(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動対象物を目標位置に移動させるステージ装置であって、
ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）を有するガイドレール（１２；１２Ｄ；１２Ｅ；１２Ｆ）と、
前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と相対する被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）を有し、前記ガイドレール（１２；１２Ｄ；１２Ｅ；１２Ｆ）に移動方向を規制されるスライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）と、
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の推力を発生する駆動装置（１６；１６Ｅ；１６Ｆ）と、
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の位置を検出する位置検出装置（１７）と、を備え、
前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）との潤滑状態が、少なくとも一部の領域で境界潤滑と流体潤滑の両者を含む混合潤滑状態となり、その他の領域で流体潤滑状態となるように、制御される
ことを特徴とするステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項２】
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）は、
前記ガイドレール（１２；１２Ｄ；１２Ｅ；１２Ｆ）の前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）に向けて圧縮エアを噴出する複数の圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ；２２Ｄａ，２２Ｄｂ，２２Ｄｄ，２２Ｄｕ；２２Ｅｄ，２２Ｅｓ；２２Ｆｄ，２２Ｆｓ；２２Ｇｄ，２２Ｇｓ，２２Ｇｕ；２２Ｈｄ，２２Ｈｓ，２２Ｈｕ）を前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）に有しており、
前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）との潤滑状態は、前記圧縮エアの空気圧により制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項３】
混合潤滑状態である前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）との間に線形バネ特性が生じるように、前記圧縮エアの空気圧が制御される
ことを特徴とする請求項２に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項４】
潤滑状態が混合潤滑状態に制御される前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）及び前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）の一方は、
繊維強化プラスチックで構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項５】
潤滑状態が混合潤滑状態に制御される前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）及び前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）の一方は、
炭素繊維をエポキシ樹脂で固めた前記繊維強化プラスチックで構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項６】
潤滑状態が混合潤滑状態に制御される前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）及び前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）の一方は、
表面の前記エポキシ樹脂を剥離して前記炭素繊維の層を露出させる表面加工が行われている
ことを特徴とする請求項５に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項７】
潤滑状態が混合潤滑状態に制御される前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）及び前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）の他方は、
玉髄で構成されている
ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項８】
潤滑状態が混合潤滑状態に制御される前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）及び前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）の他方は、
瑪瑙で構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載のステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）。
【請求項９】
コントローラ（２）と、移動対象物を目標位置に移動させるステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）と、前記コントローラ（２）からの移動指令に基づき、前記ステージ装置の位置を制御するサーボアンプ（４）と、を備えたステージ制御システムであって、
前記ステージ装置（３；３Ａ；３Ｂ；３Ｄ；３Ｅ；３Ｆ；３Ｇ；３Ｈ）は、
ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）を有するガイドレール（１２；１２Ｄ；１２Ｅ；１２Ｆ）と、
前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と相対する被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）を有し、前記ガイドレール（１２；１２Ｄ；１２Ｅ；１２Ｆ）に移動方向を規制されるスライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）と、
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の推力を発生する駆動装置（１６；１６Ｅ；１６Ｆ）と、
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の位置を検出する位置検出装置（１７）と、を有し、
前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）との潤滑状態が、少なくとも一部の領域で境界潤滑と流体潤滑の両者を含む混合潤滑状態となり、その他の領域で流体潤滑状態となるように、制御される
ことを特徴とするステージ制御システム（１；１Ａ；１Ｃ）。
【請求項１０】
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）は、
前記ガイドレール（１２；１２Ｄ；１２Ｅ；１２Ｆ）の前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）に向けて圧縮エアを噴出する複数の圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ；２２Ｄａ，２２Ｄｂ，２２Ｄｄ，２２Ｄｕ；２２Ｅｄ，２２Ｅｓ；２２Ｆｄ，２２Ｆｓ；２２Ｇｄ，２２Ｇｓ，２２Ｇｕ；２２Ｈｄ，２２Ｈｓ，２２Ｈｕ）を前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）に有しており、
前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の前記圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ；２２Ｄａ，２２Ｄｂ，２２Ｄｄ，２２Ｄｕ；２２Ｅｄ，２２Ｅｓ；２２Ｆｄ，２２Ｆｓ；２２Ｇｄ，２２Ｇｓ，２２Ｇｕ；２２Ｈｄ，２２Ｈｓ，２２Ｈｕ）に圧縮エアを供給し、前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）との潤滑状態を、前記圧縮エアの空気圧により制御するエア供給装置（５，６，７，８，９；５，６，７，８，９Ａ，２４ａ，２４ｂ；５，６，９，２３）をさらに備えた
ことを特徴とする請求項９に記載のステージ制御システム（１；１Ａ；１Ｃ）。
【請求項１１】
前記エア供給装置（５，６，７，８，９；５，６，７，８，９Ａ，２４ａ，２４ｂ；５，６，９，２３）は、
エア源（５）と、
前記エア源（５）から供給される圧縮エアの空気圧を調整するレギュレータ（６，７，８，９；６，７，８，９Ａ，２４ａ，２４ｂ；６，９，２３）と、を有し、
混合潤滑状態である前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）との間に線形バネ特性が生じるように調整された空気圧で前記圧縮エアを供給する
ことを特徴とする請求項１０に記載のステージ制御システム（１；１Ａ；１Ｃ）。
【請求項１２】
前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）の前記圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ；２２Ｄａ，２２Ｄｂ，２２Ｄｄ，２２Ｄｕ；２２Ｅｄ，２２Ｅｓ；２２Ｆｄ，２２Ｆｓ；２２Ｇｄ，２２Ｇｓ，２２Ｇｕ；２２Ｈｄ，２２Ｈｓ，２２Ｈｕ）に供給する前記圧縮エアを、前記コントローラ（２）又は前記サーボアンプ（４）からの指令に基づき、前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）とを流体潤滑状態にするための第１圧力の前記圧縮エアと、前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ；１２ｕａ，１９ａ，１２ｓａ，１９ｂ；１２ｕａ，１９ａ，１９ｂ；１２Ｄａ，１２Ｄｂ，１２Ｄｃ；１９Ｅ１，１９Ｅ２；１９Ｆａ，１９Ｆｂ；１９ａ，１２ｄａ，１２ｓａ；１２ｕａ，１２ｄａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ；２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂ；２０ａ，２１ａ，２１ｂ；１３Ｄ１，１３Ｄ２，１３Ｄ３，１３Ｄ４，１３Ｄ５；２１Ｅ１，２１Ｅ２；２１Ｆａ，２１Ｆｂ；２１ａ，２０ａ，２０ｂ；２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２１ａ）とを混合潤滑状態にするための第２圧力の前記圧縮エアとに切り替える、電磁弁（１０；１０，２５）をさらに備え、
前記電磁弁（１０；１０，２５）は、
前記圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ；２２Ｄａ，２２Ｄｂ，２２Ｄｄ，２２Ｄｕ；２２Ｅｄ，２２Ｅｓ；２２Ｆｄ，２２Ｆｓ；２２Ｇｄ，２２Ｇｓ，２２Ｇｕ；２２Ｈｄ，２２Ｈｓ，２２Ｈｕ）に供給する前記圧縮エアを、前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の目標位置近傍までの移動を行う際には前記第１圧力の圧縮エアに切り替え、目標位置近傍において前記スライダ（１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ）の位置決めを行う際には前記第２圧力の圧縮エアに切り替える
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のステージ制御システム（１；１Ａ）。
【請求項１３】
前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ）の前記圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ）に供給する前記圧縮エアの空気圧を、前記コントローラ（２）又は前記サーボアンプ（４）からの指令に基づき、前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ）とを流体潤滑状態にするための第１圧力と、前記ガイド面（１２ｕａ，１２ｓａ，１９ａ）と前記被ガイド面（２０ａ，２０ｂ，２１ａ）とを混合潤滑状態にするための第２圧力とに可変させる、電空レギュレータ（２３）をさらに備え、
前記電空レギュレータ（２３）は、
前記圧縮エア噴出孔（２２ｄ，２２ｓ，２２ｕ）に供給する前記圧縮エアの空気圧を、前記スライダ（１３）の目標位置近傍までの移動を行う際には前記第１圧力に可変させ、目標位置近傍において前記スライダ（１３）の位置決めを行う際には前記第２圧力に可変させる
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のステージ制御システム（１Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、移動対象物を目標位置に移動させるステージ装置及びこれを備えたステージ制御システムに関し、特に高い移動精度が要求されるステージ装置及びこれを備えたステージ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にステージ装置は、スライダと、スライダの移動方向を規制するガイドレールと、スライダの推力を発生させる駆動装置と、スライダの位置を検出する位置検出装置とを有している。駆動装置や位置検出装置としては、例えばリニアモータやリニアスケールが用いられる。【０００３】
従来、スライダをガイドレールに対し移動可能に支持する軸受として、ボールやローラを循環させる転がり軸受（例えば、特許文献１参照）や、圧縮エアの噴出によりスライダを浮上させ、スライダとガイドレールとを非接触とするエア軸受（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４２９１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３６６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、例えばプリント基板、半導体、液晶、バイオ関連分野等においては、ステージ装置に対し１ｎｍレベルの超精密な位置決め精度が要求されている。【０００６】
転がり軸受を用いたステージ装置で１ｎｍレベルの超精密位置決めを行う場合、転がり軸受のボールやローラの微小移動領域における線形バネ特性を利用して位置決めを行う手法が知られている。しかしながら、転がり軸受を用いたステージ装置では、転がり摩擦による発熱によりガイドレールが数μｍ程度撓むため、位置再現性がないという課題があった。また、線形バネ特性下でも微小な推力制御が必要となるため、入手や保守が容易な汎用のサーボアンプ（例えば電流検出分解能が１１ビット程度のＰＷＭ制御方式のサーボアンプ）を用いて位置決めを行う場合、位置決め精度はサブミクロン（０．１μｍ＝１００ｎｍ）レベルにしかならないという課題があった。【０００７】
一方、エア軸受を用いたステージ装置では、スライダとガイドレールとが非接触であるため、上記のように発熱により位置再現性がなくなることはないが、スライダとガイドレールとの摩擦が極めて少ないため、慣性力がダイレクトに作用する。このため、上記汎用のサーボアンプを用いた場合、位置決め停止時（サーボロック時）のリップルが増大してしまい、発振状態となり、ハンチング幅が大きくなってしまう。また、スライダがエアにより完全に浮上しているため、エア源からのエアの脈動やエア自体の圧縮膨張を起因とする振動が発生するという課題があった。【０００８】
なお、汎用のサーボアンプの代わりに特殊なリニアアンプを採用することで、エアの脈動等に起因する振動の発生以外については、上述の問題を抑制することが可能であるが、リニアアンプは汎用サーボアンプと比べて大きさ、価格、電源容量等が大きいため、現状社会問題となっている省エネに対応できず、専用設計となるため、品種が少なく、入手し難いという問題があった。【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リニアアンプを用いなくても、汎用のサーボアンプを用いて１ｎｍレベルの位置決めが可能なステージ装置及びこれを備えたステージ制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、移動対象物を目標位置に移動させるステージ装置であって、ガイド面を有するガイドレールと、前記ガイド面と相対する被ガイド面を有し、前記ガイドレールに移動方向を規制されるスライダと、前記スライダの推力を発生する駆動装置と、前記スライダの位置を検出する位置検出装置と、を備え、前記ガイド面と前記被ガイド面との潤滑状態が、少なくとも一部の領域で境界潤滑と流体潤滑の両者を含む混合潤滑状態となり、その他の領域で流体潤滑状態となるように、制御されるステージ装置が適用される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のステージ装置及びステージ制御システムによれば、リニアアンプを用いなくても、汎用のサーボアンプを用いて１ｎｍレベルの位置決めをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施の形態に係るステージ装置の正断面を表すと共に、ステージ制御システムの全体構成を概念的に表すシステム構成図である。
【図２】図１中のＧ部の部分拡大図である。
【図３】ガイド部材の表面加工の一例について説明する説明図である。
【図４】ガイド部材によるバネ弾性力を説明するモデル図である。
【図５】摩擦力と圧縮エアの空気圧との関係を表すグラフ、及び、摩擦係数と圧縮エアの空気圧との関係を表す片対数グラフである。
【図６】ストライベック曲線を表すグラフである。
【図７】推力指令とスライダの移動方向の変位との関係を表すグラフである。
【図８】推力指令とスライダの移動方向の変位との関係を表すグラフ、及び、推力とスライダの移動方向の変位との関係を表すグラフである。
【図９】スライダの位置偏差の３σと圧縮エアの空気圧との関係を表すグラフである。
【図１０】スライダ停止時のハンチング幅に関して模式化して示す模式図である。
【図１１】１０ｎｍステップ送り動作での検出位置を模式化して示す模式図である。
【図１２】微小移動動作でのスライダ停止時の振動による上下方向変動に関して模式化して示す模式図である。
【図１３】ガイド部材を一方のガイドレールの側板部の内面にも貼付し、被ガイド部材をスライダの一方の挿入部の側面にも貼付する変形例に係る、ステージ装置の正断面を表すと共に、ステージ制御システムの全体構成を概念的に表すシステム構成図である。
【図１４】ガイド部材を両方のガイドレールの側板部の内面にも貼付し、被ガイド部材をスライダの両方の挿入部の側面にも貼付する変形例に係る、ステージ装置の正断面図である。
【図１５】圧縮エアの空気圧を電空レギュレータで可変する変形例に係る、ステージ装置の正断面を表すと共に、ステージ制御システムの全体構成を概念的に表すシステム構成図である。
【図１６】ガイドレール自体をＣＦＲＰで構成し、スライダ自体を瑪瑙で構成する変形例に係る、ステージ装置の正断面図である。
【図１７】駆動装置として磁気吸引式のリニアモータを設ける変形例に係る、ステージ装置の正断面図である。
【図１８】駆動装置として磁気吸引式のリニアモータを設ける変形例に係る、ステージ装置の正断面図である。
【図１９】ステージ装置を天井に取り付ける変形例に係る、ステージ装置の正断面図である。
【図２０】ステージ装置を壁に取り付ける変形例に係る、ステージ装置の正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係るステージ制御システム１は、コントローラ２と、図示しない移動対象物を目標位置に移動させるステージ装置３と、汎用のサーボアンプ４と、圧縮エアを供給するエア源５と、エア源５から供給される圧縮エアの空気圧を調整する４つのレギュレータ６，７，８，９と、電磁弁１０とを備えている。
【００１５】
ステージ装置３は、定盤１１上に前後方向（図１中の紙面手前−紙面奥行き方向）に延びるように平行に設置された２つの断面視において略コの字形状のガイドレール１２と、ガイドレール１２に移動方向を規制された板状のスライダ１３と、スライダ１３上に設けられた２つの支持部材１４を介してスライダ１３に固定されたトップベース１５と、スライダ１３の推力を発生するリニアモータ１６（駆動装置）と、スライダ１３の位置を検出するリニアスケール１７（位置検出装置）とを備えている。
【００１６】
各ガイドレール１２は、凹条部１８、上板部１２ｕ、下板部１２ｄ、及び側板部１２ｓを備えている。上板部１２ｕ、下板部１２ｄ、及び側板部１２ｓは、別体として構成されており、適宜の連結部材（例えばネジや接着剤等）により連結されている。なお、上板部１２ｕ、下板部１２ｄ、及び側板部１２ｓを一体的に構成してもよい。各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面（凹条部１８側の面）には、ガイド部材１９が、例えばネジや接着剤等により貼付されている。
【００１７】
ガイド部材１９は、図１中のＧ部の部分拡大図に相当する図２に示すように、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の一種である、硬く潤滑性が良い炭素繊維１９１を柔らかく弾性変形するエポキシ樹脂１９２で固めた繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）で構成されている。具体的には、ガイド部材１９は、表面のエポキシ樹脂１９２を剥離して、エポキシ樹脂１９２の内部で表面に対して略平行する方向（図２中の紙面手前−紙面奥行き方向、又は、図２中の左−右方向）に延びる断面視において略円形状の炭素繊維１９１の層を露出させる表面加工が行われており、その表面は、炭素繊維１９１の層がエポキシ樹脂１９２の表面から突出した状態となっている。わかりやすく言えば、炭素繊維１９１におけるエポキシ樹脂１９２の表面からの突出部分（露出部分）が「山」、エポキシ樹脂１９２の表面が「谷」となるような状態となっている。すなわち、ガイド部材１９の表面には、０．１〜０．３μｍレベルの表面粗さが存在する。この例では、炭素繊維１９１におけるエポキシ樹脂１９２の表面からの突出量は０．３μｍ程度であり、ガイド部材１９の表面の平面度は３μｍ程度の状態となっている。
【００１８】
ここで、図３を用いてガイド部材１９の表面加工の一例について説明する。図３（ａ）に示すように、表面加工前のガイド部材１９は、炭素繊維１９１の層が全てエポキシ樹脂１９２により覆われた状態となっている。このような状態のガイド部材１９の表面を、図３（ｂ）に示すように、研磨機Ｐを用いて研磨加工し（あるいは、ラップ盤を用いてラッピング加工してもよい）、炭素繊維１９１の層が表面に出現するまで、表面のエポキシ樹脂１９２を剥離する。このとき、炭素繊維１９１が硬く、エポキシ樹脂１９２が柔らかいため、エポキシ樹脂１９２は、表面側に位置する炭素繊維１９１の上面（図３中の上側の面）から数μｍ下側（図３中の下側）まで研磨により剥離され、炭素繊維１９１は、エポキシ樹脂１９２の内部に沈んで研磨終了後元の位置に戻る。したがって、図３（ｃ）に示すように、表面加工後のガイド部材１９は、表面に炭素繊維１９１の層が露出した状態、すなわち炭素繊維１９１の層がエポキシ樹脂１９２の表面から突出した状態となる。
【００１９】
図１に戻り、スライダ１３は、その幅方向（図１中の左−右方向）両端側に、上記ガイドレール１２の凹条部１８に挿入される挿入部２０を備えている。各挿入部２０の下面（図１中の下側の面）には、玉髄の一種である瑪瑙で構成された被ガイド部材２１が、例えばネジや接着剤等により貼付されている。各挿入部２０が各ガイドレール１２の凹条部１８に挿入されたとき、上記各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ（凹条部１８側の面）と各挿入部２０の上面２０ａ（図１中の上側の面）とが上下方向（図１中の上−下方向）に相対し、上記各ガイドレール１２に貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと各挿入部２０に貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが上下方向に相対し、上記各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａ（凹条部１８側の面）と各挿入部２０の側面２０ｂとが左右方向（図１中の左−右方向）に相対する。
【００２０】
本実施形態では、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａと、各ガイドレール１２に貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当し、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａ及び側面２０ｂと、スライダ１３に貼付された各被ガイド部材２１の表面２１ａとが、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。なお、ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａと、ガイドレール１２に貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとがガイド面に相当することは、ガイドレール１２がガイド面を有することと同等であり、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａ及び側面２０ｂと、スライダ１３に貼付された各被ガイド部材２１の表面２１ａとが被ガイド面に相当することは、スライダ１３が被ガイド面を有することと同等である。以下適宜、ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａと、ガイドレール１２に貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとを「ガイド面」と総称し、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａ及び側面２０ｂと、スライダ１３に貼付された各被ガイド部材２１の表面２１ａとを「被ガイド面」と総称する。
【００２１】
また、スライダ１３は、各挿入部２０の上面２０ａの前後方向両隅（言い換えれば、スライダ１３の上面の四隅）に、レギュレータ６を介してエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｕを、各被ガイド部材２１の表面２１ａの前後方向両隅に、電磁弁１０及びレギュレータ７，８を介してエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｄを、各挿入部２０の側面２０ｂの前後方向両隅（言い換えれば、スライダ１３の両側面の前後方向両隅）に、レギュレータ９を介してエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｓを有している。なお、これら圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓ（以下適宜、「圧縮エア噴出孔２２」と総称する）の個数及び配置位置は適宜に変更してもよい。
【００２２】
圧縮エア噴出孔２２ｕは、上下方向に相対するガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに向けて、エア源５からレギュレータ６を介して供給された、面同士の潤滑状態を流体潤滑状態にするように調整された所定圧力の圧縮エアを噴出する。流体潤滑では、摩擦係数をμとした場合に摩擦係数μが非常に小さくなる（例えば、μ＜０．０１程度となる）。流体潤滑状態となったガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａとスライダ１３の挿入部２０の上面２０ａとは、互いに接触しないで、圧縮エアの静圧で荷重を全て負担している状態、すなわちエアギャップを介在する非接触状態となる。
【００２３】
圧縮エア噴出孔２２ｄは、上下方向に相対するガイド部材１９の表面１９ａに向けて、エア源５から、レギュレータ７及び電磁弁１０を介して供給された比較的高圧力である流体潤滑用圧力（第１圧力）の圧縮エア、又は、レギュレータ８及び電磁弁１０を介して供給された比較的低圧力である混合潤滑用圧力（第２圧力）の圧縮エアを噴出する。
【００２４】
流体潤滑用圧力とは、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を上記流体潤滑状態にするための圧縮エアの空気圧である。流体潤滑状態となったガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとは、表面粗さレベルで見た場合、炭素繊維１９１におけるエポキシ樹脂１９２の表面からの突出部分及びエポキシ樹脂１９２の表面が共に被ガイド部材２２の表面に接触しないで、上記非接触状態となる。
【００２５】
混合潤滑用圧力とは、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を境界潤滑と上記流体潤滑との両者を含む混合潤滑状態にするための圧縮エアの空気圧であり、混合潤滑状態であるガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間の微小移動領域において上記リニアモータ１６の推力とそれによって生じる変位との関係が直線となる線形バネ特性が生じるように調整された圧縮エアの空気圧である。境界潤滑では、摩擦係数μが流体潤滑よりも大きくなる（例えば、μ＞０．１程度となる）。混合潤滑では、摩擦係数μが流体潤滑と境界潤滑との間（例えば、０．０１＜μ＜０．１）となる。混合潤滑状態となったガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとは、図２に示すように、表面粗さレベルで見た場合、炭素繊維１９１におけるエポキシ樹脂１９２の表面からの突出部分の一部分が被ガイド部材２２の表面に凝着（接触）すると共に、エポキシ樹脂１９２の表面が被ガイド部材２２の表面にほとんど接触しないで、圧縮エアの静圧で荷重を主に負担する状態（以下適宜、「微接触状態」と称する）となり、これら面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性が生じる。
【００２６】
すなわち、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態が混合潤滑状態となった場合、図４に示すように、被ガイド部材２１の表面２１ａと凝着した（図４中では凝着部分を符号Ｆで示す）炭素繊維１９１の周りの柔らかいエポキシ樹脂１９２がバネ要素Ｓとして機能して荷重方向（図４中の上−下方向）に弾性変形する。そして、炭素繊維１９１が被ガイド部材２１の表面２１ａと凝着した状態のまま、スライダ１３が数十ｎｍ程度荷重方向と直交する横方向に動くと、エポキシ樹脂１９２がバネ要素Ｓとして機能して横方向に弾性変形してバネ弾性力を発生させる。このとき、複数のバネ要素Ｓが連なるようにエポキシ樹脂１９２が存在していることから、上記のような数十ｎｍ程度のスライダ１３の移動量が微小な微小移動領域においては、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に線形バネ特性が生じるようになっている。なお、スライダ１３の移動量がある程度大きい移動範囲においては、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に非線形バネ特性が生じるようになっている。
【００２７】
図１に戻り、圧縮エア噴出孔２２ｓは、左右方向に相対するガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに向けて、エア源５からレギュレータ９を介して供給された、面同士の潤滑状態を上記流体潤滑状態にするように調整された所定圧力の圧縮エアを噴出する。流体潤滑状態となったガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａとスライダ１３の挿入部２０の側面２０ｂとは、互いに接触しないで、上記非接触状態となる。
【００２８】
上記のように構成されたステージ装置３においては、上下方向は、スライダ１３の荷重と、圧縮エア噴出孔２２ｕから噴出される圧縮エアのエア圧力と、圧縮エア噴出孔２２ｄから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９によるバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、図示左側の圧縮エア噴出孔２２ｓから噴出される圧縮エアのエア圧力と、図示右側の圧縮エア噴出孔２２ｓから噴出される圧縮エアのエア圧力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６で発生した推力により、スライダ１３がガイドレール１２に沿って前後方向に移動する。
【００２９】
スライダ１３の出発位置から目標位置までの移動のうち、出発位置から目標位置の所定範囲手前（例えば、目標位置の１００ｎｍ手前）までの移動、すなわち目標位置近傍までの移動を行う際には、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面の潤滑状態が、全ての領域で流体潤滑状態となるように、圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。したがって、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面とは全て非接触状態となる。
【００３０】
一方、目標位置近傍から目標位置までの微小移動、すなわち目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面の潤滑状態が、少なくとも一部の領域で混合潤滑状態となり、その他の領域で流体潤滑状態となるように、圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。具体的には、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとの間で混合潤滑状態となり、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａとスライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａとの間、及び、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａとスライダ１３の各挿入部２０の側面２０ｂとの間で流体潤滑状態となり、混合潤滑状態となった各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが微接触状態となり、それ以外のガイド面と被ガイド面とは非接触状態となる。
【００３１】
また、スライダ１３の移動方向すなわち前後方向の位置は、リニアスケール１７で検出される。
【００３２】
サーボアンプ４は、リニアスケール１７からのスライダ１３の位置検出結果に基づく検出信号を入力し、当該検出信号とコントローラ２からの移動指令との偏差（位置偏差）に基づきリニアモータ１６に駆動電流を出力して、スライダ１３の位置を制御する。このとき、サーボアンプ４は、上記位置偏差が予め設定された所定レベル以下となったかどうかを判定することで、スライダ１３が目標位置近傍まで近接したかどうかを判断する。そして、上記位置偏差が所定レベル以下となったら、スライダ１３が目標位置近傍まで近接したと判断し、コントローラ２から圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令を出力させる。なお、サーボアンプ４が圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令を出力するようにしてもよい。
【００３３】
レギュレータ６は、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｕに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ６により空気圧が調整された圧縮エアは、圧縮エア噴出孔２２ｕに上記所定圧力で供給される。レギュレータ７は、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ７により空気圧が調整された圧縮エアは、電磁弁１０を介して圧縮エア噴出孔２２ｄに上記流体潤滑用圧力で供給される。レギュレータ８は、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ８により空気圧が調整された圧縮エアは、電磁弁１０を介して圧縮エア噴出孔２２ｄに上記混合潤滑用圧力で供給される。レギュレータ９は、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ９により空気圧が調整された圧縮エアは、圧縮エア噴出孔２２ｓに上記所定圧力で供給される。
【００３４】
電磁弁１０は、コントローラ２からの切替指令に基づき、２ポートの開閉を切り替えることで、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを、レギュレータ７で空気圧が調整された上記流体潤滑用圧力の圧縮エアと、レギュレータ８で空気圧が調整された上記混合潤滑用圧力の圧縮エアとの間で切り替える。具体的には、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、コントローラ２が、移動指令を出力するのとほぼ同じタイミングで、圧縮エアを流体潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令を出力する。すると、この切替指令に基づき、電磁弁１０が、レギュレータ７側のポートを開放すると共にレギュレータ８側のポートを閉鎖することで、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを流体潤滑用圧力の圧縮エアに切り替える。一方、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、コントローラ２が、スライダ１３が目標位置近傍まで近接したとサーボアンプ４により判断された場合に、圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令を出力する。すると、この切替指令に基づき、電磁弁１０が、レギュレータ７側のポートを閉鎖すると共にレギュレータ８側のポートを開放することで、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアに切り替える。
【００３５】
本実施形態では、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに圧縮エアを供給し、これら圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに供給する圧縮エアの空気圧により、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との潤滑状態を制御する。具体的には、エア源５から供給された圧縮エアの空気圧を各レギュレータ６，７，８，９で調整し、これら各レギュレータ６，７，８，９で調整された空気圧で圧縮エアをスライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに供給する（圧縮エア噴出孔２２ｄに関しては、電磁弁１０の２ポートの開閉を切り替えることで、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを、レギュレータ７で空気圧が調整された流体潤滑用圧力の圧縮エア、又は、レギュレータ８で空気圧が調整された混合潤滑用圧力の圧縮エアに切り替える）ことにより、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との潤滑状態を制御する。なお、本実施形態では、エア源５及びレギュレータ６，７，８，９が、特許請求の範囲に記載のエア供給装置に相当する。
【００３６】
以上のように構成されたステージ制御システム１においては、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓのうち、圧縮エア噴出孔２２ｕに供給される圧縮エアは、レギュレータ６で空気圧が調整された所定圧力の圧縮エアに固定され、圧縮エア噴出孔２２ｓに供給される圧縮エアは、レギュレータ９で空気圧が調整された所定圧力の圧縮エアに固定されているが、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給される圧縮エアは、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際と、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際とで切り替えられるようになっている。すなわち、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、コントローラ２から圧縮エアを流体潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令が電磁弁１０に出力され、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給される圧縮エアが、レギュレータ７で空気圧が調整された流体潤滑用圧力の圧縮エアに切り替えられる。これにより、電磁弁１０を介し流体潤滑用圧力の圧縮エアが圧縮エア噴出孔２２ｄに供給され、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとが流体潤滑状態（非接触状態）となる。一方、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、コントローラ２から圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令が電磁弁１０に出力され、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給される圧縮エアが、レギュレータ８で空気圧が調整された混合潤滑用圧力の圧縮エアに切り替えられる。これにより、電磁弁１０を介し混合潤滑用圧力の圧縮エアが圧縮エア噴出孔２２ｄに供給され、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとが混合潤滑状態（微接触状態）となり、これら面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性が生じる。
【００３７】
以上説明した本実施形態に関して、本願発明者等による検討結果について説明する。
【００３８】
（Ａ）相対する面同士の潤滑状態を圧縮エアの空気圧により制御するための検討
まず、本実施形態に係るステージ装置３において、ガイドレール１２のガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を圧縮エアの空気圧により制御するための検討結果について説明する。
【００３９】
ここでは、まず、ガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との間の摩擦力と圧縮エアの空気圧との関係を測定した。すなわち、圧縮エアの空気圧は、デジタル圧力スイッチＩＳＥ３０Ａ（ＳＭＣ株式会社製）を用いることで０．００１［ＭＰａ］単位で調整することができるので、圧縮エアの空気圧を０．０７［ＭＰａ］から０．１８０［ＭＰａ］まで０．００５［ＭＰａ］刻みで変化させ、各空気圧でのガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との間に生じる摩擦力を測定した。摩擦力は、フォースゲージＡＤ−４９３２Ａ−５０Ｎ（株式会社エー・アンド・デイ社製）を用いて測定した。圧縮エアの空気圧を調整し、リニアモータ１６を駆動するサーボアンプ４をサーボオフした状態で、スライダ１３を横方向からフォースゲージで押し、約１００［μｍ］移動するまでに生じた摩擦力を記録した。測定時には同じ位置での測定を行うため、測定毎にスライダ１３について原点復帰を行った。図５（ａ）に、その測定結果を示す。図５（ａ）では、縦軸を摩擦力［Ｎ］とし、横軸を圧縮エアの空気圧［ＭＰａ］としている。
【００４０】
次に、その測定結果を用いてガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との間の摩擦係数μと圧縮エアの空気圧との関係を導出した。摩擦係数μは、摩擦力及び可動子の質量等を用いて概算した。図５（ｂ）に、その導出結果を示す。図５（ｂ）では、縦軸を摩擦係数μとし、横軸を圧縮エアの空気圧［ＭＰａ］として、片対数グラフで示している。
【００４１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）により次のようなことがわかった。すなわち、圧縮エアの空気圧を０．１３５［ＭＰａ］より小さくすると、摩擦力は大きくなるが、圧縮エアの空気圧を０．１４０［ＭＰａ］以上とすると、摩擦力は０，００１［Ｎ］前後でほとんど変化しなかった。また、摩擦力は０［Ｎ］から５０［Ｎ］までの範囲で変化し、摩擦係数μは０．１から０．００１程度の範囲内で変化した。
【００４２】
したがって、当該測定においては、０．１３５［ＭＰａ］付近で摩擦力が非常に小さくなり、それ以上圧縮エアの空気圧を大きくしてもほとんど摩擦力が変化しないことから、０．１３５［ＭＰａ］付近でガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面とが流体潤滑状態（非接触状態）となっていると考えられる。
【００４３】
また、図５（ｂ）に示す摩擦係数μと圧縮エアの空気圧との関係を表す曲線がストライベック曲線に似た傾向を示した。図６に、縦軸を摩擦係数μとし、横軸を無次元数である軸受特性数として、一般的なストライベック曲線（実線示す曲線）を示す。ストライベック曲線とは、摩擦係数μと軸受特性数との関係を示す曲線であり、正確な実測値に基づいた曲線である。軸受特性数は、（粘度η×速度ｑ）／荷重Ｗで表される。ストライベック曲線は、油で潤滑している軸受の特性を説明するためのものであるが、空気静圧軸受の特性を説明する場合にも同様に使用することができる。
【００４４】
このとき、例えば、橋本巨著の「基礎から学ぶトライボロジー」（森北出版株式会社、２００６年、ｐ９３〜ｐ９５）に基づいて、軸受特性数を媒介変数とする、相対する面同士の摩擦係数μ及び膜厚比Λのグラフを描くことができる。すなわち、空気静圧軸受の荷重Ｗと相対する面同士の隙間ｈ等との関係は、例えば、田中久一郎著の「摩擦のおはなし」（日本規格協会、１９８５年、ｐ１８９〜ｐ１９９）に基づいて、
Ｗ＝３ｑηＬ（ｂ＋１／２）／ｈ３      ・・・（式１）
と表される。なお、上記（式１）中のｂ及びＬは、構造による定数である。また、空気静圧軸受の荷重Ｗと隙間ｈ等との関係を定数Ｋを用いて表すと、上記（式１）は、
Ｗ＝Ｋｑη／ｈ３      ・・・（式２）
と表される。したがって、軸受特性数＝（粘度η×速度ｑ）／荷重Ｗは、上記（式２）を変形して、
ηｑ／Ｗ＝ｈ３／Ｋ      ・・・（式３）
と表される。これにより、軸受特性数を媒介変数として、ストライベック曲線を隙間ｈで表すことができる。すなわち、ストライベック曲線をｆｓ（ηｑ／Ｗ）とすると、
ｆｓ（ηｑ／Ｗ）＝ｆｓ（ｈ３／Ｋ）      ・・・（式４）
と表されるので、上記（式４）を計算することで、ストライベック曲線を、横軸を隙間ｈとして示すことができる。
【００４５】
ここで、膜厚比Λをあわせて考察すると、相対する面をＡ及びＢとし、面Ａの平均二乗面粗さ（距離）をσＡ、面Ｂの平均二乗面粗さ（距離）をσＢとしたとき、これら相対する面Ａ，Ｂの平均二乗面粗さσは、
σ＝ＳＱＲＴ（σＡ２＋σＢ２）      ・・・（式５）
と表される。そして、膜厚比Λは、
Λ＝ｈ／σ      ・・・（式６）
と定義される。これにより、隙間ｈは、面Ａの粗さの平均位置と面Ｂの粗さの平均位置との距離である考えることができるので、膜厚比Λは、隙間ｈを平均二乗粗さσの倍数で表したものであると言える。
【００４６】
以上により、軸受特性数を媒介変数として計算することで、図６に示すように、相対する面同士の摩擦係数μ（実線示す曲線）及び膜厚比Λ（破線示す曲線）のグラフを描くことができる。ここで、膜厚比Λが３以上となる場合は、面Ａと面Ｂとの平均位置が粗さの３σ以上離れている場合であり、面Ａと面Ｂとが完全に離れている上記流体潤滑状態（非接触状態）、すなわち面Ａと面Ｂとの間の荷重を圧縮エアの静圧のみで負担する状態となる。また、膜厚比Λが１〜３となる場合は、面Ａと面Ｂとが微小に接触している混合潤滑状態（微接触状態）、すなわち面Ａと面Ｂとの間の荷重を表面粗さレベルでの接触と圧縮エアの静圧との両方で負担する状態となる。したがって、圧縮エアの空気圧を調整することで、スライダ１３の浮上量、すなわちガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの隙間ｈを調整でき、これら面同士の膜厚比Λを調整できるので、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を制御できると考えられる。
【００４７】
また、当該測定においては、図５（ｂ）に示す摩擦係数μと圧縮エアの空気圧との関係を表す曲線と図６中実線で示すストライベック曲線との比較結果から、０．１００［ＭＰａ］から０．１４０［ＭＰａ］までの範囲でガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとが混合潤滑状態（微接触状態）となっていると考えられる。
【００４８】
（Ｂ）相対する面同士の間に非線形バネ特性が生じているかどうかについての検討
次に、本実施形態に係るステージ装置３において、ガイドレール１２のガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に非線形バネ特性が生じているかどうかについての検討結果について説明する。
【００４９】
ここでは、上記（Ａ）の検討による測定結果によりガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との潤滑状態が混合潤滑状態になったと思われる圧縮エアの空気圧の範囲のうち、０．１１７［ＭＰａ］、０．１１８［ＭＰａ］、０．１１９［ＭＰａ］において、スライダ１３を変位０［ｎｍ］の位置から移動方向における正方向（例えば前方）と負方向（例えば後方）との両方向に５０［ｎｍ］幅で５［ｎｍ］刻みで定寸送りした。そして、各変位での推力指令［％］を測定し、記録した。図７（ａ）に、０．１１７［ＭＰａ］での測定結果を示し、図７（ｂ）に、０．１１８［ＭＰａ］での測定結果を示し、図７（ｃ）に、０．１１９［ＭＰａ］での測定結果を示す。これら図７（ａ）〜図７（ｃ）では、縦軸を推力指令［％］とし、横軸をスライダ１３の移動方向の変位［ｎｍ］として、各図中矢印の順番通りに測定を行った場合の測定結果を示している。
【００５０】
図７（ａ）〜図７（ｃ）により次のようなことがわかった。すなわち、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す推力指令とスライダ１３の変位との関係は、ヒステリシスの特性を示した。また、圧縮エアの空気圧を大きくするに従って、推力指令とスライダ１３の変位との関係を表すヒステリシスな曲線（ヒステリシス曲線）の縦幅（推力指令方向）は小さく扁平になっていき、値は振動的となった。
【００５１】
したがって、当該測定においては、推力指令とスライダ１３の変位との関係を表す曲線がヒステリシス曲線を描くことから、圧縮エアの空気圧が０．１１７［ＭＰａ］、０．１１８［ＭＰａ］、０．１１９［ＭＰａ］であるときには、ガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との間に非線形バネ特性が生じていると考えられる。また、圧縮エアの空気圧が０．１１７［ＭＰａ］であるときが、最もきれいな形状のヒステリシス曲線となった。
【００５２】
（Ｃ）相対する面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性が生じているかどうかについての検討
次に、本実施形態に係るステージ装置３において、混合潤滑状態となったガイドレール１２のガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に微小移動領域において線形バネ特性が生じているかどうかについての検討結果について説明する。
【００５３】
ここでは、まず、上記（Ａ）の検討による測定結果によりガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との潤滑状態が混合潤滑状態になったと思われる圧縮エアの空気圧の範囲のうち、上記（Ｂ）の検討による測定結果において最もきれいな形状のヒステリシス曲線となった０．１１７［ＭＰａ］において、スライダ１３を変位０［ｎｍ］の位置から移動方向における正方向（例えば前方）と負方向（例えば後方）との両方向に１０［ｎｍ］幅で１［ｎｍ］刻みで定寸送りした。そして、各変位での推力指令［％］を測定し、記録した。図８（ａ）に、その測定結果を示す。図８（ａ）では、縦軸を推力指令［％］とし、横軸をスライダ１３の移動方向の変位［ｎｍ］として、図中測定開始点から矢印の順番通りに測定終了点まで測定を行った場合の測定結果を示している。
【００５４】
次に、その測定結果における推力指令［％］を推力［Ｎ］に変換したグラフを導出した。図８（ｂ）に、その導出結果を示す。図８（ｂ）では、縦軸を推力［Ｎ］とし、横軸をスライダ１３の移動方向の変位［ｎｍ］としている。
【００５５】
図８（ａ）及び図８（ｂ）により次のようなことがわかった。すなわち、測定結果をグラフにプロットすると、ほぼ直線となった。また、測定開始点から正方向に１０［ｎｍ］移動後、負方向に２０［ｎｍ］移動させ、その後さらに正方向に１０［ｎｍ］移動させると、測定終了点で推力指令は測定開始点に近い値を示した。また、図８（ｂ）に示す推力とスライダ１３の変位との関係から、最小二乗法で一次関数として近似関数を求めた結果、ｙ＝０．４１５５ｘ＋５．３３６６という関数となった。
【００５６】
したがって、当該測定においては、推力指令（推力）とスライダ１３の変位との関係が線形であることから、圧縮エアの空気圧が０．１１７［ＭＰａ］であるときには、混合潤滑状態となったガイド部材１９の表面と被ガイド部材２１の表面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じていると考えられる。また、推力とスライダ１３の変位との関係から最小二乗法で一次関数として近似関数を求めると、その傾きが０．４１５５となることから、バネ定数は０．４１５５×１０９［Ｎ／ｍ］となった。
【００５７】
（Ｄ）微小移動領域における動作での性能についての検討
次に、本実施形態に係るステージ装置３において、微小移動領域における動作での性能についての検討結果について説明する。
【００５８】
ここでは、スライダ１３の位置決め動作を行って、スライダ１３の位置決め完了後はリニアスケール１７からの検出信号とコントローラ２からの移動指令との偏差（位置偏差）は０となるべきであるが実際は数パルス程度で微小な振動（停止時の振動）が残るということから、微小振動している位置偏差信号を一定時間観測して統計演算することで標準偏差σを計算し、標準偏差σを３倍した３σ（以下、「位置偏差の３σ」と称する）を用いて、バラツキの範囲として微小移動領域における動作での性能を評価することとした。
【００５９】
すなわち、スライダ１３の位置偏差の３σと圧縮エアの空気圧との関係について測定した。圧縮エアの空気圧は、デジタル圧力スイッチＩＳＥ３０Ａ（ＳＭＣ株式会社製）を用いることで０．００１［ＭＰａ］単位で調整することができる。スライダ１３の位置偏差の３σは、コントローラ２上でラダープログラムによって求めている。コントローラ２では、位置の指令単位を［μｍ］と設定し、小数点以下桁数を３と設定しているので、１［μｍ］単位での位置情報を取得することができる。リニアモータ１６を駆動するサーボアンプ４をサーボオンした状態で、位置偏差の情報をＨスキャン（高速スキャン）毎に取り込み、コントローラ２上で標準偏差を求める関数を用いて位置偏差の３σを導出する。Ｈスキャンを０．５［ｍｓ］と設定し、１０［ｓ］毎に３σを計算するようにラダープログラムを構成したので位置偏差のサンプル数は２００００点である。今回は、圧縮エアの空気圧を０．１３０［ＭＰａ］から０．１９４［ＭＰａ］まで０．００１［ＭＰａ］刻みで上昇させていったとき、各空気圧でのスライダ１３の位置偏差の３σの変化を測定した。なお、圧縮エアの空気圧を変化させている最中に、スライダ１３の位置偏差を位置偏差の３σの演算に用いると正確な値が測定できないと考え、圧縮エアの空気圧を変化させてから２０［ｓ］以上経過してからデータを記録するようにした。図９に、その測定結果を示す。図９（ａ）及び図９（ｂ）では、縦軸をスライダ１３の位置偏差の３σ［ｎｍ］とし、横軸を圧縮エアの空気圧［ＭＰａ］として、図９（ａ）では位置偏差の３σを０[ｎｍ]〜１２００[ｎｍ]の範囲で、図９（ｂ）では位置偏差の３σを０[ｎｍ]〜２０[ｎｍ]の範囲で示している。
【００６０】
図９（ａ）及び図９（ｂ）により次のようなことがわかった。すなわち、圧縮エアの空気圧が０．１３０［ＭＰａ］〜０．１７１［ＭＰａ］の範囲では、スライダ１３の位置偏差の３σは概ね８〜１３[ｎｍ]程度の間で安定した。圧縮エアの空気圧が０．１７１［ＭＰａ］〜０．１９４［ＭＰａ］の範囲では、圧縮エアの空気圧が大きくなるに従ってスライダ１３の位置偏差の３σは１００［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］の間で徐々に大きくなるが、圧縮エアの空気圧が０．１９４［ＭＰａ］に到達するとスライダ１３の位置偏差の３σは急激に大きくなった。なお、今回の測定では測定範囲外であったが、上記（Ｃ）の検討による測定結果により混合潤滑状態となったガイドレール１２のガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に微小移動領域において線形バネ特性を生じさせることができたと思われる圧縮エアの空気圧である０．１１７［ＭＰａ］においても同様に、スライダ１３の位置偏差の３σは概ね８〜１３[ｎｍ]程度の間で安定すると考えられる。
【００６１】
本実施形態では、上記（Ａ）〜（Ｄ）の検討により導出された特質に基づき、スライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を制御することで、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を所望の潤滑状態に制御すると共に、混合潤滑状態となったガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に微小移動領域において線形バネ特性を生じるように制御する。一例としては、摩擦係数μと圧縮エアの空気圧との関係を表す曲線がストライベック曲線に似た傾向を示すことから、上記曲線に出現する、１つ目の変曲点（空気圧が小さい側）を境界潤滑及び混合潤滑の境界と考え、２つ目の変曲点（空気圧が大きい側）を混合潤滑及び流体潤滑の境界と考えて、上記流体潤滑用圧力を２つ目の変曲点より大きい空気圧に決定し、上記混合潤滑用圧力を２つ変曲点の間の空気圧に決定する。別の例としては、隙間ｈと膜厚比Λとの関係から、上記流体潤滑用圧力を膜厚比Λが３以上となる隙間ｈに対応する空気圧に決定し、上記混合潤滑用圧力を膜厚比Λが１〜３となる隙間ｈに対応する空気圧に決定する。そして、レギュレータ７で圧縮エアの空気圧を調整し、電磁弁１０を介して圧縮エア噴出孔２２ｄに上記決定した流体潤滑用圧力で圧縮エアを供給することで、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を流体潤滑状態とするように制御する。また、レギュレータ８で圧縮エアの空気圧を調整し、電磁弁１０を介して圧縮エア噴出孔２２ｄに上記決定した混合潤滑用圧力で圧縮エアを供給することで、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を混合潤滑状態とし、これら面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性を生じるように制御する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係るステージ制御システム１においては、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面とは相対しており、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、これら面同士の潤滑状態が、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとの間で混合潤滑状態となり、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａとスライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａとの間、及び、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａとスライダ１３の各挿入部２０の側面２０ｂとの間で流体潤滑状態となるように、制御される。
【００６３】
ここで、転がり軸受を用いたステージ装置において、転がり軸受の微小移動領域における線形バネ特性を利用して１ｎｍオーダの位置決めを行う手法が、例えば二見茂著の「機構の非線形特性とその制御」（日本ロボット学会誌  Ｖｏｌ９，Ｎｏ４，ｐｐ．４３９〜４９７，１９９１）に開示されている。この文献に記載されたステージ装置（一軸ステージ機構）では、スライダ（可動テーブル）の駆動装置として同期型のＡＣリニアモータが使用されており、スライダは、ボールを用いた直動型転がり軸受（転がり案内）で案内される。そして、スライダの移動量が概ね１００［ｎｍ］以下の微小移動領域では、転がり軸受のボールの弾性変形による線形バネ特性を示し、スライダの移動量が１００［ｎｍ］〜１００［μｍ］の範囲では、非線形バネ特性を示すようになっている。また、スライダの移動量が概ね１００［ｎｍ］以下の微小移動領域でのバネ定数は、約８．５［Ｎ／μｍ］となっている。
【００６４】
またここで、上記文献に記載されたステージ装置に類似したリニアモータを用いたステージ装置において、汎用のサーボアンプでの推力制御分解能を検討する。例えば、スライダの可動部の質量が４０［ｋｇ］であり、１［Ｇ］程度の加速度である場合、リニアモータの最大推力は、約４００［Ｎ］となる。また、バネ定数を上記文献と同程度と仮定すると、スライダの移動量が概ね１００［ｎｍ］以下の微小移動領域でのバネ定数は、約８．５［Ｎ／μｍ］となる。すなわち、スライダが１［ｎｍ］変位するために必要なバネの反力は、０．００８５［Ｎ］であり、これを推力の最小分解能とすると、最大推力では、
４００／０．００８５≒４７０５９
となり、１６ビット（＝６５５３６）程度の分解能が必要なことがわかる。汎用のサーボアンプでは、電流検出分解能が１１ビット（＝２０４８）程度であるので、推力の分解能も同程度となり、推力の最小分解能は、
４００／２０４８≒０．２［Ｎ］
となる。単純にこのままスライダが変位すると考えると、
０．２／０．００８５≒２４［ｎｍ］
となり、約２４［ｎｍ］毎の制御となる。このため、入手や保守が容易ではあるが電流制御の分解能が低い汎用のサーボアンプを用いる場合には、位置決め精度はサブミクロン（０．１μｍ＝１００ｎｍ）レベルにしかならず、１ｎｍオーダの位置決めを行うためには、推力を極めて微小に制御できる電流制御の直線性に優れたリニアアンプを用いる必要があった。
【００６５】
これに対し本実施形態では、上記（Ｃ）の検討による測定において、微小移動領域でのバネ定数を０．４１５５×１０９［Ｎ／ｍ］≒４２０［Ｎ／μｍ］とすることができた。すなわち、本実施形態における微小移動領域でのバネ定数と、上記文献における微小移動領域でのバネ定数とを比較すると、
４２０／８．５≒５０
となり、本実施形態における微小移動領域でのバネ定数は、上記文献における微小移動領域でのバネ定数より約５０倍大きい。微小移動領域でのバネ定数が４２０［Ｎ／μｍ］となる場合、スライダ１３が１［ｎｍ］変位するために必要なバネの反力は、０．４２［Ｎ］であり、上述した汎用のサーボアンプでの推力の最小分解能０．２［Ｎ］で、単純にスライダ１３が変位すると考えると、その変位量は、
０．２／０．４２≒０．４８［ｎｍ］
となる。したがって、リニアアンプを用いず、汎用のサーボアンプ４を用いても、混合潤滑状態とする各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとを適宜の材質で構成することによって、これらの面同士を微接触状態としてバネ弾性力を発生させ、微小移動領域における線形バネ特性を利用して１ｎｍレベルの超精密位置決めを行うことが可能となる。その結果、ヒステリシスのないリニアな比例動作を行うことができ、行き帰りのバックラッシュや移動指令に対する移動量の不足現象を防止できる。
【００６６】
また、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を混合潤滑状態とすることにより、スライダ１３と各ガイドレール１２との間に微小な摩擦を発生させて、慣性力を抑制することができる。その結果、汎用のサーボアンプ４を用いた場合でも、位置決め停止時（サーボロック時）のリップルを鈍らせて発振状態となるのを抑制し、ハンチング幅を最小限とすることができる。図１０に、スライダ停止時のハンチング幅に関して模式化した模式図を示す。図１０（ａ）は、一般的なリニアガイド式のステージ装置での模式図であり、図１０（ｂ）は、一般的なエアガイド式のステージ装置での模式図であり、図１０（ｃ）は、本実施形態に係るステージ装置３での模式図である。図１０（ａ）に示す一般的なリニアガイド式のステージ装置では、スライダ停止時のハンチング幅は±５［ｐｕｌｓｅ］以上となり、図１０（ｂ）に示す一般的なエアガイド式のステージ装置では、スライダ停止時のハンチング幅は±３０［ｐｕｌｓｅ］以上となると考えられる。これに対し、図１０（ｃ）に示す本実施形態に係るステージ装置３では、スライダ１３停止時のハンチング幅は±２〜３［ｐｕｌｓｅ］となると考えられるので、スライダ１３停止時のハンチング幅を最小限とすることができると考えられる。
【００６７】
また、混合潤滑状態ではスライダ１３が完全には浮上していないため、エア源５からの圧縮エアの脈動や圧縮エア自体の圧縮膨張を起因とする振動を抑制することができる。図１１に、１０ｎｍステップ送り動作での検出位置の変動に関して模式化した模式図を示す。図１１（ａ）は、一般的なリニアガイド式のステージ装置での模式図であり、図１１（ｂ）は、一般的なエアガイド式のステージ装置での模式図であり、図１１（ｃ）は、本実施形態に係るステージ装置３での模式図である。図１１（ａ）に示す一般的なリニアガイド式のステージ装置では、１０ｎｍステップ送り動作での検出位置の変動は±５［ｎｍ］程度となり、図１１（ｂ）に示す一般的なエアガイド式のステージ装置では、１０ｎｍステップ送り動作での検出位置の変動は±１０［ｎｍ］以上となると考えられる。これに対し、図１１（ｃ）に示す本実施形態に係るステージ装置３では、１０ｎｍステップ送り動作での検出位置の変動は±２〜３［ｎｍ］となると考えられるので、１０ｎｍステップ送り動作時の振動を抑制することができると考えられる。図１２に、微小移動動作でのスライダ停止時の振動による上下方向変動に関して模式化した模式図を示す。図１２（ａ）は、一般的なリニアガイド式のステージ装置での模式図であり、図１２（ｂ）は、一般的なエアガイド式のステージ装置での模式図であり、図１２（ｃ）は、本実施形態に係るステージ装置３での模式図である。図１２（ａ）に示す一般的なリニアガイド式のステージ装置では、微小移動動作でのスライダ停止時の振動による上下方向変動は±５［ｎｍ］程度となり、図１２（ｂ）に示す一般的なエアガイド式のステージ装置では、微小移動動作でのスライダ停止時の振動による上下方向変動は±３０［ｎｍ］以上となると考えられる。これに対し、図１２（ｃ）に示す本実施形態に係るステージ装置３では、微小移動動作でのスライダ１３停止時の振動による上下方向変動は±２〜３［ｎｍ］となると考えられるので、微小移動動作でのスライダ１３停止時の上下方向の変動を抑制することができると考えられる。
【００６８】
したがって、リニアアンプを用いなくても、汎用のサーボアンプ４を用いて１ｎｍオーダの位置決めをすることができる。
【００６９】
また、本実施形態では特に、スライダ１３が、ガイドレール１２のガイド面に向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓを被ガイド面に有している。そして、混合潤滑状態とする被ガイド面の圧縮エア噴出孔２２からは比較的低圧の上記混合潤滑用圧力の圧縮エアを噴出し、流体潤滑状態とする被ガイド面の圧縮エア噴出孔２２からは比較的高圧の上記流体潤滑用圧力の圧縮エアを噴出するといったように、ガイド面と被ガイド面との潤滑状態は、圧縮エアの空気圧により制御される。これにより、ガイド面と被ガイド面との潤滑状態を所望の潤滑状態に制御できると共に、駆動中に圧縮エアの空気圧を変動させることで、潤滑状態を切り替えることも可能となる。さらに、混合潤滑状態のガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に線形バネ特性が生じるように空気圧を調整することも可能となる。
【００７０】
また、本実施形態では特に、混合潤滑状態であるガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に線形バネ特性が生じるように、圧縮エアの空気圧が制御される。圧縮エアの空気圧を細かく調整することで、微小移動領域での線形バネの反力を汎用のサーボアンプ４の電流制御範囲に調整できる。これにより、１ｎｍオーダでも微小移動領域での線形バネの反力をつり合うような推力が制御でき、スライダ１３停止時の変動を大幅に低減できるので、スライダ１３停止時の振動を大幅に抑制できる。これにより、微小移動領域における線形バネ特性を利用して１ｎｍレベルの超精密位置決めを行うことができる。その結果、ヒステリシスのないリニアな比例動作を行うことができ、行き帰りのバックラッシュや移動指令に対する移動量の不足現象を防止できる。また、線形バネ特性が生じることにより、微小な反転動作を行っても機械的には連続であり、スティックスリップの発生を抑制できる。その結果、極低速の一定速送りの高精度化や位置決め動作の精度を向上することができる。また、空気圧を調整することで、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの隙間（スライダ１３の浮上量）を変化させ、これらの間の動摩擦係数を変化（前述した凝着に関わる面積を変化）させることができ、微小移動領域（静摩擦領域）での線形バネの強さを可変（前述した凝着する線形バネの数を可変）させることができる。これにより、線形バネ特性のバネ定数を装置構成等に応じて調整することが可能となるので、サーボアンプの微小電流制御範囲や要求性能に合わせ、微小移動領域での線形バネの強さを調整でき、設計の自由度を向上できる。例えば、汎用のサーボアンプ（ＰＷＭ制御方式のサーボアンプ等）を用いた場合では１ｎｍレベル、高分解能のサーボアンプ（リニアアンプ等）を用いた場合ではサブｎｍ（０．１ｎｍ＝１００ｐｍ）レベルの停止安全性が出せる可能性がある。
【００７１】
また、本実施形態では特に、ガイド部材１９は、ＦＲＰの一種であるＣＦＲＰで構成されている。ガイド部材１９をＦＲＰで構成することにより、ガイド部材１９の強度を高めることができる。また、エポキシ樹脂１９２は温度係数が正であり、炭素繊維１９１は温度係数が負であるため、ガイド部材１９をＣＦＲＰで構成することにより、ガイド部材１９の温度係数を小さく抑えることができる。これにより、温度変化によるガイド部材１９の変形を小さくすることができるので、ガイド部材１９の表面１９ａの面精度を向上できる。その結果、スライダ１３の動作状態でのピッチング、ヨーイング、真直度などの姿勢精度を向上できる。
【００７２】
また、本実施形態では特に、ガイド部材１９は、表面のエポキシ樹脂１９２を剥離して炭素繊維１９１の層を露出させる表面加工が行われている（図３を参照）。すなわち、ガイド部材１９では、エポキシ樹脂１９２から露出した炭素繊維１９１の突出部分の一部分が被ガイド部材２１の表面２１ａに凝着する。このとき、炭素繊維１９１を保持しているエポキシ樹脂１９２は炭素繊維１９１よりも柔らかいため、被ガイド部材２１の表面２１ａと凝着している炭素繊維１９１が数十ｎｍ程度横方向に動くと、エポキシ樹脂１９２が弾性変形してバネ弾性力を発生させる。上述したように、本実施形態における微小移動領域でのバネ定数は、上述した文献における微小移動領域でのバネ定数より約５０倍大きいので、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間でバネ弾性力を発生させることで、線形バネ特性を利用して１ｎｍレベルの超精密位置決めを行うことができる。また、圧縮エアの供給が停止された場合、ガイド部材１９の炭素繊維１９１と被ガイド部材２１の表面２１ａとが凝着したまま、エポキシ樹脂１９２が弾性変形して炭素繊維１９１が沈むと考えられる。したがって、圧縮エアの供給・停止によるスライダ１３の浮上・下降が繰り返し行われても、エポキシ樹脂１９２の弾性変形範囲内においては元の状態が復元できるため、軸受特性の変化（微接触状態の変化）を小さくできる。さらに、炭素繊維１９１は固く潤滑性が良いため、被ガイド部材２１の表面２１ａと接触していても摩耗し難く、また混合潤滑状態においてはエポキシ樹脂１９２は被ガイド部材２１の表面２１ａとほとんど接触しないため、樹脂の摩耗はほとんど生じない。したがって、ガイドレール１２の摩耗、発塵を防止できる。またさらに、炭素繊維１９１の突出部分の一部分が被ガイド部材２１の表面２１ａに凝着し、ガイド部材１９と被ガイド部材２１とを連結することで、これらの間に上下方向に微小な振動が発生した場合でも、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間隔を一定に保つことができる。これにより、ガイド部材１９と被ガイド部材２１との間の上下方向の振動を大幅に抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態では特に、被ガイド部材２１は、玉髄の一種である瑪瑙で構成されている。これにより、被ガイド部材２１を硬い材質で構成でき、摩耗を少なくできる。また、玉髄は、石英の非常に細かい結晶が緻密に固まった多結晶の鉱物であるため、石英などの単結晶材料に比べて方向性がないので加工し易いという利点がある。その結果、被ガイド部材２１の圧縮エア噴出孔２２などの細孔加工や、表面研磨がし易くなる。また、瑪瑙は、モース硬度が６．５〜７であり、硬度が高いのを利用して、化学用の乳鉢、天秤の支点、灰皿、置時計、火打石等に使われることもある材料である。この瑪瑙で被ガイド部材２１を構成することにより、硬さや摩擦係数の点で摩耗をさらに少なくできる。
【００７４】
また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、一般に移動時にガイドレールのガイド面とスライダの被ガイド面とが接触した場合、これらの面が摩耗するため、移動時のガイドレールとスライダとの隙間（スライダの浮上量）をある程度（例えば５μｍ程度）確保する必要があり、スライダの走り精度が低下するおそれがある。本実施形態では、ガイド部材１９をすべり摩擦の小さいＣＦＲＰで構成し、被ガイド部材２１をすべり摩擦の小さい瑪瑙で構成することで、仮に移動時にガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとが接触した場合でも、これらの面の摩耗を少なくすることができ、移動時のガイドレール１２とスライダ１３との隙間（スライダ１３の浮上量）を狭く（例えば１μｍ以下に）設定することができる。
【００７５】
また、本実施形態では特に、エア源５と、エア源５から供給される圧縮エアの空気圧を調整するレギュレータ６，７，８，９とを有し、混合潤滑状態であるガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間に線形バネ特性が生じるように調整された空気圧で圧縮エアを供給する。これにより、上述したようにスライダ１３停止時の振動を大幅に抑制できるので、微小移動領域における線形バネ特性を利用して１ｎｍレベルの超精密位置決めを行うことができる。その結果、ヒステリシスのないリニアな比例動作を行うことができ、行き帰りのバックラッシュや移動指令に対する移動量の不足現象を防止できる。また、空気圧を調整することで、上述したように線形バネ特性のバネ定数を装置構成等に応じて調整することが可能となるので、設計の自由度を向上できる。
【００７６】
また、本実施形態では特に、コントローラ２からの切替指令に基づき、被ガイド部材２１の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを、レギュレータ７で空気圧が調整された流体潤滑用圧力の圧縮エアと、レギュレータ８で空気圧が調整された混合潤滑用圧力の圧縮エアとに切り替える電磁弁１０を備えている。コントローラ２からの切替指令により電磁弁１０の２ポートの開閉を切り替えることで、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、圧縮エア噴出孔２２ｄに流体潤滑用圧力の圧縮エアを供給してガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を流体潤滑状態とし、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、圧縮エア噴出孔２２ｄに混合潤滑用圧力の圧縮エアを供給してガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を混合潤滑状態とすることができる。これにより、移動時にはスライダ１３を浮上させて高速に移動させ、位置決め時にはスライダ１３を各ガイドレール１２に対し微接触状態として線形バネ特性を生じさせることができるので、高速移動且つ超高精度な位置決めが可能なステージ制御システム１を実現できる。また、後述の（３）の変形例のように圧縮エアの空気圧を電空レギュレータで可変させる場合に比べ、本実施形態では予め定められた複数の空気圧に切り替えることで空気圧を変化させるため、空気圧の精度を高め、安定させることができる。
【００７７】
なお、上記実施形態では、電磁弁１０と圧縮エア噴出孔２２ｄとを連結し、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧により、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付したガイド部材１９の表面１９ａと、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付した被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を制御していたが、これに限られない。例えば、ガイド部材１９を、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに代えて上板部１２ｕの内面１２ｕａに貼付すると共に、被ガイド部材２１を、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに代えて上面に貼付し、電磁弁１０と被ガイド部材２１の表面２１ａに設けられた圧縮エア噴出孔とを連結して、当該圧縮エア噴出孔に供給する圧縮エアの空気圧により、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに貼付したガイド部材１９の表面１９ａと、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａに貼付した被ガイド部材２１の表面２１ａとの潤滑状態を制御してもよい。この場合、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに設けられた圧縮エア噴出孔には、レギュレータ６を連結し、レギュレータ６により空気圧が調整された圧縮エアを供給すればよい。
【００７８】
また、実施の形態は、上記内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【００７９】
（１）ガイド部材を一方のガイドレールの側板部の内面にも貼付し、被ガイド部材をスライダの一方の挿入部の側面にも貼付する場合
上記実施形態においては、ガイド部材１９を各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付し、被ガイド部材２１をスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付していたが、これに限られない。すなわち、ガイド部材１９を、２つのガイドレール１２のうち一方のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａにも貼付し、被ガイド部材２１を、スライダ１３の２つの挿入部２０のうち一方の挿入部２０の側面２０ｂにも貼付してもよい。
【００８０】
図１３に示すように、本変形例に係るステージ制御システム１Ａは、前述のコントローラ２と、ステージ装置３Ａと、前述のサーボアンプ４と、前述のエア源５と、前述のレギュレータ６，７，８と、レギュレータ９Ａ，２４ａ，２４ｂと、前述の電磁弁１０と、電磁弁２５とを備えている。
【００８１】
ステージ装置３Ａの構成は、上記実施形態に係るステージ装置３とほぼ同様である。但し、ステージ装置３Ａでは、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａ、及び、２つのガイドレール１２のうち一方のガイドレール１２（この例では、図１３中の右側のガイドレール１２）の側板部１２ｓの内面１２ｓａに、前述のガイド部材１９が貼付されている。また、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃ、及び、スライダ１３の２つの挿入部２０のうち一方の挿入部２０（この例では、図１３中の右側の挿入部２０）の側面２０ｂに、前述の被ガイド部材２１が貼付されている。各挿入部２０が各ガイドレール１２の凹条部１８に挿入されたとき、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａと各挿入部２０の上面２０ａとが上下方向に相対し、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが上下方向に相対し、左側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａと左側の挿入部２０の側面２０ｂとが左右方向に相対し、右側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂとが左右方向に相対する。
【００８２】
本変形例では、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａ、左側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａ、及び右側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ｂが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当する。以下適宜、ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ、ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａ、左側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａ、及び右側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ｂを「ガイド面」と総称する。また、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａ、各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａ、左側の挿入部２０の側面２０ｂ、及び右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂが、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａ、各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａ、左側の挿入部２０の側面２０ｂ、及び右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂを「被ガイド面」と総称する。
【００８３】
また、本変形例では、スライダ１３は、前述の圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄを有すると共に、左側の挿入部２０の側面２０ｂの前後方向両隅に、レギュレータ９Ａを介してエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｓ（以下適宜、「左側の圧縮エア噴出孔２２ｓ」と称する）を、右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂの前後方向両隅に、電磁弁２５及びレギュレータ２４ａ，２４ｂを介してエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｓ（以下適宜、「右側の圧縮エア噴出孔２２ｓ」と称する）を有している。
【００８４】
左側の圧縮エア噴出孔２２ｓは、左右方向に相対する左側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに向けて、エア源５からレギュレータ９Ａを介して供給された、面同士の潤滑状態を前述の流体潤滑状態にするように制御された所定圧力の圧縮エアを噴出する。流体潤滑状態となった左側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａとスライダ１３の左側の挿入部２０の側面２０ｂとは、互いに接触しないで、前述の非接触状態となる。
【００８５】
右側の圧縮エア噴出孔２２ｓは、左右方向に相対するガイド部材１９の表面１９ｂに向けて、レギュレータ２４ａ及び電磁弁２５を介して供給された前述の流体潤滑用圧力の圧縮エア、又は、レギュレータ２４ｂ及び電磁弁２５を介して供給された前述の混合潤滑用圧力の圧縮エアを噴出する。流体潤滑状態となったガイド部材１９の表面１９ｂと被ガイド部材２１の表面２１ｂとは、前述の非接触状態となる。混合潤滑状態となったガイド部材１９の表面１９ｂと被ガイド部材２１の表面２１ｂとは、前述の微接触状態となり、これら面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性が生じる。
【００８６】
ステージ装置３Ａにおいては、上下方向は、スライダ１３の荷重と、圧縮エア噴出孔２２ｕから噴出される圧縮エアのエア圧力と、圧縮エア噴出孔２２ｄから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９による前述のバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、左側の圧縮エア噴出孔２２ｓから噴出される圧縮エアのエア圧力と、右側の圧縮エア噴出孔２２ｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９によるバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６で発生した推力により、スライダ１３がガイドレール１２に沿って前後方向に移動する。
【００８７】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとの間、及び、右側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ｂとスライダ１３の右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂとの間で混合潤滑状態となり、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａとスライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａとの間、及び、左側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａとスライダ１３の左側の挿入部２０の側面２０ｂとの間で流体潤滑状態となり、混合潤滑状態となった各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａ、及び、右側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ｂとスライダ１３の右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂが微接触状態となり、それ以外のガイド面と被ガイド面とは非接触状態となる。
【００８８】
レギュレータ９Ａは、スライダ１３の左側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ９Ａにより空気圧が調整された圧縮エアは、左側の圧縮エア噴出孔２２ｓに上記所定圧力で供給される。レギュレータ２４ａは、スライダ１３の右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ２４ａにより空気圧が調整された圧縮エアは、電磁弁２５を介して右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに上記流体潤滑用圧力で供給される。レギュレータ２４ｂは、スライダ１３の右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアの空気圧を調整する。レギュレータ２４ｂにより空気圧が調整された圧縮エアは、電磁弁２５を介して右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに上記混合潤滑用圧力で供給される。
【００８９】
電磁弁２５は、コントローラ２からの切替指令に基づき、２ポートの開閉を切り替えることで、スライダ１３の右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアを、レギュレータ２４ａで空気圧が調整された上記流体潤滑用圧力の圧縮エアと、レギュレータ２４ｂで空気圧が調整された上記混合潤滑用圧力の圧縮エアとの間で切り替える。具体的には、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、前述の圧縮エアを流体潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令に基づき、レギュレータ２４ａ側のポートを開放すると共にレギュレータ２４ｂ側のポートを閉鎖することで、右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアを流体潤滑用圧力の圧縮エアに切り替える。一方、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、前述の圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令に基づき、レギュレータ２４ａ側のポートを閉鎖すると共にレギュレータ２４ｂ側のポートを開放することで、右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給する圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアに切り替える。
【００９０】
上記以外のステージ制御システム１Ａの構成は、上記実施形態に係るステージ制御システム１と同様である。なお、本変形例では、エア源５及びレギュレータ６，７，８，９Ａ，２４ａ，２４ｂが、特許請求の範囲に記載のエア供給装置に相当する。
【００９１】
ステージ制御システム１Ａにおいては、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、コントローラ２から圧縮エアを流体潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令が電磁弁１０，２５に出力され、圧縮エア噴出孔２２ｄ及び右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給される圧縮エアが、レギュレータ７，２４ａで空気圧が調整された流体潤滑用圧力の圧縮エアに切り替えられる。これにより、電磁弁１０，２５を介し流体潤滑用圧力の圧縮エアが圧縮エア噴出孔２２ｄ及び右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給され、各ガイド部材１９の表面と各被ガイド部材２１の表面とが流体潤滑状態（非接触状態）となる。一方、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、コントローラ２から圧縮エアを混合潤滑用圧力の圧縮エアとする旨の切替指令が電磁弁１０，２５に出力され、圧縮エア噴出孔２２ｄ及び右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給される圧縮エアが、レギュレータ８，２４ｂで空気圧が調整された混合潤滑用圧力の圧縮エアに切り替えられる。これにより、電磁弁１０，２５を介し混合潤滑用圧力の圧縮エアが圧縮エア噴出孔２２ｄ及び右側の圧縮エア噴出孔２２ｓに供給され、各ガイド部材１９の表面と各被ガイド部材２１の表面とが混合潤滑状態（微接触状態）となり、これら面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性が生じる。
【００９２】
本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上下方向に相対するガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面とに加え、左右方向に相対するガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面とを微接触状態とすることができるので、スライダ１３の上下方向の微小な変動を抑制すると共に、スライダ１３の左右方向の微小な変動を抑制することができる。
【００９３】
（２）ガイド部材を両方のガイドレールの側板部の内面にも貼付し、被ガイド部材をスライダの両方の挿入部の側面にも貼付する場合
前述の実施形態においては、ガイド部材１９を各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付し、被ガイド部材２１をスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付していたが、これに限られない。すなわち、ガイド部材１９を、２つのガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａにも貼付し、被ガイド部材２１を、スライダ１３の２つの挿入部２０の側面２０ｂにも貼付してもよい。
【００９４】
図１４に示すように、本変形例に係るステージ装置３Ｂの構成は、上記（１）の変形例に係るステージ装置３Ａとほぼ同様である。但し、ステージ装置３Ｂでは、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａ、及び、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに、前述のガイド部材１９が貼付されている。また、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃ、及び、スライダ１３の２つの挿入部２０の側面２０ｂに、前述の被ガイド部材２１が貼付されている。各挿入部２０が各ガイドレール１２の凹条部１８に挿入されたとき、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａと各挿入部２０の上面２０ａとが上下方向に相対し、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが上下方向に相対し、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ｂと各挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂとが左右方向に相対する。
【００９５】
本変形例では、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａと、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａ，１９ｂとが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当する。以下適宜、ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａと、ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａ，１９ｂとを「ガイド面」と総称する。また、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａと、各挿入部２０の下面２０ｃ及び側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａ，２１ｂとが、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、スライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａと、各挿入部２０の下面２０ｃ及び側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａ，２１ｂとを「被ガイド面」と総称する。
【００９６】
また、本変形例では、スライダ１３は、前述の圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄを有する。また、スライダ１３の左側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂの前後方向両隅には、電磁弁及び２つのレギュレータを介して前述のエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｓ（以下適宜、「左側の圧縮エア噴出孔２２ｓ」と称する）が設けられ、右側の挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂの前後方向両隅に、電磁弁及び２つのレギュレータを介して前述のエア源５に連結された圧縮エア噴出孔２２ｓ（以下適宜、「右側の圧縮エア噴出孔２２ｓ」と称する）が設けられている。
【００９７】
ステージ装置３Ｂにおいては、上下方向は、スライダ１３の荷重と、圧縮エア噴出孔２２ｕから噴出される圧縮エアのエア圧力と、圧縮エア噴出孔２２ｄから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９による前述のバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、左側の圧縮エア噴出孔２２ｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９によるバネ弾性力と、右側の圧縮エア噴出孔２２ｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９によるバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６で発生した推力により、スライダ１３がガイドレール１２に沿って前後方向に移動する。
【００９８】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとの間、及び、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の各挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂとの間で混合潤滑状態となり、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａとスライダ１３の各挿入部２０の上面２０ａとの間で流体潤滑状態となり、混合潤滑状態となった各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、圧縮エア噴出孔２２ｕ，２２ｄ，２２ｓに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとスライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａ、及び、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ｂとスライダ１３の各挿入部２０の側面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ｂが微接触状態となり、それ以外のガイド面と被ガイド面とは非接触状態となる。
【００９９】
本変形例によれば、上記（１）の変形例と同様、上下方向に相対するガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面とに加え、左右方向に相対するガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面とを微接触状態とすることができるので、スライダ１３の上下方向の微小な変動を抑制すると共に、スライダ１３の左右方向の微小な変動を抑制することができる。
【０１００】
（３）圧縮エアの空気圧を電空レギュレータで可変する場合
前述の実施形態においては、被ガイド部材２１の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを電磁弁１０で切り替える構成としたが、これに限られず、被ガイド部材２１の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアを電空レギュレータで可変させる構成としてもよい。
【０１０１】
図１５に示すように、本変形例に係るステージ制御システム１Ｃの構成は、前述の実施形態に係るステージ制御システム１とほぼ同様であるが、レギュレータ７，８及び電磁弁１０に代えて、前述のエア源５から供給される圧縮エアの空気圧を可変させる電空レギュレータ２３を設けた点が異なる。
【０１０２】
電空レギュレータ２３は、前述のコントローラ２からの可変指令に基づき、前述のスライダ１３の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を、前述の流体潤滑用圧力と前述の混合潤滑用圧力とに可変させる。具体的には、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、コントローラ２が、前述の移動指令を出力するのとほぼ同じタイミングで、圧縮エアの空気圧を流体潤滑用圧力とする旨の可変指令を出力する。すると、この可変指令に基づき、電空レギュレータ２３が、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を流体潤滑用圧力に可変させる。一方、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、コントローラ２が、スライダ１３が目標位置近傍まで近接したと前述のサーボアンプ４により判断された場合に、圧縮エアの空気圧を混合潤滑用圧力とする旨の可変指令を出力する。なお、サーボアンプ４が圧縮エアの空気圧を混合潤滑用圧力とする旨の可変指令を出力してもよい。すると、この可変指令に基づき、電空レギュレータ２３が、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を混合潤滑用圧力に切り替える。電空レギュレータ２３により空気圧が可変された圧縮エアは、圧縮エア噴出孔２２ｄに流体潤滑用圧力又は混合潤滑用圧力で供給される。圧縮エア噴出孔２２ｄは、上下方向に相対する前述のガイドレール１２のガイド部材１９の表面に向けて、エア源５から電空レギュレータ２３を介して供給された流体潤滑用圧力又は混合潤滑用圧力の圧縮エアを噴出する。
【０１０３】
上記以外のステージ制御システム１Ｃの構成は、前述の実施形態に係るステージ制御システム１と同様である。なお、本変形例では、エア源５、前述のレギュレータ６，９、及び電空レギュレータ２３が、特許請求の範囲に記載のエア供給装置に相当する。
【０１０４】
以上のように構成されたステージ制御システム１Ｃにおいては、スライダ１３の目標位置近傍までの移動を行う際には、コントローラ２から圧縮エアの空気圧を流体潤滑用圧力とする旨の可変指令が電空レギュレータ２３に出力され、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給される圧縮エアの空気圧が、電空レギュレータ２３で流体潤滑用圧力に可変される。これにより、流体潤滑用圧力の圧縮エアが圧縮エア噴出孔２２ｄに供給され、各ガイド部材１９の表面と前述のスライダ１３の各被ガイド部材２１の表面とが流体潤滑状態（非接触状態）となる。一方、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、コントローラ２から圧縮エアの空気圧を混合潤滑用圧力とする旨の可変指令が電空レギュレータ２３に出力され、圧縮エア噴出孔２２ｄに供給される圧縮エアの空気圧が、電空レギュレータ２３で混合潤滑用圧力に可変される。これにより、混合潤滑用圧力の圧縮エアが圧縮エア噴出孔２２ｄに供給され、各ガイド部材１９の表面と各被ガイド部材２１の表面とが混合潤滑状態（微接触状態）となり、これら面同士の間に微小移動領域において線形バネ特性が生じる。
【０１０５】
以上説明した本変形例においては、コントローラ２からの可変指令に基づき、被ガイド部材２１の圧縮エア噴出孔２２ｄに供給する圧縮エアの空気圧を、流体潤滑用圧力と混合潤滑用圧力とに可変させる電空レギュレータ２３を備えている。これにより、前述の実施形態と同様、高速移動且つ超高精度な位置決めが可能なステージ制御システム１Ｃを実現できる。また、前述の実施形態のように圧縮エアを電磁弁１０で切り替える構成とした場合には、予め定められた複数の空気圧に段階的に調整することしかできないが、本変形例においては電空レギュレータ２３によって圧縮エアの空気圧を所望の値に無段階に調整することができる。
【０１０６】
なお、前述の（１）の変形例や（２）の変形例のように、２つのガイドレール１２の一方又は両方の側板部１２ｓの内面１２ｓａにもガイド部材１９が貼付され、スライダ１３の２つの挿入部２０の一方又は両方の側面２０ｂにも被ガイド部材２１が貼付される場合に対し、上記（３）の変形例のような、被ガイド部材２１の圧縮エア噴出孔２２に供給する圧縮エアを電空レギュレータで可変させる方式を適用してもよい。
【０１０７】
（４）ガイドレール自体をＣＦＲＰで構成し、スライダ自体を瑪瑙で構成する場合
前述の実施形態では、ガイドレール１２にＣＦＲＰで構成されたガイド部材１９を貼付し、スライダ１３に瑪瑙で構成された被ガイド部材２１を貼付していたが、これに限られず、ガイドレール自体をＣＦＲＰで構成し、スライダ自体を瑪瑙で構成してもよい。
【０１０８】
図１６に示すように、本変形例に係るステージ装置３Ｄは、定盤１１上に前後方向に延びるように設置された断面視において略Ｔ字形状のガイドレール１２Ｄと、ガイドレール１２Ｄに移動方向を規制されたスライダ１３Ｄと、スライダ１３Ｄの推力を発生するリニアモータ１６と、スライダ１３Ｄの位置を検出するリニアスケール１７とを備えている。
【０１０９】
ガイドレール１２Ｄは、前述の実施形態に係るガイド部材１９と同様、表面のエポキシ樹脂１９２を剥離して炭素繊維１９１の層を露出させる表面加工（図３を参照）が行われたＣＦＲＰで構成されており、立設部１２Ｄｊ及び上板部１２Ｄｕを備えている。なお、上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａ、立設部１２Ｄｊを挟んで左右両側の下面１２Ｄｂ，１２Ｄｃ、及び左右両側面１２Ｄｄ，１２Ｄｅが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当する。以下適宜、上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａ、左右両側の下面１２Ｄｂ，１２Ｄｃ、及び左右両側面１２Ｄｄ，１２Ｄｅを「ガイド面」と総称する。
【０１１０】
スライダ１３Ｄは、前述の実施形態に係る被ガイド部材２１と同様、瑪瑙で構成されており、上板部１３Ｄｕ、左側下板部１３Ｄａ、右側下板部１３Ｄｂ、左側板部１３Ｄｃ、及び右側板部１３Ｄｄを備えている。なお、上記ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａに上下方向に相対する上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１、上板部１２Ｄｕの左側の下面１２Ｄｂに上下方向に相対する左側下板部１３Ｄａの上面１３Ｄ２、上板部１２Ｄｕの右側の下面１２Ｄｃに上下方向に相対する右側下板部１３Ｄｂの上面１３Ｄ３、上板部１２Ｄｕの左側面１２Ｄｄに相対する左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４、及び、上板部１２Ｄｕの右側面１２Ｄｅに相対する右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５が、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１、左側下板部１３Ｄａの上面１３Ｄ２、右側下板部１３Ｄｂの上面１３Ｄ３、左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４、及び右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５を「被ガイド面」と総称する。
【０１１１】
また、スライダ１３Ｄの上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１には、上下方向に相対するガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｄｕが設けられ、左側下板部１３Ｄａの上面１３Ｄ２には、上下方向に相対するガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側の下面１２Ｄｂに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｄｄが設けられ、右側下板部１３Ｄｂの上面１３Ｄ３には、上下方向に相対するガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側の下面１２Ｄｃに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｄｄが設けられ、左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４には、左右方向に相対するガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側面１２Ｄｄに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｄａが設けられ、右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５には、左右方向に相対するガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側面１２Ｄｅに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｄｂが設けられている。
【０１１２】
上記のように構成されたステージ装置３Ｄにおいては、上下方向は、圧縮エア噴出孔２２Ｄｕから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイドレール１２Ｄによる前述のバネ弾性力と、圧縮エア噴出孔２２Ｄｄから噴出される圧縮エアのエア圧力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、圧縮エア噴出孔２２Ｄａから噴出される圧縮エアのエア圧力と、圧縮エア噴出孔２２Ｄｂから噴出される圧縮エアのエア圧力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６で発生した推力により、スライダ１３Ｄがガイドレール１２Ｄに沿って前後方向に移動する。
【０１１３】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際には、ガイドレール１２Ｄのガイド面とスライダ１３Ｄの被ガイド面との潤滑状態が、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａとスライダ１３Ｄの上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１との間で混合潤滑状態となり、それ以外の領域で流体潤滑状態となり、混合潤滑状態となったガイドレール１２Ｄのガイド面とスライダ１３Ｄの被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、圧縮エア噴出孔２２Ｄｕ，２２Ｄｄ，２２Ｄａ，２２Ｄｂに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際には、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａとスライダ１３Ｄの上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１とが微接触状態となり、それ以外のガイド面と被ガイド面とは非接触状態となる。
【０１１４】
本変形例によれば、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
なお、上記（４）の変形例においては、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際に、ガイドレール１２Ｄのガイド面とスライダ１３Ｄの被ガイド面との潤滑状態が、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａとスライダ１３Ｄの上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１との間で混合潤滑状態となり、それ以外の領域で流体潤滑状態となるように制御していたが、これに限られない。すなわち、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際に、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側面１２Ｄｄとスライダ１３Ｄの左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４との間（又は、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側面１２Ｄｅとスライダ１３Ｄの右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５との間）の潤滑状態についても、混合潤滑状態とするように制御してもよい。この場合、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際には、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａとスライダ１３Ｄの上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１、及び、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側面１２Ｄｄとスライダ１３Ｄの左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４（又は、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側面１２Ｄｅとスライダ１３Ｄの右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５）が微接触状態となる。
【０１１６】
あるいは、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際に、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側面１２Ｄｄとスライダ１３Ｄの左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４との間、及び、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側面１２Ｄｅとスライダ１３Ｄの右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５との間の潤滑状態についても、混合潤滑状態とするように制御してもよい。この場合、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際には、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの上面１２Ｄａとスライダ１３Ｄの上板部１３Ｄｕの下面１３Ｄ１、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側面１２Ｄｄとスライダ１３Ｄの左側板部１３Ｄｃの右面１３Ｄ４、及び、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側面１２Ｄｅとスライダ１３Ｄの右側板部１３Ｄｄの左面Ｄ５が微接触状態となる。
【０１１７】
あるいは、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際に、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側の下面１２Ｄｂとスライダ１３Ｄの左側下板部１３Ｄａの上面１３Ｄ２との間、及び、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側の下面１２Ｄｃとスライダ１３Ｄの右側下板部１３Ｄｂの上面１３Ｄ３との間の潤滑状態についても、混合潤滑状態とするように制御してもよい。この場合、目標位置近傍においてスライダ１３Ｄの位置決めを行う際には、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの左側の下面１２Ｄｂとスライダ１３Ｄの左側下板部１３Ｄａの上面１３Ｄ２、及び、ガイドレール１２Ｄの上板部１２Ｄｕの右側の下面１２Ｄｃとスライダ１３Ｄの右側下板部１３Ｄｂの上面１３Ｄ３についても微接触状態となる。
【０１１８】
これらの場合も同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
（５）駆動装置として磁気吸引式のリニアモータを設ける場合（その１）
図１７に示すように、本変形例に係るステージ装置３Ｅは、上面に２つのガイド部材１９Ｅｕが貼付された定盤１１上に前後方向に延びるように平行に設置された２つのガイドレール１２Ｅと、ガイドレール１２Ｅに移動方向を規制された断面視において略逆Ｕ字形状のスライダ１３Ｅと、スライダ１３Ｅの推力を発生する磁気吸引式のリニアモータ１６Ｅ（駆動装置）と、スライダ１３Ｅの位置を検出するリニアスケール１７とを備えている。
【０１２０】
各ガイドレール１２Ｅの内面１２Ｅａには、ガイド部材１９Ｅｓが貼付されている。以下適宜、定盤１１の上面１１ａに貼付されたガイド部材１９Ｅｕと、ガイドレール１２の内面１２Ｅａに貼付されたガイド部材１９Ｅｓとを「ガイド部材１９Ｅ」と総称する。ガイド部材１９Ｅは、前述の実施形態に係るガイド部材１９と同様、表面のエポキシ樹脂１９２を剥離して炭素繊維１９１の層を露出させる表面加工（図３を参照）が行われたＣＦＲＰで構成されている。
【０１２１】
スライダ１３Ｅは、左右の側壁部１３Ｅｓを備えており、それら左右の側壁部１３Ｅｓの下面１３Ｅ１には被ガイド部材２１Ｅｄが貼付され、それら左右の側壁部１３Ｅｓの外側側面１３Ｅ２には被ガイド部材２１Ｅｓが貼付されている。以下適宜、これら被ガイド部材２１Ｅｄ及び被ガイド部材２１Ｅｓを「被ガイド部材２１Ｅ」と総称する。被ガイド部材２１Ｅは、前述の実施形態に係る被ガイド部材２１と同様、瑪瑙で構成されている。各被ガイド部材２１Ｅｄの表面２１Ｅ１は、上記定盤１１の上面１１ａに貼付された各ガイド部材１９Ｅｕの表面１９Ｅ１と上下方向に相対し、各被ガイド部材２１Ｅｓの表面２１Ｅ２は、上記各ガイドレール１２Ｅの内面１２Ｅａに貼付されたガイド部材１９Ｅｓの表面と左右方向に相対する。
【０１２２】
本変形例では、定盤１１の上面１１ａに貼付された各ガイド部材１９Ｅｕの表面１９Ｅ１及び各ガイドレール１２Ｅの内面１２Ｅａに貼付されたガイド部材１９Ｅｓの表面が、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当し、スライダ１３Ｅの各側壁部１３Ｅｓの下面１３Ｅ１に貼付された被ガイド部材２１Ｅｄの表面２１Ｅ１及びスライダ１３Ｅの各側壁部１３Ｅｓの外側側面１３Ｅ２に貼付された被ガイド部材２１Ｅｓの表面２１Ｅ２が、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、各ガイド部材１９Ｅｕの表面１９Ｅ１及び各ガイド部材１９Ｅｓの表面を「ガイド面」と総称し、各被ガイド部材２１Ｅｄの表面２１Ｅ１及び各被ガイド部材２１Ｅｓの表面２１Ｅ２を「被ガイド面」と総称する。
【０１２３】
また、スライダ１３Ｅの各被ガイド部材２１Ｅｄの表面２１Ｅ１には、上下方向に相対するガイド部材１９Ｅｕの表面１９Ｅ１に向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｅｄが設けられ、スライダ１３Ｅの左側の側壁部１３Ｅｓの外側側面１３Ｅ２に貼付された被ガイド部材２１Ｅｓ（以下適宜、「左側の被ガイド部材２１Ｅｓ」と称する）の表面２１Ｅ２には、左右方向に相対する左側のガイドレール１２Ｅの内面１２Ｅａに貼付されたガイド部材１９Ｅｓの表面１９Ｅ２に向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｅｓ（以下適宜、「左側の圧縮エア噴出孔２２Ｅｓ」と称する）が設けられ、右側の側壁部１３Ｅｓの外側側面１３Ｅ２に貼付された被ガイド部材２１Ｅｓ（以下適宜、「右側の被ガイド部材２１Ｅｓ」と称する）の表面２１Ｅ２には、左右方向に相対する右側のガイドレール１２Ｅの内面１２Ｅａに貼付されたガイド部材１９Ｅｓの表面１９Ｅ２に向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｅｓ（以下適宜、「右側の圧縮エア噴出孔２２Ｅｓ」と称する）が設けられている。
【０１２４】
ステージ装置３Ｅにおいては、上下方向は、スライダ１３Ｅの荷重と、圧縮エア噴出孔２２Ｅｄから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９Ｅｕによる前述のバネ弾性力と、リニアモータ１６Ｅによる磁気吸引力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、左側の圧縮エア噴出孔２２Ｅｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及び左側のガイド部材１９Ｅｓによるバネ弾性力と、右側の圧縮エア噴出孔２２Ｅｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及び右側のガイド部材１９Ｅｓによるバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６Ｅで発生した推力により、スライダ１３Ｅがガイドレール１２Ｅに沿って前後方向に移動する。
【０１２５】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３Ｅの位置決めを行う際には、定盤１１及び各ガイドレール１２Ｅのガイド面とスライダ１３Ｅの被ガイド面との潤滑状態が、全ての領域で混合潤滑状態となるように、圧縮エア噴出孔２２Ｅｄ，２２Ｅｓに供給される圧縮エアの空気圧、及び、リニアモータ１６Ｅによる電磁吸引力により制御される。具体的には、各ガイド部材１９Ｅｕの表面１９Ｅ１と各被ガイド部材２１Ｅｄの表面２１Ｅ１との間、及び、各ガイド部材１９Ｅｓの表面と各被ガイド部材２１Ｅｓの表面２１Ｅ２との間で混合潤滑状態となり、混合潤滑状態となった各ガイドレール１２Ｅのガイド面とスライダ１３Ｅの被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３Ｅの位置決めを行う際には、各ガイド部材１９Ｅｕの表面１９Ｅ１と各被ガイド部材２１Ｅｄの表面２１Ｅ１、及び、各ガイド部材１９Ｅｓの表面と各被ガイド部材２１Ｅｓの表面２１Ｅ２が微接触状態となる。
【０１２６】
本変形例によれば、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
（６）駆動装置として磁気吸引式のリニアモータを設ける場合（その２）
図１８に示すように、本変形例に係るステージ装置３Ｆは、定盤１１上に前後方向に延びるように設置されたガイドレール１２Ｆと、ガイドレール１２Ｆに移動方向を規制されたスライダ１３Ｆと、スライダ１３Ｆの推力を発生する磁気吸引式のリニアモータ１６Ｆ（駆動装置）と、スライダ１３Ｆの位置を検出する図示しないリニアスケール（位置検出装置）とを備えている。
【０１２８】
ガイドレール１２Ｆの上面１２Ｆａの左右両端部にはガイド部材１９Ｆｕが貼付され、ガイドレール１２Ｆの左右両側面１２Ｆｂにはガイド部材１９Ｆｓが貼付されている。以下適宜、これらガイド部材１９Ｆｕ及びガイド部材１９Ｆｓを「ガイド部材１９Ｆ」と総称する。ガイド部材１９Ｆは、前述の実施形態に係るガイド部材１９と同様、表面のエポキシ樹脂１９２を剥離して炭素繊維１９１の層を露出させる表面加工（図３を参照）が行われたＣＦＲＰで構成されている。
【０１２９】
スライダ１３Ｆは、上板部１３Ｆｕ及び左右の側板部１３Ｆｓを備えている。上板部１３Ｆｕの下面には、凹部２６が設けられている。上板部１３Ｆｕにおける凹部２６を挟んで左右両側には被ガイド部材２１Ｆｄが貼付され、左右の側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａには被ガイド部材２１Ｆｓが貼付されている。以下適宜、これら被ガイド部材２１Ｆｄ及び被ガイド部材２１Ｆｓを「被ガイド部材２１Ｆ」と総称する。被ガイド部材２１Ｆは、前述の実施形態に係る被ガイド部材２１と同様、瑪瑙で構成されている。各被ガイド部材２１Ｆｄの表面２１Ｆａは、上記ガイドレール１２Ｆの上面１２Ｆａに貼付された各ガイド部材１９Ｆｕの表面１９Ｆａと上下方向に相対し、各被ガイド部材２１Ｆｓの表面２１Ｆｂは、上記ガイドレール１２Ｆの側面１２Ｆｂに貼付された各ガイド部材１９Ｆｓに左右方向に相対する。
【０１３０】
本変形例では、ガイドレール１２Ｆの上面１２Ｆａの左右両端部に貼付されたガイド部材１９Ｆｕの表面１９Ｆａ及びガイドレール１２Ｆの左右両側面１２Ｆｂに貼付されたガイド部材１９Ｆｓの表面１９Ｆｂが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当し、スライダ１３Ｆの上板部１３Ｆｕにおける凹部２６を挟んで左右両側に貼付された被ガイド部材２１Ｆｄの表面２１Ｆａ及びスライダ１３Ｆの各側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａに貼付された被ガイド部材２１Ｆｓの表面２１Ｆｂが、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、各ガイド部材１９Ｆｕの表面１９Ｆａ及び各ガイド部材１９Ｆｓの表面１９Ｆｂを「ガイド面」と総称し、各被ガイド部材２１Ｆｄの表面２１Ｆａ及び各被ガイド部材２１Ｆｓの表面２１Ｆｂを「被ガイド面」と総称する。
【０１３１】
また、スライダ１３Ｆの各被ガイド部材２１Ｆｄの表面２１Ｆａには、上下方向に相対するガイド部材１９Ｆｕの表面１９Ｆａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｆｄが設けられ、左側の側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａに貼付された被ガイド部材２１Ｆｓ（以下適宜、「左側の被ガイド部材２１Ｆｓ」と称する）の表面には、左右方向に相対するガイドレール１２Ｆの左側面に貼付されたガイド部材１９Ｆｓの表面１９Ｆｂに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｆｓ（以下適宜、「左側の圧縮エア噴出孔２２Ｆｓ」と称する）が設けられ、右側の側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａに貼付された被ガイド部材２１Ｆｓ（以下適宜、「右側の被ガイド部材２１Ｆｓ」と称する）の表面には、左右方向に相対するガイドレール１２Ｆの右側面１２Ｆｂに貼付されたガイド部材１９Ｆｓの表面１９Ｆｂに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｆｓ（以下適宜、「右側の圧縮エア噴出孔２２Ｆｓ」と称する）が設けられている。
【０１３２】
ステージ装置３Ｆにおいては、上下方向は、スライダ１３Ｆの荷重と、圧縮エア噴出孔２２Ｆｄから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９Ｆｕによる前述のバネ弾性力と、リニアモータ１６Ｆによる磁気吸引力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、左側の圧縮エア噴出孔２２Ｆｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及び左側のガイド部材１９Ｆｓによるバネ弾性力と、右側の圧縮エア噴出孔２２Ｆｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及び右側のガイド部材１９Ｆｓによるバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６Ｆで発生した推力により、スライダ１３Ｆがガイドレール１２Ｆに沿って前後方向に移動する。
【０１３３】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３Ｆの位置決めを行う際には、ガイドレール１２Ｆのガイド面とスライダ１３Ｆの被ガイド面との潤滑状態が、全ての領域で混合潤滑状態となるように、圧縮エア噴出孔２２Ｆｄ，２２Ｆｓに供給される圧縮エアの空気圧、及び、リニアモータ１６Ｆによる電磁吸引力により制御される。具体的には、各ガイド部材１９Ｆｕの表面１９Ｆａと各被ガイド部材２１Ｆｄの表面２１Ｆａとの間、及び、各ガイド部材１９Ｆｓの表面１９Ｆｂと各被ガイド部材２１Ｆｓの表面２１Ｆｂとの間で混合潤滑状態となり、混合潤滑状態となったガイドレール１２Ｆのガイド面とスライダ１３Ｆの被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３Ｆの位置決めを行う際には、各ガイド部材１９Ｆｕの表面１９Ｆａと各被ガイド部材２１Ｆｄの表面２１Ｆａ、及び、各ガイド部材１９Ｆｓの表面１９Ｆｂと各被ガイド部材２１Ｆｓの表面２１Ｆｂが微接触状態となる。
【０１３４】
本変形例によれば、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
なお、上記（６）の変形例においては、ガイド部材１９Ｆｓをガイドレール１２Ｆの左右両側面１２Ｆｂに貼付し、被ガイド部材２１Ｆｓをスライダ１３Ｆの左右の側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａに貼付していたが、これに限られない。すなわち、ガイド部材１９Ｆｓをガイドレール１２Ｆの片方の側面１２Ｆｂだけに貼付し、被ガイド部材２１Ｆｓをスライダ１３Ｆの片方の側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａだけに貼付してもよい。例えば、ガイド部材１９Ｆｓをガイドレール１２Ｆの右側面１２Ｆｂだけに貼付し、被ガイド部材２１Ｆｓをスライダ１３Ｆの右側の側板部１３Ｆｓの内側側面１３Ｆａだけに貼付する場合、左側の圧縮エア噴出孔２２Ｆｓは、相対する面同士の潤滑状態が流体潤滑状態となる空気圧で圧縮エアを噴出する。また、右側の圧縮エア噴出孔２２Ｆｓ及び圧縮エア噴出孔２２Ｆｄは、目標位置近傍までの移動を行う際には、相対する面同士の潤滑状態が流体潤滑状態となる空気圧で圧縮エアを噴出し、目標位置近傍においてスライダ１３Ｆの位置決めを行う際には、相対する面同士の潤滑状態が混合潤滑状態となる空気圧で圧縮エアを噴出する。
【０１３６】
（７）ステージ装置を天井に取り付ける場合
本変形例は、ステージ装置を天井に取り付ける場合に最適な変形例である。図１９に示すように、本変形例に係るステージ装置３Ｇの構成は、前述の実施形態に係るステージ装置３とほぼ同様である。但し、ステージ装置３Ｇは、図１に示すステージ装置３が１８０度回転した上下逆さまの状態で、定盤１１のガイドレール１２の設置面とは反対側の面が天井２７に固定されている。したがって、図１中の下方は図１９中の上方に対応し、図１中の上方は図１９中の下方に対応し、図１中の右方は図１９中の左方に対応し、図１中の左方は図１９中の右方に対応している。そして、ステージ装置３Ｇでは、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに、前述のガイド部材１９が貼付されている。また、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃ（図１９中の下側の面）に、前述の被ガイド部材２１が貼付されている。各挿入部２０が各ガイドレール１２の凹条部１８に挿入されたとき、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに貼付されたガイド部材１９の表面と各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが上下方向（図１９中の上−下方向）に相対し、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａと各挿入部２０の上面２０ａ（図１９中の上側の面）とが上下方向に相対し、各ガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａと各挿入部２０の側面２０ｂとが左右方向（図１９中の左−右方向）に相対する。
【０１３７】
本変形例では、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａとが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当する。以下適宜、ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと、ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａ及び側板部１２ｓの内面１２ｓａとを「ガイド面」と総称する。また、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａと、各挿入部２０の上面２０ａ及び側面２０ｂとが、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、スライダ１３の各挿入部２０の下面２０ｃに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａと、各挿入部２０の上面２０ａ及び側面２０ｂとを「被ガイド面」と総称する。
【０１３８】
また、本変形例では、スライダ１３の各被ガイド部材２１の表面２１ａには、上下方向に相対するガイド部材１９の表面１９ａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｇｕを、各挿入部２０の上面２０ａが設けられ、上下方向に相対するガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｇｄが設けられ、各挿入部２０の側面２０ｂに、左右方向に相対するガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｇｓが設けられている。
【０１３９】
ステージ装置３Ｇにおいては、上下方向は、スライダ１３等の荷重と、圧縮エア噴出孔２２Ｇｕから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９による前述のバネ弾性力と、圧縮エア噴出孔２２Ｇｄから噴出される圧縮エアのエア圧力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、図示左側の圧縮エア噴出孔２２Ｇｓから噴出される圧縮エアのエア圧力と、図示右側の圧縮エア噴出孔２２Ｇｓから噴出される圧縮エアのエア圧力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６で発生した推力により、スライダ１３がガイドレール１２に沿って前後方向に移動する。
【０１４０】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面の潤滑状態が、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとの間で混合潤滑状態となり、それ以外の領域で流体潤滑状態となり、混合潤滑状態となった各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、圧縮エア噴出孔２２Ｇｕ，２２Ｇｄ，２２Ｇｓに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイド部材１９の表面１９ａと各被ガイド部材２１の表面２１ａとが微接触状態となり、それ以外のガイド面と被ガイド面とは非接触状態となる。
【０１４１】
本変形例によれば、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４２】
（８）ステージ装置を壁に取り付ける場合
本変形例は、ステージ装置を壁に取り付ける場合に最適な変形例である。図２０に示すように、本変形例に係るステージ装置３Ｈの構成は、前述の実施形態に係るステージ装置３とほぼ同様である。但し、ステージ装置３Ｈは、図１に示すステージ装置３が時計回りに９０度回転した状態で、定盤１１のガイドレール１２の設置面とは反対側の面が壁２８に固定されている。したがって、図１中の下方は図２０中の左方に対応し、図１中の上方は図２０中の右方に対応し、図１中の右方は図２０中の下方に対応し、図１中の左方は図２０中の上方に対応している。そして、ステージ装置３Ｈでは、図示下側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに、前述のガイド部材１９が貼付されている。また、スライダ１３の図示下側の挿入部２０の下面２０ｂ（図２０中の下側の面）に、前述の被ガイド部材２１が貼付されている。各挿入部２０が各ガイドレール１２の凹条部１８に挿入されたとき、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａと各挿入部２０の右面２０ａ（図２０中の右側の面）とが左右方向（図２０中の左−右方向）に相対し、各ガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａと各挿入部２０の左面２０ｃ（図２０中の左側の面）とが左右方向に相対し、図示上側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａと図示上側の挿入部２０の上面２０ｂ（図２０中の上側の面）とが上下方向（図１９中の上−下方向）に相対し、図示下側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａと図示下側の挿入部２０の下面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが上下方向に相対する。
【０１４３】
本変形例では、各ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ及び下板部１２ｄの内面１２ｄａと、図示上側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａと、図示下側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとが、特許請求の範囲に記載のガイド面に相当する。以下適宜、ガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａ及び下板部１２ｄの内面１２ｄａと、図示上側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａと、図示下側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに貼付されたガイド部材１９の表面１９ａとを「ガイド面」と総称する。また、スライダ１３の各挿入部２０の右面２０ａ及び左面２０ｃと、図示上側の挿入部２０の上面２０ｂと、図示下側の挿入部２０の下面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとが、特許請求の範囲に記載の被ガイド面に相当する。以下適宜、スライダ１３の各挿入部２０の右面２０ａ及び左面２０ｃと、図示上側の挿入部２０の上面２０ｂと、図示下側の挿入部２０の下面２０ｂに貼付された被ガイド部材２１の表面２１ａとを「被ガイド面」と総称する。
【０１４４】
また、本変形例では、スライダ１３の各挿入部２０の右面２０ａには、左右方向に相対するガイドレール１２の上板部１２ｕの内面１２ｕａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｈｕが設けられ、各挿入部２０の左面２０ｃには、左右方向に相対するガイドレール１２の下板部１２ｄの内面１２ｄａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｈｄが設けられ、図示上側の挿入部２０の上面２０ｂには、上下方向に相対する図示上側のガイドレール１２の側板部１２ｓの内面１２ｓａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｈｓが設けられ、被ガイド部材２１の表面２１ａには、上下方向に相対するガイド部材１９の表面１９ａに向けて圧縮エアを噴出する圧縮エア噴出孔２２Ｈｓが設けられている。
【０１４５】
ステージ装置３Ｈにおいては、上下方向は、スライダ１３等の荷重と、図示上側の圧縮エア噴出孔２２Ｈｓから噴出される圧縮エアのエア圧力と、図示下側の圧縮エア噴出孔２２Ｈｓから噴出される圧縮エアのエア圧力及びガイド部材１９による前述のバネ弾性力とのバランスにより姿勢維持する。左右方向は、圧縮エア噴出孔２２Ｈｕから噴出される圧縮エアのエア圧力と、圧縮エア噴出孔２２Ｈｄから噴出される圧縮エアのエア圧力とのバランスにより姿勢維持する。そして、リニアモータ１６で発生した推力により、スライダ１３がガイドレール１２に沿って前後方向に移動する。
【０１４６】
そして、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面の潤滑状態が、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとの間で混合潤滑状態となり、それ以外の領域で流体潤滑状態となり、混合潤滑状態となった各ガイドレール１２のガイド面とスライダ１３の被ガイド面との間に微小移動領域において線形バネ特性が生じるように、圧縮エア噴出孔２２Ｈｕ，２２Ｈｄ，２２Ｈｓに供給される圧縮エアの空気圧により制御される。したがって、目標位置近傍においてスライダ１３の位置決めを行う際には、ガイド部材１９の表面１９ａと被ガイド部材２１の表面２１ａとが微接触状態となり、それ以外のガイド面と被ガイド面とは非接触状態となる。
【０１４７】
本変形例によれば、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４８】
（９）その他
以上では、ガイドレール１２のガイド部材１９等（又は、ガイドレール１２Ｄ自体）をＦＲＰの一種であるＣＦＲＰで構成し、スライダ１３の被ガイド部材２１等（又は、スライダ１３Ｄ自体）を玉髄の一種である瑪瑙で構成していたが、これに限られない。上記とは反対に、ガイドレールのガイド部材（又は、ガイドレール自体）を瑪瑙等で構成し、スライダの被ガイド部材（又は、スライダ自体）をＣＦＲＰ等で構成してもよい。
【０１４９】
また以上では、ガイドレール１２のガイド部材１９等（又は、ガイドレール１２Ｄ自体）を、ＦＲＰの一種であるＣＦＲＰで構成していたが、これに限られない。すなわち、ガイドレールのガイド部材（又は、ガイドレール自体）、若しくは、スライダの被ガイド部材（又は、スライダ自体）をガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の他の種類のＦＲＰで構成してもよい。あるいは、ＦＲＰ以外の材料、例えばカーボンナノチューブを樹脂で固めた材料で構成してもよい。
【０１５０】
さらに以上では、スライダ１３の被ガイド部材２１等（又は、スライダ１３Ｄ自体）を、玉髄の一種である瑪瑙で構成していたが、これに限られない。すなわち、スライダの被ガイド部材（又は、スライダ自体）、若しくは、ガイドレールのガイド部材（又は、ガイドレール自体）を紅玉髄、緑玉髄、碧玉、血石等の他の種類の玉髄で構成してもよい。あるいは、玉髄以外の材料、例えば石英、セラミックス、ルビー、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ‐Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）等で構成してもよい。
【０１５１】
さらに以上では、駆動装置としてリニアモータ１６等を用いたが、これに限られず、他の駆動装置を用いてもよい。
【０１５２】
さらに以上では、位置検出装置としてリニアスケール１７を用いたが、これに限られず、他の位置検出装置を用いてもよい。
【０１５３】
また、以上既に述べた以外にも、前述の実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【０１５４】
その他、一々例示はしないが、前述の実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０１５５】
１                            ステージ制御システム
１Ａ，Ｃ                      ステージ制御システム
２                            コントローラ
３                            ステージ装置
３Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ  ステージ装置
４                            サーボアンプ
５                            エア源
６                            レギュレータ
７                            レギュレータ
８                            レギュレータ
９                            レギュレータ
９Ａ                          レギュレータ
１０                          電磁弁
１１                          定盤
１２                          ガイドレール
１２ｄ                        下板部
１２ｓ                        側板部
１２ｕ                        上板部
１２Ｄ                        ガイドレール
１２Ｄｊ                      立設部
１２Ｄｕ                      上板部
１２Ｅ，Ｆ                    ガイドレール
１３                          スライダ
１３Ｄ                        スライダ
１３Ｄａ                      左側下板部
１３Ｄｂ                      右側下板部
１３Ｄｃ                      左側板部
１３Ｄｄ                      右側板部
１３Ｄｕ                      上板部
１３Ｅ                        スライダ
１３Ｅｓ                      側板部
１３Ｆ                        スライダ
１３Ｆｓ                      側板部
１３Ｆｕ                      上板部
１４                          支持部材
１５                          トップベース
１６                          リニアモータ（駆動装置）
１６Ｅ，Ｆ                    リニアモータ（駆動装置）
１７                          リニアスケール（位置検出装置）
１８                          凹条部
１９                          ガイド部材
１９Ｅｓ，Ｅｕ                ガイド部材
１９Ｆｓ，Ｆｕ                ガイド部材
２０                          挿入部
２１                          被ガイド部材
２１Ｅｄ，Ｅｓ                被ガイド部材
２１Ｆｄ，Ｆｓ                被ガイド部材
２２ｄ，ｓ，ｕ                圧縮エア噴出孔
２２Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｄ，Ｄｕ    圧縮エア噴出孔
２２Ｅｄ，Ｅｓ                圧縮エア噴出孔
２２Ｆｄ，Ｆｓ                圧縮エア噴出孔
２２Ｇｄ，Ｇｓ，Ｇｕ          圧縮エア噴出孔
２２Ｈｄ，Ｈｓ，Ｈｕ          圧縮エア噴出孔
２３                          電空レギュレータ
２４ａ，ｂ                    レギュレータ
２５                          電磁弁
２６                          凹部
２７                          天井
２８                          壁
１９１                        炭素繊維
１９２                        エポキシ樹脂
Ｆ                            凝着部分
Ｐ                            研磨機
Ｓ                            バネ要素
【図１】
0005618263.tif 000002
【図２】
0005618263.tif 000003
【図３】
0005618263.tif 000004
【図４】
0005618263.tif 000005
【図５】
0005618263.tif 000006
【図６】
0005618263.tif 000007
【図７】
0005618263.tif 000008
【図８】
0005618263.tif 000009
【図９】
0005618263.tif 000010
【図１０】
0005618263.tif 000011
【図１１】
0005618263.tif 000012
【図１２】
0005618263.tif 000013
【図１３】
0005618263.tif 000014
【図１４】
0005618263.tif 000015
【図１５】
0005618263.tif 000016
【図１６】
0005618263.tif 000017
【図１７】
0005618263.tif 000018
【図１８】
0005618263.tif 000019
【図１９】
0005618263.tif 000020
【図２０】
0005618263.tif 000021