マイクロピッチラックを用いた微動テーブルの試作

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750274
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Technology
• Principal Investigator: 本田 智 東京都立科学技術大学, 工学部, 講師 (90219238)
• Keywords: マイクロピッチラック / 精密位置決め / 微動テーブル / 尺取虫移動 / 圧電素子 / 精密ステージ / オープンループ制御

Research Abstract

1. 昨年度試作したマイクロピッチラック(ピッチが120μm)に,同じピッチの駆動ブロックを尺取り虫的に噛み合わせながら,1/2ピッチ(60μm)ずつオープンループ制御で位置決めするマイクロピッチラックを用いた微動テーブルを改造し,1/4ピッチずつ(30μm)ずつ位置決めできる微動テーブルを設計試作した.
2. テーブルの改良点は,(1)駆動ブロックを尺取り虫的に噛み合わせる弾性ヒンジが,設計した方向だけではなく,他の方向に変形してしまうい,駆動ブロックがマイクロピッチラックに正確に噛み合わない不備を,弾性ヒンジの変形を拘束するガイドを取り付けることで改良した.また,(2)第1試作では8枚の駆動ブロックを尺取り虫的に動作させることで,1/2ピッチ(60μm)ずつの位置決めする構造になっていたが,位置決め分解能を1/2ピッチより小さくするために,伸長用の圧電素子を2分割して8枚の駆動ブロックを4組2枚ずつ,互いに独立してマイクロピッチラックに噛み合うように改良し,1/4ピッチずつテーブルが移動するように改良した.
3. 位置決め実験を行った結果,試作改良したテーブルは,オープンループ制御だけで,1/4ピッチずつ位置決めでき,単純移動誤差で2.0μm,隣接移動誤差で3.2μm,累積移動誤差で3.2μmであった.また.位置繰り返し精度は±1.5μmであることをか分かった.
4. 本研究で当初目標としたピンチが10μmのマイクロピッチラックは,技術的に制作できなかったので,ピッチが1.6μmの回折格子をマイクロピッチラックとする精密ステージの試作を行い,3枚の回折格子を同一平面上に組立て,かつ,格子方向を平行に組立てる手法を考案し,回折格子駆動ユニットが尺取虫的移動に移動できることを確認した.

Research Products

• [Publications] 本田智: "マイクロピッチラックを用いた微動テーブルの研究(第3報)" 1999年度精密工学会春季大会学術講演論文集. 113-113 (1999)
• [Publications] 本田智: "マイクロピッチラックを用いた電磁吸着式精密ステージの研究" 1999年度精密工学会春季大会学術講演論文集. 114-114 (1999)
• [Publications] 本田智: "回折格子を噛み合わせた超精密ステージの研究(第3報)" 1999年度精密工学会春季大会学術講演論文集. 108-108 (1999)
• [Publications] 本田智: "マイクロピッチラックを用いた微動テーブルの研究(第2報)" 1998年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. 464-464 (1998)
• [Publications] 本田智: "回折格子を噛み合わせた超精密ステージの研究(第2報)" 1998年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. 474-474 (1998)
• [Publications] Satoshi Honda: "Development of a Precise Positioning Stage Traveling on Micro-pictch Rocking" Proceedings of ASPE 1998 Annual Meeting St, Louis Missouri USA. 367-370 (1998)
• [Publications] Satoshi Honda: "Development of a Precise Positioning Stage Guided along Micro-pitch Racks Postersetion(6月発表予定)" Proceedings of 1st international conference and seneral meeting of the european society for Precision engineering and natotechnology.(1999)