药液供应系统的制作方法

专利名称：药液供应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用药液供应泵供应药液的药液供应系统，其中药液供应泵根据泵室中的容积变化进行药液的吸引或排出。
背景技术：
在半导体制造装置的药液使用工艺中，为了将光致抗蚀剂溶液等药液每次以预定量涂布于半导体晶圆，例如人们提出了专利文献1所述的药液供应系统。该专利文献1的药液供应系统中设有药液供应泵，该药液供应泵吸引药液灌中容纳的药液，并且将吸引的药液每次以预定量涂布在半导体晶圆上。详细而言，该药液供应泵具有将用于填充药液的泵室和工作气体流通的工作室隔开的隔膜，通过调节器向工作室供应空气使隔膜朝向泵室侧产生变形，从而排出药液。另外，药液供应泵与真空源连接，通过由该真空源向药液供应泵施加负压来增大泵室的容积，从而吸引药液。专利文献1 日本国专利申请公开公报“特开2006-46284号”

发明内容
这里，药液罐中容纳的药液的液面高度将随着药液的排出而发生变化，因此，药液罐中的水头压力随之变化。例如，如果水头压力的变化较大，在向药液供应泵吸引药液时， 吸引时间将发生较大变化，最终可能导致将药液吸引到药液供应泵中所需要的时间将发生较大的变化。对此，人们还考虑了下述结构，即在药液罐中设置液面传感器或重量传感器，直接检测水头压力的变化，根据此检测结果对药液供应泵的吸引动作进行控制。然而，根据这种结构，需要针对药液罐和药液供应泵分别进行系统上的变更，因此对现有系统进行变更的地方将变多。另外，尽管可以考虑在药液罐侧的位置而不是药液供应泵设置针阀，每次对挤出量进行手动调整来减小水头压力的影响，但这种情况下无法自动地减小水头压力的影响。本发明是鉴于上述状况而作出的，其主要目的是提供一种能够简化结构并能够自动减小水头压力的影响的药液供应系统。以下对用于解决上述课题的技术方案及其作用效果进行描述。本发明第1方面的药液供应系统，其特征在于，包括药液供应泵，具有泵室和工作室，所述泵室由来自药液罐的药液填充，所述工作室通过容积可变部件与所述泵室分隔， 所述容积可变部件在所述工作室中的工作气体的压力作用下进行工作，当所述容积可变部件工作时所述泵室的容积发生变化，所述药液供应泵根据所述泵室的容积变化吸引或排出药液；压力调整装置，通过将施加于所述工作室的气体压力作为吸引用压力，使得将药液吸引到所述泵室；切换控制装置，在排出侧开闭阀处于关闭状态且吸引侧开闭阀处于关闭状态的情况下，当开始向所述泵室内填充药液时，所述切换控制装置将所述吸引侧开闭阀切换为打开状态，其中，所述排出侧开闭阀设置在与所述泵室相通的排出通道中，所述吸引侧开闭阀设置在与所述泵室相通的吸引通道中；压力检测装置，当所述吸引侧开闭阀处于打开状态且药液开始流入所述泵室时，所述压力检测装置检测与所述工作室相通的空间的气体压力或所述工作室的气体压力；以及吸引控制装置，根据所述压力检测装置的检测结果， 对由所述压力调整装置施加给所述工作室的吸引用压力进行控制。根据本发明的上述结构，根据压力检测装置在吸引侧开闭阀处于打开状态时的检测结果对由压力调整装置向工作室施加的吸引压力进行控制，因此，可以在考虑了药液罐的水头压力的情况下进行吸引压力的施加。另外，压力检测装置用来检测与工作室连通的空间的气体压力或工作室的气体压力，因此，无需在药液的流经路径中药液供应泵的上游或下游的位置作出结构变更。另外，由于采用了根据压力检测装置在吸引侧开闭阀处于打开状态时的检测结果来确定吸引用压力的设定压力的结构，因此，可以根据药液吸引进行的过程执行如上所述的控制。本发明第2方面的药液供应系统，在本发明第1方面的药液供应系统中，所述吸引控制装置进行控制使得在所述吸引侧开闭阀处于打开状态且药液开始流入所述泵室的情况下所述压力检测装置检测到的压力越小之后进行药液吸引时的吸引用压力的设定压力也越小。根据该结构，由于水头压力越小吸引用压力的设定压力也越小，因此，即使水头压力减小，吸引药液所需要的时间也不会过长。即，即使水头压力发生改变，水头压力与从泵室向吸引通道侧施加的实际的吸引用压力间的压差也可以被控制为恒定或大致恒定，因此，吸引药液所需要的时间不会过长。本发明第3方面的药液供应系统，在本发明第1或第2方面的药液供应系统中，具有对所述容积可变部件的位置进行检测的位置检测装置，当所述位置检测装置的检测结果为所述容积可变部件到达药液吸引完成位置后所对应的结果时，所述切换控制装置对所述吸引侧开闭阀进行控制使其从打开状态切换为关闭状态，所述吸引控制装置根据所述压力检测装置的检测结果，对由所述压力调整装置施加给所述工作室的吸引用压力进行控制， 使得每次吸引动作中所述容积可变部件的到达所述药液吸引完成位置所需的时间恒定。根据位置检测装置的检测结果判断吸引动作是否完成，因此，无需为了判断吸引动作是否已经完成而对时间进行测量。这种情况下，根据药液罐的水头压力来确定吸引用压力的设定压力，从而可以进行控制使得每次吸引动作中容积可变部件到达吸引动作完成后所对应的位置所需要的时间恒定。由此，采用如上所述根据位置检测来判断吸引动作是否已经完成的结构，能够将每次吸引动作时间控制为恒定。本发明第4方面的药液供应系统，在本发明第1至第3中的任意一方面的药液供应系中，所述压力调整装置具有阻止或允许向所述工作室施加排出用压力的第1开闭阀、 和阻止或允许向所述工作室施加所述吸引用压力的第2开闭阀，所述压力调整装置被配置以使得在所述压力检测装置进行的压力检测完成之前，使所述第1开闭阀和第2开闭阀两者处于关闭状态，并使与所述工作室连通的空间以及该工作室成为密闭空间，其中，所述压力检测装置进行的压力检测用于供所述吸引控制装置确定所述吸引用压力的设定压力。根据该结构，在被设定为检测用压力的情况下，当吸引侧开闭阀处于打开状态时， 可以直接检测出工作室中的气体压力的变化。本发明第5方面的药液供应系统，在本发明第1至第4中的任意一方面的药液供应系统中，具有检测用控制装置，所述检测用控制装置将所述压力调整装置的设定压力控制为检测用压力，所述检测用压力可供所述压力检测装置对药液流入所述泵室时产生的压力变化进行检测，其中，所述药液是在所述排出侧开闭阀处于关闭状态且所述吸引侧开闭阀处于关闭状态的情况下所述吸引侧开闭阀被所述切换控制装置切换为打开状态后流入所述泵室的；所述吸引控制装置根据所述压力检测装置的检测结果对由所述压力调整装置施加给所述工作室的吸引用压力进行控制，该检测结果是在设定压力被设定为所述检测用压力的情况下所述压力检测装置对所述吸引侧开闭阀处于打开状态且药液开始流入所述泵室后的气体压力进行检测所得到的检测结果。。根据本结构，较之于在积极对药液供应泵施加吸引用压力的情况下检测水头压力的影响的结构，本发明的该结构能够直接获取水头压力的影响，从而能够根据水头压力的变化良好地进行吸引用压力的设定。本发明第6方面的药液供应系统，在本发明第5方面的药液供应系统中，所述检测用压力是可确保药液在所述吸引侧开闭阀处于打开状态时在所述药液罐的水头压力作用下流入所述泵室的压力。根据该结构，在利用压力检测结果获取水头压力变化的情况下能够抑制因其他影响所导致的压力变化的发生，并能够直接获得水头压力的变化。本发明第7方面的药液供应系统，在本发明第1至第6中的任意一方面的药液供应系统中，所述压力调整装置根据由所述吸引控制装置确定的所述吸引用压力的设定压力与所述压力检测装置检测到的实际压力之间的偏差，对施加于所述工作室的压力进行调整使得所述实际压力成为所述设定压力。根据该结构，可利用压力检测装置来减少水头压力的影响，该压力检测装置用于对吸引用压力的实际压力进行反馈控制使其等于设定压力。由此，能够实现结构的简化。本发明第8方面的药液供应系统的特征在于，包括药液供应泵，具有泵室和工作室，所述泵室由来自药液罐的药液填充，所述工作室通过容积可变部件与所述泵室分隔，所述容积可变部件在所述工作室中的工作气体的压力作用下进行工作，当所述容积可变部件工作时所述泵室的容积发生变化，所述药液供应泵根据所述泵室的容积变化吸引或排出所述药液；压力调整装置，通过将施加于所述工作室的气体压力作为吸引用压力，将药液吸引到所述泵室；工作量检测装置，在与所述工作室相通的所述工作气体的流经路径或所述药液供应泵处检测工作量，其中，所述工作量由药液流入所述泵室后所述工作室的容积减少量唯一地确定；吸引控制装置，根据所述工作量检测装置的检测结果，对由所述压力调整装置施加于所述工作室的吸引用压力进行控制。在该结构中，根据由工作室的容积减少量唯一确定的工作量，确定药液吸引时的吸引用压力的设定压力，因此，能够考虑药液罐的水头压力的影响来确定该吸引用压力的设定压力。另外，检测上述工作量的工作量检测装置设在与工作室相通的工作气体的流经路径或药液供应泵处，因此，无需改变药液的流经路径中药液供应泵上游或下游处的结构。 另外，如上所述，可以根据药液吸引的进行过程来确定吸引用压力的设定压力以减小水头压力的影响。本发明第9方面的药液供应系统，在本发明第8方面的药液供应系统中，所述吸引控制装置设定基准值并根据所述基准值与由所述工作量检测装置的检测结果求得的数值之间的偏差对所述压力调整装置调整的吸引用压力的设定压力进行控制使得所述求得的数值等于所述基准值，其中，所述基准值用于在向所述泵室吸引药液被时使所述容积可变部件的位移速度等于基准位移速度。根据该结构，能够使吸引用压力的设定压力追随药液罐的水头压力的变化。本发明第10方面的药液供应系统，在本发明第8或第9方面的药液供应系统中， 包括切换控制装置，所述切换控制装置对吸引侧开闭阀进行控制，使得在向泵室吸引药液时所述吸引侧开闭阀处于打开状态，并且在所述容积可变部件到达药液吸引完成位置时所述吸引侧开闭阀处于闭合状态，其中，所述吸引侧开闭阀设置在与所述泵室相通的吸引通道中；所述工作量检测装置是将所述容积可变部件的位置作为所述工作量进行检测的位置检测装置，用于供所述切换控制装置确认所述容积可变部件的位置是否为药液吸引完成位置。根据该结构，能够利用位置检测装置来减小水头压力的影响，其中，所述位置检测装置用于判断吸引动作是否已经完成。因此，能够实现结构的简化。


图1为概略示出第1实施方式的药液供应系统的结构图2为第1实施方式的吸引处理的流程图3为说明如何使第1实施方式中吸引所需时间恒定的时序图4为示出第2实施方式的药液吸引时的运算处理的框图5为说明如何使第2实施方式中吸引所需时间恒定的时序图6为示出第3实施方式中与电动气动调节器相关的电路的电路说明图
图7为示出第3实施方式的药液吸引时的运算处理的框图。
符号说明
10药液供应泵
13隔膜
14泵室
15工作室
23吸引阀
27药液罐
30电动气动调节器
43进气用电磁阀
44排气用电磁阀
46运算电路
52压力传感器
55位置检测传感器
60控制器
71流量传感器
72电动气动侧控制器
具体实施方式
<第1实施方式>下面，结合附图对具体体现本发明的第1实施方式进行说明。本实施方式是对半导体装置等生产线上所使用的药液供应系统的具体体现，根据图1说明该系统的基本结构。图1的药液供应系统中包括用于进行药液吸引和排出的药液供应泵10。药液供应泵10具有分割为左右2部分的主体11、12，各主体11、12在彼此相向的面上形成有凹部。 由挠性膜构成的隔膜13作为容积可变部件介于各主体11、12之间，该隔膜13的周缘部由两主体11、12夹持。在此情况下，各主体11、12的凹部之间由隔膜13的分隔区域13a分隔开，一个主体11侧的凹部与分隔区域13a之间形成泵室14，另一个主体12侧的凹部与分隔区域13a之间形成工作室15。上述的一个主体11中形成有与泵室14连通的吸引口 16和排出口 17，吸引口 16 连接有吸引配管21，排出口 17连接有排出配管22。吸引配管21上设有吸引阀23作为吸引侧开闭阀，吸引阀23根据电磁阀M的通电状态进行开闭。另外，排出配管22上设有排出阀25作为排出侧开闭阀，排出阀25根据电磁阀沈的通电状态进行开闭。例如，吸引阀 23和排出阀25由利用空气压力实现开闭的气动阀构成，根据电磁阀MJ6的通电状态对作用于各阀23、25的空气压力进行调节，从而各阀23、25相应地开闭。吸引配管21构成用于向泵室14供应抗蚀液等药液的吸引通道，药液罐27中储存的药液通过吸引配管21供应给泵室14，由此药液填充于泵室14内。在这种情况下，从药液罐27侧流向泵室14侧的药液的水头压力根据药液罐27中储存的药液量而改变。另外，排出配管22构成用于将泵室14中填充的药液排出的排出通道，从泵室14排出的药液通过排出配管22供应给药液排出嘴观。上述的另一个主体12上形成有与工作室15连通的进排气口 18，该进排气口 18连接有作为压力调整装置而设置的电动气动调节器30。电动气动调节器30构成向工作室15 中提供正压的正压提供装置和向工作室15中提供负压的负压提供装置。具体而言，电动气动调节器30的进气口 31通过供应配管32与供应源33连接，并且，电动气动调节器30的排气口 34通过排气配管35与作为负压产生源的真空产生源36连接。在电动气动调节器30中，自进气口 31延伸的进气通道37通过作为第1开闭阀的进气用电磁阀43与输出通道42连通，其中，输出通道42通向电动气动调节器30的输出口 41。 另外，在电动气动调节器30中，自排气口 34延伸的排气通道38通过作为第2开闭阀的排气用电磁阀44与上述输出通道42连通。通过设于电动气动调节器30的运算电路46来控制进气用电磁阀43和排气用电磁阀44的开闭。当进气用电磁阀43处于打开状态时，供应源33中被压缩的工作气体通过输出口 41供应给药液供应泵10的工作室15，结果，对工作室15提供正压以作为排出用压力。另一方面，当排气用电磁阀44处于打开状态时，通过输出口 41对工作室15提供负压以作为吸引用压力，从而对该工作室15的工作气体进行吸引。通过上述结构，在工作室15内被提供负压的状态下，隔膜13的分隔区域13a朝工作室15侧的凹部发生弯曲变形，由此，泵室14中的容积增大。在产生这种弯曲变形的情况下，吸引阀23打开且排出阀25关闭，由此，药液通过吸引配管21被吸引到泵室14中。另一方面，在工作室15中被提供正压的状态下，隔膜13的分隔区域13a朝泵室14侧的凹部(图1中双点划线表示的位置)发生弯曲变形，由此，泵室14的容积减小。在产生这种弯曲变形的情况下，吸引阀23关闭且排出阀25打开，从而使泵室14中填充的药液通过排出配管22排出。这里，对输出通道42设有从该输出通道42分支而成的检测通道51，该检测通道 51设有作为压力检测装置的压力传感器52。利用该压力传感器52检测输出通道42中的空气压力，将该压力检测信号输出给运算电路46。另外，运算电路46从后述的控制器60输入包含设定压力的指令信息的调整指令信号。而且，运算电路46根据由该调整指令信号读取的设定压力与由上述压力检测信号求出的实际压力之间的偏差量，分别对进气用电磁阀 43和排气用电磁阀44处于打开状态的时间进行控制，使得输出通道42中的工作气体的压力与调整指令信号的设定压力一致。在药液供应泵10中，设有上述进排气口 18的主体12中收纳有呈大致圆柱状的杆 53，杆53的一端与隔膜13的分隔区域13a连结，另一端安装有传感磁体M。而且，主体12 上安装有能够对传感磁体M的磁力进行检测的位置检测传感器55作为检测装置。位置检测传感器阳对传感磁体M随杆53的位移而产生的磁场变化进行检测，并将与杆53的位置即分隔区域13a的位置相应的位置检测信号输出给控制器60。控制器60是以由CPU和各种存储器等组成的微型计算机为主体构成的电子控制装置，并对药液供应泵10的药液吸引和排出状态进行控制。吸引指令信号和排出指令信号从未图示的管理计算机输入控制器60中，而且，位置检测信号从位置检测传感器55输入控制器60中，其中，管理计算机对整个本系统进行综合管理。而且，控制器60根据每次输入的信号使电磁阀24 J6处于通电或非通电的状态，从而对吸引阀23和排出阀25的开闭状态进行控制。另外，控制器60将上述调整指令信号输出给电动气动调节器30从而对该电动气动调节器30的状态进行控制。此时，控制器60特别对电动气动调节器30的状态进行控制，使得药液供应泵10进行药液吸引所需的时间恒定而不受药液罐27的水头压力的影响。下面，参照图2的流程图对控制器60执行的吸引处理的内容进行说明。当吸引指令信号从管理计算机输入控制器60时，启动该吸引处理。另外，在以下的说明中，一边参照图3 —边还对执行吸引处理所产生的作用进行说明，图3为示出压力传感器52的检测压力的变化情况的时序图。首先，在步骤Sl中执行检测用的压力设定处理。在该检测用的压力设定处理中， 将设定压力指示给电动气动调节器30，使得能够利用电动气动调节器30的压力传感器52 的检测结果来推测药液罐27的水头压力，其中，所述设定压力用于使施加给药液供应泵10 的压力等于检测用压力。该检测用压力优选为小于水头压力的假定最小压力。具体而言， 检测用压力为大气压，在步骤Sl中，将用于使工作室15的压力等于大气压的调整指令信号输出给运算电路46。在步骤S2中，待机直至来自压力传感器52的压力检测信号成为与大气压相应的信号。如图3的时间tl所示那样，当压力传感器52的检测结果为大气压时，在步骤S3中执行密闭空间的设定处理。具体而言，将指示进气用电磁阀43和排气用电磁阀44两者均处于关闭状态的调整指令信号输出给运算电路46。由此，不仅药液供应泵10的工作室15 成为密闭空间，而且与该工作室15连通的空气配管45以及输出通道42也成为密闭空间。即，与工作气体连通的空间以及工作室15内成为密闭空间。之后，在步骤S4中使吸引阀23处于打开状态。附带而言，在吸引阀23就要成为打开状态之前，隔膜13的分隔区域13a处于靠近泵室14侧的凹部的位置。通过使吸引阀23处于打开状态，因而，即使药液供应泵10的工作室15处于近似大气压状态，吸引配管21中的药液也将受药液罐27的水头压力推压而流入药液供应泵10 的泵室14中。在这种情况下，工作室15中的工作气体被推向电动气动调节器30侧，因而， 如图3中期间tl t2所示，压力传感器52所检测的压力上升。而且，在时间t2压力传感器52的检测压力为最大值(正压的峰值)。成为该最大值的检测压力对应于本次的水头压力。在吸引处理(图2)中，在步骤S4中使吸引阀23处于打开状态后，在步骤S5中待机直至压力传感器52的检测压力开始下降。而且，在开始下降的情况下，在步骤S6中执行吸引用压力的导出处理。在吸引用压力的导出处理中，用该时间点的压力传感器52的检测压力作为水头压力的推定压力，并导出本次吸引工作中吸引用压力的设定压力，具体为负压的设定压力。 具体而言，预先存储其中设定有与压力传感器52的检测压力对应的负压的设定压力的数据表，从该数据表读出与本次获得的检测压力对应的负压的设定压力。然而，并不限于此， 还可以构成为预先存储有与水头压力的基准推定压力对应的基准设定压力，并根据上述基准设定压力对压力传感器52的检测压力与上述基准推定压力的比例进行修正，由此算出负压的设定压力。在步骤S6中导出的吸引用压力的设定压力为电动气动调节器30中能够设定的吸引用压力范围内的任意压力。在步骤S7中，将在步骤S6中导出的吸引用压力的设定压力的信息作为调整指令信号输出给运算电路46。由此，在运算电路46中，对要施加于工作室15的负压进行调整使其成为上述负压的设定压力。具体而言，运算电路46对排气电磁阀44进行控制使得如图3 中期间t2 t3所示那样提供负压并使其逐渐接近上述设定压力，之后，运算电路46对排气电磁阀44进行控制所提供的负压如期间t3 t4所示那样大致维持在设定压力的状态。这里，对上述导出处理中导出的吸引用压力的设定压力进行设定，使得无论水头压力的推定压力为何值，上述水头压力与从泵室14向吸引配管21侧施加的实际吸引压力之间的压差均恒定或近似恒定。具体而言，对上述导出处理中导出的吸引用压力的设定压力进行设定，使得无论水头压力的推定压力为何值，隔膜13的分隔区域13a到达与吸引完成状态相应的位置所需的时间均恒定或近似恒定。更具体而言，对上述导出处理中导出的吸引用压力进行设定，使得无论水头压力的推定压力为何值，分隔区域13a的位移速度达到近似恒定所需的加速度和其过渡期所需要的时间(图3中期间t2 t3)均恒定或近似恒定，而且，在分隔区域13a的位移速度近似恒定后，无论水头压力的推定压力为何值，该位移速度均维持恒定或近似恒定。通过如此设定吸引用压力，较之于图3中实线所示水头压力的推定压力高的情况，在图3中单点划线所示水头压力的推定压力低的情况下，上述吸引用压力的设定压力较低，其结果是，即使药液罐27的水头压力发生了变化，吸引药液所需的时间都恒定为T。在吸引处理(图幻中，执行步骤S7的处理后，在步骤S8中待机直至完成药液的吸引。具体而言，执行待机直到根据位置检测传感器阳的检测结果确定分隔区域13a到达靠近工作室15侧的凹部的预定位置，具体而言，到达与吸引量为预定量的状态相应的预定位置。当完成药液的吸引时，在步骤S9中使吸引阀23处于关闭状态，然后结束本吸引处理。根据以上详细叙述的本实施方式，能够获得下述良好的效果。水头压力减小时，将药液从药液罐27侧压向药液供应泵10的力减弱，因此，如果向工作室15提供的吸引用压力恒定，那么，完成药液的吸引所需的时间将会变长，而且，越是后面的吸引动作所需的时间就会越长，从而导致进行药液吸引所需要的发生变化。对此， 在开始进行药液吸引时先推定水头压力，根据推定的水头压力对吸引用压力进行设定，使得在每一次吸引动作中分隔区域13a的位移速度恒定。由此能够自动地将吸引所需的时间设定为恒定。另外，在此构成中，为了检测出水头压力的影响，将施加给工作室15的压力设定为大气压侧的检测用压力，具体设定为大气压，而不是吸引用压力，在设定为上述大气压的状态下，开始向泵室14填充药液，根据此时的压力传感器52的压力检测结果确定本次吸引动作的吸引用压力。与在向药液供应泵10积极地施加吸引用压力的情况下检测水头压力的影响的结构相比，能够直接地获取水头压力的影响，并且能够根据水头压力的变化良好地设定吸引用压力。另外，在本构成中，在进行药液的排出动作后吸引阀23处于打开状态的情况下， 进行如上所述的检测用压力的设定，并且，根据压力传感器52在吸引阀23处于打开状态以开始进行药液吸引动作时实施检测后所得到的检测结果确定出吸引用压力的设定压力。因此，能够根据药液供应泵10中药液吸引的进行过程来确定出吸引用压力的设定压力。另外，在获取压力传感器52的检测结果以推定水头压力期间，进气用电磁阀43 和排气用电磁阀44都维持关闭状态，工作室15和与该工作室15连通的空间为密闭空间。 由此能够直接地获取水头压力的影响，从而能够根据水头压力的变化良好地设定吸引用压力。另外，水头压力影响的这种直接获取也可以通过根据压力传感器52的检测结果设定吸引用压力的方式来实现。特别是，由于压力传感器52用于在运算电路46中根据设定压力对实际压力进行反馈控制，因此，采用该压力传感器52来设定吸引用压力，只需对现有的药液供应系统的硬件结构做很少的变更即可。另外，也可以设置电动气动侧控制器(electropneumatic-side controller)，以代替电动气动调节器30的运算电路46，并由该电动气动侧控制器执行吸引处理中的检测用压力设定处理或吸引用压力的导出处理。<第2实施方式>在本实施方式中，用于在药液吸引动作中免受药液罐27的水头压力的影响的结构与上述第2实施方式中的结构不同。下面，对其不同的结构进行说明。本实施方式的药液供应系统与图1所示的系统基本相同，所不同的是，在本实施方式中，在确定吸引用压力的设定压力时，利用位置检测传感器55的检测结果，而非利用压力传感器52的检测结果。图4示出了控制器60中药液吸引时的运算处理的内容。另外，在药液吸引时以较短的时间间隔反复执行下述的运算处理。目标位移速度读取部Bl根据来自管理计算机的吸引指令信号从控制器60的非易失性存储器中读出使隔膜13的分隔区域13a位移以进行吸引时的位移速度的目标值。另外，可以构成为目标位移速度以多个模式(pattern)存储，并根据吸引指令信号对采用哪个目标位移速度进行指示。实际位移速度计算部B2根据来自位置检测传感器55的位置检测信号存储分隔区域13a每次的位置履历，并由该履历信息计算出分隔区域13a的位移量。而且，根据所算出的位移量的时间微分，算出分隔区域13a的实际位移速度。偏差计算部B3计算目标位移速度和实际位移速度之差。吸引用压力计算部B4计算出吸引用压力的设定压力的信息，该吸引用压力的设定压力为用于将实际位移速度反馈控制为目标位移速度的吸引用操作量。将所算出的吸引用压力的设定压力的信息作为调整指令信号输出给电动气动调节器30的运算电路46。在运算电路46中，根据该调整指令信号对排气用电磁阀44进行控制，使分隔区域13a的实际位移速度成为目标位移速度。这里，在控制器60中，当根据位置检测传感器55的检测结果检测出下述情况时， 药液吸引动作完成，排出动作开始，所述被检测出的情况为分隔区域13a到达靠近工作室 15侧的凹部的预定位置，具体地，分隔区域13a到达预先确定的、与吸引量成为预定量时所对应的位置。在此情况下，如上所述，由于使分隔区域13a的实际位移速度成为目标位移速度，所以药液吸引所需的时间恒定。另外，参与上述反馈控制的调整指令信号的输出在1次吸引动作中反复进行多次。另外，目标位移速度读取部Bi、实际位移速度计算部B2、偏差计算部B3和吸引用压力计算部B4相当于本实施方式中的负压控制装置。下面一边参照图5的时序图一边对如何使吸引所需的时间恒定的情况进行说明。 图5(a)示出了药液供应泵10的动作状况，图5(b)示出了药液罐27的水头压力，图5 (c) 示出了施加于药液供应泵10的工作室15中的压力。在时间tl，药液供应系统处于ON状态，在药液供应泵10中反复交替地进行药液吸引动作和药液排出动作。在这种情况下，在期间t3 t4和期间t7 伪，工作室15被施加正压以进行排出动作，在由排出动作向吸引动作切换的过渡期即的期间t4 t5和期间 W t9，逐渐减小压力以避免在转为吸引动作时出现压力的急剧下降。并且，在吸引动作开始的时间工作室15处于大气压。但是，在该时间，隔膜13的分隔区域13a仍然位于靠近泵室14侧的凹部的位置。在期间tl t2、期间t5 t6以及期间t9 tlO分别进行药液吸引动作，由于每次进行该吸引动作时药液罐27中的药液量将减少，所以药液罐27的水头压力也减小。 而且，当水头压力减小时，从药液罐27侧向药液供应泵10压出药液的力减弱。对此，如前文所述，通过反馈控制对吸引用压力的设定压力进行调整以使分隔区域13a的位移速度恒定，其中，所述反馈控制基于位置检测传感器阳对隔膜13的分隔区域13a进行的检测。因此，越是后面的吸引动作，施加给工作室15的吸引用压力越向负压侧减小，S卩，水头压力与从泵室14向吸引配管21侧施加的实际吸引压力之间的压差恒定或近似恒定，所以，吸引所需的时间恒定为T。根据以上详细描述的本实施方式能够获得下述良好的效果。由于水头压力下降时从药液罐27侧向药液供应泵10压出药液的力减弱，因此，如果施加给工作室15的吸引用压力恒定，那么，完成药液的吸引所需的时间将会变长，而且，越是后面的吸引动作所需的时间就会越长，从而将导致进行药液吸引所需的时间发生变化。对此，在吸引动作中利用位置检测传感器55检测隔膜13的分隔区域13a的位置，并根据该位置检测传感器55的检测结果对吸引用压力的设定压力进行调整，使得分隔区域13a 的位移速度恒定。由此，能够自动地使吸引所需的时间恒定。另外，在进行吸引动作时反复执行调整指令信号的输出，其中，该调整指令信号是与基于位置检测传感器55检测结果的实际位移速度和预先确定的目标位移速度之间的偏差相应的信号，因此，易于使吸引用压力的设定压力追随药液罐27的水头压力的变化，并能够在药液的吸引动作过程中使吸引用压力的设定压力追随上述水头压力的变化。另外，位置检测传感器55用于在控制器60中确定分隔区域13a的位置是否为药液吸引完成时的位置，即吸引动作是否已经完成，因此，利用该位置检测传感器阳的检测结果对吸引用压力进行设定，仅需对现有药液供应系统的硬件结构做很少的变更即可。<第3实施方式>在本实施方式中，用于避免在药液吸引动作中受药液罐27的水头压力影响的结构与第1实施方式中不同。以下，对该不同的结构进行说明。本实施方式的药液供应系统与图1中所示的系统基本相同。不同之处在于，在确定吸引用压力的设定压力时未利用压力传感器52的检测结果，此外，电动气动调节器30的结构也不同。具体而言，如图6所示，电动气动调节器30的排气通道38的中途位置设有流量传感器71。通过设置流量传感器71，能够检测在向药液供应泵10的工作室15施加吸引用压力并吸引该工作室15中的工作气体后该工作气体的流量，所以能够把握施加吸引用压力后的工作室15的容积变化。另外，电动气动调节器30中，设有以由CPU和各种存储器等组成的微计算机为主体而构成的电动气动侧控制器72，以代替运算电路46，流量传感器71 的检测结果作为流量检测信号输入电动气动侧控制器72。然后，在该电动气动侧控制器72 中，根据来自系统侧控制器60的吸引指令信号的输入来确定吸引动作时的吸引用压力的设定压力。图7为示出电动气动侧控制器72中药液吸引时的运算处理内容的框图。目标位移速度读取部Bll与上述第2实施方式的目标位移速度读取部Bl同样地读取目标位移速度。实际位移速度计算部B12根据来自流量传感器71的流量检测信号计算隔膜13的分隔区域13a的位移量。并且，然后，根据所算出的位移量的时间微分计算分隔区域13a的实际位移速度。偏差计算部B13计算目标位移速度与实际位移速度之差。吸引用压力计算部B14 计算吸引用压力的设定压力的信息，其中，所述吸引用压力的设定压力为用于将实际位移速度反馈控制为目标位移速度的吸引用操作量。然后，根据所算出的设定压力对排气用电磁阀44进行控制，使分割区域13a的实际位移速度成为目标位移速度，从而使吸引所需的时间恒定。根据上述的本实施方式，也能与上述第1实施方式同样地避免受药液罐27的水头压力的影响并使吸引所需的时间恒定。另外，仅需变更电动气动调节器30的结构就能够获得上述效果。〈其他实施方式〉
本发明不限于上述各实施方式的记载内容，例如，还可以如下实施。在上述第1实施方式中，利用压力传感器52在工作室15的设定压力为大气压且吸引阀23处于打开状态时的正压侧峰值来确定吸引用压力的设定压力。但不限于此，例如，也可以构成为计算吸引阀23处于打开状态后的压力的上升率，利用该上升率来确定吸引用压力的设定压力。在此情况下，由于能够提前确定吸引用压力的设定压力，因而能够在整体上缩短各次吸引动作所需要的时间。在上述第1实施方式中，为了根据压力传感器52的检测结果推定水头压力而将检测用压力设定为大气压。但并不限于此，只要能够获取水头压力随药液罐27中的药液量变化而变化的程度，也可以是预定的正压或预定的负压。但是，在将其设定为大气压的情况下可以易于进行检测用压力的设定。即，如果采用其中包括用于使电动气动调节器30向大气开放的口、使该口与输出通道连通的通道、以及对该通道进行开闭的电磁式开闭阀的结构， 只要使该电磁式开闭阀处于打开状态就能够设定为检测用压力。在上述第1实施方式中，根据水头压力的推定压力改变吸引用压力的设定压力。 但并不限于此，也可以采用下述结构来代替上述结构，即在水头压力的推定压力处于预定压力以下的情况下使药液供应系统的动作停止。如上述第1实施方式那样，在将施加于工作室15的压力设定为检测用压力的状态下，开放吸引阀23时，药液将会通过自身的水头压力流入泵室14，利用这种现象来获得用于确定吸引用压力的设定压力的工作量。第1实施方式的该结构也可以适用于如上述第 2实施方式那样根据位置检测传感器55的检测结果来获得分隔区域13a的实际位移速度的结构，或者，如上述第3实施方式那样根据流量传感器71的检测结果来获得分隔区域13a 的实际位移速度的结构。在上述第2实施方式和上述第3实施方式中，在药液的吸引动作过程中连续地改变吸引用压力的设定压力。但并不限于此，作为该结构的替代结构，也可以构成为断续地进行变更以使吸引用压力的设定压力的改变为阶跃式。另外，也可以根据工作室15的容积变化的目标值与容积变化的实际变化值间的偏差来确定吸引用压力的设定压力，以取代根据目标位移速度与实际位移速度的偏差来设定吸引用压力的设定压力的结构，其中，所述实际变化值是基于位置检测传感器阳或流量传感器71的检测结果所得的容积变化值。在上述各实施方式中，控制器60或电动气动侧控制器72确定吸引用压力的设定压力，但并不限于此，也可以构成为对排气用电磁阀44保持打开状态的期间进行确定。但是，由于排气用电磁阀44保持打开状态的期间与所设定的吸引用压力对应，因此，即使是该结构也能够确定吸引用压力的设定压力。在上述各实施方式中，药液供应泵10在药液吸引时施加负压。但本发明并不限于此结构，例如，也可以构成为设置将隔膜13推向靠近工作室15侧的凹部的位置的弹簧等施压装置，并在药液排出时对工作室15施以正压而在药液吸引时使工作室15减压。在此情况下，也可以如上述各实施方式那样为减小药液罐27的水头压力影响而对上述减压的设定压力进行确定。另外，例如，也可以构成为在药液供应泵10中，在使隔膜13位移以排出药液时和使隔膜13位移以吸引药液时均对工作室15施以正压。在此情况下，也可以如上述各实施方式那样为减小药液罐27的水头压力影响而对上述药液吸引时的正压的设定压力进行确定。
在上述各实施方式中，在用于判断是否已经完成药液吸引的方法中，利用了对分隔区域13a的位置进行检测的位置检测传感器55。但并不限于此，上述判断方法可以是任意的方法。例如，也可以采用下述结构，即设置当隔膜13的分隔区域13a处于吸引完成位置时处于ON状态的开关，当确认开关已处于ON状态时就判断为吸引动作已经完成。另外，还可以构成为预先确定吸引动作足以完成所需的吸引动作用时间，当从吸引动作开始时起经过上述吸引动作用时间后就判断为吸引动作完成。即使是这样通过时间的测量来进行吸引动作管理的结构，也能够像上述各实施方式那样实现吸引所需时间的恒定化，因此， 能够在上述吸引动作用时间经过之前完成药液的吸引，即使水头压力暂时由于某些原因超出预想地减小，也能够防止在药液吸引尚未完成时就转为排出作业的情况发生。在上述各实施方式中，药液供应泵10中所设的容积可变部件不限于隔膜13，也可以是波纹管。另外，电动气动调节器30不限于设置真空产生源36作为负压产生源的结构， 例如，也可以是设有利用由供应源33所供应的压缩气体来产生负压的喷射器的结构。另外，电动气动调节器30也可以是比例控制式电动气动调节器。
权利要求
1.药液供应系统，其特征在于，包括药液供应泵，具有泵室和工作室，所述泵室由来自药液罐的药液填充，所述工作室通过容积可变部件与所述泵室分隔，所述容积可变部件在所述工作室中的工作气体的压力作用下进行工作，当所述容积可变部件工作时所述泵室的容积发生变化，所述药液供应泵根据所述泵室的容积变化吸引或排出所述药液；压力调整装置，通过将施加于所述工作室的气体压力作为吸引用压力，使得将药液吸引到所述泵室；切换控制装置，在排出侧开闭阀处于关闭状态且吸引侧开闭阀处于关闭状态的情况下开始向所述泵室内填充所述药液时将所述吸引侧开闭阀切换为打开状态，其中，所述排出侧开闭阀设置在与所述泵室相通的排出通道中，所述吸引侧开闭阀设置在与所述泵室相通的吸引通道中；压力检测装置，当所述吸引侧开闭阀处于打开状态且药液开始流入所述泵室时，检测与所述工作室连通的空间的气体压力或所述工作室的气体压力；以及吸引控制装置，根据所述压力检测装置的检测结果，对由所述压力调整装置施加给所述工作室的吸引用压力进行控制。
2.如权利要求1所述的药液供应系统，其特征在于，所述吸引控制装置进行控制使得在所述吸引侧开闭阀处于打开状态且药液开始流入所述泵室的情况下所述压力检测装置所检测到的压力越小，之后进行药液吸引时的吸引用压力的设定压力也越小。
3.如权利要求1或2所述的药液供应系统，其特征在于，具有对所述容积可变部件的位置进行检测的位置检测装置，当所述位置检测装置的检测结果为所述容积可变部件到达药液吸引完成位置后所对应的结果时，所述切换控制装置对所述吸引侧开闭阀进行控制使其从打开状态切换为关闭状态，所述吸引控制装置根据所述压力检测装置的检测结果对由所述压力调整装置施加给所述工作室的吸引用压力进行控制，使得在每次吸引动作中所述容积可变部件到达所述药液吸引完成位置所需的时间恒定。
4.如权利要求1或2所述的药液供应系统，其特征在于，所述压力调整装置具有阻止或允许向所述工作室施加排出用压力的第1开闭阀、以及阻止或允许向所述工作室施加所述吸引用压力的第2开闭阀，在所述压力检测装置进行的压力检测完成之前，所述压力调整装置使所述第1开闭阀和第2开闭阀两者处于关闭状态，并使与所述工作室连通的空间以及该工作室成为密闭空间，其中，所述压力检测装置进行的压力检测用于供所述吸引控制装置确定所述吸引用压力的设定压力。
5.如权利要求1或2所述的药液供应系统，其特征在于，具有检测用控制装置，所述检测用控制装置将所述压力调整装置的设定压力控制为检测用压力，所述检测用压力能够供所述压力检测装置对药液流入所述泵室时产生的压力变化进行检测，其中，所述药液是在所述排出侧开闭阀处于关闭状态且所述吸引侧开闭阀处于关闭状态的情况下所述吸引侧开闭阀被所述切换控制装置切换为打开状态后流入所述泵室的，所述吸引控制装置根据所述压力检测装置的检测结果对由所述压力调整装置施加给所述工作室的吸引用压力进行控制，该检测结果是在设定压力被设定为所述检测用压力的情况下所述压力检测装置对所述吸引侧开闭阀处于打开状态且药液开始流入所述泵室后的气体压力进行检测所得到的检测结果。
6.如权利要求5所述的药液供应系统，其特征在于，所述检测用压力是能够确保药液在所述吸引侧开闭阀处于打开状态时在所述药液罐的水头压力作用下流入所述泵室的压力。
7.如权利要求1或2所述的药液供应系统，其特征在于，所述压力调整装置根据由所述吸引控制装置确定的所述吸引用压力的设定压力与由所述压力检测装置检测到的实际压力之间的偏差，对施加于所述工作室的压力进行调整使得所述实际压力成为所述设定压力。
8.药液供应系统，其特征在于，包括药液供应泵，具有泵室和工作室，所述泵室由来自药液罐的药液填充，所述工作室通过容积可变部件与所述泵室分隔，所述容积可变部件在所述工作室中的工作气体的压力作用下进行工作，当所述容积可变部件工作时所述泵室的容积发生变化，所述药液供应泵根据所述泵室的容积变化吸引或排出所述药液；压力调整装置，通过将施加于所述工作室的气体压力作为吸引用压力，使得将药液吸引到所述泵室；工作量检测装置，在与所述工作室连通的所述工作气体的流经路径或所述药液供应泵处检测工作量，其中，所述工作量由药液流入所述泵室时的所述工作室的容积减少量唯一地确定；以及吸引控制装置，根据所述工作量检测装置的检测结果，对由所述压力调整装置施加于所述工作室的吸引用压力进行控制。
9.如权利要求8所述的药液供应系统，其特征在于，所述吸引控制装置设定基准值并根据所述基准值与由所述工作量检测装置的检测结果求得的数值之间的偏差对所述压力调整装置调整的吸引用压力的设定压力进行控制使得所述求得的数值等于所述基准值，其中，所述基准值用于在向所述泵室吸引药液时使所述容积可变部件的位移速度等于基准位移速度。
10.如权利要求8或9所述的药液供应系统，其特征在于，包括切换控制装置，所述切换控制装置对吸引侧开闭阀进行控制，使得在向所述泵室吸引药液时所述吸引侧开闭阀处于打开状态，并且在所述容积可变部件到达药液吸引完成位置时所述吸引侧开闭阀处于闭合状态，其中，所述吸引侧开闭阀设置在与所述泵室相通的吸引通道中；所述工作量检测装置是将所述容积可变部件的位置作为所述工作量进行检测的位置检测装置，用于供所述切换控制装置确认所述容积可变部件的位置是否为药液吸引完成位置。
全文摘要
本发明提供一种能够使结构简化并自动减小水头压力影响的药液供应系统。在药液供应泵(10)中，一对主体(11、12)中容纳有作为容积可变部件的隔膜(13)，泵室(14)和工作室(15)由该隔膜(13)分隔形成。工作室(15)连接有电动气动调节器(30)。在开始吸引药液时，控制器(60)将工作室(15)中的压力设定为大气压，并在该状态下使吸引阀(23)处于打开状态。并且，控制器(60)通过压力传感器(52)读取工作室(15)中的压力并根据所读取的压力对电动气动调节器(30)进行控制，其中，当药液在药液罐(27)的水头压力作用下流入泵室(14)时，工作室(15)中的压力发生变化。
文档编号F04B49/00GK102269152SQ201110084870
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月30日
发明者丰田哲也, 伊藤彰浩, 长崎功 申请人:Ckd株式会社