(57)【要約】【課題】  高速移動、高速停止が可能で停止位置誤差が小さいベアリング支持の移動ステージを提供することにある。【解決手段】  この発明は、押圧する押圧部材を設けて可動ベースを基準ベースの表面に接触させて基準ベース上にロックし、可動ベースを基準ベースに対して微少浮上させて移動させる。そのために可動ベース浮上機構を設けて押圧部材の可動ベースに対する押圧力に抗して可動ベースを基準ベースから浮上させてロックを解除する。この場合の可動ベースの基準ベースからの浮上量は、可動ベースと基準ベースとの間の摺動抵抗を軽減するあるいはそれをほとんどなく程度の微少なものであってよい。それは、例えば、可動ベースと基準ベースとの間は１０μｍ〜数百μｍ程度微少間隙である。【選択図】    図１
2004301830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤の基準ベース、可動ベースとベアリングとを有する移動ステージにおいて、
前記ベアリングを構成するための可動側部材が固定され所定の一軸に沿って移動する前記可動ベースと、
前記ベアリングを構成するための固定側部材が固定され前記所定の一軸に沿う前記可動ベースの移動をガイドする前記ガイド部材と、
前記ガイド部材あるいは前記基準ベースに設けられ、前記可動ベースを前記基準ベースの方向へ押圧して前記可動ベースを前記基準ベースの表面に接触させて前記基準ベース上にロックするための押圧部材と、
前記押圧部材の前記押圧に抗して前記基準ベースの表面から前記可動ベースを浮上させる可動ベース浮上機構とを備える移動ステージ。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記基準ベースに支持され、前記可動ベースは、前記基準ベース上に置かれている請求項１記載の移動ステージ。
【請求項３】
前記可動ベースは、前記ベアリングを介して前記基準ベースに支持されている請求項１記載の移動ステージ。
【請求項４】
前記可動ベースは、前記ベアリングを介して前記基準ベースに支持され、前記可動ベース浮上機構は、エアー吹出孔が前記可動ベースあるいは前記基準ベースのいずれかに複数個分散して設けられ、前記エアー吹出孔からエアーを吹き出すことにより前記可動ベースを微少量浮上させるエアー吹出し機構である請求項２記載の移動ステージ。
【請求項５】
さらに、前記可動ベース浮上機構が前記エアー吹出孔からのエアーを停止したときに前記エアー吹出孔から吹き出されたエアーが逃げる間隙が前記可動ベースと前記基準ベースとの間に設けられている請求項４記載の移動ステージ。
【請求項６】
前記可動ベースは平面からみて矩形であり、前記ガイド部材は、前記可動ベースが内側に装填される、平面からみて矩形の空間を有する枠であって、前記可動ベースは、前記矩形の空間に配置されている請求項２記載の移動ステージ。
【請求項７】
前記ガイド部材は、その内側に平面からみて矩形の空間を有し前記基準ベース上をＸ軸およびＹ軸のいずれか一方の軸に沿って移動するものであり、
前記可動ベースは、前記矩形の空間に装填される平面からみて矩形の部材であって、前記一軸が前記Ｘ軸およびＹ軸のいずれか他方の軸でありかつ前記基準ベースに沿って移動する請求項２記載の移動ステージ。
【請求項８】
前記基準ベースは石材製であり、前記可動ベースは、前記基準ベースに接触する面が定盤仕上げとなっていて、前記押圧部材は、前記可動ベースの重心を通る前記可動ベースを横断する線に対応して前記可動ベースの両側面部にそれぞれ設けられている請求項７記載の移動ステージ。
【請求項９】
前記押圧部材は、前記押圧のための力を発生するばねであり、前記間隙は、前記可動ベースに凹部として設けられる請求項８記載の移動ステージ。
【請求項１０】
前記ベアリングは、前記固定側部材と前記可動側部材との間にボールを有するボールベアリングであり、前記ガイド部材は平面からみて矩形の枠であって、前記可動ベースが浮上したときに撓む可撓性部材で構成され、前記ボールベアリングは、前記可動ベースが前記基準ベース上に固定されたときに前記固定側部材と前記可動側部材とがボールを介して密に接触した状態にある請求項８記載の移動ステージ。
【請求項１１】
前記ガイド部材は、前記矩形の移動枠であって、対向する２辺のそれぞれに対応して前記ボールベアリングの固定側部材がそれぞれ設けられ、この固定側部材が前記矩形の移動枠の裏面側に固定され、前記固定部材側が前記移動枠の残りの対向する２辺と前記基準ベースとの間にそれぞれ前記ボールベアリングと同様なベアリングが設けられて前記基準ベースに支持される請求項１０記載の移動ステージ。
【請求項１２】
前記ベアリングの前記固定側部材と前記可動側部材とが強固に一体的になっている請求項２記載の移動ステージ。
【請求項１３】
前記ガイド部材は、前記可動ベース浮上機構によって前記可動ベースが浮上したときに撓む請求項１２記載の移動ステージ。
【請求項１４】
定盤の基準ベース、可動ベースとベアリングとを有するＸＹステージにおいて、
前記ベアリングを構成するための可動側部材が固定された前記可動ベースと、
前記基準ベース上をＸ軸およびＹ軸のいずれか一方の軸に沿って移動し前記ベアリングを構成するための固定側部材が固定されＸ軸およびＹ軸のいずれか他方の軸に沿った前記可動ベースの移動をガイドする前記ガイド部材と、
前記ガイド部材あるいは前記基準ベースに設けられ、前記可動ベースを前記基準ベースの方向へ押圧して前記可動ベースを前記基準ベースの表面に接触させて前記基準ベース上にロックするための押圧部材と、
前記押圧部材の前記押圧に抗して前記基準ベースの表面から前記可動ベースを浮上させる可動ベース浮上機構とを備えるＸＹステージ。
【請求項１５】
前記ガイド部材は、前記基準ベースに支持され、前記可動ベースは、前記基準ベース上に置かれている請求項１４記載のＸＹステージ。
【請求項１６】
前記可動ベースは、前記ベアリングを介して前記基準ベースに支持されている請求項１４記載のＸＹステージ。
【請求項１７】
さらに、前記ガイド部材を移動させるために前記基準ベースに設けられた第１の駆動源と前記可動ベースを移動させるために前記ガイド部材に設けられた第２の駆動源とを有し、前記ガイド部材は、内側に平面からみて矩形の空間を有する移動枠であり、前記可動ベースは、前記矩形の空間に装填される平面からみて矩形の部材であってかつ前記基準ベースに沿って移動する請求項１５記載のＸＹステージ。
【請求項１８】
前記移動枠の対向する２辺のそれぞれに対応して前記ベアリングの固定側部材がそれぞれ設けられ、前記移動枠の残りの対向する２辺と前記基準ベースとの間にそれぞれ前記ベアリングと同様なベアリングが設けられて前記基準ベースに支持され、前記第１および第２の駆動源はリニアモータである請求項１７記載のＸＹステージ。
【請求項１９】
前記可動ベース浮上機構は、エアー吹出孔が前記可動ベースあるいは前記基準ベースのいずれかに複数個分散して設けられ、前記エアー吹出孔からエアーを吹き出すことにより前記可動ベース２を浮上させるエアー吹出し機構である請求項１７記載のＸＹステージ。
【請求項２０】
さらに、前記可動ベース浮上機構が前記エアー吹出孔からのエアーが停止したときに前記エアー吹出孔から吹き出されたエアーが逃げる間隙が前記可動ベースと前記基準ベースとの間に設けられている請求項１９記載のＸＹステージ。
【請求項２１】
前記基準ベースは石材製であり、前記可動ベースは、前記基準ベースに接触する面が定盤仕上げとなっていて、前記押圧部材は、前記可動ベースの重心を通る前記可動ベースを横断する線に対応して前記可動ベースの両側面部にそれぞれ設けられ、前記押圧のための力を発生するばねであり、前記間隙は、前記可動ベースに凹部として設けられる請求項２０記載のＸＹステージ。
【請求項２２】
磁気ヘッドアッセンブリあるいは磁気ヘッドカートリッジが支持される可動ベースと、定盤の基準ベースと、前記基準ベース上に前記可動ベースを支持するステージと、ベアリングとを有するヘッドキャリッジにおいて、
前記ベアリングを構成するための可動側部材が固定された前記可動ベースと、
前記基準ベースに設けられ、前記ベアリングを構成するための固定側部材が固定され所定の一軸に沿う前記可動ベースの移動をガイドする前記ガイド部材と、
前記ガイド部材あるいは前記基準ベースに設けられ、前記可動ベースを前記基準ベースの方向へ押圧して前記可動ベースを前記基準ベースの表面に接触させて前記基準ベース上にロックするための押圧部材と、
前記押圧部材の前記押圧に抗して前記基準ベースの表面から前記可動ベースを浮上させる可動ベース浮上機構とを備えるヘッドキャリッジ。
【請求項２３】
前記可動ベースは、前記ベアリングを介して前記基準ベースに支持され、前記ガイド部材は、前記基準ベースに支持されている請求項２２記載のヘッドキャリッジ。
【請求項２４】
前記可動ベース浮上機構は、エアー吹出孔が前記可動ベースあるいは前記基準ベースのいずれかに複数個分散して設けられ、前記エアー吹出孔からエアーを吹き出すことにより前記可動ベース２を浮上させるエアー吹出し機構である請求項２３記載のヘッドキャリッジ。
【請求項２５】
さらに、前記可動ベース浮上機構が前記エアー吹出孔からのエアーが停止したときに前記エアー吹出孔から吹き出されたエアーが逃げる間隙が前記可動ベースと前記基準ベースとの間に設けられている請求項２４記載ののヘッドキャリッジ。
【請求項２６】
前記可動ベースは平面からみて矩形であり、前記ガイド部材は、前記可動ベースが内側に装填される、平面からみて矩形の空間を有する枠であって、前記可動ベースは、前記矩形の空間に配置されている請求項２４記載ののヘッドキャリッジ。
【請求項２７】
磁気ヘッドアッセンブリあるいは磁気ヘッドカートリッジが支持される可動ベースと、定盤の基準ベースと、前記基準ベース上に前記可動ベースを支持するステージと、ベアリングとを有するヘッドキャリッジを用いて磁気ヘッドのテストをする磁気ヘッドテスタにおいて、
前記ステージは、
前記ベアリングを構成するための可動側部材が固定された前記可動ベースと、
前記基準ベースに設けられ、前記ベアリングを構成するための固定側部材が固定され所定の一軸に沿う前記可動ベースの移動をガイドする前記ガイド部材と、
前記ガイド部材あるいは前記基準ベースに設けられ、前記可動ベースを前記基準ベースの方向へ押圧して前記可動ベースを前記基準ベースの表面に接触させて前記基準ベース上にロックするための押圧部材と、
前記押圧部材の前記押圧に抗して前記基準ベースの表面から前記可動ベースを浮上させる可動ベース浮上機構とを備えている前記磁気ヘッドのテストをする磁気ヘッドテスタ。
【請求項２８】
前記可動ベースは、前記ベアリングを介して前記基準ベースに支持され、前記ガイド部材は、前記基準ベースに支持されている請求項２７記載の磁気ヘッドテスタ。
【請求項２９】
前記可動ベース浮上機構は、エアー吹出孔が前記可動ベースあるいは前記基準ベースのいずれかに複数個分散して設けられ、前記エアー吹出孔からエアーを吹き出すことにより前記可動ベース２を浮上させるエアー吹出し機構である請求項２８記載の磁気ヘッドテスタ。
【請求項３０】
さらに、前記可動ベース浮上機構が前記エアー吹出孔からのエアーが停止したときに前記エアー吹出孔から吹き出されたエアーが逃げる間隙が前記可動ベースと前記基準ベースとの間に設けられている請求項２８記載の磁気ヘッドテスタ。
【請求項３１】
磁気ヘッドアッセンブリあるいは磁気ヘッドカートリッジが支持される可動ベースと、定盤の基準ベースと、前記基準ベース上に前記可動ベースを支持するステージと、ベアリングとを有するヘッドキャリッジを用いて磁気ディスクのテストをする磁気ディスクテスタにおいて、
前記ステージは、
前記ベアリングを構成するための可動側部材が固定された前記可動ベースと、
前記基準ベースに設けられ、前記ベアリングを構成するための固定側部材が固定され所定の一軸に沿う前記可動ベースの移動をガイドする前記ガイド部材と、
前記ガイド部材あるいは前記基準ベースに設けられ、前記可動ベースを前記基準ベースの方向へ押圧して前記可動ベースを前記基準ベースの表面に接触させて前記基準ベース上にロックするための押圧部材と、
前記押圧部材の前記押圧に抗して前記基準ベースの表面から前記可動ベースを浮上させる可動ベース浮上機構とを備えている前記磁気ディスクのテストをする磁気ディスクテスタ。
【請求項３２】
前記可動ベースは、前記ベアリングを介して前記基準ベースに支持され、前記ガイド部材は、前記基準ベースに支持されている請求項３１記載の磁気ディスクテスタ。
【請求項３３】
前記可動ベース浮上機構は、エアー吹出孔が前記可動ベースあるいは前記基準ベースのいずれかに複数個分散して設けられ、前記エアー吹出孔からエアーを吹き出すことにより前記可動ベース２を浮上させるエアー吹出し機構である請求項３２記載の磁気ディスクテスタ。
【請求項３４】
さらに、前記可動ベース浮上機構が前記エアー吹出孔からのエアーが停止したときに前記エアー吹出孔から吹き出されたエアーが逃げる間隙が前記可動ベースと前記基準ベースとの間に設けられている請求項３２記載の磁気ディスクテスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動ステージ、ＸＹステージ、ヘッドキャリッジおよび、磁気ヘッドあるいは磁気ディスクのテスタに関し、詳しくは、石材製定盤を利用した低振動化のヘッドキャリッジに利用される移動ステージにおいて、高速移動、高速停止が可能で停止位置誤差が小さく、磁気ヘッドテスタ，磁気ディスクテスタに適した高精度位置決めができるベアリング支持の移動ステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置の磁気ヘッドは、近年、その読出側にＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド，ＴＭＲヘッドなどを組込んだ複合磁気ヘッドが用いられ、その記録密度は、数ギガ／インチと向上の一途を辿っていて、そのトラック数も１０，０００／インチ以上にもなる。しかも、トラック数は増加し、その幅は狭くなる一方である。そのため、磁気ディスクや磁気ヘッドを検査する検査装置のヘッドキャリッジ（その可動ベース）は、低振動で高い位置決め精度が要求され、さらに高クリーン化環境が要求されている。
そこで、斑れい岩の石材製定盤を基準ベースにしてこれにリニアモータを載置してエアーベアリングによりヘッドキャリッジ（その可動ベース）を支持して、ヘッドキャリッジを移動させる磁気ディスクや磁気ヘッドを検査する検査装置が公知である（特許文献１）。
一方、印刷回路のパターン、半導体用ウエハ、ホトマスク、磁気ディスクなど、精密加工表面の微細欠陥（例えば、異物、パターンの断線、ショート、突起、欠け、その他の傷及びピンホール等）に対する外観検査は、パターンの高密度化および／または電子技術の高細密化（あるいは高集積化）に伴い、外観検査装置の可動ベースを石材製定盤を基準ベースとしてマウントする、エアーマウントシステムが利用されている。その一例がこの出願人により出願され、公開されている（特許文献２）。
【特許文献１】特表２００２−５１８７７７号公報
【特許文献２】特開平５−１２６９７３号公報
【０００３】
図６は、特表２００２−５１８７７７号公報（特許文献１）に記載された実施例の斜視図である。
図６において、１０は旋回スタンドプラットフォーム、１２は空気軸受（エアベアリング）微小位置決めキャリッジ、１４，１８はリニアモータ、１５，１９は増量分エンコーダ、１６は空気軸受スピンドルキャリッジ、２０は花崗岩（斑れい岩）台座である。
この特許文献１の検査装置は、Ｘ，Ｙの２軸移動をリニアモータ１４，１８で行い、一方で粗い位置決めをし、他方では圧電アクチュエータを搭載して微小位置決めをする、石材製定盤上で移動するＸＹステージを備えている。そして、この装置は、このＸＹステージにより微小位置決めキャリッジに支持された磁気ヘッドを磁気ディスクの所定のトラックに位置決めして磁気ヘッドをテストする。
【０００４】
この特許文献１の発明の特徴は、磁気ヘッドを所定のトラックに高速移動しかつ高速停止をするために、停止時にエアベアリングのエアーを真空吸引する点にある。具体的には、空気軸受微小位置決めキャリッジ１２に大きな凹部と小さな凹部とを個別に設け、それぞれ大真空度領域と小真空度領域とに区分けされている。そして、真空吸引によりキャリッジにおける可動ベースの停止制御が行われ、石材製定盤の基準ベースにキャリッジの可動ベースが真空吸引でロック（固定）されて可動ベースが基準ベース上に固定される。さらに、特許文献１の発明は、スピンドル側の移動軸とキャリッジ側の移動軸とを分離することで、空気軸受微小位置決めキャリッジ１２と空気軸受スピンドルキャリッジ１６とを同じ平面内で移動させかつ空気薄膜を真空吸引で除去する。このことで、ディスクと読取ヘッドとの間隙が微小になったとしても高い位置精度を確保してヘッド検査ができるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような真空ロック技法を用いるエアーベアリング支持の石材製定盤を利用するヘッドキャリッジは、可動ベースの停止制御において真空吸引を行うために、可動ベース（ヘッドキャリッジ）が安定に停止するまでに時間がかかる。さらに、スピンドルモータ系を定盤の基準ベース上で移動させることから位置決め状態において、スピンドルの回転振動がスピンドルの移動位置決め系に伝達されて、位置決めされた位置が脈動する問題がある。そのため、これがディスクと読取ヘッドとの微小間隙に影響を与えて、検出誤差を生じかつS/N比が低下して、より高い精度でのヘッドテストあるいはディスクテストができない問題がある。
したがって、この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、高速移動、高速停止が可能で停止位置誤差が小さい移動ステージを提供することにある。
この発明の他の目的は、高さ方向の位置ずれがほとんどなく、かつ、ＸＹ方向の位置決め誤差が小さいＸＹステージを提供することにある。
さらに、この発明の他の目的は、前記のベアリング支持の移動ステージあるいはＸＹステージを使用して磁気ヘッド、磁気ディスクを高精度にテストできるヘッドキャリッジおよび、磁気ヘッドあるいは磁気ディスクのテスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するための、この発明の移動ステージあるいはＸＹステージの構成は、定盤の基準ベース、可動ベースとベアリングとを有する移動ステージにおいて、ベアリングを構成するための可動側部材が固定され所定の一軸に沿って移動する可動ベースと、ベアリングを構成するための固定側部材が固定され所定の一軸に沿う可動ベースの移動をガイドするガイド部材と、ガイド部材あるいは基準ベースに設けられ、可動ベースを基準ベースの方向へ押圧して可動ベースを基準ベースの表面に接触させて基準ベース上にロックするための押圧部材と、押圧部材の押圧に抗して基準ベースの表面から可動ベースを浮上させる可動ベース浮上機構とを備えるものである。
さらに、具体的な発明としは、前記の可動ベース浮上機構をエアー吹出し機構とするものであって、エアー吹出孔が可動ベースあるいは基準ベースのいずれかに複数個分散して設けられていて、前記エアー吹出孔からエアーを吹き出すことにより前記可動ベースを微少量浮上させるものである。
また、さらに、具体的な発明としは、エアー吹出孔からのエアーが停止したときにエアー吹出孔から吹き出されたエアーが逃げる間隙が可動ベースと基準ベースとの間に設けられているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の移動ステージあるいはＸＹステージは、真空ロックをしなくても、可動ベースを高速移動、高速停止をすることができる。この発明は、押圧する押圧部材を設けて可動ベースを基準ベースの表面に接触させて基準ベース上にロックし、可動ベースを基準ベースに対して微少浮上させて移動させる。そのため、可動ベース浮上機構を設けて押圧部材の可動ベースに対する押圧力に抗して可動ベースを基準ベースから浮上させてロックを解除する。この場合の可動ベースの基準ベースからの浮上量は、可動ベースと基準ベースとの間の摺動抵抗を軽減するあるいはそれをほとんどなく程度の微少なものであってよい。それは、例えば、可動ベースと基準ベースとの間は１０μｍ〜数百μｍ程度微少間隙である。
【０００８】
なお、可動ベースを基準ベースに沿って移動させ、かつ、基準ベース上で停止させるには、可動ベースを基準ベースの表面から離して浮上させ、可動ベースの停止時に可動ベースを基準ベースの表面に接触させてロックさせる可動ベース浮上機構を用いればよい。
磁気軸受等の軸受けを設けて非接触状態で可動ベースを支持して、停止時に可動ベースを押下げて基準ベースに接触させて停止させてもよい。
さらに、次に示す実施例のように、ころがり軸受を設けて基準ベースに接触した状態で可動ベースを支持し、エアーにより可動ベースを浮上させて可動ベースを基準ベース表面から切り離して可動ベースを移動し、エアーを停止しかつばね等により可動ベースを基準ベースに押付けて高速停止させる方法もある。
【０００９】
可動ベース浮上機構としてエアー吹出し機構を用いて吹出孔からの吹き出しエアーにより可動ベースを浮上させることができる。エアー吹出孔は、前記可動ベースあるいは前記基準ベースのいずれかに複数個分散して設ける。一方、押圧部材としては、ばね部材等を使用することができる。エアーを停止するとばね等の押圧力により即座に可動ベースが基準ベースに押圧ロックされる。
この場合、可動ベースが基準ベースから微少浮上しているので基準ベースの表面に即座に接触して停止し、停止誤差がほとん生じないで済む。
そして、停止するときに可動ベースと基準ベースとの間に吹き出したエアーが逃げる間隙を確保すれば、可動ベースを高速移動させても、停止安定までの時間を低減できる。さらに、磁気ヘッドあるいは磁気ディスクのテスタにあっては、これにより磁気ヘッド等を保持する可動ベースの高さ基準を基準ベースの高さを基準として設定することができ、低振動で高い位置決め精度を得ることが可能になる。
【００１０】
また、前記のＸＹステージの発明の場合には、特に、可動ベースを平面からみて矩形のものとし、ガイド部材を可動ベースが配置される平面からみて矩形の空間を内側に有する移動枠として、可動ベースを移動枠に装填し、矩形の移動枠が基準ベース上でＸ軸あるいはＹ軸に沿って移動するようにし、その内側にある可動ベースはＹ軸あるいはＸ軸に沿って移動するようにする。
これにより、この発明は、移動枠の移動面と可動ベースの移動面とを近傍に設定することができあるいは実質的に一致させることができる。この状態で可動ベースが移動して定盤の基準ベースの表面で停止するので、高さ方向の位置ずれがほとんどなく、しかも、移動面におけるそれぞれの移動方向が直交状態になっているので、相互の移動における干渉が防止されて磁気ディスクに対して高精度な位置決めが可能になる。
したがって、ヘッドキャリッジのＸＹステージにあっては、磁気ヘッド等を保持する可動ベースの高さ基準を基準ベースの高さを基準として設定することが可能になる。
その結果、この発明は、高速移動、高速停止が可能で停止位置誤差が小さい、ベアリング支持の移動ステージあるいはＸＹステージを実現できる。さらに、この移動ステージあるいはＸＹステージを磁気ヘッドテスタ，磁気ディスクテスタのヘッドキャリッジに利用することで精度の高い検査ができる磁気ヘッドテスタ，磁気ディスクテスタを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、この発明のベアリング支持の移動ステージを適用した一実施例のヘッド検査装置におけるヘッドキャリッジを中心とした一部切欠き平面図、図２は、その可動ベースを主体とする平面図、図３は、ベアリング部分を中心とする側面断面図、図４（ａ）は、ベアリング支持の構造の断面説明図、（ｂ）は、停止状態における可動ベースと基準ベースとの間のエアー逃げ間隙についての説明図、（ｃ）は、可動ベース裏面の吹出孔と突起の説明図、そして図５は、押圧ロックの作用効果の説明図である。
なお、各図において、同様な構成要素は、同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図１において、１は、ヘッドキャリッジにおけるベアリング支持の移動ステージであって、２は、その基準ベース、３は、Ｘステージを構成する可動ベースである。基準ベース２は、斑れい岩製の定盤である。同様に可動ベース３も斑れい岩製で基準ベース２との接触面（図２，図４（ｃ）の突起部分３９参照）が定盤仕上げになっている。可動ベース３には、ピエゾステージ３ａが搭載されている。ピエゾステージ３ａは、圧電アクチュエータを搭載してＸ軸方向に移動して磁気ヘッドの微小位置決めをする。３ｂは、その磁気ヘッドアッセンブリあるいは磁気ヘッドアームの取付け凹部である。可動ベース３は、基準ベース２の上に置かれている。
【００１２】
４は、図１〜図３で示すように、可動ベース３をガイドするアルミニウム製で矩形のガイドフレームであって、可動ベース３は、この矩形枠の内側に設けられている。ガイドフレーム４は、ボールベアリング構成部４１，４２を介して可動ベース３の移動をガイドする。このガイドフレーム４は後述するようにＹステージになっている。
ボールベアリング構成部４１，４２は、図２〜図４（ａ）に示すように、それぞれベアリングの受側となる受側ガイドレール（ベアリングの固定側部材）４３とベアリングの可動側部材４４とからなり、受側ガイドレール４３がガイドフレーム４の裏面側に取付補助板４１ａ，４２ａを介して固定され、可動側部材４４が可動ベース３の両側面にそれぞれ取付補助板４３ａ，４３ａを介して固定されている。これにより可動ベース３がガイドフレーム４にボールベアリング構成部４１，４２により移動可能に軸受け支持される。
なお、図２〜図４（ａ）に示す４５は、受側ガイドレール４３と可動側部材４４の間に装填されたボールであり、これら部材によりボールベアリング構成部４１（４２）が構成される。４６は、受側ガイドレール４３と可動側部材４４とにそれぞれ設けられているＶ溝である。
【００１３】
図１〜図３に示す５は、板ばねであって、この板ばね５は、ガイドフレーム４の裏面、下側において可動ベース３に設けられている。
板ばね５は、可動ベース３を基準ベース２側に押下げて基準ベース２に接触固定させるばねである。板ばね５は、図１〜図３に示すように、その中央部５１が可動ベース３の重心Ｇ（図２参照）を通る線が矩形のガイドフレーム４の辺に垂直な線Ｌと辺とが交わる点の位置においてその側面に突出した可動ベース３の突起３１，３２に固定されている（図３参照）。板ばね５の両端部にはローラ５２，５３が軸支されていて、このローラ５２，５３がそれぞれガイドフレーム４に設けられた受側ガイドレール４３の下面に接触している。この板ばね５が受側ガイドレール４３によって上から圧縮されて取付けられていることで、板ばね５は、可動ベース３の側面両側において可動ベース３を基準ベース２の表面に押付ける。これが先に説明した微小昇降機構の可動ベース３を下降させる機構になっている。
【００１４】
図１において、６は、磁気ヘッドテスタあるいは磁気ディスクテスタの検査ステージであって、これにはディスク１００をチャックするスピンドル７が設けられている。
可動ベース３は、ガイドフレーム４の一辺に沿ってその内側でＸ軸に沿って移動し、Ｘステージとなる。８は、磁石とコイルとが装填されたシャフト形状のリニアモータであり、Ｘステージの駆動源である。これは、図１において、図面右側のガイドフレーム４の一辺に沿って設けられていて、その頭部と尻部は、ブラケット８１，８２を介してガイドフレーム４の図面右側の一辺に固定されている。そして、このリニアモータ８の移動子８３の端部が可動ベース３の右側面に取付補助板４３ａを介して固定され、これにより可動ベース３がリニアモータ８により駆動されてＸ軸上を移動する。
【００１５】
ガイドレール９１，９２は、ガイドフレーム４の前後の各辺の裏面下側にＹ軸に沿って設けられていて、ボールベアリング９５，９６を介してガイドフレーム４の裏面を支持する。このことで、ガイドフレーム４がガイドレール９１，９２上を移動することができる。これによりガイドフレーム４がＹステージになる。なお、ボールベアリング９５，９６は、ボールベアリング構成部４１，４２と同様な構造であるが、ガイドレール９１，９２は、基準ベース２に移動可能にガイドフレーム４を固定する。そのベアリングを構成する固定側部材と可動側部材とが分離できない、一体的な構造となっている点でボールベアリング構成部４１，４２とは相違している。
ここでは特に、図３の断面図に示すように、受側ガイドレール４３のボール４５を受ける面をボールベアリング９５，９６のガイドレール９１，９２を受ける面とは実質的に同じ高さに設定してある。これにより、ボールベアリング構成部４１，４２による可動ベース３（Ｘステージ）の移動面は、ボールベアリング９５，９６とガイドレール９１，９２とによるガイドフレーム４（Ｙステージ）の移動面と実質的に同じ高さになっていてかつそれぞれの移動方向は直交している。しかも、可動ベース３は、基準ベース２の表面でロックされて停止する。これにより基準ベース２からみた位置決め誤差が低減できる。
【００１６】
ガイドフレーム４は、図１〜図２の上下および図３に示すように、Ｙ軸に沿って設けられたガイドレール９１，９２上を移動する。その駆動源である図１における９もシャフト形状のリニアモータであって、ガイドフレーム４とともにＹステージを構成する。リニアモータ９は、図面上側のガイドフレーム４の一辺に沿ってこの辺の裏面、下側に設けられたガイドレール９１に平行に基準ベース２上に設けられている。その頭部と尻部は、ブラケット９３，９４を介して基準ベース２に固定されている。
このリニアモータ９の移動子９７（図１参照）は、ガイドフレーム４の辺に裏面側にその端部が固定されている。
これにより、エアー吹出しにより基準ベース２から可動ベース３が浮上状態にあるときに、リニアモータ９の駆動に従ってガイドフレーム４は、Ｙ軸上を可動ベース３を保持した状態で移動する。そこで、リニアモータ８，９のそれぞれの駆動により、Ｘ軸，Ｙ軸に沿って可動ベース３は移動する。
ここで、Ｘ軸は、ディスク１００の半径方向に一致していて、Ｙ軸は、ディスク半径方向に対して直角な方向となり、この直角な方向は、ピエゾステージ３ａに搭載された磁気ヘッドのスキュー設定方向に一致している。
【００１７】
次に、微小昇降機構として可動ベース３を基準ベース２から浮上させる構造について図２〜図４を参照して説明する。図２は、可動ベース３の平面図である。
図２に点線で示し、図４（ｃ）に示すように、可動ベース３の裏面３０には、６個のエアー吹出孔３３，３３…が分散して配置されていて、これらエアー吹出孔３３，３３…へ連通する孔（図示せず）が可動ベース３の内部に穿孔されていて、それらがポート３４（図１参照）に結合している。コントローラ３８の制御によりこのポート３４へエアーポンプ３６から制御弁３５、管３７（図１参照）を介してエアーが導入される。
さらに、図２，図４（ｃ）に示すように、可動ベース３の裏面の四隅に矩形の突起部分３９が設けられて、これが基準ベース２との接触面となる。可動ベースの裏面３０の底部は、吹き出したエアーを外部へと逃がすために突起部分３９の頭面に対して５μｍ〜５０μｍ程度の凹部となっている（図４参照）。これが基準ベース２との接触面となる。接触面となるその頭部は、定盤仕上げにされ、突起部分３９の表面の面積は、５ｍｍ×５ｍｍから１０ｍｍ×５０ｍｍの範囲のうちから選択されたものとなっている。
可動ベース３の停止制御時に、即座に、板ばね５を作用させるために、図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、基準ベース２と接触状態にある可動ベース３との間には、１０μｍ程度のエアー逃げ間隙Ｓが設けられている。
【００１８】
次に、移動ステージ１における可動ベース３の移動動作を説明する。まず、コントローラ３８により制御弁３５が制御され、エアーポンプ３６から加圧エアーが供給されると、６個のエアー吹出孔３３〜３３からエア−が噴出されて、板ばね５による可動ベース３の押下げ力に抗して、可動ベース３が基準ベース２に対して浮上する。このとき、アルミニウム製の矩形ガイドフレーム４は、その厚さに応じた重量があるので、その作用で、上部に押上げられて撓む。このときの浮上量は、突起部分３９に対して１０μｍ程度（５μｍ〜５０μｍの範囲から選択されたものとして）である。
なお、矩形のガイドフレーム４は、移動ベース３を浮上させる微少浮上機構により移動ベース３が浮上したときに撓むので、ボールベアリング構成部４１，４２は、ベアリングを構成する受側ガイドレール４３（固定側部材）と可動側部材４４とが強固に一体的なものであってもよく、浮上を許容するものとして少なくとも５μｍ程度か、それ以上のクリアランスは持っていればよい。
【００１９】
この浮上状態で、リニアモータ８，９が駆動されて、磁気ヘッド（図示せず）がディスク１００上の所定のトラック位置に位置決めされる。
この位置決めが完了した時点で、コントローラ３８により制御弁３５が制御され、エアーポンプ３６からのエアーが停止する。これにより、可動ベース３は、浮上力を失い、板ばね５により基準ベース２に押付けられて停止する。この状態を示すのが図４（ａ）である。このとき、板ばね５は、可動ベース３を１０μｍ程度押し下げるだけであるので、可動ベース３は、基準ベース２に高速に接触してロックされる。なお、可動ベース３の浮上量としては、基準ベース２との間の摺動抵抗を低減あるいはそれをなくすためのものであるので、高速停止という点で数十μｍ〜数百μｍ程度の範囲のものであってよい。
【００２０】
可動ベース３の停止時においては、アルミニウム製の矩形ガイドフレーム４は、撓みが戻り、可動ベース３は、板ばね５により基準ベース２に押圧される。受側ガイドレール４３が可動側部材４４側へと押下げられてボール４５と密に接触する。したがって、このときには、受側ガイドレール４３（固定側部材）と可動側部材４４とボール４５とは、一体的なベアリング構造のものと同じか、以上にきっちりとしたボール軸受を構成する。浮上状態にあっても受側ガイドレール４３と可動側部材４４とボール４５との間には間隙Ｓから吹出しエアーにより発生する負圧の作用で押しつけ力が働いて、これらのずれ、バックラッシュ等はほとんど生じない。そのため、高精度な移動が可能になる。また、停止状態のときには、その位置で板ばね５が作用するので、即座に停止し、位置ずれはほとんど生じない。
図５（ａ），（ｂ）は、１０μｍの間隙Ｓによる停止効果を示すグラフである。図５（ａ）は、間隙Ｓがない場合であり、図５（ｂ）は、間隙Ｓを設けた場合である。それぞれの図において、Ａは、コントローラ３８の制御信号であり、Ｂは、可動ベース３の移動速度である。制御弁３５に加えるコントローラ３８の制御信号Ａを“Ｌ”（Ｌｏｗレベル）にして停止状態に入ったときに、図５（ｂ）に示すように、この移動ステージ１は、可動ベース３を１００ｍｓｅｃ以下で停止させることができるが、同じ条件で間隙Ｓを設けなかった図５（ａ）では、停止まで１４００ｍｓｅｃ以上の時間がかかる。高速停止をするためには、この間隙Ｓは、５μｍ〜５０μｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００２１】
図１に示す実施例では、エアー吹出し機構を用いて可動ベース３を基準ベース１の表面から浮上させているが、磁気の反発を利用して可動ベース３を磁気浮上させてもよい。この場合には、受側ガイドレール４３（固定側部材）をコイル側とし、可動側部材４４側に永久磁石を配置して受側ガイドレール４３のコイルに電流を流して反発磁気を発生させて可動側部材４４を基準ベース１の表面から浮上させることになる。受側ガイドレール４３（固定側部材）と可動側部材４４との関係を磁気ベアリング構造にすれば、受側ガイドレール４３（固定側部材）と可動側部材４４の間のボールは不要となり、これらをボールベアリングとする必要はない。この磁気ベアリング構造の場合には、可動側部材４４の側面側等に反発させて水平方向で位置関係を保持する磁石等を設けて、全体をリニアモータ構造とすることができる。
また、受側ガイドレール４３（固定側部材）を永久磁石側とし、可動側部材４４をコイル側にして可動ベース３を浮上させる場合には、可動側部材４４に給電するための構造を追加する必要がある。
【００２２】
ところで、前記実施例のように、ガイドフレーム４の枠の内側に可動ベース３が保持されて停止状態で直接基準ベース２に固定される構造でＸステージを構成とすると、Ｙステージは、高さ方向において基準ベース２を基準として移動させることができる。これによりＸ軸とＹ軸の移動面を実質的に同一面にすることができる。このようにすることで、Ｘステージ、Ｙステージともに基準ベース２の面上で移動させることができ、ＸＹ方向の位置ずれ誤差が小さくなりかつ高さ方向の位置ずれもほとんど生じない。これにより高精度位置決めが可能になる。また、この実施例のように、ばねを可動ベース３に作用させて、可動ベース３を押圧すれば、真空吸着などの場合と異なり、押圧荷重が変化することがないので、可動ベースの降下が安定し、停止動作が安定するまでの時間を短縮できる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上説明してきたが、実施例のボールベアリングは一例であって、この発明は、ボールに換えてローラによるころがり軸受構造としてもよい。さらに、エアーベアリングによる軸受構造としてもよい。
また、実施例のＸ軸，Ｙ軸は、入れ替えられてもよく、これらは、直線状の一軸であればよい。
実施例の微少昇降機構におけるエアー吹出孔は、可動ベースではなく、基準ベースに設けられていてもよい。また、エアー吹出孔の数は６個に限定されるものではない。さらに、実施例の板ばねは、可動ベースではなく、基準ベース側に取り付けられてもよく、板ばねは、一例であって、これはコイルばね、その他の弾性部材を用いることができる。
実施例のガイドフレームの形状は一例であって、この発明は、完全な矩形の形状に限定されるものではなく、例えば、一辺が開放された矩形であってもよい。
さらに、実施例では、ヘッドキャリッジの移動ステージあるいはＸＹステージを中心として説明しているが、この発明は、高速かつ高精度な位置決めを伴う、ベアリング支持の移動ステージ一般に適用できる。さらに、この発明の移動ステージは、磁気ディスク検査装置や磁気ヘッド検査装置に利用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、この発明のベアリング支持の移動ステージを適用した一実施例のヘッド検査装置におけるヘッドキャリッジを中心とした一部切欠き平面図である。
【図２】図２は、その可動ベースを主体とする平面図である。
【図３】図３は、ベアリング部分を中心とする側面断面図である。
【図４】図４（ａ）は、ベアリング支持の構造の断面説明図、（ｂ）は、停止状態における可動ベースと基準ベースとの間のエアー逃げ間隙についての説明図、（ｃ）は、可動ベース裏面の吹出孔と突起の説明図である。
【図５】図５は、押圧ロックの作用効果の説明図である。
【図６】図６は、従来のエアーベアリング支持の移動ステージの一例の説明図である。  １…ベアリング支持の移動ステージ、２…基準ベース、  ３ａ…ピエゾステージ、３…可動ベース、４…ガイドフレーム、  ５…板ばね、６…検査ステージ、７…スピンドル、  ８，９…リニアモータ、３１，３２…突起、３３…エアー吹出孔、  ３４…ポート、３５…制御弁、  ３６…エアーポンプ、３７…管、  ３８…コントローラ、３９…突起部分、  ４１，４２…ボールベアリング機構、  ４３…受側ガイドレール（ベアリングの固定側部材）、  ４４…ベアリングの可動側部材、  ４５…ベアリングのボール、  ５１…板ばねの中央部、５２，５３…ローラ、  ８１，８２，９３，９４…ブラケット、  ８３，９７…移動子、９１，９２…ガイドレール、  ９５，９６…ボールベアリング、１００…ディスク。
【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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