(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースの上方位置に、移動荷重が作用するアライメント対象物を保持するための上部プレートを配置し、上記ベースと上部プレートとの間における正方形の各コーナ部となる４個所のうち、一方の対角位置となる２個所の該ベース上に、直交する２方向にスライド可能なガイドと旋回ベアリングからなるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイドを設けて、該ＸＹθガイドに、上記ベース上にＸ軸方向に配置した一軸方向の直動機構を取り付けてなる２つのＸ軸方向駆動ユニットを形成し、且つ上記ベースと上部プレートとの間における上記正方形の各コーナ部となる４個所のうちの他方の対角位置となる２個所の該ベース上に、直交する２方向にスライド可能なガイドと旋回ベアリングからなるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイドを設けて、該ＸＹθガイドに、上記ベース上にＹ軸方向に配置した一軸方向の直動機構を取り付け且つ上記Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比して小さいサーボ剛性を有する２つのＹ軸方向駆動ユニットを形成し、更に、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット及び上記各Ｙ軸方向駆動ユニットの上記旋回ベアリングを、上記上部プレートに取り付けてなる構成を有することを特徴とする４軸アライメントステージ。
【請求項２】
Ｘ軸方向駆動ユニットを、アライメント対象物を介して上部プレートに作用する移動荷重の移動方向に沿わせて配置するようにした請求項１記載の４軸アライメントステージ。
【請求項３】
Ｘ軸方向駆動ユニットを一軸方向の直動機構の外部に設けたリニアスケールの検出値を基にフィードバック制御し、Ｙ軸方向駆動ユニットを一軸方向の直動機構を駆動するためのサーボモータに設けたモータエンコーダの検出値を基にフィードバック制御することで、Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比してＹ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性を小さくするようにした請求項１又は２記載の４軸アライメントステージ。
【請求項４】
Ｘ軸方向駆動ユニットを該Ｘ軸方向駆動ユニットにおける一軸方向の直動機構の外部に設けたリニアスケールの検出値を基にフィードバック制御し、Ｙ軸方向駆動ユニットを該Ｙ軸方向駆動ユニットにおける一軸方向の直動機構の外部に設けた別のリニアスケールの検出値を基に、上記Ｘ軸方向駆動ユニットよりも小さいフィードバックゲインでフィードバック制御することで、Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比してＹ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性を小さくするようにした請求項１又は２記載の４軸アライメントステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント対象物のＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θの位置決めに使用される４軸アライメントステージに関するもので、特に、水平面内で一軸方向の移動荷重が作用するワークを保持するために用いる４軸アライメントステージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の１つの形式として、版の印刷パターン溝（凹部）に付けたインクをブランケットロールの外周面へ一旦転写（受理）し、次いで、上記ブランケットロールより印刷対象の表面へインクの再転写（印刷）を行うことで、印刷処理を行う形式のオフセット印刷装置がある。
【０００３】
ところで、近年、金属蒸着膜のエッチング等による微細加工に代えて、導電性ペーストを印刷用のインクとして用いた印刷技術、たとえば、凹版オフセット印刷技術を用いて基板上に液晶ディスプレイ等の画像表示素子の電子回路を印刷して形成する手法が提案されてきている。
【０００４】
上記画像表示素子の電子回路を基板に形成する場合は、電極となる線幅として、たとえば、１０μｍ程度と微細なものが要求されることがある。更に、基板上に複数の電子回路を重ね合わせて形成する場合は、版を代えて電子回路の重ね刷りを行うが、この重ね刷りの際に印刷位置がずれると、電子回路の全体構成が崩れてしまう。そのため、精度は対象によって多少異なるが、上記線幅を１０μｍ程度とするような精密な電子回路の重ね刷りを行う場合には、重ね合わせる印刷位置の位置ずれを数μｍからサブμｍオーダーに抑えることが必要とされることもある。したがって、上記基板上に電子回路を印刷により形成する場合は、紙等に文字や画像を印刷する通常のオフセット印刷に比して高い印刷精度が要求される。
【０００５】
そのため、この種の微細な電子回路を印刷するために用いるオフセット印刷装置においては、重ね合わせ印刷を行うために、版と基板の位置及び姿勢、すなわち、ＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θを合わせるＸＹθの３自由度についての位置決めを行うアライメントステージ（アライメント機構）が必要になる。
【０００６】
しかも、オフセット印刷処理を行う際には、上記版や印刷対象としての基板に対して、ブランケットロールを回転させながら所定の印圧（接触圧力）で接触させるようにしてあるため、該版や印刷対象を保持して位置及び姿勢を合わせるために用いるアライメントステージには、上記ブランケットロールより版や基板に作用させる印圧の荷重が、該荷重の作用個所が平面内で一軸方向に連続的に変位する移動荷重として作用するようになる。
【０００７】
したがって、上記微細な電子回路を印刷するために用いるオフセット印刷装置にて版や基板を載置して位置及び姿勢を合わせるために用いるアライメントステージについては、所望される印刷精度に対応した位置決め精度が必要とされると同時に、オフセット印刷時にブランケットロールより版や基板に対して付与する印圧に伴って作用する移動荷重に耐えるための位置決め剛性も必要とされる。
【０００８】
しかし、従来、ＸＹθの３自由度についての位置決めに一般的に用いられるアライメントステージは、自由度が３自由度であることから３つの駆動軸を備えるようにしてあり、該３つの駆動軸のうち、２つの駆動軸を、ＸＹ直交座標平面における一方の軸方向、たとえば、Ｘ軸方向に配置すると共に、残る１つの駆動軸を、他方の軸方向であるＹ軸方向に配置した形式としてあるため、２つの駆動軸を備えたＸ軸方向と、１つの駆動軸しかないＹ軸方向とでは位置決め精度及び位置決め剛性が均等ではなくなるため、アライメントステージ全体での位置決め精度及び位置決め剛性をあまり高めることができないというのが実状である。しかも、該３つの駆動軸を備えた形式のアライメントステージでは、ＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θに応じて、位置決め精度及び位置決め剛性が変化する可能性がある。
【０００９】
そのために、ＸＹθの３自由度についての位置決めを行うアライメントステージにて、位置決め精度及び位置決め剛性をより高めることを目的として、Ｘ軸方向に配置した２つの駆動軸と、Ｙ軸方向に配置した２つの駆動軸を備えて、４軸形式としてなるアライメントステージが、従来提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３６０４６８６号公報
【特許文献２】特開２００４−１６０６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献１、特許文献２に示された４軸形式のアライメントステージは、ＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θによるＸＹθの３自由度しかないところに、４つの駆動軸が設けてあるため、各駆動軸同士による機械的な姿勢の干渉が起り易いというのが実状である。
【００１２】
すなわち、上記４軸形式のアライメントステージは、原理的には、ＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θを３つの駆動軸で決定し、残る４つ目の駆動軸は、上記３つの駆動軸で決定された位置及び姿勢に合わせるように制御すればよいと考えられるが、各駆動軸における位置決め精度の誤差はゼロにはならないため、この誤差に起因して各駆動軸同士による機械的な姿勢の干渉が生じてしまう。
【００１３】
その結果、４つの駆動軸の間には、互いに押し引きし合う内力が発生し、上記版や基板等のアライメント対象物を同一位置、同一姿勢（回転角度）に保持するだけで各駆動軸の推力が必要になってしまう。
【００１４】
部品や組み立ての精度によっては、上記４つの駆動軸の間で発生する内力は各駆動軸の駆動源として用いられる駆動モータの定格推力の殆どを利用するようになる虞もあり、その場合は、トルクオーバーを引き起こし易くなるため、非常に不安定な状態での運用を強いられる虞が懸念される。
【００１５】
そこで、本発明は、４つの駆動軸を備えた４軸形式のアライメントステージにて、オフセット印刷装置で用いる版や基板のような移動荷重が作用するアライメント対象物であっても、その位置決め精度及び位置決め剛性を高めることができ、且つ４つの駆動軸同士による機械的な姿勢の干渉を抑制することができて、安定した運用を行うことができる４軸アライメントステージを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、ベースの上方位置に、移動荷重が作用するアライメント対象物を保持するための上部プレートを配置し、上記ベースと上部プレートとの間における正方形の各コーナ部となる４個所のうち、一方の対角位置となる２個所の該ベース上に、直交する２方向にスライド可能なガイドと旋回ベアリングからなるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイドを設けて、該ＸＹθガイドに、上記ベース上にＸ軸方向に配置した一軸方向の直動機構を取り付けてなる２つのＸ軸方向駆動ユニットを形成し、且つ上記ベースと上部プレートとの間における上記正方形の各コーナ部となる４個所のうちの他方の対角位置となる２個所の該ベース上に、直交する２方向にスライド可能なガイドと旋回ベアリングからなるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイドを設けて、該ＸＹθガイドに、上記ベース上にＹ軸方向に配置した一軸方向の直動機構を取り付け且つ上記Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比して小さいサーボ剛性を有する２つのＹ軸方向駆動ユニットを形成し、更に、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット及び上記各Ｙ軸方向駆動ユニットの上記旋回ベアリングを、上記上部プレートに取り付けてなる構成とする。
【００１７】
又、上記構成において、Ｘ軸方向駆動ユニットを、アライメント対象物を介して上部プレートに作用する移動荷重の移動方向に沿わせて配置するようにした構成とする。
【００１８】
更に、上記各構成において、Ｘ軸方向駆動ユニットを一軸方向の直動機構の外部に設けたリニアスケールの検出値を基にフィードバック制御し、Ｙ軸方向駆動ユニットを一軸方向の直動機構を駆動するためのサーボモータに設けたモータエンコーダの検出値を基にフィードバック制御することで、Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比してＹ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性を小さくするようにした構成とする。
【００１９】
同様に、上記各構成において、Ｘ軸方向駆動ユニットを該Ｘ軸方向駆動ユニットにおける一軸方向の直動機構の外部に設けたリニアスケールの検出値を基にフィードバック制御し、Ｙ軸方向駆動ユニットを該Ｙ軸方向駆動ユニットにおける一軸方向の直動機構の外部に設けた別のリニアスケールの検出値を基に、上記Ｘ軸方向駆動ユニットよりも小さいフィードバックゲインでフィードバック制御することで、Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比してＹ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性を小さくするようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の４軸アライメントステージによれば、以下のような優れた効果を発揮する。  
（１）ベースの上方位置に、移動荷重が作用するアライメント対象物を保持するための上部プレートを配置し、上記ベースと上部プレートとの間における正方形の各コーナ部となる４個所のうち、一方の対角位置となる２個所の該ベース上に、直交する２方向にスライド可能なガイドと旋回ベアリングからなるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイドを設けて、該ＸＹθガイドに、上記ベース上にＸ軸方向に配置した一軸方向の直動機構を取り付けてなる２つのＸ軸方向駆動ユニットを形成し、且つ上記ベースと上部プレートとの間における上記正方形の各コーナ部となる４個所のうちの他方の対角位置となる２個所の該ベース上に、直交する２方向にスライド可能なガイドと旋回ベアリングからなるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイドを設けて、該ＸＹθガイドに、上記ベース上にＹ軸方向に配置した一軸方向の直動機構を取り付け且つ上記Ｘ軸方向駆動ユニットのサーボ剛性に比して小さいサーボ剛性を有する２つのＹ軸方向駆動ユニットを形成し、更に、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット及び上記各Ｙ軸方向駆動ユニットの上記旋回ベアリングを、上記上部プレートに取り付けてなる構成としてあるので、上記２つのＸ軸方向駆動ユニットと２つのＹ軸方向駆動ユニットにおける各一軸方向の直動機構を適宜動作させることにより、上部プレートの上側に載置するアライメント対象物について、ＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θを合わせるＸＹθの３自由度についての位置決めアライメントを行うことができる。
（２）更に、この位置決めアライメントを行う際、Ｘ軸方向とＹ軸方向に２つずつの駆動ユニットが配置してあると共に、各Ｘ軸方向駆動ユニットと、各Ｙ軸方向駆動ユニットを、正方形の各コーナ部となる４個所のうちの対角となる個所にそれぞれ配置してあるため、全方位についての位置決め精度及び位置決め剛性を高いものとすることができる。
（３）上記各Ｘ軸方向駆動ユニットと、各Ｙ軸方向駆動ユニットでは、各Ｙ軸方向駆動ユニットの方が、各Ｘ軸方向駆動ユニットに比してサーボ剛性が小さくなるようにしてあるため、ＸＹθの３自由度を４つの駆動ユニットで制御することで生じる各駆動ユニット同士で生じる機械的な姿勢の干渉は、該姿勢干渉による推力上昇分を、上記各Ｙ軸方向駆動ユニットにて、機械的に吸収することができる。
（４）又、上部プレートの移動荷重方向に対して十分な剛性を確保することにより、荷重に対応した変位を小さくすることができる。
（５）よって、各駆動ユニットで過剰な推力を発生させることがなくなり、安定した運用を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の４軸アライメントステージの実施の一形態を示す概略切断平面図である。
【図２】図１の４軸アライメントステージをＸ軸方向の一方から見た概略側面図である。
【図３】図１の４軸アライメントステージにおける駆動ユニットの構成を示すもので、（イ）は概略平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図、（ハ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図４】図１の４軸アライメントステージにおける駆動ユニットの制御内容を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の他の形態を示す概略切断平面図である。
【図６】図５の４軸アライメントステージにおける駆動ユニットの制御内容を示すもので、（イ）はＸ軸方向駆動ユニットの制御を、（ロ）はＹ軸方向駆動ユニットの制御をそれぞれ示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１乃至図４は本発明の４軸アライメントステージの実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。
【００２４】
すなわち、固定側となるベース１の上方位置に、移動荷重が作用する図示しないアライメント対象物、たとえば、オフセット印刷時に回転するブランケットロールを所定の印圧で押し当てながら相対移動させることで移動荷重が作用するようになる版や印刷対象等のような図示しないアライメント対象物を保持するための上部プレート２を配置する。  更に、直交する２方向スライド可能なガイドとその上側の旋回ベアリング５からなり下端部に対して上端部にＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θによるＸＹθの３自由度を備えたＸＹθガイド４に、一軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構６を取り付けてなる駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙを形成し、上記ベース１と上部プレート２との間における正方形の各コーナ部となる４個所、たとえば、上記上部プレート２の四隅部と対応する４個所に、上記駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙを個別に配置すると共に、上記正方形の２組の対角位置としての上記上部プレート２の２組の対角位置のうち、一方の対角位置に配置された２つの駆動ユニット３ｘ，３ｘのボールねじ直動機構６による駆動方向と、他方の対角位置に配置された２つの駆動ユニット３ｙ，３ｙのボールねじ直動機構６による駆動方向が、ＸＹ直交座標平面におけるＸ軸方向と、Ｙ軸方向にそれぞれ揃う配置となるようにした状態で、上記各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙの下端部と上端部を、上記ベース１と上部プレート２の対応する個所に取り付ける。
【００２５】
且つ、上記各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙのうち、駆動方向がＸ軸方向としてある２つの駆動ユニット（以下、Ｘ軸方向駆動ユニットと云う）３ｘ，３ｘを、駆動方向がＹ軸方向としてある残る２つの駆動ユニット（以下、Ｙ軸方向駆動ユニットと云う）３ｙ，３ｙに比してサーボ剛性の高いものとして本発明の４軸アライメントステージを構成する。
【００２６】
詳述すると、上記各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙにおけるＸＹθガイド４は、図３（イ）（ロ）（ハ）に示すように、水平方向に或る寸法延びる下段ガイドレール７に、下段ガイドブロック部８ａと上段ガイドブロック部８ｂとを直交配置した状態で背面合わせに一体化してなる構成のガイドブロック８における上記下段ガイドブロック部８ａがスライド可能に取り付けてあり、更に、上記ガイドブロック８における上記上段ガイドブロック部８ｂの上側に、上記下段ガイドレール７と直交する水平方向に或る寸法延びる上段ガイドレール９を長手方向にスライド可能に保持させて、上下２段の直動ガイドを背面合わせに連結した構造とすることで直交する２方向にスライド可能なガイドが形成してある。更に、上記上段ガイドレール９の上側に、旋回ベアリング５を取り付けてなる構成としてある。
【００２７】
これにより、上記下段ガイドレール７に沿うガイドブロック８の下段ガイドブロック部８ａのスライドと、該ガイドブロック８の上段ガイドブロック部８ｂに対する上段ガイドレール９の長手方向へのスライドと、上記旋回ベアリング５の旋回により、ＸＹθガイド４の下端部となる上記下段ガイドレール７を基準として、該ＸＹθガイド４の上端部となる上記旋回ベアリング５の頂部にＸＹθの３自由度を得ることができるようにしてある。
【００２８】
上記各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙは、図３（イ）（ロ）（ハ）に示すように、上記ＸＹθガイド４における下段ガイドレール７と平行にボールねじ直動機構６を配置すると共に、該ボールねじ直動機構６のナット部材１０を、上記ガイドブロック８の下段ガイドブロック部８ａに、連結ブラケット１１を介して連結した構成としてある。これにより、上記ボールねじ直動機構６によりナット部材１０と一体に上記ガイドブロック８を下段ガイドレール７の長手方向に沿って移動させることができるようにしてある。
【００２９】
よって、図１及び図２に示すように、上記ベース１と上部プレート２との間における該上部プレート２の四隅部と対応する４個所のうち、上部プレート２の一方の対角位置と対応する２個所には、ボールねじ直動機構６をＸ軸方向に沿わせた姿勢に配置した上記Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘが取り付けてあり、且つ上記上部プレート２の他方の対角位置と対応する２個所には、ボールねじ直動機構６をＹ軸方向に沿わせた姿勢に配置した上記Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙが取り付けてある。なお、この際、上記ベース１と上部プレート２との間に取り付ける各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙは、各々のボールねじ直動機構６に装備されているサーボモータ１２を、いずれも上記ベース１の外周縁より外方へ突出させた状態となるように設けることで、該各ボールねじ直動機構６の運転時に発熱するサーボモータ１２の熱が、上記ベース１や上部プレート２に伝わり難くなるようにして、該ベース１や上部プレート２に熱変形が生じる虞を抑制できるようにしてある。
【００３０】
更に、上記各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙのうち、Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘを、Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに比してサーボ剛性の高いものとするための具体的な構成としては、たとえば、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘには、上記ベース１上における該各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘの下段ガイドレール７に沿って下段ガイドブロック部８ａを介して移動するガイドブロック８の近傍となる個所に、該ガイドブロック８の下段ガイドレール７に沿う移動軌跡に沿わせて配置したリニアスケール１３をそれぞれ付設してなる構成として、該リニアスケール１３により上記下段ガイドレール７の長手方向の所要個所、たとえば、下段ガイドレール７の長手方向の中央を原点として上記ガイドブロック８の変位量を検出することができるようにすると共に、上記リニアスケール１３の検出信号を基に、対応するＸ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘのボールねじ直動機構６のサーボモータ１２へ指令を与える制御器１４を個別に備えて、該各制御器１４により、対応する各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘにて下段ガイドレール７の長手方向に沿って移動させる上記ガイドブロック８の位置を、上記リニアスケール１３による検出値を基にフィードバック制御できるようにする。
【００３１】
一方、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙは、ボールねじ直動機構６のサーボモータ１２に、モータエンコーダ１６をそれぞれ装備してなる構成として、該モータエンコーダ１６によるサーボモータ１２の回転量の検出を介してボールねじ直動機構６により移動させるガイドブロック８の変位量を、たとえば、対応する下段ガイドレール７の長手方向の中央を原点として検出することができるようにすると共に、該モータエンコーダ１６の検出信号を基に、対応するＹ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙのボールねじ直動機構６のサーボモータ１２へ指令を与える制御器１５を備えて、該各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙにおける下段ガイドレール７の長手方向に沿って移動させる上記ガイドブロック８の位置を、上記モータエンコーダ１６による検出値を基にフィードバック制御できるようにする。
【００３２】
なお、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘに装備する個別の制御器１４、及び、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに装備する個別の制御器１５によるフィードバック制御は、たとえば、図４に示すように、共通の、比例要素のフィードバックゲインＫｐ、積分要素のフィードバックゲインＫｉ、微分要素のフィードバックゲインＫｄを用いたＰＩＤ制御（比例−微分−積分制御）を行うようにすればよい。
【００３３】
図４におけるＣＳは制御対象、すなわち、各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙにおけるガイドブロック８の位置（変位量）、ｅ（ｔ）は目標値と上記制御対象ＣＳの出力（観測値）ｙ（ｔ）との偏差、∫ｄｔは積分項、ｄ／ｄｔは微分項、ｕ（ｔ）は制御入力である。
【００３４】
これにより、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘは、それぞれ対応する制御器１４により、図４に示したＰＩＤ制御を行う場合であっても、各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘでは制御対象ＣＳであるガイドブロック８の位置（変位量）の出力（観測値）ｙ（ｔ）を、一軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構６の外部に設けたリニアスケール１３の検出値を基に位置情報を得るようにしてあるため、該ガイドブロック８の位置（変位量）の出力（観測値）ｙ（ｔ）に、対応するボールねじ直動機構６における部材の撓みや製作精度に起因する部材間のがた等の影響を受けることはない。よって、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘは、高い位置保持の剛性を得ることができる。
【００３５】
これに対し、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ、３ｙでは、それぞれ対応する制御器１５により、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘの場合と同様の図４に示した如きＰＩＤ制御を行う場合、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙでは制御対象ＣＳであるガイドブロック８の位置（変位量）の出力（観測値）ｙ（ｔ）を、一軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構６のサーボモータ１２に装備したモータエンコーダ１６の検出値を基に位置情報を得るようにしてあるため、該ガイドブロック８の位置（変位量）の出力（観測値）ｙ（ｔ）には、対応するボールねじ直動機構６における部材の撓みや製作精度に起因する部材間のがた等の機械剛性の影響が内包されることになる。このため、位置保持の剛性が、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘよりも低くなる。
【００３６】
したがって、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘと、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙでは、上記したように共通のフィードバックゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを用いたＰＩＤ制御を行う場合であっても、各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘの方が、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに比して、機械剛性を制御的に調整して得られる剛性、すなわち、いわゆるサーボ剛性が高まるようにしてある。
【００３７】
以上の構成としてある本発明の４軸アライメントステージを、たとえば、オフセット印刷装置におけるアライメント対象物としての版や基板のアライメントに使用する場合は、印刷時に版や基板にブランケットロールを接触させることで該版や基板に発生する位置ずれ力は、ブランケットロールの軸心方向と直交する方向、すなわち、移動荷重が作用する方向であるので、図１に示すように、この移動荷重が作用する方向（図１に矢印ｆで示す）に、本発明の４軸アライメントステージにおけるＸ軸方向が沿うように配置する。
【００３８】
この状態で、上部プレート２の上側に図示しない版や基板を載置した後、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘと、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙにおける各ボールねじ直動機構６を適宜動作させることにより、上記上部プレート２と共に、上記図示しない版や基板のＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θを合わせるＸＹθの３自由度についての位置決めアライメントを行うことができるようになる。
【００３９】
このように、本発明の４軸アライメントステージによれば、上部プレート２上に載置したアライメント対象物について、ＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θを合わせるＸＹθの３自由度についての位置決めアライメントを行うことができる。
【００４０】
なお、この位置決めアライメントを行う際、フィードバックゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、所望する精度の位置決めアライメントを行うことができ、且つ上記アライメント対象物としての版や基板がブランケットロールより受けるような移動荷重が外乱として作用しても、発振しないように適宜調整するようにすればよい。
【００４１】
上記位置決めアライメントの際は、Ｘ軸方向とＹ軸方向に、２つずつの駆動ユニット３ｘ，３ｘと３ｙ，３ｙを配置してあると共に、各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ、３ｘと、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ、３ｙを、正方形の対角となる個所にそれぞれ配置してあるため、全方位についての位置決め精度及び位置決め剛性を高いものとすることができる。
【００４２】
しかも、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘと、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙでは、各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘの方が、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに比してサーボ剛性が高くなるように差を持たせるようにしてあるため、上記移動荷重が作用する方向については、外乱に対して強くすることができる。
【００４３】
更に、上記ＸＹθの３自由度を４つの駆動ユニットで制御することで各駆動ユニット同士で生じる機械的な姿勢の干渉は、該姿勢干渉による推力上昇分を、上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘに比してサーボ剛性が小さくなるようにしてある各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙにて、機械的に吸収することができる。
【００４４】
以上により、各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙで過剰な推力を発生させることがなくなり、安定した運用を行うことができるようになる。
【００４５】
よって、本発明の４軸アライメントステージを、微細な電子回路を印刷するために用いるオフセット印刷装置において、重ね合わせ印刷を行うために、アライメント対象物としての版と基板のＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θを合わせる位置決めアライメントを行うためのアライメントステージとして用いるのに適したものとすることができる。
【００４６】
次に、図５及び図６は本発明の実施の他の形態として、各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙのうち、Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘを、Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに比してサーボ剛性の高いものとするための別の構成例を示すもので、以下のような構成としてある。
【００４７】
すなわち、図１乃至図３に示したと同様に、ベース１と上部プレート２との間に、２つのＸ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘと２つのＹ軸方向駆動ユニット３ｙ、３ｙを装備した構成において、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙを、ボールねじ直動機構６のサーボモータ１２にモータエンコーダ１６をそれぞれ装備すると共に、該モータエンコーダ１６の検出信号を基に、該各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙのボールねじ直動機構６のサーボモータ１２へ指令を与える制御器１５を備えた構成とすることに代えて、各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに、各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ、３ｘと同様に、下段ガイドレール７に沿って下段ガイドブロック部８ａを介して移動するガイドブロック８の近傍となる個所に、該ガイドブロック８の下段ガイドレール７に沿う移動軌跡に沿わせて配置したリニアスケール１３をそれぞれ付設して、上記下段ガイドレール７の長手方向の所要個所、たとえば、下段ガイドレール７の長手方向の中央を原点として上記ガイドブロック８の変位量を検出することができるようにしてなる構成とする。
【００４８】
更に、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに付設した個別のリニアスケール１３の検出信号を基に、対応するＹ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙのボールねじ直動機構６のサーボモータ１２へ指令を与える制御器１７を個別に備えて、該各制御器１７により、対応する各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙにて下段ガイドレール７の長手方向に沿って移動させる上記ガイドブロック８の位置を、上記リニアスケール１３による検出値を基にフィードバック制御できるようにする。
【００４９】
上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘに装備する個別の制御器１４、及び、上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙに装備する個別の制御器１７によるフィードバック制御は、図６（イ）及び（ロ）にそれぞれ示すように、図４に示したと同様のＰＩＤ制御を行うようにするが、この際、図６（イ）に示す上記Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ用の制御器１４で用いる比例要素のフィードバックゲインＫｘｐに比して、図６（ロ）に示す上記Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ用の制御器１７で用いる比例要素のフィードバックゲインＫｙｐが小さくなるように、たとえば、制御器１４での比例要素のフィードバックゲインＫｘｐに比して、制御器１７での比例要素のフィードバックゲインＫｙｐが１／１０〜1／２程度となるようにしてある。
【００５０】
これにより、対応する制御器１７にて比例要素のフィードバックゲインＫｙｐを用いたＰＩＤ制御によるフィードバック制御を受ける上記各Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙでは、対応する制御器１４にて比例要素のフィードバックゲインＫｘｐを用いたＰＩＤ制御によるフィードバック制御を受ける上記各Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘに比して、偏差ｅ（ｔ）が同じであっても、この偏差ｅ（ｔ）を減らそうとする力が小さくなる。
【００５１】
よって、上記Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘのサーボ剛性を、Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙのサーボ剛性に比して高いものとすることができる。
【００５２】
以上の構成としてある本実施の形態の４軸アライメントステージによっても、２つのＸ軸方向駆動ユニット３ｘ、３ｘと、２つのＹ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙを具備し、更に、上記Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘのサーボ剛性が、Ｙ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙのサーボ剛性に比して高めてあることから、図１乃至図４に示した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、Ｘ軸方向駆動ユニット３ｘ，３ｘとＹ軸方向駆動ユニット３ｙ，３ｙは、正方形の各頂点の位置に配置するようにしてあれば、たとえば、上部プレート２における４つの辺の中間部付近に配置する等、図示した以外の位置に配置するようにしてもよい。
【００５４】
上部プレート２の面積が大きい場合や、該上部プレート２に作用する荷重が大きい場合は、駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙにおけるＸＹθガイド４と、同様のＸＹθの３自由度を備えた荷重支持用のユニットを、ベース１と上部プレート２との間に介装して設けるようにしてもよい。
【００５５】
各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙにおける一軸方向の直動機構は、該各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙにおけるガイドブロック８を下段ガイドレール７に沿う方向へ移動させることができるようにしてあれば、台形ねじによる直動機構や、リニアモータ等、ボールねじ直動機構６以外の直動機構を採用してもよい。
【００５６】
各駆動ユニット３ｘ，３ｘ，３ｙ，３ｙにおけるＸＹθガイド４は、ベース１に取り付ける下端部と上部プレート２に取り付ける上端部との間にＸＹ直交座標平面における配置と、回転角度θについてのＸＹθの３自由度を備えていれば、図示した以外の形式のＸＹθガイドを採用してもよい。
【００５７】
制御器１４，１５，１７は、ＰＩＤ制御以外の制御手法でフィードバック制御を行うものとしてもよい。
【００５８】
本発明の４軸アライメントステージは、微細な電子回路を印刷するために用いるオフセット印刷装置における版や基板以外のＸＹθの３自由度のアライメントが要求される任意のアライメント対象物の位置決めアライメントを行うためのアライメントステージとして適用してもよい。
【００５９】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ベース
２  上部プレート
３ｘ  Ｘ軸方向駆動ユニット
３ｙ  Ｙ軸方向駆動ユニット
４  ＸＹθガイド
６  ボールねじ直動機構（一軸方向の直動機構）
１２  サーボモータ
１３  リニアスケール
１６  モータエンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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