(57)【要約】  【課題】  組付けが容易であり、且つ効果的に摩耗を減少できるステージ装置を提供する。  【解決手段】  互いにずれて配置される２つの超音波モータ６，６を、取り付け板５を介して取り付けているので、各超音波モータ６の取り付け位置を任意に調整でき、その取り付けを容易に行うことができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対してステージを移動させるステージ装置において、
前記ベースと前記ステージの一方に取り付けられ、他方に設けられた走行面に対して接触可能な振動子をそれぞれ有する２つの超音波モータと、
前記２つの超音波モータを位置調整可能に取り付ける取り付け板とを有し、
前記２つの超音波モータの振動子を、前記走行面に対して接触させつつ駆動することによって、前記ベースと前記ステージとは相対移動可能となっており、前記２つの超音波モータの振動子は、前記ベースと前記ステージとの相対移動方向に交差する方向にずれていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記２つの超音波モータが前記ベースと前記ステージの一方に取り付けられる前に、治具を用いて前記取り付け板に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータを用いたステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密直動装置の駆動源としては、ステッピングモータなどの磁場を利用したモータが用いられてきた。しかし、近年においては、半導体製造装置、液晶製造装置、Ｘ線や電子線を使用した計測装置等のように、磁場を利用した装置や磁場によって測定精度が低下する装置が開発され、増加している傾向がある。このような装置においては、直動装置駆動源として用いられるステッピングモータが発する磁場の影響が問題となっている。
【０００３】
このような要求から、磁場を用いない圧電効果を利用した超音波リニアモータが提案され、直動装置に非磁性の駆動源として利用されるようになってきている。しかるに、直動装置の駆動源などに利用される超音波リニアモータは、ステッピングモータなどに比べると駆動力が小さく、駆動力が不足する場合がある。そこで、複数の超音波モータを直動装置に取り付けることで、駆動力の増大を図ることが行われている。また、複数の超音波モータを使用する場合は、モータ数の増加による直動装置のサイズアップや重量増加を抑えるために、同一レール上に複数の超音波リニアモータを走行させることが望ましい。しかし、同一レール上に複数の超音波リニアモータを配置した場合、レールの特定箇所をフィンガーチップが通過する回数がモータの数だけ増加してしまい、レール摩耗の促進と摩耗による表面粗さの悪化、レール表面粗さの悪化によるフィンガーチップの摩耗促進などによりモータレール及び超音波リニアモータの寿命を低下させる問題点があった。これに対し、特許文献１には、複数個の超音波振動体を位置決めテーブルの移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列をずらした複数の超音波モータを備えたステージ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１９７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、複数の超音波モータを配置するにしても、どのように配置すべきかと言うことがある。即ち、特許文献１には、超音波モータの組み付け態様について具体的に開示されていない。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組付けが容易であり、且つ効果的に摩耗を減少できるステージ装置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】
【０００６】
本発明のステージ装置は、
ベースに対してステージを移動させるステージ装置において、
前記ベースと前記ステージの一方に取り付けられ、他方に設けられた走行面に対して接触可能な振動子をそれぞれ有する２つの超音波モータと、
前記２つの超音波モータを位置調整可能に取り付ける取り付け板とを有し、
前記２つの超音波モータの振動子を、前記走行面に対して接触させつつ駆動することによって、前記ベースと前記ステージとは相対移動可能となっており、前記２つの超音波モータの振動子は、前記ベースと前記ステージとの相対移動方向に交差する方向にずれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のステージ装置によれば、互いにずれて配置される前記２つの超音波モータを、前記取り付け板を介して取り付けているので、各超音波モータの取り付け位置を任意に調整でき、その取り付けを容易に行うことができる。
【０００８】
前記２つの超音波モータが前記ベースと前記ステージの一方に取り付けられる前に、治具を用いて前記取り付け板に取り付けられると、前記治具を用いることで、更に容易に取り付けを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のステージ装置の上面図であり、図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図であり、図３は、図１の構成を矢印III方向に見た図である。図４は、図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１０】
図２において、定盤などに対して固定されるベース１上に、一対のガイドレール２、２が配置されている。ガイドレール２，２に沿ってスライダ、３，３が移動可能に配置されている。スライダ３，３はステージ４の下面（図２では右側面）に取り付けられている。
【００１１】
ステージ４の側面には、取り付け板５を介して、２つの同様な構成である超音波モータ６，６が取り付けられている。より具体的には、取り付け板５は、図３に示すように、図で上下方向に延在する長孔５ａを有し、長孔５ａに挿通されたボルトＢ１を介して、取り付け板５はステージ４に対して位置調整可能に取り付けられている。更に、２つの超音波モータ６，６は、ボルトＢ２により固定的に取り付けられている。超音波モータ６の振動子６ａに接触するようにして、ベース１上には、レール７が配置されている。振動子６ａ、６ａが接するレール７の面が走行面７ａとなっている。
【００１２】
図４に示すように、各超音波モータ６は、２列に４個並べられた振動子６ａを有している。取り付け板５は、図４で左側の超音波モータ６が取り付けられる面５ｂが、図４で右側の超音波モータ６が取り付けられる面５ｃに対して一段高くなっている。従って、超音波モータ６，６は同じ構成を有しているが、それぞれの振動子６ａが、レール７の走行面７ａに接する位置は、ステージ４とレール７（ベース１）との相対移動方向（図４でＡ方向）に直交する方向にずれている。
【００１３】
ここで、例えば左側の超音波モータ６の振動子６ａの中心が、右側の超音波モータ６の振動子６ａの中心に対してずれていれば足りる、本実施の形態のように、左側の超音波モータ６の振動子６ａの並びピッチに対して、右側の超音波モータ６の振動子６ａの並びピッチが半分ずれていると、より好ましい（図４参照）。
【００１４】
本実施の形態の動作について説明する。不図示の駆動回路より、同期した所定の周波数で電力を２つの超音波モータ６，６に駆動すると、振動子６ａ、６ａは、円運動もしくは楕円運動を行いながら、レール７の走行面７ａに対して摩擦接触をするので、それによりレール７に対してステージ４を相対移動させることができる。このとき、２つの超音波モータ６、６の振動子６ａ、６ａには、相対移動方向に直交する方向のズレが生じているので、それぞれが接する走行面７ａの位置が異なることとなり、それにより摩耗を低減させることができる。
【００１５】
次に、超音波モータ６，６の取り付け態様について説明する。図５は、超音波モータ６，６を治具Ｊに取り付けた状態で示す図である。治具Ｊは、取り付け板５を取り付けるための取り付け部Ｊａと、それに直交し超音波モータ６の振動子６ａを対向させるための対向面Ｊｂとを有している。取り付け部Ｊａと対向面Ｊｂとは、図１〜３のステージ４の側面と、レール７の走行面７ａと、同じ位置関係となっている。
【００１６】
図５において、まずボルトＢ２を用いて、超音波モータ６，６を取り付け板５に仮組する。その後、ボルトＢ１を用いて、取り付け板５を治具Ｊに固定するが、このとき、２つの超音波モータ６、６の振動子６ａ、６ａを、予圧を調整しながら対向面Ｊｂに対して揃えるように配置する。位置決め後に、ボルトＢ２を締め込んで、超音波モータ６，６を取り付け板５に取り付ける。かかる状態から、ボルトＢ１を緩めて、超音波６，６と一体で取り付け板５を、ステージ４の側面に取り付けることで組み付けが完了する。
【００１７】
本実施の形態によれば、治具Ｊを用いて超音波モータ６，６を取り付け板５に適切に取り付けることができるので、振動子６ａ、６ａの走行面７ａに対する一様な予圧を確保しつつステージ４への組付けを行うことができ、組み付け容易性の確保と、振動子６ａ、６ａ及び走行面７ａの寿命の確保とを図ることができる。
【００１８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、超音波モータは、ベース側に取り付けられても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態のステージ装置の上面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】図１の構成を矢印III方向に見た図である。
【図４】図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】超音波モータ６，６を治具Ｊに取り付けた状態で示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ ベース
２ ガイドレール
３ スライダ
４ ステージ
５ 取り付け板
５ａ 長孔
５ｂ 面
５ｃ 面
６ 超音波モータ
６ａ 振動子
７ レール
７ａ 走行面
Ｂ１ ボルト
Ｂ２ ボルト
Ｊ 治具
Ｊａ 取り付け部
Ｊｂ 対向面
【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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