(57)【要約】【課題】１０ｎｍ以下の高精度位置決めを正確かつ迅速に行える位置決め装置を提供する。【手段】指令パルス信号および移動変位量検出手段（検出最小分解能が１０ｎｍ以下）からの検出移動変位量を利用して、テーブル現在位置が第２設定範囲内に入るまでの間に中速移動指令信号を生成出力可能かつ第１設定範囲内に入るまでの間に低速移動指令信号を生成出力可能に形成された移動速度切換指令信号生成出力手段を設け、駆動パルス生成出力手段を、指令パルス信号の出力で高速用周波数の高速駆動パルス信号をテーブル移動対象距離に対応する数だけ生成出力可能で、移動速度切換指令信号生成出力手段からの中速移動指令信号で中速用周波数の中速駆動パルス信号をかつ低速移動指令信号で低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力可能に形成した。【選択図】　　　　図１０
2004101320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動させることでベース側のねじ軸およびねじ軸に螺合するテーブル側のナット部材を含むテーブル駆動機構を介してテーブルを基線方向に移動させかつ移動変位量検出手段の検出最小分解能に対応する精度でベースに対するテーブルを目標位置に最終位置決めする位置決め方法であって、
起点位置から目標位置までの距離に対応する数の基本駆動パルス信号を与えかつオープン制御によりモータを基本駆動して前記テーブルを目標位置に基本位置決めする基本位置決め工程と、補正駆動パルス信号を与えかつクローズド制御により前記テーブル駆動機構の累積誤差を補正しつつ前記テーブルを目標位置に最終位置決めする補正位置決め工程とを備え、
補正位置決め工程が、周波数が基本駆動パルス信号の周波数の値よりも低い値の複数種類の補正駆動パルス信号を比較的高速側から比較的低速側に向う順で切換えるとともに比較的低速側周波数の補正駆動パルス信号によるテーブルの補正移動変位量の方が比較的高速側周波数の補正駆動パルス信号によるテーブルの補正移動変位量よりも小さくして補正位置決め駆動させるとともに前記テーブルの位置が前記目標位置を中心とした１０ｎｍ以下の検出最小分解能相当位置範囲内に入ったところで補正位置決め駆動を停止させて最終位置決め終了とする、ことを特徴とする位置決め方法。
【請求項２】
駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動させることでベース側のねじ軸およびねじ軸に螺合するテーブル側のナット部材を含むテーブル駆動機構を介してテーブルを基線方向に移動させかつ移動変位量検出手段の検出最小分解能に対応する精度でベースに対するテーブルを目標位置に最終位置決めする位置決め方法であって、
指令パルス信号に基づき生成された高速用周波数の高速駆動パルス信号を起点位置から目標位置までの距離に対応する数だけ生成出力させてオープン制御によりモータを高速駆動する高速駆動工程と、
高速駆動工程の終了後で前記テーブルの現在位置が目標位置を中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間に所在する期間中に最大値が高速用周波数の値より小さくかつ低速用周波数の値よりも大きい値として選択された中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力させかつ移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを中速駆動する中速駆動工程と、
中速駆動工程の終了後で前記テーブルの現在位置が該第２設定範囲内から目標位置を中心とした１０ｎｍ以下の第１設定範囲内に入るまでの間に所在する期間中に低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力させかつ移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを低速駆動する低速駆動工程と、
をこの順で実行させて移動変位量検出手段の検出最小分解能に相当する１０ｎｍ以下の高精度でテーブルを目標位置に最終位置決めする、ことを特徴とする位置決め方法。
【請求項３】
基線方向に相対移動なベースおよびテーブルと、ベース側に装着されたねじ軸と，ねじ軸に螺合するテーブル側に装着されたナット部材とを含みねじ軸に連結されたモータの回転によりベースに対してテーブルを基線方向に移動可能に形成されたテーブル駆動機構と、指令パルス信号を生成出力する指令パルス信号生成出力手段と、指令パルス信号に基づく駆動パルス信号を生成出力する駆動パルス信号生成出力手段と、駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動するモータ回転駆動手段と、ベースおよびテーブルのいずれか一方に取付けられたメインスケールとその他方に取付けられたインデックススケールとを含みベースに対するテーブルの移動変位量を検出可能かつ検出移動変位量を駆動パルス信号生成出力手段にフィードバック可能に形成された移動変位量検出手段とを具備してなる位置決め装置において、
前記移動変位量検出手段を検出最小分解能が１０ｎｍ以下になるように形成し、
起点位置から目標位置まで移動させるための前記指令パルス信号および前記移動変位量検出手段からの検出移動変位量を利用して、前記テーブルの現在位置が目標位置を中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間にあると判断された場合に中速移動指令信号を生成出力可能かつ前記テーブルの現在位置が第２設定範囲内に入ってから目標位置を中心とした第１設定範囲内に入るまでの間にあると判断された場合に低速移動指令信号を生成出力可能に形成された移動速度切換指令信号生成出力手段を設け、
前記駆動パルス生成出力手段を、前記指令パルス信号生成出力手段から指令パルス信号が生成出力された場合に高速用周波数の高速駆動パルス信号を該起点位置から該目標位置までの距離に対応する数だけ生成出力可能であるとともに、移動速度切換指令信号生成出力手段から出力された中速移動指令信号に基づき中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力可能でかつ出力された低速移動指令信号に基づき低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力可能に形成し、
高速駆動パルス信号に基づき高速回転駆動する高速オープン制御と，中速駆動パルス信号に基づき中速回転駆動する中速クローズド制御と，低速駆動パルス信号に基づき低速回転駆動する低速クローズド制御とを、この順番で切換えて前記モータを回転駆動制御しつつ前記テーブルを目標位置に前記移動変位量検出手段の検出最小分解能相当の高精度で最終位置決め可能に形成した、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項４】
前記第２設定範囲が前記テーブル駆動機構特性上の誤差相当距離の±（３５〜５）％として選択されかつ前記第１の設定範囲が前記移動変位量検出手段５０の検出最小分解能相当距離の±１００％として選択されている、請求項３記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記低速用周波数の値がクローズド制御による最終位置決めの際にオーバーランを発生させないものとして選択されかつ前記中速用周波数の値が選択された低速用周波数の値の１０倍以上の値に選択されている、請求項３または請求項４記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記移動変位量検出手段の最小検出分解能が、前記メインスケールのスケール信号ピッチを２μｍとしかつこれを４００分割した５ｎｍとされている、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載された位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動させることでテーブル駆動機構を介してテーブルを基線方向に移動させかつ移動変位量検出手段の検出最小分解能に対応する精度でベースに対するテーブルを目標位置に最終位置決めする位置決め方法および位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
図１２に示す従来位置決め装置は、機構部（ベース１０Ｐ，テーブル３０Ｐ，テーブル駆動機構４０Ｐ）と検出部（移動変位量検出手段５０Ｐ）とはそれぞれ別個に構築され、かつその後に図１３に示すように一体的完成品に組み立てられている。
【０００３】
テーブル駆動機構４０Ｐは、ベース１０Ｐ側に装着されたねじ軸４１Ｐとこのねじ軸４１Ｐに螺合するナット部材４２Ｐ（連結部材４２ＰＰ）とを含み，モータ４６Ｐの回転によりテーブル３０ＰをＺ方向に移動駆動可能に形成されている。このモータ４６Ｐは、モータベース４５Ｐに固設されかつカップリング４４Ｐを介してねじ軸４１Ｐに連結されている。なお、４３Ｐ１，４３Ｐ２はベアリングで、２０Ｐは摺動ガイドである。
【０００４】
また、移動変位量検出手段５０Ｐは、ベース１０Ｐの側壁に横向きとして取付けられたメインススケール５１Ｐとテーブル３０Ｐに取付けられたインデックススケール５５Ｐとを含み，ベース１０Ｐに対するテーブル３０Ｐの移動変位量を検出する。検出回路６６Ｐは、ブラケット５７を介してテーブル３０Ｐに取付けられている。５２は取付けカバー５２である。
【０００５】
かくして、テーブル３０ＰをＺ方向に移動させれば、検出回路６６Ｐから正弦波で９０度の位相差を持つＡ相およびＢ相の検出信号が生成出力されるから、両検出信号をパルス化しかつその数を計数すれば、テーブル１０Ｐの移動変位量つまり所望位置への位置決めができる。
【０００６】
ところで、上記位置決め装置では、機構部（１０Ｐ，３０Ｐ，４０Ｐ）が後付けされる検出部（５０Ｐ）の検出精度に悪影響を与えない配慮から、過剰と思われる程に堅牢に構築されているので、一層の小型・軽量化および低コスト化の阻害要因となっている。特に、機構部（１０Ｐ，３０Ｐ，４０Ｐ）を２段重ねして２次元位置決めを行うことが非常に難しい。背高（大型化）し過ぎるからである。また、検出部（５０Ｐ）側にとっては、機構部（１０Ｐ，３０Ｐ）への取付作業自体が煩わしく、多大な労力・時間を要する。したがって、検出部（５０Ｐ）側も、結果として、堅牢大型化とコスト高となっている。さらに、両スケール５０Ｐ，５５Ｐ間のクリアランスやモアレの調整が難しく、相当の熟練者を必要とする。僅かの調整未完成が残ると、検出精度を保障できない。
【０００７】
そこで、本出願人は、まず、高精度化，検出高速化を図りつつ大幅な小型軽量化，低コスト化および取扱い容易化を達成できる移動変位量検出手段（例えば、特許文献１を参照）を提案している。続いて、このような移動変位量検出手段の導入を前提しかつこれと機構部（１０Ｐ，３０Ｐ）との一体化を図ることにより、全体として超薄型（小型・軽量）で，高精度検出化および低コスト化も達成できる位置決め装置（例えば、特許文献２を参照）を提案している。
【０００８】
すなわち、上記文献２に係る位置決め装置は、テーブルに基線方向に伸びかつねじ軸を収容可能で少なくとも下向側が気密状態とされたねじ軸収容空間を設けるとともにナット部材をねじ軸と同芯として取付けかつ下面側に上記文献１に係るメインスケールを下向きとして取付け、ベースに上下方向に貫通する検出器収容空間を形成するとともにこの検出器収容空間内に上記文献１に係るインデックススケールを取付けた検出器ホルダーを平面的姿勢変更可能に装着し、ベースの下面側から検出器ホルダーの平面的姿勢を変更させてメインスケールとインデックススケールとのモアレ調整を行えるように構成されている。
【０００９】
これによれば、テーブル駆動機構を形成するねじ軸を回転させると、ナット部材との関係でテーブルを基線方向に移動変位できる。ねじ軸はテーブル内のねじ軸収容空間内に収納されているので、それから落下した油がメインスケール等に付着することがない。テーブル側に下向き取付けされたメインスケールとベース側に上向き取付けされたインデックススケースとが相対移動するので、上記文献２に係る移動変位量検出手段でその相対移動変位を検出でき、これをフィードバック信号とすれば、所望位置に自動的に位置決めできる。
【００１０】
しかも、ベースとテーブルとが組立てられた状態で、例えば姿勢反転させれば、ベースの下面側から検出器ホルダーの平面的姿勢変更をすることができる。つまり、モアレ調整できる。さらに、短寸側のインデックススケール側を姿勢変更するので、調整容易であるとともに、移動変位量検出手段の例えば信号レベルの設定変更等の点検調整も同時的に簡単に行える。
【００１１】
なお、テーブルの粗移動をテーブル駆動機構（ねじ軸およびナット部材を含む。）により行いかつ圧電効果素子を利用して微移動させる位置決め装置（例えば、特許文献３を参照）も提案している。
【００１２】
ここにおいて、小型軽量，低コスト等の優位性を維持したまま検出可能有効長の一層の拡大を図る観点から、上記文献２に係るテーブル駆動機構を採用した自動位置決め方式が望まれる傾向が強い。この位置決め方式（方法）について図１４を参照して説明する。なお、移動変位量検出手段は、スケール目盛ピッチ（明暗）が１６μｍでかつ最終検出分解能がスケール信号ピッチ８μｍを８０分割し０．１μｍであるとする。
【００１３】
モータ回転によりねじ軸を回転させかつオープン制御により、起点位置Ｐｓｔｔから目標位置Ｐｓｔｐに向ってテーブルを右方向（Ｚ方向）に粗移動させて停止させる。実際には、テーブル駆動機構の誤差［詳しくは、ねじ軸構造の累積代表リード誤差Ｅ＝（累積代表リード）−（累積基準リード）］があるので、粗移動停止位置はＰｓｔｐ１またはＰｓｔｐ２になる。図１４の場合は、誤差Ｅが例えば±８μｍとされている。
【００１４】
次いで、この誤差Ｅを解消しつつ所定の精度（移動変位量検出手段の最小分解能…±０．１μｍ＝±１００ｎｍ）で位置決めするために、移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド（ループ）制御によりモータを回転制御しつつねじ軸を回転させて、テーブルを粗移動停止位置Ｐｓｔｐ１（または、Ｐｓｔｐ２）から右方向（または、左方向）に微移動させ目標位置Ｐｓｔｐに位置決めする。かくして、移動変位量検出手段の最小分解能（±０．１μｍ）相当精度での最終位置決めができる。
【００１５】
一般的に、微移動用のモータ回転用パルス信号の周波数はクローズド制御中にオーバーランが生じない値として選択された低周波数ｆｌ（例えば、１６６Ｈｚ…Ｔ＝６ｍｓ）で、粗移動用のモータ回転用パルス信号の周波数は許容範囲内で高速化できる最高的な値として選択された高周波数ｆｈ（例えば、１００ｋＨｚ）である。
【００１６】
ここで、モータ回転用の１つのパルス信号当りのテーブル移動量が０．１μｍ（１００ｎｍ）として選択されている場合、誤差Ｅ（８μｍ＝８０００ｎｍ）相当距離を移動するに必要とするパルス信号数は８０（＝８０００÷１００）で、当該微移動時間は４８０（＝８０×６）ｍｓになる。これに対して、テーブル駆動機構が高周波数ｆｈ（１００ｋＨｚ）のモータ回転用パルス信号によって１０ｍｍ／ｓｅｃの速度でテーブルを粗移動可能に形成されている場合を考えると、移動量（例えば、３０ｍｍ）を粗移動させるために必要とする時間は、３ｓｅｃ（＝３０÷１０）になる。
【００１７】
つまり、起点位置Ｐｓｔｔから目標位置Ｐｓｔｐまでの距離［移動量（３０ｍｍ）］を、粗移動時間と微移動時間との和である３４８０（＝３０００＋４８０）ｍｓで移動（粗移動から微移動まで）させることで、移動変位量検出手段の最小分解能（±０．１μｍ）に相当する精度でテーブルを最終位置決めすることができる。テーブル駆動機構（ねじ軸構造等）の誤差Ｅ（８μｍ＝８０００ｎｍ）分を解消（補正）するために必要とする微移動時間（４８０ｍｓ）は、全時間（３４８０ｍｓ）の約１４％である。
【００１８】
【特許文献１】
特開平７−２８６８１６号公報（第３〜５頁、図１〜５）
【特許文献２】
特開平９−５０２４号公報（第３〜４頁、図１〜４）
【特許文献３】
特開平８−１８５２３８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、いわゆるナノテク化に伴い例えば情報分析試料をナノメータ（ｎｍ）オーダーの高精度で位置決めしたいとの要求が強くなってきた。本出願人は、上記文献１，２に係る装置等の技術的、製作的な開発過程・実績等を基礎とすれば、比較的に容易に具現化可能と判断した。つまり、イナーシャ軽減等のために各機構の一段の小型・軽量化を図りつつ、製作コスト低減のために電子線描画後に転写複製できるスケール（電子線描画装置を用いた個別的かつ直接描画によらないスケール）を含む移動変位量検出手段を開発することで、１０ｎｍ以下の高精度位置決めができる位置決め装置を比較的容易に確立できるものと考えた。なお、移動変位量検出手段（メインスケール等）のコストは、装置コスト上、大きなウエイトを占める。
【００２０】
ところが、出願人の試行によると、次のような現実的な問題が内在することが判明した。すなわち、移動変位量検出手段の検出最小分解能（モータ回転用パルス信号当りのテーブル移動量と等しい。）が１０ｎｍでかつその他の条件が上記従来例の場合と同じとした場合、移動量（例えば、３０ｍｍ）を粗移動させるために必要な時間（粗移動時間）は従来例の場合と同じ（３ｓｅｃ）であるが、誤差Ｅ（８μｍ＝８０００ｎｍ）を解消（補正）するために必要とする微移動時間は４８００（＝８００×６）ｍｓになってしまう。つまり、微移動時間（４・８ｓｅｃ）の方が、移動量（粗移動量）が圧倒的に大きな方の粗移動時間（３ｓｅｃ）よりも長くなってしまう。つまり、位置決め速度の大幅な低速化が問題になる。印象上も制御性が悪いと評価され易い。
【００２１】
しかも、１０ｎｍ以下の高精度位置決めを必要とする場合の使用態様としては、例えば２ｍｍ間隔ごとの位置決めを連続的（例えば、１５回繰返す。）に行うというような場合が多い。かかる使用態様では、毎回（２ｍｍ毎）の粗移動時間は０．２ｓｅｃ（２００ｍｓ）となるように、粗移動量の小値化に応じて時間を短縮化できる。しかし、誤差Ｅ（８μｍ＝８０００ｎｍ）を解消（補正）するために必要とする毎回の微移動時間は、各４．８ｓｅｃと変わらない。つまり、高精度（１０ｎｍ以下）での最終位置決めに、前段階的な位置決め時間（０．２ｓｅｃ）に比較して約２４（＝４．８÷０．２）倍の時間が掛ることになる。
【００２２】
したがって、繰返しの１５回分の合計時間は７５［＝（４．８＋０．２）×１５］ｓｅｃになり、上記従来例の場合の３０ｍｍを１回で位置決めするために要する時間（３．２４ｓｅｃ）の約２３倍となってしまう。これでは、１０ｎｍ以下での位置決めを必要とするナノテク関係の試験・研究用の位置決め装置としては、採用し難いとの指摘がある。
【００２３】
一方において、位置決め時間の短縮のためには、誤差Ｅがより小さな高級のねじ軸構造（テーブル駆動機構）を採用することが考えられる。例えば、誤差Ｅが４μｍ（４０００ｎｍ）の場合には、微移動時間は８μｍの場合（４８００ｍｓ）に対して半減［２４００（＝４００×６）ｍｓ］させることができる。しかし、この部品（ねじ軸等）の高級化は大幅なコスト高を招くので実際上は許され難い。その短時間化効果もコスト高の割には低い。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は１０ｎｍ以下の高精度位置決めを正確かつ迅速に行える位置決め方法および位置決め装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各種基礎研究期間等のご協力を戴いた運用上の実際（使用態様，位置決め時間）を加味した幾多の試行の結果、位置決め精度が０．１μｍ（１００ｎｍ）以上と１０ｎｍ以下とでは、位置決め時間の長短において著しい差異が生じる点に着目し、特にねじ軸構造の累積代表リード誤差Ｅを解消（補正）しつつ所定の高精度で最終位置決めする際のテーブル移動時間の短縮を図ることで全体的時間の短縮化を図るものである。つまり、全体的時間短縮化の観点から選択された大距離移動量用のオープン制御による高速駆動と，オーバーラン防止の観点から選択された小距離移動用のクローズド制御による低速駆動との間に、累積代表リード誤差Ｅを解消（補正）するためのテーブル移動量の大部分を中速駆動するようにして、前記目的を達成するものである。
【００２６】
すなわち、請求項１の発明に係る位置付け方法は、駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動させることでベース側のねじ軸およびねじ軸に螺合するテーブル側のナット部材を含むテーブル駆動機構を介してテーブルを基線方向に移動させかつ移動変位量検出手段の検出最小分解能に対応する精度でベースに対するテーブルを目標位置に最終位置決めする位置決め方法であって、起点位置から目標位置までの距離に対応する数の基本駆動パルス信号を与えかつオープン制御によりモータを基本駆動して前記テーブルを目標位置に基本位置決めする基本位置決め工程と、補正駆動パルス信号を与えかつクローズド制御により前記テーブル駆動機構の累積誤差を補正しつつ前記テーブルを目標位置に最終位置決めする補正位置決め工程とを備え、補正位置決め工程が、周波数が基本駆動パルス信号の周波数の値よりも低い値の複数種類の補正駆動パルス信号を比較的高速側から比較的低速側に向う順で切換えるとともに比較的低速側周波数の補正駆動パルス信号によるテーブルの補正移動変位量の方が比較的高速側周波数の補正駆動パルス信号によるテーブルの補正移動変位量よりも小さくして補正位置決め駆動させるとともに前記テーブルの位置が前記目標位置を中心とした１０ｎｍ以下の検出最小分解能相当位置範囲内に入ったところで補正位置決め駆動を停止させて最終位置決め終了とする、ことを特徴とする。
【００２７】
この請求項１の発明に係る位置決め方法では、まず、オープン制御による基本位置決め工程では、起点位置から目標位置までの距離に対応する数の基本駆動パルス信号を与えてモータを基本駆動してテーブルを目標位置に基本位置決めする。基本駆動パルス信号の周波数は、モータがステッピングモータの場合には、自起動（あるいはスロアップおよびスローダウンを含む）での最高的な値とされ、テーブルを高速移動させる。この点に関しては、従来例の場合と変わらない。
【００２８】
次に、クローズド制御によりモータ駆動機構（ねじ軸構造等）の累積誤差（例えば、８μｍ…８０００ｎｍ）を補正しつつテーブルを目標位置に最終位置決めする補正位置決め工程では、比較的高速側周波数（例えば、１．６ｋＨｚ）の補正駆動パルス信号を与えてテーブルを高速側補正移動変位量分だけ移動させる。これにより累積誤差補正用の移動時間を大幅に短縮することができる。引き続き、比較的低速側周波数（例えば、１６６Ｈｚ）の補正駆動パルス信号を与えてテーブルを低速側補正移動変位量分だけ移動させる。この際、オーバーランは生じない。
【００２９】
つまり、周波数が基本駆動パルス信号の周波数（例えば、１００ｋＨｚ）の値よりも低い値の複数種類の補正駆動パルス信号を比較的高速側から比較的低速側に向う順で切換えるとともに比較的低速側周波数によるテーブルの低速側補正移動変位量（例えば、０．６３μｍ）の方が比較的高速側周波数によるテーブルの高速側補正移動変位量（例えば、７．３７μｍ）よりも小さくして補正位置決め駆動する。すなわち、補正位置決め範囲の大部分を比較的高速移動させ、残りの小部分をオーバーランの生じないものとして選択された比較的低速で移動させる。そして、テーブルの位置が目標位置を中心とした検出最小分解能相当位置範囲（１０ｎｍ）内に入ったところで補正位置決め駆動を停止させる。これにより最終位置決めが終了する。かくして、１０ｎｍ以下の高精度位置決めを正確かつ迅速に行える。
【００３０】
また、請求項２の発明に係る位置付け方法は、駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動させることでベース側のねじ軸およびねじ軸に螺合するテーブル側のナット部材を含むテーブル駆動機構を介してテーブルを基線Ｚ方向に移動させかつ移動変位量検出手段の検出最小分解能に対応する精度でベースに対するテーブルを目標位置に最終位置決めする位置決め方法であって、指令パルス信号に基づき生成された高速用周波数の高速駆動パルス信号を起点位置から目標位置までの距離に対応する数だけ生成出力させてオープン制御によりモータを高速駆動する高速駆動工程と、高速駆動工程の終了後で前記テーブルの現在位置が目標位置を中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間に所在する期間中に最大値が高速用周波数の値より小さくかつ低速用周波数の値よりも大きい値として選択された中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力させかつ移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを中速駆動する中速駆動工程と、中速駆動工程の終了後で前記テーブルの現在位置が該第２設定範囲内から目標位置を中心とした１０ｎｍ以下の第１設定範囲内に入るまでの間に所在する期間中に低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力させかつ移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを低速駆動する低速駆動工程と、をこの順で実行させて移動変位量検出手段の検出最小分解能に相当する１０ｎｍ以下の高精度でテーブルを目標位置に最終位置決めすることを特徴とする。
【００３１】
この請求項２の発明に係る位置決め方法では、高速駆動工程では、指令パルス信号に基づき生成された高速用周波数（例えば、１００ｋＨｚ）の高速駆動パルス信号を与えてオープン制御によりモータを高速駆動する。高速駆動パルス信号は、モータがステッピングモータの場合には、その周波数が自起動（あるいはスロアップおよびスローダウンを含む）での最高的な値とされ、起点位置から目標位置までの距離に対応する数だけ生成出力される。これにより、テーブルを高速移動できる。この点に関しては、従来例の場合と変わらない。
【００３２】
続く、中速駆動工程では、移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを中速駆動する。すなわち、テーブルの現在位置が高速駆動終了時の位置（目標位置を中心とした第２設定範囲外）から当該第２設定範囲（例えば、±６３カウント…±６３０ｎｍ）内に入るまでの間に所在する期間中に、最大値が高速用周波数の値（１００ｋＨｚ）より小さくかつ低速用周波数の値（例えば、１６６Ｈｚ）よりも大きい値（例えば、１．６ｋＨｚ）として選択された中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力させてテーブルを中速移動させる。つまり、テーブル位置を目標位置を中心とした第２設定範囲内に追込む。
【００３３】
この中速駆動工程の終了後の低速駆動工程では、移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを低速駆動する。すなわち、テーブル現在位置が第２設定範囲内から目標位置を中心とした１０ｎｍ以下の第１設定範囲（±１カウント…１０ｎｍ）内に入るまでの間に所在する期間中に、低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力させてオーバーランなくテーブル位置を第１設定範囲内に追込む。つまり、テーブルを目標位置に最終位置決めすることができる。かくして、移動変位量検出手段の検出最小分解能に相当する１０ｎｍ以下の高精度位置決めを正確かつ迅速に行える。
【００３４】
また、請求項３の発明に係る位置決め装置は、基線方向に相対移動なベースおよびテーブルと、ベース側に装着されたねじ軸と，ねじ軸に螺合するテーブル側に装着されたナット部材とを含みねじ軸に連結されたモータの回転によりベースに対してテーブルを基線方向に移動可能に形成されたテーブル駆動機構と、指令パルス信号を生成出力する指令パルス信号生成出力手段と、指令パルス信号に基づく駆動パルス信号を生成出力する駆動パルス信号生成出力手段と、駆動パルス信号を入力としてモータを回転駆動するモータ回転駆動手段と、ベースおよびテーブルのいずれか一方に取付けられたメインスケールとその他方に取付けられたインデックススケールとを含みベースに対するテーブルの移動変位量を検出可能かつ検出移動変位量を駆動パルス信号生成出力手段にフィードバック可能に形成された移動変位量検出手段とを具備してなる位置決め装置において、前記移動変位量検出手段を検出最小分解能が１０ｎｍ以下になるように形成し、起点位置から目標位置まで移動させるための前記指令パルス信号および前記移動変位量検出手段からの検出移動変位量を利用して、前記テーブルの現在位置が目標位置を中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間にあると判断された場合に中速移動指令信号を生成出力可能かつ前記テーブルの現在位置が第２設定範囲内に入ってから目標位置を中心とした第１設定範囲内に入るまでの間にあると判断された場合に低速移動指令信号を生成出力可能に形成された移動速度切換指令信号生成出力手段を設け、前記駆動パルス生成出力手段を、前記指令パルス信号生成出力手段から指令パルス信号が生成出力された場合に高速用周波数の高速駆動パルス信号を該起点位置から該目標位置までの距離に対応する数だけ生成出力可能であるとともに、移動速度切換指令信号生成出力手段から出力された中速移動指令信号に基づき中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力可能でかつ出力された低速移動指令信号に基づき低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力可能に形成し、高速駆動パルス信号に基づき高速回転駆動する高速オープン制御と，中速駆動パルス信号に基づき中速回転駆動する中速クローズド制御と，低速駆動パルス信号に基づき低速回転駆動する低速クローズド制御とを、この順番で切換えて前記モータを回転駆動制御しつつ前記テーブルを目標位置に前記移動変位量検出手段の検出最小分解能相当の高精度で最終位置決め可能に形成されている。
【００３５】
この請求項３の発明に係る位置決め装置では、指令パルス信号生成出力手段が起点位置から目標位置まで移動させるための指令パルス信号を生成出力すると、駆動パルス生成出力手段が、高速用周波数（例えば、１００ｋＨｚ）の高速駆動パルス信号を所定数（起点位置から目標位置までの距離に対応する数）だけ生成出力する。モータ回転駆動手段は、この高速駆動パルス信号を入力としてモータを高速回転駆動するので、テーブル駆動機構を介してテーブルを高速移動して目標位置に位置決めすることができる。高速駆動パルス信号は、モータがステッピングモータの場合には、その周波数を自起動（あるいはスロアップおよびスローダウンを含む）での最高的な値と選択するのが好ましい。この高速駆動終了段階では、テーブル駆動機構の累積誤差が残る。
【００３６】
次に、移動速度切換指令信号生成出力手段が、指令パルス信号および移動変位量検出手段からの検出移動変位量を利用して、テーブル現在位置が高速駆動終了時の位置（目標位置を中心とした第２設定範囲外）から当該第２設定範囲（例えば、±６３カウント…６３０ｎｍ）内に入るまでの間にあると判断された場合に、中速移動指令信号を生成出力する。駆動パルス生成出力手段は、この中速移動指令信号に基づき中速用周波数（例えば、１．６ｋＨｚ）の中速駆動パルス信号を生成出力する。モータ回転駆動手段は、中速駆動パルス信号を入力としてかつ移動変位量検出手段からの検出移動変位量をフィードバック信号とするクローズド制御によりモータを中速回転駆動する。つまり、テーブル位置をテーブル駆動機構の累積誤差（例えば、８μｍ…８０００ｎｍ）相当位置範囲内でかつ目標位置を中心とした第２設定範囲（６３０ｎｍ）内に中速で追込み、累積誤差（８０００ｎｍ）相当位置範囲での移動時間の短縮を図る。
【００３７】
引き続き、移動速度切換指令信号生成出力手段は、テーブル位置が第２設定範囲（±６３０ｎｍ）内に入ってから目標位置を中心とした第１設定範囲（±１カウント…±１０ｎｍ）内に入るまでの間にあると判断された場合に、低速移動指令信号を生成出力する。すると、駆動パルス生成出力手段が、この低速移動指令信号に基づき低速用周波数（例えば、１６６Ｈｚ）の低速駆動パルス信号を生成出力する。累積誤差（８０００ｎｍ）相当位置範囲でかつ中速駆動した大部分を除いたその余の残部分（６３０ｎｍ）をオーバーランの生じないものとして選択された低速で駆動させる。
【００３８】
かくして、高速駆動パルス信号に基づき高速回転駆動する高速オープン制御と，中速駆動パルス信号に基づき中速回転駆動する中速クローズド制御と，低速駆動パルス信号に基づき低速回転駆動する低速クローズド制御とをこの順番で切換えてモータ回転駆動制御することで、テーブルを移動変位量検出手段の検出最小分解能（１０ｎｍ以下）相当の高精度で目標位置に正確に最終位置決めすることができる。
【００３９】
また、請求項４の発明に係る位置決め装置は、前記第２設定範囲が前記テーブル駆動機構特性上の誤差相当距離の±（３５〜５）％として選択されかつ前記第１の設定範囲が前記移動変位量検出手段５０の検出最小分解能相当距離の±１００％として選択されている。
【００４０】
この請求項４の発明に係る位置決め装置では、第２設定範囲をテーブル駆動機構特性上の誤差相当距離（例えば、８μｍ＝８０００ｎｍ…８００カウント）の±（３５〜５）％に相当する大距離範囲［±（２８００〜４００）ｎｍ…±（２８０〜４０）カウント］を超えるものとすると、安定した低速駆動期間が短くなりオーバーランの生じる虞がある。反対に、当該大距離範囲に満たないものとすると、誤差相当距離内での低速駆動時間が長引くので迅速性が阻害される。すなわち、誤差相当距離の±（３５〜５）％に相当する大距離範囲であるから、請求項３の発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらにオーバランなく安定した位置決め制御のもとに一段と迅速に最終位置決めができる。
【００４１】
さらに、請求項５の発明に係る位置決め装置は、前記低速用周波数の値がクローズド制御による最終位置決めの際にオーバーランを発生させないものとして選択されかつ前記中速用周波数の値が選択された低速用周波数の値の１０倍以上の値に選択されている。
【００４２】
この請求項５の発明に係る位置決め装置では、中速用周波数の値（１．６ｋＨｚ）が選択された低速用周波数の値（１６６Ｈｚ）に対してその１０倍未満の値（１．６ｋＨｚ未満）に選択すると、低速用周波数での低速駆動時間が増大し迅速な最終位置決めができない。すなわち、中速用周波数を低速用周波数の１０倍以上に選択してあるので、請求項３および請求項４の各発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに一段と迅速な最終位置決めを行える。
【００４３】
さらにまた、請求項６の発明に係る位置決め装置は、前記移動変位量検出手段の最小検出分解能が、前記メインスケールのスケール信号ピッチを２μｍとしかつこれを４００分割した５ｎｍとされている。
【００４４】
この請求項６の発明に係る位置決め装置では、移動変位量検出手段は、メインスケールのスケール信号ピッチが２μｍとされたアナログ信号を４００分割することで５ｎｍの最小検出分解能を担保する。したがって、一段と高精度（５ｎｍ）の最終位置決めができるから、請求項３から請求項５までの各発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに適応（利用）範囲を大幅に拡大できる。
【００４５】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
請求項１（請求項２）の発明に係る本位置決め方法を実施するために好適な位置決め装置は、図１〜図１０に示す如く、移動変位量検出手段５０を検出最小分解能が１０ｎｍ以下になるように形成し、指令パルス信号Ｐｓｚおよび移動変位量検出手段５０からの検出移動変位量Ｐｄｓを利用してテーブル３０の現在位置が第２設定範囲外から第２設定範囲（±６３カウント）内に入るまでの間に中速移動指令信号ＩＮＰ２を生成出力可能かつテーブル現在位置が第２設定範囲内に入ってから第１設定範囲（±１カウント）内に入るまでの間に低速移動指令信号ＩＮＰ１を生成出力可能に形成された移動速度切換指令信号生成出力手段（８３）を設け、駆動パルス生成出力手段（８１）を指令パルス信号Ｐｓｚが生成出力された場合に高速用周波数ｆ３の高速駆動パルス信号Ｐｄｈを距離ＤＳＴに対応する数だけ生成出力可能で、中速移動指令信号ＩＮＰ２に基づき中速用周波数ｆ２の中速駆動パルス信号Ｐｄｍを生成出力可能でかつ低速移動指令信号ＩＮＰ１に基づき低速用周波数ｆ１の低速駆動パルス信号Ｐｄｌを生成出力可能に形成し、高速駆動パルス信号Ｐｄｈに基づく高速オープン制御と，中速駆動パルス信号Ｐｄｍに基づく中速クローズド制御と，低速駆動パルス信号Ｐｄｌに基づく低速クローズド制御とをこの順番で切換えてモータ回転駆動制御しつつテーブル３０を目標位置Ｐｓｔｐに移動変位量検出手段５０の検出最小分解能（１０ｎｍ）相当の高精度で最終位置決め可能に形成されている。
【００４７】
この位置決め装置の基本構成は、図１に示す基線（Ｚ）方向に相対移動なベース１０およびテーブル３０とテーブル駆動機構４０と図８に示す指令パルス信号生成出力手段（７３，７５）と駆動パルス信号生成出力手段（８１）とモータ回転駆動手段（４７）と移動変位量検出手段５０とを具備してなる。
【００４８】
テーブル駆動機構４０は、図２に示す如く、ベース１０側に装着されたねじ軸（ボールねじ軸）４１と，ねじ軸４１に螺合するテーブル３０側に装着されたナット部材４２とを含み、ねじ軸４１に連結されたモータ（４６）の回転によりベース１０に対してテーブル３０をＺ方向に移動可能に形成されている。
【００４９】
また、指令パルス信号生成出力手段（７３，７５）は、図８，図９に示す指令パルス信号Ｐｓｚを駆動パルス信号生成出力手段（８１）に生成出力する。この駆動パルス信号生成出力手段（８１）は、指令パルス信号Ｐｓｚに基づく駆動パルス信号Ｐｄを図８のモータドライバ４７に生成出力する。このモータドライバ４７は、駆動パルス信号Ｐｄを入力としてモータ（４６）を回転駆動するモータ回転駆動手段（４７）を形成する。
【００５０】
移動変位量検出手段５０は、図３，図７に示すテーブル３０（ベース１０側としてもよい。）に取付けられたメインスケール５１とベース１０（テーブル１０側としてもよい。）に取付けられたインデックススケール５５とを含み、ベース１０に対するテーブル３０の移動変位量を検出可能かつ図９に示すように検出移動変位量Ｐｓｄを駆動パルス信号生成出力手段（８１）にフィードバック可能に形成されている。
【００５１】
また、この実施の形態では、テーブル３０に、図２，図６に示すねじ軸収容空間３５を設けるとともにナット部材４２とメインスケール５１とを取付け、かつベース１０に上下に貫通する図３の検出器収容空間１１を設けかつこの空間１１内に検出器ホルダー６１を外部から平面的姿勢変更可能に取付け、ベース１０の下面側からインデックススケール５５の平面的姿勢を変更しつつ行うモアレ調整および移動変位量検出手段５０（検出回路６６等）の点検調整を実行可能に構成されている。したがって、小型・軽量，低コストかつ取扱い容易で、検出可能有効長の拡大と自動位置決めが容易になる。
【００５２】
詳しくは、図１〜図６において、ベース１０とテーブル３０とは、クロスローラベアリング２０，２０を介してＺ方向に相対移動可能に装着されている。図４に示すように薄平板形状のベース１０およびテーブル３０の平面加工度が良好なので、Ｚ方向かつ全面的に高度の平面，平行度を保持できる。
【００５３】
また、この実施の形態では、テーブル３０とベース１０とが、図１，図４〜図６に示す如く、基線Ｚを中心として幅方向に左右対称形状とされているので、加工がより容易で低コスト化を助長できる。
【００５４】
テーブル３０の中央には、図２で左右に貫通する孔つまりねじ軸４１を収容可能な上記したねじ軸収容空間３５が設けられている。この貫通孔（３５）の周面方向は全長に亘って気密状態であるから、ねじ軸４１から落下した油は他に漏れない。また、ねじ軸収容空間３５を設けることは、テーブル３０自体の軽量化を一段と促進できる。
【００５５】
また、ねじ軸収容空間３５の図２で右端には、貫通孔（３５）よりも大径で同芯の段付穴（３６）つまりナット部材取付部３６が設けられている。これには、フランジ４２Ｆ付のナット部材４２が嵌装されかつ図１の固定ねじ４２Ｂで固着されている。
【００５６】
図１〜図３，図５において、ベース１０と一体的なモータベース４５には、ナット部材４２とともにモータ駆動機構４０を構成するねじ軸４１に連結されたステッピングモータ（モータ）４６が配設されている。ねじ軸４１はベアリング４３に支持され、カップリング４４を介してモータ（４６）に連結されている。
【００５７】
このステッピングモータ４６は、コネクタ４９を介して接続されたコントローラ（図８のモータ駆動制御部８１）で回転駆動される。つまみ４７で手動回転させることもできる。なお、６６Ｃは、検出回路６６と外部の上記計数回路等を含むモータ駆動制御部８１とを結ぶケーブルである。
【００５８】
すなわち、テーブル駆動機構４０は、ベース１０側に装着されたねじ軸４１と，ねじ軸４１に螺合するテーブル３０側に装着されたナット部材４２とを含み、ねじ軸４１に連結されたモータ（４６）の回転によりベース１０に対してテーブル３０をＺ方向に移動可能に形成されている。
【００５９】
また、図４に示すテーブル３０の下面側の第１凹部３１には被検出プレート７３が固定配設され、第２凹部３３のスケール取付部３７にはメインスケール５１（図６，図７に示す第１格子５１Ｆ）が取付けられている。メインスケール５１は、図６に示すように幅方向形状が左右対称とされ、加工歪の左右バランスにより一層の高精度検出を可能に形成してある。なお、被検出プレート７３とともに位置検出手段を形成する図５の前進限検出器７１および後退限検出器７２は、ベース１０側に取付けられている。
【００６０】
ベース１０の図３，図７に示す中央部には、上下方向に貫通する貫通孔（１１）つまり検出器収容空間１１が設けられている。この検出器収容空間１１は、開口面積の小さな検出部１１Ｓと大きな調整部１１Ｌとからなり、その段差部には、取付ねじ孔が設けられている。
【００６１】
図３の検出器ホルダー６１の両側にはバカ穴として形成された調整取付孔６１Ｈ，６１Ｈが設けられ、調整取付ねじ１３，１３によって平面的姿勢を変更しつつベース１０に固定取付けすることができる。図７に示す如くベース１０の下面側つまり外部から姿勢変更させることができる。
【００６２】
この検出器ホルダー６１には、移動変位量検出手段５０を形成する図７のインデックススケール５５が上向きに取付けられるとともに、発光部６４と受光部６５とが内蔵されている。さらに、下面側には、アンプ等を含む検出回路６６を搭載する基板６８がビス６９，６９で取付けられている。
【００６３】
インデックススケール５５は、ガラス製平板からなり、図７に示すように第２格子５５Ｓと第３格子５５Ｔとを接近配設し、寸法短縮化と第１格子５１Ｆに対する平行度の確立を容易化してある。
【００６４】
第２格子５５Ｓの下方側に取付けられた図７の発光部６４はＬＥＤと集光レンズとからなり、検出器ホルダー６１内に所定傾斜角を持って取付けられている。したがって、拡散光の有効利用度を高められるので、両スケール５１，５５間のギャップを大きくすることができる。
【００６５】
また、第３格子５５Ｔの下方側に取付けられた受光部６５は、１チップの受光素子を４つの第３格子５５Ｔに対応させて４分割した受光素子からなる。したがって、温度特性等のバラツキを最小限に抑えられ、同一平面上の配設を自動的に保障できる。
【００６６】
ここに、検出器はインデックススケール５５と発光部６４と受光部６５とからなり、この検出器とメインスケール５１と検出回路６６と図８の分割器６７とから移動変位量検出手段５０が形成されている。検出回路６６には、アンプ，演算増幅器が含まれ、外部の計数回路までの間における外乱ノイズの影響を一掃可能に形成してある。
【００６７】
かかる移動変位量検出手段５０では、発光素子（ＬＥＤ）からの拡散光はそのレンズで集光されインデックススケール５５上の第２格子５５Ｓを透過し、メインスケール５１上の第１格子５１Ｆに光効率良く入射される。この際、光絶縁手段（図示省略）が設けられているので、各受光素子に拡散光が直接入射されることはない。
【００６８】
第１格子５１Ｆから反射された検出光は、インデックススケール５５上の１箇所に集められかつ第２格子５５Ｓに接近配設された４つの第３格子５５Ｔを透過して、当該各受光素子（６５）に入射される。各受光素子は１チップの受光素子を４分割して形成されたものであるから、温度特性および劣化特性にバラツキがない。
【００６９】
かくして、インデックススケール５５とメインスケール５１とを相対変位させれば、各受光素子からの光電変換信号（出力信号）を解析することにより、その移動変位量Ｐｓｄを高分解能，高精度でしかも高速に検出できる。
【００７０】
また、第２格子５５Ｓと各第３格子５５Ｔとが、インデックススケール５５の長手方向に接近配設されているので、第２格子５５Ｓおよび各第３格子５５Ｔを含む平面と第１格子５１Ｆを含む平面との平行度を比較的に簡単に調整できるから取扱いが容易で、装置の小型化および低コスト化も図れる。
【００７１】
ここにおいて、移動変位量検出手段５０の最小検出分解能は、メインスケール５１のスケール信号ピッチを４μｍ（第１格子５１Ｆの明暗目盛ピッチが電子線描画後に転写複製な８μｍである。）としかつこれに伴い検出回路６６から出力される信号（正弦波で９０度の位相差を持つφＡ相およびφＢ相の検出信号）を図８に示す分割器６７で４００分割することで生成した１０ｎｍに選択されている。
【００７２】
図８において、位置決め制御手段７０は、設定記憶制御部７１（７２，７３，７４）と指令パルス発生器（指令パルス信号生成出力手段）７５とモータ駆動制御部（駆動パルス信号生成出力手段）８１とから形成されている。
【００７３】
設定記憶制御部７１は、キーやスイッチを含み表示器（図示省略）を参照しつつ緒元（例えば、図１０の距離ＤＳＴ等）を設定・変更可能に形成された設定部７２と、設定された緒元を記憶するメモリ７４と、設定制御，表示制御，指令等を司るＣＰＵ７３とからなる。
【００７４】
指令パルス信号生成出力手段は、ＣＰＵ７３と指令パルス発生器７５とからなり、指令パルス信号Ｐｓｚを生成出力する。ＣＰＵ７３は、設定部７２で設定された図１０に示す起点位置（初期位置）Ｐｓｔｔから目標位置Ｐｓｔｐまでの距離（設定移動量）ＤＳＴ相当のパルス数を含む位置決め指令信号ＯＰＮを出力する。指令パルス発生器７５は、発振器（図示省略）を含み予め設定された周波数で指令パルス信号Ｐｓｚを生成出力する。
【００７５】
駆動パルス信号生成出力手段（８１）は、図８，図９に示すように、指令パルス信号Ｐｓｚに基づく駆動パルス信号Ｐｄを生成出力する。この駆動パルス信号Ｐｄとしては、図１０に示す高速駆動パルス信号Ｐｄｈと中速駆動パルス信号Ｐｄｍと低速駆動パルス信号Ｐｄｌとである。
【００７６】
すなわち、駆動パルス信号生成出力手段（８１）は、第１段階として、指令パルス信号生成出力手段（７３，７５）から指令パルス信号Ｐｓｚが生成出力された場合に、高速用周波数ｆ３の高速駆動パルス信号Ｐｄｈを起点位置Ｐｓｔｔから目標位置Ｐｓｔｐまでの距離ＤＳＴに対応する数だけ生成出力する。この距離ＤＳＴは、移動対象としての設定量（目標位置座標）である。
【００７７】
この実施の形態では、ＣＰＵ７３で高速駆動パルスの数が決められるとともに高速用周波数ｆ３が指令パルス発生器７５内の発振器に予め設定された周波数（ｆ３）で決まるものと形成されている。つまり、図９に示すＯＲゲート８７は入力された高速用周波数ｆ３の高速駆動パルス信号Ｐｄｈをそのまま素通りする形式とされている。
【００７８】
ここに、高速用周波数ｆ３は、ねじ軸（構造）４１の累積代表リード誤差Ｅ［＝（累積代表リード）−（累積基準リード）］を解消（補正）する以前の行程（距離ＤＳＴ）を許容最大的な高速で移動させるために選択される。この実施の形態では、テーブル３０を１０ｍｍ／ｓｅｃで移動させることのできる高周波数ｆｈ（１００ｋＨｚ）に選択してある。
【００７９】
なお、“累積代表リード”とは、累積実リードの傾斜を代表する直線で、ボールねじ（４１）の有効移動量（または、ねじ軸４１のねじ部有効長さ）に対する累積実リードを示す曲線から、最小二乗法（または、それに類する近似法）により求められる。“累積実リード”とは、連続測定による累積リード線図からその平均的傾向を求めたものである。また、“累積基準リード”とは、基準リードに従って任意の回転数を回転したときの累積リードである。
【００８０】
また、駆動パルス信号生成出力手段（８１）は、第２段階として、移動速度切換指令信号生成出力手段（８３）から出力された中速移動指令信号ＩＮＰ２に基づき中速用周波数ｆ２の中速駆動パルス信号Ｐｄｍを生成出力する。
【００８１】
さらに、駆動パルス信号生成出力手段（８１）は、第３段階として、移動速度切換指令信号生成出力手段（８３）から出力された低速移動指令信号ＩＮＰ１に基づき低速用周波数ｆ１の低速駆動パルス信号Ｐｄｌを生成出力する。
【００８２】
移動速度切換指令信号生成出力手段（８３）は、指令パルス信号Ｐｓｚおよび移動変位量検出手段５０からの検出移動変位量Ｐｄｓを利用して、テーブル３０の現在位置が目標位置を中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲（±６３カウント）内に入るまでの間にあると判断された場合に中速移動指令信号ＩＮＰ２を生成出力可能かつテーブル３０の現在位置が第２設定範囲（±６３カウント）内に入ってから目標位置を中心とした第１設定範囲（±１カウント）内に入るまでの間にあると判断された場合に低速移動指令信号ＩＮＰ１を生成出力可能に形成されている。
【００８３】
すなわち、駆動パルス信号生成出力手段（８１）は、図９に示す指令中信号発生器８２と偏差カウンタ８３と１対のＮＡＮＤゲート８４Ｍ，８４Ｌと１対の発振器８５Ｍ，８５Ｌと１対の極性選択器８６Ｍ，８６ＬとＯＲゲート８７とから形成されている。
【００８４】
指令中信号発生器８２の出力である指令中信号Ｓｓは、図１０を参照して、指令パルス信号Ｐｓｚの出力開始でＯＮとなり、出力終了でＯＦＦとなる。
【００８５】
偏差カウンタ８３は、指令パルス信号Ｐｓｚおよび移動変位量検出手段５０（分割器６７）からの検出移動変位量（スケール分割パルス）Ｐｄｓを入力して、テーブル３０の現在位置が目標位置Ｐｓｔｐを中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間にあると判断した場合に中速移動指令信号ＩＮＰ２を生成出力する。さらに、テーブル３０の現在位置が第２設定範囲内に入ってから目標位置を中心とした第１設定範囲内に入るまでの間にあると判断した場合に低速移動指令信号ＩＮＰ１を生成出力する。この段階では、中速移動指令信号ＩＮＰ２は出力されない。
【００８６】
この実施の形態では、指令パルス信号Ｐｓｚとスケール分割パルス（Ｐｄｓ）との偏差が±６３カウントの範囲（第２設定範囲）内に入るまでの間に中速移動指令信号ＩＮＰ２を生成出力（ＯＮ）する。つまり、目標位置Ｐｓｔｐに向けた高速駆動終了後からテーブル現在位置が目標位置Ｐｓｔｐを中心とした±６３カウント内に入るまでの期間中に信号ＩＮＰ２はＯＮになる。
【００８７】
また、偏差カウンタ８３は、偏差が±１カウントの範囲（第１設定範囲）内に入るまでの間に低速移動指令信号ＩＮＰ１を生成出力（ＯＮ）する。つまり、±６３カウント内に追込む中速駆動終了後からテーブル現在位置が目標位置Ｐｓｔｐを中心とした±１カウント内に入るまでの期間中に信号ＩＮＰ１はＯＮになる。この場合、信号ＩＮＰ２はＯＦＦである。
【００８８】
この±１カウントは、テーブル現在位置が目標位置を中心として移動変位量検出手段５０の最小検出分解能（±１０ｎｍ以下）相当位置範囲内にあることを意味する。したがって、テーブル３０を起点位置Ｐｓｔｔに戻した場合でも、任意のテーブル現在位置において制御系をリセットすることで初期位置とした場合でも、当該テーブル現在位置が目標位置（起点位置乃至初期位置）を中心として移動変位量検出手段５０の最小検出分解能（±１０ｎｍ以下）相当位置範囲内にあることに変わりがないので、これら場合には初期位置確認信号（低速移動指令信号ＩＮＰ１）を生成出力（ＯＮ）するように形成してある。
【００８９】
つまり、図８に示すように初期位置確認信号（ＩＮＰ１）がＯＮであることを条件として、ＣＰＵ７３からの指令信号ＯＰＮを出力できかつ指令パルス発生器７５から当該指令信号ＯＰＮに対応する指令パルス信号Ｐｓｚを出力可能に形成してある。
【００９０】
ここに、第２設定範囲を、テーブル駆動機構（ねじ軸構造等）４０の特性上の誤差Ｅに相当する距離（８μｍ＝８０００ｎｍ…８００カウント）の±（７．９）％に相当する大距離範囲（±６３０ｎｍ…±６３カウント）にかつ第１の設定範囲を移動変位量検出手段５０の検出最小分解能（１０ｎｍ）に相当する距離（１０ｎｍ）の±１００％に相当する小距離範囲（±１０ｎｍ…±１カウント）に選択してある。
【００９１】
なお、第２設定範囲は、誤差相当距離（８μｍ＝８０００ｎｍ…８００カウント）の±（３５〜５）％に相当する大距離範囲［±（２８００〜４００）ｎｍ…±（２８０〜４０）カウント］に選択すればよい。
【００９２】
つまり、第２設定範囲をテーブル駆動機構特性上の誤差相当距離（８μｍ＝８０００ｎｍ…８００カウント）の±（３５〜５）％に相当する大距離範囲［±（２８００〜４００）ｎｍ…±（２８０〜４０）カウント］を超えるものとすると、安定した低速駆動期間が短くなりオーバーランの生じる虞がある。反対に、当該大距離範囲に満たないものとすると、誤差相当距離内での低速駆動時間が長引くので迅速性が阻害される。かくして、±（３５〜５）％に限定すれば、制御安定性および位置決め迅速性を一段と向上できる。
【００９３】
かくして、偏差カウンタ８３は、第２設定範囲としてカウント値が上記の±６３の他に±１２７，±２６５を選択設定可能かつ第１設定範囲としてカウント値が上記の±１の他に±３，±７を選択設定可能に形成されている。さらに、この偏差カウンタ８３は、信号ＩＮＰ１（およびＩＮＰ２）の極性に対応する極性信号ＰＯＬを極性選択器８６Ｌ（８６Ｍ）に生成出力することができる。
【００９４】
ＮＡＮＤゲート８４Ｍは、指令中信号Ｓｓおよび中速移動指令信号ＩＮＰ２が共にＯＦＦのときに、中速クローズド制御信号ＣＬＯＳＥ２を発振器８５Ｍに生成出力（ＯＮ）する。同様に、ＮＡＮＤゲート８４Ｌは、指令中信号Ｓｓおよび低速移動指令信号ＩＮＰ１が共にＯＦＦのときに、低速クローズド制御信号ＣＬＯＳＥ１を発振器８５Ｌに生成出力（ＯＮ）する。
【００９５】
発振器８５Ｍは、中速移動指令信号ＩＮＰ２がＯＮである限りにおいて中速用周波数ｆ２のパルス信号を連続出力する。同様に、発振器８５Ｌは、低速移動指令信号ＩＰＮ１がＯＮである限りにおいて低速用周波数ｆ１のパルス信号を連続出力する。
【００９６】
低速用周波数ｆ１の値はクローズド制御による最終位置決めの際にオーバーランを発生させないものとして選択される。対する中速用周波数ｆ２の値は、誤差補正用の迅速性向上を目的とするので、選択低速用周波数ｆ１の値の１０倍以上の値に選択されている。この実施の形態では、低速用周波数ｆ１が“１６６Ｈｚ”で、中速用周波数ｆ２を“１．６ｋＨｚ”に選択設定している。
【００９７】
つまり、テーブル現在位置が目標位置を中心とした第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間に所在する期間中に、最大値が高速用周波数ｆ３の値より小さくかつ低速用周波数ｆ１の値よりも大きい値として選択された中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力可能に形成してある。中速用周波数は、２種類以上（例えば、ｆ２１，ｆ２２）としてもよい。
【００９８】
かくして、極性選択器８６Ｌ（８６Ｍ）が、入力された当該極性信号ＰＯＬに応じた極性に変換したパルス信号つまり中速駆動パルス信号Ｐｄｍ（低速駆動パルス信号Ｐｄｌ）を出力する。すなわち、ＯＲゲート８７は、当該時に入力された高速駆動パルス信号Ｐｄｈ，中速駆動パルス信号Ｐｄｍおよび低速駆動パルス信号Ｐｄｌを駆動パルス信号Ｐｄとして図８のモータドライバ（モータ回転駆動手段）４７に向けて出力する。
【００９９】
このモータドライバ４７は、基本的に、入力された駆動パルス信号Ｐｄ（Ｐｄｈ，Ｐｄｍ，Ｐｄｌ）の周波数ｆ（ｆ３，ｆ２，ｆ１）に応じた回転速度でステッピングモータ４６を回転駆動する。回転方向は、駆動パルス信号Ｐｄ（Ｐｄｈ，Ｐｄｍ，Ｐｄｌ）の極性により決まる。回転量つまりテーブル３０の移動変位量は、駆動パルスＰｄ（Ｐｄｈ，Ｐｄｍ，Ｐｄｌ）の数に対応する。
【０１００】
次に、この実施の形態の作用・動作を説明する。
設定部７２を用いて図１０の起点位置Ｐｓｔｔから目標位置Ｐｓｔｐまで移動量（距離ＤＳＴ）を設定入力してから位置決め指令を発する。距離ＤＳＴはメモリ７４に記憶される。
【０１０１】
ここでは、初期位置確認信号（低速移動指令信号ＩＮＰ１）がＯＮであるから、指令パルス信号生成出力手段を構成するＣＰＵ７３が指令信号ＯＰＮを出力しかつ指令パルス発生器７５が高速用周波数ｆ３（１００ｋＨｚ）の指令パルス信号Ｐｓｚを設定記憶された移動量（距離ＤＳＴ）相当数だけ生成出力する。つまり、駆動パルス生成出力手段８１（ＯＲゲート８７）が、素通り方式で、高速用周波数ｆ３の駆動パルス信号（高速駆動パルス信号Ｐｄｈ）を所定数（距離ＤＳＴに対応する数）だけ生成出力する。
【０１０２】
モータ回転駆動手段（モータドライバ４７）は、オープン制御により高速駆動パルス信号Ｐｄｈを入力としてモータ（４６）を高速回転駆動し、テーブル駆動機構４０を介してテーブル３０を高速移動して目標位置に位置決めすることができる。高速駆動パルス信号Ｐｄｈは、ステッピングモータ４６およびモータドライバ４７の最高的な値（１００ｋＨｚ）に選択されている。この高速駆動終了段階では、テーブル駆動機構４０の累積誤差Ｅが残る。なお、高速移動時間は、距離ＤＳＴに相応するが、従来例の場合と同じ時間を要する。
【０１０３】
すると、移動速度切換指令信号生成出力手段（偏差カウンタ８３）が、図９に示すように当該指令パルス信号Ｐｓｚおよび移動変位量検出手段５０からの検出移動変位量Ｐｄｓを利用して、テーブル現在位置が高速駆動終了時の位置（目標位置Ｐｓｔｐを中心とした第２設定範囲外）から第２設定範囲（±６３カウント…６３０ｎｍ）内に入るまでの間にあると判断した場合で、指令中信号ＳｓがＯＮであることを条件に、図９，図１０に示す中速移動指令信号ＩＮＰ２を生成出力する。
【０１０４】
したがって、ＮＡＮＤゲート８４Ｍから中速クローズド制御信号ＣＬＯＳＥ２が生成出力されるので、発振器８５Ｍが中速用周波数ｆ２（１．６ｋＨｚ）のパルス信号を出力する。極性選択器８６Ｍは極性信号ＰＯＬに応じて選択した極性（＋または−）の中速駆動パルス信号Ｐｄｍを出力する。すなわち、駆動パルス生成出力手段８１（８２，８３，８４Ｍ，８５Ｍ，８６，８７）が、中速移動指令信号ＩＮＰ２に基づき中速用周波数ｆ２の中速駆動パルス信号Ｐｄｍを生成出力する。
【０１０５】
モータ回転駆動手段（モータドライバ４７）は、中速駆動パルス信号Ｐｄｍを入力としてかつ移動変位量検出手段５０からの検出移動変位量Ｐｄｓをフィードバック信号とするクローズド制御により、モータ（４６）を中速回転駆動する。つまり、テーブル位置をモータ駆動機構（ねじ軸構造等）４０の累積誤差（８μｍ…８０００ｎｍ）相当位置範囲内でかつ第２設定範囲（±６３カウント）内に中速で追込み、累積誤差Ｅ（８μｍ）相当位置範囲内での移動時間の短縮を図る。
【０１０６】
具体的には、検出最小分解能および１信号パルス当りの移動量がそれぞれ１０ｎｍであるから、中速駆動用パルスＰｄｍの数は７３７（＝８００−６３）カウントである。中速移動変位量としては、７３７０（＝７３７×１０）ｎｍである。そして、中速駆動パルス信号Ｐｄｍの周波数が１．６ｋＨｚ（Ｔ＝０．６ｍｓ）であるから、中速移動時間は約４４２（＝７３７×０．６）ｍｓである。これで、図１０の中速位置決めが完了する。
【０１０７】
引き続き、移動速度切換指令信号生成出力手段（偏差カウンタ８３）は、指令パルス信号Ｐｓｚおよび移動変位量検出手段５０からの検出移動変位量Ｐｄｓを利用して、テーブル位置が第２設定範囲（±６３カウント）内に入ってから第１設定範囲（±１カウント）内に入るまでの間にあると判断できた場合で、指令中信号ＳｓがＯＮであることを条件に、低速移動指令信号ＩＮＰ１を生成出力する。
【０１０８】
すると、ＮＡＮＤゲート８４Ｌから低速クローズド制御信号ＣＬＯＳＥ１が生成出力されるので、発振器８５Ｌが低速用周波数ｆ１（１６０Ｈｚ）のパルス信号を出力する。極性選択器８６Ｌは極性信号ＰＯＬに応じて選択した極性（＋または−）の低速駆動パルス信号Ｐｄｌを出力する。すなわち、駆動パルス生成出力手段８１（８２，８３，８４Ｌ，８５Ｌ，８６，８７）が、低速移動指令信号ＩＮＰ１に基づき低速用周波数ｆ１の低速駆動パルス信号Ｐｄｌを生成出力する。
【０１０９】
モータ回転駆動手段（モータドライバ４７）は、低速駆動パルス信号Ｐｄｌを入力としてかつ移動変位量検出手段５０からの検出移動変位量Ｐｄｓをフィードバック信号とするクローズド制御により、モータ（４６）を低速回転駆動する。つまり、第１設定範囲（±１カウント）内に低速で追込む。累積誤差（８μｍ…８０００ｎｍ）相当位置範囲でかつ中速駆動した大部分を除いたその余の残部分をオーバーランの生じないものとして選択された低速で駆動させるわけである。
【０１１０】
具体的には、低速駆動用パルスＰｄｌの数は最大で６３カウントで、低速移動変位量としては６３０（＝６３×１０）ｎｍであり、低速駆動パルス信号Ｐｄｌの周波数が１６６Ｈｚ（Ｔ＝６ｍｓ）であるから、低速移動時間は約３７８（＝６３×６）ｍｓである。これで、図１０の低速位置決めが完了する。つまり、最終位置決めの終了である。
【０１１１】
ここに、中速移動時間が４４２ｍｓで、低速移動時間が約３７８ｍｓであるから、ねじ誤差Ｅ（８０００ｎｍ）を解消（補正）するために必要とする時間（中低移動時間）は８２０（＝４４２＋３７８）ｍｓになる。従来例における誤差補正用の微移動時間［４８００（＝８００×６）ｍｓ］に比較すれば、約４０００ｍｓ（４ｓｅｃ）の時間短縮を達成することができる。
【０１１２】
また、１０ｍｍ／ｓｅｃの高速移動（粗移動）速度で、例えば２ｍｍ毎に１５回の位置決めを行う場合を考えると、２ｍｍを移動させるために必要な移動時間は０．２ｓｅｃであるから、従来例でも本発明でも１５回分は３ｓｅｃで足りる。しかし、誤差補正のための移動時間は本発明の場合が１２．３（＝８２０×１５）ｓｅｃであるのに対して従来例の場合は７２（＝４．８×１５）ｓｅｃである。つまり、１５回分の位置決めに要する時間は、従来例の場合が７５（＝３＋７２）ｓｅｃで、本発明の場合は１５．８（＝３＋１２．８）ｓｅｃである。本発明によれば、従来例の場合に比較して、誤差補正用移動だけで約６０ｓｅｃの時間短縮ができる。
【０１１３】
なお、移動変位量検出手段５０の検出最小分解能が０．１μｍ（１００ｎｍ）である場合は、本発明でいう誤差解消（補正）に要する時間は、３８８［＝（８０−６３）×０．６＋（６３×６）＝１０＋３７８］ｍｓである。従来例の場合は４８０（＝８０×６）ｍｓである。このように、検出最小分解能が１００ｎｍ（以上）の場合には、移動速度を３段階（高，中，低）とする意味合いは全くない。大幅な時間短縮を達成することはできない。つまり、検出最小分解能が１００ｎｍ（以上）と１０ｎｍ（以下）とでは、これを境に、位置決め時間に大差が生じると理解される。
【０１１４】
確認的に、誤差Ｅが８μｍより高級な４μｍのねじ軸４１を採用しかつ移動変位量検出手段５０の検出最小分解能が従来例の場合と同じ０．１μｍとした場合、本発明でいう誤差解消（補正）に要する時間は２４０（＝４０×６）ｍｓにあり、従来例の場合の２４０（＝４０×６）ｍｓと全く同じである。このことからも、検出最小分解能が０．１μｍ（１００ｎｍ）より大きい場合には誤差Ｅの解消（補正）用に複数の周波数（ｆ２，ｆ１）を切換えること自体が無意味である点からも、明白である。
【０１１５】
さらに、誤差Ｅが４μｍのねじ軸４１を採用しかつ移動変位量検出手段５０の検出最小分解能を本発明でいう１０ｎｍとした場合、本発明では誤差解消（補正）に要する時間が５８０［＝（４００−６３）×０．６＋（６３×６）＝２０２＋３７８］ｍｓである。これに対して従来例の場合は、２４００（＝４００×６）ｍｓである。つまり、誤差Ｅが８μｍの場合（８２０／４８００＝０．１７）に比較して４μｍの場合（５８０／２４００＝０．２４）は、時間短縮効果が低い。この結果からすれば、装置コストに大きな影響を与えるねじ軸４１（ナット部材４２）として高級品（高コスト）を採用しなくても、本発明によれば高精度（１０ｎｍ以下）の位置決めを正確かつ迅速に行える、と理解される。
【０１１６】
このように、高速駆動パルス信号Ｐｄｈに基づき高速回転駆動する高速オープン制御と，中速駆動パルス信号Ｐｄｍに基づき中速回転駆動する中速クローズド制御と，低速駆動パルス信号Ｐｄｌに基づき低速回転駆動する低速クローズド制御とをこの順番で切換えてモータ回転駆動制御すれば、テーブル３０を移動変位量検出手段５０の検出最小分解能（１０ｎｍ）相当の高精度で目標位置Ｐｓｔｐに正確に最終位置決めすることができるわけである。
【０１１７】
また、この位置決め装置を用いれば、請求項１の発明に係るオープン制御による基本位置決め工程と補正位置決め工程を実行することができる。
【０１１８】
すなわち、距離ＤＳＴに対応する数の基本駆動パルス信号（高速駆動パルスＰｄｈ）を与えてモータ（４６）を基本駆動してテーブル３０を目標位置に基本位置決めする。基本駆動パルス信号（Ｐｄｈ）の周波数は、許容範囲内での最高的な値（１００ｋＨｚ）と選択することができる。
【０１１９】
次に、クローズド制御によりモータ駆動機構４０の累積誤差（８μｍ…８０００ｎｍ）を補正しつつテーブル３０を目標位置に最終位置決めするる補正位置決め工程を実行することができる。すなわち、比較的高速側周波数（中速用周波数ｆ２）の補正駆動パルス信号（中速駆動パルス信号Ｐｄｍ）を与えてテーブルを高速側補正移動変位量（８００−６３）分だけ移動させる。引続き、比較的低速側周波数（低速用周波数ｆ１）の補正駆動パルス信号（低速駆動パルス信号Ｐｄｌ）を与えてテーブル３０を低速側補正移動変位量（６３カウント）分だけ移動させる。
【０１２０】
つまり、周波数が基本駆動パルス信号（高速駆動パルス信号Ｐｄｈ）の周波数（高速用周波数ｆ３）の値（１００ｋＨｚ）よりも低い値（１．６ｋＨｚ，１６６Ｈｚ）の複数（“２”）種類の補正駆動パルス信号（Ｐｄｍ，Ｐｄｌ）を比較的高速側周波数（中速用周波数ｆ２）から比較的低速側周波数（低速用周波数ｆ１）に向う順で切換えるとともに、比較的低速側周波数（ｆ１）によるテーブル３０の補正移動変位量（６３カウント）の方が比較的高速側周波数（ｆ２）によるテーブル３０の補正移動変位量（７３７カウント＝８００−６３）よりも小さくして補正位置決め駆動する。
【０１２１】
かくして、補正位置決め範囲（誤差Ｅ）の大部分を比較的高速移動（ｆ２）でき、残りの部分をオーバーランの生じないものとして選択された比較的低速（ｆ１）で移動させることができる。そして、テーブル位置が目標位置を中心とした検出最小分解能１０ｎｍに相当する位置範囲内に入ったところで、補正位置決め駆動を停止させる。これにより最終位置決めが終了する。かくして、上記場合と同様に１０ｎｍの高精度位置決めを正確かつ迅速に行える。
【０１２２】
なお、位置決め運転以前に、モアレ調整等を行うのが好ましい。すなわち、ベース１０とテーブル３０とが装着された状態で、台座から持上げまたは上下反転させ、外部から調整取付ねじ１３，１３を緩める。なお、一方の調整取付ねじ１３をゆるく固定しておき、他方の調整取付ねじ１３を緩めて行ってもよい。そして、検出回路６６の出力信号を例えばオシロスコープで表示確認しつつ検出器ホルダー６１（インデックススケール５５）の平面的姿勢を変更をしつつモアレ調整をする。ベース１０の下面側から直ちにかつ簡単に行える。検出回路６６の出力信号レベル等も、同時的に調整できる。
【０１２３】
この調整後に、検出器ホルダー６１の姿勢を一定としておきかつ調整取付ねじ１３，１３を締めてベース１０に固定する。検出可能有効長の拡大に伴い長大化するメインスケール５１側でなく短寸のインデックススケール５５側の姿勢変更でよいから、迅速かつ容易に調整かつ固定できる。
【０１２４】
しかして、この第１の実施の形態によれば、誤差Ｅの補正領域の大部分を時間短縮を期待する高い周波数（ｆ２）で中速駆動しかつその余の小部分をオーバーランが発生しないのもとして選択された低い周波数（ｆ１）で低速駆動するように形成されているので、移動変位量検出手段５０の検出最小分解能（１０ｎｍ）に相当する高精度（１０ｎｍ）での最終位置決めを正確かつ迅速に行える。
【０１２５】
また、駆動パルス信号生成出力手段（８１）が、指令中信号発生器８２と偏差カウンタ８３と１対のＮＡＮＤゲート８４Ｍ，８４Ｌと１対の発振器８５Ｍ，８５Ｌと１対の極性選択器８６Ｍ，８６ＬとＯＲゲート８７とから形成されているから、回路構成が簡単で安定動作を確約でき、しかも低コストで具現化できる。
【０１２６】
また、偏差カウンタ（移動速度切換指令信号生成出力手段）８３が、中速移動指令信号ＩＮＰ２および低速移動指令信号ＩＰＮ１の各出力用設定値（カウント値）を３段階に設定変更可能に形成されているので、使用態様やテーブル３０のイナーシャの大きさ等々に対する適応性が広く、利用性を一段と拡大できる。
【０１２７】
また、テーブル３０側のねじ軸収容空間３５がその中央部に穿孔された貫通孔（３５）から形成されているので、テーブル３０自体の剛性を弱めることなく軽量化できるとともに、テーブル３０をベース１０に積重ね配設できるから大幅な小型軽量化を図れ、かつベース１０に対する平行度も高く保持できる。
【０１２８】
また、ナット部材４２がねじ軸４１と同芯としてテーブル３０に取付けされているので、従来例の如くナット部材とテーブルとの途中に撓変形が生じない。したがって、ねじ軸の回転量とテーブルの移動変位量との関係を常に正確に保持できる。
【０１２９】
また、移動変位量検出手段５０（５５等）がベース１０の上下方向に貫通する検出器収容空間１１内に収容されているので、テーブル３０をベース１０から分解取外ししなくても、モアレ調整等を外部から簡単に行えるとともに、使用中は密閉状態となるから塵芥の侵入や付着を防止できる。メインスケール５１の形状が左右対称とされているから、加工歪が基線Ｚを中心にバランスされる。したがって、一層の高精度化を達成できる。
【０１３０】
また、各第３格子５５Ｔが１箇所に集められかつインデックススケール５５の長さ方向に接近配設されているので、基線Ｚ方向の装置寸法をより小型化できるとともに、第１格子５１Ｆを含む平面に対する平行度をより簡単かつ迅速に確立できる。
【０１３１】
さらに、発光部６４が検出器ホルダー６１内に所定傾斜角を持って取付けられているので、長期に亘る安定運転を保障できる。各受光素子が１チップの受光素子（６５Ｒ）を４分割して形成されているので、温度特性等のバラツキを最小限に抑えられるから一段と高精度検出ができ信頼性も高められるとともに、各受光素子間の同一平面上の配設や相対位置関係の調整作業を大幅に削減できかつ低コストで入手可能となる。
【０１３２】
さらにまた、アンプおよび演算増幅器を含む検出回路６６の全てを、ベース１０に内蔵させてあるので、外部の計数回路との間の外乱ノイズの影響を一掃できる。したがって、この点からも一段と高精度である。
【０１３３】
しかも、メインスケール５１をテーブル３０の下面側に固着してあるので、検出可能有効長の拡大を達成しつつ、使用中に損傷を受けたり塵が付着することもないので高精度検出を保障できる。ねじ軸４１が下方に気密状態とされたねじ軸収容空間内で回転されるので、落下油でメインスケール５１やインデックススケール５５を汚すことがない。この点からも高精度検出を長期に亘って安定して行える。
【０１３４】
（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態は、基本的構成・機能が第１の実施の形態の場合（図１〜図１０）と同様とされているが、図１１に示す如く駆動パルス信号生成出力手段８１に代えて発振器共通型の駆動パルス信号生成出力手段８１Ａを採用した。
【０１３５】
図１１において、発振器８５ＭＬは、ＮＡＮＤゲート８４ＭＬからのクローズド制御信号ＣＬＯＳＥが入力（ＯＮ）されている場合に中速用周波数ｆ２（低速用周波数ｆ１）の中速駆動パルス信号Ｐｄｍ（低速駆動パルス信号Ｐｄｌ）を出力する。その極性は、極性選択器８６ＬＭに入力される極性信号ＰＯＬで決まる。
【０１３６】
発振器８５ＭＬは、中速クローズド制御信号ＣＬＯＳＥ２が出力（ＯＮ）のときに閉成（ＯＮ）になるアナログスイッチ８８Ｍおよび抵抗Ｒ２を介して電源（Ｖｃｃ）に接続された場合に中速用周波数ｆ２の中速駆動パルス信号Ｐｄｍを出力し、低速クローズド制御信号ＣＬＯＳＥ１が出力（ＯＮ）のときに閉成（ＯＮ）になるアナログスイッチ８８Ｌおよび抵抗Ｒ１を介して電源（Ｖｃｃ）に接続された場合に低速用周波数ｆ１の低速駆動パルス信号Ｐｄｌを出力する。各周波数ｆ２，ｆ１は抵抗Ｒ２，Ｒ１と発振器８５ＭＬ内のコンデンサの容量との関係で決まる。
【０１３７】
なお、指令中信号発生器８２，偏差カウンタ８３およびＯＲゲート８９は、第１の実施の形態の場合（図９）と同じである。
【０１３８】
かくして、この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様な作用効果を奏することができる他、さらにモータ駆動制御部（駆動パルス信号生成出力手段）８１Ａの回路簡素化およびコスト低減を図れる。
【０１３９】
（第３の実施の形態）
この第３の実施の形態は、基本的構成・機能が第１（第２）の実施の形態の場合と同様とされているが、移動変位量検出手段８０の最小検出分解能がメインスケール５１のスケール信号ピッチを２μｍ（明暗目盛ピッチで４μｍ…電子線描画後に転写複製）としかつこれを４００分割した５ｎｍとされている。
【０１４０】
したがって、第１（第２）の実施形態の場合と同様な作用効果を奏することができる他、さらに一段と高精度で利用性が高い。
【０１４１】
なお、以上の各実施の形態における中速用周波数ｆ２と比較的高速側周波数（ｆ２）とは、１種類で一定の値（１．６ｋＨｚ）とされていたが、複数（２以上）種類としてもよく、また連続的乃至段階的で次第に低周波数となる漸次減少態様の周波数としても、実施することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、基本駆動パルス信号を与えたオープン制御による基本位置決め工程と、補正駆動パルス信号を与えかつクローズド制御によりテーブル駆動機構の累積誤差を補正しつつテーブルを最終位置決めする補正位置決め工程とを備え、この補正位置決め工程が周波数が基本駆動パルス信号の周波数の値よりも低い値の複数種類の補正駆動パルス信号を比較的高速側から比較的低速側に向う順で切換え、比較的低速側周波数の補正駆動パルス信号による補正移動変位量の方が比較的高速側周波数の補正駆動パルス信号による補正移動変位量よりも小さくされるとともにテーブル位置が１０ｎｍ以下の検出最小分解能相当位置範囲内に入ったところで最終位置決め終了とする位置付け方法であるから、１０ｎｍ以下の高精度位置決めを正確かつ迅速に行えるとともに、使用態様（例えば、短距離の連続的な複数回の繰返し位置決め）の適応性が広く、位置決め時間の短縮のためには高価で高級品（ねじ軸構造等）を採用する必要がなく安価で汎用の高いねじ軸等を用いればよくなる。
【０１４３】
また、請求項２の発明によれば、指令パルス信号に基づき生成された高速用周波数の高速駆動パルス信号を移動対象距離に対応する数だけ生成出力させてオープン制御により高速駆動する高速駆動工程と、テーブル現在位置が第２設定範囲外から当該第２設定範囲内に入るまでの間に最大値が高速用周波数の値より小さくかつ低速用周波数の値よりも大きい値として選択された中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力させかつクローズド制御によりモータを中速駆動する中速駆動工程と、テーブル現在位置が該第２設定範囲内から第１設定範囲内に入るまでの間に低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力させかつクローズド制御によりモータを低速駆動する低速駆動工程とをこの順で実行させて最終位置決めする位置付け方法であるから、請求項１の発明の場合と同様に移動変位量検出手段の検出最小分解能に相当する１０ｎｍ以下の高精度位置決めを正確かつ迅速に行えるとともに、使用態様（例えば、短距離の連続的な複数回の繰返し位置決め）の適応性が広く、位置決め時間の短縮のためには高価で高級品（ねじ軸構造等）を採用する必要がなく安価で汎用の高いねじ軸等を用いればよくなる。
【０１４４】
また、請求項３の発明によれば、指令パルス信号および検出最小分解能が１０ｎｍ以下の検出移動変位量を利用して、テーブル現在位置が第２設定範囲外から第２設定範囲内に入るまでの間に中速移動指令信号を生成出力可能かつ第２設定範囲内に入ってから第１設定範囲内に入るまでの間に低速移動指令信号を生成出力可能に形成された移動速度切換指令信号生成出力手段を設け、駆動パルス生成出力手段が指令パルス信号が生成出力された場合に高速用周波数の高速駆動パルス信号を移動対象距離に対応する数だけ生成出力可能で、出力された中速移動指令信号に基づき中速用周波数の中速駆動パルス信号を生成出力可能でかつ低速移動指令信号に基づき低速用周波数の低速駆動パルス信号を生成出力可能に形成し、高速駆動パルス信号に基づく高速オープン制御と，中速駆動パルス信号に基づく中速クローズド制御と，低速駆動パルス信号に基づく低速クローズド制御とをこの順番で切換えてモータを回転駆動制御しつつテーブルを目標位置に最終位置決めする位置決め装置であるから、テーブルを移動変位量検出手段の検出最小分解能相当の高精度で目標位置に正確に最終位置決めすることができるとともに行えるとともに、使用態様（例えば、短距離の連続的な複数回の繰返し位置決め）の適応性が広く、位置決め時間の短縮のためには高価で高級品（ねじ軸構造等）を採用する必要がなく安価で汎用の高いねじ軸等を用いればよいから装置コストを低減でき、取扱いやメンテナンスも簡単になる。
【０１４５】
また、請求項４の発明によれば、第２設定範囲がテーブル駆動機構特性上の誤差相当距離の±（３５〜５）％としてかつ第１の設定範囲が移動変位量検出手段５０の検出最小分解能相当距離の±１００％として選択されているので、請求項３の発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらにオーバランなく安定した位置決め制御のもとに一段と迅速に最終位置決めができる。
【０１４６】
さらに、請求項５の発明によれば、低速用周波数の値がクローズド制御による最終位置決めの際にオーバーランを発生させないものとして選択されかつ中速用周波数の値が選択された低速用周波数の値の１０倍以上の値に選択されているので、請求項３および請求項４の各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに一段と迅速な最終位置決めを行える。
【０１４７】
さらにまた、請求項６の発明によれば、移動変位量検出手段の最小検出分解能が、メインスケールのスケール信号ピッチを２μｍとしかつこれを４００分割した５ｎｍとされているので、請求項３から請求項５までの各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに適応（利用）範囲を大幅に拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（第１の実施の形態）に係る平面図である。
【図２】同じく、図１の矢視線▲２▼−▲２▼に基づく正面断面図である。
【図３】同じく、図１の矢視線▲３▼−▲３▼に基づく正面断面図である。
【図４】同じく、図１の矢視線▲４▼−▲４▼に基づく側面断面図である。
【図５】同じく、ベースの平面図である。
【図６】同じく、ベースの裏面図である。
【図７】同じく、移動変位量検出手段を説明するための図である。
【図８】同じく、モータ駆動制御手段を説明するためのブロック図である。
【図９】同じく、駆動パルス生成出力手段を説明するための回路図である。
【図１０】同じく、位置決め方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明（第２の実施の形態）に係る駆動パルス生成出力手段を説明するための回路図である。
【図１２】従来例を説明するための正面図である。
【図１３】同じく、右側面図である。
【図１４】従来例による位置決め時間と問題点とを説明するための図である。
【符号の説明】
１０　ベース
２０　クロスローラベアリング
３０　テーブル
４０　テーブル駆動機構
４１　ねじ軸
４２　ナット部材
４６　ステッピングモータ（モータ）
４７　モータドライバ（モータ回転駆動手段）
５０　移動変位量検出手段
５１　メインスケール
５５　インデックススケール
６６　検出回路
６７　分割器
６８　基板
７０　位置決め制御手段
７１　設定記憶制御部
７２　設定部
７３　ＣＰＵ（制御部、指令パルス信号生成出力手段）
７４　メモリ
７５　指令パルス発生器（指令パルス信号生成出力手段）
８１　モータ駆動制御部（駆動パルス信号生成出力手段）
８３　偏差カウンタ（移動速度切換指令信号生成出力手段）
８５Ｍ，８５Ｌ　発振器
８８Ｍ，８８Ｌ　アナログスイッチ
Ｚ　　基線
ＯＰＮ　高速オープン制御信号（高速移動指令信号）
Ｐｓｚ　指令パルス信号
Ｓｓ　指令中信号
ＩＮＰ２　中速移動指令信号
ＣＬＯＳＥ２　中速クローズド制御信号
ＩＮＰ１　低速移動指令信号
ＣＬＯＳＥ１　低速クローズド制御信号
ＰＯＬ　極性信号
ｆ３　高速用周波数（基本駆動パルス信号の周波数）
ｆ２　中速用周波数（比較的高速側周波数）
ｆ１　低速用周波数（比較的低速側周波数）
Ｐｄ　駆動パルス信号
Ｐｄｈ　高速駆動パルス信号（基本駆動パルス信号）
Ｐｄｍ　中速駆動パルス信号（比較的高速側補正パルス信号）
Ｐｄｌ　低速駆動パルス信号（比較的低速側補正パルス信号）
Ｐｓｄ　スケール分割パルス信号（検出移動変位量）
【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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【図１３】
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【図１４】
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