液体供給システム
【課題】ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によってポンプのピストンを変位させるアクチュエータとを備えるものにあって、吐出する液体の圧力の制御性が低下しやすいこと。
【解決手段】シリンジポンプ１１，３１から吐出される液体の圧力を第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の操作量で除算した値（増幅率）は、ピストン１２，３２の位置毎にテーブルデータとして不揮発性メモリ６４内に保持される。第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の操作量は、目標圧力を増幅率で除算することで算出される。
【解決手段】シリンジポンプ１１，３１から吐出される液体の圧力を第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の操作量で除算した値（増幅率）は、ピストン１２，３２の位置毎にテーブルデータとして不揮発性メモリ６４内に保持される。第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の操作量は、目標圧力を増幅率で除算することで算出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によって前記ポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記アクチュエータを操作することで、前記ポンプから吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液体供給システムとしては、薬液ポンプを駆動するためのアクチュエータとしての駆動シリンダを設け、その駆動シリンダに対して供給される空気圧力等によりシリンダピストンを変位させるとともに、該シリンダピストンの変位に連動させて薬液ポンプを駆動させるようにした薬液供給システムも提案されている。その構成を図１０に示す。図１０では、２つのシリンジポンプ１０１，１１１が設けられるとともに、該ポンプごとに駆動シリンダ１０３，１１３が設けられている。駆動シリンダ１０３，１１３に対しては通路切替弁１０４，１１４を介して空圧源１２１から加圧エアが供給され、通路切替弁１０４，１１４の切替動作によって駆動シリンダ１０３，１１３へのエア圧力が切り替えられることにより、各シリンジポンプ１０１，１１１のピストン１０２，１１２が駆動され、それに伴い薬液の吸入又は吐出が行われる。この場合、薬液の吸入時には、ピストン１０２，１１２が図の下方に変化し、吸入通路１２２を介してシリンジポンプ１０１，１１１に薬液が吸入される。また、薬液の吐出時には、ピストン１０２，１１２が図の上方に変化し、吐出通路１２３を介してシリンジポンプ１０１，１１１から薬液が吐出される。
【０００３】
なお、液体供給システムとしては、ほかに、例えば下記特許文献１記載のものもある。
【特許文献１】特開平８−１８２９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記薬液供給システムにあっては、各シリンジポンプの製造時の構造上の個体差や、経年変化、更にはピストン位置毎の吐出特性の相違等に起因して、吐出される液体の圧力を常時一定とすることが困難であることが発明者らによって見出されている。
【０００５】
なお、上記システムに限らず、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によってポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、ピストンの位置を検出する位置検出手段とを備えるものにあっては、吐出される液体の圧力を所望に制御することが困難なこうした実情も概ね共通したものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によってポンプのピストンを変位させるアクチュエータとを備えるものにあって、吐出する液体の圧力をより高精度に制御することのできる液体供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
手段１記載の発明は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によって前記ポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記アクチュエータを操作することで、前記ポンプから吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、前記アクチュエータの操作量と前記ポンプの吐出する液体の圧力とについてのアクチュエータ固有の関係情報であって且つ前記ポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、前記ポンプの吐出する液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記アクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記発明では、ピストン位置毎にアクチュエータの操作量とポンプの吐出する液体の圧力との関係情報を用いることで、操作量が同一であるときにポンプの吐出する液体の圧力がピストン位置に応じて変動したとしても、関係情報を用いてこれを補償することができる。このため、ピストン位置にかかわらずポンプから吐出される液体の圧力を所望に制御することができる。
【００１０】
なお、手段１記載の発明は、前記関係情報として前記記憶手段に記憶されるデータには、前記ポンプの吐出する液体の圧力と操作量との関係についての予め作成されたテーブルデータが含まれることを特徴としてもよい。
【００１１】
更に、手段１記載の発明は、前記ポンプから吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記ポンプの吐出する液体の圧力と前記アクチュエータの操作量とについての前記位置検出手段の検出値毎の関係情報を学習する学習手段とを更に備えることを特徴としてもよい。
【００１２】
手段２記載の発明は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行う複数のポンプと、圧縮流体によって前記複数のポンプのそれぞれのピストンを変位させる複数のアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記複数のアクチュエータを操作することで、前記複数のポンプの吐出口の合流部を介して吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについての各アクチュエータ固有の関係情報であって且つ該当するポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、前記合流部を介して吐出される液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明では、ピストン位置毎にアクチュエータの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力との関係情報を用いることで、操作量が同一であるときにポンプの吐出する液体の圧力がピストン位置に応じて変動したとしても、関係情報を用いてこれを補償することができる。このため、ピストン位置にかかわらず単一のポンプから吐出される液体の圧力を所望に制御することができる。更に、関係情報として、複数のアクチュエータのそれぞれに固有の情報を記憶することで、この関係情報を用いてアクチュエータ間の個体差等の影響をも補償することができる。このため、上記合流部から吐出する液体の圧力をより高精度に制御することができる。
【００１４】
手段３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記関係情報として前記記憶手段に記憶されるデータには、前記各ポンプの吐出する液体の圧力と操作量との関係についての予め作成されたテーブルデータが含まれることを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、予めテーブルデータを作成するために、当該システムとは独立してポンプを動作させたときの液体の圧力の検出値を用いてテーブルデータを作成するができる等、その作成を簡易に行うことができる。また、当該システムによる吐出開始直後から関係情報を用いることができるため、吐出開始直後から圧力を高精度に制御することができる。
【００１６】
手段４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記複数のポンプのいずれか一つのみが吐出動作を行う期間において、該いずれか１つのポンプの吐出する液体の圧力と該当するアクチュエータの操作量とについての前記位置検出手段の検出値毎の関係情報を学習する学習手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、学習手段を備えることで、たとえ上記関係情報を予め取得しておかなかったとしても、関係情報を取得しこれに基づきアクチュエータを操作することが可能となる。また、上記関係情報を予め取得しておいた場合、ポンプやアクチュエータの経年変化によって取得した関係情報が変化したり、環境変化によって取得した関係情報が変化したりする際に、これを更新することができる。
【００１８】
なお、手段４記載の発明は、前記学習手段は、前記いずれか１つのポンプの吐出する液体の圧力と該当するアクチュエータの操作量とについての前記ピストンの所定位置間隔毎の関係情報を学習するものであって且つ、隣接するピストン位置同士における前記学習された関係情報の相違の度合いに応じて前記所定位置間隔を可変設定する手段を備えることを特徴としてもよい。
【００１９】
これにより、所定位置間隔を、圧力制御を高精度に行うために適切な値に自動的に調節することができる。
【００２０】
手段５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出値を前記目標値に追従させるべく、前記複数のアクチュエータの操作量をフィードバック補正する補正手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２１】
上記関係情報に基づくアクチュエータの操作によれば、吐出される液体の圧力をフィードフォワード制御することができるため、吐出圧力を所望の圧力に迅速に制御することができる。しかし、フィードフォワード制御は応答性が高い反面、操作対象等の経年変化や、環境変化等に対するロバスト性が低い。この点、上記発明では、フィードバック制御を併用することで、操作対象等の経年変化や、環境変化等に好適に対処することができる。
【００２２】
手段６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記補正手段は、前記アクチュエータのうちのいずれか１つがピストンの所定位置において前記目標値を実現するための操作量である基本操作量を補正するものであり、前記設定手段は、前記基本操作量を、前記位置検出手段の検出値及び前記関係情報に基づき補正することで前記アクチュエータの操作量を設定することを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、フィードバック補正の補正対象を、いずれか１つのアクチュエータのピストン所定位置において目標値を実現するための操作量である基本操作量として一元化する。このため、複数のアクチュエータの操作量を、簡易にフィードバック補正することができる。
【００２４】
手段７記載の発明は、請求項２〜６のいずれかに記載の発明において、前記関係情報は、前記アクチュエータの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについてのピストンの所定位置における関係情報と、前記アクチュエータの操作量に対する前記所定位置の液体の圧力とピストン位置毎の液体の圧力との異同に関する情報とを含み、前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出結果に基づき前記所定位置における関係情報を補正する手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、所定位置における関係情報を補正することで、アクチュエータの操作量に対する液体の圧力についてのピストン位置毎の全ての情報を簡易的に補正することができる。すなわち、所定位置における関係情報が補正されると、上記異同に関する情報を用いて、アクチュエータの操作量に対する液体の圧力についてのピストン位置毎の全ての情報が間接的に補正されることとなる。
【００２６】
手段８記載の発明は、請求項２〜７のいずれかに記載の発明において、前記複数のポンプのうち吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、いずれか１つのポンプの吐出期間において、残りの少なくとも１つのポンプの吸入期間を設けることができる。このため、システム全体としては、常時少なくとも１つのポンプによって液体を吐出させることができる。このため、途切れることなく連続的に液体を吐出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる液体供給システムを高速液体クロマトグラフィに適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１に、本実施形態にかかる液体供給システムの全体構成を示す。
【００３０】
図１では、２つのポンプ装置が設けられている（便宜上、これらを第１ポンプ装置Ｐ１、第２ポンプ装置Ｐ２という）。これら各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２は主要な構成としてそれぞれ液体を吸入及び吐出するためのシリンジポンプ１１，３１と、該シリンジポンプ１１，３１を駆動するための空圧式の駆動シリンダ２１，４１とを備えている。各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２は同様の構成を有するものであるため、以下では第１ポンプ装置Ｐ１について構成を詳述する。
【００３１】
第１ポンプ装置Ｐ１において、シリンジポンプ１１は往復動可能なピストン１２を有している。ピストン１２によってポンプ室１３が区画形成されており、ピストン１２の位置に応じてポンプ室１３の容積が可変とされる。ポンプ室１３には液体通路１４が接続されている。液体通路１４は二方に分岐され、一方の分岐通路である吸入側通路１４ａには液体タンク５１が接続されている。吸入側通路１４ａには、液体タンク５１側からポンプ室１３側へと進む方向を順方向とする逆止弁１５が設けられている。液体タンク５１には検査対象となる液体が貯留されており、同タンク５１内の液体は、図示しないポンプにより汲み上げられ、逆止弁１５を介してポンプ室１３に吸入されるようになっている。
【００３２】
また、液体通路１４の他方の分岐通路は吐出側通路１４ｂとなっており、その途中には、ポンプ室１３側から吐出口５２側へと進む方向を順方向とする逆止弁１６が設けられている。吐出側通路１４ｂの最下流部には圧力計５３と可変絞り５４とが設けられている。
【００３３】
なお、シリンジポンプ１１に設けられる液体通路の他の構成として、シリンジポンプ１１に吸入用及び吐出用の２つのポートを設けるとともに、それら各ポートに個別の液体通路を設ける構成とすることも可能である。この場合、吸入用及び吐出用の各液体通路にそれぞれ逆止弁又は流量制御弁が設けられる。
【００３４】
上記駆動シリンダ２１のシリンダケース２２には、ロッド部１７を介して上記ピストン１２と連結されたピストン２３が収容されている。ピストン２３は、シリンダケース２２内をその軸方向に往復動可能となっている。ピストン２３によってシリンダケース２２内が２つの圧力室２４，２５に区画されている。このうち一方の圧力室２４はロッド部１７側に設けられる閉空間であり、以下これを「ロッド側圧力室２４」と言う。また、他方の圧力室２５はその逆側に設けられる閉空間であり、以下これを「ヘッド側圧力室２５」と言う。なお、説明の便宜上、ピストン２３の変位におけるロッド部１７側の限界位置を「トップ点」、逆側の限界位置を「ボトム点」と言い、ピストン２３がトップ点側に変位することを「上動」、ボトム点側に変位することを「下動」とも言うこととする。
【００３５】
上記駆動シリンダ２１のピストン２３が変位すると、それに連動してシリンジポンプ１１のピストン１２が変位する。ここで、シリンジポンプ１１と駆動シリンダ２１とでは、各ピストン１２，２３の受圧面積が相違している。本実施の形態では、「シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積＜駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積」となっており、駆動シリンダ２１の作動時には、そのピストン面積比（＝駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積／シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積）に応じてシリンジポンプ１１の液体吐出圧力が加圧される。この場合、上記面積比により決まる加圧の度合と駆動シリンダ２１側圧力とによって、シリンジポンプ１１での液体吐出圧力が決定されるようになっている。なお、「シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積＞駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積」として構成することも可能であり、かかる構成においては、駆動シリンダ２１の作動時に、そのピストン面積比（＝シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積／駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積）に応じてシリンジポンプ１１の液体吐出圧力が減圧される。
【００３６】
上記ロッド部１７は、実際には、各ピストン１２，２３の各別のロッド部からなり、これらの接続点には浮動ジョイント機構２７が設けられている。この浮動ジョイント機構２７により両ピストン１２，２３のコジリ等が防止されるようになっている（ただし、同浮動ジョイント機構を省略することも可能である）。
【００３７】
電空レギュレータＲＧ１，ＲＧ２は駆動シリンダ２１の駆動装置を構成するものであり、これら各電空レギュレータＲＧ１，ＲＧ２にはそれぞれ、空圧源５５よりエア通路５６を通じて加圧エアが供給される。一方の電空レギュレータＲＧ１は駆動シリンダ２１のロッド側圧力室２４に接続され、電空レギュレータＲＧ１によってロッド側圧力室２４内の圧力が調節される。また、他方の電空レギュレータＲＧ２は駆動シリンダ２１のヘッド側圧力室２５に接続され、電空レギュレータＲＧ２によってヘッド側圧力室２５内の圧力が調節される。このとき、ロッド側圧力室２４内の圧力がヘッド側圧力室２５内の圧力を上回るとピストン２３がボトム点側に変位し（下動し）、逆にヘッド側圧力室２５内の圧力がロッド側圧力室２４内の圧力を上回るとピストン２３がトップ点側に変位する（上動する）。
【００３８】
上記ピストン１２及びピストン２３を接続するロッド部１７には、ロッド部１７との連結箇所を通じてピストン１２の位置を検出するポテンショメータ２６が設けられている。
【００３９】
第２ポンプ装置Ｐ２は第１ポンプ装置Ｐ１と同様の構成を有するため、簡単に説明する。第２ポンプ装置Ｐ２において、シリンジポンプ３１は往復動可能なピストン３２を有しており、ピストン３２によってポンプ室３３が区画形成されている。ポンプ室３３には液体通路３４が接続されており、吸入側通路３４ａ及び逆止弁３５を介して液体タンク５１からポンプ室３３に液体が吸入されるとともに、逆止弁３６及び吐出側通路３４ｂを介して液体が吐出口５２側に吐出される。
【００４０】
また、駆動シリンダ４１内は、ピストン４３によってシリンダケース４２内がロッド側圧力室４４とヘッド側圧力室４５とに区画されている。駆動シリンダ４１のピストン４３とシリンジポンプ３１のピストン３２とはロッド部３７によって連結されており、駆動シリンダ４１のピストン４３が変位すると、それに連動してシリンジポンプ３１のピストン３２が変位する。なお、ロッド部３７は、実際には、各ピストン３２，４３の各別のロッド部からなり、これらの接続点には浮動ジョイント機構４７が設けられている。
【００４１】
電空レギュレータＲＧ３，ＲＧ４は駆動シリンダ４１の駆動装置を構成するものであり、これら各電空レギュレータＲＧ３，ＲＧ４にはそれぞれ空圧源５５より加圧エアが供給される。一方の電空レギュレータＲＧ３は駆動シリンダ４１のロッド側圧力室４４に接続され、電空レギュレータＲＧ３によってロッド側圧力室４４内の圧力が調節される。また、他方の電空レギュレータＲＧ４は駆動シリンダ４１のヘッド側圧力室４５に接続され、電空レギュレータＲＧ４によってヘッド側圧力室４５内の圧力が調節される。
【００４２】
上記ロッド部３７には、ロッド部３７との連結箇所を通じてピストン３２の位置を検出するポテンショメータ４６が設けられている。
【００４３】
制御装置６０は、ＣＰＵ６２や不揮発性メモリ６４等を備えて構成されており、ポテンショメータ２６，４６から検出信号が入力される。制御装置６０は、ポテンショメータ２６，４６の検出値に応じて各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２の電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４に対して操作信号を出力することで、駆動シリンダ２１，４１を操作する。このとき、各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２の電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４の操作によって、空圧源５５から駆動シリンダ２１，４１に供給されるエア圧力の切替が順次行われ、それに伴い両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２による液体の連続吐出が実現されるようになっている。
【００４４】
次に、本実施形態にかかる液体吐出の様子を図２のタイムチャートを用いて説明する。詳しくは、図２（ａ）は、液体の吐出圧力の推移を示す。図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、第１ポンプ装置Ｐ１について、駆動シリンダ２１のロッド側圧力（電空レギュレータＲＧ１の操作圧力）の推移、シリンジポンプ１１のピストン１２の位置、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力（電空レギュレータＲＧ２の操作圧力）の推移をそれぞれ示す。また、図２（ｅ）〜図２（ｇ）は、第２ポンプ装置Ｐ２について、駆動シリンダ４１のロッド側圧力（電空レギュレータＲＧ３の操作圧力）の推移、シリンジポンプ３１のピストン３２の位置、駆動シリンダ４１のヘッド側圧力（電空レギュレータＲＧ４の操作圧力）の推移をそれぞれ示す。
【００４５】
図２では、各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２の初期状態として各駆動シリンダ２１，４１のピストン２３，４３がボトム点にある場合を想定しており、各シリンジポンプ１１，３１では、ポンプ室１３，３３の容積が最大となり同ポンプ室１３，３３内に液体が吸入された状態となっている。本例は、液体吐出の開始に伴い先に第１ポンプ装置Ｐ１により液体吐出が開始されるともに、その後は両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２にて交互に液体吐出が行われるようになっている。ただし、制御開始の初期状態は任意である。
【００４６】
さてタイミングａでは、第１ポンプ装置Ｐ１側において電空レギュレータＲＧ２が操作され、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が上昇する。これにより、駆動シリンダ２１のピストン２３が上動し始め、シリンジポンプ１１では、ポンプ室１３内の液体がピストン面積比分加圧され、加圧された液体がポンプ室１３から吐出される。タイミングｂでは、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が所定圧力に達することに伴い、液体の吐出圧力が目標圧力（例えば１５ＭＰａ）に達する。
【００４７】
その後、シリンジポンプ１１の吐出期間においてピストン１２が所定量変位したタイミングｃでは、第２ポンプ装置Ｐ２側において電空レギュレータＲＧ４が操作され、駆動シリンダ４１のヘッド側圧力が徐々に上昇する。タイミングｄでは、駆動シリンダ４１のヘッド側圧力が所定圧力に達することに伴い、駆動シリンダ４１のピストン４３が上動し始める。すると、第２ポンプ装置Ｐ２側のシリンジポンプ３１では、ポンプ室３３内の液体がピストン面積比分加圧され、加圧された液体がポンプ室３３から吐出される。つまり、タイミングｄ〜ｅの期間では、両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２による液体吐出が重複して行われる。
【００４８】
その後、タイミングｅでは、第１ポンプ装置Ｐ１側において、電空レギュレータＲＧ１の操作により駆動シリンダ２１のロッド側圧力が徐々に上昇するとともに、電空レギュレータＲＧ２の操作により駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が徐々に下降する。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１側において駆動シリンダ２１のピストン２３が下動し始め、それに伴うシリンジポンプ１１のピストン１２の動作によりポンプ室１３への液体吸入が開始される。タイミングｅの後、第２ポンプ装置Ｐ２側のシリンジポンプ３１によってのみ液体の吐出が行われる。
【００４９】
その後、シリンジポンプ１１の吸入期間においてピストン１２が所定量変位したタイミングｆでは、電空レギュレータＲＧ１の操作により駆動シリンダ２１のロッド側圧力が徐々に下降する。
【００５０】
タイミングｇでは、第１ポンプ装置Ｐ１側において電空レギュレータＲＧ２が操作され、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が徐々に上昇する。タイミングｈでは、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が所定圧力に達することに伴い、駆動シリンダ２１のピストン２３が上動し始める。すると、第１ポンプ装置Ｐ１側のシリンジポンプ１１では、ポンプ室１３内の液体がピストン面積比分加圧され、加圧された液体がポンプ室１３から吐出される。つまり、タイミングｈ〜ｉの期間では、両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２による液体吐出が重複して行われる。
【００５１】
その後、シリンジポンプ３１の吐出期間においてピストン３２が所定量変位したタイミングｉでは、第２ポンプ装置Ｐ２側において、電空レギュレータＲＧ３の操作により駆動シリンダ４１のロッド側圧力が徐々に上昇するとともに、電空レギュレータＲＧ４の操作により駆動シリンダ４１のヘッド側圧力が徐々に下降する。これにより、第２ポンプ装置Ｐ２側において駆動シリンダ４１のピストン４３が下動し始め、それに伴うシリンジポンプ３１のピストン３２の動作によりポンプ室３３への液体吸入が開始される。タイミングｉの後、第１ポンプ装置Ｐ１側のシリンジポンプ１１によってのみ液体の吐出が行われる。
【００５２】
以降、第１ポンプ装置Ｐ１側での液体吐出と第２ポンプ装置Ｐ２側での液体吐出とが繰り返し行われる。
【００５３】
上記電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４の操作信号は、シリンジポンプ１１，３１のポンプ室１３，３３内の圧力の指令値に応じて一義的に定まっている。このため、圧力指令値を設定することで、電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４を操作することができる。ただし、電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４を所定の指令値にて操作したときのシリンジポンプ１１，３１から吐出される液体の圧力は、シリンジポンプ１１，３１の個体差や経年変化、当該システムのおかれる環境（温度等）、更には、ピストン１２，３２の位置に応じて変化し得る。このため、電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４を同一の指令値にて操作したとしても、吐出される液体の圧力は一義的に定まらない懸念がある。そこで本実施形態では、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のそれぞれについて、指令値と実際の吐出圧力との比（増幅率）をピストン１２，３２の位置毎に計測して予めテーブルデータとして不揮発性メモリ６４に記憶しておく。そして、このテーブルデータを用いて指令値（第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のアクチュエータ操作量）を設定することで、吐出圧の変動を補償する。
【００５４】
図３（ａ）に、第１ポンプ装置Ｐ１の上記テーブルデータを示し、図３（ｂ）に、第２ポンプ装置Ｐ２の上記テーブルデータを示す。本実施形態では、シリンジポンプ１１，３１内でのピストン１２，３２のストロークを「１５ｍｍ」としている。そして、上記テーブルデータは、指令値に対する実際の吐出圧の比（増幅率）についてのピストン１２，３２の位置がストロークの中間位置、すなわち「７．５ｍｍ」変位した位置における計測値（基本増幅率）を含んでいる。更に、シリンジポンプ１１のピストン１２の位置及びシリンジポンプ３１のピストン３２の位置について、「０．５ｍｍ」毎に、指令値に対する実際の吐出圧である増幅率の計測値を上記基本増幅率で除算したものである増幅率比Ｘ１，Ｘ２を含んでいる。
【００５５】
これにより、吐出圧を目標圧力に制御する際には、まず基本増幅率Ｇ１，Ｇ２にて目標圧力を除算し、これを、ピストン１２，３２の現在の位置に対応する増幅率比Ｘ１，Ｘ２で除算した値を、圧力の指令値として設定すればよいこととなる。図４に、目標圧力を「１５ＭＰａ」としたときの、各ピストン位置での指令値（操作量）を示す。詳しくは、図４（ａ）は、第１ポンプ装置Ｐ１の操作量を示し、図４（ｂ）は、第２ポンプ装置Ｐ２の操作量を示す。
【００５６】
図示されるように、目標値の「１５ＭＰａ」を先の図３に示した各基本増幅率Ｇ１，Ｇ２で除算することで、基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を算出することができる。この基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２は、ピストン位置Ｓ１，Ｓ２が「７．５ｍｍ」であるときの操作量となっている。そして、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２の操作量は、基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２でそれぞれ除算することで算出される。
【００５７】
上記態様にて操作量を決定するなら、第１ポンプ装置Ｐ１、第２ポンプ装置Ｐ２の製造時の個体差や、ピストン１２，３２の位置毎の吐出特性を補償しつつ吐出圧をフィードフォワード制御することができる。ただし、第１ポンプ装置Ｐ１、第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化によってその吐出特性が変化したり、これらのおかれた環境によって吐出特性が変化したりする場合には、上記フィードフォワード制御によっては吐出圧を適切に制御することができないおそれがある。そこで、本実施形態では、圧力計５３の検出値と目標値との差に基づく吐出圧のフィードバック制御をも併せ行う。以下、これについて詳述する。
【００５８】
図１０に、本実施形態にかかる吐出圧の制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置６０によって、例えば所定周期で繰り替えし実行される。
【００５９】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、当該システムに対して吐出開始指令が出されているか否かを判断する。この処理は、外部より制御装置６０に入力される指令信号の有無の判断として行うことができる。吐出開始指令が出されていると判断されるときには、ステップＳ１２において、第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１を読み出す。続くステップＳ１４においては、目標圧力を基本増幅率Ｇ１で除算することで第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１を算出する。続くステップＳ１６においては、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２を用いた圧力制御を開始する。圧力制御は、吐出停止指令が出されるまで行われる（ステップＳ１８：ＹＥＳ）。
【００６０】
そして、吐出停止指令が出されると、ステップＳ２０において、第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の基本増幅率Ｇ２を先の図１に示した不揮発性メモリ６４に記憶させる。この処理は、後述するように、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２が、圧力制御中に更新されることがあるために行われるものである。このため、更新された基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を次回使用するために、これらを不揮発性メモリ６４に記憶する。なお、実際には、不揮発性メモリ６４を、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及び電気的書き換え可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を備えて構成し、図３に示した基本増幅率Ｇ１，Ｇ２についてはＲＯＭに、また、更新された基本増幅率Ｇ１，Ｇ２については、ＥＥＰＲＯＭにそれぞれ記憶させることが望ましい。これにより、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２が不適切な値に更新された場合であっても、もともとのデータをＲＯＭ内に保持することができる。
【００６１】
なお、上記ステップＳ１０において否定判断されるときや、ステップＳ２０の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００６２】
図６に、上記ステップＳ１６の処理のうち、特に第１ポンプ装置Ｐ１の吐出処理の手順を示す。
【００６３】
この一連の処理では、まずステップＳ３０において、第１ポンプ装置Ｐ１の吐出期間であるか否かを判断する。そして、第１ポンプ装置Ｐ１の吐出期間であると判断されるときには、ステップＳ３２において、第１ポンプ装置Ｐ１のピストン位置Ｓ１（ポテンショメータ２６による検出値）を取得する。続くステップＳ３４では、第１ポンプ装置Ｐ１の最終操作量ＭＶ１を算出する。最終操作量ＭＶ１は、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１をピストン位置Ｓ１における増幅率比Ｘ１で除算することで算出される。なお、ピストン位置Ｓ１が先の図３に示したテーブルデータの値と一致しない場合には、補間演算を行うことで増幅率比Ｘ１を算出する。
【００６４】
続くステップＳ３６では、目標圧力Ｐｔと、圧力計５３による圧力検出値Ｐｒとを取得する。そしてステップＳ３８においては、ピストン位置Ｓ１がそのストロークの中間、すなわち、「７．５ｍｍ」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ３８において肯定判断されるときには、ステップＳ４０において、圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの差の絶対値が閾値α以下であるか否かを判断する。この処理は、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従しているか否かを判断するものである。上記閾値αは、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従して定常状態が実現されているときに圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの間に生じ得る差に応じて設定されている。
【００６５】
そして、閾値α以下であると判断されるときには、圧力検出値Ｐｒが目標圧力Ｐｔに追従しているため、このときの実際の増幅率は、基本増幅率Ｇ１としての最新の値として信頼性の高いものであると考えられる。このため、ステップＳ４２において第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１を更新する。この処理は、現在の最終操作量ＭＶ１と圧力検出値Ｐｒとに基づき基本増幅率Ｇ１を算出することで行われる。
【００６６】
一方、上記ステップＳ３８において否定判断されるときには、ステップＳ４４において、第１ポンプ装置Ｐ１の吐出期間のうちの初期の期間であるか否かを判断する。この処理は、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の吐出期間が互いにオーバーラップしているか否かを判断するものである。そして、ステップＳ４４において否定判断されるときや、ステップＳ４０において否定判断されるとき、更にはステップＳ４２の処理が完了するときには、オーバーラップ期間でないことから、ステップＳ４６に移行する。ステップＳ４６においては、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差に基づくフィードバック補正量を算出する。ここでは、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差にゲインを乗算したものを補正量ＦＭＶとしてもよい。また、差にゲインを乗算したものと差の微分値にゲインを乗算したものとの和を補正量ＦＭＶとしてもよい。
【００６７】
続くステップＳ４８では、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１を補正量ＦＭＶで補正する。
【００６８】
なお、上記ステップＳ３０において否定判断されるときや、ステップＳ４４において肯定判断されるとき、更にはステップＳ４８の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００６９】
図７に、上記ステップＳ１６の処理のうち、特に第２ポンプ装置Ｐ２の吐出処理の手順を示す。なお、図７において、先の図６に示した処理と対応する処理は、ステップ番号が「２０」異なるものとなっている。
【００７０】
この一連の処理では、まずステップＳ５０において、第２ポンプ装置Ｐ２の吐出期間であるか否かを判断する。この処理は、先の図６のステップＳ３０と対応するものである。そして、ステップＳ５０において肯定判断されるときには、ステップＳ５１において、第２ポンプ装置Ｐ２の基本操作量ＢＭＶ２を算出する。ここでは、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１に、第２ポンプ装置Ｐ２の基本増幅率Ｇ２に対する第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１の比を乗算することで、第２ポンプ装置Ｐ２の基本操作量ＢＭＶ２を算出する。
【００７１】
続くステップＳ５２では、第２ポンプ装置Ｐ２のピストン位置Ｓ２（ポテンショメータ４６による検出値）を取得する。続くステップＳ５４では、第２ポンプ装置Ｐ２の最終操作量ＭＶ２を算出する。最終操作量ＭＶ２は、第２ポンプ装置Ｐ２の基本操作量ＢＭＶ２をピストン位置Ｓ２における増幅率比Ｘ２で除算することで算出される。
【００７２】
続くステップＳ５６においては、目標圧力Ｐｔ及び圧力検出値Ｐｒを取得する。そして、ステップＳ５８においては、第２ポンプ装置Ｐ２のピストン位置Ｓ２がストロークの中間であるか否かを判断する。そして、ステップＳ５８において肯定判断されるときには、ステップＳ６０において、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差の絶対値が閾値α以下であるか否かを判断する。この処理は、先の図６のステップＳ４０と同趣旨である。そして、閾値α以下であると判断されるときには、ステップＳ６２において、基本増幅率Ｇ２を更新するとともに、基本操作量ＢＭＶ１を更新する。ここで、基本増幅率Ｇ２を更新する処理については、先の図６のステップＳ４２の処理と同様である。また、基本操作量ＢＭＶ１を更新する処理は、現在の最終操作量ＭＶ２に、第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１に対する更新された基本増幅率Ｇ２の比を乗算することで行うことができる。
【００７３】
一方、ステップＳ５８において否定判断されるときには、ステップＳ６４において第２ポンプ装置Ｐ２の吐出期間の初期であるか否かを判断する。この処理は、先の図６のステップＳ４４と対応する。そして、ステップＳ６０、Ｓ６４において否定判断されるときや、ステップＳ６２の処理が完了するときには、ステップＳ６６において補正量ＦＭＶを算出し、ステップＳ６８において第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１を補正する。ちなみに、ステップＳ６６における補正量ＦＭＶの算出ゲインと、先の図６のステップＳ４６における補正量ＦＭＶの算出ゲインとを、各別に設定してもよい。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の各吐出特性の相違に応じて、それぞれ適切な値にゲインを設定することができる。
【００７４】
なお、上記ステップＳ５０において否定判断されるときや、ステップＳ６４において肯定判断されるとき、更にステップＳ６８の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００７５】
上記一連の処理では、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のいずれの吐出期間であるか否かにかかわらず、フィードバック制御の補正対象パラメータを、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１に一元化している。このため、フィードバック制御を簡易に行うことができるとともに、フィードバック制御の連続性を保つことができる。特に、フィードフォワード制御の制御誤差の生じる要因としては、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のおかれた環境（温度等）の影響が大きいため、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２間で主な要因が一致している。このため、フィードフォワード制御の制御誤差を補償するフィードバック補正量ＦＭＶとして、これら第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２間で同一の値を用いることでその値を適切なものとすることができると考えられる。
【００７６】
また、上記一連の処理では、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を更新することで、第１ポンプ装置Ｐ１や第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化によってその吐出特性が変化したとしても、この変化を基本増幅率Ｇ１，Ｇ２の変化として簡易に学習することができる。そして、これら基本増幅率Ｇ１，Ｇ２に基づき算出される基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２によって除算することで最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２を算出することで、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２における吐出特性の変化を簡易に補償することができる。しかも、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２は、第１ポンプ装置Ｐ１による吐出及び第２ポンプ装置Ｐ２による吐出の１周期で更新可能であるため、迅速な対応が可能となる。
【００７７】
ちなみに、シリンジポンプを複数備えてこれらの吐出口を逆止弁等を介して接続する場合において、各シリンジポンプの吐出圧を逆止弁の上流側で各別に監視すると、逆止弁の上流及び下流間で圧力差が生じ得るために、吐出圧に制御誤差が生じやすい。これに対し、本実施形態では、上記フィードバック制御や基本増幅率Ｇ１，Ｇ２の学習補正を、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の吐出口の合流部に設けられた単一の圧力計５３を用いて行うことで、合流部５２の吐出圧を高精度に制御することができる。
【００７８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７９】
（１）吐出する液体の圧力を目標圧力に制御すべく、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２毎の固有の吐出特性に基づき、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２における最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２を設定した。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の個体差等の影響を補償することができ、ひいては、液体の圧力をより高精度に制御することができる。
【００８０】
（２）先の図３に示したテーブルデータを備えた。これにより、当該システムによる吐出開始直後から関係情報を用いることができるため、吐出開始直後から圧力を高精度に制御することができる。
【００８１】
（３）圧力検出値Ｐｒの目標圧力Ｐｔへのフィードバック制御を併用した。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化や、環境変化等に好適に対処することができる。
【００８２】
（４）フィードバック補正対象となるパラメータを第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１にて一元化した。このため、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の操作量を、簡易にフィードバック補正することができる。
【００８３】
（５）第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のピストンの所定位置における増幅率（基本増幅率Ｇ１，Ｇ２）と、同基本増幅率Ｇ１，Ｇ２に対する各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２における増幅率の比（増幅率比Ｘ１，Ｘ２）とをテーブルデータとして記憶し、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を学習補正した。これにより、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２毎の全ての増幅率を簡易的に補正することができる。
【００８４】
（６）第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のうち吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させた。これにより、途切れることなく連続的に液体を吐出させることができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８６】
本実施形態では、増幅率比Ｘ１，Ｘ２をも更新する処理を行う。図８に、増幅率比Ｘ１，Ｘ２の更新処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００８７】
この一連の処理では、まずステップＳ７０において、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差の絶対値が閾値β以下であるか否かを判断する。この処理は、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従しているか否かを判断するものである。そして、安定していると判断されるときには、ステップＳ７２において、ピストン位置Ｓ１，Ｓ２を検出する。続くステップＳ７４においては、第１ポンプ装置Ｐ１の単独吐出期間であるか否かを判断する。そして、第１ポンプ装置Ｐ１の単独吐出期間であるときには、ステップＳ７６において、第１ポンプ装置Ｓ７４の現在のピストン位置Ｓ１における増幅率比Ｘ１を更新する。
【００８８】
すなわち、ステップＳ７４において肯定判断されるときには、第１ポンプ装置Ｐ１単独で実際の圧力を目標圧力Ｐｔに追従させている状況にあると考えられる。このため、このときに算出される増幅率比Ｘ１が先の図３に示した増幅率比Ｘ１と異なる場合には、第１ポンプ装置Ｐ１の経年変化等による吐出特性の変化が生じていることを意味している。このため、現在の第１ポンプ装置Ｐ１の吐出特性をより高精度に表現する増幅率比Ｘ１とするために、増幅率比Ｘ１を更新する。ここで、第１ポンプ装置Ｐ１の増幅率比Ｘ１の更新は、ピストン位置Ｓ１が先の図３のテーブルデータに定義された位置であるときにおける圧力検出値Ｐｒによってそのときの基本操作量ＢＭＶ１を除算した値を更新値とすることで行うことができる。
【００８９】
一方、ステップＳ７４において否定判断されるときには、ステップＳ７８において第２ポンプ装置Ｐ２の単独吐出期間であるか否かを判断する。そして第２ポンプ装置Ｐ２の単独吐出期間であると判断されるときには、ステップＳ８０において、現在のピストン位置Ｓ２における第２ポンプ装置Ｐ２の増幅率比Ｘ２を更新する。この処理は、上記ステップ
Ｓ７６の処理と同一趣旨であり、且つ同様にしてなされる処理である。なお、上記ステップＳ７０、Ｓ７８において否定判断されるときや、ステップＳ７６、Ｓ８０の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００９０】
なお、実際には、不揮発性メモリ６４を、ＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭを備えて構成し、先の図３に示した増幅率比Ｘ１，Ｘ２についてはＲＯＭに、また、更新された増幅率比Ｘ１，Ｘ２については、ＥＥＰＲＯＭにそれぞれ記憶させることが望ましい。これにより、増幅率比Ｘ１，Ｘ２が不適切な値に更新された場合であっても、もともとのデータをＲＯＭ内に保持することができる。
【００９１】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（６）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９２】
（７）第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のいずれか１つのみが吐出動作を行う期間において、その増幅率比Ｘ１，Ｘ２を更新した。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化や環境変化に起因して取得したテーブルデータの増幅率比Ｘ１，Ｘ２が真の値からずれる際に、これを更新することができる。
【００９３】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９４】
本実施形態では、更新される増幅率比Ｘ１，Ｘ２が隣接するピストン位置間で大きく異なるときには、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を更新するピストン位置間隔を縮小する処理を行う。図９に、増幅率比Ｘ１，Ｘ２の更新処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００９５】
この一連の処理では、まずステップＳ９０において、第１ポンプ装置Ｐ１の増幅率比Ｘ１｛Ｓ１（ｎ）｝又は第２ポンプ装置Ｐ２の増幅率比Ｘ２｛Ｓ２（ｎ）｝が更新されたか否かを判断する。そして、更新されたと判断されるときには、更新された増幅率比Ｘ１｛Ｓ１（ｎ）｝と隣接する増幅率比Ｘ１｛Ｓ１（ｎ−１）｝、Ｘ１｛Ｓ１（ｎ＋１）｝との差の絶対値、又は更新された増幅率比Ｘ２｛Ｓ２（ｎ）｝と隣接する増幅率比Ｘ２｛Ｓ２（ｎ−１）｝、Ｘ２｛Ｓ２（ｎ＋１）｝との差の絶対値が所定値ε以上であるか否かを判断する。この処理は、先の図３に示した増幅率比Ｘ２の定義されるピストン位置間隔（ここでは、「５ｍｍ」）では、ピストン位置の変化に対する吐出特性の変化を好適に補償するフィードフォワード制御をすることができないか否かを判断するものである。すなわち、所定値ε以上であるときには、上記ピストン位置間隔の間に吐出特性が大きく変化することから、ピストン位置間隔の間の位置における最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２を補間演算によって算出したのでは、その値を高精度に算出することが困難となり、上記フィードフォワード制御の精度が低下する懸念がある。
【００９６】
このため、所定値ε以上であると判断されるときには、ステップＳ９４において、更新するピストン位置間隔を（例えば「２．５ｍｍ」に）縮小する。なお、上記ステップＳ９０，Ｓ９２において否定判断されるときや、ステップＳ９４の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００９７】
以上説明した本実施形態によれば、先の第２の実施形態の上記（１）〜（６）の効果や先の第２の実施形態の上記（７）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９８】
（８）更新される増幅率比Ｘ１，Ｘ２が隣接するピストン位置間で大きく異なるとき、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を更新するピストン位置間隔を縮小する処理を行った。これにより、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を学習する間隔を、これに基づくフィードフォワード制御の精度を確保するために適切な値とすることができる。
【００９９】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１００】
・基本増幅率Ｇ１，Ｇ２は、ストロークの中間位置において定義するものに限らない。ただし、中間位置近傍の領域においては、最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２に対する吐出圧が安定する傾向にあることに鑑みれば、中間位置近傍の領域において定義することが望ましい。
【０１０１】
・ピストン１２，３２の位置を検出する位置検出手段としては、ポテンショメータ２６，４６に限らない。例えば駆動シリンダ２１，４１のピストン２３，４３の位置を段階的に検出するリミットスイッチであってもよい。
【０１０２】
・更新される基本増幅率Ｇ１，Ｇ２や、増幅率比Ｘ１，Ｘ２が、更新前の値から大きく変化するときには、制御に異常が生じていると判断して外部（ユーザ）に警告するようにしてもよい。
【０１０３】
・フィードバック補正処理は、上記態様にて行うものに限らない。例えば基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２で除算した値に、フィードバック補正量を加算する構成としてもよい。この際、補正量は、例えば比例項、積分項及び微分項の和としてもよい。
【０１０４】
・上記各実施形態では、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従しているか否かを、圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの差の絶対値が閾値α、β以下であるか否かによって判断したが、これに限らない。例えば圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの差の絶対値が閾値α、β以下となる状態が所定時間（又は所定ピストン変位量）継続したか否かによって判断してもよい。更に、例えば上述したように基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２で除算した値に、フィードバック補正量を加算する構成とする場合、積分項の変化量が所定値以下であるときとしてもよい。
【０１０５】
・第２、第３の実施形態において、先の図６のステップＳ４０、Ｓ４２における基本増幅率Ｇ１の更新処理や、先の図７のステップＳ６０、Ｓ６２における基本増幅率Ｇ２の更新処理を省いてもよい。これによっても、先の図８の処理を行うことで、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化等に起因する吐出特性の変化を好適に補償することができる。
【０１０６】
・第２、第３の実施形態については、当該システムの構築前に予め先の図３に示したテーブルデータを作成しておかなくてもよい。この場合であれ、先の図８に示した処理によって、システムによる圧力制御の開始後に、テーブルデータを作成することができる。
【０１０７】
・先の図６のステップＳ４６、Ｓ４８のフィードバック補正処理や、先の図７のステップＳ６６、Ｓ６８のフィードバック補正処理については、これを行わなくてもよい。この場合であっても、先の図６のステップＳ４０、Ｓ４２における基本増幅率Ｇ１の更新処理や、先の図７のステップＳ６０、Ｓ６２における基本増幅率Ｇ２の更新処理、先の図８に示した処理を用いることで、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化や環境変化等に起因する吐出特性の変化を好適に補償することができる。
【０１０８】
・液体供給システムとしては、シリンジポンプを２つ備えるものに限らず、３つ以上備えるものであってもよい。この場合であっても、吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させる設定とすることが望ましい。また、シリンジポンプを１つのみ備えるものにあっても、ピストン位置毎に吐出圧が異なる場合には、先の図３に例示したテーブルデータを備えたり、これを学習補正したりすることは有効である。
【０１０９】
・先の図３に示したテーブルデータを、異なる圧力指令値毎（例えば１５ＭＰａと３０ＭＰａ）に、各別に設けてもよい。これによれば、吐出特性が吐出圧力に応じて変化する場合であっても、吐出圧をより高精度に制御することができる。また、増幅率比Ｘ１，Ｘ２や基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を、吐出圧力に応じて各別に更新してもよい。
【０１１０】
・第３の実施形態において、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を定めるピストン位置間隔の可変設定は、全ての領域において同一の間隔で一律縮小するものに限らない。例えば変化の大きい領域だけ間隔を縮小してもよい。
【０１１１】
・液体供給システムとしては、高速液体クロマトグラフィに搭載されるものに限らない。例えば半導体製造工程において、半導体ウエハに所定量ずつ薬液を塗布する薬液供給システムに適用してもよい。なお、液体供給システムを、液体の流量を制御する装置に搭載する場合、ピストン１２，３２の変位量に基づき供給する液体流量を算出するようにしてもよい。これにより、液体の流量を検出するマスフローセンサ等を用いることなく、流量を検出することができる。また、これに代えて、マスフローセンサ等の流量検出手段を備える装置に適用するに際し、流量の検出値を目標値に制御すべく、目標圧力Ｐｔを操作してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】第１の実施形態にかかる液体供給システムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態にかかる液体の吐出処理の態様を示すタイムチャート。
【図３】同実施形態の備えるテーブルデータを示す図。
【図４】同実施形態にかかるフィードフォワード操作量の設定態様を例示する図。
【図５】同実施形態にかかる液体の吐出処理の手順を示す流れ図。
【図６】同実施形態にかかる第１ポンプ装置の吐出処理の手順を示す流れ図。
【図７】同実施形態にかかる第２ポンプ装置の吐出処理の手順を示す流れ図。
【図８】第２の実施形態にかかる第１ポンプ装置及び第２ポンプ装置の吐出特性の学習補正の処理手順を示す流れ図。
【図９】第３の実施形態にかかる増幅率比Ｘ１の設定間隔の変更処理の手順を示す流れ図。
【図１０】従来の液体供給システムの全体構成を示す図。
【符号の説明】
【０１１３】
１１、３１…シリンジポンプ、１２，３２…ピストン、２１，４１…駆動シリンダ、６０…制御装置、Ｐ１…第１ポンプ装置、Ｐ２…第２ポンプ装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によって前記ポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記アクチュエータを操作することで、前記ポンプから吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液体供給システムとしては、薬液ポンプを駆動するためのアクチュエータとしての駆動シリンダを設け、その駆動シリンダに対して供給される空気圧力等によりシリンダピストンを変位させるとともに、該シリンダピストンの変位に連動させて薬液ポンプを駆動させるようにした薬液供給システムも提案されている。その構成を図１０に示す。図１０では、２つのシリンジポンプ１０１，１１１が設けられるとともに、該ポンプごとに駆動シリンダ１０３，１１３が設けられている。駆動シリンダ１０３，１１３に対しては通路切替弁１０４，１１４を介して空圧源１２１から加圧エアが供給され、通路切替弁１０４，１１４の切替動作によって駆動シリンダ１０３，１１３へのエア圧力が切り替えられることにより、各シリンジポンプ１０１，１１１のピストン１０２，１１２が駆動され、それに伴い薬液の吸入又は吐出が行われる。この場合、薬液の吸入時には、ピストン１０２，１１２が図の下方に変化し、吸入通路１２２を介してシリンジポンプ１０１，１１１に薬液が吸入される。また、薬液の吐出時には、ピストン１０２，１１２が図の上方に変化し、吐出通路１２３を介してシリンジポンプ１０１，１１１から薬液が吐出される。
【０００３】
なお、液体供給システムとしては、ほかに、例えば下記特許文献１記載のものもある。
【特許文献１】特開平８−１８２９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記薬液供給システムにあっては、各シリンジポンプの製造時の構造上の個体差や、経年変化、更にはピストン位置毎の吐出特性の相違等に起因して、吐出される液体の圧力を常時一定とすることが困難であることが発明者らによって見出されている。
【０００５】
なお、上記システムに限らず、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によってポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、ピストンの位置を検出する位置検出手段とを備えるものにあっては、吐出される液体の圧力を所望に制御することが困難なこうした実情も概ね共通したものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によってポンプのピストンを変位させるアクチュエータとを備えるものにあって、吐出する液体の圧力をより高精度に制御することのできる液体供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
手段１記載の発明は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によって前記ポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記アクチュエータを操作することで、前記ポンプから吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、前記アクチュエータの操作量と前記ポンプの吐出する液体の圧力とについてのアクチュエータ固有の関係情報であって且つ前記ポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、前記ポンプの吐出する液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記アクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記発明では、ピストン位置毎にアクチュエータの操作量とポンプの吐出する液体の圧力との関係情報を用いることで、操作量が同一であるときにポンプの吐出する液体の圧力がピストン位置に応じて変動したとしても、関係情報を用いてこれを補償することができる。このため、ピストン位置にかかわらずポンプから吐出される液体の圧力を所望に制御することができる。
【００１０】
なお、手段１記載の発明は、前記関係情報として前記記憶手段に記憶されるデータには、前記ポンプの吐出する液体の圧力と操作量との関係についての予め作成されたテーブルデータが含まれることを特徴としてもよい。
【００１１】
更に、手段１記載の発明は、前記ポンプから吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記ポンプの吐出する液体の圧力と前記アクチュエータの操作量とについての前記位置検出手段の検出値毎の関係情報を学習する学習手段とを更に備えることを特徴としてもよい。
【００１２】
手段２記載の発明は、ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行う複数のポンプと、圧縮流体によって前記複数のポンプのそれぞれのピストンを変位させる複数のアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記複数のアクチュエータを操作することで、前記複数のポンプの吐出口の合流部を介して吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについての各アクチュエータ固有の関係情報であって且つ該当するポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、前記合流部を介して吐出される液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明では、ピストン位置毎にアクチュエータの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力との関係情報を用いることで、操作量が同一であるときにポンプの吐出する液体の圧力がピストン位置に応じて変動したとしても、関係情報を用いてこれを補償することができる。このため、ピストン位置にかかわらず単一のポンプから吐出される液体の圧力を所望に制御することができる。更に、関係情報として、複数のアクチュエータのそれぞれに固有の情報を記憶することで、この関係情報を用いてアクチュエータ間の個体差等の影響をも補償することができる。このため、上記合流部から吐出する液体の圧力をより高精度に制御することができる。
【００１４】
手段３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記関係情報として前記記憶手段に記憶されるデータには、前記各ポンプの吐出する液体の圧力と操作量との関係についての予め作成されたテーブルデータが含まれることを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、予めテーブルデータを作成するために、当該システムとは独立してポンプを動作させたときの液体の圧力の検出値を用いてテーブルデータを作成するができる等、その作成を簡易に行うことができる。また、当該システムによる吐出開始直後から関係情報を用いることができるため、吐出開始直後から圧力を高精度に制御することができる。
【００１６】
手段４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記複数のポンプのいずれか一つのみが吐出動作を行う期間において、該いずれか１つのポンプの吐出する液体の圧力と該当するアクチュエータの操作量とについての前記位置検出手段の検出値毎の関係情報を学習する学習手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、学習手段を備えることで、たとえ上記関係情報を予め取得しておかなかったとしても、関係情報を取得しこれに基づきアクチュエータを操作することが可能となる。また、上記関係情報を予め取得しておいた場合、ポンプやアクチュエータの経年変化によって取得した関係情報が変化したり、環境変化によって取得した関係情報が変化したりする際に、これを更新することができる。
【００１８】
なお、手段４記載の発明は、前記学習手段は、前記いずれか１つのポンプの吐出する液体の圧力と該当するアクチュエータの操作量とについての前記ピストンの所定位置間隔毎の関係情報を学習するものであって且つ、隣接するピストン位置同士における前記学習された関係情報の相違の度合いに応じて前記所定位置間隔を可変設定する手段を備えることを特徴としてもよい。
【００１９】
これにより、所定位置間隔を、圧力制御を高精度に行うために適切な値に自動的に調節することができる。
【００２０】
手段５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出値を前記目標値に追従させるべく、前記複数のアクチュエータの操作量をフィードバック補正する補正手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２１】
上記関係情報に基づくアクチュエータの操作によれば、吐出される液体の圧力をフィードフォワード制御することができるため、吐出圧力を所望の圧力に迅速に制御することができる。しかし、フィードフォワード制御は応答性が高い反面、操作対象等の経年変化や、環境変化等に対するロバスト性が低い。この点、上記発明では、フィードバック制御を併用することで、操作対象等の経年変化や、環境変化等に好適に対処することができる。
【００２２】
手段６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記補正手段は、前記アクチュエータのうちのいずれか１つがピストンの所定位置において前記目標値を実現するための操作量である基本操作量を補正するものであり、前記設定手段は、前記基本操作量を、前記位置検出手段の検出値及び前記関係情報に基づき補正することで前記アクチュエータの操作量を設定することを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、フィードバック補正の補正対象を、いずれか１つのアクチュエータのピストン所定位置において目標値を実現するための操作量である基本操作量として一元化する。このため、複数のアクチュエータの操作量を、簡易にフィードバック補正することができる。
【００２４】
手段７記載の発明は、請求項２〜６のいずれかに記載の発明において、前記関係情報は、前記アクチュエータの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについてのピストンの所定位置における関係情報と、前記アクチュエータの操作量に対する前記所定位置の液体の圧力とピストン位置毎の液体の圧力との異同に関する情報とを含み、前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出結果に基づき前記所定位置における関係情報を補正する手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、所定位置における関係情報を補正することで、アクチュエータの操作量に対する液体の圧力についてのピストン位置毎の全ての情報を簡易的に補正することができる。すなわち、所定位置における関係情報が補正されると、上記異同に関する情報を用いて、アクチュエータの操作量に対する液体の圧力についてのピストン位置毎の全ての情報が間接的に補正されることとなる。
【００２６】
手段８記載の発明は、請求項２〜７のいずれかに記載の発明において、前記複数のポンプのうち吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、いずれか１つのポンプの吐出期間において、残りの少なくとも１つのポンプの吸入期間を設けることができる。このため、システム全体としては、常時少なくとも１つのポンプによって液体を吐出させることができる。このため、途切れることなく連続的に液体を吐出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる液体供給システムを高速液体クロマトグラフィに適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１に、本実施形態にかかる液体供給システムの全体構成を示す。
【００３０】
図１では、２つのポンプ装置が設けられている（便宜上、これらを第１ポンプ装置Ｐ１、第２ポンプ装置Ｐ２という）。これら各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２は主要な構成としてそれぞれ液体を吸入及び吐出するためのシリンジポンプ１１，３１と、該シリンジポンプ１１，３１を駆動するための空圧式の駆動シリンダ２１，４１とを備えている。各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２は同様の構成を有するものであるため、以下では第１ポンプ装置Ｐ１について構成を詳述する。
【００３１】
第１ポンプ装置Ｐ１において、シリンジポンプ１１は往復動可能なピストン１２を有している。ピストン１２によってポンプ室１３が区画形成されており、ピストン１２の位置に応じてポンプ室１３の容積が可変とされる。ポンプ室１３には液体通路１４が接続されている。液体通路１４は二方に分岐され、一方の分岐通路である吸入側通路１４ａには液体タンク５１が接続されている。吸入側通路１４ａには、液体タンク５１側からポンプ室１３側へと進む方向を順方向とする逆止弁１５が設けられている。液体タンク５１には検査対象となる液体が貯留されており、同タンク５１内の液体は、図示しないポンプにより汲み上げられ、逆止弁１５を介してポンプ室１３に吸入されるようになっている。
【００３２】
また、液体通路１４の他方の分岐通路は吐出側通路１４ｂとなっており、その途中には、ポンプ室１３側から吐出口５２側へと進む方向を順方向とする逆止弁１６が設けられている。吐出側通路１４ｂの最下流部には圧力計５３と可変絞り５４とが設けられている。
【００３３】
なお、シリンジポンプ１１に設けられる液体通路の他の構成として、シリンジポンプ１１に吸入用及び吐出用の２つのポートを設けるとともに、それら各ポートに個別の液体通路を設ける構成とすることも可能である。この場合、吸入用及び吐出用の各液体通路にそれぞれ逆止弁又は流量制御弁が設けられる。
【００３４】
上記駆動シリンダ２１のシリンダケース２２には、ロッド部１７を介して上記ピストン１２と連結されたピストン２３が収容されている。ピストン２３は、シリンダケース２２内をその軸方向に往復動可能となっている。ピストン２３によってシリンダケース２２内が２つの圧力室２４，２５に区画されている。このうち一方の圧力室２４はロッド部１７側に設けられる閉空間であり、以下これを「ロッド側圧力室２４」と言う。また、他方の圧力室２５はその逆側に設けられる閉空間であり、以下これを「ヘッド側圧力室２５」と言う。なお、説明の便宜上、ピストン２３の変位におけるロッド部１７側の限界位置を「トップ点」、逆側の限界位置を「ボトム点」と言い、ピストン２３がトップ点側に変位することを「上動」、ボトム点側に変位することを「下動」とも言うこととする。
【００３５】
上記駆動シリンダ２１のピストン２３が変位すると、それに連動してシリンジポンプ１１のピストン１２が変位する。ここで、シリンジポンプ１１と駆動シリンダ２１とでは、各ピストン１２，２３の受圧面積が相違している。本実施の形態では、「シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積＜駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積」となっており、駆動シリンダ２１の作動時には、そのピストン面積比（＝駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積／シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積）に応じてシリンジポンプ１１の液体吐出圧力が加圧される。この場合、上記面積比により決まる加圧の度合と駆動シリンダ２１側圧力とによって、シリンジポンプ１１での液体吐出圧力が決定されるようになっている。なお、「シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積＞駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積」として構成することも可能であり、かかる構成においては、駆動シリンダ２１の作動時に、そのピストン面積比（＝シリンジポンプ１１側のピストン１２の受圧面積／駆動シリンダ２１側のピストン２３の受圧面積）に応じてシリンジポンプ１１の液体吐出圧力が減圧される。
【００３６】
上記ロッド部１７は、実際には、各ピストン１２，２３の各別のロッド部からなり、これらの接続点には浮動ジョイント機構２７が設けられている。この浮動ジョイント機構２７により両ピストン１２，２３のコジリ等が防止されるようになっている（ただし、同浮動ジョイント機構を省略することも可能である）。
【００３７】
電空レギュレータＲＧ１，ＲＧ２は駆動シリンダ２１の駆動装置を構成するものであり、これら各電空レギュレータＲＧ１，ＲＧ２にはそれぞれ、空圧源５５よりエア通路５６を通じて加圧エアが供給される。一方の電空レギュレータＲＧ１は駆動シリンダ２１のロッド側圧力室２４に接続され、電空レギュレータＲＧ１によってロッド側圧力室２４内の圧力が調節される。また、他方の電空レギュレータＲＧ２は駆動シリンダ２１のヘッド側圧力室２５に接続され、電空レギュレータＲＧ２によってヘッド側圧力室２５内の圧力が調節される。このとき、ロッド側圧力室２４内の圧力がヘッド側圧力室２５内の圧力を上回るとピストン２３がボトム点側に変位し（下動し）、逆にヘッド側圧力室２５内の圧力がロッド側圧力室２４内の圧力を上回るとピストン２３がトップ点側に変位する（上動する）。
【００３８】
上記ピストン１２及びピストン２３を接続するロッド部１７には、ロッド部１７との連結箇所を通じてピストン１２の位置を検出するポテンショメータ２６が設けられている。
【００３９】
第２ポンプ装置Ｐ２は第１ポンプ装置Ｐ１と同様の構成を有するため、簡単に説明する。第２ポンプ装置Ｐ２において、シリンジポンプ３１は往復動可能なピストン３２を有しており、ピストン３２によってポンプ室３３が区画形成されている。ポンプ室３３には液体通路３４が接続されており、吸入側通路３４ａ及び逆止弁３５を介して液体タンク５１からポンプ室３３に液体が吸入されるとともに、逆止弁３６及び吐出側通路３４ｂを介して液体が吐出口５２側に吐出される。
【００４０】
また、駆動シリンダ４１内は、ピストン４３によってシリンダケース４２内がロッド側圧力室４４とヘッド側圧力室４５とに区画されている。駆動シリンダ４１のピストン４３とシリンジポンプ３１のピストン３２とはロッド部３７によって連結されており、駆動シリンダ４１のピストン４３が変位すると、それに連動してシリンジポンプ３１のピストン３２が変位する。なお、ロッド部３７は、実際には、各ピストン３２，４３の各別のロッド部からなり、これらの接続点には浮動ジョイント機構４７が設けられている。
【００４１】
電空レギュレータＲＧ３，ＲＧ４は駆動シリンダ４１の駆動装置を構成するものであり、これら各電空レギュレータＲＧ３，ＲＧ４にはそれぞれ空圧源５５より加圧エアが供給される。一方の電空レギュレータＲＧ３は駆動シリンダ４１のロッド側圧力室４４に接続され、電空レギュレータＲＧ３によってロッド側圧力室４４内の圧力が調節される。また、他方の電空レギュレータＲＧ４は駆動シリンダ４１のヘッド側圧力室４５に接続され、電空レギュレータＲＧ４によってヘッド側圧力室４５内の圧力が調節される。
【００４２】
上記ロッド部３７には、ロッド部３７との連結箇所を通じてピストン３２の位置を検出するポテンショメータ４６が設けられている。
【００４３】
制御装置６０は、ＣＰＵ６２や不揮発性メモリ６４等を備えて構成されており、ポテンショメータ２６，４６から検出信号が入力される。制御装置６０は、ポテンショメータ２６，４６の検出値に応じて各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２の電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４に対して操作信号を出力することで、駆動シリンダ２１，４１を操作する。このとき、各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２の電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４の操作によって、空圧源５５から駆動シリンダ２１，４１に供給されるエア圧力の切替が順次行われ、それに伴い両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２による液体の連続吐出が実現されるようになっている。
【００４４】
次に、本実施形態にかかる液体吐出の様子を図２のタイムチャートを用いて説明する。詳しくは、図２（ａ）は、液体の吐出圧力の推移を示す。図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、第１ポンプ装置Ｐ１について、駆動シリンダ２１のロッド側圧力（電空レギュレータＲＧ１の操作圧力）の推移、シリンジポンプ１１のピストン１２の位置、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力（電空レギュレータＲＧ２の操作圧力）の推移をそれぞれ示す。また、図２（ｅ）〜図２（ｇ）は、第２ポンプ装置Ｐ２について、駆動シリンダ４１のロッド側圧力（電空レギュレータＲＧ３の操作圧力）の推移、シリンジポンプ３１のピストン３２の位置、駆動シリンダ４１のヘッド側圧力（電空レギュレータＲＧ４の操作圧力）の推移をそれぞれ示す。
【００４５】
図２では、各ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２の初期状態として各駆動シリンダ２１，４１のピストン２３，４３がボトム点にある場合を想定しており、各シリンジポンプ１１，３１では、ポンプ室１３，３３の容積が最大となり同ポンプ室１３，３３内に液体が吸入された状態となっている。本例は、液体吐出の開始に伴い先に第１ポンプ装置Ｐ１により液体吐出が開始されるともに、その後は両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２にて交互に液体吐出が行われるようになっている。ただし、制御開始の初期状態は任意である。
【００４６】
さてタイミングａでは、第１ポンプ装置Ｐ１側において電空レギュレータＲＧ２が操作され、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が上昇する。これにより、駆動シリンダ２１のピストン２３が上動し始め、シリンジポンプ１１では、ポンプ室１３内の液体がピストン面積比分加圧され、加圧された液体がポンプ室１３から吐出される。タイミングｂでは、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が所定圧力に達することに伴い、液体の吐出圧力が目標圧力（例えば１５ＭＰａ）に達する。
【００４７】
その後、シリンジポンプ１１の吐出期間においてピストン１２が所定量変位したタイミングｃでは、第２ポンプ装置Ｐ２側において電空レギュレータＲＧ４が操作され、駆動シリンダ４１のヘッド側圧力が徐々に上昇する。タイミングｄでは、駆動シリンダ４１のヘッド側圧力が所定圧力に達することに伴い、駆動シリンダ４１のピストン４３が上動し始める。すると、第２ポンプ装置Ｐ２側のシリンジポンプ３１では、ポンプ室３３内の液体がピストン面積比分加圧され、加圧された液体がポンプ室３３から吐出される。つまり、タイミングｄ〜ｅの期間では、両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２による液体吐出が重複して行われる。
【００４８】
その後、タイミングｅでは、第１ポンプ装置Ｐ１側において、電空レギュレータＲＧ１の操作により駆動シリンダ２１のロッド側圧力が徐々に上昇するとともに、電空レギュレータＲＧ２の操作により駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が徐々に下降する。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１側において駆動シリンダ２１のピストン２３が下動し始め、それに伴うシリンジポンプ１１のピストン１２の動作によりポンプ室１３への液体吸入が開始される。タイミングｅの後、第２ポンプ装置Ｐ２側のシリンジポンプ３１によってのみ液体の吐出が行われる。
【００４９】
その後、シリンジポンプ１１の吸入期間においてピストン１２が所定量変位したタイミングｆでは、電空レギュレータＲＧ１の操作により駆動シリンダ２１のロッド側圧力が徐々に下降する。
【００５０】
タイミングｇでは、第１ポンプ装置Ｐ１側において電空レギュレータＲＧ２が操作され、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が徐々に上昇する。タイミングｈでは、駆動シリンダ２１のヘッド側圧力が所定圧力に達することに伴い、駆動シリンダ２１のピストン２３が上動し始める。すると、第１ポンプ装置Ｐ１側のシリンジポンプ１１では、ポンプ室１３内の液体がピストン面積比分加圧され、加圧された液体がポンプ室１３から吐出される。つまり、タイミングｈ〜ｉの期間では、両ポンプ装置Ｐ１，Ｐ２による液体吐出が重複して行われる。
【００５１】
その後、シリンジポンプ３１の吐出期間においてピストン３２が所定量変位したタイミングｉでは、第２ポンプ装置Ｐ２側において、電空レギュレータＲＧ３の操作により駆動シリンダ４１のロッド側圧力が徐々に上昇するとともに、電空レギュレータＲＧ４の操作により駆動シリンダ４１のヘッド側圧力が徐々に下降する。これにより、第２ポンプ装置Ｐ２側において駆動シリンダ４１のピストン４３が下動し始め、それに伴うシリンジポンプ３１のピストン３２の動作によりポンプ室３３への液体吸入が開始される。タイミングｉの後、第１ポンプ装置Ｐ１側のシリンジポンプ１１によってのみ液体の吐出が行われる。
【００５２】
以降、第１ポンプ装置Ｐ１側での液体吐出と第２ポンプ装置Ｐ２側での液体吐出とが繰り返し行われる。
【００５３】
上記電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４の操作信号は、シリンジポンプ１１，３１のポンプ室１３，３３内の圧力の指令値に応じて一義的に定まっている。このため、圧力指令値を設定することで、電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４を操作することができる。ただし、電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４を所定の指令値にて操作したときのシリンジポンプ１１，３１から吐出される液体の圧力は、シリンジポンプ１１，３１の個体差や経年変化、当該システムのおかれる環境（温度等）、更には、ピストン１２，３２の位置に応じて変化し得る。このため、電空レギュレータＲＧ１〜ＲＧ４を同一の指令値にて操作したとしても、吐出される液体の圧力は一義的に定まらない懸念がある。そこで本実施形態では、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のそれぞれについて、指令値と実際の吐出圧力との比（増幅率）をピストン１２，３２の位置毎に計測して予めテーブルデータとして不揮発性メモリ６４に記憶しておく。そして、このテーブルデータを用いて指令値（第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のアクチュエータ操作量）を設定することで、吐出圧の変動を補償する。
【００５４】
図３（ａ）に、第１ポンプ装置Ｐ１の上記テーブルデータを示し、図３（ｂ）に、第２ポンプ装置Ｐ２の上記テーブルデータを示す。本実施形態では、シリンジポンプ１１，３１内でのピストン１２，３２のストロークを「１５ｍｍ」としている。そして、上記テーブルデータは、指令値に対する実際の吐出圧の比（増幅率）についてのピストン１２，３２の位置がストロークの中間位置、すなわち「７．５ｍｍ」変位した位置における計測値（基本増幅率）を含んでいる。更に、シリンジポンプ１１のピストン１２の位置及びシリンジポンプ３１のピストン３２の位置について、「０．５ｍｍ」毎に、指令値に対する実際の吐出圧である増幅率の計測値を上記基本増幅率で除算したものである増幅率比Ｘ１，Ｘ２を含んでいる。
【００５５】
これにより、吐出圧を目標圧力に制御する際には、まず基本増幅率Ｇ１，Ｇ２にて目標圧力を除算し、これを、ピストン１２，３２の現在の位置に対応する増幅率比Ｘ１，Ｘ２で除算した値を、圧力の指令値として設定すればよいこととなる。図４に、目標圧力を「１５ＭＰａ」としたときの、各ピストン位置での指令値（操作量）を示す。詳しくは、図４（ａ）は、第１ポンプ装置Ｐ１の操作量を示し、図４（ｂ）は、第２ポンプ装置Ｐ２の操作量を示す。
【００５６】
図示されるように、目標値の「１５ＭＰａ」を先の図３に示した各基本増幅率Ｇ１，Ｇ２で除算することで、基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を算出することができる。この基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２は、ピストン位置Ｓ１，Ｓ２が「７．５ｍｍ」であるときの操作量となっている。そして、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２の操作量は、基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２でそれぞれ除算することで算出される。
【００５７】
上記態様にて操作量を決定するなら、第１ポンプ装置Ｐ１、第２ポンプ装置Ｐ２の製造時の個体差や、ピストン１２，３２の位置毎の吐出特性を補償しつつ吐出圧をフィードフォワード制御することができる。ただし、第１ポンプ装置Ｐ１、第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化によってその吐出特性が変化したり、これらのおかれた環境によって吐出特性が変化したりする場合には、上記フィードフォワード制御によっては吐出圧を適切に制御することができないおそれがある。そこで、本実施形態では、圧力計５３の検出値と目標値との差に基づく吐出圧のフィードバック制御をも併せ行う。以下、これについて詳述する。
【００５８】
図１０に、本実施形態にかかる吐出圧の制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置６０によって、例えば所定周期で繰り替えし実行される。
【００５９】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、当該システムに対して吐出開始指令が出されているか否かを判断する。この処理は、外部より制御装置６０に入力される指令信号の有無の判断として行うことができる。吐出開始指令が出されていると判断されるときには、ステップＳ１２において、第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１を読み出す。続くステップＳ１４においては、目標圧力を基本増幅率Ｇ１で除算することで第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１を算出する。続くステップＳ１６においては、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２を用いた圧力制御を開始する。圧力制御は、吐出停止指令が出されるまで行われる（ステップＳ１８：ＹＥＳ）。
【００６０】
そして、吐出停止指令が出されると、ステップＳ２０において、第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の基本増幅率Ｇ２を先の図１に示した不揮発性メモリ６４に記憶させる。この処理は、後述するように、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２が、圧力制御中に更新されることがあるために行われるものである。このため、更新された基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を次回使用するために、これらを不揮発性メモリ６４に記憶する。なお、実際には、不揮発性メモリ６４を、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及び電気的書き換え可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を備えて構成し、図３に示した基本増幅率Ｇ１，Ｇ２についてはＲＯＭに、また、更新された基本増幅率Ｇ１，Ｇ２については、ＥＥＰＲＯＭにそれぞれ記憶させることが望ましい。これにより、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２が不適切な値に更新された場合であっても、もともとのデータをＲＯＭ内に保持することができる。
【００６１】
なお、上記ステップＳ１０において否定判断されるときや、ステップＳ２０の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００６２】
図６に、上記ステップＳ１６の処理のうち、特に第１ポンプ装置Ｐ１の吐出処理の手順を示す。
【００６３】
この一連の処理では、まずステップＳ３０において、第１ポンプ装置Ｐ１の吐出期間であるか否かを判断する。そして、第１ポンプ装置Ｐ１の吐出期間であると判断されるときには、ステップＳ３２において、第１ポンプ装置Ｐ１のピストン位置Ｓ１（ポテンショメータ２６による検出値）を取得する。続くステップＳ３４では、第１ポンプ装置Ｐ１の最終操作量ＭＶ１を算出する。最終操作量ＭＶ１は、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１をピストン位置Ｓ１における増幅率比Ｘ１で除算することで算出される。なお、ピストン位置Ｓ１が先の図３に示したテーブルデータの値と一致しない場合には、補間演算を行うことで増幅率比Ｘ１を算出する。
【００６４】
続くステップＳ３６では、目標圧力Ｐｔと、圧力計５３による圧力検出値Ｐｒとを取得する。そしてステップＳ３８においては、ピストン位置Ｓ１がそのストロークの中間、すなわち、「７．５ｍｍ」であるか否かを判断する。そして、ステップＳ３８において肯定判断されるときには、ステップＳ４０において、圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの差の絶対値が閾値α以下であるか否かを判断する。この処理は、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従しているか否かを判断するものである。上記閾値αは、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従して定常状態が実現されているときに圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの間に生じ得る差に応じて設定されている。
【００６５】
そして、閾値α以下であると判断されるときには、圧力検出値Ｐｒが目標圧力Ｐｔに追従しているため、このときの実際の増幅率は、基本増幅率Ｇ１としての最新の値として信頼性の高いものであると考えられる。このため、ステップＳ４２において第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１を更新する。この処理は、現在の最終操作量ＭＶ１と圧力検出値Ｐｒとに基づき基本増幅率Ｇ１を算出することで行われる。
【００６６】
一方、上記ステップＳ３８において否定判断されるときには、ステップＳ４４において、第１ポンプ装置Ｐ１の吐出期間のうちの初期の期間であるか否かを判断する。この処理は、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の吐出期間が互いにオーバーラップしているか否かを判断するものである。そして、ステップＳ４４において否定判断されるときや、ステップＳ４０において否定判断されるとき、更にはステップＳ４２の処理が完了するときには、オーバーラップ期間でないことから、ステップＳ４６に移行する。ステップＳ４６においては、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差に基づくフィードバック補正量を算出する。ここでは、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差にゲインを乗算したものを補正量ＦＭＶとしてもよい。また、差にゲインを乗算したものと差の微分値にゲインを乗算したものとの和を補正量ＦＭＶとしてもよい。
【００６７】
続くステップＳ４８では、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１を補正量ＦＭＶで補正する。
【００６８】
なお、上記ステップＳ３０において否定判断されるときや、ステップＳ４４において肯定判断されるとき、更にはステップＳ４８の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００６９】
図７に、上記ステップＳ１６の処理のうち、特に第２ポンプ装置Ｐ２の吐出処理の手順を示す。なお、図７において、先の図６に示した処理と対応する処理は、ステップ番号が「２０」異なるものとなっている。
【００７０】
この一連の処理では、まずステップＳ５０において、第２ポンプ装置Ｐ２の吐出期間であるか否かを判断する。この処理は、先の図６のステップＳ３０と対応するものである。そして、ステップＳ５０において肯定判断されるときには、ステップＳ５１において、第２ポンプ装置Ｐ２の基本操作量ＢＭＶ２を算出する。ここでは、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１に、第２ポンプ装置Ｐ２の基本増幅率Ｇ２に対する第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１の比を乗算することで、第２ポンプ装置Ｐ２の基本操作量ＢＭＶ２を算出する。
【００７１】
続くステップＳ５２では、第２ポンプ装置Ｐ２のピストン位置Ｓ２（ポテンショメータ４６による検出値）を取得する。続くステップＳ５４では、第２ポンプ装置Ｐ２の最終操作量ＭＶ２を算出する。最終操作量ＭＶ２は、第２ポンプ装置Ｐ２の基本操作量ＢＭＶ２をピストン位置Ｓ２における増幅率比Ｘ２で除算することで算出される。
【００７２】
続くステップＳ５６においては、目標圧力Ｐｔ及び圧力検出値Ｐｒを取得する。そして、ステップＳ５８においては、第２ポンプ装置Ｐ２のピストン位置Ｓ２がストロークの中間であるか否かを判断する。そして、ステップＳ５８において肯定判断されるときには、ステップＳ６０において、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差の絶対値が閾値α以下であるか否かを判断する。この処理は、先の図６のステップＳ４０と同趣旨である。そして、閾値α以下であると判断されるときには、ステップＳ６２において、基本増幅率Ｇ２を更新するとともに、基本操作量ＢＭＶ１を更新する。ここで、基本増幅率Ｇ２を更新する処理については、先の図６のステップＳ４２の処理と同様である。また、基本操作量ＢＭＶ１を更新する処理は、現在の最終操作量ＭＶ２に、第１ポンプ装置Ｐ１の基本増幅率Ｇ１に対する更新された基本増幅率Ｇ２の比を乗算することで行うことができる。
【００７３】
一方、ステップＳ５８において否定判断されるときには、ステップＳ６４において第２ポンプ装置Ｐ２の吐出期間の初期であるか否かを判断する。この処理は、先の図６のステップＳ４４と対応する。そして、ステップＳ６０、Ｓ６４において否定判断されるときや、ステップＳ６２の処理が完了するときには、ステップＳ６６において補正量ＦＭＶを算出し、ステップＳ６８において第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１を補正する。ちなみに、ステップＳ６６における補正量ＦＭＶの算出ゲインと、先の図６のステップＳ４６における補正量ＦＭＶの算出ゲインとを、各別に設定してもよい。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の各吐出特性の相違に応じて、それぞれ適切な値にゲインを設定することができる。
【００７４】
なお、上記ステップＳ５０において否定判断されるときや、ステップＳ６４において肯定判断されるとき、更にステップＳ６８の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００７５】
上記一連の処理では、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のいずれの吐出期間であるか否かにかかわらず、フィードバック制御の補正対象パラメータを、第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１に一元化している。このため、フィードバック制御を簡易に行うことができるとともに、フィードバック制御の連続性を保つことができる。特に、フィードフォワード制御の制御誤差の生じる要因としては、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のおかれた環境（温度等）の影響が大きいため、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２間で主な要因が一致している。このため、フィードフォワード制御の制御誤差を補償するフィードバック補正量ＦＭＶとして、これら第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２間で同一の値を用いることでその値を適切なものとすることができると考えられる。
【００７６】
また、上記一連の処理では、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を更新することで、第１ポンプ装置Ｐ１や第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化によってその吐出特性が変化したとしても、この変化を基本増幅率Ｇ１，Ｇ２の変化として簡易に学習することができる。そして、これら基本増幅率Ｇ１，Ｇ２に基づき算出される基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２によって除算することで最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２を算出することで、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２における吐出特性の変化を簡易に補償することができる。しかも、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２は、第１ポンプ装置Ｐ１による吐出及び第２ポンプ装置Ｐ２による吐出の１周期で更新可能であるため、迅速な対応が可能となる。
【００７７】
ちなみに、シリンジポンプを複数備えてこれらの吐出口を逆止弁等を介して接続する場合において、各シリンジポンプの吐出圧を逆止弁の上流側で各別に監視すると、逆止弁の上流及び下流間で圧力差が生じ得るために、吐出圧に制御誤差が生じやすい。これに対し、本実施形態では、上記フィードバック制御や基本増幅率Ｇ１，Ｇ２の学習補正を、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の吐出口の合流部に設けられた単一の圧力計５３を用いて行うことで、合流部５２の吐出圧を高精度に制御することができる。
【００７８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７９】
（１）吐出する液体の圧力を目標圧力に制御すべく、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２毎の固有の吐出特性に基づき、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２における最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２を設定した。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の個体差等の影響を補償することができ、ひいては、液体の圧力をより高精度に制御することができる。
【００８０】
（２）先の図３に示したテーブルデータを備えた。これにより、当該システムによる吐出開始直後から関係情報を用いることができるため、吐出開始直後から圧力を高精度に制御することができる。
【００８１】
（３）圧力検出値Ｐｒの目標圧力Ｐｔへのフィードバック制御を併用した。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化や、環境変化等に好適に対処することができる。
【００８２】
（４）フィードバック補正対象となるパラメータを第１ポンプ装置Ｐ１の基本操作量ＢＭＶ１にて一元化した。このため、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の操作量を、簡易にフィードバック補正することができる。
【００８３】
（５）第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のピストンの所定位置における増幅率（基本増幅率Ｇ１，Ｇ２）と、同基本増幅率Ｇ１，Ｇ２に対する各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２における増幅率の比（増幅率比Ｘ１，Ｘ２）とをテーブルデータとして記憶し、基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を学習補正した。これにより、各ピストン位置Ｓ１，Ｓ２毎の全ての増幅率を簡易的に補正することができる。
【００８４】
（６）第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のうち吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させた。これにより、途切れることなく連続的に液体を吐出させることができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８６】
本実施形態では、増幅率比Ｘ１，Ｘ２をも更新する処理を行う。図８に、増幅率比Ｘ１，Ｘ２の更新処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００８７】
この一連の処理では、まずステップＳ７０において、目標圧力Ｐｔと圧力検出値Ｐｒとの差の絶対値が閾値β以下であるか否かを判断する。この処理は、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従しているか否かを判断するものである。そして、安定していると判断されるときには、ステップＳ７２において、ピストン位置Ｓ１，Ｓ２を検出する。続くステップＳ７４においては、第１ポンプ装置Ｐ１の単独吐出期間であるか否かを判断する。そして、第１ポンプ装置Ｐ１の単独吐出期間であるときには、ステップＳ７６において、第１ポンプ装置Ｓ７４の現在のピストン位置Ｓ１における増幅率比Ｘ１を更新する。
【００８８】
すなわち、ステップＳ７４において肯定判断されるときには、第１ポンプ装置Ｐ１単独で実際の圧力を目標圧力Ｐｔに追従させている状況にあると考えられる。このため、このときに算出される増幅率比Ｘ１が先の図３に示した増幅率比Ｘ１と異なる場合には、第１ポンプ装置Ｐ１の経年変化等による吐出特性の変化が生じていることを意味している。このため、現在の第１ポンプ装置Ｐ１の吐出特性をより高精度に表現する増幅率比Ｘ１とするために、増幅率比Ｘ１を更新する。ここで、第１ポンプ装置Ｐ１の増幅率比Ｘ１の更新は、ピストン位置Ｓ１が先の図３のテーブルデータに定義された位置であるときにおける圧力検出値Ｐｒによってそのときの基本操作量ＢＭＶ１を除算した値を更新値とすることで行うことができる。
【００８９】
一方、ステップＳ７４において否定判断されるときには、ステップＳ７８において第２ポンプ装置Ｐ２の単独吐出期間であるか否かを判断する。そして第２ポンプ装置Ｐ２の単独吐出期間であると判断されるときには、ステップＳ８０において、現在のピストン位置Ｓ２における第２ポンプ装置Ｐ２の増幅率比Ｘ２を更新する。この処理は、上記ステップ
Ｓ７６の処理と同一趣旨であり、且つ同様にしてなされる処理である。なお、上記ステップＳ７０、Ｓ７８において否定判断されるときや、ステップＳ７６、Ｓ８０の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００９０】
なお、実際には、不揮発性メモリ６４を、ＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭを備えて構成し、先の図３に示した増幅率比Ｘ１，Ｘ２についてはＲＯＭに、また、更新された増幅率比Ｘ１，Ｘ２については、ＥＥＰＲＯＭにそれぞれ記憶させることが望ましい。これにより、増幅率比Ｘ１，Ｘ２が不適切な値に更新された場合であっても、もともとのデータをＲＯＭ内に保持することができる。
【００９１】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（６）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９２】
（７）第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２のいずれか１つのみが吐出動作を行う期間において、その増幅率比Ｘ１，Ｘ２を更新した。これにより、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化や環境変化に起因して取得したテーブルデータの増幅率比Ｘ１，Ｘ２が真の値からずれる際に、これを更新することができる。
【００９３】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９４】
本実施形態では、更新される増幅率比Ｘ１，Ｘ２が隣接するピストン位置間で大きく異なるときには、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を更新するピストン位置間隔を縮小する処理を行う。図９に、増幅率比Ｘ１，Ｘ２の更新処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００９５】
この一連の処理では、まずステップＳ９０において、第１ポンプ装置Ｐ１の増幅率比Ｘ１｛Ｓ１（ｎ）｝又は第２ポンプ装置Ｐ２の増幅率比Ｘ２｛Ｓ２（ｎ）｝が更新されたか否かを判断する。そして、更新されたと判断されるときには、更新された増幅率比Ｘ１｛Ｓ１（ｎ）｝と隣接する増幅率比Ｘ１｛Ｓ１（ｎ−１）｝、Ｘ１｛Ｓ１（ｎ＋１）｝との差の絶対値、又は更新された増幅率比Ｘ２｛Ｓ２（ｎ）｝と隣接する増幅率比Ｘ２｛Ｓ２（ｎ−１）｝、Ｘ２｛Ｓ２（ｎ＋１）｝との差の絶対値が所定値ε以上であるか否かを判断する。この処理は、先の図３に示した増幅率比Ｘ２の定義されるピストン位置間隔（ここでは、「５ｍｍ」）では、ピストン位置の変化に対する吐出特性の変化を好適に補償するフィードフォワード制御をすることができないか否かを判断するものである。すなわち、所定値ε以上であるときには、上記ピストン位置間隔の間に吐出特性が大きく変化することから、ピストン位置間隔の間の位置における最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２を補間演算によって算出したのでは、その値を高精度に算出することが困難となり、上記フィードフォワード制御の精度が低下する懸念がある。
【００９６】
このため、所定値ε以上であると判断されるときには、ステップＳ９４において、更新するピストン位置間隔を（例えば「２．５ｍｍ」に）縮小する。なお、上記ステップＳ９０，Ｓ９２において否定判断されるときや、ステップＳ９４の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００９７】
以上説明した本実施形態によれば、先の第２の実施形態の上記（１）〜（６）の効果や先の第２の実施形態の上記（７）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９８】
（８）更新される増幅率比Ｘ１，Ｘ２が隣接するピストン位置間で大きく異なるとき、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を更新するピストン位置間隔を縮小する処理を行った。これにより、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を学習する間隔を、これに基づくフィードフォワード制御の精度を確保するために適切な値とすることができる。
【００９９】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１００】
・基本増幅率Ｇ１，Ｇ２は、ストロークの中間位置において定義するものに限らない。ただし、中間位置近傍の領域においては、最終操作量ＭＶ１，ＭＶ２に対する吐出圧が安定する傾向にあることに鑑みれば、中間位置近傍の領域において定義することが望ましい。
【０１０１】
・ピストン１２，３２の位置を検出する位置検出手段としては、ポテンショメータ２６，４６に限らない。例えば駆動シリンダ２１，４１のピストン２３，４３の位置を段階的に検出するリミットスイッチであってもよい。
【０１０２】
・更新される基本増幅率Ｇ１，Ｇ２や、増幅率比Ｘ１，Ｘ２が、更新前の値から大きく変化するときには、制御に異常が生じていると判断して外部（ユーザ）に警告するようにしてもよい。
【０１０３】
・フィードバック補正処理は、上記態様にて行うものに限らない。例えば基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２で除算した値に、フィードバック補正量を加算する構成としてもよい。この際、補正量は、例えば比例項、積分項及び微分項の和としてもよい。
【０１０４】
・上記各実施形態では、実際の吐出圧が目標圧力Ｐｔに追従しているか否かを、圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの差の絶対値が閾値α、β以下であるか否かによって判断したが、これに限らない。例えば圧力検出値Ｐｒと目標圧力Ｐｔとの差の絶対値が閾値α、β以下となる状態が所定時間（又は所定ピストン変位量）継続したか否かによって判断してもよい。更に、例えば上述したように基本操作量ＢＭＶ１，ＢＭＶ２を増幅率比Ｘ１，Ｘ２で除算した値に、フィードバック補正量を加算する構成とする場合、積分項の変化量が所定値以下であるときとしてもよい。
【０１０５】
・第２、第３の実施形態において、先の図６のステップＳ４０、Ｓ４２における基本増幅率Ｇ１の更新処理や、先の図７のステップＳ６０、Ｓ６２における基本増幅率Ｇ２の更新処理を省いてもよい。これによっても、先の図８の処理を行うことで、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化等に起因する吐出特性の変化を好適に補償することができる。
【０１０６】
・第２、第３の実施形態については、当該システムの構築前に予め先の図３に示したテーブルデータを作成しておかなくてもよい。この場合であれ、先の図８に示した処理によって、システムによる圧力制御の開始後に、テーブルデータを作成することができる。
【０１０７】
・先の図６のステップＳ４６、Ｓ４８のフィードバック補正処理や、先の図７のステップＳ６６、Ｓ６８のフィードバック補正処理については、これを行わなくてもよい。この場合であっても、先の図６のステップＳ４０、Ｓ４２における基本増幅率Ｇ１の更新処理や、先の図７のステップＳ６０、Ｓ６２における基本増幅率Ｇ２の更新処理、先の図８に示した処理を用いることで、第１ポンプ装置Ｐ１及び第２ポンプ装置Ｐ２の経年変化や環境変化等に起因する吐出特性の変化を好適に補償することができる。
【０１０８】
・液体供給システムとしては、シリンジポンプを２つ備えるものに限らず、３つ以上備えるものであってもよい。この場合であっても、吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させる設定とすることが望ましい。また、シリンジポンプを１つのみ備えるものにあっても、ピストン位置毎に吐出圧が異なる場合には、先の図３に例示したテーブルデータを備えたり、これを学習補正したりすることは有効である。
【０１０９】
・先の図３に示したテーブルデータを、異なる圧力指令値毎（例えば１５ＭＰａと３０ＭＰａ）に、各別に設けてもよい。これによれば、吐出特性が吐出圧力に応じて変化する場合であっても、吐出圧をより高精度に制御することができる。また、増幅率比Ｘ１，Ｘ２や基本増幅率Ｇ１，Ｇ２を、吐出圧力に応じて各別に更新してもよい。
【０１１０】
・第３の実施形態において、増幅率比Ｘ１，Ｘ２を定めるピストン位置間隔の可変設定は、全ての領域において同一の間隔で一律縮小するものに限らない。例えば変化の大きい領域だけ間隔を縮小してもよい。
【０１１１】
・液体供給システムとしては、高速液体クロマトグラフィに搭載されるものに限らない。例えば半導体製造工程において、半導体ウエハに所定量ずつ薬液を塗布する薬液供給システムに適用してもよい。なお、液体供給システムを、液体の流量を制御する装置に搭載する場合、ピストン１２，３２の変位量に基づき供給する液体流量を算出するようにしてもよい。これにより、液体の流量を検出するマスフローセンサ等を用いることなく、流量を検出することができる。また、これに代えて、マスフローセンサ等の流量検出手段を備える装置に適用するに際し、流量の検出値を目標値に制御すべく、目標圧力Ｐｔを操作してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】第１の実施形態にかかる液体供給システムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態にかかる液体の吐出処理の態様を示すタイムチャート。
【図３】同実施形態の備えるテーブルデータを示す図。
【図４】同実施形態にかかるフィードフォワード操作量の設定態様を例示する図。
【図５】同実施形態にかかる液体の吐出処理の手順を示す流れ図。
【図６】同実施形態にかかる第１ポンプ装置の吐出処理の手順を示す流れ図。
【図７】同実施形態にかかる第２ポンプ装置の吐出処理の手順を示す流れ図。
【図８】第２の実施形態にかかる第１ポンプ装置及び第２ポンプ装置の吐出特性の学習補正の処理手順を示す流れ図。
【図９】第３の実施形態にかかる増幅率比Ｘ１の設定間隔の変更処理の手順を示す流れ図。
【図１０】従来の液体供給システムの全体構成を示す図。
【符号の説明】
【０１１３】
１１、３１…シリンジポンプ、１２，３２…ピストン、２１，４１…駆動シリンダ、６０…制御装置、Ｐ１…第１ポンプ装置、Ｐ２…第２ポンプ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によって前記ポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記アクチュエータを操作することで、前記ポンプから吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、
前記アクチュエータの操作量と前記ポンプの吐出する液体の圧力とについてのアクチュエータ固有の関係情報であって且つ前記ポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、
前記ポンプの吐出する液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記アクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする液体供給システム。
【請求項２】
ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行う複数のポンプと、圧縮流体によって前記複数のポンプのそれぞれのピストンを変位させる複数のアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記複数のアクチュエータを操作することで、前記複数のポンプの吐出口の合流部を介して吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、
前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについての各アクチュエータ固有の関係情報であって且つ該当するポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、
前記合流部を介して吐出される液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする液体供給システム。
【請求項３】
前記関係情報として前記記憶手段に記憶されるデータには、前記各ポンプの吐出する液体の圧力と操作量との関係についての予め作成されたテーブルデータが含まれることを特徴とする請求項２記載の液体供給システム。
【請求項４】
前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記複数のポンプのいずれか一つのみが吐出動作を行う期間において、該いずれか１つのポンプの吐出する液体の圧力と該当するアクチュエータの操作量とについての前記位置検出手段の検出値毎の関係情報を学習する学習手段とを更に備えることを特徴とする請求項２又は３記載の液体供給システム。
【請求項５】
前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段の検出値を前記目標値に追従させるべく、前記複数のアクチュエータの操作量をフィードバック補正する補正手段とを更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の液体供給システム。
【請求項６】
前記補正手段は、前記アクチュエータのうちのいずれか１つがピストンの所定位置において前記目標値を実現するための操作量である基本操作量を補正するものであり、
前記設定手段は、前記基本操作量を、前記位置検出手段の検出値及び前記関係情報に基づき補正することで前記アクチュエータの操作量を設定することを特徴とする請求項５記載の液体供給システム。
【請求項７】
前記関係情報は、前記アクチュエータの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについてのピストンの所定位置における関係情報と、前記アクチュエータの操作量に対する前記所定位置の液体の圧力とピストン位置毎の液体の圧力との異同に関する情報とを含み、
前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段の検出結果に基づき前記所定位置における関係情報を補正する手段とを更に備えることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の液体供給システム。
【請求項８】
前記複数のポンプのうち吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の液体供給システム。
【請求項１】
ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行うポンプと、圧縮流体によって前記ポンプのピストンを変位させるアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記アクチュエータを操作することで、前記ポンプから吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、
前記アクチュエータの操作量と前記ポンプの吐出する液体の圧力とについてのアクチュエータ固有の関係情報であって且つ前記ポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、
前記ポンプの吐出する液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記アクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする液体供給システム。
【請求項２】
ピストンの往復動作に伴って液体の吸入及び吐出を行う複数のポンプと、圧縮流体によって前記複数のポンプのそれぞれのピストンを変位させる複数のアクチュエータと、前記ピストンの位置を検出する位置検出手段と、前記複数のアクチュエータを操作することで、前記複数のポンプの吐出口の合流部を介して吐出される液体の圧力を制御する制御装置とを備える液体供給システムにおいて、
前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについての各アクチュエータ固有の関係情報であって且つ該当するポンプのピストン位置毎の関係情報を記憶する記憶手段と、
前記合流部を介して吐出される液体の圧力をその目標値に制御すべく、前記位置検出手段の都度の検出値に応じた前記複数のアクチュエータのそれぞれの操作量を、前記関係情報及び前記目標値に基づき設定する設定手段とを備えることを特徴とする液体供給システム。
【請求項３】
前記関係情報として前記記憶手段に記憶されるデータには、前記各ポンプの吐出する液体の圧力と操作量との関係についての予め作成されたテーブルデータが含まれることを特徴とする請求項２記載の液体供給システム。
【請求項４】
前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記複数のポンプのいずれか一つのみが吐出動作を行う期間において、該いずれか１つのポンプの吐出する液体の圧力と該当するアクチュエータの操作量とについての前記位置検出手段の検出値毎の関係情報を学習する学習手段とを更に備えることを特徴とする請求項２又は３記載の液体供給システム。
【請求項５】
前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段の検出値を前記目標値に追従させるべく、前記複数のアクチュエータの操作量をフィードバック補正する補正手段とを更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の液体供給システム。
【請求項６】
前記補正手段は、前記アクチュエータのうちのいずれか１つがピストンの所定位置において前記目標値を実現するための操作量である基本操作量を補正するものであり、
前記設定手段は、前記基本操作量を、前記位置検出手段の検出値及び前記関係情報に基づき補正することで前記アクチュエータの操作量を設定することを特徴とする請求項５記載の液体供給システム。
【請求項７】
前記関係情報は、前記アクチュエータの操作量と該当するポンプの吐出する液体の圧力とについてのピストンの所定位置における関係情報と、前記アクチュエータの操作量に対する前記所定位置の液体の圧力とピストン位置毎の液体の圧力との異同に関する情報とを含み、
前記合流部から吐出される液体の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段の検出結果に基づき前記所定位置における関係情報を補正する手段とを更に備えることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の液体供給システム。
【請求項８】
前記複数のポンプのうち吐出する期間が前後する２つのポンプによる液体の吐出期間を互いに重複させて且つ、先行して液体の吐出を開始したポンプを先に液体の吐出状態から吸入状態に移行させることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の液体供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２２３５５０（Ｐ２００８−２２３５５０Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６０７２６（Ｐ２００７−６０７２６）
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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