(57)【要約】【課題】流体噴射装置の構成要素に冗長性を持たせた場合に生じる無駄を減らす。【解決手段】第１駆動信号に応じて流体をパルス状に噴射する第１流体噴射部と、第２駆動信号に応じて流体をパルス状に噴射する第２流体噴射部と、第１流体噴射部に第１流路を介して流体を供給する第１流体供給部と、第２流体噴射部に第２流路を介して流体を供給する第２流体供給部と、第１流路内の流体を所定の状態にする第１準備動作を実行した後に第１駆動信号を出力する第１流体噴射制御部と、第２流路内の流体を所定の状態にする第２準備動作を実行した後に第２駆動信号を出力する第２流体噴射制御部と、第１流体噴射部、第１流体供給部、第１流路及び第１流体噴射制御部の少なくともいずれかに生じる異常を検知する異常検知部とを備え、第２流体噴射制御部は異常検知部が異常を検知した場合に第２準備動作を開始することを特徴とする流体噴射装置。【選択図】図７
2015200286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動信号に応じて、流体をパルス状に噴射する第１流体噴射部と、
第２駆動信号に応じて、流体をパルス状に噴射する第２流体噴射部と、
前記第１流体噴射部に第１流路を介して流体を供給する第１流体供給部と、
前記第２流体噴射部に第２流路を介して流体を供給する第２流体供給部と、
前記第１流路内における流体を所定の状態にする第１準備動作を実行し、前記第１準備動作が完了した後に、前記第１流体噴射部に対して前記第１駆動信号を出力する第１流体噴射制御部と、
前記第２流路内における流体を所定の状態にする第２準備動作を実行し、前記第２準備動作が完了した後に、前記第２流体噴射部に対して前記第２駆動信号を出力する第２流体噴射制御部と、
前記第１流体噴射部、前記第１流体供給部、前記第１流路及び前記第１流体噴射制御部の少なくともいずれかに生じる異常を検知する異常検知部と、
を備え、
前記第２流体噴射制御部は、前記異常検知部が前記異常を検知した場合に、前記第２準備動作を開始する
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記異常検知部は、前記異常を検知した際に、検知した前記異常の内容に応じて、前記第１流体噴射部による流体の噴射が継続可能であるか否かを判定し、
前記第２流体噴射制御部は、前記第１流体噴射部による流体の噴射が継続可能と判定された場合であっても、前記第２準備動作を開始する
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載の流体噴射装置であって、
前記異常検知部は、前記第１流体噴射部による流体の噴射が継続不可能と判定した場合に、その旨を示す所定の通知情報を出力する
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の流体噴射装置であって、
前記第２流体噴射制御部は、前記第２準備動作が完了した際に、その旨を示す所定の通知情報を出力する
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の流体噴射装置であって、
前記第１準備動作は、前記第１流体供給部から前記第１流路を介して流体を前記第１流体噴射部に到達させる動作を含み、
前記第２準備動作は、前記第２流体供給部から前記第２流路を介して流体を前記第２流体噴射部に到達させる動作を含む
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体噴射装置であって、
前記第１流路内の流体の圧力を検知する第１圧力検知部と、
前記第２流路内の流体の圧力を検知する第２圧力検知部と、
をさらに備え、
前記第１準備動作は、さらに、前記第１流体供給部に対して、前記第１流路内の流体の前記圧力を第１所定値以上にさせる動作を含み、
前記第２準備動作は、さらに、前記第２流体供給部に対して、前記第２流路内の流体の前記圧力を第２所定値以上にさせる動作を含む
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項７】
請求項６に記載の流体噴射装置であって、
前記第１準備動作は、さらに、前記第１流体供給部及び前記第１流体噴射部に対して、前記第１流路内の流体に含まれる気泡を除去させる動作を含み、
前記第２準備動作は、さらに、前記第２流体供給部及び前記第２流体噴射部に対して、前記第２流路内の流体に含まれる気泡を除去させる動作を含む
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項８】
請求項７に記載の流体噴射装置であって、
前記第１流路内の流体に含まれる気泡を除去させる前記動作は、
前記第１流体供給部に、前記第１流路内を所定時間に流れる流体の流量が所定量になるようにさせた状態で、前記第１流体噴射部に流体をパルス状に噴射させる動作を含み、
前記第２流路内の流体に含まれる気泡を除去させる前記動作は、
前記第２流体供給部に、前記第２流路内を所定時間に流れる流体の流量が所定量になるようにさせた状態で、前記第２流体噴射部に流体をパルス状に噴射させる動作を含む
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の流体噴射装置であって、
前記第１流路内の流体の圧力を検知する第１圧力検知部と、
前記第２流路内の流体の圧力を検知する第２圧力検知部と、
をさらに備え、
前記第１準備動作は、前記第１流体供給部に対して、前記第１流路内の流体の前記圧力を第１所定値以上にさせる動作のみを含み、
前記第２準備動作は、前記第２流体供給部に対して、前記第２流路内の流体の前記圧力を第２所定値以上にさせる動作のみを含む
ことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の流体噴射装置であって、
前記異常検知部は、前記異常を検知した際に、その旨を示す所定の通知情報を出力する
ことを特徴とする流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体をパルス状に噴射して対象物の切開又は切除等を行う技術が知られている。例えば、医療分野では、生体組織を切開又は切除する手術具として、流体を噴射する対象部位の性質に応じて異なる噴射特性を有する複数の脈流発生部と、複数の脈流発生部に流体を供給する流体供給部と、流体供給部から脈流発生部への流体供給路と、を備えて構成される流体噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０-０５３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような流体噴射装置はきわめて高信頼に作られているが、万が一の故障に備えて、流体噴射装置の構成要素に冗長性を持たせることで、さらなる高信頼化を図ることもできる。この場合、手術中に一つの構成要素に異常が生じても、予備の構成要素を用いて手術を継続することができる。
【０００５】
しかしながら流体噴射装置の構成要素は、単に予備を用意しておけば済むものではなく、予備の構成要素に対しても様々な設定や調整などの準備作業を事前に行っておくことが必要である。
【０００６】
そのため、流体噴射装置の構成要素に冗長性を持たせるようにした場合、実際には使用される可能性が少ない予備の構成要素に対しても、手術中にいつでも使用できるように準備をしておく必要があり、そのための準備作業が必要な上、余分な電力も消費することになる。
【０００７】
このようなことから、流体噴射装置の構成要素に冗長性を持たせた場合に生じる無駄を減らすための技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための一つの側面に係る流体噴射装置は、第１駆動信号に応じて、流体をパルス状に噴射する第１流体噴射部と、第２駆動信号に応じて、流体をパルス状に噴射する第２流体噴射部と、前記第１流体噴射部に第１流路を介して流体を供給する第１流体供給部と、前記第２流体噴射部に第２流路を介して流体を供給する第２流体供給部と、前記第１流路内における流体を所定の状態にする第１準備動作を実行し、前記第１準備動作が完了した後に、前記第１流体噴射部に対して前記第１駆動信号を出力する第１流体噴射制御部と、前記第２流路内における流体を所定の状態にする第２準備動作を実行し、前記第２準備動作が完了した後に、前記第２流体噴射部に対して前記第２駆動信号を出力する第２流体噴射制御部と、前記第１流体噴射部、前記第１流体供給部、前記第１流路及び前記第１流体噴射制御部の少なくともいずれかに生じる異常を検知する異常検知部と、を備え、前記第２流体噴射制御部は、前記異常検知部が前記異常を検知した場合に、前記第２準備動作を開始する。
【０００９】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る流体噴射装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るポンプの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るポンプの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る脈動発生部の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る入口流路の形態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る第１ポンプ制御部及び第２ポンプ制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る第１ポンプ制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る第２ポンプ制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＝＝概要＝＝
本明細書及び図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
第１駆動信号に応じて、流体をパルス状に噴射する第１流体噴射部と、第２駆動信号に応じて、流体をパルス状に噴射する第２流体噴射部と、前記第１流体噴射部に第１流路を介して流体を供給する第１流体供給部と、前記第２流体噴射部に第２流路を介して流体を供給する第２流体供給部と、前記第１流路内における流体を所定の状態にする第１準備動作を実行し、前記第１準備動作が完了した後に、前記第１流体噴射部に対して前記第１駆動信号を出力する第１流体噴射制御部と、前記第２流路内における流体を所定の状態にする第２準備動作を実行し、前記第２準備動作が完了した後に、前記第２流体噴射部に対して前記第２駆動信号を出力する第２流体噴射制御部と、前記第１流体噴射部、前記第１流体供給部、前記第１流路及び前記第１流体噴射制御部の少なくともいずれかに生じる異常を検知する異常検知部と、を備え、前記第２流体噴射制御部は、前記異常検知部が前記異常を検知した場合に、前記第２準備動作を開始することを特徴とする流体噴射装置が明らかとなる。
【００１３】
このような流体噴射装置によれば、流体噴射装置の構成要素に冗長性を持たせた場合に生じる無駄を減らすことができる。
【００１４】
ここで、前記異常検知部は、前記異常を検知した際に、検知した前記異常の内容に応じて、前記第１流体噴射部による流体の噴射が継続可能であるか否かを判定し、前記第２流体噴射制御部は、前記第１流体噴射部による流体の噴射が継続可能と判定された場合であっても、前記第２準備動作を開始するようにすることが好ましい。
【００１５】
このような流体噴射装置によれば、第１流体噴射部による流体の噴射が可能である間にいち早く第２準備動作を始めることができるので、第１流体噴射部による流体の噴射が不可能になる前に、第２流体噴射部を用いた流体の噴射開始を間に合わせることができる可能性を向上させることができる。
【００１６】
また前記異常検知部は、前記第１流体噴射部による流体の噴射が継続不可能と判定した場合に、その旨を示す所定の通知情報を出力することが好ましい。
【００１７】
このような流体噴射装置によれば、第１流体噴射部からの噴射が不可能になったことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置の安全性をより一層向上させることが可能になる。
【００１８】
また前記第２流体噴射制御部は、前記第２準備動作が完了した際に、その旨を示す所定の通知情報を出力することが好ましい。
【００１９】
このような流体噴射装置によれば、第２流体噴射部からの噴射が可能になったことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、いち早く第１流体噴射部から第２流体噴射部へ切り替えて流体の噴射を行うことが可能となる。
【００２０】
なお、前記第１準備動作は、前記第１流体供給部から前記第１流路を介して流体を前記第１流体噴射部に到達させる動作を含み、前記第２準備動作は、前記第２流体供給部から前記第２流路を介して流体を前記第２流体噴射部に到達させる動作を含むことが好ましい。
【００２１】
このような流体噴射装置によれば、第１流体噴射部あるいは第２流体噴射部を用いて噴射を開始する時点で、既に流体が第１流体噴射部あるいは第２流体噴射部にまで到達しているので、直ちに流体の噴射を開始することが可能となる。
【００２２】
また、前記流体噴射装置は、前記第１流路内の流体の圧力を検知する第１圧力検知部と、前記第２流路内の流体の圧力を検知する第２圧力検知部と、をさらに備え、前記第１準備動作は、さらに、前記第１流体供給部に対して、前記第１流路内の流体の前記圧力を第１所定値以上にさせる動作を含み、前記第２準備動作は、さらに、前記第２流体供給部に対して、前記第２流路内の流体の前記圧力を第２所定値以上にさせる動作を含むことが好ましい。
【００２３】
このような流体噴射装置によれば、噴射開始時点から安定した強度で流体の噴射を行うことが可能となる。
【００２４】
また前記第１準備動作は、さらに、前記第１流体供給部及び前記第１流体噴射部に対して、前記第１流路内の流体に含まれる気泡を除去させる動作を含み、前記第２準備動作は、さらに、前記第２流体供給部及び前記第２流体噴射部に対して、前記第２流路内の流体に含まれる気泡を除去させる動作を含むことが好ましい。
【００２５】
このような流体噴射装置によれば、噴射開始後に流体とともに気泡が吐出されることなく、流体を安定してパルス状に噴射することが可能となる。
【００２６】
なお、前記第１流路内の流体に含まれる気泡を除去させる前記動作は、前記第１流体供給部に、前記第１流路内を所定時間に流れる流体の流量が所定量になるようにさせた状態で、前記第１流体噴射部に流体をパルス状に噴射させる動作を含み、前記第２流路内の流体に含まれる気泡を除去させる前記動作は、前記第２流体供給部に、前記第２流路内を所定時間に流れる流体の流量が所定量になるようにさせた状態で、前記第２流体噴射部に流体をパルス状に噴射させる動作を含むことが好ましい。
【００２７】
このような流体噴射装置によれば、効果的に気泡を除去することができる。
【００２８】
また、前記流体噴射装置は、前記第１流路内の流体の圧力を検知する第１圧力検知部と、前記第２流路内の流体の圧力を検知する第２圧力検知部と、をさらに備え、前記第１準備動作は、前記第１流体供給部に対して、前記第１流路内の流体の前記圧力を第１所定値以上にさせる動作のみを含み、前記第２準備動作は、前記第２流体供給部に対して、前記第２流路内の流体の前記圧力を第２所定値以上にさせる動作のみを含むことが好ましい。
【００２９】
このような流体噴射装置によれば、噴射開始時点から安定した強度で流体の噴射を行うことができるとともに、既に流体が第１流体噴射部あるいは第２流体噴射部にまで到達しているような場合に、不要な準備動作を無駄に行わなくて済むようにできる。また準備動作に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
また前記異常検知部は、前記異常を検知した際に、その旨を示す所定の通知情報を出力することが好ましい。
【００３１】
このような流体噴射装置によれば、前記第１流体噴射部、前記第１流体供給部、前記第１流路及び前記第１流体噴射制御部の少なくともいずれかに異常が発生したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置の安全性をより一層向上させることが可能になる。
【００３２】
＝＝全体構成＝＝
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る流体噴射装置は、細密な物体や構造物、生体組織等の洗浄あるいは切断等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施形態では、生体組織を切開又は切除する手術用メスに好適な流体噴射装置を例示して説明する。したがって、本実施形態に係る流体噴射装置にて用いる流体は、水や生理食塩水、所定の薬液等である。なお、以降の説明で参照する図面は、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。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る手術用メスとしての流体噴射装置１を示す構成説明図である。本実施形態に係る流体噴射装置１は、駆動制御部６００と、第１脈動発生部（第１流体噴射部）１００ａと、第１ポンプ（第１流体供給部）７００ａと、第１接続チューブ（第１流路）２５ａと、第２脈動発生部（第２流体噴射部）１００ｂと、第２ポンプ（第２流体供給部）７００ｂと、第２接続チューブ（第２流路）２５ｂと、を備える。
【００３４】
駆動制御部６００は、第１ポンプ７００ａ及び第２ポンプ７００ｂと連携して流体噴射装置１の制御を行う。
【００３５】
第１ポンプ７００ａは、第１接続チューブ２５ａを介して流体を第１脈動発生部１００ａに供給する。
【００３６】
第２ポンプ７００ｂは、第２接続チューブ２５ｂを介して流体を第２脈動発生部１００ｂに供給する。
【００３７】
第１脈動発生部１００ａは、第１接続チューブ２５ａを介して第１ポンプ７００ａから供給された流体をパルス状に噴射する。
【００３８】
第２脈動発生部１００ｂは、第２接続チューブ２５ｂを介して第２ポンプ７００ｂから供給された流体をパルス状に噴射する。
【００３９】
また、駆動制御部６００と第１脈動発生部１００ａとの間は第１制御ケーブル６３０ａにより接続されており、駆動制御部６００が有する第１駆動信号出力部６１０ａは、第１脈動発生部１００ａから流体をパルス状に噴射するための駆動信号（第１駆動信号）を、第１制御ケーブル６３０ａを介して第１脈動発生部１００ａに伝達する。
【００４０】
同様に、駆動制御部６００と第２脈動発生部１００ｂとの間は第２制御ケーブル６３０ｂにより接続されており、駆動制御部６００が有する第２駆動信号出力部６１０ｂは、第２脈動発生部１００ｂから流体をパルス状に噴射するための駆動信号（第２駆動信号）を、第２制御ケーブル６３０ｂを介して第２脈動発生部１００ｂに伝達する。
【００４１】
また駆動制御部６００と第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとの間は通信ケーブル６４０により接続されており、駆動制御部６００、第１ポンプ７００ａ、第２ポンプ７００ｂは、ＣＡＮ(Controller Area Network)などの所定の通信プロトコルに従って相互に様々なコマンドやデーターを授受する。
【００４２】
なお詳細は後述するが、上記の各構成要素のうち、第１脈動発生部１００ａ、第１ポンプ７００ａ、第１接続チューブ２５ａ、第１駆動信号出力部６１０ａ及び第１制御ケーブル６３０ａは、第１グループの構成要素３０ａに含まれる。第１グループの構成要素３０ａは、第１脈動発生部１００ａから流体を噴射させるために用いられる流体噴射装置１の構成要素である。
【００４３】
同様に、第２脈動発生部１００ｂ、第２ポンプ７００ｂ、第２接続チューブ２５ｂ、第２駆動信号出力部６１０ｂ及び第２制御ケーブル６３０ｂは、第２グループの構成要素３０ｂに含まれる。第２グループの構成要素３０ｂは、第２脈動発生部１００ｂから流体を噴射させるために用いられる流体噴射装置１の構成要素である。
【００４４】
第２グループの構成要素３０ｂは、第１グループの構成要素３０ａのいずれかに異常が検出された場合に、第１グループの構成要素３０ａに代わって流体を噴射するために使用される予備の構成要素である。
【００４５】
なお、駆動制御部６００のうち、第１脈動発生部１００ａから流体を噴射するために用いられる第１駆動信号出力部６１０aは第１グループの構成要素３０ａに含まれ、第２脈動発生部１００ｂから流体を噴射するために用いられる第２駆動信号出力部６１０ｂは第２グループの構成要素３０ｂに含まれる。
【００４６】
なお以下の説明においては、第１脈動発生部１００ａと第２脈動発生部１００ｂの機能や構造は同様であるので、説明の簡便化のため、特に区別して説明する必要がある場合以外は、適宜、両者を脈動発生部１００と記してまとめて説明する。
【００４７】
同様に、第１ポンプ７００ａ及び第２ポンプ７００ｂ、第１接続チューブ２５ａ及び第２接続チューブ２５ｂ、第１制御ケーブル６３０ａ及び第２制御ケーブル６３０ｂも、それぞれ、特に区別して説明する必要がある場合以外は、適宜、ポンプ７００、接続チューブ２５、制御ケーブル６３０とまとめて記載して説明する。
【００４８】
一方、第１グループの構成要素３０ａと第２グループの構成要素３０ｂとを区別して説明する必要がある場合には、例えば、第１ポンプ７００ａ、第２ポンプ７００ｂ等のように区別して示し、参照符号に適宜ａ、ｂ等の添え字を付加する。またこの場合、第１ポンプ７００ａ内の構成要素の参照符号にも添え字ａを付加し、第２ポンプ７００ｂの構成要素の参照符号にも添え字ｂを付けて示す。
【００４９】
脈動発生部１００は、詳細は後述するが、ポンプ７００から供給された流体が収容される流体室５０１と、この流体室５０１の容積を変更するダイアフラム４００と、ダイアフラム４００を振動させる圧電素子４０１と、を備えている。
【００５０】
また脈動発生部１００は、流体室５０１から吐出される流体の流路となる細いパイプ状の流体噴射管２００と、流体噴射管２００の先端部に装着される流路径が縮小されたノズル２１１と、を備えている。
【００５１】
そして脈動発生部１００は、駆動制御部６００から出力される駆動信号によって圧電素子４０１を駆動させ、流体室５０１の容積を変化させることで流体にパルス状に圧力を印加して流体を脈流に変換し、流体噴射管２００、ノズル２１１を通して流体をパルス状に高速噴射する。
【００５２】
駆動制御部６００は、脈動発生部１００を用いて執刀する術者等によって操作される様々なスイッチからの信号の入力を受けて、上記制御ケーブル６３０や通信ケーブル６４０を介して、ポンプ７００や脈動発生部１００を制御する。
【００５３】
駆動制御部６００に入力される上記スイッチとしては、例えば脈動発生部起動スイッチ６２５や、噴射強度切替スイッチ６２７、フラッシングスイッチ６２８、脈動発生部切替スイッチ６２９等がある（不図示）。
【００５４】
脈動発生部切替スイッチ６２９は、第１グループの構成要素３０ａ及び第２グループの構成要素３０ｂのいずれから流体を噴射するかを選択するためのスイッチである。駆動制御部６００は、選択された方の脈動発生部１００（第１脈動発生部１００ａあるいは第２脈動発生部１００ｂ）に接続されている制御ケーブル６３０（第１制御ケーブル６３０ａあるいは第２制御ケーブル６３０ｂ）に、駆動信号を出力する。
【００５５】
本実施形態では、流体噴射装置１を用いて手術を行う際には、最初に第１グループの構成要素３０ａを使用するようにする。そのため、脈動発生部切替スイッチ６２９は、オペレーターによって第１グループの構成要素３０ａを選択するように設定される。そして第１グループの構成要素３０ａを用いて手術を行っている間に、第１グループの構成要素３０ａに異常が検出された場合には、流体噴射装置１は、第２グループの構成要素３０ｂを用いて流体の噴射が行われるように制御を切り替える。
【００５６】
脈動発生部起動スイッチ６２５は、脈動発生部１００からの流体の噴射の有無を切り替えるためのスイッチである。脈動発生部１００を用いて執刀する術者によって脈動発生部起動スイッチ６２５が操作されると、駆動制御部６００は、ポンプ７００と連携して、脈動発生部切替スイッチ６２９によって選択された方の脈動発生部１００から流体を噴射あるいは停止するための制御を実行する。脈動発生部起動スイッチ６２５は、術者の足元において操作されるフットスイッチとしての形態をとることもできるし、術者によって把持される脈動発生部１００に一体的に配設され、術者の手や指によって操作される形態をとることもできる。
【００５７】
噴射強度切替スイッチ６２７は、脈動発生部１００から噴射される流体の噴射強度を変更するためのスイッチである。駆動制御部６００は、噴射強度切替スイッチ６２７が操作された場合には、脈動発生部１００及びポンプ７００に対し、流体の噴射強度を増減するための制御を行う。
【００５８】
なおフラッシングスイッチ６２８については後述する。
【００５９】
また、本実施形態において、脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量又は流速が周期的又は不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量又は流速が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。
【００６０】
同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射される流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射される流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。
【００６１】
また脈動発生部１００が駆動を停止している場合、つまり、流体室５０１の容積を変更させないときは、流体供給部としてのポンプ７００から所定の圧力で供給された流体は、流体室５０１を通って、ノズル２１１から連続的に流出する。
【００６２】
＝＝ポンプ＝＝
次に本実施形態に係るポンプ７００の構成及び動作の概要について、図２を参照しながら説明する。
【００６３】
なお上述したように、本実施形態に係る流体噴射装置１は第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとを備えているが、第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとをまとめてポンプ７００と記載し、まとめて説明する。
【００６４】
本実施形態に係るポンプ７００は、ポンプ制御部７１０と、スライダー７２０と、モーター７３０と、リニアガイド７４０と、ピンチバルブ７５０と、を備える。またポンプ７００は、流体を収容する流体容器７６０を着脱可能に装着するための流体容器装着部７７０を有して構成されている。流体容器装着部７７０は、流体容器７６０が装着された際に、流体容器７６０が規定の位置で保持されるように形成されている。
【００６５】
なお詳細は後述するが、ポンプ制御部７１０には、スライダーリリーススイッチ７８０、スライダーセットスイッチ７８１、送液レディスイッチ７８２、プライミングスイッチ７８３、ピンチバルブスイッチ７８５が入力されている（不図示）。
【００６６】
流体容器７６０は、本実施形態においては一例として、シリンジ７６１及びプランジャー７６２を備える注射筒として構成されている。
【００６７】
この流体容器７６０は、シリンジ７６１の先端部に、円筒を突出させた形状の開口部７６４が形成されている。そして流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着する際には、接続チューブ２５の端部を開口部７６４にはめ込むようにして、シリンジ７６１の内部から接続チューブ２５への流体の流路を形成する。
【００６８】
ピンチバルブ７５０は、接続チューブ２５の経路上に設けられ、流体容器７６０と脈動発生部１００との間の流体の流路を開閉するバルブである。
【００６９】
ピンチバルブ７５０の開閉はポンプ制御部７１０により行われる。ポンプ制御部７１０がピンチバルブ７５０を開放すると、流体容器７６０と脈動発生部１００との間の流路が連通する。ポンプ制御部７１０がピンチバルブ７５０を閉塞すると、流体容器７６０と脈動発生部１００との間の流路が遮断する。
【００７０】
流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着した後に、ピンチバルブ７５０を開放した状態で、流体容器７６０のプランジャー７６２をシリンジ７６１内に押し込む方向（以下、押し込み方向とも記す）に移動させると、プランジャー７６２の上記押し込み方向側の先端に装着されている弾性力を有するゴム等の樹脂製のガスケット７６３の端面と、シリンジ７６１の内壁と、により囲まれる空間（以下、流体収容部７６５とも記す）の容積が減少し、この流体収容部７６５に充填されている流体がシリンジ７６１の先端部の開口部７６４から吐出される。そして開口部７６４から吐出された流体は、接続チューブ２５内に充填されるとともに、脈動発生部１００に供給される。
【００７１】
一方、流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着した後に、ピンチバルブ７５０を閉塞した状態で、流体容器７６０のプランジャー７６２を押し込み方向に移動させると、プランジャー７６２の先端に装着されているガスケット７６３とシリンジ７６１の内壁とに囲まれる流体収容部７６５の容積が減少し、この流体収容部７６５に充填されている流体の圧力を上昇させることができる。
【００７２】
プランジャー７６２の移動は、流体容器装着部７７０に流体容器７６０を装着した時にプランジャー７６２が摺動する方向（上記押し込み方向及び押し込み方向とは反対方向）に沿って、ポンプ制御部７１０がスライダー７２０を移動させることにより行われる。
【００７３】
具体的には、スライダー７２０は、上記プランジャー７６２の摺動方向に沿ってリニアガイド７４０に直線状に形成されているレール（不図示）に、スライダー７２０の台座部７２１を係合させるように、リニアガイド７４０に取り付けられており、そしてリニアガイド７４０が、ポンプ制御部７１０により駆動されるモーター７３０から伝達される動力を用いて、スライダー７２０の台座部７２１をレールに沿って移動させることによって、スライダー７２０は、上記プランジャー７６２の摺動方向に沿って移動する。
【００７４】
また図２に示すように、リニアガイド７４０の上記レールに沿って、第１リミットセンサー７４１、残量センサー７４２、ホームセンサー７４３、第２リミットセンサー７４４が設けられている。
【００７５】
これらの、第１リミットセンサー７４１、残量センサー７４２、ホームセンサー７４３、第２リミットセンサー７４４はいずれも、リニアガイド７４０の上記レール上を移動するスライダー７２０の位置を検出するセンサーであり、これらのセンサーにより検出された信号は、ポンプ制御部７１０に入力される。
【００７６】
ホームセンサー７４３は、リニアガイド７４０上におけるスライダー７２０の初期位置（以下、ホーム位置とも記す）を定めるために用いられるセンサーである。ホーム位置は、流体容器７６０の装着や交換等の作業を行う際に、スライダー７２０が保持される位置である。
【００７７】
残量センサー７４２は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２の押し込み方向に移動した際に、流体容器７６０内の流体の残量が所定値以下になる際のスライダー７２０の位置（以下、残量位置とも記す）を検出するためのセンサーである。残量センサー７４２が設けられた残量位置までスライダー７２０が移動した場合には、オペレーター（術者あるいは補助者）に対して所定の警報が出力される。そしてオペレーターの判断により適切なタイミングで、現在使用中の流体容器７６０を、新たな流体容器７６０に交換する作業が行われる。あるいは、ポンプ７００（第１ポンプ７００ａ）と同様構成の予備の第２ポンプ７００ｂが用意されている場合には、脈動発生部１００への流体の供給が予備の第２ポンプ７００ｂから行われるように切り替える作業が行われる。
【００７８】
第１リミットセンサー７４１は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２の押し込み方向に移動する際の移動可能範囲の限界位置（以下、第１限界位置とも記す）を示す。第１リミットセンサー７４１が設けられた第１限界位置までスライダー７２０が移動した場合には、流体容器７６０内の流体の残量は、スライダー７２０が上記残量位置にある時の残量よりもさらに少なく、オペレーターに対して所定の警報が出力される。そしてこの場合も、現在使用中の流体容器７６０を新たな流体容器７６０に交換する作業、あるいは予備の第２ポンプ７００ｂへの切り替え作業が行われる。
【００７９】
一方、第２リミットセンサー７４４は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２を押し込む方向とは反対方向に移動する際の移動可能範囲の限界位置（以下、第２限界位置とも記す）を示す。第２リミットセンサー７４４が設けられた第２限界位置までスライダー７２０が移動した場合にも所定の警報が出力される。
【００８０】
なおスライダー７２０には、タッチセンサー７２３と圧力センサー（圧力検知部）７２２とが装着されている。
【００８１】
タッチセンサー７２３は、流体容器７６０のプランジャー７６２にスライダー７２０が接触しているか否かを検出するためのセンサーである。
【００８２】
また圧力センサー７２２は、シリンジ７６１の内壁とガスケット７６３とにより形成される流体収容部７６５内の流体の圧力、つまりスライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際の圧力を検出し、この圧力に応じたレベル（例えば電圧や電圧、周波数）の信号（検知信号）を出力するセンサーである。
【００８３】
ピンチバルブ７５０を閉めた状態でスライダー７２０を上記押し込み方向に移動させた場合には、流体収容部７６５内の流体の圧力は、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触したのちは、スライダー７２０の押し込み量を増加させるにつれて上昇する。
【００８４】
一方、ピンチバルブ７５０を開けた状態でスライダー７２０を上記押し込み方向に移動させた場合には、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触した後であっても、流体収容部７６５内の流体は、接続チューブ２５を通じて脈動発生部１００のノズル２１１から流出してしまうため、流体収容部７６５内の流体の圧力は、ある程度までは上昇するものの、スライダー７２０をそれ以上押し込み方向に移動させても上昇しない。
【００８５】
なお、タッチセンサー７２３及び圧力センサー７２２からの信号は、ポンプ制御部７１０に入力されている。
【００８６】
また、以下の説明において、スライダー７２０、モーター７３０及びリニアガイド７４０を、流体押圧部７３１と記す場合がある。流体押圧部７３１は、流体収容部７６５を押圧して、流体容器７６０の開口部７６４から流体を流出させる。
【００８７】
次に、流体が充填された流体容器７６０を流体容器装着部７７０に新たに装着し、流体容器７６０内の流体を脈動発生部１００に供給し、脈動発生部１００から流体をパルス状に噴射可能な状態になるまでの準備動作（第１準備動作、第２準備動作）について説明する。
【００８８】
第１準備動作は、第１グループの構成要素３０ａから流体の噴射を可能にするために行われる準備動作であり、第２準備動作は、第２グループの構成要素３０ｂから流体の噴射を可能にするために行われる準備動作である。
【００８９】
準備動作は、脈動発生部１００から流体が適切な強度で噴射されるように、流路内の流体を所定の状態（後述）にする動作である。
【００９０】
ポンプ制御部７１０及び駆動制御部６００は、オペレーターによって流体噴射装置１になされる指示入力（後述）によって準備動作を実行するが、第１グループの構成要素３０ａに異常を検出した場合など、流体噴射装置１の状態に応じて、指示入力がなくても準備動作を実行することもできる。
【００９１】
オペレーターによる指示入力で準備動作を行う場合は、ポンプ制御部７１０及び駆動制御部６００は、脈動発生部切替スイッチ６２９にて指定されている第１グループの構成要素３０ａ、あるいは第２グループの構成要素３０ｂの何れかに対して、準備動作を行う。
【００９２】
本実施形態では、初めは第１グループの構成要素３０ａを用いて流体の噴射を行い、第２グループの構成要素３０ｂは、第１グループの構成要素３０ａに異常が生じた場合のバックアップとして用いるので、通常は、第１グループの構成要素３０ａが選択されるように、脈動発生部切替スイッチ６２９が設定される。
【００９３】
本実施形態に係る準備動作には、以下に述べる予備加圧、プライミング処理、及びフラッシング処理の各処理が含まれるが、ポンプ制御部７１０及び駆動制御部６００は、流体噴射装置１の状況に応じて、これらの様々な組み合わせで準備動作を実行することができる。
【００９４】
たとえば、準備動作として、予備加圧のみが行われる場合や、プライミング処理のみが行われる場合、あるいは、予備加圧とプライミング処理とが行われる場合、予備加圧とプライミング処理とフラッシング処理とが行われる場合などがある。
【００９５】
以下の説明では一例として、オペレーターからの指示入力に従って、第１グループの構成要素３０ａに対して、ポンプ制御部７１０が予備加圧を行った後にプライミング処理を行い、その後、ポンプ制御部７１０と駆動制御部６００とが連携してフラッシング処理を行う場合について説明する。
【００９６】
なお以下の準備動作は、第１グループの構成要素３０ａに対して行う場合も、第２グループの構成要素３０ｂに対して行う場合も同様であるので、両者をまとめて説明する。
【００９７】
まずオペレーターは、スライダーリリーススイッチ７８０を操作して、スライダーリリーススイッチ７８０のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力する。そうするとポンプ制御部７１０は、スライダー７２０をホーム位置に移動させる。
【００９８】
そしてオペレーターは、事前に接続チューブ２５と接続しておいた流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着する。なおこの流体容器７６０のシリンジ７６１には既に流体が充填されている。
【００９９】
そしてオペレーターが接続チューブ２５をピンチバルブ７５０にセットした後に、ピンチバルブスイッチ７８５を操作してピンチバルブスイッチ７８５のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力すると、ポンプ制御部７１０はピンチバルブ７５０を閉じる。
【０１００】
次にオペレーターは、スライダーセットスイッチ７８１を操作して、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力する。そうするとポンプ制御部７１０は、スライダー７２０を押し込み方向に移動させて、流体容器７６０内の流体収容部７６５に収容されている流体の圧力が所定の目標圧力値に対して規定の範囲内（以下、ラフウインドウとも記す）になるように制御を開始する。
【０１０１】
上記のように、流体収容部７６５に収容されている流体の圧力が規定の範囲内（つまり所定値（第１所定値、第２所定値）以上）である状態にするのが予備加圧である。
【０１０２】
その後オペレーターによって送液レディスイッチ７８２が押されると、この送液レディスイッチ７８２のＯＮ信号がポンプ制御部７１０に入力され、流体収容部７６５内の流体の圧力が上記ラフウインドウに入っている場合には、ポンプ制御部７１０は、ポンプ７００から脈動発生部１００への流体の送液を許可する送液可能状態となる。
【０１０３】
そしてポンプ制御部７１０が送液可能状態である時に、オペレーターの操作によってプライミングスイッチ７８３のＯＮ信号がポンプ制御部７１０に入力されると、ポンプ制御部７１０はプライミング処理を開始する。プライミング処理は、流体容器７６０内の流体を、接続チューブ２５を介して脈動発生部１００の流体噴射開口部２１２に到達させ、流体容器７６０から流体噴射開口部２１２までの流路内を流体で満たされた状態にする処理である。
【０１０４】
プライミング処理が開始されると、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を開放するとともに、ピンチバルブ７５０の開放と同時あるいはほぼ同時のタイミング（例えば数ミリ秒ないし数十ミリ秒程度の時間差）で、スライダー７２０の押し込み方向への移動を開始する。スライダー７２０の移動は、流体容器７６０からの流体の単位時間あたりの送出量が一定になるような所定速度で行われる。プライミング処理は、流体容器７６０内の流体が脈動発生部１００の流体噴射開口部２１２に到達するまでに要する時間以上の所定時間が経過するまで（あるいは流体容器７６０内の流体が脈動発生部１００の流体噴射開口部２１２に到達するのに十分な所定距離だけスライダー７２０が移動するまで）、あるいはオペレーターがプライミングスイッチ７８３を操作してＯＦＦ信号が入力されるまで行われる。
【０１０５】
これにより、流体収容部７６５内の所定量の流体が、所定の流速（単位時間あたりの流体の吐出量）でポンプ７００から送出され、ピンチバルブ７５０から脈動発生部１００までの接続チューブ２５内を満たすとともに、脈動発生部１００の流体室５０１や流体噴射管２００等も満たす。なお、プライミング処理を始める前に接続チューブ２５内や脈動発生部１００内に存在していた空気は、接続チューブ２５や脈動発生部１００内に流体が流入するにつれて、脈動発生部１００のノズル２１１から大気に放出される。
【０１０６】
なお、プライミング処理の際にスライダー７２０を移動させる上記所定速度、所定距離あるいは所定時間は、ポンプ制御部７１０内に事前に記憶されている。
【０１０７】
このようにして、プライミング処理が完了する。
【０１０８】
次に、オペレーターの操作によってフラッシングスイッチ６２８のＯＮ信号が駆動制御部６００に入力されると、駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０は脱気処理を開始する。
【０１０９】
脱気処理は、接続チューブ２５や脈動発生部１００内に残存している気泡を脈動発生部１００のノズル２１１から排出し、流路内を気泡が除去された状態にする処理である。
【０１１０】
脱気処理では、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を開けた状態で、流体容器７６０からの流体の単位時間あたりの送出量が一定になるような所定速度、つまり、流路内を所定時間に流れる流体の流量が所定量になるような速度で、スライダー７２０を押し込み方向に移動させて、流体を脈動発生部１００に供給する。また駆動制御部６００は、ポンプ７００による流体の吐出と連動して、脈動発生部１００の圧電素子４０１を駆動して、脈動発生部１００から流体をパルス状に噴射する。これにより、接続チューブ２５や脈動発生部１００内に残存している気泡は、脈動発生部１００のノズル２１１から排出される。脱気処理は、所定時間が経過するまで（あるいはスライダー７２０が所定距離だけ移動するまで）、あるいはオペレーターがフラッシングスイッチ６２８を操作してＯＦＦ信号が入力されるまで行われる。
【０１１１】
なお、脱気処理の際にスライダー７２０を移動させる上記所定速度や所定時間あるいは所定距離は、駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０内に事前に記憶されている。
【０１１２】
以上のようにして準備動作（予備加圧、プライミング処理、脱気処理）が完了する。
【０１１３】
準備動作が終了すると、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を閉じるとともに、流体容器７６０の流体収容部７６５に収容されている流体の圧力を検知する。そしてこの圧力が上記ラフウインドウ内に入るようにスライダー７２０の位置を調整する制御を行う。
【０１１４】
その後、流体収容部７６５内の流体の圧力がラフウインドウ内に入っている場合には、脈動発生部１００から流体をパルス状に噴射可能な状態になる。
【０１１５】
この状態で術者の足によって脈動発生部起動スイッチ６２５が操作され、脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号が駆動制御部６００に入力されると、ポンプ制御部７１０は、駆動制御部６００から送信される信号に従って、ピンチバルブ７５０を開くともに、ピンチバルブ７５０の開放と同時あるいはほぼ同時のタイミング（例えば数ミリ秒ないし数十ミリ秒程度の時間差）で、スライダー７２０を所定速度で押し込み方向に移動させて、脈動発生部１００への流体の供給を開始する。一方で駆動制御部６００は、圧電素子４０１の駆動を開始して、流体室５０１の容積を変化させて脈流を発生する。このようにして脈動発生部１００の先端のノズル２１１から流体がパルス状に高速噴射される。
【０１１６】
その後、術者が足により脈動発生部起動スイッチ６２５を操作して、脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＦＦ信号が駆動制御部６００に入力されると、駆動制御部６００は、圧電素子４０１の駆動を停止する。そしてポンプ制御部７１０は、駆動制御部６００から送信される信号に従って、スライダー７２０の移動を停止させるとともにピンチバルブ７５０を閉じる。このようにして脈動発生部１００からの流体の噴射が停止する。
【０１１７】
なお、本実施形態に係るポンプ７００は、シリンジ７６１及びプランジャー７６２を備える注射筒として構成される流体容器７６０をスライダー７２０が押圧する構成であるが、図３に示すような構成でもよい。
【０１１８】
図３に示すポンプ７００は、流体を収容した輸液バッグとして構成される流体容器７６０を加圧チャンバー８００内に装着し、コンプレッサー８１０から供給されるエアーをレギュレーター８１１によって平滑化した後、加圧チャンバー８００内に圧送することで、流体容器７６０を押圧する構成を有する。
【０１１９】
加圧チャンバー８００内のエアーを加圧して流体容器７６０を押圧した状態で、ピンチバルブ７５０を開放させると、流体容器７６０の流体収容部７６５に収容されている流体は、開口部７６４から流出して、接続チューブ２５を経由して脈動発生部１００に供給される。
【０１２０】
なお加圧チャンバー８００内のエアーは、排気弁８１２を開放することによって大気に放出される。また、加圧チャンバー８００内のエアーの圧力が所定圧力を超えた場合には、排気弁８１２を開放しなくても、安全弁８１３が開くことで加圧チャンバー８００内のエアーが大気に放出される。
【０１２１】
なお図３には示していないが、上述したコンプレッサー８１０、レギュレーター８１１、排気弁８１２、ピンチバルブ７５０は、ポンプ制御部７１０によって制御される。
【０１２２】
また流体容器７６０内の流体の圧力を検知する圧力センサー７２２や、流体容器７６０内の流体の残量を検知する残量センサー７４２から出力される検出信号も、ポンプ制御部７１０に入力されている。
【０１２３】
また図３に示すポンプ７００の場合、コンプレッサー８１０、レギュレーター８１１、及び加圧チャンバー８００が流体押圧部７３１を構成する。
【０１２４】
このような態様のポンプ７００を採用することにより、単位時間あたりに脈動発生部１００に供給可能な流体の量を増加することが可能となる。また脈動発生部１００により高圧に流体を供給することも可能となる上、流体を収容した輸液バッグをそのまま流体容器７６０として用いるので、流体の汚染を防止することが可能である。また脈動発生部１００に対して、脈動を生じることなく、連続送液を行うことも可能となる。  
またその他、本実施形態では、駆動制御部６００はポンプ７００と脈動発生部１００とから離間した位置に配設されているが、ポンプ７００と一体的に構成される形態としてもよい。
【０１２５】
また、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、接続チューブ２５は柔軟で薄いチューブであり、また、ポンプ７００からの流体の吐出圧力は、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。そのため、ポンプ７００の吐出圧力は概ね０．３気圧（０．０３ＭＰａ）以下に設定されている。
【０１２６】
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、ポンプ７００からの吐出圧力は低圧にしておくことが要求される。
【０１２７】
＝＝脈動発生部＝＝
次に、本実施形態による脈動発生部１００の構造について説明する。
【０１２８】
図４は、本実施形態に係る脈動発生部１００の構造を示す断面図である。図４において、脈動発生部１００には、流体の脈動を発生する脈動発生手段を含み、流体を吐出する流路としての接続流路２０１を有する流体噴射管２００が接続されている。
【０１２９】
脈動発生部１００は、上ケース５００と下ケース３０１とをそれぞれ対向する面において接合され、４本の固定螺子３５０（図示は省略）によって螺着されている。下ケース３０１は、鍔部を有する筒状部材であって、一方の端部は底板３１１で密閉されている。この下ケース３０１の内部空間に圧電素子４０１が配設される。
【０１３０】
圧電素子４０１は、積層型圧電素子であってアクチュエーターを構成する。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。
【０１３１】
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。容積変更手段としての圧電素子４０１に駆動信号を入力することで、圧電素子４０１の伸張、収縮に伴いダイアフラム４００を介して流体室５０１の容積を変更する。
【０１３２】
ダイアフラム４００の上面には、中心部に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。
【０１３３】
上ケース５００は、下ケース３０１と対向する面の中心部に凹部が形成され、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５０８とダイアフラム４００によって囲まれた空間である。流体室５０１の略中央部には出口流路５１１が穿設されている。
【０１３４】
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。
【０１３５】
なお、以上説明した流体室５０１の形状は、本実施形態（図４参照）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、円筒形状に限定されない。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。
【０１３６】
出口流路管５１０には流体噴射管２００が接続されている。流体噴射管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、流体噴射管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。
【０１３７】
流体噴射管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。
【０１３８】
上ケース５００の側面には、ポンプ７００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（流体取入口）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。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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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によって押し圧されて、流体室５０１からの流体漏洩を防止している。
【０１４１】
流体室５０１内は、流体吐出の際に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。
【０１４２】
図４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が圧縮されるとともに、パッキン４５０がパッキンボックス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。
【０１４３】
続いて、上ケース５００に形成される入口流路５０３について図面を参照してさらに詳しく説明する。
【０１４４】
図５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。
【０１４５】
図５において、入口流路５０３は、上ケース５００の封止面５０５の周縁部溝状に形成されている。
【０１４６】
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。
【０１４７】
また、入口流路５０３は、流体室５０１の内周側壁５０８に対して略接線方向に向かって連通している。ポンプ７００（図１参照）から所定の圧力で供給される流体は、内周側壁５０８に沿って（図５中、矢印で示す方向）流動して流体室５０１に旋回流を発生する。旋回流は、旋回することによる遠心力で内周側壁５０８側に押し付けられるとともに、流体室５０１内に含まれる気泡は旋回流の中心部に集中する。
【０１４８】
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。
【０１４９】
また図５に示すように、入口流路５０３は湾曲している。入口流路５０３は、湾曲せずに直線に沿って流体室５０１に連通するようにしてもよいが、湾曲させることにより流路長を長くし、狭いスペースの中で所望のイナータンス（イナータンスについては後述する）を得るようにしている。
【０１５０】
なお、図５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。入口流路５０３の流体室５０１との接続部には切欠き状の接続開口部５０９が形成されるので、ダイアフラム４００が高い周波数で駆動されたときに、接続開口部５０９近傍において応力集中が生じて疲労破壊を発生することが考えられる。そこで、切欠き部がない連続した開口部を有している補強板４１０を配設することで、ダイアフラム４００に応力集中が発生しないようにしている。
【０１５１】
また、上ケース５００の外周隅部には、４箇所の螺子孔５１２が開設されており、この螺子孔位置において、上ケース５００と下ケース３０１とが螺合接合される。
【０１５２】
なお、図示は省略するが、補強板４１０とダイアフラム４００とを接合し、一体に積層固着することができる。固着方法としては、接着剤を用いて貼着する方法としても良いし、固層拡散接合や溶接等の方法としてもよいが、補強板４１０とダイアフラム４００とが、接合面において密着されていることがより好ましい。
【０１５３】
＝＝脈動発生部の動作＝＝
次に、本実施形態における脈動発生部１００の動作について図１〜図５を参照して説明する。本実施形態の脈動発生部１００による流体吐出は、入口流路５０３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５１１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。
【０１５４】
＜イナータンス＞
まず、イナータンスについて説明する。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
なお、入口流路５０３側のイナータンスＬ１は、接続流路５０４の直径が入口流路５０３の直径に対して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の範囲において算出される。この際、ポンプ７００と入口流路５０３を接続する接続チューブ２５は柔軟性を有するため、イナータンスＬ１の算出から削除してもよい。
【０１５９】
また、出口流路５１１側のイナータンスＬ２は、接続流路２０１の直径が出口流路５１１の直径よりもはるかに大きく、流体噴射管２００の管部（管壁）の厚さが薄いためイナータンスＬ２への影響は軽微である。従って、出口流路５１１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。
【０１６０】
なお、流体噴射管２００の管壁の厚さは、流体の圧力伝播には十分な剛性を有している。
【０１６１】
そして、本実施形態では、入口流路５０３側のイナータンスＬ１が出口流路５１１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が設定されている。
【０１６２】
＜流体の噴射＞
次に、脈動発生部１００の動作について説明する。
【０１６３】
ポンプ７００によって入口流路５０３には、所定圧力で流体が供給されている。その結果、圧電素子４０１が動作を行わない場合、ポンプ７００の吐出力と入口流路５０３側全体の流体抵抗値の差によって流体は流体室５０１内に流動する。
【０１６４】
ここで、圧電素子４０１に駆動信号が入力され、急激に圧電素子４０１が伸張したとすると、流体室５０１内の圧力は、入口流路５０３側及び出口流路５１１側のイナータンスＬ１、Ｌ２が十分な大きさを有していれば急速に上昇して数十気圧に達する。
【０１６５】
この流体室５０１内の圧力は、入口流路５０３に加えられていたポンプ７００による圧力よりはるかに大きいため、入口流路５０３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。
【０１６６】
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５１１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、流体噴射管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。
【０１６７】
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、さらに高圧、高速のパルス状の液滴として噴射される。
【０１６８】
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、圧力上昇直後に負圧状態となる。その結果、ポンプ７００の圧力と、流体室５０１内の負圧状態の双方によって所定時間経過後に、入口流路５０３の流体は圧電素子４０１の動作前と同様な速度で流体室５０１内に向かう流れが復帰する。
【０１６９】
入口流路５０３内の流体の流動が復帰した後、圧電素子４０１の伸張があれば、ノズル２１１からの脈動流を継続して噴射することができる。
【０１７０】
＜気泡の排除＞
続いて、流体室５０１内の気泡の排除動作について説明する。
【０１７１】
上述したように、入口流路５０３は、流体室５０１の周囲を旋回しつつ流体室５０１に近づくような経路で流体室５０１に連通している。また出口流路５１１は、流体室５０１の略回転体形状の回転軸近傍に開設されている。
【０１７２】
このため、入口流路５０３から流体室５０１に流入した流体は、流体室５０１内を内周側壁５０８に沿って旋回する。そして流体が遠心力により流体室５０１の内周側壁５０８側に押し付けられ、流体に含まれる気泡が流体室５０１の中心部に集中する結果、気泡は出口流路５１１から排出される。
【０１７３】
従って、圧電素子４０１による流体室５０１の微小な容積変化においても、気泡によって圧力変動が阻害されることなく、十分な圧力上昇が得られる。
【０１７４】
本実施形態によれば、ポンプ７００により所定の圧力で入口流路５０３に流体が供給されるため、脈動発生部１００の駆動を停止した状態においても入口流路５０３及び流体室５０１に流体が供給されるため、呼び水動作をしなくても初期動作を開始することができる。
【０１７５】
また、出口流路５１１の直径よりも縮小された流体噴射開口部２１２から流体を噴出するため、液圧を出口流路５１１内よりも高めることから、高速の流体噴射を可能にする。
【０１７６】
さらに、流体噴射管２００が、流体室５０１から流動される流体の脈動を流体噴射開口部２１２に伝達し得る剛性を有しているので、脈動発生部１００からの流体の圧力伝播を妨げず、所望の脈動流を噴射することができるという効果を有する。
【０１７７】
また、入口流路５０３のイナータンスを、出口流路５１１のイナータンスよりも大きく設定していることから、入口流路５０３から流体室５０１への流体の流入量の減少よりも大きい流出量の増加が出口流路５１１に発生し、流体噴射管２００内にパルス状の流体吐出を行うことができる。従って、入口流路５０３側に逆止弁を設けなくてもよく、脈動発生部１００の構造を簡素化できるとともに、内部の洗浄が容易になる他、逆止弁を用いることに起因する耐久性の不安を排除することができるという効果がある。
【０１７８】
なお、入口流路５０３及び出口流路５１１双方のイナータンスを十分大きく設定することにより、流体室５０１の容積を急激に縮小すれば、流体室５０１内の圧力を急激に上昇させることができる。
【０１７９】
また、容積変更手段としての圧電素子４０１とダイアフラム４００とを用いて脈動を発生させる構成とすることにより、脈動発生部１００の構造の簡素化と、それに伴う小型化を実現できる。また、流体室５０１の容積変化の最大周波数を１ＫＨｚ以上の高い周波数にすることができ、高速脈動流の噴射に最適である。
【０１８０】
また、脈動発生部１００は、入口流路５０３により流体室５０１内の流体に旋回流を発生させることで、流体室５０１内の流体を遠心力により流体室５０１の外周方向に押しやり、旋回流の中心部、つまり、略回転体形状の軸近傍に流体に含まれる気泡を集中させ、略回転体形状の軸の近傍に設けられる出口流路５１１から気泡を排除することができる。このことから、流体室５０１内に気泡が滞留することによる圧力振幅の低下を防止することができ、脈動発生部１００の安定した駆動を継続することができる。
【０１８１】
さらに、入口流路５０３を、流体室５０１の周囲を旋回しつつ流体室５０１に近づくような経路で流体室５０１に連通させるように形成していることから、流体を流体室５０１の内部で旋回させるための専用の構造を用いることなく旋回流を発生させることができる。
【０１８２】
また、流体室５０１の封止面５０５の外周縁部に、溝形状の入口流路５０３を形成しているので、部品数を増やすことなく旋回流発生部としての入口流路５０３を形成することができる。
【０１８３】
また、ダイアフラム４００の上面に補強板４１０を備えていることにより、ダイアフラム４００は補強板４１０の開口部外周を支点として駆動するため、応力集中が発生しにくく、ダイアフラム４００の耐久性を向上させることができる。
【０１８４】
なお、補強板４１０のダイアフラム４００との接合面の角部を丸めておけば、一層、ダイアフラム４００の応力集中を緩和することができる。
【０１８５】
また、補強板４１０とダイアフラム４００とを積層し、一体に固着すれば、脈動発生部１００の組立性を向上させることができる他、ダイアフラム４００の外周縁部の補強効果もある。
【０１８６】
また、ポンプ７００から流体を供給する入口側の接続流路５０４と入口流路５０３との接続部に、流体を滞留する流体溜り５０７を設けているために、接続流路５０４のイナータンスが入口流路５０３に与える影響を抑制することができる。
【０１８７】
さらに、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の外周方向離間した位置にリング状のパッキン４５０を備えているために、流体室５０１からの流体の漏洩を防止し、流体室５０１内の圧力低下を防止することができる。
【０１８８】
＝＝異常検出時の準備動作＝＝
上述したように、本実施形態に係る流体噴射装置１は、第１グループの構成要素３０ａに対する所定の準備動作（予備加圧、プライミング処理、脱気処理）が完了し、流体収容部７６５内の流体の圧力がラフウインドウ内に入っている場合に、第１脈動発生部１００ａから流体をパルス状に噴射可能な状態になる。この状態で脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号が駆動制御部６００に入力されると、第１ポンプ制御部７１０ａが第１脈動発生部１００ａへの流体の供給を開始する一方で、駆動制御部６００の第１駆動信号出力部６１０ａは、第１脈動発生部１００ａに第１駆動信号を出力して、第１脈動発生部１００ａから流体をパルス状に噴射する。
【０１８９】
そして本実施形態に係る流体噴射装置１は、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生した場合には、第２グループの構成要素３０ｂを用いて流体の噴射を継続することが可能である。このようにして、流体噴射装置１の構成要素に冗長性を持たせることで、より高信頼な流体噴射装置１を実現している。
【０１９０】
一方で、本実施形態に係る流体噴射装置１は、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生していない間は、第２グループの構成要素３０ｂに対する準備動作を行わず、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生した場合に、第２グループの構成要素３０ｂに対する準備動作を開始するようにしている。これにより、流体噴射装置１の構成要素に冗長性を持たせた場合に生じる無駄を減らすことを可能にしている。
【０１９１】
以下、図６〜図８を参照しながら、本実施形態に係る流体噴射装置１が、第１グループの構成要素３０ａに異常を検出し、第２グループの構成要素３０ｂに対する準備動作を開始して、第２グループの構成要素３０ｂを用いて流体の噴射を開始するために行う制御内容について具体的に説明する。
【０１９２】
なお本実施形態では、一例として、異物の混入等によって第１チューブ２５ａに発生した閉塞を、第１ポンプ制御部７１０ａが検知した場合について説明する。
【０１９３】
まず、図６を参照して、ポンプ制御部７１０の構成を説明する（第１ポンプ制御部７１０ａも第２ポンプ制御部７１０ｂも同様構成であるのでまとめて説明する）。
【０１９４】
ポンプ制御部７１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１１、メモリー７１２、ＡＤ（Analog/Digital）コンバーター７１３を有して構成されている。
【０１９５】
ポンプ制御部７１０は、流体押圧部７３１が流体容器７６０の流体収容部７６５を押圧する際の圧力に応じたレベルの検知信号を圧力センサー７２２から取り込んで、流体押圧部７３１を制御する。例えばポンプ制御部７１０は、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号が入力された場合には、流体押圧部７３１に所定の駆動信号を出力することでモーター７３０を駆動し、上記圧力がラフウィンドウ内になるように制御する。
【０１９６】
またポンプ制御部７１０は、上記圧力が所定の判定値よりも高い場合には、接続チューブ２５が閉塞したと判定し、流体押圧部７３１に対して、後述する停止信号を出力し、流体収容部７６５への押圧を停止させる。なお、流体押圧部７３１は、スライダー７２０、モーター７３０及びリニアガイド７４０を有して構成されている。
【０１９７】
ＣＰＵ７１１は、ポンプ制御部７１０の全体の制御を司るもので、メモリー７１２に記憶される各種の動作を行うためのコードから構成されるプログラムを実行することにより、本実施形態に係る各種機能を実現する。
【０１９８】
メモリー７１２は、上記プログラムの他、各種データーを記憶している。例えばメモリー７１２は、上記所定の判定値に相当するレベルを示す判定値レベルデーターを記憶している。
【０１９９】
ＡＤコンバーター７１３は、圧力センサー７２２から出力される検知信号が入力され、この検知信号のレベルを示すデーターを出力する。具体的には、圧力センサー７２２は、スライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際の圧力を検知し、この圧力に応じたレベル（例えば電圧）の検知信号を出力しているが、ＡＤコンバーター７１３は、圧力センサー７２２から出力される検知信号のレベルを示す検知レベルデーター（例えば電圧値）を出力する。
【０２００】
ＣＰＵ７１１は、ＡＤコンバーター７１３から出力される検知レベルデーターを取り込んで、メモリー７１２に記憶されている判定値レベルデーターと比較する。
【０２０１】
そしてＣＰＵ７１１は、検知レベルデーターが判定値レベルデーター以上である場合には、流体押圧部７３１による流体収容部７６５への押圧を停止させるための停止信号を流体押圧部７３１に出力する。
【０２０２】
流体押圧部７３１は、停止信号を取得すると直ちにモーター７３０の駆動を停止する。
【０２０３】
このようにして、本実施形態に係る流体噴射装置１は、接続チューブ２５の閉塞を検知して、閉塞により生ずる様々な不具合を防止することができる。そしてこれにより流体噴射装置１の安全性や信頼性を向上させることができる。
【０２０４】
またＣＰＵ７１１は、接続チューブ２５の閉塞を検知して停止信号を出力する際に、駆動制御部６００に対して脈動発生部１００の圧電素子４０１の駆動を停止させるコマンドを送信し、脈動発生部１００に流体のパルス状の噴射を停止させるようにしてもよい。
【０２０５】
このような態様により、接続チューブ２５内の残圧によって、脈動発生部１００から継続して高圧の噴射がなされることを防止することができるため、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることができる。
【０２０６】
またＣＰＵ７１１は、接続チューブ２５の閉塞を検知して停止信号を出力する際に、所定の警報を出力するようにしてもよい。例えばＣＰＵ７１１は、接続チューブ２５内の圧力が判定値よりも上昇した旨の音声メッセージをスピーカ７９０から出力する。あるいはＣＰＵ７１１は、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。
【０２０７】
このような態様により、接続チューブ２５に閉塞が発生したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。
【０２０８】
次に、第１ポンプ制御部７１０ａ及び第２ポンプ制御部７１０ｂの個々の制御内容について、図７及び図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【０２０９】
図７は第１ポンプ制御部７１０ａの制御内容を示すフローチャートであり、図８は第２ポンプ制御部７１０ｂの制御内容を示すフローチャートである。
【０２１０】
第１ポンプ制御部７１０ａは、第１流体容器装着部７７０ａに第１流体容器７６０ａが装着されると（S1000）、準備動作を開始する（S1010）。第１ポンプ制御部７１０ａは、上述したように、準備動作として予備加圧、プライミング処理及びフラッシング処理を行う。
【０２１１】
この時第１ポンプ制御部７１０ａは、オペレーターからの指示入力に従って予備加圧、プライミング処理及びフラッシング処理を個々に行ってもよいし、オペレーターから個々に指示入力がなくても、一連の連続した処理として予備加圧、プライミング処理及びフラッシング処理を行ってもよい。
【０２１２】
第１ポンプ制御部７１０ａは、準備動作が完了すると（S1020）、準備動作が完了した旨の通知情報を出力する（S1030）。例えば第１ポンプ制御部７１０ａは、準備動作が完了した旨の音声メッセージを第１スピーカ７９０ａから出力する。あるいは第１ポンプ制御部７１０ａは、所定の表示灯（不図示）を点灯させる。
【０２１３】
次に第１ポンプ制御部７１０aは、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生していないかを検知する（S1040）。例えば、第１ポンプ制御部７１０ａは、上述した第１接続チューブ２５ａに閉塞が発生していないかを検知する。
【０２１４】
異常が発生していなければ、第１ポンプ制御部７１０ａは、噴射制御を開始する（S1060）。第１ポンプ制御部７１０ａは、第１流体収容部７６５ａ内の流体の圧力がラフウインドウ内に入っている場合に、脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号が入力されたことを駆動制御部６００から受信すると、上述したように、第１流体押圧部７３１ａへ所定の駆動信号を出力して第１脈動発生部１００ａへの流体の供給を開始する。
【０２１５】
第１ポンプ制御部７１０ａは、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生していない間、噴射制御を継続する（S1040、S1050、S1060）。
【０２１６】
第１ポンプ制御部７１０ａは、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生したことを検知すると、所定の警報を出力する（S1070）。例えば第１ポンプ制御部７１０ａは、異常が発生した旨の音声メッセージを第１スピーカ７９０ａから出力する。あるいは第１ポンプ制御部７１０ａは、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。
【０２１７】
このような態様により、第１グループの構成要素３０ａに異常が発生したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。
【０２１８】
そして第１ポンプ制御部７１０ａは、通信ケーブル６４０を介して、第２ポンプ制御部７１０ｂに対して準備動作を開始させるためのコマンドを送信する（S1080）。これを受けて第２ポンプ制御部７１０ｂは準備動作を開始するが、詳細は後述する。
【０２１９】
その後、第１ポンプ制御部７１０ａは、第２ポンプ制御部７１０ｂの準備動作が完了した旨の通知を通信ケーブル６４０を介して受信していないかを検知するとともに（S1090）、第１グループの構成要素３０ａで発生している異常が、噴射を継続しうるものであるのか、噴射を停止すべきものなのかを、異常の内容に応じて判定する（S1100）。
【０２２０】
第１ポンプ制御部７１０ａは、異常の内容が、例えば上述した第１接続チューブ２５ａの閉塞であった場合には、噴射を停止すべきと判定する。あるいは第１ポンプ制御部７１０ａは、異常の内容が、例えば第１脈動発生部１００ａ内に気泡が発生したものであった場合には、噴射を継続しうると判定する。あるいは第１ポンプ制御部７１０ａは、異常の内容が、残量位置まで第１スライダー７２０ａが移動したものであった場合には、噴射を継続しうると判定する。
【０２２１】
第１ポンプ制御部７１０ａは、噴射を継続しうると判定した場合は、そのまま第１脈動発生部１００ａからの噴射を続ける（S1060）。
【０２２２】
一方、噴射を停止すべきと判定した場合には、第１ポンプ制御部７１０ａは、その旨を示す所定の警報を出力する（S1110）。例えば第１ポンプ制御部７１０ａは、噴射を停止する旨の音声メッセージを第１スピーカ７９０ａから出力する。あるいは第１ポンプ制御部７１０ａは、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。
【０２２３】
このような態様により、第１脈動発生部１００ａからの噴射が不可能になったことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。。
【０２２４】
そして第１ポンプ制御部７１０ａは、第１流体押圧部７３１ａに停止信号を出力するとともに、通信ケーブル６４０を介して駆動制御部６００に対して、第１脈動発生部１００ａの駆動を停止するように指示する（S1120）。
【０２２５】
またS1090において、第１ポンプ制御部７１０ａは、第２ポンプ制御部７１０ｂの準備動作が完了した旨の通知を通信ケーブル６４０を介して受信した場合にも、第１脈動発生部１００ａからの流体の噴射を停止させるべく、第１流体押圧部７３１ａに停止信号を出力するとともに、通信ケーブル６４０を介して駆動制御部６００に対して、第１脈動発生部１００ａの駆動を停止するように指示する（S1120）。
【０２２６】
次に、第２ポンプ制御部７１０ｂの制御内容について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【０２２７】
第２ポンプ制御部７１０ｂは、第１ポンプ制御部７１０ａから準備動作開始のコマンドを受信すると（S2000）、準備動作を開始する（S2010）。第２ポンプ制御部７１０ｂは、準備動作として予備加圧、プライミング処理及びフラッシング処理を行う。この時第２ポンプ制御部７１０ｂは、予備加圧、プライミング処理及びフラッシング処理の各処理を一連の連続した処理として行う。
【０２２８】
なおこのとき、脈動発生部切替スイッチ６２９は、オペレーターによって第１グループの構成要素３０ａを選択するように設定されているが、流体噴射装置１が第２グループの構成要素３０ｂを選択するように切り替える。
【０２２９】
第２ポンプ制御部７１０ｂは、準備動作が完了すると（S2020）、準備動作が完了した旨の通知情報を出力する（S2030）。このとき第２ポンプ制御部７１０ｂは、通信ケーブル６４０を介して第１ポンプ制御部７１０ａに対して準備動作が完了した旨の通知を送信する。また第２ポンプ制御部７１０ｂは、準備動作が完了した旨の音声メッセージを第２スピーカ７９０ｂから出力する。あるいは第２ポンプ制御部７１０ｂは、所定の表示灯（不図示）を点灯させる。このような態様により、第２脈動発生部１００ｂからの噴射が可能になったことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができる。
【０２３０】
次に第２ポンプ制御部７１０ｂは、第２グループの構成要素３０ｂに異常が発生していないかを検知する（S2040）。例えば、第２ポンプ制御部７１０ｂは、上述した第２接続チューブ２５ｂに閉塞が発生していないかを検知する。
【０２３１】
異常が発生していなければ、第２ポンプ制御部７１０ｂは、噴射制御を開始する（S2060）。第２ポンプ制御部７１０ｂは、第２流体収容部７６５ｂ内の流体の圧力がラフウインドウ内に入っている場合に、脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号が入力されたことを駆動制御部６００から受信すると、上述したように、第２流体押圧部７３１ｂへ所定の駆動信号を出力して第２脈動発生部１００ｂへの流体の供給を開始する。
【０２３２】
第２ポンプ制御部７１０ｂは、第２グループの構成要素３０ｂに異常が発生していない間、噴射制御を継続する（S2040、S2050、S2060）。
【０２３３】
第２ポンプ制御部７１０ｂは、第２グループの構成要素３０ｂに異常が発生したことを検知すると、所定の警報を出力する（S2070）。例えば第２ポンプ制御部７１０ｂは、異常が発生した旨の音声メッセージを第２スピーカ７９０ｂから出力する。あるいは第２ポンプ制御部７１０ｂは、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。
【０２３４】
このような態様により、第２グループの構成要素３０ｂに異常が発生したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。
【０２３５】
そして第２ポンプ制御部７１０ｂは、第２グループの構成要素３０ｂで発生している異常が、噴射を継続しうるものであるのか、噴射を停止すべきものなのかを、異常の内容に応じて判定する（S2080）。
【０２３６】
第２ポンプ制御部７１０ｂは、異常の内容が、例えば上述した第２接続チューブ２５ｂの閉塞であった場合には、噴射を停止すべきと判定する。あるいは第２ポンプ制御部７１０ｂは、異常の内容が、例えば第２脈動発生部１００ｂ内に気泡が発生したものであった場合には、噴射を継続しうると判定する。あるいは第２ポンプ制御部７１０ｂは、異常の内容が、残量位置まで第２スライダー７２０ｂが移動したものであった場合には、噴射を継続しうると判定する。
【０２３７】
第２ポンプ制御部７１０ｂは、噴射を継続しうると判定した場合は、そのまま第２脈動発生部１００ｂからの噴射を続ける（S2060）。
【０２３８】
一方、噴射を停止すべきと判定した場合には、第２ポンプ制御部７１０ｂは、その旨を示す所定の警報を出力する（S2090）。例えば第２ポンプ制御部７１０ｂは、噴射を停止する旨の音声メッセージを第２スピーカ７９０ｂから出力する。あるいは第２ポンプ制御部７１０ｂは、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。
【０２３９】
このような態様により、第２脈動発生部１００ｂからの噴射が不可能になったことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。。
【０２４０】
そして第２ポンプ制御部７１０ｂは、第２流体押圧部７３１ｂに停止信号を出力するとともに、通信ケーブル６４０を介して駆動制御部６００に対して、第２脈動発生部１００ｂの駆動を停止するように指示する（S2100）。
【０２４１】
以上、本実施形態に係る流体噴射装置１について詳細に説明したが、本実施形態に係る流体噴射装置１によれば、流体噴射装置１の構成要素に冗長性を持たせた場合に生じる無駄を減らすことができる。
【０２４２】
なお上記実施形態において、異常が検出された第１グループの構成要素３０ａに代わって第２グループの構成要素３０ｂを用いて流体の噴射を行っている間に、第１グループの構成要素３０ａの修理が完了した場合には、第１グループの構成要素３０ｂをバックアップとして待機させておき、万が一第２グループの構成要素３０ｂに異常が検出された場合に、第１グループの構成要素３０ａの準備動作を開始させるようにすることも可能である。
【０２４３】
このような態様によれば、流体噴射装置１の信頼性をより一層向上させることが可能となる。
【０２４４】
また、上記実施形態では、第１グループの構成要素３０ａを先に用いて流体の噴射を開始する場合について説明したが、どちらのグループの構成要素３０ａ、３０ｂを先に用いるかを固定的に決めておく必要はなく、どちらのグループの構成要素３０ａ、３０ｂを先に用いるかは、状況に応じて適宜自由に選択できるようにしてもよい。この場合、流体噴射装置１は、先に選択したグループの構成要素３０ａ、３０ｂに異常を検出した場合に、他方のグループの構成要素３０ａ、３０ｂの準備動作を開始するようにする。このような態様により、流体噴射装置１の柔軟な運用が可能となる。
【０２４５】
またポンプ制御部７１０が行う準備動作は、例えば予備加圧のみであってもよい。この場合、どの準備動作を行うかを、例えばオペレーターがポンプ制御部７１０に設定することで指定するようにすることも可能である。このような態様によって流体噴射装置１の一層柔軟な運用が可能となる。
【０２４６】
上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【０２４７】
１流体噴射装置、２５接続チューブ、３０ａ第１グループの構成要素、３０ｂ第２グループの構成要素、１００脈動発生部、４００ダイヤフラム、４０１圧電素子、５０１流体室、６００駆動制御部、６１０駆動信号出力部、６２５脈動発生部起動スイッチ、６２７噴射強度切替スイッチ、６２８フラッシングスイッチ、６２９脈動発生部切替スイッチ、６３０制御ケーブル、６４０通信ケーブル、７００ポンプ、７１０ポンプ制御部、７２２圧力センサー、７２３タッチセンサー、７３０モーター、７４０リニアガイド、７４１第１リミットセンサー、７４２残量センサー、７４３ホームセンサー、７４４第２リミットセンサー、７５０ピンチバルブ、７６０流体容器、７６１シリンジ、７８０スライダーリリーススイッチ、７８１スライダーセットスイッチ、７８２送液レディスイッチ、７８３プライミングスイッチ、７８５ピンチバルブスイッチ、７９０スピーカ
【図１】
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【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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