JP7090246B2 - スライダ、ステージ装置、産業機械、及びスライダの反り抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、スライダ、ステージ装置、産業機械、及びスライダの反り抑制方法に関する。

従来、高精度な測定装置、検査装置、工作機械、加工装置、及び半導体製造装置等の産業機械では、測定対象物、検出器、工具、加工対象物等を高精度に移動させて位置決めすることが行われている。このため、上記の移動及び位置決めにおいて、摩擦等の影響を受けないように空気軸受を有するステージ装置が用いられている（特許文献１、特許文献２参照）。

空気軸受を有するスライダは、鋳鉄や石製からなり、ブロック状に形成されていることが多い。特に、石製のスライダは、鋳鉄と異なり、さび等の経年変化がほとんどないこと、耐摩耗性が鋳鉄よりも高いこと、傷がついても「かえり」が生じないことから平面度の狂いがほとんどないこと等の利点がある。

特開２０００－１２０６８５号公報 特開平１１－２９４４５６号公報

ところで、石製のスライダは、平面度が確保されているものの、その表面は微視的に観察すると、細かな凹部を全体にわたって多数有している。この凹部内には、周囲環境により水分が溜まることがある。

図１８（ａ）は、スライダ１００がレール１０２上に配置された状態を示している。スライダ１００は、内部に空気流路１０１が形成されている。空気流路１０１は、スライダ１００のレール１０２に対向する空気軸受面１０４側に給気孔１０５が設けられている。空気流路１０１には、圧縮空気源から圧縮空気（ドライエアー）が供給されており、該圧縮空気は、給気孔１０５からレール１０２と空気軸受面１０４間に給気される。

この結果、空気軸受面１０４は、給気された圧縮空気（ドライエアー）に晒される。なお、空気軸受で使用される圧縮空気は、不純物、水分等が含まれないようにフィルター及びドライヤ等により清浄化されたものであるため、空気軸受面１０４は乾燥がしやすくなる。

すなわち、前記多数の凹部内に水分があった場合、この後の空気軸受面１０４側の乾燥により収縮し、この収縮によりスライダ１００が凹形状に反ることがある（図１８（ｂ）参照）。なお、図１８（ａ）では、各部材の間隔は実際よりも誇張して間隔を拡げて図示されているとともに図１８（ｂ）では実際よりも分かりやすいように変形を誇張して図示されている。圧縮空気の空気軸受面１０４とレール１０２間の軸受隙間は数μｍ～２０μｍ程度であり、一方、スライダ１００の空気軸受面の平面度は、μｍオーダであるが、前記凹形状の変形による軸受隙間への悪影響は大きい。このような現象は、スライダ１００の長手方向が、レール等の案内部材によりスライダが案内される移動方向と一致している場合は、その変形量は、短手方向よりも大きくなることから、移動時にスライダ１００は案内部材と干渉する虞がある。

本発明の目的は、上記課題を解決して、反りを抑制することができる石製のスライダ、ステージ装置、産業機械、及びスライダの反り抑制方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明のスライダは、案内部材に沿って相対的に移動する空気軸受を有する石製のスライダであって、前記空気軸受の空気軸受面を第１面とし、前記第１面に対して前記案内部材とは逆の表面である第２面と、前記第２面に対して空気を供給する空気導入部と、が設けられているものである。

上記の構成によれば、スライダの第１面（空気軸受面）が、空気軸受で使用される空気により乾燥するが、スライダの第２面が空気導入部から供給された空気により第２面も乾燥させることができ、スライダの反りを抑制する。

また、前記第２面を覆うカバー部材を有していてもよい。
上記の構成によれば、第２面とカバー部材の間に空気導入部から空気が供給され、この空気により第２面も乾燥させることができ、スライダの反りを抑制する。

また、前記カバー部材と前記第２面の間に隙間が形成されており、その隙間に前記空気導入部から供給された空気を溜める部材が設けられていてもよい。
上記の構成によれば、カバー部材と前記第２面の間の隙間には、空気導入部から供給された空気を溜める部材が設けられていることにより、前記隙間に空気導入部から供給された空気を溜めることができる。この溜められた空気により、第２面も乾燥させることができ、スライダの反りを抑制する。

また、本発明のステージ装置は、前記スライダと、前記スライダの前記第１面に沿って該スライダを案内する案内部材を有するものである。
上記の構成によれば、反りが抑制されたスライダを備えたステージ装置とすることが可能となる。

また、ステージ装置は、第１スライダと、第１スライダの移動方向とは交差して移動する第２スライダを備えたものであって、第１スライダは、上記記載のスライダとし、第２スライダは、上記記載のカバー部材を有するスライダとし、前記カバー部材が第１スライダの移動を案内する案内部材としたステージ装置としてもよい。

上記構成によれば、ステージ装置において、反りが抑制された第１スライダと反りが抑制された第２スライダを備えたステージ装置とすることが可能となる。
本発明の産業機械は、上記のステージ装置を有していることが好ましい。

上記構成によれば、反りが抑制されたスライダを備えるステージ装置を有する産業機械となる。
本発明のスライダの反り抑制方法は、案内部材に沿って相対的に移動する空気軸受を備える石製のスライダの反り抑制方法であって、前記空気軸受の空気軸受面を第１面とし、前記第１面に対して前記案内部材とは逆の表面を第２面とし、前記第２面に空気を導入する手段を有して反りを抑制するものである。

上記方法によれば、スライダの第１面（空気軸受面）が、空気により乾燥するが、第１面に対して前記案内部材とは逆の表面である第２面を乾燥させることができ、石製のスライダの反りを抑制する。

本発明によれば、石製のスライダの反りを抑制することができる効果を奏する。

第１実施形態の産業機械のステージ装置の概略斜視図。 Ｙ軸スライダの概略斜視図。 覆い部材を省略したＹ軸スライダの側断面図。 カバー部材を透視したときのＹ軸スライダの概略斜視図。 第１実施形態の変形例の産業機械のステージ装置の概略斜視図。 第２実施形態の産業機械のステージ装置の概略斜視図。 Ｙ軸スライダの上部ブロックの概略斜視図。 Ｙ軸スライダの断面図。 Ｙ軸スライダの断面図。 第２実施形態の第１変形例のＹ軸スライダの断面図。 第２実施形態の第２変形例のＹ軸スライダの断面図。 第２実施形態の第３変形例の産業機械のステージ装置の概略斜視図。 第３実施形態の三次元形状測定装置の全体構成を示す概略図。 第３実施形態の三次元形状測定装置のＺ軸ステージ部の構成を示す斜視図。 前記Ｚ軸ステージ部の構成を示す縦断面図。 Ｚ軸ステージ部においてエアスライダ外枠の一部を取除いた状態の概略構成を示す縦断面図。 Ｚ軸ステージ部の概略平断面図。 （ａ）はスライダが乾燥前の状態の説明図、（ｂ）はスライダが乾燥したときの状態の説明図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１～図４を参照して説明する。
図１は、産業機械としての検査装置に使用されているステージ装置１０が図示されている。ステージ装置１０は、検査対象物をＸ軸方向（第１方向）、及び、水平面において、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（第１方向に直交する第２方向）に位置決めするものである。前記ステージ装置１０は、石盤２０と、Ｘ軸ガイド３０と、Ｘ軸スライダ３２と、一対のＹ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂと、一対のＹ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂとを備えている。

Ｙ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂは、石製であって、相互に平行となるようにＹ軸方向に延出されるとともに石盤２０の上面に固定されている。Ｙ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂは案内部材に相当する。Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂは、Ｙ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂにそれぞれ案内されてＹ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイド３０は、Ｘ軸方向に延出された長尺状の石製であって、断面四角形状をなす部材であり、その両端がＹ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂに対して、支柱８０Ａ、８０Ｂを介して支持されている。このため、Ｘ軸ガイド３０及びＸ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０ＢのＹ軸方向の移動に伴ってＹ軸方向に移動可能となっている。

本実施形態では、Ｘ軸スライダ３２は、セラミック製であって、周囲環境の湿度によって、反りが生じないものとなっている。
図１に示すように、Ｘ軸ガイド３０に対してＸ軸スライダ３２は、上部側壁３２ａ、Ｙ軸方向に面する一対の側壁３２ｂ、３２ｃにより、横コ字状に形成されており、各側壁には、Ｘ軸ガイド３０に対してスライド自在に該Ｘ軸スライダ３２を圧縮空気にて支持する公知の空気軸受（図示しない）がそれぞれ設けられている。なお、前記空気軸受はコンプレッサ等の圧縮空気発生源に接続された空気送出管（ともに図示しない）に接続されており、前記圧縮空気発生源からの清浄化された圧縮空気（以下、単に空気という）が前記空気軸受から、Ｘ軸ガイド３０の上面、下面及びＹ軸方向に面する両側面に対して噴出するものである。

Ｘ軸スライダ３２には、図示はしないがＸ軸方向へ往復移動するための公知の駆動装置が付設されている。このようにして、Ｘ軸スライダ３２は、前記駆動装置により駆動されるとＸ軸ガイド３０に案内されてＸ軸方向に移動可能となっている。Ｘ軸スライダ３２の上面には、図示しないテーブルが固定され、該テーブル上に、検査対象物が載置可能となっている。そして、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０ＢをＹ軸方向に移動させ、Ｘ軸スライダ３２をＸ軸方向に移動させることにより、前記テーブルをＸＹ方向に移動させて検査対象物をＸＹ方向に位置決め可能となっている。

Ｙ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂは、石盤２０の上面に固定された下部台６１、下部台６１から上方へ突出されて下部台６１よりも幅狭に形成された首部６２、及び首部６２により支持された頭部６３を備えており、下部台６１よりも上方の部位は断面Ｔ字状に形成されている。

図２に示すように、Ｙ軸スライダ７０Ａは、Ｙ軸ガイド６０Ａの頭部６３の上面に配置される上部ブロック７１、上部ブロック７１のＸ方向の両端下面に一体に固定された一対の側部ブロック７２、７３及び側部ブロック７２、７３の下部内面に一体に固定された下部ブロック７４、７５を有している。各ブロック間の連結は、ボルト等により行っている。上部ブロック７１は、石製であって、板状に形成されてＹ方向に延出されている。上部ブロック７１は、Ｙ軸ガイド６０Ａの頭部６３上面に対して所定間隔をあけた状態で、平行となるように配置される。すなわち、上部ブロック７１は空気軸受が設けられ、その下面を空気軸受面７１ａとしている。上部ブロック７１は、軸受本体に相当する。

図３に示すように、空気軸受面７１ａにはＹ軸方向に沿って互いに所定の間隔を置いて離間した複数の給気孔７１ｂの列が、幅方向（Ｘ軸方向）において２つ設けられている。各列の給気孔７１ｂは、上部ブロック７１内において、一端面から他端面へ向かってＹ軸方向に貫通して形成された空気流路７１ｃに連通されている。空気流路７１ｃの両端のうち、一端は栓部７１ｄにより、閉塞されている。図３に示すように、空気流路７１ｃの他端の開口は、ニップル５１が接続されている。該ニップル５１には図示しないコンプレッサ等の圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続されている。前記圧縮空気発生源は、圧縮された空気を発生する。なお、給気孔７１ｂの開口端には、図示はしないが絞りが設けられている。

前記給気孔７１ｂの開口端からＹ軸ガイド６０Ａの頭部６３上面との間に対して前記空気が給気されることにより、空気軸受面７１ａとＹ軸ガイド６０Ａの頭部６３上面（対向面）との間に所定間隔の間隙が形成される。空気軸受面７１ａは、第１面に相当する。

側部ブロック７２、７３は、石製であって、板状に形成されてＹ方向に延出されている。側部ブロック７２、７３は、Ｙ軸ガイド６０Ａの頭部６３の幅方向（Ｘ軸方向）に向かう側面に対して所定間隔をあけた状態で、平行となるように配置される。すなわち、図２に示すように、側部ブロック７２、７３は空気軸受が設けられ、Ｙ軸ガイド６０Ａに向かう内面を空気軸受面７２ａ、７３ａとしている。側部ブロック７２、７３は７４、７５は軸受本体に相当する。

図３に示すように、空気軸受面７２ａ、７３ａにはＹ軸方向に沿って互いに所定の間隔を置いて離間した給気孔７２ｂ、７３ｂの列が設けられている。給気孔７２ｂ、７３ｂは、側部ブロック７２、７３内において、一端面から他端面へ向かってＹ軸方向に貫通して形成された空気流路７２ｃ、７３ｃに連通されている。

図３に示すように、空気流路７２ｃ、７３ｃの両端のうち、一端は栓部７２ｄ、７３ｄにより、閉塞されている。また、空気流路７２ｃ、７３ｃの他端の開口は、ニップル５２が接続されている。該ニップル５２には図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続されている。なお、給気孔７２ｂ、７３ｂの開口端には、図示はしないが絞りが設けられている。

前記給気孔７２ｂ、７３ｂの開口端からＹ軸ガイド６０Ａの頭部６３の前記側面との間に対して前記空気が給気されることにより、空気軸受面７２ａ、７３ａとＹ軸ガイド６０Ａの頭部６３の前記側面（対向面）との間に所定間隔の間隙が形成される。空気軸受面７２ａ、７３ａは、第１面に相当する。

下部ブロック７４、７５は、石製であって、直方体状に形成されてＹ方向に延出されている。下部ブロック７４、７５は、Ｙ軸ガイド６０Ａの頭部６３の幅方向（Ｘ軸方向）に向かう側面に対して所定間隔をあけた状態で、平行となるように配置される。すなわち、図３に示すように、下部ブロック７４、７５は軸受本体としており、Ｙ軸ガイド６０Ａの頭部６３の下面に向かう上面を空気軸受面７４ａ、７５ａとしている。図３に示すように、空気軸受面７４ａ、７５ａにはＹ軸方向に沿って互いに所定の間隔を置いて離間した給気孔７４ｂ、７５ｂの列が設けられている。給気孔７４ｂ、７５ｂは、下部ブロック７４、７５内において、一端面から他端面へ向かってＹ軸方向に貫通して形成された空気流路７４ｃ、７５ｃに連通されている。

図３に示すように、空気流路７４ｃ、７５ｃの両端のうち、一端は栓部７４ｄ、７５ｄにより、閉塞されている。また、空気流路７４ｃ、７５ｃの他端の開口は、ニップル５３が接続されている。該ニップル５３には図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続されている。前記圧縮空気発生源は、圧縮された空気を発生する。なお、給気孔７４ｂ、７５ｂの開口端には、図示はしないが絞りが設けられている。

前記給気孔７４ｂ、７５ｂの開口端からＹ軸ガイド６０Ａの頭部６３の前記下面との間隙に対して前記空気が給気されることにより、空気軸受面７４ａ、７５ａとＹ軸ガイド６０Ａの頭部６３の前記下面（対向面）との間に所定間隔の間隙が形成される。空気軸受面７４ａ、７５ａは、第１面に相当する。

図２に示すように、Ｙ軸スライダ７０Ａにおいて、上部ブロック７１、側部ブロック７２、７３及び下部ブロック７４、７５の空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａとは反対側の上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ及び下面７４ｅ、７５ｅは、カバー部材としての覆い部材７６～７９、８３、８４、９２、９３によりそれぞれ覆われている。上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ及び下面７４ｅ、７５ｅは、空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａとはそれぞれ平行となるように平面となっている。上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ、及び下面７４ｅ、７５ｅは、第２面に相当する。

図４を参照して、代表的に側部ブロック７３の側面７３ｅを覆う覆い部材８４について説明する。なお、図４では、覆い部材８４を透視した状態で図示されている。覆い部材８４は、側面７３ｅのほぼ全体を覆うとともに、上部ブロック７１の一方の側端面を覆う形状、すなわち、長方形状の板材から形成されている。覆い部材８４の材質は限定しないが、本実施形態では、ステンレス製としている。覆い部材８４と側面７３ｅとの間には、覆い部材８４（すなわち、側面７３ｅ）の四方周縁に配置された四角形状をなすシール部材８５が介在されている。シール部材８５は、空気を溜める部材に相当する。

図４に示すように本実施形態では、覆い部材８４は、外面に固定されたＬ字状をなす複数の取付ブラケット５４が側部ブロック７３の上面及び下面に対してボルト等により締付固定されている。なお、図２では、説明の便宜上、覆い部材８４、及び覆い部材８４以外の他の覆い部材のＹ軸スライダ７０Ａに対して固定するための部材は、省略して図示されている。

前記側面７３ｅ及び上部ブロック７１の一方の側端面と、覆い部材８４間は、シール部材８５の厚み分の高さを有する隙間、すなわち、乾燥室８６が形成されている。図２に示すように、覆い部材８４において、Ｙ軸方向に位置する両端部の上部及び下部には、複数の貫通孔８４ａが形成されていて、該貫通孔８４ａにニップル８７、８８がそれぞれ取付けられている（図４参照）。複数の貫通孔８４ａのうち、ニップル８７が取付けられる上方の貫通孔８４ａが空気導入部に相当し、ニップル８８が取付けられる下方の貫通孔８４ａが排出部に相当する。

ニップル８７は、図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続され、空気を乾燥室８６内に導入する。ニップル８８は、図示しない空気排出管に接続され、乾燥室８６内の空気を外部に排出する。このように乾燥室８６に空気を導入して、乾燥室８６内に存する側面７３ｅを空気により乾燥させるようにしている。

図２に示すように覆い部材８３は、覆い部材８４と同様の材質であって、覆い部材８４と同様の取付方法により側部ブロック７２の側面７２ｅ及び上部ブロック７１の一方の側端面に対してシール部材８９を介在して取付け固定されている。そして、図示はしないが、覆い部材８３によりシール部材８９の厚み分の高さを有する図示しない隙間、すなわち、乾燥室が形成されている。シール部材８９は、空気を溜める部材に相当する。

覆い部材８３において、Ｙ軸方向に位置する両端部の上部には、覆い部材８４と同様に図示しない一対の貫通孔及び該貫通孔に取付けられたニップルが取付けられている。一方のニップルは、図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続され、空気を乾燥室内に導入する。他方のニップルは、図示しない空気排出管に接続され、乾燥室内の空気を外部に排出する。空気送出管に連結されたニップルが固定された貫通孔は、空気導入部に相当し、空気排出管に連結されたニップルが固定された貫通孔は、排出部に相当する。

このように覆い部材８３における乾燥室に空気を導入して、該乾燥室内を乾燥雰囲気にして、側面７２ｅを乾燥させるようにしている。
図２に示すように、覆い部材７６、７７は、覆い部材８４と同様の材質からなる板材で長方形状に形成されており、上部ブロック７１の上面７１ｅにおいて、支柱８０Ａを挟んでＹ軸方向の一方の端部側と他方の端部側に取付け固定されている。なお、説明の便宜上、図２では覆い部材７６、７７の上部ブロック７１に対する固定する部材は図示されていないが、ボルト着或いは接着等により行われている。

覆い部材７６、７７は、上部ブロック７１の上面７１ｅに対してシール部材９０を介して取付け固定され、図示はしないが、シール部材の厚み分の高さを有する図示しない隙間、すなわち、乾燥室が形成されている。シール部材９０は、空気を溜める部材に相当する。覆い部材７６、７７において、Ｘ軸方向に位置する両端部の上部には、一対の貫通孔７６ａ、７７ａがそれぞれ形成され、図示しないニップルが該貫通孔７６ａ、７７ａに取付けられている。覆い部材７６、７７において、一方のニップルは、図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続され、空気を乾燥室内に導入する。他方のニップルは、図示しない空気排出管に接続され、乾燥室内の空気を外部に排出する。前記空気送出管に接続された一方のニップルが取付けられた貫通孔７６ａ、７７ａは空気導入部に相当する。前記空気排出管に接続された他方のニップルが取付けられた貫通孔７６ａ、７７ａは排出部に相当する。

このように覆い部材７６、７７における乾燥室に空気を導入して、該乾燥室内を乾燥雰囲気にして、上面７１ｅにおいて、支柱８０Ａを挟むＹ軸方向の領域を乾燥させるようにしている。

図２に示すように、覆い部材７８、７９は、覆い部材８４と同様の材質からなる板材であって、上部ブロック７１の上面７１ｅにおいて、支柱８０Ａを挟んでＸ軸方向の一方の端部側と他方の端部側に取付け固定されている。なお、説明の便宜上、図２では覆い部材７８、７９の上部ブロック７１に対する固定する部材は図示されていないが、ボルト着或いは接着等により行われている。

覆い部材７８、７９は、上部ブロック７１の上面７１ｅに対していシール部材９１を介して取付け固定され、図示はしないが、シール部材の厚み分の高さを有する図示しない乾燥室が形成されている。覆い部材７８、７９において、Ｙ軸方向に位置する両端部の上部には、一対の貫通孔７８ａ、７９ａがそれぞれ形成され、図示しないニップルが貫通孔７８ａ、７９ａに取付けられている。覆い部材７８、７９において、一方のニップルは、図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続され、空気を乾燥室内に導入する。他方のニップルは、図示しない空気排出管に接続され、乾燥室内の空気を外部に排出する。

前記空気送出管に接続された一方のニップルが取付けられた貫通孔７８ａ、７９ａは空気導入部に相当する。前記空気排出管に接続された他方のニップルが取付けられた貫通孔７８ａ、７９ａは排出部に相当する。

このように覆い部材７８、７９における乾燥室に空気を導入して、該乾燥室内を乾燥雰囲気にして、上面７１ｅにおいて、支柱８０Ａを挟むＸ軸方向の領域を乾燥させるようにしている。

図２及び図４に示すように、覆い部材９２、９３は、下部ブロック７４、７５の下面７４ｅ、７５ｅの全体に亘って取付け固定されている。なお、説明の便宜上、覆い部材９２、９３を下部ブロック７４、７５に対して固定する部材は図示されていないが、覆い部材９２、９３はボルト着或いは接着等により固定されている。

覆い部材９２、９３は、下部ブロック７４、７５の下面７４ｅ、７５ｅに対してシール部材９４、９５を介して取付け固定され、図示はしないが、シール部材の厚み分の高さを有する図示しない乾燥室が形成されている。

図４に示すように、覆い部材９３において、Ｙ軸方向に位置する両端部の上部には、一対の貫通孔９３ａがそれぞれ形成され、図示しないニップルが該貫通孔９３ａに取付けられている。また、覆い部材９３においても、同様にＹ軸方向に位置する両端部の上部には、図示はしないが一対の貫通孔がそれぞれ形成され、図示しないニップルが該貫通孔に取付けられている。

覆い部材９２、９３において、一方のニップルは、図示しない前記圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続され、空気を乾燥室内に導入する。他方のニップルは、図示しない空気排出管に接続され、乾燥室内の空気を外部に排出する。空気送出管に連結されたニップルが固定された貫通孔９３ａ等は、空気導入部に相当し、空気排出管に連結されたニップルが固定された貫通孔９３ａは、排出部に相当する。このように覆い部材９２、９３における乾燥室に空気を導入して、該乾燥室内を乾燥雰囲気にして、下面７４ｅ、７５ｅを乾燥させるようにしている。

Ｙ軸スライダ７０Ｂに設けられた覆い部材及び乾燥室については、Ｙ軸スライダ７０Ａと同一構成のため、同一構成については、Ｙ軸スライダ７０Ａの構成部材と同一符号を付して、その説明を省略する。

Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂには、図示はしないがＹ軸方向へ往復移動するための公知の駆動装置が付設されている。
（第１実施形態の作用）
上記のように構成されたステージ装置１０において、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂの作用を説明する。

Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂは、公知の駆動装置により、Ｙ軸方向に移動する。このとき、各ブロック７１、７２、７３、７４、７５の空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａでは、圧縮空気発生源から供給された空気が、給気孔７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ、７５ｂから給気されて、各空気軸受面と該空気軸受面と対向するＹ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂの対向面との間に所定間隔の間隙が形成される。一方、各ブロックにおいて、覆い部材７６～７９、８３、８４、９２、９３と、該覆い部材と、該覆い部材と対向する面（上面７１ｅ、側面７２ｅ、側面７３ｅ、下面７４ｅ、７５ｅ）との間の乾燥室８６等内には、同じく圧縮空気発生源から供給された空気が流れる。

このため、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂの空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａと、該空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａの反対側にある乾燥室８６等に対向する面、すなわち、第２面である上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ、及び下面７４ｅ、７５ｅは、共に空気に晒されて、乾燥する。このため、石製の上部ブロック７１、側部ブロック７２、７３、及び下部ブロック７４、７５における一方の面側のみが乾燥することによる反りを抑制することができる。

本実施形態では、下記の特徴を有する。
（１）本実施形態のＹ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂは、Ｙ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂ（案内部材）に沿って相対的に移動する空気軸受を有する石製のスライダとしている。そして、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂの空気軸受の該空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａを第１面としている。また、第１面に対してＹ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂ（案内部材）とは逆の表面である上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ、及び下面７４ｅ、７５ｅを第２面としている。そして、第２面に対して空気を供給する空気導入部が設けられている。

この結果、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂの第１面（空気軸受面）が、空気により乾燥するが、各ブロックの上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ、及び下面７４ｅ、７５ｅ（第２面）間にスライダの第２面が空気が導入されるため、第２面側も乾燥させることができ、スライダの反りを抑制することができる。また、本実施形態では、上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ、及び下面７４ｅ、７５ｅ（第２面）は、平面としているため、乾燥室を形成するための凹部を設ける必要がない。

（２）本実施形態では、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂは、その第２面を覆う覆い部材（カバー部材）７６～７９、８３、８４、９２、９３を有している。
この結果、第２面とカバー部材の間に空気導入部から空気が供給され、この空気により第２面も乾燥させることができ、スライダの反りを抑制できる。

（３）本実施形態のＹ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂでは、覆う覆い部材（カバー部材）７６～７９、８３、８４、９２、９３と第２面の間に隙間が形成されており、その隙間に空気導入部から供給された空気を溜める部材、すなわちシール部材８５、８９～９１、９４、９５が設けられている。

この結果、前記隙間に空気導入部から供給された空気を溜めることができる。この溜められた空気により、第２面も乾燥させることができ、スライダの反りを抑制する。
（４）本実施形態のステージ装置１０は、上記（１）から（３）に記載のスライダを有するとともに、第１面に沿って前記スライダを案内するＹ軸ガイド６０Ａ、６０Ｂ（案内部材）を有する。この結果、本実施形態のステージ装置１０は、上記（１）～（３）の作用効果を享受できる。

（５）本実施形態のステージ装置１０は、産業機械としての検査装置で使用される。この結果、本実施形態の検査装置は、上記（１）、（２）の作用効果を享受できる。
（６）本実施形態の反り抑制方法は、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂでは、空気を外部へ給気する給気孔７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ、７５ｂを有する空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａと、給気孔に連通する空気流路７１ｃ、７２ｃ、７３ｃ、７４ｃ、７５ｃとを有し、空気流路を経て給気孔から空気が外部へ給気される。

また、Ｙ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂの空気軸受面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａを第１面とし、第１面とは反対側の面を第２面としたとき、第２面は覆い部材（カバー部材）７６～７９、８３、８４、９２、９３にて覆われていて、第２面と該覆い部材間に乾燥室８６等が形成されている。そして、乾燥室８６等内に空気を通過させることにより、石製のＹ軸スライダ７０Ａ、７０Ｂの反りを抑制する。この結果、本実施形態の方法により、覆い部材と、各ブロックの上面７１ｅ、側面７２ｅ、７３ｅ、及び下面７４ｅ、７５ｅ（第２面）間に軸受本体の第２面を乾燥する乾燥室８６等が設けられているため、第２面側も乾燥させることができ、軸受本体の反りを抑制することができる。

（第１実施形態の変形例）
図５を参照して、次に第１実施形態の変形例を説明する。
この変形例では、Ｘ軸スライダ３２が石製となっており、このＸ軸スライダ３２に、下記の部材が付設されているところが前記実施形態と異なっている。

すなわち、上部側壁３２ａ及びＹ軸方向に面する一対の側壁３２ｂ、３２ｃは、覆い部材３３、３４、３５により覆われている。覆い部材３３、３４、３５の材質は限定しないが、本実施形態では、ステンレス製としている。また、図示はしないが、覆い部材３３、３４、３５は、第１実施形態の覆い部材８４等と同様に、覆う対象の側壁面との間には、その四方周縁に配置された四角形状をなすシール部材（図示しない）が介在されている。

また、覆い部材３３、３４、３５は、覆う対象の側壁面との間には、前記シール部材の厚み分の高さを有する乾燥室（図示しない）が形成されている。また、覆い部材３３、３４、３５には、覆い部材８４と同様の複数の貫通孔（図示しない）が設けられるとともに、各貫通孔にはニップル（図示しない）がそれぞれ取付けられている。覆い部材３３、３４、３５において、各覆い部材に設けられた少なくとも一対のニップル（図示しない）のうち、一つは、空気を乾燥室に導入する空気導入部となり、他の一つは乾燥室から空気を排出する排出部としている。

上記変形例では、第１実施形態の作用効果に加えて、さらに、石製のＸ軸スライダ３２の反りを抑制することができる。
（第２実施形態）
次に第２実施形態の産業機械としての検査装置を図６～図９を参照して説明する。

図６は、産業機械としての検査装置に使用されているステージ装置２００が図示されている。ステージ装置２００は、検査対象物をＸ軸方向（第２方向）、及び、水平面において、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（第２方向に直交する第１方向）に位置決めするものである。ステージ装置２００は、Ｙ軸ガイドを兼用する石盤２１０と、Ｙ軸スライダ２２０と、Ｘ軸ガイド２４０と、Ｘ軸スライダ２５０とを備えている。

石盤２１０は、Ｘ軸方向に面する一対のガイド側面２１１と、水平に形成された上面２１２を備えている。一対のガイド側面２１１は、Ｙ軸方向に沿って延びるとともに相互に平行となるようにＹ軸方向に延出されている。石盤２１０は、案内部材に相当する。

Ｙ軸スライダ２２０は、一対のガイド側面２１１にそれぞれ案内されてＹ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイド２４０は、Ｘ軸方向に延出された長尺状の石製であって、断面四角形状をなすとともに、平板状に形成されていて、Ｙ軸スライダ２２０に固定されている。このため、Ｘ軸ガイド２４０及びＸ軸スライダ２５０は、Ｙ軸スライダ２２０のＹ軸方向の移動に伴ってＹ軸方向に移動可能となっている。本実施形態では、Ｘ軸スライダ２５０は、セラミック製であって、周囲環境の湿度によって、反りが生じないものとなっている。

図６に示すようにＸ軸スライダ２５０は、上部側壁２５０ａ、Ｙ軸方向に面する一対の側壁２５０ｂ、２５０ｃにより、横コ字状に形成されており、各側壁には、Ｘ軸ガイド２４０に対してスライド自在に該Ｘ軸スライダを圧縮空気にて支持する公知の空気軸受（図示しない）がそれぞれ設けられている。Ｘ軸スライダ２５０には、図示はしないがＸ軸方向へ往復移動するための公知の駆動装置が付設されている。このようにして、Ｘ軸スライダ２５０は、前記駆動装置により駆動されるとＸ軸ガイド２４０に案内されてＸ軸方向に移動可能となっている。

Ｘ軸スライダ２５０の上面には、図示しないテーブルが固定され、該テーブル上に、検査対象物が載置可能となっている。そして、Ｙ軸スライダ２２０をＹ軸方向に移動させ、Ｘ軸スライダ２５０をＸ軸方向に移動させることにより、前記テーブルをＸＹ方向に移動させて検査対象物をＸＹ方向に位置決め可能となっている。図６及び図７に示すように、Ｙ軸スライダ２２０は、石盤２１０の上面２１２に配置される上部ブロック２２２、及び上部ブロック２２２のＸ方向の両端下面にボルト着等により固定された一対の側部ブロック２２４、２２６を有している。

上部ブロック２２２は、石製であって、Ｘ方向に延出された板状に形成されていて、相互に平行に形成された上面及び下面を有している。上部ブロック２２２は、石盤２１０の上面２１２に対して所定間隔をあけた状態で、平行となるように配置される。すなわち、上部ブロック２２２は、空気軸受が設けられ、その下面を空気軸受面２２２ａとしている。上部ブロック２２２は、軸受本体に相当する。図７、図８に示すように、Ｘ軸方向に位置する両端の空気軸受面２２２ａには、Ｙ軸方向に沿うように互いに所定の間隔を置いて離間した複数の給気孔２２２ｂの一対の列が設けられている。各列の給気孔２２２ｂは、上部ブロック２２２内において、Ｙ軸方向に離間した一側部から他側部へ向かって貫通して形成された空気流路２２２ｃに連通されている。空気流路２２２ｃのＹ軸方向に位置する両端は栓部２２２ｄにより閉塞されている。

空気流路２２２ｃは、上部ブロック２２２のＸ軸方向において離間した各端面からＸ軸方向に沿って延出された空気流路２２２ｅに連通されている。図８に示すように、空気流路２２２ｅの開口は、ニップル２２３が接続されている。該ニップル２２３には図示しないコンプレッサ等の圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続されている。なお、給気孔２２２ｂの開口端には、図示はしないが絞りが設けられている。

前記給気孔２２２ｂの開口端から石盤２１０の上面２１２に対して前記空気が外部へ給気されることにより、空気軸受面２２２ａと石盤２１０の上面２１２との間に所定間隔の間隙が形成される。空気軸受面２２２ａは、第１面に相当する。

上部ブロック２２２の上面は、Ｘ軸方向の両端部は高さが高い領域２２８（以下、第１領域という）の平面を有しており、両第１領域２２８間の領域は、高さが低い領域２３０（以下、第２領域という）の平面となっている。第１領域２２８と第２領域２３０との高さは、数ｍｍ以下に設定されている。第２領域２３０の平面は、第２面に相当する。

図８、図９に示すように両第１領域２２８には、Ｘ軸ガイド２４０のＸ軸方向に位置する両端部が取付固定されている。第２領域２３０の平面と、Ｘ軸ガイド２４０との間に形成される間隙は、乾燥室２３５となっている。また、乾燥室２３５のＹ軸方向に面する両側端は開放されて外部空間と連通されている。

図７、図９に示すように、第２領域２３０には、Ｘ軸方向に沿うように互いに所定の間隔を置いて離間した複数の給気孔２３０ａの列が設けられている。各給気孔２３０ａは、上部ブロック２２２内において、Ｘ軸方向に離間した一端面から他端面へ向かって貫通して形成された空気流路２３０ｂに連通されている。空気流路２３０ｂのＸ軸方向に位置する両端は栓部２３０ｃにより閉塞されている。図７に示すように空気流路２３０ｂは、上部ブロック２２２のＹ軸方向に面する一方の側部からＹ軸方向に沿って延出された空気流路２３０ｄに連通されている。空気流路２３０ｄの開口は、図示しないニップルが接続されている。該ニップルには図示しないコンプレッサ等の圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続されている。なお、給気孔２３０ａの開口端には、図示はしないが絞りが設けられている。給気孔２３０ａは、空気導入部に相当する。

前記給気孔２３０ａの開口端から、乾燥室２３５内に空気が給気されることにより、乾燥室２３５に臨む第２領域２３０の平面は、乾燥可能となっている。また、乾燥室２３５内に噴出された空気は、乾燥室２３５のＹ軸方向に面する両側端が開放されていて開放口２３５ａ（図８，図９参照）が形成されていることにより、外部空間へ放出される。開放口２３５ａは排出部に相当する。

このようにＸ軸ガイド２４０はカバー部材として機能している。また、Ｘ軸ガイド２４０は、案内部材に相当する。
図８に示すように側部ブロック２２４、２２６は、石製であって、板状に形成されてＹ方向に延出されている。側部ブロック２２４、２２６は、石盤２１０のガイド側面２１１に対して所定間隔をあけた状態で、平行となるように配置される。すなわち、図８、図９に示すように側部ブロック２２４、２２６には、空気軸受が設けられ、石盤２１０のガイド側面２１１に向かう内面を空気軸受面２２４ａ、２２６ａとしている。

図８に示すように、空気軸受面２２４ａ、２２６ａにはＹ軸方向に沿って互いに所定の間隔を置いて離間した給気孔２２４ｂ、２２６ｂの列が設けられている。なお、図８においては、給気孔２２４ｂ、２２６ｂはそれぞれ１つのみ図示されている。給気孔２２４ｂ、２２６ｂは、側部ブロック２２４、２２６内において、Ｙ方向に面する一端面から他端面へ向かってＹ軸方向に貫通して形成された空気流路２２４ｃ、２２６ｃに連通されている。

空気流路２２４ｃ、２２６ｃは、離間した側部ブロック２２４、２２６の各端面からＸ軸方向に沿って延出された空気流路２２２ｅ、２２６ｅに連通されている。空気流路２２４ｃ、２２６ｃの両端は図示しない栓部により、閉塞されている。図８に示すように、空気流路２２２ｅの開口は、ニップル２２９が接続されている。該ニップル２２９には図示しないコンプレッサ等の圧縮空気発生源に接続された空気送出管に接続されている。なお、給気孔２２４ｂ、２２６ｂの開口端には、図示はしないが絞りが設けられている。

前記給気孔２２４ｂ、２２６ｂの開口端から石盤２１０の前記ガイド側面２１１に対して前記空気が外部へ給気されることにより、空気軸受面２２４ａ、２２６ａとガイド側面２１１との間に所定間隔の間隙が形成される。Ｙ軸スライダ２２０には、図示はしないがＹ軸方向へ往復移動するための公知の駆動装置が付設されている。

（第２実施形態の作用）
上記のように構成されたステージ装置２００において、Ｙ軸スライダ２２０の作用を説明する。

Ｙ軸スライダ２２０は、公知の駆動装置により、Ｙ軸方向に移動する。このとき、各ブロック２２２、２２４、２２６の空気軸受面２２２ａ、２２４ａ、２２６ａでは、圧縮空気発生源から供給された空気が、給気孔２２２ｂ、２２４ｂ、２２６ｂから外部へ給気されて、各空気軸受面と該空気軸受面と対向する石盤２１０の対向面との間に所定間隔の間隙が形成される。

一方、上部ブロック２２２において、カバー部材としてのＸ軸ガイド２４０と、該Ｘ軸ガイド２４０と、該Ｘ軸ガイド２４０と対向する上部ブロック２２２の第２領域２３０の平面との間の乾燥室２３５内には、同じく圧縮空気発生源から供給された空気が流れる。このため、第２面である上部ブロック２２２の上面を構成する第２領域２３０の平面は、空気に晒されて、乾燥する。このため、石製の上部ブロック２２２における一方の面側のみが乾燥することによる反りを抑制することができる。

本実施形態では、下記の特徴を有する。
（１）本実施形態では、上部ブロック２２２（軸受本体）の空気軸受面２２２ａ（第１面）が、給気孔２２２ｂから外部へ給気された空気により乾燥する。しかし、Ｘ軸ガイド２４０（カバー部材）と、上部ブロック２２２の上面である両第１領域２２８の平面（第２面）間に上部ブロック２２２（軸受本体）の第２面を乾燥する乾燥室２３５が設けられているため、第２面側も乾燥させることができ、軸受本体の反りを抑制することができる。

（第２実施形態の第１変形例）
図１０に示すように、上部ブロック２２２の上面全体を段差のない平面とし、その代わりに、Ｘ軸ガイド２４０の下面に段差を設けて、Ｘ軸方向に向かう両端部を除いて、断面視した場合、下向きの凹部２４１を設けてもよい。図１０において、凹部２４１を除く左右の端部２４８の下面は、上部ブロック２２２の上面に取付固定されている。凹部２４１の深さは、数ｍｍ以下に設定されている。ここで、凹部２４１と、上部ブロック２２２間に、乾燥室２４５が形成されている。乾燥室２４５のＹ軸方向の両側部は、外部空間に開放されている。

（第２実施形態の第２変形例）
第１変形例では、Ｙ軸スライダ２２０に空気流路２３０ｂを設けて、給気孔２３０ａから第２領域２３０とＸ軸ガイド２４０の下面間に圧縮空気（ドライエアー）を給気した。すなわち、Ｙ軸スライダ２２０の第２領域２３０を乾燥させるための空気流路２３０ｂと給気孔２３０ａをＹ軸スライダ２２０自体に設けた構成とした。この空気流路２３０ｂ及び給気孔２３０ａを省略して、図１１に示す構成に変更してもよい。

図１１に示すように、Ｘ軸ガイド２４０には、圧縮空気源に接続された空気流路２４０ｂ及び空気流路２４０ｂに連通して凹部２４１とＹ軸スライダ２２０の上面間の間隙に圧縮空気（ドライエアー）を給気する給気孔２４０ａが形成されている。図１１に示すように乾燥室２４５のＹ軸方向に面する両側端は開放されて外部空間と連通されている。ここで、凹部２４１に相対するＹ軸スライダ２２０の平面は、第２面に相当する。

この変形例では、前記給気孔２４０ａの開口端から、乾燥室２４５内に圧縮空気が給気されることにより、乾燥室２４５に臨むＹ軸スライダ２２０の平面は、乾燥可能となっている。また、乾燥室２４５内に噴出された空気は、乾燥室２４５のＹ軸方向に面する両側端が開放されている開放口２４５ａを有することにより、外部空間へ放出される。開放口２４５ａは排出部に相当する。

（第２実施形態の第３変形例）
図１２を参照して、次に第２実施形態の第３変形例を説明する。
この変形例では、Ｘ軸スライダ２５０が石製となっており、このＸ軸スライダ２５０に、下記の部材が付設されているところが前記実施形態と異なっている。

すなわち、上部側壁２５０ａ及びＹ軸方向に面する一対の側壁２５０ｂ、２５０ｃは、覆い部材２５１，２５２、２５３により覆われている。覆い部材２５１，２５２、２５３の材質は限定しないが、本実施形態では、ステンレス製としている。また、図示はしないが、覆い部材２５１，２５２、２５３は、第１実施形態の覆い部材８４等と同様に、覆う対象の側壁面との間には、その四方周縁に配置された四角形状をなすシール部材（図示しない）が介在されている。

また、覆い部材２５１，２５２、２５３は、覆う対象の側壁面との間には、前記シール部材の厚み分の高さを有する乾燥室（図示しない）が形成されている。また、覆い部材２５１，２５２、２５３には、覆い部材８４と同様の複数の貫通孔（図示しない）が設けられるとともに、各貫通孔にはニップル（図示しない）がそれぞれ取付けられている。覆い部材２５１，２５２、２５３において、各覆い部材に設けられた少なくとも一対のニップル（図示しない）のうち、一つは、空気を乾燥室に導入する空気導入部となり、他の一つは乾燥室から空気を排出する排出部としている。

上記変形例では、第２実施形態の作用効果に加えて、さらに、石製のＸ軸スライダ２５０の反りを抑制することができる。
(第３実施形態)
図１３～図１７を参照して、次に第３実施形態を説明する。

第３実施形態は、本発明を三次元形状測定装置３００のＺ軸ステージ部３０１をステージ装置として具体化したものである。まず、三次元形状測定装置３００の全体構成を図１３に示す。

三次元形状測定装置３００は、ＸＹステージ３０２と、Ｚ軸ステージ部３０１と、制御部５００とを備えている。ＸＹステージ３０２は、定盤３１０上にＸＹ軸方向に移動可能に配置され、測定物３０３を載置保持して、測定物３０３をＸＹ軸方向に移動可能としている。

Ｚ軸ステージ部３０１は、定盤３１０にＺ軸方向すなわち上下方向（鉛直方向）に移動可能に支持され、測定物３０３の測定面に接触させるプローブ部４０３を下端に支持して、プローブ部４０３を上下移動可能としている。

図１５に示すように、制御部５００は、フォーカス光学系４０４と、ＸＹステージ３０２（図１３参照）と、Ｚ軸ステージ部３０１と、Ｈｅ－Ｎｅレーザ３０５となどに接続されて、それぞれの動作制御を行なうことにより、三次元形状測定動作を制御している。なお、図１３において、３０６はＸ軸方向ミラーであり、３０７はＹ軸方向ミラー、３０８はＸ軸測長用レーザ光を示している。

ＸＹステージ３０２によりＸ軸方向とＹ軸方向とに測定物３０３を移動させながら、プローブ部４０３を測定物３０３に接触させて、プローブ部４０３の移動をＺ軸ステージ部３０１に連結された光学系で検出して、測定物３０３の三次元形状を測定している。

三次元形状測定装置３００は、測定面をＸＹ方向に動かすＸＹステージ３０２とプローブ部４０３をＺ方向に動かすＺ軸ステージ部３０１とにより、測定物３０３の測定面とプローブ部４０３の相対位置をＸＹＺ方向に動かすようにしている。

Ｚ軸ステージ部３０１は、図１４～図１７に示すように、エアスライダ外枠４０１と、エアスライダ中空軸４０２と、２つの支持アーム４０５と、２つの駆動部４０７と、２つの支持部４０８と、プローブ部４０３と、フォーカス光学系４０４となどを備えて構成している。

図１３、図１４、図１５に示すようにフォーカス光学系４０４は、Ｈｅ－Ｎｅレーザ３０５を少なくとも有する光学系であり、エアスライダ中空軸４０２に備えられている。図１５に示すように、フォーカス光学系４０４は、Ｈｅ－Ｎｅレーザ３０５と、フォーカシング素子４５０と、コリメーターレンズ４５１と、ダイクロイックミラー４５２と、コリメーターレンズ４５３と、ミラー４５４とで大略構成されている。フォーカシング素子４５０とコリメーターレンズ４５１とダイクロイックミラー４５２とは、エアスライダ中空軸４０２の上端に配置されている。コリメーターレンズ４５３とミラー４５４とは、エアスライダ中空軸４０２の下端に配置されている。プローブ部４０３のマイクロスライダ４５５で支持されたスタイラス４５６の上端にミラー４５４が固定されている。

傾き光学系４１０は、エアスライダ中空軸４０２に、フォーカス光学系４０４の光路の空間内に併設するように備えている。傾き光学系４１０は、傾き光学系用半導体レーザ４５７と、コリメーターレンズ４５８と、ミラー４５９と、偏光ビームスプリッタ４６０と、１／４波長板４６１と、ミラー４５４と、傾き信号調整用ミラー４６２と、傾き光学系用受光素子４６３とで構成されている。プローブ部４０３の鏡筒の中に設置されたマイクロスライダ４５５が傾いた場合、傾き光学系用半導体レーザ４５７から出た光が、マイクロスライダ４５５の上面のミラー４５４で反射し、傾き光学系用受光素子４６３で受光する位置が変化する。この変化を検出して傾き補正を行うようにされている。

エアスライダ外枠４０１は、石製であって、断熱性を有していて、上下方向に縦長の矩形枠体形状に形成され(図１７参照)、その内部にエアスライダ中空軸４０２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持している。エアスライダ外枠４０１は、三次元形状測定装置３００の定盤３１０などに固定されている。

図１５、図１６に示すようにエアスライダ外枠４０１は、上側に配置された四角枠形状の上部支持部４０１ａと、下側に配置された四角枠形状の下部支持部４０１ｂとが一体的に連結された一体構成で構成されている。上部支持部４０１ａと下部支持部４０１ｂとの間には、横方向において、２つの支持アーム４０５が上下移動可能なように隙間４０１ｃを設けている。上部支持部４０１ａと下部支持部４０１ｂとは、それぞれ、エアスライダ中空軸４０２に対して上下移動可能に、かつ、上下方向と直交する横方向の移動不可に、非接触で支持する複数の空気軸受３５１、３５２、３５３、３５４を有する空気軸受部３５０が設けられている。

エアスライダ中空軸４０２は、Ｚ軸ステージ部３０１のＺ軸駆動軸として機能し、上下方向に縦長の直方体筒形状の部材である。
図１７に示すように、空気軸受３５１、３５２、３５３、３５４は、エアスライダ中空軸４０２の外表面である前面、後面、右側面及び左側面にそれぞれ対向する前側壁、後側壁、右側壁及び左側壁の各内面側に設けられている。空気軸受３５１、３５２、３５３、３５４において、エアスライダ中空軸４０２の外表面である前面、後面及び左右両側面に対して対向する空気軸受面３５１ａ、３５２ａ、３５３ａ、３５４ａには図示はしないが複数の給気孔（すなわち、エア噴出孔）が設けられている。

空気軸受３５１、３５２、３５３、３５４には、第３エア供給源３８０から圧縮空気が、常時一定圧力で供給され、前記多数の給気孔からエアスライダ中空軸４０２の外表面である前面、後面、右側面及び左側面に向けて圧縮空気が噴出されている。これにより、エアスライダ外枠４０１とエアスライダ中空軸４０２の間に微小間隔のエアギャップ部３６０（図１６参照）が形成される。エアスライダ中空軸４０２は、エアスライダ外枠４０１に対する案内部材に相当する。

図１４、図１７に示すように、エアスライダ外枠４０１の４方の外表面、すなわち、エアスライダ中空軸４０２とは逆の表面は、カバー部材としての覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４により覆われている。覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４の材質は限定しないが、本実施形態では、ステンレス製としている。また、図示はしないが、覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４は、第１実施形態の覆い部材８４等と同様に、覆う対象の側壁面との間には、その四方周縁に配置された四角形状をなすシール部材（図示しない）が介在されている。

また、覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４は、覆う対象の側壁面との間には、前記シール部材の厚み分の高さを有する乾燥室（図示しない）が形成されている。また、覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４には、第１実施形態の覆い部材８４と同様の複数の貫通孔（図示しない）が設けられるとともに、各貫通孔にはニップル（図示しない）がそれぞれ取付けられている。覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４において、各覆い部材に設けられた少なくとも一対のニップル（図示しない）のが取り付けられる貫通孔のうち、一つは、空気を乾燥室に導入する空気導入部となり、他の一つは乾燥室から空気を排出する排出部としている。前記空気導入部には第４エア供給源３７０（図１６参照）から空気が、常時一定圧力で供給される。

エアスライダ中空軸４０２は、上端にフォーカス光学系４０４が配置され、下端にプローブ部４０３が配置されている。エアスライダ中空軸４０２の中心部には貫通穴４０６があり、貫通穴４０６内に、フォーカス光学系４０４とプローブ部４０３の上端のミラー４５４とを結ぶ光路が形成されている。

２つの支持アーム４０５の基端は、エアスライダ中空軸４０２の、フォーカス光学系４０４とプローブ部４０３とエアスライダ中空軸４０２との３つの部材の合計の重心の位置の高さにそれぞれ固定されている。２つの支持アーム４０５は、エアスライダ中空軸４０２の前記重心の位置の高さからエアスライダ中空軸４０２の横方向に、エアスライダ中空軸４０２の中心軸ＣＬ（図１４参照）に対して対称に直交する方向に両側に突出して固定されている。一対の支持アーム４０５は、エアスライダ中空軸４０２の中心軸ＣＬに対して対称形となっている。各支持アーム４０５は、金属、或いはセラミックなどの剛体で構成されている。

一対の駆動部４０７は、各支持アーム４０５のエアスライダ中空軸４０２の近傍の位置に、エアスライダ中空軸４０２の中心軸ＣＬに対して対称に配置されていて、エアスライダ外枠４０１に対して２つの支持アーム４０５を介してエアスライダ中空軸４０２を軸方向に駆動可能としている。ここでは、各駆動部４０７は、アクチュエータで構成されている。アクチュエータは、一例として、リニアモータ４２０で構成されている。

図１５、図１７に示すように、リニアモータ４２０は、コイル４２１と、中央ヨーク４２２と、外側ヨーク４２３と、直方体棒状の磁石４２４とで構成されており、制御部５００の制御の下に駆動制御される。

コイル４２１は、各支持アーム４０５のエアスライダ中空軸４０２の近傍の位置において、四角枠状に形成されていて、その軸方向の中央部に支持アーム４０５が連結されている。中央ヨーク４２２は、直方体棒状に形成され、エアスライダ外枠４０１に対して上下方向に沿うように固定されている。外側ヨーク４２３は、直方体状に形成され、中央ヨーク４２２の前後に、コイル４２１が自在に上下移動可能な隙間間隔をあけて、エアスライダ外枠４０１に上下方向沿いに固定されている。磁石４２４は、エアスライダ外枠４０１に固定されている。コイル４２１は、中央ヨーク４２２の外側に嵌合されて上下方向に自在に移動可能となっている。

リニアモータ４２０は、コイル４２１に所定の駆動電流が印加されて、固定側の中央ヨーク４２２に対してエアスライダ中空軸４０２を上下方向に移動させるようにした、可動コイル方式としている。

２つのリニアモータ４２０は、その２つの駆動軸（コイル４２１の中心軸）間の中心軸が、エアスライダ中空軸４０２の重心を通る中心軸に一致するように配置されている。従って、両中心軸間にオフセットが無いため、制御部５００で２つのリニアモータ４２０で同期してエアスライダ中空軸４０２を上下に駆動させることにより、エアスライダ中空軸４０２の重心位置の部分を駆動させる構成になっている。このため、エアスライダ中空軸４０２に回転モーメントが発生しにくくしている。

２つの支持部４０８は、２つの駆動部４０７からさらに横方向に延びた２つの支持アーム４０５の先端部分を支持するように対して配置されている。すなわち、各支持部４０８は、各支持アーム４０５の駆動部４０７の近傍でかつエアスライダ中空軸４０２から離れた位置でかつエアスライダ中空軸４０２の中心軸ＣＬに対して対称に配置されている。具体的には、各支持部４０８の中心軸（例えばロッド４２７ａの中心軸）と、各駆動部４０７の中心軸（例えばコイル４２１の中心軸）と、エアスライダ中空軸４０２の中心軸（すなわち、エアスライダ外枠の中心軸）とが一直線上に配置されている。

また、各支持部４０８の中心軸（例えばロッド４２７ａの中心軸）と、各駆動部４０７の中心軸（例えばコイル４２１の中心軸）と、エアスライダ中空軸４０２の中心軸（すなわち、エアスライダ外枠の中心軸）とが互いに平行に配置されている。これにより、エアスライダ中空軸４０２から見れば、各支持アーム４０５において、駆動部４０７の外側に支持部４０８が配置されている構成となっている。２つの支持部４０８は、エアスライダ中空軸４０２とプローブ部４０３とフォーカス光学系４０４と２つの駆動部４０７との自重を、横方向に移動可能に支持している。

各支持部４０８は、２つの支持アーム４０５に対して上下方向（Ｚ軸方向）と直交する面内での移動及び上下方向（Ｚ軸方向）に対する傾きを許容するすべり支持部である。すなわち、各支持部４０８は、上下方向（Ｚ軸方向）と直交する直交２軸（Ｘ軸方向とＹ軸方向）とにそれぞれ移動可能かつ傾動可能に、２つの支持アーム４０５を支持することにより、熱などの影響によりエアスライダ中空軸４０２に作用する変形力を緩和するようにしている。すなわち、エアスライダ中空軸４０２から両側に２つの支持アーム４０５が突出し、各支持アーム４０５の中間位置に駆動部４０７を配置した、十字型の構成になっているとともに、２つの支持アーム４０５の２つの支持部４０８は、滑り構成になっており、横スライド可能である。そのため、支持アーム４０５には横方向の力がかからず、支持アーム４０５を介してエアスライダ中空軸４０２には、エアスライダ中空軸４０２を曲げる力は働かない。よって、エアスライダ中空軸４０２は、上下方向のみに移動することができ、エアスライダ中空軸４０２の重心回りには回転モーメントがかからず、プローブ部４０３先端の回転運動を抑制することができる。

図１５に示すように、各支持部４０８は、具体的には、各支持アーム４０５を上下移動可能に支持するエアシリンダ４２７と、エアパッド４２８と、球面軸受部４２９とを備えている。エアシリンダ４２７のケーシング４２７ｃは、三次元形状測定装置３００の定盤３１０などに固定されている。エアシリンダ４２７のロッド４２７ａの上端には球面軸受部４２９を介してエアパッド４２８を連結して固定している。

これにより、エアパッド４２８は、ロッド４２７ａの上端に対して、球面軸受部４２９でＺ軸周りの３６０度の方向に傾動自在に支持されている。エアパッド４２８の上面は、支持アーム４０５の先端の逆Ｌ字状の支持受け部４０５ａの平坦面の下面に対向するように配置されている。

エアパッド４２８の上面には、多数のエア噴出孔（図示しない）が形成されている。エアが、第１エア供給源４４１（図１５参照）からエアパッド４２８のエア吸入口（図示しない）に、常時一定圧力で供給され、前記多数のエア噴出孔から支持受け部４０５ａの下面に向けてエアが噴出されて、エアパッド４２８と支持受け部４０５ａの下面との間に微小間隔のエアギャップ部４３０（図１６参照）を構成している。

すなわち、各支持アーム４０５の先端の支持受け部４０５ａの平坦な下面に対向して、エアパッド４２８の前記エア噴出孔から噴射される圧縮空気の圧力により、各支持アーム４０５の先端の支持受け部４０５ａの平坦な下面とエアパッド４２８との間に、わずかな隙間（エアギャップ部４３０）をあける。そして、この隙間を介して各支持部４０８が各支持アーム４０５を横移動自在に支持している。

この結果、エアギャップ部４３０の水平方向の摺動抵抗は極めて少なく、各支持部４０８において、各支持アーム４０５との間に水平方向の力がほとんど発生しないようになっている。エアパッド４２８と球面軸受部４２９の台座４２９ａとの間には球面軸受部４２９の球４２９ｂが回動可能に支持されており、エアパッド４２８に傾きが発生した場合には、その傾きの吸収が可能である。

また、エアシリンダ４２７のロッド４２７ａの下端には、ピストンの一例として機能するエアベアリング４２７ｂが固定されている。エアベアリング４２７ｂは、エアシリンダ４２７のケーシング４２７ｃ内でロッド４２７ａの軸方向に摺動する。このエアベアリング４２７ｂとケーシング４２７ｃとの間の内部空間４２７ｄには、制御部５００によって第２エア供給源４４２からの空気の供給制御及び制御弁４４３の開閉制御の下に空気が供給されて、一対のエアシリンダ４２７が駆動され、各ロッド４２７ａを上下移動させて、一対の支持アーム４０５を所定の高さに維持するように支持している。

よって、一対のエアシリンダ４２７は、ロッド４２７ａのストローク全域で、一対の支持アーム４０５を一定力で支持するようにしている。ロッド４２７ａは、エアシリンダ４２７のケーシング４２７ｃから上下方向に移動可能な構成であり、エアシリンダ４２７のケーシング４２７ｃとロッド４２７ａとの間はエアギャップで支持されている。このため、ケーシング４２７ｃとロッド４２７ａとの間において、上下方向、及び、軸回りの回転方向の摺動抵抗は、極めて小さくなっている。

このように、各支持アーム４０５に対して、各支持部４０８は最も外側に配置されている。なお、各駆動部４０７が各支持部４０８よりも外側に各支持アーム４０５に配置されているとすると、左右の各駆動部４０７、例えば、左右のリニアモータ４２０に推力差がある場合があり、その場合は、エアスライダ中空軸４０２から左右のリニアモータ４２０の中心軸までの距離が長いと、曲げモーメントが大きくなる。このため、左右のリニアモータ４２０の配置位置は、エアスライダ中空軸４０２に極力近いほうがよい。また、支持部４０８もエアスライダ中空軸４０２に近いほうが良い。

前記構成によって、制御部５００での制御の下に、ＸＹステージ３０２に載置保持された測定物３０３に対して、プローブ部４０３を有するＺ軸ステージ部３０１を接近させた初期位置まで２つの支持部４０８のエアシリンダ４２７で移動させたのち、２つの支持部４０８で、２つの支持アーム４０５を介してエアスライダ中空軸４０２を支持する。次いで、プローブ部４０３が測定物３０３の測定面に接触して所定の走査速度で走査するように２つの駆動部４０７のリニアモータ４２０を制御部５００で駆動制御して、測定物３０３の三次元形状測定を行う。

上記三次元形状測定装置のＺ軸ステージ部３０１では、石製のエアスライダ外枠４０１の空気軸受部３５０の空気軸受面とは逆側の外表面（すなわち、エアスライダ中空軸４０２とは逆の表面）は、覆い部材３６１，３６２、３６３、３６４により覆われて、該覆い部材と前記外表面間の乾燥室内には空気が導入されるようにしている。この結果、石製のエアスライダ外枠４０１の反りを抑制することができる。

なお、本発明の実施形態は前記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、下記のように変更してもよい。
・第１実施形態において、下部ブロック７４、７５、覆い部材９２、９３、シール部材９４、９５等を省略してもよい。

・第１実施形態において、下部ブロック７４、７５の空気軸受面７４ａ、７５ａの乾燥による反りの影響が問題とならない場合には、覆い部材９２、９３、シール部材９４、９５等を省略してもよい。

・第１実施形態では、覆い部材７６～７９、８３、８４、９２、９３に、乾燥室内に空気を導入する空気導入部及び前記乾燥室から外部へ前記乾燥室内の空気を排出する排出部が設けられていたが、軸受本体に乾燥室内に空気を導入する空気導入部及び乾燥室から外部へ乾燥室内の空気を排出する排出部が設けられていてもよい。

・第２実施形態の変形例として、上部ブロック２２２の両第１領域２２８とＸ軸ガイド２４０との間にシール部材を介在させてもよい。
・上記した図９の変形例と、第２実施形態を組み合わせて、凹部２４１と第２領域２３０の平面間で形成される空隙を乾燥室としてもよい。

・産業機械は、検査装置に限定するものではなく、測定装置、工作機械、加工装置、及び半導体製造装置等の他の産業機械に適用できる。

１０…ステージ装置、２０…石盤、３０…Ｘ軸ガイド、
３２…Ｘ軸スライダ、５１、５２、５３…ニップル、
５４…取付ブラケット、６０Ａ、６０Ｂ…Ｙ軸ガイド（案内部材）、
６１…下部台、６２…首部、６３…頭部、
７０Ａ、７０Ｂ…Ｙ軸スライダ、７１…上部ブロック、
７１ａ…空気軸受面（第１面）、７１ｂ…給気孔、７１ｃ…空気流路、
７１ｄ…栓部、７１ｅ…上面（第２面）、７２、７３…側部ブロック、
７２ａ、７３ａ…空気軸受面（第１面）、７２ｂ、７３ｂ…給気孔、
７２ｃ、７３ｃ…空気流路、７２ｄ、７３ｄ…栓部、
７２ｅ、７３ｅ…側面（第２面）、７４、７５…下部ブロック、
７４ａ、７５ａ…空気軸受面、７４ｂ、７５ｂ…給気孔、
７４ｃ、７５ｃ…空気流路、７４ｄ、７５ｄ…栓部、
７４ｅ、７５ｅ…下面、７６～７９…覆い部材（カバー部材）、
７６ａ、７７ａ、７８ａ、７９ａ…貫通孔（空気導入部、排出部）、
７６ｂ、７８ｂ、７９ｂ…開口、８０Ａ、８０Ｂ…支柱、
８３、８４…覆い部材（カバー部材）、
８４ａ…貫通孔（空気導入部、排出部）、８５…シール部材、８６…乾燥室、
８７、８８…ニップル、８９…シール部材、９０、９１…シール部材、
９２、９３…覆い部材（カバー部材）、
９３ａ…貫通孔（空気導入部、排出部）、９４、９５…シール部材、
１００…スライダ、１０２…凹部、１０４…空気軸受面、
２００…ステージ装置、２１０…石盤、２１１…ガイド側面、
２１２…上面、２２０…Ｙ軸スライダ、２２２…上部ブロック、
２２２ａ…空気軸受面（第１面）、２２２ｂ…給気孔、２２２ｃ…空気流路、
２２２ｄ…栓部、２２２ｅ…空気流路、２２３…ニップル、
２２４、２２６…側部ブロック、２２８…第１領域、２３０…第２領域、
２３０ａ…給気孔（空気導入部）、２３０ｂ…空気流路、２３０ｃ…栓部、
２３０ｄ…空気流路、２３５…乾燥室、２３５ａ…開放口（排出部）、
２４０…Ｘ軸ガイド（案内部材、カバー部材）、
２４０ａ…給気孔、２４０ｂ…空気流路、２４１…凹部、２４５…乾燥室、
２４５ａ…開放口、２４８…端部、３５０…空気軸受部、
３５１、３５２、３５３、３５４…空気軸受、
３５１ａ、３５２ａ、３５３ａ、３５４ａ…空気軸受面、
３６１、３６２、３６３、３６４…覆い部材（カバー部材）、
３７０…第４エア供給源、３８０…第３エア供給源、
４０１…エアスライダ外枠、４０１ａ…上部支持部、
４０１ｂ…下部支持部、４０１ｃ…隙間、
４０２…エアスライダ中空軸（案内部材）、４０４…フォーカス光学系、
４０５…支持アーム、４０５ａ…支持受け部、４０６…貫通穴、
４０７…駆動部、４０８…支持部、４１０…傾き光学系、
４２０…リニアモータ、４２１…コイル、４２２…中央ヨーク、
４２３…外側ヨーク、４２４…磁石、４２７…エアシリンダ、
４２７ａ…ロッド、４２７ｂ…エアベアリング、４２７ｃ…ケーシング、
４２７ｄ…内部空間、４２８…エアパッド、４２９…球面軸受部、
４３０…エアギャップ部。

Claims (7)

1. 案内部材に沿って相対的に移動する空気軸受を有する石製のスライダであって、
   前記空気軸受の空気軸受面を第１面とし、
   前記第１面に対して前記案内部材とは逆の表面である第２面と、
   前記第２面に対して空気を供給する空気導入部と、
   が設けられているスライダ。
2. 前記第２面を覆うカバー部材を有する請求項１に記載のスライダ。
3. 前記カバー部材と前記第２面の間に隙間が形成されており、その隙間に前記空気導入部から供給された空気を溜める部材が設けられている請求項２に記載のスライダ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスライダを有するとともに、前記第１面に沿って該スライダを案内する案内部材を有するステージ装置。
5. 第１スライダと、第１スライダの移動方向とは交差して移動する第２スライダを備えたステージ装置であって、
   第１スライダは、請求項３に記載のスライダとし、
   第２スライダは、請求項２に記載のカバー部材を有するスライダとし、
   請求項２に記載のカバー部材が第１スライダの移動を案内する案内部材とした請求項４に記載のステージ装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のステージ装置を有する産業機械。
7. 案内部材に沿って相対的に移動する空気軸受を備える石製のスライダの反り抑制方法であって、
   前記空気軸受の空気軸受面を第１面とし、前記第１面に対して前記案内部材とは逆の表面を第２面とし、
   前記第２面に空気を導入する手段を有して反りを抑制するスライダの反り抑制方法。

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