(57)【要約】【課題】可変インピーダンス素子の機構部の寿命を予測する機能を備えたインピーダンス整合装置を提供する。【解決手段】可変インピーダンス素子３、４の操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータ７ａ，７ｂの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、基準時から判定対象値が検出された日までの累積日数を検出された判定対象値とともに記憶するメモリ３１，３２と、メモリ３１，３２に記憶された判定対象値と累積日数とを用いて、基準時から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える日までの累積日数を最小二乗法により推定する第１及び第２の寿命推定部３４及び３５とを設けた。【選択図】    図１
2010198524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記トルク設定信号の大きさを増加させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要な前記モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を備えてなるインピーダンス整合装置。
【請求項２】
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記トルク設定信号の大きさを減少させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招く前記モータの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を備えてなるインピーダンス整合装置。
【請求項３】
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記可変インピーダンス素子の機構部が正常な状態で前記可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を行う際に前記モータの出力トルクが取り得る値の中から選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、前記モータの出力トルクを前記検査時トルクに固定した状態で、前記残留偏差を零に近づける制御を行わせて、該制御が完了したときに前記可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を備えてなるインピーダンス整合装置。
【請求項４】
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視して前記モータ制御部による制御が完了した時点で前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部と、
前記トルク設定信号の大きさを増加させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記異常判定部が初めて前記検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときの前記トルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を更に備えてなるインピーダンス整合装置。
【請求項５】
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視して前記モータ制御部による制御が完了した時点で前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部と、
前記トルク設定信号の大きさを減少させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記異常判定部が初めて異常判定を行ったときの前記トルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を更に備えてなるインピーダンス整合装置。
【請求項６】
前記寿命推定部は、前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている可変データの値のうち、最新のＮ（Ｎは２以上の整数）個の可変データの値と、該Ｎ個の可変データの値のそれぞれに対応する判定対象値とを用いて前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めるように構成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載のインピーダンス整合装置。
【請求項７】
前記寿命推定部は、前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めることができないときに、前記Ｎの値を増加させて前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めるように構成されている請求項６に記載のインピーダンス整合装置。
【請求項８】
前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶される可変データの値は、前記基準時からの累積日数または累積時間、前記モータの駆動量の前記基準時からの累積値、前記モータの往復動作回数の前記基準時からの累積値及び前記電源から負荷に電力を供給する時間の前記基準時からの累積値からなる可変データ群の中から選択された少なくとも１つの可変データの値である請求項１ないし７のいずれか１つに記載のインピーダンス整合装置。
【請求項９】
前記寿命推定部が前記残余寿命推定値を求める際に用いる前記可変データの最新値は、前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶された可変データの値のうちの最新の値または残余寿命推定値を求める際に新たに取得した値である請求項１ないし８のいずれか１つに記載のインピーダンス整合装置。
【請求項１０】
前記寿命推定部は、最小自乗法を用いて前記寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成されている請求項１ないし９のいずれか１つに記載のインピーダンス整合装置。
【請求項１１】
前記寿命推定部は、線形予測法を用いて前記寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成されている請求項１ないし９のいずれか１つに記載のインピーダンス整合装置。
【請求項１２】
前記寿命推定部で推定された寿命到達時可変データ推定値及び前記残余寿命推定値の少なくとも一方を表示する表示部を更に備えている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のインピーダンス整合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に用いるプラズマ処理装置等において、高周波電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図るために用いるインピーダンス整合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波電源からプロセスチャンバ内に設けられたプラズマ発生装置等の負荷に電力を供給する場合には、例えば特許文献１に示されているように、負荷からの電力の反射を無くして負荷に効率よく電力を供給するために、高周波電源と負荷との間にインピーダンス整合装置を設けて、電源の出力インピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させるようにしている。
【０００３】
インピーダンス整合装置は、電源と負荷との間に設けられて電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として可変インピーダンス素子の操作軸を操作する操作機構と、インピーダンスの整合を図るために必要な操作軸の目標位置を設定する目標位置設定部と、操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、可変インピーダンス素子の操作軸の位置を目標位置設定部で設定された目標位置に一致させるようにモータを制御するモータ制御部とを備えていて、高周波電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図るために可変インピーダンス素子の操作軸を制御する。可変インピーダンス素子としては、可変コンデンサや、可変インダクタが用いられる。
【０００４】
例えば、特許文献１に示されたインピーダンス整合装置は、高周波電源から負荷に入力される入力電圧及び入力電流と、該入力電圧と入力電流との間の位相差とを検出する入力検出部と、高周波電源の出力端子間に対して並列に接続された第１の可変コンデンサと、高周波電源の一方の出力端子と負荷の一端との間に接続された第２の可変コンデンサと、第１の可変コンデンサ及び第２の可変コンデンサのそれぞれに対して設けられた第１及び第２のモータを備えてこれらのモータを駆動源として第１の可変コンデンサ及び第２の可変コンデンサの操作軸を操作する操作機構と、前記入力検出部により検出される入力電圧及び入力電流から求められる電源の出力インピーダンスの値に基づいて第１の可変コンデンサの操作軸の位置を目標位置とするように第１のモータを制御するモータ制御部と、入力検出部により検出される入力電圧及び入力電流の位相差に基づいて第２の可変コンデンサの操作軸の位置を目標位置とするように第２のモータを制御するモータ制御部とを備えている。特許文献２や特許文献３に示されているように、第１の可変コンデンサ及び第２の可変コンデンサとしては、多くの場合、真空容器内に固定電極と可動電極とを封入した真空可変コンデンサが用いられている。
【０００５】
インピーダンス整合装置に用いる真空可変コンデンサなどの可変インピーダンス素子は、使用に伴って操作軸の潤滑剤（グリスなど）が固化していき、操作軸からモータにかかる負荷トルクが増大していく。また操作軸とその軸受け部との間の接触部の機械的な摩耗や、操作軸の回転変位を可変インピーダンス素子の可動部（可変コンデンサの場合には可動電極）に伝達する変位伝達機構を構成する部品の機械的摩耗によっても、操作軸からモータにかかる負荷トルクが増大していく。特に、操作軸の回転変位をネジ機構により直線変位に変換して真空室内に配置された可動電極に伝達するように構成された真空可変コンデンサの場合には、ネジ機構を構成しているネジのうち、真空室内に配置された可動電極に結合されている一方のネジに真空室側から常時吸引力が作用して、ネジ機構を構成しているネジ同士の接触部に偏った力がかかるため、比較的短期間でネジ山の摩耗が進行し、操作軸を操作するために必要なトルクが増大していく。
【０００６】
本明細書では、上記のように、可変インピーダンス素子の操作軸の潤滑剤が固化したり、操作軸の回転変位を可変インピーダンス素子の可動部に伝達する変位伝達機構の構成部品が摩耗したりして、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクが大きくなっていく状態を可変インピーダンス素子の機構部の劣化と呼ぶ。
【０００７】
上記のように、可変インピーダンス素子の機構部の劣化によりモータにかかる負荷トルクが過大になり、モータの駆動能力の限界を超えると、操作軸を回転させることができなくなるため、インピーダンスの整合を図ることができなくなる。
【０００８】
例えば、可変インピーダンス素子を操作するモータとして、パルスモータや、ステッピングモータを用いた場合には、モータにかかる負荷トルクが増大していくと、やがて駆動パルスとモータの回転との同期をとることができない脱調状態が生じ、モータを回転させることができなくなる。従来は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が、寿命に近い状態まで進んだ際にもその操作を可能にするように、モータの出力トルクを十分に大きい値（一定値）に設定していた。
【０００９】
可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進み、モータにより可変インピーダンス素子を操作することができなくなった場合には、可変インピーダンス素子を交換したり、その機構部の部品を交換したりする等のメンテナンスを行う必要がある。またメンテナンスの際には、インピーダンス整合装置の再調整を行うことが必要になる。可変インピーダンス素子を操作することができなくなった場合に、インピーダンス整合装置全体を交換することもあるが、その場合にもインピーダンス整合装置の再調整が必要であり、その作業には長時間を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１６７７９号公報
【特許文献２】特開平１１−９７２９３号公報
【特許文献３】特開平１０−１０６８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように可変インピーダンス素子の機構部の劣化によりモータにかかる負荷トルクが増大して、可変インピーダンス素子の操作を正常に行うことができなくなった場合には、電源と負荷のインピーダンス整合ができなくなるため、整合装置の修理や交換などのメンテナンス作業を行う必要があり、その作業に長い時間を要する。
【００１２】
整合装置の本来の役割である整合動作が機能しなくなると、半導体製造プロセス等を中断することを余儀なくされるが、プロセスを中断すると大きな損失が生じるため、その様な事態を招くことは極力避ける必要がある。
【００１３】
整合装置の機能が突然喪失する事態が生じるのを防ぐためには、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を的確に判定し得るようにしておいて、その判定結果に基づいて可変インピーダンス素子のメンテナンスを的確に行うことが望ましい。
【００１４】
そこで、本出願人は先に、特願２００８−１１７５５４において、可変インピーダンス素子を駆動するために必要なトルクの大きさから、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近いか否かを判定する寿命判定手段を備えたインピーダンス整合装置を提案した。
【００１５】
既提案のインピーダンス整合装置に設けられている寿命判定手段においては、可変インピーダンス素子を操作するモータを制御するモータ制御部に可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を行わせた際に、操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要としたモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、この判定対象値を判定基準値と比較し、判定対象値が判定基準値以上であるときに可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近いと判定する。
【００１６】
一般に、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進行するにつれて大きくなっていき、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて該可変インピーダンス素子を操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていく。従って、可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせた場合に、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要としたモータの出力トルクの最小値は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。
【００１７】
従って、既提案の発明のように、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、求めた判定対象値を判定基準値と比較するようにすると、判定対象値が判定基準値以上になったときに、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進んで、寿命が近づいていると判定することができる。
【００１８】
また、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、この判定対象値を判定基準値と比較することによっても、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進み、寿命が近づいていることを判定することができる。
【００１９】
既提案の発明によれば、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近づいていることを判定することができ、可変インピーダンス素子の交換のタイミングを知ることができる。しかしながら、判定対象値を判定基準値と比較する方法により、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進んでいるか否かを判定できるのは、機構部の劣化が相当に進んで、判定対象値に目に見える変化が現れるようになってからであるため、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近づいているとの判定が行われてから、当該機構部が実際に寿命を迎えるまでの間には、僅かな期間しか残されていない。従って、既提案の発明によった場合、せっかく可変インピーダンス素子の機構部の寿命を判定することができても、可変インピーダンス素子の代替品の調達が間に合わないおそれが生じる。
【００２０】
可変インピーダンス素子の代替品の発注を余裕を持って行い得るようにするためには、可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える時期を、該機構部が実際に寿命を迎える時期よりもかなり前の時点で、十分な余裕をもって予測し得るようにしておくことが好ましい。
【００２１】
本発明の目的は、インピーダンス整合装置に、可変インピーダンス素子が寿命を迎える時期を、余裕をもって推定する機能を持たせることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願においては、上記の課題を解決するために、第１ないし第１２の発明が開示される。本願で開示される第１ないし第１２の発明はいずれも、電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置を対象とする。
【００２３】
本発明の前提となる上記の構成は、本出願人が先に出願した特願２００８−１１７５５４に開示されている発明のそれと同様である。本願発明においては、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定する際に用いる「判定対象値」を検出する判定対象値検出手段が設けられるとともに、検出された「判定対象値」を寿命の判定に用いる「可変データ」とともに記憶する「判定対象値・可変データ記憶部」と、「判定対象値・可変データ記憶部」に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から寿命を推定する「寿命推定部」とが新たに設けられる。以下、第１ないし第１２の発明の要部の構成をその作用と共に説明する。
【００２４】
（１）第１の発明
第１の発明においては、可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせた際に操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として用いる。
【００２５】
ここで、「出力トルクの最小値の情報を含む数値」とは、出力トルクの最小値そのものでもよく、出力トルクの最小値の情報を含む何らかの数値（例えば、モータの出力トルクをトルク設定信号により設定するようにする場合には、出力トルクの最小値を与えるトルク設定信号の大きさ）でもよいとの趣旨である。
【００２６】
インピーダンス整合装置に用いる可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むと、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクが大きくなっていき、可変インピーダンス素子を操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていく。そのため、可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせた際に操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。
【００２７】
従って、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。
【００２８】
なお「最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」とは、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値を意味する。例えば、モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさを５段階に評価する場合には、モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を、その大きさに応じて、１ないし５のいずれかの数値で表す。最小値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、最小値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。
【００２９】
また可変インピーダンス素子の機構部の寿命を予測するためには、寿命を何らかの変数で表す必要がある。寿命を表す変数としては、寿命とある相関関係をもって値が変化する変数、例えば、基準時からの累積日数（経過日数）または累積時間（経過時間）、可変インピーダンス素子の機構部を操作するモータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数（モータが一方向への回転を終了した後、他方向への回転を終了するまでの動作を１往復動作とする）の基準時からの累積値、及び高周波電源から負荷に電力を供給する時間（電力供給時間）の基準時からの累積値等を用いることができる。本発明においては、これらの変数を「可変データ」として、この可変データにより可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表す。基準時としては、例えばインピーダンス整合装置の運転を開始した日や、メンテナンスを行った日等を用いることができる。
【００３０】
本願の第１の発明においては、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表す変数を可変データとして、多数の判定対象値と各判定対象値に対応する可変データの値とを蓄積していき、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される値である「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値を差し引くことにより求められる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を、蓄積された判定対象値と可変データの値との間の関係から、最小自乗法や線形予測法等の予測法を用いて、定期的にまたは随時求めることができるようにする。
【００３１】
そのため、本願の第１の発明に係わるインピーダンス整合装置は、インピーダンス整合装置本来の機能を果たすために必要な前記の構成に加えて、下記の構成を備えている。
（１．１）トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
（１．２）判定対象値検出手段が各判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
（１．３）可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値を差し引くことにより求められる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
【００３２】
上記のように、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される判定対象値と、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表わすのに適した変数である可変データとを蓄積していって、蓄積された判定対象値と可変データとの間の関係から、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより得られる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を求めるようにしておくと、「寿命到達時可変データ推定値」または「残余寿命推定値」から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える時期を、該機構部が実際に寿命を迎える時期よりもかなり前の時期に推定することができる。
【００３３】
例えば、可変データとして、基準時からの累積日数（経過日数）を用いるものとする。この場合、上記寿命推定部により、基準時から将来可変インピーダンス素子の機構部が寿命に達した状態になるであろう日までの累積日数を「寿命到達時可変データ推定値」として得ることができるため、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が何時尽きるのかを推定することができる。また上記寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値（例えば基準時から現在までの累積日数）を差し引くことにより「残余寿命推定値」を求めると、後どの程度寿命が残されているのかを推定することができる。
【００３４】
また、可変インピーダンス素子の機構部を操作するモータの使用を開始してからその寿命が尽きるまでの間に可能な該モータの総駆動量（カタログ値または設計値）が分かっている場合に、該モータの駆動量の基準時からの累積値を可変データとして用いると、上記寿命推定部により求められた、現時点から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎えるまでの間に可能なモータの駆動量を「残余寿命推定値」として求めることができるため、後どの程度寿命が残されているかを知ることができる。
【００３５】
上記の寿命の推定は、判定対象値が判定基準値に達する時期よりもかなり前の時期に（可変インピーダンス素子の機構部の寿命が尽きる時期よりもかなり前の時期に）随時行うことができるため、可変インピーダンス素子の機構部の寿命予測を余裕を持って行うことができ、可変インピーダンス素子の代替品またはその機構部を構成する部品の代替品の発注を余裕を持って行うことができる。
【００３６】
上記第１の発明においては、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として、該判定対象値を検出するように判定対象値検出手段を構成しているが、本発明は、判定対象値検出手段をこのように構成する場合に限定されない。
【００３７】
（２）第２の発明
本願に開示された第２の発明は、下記の構成を備えている。
（２．１）トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
（２．２）出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
（２．３）可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
【００３８】
なお「出力トルクの最大値の情報を含む数値」とは、出力トルクの最大値そのものでもよく、出力トルクの最大値の情報を含む何らかの数値（例えば、モータの出力トルクをトルク設定信号により設定するようにする場合には、出力トルクの最大値を与えるトルク設定信号の大きさ）でもよいとの趣旨である。
【００３９】
上記「最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。例えば、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値の大きさを５段階に評価する場合には、モータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を、その大きさに応じて、１ないし５のいずれかの数値で表す。最大値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、最大値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。
【００４０】
インピーダンス整合装置に用いる可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むと、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクが大きくなっていき、該可変インピーダンス素子を操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていくため、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によっても、第１の発明による場合と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
（３）第３の発明
本発明は、下記の構成を有する。
（３．１）可変インピーダンス素子の機構部が正常な状態で可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を行う際にモータの出力トルクが取り得る値の中から選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクを検査時トルクに固定した状態で、残留偏差を零に近づける制御を行わせて、該制御が完了したときに可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
（３．２）出力トルク設定部が判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
（３．３）可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
【００４２】
「残留偏差の大きさの情報を含む数値」は、操作軸の現在位置と目標位置との間の差の大きさそのものを示す数値でもよく、操作軸の現在位置と目標位置との間の差の大きさと一定の関係を有する数値、例えば、操作軸の現在位置及び目標位置をそれぞれ示す電気信号の大きさの差を表わす数値でもよい。
【００４３】
なお「残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値がどの程度の範囲にあるかを示す数値である。例えば、残留偏差の大きさの情報を含む数値を５段階に評価する場合には、残留偏差の大きさの情報を含む数値を１ないし５のいずれかの数値で表す。残留偏差の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、残留偏差の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。
【００４４】
モータの出力トルクを一定値に固定した状態で可変インピーダンス素子の操作軸の位置制御を行った際に、その位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、可変インピーダンス素子の機構部が正常な状態で、可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を行う際にモータの出力トルクが取り得る値の中から予め選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクをこの検査時トルクに固定した状態で、可変インピーダンス素子の操作軸の位置制御を行わせて、該位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するようにすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によった場合にも、第１の発明による場合と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（４）第４の発明
本願に開示された第４の発明は、下記の構成を有する。
（４．１）可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視してモータ制御部による制御が完了した時点で目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部を備えている。
（４．２）トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
（４．３）出力トルク設定部が判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
（４．４）可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
【００４６】
「トルク設定信号の大きさの情報を含む数値」は、トルク設定信号の大きさを示す数値そのものでもよく、トルク設定信号の大きさと一定の関係を有する何らかの数値、例えばトルク設定信号に対応するモータの出力トルクの大きさを表わす数値でもよい。
【００４７】
なお上記「トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値がどの程度の範囲にあるかを示す数値である。例えば、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値を５段階に評価する場合には、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値を１ないし５のいずれかの数値で表す。トルク設定信号の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。
【００４８】
上記のように、操作軸の目標位置と現在位置とを監視して、モータ制御部による制御が行われた時点での目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部を設けておくと、異常判定部が異常判定を行ったときに、可変インピーダンス素子の可動部に異常があることを知ることができ、異常判定部が最初の異常判定を行ったときにメンテナンスの時期が近いことを知ることができる。
【００４９】
上記のような異常判定部が設けれている場合に、可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として、トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行なわなかったときのトルク設定信号の大きさは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなるときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によった場合にも、第１の発明による場合と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
なお「トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行なわなかったときのトルク設定信号の大きさ」は、第１の発明において判定対象値検出手段が判定対象値として検出する「目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値」に対応している。
【００５１】
（５）第５の発明
本願に開示された第５の発明は、下記の構成を有する。
（５．１）可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視してモータ制御部による制御が完了した時点で目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部を備えている。
（５．２）トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて異常判定を行ったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
（５．３）出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
（５．４）可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
【００５２】
操作軸の目標位置と現在位置とを監視してモータ制御部による制御が行われた時点での目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行うようにした異常判定部が設けれている場合に、トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に異常判定部が初めて異常判定を行ったときのトルク設定信号の大きさは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、初めて異常判定が行なわれるときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によった場合にも、第１の発明による場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
なお「トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に、異常判定部が初めて異常判定を行ったときのトルク設定信号の大きさ」は、第２の発明で判定対象値検出手段が判定対象値として検出する「目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値」に対応している。
【００５４】
（６）第６の発明  
本願に開示された第６の発明は、第１ないし第５の発明のいずれかで用いる寿命推定部の構成を更に特定したもので、第６の発明においては、寿命推定部が、判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている可変データの値のうち、最新のＮ（Ｎは２以上の整数）個の可変データの値と、該Ｎ個の可変データの値のそれぞれに対応する判定対象値とを用いて前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めるように構成される。
【００５５】
（７）第７の発明
本願に開示された第７の発明は、上記第６の発明で用いる寿命推定部の構成を更に特定したもので、第６の発明においては、寿命推定部が、寿命到達時可変データ推定値または残余寿命推定値を求めることができないときに、Ｎの値を増加させて寿命到達時可変データ推定値または残余寿命推定値を求めるように構成される。
【００５６】
（８）第８の発明
本願に開示された第８の発明は、第１ないし第７の発明のいずれかにおいて判定対象値・可変データ記憶部に記憶される可変データを特定したもので、本発明においては、判定対象値・可変データ記憶部に記憶される可変データの値が、基準時からの累積日数（経過日数）または累積時間（経過時間）、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及び電源から負荷に電力を供給する時間の基準時からの累積値からなる可変データ群の中から選択された少なくとも１つの可変データの値である。
【００５７】
（９）第９の発明
本願に開示された第９の発明は、第１ないし第８の発明のいずれかにおいて、寿命推定部が残余寿命推定値を求める際に用いる可変データの最新値を特定としたもので、本発明では、寿命推定部が残余寿命推定値を求める際に用いる可変データの最新値を、判定対象値・可変データ記憶部に記憶された可変データの値のうちの最新の値とするか、または残余寿命推定値を求める際に新たに取得した値とする。
【００５８】
（１０）第１０の発明
本願に開示された第１０の発明は、第１ないし第９の発明のいずれかにおいて、寿命推定部が寿命到達時可変データ推定値を求める際に用いる手法を特定したものである。本発明においては、寿命推定部が、最小自乗法を用いて寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成される。
【００５９】
（１１）第１１の発明
本願に開示された第１１の発明も、第１ないし第９の発明のいずれかにおいて、寿命推定部が寿命到達時可変データ推定値を求める際に用いる手法を特定したもので、本発明においては、上記寿命推定部が、線形予測法を用いて寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成される。
【００６０】
（１２）第１２の発明
本願に開示された第１２の発明は、本発明に係わるインピーダンス整合装置の好ましい態様を示したもので、本発明においては、第１ないし第１１の発明のいずれかの構成に加えて更に、寿命推定部で推定された寿命到達時可変データ推定値及び残余寿命推定値の少なくとも一方を表示する表示部が設けられる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明に係わるインピーダンス整合装置によれば、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される判定対象値と、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表わすのに適した変数である可変データの各判定対象値が求められた時点での値とを蓄積して、蓄積された判定対象値と可変データとの間の関係から、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値を差し引くことにより得られる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を求めるようにしたので、「寿命到達時可変データ推定値」または「残余寿命推定値」から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える時期を、該機構部が実際に寿命を迎える時期よりもかなり前の時期に求めることができる。
【００６２】
従って本発明によれば、可変インピーダンス素子の機構部の寿命予測を余裕を持って行うことができ、可変インピーダンス素子の代替品またはその機構部を構成する部品の代替品の発注を余裕を持って行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係わるインピーダンス整合装置の一実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施形態においてモータ駆動部にトルク設定信号を与える回路の構成例を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態においてモータ駆動部にトルク設定信号を与える回路の他の構成例を示した回路図である。
【図４】図１及び図２の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第１の例の第１の部分を示したフローチャートである。
【図５】図１及び図２の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第１の例の第２の部分を示したフローチャートである。
【図６】図１及び図２の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第２の例の第１の部分を示したフローチャートである。
【図７】図１及び図２の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第２の例の第２の部分を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態において、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するために収集された判定対象値のデータと、可変データとしての累積日数、駆動量及び往復回数のデータとをテーブルの形にまとめて示したデータテーブルである。
【図９】図８に示された可変データのうち、累積日数に着目して、該累積日数と判定対象値との関係を示したグラフである。
【図１０】図８に示されたデータを用いて可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定した結果の一例を示したデータテーブルである。
【図１１】図８に示されたデータを用いて可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定した結果の他の例を示したデータテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係わるインピーダンス整合装置の構成を示したものである。本実施形態に係わるインピーダンス整合装置は、本出願人が行った先の出願（特願２００８−１１７５５４）に開示されたインピーダンス整合装置が備えている構成に加えて、可変インピーダンス素子が寿命を迎える時期を推定する機能を実現するための構成を更に備えたものである。
【００６５】
図１において１は高周波電源、２は半導体製造装置等のプロセスチャンバである。プロセスチャンバ２内にはプラズマ発生装置等の、高周波電源１の負荷が収容されている。３及び４は高周波電源１とプロセスチャンバ（負荷）２との間に設けられた第１及び第２の可変インピーダンス素子で、第１の可変インピーダンス素子３は高周波電源１及び負荷に対して並列に接続され、第２の可変インピーダンス素子４は、高周波電源１及びプロセスチャンバ２に対して直列に接続されている。本実施形態では、第１の可変インピーダンス素子３が第１の可変コンデンサＶＣ1からなり、第２の可変インピーダンス素子４が第２の可変コンデンサＶＣ2からなっている。第１の可変コンデンサＶＣ1及び第２の可変コンデンサＶＣ2としては真空可変コンデンサが用いられている。図示の例では、第２の可変コンデンサＶＣ2とプロセスチャンバとの間にインダクタンス５が挿入されている。
【００６６】
また、負荷に入力される電圧Ｖinと、電流Ｉinと、電圧Ｖinと電流Ｉinとの間の位相差θinとを検出する入力検出部６が、高周波電源１と第２の可変コンデンサＶＣ2との間に設けられている。入力検出部６による電圧Ｖin、電流Ｉinおよび位相差θinの検出方法は、周知であるので説明を省略する。
【００６７】
第１の可変コンデンサＶＣ1に対しては、第１のモータ７ａを駆動源として該第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸を操作する第１の操作機構が設けられ、第２の可変コンデンサＶＣ2に対しては、第２のモータ７ｂを駆動源として該第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸を操作する第２の操作機構が設けられている。インピーダンス整合装置の可変インピーダンス素子を操作するモータとしては、パルスモータやステップモータが多く用いられる。本実施形態では、第１の可変コンデンサＶＣ1及び第２の可変コンデンサＶＣ2をそれぞれ操作するモータ７ａ及び７ｂとしてステップモータを用いるものとする。各操作機構は、各モータの回転を各可変コンデンサの操作軸に伝達する機構により構成することができる。例えば、各モータの回転軸と各可変コンデンサの操作軸とを接続するカップリングを用いた機構により各操作機構を構成することができる。場合によっては、各モータの回転を減速して各可変コンデンサの操作軸に伝達する機構により各操作機構を構成することもできる。
【００６８】
また第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の位置を検出する第１の位置検出部８ａと、第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の位置を検出する第２の位置検出部８ｂとを備えた操作軸位置検出部８が設けられ、第１及び第２の位置検出部８ａ及び８ｂの出力信号Ｓpa及びＳpbが、入力検出部６から得られる入力電圧検出信号Ｓv、入力電流検出信号Ｓi及び位相差検出信号Ｓθとともに目標位置設定部９に入力されている。
【００６９】
目標位置設定部９は、入力検出部６により検出された入力電圧Ｖin及び入力電流Ｉinを用いて、インピーダンス整合装置の入力端（入力検出部６の入力端）から負荷側を見たインピーダンスを演算により求めて、高周波電源１とプロセスチャンバ（負荷）２とのインピーダンス整合を行なうために必要な可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のそれぞれの操作軸の目標位置を設定するとともに、設定した目標位置と、操作軸位置検出部８により検出された可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のそれぞれの操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要なモータ７ａ及び７ｂの駆動量を演算する。
【００７０】
即ち、目標位置設定部９は、先ずインピーダンス整合装置の入力端から伝送線路を経由し高周波電源１側を見た電源側インピーダンス（通常は５０Ω）と、インピーダンス整合装置の入力端からプロセスチャンバ（負荷）２側を見た負荷側インピーダンスとを整合させるために必要な可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のそれぞれの操作軸の位置を演算し、演算した位置を可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のそれぞれの操作軸の目標位置として設定する。
【００７１】
目標位置設定部９はまた、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の演算された目標位置と、第１の位置検出部８ａにより検出された可変コンデンサＶＣ1の操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要なステップモータ７ａの駆動量（ステップモータ７ａに与えるパルス数）を演算して、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Ｓdaを第１のモータ駆動部１０ａに与え、第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の演算された目標位置と、第２の位置検出部８ｂにより検出された第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要なステップモータ７ｂの駆動量（ステップモータに与えるパルス数）を演算して、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Ｓdbを第２のモータ駆動部１０ｂに与える。本実施形態では、第１のモータ駆動部１０ａと第２のモータ駆動部１０ｂとにより、モータ駆動部１０が構成されている。
【００７２】
可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のそれぞれの操作軸の目標位置の演算は、例えば、インピーダンスの整合を図るために必要な可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のリアクタンス値を目標リアクタンス値として演算する手段と、各可変コンデンサに対して予め求めた操作軸の回転角度位置と各可変コンデンサの静電容量との間の関係を用いて、演算された各目標リアクタンス値に対応する各可変コンデンサの操作軸の回転角度位置（目標位置）を演算する手段とにより行なうことができる。
【００７３】
第１及び第２の位置検出部８ａ及び８ｂは、例えば、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2のそれぞれの操作軸が微少角度回転する毎に位置検出パルスを発生するエンコーダを用いて構成することができる。
【００７４】
１１は第１の可変コンデンサＶＣ1の機構部及び第２の可変コンデンサＶＣ2の機構部の異常の有無を判定する異常判定部である。異常判定部１１は、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の目標位置と現在位置、及び第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の目標位置と現在位置をそれぞれ監視して、目標位置設定部９から第１のモータ駆動部１０ａ及び第２のモータ駆動部１０ｂにそれぞれ演算した駆動量を示す目標位置設定信号Ｓda及びＳdbが与えられた後、モータ７ａ及び７ｂの駆動が完了したと見なされる時点で、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えているときに第１の可変コンデンサＶＣ1の機構部の状態が異常である（正常な範囲から外れている）との異常判定を行う。同様に、第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えているときに第２の可変コンデンサＶＣ2の機構部の状態が異常であるとの異常判定を行う。
【００７５】
なお可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との「残留偏差」は、モータ駆動部１０が目標位置設定部９で演算された駆動量だけモータを駆動した時点で、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する偏差である。ここで、「モータ駆動部１０が目標位置設定部９で演算された駆動量だけモータを駆動した時点」とは、通常は、検出の遅れを考慮して、モータが実際に駆動したと考えられる時点を示す。
【００７６】
即ち、可変コンデンサの操作軸の現在位置の検出には遅れが伴うことが避けられず、可変コンデンサの操作軸の目標位置のデータ及びその目標位置に対応する現在位置の検出データは、同時に発生するものではないので、モータが脱調状態になったときに、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する偏差を正確に検知するためには何らかの工夫を要する。例えば、目標位置のデータを目標位置設定部９から異常判定部１１に出力する際に、検出の遅れを考慮して現在位置の検出データを出力するタイミングを遅らせる処理を行うことにより、モータが脱調状態になったときに可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する偏差を正確に検知することができる。また、異常判定部１１に目標位置のデータ及び現在位置の検出データを一旦記憶するメモリを設け、遅れを考慮してメモリから読み出す等の処理を行うことによっても、上記の偏差を正確に検知することができる。
【００７７】
ところで、本実施形態のように、ステップモータ７ａ及び７ｂにより可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸をそれぞれ駆動する場合、各操作軸を現在位置から最終目標位置まで移動させるために必要な数のパルスが多すぎると、そのパルスをモータ駆動部１０ａ，１０ｂからモータ７ａ，７ｂに一度に与えても、モータが応答できないため、モータ駆動部１０ａ，１０ｂからモータ７ａ，７ｂに与えるパルスの数は、モータが正常に応答し得る範囲の数に制限する必要がある。
【００７８】
そのため、上記目標位置設定部９は、実際には、第１及び第２の可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸を現在位置から最終目標位置まで動かすために必要な駆動量を一度に演算して、その駆動量を示す目標位置設定信号をモータ駆動部１０ａ及び１０ｂに与えるのではなく、モータが応答し得る範囲の駆動量を演算して、その駆動量だけモータを駆動したときに到達する筈の操作軸の位置を暫定目標位置として演算する。
【００７９】
目標位置設定部９は、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Ｓda及びＳdbをモータ駆動部１０ａ及び１０ｂに与える。モータ駆動部１０ａ及び１０ｂは、与えられた目標位置設定信号Ｓda及びＳdbに応じてモータ７ａ及び７ｂに駆動パルスを与えて、第１及び第２の可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸の位置を暫定目標位置まで変位させる。
【００８０】
また目標位置設定部９は、演算した前記暫定目標位置を異常判定部１１に与える。異常判定部１１は、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差及び第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差を監視し、モータ７ａの駆動が完了したと見なされる時点で、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差が許容値を超えているときに第１の可変コンデンサが異常であると判定し、モータ７ｂの駆動が完了したと見なされる時点で、第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差が許容値を超えているときに第２の可変コンデンサが異常であると判定する。
【００８１】
目標位置設定部９は、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸の位置が暫定目標位置に達したときに、新たなモータの駆動量と、その駆動量に相応した暫定目標位置とを演算して、その駆動量を示す目標位置設定信号Ｓda及びＳdbをモータ駆動部１０ａ，１０ｂに与えると共に、暫定目標位置を異常判定部１１に与えて異常判定を行わせる。これらの動作を繰り返しながら、可変コンデンサの操作軸を最終目標位置に向けて移動させていく。
【００８２】
すなわち、暫定目標位置をそのときの目標位置としながら、可変コンデンサの操作軸を最終目標位置に向けて移動させていく。なお、インピーダンス整合装置がその本来の動作を行う際には、時々刻々と変化する負荷の状態に迅速に対応させるため、通常は可変コンデンサの操作軸が最終目標位置に移動する過程においても最終目標位置（インピーダンスの整合を行うための目標位置）の演算が行われ、新たな最終目標位置が演算された場合には、最終目標位置が新たに演算された位置に更新される。
【００８３】
暫定目標位置まで可変コンデンサの操作軸を変位させるようにモータ７ａ及び７ｂを駆動する過程と、異常判定部１１により異常判定処理を行なう過程とを行なわせるためには、「所定の処理時間」を必要とする。モータ７ａ及び７ｂが可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸を現在位置から暫定目標位置まで動かすために必要な時間が上記処理時間よりも長いと、モータが正常に回転していても、操作軸の現在位置と暫定目標位置との間の残留偏差が許容値を超えてしまい、異常判定部１１が異常判定を行ってしまう。従って、残留偏差が許容値を超えているか否かの判定を正確に行わせるためには、目標位置設定部９が一度に演算する駆動量を、上記処理時間内にモータを駆動できるだけの大きさ以下に制限して、演算した駆動量に基づいて可変コンデンサの操作軸の暫定目標位置を演算する必要がある。
【００８４】
なお、インピーダンス整合装置がその本来の動作を行う際には、時々刻々と変化する負荷の状態に対応させるため、上記「所定の処理時間」が短く設定されることが多い。しかし、機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査を行う際には、負荷の状態を考慮する必要がないため、上記「所定の処理時間」を長く設定することが可能である。そのため、機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査を行う際には、「所定の処理時間」を長くすることで、暫定目標位置を設定することなく異常判定を行わせることが可能となる。この場合は、最終目標位置が唯一の目標位置になる。もちろん、機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査を行う際にも、インピーダンス整合装置がその本来の動作を行う際と同様に、暫定目標位置を設定するようにしてもよい。
【００８５】
異常判定部１１は、第１の可変コンデンサＶＣ1の機構部が異常であるとの異常判定を行ったときに第１の異常判定信号Ｓaaを発生し、第２の可変コンデンサＶＣ2の可動部が異常であるとの異常判定を行ったときに第２の異常判定信号Ｓabを発生する。異常判定部１１が出力する第１の異常判定信号Ｓaa及び第２の異常判定信号Ｓabはそれぞれ第１の出力トルク設定部１２ａ及び第２の出力トルク設定部１２ｂに与えられる。
【００８６】
第１の出力トルク設定部１２ａ及び第２の出力トルク設定部１２ｂは、インピーダンス整合時及び可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の検査時に、第１のモータ７ａ及び第２のモータ７ｂの出力トルクを設定する部分である。インピーダンス整合時には、第１の出力トルク設定部１２ａ及び第２の出力トルク設定部１２ｂが、異常判定部１１による判定結果に応じて第１のモータ７ａ及び第２のモータ７ｂの出力トルクを設定し、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の検査時には、第１の出力トルク設定部１２ａ及び第２の出力トルク設定部１２ｂが、モータ７ａ及び７ｂの出力トルクを、その値を変化させながら段階的に変化させる。
【００８７】
本実施形態で用いる第１の出力トルク設定部１２ａは、インピーダンス整合時に、異常判定部１１が第１のモータ７ａについて最初の異常判定を行うまでの間、モータ７ａの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部１１が最初の異常判定を行った後はモータ７ａの出力トルクを上記初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定するように構成される。
【００８８】
また第２の出力トルク設定部１２ｂも、インピーダンス整合時に、異常判定部１１が最初の異常判定を行うまでの間、モータ７ｂの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部１１が最初の異常判定を行った後はモータ７ｂの出力トルクを初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定するように構成される。
【００８９】
従来のインピーダンス整合装置においては、可変コンデンサ（可変インピーダンス素子）を操作するモータの出力トルクを，メンテナンスが必要な程度まで可変コンデンサの機構部の劣化が進んだ状態でも、可変コンデンサの操作軸を目標位置まで回転させることができるような大きさに設定していたが、上記初期トルクは、従来のインピーダンス整合装置において設定されていたモータの出力トルクよりも小さい値に設定する。また異常検出後トルクは、従来のインピーダンス整合装置において設定されていたモータの出力トルクと同等の大きさに設定する。初期トルクの設定の仕方については後で詳細に説明する。
【００９０】
第１及び第２の出力トルク設定部１２ａ及び１２ｂはまた、後記するように、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の検査を行う際に、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を判定対象値として求めるために、モータ７ａ及び７ｂの出力トルクの設定値を、大きい値から小さい値まで値を異ならせて段階的に変化させることができるようになっている。可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の検査は、製造ラインが停止しているときに行われる。
【００９１】
第１のモータ駆動部１０ａは、目標位置設定部９により設定されたパルス数だけ第１のモータ７ａに駆動パルスを与えるとともに、第１のモータ７ａの出力トルクを第１の出力トルク設定部１２ａにより設定されたトルクに等しくするように、該第１のモータ７ａに流す駆動電流を調整する。
【００９２】
また第２のモータ駆動部１０ｂは、目標位置設定部９により設定されたパルス数だけ第２のモータ７ｂに駆動パルスを与えるとともに、第２のモータ７ｂの出力トルクを第２の出力トルク設定部１２ｂにより設定されたトルクに等しくするように、第２のモータ７ｂに流す駆動電流を調整する。
【００９３】
本実施形態では、第１のモータ７ａ及び第２のモータ７ｂの出力トルクをそれぞれ第１の出力トルク設定部１２ａ及び第２の出力トルク設定部１２ｂにより設定されたトルクに等しくするように、第１のモータ７ａ及び第２のモータ７ｂに流す駆動電流を調整するが、後記する可変インピーダンス素子の検査時には、モータ７ａ及び７ｂの出力トルクを細かく調整し得るようにしておくことが望ましい。
【００９４】
そのため、本実施形態では、図２に示すように、モータ駆動部１０ａ，１０ｂを、制御端子に与えられるトルク設定信号電圧（アナログ電圧）Ｖτa，Ｖτbの大きさに応じてモータ７ａ，７ｂに流す駆動電流を調整し得る機能を有するドライバＩＣにより構成するとともに、出力トルク設定部１２ａ，１２ｂの出端子とモータ駆動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ構成するドライバＩＣの制御端子との間にＤＡコンバータ１４ａ，１４ｂを設けて、出力トルク設定部１２ａ，１２ｂがそれぞれ出力したトルク設定値（デジタル値）をトルク設定信号電圧（アナログ電圧）Ｖτa，Ｖτbに変換してモータ駆動部１０ａ，１０ｂに与えるようにしている。
【００９５】
出力トルク設定部１２ａ及び１２ｂにはそれぞれ第１及び第２のメモリ２０ａ及び２０ｂが接続されている。メモリ２０ａ，２０ｂには、多数のトルク設定信号電圧値（デジタル値）と、該多数のトルク設定信号電圧値のアナログ変換値である出力トルク設定信号電圧Ｖτa，Ｖτbをそれぞれモータ駆動部１０ａ，１０ｂを構成するドライバＩＣに与えたときに得られるモータの出力トルクとの間の関係を与えるデータテーブルが記憶されている。このデータテーブルは、トルク設定信号電圧値の大きさが大きくなっていくに従って、設定されるモータの出力トルクが大きくなっていくようにトルク設定信号電圧値の大きさとモータの出力トルクとの間の関係を定めて、各トルク設定信号電圧値（デジタル値）と対応するモータの出力トルクとを１対１で対応させてテーブルの形にまとめたものである。
【００９６】
出力トルク設定部１２ａ，１２ｂは、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の検査時に、メモリ２０ａ，２０ｂからトルク設定信号電圧のデジタル値を小さい順に読み出して、ＤＡコンバータ１４ａ，１４ｂを介してモータ駆動部１０ａ，１０ｂに与える。
【００９７】
本実施形態では、第１の出力トルク設定部１２ａ及び第２の出力トルク設定部１２ｂにより出力トルク設定部１２が構成されている。またモータ駆動部１０と出力トルク設定部１２とにより、可変コンデンサ（可変インピーダンス素子）ＶＣ1及びＶＣ2の操作軸の位置を目標位置設定部９で設定された目標位置に一致させるように（操作軸の現在位置と目標位置との偏差を零にするように）モータ７ａ，７ｂを制御するモータ制御部１３が構成され、モータ制御部１３と目標位置設定部９とにより、インピーダンスの整合を図るように可変インピーダンス素子３及び４の操作軸の位置を制御する「操作軸位置制御装置」が構成されている。
【００９８】
前述のように、第１の可変コンデンサＶＣ1の可動部がグリスの固化や機械的摺動部の摩耗などにより劣化すると、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸から第１のモータ７ａにかかる負荷トルクが大きくなっていく。第１のモータ７ａにかかる負荷トルクが大きくなっていき、ある限界と超えると、モータ７ａの回転が駆動パルスと同期しない状態（脱調状態）になりモータ７ａを回転させることができなくなる。このような状態が生じると、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸を目標位置まで回転させることができなくなり、高周波電源１と負荷２との間のインピーダンスの整合をとることができなくなって、モータ駆動部１０ａがモータ７ａの駆動を完了した時点での可変コンデンサＶＣ1の操作軸の現在位置と目標位置との残留偏差が大きくなる。
【００９９】
同様に、第２の可変コンデンサＶＣ2の可動部が劣化した場合には、モータ７ｂの回転が駆動パルスと同期しない状態（脱調状態）になり、モータ７ｂを正常に回転させることができなくなる。このような状態が生じると、第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸を目標位置まで回転させることができなくなるため、高周波電源１と負荷との間のインピーダンスの整合をとることができなくなり、モータ駆動部１０ｂがモータ７ｂの駆動を完了した時点での可変コンデンサＶＣ2の操作軸の現在位置と目標位置との残留偏差が大きくなる。
【０１００】
従って、異常判定部１１で、各可変コンデンサの操作軸の現在位置と目標位置とを監視して、両位置の間の残留偏差が許容値を超えたか否かを判定することにより、各可変コンデンサの可動部が異常であるか否かを判定することができる。
【０１０１】
前述のように、本実施形態では、インピーダンス整合時に、異常判定部１１により異常判定が行われるまでの間、モータ７ａ，７ｂの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部１１により異常判定を行われた後にモータ７ａ，７ｂの出力トルクを従来のインピーダンス整合装置において設定されていたモータの出力トルクと同等の異常検出後トルクに設定する。
【０１０２】
本実施形態において、初期トルクの大きさは、異常検出後トルクよりも小さく、かつ可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化した状態になる前の状態では、該可変コンデンサの操作軸を操作し得るが、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化した状態では、可変コンデンサの操作軸を操作することができなくなる程度の大きさに設定される。即ち、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化したときに、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えて異常判定部が異常判定を行うように初期トルクの大きさが設定される。
【０１０３】
本実施形態のように、異常判定部１１が最初の異常判定を行ったときにモータの出力トルクを初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定し直すようにすると、最初の異常判定が行われたこと、またはモータの出力トルクが初期トルクから異常検出後トルクに切り換えられたことから、可変コンデンサの機構部が一定時間後にメンテナンスを行うことが必要な程度に（メンテナンスの時期が近いといえる程度に）劣化していることを知ることができる。従って、メンテナンスが必要であることを看過して運転が継続されて、製造ラインを止める必要がある事態が突然生じるのを防ぐことができる。また、モータの出力トルクを初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定し直すことによって、再度、残留偏差が許容値に収まるようにモータを駆動させることが可能となる。
【０１０４】
上記の説明では、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化したときに、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えて異常判定部が最初の異常判定を行うようにモータの初期トルクの大きさを設定して、異常判定部が最初の異常判定を行ったときに、メンテナンスの時期が近いことを知り得るようにしたが、モータの初期トルクを小さめに設定して、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化するまでの間に異常判定が複数回行われるようにしてもよい。
【０１０５】
即ち、モータ制御部１３は、異常判定部１１が最初の異常判定を行うまでの間は、モータの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部が最初の異常判定を行った後は、モータの出力トルクを、初期トルクよりも大きく、かつ異常判定が行われる毎に値が増大していく異常検出後トルクに設定する出力トルク設定部と、モータの出力トルクを出力トルク設定部により設定されたトルクとするようにモータを駆動するモータ駆動部とを備えた構成とすることができる。
【０１０６】
上記のように異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの大きさを増大させていく場合、出力トルク設定部１２は、異常判定部１１が最初の異常判定を行った後異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの値を増大させていく際の該異常検出後トルクの増分を予め定めた値（例えば予め定めた一定値）とするように構成することができる。
【０１０７】
また上記のように異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの大きさを増大させていく場合、出力トルク設定部１２は、異常判定部が最初の異常判定を行った後異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの値を増大させていく際の増分を、異常判定が行われた回数と設定するトルクとの間の予め定められた関係に基づいて決定するように構成することもできる。例えば、異常判定が行われる回数の増大に伴って、異常検出後トルクの値の増分を大きくしていくように、出力トルク設定部１２を構成することができる。
【０１０８】
製造ラインの停止時に、インピーダンス整合装置の可変コンデンサ（可変インピーダンス素子）ＶＣ1及びＶＣ2の機構部の状態が正常な範囲にあるか否かの検査を行い得るようにするとともに、可変コンデンサの機構部が寿命を迎える時期を十分な余裕をもって推定することを可能にするために、本実施形態においては、第１の可変コンデンサＶＣ1及び第２の可変コンデンサＶＣ2のそれぞれの機構部の劣化の状態が反映される第１及び第２の判定対象値を検出する第１及び第２の判定対象値検出手段を設けている。
【０１０９】
可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作機構の検査と寿命の判定とを行わせるために、検査及び寿命推定のためのデータ収集時に、データ収集のためにモータ７ａ及び７ｂを制御して操作軸の位置を制御する検査専用の制御ブロックを特に設けてもよいが、本実施形態では、目標位置設定部９とモータ制御部１３とにより構成される「操作軸位置制御装置」に、上記第１及び第２の判定対象値を検出する機能を持たせている。
【０１１０】
即ち、本実施形態では、「操作軸位置制御装置」を構成する目標位置設定部９及びモータ制御部１３の機能を実現するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムに、判定対象値を検出するためのタスクを実行する部分を設けることにより、上記第１の判定対象値及び第２の判定対象値をそれぞれ検出する機能を実現する第１の判定対象値検出手段及び第２の判定対象値検出手段を構成し、これら第１及び第２の判定対象値検出手段により、「判定対象値検出手段」が構成されている。
【０１１１】
本実施形態では、上記第１の判定対象値検出手段が、製造ラインの停止時に、第１の可変コンデンサＶＣ1の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として、トルク設定信号Ｖτaの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサＶＣ1の操作軸の位置を目標位置に一致させるようにモータ７ａを制御する制御動作を繰り返すことにより、異常判定部１１に異常か否かの判定を行う過程を反復させて、異常判定部１１が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値Ｖkaとして検出するように構成される。
【０１１２】
同様に、第２の判定対象値検出手段は、製造ラインの停止時に、第２の可変コンデンサＶＣ2の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として、トルク設定信号Ｖτbの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサＶＣ2の操作軸の位置を目標位置に一致させるようにモータ７ｂを制御する制御動作を繰り返すことにより、異常判定部１１に異常か否かの判定を行う過程を反復させて、異常判定部１１が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値Ｖkbとして検出するように構成される。
【０１１３】
上記「トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。本実施形態では、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを５段階に評価するものとし、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値を、１ないし５のいずれかの数値で表す。
【０１１４】
本実施形態において、「検査対象範囲の全範囲で異常判定が行われなくなった」状態とは、可変インピーダンス素子３，４の操作軸の目標位置が検査対象範囲のいずれの位置にある場合でも、操作軸の位置をその目標位置に一致させる制御を行わせる際に異常判定部が異常判定を行うことがない状態を意味する。検査対象範囲の全範囲に亘って検査を行って判定対象値を検出する際には、例えばトルク設定信号電圧値（出力トルク設定信号の電圧値を与えるデジタル値）をｎ個（ｎは２以上の整数）用意しておいて、検査対象範囲の最終位置を唯一の目標位置として操作軸を検査対象範囲の初期位置から最終位置まで動かす制御を、トルク設定信号の大きさを段階的に増加させながら最大でｎ回繰り返すようにすればよい。また、検査対象範囲の最終位置を唯一の目標位置とするのではなく、検査対象範囲の初期位置と最終位置との間に少なくとも１つの暫定目標位置を設定して、操作軸を該暫定目標位置を経て検査対象位置の初期位置から最終位置まで動かす制御を、トルク設定信号の大きさを段階的に増加させながら最大でｎ回繰り返すようにしてもよい。
【０１１５】
なお、機構部の劣化度合いを細かく検出して寿命の推定を精度よく行うためには、ｎ（トルク設定信号電圧値の数）を大きな値とするのが好ましいが、ｎの値を大きくすると、検出にかかる時間を多く必要とする。そのため、ｎの値は、製造ラインの休止期間等を考慮して適切な値に設定する。
【０１１６】
上記の実施形態では、出力トルク設定信号電圧Ｖτa，Ｖτbの大きさを増大させながら、目標位置設定部９及びモータ制御部１３により構成される「操作軸位置制御装置」に操作軸の目標位置と現在位置との間の残留偏差を零に近づける制御を繰り返し行わせて、異常判定部１１が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように判定対象値検出部を構成している。この場合、判定対象値として検出されるトルク設定信号により与えられるモータの出力トルクの大きさは、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値に等しい。
【０１１７】
従って、第１の判定対象値検出手段は、基本的には、トルク設定信号Ｖτaの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサＶＣ1の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータ７ａの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよい。
【０１１８】
同様に、第２の判定対象値検出手段は、基本的には、トルク設定信号Ｖτbの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサＶＣ2の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータ７ｂの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよい。
【０１１９】
即ち、判定対象値検出手段は、トルク設定信号の大きさを増加させながら可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよく、上記の実施形態のように、トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成する場合に限定されない。
【０１２０】
例えば、操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づけるようにモータ７ａ，７ｂを制御して、該制御が完了した時点で操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を演算する過程を、モータの出力トルクの大きさを増加させながら繰り返し行わせることにより、操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値（または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値）を探索して、探索した値を判定対象値とするように判定対象値検出手段を構成することもできる。なお「出力トルクの最小値の情報を含む数値」は、出力トルクの最小値そのものでもよく、該出力トルクの最小値に対応する数値、例えば出力トルクの最小値を与えるトルク設定信号の大きさでもよい。
【０１２１】
上記「最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。
【０１２２】
製造ラインの停止時に判定対象値を求めるために、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸を目標位置に向けて動かしていく際の動作は、インピーダンス整合時のそれと同様でよい。即ち、判定対象値を求める際に、目標位置設定部９は、モータが応答し得る範囲の駆動量を演算して、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Ｓda及びＳdbをモータ駆動部１０ａ及び１０ｂに与える。モータ駆動部１０ａ及び１０ｂは、与えられた目標位置設定信号Ｓda及びＳdbに応じてモータ７ａ及び７ｂに駆動パルスを与えて、第１及び第２の可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸を暫定目標位置まで変位させる。目標位置設定部９はまた、演算した駆動量だけモータを駆動したときに到達する筈の操作軸の位置を暫定目標位置として演算して、演算した暫定目標位置を異常判定部１１に与え、該異常判定部１１に第１及び第２の可変コンデンサが異常であるか否かの判定を行なわせる。暫定目標位置まで可変コンデンサの操作軸を変位させるようにモータ７ａ及び７ｂを駆動する過程と、異常判定部１１により異常判定処理を行なう過程とからなる一連の処理過程を繰り返しながら、第１及び第２の可変コンデンサの操作軸を検査時に適した最終目標位置に向けて変位させていく。
【０１２３】
検査時及び寿命推定時に設定する可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸の最終目標位置は、予め定めておいた一定の位置でもよく、検査を行う際に外部から入力された位置でもよい。
【０１２４】
検査時及び寿命推定時における操作軸の初期位置は、任意の位置に設定することができる。即ち、検査時及び寿命推定時における操作軸の初期位置は、検査及び寿命推定時を開始する際の現在位置のままでもよく、予め設定した一定の位置であってもよい。検査時及び寿命推定時における操作軸の初期位置を予め設定した初期位置とする場合には、検査及び寿命推定のためのデータの収集を開始する前にモータ７ａ，７ｂにより、可変コンデンサＶＣ1，ＶＣ2の操作軸を予め設定した初期位置まで動かしておく。
【０１２５】
なお、いずれの場合であっても、初期位置から最終目標位置までが、検査対象範囲となる。
【０１２６】
上記のように、可変コンデンサの検査及び寿命の推定を行なう際の操作軸の初期位置を任意の位置に設定し得るようにしておくとともに、操作軸の最終目標位置を任意に設定し得るようにしておくと、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査及び寿命の推定を操作軸の任意の回転範囲を検査対象範囲として行うことが可能になる。例えば、操作軸の回転範囲のうち、使用頻度の高い範囲、すなわち、摩耗度合いが高いと思われる範囲を検査対象範囲として検査を行えば、検査時間を短縮できるので効率的に検査を行うことが可能となる。また摩耗度合いが高いと思われる範囲を検査対象範囲として寿命予測に用いる判定対象値を求めるようにすれば、寿命予測をより的確に行うことができる。
【０１２７】
本実施形態では、第１の判定対象値検出手段が検出した第１の判定対象値Ｖkaを第１の可変コンデンサＶＣ1に対して設定された第１の判定基準値と比較して、第１の判定対象値Ｖkaが第１の判定基準値以上であるときに第１の可変コンデンサＶＣ1の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力する第１の検査結果出力部１５ａと、第２の判定対象値検出手段が検出した第２の判定対象値Ｖkbを第２の可変コンデンサＶＣ2に対して設定された第２の判定基準値と比較して、第２の判定対象値Ｖkbが第２の判定基準値以上であるときに第２の可変コンデンサＶＣ2の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力する第２の検査結果出力部１５ｂとが設けられている。
【０１２８】
可変コンデンサを操作するために必要なトルクは、可変コンデンサの機構部の劣化が進行するにつれて大きくなっていき、可変コンデンサの機構部の劣化が進むにつれて該可変コンデンサを操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていく。そのため、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせたときに操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値は、可変コンデンサの機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。
【０１２９】
また新品の可変インピーダンス素子であっても、その機構部に異常があるときには、機構部が正常である場合に比べて、該可変コンデンサを操作するために必要なトルクが大きくなっているため、上記残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値が大きい値を示す。
【０１３０】
従って、上記のように、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、求められた判定対象値を判定基準値と比較するようにすると、可変コンデンサの機構部の状態が正常な状態から外れているか否か（メンテナンス時期が近いか否か、寿命が近いか否か、機構部に異常があるか、機構部が故障しているか否かなど）を判定することができる。
【０１３１】
図１に示した例では、第１及び第２の判定対象値検出手段が第１及び第２の判定対象値Ｖka及びＶkbをそれぞれ第１の検査結果出力部１５ａ及び１５ｂに与えるとともに、外部にも出力するようになっている。このように、判定対象値Ｖka及びＶkbを外部にも出力し得るようにしておくと、判定対象値を可変インピーダンス素子のメンテナンスの管理に利用することができる。例えば、出力された判定対象値を、検査を行なった日時とともに記憶しておいて、次のメンテナンスの際に参考にすることができる。
【０１３２】
上記のように、第１及び第２の判定対象値検出手段が出力する第１及び第２の判定対象値Ｖka及びＶkbをそれぞれに対して設定された判定基準値と比較すると、それぞれの判定対象値が判定基準値以上であるときに可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の機構部の状態が正常な状態から外れていると判定することができる。
【０１３３】
判定対象値を判定基準値と比較することにより可変コンデンサの機構部の状態の判定を可能にする上記の構成は、特願２００８−１１７５５４に記載された既提案のインピーダンス整合装置にも備わっている構成である。しかしながら、判定対象値を判定基準値と比較することにより可変コンデンサの機構部の状態の判定が可能になるのは、可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の機構部の摩耗が相当に進んで寿命に近づいたときであるため、判定対象値を判定基準値と比較した結果、第１の検査結果出力部１５ａ及び１５ｂにより可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の機構部の状態が正常な状態から外れているとの判定された時点で、可変コンデンサの代替品を発注しても間に合わないおそれがある。
【０１３４】
そこで本発明においては、判定対象値が判定基準値に達する前に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定する機能をインピーダンス整合装置に持たせる。そのため、本発明においては、判定対象値検出手段に加えて、更に、判定対象値と寿命を表わす変数である可変データ（例えば基準時からの経過日数）とを記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、判定対象値・可変データ記憶部に記憶された判定対象値と可変データとの関係から寿命を推定する寿命推定部とが設けられる。
【０１３５】
本実施形態においては、判定対象値・可変データ記憶部を構成するために第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２が設けられ、寿命推定部を構成するために第１の寿命推定部３４及び第２の寿命推定部３５が設けられている。また日時のデータを得るためにカレンダー部３３が設けられ、推定結果を表示するためにモニタを備えた表示部３６が設けられている。
【０１３６】
以下、本発明の特徴部分である、可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定機能を実現するための構成について詳細に説明する。
【０１３７】
本実施形態では、寿命の推定を可能にするため、インピーダンス整合装置が整合動作を休止しているときに、第１の判定対象値検出手段及び第２の判定対象値検出手段により、第１の判定対象値及び第２の判定対象値を検出し、検出された第１の判定対象値Ｖka及び第２の判定対象値Ｖkbをそれぞれ第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２に記憶させる。
【０１３８】
可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためには、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される判定対象値の他に、寿命を表す何らかの変数が必要である。寿命を表す変数としては、寿命とある相関関係をもって値が変化する変数を用いることができる。例えば、基準時からの累積日数（経過日数）または累積時間（経過時間）、可変インピーダンス素子の機構部を操作するモータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及び高周波電源から負荷に電力を供給する時間（高周波電力供給時間、以下ＲＦ供給時間という。）の基準時からの累積値等を、寿命を表す変数（可変データ）として用いることができる。
【０１３９】
目標位置設定部９は、モータ７ａ，７ｂの駆動量の累積値、モータ７ａ，７ｂの往復回数の累積値及びＲＦ供給時間の基準時からの累積値を日時と関連づけてメモリに記憶している。従って、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びＲＦ供給時間の基準時からの累積値は、目標位置設定部９内のメモリに記憶された内容から容易に取得することができる。基準時としては、例えばインピーダンス整合装置の運転を開始した日や、メンテナンスを行った日等を用いることができる。
【０１４０】
上記モータの「往復回数」は、モータが一方向への回転を終了した後他方向への回転を終了するまでの動作を１往復動作としてその回数を計数したものであり、モータの回転量の如何は問わない。例えば、モータが一方向に1/1000回転した後他方向に1/1000回転する動作も、モータが一方向に10/1000回転した後他方向に20/1000回転する動作も、同じ１往復動作として扱う。また異なる日に跨って行われた往復動作、例えばある日の運転停止間際にモータが一方向に1/1000回転して停止した後、次の日の運転開始時に他方向に例えば1/1000回転した場合や、ある日の運転停止間際にモータが一方向に20/1000回転して停止した後、次の日の運転開始時に他方向に例えば10/1000回転した場合の往復動作も１往復動作と数える。
【０１４１】
本発明に係わるインピーダンス整合装置を運用するに当たっては、製造ラインの稼働に支障を来さない範囲でラインを停止させて、可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定に用いるデータを随時収集する。寿命の推定に用いるデータを収集するデータ収集処理においては、まず第１及び第２の判定対象値検出手段に可変インピーダンス素子３及び４についての判定対象値を検出するための処理を行わせ、第１の可変インピーダンス素子３及び第２の可変インピーダンス素子４についてそれぞれ検出した判定対象値を第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２に記憶させる。またこれらの判定対象値が検出された時点での第１及び第２の可変インピーダンス素子についての各種の可変データの値をメモリ３１及び３２に記憶させる。第１及び第２の可変インピーダンス素子に対して判定対象値を検出して、検出した判定対象値を各種の可変データの値とともに第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２に記憶する処理は、１週間に１回、一月に１回（毎月同じ日でなくても可）というように定期的に行ってもよく、不等間隔で行ってもよい。無理にラインを止めてまで行う必要はない。
【０１４２】
寿命の推定に用いる可変データとしては、前述の可変データのいずれを用いてもよいが、寿命を直感的に把握するためには、基準時（基準日）からの累積日数（経過日数）を可変データとして用いるのが最もわかりやすい。従って本実施形態では、各判定対象値が検出される毎に、各判定対象値が検出された時点での基準日からの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとして、他の可変データとともに第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２に記憶させる。
【０１４３】
なお本発明においては、基準時からの累積時間（経過時間）を可変データとして用いることを何等妨げないが、寿命の推定を行う際には、累積日数を問題にすれば十分であるため、本実施形態では、基準日からの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとする。
【０１４４】
前述のように、本実施形態では、基準日からの累積日数を可変データとしてこの可変データにより可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すため、判定対象値・可変データ記憶部を構成する第３及び第４のメモリ３１及び３２には、基準日からの累積日数を可変データとして判定対象値とともに記憶させておけば十分であるが、本実施形態では、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びＲＦ供給時間の基準時からの累積値も可変データとしてメモリ３１及び３２に記憶させるようにしている。本実施形態では、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びＲＦ供給時間の基準時からの累積値を寿命の推定に用いないが、これらの可変データをメモリに記憶させて蓄積しておくと、可変インピーダンス素子の機構部の消耗の状態を分析する際に参考にすることができる。
【０１４５】
また本発明においては、基準日からの累積日数に代えて、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びＲＦ供給時間の基準時からの累積値のうちのいずれかを可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表す可変データとして用いるようにすることもできる。従って、判定対象値・可変データ記憶部は、基準時からの累積日数または累積時間、モータの駆動量の前記基準時からの累積値、モータの往復動作回数の基準時からの累積値及び電源から負荷に電力を供給する時間の前記基準時からの累積値からなる可変データ群の中から選択された少なくとも１つの可変データの値を記憶するように構成されていればよい。
【０１４６】
カレンダー部３３は、毎日の日付を出力する機能と、基準時からの累積日数を演算する機能とを有する部分で、第１の可変インピーダンス素子３の操作機構に対する判定対象値及び第２の可変インピーダンス素子４の操作機構に対する判定対象値がそれぞれ第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２に書き込まれた日に、第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２にその当日の日付を書き込むとともに、基準時からその当日までの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとして書き込む。
【０１４７】
本実施形態では、第３のメモリ３１及び第４のメモリ３２により、判定対象値検出手段が各判定対象値を求める毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部が構成されている。
【０１４８】
第１の寿命推定部３４は、第１の可変インピーダンス素子３の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値Ｖkaが判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」を、判定対象値Ｖkaが判定基準値に達する前に、第３のメモリ（判定対象値・可変データ記憶部）３１に記憶されている判定対象値と可変データとの間の関係から求めるとともに、「寿命到達時可変データ推定値」から可変データの最新値を差し引くことにより、後どの程度寿命が残されているかを示す「残余寿命推定値」を求める。
【０１４９】
また第２の寿命推定部３５は、第２の可変インピーダンス素子４の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値Ｖkbが判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」を、判定対象値Ｖkbが判定基準値に達する前に、第４のメモリ（判定対象値・可変データ記憶部）３２に記憶されている判定対象値と可変データ（累積日数）との間の関係から求めるとともに、「寿命到達時可変データ推定値」から可変データの最新値を差し引くことにより「残余寿命推定値」を求める。
【０１５０】
なお本実施形態では、第１及び第２の寿命推定部が、「寿命到達時可変データ推定値」と「残余寿命推定値」との双方を出力するように構成されているが、寿命推定部は、これらのうちのいずれか一方のみを出力するように構成してもよい。
【０１５１】
本実施形態では、判定対象値（残留偏差を許容値以下に収めるために必要な前記モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値）の大きさを５段階に分けて、判定対象値検出手段により検出される判定対象値の大きさを１ないし５のいずれかの数値で示し、判定基準値を「５」としている。即ち可変インピーダンス素子の操作機構の摩耗が進んで寿命が近いときに、判定対象値が「５」に達するように、判定対象値の大きさのクラス分けをしている。
【０１５２】
図８は、インピーダンス整合装置の運転を開始した日を基準日（可変データ＝０）として、第１の可変コンデンサＶＣ1の機構部の寿命の推定に用いるデータを収集した結果の一例をまとめて示したデータテーブルを示している。
【０１５３】
図８において、「判定対象値」は、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさを１ないし５の数値で示したものである。この例では、可変インピーダンス素子の操作機構が寿命に近づいたときに判定対象値が判定基準値「５」に達するように、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値と１ないし５の数値との対応関係を定めている。出力トルクの最小値の情報を含む数値と１ないし５の数値との対応関係は比例関係でなくてもよい。
【０１５４】
また図８に示した例では、基準時からの「累積日数」、モータの「駆動量」及び往復回数を可変データとして収集している。「駆動量」は、可変インピーダンス素子の操作軸を駆動するステップモータの駆動量で、図示のテーブルに示された駆動量は、モータに与えられたパルス数（モータ駆動のステップ数）で示されている。また「往復回数」は、モータを往復動作させた回数を示している。
【０１５５】
図９は、図８に基づいて判定対象値と累積日数との関係をグラフで示したものである。この例では、インピーダンス整合装置の使用を開始した後初期の段階では、判定対象値が「２」であるが、基準時から１５０日経過すると判定対象値は「１」となり、図示のＡの部分のように、初期の段階よりもかえって判定対象値が小さくなっている。これは、可変インピーダンス素子の操作軸を動かす機構部の摩耗（例えば可変コンデンサの可動電極を直線変位させるネジ機構のネジ山の摩耗）や、また操作機構に塗布されている潤滑剤（グリス）の馴染みにより、初期よりもかえって小さなトルクで可変インピーダンス素子を操作できるようになったためである。Ａの部分を過ぎると、可変インピーダンス素子の機構部の劣化に伴って、Ｂの部分のように、残留偏差を許容範囲内に収めるために必要なトルクの最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値（判定対象値）が徐々に大きくなっていく。またＢの部分では、判定対象値を示す数値が１だけ大きくなるのに要する期間が徐々に短くなっていく傾向が見られる。
【０１５６】
上記のようにして多数の判定対象値と、各判定対象値が検出された時点での可変データの値（累積日数）とが収集されると、最小二乗法や、線形予測法などの予測手法を用いることにより、将来判定対象値が判定基準値に達したときにとるであろう可変データの値を寿命到達時可変データ推定値として求めることができる。またこの寿命到達時可変データ推定値から可変データ（累積日数）の最新値を差し引くことにより、後どの程度寿命が残されているかの目安となる残余寿命推定値を求めることができる。
【０１５７】
一般に、過去のデータに基づいて将来の値を推定する手法として、最小二乗法を用いて作成した回帰直線に基づく方法がよく用いられている。本実施形態においても、複数の判定対象値と各判定対象値が検出された時の可変データ（累積日数）の値とに最小二乗法を適用して回帰直線を求め、求めた回帰直線に基づいて可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定を行う。
【０１５８】
最小二乗法により回帰直線を求める演算の手法は周知であり、その演算は、マイクロプロセッサを用いれば簡単に行うことができるため、回帰直線は、過去の判定対象値のデータがあれば、簡単に求めることができる。しかし、図９から明らかなように、判定対象値（必要トルクの最小値）は、Ａの部分のように累積日数の増大に伴って小さくなっていく部分もあり、Ｂの部分のように等間隔で値が大きくなっていかない部分もあるので、単純に過去の判定対象値のデータのすべてを用いればよいというわけではない。
【０１５９】
例えば、図９において図示のＡの範囲の例えば累積日数が３００日の時点で、過去の判定対象値のデータの全て用いると、回帰直線の傾きがマイナス値となるため、現時点から寿命が尽きる日までの残り日数がマイナス値で演算されてしまい、寿命の推定を行うことができない。
【０１６０】
また、図９のＢの部分のように等間隔で値が大きくなっていかない部分もあるので、できるだけ的確に寿命を推定するためには、最新の判定対象値のデータを用いて演算することにより、現在の可変インピーダンス素子の状態を反映させた形で回帰直線を求めることが望ましい。そのため、回帰直線を求める際には工夫をする必要がある。
【０１６１】
本発明において、最小二乗法を用いて寿命の推定を行う際に、記憶されている最新のＮ個の判定対象値のデータが寿命の判定に用いることができるデータであるか否かを判定するに当っては、種々の考え方を採用することができる。
【０１６２】
例えば、Ｎ個の判定対象値が全体として、累積日数の増加に対してプラスの傾きを示していると認められる場合（例えば３→３→４→４→４→５のような変化を示している場合）には、そのＮ個の判定対象値のデータを寿命の推定に用いることができるとし、Ｎ個の判定対象値の中に累積日数の増加に対してマイナスの変化を変化を示しているものが１つでもある場合（例えば２→３→４→２→３→４のような変化を示している場合）には、そのＮ個の判定対象値のデータのすべてを寿命の推定には用いないとの考え方をとることができる。
【０１６３】
なお、上記のように、２→３→４→２→３→４のような変化を示した場合には、４からみて一旦小さくなる２と３とを寿命の推定には用いないことにして、２→３→４→４（データ数４）と変化したものとみなしてもよいし、マイナスの変化を示していないと仮定して２→３→４→４→４→４（データ数６）と変化したものとみなしてもよい。
【０１６４】
また記憶されている最新のＮ個の判定対象値のデータの一部に累積日数の増加に対してマイナスの傾きを示すものが含まれていても、該Ｎ個の判定対象値のデータを全体的に見れば累積日数の増加に対して判定対象値がプラスの傾きで変化していることが認められる場合（例えば２→３→２→３→４→５のような変化を示している場合）には、そのＮ個の判定対象値のデータを寿命の推定に用いるとの考え方をとることもできる。
【０１６５】
本実施形態のように、判定対象値として、評価値（１ないし５の数値）を用いる場合、インピーダンス整合装置の運転開始後初期の段階で生じる図９のＡの部分を演算に用いないようにするためには、例えば判定対象値が「３」以上の値を示すようになった後のデータを用いるようにすればよい。すべての判定対象値が２以下の場合には、回帰直線を求める演算を行わずに、等分の間は寿命に至らないと判定するようにすればよい。
【０１６６】
また本実施形態のように、判定対象値として、評価値（１ないし５の数値）を用いる場合には、判定対象値の微小な変化が分からないため、異なる日に検出された複数の判定対象値が同じ値を示すことがあり得る。最小二乗法による場合、演算に用いるすべての判定対象値が同じ（例えば３→３→３→３→３→３のような変化を示している場合）であると回帰直線の傾きが０（ゼロ）になって寿命を推定できないため、演算エラーが生じる。従って、演算エラーが生じた場合の対処法を予め決めておく必要がある。例えば、データ数を多くすれば演算エラーが生じにくくなるため、演算エラーが生じたときに暫定的に演算に使用するデータ数を予め決めておいた数だけ増加させるようにしておけばよい。演算に使用するデータ数を増加させると、演算エラーが生じるのを回避することができるが、寿命が若干長くなる方向で演算されてしまう傾向がある。しかし寿命の推定は大まかなものでよいので、寿命が若干長めに演算されても大きな問題は生じない。
【０１６７】
図１０は、図８に示されたテーブルのような形でデータがメモリに記憶されている場合に、判定対象値が３以上の値を示すようになった２００７年３月２日以降の各日付において、累積日数を推定に用いる可変データとし、最新の（直近の）６個のデータを用いて寿命の推定を行った結果を示している。図１０において、「推定日」は可変インピーダンス素子が寿命を迎える日として推定された日であるが、「推定日」の欄に記載された数値は、基準日から寿命を迎える日までの累積日数、即ち、可変インピーダンス素子が寿命を迎える日に可変データがとることが推定される値（寿命到達時可変データ推定値）である。
【０１６８】
例えば２００７年３月２日に行った寿命推定では、同日までに求められているデータのうち、２００７年３月２日、２００７年１月１１日、２００６年１１月２２日、２００６年１０月３日、２００６年８月１４日及び２００６年６月２５日にそれぞれ検出された最新の６個の（判定対象値，累積日数）の値（３，７００），（２，６５０），（２，６００），（２，５５０），（２，５００）及び（２，４５０）を用いて、最小二乗法により回帰直線を求める演算を行い、その結果、将来寿命を迎える日に可変データ（累積日数）がとると推定された値（寿命到達時可変データ推定値）が１，０００であり、現時点から寿命に至る日までの残り日数（残余寿命推定値）は３００（＝１，０００−７００）であると推定された。他の日付においても同様に最新の６個の（判定対象値，累積日数）の値を用いて寿命の推定を行っている。推定を行った日付が新しくなるにつれて、残り日数が少なくなっており、可変インピーダンス素子の寿命の推定が、可変インピーダンス素子の劣化の進行と矛盾しない形で行われていることが分かる。
【０１６９】
図１０に示した例では、残り日数を求める際の演算（寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引く演算）に、図８のデータテーブルの形でメモリに記憶されている可変データのうちの最新値を用いているが、寿命の推定を行う日までの累積日数とメモリに記憶されている累積日数とが異なる場合（記憶されている累積日数の最新値が過去のデータである場合）には、残り日数を求める際の可変データの最新値として、寿命の推定を行う日にカレンダー部から新たに取得した累積日数を用いるようにするのが好ましい。
【０１７０】
上記の実施形態では、基準時からの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとしたが、他の可変データを用いて寿命の推定を行うこともできる。図１１は、図８に示された形でデータがメモリに記憶されている場合に、判定対象値が３以上の値を示すようになった２００７年３月２日以降の各日付において、モータの駆動量を推定に用いる可変データとし、最新の（直近の）６個のデータを用いて寿命の推定を行った結果を示している。図１１において、「推定駆動量」は、可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎えた際に可変データ（モータの駆動量）がとることが予想される値（寿命到達時可変データ推定値）を示している。また「残り駆動量」は、推定駆動量から推定を行った日における最新の可変データ（駆動量）の値を差し引いて求めた値（残余寿命推定値）である。
【０１７１】
上記の実施形態では、判定対象値として、トルク値の大きさを評価する数値を用いているが、トルク値の情報を含む数値（例えば残留偏差を許容範囲内に収めるために必要なトルクの最小値または該最小値に対応するトルク設定信号の大きさ）を判定対象値として用いてもよい。判定対象値として評価値を用いる場合、評価値間のトルクの差が等しければ各評価値とトルク値との対応関係が明確に分かるので特に問題がないが、評価値間のトルクの差が不均一である場合には、評価値とトルク値との対応関係が分からなくなるので、寿命の推定値の演算を行う際にトルクの大きさを考慮することが難しくなる。これに対し、判定対象値としてトルク値を用いれば、寿命の推定を行う際のトルク値を考慮して推定演算を行うことができるため、データの処理は面倒になるが、寿命の推定をより的確に行うことができる。
【０１７２】
図１に示した実施形態において、目標位置設定部９、第１の出力トルク設定部１２ａ、第２の出力トルク設定部１２ｂ、異常判定部１１及びこれらを利用して判定対象値を検出する判定対象値検出手段、並びに第１の検査結果出力部１５ａ及び第２の検査結果出力部１５ｂの機能は、マイクロプロセッサを用いて実現される。また寿命の推定を行うための演算処理もマイクロプロセッサを用いて行われる。第１の出力トルク設定部１２ａ、第２の出力トルク設定部１２ｂ、異常判定部１１、判定対象値検出手段、第１の検査結果出力部１５ａ及び第２の検査結果出力部１５ｂを構成し、かつ可変インピーダンス素子の寿命の推定を行うために、マイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示したフローチャートを図４及び図５に示した。
【０１７３】
図４及び図５に示したタスクは、製造ラインが停止している状態で検査指令が与えられたときに実行されるものである。まず、図示していないステップで、モータによって可変コンデンサの操作軸を予め設定した検査対象範囲の初期位置まで動かしておく。もちろん、そのときの現在位置を初期位置とする場合には、このステップは不要である。次に、このアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１０１で変数ｋ（初期値０）を１だけインクリメントし、ステップＳ１０２でトルク設定信号電圧値対トルクテーブル（データテーブル）からトルク設定信号の電圧値（デジタル値）Ｖkを読み出す。次いでステップＳ１０３で、読み出した電圧値Ｖkをモータ駆動部に与え、ステップＳ１０４でトルク設定完了信号を目標位置設定部に与える。このとき目標位置設定部は、可変コンデンサの操作軸の目標位置を設定する。可変コンデンサの操作軸の目標位置が設定されると、モータ駆動部１０がモータ７ａ，７ｂに駆動電流を流して、該モータを回転させ、可変コンデンサの操作軸を目標位置に向けて変位させる。
【０１７４】
なお、変数ｋ＝１のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最小値である。また、変数ｋが最大値（ｋｍａｘ）のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最大値である。また、変数ｋが１つ大きくなるに従って、読み出すトルク設定信号の電圧値も大きくなっていく。
【０１７５】
なお、トルク設定信号の最大電圧値に対応するモータの出力トルクに達したときには、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が、正常な範囲から外れていると判定されるようにトルク設定信号の電圧値を設定しておく。
【０１７６】
モータの駆動が完了した時点でステップＳ１０６を実行して、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を求め、この残留偏差を許容値と比較する。その結果残留偏差が許容値を超えている場合には、ステップＳ１０７に移行する。ステップ１０７では、ｋがｋmax以上であるか否かを判定する。この判定の結果、ｋ≧ｋmaxでない場合には、ステップＳ１０８に移行し、操作軸の位置を初期位置に戻した後、ステップＳ１０１に戻る。また、ステップＳ１０７で、ｋ≧ｋmaxである場合には、ステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１０９では、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が正常な範囲から外れているとして、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。この理由は、トルク設定信号の電圧値を最大値にしたにも関わらず残留偏差が許容値を超えているので、明らかにメンテナンスが必要であると判断できるからである。
【０１７７】
なお、ステップＳ１０８で操作軸の位置を初期位置に戻す際に、操作軸位置検出部８によって操作軸の現在位置を監視するが、もし初期位置に戻らないようであれば、一時的に、トルク設定信号の電圧値を大きくする（例えば最大値）。そして、トルク設定信号の電圧値を最大値にしたにもかかわらず初期位置に戻らない場合は、図示していないが、その時点でステップＳ１０９に移行し、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。この理由も、上記の操作軸の位置を初期位置に戻す場合と同様で、明らかにメンテナンスが必要であると判断できるからである。
【０１７８】
ステップＳ１０６で残留偏差が許容値より大きくはないと判定されたときには、ステップＳ１１０に移行してその時のトルク設定信号の電圧値Ｖkを判定値として出力し、ステップＳ１１１で電圧値Ｖkに対応するモータの出力トルクの値をデータテーブルから読み出して出力する。次いでステップＳ１１２で電圧値Ｖkに対応するモータの出力トルクを判定基準値と比較する。その結果、モータの出力トルクが判定基準値未満であると判定された場合には、ステップＳ１１３に移行する。ステップＳ１１２でモータの出力トルクが判定基準値以上であると判定されたときには、ステップ１０９で、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が正常な範囲から外れているとして、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。ステップＳ１１３で現在位置が最終目標位置（検査対象範囲の最終位置）であるか否かを判定し、ステップＳ１１３で現在位置が最終目標位置でないと判定されたときにはステップＳ１０５に戻る。
【０１７９】
またステップＳ１１３で現在位置が最終目標位置であると判定されたときには、図５のステップＳ１１４以降を実行して、寿命の推定のための演算処理を行う。
【０１８０】
なおステップＳ１１３で現在位置が最終位置であると判定されたときに、寿命の推定のための演算処理を行わないように構成してもよい。その場合は、ステップＳ１１３を実行した後にタスクを終了するようにすればよい。
【０１８１】
ステップＳ１１４では、寿命推定の演算に用いる判定対象値のデータ数Ｎを初期値Ｎ1とする。Ｎ1の値は例えば６とする。次いでステップＳ１１５に進んで出力されたトルク値（本実施形態では判定対象値の評価値）、日時、基準時からの累積日数、駆動量などをメモリ３１及び３２に記憶させ、ステップＳ１１６で判定対象値の最新値が推定に用いることが可能な値であるか否かを判定する。ステップＳ１１６で判定対象値が推定に用いることができる値であると判定された場合（例えば図９において、Ａの部分を寿命の推定に用いないとする場合には評価値３が以上であると判定された場合）には、ステップＳ１１７に進んで記憶されている判定対象値のデータ数がＮ以上であるか否かを判定する。その結果記憶されている判定対象値のデータ数がＮ以上である場合には、ステップＳ１１８で記憶されているＮ個の判定対象値の値が推定に用いることができる値であるか否か（推定が可能であるか否か）を判定する。その結果、Ｎ個の判定対象値の値が寿命の推定に用いることができない値（例えばすべて同じ値である）であると判定された場合には、ステップＳ１１９で推定に用いるデータ数Ｎを１だけインクリメントし、ステップＳ１１７に戻る。
【０１８２】
なお、上記のように、Ｎ個の判定対象値の中に累積日数等の可変データの増加に対してマイナスの変化を示しているものが１つでもある場合（例えば２→３→４→２→３→４のような変化を示している場合）に、そのＮ個の判定対象値のデータのすべてを寿命の推定には用いないとの考え方をすることができる。このとき、上記の例では、２→３→４→４（データ数４）とみなす場合と、２→３→４→４→４→４（データ数６）とみなす場合があるが、どちらの場合でもステップＳ１１７で判定する判定対象値のデータ数Ｎの数を変更するわけではない。即ち、上記の例ではＮ＝６のままとし、ステップＳ１１８で推定が可能であるか否かを判定する。
【０１８３】
ステップＳ１１７において、記憶されている判定対象値のデータ数がＮ以上でないと判定された場合には、ステップＳ１２０に進んで現時点でメモリに記憶されている判定対象値のデータ数を推定に用いるデータ数Ｎとする。次いでステップＳ１２１に進んで記憶されている判定対象値のデータ数Ｎが２以上であるか否かを判定し、２以上である場合には、ステップＳ１２２に進んで記憶されているＮ個の判定対象値の値が推定に用いることができる値であるか否か（推定が可能であるか否）かを判定する。その結果、記憶されている判定対象値のデータの値が推定に用いることができる値である（推定可能である）と判定された場合には、ステップＳ１２３に進んで寿命到達時可変データ推定値を求めるための演算を行い、その結果を出力する。次いでステップＳ１２４でＮの値を初期値に戻し、このタスクを終了する。ステップＳ１１８において記憶されている判定対象値のデータが推定演算に用いることができる値であると判定されたときにもステップＳ１２３に進んで寿命到達時可変データ推定値を求めるための演算を行い、その結果を出力する。ステップＳ１１６で判定対象値の最新値が寿命の推定に用いることができないと判定された場合、ステップＳ１２１で判定対象値のデータ数Ｎが２未満であると判定された場合、及びステップＳ１２２で記憶されている判定対象値のデータが寿命の推定に用いることができないと判定された場合(例えばすべて同じ値であると判定された場合）には、ステップＳ１２５に進んで寿命を推定できないことをモニタ３６に表示させてこのタスクを終了する。
【０１８４】
上記のアルゴリズムによる場合には、ステップ１０６により、異常判定部１１が構成され、ステップ１０１ないし１０６とステップ１１０ないし１１３とにより、トルク設定信号の大きさを増加させながら可変コンデンサＶＣ1及びＶＣ2の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段が構成される。またステップ１１２及び１０９により、判定対象値または該判定対象値から求めたモータの出力トルクを判定基準値と比較して、判定対象値または該判定対象値から求めたモータの出力トルクが判定基準値以上であるときに可変インピーダンス素子の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力する検査結果出力部１５ａ，１５ｂが構成される。
【０１８５】
上記の実施形態では、目標位置設定部９及びモータ制御部１３からなる「操作軸位置制御装置」に、モータを制御したときに異常判定部が異常判定を行なうか否かを判定する過程をトルク設定信号の大きさを増加させながら繰り返し行なわせて、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値を判定対象値として検出するように判定対象値検出手段を構成したが、本発明は、判定対象値検出手段をこのように構成する場合に限定されない。
【０１８６】
例えば、目標位置設定部９及びモータ制御部１３によりモータ７ａ，７ｂを制御したときに異常判定部１１が異常判定を行なうか否かを判定する過程を、出力トルク設定信号Ｖτa，Ｖτbの大きさを減少させながら繰り返し行わせて、初めて異常判定が行われたときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように第１及び第２の判定対象値検出手段を構成するようにしてもよい。この場合、第１及び第２の検査結果出力部１５ａ及び１５ｂは、検出された判定対象値または該判定対象値から求めたモータ７ａ及び７ｂの出力トルクを判定基準値と比較して、判定対象値または該判定対象値から求めたモータ７ａ及び７ｂの出力トルクが判定基準値以上であるときに可変インピーダンス素子３及び４の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力するように構成する。
【０１８７】
この場合、寿命の推定に用いるデータを記憶する判定対象値・可変データ記憶部は、判定対象値検出手段が各判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶するように構成する。
【０１８８】
また寿命推定部は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求めるように構成する。
【０１８９】
目標位置設定部９及びモータ制御部１３からなる操作軸位置制御装置によりモータ７ａ，７ｂを制御したときに異常判定部１１が異常判定を行なうか否かを判定する過程を、トルク設定信号Ｖkの大きさを減少させながら繰り返し行なわせた場合に、初めて異常判定が行われたときのトルク設定信号の大きさは、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値である。
【０１９０】
可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進行するにつれて可変コンデンサを操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていくため、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を目標位置設定部及びモータ制御部に行わせた場合に操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値は、可変コンデンサの機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。また新品の可変コンデンサであっても、その機構部に異常があるときには、機構部が正常である場合に比べて、該可変コンデンサを操作するために必要なトルクが大きくなっているため、上記残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値が大きい値を示す。従って、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、求められた判定対象値を判定基準値と比較するようにしても、可変コンデンサの機構部の状態が正常な状態から外れているか否かを的確に判定することができる。
【０１９１】
従って本発明で用いる判定対象値検出手段は、操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を目標位置設定部９及びモータ制御部１３からなる「操作軸位置検出装置」に繰り返し行わせて、操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を求める過程を、モータ７ａの出力トルクを減少させながら反復することにより、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータ７ａの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよく、モータ７ａの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として求める手法は、上記の実施形態に示した手法に限定されない。
【０１９２】
同様に、判定対象値検出手段は、操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を目標位置設定部９及びモータ制御部１３に行わせて、操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を求める過程を、モータ７ｂの出力トルクを減少させながら反復することにより、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータ７ｂの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよく、モータ７ｂの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として求める手法は、上記の実施形態に示した手法に限定されない。
【０１９３】
上記「最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータ７ｂの出力トルクの最大値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。
【０１９４】
上記のように、目標位置設定部９及びモータ制御部１３によりモータ７ａ，７ｂを制御したときに異常判定部１１が異常判定を行なうか否かを判定する過程を、トルク設定信号Ｖkの大きさを減少させながら繰り返し行なわせて、初めて異常判定が行われたときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値（残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値）を判定対象値として求めるように判定対象値検出手段を構成して、検出された判定対象値を用いて可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定を行う場合にマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図６及び図７に示した。
【０１９５】
なお、変数ｋが最大値のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最大値である。また、変数ｋが最小値（ｋmin＝１）のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最小値である。また、変数ｋが１つ小さくなるに従って、読み出すトルク設定信号の電圧値も小さくなっていく。また、トルク設定信号の最小電圧値に対応するモータの出力トルクのときに、予め設定された検査対象範囲の全範囲において、残留偏差が許容値を超えない場合は、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が、正常な範囲であると判定できるようにトルク設定信号の最小電圧値を設定しておく。
【０１９６】
このアルゴリズムによる場合には、先ず図６のステップＳ２０１で変数ｋ（初期値は最大値＋１）を１だけデクリメントし、ステップＳ２０２でトルク設定信号電圧値対トルクテーブル（データテーブル）からトルク設定信号の電圧値（デジタル値）Ｖkを読み出す。次いでステップＳ２０３で、読み出した電圧値Ｖkをモータ駆動部に与え、ステップＳ２０４でトルク設定完了信号を目標位置設定部に与える。このとき目標位置設定部は、可変コンデンサの操作軸の目標位置を設定する。可変コンデンサの操作軸の目標位置が設定されると、モータ駆動部１０がモータ７ａ，７ｂに駆動電流を流して、該モータを回転させ、可変コンデンサの操作軸を目標位置に向けて変位させる。
【０１９７】
モータの駆動が完了した時点でステップＳ２０６を実行して、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を求め、この残留偏差を許容値と比較する。その結果残留偏差が許容値を超えていない場合には、ステップＳ２０７に移行して操作軸の現在位置が最終目標位置であるか否かを判定し、最終目標位置でない場合にはステップＳ２０５に戻る。ステップＳ２０７で現在位置が最終目標位置であると判定されたときには、ステップＳ２０８に移行して、ｋがｋmin以下であるか否かを判定する。この判定の結果、ｋ≦ｋminである場合にはこのタスクを終了し、ｋ≦ｋminでない場合には、ステップＳ２０９に移行し、操作軸の位置を初期位置に戻した後、ステップＳ２０１に戻る。なお、ステップＳ２０８でｋ≦ｋminである場合は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値が判定基準値未満であるので、可変コンデンサの機構部の状態が正常であることを示す情報を出力してもよい。
【０１９８】
ステップＳ２０６で残留偏差が許容値より大きいと判定されたときには、ステップＳ２１０に移行してその時のトルク設定信号の電圧値Ｖkを判定値として出力し、ステップＳ２１１で電圧値Ｖkに対応するモータの出力トルクの値をデータテーブルから読み出して出力する。次いでステップＳ２１２で電圧値Ｖkに対応するモータの出力トルクを判定基準値と比較する。その結果、モータの出力トルクが判定基準値以上であると判定されたときには、ステップＳ２１３で、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が正常な範囲から外れているとして、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。ステップＳ２１２でモータの出力トルクが判定基準値未満であると判定された場合には、図７のステップＳ２１４に移行して可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定する処理を行わせる。図７に示されたフローチャートは、各ステップに付されたステップ番号が相違する点を除き、図５に示されたフローチャートと同一であるのでその説明は省略する。
【０１９９】
なお図６のステップＳ２１２において、トルク値が判定基準値未満であると判定された状態は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値が判定基準値未満の状態であるので、ステップＳ２１２において、トルク値が判定基準値未満であると判定された場合には、寿命の推定を行う処理に移行する前に、可変コンデンサの機構部の状態が正常であることを示す情報を出力してもよい。
【０２００】
またステップＳ２１２でトルク値が判定基準値未満であると判定されたときに、寿命の推定のための演算処理を行わないように構成してもよい。この場合は、ステップＳ２１２を実行した後にタスクを終了すればよい。
【０２０１】
本発明においてはまた、モータ７ａ，７ｂの出力トルクを一定値に固定した状態で可変インピーダンス素子３，４の操作軸の位置制御を行わせた場合に制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として用いて、可変インピーダンス素子３，４の機構部の寿命の推定を行わせることもできる。
【０２０２】
この場合、第１及び第２の判定対象値検出手段は、可変インピーダンス素子３及び４の機構部が正常な状態で、モータ制御部１３により可変インピーダンス素子３及び４の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容範囲に収める制御を行う際にモータ７ａ及び７ｂの出力トルクが取り得る値の中から予め選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクを検査時トルクに固定した状態で、可変インピーダンス素子３及び４の操作軸の位置制御を行わせて、該位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成される。
【０２０３】
またメモリ３１及び３２により構成される判定対象値・可変データ記憶部は、上記判定対象値検出手段が各判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶するように構成される。
【０２０４】
更に可変インピーダンス素子３及び４の機構部の寿命を推定する第１及び第２の寿命推定部３４及び３５は、可変インピーダンス素子３及び４の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求めるように構成される。
【０２０５】
モータ７ａ，７ｂの出力トルクを一定値に固定した状態で可変インピーダンス素子３，４の操作軸の位置制御を行った際に、その位置制御が完了した時点で可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさは、可変インピーダンス素子３，４の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。従って、可変インピーダンス素子３，４の機構部が正常な状態で、モータ制御部１３により可変インピーダンス素子３，４の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容範囲に収める制御を行う際にモータの出力トルクが取り得る値の中から予め選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクをこの検査時トルクに固定した状態で、可変インピーダンス素子３，４の操作軸の位置制御を行わせて、該位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するようにすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本実施形態によった場合にも、可変インピーダンス素子３、４の機構部の寿命を推定することができる。
【０２０６】
上記の説明では、モータの出力トルクを設定するトルク設定信号をＤＡコンバータを用いて発生させるとしたが、一定の直流電圧を分圧する、分圧比が異なる抵抗分圧回路を多数設けて、これらの抵抗分圧回路の出力電圧をスイッチで切り換えて選択的に出力することにより、電圧値が異なる多数のトルク設定信号を発生させるようにしてもよい。例えば、図３に示したように、一定の直流電圧Ｖccを出力する直流電源の正極端子に一端が接続された抵抗器Ｒ0の他端に多数の固定抵抗器Ｒ1，Ｒ2，…の一端を接続するとともに、抵抗器Ｒ1，Ｒ2，…の他端をスイッチＳＷ1，ＳＷ2，…を通して直流電源の負極端子（図示の例では接地されている）に接続して、スイッチＳＷ1，ＳＷ2，…を選択的にオン状態にすることにより、大きさが異なる電圧値を有するトルク設定信号Ｖτa，Ｖτbを発生させるようにした分圧回路を用いてもよい。図３に示したような分圧回路としては、ＩＣ化されたものを入手することができる。
【０２０７】
上記の実施形態では、最小二乗法を用いて、可変インピーダンス素子の機構部の推定寿命を示す寿命到達時可変データ推定値及び残余寿命推定値求めるようにしたが、本発明はこのような方法を用いる場合に限定されるものではなく、例えば、過去に検出された複数の判定対象値の中から選択した２つの判定対象値と、各判定対象値が検出された時点での可変データの値とに比例演算を施すことにより、寿命の予測に用いる直線の傾きを求める線形予測法を用いて寿命到達時可変データ推定値を求めるようにすることもできる。
【０２０８】
上記の実施形態では、「操作軸位置制御装置」を構成する目標位置設定部９及びモータ制御部１３の機能を実現するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムに、判定対象値を検出するためのタスクを実行する部分を設けることにより、上記第１の判定対象値及び第２の判定対象値をそれぞれ検出する機能を実現する第１の判定対象値検出手段及び第２の判定対象値検出手段を構成するとしたが、本発明はこのように構成する場合に限定されるものではなく、可変インピーダンス素子３，４の操作機構の検査と寿命の判定とを行わせるために、検査及び寿命推定のためのデータ収集時に、データ収集のためにモータ７ａ及び７ｂを制御して操作軸の位置を制御する検査及び／または寿命推定専用の制御ブロックを特に設けて、この制御ブロックに判定対象値を検出する機能を持たせるようにしてもよい。
【０２０９】
本実施形態において、可変インピーダンス素子３，４の検査及び寿命の推定は双方同時に行なわせてもよく、個別に行なわせてもよい。
【０２１０】
上記の説明では、可変インピーダンス素子が可変コンデンサであるとして実施形態の説明をしたが、可変コンデンサ以外の可変インピーダンス素子の検査及び寿命の推定を行なう場合にも本発明を適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【０２１１】
１  高周波電源
２  プロセスチャンバ
３  第１の可変コンデンサ
４  第２の可変コンデンサ
５  インダクタンス
６  入力検出部
７ａ  第１のモータ
７ｂ  第２のモータ
８  位置検出部
８ａ  第１の位置検出部
８ｂ  第２の位置検出部
９  目標位置設定部
１０  モータ駆動部
１１  異常判定部
１２  出力トルク設定部
１３  モータ制御部
１５ａ  第１の検査結果出力部
１５ｂ  第１の検査結果出力部
２０ａ  第１のメモリ
２０ｂ  第２のメモリ
３１  第３のメモリ
３２  第４のメモリ
３３  カレンダー部
３４  第１の寿命推定部
３５  第２の寿命推定部
３６  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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