(57)【要約】  低コスト化を図る。  放電励起式ガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含むレーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内で互いに対向して配置された一対の放電電極と、前記レーザチャンバ内に配置され、前記一対の放電電極の間に前記レーザガスを流すファンと、前記ファンを回転させるモータと、前記モータに電力を供給するモータ電源と、前記ファンの回転軸を磁気浮上させる磁気軸受と、キャンを介して前記回転軸の位置を検出する変位センサと、前記変位センサの検出信号に基づいて前記ファンの回転数を計測すると共に、前記回転数の計測値が目標回転数となるよう前記モータ電源を制御する制御部と、を備えてもよい。
2016143135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンガスを含むレーザガスが封入されたレーザチャンバと、
前記レーザチャンバ内で互いに対向して配置された一対の放電電極と、
前記レーザチャンバ内に配置され、前記一対の放電電極の間に前記レーザガスを流すファンと、
前記ファンを回転させるモータと、
前記モータに電力を供給するモータ電源と、
前記ファンの回転軸を磁気浮上させる磁気軸受と、
キャンを介して前記回転軸の位置を検出する変位センサと、
前記変位センサの検出信号に基づいて前記ファンの回転数を計測すると共に、前記回転数の計測値が目標回転数となるよう前記モータ電源を制御する制御部と、
を備える放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ファンが慣性中心で回転するよう前記変位センサの前記検出信号に基づいて前記磁気軸受を制御する
請求項１に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項３】
前記磁気軸受は、前記回転軸に固定されたセンサターゲットを含み、
前記変位センサは、前記回転軸のラジアル方向における前記センサターゲットの位置を検出するラジアル変位センサを含み、
前記制御部は、前記ラジアル変位センサの検出信号に基づいて前記回転数を計測する
請求項２に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項４】
前記磁気軸受は、前記回転軸に固定されたディスクを含み、
前記変位センサは、前記回転軸のアキシャル方向における前記ディスクの位置を検出するアキシャル変位センサを含み、
前記制御部は、前記アキシャル変位センサの検出信号に基づいて前記回転数を計測する
請求項２に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項５】
前記磁気軸受は、前記回転軸に固定されたセンサターゲット及びディスクを含み、
前記変位センサは、前記回転軸のラジアル方向における前記センサターゲットの位置を検出するラジアル変位センサと、前記回転軸のアキシャル方向における前記ディスクの位置を検出するアキシャル変位センサと、を含み、
前記制御部は、前記ラジアル変位センサ及び前記アキシャル変位センサの何れかの検出信号に基づいて前記回転数を計測する
請求項２に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記ラジアル変位センサ及び前記アキシャル変位センサのうち、それぞれから出力される前記検出信号の最大値と最小値との差が最も大きい変位センサを選定し、選定された前記変位センサの前記検出信号に基づいて前記回転数を計測する
請求項５に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記検出信号が閾値を超えたタイミングを複数回計測し複数の当該タイミングの時間間隔から当該検出信号の周期を求め当該周期の逆数を計算することによって、前記ファンの回転数を計測する
請求項６に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項８】
前記閾値は、前記検出信号の最大値と最小値との平均値である
請求項７に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項９】
前記磁気軸受は、前記回転軸に固定されたディスクを含み、
前記変位センサは、前記回転軸のアキシャル方向における前記ディスクの位置を検出するアキシャル変位センサを含み、
前記制御部は、前記アキシャル変位センサの検出信号に基づいて前記回転数を計測し、
前記ディスクは、銅、ニッケル、金、アルミ及びパーマロイの少なくとも１つで形成されている
請求項１に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【請求項１０】
前記変位センサは、渦電流式変位センサである
請求項９に記載の放電励起式ガスレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放電励起式ガスレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては解像力の向上が要請されている。半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という。このため露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。【０００３】
現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィーとも呼ばれる。【０００４】
ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０〜４００ｐｍと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅はスペクトル幅とも呼ばれる。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子を有する狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module：ＬＮＭ）が設けられ、この狭帯域化モジュールによりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子はエタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３７６６２３０号
【特許文献２】特許出願公開２０１４−８２２４３号
【特許文献３】特許出願公開平成１１−８７８１０号
【特許文献４】特許出願公開２００８−８２５４６号
【特許文献５】特許４００３３３８号
【概要】
【０００６】
本開示の１つの観点に係る放電励起式ガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含むレーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内で互いに対向して配置された一対の放電電極と、前記レーザチャンバ内に配置され、前記一対の放電電極の間に前記レーザガスを流すファンと、前記ファンを回転させるモータと、前記モータに電力を供給するモータ電源と、前記ファンの回転軸を磁気浮上させる磁気軸受と、キャンを介して前記回転軸の位置を検出する変位センサと、前記変位センサの検出信号に基づいて前記ファンの回転数を計測すると共に、前記回転数の計測値が目標回転数となるよう前記モータ電源を制御する制御部と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、磁気軸受システムを備えるガスレーザ装置を説明するための図を示す。
【図２】図２は、図１に示された磁気軸受システムの構成を説明するための図を示す。
【図３】図３は、図１に示された磁気軸受システムの電気的構成を説明するための図を示す。
【図４】図４は、第１実施形態に係る磁気軸受システムの構成を説明するための図を示す。
【図５】図５は、第１実施形態に係る磁気軸受システムの電気的構成を説明するための図を示す。
【図６】図６は、図４に示されたＡ−Ａ線における断面図を示す。
【図７】図７は、図５に示された回転検出回路を構成するコンパレータと第１ラジアル変位センサとの接続例を説明するための図を示す。
【図８】図８は、第１ラジアル変位センサの検出信号と、回転検出回路を構成するコンパレータの出力信号との関係を説明するための図を示す。
【図９】図９は、第１実施形態に係る磁気軸受制御部が行う処理の概要を説明するためのフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、図９のステップＳ６における回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
【図１１】図１１は、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部が行う回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
【図１２】図１２は、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受システムにおいて、図４に示されたＡ−Ａ線における断面図を示す。
【図１３】図１３は、第１実施形態の変形例２に係る第１ラジアル変位センサの検出信号と、回転検出回路を構成するコンパレータの出力信号との関係を説明するための図を示す。
【図１４】図１４は、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部が行う回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係る磁気軸受システムの構成を説明するための図を示す。
【図１６】図１６は、第２実施形態に係る磁気軸受システムの電気的構成を説明するための図を示す。
【図１７】図１７は、第２実施形態に係るアキシャル変位センサの検出信号と、回転検出回路９５を構成するコンパレータの出力信号との関係を説明するための図を示す。
【図１８】図１８は、第３実施形態に係る磁気軸受システムの電気的構成を説明するための図を示す。
【図１９】図１９は、第３実施形態に係る磁気軸受制御部が行う処理の概要を説明するためのフローチャートを示す。
【図２０】図２０は、図１９のステップＳ２６における変位センサ選定処理を説明するためのフローチャートを示す。
【図２１】図２１は、図１９のステップＳ２７における回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
【図２２】図２２は、第４実施形態に係る磁気軸受システムを説明するための図を示す。
【図２３】図２３は、図２２に示された回転検出部５４０を拡大した図を示す。
【図２４】図２４は、第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受システムを説明するための図を示す。
【図２５】図２５は、図２４に示されたＢ−Ｂ線の方向からディスクを視た図を示す。
【図２６】図２６は、第４実施形態の変形例１に係るアキシャル変位センサの検出信号と、回転検出回路を構成するコンパレータの出力信号との関係を説明するための図を示す。
【図２７】図２７は、渦電流式変位センサの構成を説明するための図を示す。
【図２８】図２８は、各制御部のハードウェア環境を説明するためのブロック図を示す。
【実施形態】
【０００８】
〜内容〜
１．概要
２．用語の説明
３．磁気軸受システムを備えるガスレーザ装置
３．１  構成
３．２  動作
４．課題
５．第１実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム
５．１  構成
５．２  動作
５．３  作用
５．４  第１実施形態の変形例１
５．５  第１実施形態の変形例２
６．第２実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム
７．第３実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム
８．第４実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム
８．１  第４実施形態の変形例１
９．その他
９．１  変位センサの具体例
９．２  各制御部のハードウェア環境
９．３  その他の変形例等
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
［１．概要］
本開示は、以下の実施形態を単なる例として少なくとも開示し得る。
【００１１】
本開示のガスレーザ装置１は、ハロゲンガスを含むレーザガスが封入されたレーザチャンバ１０と、レーザチャンバ１０内で互いに対向して配置された一対の放電電極１１と、レーザチャンバ１０内に配置され、一対の放電電極１１の間にレーザガスを流すファン４０と、ファン４０を回転させるモータ７０と、モータ７０に電力を供給するモータ電源８０と、ファン４０の回転軸４１を磁気浮上させる磁気軸受５０と、キャン５６１、５７１〜５７４を介して回転軸４１の位置を検出する変位センサ６０と、変位センサ６０の検出信号に基づいてファン４０の回転数を計測すると共に、回転数の計測値Ｒが目標回転数Ｒｔとなるようモータ電源８０を制御する制御部９と、を備えてもよい。
このような構成により、ガスレーザ装置１は、簡易な構成であってもファン４０の回転数を適切に計測できることから、低コスト化し得る。
【００１２】
［２．用語の説明］
「光路軸」は、レーザ光の進行方向に沿ってレーザ光のビーム断面の中心を通る軸である。
「光路」は、レーザ光が通る経路である。光路には、光路軸が含まれてもよい。
「ラジアル方向」は、回転軸の径方向である。
「アキシャル方向」は、回転軸の軸方向である。
「ファンが慣性中心で回転する」とは、磁気浮上したファンの回転軸が、当該ファンの重心を通る軸を中心として回転することである。
「ファンが幾何中心で回転する」とは、磁気浮上したファンの回転軸が、当該ファンの幾何学的な中心を通る軸を中心として回転することである。
「慣性中心制御」とは、ファンが慣性中心で回転するよう、当該ファンの回転軸の位置を制御することである。
「幾何中心制御」とは、ファンが幾何中心で回転するよう、当該ファンの回転軸の位置を制御することである。
「キャン」とは、レーザガスと大気とを隔離する薄肉の隔壁である。
「キャンの内側」とは、キャンのレーザガス側である。
「キャンの外側」とは、キャンの大気側である。
【００１３】
［３．磁気軸受システムを備えるガスレーザ装置］
図１〜図３を用いて、磁気軸受システム５を備えるガスレーザ装置１について説明する。
ガスレーザ装置１は、放電励起式のガスレーザ装置であってもよい。ガスレーザ装置１は、エキシマレーザ装置であってもよい。レーザ媒質であるレーザガスは、レアガスとしてアルゴン若しくはクリプトン若しくはキセノン、ハロゲンガスとしてフッ素若しくは塩素、バッファガスとしてネオン若しくはヘリウム、又はこれらの混合ガスを用いて構成されてもよい。
【００１４】
［３．１  構成］
図１は、磁気軸受システム５を備えるガスレーザ装置１を説明するための図を示す。
図１のガスレーザ装置１は、レーザチャンバ１０と、充電器１６と、パルスパワーモジュール（Pulse Power Module：ＰＰＭ）１７と、レーザ共振器と、パルスエネルギ計測器２０と、圧力センサ２１と、ガス給排気装置２２と、レーザ制御部３０と、磁気軸受システム５と、を備えてもよい。
磁気軸受システム５は、ファン４０の回転軸４１を磁気浮上させると共に、ファン４０の回転を制御するシステムであってもよい。
【００１５】
レーザチャンバ１０は、その内部にレーザガスが封入されていてもよい。
レーザチャンバ１０の内部空間を形成する壁１０ａは、例えばアルミ金属等の金属材料で形成されてもよい。当該金属材料の表面には、例えばニッケルめっきが施されてもよい。
レーザチャンバ１０は、一対の放電電極１１と、電流導入端子１２と、絶縁ホルダ１３と、導電ホルダ１４と、ファン４０と、を含んでもよい。
【００１６】
一対の放電電極１１は、第１放電電極１１ａと、第２放電電極１１ｂと、を含んでもよい。
第１及び第２放電電極１１ａ及び１１ｂは、レーザガスを主放電により励起するための電極であってもよい。主放電は、グロー放電であってもよい。
第１及び第２放電電極１１ａ及び１１ｂのそれぞれは、ハロゲンガスがフッ素を含む場合は銅を含む金属材料、ハロゲンガスが塩素を含む場合はニッケルを含む金属材料で形成されてもよい。
第１及び第２放電電極１１ａ及び１１ｂは、互いに所定距離だけ離隔し、且つ、互いの長手方向が略平行となるように対向して配置されてもよい。
【００１７】
第１放電電極１１ａの第２放電電極１１ｂと対向する面、及び、第２放電電極１１ｂの第１放電電極１１ａと対向する面を、それぞれ「放電面」ともいう。
第１放電電極１１ａの放電面と第２放電電極１１ｂの放電面との間の空間を、「放電空間」ともいう。
【００１８】
電流導入端子１２の一方の端部は、第１放電電極１１ａの放電面とは反対側の底面に接続されてもよい。
電流導入端子１２の他方の端部は、パルスパワーモジュール１７に電気的に接続されてもよい。
【００１９】
絶縁ホルダ１３は、第１放電電極１１ａ及び電流導入端子１２を囲むようにして第１放電電極１１ａ及び電流導入端子１２を保持してもよい。
絶縁ホルダ１３は、レーザガスとの反応性が低い絶縁材料で形成されてもよい。ハロゲンガスがフッ素又は塩素を含む場合、絶縁ホルダ１３は、例えば高純度のアルミナセラミックスで形成されてもよい。
絶縁ホルダ１３は、レーザチャンバ１０の壁１０ａを貫通して当該壁１０ａに固定されてもよい。
絶縁ホルダ１３は、第１放電電極１１ａ及び電流導入端子１２と、レーザチャンバ１０の壁１０ａとを電気的に絶縁してもよい。
【００２０】
導電ホルダ１４は、第２放電電極１１ｂの放電面とは反対側の面に接続され、当該第２放電電極１１ｂを支持してもよい。
導電ホルダ１４は、アルミや銅等を含む金属材料で形成され、その表面にはニッケルめっきが施されてもよい。
導電ホルダ１４は、レーザチャンバ１０の壁１０ａに固定されてもよい。
導電ホルダ１４は、不図示の配線を介して、レーザチャンバ１０の壁１０ａに電気的に接続されてもよい。
【００２１】
ファン４０は、レーザガスをレーザチャンバ１０内で循環させてもよい。
ファン４０は、クロスフローファンであってもよい。
ファン４０は、第１及び第２放電電極１１ａ及び１１ｂの長手方向とファン４０の長手方向とが略平行となるように配置されてもよい。
ファン４０の回転軸４１は、磁気軸受５０によって支持されてもよい。
ファン４０の回転軸４１は、モータ７０に接続されてもよい。
磁気軸受５０及びモータ７０を含む磁気軸受システム５の詳細な構成については、図２を用いて後述する。
【００２２】
充電器１６は、パルスパワーモジュール１７内に含まれる不図示の充電コンデンサを所定電圧で充電する直流電源装置であってもよい。
充電器１６の動作は、レーザ制御部３０によって制御されてもよい。
【００２３】
パルスパワーモジュール１７は、第１及び第２放電電極１１ａ及び１１ｂの間にパルス状の高電圧を印加してもよい。
パルスパワーモジュール１７は、レーザ制御部３０によって制御されるスイッチ１７ａを含んでもよい。
スイッチ１７ａがＯＦＦからＯＮになると、パルスパワーモジュール１７は、充電器１６にて充電された充電コンデンサを放電させ、当該充電コンデンサに接続された磁気圧縮回路にてパルス状の高電圧を生成してもよい。そして、パルスパワーモジュール１７は、生成されたパルス状の高電圧を第１及び第２放電電極１１ａ及び１１ｂの間に印加してもよい。
【００２４】
レーザ共振器は、狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module：ＬＮＭ）１８及び出力結合ミラー（Output Coupler：ＯＣ）１９によって構成されてもよい。
狭帯域化モジュール１８は、プリズム１８ａと、グレーティング１８ｂと、を含んでもよい。
【００２５】
プリズム１８ａは、レーザチャンバ１０からウインドウ１０ｂを介して出射された光のビーム幅を拡大してもよい。プリズム１８ａは、拡大された光をグレーティング１８ｂ側に透過させてもよい。
【００２６】
グレーティング１８ｂは、表面に多数の溝が所定間隔で形成された波長分散素子であってもよい。
グレーティング１８ｂは、入射角度と回折角度とが同じ角度となるリトロー配置に配置されてもよい。
グレーティング１８ｂは、プリズム１８ａを透過した光のうち特定の波長付近の光を回折角度に応じて選択的に取り出し、レーザチャンバ１０内に戻してもよい。それにより、グレーティング１８ｂからレーザチャンバ１０に戻った光のスペクトル幅は、狭帯域化され得る。
【００２７】
出力結合ミラー１９は、ウインドウ１０ｃを介してレーザチャンバ１０から出射された光の一部を透過させ、他の一部を反射させてレーザチャンバ１０に戻してもよい。
出力結合ミラー１９の表面には、部分反射膜がコーティングされていてもよい。
【００２８】
パルスエネルギ計測器２０は、出力結合ミラー１９を透過したパルスレーザ光のパルスエネルギを計測してもよい。
パルスエネルギ計測器２０は、ビームスプリッタ２０ａと、集光レンズ２０ｂと、光センサ２０ｃと、を含んでもよい。
【００２９】
ビームスプリッタ２０ａは、パルスレーザ光の光路上に配置されてもよい。ビームスプリッタ２０ａは、出力結合ミラー１９を透過したパルスレーザ光を高透過率で露光装置１１０に向けて透過させてもよい。ビームスプリッタ２０ａは、出力結合ミラー１９を透過したパルスレーザ光の一部を、集光レンズ２０ｂに向けて反射させてもよい。
集光レンズ２０ｂは、ビームスプリッタ２０ａによって反射したパルスレーザ光を、光センサ２０ｃの受光面に集光してもよい。
光センサ２０ｃは、受光面に集光されたパルスレーザ光を検出してもよい。光センサ２０ｃは、検出されたパルスレーザ光のパルスエネルギを計測してもよい。光センサ２０ｃは、計測されたパルスエネルギを示す信号をレーザ制御部３０に出力してもよい。
【００３０】
圧力センサ２１は、レーザチャンバ１０内のガス圧を検出してもよい。
圧力センサ２１は、検出されたガス圧の検出信号をレーザ制御部３０に出力してもよい。
【００３１】
ガス給排気装置２２は、レーザチャンバ１０内にレーザガスを供給してもよい。
ガス給排気装置２２は、レーザチャンバ１０内のレーザガスをレーザチャンバ１０外へ排出してもよい。
ガス給排気装置２２の動作は、レーザ制御部３０によって制御されてもよい。
【００３２】
レーザ制御部３０は、露光装置１１０に設けられた露光装置制御部１１１との間で各種信号を送受信してもよい。
例えば、レーザ制御部３０には、レーザ発振準備を指令する信号が、露光装置制御部１１１から送信されてもよい。レーザ制御部３０には、露光装置１１０に出力されるパルスレーザ光の目標パルスエネルギや目標発振タイミングに関する信号が、露光装置制御部１１１から送信されてもよい。
レーザ制御部３０は、露光装置制御部１１１から送信された各種信号に基づいて、ガスレーザ装置１の各構成要素の動作を統括的に制御してもよい。
なお、レーザ制御部３０及び露光装置制御部１１１のハードウェア構成については、図２８を用いて後述する。
【００３３】
図２は、図１に示された磁気軸受システム５の構成を説明するための図を示す。
磁気軸受システム５は、上述のように、ファン４０の回転軸４１を磁気浮上させると共に、ファン４０の回転を制御するシステムであってもよい。
磁気軸受システム５は、磁気軸受５０と、変位センサ６０と、モータ７０と、モータ電源８０と、磁気軸受制御部９０と、増幅器９１と、を含んでもよい。
なお、モータ電源８０、磁気軸受制御部９０及び増幅器９１については、図３を用いて後述する。
【００３４】
磁気軸受５０は、ファン４０の回転軸４１を磁気浮上させてもよい。磁気軸受５０は、回転軸４１を磁気浮上させた非接触の状態で、回転軸４１を回転自在に支持してもよい。
磁気軸受５０は、第１ラジアル磁気軸受部５１０と、第２ラジアル磁気軸受部５２０と、アキシャル磁気軸受部５３０と、回転検出部５４０と、ケース５６０と、ケース５７０と、を含んでもよい。
【００３５】
ケース５６０及び５７０は、一方の底面が開放された中空の略円筒形状に形成されてもよい。
ケース５６０及び５７０は、レーザチャンバ１０の互いに対向する壁１０ａにそれぞれ配置されてもよい。
ケース５６０の内部空間の中央部分は、レーザチャンバ１０内と連通してもよい。当該ケース５６０の内部空間の周縁部分は、ケース５６０の内周面に気密的に接合されたキャン５６１によって、レーザチャンバ１０内に連通する当該中央部分から隔絶されてもよい。
ケース５７０の内部空間の中央部分は、レーザチャンバ１０内と連通してもよい。当該ケース５７０の内部空間の周縁部分は、ケース５７０の内周面に気密的に接合されたキャン５７１及び５７２によって、レーザチャンバ１０内に連通する当該中央部分から隔絶されてもよい。当該ケース５７０の内部空間の底面部分は、ケース５７０の内底面に気密的に接合されたキャン５７３によって、レーザチャンバ１０内に連通する当該中央部分から隔絶されてもよい。
すなわち、キャン５６１、５７１〜５７３のそれぞれの外側は、レーザガスが封入されたレーザチャンバ１０内から隔絶されてもよい。
キャン５６１、５７１〜５７３のそれぞれは、レーザガスと反応し難い金属材料で形成されてもよい。キャン５６１、５７１〜５７３のそれぞれは、例えばステンレスで形成されてもよい。
【００３６】
ケース５６０及び５７０は、当該ケース５６０及び５７０の内部空間の中央部分において、レーザチャンバ１０の互いに対向する壁１０ａをそれぞれ貫通するように配置された回転軸４１の両端部を収容してもよい。
ケース５６０は、第１ラジアル磁気軸受部５１０及びモータ７０を収容してもよい。
ケース５７０は、第２ラジアル磁気軸受部５２０、アキシャル磁気軸受部５３０及び回転検出部５４０を収容してもよい。
【００３７】
第１及び第２ラジアル磁気軸受部５１０及び５２０は、回転軸４１のラジアル方向において当該回転軸４１を磁気浮上させてもよい。
第１ラジアル磁気軸受部５１０は、第１ラジアル電磁石５１１と、第１電磁石ターゲット５１２と、第１センサターゲット５１３と、を含んでもよい。
第２ラジアル磁気軸受部５２０は、第２ラジアル電磁石５２１と、第２電磁石ターゲット５２２と、第２センサターゲット５２３と、を含んでもよい。
【００３８】
第１電磁石ターゲット５１２は、レーザガスと反応し難い磁性材料で形成されてもよい。第１電磁石ターゲット５１２は、例えばパーマロイで形成されてもよい。
第１電磁石ターゲット５１２は、略円筒形状に形成されてもよい。
第１電磁石ターゲット５１２は、ケース５６０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。
【００３９】
第１ラジアル電磁石５１１は、回転軸４１に固定された第１電磁石ターゲット５１２からラジアル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
第１ラジアル電磁石５１１は、ケース５６０のキャン５６１の外側に配置されてもよい。
第１ラジアル電磁石５１１は、回転軸４１に固定された第１電磁石ターゲット５１２の周囲に配置されてもよい。
第１ラジアル電磁石５１１は、回転軸４１に固定された第１電磁石ターゲット５１２とキャン５６１を介して対向するように配置されてもよい。
第１ラジアル電磁石５１１は、複数の電磁石から構成されてもよい。第１ラジアル電磁石５１１は、例えば、４つの電磁石から構成されてもよい。第１ラジアル電磁石５１１を構成する複数の電磁石は、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。
第１ラジアル電磁石５１１の動作は、磁気軸受制御部９０によって制御されてもよい。
【００４０】
第１センサターゲット５１３は、レーザガスと反応し難い金属材料で形成されてもよい。第１センサターゲット５１３は、例えば、銅、ニッケル、金、アルミ及びパーマロイの少なくとも１つで形成され、その表面にはニッケルめっきが施されてもよい。
第１センサターゲット５１３は、略円筒形状に形成されてもよい。
第１センサターゲット５１３は、ケース５６０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。第１センサターゲット５１３が固定される回転軸４１上の位置は、第１電磁石ターゲット５１２よりもレーザチャンバ１０の壁１０ａ側であってもよい。
【００４１】
第２電磁石ターゲット５２２は、第１電磁石ターゲット５１２と略同一材料及び略同一形状にて形成されてもよい。
第２電磁石ターゲット５２２は、ケース５７０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。
【００４２】
第２ラジアル電磁石５２１は、第１ラジアル電磁石５１１と同様に、回転軸４１に固定された第２電磁石ターゲット５２２からラジアル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
第２ラジアル電磁石５２１は、ケース５７０のキャン５７１の外側に配置されてもよい。
第２ラジアル電磁石５２１は、第１ラジアル電磁石５１１と同様に、回転軸４１に固定された第２電磁石ターゲット５２２の周囲に配置されてもよい。
第２ラジアル電磁石５２１は、第１ラジアル電磁石５１１と同様に、回転軸４１に固定された第２電磁石ターゲット５２２と対向するように、キャン５７１を介して配置されてもよい。
第２ラジアル電磁石５２１は、第１ラジアル電磁石５１１と同様に、複数の電磁石から構成されてもよい。第２ラジアル電磁石５２１は、例えば、４つの電磁石から構成されてもよい。第２ラジアル電磁石５２１を構成する複数の電磁石は、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。
第２ラジアル電磁石５２１の動作は、磁気軸受制御部９０によって制御されてもよい。
【００４３】
第２センサターゲット５２３は、第１センサターゲット５１３と略同一材料及び略同一形状にて形成されてもよい。
第２センサターゲット５２３は、ケース５７０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。第２センサターゲット５２３が固定される回転軸４１上の位置は、第２電磁石ターゲット５２２よりもレーザチャンバ１０の壁１０ａ側であってもよい。
【００４４】
アキシャル磁気軸受部５３０は、回転軸４１のアキシャル方向において当該回転軸４１を磁気浮上させてもよい。
アキシャル磁気軸受部５３０は、アキシャル電磁石５３１と、ディスク５３２と、を含んでもよい。
【００４５】
ディスク５３２は、アキシャル電磁石５３１のターゲットであってもよい。
ディスク５３２は、レーザガスと反応し難い磁性材料で形成されてもよい。ディスク５３２は、例えばパーマロイで形成されてもよい。
ディスク５３２は、略円盤形状に形成されてもよい。
ディスク５３２は、ケース５７０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。ディスク５３２が固定される回転軸４１上の位置は、第２電磁石ターゲット５２２よりもレーザチャンバ１０の壁１０ａの反対側であってもよい。
【００４６】
アキシャル電磁石５３１は、回転軸４１に固定されたディスク５３２からアキシャル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
アキシャル電磁石５３１は、ケース５７０のキャン５７１及び５７２の外側に配置されてもよい。
アキシャル電磁石５３１は、回転軸４１に固定されたディスク５３２をアキシャル方向からキャン５７１及び５７２を介して挟むように配置されてもよい。
アキシャル電磁石５３１は、回転軸４１に固定されたディスク５３２とキャン５７１及び５７２を介して対向するように配置されてもよい。
アキシャル電磁石５３１は、複数の電磁石から構成されてもよい。アキシャル電磁石５３１は、例えば、４つの電磁石から構成されてもよい。アキシャル電磁石５３１を構成する複数の電磁石は、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。
アキシャル電磁石５３１の動作は、磁気軸受制御部９０によって制御されてもよい。
【００４７】
回転検出部５４０は、ファン４０の回転を検出してもよい。
回転検出部５４０は、先行技術文献「特許４００３３３８号」に記載された回転数検出手段と同様の構成を備えてもよい。
回転検出部５４０は、ディスク５４１と、回転センサ５４２と、を含んでもよい。
【００４８】
ディスク５４１は、回転センサ５４２及び後述するアキシャル変位センサ６３のターゲットであってもよい。
ディスク５４１は、レーザガスと反応し難い磁性材料で形成されてもよい。ディスク５４１は、例えばパーマロイで形成されてもよい。
ディスク５４１は、略円盤形状に形成されてもよい。
ディスク５４１には、先行技術文献「特許４００３３３８号」に記載されたスリット付円板のように、少なくとも１つのスリットが形成されてもよい。
ディスク５４１は、ケース５７０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。ディスク５４１が固定される回転軸４１上の位置は、当該回転軸４１の端部であってもよい。
【００４９】
回転センサ５４２は、磁性体の周囲にコイルを巻いて構成されてもよい。
回転センサ５４２の当該コイルには、スリットが形成されたディスク５４１の回転によって誘導起電力が発生し、これに応じたパルス状の誘導電流が流れ得る。ディスク５４１に形成されたスリットが１つである場合、当該コイルには、ファン４０が１回転する毎に１つのパルス状の誘導電流が流れ得る。このようにして、回転センサ５４２は、ファン４０の回転を検出し得る。
回転センサ５４２は、ファン４０が１回転する毎に検出信号を磁気軸受制御部９０に出してもよい。
【００５０】
回転センサ５４２は、回転軸４１に固定されたディスク５４１からアキシャル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
回転センサ５４２は、ケース５７０のキャン５７３の外側に配置されてもよい。
回転センサ５４２は、回転軸４１に固定されたディスク５４１とキャン５７３を介して対向するように配置されてもよい。
回転センサ５４２は、回転軸４１に固定されたディスク５４１の中央よりもラジアル方向外側で当該ディスク５４１と対向するように配置されてもよい。回転センサ５４２は、当該ディスク５４１に形成されたスリットと対向するように、キャン５７４を介して配置されてもよい。
【００５１】
変位センサ６０は、磁気軸受５０に支持された回転軸４１の位置を検出してもよい。
変位センサ６０は、第１ラジアル変位センサ６１と、第２ラジアル変位センサ６２と、アキシャル変位センサ６３と、を含んでもよい。
【００５２】
第１ラジアル変位センサ６１は、ラジアル方向における第１センサターゲット５１３の位置を検出してもよい。
第１ラジアル変位センサ６１は、検出された第１センサターゲット５１３の位置に関する検出信号を磁気軸受制御部９０に出してもよい。
【００５３】
第１ラジアル変位センサ６１は、回転軸４１に固定された第１センサターゲット５１３からラジアル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
第１ラジアル変位センサ６１は、ケース５６０のキャン５６１の外側に配置されてもよい。
第１ラジアル変位センサ６１は、回転軸４１に固定された第１センサターゲット５１３の周囲に配置されてもよい。
第１ラジアル変位センサ６１は、回転軸４１に固定された第１センサターゲット５１３とキャン５６１を介して対向するように配置されてもよい。
第１ラジアル変位センサ６１は、複数の変位センサから構成されてもよい。第１ラジアル変位センサ６１は、例えば、４つの変位センサから構成されてもよい。第１ラジアル変位センサ６１を構成する複数の変位センサは、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。
【００５４】
第２ラジアル変位センサ６２は、ラジアル方向における第２センサターゲット５２３の位置を検出してもよい。
第２ラジアル変位センサ６２は、検出された第２センサターゲット５２３の位置に関する検出信号を磁気軸受制御部９０に出してもよい。
【００５５】
第２ラジアル変位センサ６２は、第１ラジアル変位センサ６１と同様に、回転軸４１に固定された第２センサターゲット５２３からラジアル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
第２ラジアル変位センサ６２は、ケース５７０のキャン５７１の外側に配置されてもよい。
第２ラジアル変位センサ６２は、第１ラジアル変位センサ６１と同様に、回転軸４１に固定された第２センサターゲット５２３の周囲に配置されてもよい。
第２ラジアル変位センサ６２は、第１ラジアル変位センサ６１と同様に、回転軸４１に固定された第２センサターゲット５２３とキャン５７１を介して対向するように配置されてもよい。
第２ラジアル変位センサ６２は、第１ラジアル変位センサ６１と同様に、複数の変位センサから構成されてもよい。第２ラジアル変位センサ６２は、例えば、４つの変位センサから構成されてもよい。第２ラジアル変位センサ６２を構成する複数の変位センサは、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。
【００５６】
アキシャル変位センサ６３は、アキシャル方向におけるディスク５４１の位置を検出してもよい。
アキシャル変位センサ６３は、検出されたディスク５４１の位置に関する検出信号を磁気軸受制御部９０に出してもよい。
【００５７】
アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１に固定されたディスク５４１からアキシャル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３は、ケース５７０のキャン５７３の外側に配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１に固定されたディスク５４１とキャン５７３を介して対向するように配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１に固定されたディスク５４１の略中央で当該ディスク５４１と対向するように、キャン５７４を介して配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３は、当該ディスク５４１に形成されたスリットと対向しないように配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１の略延長線上に配置されてもよい。
【００５８】
モータ７０は、ファン４０を回転させてもよい。
モータ７０は、誘導モータであってもよい。
モータ７０は、ロータ７１と、ステータ７２と、を含んでもよい。
【００５９】
ロータ７１は、かご型のロータであってもよい。
ロータ７１を構成するコアは、レーザガスと反応し難い磁性材料で形成されてもよい。ロータ７１を構成するコアは、例えばパーマロイで形成されてもよい。
ロータ７１を構成するロータバー及びエンドリングは、高い電気伝導性を有する金属材料で形成されてもよい。ロータ７１を構成するロータバー及びエンドリングは、例えばアルミや銅で形成されてもよい。
ロータ７１は、コアを囲ったロータバー及びエンドリングが、ステンレス管によって覆れていてもよい。
ロータ７１は、ケース５６０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。ロータ７１が固定される回転軸４１上の位置は、当該回転軸４１の端部であってもよい。
【００６０】
ステータ７２は、交流が流れて回転磁界を生成する電磁石であってもよい。
ステータ７２は、回転軸４１に固定されたロータ７１からラジアル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
ステータ７２は、ケース５６０のキャン５６１の外側に配置されてもよい。
ステータ７２は、回転軸４１に固定されたロータ７１とキャン５６１を介して対向するように配置されてもよい。
【００６１】
図３は、図１に示された磁気軸受システム５の電気的構成を説明するための図を示す。
磁気軸受システム５に含まれるモータ電源８０は、モータ７０に電力を供給する電源であってもよい。
モータ電源８０は、インバータ８１を含んでもよい。
インバータ８１は、不図示の直流電源やコンバータ等から供給される直流を所望の出力周波数及び出力電圧を有する交流に変換してモータ７０に供給してもよい。
インバータ８１を含むモータ電源８０の動作は、磁気軸受制御部９０によって制御されてもよい。
【００６２】
磁気軸受制御部９０には、レーザ制御部３０から出力された各種信号が入力されてもよい。
例えば、磁気軸受制御部９０には、回転軸４１の磁気浮上及びファン４０の回転を指令する信号がレーザ制御部３０から入力されてもよい。磁気軸受制御部９０には、ファン４０の目標回転数を指定する信号が入力されてもよい。
磁気軸受制御部９０には、回転センサ５４２、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３のそれぞれから出力された検出信号が入力されてもよい。
磁気軸受制御部９０は、入力された各種信号に基づいて、磁気軸受システム５の各構成要素を制御してもよい。
【００６３】
具体的には、磁気軸受制御部９０は、不図示の電源を用いて、第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１のそれぞれを駆動するためのバイアス電流を流してもよい。それにより、これらの電磁石を含む磁気軸受５０は、回転軸４１を磁気浮上させ得る。
【００６４】
また、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１と、Ａ／Ｄ変換回路９０２と、Ｄ／Ａ変換回路９０３と、を含んでもよい。
タイマ９０１は、回転センサ５４２と電気的に接続されてもよい。
Ａ／Ｄ変換回路９０２は、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３のそれぞれと電気的に接続されてもよい。
Ｄ／Ａ変換回路９０３は、増幅器９１を介して、第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１のそれぞれと電気的に接続されてもよい。
【００６５】
磁気軸受制御部９０は、Ａ／Ｄ変換回路９０２を用いて、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３のそれぞれから出力されたアナログの検出信号をデジタル信号に変換してもよい。
磁気軸受制御部９０は、変換された当該デジタル信号に基づいて、磁気浮上した回転軸４１の位置を制御するためのデジタル制御信号を生成してもよい。磁気軸受制御部９０は、Ｄ／Ａ変換回路９０３を用いて、当該デジタル制御信号をアナログ信号に変換し、増幅器９１に出力してもよい。
増幅器９１は、出力された当該アナログ信号を増幅して、回転軸４１の位置を制御する制御電流を生成してもよい。増幅器９１は、当該制御電流を、第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１のそれぞれに流してもよい。それにより、これらの電磁石を含む磁気軸受５０は、磁気軸受制御部９０によって生成された上記デジタル制御信号に応じて、磁気浮上した回転軸４１の位置を変化させ得る。
磁気軸受制御部９０は、回転センサ５４２から出力された検出信号を複数回計測すると共に、タイマ９０１を用いて当該検出信号の周期を計測することでファン４０の回転数を計測してもよい。
【００６６】
また、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値がレーザ制御部３０から指定された目標回転数に近付くよう、インバータ８１を含むモータ電源８０を制御してもよい。具体的には、磁気軸受制御部９０は、インバータ８１を含むモータ電源８０の制御として、例えばＶ／ｆ制御等の制御手法を用いてインバータ８１の出力周波数及び出力電圧を制御してもよい。それにより、モータ７０の回転速度及び駆動トルクが制御され得る。その結果、ファン４０の回転数が制御され得ると共にモータ７０への投入電力が制御され得る。
なお、磁気軸受制御部９０のハードウェア構成については、図２８を用いて後述する。
【００６７】
［３．２  動作］
図１〜図３に示された磁気軸受システム５を備えるガスレーザ装置１の動作について説明する。
【００６８】
レーザ制御部３０は、露光装置制御部１１１から送信されたレーザ発振準備を指令する信号を受信してもよい。
レーザ制御部３０は、レーザチャンバ１０内のレーザガスが所定成分及び所定ガス圧となるよう、ガス給排気装置２２を制御してもよい。
レーザ制御部３０は、回転軸４１の磁気浮上及びファン４０の回転を指令する信号を磁気軸受制御部９０に出力してもよい。レーザ制御部３０は、ファン４０の目標回転数Ｒｔを指定する信号を磁気軸受制御部９０に出力してもよい。
【００６９】
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転軸４１が磁気浮上するよう、磁気軸受５０を制御してもよい。
磁気軸受制御部９０は、磁気浮上した回転軸４１の位置が所望の位置となるよう、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３の各検出信号に基づいて磁気軸受５０を制御してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０が目標回転数Ｒｔで回転するよう、インバータ８１の出力周波数及び出力電圧を制御してモータ７０の回転速度及び駆動トルクを制御してもよい。
【００７０】
磁気軸受制御部９０は、回転センサ５４２の検出信号に基づいてファン４０の回転数を計測してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒとレーザ制御部３０から指定された目標回転数Ｒｔとの差分ΔＲを計算してもよい。
磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲが０となるよう、インバータ８１の出力周波数及び出力電圧を制御してモータ７０の回転速度及び駆動トルクを制御してもよい。磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲが０となるよう、ファン４０の回転数を制御し得ると共にモータ７０への投入電力を制御し得る。
磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲが０となったら、ファン４０の回転数の計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに到達したことをレーザ制御部３０に通知してもよい。
【００７１】
レーザ制御部３０は、露光装置制御部１１１から送信された目標パルスエネルギＥｔ及び目標発振タイミングに関する信号を受信してもよい。
レーザ制御部３０は、目標パルスエネルギＥｔに応じた充電電圧Ｖｈｖを充電器１６に設定してもよい。レーザ制御部３０は、充電器１６に設定された充電電圧Ｖｈｖの値を記憶してもよい。
レーザ制御部３０は、目標発振タイミングに同期させて、パルスパワーモジュール１７のスイッチ１７ａを動作させてもよい。それにより、一対の放電電極１１の間には、パルス状の高電圧が印加され、主放電が発生し得る。主放電が発生すると、一対の放電電極１１の間のレーザガスは励起されて光を放出し得る。
【００７２】
レーザガスから放出された光は、レーザ共振器を構成する狭帯域化モジュール１８及び出力結合ミラー１９で反射され、レーザ共振器内を往復し得る。レーザ共振器内を往復する光は、狭帯域化モジュール１８により狭帯域化され得る。レーザ共振器内を往復する光は、一対の放電電極１１の間を通過する度に増幅され得る。
その後、増幅された光の一部は、出力結合ミラー１９を透過し得る。出力結合ミラー１９を透過した光は、パルスレーザ光として露光装置１１０に出力され得る。
【００７３】
出力結合ミラー１９を透過したパルスレーザ光の一部は、パルスエネルギ計測器２０に入射してもよい。パルスエネルギ計測器２０は、入射したパルスレーザ光のパルスエネルギＥを計測し、レーザ制御部３０に出力してもよい。
【００７４】
レーザ制御部３０は、パルスエネルギ計測器２０によって計測されたパルスエネルギの計測値Ｅを記憶してもよい。
レーザ制御部３０は、パルスエネルギの計測値Ｅと目標パルスエネルギＥｔとの差分ΔＥを計算してもよい。レーザ制御部３０は、当該差分ΔＥに対応する充電電圧Ｖｈｖの変化量ΔＶｈｖを計算してもよい。
レーザ制御部３０は、計算された変化量ΔＶｈｖを、上記で記憶された充電電圧Ｖｈｖに加算して、新たに設定する充電電圧Ｖｈｖを計算してもよい。
レーザ制御部３０は、計算された充電電圧Ｖｈｖを充電器１６に新たに設定してもよい。このようにして、レーザ制御部３０は、充電電圧Ｖｈｖをフィードバック制御してもよい。
【００７５】
レーザ制御部３０は、新たに設定する充電電圧Ｖｈｖが許容範囲の最大値よりも大きくなった場合、ガス給排気装置２２を制御して、所定のガス圧になるまでレーザチャンバ１０内にレーザガスを供給してもよい。
一方、レーザ制御部３０は、新たに設定する充電電圧Ｖｈｖが許容範囲の最小値よりも小さくなった場合、ガス給排気装置２２を制御して、所定のガス圧になるまでレーザチャンバ１０内からレーザガスを排出してもよい。
【００７６】
レーザチャンバ１０内のガス圧が高くなると、モータ７０の負荷トルクが増大し、ファン４０の回転数を目標回転数Ｒｔに維持できなる場合があり得る。
そこで、磁気軸受制御部９０は、回転センサ５４２の検出信号に基づいてファン４０の回転数を新たに計測し、新たな計測値Ｒと目標回転数Ｒｔとの差分ΔＲを計算してもよい。
そして、磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲが０となるよう、インバータ８１の出力周波数及び出力電圧を制御してモータ７０の回転速度及び駆動トルクを制御してもよい。磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲが０となるよう、ファン４０の回転数を制御し得ると共にモータ７０への投入電力を制御し得る。
それにより、磁気軸受制御部９０は、レーザチャンバ１０内のガス圧が変化しても、ファン４０の回転数を目標回転数Ｒｔに維持し得る。
【００７７】
また、レーザ制御部３０は、ファン４０の目標回転数Ｒｔを変更してもよい。レーザ制御部３０は、変更後の目標回転数Ｒｔを指定する信号を磁気軸受制御部９０に出力してもよい。
この場合においても、磁気軸受制御部９０は、回転センサ５４２の検出信号に基づいてファン４０の回転数を計測し、変更後の目標回転数Ｒｔとの差分ΔＲに応じてインバータ８１の出力周波数及び出力電圧を制御してもよい。
【００７８】
［４．課題］
図１〜図３に示された磁気軸受システム５は、ファン４０の回転数を計測するために、ディスク５４１、回転センサ５４２及びキャン５７３をわざわざ磁気軸受５０に備える必要があり得る。
このため、図１〜図３に示された磁気軸受システム５は、部品点数が増加し複雑な構成となり、高コストとなり得る。
特に、ディスク５４１はパーマロイ等の高価な磁性材料で形成されることが多いため、磁気軸受５０のコストが増大し、磁気軸受システム５の高コスト化を招き得る。
また、図１〜図３に示された磁気軸受システム５は、回転センサ５４２がターゲットであるディスク５４１と対向して配置され得る。このとき、回転センサ５４２は、レーザガスに曝されないようキャン５７３を介してディスク５４１と対向するように配置され得る。回転センサ５４２の検出感度を向上させるためには、回転センサ５４２とディスク５４１との間隔を短くする必要があり得る。このため、回転センサ５４２とディスク５４１との間に介在するキャン５７３の板厚を薄く加工する必要があり得る。
しかし、キャン５７３の板厚を薄く加工することは困難であり得る。しかも、回転センサ５４２及びディスク５４１の周辺部品には高い寸法精度が要求され得る。それにより、磁気軸受５０のコストが増大し、磁気軸受システム５の高コスト化を招き得る。
このようなことから、図１〜図３に示された磁気軸受システム５を含むガスレーザ装置１は、高コストとなり得る。
よって、簡易な構成であってもファン４０の回転数を適切に計測できる磁気軸受システム５を提供することによって、ガスレーザ装置１を低コスト化する技術が求められている。
【００７９】
［５．第１実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム］
図４〜図１０を用いて、第１実施形態のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第１実施形態に係る磁気軸受システム５は、図１〜図３に示された磁気軸受システム５に対して、磁気軸受５０に係る構成が主に異なっていてもよい。
更に、第１実施形態に係る磁気軸受システム５は、回転検出回路９５が追加された構成を備えてもよい。
第１実施形態のガスレーザ装置１の構成において、図１〜図３に示されたガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【００８０】
［５．１  構成］
図４は、第１実施形態に係る磁気軸受システム５の構成を説明するための図を示す。
第１実施形態に係る磁気軸受システム５は、磁気軸受５０が回転検出部５４０を含んでいなくてもよい。すなわち、磁気軸受システム５は、ディスク５４１及び回転センサ５４２を含んでいなくてもよい。
また、第１実施形態に係る磁気軸受システム５は、ケース５７０のキャン５７２及び５７３の代りに、キャン５７４を含んでもよい。
そして、キャン５７２及び５７３の外側に配置されていたアキシャル電磁石５３１及びアキシャル変位センサ６３は、キャン５７４の外側にそれぞれ配置されてもよい。
【００８１】
キャン５７４は、レーザガスと反応し難い金属材料で形成されてもよい。キャン５７４は、例えばステンレスで形成されてもよい。
キャン５７４は、ケース５７０の内底面に気密的に接合されてもよい。
キャン５７４は、ケース５７０の内部空間の底面部分を、レーザチャンバ１０内に連通する当該内部空間の中央部分から隔絶してもよい。
【００８２】
アキシャル電磁石５３１は、回転軸４１に固定されたディスク５３２をアキシャル方向からキャン５７１及び５７４を介して挟むように配置されてもよい。
アキシャル電磁石５３１は、回転軸４１に固定されたディスク５３２とキャン５７１及び５７４を介して対向するように配置されてもよい。
【００８３】
アキシャル変位センサ６３は、アキシャル方向におけるディスク５３２の位置を検出してもよい。
アキシャル変位センサ６３は、検出されたディスク５３２の位置に関する検出信号を磁気軸受制御部９０に出してもよい。
【００８４】
アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１に固定されたディスク５３２からアキシャル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１に固定されたディスク５３２とキャン５７４を介して対向するように配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１に固定されたディスク５３２の略中央で当該ディスク５３２と対向するように配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３は、回転軸４１の略延長線上に配置されてもよい。
【００８５】
図５は、第１実施形態に係る磁気軸受システム５の電気的構成を説明するための図を示す。
第１実施形態に係る磁気軸受システム５には、回転検出回路９５が設けられてもよい。
本実施形態では、回転検出回路９５と磁気軸受制御部９０とを合わせて制御部９ともいう。
【００８６】
第１実施形態に係る回転検出回路９５は、第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２の少なくとも１つから出力される検出信号に基づいて、ファン４０の回転を検出する回路であってもよい。
回転検出回路９５は、コンパレータ９５１を用いて構成されてもよい。
コンパレータ９５１の入力側は、第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２のそれぞれとＡ／Ｄ変換回路９０２とを接続する複数の信号線のうちの１つから分岐された信号線に接続されてもよい。
コンパレータ９５１の入力側は、例えば、第１ラジアル変位センサ６１とＡ／Ｄ変換回路９０２とを接続する信号線から分岐された信号線に接続されてもよい。
コンパレータ９５１の出力側は、タイマ９０１と電気的に接続されてもよい。
【００８７】
図６及び図７を用いて、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１と第１ラジアル変位センサ６１との接続例について説明する。
図６は、図４に示されたＡ−Ａ線における断面図を示す。図７は、図５に示された回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１と第１ラジアル変位センサ６１との接続例を説明するための図を示す。
図７では、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１と第１ラジアル変位センサ６１との接続例を説明するために、図５に示された磁気軸受システム５の電気的構成の一部だけを記載している。
【００８８】
第１ラジアル変位センサ６１は、図６及び図７に示されるように、複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄから構成されてもよい。
複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄは、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄは、キャン５６１を介して第１センサターゲット５１３に対向して配置されてもよい。
Ａ／Ｄ変換回路９０２は、図７に示されるように、複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄに対応する複数のＡ／Ｄ変換回路９０２ａ〜９０２ｄを含んでもよい。
この場合、コンパレータ９５１の入力側は、複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄのそれぞれと複数のＡ／Ｄ変換回路９０２ａ〜９０２ｄのそれぞれとを接続する複数の信号線のうちの何れかから分岐された信号線に接続されてもよい。
図７は、コンパレータ９５１の入力側が、第１ラジアル変位センサ６１ａとＡ／Ｄ変換回路９０２ａとを接続する信号線から分岐された信号線に接続された例を示している。すなわち、コンパレータ９５１には、第１ラジアル変位センサ６１ａから出力された検出信号が入力されてもよい。
【００８９】
［５．２  動作］
図６、図８〜図１０を用いて、第１実施形態のガスレーザ装置１の動作について説明する。具体的には、第１実施形態に係る磁気軸受システム５の動作について説明する。
第１実施形態のガスレーザ装置１の動作において、図１〜図３に示されたガスレーザ装置１と同様の動作については説明を省略する。
【００９０】
上述のように、磁気軸受制御部９０は、回転軸４１が磁気浮上するよう、磁気軸受５０を制御してもよい。
磁気軸受制御部９０は、磁気浮上した回転軸４１の位置が所望の位置となるよう、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３の各検出信号に基づいて磁気軸受５０を制御してもよい。
更に、磁気軸受制御部９０は、ファン４０が目標回転数Ｒｔで回転するよう、インバータ８１の出力周波数及び出力電圧を制御してモータ７０の回転速度及び駆動トルクを制御してもよい。
【００９１】
この際、磁気軸受制御部９０は、慣性中心制御を行ってもよい。
すなわち、磁気軸受制御部９０は、ファン４０が慣性中心で回転するよう、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３の各検出信号に基づいて磁気軸受５０を制御してもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、ファン４０が慣性中心で回転するよう、当該検出信号に基づいて磁気軸受５０に含まれる第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１を制御してもよい。
【００９２】
慣性中心制御は、磁気浮上したファン４０が慣性中心で回転するよう、当該ファンの回転軸の位置を制御することである。
ファン４０の慣性中心と幾何中心とは、ファン４０の初期的な製造誤差、経年劣化又はファン４０へのパーティクル等の付着等によって、一致しない場合があり得る。
この場合、ファン４０を幾何中心で回転させると、偏心によってファン４０が振動することがあり得る。
一方、ファン４０を慣性中心で回転させると、当該ファン４０の振動は抑制されるものの、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄのそれぞれと第１センサターゲット５１３との間隔が、ファン４０の回転毎で周期的に変化し得る。
それにより、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄのそれぞれは、当該第１センサターゲット５１３との間隔が周期的に変化することに伴って、信号強度が周期的に変化するアナログの検出信号を出力し得る。
例えば、回転検出回路９５のコンパレータ９５１に接続された第１ラジアル変位センサ６１ａは、図８に示されるような周期的に変化する検出信号を出力し得る。
【００９３】
図８は、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号と、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の出力信号との関係を説明するための図を示す。
回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１は、第１ラジアル変位センサ６１ａから出力された検出信号が入力されると、予め設定された閾値電圧Ｖｓと当該検出信号の電圧とを比較してもよい。
コンパレータ９５１は、当該検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えるとパルス状の出力信号を出力してもよい。
コンパレータ９５１は、当該検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングに同期して当該出力信号が立ち上がるように、当該出力信号を出力してもよい。
コンパレータ９５１の出力信号における立ち上がりエッジは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングに同期し得る。このため、コンパレータ９５１の出力信号において隣り合う２つの立ち上がりエッジの時間間隔と、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えた隣り合う２つのタイミングの時間間隔とは、略同じ値となり得る。
よって、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号において隣り合う２つの立ち上がりエッジの時間間隔を計測することで、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えた隣り合う２つのタイミングの時間間隔を計測し得る。
それにより、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号の周期Ｔを計測して、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の周期Ｔを計測し得る。
【００９４】
閾値電圧Ｖｓは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号が取り得る範囲内の値であれば特に限定されない。閾値電圧Ｖｓは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号が取り得る最大値と最小値の平均値であってもよい。閾値電圧Ｖｓが当該平均値に設定される場合、回転検出回路９５は、閾値電圧Ｖｓが当該検出信号の取り得る範囲外となってコンパレータ９５１の出力信号が正常に出力されないことを抑制し得る。
【００９５】
図９及び図１０を用いて、第１実施形態に係る磁気軸受システム５の磁気軸受制御部９０が行う処理について詳細に説明する。
図９は、第１実施形態に係る磁気軸受制御部９０が行う処理の概要を説明するためのフローチャートを示す。
【００９６】
ステップＳ１において、磁気軸受制御部９０は、回転数ＮＧ信号をレーザ制御部３０に出力してもよい。
回転数ＮＧ信号は、ファン４０の回転数が目標回転数Ｒｔに到達していないことをレーザ制御部３０に通知する信号であってもよい。
レーザ制御部３０は、ファン４０の目標回転数Ｒｔを指定する信号を磁気軸受制御部９０に出力してもよい。
【００９７】
ステップＳ２において、磁気軸受制御部９０は、レーザ制御部３０から指定されたファン４０の目標回転数Ｒｔを読み込んでもよい。
【００９８】
ステップＳ３において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転軸４１が磁気浮上するよう、磁気軸受５０を制御してもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１を駆動して、ファン４０の回転軸４１を磁気浮上させてもよい。
磁気軸受制御部９０には、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３の各検出信号が入力されてもよい。
磁気軸受制御部９０は、当該各検出信号に基づいて、磁気浮上した回転軸４１の位置が所望の位置となるよう、第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１を制御してもよい。
【００９９】
ステップＳ４において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０が目標回転数Ｒｔで回転するよう、モータ電源８０を制御してもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔに対応するインバータ８１の出力周波数及び出力電圧の初期値をインバータ８１に設定してもよい。
インバータ８１は、当該初期値の出力周波数及び出力電圧でモータ７０を駆動し得る。モータ７０の回転速度及び駆動トルクは、インバータ８１の当該出力周波数及び当該出力電圧に応じて制御され得る。その結果、ファン４０が目標回転数Ｒｔで回転するよう、ファン４０の回転数及びモータ７０への投入電力が制御され得る。
【０１００】
ステップＳ５において、磁気軸受制御部９０は、慣性中心制御を行ってもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、ファン４０が慣性中心で回転するよう、磁気軸受５０に含まれる第１ラジアル電磁石５１１、第２ラジアル電磁石５２１及びアキシャル電磁石５３１を制御してもよい。
【０１０１】
ステップＳ６において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数を計測する処理である回転数計測処理を行ってもよい。
回転数計測処理の詳細については、図１０を用いて後述する。
【０１０２】
ステップＳ７において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに一致するか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに一致すれば、ステップＳ１１に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに一致しなければ、ステップＳ８に移行してもよい。
【０１０３】
ステップＳ８において、磁気軸受制御部９０は、回転数ＮＧ信号をレーザ制御部３０に出力してもよい。
【０１０４】
ステップＳ９において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒと目標回転数Ｒｔとの差分ΔＲを計算してもよい。
磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲを次式から計算してもよい。
ΔＲ＝Ｒ−Ｒｔ
【０１０５】
ステップＳ１０において、磁気軸受制御部９０は、当該差分ΔＲが０となるよう、モータ電源８０を制御してもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、当該差分Ｒに対応するインバータ８１の出力周波数及び出力電圧の初期値をインバータ８１に設定してもよい。
インバータ８１は、当該差分ΔＲに応じた出力周波数及び出力電圧でモータ７０を駆動し得る。モータ７０の回転速度及び駆動トルクは、インバータ８１の当該出力周波数及び当該出力電圧に応じて制御され得る。その結果、当該差分ΔＲが０となるよう、ファン４０の回転数及びモータ７０への投入電力が制御され得る。
磁気軸受制御部９０は、ステップＳ１０の後、ステップＳ６に移行してもよい。
【０１０６】
ステップＳ１１において、磁気軸受制御部９０は、回転数ＯＫ信号をレーザ制御部３０に出力してもよい。
回転数ＯＫ信号は、ファン４０の回転数が目標回転数Ｒｔに到達したことをレーザ制御部３０に通知する信号であってもよい。
【０１０７】
ステップＳ１２において、磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔが変更されたか否かを判定してもよい。
レーザ制御部３０は、ファン４０の目標回転数Ｒｔを変更する場合があり得る。この場合、レーザ制御部３０は、変更後の目標回転数Ｒｔを指定する信号を磁気軸受制御部９０に出力してもよい。
磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔが変更されたならば、ステップＳ１に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔが変更されていなければ、ステップＳ１３に移行してもよい。
【０１０８】
ステップＳ１３において、磁気軸受制御部９０は、レーザ制御部３０からファン４０の回転停止を指令する信号が入力されたか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転を停止すると指令されていなければステップＳ６に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転を停止すると指令されたならばステップＳ１４に移行してもよい。
【０１０９】
ステップＳ１４において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転を停止する処理を行ってもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、モータ電源８０を停止してファン４０の回転を停止してもよい。その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了してもよい。
【０１１０】
図１０は、図９のステップＳ６における回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
【０１１１】
ステップＳ６０１において、磁気軸受制御部９０は、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の出力信号が入力されたか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号における立ち上がりエッジを計測したことを条件として当該出力信号が入力されたと判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号が入力されていなければ、入力されるまで待機してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号が入力されたならばステップＳ６０２に移行してもよい。
【０１１２】
ステップＳ６０２において、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１をリセットスタートしてもよい。
磁気軸受制御部９０は、入力されたコンパレータ９５１の出力信号における立ち上がりエッジに同期してタイマ９０１をリセットスタートしてもよい。
【０１１３】
ステップＳ６０３において、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号が入力されたか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号における立ち上がりエッジを再び計測したことを条件として当該出力信号が入力されたと判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号が入力されていなければ、入力されるまで待機してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号が入力されたならばステップＳ６０４に移行してもよい。
【０１１４】
ステップＳ６０４において、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１の計数値Ｔｓを読み込んで、タイマ９０１の計数値Ｔｓを周期Ｔとしてもよい。
計数値Ｔｓは、ステップＳ６０１及び６０３で計測されたコンパレータ９５１の出力信号において隣り合う２つの立ち上がりエッジの時間間隔を示し得る。すなわち、計数値Ｔｓは、コンパレータ９５１の出力信号の周期Ｔを示すと共に第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の周期Ｔを示し得る。
磁気軸受制御部９０は、周期Ｔを次式から求めてもよい。
Ｔ＝Ｔｓ
【０１１５】
ステップＳ６０５において、磁気軸受制御部９０は、周期Ｔの逆数を計算し、その計算値をファン４０の回転数の計測値Ｒと定めてもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒを次式から計算してもよい。
Ｒ＝１／Ｔ
その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了し図９のステップＳ７に移行してもよい。
【０１１６】
第１実施形態に係る磁気軸受システム５の他の構成については、図１〜図３に示された磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０１１７】
このように、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号に基づいて、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングを複数回計測し、当該複数のタイミングの時間間隔から当該検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
【０１１８】
［５．３  作用］
第１実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、ファン４０を慣性中心制御によって回転させ、第１ラジアル変位センサ６１と第１センサターゲット５１３との間隔がファン４０の回転毎で周期的に変化することを利用して、ファン４０の回転数を計測し得る。
このため、第１実施形態に係る磁気軸受システム５は、図１〜図３に示された磁気軸受システム５のように回転検出部５４０を備えなくとも、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。
それにより、第１実施形態に係る磁気軸受システム５は、当該回転検出部５４０を省き得るため、装置構成を簡略化して低コスト化し得る。
その結果、第１実施形態のガスレーザ装置１は、低コスト化し得る。
【０１１９】
なお、第１実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、第１ラジアル変位センサ６１ａではなく第１ラジアル変位センサ６１ｂ〜６１ｄのいずれかの検出信号に基づいて、ファン４０の回転数を計測してもよい。また、第１実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、第１ラジアル変位センサ６１ではなく第２ラジアル変位センサ６２の検出信号に基づいて、ファン４０の回転数を計測してもよい。
【０１２０】
［５．４  第１実施形態の変形例１］
図１１を用いて、第１実施形態の変形例１のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、回転検出回路９５の機能をソフトウェアで構成してもよい。
すなわち、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、第１又は第２ラジアル変位センサ６１又は６２の検出信号に基づいてファン４０の回転数を計測する機能を磁気軸受制御部９０が備えてもよい。そして、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、回転検出回路９５が設けられていなくてもよい。
第１実施形態の変形例１におけるガスレーザ装置１の構成において、第１実施形態のガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【０１２１】
図１１は、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０が行う回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０は、図９のステップＳ６において、図１０に示された回転数計測処理の代りに、図１１に示された回転数計測処理を行ってもよい。
【０１２２】
ステップＳ６１１において、磁気軸受制御部９０は、Ａ／Ｄ変換回路９０２ａのＡＤ値を読み込んでもよい。
ＡＤ値は、第１ラジアル変位センサ６１ａから出力されたアナログの検出信号がＡ／Ｄ変換回路９０２ａによってＡ／Ｄ変換された値であってもよい。
すなわち、磁気軸受制御部９０は、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号のデジタル値を読み込んでもよい。
【０１２３】
ステップＳ６１２において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋより小さいか否かを判定してもよい。
閾値Ｋは、閾値電圧Ｖｓに相当するデジタル値であってもよい。閾値Ｋは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号が取り得る最大値と最小値の平均値であってもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより小さくなければステップＳ６１１に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより小さければステップＳ６１３に移行してもよい。
【０１２４】
ステップＳ６１３において、磁気軸受制御部９０は、Ａ／Ｄ変換回路９０２ａのＡＤ値を再び読み込んでもよい。
【０１２５】
ステップＳ６１４において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋより大きいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより大きくなければステップＳ６１３に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより大きければステップＳ６１５に移行してもよい。
【０１２６】
ステップＳ６１５において、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１をリセットスタートしてもよい。
図８に示されるように、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号は、周期的に変化し得る。閾値Ｋより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋより大きい値に変化したタイミングは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングに相当し得る。すなわち、閾値Ｋより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋより大きい値に変化したタイミングは、図８に示されたコンパレータ９５１の出力信号における立ち上がりエッジが計測されるタイミングに相当し得る。
【０１２７】
ステップＳ６１６において、磁気軸受制御部９０は、Ａ／Ｄ変換回路９０２ａのＡＤ値を読み込んでもよい。
【０１２８】
ステップＳ６１７において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋより小さいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより小さくなければステップＳ６１６に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより小さければステップＳ６１８に移行してもよい。
【０１２９】
ステップＳ６１８において、磁気軸受制御部９０は、Ａ／Ｄ変換回路９０２ａのＡＤ値を再び読み込んでもよい。
【０１３０】
ステップＳ６１９において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋより大きいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより大きくなければステップＳ６１８に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋより大きければステップＳ６２０に移行してもよい。
【０１３１】
ステップＳ６２０において、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１の計数値Ｔｓを読み込んで、タイマ９０１の計数値Ｔｓを周期Ｔとしてもよい。
上述のように、閾値Ｋより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋより大きい値に変化したタイミングは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングに相当し得る。
計数値Ｔｓは、閾値Ｋより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋより大きい値に変化した隣り合う２つのタイミングの時間間隔を示し得る。すなわち、計数値Ｔｓは、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の周期Ｔを示し得る。
磁気軸受制御部９０は、周期Ｔを次式から求めてもよい。
Ｔ＝Ｔｓ
【０１３２】
ステップＳ６２１において、磁気軸受制御部９０は、周期Ｔの逆数を計算し、その計算値をファン４０の回転数の計測値Ｒと定めてもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒを次式から計算してもよい。
Ｒ＝１／Ｔ
その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了し図９のステップＳ７に移行してもよい。
【０１３３】
第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５の他の構成については、第１実施形態に係る磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０１３４】
このように、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０は、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号のＡＤ値が閾値Ｋを超えたタイミングを複数回計測し、当該複数のタイミングの時間間隔から当該検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
すなわち、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、回転検出回路９５が設けられていなくても、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。
それにより、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、装置構成を更に簡略化して更に低コスト化し得る。
その結果、第１実施形態の変形例１におけるガスレーザ装置１は、更に低コスト化し得る。
【０１３５】
［５．５  第１実施形態の変形例２］
図１２〜図１４を用いて、第１実施形態の変形例２のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受システム５は、ファン４０を慣性中心ではなく幾何中心で回転させてもよい。
第１実施形態の変形例２におけるガスレーザ装置１の構成において、第１実施形態のガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【０１３６】
図１２は、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受システム５において、図４に示されたＡ−Ａ線における断面図を示す。図１３は、第１実施形態の変形例２に係る第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号と、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の出力信号との関係を説明するための図を示す。
第１実施形態の変形例２に係る第１センサターゲット５１３は、アキシャル方向から視た断面が、略楕円形状に形成されてもよい。
【０１３７】
この場合、ファン４０を幾何中心で回転させたとしても、第１センサターゲット５１３の長軸部５１３ａは、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄのそれぞれに対して、ファン４０の半回転毎で近付いたり遠ざかったりしながら回転し得る。
このため、ファン４０を幾何中心で回転させたとしても、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄのそれぞれと第１センサターゲット５１３との間隔が、ファン４０の半回転毎で周期的に変化し得る。
それにより、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄのそれぞれは、当該第１センサターゲット５１３との間隔が周期的に変化することに伴って、信号強度が周期的に変化するアナログの検出信号を出力し得る。
例えば、第１ラジアル変位センサ６１ａは、図１３に示されるような周期的に変化する検出信号を出力し得る。
よって、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部９０は、第１実施形態に係る磁気軸受制御部９０と同様に、コンパレータ９５１の出力信号の周期Ｔを計測し得る。そして、コンパレータ９５１の出力信号の周期Ｔは第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の周期Ｔに相当し得る。
但し、当該周期Ｔは、ファン４０が半回転する時間に対応し得る。ファン４０が１回転する時間は、当該周期Ｔの２倍に対応し得る。
【０１３８】
図１４は、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部９０が行う回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部９０は、図９のステップＳ６において、図１０に示された回転数計測処理の代りに、図１４に示された回転数計測処理を行ってもよい。
【０１３９】
ステップＳ６３１〜Ｓ６３４において、磁気軸受制御部９０は、図１０に示されたステップＳ６０１〜Ｓ６０４と同様の処理を行ってもよい。
【０１４０】
ステップＳ６３５において、磁気軸受制御部９０は、周期Ｔからファン４０の回転数を計算してもよい。
上述のように、周期Ｔは、ファン４０が半回転する時間に対応し得るため、ファン４０が１回転する時間は、周期Ｔの２倍と対応し得る。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒを次式から計算してもよい。
Ｒ＝１／２Ｔ
その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了し図９のステップＳ７に移行してもよい。
【０１４１】
第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受システム５の他の構成については、第１実施形態に係る磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０１４２】
このように、第１センサターゲット５１３が略楕円形状に形成されることにより、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部９０は、慣性中心でなく幾何中心でファン４０を回転させる場合でも、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの２倍の値である２Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
すなわち、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受システム５は、幾何中心でファン４０を回転させても、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。
それにより、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受システム５は、幾何中心でファン４０を回転させても、装置構成を簡略化して低コスト化し得る。
その結果、第１実施形態の変形例２におけるガスレーザ装置１は、低コスト化し得る。
【０１４３】
なお、第１実施形態の変形例２に係る第１センサターゲット５１３は、アキシャル方向から視た断面が、略楕円形状ではなくｎ角形形状に形成されてもよい。当該第１センサターゲット５１３の角にはＲ加工等の丸み面取り加工が施されてもよい。
この場合、磁気軸受制御部９０は、第１ラジアル変位センサ６１ａの検出信号の周期Ｔのｎ倍の値であるｎＴの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
【０１４４】
また、第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部９０は、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０と同様に、回転検出回路９５の機能をソフトウェアで構成してもよい。
第１実施形態の変形例２に係る磁気軸受制御部９０は、第１実施形態に係る磁気軸受制御部９０と同様に、幾何中心ではなく慣性中心でファン４０を回転させてもよい。この場合においても、幾何中心でファン４０を回転させる場合と同様に、ファン４０の回転数を計測し得る。
【０１４５】
［６．第２実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム］
図１５〜図１７を用いて、第２実施形態のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第２実施形態に係る磁気軸受システム５は、第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２ではなくアキシャル変位センサ６３の検出信号に基づいて、ファン４０の回転数を計測してもよい。
第２実施形態のガスレーザ装置１の構成において、第１実施形態のガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【０１４６】
図１５は、第２実施形態に係る磁気軸受システム５の構成を説明するための図を示す。
第２実施形態に係るアキシャル変位センサ６３は、複数のアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂから構成されてもよい。
【０１４７】
アキシャル変位センサ６３ａは、図４に示された第１実施形態のアキシャル変位センサ６３と同様に、ケース５７０のキャン５７４の外側に配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ａは、回転軸４１に固定されたディスク５３２の略中央で当該ディスク５３２と対向するように配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３ａは、回転軸４１の略延長線上にキャン５７４を介して配置されてもよい。
【０１４８】
アキシャル変位センサ６３ｂは、ケース５７０のキャン５７１の外側に配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ｂは、回転軸４１に固定されたディスク５３２の周縁部分で当該ディスク５３２と対向するように配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３ｂは、回転軸４１の延長線から離れた位置にキャン５７１を介して配置されてもよい。
【０１４９】
図１６は、第２実施形態に係る磁気軸受システム５の電気的構成を説明するための図を示す。図１７は、第２実施形態に係るアキシャル変位センサ６３ｂの検出信号と、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の出力信号との関係を説明するための図を示す。
図１６では、回転検出回路９５に含まれるコンパレータ９５１とアキシャル変位センサ６３との接続例を説明するために、図５に示された磁気軸受システム５の電気的構成の一部だけを記載している。
【０１５０】
第２実施形態に係るＡ／Ｄ変換回路９０２は、複数のアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂに対応する複数のＡ／Ｄ変換回路９０２ｉ及び９０２ｊを含んでもよい。
【０１５１】
第２実施形態に係る回転検出回路９５は、アキシャル変位センサ６３から出力される検出信号に基づいて、ファン４０の回転を検出する回路であってもよい。
回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の入力側は、アキシャル変位センサ６３ｂとＡ／Ｄ変換回路９０２ｊとを接続する信号線から分岐された信号線に接続されてもよい。
回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の出力側は、タイマ９０１と電気的に接続されてもよい。
コンパレータ９５１には、アキシャル変位センサ６３ｂから出力された検出信号が入力されてもよい。
【０１５２】
ここで、ファン４０の回転軸４１は、完全な直線状に形成されていないことが多くあり得る。また、ディスク５３２が、回転軸４１に完全に直交するよう形成されていないことが多くあり得る。
そのため、回転軸４１に固定されたディスク５３２は、図１５に示されるように、回転軸４１の中心線に対して僅かに傾斜した状態で回転することが多くあり得る。
【０１５３】
この場合、ディスク５３２の周縁部分は、アキシャル変位センサ６３ｂに対して、ファン４０の回転毎で近付いたり遠ざかったりしながら回転し得る。
このため、ファン４０を慣性中心又は幾何中心の何れかで回転させたとしても、アキシャル変位センサ６３ｂとディスク５３２との間隔が、ファン４０の回転毎で周期的に変化し得る。
それにより、アキシャル変位センサ６３ｂは、当該ディスク５３２との間隔が周期的に変化することに伴って、信号強度が周期的に変化するアナログの検出信号を出力し得る。
例えば、アキシャル変位センサ６３ｂは、図１７に示されるような周期的に変化する検出信号を出力し得る。
【０１５４】
磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号において隣り合う２つの立ち上がりエッジの時間間隔を計測することで、アキシャル変位センサ６３ｂの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えた隣り合う２つのタイミングの時間間隔を計測してもよい。
それにより、磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号の周期Ｔを計測して、アキシャル変位センサ６３ｂの検出信号の周期Ｔを計測し得る。
【０１５５】
第２実施形態に係る磁気軸受システム５の他の構成については、第１実施形態に係る磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０１５６】
このように、第２実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、アキシャル変位センサ６３ｂの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングを複数回計測し、当該複数のタイミングの時間間隔から当該検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
すなわち、第２実施形態に係る磁気軸受システム５は、図１〜図３に示された回転検出部５４０を備えなくとも、第１実施形態に係る磁気軸受システム５と同様に、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。
それにより、第２実施形態に係る磁気軸受システム５は、当該回転検出部５４０を省き得るため、装置構成を簡略化して低コスト化し得る。
その結果、第２実施形態のガスレーザ装置１は、低コスト化し得る。
【０１５７】
なお、第２実施形態に係るディスク５３２は、回転軸４１の中心線に対して意図的に傾斜した状態となるように形成されてもよい。
また、第２実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、第１実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０と同様に、回転検出回路９５の機能をソフトウェアで構成してもよい。
第２実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、ファン４０を慣性中心又は幾何中心の何れかで回転させてもよい。
【０１５８】
［７．第３実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム］
図１８〜図２１を用いて、第３実施形態のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３の各検出信号の何れかに基づいて、ファン４０の回転数を計測してもよい。
更に、第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、回転検出回路９５の機能をソフトウェアで構成してもよい。
第３実施形態のガスレーザ装置１の構成において、第１及び第２実施形態のガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【０１５９】
図１８は、第３実施形態に係る磁気軸受システム５の電気的構成を説明するための図を示す。
図１８では、第１ラジアル変位センサ６１、第２ラジアル変位センサ６２及びアキシャル変位センサ６３並びに磁気軸受制御部９０の構成を説明するために、図５に示された磁気軸受システム５の電気的構成の一部だけを記載している。
【０１６０】
第３実施形態に係る第１ラジアル変位センサ６１は、複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄから構成されてもよい。
第３実施形態に係る第２ラジアル変位センサ６２は、複数の第２ラジアル変位センサ６２ａ〜６２ｄから構成されてもよい。
第３実施形態に係るアキシャル変位センサ６３は、複数のアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂから構成されてもよい。
【０１６１】
第３実施形態に係るＡ／Ｄ変換回路９０２は、複数の第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄに対応する複数のＡ／Ｄ変換回路９０２ａ〜９０２ｄを含んでもよい。
Ａ／Ｄ変換回路９０２は、複数の第２ラジアル変位センサ６２ａ〜６２ｄに対応する複数のＡ／Ｄ変換回路９０２ｅ〜９０２ｈを含んでもよい。
Ａ／Ｄ変換回路９０２は、複数のアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂに対応する複数のＡ／Ｄ変換回路９０２ｉ及び９０２ｊを含んでもよい。
【０１６２】
第３実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、変位センサ選定部９０４を含んでもよい。
変位センサ選定部９０４は、磁気軸受システム５に含まれる変位センサ６０のうち、ファン４０の回転数を計測するために使用する変位センサ６０を選定する機能を実現するソフトウェアであってもよい。
【０１６３】
図１９は、第３実施形態に係る磁気軸受制御部９０が行う処理の概要を説明するためのフローチャートを示す。
【０１６４】
ステップＳ２１〜Ｓ２５において、磁気軸受制御部９０は、図９に示されたステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理を行ってもよい。
【０１６５】
ステップＳ２６において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ選定部９０４を用いて、変位センサ選定処理を行ってもよい。
変位センサ選定処理は、磁気軸受システム５に含まれる変位センサ６０のうち、ファン４０の回転数を計測するために使用する変位センサ６０を選定する処理であってもよい。
変位センサ選定処理の詳細については、図２０を用いて後述する。
【０１６６】
ステップＳ２７において、磁気軸受制御部９０は、回転数計測処理を行ってもよい。
回転数計測処理の詳細については、図２１を用いて後述する。
【０１６７】
ステップＳ２８において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに一致するか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに一致すれば、ステップＳ３２に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、計測値Ｒが目標回転数Ｒｔに一致しなければ、ステップＳ２９に移行してもよい。
【０１６８】
ステップＳ２９〜Ｓ３２において、磁気軸受制御部９０は、図９に示されたステップＳ８〜Ｓ１１と同様の処理を行ってもよい。
磁気軸受制御部９０は、ステップＳ３１の後、ステップＳ２７に移行してもよい。
【０１６９】
ステップＳ３３において、磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔが変更されたか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔが変更されたならば、ステップＳ２１に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、目標回転数Ｒｔが変更されていなければ、ステップＳ３４に移行してもよい。
【０１７０】
ステップＳ３４において、磁気軸受制御部９０は、レーザ制御部３０からファン４０の回転停止を指令する信号が入力されたか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転を停止すると指令されていなければステップＳ２７に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転を停止すると指令されたならばステップＳ３５に移行してもよい。
【０１７１】
ステップＳ３５において、磁気軸受制御部９０は、図９に示されたステップＳ１４と同様の処理を行ってもよい。
その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了してもよい。
【０１７２】
図２０は、図１９のステップＳ２６における変位センサ選定処理を説明するためのフローチャートを示す。
【０１７３】
ステップＳ２６０１において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎを１に設定してもよい。
変位センサ番号Ｎは、磁気軸受システム５に含まれる各変位センサ６０を識別するために付与される通し番号であってもよい。図１８の例では、変位センサ番号Ｎは、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄ、第２ラジアル変位センサ６２ａ〜６２ｄ並びにアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂのそれぞれに付与される通し番号であってもよい。
或いは、変位センサ番号Ｎは、磁気軸受システム５に含まれる全ての変位センサ６０のうち、ファン４０の回転数を計測するために使用される変位センサ６０の候補に対してだけ付与される通し番号であってもよい。この場合、ファン４０の回転数を計測するために使用される変位センサ６０の候補は、第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２並びにアキシャル変位センサ６３のそれぞれから少なくとも１つずつ選ばれると好適である。
磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎを次式から設定してもよい。
Ｎ＝１
【０１７４】
ステップＳ２６０２において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎの値に該当する変位センサ６０から出力された検出信号の経時変化を計測してもよい。
具体的には、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎの値に該当する変位センサ６０に接続されたＡ／Ｄ変換回路９０２のＡＤ値を所定時間毎に読み込んで記憶することによって、当該ＡＤ値の経時変化を計測してもよい。当該所定時間は、例えば、変位センサ６０の検出信号の周期の約１／１０以下の時間であってもよい。
【０１７５】
ステップＳ２６０３において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎの値に該当する変位センサ６０から出力された検出信号における最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを特定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ステップＳ２６０２で記憶した複数のＡＤ値のうちの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを特定してもよい。
【０１７６】
ステップＳ２６０４において、磁気軸受制御部９０は、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差ΔＶｎを計算してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ΔＶｎを次式から計算してもよい。
ΔＶｎ＝Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ
【０１７７】
ステップＳ２６０５において、磁気軸受制御部９０は、閾値Ｖｎを計算してもよい。
閾値Ｋｎは、図１１で説明した閾値Ｋであって、変位センサ番号Ｎの変位センサ６０から出力された検出信号に対する閾値Ｋであってもよい。
閾値Ｋｎは、変位センサ番号Ｎの変位センサ６０から出力された検出信号が取り得る最大値と最小値の平均値であってもよい。
磁気軸受制御部９０は、閾値Ｋｎを次式から計算してもよい。
Ｋｎ＝（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）／２
但し、閾値Ｋｎは、変位センサ番号Ｎの変位センサ６０から出力された検出信号が取り得る範囲内の値であれば、当該平均値でなくてもよい。
【０１７８】
ステップＳ２６０６において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎを更新してもよい。
磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｎを次式のようにインクリメントすることによって更新してもよい。
Ｎ＝Ｎ＋１
【０１７９】
ステップＳ２６０７において、磁気軸受制御部９０は、更新後の変位センサ番号ＮがＮｍａｘ以上であるか否かを判定してもよい。
Ｎｍａｘは、磁気軸受システム５に含まれる変位センサ６０の総数であってもよい。図１８の例では、Ｎｍａｘは、第１ラジアル変位センサ６１ａ〜６１ｄ、第２ラジアル変位センサ６２ａ〜６２ｄ並びにアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂの数である１０であってもよい。
或いは、ファン４０の回転数の計測に使用される変位センサ６０の候補が第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２並びにアキシャル変位センサ６３のそれぞれから１つずつ選ばれて変位センサ番号が付与された場合、Ｎｍａｘは３であってもよい。
磁気軸受制御部９０は、更新後の変位センサ番号ＮがＮｍａｘ以上でなければステップＳ２６０２に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、更新後の変位センサ番号ＮがＮｍａｘ以上であればステップＳ２６０８に移行してもよい。
【０１８０】
ステップＳ２６０８において、磁気軸受制御部９０は、ΔＶ１〜ΔＶｎｍａｘのうちで、最も大きい値となったΔＶｎを特定してもよい。そして、磁気軸受制御部９０は、特定された当該ΔＶｎに対応する変位センサ番号Ｎとその閾値Ｋｎとを特定してもよい。
すなわち、磁気軸受制御部９０は、検出信号の取り得る範囲が最も大きい変位センサ６０をファン４０の回転数の計測に使用される変位センサ６０に選定してもよい。
【０１８１】
ステップＳ２６０９において、磁気軸受制御部９０は、ステップＳ２６０８で特定した変位センサ番号Ｎとその閾値Ｋｎを、ファン４０の回転数を計測するために使用する変位センサ６０の変位センサ番号Ｘとその閾値Ｋｘとして設定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｘとその閾値Ｋｘを次式から設定してもよい。
Ｘ＝Ｎ
Ｋｘ＝Ｋｎ
その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了し図１９のステップＳ２７に移行してもよい。
【０１８２】
図２１は、図１９のステップＳ２７における回転数計測処理を説明するためのフローチャートを示す。
【０１８３】
ステップＳ２７０１において、磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数を計測するために使用する変位センサ番号Ｘの変位センサ６０に対応する閾値Ｋｘを読み込んでもよい。
【０１８４】
ステップＳ２７０２において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０に接続されたＡ／Ｄ変換回路９０２のＡＤ値を読み込んでもよい。
【０１８５】
ステップＳ２７０３において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋｘより小さいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより小さくなければステップＳ２７０２に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより小さければステップＳ２７０４に移行してもよい。
【０１８６】
ステップＳ２７０４において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０に接続されたＡ／Ｄ変換回路９０２のＡＤ値を再び読み込んでもよい。
【０１８７】
ステップＳ２７０５において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋｘより大きいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより大きくなければステップＳ２７０４に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより大きければステップＳ２７０６に移行してもよい。
【０１８８】
ステップＳ２７０６において、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１をリセットスタートしてもよい。
上述のように、閾値Ｋｘより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋｘより大きい値に変化したタイミングは、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０から出力された検出信号の電圧が閾値Ｋｘの電圧を超えたタイミングに相当し得る。
【０１８９】
ステップＳ２７０７において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０に接続されたＡ／Ｄ変換回路９０２のＡＤ値を読み込んでもよい。
【０１９０】
ステップＳ２７０８において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋｘより小さいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより小さくなければステップＳ２７０７に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより小さければステップＳ２７０９に移行してもよい。
【０１９１】
ステップＳ２７０９において、磁気軸受制御部９０は、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０に接続されたＡ／Ｄ変換回路９０２のＡＤ値を再び読み込んでもよい。
【０１９２】
ステップＳ２７１０において、磁気軸受制御部９０は、読み込んだＡＤ値が閾値Ｋｘより大きいか否かを判定してもよい。
磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより大きくなければステップＳ２７０９に移行してもよい。一方、磁気軸受制御部９０は、ＡＤ値が閾値Ｋｘより大きければステップＳ２７１１に移行してもよい。
【０１９３】
ステップＳ２７１１において、磁気軸受制御部９０は、タイマ９０１の計数値Ｔｓを読み込んで、タイマ９０１の計数値Ｔｓを周期Ｔとしてもよい。
上述のように、閾値Ｋｘより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋｘより大きい値に変化したタイミングは、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０から出力された検出信号の電圧が閾値Ｋｘの電圧を超えたタイミングに相当し得る。
計数値Ｔｓは、閾値Ｋｘより小さい値であったＡＤ値が閾値Ｋｘより大きい値に変化した隣り合う２つのタイミングの時間間隔を示し得る。すなわち、計数値Ｔｓは、変位センサ番号Ｘの変位センサ６０から出力された検出信号の周期Ｔを示し得る。
磁気軸受制御部９０は、周期Ｔを次式から求めてもよい。
Ｔ＝Ｔｓ
【０１９４】
ステップＳ２７１２において、磁気軸受制御部９０は、周期Ｔの逆数を計算し、その計算値をファン４０の回転数の計測値Ｒと定めてもよい。
磁気軸受制御部９０は、ファン４０の回転数の計測値Ｒを次式から計算してもよい。
Ｒ＝１／Ｔ
その後、磁気軸受制御部９０は、本処理を終了し図１９のステップＳ２８に移行してもよい。
【０１９５】
第３実施形態に係る磁気軸受システム５の他の構成については、第１及び第２実施形態に係る磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０１９６】
このように、第３実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２並びにアキシャル変位センサ６３を含む磁気軸受システム５の変位センサ６０のうち、検出信号の取り得る範囲が最も大きい変位センサ６０を選定し得る。そして、第３実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、選定された変位センサ６０の検出信号のＡＤ値が閾値Ｋｘを超えたタイミングを複数回計測し、当該複数のタイミングの時間間隔から当該検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
すなわち、第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、図１〜図３に示された回転検出部５４０を備えなくとも、第１及び第２実施形態に係る磁気軸受システム５と同様に、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。
しかも、第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、検出信号の取り得る範囲が最も大きい変位センサ６０の検出信号に基づいてファン４０の回転数が計測され得る。このため、第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、閾値Ｋｘの設計自由度を向上させ得ると共に、当該検出信号にノイズ等が含まれていても当該検出信号のＡＤ値が閾値Ｋｘを超えたタイミングをより正確に計測し得る。
それにより、第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、装置構成を簡略化して低コスト化し得ると共に、ファン４０の回転数の計測精度を向上させ得る。
その結果、第３実施形態のガスレーザ装置１は、低コスト化を図りながらもファン４０の回転数の計測精度を向上させ得る。
【０１９７】
なお、第３実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、ファン４０を慣性中心ではなく幾何中心で回転させてもよい。
また、第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、変位センサ選定部９０４がソフトウェアではなくマルチプレクサ等を含むハードウェアで構成されてもよい。
第３実施形態に係る磁気軸受システム５は、回転検出回路９５の機能がソフトウェアではなくハードウェア構成されてもよい。
【０１９８】
［８．第４実施形態のガスレーザ装置が備える磁気軸受システム］
図２２及び図２３を用いて、第４実施形態のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、図１〜図３に示された回転検出部５４０を備えてもよい。但し、第４実施形態に係る回転検出部５４０は、図１〜図３に示された回転検出部５４０と異なる構成の回転検出部５４０を備えてもよい。
更に、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、第２実施形態に係る磁気軸受システム５と同様の回転検出回路９５を備えてもよい。
第４実施形態のガスレーザ装置１の構成において、図１〜図３に示されたガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【０１９９】
図２２は、第４実施形態に係る磁気軸受システム５を説明するための図を示す。図２３は、図２２に示された回転検出部５４０を拡大した図を示す。
第４実施形態に係るアキシャル変位センサ６３は、複数のアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂから構成されてもよい。
【０２００】
アキシャル変位センサ６３ａは、図２に示されたアキシャル変位センサ６３と同様に、回転軸４１に固定されたディスク５４１からアキシャル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ａは、ケース５７０のキャン５７３の外側に配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ａは、回転軸４１に固定されたディスク５４１とキャン５７３を介して対向するように配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ａは、回転軸４１に固定されたディスク５４１の略中央で当該ディスク５４１と対向するように配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３ａは、回転軸４１の略延長線上に配置されてもよい。
【０２０１】
アキシャル変位センサ６３ｂは、回転軸４１に固定されたディスク５４１からアキシャル方向に所定距離だけ離隔して配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ｂは、ケース５７０のキャン５７３の外側に配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ｂは、回転軸４１に固定されたディスク５４１とキャン５７３を介して対向するように配置されてもよい。
アキシャル変位センサ６３ｂは、回転軸４１に固定されたディスク５４１の周縁部分で当該ディスク５４１と対向するように配置されてもよい。アキシャル変位センサ６３ｂは、回転軸４１の延長線から離れた位置に配置されてもよい。
【０２０２】
第４実施形態に係る回転検出部５４０は、ディスク５４１を含んでもよい。第４実施形態に係る回転検出部５４０は、回転センサ５４２を含まなくてもよい。
ディスク５４１は、複数のアキシャル変位センサ６３ａ及び６３ｂのターゲットであってもよい。
ディスク５４１は、レーザガスと反応し難い金属材料又は磁性材料で形成されてもよい。ディスク５４１は、例えば、銅、ニッケル、金、アルミ及びパーマロイの少なくとも１つで形成され、その表面にはニッケルめっきが施されてもよい。
ディスク５４１は、略円盤形状に形成されてもよい。
ディスク５４１は、ケース５７０に収容された回転軸４１の周囲に固定されてもよい。ディスク５４１が固定される回転軸４１上の位置は、当該回転軸４１の端部であってもよい。
【０２０３】
回転軸４１に固定されたディスク５４１は、第２実施形態の説明において上述したディスク５３２と同様に、回転軸４１の中心線に対して僅かに傾斜した状態で回転することが多くあり得る。
この場合、ディスク５４１の周縁部分は、アキシャル変位センサ６３ｂに対して、ファン４０の回転毎で近付いたり遠ざかったりしながら回転し得る。
このため、ファン４０を慣性中心又は幾何中心の何れかで回転させたとしても、アキシャル変位センサ６３ｂとディスク５４１との間隔が、ファン４０の回転毎で周期的に変化し得る。
それにより、アキシャル変位センサ６３ｂは、当該ディスク５４１との間隔が周期的に変化することに伴って、信号強度が周期的に変化するアナログの検出信号を出力し得る。
例えば、アキシャル変位センサ６３ｂは、図１７に示された検出信号と同様に、周期的に変化する検出信号を出力し得る。
【０２０４】
第４実施形態に係る磁気軸受システム５の電気的構成については、図１６に示された第２実施形態に係る磁気軸受システム５と同様であってもよい。
すなわち、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、コンパレータ９５１を用いて構成された回転検出回路９５を含み、当該コンパレータ９５１にはアキシャル変位センサ６３ｂの検出信号が入力されてもよい。
第４実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号に基づいてアキシャル変位センサ６３ｂの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングを複数回計測し、当該複数のタイミングの時間間隔から当該検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
【０２０５】
第４実施形態に係る磁気軸受システム５の他の構成については、図１〜図３に示された磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０２０６】
このように、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、回転センサ５４２を含まなくても、磁気軸受制御部９０がファン４０の回転数を計測し得る。
また、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、回転センサ５４２を含まないことに伴いディスク５４１をパーマロイ等の高価な磁性材料で形成しなくてもよい。
すなわち、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、ディスク５４１を安価な金属材料で形成しても、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。例えば、ディスク５４１が銅やアルミで形成され、その表面にはニッケルめっきが施したされていても、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、ファン４０の回転数を適切に計測し得る。
それにより、第４実施形態に係る磁気軸受システム５は、低コスト化し得る。
その結果、第４実施形態のガスレーザ装置１は、低コスト化し得る。
【０２０７】
なお、第４実施形態に係るディスク５４１は、回転軸４１の中心線に対して意図的に傾斜した状態となるように形成されてもよい。
また、第４実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、回転検出回路９５の機能をソフトウェアで構成してもよい。
第４実施形態に係る磁気軸受制御部９０は、ファン４０を慣性中心又は幾何中心の何れかで回転させてもよい。
【０２０８】
［８．１  第４実施形態の変形例１］
図２４〜図２６を用いて、第４実施形態の変形例１のガスレーザ装置１が備える磁気軸受システム５について説明する。
第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、第４実施形態に係るディスク５４１の構成が異なってもよい。
第４実施形態の変形例１におけるガスレーザ装置１の構成において、第４実施形態のガスレーザ装置１と同様の構成については説明を省略する。
【０２０９】
図２４は、第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５を説明するための図を示す。図２５は、図２４に示されたＢ−Ｂ線の方向からディスク５４１を視た図を示す。図２６は、第４実施形態の変形例１に係るアキシャル変位センサ６３ｂの検出信号と、回転検出回路９５を構成するコンパレータ９５１の出力信号との関係を説明するための図を示す。
第４実施形態の変形例１に係るディスク５４１には、凸部５４１ａが設けられてもよい。
【０２１０】
凸部５４１ａは、レーザガスと反応し難い金属材料又は磁性材料で形成されてもよい。ディスク５４１は、例えば、銅、ニッケル、金、アルミ及びパーマロイの少なくとも１つで形成され、その表面にはニッケルめっきが施されてもよい。
凸部５４１ａは、回転軸４１に固定されたディスク５４１の周縁部分に配置されてもよい。凸部５４１ａは、回転軸４１の延長線から離れた位置に配置されてもよい。
凸部５４１ａは、アキシャル変位センサ６３ｂとキャン５７３を介して対向するように配置されてもよい。
【０２１１】
ファン４０が回転すると、アキシャル変位センサ６３ｂとディスク５４１との間隔は、凸部５４１ａがアキシャル変位センサ６３ｂと対向する際にだけ短くなり得る。
このため、ファン４０を慣性中心又は幾何中心の何れかで回転させたとしても、アキシャル変位センサ６３ｂとディスク５４１との間隔は、ファン４０の回転毎で周期的に変化し得る。
それにより、アキシャル変位センサ６３ｂは、当該ディスク５４１との間隔が周期的に変化することに伴って、信号強度が周期的に変化するアナログの検出信号を出力し得る。
例えば、アキシャル変位センサ６３ｂは、図２６に示されるような周期的に変化する検出信号を出力し得る。
【０２１２】
第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５の他の構成については、第４実施形態に係る磁気軸受システム５と同様であってもよい。
【０２１３】
上記構成により、第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０は、コンパレータ９５１の出力信号に基づいてアキシャル変位センサ６３ｂの検出信号の電圧が閾値電圧Ｖｓを超えたタイミングを複数回計測し得る。そして、磁気軸受制御部９０は、当該複数のタイミングの時間間隔から当該検出信号の周期Ｔを求め得る。そして、磁気軸受制御部９０は、求めた周期Ｔの逆数を計算することによって、ファン４０の回転数を計測し得る。
それにより、第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受システム５は、第４実施形態と同様に、ファン４０の回転数を適切に計測し得ると共に低コストし得る。
【０２１４】
なお、第４実施形態の変形例１に係るディスク５４１には、図２４及び図２５の例では１つの凸部５４１ａが設けられているが、複数の凸部５４１ａが設けられてもよい。複数の凸部５４１ａは、回転軸４１の周方向に沿って互いに略等間隔に配置されてもよい。
また、第４実施形態の変形例１に係るディスク５４１には、凸部５４１ａの代りに凹部が設けられてもよい。
第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０は、回転検出回路９５の機能をソフトウェアで構成してもよい。
第４実施形態の変形例１に係る磁気軸受制御部９０は、ファン４０を慣性中心又は幾何中心の何れかで回転させてもよい。
【０２１５】
［９．その他］
［９．１  変位センサの具体例］
図２７を用いて、第１及び第２ラジアル変位センサ６１及び６２並びにアキシャル変位センサ６３を含む変位センサ６０の具体例について説明する。
図２７は、渦電流式変位センサの構成を説明するための図を示す。
【０２１６】
変位センサ６０は、渦電流式変位センサであってもよい。
渦電流式変位センサは、非接触式の変位センサであってもよい。
渦電流式変位センサは、センサヘッドと、ケーブルと、ドライバと、を含んでもよい。
渦電流式変位センサの被測定物であるターゲットは、少なくとも電流が流れる金属材料であってもよい。
【０２１７】
センサヘッドの内部には、センサコイルが設けられてもよい。
ケーブルは、センサヘッドとドライバとを電気的に接続してもよい。
ドライバは、発振器と、共振回路と、検波回路と、増幅回路と、リニアライザと、を含んでもよい。
【０２１８】
渦電流式変位センサは、発振器から共振回路を介してセンサコイルに高周波信号を供給してもよい。
センサコイルは、当該高周波信号に応じて高周波の磁束を発生させ得る。
被測定物であるターゲットの表面には、当該磁束により渦電流が発生し得る。
渦電流の大きさは、センサコイルとターゲットとの距離に応じて変化し得る。
センサコイルとターゲットとの距離が変化すると、ターゲットを含むセンサコイルの共振回路側から視たインピーダンスが変化し得る。よって、センサコイルとターゲットとの距離の変化は、センサコイルのインピーダンス変化として捉えられ得る。当該インピーダンスの変化は、共振回路からの出力電圧の変化として検波回路に出力され得る。
検波回路は、共振回路からの出力電圧をセンサコイルとターゲットとの距離に比例した直流電圧に変換し、増幅回路を介してリニアライザに出力し得る。
リニアライザは、検波回路から増幅回路を介して出力された直流電圧を直線化し、当該電圧を示す信号を外部に出力し得る。
このようにして、渦電流式変位センサで構成された変位センサ６０は、センサコイルとターゲットとの距離に比例した電圧を示す信号を検出信号として出力し得る。
【０２１９】
なお、変位センサ６０は、渦電流式変位センサに限定されず、インダクタンス式変位センサや静電容量式変位センサ等の非接触式の変位センサであればよい。
【０２２０】
［９．２  各制御部のハードウェア環境］
当業者は、汎用コンピュータまたはプログラマブルコントローラにプログラムモジュールまたはソフトウェアアプリケーションを組み合わせて、ここに述べられる主題が実行されることを理解するだろう。一般的に、プログラムモジュールは、本開示に記載されるプロセスを実行できるルーチン、プログラム、コンポーネント、データストラクチャー等を含む。
【０２２１】
図２８は、開示される主題の様々な側面が実行され得る例示的なハードウェア環境を示すブロック図である。図２８の例示的なハードウェア環境１００は、処理ユニット１０００と、ストレージユニット１００５と、ユーザインターフェイス１０１０と、パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０と、シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０と、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０とを含んでもよいが、ハードウェア環境１００の構成は、これに限定されない。
【０２２２】
処理ユニット１０００は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１００１と、メモリ１００２と、タイマ１００３と、画像処理ユニット（ＧＰＵ）１００４とを含んでもよい。メモリ１００２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）とを含んでもよい。ＣＰＵ１００１は、市販のプロセッサのいずれでもよい。デュアルマイクロプロセッサや他のマルチプロセッサアーキテクチャが、ＣＰＵ１００１として使用されてもよい。
【０２２３】
図２８におけるこれらの構成物は、本開示において記載されるプロセスを実行するために、相互に接続されていてもよい。
【０２２４】
動作において、処理ユニット１０００は、ストレージユニット１００５に保存されたプログラムを読み込んで、実行してもよい、また、処理ユニット１０００は、ストレージユニット１００５からプログラムと一緒にデータを読み込んでもよい、また、処理ユニット１０００は、ストレージユニット１００５にデータを書き込んでもよい。ＣＰＵ１００１は、ストレージユニット１００５から読み込んだプログラムを実行してもよい。メモリ１００２は、ＣＰＵ１００１によって実行されるプログラムおよびＣＰＵ１００１の動作に使用されるデータを、一時的に保管する作業領域であってもよい。タイマ１００３は、時間間隔を計測して、プログラムの実行に従ってＣＰＵ１００１に計測結果を出力してもよい。ＧＰＵ１００４は、ストレージユニット１００５から読み込まれるプログラムに従って、画像データを処理し、処理結果をＣＰＵ１００１に出力してもよい。
【０２２５】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、露光装置制御部１１０、レーザ制御部３０、磁気軸受制御部９０、充電器１６、第１ラジアル磁気軸受部５１０、第２ラジアル磁気軸受部５２０、アキシャル磁気軸受部５３０、モータ７０及びモータ電源８０等の、処理ユニット１０００と通信可能なパラレルＩ／Ｏデバイスに接続されてもよく、処理ユニット１０００とそれらパラレルＩ／Ｏデバイスとの間の通信を制御してもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、パルスパワーモジュール１７、ガス給排気装置２２等の、処理ユニット１０００と通信可能なシリアルＩ／Ｏデバイスに接続されてもよく、処理ユニット１０００とそれらシリアルＩ／Ｏデバイスとの間の通信を制御してもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、アナログポートを介して、光センサ２０ｃ、圧力センサ２１、回転センサ５４２、変位センサ６０、増幅器９１、回転検出回路９５等のアナログデバイスに接続されてもよく、処理ユニット１０００とそれらアナログデバイスとの間の通信を制御したり、通信内容のＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換を行ってもよい。
【０２２６】
ユーザインターフェイス１０１０は、操作者が処理ユニット１０００にプログラムの停止や、割込みルーチンの実行を指示できるように、処理ユニット１０００によって実行されるプログラムの進捗を操作者に表示してもよい。
【０２２７】
例示的なハードウェア環境１００は、本開示における露光装置制御部１１０、レーザ制御部３０及び磁気軸受制御部９０等の構成に適用されてもよい。当業者は、それらのコントローラが分散コンピューティング環境、すなわち、通信ネットワークを介して繋がっている処理ユニットによってタスクが実行される環境において実現されてもよいことを理解するだろう。本開示において、露光装置制御部１１０、レーザ制御部３０及び磁気軸受制御部９０等は、イーサネットやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルおよびリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
【０２２８】
［９．３  その他の変形例等］
ガスレーザ装置１は、狭帯域化モジュール１８の代りに高反射ミラーを用いてもよい。当該ガスレーザ装置１では、狭帯域化されていない自然励起光が、パルスレーザ光として露光装置１１０に出力され得る。
【０２２９】
ガスレーザ装置１は、エキシマレーザ装置でなくてもよい。ガスレーザ装置１は、ハロゲンガスであるフッ素ガスとバッファガスとをレーザガスとするフッ素分子レーザ装置であってもよい。
【０２３０】
上記で説明した実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用し得ることは、当業者には明らかであろう。
【０２３１】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０２３２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０２３３】
１                  …ガスレーザ装置
１０                …レーザチャンバ
１１                …一対の放電電極
４０                …ファン
４１                …回転軸
５０                …磁気軸受
５１３              …第１センサターゲット
５２３              …第２センサターゲット
５３２              …ディスク
５４１              …ディスク
６０                …変位センサ
６１                …第１ラジアル変位センサ
６２                …第２ラジアル変位センサ
６３                …アキシャル変位センサ
７０                …モータ
８０                …モータ電源
９                  …制御部
９０                …磁気軸受制御部
９５                …回転検出回路
【図１】
2016143135.tif 000003
【図２】
2016143135.tif 000004
【図３】
2016143135.tif 000005
【図４】
2016143135.tif 000006
【図５】
2016143135.tif 000007
【図６】
2016143135.tif 000008
【図７】
2016143135.tif 000009
【図８】
2016143135.tif 000010
【図９】
2016143135.tif 000011
【図１０】
2016143135.tif 000012
【図１１】
2016143135.tif 000013
【図１２】
2016143135.tif 000014
【図１３】
2016143135.tif 000015
【図１４】
2016143135.tif 000016
【図１５】
2016143135.tif 000017
【図１６】
2016143135.tif 000018
【図１７】
2016143135.tif 000019
【図１８】
2016143135.tif 000020
【図１９】
2016143135.tif 000021
【図２０】
2016143135.tif 000022
【図２１】
2016143135.tif 000023
【図２２】
2016143135.tif 000024
【図２３】
2016143135.tif 000025
【図２４】
2016143135.tif 000026
【図２５】
2016143135.tif 000027
【図２６】
2016143135.tif 000028
【図２７】
2016143135.tif 000029
【図２８】
2016143135.tif 000030
【国際調査報告】
2016143135.tif 000031
2016143135.tif 000032
2016143135.tif 000033
2016143135.tif 000034