のドライバ３１，３２，３３に指示する
演算回路３４とから成るコントローラ３０を備えてい
る。
ニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの移動方向
における位置を、それぞれ検出する非接触式静電容量型
変位センサ等からなる第１ないし第３の３つの検出手段
３５，３６，３７が設けられており、前記第１ないし第
３のコイル集合体３ａ，３ｂ，３ｃそれぞれに、第１な
いし第３のリニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃを駆動するための駆動電流を印加する第１ないし第３
のドライバ３１，３２，３３と、第１ないし第３の検出
手段３５，３６，３７による各検出位置から前記移動体
１の姿勢情報を求め、前記第１ないし第３のコイル集合
体３ａ，３ｂ，３ｃに対する駆動電流を決定して、前記
第１ないし第３のドライバ３１，３２，３３に指示する
演算回路３４とから成るコントローラ３０を備えてい
る。
【００３０】前記コントローラ３０の演算回路４４は、
前記移動体の移動中にヨーイング、ピッチングが生じる
と、前記各検出位置から、第１ないし第３のコイル集合
体３ａ，３ｂ，３ｃに対する駆動電流、すなわち第１な
いし第３のリニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃに対する推力配分を決定して前記移動体１の姿勢精度
の補償を行なう。
前記移動体の移動中にヨーイング、ピッチングが生じる
と、前記各検出位置から、第１ないし第３のコイル集合
体３ａ，３ｂ，３ｃに対する駆動電流、すなわち第１な
いし第３のリニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃに対する推力配分を決定して前記移動体１の姿勢精度
の補償を行なう。
【００３１】つづいて、前記姿勢制御部による、第１な
いし第３のリニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃに対する推力の分配方法を、図４を参照して説明す
る。
いし第３のリニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃに対する推力の分配方法を、図４を参照して説明す
る。
【００３２】本実施例の移動ステージ上の重心が存在す
るＧ点を原点としてｙｚ座標を取り、第１ないし第３の
リニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの位置を
それぞれ（ｙA 、ｚA ），（ｙB 、ｚB ），（ｙC 、ｚ
C ）（既知）とし、推力をそれぞれｆA ，ｆB ，ｆC
（未知）とすれば、幾何学的な関係（下式）が成り立
つ。
るＧ点を原点としてｙｚ座標を取り、第１ないし第３の
リニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの位置を
それぞれ（ｙA 、ｚA ），（ｙB 、ｚB ），（ｙC 、ｚ
C ）（既知）とし、推力をそれぞれｆA ，ｆB ，ｆC
（未知）とすれば、幾何学的な関係（下式）が成り立
つ。
【００３３】ｆA ｙA ＋ｆB ｙB ＋ｆC ｙC ＝０ ｆA ｚA ＋ｆB ｚB ＋ｆC ｚC ＝０ 上式は未知数３個に対して式２個であり、推力ｆA ，ｆ
B ，ｆC は比の形で求められる。
B ，ｆC は比の形で求められる。
【００３４】例えば、第１リニアアクチュエータ１０ａ
の推力ｆA を基準にして他の第２，第３のリニアアクチ
ュエータ１０ｂ，１０ｃの推力ｆB とｆC を決定でき
る。これによって、前記コントローラ３０において、移
動体１の水平方向と鉛直方向について第１ないし第３の
リニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの推力ｆ
A ，ｆB ，ｆC をそれぞれ適切に配分して移動体１の駆
動点Ｇ0 と重心Ｇを一致させることで、該移動体１の姿
勢精度を補償することが可能となる。
の推力ｆA を基準にして他の第２，第３のリニアアクチ
ュエータ１０ｂ，１０ｃの推力ｆB とｆC を決定でき
る。これによって、前記コントローラ３０において、移
動体１の水平方向と鉛直方向について第１ないし第３の
リニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの推力ｆ
A ，ｆB ，ｆC をそれぞれ適切に配分して移動体１の駆
動点Ｇ0 と重心Ｇを一致させることで、該移動体１の姿
勢精度を補償することが可能となる。
【００３５】上述のように、本実施例では、鉛直方向ガ
イド４の案内面と平行に第１および第２の二つのリニア
アクチュエータ１０ａ，１０ｂを配置し、かつ、その上
段に第３アクチュエータ１０ｃを、前記第１，第２のリ
ニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂのほぼ中間位置にな
るように配置し、それぞれのリニアアクチュエータの推
力ｆを制御することにより、移動体１のヨーイング方向
とピッチング方向の姿勢を制御する。このため、推力ｆ
は移動体１の駆動力として作用するだけでなく、移動ス
テージ全体の重心がどこにあっても、推力ｆを適切に分
配することによって重心と駆動点とを一致させることが
でき、移動体１が移動する際にヨーイング、ピッチング
を生じにくくなる。
イド４の案内面と平行に第１および第２の二つのリニア
アクチュエータ１０ａ，１０ｂを配置し、かつ、その上
段に第３アクチュエータ１０ｃを、前記第１，第２のリ
ニアアクチュエータ１０ａ，１０ｂのほぼ中間位置にな
るように配置し、それぞれのリニアアクチュエータの推
力ｆを制御することにより、移動体１のヨーイング方向
とピッチング方向の姿勢を制御する。このため、推力ｆ
は移動体１の駆動力として作用するだけでなく、移動ス
テージ全体の重心がどこにあっても、推力ｆを適切に分
配することによって重心と駆動点とを一致させることが
でき、移動体１が移動する際にヨーイング、ピッチング
を生じにくくなる。
【００３６】また、移動体１の姿勢を常に検出し、それ
をフィードバックして第１ないし第３の各リニアアクチ
ュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの推力ｆを決定し、各
推力を分配する制御をしているため、移動体１の移動中
のヨーイング、ピッチングに関しても姿勢精度を補償で
き、移動ステージの姿勢精度が向上するという効果が得
られる。
をフィードバックして第１ないし第３の各リニアアクチ
ュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの推力ｆを決定し、各
推力を分配する制御をしているため、移動体１の移動中
のヨーイング、ピッチングに関しても姿勢精度を補償で
き、移動ステージの姿勢精度が向上するという効果が得
られる。
【００３７】次に、本発明の移動ステージの第２実施例
について図５を参照して説明する。図５は本実施例の移
動ステージを示す断面図である。
について図５を参照して説明する。図５は本実施例の移
動ステージを示す断面図である。
【００３８】本実施例の移動ステージは、前述の第１実
施例が３個のリニアアクチュエータを有するものであっ
たのに対し、４個のリニアアクチュエータを備えたもの
である。
施例が３個のリニアアクチュエータを有するものであっ
たのに対し、４個のリニアアクチュエータを備えたもの
である。
【００３９】本実施例の移動ステージも同様に、上面が
移動体５１の案内面となる鉛直方向ガイド５４を備え、
その上面に前記移動体５１の移動方向に沿って第１，第
２の二つの水平方向ガイド５４ａ，５４ｂが固設されて
いる。
移動体５１の案内面となる鉛直方向ガイド５４を備え、
その上面に前記移動体５１の移動方向に沿って第１，第
２の二つの水平方向ガイド５４ａ，５４ｂが固設されて
いる。
【００４０】また、前記鉛直方向ガイド５４上の、一方
の第１水平方向ガイド５４ａの近傍には、不図示の支柱
によって、異なる高さ位置に、前記移動方向に沿って平
行に支持された、第１，第２の二つのコイル集合体５３
ａ，５３ｂが設けられている。
の第１水平方向ガイド５４ａの近傍には、不図示の支柱
によって、異なる高さ位置に、前記移動方向に沿って平
行に支持された、第１，第２の二つのコイル集合体５３
ａ，５３ｂが設けられている。
【００４１】さらに、前記鉛直方向ガイド５４上の、他
方の第２水平方向ガイド５４ｂの近傍には、前記案内面
の移動方向中心軸に対して前記第１，第２のコイル集合
体５３ａ，５３ｂと対称で、それぞれと同じ高さ位置
に、不図示の支柱によって、前記移動方向に沿って支持
された第３，第４の二つのコイル集合体５３ｃ，５３ｄ
が設けられている。
方の第２水平方向ガイド５４ｂの近傍には、前記案内面
の移動方向中心軸に対して前記第１，第２のコイル集合
体５３ａ，５３ｂと対称で、それぞれと同じ高さ位置
に、不図示の支柱によって、前記移動方向に沿って支持
された第３，第４の二つのコイル集合体５３ｃ，５３ｄ
が設けられている。
【００４２】本実施例では、前記第１および第３のコイ
ル集合体５３ａ，５３ｃが、前記第２，第４のコイル集
合体５３ｂ，５３ｄより高く、同じ高さに位置してい
る。また、前記第２，第４のコイル集合体５３ｂ，５３
ｄについても同じ高さに位置している。
ル集合体５３ａ，５３ｃが、前記第２，第４のコイル集
合体５３ｂ，５３ｄより高く、同じ高さに位置してい
る。また、前記第２，第４のコイル集合体５３ｂ，５３
ｄについても同じ高さに位置している。
【００４３】前記第１ないし第４のコイル集合体５３
ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、前述の実施例と同様
に、磁性体の導線を巻付けた複数個のコイルを並列に配
して一体化したものである。
ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、前述の実施例と同様
に、磁性体の導線を巻付けた複数個のコイルを並列に配
して一体化したものである。
【００４４】本実施例の移動体５１は、直方体の対向す
る二つの側面に、それぞれ、鉛直方向中心軸に対して対
称に第１および第２の凹部５７ａ，５７ｂ、第３および
第４の凹部５７ｃ，５７ｄが前記移動方向に沿って形成
された、断面エ字状のものである。この移動体５１は、
第１ないし第４の凹部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ
を、それぞれ、前記第１ないし第４のコイル集合体５３
ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに係合させることで、前記
鉛直方向ガイド５４に対し、非接触で移動可能に一体化
される。
る二つの側面に、それぞれ、鉛直方向中心軸に対して対
称に第１および第２の凹部５７ａ，５７ｂ、第３および
第４の凹部５７ｃ，５７ｄが前記移動方向に沿って形成
された、断面エ字状のものである。この移動体５１は、
第１ないし第４の凹部５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ
を、それぞれ、前記第１ないし第４のコイル集合体５３
ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに係合させることで、前記
鉛直方向ガイド５４に対し、非接触で移動可能に一体化
される。
【００４５】前記移動体５１の第１凹部５７ａには、そ
の上面と下面に、それぞれ、前記第１コイル集合体５３
ａとともに第１リニアアクチュエータ５０ａを構成する
第１，第２の永久磁石５２ａ，５２ａ’が取付けられて
いる。また、第２凹部５７ｂには、同様に第２コイル集
合体５３ｂとともに第２リニアアクチュエータ５０ｂを
構成する第３，第４の永久磁石５２ｂ，５２ｂ’が取付
けられている。さらに、第３凹部５７ｃと第４凹部５７
ｄには、それぞれ、第３コイル集合体５３ｃ、第４コイ
ル集合体５３ｄとともに第３，第４リニアアクチュエー
タ５０ｃ，５０ｄを構成する、第５および第６の永久磁
石５２ｃ，５２ｃ’、第７および第８の永久磁石５２
ｄ，５２ｄ’が取付けられている。
の上面と下面に、それぞれ、前記第１コイル集合体５３
ａとともに第１リニアアクチュエータ５０ａを構成する
第１，第２の永久磁石５２ａ，５２ａ’が取付けられて
いる。また、第２凹部５７ｂには、同様に第２コイル集
合体５３ｂとともに第２リニアアクチュエータ５０ｂを
構成する第３，第４の永久磁石５２ｂ，５２ｂ’が取付
けられている。さらに、第３凹部５７ｃと第４凹部５７
ｄには、それぞれ、第３コイル集合体５３ｃ、第４コイ
ル集合体５３ｄとともに第３，第４リニアアクチュエー
タ５０ｃ，５０ｄを構成する、第５および第６の永久磁
石５２ｃ，５２ｃ’、第７および第８の永久磁石５２
ｄ，５２ｄ’が取付けられている。
【００４６】一方、前記移動体５１の底面には、前述の
実施例と同様に、前記移動方向に沿って、第１，第２の
二つの流体静圧軸受５５ａ，５５ｂが並設されており、
さらに、前記第１，第２の水平方向ガイド５４ａ，５４
ｂに対向する下部側面には、第３，第４の流体静圧軸受
５６ａ，５６ｂが前記移動方向に沿って取付けられてい
る。
実施例と同様に、前記移動方向に沿って、第１，第２の
二つの流体静圧軸受５５ａ，５５ｂが並設されており、
さらに、前記第１，第２の水平方向ガイド５４ａ，５４
ｂに対向する下部側面には、第３，第４の流体静圧軸受
５６ａ，５６ｂが前記移動方向に沿って取付けられてい
る。
【００４７】本実施例の移動体５１についても、前述の
ように、鉛直方向ガイド５４と一体化することで、前記
鉛直方向ガイド５４および第１，第２の水平方向ガイド
５４ａ，５４ｂの各案内面に対し、前記第１ないし第４
の流体静圧軸受５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを介し
て非接触に支持される。
ように、鉛直方向ガイド５４と一体化することで、前記
鉛直方向ガイド５４および第１，第２の水平方向ガイド
５４ａ，５４ｂの各案内面に対し、前記第１ないし第４
の流体静圧軸受５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを介し
て非接触に支持される。
【００４８】本実施例の移動ステージにおいても、第１
ないし第４のコイル集合体５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５
３ｄに印加する駆動電流の大きさを制御することで、第
１ないし第４の各リニアアクチュエータ５０ａ，５０
ｂ，５０ｃ，５０ｄに発生させる推力ｆの大きさを調節
することができる。それによって、前記移動体５１のヨ
ーイング方向とピッチング方向への推力の分配制御が可
能となるので、前述の第１実施例の場合と同様に移動体
５１の姿勢精度を補償することができる。
ないし第４のコイル集合体５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５
３ｄに印加する駆動電流の大きさを制御することで、第
１ないし第４の各リニアアクチュエータ５０ａ，５０
ｂ，５０ｃ，５０ｄに発生させる推力ｆの大きさを調節
することができる。それによって、前記移動体５１のヨ
ーイング方向とピッチング方向への推力の分配制御が可
能となるので、前述の第１実施例の場合と同様に移動体
５１の姿勢精度を補償することができる。
【００４９】さらに、本実施例では、鉛直方向ガイド５
４の案内面と平行にリニアアクチュエータを２個ずつ２
段に対称的に配置し、リニアアクチュエータの数を計４
個と増やしたため、前述の第１実施例よりも大きい推力
ｆを確保でき、移動ステージの高速化が図れるという効
果が得られる。また、全てのリニアアクチュエータを移
動ステージの外側に配置しているため、リニアアクチュ
エータから発生する熱に対する放熱の効果もある。
４の案内面と平行にリニアアクチュエータを２個ずつ２
段に対称的に配置し、リニアアクチュエータの数を計４
個と増やしたため、前述の第１実施例よりも大きい推力
ｆを確保でき、移動ステージの高速化が図れるという効
果が得られる。また、全てのリニアアクチュエータを移
動ステージの外側に配置しているため、リニアアクチュ
エータから発生する熱に対する放熱の効果もある。
【００５０】次に、本発明の第３実施例について図６を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００５１】図６は本実施例の移動ステージを示す断面
図である。
図である。
【００５２】本実施例の移動ステージも、同様に、上面
に第１，第２の２つの水平方向ガイド５４ａ，５４ｂが
設けられた鉛直方向ガイド６４を備えている。
に第１，第２の２つの水平方向ガイド５４ａ，５４ｂが
設けられた鉛直方向ガイド６４を備えている。
【００５３】また、本実施例の鉛直方向ガイド６４の案
内面上には、前記第１および第２の水平方向ガイド５４
ａ，５４ｂの近傍に、それぞれ、該案内面の移動方向中
心軸に対して対称な位置に、移動体６１の移動方向に沿
って、不図示の支柱によって同一高さに支持された第
１，第２の永久磁石６２ａ，６２ｂが設けられている。
本実施例の移動体６１は、直方体の対向する二つの側面
に、それぞれ、鉛直方向中心軸に対して対称に、第１お
よび第２の凹部６７ａ，６７ｂが前記移動方向に沿って
形成された断面エ字状のものであり、前記第１および第
２の凹部６７ａ，６７ｂと第１および第２の永久磁石６
２ａ，６２ｂを係合させることで、前記鉛直方向ガイド
６４に対し、非接触で移動可能に一体化される。
内面上には、前記第１および第２の水平方向ガイド５４
ａ，５４ｂの近傍に、それぞれ、該案内面の移動方向中
心軸に対して対称な位置に、移動体６１の移動方向に沿
って、不図示の支柱によって同一高さに支持された第
１，第２の永久磁石６２ａ，６２ｂが設けられている。
本実施例の移動体６１は、直方体の対向する二つの側面
に、それぞれ、鉛直方向中心軸に対して対称に、第１お
よび第２の凹部６７ａ，６７ｂが前記移動方向に沿って
形成された断面エ字状のものであり、前記第１および第
２の凹部６７ａ，６７ｂと第１および第２の永久磁石６
２ａ，６２ｂを係合させることで、前記鉛直方向ガイド
６４に対し、非接触で移動可能に一体化される。
【００５４】前記移動体６１の一方の第１凹部６７ａ
は、その上面および下面に、それぞれ、前記第１永久磁
石６２ａとともにリニアアクチュエータを構成する第１
および第２のコイル集合体６３ａ，６３ａ’が取付けら
れている。また、他方の第２凹部６７ｂには、同様にそ
の上面および下面に、それぞれ、前記第２永久磁石６２
ｂとともにリニアアクチュエータを構成する第３および
第４のコイル集合体６４ｂ，６４ｂ’が取付けられてい
る。
は、その上面および下面に、それぞれ、前記第１永久磁
石６２ａとともにリニアアクチュエータを構成する第１
および第２のコイル集合体６３ａ，６３ａ’が取付けら
れている。また、他方の第２凹部６７ｂには、同様にそ
の上面および下面に、それぞれ、前記第２永久磁石６２
ｂとともにリニアアクチュエータを構成する第３および
第４のコイル集合体６４ｂ，６４ｂ’が取付けられてい
る。
【００５５】本実施例の移動ステージでは、前記第１お
よび第２の永久磁石６２ａ，６２ｂについて、それらの
上面をＮ極、下面をＳ極とし、さらに、鉛直方向に対向
するコイル集合体同士（第１コイル集合体６３ａと第２
コイル集合体６３ａ’、第３コイル集合体６３ｂと第４
コイル集合体６３ｂ’）でコイルを逆方向に巻いた構成
としている。これにより、本実施例の移動ステージにお
いても、前記第１永久磁石６２ａについて第１コイル集
合体６３ａと第２コイル集合体６３ａ’とで二つのリニ
アアクチュエータが形成され、さらに、前記第２永久磁
石６２ｂについて第３コイル集合体６３ｂと第４コイル
集合体６３ｂ’とで二つのリニアアクチュエータが形成
され、計４個のリニアアクチュエータを有する構成とな
っている。
よび第２の永久磁石６２ａ，６２ｂについて、それらの
上面をＮ極、下面をＳ極とし、さらに、鉛直方向に対向
するコイル集合体同士（第１コイル集合体６３ａと第２
コイル集合体６３ａ’、第３コイル集合体６３ｂと第４
コイル集合体６３ｂ’）でコイルを逆方向に巻いた構成
としている。これにより、本実施例の移動ステージにお
いても、前記第１永久磁石６２ａについて第１コイル集
合体６３ａと第２コイル集合体６３ａ’とで二つのリニ
アアクチュエータが形成され、さらに、前記第２永久磁
石６２ｂについて第３コイル集合体６３ｂと第４コイル
集合体６３ｂ’とで二つのリニアアクチュエータが形成
され、計４個のリニアアクチュエータを有する構成とな
っている。
【００５６】一方、本実施例についても、移動体６１の
底面には、前述と同様に、前記移動方向に沿って、第
１，第２の二つの流体静圧軸受６５ａ，６５ｂが並設さ
れており、さらに、前記第１，第２の水平方向ガイド６
４ａ，６４ｂに対向する下部側面には、それぞれ、第
３，第４の流体静圧軸受６６ａ，６６ｂが、前記移動方
向に沿って取付けられている。
底面には、前述と同様に、前記移動方向に沿って、第
１，第２の二つの流体静圧軸受６５ａ，６５ｂが並設さ
れており、さらに、前記第１，第２の水平方向ガイド６
４ａ，６４ｂに対向する下部側面には、それぞれ、第
３，第４の流体静圧軸受６６ａ，６６ｂが、前記移動方
向に沿って取付けられている。
【００５７】本実施例の移動体６１についても、前述の
ように、鉛直方向ガイド６４と一体化することで、該鉛
直方向ガイド６４および第１，第２の水平方向ガイド６
４ａ，６４ｂの各案内面に対し、前記第１ないし第４の
流体静圧軸受６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂを介して
非接触に支持される。
ように、鉛直方向ガイド６４と一体化することで、該鉛
直方向ガイド６４および第１，第２の水平方向ガイド６
４ａ，６４ｂの各案内面に対し、前記第１ないし第４の
流体静圧軸受６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂを介して
非接触に支持される。
【００５８】上述したように、本実施例においても、前
述の第２実施例の場合と同様に、４個のリニアアクチュ
エータを備えており、第１ないし第４のコイル集合体６
３ａ，６３ａ’，６３ｂ，６３ｂ’への印加電流の大き
さを変化させることで、各リニアアクチュエータの推力
を制御できるので、前記第２実施例の場合と全く同様の
効果を期待できる。
述の第２実施例の場合と同様に、４個のリニアアクチュ
エータを備えており、第１ないし第４のコイル集合体６
３ａ，６３ａ’，６３ｂ，６３ｂ’への印加電流の大き
さを変化させることで、各リニアアクチュエータの推力
を制御できるので、前記第２実施例の場合と全く同様の
効果を期待できる。
【００５９】また、本実施例では、１個の永久磁石で鉛
直方向に２個のリニアアクチュエータを構成しているた
め、使用する永久磁石の個数を減らして移動ステージを
小型化できる。
直方向に２個のリニアアクチュエータを構成しているた
め、使用する永久磁石の個数を減らして移動ステージを
小型化できる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記のような効果がある。 （１）鉛直方向ガイドの案内面に対して、水平方向に２
個、鉛直方向に少なくとも２段階に、それぞれ配置した
各リニアアクチュエータに発生させる推力を分配させる
ことで、全リニアアクチュエータによる駆動点をステー
ジ全体の重心と一致させることができるので、移動体の
移動中に、鉛直方向あるいは水平方向に移動する荷重が
存在することによって生じるピッチングやヨーイングを
抑制することが可能となり、移動ステージの姿勢精度が
向上する。また、従来の、２個のリニアアクチュエータ
を備えた移動ステージに比較して、より大きな推力を得
ることができるので、移動速度の高速化を図ることがで
きる。 （２）請求項２に記載のもののように、姿勢制御部を有
することにより、移動中の移動体の姿勢を認識すること
が可能となり、さらに、該移動体の姿勢に応じた、各リ
ニアアクチュエータの駆動制御を行なうことができるの
で、より高精度な姿勢制御が可能となる。 （３）請求項３に記載のもののように、移動体が案内面
に対して非接触に支持されることで、周囲の振動等も前
記移動体に伝わることなくスムーズに移動することがで
きより高精度な姿勢制御を図ることができる。
記のような効果がある。 （１）鉛直方向ガイドの案内面に対して、水平方向に２
個、鉛直方向に少なくとも２段階に、それぞれ配置した
各リニアアクチュエータに発生させる推力を分配させる
ことで、全リニアアクチュエータによる駆動点をステー
ジ全体の重心と一致させることができるので、移動体の
移動中に、鉛直方向あるいは水平方向に移動する荷重が
存在することによって生じるピッチングやヨーイングを
抑制することが可能となり、移動ステージの姿勢精度が
向上する。また、従来の、２個のリニアアクチュエータ
を備えた移動ステージに比較して、より大きな推力を得
ることができるので、移動速度の高速化を図ることがで
きる。 （２）請求項２に記載のもののように、姿勢制御部を有
することにより、移動中の移動体の姿勢を認識すること
が可能となり、さらに、該移動体の姿勢に応じた、各リ
ニアアクチュエータの駆動制御を行なうことができるの
で、より高精度な姿勢制御が可能となる。 （３）請求項３に記載のもののように、移動体が案内面
に対して非接触に支持されることで、周囲の振動等も前
記移動体に伝わることなくスムーズに移動することがで
きより高精度な姿勢制御を図ることができる。
【図１】本発明の移動ステージの第１実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図２】図１に示す移動ステージの断面図である。
【図３】本発明の移動ステージにおける姿勢制御部の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図４】移動ステージにおける推力分布の一例を示す図
である、
である、
【図５】本発明の移動ステージの第２実施例を示す断面
図である。
図である。
【図６】本発明の移動ステージの第３実施例を示す断面
図である。
図である。
【図７】従来の移動ステージの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図８】図７に示す移動ステージの断面図である。
１，５１，６１ 移動体 ２，５２，６２ 永久磁石 ３，５３，６３ コイル集合体 ４，５４，６４ 鉛直方向ガイド ４ａ，４ｂ，５４ａ，５４ｂ，６４ａ，６４ｂ 水平
方向ガイド ５，７，５５，５６，６５，６６ 流体静圧軸受 ６ 支柱 ８，５７，６７ 凹部 ９ 貫通孔 １０，５０ リニアアクチュエータ ３０ コントローラ ３１，３２，３３ ドライバ ３４ 演算回路 ３５，３６，３７ 検出手段
方向ガイド ５，７，５５，５６，６５，６６ 流体静圧軸受 ６ 支柱 ８，５７，６７ 凹部 ９ 貫通孔 １０，５０ リニアアクチュエータ ３０ コントローラ ３１，３２，３３ ドライバ ３４ 演算回路 ３５，３６，３７ 検出手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｑ 1/30 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 1/00 - 1/76 B23Q 5/28 G12B 5/00 H01L 21/68 H02K 33/18 H02K 41/03
Claims (9)
- 【請求項１】 鉛直方向ガイドの案内面上で移動体を所
定方向に移動させる２個のリニアアクチュエータを、該
案内面に対して平行に配置した移動ステージにおいて、 前記２個のリニアアクチュエータとは鉛直方向に高さが
異なり、前記２個のリニアアクチュエータとともに前記
移動体を前記所定方向に移動させるための前記２個のリ
ニアアクチュエータとは別のアクチュエータを配置し、
各リニアアクチュエータに発生させる推力をそれぞれ制
御することで該移動体の姿勢を制御することを特徴とす
る移動ステージ。 - 【請求項２】 各リニアアクチュエータをそれぞれ駆動
するドライバと、前記 移動体の複数箇所の位置を検出する検出手段と、 該検出手段による検出位置に基づいて、前記移動体の姿
勢情報を求め、該姿勢情報に応じて前記各リニアアクチ
ュエータの駆動量を前記ドライバへ指示する演算手段と
を備えた姿勢制御部を有することを特徴とする請求項１
記載の移動ステージ。 - 【請求項３】 前記移動体の姿勢の制御は、少なくとも
ピッチング姿勢を制御することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の移動ステージ。 - 【請求項４】 各リニアアクチュエータに発生させる推
力を分配させることによって該移動体に作用する全推力
の駆動点を移動体の重心と一致させることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動ステージ。 - 【請求項５】 移動体に対する水平方向の案内面が形成
された水平方向ガイドを有することを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項に記載の移動ステージ。 - 【請求項６】 移動体が案内面に対して非接触で支持さ
れる軸受を有することを特徴とする請求項１〜５のいず
れか1項に記載の移動ステージ。 - 【請求項７】 ３個のリニアアクチュエータを備え、該
３個のリニアアクチュエータのうち１個を、他の２個の
リニアアクチュエータと配置された高さが異なり、かつ
該２個のリニアアクチュエータのほぼ中間位置になるよ
うに配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
１項に記載の移動ステージ。 - 【請求項８】 ４個のリニアアクチュエータを備え、該
４個のリニアアクチュエータを、２個ずつ一対にして移
動体の鉛直方向中心軸に対して対称に配置したことを特
徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動ステ
ージ。 - 【請求項９】 前記リニアアクチュエータは、コイルと
永久磁石とを有することを特徴とする請求項１〜８のい
ずれか１項に記載の移動ステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036575A JP3011813B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 移動ステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036575A JP3011813B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 移動ステージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228761A JPH05228761A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3011813B2 true JP3011813B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=12473571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4036575A Expired - Fee Related JP3011813B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 移動ステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011813B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7222922B2 (ja) | 2017-06-02 | 2023-02-15 | エムアールエム エイチケー リミテッド | ファスナー |
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|---|---|---|---|---|
| DE19806832A1 (de) * | 1998-02-18 | 1999-08-26 | Fraunhofer Ges Forschung | Linearantrieb |
| JP4806236B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2011-11-02 | 東芝機械株式会社 | ステージ駆動装置 |
| JP4962779B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2012-06-27 | 株式会社安川電機 | ステージ装置およびその浮上制御方法と、ステージ装置を用いた露光装置 |
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-
1992
- 1992-02-24 JP JP4036575A patent/JP3011813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05228761A (ja) | 1993-09-07 |
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