JPH04104614U - 移動ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型の移動ステージであっても移動台をスム
ーズに移動でき、しかも部品精度や組み立て精度を上げ
ることなく、簡便且つ低廉に製造できるようにした移動
ステージを提供することを目的とする。 【構成】 顕微鏡鏡体に固定されたステージベース７に
対して、標本を載置する移動台８が直線方向に移動可能
に取り付けられている。操作ハンドル１２と同軸の駆動
輪１３がステージベース７に回動可能に取り付けられて
いる。移動台８の取り付け面８ｂには弾性部材１５を介
してレール１６が両端で固定され、レール１６は弾性部
材１５の弾性力によって駆動輪１３のＶ溝１３ａに圧接
されている。レール１６のうねりや駆動輪１３の偏心な
どがあっても、これに応じて弾性変形する弾性部材１５
の弾性力によって駆動輪１３とレール１６の係合強度が
調整され、ほぼ均一に制御される。そのため、移動台８
の移動はスムーズになる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、顕微鏡等に用いられて一方向又は二方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動し得 る移動ステージに関する。

【０００２】

【従来の技術】

顕微鏡等の移動ステージは、一般にその駆動機構としてラックとピニオンが用 いられている。この場合ラック及びピニオンの加工精度と組み立て精度が、移動 台の駆動精度に影響を及ぼすことになる。 例えば、ラックのうねりやピニオンの偏心がある場合、或いはラックが移動台 の移動方向に対して十分な平行度を有さない場合等には、ラックとピニオンのか み合い状態が変化してしまい、かみ合いがきつくなったり緩くなったりして、移 動台の作動ムラを起こす問題がある。 これらの問題を改善する手段として、例えば特公昭５１−４４８２３号公報に 記載のようにラックに割溝を入れる方法や、実開平１−１７７７２５号公報にお ける移動台とラック間に板バネを介在させる方法等が公知である。

【０００３】 一方工業分野においては、近年、半導体ウェハや液晶等が大型化しており、そ れに伴い、その検査工程で用いられる顕微鏡も移動ステージの大型化が要求され てきている。移動ステージを大型化するためには、ラックを長尺化しなければな らない。 しかし、移動台の移動をスムーズにするために、長尺ラックを高精度 に製作したり、ラックとピニオンのかみ合いがラックの全長に亘って一定になる ように、ラックを移動台の移動方向に対して厳密に平行に組み立てることは非常 に困難である。更に、ラック＆ピニオン機構は使用によって歯の摩耗を引き起こ し、この摩耗粉が半導体等の検査試料に落下すると、製品不良を引き起こす欠点 がある。 そのため、半導体検査等で使用される顕微鏡の大型移動ステージにおいては、 従来のラック＆ピニオン機構に代えて歯を持たない直線レールと駆動輪による摩 擦駆動機構を採用することが、製造上及び使用上有利である。特に、レールとし て細い引き抜きワイヤを用いれば、より安価にすることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、歯のない直線レールと駆動輪による摩擦駆動機構においても、例えば 図９に示すように、レール１のうねり（図（Ａ）参照）や駆動輪２の偏心がある 場合、或いはレール取り付け面の平坦度や移動台の移動方向との平行度が十分に でていない場合（図（Ｂ）参照）には、上述のラック＆ピニオン機構と同様に、 レール１と駆動輪２との係合強度がきつくなったり緩くなったりして、作動時の 不具合を生じる。このような場合、上述のラックと異なって細いレール特にワイ ヤには割溝を設けることはできない。又、板バネを用いてレールを駆動輪の方向 に付勢するには、レールを剛体で形成される板座で支持せしめ、この板座を板バ ネ等で押圧するように構成しなければならない。大型ステージにおける非常に長 いレールやワイヤを支持する板座の剛性を保持せしめるには、板座の断面形状を 大きくしなければならず、板座の大型化と製造コストの上昇を招くことになり、 好ましくない。

【０００５】 一方、駆動輪２を弾性部材によってレール１へ押圧する方法もあるが、駆動輪 ２をレール１と平行な状態でレール１へ押圧する構造やバネが必要になり、部品 精度や組み立て精度が要求されると同時に部品点数が増大する欠点がある。又、 図１０に示すように、操作ハンドル３と一体に設けられた駆動輪２の外周に弾性 部材４を貼り付け、レール１に圧接する構造もあるが、駆動輪２の回転を止めて 操作ハンドル３から手を離したときに弾性部材４の弾性によって移動台に戻りが 発生する欠点がある。そのため、実際に顕微鏡を使用する場合、移動台が動くと 標本が移動することになり、結果的に観察像が移動するため観察に支障を来す不 具合がある。

【０００６】 本考案はこのような課題に鑑みて、特に大型の顕微鏡に有効で、移動台をスム ーズに駆動できる低廉な移動ステージを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案による移動ステージは、ベースに対して移動台が相対移動するようにな っていて、この相対移動は、ベース又は移動台に回動可能に取り付けられていて 操作部と一体に回動する駆動輪と、駆動輪の取り付けられていない側の移動台又 はベースに駆動輪へ圧接するように設けられていて駆動輪の回転を直線運動に変 換して移動台へ伝達するレールとによって行われるようにした、移動ステージに おいて、 レールが駆動輪に倣って変形し得る細いワイヤでできており、このレールとこ のレールが取り付けられる移動台又はベースの取り付け面との間に、レールに沿 って板状の弾性部材を介在させたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

操作部を回動して駆動輪を回転させることによって、摩擦力でレールが相対移 動して移動台を移動できるが、移動台の移動時に、レールのうねりや駆動輪の偏 心があったり、或いは移動台の移動方向とレールとが平行でない場合等でも、レ ールの変形に倣って弾性部材が弾性変形し、その反発による弾性力によってレー ルを押圧する等して係合強度を調節するため、駆動輪とレールの係合強度はほぼ 均一に制御され、ベースに対する移動台の移動はスムーズに行われる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の第一実施例を図１及び図２を中心に説明する。 図１は移動ステージ６の斜視図であり、７は図示しない顕微鏡鏡体に固定され ていて移動方向の両側面に夫々ガイド溝７ａを有するステージベース、８はステ ージベース７と対向する下面にその移動方向に沿って凹部８ａが形成されていて 上面に標本が載置され得る移動台、９は移動台８の下面両端に移動方向に沿って 固定されていてガイド溝７ａに対向するガイド溝９ａを有するガイド、１０は両 ガイド溝７ａ，９ａ間に枢支されていてステージベース７に対する移動台８の円 滑な移動をガイドするローラ又はボールである。

【００１０】 １１はステージベース７に固定されたハンドル取り付け座、１２はステージベ ース７及びハンドル取り付け座１１を軸部１２ａが貫通してハンドル取り付け座 １１に回転可能に支持される操作ハンドル、１３は（図２参照）軸部１２ａの先 端に操作ハンドル１２と同軸に固定されていて移動台８の凹部８ａ内に位置する 駆動輪であり、その外周面にはＶ溝１３ａが形成されている。 １５は移動台８の凹部８ａ内の一側面に支持された例えば硬度２０°〜６０° 以下のゴムからなる板状の弾性部材、１６は弾性部材１５の表面上にガイド９と 平行に延びていて弾性部材１５の弾性力によって駆動輪１３のＶ溝１３ａに押圧 されているレール、１７はレール１６及び弾性部材１５を両端で固定する固定部 材（図１では一方のみを示す）である。

【００１１】 ここで、レール１６の固定方法について更に説明すると、レール１６は取り付 け面８ｂに対してレール変形の自由度を持たせると共に長手方向にズレて固定部 材１７から抜けるのを防止するために、図３に示すように、円筒状のレール１６ の端部固定面に嵌合する切り欠け部を有する櫛歯状のＬ字形のものを、固定部材 １７として用いるものとする。 更に、レール１６は両端の固定部材１７からある程度離れた中央部分に駆動輪 １３を当接させて使用するのが、レール１６のたわみを生じさせる上で好ましい 。特に移動台８の移動距離が３００mm以上となるような大ステージにおいては、 レール１６のわずかな傾きも大きな位置ズレとなるため、レール１６のたわみが 大きくとれるように固定部材１７から駆動輪１３との接触部分までの距離も大き くして、図３で示すように２０〜３０mm程度の余裕をとるのが望ましい。

【００１２】 本実施例は上述のように構成されているから、移動台８を移動させるには、操 作ハンドル１２を回転させれば、同軸に固定された駆動輪１３が回転し、これに 圧接されているレール１６が摩擦力で直線運動するため、これと一体の移動台８ がローラ又はボール１０にガイドされつつ直線的に移動する。

【００１３】 ところで、図４の（Ａ）に示すようにレール１６がうねっている場合、図９に おける従来の構造ではレールのわずかな湾曲に応じて係合強度が増減して移動台 の作動ムラを生じるが、本実施例では駆動輪１３と接する部分でレール１６が撓 んでいても、レール１６及び弾性部材１５が駆動輪１３に倣って弾性変形し、レ ール１６と駆動輪１３の係合状態は常に良好に保たれることになる。従って、移 動台８の移動はスムーズに行われる。 又、同図（Ｂ）に示す駆動輪１３がレール１６方向に偏心している場合には、 レール１６の押され具合に応じてレール１６及び弾性部材１５が弾性変形するこ とになり、偏心の度合いに応じてレール１６と駆動輪１３との係合状態を良好に 保つことができる。更に、レール１６の取り付け面８ｂの平坦度が十分でない場 合や、同図（Ｃ）に示すレール１６と移動台８の移動方向との平行度が十分でて いない場合等にも、同様にレール１６及び弾性部材１５の弾性変形によって駆動 輪１３とレール１６との係合強度が調整される。

【００１４】 尚、図２では、レール１６の断面形状は円形になっているが、これに限定され ることなく適宜の断面形状を採用できる。例えば、図５に示すように、約６０° 〜１２０°程度の頂角を有する略三角形状にしてもよい。

【００１５】 又、好ましくは、図６で示すように、駆動輪１３のＶ溝１３ａは９０°程度の 角度にし、これに対してレール１６は、Ｖ溝１３ａと接する頂角をＶ溝１３ａの 角度よりわずかに大きくすると共に対辺を２〜３mm程度にした、引き抜きワイヤ とするのがよい。 レール１６の断面形状があまり大きくなると、レール１６の剛性が大きくなり 、駆動輪１３に倣わなくなり、好ましくない。

【００１６】 上述のように本実施例によれば、駆動輪１３及びレール１６の加工精度及び組 み立て精度について従来のような厳密さを必要とすることなく、移動台８のスム ーズな移動を実現できる。しかも、厳密な精度が要求されないために製造コスト を低廉にすることができる。

【００１７】 尚、本実施例では、駆動輪１３がステージベース７に、レール１６が移動台８ に設置されているが、これとは逆に、駆動輪１３が移動台８に、又レール１６が ステージベース７に夫々設置されていてもよい。

【００１８】 本考案による移動ステージは、二方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動台を移動するタイ プのものにも適用することができ、これを第二実施例として図７を中心に説明す る。 この種の移動ステージ１９は、顕微鏡鏡体に固定されたステージベース７上に Ｘ方向に移動可能な第一移動台２０とＹ方向に移動可能な第二移動台２１とが順 次積み重ねられている。ステージベース７と第二移動台２１には夫々Ｘ方向の第 一レール２２とＹ方向の第二レール２３が取り付けられている。しかも、第一及 び第二レール２２，２３と各取り付け面との間には、夫々板状の弾性部材２４， ２５が介在せしめられて、固定部材１７（図示せず）によって両端が固定されて いる。操作ハンドル２６は第一移動台２０に回動可能に支持されていて、第一レ ール２２が圧接する第一駆動輪２７と第二レール２３が圧接する第二駆動輪２８ とが共軸に、しかも両レール２２，２３の交差する付近（図８（Ａ）参照）に設 けられている。又、操作ハンドル２６には、第一駆動輪２７を回動させる第一ハ ンドル２６ａと第二駆動輪２８を回動させる第二ハンドル２６ｂとが同軸に配設 されている。

【００１９】 又、本実施例では、図示しない公知のクラッチ機構により、図８（Ａ）に示す ように、第一及び第二駆動輪２７，２８を両レール２２，２３双方に対して、係 合位置と非係合位置とに移動できるようになっている。これにより、移動ステー ジ１９の粗動（操作ハンドルによらず、移動台２０，２１を直接手で移動させる こと）と微動（操作ハンドル２６ａ，２６ｂにより移動台２０，２１を移動させ ること）との切り換えが可能になる。

【００２０】 本考案は、このようなＸ−Ｙ方向のレールが交差する付近で駆動輪をレールに 圧接させる構造の移動ステージに、特に有効である。 なぜなら、図８（Ｂ）に示すように、共軸の二つの駆動輪２７，２８を夫々均 等な圧力でＸ側及びＹ側レール２２，２３に当接させることは非常に困難である からである。 そのため、図８（Ｃ）に示す特開昭６１−１９８２０６号公報では、これを改 善するために、一方のレール２３に対しては駆動輪２７，２８を移動させ、他方 のレール２２に対してはそのレールを駆動輪２７，２８に当接するよう移動させ るというクラッチ機構が開示されている。しかし、この機構では共軸の駆動輪２ ７，２８と一方のレール２２という二つの部材を移動させなければならず、機構 が複雑になると共に製造コストが上昇するという欠点が生じ、好ましくない。

【００２１】 その点、本第二実施例によれば、図８（Ａ）に示すように第一及び第二レール ２２，２３と各取り付け面との間に夫々弾性部材２４，２５が配設されているか ら、各駆動輪２７，２８が第一及び第二レール２２，２３に対して正確に等距離 にある必要はなく、概略等しければよい。又、レール取り付け面の精度も必要と しない。 微動時において各駆動輪２４，２５を移動させた際、各レール２２，２３への 圧接力に差があっても、レール２２，２３及び弾性部材２４，２５の弾性変形に より、各駆動輪２７，２８と第一及び第二レール２２，２３との係合状態は夫々 ほぼ均等に制御される。

【００２２】 尚、本考案は、それ自身弾性を有するレールにおいて有効であり、図１１（Ａ ），（Ｂ）に示すように、従来技術におけるラック３０のように剛性の大きい直 線案内部材では、駆動部材即ちピニオン３１が直線案内部材（ラック）の中央付 近に位置する場合（図（Ａ）参照）と、端部付近に位置する場合（図（Ｂ）参照 ）とでは、直線案内部材の弾性力がかなり異なってくるため、直線案内部材の背 面に板状弾性部材を配置せしめたとしても、係合強度が異なり、本考案による効 果は得られない。

【００２３】

【考案の効果】

上述のように、本考案に係る移動ステージによれば、レールとレール取り付け 面との間に板状の弾性部材を配置させるようにしたから、移動ステージが大型で あっても、移動台の移動をスムーズに行うことができる。しかも、そのために部 品精度や組み立て精度を向上させる必要はなく、簡便且つ低廉に製造することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による移動ステージの第一実施例を示す
斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】レール及び弾性部材の一端部を示す要部斜視図
である。

【図４】レール及び弾性部材と駆動輪の位置関係を示す
ものであって、（Ａ）はレールがうねっている場合、
（Ｂ）は駆動輪が偏心している場合、（Ｃ）は駆動輪と
レールとが平行でない場合を夫々示す図である。

【図５】レールの変形例の断面形状を示す図である。

【図６】駆動輪のＶ溝とレールの断面形状との関係を示
す図である。

【図７】本考案の第二実施例を示す斜視図である。

【図８】レールと駆動輪の関係を示すものであって、
（Ａ）は第二実施例、（Ｂ）及び（Ｃ）は従来例を示す
図である。

【図９】従来の移動ステージにおける駆動輪とレールの
関係を示すものであり、（Ａ）はレールがうねっている
場合、（Ｂ）はレールと駆動輪が平行でない場合を示す
図である。

【図１０】別の従来例を示す図である。

【図１１】従来のピニオン＆ラック機構に本考案の弾性
部材を採用したものであり、（Ａ）はピニオンがラック
の中央に、（Ｂ）は端部付近に位置することを夫々示す
図である。

【符号の説明】

６，１９ 移動ステージ ７ ステージベース ８ 移動台 ８ｂ 取り付け面 １２ 操作ハンドル １３ 駆動輪 １５ 弾性部材 １６ レール ２０ 第一移動台 ２１ 第二移動台 ２２ 第一レール ２３ 第二レール ２４ 第一弾性部材 ２５ 第二弾性部材 ２７ 第一駆動輪 ２８ 第二駆動輪

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに対して移動台が一方向へ相対移
   動するようになっていて、該相対移動は、ベース又は移
   動台に設けられていて操作部と一体に回動する駆動輪
   と、駆動輪の取り付けられていない側の移動台又はベー
   スに該駆動輪へ圧接するように設けられているレールと
   によって行われるようにした、移動ステージにおいて、
   前記レールが細いワイヤからできていて、該レールと該
   レールが取り付けられる面との間に該レールに沿って板
   状の弾性部材を介在させたことを特徴とする移動ステー
   ジ。