(57)【要約】【課題】噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射することのできる技術を提供する。【解決手段】流体を噴射する流体噴射装置は、流体を噴射する開口部を有する噴射管と、噴射管に連通し、圧電素子の変位により容積が変化する流体室と、流体室に連通する供給流路と、供給流路に設けられ、供給流路の開閉を行なう開閉手段と、流体を加圧し、供給流路を介して流体室に流体を供給する流体供給部と、圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部とを備える。電圧制御部は、圧電素子に印加される駆動電圧が、開閉手段による供給流路の開放より後に所定の電圧に達するように制御する。【選択図】図４
2014188240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する流体噴射装置であって、
前記流体を噴射する開口部を有する噴射管と、
前記噴射管に連通し、圧電素子の変位により容積が変化する流体室と、
前記流体室に連通する供給流路と、
前記供給流路に設けられ、前記供給流路の開閉を行なう開閉手段と、
前記流体を加圧し、前記供給流路を介して前記流体室に前記流体を供給する流体供給部と、
前記圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と
を備え、
前記電圧制御部は、前記圧電素子に印加される前記駆動電圧が、前記開閉手段による前記供給流路の開放より後に所定の電圧に達するように制御する、
流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記電圧制御部は、前記開閉手段による前記供給流路の開放より後に、前記圧電素子に対して前記駆動電圧を印加するように制御する、
流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体噴射装置であって、
前記電圧制御部は、前記開閉手段が前記供給流路を開放してから所定時間経過後に、前記圧電素子に対して前記駆動電圧を印加するように制御する、
流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体噴射装置であって、
前記供給流路は、弾性を有する管路を含み、
前記開閉手段は、前記弾性を有する管路を外側から押圧することによって、前記供給流路を閉塞させるピンチバルブを含む、
流体噴射装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の流体噴射装置を用いた医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置および医療機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
噴射した流体を患部に当てて治療する医療機器としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された流体噴射装置では、圧電素子を駆動させることによって流体室の容積を増減させ、噴射管から脈流（パルス流）を噴射させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８２２０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体噴射装置は、例えば医療用のメスとして用いられるため、脈流の強さ（勢い）が安定していることが求められる。特に、術者の使用感を向上させるために、噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射したいといった要望があった。
【０００５】
そのほか、従来の流体噴射装置においては、その小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、流体を噴射する流体噴射装置が提供される。この流体噴射装置は、前記流体を噴射する開口部を有する噴射管と；前記噴射管に連通し、圧電素子の変位により容積が変化する流体室と；前記流体室に連通する供給流路と；前記供給流路に設けられ、前記供給流路の開閉を行なう開閉手段と；前記流体を加圧し、前記供給流路を介して前記流体室に前記流体を供給する流体供給部と；前記圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部とを備える。前記電圧制御部は、前記圧電素子に印加される前記駆動電圧が、前記開閉手段による前記供給流路の開放より後に所定の電圧に達するように制御する。開閉手段による供給流路の開放直後は、供給流路から供給される流体の圧力が一時的に高くなり、流体室の圧力も一時的に高くなる。この形態の流体噴射装置によれば、開閉手段による供給流路の開放時には、圧電素子に印加される駆動電圧は所定の電圧に達していない。したがって、流体室内の流体の圧力が一時的に高くなっている状態で、圧電素子に所定の電圧が印加されることを抑制することができる。この結果、噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射することができる。
【０００８】
（２）上記形態の流体噴射装置において、前記電圧制御部は、前記開閉手段による前記供給流路の開放より後に、前記圧電素子に対して前記駆動電圧を印加するように制御してもよい。この形態の流体噴射装置によれば、流体室への流体の供給が開始された後に圧電素子が駆動を開始するので、流体室の流体が不足した状態で圧電素子が駆動することを抑制することができる。この結果、流体室の流体が不足した状態で圧電素子が駆動することによる気泡の発生を抑制することができ、圧力の伝搬が気泡によって弱められてしまうことを抑制することができる。
【０００９】
（３）上記形態の流体噴射装置において、前記電圧制御部は、前記開閉手段が前記供給流路を開放してから所定時間経過後に、前記圧電素子に対して前記駆動電圧を印加するように制御してもよい。供給流路が開放されてから所定時間経過後には、一時的に高くなっていた流体室の圧力は下がり、ほぼ一定の値に安定する。この形態の流体噴射装置によれば、供給流路が開放されてから所定時間経過後に圧電素子が駆動を開始するので、噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射することができる。さらに、この形態の流体噴射装置によれば、流体室への流体の供給が開始された後に圧電素子が駆動を開始するので、流体室における気泡の発生を抑制することができ、圧力の伝搬が気泡によって弱められてしまうことを抑制することができる。
【００１０】
（４）上記形態の流体噴射装置において、前記供給流路は、弾性を有する管路を含み；前記開閉手段は、前記弾性を有する管路を外側から押圧することによって、前記供給流路を閉塞させるピンチバルブを含んでもよい。この形態の流体噴射装置によれば、開閉手段が管路内の流体に触れることなく、供給流路の開閉を行なうことができるので、流体の衛生面を向上させることができる。
【００１１】
（５）上記形態の流体噴射装置を用いた医療機器。この形態によれば、信頼性の高い医療機器を提供することができる。
【００１２】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１３】
例えば、本発明の一形態は、噴射管と、流体室と、供給流路と、開閉手段と、流体供給部と、電圧制御部との６つの要素の内の一つ以上の要素を備えた装置として実現可能である。すなわち、この装置は、噴射管を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、流体室を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、供給流路を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、開閉手段を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、流体供給部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、電圧制御部を有していてもよく、有していなくてもよい。噴射管は、例えば、前記流体を噴射する開口部を有する噴射管として構成されてもよい。流体室は、例えば、前記噴射管に連通し、圧電素子の変位により容積が変化する流体室として構成されてもよい。供給流路は、例えば、前記流体室に連通する供給流路として構成されてもよい。開閉手段は、例えば、前記供給流路に設けられ、前記供給流路の開閉を行なう開閉手段として構成されてもよい。流体供給部は、例えば、前記流体を加圧し、前記供給流路を介して前記流体室に前記流体を供給する流体供給部として構成されてもよい。電圧制御部は、例えば、前記圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部であって、前記圧電素子に印加される前記駆動電圧が、前記開閉手段による前記供給流路の開放より後に所定の電圧に達するように制御する電圧制御部として構成されてもよい。こうした装置は、例えば流体を噴射する流体噴射装置として実現できるが、流体を噴射する流体噴射装置以外の他の装置としても実現可能である。このような形態によれば、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等の種々の課題の少なくとも１つを解決することができる。前述した流体を噴射する流体噴射装置の各形態の技術的特徴の一部又は全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。
【００１４】
本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、流体を噴射する方法や流体噴射装置の製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態としての流体噴射装置の構成を示す説明図である。
【図２】ハンドピースの内部構成の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】バルブの開放の直後における流体室内の流体の圧力の測定結果を示す説明図である。
【図４】第１実施形態において圧電素子に印加される駆動電圧の変化を示す説明図である。
【図５】フットスイッチがオンになった場合におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。
【図６】第２実施形態において圧電素子に印加される駆動電圧の変化を示す説明図である。
【図７】第２実施形態においてフットスイッチがオンになった場合におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。
【図８】第３実施形態において圧電素子に印加される駆動電圧の変化を示す説明図である。
【図９】第３実施形態においてフットスイッチがオンになった場合におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態においてフットスイッチがオンになった場合における処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を、第１〜第３実施形態および変形例の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としての流体噴射装置１００の構成を示す説明図である。本実施形態の流体噴射装置１００は、医療機関において利用される医療機器であり、患部に対して流体を噴射することによって患部の切開または切除を行なうメスとしての機能を有している。
【００１７】
流体噴射装置１００は、流体供給手段１０と、ハンドピース１４と、制御部１６と、フットスイッチ１８とを備えている。流体供給手段１０とハンドピース１４との間は、樹脂製の接続チューブ１９によって接続されている。
【００１８】
接続チューブ１９には、流路の開閉を行なう開閉手段としてのバルブ１２と、接続チューブ１９内の異物や細菌、気泡などを除去するフィルタ１３とが設けられている。
【００１９】
流体供給手段１０は、接続チューブ１９を介して、ハンドピース１４に流体を供給する。本実施形態では、流体供給手段１０は、シリンジ型のポンプであり、円筒状のシリンジ１０ａと、シリンジ１０ａの容積を変化させるピストン１０ｂと、シリンジ１０ａ内のピストン１０ｂを移動させるアクチュエーター１０ｃとを備えている。
【００２０】
シリンジ１０ａは、ハンドピース１４に供給される流体として、生理食塩水を収容している。ただし、シリンジ１０ａは、生理食塩水の代わりに、例えば純水や薬液など、患部に噴射されても有害でない他の流体を収容してもよい。
【００２１】
ピストン１０ｂは、アクチュエーター１０ｃが動作することによってシリンジ１０ａ内で移動可能であり、シリンジ１０ａの容積を変化させる。本実施形態では、ピストン１０ｂは、シリンジ１０ａの気密性を高めるために、樹脂によって形成されている。
【００２２】
バルブ１２は、流路の開閉を行なう開閉手段であり、本実施形態では、弾性を有する接続チューブ１９を外側から挟むことによって、接続チューブ１９内の流路を閉塞させるピンチバルブが用いられている。したがって、本実施形態では、接続チューブ１９内の流体に触れることなく流路の開閉を行なうことができ、流路内の流体を衛生的に保つことができる。また、使用済みや、古くなった接続チューブ１９を廃棄して、新しい接続チューブ１９に取り替える場合であっても、ピンチバルブを再利用することができる。ただし、バルブ１２として、ゲートバルブやボールバルブなど、他の種類のバルブが用いられてもよい。
【００２３】
本実施形態では、流体供給手段１０には、シリンジ１０ａ内の流体の圧力を測定するセンサーが設けられており、アクチュエーター１０ｃは、バルブ１２が閉じられている場合には、シリンジ１０ａ内の流体の圧力が所定の圧力となるように制御されている。流体供給手段１０は、ハンドピース１４に対して流体を供給する旨の指令を制御部１６から受信すると、バルブ１２を開放させるとともに、アクチュエーター１０ｃを動作させることによってピストン１０ｂを所定の速度で移動させる。この結果、シリンジ１０ａの容積が減少し、シリンジ１０ａ内の流体が接続チューブ１９に押し出される。
【００２４】
ハンドピース１４は、術者が手に持って操作する器具であり、流体噴射管２０と、脈動付与部２２と、筐体２４とを備えている。ハンドピース１４は、流体供給手段１０から流体を供給されると、供給された流体に対して脈動付与部２２によって脈動を付与し、流体噴射管２０の先端の開口部２０ａから、脈動が付与された流体（脈流）を高速噴射する。術者は、ハンドピース１４から噴射される流体を患者の患部に当てることによって、患部の切開または切除を行なう。
【００２５】
制御部１６は、電圧印加ケーブル１７ａを介して脈動付与部２２に駆動電圧を印加するとともに、制御ケーブル１７ｂを介して流体供給手段１０およびバルブ１２を制御することによって、ハンドピース１４に供給される流体の流量の制御を行なう。
【００２６】
フットスイッチ１８は、術者が足元で操作するスイッチであり、制御部１６に接続されている。術者がフットスイッチ１８をオンにすると、脈動付与部２２へ駆動電圧が印加されるとともに、バルブ１２が開放され、流体供給手段１０が流体の供給を開始する。この結果、ハンドピース１４の流体噴射管２０の先端の開口部２０ａから、脈動が付与された流体（脈流）が高速噴射される。
【００２７】
本実施形態の流体噴射装置１００では、バルブ１２の開閉によって、ハンドピース１４への流体の供給を制御するので、術者の操作に対する応答性が優れている。
【００２８】
図２は、ハンドピース１４の内部構成の一部を拡大して示す断面図である。ハンドピース１４の筐体２４の内部には、流体供給手段１０から供給された流体に対して脈動を付与する脈動付与部２２が設けられている。脈動付与部２２は、圧電素子３０と、ダイアフラム３２と、第１ケース３４と、第２ケース３６と、第３ケース３８とを備えている。
【００２９】
脈動付与部２２の内部には、流体供給手段１０から供給された流体が通過する流路として、入口流路４０と、流体室４２と、出口流路４４とが形成されている。本実施形態では、入口流路４０および出口流路４４は、第１ケース３４に形成されており、流体室４２は、第１ケース３４とダイアフラム３２との間に形成されている。入口流路４０には、接続チューブ１９が接続されており、出口流路４４には、流体噴射管２０が接続されている。
【００３０】
ダイアフラム３２は、円盤状の金属薄板であり、その外周部分が第１ケース３４と第２ケース３６との間に挟まれて固定されている。
【００３１】
圧電素子３０は、制御部１６から駆動電圧が印加されると、ダイアフラム３２と第１ケース３４との間に形成された流体室４２の容積を変化させる。本実施形態では、圧電素子３０は、積層型圧電素子であり、一端がダイアフラム３２に固定され、他端が第３ケース３８に固定されている。
【００３２】
圧電素子３０に印加される駆動電圧が大きくなると、圧電素子３０が伸長し、ダイアフラム３２が圧電素子３０に押されて流体室４２側に撓む。ダイアフラム３２が流体室４２側に撓むと、流体室４２の容積が小さくなり、流体室４２内の流体は流体室４２から押し出される。本実施形態では、出口流路４４の内径は、入口流路４０の内径よりも大きい。すなわち、出口流路４４のイナータンスは、入口流路４０のイナータンスよりも小さいので、流体室４２内の流体の大部分は、出口流路４４を通って流体室４２から押し出される。
【００３３】
一方、圧電素子３０に印加される駆動電圧が小さくなると、圧電素子３０が縮小して流体室４２の容積が大きくなり、入口流路４０から流体室４２内に流体が供給される。
【００３４】
圧電素子３０に印加される駆動電圧は、高い周波数（例えば３００Ｈｚ）でオン（最大電圧）とオフ（０Ｖ）とを繰り返すので、流体室４２の容積の拡大と縮小が繰り返され、流体に脈動が与えられる。流体室４２から押し出された流体は、流体噴射管２０の先端のノズル２０ａ（開口部２０ａ）から噴射される。なお、オフ電圧は０Ｖと記述したが、オン状態の最大電圧より小さい電圧であれば、０Ｖでなくともよい。
【００３５】
図３は、バルブ１２の開放の直後における流体室４２内の流体の圧力の測定結果を示す説明図である。この図３において、横軸は時間を示しており、縦軸は流体室４２内の流体の圧力を示している。また、この図３に示す圧力の測定時には、圧電素子３０は駆動していない。
【００３６】
図３に示すように、時刻０において、バルブ１２が開放され、流体供給手段１０が流体の供給を開始すると、流体室４２内の流体の圧力は、バルブ１２の開放直後に一時的に高い値を示した後に低下し、ほぼ一定の値に安定することが確認された。
【００３７】
この理由の１つは、次のように考えることができる。シリンジ１０ａに高い圧力が負荷された状態でバルブ１２が開放されると、流体がハンドピース１４へ一気に流れ出そうとする。しかし、流体供給手段１０からハンドピース１４の流体室４２までの流路の途中には、フィルタ１３等の流路抵抗の原因となる要素が存在しているため、一時的に流体がせき止められる。一方、シリンジ１０ａからの流体の供給は継続されるため、フィルタ１３等の抵抗要素の手前が一時的に高い圧力となり、この高まった圧力がハンドピース１４に流れ込むためであると考えられる。その他、バルブ１２が開放されると、圧力の伝達過程において、ステップ入力がなされたことと同視され、バルブ１２の開放直後に、ハンドピース１４の流体室４２内に高い圧力が発生するとも考えられる。
【００３８】
図４は、第１実施形態において圧電素子３０に印加される駆動電圧の変化を示す説明図である。図４に示す破線は、圧電素子３０に印加される駆動電圧の一例を表している。なお、実際には、圧電素子３０に印加される駆動電圧は、高い周波数（例えば３００Ｈｚ）でオン（最大電圧）とオフ（０Ｖ）とを繰り返しているが、最大電圧の推移を分かりやすく表現するため、実際の周波数より低い周波数で駆動電圧が描かれている。図４の実線は、駆動電圧の最大電圧の推移を示している。また、この図４の横軸のスケールは、図３とは異なっている。以後、圧電素子３０に印加される駆動電圧の変化を示す図中には、駆動電圧の最大電圧の推移のみを示す。
【００３９】
図４に示すように、フットスイッチ１８がオンになると、制御部１６は、圧電素子３０への駆動電圧の印加を開始するとともに、駆動電圧の最大電圧を徐々に大きな値とし、所定の電圧Ｖ１に達するように制御する。制御部１６は、さらに、バルブ１２を開放させるとともに、流体供給手段１０のアクチュエーター１０ｃを動作させて流体の供給を開始させる。
【００４０】
本実施形態では、制御部１６は、圧電素子３０に印加される駆動電圧の最大電圧が、バルブ１２の開放より後に所定の電圧Ｖ１に達するように制御する。このため、図４に示すように、バルブ１２の開放時には、駆動電圧の最大電圧は所定の電圧Ｖ１に達していない。
【００４１】
具体的には、本実施形態では、流体室４２内の流体の圧力が一時的に高まっているバルブ１２の開放直後は、所定の電圧Ｖ１より低い駆動電圧が圧電素子３０に印加される。流体室４２内の流体の圧力がほぼ一定の値に安定した後は、所定の電圧Ｖ１を最大電圧とする駆動電圧が圧電素子３０に印加される。したがって、噴射開始の直後に、勢いの強い脈流が噴射されることを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射することができる。
【００４２】
図５は、フットスイッチ１８がオンになった場合におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。制御部１６は、フットスイッチ１８がオンになったことを契機として、駆動電圧の印加を開始する。制御部１６は、さらに、フットスイッチ１８がオンになったことを契機として、バルブ１２を開放するとともに、アクチュエーター１０ｃを動作させる。すると、バルブ１２の開放直後には、流体室４２内の流体の圧力が一時的に高まり、その後、ほぼ一定の値に安定する。上述したように、本実施形態では、流体室４２内の流体の圧力が一時的に高まっている期間には、所定の電圧Ｖ１より低い駆動電圧が圧電素子３０に印加され、流体室４２内の流体の圧力がほぼ一定の値に安定した後は、所定の電圧Ｖ１を最大電圧とする駆動電圧が圧電素子３０に印加される。
【００４３】
一方、制御部１６は、フットスイッチ１８がオフになったことを契機として、バルブ１２を閉塞させるとともに、アクチュエーター１０ｃを停止させ、駆動電圧の印加を停止する。
【００４４】
なお、フットスイッチ１８がオンになってから、駆動電圧の最大電圧が所定の電圧Ｖ１に達するまでの時間が短い方が、術者の使用感を向上させることができる。したがって、フットスイッチ１８がオンになってから、駆動電圧の最大電圧が所定の電圧Ｖ１に達するまでの時間は、０．２秒以下であることが好ましい。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、流体室４２内の流体の圧力が一時的に高まっているバルブ１２の開放直後は、所定の電圧Ｖ１より低い駆動電圧が圧電素子３０に印加されるので、噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射することができる。
【００４６】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態において圧電素子３０に印加される駆動電圧の最大電圧の変化を示す説明図である。図７は、第２実施形態においてフットスイッチ１８がオンになった場合におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。図４および図５に示した第１実施形態との違いは、バルブ１２の開放より後に、圧電素子３０に対して駆動電圧を印加する点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４７】
本実施形態によれば、流体室４２への流体の供給が開始された後に圧電素子３０が駆動を開始するので、流体室４２の流体が不足した状態で圧電素子３０が駆動することを抑制することができる。この結果、流体室４２の流体が不足した状態で圧電素子３０が駆動することによる気泡の発生を抑制することができる。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、流体室４２における気泡の発生を抑制することができ、圧力の伝搬が気泡によって弱められてしまうことを抑制することができる。
【００４９】
Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態において圧電素子３０に印加される駆動電圧の最大電圧の変化を示す説明図である。図９は、第３実施形態においてフットスイッチ１８がオンになった場合におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。図４および図５に示した第１実施形態との違いは、バルブ１２が開放されてから所定時間経過後に、圧電素子３０に対して駆動電圧を印加する点と、印加の開始の直後から駆動電圧の最大電圧が所定の電圧Ｖ１に達しているという点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。
【００５０】
図１０は、第３実施形態においてフットスイッチ１８がオンになった場合における処理を示すフローチャートである。制御部１６は、フットスイッチ１８がオンになったか否かを判定し（ステップＳ１０）、フットスイッチ１８がオンになった場合には、制御部１６は、バルブ１２を開放させた後（ステップＳ２０）、流体供給手段１０のアクチュエーター１０ｃを動作させる（ステップＳ３０）。制御部１６は、バルブ１２が開放されてから所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ４０）、所定時間が経過している場合には、圧電素子３０への駆動電圧の印加を開始する（ステップＳ５０）。
【００５１】
図３および図９に示すように、バルブ１２が開放されてから所定時間経過後には、一時的に高くなっていた流体室４２の圧力は下がり、ほぼ一定の値に安定する。本実施形態では、バルブ１２が開放されてから所定時間経過後、すなわち、一時的に高くなっていた流体室４２内の流体の圧力が下がり、ほぼ一定の値に安定した後に、圧電素子３０が駆動を開始するので、噴射開始の直後から、適切な勢いの脈流を噴射することができる。
【００５２】
さらに、本実施形態では、バルブ１２が開放され、流体室４２への流体の供給が開始された後に圧電素子３０が駆動を開始するので、流体室４２の流体が不足した状態で圧電素子３０が駆動することを抑制することができる。この結果、流体室４２の流体が不足した状態で圧電素子３０が駆動することによる気泡の発生を抑制することができ、圧力の伝搬が気泡によって弱められてしまうことを抑制することができる。
【００５３】
なお、図３によれば、本実施形態の流体噴射装置１００では、流体室４２内の流体の圧力は、バルブ１２が開放されてから約０．１秒後に、ほぼ一定の値に安定することが理解できる。したがって、本実施形態の制御部１６は、バルブ１２が開放されてから約０．１秒後に、圧電素子３０に対して駆動電圧を印加するように制御することが好ましい。ただし、流体室４２内の流体の圧力が、ほぼ一定の値に安定するまでに要する時間は、流体噴射装置１００の構成によって異なる。したがって、バルブ１２が開放されてから駆動電圧の印加を開始するまでの時間は、流体噴射装置１００の構成に応じて適宜設定することが好ましい。
【００５４】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５５】
・変形例１：
上記実施形態では、流体噴射装置１００は、医療機器として利用されている。これに対して変形例では、流体噴射装置１００は、医療機器以外の他の装置として利用されてもよい。例えば、流体噴射装置１００は、噴射した流体を対象物に当てることによって対象物の汚れを除去する清掃装置や、噴射した流体によって文字や絵等を描く描写装置として利用されてもよい。
【００５６】
・変形例２：
上記実施形態では、流体噴射装置１００から噴射される流体として、液体が用いられている。これに対して変形例では、流体噴射装置１００から噴射される流体として、気体が用いられてもよい。
【００５７】
・変形例３：
上記実施形態において、制御部１６は、例えば、ＣＰＵとＤＡＣ（デジタル-アナログ変換回路）とを備え、ＣＰＵによって整形された駆動波形を、ＤＡＣによってアナログの駆動信号に変換して、圧電素子３０に駆動信号を供給してもよい。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。
【００５８】
・変形例４：
上記第２および第３実施形態において、バルブ１２の開放およびアクチュエーター１０ｃの動作開始のタイミングは、フットスイッチ１８がオンになった直後であってもよい。このようにすれば、駆動電圧の最大電圧が所定の電圧Ｖ１に達するまでの時間を短縮することができる。
【００５９】
・変形例５：
上記実施形態において、足元で操作するフットスイッチ１８の代わりに、手元で操作するスイッチが設けられてもよい。手元で操作するスイッチは、例えば、ハンドピース１４に設けられてもよい。
【００６０】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…流体供給手段
１０ａ…シリンジ
１０ｂ…ピストン
１０ｃ…アクチュエーター
１２…バルブ
１３…フィルタ
１４…ハンドピース
１６…制御部
１７ａ…電圧印加ケーブル
１７ｂ…制御ケーブル
１８…フットスイッチ
１９…接続チューブ
２０…流体噴射管
２０ａ…ノズル（開口部）
２２…脈動付与部
２４…筐体
３０…圧電素子
３２…ダイアフラム
３４…第１ケース
３６…第２ケース
３８…第３ケース
４０…入口流路
４２…流体室
４４…出口流路
１００…流体噴射装置
【図１】
2014188240.tif 000003
【図２】
2014188240.tif 000004
【図３】
2014188240.tif 000005
【図４】
2014188240.tif 000006
【図５】
2014188240.tif 000007
【図６】
2014188240.tif 000008
【図７】
2014188240.tif 000009
【図８】
2014188240.tif 000010
【図９】
2014188240.tif 000011
【図１０】
2014188240.tif 000012