(57)【要約】【課題】  簡便な構造で移動ステージを確実に原点復帰させることのできる平面リニアステージを提供する。【解決手段】  Ｘ軸に直交する第一の位置検出用長尺直線部材１１とＹ軸に直交する第二の位置検出用長尺直線部材１２をベースプレート３上に配備すると共に、第一の光学センサ２１と第二の光学センサ２２を移動ステージ４の側に設ける。移動ステージ４をＸ軸に沿って移動させ第一の位置検出用長尺直線部材１１を基準に位置決めを行ってＸ軸の現在位置記憶レジスタＲｘを帰零させる一方、移動ステージ４をＹ軸に沿って移動させ第二の位置検出用長尺直線部材１２を基準に位置決めを行ってＹ軸の現在位置記憶レジスタＲｙを帰零させる。更に、この動作を繰り返すことで移動ステージ４の原点復帰精度を保障する。【選択図】図１
2005309588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を内蔵したベースプレートおよび可動子を内蔵した移動ステージと前記可動子への通電を調整して前記移動ステージを前記ベースプレート上で縦横に駆動制御するステージコントローラとを備えた平面リニアステージであって、
前記ベースプレート上に、直交する二軸からなる機械座標系の第一軸に直交する第一の位置検出用長尺直線部材と前記機械座標系の第二軸に直交する第二の位置検出用長尺直線部材を配備する一方、
前記移動ステージには、前記第一の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第一の光学センサを設けると共に前記第二の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第二の光学センサを設け、
前記ステージコントローラには、前記移動ステージを前記第一軸に沿って前記第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で前記第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第一の原点復帰制御手段と、前記移動ステージを前記第二軸に沿って前記第二の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で前記第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第二の原点復帰制御手段とを設けたことを特徴とする平面リニアステージ。
【請求項２】
固定子を内蔵したベースプレートおよび可動子を内蔵した移動ステージと前記可動子への通電を調整して前記移動ステージを前記ベースプレート上で縦横に駆動制御するステージコントローラとを備えた平面リニアステージであって、
前記ベースプレート上に、直交する二軸からなる機械座標系の第一軸に直交する第一の位置検出用長尺直線部材と前記機械座標系の第二軸に直交する第二の位置検出用長尺直線部材を配備する一方、
前記移動ステージには、前記第一の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第一の光学センサを設けると共に前記第二の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第二の光学センサを設け、
前記ステージコントローラには、前記移動ステージを前記第一軸に沿って前記第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で前記第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第一の原点復帰制御手段と、前記移動ステージを前記第二軸に沿って前記第二の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で前記第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第二の原点復帰制御手段と、最初に作動させた原点復帰制御手段の動作が少なくとも２回確認されるまで前記第一の原点復帰制御手段と前記第二の原点復帰制御手段を交互に作動させる原点復帰精度保証手段とを設けたことを特徴とする平面リニアステージ。
【請求項３】
固定子を内蔵したベースプレートおよび可動子を内蔵した移動ステージと前記可動子への通電を調整して前記移動ステージを前記ベースプレート上で縦横に駆動制御するステージコントローラとを備えた平面リニアステージであって、
前記ベースプレート上に、直交する二軸からなる機械座標系の第一軸に直交する第一の位置検出用長尺直線部材と前記機械座標系の第二軸に直交する第二の位置検出用長尺直線部材を配備する一方、
前記移動ステージには、前記第一の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第一の光学センサを設けると共に前記第二の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第二の光学センサを設け、
前記ステージコントローラには、前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知しているか否かを判定し，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知していなければ，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知するまで前記移動ステージを前記第一軸に沿って前記第一の位置検出用長尺直線部材に向けて高速移動させ，該移動ステージを一旦オーバートラベルさせてから逆方向に低速移動させ，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で前記第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる一方，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知していれば，前記移動ステージを前記第一軸に沿って前記逆方向に低速移動させ，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で前記第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第一の原点復帰制御手段と、前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知しているか否かを判定し，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知していなければ，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知するまで前記移動ステージを前記第二軸に沿って前記第二の位置検出用長尺直線部材に向けて高速移動させ，該移動ステージを一旦オーバートラベルさせてから逆方向に低速移動させ，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で前記第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる一方，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知していれば，前記移動ステージを前記第二軸に沿って前記逆方向に低速移動させ，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で前記第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第二の原点復帰制御手段と、最初に作動させた原点復帰制御手段の動作が少なくとも２回確認されるまで前記第一の原点復帰制御手段と前記第二の原点復帰制御手段を交互に作動させる原点復帰精度保証手段とを設けたことを特徴とする平面リニアステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元的な駆動を行うサーフェスモータの構造を平面上のステージ送りに応用した平面リニアステージの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子（ステータ）の上に置かれた可動子（スライダ）を電気的に制御して二次元的な駆動を行うサーフェスモータについては公知である。また、サーフェスモータの構造を応用してベースプレート上の移動ステージに二次元的な送りを掛けるようにした平面リニアステージも、非特許文献１等に開示される通り、既に幾つかのものが実用化されている。
【０００３】
平面リニアステージは、ボールナット＆スクリュー等を利用した通常のステージ送り機構に比べ、送り速度の高速性，作業環境の清浄性（無発塵），小型化の容易性等の点で様々なメリットがあるため、近年、プリント基板の高速穴明けやワイヤボンディング作業等の分野で関心を持たれる一方、その問題点として、原点復帰の困難性が指摘されている。
【０００４】
通常のステージ送り機構の場合、移動ステージは、ボールナット＆スクリューや歯車機構等を介して必ずサーボモータ等の駆動源に機械的に接続されているので、動力伝達系にパルスコーダ等の位置検出手段を設けてフィードバックパルスを現在位置記憶レジスタに記憶するようにしておけば、この現在位置記憶レジスタのバックアップ電源が保持されている限り、駆動源への電力供給を解除しても現在位置記憶レジスタの値を参照すれば各軸の現在位置を的確に把握することができるが、サーフェスモータを応用した平面リニアステージにおいては、移動ステージとベースプレートの間は実質的に非接触であって機械的な接続がないため、移動ステージの可動子に対する励磁を解除してしまうと、移動ステージに対する拘束力がなくなり、振動その他の理由で励磁解除の時点と異なる位置に移動ステージが移動してしまうからである。
【０００５】
この種の問題を解消するため、レーザーセンサ等を利用して移動ステージの現在位置を把握することも考えられるが、レーザー発信器や変移計等を装備するために装置本体が大型化し、また、製造コストの面でも弊害が生じる。
【０００６】
【非特許文献１】中央精機株式会社，「SURFACESLIDER」（カタログ），２００２年６月１日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、平面リニアステージを大型化することなく、簡便な構造、言い換えれば、僅かなコストで、移動ステージを確実に原点復帰させることのできる平面リニアステージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、固定子を内蔵したベースプレートおよび可動子を内蔵した移動ステージと前記可動子への通電を調整して前記移動ステージを前記ベースプレート上で縦横に駆動制御するステージコントローラとを備えた平面リニアステージであり、前記課題を達成するため、特に、
前記ベースプレート上に、直交する二軸からなる機械座標系の第一軸に直交する第一の位置検出用長尺直線部材と前記機械座標系の第二軸に直交する第二の位置検出用長尺直線部材を配備する一方、
前記移動ステージには、前記第一の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第一の光学センサを設けると共に前記第二の位置検出用長尺直線部材に対向する位置に第二の光学センサを設け、
前記ステージコントローラには、前記移動ステージを前記第一軸に沿って前記第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，前記第一の光学センサが前記第一の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で前記第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第一の原点復帰制御手段と、前記移動ステージを前記第二軸に沿って前記第二の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，前記第二の光学センサが前記第二の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で前記第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第二の原点復帰制御手段とを設けたことを特徴とする構成を有する。
【０００９】
以上の構成において、ステージコントローラによる原点復帰が開始されると、まず、第一の原点復帰制御手段が作動し、機械座標系の第一軸に沿って移動ステージを第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させる。
第一の原点復帰制御手段は、第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させるので、移動ステージに固設された第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知する位置が、第一軸に関する機械座標系の原点として第一軸の現在位置記憶レジスタに記憶される。
次いで、第二の原点復帰制御手段が作動し、機械座標系の第二軸に沿って移動ステージを第二の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させる。
第二の原点復帰制御手段は、第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させるので、移動ステージに固設された第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知する位置が、第二軸に関する機械座標系の原点として第二軸の現在位置記憶レジスタに記憶されることになる。
つまり、移動ステージの現在位置が全く不明な場合であっても、以上に述べた都合２回の原点復帰動作により、第一の位置検出用長尺直線部材と第二の位置検出用長尺直線部材とが交差する位置に向けて移動ステージが位置決めされ、常に、この位置が機械座標系の原点として規定されるので、移動ステージの可動子に対する励磁を解除して移動ステージの位置が変動した場合であっても、第一，第二の原点復帰制御手段を用いて原点復帰を行うことで、常に、同一の機械座標系を使用して的確に移動ステージの駆動制御を行うことができるようになる。
また、この機能を実現するために平面リニアステージに追加する必要のある部品は、直定規状の第一，第二の位置検出用長尺直線部材とフォトカプラ等からなる第一，第二の光学センサのみであるから、構造が簡便であり、装置本体の大型化や製造コストの増大といった弊害も十分に抑制される。
【００１０】
更に、このステージコントローラには、前述した各構成要素に加え、最初に作動させた原点復帰制御手段の動作が少なくとも２回確認されるまで前記第一の原点復帰制御手段と前記第二の原点復帰制御手段を交互に作動させる原点復帰精度保証手段を併設することが望ましい。
【００１１】
このような構成を適用した場合、仮に、最初に第一の原点復帰制御手段を作動させたとすると、原点復帰精度保証手段の管理の下に、第一の原点復帰制御手段による原点復帰制御，第二の原点復帰制御手段による原点復帰制御，第一の原点復帰制御手段による原点復帰制御，・・・が繰り返し実行されることになる。
まず、最初に原点復帰精度保証手段が第一の原点復帰制御手段を作動させた時点では、移動ステージがベースプレート上の何処に位置するかは全く不明である。
この際、例えば、第二軸の方向性において座標原点に近い位置に移動ステージが位置する場合、つまり、第一の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置に移動ステージが位置する場合と、第二軸の方向性において座標原点から遠い位置に移動ステージが位置する場合、要するに、第一の位置検出用長尺直線部材の先端に近い位置に移動ステージが位置する場合とが考えられる。
ここで、第二軸の方向性において座標原点に近い位置に移動ステージが位置する場合には問題はないが、第二軸の方向性において座標原点から遠い位置に移動ステージが位置する場合、つまり、第一の位置検出用長尺直線部材の先端に近い位置に移動ステージが位置する場合には、第一の原点復帰制御手段による第一軸方向の原点復帰に誤差が生じる可能性がある。
この誤差は、第一の位置検出用長尺直線部材の加工時に生じる寸法誤差や形状誤差あるいは第一の位置検出用長尺直線部材をベースプレートに組み付ける際に生じる撓みや捩れ等の変形に起因するものである。つまり、第一の位置検出用長尺直線部材は機械座標系の第一軸に対して必ずしも完全に直交しているわけではなく、また、その真直度自体も完全に保証されているわけではないので、機械座標系の第一軸に沿って移動ステージを第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ、第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させたとしても、移動ステージが第一の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置に位置する場合と先端に近い位置に位置する場合とでは、第一軸の現在位置記憶レジスタが帰零されるタイミングに微妙な相違が生じ、原点復帰に影響を及ぼす誤差を生じてしまうのである。
この問題は、原点復帰動作に際し、第一の光学センサによって、常に、第一の位置検出用長尺直線部材上の同一位置、例えば、第一の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置を検知させることによって解消され得る。つまり、第一の位置検出用長尺直線部材に寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形があろうと無かろうと、これらの誤差や変形は時系列的に変化するものではないので、第一の位置検出用長尺直線部材上の同一位置を常に基準位置として第一軸に関する移動ステージの原点復帰を行えば、誤差の影響は解消することが可能である。
そこで、この発明では、まず、原点復帰精度保証手段によって第一の原点復帰制御手段を作動させ、機械座標系の第一軸に沿って移動ステージを第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させて、第一軸に関する機械座標系の原点の近傍に移動ステージを位置決めする。この段階では、前述した理由により、移動ステージが第一軸に関する機械座標系の原点に精密に位置決めされるといった保証はないが、第一軸に関する機械座標系の原点の近傍、つまり、第二の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置に移動ステージを位置決めすることが可能である。
次いで、原点復帰精度保証手段が第二の原点復帰制御手段を作動させ、機械座標系の第二軸に沿って移動ステージを第二の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させて、第二軸に関する機械座標系の原点の近傍に移動ステージを位置決めする。この移動は、第二の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置にあった移動ステージを第二軸に沿って移動させることによって行われるものであるから、第二の光学センサは第二の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置、つまり、第二の位置検出用長尺直線部材上の基準位置に極めて近接した位置を基準として位置決めされることになるので、第二軸に関する移動ステージの原点復帰を殆ど誤差なく行うことができる。前記と同様、第二の位置検出用長尺直線部材に寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形があろうと無かろうと、第二の位置検出用長尺直線部材上の略同一位置を常に基準位置として第二軸に関する移動ステージの原点復帰を行えば誤差の影響を解消することができるからである。
そして、原点復帰精度保証手段が再び第一の原点復帰制御手段を作動させ、機械座標系の第一軸に沿って移動ステージを第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させて、第一軸に関する機械座標系の原点の近傍に移動ステージを位置決めする。この移動は、第一の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置にあった移動ステージを第一軸に沿って移動させることによって行われるものであるから、第一の光学センサは第一の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置、つまり、第一の位置検出用長尺直線部材上の基準位置と略同一の位置を基準として位置決めされることになるので、第一軸に関する移動ステージの原点復帰を殆ど誤差なく行うことができる。
このようにして、第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段，第一の原点復帰制御手段の順で第一の原点復帰制御手段を２回と第二の原点復帰制御手段を１回交互に作動させることで、第一，第二の位置検出用長尺直線部材の加工時に生じる寸法誤差や形状誤差あるいは第一，第二の位置検出用長尺直線部材をベースプレートに組み付ける際に生じる撓みや捩れ等の変形に起因する原点復帰の誤差を解消し、移動ステージを精密に第一軸，第二軸の座標原点に位置決めした状態で第一軸，第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させることができるようになる。
第一，第二の位置検出用長尺直線部材の寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形が著しいものではなく、少なくとも、第一，第二の位置検出用長尺直線部材の基部に近い位置が精密に加工されている場合であれば、第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段，第一の原点復帰制御手段の順で原点復帰制御手段を作動させるだけで十分な原点復帰精度を保証することができ、また、第一，第二の位置検出用長尺直線部材の寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形が相当に酷い場合であっても、更に、第一，第二の原点復帰制御手段を繰り返し作動させることで原点復帰精度を向上させることが可能である。
【００１２】
また、前記第一，第二の原点復帰制御手段の具体的な構成は、第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知しているか否かを判定し，第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知していなければ，第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知するまで移動ステージを第一軸に沿って第一の位置検出用長尺直線部材に向けて高速移動させ，該移動ステージを一旦オーバートラベルさせてから逆方向に低速移動させ，第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる一方，前記第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知していれば，移動ステージを第一軸に沿って前記逆方向に低速移動させ，第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第一の原点復帰制御手段、および、前記第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知しているか否かを判定し，第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知していなければ，第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知するまで移動ステージを第二軸に沿って第二の位置検出用長尺直線部材に向けて高速移動させ，該移動ステージを一旦オーバートラベルさせてから逆方向に低速移動させ，第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる一方，前記第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知していれば，移動ステージを第二軸に沿って前記逆方向に低速移動させ，第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知しなくなった時点で第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる第二の原点復帰制御手段とすることが望ましい。
【００１３】
第一，第二の原点復帰制御手段による原点復帰動作は、移動ステージの移動速度を高速化するこによって所要時間を短縮することが可能であるが、移動ステージの移動速度を高速化すると移動ステージにオーバートラベルが生じて復帰位置に誤差が生じる可能性がある。また、移動ステージを低速移動させれば移動ステージのオーバートラベルが抑制されて復帰位置の誤差が解消され得るが、前述した通り、原点復帰動作を開始する時点で移動ステージがベースプレート上の何処に位置するかは全く不明であるから、移動ステージが機械原点から大きく離れていた場合に、原点復帰動作の所要時間が増長されるといった弊害が生じる。
そこで、この発明では、移動ステージのオーバートラベルの防止、即ち、原点復帰精度の向上と、原点復帰動作の所要時間の短縮とを目的として、前記構成を適用した。
つまり、移動ステージが第一，第二の位置検出用長尺直線部材に接近する際の移動は移動ステージが機械原点から大きく離れていた場合における原点復帰動作の所要時間の短縮を目的として高速で行い、移動ステージを僅かな量だけ積極的にオーバートラベルさせて停止させる。
そして、原点位置への復帰に際しては移動ステージを逆方向に低速移動させることで第一，第二の光学センサにより正確に原点位置を検知させて、第一軸，第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる。オーバートラベルの量は僅かであるから、移動ステージを低速移動させても原点復帰動作の所要時間に与える影響は少ない。
従って、前記構成により原点復帰動作の所要時間の短縮と移動ステージの原点復帰精度の向上といった目的を同時に達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の平面リニアステージは、機械座標系の第一軸に直交する第一の位置検出用長尺直線部材と機械座標系の第二軸に直交する第二の位置検出用長尺直線部材をベースプレート上に配備すると共に、第一の位置検出用長尺直線部材を検知するための第一の光学センサと第二の位置検出用長尺直線部材を検知するための第二の光学センサを移動ステージの側に設け、移動ステージを第一軸に沿って第一の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，第一の光学センサが第一の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で第一軸の現在位置記憶レジスタを帰零させる一方、移動ステージを第二軸に沿って第二の位置検出用長尺直線部材に向けて移動させ，第二の光学センサが第二の位置検出用長尺直線部材を検知した時点で第二軸の現在位置記憶レジスタを帰零させるようにしたので、移動ステージの現在位置が全く不明な場合であっても、第一，第二の原点復帰制御手段の作動後、第一の位置検出用長尺直線部材と第二の位置検出用長尺直線部材とが交差する位置を機械座標系の原点として、常に、同一の機械座標系を使用して的確に移動ステージの駆動制御を行うことができる。
また、この機能を実現するために平面リニアステージに追加する必要のある部品は、直定規状の第一，第二の位置検出用長尺直線部材とフォトカプラ等からなる第一，第二の光学センサのみであるから、構造が簡便であり、装置本体の大型化や製造コストの増大といった弊害も十分に抑制される。
【００１５】
更に、ステージコントローラには、最初に作動させた原点復帰制御手段の動作が少なくとも２回確認されるまで第一，第二の原点復帰制御手段を交互に作動させる原点復帰精度保証手段を併設しているので、原点復帰動作に際し、第一，第二の光学センサによって常に第一，第二の位置検出用長尺直線部材上の略同一位置を検知させて原点復帰を行わせることができる。
このため、第一，第二の位置検出用長尺直線部材に寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形があるような場合であっても、移動ステージを精密に第一軸，第二軸の座標原点に原点復帰させることができる。
【００１６】
また、移動ステージが第一，第二の位置検出用長尺直線部材に接近する際の移動を高速で行う一方、第一，第二の光学センサによって第一，第二の位置検出用長尺直線部材を検知させるための逆方向移動を低速で行うようにしているので、原点復帰動作の所要時間の短縮と移動ステージの原点復帰精度の向上といった目的を同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について一例を挙げて具体的に説明する。
【００１８】
図１は本発明を適用した一実施の形態における平面リニアステージ１の構成の概観を示した平面図、図２は其の正面図、図３は其の左側面図である。また、図４は、平面リニアステージ１を駆動制御するステージコントローラ２の構成を簡略化して示した機能ブロック図である。
【００１９】
この平面リニアステージ１は、二次元的な駆動を行うサーフェスモータの構造を応用した平面リニアステージであり、図示しない固定子（ステータ）を内蔵したベースプレート３と、可動子（スライダ）５，６を内蔵した移動ステージ４、および、可動子５，６への通電を調整して移動ステージ４をベースプレート３上で縦横に駆動制御するステージコントローラ２によって其の主要部を構成されている。
【００２０】
図１に示されるように、移動ステージ４は、ベースプレート３に対する移動ステージ４の相対移動を許容する可撓性のハーネス７を介してベースプレート３に接続され、このハーネス７の内部に、可動子５，６に駆動電力を供給するための電力供給線や、移動ステージ４の下面に形成された図示しない空気噴出スリットに圧縮空気を供給するためのエアチューブ等が収められている。
【００２１】
ハーネス７の基部７ａは、図１に示されるようにしてベースプレート３の一端に固着され、その近傍には、圧縮空気の出力源となるエアコントローラ８（図４参照）からのエアチューブを接続するためのニップル９と、ステージコントローラ２からの電力供給線等を接続するためのコネクタ１０が固設されている。
【００２２】
つまり、この平面リニアステージ１は、エアコントローラ８から送給される圧縮空気をニップル１０およびハーネス７内のエアチューブを介して移動ステージ４の下面の空気噴出スリットから噴出させ、移動ステージ４を浮上させた状態でベースプレート３上で縦横に移動させる空気浮上式の平面リニアステージである。平面リニアステージの基本構造自体は既に公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
移動ステージ４は、その内部に固設された可動子５，６を個別に駆動制御することによって相互に直交する機械座標系の第一軸（Ｘ軸）の方向と機械座標系の第二軸（Ｙ軸）の方向に沿って自在に移動することが可能であり、更に、分解能の高い直線補間や円弧補間を組み合わせることで、Ｘ−Ｙ平面上の任意の方向に移動することができるようになっている。
【００２４】
そして、図１に示されるように、ベースプレート３の一側には、機械座標系の第一軸（Ｘ軸）に直交する第一の位置検出用長尺直線部材１１が固設され、この一側に隣接するベースプレート３の他の一側には、機械座標系の第二軸（Ｙ軸）に直交する第二の位置検出用長尺直線部材１２が固設されている。
【００２５】
また、移動ステージ４の側には、第一の位置検出用長尺直線部材１１に対向する位置に第一の光学センサを構成するフォトカプラ２１が固設される一方、第二の位置検出用長尺直線部材１２に対向する位置には、第二の光学センサを構成するフォトカプラ２２が固設されている。
【００２６】
第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２は、各々、図２，図３に示されるような略Ｌ字型の断面形状を有し、フォトカプラ２１，２２によって実際に検知されるのは、ベースプレート３の盤面つまりＸ−Ｙ平面に平行な屈曲部１１ａ，１２ａの部分である。
【００２７】
フォトカプラ２１，２２は、各々、図２に示されるように略Ｃ字型に枝分かれした先端部を有し、一方の先端部２１ａ，２２ａには発光部が、また、他方の先端部２１ｂ，２２ｂには受光部が設けられている。
【００２８】
従って、移動ステージ４が図１に示されるような状態から−Ｘ方向に移動し、フォトカプラ２１の先端部２１ａ，２１ｂの間が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａによって遮光されると、フォトカプラ２１から屈曲部１１ａの検知を意味するＯＮ信号が出力され、それ以外の状況下では、フォトカプラ２１からＯＦＦ信号が出力されることになる。屈曲部１１ａの幅や先端部２１ａ，２１ｂの長さは、フォトカプラ２１が屈曲部１１ａを初めて検知した位置から更に移動ステージ４が−Ｘ方向に２ｍｍ程度オーバートラベルできるように調整されている。
【００２９】
一方、移動ステージ４が図１に示されるような状態から−Ｙ方向に移動し、フォトカプラ２２の先端部２２ａ，２２ｂの間が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａによって遮光されると、フォトカプラ２２から屈曲部１２ａの検知を意味するＯＮ信号が出力され、それ以外の状況下では、フォトカプラ２２からＯＦＦ信号が出力されることになる。屈曲部１２ａの幅や先端部２２ａ，２２ｂの長さは、フォトカプラ２２が屈曲部１２ａを初めて検知した位置から更に移動ステージ４が−Ｙ方向に２ｍｍ程度オーバートラベルできるように調整されている。
【００３０】
フォトカプラ２１，２２をダーク・オフ・タイプのもの、あるいは、反射型センサ等で構成することも可能である。また、第一の光学センサを構成するフォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１に対向し、かつ、第二の光学センサを構成するフォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２に対向する限り、フォトカプラ２１，２２の取り付け位置は移動ステージ４上の他の位置でも構わない。
【００３１】
図１では、フォトカプラ２１，２２の取り付け位置を明確にする必要上、移動ステージ４の上面から定盤の部分を取り外して示しているが、実際には、移動ステージ４の上面に正方形の定盤が設置され、この定盤がプリント基板等を設置するためのワーク置き台として機能する。移動ステージ４上の複数のネジ穴１３は定盤を取り付けるためのネジ穴である。
【００３２】
平面リニアステージ１を駆動制御するためのステージコントローラ２は、図４に示されるように、演算手段としてのＣＰＵ１４と、ＣＰＵ１４の駆動制御プログラムを格納したＲＯＭ１５、および、演算データの一時記憶等に利用され、更には、第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘおよび第二軸（Ｙ軸）の現在位置記憶レジスタＲｙとしても機能するＲＡＭ１６と、教示データを格納するための不揮発性メモリ１７等を備える。
【００３３】
移動ステージ４に内蔵された可動子５，６は各々の軸制御回路１８，１９と入出力回路２０を介してＣＰＵ１４により駆動制御され、また、移動ステージ４に固設されたフォトカプラ２１，２２からの信号は、ハーネス７内の信号線およびコネクタ１０と入出力回路２０を介してＣＰＵ１４に読み込まれるようになっている。
【００３４】
前述した通り、軸制御回路１８，１９からの駆動電力はコネクタ１０およびハーネス７内の電力供給線を介して可動子５，６に供給される。
【００３５】
また、エアコントローラ８はインターフェイス２５を介してＣＰＵ１４によって駆動制御され、エアコントローラ８から送給された圧縮空気は、前述した通り、ニップル１０およびハーネス７内のエアチューブを介して移動ステージ４の下面の空気噴出スリットに供給され、移動ステージ４をベースプレート３から浮上させる。
【００３６】
移動ステージ４を駆動する動作プログラムの教示操作（ティーチング）は、インターフェイス２５を介してステージコントローラ２に接続された教示操作盤２６、もしくは、パーソナルコンピュータ２８を利用して行うことができる。ユーザが作成した教示データや動作プログラム等は、不揮発性メモリ１７に格納されるようになっている。
【００３７】
また、インターフェイス２５には手動パルス発生器２７が接続され、手動パルス発生器２７に対する手動操作により、１パルス単位で移動ステージ４に手動送りが掛けられるようになっている。なお、この実施例では１パルスに対応する送り量は１μｍである。
【００３８】
更に、インターフェイス２５には、この平面リニアステージ１と協調して動作する他の外部機器２９との間で情報伝達を行う機能があり、例えば、プリント基板の高速穴明け装置やワイヤボンディング装置あるいはセルコントローラ等からの原点復帰指令を受けてＣＰＵ１４が後述する原点復帰処理を実行したり、更には、不揮発性メモリ１７に格納されている他のプログラムを選択して実行するようになっている。原点復帰指令に関しては、教示操作盤２６あるいはパーソナルコンピュータ２８からの操作で入力することも可能である。
【００３９】
一般に、ステージコントローラ２による原点復帰処理が必要とされるのは、プリント基板の高速穴明けやワイヤボンディング作業等のファクトリーオートメーション等の立ち上げに際しての初期化処理、あるいは、教示操作のための前処理である。前者の場合はファクトリー全体を管理するセルコントローラ等から原点復帰指令が入力され、また、後者の場合は教示操作盤２６あるいはパーソナルコンピュータ２８から原点復帰指令が入力されることになる。
【００４０】
図５および図６はステージコントローラ２のＣＰＵ１４によって実行される原点復帰処理の概略を示したフローチャートであり、教示操作盤２６やパーソナルコンピュータ２８もしくは外部機器２９から原点復帰指令が入力されると、この原点復帰処理がＣＰＵ１４によって開始されるようになっている。
【００４１】
次に、図５および図６のフローチャートを参照して、第一，第二の原点復帰制御手段および原点復帰精度保証手段として機能するＣＰＵ１４の処理動作について具体的に説明する。
【００４２】
原点復帰指令の入力を検出したＣＰＵ１４は、まず、エアコントローラ８を作動させて移動ステージ４を浮上させた後、第一の原点復帰制御手段の動作回数を計数するカウンタＣｘの値を０に初期化する（ステップＳ１）。
【００４３】
次いで、第一の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、第一の光学センサであるフォトカプラ２１からの信号がＯＮとなっているか否か、つまり、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知しているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４４】
フォトカプラ２１からの信号がＯＦＦとなっている場合には、この時点でフォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知していないこと、つまり、移動ステージ４が機械座標系の第一軸（Ｘ軸）の座標原点に対して＋Ｘ方向に変移した位置に存在することを意味するので、第一の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子５を駆動制御し、高速の設定速度ＶＨで移動ステージ４を第一軸（Ｘ軸）に沿って第一の位置検出用長尺直線部材１１に向けて移動させる処理を開始し（ステップＳ３）、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知するのを待つ待機状態に入る（ステップＳ４）。
【００４５】
そして、ステップＳ４の判定結果が真となって、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知したことが確認されると、第一の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子５を駆動制御し、移動ステージ４の減速停止処理を実行して、移動ステージ４の移動を停止させる（ステップＳ５）。しかし、減速停止処理の直前までの移動ステージ４の移動速度が大きいため、移動ステージ４は即時には停止せず、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知した位置から或る程度のオーバートラベルを生じた位置で停止する。但し、オーバートラベルの限度は２ｍｍ未満である。
【００４６】
一方、ステップＳ２の判定結果が真となった場合には、原点復帰処理の開始時点で既に移動ステージ４に第一軸（Ｘ軸）方向のオーバートラベルが生じていることを意味するので、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理、つまり、移動ステージ４に第一軸（Ｘ軸）方向のオーバートラベルを積極的に発生させるための処理は非実行とされる。
【００４７】
次いで、第一の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子５を駆動制御し、低速の設定速度ＶＬで移動ステージ４を第一軸（Ｘ軸）に沿って前記とは逆の方向に向けて移動させる処理を開始し（ステップＳ６）、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知しなくなるのを待つ待機状態に入る（ステップＳ７）。
【００４８】
そして、ステップＳ７の判定結果が真となって、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知しなくなったことが確認されると、第一の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘの値を帰零させた後（ステップＳ８）、第一の原点復帰制御手段の動作回数を計数するカウンタＣｘの値を１インクリメントして（ステップＳ９）、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子５を駆動制御し、移動ステージ４の停止処理を実行し、移動ステージ４の移動を停止させる（ステップＳ１０）。
【００４９】
図７はステップＳ２の判定結果が偽となった場合、つまり、移動ステージ４が機械座標系の第一軸（Ｘ軸）の座標原点に対して＋Ｘ方向に変移した状態で原点復帰処理が開始された場合の移動ステージ４の初期動作について示した概念図、また、図８はステップＳ２の判定結果が真となった場合、要するに、移動ステージ４にオーバートラベルが生じている状態で原点復帰処理が開始された場合の移動ステージ４の初期動作について示した概念図である。
【００５０】
移動ステージ４が機械座標系の第一軸（Ｘ軸）の座標原点に対して＋Ｘ方向に変移した状態で原点復帰処理が開始された場合には、図７に示される通り、まず、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知してＯＮ信号を出力するまでの間、移動ステージ４に、機械座標系の第一軸（Ｘ軸）に沿って第一の位置検出用長尺直線部材１１に向かう高速の送りＶＨが掛けられ（ステップＳ３）、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａの縁を検知してＯＮ信号を出力した時点で其の送り動作が停止され（ステップＳ４，ステップＳ５）、フォトカプラ２１は、屈曲部１１ａの縁から２ｍｍを限度とするオーバートラベルの許容範囲内で停止する。そして、改めて、移動ステージ４に逆方向に向かう低速の送りＶＬが掛けられ（ステップＳ６）、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知しなくなる位置にまで移動ステージ４が移動すると、フォトカプラ２１がＯＦＦ信号を出力し（ステップＳ７）、これに合わせて第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘの値が帰零される（ステップＳ８）。
【００５１】
一方、移動ステージ４にオーバートラベルが生じている状態で原点復帰処理が開始された場合では、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理は非実行とされ、図８に示される通り、始めから、移動ステージ４に機械座標系の第一軸（Ｘ軸）に沿って逆方向に向かう低速の送りＶＬが掛けられ（ステップＳ６）、フォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知しなくなる位置にまで移動した時点で、フォトカプラ２１がＯＦＦ信号を出力し（ステップＳ７）、これに合わせて第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘの値が帰零されることになる（ステップＳ８）。
【００５２】
つまり、移動ステージ４が機械座標系の第一軸（Ｘ軸）の座標原点に対して＋Ｘ方向に変移した状態で原点復帰処理が開始された場合であっても、また、移動ステージ４にオーバートラベルが生じている状態で原点復帰処理が開始された場合であっても、フォトカプラ２１が低速の送りＶＬで逆方向に移動しながら第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａを検知しなくなった時点で第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘの値が帰零する点については全く同様であり、移動ステージ４がベースプレート３上の何処に位置しようとも、この状況が変化することはない。つまり、常に同一の条件下で現在位置記憶レジスタＲｘの値を帰零させることができる。
【００５３】
但し、第一の原点復帰制御手段の第１回目の動作が開始された時点で移動ステージ４がベースプレート３上の何処に位置するかは全く不明であり、例えば、図１に符号４’の二点鎖線で示されるように、移動ステージ４が第二軸（Ｙ軸）の方向性において座標原点から遠い位置に位置した場合、つまり、第一の位置検出用長尺直線部材１１の先端に近い位置に移動ステージ４が位置する場合と、図１に符号４の実線で示されるように、移動ステージ４が第二軸（Ｙ軸）の方向性において座標原点に近い位置に位置する場合、要するに、第一の位置検出用長尺直線部材１１の基部に近い位置に移動ステージ４が位置する場合とでは、第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘの値が帰零される際の状況が微妙に異なる。
【００５４】
この差は、第一の位置検出用長尺直線部材１１の加工時に生じる寸法誤差や形状誤差あるいは第一の位置検出用長尺直線部材１１をベースプレート３に組み付ける際に生じる撓みや捩れ等の変形に起因するものである。つまり、第一の位置検出用長尺直線部材１１は機械座標系の第一軸（Ｘ軸）に対して必ずしも完全に直交しているわけではなく、また、その真直度自体も完全に保証されているわけではないので、機械座標系の第一軸（Ｘ軸）に沿って移動ステージ４を移動させて第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａの縁をフォトカプラ２１で検知させて第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘを帰零させたとしても、移動ステージ４が第一の位置検出用長尺直線部材１１の基部に近い位置に位置する場合と先端に近い位置に位置する場合とでは、第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘが帰零されるタイミングに微妙な相違が生じ、原点復帰に影響を及ぼす誤差を生じてしまうのである。
【００５５】
例えば、仮に、第一の位置検出用長尺直線部材１１に図９（ａ）の二点鎖線で示されるような形状あるいは寸法誤差があったとすると、移動ステージ４が第一の位置検出用長尺直線部材１１の先端に近い位置に位置した場合では、移動ステージ４が第一の位置検出用長尺直線部材１１の基部に近い位置に位置した図９（ｄ）のような場合と比べ、現在位置記憶レジスタＲｘが帰零される位置が、図９（ｂ）に示されるように、第一軸（Ｘ軸）の＋Ｘ方向にずれるといった問題が生じる。これは、図９（ｄ）の例ではフォトカプラ２１が第一の位置検出用長尺直線部材１１の正常な直線部を検知して現在位置記憶レジスタＲｘを帰零させるのに対し、図９（ｂ）の例では、フォトカプラ２１が形状あるいは寸法誤差を含んだ第一の位置検出用長尺直線部材１１の突出部分を検知して現在位置記憶レジスタＲｘを帰零させるためである。
【００５６】
このようにして第一の原点復帰制御手段の動作が１回完了すると、原点復帰精度保証手段として機能するＣＰＵ１４は、カウンタＣｘの値が設定値ｎ（但し、ｎ≧２）に達しているか否か、つまり、最初に作動させた原点復帰制御手段である第一の原点復帰制御手段が少なくとも２回動作しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００５７】
そして、第一の原点復帰制御手段の動作回数が設定値ｎに達していなければ、原点復帰精度保証手段として機能するＣＰＵ１４は、もう一つの原点復帰制御手段である第二の原点復帰制御手段を作動させる。
【００５８】
この場合、第二の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、まず、第二の光学センサであるフォトカプラ２２からの信号がＯＮとなっているか否か、つまり、フォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５９】
フォトカプラ２２からの信号がＯＦＦとなっている場合には、この時点でフォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知していないこと、つまり、移動ステージ４が機械座標系の第二軸（Ｙ軸）の座標原点に対して＋Ｙ方向に変移した位置に存在することを意味するので、第二の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子６を駆動制御し、高速の設定速度ＶＨで移動ステージ４を第二軸（Ｙ軸）に沿って第二の位置検出用長尺直線部材１２に向けて移動させる処理を開始し（ステップＳ１３）、フォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知するのを待つ待機状態に入る（ステップＳ１４）。
【００６０】
そして、ステップＳ１４の判定結果が真となって、フォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知したことが確認されると、第二の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子６を駆動制御し、移動ステージ４の減速停止処理を実行して、移動ステージ４の移動を停止させる（ステップＳ１５）。しかし、減速停止処理の直前までの移動ステージ４の移動速度が大きいため、移動ステージ４は即時には停止せず、フォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知した位置から或る程度のオーバートラベルを生じた位置で停止する。但し、オーバートラベルの限度は２ｍｍ未満である。
【００６１】
一方、ステップＳ１２の判定結果が真となった場合には、原点復帰処理の開始時点で既に移動ステージ４に第二軸（Ｙ軸）方向のオーバートラベルが生じていることを意味するので、ステップＳ１３〜ステップＳ１５の処理、つまり、移動ステージ４に第二軸（Ｙ軸）方向のオーバートラベルを積極的に発生させるための処理は非実行とされる。
【００６２】
次いで、第二の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子６を駆動制御し、低速の設定速度ＶＬで移動ステージ４を第二軸（Ｙ軸）に沿って前記とは逆の方向に向けて移動させる処理を開始し（ステップＳ１６）、フォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知しなくなるのを待つ待機状態に入る（ステップＳ１７）。
【００６３】
そして、ステップＳ１７の判定結果が真となって、フォトカプラ２２が第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知しなくなったことが確認されると、第二の原点復帰制御手段として機能するＣＰＵ１４は、第二軸（Ｙ軸）の現在位置記憶レジスタＲｙの値を帰零させた後（ステップＳ１８）、入出力回路２０，軸制御回路１８を介して移動ステージ４の可動子６を駆動制御し、移動ステージ４の停止処理を実行して移動ステージ４の移動を停止させる（ステップＳ１９）。
【００６４】
移動ステージ４が機械座標系の第二軸（Ｙ軸）の座標原点に対して＋Ｙ方向に変移した状態で原点復帰処理が開始された場合であっても、また、移動ステージ４にオーバートラベルが生じている状態で原点復帰処理が開始された場合であっても、フォトカプラ２２が低速の送りＶＬで移動しながら第二の位置検出用長尺直線部材１２の屈曲部１２ａを検知しなくなった時点で第二軸（Ｙ軸）の現在位置記憶レジスタＲｙの値が帰零する点については全く同様であり、移動ステージ４がベースプレート３上の何処に位置しようとも、この状況が変化することはない。つまり、常に同一の条件下で現在位置記憶レジスタＲｙの値を帰零させることができる。
【００６５】
このようにして行われる第二の原点復帰制御手段の第１回目の動作は、例えば、図９（ｂ）に示されるように、移動ステージ４が第一軸（Ｘ軸）の方向性において座標原点に近い位置、要する、第二の位置検出用長尺直線部材１２の基部に近い位置にあった移動ステージ４を第二軸（Ｙ軸）に沿って移動させることによって行われるものであるから、フォトカプラ２２は第二の位置検出用長尺直線部材１２の基部に近接した位置、即ち、第二の位置検出用長尺直線部材１２上の基準位置ＰＹに極めて近接した位置を基準として位置決めされることになるので、第二軸（Ｙ軸）に関する移動ステージ４の原点復帰は、図９（ｃ）に示されるように殆ど誤差なく行うことができる。但し、この段階でも、未だ、第一の原点復帰制御手段の第１回目の動作で生じた第一軸（Ｘ軸）の方向の位置ずれΔｘは解消されていない。
【００６６】
そこで、原点復帰精度保証手段として機能するＣＰＵ１４は、再び第一の原点復帰制御手段を作動させ、前記と同様にしてステップＳ２〜ステップＳ１０の処理を繰り返し実行させる。
【００６７】
このようにして、第一軸（Ｘ軸）に沿って移動ステージ４を再び移動させ、フォトカプラ２１によって第一の位置検出用長尺直線部材１１の屈曲部１１ａの縁を改めて検知させて第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘの値を帰零させることにより、第一軸（Ｘ軸）に関する移動ステージ４の原点復帰を殆ど誤差なく行うことができる。
【００６８】
その理由は、この第２回目の第一の原点復帰制御手段の動作が、図９（ｃ）に示されるように、第二軸（Ｙ軸）の方向性において第一の位置検出用長尺直線部材１１の基部に近い位置にあった移動ステージ４を第一軸（Ｘ軸）に沿って移動させることによって行われるものとなるため、フォトカプラ２１が、図９（ｄ）に示されるように、第一の位置検出用長尺直線部材１１の基部に近い位置、即ち、第一の位置検出用長尺直線部材１１上の基準位置ＰＸと略同一の位置を基準として位置決めされるからである。
【００６９】
これにより、第一の原点復帰制御手段の第１回目の動作で生じた第一軸（Ｘ軸）の方向の位置ずれΔｘが解消され、移動ステージ４は、第一の位置検出用長尺直線部材１１上の基準位置ＰＸと第二の位置検出用長尺直線部材１２上の基準位置ＰＹに対して適切に位置決めされ、この原点復帰位置を機械座標系の原点として、第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘと第二軸（Ｙ軸）の現在位置記憶レジスタＲｙが帰零されることになる。
【００７０】
次いで、原点復帰精度保証手段として機能するＣＰＵ１４は、カウンタＣｘの値が設定値ｎに達しているか否か、つまり、最初に作動させた原点復帰制御手段である第一の原点復帰制御手段が少なくとも２回動作しているか否かを判定するが（ステップＳ１１）、現時点でカウンタＣｘの値は２となっているので、ｎ＝２と設定された状況下では、この時点で原点復帰処理が終了する。
【００７１】
また、設定値ｎの値が３以上に設定されていれば、前記と同様の処理操作が繰り返し実行された後、ステップＳ１１の判定結果が真となった時点で原点復帰処理を終了することになる。
【００７２】
このようにして、第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段，第一の原点復帰制御手段の順で第一の原点復帰制御手段を２回と第二の原点復帰制御手段を１回交互に作動させることで、第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２の加工時に生じる寸法誤差や形状誤差あるいは第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２をベースプレート３に組み付ける際に生じる撓みや捩れ等の変形に起因する原点復帰の誤差を解消し、移動ステージ４を精密に第一軸（Ｘ軸），第二軸（Ｙ軸）の座標原点に位置決めした状態で第一軸（Ｘ軸），第二軸（Ｙ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘ，Ｒｙを帰零させることができる。
【００７３】
第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２の寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形が著しいものではなく、少なくとも、第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２の基部に近い位置が精密に加工されている場合であれば、第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段，第一の原点復帰制御手段の順で原点復帰制御手段を作動させるだけで十分な原点復帰精度を保証することができる。
【００７４】
また、第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２の寸法誤差や形状誤差あるいは撓みや捩れ等の変形が相当に酷い場合であっても、更に、第一，第二の原点復帰制御手段を繰り返し作動させることで原点復帰精度を向上させることが可能である。
【００７５】
例えば、図９（ｃ’）に示されるように、第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２の寸法誤差や形状誤差の異常が基部にまで及んでいるような状況下では、第二の原点復帰制御手段の第１回目の動作が終了した時点で、図９（ｃ’）に示されるように、第一の原点復帰制御手段の第１回目の動作で生じた第一軸（Ｘ軸）の方向の位置ずれΔｘに加え、新たに、このΔｘの位置ずれに起因して第二軸（Ｙ軸）の方向の位置ずれΔｙが生じる場合がある。この位置ずれΔｘは、図９（ｄ’）に示されるようにして第一の原点復帰制御手段を改めて作動させることで解消でき、また、位置ずれΔｙも、図９（ｅ’）に示されるようにして第二の原点復帰制御手段を改めて作動させることで解消され得る。
【００７６】
ここでは、説明の都合上、第一の原点復帰制御手段を先に作動させる例について述べたが、第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段のどちらを先に作動させるかは任意である。
【００７７】
また、第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２の各々はベースプレート３の辺に対してフルスパンの長さで設けているが、実際にフルスパンの長さが必要とされるのは、先に作動させる原点復帰制御手段に対応した位置検出用長尺直線部材、つまり、図９の例でいえば、第一の位置検出用長尺直線部材１１のみでよい。
【００７８】
以上に述べた通り、この実施の形態では、第一，第二の原点復帰制御手段を繰り返し作動させることにより、最終的に、第一の位置検出用長尺直線部材１１上の基準位置ＰＸをフォトカプラ２１で検知させると共に第二の位置検出用長尺直線部材１２上の基準位置ＰＹをフォトカプラ２２で検知させ、この原点復帰位置を機械座標系の原点として第一軸（Ｘ軸）の現在位置記憶レジスタＲｘと第二軸（Ｙ軸）の現在位置記憶レジスタＲｙを帰零させるようにしているので、原点復帰処理開始時点における移動ステージ４の現在位置が全く不明な場合であっても、この原点復帰処理を実行することで、常に、同一の機械座標系、つまり、第一の位置検出用長尺直線部材１１上の基準位置ＰＸと第二の位置検出用長尺直線部材１２上の基準位置ＰＹとによって一義的に特定される機械座標系を使用して的確に移動ステージ４の駆動制御を行うことができる。
【００７９】
また、位置決め精度を要さない第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２への移動ステージの接近動作に際しては高速の送り速度ＶＨを適用する一方、位置の検出精度を要する移動ステージ４の逆方向移動に際しては低速の送り速度ＶＬを適用して移動ステージ４に送りを掛けるようにしているので、原点復帰動作の所要時間の短縮と移動ステージ４の原点復帰の高精度化を同時に実現することができる。
【００８０】
また、この機能を実現するために平面リニアステージ１に追加する必要のある部品は、直定規状の第一，第二の位置検出用長尺直線部材１１，１２とフォトカプラ２１，２２のみであるから、構造が簡便であり、装置本体の大型化や製造コストの増大といった弊害は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明を適用した一実施の形態の平面リニアステージの構成の概観を示した平面図である。
【図２】平面リニアステージの構成の概観を示した正面図である。
【図３】平面リニアステージの構成の概観を示した左側面図である。
【図４】平面リニアステージを駆動制御するステージコントローラを簡略化して示した機能ブロック図である。
【図５】第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段，原点復帰精度保証手段として機能するステージコントローラのＣＰＵの処理動作について示したフローチャートである。
【図６】ＣＰＵの処理動作について示したフローチャートの続きである。
【図７】移動ステージが機械座標系の第一軸（Ｘ軸）の座標原点に対して＋Ｘ方向に変移した状態で原点復帰処理が開始された場合の移動ステージの初期動作について示した概念図である。
【図８】移動ステージにオーバートラベルが生じている状態で原点復帰処理が開始された場合の移動ステージの初期動作について示した概念図である。
【図９】移動ステージの原点復帰の推移について示した概念図であり、図９（ａ）は原点復帰動作開始時点における移動ステージの初期位置の一例、図９（ｂ）は第一の原点復帰制御手段の動作が１回完了した時点での移動ステージの位置の一例、図９（ｃ）は第二の原点復帰制御手段の動作が１回完了した時点での移動ステージの位置の一例、図９（ｄ）は第一の原点復帰制御手段の動作が２回完了した時点での移動ステージの位置の一例、図９（ｃ’）は第二の原点復帰制御手段の動作が１回完了した時点での移動ステージの位置の他の例、図９（ｄ’）は第一の原点復帰制御手段の動作が２回完了した時点での移動ステージの位置の他の例、図９（ｅ’）は第二の原点復帰制御手段の動作が２回完了した時点での移動ステージの位置の例を示している。
【符号の説明】
【００８２】
１  平面リニアステージ
２  ステージコントローラ
３  ベースプレート
４  移動ステージ
５  可動子
６  可動子
７  ハーネス
７ａ  ハーネスの基部
８  エアコントローラ
９  ニップル
１０  コネクタ
１１  第一の位置検出用長尺直線部材
１１ａ  屈曲部
１２  第二の位置検出用長尺直線部材
１２ａ  屈曲部
１３  ネジ穴
１４  ＣＰＵ（第一の原点復帰制御手段，第二の原点復帰制御手段，原点復帰精度保証手段）
１５  ＲＯＭ
１６  ＲＡＭ
１７  不揮発性メモリ
１８  軸制御回路
１９  軸制御回路
２０  入出力回路
２１  フォトカプラ（第一の光学センサ）
２１ａ  発光部を有する先端部
２１ｂ  受光部を有する先端部
２２  フォトカプラ（第二の光学センサ）
２２ａ  発光部を有する先端部
２２ｂ  受光部を有する先端部
２５  インターフェイス
２６  教示操作盤
２７  手動パルス発生器
２８  パーソナルコンピュータ
２９  他の外部機器
【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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