JP2764063B2 - プランジャポンプの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプランジャのストロークを可変制御すること
で、脈流の発生を抑制し得るようにしたプランジャポン
プの制御装置に関する。

（従来の技術） 例えば液体クロマトグラフの送液ポンプには、粘度の
変化やカラムの変化に拘わらず、高圧下での送液体積量
の再現性が高いことで、プランジャポンプが使用されて
いるが、該ポンプはその構造上から脈流を発生し易く、
この脈流が検出器でノイズとして検知されるという問題
があるため、従来より脈流の発生を抑制する種々の提案
がなされている。

例えば第５図に示すように、２つのプランジャポンプ
1,2を同一のカム３およびモータを用いて作動させ、そ
れらのポンプ室4,5内の溶媒を交互に送り出し、その吐
出溶媒を重畳させることによって、脈流の発生を抑制す
るようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この従来の装置ではカム３の製作や、プラン
ジャポンプ1,2の組み付けが非常に難しく、しかも２つ
のポンプ室4,5を有するため、ポンプの信頼性が低下す
る等の問題があった。

ところで、この種のポンプの送液速度は、モータの回
転周期は一定で、プランジャのストロークを調節するこ
とで理論的には制御可能であり、またそのようにするこ
とで送液量を変化させることが理論的に可能である。

本発明はこのような点に鑑み、脈流の発生を確実に抑
制するとともに、送液条件に応じてプランジャの移動速
度とストロークを可変制御し、またポンプモータのすべ
りを補正して、プランジャを確実に作動させるようにし
た、プランジャポンプの制御装置を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） このため、本発明のプランジャポンプの制御装置は、
ポンプ駆動用モータに連係する回転可能なカムと、該カ
ムに係合しポンプヘッドの内部に往復動可能に設けたプ
ランジャとを備え、該プランジャの往復動を介して、ポ
ンプヘッドの内部に送液を吸入し吐出するようにしたプ
ランジャポンプの制御装置において、送液流量に比例し
た数値を入力され、該入力を基にプランジャポンプの作
動時に前記ポンプ駆動用モータの回転方向を切換え、か
つ前記モータの回転速度を制御して、プランジャの往動
速度と復動速度とを異速度に設定可能にするとともに、
前記モータに回転速度信号を出力可能な第１設定器と、
送液流速に比例した入力値を基に前記プランジャポンプ
にプランジャストローク量を設定可能な第２設定器と、
送液条件と前記モータの回転速度との各演算式、並びに
プランジャのフルストロークに対応する送液量の判定基
準値とを記憶し、前記第１および第２設定器から前記送
液パラメータを入力され、該入力を条件に前記記憶情報
に基いて、前記モータの回転速度とプランジャストロー
クとカムの回転角度とを演算し、その結果を制御信号と
して前記モータおよびプランジャポンプに出力可能な制
御手段とを備え、該制御手段によって前記送液量入力と
判定基準値との大小を比較し、送液量入力が前記判定基
準値以下の際にプランジャのストローク制御を実行し、
前記カムを前記送液パラメータに基いて２π以下の所定
角度に交番回動し、かつプランジャストロークをそのフ
ルストローク以下に設定可能にして、プランジャの１ス
トローク当たりの送液量を抑制し、その吸引作動から吐
出作動に亙る送液圧力の低下時間を可及的に短縮し、そ
の間の圧力低下を抑制するとともに、プランジャの往動
速度と復動速度とを異速度に可能にし、例えばプランジ
ャの復動速度を往動速度よりも増速させて、プランジャ
ポンプの吸引時にプランジャを早戻りさせ、吐出時と吸
引時との圧力変動を低減することで、脈流の発生を確実
に防止し、かつ判定基準流量以下の小流量の送液に好適
なものにしている。

また、本発明は、ポンプ駆動用モータに連係する回転
可能なカムと、該カムに係合しポンプヘッドの内部に往
復動可能に設けたプランジャとを備え、該プランジャの
往復動を介して、ポンプヘッドの内部に送液を吸入し吐
出するようにしたプランジャポンプの制御装置におい
て、送液流量に比例した数値を入力され、該入力を基に
プランジャポンプの作動時に前記ポンプ駆動用モータの
回転方向を切換え、かつ前記モータの回転速度を制御し
て、プランジャの往動速度と復動速度とを異速度に設定
可能にするとともに、前記モータに回転速度信号を出力
可能な第１設定器と、送液流速に比例した入力値を基に
前記プランジャポンプにプランジャストローク量を設定
可能な第２設定器と、送液条件と前記モータの回転速度
との各演算式、並びにプランジャのフルストロークに対
応する送液量の判定基準値とを記憶し、前記第１および
第２設定器から前記送液パラメータを入力され、該入力
を条件に前記記憶情報に基いて、前記モータの回転速度
とプランジャストロークとカムの回転角度とを演算し、
その結果を制御信号として前記モータおよびプランジャ
ポンプに出力可能な制御手段とを備え、該制御手段によ
って前記送液量入力と判定基準値との大小を比較し、送
液量入力が前記判定基準値以上の際にプランジャのスト
ローク制御を解除し、前記カムを同一方向に連続して回
動し、かつプランジャストロークをそのフルストローク
に設定可能にして、ランジャないし送液の移動速度を増
速し、安定した送液量を確保して、判定基準流量以上の
送液に好適なものにしている。

しかも、本発明は、ポンプ駆動用モータに連係する回
転可能なカムと、該カムに係合しポンプヘッドの内部に
往復動可能に設けたプランジャとを備え、該プランジャ
の往復動を介して、ポンプヘッドの内部に送液を吸入し
吐出するようにしたプランジャポンプの制御装置におい
て、送液流量に比例した数値を入力され、該入力を基に
プランジャポンプの作動時に前記モータの回転方向を切
換え、かつ前記モータの回転速度を制御して、プランジ
ャの往動速度と復動速度とを異速度に設定可能にすると
ともに、前記ポンプ駆動用モータに回転速度信号を出力
可能な第１設定器と、送液流速に比例した入力値を基に
前記プランジャポンプにプランジャストローク量を設定
可能な第２設定器と、プランジャの往動時または復動時
における最大ストローク位置を検出可能な位置センサ
と、送液条件と前記モータの回転速度との各演算式、並
びにプランジャのフルストロークに対応する送液量の判
定基準値とを記憶し、前記第１および第２設定器から前
記送液パラメータを入力され、該入力を条件に前記記憶
情報に基いて、前記モータの回転速度とプランジャスト
ロークとカムの回転角度とを演算し、その結果を制御信
号として前記モータおよびプランジャポンプに出力可能
な制御手段とを備え、該制御手段によって前記送液量入
力と判定基準値との大小を比較し、送液量入力が前記判
定基準値以下の際にプランジャのストローク制御を実行
し、前記カムを前記送液パラメータに基いて２π以下の
所定角度に交番回動し、かつプランジャストロークをそ
のフルストローク以下に設定可能にする一方、前記位置
センサがプランジャの最大位置を検出した時のみ、プラ
ンジャの往復動を切換え可能にして、プランジャの確実
かつ安定した作動を促し、プランジャポンプの信頼性を
向上する一方、プランジャの１ストローク当たりの送液
量を抑制し、その吸引作動から吐出作動に亙る送液圧力
の低下時間を可及的に短縮し、その間の圧力低下を抑制
するようにしている。

（実施例） 以下、本発明を液体クロマトグラフに装備するプラン
ジャポンプに適用した図示実施例につき説明すると、第
１図において６は液体クロマトグラフの筐体で、該筐体
６にゴム製の脚７を介して、プランジャポンプ８のポン
プハウジング９が固定されている。

上記ポンプハウジング９の上面の一端には、パルスモ
ータ等のモータ10が取付けられ、該モータ10は、CCWとC
W制御を内蔵したモータドライバ11によって、正逆転可
能にされている。

また、ポンプハウジング９の内部には、互いに連通す
るカム室12とピストン室13が設けられ、このうちカム室
12に、モータ10の駆動軸14に連結したカム軸15が、ベア
リング16,17を介して回転可能に垂直に支持されてい
る。

上記カム軸14の中高位置には、略楕円形のカム18が一
体に設けられ、該カム18に、後述するピストンの一端に
装着したローラが係合している。

一方、前記ピストン室13には、上部にガイド溝19を形
成したスライドベアリング20が装着され、該ベアリング
20の内部にピストン21が摺動可能に収容されている。

上記ピストン21は略円筒状に構成され、その一端には
一対の張出片22が突設されていて、これらにローラシャ
フト23が固定され、かつ該シャフト23にローラ24が回転
自在に支持されて、前記カム18と係合可能に配設されて
いる。

上記ピストン21の他端には凹孔25が形成され、該孔25
の奥部にプランジャ26の基端部が係合しており、その先
端部がポンプハウジング９の外側に突出している。

上記ピストン室13の一端はキャップ27で閉塞され、該
キャップ27にはポンプヘッド28を固定する連結ブロック
29が装着され、該ブロック29とプランジャ26の基端部と
の間に、プランジャスプリング30が介挿されていて、上
記プランジャ26とピストン21を原位置へ復帰可能に付勢
している。

上記ポンプヘッド28の内部には、プランジャ26を摺動
可能に収容するプランジャ摺動孔31と、該孔31と連通す
る通路32が形成され、該通路32の両側に、弁止弁を内蔵
したバルブジョイント33,34がねじ込まれていて、これ
らのバルブジョイント33,34に、溶媒収納容器に連通す
る吸込管35と、カラムに連通する吐出管36が接続されて
いる。

図中、37はポンプヘッド28の端部に装着されたプラン
ジャシール、38はポンプハウジング９の上面に開口した
溝で、その内部に一端をピストン21に固定したストッパ
ピン39が収容され、該ピン39の位置、実施例では溝38の
端部位置、つまりプランジャ26の最大吐出作動位置を、
例えばホトカプラを駆使した位置センサ40で検出し、そ
の信号をポンプ制御回路へ入力可能にしている。

上記制御回路は第２図に示すように、所望の入力を書
き込み可能なICからなる、第１および第２設定器である
第１および第２カウンタ41,42を有し、このうち第１カ
ウンタ41は、プランジャポンプ８による送液としての溶
媒の吐出および吸引速度、換言すればモータ10の回転速
度に基づくプランジャ26の往動速度と復動速度とを、溶
媒の吐出量と吸引量に比例した数値で書き込み可能にし
ており、それらの演算と書き込みを中央処理装置（CP
U）等の制御手段43で実行可能にしている。

この場合、上記カウンタ41,42は、ソフトウェアまた
はハードウェアで構成した計数手段を包含する。

上記制御手段43は例えばマイクロコンピュータを内蔵
しており、該コンピュータには各種溶媒の送液条件等の
分析条件、例えばカラムの種類と温度、移動相、流量、
検出器等に基づく溶媒の流速とプランジャ26の移動速度
の演算式、プランジャ26のフルストロークに対応する送
液量の判定基準値等が記憶されており、上記分析条件中
の特定のパラメータ、例えば流量または流速を入力する
ことによって、上記の書き込みを可能にしている。

上記カウンタ41には、クロックパルスと、プランジャ
ポンプ８のON・OFF、つまりON信号を内容とするゲート
信号が入力され、上記パルスを所定数カウントし、実施
例ではカウントダウンしたところで、上記書き込み入力
に相当するパルス幅の信号を、モータ10の回転速度信号
として出力可能にしている。

また、前記第２カウンタ42はプランジャ26の所望のス
トロークを、溶媒の流速に比例した値で書き込み可能に
しており、それらの演算と書き込みを制御手段43で実行
可能にしている。

すなわち、制御手段43には、溶媒の流量と、プランジ
ャストロークの可変制御の要否を決定する判定基準流
量、換言すればプランジャ26のフルストロークに対応す
る送液量の判定基準値、およびこれらに対応して演算さ
れるモータ10の回転速度と回転角度、並びにこれらのパ
ラメータに基づくプランジャ26の移動速度の演算式と、
プランジャ26の移動速度と溶媒の流量とに基づくプラン
ジャストロークの演算式、更にカム18の回転角度に対応
するカムリフト等が記憶され、このうちの特定のパラメ
ータ、例えば溶媒またはその流速を入力することによっ
て、上記の書き込みを可能にしている。

そして、このようなプランジャストロークの可変制御
は、溶媒流量が上記判定基準流量以下の場合に実行さ
れ、この場合のプランジャストロークは、カム18の回転
角度で決定されるカムリフトに相当し、プランジャ26の
フルストロークS_F以下に設定されている。

すなわち、溶媒流量はプランジャ26のストロークと、
カム18の回転数（速度）、つまりモータ10の回転数の積
に比例しており、該モータ10の回転数によって、プラン
ジャ26のサイクル数が算出される。したがって、プラン
ジャストロークは、溶媒流量を上記サイクル数で除した
商に比例し、かつ上記溶媒の流速を形成するプランジャ
26の移動速度に相当するカム18の回転角度θ_Ｐ（０＜θ
_Ｐ＜２π）を演算することで求められる。

したがって、前記のようにプランジャ26のストローク
がフルストローク以下の下では、プランジャの１ストロ
ーク当たりの送液量が抑制され、その吸引作動から吐出
作動に亙る送液圧力の低下時間が可及的に短縮されて、
その間の圧力低下が制御され、脈流の発生を抑制する。

上記回転角度θ_Ｐの演算に際しては、各種溶媒の粘度
や実験値を基に補正され、このようにして求めた回転角
度θ_Ｐは、カム18上において、その基点、つまり最大カ
ムリフト位置P_Mよりプランジャ26の復動方向へθ_Ｐ回動
した位置、つまりカム18の回動始点位置P₀までの範囲に
相当する制御回動角度で、このθ_Ｐに対応するカム18上
のP_P位置で所定のプランジャストロークS_Pを形成し、こ
の角度θ_Ｐの範囲で、カム18ないしモータ10が正逆方向
へ交番回動する。

なお、前記回動始点位置Ｐ。位置は、カムリフトおよ
びプランジャストロークが共に零になる位置で、その位
置はプランジャ26の移動速度が零になるカム18上の位置
を演算することで求められる。

一方、溶媒流量が判定基準流量以上の場合は、プラン
ジャストロークをフルストロークS_Fに設定し、モータ10
およびカム18の交番回動を解除して、一方向へ連続回転
させるとともに、第１カウンタ41だけを作動させて、該
カウンタ41より当該溶媒流量に見合うパルス幅の制御信
号を、モータ回転速度信号として出力可能にしている。

上記カウンタ42には、前記クロックパルスと、プラン
ジャポンプ８のON・OFF、つまりON信号を内容とするゲ
ート信号が入力され、上記パルスを所定数カウントし、
実施例ではカウントダウンしたところで、制御手段43へ
割り込み信号を出力可能にしている。

上記割り込み信号は、制御手段43での現状の制御動作
に優先して、第１および第２カウンタ41,42への入力デ
ータの書き換え指令と、プランジャポンプ８への吸引ま
たは吐出動作の切換え指令を内容としている。

すなわち、第１カウンタ41に対し、プランジャポンプ
８の吸引または吐出作動の切換え時に、前記書き込み入
力を変更させて、モータ10の回転速度信号を変更させ、
プランジャ26の往動または復動速度の変更を促すように
しており、実施例の場合は、プランジャ26の復動速度を
復動速度よりも増速させて、プランジャポンプ８の吸引
作動時にプランジャ26を早戻りさせ、プランジャ26の吸
引時と吐出時との圧力変動を低減させて、脈流の発生を
抑制するようにしている。

また、第２カウンタ42に対しては、溶媒の流量が一定
の分析条件の場合は、同一の書き込み入力を維持させ
て、プランジャストロークを一定に維持させるようにし
ている。

この場合、プランジャポンプ８の吸引または吐出動作
の切換えは、制御手段43からモータ10へ出力される吐出
・吸引切換信号で実行され、これは公知の方法でプラン
ジャポンプ８の吸引または吐出作動を検出し、当該信号
を制御手段43で確認後、上記切換信号をモータドライバ
11へ出力し、該ドライバ11を作動させることで、モータ
10の回転方向の切換えを可能にしている。

すなわち、プランジャポンプ８の吸引・吐出切換信号
は、モータドライバ11に入力可能にされ、また該ドライ
バ11には第１カウンタ41の出力が入力可能にされてい
て、これらの間にAND回路44,45が挿入され、かつAND回
路45にNOT回路46を介して、上記吸引・吐出切換信号が
入力されている。

上記吸引・吐出信号は実施例の場合、それぞれＨおよ
びＬレベルに設定され、上記AND回路44に第１カウンタ4
1の出力とポンプ８の吸引信号が入力された際、該回路4
4からモータドライバ11のCCWへ信号が出力され、モータ
10を左回転させるようにしている。

また、ポンプ８の吐出時には、第１カウンタ41の出力
と、NOT回路46で反転された吐出信号がAND回路45へ入力
され、該回路44からモータドライバ11のCWへ信号が出力
されて、モータ10を右回転させるようにしている。

上記第１および第２カウンタ42の間には、AND回路47
とOR回路48が直列に接続され、プランジャポンプ８の吸
引作動時に、クロックパルスを第２カウンタ42へ入力可
能にしている。

また、上記OR回路48の入力側にはAND回路49が接続さ
れ、該回路49にはクロックパルスと前記位置センサ40の
信号が入力可能にされていて、該センサ40がプランジャ
26の所定の往動変位を検出した際、その信号をAND回路4
9へ入力して、該回路49よりOR回路48を介し、クロック
パルスを第２カウンタ42へ入力して、制御手段43による
割り込み処理を実行可能にしている。

したがって、例えばモータ10の脱調によって、プラン
ジャ26の往動変位が所定量に満たない場合は、プランジ
ャポンプ８の吐出作動、つまりモータ10の右回転が続行
され、プランジャ26の往動変位が強制的に補正されたと
ころで、当該変位が位置センサ40に検出され、制御手段
43による割り込み処理を介して、プランジャポンプ８を
吸引作動へ移行させるようにしている。

この他、図中50はデータバスである。

（作 用） このように構成したプランジャポンプの制御装置は、
機構的な改変を伴わず、簡単なロジックで構成されるか
ら、これを容易かつ安価に製作し得る。なお、プランジ
ャ位置を検出する位置センサ40は、実施例の場合、溝38
のポンプヘッド側端部に設置される。

次にこうして製作された制御装置を作動させる場合
は、第１および第２カウンタ41,42へ、分析条件に応じ
たデータを書き込み入力する。すなわち、第１カウンタ
41に対し、分析条件の溶媒流量に比例した数値を書き込
むとともに、第２カウンタ42に対しては、当該分析条件
の溶媒流速に比例した数値を書き込む。

これらの数値は、何れも溶媒流量および流速に比例す
る範囲内で、段階的または連続的に入力され、その自由
度によって所望の制御モードを選択し得る。

上記書き込み入力は、各カウンタ41,42を介して予め
制御手段43に入力され、該手段43において、モータ10お
よびプランジャ26の実質的な作動条件が設定される。

すなわち、上記制御手段43には、各種溶媒の流量およ
び流速に対応したプランジャポンプ８による溶媒の吸引
および吐出量と、その送液および吸引速度、並びにそれ
らの速度に基づくモータ10の回転速度（回転数）と、プ
ランジャ26の往復動速度とサイクル数，上記モータ10の
回転速度とプランジャ26の往復動速度に基づくカム18の
回転角度θ_Ｐ、カム18の回転角度とカムリフト、該回転
角度θ_Ｐによるプランジャ26の実際のストロークS_Pと、
そのフルストロークS_F等に関する演算式とデータ、並び
にプランジャ26のフルストロークに対応する送液量の判
定基準値等が記憶されている。

そして、上記制御手段43に第１カウンタ41の書き込み
データが入力されると、該手段43は当該入力を条件に、
前記記憶されたデータに基づいて、モータ10の回転速度
を演算し、更にこれを選択された制御モードで補正し
て、モータ10の最終的な回転速度を設定する。

また、上記制御手段43に第２カウンタ42の書き込みデ
ータが入力されると、該手段43は当該入力を条件に、溶
媒量入力と記憶した判定基準流量との大小を比較し、プ
ランジャ26のストローク制御の要否を決定する。

すなわち、制御手段43は、溶媒量入力が判定基準流量
以下の場合は、プランジャ26のストローク制御が必要と
判定し、溶媒量入力が判定基準流量以上の場合は、上記
ストローク制御が不要と判定する。

このうち、プランジャ26のストローク制御が必要と判
定されると、制御手段43は、前記入力を条件に、前記設
定されたモータ10の最終的な回転速度と、記憶された前
記データに基づいて、カム18の回転角度θ_Ｐと回動始点
位置P₀を演算し、更にこれを選択された制御モードで補
正して、プランジャ26の最終的なストロークS_Pを設定す
る。

こうして、第１および第２カウンタ41,42へデータ入
力したところで、ポンプスイッチをONするとともに、ク
ロックパルス発生器（図示略）を作動させると、ゲート
信号としてのポンプON信号が上記カウンタ41,42へ入力
し、また同期信号としてのクロックパルスが、第１カウ
ンタ41とAND回路49へ入力される。

このうち、上記カウンタ41にゲート信号とクロックパ
ルスが入力されると、該カウンタ41で所定数のクロック
パルスをカウントし、そのカウントダウン後、上記書き
込み入力に相当するパルス幅の信号を、モータの駆動信
号としてモータドライバ11へ出力する。

このため、上記ドライバ11のCWまたはCCWの作動を介
して、モータ10が所定方向へ前記設定速度で回転し、該
モータ10に連係するプランジャポンプ８が、制御手段43
から出力される吸引・吐出切換信号に同期して、ポンピ
ング作動を開始する。

この場合、上記吸引・吐出切換信号は、前記設定され
たモータ10の回転速度とプランジャストロークS_Pに基づ
いて出力され、それらの信号レベルは実施例の場合、吸
引信号がＨレベルに、吐出信号がＬレベルにそれぞれ設
定されていて、これらの信号がAND回路44,47へ入力され
る したがって、例えばAND回路44に上記吸引切換信号
と、第１カウンタ41からの信号が入力されると、該回路
44からモータドライバ11のCCWへ信号が出力され、モー
タ10が反時計方向へ回転する。

また、この反対に後述のように、制御手段43が割り込
み処理して、上記信号を吐出信号へ切換えると、AND回
路45からモータドライバ11のCWへ信号が出力され、モー
タ10が時計方向へ回転する。

一方、上記AND回路47には、前記第１カウンタ41から
の出力信号が入力されており、これに上記吸引信号が入
力されると、上記回路47がクロック信号を出力して、こ
れをOR回路48へ入力し、該回路48から第２カウンタ42へ
クロック信号が出力されて、該カウンタ42で所定数のク
ロックパルスをカウントし、かつそのカウントダウン後
信号を出力して、これを制御手段43へ割り込ませる。

制御手段43は、上記割り込み信号を他の入力信号に優
先して処理し、プランジャポンプ８に対し、換言すれば
モータ10に対してポンプ８の吸引・吐出切換信号を出力
するとともに、該信号に応じて第１および第２カウンタ
41,42の書き込み入力を、次期モータ10の回転速度とプ
ランジャストロークに書き変える。

これは実施例の場合、プランジャ26の復動速度を往動
速度よりも増速させて、プランジャ26の早戻りを実行さ
せ、プランジャ26の吸引時と吐出時との圧力変動を低減
させて、脈流の発生を抑制させるためであり、またプラ
ンジャストロークおよびその速度の書き変えは、例えば
溶媒流量または流速を刻々と変化させるグラジェント分
析等に実行される。

こうして、モータ10が所定の回転速度で、例えば時計
方向へ回転すると、その動力が駆動軸14からカム軸15へ
伝達され、該軸15と一体のカム18が回転して、ローラ24
と係合する。

このため、ローラ24と一体のピストン22がカムリフト
に応じて往動変位し、カム18の最大回転角度θ_Ｐ（０＜
θ_Ｐ＜２π）で、プランジャ26の最大ストロークS_Pを形
成する一方、その最大ストローク後は、プランジャスプ
リング30に押し戻されて復動変位し、これにプランジャ
26が同動する。

この場合、モータ10は一旦最大吐出位置P_Mまで回動
し、その逆転時に上記位置P_Mを基点にθ_Ｐ回動して、カ
ム18の回動始点位置P₀をローラ24の位置に合致させ、こ
の制御回動角度θ_Ｐでの交番回動を実行する。

そして、このようなプランジャ26の往復動を介してポ
ンピング作動が行なわれ、溶媒を吸込管35から吐出管36
へ送り出す。

このように本発明では溶媒流量が判定基準流量以下の
場合、モータ10を２π以下の角度で交番回転させ、プラ
ンジャストロークをフルストロークS_F以下に設定して、
プランジャ26を高速作動させるとともに、その往復サイ
クル数を増加し、換言すればプランジャ26の作動周期を
短くしているから、従来のようにプランジャ26をフルス
トロークS_F作動させるものに比べて、プランジャ26の１
ストローク当たりの送液量が抑制され、その吸引作動か
ら吐出作動に亙る送液圧力の低下時間が可及的に短縮さ
れて、その間の圧力低下が抑制され、脈流の発生を抑制
する。こうして第４図（ａ），（ｂ）に示すように脈流
が低減され、脈流による検出器でのノイズの発生を防止
し得るとともに、この種目的のために採用されていた、
復動式ポンプや多連プランジャポンプと同様な効果が得
られる。

また、上記のように機構的な改変をせずに、プランジ
ャストロークを容易に可変制御できるから、単一のポン
プ８で溶媒流量および流速を異にする種々の分析条件に
応じられる。

一方、前記のようにプランジャ26が最大ストロークS_P
を形成すると、つまり吐出作動の終期に達すると、この
状況がストッパピン39を介して位置センサ40に検出さ
れ、その信号がAND回路49へ入力される。

上記AND回路49にはクロックパルスが入力されてお
り、該回路49に上記信号が入力されると、上記クロック
信号がOR回路48へ入力され、これが第２カウンタ42へ入
力される。

このため、第２カウンタ42が所定数のクロックパルス
をカウントし、かつそのカウントダウン後信号を出力し
て、これを制御手段43へ割り込ませる。

制御手段43は、上記割り込み信号を他の入力信号に優
先して処理し、プランジャポンプ８に対し、換言すれば
モータ10に対しポンプ８の吸引・吐出切換信号を出力す
るとともに、該信号に応じて第１および第２カウンタ4
1,42の書き込み入力を、次期モータ10の回転速度とプラ
ンジャストロークに書き変える。

このように本発明では、プランジャ26の例えば往動行
程において、その最大ストロークS_P位置を位置センサ40
で検出した場合にのみ、プランジャポンプ８の吸引作動
に切換え、未検出の場合は現状の吐出作動を続行させ
て、上記ストロークS_Pを強制的に形成させ、プランジャ
ストロークを所期の状態に補正することで、プランジャ
26ないしポンプ８の確実かつ安定した作動を確保してい
る。

したがって、例えばモータ10の脱調によって、プラン
ジャ26の往動変位が所定量に満たない場合でも、プラン
ジャポンプ８の安定した作動が得られる。

一方、溶媒流量が判定基準流量以上の場合は、第１カ
ウンタ41には当該流量が書き込まれ、また第２カウンタ
42には当該分析条件の溶媒流速が書き込まれ、これらの
情報が制御手段43に入力されると、該手段43は上記カウ
ンタ41における書込流量を可変制御基準流量と比較し、
当該溶媒流量に見合う同一方向でのモータ回転速度相当
のパルス幅の制御信号を、カウンタ41から出力する また、第２カウンタ42に対しては、プランジャストロ
ークの可変制御を解除してフルストロークS_Fに設定す
る。したがって、上記の場合は実質上、第１カウンタ41
だけの制御作動となり、プランジャないし送液の移動速
度を増速して安定した送液量を確保し、判定基準流量以
上の送液に好適になる。

（発明の効果） 本発明のプランジャポンプの制御装置は以上のよう
に、一番目の発明は、送液流量に比例した数値を入力さ
れ、該入力を基準にプランジャポンプの作動時に前記ポ
ンプ駆動用モータの回転方向を切換え、かつ前記モータ
の回転速度を制御して、プランジャの往動速度と復動速
度とを異速度に設定可能にするとともに、前記モータに
回転速度信号を出力可能な第１設定器と、送液流速に比
例した入力値を基に前記プランジャポンプにプランジャ
ストローク量を設定可能な第２設定器と、送液条件と前
記モータの回転速度との各演算式、並びにプランジャの
フルストロークに対応する送液量の判定基準値とを記憶
し、前記第１および第２設定器から前記送液パラメータ
を入力され、該入力を条件に前記記憶情報に基いて、前
記モータの回転速度とプランジャストロークとカムの回
転角度とを演算し、その結果を制御信号として前記モー
タおよびプランジャポンプに出力可能な制御手段とを備
え、該制御手段によって前記送液量入力と判定基準値と
の大小を比較し、送液量入力が前記判定基準値以下の際
にプランジャのストローク制御を実行し、前記カムを前
記送液パラメータに基いて２π以下の所定角度に交番回
動し、かつプランジャストロークをそのフルストローク
以下に設定可能にしたから、プランジャの１ストローク
当たりの送液量を抑制し、その吸引作動から吐出作動に
亙る送液圧力の低下時間を可及的に短縮し、その間の圧
力低下を抑制することができる。

また、プランジャの往動速度と復動速度とを異速度に
可能にしたから、例えばプランジャの復動速度を往動速
度よりも増速させ、プランジャポンプの吸引時にプラン
ジャを早戻りさせて、吐出時と吸引時との圧力変動を低
減し、脈流の発生を確実に防止し、かつ判定基準流量以
下の小流量の送液に好適な効果がある。

また、二番目の発明は、送液流量に比例した数値を入
力され、該入力を基にプランジャポンプの作動時に前記
ポンプ駆動用モータの回転方向を切換え、かつ前記モー
タの回転速度を制御して、プランジャの往動速度と復動
速度とを異速度に設定可能にするとともに、前記モータ
に回転速度信号を出力可能な第１設定器と、送液流速に
比例した入力値を基に前記プランジャポンプにプランジ
ャストローク量を設定可能な第２設定器と、送液条件と
前記モータの回転速度との各演算式、並びにプランジャ
のフルストロークに対応する送液量の判定基準値とを記
憶し、前記第１および第２設定器から前記送液パラメー
タを入力され、該入力を条件に前記記憶情報に基いて、
前記モータの回転速度とプランジャストロークとカムの
回転角度とを演算し、その結果を制御信号として前記モ
ータおよびプランジャポンプに出力可能な制御手段とを
備え、該制御手段によって前記送液量入力と判定基準値
との大小を比較し、送液量入力が前記判定基準値以上の
際にプランジャのストローク制御を解除し、前記カムを
同一方向に連続して回動し、かつプランジャストローク
をそのフルストロークに設定可能にしたから、プランジ
ャないし送液の移動速度を増速し、安定した送液量を確
保して、判定基準流量以上の送液に好適な効果がある。

三番目の発明は、送液流量に比例した数値を入力さ
れ、該入力を基にプランジャポンプの作動時に前記モー
タの回転方向を切換え、かつ前記モータの回転速度を制
御して、プランジャの往動速度と復動速度とを異速度に
設定可能にするとともに、前記ポンプ駆動用モータに回
転速度信号を出力可能な第１設定器と、送液流速に比例
した入力値を基に前記プランジャポンプにプランジャス
トローク量を設定可能な第２設定器と、プランジャの往
動時または復動時における最大ストローク位置を検出可
能な位置センサと、送液条件と前記モータの回転速度と
の各演算式、並びにプランジャのフルストロークに対応
する送液量の判定基準値とを記憶し、前記第１および第
２設定器から前記送液パラメータを入力され、該入力を
条件に前記記憶情報に基いて、前記モータの回転速度と
プランジャストロークとカムの回転角度とを演算し、そ
の結果を制御信号として前記モータおよびプランジャポ
ンプに出力可能な制御手段とを備え、該制御手段によっ
て前記送液量入力と判定基準値との大小を比較し、送液
量入力が前記判定基準値以下の際にプランジャのストロ
ーク制御を実行し、前記カムを前記送液パラメータに基
いて２π以下の所定角度に交番回動し、かつプランジャ
ストロークをそのフルストローク以下に設定可能にする
一方、前記位置センサがプランジャの最大位置を検出し
た時のみ、プランジャの往復動を切換え可能にしたか
ら、プランジャの確実かつ安定した作動を促し、プラン
ジャポンプの信頼性を向上する一方、プランジャの１ス
トローク当たりの送液量を抑制し、その吸引作動から吐
出作動に亙る送液圧力の低下時間を可及的に短縮し、そ
の間の圧力低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明に適用した制御回路の要部を示す回路図、第３図は本
発明の要部を示す説明図、第４図（ａ）は従来のプラン
ジャポンプの吐出特性を示す特性図、同図（ｂ）は本発
明を適用したプランジャポンプの吐出特性を示す特性
図、第５図は従来例の要部を示す断面図である。 ８……プランジャポンプ 10……モータ、26……プランジャ 40……位置センサ、41……第１カウンタ 42……第２カウンタ 43……制御手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ駆動用モータに連係する回転可能な
   カムと、該カムに係合しポンプヘッドの内部に往復動可
   能に設けたプランジャとを備え、該プランジャの往復動
   を介して、ポンプヘッドの内部に送液を吸入し吐出する
   ようにしたプランジャポンプの制御装置において、送液
   流量に比例した数値を入力され、該入力を基にプランジ
   ャポンプの作動時に前記ポンプ駆動用モータの回転方向
   を切換え、かつ前記モータの回転速度を制御して、プラ
   ンジャの往動速度と復動速度とを異速度に設定可能にす
   るとともに、前記モータに回転速度信号を出力可能な第
   １設定器と、送液量流速に比例した入力値を基に前記プ
   ランジャポンプにプランジャストローク量を設定可能な
   第２設定器と、送液条件と前記モータの回転速度との各
   演算式、並びにプランジャのフルストロークに対応する
   送液量の判定基準値とを記憶し、第１および第２設定器
   から前記送液パラメータを入力され、該入力を条件に前
   記記憶情報に基いて、前記モータの回転速度とプランジ
   ャストロークとカムの回転角度とを演算し、その結果を
   制御信号として前記モータおよびプランジャポンプに出
   力可能な制御手段とを備え、該制御手段によって前記送
   液量入力と判定基準値との大小を比較し、送液入力が前
   記判定基準値以下の際にプランジャのストローク制御を
   実行し、前記カムを前記送液パラメータに基いて２π以
   下の所定角度に交番回動し、かつプランジャストローク
   をそのフルストローク以下に設定可能にしたことを特徴
   とするプランジャポンプの制御装置。
2. 【請求項２】ポンプ駆動用モータに連係する回転可能な
   カムと、該カムに係合しポンプヘッドの内部に往復動可
   能に設けたプランジャとを備え、該プランジャの往復動
   を介して、ポンプヘッドの内部に送液を吸入し吐出する
   ようにしたプランジャポンプの制御装置において、送液
   流量に比例した数値を入力され、該入力を基にプランジ
   ャポンプの作動時に前記ポンプ駆動用モータの回転方向
   を切換え、かつ前記モータの回転速度を制御して、プラ
   ンジャの往動速度と復動速度とを異速度に設定可能にす
   るとともに、前記モータに回転速度信号を出力可能な第
   １設定器と、送液流速に比例した入力値を基に前記プラ
   ンジャポンプにプランジャストローク量を設定可能な第
   ２設定器と、送液条件と前記モータの回転速度との各演
   算式、並びにプランジャのフルストロークに対応する送
   液量の判定基準値とを記憶し、前記第１および第２設定
   器から前記送液パラメータを入力され、該入力を条件に
   前記記憶情報に基いて、前記モータの回転速度とプラン
   ジャストロークとカムの回転角度とを演算し、その結果
   を制御信号として前記モータおよびプランジャポンプに
   出力可能な制御手段とを備え、該制御手段によって前記
   送液量入力と判定基準値との大小を比較し、送液量入力
   が前記判定基準値以上の際にプランジャのストローク制
   御を解除し、前記カムを同一方向に連続して回動し、か
   つプランジャストロークをそのフルストロークに設定可
   能にしたことを特徴とするプランジャポンプの制御装
   置。
3. 【請求項３】ポンプ駆動用モータに連係する回転可能な
   カムと、該カムに係合しポンプヘッドの内部に往復動可
   能に設けたプランジャとを備え、該プランジャの往復動
   を介して、ポンプヘッドの内部に送液を吸入し吐出する
   ようにしたプランジャポンプの制御装置において、送液
   流量に比例した数値を入力され、該入力を基にプランジ
   ャポンプの作動時に前記モータの回転方向を切換え、か
   つ前記モータの回転速度を制御して、プランジャの往動
   速度と復動速度とを異速度に設定可能にするとともに、
   前記ポンプ駆動用モータに回転速度信号を出力可能な第
   １設定器と、送液流速に比例した入力値を基に前記プラ
   ンジャポンプにプランジャストローク量を設定可能な第
   ２設定器と、プランジャの往動時または復動時における
   最大ストローク位置を検出可能な位置センサと、送液条
   件と前記モータの回転速度との各演算式、並びにプラン
   ジャのフルストロークに対応する送液量の判定基準値と
   を記憶し、前記第１および第２設定器から前記送液パラ
   メータを入力され、該入力を条件に前記記憶情報に基い
   て、前記モータの回転速度とプランジャストロークとカ
   ムの回転角度とを演算し、その結果を制御信号として前
   記モータおよびプランジャポンプに出力可能な制御手段
   とを備え、該制御手段によって前記送液量入力と判定基
   準値との大小を比較し、送液量入力が前記判定基準値以
   下の際にプランジャのストローク制御を実行し、前記カ
   ムを前記送液パラメータに基いて２π以下の所定角度に
   交番回動し、かつプランジャストロークをそのフルスト
   ローク以下に設定可能にする一方、前記位置センサがプ
   ランジャの最大位置を検出した時のみ、プランジャの往
   復動を切換え可能にしたことを特徴とするプランジャポ
   ンプの制御装置。