JPH03289119A - 微小回転テーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体製造用マスク合せ装置や微小位置決め装
置などに用いられる微小回転テーブルに関する。

（従来の技術） 半導体製造用マスク合せ装置や微小位置決め装置などに
微小回転テーブルが用いられている。

第５図は従来の圧電素子を用いた微小回転テーブルの構
造例を示す図である。第５図において。

回転自在に支持された円板状回転板の円周を３等分する
位置に、長さ方向に伸縮する圧電素子（イ）（ロ）、（
ハ）が各々の伸縮方向をほぼ円板状回転板の接線方向に
合わせて配置されており、前記圧電素子（イ）、（ロ）
、（ハ）の伸縮に従ってテーブル１００が微小回転する
構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） 第５図に示した従来の微小回転テーブルにおいては１回
転テーブルを軸受で支持する構造を有し。

軸受のガタを極力小さくするために高精度の機械加工を
必要とし、さらに圧電素子との組立も位置ずれに特に注
意が必要でその組立が非常に困難なものであった。

そこで９本発明の技術的課題は１以上に示した従来の微
小回転テーブルの欠点を除去し、構造が簡単で１組立も
容易な微小回転テーブルを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、中空円柱状の圧電捩り変位素子の一方
の端部を固定ベースに固定し、他方の端部に可動テーブ
ルを固定したことを特徴とする微小回転テーブルが得ら
える。さらに本発明によれば、中空円柱状の圧電捩り変
位素子として圧電セラミックス中空円柱の外周面に前記
圧電セラミックス中空円柱の長さ方向に対して４５＠の
方向に交差指電極を施して二端子とし、該交差指電極を
用いて前記圧電セラミックス円柱に分極処理を施して成
ることを特徴とする微小回転テーブルが得られる。

（作　用） 本発明における微小回転テーブルを構成する中空円柱状
の圧電捩り変位素子においては、まず圧電セラミックス
円柱の外周面に該円柱の長さ方向に対して４５″の方向
に交差指電極を施して二端子とし、つぎにこの交差指電
極を用いて前記圧電セラミックス円柱に分極処理を施す
と分極方向は前記交差指電極の長さ方向と直角な方向と
なる。

この状態で前記交差指電極に電圧を印加すると。

電圧の極性が分極時の電圧の極性と同じ場合は分極の方
向に伸び歪みが発生し、電圧の極性が分極時の電圧の特
性と逆の場合は分極の方向に縮み歪みが発生する。分極
方向に伸びあるいは縮み歪みが発生した場合は分極方向
と直角な方向にはそれぞれこれらと反対に縮み歪みある
いは伸び歪みが発生する。以上の結果として前記圧電セ
ラミックス円柱に捩り変位が発生する。

従って、この捩り変位振動子の端面に設けられた可動テ
ーブルが捩り変位に応じて微小回転を行う。

（実施例） 以下本発明について図面を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明の微小回転テーブルの一構造例を示す斜
視図である。

第１図において、微小テーブル１は１円柱状の捩り変位
素子２の一端面に固定され、この捩り変位素子２の他端
面は図示しない固定ベールに接合して構成されている。

この捩り変位素子２は、圧電セラミックスのプレス成形
により形成される。このセラミックスの円柱面３上には
、中心軸に対して傾斜して設けられた複数の電極群が設
けられている。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の捩り
変位素子の動作原理の説明に供する図である。

第２図（ａ）において、圧電セラミックス板２０の一面
には互いに交差する複数個の交差指電極２１．２２が形
成され、それぞれ一つおきにその対向する端部を共通電
極２１’　、２２’に接続されて構成されている。

第２図（ｂ）において破線の矢印２３は交差指電極２１
．２２を用いて分極処理を施したときの分極の向きを模
式的に示す側面図で、第２図（ｃ）及び（ｄ）は第２図
（ｂ）のように分極処理された圧電セラミックス板９に
直流電圧を印加した場合に発生する歪みの状態を模式的
に示す図で、実線の矢印２４は電界の向きを示している
。

第２図（ｃ）、（ｄ）から分かるように、電圧の極性が
分極時の電圧の極性と同じ場合（ｃ）は。

分極の方向に伸び歪みが発生し、電圧の極性が分極■、
＋１の電圧の極性と逆の場合（ｄ）は分極の方向に縮み
歪みが発生する。

第３図は円柱３０の両端面が図の関係の矢印３１のよう
に捩れている場合に１円柱の外周面に発生する歪みの状
態を示す斜視図である。第３図において１円柱の軸方向
に対して４５＠の角度の方向で、しかも捩れの矢印３２
の向きに伸び歪みが発生し、これと直角な矢印で示され
る方向３３に縮み歪みが発生している。

従って、圧電セラミックス円柱の外周面に、第２図に示
したような交差指電極２１．２２を交差指の方向が圧電
セラミックス円柱の長さ方向に対して４５″の角度とな
るように形成し、この交差指電極３２．３３を用いて分
極処理を行い、同じ交差指電極に直流電圧を印加すると
、電圧の極性が分極時の電圧の極性と同じ場合に円柱は
一方向に捩れ、電圧の極性が分極時の電圧の極性と逆の
場合は逆方向に捩れる。

第４図は本発明の実施例に係る微小回転テーブルに用い
られる捩り変位素子の一構造例を示す斜視図である。第
４図において、中空円柱状圧電セラミックス２の外周面
に長さ方向に対して４５゜の角度となるように、互いに
交差する電極４１および４２が形成され、それぞれ共通
電極４１′および４２′に接続されている。共通電極４
１′および４２′はそれぞれ中空円柱状圧電セラミック
ス２の外周面の両端部に形成されている。第４図におい
て、共通電極４１′および４２′間に、即ち交差指電極
４１．４２間に直流高電圧を印加して分極処理を施した
後、同じ電極間に電圧を印加すれば前述したように中空
円柱状圧電セラミックス４１′には両端部が捩れるよう
な歪みが発生する。

本発明の実施例に係る微小回転テーブルの動作原理を説
明する。

第１図に示す微小回転テーブルの交差指電極に直流電圧
を印加すると、印加電圧の大きさに応じた捩り歪みが両
端面に発生し、テーブルを回転させることになる。

第１図かられかるように、微小回転テーブル１において
は１回転テーブルは中空円柱捩り変位素子２の端面に接
合されているため１回転テーブルを回転自在に保持する
ための軸受が不要となり軸受部のガタによる位置精度の
悪化を防ぐことが可能になる。また使用部品も少なくシ
ンプルな構造であるため１組立による位置精度のばらつ
きも少なくなる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば１通常一般的に適用
されているプレス成型技術により容易に製造することが
可能な圧電セラミックス中空円柱を用いて、これらの外
周面にこれも一般的な技術である電極印刷を施すことに
より圧電捩り変位素子が得られ、こうして得られた中空
円柱捩り変位素子の端面にテーブルを固定するだけで微
小回転テーブルを構成できるため、製造が容易で、接着
工程や複雑な組立工程による位置精度のばらつきの少な
い微小回転テーブルが得られる。

（ロ）、（ハ）・・・圧電素子。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る微小回転テーブルの構造
を示し斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）。 ＣＣ）、（ｄ）は第１図の微小回転テーブルに用いられ
る圧電捩り振動子の動作原理の説明に供する図、第３図
は圧電セラミックス円柱の捩り変位の説明に供する図、
第４図は第１図の微小回転テーブルに用いられる捩り振
動子を示す斜視図、第５図は従来の微小回転テーブルの
一構造例を示す斜視図である。 図中、１・・・微小回転テーブル、２・・・圧電捩り変
位素子、３・・・円柱面、１００・・・テーブル、（イ
）。 第３図 ぢ１ 第４図 始２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空円柱状の圧電捩り変位素子の一方の端部を固
   定ベースに固定し、他方の端部に可動テーブルを固定し
   たことを特徴とする微小回転テーブル。
2. （２）第１の請求項記載の微小回転テーブルにおいて、
   前記中空円柱状の圧電捩り変位素子は圧電セラミックス
   中空円柱の外周面に前記圧電セラミックス中空円柱の長
   さ方向に対して４５゜の方向に交差指電極を施して二端
   子とし、該交差指電極を用いて前記圧電セラミックス円
   柱に分極処理を施してなることを特徴とする微小回転テ
   ーブル。