薬液供給システム
【課題】構成の簡素化を図りながら、水頭圧の影響を自動的に低減させることが可能な薬液供給システムを提供すること。
【解決手段】薬液供給ポンプ１０において、一対のボディ１１，１２内には容積可変部材としてのダイアフラム１３が収容されており、このダイアフラム１３によってポンプ室１４と作動室１５とが区画形成されている。作動室１５には電空レギュレータ３０が接続されている。コントローラ６０は、薬液の吸引を開始する場合には作動室１５内の圧力を大気圧に設定するとともに、その状態で吸引バルブ２３を開状態とする。そして、薬液タンク２７の水頭圧によりポンプ室１４に薬液が流入してくることで変動する作動室１５内の圧力を、圧力センサ５２を通じて読み取り、その読み取った圧力に基づいて電空レギュレータ３０を制御する。
【解決手段】薬液供給ポンプ１０において、一対のボディ１１，１２内には容積可変部材としてのダイアフラム１３が収容されており、このダイアフラム１３によってポンプ室１４と作動室１５とが区画形成されている。作動室１５には電空レギュレータ３０が接続されている。コントローラ６０は、薬液の吸引を開始する場合には作動室１５内の圧力を大気圧に設定するとともに、その状態で吸引バルブ２３を開状態とする。そして、薬液タンク２７の水頭圧によりポンプ室１４に薬液が流入してくることで変動する作動室１５内の圧力を、圧力センサ５２を通じて読み取り、その読み取った圧力に基づいて電空レギュレータ３０を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ室内の容積変化により薬液の吸引又は吐出を行う薬液供給ポンプを用いて薬液を供給する薬液供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の薬液使用工程においては、フォトレジスト液等の薬液を半導体ウェハに所定量ずつ塗布するために、例えば特許文献１のような薬液供給システムが提案されている。
【０００３】
この特許文献１の薬液供給システムでは、薬液タンク内に収容された薬液を吸引するとともにその吸引した薬液を半導体ウェハに向けて所定量ずつ塗布するための薬液供給ポンプが設けられている。当該薬液供給ポンプについて詳細には、薬液を充填するためのポンプ室と、作動エアが流通する作動室と、を仕切るようにダイアフラムを有しており、作動室にレギュレータからエアを供給してダイアフラムをポンプ室側に変形させて、薬液を吐出させる。また、薬液供給ポンプには真空源が接続されており、当該真空源により薬液供給ポンプに負圧を付与することで、ポンプ室の容積を大きくし、薬液を吸引するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４６２８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、薬液タンク内に収容されている薬液の液面レベルは薬液を吐出していくことに伴って変化し、そうすると薬液タンク内の水頭圧が変化する。例えば水頭圧が大きく変化した場合、薬液を薬液供給ポンプに吸引する場合における吸引時間が大きく変化し、結果的に、薬液供給ポンプに薬液を吸引するのに要する時間が大きく変動してしまうことが懸念される。
【０００６】
これに対して、薬液タンクに対して液面センサや重量センサを設け、水頭圧の変化を直接的に検出し、その検出結果に応じて薬液供給ポンプにおける吸引動作を制御する構成も考えられる。しかしながら、本構成においては、薬液タンク側及び薬液供給ポンプ側のそれぞれについてシステムの変更を行う必要が生じ、既存のシステムからの変更箇所が多くなってしまう。
【０００７】
また、ニードル弁を薬液供給ポンプよりも薬液タンク側の位置に設け、絞り量を都度手動で調整し、水頭圧の影響を低減させるようにすることも考えられるが、この場合、水頭圧の影響を自動的に低減させることはできない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、構成の簡素化を図りながら、水頭圧の影響を自動的に低減させることが可能な薬液供給システムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及び作用効果について記載する。
【００１０】
第１の発明の薬液供給システムは、薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、前記ポンプ室に通じる吐出通路側に設けられる吐出側開閉弁が閉状態であって、前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記ポンプ室への薬液の充填を開始する場合に前記吸引側開閉弁を開状態に切り換える切換制御手段と、前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合に、前記作動室に連通する空間又は前記作動室の気体圧力を検出する圧力検出手段と、当該圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本構成によれば、吸引側開閉弁が開状態とされた場合の圧力検出手段の検出結果に基づいて、圧力調整手段により作動室に付与される吸引用圧力が制御されるため、吸引用圧力の付与が薬液タンクの水頭圧を考慮して行われるようにすることが可能となる。また、圧力検出手段は、作動室に連通する空間又は作動室内の気体圧力を検出するものであるため、薬液の流通経路において薬液供給ポンプよりも上流側や下流側にて構成の変更を要しない。また、吸引側開閉弁を開状態とした際の圧力検出手段における検出結果に基づいて吸引用圧力の設定圧を決定する構成であるため、上記のような制御を薬液の吸引が行われる過程に即して行うことが可能となる。
【００１２】
第２の発明の薬液供給システムは、第１の発明の薬液供給システムにおいて、前記吸引制御手段は、前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合の前記圧力検出手段の検出圧力が低いほど、その後の薬液の吸引に際しての吸引用圧力の設定圧も低い設定圧となるようにするものであることを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、水頭圧が低いほど吸引用圧力の設定圧も低くなるため、水頭圧が低くなったとしても薬液の吸引に要する時間が極端に長時間化してしまわないようにすることが可能となる。つまり、水頭圧と、ポンプ室から吸引通路側に付与される実際の吸引圧力との差圧が、水頭圧が変動したとしても一定又は概ね一定となるように制御されるため、薬液の吸引に要する時間が極端に長時間化してしまわないようにすることが可能となる。
【００１４】
第３の発明の薬液供給システムは、第１又は第２の発明の薬液供給システムにおいて、前記容積可変部材の位置を検出する位置検出手段を備え、前記切換制御手段は、前記位置検出手段の検出結果が、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことに対応した結果となった場合に、開状態から閉状態に切り換わるように前記吸引側開閉弁を制御するものであり、前記吸引制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御することで、各回の吸引動作において前記容積可変部材の位置が前記完了した位置となるまでに要する時間が一定となるようにするものであることを特徴とする。
【００１５】
位置検出手段の検出結果に基づいて吸引動作が完了したか否かを判定するようにすることで、吸引動作の完了を判定するために時間の計測などを要しない。この場合に、吸引用圧力の設定圧は薬液タンクの水頭圧に応じて決定され、各回の吸引動作において容積可変部材の位置が吸引完了に対応した位置となるまでに要する時間が一定となるように制御される。これにより、上記のように位置検出に基づき吸引動作が完了したか否かを判定する構成において、各回の吸引動作時間の一定化を図ることが可能となる。
【００１６】
第４の発明の薬液供給システムは、第１乃至第３のいずれか１の発明の薬液供給システムにおいて、前記圧力調整手段は、前記作動室への吐出用圧力の付与を阻止又は許容する第１開閉弁と、前記作動室への前記吸引用圧力の付与を阻止又は許容する第２開閉弁と、を備え、前記吸引制御手段において前記吸引用圧力の設定圧を決定するための前記圧力検出手段における圧力の検出が完了するまでは、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の両方を閉状態として、前記作動室に連通された空間及び当該作動室が閉空間となるようにするものであることを特徴とする。
【００１７】
本構成によれば、検出用圧力に設定されている状況で吸引側開閉弁が開状態となった際に、作動室内の気体圧力の変動を直接的に検出することが可能となる。
【００１８】
第５の発明の薬液供給システムは、第１乃至第４のいずれか１の発明の薬液供給システムにおいて、前記吐出側開閉弁が閉状態であって前記吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記切換制御手段により前記吸引側開閉弁が開状態とされた際の前記ポンプ室への薬液の流入に伴う圧力の変動を前記圧力検出手段において検出可能とするような検出用圧力に、前記圧力調整手段の設定圧を制御する検出用制御手段を備え、前記吸引制御手段は、前記検出用圧力に設定されている状況で前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合における前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御するものであることを特徴とする。
【００１９】
本構成によれば、薬液供給ポンプに吸引用圧力が積極的に付与されている場合に水頭圧の影響を検出しようとする構成に比べ、水頭圧の影響を直接的に読み取ることが可能となり、水頭圧の変動に即した吸引用圧力の設定を良好に行うことが可能となる。
【００２０】
第６の発明の薬液供給システムは、第５の発明の薬液供給システムにおいて、前記検出用圧力は、前記吸引側開閉弁が開状態となった際に前記薬液タンクの水頭圧により前記ポンプ室への薬液の流入を可能とする圧力であることを特徴とする。
【００２１】
本構成によれば、水頭圧の変動を圧力検出結果から読み取る場合において、他の影響による圧力の変動の発生を抑えることが可能となり、水頭圧の変動を直接的に読み取ることが可能となる。
【００２２】
第７の発明の薬液供給システムは、第１乃至第６のいずれか１の発明の薬液供給システムにおいて、前記圧力調整手段は、前記吸引制御手段により決定された前記吸引用圧力の設定圧と、前記圧力検出手段により検出された実圧力との偏差に基づいて、当該実圧力が前記設定圧となるように前記作動室に付与する圧力を調整するものであることを特徴とする。
【００２３】
本構成によれば、吸引用圧力の実圧力を設定圧にフィードバック制御するために利用される圧力検出手段を利用して、水頭圧の影響を低減させることが可能となる。よって、構成の簡素化が図られる。
【００２４】
第８の発明の薬液供給システムは、薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、前記ポンプ室に薬液が流入する場合における前記作動室の容積減少量に対して一義的に定まる作動量を、前記作動室へと通じる前記作動気体の流通経路側又は前記薬液供給ポンプにて検出する作動量検出手段と、当該作動量検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００２５】
本構成によれば、作動室の容積の減少量に対して一義的に定まる作動量に基づいて、薬液の吸引に際しての吸引用圧力の設定圧が決定されるため、当該吸引用圧力の設定圧を薬液タンクの水頭圧の影響を考慮したものとすることが可能となる。また、上記作動量を検出する作動量検出手段は、作動室へと通じる作動気体の流通経路側又は薬液供給ポンプに設けられているため、薬液の流通経路において薬液供給ポンプよりも上流側や下流側にて構成の変更を要しない。また、上記のように水頭圧の影響を低減するための吸引用圧力の設定圧の決定を、薬液の吸引が行われる過程に即して行うことが可能となる。
【００２６】
第９の発明の薬液供給システムは、第８の発明の薬液供給システムにおいて、前記吸引制御手段は、前記ポンプ室に薬液が吸引される場合に、前記容積可変部材の変位速度を基準変位速度とするための基準値を設定するとともに、当該基準値と、前記作動量検出手段による検出結果から求めた数値との偏差に基づいて、当該求めた数値が前記基準値となるように前記圧力調整手段により調整される吸引用圧力の設定圧を制御するものであることを特徴とする。
【００２７】
本構成によれば、薬液タンクの水頭圧の変化に対して吸引用圧力の設定圧を追随させることが可能となる。
【００２８】
第１０の発明の薬液供給システムは、第８又は第９の薬液供給システムにおいて、前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁を、前記ポンプ室に薬液を吸引する場合に開状態となるように制御するとともに、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となった場合に閉状態となるように制御する切換制御手段を備え、前記作動量検出手段は、前記作動量として前記容積可変部材の位置を検出するものであって、前記切換制御手段において前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことを把握する場合に用いられる位置検出手段であることを特徴とする。
【００２９】
本構成によれば、吸引動作が完了したことを判断するために利用される位置検出手段を利用して、水頭圧の影響を低減させることが可能となる。よって、構成の簡素化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態における薬液供給システムの概略を示す構成図である。
【図２】同実施の形態における吸引用処理を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態における吸引に要する時間が一定となる様子を説明するタイムチャートである。
【図４】第２の実施の形態における薬液吸引時の演算処理を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態における吸引に要する時間が一定となる様子を説明するタイムチャートである。
【図６】第３の実施の形態における電空レギュレータに関する回路を示す回路説明図である。
【図７】同実施の形態における薬液吸引時の演算処理を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、半導体装置等の製造ラインにて使用される薬液供給システムについて具体化しており、当該システムの基本的構成を図１に基づいて説明する。
【００３２】
図１の薬液供給システムでは、薬液の吸引及び吐出を行うための薬液供給ポンプ１０を備えている。薬液供給ポンプ１０は、左右２つに分割されるボディ１１，１２を有しており、これら各ボディ１１，１２には各々対向する面に凹部が形成されている。各ボディ１１，１２の間には、容積可変部材として、可撓性膜よりなるダイアフラム１３が介在され、当該ダイアフラム１３の周縁部が両ボディ１１，１２にて挟持されている。この場合、各ボディ１１，１２の凹部間がダイアフラム１３の仕切領域１３ａにより仕切られ、一方のボディ１１側の凹部と仕切領域１３ａとの間にポンプ室１４が形成され、他方のボディ１２側の凹部と仕切領域１３ａとの間に作動室１５が形成されている。
【００３３】
上記一方のボディ１１には、ポンプ室１４に連通する吸引ポート１６と吐出ポート１７とが形成されており、吸引ポート１６に吸引配管２１が接続され、吐出ポート１７に吐出配管２２が接続されている。吸引配管２１には吸引側開閉弁である吸引バルブ２３が設けられており、吸引バルブ２３は電磁弁２４の通電状態に応じて開閉される。また、吐出配管２２には吐出側開閉弁である吐出バルブ２５が設けられており、吐出バルブ２５は電磁弁２６の通電状態に応じて開閉される。例えば、吸引バルブ２３及び吐出バルブ２５は、空気圧力により開閉操作されるエアオペレートバルブで構成されており、電磁弁２４，２６の通電状態に応じて各バルブ２３，２５に作用する空気圧力が調節され、それに伴い各バルブ２３，２５が開閉される。
【００３４】
吸引配管２１は、ポンプ室１４に向けてレジスト液等の薬液を供給するための吸引通路を構成するものであり、薬液タンク２７内に貯留された薬液が吸引配管２１を通じてポンプ室１４に供給される。これにより、ポンプ室１４内に薬液が充填される。この場合、薬液タンク２７内に貯留されている薬液の量に応じて、薬液タンク２７側からポンプ室１４側に向けた薬液の水頭圧が変動する。また、吐出配管２２は、ポンプ室１４内に充填された薬液を吐出するための吐出通路を構成するものであり、ポンプ室１４から排出される薬液が吐出配管２２を通じて薬液吐出ノズル２８に供給される。
【００３５】
上記他方のボディ１２には、作動室１５に連通する給排ポート１８が形成されており、この給排ポート１８に、圧力調整手段として設けられた電空レギュレータ３０が接続されている。電空レギュレータ３０は、作動室１５内に正圧を付与する正圧付与手段及び負圧を付与する負圧付与手段を構成するものである。
【００３６】
詳細には、電空レギュレータ３０の給気ポート３１は供給配管３２を介して供給源３３に接続されているとともに、電空レギュレータ３０の排気ポート３４は排気配管３５を介して負圧発生源としての真空発生源３６に接続されている。電空レギュレータ３０において給気ポート３１からつながる給気通路３７は、第１開閉弁としての給気用電磁弁４３を介して、電空レギュレータ３０の出力ポート４１へとつながる出力通路４２に連通されている。また、電空レギュレータ３０において排気ポート３４からつながる排気通路３８は、第２開閉弁としての排気用電磁弁４４を介して、上記出力通路４２に連通されている。
【００３７】
給気用電磁弁４３及び排気用電磁弁４４は、電空レギュレータ３０に設けられた演算回路４６により開閉が制御される。給気用電磁弁４３が開状態とされると、供給源３３において圧縮された作動エアが出力ポート４１を通じて薬液供給ポンプ１０の作動室１５に供給され、結果的に作動室１５に対して吐出用圧力として正圧が付与される。一方、排気用電磁弁４４が開状態とされると、出力ポート４１を介して作動室１５に対して吸引用圧力として負圧が付与され、当該作動室１５の作動エアが吸引される。
【００３８】
上記構成により、作動室１５内に負圧が付与されている状態では、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａは作動室１５側の凹部に向けて撓み変形する。これにより、ポンプ室１４内の容積が増加する。この撓み変形が行われる場合に、吸引バルブ２３を開弁させるとともに吐出バルブ２５を閉弁させることにより、吸引配管２１を通じてポンプ室１４内に薬液が吸引される。
【００３９】
一方、作動室１５内に正圧が付与されている状態では、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａがポンプ室１４側の凹部（図１において二点鎖線にて示す位置）に向けて撓み変形する。これにより、ポンプ室１４の容積が減少する。この撓み変形が行われる場合に、吸引バルブ２３を閉弁させるとともに吐出バルブ２５を開弁させることにより、ポンプ室１４内に充填されている薬液が吐出配管２２を通じて排出される。
【００４０】
ここで、出力通路４２には当該出力通路４２から分岐させて検出通路５１が設けられ、当該検出通路５１には圧力検出手段としての圧力センサ５２が設けられている。この圧力センサ５２によって出力通路４２内のエア圧力が検出され、その圧力検出信号が演算回路４６に出力される。また、演算回路４６は、後述するコントローラ６０から、設定圧の指令の情報を含む調整指令信号を入力する。そして、演算回路４６は、その調整指令信号から読み取られる設定圧と上記圧力検出信号から求められる実際の圧力との偏差量に基づき、出力通路４２における作動エアの圧力が調整指令信号の設定圧にしたがった圧力となるように給気用電磁弁４３と排気用電磁弁４４とを開状態とする時間をそれぞれ制御する。これにより、出力ポート４１内における作動エアの圧力が設定圧に調圧される。
【００４１】
薬液供給ポンプ１０において上記給排ポート１８が設けられたボディ１２には、略円柱状をなすロッド５３が収容されている。ロッド５３は、一端がダイアフラム１３の仕切領域１３ａに連結され、他端にセンサマグネット５４が装着されている。そして、ボディ１２には、センサマグネット５４の磁気を検出可能な位置検出センサ５５が位置検出手段として取り付けられている。位置検出センサ５５は、ロッド５３の移動に伴ってセンサマグネット５４にて生じる磁界の変化を検出し、ロッド５３の位置、すなわち仕切領域１３ａの位置に対応した位置検出信号をコントローラ６０に出力する。
【００４２】
コントローラ６０は、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成される電子制御装置であり、薬液供給ポンプ１０による薬液の吸引及び吐出の状態を制御する。コントローラ６０には、本システム全体を統括して管理する図示しない管理コンピュータから吸引指令信号及び吐出指令信号が入力されるとともに、位置検出センサ５５から位置検出信号が入力される。そして、コントローラ６０は、都度入力される信号に基づいて電磁弁２４，２６を通電又は非通電の状態として吸引バルブ２３と吐出バルブ２５との開閉状態を制御する。また、電空レギュレータ３０に対して上記調整指令信号を出力して当該電空レギュレータ３０の状態を制御する。このとき特に、コントローラ６０は、薬液供給ポンプ１０において薬液の吸引に要する時間が薬液タンク２７の水頭圧に依存することなく一定となるように電空レギュレータ３０の状態を制御する。
【００４３】
次に、コントローラ６０にて実行される吸引用処理の内容を、図２のフローチャートを参照しながら説明する。当該吸引用処理は、管理コンピュータからコントローラ６０に吸引指令信号が入力された場合に起動される。また、以下の説明では、圧力センサ５２の検出圧力が推移していく様子を示すタイムチャートである図３を参照しながら、吸引用処理が実行されることによる作用も説明する。
【００４４】
先ずステップＳ１では、検出用の圧力設定処理を実行する。当該検出用の圧力設定処理では、電空レギュレータ３０の圧力センサ５２の検出結果を利用して薬液タンク２７の水頭圧を推定することが可能なように、薬液供給ポンプ１０に付与する圧力を検出用の圧力とするための設定圧を電空レギュレータ３０に指示する。この検出用圧力は、水頭圧の想定される最小圧力よりも小さい圧力であることが好ましい。具体的には、検出用圧力は大気圧であり、ステップＳ１では、作動室１５の圧力を大気圧とするための調整指令信号を演算回路４６に出力する。そして、圧力センサ５２からの圧力検出信号が大気圧に対応したものとなるまでステップＳ２にて待機する。
【００４５】
図３のｔ１のタイミングに示すように圧力センサ５２の検出結果が大気圧となった場合には、ステップＳ３にて閉空間の設定処理を実行する。具体的には、給気用電磁弁４３及び排気用電磁弁４４の両方を閉状態とすることを指令する調整指令信号を演算回路４６に出力する。これにより、薬液供給ポンプ１０の作動室１５だけでなく、当該作動室１５に連通するエア配管４５及び出力通路４２も閉空間となる。つまり、作動エアに連通される空間及び作動室１５内が閉空間となる。
【００４６】
その後、ステップＳ４にて、吸引バルブ２３を開状態とする。ちなみに、吸引バルブ２３を開状態とする直前ではダイアフラム１３の仕切領域１３ａはポンプ室１４側の凹部寄りに位置している。
【００４７】
吸引バルブ２３を開状態とすることにより、薬液供給ポンプ１０の作動室１５内がほぼ大気圧の状態であったとしても薬液タンク２７の水頭圧により吸引配管２１内の薬液が押されて、薬液供給ポンプ１０のポンプ室１４内に流入する。この場合、作動室１５内の作動エアが電空レギュレータ３０側に押されるため、図３におけるｔ１〜ｔ２の期間に示すように、圧力センサ５２において検出されている圧力が上昇する。そして、ｔ２のタイミングにて、圧力センサ５２の検出圧は最大値（正圧側のピーク値）となる。この最大値となった検出圧が今回の水頭圧に対応している。
【００４８】
吸引用処理（図２）では、ステップＳ４にて吸引バルブ２３を開状態とした後は、ステップＳ５にて、圧力センサ５２の検出圧が下降を開始するまで待機する。そして、下降を開始した場合には、ステップＳ６にて、吸引用圧力の導出処理を実行する。
【００４９】
吸引用圧力の導出処理では、その時点における圧力センサ５２の検出圧を水頭圧の推定圧として利用して、今回の吸引動作における吸引用圧力の設定圧、具体的には負圧の設定圧を導出する。具体的には、圧力センサ５２の検出圧に対応させて負圧の設定圧が設定されたデータテーブルが予め記憶されており、今回取得した検出圧に対応した負圧の設定圧をそのデータテーブルから読み出す。但し、これに限定されることはなく、水頭圧の基準推定圧に対応させて基準設定圧が予め記憶されているとともに、圧力センサ５２の検出圧と上記基準推定圧との比率分を上記基準設定圧に対して補正することで負圧の設定圧を算出する構成としてもよい。ステップＳ６にて導出する吸引用圧力の設定圧は、電空レギュレータ３０において設定可能な吸引用の圧力範囲（すなわち、負圧の圧力範囲）のいずれかの圧力となっている。
【００５０】
ステップＳ６にて導出した吸引用圧力の設定圧の情報は、ステップＳ７にて、調整指令信号として演算回路４６に出力する。これにより、演算回路４６では、その負圧の設定圧となるように作動室１５に付与する負圧を調整する。具体的には、演算回路４６は、図３においてｔ２〜ｔ３の期間にて示すように、その設定圧に向けて負圧の付与が除々に行われるように排気用電磁弁４４を制御し、その後にｔ３〜ｔ４の期間にて示すように、付与する負圧を設定圧の状態に概ね維持するように排気用電磁弁４４を制御する。
【００５１】
ここで、上記導出処理にて導出される吸引用圧力の設定圧は、水頭圧の推定圧がいずれであっても、その水頭圧と、ポンプ室１４から吸引配管２１側に付与される実際の吸引圧力との差圧が、一定又は概ね一定となるように設定されている。詳細には、上記導出処理にて導出される吸引用圧力の設定圧は、水頭圧の推定圧がいずれであっても、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａの位置が、吸引完了に対応した位置となるまでに要する時間が一定又は概ね一定となるように設定されている。
【００５２】
より詳細には、仕切領域１３ａの変位速度が概ね一定となるまでに要する加速度及びその過渡期に要する時間（図３のｔ２〜ｔ３の期間）が、水頭圧の推定圧がいずれであっても一定又は概ね一定となり、さらには仕切領域１３ａの変位速度が概ね一定となった場合の当該変位速度が水頭圧の推定圧がいずれであっても一定又は概ね一定となるように、上記導出処理にて導出される吸引用圧力が設定されている。このように吸引用圧力が設定されることにより、図３において一点鎖線で示すように水頭圧の推定圧が低い場合の方が、実線で示すように水頭圧の推定圧が高い場合よりも上記吸引用圧力の設定圧は低く、結果として、薬液タンク２７の水頭圧が変動していたとしても、薬液の吸引に要する時間はＴで一定となる。
【００５３】
吸引用処理（図２）では、ステップＳ７の処理を実行した後はステップＳ８にて薬液の吸引が完了するまで待機する。詳細には、位置検出センサ５５の検出結果に基づいて、仕切領域１３ａが作動室１５側の凹部寄りの所定位置、具体的には吸引量が所定量となることに対応した予め定められた位置となったことを特定するまで待機する。薬液の吸引が完了している場合には、ステップＳ９にて吸引バルブ２３を閉状態とした後に、本吸引用処理を終了する。
【００５４】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５５】
水頭圧が低下すると薬液タンク２７側から薬液供給ポンプ１０に向けて薬液を押し出す力が弱まるため、作動室１５に付与される吸引用圧力が一定であるとすると、薬液の吸引が完了するのに要する時間が後側の吸引動作ほど長時間化し、薬液の吸引に要する時間が変動してしまう。これに対して、薬液の吸引を開始する場合には先ず水頭圧を推定し、その推定した水頭圧に基づいて、仕切領域１３ａの変位速度が各吸引動作回において一定となるように吸引用圧力が設定される。これにより、吸引に要する時間を自動的に一定なものとすることが可能となる。
【００５６】
また、水頭圧の影響を検出するために作動室１５に付与する圧力を、吸引用圧力よりも大気圧側の検出用の圧力、具体的には大気圧に設定し、その大気圧に設定した状況でポンプ室１４への薬液の充填を開始させ、その際の圧力センサ５２における圧力の検出結果に基づいて今回の吸引動作における吸引用圧力を決定する構成である。これにより、薬液供給ポンプ１０に吸引用圧力が積極的に付与されている場合に水頭圧の影響を検出しようとする構成に比べ、水頭圧の影響を直接的に読み取ることが可能となり、水頭圧の変動に即した吸引用圧力の設定を良好に行うことが可能となる。
【００５７】
また、薬液の吐出動作が行われた後であって吸引バルブ２３が閉状態である状況で上記のような検出用の圧力の設定が行われるとともに、薬液の吸引動作を開始させるべく吸引バルブ２３が開状態とされた場合における圧力センサ５２の検出結果に基づいて吸引用圧力の設定圧を決定する構成であるため、薬液供給ポンプ１０において薬液の吸引が行われる過程に即しながら、吸引用圧力の設定圧を決定することが可能となる。
【００５８】
また、水頭圧の推定を行うために圧力センサ５２の検出結果が取得される期間では、給気用電磁弁４３及び排気用電磁弁４４はいずれも閉状態に維持され、作動室１５及び当該作動室１５に連通された空間は閉空間とされる。これにより、水頭圧の影響を直接的に読み取ることが可能となり、水頭圧の変動に即した吸引用圧力の設定を良好に行うことが可能となる。
【００５９】
また、このような水頭圧の影響を直接的に読み取ることは、圧力センサ５２における検出結果に基づいて吸引用圧力を設定していることからも実現できる。特に、圧力センサ５２は演算回路４６において設定圧に対する実際の圧力のフィードバック制御を行うために用いられるものであるため、当該圧力センサ５２を利用して吸引用圧力を設定することで、既存の薬液供給システムに対するハード構成の変更点が少なくて済む。
【００６０】
なお、電空レギュレータ３０の演算回路４６に代えて、電空側コントローラを設けて、当該電空側コントローラにて吸引用処理のうち、検出用の圧力設定処理や、吸引用圧力の導出処理を実行するようにしてもよい。
【００６１】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、薬液の吸引動作において薬液タンク２７の水頭圧の影響を受けないようにするための構成が上記第１の実施の形態と異なっている。以下、その相違する構成について説明する。
【００６２】
本実施の形態における薬液供給システムは、図１に示したものと基本的に同様となっている。但し、吸引用圧力の設定圧を決定する際に圧力センサ５２の検出結果を利用することなく、代わりに、位置検出センサ５５の検出結果を利用する。
【００６３】
図４は、コントローラ６０における薬液吸引時の演算処理の内容を示す。なお、以下の演算処理は薬液吸引時において比較的短い間隔で繰り返し実行される。
【００６４】
目標変位速度読出部Ｂ１は、管理コンピュータからの吸引指令信号に基づき、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａを吸引用に変位させる場合における変位速度の目標値を、コントローラ６０の不揮発性メモリから読み出す。なお、目標変位速度が複数パターン記憶されており、いずれの目標変位速度を利用するかの指令が吸引指令信号に基づき行われる構成としてもよい。
【００６５】
実変位速度算出部Ｂ２は、位置検出センサ５５からの位置検出信号に基づいてその都度の仕切領域１３ａの位置の履歴を記憶するとともに、当該履歴の情報から仕切領域１３ａの変位量を算出する。そして、その算出した変位量の時間微分に基づき、仕切領域１３ａの実際の変位速度を算出する。
【００６６】
偏差算出部Ｂ３は、目標変位速度と実変位速度との差を算出する。吸引用圧力算出部Ｂ４は、実変位速度を目標変位速度にフィードバック制御するための吸引用の操作量である吸引用圧力の設定圧の情報を算出する。この算出された吸引用圧力の設定圧の情報は、調整指令信号として電空レギュレータ３０の演算回路４６に出力される。演算回路４６では、この調整指令信号に基づいて排気用電磁弁４４を制御して、仕切領域１３ａの実変位速度が目標変位速度となるようにする。
【００６７】
ここで、コントローラ６０では、位置検出センサ５５の検出結果に基づいて、仕切領域１３ａが作動室１５側の凹部寄りの所定位置、具体的には吸引量が所定量となることに対応した位置であって予め定められた位置となったことを検知した場合に薬液の吸引動作が完了したとして吐出動作を開始させる。この場合に、上記のように仕切領域１３ａの実変位速度が目標変位速度となるようにされるため、結果的に薬液の吸引に要する時間が一定となる。
【００６８】
なお、上記のようなフィードバック制御を通じた調整指令信号の出力は、１回の吸引動作において複数回に亘って繰り返し行われる。また、目標変位速度読出部Ｂ１、実変位速度算出部Ｂ２、偏差算出部Ｂ３及び吸引用圧力算出部Ｂ４が本実施の形態における負圧制御手段に相当する。
【００６９】
次に、図５のタイムチャートを参照しながら、吸引に要する時間が一定となる様子を説明する。図５（ａ）は薬液供給ポンプ１０の動作状況を示し、図５（ｂ）は薬液タンク２７の水頭圧を示し、図５（ｃ）は薬液供給ポンプ１０の作動室１５内に付与されている圧力を示す。
【００７０】
ｔ１のタイミングで薬液供給システムがＯＮ状態となることにより、薬液供給ポンプ１０では薬液の吸引動作と薬液の吐出動作とが交互に繰り返される。この場合、ｔ３〜ｔ４の期間、及びｔ７〜ｔ８の期間では吐出動作を行うために作動室１５に正圧が付与されるが、吐出動作から吸引動作に切り換わる場合の過渡期であるｔ４〜ｔ５の期間、及びｔ８〜ｔ９の期間では、吸引動作となった際に急激な圧力低下を生じさせないようにするために、除々に圧力が低下される。そして、吸引動作が開始されるタイミングでは作動室１５が大気圧となる。但し、当該タイミングでは、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａは依然としてポンプ室１４側の凹部寄りに位置している。
【００７１】
ｔ１〜ｔ２の期間、ｔ５〜ｔ６の期間、及びｔ９〜ｔ１０の期間では、それぞれ薬液の吸引動作が行われるが、当該吸引動作が行われる度に薬液タンク２７内の薬液量が減少していくため、薬液タンク２７の水頭圧も低下していく。そして、水頭圧が低下すると薬液タンク２７側から薬液供給ポンプ１０に向けて薬液を押し出す力が弱くなる。これに対して、既に説明したように、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａの位置を位置検出センサ５５により検出することに基づくフィードバック制御により、仕切領域１３ａの変位速度が一定となるように吸引用圧力の設定圧が調整される。したがって、後側の吸引動作ほど作動室１５に付与される吸引用圧力は負圧側に低くなっており、つまり、水頭圧と、ポンプ室１４から吸引配管２１側に付与される実際の吸引圧力との差圧が、一定又は概ね一定となるようになっており、結果的に吸引に要する時間はＴで一定となっている。
【００７２】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００７３】
水頭圧が低下すると薬液タンク２７側から薬液供給ポンプ１０に向けて薬液を押し出す力が弱まるため、作動室１５に付与される吸引用圧力が一定であるとすると、薬液の吸引が完了するのに要する時間が後側の吸引動作ほど長時間化し、吸引に要する時間が変動してしまう。これに対して、吸引動作中においてダイアフラム１３の仕切領域１３ａの位置が位置検出センサ５５により検出されるとともに、当該位置検出センサ５５の検出結果に基づいて、仕切領域１３ａの変位速度が一定となるように吸引用圧力の設定圧が調整される。これにより、吸引に要する時間を自動的に一定なものとすることが可能となる。
【００７４】
また、位置検出センサ５５の検出結果に基づく実変位速度と、予め定められた目標変位速度との偏差に対応した調整指令信号の出力は、吸引動作時において繰り返し実行されるため、薬液タンク２７の水頭圧の変化に対して吸引用圧力の設定圧を追随させ易くなるとともに、吸引用圧力の設定圧の追随を薬液の吸引動作中において行うことが可能となる。
【００７５】
また、位置検出センサ５５は、仕切領域１３ａの位置が薬液の吸引が完了した位置となったか否か、すなわち吸引動作が完了したか否かをコントローラ６０にて特定するために利用されるものであるため、当該位置検出センサ５５の検出結果を利用して吸引用圧力を設定することで、既存の薬液供給システムに対するハード構成の変更点が少なくて済む。
【００７６】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、薬液の吸引動作において薬液タンク２７の水頭圧の影響を受けないようにするための構成が上記第１の実施の形態と異なっている。以下、その相違する構成について説明する。
【００７７】
本実施の形態における薬液供給システムは、図１に示したものと基本的に同様となっている。但し、吸引用圧力の設定圧を決定する際に圧力センサ５２の検出結果を利用することなく、さらに電空レギュレータ３０の構成が異なっている。
【００７８】
具体的には、図６に示すように、電空レギュレータ３０の排気通路３８の途中位置に流量センサ７１が設けられている。流量センサ７１が設けられていることにより、薬液供給ポンプ１０の作動室１５に吸引用圧力を付与して当該作動室１５内の作動エアを吸引した際の当該作動エアの流量を検出することが可能となり、結果的に吸引用圧力を付与した際の作動室１５の容積変化を把握することが可能となる。また、電空レギュレータ３０には演算回路４６に代えて、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成された電空側コントローラ７２が設けられており、流量センサ７１の検出結果は流量検出信号として電空側コントローラ７２に入力される。そして、当該電空側コントローラ７２にて、システム側のコントローラ６０からの吸引指令信号の入力に基づき、吸引動作時における吸引用圧力の設定圧が決定される。
【００７９】
図７は、電空側コントローラ７２における薬液吸引時の演算処理の内容を示すブロック図である。
【００８０】
目標変位速度読出部Ｂ１１は上記第２の実施の形態における目標変位速度読出部Ｂ１と同様に、目標変位速度を読み出す。実変位速度算出部Ｂ１２は、流量センサ７１からの流量検出信号に基づいてダイアフラム１３の仕切領域１３ａの変位量を算出する。そして、その算出した変位量の時間微分に基づき、仕切領域１３ａの実際の変位速度を算出する。
【００８１】
偏差算出部Ｂ１３は、目標変位速度と実変位速度との差を算出する。吸引用圧力算出部Ｂ１４は、実変位速度を目標変位速度にフィードバック制御するための吸引用の操作量である吸引用圧力の設定圧の情報を算出する。そして、その算出された設定圧に基づいて排気用電磁弁４４を制御し、仕切領域１３ａの実変位速度が目標変位速度となるようにし、結果的に吸引に要する時間が一定となるようにする。
【００８２】
以上詳述した本実施の形態であっても、上記第１の実施の形態と同様に、薬液タンク２７の水頭圧の影響を受けないようにして、吸引に要する時間を一定にすることが可能となる。また、電空レギュレータ３０の構成を変更するだけでよい。
【００８３】
＜他の実施の形態＞
本発明は上記各実施の形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施しても良い。
【００８４】
上記第１の実施の形態において、作動室１５の設定圧を大気圧とするとともに吸引バルブ２３を開状態とした場合における圧力センサ５２の正圧側のピーク値を、吸引用圧力の設定圧を決定するために利用するのではなく、例えば吸引バルブ２３を開状態とした後の圧力の上昇率を算出し、その上昇率を利用して吸引用圧力の設定圧を決定するようにしてもよい。この場合、吸引用圧力の設定圧を早期に決定することが可能となるため、各回の吸引動作において要する時間を全体的に短縮することが可能となる。
【００８５】
上記第１の実施の形態において、圧力センサ５２の検出結果に基づいて水頭圧を推定するために設定する検出用の圧力は大気圧に限定されることはなく、薬液タンク２７における薬液量の変動に伴う水頭圧の変動の度合いを読み取ることができるのであれば、所定の正圧又は所定の負圧であってもよい。但し、大気圧とした場合には、検出用圧力の設定の容易化を図ることが可能となる。つまり、電空レギュレータ３０に大気開放させるためのポートと、当該ポートを出力通路に連通させる通路と、当該通路を開閉する電磁式の開閉弁とを備えた構成とした場合には、当該電磁式の開閉弁を開状態とするだけで、検出用圧力に設定することが可能となる。
【００８６】
上記第１の実施の形態において、水頭圧の推定圧に従って吸引用圧力の設定圧を変動させる構成に代えて、水頭圧の推定圧が所定圧力以下となった場合には、薬液供給システムの動作を停止させる構成としてもよい。
【００８７】
上記第１の実施の形態のように、作動室１５に付与する圧力を検出用の圧力に設定した状態で吸引バルブ２３を開放させ、その際に薬液が自身の水頭圧によりポンプ室１４に流入してくることを利用して吸引用圧力の設定圧を決定するための作動量を得るという構成を、上記第２の実施の形態のように位置検出センサ５５の検出結果に基づいて仕切領域１３ａの実変位速度を得る構成や、上記第３の実施の形態のように流量センサ７１の検出結果に基づいて仕切領域１３ａの実変位速度を得る構成に適用してもよい。
【００８８】
上記第２の実施の形態や上記第３の実施の形態において、薬液の吸引動作の過程で吸引用圧力の設定圧を連続的に変更させる構成に代えて、吸引用圧力の設定圧の変更がステップ状となるように断続的に変更させる構成としてもよい。また、目標変位速度と実変位速度との偏差に基づき吸引用圧力の設定圧を決定するのではなく、作動室１５の容積変化の目標値と、位置検出センサ５５や流量センサ７１の検出結果に基づく容積変化の実変化値との偏差に基づき、吸引用圧力の設定圧を決定する構成としてもよい。
【００８９】
上記各実施の形態において、コントローラ６０や電空側コントローラ７２にて、吸引用圧力の設定圧を決定するのではなく、排気用電磁弁４４を開状態に保持する期間を決定する構成としてもよい。但し、排気用電磁弁４４を開状態に保持する期間は、設定される吸引用圧力に対応しているため、当該構成であっても吸引用圧力の設定圧を決定していることになる。
【００９０】
上記各実施の形態において、薬液供給ポンプ１０は、薬液の吸引に際して負圧が付与される構成に限定されることはなく、例えばダイアフラム１３を作動室１５側の凹部寄りとなる位置に付勢するバネなどの付勢手段を設け、薬液の吐出時には作動室１５に正圧が付与される一方、薬液の吸引時には作動室１５が減圧される構成としてもよい。この場合であっても、その減圧させる設定圧を、上記各実施の形態のように薬液タンク２７の水頭圧の影響を低減させるべく決定する構成とするとよい。また、例えば、薬液供給ポンプ１０は、ダイアフラム１３を薬液の吐出用に変位させる場合及び薬液の吸引用に変位させる場合のいずれであっても、作動室１５に正圧が付与される構成としてもよい。この場合であっても、薬液の吸引時における正圧の設定圧を、上記各実施の形態のように薬液タンク２７の水頭圧の影響を低減させるべく決定する構成とするとよい。
【００９１】
上記各実施の形態において、薬液の吸引が完了したことを判断するための手法は、仕切領域１３ａの位置を検出する位置検出センサ５５を利用する手法に限定されることはなく任意である。例えばダイアフラム１３の仕切領域１３ａが吸引完了位置に配置された場合にＯＮとなるスイッチを設け、そのスイッチがＯＮとなったことを確認することで吸引動作が完了したと判断する構成としてもよい。また、吸引動作が完了するのに十分な吸引動作用時間が予め定められており、吸引動作を開始してからその吸引動作用時間が経過した場合に吸引動作が完了したと判断する構成としてもよい。このように吸引動作の管理が時間の計測を通じて行われる構成であったとしても、上記各実施の形態のように吸引に要する時間の一定化を図ることで、上記吸引動作用時間が経過するまでに薬液の吸引を完了することが可能となり、仮に何らかの原因で水頭圧が予想以上に低くなったとしても、薬液の吸引が未完のまま吐出動作に移行してしまうことを防止できる。
【００９２】
上記各実施の形態において、薬液供給ポンプ１０に設けられる容積可変部材はダイアフラム１３に限定されることはなくベローズであってもよい。また、電空レギュレータ３０は、負圧発生源として真空発生源３６が設けられた構成に限定されることはなく、例えば供給源３３から供給される圧縮気体を利用して負圧を発生させるエジェクタが設けられた構成としてもよい。また、電空レギュレータ３０は比例制御式であってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０…薬液供給ポンプ、１３…ダイアフラム、１４…ポンプ室、１５…作動室、２３…吸引バルブ、２７…薬液タンク、３０…電空レギュレータ、４３…給気用電磁弁、４４…排気用電磁弁、４６…演算回路、５２…圧力センサ、５５…位置検出センサ、６０…コントローラ、７１…流量センサ、７２…電空側コントローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ室内の容積変化により薬液の吸引又は吐出を行う薬液供給ポンプを用いて薬液を供給する薬液供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の薬液使用工程においては、フォトレジスト液等の薬液を半導体ウェハに所定量ずつ塗布するために、例えば特許文献１のような薬液供給システムが提案されている。
【０００３】
この特許文献１の薬液供給システムでは、薬液タンク内に収容された薬液を吸引するとともにその吸引した薬液を半導体ウェハに向けて所定量ずつ塗布するための薬液供給ポンプが設けられている。当該薬液供給ポンプについて詳細には、薬液を充填するためのポンプ室と、作動エアが流通する作動室と、を仕切るようにダイアフラムを有しており、作動室にレギュレータからエアを供給してダイアフラムをポンプ室側に変形させて、薬液を吐出させる。また、薬液供給ポンプには真空源が接続されており、当該真空源により薬液供給ポンプに負圧を付与することで、ポンプ室の容積を大きくし、薬液を吸引するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４６２８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、薬液タンク内に収容されている薬液の液面レベルは薬液を吐出していくことに伴って変化し、そうすると薬液タンク内の水頭圧が変化する。例えば水頭圧が大きく変化した場合、薬液を薬液供給ポンプに吸引する場合における吸引時間が大きく変化し、結果的に、薬液供給ポンプに薬液を吸引するのに要する時間が大きく変動してしまうことが懸念される。
【０００６】
これに対して、薬液タンクに対して液面センサや重量センサを設け、水頭圧の変化を直接的に検出し、その検出結果に応じて薬液供給ポンプにおける吸引動作を制御する構成も考えられる。しかしながら、本構成においては、薬液タンク側及び薬液供給ポンプ側のそれぞれについてシステムの変更を行う必要が生じ、既存のシステムからの変更箇所が多くなってしまう。
【０００７】
また、ニードル弁を薬液供給ポンプよりも薬液タンク側の位置に設け、絞り量を都度手動で調整し、水頭圧の影響を低減させるようにすることも考えられるが、この場合、水頭圧の影響を自動的に低減させることはできない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、構成の簡素化を図りながら、水頭圧の影響を自動的に低減させることが可能な薬液供給システムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及び作用効果について記載する。
【００１０】
第１の発明の薬液供給システムは、薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、前記ポンプ室に通じる吐出通路側に設けられる吐出側開閉弁が閉状態であって、前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記ポンプ室への薬液の充填を開始する場合に前記吸引側開閉弁を開状態に切り換える切換制御手段と、前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合に、前記作動室に連通する空間又は前記作動室の気体圧力を検出する圧力検出手段と、当該圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本構成によれば、吸引側開閉弁が開状態とされた場合の圧力検出手段の検出結果に基づいて、圧力調整手段により作動室に付与される吸引用圧力が制御されるため、吸引用圧力の付与が薬液タンクの水頭圧を考慮して行われるようにすることが可能となる。また、圧力検出手段は、作動室に連通する空間又は作動室内の気体圧力を検出するものであるため、薬液の流通経路において薬液供給ポンプよりも上流側や下流側にて構成の変更を要しない。また、吸引側開閉弁を開状態とした際の圧力検出手段における検出結果に基づいて吸引用圧力の設定圧を決定する構成であるため、上記のような制御を薬液の吸引が行われる過程に即して行うことが可能となる。
【００１２】
第２の発明の薬液供給システムは、第１の発明の薬液供給システムにおいて、前記吸引制御手段は、前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合の前記圧力検出手段の検出圧力が低いほど、その後の薬液の吸引に際しての吸引用圧力の設定圧も低い設定圧となるようにするものであることを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、水頭圧が低いほど吸引用圧力の設定圧も低くなるため、水頭圧が低くなったとしても薬液の吸引に要する時間が極端に長時間化してしまわないようにすることが可能となる。つまり、水頭圧と、ポンプ室から吸引通路側に付与される実際の吸引圧力との差圧が、水頭圧が変動したとしても一定又は概ね一定となるように制御されるため、薬液の吸引に要する時間が極端に長時間化してしまわないようにすることが可能となる。
【００１４】
第３の発明の薬液供給システムは、第１又は第２の発明の薬液供給システムにおいて、前記容積可変部材の位置を検出する位置検出手段を備え、前記切換制御手段は、前記位置検出手段の検出結果が、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことに対応した結果となった場合に、開状態から閉状態に切り換わるように前記吸引側開閉弁を制御するものであり、前記吸引制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御することで、各回の吸引動作において前記容積可変部材の位置が前記完了した位置となるまでに要する時間が一定となるようにするものであることを特徴とする。
【００１５】
位置検出手段の検出結果に基づいて吸引動作が完了したか否かを判定するようにすることで、吸引動作の完了を判定するために時間の計測などを要しない。この場合に、吸引用圧力の設定圧は薬液タンクの水頭圧に応じて決定され、各回の吸引動作において容積可変部材の位置が吸引完了に対応した位置となるまでに要する時間が一定となるように制御される。これにより、上記のように位置検出に基づき吸引動作が完了したか否かを判定する構成において、各回の吸引動作時間の一定化を図ることが可能となる。
【００１６】
第４の発明の薬液供給システムは、第１乃至第３のいずれか１の発明の薬液供給システムにおいて、前記圧力調整手段は、前記作動室への吐出用圧力の付与を阻止又は許容する第１開閉弁と、前記作動室への前記吸引用圧力の付与を阻止又は許容する第２開閉弁と、を備え、前記吸引制御手段において前記吸引用圧力の設定圧を決定するための前記圧力検出手段における圧力の検出が完了するまでは、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の両方を閉状態として、前記作動室に連通された空間及び当該作動室が閉空間となるようにするものであることを特徴とする。
【００１７】
本構成によれば、検出用圧力に設定されている状況で吸引側開閉弁が開状態となった際に、作動室内の気体圧力の変動を直接的に検出することが可能となる。
【００１８】
第５の発明の薬液供給システムは、第１乃至第４のいずれか１の発明の薬液供給システムにおいて、前記吐出側開閉弁が閉状態であって前記吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記切換制御手段により前記吸引側開閉弁が開状態とされた際の前記ポンプ室への薬液の流入に伴う圧力の変動を前記圧力検出手段において検出可能とするような検出用圧力に、前記圧力調整手段の設定圧を制御する検出用制御手段を備え、前記吸引制御手段は、前記検出用圧力に設定されている状況で前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合における前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御するものであることを特徴とする。
【００１９】
本構成によれば、薬液供給ポンプに吸引用圧力が積極的に付与されている場合に水頭圧の影響を検出しようとする構成に比べ、水頭圧の影響を直接的に読み取ることが可能となり、水頭圧の変動に即した吸引用圧力の設定を良好に行うことが可能となる。
【００２０】
第６の発明の薬液供給システムは、第５の発明の薬液供給システムにおいて、前記検出用圧力は、前記吸引側開閉弁が開状態となった際に前記薬液タンクの水頭圧により前記ポンプ室への薬液の流入を可能とする圧力であることを特徴とする。
【００２１】
本構成によれば、水頭圧の変動を圧力検出結果から読み取る場合において、他の影響による圧力の変動の発生を抑えることが可能となり、水頭圧の変動を直接的に読み取ることが可能となる。
【００２２】
第７の発明の薬液供給システムは、第１乃至第６のいずれか１の発明の薬液供給システムにおいて、前記圧力調整手段は、前記吸引制御手段により決定された前記吸引用圧力の設定圧と、前記圧力検出手段により検出された実圧力との偏差に基づいて、当該実圧力が前記設定圧となるように前記作動室に付与する圧力を調整するものであることを特徴とする。
【００２３】
本構成によれば、吸引用圧力の実圧力を設定圧にフィードバック制御するために利用される圧力検出手段を利用して、水頭圧の影響を低減させることが可能となる。よって、構成の簡素化が図られる。
【００２４】
第８の発明の薬液供給システムは、薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、前記ポンプ室に薬液が流入する場合における前記作動室の容積減少量に対して一義的に定まる作動量を、前記作動室へと通じる前記作動気体の流通経路側又は前記薬液供給ポンプにて検出する作動量検出手段と、当該作動量検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００２５】
本構成によれば、作動室の容積の減少量に対して一義的に定まる作動量に基づいて、薬液の吸引に際しての吸引用圧力の設定圧が決定されるため、当該吸引用圧力の設定圧を薬液タンクの水頭圧の影響を考慮したものとすることが可能となる。また、上記作動量を検出する作動量検出手段は、作動室へと通じる作動気体の流通経路側又は薬液供給ポンプに設けられているため、薬液の流通経路において薬液供給ポンプよりも上流側や下流側にて構成の変更を要しない。また、上記のように水頭圧の影響を低減するための吸引用圧力の設定圧の決定を、薬液の吸引が行われる過程に即して行うことが可能となる。
【００２６】
第９の発明の薬液供給システムは、第８の発明の薬液供給システムにおいて、前記吸引制御手段は、前記ポンプ室に薬液が吸引される場合に、前記容積可変部材の変位速度を基準変位速度とするための基準値を設定するとともに、当該基準値と、前記作動量検出手段による検出結果から求めた数値との偏差に基づいて、当該求めた数値が前記基準値となるように前記圧力調整手段により調整される吸引用圧力の設定圧を制御するものであることを特徴とする。
【００２７】
本構成によれば、薬液タンクの水頭圧の変化に対して吸引用圧力の設定圧を追随させることが可能となる。
【００２８】
第１０の発明の薬液供給システムは、第８又は第９の薬液供給システムにおいて、前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁を、前記ポンプ室に薬液を吸引する場合に開状態となるように制御するとともに、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となった場合に閉状態となるように制御する切換制御手段を備え、前記作動量検出手段は、前記作動量として前記容積可変部材の位置を検出するものであって、前記切換制御手段において前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことを把握する場合に用いられる位置検出手段であることを特徴とする。
【００２９】
本構成によれば、吸引動作が完了したことを判断するために利用される位置検出手段を利用して、水頭圧の影響を低減させることが可能となる。よって、構成の簡素化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態における薬液供給システムの概略を示す構成図である。
【図２】同実施の形態における吸引用処理を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態における吸引に要する時間が一定となる様子を説明するタイムチャートである。
【図４】第２の実施の形態における薬液吸引時の演算処理を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態における吸引に要する時間が一定となる様子を説明するタイムチャートである。
【図６】第３の実施の形態における電空レギュレータに関する回路を示す回路説明図である。
【図７】同実施の形態における薬液吸引時の演算処理を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、半導体装置等の製造ラインにて使用される薬液供給システムについて具体化しており、当該システムの基本的構成を図１に基づいて説明する。
【００３２】
図１の薬液供給システムでは、薬液の吸引及び吐出を行うための薬液供給ポンプ１０を備えている。薬液供給ポンプ１０は、左右２つに分割されるボディ１１，１２を有しており、これら各ボディ１１，１２には各々対向する面に凹部が形成されている。各ボディ１１，１２の間には、容積可変部材として、可撓性膜よりなるダイアフラム１３が介在され、当該ダイアフラム１３の周縁部が両ボディ１１，１２にて挟持されている。この場合、各ボディ１１，１２の凹部間がダイアフラム１３の仕切領域１３ａにより仕切られ、一方のボディ１１側の凹部と仕切領域１３ａとの間にポンプ室１４が形成され、他方のボディ１２側の凹部と仕切領域１３ａとの間に作動室１５が形成されている。
【００３３】
上記一方のボディ１１には、ポンプ室１４に連通する吸引ポート１６と吐出ポート１７とが形成されており、吸引ポート１６に吸引配管２１が接続され、吐出ポート１７に吐出配管２２が接続されている。吸引配管２１には吸引側開閉弁である吸引バルブ２３が設けられており、吸引バルブ２３は電磁弁２４の通電状態に応じて開閉される。また、吐出配管２２には吐出側開閉弁である吐出バルブ２５が設けられており、吐出バルブ２５は電磁弁２６の通電状態に応じて開閉される。例えば、吸引バルブ２３及び吐出バルブ２５は、空気圧力により開閉操作されるエアオペレートバルブで構成されており、電磁弁２４，２６の通電状態に応じて各バルブ２３，２５に作用する空気圧力が調節され、それに伴い各バルブ２３，２５が開閉される。
【００３４】
吸引配管２１は、ポンプ室１４に向けてレジスト液等の薬液を供給するための吸引通路を構成するものであり、薬液タンク２７内に貯留された薬液が吸引配管２１を通じてポンプ室１４に供給される。これにより、ポンプ室１４内に薬液が充填される。この場合、薬液タンク２７内に貯留されている薬液の量に応じて、薬液タンク２７側からポンプ室１４側に向けた薬液の水頭圧が変動する。また、吐出配管２２は、ポンプ室１４内に充填された薬液を吐出するための吐出通路を構成するものであり、ポンプ室１４から排出される薬液が吐出配管２２を通じて薬液吐出ノズル２８に供給される。
【００３５】
上記他方のボディ１２には、作動室１５に連通する給排ポート１８が形成されており、この給排ポート１８に、圧力調整手段として設けられた電空レギュレータ３０が接続されている。電空レギュレータ３０は、作動室１５内に正圧を付与する正圧付与手段及び負圧を付与する負圧付与手段を構成するものである。
【００３６】
詳細には、電空レギュレータ３０の給気ポート３１は供給配管３２を介して供給源３３に接続されているとともに、電空レギュレータ３０の排気ポート３４は排気配管３５を介して負圧発生源としての真空発生源３６に接続されている。電空レギュレータ３０において給気ポート３１からつながる給気通路３７は、第１開閉弁としての給気用電磁弁４３を介して、電空レギュレータ３０の出力ポート４１へとつながる出力通路４２に連通されている。また、電空レギュレータ３０において排気ポート３４からつながる排気通路３８は、第２開閉弁としての排気用電磁弁４４を介して、上記出力通路４２に連通されている。
【００３７】
給気用電磁弁４３及び排気用電磁弁４４は、電空レギュレータ３０に設けられた演算回路４６により開閉が制御される。給気用電磁弁４３が開状態とされると、供給源３３において圧縮された作動エアが出力ポート４１を通じて薬液供給ポンプ１０の作動室１５に供給され、結果的に作動室１５に対して吐出用圧力として正圧が付与される。一方、排気用電磁弁４４が開状態とされると、出力ポート４１を介して作動室１５に対して吸引用圧力として負圧が付与され、当該作動室１５の作動エアが吸引される。
【００３８】
上記構成により、作動室１５内に負圧が付与されている状態では、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａは作動室１５側の凹部に向けて撓み変形する。これにより、ポンプ室１４内の容積が増加する。この撓み変形が行われる場合に、吸引バルブ２３を開弁させるとともに吐出バルブ２５を閉弁させることにより、吸引配管２１を通じてポンプ室１４内に薬液が吸引される。
【００３９】
一方、作動室１５内に正圧が付与されている状態では、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａがポンプ室１４側の凹部（図１において二点鎖線にて示す位置）に向けて撓み変形する。これにより、ポンプ室１４の容積が減少する。この撓み変形が行われる場合に、吸引バルブ２３を閉弁させるとともに吐出バルブ２５を開弁させることにより、ポンプ室１４内に充填されている薬液が吐出配管２２を通じて排出される。
【００４０】
ここで、出力通路４２には当該出力通路４２から分岐させて検出通路５１が設けられ、当該検出通路５１には圧力検出手段としての圧力センサ５２が設けられている。この圧力センサ５２によって出力通路４２内のエア圧力が検出され、その圧力検出信号が演算回路４６に出力される。また、演算回路４６は、後述するコントローラ６０から、設定圧の指令の情報を含む調整指令信号を入力する。そして、演算回路４６は、その調整指令信号から読み取られる設定圧と上記圧力検出信号から求められる実際の圧力との偏差量に基づき、出力通路４２における作動エアの圧力が調整指令信号の設定圧にしたがった圧力となるように給気用電磁弁４３と排気用電磁弁４４とを開状態とする時間をそれぞれ制御する。これにより、出力ポート４１内における作動エアの圧力が設定圧に調圧される。
【００４１】
薬液供給ポンプ１０において上記給排ポート１８が設けられたボディ１２には、略円柱状をなすロッド５３が収容されている。ロッド５３は、一端がダイアフラム１３の仕切領域１３ａに連結され、他端にセンサマグネット５４が装着されている。そして、ボディ１２には、センサマグネット５４の磁気を検出可能な位置検出センサ５５が位置検出手段として取り付けられている。位置検出センサ５５は、ロッド５３の移動に伴ってセンサマグネット５４にて生じる磁界の変化を検出し、ロッド５３の位置、すなわち仕切領域１３ａの位置に対応した位置検出信号をコントローラ６０に出力する。
【００４２】
コントローラ６０は、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成される電子制御装置であり、薬液供給ポンプ１０による薬液の吸引及び吐出の状態を制御する。コントローラ６０には、本システム全体を統括して管理する図示しない管理コンピュータから吸引指令信号及び吐出指令信号が入力されるとともに、位置検出センサ５５から位置検出信号が入力される。そして、コントローラ６０は、都度入力される信号に基づいて電磁弁２４，２６を通電又は非通電の状態として吸引バルブ２３と吐出バルブ２５との開閉状態を制御する。また、電空レギュレータ３０に対して上記調整指令信号を出力して当該電空レギュレータ３０の状態を制御する。このとき特に、コントローラ６０は、薬液供給ポンプ１０において薬液の吸引に要する時間が薬液タンク２７の水頭圧に依存することなく一定となるように電空レギュレータ３０の状態を制御する。
【００４３】
次に、コントローラ６０にて実行される吸引用処理の内容を、図２のフローチャートを参照しながら説明する。当該吸引用処理は、管理コンピュータからコントローラ６０に吸引指令信号が入力された場合に起動される。また、以下の説明では、圧力センサ５２の検出圧力が推移していく様子を示すタイムチャートである図３を参照しながら、吸引用処理が実行されることによる作用も説明する。
【００４４】
先ずステップＳ１では、検出用の圧力設定処理を実行する。当該検出用の圧力設定処理では、電空レギュレータ３０の圧力センサ５２の検出結果を利用して薬液タンク２７の水頭圧を推定することが可能なように、薬液供給ポンプ１０に付与する圧力を検出用の圧力とするための設定圧を電空レギュレータ３０に指示する。この検出用圧力は、水頭圧の想定される最小圧力よりも小さい圧力であることが好ましい。具体的には、検出用圧力は大気圧であり、ステップＳ１では、作動室１５の圧力を大気圧とするための調整指令信号を演算回路４６に出力する。そして、圧力センサ５２からの圧力検出信号が大気圧に対応したものとなるまでステップＳ２にて待機する。
【００４５】
図３のｔ１のタイミングに示すように圧力センサ５２の検出結果が大気圧となった場合には、ステップＳ３にて閉空間の設定処理を実行する。具体的には、給気用電磁弁４３及び排気用電磁弁４４の両方を閉状態とすることを指令する調整指令信号を演算回路４６に出力する。これにより、薬液供給ポンプ１０の作動室１５だけでなく、当該作動室１５に連通するエア配管４５及び出力通路４２も閉空間となる。つまり、作動エアに連通される空間及び作動室１５内が閉空間となる。
【００４６】
その後、ステップＳ４にて、吸引バルブ２３を開状態とする。ちなみに、吸引バルブ２３を開状態とする直前ではダイアフラム１３の仕切領域１３ａはポンプ室１４側の凹部寄りに位置している。
【００４７】
吸引バルブ２３を開状態とすることにより、薬液供給ポンプ１０の作動室１５内がほぼ大気圧の状態であったとしても薬液タンク２７の水頭圧により吸引配管２１内の薬液が押されて、薬液供給ポンプ１０のポンプ室１４内に流入する。この場合、作動室１５内の作動エアが電空レギュレータ３０側に押されるため、図３におけるｔ１〜ｔ２の期間に示すように、圧力センサ５２において検出されている圧力が上昇する。そして、ｔ２のタイミングにて、圧力センサ５２の検出圧は最大値（正圧側のピーク値）となる。この最大値となった検出圧が今回の水頭圧に対応している。
【００４８】
吸引用処理（図２）では、ステップＳ４にて吸引バルブ２３を開状態とした後は、ステップＳ５にて、圧力センサ５２の検出圧が下降を開始するまで待機する。そして、下降を開始した場合には、ステップＳ６にて、吸引用圧力の導出処理を実行する。
【００４９】
吸引用圧力の導出処理では、その時点における圧力センサ５２の検出圧を水頭圧の推定圧として利用して、今回の吸引動作における吸引用圧力の設定圧、具体的には負圧の設定圧を導出する。具体的には、圧力センサ５２の検出圧に対応させて負圧の設定圧が設定されたデータテーブルが予め記憶されており、今回取得した検出圧に対応した負圧の設定圧をそのデータテーブルから読み出す。但し、これに限定されることはなく、水頭圧の基準推定圧に対応させて基準設定圧が予め記憶されているとともに、圧力センサ５２の検出圧と上記基準推定圧との比率分を上記基準設定圧に対して補正することで負圧の設定圧を算出する構成としてもよい。ステップＳ６にて導出する吸引用圧力の設定圧は、電空レギュレータ３０において設定可能な吸引用の圧力範囲（すなわち、負圧の圧力範囲）のいずれかの圧力となっている。
【００５０】
ステップＳ６にて導出した吸引用圧力の設定圧の情報は、ステップＳ７にて、調整指令信号として演算回路４６に出力する。これにより、演算回路４６では、その負圧の設定圧となるように作動室１５に付与する負圧を調整する。具体的には、演算回路４６は、図３においてｔ２〜ｔ３の期間にて示すように、その設定圧に向けて負圧の付与が除々に行われるように排気用電磁弁４４を制御し、その後にｔ３〜ｔ４の期間にて示すように、付与する負圧を設定圧の状態に概ね維持するように排気用電磁弁４４を制御する。
【００５１】
ここで、上記導出処理にて導出される吸引用圧力の設定圧は、水頭圧の推定圧がいずれであっても、その水頭圧と、ポンプ室１４から吸引配管２１側に付与される実際の吸引圧力との差圧が、一定又は概ね一定となるように設定されている。詳細には、上記導出処理にて導出される吸引用圧力の設定圧は、水頭圧の推定圧がいずれであっても、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａの位置が、吸引完了に対応した位置となるまでに要する時間が一定又は概ね一定となるように設定されている。
【００５２】
より詳細には、仕切領域１３ａの変位速度が概ね一定となるまでに要する加速度及びその過渡期に要する時間（図３のｔ２〜ｔ３の期間）が、水頭圧の推定圧がいずれであっても一定又は概ね一定となり、さらには仕切領域１３ａの変位速度が概ね一定となった場合の当該変位速度が水頭圧の推定圧がいずれであっても一定又は概ね一定となるように、上記導出処理にて導出される吸引用圧力が設定されている。このように吸引用圧力が設定されることにより、図３において一点鎖線で示すように水頭圧の推定圧が低い場合の方が、実線で示すように水頭圧の推定圧が高い場合よりも上記吸引用圧力の設定圧は低く、結果として、薬液タンク２７の水頭圧が変動していたとしても、薬液の吸引に要する時間はＴで一定となる。
【００５３】
吸引用処理（図２）では、ステップＳ７の処理を実行した後はステップＳ８にて薬液の吸引が完了するまで待機する。詳細には、位置検出センサ５５の検出結果に基づいて、仕切領域１３ａが作動室１５側の凹部寄りの所定位置、具体的には吸引量が所定量となることに対応した予め定められた位置となったことを特定するまで待機する。薬液の吸引が完了している場合には、ステップＳ９にて吸引バルブ２３を閉状態とした後に、本吸引用処理を終了する。
【００５４】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５５】
水頭圧が低下すると薬液タンク２７側から薬液供給ポンプ１０に向けて薬液を押し出す力が弱まるため、作動室１５に付与される吸引用圧力が一定であるとすると、薬液の吸引が完了するのに要する時間が後側の吸引動作ほど長時間化し、薬液の吸引に要する時間が変動してしまう。これに対して、薬液の吸引を開始する場合には先ず水頭圧を推定し、その推定した水頭圧に基づいて、仕切領域１３ａの変位速度が各吸引動作回において一定となるように吸引用圧力が設定される。これにより、吸引に要する時間を自動的に一定なものとすることが可能となる。
【００５６】
また、水頭圧の影響を検出するために作動室１５に付与する圧力を、吸引用圧力よりも大気圧側の検出用の圧力、具体的には大気圧に設定し、その大気圧に設定した状況でポンプ室１４への薬液の充填を開始させ、その際の圧力センサ５２における圧力の検出結果に基づいて今回の吸引動作における吸引用圧力を決定する構成である。これにより、薬液供給ポンプ１０に吸引用圧力が積極的に付与されている場合に水頭圧の影響を検出しようとする構成に比べ、水頭圧の影響を直接的に読み取ることが可能となり、水頭圧の変動に即した吸引用圧力の設定を良好に行うことが可能となる。
【００５７】
また、薬液の吐出動作が行われた後であって吸引バルブ２３が閉状態である状況で上記のような検出用の圧力の設定が行われるとともに、薬液の吸引動作を開始させるべく吸引バルブ２３が開状態とされた場合における圧力センサ５２の検出結果に基づいて吸引用圧力の設定圧を決定する構成であるため、薬液供給ポンプ１０において薬液の吸引が行われる過程に即しながら、吸引用圧力の設定圧を決定することが可能となる。
【００５８】
また、水頭圧の推定を行うために圧力センサ５２の検出結果が取得される期間では、給気用電磁弁４３及び排気用電磁弁４４はいずれも閉状態に維持され、作動室１５及び当該作動室１５に連通された空間は閉空間とされる。これにより、水頭圧の影響を直接的に読み取ることが可能となり、水頭圧の変動に即した吸引用圧力の設定を良好に行うことが可能となる。
【００５９】
また、このような水頭圧の影響を直接的に読み取ることは、圧力センサ５２における検出結果に基づいて吸引用圧力を設定していることからも実現できる。特に、圧力センサ５２は演算回路４６において設定圧に対する実際の圧力のフィードバック制御を行うために用いられるものであるため、当該圧力センサ５２を利用して吸引用圧力を設定することで、既存の薬液供給システムに対するハード構成の変更点が少なくて済む。
【００６０】
なお、電空レギュレータ３０の演算回路４６に代えて、電空側コントローラを設けて、当該電空側コントローラにて吸引用処理のうち、検出用の圧力設定処理や、吸引用圧力の導出処理を実行するようにしてもよい。
【００６１】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、薬液の吸引動作において薬液タンク２７の水頭圧の影響を受けないようにするための構成が上記第１の実施の形態と異なっている。以下、その相違する構成について説明する。
【００６２】
本実施の形態における薬液供給システムは、図１に示したものと基本的に同様となっている。但し、吸引用圧力の設定圧を決定する際に圧力センサ５２の検出結果を利用することなく、代わりに、位置検出センサ５５の検出結果を利用する。
【００６３】
図４は、コントローラ６０における薬液吸引時の演算処理の内容を示す。なお、以下の演算処理は薬液吸引時において比較的短い間隔で繰り返し実行される。
【００６４】
目標変位速度読出部Ｂ１は、管理コンピュータからの吸引指令信号に基づき、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａを吸引用に変位させる場合における変位速度の目標値を、コントローラ６０の不揮発性メモリから読み出す。なお、目標変位速度が複数パターン記憶されており、いずれの目標変位速度を利用するかの指令が吸引指令信号に基づき行われる構成としてもよい。
【００６５】
実変位速度算出部Ｂ２は、位置検出センサ５５からの位置検出信号に基づいてその都度の仕切領域１３ａの位置の履歴を記憶するとともに、当該履歴の情報から仕切領域１３ａの変位量を算出する。そして、その算出した変位量の時間微分に基づき、仕切領域１３ａの実際の変位速度を算出する。
【００６６】
偏差算出部Ｂ３は、目標変位速度と実変位速度との差を算出する。吸引用圧力算出部Ｂ４は、実変位速度を目標変位速度にフィードバック制御するための吸引用の操作量である吸引用圧力の設定圧の情報を算出する。この算出された吸引用圧力の設定圧の情報は、調整指令信号として電空レギュレータ３０の演算回路４６に出力される。演算回路４６では、この調整指令信号に基づいて排気用電磁弁４４を制御して、仕切領域１３ａの実変位速度が目標変位速度となるようにする。
【００６７】
ここで、コントローラ６０では、位置検出センサ５５の検出結果に基づいて、仕切領域１３ａが作動室１５側の凹部寄りの所定位置、具体的には吸引量が所定量となることに対応した位置であって予め定められた位置となったことを検知した場合に薬液の吸引動作が完了したとして吐出動作を開始させる。この場合に、上記のように仕切領域１３ａの実変位速度が目標変位速度となるようにされるため、結果的に薬液の吸引に要する時間が一定となる。
【００６８】
なお、上記のようなフィードバック制御を通じた調整指令信号の出力は、１回の吸引動作において複数回に亘って繰り返し行われる。また、目標変位速度読出部Ｂ１、実変位速度算出部Ｂ２、偏差算出部Ｂ３及び吸引用圧力算出部Ｂ４が本実施の形態における負圧制御手段に相当する。
【００６９】
次に、図５のタイムチャートを参照しながら、吸引に要する時間が一定となる様子を説明する。図５（ａ）は薬液供給ポンプ１０の動作状況を示し、図５（ｂ）は薬液タンク２７の水頭圧を示し、図５（ｃ）は薬液供給ポンプ１０の作動室１５内に付与されている圧力を示す。
【００７０】
ｔ１のタイミングで薬液供給システムがＯＮ状態となることにより、薬液供給ポンプ１０では薬液の吸引動作と薬液の吐出動作とが交互に繰り返される。この場合、ｔ３〜ｔ４の期間、及びｔ７〜ｔ８の期間では吐出動作を行うために作動室１５に正圧が付与されるが、吐出動作から吸引動作に切り換わる場合の過渡期であるｔ４〜ｔ５の期間、及びｔ８〜ｔ９の期間では、吸引動作となった際に急激な圧力低下を生じさせないようにするために、除々に圧力が低下される。そして、吸引動作が開始されるタイミングでは作動室１５が大気圧となる。但し、当該タイミングでは、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａは依然としてポンプ室１４側の凹部寄りに位置している。
【００７１】
ｔ１〜ｔ２の期間、ｔ５〜ｔ６の期間、及びｔ９〜ｔ１０の期間では、それぞれ薬液の吸引動作が行われるが、当該吸引動作が行われる度に薬液タンク２７内の薬液量が減少していくため、薬液タンク２７の水頭圧も低下していく。そして、水頭圧が低下すると薬液タンク２７側から薬液供給ポンプ１０に向けて薬液を押し出す力が弱くなる。これに対して、既に説明したように、ダイアフラム１３の仕切領域１３ａの位置を位置検出センサ５５により検出することに基づくフィードバック制御により、仕切領域１３ａの変位速度が一定となるように吸引用圧力の設定圧が調整される。したがって、後側の吸引動作ほど作動室１５に付与される吸引用圧力は負圧側に低くなっており、つまり、水頭圧と、ポンプ室１４から吸引配管２１側に付与される実際の吸引圧力との差圧が、一定又は概ね一定となるようになっており、結果的に吸引に要する時間はＴで一定となっている。
【００７２】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００７３】
水頭圧が低下すると薬液タンク２７側から薬液供給ポンプ１０に向けて薬液を押し出す力が弱まるため、作動室１５に付与される吸引用圧力が一定であるとすると、薬液の吸引が完了するのに要する時間が後側の吸引動作ほど長時間化し、吸引に要する時間が変動してしまう。これに対して、吸引動作中においてダイアフラム１３の仕切領域１３ａの位置が位置検出センサ５５により検出されるとともに、当該位置検出センサ５５の検出結果に基づいて、仕切領域１３ａの変位速度が一定となるように吸引用圧力の設定圧が調整される。これにより、吸引に要する時間を自動的に一定なものとすることが可能となる。
【００７４】
また、位置検出センサ５５の検出結果に基づく実変位速度と、予め定められた目標変位速度との偏差に対応した調整指令信号の出力は、吸引動作時において繰り返し実行されるため、薬液タンク２７の水頭圧の変化に対して吸引用圧力の設定圧を追随させ易くなるとともに、吸引用圧力の設定圧の追随を薬液の吸引動作中において行うことが可能となる。
【００７５】
また、位置検出センサ５５は、仕切領域１３ａの位置が薬液の吸引が完了した位置となったか否か、すなわち吸引動作が完了したか否かをコントローラ６０にて特定するために利用されるものであるため、当該位置検出センサ５５の検出結果を利用して吸引用圧力を設定することで、既存の薬液供給システムに対するハード構成の変更点が少なくて済む。
【００７６】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、薬液の吸引動作において薬液タンク２７の水頭圧の影響を受けないようにするための構成が上記第１の実施の形態と異なっている。以下、その相違する構成について説明する。
【００７７】
本実施の形態における薬液供給システムは、図１に示したものと基本的に同様となっている。但し、吸引用圧力の設定圧を決定する際に圧力センサ５２の検出結果を利用することなく、さらに電空レギュレータ３０の構成が異なっている。
【００７８】
具体的には、図６に示すように、電空レギュレータ３０の排気通路３８の途中位置に流量センサ７１が設けられている。流量センサ７１が設けられていることにより、薬液供給ポンプ１０の作動室１５に吸引用圧力を付与して当該作動室１５内の作動エアを吸引した際の当該作動エアの流量を検出することが可能となり、結果的に吸引用圧力を付与した際の作動室１５の容積変化を把握することが可能となる。また、電空レギュレータ３０には演算回路４６に代えて、ＣＰＵや各種メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成された電空側コントローラ７２が設けられており、流量センサ７１の検出結果は流量検出信号として電空側コントローラ７２に入力される。そして、当該電空側コントローラ７２にて、システム側のコントローラ６０からの吸引指令信号の入力に基づき、吸引動作時における吸引用圧力の設定圧が決定される。
【００７９】
図７は、電空側コントローラ７２における薬液吸引時の演算処理の内容を示すブロック図である。
【００８０】
目標変位速度読出部Ｂ１１は上記第２の実施の形態における目標変位速度読出部Ｂ１と同様に、目標変位速度を読み出す。実変位速度算出部Ｂ１２は、流量センサ７１からの流量検出信号に基づいてダイアフラム１３の仕切領域１３ａの変位量を算出する。そして、その算出した変位量の時間微分に基づき、仕切領域１３ａの実際の変位速度を算出する。
【００８１】
偏差算出部Ｂ１３は、目標変位速度と実変位速度との差を算出する。吸引用圧力算出部Ｂ１４は、実変位速度を目標変位速度にフィードバック制御するための吸引用の操作量である吸引用圧力の設定圧の情報を算出する。そして、その算出された設定圧に基づいて排気用電磁弁４４を制御し、仕切領域１３ａの実変位速度が目標変位速度となるようにし、結果的に吸引に要する時間が一定となるようにする。
【００８２】
以上詳述した本実施の形態であっても、上記第１の実施の形態と同様に、薬液タンク２７の水頭圧の影響を受けないようにして、吸引に要する時間を一定にすることが可能となる。また、電空レギュレータ３０の構成を変更するだけでよい。
【００８３】
＜他の実施の形態＞
本発明は上記各実施の形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施しても良い。
【００８４】
上記第１の実施の形態において、作動室１５の設定圧を大気圧とするとともに吸引バルブ２３を開状態とした場合における圧力センサ５２の正圧側のピーク値を、吸引用圧力の設定圧を決定するために利用するのではなく、例えば吸引バルブ２３を開状態とした後の圧力の上昇率を算出し、その上昇率を利用して吸引用圧力の設定圧を決定するようにしてもよい。この場合、吸引用圧力の設定圧を早期に決定することが可能となるため、各回の吸引動作において要する時間を全体的に短縮することが可能となる。
【００８５】
上記第１の実施の形態において、圧力センサ５２の検出結果に基づいて水頭圧を推定するために設定する検出用の圧力は大気圧に限定されることはなく、薬液タンク２７における薬液量の変動に伴う水頭圧の変動の度合いを読み取ることができるのであれば、所定の正圧又は所定の負圧であってもよい。但し、大気圧とした場合には、検出用圧力の設定の容易化を図ることが可能となる。つまり、電空レギュレータ３０に大気開放させるためのポートと、当該ポートを出力通路に連通させる通路と、当該通路を開閉する電磁式の開閉弁とを備えた構成とした場合には、当該電磁式の開閉弁を開状態とするだけで、検出用圧力に設定することが可能となる。
【００８６】
上記第１の実施の形態において、水頭圧の推定圧に従って吸引用圧力の設定圧を変動させる構成に代えて、水頭圧の推定圧が所定圧力以下となった場合には、薬液供給システムの動作を停止させる構成としてもよい。
【００８７】
上記第１の実施の形態のように、作動室１５に付与する圧力を検出用の圧力に設定した状態で吸引バルブ２３を開放させ、その際に薬液が自身の水頭圧によりポンプ室１４に流入してくることを利用して吸引用圧力の設定圧を決定するための作動量を得るという構成を、上記第２の実施の形態のように位置検出センサ５５の検出結果に基づいて仕切領域１３ａの実変位速度を得る構成や、上記第３の実施の形態のように流量センサ７１の検出結果に基づいて仕切領域１３ａの実変位速度を得る構成に適用してもよい。
【００８８】
上記第２の実施の形態や上記第３の実施の形態において、薬液の吸引動作の過程で吸引用圧力の設定圧を連続的に変更させる構成に代えて、吸引用圧力の設定圧の変更がステップ状となるように断続的に変更させる構成としてもよい。また、目標変位速度と実変位速度との偏差に基づき吸引用圧力の設定圧を決定するのではなく、作動室１５の容積変化の目標値と、位置検出センサ５５や流量センサ７１の検出結果に基づく容積変化の実変化値との偏差に基づき、吸引用圧力の設定圧を決定する構成としてもよい。
【００８９】
上記各実施の形態において、コントローラ６０や電空側コントローラ７２にて、吸引用圧力の設定圧を決定するのではなく、排気用電磁弁４４を開状態に保持する期間を決定する構成としてもよい。但し、排気用電磁弁４４を開状態に保持する期間は、設定される吸引用圧力に対応しているため、当該構成であっても吸引用圧力の設定圧を決定していることになる。
【００９０】
上記各実施の形態において、薬液供給ポンプ１０は、薬液の吸引に際して負圧が付与される構成に限定されることはなく、例えばダイアフラム１３を作動室１５側の凹部寄りとなる位置に付勢するバネなどの付勢手段を設け、薬液の吐出時には作動室１５に正圧が付与される一方、薬液の吸引時には作動室１５が減圧される構成としてもよい。この場合であっても、その減圧させる設定圧を、上記各実施の形態のように薬液タンク２７の水頭圧の影響を低減させるべく決定する構成とするとよい。また、例えば、薬液供給ポンプ１０は、ダイアフラム１３を薬液の吐出用に変位させる場合及び薬液の吸引用に変位させる場合のいずれであっても、作動室１５に正圧が付与される構成としてもよい。この場合であっても、薬液の吸引時における正圧の設定圧を、上記各実施の形態のように薬液タンク２７の水頭圧の影響を低減させるべく決定する構成とするとよい。
【００９１】
上記各実施の形態において、薬液の吸引が完了したことを判断するための手法は、仕切領域１３ａの位置を検出する位置検出センサ５５を利用する手法に限定されることはなく任意である。例えばダイアフラム１３の仕切領域１３ａが吸引完了位置に配置された場合にＯＮとなるスイッチを設け、そのスイッチがＯＮとなったことを確認することで吸引動作が完了したと判断する構成としてもよい。また、吸引動作が完了するのに十分な吸引動作用時間が予め定められており、吸引動作を開始してからその吸引動作用時間が経過した場合に吸引動作が完了したと判断する構成としてもよい。このように吸引動作の管理が時間の計測を通じて行われる構成であったとしても、上記各実施の形態のように吸引に要する時間の一定化を図ることで、上記吸引動作用時間が経過するまでに薬液の吸引を完了することが可能となり、仮に何らかの原因で水頭圧が予想以上に低くなったとしても、薬液の吸引が未完のまま吐出動作に移行してしまうことを防止できる。
【００９２】
上記各実施の形態において、薬液供給ポンプ１０に設けられる容積可変部材はダイアフラム１３に限定されることはなくベローズであってもよい。また、電空レギュレータ３０は、負圧発生源として真空発生源３６が設けられた構成に限定されることはなく、例えば供給源３３から供給される圧縮気体を利用して負圧を発生させるエジェクタが設けられた構成としてもよい。また、電空レギュレータ３０は比例制御式であってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０…薬液供給ポンプ、１３…ダイアフラム、１４…ポンプ室、１５…作動室、２３…吸引バルブ、２７…薬液タンク、３０…電空レギュレータ、４３…給気用電磁弁、４４…排気用電磁弁、４６…演算回路、５２…圧力センサ、５５…位置検出センサ、６０…コントローラ、７１…流量センサ、７２…電空側コントローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、
前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、
前記ポンプ室に通じる吐出通路側に設けられる吐出側開閉弁が閉状態であって、前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記ポンプ室への薬液の充填を開始する場合に前記吸引側開閉弁を開状態に切り換える切換制御手段と、
前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合に、前記作動室に連通する空間又は前記作動室の気体圧力を検出する圧力検出手段と、
当該圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、
を備えていることを特徴とする薬液供給システム。
【請求項２】
前記吸引制御手段は、前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合の前記圧力検出手段の検出圧力が低いほど、その後の薬液の吸引に際しての吸引用圧力の設定圧も低い設定圧となるようにするものであることを特徴とする請求項１に記載の薬液供給システム。
【請求項３】
前記容積可変部材の位置を検出する位置検出手段を備え、
前記切換制御手段は、前記位置検出手段の検出結果が、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことに対応した結果となった場合に、開状態から閉状態に切り換わるように前記吸引側開閉弁を制御するものであり、
前記吸引制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御することで、各回の吸引動作において前記容積可変部材の位置が前記完了した位置となるまでに要する時間が一定となるようにするものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の薬液供給システム。
【請求項４】
前記圧力調整手段は、前記作動室への吐出用圧力の付与を阻止又は許容する第１開閉弁と、前記作動室への前記吸引用圧力の付与を阻止又は許容する第２開閉弁と、を備え、
前記吸引制御手段において前記吸引用圧力の設定圧を決定するための前記圧力検出手段における圧力の検出が完了するまでは、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の両方を閉状態として、前記作動室に連通された空間及び当該作動室が閉空間となるようにするものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の薬液供給システム。
【請求項５】
前記吐出側開閉弁が閉状態であって前記吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記切換制御手段により前記吸引側開閉弁が開状態とされた際の前記ポンプ室への薬液の流入に伴う圧力の変動を前記圧力検出手段において検出可能とするような検出用圧力に、前記圧力調整手段の設定圧を制御する検出用制御手段を備え、
前記吸引制御手段は、前記検出用圧力に設定されている状況で前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合における前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の薬液供給システム。
【請求項６】
前記検出用圧力は、前記吸引側開閉弁が開状態となった際に前記薬液タンクの水頭圧により前記ポンプ室への薬液の流入を可能とする圧力であることを特徴とする請求項５に記載の薬液供給システム。
【請求項７】
前記圧力調整手段は、前記吸引制御手段により決定された前記吸引用圧力の設定圧と、前記圧力検出手段により検出された実圧力との偏差に基づいて、当該実圧力が前記設定圧となるように前記作動室に付与する圧力を調整するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の薬液供給システム。
【請求項８】
薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、
前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、
前記ポンプ室に薬液が流入する場合における前記作動室の容積減少量に対して一義的に定まる作動量を、前記作動室へと通じる前記作動気体の流通経路側又は前記薬液供給ポンプにて検出する作動量検出手段と、
当該作動量検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、
を備えていることを特徴とする薬液供給システム。
【請求項９】
前記吸引制御手段は、前記ポンプ室に薬液が吸引される場合に、前記容積可変部材の変位速度を基準変位速度とするための基準値を設定するとともに、当該基準値と、前記作動量検出手段による検出結果から求めた数値との偏差に基づいて、当該求めた数値が前記基準値となるように前記圧力調整手段により調整される吸引用圧力の設定圧を制御するものであることを特徴とする請求項８に記載の薬液供給システム。
【請求項１０】
前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁を、前記ポンプ室に薬液を吸引する場合に開状態となるように制御するとともに、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となった場合に閉状態となるように制御する切換制御手段を備え、
前記作動量検出手段は、前記作動量として前記容積可変部材の位置を検出するものであって、前記切換制御手段において前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことを把握する場合に用いられる位置検出手段であることを特徴とする請求項８又は９に記載の薬液供給システム。
【請求項１】
薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、
前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、
前記ポンプ室に通じる吐出通路側に設けられる吐出側開閉弁が閉状態であって、前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記ポンプ室への薬液の充填を開始する場合に前記吸引側開閉弁を開状態に切り換える切換制御手段と、
前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合に、前記作動室に連通する空間又は前記作動室の気体圧力を検出する圧力検出手段と、
当該圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、
を備えていることを特徴とする薬液供給システム。
【請求項２】
前記吸引制御手段は、前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合の前記圧力検出手段の検出圧力が低いほど、その後の薬液の吸引に際しての吸引用圧力の設定圧も低い設定圧となるようにするものであることを特徴とする請求項１に記載の薬液供給システム。
【請求項３】
前記容積可変部材の位置を検出する位置検出手段を備え、
前記切換制御手段は、前記位置検出手段の検出結果が、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことに対応した結果となった場合に、開状態から閉状態に切り換わるように前記吸引側開閉弁を制御するものであり、
前記吸引制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御することで、各回の吸引動作において前記容積可変部材の位置が前記完了した位置となるまでに要する時間が一定となるようにするものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の薬液供給システム。
【請求項４】
前記圧力調整手段は、前記作動室への吐出用圧力の付与を阻止又は許容する第１開閉弁と、前記作動室への前記吸引用圧力の付与を阻止又は許容する第２開閉弁と、を備え、
前記吸引制御手段において前記吸引用圧力の設定圧を決定するための前記圧力検出手段における圧力の検出が完了するまでは、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の両方を閉状態として、前記作動室に連通された空間及び当該作動室が閉空間となるようにするものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の薬液供給システム。
【請求項５】
前記吐出側開閉弁が閉状態であって前記吸引側開閉弁が閉状態である状況において、前記切換制御手段により前記吸引側開閉弁が開状態とされた際の前記ポンプ室への薬液の流入に伴う圧力の変動を前記圧力検出手段において検出可能とするような検出用圧力に、前記圧力調整手段の設定圧を制御する検出用制御手段を備え、
前記吸引制御手段は、前記検出用圧力に設定されている状況で前記吸引側開閉弁が開状態とされて前記ポンプ室への薬液の流入が開始された場合における前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の薬液供給システム。
【請求項６】
前記検出用圧力は、前記吸引側開閉弁が開状態となった際に前記薬液タンクの水頭圧により前記ポンプ室への薬液の流入を可能とする圧力であることを特徴とする請求項５に記載の薬液供給システム。
【請求項７】
前記圧力調整手段は、前記吸引制御手段により決定された前記吸引用圧力の設定圧と、前記圧力検出手段により検出された実圧力との偏差に基づいて、当該実圧力が前記設定圧となるように前記作動室に付与する圧力を調整するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の薬液供給システム。
【請求項８】
薬液タンクから薬液が充填されるポンプ室、及び容積可変部材により前記ポンプ室から仕切られてなる作動室を有し、当該作動室内の作動気体の圧力に応じて前記容積可変部材を作動させ、その作動に伴う前記ポンプ室の容積変化に基づいて前記薬液を吸引又は吐出する薬液供給ポンプと、
前記作動室に付与する気体圧力を吸引用圧力にすることで前記ポンプ室に薬液を吸引させる圧力調整手段と、
前記ポンプ室に薬液が流入する場合における前記作動室の容積減少量に対して一義的に定まる作動量を、前記作動室へと通じる前記作動気体の流通経路側又は前記薬液供給ポンプにて検出する作動量検出手段と、
当該作動量検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力調整手段により前記作動室に付与される吸引用圧力を制御する吸引制御手段と、
を備えていることを特徴とする薬液供給システム。
【請求項９】
前記吸引制御手段は、前記ポンプ室に薬液が吸引される場合に、前記容積可変部材の変位速度を基準変位速度とするための基準値を設定するとともに、当該基準値と、前記作動量検出手段による検出結果から求めた数値との偏差に基づいて、当該求めた数値が前記基準値となるように前記圧力調整手段により調整される吸引用圧力の設定圧を制御するものであることを特徴とする請求項８に記載の薬液供給システム。
【請求項１０】
前記ポンプ室に通じる吸引通路側に設けられる吸引側開閉弁を、前記ポンプ室に薬液を吸引する場合に開状態となるように制御するとともに、前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となった場合に閉状態となるように制御する切換制御手段を備え、
前記作動量検出手段は、前記作動量として前記容積可変部材の位置を検出するものであって、前記切換制御手段において前記容積可変部材の位置が薬液の吸引が完了した位置となったことを把握する場合に用いられる位置検出手段であることを特徴とする請求項８又は９に記載の薬液供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０８５９８（Ｐ２０１１−２０８５９８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８７０２（Ｐ２０１０−７８７０２）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【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２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【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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