(57)【要約】【課題】ステージ面の平面度が高く、精度良くスムーズに移動可能な薄型のステージ装置を提供すること。【解決手段】ステージ装置１では、ベース板２に、第１球体９を挟み、第１ステージ板３を第１方向Ｘにスライド可能な状態で積層してある。第１ステージ板３に、第２球体１６を挟み、第２ステージ板４を第２方向Ｙにスライド可能な状態で積層してある。第１球体９は第１方向Ｘに移動可能であると共に、これとは異なる方向にも僅かに移動可能である。第２球体１６は第２方向Ｙに移動可能であると共に、これとは異なる方向にも僅かに移動可能である。【選択図】図２
2015038472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース板と、
第１球体と、
前記第１球体を挟み、前記ベース板に積層した第１ステージ板と、
前記第１ステージ板を、前記ベース板に対して、前記第１ステージ板の板面に沿った第１方向にスライド可能な状態で支持する第１ステージガイドと、
前記第１球体を、前記第１ステージ板のスライドに伴って転動可能な状態で保持する第１球体ガイド溝あるいは第１球体保持穴を備えた第１球体保持部と、
を有し、
前記第１球体保持部が前記第１球体ガイド溝を備えている場合には、
前記第１球体ガイド溝における前記第１方向の溝長さは、少なくとも、前記第１ステージ板の最大スライド距離であり、前記第１方向に直交する直交方向の溝幅は、前記第１球体の直径よりも大きく、
前記第１球体保持部が前記第１球体保持穴を備えている場合には、
前記第１球体保持穴は、前記板面に直交方向に抜け出ないように前記第１球体を保持し、かつ、前記第１方向および前記直交方向に所定量だけ移動可能な状態で前記第１球体を保持していることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記第１球体保持部は前記第１球体ガイド溝を備え、
前記ベース板と前記第１ステージ板の間に位置し、前記ベース板あるいは前記第１ステージ板に取り付けた第１球体ガイド板を有し、
前記第１球体ガイド板の板厚は前記第１球体の直径よりも薄く、
前記第１球体ガイド溝は、前記第１球体ガイド板に形成したスリットである請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記第１球体保持部は前記第１球体ガイド溝を備え、
前記ベース板と前記第１ステージ板の間に位置し、前記ベース板あるいは前記第１ステージ板に取り付けた第１球体ガイド板を有し、
前記第１球体ガイド溝は、前記第１球体ガイド板に形成した、前記第１球体の直径よりも浅い深さの第１凹部である請求項１に記載のステージ装置。
【請求項４】
複数個の前記第１球体と、複数枚の前記第１球体ガイド板を備え、
前記第１球体ガイド板のそれぞれに、１本あるいは複数本の前記第１球体ガイド溝が形成され、
前記第１球体ガイド溝のそれぞれには、１個あるいは複数個の前記第１球体が保持されている請求項２または３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記第１球体保持部は前記第１球体保持穴を備え、
前記ベース板と前記第１ステージ板の間に位置し、前記ベース板の板面および前記第１ステージ板の板面のうちの一方の板面である取付け側板面に取り付けた第１球体保持板を有し、
前記第１球体保持板は、前記取付け側板面に固定した一対の脚板部分と、これらの脚板部分から前記取付け側板面から離れる方向に折れ曲がって延びる一対の起立板部分と、これらの起立板部分の先端から前記取付け側板面に平行な方向に折れ曲がって延び、前記先端の間に架け渡されている球体保持板部分とを備え、
前記第１球体保持穴は、前記球体保持板部分を貫通する状態に形成した円形穴であり、
前記第１球体の一部は、前記球体保持穴から前記取付け側板面とは反対側に突出しており、
前記第１球体保持穴の穴内周面の内径は、前記第１球体の直径よりも小さく、
前記穴内周面と前記第１球体の外周面との間には、前記第１方向および当該第１方向に直交する方向に所定の隙間が形成されている請求項１に記載のステージ装置。
【請求項６】
複数個の前記第１球体と、複数枚の前記第１球体保持板とを備え、
前記第１球体保持板の前記球体保持板部分には、１個あるいは複数個の前記第１球体保持穴が形成され、
前記第１球体保持穴のそれぞれに、１個ずつ前記第１球体が保持されている、
請求項５に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記第１ステージガイドは、
前記第１方向に延びる第１ステージガイド溝と、
前記第１ステージガイド溝に保持され、当該第１ステージガイド溝に沿ってスライド可能な第１スライド部材と、
を備え、
前記第１ステージガイド溝は、前記ベース板および前記第１ステージ板のうちの一方に形成したスリットあるいは凹部であり、
前記第１スライド部材は、前記ベース板および前記第１ステージ板のうちの他方に取り付けられている請求項１ないし６のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【請求項８】
第１モーターと、
前記第１モーターによって回転可能な前記第１方向に延びる第１スクリュー軸と、
前記第１スクリュー軸に螺合している第１スクリューナットと、
を有し、
前記ベース板および前記第１ステージ板のうちの一方に、前記第１モーターおよび前記第１スクリュー軸が取り付けられ、他方に前記第１スクリューナットが取り付けられている請求項１ないし７のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記ベース板、前記第１ステージ板、および、前記第１球体保持部の前記第１球体ガイド溝あるいは前記第１球体保持穴が形成される部材は、それぞれ板金部品であり、前記第１球体は鋼球である請求項１ないし８のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【請求項１０】
第２球体と、
前記第２球体を挟み、前記第１ステージ板に対して、前記ベース板とは反対側に積層した第２ステージ板と、
前記第２ステージ板を、前記第１ステージ板に対して、前記第２ステージ板の板面に沿った方向で第１方向とは異なる第２方向にスライド可能な状態で支持する第２ステージガイドと、
前記第２球体を、前記第２ステージ板のスライドに伴って転動可能な状態で保持する第２球体ガイド溝あるいは第２球体保持穴を備えた第２球体保持部と、
を有し、
前記第２球体保持部が前記第２球体ガイド溝を備えている場合には、
前記第２球体ガイド溝における前記第２方向の溝長さは、少なくとも、前記第２ステージ板の最大スライド距離であり、前記第２方向に直交する直交方向の溝幅は、前記第２球体の直径よりも大きく、
前記第２球体保持部が前記第２球体保持穴を備えている場合には、
前記第２球体保持穴は、前記板面に直交方向に抜け出ないように前記第２球体を保持し、かつ、前記第２方向および前記直交方向に所定量だけ移動可能な状態で前記第２球体を保持している請求項１ないし９のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記第２球体保持部は前記第２球体ガイド溝を備え、
前記第１ステージ板と前記第２ステージ板の間に位置し、前記第１ステージ板あるいは前記第２ステージ板に取り付けた第２球体ガイド板を有し、
前記第２球体ガイド板の板厚は、前記第２球体の直径よりも薄く、
前記第２球体ガイド溝は、前記第２球体ガイド板に形成したスリットである請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記第２球体保持部は前記第２球体ガイド溝を備え、
前記第１ステージ板と前記第２ステージ板の間に位置し、前記第１ステージ板あるいは前記第２ステージ板に取り付けた第２球体ガイド板を有し、
前記第２球体ガイド溝は、前記第２球体ガイド板に形成した、前記第２球体の直径よりも浅い深さの第２凹部である請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記第２球体保持部は前記第２球体ガイド溝を備え、
複数個の前記第２球体と、複数枚の前記第２球体ガイド板を備え、
前記第２球体ガイド板のそれぞれに、１本あるいは複数本の前記第２球体ガイド溝が形成され、
前記第２球体ガイド溝のそれぞれには、１個あるいは複数個の前記第２球体が保持されている請求項１１または１２に記載のステージ装置。
【請求項１４】
前記第２球体保持部は前記第２球体保持穴を備え、
前記第１ステージ板と前記第２ステージ板の間に位置し、前記第１ステージ板の板面および前記第２ステージ板の板面のうちの一方の第２取付け側板面に取り付けた第２球体保持板を有し、
前記第２球体保持板は、前記第２取付け側板面に固定した一対の第２脚板部分と、これらの第２脚板部分から前記第２取付け側板面から離れる方向に折れ曲がって延びる一対の第２起立板部分と、これらの第２起立板部分の先端から前記取付け側板面に平行な方向に折れ曲がって延び、前記第２起立板部分の先端の間に架け渡されている第２球体保持板部分とを備え、
前記第２球体保持穴は、前記第２球体保持板部分を貫通する状態に形成した円形穴であり、
前記第２球体の一部は、前記第２球体保持穴から前記第２取付け側板面とは反対側に突出しており、
前記第２球体保持穴の穴内周面の内径は、前記第２球体の直径よりも小さく、
前記第２球体保持穴の穴内周面と前記第２球体の外周面との間には、前記第２方向および当該第２方向に直交する方向に所定の隙間が形成されている請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１５】
複数個の前記第２球体と、１枚あるいは複数枚の前記第２球体保持板とを備え、
前記第２球体ガイド板の前記第２球体保持板部分には、１個あるいは複数個の前記第２球体保持穴が形成され、
前記第２球体保持穴のそれぞれに、１個ずつ前記第２球体が保持されている、
請求項１４に記載のステージ装置。
【請求項１６】
前記第２ステージガイドは、
前記第２方向に延びる第２ステージガイド溝と、
前記第２ステージガイド溝内に保持され、当該第２ステージガイド溝に沿ってスライド可能な第２スライド部材と
を備え、
前記第２ステージガイド溝は、前記第１ステージ板および前記第２ステージ板のうちの一方に形成したスリットあるいは凹部であり、
前記第２スライド部材は、前記第１ステージ板および前記第２ステージ板のうちの他方に取り付けられている請求項１０ないし１５のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【請求項１７】
第２モーターと、
前記第２モーターによって回転可能な前記第２方向に延びる第２スクリュー軸と、
前記第２スクリュー軸に螺合している第２スクリューナットと、
を有し、
前記第１ステージ板および前記第２ステージ板のうちの一方に、前記第２モーターおよび前記第２スクリュー軸が取り付けられ、他方に前記第２スクリューナットが取り付けられている、
請求項１０ないし１６のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【請求項１８】
前記第２ステージ板、および、前記第２球体保持部の前記第２球体ガイド溝あるいは前記第２球体保持穴が形成されている部材は、それぞれ板金部品であり、
前記第２球体は鋼球である、
請求項１０ないし１７のうちのいずれか一つの項に記載のステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ面の平面度が高く、精度良くスムーズに移動可能な薄型のステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステージ装置、例えば、ＸＹステージ装置は、ベースの上にＸ方向に移動可能に搭載したＸステージと、ＸステージにＹ方向に移動可能に搭載したＹステージを備えている。Ｙステージに載せたワークをＸＹ平面上における所定範囲内の任意の位置に移動させることができる。
【０００３】
本発明者等は、特許文献１において、薄型化を図るために板金製のステージ板からなるステージ装置を提案している。各ステージ板の外周縁部を二段に折り曲げ加工することにより、板金製のステージ板の剛性および平面度を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５１８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステージ装置は、顕微鏡の試料台等として用いられる場合がある。このような小型のステージ装置においては、薄型化の要求と共に、試料、ワーク等を載せるステージ面の平面度が高いことが要求される場合がある。また、ステージが精度良くスムーズに移動できることが要求される。
【０００６】
本発明の課題は、ステージ面の平面度が高く、精度良くスムーズに移動させることのできる薄型のステージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明のステージ装置は、
ベース板と、
第１球体と、
前記第１球体を挟み、前記ベース板に積層した第１ステージ板と、
前記第１ステージ板を、前記ベース板に対して、前記第１ステージ板の板面に沿った第１方向にスライド可能な状態で支持する第１ステージガイドと、
前記第１球体を、前記第１ステージ板のスライドに伴って転動可能な状態で保持する第１球体ガイド溝あるいは第１球体保持穴を備えた第１球体保持部と、
を有し、
前記第１球体保持部が前記第１球体ガイド溝を備えている場合には、
前記第１球体ガイド溝における前記第１方向の溝長さは、少なくとも、前記第１ステージ板の最大スライド距離であり、前記第１方向に直交する直交方向の溝幅は、前記第１球体の直径よりも大きく、
前記第１球体保持部が前記第１球体保持穴を備えている場合には、
前記第１球体保持穴は、前記板面に直交方向に抜け出ないように前記第１球体を保持し、かつ、前記第１方向および前記直交方向に所定量だけ移動可能な状態で前記第１球体を保持していることを特徴としている。
【０００８】
本発明のステージ装置を１軸ステージ装置として用いる場合には、第１ステージ板のスライド方向は直線移動軌跡に沿った方向とされる。本発明のステージ装置を回転ステージ装置（θステージ装置）として用いる場合には、第１ステージ板のスライド方向は円形移動軌跡に沿った方向とされる。
【０００９】
本発明のステージ装置において、金属板等の板材からなる第１ステージ板は、第１球体を介してベース板に支持されている。第１球体の個数、および、各第１球体による第１ステージ板の支持位置を適切に設定することにより、第１ステージ板を高い平面度に維持できる。
【００１０】
第１球体が単に自転可能な状態で第１球体ガイド溝あるいは第１球体保持穴に挿入されている場合には、第１球体が接するベース板あるいは第１ステージ板の部位が常に同一である。したがって、第１球体に接している部位に摩耗が生じやすい。第１球体のそれぞれを支持している部位の摩耗量が相違すると、第１球体のそれぞれによる第１ステージ板の支持高さにバラツキが生じ、第１ステージ板の平面度を良好な状態に維持できないおそれがある。
【００１１】
第１球体保持部が第１球体ガイド溝を備えている場合には、当該第１球体ガイド溝の溝幅は第１球体の直径よりも大きくすればよい。第１球体は、第１球体ガイド溝に沿って第１方向だけでなく、第１方向とは異なる方向にも所定量だけ移動可能あるいは転動作可能とされる。第１球体保持部が第１球体保持穴を備えている場合にも、当該第１球体保持穴に保持された第１球体は第１方向および当該第１方向とは異なる方向に所定量だけ移動あるいは転動可能とされる。
【００１２】
換言すると、第１球体は、第１方向とは異なる方向に遊びのある状態で第１球体ガイド溝に挿入され、あるいは、第１球体保持穴内に保持される。第１球体が接するベース板あるいは第１ステージ板の部位が変動するので、第１球体が接する部位の摩耗を抑制あるいは防止できる。よって、第１球体によって支持されている第１ステージ板の平面度を良好な状態に維持できる。また、ステージ装置の寿命を延ばすことができる。
【００１３】
第１球体ガイド溝あるいは第１球体保持穴に微小な異物が侵入した場合には、第１球体のスムーズな転動が異物によって阻害され、第１ステージ板を精度良くスムーズに目標位置に移動できないおそれがある。本発明では、第１球体が第１方向とは異なる方向にも所定量だけ移動可能であるので、第１球体は異物を迂回して第１方向にスムーズに移動することが可能である。よって、第１ステージ板を精度良くスムーズに移動させることができる。
【００１４】
前記第１球体保持部が前記第１球体ガイド溝を備えている場合には、前記ベース板と前記第１ステージ板の間に位置し、前記ベース板あるいは前記第１ステージ板に取り付けた第１球体ガイド板を有し、前記第１球体ガイド板の板厚は前記第１球体の直径よりも薄く、前記第１球体ガイド溝は、前記第１球体ガイド板に形成したスリットであることが望ましい。
【００１５】
第１球体をガイドする第１球体ガイド板が、第１球体が挟まれているベース板と第１ステージ板の間の隙間に配置される。第１球体ガイド溝に保持された第１球体は、ベース板および第１ステージ板に直接に接した状態になる。ステージ装置の厚さを増加させることなく、第１球体ガイド溝を設けることができるので、ステージ装置の薄型化に有利である。
【００１６】
また、第１球体ガイド溝であるスリットの溝幅は第１球体の直径よりも大きい。スリッ
トの内周縁に接触した状態のままで第１球体が第１方向に移動することがないので、第１球体の移動がスムーズになる。よって、第１ステージ板の移動を精度良くスムーズに行うことができる。
【００１７】
ここで、ベース面に対して、第１ステージ板のステージ面の高さを所定の高さ位置となるように設定する場合等においては、前記第１球体ガイド板として、次の構成のものを用いることが望ましい。
【００１８】
すなわち、本発明のステージ装置は、前記ベース板と前記第１ステージ板の間に位置し、前記ベース板あるいは前記第１ステージ板に取り付けた第１球体ガイド板を有し、前記第１球体ガイド溝は、前記第１球体ガイド板に形成した、前記第１球体の直径よりも浅い深さの第１凹部であることが望ましい。
【００１９】
第１球体は、第１凹部の底面と、当該第１凹部の開口が対峙するベース板あるいは第１ステージ板の間に挟まれた状態になる。使用する第１球体ガイド板の厚さ、あるいは第１凹部の深さを変えることにより、ベース板と第１ステージ板の間の隙間を増減できる。よって、第１ステージ板のステージ面をベース面に対して目標とする高さに設定することが容易である。
【００２０】
本発明のステージ装置は、複数個の前記第１球体と、複数枚の前記第１球体ガイド板を備え、前記第１球体ガイド板のそれぞれに、１本あるいは複数本の前記第１球体ガイド溝が形成され、前記第１球体ガイド溝のそれぞれには、１個あるいは複数個の前記第１球体が保持されていることが望ましい。
【００２１】
金属板等の板材からなる第１ステージ板は、第１球体を介してベース板に支持されている。第１球体の個数、および、各第１球体による第１ステージ板の支持位置を適切に設定することにより、第１ステージ板を高い平面度に維持できる。
【００２２】
前記第１球体保持部が第１球体保持穴を備えている場合には、前記ベース板と前記第１ステージ板の間に位置するように、前記ベース板の板面および前記第１ステージ板の板面のうちの一方の板面である取付け側板面に、第１球体保持板が取り付けられる。前記第１球体保持板は、前記取付け側板面に固定した一対の脚板部分と、これらの脚板部分から前記取付け側板面から離れる方向に折れ曲がって延びる一対の起立板部分と、これらの起立板部分の先端から前記取付け側板面に平行な方向に折れ曲がって延び、前記先端の間に架け渡されている球体保持板部分とを備え、前記第１球体保持穴は、前記球体保持板部分を貫通する状態に形成した円形穴とされる。ここで、前記第１球体の一部は、前記球体保持穴から前記取付け側板面とは反対側に突出している。また、前記第１球体保持穴の穴内周面の内径は、前記第１球体の直径よりも小さく、前記穴内周面と前記第１球体の外周面との間には所定の隙間が形成される。
【００２３】
第１球体をガイドする第１球体保持板が、第１球体が挟まれているベース板と第１ステージ板の間の隙間に配置される。第１球体保持穴に保持された第１球体は、ベース板および第１ステージ板の間に直接に挟まれた状態になる。ステージ装置の厚さを増加させることなく、第１球体保持穴を設けることができるので、ステージ装置の薄型化に有利である。
【００２４】
ここで、複数個の前記第１球体と、複数枚の前記第１球体保持板とを備え、前記第１球体保持板の前記球体保持板部分には、１個あるいは複数個の前記第１球体保持穴が形成され、前記第１球体保持穴のそれぞれに、１個ずつ前記第１球体を保持すればよい。
【００２５】
このようにすれば、第１球体の個数、および、各第１球体による第１ステージ板の支持位置を適切に設定することにより、第１ステージ板を高い平面度に維持できる。
【００２６】
次に、本発明のステージ装置において、その薄型化のために、第１ステージガイドは次のように構成されていることが望ましい。すなわち、前記第１ステージガイドは、前記第１方向に延びる第１ステージガイド溝と、前記第１ステージガイド溝に保持され、当該第１ステージガイド溝に沿ってスライド可能な第１スライド部材とを備えている。前記第１ステージガイド溝は、前記ベース板および前記第１ステージ板のうちの一方に形成され、前記第１スライド部材は他方に取り付けられている。
【００２７】
モーター駆動によって第１ステージ板を移動させるために、本発明のステージ装置は、第１モーターと、前記第１モーターによって回転可能な前記第１方向に延びる第１スクリュー軸と、前記第１スクリュー軸に螺合している第１スクリューナットとを有している。この場合、前記ベース板および前記第１ステージ板のうちの一方に、前記第１モーターおよび前記第１スクリュー軸が取り付けられ、他方に前記第１スクリューナットが取り付けられている。
【００２８】
また、本発明のステージ装置において、前記ベース板、前記第１ステージ板、および、前記第１球体保持部の前記第１球体ガイド溝あるいは前記第１球体保持穴が形成される部材は、それぞれ板金部品であり、前記第１球体は鋼球であることが望ましい。
【００２９】
次に、２軸ステージ装置を構成する場合、あるいは、１軸ステージ装置と回転ステージ装置の組み合わせからなるステージ装置を構成する場合には、上記構成に加えて、本発明のステージ装置は、
第２球体と、
前記第２球体を挟み、前記第１ステージ板に対して、前記ベース板とは反対側に積層した第２ステージ板と、
前記第２ステージ板を、前記第１ステージ板に対して、前記第２ステージ板の板面に沿った方向で第１方向とは異なる第２方向にスライド可能な状態で支持する第２ステージガイドと、
前記第２球体を、前記第２ステージ板のスライドに伴って転動可能な状態で保持する第２球体ガイド溝あるいは第２球体保持穴を備えた第２球体保持部と、
を有し、
前記第２球体保持部が前記第２球体ガイド溝を備えている場合には、
前記第２球体ガイド溝における前記第２方向の溝長さは、少なくとも、前記第２ステージ板の最大スライド距離であり、前記第２方向に直交する直交方向の溝幅は、前記第２球体の直径よりも大きく、
前記第２球体保持部が前記第２球体保持穴を備えている場合には、
前記第２球体保持穴は、前記板面に直交方向に抜け出ないように前記第２球体を保持し、かつ、前記第２方向および前記直交方向に所定量だけ移動可能な状態で前記第２球体を保持していることを特徴としている。
【００３０】
２軸ステージ装置の場合には、第１方向および第２方向は相互に直交する直線方向とされる。１軸ステージ装置と回転ステージ装置の組み合わせからなるステージ装置の場合には、第１方向は直線方向とされ、第２方向は円周方向とされる。このようなステージ板のスライド方向を規定するように、第１、第２ステージガイドによるガイド方向を定めればよい。また、２軸ステージ装置と回転ステージ装置の組み合わせからなるステージ装置の場合にも、各段のステージ板のスライド方向を同様に設定すればよいことは勿論である。
【００３１】
本発明のステージ装置は、前記第２球体保持部が前記第２球体ガイド溝を備えている場
合に、前記第１ステージ板と前記第２ステージ板の間に位置するように、前記第１ステージ板あるいは前記第２ステージ板に取り付けた第２球体ガイド板を配置することができる。この場合、前記第２球体ガイド板の板厚は、前記第２球体の直径よりも薄く、前記第２球体ガイド溝は、前記第２球体ガイド板に形成したスリットとすることができる。
【００３２】
前記第２球体ガイド板に形成した前記第２球体ガイド溝は、前記第２球体ガイド板に形成した、前記第２球体の直径よりも浅い深さの第２凹部とすることもできる。
【００３３】
本発明のステージ装置は、複数個の前記第２球体と、複数枚の前記第２球体ガイド板を備え、前記第２球体ガイド板のそれぞれに、１本あるいは複数本の前記第２球体ガイド溝が形成され、前記第２球体ガイド溝のそれぞれには、１個あるいは複数個の前記第２球体が保持されていることが望ましい。
【００３４】
また、前記第２球体保持部が前記第２球体保持穴を備えている場合には、前記第１ステージ板と前記第２ステージ板の間に位置するように、前記第１ステージ板の板面および前記第２ステージ板の板面のうちの一方の板面である第２取付け側板面に、第２球体保持板を取り付ける。前記第２球体保持板は、前記第２取付け側板面に固定した一対の第２脚板部分と、これらの第２脚板部分から前記第２取付け側板面から離れる方向に折れ曲がって延びる一対の第２起立板部分と、これらの第２起立板部分の先端から前記取付け側板面に平行な方向に折れ曲がって延び、前記第２起立板部分の先端の間に架け渡されている第２球体保持板部分とを備えている。前記第２球体保持穴は、前記第２球体保持板部分を貫通する状態に形成された円形穴とされ、前記第２球体の一部は、前記第２球体保持穴から前記第２取付け側板面とは反対側に突出しており、前記第２球体保持穴の穴内周面の内径は、前記第２球体の直径よりも小さく、前記第２球体保持穴の穴内周面と前記第２球体の外周面との間には所定の隙間が形成される。
【００３５】
この場合、複数個の前記第２球体と、１枚あるいは複数枚の前記第２球体保持板とを備え、前記第２球体ガイド板の前記第２球体保持板部分には、１個あるいは複数個の前記第２球体保持穴が形成され、前記第２球体保持穴のそれぞれに、１個ずつ前記第２球体が保持されていることが望ましい。
【００３６】
次に、本発明のステージ装置において、前記第２ステージガイドは、前記第２方向に延びる第２ステージガイド溝と、前記第２ステージガイド溝内に保持され、当該第２ステージガイド溝に沿ってスライド可能な第２スライド部材とを備え、前記第２ステージガイド溝は、前記第１ステージ板および前記第２ステージ板のうちの一方に形成したスリットあるいは凹部であり、前記第２スライド部材は、前記第１ステージ板および前記第２ステージ板のうちの他方に取り付けられていることが望ましい。
【００３７】
本発明のステージ装置は、第２モーターと、前記第２モーターによって回転可能な前記第２方向に延びる第２スクリュー軸と、前記第２スクリュー軸に螺合している第２スクリューナットとを有し、前記第１ステージ板および前記第２ステージ板のうちの一方に、前記第２モーターおよび前記第２スクリュー軸が取り付けられ、他方に前記第２スクリューナットが取り付けられていることが望ましい。
【００３８】
本発明のステージ装置において、前記第２ステージ板、および、前記第２球体保持部の前記第２球体ガイド溝あるいは前記第２球体保持穴が形成されている部材は、それぞれ板金部品であり、前記第２球体は鋼球であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用した実施の形態１の２軸ステージ装置を示す斜視図である。
【図２】図１の２軸ステージ装置のａ−ａ線およびｂ−ｂ線で切断した部分の断面図である。
【図３】図１の２軸ステージ装置の分解斜視図である。
【図４】図１の２軸ステージ装置の第２ステージ板、第１ステージ板およびベース板を示す平面図である。
【図５】図１の２軸ステージ装置の第１球体ガイド板を示す平面図および断面図である。
【図６】本発明を適用した実施の形態２の２軸ステージ装置を示す斜視図および断面図である。
【図７】図６の２軸ステージ装置の第２ステージ板、第１ステージ板およびベース板を示す平面図である。
【図８】本発明を適用した実施の形態３の１軸ステージ装置の外観斜視図である。
【図９】図８の１軸ステージ装置の分解斜視図である。
【図１０】図９の１軸ステージ装置の球体保持部を示す部分断面図である。
【図１１】球体保持部の別の例を示す説明図である。
【図１２】球体保持部の更に別の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したステージ装置の実施の形態を説明する。以下の実施の形態は本発明を２軸ステージ装置および１軸ステージ装置に適用した例である。本発明は回転ステージ装置（θステージ装置）に対しても同様に適用可能である。更に、１軸ステージ装置と回転ステージ装置を組み合わせた構成のステージ装置、２軸ステージ装置と回転ステージ装置を組み合わせた構成のステージ装置に対しても同様に適用可能である。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る２軸ステージ装置（ＸＹステージ装置）を示す斜視図である。図２（ａ）はステージ装置１を図１のａ−ａ線で切断した部分の断面図であり、図２（ｂ）はステージ装置１を図１のｂ−ｂ線で切断した部分の断面図である。２軸ステージ装置１（以下、「ステージ装置１」と呼ぶ。）は、板金部品である矩形のベース板２と、板金部品である第１ステージ板３と、板金部品である第２ステージ板４を備えている。
【００４２】
ベース板２の上面は平坦な矩形輪郭のベース面２ａである。以下の説明では、ベース面２ａに沿った方向のうち、ベース面２ａの一方の辺に沿った方向を第１方向Ｘ、第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙと定義し、第１、第２方向Ｘ、Ｙに直交する方向をＺ方向と定義する。ベース板２、第１ステージ板３および第２ステージ板４はＺ方向に所定の間隔で積層されている。
【００４３】
第１ステージ板３は、ベース面２ａに沿った方向である第１方向Ｘにスライド可能である。第１ステージ板３の上面は、ベース面２ａに平行な第１ステージ面３ａである。第２ステージ板４は、第１ステージ面３ａに沿った方向である第２方向Ｙにスライド可能である。本例では、第２方向Ｙは第１方向Ｘに直交する方向である。第２ステージ板４の上面はベース面２ａに平行な第２ステージ面であり、この第２ステージ面がステージ装置１のステージ面４ａである。
【００４４】
第１ステージ板３は、第１直動機構５によって、第１方向Ｘに一定のストロークでスライドし、第２ステージ板４は、第２直動機構６によって、第２方向Ｙに一定のストロークでスライドする。第１、第２ステージ板３、４をスライドさせることにより、ステージ装置１のステージ面４ａに載せたワーク（図示せず）を、ステージ面４ａと同一平面上における所定の範囲内の領域において任意の位置に位置決め可能である。
【００４５】
図３はステージ装置１の分解斜視図である。図３においては、第１、第２直動機構５、６を省略してある。図４（ａ）は第２ステージ板４を示す平面図であり、図４（ｂ）は第１ステージ板３を示す平面図であり、図４（ｃ）はベース板２を示す平面図である。
【００４６】
これらの図に示すように、ベース板２のベース面２ａには、２枚の第１球体ガイド板７が、不図示の固定ネジあるいは打ち込みピンによって、固定されている。第１球体ガイド板７は板金部品であり、当該第１球体ガイド板７には、３本の同一形状の第１球体ガイド溝８が打ち抜き加工により形成されている。第１球体ガイド板７と第１球体ガイド溝８によって、第１球体保持部が構成される。
【００４７】
第１球体ガイド溝８は、第１方向Ｘに直線状に延びる一定の溝幅のスリットである。第１球体ガイド溝８のそれぞれには、同一サイズの第１球体９が１個あるいは複数個、挿入されている。本例では、第１球体ガイド溝８のそれぞれに、１個の第１球体９が挿入されている。第１球体９は第１球体ガイド溝８に挿入された状態でベース板２のベース面２ａに載っている。図２（ｂ）から分かるように、第１球体ガイド板７の板厚は第１球体９の直径より薄いので、第１球体ガイド溝８内に保持された第１球体９に第１ステージ板３が載っている。第１ステージ板３はベース面２ａに沿った方向にスライド可能である。
【００４８】
ベース板２と第１ステージ板３の間には、第１ステージ板３を第１方向Ｘにガイドする４組の第１ステージガイド１０が組み込まれている。第１ステージガイド１０は、第１方向Ｘに延びる一定幅の第１ステージガイド溝１１と、第１ステージガイド溝１１に沿ってスライド自在な状態で当該第１ステージガイド溝１１に挿入されている第１スライドリング１２を備えている。本例では、第１ステージガイド溝１１は第１ステージ板３の一部を直線状に打ち抜き加工することにより形成したスリットである。スリットの代わりに凹溝を形成してもよい。第１スライドリング１２は、第１リング固定ネジ１３によって、ベース板２に固定されていると共に、第１ステージガイド溝１１から抜けないように保持されている。
【００４９】
第１ステージ板３の第１ステージ面３ａには、４枚の第２球体ガイド板１４が、不図示の固定ネジあるいは打ち込みピンによって、固定されている。第２球体ガイド板１４は金属部品であり、第２球体ガイド板１４のそれぞれには、１本あるいは複数本の第２球体ガイド溝１５が形成されている。本例では第２球体ガイド板１４のそれぞれに、１本の第２球体ガイド溝１５が形成されている。第２球体ガイド板１４は、その幅方向の中央部分の板厚が厚く、当該中央部分には、上方に開口する一定幅で一定深さの直線状に延びる凹部が形成されている。この凹部によって、第２球体ガイド溝１５が規定されている。第２球体ガイド板１４と第２球体ガイド溝１５によって、第２球体保持部が構成される。
【００５０】
第２球体ガイド溝１５には、第２球体１６が１個あるいは複数個、挿入されている。本例では１個の第２球体１６が挿入されている。第２球体１６は第２球体ガイド溝１５に挿入され、その底面１５ａに載っている。図２（ａ）から分かるように、凹部の深さは第２球体１６の直径よりも浅く、第２球体１６に第２ステージ板４が載っている。第２ステージ板４は第１ステージ面３ａに沿った方向（ベース面２ａに沿った方向）にスライド可能である。
【００５１】
第１ステージ板３と第２ステージ板４の間には、第２ステージ板４を第２方向Ｙにガイドする４組の第２ステージガイド１７が組み込まれている。第２ステージガイド１７は、第２方向Ｙに延びる一定幅の第２ステージガイド溝１８と、第２ステージガイド溝１８に沿ってスライド自在な状態で当該第２ステージガイド溝に挿入されている第２スライドリング１９を備えている。本例では、第２ステージガイド溝１８は第２ステージ板４の一部を一定幅で直線状に切り抜くことにより形成したスリットである。スリットの代わりに凹
溝を形成してもよい。第２スライドリング１９は、第２リング固定ネジ２０によって、第１ステージ板３に固定されていると共に、第２ステージガイド溝１８から抜け出ないように保持されている。
【００５２】
次に、図１、図２に示すように、第１ステージ板３をスライドさせる第１直動機構５は、第１モーター２１、第１スクリュー軸２２および第１スクリューナット２３を備えている。ベース板２における第１方向Ｘの一方の辺２ｂの中央部分からは、第１方向Ｘの外方に延びる一定幅の取付け板部分２ｃが形成されている。ベース側取付け板部分２ｃの先端側の部位はＬ形に折り曲げ加工されて、第３方向Ｚに直角に折れ曲がって延びる垂直板部分２ｄと、この垂直板部分２ｄの上端から第１方向Ｘに直角に折れ曲がって外方に延びる水平板部分２ｅが形成されている。第１ステージ板３における同一の側の辺３ｂには、その中央部分から第１方向Ｘの外方に延びる一定幅の取付け板部分３ｃが形成されている。取付け板部分３ｃの先端には、その両側から第３方向Ｚの下方に向けて直角に折れ曲がったナット取付け板部分３ｄが形成されている。
【００５３】
第１モーター２１は、ベース板２の取付け板部分２ｃにおける水平板部分２ｅの裏面に、マウント２４を介して固定されている。第１モーター２１のモーター軸２１ａは垂直板部分２ｄを貫通して第１方向Ｘに延び、カップリング２５を介して、第１スクリュー軸２２に連結されている。第１スクリュー軸２２は第１ステージ板３の辺３ｂから第１ステージ面３ａに沿って延びている。第１スクリュー軸２２は、ナット取付け板部分３ｄに固定した第１スクリューナット２３にねじ込まれている。第１モーター２１を回転駆動して第１スクリュー軸２２を回転すると、これに螺合している第１スクリューナット２３が固定されている第１ステージ板３が第１方向Ｘにスライドする。
【００５４】
第２ステージ板４をスライドさせる第２直動機構６も第１直動機構５と同様な構成であり、第２モーター３１、第２スクリュー軸３２および第２スクリューナット３３を備えている。第１ステージ板３における第２方向Ｙの一方の辺３ｅの中央部分からは、第２方向Ｙの外方に延びる一定幅の取付け板部分３ｆが形成されている。取付け板部分３ｆの先端側の部位はＬ形に折り曲げ加工されて、第３方向Ｚに直角に折れ曲がって延びる垂直板部分３ｇと、この垂直板部分３ｇの上端から第２方向Ｙに直角に折れ曲がって外方に延びる水平板部分３ｈが形成されている。第２ステージ板４における同一の側の辺４ｂには、その中央部分から第２方向Ｙの外方に延びる一定幅の取付け板部分４ｃが形成されている。取付け板部分４ｃの先端には、その両側から第３方向Ｚの下方に向けて直角に折れ曲がったナット取付け板部分４ｄが形成されている。
【００５５】
第２モーター３１は、第１ステージ板３の取付け板部分３ｆにおける水平板部分３ｈの裏面に、マウント２４を介して固定されている。第２モーター３１のモーター軸３１ａは垂直板部分３ｇを貫通して第２方向Ｙに延び、カップリング３５を介して、第２スクリュー軸３２に連結されている。第２スクリュー軸３２は第２ステージ板４の辺４ｂから、その裏面に沿って延びている。第２スクリュー軸３２は、ナット取付け板部分４ｄに固定した第２スクリューナット３３にねじ込まれている。第２モーター３１を回転駆動して第２スクリュー軸３２を回転すると、これに螺合している第２スクリューナット３３が固定されている第２ステージ板４が第２方向Ｙにスライドする。
【００５６】
ここで、図４（ｂ）、（ｃ）から分かるように、ベース板２および第１ステージ板３は同一形状をしており、軽量化のために、それらの中央部分が打ち抜き加工により矩形開口２ｆ、３ｉが形成されている。矩形のベース板２のベース面２ａには、その第２方向Ｙの両側の端部分に、それぞれ、２組の第１ステージガイド１０が配置されている。
【００５７】
第１球体ガイド板７は、両側の第１ステージガイド１０の内側に、それぞれ、配置され
ている。両側の第１球体ガイド板７は同一形状をしており、ベース面２ａ上において、対称な状態に配置されている。第１球体ガイド板７は、第１方向Ｘに細長い長方形をしており、第１球体９の直径よりも薄い。
【００５８】
次に、図４（ａ）、（ｂ）から分かるように、第２ステージ板４は第１ステージ板３と同一の輪郭形状をしており、軽量化のために、その中央部分が打ち抜き加工により矩形開口４ｅが形成されている。第１ステージ板３の第１ステージ面３ａには、その第１方向Ｘの両側の端部分に、それぞれ、２組の第２ステージガイド１７が配置されている。
【００５９】
第２球体ガイド板１４は、両側の第２ステージガイド１７の内側に、それぞれ、２枚ずつ配置されている。第２球体ガイド板１４のそれぞれは同一形状である。第２球体ガイド板１４に形成されている第２球体ガイド溝１５の溝幅は、第２球体１６の直径よりも所定量だけ大きい。第２球体１６は、第２球体ガイド溝１５に沿った方向に移動可能であると共に、これとは異なる方向にも所定量だけ移動可能である。第２球体１６は、第２球体ガイド溝１５の底面１５ａに転動自在の状態で載っており、第２ステージ板４は第２球体１６に載っている。
【００６０】
次に、図５（ａ）は第１球体ガイド板７を示す平面図であり、図５（ｂ）はその断面図である。これらの図を参照して説明すると、第１球体ガイド板７に形成した各第１球体ガイド溝８の溝長さＬは、少なくとも、第１ステージ板３の第１方向Ｘヘのストローク長とほぼ同一である。その溝幅Ｗは、第１球体９の直径よりも大きい。第１球体９は、第１球体ガイド溝８に沿った方向に移動可能（転動可能）であると共に、これとは異なる方向にも所定量だけ移動可能（転動可能）である。
【００６１】
第２ステージ板４を支持している第２球体１６が保持されている第２球体ガイド板１４に形成した凹部からなる第２球体ガイド溝１５も同様に構成されている。すなわち、その溝長さは、少なくとも、第２ステージ板４の最大ストローク長であり、その溝幅は第２球体１６の直径よりも僅かに大きい。
【００６２】
ステージ装置１では、板金部品である第１ステージ板３は、複数個の第１球体９を介してベース板２のベース面２ａにスライド可能に支持されている。第１球体９の個数、および、各第１球体９による第１ステージ板３の支持位置を適切に設定することにより、第１ステージ板３を高い平面度に維持できる。同様に、板金部品である第２ステージ板４は、複数個の第２球体１６を介して第１ステージ板３の第１ステージ面３ａにスライド可能に支持されている。第２球体１６の個数、および、各第２球体１６による第２ステージ板４の支持位置を適切に設定することにより、第２ステージ板４を高い平面度に維持できる。したがって、第２ステージ板４のステージ面４ａを高い平面度の状態に維持できる。
【００６３】
また、第１球体９は第１方向Ｘだけでなく、これとは異なる方向にも所定量だけ移動可能であり、第２球体１６は第２方向Ｙだけでなく、これとは異なる方向にも所定量だけ移動可能である。したがって、第１球体９、第２球体１６が当る球体支持面であるベース面２ａ、底面１５ａの位置が変動するので、球体支持面の摩耗を抑制できる。よって、ステージ面４ａを良好な平面度の状態に維持でき、ステージ装置１の寿命も長くできる。
【００６４】
また、第１球体ガイド溝８、第２球体ガイド溝１５に異物が侵入することがある。これらの溝幅は、第１、第２球体９、１６の直径よりも広いので、異物が侵入した場合でも、第１、第２球体９、１６のスムーズな移動を確保できる。よって、第１、第２ステージ板移動を精度良くスムーズに行うことができる。
【００６５】
さらに、第１、第２球体ガイド溝８、１５の溝幅は第１、第２球体９、１６の直径より
も大きいので、第１、第２球体ガイド溝８、１５の内周縁に接触した状態のまま第１、第２球体９、１６が移動することがない。よって、第１、第２球体９、１６はスムーズに移動するので、第１、第２ステージ板３、４の移動を精度良くスムーズに行うことができる。
【００６６】
（実施の形態２）
ここで、実施の形態１のステージ装置１では、第１、第２直動機構５、６を含め、全体の厚さ（第３方向Ｚの寸法）を一定にするために、第２球体ガイド板１４の板厚を厚くしている。第１、第２直動機構５、６の厚さに比べて、ベース板２、第１、第２ステージ板３、４から構成されるステージ本体部分の厚さを薄くすることも可能である。
【００６７】
図６（ａ）は、この構成を備えた実施の形態２に係るステージ装置を示す斜視図であり、図６（ｂ）はその断面図である。図７（ａ）は第２ステージ板を示す平面図であり、図７（ｂ）は第１ステージ板を示す平面図であり、図７（ｃ）はベース板を示す平面図である。
【００６８】
ステージ装置１００は、板金部品である矩形のベース板１０２と、板金部品である第１ステージ板１０３と、板金部品である第２ステージ板１０４を備えている。
【００６９】
ベース板１０２の上面は平坦な矩形輪郭のベース面１０２ａである。以下の説明では、ベース面１０２ａに沿った方向のうち、ベース面１０２ａの一方の辺に沿った方向を第１方向Ｘ、第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙと定義し、第１、第２方向Ｘ、Ｙに直交する方向をＺ方向と定義する。ベース板１０２、第１ステージ板１０３および第２ステージ板１０４はＺ方向に所定の間隔で積層されている。
【００７０】
第１ステージ板１０３は、ベース面１０２ａに沿った方向である第１方向Ｘにスライド可能である。第１ステージ板１０３の上面は、ベース面１０２ａに平行な第１ステージ面１０３ａである。第２ステージ板１０４は、第１ステージ面１０３ａに沿った方向である第２方向Ｙにスライド可能である。本例では、第２方向Ｙは第１方向Ｘに直交する方向である。第２ステージ板１０４の上面はベース面１０２ａに平行な第２ステージ面であり、この第２ステージ面がステージ装置１００のステージ面１０４ａである。
【００７１】
第１ステージ板１０３は、第１直動機構１０５によって、第１方向Ｘに一定のストロークでスライドし、第２ステージ板１０４は、第２直動機構１０６によって、第２方向Ｙに一定のストロークでスライドする。第１、第２ステージ板１０３、１０４をスライドさせることにより、ステージ装置１００のステージ面１０４ａに載せたワーク（図示せず）を、ステージ面１０４ａと同一平面上における所定の範囲内の領域において任意の位置に位置決め可能である。第１直動機構１０５および第２直動機構１０６は、実施の形態１の第１直動機構５および第２直動機構６と同様な構成である。
【００７２】
ベース板１０２のベース面１０２ａには、２枚の第１球体ガイド板１０７が、不図示の固定ネジあるいは打ち込みピンによって、固定されている。第１球体ガイド板１０７は板金部品であり、実施の形態１の第１球体ガイド板７と同一構成である。第１球体ガイド板１０７には、複数本、本例では３本の同一形状の第１球体ガイド溝１０８が打ち抜き加工により形成されている。第１球体ガイド溝１０８のそれぞれには、同一サイズの第１球体１０９が１個あるいは複数個、挿入されている。本例では１個の第１球体１０９が挿入されている。第１球体ガイド溝１０８の溝幅は第１球体１０９の直径よりも大きい。第１球体１０９は第１球体ガイド溝１０８に挿入された状態でベース板１０２のベース面１０２ａに載っており、第１球体ガイド溝１０８に対峙するベース面１０２ａの部分が第１球体支持面である。この状態の第１球体１０９に第１ステージ板１０３が載っており、第１ス
テージ板１０３はベース面１０２ａに沿った方向にスライド可能である。
【００７３】
ベース板１０２と第１ステージ板１０３の間には、第１ステージ板１０３を第１方向Ｘにガイドする４組の第１ステージガイド１１０が組み込まれている。第１ステージガイド１１０は、実施の形態１における第１ステージガイド１０と同一構成であり、第１方向Ｘに延びる一定幅の第１ステージガイド溝１１１と、第１ステージガイド溝１１１に沿ってスライド自在な状態で当該第１ステージガイド溝１１１に挿入されている第１スライドリング１１２を備えている。第１スライドリング１１２は、第１リング固定ネジ１１３によって、ベース板２に固定されていると共に、第１ステージガイド溝１１１から抜けないように保持されている。
【００７４】
第１ステージ板１０３の第１ステージ面１０３ａには、複数枚の第２球体ガイド板１１４が、不図示の固定ネジあるいは打ち込みピンによって、固定されている。第２球体ガイド板１１４は板金部品であり、上記の第１球体ガイド板１０７と同一構成である。当該第２球体ガイド板１１４には、３本の第２球体ガイド溝１１５が形成されている。第２球体ガイド溝１１５のそれぞれには、同一サイズの第２球体１１６が１個あるいは複数個、挿入されている。本例では１個の第２球体１１６が挿入されている。第２球体ガイド溝１１５の溝幅は第２球体１１６の直径よりも大きい。第２球体１１６は第２球体ガイド溝１１５に挿入された状態で第１ステージ板１０３の第１ステージ面１０３ａに載っており、第２球体ガイド溝１１５に対峙する第１ステージ面１０３ａの部分が第２球体支持面である。この状態の第２球体１１６に第２ステージ板１０４が載っており、第２ステージ板１０４は第１ステージ面１０３ａに沿った方向にスライド可能である。
【００７５】
第１ステージ板１０３と第２ステージ板１０４の間には、第２ステージ板１０４を第２方向Ｙにガイドする４組の第２ステージガイド１１７が組み込まれている。第２ステージガイド１１７は、第２方向Ｙに延びる一定幅の第２ステージガイド溝１１８と、第２ステージガイド溝１１８に沿ってスライド自在な状態で当該第２ステージガイド溝に挿入されている第２スライドリング１１９を備えている。本例では、第２ステージガイド溝１１８は第２ステージ板１０４の一部を一定幅で直線状に切り抜くことにより形成されている。第２スライドリング１１９は、第２リング固定ネジ１２０によって、第１ステージ板１０３に固定されていると共に、第２ステージガイド溝１１８から抜け出ないように保持されている。
【００７６】
ステージ装置１００は、ベース板１０２の上に第１球体１０９を挟み第１ステージ板１０３が積層され、第１ステージ板１０３の上に第２球体１１６を挟み第２ステージ板１０４が積層されている。したがって、極めて薄い２軸ステージ装置を実現できる。
【００７７】
また、ステージ装置１の場合と同様に、ステージ面１０４ａが高い平面度の状態に維持される。さらに、第１、第２球体１０９、１１６のスムーズな移動を確保できるので、第１、第２ステージ板１０３、１０４の移動をスムーズに行うことができる。
【００７８】
（実施の形態３）
図８は本発明を適用した実施の形態３に係る１軸ステージ装置を示す斜視図である。１軸ステージ装置２００は、板金部品である矩形のベース板２０２および板金部品であるステージ板２０３を備えている。ベース板２０２の上面は平坦な矩形輪郭のベース面２０２ａである。以下の説明では、ベース面２０２ａに沿った方向のうち、ベース面２０２ａの一方の辺に沿った方向を第１方向Ｘ、第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙと定義し、第１、第２方向Ｘ、Ｙに直交する方向をＺ方向と定義する。ベース板２０２とステージ板２０３はＺ方向に所定の間隔で積層されている。
【００７９】
ステージ板２０３は、ベース面２０２ａに沿った方向である第１方向Ｘにスライド可能である。ステージ板２０３の上面は、ベース面２０２ａに平行なステージ面２０３ａである。このステージ面２０３ａがステージ装置２００のステージ面である。
【００８０】
ステージ板２０３は、直動機構２０５によって、第１方向Ｘに一定のストロークでスライドする。ステージ板２０３をスライドさせることにより、ステージ装置２００のステージ面２０３ａに載せたワーク（図示せず）を、ステージ面２０３ａと同一平面上における所定の範囲内でＸ方向の任意の位置に位置決め可能である。
【００８１】
図９は１軸ステージ装置２００の分解斜視図である。図９においては、直動機構２０５を省略してある。図１０は１軸ステージ装置２００のボール保持部を示す部分断面図である。
【００８２】
これらの図に示すように、ベース板２０２のベース面２０２ａ（第１取付け側板面）には、４枚の球体保持板２０７が、不図示の固定ネジあるいは打ち込みピンによって、固定されている。ステージ板２０３の裏面側に球体保持板２０７を固定することも可能である。球体保持板２０７は板金部品であり、当該球体保持板２０７には、円形の球体保持穴２０８が打ち抜き加工により形成されている。本例では、矩形のベース面２０２ａの四隅に、球体保持板２０７がそれぞれ配置されている。球体保持板２０７と球体保持穴２０８によって、球体保持部が構成される。
【００８３】
ベース板２０２とステージ板２０３の間に位置する球体保持板２０７は、一定幅の長方形の板材を折り曲げ加工して形成されたものである。球体保持板２０７には、取付け側板面であるベース面２０２ａに固定した左右一対の脚板部分２０７ａと、これらの脚板部分２０７ａから直角に折れ曲がって起立している一対の起立板部分２０７ｂと、これらの起立板部分２０７ｂの先端から直角に折れ曲がってベース面２０２ａ平行な方向に延びる球体保持板部分２０７ｃとが形成されている。
【００８４】
球体保持穴２０８は、矩形の球体保持板部分２０７ｃの中央部分を、その厚さ方向に貫通して延びる円形穴である。図１０から分かるように、ベース面２０２ａと球体保持板２０７によって囲まれた部分に、１個の球体２０９が転動自在の状態で配置されている。起立板部分２０７ｂの高さは、球体２０９の直径よりも低い。したがって、球体２０９の一部は、球体保持穴２０８からステージ板２０３の側に突出し、ステージ板２０３の裏面に当接している。
【００８５】
球体保持穴２０８の円形の穴内周面２０８ａは球体２０９の直径よりも小さく、球体保持穴２０８から球体２０９が抜け出ないようになっている。また、穴内周面２０８ａと球体２０９の外周面との間には、それらが同軸状態にある場合に、一定幅の円環状の隙間２０８ｂが形成されるように、穴内周面２０８ａの大きさ、高さ位置が設定されている。これにより、球体２０９は、ベース面２０２ａに沿って僅かに各方向に転動可能な状態で、球体保持穴２０８内に保持されている。
【００８６】
このように、ベース面２０２ａの四隅に配置した球体保持穴２０８のそれぞれに、１個ずつ球体２０９が転動自在に保持され、この状態で各球体２０９はベース面２０２ａに載っている。また、４個の球体２０９の上にステージ板２０３が載っている。よって、ステージ板２０３はベース面２０２ａに沿った方向にスライド可能である。
【００８７】
ベース板２０２とステージ板２０３の間には、ステージ板２０３を第１方向Ｘにガイドするステージガイド２１０が組み込まれている。ステージガイド２１０は、第１方向Ｘに延びる一定幅で一定の長さの６本のステージガイド溝２１１と、各ステージガイド溝２１
１に沿ってスライド自在な状態で当該ステージガイド溝２１１に挿入されているスライドリング２１２を備えている。
【００８８】
本例では、ステージ板２０３におけるＹ方向の両側の辺がベース板２０２の側に一定幅で直角に折り曲げられ、当該折り曲げ縁部分を、部分的に３箇所、直線状に打ち抜き加工することにより形成したスリットである。スリットの代わりに凹溝を形成してもよい。また、ベース板２０２におけるＹ方向の両側の辺がステージ板２０３の側に一定幅で直角に折り曲げられ、当該折り曲げ縁部分が、ステージ板２０３の側の折り曲げ縁部分に対して内側から対峙している。このベース板２０２の側の折り曲げ縁部分には、Ｘ方向に一定の間隔で３箇所に、スライドリング２１２がリング固定ネジ２１３によって固定されている。また、各スライドリング２１２は各ステージガイド溝２１１から抜けないように保持されている。
【００８９】
次に、図８に示すように、ステージ板２０３をスライドさせる直動機構２０５は、モーター２２１、スクリュー軸２２２およびスクリューナット２２３を備えている。直動機構２０５は実施の形態１、２における場合と同様な構成となっているので、それらの詳細については説明を省略する。
【００９０】
１軸ステージ装置２００では、板金部品であるステージ板２０３は、複数個の球体２０９を介してベース板２０２のベース面２０２ａにスライド可能に支持されている。球体２０９の個数、および、各球体２０９によるステージ板２０３の支持位置を適切に設定することにより、ステージ板２０３を高い平面度に維持できる。
【００９１】
また、球体２０９はスライド方向である第１方向Ｘだけでなく、これとは異なる方向にも僅かに移動可能である。球体２０９が当る球体支持面であるベース面２０２ａの位置が変動するので、球体支持面の摩耗を抑制できる。よって、ステージ面２０３ａを良好な平面度の状態に維持でき、１軸ステージ装置２００の寿命も長くできる。
【００９２】
また、球体保持穴２０８に異物が侵入することがある。球体保持穴２０８の穴内周面２０８ａと球体２０９の間には僅かではあるが隙間が形成される。異物が侵入した場合でも、球体２０９のスムーズな回転を確保できる。よって、ステージ板２０３の移動を精度良くスムーズに行うことができる。
【００９３】
（球体保持部の別の例）
図１１および図１２は、それぞれ、上記の実施の形態３の１軸ステージ装置２００のベース板とステージ板の間に組み込み可能な球体保持部の別の例を示す分解斜視図である。ベース板およびステージ板の構成は図８、図９に示すベース板２０２、ステージ板２０３と同一であるので、それらの説明を省略し、図１１、図１２においては、対応する部位には同一の符号を付してある。
【００９４】
図１１に示す球体保持部は、一対の球体保持板２１７と、各球体保持板２１７に形成した一対の球体保持穴２１８とを備えている。各球体保持板２１７は板金部品からなり、その断面形状は前述の球体保持板２０７と同一である。本例の球体保持板２１７は、ベース面２０２ａにおける第２方向Ｙの両端部分において、第１方向Ｘに延びる細長い部材である。各球体保持板２１７の長さ方向の両端部に円形の球体保持穴２１８が形成され、各球体保持穴２１８によって球体２０９が回転自在の状態で保持されている。
【００９５】
図１２に示す球体保持部は、一枚の矩形の球体保持板２２７と、この球体保持板２２７の四隅に形成した４個の円形の球体保持穴２２８とを備えている。各球体保持穴２２８に球体２０９が回転自在の状態で保持されている。球体保持板２２７は、板金部品からなり
、ベース面２０２ａに固定される左右一対の脚板部分２２７ａと、これらの脚板部分２２７ａから直角に折り曲げられて起立している起立板部分２２７ｂと、これらの起立板部分２２７ｂの先端から直角に折り曲げられてベース面２０２ａに平行な方向に延びている矩形の球体保持板部分２２７ｃとを備えている。球体保持板部分２２７ｃにおける四隅に円形の球体保持穴２２８が形成されている。
【符号の説明】
【００９６】
１  ステージ装置、２  ベース板、２ａ  ベース面、２ｂ  辺、２ｃ  取付け板部分、２ｄ  垂直板部分、２ｅ  水平板部分、３  第１ステージ板、３ａ  第１ステージ面、３ｂ
辺、３ｃ  取付け板部分、３ｄ  ナット取付け板部分、３ｅ  辺、３ｆ  取付け板部分、３ｇ  垂直板部分、３ｈ  水平板部分、４  第２ステージ板、４ａ  ステージ面、４ｂ
辺、４ｃ  取付け板部分、４ｄ  ナット取付け板部分、４ｅ  矩形開口、５  第１直動機構、６  第２直動機構、７  第１球体ガイド板、８  第１球体ガイド溝、９  第１球体、１０  第１ステージガイド、１１  第１ステージガイド溝、１２  第１スライドリング、１３  第１リング固定ネジ、１４  第２球体ガイド板、１５  第２球体ガイド溝、１６
第２球体、１７  第２ステージガイド、１８  第２ステージガイド溝、１９  第２スライドリング、２０  第２リング固定ネジ、２１  第１モーター、２２  第１スクリュー軸、２３  第１スクリューナット、２４  マウント、２５  カップリング、３１  第２モーター、３２  第２スクリュー軸、３３  第２スクリューナット、３５  カップリング、Ｗ
溝幅、Ｘ  第１方向、Ｙ  第２方向、Ｚ  第３方向、
１００  ステージ装置、１０２  ベース板、１０２ａ  ベース面、１０３  第１ステージ板、１０３ａ  第１ステージ面、１０４  第２ステージ板、１０４ａ  ステージ面、１０５  第１直動機構、１０６  第２直動機構、１０７  第１球体ガイド板、１０８  第１球体ガイド溝、１０９  第１球体、１１０  第１ステージガイド、１１１  第１ステージガイド溝、１１２  第１スライドリング、１１３  第１リング固定ネジ、１１４  第２球体ガイド板、１１５  第２球体ガイド溝、１１６  第２球体、１１７  第２ステージガイド、１１８  第２ステージガイド溝、１１９  第２スライドリング、１２０  第２リング固定ネジ、
２００  １軸ステージ装置、２０２  ベース板、２０２ａ  ベース面、２０３  ステージ板、２０３ａ  ステージ面、２０５  第１直動機構、２０７，２１７，２２７  球体保持板、２０７ａ，２２７ａ  脚板部分、２０７ｂ，２２７ｂ  起立板部分、２０７ｃ，２２７ｃ  球体保持板部分、２０８，２１８，２２８  球体保持穴、２０８ａ  穴内周面、２０８ｂ  隙間、２０９  球体、２１０  ステージガイド、２１１  ステージガイド溝、２１２  スライドリング、２１３  リング固定ネジ、２２１  モーター、２２２  スクリュー軸、２２３  スクリューナット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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