JPH11248871A - 位置決めテーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな曲げ強さをもって振動特性の調整を可
能にする、重量を軽減した位置決めテーブルを提供する
こと。 【解決手段】 本発明は、少なくとも第１の材料から成
り、多数の凹部を有する少なくとも１つの支持体を有す
る位置決めテーブルに関する。本発明によれば、支持体
に、第２の材料から成る少なくとも１つのカバープレー
トが固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも第１の
材料から成り、多数の凹部を有する少なくとも１つの支
持体を有する位置決めテーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ある種の用途においては（特に、ケイ酸
塩又はセラミックから成る複数の個別の要素からより大
型の部材を製造する場合）、製造後の位置決めテーブル
（好ましくは鏡面、測定面又は別の構成要素を支持する
面）の変形を最小限に抑えるべきであり、許容される変
形の範囲はナノメートル範囲である。これには、位置決
めテーブルの大きさと重量のみならず、その形態と振動
特性（特に内縁部）も特に関連している。この位置決め
テーブルは、関連する大きさがナノメートルの差である
領域（たとえば、顕微鏡検査、天文学など）で使用され
るのが好ましい。

【０００３】精密接合に関する従来の技術によれば、２
つの部材を互いに固定且つ堅固に結合する方法は、一般
に２つ知られている。 ａ）密着時、光学面はファンデルワールス力によって互
いに結合される。この場合、密着は主に仕上げ時に一時
的に力をロスせずに結合するために使用される。この方
法では、結合縁部が液体でぬれたときに、密着により結
合された２つの部材が容易に外れてしまうという欠点が
見られる。また、密着に全く震動が伴わないということ
はありえない。製造時に、mm単位の寸法をもつ小さな光
学要素を永続的に結合するために密着を使用することも
ある。cm単位の大きさの大きな要素を永続的な結合を保
つために必要な信頼性をもって結合するのは不可能であ
る。密着を改善し且つ確実にするために、密着面の外側
に保護ラッカー及び／又はパテの帯を設けることによ
り、結合の耐性を高めることはできるが、それも完璧で
はない。 ｂ）通常、接着部の形状を巧妙に定めることにより（接
着間隙及び接着パッドを最適化する）、圧力少なく接着
したときの接着部は最適化される。このような最適化に
際して、基礎を成す課題（接着間隙は１／１０と３／１
０mmの間の範囲、パッドは６×６mm以下）は従来の技術
に照らして考慮される。接着後の部材には、形のぴった
りとはまり合った、力のロスのない結合が必ずしも可能
になっていないという欠点がある。結合のクリープが避
けられず、また、それと関連して部材の互いに対するず
れが生じるため、多くの用途においてそれなりの問題が
起こる。

【０００４】ドイツ特許第３７１１４６６号からは、熱
強制力を発生することなく通しボルトによって少なくと
も２つの部材を互いに結合する装置が知られている。こ
の装置は、通しボルトが結合面で強い力を発生するため
に、結合後に２つの部材を後処理しなければならないと
いう欠点を有する。そのため、結合は非常に安定してい
る。ドイツ特許第３９３４５４６号からは、中間部材を
介して２つの部材を接着結合する装置が知られている
が、この中間部材は２つの部材の表面まで通っており、
その領域の表面を利用することができない。溶接、はん
だ付けなどの他の接合方法も、精密接合方法として利用
可能であるならば適している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大き
な曲げ強さをもって振動特性の調整を可能にする、重量
を軽減した位置決めテーブルを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、少なくと
も第１の材料から成り、多数の凹部を有する少なくとも
１つの支持体を有する位置決めテーブルで、支持体に第
２の材料から成るカバープレートが固定されていること
を特徴とする位置決めテーブルによって達成される。

【０００７】通常の場合、曲げ強さか調整自在の振動特
性かいずれか一方のみが望まれるので、これら２つの必
要条件の組合わせは異例である。従来の技術により知ら
れている結合方法（特に精密接合技術）は、ナノメート
ル範囲の差異を考慮しなければならない場合にのみ起こ
るこの問題を解決することができない。寸法の大きな、
すなわち、１０cmより大きい位置決めテーブルを曲げ強
さ並びに振動特性の双方を適応できるように製造するこ
とは、本発明により可能になる（結合すべき面が４０cm
を越える長さを有するような状況で試験を行った）。特
に接着時の位置決めテーブルの変形がわずかであるた
め、位置決めテーブルは、小さな波長で動作する光学機
器で使用されるのに特に適している。ここで位置決めテ
ーブルとは、Ｘ軸及び／又はＹ軸、時にはＺ軸に沿った
運動を行うことができる可動テーブルのことである。こ
のような位置決めテーブルは、特にＵＶ顕微鏡又は主波
長が４００ｎｍ未満のＵＶ範囲にある装置で必要とされ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して一実
施形態に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下
に示す実施形態は本発明を限定する性質のものではな
く、本発明の他の有利な構成を含んでいる。

【０００９】図１及び図２に示す位置決めテーブル１０
１は、概して、カバープレート１０３が固定された支持
体１０２から構成されている。２つの部材１０１，１０
２は同一の材料から成る（その材料としては特にケイ酸
塩、セラミック（たとえば、Ｚｅｒｏｄｕｒ）及び熱膨
張係数の小さい特殊な金属（たとえば、インバー）が適
している。

【００１０】テーブル１０１ができる限り大きなダイナ
ミクス、すなわち移動性を有し、特に強い正負の加速力
をテーブル１０１に加えることができるように、支持体
１０２は軽量構造を有する。軽量であるにもかかわら
ず、特にＸ軸，Ｙ軸及びそれらの軸に対し横方向の軸の
方向に位置決めテーブル１０１の高い剛性を維持するた
めに、ノード１０５と支持点１０６との間のブリッジ部
分１０４はそれらの間の適切な方向に向いている。ブリ
ッジ部分１０４、ノード１０５及び支持点１０６には接
着部１０７があらかじめ設けられており、それらの接着
部１０７でカバープレート１０３は支持体１０２に接着
固定される。それらの接着部１０７の具体的な形態を図
３に詳細に示す。支持体１０２とカバープレート１０３
との間で接着部１０７をどのように配分するかによっ
て、加速時に位置決めテーブル１０１が予測した通りに
変形するように、目標の通りに位置決めテーブル１０１
の曲げ強さを変化させることができる。しかし、できる
限り大きな曲げ強さを維持したままにしておかなければ
ならない。

【００１１】この変化がナノメートル範囲にあっても、
特に２００ｎｍ未満の小さな波長で動作する光学機器に
対してはこの変形は非常に重大であるので、特に機器を
自動動作させるとき（たとえば、検査を自動的に行うと
き）には、目的に応じた対応策を導入できるようにする
ために、あらかじめ変形について知識を得ておかなけれ
ばならない。しかし、この対応策が非常にわずかな精密
調整以上のものにはならないように、変形は余り大きく
なってはならない。位置決めテーブル１０１の個々の要
素、特に軽量構造のブリッジ部分１０４、ノード１０５
及び支持点１０６の寸法を適切に定めることにより、位
置決めテーブル１０１の変形特性、すなわち、振動特性
の粗適応が得られる。支持体１０３の開いた軽量構造と
カバープレート１０２との接着は、支持体１０３の高い
曲げ強さをもたらす。

【００１２】軽量構造の構造全体に接着部１０７を配分
し、それらの寸法（ずなわち、特に接着円の直径の大き
さ）を適切に定め且つ補整部材１０８を装着することに
より、補整用電子回路（図示せず）であらかじめ設定さ
れる補正値に対し、位置決めテーブル１０１の変形特
性、すなわち、振動特性を精密に適応させることができ
る。補正をリアルタイムで実行したいのであれば、それ
らの補正値を表で読み取ったり、あるいは計算したりす
るのは全く不可能である。補正値は補正用電子回路によ
りあらかじめ与えられており、それに位置決めテーブル
１０１の変形特性、すなわち、振動特性を適応させなけ
ればならない。いくつかの接着部１０７（特に軽量構造
のブリッジ部分１０４及び支持点１０６にあるもの）は
外から見えるが、ノード１０５の接着部１０７は完全に
ノード表面の中に入っている。

【００１３】接着剤は円形の孔（直径は約１mmから２mm
であるのが好ましい）を通して円形の接着部１０７の厳
密に中心の位置に供給され、接着部１０７の非常に狭い
接着間隙（直径は約６mmであるのが好ましい）に毛管作
用によって流入する。接着間隙の周囲に自由溝があるた
め、接着剤が接着部１０７の接着間隙から流出すること
はない。接着時には、接着部１０７に空気が封入されて
しまう事態を阻止しなければならない。接着部１０７の
自由溝の終端は軽量構造の隙間には入っていないので、
隙間から自由溝に至る圧力均衡通路をさらに設けなけれ
ばならない。

【００１４】図３は、ノード１０５にある内部接着部
（５；図２の１０７）の１つを詳細に示す。軽量構造の
ブリッジ部分１０４及び支持点１０６にある対応する接
着部１０７も類似の構造であり、それらの場合、隙間か
ら自由溝に至る圧力均衡通路を通常は省略することがで
きる。接着部５は平坦な面４と、それに対向し、接着に
必要な全ての凹部が形成されている対向面３とから構成
されている。それらの凹部は、特に、所定の接着間隙８
を有し、その接着間隙８を規定するための大きな円形の
自由部分９により包囲されている平坦な円形の接着パッ
ド７である。この自由部分９によって、接着間隙８の中
を毛管力により広がって行く接着剤をこの接着間隙８の
領域に限定することができる。好ましくは接着パッド７
の中心で、負圧作用により接着剤を導入するための円筒
形管路１０は終わっている（好ましくは１と５バールの
間の範囲、特に好ましくは３と４バールの間の範囲）。
自由部分９には、接着剤の硬化時に発生するガスを抜く
ための矩形の管路１１が接続している。

【００１５】接着剤を導入するときに必要となる負圧の
レベルを余り高くする必要がないように、この接着剤導
入管路１０をできる限り短くすべきであろう。さらに、
管路１１に負圧を加えることにより、他方の管路１０で
必要な負圧を低減することができる。接着間隙８の深さ
を０．１mm、直径を６mmにすると、自由部分９の直径を
それより２mm大きくし且つできる限り０．５mmを越える
深さにすべきであろう。接着部５と自由部分９の容積比
はこの場合で１：４になるが、この値は１：３を下回っ
てはならないであろう。

【００１６】この実施形態では、ガス抜き管路１１が自
由部分９で終わっているので、自由部分９は結合面３，
４の約６９％までの部分で囲まれる。ガス抜き管路１１
自体も、２つの部材１，２から出る所まで両側で結合面
３，４により囲まれている。接着剤の硬化時に発生する
ガスを抜くための方形の管路１１は自由部分９の２倍の
幅を有し且つそれと同じ高さでなければならないであろ
う。しかし、管路１１の大きさを定めるときには、十分
適切にガス抜きができるように管路の長さも考慮する必
要がある。接着部５が結合すべき２つの部材１，２の縁
部の付近に配置されている場合は、長さを短く設定でき
るが、接着部５が２つの部材１，２の内側に入った位置
にある場合には長くしなければならない。

【００１７】ここに図示した実施形態においては、接着
剤を導入するための円筒形の管路１０は接着パッド７の
半径の四分の一の半径を有し（この管路の大きさを設定
するときには、使用する接着剤の粘度も考慮すべきであ
る）、できる限り短くすべきであろう。接着部５が結合
すべき２つの部材１，２の奥にかなり入った位置にある
場合に、接着剤の硬化時に発生するガスを抜くための矩
形の管路１１を余り大きくしないで済むように、図６及
び図７に示すように管路を変形することが可能である。
管路１１′の中央に分離壁１３が挿入されているため、
自由部分９に接続する管路１２ａ，１２ｂは２本にな
る。一方の管路１２ａに気体（たとえば、空気）を吹き
込み、他方の管路１２ｂから気体を排出させることがで
きる。これにより、自由部分９の中に接着パッド７の周
囲を巡る気体の流れが発生するので、ガス抜き管路１
１′が非常に長い場合でも管路の大きさを適切な限度内
にとどめることができる。

【００１８】接着強度を向上させるために、接着パッド
７の一方の面又は対向する双方の面にわずかな凹凸を設
けることが可能である。接着剤を接着パッド７全体から
自由部分９まで行き渡らせなければならないので、この
凹凸が有意義であるか否かは使用する接着剤の粘度並び
に接着間隙の深さ又は幅によっても決まる。ＵＶ硬化性
の接着剤を使用する場合、ガス抜き管路１１，１１′を
通してさらにＵＶ光を接着パッド７に到達させるため
に、ガス抜き管路１１，１１′及び自由部分９の少なく
とも一部を鏡面にすると有意義であるといえる。導入
後、外部からの影響（たとえば、加熱ＵＶ光の照射な
ど）により接着剤の硬化する、場合によっては体積の増
加が起こるような接着剤を採用する場合には、接着剤を
導入するための管路１０を省略することは理論上は可能
である。その場合、正規の接着工程は遅れて開始され
る。しかし、接着剤の量の配分は重大である。この工程
の間に接着剤のガスの放出が起こらない場合にも、接着
部５のガス抜きのための管路１１，１１′を省略するこ
とができる。接着剤の硬化時に体積の変化が起こらない
のであれば、周囲の自由部分９も省略することは理論上
は可能であろう。

【００１９】結合すべき２つの部材１，２が同じ材料か
ら製造されていない場合、材料を選択するときに、特に
材料の熱膨張率を考慮すべきである。本発明を実施する
ための材料としては、先に述べたように、特にセラミッ
ク材料又はガラス材料を使用できる。２つの部材１，２
の結合の強度に関していえば、接着パッド７を結合面
３，４の内側に配置することが重要である。また、ガス
抜き管路１１，１１′を平坦にし（ガス抜きを申し分な
く確実に行える）且つ接着剤を導入するための管路１０
を丸形にする（接着剤の導入による抵抗をできる限り小
さくする）と特に有利である。

【００２０】中心に管路開口を有する丸形の接着パッド
７は、接着剤を順調に流動させると共に、接着部の応力
を小さくする。結合すべき部材の変形を最小にするため
に、接着部を推力中心点の高さに配置するのが好まし
い。この実施形態では、製造技術の上で容易であるとい
う理由により、接着を行うための凹部は一方の接触面に
のみ形成されている。凹部の一部を対向する接触面に形
成しても良いことは言うまでもないが、その場合には調
整の問題が生じてくる

【００２１】第２の部材２の第１の垂直に立った壁の面
は鏡面であり、組立て後の部材１，２の位置測定のため
に利用されるので、第２の部材２と第１の部材１との間
の移行部分（すなわち、内縁部）は厳密に垂直でなけれ
ばならない。しかしながら、製造技術の点からいえば、
均質な１つの部材で内角を厳密な直角にすることは不可
能である。従って、製造すべき部材を単一の部材として
組立てられる２つの個別の部材１，２から構成する。特
に図３から図５に示す接着部（図中符号５により指示す
る）は、接合面（結合面）３，４にある。このようにし
て出来上がった部材１，２は、形状の精度にすぐれてい
ると同時に、スラストに対して高い耐性を示す。

【００２２】以上説明した部材１，２は、検査すべき部
品をコントロールするためにＵＶ範囲の放射を使用する
顕微鏡で採用されるＸ−Ｙ−Ｚ位置決めテーブルの支持
板１である。支持板１を含むこの種の位置決めテーブル
はできる限り安定した形状でなければならず、また同時
に、特にコントロール課題の自動化を行う場合にテーブ
ルを急速に移動させることができるような高い強度を有
していなければならない。結合すべき２つの部材の結合
面の接着は、特に加速が大きい場合又はそれが変化する
場合に、結合すべき２つの部材を互いに確実に結合して
いるばかりでなく、結合された部材の振動特性の調整を
も可能にする。従って、接着部の保持力は、特に結合す
べき部材の結合面が互いに外れようとするときに、その
効力を完全に発揮しなければならない。これは、結合さ
れる部材の形状や、加速方向に対する結合面の位置に応
じて、異なる速さで起こることができる。

【００２３】収縮ができる限り小さい（１０％未満、好
ましくは３％未満、さらに好ましくは１％未満又は０．
６％未満）適切な接着剤を選択することにより、望まし
い力の減少が得られる。接着剤としては、収縮ができる
限り小さく且つ結合すべき部材の材料との確実な接着を
可能にするあらゆる接着剤が適している。好ましい材料
であるケイ酸塩及びセラミックには、収縮が３％未満又
は０．６％未満のエポキシ樹脂が特に適している。図１
から図７に示す実施形態の場合、自由部分を一方の部材
に形成し、接着間隙を形成するための凹部を対向する部
材に形成することも可能である。しかし、この変形に
は、接着時に結合すべき２つの部材をより精密に調整し
なければならないという欠点がある。ただし、場合によ
っては、この方法が有利になることもありうるだろう。
接着剤供給管路を結合すべき他方の部材により接着間隙
に接続させ、ガス抜き管路を部材の内側に、接続面から
離して配置することも可能であるのは当然であろう。

【００２４】図８及び図９に示す接着部により、接着
と、その結果として発生する変形とによる力の作用を他
の結合方法の場合の十分の一にまで減少させることがで
きる。以下に説明する２つの部材３０，３１の結合部
は、２つの接着部分の間に挿入されて、接着剤の収縮に
よって生じる応力という形態をとる力を自らに吸収する
応力低減要素３７（補整部材と呼んでも良い）を使用す
る。従来の技術により知られている結合方法と比較し
て、このようにして得られる接着結合において発生する
精密接合後の部材３０，３１の変形は著しく少ない。

【００２５】接着により接合後の部材３０，３１で生じ
る変形の物理的背後関係は、一般に、接着剤の収縮に基
づくものである。２つの接着結合部の一方における長さ
変化はほぼ次の式で表せる。 ε＝δｌ／ｌ₀ 式中、εは伸び、δｌは長さ変化、ｌ₀は変化前の長さ
である。 Ｆ／Ａ＝Ｅ*ε 式中、Ｆは力、Ａは接着面、Ｅは弾性係数である。これ
に基づき、 Ｆ／Ａ＝E*δｌ／ｌ₀ →Ｆ＝Ｅ*Ａ*δｌ／ｌ₀ →Ｆ−Ｅ
*Ａ

【００２６】Ｆ、従って、接着部４３に加わる力をでき
る限り小さくすべき場合、δｌは接着剤の収縮によりあ
らかじめ与えられ且つｌ₀ は一方又は双方の接着間隙４
１，４２（その深さは、たとえば、接着剤の導入が不可
避であることによって、任意に減少させることができな
い）によりあらかじめ与えられているので、Ａ又はＥを
小さくしなければならない。面Ａは任意に減少させるこ
とができず、一般に、必要な保持力により確定される。
弾性係数は、接着すべき部材３０，３１により確定され
ている。

【００２７】それにもかかわらず、力を減少させること
ができるようにするために、結合すべき２つの部材３
０，３１の間に追加の部材３７を使用する。２つの接着
部の間の、接着すべき部材３０，３１の間の空間３４に
挿入されるこの部材３７については、横断面及び／又は
弾性係数を自由に選択できる。

【００２８】図８は、上述の考えを利用した解決方法に
よる１つの構成を示す。結合すべき部材３０，３１は同
一の材料（熱膨張係数の関係上、たとえば、ケイ酸塩、
セラミック又はインバー）から成り、互いに接着するた
めの結合面（３２，３３）をそれぞれ有しているのが好
ましい。接着に先立って、一方の部材３１に結合面３３
に向かって開いた凹部３４（たとえば、直方体又は円筒
形などの所望の形態）を形成する。この凹部には２本の
管路３５，３６が通じている。この空間３４の底面に
は、第１の接着間隙４４を有する補整要素３７が、補整
要素３７と空間３４の側壁３９ａ，３９ｂとの間に空隙
４０，４１が残るように挿入接着される。補整要素３７
を空間３４に挿入接着した後、部材３１及び補整要素３
７を貫通する第１の管路３５を形成する。この管路は後
に第２の接着間隙４２の中央で終わり、補整要素３７の
第２の接着部への接着剤の供給は第１の管路３５を経て
行われることになる。空隙４０の側方には、２つの部材
３０，３１を一体に密着した後の状態で第２の管路３６
を形成する別の凹部が設けられている。

【００２９】２つの部材３０，３１を互いに密着した
後、必要量の接着剤を第１の管路３５の中に注入する
と、第１の管路３５の、注入された接着剤の上方にはガ
ス圧力が発生する。このガス圧力は接着剤を補整要素３
７と部材３０との間の第２の接着間隙４２へと押し出
す。２度目の接着が行われた後は、第１の管路３５の中
に接着剤はなくなっている。力を有効に減少させるため
には、引張り力を受容する働きをすべき補整要素３７は
結合すべき部材３０，３１より著しく小さい（できれ
ば、５０％小さい、好ましくは１０％）弾性係数を有し
ていなければならない。

【００３０】できる限り収縮の小さい（１０％未満、好
ましくは３％未満、さらに好ましくは１％未満又は０．
６％未満）接着剤を適切に選択することにより、所望の
通りの力の減少を得ることができる。接着剤供給管路３
５を結合すべき部材３０，３１のうち第２の部材３０を
貫通させて第２の接着間隙４２まで導き、ガス抜き管路
３６を部材３１の中に、結合面３２，３３から離して配
置することも可能であるのは自明であろう。

【００３１】図９は、図８に示す接着部（図８の４３）
の変形列を示す。この場合、変形は補整要素（図９の３
７）の形状及び接着剤供給管路（図９の３５）の位置に
のみ関連するものである。図８に関して説明したよう
に、結合すべき部材の一方４６に空間４７と、排気管路
４８となるべき凹部とを形成する。この空間４７の大き
さは、挿入接着すべき補整要素５０と空間４７の側壁と
の間の、補整要素５０の周囲に空隙４９を確保するよう
に定められている。補整要素５０は接着剤により空間４
７の中に固定され、接着剤は第１の接着間隙５１の全体
を満たす。これにより、２つの部材４５，４６は互いに
対向する２つの結合面５３，５４で、第２の部材４５に
設けられた接着剤供給管路５５が補整要素５０の上方
の、接着面の中心でできる限り正確に位置を定めて終わ
るように密着される。その後、接着剤は先に図８に関連
して説明したのと同様に供給されるのであるが、この場
合にも、接着剤は接着間隙５２をできる限り完全に満た
すべきであろう。

【００３２】この実施形態では、引張り力及び曲げ力を
吸収する働きをする補整要素５０は、接着のために使用
される接着板５０ａ，５０ｂの下方の、結合ロッド５０
ｃの両端部に、横断面の狭い部分を有する。この細くな
った部分は、補整要素５０の材料の弾性係数が結合すべ
き部材４５，４６の弾性係数と全く同じであるか又はそ
れより大きい場合にも、図８で説明した効果を発揮す
る。しかし、図８又は図９による結合部によって結合す
べき２つの部材の間で発生する力それ自体が余りにも大
きくなってしまうこともありうる。結合部により結合部
材に加わる力をほぼ零にしたいのであれば、結合すべき
２つの部材と補整要素との間の側方まで接着剤を塗布し
なければならない。これをどのようにして実現できるか
を図１０に示す。

【００３３】結合すべき第１の部材６０の結合面６２に
は、所望の横断面形状（好ましくは円形）を有する上に
向かって開いた空間６４があり、この空間６４の底面に
ガス抜き管路６６が通じている。結合すべき２つの部材
６０，６１を組立てる前に、この空間６４の中で、側方
から少なくともほぼ完全に周囲を囲んでいる接着間隙７
２に、長手方向スリットを有し、内部が中空である結合
管６８を、空間６４の底面へまだ空隙６９が特に接着剤
を残さずに形成され且つ補整要素６８は空間６４の底面
より上で終わるように接着する。結合すべき第２の部材
６１の結合面６３にも、同様に、所望の横断面形状（好
ましくは円形）を有する上に向かって開いた空間６５が
あり、側方の、後に出来上がるべき結合部のほぼ中央の
位置に、接着剤供給管路６７が通じている。

【００３４】この空間６５の結合面６３に近接する端部
には、空間６５の他の部分より大きい直径を有する周囲
溝７０が形成されている。この溝７０は、毛管力によっ
て与えられる接着剤の流れを結合管６８と第２の部材６
１との間で停止させるために必要である。この空間６５
の直径は、結合すべき２つの部材６０，６１の互いに対
する調整を後で可能にするために、結合すべき他方の部
材６１にある空間６４よりわずかに大きい。

【００３５】２つの部材６０，６１をその結合面６２，
６３で密着した後、あらかじめ定めた必要量の接着剤を
接着剤供給管路６７に注入し、負圧により結合管６８と
第２の部材６１との間の接着間隙７１へ送り出す。この
とき、接着剤供給管路６７が空間６５の中で、できれば
結合管６８のスリット７３の反対の側で終わるように注
意すべきである。ここでも、結合管６８は結合すべき部
材６０，６１のうち第２の部材６１にある空間６５の底
面より上にあるので、部材６１と結合管６８との間に空
隙７４が残っている。これら２つの空隙６９，７４は、
結合管６８から部材６０，６１へ力が伝達されないとい
う意味で重要である。この目的は、第１の部材６０と結
合管６８との間の接着部７２と、第２の部材６１と結合
管６８との間の接着部７１との間にある空隙７５によっ
ても達成される。結合管６８にはスリット７３があるた
め、結合管６８は、その側方から作用を及ぼす接着剤の
収縮によって発生する力を結合すべき２つの部材６０，
６１の間の結合面６２，６３へ伝達することなく、接着
剤の収縮に対応できる。

【００３６】図面に示した全ての概略図について、正し
い大きさの関係が描かれているわけではないという点に
注意すべきである。接着剤は毛管力によって接着間隙に
流入しなければならず、従って、接着間隙の幅は十分の
数ミリメートルを越えてはならないため、特に全ての接
着間隙は図示したものより著しく狭い。接着剤供給管路
には、接着実施後、できる限り接着剤を残しておかない
のが好ましいであろう。結合すべき２つの部材の密着面
に接着部を設けることは、特に強い加速又はその変化が
あるときに、結合すべき２つの部材を互いに確実に結合
する上で有用である。すなわち、接着部の保持力は、結
合すべき部材がその結合面で互いに離れようとしたとき
に初めて完全な効果を発揮しなければならない。これ
は、結合される部材の形状及び加速方向に対する結合面
の位置に応じて異なる速さで得られる。結合面は密着に
よって尚一層互いに結合されることが可能である。

【００３７】図８及び図９の場合に、補整要素を受け入
れるための空間を２つの部材の一方のみに形成しなけれ
ばならないというわけではない。この空間を分割して、
できる限り厳密に対向する２つの空間を形成しても全く
同様である。しかし、この変形には、密着時に結合すべ
き２つの部材をより精密に調整しなければならないとい
う欠点もある。ただし、特殊な場合には、この方法が有
利になることもある。結合される部材の位置測定のため
に、その表面の一部を鏡面化することができる。

【００３８】結合される部材の振動特性の精密同調をお
こなうためのもう１つの構成は、支持体の構造（特にブ
リッジ部分）に追加のおもり部材を装着し且つカバープ
レートに対し垂直な支持体の構造から材料を除去するこ
とにより可能になる。支持体とカバープレートは（熱安
定性の関係上）同一の材料から成るのが好ましく、２つ
の部材の各々は互いに当接する少なくとも１つの結合面
を介して接合される。２つの結合面の少なくとも一方
に、接着部又は接着間隙に対応する１つ又は複数の凹部
が設けられており、接着剤は２つの部材の間の接着部で
２つの結合面を接着結合させる働きをする。接着部以外
の箇所では、２つの部材を互いに密着することができ
る。この場合、接着部は密着面に完全に入っていなくと
も良い。２つの部材を互いに密着するとき、２つの部材
の好ましくは密着面の縁部周囲に配置されるか又は密着
面にある２つの部材の間の溝に配置されている追加の接
着管路により密着面を閉鎖しておくことができる。さら
に、密着面は接着部をできる限り完全に包囲しているべ
きであり、少なくとも５０％、好ましくは６０％、さら
に好ましくは６５％を越えて包囲しているべきであろ
う。

【００３９】第１の管路は接着剤を接着部に導入するた
めに設けることができ、円形であるのが好ましいであろ
う。第２の管路は接着すべき接着部に至る空気の連通を
生じさせるため、すなわち、接着部の空気抜きのための
ものであり、矩形であるのが好ましい。第２の管路は接
着領域の周囲の自由溝まで通じていることが重要であ
り、この第２の管路と自由溝は内側接着領域の少なくと
も３倍、好ましくは５倍の深さを有しており、第２の管
路と自由溝は同じ深さを有する。支持体の個々の場所に
配置された点状の接着部は２つの部材のスラスト中心点
の高さに配置されているべきであろう。接着部は内側に
平坦で円筒形の接着領域を有するのが好ましく、この内
側接着領域の周囲に、接着部から接着剤が流出するのを
阻止するために外側円筒形自由溝を配置すべきであろ
う。本発明による位置決めテーブルは、一般に、支持体
と、カバープレートとから構成されている。ここで、支
持体は複数の支持体から組立てられていても良いが、１
つの部材から加工されていても良い（均質部材）。

【００４０】支持体は、用途に応じて最適化された様々
な構造を有していて良い（たとえば、閉じた多角形又は
開いた多角形（三角形、四角形、五角形、六角形等々の
ｎ角形）の部材から成る構造）。また、「Ａｔｏｍｉｕ
ｍ」のような構造（接続ブリッジ部分（円形又は多角
形）を有するノード点（たとえば、球，立方体など））
を有していても良い。位置決めテーブルの側面と下面は
開いていても、閉じていても良く、カバープレートは支
持体の任意の面に固定できる（すなわち、上面に決めら
れているわけではない。）

【００４１】支持体の材料は単一の材料であっても良い
が、支持体を構成するために複数の異なる材料を使用す
ることも可能である。支持体をより軽量にするために、
支持体は多数の凹部を有する（軽量構造）。位置決めテ
ーブルの支持体に固定されるカバープレートは別個に製
造されるもので、複数の部品から組立てられるか又は１
つの均質部品から形成されている。カバープレートの材
料は単一の材料であっても良いが、製造時に複数の異な
る材料を使用することも可能である。温度変化に際して
の位置決めテーブルの寸法の変化をできる限り小さく抑
えるために、支持体及びカバープレートの材料の熱膨張
係数をできる限り小さくすると共に、その差を最大でも
２^*１０^-6mm／Ｋ にすべきであろう。支持体とカバープ
レートの双方を同一の材料から製造すれば、支持体とカ
バープレートの熱膨張係数のこの差は零に向かおうとす
る。支持体及びカバープレートの材料としては、特にイ
ンバー、ガラス又はセラミック、特にガラスセラミック
が適している。

【００４２】支持体とカバープレートとの間には、互い
に空間的に離間した複数の固定部分を配置することがで
きる。これにより、位置決めテーブルの振動特性の調整
が容易になるので、位置決めテーブルを様々な装置に適
用できる。さらに、電子工学に基づいて位置決めテーブ
ルとは無関係に位置決め用電子回路を開発することや、
重大な共振箇所を排除することができる。

【００４３】カバープレートの支持体上での点状固定状
態を少なくともほぼ維持するためには、固定部分の少な
くとも５０％の最大長さを１２mm未満にすべきであろ
う。しかし、特にこのような点状固定は位置決めテーブ
ルの振動特性を各々の適用状況に最適の形で適応させる
ことができると共に、固定点を巧妙に位置決めすること
により、個々の部品の製造時のばらつきにも対応でき
る。支持体へのカバープレートの固定は、使用する材料
と必要な仕様プロファイルに応じて、接着、はんだ付
け、溶接、密着又はそれらの固定方法の組合わせにより
実行できる。たとえば、特にガラスセラミックに対して
は、場合によって接着技術を密着と組合わせることが考
えられるが、位置決めテーブルの材料としてインバーを
使用するときには、接着、はんだ付け、溶接又はそれら
の固定方法の組合わせが考えられる。

【００４４】カバープレートの厚さは、支持体の応力を
吸収できるように定められるべきであろう。しかし、位
置決めテーブルをできる限り軽くするためには（それに
伴って調整ダイナミクスをできる限り大きくするために
は）、カバープレートの厚さをできる限り薄くすべきで
あろう。これは、特に大型の位置決めテーブルにおいて
は、カバープレートの厚さを２mm未満で、０．５mmより
厚くしたときに実現される。支持体を二次元又は三次元
で配列されたノードとスポークから構成すると、支持体
としてすぐれた軽量構造が得られる。この場合、スポー
クの横断面はノードの横断面より小さい。適切な計算方
法を採用すれば、既製のプログラムを入手できるので、
所望のパラメータをコンピュータで非常に正確にシミュ
レートすることができる。

【００４５】テーブルの全体としての寸法を小さく保持
できるように、支持体はカバープレートの下方に調整要
素を受入れるための凹部を有しているべきであろう。支
持体の中心に開口を配置すると、マニピュレータや、透
過光観察が行われる光学機器への適用が容易になる。結
合すべき部材の組み立て時の変形が非常に小さく抑えら
れ、熱特性に関しても非常に安定した構成になる（温度
変化に伴う変形が少ない）という理由により、支持体と
カバープレートとの間に接着部を配置することができ
る。理想的な点状結合にできる限り近づくため、それら
の接着部は丸形の形状を有しているべきであろう。位置
決めテーブルは、特に、４００ｎｍ未満の波長で動作す
る光学機器に組込むことができる。職業用として実施す
る場合の位置決めテーブルの形状安定性はナノメートル
範囲（すなわち、１００ｎｍ未満から１０ｎｍまで）に
あるので、非常に小さな構造をもつ構成要素を特に光学
機器にきわめて正確に取り付けることができる。そのよ
うな光学機器には、１つ又は複数のレンズ及び／又は１
つ又は複数の鏡面要素が配置されている。そのような光
学機器の例としては、ＵＶ範囲の電磁波で動作するのが
好ましい顕微鏡が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による位置決めテーブルの側面図。

【図２】 図１に示す位置決めテーブルを下から見た
図。

【図３】 図１及び図２に示す位置決めテーブルにある
接着部の詳細図。

【図４】 接着部の平面図。

【図５】 接着部の側面図。

【図６】 図４に示す接着面の変形例の平面図。

【図７】 図６に示すガス抜き管路の正面図。

【図８】 補整要素を含む本発明による接着部の第１の
構成を示す図。

【図９】 本発明による接着部の第１の構成の変形例を
示す図。

【図１０】 補整要素を含む本発明による接着部の第２
の構成を示す図。

【符号の説明】

１０１…位置決めテーブル、１０２…支持体、１０３…
カバープレート、１０４…ブリッジ部分、１０５…ノー
ド、１０６…支持点、１０７…接着部。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１の材料から成り、多数の
   凹部を有する少なくとも１つの支持体を有する位置決め
   テーブルにおいて、支持体に第２の材料から成るカバー
   プレートが固定されていることを特徴とする位置決めテ
   ーブル。
2. 【請求項２】 支持体及びカバープレートの材料の熱膨
   張係数は最大で２^*１０^-6mm／Ｋ異なることを特徴とす
   る請求項１記載の位置決めテーブル。
3. 【請求項３】 支持体とカバープレートとの間に、空間
   的に互いに離間する複数の固定部分が配置されているこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の位置決めテーブ
   ル。
4. 【請求項４】 固定部分の少なくとも５０％における最
   大長さは１２mmより小さいことを特徴とする請求項３記
   載の位置決めテーブル。
5. 【請求項５】 カバープレートの厚さは最大で２mmであ
   ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記
   載の位置決めテーブル。
6. 【請求項６】 支持体は二次元又は三次元に配列された
   ノードとスポークから構成されており、スポークの横断
   面はノードの横断面より小さいことを特徴とする請求項
   １から５のいずれか１項に記載の位置決めテーブル。
7. 【請求項７】 支持体はカバープレートの下方に調整要
   素を受け入れるための凹部を有することを特徴とする請
   求項１から６のいずれか１項に記載の位置決めテーブ
   ル。
8. 【請求項８】 支持体の中央に開口が配置されているこ
   とを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の
   位置決めテーブル。
9. 【請求項９】 支持体へのカバープレートの固定は接
   着、はんだ付け、溶接、密着又はそれらの固定方法の組
   合わせにより行われることを特徴とする請求項１から８
   のいずれか１項に記載の位置決めテーブル。
10. 【請求項１０】 支持体とカバープレートとの間に接着
    部が配置されていることと、それらの接着部は円形であ
    ることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記
    載の位置決めテーブル。
11. 【請求項１１】 支持体とカバープレートは同一の材料
    から成ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか
    １項に記載の位置決めテーブル。
12. 【請求項１２】 支持体及びカバープレートの材料はガ
    ラス又はセラミック（特にガラスセラミック）であるこ
    とを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載
    の位置決めテーブル。
13. 【請求項１３】 位置決めテーブルは、４００ｎｍ未満
    の波長で動作する光学機器に組込まれていることを特徴
    とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の位置決
    めテーブル。
14. 【請求項１４】 光学機器の中に少なくとも１つのレン
    ズが配置されていることを特徴とする請求項１３記載の
    位置決めテーブル。
15. 【請求項１５】 光学機器の中に少なくとも１つの鏡面
    要素が配置されていることを特徴とする請求項１３記載
    の位置決めテーブル。
16. 【請求項１６】 光学機器は顕微鏡であることを特徴と
    する請求項１３，１４又は１５記載の位置決めテーブ
    ル。