(57)【要約】  【課題】  テーブルの運動方向の剛性を向上させることのできる、テーブルの自由運動機構およびテーブルの自由運動システムを提供する。  【解決手段】  ＸＹθステージ１に、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４および１つのテーブル運動制止機構１３を備え、テーブル運動機構１１とテーブル運動制止機構１３とが対向すると共に双方の軸方向が平行であり、テーブル運動機構１２とテーブル運動機構１４とが対向すると共に双方の軸方向が平行であって、テーブル運動機構１１およびテーブル運動制止機構１３の軸方向と、テーブル運動機構１２およびテーブル運動機構１４の軸方向とが、直交するように構成する。【選択図】  図１
2005209139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面上で支持台と相対的に自由運動するテーブルと、テーブルと対向してテーブルを支持する支持台と、同一平面上でテーブルが支持台と相対的に自由運動するよう、テーブルを駆動する複数のテーブル運動手段と、テーブルの自由運動を制止する制止手段と、を備えたことを特徴とするテーブルの自由運動機構。
【請求項２】
請求項１に記載のテーブルの自由運動機構において、
３つのテーブル運動手段および１つの制止手段を備え、
第１のテーブル運動手段と制止手段とが対向すると共に双方の軸方向が平行であり、第２のテーブル運動手段と第３のテーブル運動手段とが対向すると共に双方の軸方向が平行であって、第１のテーブル運動手段および制止手段の軸方向と、第２のテーブル運動手段および第３のテーブル運動手段の軸方向とが、直交するようにしたことを特徴とするテーブルの自由運動機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のテーブルの自由運動機構において、
テーブル運動手段が駆動停止すると同時に、制止手段がテーブルの自由運動を制止するように制御する制御手段を備えたことを特徴とするテーブルの自由運動機構。
【請求項４】
同一平面上で略４方形の支持台と相対的に自由運動するテーブル、該テーブルと対向して該テーブルを支持する略４方形の支持台、同一平面上でテーブルが略４方形の支持台と相対的に自由運動するよう、テーブルを駆動する第１乃至第３のテーブル運動手段、および、テーブルの自由運動を制止する制止手段を有するテーブル機構と、第１乃至第３のテーブル運動手段に駆動電力を供給する第１乃至第３のテーブル駆動装置と、制止手段に駆動電力を供給する制止駆動装置と、第１乃至第３のテーブル駆動装置および制止駆動装置に所定の信号を送信して駆動制御する制御装置と、を備え、第１乃至第３のテーブル運動手段および制止手段の駆動軸を略４方形の支持台の４辺に平行配置したテーブルの自由運動システムであって、
第１乃至第３のテーブル駆動装置のそれぞれには、所定の信号の示す動作速度と当該テーブル運動手段の動作速度との速度偏差に乗算する制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、前記制御ゲインが乗算された速度偏差に制御演算を施して、当該テーブル運動手段に供給する電流の目標値を算出する電流目標値算出部と、前記目標値により当該テーブル運動手段に供給する駆動電力を制御する駆動電力制御部と、を備え、
テーブルが第１乃至第３のテーブル運動手段によって駆動され、所定の位置に移動完了したとき、制御装置が、第１乃至第３のテーブル駆動装置および制止駆動装置に対して所定の信号を送信し、該信号により、当該テーブル駆動装置の電流目標値算出部が、比例制御演算を設定し、当該テーブル駆動装置の制御ゲイン設定部が、テーブル移動時よりも大きい値の制御ゲインを設定し、当該テーブル駆動装置の駆動電力制御部が、電流目標値算出部および制御ゲイン設定部の設定により当該テーブル運動手段に駆動電力を供給し、制止駆動装置が、制止手段に駆動電力を供給して、テーブルを停止するようにしたことを特徴とするテーブルの自由運動システム。
【請求項５】
請求項４に記載のテーブルの自由運動システムにおいて、
前記所定の信号により、制御ゲイン設定部が異なる複数の制御ゲインのいずれかを選択して設定し、電流目標値算出部が比例制御演算又は比例積分制御演算を選択して設定するようにしたことを特徴とするテーブルの自由運動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一平面内に配された複数の直動アクチュエータを有し、テーブルの縦横移動および任意の点を中心とする旋回を可能としたテーブルの自由運動機構およびテーブルの自由運動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のテーブルの自由運動機構（「ステージの縦横移動旋回支持機構」に相当する）は、支持台上をＸ方向、Ｙ方向、θ方向に移動可能な支持ユニットを有し、この支持ユニットには、その側面に平行に配置された第１、第２のアクチュエータ（「リニアアクチュエータ」に相当する）と、この２つのアクチュエータと直交する第３のアクチュエータと、を設け、第１〜第３のアクチュエータのそれぞれの一端部には、回転ジョイント（「ヒンジ部」、「軸受本体」に相当する）を設け、さらに回転ジョイントに隣接し、第１〜第３のアクチュエータと直交するようにリニアガイド（「レール」に相当する）を設けるようにしている（例えば、特許文献１参照）。ここでは、第１〜第３のアクチュエータを所定の制御ソフトにより駆動制御することで、支持ユニットをＸ方向、Ｙ方向、θ方向に移動、旋回させてテーブルを位置決めしている。
【特許文献１】特開平９‐１５５６６６号公報（第３頁中段〜第５頁上段、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のテーブルの自由運動機構においては、第１、第２のアクチュエータが平行に配置され、第３のアクチュエータが第１、第２のアクチュエータと直交するように配置されて、所謂、３軸制御がなされているために、テーブル移動時（特に、アクチュエータの駆動停止時）に支持ユニットに対して水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の外力が作用したとき、外力の作用方向によって支持ユニットのＸ方向、Ｙ方向における剛性が異なるという問題があった。例えば、第１、第２のアクチュエータがＹ軸に平行に配置され、第３のアクチュエータがＸ軸に平行に配置されているとき、Ｘ方向、Ｙ方向とも同じ荷重をかけた場合に、Ｙ方向はＸ方向の３倍以上の剛性を必要とすることになる。このとき、Ｙ方向にかかる荷重で支持ユニットに垂直方向のトルクが生じ、テーブルの位置決め精度に影響を及ぼす。この影響を排除して位置決め精度を向上させるためには、さらに改善の余地がある。
【０００４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、テーブルの運動方向の剛性を向上させることのできる、テーブルの自由運動機構、自由運動制御装置および自由運動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る本発明のテーブルの自由運動機構は、同一平面上で支持台と相対的に自由運動するテーブルと、テーブルと対向してテーブルを支持する支持台と、同一平面上でテーブルが支持台と相対的に自由運動するよう、テーブルを駆動する複数のテーブル運動手段と、テーブルの自由運動を制止する制止手段と、を備えた構成を有している。
【０００６】
また、請求項２に係る本発明のテーブルの自由運動機構は、請求項１において、３つのテーブル運動手段および１つの制止手段を備え、第１のテーブル運動手段と制止手段とが対向すると共に双方の軸方向が平行であり、第２のテーブル運動手段と第３のテーブル運動手段とが対向すると共に双方の軸方向が平行であって、第１のテーブル運動手段および制止手段の軸方向と、第２のテーブル運動手段および第３のテーブル運動手段の軸方向とが、直交するようにした構成を有している。
【０００７】
また、請求項３に係る本発明のテーブルの自由運動機構は、請求項１又は請求項２において、テーブル運動手段が駆動停止すると同時に、制止手段がテーブルの自由運動を制止するように制御する制御手段を備えた構成を有している。
【０００８】
請求項４に係る本発明のテーブルの自由運動システムは、同一平面上で略４方形の支持台と相対的に自由運動するテーブル、該テーブルと対向して該テーブルを支持する略４方形の支持台、同一平面上でテーブルが略４方形の支持台と相対的に自由運動するよう、テーブルを駆動する第１乃至第３のテーブル運動手段、および、テーブルの自由運動を制止する制止手段を有するテーブル機構と、第１乃至第３のテーブル運動手段に駆動電力を供給する第１乃至第３のテーブル駆動装置と、制止手段に駆動電力を供給する制止駆動装置と、第１乃至第３のテーブル駆動装置および制止駆動装置に所定の信号を送信して駆動制御する制御装置と、を備え、第１乃至第３のテーブル運動手段および制止手段の駆動軸を略４方形の支持台の４辺に平行配置したテーブルの自由運動システムであって、第１乃至第３のテーブル駆動装置のそれぞれには、所定の信号の示す動作速度と当該テーブル運動手段の動作速度との速度偏差に乗算する制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、前記制御ゲインが乗算された速度偏差に制御演算を施して、当該テーブル運動手段に供給する電流の目標値を算出する電流目標値算出部と、前記目標値により当該テーブル運動手段に供給する駆動電力を制御する駆動電力制御部と、を備え、テーブルが第１乃至第３のテーブル運動手段によって駆動され、所定の位置に移動完了したとき、制御装置が、第１乃至第３のテーブル駆動装置および制止駆動装置に対して所定の信号を送信し、該信号により、当該テーブル駆動装置の電流目標値算出部が、比例制御演算を設定し、当該テーブル駆動装置の制御ゲイン設定部が、テーブル移動時よりも大きい値の制御ゲインを設定し、当該テーブル駆動装置の駆動電力制御部が、電流目標値算出部および制御ゲイン設定部の設定により当該テーブル運動手段に駆動電力を供給し、制止駆動装置が、制止手段に駆動電力を供給して、テーブルを停止するようにした構成を有している。
【０００９】
請求項５に係る本発明のテーブルの自由運動システムは、請求項４において、前記所定の信号により、制御ゲイン設定部が異なる複数の制御ゲインのいずれかを選択して設定し、電流目標値算出部が比例制御演算又は比例積分制御演算を選択して設定するようにした構成を有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、テーブルの自由運動を制止する制止手段を設けることにより、テーブルの運動方向の剛性を向上させるという効果を有するテーブルの自由運動機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を用いて説明する。
【００１２】
本発明の第１の実施形態に係るＸＹθステージを図１に示す。このＸＹθステージは、本発明のテーブルの自由運動機構を適用したものである。なお、自由運動とは、Ｘ方向、Ｙ方向の縦横移動、θ方向の旋回をいう。また、図１の直動アクチュエータ１４の構成を図２に示す。さらに、図１のテーブル２ａ下方の構成を図３に示す。ここでは、図１の左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向として説明する。また、図１のテーブル運動機構１１、１２、１４のいずれも同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を一部省略する。
【００１３】
図１において、ＸＹθステージ１は、Ｘ方向、Ｙ方向の縦横移動およびθ方向の旋回が可能なテーブル２（図３の２ａ、２ｂに相当する）と、テーブル２を支持するベース３（「支持台」に相当する）と、上テーブル２ａに張り出したテーブル金具１５に一端が支持され、ベース３上面に他端が固設されたテーブル運動機構１１、１２、１４（「テーブル運動手段」に相当する）と、上テーブル２ａに張り出したテーブル金具１５に一端が支持され、ベース３上面に他端が固設されたテーブル運動制止機構１３（「制止手段」に相当する）と、テーブル運動機構１１、１２、１４よりステージ中心側で、上テーブル２ａ、下テーブル２ｂとベース３との間に介在する転動支持部１２５と、を有する構成である。ここで、テーブル２およびベース３は、略方形枠状であって中央部に円形の窓部が形成されている。この円形の窓部により、テーブル２およびベース３を貫通する空間が形成されている。また、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４、１つのテーブル運動制止機構１３は、略方形枠の４辺にそれぞれ配置されている。すなわち、テーブル運動機構１１とテーブル運動制止機構１３とが略平行に対向し、テーブル運動機構１１と略直交する、テーブル運動機構１２とテーブル運動機構１４とが略平行に対向して配置されている。なお、上記円形の窓部を円形以外の形状（例えば、方形）としてもよい。
【００１４】
また、テーブル運動制止機構１３は、一端（補助軸１１９側）がテーブル金具１５に支持され、他端（スライダ１１６側）がピボット１０２に連結された直動ガイド１０１と、この直動ガイド１０１に連結されたピボット１０２（「回転ジョイント」に相当する）と、このピボット１０２に連結された直動ガイド１０４及びブレーキ１０５と、を有している。
【００１５】
また、直動ガイド１０１においては、補助軸１１９がテーブル金具１５に取り付けられれ、この補助軸１１９に、ガイドレール１１８がボールねじ部１１３と略直交するように取り付けられている（初期位置）。このガイドレール１１８には、転動体１１７を介してスライダ１１６が装着され、スライダ１１６は、転動体１１７の転動でガイドレール上を移動可能に構成されている。すなわち、ナット部１１１の移動による直動アクチュエータ１０３の伸縮により、ピボット１０２の回転にともなってスライダ１１６がガイドレール１１８上を移動する。ここで、転動体１１７としては、例えばセラミックス製、スチール製などのローラ又はボールを適用することができる。
【００１６】
また、ピボット１０２において、回転支持部材を形成する軸受内輪１１４には、複数の転動体（不図示）が転動可能に保持されている。この軸受内輪１１４の外側には、軸受外輪１１５が複数の上記転動体を介して装着されている。ピボット１０２の一端（図１中、右側）は、直動アクチュエータ１０３の一端（ボールナット側）に固定連結されている。また、ピボット１０２の他端（図１中、左側）は、直動ガイド１０１の一端（スライダ側）に固定連結されている。ここでは、複数の上記転動体の転動によって、軸受外輪１１５と軸受内輪１１４とが相対回転するように構成されている。なお、ピボット１０２の上記転動体としては、例えばセラミックス製、スチール製などのローラ又はボールを適用することができる。
【００１７】
また、直動ガイド１０４においては、ピボット１０２に連結された軸１２２が、複数の転動体（不図示）を介して転動体保持器（リテーナ）に装着され、このリテーナが外筒１２１に装着され、上記転動体の転動により外筒１２１内でリテーナが所定範囲内で移動可能に構成されている。なお、直動ガイド１０４の上記転動体としては、例えばセラミックス製、スチール製などのローラ又はボールを適用することができる。
【００１８】
また、ブレーキ１０５は、ピボット１０２に連結された軸１２２を径方向から挟むように配置されたパッド（不図示）と、所定のタイミングでパッドが軸１２２を径方向から挟むように、パッドを駆動するソレノイド機構と、を有している。したがって、ソレノイド機構の非駆動時、軸１２２は、外筒１２１内でピボット１０２の回転および直動ガイド１０１の移動に応じて長手方向に移動自在に構成されている。
【００１９】
図２に示すテーブル運動機構１４は、一端（補助軸１１９側）がテーブル金具１５に支持され、他端（スライダ１１６側）がピボット１０２に連結された直動ガイド１０１と、この直動ガイド１０１に連結されたピボット１０２（「回転ジョイント」に相当する）と、このピボット１０２に連結された直動アクチュエータ１０３と、を有している。この直動アクチュエータ１０３は、駆動源としてのモータ１１２、モータ回転軸に連なるボールねじ部１１３およびナット部１１１を有している。さらに、テーブル運動機構１４は、モータ１１２の正逆転によって、ボールねじ部１１３がモータ回転軸周りに正逆転し、この正逆転でナット部１１１がモータ回転軸方向に移動することにより、直動ガイド１０１およびピボット１０２を介して、テーブル２をモータ回転軸方向に駆動するように構成されている。ここで、モータ１１２としては、ステッピングモータ又はサーボモータを適用することができる。
【００２０】
図３に示す転動支持部１２５は、複数の転動体１２５ａを転動可能に保持している。ここでは、上テーブル２ａ、下テーブル２ｂの双方とベース３との間に、複数の転動体１２５ａを介装することにより、テーブル２がベース３に対して相対回転できるようにしている。ここで、転動体１２５ａとしては、例えばセラミックス製、スチール製などのボールを適用することができる。
【００２１】
なお、テーブル運動機構１１、１２、１４のそれぞれの直動アクチュエータ１０３、およびテーブル運動制止機構１３のブレーキ１０５は、例えばマイクロコンピュータを主な構成要素とする不図示の専用コントローラ（「制御手段」に相当する）にて駆動制御するようにしている。具体的には、予め専用コントローラに記憶されたプログラム、又は専用コントローラの操作パネルの操作による指令により、専用コントローラが、ＸＹθステージ１に設けられた位置センサ（不図示）からの信号を受信し、この信号に応じてそれぞれの直動アクチュエータ１０３のモータ１１２を駆動するモータ駆動部（不図示）に対し、駆動信号を送信して、それぞれの直動アクチュエータ１０３のモータ１１２の回転角を同時に制御するようにしている。この制御によって、それぞれのナット部１１１が上記回転角に相当する所定の位置まで移動する。また、専用コントローラは、それぞれのナット部１１１が上記回転角に相当する所定の位置まで移動完了したとき、ブレーキ１０５のソレノイド機構を駆動するソレノイド駆動部（不図示）に対して駆動信号を送信し、同時に直動ガイド１０４の軸１２２を駆動を停止制御するようにしている。このように、専用コントローラが３つの直動アクチュエータ１０３およびブレーキ１０５の駆動を制御することにより、いわゆる３軸制御を実現している。
【００２２】
ここで、直動アクチュエータ１０３およびブレーキ１０５の駆動手順を図４に示す。
【００２３】
まず、上述したように専用コントローラにＸ方向、Ｙ方向、θ方向のいずれかの指令を与えると、専用コントローラは、テーブル２の現在位置の座標（Ｘ０，Ｙ０，θ０）、移動完了すべき位置の座標（Ｘ１，Ｙ１，θ１）を入力し（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、これらの値の差から、テーブル移動量（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）を演算する（Ｓ１０３）。このテーブル移動量（以下、単に「移動量」ともいう）は、ΔＸ＝Ｘ０−Ｘ１、ΔＹ＝Ｙ０−Ｙ１、Δθ＝θ０−θ１として表される。この移動量から、単位時間当たりの移動量（ΔＸ／Δｔ，ΔＹ／Δｔ，Δθ／Δｔ）を演算する（Ｓ１０４）。
【００２４】
次いで、３つの直動アクチュエータ１０３の現在長さ（Ｓ０，Ｔ０，Ｕ０）と、上記移動量に相当する伸縮すべき長さ（Ｓ１，Ｔ１，Ｕ１）とから、３つの直動アクチュエータ１０３の伸長量又は短縮量（ΔＳ，ΔＴ，ΔＵ）を演算し（Ｓ１０５）、この伸長量又は短縮量（「直動アクチュエータの移動量」に相当する）から、単位時間当たりの伸長量又は短縮量（ΔＳ／Δｔ，ΔＴ／Δｔ，ΔＵ／Δｔ）を演算する（Ｓ１０６）。
【００２５】
次いで、専用コントローラに内蔵されたクロック発生回路からのクロックにより、３つのモータ１１２を駆動するモータ駆動部のいずれか又は全てに対して、上記単位時間当たりの伸長量又は短縮量に応じた指令値（回転角）を順次与える（Ｓ１０７）。この指令値により、テーブル運動機構１１、１２、１４のそれぞれのピボット１０２および直動ガイド１０２、テーブル運動制止機構１３のピボット１０２および直動ガイド１０２は、上記クロックを介して互いに同期し、ベース３内の４つのピボット１０２および直動ガイド１０２の幾何学的位置関係を保ちながら、ベース３に対するテーブル２のＸＹθ方向の位置を、上記移動完了すべき位置まで移動させる（Ｓ１０８）。
【００２６】
次いで、上記指令値に相応するテーブル２の移動が完了するタイミングで、専用コントローラは、３つのモータ１１２を駆動するモータ駆動部のいずれか又は全てに対し、停止指令を与えると共に、ブレーキ１０５のソレノイド機構を駆動するソレノイド駆動部に対して駆動指令を与える（Ｓ１０９）。この停止指令により、モータ１１２を停止させ、ブレーキ１０５を作動させる。
【００２７】
ここで、リニアガイドを用いた従来の構成では、リニアガイドの作用により例えば、一つのテーブル運動機構（テーブル運動機構１１に相当する）のアクチュエータの伸縮方向に対し、二つのテーブル運動機構（テーブル運動機構１２、１４に相当する）は９０度位相が異なるために、特定のテーブル２の運動方向（ここでは、Ｙ方向）の剛性が劣り、モータ停止時にＹ方向に作用する力に抗してテーブル停止位置を保持させることが難しい。これに対し、本実施形態では上述した構成によりテーブル運動機構１１、１２、１４のそれぞれのアクチュエータ１０３のモータ１１２を停止させるとき、テーブル運動機構１１に対向したテーブル運動停止機構１３のブレーキ１０５を作動させるために、Ｙ方向の剛性が補われ、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向の全てに対して停止位置を保持させるための作用力を発生させる。
【００２８】
以上のように構成されたＸＹθステージ１について、図４を用いてその作用を説明する。  
【００２９】
例えば、図１の状態からテーブル２をＸ方向（例えば図１中、右方向）へ移動させる場合について述べる。この場合、上記専用コントローラに対してＸ方向の指令を与えると、上記専用コントローラは、テーブル運動機構１１の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２に対して、所定の移動量に相当する回転角だけ正転するように指令する。この指令で、直動アクチュエータ１０３のモータ１１２を正転させ、この正転によってボールねじ部１１３を正転させ、さらにナット部１１１を移動させる。
【００３０】
ここで、テーブル運動機構１１の直動ガイド１０１がベース３に装着されているために、直動アクチュエータ１０３の伸長量（「ナット部１１１の移動量」に相当する）に応じ、テーブル２がＸ方向（図１中、右方向）に押され、転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によって移動しようとする。また、テーブル運動機構１２、１４の双方の直動アクチュエータ１０３にピボット１０２を介して連結された直動ガイド１０１が、テーブル金具１５によってベース３に取り付けられているために、テーブル運動機構１１の直動アクチュエータ１０３の伸長量に応じて、テーブル運動機構１２、１４双方のピボット１０２が直動ガイド１０１によってスライド移動し、テーブル２が転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によって図１中、右方向に移動しようとする。さらに、テーブル運動制止機構１３の直動ガイド１０４の軸１２２が長手方向に移動自在に装着されているために、テーブル運動機構１１の直動アクチュエータ１０３の伸長量に応じて、テーブル運動制止機構１３の直動ガイド１０４の軸１２２が外筒１２１内を移動し、テーブル２が転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によって図１中、右方向に移動しようとする。
【００３１】
よって、Ｘ方向におけるテーブル運動機構１１の直動アクチュエータ１０３の伸長量に相当する部品間の距離の変化は、テーブル運動機構１２、１４およびテーブル運動制止機構１３に、テーブル運動機構１１の伸長量に相当する、テーブル運動機構１２、１４双方のピボット１０２のスライド移動およびテーブル運動制止機構１３の軸１２２の移動によって生じる幾何学的変化量を与えることで吸収され、テーブル２は、転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によってＸ方向（図１中、右方向）に移動する。
【００３２】
この後、上記専用コントローラは、テーブル運動機構１１の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２が上記所定の移動量に相当する回転角だけ正転完了するタイミングで、テーブル運動機構１１のモータ１１２を駆動停止させると共に、テーブル運動制止機構１３のブレーキ１０５のソレノイド機構に対し、ソレノイドを駆動して軸１２２の移動を制止するように指令する。この指令で、ブレーキ１０５が作動して軸１２２の移動が制止され、３軸制御の位置決め動作が終了する。
【００３３】
次に、図１の状態からテーブル２をＹ方向（例えば図１中、下方向）へ移動させる場合について述べる。この場合、上記専用コントローラに対してＹ方向の指令を与えると、上記専用コントローラは、テーブル運動機構１２の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２が所定の移動量に相当する回転角だけ逆転するように指令し、同時に、テーブル運動機構１４の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２が所定の移動量に相当する回転角だけ正転するように指令する。この指令で、テーブル運動機構１２の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２を逆転させ、この逆転によってテーブル運動機構１２のボールねじ部１１３を逆転させ、そのナット部１１１を移動させ、また同時に、テーブル運動機構１４の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２を正転させ、この正転によってテーブル運動機構１２のボールねじ部１１３を正転させ、そのナット部１１１を移動させる。
【００３４】
ここで、テーブル運動機構１２、１４双方の直動アクチュエータ１０３の伸縮量（「双方のナット部１１１の移動量」に相当する）に応じ、テーブル２は、転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によってＹ方向（図１中、下方向）に移動しようとする。また、テーブル運動機構１１の直動アクチュエータ１０３にピボット１０２を介して連結された直動ガイド１０１が、テーブル金具１５によってテーブル２に取り付けられているために、テーブル運動機構１２、１４双方の直動アクチュエータ１０３の伸縮量に応じて、テーブル運動機構１１のピボット１０２が直動ガイド１０１によってスライド移動し、テーブル２は、転動支持部５の転動体５ａの転動によって図１中、下方向に移動しようとする。さらに、テーブル運動制止機構１３のピボット１０２に連結された直動ガイド１０１が、テーブル金具１５によってテーブル２に取り付けられているために、テーブル運動機構１２、１４双方の直動アクチュエータ１０３の伸縮量に応じて、テーブル運動制止機構１３のピボット１０２が直動ガイド１０１によってスライド移動し、テーブル２は、転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によって図１中、下方向に移動しようとする。
【００３５】
よって、Ｙ方向におけるテーブル運動機構１２、１４双方の直動アクチュエータ１０３の伸縮量に相当する部品間の距離の変化は、テーブル運動機構１１およびテーブル運動制止機構１３に、テーブル運動機構１２、１４の伸縮量に相当する、双方のピボット１０２のスライド移動によって生ずる幾何学的変化量を与えることで吸収され、テーブル２は、転動支持部１２５の転動体１２５ａの転動によってＹ方向（図１中、下方向）に移動する。
【００３６】
この後、上記専用コントローラは、テーブル運動機構１２、１４双方の直動アクチュエータ１０３のモータ１１２が上記所定の移動量に相当する回転角だけ正逆転完了するタイミングで、テーブル運動機構１２、１４双方のモータ１１２を停止させると共に、テーブル運動制止機構１３のブレーキ１０５のソレノイド機構に対し、ソレノイドを駆動して軸１２２の移動を制止するように指令する。この指令で、ブレーキ１０５が駆動し、軸１２２の移動が制止され、３軸制御の位置決め動作が終了する。
【００３７】
このような本発明の第１の実施形態に係るＸＹθステージ１によれば、同一平面上でベース３と相対的に自由運動するテーブル２と、テーブル２と対向してテーブル２を支持するベース３と、同一平面上でテーブル２がベース３と相対的に自由運動するよう、テーブル２を駆動するテーブル運動機構１１、１２、１４と、テーブル２の自由運動を制止するテーブル運動制止機構１３と、を設けることにより、テーブル運動制止機構１３によってテーブル２の運動方向におけるＸＹθステージ１の剛性を高め、テーブル２の位置決め精度を向上させることができる。これは、請求項１に係る発明の実施の一形態に相当する。
【００３８】
また、本実施形態によれば、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４および１つのテーブル運動制止機構１３を備え、テーブル運動機構１１とテーブル運動制止機構１３とが対向すると共に双方の軸方向が平行であり、テーブル運動機構１２とテーブル運動機構１４とが対向すると共に双方の軸方向が平行であって、テーブル運動機構１１およびテーブル運動制止機構１３の軸方向と、テーブル運動機構１２およびテーブル運動機構１４の軸方向とが、直交するようにしたことにより、ＸＹθステージ１のＹ方向の剛性を補完して、テーブル２の水平運動方向（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）における剛性のばらつきを解消することができる。これは、請求項２に係る発明の実施の一形態に相当する。
【００３９】
さらに、本実施形態によれば、テーブル運動機構１１、１２、１４の直動アクチュエータ１０３が駆動停止すると同時に、テーブル運動制止機構１３がテーブル２の自由運動を制止するように制御する専用コントローラを設けることにより、従来の３軸制御用ソフトを利用しながらテーブル２の位置決め精度を向上させることができる。これは、請求項３に係る発明の実施の一形態に相当する。
【００４０】
なお、上述した実施形態ではブレーキ１０５としてパッドおよびソレノイド機構を用いた場合について説明したが、本発明はこのほかに、ＸＹθステージ１の設置環境によりエアーブレーキなどを用いても同様の効果が得られるものである。
【００４１】
また、上述した実施形態ではテーブル２の中心部の下方に転動支持部１２５を設けた場合について説明したが、本発明はこのほかに、テーブル２の周縁部に転動支持部１２５を複数設けるようしても同様の効果が得られるものである。この場合は、上述した実施形態より大型のテーブルを支持すると共に、上述した実施形態より大型の窓部をテーブル内に形成することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＸＹθステージシステムを図５に示す。このＸＹθステージシステムは、本発明のテーブルの自由運動機構およびテーブルの自由運動システムを適用したものである。これは、制御部１４０、モータ駆動部１３１、１３２、１３４およびソレノイド駆動部１３３を除き、第１の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。なお、Ｘｕ軸およびＸｊ軸の方向がＸ方向に相当し、Ｙｖ軸およびＹｗ軸の方向がＹ方向に相当する。
【００４３】
図５において、ＸＹθステージシステム１′は、テーブル運動機構１１、１２、１４およびテーブル運動制止機構１０３を含むＸＹθステージの機構部（図１の１に相当する）と、３つの直動アクチュエータ１０４のモータ（図１の１１２に相当する）および１つのブレーキ１０５のソレノイド機構に対して駆動電力を供給するモータ駆動部１３１、１３２、１３４およびソレノイド駆動部１３３と、このモータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して３つの直動アクチュエータ１０４に対する動作指令信号（駆動信号に相当する）とこの動作指令信号によるテーブル２の制御形態を設定する設定信号（駆動信号に相当する）とを供給するとともに、ソレノイド駆動部１３３に対してブレーキ１０５に対する動作指令信号（駆動信号に相当する）を供給する制御部１４０（専用コントローラに相当する）と、を有する構成である。ここでは、上記モータとしてサーボモータを用いている。
【００４４】
次に、上述した制御部１４０をマイクロコンピュータによって構成した例を図６に示す。
【００４５】
図６において、制御部１４０は、制御プログラム（後述する設定プログラムを含む）を実行するＣＰＵ４１と、このＣＰＵ４１で実行する制御プログラムを記憶するメモリ４２と、３つのモータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して動作指令信号および設定信号を送信するとともに、ソレノイド駆動部１３３に対して動作指令信号を送信するためのドライバインタフェース（Ｉ／Ｆ）４３と、ユーザが制御部１４０に対する指令を入力するための操作パネル４４と、この操作パネル４４とバス４０との間に介在して信号を授受する操作パネルインタフェース（Ｉ／Ｆ）４５と、ＸＹθステージの動作状態を表示するための表示パネル４６と、この表示パネル４６とバス４０との間に介在して信号を授受する表示パネルインタフェース（Ｉ／Ｆ）４７と、他のディジタル装置（不図示）と通信するための通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）４８と、を有する構成である。なお、ＣＰＵ４１、メモリ４２および各種インタフェース４３、４５、４７、４８は、バス４０に接続されている。上述した構成により、制御部１４０は、ユーザが駆動電流算出形態の切り替えタイミングを設定する設定モードと、この設定モードでの設定結果によりＸＹθステージの駆動を制御する制御モードと、のいずれかで動作するものである。
【００４６】
次に、上述したモータ駆動部１３１、１３２、１３４の構成を図７に示す。
【００４７】
図７において、モータ駆動部１３１、１３２、１３４のそれぞれは、直動アクチュエータ１０３を駆動するときの制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部３１と、直動アクチュエータ１０３に供給する電流の目標値を算出する電流目標値算出部３２と、その電流の目標値により、直動アクチュエータ１０３に供給する駆動電力を制御する駆動電力制御部３３と、を有する構成である。ここで、制御ゲインは、直動アクチュエータ１０３の動作速度と動作指令信号との偏差である、速度偏差に乗算する値である。また、電流の目標値は、制御ゲインを乗算した後の速度偏差に対してさらに後述する制御演算を施した値である。
【００４８】
また、制御ゲイン設定部３１が、上記設定信号により切り替え可能な２以上の制御ゲインを有するようにしている。また、電流目標値算出部３２が、比例制御演算又は比例積分制御演算を設定信号に応じて選択し、実行するようにしている。また、駆動電力制御部３３が、直動アクチュエータ１０３に対する駆動電力の供給を遮断する遮断制御（「電力オフ」に相当する）、電流の目標値により駆動電力を制御する電流フィードフォワード制御（「電力オン」に含まれる）、電流の目標値と直動アクチュエータ１０３に対して実際に供給される駆動電流との偏差により、駆動電力を制御する電流フィードバック制御（「電力オン」に含まれる）のいずれかを設定信号に応じて選択し、実行するようにしている。
【００４９】
さらに、制御ゲイン設定部３１は、動作指令信号と直動アクチュエータ１０３の実際の動作速度との偏差である、速度偏差値を算出する速度偏差計算部３１１と、共通接点３１２ｃに速度偏差が供給されるようにした制御ゲイン切り替えスイッチ３１２と、制御ゲイン切り替えスイッチ３１２の一方の接点３１２ａに入力端が接続されるようにした第１の制御ゲイン乗算部３１３と、制御ゲイン切り替えスイッチ３１２の他方の接点３１２ｂに入力端が接続されるようにした第２の制御ゲイン乗算部３１４と、を有する。ここで、第１の制御ゲイン乗算部３１３の出力端と第２の制御ゲイン乗算部３１４の出力端とは共通に接続されて、制御ゲイン設定部３１の出力となるようにしている。なお、直動アクチュエータ１０３の実際の動作速度は、直動アクチュエータ１０３に直結された速度センサ２０４によって検出するようにしている。また、制御ゲイン切り替えスイッチ３１２においては、制御部１４０から送信される制御ゲイン切り替え信号により、共通接点３１２ｃが一方の接点３１２ａ又は他方の接点３１２ｂに接続されるようにしている。すなわち、速度偏差に乗算される制御ゲインを、第１の制御ゲイン乗算部３１３に設定されている第１の制御ゲイン又は第２の制御ゲイン乗算部３１４に設定されている第２の制御ゲインに切り替え可能としている。
【００５０】
さらに、電流目標値算出部３２は、制御ゲイン設定部３１の出力が直接一方の入力端に接続されるようにした加算部３２１と、制御ゲイン設定部３１の出力を接断する積分接断スイッチ３２２と、この積分接断スイッチ３２２を介して制御ゲイン設定部３１の出力が入力端に接続され、出力端が加算部３２１の他方の入力端に接続されるようにした積分部３２３と、を有する。ここでは、加算部３２１の出力が電流目標値算出部３２の出力となるようにしている。また、積分接断スイッチ３２２は、制御部１４０から送信される積分接断信号により、接状態又は断状態となるようにしている。上述した構成により、電流目標値算出部３２は、積分接断スイッチ３２２が断状態のとき、制御ゲイン設定部３１の出力に比例制御演算を施し、積分接断スイッチ３２２が接状態のとき、制御ゲイン設定部３１の出力に比例積分制御演算を施すことになる。なお、電流目標値算出部３２が微分制御演算可能なようにしてもよい。
【００５１】
さらに、駆動電力制御部３３は、電流目標値算出部３２の出力が一方の接点３３１ａに直接、接続されるようにした電流制御接断スイッチ３３１と、電流目標値算出部３２の出力が一方の入力端に接続され、出力端が電流制御接断スイッチ３３１の他方の接点３３１ｂに接続されるようにした電流偏差算出部３３２と、電流制御接断スイッチ３３１の共通接点３３１ｃの出力により、直動アクチュエータ１０３に供給する電力を制御する電力制御部３３３と、直動アクチュエータ１０３に供給される電力の電流を検出するとともに、電流偏差算出部３３２の他方の端子に接続されるようにした電流検出部３３４と、を有する。また、電流制御接断スイッチ３３１においては、制御部１４０から送信される電流制御接断信号により、共通接点３３１ｃが一方の接点３３１ａ又は他方の接点３３１ｂに接続されるようにしている。また、電力制御部３３３は、共通接点３３１ｃが一方の接点３３１ａに接続されているとき、電流フィードフォワード制御を実行し、共通接点３３１ｃが他方の接点３３１ｂに接続されているとき、電流フィードバック制御を実行するようにしている。また、電力制御部３３３は、制御部１４０から送信される電力接断信号により、直動アクチュエータ１０３に供給する電力を接断するようにしている。ここで接状態にあるとき、制御部１４０からの動作指令信号により、電力制御部３３３が直動アクチュエータ１０３に対して駆動電力を供給するようにしている。
【００５２】
以上のように構成されたＸＹθステージシステム１′について、図８、図９を用いてその設定動作を説明する。ここで、図９は、図８のＳ２０２およびＳ２０３の詳細を示している。
【００５３】
図８において、ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記憶されている設定プログラムを実行し、テーブル移動時の設定であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。この判断がＹＥＳの場合はＳ２０２に移り、ＮＯの場合はＳ２０３に移る。
【００５４】
Ｓ２０２において、ＣＰＵ４１は、同じく設定プログラムを実行し、テーブル移動時における駆動電流算出形態の切り替えタイミングを設定してルーチンを終了する。
【００５５】
Ｓ２０３において、ＣＰＵ４１は、同じく設定プログラムを実行し、テーブル停止時における駆動電流算出形態の切り替えタイミングを設定してルーチンを終了する。
【００５６】
なお、Ｓ２０２、Ｓ２０３での設定内容は、例えば操作パネル４４の操作によって入力した情報とし、この情報を設定結果としてメモリ４２の所定領域に記憶するようにしてもよい。この場合、テーブル移動時の設定結果を記憶したメモリ４２は、移動時制御部として機能し、テーブル停止時の設定結果を記憶したメモリ４２は、停止時制御部として機能することになる。
【００５７】
図９において、ＣＰＵ４１は、上述した設定プログラムを実行し、表示パネル４６に上述した制御ゲインの設定を促すメッセージを表示させ、ユーザが操作パネル４４を操作して指示した制御ゲインの情報を入力し、この制御ゲインの情報をメモリ４２に記憶させる（Ｓ３０１）。ここで設定された制御ゲインの情報により、制御部１４０からモータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して制御ゲイン切り替え信号が送信されることになる。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ４１は、同じく設定プログラムを実行し、表示パネル４６に上述した積分制御演算を実行するか否か（例えば「積分オン」か「積分オフ」か）の設定を促すメッセージを表示させ、ユーザが操作パネル４４を操作して指示した積分制御演算の情報（例えば、積分オンを示す「１」又は積分オフを示す「０」）をメモリ４２に記憶させる（Ｓ３０２）。ここで設定された積分制御演算の情報により、制御部１４０からモータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して積分接断信号が送信されることになる。
【００５９】
次いで、ＣＰＵ４１は、同じく設定プログラムを実行し、表示パネル４６に上述した電流制御を実行するか否か（例えば「電流制御オン」か「電流制御オフ」か）の設定を促すメッセージを表示させ、ユーザが操作パネル４４を操作して指示した電流制御の情報（例えば、電流制御オンのときは「電流フィードバック制御」、電流制御オフのときは「電流フィードフォワード制御」）をメモリ４２に記憶させる（Ｓ３０３）。ここで設定された電流制御の情報により、制御部１４０からモータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して電流制御接断信号が送信されることになる。
【００６０】
最後に、ＣＰＵ４１は、同じく設定プログラムを実行し、表示パネル４６に上述した直動アクチュエータ１０３へ駆動電力を供給するか否か（例えば「電力オン」か「電力オフ」か）の設定を促すメッセージを表示させ、ユーザが操作パネル４４を操作して指示した電力供給の情報（例えば、電力オンを示す「１」又は電力オフを示す「０」）をメモリ４２に記憶させる（Ｓ３０４）。ここで設定された電力供給の情報により、制御部１４０からモータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して電力接断信号が送信されることになる。
【００６１】
ここで、電流制御をオンとした場合には、直動アクチュエータ１０３を流れる電流は一定に維持されるため、直動アクチュエータ１０３が発生するトルクも一定に維持されることになる。従って、テーブル２の停止時に電流制御をオンに設定した場合には、テーブル２に外力が作用したとき、直動アクチュエータ１０３がその外力に対抗するトルクを発生するので、テーブル２の位置は保持されることになる。なお、上述したＳ３０１〜Ｓ３０４の設定処理は、３つの直動アクチュエータ１０３のそれぞれについて実行されるものとする。また、制御部１４０からソレノイド駆動部１３３に対して動作指令信号を送信するための設定は、操作パネル４４の操作によらず、予め設定されるものとする。
【００６２】
次に、上述した設定プログラムの実行により、メモリ４２に設定テーブルとして記憶された設定結果の例を図１０に示す。
【００６３】
図１０において、設定テーブル１０７には、テーブル２の移動時および停止時における３つの直動アクチュエータ１０３のＸｕ軸、Ｙｖ軸およびＹｗ軸についての設定結果が記されている。なお、制御部１４０からソレノイド駆動部１３３に対して動作指令信号を送信するための設定は、テーブル２の移動時には「駆動オフ」、テーブル２の停止時には「駆動オン」として上述したように予め固定されている。
【００６４】
テーブル２の移動時に、３つの直動アクチュエータ１０３への電力供給はオンに設定され、ブレーキ１０５への電力供給はオフに設定されている。ここで、ブレーキ１０５への電力供給をオフに設定するのはテーブル２のＸ方向、Ｙ方向、θ方向への移動を円滑にするためである。また、テーブル２の移動時に、３つの直動アクチュエータ１０３の制御ゲインは「Ｋｍ」に設定され、制御演算はオフセットを解消するために「比例積分」が設定され、電流制御はオフに設定されている。一方、テーブル２の停止時に、３つの直動アクチュエータ１０３の制御ゲインは「Ｋｓ（＞Ｋｍ）」に設定され、３つの直動アクチュエータ１０３への電力供給はオンに設定され、ブレーキ１０５への電力供給はオンに設定されている。ここで、ブレーキ１０５への電力供給をオンに設定するのは、いわゆる３軸制御による停止位置保持力に加え、Ｘ方向の停止位置保持力（テーブル運動制止機構１３による保持力）を付加して、テーブル２の停止位置保持力をＸ方向、Ｙ方向について略均等とし、テーブル２の剛性を高めるためである。また、テーブル２の停止時に、制御演算は「比例」が設定されている。この設定により、積分動作に起因する振動が３つの直動アクチュエータ１０３に発生するのを防止することが期待される。また、テーブル２の停止時に、電流制御はオンに設定されている。この設定により、３つの直動アクチュエータ１０３が発生するテーブル２の保持力を一定にすることが期待される。
【００６５】
なお、上述した設定結果を用い、第１の実施形態を適用してテーブル２を移動させるとき、制御部１４０は、モータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して、テーブル２を所定の移動量（テーブル移動量に相当する）だけ移動させるための動作指令信号（指令に相当する）と、制御ゲインの情報（ここでは、Ｋｍを示す情報）、制御演算の情報（ここでは、比例積分を示す「０」）、電流制御オフの情報（ここでは、電流フィードフォワード制御を示す情報）および電力オンの情報（ここでは、「１」）を含む設定信号と、を送信する。なお、制御部１４０は、ソレノイド駆動部１３３に対して動作指令信号（停止指令に相当する）を送信しないために、ソレノイド機構は駆動せず、軸１２２は自由に移動可能な状態にある。上述した設定信号および動作指令信号により、モータ駆動部１３１、１３２、１３４は、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４のそれぞれの直動アクチュエータ１０３に対して駆動電力を供給する。この駆動電力の供給により、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４における直動アクチュエータ１０３が駆動し、ブレーキ１０５の軸１２２が、３つの直動アクチュエータ１０３の駆動に従動して、テーブル２が所定の移動量だけ移動する。
【００６６】
さらに、上述した設定結果を用いてテーブル２を停止させるとき、制御部１４０は、テーブル２が所定の移動量だけ移動完了するタイミングで、モータ駆動部１３１、１３２、１３４に対して、テーブル２を停止させるための動作指令信号（停止指令に相当する）と、制御ゲインの情報（ここでは、Ｋｓを示す情報）、制御演算の情報（ここでは、比例を示す「１」）、電流制御オンの情報（ここでは、電流フィードバック制御を示す情報）および電力オンの情報（ここでは、「１」）を含む設定信号と、を送信する。また、制御部１４０は、ソレノイド駆動部１３３に対して動作指令信号（停止指令に相当する）を送信する。上述した設定信号および動作指令信号により、モータ駆動部１３１、１３２、１３４は、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４のそれぞれの直動アクチュエータ１０３に対して駆動電力を供給し、ソレノイド駆動部１３３は、ブレーキ１０５のソレノイド機構に対して駆動電力を供給する。この駆動電力の供給により、３つのテーブル運動機構１１、１２、１４における直動アクチュエータ１０３およびテーブル運動制止機構１３におけるブレーキ１０５が駆動して、上述したようにテーブル２の停止位置保持力がＸ方向、Ｙ方向について略均等となり、テーブル２が停止する。こうして３軸制御の位置決め動作が終了する。
【００６７】
このような本発明の第２の実施形態に係るＸＹθステージシステム１′によれば、同一平面上で略４方形のベース３と相対的に自由運動するテーブル２、このテーブル２と対向してテーブル２を支持する略４方形のベース３、同一平面上でテーブル２がベース３と相対的に自由運動するよう、テーブル２を駆動するテーブル運動機構１１、１２、１４（第１乃至第３のテーブル運動手段に相当する）、および、テーブル２の自由運動を制止するテーブル運動制止機構１３を有するＸＹθステージの機構部（テーブル機構に相当する）と、テーブル運動機構１１、１２、１４に駆動電力を供給するモータ駆動部１３１、１３２、１３４（第１乃至第３のテーブル駆動装置に相当する）と、テーブル運動制止機構１３に駆動電力を供給するソレノイド駆動部１３３（制止駆動装置に相当する）と、モータ駆動部１３１、１３２、１３４およびソレノイド駆動部１３３に設定信号（所定の信号に相当する）を送信して駆動制御する制御部１４０（制御装置に相当する）と、を備え、モータ駆動部１３１、１３２、１３４およびソレノイド駆動部１３３の駆動軸をベース３の４辺に平行配置し、モータ駆動部１３１、１３２、１３４のそれぞれには、設定信号の示す動作速度と当該テーブル運動機構の動作速度との速度偏差に乗算する制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部３１と、上記制御ゲインが乗算された速度偏差に制御演算を施して、当該テーブル運動機構に供給する電流の目標値を算出する電流目標値算出部３２と、上記目標値により当該テーブル運動機構に供給する駆動電力を制御する駆動電力制御部３３と、を備え、テーブル２がテーブル運動機構１１、１２、１４によって駆動され、所定の位置に移動完了したとき、制御部１４０が、モータ駆動部１３１、１３２、１３４およびソレノイド駆動部１３３に対して設定信号を送信し、この設定信号により、当該モータ駆動部の電流目標値算出部３２が、比例制御演算を設定し、当該モータ駆動部の制御ゲイン設定部３１が、テーブル移動時よりも大きい値の制御ゲインを設定し、当該モータ駆動部の駆動電力制御部３３が、電流目標値算出部３２および制御ゲイン設定部３１の設定により当該テーブル運動機構に駆動電力を供給するように制御し、ソレノイド駆動部１３３が、テーブル運動制止機構１３に駆動電力を供給して、テーブル２を停止するようにしたことにより、テーブル２の停止位置保持力を増し、Ｘ方向およびＹ方向の停止位置保持力のバランスを保つことができるという効果も得られる。すなわち、テーブル移動時の制御ゲインＫｍよりもテーブル停止時の制御ゲインＫｓを大きくすることにより、テーブル２の停止位置保持力を増すことができる。また、テーブル停止時の制御演算として比例制御演算を設定することにより、３つの直動アクチュエータ１０３において積分動作に起因する振動が発生することを防止できる。よって、テーブル停止時にブレーキ１０５を駆動したとき、３軸（Ｘｕ軸、Ｙｖ軸、Ｙｗ軸に相当する）の位置が予め設定した停止位置からずれるのを防止し、ＸＹθステージの停止時における剛性を高めることができるという効果も得られる。これは、請求項４に係る発明の実施の一形態に相当する。
【００６８】
また、本実施形態によれば、設定信号により、制御ゲイン設定部３１が異なる複数の制御ゲインのいずれかを選択して設定し、電流目標値算出部３２が比例制御演算又は比例積分制御演算を選択して設定するようにしたことにより、モータ１１２（ここでは、サーボモータを用いている）の仕様、ＸＹθステージの構成などに応じ、例えば、操作パネル４４の操作で最適な制御ゲインおよび制御演算を選択することができるという効果も得られる。これは、請求項５に係る発明の実施の一形態に相当する。
【００６９】
なお、上述した実施形態では、テーブル２の停止時に、３つの直動アクチュエータ１０３の電流制御をオンとした場合について説明したが、本発明はこのほかに、例えばＹ方向にのみ外力が作用するときは、Ｙｖ軸およびＹｗ軸の直動アクチュエータ１０３の電流制御をオンとし、Ｘｕ軸の直動アクチュエータ１０３への電力供給をオフとしても同様の効果が得られるものである。
【００７０】
また、上述した実施形態では、テーブル停止時に制御ゲインＫｓと、比例制御演算と、電流制御オンと、電力オンとを組合わせて設定した場合について説明したが、本発明はこのほかに、電力オンと制御ゲインＫｓとを組合わせて設定するか、又は電力オンと電流制御オンとを組合わせて設定するか、又は電力オンと比例制御演算とを組合わせて設定するか、又は電力オンと制御ゲインＫｓと比例制御演算とを組合わせて設定するか、又は電力電力オンと制御ゲインＫｓと電流制御オンとを組合わせて設定するようにしても同様の効果が得られるものである。
【００７１】
また、上述した実施形態では、モータ１１２としてサーボモータをクローズドループで管理するようにした場合について説明したが、本発明はこのほかに、ステッピングモータを用いても同様の効果が得られるものである。この場合、励磁オンオフが電力オンオフに相当する。
【００７２】
また、上述した実施形態では、制御装置としての制御部１４０と、テーブル駆動装置としてのモータ駆動部１３１、１３２、１３４と、制止駆動装置としてのソレノイド駆動部１３３と、テーブル機構としてのＸＹθステージの機構部とを一体的に構成した場合について説明したが、本発明はこのほかに、制御部１４０を制御装置とし、モータ駆動部１３１、１３２、１３４およびソレノイド駆動部１３３を駆動装置（ドライバ）として独立に構成しても同様の効果が得られるものである。
【００７３】
なお、本発明はこのほかに、テーブル２に位置センサを設けてフィードバック制御を用いるようにしてもよい。このフィードバック制御は、制御部１４０又はモータ駆動部１３１、１３２、１３４で行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明に係るテーブルの自由運動機構は、テーブルの自由運動を制止する制止手段を設けることにより、テーブルの運動方向の剛性を向上させるという効果を有し、同一平面内に配された複数のアクチュエータを有し、テーブルの縦横移動および任意の点を中心とする旋回を可能としたテーブルの自由運動機構およびテーブルの自由運動システムなどとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸＹθステージの平面及び断面（テーブル運動制止機構付近）を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＸＹθステージの断面（図１中、右側）を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＸＹθステージのＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＸＹθステージの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＸＹθステージシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動部の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る設定プログラムのフローチャート（その１）である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る設定プログラムのフローチャート（その２）である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る設定テーブルへの設定例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  ＸＹθステージ
１′  ＸＹθステージシステム
２（２ａ、２ｂ）  テーブル
３  ベース
１１、１２、１４  テーブル運動機構
１３  テーブル運動制止機構
１５  テーブル金具
１０１  直動ガイド
１０２  ピボット
１０３  直動アクチュエータ
１０４  直動ガイド
１０５  ブレーキ
１１１  ナット部
１１２  モータ
１１３  ボールねじ部
１１４  軸受内輪
１１５  軸受外輪
１１６  スライダ
１１７  転動体
１１８  ガイドレール
１１９  補助軸
１２０  転動支持部
１２１  外筒
１２２  軸
１２５  転動支持部
１２５ａ  転動体
１３１、１３２、１３４  モータ駆動部
１３３  ソレノイド駆動部
１４０  制御部
【図１】
2005209139.tif 000003
【図２】
2005209139.tif 000004
【図３】
2005209139.tif 000005
【図４】
2005209139.tif 000006
【図５】
2005209139.tif 000007
【図６】
2005209139.tif 000008
【図７】
2005209139.tif 000009
【図８】
2005209139.tif 000010
【図９】
2005209139.tif 000011
【図１０】
2005209139.tif 000012