(57)【要約】【課題】  ３相リニアモータの使用中に、そのコイルの異常を検出する方法を提供する。【解決手段】  Ｗ相の複数のコイルに流れる電流を抵抗Ｒ１の両端の電圧により検出し、演算増幅器ＯＰ１により増幅して除算器ＯＰ２に入力する。一方、Ｗ相の複数のコイルに印加されている電圧を検出し、抵抗Ｒ６、Ｒ７で分圧して除算器ＯＰ２に入力する。除算器ＯＰ２では、入力された分圧電圧値を、演算増幅器ＯＰ１の出力で除算し、Ｗ相の複数のコイルの抵抗値にあたる値を出力する。コントローラは、可動子の移動速度がゼロとなったときスイッチＳＷ１をオンとする。すると、除算器ＯＰ２の出力は演算増幅器ＯＰ３で増幅される。２つのコンパレータＣＰ１とＣＰ２には、２つの基準電圧がそれぞれ入力されている。演算増幅器ＯＰ３の出力は、これら２つのコンパレータＣＰ１、ＣＰ２に入力されて、基準電圧と比較され、基準電圧をの範囲外のとき異常出力がなされる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相リニアモータのコイルの異常を検出する方法であって、移動子の移動方向が反転する際に移動子が停止した時点で、前記リニアモータの各相の複数のコイルに印加された電圧と、前記各相の複数のコイルに流れる電流値を測定し、これらの測定値から前記各相の複数のコイルの抵抗値を算出し、算出された抵抗値が所定範囲内にないとき、対応する前記各相のコイルが異常であると判断することを特徴とする３相リニアモータの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相リニアモータの異常を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３相リニアモータは、露光装置におけるマスクステージやウエハステージの駆動用等に用いられている。これら３相リニアモータには、固定子と可動子を組み合わせて構成されているが、固定子側にコイルを設け固定子側に永久磁石を設けたムービングマグネット型と、移動子側にコイルを設け、固定子側に永久磁石を設けたムービングコイル型がある。以下の説明においては、ムービングマグネット型の３相リニアモータを例として説明するが、ムービングコイル型のものについても、これらの説明は同様に成り立つ。
【０００３】
図２に、３相リニアモータの回路の概要を示す。「指令信号」として与えられた速度指令信号を受けて、コントローラは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に与えるＰＷＭパルス信号を形成して出力する。この出力は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＰＷＭ駆動増幅器により増幅され、スター結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに与えられる。
【０００４】
図３に、図２中で矩形で図示されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの詳細を示す。Ｕ相コイルはＵ−Ｌ１からＵ−Ｌ１０までの１０個のコイル、Ｖ相コイルはＶ−Ｌ１からＶ−Ｌ１０までの１０個のコイル、Ｗ相コイルはＷ−Ｌ１からＷ−Ｌ１０までの１０個のコイルから成り立っている。
【０００５】
Ｕ相コイルについて説明すると、各コイルＵ−Ｌ１からＵ−Ｌ１０は、それぞれスイッチをＳＷ−Ｕ１からＳＷ−Ｕ１０を介してＵ相ＰＷＭ駆動増幅器に結合されており、コントローラは、可動子の位置に応じて、各スイッチをオンオフする。通常、可動子の位置に応じた２個のコイルに対応するスイッチがオンとなるようになっている。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３相リニアモータのコイルは、複数のコイルが各相ごとに並列に接続されており、使用中にそのうちいくつかが断線したりショートするような場合がある。このようなことが起こった場合、可動子の走行性の異常により検出される場合があるが、単に見ただけでは分からない場合があり、そのために可動子の走行制御や位置制御が不良になっていても気が付かない場合がある。特に露光装置のマスクステージやウエハステージに使用したような場合には、精密な制御が要求される場合が多く、コイルの異常が発生すると、重大な事故につながる可能性がある。又、これらのステージは、最近高速化しており、コイルの異常を早期に検出して修理しないと、ステージの異常走行により、ステージを破壊するような問題も発生しかねない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、３相リニアモータの使用中に、そのコイルの異常を検出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、３相リニアモータのコイルの異常を検出する方法であって、移動子の移動方向が反転する際に移動子が停止した時点で、前記リニアモータの各相の複数のコイルに印加された電圧と、前記各相の複数のコイルに流れる電流値を測定し、これらの測定値から前記各相の複数のコイルの抵抗値を算出し、算出された抵抗値が所定範囲内にないとき、対応する前記各相のコイルが異常であると判断することを特徴とする３相リニアモータの異常検出方法により解決される。
【０００９】
コイルの異常は、その複数のコイルの抵抗値を測定し、その値が所定範囲に入っているかどうかで判定することができる。通常、複数のコイルの抵抗は、コイルに印加されている電圧とそれらのコイルに流れる電流の比として計算できるが、３相リニアモータの使用中であって、可動子が移動している間は、逆起電力が発生するためにこのような方法ではこれらのコイルの抵抗を算出することはできない。
【００１０】
そこで、本手段においては、可動子の走行方向が変わる瞬間に、可動子の速度がゼロとなり、それに従って逆起電力もゼロとなることに着目し、この瞬間に各相の複数のコイルに印加されている電圧とそれらのコイルに流れる電流を測定し、その比からコイルの抵抗値を求めている。そして、算出された抵抗値が所定範囲内にないとき、対応する前記各相のコイルが異常であると判断する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、３相リニアモータの使用中に、そのコイルの異常を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である３相リニアモータの異常判検出方法を説明するための図であり、図２に示した回路に、本発明を実施するための回路が付け加わったものである。
【００１３】
「指令信号」として与えられた速度指令信号を受けて、コントローラは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に与えるＰＷＭパルス信号を形成して出力する。この出力は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＰＷＭ駆動増幅器により増幅され、スター結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに与えられる。図に矩形で示されているＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルは、実際には図３に示したような複数のコイルの集まりである。
【００１４】
以下、本発明を実施するために付属された回路について説明するが、これらの回路は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相について同じであるので、以下の説明については、Ｗ相についてのみ説明を行う。
【００１５】
Ｗ相コイルに流れる電流を抵抗Ｒ１の両端の電圧により検出し、演算増幅器ＯＰ１により増幅して除算器ＯＰ２に入力する。一方、Ｗ相コイルに印加されている電圧を検出し、抵抗Ｒ６、Ｒ７で分圧して除算器ＯＰ２に入力する。除算器ＯＰ２では、入力された分圧電圧値を、演算増幅器ＯＰ１の出力で除算し、Ｗ相コイルの抵抗値にあたる値を出力する。
【００１６】
一方、コントローラは、可動子の移動速度を検出している。例えば、可動子にマスクステージが搭載されて移動する場合、マスクステージの位置は干渉計を使用した位置測定装置によりモニタされているので、これを入力して微分することにより可動子の速度が分かる。この速度は、速度零検出装置に出力され、速度零検出装置は速度がゼロとなったことを検出した瞬間にスイッチＳＷ１をオンとする。なお、速度零検出装置をコントローラの一つの機能として持たせてもよいことは言うまでもない。
【００１７】
スイッチＳＷ１がオンとなると、この出力はコンデンサＣ１でサンプリングされた後に演算増幅器ＯＰ３でホールドされる。一方、２つのコンパレータＣＰ１とＣＰ２には、それぞれ抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０で分圧された２つの基準電圧がそれぞれ入力されている。演算増幅器ＯＰ３の出力は、これら２つのコンパレータＣＰ１、ＣＰ２に入力される。
【００１８】
コンパレータＣＰ１の出力は、演算増幅器ＯＰ３の出力が第１の基準電圧より高いときに０Ｖ（Lowレベル）となるようにされ、それ以外のときは供給電圧(Hiレベル)とされるようになっている。一方、コンパレータＣＰ２の出力は、演算増幅器ＯＰ３の出力が第２の基準電圧より低いときに０Ｖ（Lowレベル）となるようにされ、それ以外のときは供給電圧(Hiレベル)とされるようになっている。
【００１９】
従って、並列接続されたコンパレータＣＰ１、ＣＰ２の出力側は、演算増幅器の出力が第１の基準電圧と第２の基準電圧の間にあるときHiレベルとなり、その他のときにはLowレベルとなる。よって、２つの基準電圧を、Ｗ相コイルが正常であるときの最大値と最小値に対応するように定めておくことにより、ＣＰ１、ＣＰ２の出力側電圧がLowレベルとなったときに、Ｗ相コイルが異常であると判断することができる。
【００２０】
なお、図示を省略しているが、スイッチＳＷ１がオフのとき、演算増幅器ＯＰ３には所定の値を入力するようにし、演算増幅器ＯＰ３の出力が第１の基準電圧と第２の基準電圧の間の値となるようにして、異常検出出力が出ないようにしておくことは言うまでもない。
【００２１】
コントローラは、異常検出出力を入力し、そのときに接続されているＷ−Ｌ１からＷ−Ｌ１０のコイルがどれかを判別して、対応するコイルが不良となっていることを出力する。
【００２２】
なお、以上の説明においては、スイッチＳＷ１により、可動子の速度がゼロとなった場合について除算器ＯＰ２の出力を演算増幅器ＯＰ３に入力したが、この入力を常時行っておき、出力された異常検出信号をコントローラに取り込んで、コントローラが、可動子の速度がゼロになり、かつ、異常検出信号が入力されているときにのみ、異常検出信号を有効なものとして使用したり、外部に出力するようにしてもよい。又、除算器ＯＰ２の出力を演算増幅器ＯＰ３を直結し、スイッチＳＷ１を、コンパレータＣＰ１、ＣＰ２の並列出力の後に設けてもよい。本発明は、このような例をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態である３相リニアモータの異常判検出方法を説明するための図である。
【図２】３相リニアモータの回路の概要を示す図である。
【図３】各相コイルの実際の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｒ１〜Ｒ１０…抵抗、ＯＰ１…演算増幅器、ＯＰ２…除算器、ＯＰ３…演算増幅器、ＣＰ１，ＣＰ２…コンパレータ、ＳＷ１…スイッチ、Ｃ…コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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