JPH06160069A - 精密位置決め装置 - Google Patents
精密位置決め装置Info
- Publication number
- JPH06160069A JPH06160069A JP31007192A JP31007192A JPH06160069A JP H06160069 A JPH06160069 A JP H06160069A JP 31007192 A JP31007192 A JP 31007192A JP 31007192 A JP31007192 A JP 31007192A JP H06160069 A JPH06160069 A JP H06160069A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- work
- linear encoder
- point
- linear
- movable body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】位置決めすべき点と実際のスケール読み取り位
置との距離を短くすることにより、アッベの誤差および
熱膨張の誤差を小さくした精密位置決め装置を提供す
る。 【構成】軸受２に支持されて直線移動する可動体３に取
付けられたワーク７の位置をリニアエンコーダ９で検出
する精密位置決め装置において、リニアエンコーダのス
ケール部９Ａをワーク７に配設した。位置決めすべき点
Ｐに近い位置で位置検出するものとしたため、アッベの
誤差およびワーク７の熱膨張に起因する位置測定誤差が
小さくなり、位置決め精度が向上する。
置との距離を短くすることにより、アッベの誤差および
熱膨張の誤差を小さくした精密位置決め装置を提供す
る。 【構成】軸受２に支持されて直線移動する可動体３に取
付けられたワーク７の位置をリニアエンコーダ９で検出
する精密位置決め装置において、リニアエンコーダのス
ケール部９Ａをワーク７に配設した。位置決めすべき点
Ｐに近い位置で位置検出するものとしたため、アッベの
誤差およびワーク７の熱膨張に起因する位置測定誤差が
小さくなり、位置決め精度が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスク書き込み装置
などに使用される精密位置決め装置の改良に関する。
などに使用される精密位置決め装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ディスク書き込み装置の書き込
み部（ヘッド）を目的の情報トラックにアクセスさせる
ための位置決め装置（ポジショナ）は、一般に、推力発
生機構であるモータと、支持機構である軸受と、ヘッド
を搭載したキャリッジと、キャリッジの位置を検出しそ
の位置情報に基づいてモータの駆動をフィードバック制
御してヘッドを精密に所定の位置に位置決めするための
位置検出器を備えている。従来のこの種の精密位置決め
装置の一例を図４に示す。
み部（ヘッド）を目的の情報トラックにアクセスさせる
ための位置決め装置（ポジショナ）は、一般に、推力発
生機構であるモータと、支持機構である軸受と、ヘッド
を搭載したキャリッジと、キャリッジの位置を検出しそ
の位置情報に基づいてモータの駆動をフィードバック制
御してヘッドを精密に所定の位置に位置決めするための
位置検出器を備えている。従来のこの種の精密位置決め
装置の一例を図４に示す。
【０００３】これは、ディスク書き込み部を直線移動さ
せるリニア型の精密位置決め装置であり、基台１上に気
体軸受（エアスライド）２で支持された可動体３が、リ
ニアモータ４で軸方向に駆動されるようになっている。
その可動体３の先端に、軸方向に延びるワーク７を介し
てディスク書き込み部８が取り付けられている。位置検
出器としては、リニアエンコーダ９が搭載されている。
そのスケール部９Ａは可動体３の上面のワーク７に近い
位置に取り付けられていて、気体軸受２の上部に取り付
けた検出器９Ｂで読み取るようにしている。このリニア
エンコーダの検出器９Ｂの読み取り位置は、ワーク７の
先端の位置決めすべき点Ｐから距離ｄだけ離れている。
せるリニア型の精密位置決め装置であり、基台１上に気
体軸受（エアスライド）２で支持された可動体３が、リ
ニアモータ４で軸方向に駆動されるようになっている。
その可動体３の先端に、軸方向に延びるワーク７を介し
てディスク書き込み部８が取り付けられている。位置検
出器としては、リニアエンコーダ９が搭載されている。
そのスケール部９Ａは可動体３の上面のワーク７に近い
位置に取り付けられていて、気体軸受２の上部に取り付
けた検出器９Ｂで読み取るようにしている。このリニア
エンコーダの検出器９Ｂの読み取り位置は、ワーク７の
先端の位置決めすべき点Ｐから距離ｄだけ離れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の精密位置決め装置にあっては、リニアエンコーダの
検出器９Ｂの読み取り位置Ｏは、ワーク７の先端の位置
決めすべき点Ｐから距離ｄだけ離れており、位置決めす
べき点Ｐと実際のスケール読み取り位置Ｏとがかなり離
れているため、位置決めに誤差が生じるという問題点が
あった。その誤差の一つは、アッベの測定誤差といれる
ものであり、気体軸受２で非接触に支持されている可動
体３が移動時に姿勢変化して真直方向から傾くことによ
り発生する。他の誤差は、スケール読み取り位置Ｏから
位置決めすべき点Ｐまでのワーク７の温度変化に起因す
るものであり、熱膨張により発生する。
来の精密位置決め装置にあっては、リニアエンコーダの
検出器９Ｂの読み取り位置Ｏは、ワーク７の先端の位置
決めすべき点Ｐから距離ｄだけ離れており、位置決めす
べき点Ｐと実際のスケール読み取り位置Ｏとがかなり離
れているため、位置決めに誤差が生じるという問題点が
あった。その誤差の一つは、アッベの測定誤差といれる
ものであり、気体軸受２で非接触に支持されている可動
体３が移動時に姿勢変化して真直方向から傾くことによ
り発生する。他の誤差は、スケール読み取り位置Ｏから
位置決めすべき点Ｐまでのワーク７の温度変化に起因す
るものであり、熱膨張により発生する。
【０００５】因みに、上記アッベの測定誤差とは、図５
に示すように、スケールＳの取り付け位置と測定すべき
対象点Ｐとが離れているために生じる誤差で、その距離
をｄ、ステージの角度変化をαとすれば、誤差量ε
1 は、 ε1 ＝α×ｄ で与えられる。
に示すように、スケールＳの取り付け位置と測定すべき
対象点Ｐとが離れているために生じる誤差で、その距離
をｄ、ステージの角度変化をαとすれば、誤差量ε
1 は、 ε1 ＝α×ｄ で与えられる。
【０００６】例えば、α＝1 秒、ｄ＝100mm とすれば、
アッベの誤差は0.5 μｍとなる。この誤差を小さくする
ためには、スケールＳの取付け位置と測定すべき対象点
Ｐとをできるだけ近づけるとともに、姿勢精度のよいス
テージを用いる必要がある。図５において、Ｌは真の移
動量、ｌはスケールによる測定値である。そこで本発明
は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、
位置決めすべき点Ｐと実際のスケール読み取り位置Ｏと
の距離を可及的に短くすることにより、アッベの誤差お
よび熱膨張の誤差を小さくした精密位置決め装置を提供
することを目的とする。
アッベの誤差は0.5 μｍとなる。この誤差を小さくする
ためには、スケールＳの取付け位置と測定すべき対象点
Ｐとをできるだけ近づけるとともに、姿勢精度のよいス
テージを用いる必要がある。図５において、Ｌは真の移
動量、ｌはスケールによる測定値である。そこで本発明
は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、
位置決めすべき点Ｐと実際のスケール読み取り位置Ｏと
の距離を可及的に短くすることにより、アッベの誤差お
よび熱膨張の誤差を小さくした精密位置決め装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、軸受に支持さ
れて直線移動する可動体に取付けられたワークの位置を
リニアエンコーダで検出する精密位置決め装置に係り、
前記リニアエンコーダのスケール部をワークに配設した
ことを特徴とする。
れて直線移動する可動体に取付けられたワークの位置を
リニアエンコーダで検出する精密位置決め装置に係り、
前記リニアエンコーダのスケール部をワークに配設した
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】位置検出器であるリニアエンコーダを、位置決
めすべき点に近い位置すなわちワークに配置したため、
アッベの誤差およびワークの熱膨張に起因する位置測定
誤差が小さくなり、位置決め精度が向上する。
めすべき点に近い位置すなわちワークに配置したため、
アッベの誤差およびワークの熱膨張に起因する位置測定
誤差が小さくなり、位置決め精度が向上する。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１ないし図３は本発明の一実施例であり、従
来と同一または相当部分には同一の符号を付してある。
基台１の上面に気体軸受（エアスライド）２が固定され
ている。この気体軸受２は静圧空気軸受であり、その形
式は問わず多数孔形軸受，多孔質形軸受，表面絞り形軸
受等のいずれでも良いが、高精度，高剛性の点では多孔
質形が好ましい。その静圧空気軸受からなる気体軸受２
に、角柱状の可動軸である可動体３が水平に支持されて
いる。可動体３の後部は基台１の上面に取付けたリニア
モータ４の図示されない可動子に連結されている。この
実施例のリニアモータ４は、滑らかな高速走行が可能で
且つ機械的振動が殆ど無いリニアＤＣブラシレスモータ
（ＬＤＭ）を用いているが、これに限定されない。上記
の可動体３の先端部には、ワーク７が取付けフランジ７
ａで取り付けられている。そのワーク７の先端（位置決
めすべき点Ｐの位置である）に、ディスク書き込み部８
が取り付けられている。前記リニアモータ４の直線方向
変位の位置決めに用いるリニアエンコーダ９のタイプは
限定されない。例えば、デジタル信号を出力する光学式
リニアエンコーダ，磁気式リニアエンコーダ或いは半導
体レーザを使用し反射回折光の干渉を検出する方式の高
分解能のレーザ式リニアエンコーダ等でも良い。
明する。図１ないし図３は本発明の一実施例であり、従
来と同一または相当部分には同一の符号を付してある。
基台１の上面に気体軸受（エアスライド）２が固定され
ている。この気体軸受２は静圧空気軸受であり、その形
式は問わず多数孔形軸受，多孔質形軸受，表面絞り形軸
受等のいずれでも良いが、高精度，高剛性の点では多孔
質形が好ましい。その静圧空気軸受からなる気体軸受２
に、角柱状の可動軸である可動体３が水平に支持されて
いる。可動体３の後部は基台１の上面に取付けたリニア
モータ４の図示されない可動子に連結されている。この
実施例のリニアモータ４は、滑らかな高速走行が可能で
且つ機械的振動が殆ど無いリニアＤＣブラシレスモータ
（ＬＤＭ）を用いているが、これに限定されない。上記
の可動体３の先端部には、ワーク７が取付けフランジ７
ａで取り付けられている。そのワーク７の先端（位置決
めすべき点Ｐの位置である）に、ディスク書き込み部８
が取り付けられている。前記リニアモータ４の直線方向
変位の位置決めに用いるリニアエンコーダ９のタイプは
限定されない。例えば、デジタル信号を出力する光学式
リニアエンコーダ，磁気式リニアエンコーダ或いは半導
体レーザを使用し反射回折光の干渉を検出する方式の高
分解能のレーザ式リニアエンコーダ等でも良い。
【００１０】そのリニアエンコーダ９のスケール部９Ａ
は、ワーク７の上面に取り付けられている。スケール部
９Ａはワーク７と一体成型してもよく、また、接着で固
定しても良く、或いは市販の板状スケールを専用治具を
用いて取り付けてもよい。リニアエンコーダ９の検出器
９Ｂは、気体軸受２の上面に固定されてディスク書き込
み部８の方向に延びる取付けアーム１０の先端に取り付
けられており、検出器９Ｂの読み取り位置Ｏとワーク７
の先端の位置決めすべき点Ｐとの距離ｄは極めて短く設
定してある。
は、ワーク７の上面に取り付けられている。スケール部
９Ａはワーク７と一体成型してもよく、また、接着で固
定しても良く、或いは市販の板状スケールを専用治具を
用いて取り付けてもよい。リニアエンコーダ９の検出器
９Ｂは、気体軸受２の上面に固定されてディスク書き込
み部８の方向に延びる取付けアーム１０の先端に取り付
けられており、検出器９Ｂの読み取り位置Ｏとワーク７
の先端の位置決めすべき点Ｐとの距離ｄは極めて短く設
定してある。
【００１１】次に作用を述べる。リニアモータ４の作動
で可動体３ひいてはワーク７，ディスク書き込み部８を
軸方向に移動させる際に、その移動量を進行方向位置セ
ンサであるリニアエンコーダ９で検出する。その検出信
号をリニアモータ４の駆動指令信号にフィードバックす
ることにより可動体３，ワーク７の移動を制御して、デ
ィスク書き込み部８を所定位置に正確に位置決めする。
リニアエンコーダ９は、その読み取り位置Ｏを位置決め
すべき点Ｐに近い位置に配置して両者の距離ｄを極めて
短くしたため、アッベの誤差ε1 ＝α×ｄの量およびワ
ーク７の熱膨張に起因する位置測定誤差を小さくでき、
高い位置決め精度が得られる。
で可動体３ひいてはワーク７，ディスク書き込み部８を
軸方向に移動させる際に、その移動量を進行方向位置セ
ンサであるリニアエンコーダ９で検出する。その検出信
号をリニアモータ４の駆動指令信号にフィードバックす
ることにより可動体３，ワーク７の移動を制御して、デ
ィスク書き込み部８を所定位置に正確に位置決めする。
リニアエンコーダ９は、その読み取り位置Ｏを位置決め
すべき点Ｐに近い位置に配置して両者の距離ｄを極めて
短くしたため、アッベの誤差ε1 ＝α×ｄの量およびワ
ーク７の熱膨張に起因する位置測定誤差を小さくでき、
高い位置決め精度が得られる。
【００１２】なお、上記実施例の精密位置決め装置は、
ディスク書き込み装置に適用した場合に付いて説明した
が、その他の直線駆動装置にも適用できることはいうま
でもない。
ディスク書き込み装置に適用した場合に付いて説明した
が、その他の直線駆動装置にも適用できることはいうま
でもない。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸受に支持されて直線移動する可動体に取付けられたワ
ークの位置をリニアエンコーダで検出する精密位置決め
装置において、リニアエンコーダのスケール部を前記ワ
ークに配設したため、位置決めすべき点とリニアエンコ
ーダの読み取り位置との距離が短くなって、アッベの誤
差およびワークの熱膨張に起因する位置測定誤差が小さ
くなり、位置決め精度が向上するという効果を奏する。
軸受に支持されて直線移動する可動体に取付けられたワ
ークの位置をリニアエンコーダで検出する精密位置決め
装置において、リニアエンコーダのスケール部を前記ワ
ークに配設したため、位置決めすべき点とリニアエンコ
ーダの読み取り位置との距離が短くなって、アッベの誤
差およびワークの熱膨張に起因する位置測定誤差が小さ
くなり、位置決め精度が向上するという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例の側面図である。
【図２】図１に示すものの平面図である。
【図３】図１に示すものの背面図である。
【図４】従来の精密位置決め装置の側面図である。
【図５】アッベの誤差を説明する斜視図である。
２ 軸受 ３ 可動体 ７ ワーク ９ リニアエンコーダ ９Ａ リニアエンコーダのスケール部 Ｐ 位置決めすべき点
Claims (1)
- 【請求項１】 軸受に支持されて直線移動する可動体に
取付けられたワークの位置をリニアエンコーダで検出す
る精密位置決め装置において、 前記リニアエンコーダのスケール部を前記ワークに配設
したことを特徴とする精密位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31007192A JPH06160069A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 精密位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31007192A JPH06160069A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 精密位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160069A true JPH06160069A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18000825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31007192A Pending JPH06160069A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 精密位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160069A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017010042A (ja) * | 2006-09-01 | 2017-01-12 | 株式会社ニコン | 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 |
-
1992
- 1992-11-19 JP JP31007192A patent/JPH06160069A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017010042A (ja) * | 2006-09-01 | 2017-01-12 | 株式会社ニコン | 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 |
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