(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース板と、
予め定めたＸ軸方向にスライド可能な状態で前記ベース板に搭載されている板金製のＸ軸ステージ板とを有し、
前記Ｘ軸ステージ板は、
矩形輪郭のＸ軸ステージ本体板部分と、
このＸ軸ステージ本体板部分の周囲四辺にそれぞれ一体形成されている一定幅の第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分と、
前記Ｘ軸ステージ本体板部分と前記第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分のそれぞれとの間に形成されている直線状の第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分とを備え、
前記第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分のそれぞれは、前記第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分のそれぞれにおいて、前記Ｘ軸ステージ本体板部分に繋がっている板部分を前記Ｘ軸ステージ本体板部分の裏面側に直角に折り曲げた後に再び表面側に直角に折り曲げることによって形成された塑性加工部分であり、
前記第１、第２Ｘ軸ステージ縁板部分は前記Ｘ軸方向に平行に延び、前記第３、第４Ｘ軸ステージ縁板部分は前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に平行に延びており、
前記Ｘ軸ステージ板は、その裏面が前記ベース板に向く状態あるいはその表面が前記ベース板に向く状態に配置されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ベース板には、前記Ｘ軸方向に平行に延びている一対の第１、第２Ｘ軸スライドガイド溝が形成されており、
前記第１、第２Ｘ軸スライドガイド溝には、それぞれ、前記第１、第２Ｘ軸ステージ縁板部分がスライド可能な状態で挿入されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１Ｘ軸ステージ縁板部分における縁端面には第１Ｘ軸板バネ部分が一体形成されており、
前記第２Ｘ軸ステージ縁板部分における縁端面には第２Ｘ軸板バネ部分が一体形成されており、
前記第１Ｘ軸板バネ部分は、前記第１Ｘ軸ステージ縁板部分の縁端面から前記Ｙ軸方向に突出して前記第１Ｘ軸スライドガイド溝の溝内周面に対して前記Ｙ軸方向に弾性変位可能な状態で押し付けられており、
前記第２Ｘ軸板バネ部分は、前記第２Ｘ軸ステージ縁板部分の縁端面から前記Ｙ軸方向に突出して前記第２Ｘ軸スライドガイド溝の溝内周面に対して前記Ｙ軸方向に弾性変位可能な状態で押し付けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１Ｘ軸板バネ部分および前記第２Ｘ軸板バネ部分のバネ係数が異なることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記ベース板および前記Ｘ軸ステージ板には、それらの中央部分がくり抜かれて開口部となっていることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記ベース板に対して前記Ｘ軸ステージ板を前記Ｘ軸方向にスライドさせるための送り機構を有しており、
前記送り機構は、前記ベース板の側に配置した送りネジと、前記Ｘ軸ステージ板の側に配置したナット部分と、前記送りネジおよび前記ナット部分の間における前記送りネジの進行方向のガタ付きを防止するためのバネ特性のある薄板からなるワッシャとを備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれかの項において、
前記Ｙ軸方向にスライド可能な状態で前記Ｘ軸ステージ板に搭載されている金属製のＹ軸ステージ板を有し、
前記Ｙ軸ステージ板は、
矩形輪郭のＹ軸ステージ本体板部分と、
このＹ軸ステージ本体板部分の周囲四辺にそれぞれ一体形成されている一定幅の第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分と、
前記Ｙ軸ステージ本体板部分と前記第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分のそれぞれとの間に形成されている直線状の第１〜第４Ｙ軸ステージ段差部分とを備え、
前記第１〜第４Ｙ軸ステージ段差部分のそれぞれは、前記第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分のそれぞれにおいて、前記Ｙ軸ステージ本体板部分に繋がっている板部分を前記Ｙ軸ステージ本体板部分の裏面側に直角に折り曲げた後に再び表面側に直角に折り曲げることによって形成された塑性加工部分であり、
前記第３、第４Ｙ軸ステージ縁板部分は前記Ｙ軸方向に平行に延び、前記第１、第２Ｙ軸ステージ縁板部分は前記Ｘ軸方向に平行に延びており、
前記Ｙ軸ステージ板は、その裏面が前記Ｘ軸ステージ板に向く状態あるいはその表面が前記Ｘ軸ステージ板に向く状態に配置されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記Ｘ軸ステージ板には、前記Ｙ軸方向に平行に延びる一対の第１、第２Ｙ軸スライドガイド溝が形成されており、
前記第１、第２Ｙ軸スライドガイド溝には、それぞれ、前記第３、第４Ｙ軸ステージ縁板部分がスライド可能な状態で挿入されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第３Ｙ軸ステージ縁板部分における縁端面には第１Ｙ軸板バネ部分が一体形成されており、
前記第４Ｙ軸ステージ縁板部分における縁端面には第２Ｙ軸板バネ部分が一体形成されており、
前記第１Ｙ軸板バネ部分は、前記第３Ｙ軸ステージ縁板部分の縁端面から前記Ｘ軸方向に突出して前記第１Ｙ軸スライドガイド溝の溝内周面に対して前記Ｘ軸方向に弾性変位可能な状態で押し付けられており、
前記第２Ｙ軸板バネ部分は、前記第４Ｙ軸ステージ縁板部分の縁端面から前記Ｘ軸方向に突出して前記第２Ｙ軸スライドガイド溝の溝内周面に対して前記Ｘ軸方向に弾性変位可能な状態で押し付けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１Ｙ軸板バネ部分および前記第２Ｙ軸板バネ部分のバネ係数が異なることを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のうちのいずれかの項において、
前記Ｙ軸ステージ板には、その中央部分がくり抜かれて開口部となっていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
請求項７ないし１１のうちのいずれかの項において、
前記Ｘ軸ステージ板に対して前記Ｙ軸ステージ板を前記Ｙ軸方向にスライドさせるためのＹ軸送り機構を有しており、
前記Ｙ軸送り機構は、前記Ｘ軸ステージ板の側に配置したＹ軸送りネジと、前記Ｙ軸ステージ板の側に配置したＹ軸ナット部分と、前記Ｙ軸送りネジおよび前記Ｙ軸ナット部分の間における前記Ｙ軸送りネジの進行方向のガタ付きを防止するためのバネ特性のある薄板からなるＹ軸ワッシャとを備えていることを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージが板金製部品から構成されている薄型化が可能なＸ（１軸）ステージ装置、ＸＹ（２軸）ステージ装置などのステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＸＹステージ装置は、ベース部材の上に、Ｘ軸方向にスライドするＸ軸ステージを搭載し、この上にＹ軸方向にスライドするＹ軸ステージを搭載した構造となっている。Ｘ軸ステージおよびＹ軸ステージは金属または非金属のブロックを切削加工して作られ、十分な剛性が備わっている。
【０００３】
ここで、ＸＹステージ装置の薄型化を図るには、各ステージを薄型のものにすることが有効である。しかしながら、ステージを薄型にすると、強度低下や歪による精度不良などの原因となり、製品の信頼性を確保することが困難である。各ステージの薄型化を図るために、これらを板金製部品にする場合にも同様な問題が発生する。なお、特許文献１の段落０００４には、自動販売機に組み込まれる直交２軸移動装置において、その軽量化とコスト低減のために、そのＸ移動部、Ｙ移動部、ベース枠を板金構造にすると、その直線度、平行度が低下するという弊害について言及されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２１８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、ステージ装置においては製品の信頼性を確保する点から、その薄型化が進んでいないのが現状である。
【０００６】
本発明の課題は、この点に鑑みて、信頼性を損なうことなく薄型化を達成可能なステージ装置を提案することにある。また、本発明の課題は、信頼性を損なうことなく薄型化と共に軽量化および製造コストの低減化を達成可能なステージ装置を提案することにある。
【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、好ましくは板金製のベース板と、
予め定めたＸ軸方向にスライド可能な状態で前記ベース板に搭載されている板金製のＸ軸ステージ板とを有し、
前記Ｘ軸ステージ板は、
矩形輪郭のＸ軸ステージ本体板部分と、
このＸ軸ステージ本体板部分の周囲四辺にそれぞれ一体形成されている一定幅の第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分と、
前記Ｘ軸ステージ本体板部分と前記第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分のそれぞれとの間に形成されている直線状の第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分とを備え、
前記第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分のそれぞれは、前記第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分のそれぞれにおいて、前記Ｘ軸ステージ本体板部分に繋がっている板部分を前記Ｘ軸ステージ本体板部分の裏面側に直角に折り曲げた後に再び表面側に直角に折り曲げることによって形成された塑性加工部分であり、
前記第１、第２Ｘ軸ステージ縁板部分は前記Ｘ軸方向に平行に延び、前記第３、第４Ｘ軸ステージ縁板部分は前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に平行に延びており、
前記Ｘ軸ステージ板は、その裏面が前記ベース板に向く状態あるいはその表面が前記ベース板に向く状態に配置されていることを特徴としている。
【０００８】
板金製のＸ軸ステージ板をＸ軸方向にスライド可能な状態で支持するためのスライドガイド機構として、一般的に用いられているリニアガイド、例えばクロスローラーガイドを用いることができる。しかしながら、ステージ装置の軽量化、低コスト化を達成するためには、ベース板に、Ｘ軸方向に平行に延びている一対の第１、第２Ｘ軸スライドガイド溝を配置し、これらの第１、第２スライドガイド溝に、それぞれ、第１、第２Ｘ軸ステージ縁板部分をスライド可能な状態で挿入した構成とすることが望ましい。
【０００９】
この場合には、Ｘ軸ステージ板をガタ付きなくスライドさせるために、Ｘ軸ステージ板の第１、第２Ｘ軸ステージ縁板部分を、バネ力によって常にＹ軸方向に付勢した状態で第１、第２Ｘ軸スライドガイド溝に挿入しておけばよい。このために用いる板バネ部分は、板金加工によってＸ軸ステージ板の板金加工時に一体形成しておくことができる。
【００１０】
次に、本発明はＸ軸ステージ板の上にＹ軸ステージ板が搭載されているＸＹステージ装置にも同様に適用できる。この場合には、Ｙ軸ステージ板を上記のＸ軸ステージ板と同様な構成の板金製品とすればよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のステージ装置では、金属製の薄板材料を用いて精密板金加工により薄型のステージ板を製造し、その周囲四辺の部分を裏面側および表面側に２回曲げることで、板金製のステージ板に強度と精度をもたせるようにしている。一般的に薄板材料を９０度曲げた際には、鞍反りと呼ばれる現象が起こる。本発明では、ステージ板の周囲四辺の部分において、１回目に曲げた方向とは逆側に２回目の曲げを行うことで、それぞれの曲げ加工時に生じる残留応力を相殺して鞍反りを防止すると共に、薄板材料でありながらその平面に垂直な荷重に対する強度（面外剛性）を持たせるようにしている。したがって、本発明によれば、信頼性を損なうことなくステージ装置の薄型化を達成できる。また、薄型化と共に、ステージ装置の軽量化および製造コストの低減化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した実施の形態１に係るＸＹステージ装置の主要部分の斜視図である。
【図２】図１のＸＹステージ装置の分解斜視図である。
【図３】図１のＸＹステージ装置のＸ軸ステージ板を示す斜視図および一部を切り取った状態で示す部分斜視図である。
【図４】図１のＸＹステージ装置のＸ軸スライドガイドを示す斜視図、平面図、側面図および端面図である。
【図５】板バネ部分を備えたＸ軸ステージ板の例を示す斜視図、正面図、平面図、側面図、一方の板バネ部分を示す部分拡大図および他方の板バネ部分を示す部分拡大図である。
【図６】板バネ部分の別の形状を示す説明図である。
【図７】本発明を適用した実施の形態２に係るＸＹステージ装置を示す斜視図、平面図、正面図および各ステージ板がスライドした状態を示す説明図である。
【図８】本発明を適用した実施の形態３に係る送り機構付きＸ軸ステージ装置を示す斜視図、平面図、正面図および側面図である。
【図９】本発明を適用した実施の形態４に係る送り機構付きＸＹステージ装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明を適用した実施の形態５に係る送り機構付きＸＹステージ装置の別の例を示す斜視図である。
【図１１】送りネジガタ付き防止構造を備えた送り機構の主要部分を示す説明図および分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した各実施の形態に係るステージ装置を説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係るＸＹステージ装置のステージ部分を示す斜視図であり、図２はその分解斜視図である。これらの図において駆動機構は図示を省略してある。ＸＹステージ装置１は板金製の矩形のベース板２と、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＸ軸ステージ板３と、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＹ軸ステージ板４を備えている。
【００１５】
Ｘ軸ステージ板３は、ベース板２上において当該ベース板２に平行な平面上において予め定めたＸ軸方向にスライド可能であり、Ｙ軸ステージ板４はＸ軸に直交するＹ軸方向にスライド可能である。ベース板２の表面におけるＸ軸方向に延びる左右の縁辺部分には、第１、第２Ｘ軸スライドガイド５、６が固定ネジ７によって取り付けられており、Ｘ軸ステージ板３は第１、第２Ｘ軸スライドガイド５、６によってガイドされてＸ軸方向にスライドする。同様に、Ｘ軸ステージ板３の表面におけるＹ軸方向に延びる前後の縁辺部分には、第１、第２Ｙ軸スライドガイド８、９が固定ネジ１０によって取り付けられており、Ｙ軸ステージ板４は第１、第２Ｙ軸スライドガイド８、９によってガイドされてＹ軸方向にスライドする。
【００１６】
ベース板２は金属板材料、例えば板厚が１ｍｍのＳＵＳ製の板材を精密板金加工して得たものであり、その左右の縁端部２１、２２がそれらの前後の部位を除き一定幅で表面側に直角に立ち上がるように曲げ加工されていると共に、直角に立ち上げた縁端部２１、２２の先端部分が裏面側に直角に折り曲げられている。このようにＬ形断面となるように塑性加工した縁端部２１、２２によって面外方向の剛性、強度が確保されている。ベース板２の四隅の部分はネジ穴が形成された取付用フランジ２３〜２６となっており、これらの部分が不図示の固定ネジによってＸＹステージ装置取付台などの固定側の部材に固定される。なお、ベース板２は軽量化のために中央部分がくり抜かれて矩形開口２７となっている。
【００１７】
図３（ａ）はＸ軸ステージ板３を示す斜視図であり、図３（ｂ）はその断面形状を示すために一部分を切り取って示す斜視図である。これらの図を参照して説明すると、本例のＸ軸ステージ板３は金属板材料、例えば板厚が１ｍｍのＳＵＳ製の板材を精密板金加工して得られたものであり、矩形輪郭をしたＸ軸ステージ本体板部分３０を備え、このＸ軸ステージ本体板部分３０の周囲四辺には、それぞれ一定幅の第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１〜３４が一体形成されている。Ｘ軸ステージ本体板部分３０と第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１〜３４の間には、それぞれ直線状の第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分３５〜３８が形成されている。
【００１８】
本例の第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分３５〜３８のそれぞれは、第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１〜３４のそれぞれにおいて、Ｘ軸ステージ本体板部分３０に繋がっている板部分をその表面３０ａから裏面３０ｂの側に直角に折り曲げた後に再び表面３０ａの側に直角に折り曲げることによって形成された塑性加工部分である。したがって、第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１〜３４は、Ｘ軸ステージ本体板部分３０に対して一定の段差で当該Ｘ軸ステージ本体板部分３０と平行に延びている。本例では、Ｘ軸ステージ板３は、その裏面３０ｂがベース板２に向く状態で配置されている。逆に、その表面３０ａがベース板２に向く状態に配置することも可能である。また、Ｘ軸ステージ板３の中央部分はくり抜かれて矩形開口３９となっており、軽量化が図られている。
【００１９】
このように、Ｘ軸ステージ板３には、その周囲四辺を逆方向に直角に２回折り曲げることで第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分３５〜３８が形成されている。２回曲げることで、表面３０ａと裏面３０ｂの曲げ箇所の残留応力が相殺され、板面の反りや歪が抑制される。よって、板金製のＸ軸ステージ板３の平面度を確保できる。また、周囲を曲げることで、Ｘ軸ステージ板３の全体の強度および面外剛性が上がる。したがって、従来のように切削加工によって金属ブロックから製造した厚いＸ軸ステージを用いる場合に比べて、その薄型化および軽量化を図ることができると共に、強度および精度も確保できる廉価なＸ軸ステージ板３を得ることができる。
【００２０】
図４（ａ）〜（ｄ）は第１Ｘ軸スライドガイド５を示す斜視図、平面図、正面図および側面図である。第１Ｘ軸スライドガイド５はレール板積層体５０から構成されており、レール板積層体５０は樹脂製のレール上板５１、レール中板５２およびレール下板５３をこの順序で積層して相互に固定した構成となっている。レール上板５１とレール下板５３は同一の幅、長さおよび厚さの板であるが、レール中板５２は長さと厚さは他の板と同一であるが幅が他の板よりも狭く略半分となっている。これらの３枚の板が幅方向の一方の端を揃えて積層され、これによって、レール上板５１とレール下板５３の間には、レール中板５２の厚さに対応する幅のＸ軸スライドガイド溝５４が形成されている。
【００２１】
レール板積層体５０には厚さ方向に複数本の位置決めピン５５が貫通しており、レール下板５３からそれらが垂直に突出している。これらの位置決めピン５５をベース板２の左右の端縁部分に沿って形成した圧入穴（図示せず）に圧入することにより、第１Ｘ軸スライドガイド５がベース板２に位置決めされ、この状態で固定ネジ７によってベース板２に固定される。ベース板２に固定された第１Ｘ軸スライドガイド５はＸ軸方向に平行に延びており、そのＸ軸スライドガイド溝５４には、Ｘ軸ステージ板３における第１Ｘ軸ステージ縁板部分３１が当該スライドガイド溝５４に沿ってスライド自在の状態で挿入されている。なお、各板５１〜５３はＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）製である。
【００２２】
他方の第２Ｘ軸スライドガイド６は第１Ｘ軸スライドガイド５と左右対象な構造であり、左右対象な位置に配置されている。第２Ｘ軸スライドガイド６の第２Ｘ軸スライドガイド溝６４（図２参照）には、Ｘ軸ステージ板３の第２Ｘ軸ステージ縁板部分３２がスライド自在の状態で挿入されている。
【００２３】
次に、図２から分かるように、Ｙ軸ステージ板４はＸ軸ステージ板３よりも一回り小さな矩形輪郭のものであり、その構造はＸ軸ステージ板３と同様である。すなわち、Ｙ軸ステージ板４は、矩形輪郭のＹ軸ステージ本体板部分４０を備え、このＹ軸ステージ本体板部分４０の周囲四辺には、それぞれ一定幅の第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分４１〜４４が一体形成されている。Ｙ軸ステージ本体板部分４０と第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分４１〜４４の間には、それぞれ、直線状の第１〜第４Ｙ軸ステージ段差部分４５〜４８が形成されている。第１〜第４Ｙ軸ステージ段差部分４５〜４８のそれぞれは、第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分４１〜４４のそれぞれにおいて、Ｙ軸ステージ本体板部分４０に繋がっている板部分をその裏面４０ｂ側に直角に折り曲げた後に再び表面４０ａ側に直角に折り曲げることによって形成された塑性加工部分である。なお、Ｙ軸ステージ板４も中央部分がくり抜かれて矩形開口４９が形成されている。
【００２４】
また、第１Ｙ軸スライドガイド８、第２Ｙ軸スライドガイド９も第１Ｘ軸スライドガイド５と同様な構造であり、Ｘ軸ステージ板３におけるＸ軸ステージ本体板部分３０における前後の縁端部分においてＹ軸方向に平行に延びる状態で固定され、これらのＹ軸スライドガイド溝８４、９４には、それぞれ、Ｙ軸ステージ板４の前後の第３、第４Ｙ軸ステージ縁板部分４３、４４がスライド自在の状態で挿入されている。
【００２５】
このように構成したＸＹステージ装置１では、ベース板２、Ｘ軸ステージ板３およびＹ軸ステージ板４が板金製の部品から構成されているので、全体として、従来のＸＹステージ装置に比べて薄型化を達成できる。また、Ｘ軸ステージ板３、Ｙ軸ステージ板４は、それらの周囲四辺の部分を表裏に２回折り曲げ加工した段差部分が形成されているので、十分な強度、面外剛性および平面度が確保されている。よって、薄型で信頼性の高い廉価なＸＹステージ装置を実現できる。
【００２６】
（ステージ板の別の例）
図５（ａ）〜（ｆ）は、Ｘ軸ステージ板３、Ｙ軸ステージ板４として用いることのできるステージ板の別の例を示す斜視図、正面図、平面図、側面図、円Ａで囲まれている部分を示す部分拡大平面図および円Ｂで囲まれている部分を示す部分拡大平面図である。これらの図に示すステージ板３Ａの基本構成はＸ軸ステージ板３と同様であるので、対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【００２７】
本例のステージ板３Ａは、スライド時のガタ付きを除去するために、第１Ｘ軸ステージ縁板部分３１および第２Ｘ軸ステージ縁板部分３２に板バネ部分が一体成形されている。すなわち、第１Ｘ軸ステージ縁板部分３１における縁端面には、前後方向（Ｘ軸方向）における対称な位置に一対の第１Ｘ軸ステージ板バネ部分１１、１２が対称な形状となるように、当該縁板部分に一体形成されている。同様に、第２Ｘ軸ステージ縁板部分３２における縁端面にも、対称な位置に一対の第２Ｘ軸ステージ板バネ部分１３、１４が対称な形状となるように、当該縁板部分に一体形成されている。
【００２８】
第１Ｘ軸ステージ板バネ部分１１、１２は、第１Ｘ軸ステージ縁板部分３１の縁端面からＹ軸方向に突出して当該縁板部分に対して一定の隙間で平行に延びており、その先端にはＹ軸方向の外方（縁端面から離れる方向）に僅かに突出した円形状頭部１１ａ、１２ａが形成されている。円形状頭部１１ａ、１２ａは、第１Ｘ軸スライドガイド溝５４の溝内周面（すなわち、図４におけるレール中板５２の内側の端面５２ａ）に対してＹ軸方向に弾性変位可能な状態で押し付けられるように寸法が設定されている。同様に、第２Ｘ軸ステージ板バネ部分１３、１４は、第２Ｘ軸ステージ縁板部分３２の縁端面からＹ軸方向に突出して当該縁端面に対して一定の隙間で平行に延びており、その先端にはＹ軸方向の外方に僅かに突出した円形状頭部１３ａ、１４ａが形成されている。円形状頭部１３ａ、１４ａは、第２Ｘ軸スライドガイド溝６４の溝内周面に対してＹ軸方向に弾性変位可能な状態で押し付けられるように寸法が設定されている。
【００２９】
さらに、本例では、第１Ｘ軸ステージ板バネ部分１１、１２に比べて、第２Ｘ軸ステージ板バネ部分１３、１４の長さが短い。このため、第２Ｘ軸ステージ板バネ部分１３、１４の方がバネ係数が大きく、同一変形に対して大きなバネ力が発生する。この結果、Ｘ軸ステージ板３は、第１Ｘ軸スライドガイド溝５４、第２Ｘ軸スライドガイド溝６４に挿入された状態では、第１Ｘ軸スライドガイド溝５４の側に付勢されて僅かに偏位した状態に保持され、スライド時におけるＹ軸方向へのガタ付きが防止されると共にスライド位置が一定に保持される。
【００３０】
なお、板バネ部分は各種の形状、構造のものとすることができる。例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、全体として直線状ではなく円弧状に延びている形状の板バネ部分１１Ａ〜１４Ａとすることも可能である。
【００３１】
（実施の形態２）
図７（ａ）〜（ｄ）は本発明を適用した実施の形態２に係るＸＹステージ装置を示す斜視図、平面図、正面図および各ステージ板がスライドした状態を示す説明図である。これらの図に示すＸＹステージ装置１Ｂの基本構成は実施の形態１のＸＹステージ装置１と同様であり、板金製の矩形のベース板２Ｂと、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＸ軸ステージ板３Ｂと、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＹ軸ステージ板４Ｂを備えている。ベース板２Ｂの表面におけるＸ軸方向に延びる左右の縁辺部分には、第１、第２Ｘ軸スライドガイド５Ｂ、６Ｂが取り付けられており、Ｘ軸ステージ板３Ｂは第１、第２Ｘ軸スライドガイド５Ｂ、６ＢによってガイドされてＸ軸方向にスライドする。同様に、Ｘ軸ステージ板３Ｂの表面におけるＹ軸方向に延びる前後の縁辺部分には、第１、第２Ｙ軸スライドガイド８Ｂ、９Ｂが取り付けられており、Ｙ軸ステージ板４Ｂは第１、第２Ｙ軸スライドガイド８Ｂ、９ＢによってガイドされてＹ軸方向にスライドする。
【００３２】
各部材２Ｂ〜９Ｂは、それぞれ、実施の形態１のＸＹステージ装置１における対応する各部材２〜９と同様な構造となっている。しかるに、ベース板２Ｂ、Ｘ軸ステージ板３Ｂ、Ｙ軸ステージ板４Ｂには矩形開口が形成されていない。また、Ｘ軸ステージ板３Ｂ、Ｙ軸ステージ板４Ｂには板バネ部材が形成されておらず、その代わりにＸ軸ステージ板３Ｂの中央にＹ軸方向に延びるＹ軸ガイド１５Ｂが固定され、Ｙ軸ステージ板４Ｂには、その中央部分にＹ軸方向に延びるＹ軸ガイド溝１６Ｂが形成されている。Ｙ軸ガイド１５ＢはＹ軸ガイド溝１６Ｂに沿ってスライド自在の状態で当該Ｙ軸ガイド溝１６Ｂに挿入されている。図示を省略してあるが、ベース板２ＢとＸ軸ステージ板３Ｂとの間にも同様なＸ軸ガイド機構が構成されている。すなわち、ベース板２Ｂの表面にはＸ軸ガイドが固定され、Ｘ軸ステージ板３Ｂの中央部分には、Ｘ軸ガイドをＸ軸方向にガイドするためのＸ軸ガイド溝が形成されている。なお、Ｙ軸ガイド１５Ｂ、Ｘ軸ガイドは樹脂成形品、例えばＰＯＭ成形品を用いることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図８（ａ）〜（ｄ）は本発明を適用した実施の形態３に係る送り機構付きＸ軸ステージ装置を示す斜視図、平面図、正面図および側面図である。Ｘ軸ステージ装置１Ｃは板金製の矩形のベース板２Ｃと、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＸ軸ステージ板３Ｃと、Ｘ軸ステージ板３Ｃの送り機構１００Ｃとを備えている。
【００３４】
Ｘ軸ステージ板３Ｃは、ベース板２Ｃ上において当該ベース板２Ｃに平行な平面上において予め定めたＸ軸方向にスライド可能である。ベース板２Ｃの表面におけるＸ軸方向に延びる左右の縁辺部分と、Ｘ軸ステージ板３ＣにおけるＸ軸方向に延びる左右の縁辺部分との間には、第１、第２Ｘ軸クロスローラーガイド５Ｃ、６Ｃが組み付けられており、これらによってＸ軸ステージ板３ＣがＸ軸方向にスライド自在である。クロスローラーガイドは市販品（例えば、ＴＨＫ株式会社製のもの）を用いることができる。
【００３５】
ベース板２Ｃは金属板材料、例えば板厚が１ｍｍのＳＵＳ製の板材を精密板金加工して得られたものであり、その左右の縁端部２１Ｃ、２２Ｃが一定幅で直角に表面側に立ち上がるように曲げ加工されている。また、その前端縁の中央部分から一定幅で前方に突出し、前端部分が表面側に直角に立ち上がるように曲げ加工されたＬ形の支持板部分２３Ｃが形成されている。Ｘ軸ステージ板３Ｃも金属板材料、例えば板厚が１ｍｍのＳＵＳ製の板材を精密板金加工して得られたものであり、矩形輪郭をしたＸ軸ステージ本体板部分３０Ｃを備え、このＸ軸ステージ本体板部分３０Ｃの周囲四辺には、それぞれ一定幅の第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１Ｃ〜３４Ｃが一体形成されている。Ｘ軸ステージ本体板部分３０Ｃと第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１Ｃ〜３４Ｃの間には、それぞれ直線状の第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分３５Ｃ〜３８Ｃが形成されている。
【００３６】
本例の第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分３５Ｃ〜３８Ｃのそれぞれは、第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１Ｃ〜３４Ｃのそれぞれにおいて、Ｘ軸ステージ本体板部分３０Ｃに繋がっている板部分をその表面から裏面の側に直角に折り曲げた後に再び表面の側に直角に折り曲げることによって形成された塑性加工部分である。したがって、第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１Ｃ〜３４Ｃは、Ｘ軸ステージ本体板部分３０Ｃに対して一定の段差で当該Ｘ軸ステージ本体板部分３０Ｃと平行に延びている。本例では、Ｘ軸ステージ板３Ｃは、その表面がベース板２Ｃに向く状態に配置されており、Ｘ軸ステージ本体板部分３０Ｃに比べて第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分３１Ｃ〜３４Ｃの方がベース板２Ｃから離れた位置（上側の位置）にある。
【００３７】
ここで、送り機構１００Ｃについて説明すると、Ｘ軸ステージ板３Ｃの前側の第３Ｘ軸ステージ縁板部分３３Ｃの前端面の中央部分には、一定幅で直角に立ち上げた立ち上げ板部分３９Ｃが形成されている。この立ち上げ板部分３９Ｃと、ベース板２Ｃの側の支持板部分２３Ｃに取り付けたローレットノブ１０１Ｃとの間には、送りネジ１０２Ｃがねじ込み可能な状態で架け渡されており、その脚部先端部には止め輪１０３Ｃが取り付けられて、抜けが防止されている。また、送りネジ１０２Ｃの脚部を同心状に取り囲む状態で、Ｘ軸ステージ板３Ｃの側とベース板２Ｃの側の間にはコイルスプリング１０４Ｃが装着されている。したがって、送りネジ１０２Ｃを回すことによって、Ｘ軸ステージ板３Ｃをベース板２Ｃに対してＸ軸方向にスライドさせることができる。
【００３８】
この構成のＸ軸ステージ装置１Ｃにおいても、そのＸ軸ステージ板３Ｃには、その周囲四辺を逆方向に直角に２回折り曲げることで第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分３５Ｃ〜３８Ｃが形成されている。このように２回曲げることで、板材の表面と裏面の曲げ箇所の残留応力が相殺され、板面の反りや歪が抑制される。よって、板金製のＸ軸ステージ板３Ｃの平面度を確保できる。また、周囲を曲げることで、Ｘ軸ステージ板３Ｃの全体の強度および面外剛性が上がる。したがって、従来のように切削加工によって金属ブロックから製造した厚いＸ軸ステージを用いる場合に比べて、その薄型化および軽量化を図ることができると共に、強度および精度も確保できる廉価なＸ軸ステージ板３Ｃを得ることができる。この結果、Ｘ軸ステージ装置を全体として薄型化することができる。
【００３９】
（実施の形態４）
図９は、図８のＸ軸ステージ装置１Ｃを用いて構成された送り機構付きＸＹステージ装置を示す斜視図である。本例のＸＹステージ装置１Ｄは、板金製の矩形のベース板２Ｄと、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＸ軸ステージ板３Ｄと、Ｙ軸ステージ板４Ｄと、Ｘ軸ステージ板３Ｄの送り機構１００ＤおよびＹ軸ステージ板４Ｄの送り機構１１０Ｄとを備えている。ベース板２Ｄ、Ｘ軸ステージ板３Ｄおよび送り機構１００Ｄからなる部分は、図８のＸ軸ステージ装置１Ｃと同一である。
【００４０】
Ｘ軸ステージ板３ＤとＹ軸ステージ板４Ｄの間には、Ｙ軸方向に延びる前後一対のクロスローラーガイド８Ｄ、９Ｄが組み付けられており、これらによってＹ軸ステージ板４ＤがＹ軸方向にガイドされる。Ｙ軸ステージ板４ＤはＸ軸ステージ板３Ｄよりも一回り小さな寸法であること以外は同一構造である。送り機構１１０Ｄも送り方向がＹ軸方向であること、および、Ｘ軸ステージ板３ＤとＹ軸ステージ板４Ｄの間に組み付けられていること以外は送り機構１００Ｄと同一構造である。
【００４１】
（実施の形態５）
図１０は、送り機構付きＸＹステージ装置の別の例を示す斜視図である。本例のＸＹステージ装置１Ｅは、板金製の矩形のベース板２Ｅと、この上に搭載されている板金製の矩形輪郭のＸ軸ステージ板３Ｅと、この上に搭載されている板金製のＹ軸ステージ板４Ｅと、Ｘ軸ステージ板３Ｅの送り機構１００ＥおよびＹ軸ステージ板４Ｅの送り機構１１０Ｅとを備えている。
【００４２】
ベース板２Ｅ、Ｘ軸ステージ板３ＥおよびＹ軸ステージ板４Ｅは、それらの中心部分が切り取られて矩形開口が形成されている以外は、それぞれ、図９に示す送り機構付きＸＹステージ装置１Ｄにおけるベース板２Ｄ、Ｘ軸ステージ板３ＤおよびＹ軸ステージ板４Ｄと同様に構成されている。
【００４３】
ベース板２ＥとＸ軸ステージ板３Ｅの間には、Ｘ軸方向に延びる左右一対のＸ軸スライドガイド（クロスローラーガイド）５Ｅ、６Ｅが組み付けられており、これらによってＸ軸ステージ板３ＥがＸ軸方向にガイドされる。同様に、Ｘ軸ステージ板３ＥとＹ軸ステージ板４Ｅの間には、Ｙ軸方向に延びる前後一対のＹ軸スライドガイド（クロスローラーガイド）８Ｅ、９Ｅが組み付けられており、これらによってＹ軸ステージ板４ＥがＹ軸方向にガイドされる。Ｙ軸ステージ板４ＥはＸ軸ステージ板３Ｅよりも一回り小さな寸法であること以外は同一構造である。
【００４４】
Ｘ軸ステージ板３Ｅの送り機構１００Ｅは、ベース板２Ｅの側方端において直角に立ち上げた縁端部２２Ｅの外側面に沿って前後方向に延びている送りネジ１０２Ｅと、この送りネジ１０２Ｅの先端に形成されているローレットノブ１０１Ｅを備えている。送りネジ１０２Ｅは、ベース板２Ｅの縁端部２２Ｅの前端に形成した支持板１０３Ｅによって、その中心軸線回りに回転可能な状態で支持されている。また、送りネジ１０２Ｅの先端側の部位は、Ｘ軸ステージ板３Ｅにおける第２Ｘ軸ステージ縁板部分３２Ｅから側方に突出している支持板１０４Ｅに形成したナット部分１０５Ｅのネジ孔に螺合している。ローレットノブ１０１Ｅを回すと、それにより一体回転する送りネジ１０２ＥによってＸ軸ステージ板３ＥがＸ軸方向に移動する。なお、支持板１０３Ｅとナット部分１０５Ｅの間に圧縮コイルバネを配置して送り時の送りネジのガタ付きを無くすことが望ましい。
【００４５】
Ｙ軸ステージ板４Ｅの送り機構１１０Ｅも同様な構造であり、Ｘ軸ステージ板３Ｅの後側の端において直角に立ち上げた縁端部の外側面に沿って左右方向に延びている送りネジ１１２Ｅと、この送りネジ１１２Ｅの先端に形成されているローレットノブ１１１Ｅを備えている。送りネジ１１２Ｅは、Ｘ軸ステージ板３Ｅの縁端部の前端に形成した支持板１１３Ｅによって、その中心軸線回りに回転可能な状態で支持されている。また、送りネジ１１２Ｅの先端側の部位は、Ｙ軸ステージ板４Ｅにおける第４Ｙ軸ステージ縁板部分４４Ｅから後方に突出している支持板１１４Ｅに形成したナット部分１１５Ｅのネジ孔に螺合している。ローレットノブ１１１Ｅを回すと、それにより一体回転する送りネジ１１２ＥによってＹ軸ステージ板４ＥがＹ軸方向に移動する。なお、支持板１１３Ｅとナット部分１１５Ｅの間に圧縮コイルバネを配置して送り時の送りネジのガタ付きを無くすことが望ましい。
【００４６】
この構成の送り機構付きＸＹステージ装置１Ｅでは、送り機構の送りネジが各ステージ板の端面に沿って配置されているので、ステージ装置の省スペース化と同時に、送り機構による各ステージ板のストローク量の最大化を図ることができる。
【００４７】
（送り機構の送りネジのガタ付き防止構造の別の例）
上記の送り機構１００Ｅ、１１０Ｅにおいては、圧縮コイルバネを配置して送り時の送りネジ１０２Ｅ、１１２Ｅのガタ付きを無くすようにしている。この代わりに、バネ特性のある薄板状のワッシャを用いたガタ付き防止構造を採用することができる。
【００４８】
図１１は、このガタ付き防止構造を備えた送り機構の主要部分を示す説明図および分解斜視図である。この送り機構１００Ｆは、ローレットノブ１０１Ｆを備えた送りネジ１０２Ｆと、この送りネジ１０２Ｆを支持している支持板１０３Ｆとを備えている。支持板１０３Ｆには、送りネジ１０２Ｆがスライド可能な状態で通されている円形開口を備えた保持板１０７Ｆが取り付けられている。この保持板１０７Ｆの背面側には、バネ特性のある薄板状のワッシャ１０８Ｆが重ね合わされており、当該ワッシャ１０８Ｆは背面側から円形開口を備えた押さえ板１０９Ｆによって保持板１０７Ｆに押し付け固定されている。
【００４９】
ワッシャ１０８Ｆの開口内周面には、送りネジ１０２Ｆの各ネジ間の谷部分に入り込むことのできる山形状の歯１０８ａが円周方向に形成されている。したがって、送りネジ１０２Ｆを保持板１０７Ｆにねじ込むと、ワッシャ１０８Ｆの各歯１０８ａに送りネジ１０２Ｆのネジ側面１０２ａが当り、各歯１０８ａを弾性変形させながら各歯１０８ａを通り過ぎる。よって、各歯１０８ａの弾性力によって、送りネジ１０２Ｆはねじ込み方向とは反対方向に押された状態が形成される。よって、送りネジ１０２Ｆをガタ付き無くねじ込むことができる。送りネジ１０２Ｆを逆方向に回す場合は、ワッシャ１０８Ｆの各歯１０８ａが逆方向からネジ側面を押し付けるので、同様に送りネジ進行方向のガタ付きが防止される。
【００５０】
この構成の送り機構１００Ｆは、図１０における送り機構１００Ｅ、１１０Ｅの代わりに用いることができる。送り機構１００Ｅの代わりに用いる場合には、図１０において、送りネジ１０２ＦがＸ軸ステージ板のナット部分１０５Ｅにねじ込まれた状態にセットされる。送りネジ１０２Ｆを回すことにより、Ｘ軸ステージ板をＸ軸方向にスライドさせることができ、送りネジ１０２Ｆの進行方向のガタ付きがワッシャ１０８Ｆによって防止されるので、精度の高い送り動作を実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
１、１Ｂ、１Ｄ、１Ｅ  ＸＹステージ装置
１Ｃ  Ｘ軸ステージ装置
２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ  ベース板
３、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ  Ｘ軸ステージ板
４、４Ｂ、４Ｄ、４Ｅ  Ｙ軸ステージ板
５、５Ｂ、５Ｅ  第１Ｘ軸スライドガイド
６、６Ｂ、６Ｅ  第２Ｘ軸スライドガイド
７    固定ネジ
８、８Ｂ、８Ｅ  第１Ｙ軸スライドガイド
９、９Ｂ、９Ｅ  第２Ｙ軸スライドガイド
１０  固定ネジ
１１、１２  第１Ｘ軸ステージ板バネ部分
１１ａ、１２ａ  円形状頭部
１３、１４  第２Ｘ軸ステージ板バネ部分
１３ａ、１４ａ  円形状頭部
１５Ｂ  Ｙ軸ガイド
１６Ｂ  Ｙ軸ガイド溝
２１、２２  縁端部
２３〜２６  取付用フランジ
２７  矩形開口
２８Ｃ  支持板部分
３０、３０Ｃ  Ｘ軸ステージ本体板部分
３０ａ  表面
３０ｂ  裏面
３１〜３４、３１Ｃ〜３４Ｃ  第１〜第４Ｘ軸ステージ縁板部分
３５〜３８、３４Ｃ〜３８Ｃ  第１〜第４Ｘ軸ステージ段差部分
３９  矩形開口
３９Ｃ  立ち上げ板部分
４０  Ｙ軸ステージ本体板部分
４０ａ  表面
４０ｂ  裏面
４１〜４４  第１〜第４Ｙ軸ステージ縁板部分
４５〜４８  第１〜第４Ｙ軸ステージ段差部分
４９  矩形開口
５０  レール板積層体
５１  レール上板
５２  レール中板
５３  レール下板
５４、６４  Ｘ軸スライドガイド溝
５５  位置決めピン
８４、９４  Ｙ軸スライドガイド溝
１００Ｃ、１００Ｄ、１１０Ｄ、１００Ｅ、１１０Ｅ、１００Ｆ  送り機構
１０１Ｃ、１０１Ｅ、１１１Ｅ、１０１Ｆ  ローレットノブ
１０２Ｃ、１０２Ｅ、１１２Ｅ、１０２Ｆ  送りネジ
１０２ａ  ネジ側面
１０３Ｃ  止め輪
１０４Ｃ  コイルスプリング
１０３Ｆ  支持板
１０７Ｆ  保持板
１０８Ｆ  ワッシャ
１０８ａ  歯
１０９Ｆ  押さえ板
【図１】
0005695503.tif 000002
【図２】
0005695503.tif 000003
【図３】
0005695503.tif 000004
【図４】
0005695503.tif 000005
【図５】
0005695503.tif 000006
【図６】
0005695503.tif 000007
【図７】
0005695503.tif 000008
【図８】
0005695503.tif 000009
【図９】
0005695503.tif 000010
【図１０】
0005695503.tif 000011
【図１１】
0005695503.tif 000012