傾斜ステージ
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自動ス
テージ

手動ス
テージナノポジシス
テム

スラ
テッーク
ジピ
ニオン

傾斜ステージの駆動機構について
光ピックアップ調整装置やディスク製造装置などの角度調機構は、一定量のバックラッシュを持たせるか、十分なラッ整を必要とする分野で広く利用されている傾斜ステージにピング調整を行わないと、動作時にウォームギヤが重く新たな駆動機構を採用しラインアップしました。

なったり、ウォームギヤの偏心により回転トルクムラが出る

その駆動機構はこの度当社で開発しました「複合カップリンことがありました。また、ウォームホイールとウォームギヤグ機構の摺動面が少ないため、耐磨耗性にも問題がありました。

CCM」で、今までの傾斜ステージの持つ問題点を解決し、高精度、高分解能、耐久性、駆動トルクの向上を実現しました。

■アクチュエータ＋ばね方式
アクチュエータとばねを使用した一般的な微動傾斜ステー［1. 複合カップリング機構の概要］

ねじ式ス
テージマイクロス
テージX軸ス
テージジに採用されている駆動機構です。アクチュエータで上この「複合カップリング機構」
は、傾斜テージの駆動機構とテーブルを押し出し、ばねで上テーブルをアクチュエータして、当社における従来のウォームギヤに替わり、送りね側に戻してバックラッシュを無くす機構です。この機構は、じを採用しました。その送りねじと傾斜部分を「直進運動ばね力が強いとアクチュエータにかかる負荷が重くなり、を角度運動に変換する部品」で連結することにより、送り駆動時の負荷が大きいとテーブルが重くなったり、ばねねじの描く直線軌道が傾斜部分の描く円弧軌道に伝達す力が弱いとテーブルが戻らなくなる問題がありました。

る機構になっています。この機構を採用することで精密ねじの長所を生かすことができ、その結果、高分解能・滑スX
テ・ーYジ軸らかな動き・耐久性が可能となりました。

［3. 複合カップリング機構の特長］「複合カップリング機構」の駆動は送りねじと特殊な連結部品を採用しているので、従来技術に対し次のような特Z軸ス
テージ

長があります。

回転ス
テージ●特殊な連結部品の自由な動きにより、回転ムラを吸収●ウォームギヤ方式に比べ高分解能です。
します。

●駆動トルクが小さいので、滑らかな動きが実現できます。

ス傾
テ斜ー回ジ転●ウォームギヤより摺動面が多くできるので、耐久性を向上できます。

傾斜ス
テージスX
テ・ーY
ジ・Z軸

●ばねを使用しないので、確実な送りが実現できます。
■ウォームギヤ方式

速度の変更が可能です。

ウォームホイールとウォームギヤによる一般的な駆動機構

回X転・スY
テ・Zー・ジです。傾斜ステージでは上テーブルの一部をウォームホイール形状にし、ウォームギヤで駆動させています。この複合軸
ス
テージス
ペーサ等

●送りねじのリードを変更することにより分解能や移動［2. 従来技術と問題点］複合カップリング機構と従来方式の比較
項分

解目

複合カップリング機構

ウォームギヤ方式

アクチュエータ＋ばね方式

能

細かい

粗いウォームギアの偏心分ムラがある
ウォームギアの調整によってばらつきがある
摩耗が早い
歯数、モジュールなど設計上の制約があり、変更は難しい

細かい少ないがばねの強さに応じて重くなる

回転トルクムラ駆 動 ト ル ク

A 356

耐久性

拡

張性

小小
良い
送りねじリード変更により安易に変更が可能

ばねの強さに応じて重くなる
良い送りねじリードの変更不可

CONTACT

メカニカルステージシステム

TEL：03-3257-1911・FAX：03-3257-1915・E-mail：eigyou@chuo.co.jp・URL：www.chuo.co.jp
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自動ス
テージ

［4. 位置決め誤差について］
直線軌道を円弧軌道に変換しているため、送りねじの移動量と実際に動く傾斜部分との間にタンジェントカーブに沿った角度誤差と送りねじと傾斜部分の距離にサインカーブに沿った角度誤差が存在します。しかし、現実には移動量± 3°以内での位置決め誤差は微小で、移動量± 5°以内でもウォームギヤ方式の位置決めより少なくなります。また、補正を行うことによって高い位置決め精度を実現することも可能となります。

ナノ
ポジ
シス
テム

位置決め誤差の例
送りねじの移動量

送りねじと傾斜部分の距離の誤差

移動量と実際に動く傾斜部分の誤差

位置決め角度位置決め誤差位置決め角度位置決め誤差

0㎜

0—

0—

1㎜

0.573°

00.573°02㎜

1.146°− 0.00006°（− 0.2 秒）

1.146°− 0.00011°（− 0.4 秒）

3㎜

1.719°− 0.00023°（− 0.8 秒）

1.718°− 0.00046°（− 1.7 秒）

4㎜

2.292°− 0.00057°（− 2.1 秒）

2.291°− 0.00114°（− 4.1 秒）

5㎜

2.866°− 0.00115°（− 4.1 秒）

2.862°− 0.00229°（− 8.2 秒）

6㎜

3.440°− 0.00201°（− 7.2 秒）

3.434°− 0.00400°（− 14.4 秒）

7㎜

4.014°− 0.00322°（− 11.6 秒）

4.004°− 0.00640°（− 23.0 秒）

8㎜

4.589°− 0.00483°（− 17.4 秒）

4.574°− 0.00959°（− 34.5 秒）

スラ
テッーク
ジピ
ニオン

9㎜

5.164°− 0.00690°（− 24.8 秒）

5.143°− 0.01368°（− 49.3 秒）

10 ㎜

5.739°− 0.00950°（− 34.2 秒）

5.711°− 0.01879°（− 67.6 秒）

11 ㎜

6.315°− 0.01267°（− 45.6 秒）

6.277°− 0.02503°（− 90.1 秒）

12 ㎜

6.892°− 0.01649°（− 59.4 秒）

6.843°− 0.03249°（− 117.013 ㎜

7.470°− 0.02102°（− 75.7 秒）

7.407°− 0.04129°（− 148.614 ㎜

8.048°− 0.02630°（− 94.7 秒）

7.970°

手動ス
テージ− 0.05153°（− 185.5※誤差は送りねじで 1 ㎜送ったときの角度 0.573°を基準にしたときの誤差です。

ねじ式ス
テージマイクロス
テージX軸ステージスX
テ・ーYジ軸Z

上記の値は次の計算式で求められます。

軸ス
テージ

送りねじと傾斜部分の距離での位置決め誤差（ｎは送りねじの移動量）

回転
ス
テージ

1
1
位置決め誤差＝ sin −（1㎜ /100 ㎜）× n − sin −（n/100㎜）

移動量と実際に動く傾斜部分での位置決め誤差（ｎは送りねじの移動量）
1
1
位置決め誤差＝ tan −（1㎜ /100 ㎜）× n − tan −（n/100㎜）

ス傾
テ斜ー回ジ転［5. 特許について］
この「複合カップリング機構」は「テーブル姿勢調整装置

傾斜ス
テージ

特許第 3848304 号」として特許登録されました。

スX
テ・ーY
ジ・Z軸回X転・スY
テ・Zー・ジ複合軸ス
テージス
ペーサ等

TS-C311

TD-C641

TS-R411357 A