(57)【要約】【課題】  電装系によらない衝突防止機能を備えた平面位置決め装置を実現する。【解決手段】  平板状のプラテンと、その上面をＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドして位置制御されるスライダよりなる平面位置決め装置において、  前記スライダを前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向の端縁部に拘束し、その端縁部に沿って移動可能に保持する磁気拘束手段を備える。【選択図】                    図１
2008039544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のプラテンと、その上面をＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドして位置制御されるスライダよりなる平面位置決め装置において、
前記スライダを前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向の端縁部に拘束し、その端縁部に沿って移動可能に保持する磁気拘束手段を備えることを特徴とする平面位置決め装置。
【請求項２】
前記磁気拘束手段は、前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向の端縁部の少なくとも一方に埋め込まれた永久磁石と、前記スライダの端縁部に取り付けられたヨークにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の平面位置決め装置。
【請求項３】
前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向に複数に分割されて形成された作業領域内で夫々スライドして位置制御されるスライダの一組につき、互いの作業領域を交換するスワッピングを実行する場合に、各スライダを互いに反対側のプラテン端縁部の前記磁気拘束手段に移動させた後、この磁気拘束手段に沿って相手側の作業領域に移動制御させることを特徴とする請求項１または２に記載の平面位置決め装置。
【請求項４】
前記プラテンのＸ軸及びＹ軸方向の端縁部に形成された前記磁気拘束手段が交差するコーナー部に、前記スライダを移動させ、前記磁気拘束手段により拘束して位置規制させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の平面位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状のプラテンと、その上面をＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドして位置制御されるスライダよりなる平面位置決め装置、特に、プラテンのＸ軸またはＹ軸方向に複数に分割されて形成された作業領域内で夫々スライドして位置制御されるスライダの一組につき、互いの作業領域を交換するスワッピングを実行する平面位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状のプラテンと、その上面をＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドして位置制御されるスライダを有する平面位置決め装置（ＸＹステージ）の構造及びスライダ位置のフィードバック制御技術については、特許文献１に詳細に開示されている。
【０００３】
プラテン上でのスライダの位置を、プラテンのＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って夫々固定配置された干渉計と、スライダに搭載されてこの干渉計の照射ビームを反射するＹ軸バーミラー及びＸ軸バーミラーとを用いて検出する平面位置決め装置は、特許文献２に開示されている。
【０００４】
図４は、プラテンのＸ軸またはＹ軸方向に複数に分割されて形成された作業領域内で夫々スライドして位置制御されるスライダの一組につき、互いの作業領域を交換するスワッピングを実行する平面位置決め装置の一般的な構成例を示す平面図である。
【０００５】
プラテン１は、平板状に形成されていて、Ｙ軸方向に２個の作業領域に分割され、夫々の作業領域内でスライダがＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドして位置制御される。図示状態では、スライダ２１はプラテン１のＹ軸方向上方に形成された作業領域３１内で稼動し、スライダ２２はプラテン１のＹ軸方向下方に形成された作業領域３２内で稼動している。
【０００６】
スライダ２１は、Ｙ軸方向の一端縁部にバーミラー２１１を備え、Ｘ方向の対向する両端縁部にバーミラー２１２、２１３を備えている。同様に、スライダ２２は、Ｙ軸方向の一端縁部にバーミラー２２１を備え、Ｘ方向の対向する両端縁部にバーミラー２２２、２２３を備えている。
【０００７】
プラテン１の上部Ｘ軸方向の縁に沿って固定配置された４個のＹ軸レーザ干渉計Ｌ１１〜Ｌ１４は、スライダ２１の位置に応じて切り換えられ、バーミラー２１３からの反射ビームにより、スライダ２１のＹ軸方向の位置が検出される。
【０００８】
プラテン１の上部Ｙ軸方向の縁に沿って固定配置された２個のＸ軸レーザ干渉計Ｌ１５，Ｌ１６は、スライダ２１の位置に応じて切り換えられ、バーミラー２１１からの反射ビームにより、スライダ２１のＸ軸方向の位置が検出される。
【０００９】
プラテン１の下部Ｘ軸方向の縁に沿って固定配置された４個のＹ軸レーザ干渉計Ｌ２１〜Ｌ２４は、スライダ２２の位置に応じて切り換えられ、バーミラー２２２からの反射ビームにより、スライダ２２のＹ軸方向の位置が検出される。
【００１０】
プラテン１の下部Ｙ軸方向の縁に沿って固定配置された２個のＸ軸レーザ干渉計Ｌ２５，Ｌ２６は、スライダ２１の位置に応じて切り換えられ、バーミラー２２１からの反射ビームにより、スライダ２２のＸ軸方向の位置が検出される。
【００１１】
スライダ２１とスライダ２２が、互いの作業領域を交換するスワッピングを実行する場合には、図示のように、スライダ２１とスライダ２２が互いに反対方向のプラテン１のＹ軸端縁部に移動制御され、上部の作業領域３１にあるスライダ２１をＹ軸に沿って矢印Ｒ方向（下方）に移動制御して作業領域３２内に移動させる。
【００１２】
同時に、下部の作業領域３２にあるスライダ２２を、Ｙ軸に沿って矢印Ｑ方向（上方）に移動制御して作業領域３１内に移動させる。移動の途中でスライダ２１とスライダ２２が衝突しないように、プラテン１とスライダ２１，２２のＸ軸方向の寸法が設計されている。
【００１３】
プラテン１の下部Ｙ軸方向の縁に沿って固定配置された２個のＸ軸レーザ干渉計Ｌ１７，Ｌ１８は、作業領域３２に移動したスライダ２１の位置に応じて切り換えられ、バーミラー２１１からの反射ビームにより、スライダ２１のＸ軸方向の位置を検出する。
【００１４】
プラテン１の上部Ｙ軸方向の縁に沿って固定配置された２個のＸ軸レーザ干渉計Ｌ２７，Ｌ２８は、作業領域３１に移動したスライダ２２の位置に応じて切り換えられ、バーミラー２２１からの反射ビームにより、スライダ２２のＸ軸方向の位置を検出する。
【００１５】
作業領域３１に移動したスライダ２２のＹ軸方向位置は、上述した４個のＹ軸レーザ干渉計Ｌ１１〜Ｌ１４により切り換えて検出される。同様に、作業領域３２に移動したスライダ２１のＹ軸方向位置は、上述した４個のＹ軸レーザ干渉計Ｌ２１〜Ｌ２４により切り換えて検出される。
【００１６】
プラテン１のＹ軸方向中央部には、所定距離を隔てて一対の光学的なエリアセンサーＡ１１，Ａ１２及びＡ２１，Ａ２２が配置されており、スライダ２１及びスライダ２２がＲ方向及びＱ方向にスワッピング移動中にこれらエリアセンサーにて各スライダの位置を監視する。
【００１７】
スライダ２１またはスライダ２２が、エリアセンサーの検出位置を越えた場合には緊急停止を行い、衝突を回避する。緊急停止を行なう手法としては、サーボ動作による手段と回生ブレーキを使用する手段がある。
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−６５９７０号公報
【特許文献２】特開２００５−９９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来の緊急停止の手法では、いずれも電装系によるものであり、配線の断線や停電時を想定すると、いずれも完全とは言いがたく、衝突の危険を完全に回避できない。
【００２０】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、電装系によらない衝突防止機能を備えた平面位置決め装置の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）平板状のプラテンと、その上面をＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドして位置制御されるスライダよりなる平面位置決め装置において、
前記スライダを前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向の端縁部に拘束し、その端縁部に沿って移動可能に保持する磁気拘束手段を備えることを特徴とする平面位置決め装置。
【００２２】
（２）前記磁気拘束手段は、前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向の端縁部の少なくとも一方に埋め込まれた永久磁石と、前記スライダの端縁部に取り付けられたヨークにより構成されていることを特徴とする（１）に記載の平面位置決め装置。
【００２３】
（３）前記プラテンのＸ軸またはＹ軸方向に複数に分割されて形成された作業領域内で夫々スライドして位置制御されるスライダの一組につき、互いの作業領域を交換するスワッピングを実行する場合に、各スライダを互いに反対側のプラテン端縁部の前記磁気拘束手段に移動させた後、この磁気拘束手段に沿って相手側の作業領域に移動制御させることを特徴とする（１）または（２）に記載の平面位置決め装置。
【００２４】
（４）前記プラテンのＸ軸及びＹ軸方向の端縁部に形成された前記磁気拘束手段が交差するコーナー部に、前記スライダを移動させ、前記磁気拘束手段により拘束して位置規制させることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の平面位置決め装置。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、永久磁石を利用する磁気拘束手段により、電装系によらずにスワップ領域にスライダを拘束できるため、停電時やモータ動力線の断線時にもスライダをスワップ領域に拘束し、スライダ同士の衝突を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した平面位置決め装置の一実施形態を示す平面図である。図２は、図１の領域ＡをＦ方向から見たプラテンとスライダの側断面図である。図４で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２７】
図１において、プラテン１のＸ軸方向右側及びＸ軸方向左側には、スライダ２１及び２２が、その作業領域３１及び３２を衝突を回避して交換移動するためのスワップ領域４１及び４２がＹ軸方向に形成されている。
【００２８】
プラテン１のＸ軸方向の右側端縁部には、Ｙ軸方向に沿って永久磁石５１が埋め込み配置されている。同様に、スライダ２１のＸ軸方向の右側端縁部には、Ｙ軸方向に沿ってヨーク２１ａが埋め込み配置されている。
【００２９】
スライダ２１が作業領域３１を越えてＰ方向にスワップ領域４１に移動制御され、プラテン１のＸ軸方向の右側端縁部の永久磁石５１とスライダ２１のヨーク２１ａとが重なるように近接したときに、相互の吸引力により磁気拘束される。そして、拘束状態を保持してＹ軸に沿ってＲ方向（下方）にスワップ領域４１を移動制御される。
【００３０】
同様に、プラテン１のＸ軸方向の左側端縁部には、Ｙ軸方向に沿って永久磁石５２が埋め込み配置されている。スライダ２２のＸ軸方向の左側端縁部には、Ｙ軸方向に沿ってヨーク２２ａが埋め込み配置されている。
【００３１】
スライダ２２が作業領域３２を越えてスワップ領域４２に移動制御され、プラテン１のＸ軸方向の左側端縁部の永久磁石５２とスライダ２２のヨーク２２ａとが重なるように近接した図示の状態では、相互の吸引力により磁気拘束される。そして、拘束状態を保持してＹ軸に沿ってＱ方向（上方）にスワップ領域４２を移動制御される。
【００３２】
スワップ領域４１及び４２を、互いに反対方向に移動制御されたスライダ２１及び２２は、プラテン側の永久磁石とスライダ側のヨークによる磁気拘束に抗して夫々相手側の作業領域３２及び３１に移動制御されてスワッピング操作を終了する。
【００３３】
プラテン側の永久磁石とスライダ側のヨークにより形成される磁気拘束手段の構成を、図２の側断面図により説明する。図２の側断面図は、プラテン１のＸ軸方向の左側端縁部にＹ軸方向に埋め込まれた永久磁石５２とスライダ２２のヨーク２２ａが磁気拘束された状態を示している。
【００３４】
磁性体で構成されているプラテン１のＸ軸方向の左側端縁部の上面１１には、Ｙ軸方向に溝部１２が形成されている。この溝部１２の内周壁に非磁性体の凹型部材６２がＹ軸方向に嵌め込まれている。
【００３５】
凹型部材６２により形成された中空部には永久磁石５２が配置され、この永久磁石５２を挟んでヨーク７２及び８２が配置されている。永久磁石５２とプラテン１の上面１１間にできた隙間には非磁性体の部材９２が配置されている。
【００３６】
スライダ２２のＸ軸方向の左側端縁部の下面２２ｃには、Ｙ軸方向にプラテン１側のヨーク７２，８２に対向する逆凹型のヨーク２２ａが配置されている。図示のようにプラテン側のヨークとスライダ側のヨークの対向面積が最大となる位置が磁気拘束位置となる。
【００３７】
図示されていないが、プラテン１のＸ軸方向の右側端縁部にＹ軸方向に配置された永久磁石５１と、スライダ２１のＸ軸方向の右側端縁部にＹ軸方向に配置されたヨーク２１ａによる磁気拘束手段も同一構成である。
【００３８】
図３は、本発明を適用した平面位置決め装置の他の実施形態を示す平面図である。この実施形態の特徴は、コンタミ（浮遊粒子）発生を抑制するためにスライダを浮上させた状態で原点復帰させる場合に、スライダの回転を防止して位置規制させる手段として、磁気拘束手段を利用した点にある。
【００３９】
図１の実施形態で示した、プラテン１のＸ軸方向左右端縁部にＹ軸方向に夫々配置した永久磁石５１及び５２に追加して、プラテン１のＹ軸方向上下端縁部にＸ軸方向に夫々配置した永久磁石５３及び５４を配置する。
【００４０】
スライダ２１のＸ軸方向右端縁部にＹ軸方向に配置したヨーク２１ａに追加して、スライダ２１のＹ軸方向上端縁部にＸ軸方向にヨーク２１ｂを配置する。同様に、スライダ２２のＸ軸方向左端縁部にＹ軸方向に配置したヨーク２２ａに追加して、スライダ２２のＹ軸方向下端縁部にＸ軸方向にヨーク２２ｂを配置する。
【００４１】
追加された永久磁石５３とスライダ２１のヨーク２１ｂにより磁気拘束手段が追加形成され、同様に、追加された永久磁石５４とスライダ２２のヨーク２２ｂにより磁気拘束手段が追加形成される。
【００４２】
スライダ２１及び２２が、図示にように、右上及び左下の原点位置に移動制御された状態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に磁気拘束手段が交差するコーナー部に、各スライダを回転が防止された状態で位置規制させることができる。
【００４３】
電源ＯＦＦ時に、コンタミ発生を抑制する目的でスライダを浮上させたまま原点復帰させたとき、スライダの回転により歯合わせが正常に行なわれない場合、従来はプラテン端部に配置したストッパーに衝突させて回転を修正していた。
【００４４】
従来手法では、このストッパーへの衝突でコンタミが発生するという問題がある。本発明の磁気拘束手段を用いれば、衝突がないのでコンタミの発生は本質的に回避することができる。図示のように、磁気拘束手段が交差するコーナー部に各スライダを位置規制した後に電源を切ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を適用した平面位置決め装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の領域ＡをＦ方向から見たプラテンとスライダの側断面図である。
【図３】本発明を適用した平面位置決め装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図４】スライダのスワッピングを実行する平面位置決め装置の一般的な構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  プラテン
１１  プラテン上面
１２  溝部
２１，２２  スライダ
２１ａ，２２ａ  ヨーク
２２ｃ  スライダ下面
３１，３２  作業領域
４１，４２  スワップ領域
５１，５２  永久磁石
６２  凹型部材（非磁性体）
７２，８２  ヨーク
９２  非磁性体部材
【図１】
2008039544.tif 000003
【図２】
2008039544.tif 000004
【図３】
2008039544.tif 000005
【図４】
2008039544.tif 000006