(57)【要約】【課題】所望の噴射力を維持した状態で脈動流を継続して噴射するのに好適な流体噴射装置を提供する。【解決手段】流体噴射装置１を、容積が変更可能な流体室５０１と、脈動発生部１００と、出口流路５１１に一方の端部が連通され他方の端部に流体噴射開口部２１２が設けられた接続流路２０１と、脈動を流体噴射開口部２１２に伝達する接続流路管２００と、流体を供給するポンプ２０とを有する流体噴射部２と、圧電素子４０１に駆動信号を供給する駆動部３０とを含む構成とした。そして、駆動部３０は、駆動信号を供給してから前記容積が縮小されると共に縮小状態から拡大を終了後において、検出部３０ｃによって圧電素子４０１の起電力を検出し、動作制御部３０ｅによって、この検出電圧Ｖsが流体室５０１に流れ込む流体が定常状態になっていることを示す電圧Ｖ１以上になったと判定されたときに、駆動信号供給部３０ａに次の１周期の駆動信号を供給させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて前記流体室の容積を変更する容積変更部と、を備える脈動発生部と、
前記出口流路の流体室に連通する端部とは異なる端部に連通する流体噴射開口部と、
前記入口流路に流体を供給する圧力発生部と、
前記流体室の容積を縮小するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給し、該供給後に前記流体室の容積を拡大するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給する駆動信号供給部と、
前記流体室の圧力に係る物理量を検出する物理量検出部と、
前記駆動信号供給部にて１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから前記流体室の容積が拡大を終了後において、前記物理量検出部が前記流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御する動作制御部と、を備えることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記物理量検出部は、前記駆動信号供給部で１周期分の前記駆動信号の供給を開始後における所定の開始タイミングで前記物理量の検出を開始すると共に、前記所定の圧力となったことを示す物理量の検出後に検出を終了し、
前記物理量検出部で検出された物理量に基づき前記所定の開始タイミングを制御する検出開始制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記動作制御部は、前記駆動信号供給部で１周期分の前記駆動信号の供給を開始後に、前記物理量検出部が前記流体室の圧力が最低圧力となったことを示す物理量を検出してから、前記流体室の圧力が第２の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、前記流体室の容積の拡大が終了したことを検出することを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記容積変更部は、前記駆動信号の供給に応じて変形する圧電素子を含み、該圧電素子の変形によって前記流体室の容積を変更する構成となっており、
前記物理量検出部は、前記圧力に係る物理量として、前記圧電素子の変形によって該圧電素子に発生する起電力を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
前記動作制御部は、前記駆動信号供給部で１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから一定時間を経過しても、前記物理量検出部で前記第１の所定圧力となったことを示す物理量が検出されなかったときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の流体噴射装置。
【請求項６】
前記出口流路に一方の端部が連通され、他方の端部が前記出口流路の直径よりも縮小された流体噴射開口部が設けられた接続流路と、前記接続流路が穿設され、前記流体室から流動される流体の脈動を前記流体噴射開口部に伝達する接続流路管と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の流体噴射装置。
【請求項７】
容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて前記流体室の容積を変更する容積変更部と、を備える脈動発生部と、前記出口流路の流体室に連通する端部とは異なる端部に連通する流体噴射開口部と、前記入口流路に流体を供給する圧力発生部とを備えた流体噴射装置を駆動する流体噴射装置の駆動装置であって、
前記流体室の容積を縮小するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給し、該供給後に前記流体室の容積を拡大するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給する駆動信号供給部と、
前記流体室の圧力に係る物理量を検出する物理量検出部と、
前記駆動信号供給部にて１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから前記流体室の容積が拡大を終了後において、前記物理量検出部が前記流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御する動作制御部と、を備えることを特徴とする流体噴射装置の駆動装置。
【請求項８】
容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて前記流体室の容積を変更する容積変更部と、を備える脈動発生部と、前記出口流路の流体室に連通する端部とは異なる端部に連通する流体噴射開口部と、前記入口流路に流体を供給する圧力発生部と、駆動信号供給部と、物理量検出部と、動作制御部とを備えた流体噴射装置の駆動方法であって、
前記駆動信号供給部に、前記流体室の容積を縮小するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給し、該供給後に前記流体室の容積を拡大するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給させる駆動信号供給ステップと、
前記物理量検出部に、前記流体室の圧力に係る物理量を検出させる物理量検出ステップと、
前記動作制御部に、前記駆動信号供給ステップで１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから前記流体室の容積が拡大を終了後において、前記物理量検出部で前記流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御させる動作制御ステップと、を含むことを特徴とする流体噴射装置の駆動方法。
【請求項９】
流体の噴射によって患部の治療的措置を支援する手術用器具であって、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の流体噴射装置を備えることを特徴とする手術用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を高速で噴射する流体噴射装置に係り、特に、所望の噴射力を維持した状態で流体を噴射するのに好適な流体噴射装置、流体噴射装置の駆動装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織を切開または切除する流体噴射装置として、容積が変更可能な流体室と、流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて流体室の容積を変更する容積変更部とを備える脈動発生部と、出口流路に一方の端部が連通され、他方の端部が出口流路の直径よりも縮小された流体噴射開口部（ノズル）が設けられた接続流路と、接続流路が穿設され流体室から流動される流体の脈動を流体噴射開口部に伝達し得る剛性を有する接続流路管と、入口流路に流体を供給する圧力発生部とを備え、圧力発生部により一定圧力で入口流路に流体を供給すると共に、容積変更部によって流体室の容積を変更して脈動を発生して流体の吐出動作を行うものが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００８−８２２０２号公報  本発明者らが出願した特許文献１によれば、流体噴射装置の流体室は流体室の容積を変更しない場合、圧力発生部（例えば、ポンプ）からの供給圧力と流路抵抗の釣り合った状態で流体が流れている。流体室を急激に縮小すると、流体室の圧力が上昇する。そのとき、入口流路から流体が流体室へ流入する流量の減少量よりも、出口流路から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、接続流路に脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、接続流路管内を伝播して、先端のノズルの流体噴射開口部から流体が噴射される。流体室内は、入口流路からの流体流入量の減少と出口流路からの流体流出量の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空状態（０気圧又はその近傍）となる。その結果、ポンプの圧力と、流体室内の真空状態の双方によって一定時間経過後、入口流路の流体は圧電素子の動作前と同様な速度で流体室内に向かう流れが復帰する。
【０００３】
上記特許文献１の従来技術において、圧電素子とダイアフラムとを含んで構成される容積変更手段を、パルス状の駆動信号によって駆動することになるが、例えば、単純な正弦波状の駆動信号で駆動した場合、流体室内に向かう流れが定常状態に戻る前に次の容積縮小動作が行われる恐れがあった。定常状態に戻る前に次の縮小動作が行われると、十分に強い噴射力（ジェット）を得ることができない。
【０００４】
そこで、従来は、正弦波の駆動信号を１周期分供給した後に、流体室内に向かう流れが定常状態に戻るまでは次の１周期分の駆動信号を供給しないようにするために、各１周期の正弦波の間に一定時間の供給休止期間を設けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流体室内に向かう流れが定常状態に復帰するまでに要する時間は、流体の温度変化に起因する蒸気圧、圧縮率、粘度変化等によって刻々変化する。そのため、従来の流体噴射装置においては、あらゆる条件に適合するために、本来必要な時間よりも長い時間を休止期間として設定するようにしていた。従って、定常状態に復帰後に駆動信号が供給されるまでの間に、圧力発生部の圧力によって無駄な流体の流出が継続していた。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、所望の噴射力を維持した状態で効率的に脈動流を継続して噴射するのに好適な流体噴射装置、流体噴射装置の駆動装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔形態１〕  上記目的を達成するために、形態１の流体噴射装置は、容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて前記流体室の容積を変更する容積変更部と、を備える脈動発生部と、
前記出口流路の流体室に連通する端部とは異なる端部に連通する流体噴射開口部と、
前記入口流路に流体を供給する圧力発生部と、
前記流体室の容積を縮小するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給し、該供給後に前記流体室の容積を拡大するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給する駆動信号供給部と、
前記流体室の圧力に係る物理量を検出する物理量検出部と、
前記駆動信号供給部にて１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから前記流体室の容積が拡大を終了後において、前記物理量検出部が前記流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御する動作制御部と、を備える。
【０００８】
このような構成であれば、駆動信号供給部によって、容積変更部に１周期分の駆動信号が供給されると、まず、容積変更部が流体室の容積を縮小するように動作し、これにより流体室の容積が縮小される。そして、容積変更部は、縮小動作が終了すると、次に、流体室の容積を拡大するように動作し、最終的に流体室の容積が縮小前の状態へと復帰する。
この容積の拡大終了後において、物理量検出部で流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出すると、動作制御部は、次の１周期の駆動信号を容積変更部に供給するように駆動信号供給部の動作を制御する。
【０００９】
つまり、第１の所定圧力を、流体室内が定常状態（圧力発生部からの供給圧力と流路全体の流路抵抗とが釣りあって流体が流れている状態）となったことを示す圧力に設定することで、定常状態となってから、すぐに次の駆動信号を供給することができる。
これにより、定常状態に復帰後に速やかに次の駆動信号を供給することができるので、無駄な流体の流出を低減することができるという効果を得ることができる。
【００１０】
更に、流体室内に向かう流体の流れが定常状態に戻ってから容積変更部に次の圧縮動作を行わせることができるので、噴射力を強い状態で且つ一定に保ちながら流体の噴射を継続して行うことができるという効果が得られる。
【００１１】
〔形態２〕  更に、形態２の流体噴射装置は、形態１の流体噴射装置において、前記物理量検出部は、前記駆動信号供給部で１周期分の前記駆動信号の供給を開始後における所定の開始タイミングで前記物理量の検出を開始すると共に、前記所定の圧力となったことを示す物理量の検出後に検出を終了し、
前記物理量検出部で検出された物理量に基づき前記所定の開始タイミングを制御する検出開始制御部を備える。
【００１２】
このような構成であれば、駆動信号供給部によって、容積変更部に１周期分の駆動信号の供給が開始されると、物理量検出部は、所定の開始タイミング（例えば、駆動信号の１周期の時間は解るので、その時間以上の所定時間を経過後など）で物理量の検出を開始し、所定の圧力となったことを示す物理量が検出されると物理量の検出を終了する。
一方、開始タイミング制御部は、所定の開始タイミングで物理量の検出が開始されると、その検出期間において検出された物理量に基づき、所定の開始タイミングを制御する。
【００１３】
例えば、検出開始直後に所定の閾値を超える物理量が検出されたときは、開始タイミングを早めるように制御（再設定）し、検出開始後に所定の閾値を下回る物理量がある時間以上検出され続ける場合は、開始タイミングを遅くするように制御する。
これによって、刻々と変化する定常状態へと復帰する時間に応じて、第１の所定圧力になったことを示す物理量の検出に適切な検出期間を設定することができるので、前記流体室の容積を縮小する際にも生じる所定の物理量の閾値を検出しなくても良くなる。
【００１４】
これによって、物理量検出部における容積縮小時の物理量の閾値の場合分けといった複雑なアルゴリズム処理が必要なくなる。
また、例えば、容積変更部に対して、物理量検出部と駆動信号供給部との電気的な接続をスイッチで切り替えるような構成のときに、スイッチの適切な切替タイミングを設定することができる。
【００１５】
〔形態３〕  更に、形態３の流体噴射装置は、形態１の流体噴射装置において、前記動作制御部は、前記駆動信号供給部で１周期分の前記駆動信号の供給を開始後に、前記物理量検出部が前記流体室の圧力が最低圧力となったことを示す物理量を検出してから、前記流体室の圧力が第２の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、前記流体室の容積の拡大が終了したことを検出する。
【００１６】
ここで、駆動信号を供給して、流体室の容積が縮小されると、その後圧力が略０気圧（最低圧力）となる。そして、略０気圧の状態から容積が拡大していきこれに応じて圧力が上昇する。
従って、上記構成であれば、容積の拡大が終了したときの圧力（に係る物理量）を第２の所定圧力（第２の物理量）として設定し、これを検出することで、駆動信号供給部で１周期分の駆動信号の供給を開始してから、流体室の容積が拡大を終了したことを正確に検出することができる。
これによって、より適切なタイミングで、駆動信号の供給を行うことができるという効果が得られる。
【００１７】
〔形態４〕  更に、形態４の流体噴射装置は、形態１乃至３のいずれか１の流体噴射装置において、前記容積変更部は、前記駆動信号の供給に応じて変形する圧電素子を含み、該圧電素子の変形によって前記流体室の容積を変更する構成となっており、
前記物理量検出部は、前記圧力に係る物理量として、前記圧電素子の変形によって該圧電素子に発生する起電力を検出する。
【００１８】
このような構成であれば、圧電素子の変形によって発生する起電力、即ち電圧を測定することで、その電圧値から流体室の圧力が第１の所定圧力になったことを検出することができる。従って、電圧検出回路を圧電素子に接続することで圧力に係る物理量の検出が可能となるので、物理量検出部を比較的低コストで構成することができるという効果が得られる。
【００１９】
〔形態５〕  更に、形態５の流体噴射装置は、形態１乃至４のいずれか１の流体噴射装置において、前記動作制御部は、前記駆動信号供給部で１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから一定時間を経過しても、前記物理量検出部で前記第１の所定圧力となったことを示す物理量が検出されなかったときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御する。
【００２０】
このような構成であれば、１周期分の駆動信号の供給を開始してから、流体室の容積が拡大終了後において、例えば、流体室内への気泡の混入などによって、流体室の圧力が上昇せずに、物理量検出部において、第１の所定の圧力となったことを示す物理量が検出できなかったときでも、一定時間を経過後に、駆動信号供給部に次の駆動信号を供給させることが可能である。
これにより、流体噴射装置の動作が途中で停止するといった不具合が生じるのを防止することができるという効果が得られる。
【００２１】
〔形態６〕  更に、形態６の流体噴射装置は、形態１乃至５のいずれか１の流体噴射装置において、前記出口流路に一方の端部が連通され、他方の端部が前記出口流路の直径よりも縮小された流体噴射開口部が設けられた接続流路と、前記接続流路が穿設され、前記流体室から流動される流体の脈動を前記流体噴射開口部に伝達する接続流路管と、を備える。
このような構成であれば、より強い流体の噴射が可能になると共に、例えば、本形態の流体噴射装置を手術用器具として適用した場合に、脳手術等の術部が奥まった場所にある様々な手術において適用可能となる。
【００２２】
〔形態７〕  一方、上記目的を達成するために、形態７の流体噴射装置の駆動装置は、容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて前記流体室の容積を変更する容積変更部と、を備える脈動発生部と、前記出口流路の流体室に連通する端部とは異なる端部に連通する流体噴射開口部と、前記入口流路に流体を供給する圧力発生部とを備えた流体噴射装置を駆動する流体噴射装置の駆動装置であって、
前記流体室の容積を縮小するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給し、該供給後に前記流体室の容積を拡大するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給する駆動信号供給部と、
前記流体室の圧力に係る物理量を検出する物理量検出部と、
前記駆動信号供給部にて１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから前記流体室の容積が拡大を終了後において、前記物理量検出部が前記流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御する動作制御部と、を備える。
このような構成であれば、上記形態１の流体噴射装置と同等の作用及び効果が得られる。
【００２３】
〔形態８〕  また、上記目的を達成するために、形態８の流体噴射装置の駆動方法は、容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて前記流体室の容積を変更する容積変更部と、を備える脈動発生部と、前記出口流路の流体室に連通する端部とは異なる端部に連通する流体噴射開口部と、前記入口流路に流体を供給する圧力発生部と、駆動信号供給部と、物理量検出部と、動作制御部とを備えた流体噴射装置の駆動方法であって、
前記駆動信号供給部に、前記流体室の容積を縮小するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給し、該供給後に前記流体室の容積を拡大するように前記容積変更部を駆動する駆動信号を前記容積変更部に供給させる駆動信号供給ステップと、
前記物理量検出部に、前記流体室の圧力に係る物理量を検出させる物理量検出ステップと、
前記動作制御部に、前記駆動信号供給ステップで１周期分の前記駆動信号の供給を開始してから前記流体室の容積が拡大を終了後において、前記物理量検出部で前記流体室の圧力が第１の所定圧力となったことを示す物理量を検出したときに、次の１周期の駆動信号を前記容積変更部に供給するように前記駆動信号供給部の動作を制御させる動作制御ステップと、を含む。
これにより、上記形態１の流体噴射装置と同等の作用及び効果が得られる。
【００２４】
〔形態９〕  また、上記目的を達成するために、形態９の手術用器具は、流体の噴射によって患部の治療的措置を支援する手術用器具であって、
形態１乃至形態６のいずれか１に記載の流体噴射装置を備える。
このような構成であれば、上記形態１乃至６のいずれか１の流体噴射装置による流体の噴射によって、腫瘍などの患部の切除などの治癒的措置の支援を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図９は、本発明に係る流体噴射装置、流体噴射装置の駆動装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具の第１の実施の形態を示す図である。
なお、本発明による流体噴射装置は、インク等を用いた描画、細密な物体及び構造物の洗浄、手術用メス等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施の形態では、生体組織を切開または切除することに好適な手術用器具としての流体噴射装置を例示して説明する。従って、実施の形態にて用いる流体は、水または生理食塩水である。
【００２６】
まず、本発明に係る流体噴射装置の構成を図１に基づき説明する。図１は、本発明に係る流体噴射装置１の概略構成を示す説明図である。
流体噴射装置１は、図１に示すように、基本構成として流体を収容する流体容器１０と、圧力発生部としてのポンプ２０と、ポンプ２０から供給される流体を脈動流動する脈動発生部１００とを含んで構成される流体噴射部２と、脈動発生部１００を駆動する駆動部３０とを含んで構成されている。
脈動発生部１００には、細いパイプ状の接続流路管２００が接続され、接続流路管２００の先端部には接続流路管２００に対して流路が縮小されたノズル２１１が挿着されている。
【００２７】
次に、図１及び図２に基づき、流体噴射装置１における流体の流動を簡単に説明する。
ここで、図２は、本発明に係る脈動発生部１００の構造を示す断面図である。なお、図２において、左右方向が上下方向に対応する。また、図２は、後述する図３におけるＡ−Ａ'断面図である。
【００２８】
流体容器１０に収容された流体は、接続チューブ１５を介してポンプ２０によって吸引され、一定の圧力で接続チューブ２５を介して脈動発生部１００に供給される。脈動発生部１００には流体室５０１と、この流体室５０１の容積を駆動部３０からの駆動信号に応じて変更する容積変更部とを備えており、この容積変更部を駆動して脈動を発生し、接続流路管２００、ノズル２１１を通して流体を高速で噴射する。脈動発生部１００の詳しい説明については後述する。
【００２９】
なお、この流体噴射装置１を用いて手術をする際には、術者が把持する部位は脈動発生部１００である。従って、脈動発生部１００までの接続チューブ２５はできるだけ柔軟であることが好ましい。そのためには、柔軟で薄いチューブで、流体を脈動発生部１００に送液可能な範囲で低圧にすることが好ましい。
また、特に、脳手術のときのように、機器の故障が重大な事故を引き起こす恐れがある場合には、接続チューブ２５の切断等において高圧な流体が噴出することは避けなければならず、このことからも低圧にしておくことが要求される。
【００３０】
次に、図２〜図４に基づき、脈動発生部１００の構造について説明する。
ここで、図３は、流体噴射部２の分解図であり、図４は、入口流路５０３の形態を示す平面図であり、上ケース５００を下ケース３０１との接合面側から視認した状態を表している。
脈動発生部１００は、図２〜図４に示すように、４隅に螺子穴５００ａの穿設された上ケース５００と、４隅に螺子穴３０１ａ（図示は省略）の穿設された下ケース３０１とを備えている。そして、これら上ケース５００と下ケース３０１とがそれぞれ対向する面において、螺子穴５００ａ及び３０１ａが対向するように接合され、４本の固定螺子６００（図示は省略）を螺子穴５００ａ及び３０１ａに螺合することによって上ケース５００と下ケース３０１とが螺着されている。
【００３１】
下ケース３０１は、鍔部を有する中空筒状の部材であって、一方の端部は底板３１１で密閉されている。この下ケース３０１の内部空間に、容積変更部を構成する部材の１つである圧電素子４０１が配設されている。
この圧電素子４０１は、積層型圧電素子であってアクチュエータを構成している。圧電素子４０１の一方の端部は上板４１１を介してダイアフラム４００に、他方の端部は底板３１１の上面３１２に固着されている。
【００３２】
また、ダイアフラム４００は、円盤状の金属薄板からなり、下ケース３０１の上面側に形成された円環状の凹部３０３内において周縁部が凹部３０３の底面に密着固着されている。ダイアフラム４００の上面には、中心部に円形の開口部を有する円盤状の金属薄板からなる補強板４１０が積層配設される。
この構成により、駆動部３０によって、圧電素子４０１に駆動信号を入力することで、圧電素子４０１が伸張、収縮し、その伸長時の上方向の力及び収縮時の下方向の力が上板４１１を上下方向に移動させる。そして、上板４１１が移動することでダイアフラム４００が変形し、流体室５０１の容積を縮小又は拡大変更する。
【００３３】
つまり、圧電素子４０１、上板４１１、ダイアフラム４００及び補強板４１０から容積変更部が構成されている。
上ケース５００は、下ケース３０１と対向する面の中心部に円形の凹部が形成され、この凹部とダイアフラム４００とから構成され、内部に流体が充填された状態の回転体形状が流体室５０１である。つまり、流体室５０１は、上ケース５００の凹部の封止面５０５と内周側壁５０１ａとダイアフラム４００によって囲まれた空間となる。流体室５０１の略中央部には出口流路５１１が穿設されている。
【００３４】
出口流路５１１は、流体室５０１から上ケース５００の一方の端面から突設された出口流路管５１０の端部まで貫通されている。出口流路５１１の流体室５０１の封止面５０５との接続部は、流体抵抗を減ずるために滑らかに丸められている。
なお、以上説明した流体室５０１の形状は、本実施の形態では、両端が封止された略円筒形状としているが、側面視して円錐形や台形、あるいは半球形状等でもよく限定されない。例えば、出口流路５１１と封止面５０５との接続部を漏斗のような形状にすれば、後述する流体室５０１内の気泡を排出しやすくなる。
【００３５】
出口流路管５１０には接続流路管２００が接続されている。接続流路管２００には接続流路２０１が穿設されており、接続流路２０１の直径は出口流路５１１の直径より大きい。また、接続流路管２００の管部の厚さは、流体の圧力脈動を吸収しない剛性を有する範囲に形成されている。
接続流路管２００の先端部には、ノズル２１１が挿着されている。このノズル２１１には流体噴射開口部２１２が穿設されている。流体噴射開口部２１２の直径は、接続流路２０１の直径より小さい。
【００３６】
上ケース５００の側面には、ポンプ２０から流体を供給する接続チューブ２５を挿着する入口流路管５０２が突設されており、入口流路管５０２に入口流路側の接続流路５０４が穿たれている。この接続流路５０４は入口流路５０３に連通されている。入口流路５０３は、流体室５０１の封止面５０５の周縁部に溝状に形成され、流体室５０１に連通している。
【００３７】
上ケース５００と下ケース３０１との接合面において、ダイアフラム４００の外周方向の離間した位置には、下ケース３０１側にパッキンボックス３０４、上ケース５００側にパッキンボックス５０６が形成されており、パッキンボックス３０４，５０６にて形成される空間にリング状のパッキン４５０が装着されている。
ここで、上ケース５００と下ケース３０１とを組立てたとき、ダイアフラム４００の周縁部と補強板４１０の周縁部とは、上ケース５００の封止面５０５の周縁部と下ケース３０１の凹部３０３の底面によって密接されている。この際、パッキン４５０は上ケース５００と下ケース３０１によって押圧されて、流体室５０１からの流体漏洩を防止している。
【００３８】
流体室５０１内は、流体吐出の際に例えば３０気圧（３ＭＰａ）以上の高圧状態となり、ダイアフラム４００、補強板４１０、上ケース５００、下ケース３０１それぞれの接合部において流体が僅かに漏洩することが考えられるが、パッキン４５０によって漏洩を阻止している。
図２に示すようにパッキン４５０を配設すると、流体室５０１から高圧で漏洩してくる流体の圧力によってパッキン４５０が圧縮され、パッキンボックス３０４，５０６内の壁にさらに強く押圧されるので、流体の漏洩を一層確実に阻止することができる。このことから、駆動時において流体室５０１内の高い圧力上昇を維持することができる。
【００３９】
続いて、上ケース５００に形成される入口流路５０３についてさらに詳しく説明する。
入口流路５０３は、図４に示すように、上ケース５００の封止面５０５の周縁部に形成された溝部と封止面５０５に押圧固定される補強板４１０によって形成される。
入口流路５０３は、一方の端部が流体室５０１に連通し、他方の端部が接続流路５０４に連通している。入口流路５０３と接続流路５０４との接続部には、流体溜り５０７が形成されている。そして、流体溜り５０７と入口流路５０３との接続部は滑らかに丸めることによって流体抵抗を減じている。
【００４０】
また、入口流路５０３は、流体室５０１の内周側壁５０１ａに対して略接線方向に向かって連通している。ポンプ２０から一定の圧力で供給される流体は、内周側壁５０１ａに沿って（図中、矢印で示す方向に）流動して流体室５０１に旋回流を発生する。旋回流の遠心力により、流体室５０１内に含まれる低密度の気泡は旋回流の中心部に集中する。
そして、中心部に集められた気泡は、出口流路５１１から排除される。このことから、出口流路５１１は旋回流の中心近傍、つまり回転形状体の軸中心部に設けられることがより好ましい。図４の例では、入口流路５０３は平面形状が渦巻状に湾曲されている。入口流路５０３は、直線で流体室５０１に連通させてもよいが、狭いスペースの中で所望のイナータンスを得るために、入口流路５０３の流路長を長くする必要性から湾曲させている。
【００４１】
なお、図２に示したように、ダイアフラム４００と入口流路５０３が形成されている封止面５０５の周縁部との間には、補強板４１０が配設されている。補強板４１０を設ける意味は、ダイアフラム４００の耐久性を向上することである。
次に、本実施形態の脈動発生部１００の流体吐出は、入口流路側のイナータンスＬ１（合成イナータンスＬ１と呼ぶことがある）と出口流路側のイナータンスＬ２(合成イナータンスＬ２と呼ぶことがある）の差によって行われる。
【００４２】
まず、イナータンスについて説明する。
イナータンスＬは、流体の密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをｈとしたとき、Ｌ＝ρ×ｈ／Ｓで表される。流路の圧力差をΔＰ、流路を流れる流体の流量をＱとした場合に、イナータンスＬを用いて流路内の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【００４３】
つまり、イナータンスＬは、流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンスＬが大きいほど流量の時間変化が少なく、イナータンスＬが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
また、複数の流路の並列接続や、複数の形状が異なる流路の直列接続に関する合成イナータンスは、個々の流路のイナータンスを電気回路におけるインダクタンスの並列接続、または直列接続と同様に合成して算出することができる。
【００４４】
なお、入口流路側のイナータンスＬ１は、接続流路５０４が入口流路５０３に対して直径が十分大きく設定されているので、イナータンスＬ１は、入口流路５０３のイナータンスのみ算出すればよい。また、ポンプ２０と入口流路を接続する接続チューブは柔軟性を有するため、イナータンスＬ１の算出から除かれる。
また、出口流路側のイナータンスＬ２は、接続流路２０１の直径が出口流路よりもはるかに大きく、接続流路管２００の管部（管壁）の厚さが薄い場合イナータンスＬ２への影響は軽微である。従って、出口流路側のイナータンスＬ２は出口流路５１１のイナータンスに置き換えてもよい。
【００４５】
接続流路管２００の間壁の厚さが厚い場合には、イナータンスＬ２は、出口流路５１１、接続流路２０１及びノズル２１１の合成イナータンスとなる。
そして、本実施形態では、入口流路側のイナータンスＬ１が出口流路側のイナータンスＬ２よりも大きくなるように、入口流路５０３の流路長及び断面積、出口流路５１１の流路長及び断面積を設定している。
【００４６】
次に、図５〜図６に基づき、駆動部３０の詳細な構成を説明する。
ここで、図５は、駆動部３０の詳細な構成を示すブロック図である。また、図６は、接続切替部３０ｄに対する、駆動信号供給部３０ａの駆動回路の出力段と、検出部３０ｃと、圧電素子４０１との接続関係の説明図である。
駆動部３０は、図５に示すように、駆動信号供給部３０ａと、データ記憶部３０ｂと、検出部３０ｃと、接続切替部３０ｄと、動作制御部３０ｅと、タイマ３０ｆとを含んで構成されている。
【００４７】
駆動信号供給部３０ａは、動作制御部３０ｅからの駆動信号の供給指令信号に応じて、流体噴射部２の流体が定常状態のときに駆動信号を圧電素子４０１に供給する機能を有している。
ここで、定常状態とは、ポンプ２０からの供給圧力と流路全体の流体抵抗とが釣りあっている状態で流体室５０１を流体が流れている状態のことである。
【００４８】
駆動信号の供給は、具体的に、駆動信号を構成する信号波形（ここでは正弦波とする）の波形情報（デジタルの波形データ）をデータ記憶部３０ｂから読み出し、該読み出した波形情報をＤＡ変換してアナログの駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を圧電素子４０１に供給する。
駆動信号の信号波形として正弦波を用いることで、信号波形の１周期において、流体室５０１の容積を縮小するように圧電素子４０１を動作させることができると共に、容積縮小後に縮小状態にある流体室５０１の容積を拡大するように圧電素子４０１を動作させることができる。
【００４９】
データ記憶部３０ｂは、正弦波の波形情報、検出開始タイミング情報（時間ｔ１）などを含む判定処理用の情報を記憶する記憶媒体を含んで構成され、各構成部からの読み出し要求に応じて記憶媒体に記憶されたデータを読み出し、各構成部からの書き込み要求に応じて記憶媒体にデータを書き込む機能を有している。
検出部３０ｃは、基準電圧Ｖ１、Ｖth1及びＶth2を生成する基準電圧生成回路（不図示）と、圧電素子４０１の起電力を検出する検出回路と、この検出した起電力（以下、検出電圧Ｖsと称す）と、基準電圧Ｖ１、Ｖth1及びＶth2とを比較する比較回路（不図示）とを含んで構成される。
【００５０】
そして、検出部３０ｃは、検出電圧Ｖsが基準電圧Ｖ１以上のときにハイレベルとなり、基準電圧Ｖ１未満のときにローレベルとなる第１の検出信号を動作制御部３０ｅに出力し、検出電圧Ｖsが基準電圧Ｖth1以上のときにハイレベルとなり、基準電圧Ｖth1未満のときにローレベルとなる第２の検出信号を動作制御部３０ｅに出力する。
更に、検出部３０ｃは、検出電圧Ｖsが基準電圧Ｖth2以下のときにハイレベルとなり、基準電圧Ｖth2より大きいときにローレベルとなる第３の検出信号を動作制御部３０ｅに出力する。
【００５１】
ここで、基準電圧Ｖ１は、流体室５０１の圧力が定常状態時の圧力となっているときの該圧力に対応する圧電素子４０１の起電力[Ｖ]又はそれよりもわずかに高い電圧（例えば、２０[Ｖ]）に設定されている。更に、基準電圧Ｖth1は、少なくとも「Ｖth1＞Ｖ１」の関係となる任意の電圧（例えば、Ｖ１が２０[Ｖ]の場合、Ｖth1＝（Ｖ１＋５）[Ｖ]）に設定されている。更に、基準電圧Ｖth2は、少なくとも「Ｖ１＞Ｖth2」の関係となる任意の電圧（例えば、Ｖ１が２０[Ｖ]の場合、５[Ｖ]）に設定されている。
【００５２】
接続切替部３０ｄは、スイッチ回路を含み、動作制御部３０ｅからの接続信号に応じて、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１との電気的な接続と、検出部３０ｃと圧電素子４０１との電気的な接続とを切り替える機能を有している。
具体的に、動作制御部３０ｅから第１接続信号が入力されたときは、駆動信号供給部３０ａが圧電素子４０１に駆動信号の供給を行うことができるように、駆動信号供給部３０ａの信号出力部と圧電素子４０１の信号入力部とを電気的に接続し、検出部３０ｃの電圧検出端子と圧電素子４０１の端子接続部とを電気的に切断する。
【００５３】
また、動作制御部３０ｅから第２接続信号が入力されたときは、検出部３０ｃが圧電素子４０１の起電力を検出できるように、検出部３０ｃの電圧検出端子と圧電素子４０１の端子接続部とを電気的に接続し、駆動信号供給部３０ａの信号出力部と圧電素子４０１の信号入力部とを電気的に切断する。
動作制御部３０ｅは、流体噴射装置１の入力装置（不図示）を介した利用者からの操作入力、各構成部からの入力情報などに基づき、各構成部に動作指令信号や動作制御信号を出力する役割を担うもので、駆動信号供給部３０ａの駆動信号供給処理、接続切替部３０ｄの接続切替処理などの各構成部の処理を制御する機能、検出部３０ｃの検出開始タイミングの更新処理を行う機能などを有している。
【００５４】
更に、動作制御部３０ｅは、上記動作制御処理及び更新処理を行うための、タイマ３０ｆの初期化処理や、検出部３０ｃの検出情報、タイマ３０ｆの時間情報などに基づく各種判定処理などを行う機能を有している。
ここで、駆動信号供給処理の制御処理は、駆動信号供給部３０ａが圧電素子４０１に駆動信号を供給するタイミングを制御する処理となる。
【００５５】
具体的に、この処理は、接続切替処理の制御処理と連動して行われ、第１の切替条件が成立したときに、供給指令信号を駆動信号供給部３０ａに出力する処理となる。なお、第１の切替条件については後述する。
また、接続切替処理の制御処理は、駆動信号の供給処理を開始する第１の切替条件が成立したときに、第１接続信号を接続切替部３０ｄに出力し、検出処理を開始する第２の切替条件が成立したときに、第２接続信号を接続切替部３０ｄに出力する処理となる。
【００５６】
本実施の形態において、第１の切替条件は、駆動信号の供給を開始するときに接続切替部３０ｄが検出部３０ｃと圧電素子４０１とを電気的に接続していたときに成立する。
第１の切替条件は、更に、検出部３０ｃの第１の検出信号がハイレベルとなったときと、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが時間ｔ２を経過した（ｔｍ≧ｔ２）ときにも成立する。
また、本実施の形態において、第２の切替条件は、駆動信号の供給を開始してから第２接続信号を出力するまでの時間ｔ１（ｔ２＞ｔ１）が予め決められており、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが時間ｔ１を経過した（ｔｍ≧ｔ１）ときに成立する。
【００５７】
また、検出開始タイミングの更新処理は、駆動信号供給部３０ａが圧電素子４０１に駆動信号の供給を開始してから、第２接続信号を接続切替部３０ｄに出力するタイミングを更新する処理である。
具体的に、検出部３０ｃからの第２及び第３の検出信号と、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍとに基づき、時間ｔ１が不適切な時間である否かを判断し、不適切と判断したときに、時間ｔ１を所定時間増減させた時間に更新する。
【００５８】
例えば、検出開始直後に、検出電圧Ｖsが基準電圧Ｖ１を超えていた場合は、検出開始が早まるように、現在設定されている時間ｔ１から時間ｔｄ（例えば、０．１[ｓ]）を減算し、時間ｔ１をこの減算結果の時間に更新する。一方、検出を開始してから時間ｔ３が経過しても、基準電圧Ｖth2を下回る検出電圧値Ｖsが検出され続けた場合は、検出開始時間が遅くなるように、現在設定されている時間ｔ１に時間ｔｐ（例えば、０．１[ｓ]）を加算し、時間ｔ１をこの加算結果の時間に更新する。なお、ｔｄ及びｔｐは、検出電圧Ｖsと基準電圧Ｖth1との差の大きさ、検出電圧Ｖsと基準電圧Ｖth2との差の大きさに応じて可変としてもよい。
【００５９】
タイマ３０ｆは、クロック発振回路と、タイマ回路とを含んで構成され、初期化されてからの経過時間を計測し、該計測時間を動作制御部３０ｅに出力する機能を有している。
なお、駆動部３０は、上記各構成部の機能をソフトウェアを用いて実現するため、および上記各機能の実現に必要なハードウェアを制御するソフトウェアを実行するためのコンピュータシステムを備えている。このコンピュータシステムのハードウェア構成は、図示しないが、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）とを有し、これらの間を各種内外バスで接続した構成となっている。
【００６０】
更に、バスには、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、パラレルポート等の入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して、例えば、ＣＲＴまたはＬＣＤモニター等の表示装置、操作パネル、マウス、キーボード等の入力装置が接続されている。
そして、電源を投入すると、ＲＯＭ等に記憶されたシステムプログラムが、ＲＯＭに予め記憶された上記各部の機能を実現するための各種専用のコンピュータプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムに記述された命令に従ってプロセッサが各種リソースを駆使して所定の制御および演算処理を行うことで前述したような各機能をソフトウェア上で実現するようになっている。
【００６１】
次に、図６に基づき、接続切替部３０ｄに対する、駆動信号供給部３０ａを構成する駆動回路の出力段と、検出部３０ｃと、圧電素子４０１の接続関係について説明する。
図６に示すように、駆動回路の出力段は、ＰＮＰ型のトランジスタ（あるいは、Ｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ）であるＰＴｒ１と、ＮＰＮ型のトランジスタ（あるいは、Ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ）であるＮＴｒ１とを含んで構成されたハーフブリッジ回路から構成されている。
【００６２】
このハーフブリッジ回路は、両方のトランジスタがオンになるとコレクタ−エミッタ間又はソース−ドレイン間に大電流が流れてしまうため、一方のトランジスタがオンのときは、他方のトランジスタが必ずオフとなるように動作が制御される。従って、ＰＴｒ１がオフのときはＮＴｒ１がオンとなり、出力段の信号出力端子がグラウンド電位となる。本実施の形態においては、検出部３０ｃが、電圧を検出する構成となっているので、このときに、出力段の信号出力端子と圧電素子４０１の信号入力端子とが電気的に接続されていると、圧電素子において発生する電流が信号入力端子からグラウンドに引き込まれて、検出部３０ｃにおける起電力の検出に支障を来たすことになる。
【００６３】
そのため、本実施の形態においては、図６の接続切替部３０ｄに示すように、駆動回路の出力段が圧電素子４０１と駆動信号を供給可能に電気的に接続されているときは、圧電素子４０１と検出部３０ｃとを電気的に切断し、検出部３０ｃと圧電素子４０１とが電気的に接続されているときは、駆動回路の出力段と圧電素子４０１とを電気的に切断する。
接続の切替は、トランジスタなどのスイッチング素子を用いた構成としてもよいし、機械的なスイッチを切り替える構成としてもよい。
【００６４】
次に、図７に基づき、動作制御部３０ｅにおける動作制御処理の流れを説明する。
ここで、図７は、動作制御部３０ｅにおける動作制御処理を示すフローチャートである。  プロセッサによって専用のプログラムが実行され、動作制御処理が開始されると、動作制御部３０ｅは、処理に必要な情報をデータ記憶部３０ｂから読み出してＲＡＭに記憶し、図７に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
【００６５】
ステップＳ１００では、動作制御部３０ｅにおいて、入力装置を介して利用者からの駆動信号の供給開始指示があったか否かを判定し、あったと判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０２に移行し、そうでない場合(No)は、指示があるまで判定処理を繰り返す。
ステップＳ１０２に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、駆動信号供給部３０ａが圧電素子４０１と電気的に接続されているか否かを判定し、接続されていると判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０４に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１１８に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０４に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、駆動信号供給部３０ａに対して、駆動信号の供給指令信号を出力して、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６では、動作制御部３０ｅにおいて、タイマ３０ｆを初期化して、ステップＳ１０８に移行する。ここで、タイマ３０ｆは、常に経過時間の測定を行わせるようにしてもよいし、測定不要のときは停止させておき、初期化と同時に始動させるようにしてもよい。
【００６７】
ステップＳ１０８では、動作制御部３０ｅにおいて、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが、検出開始タイミングを決める時間ｔ１を経過したか否かを判定し、経過したと判定した場合(Yes)は、第２接続信号を接続切替部３０ｄに出力して、ステップＳ１１２に移行し、そうでない場合(No)は、経過するまで判定処理を継続する。
接続切替部３０ｄに第２接続信号が出力されると、スイッチが切り替えられて、圧電素子４０１と検出部３０ｃとが電気的に接続され、圧電素子４０１と駆動信号供給部３０ａとが電気的に切断される。
【００６８】
ステップＳ１１２に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、検出部３０ｃからの第１の検出信号に基づき、検出電圧Ｖsが基準電圧Ｖ１以上となったか否かを判定し、Ｖ１以上となった（第１の検出信号がハイレベルとなった）と判定した場合(Yes)は、ステップＳ１１４に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１１６に移行する。
ステップＳ１１４に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、第１接続信号を接続切替部３０ｄに出力して、ステップＳ１０４に移行する。
【００６９】
これによって、圧電素子４０１と駆動信号供給部３０ａとが電気的に接続され、圧電素子４０１と検出部３０ｃとが電気的に切断される。
一方、ステップＳ１１６に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが、供給停止の限界時間を決める時間ｔ２を経過したか否かを判定し、経過したと判定した場合(Yes)は、ステップＳ１１４に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１１２に移行する。
【００７０】
また、ステップＳ１０２において、圧電素子４０１と駆動信号供給部３０ａとが電気的に接続されておらず、ステップＳ１１８に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、第１接続信号を接続切替部３０ｄに出力して、ステップＳ１０４に移行する。
これによって、圧電素子４０１と駆動信号供給部３０ａとが電気的に接続され、圧電素子４０１と検出部３０ｃとが電気的に切断される。
【００７１】
次に、図８に基づき、動作制御部３０ｅにおける、検出部３０ｃの検出処理の開始タイミングの更新処理の流れを説明する。
ここで、図８は、動作制御部３０ｅにおける検出部３０ｃの検出開始タイミングの更新処理を示すフローチャートである。
プロセッサによって専用のプログラムが実行され、開始タイミングの更新処理が開始されると、動作制御部３０ｅは、処理に必要な情報をデータ記憶部３０ｂから読み出してＲＡＭに記憶し、図８に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
【００７２】
ステップＳ２００では、動作制御部３０ｅにおいて、検出部３０ｃにおける電圧の検出処理が開始されたか否かを判定し、開始されたと判定した場合(Yes)は、ステップＳ２０２に移行し、そうでない場合(No)は、開始されるまで判定処理を継続する。
ステップＳ２０２に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、第２の検出信号に基づき、検出部３０ｃの検出電圧Ｖsは、電圧Ｖth1を超えているか否かを判定し、超えている（第２の検出信号がハイレベルとなった）と判定した場合(Yes)は、ステップＳ２０４に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２０６に移行する。
【００７３】
ステップＳ２０４に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、データ記憶部３０ｂに記憶された、検出開始タイミングを決める時間ｔ１を、現在の時間から時間ｔｄを減算した時間（ｔ１＝ｔ１−ｔｄ）に更新して、処理を終了する。
一方、ステップＳ２０６に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、第３の検出信号に基づき、検出部３０ｃの検出電圧Ｖsは、電圧Ｖth2（Ｖth1＞Ｖth2）以下か否かを判定し、Ｖth2以下である（第３の検出信号がハイレベルとなった）と判定した場合(Yes)は、ステップＳ２０８に移行し、そうでない場合(No)は、現在のｔ１を更新せずに処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ２０８に移行した場合は、動作制御部３０ｅにおいて、タイマ３０ｆの経過時間が、時間ｔ３を経過したか否かを判定し、経過したと判定した場合(Yes)は、ステップＳ２１０に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２０６に移行する。
ステップＳ２１０に移行した場合は、検出電圧Ｖsの電圧Ｖth2以下となる時間がｔ３以上となっているので、動作制御部３０ｅにおいて、検出開始タイミングを決める時間ｔ１を、現在の時間に時間ｔｐを加算した時間（ｔ１＝ｔ１＋ｔｐ）に更新して、処理を終了する。
【００７５】
次に、図９〜図１０に基づき、本実施の形態の流体噴射装置１の具体的な動作を説明する。
ここで、図９（ａ）は、本発明の駆動信号の供給タイミングの一例を示す図であり、（ｂ）は従来の駆動信号の供給タイミングの一例を示す図である。また、図１０（ａ）及び（ｂ）は、検出開始タイミングの更新処理の例を示す図である。
【００７６】
流体噴射装置１の電源が投入され、利用者によって入力装置の１つである駆動スイッチ（不図示）が押下され、駆動信号の供給開始指示が動作制御部３０ｅに入力されると（ステップＳ１００の「Ｙｅｓ」の分岐）、動作制御部３０ｅは、まず、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１とが接続切替部３０ｄを介して電気的に接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００７７】
この接続の判定は、接続切替部３０ｄに出力している信号の状態に基づき行われる。つまり、第１接続信号が出力されていれば、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１とが電気的に接続されており、第２接続信号が出力されていれば、検出部３０ｃと圧電素子４０１とが電気的に接続されている。
ここで、接続信号の出力の有無は、実際に信号が出力されているか否かで判別する構成としてもよいし、接続信号のレベル（ハイレベルなら出力、ローレベルなら未出力）によって判別する構成としてもよい。
【００７８】
従って、動作制御部３０ｅは、接続切替部３０ｄに第２接続信号を出力しているときは（ステップＳ１０２の「Ｎｏ」の分岐）、第２接続信号の出力を止めて、第１接続信号を出力する（ステップＳ１１８）。
これによって、接続切替部３０ｄは、検出部３０ｃと圧電素子４０１との電気的な接続を切断し、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１とを電気的に接続する。
【００７９】
動作制御部３０ｅは、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１とが電気的に接続されていることが確認されると（ステップＳ１０２の「Ｙｅｓ」の分岐）、駆動信号の供給指令信号を駆動信号供給部３０ａに出力する（ステップＳ１０４）。更に、タイマ３０ｆを初期化し、経過時間の測定を実行させる（ステップＳ１０６）。
駆動信号供給部３０ａは、駆動信号の供給指令信号を受けると、データ記憶部３０ｂから波形情報をＲＡＭなどのワークメモリに読み出す。次に、ワークメモリに読み出した波形情報をＤＡ変換し、図９（ａ）の信号波形Ｗ１に示すように、ＤＡ変換後の正弦波のアナログ信号波形を駆動信号として圧電素子４０１に出力する。
【００８０】
圧電素子４０１に駆動信号が入力されると、信号波形の立ち上がりにおいて、急激に圧電素子４０１が伸張する。これにより、流体室５０１の容積が縮小し、室内の圧力は、入口流路側及び出口流路側のイナータンスＬ１，Ｌ２が十分な大きさを有していることで急速に上昇して数十気圧に達する。
この圧力は、入口流路５０３に加えられていたポンプ２０による圧力よりはるかに大きいため、入口流路側から流体室５０１内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路５１１からの流出は増加する。
【００８１】
入口流路５０３のイナータンスＬ１は、出口流路５１１のイナータンスＬ２よりも大きいため、入口流路５０３から流体が流体室５０１へ流入する流量の減少量よりも、出口流路から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、接続流路２０１にパルス状の流体吐出、つまり、脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、接続流路管２００内を伝播して、先端のノズル２１１の流体噴射開口部２１２から流体が噴射される。
【００８２】
ここで、ノズル２１１の流体噴射開口部２１２の直径は、出口流路５１１の直径よりも小さいので、流体は高速のパルス状の液滴として噴射される。
一方、流体室５０１内は、入口流路５０３からの流体流入量の減少と出口流路５１１からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空状態となる。
そして、圧力上昇後は、信号波形の立ち下がりの期間において、伸長状態にある圧電素子４０１が収縮する。これによって、流体室５０１の容積が縮小状態から拡大されていく。  なお、流体室５０１が、略回転体形状を有し、入口流路５０３を備えていることと、出口流路５１１が略回転体形状の回転軸近傍に開設されていることから、流体室５０１内において旋回流が発生し、流体内に含まれる気泡（真空泡及びガス泡）は速やかに出口流路５１１から外部に排出される。
【００８３】
流体室５０１の容積が拡大を終えて、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが時間ｔ１（図９（ａ）の例では０．３[ｍｓ]）になると（ステップＳ１０８の「Ｙｅｓ」の分岐）、動作制御部３０ｅは、接続切替部３０ｄに第２接続信号を出力する（ステップＳ１１０）。
これによって、接続切替部３０ｄは、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１との電気的な接続を切断し、検出部３０ｃと圧電素子４０１とを電気的に接続する。
【００８４】
従って、検出部３０ｃは、駆動信号の供給を開始してから時間ｔ１が経過後に、速やかに圧電素子４０１の起電力の検出を開始する。そして、検出電圧Ｖsと基準電圧Ｖ１とを比較し、ＶsがＶ１未満のときは、ローレベルの第１の検出信号を動作制御部３０ｅに出力し、ＶsがＶ１以上になると、ハイレベルの第１の検出信号を動作制御部３０ｅに出力する。
【００８５】
一方、動作制御部３０ｅは、検出部３０ｃからハイレベルの第１の検出信号が入力されると、検出電圧Ｖsが基準電圧Ｖ１以上になったと判定し（ステップＳ１１２の「Ｙｅｓ」の分岐）、接続切替部３０ｄに第１接続信号を出力する（ステップＳ１１４）。
これによって、駆動信号供給部３０ａと圧電素子４０１とを電気的に接続され、駆動信号供給部３０ａによって、図９（ａ）の信号波形Ｗ２に示すように、次の１周期の駆動信号が、圧電素子４０１に供給される。
【００８６】
以上より、従来では、図９（ｂ）に示すように、駆動信号として、信号波形Ｗ１を供給してから、予め設定されている時間（０．５[ｍｓ]以上）経ってから次の信号波形Ｗ２を供給していたものが、本発明では、定常状態を検出し、該検出後に速やかに駆動信号を供給することができるので、信号波形Ｗ１を供給してから、０．４[ｍｓ]で次の信号波形Ｗ２を供給することができる。
【００８７】
即ち、従来と比較して、より適切なタイミングで（定常状態となってから速やかに）駆動信号の供給を行うことができるので、無駄な流体の流出を低減することができる。
更に、動作制御部３０ｅは、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが時間ｔ２（例えば、０．６[ｍｓ]）を経過しても、検出部３０ｃからハイレベルの第１の検出信号が入力されないときに（ステップＳ１１６の「Ｙｅｓ」の分岐）、接続切替部３０ｄに第１接続信号を出力し（ステップＳ１１４）、駆動信号供給部３０ａに、駆動信号の供給指令信号を出力する（ステップＳ１０４）。
【００８８】
つまり、１つ前の駆動信号を供給後に時間ｔ２が経過してもまだハイレベルの第１の検出信号が入力されないときは、強制的に接続を切り替えると共に駆動信号供給部３０ａに強制的に供給指令信号を出力する。
これによって、流体室５０１への気泡の混入などで、流体室の圧力が上昇せずに圧電素子４０１の起電力がＶ１[Ｖ]に到達しないときでも、時間ｔ２が経過したときに駆動信号を供給することができるので、手術中に流体の噴射が途中で止まってしまうといったトラブルの発生を防止することができる。
【００８９】
一方、信号波形Ｗ１の駆動信号が圧電素子４０１に供給されてから、時間ｔ１が経過して検出部３０ｃの起電力の検出が開始されると（ステップＳ２００の「Ｙｅｓ」の分岐）、動作制御部３０ｅは、検出部３０ｃからの第２の検出信号に基づき、検出電圧Ｖsが、基準電圧Ｖth1を超えているか否かを判定する（ステップＳ２０２の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【００９０】
そして、図１０（ａ）に示すように、経過時間ｔ１で起電力の検出が開始され、基準電圧Ｖth1よりも大きい電圧Ｖx（Ｖx≧Ｖth1＞Ｖ１）が、検出開始直後に検出された場合（ステップＳ２０２の「Ｙｅｓ」の分岐）は、データ記憶部３０ｂに記憶されている時間ｔ１を、例えば、現在の時間０．４[ｍｓ]から時間ｔｄ（例えば、０．１[ｍｓ]）を減算した時間（ｔ１＝０．４−０．１＝０．３[ｍｓ]）に更新する（ステップＳ２０４）。
【００９１】
また、図１０（ｂ）に示すように、経過時間ｔ１で起電力の検出が開始され、基準電圧Ｖth2以下の電圧が、経過時間ｔ３まで継続して検出された場合（ステップＳ２０２の「Ｎｏ」の分岐、並びにステップＳ２０６及びＳ２０８の「Ｙｅｓ」の分岐）は、データ記憶部３０ｂに記憶されている時間ｔ１を、例えば、現在の時間０．２[ｍｓ]に時間ｔｐ（例えば、０．１[ｍｓ]）を加算した時間（ｔ１＝０．２＋０．１＝０．３[ｍｓ]）に更新する（ステップＳ２１０）。
【００９２】
これによって、刻々と変化する定常状態へと復帰する時間に応じて、定常状態に復帰したときの流体室５０１の圧力に対応する圧電素子４０１の起電力Ｖ１の検出に適切な検出開始タイミングを設定することができるので、検出部３０ｃの無駄な駆動を抑えることができる。更に、従来と比較して、より適切なタイミングで（定常状態となってから速やかに）駆動信号の供給を行うことができるので、無駄な流体の流出を低減することができる。
【００９３】
上記第１の実施の形態において、検出部３０ｃは、形態１、２、４、６、７及び８のいずれか１に記載の物理量検出部に対応し、動作制御部３０ｅは、形態１、６、７及び８のいずれか１に記載の動作制御部に対応し、動作制御部３０ｅにおける、検出部３０ｃの検出開始タイミングの更新処理は、形態２に記載の検出開始制御部に対応する。
【００９４】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づき説明する。図１１〜図１４は、本発明に係る流体噴射装置、流体噴射装置の駆動装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具の第２の実施の形態を示す図である。
【００９５】
本実施の形態は、検出部３０ｃで圧電素子４０１の起電力を検出するときに、駆動信号供給部３０ａを構成する回路の出力段のトランジスタの動作を制御することによって、上記第１の実施の形態における接続切替部３０ｄを不要としたものである。従って、上記第１の実施の形態における駆動部３０が、図１１に示す駆動部３０’となる。
以下、上記第１の実施の形態とは異なる部分を詳細に説明し、重複する部分は同じ符号を付して適宜説明を省略する。
【００９６】
ここで、図１１は、本実施の形態の駆動部３０’の詳細な構成を示すブロック図である。また、図１２は、駆動信号供給部３０ａの駆動回路の出力段と、検出部３０ｃ’と、圧電素子４０１との接続関係の説明図である。
図１１に示すように、本実施の形態における駆動部３０’は、駆動信号供給部３０ａと、データ記憶部３０ｂと、検出部３０ｃ’と、動作制御部３０ｅ’とを含んで構成される。つまり、上記第１の実施の形態の駆動部３０から、接続切替部３０ｄを取り除き、検出部３０ｃ及び動作制御部３０ｅに代えて、検出部３０ｃ’及び動作制御部３０ｅ’を追加した構成となる。
【００９７】
検出部３０ｃ’は、基準電圧Ｖ１、Ｖｍ及びＶｒを生成する基準電圧生成回路（不図示）と、圧電素子４０１の起電力及び駆動信号の電位（圧電素子４０１への供給電圧）を検出する検出回路と、この検出した起電力（検出電圧Ｖs１）と、基準電圧Ｖ１とを比較する比較回路（不図示）と、検出した駆動信号の電位（検出電圧Ｖs２）と、基準電圧Ｖｍ及びＶｒとを比較する比較回路（不図示）とを含んで構成される。
【００９８】
そして、検出部３０ｃ’は、検出電圧Ｖs１が基準電圧Ｖ１以上のときにハイレベルとなり、基準電圧Ｖ１未満のときにローレベルとなる第１の検出信号を動作制御部３０ｅ’に出力する。更に、検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｍ以上のときにハイレベルとなり、基準電圧Ｖｍ未満のときにローレベルとなる第４の検出信号を動作制御部３０ｅ’に出力し、検出部３０ｃは、検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｒ以下のときにハイレベルとなり、基準電圧Ｖｒより大きいときにローレベルとなる第５の検出信号を動作制御部３０ｅ’に出力する。
【００９９】
ここで、基準電圧Ｖｍは、流体室５０１の容積が最大縮小時の圧力に対応する圧電素子４０１への供給電圧又はそれよりもわずかに小さい電圧に設定されている（この設定に限らない）。更に、基準電圧Ｖｒは、流体室５０１の容積が拡大を終了後の圧力に対応する圧電素子４０１への供給電圧又はそれよりもわずかに大きい電圧に設定されている（この設定に限らない）。
【０１００】
動作制御部３０ｅ’は、流体噴射装置１の入力装置（不図示）を介した利用者からの操作入力、各構成部からの入力情報などに基づき、各構成部に動作指令信号や動作制御信号を出力する役割を担うもので、駆動信号供給部３０ａの駆動信号供給処理などの各構成部の処理を制御する機能を有している。
更に、動作制御部３０ｅ’は、上記動作制御処理及び更新処理を行うための、タイマ３０ｆの初期化処理や、検出部３０ｃの検出情報、タイマ３０ｆの時間情報などに基づく各種判定処理などを行う機能を有している。
【０１０１】
ここで、本実施の形態における駆動信号供給処理の制御処理は、検出部３０ｃ’からの第１、第４及び第５の検出信号の状態に基づき行われる。具体的に、まず、検出部３０ｃ’から入力される第４及び第５の検出信号の状態に基づき判定開始条件が成立したか否かを判定する。そして、判定開始条件が成立後で、且つ駆動信号供給部３０ａを構成する駆動回路の出力段のトランジスタＰＴｒ１及びＮＴｒ１を両方ともオフになった後に、検出部３０ｃ’から入力される第１の検出信号の状態に基づき供給開始条件が成立したか否かを判定する。その結果、供給開始条件が成立したときに、供給指令信号を駆動信号供給部３０ａに出力する処理となる。
【０１０２】
更に、駆動信号供給処理の制御処理として、駆動信号の供給を開始してから時間ｔ２を経過しても供給開始条件が成立しないときに、供給指令信号を駆動信号供給部３０ａに出力する処理なども含まれる。
また、判定開始条件は、駆動信号の供給が開始されて、第４の検出信号がハイレベルになり、続いて第５の検出信号がハイレベルになったときに成立する条件である。この条件が成立すると、駆動信号が供給されてから流体室５０１の容積が縮小して、その後、容積の拡大が終了したことが解る。従って、以降は、定常状態に近づくにつれて圧電素子の起電力が上がっていくことになる。
【０１０３】
また、供給開始条件は、検出電圧Ｖs１が定常状態のときの圧電素子４０１の起電力又はそれに近い電圧以上になったときに成立するもので、第１の検出信号がハイレベルになったことを検出することで条件の成立を検出する。つまり、この条件が成立すると、流体室５０１に流れ込む流体が定常状態になっており、駆動信号を圧電素子４０１に供給するのに適切な状態であることが解る。
【０１０４】
また、図１２に示すように、駆動信号供給部３０ａを構成する駆動回路の出力段は、上記第１の実施の形態と同様の構成となっており、ＰＴｒ１がオフでＮＴｒ１がオンになると、出力段の出力端子がグラウンド電位になる。そして、この出力端子が圧電素子４０１の信号入力端子に電気的に接続されているため、この接続状態では検出部３０ｃ’における起電力の検出に支障を来たすことになる。そこで、本実施の形態では、上記した判定開始条件が成立すると、動作制御部３０ｅ’が、駆動信号供給部３０ａを構成する駆動回路の出力段のトランジスタＰＴｒ１及びＮＴｒ１を両方ともオフにする動作制御信号を駆動信号供給部３０ａに出力するようになっている。
これにより、圧電素子４０１の入力端子はグラウンド電位に落ちないようになり、圧電素子４０１の起電力を正確に検出することができる。
【０１０５】
次に、図１３に基づき、動作制御部３０ｅ’における動作制御処理の流れを説明する。
ここで、図１３は、動作制御部３０ｅ’における動作制御処理を示すフローチャートである。
プロセッサによって専用のプログラムが実行され、動作制御処理が開始されると、動作制御部３０ｅ’は、処理に必要な情報をデータ記憶部３０ｂから読み出してＲＡＭに記憶し、図１３に示すように、まず、ステップＳ３００に移行する。
ステップＳ３００では、動作制御部３０ｅ’において、入力装置を介して利用者からの駆動信号の供給開始指示があったか否かを判定し、あったと判定した場合(Yes)は、ステップＳ３０２に移行し、そうでない場合(No)は、指示があるまで判定処理を繰り返す。
【０１０６】
ステップＳ３０２に移行した場合は、動作制御部３０ｅ’において、駆動信号供給部３０ａに対して、駆動信号の供給指令信号を出力して、ステップＳ３０４に移行する。
ステップＳ３０４では、動作制御部３０ｅ’において、タイマ３０ｆを初期化して、ステップＳ３０６に移行する。ここで、タイマ３０ｆは、常に経過時間の測定を行わせるようにしてもよいし、測定不要のときは停止させておき、初期化と同時に始動させるようにしてもよい。
【０１０７】
ステップＳ３０６では、動作制御部３０ｅ’において、検出部３０ｃ’からの第４の検出信号に基づき、検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｍ以上になったか否かを判定し、Ｖｍ以上になった（第４の検出信号がハイレベルとなった）と判定した場合(Yes)は、ステップＳ３０８に移行し、そうでない場合(No)は、検出電圧Ｖs２が、基準電圧Ｖｍ以上となるまで判定処理を繰り返す。
【０１０８】
ステップＳ３０８に移行した場合は、動作制御部３０ｅ’において、検出部３０ｃ’からの第５の検出信号に基づき、検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｒ以下になったか否かを判定し、Ｖｒ以下になった（第５の検出信号がハイレベルとなった）と判定した場合(Yes)は、ステップＳ３１０に移行し、そうでない場合(No)は、検出電圧Ｖs２が、基準電圧Ｖｒ以下となるまで判定処理を繰り返す。
【０１０９】
ステップＳ３１０に移行した場合は、動作制御部３０ｅ’において、駆動信号供給部３０ａを構成する駆動回路の出力段のトランジスタＰＴｒ１及びＮＴｒ１を両方ともオフにする動作制御信号を、駆動信号供給部３０ａに出力して、ステップＳ３１２に移行する。
ステップＳ３１２では、動作制御部３０ｅ’において、検出部３０ｃ’からの第１の検出信号に基づき、検出電圧Ｖs１が基準電圧Ｖ１以上となったか否かを判定し、Ｖ１以上となった（第１の検出信号がハイレベルとなった）と判定した場合(Yes)は、ステップＳ３０２に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ３１４に移行する。
【０１１０】
ステップＳ３１４に移行した場合は、動作制御部３０ｅ’において、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが、供給停止の限界時間を決める時間ｔ２を経過したか否かを判定し、経過したと判定した場合(Yes)は、ステップＳ３０２に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ３１２に移行する。
【０１１１】
次に、図１４に基づき、本実施の形態の流体噴射装置１の具体的な動作を説明する。
ここで、図１４は、本発明の第２の実施の形態における駆動信号の供給タイミングの一例を示す図である。
流体噴射装置１の電源が投入され、利用者によって入力装置の１つである駆動スイッチ（不図示）が押下され、駆動信号の供給開始指示が動作制御部３０ｅに入力されると（ステップＳ３００の「Ｙｅｓ」の分岐）、動作制御部３０ｅ’は、駆動信号の供給指令信号を駆動信号供給部３０ａに出力する（ステップＳ３０２）。更に、タイマ３０ｆを初期化し、経過時間の測定を実行させる（ステップＳ３０４）。
【０１１２】
駆動信号供給部３０ａは、駆動信号の供給指令を受けると、データ記憶部３０ｂから波形情報をＲＡＭなどのワークメモリに読み出す。次に、ワークメモリに読み出した波形情報をＤＡ変換し、図１４（ａ）の信号波形Ｗ１に示すように、ＤＡ変換後の正弦波のアナログ信号波形を駆動信号として圧電素子４０１に出力する。
圧電素子４０１に駆動信号が入力されると、信号波形の立ち上がりにおいて、急激に圧電素子４０１が伸張する。これにより、流体室５０１の容積が縮小し、室内の圧力は、急速に上昇して数十気圧に達する。
【０１１３】
検出部３０ｃ’において、このときの圧電素子４０１への供給電圧（駆動信号の電位）は検出され続けており、この容積の急激な縮小によって検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｍ以上になると、ハイレベルとなった第４の検出信号が動作制御部３０ｅ’に出力される。
これによって、動作制御部３０ｅ’は、検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｍ以上になったことを検出する（ステップＳ３０６の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【０１１４】
一方、急速に上昇した圧力は、入口流路５０３に加えられていたポンプ２０による圧力よりはるかに大きいため、入口流路側から流体室５０１内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路５１１からの流出は増加する。
これにより、接続流路２０１にパルス状の流体吐出、つまり、脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、接続流路管２００内を伝播して、先端のノズル２１１の流体噴射開口部２１２から流体が噴射される。
【０１１５】
一方、流体室５０１内は、入口流路５０３からの流体流入量の減少と出口流路５１１からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空状態となる。
そして、圧力上昇後は、信号波形の立ち下がりの期間において、伸長状態にある圧電素子４０１が収縮する。これによって、流体室５０１の容積が縮小状態から拡大されていく。
【０１１６】
検出部３０ｃ’において、このときの圧電素子４０１への供給電圧は検出され続けており、この容積の拡大によって検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｒ以下になると、ハイレベルとなった第５の検出信号が動作制御部３０ｅ’に出力される。
これによって、動作制御部３０ｅ’は、検出電圧Ｖs２が基準電圧Ｖｒ以下になったことを検出すると共に、測定開始条件が成立したと判断する（ステップＳ３０８の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【０１１７】
流体室５０１の容積が拡大を終え、測定開始条件が成立すると、動作制御部３０ｅ’は、出力段のトランジスタＰＴｒ１及びＮＴｒ１とを両方ともオフにする動作制御信号を、駆動信号供給部３０ａに出力する（ステップＳ３１０）。
これによって、出力段のトランジスタＰＴｒ１及びＮＴｒ１とが両方ともオフとなる。
以降は、動作制御部３０ｅ’は、検出部３０ｃ’からの第１の検出信号の状態を監視し、第１の検出信号がハイレベルとなったときに、供給開始条件が成立したと判断する（ステップＳ３１２の「Ｙｅｓ」の分岐）。
【０１１８】
そして、供給開始条件が成立すると、動作制御部３０ｅ’は、駆動信号供給部３０ａに供給指令信号を出力する。
これにより、駆動信号供給部３０ａは、図１４の信号波形Ｗ２に示すように、次の１周期の駆動信号を圧電素子４０１に供給する。
以上より、本実施の形態の流体噴射装置１は、駆動部３０’に、Ｔｒのパワーラインを切り替える切替回路（上記第１の実施の形態の接続切替部３０ｄ）が不要になるので、その分のコストを低減することができる。
【０１１９】
更に、動作制御部３０ｅ’は、定常状態を検出し、該検出後に速やかに圧電素子４０１に駆動信号を供給することができる。これによって、従来と比較して、より適切なタイミングで（定常状態となってから速やかに）駆動信号の供給を行うことができるので、無駄な流体の流出を低減することができる。
更に、動作制御部３０ｅ’は、タイマ３０ｆの測定時間ｔｍが時間ｔ２（例えば、０．６[ｍｓ]）を経過しても、検出部３０ｃ’からハイレベルの第１の検出信号が入力されないときに（ステップＳ３１４の「Ｙｅｓ」の分岐）、駆動信号供給部３０ａに供給指令信号を出力する。つまり、１つ前の駆動信号を供給後に時間ｔ２が経過してもまだ供給開始条件が成立していないときは、駆動信号供給部３０ａに強制的に供給指令信号を出力する。
【０１２０】
これによって、駆動信号供給部３０ａからは、圧電素子４０１に駆動信号が供給される。
以上より、流体室５０１への気泡の混入などで、流体室の圧力が上昇せずに圧電素子４０１の起電力がＶ１[Ｖ]に到達しないときでも、時間ｔ２が経過すれば駆動信号を供給することができるので、流体の噴射が途中で止まってしまうといったトラブルの発生を防止することができる。
【０１２１】
上記第２の実施の形態において、検出部３０ｃ’は、形態１、３、４、５、６、７及び８のいずれか１に記載の物理量検出部に対応し、動作制御部３０ｅ’は、形態１、３、５、７及び８のいずれか１に記載の動作制御部に対応する。
なお、上記第２の実施の形態において、検出電圧Ｖs、基準電圧Ｖ１、Ｖｍ、Ｖｒ、並びに第１、第４及び第５の検出信号を用いて、各状態を検出し、駆動信号の供給タイミングを決定する構成としたが、この構成に限らず、定常状態となったことを正確に検出できれば、他の圧力状態に対応した電圧値を用いて検出する構成としてもよい。
【０１２２】
また、上記第２の実施の形態において、第４及び第５の検出信号を用いて、ＰＴｒ１及びＮＴｒ１を両方ともオフにするタイミングを検出する構成としたが、この構成に限らず、上記第１の実施の形態のように、予め駆動信号を供給後に定常状態になるまでの時間を測定しておき、タイマによって、その時間の経過を判断して、時間が経過したらＰＴｒ１及びＮＴｒ１を両方ともオフにする構成としてもよい。この構成であれば、検出回路３０ｅ’の構成を簡易化することができるので、コストをより低減することができる。
【０１２３】
また、上記第１〜第２の実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
【０１２４】
また、本発明は上記第１〜第３の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明に係る流体噴射装置１の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る脈動発生部１００の構造を示す断面図である。
【図３】流体噴射部２の分解図である。
【図４】入口流路５０３の形態を示す平面図である。
【図５】駆動部３０の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】接続切替部３０ｄに対する、駆動信号供給部３０ａの駆動回路の出力段と、検出部３０ｃと、圧電素子４０１の接続関係の説明図である。
【図７】動作制御部３０ｅにおける動作制御処理を示すフローチャートである。
【図８】動作制御部３０ｅにおける検出部３０ｃの検出開始タイミングの更新処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の駆動信号の供給タイミングの一例を示す図であり、（ｂ）は従来の駆動信号の供給タイミングの一例を示す図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、検出開始タイミングの更新処理の例を示す図である。
【図１１】本実施の形態の駆動部３０’の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１２】駆動信号供給部３０ａの駆動回路の出力段と、検出部３０ｃ’と、圧電素子４０１との接続関係の説明図である。駆動信号を構成する台形波の一例を示す図である。
【図１３】動作制御部３０ｅ’における動作制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における駆動信号の供給タイミングの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１…流体噴射装置、２…流体噴射部、２０…圧力発生部としてのポンプ、３０…駆動部、３０ａ…駆動信号供給部、３０ｂ…データ記憶部、３０ｃ，３０ｃ’…検出部、３０ｄ…接続切替部、３０ｅ，３０ｅ’…動作制御部、１００…脈動発生部、２００…接続流路管、２０１…接続流路、４００…ダイアフラム、４０１…圧電素子、５０１…流体室、２１２…流体噴射開口部、５０３…入口流路、５１１…出口流路
【図１】
2010065611.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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