JP7188591B2

JP7188591B2 - バイナリポンプ及び液体クロマトグラフ

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Description

本発明は、高速液体クロマトグラフなどの分析装置において用いられるバイナリポンプ及びそのバイナリポンプを備えた液体クロマトグラフに関する。

液体クロマトグラフでは、水や有機溶媒などの移動相が送液ポンプによって分析流路中を高圧送液される。分析対象となるサンプルは、サンプルインジェクタによって移動相へ導入及び混合され、分離カラムへ移送される。分離カラムでは、サンプル中の各成分物質が分離カラム及び移動相との親和性に依存して異なる時間だけ保持されたのち、分離カラムから溶出される。順次、分離カラムから溶出された各成分物質は、検出器で検出される。検出器を通り過ぎた移動相及び各成分物質はドレインへ排出される。検出器で得られた信号はデータ処理装置に転送され、各成分物質の定性処理や定量処理が実施される。

液体クロマトグラフなどの分析装置における移動相の送液方式には、アイソクラティック方式、低圧グラジエント方式、高圧グラジエント方式といった方式が存在する。アイソクラティック方式は、１種類の移動相を１台の送液ポンプによって送液する方式である。低圧グラジエント方式は、比例電磁弁と１台の送液ポンプを用いて複数種類（通常は最大で４種類）の移動相を順次送液することで、所望の移動相組成を実現する方式である。高圧グラジエント方式は、複数種類（通常は最大で２種類）の移動相のそれぞれに１台の送液ポンプを対応させ、各送液ポンプの出口（かつサンプルインジェクタの前）で移動相を合流させることで、所望の移動相組成を実現する方式である。特に、１台で２種類の移動相による高圧グラジエント方式の送液を実現できる送液装置は、バイナリポンプと呼ばれている。

液体クロマトグラフでは、移動相を所望の組成に制御することは、分析結果の信頼性を担保する上で必須の要求である。特に、高圧グラジエント方式では、送液ポンプの流量安定性は移動相組成の再現性に直接的に影響を与える。また、検出器の種類によっては、移動相の組成や圧力などの脈動がノイズとなって感知されてしまう場合もある。

これらの理由から、液体クロマトグラフの送液ポンプには、高い流量安定性（低脈動性能）が求められてきた。液体クロマトグラフで利用される低流量（例えば数ｍＬ／ｍｉｎ以下）を高圧（例えば数十ＭＰａ）で送液するために、送液ポンプとしてプランジャポンプが一般的に採用されている。そして、単一のプランジャポンプでは送液が間欠的になってしまうため、２つのプランジャポンプを直列又は並列に接続して相補的に動作させるダブルプランジャ方式の送液ポンプがよく用いられている。

ＵＳ５６３７２０８ＡＵＳ２０１２／２１６８８６Ａ１ＵＳ２０１０／２７５６７８Ａ１ＵＳ２００８／２０６０６７Ａ１ＵＳ５６６４９３７ＡＵＳ２０１１／１３２４６３Ａ１ＵＳ２０１５／２１９０９１Ａ１ＵＳ２０１５／２１９６０３Ａ１ＵＳ２０１３／１０４６３１Ａ１

ダブルプランジャ方式の送液ポンプでは、少なくとも一方のプランジャポンプにおいて、液の吸引行程が完了した後、ポンプ室内の圧力をシステム圧力又はその近傍の圧力にまで上昇させる予圧行程が行われる。この予圧行程においてポンプ室内の予圧が不十分であるとその後の吐出行程の際に送液流量が欠損し、逆に、予圧が過剰になると送液流量も過剰となり、いずれの場合にも送液安定性が損なわれる。このような問題を解決するため、予圧行程中のポンプ室内の圧力を測定し、システム圧力の測定値と比較することで、予圧行程におけるプランジャの動作を正確に制御する技術が開示されている（特許文献１参照。）。

送液ポンプの送液安定性を損なう副次的な要因として、送液ポンプ内の移動相の温度が非平衡・非定常であることが挙げられる。移動相は吸引行程において室温であるが、予圧行程において断熱的に圧縮されることで昇温し、その後の吐出行程においてポンプヘッドや配管などの周囲の部材と熱交換することで冷却される。このような移動相の周期的な温度変化は、熱膨張を通じて送液流量の周期的な変動として現れる。このような現象は、熱効果脈動と呼ばれる。これを解決する方法として、送液周期の特定の区間（主に、予圧行程を行なったプランジャポンプの吐出行程中の区間）においてのみ送液ポンプの送液動作を定圧制御して熱補償することが提案されている（特許文献２－５参照。）。

バイナリポンプにおいて上記の熱補償を行なう場合に、２台の送液ポンプのそれぞれがシステム圧力を検出しても、各送液ポンプにおいて検出されるシステム圧力はほぼ等しいため、システム圧力の変動がどちらの送液ポンプに起因しているのかを判別することが難しい。そのため、２台の送液ポンプの定圧制御区間が重なると、互いの熱効果脈動を補償しあってしまい、却って２台の送液ポンプの送液流量比（移動相組成）の正確性を損なう可能性がある。そのため、バイナリポンプにおいて定圧制御による熱補償を行なう場合には、２台の送液ポンプが同じタイミングで定圧制御を行なうことを回避する必要がある。

２台の送液ポンプの定圧制御区間の重なりを回避する方法として、例えば特許文献４には、「制御期間衝突が予測されるとき、より長いポンプサイクルを有するポンプが、他のポンプ制御期間との重なりを回避するのに十分に、その制御期間を先行させる。」ことが開示されている。しかし、特許文献４では、具体的にどのような方法でこれを実現するのかについて開示されていない。

２台の送液ポンプの定圧制御区間の重なりを回避する別の方法として、バイナリポンプを構成する２台の送液ポンプの送液周期を簡単な整数比に固定する（同期する）ことが提案されている（特許文献６－９参照。）。この方法では、低流量側の送液ポンプの周期が高流量側の送液ポンプの周期に合わせて短くなる。そのため、予圧行程が短時間・断熱的となり、却って熱効果脈動が大きくなる問題がある。また、プランジャが短い距離を短い周期で往復するため、プランジャシールの寿命に悪影響を与える可能性がある。

本発明は、２台の送液ポンプの定圧制御区間の重なりを回避できる構成を有するバイナリポンプを提供することを目的とするものである。

本発明に係るバイナリポンプは、互いに独立して駆動される２台の送液ポンプを備えている。前記２台の送液ポンプのそれぞれは、１次プランジャポンプ及び前記１次プランジャポンプの下流に直列に流体接続された２次プランジャポンプを備え、前記１次プランジャポンプが吐出動作を行なう１次吐出行程と前記２次プランジャポンプが吐出動作を行なう２次吐出行程とを交互に繰り返して連続的な送液を行なうものである。前記送液ポンプのそれぞれは、前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力を検出する１次圧力センサを備えている。前記バイナリポンプは、システム圧力を検出するシステム圧力センサと、前記２台の送液ポンプのそれぞれの前記１次プランジャポンプのプランジャの位置及び前記２次プランジャポンプのプランジャの位置を動作状態として認識するように構成された動作状態認識部と、前記２台の送液ポンプのそれぞれの動作を制御するように構成された動作制御部と、を備えている。前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのそれぞれに、前記２次吐出行程を実行している間に、前記１次プランジャポンプによって液を吸引する吸引行程、前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力が大気圧よりも高く前記システム圧力よりも低い圧力になるまで前記１次プランジャポンプに吐出動作を行わせる第１予圧行程、及び、前記２次プランジャポンプの前記プランジャが所定位置に達するまで前記１次プランジャポンプの前記ポンプ室内の圧力を前記システム圧力よりも低い圧力で維持する待機行程をその順に実行させ、かつ、前記２次吐出行程から前記１次吐出行程へ移行する直前に前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力を前記システム圧力にまで高める第２予圧行程を実行させるように構成されている。さらに、前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのそれぞれによる連続的な送液が途切れない限りにおいて、前記動作状態認識部により認識される前記２台の送液ポンプのそれぞれの前記動作状態を用いて、前記２台の送液ポンプのうち少なくとも一方の送液ポンプに、前記待機行程を中断して前記第２予圧行程へ移行させる回避動作を実行させ、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避するように構成されている。

ここで、「２台の送液ポンプそれぞれによる連続的な送液が途切れない限りにおいて～２台の送液ポンプの１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避する」とは、２台の送液ポンプの１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避するように少なくとも一方の送液ポンプに回避動作を実行させると、回避動作を実行なかったもう一方の送液ポンプの連続的な送液が途切れてしまう場合には、２台の送液ポンプそれぞれの１次吐出行程の実行時間帯が互いに重なってもよいことを意味する。

本発明に係るバイナリポンプによれば、２台の送液ポンプそれぞれによる連続的な送液が途切れない限りにおいて、少なくとも一方の送液ポンプが回避動作を実行することによって、２台の送液ポンプの１次吐出行程の実行時間帯の重なりが回避されるので、定圧制御区間の重なりを回避することが可能である。

バイナリポンプを備えた液体クロマトグラフの一例を示す概略構成図である。バイナリポンプの一実施例を示す概略構成図である。同実施例のバイナリポンプの各送液ポンプの１次プランジャポンプと２次プランジャポンプの動作サイクルを説明するためのフローチャートである。同実施例において、一方の送液ポンプの待機行程中であるときの当該送液ポンプの動作制御を示すフローチャートである。同実施例において、一方の送液ポンプの送液流量が所定流量以下で、かつ、他方の送液ポンプの送液流量が所定流量を超えているときの回避動作の要否判定のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。同実施例における２台の送液ポンプの各１次プランジャの動作速度プロファイルの一例を示すグラフである。同実施例における２台の送液ポンプの各１次プランジャの動作速度プロファイルの他の例を示すグラフである。同実施例における２台の送液ポンプの各１次プランジャの動作速度プロファイルの他の例を示すグラフである。同実施例における２台の送液ポンプの各１次プランジャの動作速度プロファイルの他の例を示すグラフである。同実施例における２台の送液ポンプの各１次プランジャの動作速度プロファイルの他の例を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明に係るバイナリポンプの実施形態について説明する。

まず、図１を用いて、バイナリポンプが使用される液体クロマトグラフについて説明する。

液体クロマトグラフは、分析流路１００中で移動相を送液するためのバイナリポンプ１を備えている。バイナリポンプ１は、２台の送液ポンプ２Ａ及び２Ｂ（図２を参照）を備えており、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれによって２種類の移動相を予め設定された比率で送液することができる。分析流路１００上には、ミキサ１０２、試料注入部１０４、分離カラム１０６及び検出器１０８が設けられている。なお、ミキサ１０２は、バイナリポンプ１の構成要素の一部であってもよい。

バイナリポンプ１によって送液される２種類の移動相はミキサ１０２において混合された後、分析流路１００中を流れる。試料注入部１０４は、分析流路１００を流れる移動相中に試料を注入する。試料注入部１０４により移動相中に注入された試料は分離カラム１０６に導入され、試料中に含まれる各成分が時間的に分離され、順に分離カラム１０６から溶出する。分離カラム１０６から順に溶出した各成分が検出器１０８により検出される。

図２にバイナリポンプ１の概略的構成を示す。

バイナリポンプ１は、２台の送液ポンプ２Ａ，２Ｂ、切替バルブ４及びコントローラ１０を備えている。送液ポンプ２Ａは流路６Ａを介して切替バルブ４のポートａに接続されており、送液ポンプ２Ｂは流路６Ｂを介して切替バルブ４のポートｄに接続されている。

切替バルブ４はａ～ｆの６つのポートを備えている。ポートｂ及びｃにはドレインに通じる流路が接続されており、ポートｅ及びｆはミキサ１０２（図１参照）へ通じる流路が接続されている。切替バルブ４は、送液ポンプ２Ａ及び／又は２Ｂをミキサ１０２へ流体接続した状態（図２の状態）、又は送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのいずれか一方をドレインへ流体接続した状態に切り替えることができる。

送液ポンプ２Ａと２Ｂは同等の構成を有するものであり、直列に接続された２台のプランジャポンプが相補的に動作することによって連続的な送液を実現する。

送液ポンプ２Ａは１次プランジャポンプ８Ａ及び２次プランジャポンプ９Ａを備えている。１次プランジャポンプ８Ａのプランジャ８１Ａ（以下、一次プランジャ８１Ａ）はモータ８２Ａによって駆動され、２次プランジャポンプ９Ａのプランジャ９１Ａ（以下、２次プランジャ９１Ａ）はモータ９２Ａによって駆動される。１次プランジャポンプ８Ａのポンプ室８４Ａへの入口部にチェック弁８３Ａが設けられ、ポンプ室８４Ａからの出口部に１次圧力センサ８５Ａが設けられている。１次プランジャポンプ８Ａのポンプ室８４Ａの出口と２次プランジャポンプ９Ａのポンプ室９４Ａの入口との間にチェック弁９３Ａが設けられ、ポンプ室９４Ａからの出口部に２次圧力センサ９５Ａが設けられている。１次圧力センサ８５Ａは１次プランジャポンプ８Ａのポンプ室８４Ａ内の圧力を検出するためのものであり、２次圧力センサ９５Ａは送液ポンプ２Ａによる送液圧力を検出するためのものである。送液ポンプ２Ａがミキサ１０２に接続されている状態において、送液ポンプ２Ａによる送液圧力は分析流路１００内のシステム圧力にほぼ等しい。したがって、２次圧力センサ９５Ａは、送液ポンプ２Ａによる送液圧力をシステム圧力として検出するシステム圧力センサを構成する。

送液ポンプ２Ｂは１次プランジャポンプ８Ｂ及び２次プランジャポンプ９Ｂを備えている。１次プランジャポンプ８Ｂのプランジャ８１Ｂ（以下、１次プランジャ８１Ｂ）はモータ８２Ｂによって駆動され、２次プランジャポンプ９Ｂのプランジャ９１Ｂ（２次プランジャ９１Ｂ）はモータ９２Ｂによって駆動される。１次プランジャポンプ８Ｂのポンプ室８４Ｂへの入口部にチェック弁８３Ｂが設けられ、ポンプ室８４Ｂからの出口部に１次圧力センサ８５Ｂが設けられている。１次プランジャポンプ８Ｂのポンプ室８４Ｂの出口と２次プランジャポンプ９Ｂのポンプ室９４Ｂの入口との間にチェック弁９３Ｂが設けられ、ポンプ室９４Ｂからの出口部に２次圧力センサ９５Ｂが設けられている。１次圧力センサ８５Ｂは１次プランジャポンプ８Ｂのポンプ室８４Ｂ内の圧力を検出するためのものであり、２次圧力センサ９５Ｂは送液ポンプ２Ｂによる送液圧力を検出するためのものである。送液ポンプ２Ｂがミキサ１０２に接続されている状態において、送液ポンプ２Ｂによる送液圧力は分析流路１００内のシステム圧力にほぼ等しい。したがって、２次圧力センサ９５Ｂは、送液ポンプ２Ｂによる送液圧力をシステム圧力として検出するシステム圧力センサを構成する。

なお、この実施例では、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれがシステム圧力センサを備えているが、バイナリポンプ１が単一のシステム圧力センサを備えるようにしてもよい。

送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの動作はコントローラ１０によって制御される。コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）や情報記憶装置等を備えた専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現される。コントローラ１０は、動作状態認識部１２及び動作制御部１４を備えている。動作状態認識部１２及び動作制御部１４は、情報記憶装置に格納されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより実現される機能である。

動作状態認識部１２は、各プランジャポンプ８Ａ、９Ａ、８Ｂ及び９Ｂを駆動するモータ８２Ａ、９２Ａ、８２Ｂ及び９２Ｂに与えられた駆動用信号に基づいて、各送液ポンプ２Ａ及び２Ｂが実行している行程、及び、プランジャ８１Ａ、９１Ａ、８１Ｂ、９１Ｂの位置を各送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの動作状態として認識するように構成されている。

動作制御部１４は、動作状態認識部１２により認識される各送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの動作状態に基づいて、各送液ポンプ２Ａ及び２Ｂが設定された流量で連続的な送液を行なうように、各プランジャポンプ８Ａ、９Ａ、８Ｂ及び９Ｂの動作制御を行なう。動作制御部１４は、各プランジャポンプ８Ａ、９Ａ、８Ｂ及び９Ｂを以下に説明するサイクルで動作させる。

送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの動作サイクルについて図２とともに図３のフローチャートを用いて説明する。なお、送液ポンプ２Ａと２Ｂの動作サイクルは同じであるため、ここでは送液ポンプ２Ａについてのみ説明する。

送液ポンプ２Ａは、１次プランジャポンプ８Ａが吐出動作を行なう１次吐出行程と２次プランジャポンプ９Ａが吐出動作を行なう２次吐出行程とを交互に連続的に実行することで連続的な送液を実現する。

２次プランジャポンプ９Ａが２次吐出行程を開始すると（ステップ２０１）、１次プランジャポンプ８Ａは吸引行程を開始し（ステップ１０１）、吸引行程が終了すると（ステップ１０２）、第１予圧行程を開始する（ステップ１０３）。第１予圧行程では、１次圧力センサ８５Ａによって検出されるポンプ室８４Ａ内の圧力を、大気圧よりも高く、２次圧力センサ９５Ａによって検出されるシステム圧力よりも第１の規定値だけ低い圧力にまで上昇させる。第１の規定値は、システム圧力の５０％以下（例えば、２０％、１０％、５％、２％）の値である。ここで、この実施例においては、「吸引行程」には、１次プランジャ８１Ａが上死点において一時的に停止する上死点待機行程、及び１次プランジャ８１Ａが下死点において一時的に停止する下死点待機行程が含まれる。なお、上死点待機行程及び下死点待機行程は必須の行程ではない。

１次プランジャポンプ８Ａは、第１予圧行程が終了した後（ステップ１０４）、待機行程に移行する（ステップ１０５）。待機行程では、第１プランジャ８１Ａの動作をほぼ停止させ、ポンプ室８４Ａ内の圧力を第１予圧行程終了時の圧力に維持する。この待機行程は、後述する回避動作が実行されない限りにおいて、２次プランジャ９１Ａが所定位置に達するまで続行される。２次プランジャ９１Ａが所定位置に達すると、１次プランジャポンプ８Ａは待機行程を終了して第２予圧行程に移行する（ステップ１０７）。第２予圧行程では、１次プランジャポンプ８Ａを吐出動作させ、ポンプ室８４Ａ内の圧力を上昇させる。ポンプ室８４Ａ内の圧力がシステム圧力よりも第２の規定値だけ低い圧力に達すると、第２予圧行程から１次吐出行程へ遷移する（ステップ１０８）。このとき、２次プランジャポンプ９Ａは、２次吐出行程を終了させ（ステップ２０２）、吸引行程に移行する（ステップ２０３）。ここで、第２の規定値は、システム圧力の５％以下（例えば、２％、１％、０．５％、０．２％）の値である。

１次吐出行程では、２次圧力センサ９５Ａによって検出されるシステム圧力が１次吐出行程に移行する直前のシステム圧力で一定に保たれるように、１次プランジャ８１Ａ及び／又は２次プランジャ９１Ａの動作速度を操作して定圧制御が実行される。定圧制御の目標圧力は、特許文献２－５に開示されるように、定圧制御を実行しない時間帯（通常は定圧制御を実行する直前）のシステム圧力を参照して決定される。そして、１次プランジャポンプ８Ａの１次吐出行程が終了すると（ステップ１０９）、２次プランジャポンプは吸引行程を終了して２次吐出行程へ移行する（ステップ２０４、２０１）。

以上のように、この実施例の送液ポンプ２Ａ及び２Ｂは、２次プランジャポンプ９Ａ、９Ｂが２次吐出行程を実行している間に、１次プランジャポンプ８Ａ、８Ｂが吸引行程、第１予圧行程、待機行程及び第２予圧行程を実行する。

また、動作制御部１４は、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの連続的な送液が途切れない限りにおいて、送液ポンプ２Ａのプランジャポンプ８Ａ及び／又は９Ａ、送液ポンプ２Ｂのプランジャポンプ８Ｂ及び／又は９Ｂに後述の回避動作を実行させ、送液ポンプ２Ａによる１次吐出行程の実行時間帯と送液ポンプ２Ｂによる１次吐出行程の実行時間帯との重なりを回避するように構成されている。回避動作とは、待機行程の終了時期を本来的な時期よりも早めて第２予圧行程への移行を前倒しすることを意味する。送液ポンプ２Ａに回避動作を実行させた場合、２次吐出行程を実行している２次プランジャポンプ９Ａの２次プランジャ９１Ａが所定位置に達する前に１次プランジャポンプ８Ａの待機行程が終了して第２予圧行程へ移行する。

回避動作実行のアルゴリズムの一例について、図２とともに図４のフローチャートを用いて説明する。以下に説明するアルゴリズムの各ステップ３０１～３０９から構成されるループは、動作制御部１４が、待機行程を実行中の送液ポンプに対して一定の制御周期（例えば数ミリ秒）ごとに反復的に実行される。ここでは、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのうちの一方の送液ポンプ２Ａを中心に説明するが、他方の送液ポンプ２Ｂに対しても同様に適用される。

送液ポンプ２Ａが待機行程（図３のステップ１０５）を開始した後、２次プランジャ９１Ａが所定位置に達しているか否かを確認する（ステップ３０１）。２次プランジャ９１Ａが所定位置に達していれば第２予圧行程（図３のステップ１０７）へ移行する。２次プランジャ９１Ａが所定位置に達していない場合（ステップ３０１）、その時点での当該送液ポンプ２Ａの送液流量が所定流量Ｑｃ以下か否かを確認する（ステップ３０２）。

送液ポンプ２Ａの送液流量が所定流量Ｑｃ以下である場合、当該送液ポンプ２Ａが回避動作を実行可能であると判定し、その時点における他方の送液ポンプ２Ｂの送液流量が所定流量Ｑｃ以下か否かを確認する（ステップ３０３）。一方で、送液ポンプ２Ａの送液流量が所定流量Ｑｃを超えている場合は待機行程を続行する。

送液ポンプ２Ａ及び送液ポンプ２Ｂの送液流量がともに所定流量Ｑｃ以下である場合（ステップ３０２、３０３）、他方の送液ポンプ２Ｂが待機行程でなければ、待機行程を続行する（ステップ３０４）。他方の送液ポンプ２Ｂが待機行程である場合（ステップ３０４）、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのうちいずれの送液ポンプが先に待機行程に移行していたかを確認する（ステップ３０５）。送液ポンプ２Ａが先に待機行程を開始していた場合には、送液ポンプ２Ａの待機行程を終了させて第２予圧行程（図３のステップ１０７）へ移行させる（ステップ３０５）。送液ポンプ２Ａと送液ポンプ２Ｂが同時に待機行程を開始していた場合は、例外処理を適用する（ステップ３０６、３０７）。送液ポンプ２Ｂが先に待機行程を開始していた場合は、送液ポンプ２Ａに待機行程を続行させる。「例外処理」として、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのうち予め設定されたいずれか一方の送液ポンプの待機行程を終了させて１次吐出行程へ移行させることが挙げられる。また、送液ポンプ２Ａの送液流量と送液ポンプ２Ｂの送液流量が異なる場合には、「例外処理」として、送液流量がより大きいほうの送液ポンプの待機行程を終了させて第２予圧行程へ移行させるようにしてもよい。

送液ポンプ２Ａと２Ｂのいずれの送液ポンプが先に待機行程を開始したかの判定は、前回の制御周期の際の送液ポンプ２Ａと２Ｂのそれぞれの状態を現在の送液ポンプ２Ａと２Ｂのそれぞれの状態と比較し、それぞれが待機行程を開始した直後であるか否かを確認することによって行なうことができる。制御周期ごとにこのような判定を行なうため、上記ステップ３０６において送液ポンプ２Ａと２Ｂが同時に待機行程を開始したと判定されるのは、送液ポンプ２Ａと２Ｂの両方が待機行程を開始した直後である場合に限られる。

送液ポンプ２Ａの送液流量が所定流量Ｑｃ以下である一方で、送液ポンプ２Ｂの送液流量が所定流量Ｑｃを超えている場合、送液ポンプ２Ｂの動作状態を確認し（ステップ３０８）、送液ポンプ２Ｂの動作状態に基づいて、送液ポンプ２Ａによる１次吐出行程の実行時間帯と送液ポンプ２Ｂによる１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避するために送液ポンプ２Ａの回避動作が必要か否かを判定する（ステップ３０９）。回避動作の要否判定のアルゴリズムについては後述する。回避動作が必要と判定した場合、送液ポンプ２Ａに待機行程を終了させ第２予圧行程へ移行させる。他方、回避動作が不要と判定した場合、送液ポンプ２Ａに待機行程を続行させる。

ここで、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂが回避動作可能か否かの判断の基準となる流量値Ｑｃは、送液ポンプ２Ａによる１次吐出行程の実行時間帯と送液ポンプ２Ｂによる１次吐出行程の実行時間帯との重なりを回避できるような調整幅を確保できるような長さの時間を待機行程に割り当てられるか否かを考慮して設定される流量値である。送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの送液流量がともに所定流量Ｑｃ以下である場合は、両送液ポンプ２Ａ及び２Ｂが有効に回避動作を実行するためには、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの一方の待機行程時間が他方の１次吐出時間よりも長い必要がある。また、バイナリポンプ１は、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの最大合計流量Ｑｔが決まっていることが通常である。送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのうち一方の送液流量が所定流量Ｑｃを超えている場合、他方の送液流量はＱｔ－Ｑｃ以下となる。この場合、送液流量がＱｔ－Ｑｃ以下である送液ポンプの回避動作によって１次吐出行程時間の重なりを回避するためには、当該送液ポンプの待機行程時間がもう一方の送液ポンプの１次吐出時間の２倍よりも長い必要がある。

次に、一方の送液ポンプ２Ａの送液流量が所定流量Ｑｃ以下であり、かつ、他方の送液ポンプ２Ｂの送液流量が所定流量Ｑｃを超えている場合における、送液ポンプ２Ａの回避動作の要否判定のアルゴリズムの一例について、図２とともに図５のフローチャートを用いて説明する。

図３のフローチャートのステップ３０８において他方の送液ポンプ２Ｂの動作状態を確認した結果、送液ポンプ２Ｂが１次プランジャポンプ８Ｂの吸引行程中である場合には、第１送液ポンプ２Ａによる回避動作が必要と判定する（ステップ４０１、４０２）。送液ポンプ２Ｂが１次プランジャポンプ８Ｂの吸引行程中であるときは、送液ポンプ２Ｂが１次吐出行程を開始するまでにまだ時間的余裕が存在するため、送液ポンプ２Ａが直ちに第２予圧行程及び１次吐出行程へ移行することによって、送液ポンプ２Ａと送液ポンプ２Ｂの互いの１次吐出行程の重なりを回避し得るからである。一方で、送液ポンプ２Ｂが１次吐出行程中である場合は、送液ポンプ２Ａによる回避動作が不要と判定する（ステップ４０４）。これにより、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程中に送液ポンプ２Ａが第２予圧行程及び１次吐出動作を開始することが回避される。

送液ポンプ２Ｂが１次プランジャポンプ８Ｂの吸引行程中でも１次吐出行程中でもない場合、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれの送液流量、動作状態認識部１２によって認識される送液ポンプ２Ａの１次プランジャ８１Ａ、２次プランジャ９１Ａ、送液ポンプ２Ｂの１次プランジャ８１Ｂ、２次プランジャ９１Ｂのそれぞれの動作状態を用いて、１次プランジャポンプ８Ａが待機行程を継続した場合に１次吐出行程を開始するまでに要する時間、送液ポンプ２Ｂが１次吐出行程を開始するまでに要する時間、送液ポンプ２Ａの１次吐出行程に要する時間、及び、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程に要する時間の予測値をそれぞれ計算する（予測計算）。この予測計算を用いて、送液ポンプ２Ａの１次吐出行程及び送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯が重なり得るか否かを予測する（ステップ４０６）。送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯が重なると予測される場合、送液ポンプ２Ａの回避動作が必要と判定する（ステップ４０７）。一方で、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯が重ならないと予測される場合は、送液ポンプ２Ａの回避動作は不要と判定する（ステップ４０８）。

ここで，「１次プランジャポンプ８Ａが待機行程を継続した場合に１次吐出行程を開始するまでに要する時間」は、２次プランジャポンプ９Ａが上死点近傍の所定位置に到達するまでの時間から予測計算される。すなわち２次プランジャポンプ９Ａの現在位置と、上死点近傍にあり１次吐出行程の開始の基準となる所定位置との差を、２次プランジャポンプ９Ａの動作速度（送液ポンプ２Ａの送液流量から一意に決定される）で除することで計算される。

同様に、「送液ポンプ２Ｂが１次吐出行程を開始するまでに要する時間」は、２次プランジャポンプ９Ｂが上死点近傍の所定位置に到達するまでの時間から予測計算される。すなわち２次プランジャポンプ９Ｂの現在位置と、上死点近傍にあり１次吐出行程の開始の基準となる所定位置との差を、２次プランジャポンプ９Ｂの動作速度（送液ポンプ２Ｂの送液流量から一意に決定される）で除することで計算される。

また、「送液ポンプ２Ａの１次吐出行程に要する時間」は、吐出行程における１次プランジャポンプ８Ａの移動距離を、事前に定められた動作速度（通常は台形のプロファイルを持つ）で除することで計算される。

同様に、「送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程に要する時間」は、吐出行程における１次プランジャポンプ８Ｂの移動距離を、事前に定められた動作速度（通常は台形のプロファイルを持つ）で除することで計算される。

以上のアルゴリズムを簡単に纏めると、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれの送液流量がともに所定流量以下であるときは、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの双方が待機行程に移行した時点で、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのいずれが先に待機行程に移行したか否かを判定し、先に待機行程に移行した送液ポンプに回避動作を実行させ、待機行程に移行したのが同時である場合には例外処理を適用する。送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのうちいずれか一方の送液ポンプの送液流量が所定流量以下であり、他方の送液ポンプの送液流量が所定流量を超えている場合には、送液流量が所定流量以下である送液ポンプが待機行程に移行した時点において、他方の送液ポンプの動作状態を確認し、その動作状態に応じて、一方の送液ポンプに回避動作を実行させ、又は、回避動作を実行させずに待機行程を続行させる。

図６は、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれの送液流量がともに回避動作を実行可能な所定流量以下である場合における、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれの１次プランジャの動作速度プロファイルである。

図６のプロファイルでは、時刻ｔ１において、送液ポンプ２Ａは第１予圧行程中にあり、送液ポンプ２Ｂは待機行程へ移行している。そのため、送液ポンプ２Ｂは待機行程を続行する。時刻ｔ２において送液ポンプ２Ａも待機行程へ移行している。このとき、送液ポンプ２Ｂも待機行程にあり、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂがともに待機行程中の状態となる。送液ポンプ２Ｂが先に待機行程を開始していたため、送液ポンプ２Ｂは回避動作を実行し、直ちに待機行程から第２予圧行程へ移行する。ｔ３は、送液ポンプ２Ｂが回避動作を実行しなかった場合の待機行程の終了予測時刻である。待機行程が時刻ｔ３まで続行されていた場合、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯が重なることが予測されるが、送液ポンプ２Ｂが回避動作を実行することによって送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の重なりが回避される。

図７－図１０はそれぞれ、送液ポンプ２Ａの送液流量が回避動作を実行可能な所定流量を超えており、送液ポンプ２Ｂの送液流量が回避動作を実行可能な所定流量以下である場合における、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂのそれぞれの１次プランジャの動作速度プロファイルである。図７－図１０に示されている場合において、送液ポンプ２Ａは、送液流量が所定流量を超えており、回避動作を実行することができない。そのため、送液ポンプ２Ａは、送液ポンプ２Ｂの動作状態に関係なく、２次プランジャ９１Ａが所定位置に達するまで１次プランジャポンプ８Ａの待機行程を続行する。

図７のプロファイルでは、時刻ｔ４において、送液ポンプ２Ｂは１次プランジャポンプ８Ｂの第１予圧行程を終了し、待機行程へ移行している。このとき、送液ポンプ２Ａは１次プランジャポンプ８Ａの吸引行程中にある。そのため、送液ポンプ２Ｂは回避動作を実行し、１次プランジャポンプ８Ｂの待機行程を直ちに終了し、第２予圧行程へ移行する。回避動作を実行しなかった場合は１次プランジャポンプ８Ｂの待機行程は時刻ｔ５まで続行されていたと予測されるが、回避動作を実行することによって第２予圧行程及び１次吐出行程が前倒しされていることがわかる。なお、送液ポンプ２Ｂが待機行程を実行する時間帯は僅かであるため、図７では、第１予圧行程から第２予圧行程に直接的に移行しているように描かれている。

図８のプロファイルでは、時刻ｔ６において、送液ポンプ２Ｂは１次プランジャポンプ８Ｂの第１予圧行程を終了し、待機行程へ移行している。このとき、送液ポンプ２Ａは１次プランジャポンプ８Ａの１次吐出行程中にある。そのため、送液ポンプ２Ｂは回避動作を実行せず、１次プランジャポンプ８Ｂの待機行程を続行する。送液ポンプ２Ａの１次吐出行程は送液ポンプ２Ｂの待機行程中に終了する。これによって、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の重なりが回避されている。

図９のプロファイルでは、時刻ｔ８において、送液ポンプ２Ｂは１次プランジャポンプ８Ｂの第１予圧行程を終了し、待機行程へ移行している。このとき、送液ポンプ２Ａは、１次プランジャポンプ８Ａの第１予圧行程中にある。送液ポンプ２Ａが吸引行程以外の行程中にあって、かつ、１次吐出行程以外の行程中にあるので、予測計算が実行される。予測計算では、１次吐出行程に要する時間ΔＴ、送液ポンプ２Ａの１次吐出の開始時刻Ｔ１、１次吐出行程の終了時刻Ｔ２（＝Ｔ１＋ΔＴ）、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の開始時刻ｔ１０及び１次吐出行程に要する時間Δｔの予測値が計算される。予測計算の結果、送液ポンプ２Ａの１次吐出の開始予測時刻Ｔ１は送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の開始予測時刻ｔ１０よりも前であり、送液ポンプ２Ａの１次吐出の終了予測時刻Ｔ２も送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の開始予測時刻ｔ１０よりも前であるため、送液ポンプ２Ｂが待機行程を続行しても送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯が重ならないと予測される。そのため、送液ポンプ２Ｂは回避動作を実行せず、待機行程が続行されている。

図１０のプロファイルでは、時刻ｔ１１において、送液ポンプ２Ｂは１次プランジャポンプ８Ｂの第１予圧行程を終了し、待機行程へ移行している。このとき、送液ポンプ２Ａは、１次プランジャポンプ８Ａの第１予圧行程中にある。このため、予測計算が実行され、送液ポンプ２Ａの１次吐出行程の開始時刻Ｔ３、１次吐出行程に要する時間ΔＴ、１次吐出行程の終了時刻Ｔ４（＝Ｔ３＋ΔＴ）、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の開始時刻ｔ１３及び１次吐出行程に要する時間Δｔの予測値が計算される。予測計算の結果、送液ポンプ２Ａの１次吐出の開始予測時刻Ｔ３は送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の開始予測時刻ｔ１３よりも前であるものの、送液ポンプ２Ａの１次吐出の終了予測時刻Ｔ４は送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の開始時刻ｔ１３よりも後であるため、送液ポンプ２Ｂが待機行程を続行すると送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯が重なると予測される。そのため、送液ポンプ２Ｂは回避動作を実行し、待機行程を直ちに終了して第２予圧行程及び１次吐出行程を実行する。これにより、送液ポンプ２Ａが１次吐出行程が開始される前に送液ポンプ２Ｂが１次吐出行程を終了し、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯の重なりが回避されている。

また、上記図９及び図１０のケースにおいて、予測計算の結果、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程が送液ポンプ２Ａの１次吐出行程よりも先に開始されると予測される場合もあり得る。その場合、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程の終了予測時刻（ｔ１０＋Δｔあるいはｔ１３＋Δｔ）を用いて、送液ポンプ２Ｂの１次吐出行程中に送液ポンプ２Ａが１次吐出行程を開始するか否かを予測し、開始すると予測された場合は、送液ポンプ２Ｂに回避動作を実行させ、待機行程を直ちに終了して第２予圧行程及び１次吐出行程を実行する。これにより、送液ポンプ２Ａが１次吐出行程が開始される前に送液ポンプ２Ｂが１次吐出行程を終了し、送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯の重なりが回避される。

以上のように、この実施例のバイナリポンプ１では、各送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの送液サイクルの１次吐出行程の前段階で、各送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次プランジャポンプ８Ａ及び８Ｂのポンプ室８４Ａ及び８４Ｂ内の圧力を、システム圧力よりも低いものの大気圧よりも高い圧力に維持する待機行程を導入しているので、待機行程から１次吐出行程へ短時間で移行することができ、予圧を完了して１次吐出行程を開始するまでの時間の不確実性が低減される。また、第１予圧行程では、ポンプ室８４Ａ及び８４Ｂ内で移動相が圧縮されることによって発熱するものの、その後の待機行程中に移動相の発熱が停止して冷却が促進されるので、熱効果脈動が抑制される。そして、待機行程の時間を調節して２台の送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避するように構成されているので、２台の送液ポンプ２Ａ及び２Ｂの定圧制御区間の重なりを回避することができる。

以上において説明した実施例は、本発明に係るバイナリポンプの実施形態の一例を示しているに過ぎない。本発明に係るバイナリポンプの実施形態は以下の通りである。

本発明に係るバイナリポンプの実施形態では、互いに独立して駆動される２台の送液ポンプを備えたバイナリポンプであって、前記２台の送液ポンプのそれぞれは、１次プランジャポンプ及び前記１次プランジャポンプの下流に直列に流体接続された２次プランジャポンプを備え、前記１次プランジャポンプが吐出動作を行なう１次吐出行程と前記２次プランジャポンプが吐出動作を行なう２次吐出行程とを交互に繰り返して連続的な送液を行なうものであり、前記送液ポンプのそれぞれは、前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力を検出する１次圧力センサを備え、前記バイナリポンプは、システム圧力を検出するシステム圧力センサと、前記２台の送液ポンプのそれぞれの前記１次プランジャポンプのプランジャの位置及び前記２次プランジャポンプのプランジャの位置を動作状態として認識するように構成された動作状態認識部と、前記２台の送液ポンプのそれぞれの動作を制御するように構成された動作制御部と、を備え、前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのそれぞれに、前記２次吐出行程を実行している間に、前記１次プランジャポンプによって液を吸引する吸引行程、前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力が大気圧よりも高く前記システム圧力よりも低い圧力になるまで前記１次プランジャポンプに吐出動作を行わせる第１予圧行程、及び、前記２次プランジャポンプの前記プランジャが所定位置に達するまで前記１次プランジャポンプの前記ポンプ室内の圧力を前記システム圧力よりも低い圧力で維持する待機行程をその順に実行させ、かつ、前記２次吐出行程から前記１次吐出行程へ移行する直前に前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力を前記システム圧力にまで高める第２予圧行程を実行させるように構成され、かつ、前記２台の送液ポンプのそれぞれによる連続的な送液が途切れない限りにおいて、前記動作状態認識部により認識される前記２台の送液ポンプのそれぞれの前記動作状態を用いて、前記２台の送液ポンプのうち少なくとも一方の送液ポンプに、前記待機行程を中断して前記第２予圧行程へ移行させる回避動作を実行させ、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避するように構成されている。

本発明に係るバイナリポンプの実施形態の第１の態様では、前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのいずれか一方の送液ポンプが前記一次吐出行程中であるときに、前記一次吐出行程を実行している送液ポンプの前記１次プランジャポンプ及び／又は前記２次プランジャポンプの動作速度を操作して定圧制御を実行するように構成されている。定圧制御の目標圧力は、定圧制御を実行しない時間帯（通常は定圧制御を実行する直前）のシステム圧力を参照して決定される。このような態様により、前記１次プランジャポンプの予圧行程に起因した熱効果脈動の発生を抑制することができる。

本発明に係るバイナリポンプの実施形態の第２の態様では、前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのうち送液流量が所定流量以下である送液ポンプにのみ前記回避動作を実行させるように構成されている。送液流量の大きい送液ポンプは、１次プランジャポンプの動作サイクルも短いため、待機行程に十分な時間を確保することができない。そのため、送液流量の大きい送液ポンプの待機行程の時間を調整しても、２台の送液ポンプの１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避できないことが考えられる。すなわち、「所定流量」とは、送液ポンプのそれぞれが回避動作を実行可能か否かの判断の基準となる流量であり、２台の送液ポンプの１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避できるような調整幅を確保できる長さの時間を待機行程に割り当てられるか否かを考慮して設定される値である。したがって、送液流量が「所定流量」以下である送液ポンプにのみ回避動作を実行させることにより、２台の送液ポンプの１次吐出行程の実行時間帯の重なりをより回避しやすくなる。

上記第２の態様の具体例１では、前記２台の送液ポンプのうち一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、かつ、前記２台の送液ポンプの両方の送液流量が前記所定流量以下であるときに、前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのうち他方の送液ポンプが前記待機行程中でない限り、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させ、前記他方の送液ポンプも前記待機行程中であるときは、先に前記待機行程に移行した前記送液ポンプに前記回避動作を実行させるように構成されている。先に前記待機行程に移行した送液ポンプは後で前記待機行程に移行した送液ポンプよりも先に前記第２予圧行程及び前記１次吐出行程に移行することが予測されるので、先に前記待機行程に移行した前記送液ポンプに前記回避動作を実行させることで、前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりをより回避しやすくなる。

上記具体例１において、前記２台の送液ポンプのうち一方の送液ポンプの前記待機行程の最大時間は、他方の送液ポンプの前記一次吐出行程に要する時間よりも長くすることができる。これにより、前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避しやすくなる。

また、上記第２の態様の具体例２では、前記２台の送液ポンプのうち一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、かつ、前記一方の送液ポンプの送液流量が前記所定流量以下であり他方の送液ポンプが前記所定流量よりも大きい場合に、前記動作制御部は、前記動作状態認識部によって認識される前記他方の送液ポンプの動作状態に応じて、前記一方の送液ポンプに、前記待機行程を続行させるか、又は前記回避動作を実行させるかを決定し、その決定に基づいて前記一方の送液ポンプの動作を制御するように構成されている。

上記具体例２において、前記一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、前記他方の送液ポンプが前記１次吐出行程中であるときに、前記動作制御部は、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させるように構成されていてもよい。これにより、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避することができる。

また、上記具体例２において、前記一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、前記他方の送液ポンプが前記吸引行程中であるときに、前記動作制御部は、前記一方の送液ポンプに前記回避動作を実行させるように構成されていてもよい。前記他方の送液ポンプが吸引行程中であるときは、当該他方の送液ポンプが前記１次吐出行程を実行するまでにある程度の時間がかかると考えられるので、前記一方の送液ポンプに前記第２予圧行程及び前記第１吐出動作を前倒して実行させることで、２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避しやすくなる。

また、上記具体例２において、前記一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、前記他方の送液ポンプが前記吸引行程以外の行程でかつ前記吐出行程以外の行程であるときに、前記動作制御部は、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程に要する時間及び前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程に要する時間を計算するとともに、前記一方の送液ポンプの前記２次プランジャポンプのプランジャの位置及び前記他方の送液ポンプの前記２次プランジャポンプのプランジャの位置を用いて、前記一方の送液ポンプが前記回避動作を実行しなかった場合に前記１次吐出行程に移行するまでに要する時間及び前記他方の送液ポンプが前記１次吐出行程に移行するまでに要する時間を計算する予測計算を実行し、かつ、前記予測計算の結果から、前記一方の送液ポンプが前記回避動作を実行しなかった場合に、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯と前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程が実行時間帯とが重なるか否かを予測し、前記予測の結果、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯と前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯とが互いに重ならないと予測されるときは、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させ、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯と前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯とが互いに重なると予測されるときは、前記一方の送液ポンプに前記回避動作を実行させるように構成されていてもよい。このように、前記回避動作を実行しない他方の送液ポンプの動作状態から、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯が重なるか否かを計算によって予測し、その予測結果に基づいて前記一方の送液ポンプに前記回避動作を実行させるか否かを判断することで、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりをより確実に回避することができる。

上記具体例２において、前記一方の送液ポンプの前記待機行程の最大時間は、前記他方の送液ポンプの前記一次吐出行程に要する時間の２倍以上であってよい。このような態様により、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させるか、又は、前記回避動作を実行させるかのいずれかを適切に判断すれば、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避しやすくなる。

上記実施形態の第１の態様及び第２の態様は互いに組み合わせることができる。また、上記第２の態様の具体例１及び２は互いに組み合わせることができる。

１バイナリポンプ
２Ａ，２Ｂ送液ポンプ
４切替バルブ
６Ａ，６Ｂ流路
８Ａ，８Ｂ１次プランジャポンプ
９Ａ，９Ｂ２次プランジャポンプ
１０コントローラ
１２動作状態認識部
１４動作制御部
８１Ａ，８１Ｂ１次プランジャ
８２Ａ，８２Ｂ，９２Ａ，９２Ｂモータ
８３Ａ，８３Ｂ，９３Ａ，９３Ｂチェック弁
８４Ａ，８４Ｂ，９４Ａ，９４Ｂポンプ室
８５Ａ，８５Ｂ，９５Ａ，９５Ｂ圧力センサ
１００分析流路
１０２ミキサ
１０４試料注入部
１０６分離カラム
１０８検出器

Claims

互いに独立して駆動される２台の送液ポンプを備えたバイナリポンプであって、
前記２台の送液ポンプのそれぞれは、１次プランジャポンプ及び前記１次プランジャポンプの下流に直列に流体接続された２次プランジャポンプを備え、前記１次プランジャポンプが吐出動作を行なう１次吐出行程と前記２次プランジャポンプが吐出動作を行なう２次吐出行程とを交互に繰り返して連続的な送液を行なうものであり、
前記送液ポンプのそれぞれは、前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力を検出する１次圧力センサを備え、
前記バイナリポンプは、
システム圧力を検出するシステム圧力センサと、
前記２台の送液ポンプのそれぞれの前記１次プランジャポンプのプランジャの位置及び前記２次プランジャポンプのプランジャの位置を動作状態として認識するように構成された動作状態認識部と、
前記２台の送液ポンプのそれぞれの動作を制御するように構成された動作制御部と、を備え、
前記動作制御部は、
前記２台の送液ポンプのそれぞれに、前記２次吐出行程を実行している間に、前記１次プランジャポンプによって液を吸引する吸引行程、前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力が大気圧よりも高く前記システム圧力よりも低い圧力になるまで前記１次プランジャポンプに吐出動作を行わせる第１予圧行程、及び、前記２次プランジャポンプの前記プランジャが所定位置に達するまで前記１次プランジャポンプの前記ポンプ室内の圧力を前記システム圧力よりも低い圧力で維持する待機行程をその順に実行させ、かつ、前記２次吐出行程から前記１次吐出行程へ移行する直前に前記１次プランジャポンプのポンプ室内の圧力を前記システム圧力にまで高める第２予圧行程を実行させるように構成され、かつ、
前記２台の送液ポンプのそれぞれによる連続的な送液が途切れない限りにおいて、前記動作状態認識部により認識される前記２台の送液ポンプのそれぞれの前記動作状態を用いて、前記２台の送液ポンプのうち少なくとも一方の送液ポンプに、前記待機行程を中断して前記第２予圧行程へ移行させる回避動作を実行させ、前記２台の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯の重なりを回避するように構成されている、バイナリポンプ。
前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのいずれか一方の送液ポンプが前記１次吐出行程中であるときに、前記１次吐出行程を実行している送液ポンプの前記１次プランジャポンプ及び／又は前記２次プランジャポンプの動作速度を操作して定圧制御を実行するように構成されている、請求項１に記載のバイナリポンプ。
前記動作制御部は、前記２台の送液ポンプのうち送液流量が所定流量以下である送液ポンプにのみ前記回避動作を実行させるように構成されている、請求項１に記載のバイナリポンプ。
前記２台の送液ポンプのうち一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、かつ、前記２台の送液ポンプの両方の送液流量が前記所定流量以下であるときに、
前記動作制御部は、
前記２台の送液ポンプのうち他方の送液ポンプが前記待機行程中でない限り、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させ、
前記他方の送液ポンプも前記待機行程中であるときは、先に前記待機行程に移行した前記送液ポンプに前記回避動作を実行させるように構成されている、請求項３に記載のバイナリポンプ。
前記２台の送液ポンプのうち一方の送液ポンプの前記待機行程の最大時間は、他方の送液ポンプの前記１次吐出行程に要する時間よりも長い、請求項４に記載のバイナリポンプ。
前記２台の送液ポンプのうち一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、かつ、前記一方の送液ポンプの送液流量が前記所定流量以下であり他方の送液ポンプが前記所定流量よりも大きい場合において、
前記動作制御部は、前記動作状態認識部によって認識される前記他方の送液ポンプの動作状態に応じて、前記一方の送液ポンプに、前記待機行程を続行させるか、又は前記回避動作を実行させるかを決定し、その決定に基づいて前記一方の送液ポンプの動作を制御するように構成されている、請求項３にバイナリポンプ。
前記一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、前記他方の送液ポンプが前記１次吐出行程中であるときに、
前記動作制御部は、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させるように構成されている、請求項６に記載のバイナリポンプ。
前記一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、前記他方の送液ポンプが前記吸引行程中であるときに、
前記動作制御部は、前記一方の送液ポンプに前記回避動作を実行させるように構成されている、請求項６に記載のバイナリポンプ。
前記一方の送液ポンプが前記待機行程中であり、前記他方の送液ポンプが前記吸引行程以外の行程でかつ前記１次吐出行程以外の行程であるときに、
前記動作制御部は、
前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程に要する時間及び前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程に要する時間を計算するとともに、前記一方の送液ポンプの前記２次プランジャポンプのプランジャの位置及び前記他方の送液ポンプの前記２次プランジャポンプのプランジャの位置を用いて、前記一方の送液ポンプが前記回避動作を実行しなかった場合に前記１次吐出行程に移行するまでに要する時間及び前記他方の送液ポンプが前記１次吐出行程に移行するまでに要する時間を計算する予測計算を実行し、かつ、
前記予測計算の結果から、前記一方の送液ポンプが前記回避動作を実行しなかった場合に、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯と前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程が実行時間帯とが重なるか否かを予測し、
前記予測の結果、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯と前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯とが互いに重ならないと予測されるときは、前記一方の送液ポンプに前記待機行程を続行させ、前記一方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯と前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程の実行時間帯とが互いに重なると予測されるときは、前記一方の送液ポンプに前記回避動作を実行させるように構成されている、請求項６に記載のバイナリポンプ。
前記一方の送液ポンプの前記待機行程の最大時間は、前記他方の送液ポンプの前記１次吐出行程に要する時間の２倍よりも長い、請求項６に記載のバイナリポンプ。
試料を個々の成分に分離するための分離カラムと、
前記分離カラムに通じる分析流路と、
前記分析流路中で移動相を送液するための請求項１に記載のバイナリポンプと、
前記分離カラムの上流において、前記分析流路を流れる移動相中に試料を注入する試料注入部と、
前記分離カラムの下流に流体接続され、前記分離カラムにおいて分離された試料成分を検出するための検出器と、を備えた液体クロマトグラフ。