JP3104890B2 - トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータ - Google Patents
トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータInfo
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- JP3104890B2 JP3104890B2 JP04204151A JP20415192A JP3104890B2 JP 3104890 B2 JP3104890 B2 JP 3104890B2 JP 04204151 A JP04204151 A JP 04204151A JP 20415192 A JP20415192 A JP 20415192A JP 3104890 B2 JP3104890 B2 JP 3104890B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子を用いたＳＴ
Ｍ（トンネル電子顕微鏡）探針の粗動位置決めアクチュ
エータに関する。
Ｍ（トンネル電子顕微鏡）探針の粗動位置決めアクチュ
エータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＴＭ探針と試料の間のギャップ制御は
通常、圧電素子を用いて行なわれる。その時の制御にお
ける分解能は非常に高いので、動作ストロークも約０．
１μｍ以下と小さな値となってしまう。そのため、ま
ず、この距離内にセットされるまで試料と探針を近づけ
てやる必要があり、この位置決め動作を粗動位置決めと
呼んでいる。粗動位置決め機構の実現には種々の方式が
用いられているが、いずれも一長一短であり、目的と用
途にあわせた方式を採用することで短所をカバーして使
用されている。
通常、圧電素子を用いて行なわれる。その時の制御にお
ける分解能は非常に高いので、動作ストロークも約０．
１μｍ以下と小さな値となってしまう。そのため、ま
ず、この距離内にセットされるまで試料と探針を近づけ
てやる必要があり、この位置決め動作を粗動位置決めと
呼んでいる。粗動位置決め機構の実現には種々の方式が
用いられているが、いずれも一長一短であり、目的と用
途にあわせた方式を採用することで短所をカバーして使
用されている。
【０００３】従来、ＳＴＭの粗動機構に多く用いられて
いる方式としてインチワーム機構がある。図７はかかる
従来のインチワーム機構の構成図である。まず、図７
（ａ）に示すように、伸縮用圧電素子２を伸長させた状
態でクランプ用圧電素子３で中央のスピンドル４をつか
む。
いる方式としてインチワーム機構がある。図７はかかる
従来のインチワーム機構の構成図である。まず、図７
（ａ）に示すように、伸縮用圧電素子２を伸長させた状
態でクランプ用圧電素子３で中央のスピンドル４をつか
む。
【０００４】次に、図７（ｂ）に示すように、伸縮用圧
電素子２を収縮させてスピンドル４を左側へ送り込む。
次に、図７（ｃ）に示すように、スピンドル４をクラン
プ用圧電素子１につかみ変える。次に、図７（ｄ）に示
すように、クランプ用圧電素子１でスピンドル４をつか
んだ状態で、伸縮用圧電素子２を伸長させる。
電素子２を収縮させてスピンドル４を左側へ送り込む。
次に、図７（ｃ）に示すように、スピンドル４をクラン
プ用圧電素子１につかみ変える。次に、図７（ｄ）に示
すように、クランプ用圧電素子１でスピンドル４をつか
んだ状態で、伸縮用圧電素子２を伸長させる。
【０００５】このステップを繰り返し行う。このよう
に、クランプ用圧電素子１，３で中央のスピンドル４を
交互につかみ変えながら、伸縮用圧電素子２を伸縮させ
て段階的にスピンドル４を送り込んでいくものである。
このインチワーム機構をＳＴＭの粗動機構に用いた場合
の長所を以下に示す。 （１）数ｎｍの分解能を持ちつつ１ｍｍ以上の長いスト
ロークがとれる。 （２）送り機構に圧電素子の伸縮を直接用いているの
で、１ステップ当りの送り量が常に安定しており、動作
の信頼性が高い。 （３）超高真空中での使用が可能である。
に、クランプ用圧電素子１，３で中央のスピンドル４を
交互につかみ変えながら、伸縮用圧電素子２を伸縮させ
て段階的にスピンドル４を送り込んでいくものである。
このインチワーム機構をＳＴＭの粗動機構に用いた場合
の長所を以下に示す。 （１）数ｎｍの分解能を持ちつつ１ｍｍ以上の長いスト
ロークがとれる。 （２）送り機構に圧電素子の伸縮を直接用いているの
で、１ステップ当りの送り量が常に安定しており、動作
の信頼性が高い。 （３）超高真空中での使用が可能である。
【０００６】以上のような長所を有するインチワーム機
構であるが、移動時に明確な案内機構を持たないため、
同時に以下のような短所も併せ持っている。 （ａ）図８に示すように、つかみ変えの瞬間に不安定な
変位を生じる。 （ｂ）回転方向に規制がないため、何度もストロークさ
せると、スピンドルがねじれてくる。 （ｃ）静止時は圧電素子でクランプすることにより保持
しているので、機械的な剛性や熱的な安定性に問題があ
る。
構であるが、移動時に明確な案内機構を持たないため、
同時に以下のような短所も併せ持っている。 （ａ）図８に示すように、つかみ変えの瞬間に不安定な
変位を生じる。 （ｂ）回転方向に規制がないため、何度もストロークさ
せると、スピンドルがねじれてくる。 （ｃ）静止時は圧電素子でクランプすることにより保持
しているので、機械的な剛性や熱的な安定性に問題があ
る。
【０００７】また、インチワーム機構の他に用いられて
いる方式として、摩擦力による保持と慣性力による駆動
を利用した微小移動装置（スティックスリップ機構）が
ある。その代表的なものとして、本願発明者によって開
発された微小移動装置（ＩＤＭ）を、図９及び図１０に
示す（特開昭６３−２９９７８５号公報参照）。
いる方式として、摩擦力による保持と慣性力による駆動
を利用した微小移動装置（スティックスリップ機構）が
ある。その代表的なものとして、本願発明者によって開
発された微小移動装置（ＩＤＭ）を、図９及び図１０に
示す（特開昭６３−２９９７８５号公報参照）。
【０００８】この微小移動装置は、移動体１０に圧電素
子１１を介して慣性体（重り）１２を取り付け、圧電素
子１１の急激な伸縮によって衝撃的に発生する慣性力を
利用している。ここでは、移動体１０は摺動面１５の摩
擦力によって保持されており、慣性力が最大静止摩擦力
を超えたとき動き始め、動摩擦力を下回ると停止する。
子１１を介して慣性体（重り）１２を取り付け、圧電素
子１１の急激な伸縮によって衝撃的に発生する慣性力を
利用している。ここでは、移動体１０は摺動面１５の摩
擦力によって保持されており、慣性力が最大静止摩擦力
を超えたとき動き始め、動摩擦力を下回ると停止する。
【０００９】また、移動体１０を左方向に移動する時に
は、圧電素子１１の急激な伸長と収縮により、図９
（ａ）〜（ｅ）に示すステップで駆動することができ
る。更に、移動体１０を右方向に移動する時には、圧電
素子１１の急激な収縮と伸長により、図１０（ａ）〜
（ｅ）に示すステップで駆動することができる（詳細
は、特開昭６３−２９９７８５号公報参照）。
は、圧電素子１１の急激な伸長と収縮により、図９
（ａ）〜（ｅ）に示すステップで駆動することができ
る。更に、移動体１０を右方向に移動する時には、圧電
素子１１の急激な収縮と伸長により、図１０（ａ）〜
（ｅ）に示すステップで駆動することができる（詳細
は、特開昭６３−２９９７８５号公報参照）。
【００１０】この微小移動装置をＳＴＭに用いた場合の
長所を下に記す。 （１）数ｎｍの分解能を持ちつつ１ｍｍ以上の長いスト
ロークがとれる。 （２）移動の際に摺動面がガイドとなるため、姿勢安定
性が良好である。 （３）静止時の機械的剛性が高くとれ、外的振動に強
い。 （４）静止させておくのに駆動を必要としないので熱や
ノイズが発生しない。 （５）移動体が摺動面で接しているので熱的に安定であ
る。
長所を下に記す。 （１）数ｎｍの分解能を持ちつつ１ｍｍ以上の長いスト
ロークがとれる。 （２）移動の際に摺動面がガイドとなるため、姿勢安定
性が良好である。 （３）静止時の機械的剛性が高くとれ、外的振動に強
い。 （４）静止させておくのに駆動を必要としないので熱や
ノイズが発生しない。 （５）移動体が摺動面で接しているので熱的に安定であ
る。
【００１１】ＳＴＭへの応用を考えた場合、スティック
スリップ機構の方が装置に対する影響が少ないという点
では優れている。
スリップ機構の方が装置に対する影響が少ないという点
では優れている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たスティックスリップ機構においては、摩擦という解析
の難しい現象を利用しているため、移動量の再現性が悪
く、動作信頼性が低いという欠点を持っている。本発明
は、上記問題点を除去し、安定性が高く、しかも移動量
の再現性が良好で、動作信頼性が高い、トンネル電子顕
微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータを提供すること
を目的とする。
たスティックスリップ機構においては、摩擦という解析
の難しい現象を利用しているため、移動量の再現性が悪
く、動作信頼性が低いという欠点を持っている。本発明
は、上記問題点を除去し、安定性が高く、しかも移動量
の再現性が良好で、動作信頼性が高い、トンネル電子顕
微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータを提供すること
を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決め
アクチュエータにおいて、摩擦面を有する基部と、該基
部と対向する固定面を有する固定部と、該基部上にセッ
トされ、トンネル電子顕微鏡探針が取り付けられる移動
体と、該移動体の移動方向の一面に取り付けられる粗動
圧電素子と、該粗動圧電素子の端面に取り付けられる慣
性体と、該慣性体の少なくとも一面に取り付けられ、前
記固定部に対向するとともに先端がフリーであるチャッ
キング用圧電素子とを設けるようにしたものである。
成するために、トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決め
アクチュエータにおいて、摩擦面を有する基部と、該基
部と対向する固定面を有する固定部と、該基部上にセッ
トされ、トンネル電子顕微鏡探針が取り付けられる移動
体と、該移動体の移動方向の一面に取り付けられる粗動
圧電素子と、該粗動圧電素子の端面に取り付けられる慣
性体と、該慣性体の少なくとも一面に取り付けられ、前
記固定部に対向するとともに先端がフリーであるチャッ
キング用圧電素子とを設けるようにしたものである。
【００１４】
【作用】本発明によれば、上記したように構成されるの
で、図２（ａ）に示すように、ＳＴＭ探針３４が取り付
けられる移動体３０を初期設定し、図２（ｂ）に示すよ
うに、チャッキング用圧電素子３３を伸長させて、固定
部２２の固定面２３にチャッキング用圧電素子３３の自
由端面３３ａを押し付けて、慣性体３２を基部２０の摩
擦面２１に圧接させて、移動体３０をロックする。この
状態で、図２（ｃ）に示すように、粗動圧電素子３１を
伸長させて、移動体３０のみを左方向へ移動させる。次
に、図２（ｄ）に示すように、チャッキング用圧電素子
３３を収縮させて、ロックを解く。次に、図２（ｅ）に
示すように、伸長している粗動圧電素子３１を収縮させ
て、慣性体３２を移動体３０側へ引き寄せる。
で、図２（ａ）に示すように、ＳＴＭ探針３４が取り付
けられる移動体３０を初期設定し、図２（ｂ）に示すよ
うに、チャッキング用圧電素子３３を伸長させて、固定
部２２の固定面２３にチャッキング用圧電素子３３の自
由端面３３ａを押し付けて、慣性体３２を基部２０の摩
擦面２１に圧接させて、移動体３０をロックする。この
状態で、図２（ｃ）に示すように、粗動圧電素子３１を
伸長させて、移動体３０のみを左方向へ移動させる。次
に、図２（ｄ）に示すように、チャッキング用圧電素子
３３を収縮させて、ロックを解く。次に、図２（ｅ）に
示すように、伸長している粗動圧電素子３１を収縮させ
て、慣性体３２を移動体３０側へ引き寄せる。
【００１５】このようにして、移動体３０の粗動を確実
に行わせることができる。
に行わせることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す
ＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータの構成図、図
２はそのＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータの動
作を示す図である。
がら詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す
ＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータの構成図、図
２はそのＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータの動
作を示す図である。
【００１７】図１において、２０は摩擦面２１を有する
基部、２２はその基部２０と対向する固定面２３を有す
る固定部である。その基部２０にはＳＴＭ探針３４が取
り付けられる移動体３０が載置される。その移動体３０
の側面には粗動圧電素子３１が取り付けられ、更に、そ
の粗動圧電素子３１の端面には、慣性体（カウンタマ
ス）３２が取り付けられる。その慣性体３２の上面には
チャッキング用圧電素子３３が固定され、その先端はフ
リーとなっている。つまり、チャッキング用圧電素子３
３は自由端面３３ａを有しており、固定部２２の固定面
２３に対向するように構成されている。
基部、２２はその基部２０と対向する固定面２３を有す
る固定部である。その基部２０にはＳＴＭ探針３４が取
り付けられる移動体３０が載置される。その移動体３０
の側面には粗動圧電素子３１が取り付けられ、更に、そ
の粗動圧電素子３１の端面には、慣性体（カウンタマ
ス）３２が取り付けられる。その慣性体３２の上面には
チャッキング用圧電素子３３が固定され、その先端はフ
リーとなっている。つまり、チャッキング用圧電素子３
３は自由端面３３ａを有しており、固定部２２の固定面
２３に対向するように構成されている。
【００１８】以下、そのＳＴＭ探針の粗動位置決めアク
チュエータの動作を図２を用いて詳細に説明する。ま
ず、図２（ａ）に示すように、ＳＴＭ探針３４が取り付
けられる移動体３０を初期設定する。次に、図２（ｂ）
に示すように、チャッキング用圧電素子３３を伸長させ
て、固定部２２の固定面２３にチャッキング用圧電素子
３３の自由端面３３ａを押し付けて、慣性体３２を基部
２０の摩擦面２１へ圧接させて、移動体３０をロックす
る。
チュエータの動作を図２を用いて詳細に説明する。ま
ず、図２（ａ）に示すように、ＳＴＭ探針３４が取り付
けられる移動体３０を初期設定する。次に、図２（ｂ）
に示すように、チャッキング用圧電素子３３を伸長させ
て、固定部２２の固定面２３にチャッキング用圧電素子
３３の自由端面３３ａを押し付けて、慣性体３２を基部
２０の摩擦面２１へ圧接させて、移動体３０をロックす
る。
【００１９】次に、この状態で、図２（ｃ）に示すよう
に、粗動圧電素子３１を伸長させて、移動体３０のみを
左方向へ移動させる。次に、図２（ｄ）に示すように、
チャッキング用圧電素子３３を収縮させて、ロックを解
く。次に、図２（ｅ）に示すように、伸長している粗動
圧電素子３１を収縮させて、慣性体３２を移動体３０側
へ引き寄せる。
に、粗動圧電素子３１を伸長させて、移動体３０のみを
左方向へ移動させる。次に、図２（ｄ）に示すように、
チャッキング用圧電素子３３を収縮させて、ロックを解
く。次に、図２（ｅ）に示すように、伸長している粗動
圧電素子３１を収縮させて、慣性体３２を移動体３０側
へ引き寄せる。
【００２０】このようにして、移動体３０の粗動を行わ
せることができる。以下、同様の工程を繰り返して、更
に移動体３０を左方向へ移動させることもできる。ま
た、移動体は上記とは逆に構成して、右方向へ移動させ
るようにすることができることは言うまでもない。
せることができる。以下、同様の工程を繰り返して、更
に移動体３０を左方向へ移動させることもできる。ま
た、移動体は上記とは逆に構成して、右方向へ移動させ
るようにすることができることは言うまでもない。
【００２１】このように構成することにより、インチワ
ーム機構の信頼性と、スティックスリップ機構の安定性
を兼ね備えたＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータ
を得ることができる。図３は本発明の第２実施例を示す
ＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータの構成図であ
る。なお、前記実施例と同じ部分については、同じ番号
を付してその説明は省略する。
ーム機構の信頼性と、スティックスリップ機構の安定性
を兼ね備えたＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータ
を得ることができる。図３は本発明の第２実施例を示す
ＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータの構成図であ
る。なお、前記実施例と同じ部分については、同じ番号
を付してその説明は省略する。
【００２２】この実施例においては、ＳＴＭ探針３４を
有する移動体３０に固定される粗動圧電素子３５の端面
には慣性体３６が設けられ、この慣性体３６の両側面か
らチャッキング用圧電素子３７，３８が取り付けられて
いる。そこで、チャッキング用圧電素子３７，３８が収
縮して、基部２０及び固定部２２から離れてロックされ
ていない場合は、慣性体３６は基部２０に摺動すること
なく、移動させることができる。したがって、慣性体３
６の摺動抵抗がないため、前記したＩＤＭ方式との併用
が可能である。
有する移動体３０に固定される粗動圧電素子３５の端面
には慣性体３６が設けられ、この慣性体３６の両側面か
らチャッキング用圧電素子３７，３８が取り付けられて
いる。そこで、チャッキング用圧電素子３７，３８が収
縮して、基部２０及び固定部２２から離れてロックされ
ていない場合は、慣性体３６は基部２０に摺動すること
なく、移動させることができる。したがって、慣性体３
６の摺動抵抗がないため、前記したＩＤＭ方式との併用
が可能である。
【００２３】図４は本発明の第３実施例を示すＳＴＭ探
針の粗動位置決めアクチュエータの構成図であり、特に
Ｚ方向に粗動されるＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュ
エータを示している。図５は図４のＡ−Ａ線断面図であ
る。これらの図に示すように、Ｖ字状の溝４１を有する
Ｖブロック４０はＳＴＭ探針４２ａを具備する移動体４
２の固定兼ガイドを行う。このＶ字状の溝４１に移動体
４２がセットされ、その移動体４２の２斜面４２ｂ上に
はローラベアリング４９がリテーナ４８に保持され装着
され、その上に予圧用Ｖブロック５０が配置される。そ
の予圧用Ｖブロック５０は、ボール５１、天板４６を貫
通する予圧用ブッシュ５２、その予圧用ブッシュ５２に
作用する予圧用バネ５３を有し、その予圧用バネ５３の
バネ力は、雄ねじが刻設された予圧調整ネジ５６に螺合
する調整ロックナット５５の回転により調整することが
できる。
針の粗動位置決めアクチュエータの構成図であり、特に
Ｚ方向に粗動されるＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュ
エータを示している。図５は図４のＡ−Ａ線断面図であ
る。これらの図に示すように、Ｖ字状の溝４１を有する
Ｖブロック４０はＳＴＭ探針４２ａを具備する移動体４
２の固定兼ガイドを行う。このＶ字状の溝４１に移動体
４２がセットされ、その移動体４２の２斜面４２ｂ上に
はローラベアリング４９がリテーナ４８に保持され装着
され、その上に予圧用Ｖブロック５０が配置される。そ
の予圧用Ｖブロック５０は、ボール５１、天板４６を貫
通する予圧用ブッシュ５２、その予圧用ブッシュ５２に
作用する予圧用バネ５３を有し、その予圧用バネ５３の
バネ力は、雄ねじが刻設された予圧調整ネジ５６に螺合
する調整ロックナット５５の回転により調整することが
できる。
【００２４】したがって、常時移動体４２には圧力が付
与され、移動体４２は、Ｖブロック４０のＶ字状の溝４
１へ押さえ付けられているので、図４に示すように、チ
ャッキング用圧電素子４５が収縮して、その自由端面４
５ａが固定部であるチャッキング用ブロック４７から離
れ、ロックされていない場合でも、移動体４２は下降す
ることなく保持されている。
与され、移動体４２は、Ｖブロック４０のＶ字状の溝４
１へ押さえ付けられているので、図４に示すように、チ
ャッキング用圧電素子４５が収縮して、その自由端面４
５ａが固定部であるチャッキング用ブロック４７から離
れ、ロックされていない場合でも、移動体４２は下降す
ることなく保持されている。
【００２５】なお、この実施例における位置決めアクチ
ュエータの動作は、前記したものと同様である。すなわ
ち、慣性体４４はチャッキング用圧電素子４５の伸長に
より、その自由端面４５ａがチャッキング用ブロック４
７に圧接されて、ロックされる。そこで、粗動圧電素子
４３を伸長させて、移動体４２のみを下方向へ移動させ
る。
ュエータの動作は、前記したものと同様である。すなわ
ち、慣性体４４はチャッキング用圧電素子４５の伸長に
より、その自由端面４５ａがチャッキング用ブロック４
７に圧接されて、ロックされる。そこで、粗動圧電素子
４３を伸長させて、移動体４２のみを下方向へ移動させ
る。
【００２６】その後、チャッキング用圧電素子４５を収
縮させて、ロックを解き、伸長している粗動圧電素子４
３を収縮させて、慣性体４４を移動体４２側へ引き寄せ
る。このように、構成することにより、確実なＺ軸方向
への動作を行わせることができる。図６は本発明の第４
実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータ
の構成図であり、特にＺ方向に粗動されるＳＴＭ探針の
粗動位置決めアクチュエータを示している。
縮させて、ロックを解き、伸長している粗動圧電素子４
３を収縮させて、慣性体４４を移動体４２側へ引き寄せ
る。このように、構成することにより、確実なＺ軸方向
への動作を行わせることができる。図６は本発明の第４
実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチュエータ
の構成図であり、特にＺ方向に粗動されるＳＴＭ探針の
粗動位置決めアクチュエータを示している。
【００２７】この図において、６０は磁性体からなる摩
擦面６１を有する基部、６２は基部６０に対向する固定
面６３を有する固定部、７０は少なくとも底面に磁石７
１とＳＴＭ探針７５を具備する移動体であり、その移動
体７０の上端面には粗動圧電素子７２が設けられ、その
端面には慣性体７３が取り付けられる。この慣性体７３
の固定部６２側の面にはチャッキング用圧電素子７４が
取り付けられ、その先端はフリーになっている。つま
り、チャッキング用圧電素子７４は自由端面７４ａを有
している。
擦面６１を有する基部、６２は基部６０に対向する固定
面６３を有する固定部、７０は少なくとも底面に磁石７
１とＳＴＭ探針７５を具備する移動体であり、その移動
体７０の上端面には粗動圧電素子７２が設けられ、その
端面には慣性体７３が取り付けられる。この慣性体７３
の固定部６２側の面にはチャッキング用圧電素子７４が
取り付けられ、その先端はフリーになっている。つま
り、チャッキング用圧電素子７４は自由端面７４ａを有
している。
【００２８】そこで、移動体７０はできるだけ軽量に構
成され、ロックされていない場合でも、磁気吸引力によ
り、移動体７０は基部６０の摩擦面６１に保持されてい
る。この状態で、チャッキング用圧電素子７４の伸長に
より、移動体７０はロックされた後、粗動圧電素子７２
の伸長により、移動体７０の磁気吸引力による保持力に
打ち勝って、移動体７０を下方に移動させることができ
る。
成され、ロックされていない場合でも、磁気吸引力によ
り、移動体７０は基部６０の摩擦面６１に保持されてい
る。この状態で、チャッキング用圧電素子７４の伸長に
より、移動体７０はロックされた後、粗動圧電素子７２
の伸長により、移動体７０の磁気吸引力による保持力に
打ち勝って、移動体７０を下方に移動させることができ
る。
【００２９】また、方向を逆にして移動体７０を上方に
移動させることができることは言うまでもない。なお、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本
発明の範囲から排除するものではない。
移動させることができることは言うまでもない。なお、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本
発明の範囲から排除するものではない。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、安定性が高く、しかも移動量の再現性が良好
で、動作信頼性が高いＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチ
ュエータを得ることができる。更に、超高真空のような
極限的な環境における微小アクチュエータへの適用がで
き、スティックスリップ機構の動作と組み合わせられる
ことから、広い分野への応用が可能である。
よれば、安定性が高く、しかも移動量の再現性が良好
で、動作信頼性が高いＳＴＭ探針の粗動位置決めアクチ
ュエータを得ることができる。更に、超高真空のような
極限的な環境における微小アクチュエータへの適用がで
き、スティックスリップ機構の動作と組み合わせられる
ことから、広い分野への応用が可能である。
【図１】本発明の第１実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位
置決めアクチュエータの構成図である。
置決めアクチュエータの構成図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位
置決めアクチュエータの動作を示す図である。
置決めアクチュエータの動作を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位
置決めアクチュエータの構成図である。
置決めアクチュエータの構成図である。
【図４】本発明の第３実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位
置決めアクチュエータの構成図である。
置決めアクチュエータの構成図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の第４実施例を示すＳＴＭ探針の粗動位
置決めアクチュエータの構成図である。
置決めアクチュエータの構成図である。
【図７】従来のインチワーム機構の構成図である。
【図８】従来のインチワーム機構の動作特性を示す図で
ある。
ある。
【図９】従来の微小移動装置（ＩＤＭ）の左方向への駆
動説明図である。
動説明図である。
【図１０】従来の微小移動装置（ＩＤＭ）の右方向への
駆動説明図である。
駆動説明図である。
２０，６０ 基部 ２１，６１ 摩擦面 ２２，６２ 固定部 ２３，６３ 固定面 ３０，４２，７０ 移動体 ３１，３５，４３，７２ 粗動圧電素子 ３２，３６，４４，７３ 慣性体 ３３，３７，３８，４５，７４ チャッキング用圧電
素子 ３３ａ，４５ａ，７４ａ 自由端面 ３４，４２ａ，７５ ＳＴＭ探針 ４０ Ｖブロック ４１ Ｖ字状の溝 ４２ｂ ２斜面 ４６ 天板 ４７ チャッキング用ブロック ４８ リテーナ ４９ ローラベアリング ５０ 予圧用Ｖブロック ５１ ボール ５２ 貫通する予圧用ブッシュ ５３ 予圧用バネ ５５ 調整ロックナット ５６ 予圧調整ネジ ７１ 磁石
素子 ３３ａ，４５ａ，７４ａ 自由端面 ３４，４２ａ，７５ ＳＴＭ探針 ４０ Ｖブロック ４１ Ｖ字状の溝 ４２ｂ ２斜面 ４６ 天板 ４７ チャッキング用ブロック ４８ リテーナ ４９ ローラベアリング ５０ 予圧用Ｖブロック ５１ ボール ５２ 貫通する予圧用ブッシュ ５３ 予圧用バネ ５５ 調整ロックナット ５６ 予圧調整ネジ ７１ 磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西沖 暢久 神奈川県川崎市高津区諏訪53−５ リバ ーハイツ多摩川105号 (56)参考文献 特開 平４−369408（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−299785（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120401（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−87407（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 102 G01B 21/00 - 21/32 G12B 1/00 - 17/08 H01L 41/08 H02N 1/00 - 15/04
Claims (6)
- 【請求項１】（ａ）摩擦面を有する基部と、（ｂ）該基
部と対向する固定面を有する固定部と、（ｃ）該基部上
にセットされ、トンネル電子顕微鏡探針が取り付けられ
る移動体と、（ｄ）該移動体の移動方向の一面に取り付
けられる粗動圧電素子と、（ｅ）該粗動圧電素子の端面
に取り付けられる慣性体と、（ｆ）該慣性体の少なくと
も一面に取り付けられ、前記固定部に対向するとともに
先端がフリーであるチャッキング用圧電素子とを具備す
るトンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエー
タ。 - 【請求項２】 前記慣性体の対向する２面にチャッキン
グ用圧電素子を具備することを特徴とする請求項１記載
のトンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエー
タ。 - 【請求項３】 前記トンネル電子顕微鏡探針はＸＹ方向
に駆動されることを特徴とする請求項１記載のトンネル
電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータ。 - 【請求項４】 前記トンネル電子顕微鏡探針はＺ方向に
駆動されることを特徴とする請求項１記載のトンネル電
子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータ。 - 【請求項５】 前記移動体を常時保持する予圧機構を具
備する請求項４記載のトンネル電子顕微鏡探針の粗動位
置決めアクチュエータ。 - 【請求項６】 前記移動体を常時保持する磁気吸引装置
を具備する請求項４記載のトンネル電子顕微鏡探針の粗
動位置決めアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04204151A JP3104890B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04204151A JP3104890B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317403A JPH06317403A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3104890B2 true JP3104890B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16485687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04204151A Expired - Fee Related JP3104890B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | トンネル電子顕微鏡探針の粗動位置決めアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104890B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110011563B (zh) * | 2019-05-05 | 2024-02-13 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 离合器式超磁致伸缩直线驱动装置 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP04204151A patent/JP3104890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317403A (ja) | 1994-11-15 |
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