液體噴射控制裝置、液體噴射系統(tǒng)及液體噴射控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及液體噴射控制裝置、液體噴射系統(tǒng)及液體噴射控制方法，能夠按照用戶的預(yù)期設(shè)定脈沖液體射流的強(qiáng)度，提高使用便利性。在液體噴射控制裝置(60?1)中，噴射管部種類取得部(651)辨別安裝于主體部(40)的噴射管部(50)的噴射管部種類，并取得與辨別出的噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，電壓振幅設(shè)定部(654)參照匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于涉及驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升沿的上升指標(biāo)值和通過(guò)重復(fù)頻率撥盤(713)輸入的重復(fù)頻率指示值，設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，以使動(dòng)量變成通過(guò)動(dòng)量撥盤(711)輸入的動(dòng)量指示值。
【專利說(shuō)明】
液體噴射控制裝置、液體噴射系統(tǒng)及液體噴射控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及控制液體噴射裝置的液體噴射控制裝置等，其中，液體噴射裝置使用壓電元件將液體以脈沖狀噴射。
【背景技術(shù)】
[0002 ]已知有將液體以脈沖狀噴射來(lái)切削切削對(duì)象的技術(shù)。液體呈脈沖狀噴射是指液體從噴嘴處脈動(dòng)式噴射的射流，在本說(shuō)明書中適當(dāng)稱為“脈沖液體射流(P u I s e d L i q u i dJet)”。
[0003]脈沖液體射流有各種用途，例如，專利文獻(xiàn)I提出了利用于醫(yī)療領(lǐng)域的外科手術(shù)用的技術(shù)。在這種情況下，切削對(duì)象是生物體組織，液體是生理鹽水。
[0004]作為生成脈沖液體射流的機(jī)構(gòu)之一，已知有使用壓電元件的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是通過(guò)向壓電元件施加脈沖波形狀的驅(qū)動(dòng)電壓，使壓電元件在工作流體(流體)內(nèi)產(chǎn)生瞬時(shí)壓力而將液體以脈沖狀噴射的機(jī)構(gòu)。因而，在變更脈沖液體射流的強(qiáng)度的情況下，需要控制施加于壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓。因此，可以考慮以下方法:利用操作撥盤或操作按鈕等操作部指示施加于壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓的特性值、例如驅(qū)動(dòng)電壓波形的振幅(是指電壓振幅，也稱為驅(qū)動(dòng)電壓的大小)，從而使脈沖液體射流的強(qiáng)度可變。
[0005]然而，已知存在以下情況:即使改變操作部指示的驅(qū)動(dòng)電壓的特性值，也無(wú)法使切削對(duì)象的切削深度、切削體積等切削形態(tài)如用戶預(yù)想般變化。詳細(xì)情況在下文敘述，已知有例如，即使用戶將電壓振幅變?yōu)?倍、4倍或1/2、1/4，切削深度、切削體積未必產(chǎn)生同樣的變化。在將脈沖液體射流用于外科手術(shù)用途的情況下，無(wú)法發(fā)揮按照手術(shù)者的操作感覺(jué)的作用，可能出現(xiàn)問(wèn)題。
[0006]另一方面，如果將脈沖液體射流的噴射周期設(shè)定為可變，則能夠增加或減少每單位時(shí)間的切削深度、切削體積，能夠調(diào)整切削切削對(duì)象的速度。然而，如果改變噴射周期，則驅(qū)動(dòng)電壓波形的形狀會(huì)發(fā)生變化，因此一個(gè)脈沖的脈沖液體射流的強(qiáng)度等可能變化。因而，可能出現(xiàn)如下情況:噴射周期改變前后的一個(gè)脈沖的脈沖液體射流造成的切削深度、切削體積發(fā)生變化，即使縮短噴射周期，換言之即使提高噴射頻率，也無(wú)法得到按照用戶預(yù)期的與噴射頻率成比例的切削速度。
[0007]此外，例如，在用于外科手術(shù)時(shí)，根據(jù)手術(shù)形式、切除部位等分開使用液體流通的噴射管部分的形狀、長(zhǎng)度、管徑、材質(zhì)、或者噴嘴徑等不同的多種液體噴射裝置，一個(gè)脈沖的脈沖液體射流造成的切削深度、切削體積可能隨著所使用的液體噴射裝置的噴射管部分的種類不同而變化。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2005-152127號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而設(shè)計(jì)，其目的在于提供能夠按照用戶的預(yù)期設(shè)定脈沖液體射流的強(qiáng)度、提高使用便利性的技術(shù)。
[0012]用于解決上述問(wèn)題的第一發(fā)明涉及一種液體噴射控制裝置，所述液體噴射控制裝置向壓電元件施加給定的驅(qū)動(dòng)電壓波形，以控制脈沖液體射流從液體噴射裝置的噴射，所述液體噴射裝置使用該壓電元件將液體以脈沖狀噴射，并且所述液體噴射裝置構(gòu)成為形成有所述液體的噴射口的噴射管部相對(duì)于包含所述壓電元件的主體部自由裝卸，所述液體噴射控制裝置具備:種類辨別部，辨別所述噴射管部的噴射管部種類;對(duì)應(yīng)關(guān)系取得部，從針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系中取得與辨別出的所述噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述對(duì)應(yīng)關(guān)系是指涉及所述脈沖液體射流的動(dòng)量的第一指示值、涉及所述脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的第二指示值、以及涉及所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅和所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升沿的指標(biāo)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系;第一操作部，用于輸入所述第一指示值；第二操作部，用于輸入所述第二指示值；以及電壓振幅設(shè)定部，參照所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于所述指標(biāo)值和所述第二指示值設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，以使所述動(dòng)量變成所述第一指示值。
[0013]另外，作為另一發(fā)明，也可以構(gòu)成為一種控制方法，向壓電元件施加給定的驅(qū)動(dòng)電壓波形，以控制脈沖液體射流從液體噴射裝置的噴射，所述液體噴射裝置使用該壓電元件將液體以脈沖狀噴射，并且所述液體噴射裝置構(gòu)成為形成有所述液體的噴射口的噴射管部相對(duì)于包含所述壓電元件的主體部自由裝卸，所述控制方法包括:辨別所述噴射管部的噴射管部種類;從針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系中取得與辨別出的所述噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述對(duì)應(yīng)關(guān)系是指涉及所述脈沖液體射流的動(dòng)量的第一指示值、涉及所述脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的第二指示值、以及涉及所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅和所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升沿的指標(biāo)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系;輸入所述第一指示值；輸入所述第二指示值；以及參照所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于所述指標(biāo)值和所述第二指示值設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，以使所述動(dòng)量變成所述第一指示值。
[0014]如下文所述，脈沖液體射流造成的切削深度、切削體積與脈沖液體射流的動(dòng)量相關(guān)性高。另一方面，該切削深度、切削體積和動(dòng)量的關(guān)系有時(shí)隨著液體噴射裝置的噴射管部分的種類不同而不同。根據(jù)第一發(fā)明等，辨別安裝于主體部的噴射管部的噴射管部種類，并取得針對(duì)該噴射管部種類確定的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后，輸入涉及脈沖液體射流的動(dòng)量的第一指示值和涉及脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的第二指示值后，根據(jù)匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于驅(qū)動(dòng)電壓波形的指標(biāo)值和第二指示值設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，以使動(dòng)量變成第一指示值。由此，即使變更噴射管部的種類，也能夠通過(guò)直接指示脈沖液體射流的動(dòng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)符合用戶的預(yù)期、操作感覺(jué)的切削深度、切削體積，能夠提高使用便利性。
[0015]另外，由于能夠指示脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)，因此例如能夠維持第一指示值不變而增加或減少噴射次數(shù)。因而，能夠調(diào)整切削速度，而在改變噴射次數(shù)前后一個(gè)脈沖的脈沖液體射流造成的切削深度、切削體積不變，實(shí)現(xiàn)使用便利性的提升。
[0016]第二發(fā)明是根據(jù)第一發(fā)明所述的液體噴射控制裝置，其中，所述噴射管部具有承載該噴射管部的種類信息的第一承載部，所述種類辨別部從第一讀取部的讀取結(jié)果中取得所述種類信息并辨別所述噴射管部種類，所述第一讀取部從所述第一承載部讀取承載信息。
[0017]根據(jù)該第二發(fā)明，通過(guò)從噴射管部具有的第一承載部取得噴射管部的種類信息，能夠辨別安裝于主體部的噴射管部的噴射管部種類。
[0018]第三發(fā)明是根據(jù)第一發(fā)明所述的液體噴射控制裝置，其中，所述種類辨別部取得所述噴射管部的形狀信息和重量信息中的至少任一方來(lái)辨別所述噴射管部種類。
[0019]根據(jù)該第三發(fā)明，通過(guò)取得噴射管部的形狀信息、重量信息，能夠辨別安裝于主體部的噴射管部的噴射管部種類。
[0020]第四發(fā)明是根據(jù)第一至第三發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其中，所述噴射管部具有第二承載部，所述第二承載部承載與該噴射管部的噴射管部種類匹配的所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述對(duì)應(yīng)關(guān)系取得部從第二讀取部的讀取結(jié)果中取得所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述第二讀取部從所述第二承載部讀取承載信息。
[0021]根據(jù)該第四發(fā)明，能夠從噴射管部具有的第二承載部取得與安裝于主體部的噴射管部的噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0022]第五發(fā)明是根據(jù)第一至第四發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其中，所述液體噴射控制裝置還具備第三操作部，所述第三操作部用于輸入涉及所述指標(biāo)值的第三指示值。
[0023]根據(jù)該第五發(fā)明，能夠輸入涉及驅(qū)動(dòng)電壓波形的指標(biāo)值的第三指示值。
[0024]第六發(fā)明是根據(jù)第一至第五發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其中，所述液體噴射控制裝置還具備下降沿形狀設(shè)定部，所述下降沿形狀設(shè)定部根據(jù)所述第二指示值，設(shè)定地可變所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的下降沿形狀。
[0025]根據(jù)該第六發(fā)明，通過(guò)設(shè)定地可變驅(qū)動(dòng)電壓波形的下降沿形狀，能夠一邊維持規(guī)定或需要的驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升沿形狀一邊控制脈沖液體射流的反復(fù)噴射，以使脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)變成第二指示值。
[0026]第七發(fā)明是根據(jù)第一至第六發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其中，所述液體噴射控制裝置還具備顯示控制部，所述顯示控制部進(jìn)行顯示所述第一指示值和所述第二指示值中的至少一方的控制。
[0027]根據(jù)該第七發(fā)明，能夠顯示涉及脈沖液體射流的動(dòng)量的第一指示值和涉及脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的第二指示值中的至少一方。由此，能夠在視覺(jué)上確認(rèn)用戶指示的表示當(dāng)前脈沖液體射流的動(dòng)量、每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的指標(biāo)等。因而，能夠進(jìn)一步提高使用便利性。
[0028]第八發(fā)明是根據(jù)第一至第七發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其中，所述液體噴射控制裝置控制所述脈沖液體射流的動(dòng)量為2[nNs(納牛秒)]以上2[mNs(毫牛秒)]以下、或者動(dòng)能為2[nJ(納焦耳)]以上200[mJ(毫焦耳)]以下的所述液體噴射裝置。
[0029]根據(jù)該第八發(fā)明，能夠在脈沖液體射流的動(dòng)量為2[nNs]以上2[mNs]以下、或者動(dòng)能為2[nJ]以上200[mJ]以下的范圍內(nèi)控制液體噴射裝置。因而，適于切削例如生物體組織、食品、凝膠材料、橡膠、塑料等樹脂材料等柔軟原料。
[0030]第九發(fā)明是根據(jù)第一至第八發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其中，所述液體噴射控制裝置控制所述液體噴射裝置，所述液體噴射裝置用于通過(guò)所述脈沖液體射流切削生物體組織。
[0031 ]根據(jù)該第九發(fā)明，能夠控制例如適于外科手術(shù)用途的脈沖液體射流的強(qiáng)度。
[0032]第十發(fā)明涉及一種液體噴射系統(tǒng)，具備根據(jù)第一至第九發(fā)明中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置、液體噴射裝置、以及送液栗裝置。
[0033]根據(jù)該第十發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)揮第一至第九發(fā)明的作用效果的液體噴射系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是示出液體噴射系統(tǒng)的整體構(gòu)成例的圖。
[0035]圖2是示出液體噴射裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖3的(a)和(b)是示出壓電元件的一個(gè)周期的驅(qū)動(dòng)電壓波形和液體在液體噴射開口部的流速波形。
[0037]圖4的(a)?(C)是示出質(zhì)量通量、動(dòng)量通量、及能量通量的圖。
[0038]圖5的(a)?(C)是示出關(guān)于切削對(duì)象的切削形態(tài)的模擬中使用的主射流的流速波形的圖。
[0039]圖6的(a)?(f)是示出模擬結(jié)果(切削深度)的圖。
[0040]圖7的(a)?(f)是示出模擬結(jié)果(切削體積)的圖。
[0041]圖8的(a)和(b)是示出在給出具有不同上升頻率的驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況下的主射流的流速波形的模擬結(jié)果的圖。
[0042]圖9的(a)和(b)是示出在給出具有不同電壓振幅的驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況下的主射流的流速波形的模擬結(jié)果的圖。
[0043]圖10的(a)和(b)是示出在給出具有不同重復(fù)頻率的驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況下的主射流的流速波形的模擬結(jié)果的圖。
[0044]圖11是示出在規(guī)定的重復(fù)頻率下的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
[0045]圖12是示出實(shí)施例一中的液體噴射控制裝置的操作面板的圖。
[0046]圖13是示出實(shí)施例一中的液體噴射控制裝置的功能構(gòu)成例的框圖。
[0047]圖14是示出實(shí)施例一中的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表的數(shù)據(jù)構(gòu)成例的圖。
[0048]圖15是示出噴射管部辨別表的數(shù)據(jù)構(gòu)成例的圖。
[0049]圖16是示出在實(shí)施例一中當(dāng)噴射脈沖液體射流時(shí)控制部進(jìn)行的處理的流程的流程圖。
[0050]圖17是示出實(shí)施例二中的液體噴射控制裝置的操作面板的圖。
[0051 ]圖18是示出實(shí)施例二中的液體噴射控制裝置的功能構(gòu)成例的框圖。
[O052 ]圖19是示出實(shí)施例二中的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表的數(shù)據(jù)構(gòu)成例的圖。
[0053]圖20是示出在實(shí)施例二中當(dāng)噴射脈沖液體射流時(shí)控制部進(jìn)行的處理的流程的流程圖。
[0054]圖21是示出在發(fā)貨時(shí)收納噴射管部的包裝袋的一例的圖。
[0055]符號(hào)說(shuō)明
[0056]I液體噴射系統(tǒng)；10容器;20送液栗裝置;30液體噴射裝置;40主體部;43壓電元件;45隔膜;47讀取部;49主體側(cè)承載部;50噴射管部;53噴射管;55噴嘴;551液體噴射開口部;57壓力室；59噴射管側(cè)承載部;60(60-1、60-2)液體噴射控制裝置;61、61a操作部;711動(dòng)量撥盤;713重復(fù)頻率撥盤;715a上升頻率撥盤;62顯示部;63通信部;64攝像部;85讀碼器;86測(cè)重計(jì);65、65a控制部;651、651a噴射管部種類取得部；652,652a壓電元件控制部；653、653a上升頻率設(shè)定部；654、654a電壓振幅設(shè)定部；655重復(fù)頻率設(shè)定部;656栗控制部;657動(dòng)量顯示控制部;67、67a存儲(chǔ)部;671、671a動(dòng)量轉(zhuǎn)換表;673噴射管部辨別表
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面，對(duì)本發(fā)明的液體噴射控制裝置、液體噴射系統(tǒng)及控制方法的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不受以下說(shuō)明的實(shí)施方式的限定，可應(yīng)用本發(fā)明的方式也并不限定于以下實(shí)施方式。另外，在附圖的說(shuō)明中，對(duì)相同部分標(biāo)以相同的符號(hào)。
[0058]整體構(gòu)成
[0059]圖1是示出本實(shí)施方式的液體噴射系統(tǒng)I的整體構(gòu)成例的圖。該液體噴射系統(tǒng)I用于柔軟原料、例如以生物體組織為切削對(duì)象的外科手術(shù)、以食品為切削對(duì)象的食品加工、凝膠材料的加工、橡膠或塑料等樹脂材料的切削加工等用途，噴射動(dòng)量為2 [nNs (納牛秒)]以上2[mNs(毫牛秒)]以下、或者動(dòng)能為2[nJ(納焦耳)]以上200[mJ(毫焦耳)]以下的脈沖液體射流來(lái)對(duì)切削對(duì)象進(jìn)行切削。下面，舉例說(shuō)明將液體噴射系統(tǒng)I用于外科手術(shù)并對(duì)患部(生物體組織)進(jìn)行切開、切除、或粉碎(將這些統(tǒng)稱為“切削”)的情況。另外，在本實(shí)施方式的說(shuō)明中，動(dòng)量通量和動(dòng)量是指僅考慮脈沖液體射流的噴射方向分量的標(biāo)量、即大小。
[0060]如圖1所示，液體噴射系統(tǒng)I具備容納液體的容器10、送液栗裝置20、液體噴射裝置30、以及液體噴射控制裝置60，其中，液體噴射裝置30用于向切削對(duì)象(在本實(shí)施方式中為生物體組織)呈脈沖狀噴射液體。
[0061]另外，液體噴射控制裝置60具備操作面板70和噴射踏板81作為操作手段，其中，操作面板70用于在手術(shù)中輸入動(dòng)量的增減操作等各種操作，噴射踏板81用于手術(shù)者通過(guò)腳踏來(lái)切換脈沖液體射流的噴射開始和噴射停止。此外，液體噴射控制裝置60還適當(dāng)具備對(duì)存儲(chǔ)卡821的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫的讀寫器82、用于與外部的服務(wù)器裝置100進(jìn)行通信的通信裝置83、攝像裝置84、讀碼器85、以及測(cè)重計(jì)86。
[0062]容器10容納水或生理鹽水、藥液等液體。送液栗裝置20以通常的規(guī)定壓力或規(guī)定流量將容納在容器1中的液體經(jīng)由連接軟管91、93供應(yīng)給液體噴射裝置30。
[0063]液體噴射裝置30具備主體部40和噴射管部50，并且構(gòu)成為噴射管部50相對(duì)于主體部40自由裝卸，其中，主體部40在主體外殼41的內(nèi)部具有壓電元件43等(參照?qǐng)D2)，在噴射管部50中，管狀的噴射管53豎立在基座51上。該液體噴射裝置30是手術(shù)者在手術(shù)中進(jìn)行手持操作的部分(手柄)，向從送液栗裝置20供應(yīng)的液體賦予脈動(dòng)而產(chǎn)生脈沖流，并使產(chǎn)生的脈沖流流過(guò)噴射管53而最終作為脈沖液體射流從設(shè)置于噴嘴55的液體噴射開口部551(參照?qǐng)D2)中噴射出來(lái)。
[0064]在此，準(zhǔn)備噴射管部分的形狀、長(zhǎng)度、管徑、材質(zhì)、或者噴嘴直徑不同的外科手術(shù)用手柄，手術(shù)時(shí)，選擇使用適于手術(shù)形式、切除部位等的手柄。作為噴射管部分的種類，可列舉出例如長(zhǎng)度為15[(^]、30[(^]、或50[(^]的不銹鋼管、長(zhǎng)度為1[111]、1.5[111]、或2[111]的撓性PEEK軟管等。關(guān)于噴射管部分的形狀，也可以列舉出直線形狀、彎曲形狀等各種形狀。本實(shí)施方式的構(gòu)成為:使包含噴射管53的噴射管部50相對(duì)于具有壓電元件43等的主體部40自由裝卸，從而用于產(chǎn)生脈沖流的壓電元件43等通用，而僅將噴射管部分替換為適合手術(shù)形式等的噴射管部分進(jìn)行連接。更詳細(xì)而言，基座51的構(gòu)成不變，從豎立有長(zhǎng)度或材質(zhì)等不同的噴射管53的多種噴射管部50中，選擇適于手術(shù)形式等的噴射管部50而安裝在主體部40上使用。
[0065]另外，脈沖流是指液體的流速、壓力隨時(shí)間而劇烈且急速變化的液體的脈動(dòng)式流動(dòng)。同樣，呈脈沖狀噴射液體是指通過(guò)噴嘴的液體的流速隨時(shí)間而劇烈變化的液體的脈動(dòng)式噴射。在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明噴射通過(guò)向穩(wěn)定流賦予周期性的脈動(dòng)而產(chǎn)生的脈沖液體射流的情況，但本發(fā)明也同樣可以適用于反復(fù)進(jìn)行液體的噴射和不噴射的、間歇、斷續(xù)地噴射脈沖液體射流的情況。
[0066]圖2是示出沿液體的噴射方向截取液體噴射裝置30的簡(jiǎn)要截面圖的圖，示出了主體外殼41和基座51的嵌合狀態(tài)。需要說(shuō)明的是，為了便于圖示，圖2所示的部件或部分的縱橫的比例尺與實(shí)際情況不同。
[0067]主體部40的主體外殼41是一端開口的箱形，并構(gòu)成為在筒狀的內(nèi)部空間內(nèi)配設(shè)用于改變壓力室57的容積的壓電元件43和隔膜45。另一方面，噴射管部50的基座51的與豎立有噴射管53的一側(cè)相反側(cè)的面上具有形成壓力室57的凹部511。在該液體噴射裝置30中，當(dāng)將噴射管部50安裝于主體部40時(shí)，基座51的凹部511嵌入主體外殼41的開口端，并通過(guò)卡定彼此的鎖定機(jī)構(gòu)等來(lái)密封內(nèi)部。需要說(shuō)明的是，可以適當(dāng)選擇主體部40和噴射管部50的裝卸單元。
[0068]隔膜45是圓盤狀的金屬薄板，其外周部分在安裝噴射管部50時(shí)夾在主體外殼41和基座51之間而被固定。壓電元件43是例如層疊型壓電元件，在隔膜45和主體外殼41的底板411之間，其一端固定于隔膜45，另一端固定于底板411。
[0069]壓力室57是由隔膜45和基座51的凹部511圍成的空間。在基座51上形成有分別連通至壓力室57的入口流路513和出口流路515。出口流路515的內(nèi)徑形成為大于入口流路513的內(nèi)徑。入口流路513與連接軟管93連接，將從送液栗裝置20供應(yīng)的液體導(dǎo)入壓力室57。噴射管53的一端與出口流路515連接，將在壓力室57內(nèi)流動(dòng)的液體導(dǎo)入噴射管53。在噴射管53的另一端(前端)插入有噴嘴55，噴嘴55具有內(nèi)徑小于噴射管53的內(nèi)徑的液體噴射開口部551。
[0070]另外，噴射管部50具備作為第一承載部的噴射管側(cè)承載部59，承載分配給該噴射管部50的噴射管部種類的噴射管部ID作為其種類信息，主體部40具備作為第一讀取部的讀取部47，用于從噴射管側(cè)承載部59讀取噴射管部ID。該噴射管側(cè)承載部59和讀取部47以形成讀取部47在主體外殼41和基座51嵌合的狀態(tài)下能夠讀取噴射管側(cè)承載部59的位置關(guān)系的方式，配設(shè)于噴射管部50和主體部40的適當(dāng)位置處。噴射管側(cè)承載部59例如由存儲(chǔ)噴射管部ID的IC(集成電路:Integrated Circuit)標(biāo)簽構(gòu)成。另一方面，讀取部47由從IC標(biāo)簽讀取噴射管部ID的IC標(biāo)簽閱讀器構(gòu)成，將讀取的噴射管部ID輸出至液體噴射控制裝置60?；蛘?，也可以使用將噴射管部ID編碼化的信息碼(例如，既可以是條形碼，也可以是二維碼)來(lái)構(gòu)成噴射管側(cè)承載部59。在這種情況下，讀取部47由讀取信息碼的讀碼器構(gòu)成，解析讀取的信息碼后將噴射管部ID輸出至液體噴射控制裝置60。另外，主體部40具有與液體噴射控制裝置60通過(guò)配線連接的主體側(cè)承載部49。
[0071]需要說(shuō)明的是，噴射管側(cè)承載部59和讀取部47構(gòu)成為以形成讀取部47在主體外殼41和基座51嵌合的狀態(tài)下能夠進(jìn)行讀取的位置關(guān)系的方式配置于噴射管部50和主體部40，但如果能夠讀取存儲(chǔ)于IC標(biāo)簽的信息，則也可以以其它的配置位置關(guān)系進(jìn)行配置。例如，也可以以在變成嵌合狀態(tài)之前的接近位置或接觸狀態(tài)下能夠進(jìn)行讀取的位置關(guān)系進(jìn)行配置。
[0072]在如上述那樣構(gòu)成的液體噴射系統(tǒng)I中，容納在容器10中的液體在液體噴射控制裝置60的控制下，通過(guò)送液栗裝置20以規(guī)定壓力或規(guī)定流量經(jīng)由連接軟管93供應(yīng)至液體噴射裝置30。另一方面，在液體噴射控制裝置60的控制下當(dāng)向壓電元件43施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，則壓電元件43伸長(zhǎng)或收縮(圖2的箭頭A)。由于向壓電元件43施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是以規(guī)定的重復(fù)頻率(例如數(shù)十[Hz]?數(shù)百[Hz])反復(fù)施加的，因此壓電元件43按周期反復(fù)伸長(zhǎng)和收縮。由此，向在壓力室57內(nèi)流動(dòng)的穩(wěn)流液體賦予脈動(dòng)，并從液體噴射開口部551反復(fù)噴射脈沖液體射流。
[0073]圖3的(a)是示出施加于壓電元件43的一個(gè)周期的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓波形Lll的一例的圖，同時(shí)示出了液體在液體噴射開口部551處的流速波形L13。另外，圖3的(b)是抽取圖3的(a)所示的流速波形L13的峰值中的最高峰值的流速波形(主峰值部分)S1的圖。
[0074]圖3的(a)所示的Tp是重復(fù)周期(驅(qū)動(dòng)電壓波形的一個(gè)周期的時(shí)間)，其倒數(shù)為上述的重復(fù)頻率。需要說(shuō)明的是，重復(fù)周期Tp大約為l[ms(毫秒)]?100[ms]，驅(qū)動(dòng)電壓波形上升至最大電壓所需的時(shí)間(上升時(shí)間)Tpr大約為10|>s(微秒)]?1000|>s]。重復(fù)周期Tp設(shè)定為長(zhǎng)于上升時(shí)間Tpr的時(shí)間。另外，當(dāng)以上升時(shí)間Tpr的倒數(shù)為上升頻率時(shí)，重復(fù)頻率設(shè)定為低于上升頻率的頻率。上升頻率和上升時(shí)間均是涉及驅(qū)動(dòng)電壓上升沿的一個(gè)指標(biāo)值(上升指標(biāo)值)。
[0075]例如，如果壓電元件43被施以正電壓后伸長(zhǎng)，則在上升時(shí)間Tpr內(nèi)急劇伸長(zhǎng)，隔膜45被壓電元件43擠壓而向壓力室57側(cè)撓曲。隔膜45向壓力室57側(cè)撓曲后，壓力室57的容積變小，壓力室57內(nèi)的液體從壓力室57中被擠出。在此，由于出口流路515的內(nèi)徑大于入口流路513的內(nèi)徑，因此出口流路515的流體慣性和流體阻抗小于入口流路513的流體阻抗。因而，由于壓電元件43急劇伸長(zhǎng)而從壓力室57中被擠出的大部分液體通過(guò)出口流路515后被導(dǎo)入噴射管53，通過(guò)內(nèi)徑小于其內(nèi)徑的液體噴射開口部551變成脈沖狀的液滴即脈沖液體射流，從而被高速噴射。
[0076]上升至最大電壓后，驅(qū)動(dòng)電壓緩慢下降。這時(shí)，壓電元件43花費(fèi)長(zhǎng)于上升時(shí)間Tpr的時(shí)間來(lái)收縮，隔膜45被壓電元件43拉引而向底板411側(cè)撓曲。隔膜45向底板411側(cè)撓曲后，壓力室57的容積變大，液體從入口流路513被導(dǎo)入壓力室57內(nèi)。
[0077]需要說(shuō)明的是，由于送液栗裝置20以規(guī)定壓力或規(guī)定流量向液體噴射裝置30供應(yīng)液體，因此如果壓電元件43不進(jìn)行伸縮動(dòng)作，則在壓力室57內(nèi)流動(dòng)的液體(穩(wěn)流)經(jīng)過(guò)出口流路515后被導(dǎo)入噴射管53，并從液體噴射開口部551噴射出來(lái)。由于噴射的是恒速且低速的液流，因此可稱為穩(wěn)流。
[0078]原理
[0079]表征脈沖液體射流的值的基本是圖3的(a)中與驅(qū)動(dòng)電壓波形LU—起示出的一個(gè)脈沖的射流在液體噴射開口部551處的流速波形L13。其中，需要關(guān)注的是圖3的(b)中抽取示出的驅(qū)動(dòng)電壓剛上升后就發(fā)生的最大流速的主峰值部分(峰波(先頭波)射流:圖3的(a)的SI)。其它較低峰值是由在壓電元件43伸長(zhǎng)時(shí)由于產(chǎn)生于壓力室57內(nèi)的壓力變動(dòng)的波在噴射管53內(nèi)來(lái)回反射而附帶噴射的射流引起的，而決定切削對(duì)象的切削深度、切削體積等切肩形態(tài)的是流速最大的峰波射流(以下，稱為“主射流”)。
[0080]但是，在想要改變脈沖液體射流的強(qiáng)度以改變切削對(duì)象的切削深度、切削體積的情況下，則需要控制壓電元件43的驅(qū)動(dòng)電壓波形?？梢钥紤]通過(guò)手術(shù)者指示驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升頻率、驅(qū)動(dòng)電壓波形的振幅(電壓振幅)作為其電壓特性值來(lái)進(jìn)行該驅(qū)動(dòng)電壓波形的控制的方法。例如，可以考慮在固定電壓振幅的狀態(tài)下手術(shù)者指示上升頻率(也可以是上升時(shí)間Tpr)、或者在固定上升頻率的狀態(tài)下指示電壓振幅的方法。這是因?yàn)殡妷赫穹蚱渖仙l率(上升時(shí)間Tpr)對(duì)主射流流速波形產(chǎn)生重大影響。驅(qū)動(dòng)電壓上升至最大電壓后，在緩慢下降期間，驅(qū)動(dòng)電壓并不太影響主射流流速波形。因而，認(rèn)為如果提高上升頻率或者增大電壓振幅，則能夠與其成比例地加深切削深度、擴(kuò)大切削體積。
[0081]然而，已經(jīng)證實(shí)有時(shí)存在如下情況:實(shí)際得到的切削對(duì)象的切削深度、切削體積未必配合著電壓特性值增減而變化，使用便利性劣化。例如，可能出現(xiàn)如下情況:即使手術(shù)者將電壓振幅增大至2倍，但切削深度、切削體積也沒(méi)有如期望中增加，或者即使將電壓振幅減小至1/2，但切削深度、切削體積也沒(méi)有如預(yù)料中減小。因而，可能出現(xiàn)達(dá)不到手術(shù)者期望的切削深度、切削體積的情況。這可能導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)。
[0082]另外，有時(shí)想要與非脈沖液體射流的強(qiáng)度分開而調(diào)整切削速度。作為其實(shí)現(xiàn)手段，可以考慮手術(shù)者指示驅(qū)動(dòng)電壓波形的重復(fù)頻率的方法。例如，提高重復(fù)頻率是增加脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)，最終得到的切削深度、切削體積發(fā)生變化。
[0083]然而，即使由于改變重復(fù)頻率時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓波形發(fā)生變化而使重復(fù)頻率改變，但單位時(shí)間內(nèi)的切削深度、切削體積也不會(huì)成比例地變化，從而存在手術(shù)者難以使用的情況。具體而言，例如，可以考慮通過(guò)單純?cè)跁r(shí)間軸方向上擴(kuò)大或縮小整個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形來(lái)改變重復(fù)頻率的方法。但是，該方法中，由于對(duì)主射流流速波形影響大的上升頻率發(fā)生變動(dòng)，因此如上述那樣，脈沖液體射流的強(qiáng)度也發(fā)生變化。因而，無(wú)法得到與重復(fù)頻率成比例的預(yù)期中的切削速度。
[0084]所以，著眼于主射流流速波形，關(guān)于由該主射流流速波形確定的幾個(gè)參數(shù)，對(duì)其與切削深度和切削體積的相關(guān)性進(jìn)行了討論。這是因?yàn)椋绻业脚c切削深度、切削體積的相關(guān)性高的參數(shù)，則能夠以最適于實(shí)現(xiàn)如手術(shù)者操作感覺(jué)那樣的切削深度、切削體積的驅(qū)動(dòng)電壓波形來(lái)控制壓電元件43。
[0085]因而，首先，基于液體噴射開口部551處的主射流流速波形v[m/s]，對(duì)通過(guò)液體噴射開口部551的主射流的質(zhì)量通量[kg/s]、動(dòng)量通量[N]和能量通量[W]進(jìn)行討論。質(zhì)量通量是通過(guò)液體噴射開口部551的液體的每單位時(shí)間的質(zhì)量[kg/s] ο動(dòng)量通量是通過(guò)液體噴射開口部551的液體的每單位時(shí)間的動(dòng)量[N] ο能量通量是通過(guò)液體噴射開口部551的液體的每單位時(shí)間的能量[W] ο需要說(shuō)明的是，能量是指動(dòng)能，以下簡(jiǎn)稱為“能量”。
[0086]在液體噴射開口部551處，由于液體被釋放到自由空間，因此可以認(rèn)為壓力大致為“O”。另外，可以認(rèn)為與液體的射流噴射方向正交的方向(液體噴射開口部551的徑向)上的速度也大致為“O” ο如果假設(shè)在液體噴射開口部551的徑向上沒(méi)有分布液體速度，則可通過(guò)下式(1)、(2)、(3)求出通過(guò)液體噴射開口部551的質(zhì)量通量Jm[kg/s]、動(dòng)量通量Jp[N]和能量通量Je[W]。其中，S[m2]表示噴嘴截面積，P[kg/m3]表示工作流體密度。
[0087]Jm = S.P.V......(I)
[0088]Jp = S.P.V2......(2)
[0089]Je = l/2.P.S.V3……(3)
[0090]圖4的(a)?(c)是示出根據(jù)圖3的(b)所示的主射流流速波形而求出的質(zhì)量通量Jm(圖4的(a))、動(dòng)量通量Jp(圖4的(b))、及能量通量Je(圖4的(C))的圖。如果分別將上述質(zhì)量通量Jm、動(dòng)量通量Jp和能量通量Je在主射流流速波形從上升到下降的時(shí)間(持續(xù)時(shí)間)T內(nèi)進(jìn)行積分，則能夠求出作為主射流而從液體噴射開口部551噴射的液體的質(zhì)量、動(dòng)量和能量。
[0091 ] 可以認(rèn)為，通過(guò)上述方法計(jì)算出的質(zhì)量通量Jm、動(dòng)量通量Jp、能量通量Je、質(zhì)量、動(dòng)量、以及能量各值能夠決定一個(gè)脈沖的射流造成的切削深度和切削體積。但是，上述參數(shù)都是包含穩(wěn)流部分的物理量，而重要的是去除穩(wěn)流的作用部分后的值。
[0092]所以，關(guān)于圖4的(a)的質(zhì)量通量Jm，對(duì)最大質(zhì)量通量Jm_max[kg/s]和流出質(zhì)量M[kg]這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行定義，其中，最大質(zhì)量通量Jm_max是從質(zhì)量通量Jm的峰值(最大值)中減去穩(wěn)流的質(zhì)量通量Jm_BG[kg/s]后得到的，流出質(zhì)量M如圖4的(a)中的剖面線所示，是從作為主射流而從液體噴射開口部551流出的液體的質(zhì)量中除去穩(wěn)流部分后得到的。流出質(zhì)量M由下式(4)表示。
[0093]數(shù)學(xué)式I
[0094]M = J(Jm-Jm_BG)dt……(4)
[0095]關(guān)于圖4的(b)的動(dòng)量通量Jp，對(duì)最大動(dòng)量通量Jp_max[N]和動(dòng)量P[Ns]這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行定義，其中，最大動(dòng)量通量Jp_max是從動(dòng)量通量Jp的峰值(最大值)中減去穩(wěn)流的動(dòng)量通量Jp_BG[N]后得到的，動(dòng)量P如圖4的(b)中的剖面線所示，是從作為主射流而從液體噴射開口部5 51流出的液體的動(dòng)量中除去穩(wěn)流部分后得到的。通量P由下式(5)表不。
[0096]數(shù)學(xué)式2
[0097]P = J(Jp-Jp-BG)Clt …(5)
[0098]關(guān)于圖4的(C)的能量通量Je，對(duì)最大能量通量Je_max[W]和能量E[J]這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行定義，其中，最大能量通量Jejnax是從能量通量Je的峰值(最大值)中減去穩(wěn)流的能量通量Je_BG[W]后得到的，能量E如圖4的(c)中的剖面線所示，是從作為主射流而從液體噴射開口部551流出的液體的能量中除去穩(wěn)流部分后得到的。能量E由下式(6)表示。
[0099]數(shù)學(xué)式3
[0100]E = J(Je_Je_BG)dt."(6)
[0101]其中，上述式(4)、(5)、(6)的積分區(qū)間是各流速波形中的主射流從上升到下降的時(shí)間(持續(xù)時(shí)間)T。
[0?02]然后，利用數(shù)值模擬，討論最大質(zhì)量通量Jm_max、流出質(zhì)量M、最大動(dòng)量通量Jp_max、動(dòng)量P、最大能量通量Je_max、及能量E這六個(gè)參數(shù)各自與切削深度和切削體積有多大的相關(guān)性。
[0103]在此，脈沖液體射流是流體，切削對(duì)象是柔軟的彈性體。因而，為了模擬脈沖液體射流對(duì)切削對(duì)象的破壞行為，在對(duì)柔軟彈性體側(cè)設(shè)定了適當(dāng)?shù)钠茐拈撝档幕A(chǔ)上，還必須進(jìn)行所謂的流體和結(jié)構(gòu)體(此處為柔軟彈性體)的耦合分析(流體.結(jié)構(gòu)耦合分析(FSI))。作為模擬的計(jì)算方法，例如，可列舉出使用有限元法(FEM:Finite Element Method)的方法、使用以SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics:光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法)等為代表的粒子法的方法、組合有限元法和粒子法的方法等。所適用的方法并沒(méi)有特別限定，因此不再詳述，但考慮到分析結(jié)果的穩(wěn)定性、計(jì)算時(shí)間等，選擇最佳方法來(lái)進(jìn)行模擬。
[0104]模擬時(shí)，設(shè)定流體密度=I [g/cm3]、液體噴射開口部551的直徑=0.15 [mm]、靶距(從液體噴射開口部551到切削對(duì)象表面的距離)=0.5[mm]。另外，假設(shè)切削對(duì)象為表面平坦的柔軟彈性體，作為其物理模型，使用按密度=I [g/cm3]的楊氏模量換算具有大約9[kPa](按彈性剪切模量換算大約3[kPa])的彈性模量的Mooney-Rivlin超彈性體。破壞閾值使用偏差等效應(yīng)變= 0.7。
[0105]關(guān)于主射流流速波形，設(shè)想各種主射流流速波形，而關(guān)于正弦波、三角波、及矩形波這三種波形，準(zhǔn)備了在振幅(流速的最大值)12[m/s]?76[m/s ]范圍內(nèi)、持續(xù)時(shí)間63[ys]?200[ys]范圍內(nèi)變更三種共計(jì)準(zhǔn)備27種波形。需要說(shuō)明的是，穩(wěn)流的流速為l[m/s]。
[0106]圖5的(a)?(c)是示出在模擬中作為主射流流速波形而給出的正弦波(圖5的
(a))、矩形波(圖5的(b))、和三角波(圖5的(c))的圖，分別準(zhǔn)備實(shí)線所示的持續(xù)時(shí)間為63[μs]、點(diǎn)劃線所示的持續(xù)時(shí)間為125[ys]、雙點(diǎn)劃線所示的持續(xù)時(shí)間為200[ys]的波形。于是，給出準(zhǔn)備的波形作為主射流流速波形以生成脈沖液體射流，對(duì)射入上述柔軟彈性體時(shí)的柔軟彈性體的破壞行為進(jìn)行模擬，并討論切削深度和切削體積。
[0107]圖6的(a)?(f)是標(biāo)繪模擬結(jié)果的圖，其中，縱軸為切削對(duì)象的切削深度，橫軸為最大質(zhì)量通量Jm_max(圖6的(a))、流出質(zhì)量M(圖6的(b))、最大動(dòng)量通量Jp_max(圖6的(c))、動(dòng)量P(圖6的(d))、最大能量通量Je_maX(圖6的(e))、及能量E(圖6的(f))。在圖6的
(a)?(f)中，標(biāo)繪點(diǎn)表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為63[ys]的正弦波作為主射流流速波形時(shí)的模擬結(jié)果，標(biāo)繪點(diǎn)“?”表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為125[ys]的正弦波時(shí)的模擬結(jié)果，標(biāo)繪點(diǎn)表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為200[ys]的正弦波時(shí)的模擬結(jié)果。另外，標(biāo)繪點(diǎn)“+”表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為63[ys]的三角波作為主射流流速波形時(shí)的模擬結(jié)果，標(biāo)繪點(diǎn)“X”表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為125[ys]的三角波時(shí)的模擬結(jié)果，標(biāo)繪點(diǎn)“.”表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為200[ys]的三角波時(shí)的模擬結(jié)果。另外，標(biāo)繪點(diǎn)“?”表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為63[ys]的矩形波作為主射流流速波形時(shí)的模擬結(jié)果，黑色實(shí)心三角形標(biāo)繪點(diǎn)表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為125[ys]的矩形波時(shí)的模擬結(jié)果，標(biāo)繪點(diǎn)“一”表示當(dāng)給出持續(xù)時(shí)間為200[ys]的矩形波時(shí)的模擬結(jié)果。
[0108]如上段的圖6的(a)、圖6的(C)、圖6的(e)所示，最大質(zhì)量通量Jm_max、最大動(dòng)量通量Jp_max、及最大能量通量Jejnax這三個(gè)參數(shù)與切削深度的關(guān)系均隨著作為主射流流速波形而給出的波形的形狀不同而劇烈波動(dòng)，可知兩者的相關(guān)性低。尤其是質(zhì)量通量是與流速成比例的值，由此表明切削深度不能僅由主射流的最大流速來(lái)決定。
[0109]其次，觀察如下段的圖6的(b)、圖6的(d)、圖6的(f)所示的流出質(zhì)量M、動(dòng)量P、及能量E這三個(gè)參數(shù)與切削深度的關(guān)系，其中，流出質(zhì)量M與切削深度的關(guān)系隨著作為主射流流速波形而給出的波形的形狀不同而劇烈波動(dòng)，相關(guān)性低。與此相對(duì)，與動(dòng)量P、能量E的關(guān)系在所給出的波形的形狀的影響下波動(dòng)較小，各標(biāo)繪點(diǎn)大體分布在同一曲線上。在動(dòng)量P和能量E中，動(dòng)量P的波動(dòng)更小。因而，切削深度與動(dòng)量P、能量E的相關(guān)性高，尤其與動(dòng)量P密切相關(guān)。
[0110]需要說(shuō)明的是，在此，模擬了液體噴射開口部的直徑為0.15 [mm]、靶距為0.5 [mm]的情況，但對(duì)其它液體噴射開口部直徑和其它靶距也進(jìn)行了模擬，并確認(rèn)切削深度與動(dòng)量P、能量E的相關(guān)性高這一定性趨勢(shì)并沒(méi)有太大變化。
[0111]圖7的(a)?(f)是標(biāo)繪模擬結(jié)果的圖，其中，縱軸為切削對(duì)象的切削體積，橫軸為最大質(zhì)量通量Jm_max(圖7的(a))、流出質(zhì)量M(圖7的(b))、最大動(dòng)量通量Jp_max(圖7的(c))、動(dòng)量P(圖7的(d))、最大能量通量Je_maX(圖7的(e))、及能量E(圖7的(f))。作為主射流流速波形而給出的波形和標(biāo)繪點(diǎn)的種類的關(guān)系與圖6的(a)?(f)相同。
[0112]如上段的圖7的(a)、圖7的(C)、圖7的(e)所示，最大質(zhì)量通量Jm_max、最大動(dòng)量通量Jpjnax、及最大能量通量Jejnax這三個(gè)參數(shù)與切削體積的關(guān)系雖程度不及與切削深度的關(guān)系，但其隨著作為主射流流速波形而給出的波形的形狀不同而產(chǎn)生波動(dòng)，認(rèn)為兩者的相關(guān)性低。
[0113]其次，觀察如下段的圖7的(b)、圖7的(d)、圖7的(f)所示的流出質(zhì)量M、動(dòng)量P、及能量E這三個(gè)參數(shù)與切削體積的關(guān)系，其中，流出質(zhì)量M與切削體積的關(guān)系和切削深度相同，隨著作為主射流流速波形而給出的波形的形狀不同而劇烈波動(dòng)，相關(guān)性低。另一方面，與運(yùn)動(dòng)量P、能量E的關(guān)系和切削深度相同，在所給出的波形的形狀的影響下波動(dòng)較小，各標(biāo)繪點(diǎn)大體分布在同一直線上。另外，與動(dòng)量P相比，能量E的波動(dòng)更小。因而，切削體積與動(dòng)量P、能量E的相關(guān)性高，尤其與能量E密切相關(guān)。
[0114]需要說(shuō)明的是，在此，模擬了液體噴射開口部的直徑為0.15 [mm]、靶距為0.5 [mm]的情況，但對(duì)其它液體噴射開口部直徑和其它靶距也進(jìn)行了模擬，并確認(rèn)切削體積與動(dòng)量P、能量E的相關(guān)性高這一定性趨勢(shì)并沒(méi)有太大變化。
[0115]基于上述討論結(jié)果，在本實(shí)施方式中，著眼于動(dòng)量P。于是，提前模擬實(shí)際施加于壓電元件43的代表性驅(qū)動(dòng)電壓波形，并事先取得動(dòng)量P與上升頻率、電壓振幅、及重復(fù)頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0116]為此，首先，將控制參數(shù)設(shè)定為可變而通過(guò)模擬求出主射流流速波形。例如，利用數(shù)值模擬可容易地進(jìn)行模擬，其中，數(shù)值模擬基于將液體噴射裝置的流路系統(tǒng)置換為流體(流路)阻抗、流體慣性、流體柔量等模型通過(guò)等效電路法進(jìn)行?；蛘?，如果追求更高的準(zhǔn)確度，也可以利用使用有限元法(FEM)、有限體積法(FVM)等的流體模擬。
[0117]第一，給出電壓振幅和重復(fù)頻率固定而上升頻率階段性改變的驅(qū)動(dòng)電壓波形，通過(guò)模擬求出主射流流速波形。圖8的(a)是示出給出的驅(qū)動(dòng)電壓波形的一例的圖。在各驅(qū)動(dòng)電壓波形中，電壓振幅為V2，重復(fù)周期Tp為T2，上升時(shí)間Tpr在T21?T25之間逐漸變長(zhǎng)(上升頻率階段性降低)。
[0118]圖8的(b)是示出在給出圖8的(a)所示的具有不同上升頻率的各驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況下的主射流流速波形的模擬結(jié)果的圖。如圖8的(b)所示，降低上升頻率(延長(zhǎng)上升時(shí)間Tpr)后，主射流流速波形在上升沿的開始定時(shí)不變的情況下，上升期間的持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)，流速振幅(流速的最大值)也變小。
[0119]第二，給出上升頻率和重復(fù)頻率固定而電壓振幅階段性改變的驅(qū)動(dòng)電壓波形，通過(guò)模擬求出主射流流速波形。圖9的(a)是示出給出的驅(qū)動(dòng)電壓波形的一例的圖。在各驅(qū)動(dòng)電壓波形中，上升時(shí)間Tpr為T31，重復(fù)周期Tp為T33，電壓振幅在V31?V35之間階段性減小。
[0120]圖9的(b)是示出在給出圖9的(a)所示的具有不同電壓振幅的驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況下的主射流流速波形的模擬結(jié)果的圖。如圖9的(b)所示，減小電壓振幅后，主射流流速波形與降低上升頻率的情況不同，上升期間的持續(xù)時(shí)間維持不變，而流速振幅(流速的最大值)變小。
[0121]第三，給出上升頻率和電壓振幅固定而重復(fù)頻率階段性改變的驅(qū)動(dòng)電壓波形，通過(guò)模擬求出主射流流速波形。圖10的(a)是示出給出的驅(qū)動(dòng)電壓波形的一例的圖。各驅(qū)動(dòng)電壓波形中，上升時(shí)間Tpr為T4，電壓振幅為V4，通過(guò)在時(shí)間軸方向上擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電壓上升至最大電壓后的下降沿形狀來(lái)使重復(fù)周期Tp在T41?T45之間階段性延長(zhǎng)(重復(fù)頻率逐漸降低)。
[0122]圖10的(b)是示出在給出圖10的(a)所示的具有不同重復(fù)頻率的驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況下的主射流流速波形的模擬結(jié)果的圖。如圖10的(b)所示，降低重復(fù)頻率(延長(zhǎng)重復(fù)周期)后，主射流流速波形雖程度小于降低上升頻率的情況，但持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。而流速振幅(流速的最大值)維持不變。
[0123]接著，對(duì)得到的各主射流流速波形分別求出動(dòng)量P。詳細(xì)而言，一邊通過(guò)參照?qǐng)D10的(a)和(b)說(shuō)明的方法改變重復(fù)頻率，一邊針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率，進(jìn)行通過(guò)參照?qǐng)D8的(a)和
(b)說(shuō)明的方法固定電壓振幅并改變上升頻率的情況的模擬，以及進(jìn)行通過(guò)參照?qǐng)D9的(a)和(b)說(shuō)明的方法固定上升頻率并改變電壓振幅的情況的模擬。然后，求出通過(guò)各模擬得到的主射流流速波形的動(dòng)量P。
[0124]圖11是示出通過(guò)規(guī)定的重復(fù)頻率(例如，標(biāo)記為“F51”)得到的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。該圖11通過(guò)在以上升頻率為縱軸、以電壓振幅為橫軸的坐標(biāo)空間內(nèi)繪制關(guān)于動(dòng)量P的等高線而得到。各等高線的動(dòng)量P51、P52、……在圖11的左下方變低，越往右上方，越以規(guī)定量變大。需要說(shuō)明的是，雖未圖示，但如果在相同的坐標(biāo)空間內(nèi)繪制通過(guò)其它重復(fù)頻率得到的動(dòng)量P來(lái)繪制等高線，則能夠得到與在該重復(fù)頻率下的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)的等尚線圖。
[0125]在此，需要注意，針對(duì)各坐標(biāo)方向上的參數(shù)，動(dòng)量P并非線性變化。例如，在如圖11所示的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，考慮使上升頻率固定(例如f5)、電壓振幅可變而控制壓電元件43的驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況。在要保持動(dòng)量P的變化量為一定的情況下，動(dòng)量P51?P52之間，電壓振幅需要在電壓振幅V51?V52之間變化，動(dòng)量P52?P53之間，電壓振幅需要在電壓振幅V52?V53之間變化。但是，電壓振幅V51?V52的電壓振幅間隔與電壓振幅V52?V53的電壓振幅間隔不同。這種現(xiàn)象隨著動(dòng)量P變大而表現(xiàn)顯著。因而，當(dāng)進(jìn)行使上升頻率固定、使電壓振幅以一定量逐漸變化的操作時(shí)，由于動(dòng)量P沒(méi)有如預(yù)料中變化，因此可能出現(xiàn)切削深度、切削體積沒(méi)有像手術(shù)者的預(yù)期、感覺(jué)那樣變化等情況。當(dāng)進(jìn)行使電壓振幅固定、使上升頻率以一定量逐漸變化的操作時(shí)，也同樣如此。
[0126]進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，由于在液體噴射裝置30中多種噴射管部50相對(duì)于主體部40自由裝卸，并且存在上述動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系隨著安裝于主體部40的噴射管部50的噴射管部種類不同而不同的情況，因此應(yīng)將其考慮在內(nèi)。
[0127]所以，在本實(shí)施方式中，作為手術(shù)者在手術(shù)中進(jìn)行的操作，至少接受動(dòng)量P的增減操作和重復(fù)頻率的增減操作。另外，對(duì)于可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類中的每個(gè)，提前通過(guò)上述方法改變重復(fù)頻率來(lái)得到等高線圖，將每個(gè)重復(fù)頻率下的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系表格化后取得對(duì)應(yīng)關(guān)系。于是，在手術(shù)時(shí)，參照針對(duì)安裝于主體部40的噴射管部50的噴射管部種類確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系作為匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。即，在手術(shù)中，根據(jù)手術(shù)者進(jìn)行的動(dòng)量P的增減操作和重復(fù)頻率的增減操作，確定對(duì)應(yīng)于動(dòng)量P的上升頻率和電壓振幅，并控制壓電元件43的驅(qū)動(dòng)，其中，動(dòng)量P由與被指示的重復(fù)頻率有關(guān)的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系指示。
[0128]實(shí)施例一
[0129]首先，對(duì)實(shí)施例一進(jìn)行說(shuō)明。圖12是示出實(shí)施例一中的液體噴射控制裝置60-1具備的操作面板70-1的圖。如圖12所示，在操作面板70-1上配設(shè)有作為第一操作部的動(dòng)量撥盤711、作為第二操作部的重復(fù)頻率撥盤713、電源按鈕72、噴射按鈕73、栗驅(qū)動(dòng)按鈕74、以及液晶監(jiān)視器75。
[0130]動(dòng)量撥盤711用于輸入作為第一指示值的動(dòng)量P的指示值(動(dòng)量指示值)，例如構(gòu)成為可選擇標(biāo)有刻度“I”?“5”的五個(gè)等級(jí)的撥盤位置。手術(shù)者通過(guò)切換動(dòng)量撥盤711的撥盤位置，對(duì)動(dòng)量P進(jìn)行五個(gè)等級(jí)的增減操作。例如，以與對(duì)應(yīng)的刻度數(shù)值成比例地按一定量逐漸增大的方式，對(duì)撥盤的各位置預(yù)先分配動(dòng)量指示值。需要說(shuō)明的是，撥盤位置的等級(jí)數(shù)并不限定于五個(gè)等級(jí)，可適當(dāng)設(shè)定為“大” “中” “小”三個(gè)等級(jí)，或者能夠進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整等。
[0131]重復(fù)頻率撥盤713用于輸入作為第二指示值的重復(fù)頻率的指示值(重復(fù)頻率指示值)，與動(dòng)量撥盤711相同，例如構(gòu)成為可選擇標(biāo)有刻度“I”?“5”的五個(gè)等級(jí)的撥盤位置。需要說(shuō)明的是，當(dāng)假設(shè)手術(shù)者主要進(jìn)行動(dòng)量P的增減操作時(shí)，重復(fù)頻率撥盤713也可以構(gòu)成為具備激活開關(guān)，其用于切換對(duì)重復(fù)頻率撥盤713的操作的有效和無(wú)效。手術(shù)者通過(guò)切換重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置，對(duì)反復(fù)施加于壓電元件43的驅(qū)動(dòng)電壓波形的重復(fù)頻率(例如數(shù)十[Hz]?數(shù)百[Hz])進(jìn)行五個(gè)等級(jí)的增減操作。例如，以與對(duì)應(yīng)的刻度數(shù)值成比例地按一定量逐漸增高的方式，對(duì)撥盤的各位置預(yù)先分配重復(fù)頻率指示值。需要說(shuō)明的是，撥盤位置的等級(jí)數(shù)并不限定于五個(gè)等級(jí)，可適當(dāng)設(shè)定等級(jí)數(shù)。另外，也可以是不同于動(dòng)量撥盤711的等級(jí)數(shù)。
[0132]這樣，在實(shí)施例一中，將手術(shù)者在手術(shù)中進(jìn)行的操作分為使用動(dòng)量撥盤711的動(dòng)量P的增減操作和使用重復(fù)頻率撥盤713的重復(fù)頻率的增減操作這兩種。于是，使上升頻率固定，針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率預(yù)先使在規(guī)定的上升頻率下的動(dòng)量P和電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系表格化。例如，當(dāng)上升頻率為圖11所示的f 5時(shí)，將與各等高線的交點(diǎn)處的電壓振幅V51、V52、……和相應(yīng)的等高線的動(dòng)量P51、P52、……建立關(guān)聯(lián)，制作當(dāng)上升頻率為f 5時(shí)的關(guān)于重復(fù)頻率F51的數(shù)據(jù)表。對(duì)于其它重復(fù)頻率也使用相同的方法來(lái)分別制作數(shù)據(jù)表。更詳細(xì)而言，針對(duì)可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類中的每個(gè)制作該數(shù)據(jù)表。
[0133]需要說(shuō)明的是，在此，制作了使固定上升頻率固定的數(shù)據(jù)表。與此相對(duì)，也可以是，例如，在圖11所示的坐標(biāo)空間內(nèi)設(shè)定基準(zhǔn)線，取得在基準(zhǔn)線與動(dòng)量P的各等高線相交的各交點(diǎn)處的上升頻率和電壓振幅并表格化。也可以是，例如，當(dāng)以圖11中的虛線所示的直線作為基準(zhǔn)線時(shí)，將與各等高線的交點(diǎn)處的上升頻率和電壓振幅與相應(yīng)的等高線的動(dòng)量P51、P52、……建立關(guān)聯(lián)并制作數(shù)據(jù)表。需要說(shuō)明的是，圖11中的虛線所示的基準(zhǔn)線也可以不是直線，而是例如曲線。
[0134]于是，將各等高線的動(dòng)量P51、P52、……作為動(dòng)量指示值按從小到大的順序分別分配給動(dòng)量撥盤711的撥盤位置1、2、……。由此，當(dāng)動(dòng)量撥盤711移動(dòng)一刻度時(shí)，動(dòng)量P能夠得到同等程度的變化量。
[0135]另一方面，將制成上述數(shù)據(jù)表的各重復(fù)頻率作為重復(fù)頻率指示值按從低到高的順序依次分別分配給重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置1、2、……。例如，如果動(dòng)量撥盤711不動(dòng)而移動(dòng)重復(fù)頻率撥盤713的刻度，則能夠在不改變動(dòng)量P的情況下調(diào)整切削速度。
[0136]電源按鈕72用于切換電源的接通和切斷。噴射按鈕73用于切換脈沖液體射流的噴射開始和噴射停止，提供與圖1所示的噴射踏板81相同的功能。栗驅(qū)動(dòng)按鈕74用于切換從送液栗裝置20向液體噴射裝置30供應(yīng)液體的開始和停止。
[0137]另外，在操作面板70-1中，在液晶監(jiān)視器75上顯示有顯示動(dòng)量P即一個(gè)脈沖的主射流的動(dòng)量[yNs]751、重復(fù)頻率[Hz]753、以及將它們相乘后的每單位時(shí)間的動(dòng)量即力[mN]755的顯示畫面，并更新顯示各值(以下，統(tǒng)稱為“動(dòng)量信息”)的當(dāng)前值。在此，在主射流動(dòng)量751上顯示的是動(dòng)量指示值的當(dāng)前值，在重復(fù)頻率753上顯示的是重復(fù)頻率指示值。通過(guò)該顯示畫面，手術(shù)者在手術(shù)中能夠一邊把握與從液體噴射開口部551噴射的脈沖液體射流有關(guān)的動(dòng)量P、重復(fù)頻率、每單位時(shí)間的動(dòng)量(力)等的當(dāng)前值一邊進(jìn)行操作。
[0138]需要說(shuō)明的是，在手術(shù)中的顯示畫面上，不必像圖12那樣將動(dòng)量P、重復(fù)頻率、和每單位時(shí)間的動(dòng)量這三者全都顯示出來(lái)，只要是顯示動(dòng)量P和重復(fù)頻率中至少一個(gè)的構(gòu)成即可。另外，除動(dòng)量P、重復(fù)頻率等之外，同時(shí)還可以顯示當(dāng)前的上升頻率(或上升時(shí)間Tpr)和電壓振幅中的至少一個(gè)或兩個(gè)。另外，各值的顯示并不限定于進(jìn)行如圖12所示的數(shù)值顯示的情況，可以進(jìn)行參數(shù)顯示，或者也可以通過(guò)圖表來(lái)顯示動(dòng)量P、重復(fù)頻率等伴隨脈沖液體射流噴射開始后的增減操作而產(chǎn)生的變化。
[0139]圖13是示出實(shí)施例一中的液體噴射控制裝置的功能構(gòu)成例的框圖。如圖13所示，液體噴射控制裝置60-1具備操作部61、顯示部62、通信部63、攝像部64、讀碼器85、測(cè)重計(jì)86、控制部65、以及存儲(chǔ)部67。
[0140]操作部61通過(guò)按鈕開關(guān)或杠桿開關(guān)、撥盤開關(guān)、踏板開關(guān)等各種開關(guān)、觸摸面板、跟蹤板、鍵盤、鼠標(biāo)等輸入裝置實(shí)現(xiàn)，將對(duì)應(yīng)于操作輸入的操作信號(hào)輸出至控制部65。該操作部61具有動(dòng)量撥盤711和重復(fù)頻率撥盤713。另外，雖未圖不，操作部61包括圖1的噴射踏板81、圖12所示的操作面板70-1上的電源按鈕72、噴射按鈕73、栗驅(qū)動(dòng)按鈕74。
[0141 ] 顯示部62通過(guò)LCD(Liquid Crystal D i sp lay:液晶顯示器)或EL顯示器(Electroluminescence display:電致發(fā)光顯示器)等顯示裝置實(shí)現(xiàn)，根據(jù)從控制部65輸入的顯示信號(hào)顯示圖12所示的顯示畫面等各種畫面。例如，圖12的液晶監(jiān)視器75相當(dāng)于此。
[0142]通信部63是在控制部65的控制下，用于和外圍設(shè)備(例如服務(wù)器裝置100)之間接收和發(fā)送在裝置內(nèi)利用的信息的通信裝置。圖1的通信裝置83相當(dāng)于此。作為通信部63的通信方式，可應(yīng)用經(jīng)由符合規(guī)定通信標(biāo)準(zhǔn)的電纜進(jìn)行有線連接的形式、經(jīng)由被稱為叉托支架的兼作充電器的中間裝置進(jìn)行連接的形式、利用無(wú)線通信進(jìn)行無(wú)線連接的形式等各種方式。
[0143]攝像部64是相機(jī)、掃描儀等攝像裝置，圖1的攝像裝置84相當(dāng)于此。該攝像部64設(shè)置為用于取得噴射管部50的形狀信息，適當(dāng)拍攝噴射管部50的外觀，并將生成的圖像數(shù)據(jù)輸出至控制部65。
[0144]讀碼器85設(shè)置為用于讀取將噴嘴管部ID編碼后的信息碼。該讀碼器85適當(dāng)讀取信息碼后進(jìn)行解析，并將噴射管部ID輸出至控制部65。
[0145]測(cè)重計(jì)86設(shè)置為用于取得噴射管部50的重量信息，適當(dāng)計(jì)測(cè)噴射管部50的重量，并將計(jì)測(cè)值輸出至控制部65。
[0146]控制部65通過(guò)CPU(CentralProcessing Unit:中央處理器)或DSP(DigitalSignal Processor:數(shù)字信號(hào)處理器)等微處理器、ASIC(Applicat1n SpecificIntegrated Circuit:專用集成電路)等控制裝置和運(yùn)算裝置實(shí)現(xiàn)，集中控制液體噴射系統(tǒng)I的各部。該控制部65具備作為種類辨別部和對(duì)應(yīng)關(guān)系取得部的噴射管部種類取得部651、壓電元件控制部652、栗控制部656、以及作為顯示控制部的動(dòng)量顯示控制部657。需要說(shuō)明的是，構(gòu)成控制部65的各部也可以由專用的模塊電路等硬件構(gòu)成。
[0147]噴射管部種類取得部651通過(guò)取得讀取部47從噴射管側(cè)承載部59讀取的噴射管部ID591來(lái)辨別安裝于主體部40的噴射管部50的噴射管部種類，并通過(guò)從存儲(chǔ)部67讀取取得的噴射管部ID的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表來(lái)取得匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0148]壓電兀件控制部652具備上升頻率設(shè)定部653、電壓振幅設(shè)定部654、以及重復(fù)頻率設(shè)定部655，根據(jù)動(dòng)量撥盤711的撥盤位置和重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置，上升頻率設(shè)定部653設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升頻率，電壓振幅設(shè)定部654設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，重復(fù)頻率設(shè)定部655設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的重復(fù)頻率。
[0149]該壓電兀件控制部652進(jìn)行根據(jù)各部653、654、655設(shè)定的上升頻率、電壓振幅和重復(fù)頻率設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形，并將設(shè)定的波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加于壓電元件43的控制。這時(shí)，壓電元件控制部652作為上升沿形狀設(shè)定部，通過(guò)圖10的(a)所示的方法可變地設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的下降部分的波形形狀(下降沿波形)，以使重復(fù)頻率變成由重復(fù)頻率設(shè)定部655作為重復(fù)頻率指示值而設(shè)定的頻率。
[0150]栗控制部656將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至送液栗裝置20以驅(qū)動(dòng)送液栗裝置20。動(dòng)量顯示控制部657進(jìn)行如下控制:將分配給選擇中的動(dòng)量撥盤711的撥盤位置的動(dòng)量指示值(即動(dòng)量P的當(dāng)前值)、分配給選擇中的重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置的重復(fù)頻率指示值(即重復(fù)頻率的當(dāng)前值)、以及將它們相乘而求出的每單位時(shí)間的動(dòng)量顯示于顯示部62。
[0151]存儲(chǔ)部67通過(guò)R0M(ReadOnly Memory:只讀存儲(chǔ)器)、閃速R0M、RAM(RandomAccess Memory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等各種IC存儲(chǔ)器、硬盤等存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，適當(dāng)包括其數(shù)據(jù)讀寫裝置。在該存儲(chǔ)部67中，預(yù)先存儲(chǔ)用于使液體噴射系統(tǒng)I動(dòng)作、實(shí)現(xiàn)該液體噴射系統(tǒng)I所具備的各種功能的程序、在該程序執(zhí)行過(guò)程中所使用的數(shù)據(jù)等，或者每次處理時(shí)將它們臨時(shí)存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)部67中。該存儲(chǔ)部67包括圖1的存儲(chǔ)卡821、讀寫器82。
[0152]另外，在存儲(chǔ)部67中存儲(chǔ)有多個(gè)動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671、6711、6712、6713、……。這些動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671、6711、6712、6713、……是分別參照?qǐng)D11確定上述每個(gè)重復(fù)頻率下的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系、即與可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類有關(guān)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表。需要說(shuō)明的是，在此雖未例示動(dòng)量轉(zhuǎn)換表6711、6712、6713、……，但其均是針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表，其形式與671相同。
[0153]圖14是示出實(shí)施例一中的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671的數(shù)據(jù)構(gòu)成例的圖，例示了噴射管部ID為“ID_001”的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671。如圖14所示，動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671是對(duì)噴射管部ID、重復(fù)頻率撥盤13的撥盤位置(刻度)、分配給該撥盤位置的重復(fù)頻率指示值、動(dòng)量撥盤711的撥盤位置、分配給該撥盤位置的動(dòng)量指示值、電壓振幅、以及上升頻率建立關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)表，針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率，設(shè)定在規(guī)定的上升頻率f_001下的動(dòng)量P和電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0154]例如，當(dāng)讀取部47從噴射管側(cè)承載部59讀取的噴射管部ID為“ID_001”時(shí)，噴射管部種類取得部651從針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671、6711、6712、6713、……中取得圖14的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671作為匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。以下，也將作為匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系取得的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表稱為“匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表”。在這種情況下，上升頻率設(shè)定部653將上升頻率固定設(shè)定為“f_001”。電壓振幅設(shè)定部654從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671中讀取與選擇中的動(dòng)量撥盤711和重復(fù)頻率撥盤713的各撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅并進(jìn)行設(shè)定，并且當(dāng)動(dòng)量撥盤711和重復(fù)頻率撥盤713中的任一個(gè)被操作時(shí)，從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671中讀取與各撥盤711、713的撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅并更新其設(shè)定。
[0155]另外，重復(fù)頻率設(shè)定部655從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671中讀取與選擇中的重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置對(duì)應(yīng)的重復(fù)頻率指示值并設(shè)定重復(fù)頻率，并且當(dāng)重復(fù)頻率撥盤713被操作時(shí)，從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671中讀取所選擇的撥盤位置的重復(fù)頻率指示值并更新重復(fù)頻率的設(shè)定。
[0156]返回圖13。在存儲(chǔ)部67中還適當(dāng)存儲(chǔ)有噴射管部辨別表673。圖15是示出噴射管部辨別表673的數(shù)據(jù)構(gòu)成例的圖。如圖15所示，噴射管部辨別表673是與噴射管部ID建立關(guān)聯(lián)而設(shè)定有形狀條件和重量條件的數(shù)據(jù)表。在形狀條件中設(shè)定對(duì)應(yīng)的噴射管部ID的噴射管部50的例如外形形狀，在重量條件中設(shè)定對(duì)應(yīng)的噴射管部ID的噴射管部的重量。因而，即使是不清楚噴射管部ID(即噴射管部種類)的噴射管部，但如果知道形狀和重量中的任一個(gè)或兩個(gè)，則使用噴射管部辨別表673就能辨別是對(duì)應(yīng)于哪個(gè)噴射管部ID(即噴射管部種類)的噴射管部。如下文所述，噴射管部種類取得部651也可以參照該噴射管部辨別表673來(lái)辨別安裝于主體部40的噴射管部50的噴射管部種類。
[0157]處理的流程
[0158]圖16是示出當(dāng)噴射脈沖液體射流時(shí)控制部65進(jìn)行的處理的流程的流程圖。首先，噴射管部種類取得部651控制讀取部47讀取噴射管部ID591，并取得讀取部47從噴射管側(cè)承載部59讀取的噴射管部ID(步驟SlOl )。然后，噴射管部種類取得部651從存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部67的每個(gè)噴射管部種類的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671、6711、6712、6713、……中讀取在步驟SlOl中取得的噴射管部ID的匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表(步驟S103)。
[0159]之后，栗控制部656根據(jù)匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表驅(qū)動(dòng)送液栗裝置20，壓電元件控制部652驅(qū)動(dòng)壓電元件43從而開始噴射脈沖液體射流(步驟Slll )。這時(shí)，上升頻率設(shè)定部653讀取在匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中作為固定值設(shè)定的上升頻率后進(jìn)行設(shè)定。另外，電壓振幅設(shè)定部654取得選擇中的動(dòng)量撥盤711和重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置，并從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取與其組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅后進(jìn)行設(shè)定。進(jìn)而，重復(fù)頻率設(shè)定部655從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給選擇中的重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置的重復(fù)頻率指示值，并設(shè)定重復(fù)頻率。然后，壓電元件控制部652根據(jù)上述上升頻率、電壓振幅和重復(fù)頻率設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形，并將設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加于壓電元件43。
[Ο??Ο]另外，動(dòng)量顯示控制部657進(jìn)行使顯示部62顯示動(dòng)量信息的控制(步驟S113)。例如，動(dòng)量顯示控制部657從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給動(dòng)量撥盤711的撥盤位置的動(dòng)量指示值，并計(jì)算其與在步驟Slll中讀取的重復(fù)頻率指示值的乘積即每單位時(shí)間的動(dòng)量。然后，動(dòng)量顯示控制部657進(jìn)行將顯示畫面顯示于顯示部62的處理，其中在顯示畫面中顯示上述動(dòng)量指示值、重復(fù)頻率指示值、以及每單位時(shí)間的動(dòng)量作為動(dòng)量信息。需要說(shuō)明的是，關(guān)于每單位時(shí)間的動(dòng)量，并不限定于在控制顯示動(dòng)量信息時(shí)進(jìn)行計(jì)算的構(gòu)成，也可以是事先設(shè)定于匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中等然后進(jìn)行讀取的構(gòu)成。
[0161]之后，在判斷為通過(guò)操作噴射踏板81或噴射按鈕73結(jié)束脈沖液體射流的噴射之前(步驟S133:否)，控制部65監(jiān)視步驟S115中動(dòng)量撥盤711的操作，并且監(jiān)視步驟S123中重復(fù)頻率撥盤713的操作。
[0162]然后，當(dāng)動(dòng)量撥盤711被操作時(shí)(步驟S115:是)，電壓振幅設(shè)定部654從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取與所選擇的撥盤位置和選擇中的重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅，并更新電壓振幅的設(shè)定(步驟S117)。之后，壓電元件控制部652根據(jù)設(shè)定的重復(fù)頻率、上升頻率和電壓振幅來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形，并將設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加于壓電元件43 (步驟SI 19)。
[0163]另外，動(dòng)量顯示控制部657進(jìn)行從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給所選擇的撥盤位置的動(dòng)量指示值并更新顯示部62的顯示的控制(步驟S121)。
[0164]另一方面，當(dāng)重復(fù)頻率撥盤713被操作時(shí)(步驟S123:是)，重復(fù)頻率設(shè)定部655從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給所選擇的撥盤位置的重復(fù)頻率指示值，并更新重復(fù)頻率的設(shè)定(步驟S125)。接著，電壓振幅設(shè)定部654從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取與所選擇的撥盤位置和選擇中的動(dòng)量撥盤711的撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅，并更新電壓振幅的設(shè)定(步驟S127)。之后，壓電元件控制部652根據(jù)設(shè)定的重復(fù)頻率、上升頻率和電壓振幅來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形，并將設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加于壓電元件43(步驟S129)。
[0165]另外，動(dòng)量顯示控制部657進(jìn)行從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給所選擇的撥盤位置的重復(fù)頻率并更新顯示部62的顯示的控制(步驟S131)。
[0166]根據(jù)該實(shí)施例一，針對(duì)液體噴射裝置30中可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類中的每個(gè)，預(yù)先確定針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率的在規(guī)定的上升頻率下的動(dòng)量P和電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系(每個(gè)噴射管部種類的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671、6711、6712、6713、……)。在此基礎(chǔ)上，可在手術(shù)前辨別安裝于主體部40的噴射管部50的噴射管部種類，并取得與所辨別的噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后，在手術(shù)中，通過(guò)參照匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠設(shè)定最適于實(shí)現(xiàn)如操作感覺(jué)那樣的切削深度和切削體積的電壓振幅來(lái)控制壓電元件43的驅(qū)動(dòng)電壓波形。例如，如果將動(dòng)量撥盤711移動(dòng)一刻度，由于動(dòng)量P產(chǎn)生相當(dāng)于刻度間隔的量的變化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)符合用戶的預(yù)期或操作感覺(jué)的切削深度和切削體積，能夠提高使用便利性。
[0167]另外，能夠增加或減少重復(fù)頻率以使動(dòng)量P變成動(dòng)量指示值。因而，例如，如果動(dòng)量撥盤711的刻度不動(dòng)而僅移動(dòng)重復(fù)頻率撥盤713的刻度，則就能在保持一個(gè)脈沖的脈沖液體射流造成的切削深度、切削體積為一定的情況下，調(diào)整為與重復(fù)頻率成比例的預(yù)期中的切削速度，使用便利性得以提高。
[0168]實(shí)施例二
[0169]其次，對(duì)實(shí)施例二進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)與實(shí)施例一相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)。圖17是示出實(shí)施例二中的液體噴射控制裝置60-2具備的操作面板70-2的圖。如圖17所示，在操作面板70-2上配設(shè)有動(dòng)量撥盤711、重復(fù)頻率撥盤713、作為第三操作部的上升頻率撥盤715a、電源按鈕72、噴射按鈕73、栗驅(qū)動(dòng)按鈕74、以及液晶監(jiān)視器75。
[0170]上升頻率撥盤715a用于輸入作為第三指示值的上升頻率的指示值(上升頻率指示值)，例如構(gòu)成為可選擇標(biāo)有刻度“I”?“5”的五個(gè)等級(jí)的撥盤位置。該上升頻率撥盤715與重復(fù)頻率撥盤713相同，也可以構(gòu)成為具備激活開關(guān)。手術(shù)者通過(guò)切換上升頻率撥盤715a的撥盤位置，對(duì)上升頻率進(jìn)行五個(gè)等級(jí)的增減操作。以與對(duì)應(yīng)的刻度數(shù)值成比例地按一定量逐漸增大的方式，對(duì)各撥盤位置預(yù)先分配上升頻率指示值。需要說(shuō)明的是，撥盤位置的等級(jí)數(shù)并不限定于五個(gè)等級(jí)，可適當(dāng)設(shè)定等級(jí)數(shù)。另外，也可以是與動(dòng)量撥盤711、重復(fù)頻率撥盤713不同的等級(jí)數(shù)。
[0171]這樣，在實(shí)施例二中，將手術(shù)者在手術(shù)中進(jìn)行的操作分為使用動(dòng)量撥盤711的動(dòng)量P的增減操作、使用重復(fù)頻率撥盤713的重復(fù)頻率的增減操作、以及使用上升頻率撥盤715a的上升頻率的增減操作這三種。于是，針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率，預(yù)先使動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系表格化。著眼于圖11所示的動(dòng)量P51，例如，將頻率間隔相等的上升頻率f61、f 6 2、……和與其等高線的交點(diǎn)處的電壓振幅V61、V62、……建立關(guān)聯(lián)而制作數(shù)據(jù)表。更詳細(xì)而言，針對(duì)可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類中的每個(gè)制作該數(shù)據(jù)表。另外，將上升頻率f61、f62、……作為上升頻率指示值依次分別分配給上升頻率撥盤715a的撥盤位置1、2、……。
[0172]圖18是示出實(shí)施例二中的液體噴射控制裝置的功能構(gòu)成例的框圖。如圖18所示，液體噴射控制裝置60-2具備操作部61a、顯示部62、控制部65a、以及存儲(chǔ)部67a。
[0173]操作部61a具備動(dòng)量撥盤711、重復(fù)頻率撥盤713、以及上升頻率撥盤715a。
[0174]另外，控制部65a具備噴射管部種類取得部651a、壓電元件控制部652a、栗控制部656、以及動(dòng)量顯示控制部657。壓電元件控制部652a具備上升頻率設(shè)定部653a、電壓振幅設(shè)定部654a、以及重復(fù)頻率設(shè)定部655。
[0175]在存儲(chǔ)部67a中存儲(chǔ)有多個(gè)動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a、671al、671a2、671a3、……和噴射管部辨別表673。動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a、671al、671a2、671a3、……與實(shí)施例一相同，是分別確定動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系、即與可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類有關(guān)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表。需要說(shuō)明的是，在此雖未例示動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671al、671a2、671a3、……，但其均是針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表，其形式與671a相同。
[0176]圖19是示出實(shí)施例二中的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a的數(shù)據(jù)構(gòu)成例的圖，例示了噴射管部ID為“ID_001”的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表67 Ia。如圖19所示，動(dòng)量轉(zhuǎn)換表67Ia是對(duì)噴射管部ID、重復(fù)頻率撥盤713的撥盤位置(刻度)、分配給該撥盤位置的重復(fù)頻率指示值、動(dòng)量撥盤711的撥盤位置、分配給該撥盤位置的動(dòng)量指示值、上升頻率撥盤715a的撥盤位置、分配給該撥盤位置的上升頻率指示值、以及電壓振幅建立關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)表，針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率，設(shè)定動(dòng)量P、電壓振幅、以及上升頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0177]例如，當(dāng)讀取部47從噴射管側(cè)承載部59讀取的噴射管部ID為“ID_001”時(shí)，噴射管部種類取得部651a從針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a、671al、67 la2、671a3、……中取得圖19的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a作為匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系(匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a)。在這種情況下，上升頻率設(shè)定部653a從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a中讀取與選擇中的上升頻率撥盤715a的撥盤位置對(duì)應(yīng)的上升頻率指示值并設(shè)定上升頻率，并且當(dāng)上升頻率撥盤715a被操作時(shí)，從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a中讀取所選擇的撥盤位置的上升頻率指示值并更新重復(fù)頻率的設(shè)定。電壓振幅設(shè)定部654a從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a中讀取與選擇中的動(dòng)量撥盤711、重復(fù)頻率撥盤713、以及上升頻率撥盤715a的各撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅并進(jìn)行設(shè)定，并且當(dāng)動(dòng)量撥盤711、重復(fù)頻率撥盤713、以及上升頻率撥盤715a中的任一個(gè)被操作時(shí)，從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a中讀取與各撥盤711、713、715a的撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅并更新其設(shè)定。
[0178]處理的流程
[0179]圖20是示出當(dāng)噴射脈沖液體射流時(shí)控制部65a進(jìn)行的處理的流程的流程圖。需要說(shuō)明的是，在與圖16相同的處理工序中，標(biāo)以相同的符號(hào)。
[0180]實(shí)施例二中，在步驟S203中，噴射管部種類取得部651a從存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部67的每個(gè)噴射管部種類的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a、671al、671a2、671a3、……中讀取在步驟SlOl中取得的噴射管部ID的匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。
[0181]然后，在步驟S211中，上升頻率設(shè)定部653a從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給選擇中的上升頻率撥盤715a的撥盤位置的上升頻率指示值，并設(shè)定上升頻率。
[0182]另外，在步驟S233中，監(jiān)視上升頻率撥盤715a的操作。于是，當(dāng)上升頻率撥盤715a被操作時(shí)(步驟S223:是)，上升頻率設(shè)定部653a從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取分配給所選擇的撥盤位置的上升頻率指示值，并更新上升頻率的設(shè)定(步驟S235)。接著，電壓振幅設(shè)定部654a從匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表中讀取與所選擇的上升頻率撥盤715a的撥盤位置和選擇中的動(dòng)量撥盤711及重復(fù)頻率撥盤713的各撥盤位置的組合對(duì)應(yīng)的電壓振幅，并更新電壓振幅的設(shè)定(步驟S237)。之后，壓電元件控制部652a根據(jù)設(shè)定的重復(fù)頻率、上升頻率和電壓振幅來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形，并將設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加于壓電元件43(步驟S239)。
[0183]根據(jù)該實(shí)施例二，針對(duì)液體噴射裝置30中可安裝于主體部40的噴射管部50的各噴射管部種類中的每個(gè)，預(yù)先確定針對(duì)每個(gè)重復(fù)頻率的動(dòng)量P和上升頻率及電壓振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系(每個(gè)噴射管部種類的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a、671al、671a2、671a3、……)。由此，即使增加或減少上升頻率，也能夠控制壓電元件43的驅(qū)動(dòng)電壓波形，以使動(dòng)量P變成動(dòng)量指示值。
[0184]變形例
[0185]以上，對(duì)兩個(gè)實(shí)施例的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明可適用的方式并不限定于上述方式。例如，在上述實(shí)施方式中，事先將動(dòng)量轉(zhuǎn)換表存儲(chǔ)在液體噴射控制裝置60的存儲(chǔ)部67中，并將分配給安裝于主體部40的噴射管部50的噴射管部ID的匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表用于控制壓電元件43。與此相對(duì)，匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表并不限定于從液體噴射控制裝置60的存儲(chǔ)部67讀取的構(gòu)成。
[0186]例如，匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表也可以構(gòu)成為從存儲(chǔ)和管理每個(gè)噴射管部ID的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表的外部服務(wù)器裝置100取得。在這種情況下，噴射管部種類取得部651、651a將動(dòng)量轉(zhuǎn)換表的發(fā)送請(qǐng)求與在圖16、圖20的步驟SlOl中取得的噴射管部ID—起發(fā)送至服務(wù)器裝置100。響應(yīng)于此，服務(wù)器裝置100進(jìn)行將與發(fā)送請(qǐng)求一起告知的噴射管部ID的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表發(fā)送至液體噴射控制裝置60的處理。由此，噴射管部種類取得部651、651a也可以從服務(wù)器裝置100取得匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。
[0187]另外，在讀取部47從噴射管側(cè)承載部59讀取的噴射管部ID的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表未存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部67的情況下，也可以構(gòu)成為通過(guò)咨詢服務(wù)器裝置100來(lái)取得匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。
[0188]另外，也可以構(gòu)成為將噴射管側(cè)承載部與發(fā)貨時(shí)收納噴射管部50的包裝袋或包裝箱一起包裝或粘貼在其外表面上。圖21是示出包裝袋110的一例的圖，其內(nèi)部收納有噴射管部50，并一起包裝有存儲(chǔ)與其噴射管部種類匹配的匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表的存儲(chǔ)卡821a。在這種情況下，在手術(shù)前，通過(guò)液體噴射控制裝置60的讀寫器82從存儲(chǔ)卡821a讀取并取得匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。
[0189]另外，也可以構(gòu)成為噴射管側(cè)承載部59作為第二承載部存儲(chǔ)匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。在這種情況下，讀取部47作為第二讀取部從噴射管側(cè)承載部59讀取匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表，噴射管部種類取得部651、651a如上述那樣取得從讀取部47讀取的匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。
[0190]另外，也可以構(gòu)成為將動(dòng)量轉(zhuǎn)換表事先存儲(chǔ)于主體側(cè)承載部49。在這種情況下，噴射管部種類取得部651、651a通過(guò)從主體側(cè)承載部49讀取由讀取部47從噴射管部側(cè)承載部59讀取的噴射管部ID的動(dòng)量轉(zhuǎn)換表，來(lái)取得匹配動(dòng)量轉(zhuǎn)換表。
[0191]另外，在上述實(shí)施方式中，例示了在噴射管部50的適當(dāng)位置處設(shè)置噴射管側(cè)承載部59的構(gòu)成，但也可以是，發(fā)貨時(shí)收納噴射管部50的包裝袋或包裝箱具備噴射管側(cè)承載部。例如，當(dāng)噴射管側(cè)承載部59為圖形碼時(shí)，也可以是，如圖21所示，在包裝袋110的表面上顯示將噴射管部ID編碼后的條形碼或二維碼等信息碼111(印刷、或粘貼印刷的貼紙等)。該信息碼111通過(guò)液體噴射控制裝置60的讀碼器85讀取。當(dāng)將該噴射管部50從包裝袋110等中取出并安裝于主體部40等時(shí)，通過(guò)讀碼器85讀取信息碼111，讀碼器85讀取信息碼111后進(jìn)行解析，并將噴射管部ID輸出至控制部65。在這種情況下，噴射管部種類取得部651、651a從讀碼器85取得噴射管部ID。
[0192]或者，也可以構(gòu)成為不使用信息碼111，而將存儲(chǔ)噴射管部ID的IC標(biāo)簽粘貼在包裝袋110上或與其一起包裝，同時(shí)通過(guò)設(shè)置于液體噴射控制裝置60的IC標(biāo)簽閱讀器(未圖示)來(lái)取得從IC標(biāo)簽中讀取的噴射管部ID。
[0193]另外，也可以構(gòu)成為取代噴射管部ID等噴射管部50的種類信息，而通過(guò)取得噴射管部50的形狀信息來(lái)辨別噴射管部種類。例如，噴射管部種類取得部651、651a取得來(lái)自攝像部64的圖像信息作為噴射管部50的形狀信息。在這種情況下，在將噴射管部50從包裝袋110等中取出并安裝于主體部40之前，用戶進(jìn)行用于通過(guò)攝像部64拍攝噴射管部50的外觀的操作。噴射管部種類取得部651、651a首先對(duì)作為形狀信息而取得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，提取噴射管部50的外形形狀。然后，參照噴射管部辨別表673，從設(shè)定為形狀條件的外形形狀中，確定與提取的外形形狀一致的外形形狀并取得其噴射管部ID。
[0194]另外，也可以通過(guò)取得噴射管部50的重量信息來(lái)辨別噴射管部種類。例如，噴射管部種類取得部651、651a取得來(lái)自測(cè)重計(jì)86的計(jì)測(cè)值作為噴射管部50的重量信息。在這種情況下，在將噴射管部50從包裝袋110等中取出并安裝于主體部40之前，用戶進(jìn)行用于通過(guò)測(cè)重計(jì)86計(jì)測(cè)噴射管部50的重量的操作。噴射管部種類取得部651、651a參照噴射管部辨別表673，從設(shè)定為重量條件的重量中，確定與取得的重量信息一致的重量并取得其噴射管部ID0
[0195]另外，也可以使用形狀信息和重量信息雙方，取得所取得的形狀信息符合其形狀條件且所取得的重量信息符合其重量條件的噴射管部ID。另外，也可以構(gòu)成為經(jīng)由操作部61、61a手動(dòng)輸入噴射管部ID。
[0196]另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了通過(guò)動(dòng)量撥盤711進(jìn)行階段性增減動(dòng)量P的操作的情況、通過(guò)重復(fù)頻率撥盤713進(jìn)行階段性增減重復(fù)頻率的操作的情況、通過(guò)上升頻率撥盤715a進(jìn)行階段性增減上升頻率的操作的情況。與此相對(duì)，各撥盤711、713、715a也可以構(gòu)成為即使處于標(biāo)有刻度的撥盤間的位置(中間位置)，也能對(duì)動(dòng)量指示值、重復(fù)頻率指示值、上升頻率指示值進(jìn)行無(wú)等級(jí)調(diào)整。
[0197]作為具體處理，例如如果著眼于動(dòng)量撥盤711，在選擇了刻度間的撥盤位置的情況下，參照動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671、6711、6712、6713、……(例如圖14)、動(dòng)量轉(zhuǎn)換表671a、671al、671a2、671a3、……(例如圖19)，讀取與所選擇的動(dòng)量P的前后刻度的撥盤位置相對(duì)應(yīng)的動(dòng)量指示值、對(duì)應(yīng)于這些動(dòng)量指示值的電壓振幅。然后，使用讀取的各電壓振幅進(jìn)行線性插值，確定與當(dāng)前選擇的撥盤位置間的動(dòng)量P對(duì)應(yīng)的電壓振幅。
[0198]另外，為了更加提高準(zhǔn)確度，也可以不光讀取所選擇的動(dòng)量P的前后，還進(jìn)一步讀取與前后刻度的撥盤位置(動(dòng)量指示值)對(duì)應(yīng)的電壓振幅。然后，使用讀取的各電壓振幅通過(guò)多項(xiàng)式插值法等進(jìn)行插值，確定與當(dāng)前選擇的撥盤位置間的動(dòng)量P對(duì)應(yīng)的電壓振幅。
[0199]另外，在選擇了重復(fù)頻率撥盤713、或者上升頻率撥盤715a的撥盤間的位置(中間位置)的情況下，也同樣可以通過(guò)插值來(lái)確定電壓振幅。
[0200]另外，在上述實(shí)施方式中，如參照?qǐng)D10的(a)所說(shuō)明的那樣，為了增減重復(fù)頻率而可變地設(shè)定下降沿形狀。與此相對(duì)，也可以通過(guò)單純地在時(shí)間軸方向上擴(kuò)大或縮小整個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形來(lái)增減重復(fù)頻率。在這種情況下，一邊通過(guò)上述方法改變頻率，一邊進(jìn)行制作動(dòng)量變換表671、6711、6712、6713、……或動(dòng)量變換表671a、671al、671a2、671a3、……時(shí)進(jìn)行的模擬。
[0201]另外，在上述實(shí)施方式中，作為上升指標(biāo)值例示了上升頻率。與此相對(duì)，也可以不使用上升頻率而使用上升時(shí)間Tpr。
[0202]另外，動(dòng)量撥盤711、重復(fù)頻率撥盤713、上升頻率撥盤715a并不限定于通過(guò)撥盤開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以例如，通過(guò)杠桿開關(guān)、按鈕開關(guān)等實(shí)現(xiàn)。另外，也可以將顯示部62作為觸摸面板，通過(guò)由軟件控制的鍵式開關(guān)等實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，用戶觸摸操作作為顯示部62的觸摸面板，輸入動(dòng)量指示值、重復(fù)頻率指示值、上升頻率指示值。
[0203]另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了壓電元件控制部652、652a根據(jù)設(shè)定的上升頻率、電壓振幅、及重復(fù)頻率來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓波形的情況(例如，圖16的步驟S111、S119等)。與此相對(duì)，也可以針對(duì)上升頻率、電壓振幅、及重復(fù)頻率的可取得的組合中的每個(gè)，預(yù)先生成一個(gè)周期的驅(qū)動(dòng)電壓波形，并作為與該組合關(guān)聯(lián)的波形數(shù)據(jù)事先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部67、77a中。并且，也可以讀取與設(shè)定的上升頻率、電壓振幅、及重復(fù)頻率的組合對(duì)應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，向壓電元件43施加與讀取的波形數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0204]另外，在上述實(shí)施方式中，公開了噴射動(dòng)量為2nNs以上2mNs以下、或者動(dòng)能為2nJ以上200mJ以下的脈沖液體射流的構(gòu)成，但更優(yōu)選噴射動(dòng)量為20nNs以上200yNs以下、或者動(dòng)能為40n J以上I OmJ以下的脈沖液體射流的構(gòu)成。由此，能夠適當(dāng)切削生物體組織、凝膠材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述液體噴射控制裝置向壓電元件施加給定的驅(qū)動(dòng)電壓波形，以控制從液體噴射裝置的脈沖液體射流的噴射，所述液體噴射裝置使用所述壓電元件將液體以脈沖狀噴射，并且， 所述液體噴射裝置構(gòu)成為形成有所述液體的噴射口的噴射管部相對(duì)于包含所述壓電元件的主體部自由裝卸， 所述液體噴射控制裝置具備: 種類辨別部，辨別所述噴射管部的噴射管部種類； 對(duì)應(yīng)關(guān)系取得部，從針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，取得與辨別出的所述噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述對(duì)應(yīng)關(guān)系是指涉及所述脈沖液體射流的動(dòng)量的第一指示值、涉及所述脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的第二指示值、以及涉及所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅和所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升沿的指標(biāo)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 第一操作部，用于輸入所述第一指示值； 第二操作部，用于輸入所述第二指示值；以及 電壓振幅設(shè)定部，參照所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于所述指標(biāo)值和所述第二指示值設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，以使所述動(dòng)量變成所述第一指示值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述噴射管部具有承載所述噴射管部的種類信息的第一承載部， 所述種類辨別部從自所述第一承載部讀取承載信息的第一讀取部的讀取結(jié)果中取得所述種類信息并辨別所述噴射管部種類。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述種類辨別部取得所述噴射管部的形狀信息和重量信息中的至少任一方來(lái)辨別所述噴射管部種類。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述噴射管部具有承載與該噴射管部的噴射管部種類匹配的所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系的第二承載部， 所述對(duì)應(yīng)關(guān)系取得部從自所述第二承載部讀取承載信息的第二讀取部的讀取結(jié)果中取得所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述液體噴射控制裝置還具備第三操作部，所述第三操作部用于輸入涉及所述指標(biāo)值的第三指示值。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述液體噴射控制裝置還具備下降沿形狀設(shè)定部，所述下降沿形狀設(shè)定部根據(jù)所述第二指示值，可變地設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的下降沿形狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述液體噴射控制裝置還具備顯示控制部，所述顯示控制部進(jìn)行顯示所述第一指示值和所述第二指示值中的至少一方的控制。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述液體噴射控制裝置控制所述脈沖液體射流的動(dòng)量為2nNs以上2mNs以下、或者所述脈沖液體射流的動(dòng)能為2nJ以上200mJ以下的所述液體噴射裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置，其特征在于， 所述液體噴射控制裝置控制用于通過(guò)所述脈沖液體射流切削生物體組織的所述液體噴射裝置。10.一種液體噴射系統(tǒng)，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的液體噴射控制裝置； 液體噴射裝置；以及 送液栗裝置。11.一種液體噴射控制方法，其特征在于， 向壓電元件施加給定的驅(qū)動(dòng)電壓波形，以控制從液體噴射裝置的脈沖液體射流的噴射，所述液體噴射裝置使用所述壓電元件將液體以脈沖狀噴射，并且， 所述液體噴射裝置構(gòu)成為形成有所述液體的噴射口的噴射管部相對(duì)于包含所述壓電元件的主體部自由裝卸， 所述液體噴射控制方法包括: 辨別所述噴射管部的噴射管部種類； 從針對(duì)每個(gè)噴射管部種類確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，取得與辨別出的所述噴射管部種類匹配的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述對(duì)應(yīng)關(guān)系是指涉及所述脈沖液體射流的動(dòng)量的第一指示值、涉及所述脈沖液體射流的每單位時(shí)間的噴射次數(shù)的第二指示值、以及涉及所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅和所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的上升沿的指標(biāo)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 輸入所述第一指示值； 輸入所述第二指示值；以及 參照所述匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于所述指標(biāo)值和所述第二指示值設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電壓波形的電壓振幅，以使所述動(dòng)量變成所述第一指示值。
【文檔編號(hào)】A61B17/3203GK105832381SQ201610056667
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日
【發(fā)明人】柄沢潤(rùn), 柄沢潤(rùn)一
【申請(qǐng)人】精工愛(ài)普生株式會(huì)社