JPH0349838A - Ｘ―ｙステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＸ−Ｙステージに係り、とくに長ストロークの
Ｘ−Ｙステージに関する。

〔従来の技術および発明か解決しようとする課題〕従来
のＸ−Ｙステージのあるものは、Ｘ軸方向駆動機構とＹ
軸方向駆動機構とか２段重ね＋Ｍｉ成になっていて１軸
のテーブル上で他方の機構が動く構造である。

しかし、この構成によると偏荷重が起きて真直度が得ら
れず、ピッチング、ヨーイングなどが生じやすいばかり
でなく、移動部分の重量か大きくなり高速移動のだめの
加速を困難にする。

また他のものでは、高精度非磁性Ｘ−Ｙテーブルと呼ば
れるものがある。

しかし、この構成は送り機構部とガイド機構部とが離れ
た構成が採られており、ヨーイングが発生しやすい。

Ｘ−Ｙステージとしては、この他にも種々のものがある
が、いづれも真直度、ステージ移動高速化を達成し、か
つピッチング、ヨーイングの問題を解決し、しかも長ス
トロークを得られるものは提供されていない。

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、真直度、
ステージ移動高速化を達成し、かつピッチング、ヨーイ
ングの問題を解決し、しかも長ストロークのＸ−Ｙステ
ージを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、 基盤と、 この基盤上でボール・アレー・ガイド上に載置されてＸ
軸およびＹ軸の２次元方向に移動自在なステージと、 操作力が与えられて前記基盤上をＸ軸方向に移動するＸ
スライダと、 操作力が与えられて前記基盤上をＹ軸方向に移動するＹ
スライダと、 前記ステージに設けられたＸ軸方向およびＹ軸方向のガ
イドローラと、 このガイドローラに沿ってＹ軸方向に移動するＸ伝動バ
ー、およびこのＸ伝動バーを前記Ｘスライダに連結する
Ｘアームを有するＸ軸方向駆動機構と、 前記ガイドローラに沿ってＸ軸方向に移動するＹ伝動バ
ー、およびこのＹ伝動バーを前記Ｙスライダに連結する
Ｙアームを有するＹ軸方向駆動機構と をそなえるＸ−Ｙステージ、 を提供するものである。

〔作　用〕

ステージそれ自体はボール・アレー・ガイド上に載置さ
れていて基盤上をＸ軸およびＹ軸の２次元方向に自由に
移動できるように支持されている。

ただし移動方向はＸスライダおよびＹスライダに与えら
れる操作力によって定まる。Ｘ軸方向駆動機構では、Ｘ
スライダに与えられた作用力はＸアームおよびＸ伝動バ
ーを介してＸスライダに与えられる。またＹ軸方向駆動
機構では、Ｙスライダに与えられた作用力はＹアームお
よびＹ伝動バーを介してＹスライダに与えられる。

したがってＸ軸方向駆動機構およびＹ軸方向駆動機構を
操作することによりステージを自６−に動かすことがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明では、ステージ自身の重量の垂直向重分は基盤上
のボール・アレー・ガイド上に支持されて低摩擦のボー
ルの転勤によって移動するから真直度が良好で、またピ
ッチングやローリングか生じにくい。そしてＸ軸方向駆
動機構およびＹ軸方向駆動機構も転動機構であるからス
テージに対して無理なく作用力を伝えることができる。

したがって本発明による各軸のアラインメント誤差発生
要因はステージ自身の各軸中心からの偏りに起因する加
速時のアンバランスψモーメントのみとなり、極めて高
い位置決め精度および移動精度が実現できる。

また、本発明に係る装置は使用する構成部品のの形状が
単純なため、各部品を精度よく製作できる。これに関連
して個々の構成部品を組立てる際の精度も高くできる。

モしてＸ、Ｙ各軸要素が独立しており互いに干渉しない
ため、動作精度も高い。

〔実施例〕

第１図（ａ）　、（ｂ）は本発明の一実施例の構成を示
す平面図および側面図である。同図において、ＢＰは基
盤であり、ステージＳはこの基盤ＢＰ上に設けられたボ
ール・アレー・ガイドＢＡＧ上に載置されている。そし
てこのステージＳの下部にはＸ軸方向およびＹ軸方向の
ガイドローラＲｘおよびＲＹが設けられていてガイドロ
ーラＲｘによってＸ伝動、＜−Ｘ１０３が案内され、ま
たガイドローラＲＹによってＹ伝動バーＹ１０３が案内
される。

Ｘ伝動バーＸ１０３はＸアームＸ１０２を介して転動体
ガイドＸｒによって案内されるＸスライダＸ１０１に連
結されている。ＸスライダＸｌ０１がＸ軸方向に操作さ
れると、ＸアームＸ１０２およびＸ伝動バーＸ１０３を
介してステージＳに作用力が伝達され、ステージＳがＸ
軸方向に移動する。

またＹ伝動バーＹ１０３はＹアームＹ１０２を介して転
動体ガイドＹ「によって案内されるＹスライダＹ１０１
に連結されているＹスライダＹ１０１がＹ軸方向に操作
されるとＹアームＹ１０２およびＹ伝動バーＹ１０３を
介してステージＳに作用力が伝達され、ステージＳがＹ
軸方向に移動する。

すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向いづれについても同様にス
テージＳを移動させることができる。

Ｘ軸方向駆動８１横、）′軸方向駆動機構はスライダ、
アーム、伝動バーを主たる構成要素とするもので適当な
支持機構（図示せず）によって支持し、Ｘ／Ｙ軸の駆動
力は各軸方向に沿う中心軸上に力１えることが望ましい
。そしてこれら両機構は、いづれにしてもステージＳが
中心位置にある時はＸスライダＸｌ０１、ＹスライダＹ
１０１の中心軸延長線がステージＳの中心位置に重なる
からＸスライダＸ１０１またはＹスライダＹ１０１によ
り与えられる作用力はステージＳの全体に平均的に加え
られる。これはガイドローラＲｘおよびＲｙがステージ
Ｓの外縁帯りに設けられていてステージＳの幅寸法を最
大限に利用して作用力を受けるようにしているためであ
る。そしてこのガイドローラＲｘおよびＲｙとステージ
Ｓとの構造的関係から、ＸスライダＸ１０１、Ｙスライ
ダＹＩＯＩがステージＳの中心位置を外れるにつれて偏
荷重される傾向はあるが、やはりステージＳに平均的に
作用力が加わるような構造になっている。

したがって作用力の不均一に起因するピッチング、ヨー
イングは生じにくい。

この意味でステージ側のガイドローラ間の間隔はできる
だけ大きくすることが望ましい。

第２図（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）は第１図におけるボ
ール・アレー・ガイドＢＡＧの詳細構造を示したもので
ある。ボール・アレー・ガイドＢＡＧは同図（Ｃ）に示
すように、ステージＳよりも少なくともストロークの半
分以上大きいリテーナＲＴに多数のボールＢＬが整列保
持されたもので、このボール・アレー・ガイドＢＡＧの
上にステージＳが載置されている。またボール・アレー
は図示したような配列でなく千鳥状の配列など任意の配
列でもよい。

ステージＳは同図（ａ）に示すように、底面が平面状で
あっても良いし、同図（ｂ）に示すように底面中央に逃
げ部が設けられていても良い。

上記実施例では、ＸスライダおよびＹスライダは転動体
ガイドによって案内されるか、これは真空中で使用する
方式に最適であり、真空中で用いない場合には静圧気体
軸受けなどの低摩擦型のものが一層有効であろう。さら
に低摩擦型のものとして、テフロン（商品名）のような
低摩擦無油滑タイプ樹脂を用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、（ｂ）は本発明の一実施例を示す平面
図および側面図、第２図（ａ）　、（ｂ）および（Ｃ）
は同実施例におけるボール・アレー・ガイドとステージ
との構成を示す図である。 ＢＰ・・・基盤、Ｓ・・・ステージ、Ｒｘ、Ｒｙ・・ガ
イドローラ、ＢＡＧ・・・ボール・アレー・ガイド、Ｂ
Ｌ・・・ボール、ＲＴ・・・リテーナ、Ｘ１０１・・・
Ｘスライダ、Ｙｌｏｌ・・・Ｙスライダ、Ｘ１０２・・
・Ｘアーム、Ｙ２Ｏ２・・・Ｙアーム、Ｘ１０３・・・
Ｘ伝動バ、ＹｌｏＢ−＝Ｙ伝動バー、Ｘｒ、Ｙｒ−転動
体ガイド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．基盤と、 この基盤上でボール・アレー・ガイド上に載置されてＸ
   軸およびＹ軸の２次元方向に移動自在なステージと、 操作力が与えられて前記基盤上をＸ軸方向に移動するＸ
   スライダと、 操作力が与えられて前記基盤上をＹ軸方向に移動するＹ
   スライダと、 前記ステージに設けられたＸ軸方向およびＹ軸方向のガ
   イドローラと、 このガイドローラに沿ってＹ軸方向に移動するＸ伝動バ
   ー、およびこのＸ伝動バーを前記Ｘスライダに連結する
   Ｘアームを有するＸ軸方向駆動機構と、 前記ガイドローラに沿ってＸ軸方向に移動するＹ伝動バ
   ー、およびこのＹ伝動バーを前記Ｙスライダに連結する
   Ｙアームを有するＹ軸方向駆動機構と をそなえるＸ−Ｙステージ。
2. ２．請求項１記載のＸ−Ｙステージにおいて前記各要素
   における軸受けは静圧空気軸受けであるＸ−Ｙステージ
   。
3. ３．請求項１記載のＸ−Ｙステージにおいて、前記各要
   素における軸受は低摩擦係数の樹脂を用いたものである
   Ｘ−Ｙステージ。