專利名稱：藥液供給系統(tǒng)及藥液供給控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用通過(guò)泵室內(nèi)的容積隨容積可變部件的位移而變化 經(jīng)由排出口排出從吸入口吸入的藥液的藥液供給泵來(lái)進(jìn)行藥液供給的 藥液供給系統(tǒng)及該系統(tǒng)內(nèi)的藥液供給控制裝置。
背景技術(shù)：
例如，在半導(dǎo)體制造工序中，使用藥液供給裝置以將光致抗蝕劑
等藥液按預(yù)定量滴到半導(dǎo)體晶片上。具體地說(shuō)，例如特開(kāi)平10-54368 號(hào)公報(bào)中所見(jiàn)那樣提出了一種裝置，包括對(duì)一對(duì)泵室進(jìn)行分別劃分的 容積可變部件(波紋管)、使各波紋管伸縮的電動(dòng)機(jī)、和設(shè)置在一對(duì)泵 的各排出口及吸入口的逆止閥。由此，當(dāng)波紋管收縮時(shí)，吸入口側(cè)的 逆止閥#:才幾械地打開(kāi)，藥液吸入到泵室內(nèi)。 一方面，當(dāng)波紋管伸長(zhǎng)時(shí)， 排出口側(cè)的逆止閥被機(jī)械地打開(kāi)，藥液從泵室排出到外部。然后，通 過(guò)使一對(duì)波紋管交替地伸長(zhǎng)和收縮，以使藥液連續(xù)排出。

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述藥液供給裝置當(dāng)排出藥液側(cè)的泵室切換時(shí)有可能產(chǎn)生 壓力的變動(dòng)。就是說(shuō)，由于逆止閥根據(jù)上游和下游間的壓力差進(jìn)行開(kāi) 閉，因而在排出口側(cè)的逆止閥打開(kāi)時(shí)，藥液的排出壓力具有比逆止閥 的下游側(cè)的壓力更高的傾向。因此，在一對(duì)泵室的排出口彼此的合流 部將發(fā)生壓力的變動(dòng)，甚至有可能使藥液的流量產(chǎn)生脈動(dòng)。
而且，不只是上述裝置，對(duì)于使用泵室內(nèi)的容積隨容積可變部件 的位移而變化通過(guò)排出口排出從吸入口吸入的藥液的藥液供給泵的裝 置，藥液排出或吸入時(shí)藥液的狀態(tài)發(fā)生變動(dòng)的問(wèn)題已成為共通的問(wèn)題。
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供藥液供給系 統(tǒng)及藥液供給裝置，使用泵室內(nèi)的容積隨容積可變部件的位移而變化-
通過(guò)排出口排出從吸入口吸入的藥液的藥液供給泵，可以在藥液排出 或吸入時(shí)適當(dāng)?shù)乜刂扑幰籂顟B(tài)的變動(dòng)。
第一方面記載的發(fā)明是一種藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，包括 藥液供給泵，泵室內(nèi)的容積隨容積可變部件的位移而變化通過(guò)排出口
排出從吸入口吸入的藥液；開(kāi)閉裝置，對(duì)所述排出口及吸入口的至少 一個(gè)進(jìn)行電開(kāi)閉；壓力施加裝置，通過(guò)所述容積可變部件向所述泵室 內(nèi)施加壓力；檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述容積可變部件的位移量；以及反饋 裝置，在所述至少一個(gè)口打開(kāi)前對(duì)通過(guò)所述壓力施加裝置向所述泵室 內(nèi)施加的壓力進(jìn)行搡作，以在所述至少一個(gè)口打開(kāi)時(shí)對(duì)所述檢測(cè)裝置 檢測(cè)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制。
在上述構(gòu)成中，在上述至少一個(gè)口打開(kāi)時(shí)容積可變部件變動(dòng)的情 況下，開(kāi)閉裝置的上游側(cè)及下游側(cè)的壓力產(chǎn)生差，考慮到隨著打開(kāi)在 上游側(cè)及下游側(cè)之間產(chǎn)生了藥液的急速流動(dòng)。然后，可以通過(guò)操作開(kāi) 閉裝置打開(kāi)前的泵室內(nèi)的壓力來(lái)進(jìn)行反饋控制該變動(dòng)量。由此，在反 饋控制得到反映時(shí)，可以將變動(dòng)量控制在期望值，而且可以適當(dāng)?shù)匾?制開(kāi)閉裝置打開(kāi)時(shí)的藥液狀態(tài)的變動(dòng)。
第二方面記載的發(fā)明，是在第一方面記載的發(fā)明中，上述反饋裝 置將上述變動(dòng)量的目標(biāo)值設(shè)為零。
考慮到如果開(kāi)閉裝置打開(kāi)時(shí)容積可變部件的位置狀態(tài)不變動(dòng)，則 藥液處于穩(wěn)定的狀態(tài)。這點(diǎn)，在上述構(gòu)成中，通過(guò)將變動(dòng)量的目標(biāo)值 設(shè)為零，可以適當(dāng)?shù)匾种迫莘e可變部件隨開(kāi)閉裝置打開(kāi)的變動(dòng)，而且， 可以適當(dāng)?shù)匾种苹蛘弑苊馑幰籂顟B(tài)的變動(dòng)。
第三方面記載的發(fā)明，是在第一方面或第二方面記載的發(fā)明中， 上述開(kāi)閉裝置對(duì)上述排出口進(jìn)行電開(kāi)閉，上述反饋裝置當(dāng)上述排出口 打開(kāi)時(shí)對(duì)由上述檢測(cè)裝置檢測(cè)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制。
在上述構(gòu)成中，由于通過(guò)反饋控制可以限制排出口打開(kāi)時(shí)容積可 變部件的變動(dòng)量，從而可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下供給藥液。
第四方面記載的發(fā)明，是在第三方面記載的發(fā)明中，包括多個(gè)上 述藥液供給泵，該多個(gè)藥液供給泵的排出口連接到共同的藥液供給口 ， 而且使藥液的吸入期間和排出期間在多個(gè)藥液供給泵間重復(fù)，以通過(guò)上述藥液供給口將藥液連續(xù)向外部供給。
在上述構(gòu)成中，通過(guò)使排出期間和吸入期間在多個(gè)藥液供給泵間 重復(fù)以連續(xù)向外部供給藥液。此時(shí)，可以通過(guò)對(duì)各供給泵的排出口打 開(kāi)時(shí)容積可變部件的位置狀態(tài)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制來(lái)限制藥液的變 動(dòng)。因此，可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下連續(xù)供給藥液。特別是，通過(guò)上述反 饋控制來(lái)限制藥液的變動(dòng)，還可以使經(jīng)由藥液供給口供給的藥液流量 高精度和恒定。
此外，在將多個(gè)藥液供給泵設(shè)為2個(gè)的情況下，優(yōu)選地，從這些 藥液供給泵交替地排出藥液。
第五方面記載的發(fā)明，是在第三方面或第四方面記載的發(fā)明中， 包括限制裝置，當(dāng)通過(guò)上述容積可變部件的位移使上述泵室內(nèi)的容積 擴(kuò)大來(lái)吸入藥液時(shí)，對(duì)上述容積可變部件的位移量進(jìn)行限制以使上述 泵室內(nèi)的容積為最大值以下。
當(dāng)泵室內(nèi)的壓力比排出口的下游側(cè)的壓力低時(shí)，通過(guò)打開(kāi)排出口， 施加使容積可變部件位移的方向上的力以擴(kuò)大泵室內(nèi)的容積。但是， 在排出口打開(kāi)前泵室的容積已經(jīng)是最大值時(shí)，容積可變部件的位置狀
態(tài)不發(fā)生變化。因此，通過(guò)檢測(cè)裝置不能檢測(cè)出泵室內(nèi)的壓力比排出 口的下游側(cè)的壓力低。但是，在此情況下，盡管排出口打開(kāi)，但還是 不會(huì)產(chǎn)生藥液向泵室內(nèi)的逆流，由于不能進(jìn)行限制排出口的上游側(cè)及 下游側(cè)之間的壓力差的控制，因而在排出口打開(kāi)后使容積可變部件位 移時(shí)，至實(shí)際位移開(kāi)始之前將產(chǎn)生時(shí)間間隙，而且藥液的控制性將變 低。相反，在上述構(gòu)成中，通過(guò)對(duì)吸入工序中的容積可變部件的位移 設(shè)置限制以使排出口打開(kāi)前的泵室內(nèi)的容積為最大值以下，由此通過(guò) 檢測(cè)裝置可以適當(dāng)?shù)貦z測(cè)出泵室內(nèi)的壓力比排出口的下游側(cè)的壓力 低。
第六方面記載的發(fā)明，是在第一方面至第五方面任一項(xiàng)記載的發(fā) 明中，上述壓力施加裝置通過(guò)壓力作用室內(nèi)的氣體壓力向上述泵室內(nèi) 部施加壓力，所述壓力作用室通過(guò)上述容積可變部件與上述泵室分隔。
在上述構(gòu)成中，通過(guò)壓力作用室內(nèi)的氣體壓力向泵室內(nèi)施加壓力。 因此，可以適當(dāng)?shù)貥?gòu)成壓力施加裝置。
第七方面記載的發(fā)明，是在第六方面記載的發(fā)明中，進(jìn)一步包括
設(shè)定裝置，當(dāng)上述藥液排出時(shí)設(shè)定上述容積可變部件的位移速度的目
標(biāo)值；計(jì)算裝置，根據(jù)上述檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果算出上述容積可變部 件的實(shí)際位移速度；調(diào)節(jié)裝置，對(duì)上述壓力作用室內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié) 以將上述實(shí)際位移速度反饋控制為其目標(biāo)值。
在上述構(gòu)成中，由于容積可變部件的位移速度被反饋控制為目標(biāo) 值，因而在各排出工序中可以高精度地控制排出量等。
第八方面記載的發(fā)明，是在第一至第七方面任一項(xiàng)記載的發(fā)明中， 上述容積可變部件包括能夠在軸向上伸縮的波紋管，上述檢測(cè)裝置檢 測(cè)上述波紋管的伸縮量以作為上述位移量。
波紋管沿其軸方向伸縮，并且泵室的容積變化量相對(duì)于波紋管的 伸縮量大致為線形。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)波紋管的伸縮量可以簡(jiǎn)單且高精 度地控制藥液的吸入量和排出量。
第九方面記載的發(fā)明，是一種藥液供給控制裝置，包括藥液供給 裝置，所述藥液供給裝置包括藥液供給泵，通過(guò)泵室內(nèi)的容積隨容 積可變部件的位移變化而變化，經(jīng)由排出口排出從吸入口吸入的藥液； 開(kāi)閉裝置，對(duì)所述排出口和吸入口的至少一個(gè)進(jìn)行電開(kāi)閉；壓力施加 裝置，通過(guò)所述容積可變部件向所述泵室內(nèi)施加壓力；；險(xiǎn)測(cè)裝置，抬r 測(cè)所述容積可變部件的位移量，所述藥液供給控制裝置根據(jù)所述檢測(cè) 裝置的檢測(cè)結(jié)果對(duì)藥液的供給量進(jìn)行控制，其中，包括反饋裝置， 在所述至少一個(gè)口打開(kāi)前對(duì)所述壓力施加裝置向所述泵室內(nèi)施加的壓 力進(jìn)行#:作，以在所述至少一個(gè)口打開(kāi)時(shí)對(duì)所述;f企測(cè)裝置^r測(cè)的變動(dòng) 量進(jìn)行反饋控制。
在上述構(gòu)成中，在上述至少一個(gè)口打開(kāi)時(shí)容積可變部件變動(dòng)的情 況下，開(kāi)閉裝置的上游側(cè)及下游側(cè)的壓力產(chǎn)生差，考慮到隨著打開(kāi)在 上游側(cè)及下游側(cè)之間產(chǎn)生了藥液的急速流動(dòng)。然后，可以通過(guò)操作開(kāi) 閉裝置打開(kāi)前的泵室內(nèi)的壓力來(lái)進(jìn)行反饋控制該變動(dòng)量。由此，在反 饋控制得到反映時(shí)，可以將變動(dòng)量控制在期望值，而且可以適當(dāng)?shù)匾?制開(kāi)閉裝置打開(kāi)時(shí)的藥液狀態(tài)的變動(dòng)。
第十方面記載的發(fā)明，是在第九方面記載的發(fā)明中，上述反饋裝
置將上述變動(dòng)量的目標(biāo)值設(shè)為零。
考慮到如果開(kāi)閉裝置打開(kāi)時(shí)容積可變部件的位置狀態(tài)不變動(dòng)，則 藥液處于穩(wěn)定的狀態(tài)。這點(diǎn)，在上述構(gòu)成中，通過(guò)將變動(dòng)量的目標(biāo)值 設(shè)為零，可以適當(dāng)?shù)匾种迫莘e可變部件隨開(kāi)閉裝置打開(kāi)的變動(dòng)，而且， 可以適當(dāng)?shù)匾种苹蛘弑苊馑幰籂顟B(tài)的變動(dòng)。
第十一方面記載的發(fā)明，是在第九方面或第十方面記載的發(fā)明中， 上述開(kāi)閉裝置對(duì)上述排出口進(jìn)行電開(kāi)閉，上述反饋裝置當(dāng)上述排出口 打開(kāi)時(shí)對(duì)由上述檢測(cè)裝置檢測(cè)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制。
在上述構(gòu)成中，由于通過(guò)反饋控制可以限制排出口打開(kāi)時(shí)容積可 變部件的變動(dòng)量，從而可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下供給藥液。
第十二方面記載的發(fā)明，是在第十一方面記載的發(fā)明中，包括多 個(gè)上述藥液供給泵，而且該多個(gè)藥液供給泵的排出口連接到共同的藥 液供給口 ，通過(guò)進(jìn)行控制以使藥液的吸入期間和排出期間在多個(gè)藥液 供給泵間重復(fù)，通過(guò)上述藥液供給口將藥液連續(xù)向外部供給。
在上述構(gòu)成中，通過(guò)使排出期間和吸入期間在多個(gè)藥液供給泵間 重復(fù)以連續(xù)向外部供給藥液。此時(shí)，可以通過(guò)對(duì)各供給泵的排出口打 開(kāi)時(shí)容積可變部件的位置狀態(tài)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制來(lái)限制藥液的變 動(dòng)。因此，可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下連續(xù)供給藥液。特別是，通過(guò)上述反 饋控制來(lái)限制藥液的變動(dòng)，還可以使經(jīng)由藥液供給口供給的藥液流量 高精度和恒定。
此外，在將多個(gè)藥液供給泵設(shè)為2個(gè)的情況下，優(yōu)選地，從這些 藥液供給泵交替地排出藥液。
第十三方面記載的發(fā)明，是在第十一方面或第十二方面記載的發(fā) 明中，包括限制裝置，當(dāng)通過(guò)上述容積可變部件的位移使上述泵室內(nèi) 的容積擴(kuò)大來(lái)吸入藥液時(shí)，對(duì)上述容積可變部件的位移量進(jìn)行限制以 使上述泵室內(nèi)的容積為最大值以下。
當(dāng)泵室內(nèi)的壓力比排出口的下游側(cè)的壓力低時(shí)，通過(guò)打開(kāi)排出口 ， 施加使容積可變部件位移的方向上的力以擴(kuò)大泵室內(nèi)的容積。但是， 在排出口打開(kāi)前泵室的容積已經(jīng)是最大值時(shí)，容積可變部件的位置狀 態(tài)不發(fā)生變化。因此，通過(guò)檢測(cè)裝置不能檢測(cè)出泵室內(nèi)的壓力比排出
口的下游側(cè)的壓力低。但是，在此情況下，盡管排出口打開(kāi)，但還是 不會(huì)產(chǎn)生藥液向泵室內(nèi)的逆流，由于不能進(jìn)行限制排出口的上游側(cè)及 下游側(cè)之間的壓力差的控制，因而在排出口打開(kāi)后使容積可變部件位 移時(shí)，至實(shí)際位移開(kāi)始之前將產(chǎn)生時(shí)間間隙，而且藥液的控制性將變 低。相反，在上述構(gòu)成中，通過(guò)對(duì)吸入工序中的容積可變部件的位移 設(shè)置限制以使排出口打開(kāi)前的泵室內(nèi)的容積為最大值以下，由此通過(guò) 檢測(cè)裝置可以適當(dāng)?shù)貦z測(cè)出泵室內(nèi)的壓力比排出口的下游側(cè)的壓力 低。
第十四方面記載的發(fā)明，是在第十三方面記載的發(fā)明中，上述壓 力施加裝置調(diào)節(jié)通過(guò)上述容積可變部件與上述泵室分隔的壓力作用室
內(nèi)的氣體壓力，而且進(jìn)一步包括設(shè)定裝置，當(dāng)上述藥液排出時(shí)設(shè)定 上述容積可變部件的位移速度的目標(biāo)值；計(jì)算裝置，根據(jù)上述檢測(cè)裝 置的檢測(cè)結(jié)果算出上述容積可變部件的實(shí)際位移速度；調(diào)節(jié)裝置，對(duì) 上述壓力作用室內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)以將上述實(shí)際位移速度反饋控制為 其目標(biāo)值。
在上述構(gòu)成中，由于容積可變部件的位移速度被反饋控制為目標(biāo) 值，因而在各排出工序中可以高精度地控制排出量等。


圖1是表示第一實(shí)施方式涉及的藥液供給系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
圖2是表示該實(shí)施方式涉及的藥液供給泵藥液吸入及排出方式的圖。
圖3是表示該實(shí)施方式涉及的藥液吸入及排出處理的框圖。 圖4是表示該實(shí)施方式涉及的波紋管式分隔部件的位移量與排出 量的關(guān)系的圖。
圖。' ' ' " ' 、' 口 '序圖。
圖7是對(duì)該實(shí)施方式中排出側(cè)閥打開(kāi)時(shí)的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明的另一時(shí)序圖。
圖8是表示該實(shí)施方式涉及的伴隨排出側(cè)閥的打開(kāi)，波紋管式分 隔部件的變動(dòng)量的反饋控制處理順序的流程圖。
圖9是表示上述反饋控制中校正量的計(jì)算方式的圖。
圖10是表示上述反饋控制反映后的藥液的供給控制方式的時(shí)序圖。
圖11是表示第二實(shí)施方式涉及的藥液的供給系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
圖12是表示第二實(shí)施方式涉及的藥液的供給控制方式的時(shí)序圖。 圖13是表示第三實(shí)施方式涉及的藥液的供給系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)
下面，參照附圖對(duì)適于將本發(fā)明涉及的藥液供給系統(tǒng)用于半導(dǎo)體 制造工序中的藥液供給系統(tǒng)的第 一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1中示出了本實(shí)施方式涉及的藥液供給系統(tǒng)。
藥液供給泵10用于進(jìn)行藥液的吸入及排出。在藥液供給泵10中， 在泵殼12中容納有作為容積可變部件的波紋管式分隔部件14，泵室 16與壓力作用室18通過(guò)該波紋管式分隔部件14分隔。波紋管式分隔 部件14包括在軸向上可自由伸縮的波紋管14a、和安裝在該波紋管 14a的一端部(圖的下端部)的分隔板14b，該波紋管14a的另一端部 (圖的上端部)固定到環(huán)狀的固定板20上。通過(guò)波紋管14a的伸縮使 分隔板14b移動(dòng)，泵室16和壓力作用室18的容積各自變化。在此情 況下，由于泵室16和壓力作用室18的合計(jì)容積不變，與波紋管14a 的伸縮無(wú)關(guān)，因此例如泵室16的容積增加量相當(dāng)于壓力作用室18的 容積減少量(當(dāng)然，增減是相反的場(chǎng)合也同樣)。
在泵殼12中形成有與泵室16連通的吸入口 22和排出口 24，在 吸入口 22連接有吸入配管26，在排出口 24連接有排出配管28。在吸 入配管26設(shè)置有吸入側(cè)閥30，在排出配管28設(shè)置有排出側(cè)閥32。然 后，這些吸入側(cè)閥30和排出側(cè)閥32根據(jù)電^f茲閥34及電磁閥36的通 電狀態(tài)分別開(kāi)閉。例如，p及入側(cè)閥30和排出側(cè)閥32由空氣壓力進(jìn)4亍
開(kāi)閉操作的氣動(dòng)閥構(gòu)成，根據(jù)電磁閥34、 36的通電狀態(tài)調(diào)節(jié)作用在 吸入側(cè)閥30和排出側(cè)閥32上的空氣壓力，與此同時(shí)吸入側(cè)閥30和排 出側(cè)閥32將開(kāi)閉。
吸入配管26構(gòu)成用于向泵室16供給光致抗蝕劑等藥劑的藥液供 給通路，通過(guò)該吸入配管26，圖中未示出的藥液瓶(藥液貯存容器) 內(nèi)貯存的藥液或者通過(guò)工廠的藥液配送管道供給的藥液向泵室16供 給。由此，藥液將填充到泵室16內(nèi)。此外，排出配送管道28構(gòu)成藥 液排出通路用于排出泵室16中填充的藥液，從泵室16排出的藥液通 過(guò)排出配送管道28供給到藥液排出噴嘴(圖略)。藥液排出噴嘴指向 下方，而且被配置以使藥液滴在旋轉(zhuǎn)板等上放置的半導(dǎo)體晶片的中心 位置，適量的藥液從藥液排出噴嘴滴到半導(dǎo)體晶片上，以進(jìn)行向晶片 表面涂布藥液的作業(yè)。
同樣在泵殼12中形成有與壓力作用室18連通的空氣出入口 38， 在該空氣出入口 38連接有電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40。電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40構(gòu) 成通過(guò)調(diào)整壓力作用室18內(nèi)的空氣壓力來(lái)向泵室16內(nèi)施加壓力的壓 力施加裝置，通過(guò)內(nèi)置的電磁式切換閥的切換操作，切換成使壓縮空 氣流入壓力作用室18的壓縮空氣流入狀態(tài)和使壓力作用室18的空氣 向外界流出的大氣開(kāi)放狀態(tài)。
在泵殼12中組裝有箱體42，細(xì)長(zhǎng)圓柱狀的桿46按照向箱體42 側(cè)突出的方式可滑動(dòng)地插在泵殼12中形成的貫通孔44中。即，桿46 一端向壓力作用室18內(nèi)突出，另一端向箱體42圍成的內(nèi)部空間突出。 在桿46的壓力作用室18側(cè)的端部結(jié)合有波紋管式分隔部件14的分隔 板14b,伴隨分隔板14b的移動(dòng)(即波紋管14a的伸縮動(dòng)作)，桿46 將在圖的上下方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
此外，在桿46的箱體42側(cè)的端部連接有彈簧支承板48,盤簧50 介于該彈簧支承板48與泵殼12的外壁面之間。由于盤簧50的彈力使 桿46在圖的上方一直受力。盤簧50相當(dāng)于在與壓力作用室18內(nèi)的空 氣壓力相反的方向上給波紋管式分隔部件14施力的施力裝置。
另外，桿46通過(guò)線性軸承52可以保持往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此外，箱體42 以及壓力作用室18之間通過(guò)軸密封54密封。 通過(guò)以上的構(gòu)成，在壓力作用室18內(nèi)沒(méi)有導(dǎo)入壓縮空氣的狀態(tài)
(大氣開(kāi)放狀態(tài))下，通過(guò)盤簧50的彈力，波紋管式分隔部件14的波 紋管14a可以收縮到彈簧支承板48與止動(dòng)器56接觸為止。此外，伴 隨波紋管14a的收縮，泵室16內(nèi)的容積增加。此時(shí)，如圖2 (a)所 示，通過(guò)打開(kāi)吸入側(cè)的閥30，關(guān)閉排出側(cè)閥32，通過(guò)吸入配管26將 藥液吸入到泵室16內(nèi)。另一方面，在壓縮空氣流入狀態(tài)下，由圖中未 示出的空氣源供給的壓縮空氣，通過(guò)先前的圖l所示的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié) 器40和空氣出入口 38導(dǎo)入到壓力作用室18內(nèi)，根據(jù)壓力作用室18 內(nèi)的空氣壓力與盤簧50的彈力的平衡，波紋管14a伸長(zhǎng)、泵室16內(nèi) 的容積減少。此時(shí)，如圖2 (b)所示，通過(guò)關(guān)閉吸入側(cè)閥30、打開(kāi)排 出側(cè)閥32，填充在泵室16內(nèi)的藥液通過(guò)排出配管28排出。
在先前的圖2所示的箱體42中設(shè)有用于檢測(cè)桿46的位置狀態(tài)或 者位移量(即波紋管14a的位置狀態(tài)或者收縮量)的位移量傳感器58。
控制器60是根據(jù)來(lái)自對(duì)本系統(tǒng)全體進(jìn)行綜合管理的管理計(jì)算機(jī) 62的指令進(jìn)行藥液供給泵10的藥液供給控制的專用控制裝置。即， 在控制器60中，從上述管理計(jì)算機(jī)62獲取排出及吸入的指令信號(hào)或 者有關(guān)排出流量的指令信號(hào)，而且獲取上述位移量傳感器58檢測(cè)的位 移量。然后，基于此，將電磁閥34、 36作為通電或者非通電狀態(tài)對(duì)吸 入閥30和排出側(cè)閥32進(jìn)行開(kāi)閉操作，另一方面，向電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器 40輸出壓力指令信號(hào)，對(duì)電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的狀態(tài)進(jìn)行操作。而且， 控制器60根據(jù)位移量傳感器58檢測(cè)的位移量算出排出流量值，并將 該算出值輸出給管理計(jì)算機(jī)62等。
接下來(lái)，使用圖3對(duì)控制器60中藥液供給控制涉及的處理進(jìn)行說(shuō)明。
目標(biāo)位移速度計(jì)算部B2根據(jù)來(lái)自上述管理計(jì)算機(jī)62的排出流量 的指令值算出波紋管式分隔部件14的位移速度的目標(biāo)值。在此，根據(jù) 表示排出流量與位移量關(guān)系的泵排出特性來(lái)進(jìn)行該位移速度的目標(biāo)值 的計(jì)算。具體來(lái)講，在分隔板14b的位移量與藥液供給泵IO的排出量 之間具有圖4所示的關(guān)系。根據(jù)圖4,分隔板14b的移動(dòng)量相對(duì)于泵 排出量大致為線性，使用此關(guān)系算出波紋管式分隔部件14的位移速 度。
實(shí)際位移速度計(jì)算部B4根據(jù)位移量傳感器58檢測(cè)的位移量的時(shí) 間微分算出波紋管式分隔部件14實(shí)際的位移速度(實(shí)際位移速度)。 偏差計(jì)算部B6算出目標(biāo)位移速度與實(shí)際位移速度的差。壓力指令值 計(jì)算部B8算出作為用于將實(shí)際位移速度反饋控制為目標(biāo)位移速度的 搡作量的壓力作用室18內(nèi)的壓力的指令值。
吸入用壓力指令值設(shè)定部B10設(shè)定藥液吸入時(shí)的壓力指令值。選 擇器B12根據(jù)來(lái)自上述管理計(jì)算機(jī)62的吸入指令及排出指令選擇壓 力指令值計(jì)算部B8的輸出和吸入壓力指令值設(shè)定部B10的輸出的某 一個(gè)。該選擇器B12的輸出將成為最終的壓力指令值。就是說(shuō)，在本 實(shí)施方式中，在藥液排出時(shí)，波紋管式分隔部件14的位移速度被反饋 控制，另一方面，在藥液吸入時(shí)，波紋管式分隔部件14的位移速度被 開(kāi)環(huán)控制。此外，在選擇器B12中，根據(jù)位移量傳感器58檢測(cè)的位 移量來(lái)調(diào)節(jié)壓力指令值，以使伴隨吸入工序的波紋管14a的位置狀態(tài) 成為預(yù)定值，并使實(shí)際位移速度為零以停止吸入。
排出流量計(jì)算部B14將實(shí)際位移速度變換為排出流量，并將該結(jié) 果作為排出流量值向管理計(jì)算機(jī)62輸出。另外，在進(jìn)行該變換時(shí)使用 了先前的圖4所示的關(guān)系。
如上所述，在本實(shí)施方式中，通過(guò)在藥液排出時(shí)將桿46的位移速 度反饋控制為目標(biāo)位移速度，從而可以高精度地控制排出量。
但是，當(dāng)為了排出藥液而使排出側(cè)閥32打開(kāi)時(shí)，如果排出側(cè)閥 32的上游及下游間產(chǎn)生壓力差，則打開(kāi)排出側(cè)閥32后，通過(guò)排出側(cè) 閥32有可能發(fā)生藥液的急速流動(dòng)。以下將對(duì)此詳細(xì)描述。
圖5 (a)示出了藥液向泵室16的吸入結(jié)束、吸入側(cè)閥30及排出 側(cè)閥32關(guān)閉的狀態(tài)。此外，在圖5(a)中，泵室16內(nèi)的壓力設(shè)為壓 力Pp、排出側(cè)閥32的下游側(cè)的壓力設(shè)為壓力Pout。在此，如果泵室 16內(nèi)的壓力Pp比排出側(cè)閥32的下游側(cè)的壓力Pout高時(shí)，如圖5(b) 所示，通過(guò)打開(kāi)排出側(cè)閥32,泵室16內(nèi)的藥液急速向外部流出。圖6 示出了排出側(cè)閥32的壓力Pp比排出側(cè)閥32的下游側(cè)的壓力Pout高 時(shí)藥液供給泵10的藥液供給流量的推移。詳細(xì)地說(shuō)，圖6 (a)示出
了波紋管式分隔部件14的位移量(桿46的位移量)的推移，圖6(b) 示出了吸入側(cè)閥30的開(kāi)閉狀態(tài)的推移，圖6 (c)示出了排出側(cè)閥30 的開(kāi)閉狀態(tài)的推移，圖6 (d)示出了來(lái)自藥液供給泵10的藥液排出 流量的推移，圖6 (e)示出了泵室16內(nèi)的壓力推移。
如圖所示，p及入側(cè)閥30的上游側(cè)的壓力比泵室16內(nèi)的高時(shí)，隨 著吸入側(cè)閥30的打開(kāi)，泵室16內(nèi)的壓力上升。于是然后，隨著排出 側(cè)閥32的打開(kāi)，泵室16內(nèi)的藥液向外部急速流出，從而泵室16內(nèi)的 壓力降低。于是，然后隨著波紋管14a的伸長(zhǎng)側(cè)的位移， 一定流量的 藥液^皮排出。
與此相對(duì)，泵室16內(nèi)的壓力Pp比排出側(cè)閥32的下游側(cè)的壓力比 Pout低時(shí)，如圖5 (c)所示，通過(guò)打開(kāi)排出側(cè)閥32，藥液急速?gòu)耐獠?向泵室16內(nèi)流入。圖7示出了排除側(cè)閥32的壓力Pp比排出側(cè)閥32 的下游側(cè)的壓力Pout低時(shí)藥液供給泵10的藥液供給流量的推移。此 外，圖7 (a) ~ (e)與先前的圖6(a) ~圖6 (e)相對(duì)應(yīng)。
如圖所示，吸入側(cè)閥30的上游側(cè)的壓力比泵室16內(nèi)j氐時(shí)，隨著 吸入側(cè)閥30的打開(kāi)，泵室16內(nèi)的壓力降低。于是，然后隨著排出側(cè) 閥32的打開(kāi)，藥液急速向泵室16內(nèi)流入，泵室16內(nèi)的壓力上升。于 是，然后隨著波紋管14a的伸長(zhǎng)側(cè)的位移， 一定流量的藥液被排出。
這樣，在排出側(cè)閥32打開(kāi)時(shí)泵室16內(nèi)的壓力Pp與外部壓力Pout 之間產(chǎn)生差的情況下，隨著排出側(cè)閥32的打開(kāi)有可能產(chǎn)生藥液的急速 流動(dòng)。為此，使用藥液供給泵IO將藥液向外部排出供給時(shí)，高精度地 控制該流量有可能變得困難。
可以考慮以下方式作為消除這樣事態(tài)的手法，在泵室16內(nèi)及排出 側(cè)閥32的下游側(cè)的兩者中設(shè)置壓力傳感器，在排出側(cè)閥32打開(kāi)前， 通過(guò)調(diào)節(jié)泵室16內(nèi)的壓力使這兩個(gè)壓力傳感器的檢測(cè)值一致。但是， 在此情況下，會(huì)導(dǎo)致藥液供給系統(tǒng)的部件個(gè)數(shù)增加，而且由于設(shè)置壓 力傳感器，系統(tǒng)的大型化不可避免。而且，由于壓力傳感器浸在藥液 中，壓力傳感器的劣化也將成為問(wèn)題。
于是，在本實(shí)施方式中，使用位移量傳感器58檢測(cè)波紋管式分隔 部件14隨著排出側(cè)閥32打開(kāi)的位置狀態(tài)的變動(dòng)量，操作泵室16內(nèi)的
壓力Pp以反饋控制該變動(dòng)量。即，如先前的圖5 (b)及圖5 (c)所 示，當(dāng)泵室16內(nèi)的壓力Pp與外部的壓力Pout間存在差時(shí)，隨著排出 側(cè)泵32的打開(kāi)而產(chǎn)生藥液的急速流動(dòng)時(shí)，波紋管式分隔部件14的位 置狀態(tài)將變動(dòng)。因此，該變動(dòng)量成為與泵室16內(nèi)的壓力Pp與外部壓 力Pout的壓差有相關(guān)性的參數(shù)。因此，通過(guò)檢測(cè)波紋管式分隔部件14 的位置狀態(tài)的變動(dòng)量，可以間接地檢測(cè)泵室16內(nèi)的壓力Pp與外部壓 力Pout的壓差。于是，通過(guò)操作泵室16的壓力以減小該變動(dòng)量，可 以抑制或者避免藥液隨排出側(cè)泵32的打開(kāi)而產(chǎn)生的急速流動(dòng)。
具體來(lái)講，泵室16內(nèi)的壓力根據(jù)壓力作用室18內(nèi)的壓力決定， 由于還依賴于波紋管14a和盤簧50的彈力等，因而不能直接操作泵室 16內(nèi)的壓力。于是，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力作用室18內(nèi)的空氣壓力來(lái)間接地 操作泵室16內(nèi)的壓力。
為了執(zhí)行這樣的處理，如先前的圖3所示，設(shè)置有變動(dòng)抑制部B16。 變動(dòng)抑制部B16算出用于減少位移量傳感器58檢測(cè)的位置狀態(tài)變動(dòng) 量的目標(biāo)壓力。由此，吸入工序結(jié)束后，在選擇器B12中采用變動(dòng)抑 制部B16算出的目標(biāo)壓力作為壓力指令值。
圖8示出了本實(shí)施方式涉及的變動(dòng)量反饋控制的處理順序。該處 理通過(guò)控制器60例如以預(yù)定的周期反復(fù)執(zhí)行。
在此一系列的處理中，首先在步驟SIO中對(duì)吸入動(dòng)作是否已經(jīng)結(jié) 束進(jìn)行判斷。然后，當(dāng)判斷為吸入動(dòng)作已經(jīng)結(jié)束時(shí)，在步驟S12中， 存儲(chǔ)此時(shí)的波紋管式分隔部件14的位置Lb,而且將壓力作用室18內(nèi) 的壓力調(diào)節(jié)為后述的目標(biāo)壓力。當(dāng)步驟S12的處理結(jié)束時(shí)，待機(jī)直到 排出側(cè)閥32打開(kāi)(步驟S14)。然后，當(dāng)排出側(cè)閥32打開(kāi)時(shí)，獲取由 位移量傳感器58檢測(cè)的位置L。接著在步驟S18中，對(duì)位置L是否穩(wěn) 定進(jìn)行判斷。在此，可以判斷位置L的變化量是否處于用于判斷穩(wěn)定 狀態(tài)的預(yù)定閥值以下。在此，位置L的變化量可以由上次采樣值與本 次采樣值的差進(jìn)行定量化。此外，取而代之，還可以通過(guò)取得多次的 采樣值的平均值之間的差等，實(shí)施對(duì)檢測(cè)的采樣值的噪聲影響進(jìn)行抑 制的處理。
然后，當(dāng)在步驟S18中判斷為位置L處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，將移向步
驟S20。在步驟S20中，進(jìn)行位置變動(dòng)量的反饋控制。此時(shí)的變動(dòng)量 由步驟S18中判斷為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的位置L相對(duì)于步驟S12中存儲(chǔ)的位 置Lb的差分"L-Lb"量化。然后，更新壓力作用室18內(nèi)的壓力目標(biāo) 值(目標(biāo)壓力P)以進(jìn)行使變動(dòng)量的目標(biāo)值為"0"的積分控制。就是 說(shuō)，使用積分增益K和上次的目標(biāo)壓力P (n-l ),使本次的目標(biāo)壓力 P (n)為以下的值
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由此，如圖9所示，變動(dòng)量"L-Lb"的絕對(duì)值越大，目標(biāo)壓力P 將以大的校正量"K x (L-Lb )"校正。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè) 定為波紋管14a越伸長(zhǎng)，位置L的正的值將增大。因此，當(dāng)變動(dòng)量 "L-Lb"為正時(shí)，意味著伴隨排出側(cè)閥32的打開(kāi)波紋管14a伸長(zhǎng)了。 就是說(shuō)，意味著泵室16內(nèi)的壓力Pp比外部的壓力Pout高。為此，在 此情況下，減少校正目標(biāo)壓力P。從這點(diǎn)來(lái)看，積分增益K為負(fù)值。
圖10示出了在吸入的藥液壓力比排出側(cè)閥32的外部的壓力Pout 高的狀態(tài)下，上述反饋控制得以反映時(shí)的(換句話說(shuō)，目標(biāo)壓力P為 穩(wěn)定值時(shí)的)藥液供給泵10的藥液供給流量的推移。此外，圖10(a)-圖10 (e)與先前的圖6(a) ~圖6 (e)相對(duì)應(yīng)。
如圖所示，通過(guò)在打開(kāi)排出側(cè)閥32之前使泵室16內(nèi)的壓力與外 部壓力Pout相等，由此當(dāng)打開(kāi)排出側(cè)閥32時(shí)不會(huì)發(fā)生藥液的急速流 動(dòng)。因此，可以高精度地控制藥液供給泵10的藥液供給流量。
此外，如圖所示，在本實(shí)施方式中，在波紋管式分隔部件14的位 置狀態(tài)成為由先前的圖1所示的止動(dòng)器56確定的下限值(使泵室16 內(nèi)的容積最大的值)之前，停止吸入工序。由此，當(dāng)打開(kāi)排出側(cè)閥32 之前的泵室16內(nèi)的壓力Pp比外部壓力Pout小時(shí)，可以隨著排出側(cè)閥 32的打開(kāi)使波紋管14a收縮，而且可以對(duì)泵室16內(nèi)的壓力Pp比外部 壓力Pout小進(jìn)行檢測(cè)。與此相反，在使波紋管式分隔部件14收縮到 下限值的情況下，當(dāng)打開(kāi)排出側(cè)閥32之前的泵室16內(nèi)的壓力Pp比外 部壓力Pout小的時(shí)候，不能進(jìn)行使排出側(cè)閥32的下游側(cè)的壓力Pout 與泵室16內(nèi)的壓力差縮小的控制，從而可能導(dǎo)致藥液供給控制性的降 低。此外，該設(shè)定是通過(guò)在先前的圖3所示的選擇器B12內(nèi)設(shè)置用于
在波紋管14a到達(dá)上述下限值之前停止吸入工序的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)以上詳細(xì)描述的本實(shí)施方式可以獲得以下的效果。
(1) 為了在排出側(cè)閥32打開(kāi)時(shí)對(duì)位移量傳感器58檢測(cè)的波紋管 式分隔部件14的位置狀態(tài)變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制，對(duì)施加于泵室16內(nèi) 的壓力進(jìn)行了操作。由此，可以把變動(dòng)量控制為希望值，而且可以適 當(dāng)?shù)匾种婆懦鰝?cè)閥32打開(kāi)時(shí)的藥液狀態(tài)的變動(dòng)。因此，可以高精度地 控制藥液供給泵10的藥液供給流量。
(2) 將上述反饋控制時(shí)的波紋管式分隔部件14的位置狀態(tài)的變動(dòng) 量的目標(biāo)值設(shè)為"0"。由此，可以進(jìn)一步適當(dāng)?shù)匾种苹蛘弑苊馑幰旱?狀態(tài)變動(dòng)。
(3 )通過(guò)波紋管14a的收縮-使泵室16內(nèi)的容積擴(kuò)大以吸入藥液時(shí)， 對(duì)波紋管14a的位移量進(jìn)行了限制以使泵室16內(nèi)的容積不達(dá)到最大 值。由此，即使在泵室16內(nèi)的壓力Pp比外部壓力Pout低的情況下， 伴隨排出側(cè)閥32的打開(kāi)，波紋管14a也可以變動(dòng)，而且可以對(duì)泵室 16內(nèi)的壓力Pp比外部壓力Pout低進(jìn)行檢測(cè)。
(4) 由通過(guò)波紋管式分隔部件14與泵室16分隔的壓力作用室18 內(nèi)的空氣壓力向泵室16內(nèi)施加壓力。在此，由于空氣是壓縮性流體， 當(dāng)泵室16內(nèi)的壓力Pp與外部壓力Pout存在差時(shí)，壓力作用室18內(nèi) 的容積容易變化。為此，可以適當(dāng)?shù)?全測(cè)上述的差以作為波紋管式分 隔部件14隨排出側(cè)閥32打開(kāi)的變動(dòng)。
(5) 為了在波紋管14a伸長(zhǎng)時(shí)，將波紋管式分隔部件14的實(shí)際位 移速度反饋控制為其目標(biāo)值，對(duì)壓力作用室18內(nèi)的壓力進(jìn)行了調(diào)節(jié)。 由此，在各排出工序中都可以高精度地控制排出量等。
(6H吏用了波紋管14a作為4吏泵室16內(nèi)的容積可變的部件。波紋 管14a沿其軸方向伸縮，而且泵室16的容積變化量相對(duì)于波紋管14a 的伸縮量大致呈線性。為此，通過(guò)調(diào)節(jié)波紋管14a的伸縮量，可以筒 單且高精度地控制藥液的吸入量和排出量。
(第二實(shí)施方式)
以下，參照附圖以與先前的第 一實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心對(duì)第二 實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖11所示的是本實(shí)施方式涉及的藥液供給系統(tǒng)。
如圖所示，本實(shí)施方式涉及的藥液供給系統(tǒng)設(shè)置有多個(gè)藥液供給 泵，通過(guò)各個(gè)泵交替地反復(fù)執(zhí)行排出動(dòng)作和供給動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)
的藥液供給動(dòng)作。另外，圖U所示的2個(gè)藥液供給泵10a、 10b任一 個(gè)都與先前的圖1中說(shuō)明的藥液供給泵IO具有相同的構(gòu)成，對(duì)于各個(gè) 泵的構(gòu)成部件，為了方便起見(jiàn)標(biāo)有同樣的符號(hào)。
如圖所示，各藥液供給泵10a、 10b的吸入配管26連接到共同的 藥液吸入口 (藥液^f瓦或者工廠的藥液配管)，而且排出配管28連接到 共同的藥液供給口 (藥液排出噴嘴)。
在圖中，藥液供給泵10a處于波紋管14a收縮的狀態(tài)，在該狀態(tài) 中，之后通過(guò)波紋管14a伸長(zhǎng)，進(jìn)行泵室16內(nèi)填充的藥液的排出。此 外，藥液供給泵10b處于波紋管14a伸長(zhǎng)的狀態(tài)，在該狀態(tài)中，之后 通過(guò)波紋管14a收縮，進(jìn)行藥液向泵室16內(nèi)的吸入。
控制器60將2個(gè)藥液供給泵10a、 10b作為控制對(duì)象，如上所述 根據(jù)隨時(shí)輸入的信號(hào)控制吸入側(cè)閥30和排出側(cè)閥32的開(kāi)閉狀態(tài)，另 一方面向各電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40輸出壓力指令值以對(duì)電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器 40進(jìn)行操作。
圖12所示的是本實(shí)施方式涉及的藥液供給方式。詳細(xì)地說(shuō)，圖 12 (a)所示的是藥液供給泵10a側(cè)的動(dòng)作，圖12 (b)所示的是藥液 供給泵10b側(cè)的動(dòng)作。此外，圖12 (c)所示的是這2個(gè)供給泵10a、 1 Ob合計(jì)的藥液排出流量。
如圖所示，在時(shí)序tl以前，藥液供給泵10a、 10b處于先前的圖 11所示的狀態(tài)，吸入側(cè)閥30及排出側(cè)閥32都關(guān)閉。然后，時(shí)序tl 以后，當(dāng)管理計(jì)算機(jī)62指令控制器60將排出流量作為比"0"更多量 的值時(shí)，藥液供給泵10a、 10b中的藥液吸入動(dòng)作及排出動(dòng)作開(kāi)始。
就是說(shuō)，在藥液供給泵10a側(cè)，在時(shí)序tl排出側(cè)閥32打開(kāi)后， 伴隨電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的氣壓上升，波紋管14a伸長(zhǎng)，藥液排出(時(shí) 序t2 t6)。此外，與藥液供給泵10a的藥液排出并行，在藥液供給泵 10b側(cè)，在時(shí)序t3 ~ t4吸入側(cè)閥30被打開(kāi)以進(jìn)4亍藥液的吸入。然后， 在藥液的吸入結(jié)束后的時(shí)序t5排出側(cè)閥32打開(kāi)。在時(shí)序t6,在藥液
供給泵10b側(cè)，伴隨電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的氣壓上升，波紋管14a伸長(zhǎng)， 藥液排出(時(shí)序t6 t7)。以后，在藥液供給泵10a、 10b間交替地進(jìn) 行藥液的吸入/排出動(dòng)作，從藥液排出噴嘴的前端連續(xù)地排出藥液。
在此情況下，連續(xù)設(shè)定了藥液供給泵10a的藥液排出期間TA和 藥液供給泵10b的藥液排出期間TB，藥液將不中斷地連續(xù)排出。此外， 由于藥液的排出速度被控制為恒定，各排出期間TA、 TB相同，從而 可以使藥液的穩(wěn)定供給成為可能。
但是，即使在此情況下，當(dāng)排出側(cè)閥32打開(kāi)時(shí)，泵室16內(nèi)的壓 力Pp與藥液供給口側(cè)的壓力Pout之間存在差，伴隨排出側(cè)閥32的打 開(kāi)將發(fā)生藥液的急速流動(dòng)，通過(guò)藥液供給口的藥液供給流量有可能發(fā) 生變動(dòng)。在此，例如在藥液供給泵10a側(cè)的排出側(cè)閥32打開(kāi)時(shí)，即使 調(diào)節(jié)藥液供給泵10a的壓力作用室18內(nèi)的壓力l吏其與藥液供給泵10b 的壓力作用室18內(nèi)的壓力相一致，也難以-使藥液供癥會(huì)泵10a的泵室 16內(nèi)的壓力Pp與藥液供給口側(cè)的壓力Pout相一致。這是因?yàn)?，泵?16內(nèi)的壓力不由壓力作用室18內(nèi)的壓力唯一確定，而是依賴于波紋 管14a和盤簧50的彈力等，以及這些波紋管14a和盤簧50的彈力等 可能產(chǎn)生的固體差異。
于是在本實(shí)施方式中，與先前的第一實(shí)施方式同樣，在先前的圖 8所示的方式中，可以對(duì)波紋管14a隨排出側(cè)閥32打開(kāi)的變動(dòng)量進(jìn)行 反饋控制。
根據(jù)以上所說(shuō)明的本實(shí)施方式，除了先前的第一實(shí)施方式的上述 (1) ~ (6)的效果以外，還將獲得以下的效果。
(7)設(shè)置有一對(duì)藥液供給泵10a、 10b，其排出配管28連接到共 同的藥液供給口 ，而且使藥液的吸入期間和排出期間在一對(duì)藥液供給 泵10a、 10b間重復(fù)，通過(guò)藥液供給口連續(xù)地向外部供給藥液。在這樣 的設(shè)定中，通過(guò)進(jìn)行上述變動(dòng)量的反饋控制，可以高精度地使通過(guò)藥 液供給口供給的藥液流量保持恒定。
(第三實(shí)施方式)
以下，參照附圖以與先前的第 一實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心對(duì)第三 實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖13所示的是本實(shí)施方式涉及的藥液供給系統(tǒng)。此外，在圖13
中，對(duì)于與先前的圖l所示的部件對(duì)應(yīng)的部件，為了方便起見(jiàn)標(biāo)有同
樣的符號(hào)。
如圖所示，本實(shí)施方式涉及的藥液供給泵IO構(gòu)成為隔膜式的泵。 就是說(shuō)，替代先前的圖1所示的波紋管式分隔部件14，設(shè)置有包括隔 膜70a及分隔板70b的隔膜式分隔部件70。而且，通過(guò)該隔膜式分隔 部件70分隔泵室16及壓力作用室18,并且通過(guò)隔膜式分隔部件70 的位移，可以4吏泵室16內(nèi)的容積變化，而且可以將藥液p及入泵室16 或者將藥液排出泵室16。
該藥液供纟會(huì)泵10的優(yōu)點(diǎn)，與波紋管式泵相比，例如泵室16內(nèi)殘 留藥液比較少。但是，在隔膜式泵的場(chǎng)合， 一般來(lái)講，存在隔膜式分 隔部件70的位移量和藥液排出量的關(guān)系為非線性的傾向。因此，不能 使用先前的圖4所示的線性關(guān)系。因此，在先前的圖3所示的目標(biāo)位 移速度計(jì)算部B2和排出流量計(jì)算部B14中，可以進(jìn)行考慮了隔膜式 特有的上述非線性的處理。
即使在使用該藥液供給泵IO的場(chǎng)合，進(jìn)行先前的圖8所示的反饋 控制也是有效的，以抑制藥液隨排出側(cè)閥32打開(kāi)的急速流動(dòng)。
即使是以上所說(shuō)明的本實(shí)施方式，也可以獲得先前的第一實(shí)施方 式的上述(1 ) ~ (6)的效果。
(其他的實(shí)施方式)
此外，上述實(shí)施方式也可以進(jìn)行如下變更來(lái)實(shí)施。 在上述各實(shí)施方式中，雖然波紋管式分隔部件14或者隔膜式分隔 部件70的變動(dòng)量的反饋控制是以積分控制進(jìn)行的，但不限于此。例如 也可以是比例積分控制。
在上述各實(shí)施方式中，為了通過(guò)調(diào)節(jié)壓力作用室18內(nèi)的壓力間接 地操作作為用于對(duì)波紋管式分隔部件14或者隔膜式分隔部件70的變 動(dòng)量進(jìn)行反饋控制的操作量的泵室16內(nèi)壓力，規(guī)定了壓力作用室18 內(nèi)的壓力的目標(biāo)值，但并不限于此。例如可以根據(jù)變動(dòng)量對(duì)吸入工序 結(jié)束后的壓力作用室18內(nèi)的壓力的校正量進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且，例如還可 以在泵室16內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，并根據(jù)上述變動(dòng)量對(duì)排出側(cè)閥32打 開(kāi)前的壓力傳感器的檢測(cè)值進(jìn)行直接操作。由此，無(wú)需在排出側(cè)閥32
的下游側(cè)設(shè)置壓力傳感器，通過(guò)位移量傳感器58及上游側(cè)的壓力傳感 器，可以進(jìn)行控制以降低排出側(cè)閥32的上游及下游間的壓力差。
在上述第二實(shí)施方式中，藥液供給泵10的數(shù)量也可以是3個(gè)以上。 在此情況下，使排出期間及吸入期間在多個(gè)藥液供給泵間進(jìn)行重復(fù)可 以有效地通過(guò)藥液供給口連續(xù)地供給藥液。特別是此時(shí)，優(yōu)選地，使 由藥液供給泵向藥液供給口排出的合計(jì)排出量保持恒定。以此，可以 適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行藥液供給系統(tǒng)的藥液供給流量的控制。于是如此設(shè)定時(shí)， 由于伴隨任意的藥液供給泵的排出側(cè)閥32的打開(kāi)而產(chǎn)生的急速的藥 液流動(dòng)有可能成為高精度控制供給量時(shí)的妨礙，所以上述變動(dòng)量的反 饋控制是特別有效的。
代替電開(kāi)閉吸入側(cè)閥30，也可以將其作為逆止閥進(jìn)行機(jī)械開(kāi)閉。 但是，當(dāng)處于吸入側(cè)閥30的上游側(cè)的壓力高于排出工序中的泵室16 內(nèi)的壓力的狀況下，不適宜使用逆止閥，優(yōu)選地，應(yīng)使用如上述實(shí)施 方式中例示的電開(kāi)閉的閥。
在上述各實(shí)施方式及其變型例中，為了抑制伴隨排出側(cè)閥32的打 開(kāi)的藥液狀態(tài)變動(dòng)，進(jìn)行了波紋管式分隔部件14或者隔膜式分隔部件 70的變動(dòng)量的反饋控制，當(dāng)并不限于此。當(dāng)要求對(duì)吸入側(cè)閥30的上 游側(cè)的藥液狀態(tài)等伴隨吸入側(cè)閥30的打開(kāi)而變動(dòng)進(jìn)行抑制時(shí)，為了抑 制藥液狀態(tài)伴隨吸入側(cè)閥30的打開(kāi)而變動(dòng)，對(duì)波紋管式分隔部件14 或者隔膜式分隔部件70的變動(dòng)量的反饋控制是有效的。
作為排出量的控制方法，不限于將波紋管式分隔部件14或者隔膜 式分隔部件70的位移速度反饋控制為目標(biāo)速度的方法。例如也可以將 實(shí)際位置反饋控制為每次的目標(biāo)位置。
作為藥液供給泵，不限于通過(guò)可使泵室16的容積變化的容積可變 部件由壓縮空氣對(duì)泵室16內(nèi)施加壓力的泵。但是，當(dāng)使用壓縮氣體時(shí)， 由于氣體的壓縮性，根據(jù)容積可變部件的變動(dòng)量容易檢測(cè)泵室16及其 外部間的壓力差。
藥液供給系統(tǒng)不限于用在半導(dǎo)體制造工序中，例如也可以用在化 學(xué)制品的制造工序中。
權(quán)利要求
1.藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，包括藥液供給泵，通過(guò)泵室內(nèi)的容積隨容積可變部件的位移變化而變化，經(jīng)由排出口排出從吸入口吸入的藥液；開(kāi)閉裝置，對(duì)所述排出口和吸入口的至少一個(gè)進(jìn)行電開(kāi)閉；壓力施加裝置，通過(guò)所述容積可變部件向所述泵室內(nèi)施加壓力；檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述容積可變部件的位移量；反饋裝置，在所述至少一個(gè)口打開(kāi)前對(duì)所述壓力施加裝置向所述泵室內(nèi)施加的壓力進(jìn)行操作，以在所述至少一個(gè)口打開(kāi)時(shí)對(duì)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋 裝置將所述變動(dòng)量的目標(biāo)值設(shè)為零。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，所述 開(kāi)閉裝置對(duì)所述排出口進(jìn)行電開(kāi)閉，所述反饋裝置在所述排出口打開(kāi)時(shí)對(duì)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)的變動(dòng)量 進(jìn)行反饋控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè) 所述藥液供給泵，該多個(gè)藥液供給泵的排出口連接到共同的藥液供給口 ，而且使藥 液的吸入期間和排出期間在多個(gè)藥液供給泵之間重復(fù)，以通過(guò)所述藥 液供給口連續(xù)地將藥液供給到外部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，包括 限制裝置，當(dāng)由所述容積可變部件的位移使所述泵室內(nèi)的容積擴(kuò)大而 吸入藥液時(shí)對(duì)所述容積可變部件的位移量進(jìn)行限制以使所述泵室內(nèi)的 容積為最大值以下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于， 所述壓力施加裝置通過(guò)壓力作用室內(nèi)的氣體壓力向所述泵室內(nèi)施加壓 力，所述壓力作用室通過(guò)所述容積可變部件與所述泵室分隔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于，還包括 設(shè)定裝置，在所述藥液排出時(shí)設(shè)定所述容積可變部件的位移速度的目標(biāo)值；計(jì)算裝置，根據(jù)所述檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果算出所述容積可變部件 的實(shí)際位移速度；調(diào)節(jié)裝置，對(duì)所述壓力作用室內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)以將所述實(shí)際位 移速度反饋控制為其目標(biāo)值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的藥液供給系統(tǒng)，其特征在于， 所述容積可變部件包括能夠在軸向上伸縮的波紋管，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述波紋管的伸縮量以作為所述位移量。
9. 藥液供給控制裝置，其特征在于，包括藥液供給裝置，所述藥 液供給裝置包括藥液供給泵，通過(guò)泵室內(nèi)的容積隨容積可變部件的 位移變化而變化，經(jīng)由排出口排出從吸入口吸入的藥液；開(kāi)閉裝置， 對(duì)所述排出口和吸入口的至少一個(gè)進(jìn)行電開(kāi)閉；壓力施加裝置，通過(guò) 所述容積可變部件向所述泵室內(nèi)施加壓力；檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述容積 可變部件的位移量，所述藥液供給控制裝置根據(jù)所述檢測(cè)裝置的檢測(cè) 結(jié)果對(duì)藥液的供給量進(jìn)行控制，其中，所述藥液供給控制裝置包括反饋裝置，在所述至少一個(gè)口打開(kāi)前對(duì)所述壓力施加裝置向所述 泵室內(nèi)施加的壓力進(jìn)行操作，以在所述至少 一 個(gè)口打開(kāi)時(shí)對(duì)所述檢測(cè) 裝置檢測(cè)的變動(dòng)量進(jìn)行反饋控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的藥液供給控制裝置，其特征在于，所 述反饋裝置將所述變動(dòng)量的目標(biāo)值設(shè)為零。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的藥液供給控制裝置，其特征在于， 所述開(kāi)閉裝置對(duì)所述排出口進(jìn)行電開(kāi)閉，所述反饋裝置在所述排出口打開(kāi)時(shí)對(duì)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)的變動(dòng)量 進(jìn)行反饋控制。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的藥液供給控制裝置，其特征在于，所 述藥液供給裝置包括多個(gè)所述藥液供給泵，而且該多個(gè)藥液供給泵的 排出口連接到共同的藥液供給口 ，通過(guò)進(jìn)行控制以使藥液的吸入期間和排出期間在所述多個(gè)藥液供 給泵之間重復(fù)，通過(guò)所述藥液供給口連續(xù)地向外部供給藥液。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的藥液供給控制裝置，其特征在 于，包括限制裝置，當(dāng)由所述容積可變部件的位移使所述泵室內(nèi)的容 積擴(kuò)大而吸入藥液時(shí)對(duì)所述容積可變部件的位移量進(jìn)行限制以使所述 泵室內(nèi)的容積為最大值以下。
14. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的藥液供給控制裝置，其特征在于，所 述壓力施加裝置調(diào)節(jié)通過(guò)所述容積可變部件與所述泵室分隔的壓力作 用室內(nèi)的氣體壓力，而且還包4舌設(shè)定裝置，在所述藥液排出時(shí)設(shè)定所述容積可變部件的位移速度 的目標(biāo)值；計(jì)算裝置，根據(jù)所述檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果算出所述容積可變部件 的實(shí)際位移速度；調(diào)節(jié)裝置，對(duì)所述壓力作用室內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)以將所述實(shí)際位 移速度反饋控制為其目標(biāo)值。
全文摘要
使用通過(guò)泵室(16)內(nèi)的容積隨波紋管式分隔部件(14)的位移而變化將吸入的藥液排出的藥液供給泵(10)時(shí)，在藥液的排出或者吸入時(shí)產(chǎn)生藥液狀態(tài)的變動(dòng)。通過(guò)位移量傳感器(58)檢測(cè)波紋管式分隔部件(14)隨排出側(cè)閥(32)的打開(kāi)的變動(dòng)量。該變動(dòng)量是表示與藥液隨排出側(cè)閥(32)的打開(kāi)的急速流動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。因此，對(duì)排出側(cè)閥(32)打開(kāi)前的泵室(16)內(nèi)的壓力進(jìn)行操作以降低該變動(dòng)量。
文檔編號(hào)F17D1/14GK101187446SQ200710163300
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者加藤孝, 鈴木伸彌 申請(qǐng)人:Ckd株式會(huì)社