以下、本発明を図面により詳細に説明す� ��。図1は、本発明を適用した平面モータの一 実施形態を示す平面図である。図10の従来構� ��と同様に、格子状の歯が平面上に形成され� ��四辺形のプラテン100の上面を、第1スライダ 201及び第2スライダ202が衝突しないように2次� ��方向に位置制御されている。

 第1スライダ201のX軸に対向する2辺には、Y 軸方向の位置検出用レゾルバ201a及び201cが設� ��られている。Y位置検出用レゾルバ201a、201c� ��、各辺の中央部にY軸方向に平行して配置さ れている。同様に、Y軸に対向する2辺には、X 軸方向の位置検出用レゾルバ201b及び201dが設� ��られている。X位置検出用レゾルバ201b、201d� ��、各辺の中央部にX軸方向に平行して配置さ れている。

 第2スライダ202のX軸に対向する2辺には、Y 軸方向の位置検出用レゾルバ202a及び202cが設� ��られている。Y位置検出用レゾルバ202a、202c� ��、各辺の中央部にY軸方向に平行して配置さ れている。同様に、Y軸に対向する2辺には、X 軸方向の位置検出用レゾルバ202b及び202dが設� ��られている。X位置検出用レゾルバ202b、202d� ��、各辺の中央部にX軸方向に平行して配置さ れている。

 各レゾルバのコアは、プラテン100の格子� ��の歯と対向し、スライダのX軸方向及びY軸� �向の基準位置からの移動距離を計測し、プ� �テン上の位置関係を検出する。レゾルバの� �作については後述する。

 以下、第1スライダ201で説明する。図2は� �第1スライダ201の回転角を検出するための構� ��を示す機能ブロック図である。X軸、Y軸の� �れぞれに平行な辺のレゾルバの検出値の加� �値(平均値)は、その軸方向のスライダ中央の 位置となる。

 X位置検出用レゾルバ201b及び201dの検出値� ��、加算手段301で加算(または平均)され、ス� �イダ中央X軸位置検出値保持手段401に入力さ� ��る。同様に、Y位置検出用レゾルバ201a及び20 1cの検出値は、加算手段302で加算(または平均 )され、スライダ中央Y軸位置検出値保持手段4 02に入力される。

 X位置検出用レゾルバ201b及び201dによる検� ��値の差分が減算手段303で算出される。同様� ��、Y位置検出用レゾルバ201a及び201cによる検� ��値の差分が、減算手段304で算出される。

 減算手段303及び304の差分値出力は、加算� ��段305で加算(または平均)される。この加算� �が第1スライダ201の中央周りの回転量となる� ��加算値はスライダ回転(θz)検出保持手段403� �入力される。この回転量の検出値に基づい� �スライダのヨーイング抑制制御が実行され� �。

 レゾルバは、インダクタンスの変化を検� ��して位置を検出するセンサとしては周知の� ��のである。本発明では、既存の面モータが� ��えるプラテンの歯に、レゾルバのコアの歯� ��対向させ、スライダの移動による相対位置� ��係の変化に基づいてスライダの位置検出を� ��行する。

 図3は、レゾルバの動作原理を説明する模 式図である。レゾルバコアの歯は、プラテン が備える歯とは同一ピッチで形成され、空隙 を介してプラテンの歯と対向し、スライダの 移動により、相対的な対向位置が周期的に変 化する。

 図3(A)は、レゾルバコアの歯とプラテンの 歯と対向面積が最大(位相差が0°)の相対位置� ��係を示している。この時のレゾルバコイル� ��インダクタンスが最大となる。図3(B)は、レ ゾルバコアの歯とプラテンの歯と対向面積が 最小(位相差が180°)の相対位置関係を示して� �る。この時のレゾルバコイルのインダクタ� �スが最小となる。インダクタンス変化によ� �、プラテンの格子1ピッチ内の位置(位相)を� �出する。

 図4は、レゾルバによる位置検出の原理を 説明する模式図である。スライダの移動によ るレゾルバコイルのインダクタンスの変化分 は、ほぼ正弦波状となる。図4(A),(B)に示すよ� ��に、レゾルバの歯位置が、プラテンの歯ピ� ��チ(P)の1/4異なる二組、SIN相とCOS相の各軸を� ��意し、検出されたインピーダンス変化SIN(x/P ),COS(x/P)より、位置xを、

の演算処理で算出する。

 本発明では、既存のプラテンが備える面� ��ータ用の歯に、レゾルバのコアの歯を対向� ��せて位置検出を実行する。即ち、レゾルバ� ��アと推力発生の面モータコア間で、ステー� ��(=プラテン)を共有する。このため、面モー� ��の励磁コイルからの漏れ磁束が、レゾルバ� ��イルに入り外乱となるので、対策を必要と� ��る。

 図5は、面モータの励磁電流とレゾルバコ イルの励磁電流の周波数特性図である。イン ダクタンス検出のためにレゾルバのコイルを 励磁する電流の周波数f2を、面モータのコイ� ��に流される励磁電流の周波数帯域f1よりは� �かに高い周波数とする。これにより両者の� �号が分離され、誤動作を防止することがで� �る。

 図6は、プラテンの歯とレゾルバコアの積 層構造を示す斜視図である。プラテンの歯が 積層構造で作られている場合は、X軸方向とY� ��方向で積層方向が異なる。積層積み重ね方� ��が、レゾルバコイルのインダクタンスの検� ��電流の磁束方向と一致した場合は渦電流が� ��れ、インダクタンスの検出感度が著しく低� ��する。このために、図6に示すように、レゾ ルバコアの積層方向がプラテンの歯の積層方 向と一致するようにする。

 図7は、レゾルバコアの幅とプラテンの歯 ピッチの関係を示す模式図である。検出方向 と直交方向にもプラテンに歯があるため、直 交方向に移動した際にインダクタンスが変化 しないように、レゾルバの厚み方向の寸法W� �、歯ピッチPの整数倍、W=nPとする。

 図4の位置検出原理では、インダクタンス 変化を正弦波状としたが、実際には若干異な るため、プラテンの位置による検出誤差が発 生する。このため、予めオフライン測定を実 行して作成した補正テーブル等を使用してこ の誤差を補正することができる。平面モータ では直交軸方向にずれた場合は誤差が異なる ため、2次元の誤差補正テーブルを使用する� �

 図8は、レゾルバによる位置検出値に対す る補正を実行する場合の構成例を示す機能ブ ロック図である。X位置検出値Px及びY位置検� �値Pyは、スライダのXY軸の現在位置情報を与� ��る。X位置検出値Px及びY位置検出値Pyは、X軸 用補正テーブル501及びY軸用補正テーブル502� �入力される。

 1歯ピッチ内のX位置検出値Pxは加算手段601 によりX軸用補正テーブル501からのX,Yの現在� �置情報Px,Pyに基づく位置補正値Kxを加算する� ��とで検出誤差を補正し、差分積算手段701に� ��力される。差分積算手段701は、入力された� ��号を前回値と比較し、その差分を積算演算� ��ることでプラテン全域にわたる位置検出値S xを出力する。

 同様に、1歯ピッチ内のY位置検出値Pyは加 算手段602によりY軸用補正テーブル502からのX, Yの現在位置情報Px,Pyに基づく位置補正値Kyを� ��算することで検出誤差を補正し、差分積算� ��段702に入力される。差分積算手段702は、入� ��された信号を前回値と比較し、その差分を� ��算演算することでプラテン全域にわたる位� ��検出値Syを出力する。

 レゾルバの位置検出精度は、従来のレー� ��干渉計による位置検出精度より低いので、� ��ライダの位置決め精度が厳密に要求されな� ��用途に有効に適用できる。通常全可動範囲� ��高精度位置決めが必要とはならないが、特� ��文献2記載発明の半導体製造装置の露光工程 等を実行したい場合には、一定範囲でレゾル バの精度以上の位置決め精度が必要となる場 合がある。

 図9は、本発明を適用した平面モータの他 の実施形態を示す平面図である。その場合は 部分的に図10で説明したレーザ干渉計30、40、 50を配置し、その位置出力を制御に使用する� ��とで、特定エリアにおいて高い位置決め精� ��を実現することができる。使用するレーザ� ��渉計は最小限で、煩雑な切り替え制御は不� ��である。

 なお、本実施形態ではスライダにレゾル� ��を4つ設けた例を示したが、レゾルバの数は 必要に応じて増減させてもよい。

 なお、上記実施形態は発明の一例に過ぎず� ��宜応用可能である。
 本発明の平面モータは、電子部品の組立装� ��や半導体製造装置などでの位置決めに利用� ��ることが考えられる。また、これらの装置� ��での搬送に利用することも考えられる。
 本出願は2007年12月10日出願の日本特許出願(� ��願2007-318608)に基づくものであり、その内容� ��ここに参照として取り込まれる。