JPH05316712A - 2軸ステージ装置 - Google Patents
2軸ステージ装置Info
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- JPH05316712A JPH05316712A JP11772092A JP11772092A JPH05316712A JP H05316712 A JPH05316712 A JP H05316712A JP 11772092 A JP11772092 A JP 11772092A JP 11772092 A JP11772092 A JP 11772092A JP H05316712 A JPH05316712 A JP H05316712A
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Abstract
・高精度送りを達成できるステージ装置を提供する。 【構成】 ステージをX軸に移動するX軸リニア直流モ
ータの固定子を基板の裏面に固定し、その移動子をY軸
リニアモータの重心に直下に取り付ける。
Description
ニットなどのステージを所定位置に搬送するステージ装
置に係り、特にステージをリニア直流モータで駆動する
直交座標形ステージ装置に関する。
の端末装置にはマルチペン方式のXYブロックが一般に
使用されている。この種プロッタではペンユニットを所
定位置まで搬送して描画が行われるが、ペンユニットの
送り機構としては、ステッピングモータやブラシレスD
Cモータなどの回転モータによりワイヤーやタイミング
ベルトを駆動させる直動機構が採用されてきた。
速度が遅い、又X軸及びY軸の各動作の協調性がとりず
らく、図形が歪み易い等の問題があり、高速かつ超精密
な描画が要求される印刷用XYプロッタには適用できな
いという問題があった。そこでこのような問題を解決す
るため、例えば特開昭62−254682号及び実開昭62−6418
6号に開示されているように、リニア直流モータにより
ペンユニットなどのステージを駆動する方式が検討され
ている。
テージ装置においては、ステージをX軸及びY軸の両方
向に移動するためにX軸用リニア直流モータとY軸用リ
ニア直流モータをそれぞれ独立して配置している。この
ためステージ装置が大型化し、又構造が複雑になるとい
う欠点をもつ。したがって、本発明の目的は、コンパク
トでしかもステージの高速・高精度送りが可能な二軸ス
テージ装置を提供することである。
本発明は、基板と、前記基板上を第1の方向及びそれと
直交する第2の方向に直線運動するステージと、前記ス
テージを前記基板上で支持するガイド部材と、前記ステ
ージを前記第1の方向に駆動する第1のリニア直流モー
タと、前記ステージを前記第2の方向に駆動する第2の
リニア直流モータとを有し、前記第1のリニア直流モー
タは、前記基板の裏面に固定された固定子と前記第2の
リニア直流モータの下部に固定された可動子とを有し、
前記可動子は、前記第2のリニア直流モータの重心の直
下に配置されるという技術的手段を採用した。
往復移動させるための第1のリニア直流モータの固定子
を、基板の裏面に配置し、かつその可動子を、ステージ
を第2の方向(Y軸)に往復移動させるための第2のリ
ニア直流モータに取り付けるので、駆動源を大幅にコン
パクト化できる。また、本発明では、2つのリニア直流
モータを上記のように2段に配置したことに加えて、第
2のリニア直流モータの重心の直下に推力発生点がある
ので、第2のリニア直流モータを駆動する際の重心の移
動に伴うモーメント発生に基く、軸ずれを防止すること
ができる。
て説明する。図1は本発明の一実施例を示す斜視図、図
2は図1のA−A断面図である。図1および図2におい
て、基板1は、支持板11とその上に載置された静電シ
ート12とを有する。基板1上には、X軸方向に一対の
ガイド2a、2bが延設されており、そのガイド2a、
2bにはそれぞれX軸スライダー3a、3bが摺動自在
に装着されている。4はX軸リニア直流モータであり、
固定子41と可動子42とを含む。固定子41は、強磁
性体からなるX軸ヨーク43と、そのヨークの内側にX
軸方向に固定された複数個のX軸駆動コイル44−1、
44−2、……44−n(n:2以上の整数)からな
り、X軸ヨーク43は固定板45a、45bによって支
持板11の下面に固着されている。これらの駆動コイル
のそれぞれの両端子は駆動回路(図示せず)に接続され
ると共に、駆動コイルの推力に寄与する導体部上に配設
された位置検出素子(図示せず)の両出力端子は駆動回
路に接続されている。可動子42は、厚さ方向に着磁さ
れたX軸駆動用永久磁石46−1、46−2、……46
−n、(n:2以上の整数)をX軸方向に交互に異極性
の磁極が並ぶ如くY軸リニア直流モータ5に取り付けて
構成されている。
1と可動子52とを有する。固定子51は、Y軸方向の
両端においてX軸スライダー3a及び3b上に固設され
たY軸ベース53と、このベース53上に固着されたY
軸上部ヨーク54とを含む。なおY軸ベース53は、上
部ヨーク54と同様に強磁性材料により形成され、下部
ヨークを兼ねている。またY軸ベース53の上面には、
厚さ方向に着磁されたY軸駆動用永久磁石55−1、5
5−2、……55−n(n:2以上の整数)がY軸方向
に交互に異極性の磁極が並ぶ如く固設されている。更
に、上述したX軸駆動用永久磁石46−nは、Y軸ベー
ス53の下面のX軸スライダー3aと3bの中間に位置
するように固着されている。すなわち本発明において
は、X軸リニア直流モータ4の可動子42は、Y軸リニ
ア直流モータ5の重心の直下に位置するように配置され
ている。そして可動子52は、コア56と複数の偏平コ
イルをY軸方向に配設したY軸駆動コイル57と上部ス
ライダー58とその下部に固着された下部スライダー5
9a、59bとを有する。下部スライダー59a、59
bはそれぞれY軸ベース53上に固設されたガイド60
a、60bに摺動自在に嵌装されている。またコイル5
7の両端子は駆動回路(図示せず)に接続されると共
に、可動子52に設けられた位置検出素子(図示せず)
は駆動回路に接続されている。
明する。X軸リニア直流モータ4を駆動する場合は、駆
動回路からX軸駆動コイル44−nに電流を流すと、各
コイルに設けた位置検出素子がX軸駆動用永久磁石46
−nのN極、S極の磁束を検出し、そしてコイルに流れ
る電流が永久磁石46−nによる磁界と直交するため、
コイルにはフレミングの左手の法則によって例えば図示
矢印方向の推力が与えられ、可動子42はその方向に移
動する。可動子42を矢印と反対方向に移動させるに
は、駆動回路の両端子の極性を変えればよい。Y軸リニ
ア直流モータを駆動する場合は、駆動回路からY軸コイ
ル57に電流を流すと、コイルに流れる電流が永久磁石
55−nによる磁界と直交するため、コイルにはフレミ
ングの左手の法則によって例えば図示矢印方向の推力が
得られ可動子52もその方向に移動する。コイルに前記
と逆方向の電流を流すと、コイル、即ち、可動子は前記
と逆方向に移動する。
動手段をともにリニア直流モータとし、かつ一方の駆動
手段の上に他方の駆動手段を積層した多段構造の場合
で、しかもステージの移動範囲が広い(例えばX軸、Y
軸ともに数百mm〜1m位)場合には、重心移動に伴う
モーメントが発生し、軸ずれの発生が懸念される。しか
し上記実施例の構造であると、X軸リニア直流モータ
は、Y軸リニア直流モータの重心位置のほぼ直下に推力
発生ポイントをもつようになるので、軸ずれの発生を有
効に防止することができる。なお、上記の実施例の場
合、ステージ装置の移動部質量は、Y軸リニア直流モー
タの可動子とペンユニットの合計重量のみの約1.5k
gであった。ここでX軸方向およびY軸方向の移動距離
は、それぞれ1.2mおよび1mである。
を可動磁石方式のリニアモータとし、Y軸リニア直流モ
ータを可動コイル方式のリニアモータとしたが、Y軸リ
ニアモータの構造はステージ装置の用途などに応じて定
めればよい。例えば、ペンユニット送り機構の場合は、
ペンユニットの質量は高々600〜800g程度である
ので、可動子の重量を小さくする方が、Y軸リニアモー
タを軽量化することができる。このため、上記の実施例
ではY軸リニアモータを可動コイル方式とした。この場
合、可動子単体の重量は650gである。また、可動コ
イル方式の場合は、複数のケーブルを引き回すことにな
るが、その本数を減らす必要性が大である場合には、Y
軸リニアモータも可動磁石方式とすればよい。
ステージを第1の方向に往復移動させる第1のリニアモ
ータの固定子を基板の裏面に設け、その可動子を、ステ
ージを第2の方向に往復移動させる第2のリニア直流モ
ータの下部に取り付けるので、コンパクトな構造のステ
ージ装置が得られる。また、第1のリニア直流モータの
可動子は、第2のリニア直流モータの重心直下に位置す
るので、軸ずれの発生を防止できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 基板と、前記基板上を第1の方向および
それと直交する第2の方向に直線運動するステージと、
前記ステージを前記基板上で支持するガイド部材と、前
記ステージを前記第1の方向に駆動する第1のリニア直
流モータと、前記ステージを前記第2の方向に駆動する
第2のリニア直流モータとを有し、前記第1のリニア直
流モータは、前記基板の裏面に固定された固定子と前記
第2のリニア直流モータの下部に固定された可動子とを
有し、前記可動子は、前記第2のリニア直流モータの重
心の直下に配置されていることを特徴とする2軸ステー
ジ装置。 - 【請求項2】 前記リニア直流モータの少くとも一方
は、駆動コイルを含む固定子と、永久磁石を含む可動子
とを有する請求項1記載の2軸ステージ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11772092A JP2894892B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 2軸ステージ装置およびxyプロッタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11772092A JP2894892B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 2軸ステージ装置およびxyプロッタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05316712A true JPH05316712A (ja) | 1993-11-26 |
JP2894892B2 JP2894892B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=14718629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11772092A Expired - Lifetime JP2894892B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 2軸ステージ装置およびxyプロッタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2894892B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5763965A (en) * | 1995-01-27 | 1998-06-09 | Carl-Zeiss-Stiftung | Linearly displaceable precision table |
JP2012105445A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ及びステージ装置 |
JP2013003434A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Nikon Corp | 装置、レンズ鏡筒および撮像装置 |
WO2020233753A1 (de) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Zweiachspositioniervorrichtung |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11772092A patent/JP2894892B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5763965A (en) * | 1995-01-27 | 1998-06-09 | Carl-Zeiss-Stiftung | Linearly displaceable precision table |
JP2012105445A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ及びステージ装置 |
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WO2020233753A1 (de) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Zweiachspositioniervorrichtung |
DE102019113296A1 (de) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Zweiachspositioniervorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2894892B2 (ja) | 1999-05-24 |
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