(57)【要約】【課題】位置決めすべきステージを、ローラ駆動方式により自動位置決めするローラ駆動式ステージ位置決め装置を提供すること。【解決手段】基体１と、基体に設けたガイドレール２に沿って移動可能であり、ステージ３を備え、該ステージに対して一体的に組み立てられたトラックプレート４を備えたステージ組立体５と、トラックプレートの一方の面に当接し、ガイドレールに対して直交する方向に沿って軸心を有する送りローラ６と、送りローラを回転駆動するための回転駆動源７と、トラックプレートの他方の面に当接し、送りローラとによりトラックプレートを挟み込む加圧ローラ８とを含むものからなり、送りローラを回転することによって、トラックプレートを介して前記ステージ組立体を移動するようにしたことを特徴とするローラ駆動式ステージ位置決め装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体に設けたガイドレールに沿って移動可能であり、ステージを備え、該ステージに対して一体的に組み立てられたトラックプレートを備えたステージ組立体と、
前記トラックプレートの一方の面に当接し、前記ガイドレールに対して直交する方向に沿って軸心を有する送りローラと、
前記送りローラを回転駆動するための回転駆動源と、
前記トラックプレートの他方の面に当接し、前記送りローラとにより前記トラックプレートを挟み込む加圧ローラとを含むものからなり、
前記送りローラを回転することによって、前記トラックプレートを介して前記ステージ組立体を移動するようにしたことを特徴とするローラ駆動式ステージ位置決め装置。
【請求項２】
前記送りローラのローラ径を変更可能に設計してなることを特徴とする請求項１に記載のローラ駆動式ステージ位置決め装置。
【請求項３】
前記加圧ローラが、一対のローラ対からなり、その各軸心が、前記送りローラの軸心に対して平行であり、前記送りローラの軸心位置から等距離ずつ離れた位置に軸心を有するものからなることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のローラ駆動式ステージ位置決め装置。
【請求項４】
前記加圧ローラを前記トラックプレートに押し付け、当該押し付け圧を任意に設定可能になした押し付け圧設定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のローラ駆動式ステージ位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動組立機あるいは画像処理検査機などの機器装置において、位置決めすべきステージを、ローラ駆動方式により自動位置決めするためのローラ駆動式ステージ位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動組立機あるいは画像処理検査機などの機器装置において、サーボモータあるいはステッピングモータを用いてステージを移動させ、自動位置決めする手段として、特許文献１および特許文献２に開示されるようなボールねじ駆動方式が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ボールねじを大トルクで回転駆動させる場合、大型モータを必要としていた従来技術に対して、一本のボールねじの両端にモータを接続し、この一対のモータによりボールねじを回転することによって、小型モータで大型モータ駆動に相当する回転力を得る構成が開示されている。この特許文献１に開示される技術によれば、当該ボールねじを駆動させるためには、トルクの関係上、ボールねじの一端に大型モータを接続するか、あるいは、ボールねじの両端に一対の小型モータを接続するかという要件が求められるものであって、コストの面においても、モータ設置スペースの面においても大きな課題を有するものであった。
【０００４】
特許文献２には、その課題として、ボールねじを回転させるためのモータとボールねじナットまでの距離が、被駆動体の移動に伴って変化し、その距離が大きくなるとたわみが生じ、誤差の補正が困難であるという課題を解決するため、位置決め誤差が平均化されて均一になるよう二本のボールねじを対にして平行に配置し、それぞれのボールねじの端部にボールねじ駆動モータを設ける構成が開示されている。この特許文献２に開示される技術によれば、二本のボールねじ、並びに、それぞれを駆動する二つのボールねじ駆動モータを要件とするものであって、特許文献１に開示の技術と同様、コスト面並びに設置スペース面において課題を有するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４６６９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１４１１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ステージを自動位置決めするための手段としてのボールねじ駆動方式は、上記従来技術にみられる課題に加えて、それらを構成する部品と組立に高い精度が要求されるため、製造コストの低減が困難であるという大きな課題を有している。
【０００７】
さらに、今日の画像処理技術の目覚ましい向上により、ステージの位置決め精度への依存が低くなっているので、位置決め精度上、オーバースペックになる場合が多いという課題も指摘されている。
【０００８】
ステージを自動位置決めするための手段としての他の駆動方法では、安価で高速移動が可能なタイミングベルトによる送り方法がある。このタイミングベルト送り方式のものは、プーリーの慣性モーメントやベルトの張力の影響、柔軟なベルトを使用する構造上、位置決め停止時の振動の制停に時間がかかり、応答性に劣るという大きな課題を有していた。
【０００９】
そこで、この発明は、上記するような従来技術にみられる問題点を解消しようとするものであって、自動組立機あるいは画像処理検査機などの機器装置に対して、サーボモータあるいはステッピングモータを用いてステージを移動させ、自動位置決めする手段として、ローラ駆動方式を採用した新規な構成でなるローラ駆動式ステージ位置決め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体的には、基体と、この基体に設けたガイドレールに沿って移動可能であり、ステージを備え、該ステージに対して一体的に組み立てられたトラックプレートを備えたステージ組立体と、該トラックプレートの一方の面に当接し、ガイドレールに対して直交する方向に沿って軸心を有する送りローラと、該送りローラを回転駆動するための回転駆動源と、トラックプレートの他方の面に当接し、送りローラとによりトラックプレートを挟み込む加圧ローラとを含むものからなり、送りローラを回転することによって、トラックプレートを介してステージ組立体を移動するようにしたことを特徴とするローラ駆動式ステージ位置決め装置を構成するものである。
【００１１】
さらに、この発明において、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のローラ駆動式ステージ位置決め装置であって、送りローラのローラ径を変更可能に設計してなることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、この発明において、請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載のローラ駆動式ステージ位置決め装置であって、加圧ローラが、一対のローラ対からなり、その各軸心が、前記送りローラの軸心に対して平行であり、前記送りローラの軸心位置から等距離ずつ離れた位置に軸心を有するものからなることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、この発明において、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のローラ駆動式ステージ位置決め装置であって、加圧ローラをトラックプレートに押し付け、当該押し付け圧を任意に設定可能になした押し付け圧設定手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上の構成になるこの発明のローラ駆動式ステージ位置決め装置は、一つの回転駆動源によって回転制御される送りローラ６と、加圧ローラ８とによって、ステージ組立体５におけるトラックプレート４を挟み込み、送りローラ６の回転駆動によりステージ組立体５を移動させてステージの位置決めを行うようにしたものであり、構造がシンプルであるため、部品加工工数、組立工数を減らすことができ、経済的に極めて有利に作用するとともに、当該装置の設置に関しても省スペース化が図れるという点において極めて有効に作用するものといえる。
【００１５】
さらに、この発明になるローラ駆動式ステージ位置決め装置は、送りローラ６のローラ径を変更可能にしたことにより、ステージの位置決め精度と移動速度のバランスをとることができ、この点においてをも極めて有効に作用するものといえる。
【００１６】
さらに、この発明になるローラ駆動式ステージ位置決め装置は、加圧ローラ８の加圧力を変更制御することにより、移動推力の上限が任意に設定でき、異常時、積載物や周辺機器の損傷を防ぐことができ、この点においてをも極めて有効に作用するものといえる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明にかかるローラ駆動式ステージ位置決め装置の具体的な一実施例を示す概略的な斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿って断面にして示す概略的なＡ−Ａ線断面斜視図である。
【図３】図３は、図１におけるＢ−Ｂ線に沿って断面にして示す概略的なＢ−Ｂ線断面斜視図である。
【図４】図４は、図２における断面の状態を、矢印Ｙ１の方向からみた概略的な断面図である。
【図５】図５は、図３における断面の状態を、矢印Ｙ２の方向からみた概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明になるローラ駆動式ステージ位置決め装置について、図面に示す具体的な実施例にもとづいて詳細に説明する。
まず、この発明になるローラ駆動式ステージ位置決め装置ＬＤは、例えば、静止系の構成部材である基体１を有し、この基体１に対して相対的に移動するステージ組立体５を組み合わせた構成のものからなっている。前記基体１は、基体プレート１１を介して、当該ステージ位置決め装置ＬＤを取り付けるべき機器装置に対して固定設置されるようになっている。前記基体１には、起立壁部材１２を介して、その上部に一対のガイドレール２、２と、後述する送りローラ６の軸方向両端部を、ベアリング１３、１３を介して軸支する軸受手段１４、１４が設けてある。
【００１９】
この基体１に対して、前記ステージ組立体５は、以下に示すような構成のものからなっている。前記ステージ組立体５は、ステージ３と、このステージ３に対して一体的に組み付けられたトラックプレート４とを含むものからなっている。前記トラックプレート４は、前記ステージ３の下面側に、下方向に向けてのびるトラックプレート固定支持部材１５、１５により、前記ステージ３に対して平行する面に沿って一体的に固定支持されている。
【００２０】
前記ステージ組立体５は、前記ステージ３の下面に、前記基体１における一対のガイドレール２、２に摺動可能に嵌り合うガイド溝部材１６、１６を備えており、前記ガイド溝部材１６、１６をガイドレール２、２に嵌め合わせることによって、前記ステージ組立体５を前記基体１に対して、矢印Ｘ方向に往復移動可能なように構成されている。
【００２１】
この発明では、前記基体１と前記ステージ組立体５との間には、原点復帰手段９が設けてある。この原点復帰手段９は、その一例において、前記基体１あるいはステージ組立体５のいずれかに設けた原点センサ１０によって構成されており、当該原点センサ１０の出力信号に応答して原点復帰するようになっている。
【００２２】
この発明では、前記ステージ組立体５におけるトラックプレート４の下面４ａに対して前記送りローラ６が当接するように構成されており、前記トラックプレート４の上面４ｂに対して、加圧ローラ８が当接するように構成されていて、前記送りローラ６を回転させることによって、前記トラックプレート４を介して、前記ステージ組立体５をストロークＳｔの範囲で往復移動させることができるようになっている。
【００２３】
この発明におけるステージ位置決め装置ＬＤは、前記送りローラ６を回転駆動するための一つの回転駆動源７を備えている。この回転駆動源７は、サーボモータあるいはステッピングモータであり、制御手段２２からの出力信号に応じて、前記送りローラ６を正逆方向に回転駆動制御するように構成してある。前記送りローラ６の軸２３は、カップリング２４によって、前記回転駆動源７の回転軸２５に連結されている。
【００２４】
この発明において、前記送りローラ６と前記トラックプレート４とは、摩擦接触する構成であり、摩耗による送りローラ６の直径変化は、送り精度に直接影響するため、当該送りローラには、超硬合金など硬度の高い材料が用いられる。また、送りローラ６とトラックプレート４との接触面は、安定した摩擦力を得るため相応の面粗度に仕上げられている。
【００２５】
さらに、この発明において、前記送りローラ６は、そのローラ径を変更することができるように構成されている。送りローラ６のローラ径を変更することによって、ステージの位置決め精度と移動速度のバランスをとることができるようになっている。
【００２６】
一方、この発明において、前記加圧ローラ８は、一対のローラ１７、１７からなっていて、その各軸心１８、１８が前記送りローラ６の軸心１９に対して平行であり、前記送りローラ６の軸心位置から等距離ずつ離れた位置に軸心１８、１８が位置するように設計されている。
【００２７】
前記加圧ローラ８は、前記送りローラ６との間にトラックプレート４を挟み込んで、前記送りローラ６を回転することによって、前記トラックプレート４を介して前記ステージ組立体５を移動させるものであり、前記加圧ローラ８は、押し付け圧設定手段２０により前記トラックプレート４に押し付けられるようになっている。
【００２８】
前記押し付け圧設定手段２０は、前記加圧ローラ対１７、１７を前記トラックプレート４に押し付ける方向に作用するスプリング２１、２１によって構成されている。この発明において、前記押し付け圧設定手段２０におけるスプリング２１、２１のばね力を適宜変更することで、移動推力の上限を任意に設定でき、異常時における積載物や周辺機器の損傷を防ぐことができるようになっている。
【符号の説明】
【００２９】
ＬＤ  ローラ駆動式ステージ位置決め装置
１  基体
２  ガイドレール
３  ステージ
４  トラックプレート
５  ステージ組立体
６  送りローラ
７  回転駆動源
８  加圧ローラ
９  原点復帰手段
１０  原点センサ
１１  基体プレート
１２  起立壁部材
１３  ベアリング
１４  軸受手段
１５  トラックプレート固定支持部材
１６  ガイド溝部材
１７  一対のローラ
１８  一対のローラの軸心
１９  送りローラの軸心
２０  押し付け圧設定手段
２１  スプリング
２２  制御手段
２３  送りローラ軸
２４  カップリング
２５  回転駆動源の回転軸
【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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