JP2013213422A - Liquid injection device and method for controlling the same - Google Patents

Liquid injection device and method for controlling the same Download PDF

Info

Publication number
JP2013213422A
JP2013213422A JP2012083635A JP2012083635A JP2013213422A JP 2013213422 A JP2013213422 A JP 2013213422A JP 2012083635 A JP2012083635 A JP 2012083635A JP 2012083635 A JP2012083635 A JP 2012083635A JP 2013213422 A JP2013213422 A JP 2013213422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
liquid
flow
pulsating
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012083635A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6044098B2 (en
Inventor
Hideki Kojima
英揮 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2012083635A priority Critical patent/JP6044098B2/en
Publication of JP2013213422A publication Critical patent/JP2013213422A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6044098B2 publication Critical patent/JP6044098B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid injection device that can provide stable liquid injection from right after being started, and to provide a method for controlling the liquid injection device.SOLUTION: A liquid injection device includes: a pulsating flow generation part 20 that injects liquid in a pulse-shape; a liquid supply part 10 that pumps liquid by periodical drive and supplies liquid to the pulsating flow generation part 20; a pressure variation absorbing part 5 that absorbs a pressure variation by a volume change in liquid disposed between the pulsating flow generation part 20 and the liquid supply part 10; and a driving control part 15 that performs drive and control of the pulsating flow generation part 20 and the liquid supply part 10 based on a designated flow rate. When the designated flow rate is defined as a second flow rate and a flow rate where an additional flow rate is imposed on the second flow rate is defined as a first flow rate, the drive control part 15 starts the pulsating generation part 20 and supplies the liquid of the first flow rate from the liquid supply part 10 for a specific time, and after the specific time, supplies liquid of the second flow rate from the liquid supply part 10.

Description

本発明は、液体をパルス状に噴射する流体噴射装置と、この流体噴射装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a fluid ejecting apparatus that ejects liquid in pulses and a control method for the fluid ejecting apparatus.

従来、液体をパルス状に噴射して対象物の切断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の流体噴射装置として、容積変更手段の駆動によって容積が変化される流体室を有し、液体を脈流に変換してノズルからパルス状に高速噴射させる脈流発生部と、脈流発生部に液体を供給する流体供給部と、脈流発生部と流体供給部とを連通する流体供給チューブとから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)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for cutting or excising an object by ejecting a liquid in pulses is known. For example, in the medical field, as a fluid ejecting apparatus as a surgical tool for incising or excising a living tissue, it has a fluid chamber whose volume is changed by driving a volume changing means, and converts the liquid into a pulsating flow and pulses from the nozzle. Proposed fluid ejection device composed of a pulsating flow generating section that jets at high speed, a fluid supply section that supplies liquid to the pulsating flow generation section, and a fluid supply tube that communicates the pulsating flow generation section and the fluid supply section (For example, refer to Patent Document 1).

特開2008−82202号公報JP 2008-82202 A

上述した脈流発生部は、容積変更手段の駆動によって流体室の容積を縮小し、液体を脈流に変換してノズルからパルス状に高速噴射させる。ここで、ノズルから液体を噴射するためには、流体室が液体で満たされるように、常に必要十分な量の液体を流体室に供給しておく必要がある。このため、パルス状の噴流を噴射する技術では、流体室に液体を供給するための流体供給部として、十分な流量を確保することが可能な容積変更型のポンプ(例えば、ピストンポンプなど)や蠕動型ポンプ(例えば、チューブポンプなど)が使用されている。   The pulsating flow generation unit described above reduces the volume of the fluid chamber by driving the volume changing means, converts the liquid into a pulsating flow, and jets the liquid at high speed in a pulsed manner. Here, in order to eject the liquid from the nozzle, it is necessary to always supply a necessary and sufficient amount of liquid to the fluid chamber so that the fluid chamber is filled with the liquid. For this reason, in the technique of injecting a pulsed jet, a volume-changing pump (for example, a piston pump) capable of ensuring a sufficient flow rate as a fluid supply unit for supplying liquid to the fluid chamber, Peristaltic pumps (such as tube pumps) are used.

しかし、容積変更型のポンプや蠕動型ポンプは、液体の供給圧力に周期的な変動が生じ易いため、流体噴射装置の操作感が損なわれ易いという問題がある。これは、液体の供給圧力が変動すると、ノズルから噴射される液体の噴射量に変動が生じるため、切開能力が変動したり、あるいは液体を噴射したときに操作者が感じる反力が変動したりするためである。このため、液体をパルス状に噴射する技術では、脈流発生部へ安定した流量の液体を供給する必要がある。このとき、ポンプ単体では、液体の供給圧力に周期的な変動を抑えるために、圧力変動を体積変化によって吸収する圧力変動吸収部を流路内に配置する方法もあるが、流体噴射装置とした場合には、圧力変動吸収部材を流路内に配置することで、脈流発生部へ安定した流量の液体を供給できなくなる弊害がある。具体的には、ノズルから液体の噴射を開始させる場合、脈流発生部を駆動すると脈流発生部の内部の圧力が上昇し、流路の流路抵抗が増加したようになり、圧力変動吸収部材内の液体圧力も増加して、圧力変動吸収部材は膨張するように変形する。このことにより、脈流発生部を起動したときに、脈流発生部への液体供給量が一時的に減少し、安定した定常流量になるまで時間がかかってしまう。液体供給量が定常流量よりも減少した期間では、所望の安定した流体噴射量が確保できないという課題がある。ここで、定常流量とは、脈流発生部を継続駆動する場合に流体供給部からほぼ一定の流量で供給される液体供給量を意味する。   However, the volume-changing type pump and the peristaltic pump tend to cause periodic fluctuations in the supply pressure of the liquid, and thus there is a problem that the operational feeling of the fluid ejecting apparatus is easily impaired. This is because if the supply pressure of the liquid fluctuates, the amount of liquid ejected from the nozzle fluctuates, so that the incision ability fluctuates or the reaction force felt by the operator when the liquid is ejected varies. It is to do. For this reason, it is necessary to supply a liquid with a stable flow rate to the pulsating flow generation unit in the technique of ejecting the liquid in pulses. At this time, in order to suppress periodic fluctuations in the liquid supply pressure, there is a method in which a pressure fluctuation absorbing portion that absorbs pressure fluctuations by volume change is arranged in the flow path, but the fluid ejecting apparatus is used. In such a case, the pressure fluctuation absorbing member is disposed in the flow path, so that there is an adverse effect that a liquid having a stable flow rate cannot be supplied to the pulsating flow generation unit. Specifically, when injecting liquid from the nozzle, driving the pulsating flow generation unit increases the pressure inside the pulsating flow generation unit, increasing the flow resistance of the flow channel, and absorbing pressure fluctuations. The liquid pressure in the member also increases, and the pressure fluctuation absorbing member is deformed to expand. As a result, when the pulsating flow generation unit is activated, the amount of liquid supplied to the pulsating flow generation unit temporarily decreases, and it takes time until a stable steady flow rate is obtained. There is a problem that a desired stable fluid ejection amount cannot be secured in a period in which the liquid supply amount is reduced from the steady flow rate. Here, the steady flow rate means a liquid supply amount supplied from the fluid supply unit at a substantially constant flow rate when the pulsating flow generation unit is continuously driven.

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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る流体噴射装置は、液体をパルス状に噴射する脈流発生部と、周期的な駆動により液体を圧送して、前記脈流発生部に液体を供給する流体供給部と、前記脈流発生部と前記流体供給部との間に配置される体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部と、指定された流量に基づき、前記脈流発生部と前記流体供給部との駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、前記指定された流量を第2流量、該第2流量に増加流量を上乗せした流量を第1流量としたとき、前記駆動制御部は、前記脈流発生部を起動させるとともに、前記流体供給部から前記第1流量の液体を所定時間供給させ、前記所定時間経過後に、前記流体供給部から前記第2流量の液体を供給させることを特徴とする。   Application Example 1 A fluid ejection device according to this application example includes a pulsating flow generation unit that ejects liquid in pulses, and a fluid that pumps liquid by periodic driving and supplies the liquid to the pulsating flow generation unit A pulsating flow generation unit and the fluid based on a specified flow rate; a supply unit; a pressure variation absorption unit configured to absorb pressure variation by a volume change disposed between the pulsating flow generation unit and the fluid supply unit; A drive control unit that performs drive control with the supply unit, and when the designated flow rate is a second flow rate and a flow rate obtained by adding an increased flow rate to the second flow rate is a first flow rate, the drive control unit Activates the pulsating flow generation unit, supplies the liquid at the first flow rate from the fluid supply unit for a predetermined time, and supplies the liquid at the second flow rate from the fluid supply unit after the predetermined time has elapsed. It is characterized by.

本適用例によれば、圧力変動吸収部の体積変化によって流体供給部の周期的な圧送による圧力変動を吸収して安定した液体を供給できると同時に、脈流発生部を起動したときに、流体供給部から第2流量よりも多い第1流量の液体を供給させることにより、圧力変動吸収部が膨張することに起因する脈流発生部への液体供給量の一時的な減少を抑制し、いち早く脈流発生部からの流体噴射量を第2流量に近づけることができるため、脈流発生部の起動直後から液体を安定した流体噴射量でパルス状に高速噴射させることができる。   According to this application example, it is possible to supply the stable liquid by absorbing the pressure fluctuation due to the periodic pumping of the fluid supply section by the volume change of the pressure fluctuation absorption section, and at the same time, when the pulsating flow generation section is started, By supplying a liquid having a first flow rate higher than the second flow rate from the supply unit, a temporary decrease in the amount of liquid supply to the pulsating flow generation unit due to the expansion of the pressure fluctuation absorption unit is suppressed. Since the fluid ejection amount from the pulsating flow generation unit can be made close to the second flow rate, the liquid can be ejected in pulses at a stable fluid ejection amount immediately after the activation of the pulsating flow generation unit.

[適用例2]上記適用例に記載の流体噴射装置において、前記駆動制御部は、前記脈流発生部を起動時に前記流体供給部も起動することが好ましい。   Application Example 2 In the fluid ejection device according to the application example, it is preferable that the drive control unit also activates the fluid supply unit when the pulsating flow generation unit is activated.

本適用例によれば、液体をパルス状に噴射していない間は、余分な液体を噴射しなくなることができると同時に、脈流発生部の起動直後から流体噴射量を安定して噴射させることができる。   According to this application example, it is possible to stop ejecting excess liquid while the liquid is not ejected in pulses, and at the same time, stably eject the fluid ejection amount immediately after activation of the pulsating flow generation unit. Can do.

[適用例3]上記適用例に記載の流体噴射装置において、前記脈流発生部に容積変更により液体をパルス状に噴射するための流体室と、前記容積変更の容積変更量の情報と該容積変更の繰り返し周波数の情報を入力する入力手段と、を有し、前記駆動制御部は、前記容積変更量と容積変更の繰り返し周波数との情報から、前記第1流量と前記第1流量の液体を供給する所定時間、及び前記第2流量のいずれかを決めることが好ましい。   Application Example 3 In the fluid ejecting apparatus according to the application example described above, a fluid chamber for ejecting liquid into the pulsating flow generation unit in a pulse shape by changing the volume, information on the volume change amount of the volume change, and the volume Input means for inputting information on the repetition frequency of the change, and the drive control unit supplies the liquid at the first flow rate and the liquid at the first flow rate based on the information on the volume change amount and the volume change repetition frequency. It is preferable to determine one of the predetermined time to supply and the second flow rate.

本適用例によれば、脈流発生部の起動時の圧力上昇に影響のある容積変更の容積変更量と容積変更の繰り返し周波数との情報から決められた指定時間と増加流量とに基づき流体供給部を駆動させることから、供給流量を精度よく増加させ、脈流発生部の起動直後から液体を安定して噴射させることができる。また、操作者(術者)は都度、定常流量及び指定時間と増加流量を計算して入力する必要がなく、操作性を高めることができる。   According to this application example, the fluid supply is based on the specified time and the increased flow rate determined from the information of the volume change amount of the volume change that affects the pressure increase at the start of the pulsating flow generation unit and the repetition frequency of the volume change. Since the part is driven, the supply flow rate can be increased with high accuracy, and the liquid can be stably ejected immediately after the start of the pulsating flow generation part. Further, it is not necessary for the operator (operator) to calculate and input the steady flow rate, the designated time and the increased flow rate every time, and the operability can be improved.

[適用例4]本適用例に係る流体噴射装置の制御方法は、液体をパルス状に噴射する脈流発生部と、周期的な駆動により液体を圧送して、前記脈流発生部に液体を供給する流体供給部と、前記脈流発生部と前記流体供給部との間に配置される体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部と、指定された流量に基づき、前記脈流発生部と前記流体供給部との駆動制御を行う駆動制御部と、が備えられている流体噴射装置の制御方法であって、前記指定された流量を第2流量、該第2流量に増加流量を上乗せした流量を第1流量としたとき、前記駆動制御部は、前記脈流発生部を起動させるとともに、前記流体供給部から前記第1流量の液体を所定時間供給させることと、前記駆動制御部は、前記所定時間の経過後に、前記流体供給部から前記第2流量の液体を供給させることと、を含むことを特徴とする。   Application Example 4 A control method for a fluid ejection device according to this application example includes a pulsating flow generation unit that ejects liquid in pulses and a liquid that is pumped by periodic driving so that the liquid is supplied to the pulsating flow generation unit. A fluid supply unit to supply, a pressure fluctuation absorption unit that absorbs pressure fluctuations by a volume change disposed between the pulsating flow generation unit and the fluid supply unit, and the pulsating flow generation unit based on a specified flow rate And a drive control unit that performs drive control with the fluid supply unit, wherein the designated flow rate is a second flow rate, and the increased flow rate is added to the second flow rate. When the flow rate is the first flow rate, the drive control unit activates the pulsating flow generation unit and supplies the liquid at the first flow rate for a predetermined time from the fluid supply unit. The fluid supply unit after the predetermined time has elapsed. Characterized in that it comprises a, and thereby supplying the liquid in the second flow rate.

本適用例によれば、脈流発生部を起動したときに、流体供給部から第2流量よりも多い第1流量の液体を供給させることにより、圧力変動吸収部が膨張した場合においても、脈流発生部への液体供給量の減少を抑制し、いち早く脈流発生部からの流体噴射量を第2流量に近づけることができるため、脈流発生部の起動直後から液体を安定してパルス状に高速噴射させることができる。   According to this application example, when the pulsating flow generation unit is activated, even when the pressure fluctuation absorption unit expands by supplying a liquid having a first flow rate higher than the second flow rate from the fluid supply unit, The liquid supply amount from the pulsating flow generation unit can be quickly brought close to the second flow rate by suppressing the decrease in the liquid supply amount to the flow generation unit, so that the liquid can be stably pulsed immediately after the pulsating flow generation unit is activated. Can be sprayed at high speed.

実施形態1に係る流体噴射装置を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 実施形態1に係る圧力変動吸収部を液体の流れ方向に沿って切断した断面図。Sectional drawing which cut | disconnected the pressure fluctuation absorption part which concerns on Embodiment 1 along the flow direction of the liquid. 実施形態1に係る脈流発生部を液体の噴射方向に沿って切断した断面図。Sectional drawing which cut | disconnected the pulsating flow generation part which concerns on Embodiment 1 along the injection direction of a liquid. 実施形態1に係る制御系の概略構成を示す構成説明図。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a control system according to the first embodiment. 実施形態1による制御を行わない場合の噴射流量を模式的に示すグラフ。The graph which shows typically the injection flow volume when not performing control by Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る流体噴射装置の制御方法を示すフロー説明図。FIG. 3 is a flow explanatory diagram illustrating a control method for the fluid ejection device according to the first embodiment. 実施形態1に係る制御を行った場合の噴射流量を模式的に示すグラフ。3 is a graph schematically showing an injection flow rate when the control according to the first embodiment is performed. 実施形態1の変形例に係る流体噴射装置の制御方法を示すフロー説明図。FIG. 9 is a flow explanatory diagram illustrating a control method for a fluid ejection device according to a modification of the first embodiment. 実施形態2に係る脈流発生部をダイアフラムに対して垂直方向に切断した切断面を示す側面部分断面図。The side surface fragmentary sectional view which shows the cut surface which cut | disconnected the pulsating flow generation part which concerns on Embodiment 2 in the orthogonal | vertical direction with respect to the diaphragm.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明による流体噴射装置は、インク等を用いた描画、細密な物体及び構造物の洗浄、手術用メス等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施形態では、生体組織を切開又は切除することに好適な流体噴射装置を例示して説明する。したがって、実施形態にて用いる液体は、水又は生理食塩水等の液体である。なお、以降説明する図2、図3、図9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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The fluid ejecting apparatus according to the present invention can be used in various ways such as drawing with ink, washing fine objects and structures, and a scalpel. In the embodiments described below, incision or excision of living tissue is performed. A fluid ejecting apparatus suitable for this will be described as an example. Therefore, the liquid used in the embodiment is a liquid such as water or physiological saline. 2, 3, and 9 described below are schematic views in which the vertical and horizontal scales of members or portions are different from actual ones for convenience of illustration.

(実施形態1)
図1は、本実施形態に係る手術具としての流体噴射装置を示す構成説明図である。図1において、流体噴射装置1は、液体を収容する液体供給容器2(以降、単に容器2と表す)と、流体供給部としてのポンプ10と、ポンプ10から供給される液体を脈流に変換させパルス状に噴射する脈流発生部20と、を備えている。ポンプ10と脈流発生部20とは、液体供給チューブ4(以降、単にチューブ4と表す)によって連通されている。さらに、ポンプ10と脈流発生部20の間には、体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部5が備えられている。そして、脈流発生部20には、細いパイプ状の接続流路管90が接続され、接続流路管90の先端部には流路径が縮小されたノズル95が挿着されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a fluid ejection device as a surgical instrument according to the present embodiment. In FIG. 1, a fluid ejecting apparatus 1 converts a liquid supply container 2 (hereinafter simply referred to as a container 2) that contains a liquid, a pump 10 as a fluid supply unit, and a liquid supplied from the pump 10 into a pulsating flow. And a pulsating flow generation unit 20 that injects in a pulsed manner. The pump 10 and the pulsating flow generator 20 are communicated with each other by a liquid supply tube 4 (hereinafter simply referred to as a tube 4). Furthermore, between the pump 10 and the pulsating flow generation unit 20, there is provided a pressure fluctuation absorption unit 5 that absorbs pressure fluctuations by volume change. The pulsating flow generation section 20 is connected to a thin pipe-shaped connection flow path pipe 90, and a nozzle 95 with a reduced flow path diameter is inserted into the distal end portion of the connection flow path pipe 90.

ポンプ10は、周期的な駆動により液体を圧送する容積変更型のポンプ(ピストンポンプや、ダイアフラムポンプなど)や蠕動型ポンプ(チューブポンプなど)が用いられる。このとき、液体は、ポンプ10の周期的な駆動により圧送されるため、周期的な圧力変動が生じる。しかし、圧力変動吸収部5は、体積変化によって圧力変動を吸収するため、圧力変動吸収部5を通過した液体は、安定した圧力となる。   As the pump 10, a volume-changing type pump (such as a piston pump or a diaphragm pump) or a peristaltic pump (such as a tube pump) that pumps liquid by periodic driving is used. At this time, since the liquid is pumped by the periodic driving of the pump 10, periodic pressure fluctuations occur. However, since the pressure fluctuation absorption unit 5 absorbs the pressure fluctuation due to the volume change, the liquid that has passed through the pressure fluctuation absorption unit 5 has a stable pressure.

また、流体噴射装置1は、ポンプ10と脈流発生部20それぞれの駆動制御をするための駆動制御部15が備えられている。図1では、駆動制御部15はポンプ10と脈流発生部20とから離間した位置に配設されているが、ポンプ10を含む駆動制御部として構成してもよい。   Further, the fluid ejection device 1 is provided with a drive control unit 15 for controlling the driving of the pump 10 and the pulsating flow generation unit 20. In FIG. 1, the drive control unit 15 is disposed at a position separated from the pump 10 and the pulsating flow generation unit 20, but may be configured as a drive control unit including the pump 10.

流体噴射装置1を手術具として用いる場合、脈流発生部20を把持して操作するため、脈流発生部起動スイッチ25は、脈流発生部20に配設されている。なお、脈流発生部起動スイッチ25をフットスイッチとして駆動制御部15に配設してもよい。そして、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28とは、駆動制御部15に配設される。   When the fluid ejection device 1 is used as a surgical instrument, the pulsating flow generation unit activation switch 25 is disposed in the pulsating flow generation unit 20 in order to grasp and operate the pulsating flow generation unit 20. Note that the pulsating flow generation unit activation switch 25 may be disposed in the drive control unit 15 as a foot switch. The pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28 are disposed in the drive control unit 15.

まず、流体噴射装置1における液体の流動を簡単に説明する。容器2に収容された液体は、ポンプ10によって吸引され、圧力変動吸収部5(図2、参照)及びチューブ4を介して脈流発生部20に供給される。脈流発生部20には、流体室80と、この流体室80の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子30及びダイアフラム40と(共に、図3、参照)を備えており、容積変更手段を駆動して流体室80の容積を変化させて脈流を発生し、接続流路管90、ノズル95を介して液体をパルス状に高速噴射する。ここで脈流とは、液体の流れる方向が一定で、液体の流量又は流速が周期的又は不定期な変動を伴った液体の流動を意味する。脈流には、液体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、液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。同様に、液体をパルス状に噴射するとは、噴射する液体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動した液体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、液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、噴射する液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。   First, the flow of the liquid in the fluid ejecting apparatus 1 will be briefly described. The liquid stored in the container 2 is sucked by the pump 10 and supplied to the pulsating flow generation unit 20 via the pressure fluctuation absorption unit 5 (see FIG. 2) and the tube 4. The pulsating flow generation unit 20 includes a fluid chamber 80 and a piezoelectric element 30 and a diaphragm 40 (both see FIG. 3) as volume changing means for changing the volume of the fluid chamber 80. Is driven to generate a pulsating flow by changing the volume of the fluid chamber 80, and the liquid is ejected in a pulsed manner at high speed via the connection flow channel tube 90 and the nozzle 95. Here, the pulsating flow means a liquid flow in which the flow direction of the liquid is constant and the flow rate or flow velocity of the liquid is accompanied by a periodic or irregular fluctuation. The pulsating flow includes an intermittent flow in which the flow and stop of the liquid are repeated. However, since the flow rate or flow rate of the liquid only needs to fluctuate periodically or irregularly, the pulsating flow is not necessarily an intermittent flow. Similarly, ejecting the liquid in a pulse form means ejecting the liquid in which the flow rate or moving speed of the ejected liquid is changed periodically or irregularly. An example of pulsed injection is intermittent injection in which liquid injection and non-injection are repeated. However, since the flow rate or movement speed of the liquid to be injected only needs to fluctuate periodically or irregularly, it is not always intermittent injection. Need not be.

次に、本実施形態に係る圧力変動吸収部5の構造について説明する。
図2は、本実施形態に係る圧力変動吸収部5を液体の流れ方向に沿って切断した断面図である。圧力変動吸収部5は、弾性の壁面51と空気を封入した空気袋52を内部に備え、圧力変動吸収部5を通過する液体の圧力に変動があった場合、弾性の壁面51と空気を封入した空気袋52とが、圧力変動吸収部5を通過する液体の圧力の変動に対して受動した体積変化によって圧力変動を吸収する。なお、弾性の壁面51と空気を封入した空気袋52とのどちらか一方でも構わず、同じ機能を有するなら別の構成でも構わない。
Next, the structure of the pressure fluctuation absorber 5 according to this embodiment will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the pressure fluctuation absorber 5 according to the present embodiment cut along the liquid flow direction. The pressure fluctuation absorbing unit 5 includes an elastic wall 51 and an air bag 52 filled with air. When the pressure of the liquid passing through the pressure fluctuation absorbing unit 5 fluctuates, the pressure fluctuation absorbing unit 5 encloses the elastic wall 51 and air. The air bag 52 absorbs the pressure fluctuation by the volume change that is passive with respect to the fluctuation of the pressure of the liquid passing through the pressure fluctuation absorber 5. Note that either the elastic wall surface 51 or the air bag 52 filled with air may be used, or another configuration may be used as long as it has the same function.

次に、本実施形態に係る脈流発生部20の構造について説明する。
図3は、本実施形態に係る脈流発生部20を液体の噴射方向に沿って切断した断面図である。脈流発生部20は、ポンプ10から圧力変動吸収部5及びチューブ4を介して流体室80に液体を供給する入口流路81と、流体室80の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子30及びダイアフラム40と、流体室80から流体噴射開口部96まで液体を送出する出口流路82と、を有して構成されている。
Next, the structure of the pulsating flow generation unit 20 according to this embodiment will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the pulsating flow generation unit 20 according to the present embodiment cut along the liquid ejection direction. The pulsating flow generation unit 20 includes an inlet channel 81 that supplies liquid to the fluid chamber 80 from the pump 10 via the pressure fluctuation absorption unit 5 and the tube 4, and a piezoelectric element as a volume changing unit that changes the volume of the fluid chamber 80. 30 and the diaphragm 40, and an outlet channel 82 for sending liquid from the fluid chamber 80 to the fluid ejection opening 96.

ダイアフラム40は、円盤状の金属薄板からなり、周縁部が下ケース50と上ケース70とによって密着固定されている。圧電素子30は、本実施形態では積層型圧電素子であって、両端部の一方がダイアフラム40に、他方が底板60に固着されている。   The diaphragm 40 is made of a disk-shaped thin metal plate, and the peripheral edge thereof is closely fixed by the lower case 50 and the upper case 70. The piezoelectric element 30 is a laminated piezoelectric element in the present embodiment, and one of both ends is fixed to the diaphragm 40 and the other is fixed to the bottom plate 60.

流体室80は、上ケース70のダイアフラム40に対向する面に形成される凹部とダイアフラム40とによって形成される空間である。流体室80のほぼ中央部には出口流路82が開口されている。そして、上ケース70と下ケース50とは、それぞれ対向する面において接合一体化されている。上ケース70には、出口流路82に連通する接続流路91を有する接続流路管90が嵌着され、接続流路管90の先端部にはノズル95が挿着されている。そして、ノズル95には、流路径が出口流路82よりも縮小された流体噴射開口部96が開口されている。また、上ケース70には、流体室80と連通する入口流路81が形成され、入口流路81にはチューブ4が取り付けられている。   The fluid chamber 80 is a space formed by a recess formed on the surface of the upper case 70 facing the diaphragm 40 and the diaphragm 40. An outlet channel 82 is opened at a substantially central portion of the fluid chamber 80. The upper case 70 and the lower case 50 are joined and integrated on the opposing surfaces. A connection channel pipe 90 having a connection channel 91 that communicates with the outlet channel 82 is fitted into the upper case 70, and a nozzle 95 is inserted into the tip of the connection channel pipe 90. The nozzle 95 is provided with a fluid ejection opening 96 whose flow path diameter is smaller than that of the outlet flow path 82. In addition, the upper case 70 is formed with an inlet channel 81 communicating with the fluid chamber 80, and the tube 4 is attached to the inlet channel 81.

次に、本実施形態における脈流発生部20の流体吐出動作について図1、図3を参照して説明する。本実施形態の脈流発生部20の流体吐出は、入口流路81側の合成イナータンスL1と出口流路82側の合成イナータンスL2との差によって行われる。   Next, the fluid discharge operation of the pulsating flow generation unit 20 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The fluid discharge of the pulsating flow generation unit 20 of the present embodiment is performed by the difference between the synthetic inertance L1 on the inlet flow path 81 side and the synthetic inertance L2 on the outlet flow path 82 side.

まず、イナータンスについて説明する。
イナータンスLは、液体の密度を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、流路を流れる液体の流量を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。
First, inertance will be described.
The inertance L is represented by L = ρ × h / S, where ρ is the density of the liquid, S is the cross-sectional area of the flow path, and h is the length of the flow path. When the pressure difference in the flow path is ΔP and the flow rate of the liquid flowing in the flow path is Q, the relationship of ΔP = L × dQ / dt is derived by modifying the equation of motion in the flow path using the inertance L. It is.

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。   That is, the inertance L indicates the degree of influence on the time change of the flow rate. The larger the inertance L, the less the time change of the flow rate, and the smaller the inertance L, the greater the time change of the flow rate.

入口流路81側の合成イナータンスL1は、入口流路81の範囲において算出される。また、出口流路82側の合成イナータンスL2は、出口流路82の範囲において算出される。
なお、接続流路管90の管壁の厚さは、液体の圧力伝播に十分な剛性を有している。
The combined inertance L1 on the inlet channel 81 side is calculated in the range of the inlet channel 81. The synthetic inertance L2 on the outlet channel 82 side is calculated in the range of the outlet channel 82.
In addition, the thickness of the tube wall of the connection flow path tube 90 has sufficient rigidity for the pressure propagation of the liquid.

そして、本実施形態では、入口流路81側の合成イナータンスL1が出口流路82側の合成イナータンスL2よりも大きくなるように、入口流路81の流路長及び断面積、出口流路82の流路長及び断面積を設定する。   In this embodiment, the flow path length and cross-sectional area of the inlet flow path 81 and the outlet flow path 82 are set so that the combined inertance L1 on the inlet flow path 81 side is larger than the synthetic inertance L2 on the outlet flow path 82 side. Set the channel length and cross-sectional area.

次に、流体噴射動作について説明する。
ポンプ10によって入口流路81には、常に一定圧力(定常流量)で液体が供給されている。その結果、圧電素子30が動作を行わない場合、ポンプ10の吐出力と入口流路81側全体の流路抵抗の差によって液体は流体室80内に流動する。
Next, the fluid ejection operation will be described.
Liquid is always supplied to the inlet channel 81 by the pump 10 at a constant pressure (steady flow rate). As a result, when the piezoelectric element 30 does not operate, the liquid flows into the fluid chamber 80 due to the difference between the discharge force of the pump 10 and the channel resistance on the entire inlet channel 81 side.

ここで、圧電素子30に駆動信号が入力され圧電素子30がダイアフラム40の流体室80側の面の法線方向に急激に伸長したとすると、伸長した圧電素子30によってダイアフラム40が押圧され、ダイアフラム40が流体室80の容積を縮小する方向に変形する。流体室80内の圧力は、入口流路81側及び出口流路82側の合成イナータンス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。   Here, if a drive signal is input to the piezoelectric element 30 and the piezoelectric element 30 suddenly expands in the normal direction of the surface of the diaphragm 40 on the fluid chamber 80 side, the diaphragm 40 is pressed by the expanded piezoelectric element 30, and the diaphragm 40 is deformed in the direction of reducing the volume of the fluid chamber 80. If the combined inertances L1 and L2 on the inlet channel 81 side and the outlet channel 82 side have a sufficient size, the pressure in the fluid chamber 80 rapidly increases and reaches several tens of atmospheres.

この圧力は、入口流路81に加えられていたポンプ10による圧力よりはるかに大きいため、入口流路81から流体室80内への液体の流入はその圧力によって減少し、出口流路82からの流出は増加する。   Since this pressure is much larger than the pressure by the pump 10 applied to the inlet channel 81, the inflow of liquid from the inlet channel 81 into the fluid chamber 80 is reduced by the pressure, and the pressure from the outlet channel 82 is reduced. Outflow increases.

しかし、入口流路81側の合成イナータンスL1は、出口流路82側の合成イナータンスL2よりも大きく、入口流路81から流体室80へ流入する流量の減少量よりも、出口流路82から吐出される液体の増加量のほうが大きいため、接続流路91にパルス状の液体吐出、つまり、脈流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、接続流路管90内(接続流路91)を伝播して、先端のノズル95の流体噴射開口部96から液体が噴射される。   However, the combined inertance L1 on the inlet flow path 81 side is larger than the combined inertance L2 on the outlet flow path 82 side, and is discharged from the outlet flow path 82 more than the reduction amount of the flow rate flowing into the fluid chamber 80 from the inlet flow path 81. Since the increased amount of liquid to be applied is larger, pulsed liquid discharge, that is, pulsating flow is generated in the connection flow path 91. The pressure fluctuation at the time of discharge propagates in the connection flow channel pipe 90 (connection flow channel 91), and the liquid is ejected from the fluid ejection opening 96 of the nozzle 95 at the tip.

ここで、流体噴射開口部96の流路径は、出口流路82の流路径よりも縮小されているので、液体はさらに高圧となり、パルス状の液滴となって高速噴射される。   Here, since the flow path diameter of the fluid ejection opening 96 is smaller than the flow path diameter of the outlet flow path 82, the liquid has a higher pressure and is ejected at high speed as pulsed droplets.

一方、流体室80内は、入口流路81からの液体流入量の減少と出口流路82からの液体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空状態となる。そして、圧電素子30を元の形状に復元すると、ポンプ10の圧力と、流体室80内の真空状態の双方によって一定時間経過後、入口流路81の液体は圧電素子30の動作前(伸長前)と同様な速度で流体室80内に向かう流れが復帰する。   On the other hand, the inside of the fluid chamber 80 is in a vacuum state immediately after the pressure rises due to the interaction between the decrease in the amount of liquid inflow from the inlet channel 81 and the increase in the outflow of liquid from the outlet channel 82. Then, when the piezoelectric element 30 is restored to its original shape, the liquid in the inlet channel 81 flows before the operation of the piezoelectric element 30 (before expansion) after a certain time has elapsed due to both the pressure of the pump 10 and the vacuum state in the fluid chamber 80. ) Returns to the fluid chamber 80 at the same speed.

入口流路81内の液体の流動が復帰した後、圧電素子30の伸長があれば、流体噴射開口部96からパルス状の液滴を継続して噴射する。   If the piezoelectric element 30 is expanded after the flow of the liquid in the inlet channel 81 is restored, pulsed droplets are continuously ejected from the fluid ejection opening 96.

続いて、本実施形態に係る流体噴射装置1の制御方法について説明する。まず、流体噴射装置1の制御系の構成について図面を参照して説明する。
図4は、本実施形態に係る制御系の概略構成を示す構成説明図である。制御系としては、ポンプ10及び脈流発生部20(具体的には圧電素子30)の駆動を制御する駆動制御部15と、圧電素子30の伸縮の開始と停止を切り換える脈流発生部起動スイッチ25と、圧電素子30の伸長量を切り換える脈動量切替スイッチ27と、圧電素子30の伸縮の繰り返し周波数を切り換える脈動周波数切替スイッチ28と、から構成されている。
Subsequently, a control method of the fluid ejecting apparatus 1 according to the present embodiment will be described. First, the configuration of the control system of the fluid ejection device 1 will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a configuration explanatory diagram showing a schematic configuration of a control system according to the present embodiment. The control system includes a drive control unit 15 that controls driving of the pump 10 and the pulsating flow generation unit 20 (specifically, the piezoelectric element 30), and a pulsating flow generation unit activation switch that switches start and stop of expansion and contraction of the piezoelectric element 30. 25, a pulsation amount changeover switch 27 that switches the expansion amount of the piezoelectric element 30, and a pulsation frequency changeover switch 28 that switches a repetition frequency of expansion and contraction of the piezoelectric element 30.

駆動制御部15は、ポンプ駆動回路153と圧電素子駆動回路154と、両回路を制御する制御回路151とを有している。駆動制御部15はLUT(Look Up Table)152をさらに有している。LUT152には、脈流発生部20の起動時のポンプ10の増加流量と増加流量指定時間(以降、単に指定時間と表すことがある)が記憶されている。図4では図示を省略しているが、LUT152はRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のメモリー(記憶手段)にデータとして記憶されている。   The drive control unit 15 includes a pump drive circuit 153, a piezoelectric element drive circuit 154, and a control circuit 151 that controls both circuits. The drive control unit 15 further includes an LUT (Look Up Table) 152. The LUT 152 stores an increased flow rate of the pump 10 at the time of starting the pulsating flow generation unit 20 and an increased flow specified time (hereinafter, simply referred to as a specified time). Although not shown in FIG. 4, the LUT 152 is stored as data in a memory (storage means) such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory).

LUT152は、ポンプ10に設定される指定の定常流量の値に対応する増加流量と増加流量指定時間との情報が記憶された1次元の配列で記憶されている。したがって、LUT152に記憶されている増加流量と増加流量指定時間との情報は、ポンプ10に設定される指定の定常流量の値に基づいて読み出される。そして、ポンプ10に設定される指定の定常流量は、駆動制御部15において容積変更の容積変更量の情報と容積変更の繰り返し周波数の情報とから算出される。容積変更の容積変更量の情報と容積変更の繰り返し周波数の情報とは、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28とによって得られる。   The LUT 152 is stored in a one-dimensional array in which information on an increased flow rate and an increased flow rate specified time corresponding to a specified steady flow rate value set in the pump 10 is stored. Therefore, the information on the increased flow rate and the increased flow specified time stored in the LUT 152 is read based on the specified steady flow value set in the pump 10. The designated steady flow set in the pump 10 is calculated by the drive control unit 15 from the information on the volume change amount of the volume change and the information on the repetition frequency of the volume change. Information on the volume change amount of the volume change and information on the repetition frequency of the volume change are obtained by the pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28.

定常流量の算出方法の一例について簡単に説明する。
まず、圧電素子30の伸長量と既知の流体室80の断面積との積から圧電素子30の1回の伸長による流体室の容積変更量を求める。そして、求めた容積変更量と圧電素子30の伸縮の繰り返し周波数(すなわち容積変更の繰り返し周波数)との積から流体室80から排出される予測の流量を求める。このとき、ポンプ10に設定される指定の定常流量は、噴射する液体が不足しないように、少なくとも流体室80から排出される流量以上とする必要がある。したがって、ポンプ10に設定される指定の定常流量は、流体室80から排出される予測の流量に1以上の係数を掛けるか、若しくは、流量を増分して算出している。
An example of a steady flow rate calculation method will be briefly described.
First, the volume change amount of the fluid chamber due to one extension of the piezoelectric element 30 is obtained from the product of the extension amount of the piezoelectric element 30 and the known sectional area of the fluid chamber 80. Then, the predicted flow rate discharged from the fluid chamber 80 is obtained from the product of the obtained volume change amount and the repetition frequency of expansion and contraction of the piezoelectric element 30 (that is, the repetition frequency of volume change). At this time, the specified steady flow set in the pump 10 needs to be at least equal to or higher than the flow discharged from the fluid chamber 80 so that the liquid to be ejected is not insufficient. Therefore, the specified steady flow rate set in the pump 10 is calculated by multiplying the predicted flow rate discharged from the fluid chamber 80 by a factor of 1 or more, or by increasing the flow rate.

なお、最終的に増加流量と増加流量指定時間とが決まればよいので、指定の定常流量は、必ずしも算出する必要はない。例えば、LUT152に記憶されている増加流量と増加流量指定時間との情報が、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28との値に基づく2次元の配列として記憶されていれば、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28とによって増加流量と増加流量指定時間とを決めることができる。   In addition, since it is only necessary to finally determine the increase flow rate and the increase flow specified time, it is not always necessary to calculate the specified steady flow rate. For example, if the information on the increase flow rate and the increase flow specified time stored in the LUT 152 is stored as a two-dimensional array based on the values of the pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28, the pulsation amount changeover The increased flow rate and the increased flow rate designated time can be determined by the switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28.

また、ノズル95のサイズやチューブ4の長さなどの流路が変わる場合や液体の変更で液体の粘度や比重が変わる場合には、流路抵抗や流路内の弾性要素による圧力損失によって増加流量と増加流量指定時間は異なる。したがって、流路液体情報入力手段(入力手段)26によって流路と液体との情報を制御回路151に入力する。流路液体情報入力手段26としては、キーボード又は入力スイッチ等を用いることができる。   In addition, when the flow path such as the size of the nozzle 95 or the length of the tube 4 changes, or when the viscosity or specific gravity of the liquid changes due to the change of the liquid, it increases due to the pressure loss due to the flow resistance or the elastic element in the flow path. Flow rate and increase flow specified time are different. Therefore, information on the flow path and the liquid is input to the control circuit 151 by the flow path liquid information input means (input means) 26. As the channel liquid information input means 26, a keyboard or an input switch can be used.

流路液体情報について、簡単に説明する。
流路液体情報に関しては、流量によって変化する流路内の圧力の状態を決めるための情報である。したがって、流路長、流路断面積、液体の粘度や比重、圧力変動吸収部5の弾性コンプライアンスなど、様々な情報が必要となる。また、ノズル95のサイズやチューブ4の長さの情報など全てを直接入力しても、増加流量と増加流量指定時間とを算出するのは容易ではない。よって、あらかじめ使用する可能性のあるノズル95、チューブ4、圧力変動吸収部5などに番号を割り振り、それらの組合せの実験によって、増加流量と増加流量指定時間とを決定し、LUT152を複数用意しておく。そして、流路液体情報の番号の組合せに合わせて複数のLUT152から選択される。
The flow path liquid information will be briefly described.
The flow path liquid information is information for determining the pressure state in the flow path that varies depending on the flow rate. Therefore, various information such as the channel length, the channel cross-sectional area, the viscosity and specific gravity of the liquid, and the elastic compliance of the pressure fluctuation absorber 5 are required. Further, even if all of the information such as the size of the nozzle 95 and the length of the tube 4 are directly input, it is not easy to calculate the increased flow rate and the increased flow designated time. Therefore, numbers are assigned to nozzles 95, tubes 4, pressure fluctuation absorbers 5 and the like that may be used in advance, and an increase flow rate and an increase flow specified time are determined by an experiment of a combination thereof, and a plurality of LUTs 152 are prepared. Keep it. And it selects from several LUT152 according to the combination of the number of flow-path liquid information.

なお、使用する流路や液体が一意に決まっていたり、流路や液体に大きな変更がなかったりすれば、流路液体情報は入力しないで、特定のLUT152を自動で選択しても構わない。
また、LUT152を複数用意しないで、LUT152に記憶されている増加流量と増加流量指定時間との情報が、流路液体情報と定常流量とに基づくn次元の配列として記憶されていても構わない。
Note that if the flow channel or liquid to be used is uniquely determined or there is no significant change in the flow channel or liquid, the specific LUT 152 may be automatically selected without inputting the flow channel liquid information.
Further, without preparing a plurality of LUTs 152, the information on the increased flow rate and the increased flow rate specified time stored in the LUT 152 may be stored as an n-dimensional array based on the flow channel liquid information and the steady flow rate.

以上のことから、流体噴射装置1を駆動する場合、まず、流路液体情報入力手段26から流路液体情報を制御回路151に入力する。そして、駆動制御部15で、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28から、ポンプ10に設定される指定の定常流量が算出される。そして、LUT152に記憶されている増加流量と増加流量指定時間の情報が、ポンプ10に設定される指定の定常流量の値に基づいて読み出される。   From the above, when the fluid ejecting apparatus 1 is driven, first, the flow channel liquid information is input from the flow channel liquid information input means 26 to the control circuit 151. Then, the drive control unit 15 calculates a specified steady flow rate set in the pump 10 from the pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28. Then, the information on the increased flow rate and the increased flow rate specified time stored in the LUT 152 is read based on the specified steady flow rate value set in the pump 10.

そして、脈流発生部起動スイッチ25を操作して脈流発生部20を起動すると、LUT152から読み出された増加流量と流量増加で流動する指定時間に基づきポンプ10が駆動される。   When the pulsating flow generation unit activation switch 25 is operated to activate the pulsating flow generation unit 20, the pump 10 is driven based on the increased flow rate read from the LUT 152 and the specified time for flow with the increased flow rate.

(流体噴射装置の制御方法)
続いて、流体噴射装置1の制御方法について説明する。まず、本実施形態による制御を行わない場合について説明する。
図5は、本実施形態による制御を行わない場合の噴射流量を模式的に示すグラフである。ポンプ10は、圧力変動吸収部5を介して指定された定常流量q1の液体を安定的に供給している。
(Control method of fluid ejection device)
Subsequently, a control method of the fluid ejecting apparatus 1 will be described. First, a case where the control according to the present embodiment is not performed will be described.
FIG. 5 is a graph schematically showing an injection flow rate when the control according to the present embodiment is not performed. The pump 10 stably supplies a liquid having a steady flow rate q <b> 1 designated via the pressure fluctuation absorption unit 5.

しかし、圧電素子30を駆動し液体をパルス状に噴射させる場合、脈流発生部20内部圧力が上昇し、流路の流路抵抗が増加したようになる。このとき、圧力変動吸収部5内の流体圧力も増加して、体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部5は、膨張される。このことにより、脈流発生部20への液体供給量が一時的に流量q2に減少し、安定した定常流量になるまで時間がかかってしまう。例えば、時間t1で脈流発生部20を起動すると、起動から時間t2に至る期間では、供給流量の減少により所望の安定した流体噴射ができない。   However, when the piezoelectric element 30 is driven and the liquid is ejected in a pulse shape, the internal pressure of the pulsating flow generation unit 20 increases and the flow path resistance of the flow path increases. At this time, the fluid pressure in the pressure fluctuation absorber 5 also increases, and the pressure fluctuation absorber 5 that absorbs the pressure fluctuation due to the volume change is expanded. As a result, the amount of liquid supplied to the pulsating flow generation unit 20 temporarily decreases to the flow rate q2, and it takes time until a stable steady flow rate is obtained. For example, when the pulsating flow generation unit 20 is activated at time t1, desired stable fluid ejection cannot be performed due to a decrease in the supply flow rate during the period from activation to time t2.

また、このような脈流発生部20への供給流量の減少が発生すると、時間t1〜時間t2の期間では、流体噴射量が減少し、極端に減少する場合には、流体室80に液体がない状態で圧電素子30が空駆動されてしまうことがある。
そこで、脈流発生部20の起動直後から所望の噴射流量(定常噴射量)を確保するためにポンプ10からの供給流量を制御する。
In addition, when such a decrease in the supply flow rate to the pulsating flow generation unit 20 occurs, the fluid injection amount decreases during the period from time t1 to time t2, and when the fluid injection amount decreases extremely, liquid is supplied to the fluid chamber 80. In some cases, the piezoelectric element 30 may be idly driven.
Therefore, the supply flow rate from the pump 10 is controlled in order to ensure a desired injection flow rate (steady injection amount) immediately after the activation of the pulsating flow generation unit 20.

図6は、本実施形態に係る流体噴射装置1の制御方法を示すフロー説明図である。図6に示すフローに沿って説明する。図1、図4、図5も参照する。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for controlling the fluid ejection device 1 according to the present embodiment. Description will be made along the flow shown in FIG. Reference is also made to FIGS.

図6に表す制御のフローは、ポンプ10を駆動して液体を定常流量で脈流発生部20に供給している状態から、脈流発生部20を起動させ、定常駆動(例えば、生体組織の切開手術等)を継続した後停止させる間のフローを表している。   The control flow shown in FIG. 6 starts from the state where the pump 10 is driven and the liquid is supplied to the pulsating flow generation unit 20 at a steady flow rate, and the pulsating flow generation unit 20 is activated to drive the pulsating flow generation unit 20. This shows the flow during the stop of the incision surgery and the like.

まず、脈流発生部20を駆動させる前に、流路液体情報入力手段26により流路液体情報を制御回路151に入力する(ステップ10、なお、以降ステップをSTと表す)。仮に流路液体情報として、圧力変動吸収部5のコード番号、チューブ4のコード番号、脈流発生部20のコード番号、ノズル95のコード番号を入力する。   First, before driving the pulsating flow generation unit 20, the flow channel liquid information input means 26 inputs flow channel liquid information to the control circuit 151 (step 10, hereinafter, step is referred to as ST). As the flow path liquid information, the code number of the pressure fluctuation absorption unit 5, the code number of the tube 4, the code number of the pulsating flow generation unit 20, and the code number of the nozzle 95 are input.

続いて、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28とを操作して圧電素子30の伸長量(すなわち容積変更量に相当)と、圧電素子30の伸縮の繰り返し周波数(すなわち容積変更の繰り返し周波数に相当)とを選択する(ST15)。圧電素子30の伸長量に関しては、圧電定数が既に分かっていれば駆動電圧などでも構わない。したがって、仮に100V、300Hzを選択したものとする。そして、圧電素子30の伸長量と伸縮の繰り返し周波数とから指定の流量(定常流量)が算出される。仮に、100ml/hが算出されたものとする。すると、入力した流路液体情報に基づいてLUT152が選択され、算出された指定の流量(定常流量)から、LUT152を参照して、増加流量30ml/hと流量を増加させる指定時間5s(5秒)が決定される。   Subsequently, by operating the pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28, the expansion amount of the piezoelectric element 30 (that is, equivalent to the volume change amount) and the repetition frequency of expansion and contraction of the piezoelectric element 30 (that is, the repetition frequency of volume change). (ST15). Regarding the extension amount of the piezoelectric element 30, a driving voltage or the like may be used if the piezoelectric constant is already known. Therefore, it is assumed that 100 V and 300 Hz are selected. A specified flow rate (steady flow rate) is calculated from the expansion amount of the piezoelectric element 30 and the repetition frequency of expansion and contraction. It is assumed that 100 ml / h is calculated. Then, the LUT 152 is selected based on the input flow channel liquid information, and the specified flow rate (steady flow rate) is referred to, the LUT 152 is referred to, and the flow rate is increased to 30 ml / h for a specified time 5 s (5 seconds). ) Is determined.

続いて、算出された指定の定常流量でポンプ10駆動を開始する(ST20)。そして、脈流発生部起動スイッチ25を操作して脈流発生部20を起動し、駆動を開始する(ST30)。この際、制御回路151からLUT152に対して読み出し信号が送出され、制御条件(増加流量30ml/h、指定時間5s)が読み出される。   Subsequently, driving of the pump 10 is started at the calculated specified steady flow rate (ST20). Then, the pulsating flow generation unit activation switch 25 is operated to activate the pulsating flow generation unit 20 and start driving (ST30). At this time, a read signal is sent from the control circuit 151 to the LUT 152, and the control conditions (increase flow rate 30 ml / h, designated time 5 s) are read.

脈流発生部20が駆動開始するとほぼ同時に、制御条件に基づきポンプ10からの液体供給量を増加させる(ST40)。増加流量は30ml/hのため、ポンプ10からの供給流量は指定された定常流量100ml/hに増加流量30ml/hを上乗せした130ml/hとなる。   Almost simultaneously with the start of driving of the pulsating flow generation unit 20, the liquid supply amount from the pump 10 is increased based on the control conditions (ST40). Since the increased flow rate is 30 ml / h, the supply flow rate from the pump 10 is 130 ml / h obtained by adding the increased flow rate 30 ml / h to the specified steady flow rate 100 ml / h.

ここで、制御回路151では、増加流量で供給されている時間(指定時間)の経過を計測して指定時間(5秒)を指定どおり経過したかを判定する(ST50)。指定時間5秒に達しない間(NO)は増加流量で供給を継続する。指定時間を経過した(YES)後、ポンプ10からの液体供給量を定常流量に減少させて(ST60)その状態を継続する(ST70)。このST70の期間が手術等による脈流発生部20の使用期間である。   Here, the control circuit 151 measures the elapse of the time (designated time) supplied at the increased flow rate and determines whether the designated time (5 seconds) has elapsed as designated (ST50). While the specified time does not reach 5 seconds (NO), the supply is continued at an increased flow rate. After the specified time has elapsed (YES), the liquid supply amount from the pump 10 is reduced to a steady flow rate (ST60) and the state is continued (ST70). The period of ST70 is a period of use of the pulsating flow generation unit 20 due to surgery or the like.

そして、手術等を休止又は終了する場合は、脈流発生部起動スイッチ25を操作して脈流発生部20を駆動停止させる(ST80)。したがって、脈流発生部起動スイッチ25は、起動操作と停止操作が可能な2状態切替スイッチである。   When the operation or the like is paused or ended, the pulsating flow generation unit activation switch 25 is operated to stop driving the pulsating flow generation unit 20 (ST80). Therefore, the pulsating flow generation unit activation switch 25 is a two-state changeover switch that can be activated and stopped.

そして、流体噴射装置1を駆動停止させるか一時休止とするかを判定し(ST90)、駆動停止の場合には脈動周波数切替スイッチ28を操作してポンプ10を駆動停止させる(ST100)。   Then, it is determined whether the fluid ejecting apparatus 1 is to be stopped or temporarily stopped (ST90). If the driving is stopped, the pulsation frequency changeover switch 28 is operated to stop driving the pump 10 (ST100).

また、ST90にて一時休止とした場合には、脈動周波数切替スイッチ28を操作せずにポンプ10の駆動を維持する。そして、脈流発生部20を再度駆動する場合は、脈流発生部起動スイッチ25を操作し、脈流発生部20を起動させる(ST30)。この場合の脈流発生部駆動停止(ST80)期間は一時休止期間である。   Further, when the suspension is made at ST90, the driving of the pump 10 is maintained without operating the pulsation frequency changeover switch 28. When driving the pulsating flow generation unit 20 again, the pulsating flow generation unit activation switch 25 is operated to activate the pulsating flow generation unit 20 (ST30). In this case, the pulsating flow generator drive stop (ST80) period is a temporary suspension period.

なお、一時休止期間後に再起動するときに脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28とを切り換える必要性が生じた場合は、脈動量切替スイッチ27と脈動周波数切替スイッチ28とを操作して、指定の流量(定常流量)が算出し直す(ST15に戻る)ことも可能である。そして、脈流発生部20を継続駆動する場合は、そのままポンプ10及び脈流発生部20の駆動を継続する。   In addition, when it becomes necessary to switch the pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28 when restarting after the temporary suspension period, the pulsation amount changeover switch 27 and the pulsation frequency changeover switch 28 are operated, It is also possible to recalculate the specified flow rate (steady flow rate) (return to ST15). And when driving the pulsating flow generation part 20 continuously, the drive of the pump 10 and the pulsating flow generation part 20 is continued as it is.

続いて、上述したような制御方法による流体噴射量について説明する。
図7は、本実施形態に係る制御を行った場合の噴射流量を模式的に示すグラフである。本実施形態では、脈流発生部20の起動(図示A)とほぼ同時に、ポンプ10からの液体供給量を増加し、指定の増加流量及び指定時間に達したときに供給量を減少させ(図示B)、定常流量q1に復帰させる(図示C)。
Next, the fluid ejection amount by the control method as described above will be described.
FIG. 7 is a graph schematically showing an injection flow rate when the control according to the present embodiment is performed. In the present embodiment, almost simultaneously with the activation of the pulsating flow generation unit 20 (A in the figure), the liquid supply amount from the pump 10 is increased, and the supply amount is decreased when the specified increased flow rate and the specified time are reached (in the figure). B) Return to the steady flow rate q1 (C in the figure).

したがって、脈流発生部20を起動直後の液体の噴射流量の減少q3は、本実施形態による制御を行わない場合の噴射量の減少q2に対してごく僅かであり、脈流発生部20を起動してから定常噴射量を得ることが可能となるまでの時間を従来と比較して短縮することができる。   Therefore, the decrease q3 in the liquid injection flow rate immediately after starting the pulsating flow generation unit 20 is very small compared to the decrease q2 in the injection amount when the control according to the present embodiment is not performed, and the pulsating flow generation unit 20 is started. Then, the time until the steady injection amount can be obtained can be shortened as compared with the conventional case.

以上説明した本実施形態による流体噴射装置1及び、この流体噴射装置1の制御方法によれば、脈流発生部20を起動したときに、圧力変動吸収部5の膨張による減少量を補うように、ポンプ10からの液体供給量を定常流量よりも増加させることにより、脈流発生部20の起動直後から液体を安定してパルス状に高速噴射させることができる。   According to the fluid ejecting apparatus 1 and the control method of the fluid ejecting apparatus 1 described above, when the pulsating flow generating unit 20 is activated, the amount of decrease due to expansion of the pressure fluctuation absorbing unit 5 is compensated. By increasing the liquid supply amount from the pump 10 beyond the steady flow rate, the liquid can be stably jetted at high speed immediately after the pulsating flow generation unit 20 is started.

また、脈流発生部20(具体的には流体室80)への供給流量が減少した状態又はない状態で圧電素子30を駆動すると、圧電素子30の伸縮に伴う発熱に加え流体室80内の断熱効果による発熱、及び冷媒としても作用する液体の量が不十分であるために圧電素子30の温度上昇を引き起こす可能性がある。本実施形態によれば供給流量が十分にあるため、この温度上昇に起因する圧電素子30の劣化を防止することができるという効果がある。   Further, when the piezoelectric element 30 is driven in a state where the supply flow rate to the pulsating flow generation unit 20 (specifically, the fluid chamber 80) is reduced or not, in addition to the heat generated by the expansion and contraction of the piezoelectric element 30, the inside of the fluid chamber 80 There is a possibility that the heat generation due to the heat insulation effect and the temperature of the piezoelectric element 30 increase due to an insufficient amount of the liquid that also acts as a refrigerant. According to the present embodiment, since the supply flow rate is sufficient, there is an effect that the deterioration of the piezoelectric element 30 due to the temperature rise can be prevented.

また、脈流発生部20の起動時の圧力上昇に影響のある圧電素子30の伸長量(すなわち容積変更量に相当)と、圧電素子30の伸縮の繰り返し周波数(すなわち容積変更の繰り返し周波数に相当)と、から決められた指定時間と増加流量とに基づきポンプ10を駆動させることから、供給流量を精度よく増加させ、脈流発生部20の起動直後から液体を安定して噴射させることができる。また、操作者(術者)は都度、定常流量及び指定時間と増加流量を計算して入力する必要がなく、操作性を高めることができる。   In addition, the expansion amount of the piezoelectric element 30 (that corresponds to the volume change amount) that affects the pressure increase when the pulsating flow generation unit 20 is started up, and the repetition frequency of expansion and contraction of the piezoelectric element 30 (that is, the repetition frequency of volume change). ), The pump 10 is driven based on the specified time and the increased flow rate determined from the above, so that the supply flow rate can be increased accurately and the liquid can be stably ejected immediately after the start of the pulsating flow generation unit 20. . Further, it is not necessary for the operator (operator) to calculate and input the steady flow rate, the designated time and the increased flow rate every time, and the operability can be improved.

図8は、本実施形態の変形例に係る流体噴射装置1の制御方法を示すフロー説明図である。
なお、本実施形態では、液体を定常流量で脈流発生部20に供給している状態から、脈流発生部20を起動させていたが、図8に表す制御のフローのように、ポンプ10と脈流発生部20とを同時に起動(ST35)させても構わない。ただし、この場合は、起動直前まで流路内の圧力が高くないので、圧力変動吸収部5の圧力が上昇するまで、さらに安定した定常流量になりにくい。したがって、指定時間や増加流量は比較的大きくなるので、これに合わせたLUT152を用意しておくことになる。これにより、液体をパルス状に噴射していない間は、余分な液体を噴射しなくなることができると同時に、脈流発生部20の起動直後から液体を安定してパルス状に高速噴射させることができる。なお、ポンプ10と脈流発生部20とを同時に停止(ST85)させても構わない。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for controlling the fluid ejection device 1 according to a modification of the present embodiment.
In the present embodiment, the pulsating flow generation unit 20 is started from the state in which the liquid is supplied to the pulsating flow generation unit 20 at a steady flow rate, but the pump 10 is similar to the control flow shown in FIG. And the pulsating flow generation unit 20 may be activated simultaneously (ST35). However, in this case, since the pressure in the flow path is not high until immediately before starting, it is difficult to achieve a more stable steady flow rate until the pressure in the pressure fluctuation absorbing unit 5 increases. Therefore, since the designated time and the increased flow rate are relatively large, an LUT 152 corresponding to this is prepared. As a result, while the liquid is not ejected in a pulsed manner, it is possible to stop ejecting excess liquid, and at the same time, the liquid can be stably ejected in a pulsed manner at a high speed immediately after the pulsating flow generation unit 20 is activated. it can. The pump 10 and the pulsating flow generation unit 20 may be stopped simultaneously (ST85).

(実施形態2)
続いて、実施形態2に係る流体噴射装置について図面を参照して説明する。前述した実施形態1が、脈流発生部20を術者が把持して操作する場合の構成を例示していることに対して、実施形態2は、脈流発生部をチューブ先端に装着し血管等の細管組織内に挿入可能な構成であることに特徴を有している。なお、実施形態2において、実施形態1との共通部分には同じ符号を附し、相違箇所を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Next, the fluid ejecting apparatus according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. In contrast to the above-described embodiment 1 in which the surgeon grasps and operates the pulsating flow generation unit 20, the second embodiment attaches the pulsating flow generation unit to the distal end of the tube. It has a feature that it is a structure that can be inserted into a thin tube tissue such as. In the second embodiment, common parts with the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described.

図9は、本実施形態に係る脈流発生部をダイアフラムに対して垂直方向に切断した切断面を示す側面部分断面図である。脈流発生部120は、上ケース170と下ケース150の互いの対向面が接合された状態で、断面形状がほぼ円形の筒状に構成されている。下ケース150の上ケース170との対向面には凹部が穿設され、この凹部と上ケース170の下ケース150との対向面に密着固定されるダイアフラム140とで流体室180が構成されている。   FIG. 9 is a side partial sectional view showing a cut surface obtained by cutting the pulsating flow generation unit according to the present embodiment in a direction perpendicular to the diaphragm. The pulsating flow generation unit 120 is configured in a cylindrical shape with a substantially circular cross section in a state where the opposing surfaces of the upper case 170 and the lower case 150 are joined. A concave portion is formed in a surface facing the upper case 170 of the lower case 150, and a fluid chamber 180 is configured by the concave portion and the diaphragm 140 closely fixed to the surface facing the lower case 150 of the upper case 170. .

下ケース150には、流体室180に連通する入口流路181と出口流路182とが形成され、ダイアフラム140の流体室180に対して反対側の表面には圧電素子130が固着されている。なお、出口流路182の先端部は流体噴射開口部97である。
図9から明らかなように、本実施形態に係る脈流発生部120は、入口流路181、流体室180、及び出口流路182が一直線上に形成されている。このような構成にすることによって、液体が衝突する壁部を少なくすることができるため、液体が衝突する壁部において滞留する気泡を減らすことができる。その結果、滞留した気泡の影響によって流体室180の圧力が低下することを防止し、十分な切除能力を有する脈流を安定して発生させることができる。
The lower case 150 is formed with an inlet channel 181 and an outlet channel 182 communicating with the fluid chamber 180, and the piezoelectric element 130 is fixed to the surface of the diaphragm 140 opposite to the fluid chamber 180. Note that the tip of the outlet channel 182 is a fluid ejection opening 97.
As is clear from FIG. 9, the pulsating flow generation unit 120 according to the present embodiment has an inlet channel 181, a fluid chamber 180, and an outlet channel 182 formed in a straight line. By adopting such a configuration, it is possible to reduce the number of wall portions with which the liquid collides, and thus it is possible to reduce bubbles that stay in the wall portion with which the liquid collides. As a result, it is possible to prevent the pressure in the fluid chamber 180 from being lowered due to the influence of the accumulated bubbles, and to stably generate a pulsating flow having a sufficient excision ability.

また、図9において、ダイアフラム140は、流体室180の底面(下ケース150によって形成される面)と平行に配置されている。言い換えれば、ダイアフラム140は液体の流れる方向に対して平行に配置されているとも言える。このような構成にすることによって、脈流発生部120の外径をチューブ6の外径と同程度にすることができ、後述するように脈流発生部120を血管等の細管組織に挿入することが可能となる。   In FIG. 9, the diaphragm 140 is arranged in parallel with the bottom surface of the fluid chamber 180 (surface formed by the lower case 150). In other words, it can be said that the diaphragm 140 is arranged in parallel to the liquid flowing direction. By adopting such a configuration, the outer diameter of the pulsating flow generation unit 120 can be made substantially equal to the outer diameter of the tube 6, and the pulsating flow generation unit 120 is inserted into a tubule tissue such as a blood vessel as will be described later. It becomes possible.

また、ダイアフラム140を流体室180の底面と平行に配置することによって、ダイアフラム140が流体室180を形成する面積を大きくすることができる。これにより、ダイアフラム140の変形によって流体室180の容積を縮小する量(=流体室180の容積変更量)を大きくすることができる。例えばダイアフラム140を流体室180の底面と垂直に配置すると、ダイアフラム140が流体室180を形成する面積は脈流発生部120の外径に制限され、ダイアフラム140の変形によって流体室180の容積変更量を大きくすることができない。   Further, by arranging the diaphragm 140 in parallel with the bottom surface of the fluid chamber 180, the area in which the diaphragm 140 forms the fluid chamber 180 can be increased. Thereby, the amount (= volume change amount of the fluid chamber 180) for reducing the volume of the fluid chamber 180 due to the deformation of the diaphragm 140 can be increased. For example, when the diaphragm 140 is disposed perpendicular to the bottom surface of the fluid chamber 180, the area in which the diaphragm 140 forms the fluid chamber 180 is limited to the outer diameter of the pulsating flow generation unit 120, and the volume change amount of the fluid chamber 180 due to the deformation of the diaphragm 140. Cannot be increased.

その結果、十分な切除能力を有する脈流を発生させることが難しくなる。その点、本実施形態の構成では、脈流発生部120の外径に制限されることなく、ダイアフラム140の変形によって流体室の容積変更量を大きくすることができるため、十分な切除能力を有する脈流を発生させることができ、好ましい。   As a result, it becomes difficult to generate a pulsating flow having a sufficient excision ability. In that respect, in the configuration of the present embodiment, the volume change amount of the fluid chamber can be increased by the deformation of the diaphragm 140 without being limited to the outer diameter of the pulsating flow generation unit 120, so that the sufficient excision ability is provided. A pulsating flow can be generated, which is preferable.

このように構成される脈流発生部120は、チューブ6に接続される。チューブ6は、圧力変動吸収部5を介してポンプ10から圧送される液体が通過する。つまり、ポンプ10と脈流発生部20との間には、体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部5を備えられている。ここで、脈流発生部120は、血管等の細管組織に挿入して、細管組織内の付着物等を除去することに好適な装置であって、外径は2mm〜5mm程度である。したがって、チューブ6の外径は、脈流発生部120の外径とほぼ等しい。しかるに、チューブ6はカテーテルと考えることができる。   The pulsating flow generation unit 120 configured in this way is connected to the tube 6. Liquid that is pumped from the pump 10 passes through the tube 6 via the pressure fluctuation absorbing portion 5. That is, between the pump 10 and the pulsating flow generation unit 20, a pressure fluctuation absorption unit 5 that absorbs pressure fluctuations by volume change is provided. Here, the pulsating flow generation unit 120 is a device suitable for being inserted into a tubule tissue such as a blood vessel and removing deposits and the like in the tubule tissue, and has an outer diameter of about 2 mm to 5 mm. Therefore, the outer diameter of the tube 6 is substantially equal to the outer diameter of the pulsating flow generation unit 120. However, the tube 6 can be considered as a catheter.

このように構成される細い筒状の脈流発生部120であっても、前述した実施形態1と同様な効果が得られ、しかも、細管組織内に挿入して、細管組織内壁の付着物の除去に好適な手術器具として有効である。
さらに、細管構造物の管内の洗浄等にも用いることが可能である。
Even with the thin tubular pulsating flow generation section 120 configured as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained, and further, the thin tubular pulsating flow generation section 120 can be inserted into the thin tube tissue and attached to the inner wall of the thin tube tissue. It is effective as a surgical instrument suitable for removal.
Furthermore, it can be used for cleaning the inside of the tube of the thin tube structure.

なお、本実施形態では、脈流発生部起動スイッチ25は、駆動制御部15に配設される。   In the present embodiment, the pulsating flow generation unit activation switch 25 is disposed in the drive control unit 15.

本実施形態における流体噴射装置の駆動制御は、前述した実施形態1と同じ制御方法によって行うことができる。   The drive control of the fluid ejection device in the present embodiment can be performed by the same control method as in the first embodiment.

また、前述した実施形態1、実施形態2では、ダイアフラム40,140を圧電素子30,130によって押圧することによって脈流を発生させる構成としたが、これに限らず、脈流を発生させる構成であれば他の形態でも構わない。例えばピストン(プランジャー)を、圧電素子を用いて駆動することによって流体室の容積を縮小させ、脈流を発生させてもよい。また、流体室内の液体をレーザー誘起によって泡状(バブル)にし、バブルを噴射させることによって脈流を発生するようにしてもよい。   In the first and second embodiments described above, the pulsating flow is generated by pressing the diaphragms 40 and 140 with the piezoelectric elements 30 and 130. However, the present invention is not limited thereto, and the pulsating flow is generated. Other forms may be used as long as they are present. For example, the volume of the fluid chamber may be reduced by driving a piston (plunger) using a piezoelectric element to generate a pulsating flow. Alternatively, the liquid in the fluid chamber may be formed into a bubble (bubble) by laser induction, and a pulsating flow may be generated by ejecting the bubble.

また、前述した実施形態1では、LUT152を参照して、入力された流路液体情報に対応する制御条件(増加流量と増加流量を流動する指定時間)を決定する構成としたが、入力された流路液体情報に対応する制御条件がLUT152に存在しない場合には、LUT152として記憶されている複数の流路液体情報及び制御条件から、入力された流路液体情報に最適と思われる制御条件を公知の補間演算によって求めるようにしてもよい。これにより、入力された流路液体情報に対応する制御条件がLUT152に存在しない場合であっても、適切と思われる制御条件を導出することが可能となる。   In the first embodiment described above, the LUT 152 is referred to determine the control condition (the specified flow rate for increasing flow rate and increased flow rate) corresponding to the input flow channel liquid information. When the control condition corresponding to the flow path liquid information does not exist in the LUT 152, the control condition that seems to be optimal for the input flow path liquid information is determined from the plurality of flow path liquid information and control conditions stored as the LUT 152. You may make it obtain | require by a well-known interpolation calculation. As a result, even if the control condition corresponding to the input flow channel liquid information does not exist in the LUT 152, it is possible to derive a control condition that seems appropriate.

また、前述した実施形態1では、流路液体情報を流路液体情報入力手段26によって入力するように構成したが、これに限らず、装置の一部に貼り付けられたRF−IDやバーコードを読み込むことによって流路液体情報を制御回路151に入力するように構成してもよい。これにより、流路液体情報をユーザーが入力する手間を軽減することができる。   In the first embodiment described above, the flow channel liquid information is input by the flow channel liquid information input unit 26. However, the present invention is not limited to this, and an RF-ID or barcode attached to a part of the apparatus. May be configured to input flow channel liquid information to the control circuit 151. Thereby, the effort which a user inputs flow-path liquid information can be reduced.

1…流体噴射装置 2…液体供給容器 4,6…液体供給チューブ 5…圧力変動吸収部 10…流体供給部としてのポンプ 15…駆動制御部 20…脈流発生部 25…脈流発生部起動スイッチ 26…流路液体情報入力手段(入力手段) 27…脈動量切替スイッチ 28…脈動周波数切替スイッチ 30…容積変更手段としての圧電素子 40…容積変更手段としてのダイアフラム 50…下ケース 51…壁面 52…空気袋 60…底板 70…上ケース 80…流体室 81…入口流路 82…出口流路 90…接続流路管 91…接続流路 95…ノズル 96,97…流体噴射開口部 120…脈流発生部 130…圧電素子 140…ダイアフラム 150…下ケース 151…制御回路 152…LUT 153…ポンプ駆動回路 154…圧電素子駆動回路 170…上ケース 180…流体室 181…入口流路 182…出口流路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluid injection apparatus 2 ... Liquid supply container 4, 6 ... Liquid supply tube 5 ... Pressure fluctuation absorption part 10 ... Pump as fluid supply part 15 ... Drive control part 20 ... Pulse flow generation part 25 ... Pulse flow generation part starting switch 26 ... Flow path liquid information input means (input means) 27 ... Pulsation amount changeover switch 28 ... Pulsation frequency changeover switch 30 ... Piezoelectric element as volume changing means 40 ... Diaphragm as volume changing means 50 ... Lower case 51 ... Wall surface 52 ... Air bag 60 ... Bottom plate 70 ... Upper case 80 ... Fluid chamber 81 ... Inlet channel 82 ... Outlet channel 90 ... Connection channel tube 91 ... Connection channel 95 ... Nozzle 96, 97 ... Fluid injection opening 120 ... Generation of pulsating flow Part 130 ... Piezoelectric element 140 ... Diaphragm 150 ... Lower case 151 ... Control circuit 152 ... LUT 153 ... Pump drive circuit 154 ... Piezoelectric element drive circuit 170 ... upper case 180 ... fluid chamber 181 ... inlet channel 182 ... outlet channel

Claims (4)

液体をパルス状に噴射する脈流発生部と、
周期的な駆動により液体を圧送して、前記脈流発生部に液体を供給する流体供給部と、
前記脈流発生部と前記流体供給部との間に配置される体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部と、
指定された流量に基づき、前記脈流発生部と前記流体供給部との駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、
前記指定された流量を第2流量、該第2流量に増加流量を上乗せした流量を第1流量としたとき、
前記駆動制御部は、前記脈流発生部を起動させるとともに、前記流体供給部から前記第1流量の液体を所定時間供給させ、前記所定時間経過後に、前記流体供給部から前記第2流量の液体を供給させることを特徴とする流体噴射装置。
A pulsating flow generating section for injecting liquid in pulses;
A fluid supply unit that pumps liquid by periodic driving and supplies the liquid to the pulsating flow generation unit;
A pressure fluctuation absorbing section that absorbs pressure fluctuation by a volume change disposed between the pulsating flow generation section and the fluid supply section;
A drive control unit that performs drive control of the pulsating flow generation unit and the fluid supply unit based on a specified flow rate;
Have
When the designated flow rate is the second flow rate, and the flow rate obtained by adding the increased flow rate to the second flow rate is the first flow rate,
The drive control unit activates the pulsating flow generation unit and supplies the first flow rate of liquid from the fluid supply unit for a predetermined time. After the predetermined time has elapsed, the drive control unit supplies the second flow rate of liquid from the fluid supply unit. A fluid ejecting apparatus.
請求項1に記載の流体噴射装置において、
前記駆動制御部は、前記脈流発生部を起動時に前記流体供給部も起動することを特徴とする流体噴射装置。
The fluid ejection device according to claim 1,
The fluid ejection device, wherein the drive control unit also activates the fluid supply unit when the pulsating flow generation unit is activated.
請求項1又は2に記載の流体噴射装置において、
前記脈流発生部に容積変更により液体をパルス状に噴射するための流体室と、
前記容積変更の容積変更量の情報と該容積変更の繰り返し周波数の情報とを入力する入力手段と、
を有し、
前記駆動制御部は、前記容積変更量と容積変更の繰り返し周波数との情報から、前記第1流量と前記第1流量の液体を供給する所定時間、及び前記第2流量のいずれかを決めることを特徴とする流体噴射装置。
The fluid ejection device according to claim 1 or 2,
A fluid chamber for injecting liquid into the pulsating flow generating section by changing the volume;
Input means for inputting information on the volume change amount of the volume change and information on the repetition frequency of the volume change;
Have
The drive control unit determines one of the first flow rate, a predetermined time for supplying the liquid at the first flow rate, and the second flow rate from the information on the volume change amount and the volume change repetition frequency. A fluid ejecting apparatus.
液体をパルス状に噴射する脈流発生部と、周期的な駆動により液体を圧送して、前記脈流発生部に液体を供給する流体供給部と、前記脈流発生部と前記流体供給部との間に配置される体積変化によって圧力変動を吸収する圧力変動吸収部と、指定された流量に基づき、前記脈流発生部と前記流体供給部との駆動制御を行う駆動制御部と、が備えられている流体噴射装置の制御方法であって、
前記指定された流量を第2流量、該第2流量に増加流量を上乗せした流量を第1流量としたとき、
前記駆動制御部は、前記脈流発生部を起動させるとともに、前記流体供給部から前記第1流量の液体を所定時間供給させることと、
前記駆動制御部は、前記所定時間の経過後に、前記流体供給部から前記第2流量の液体を供給させることと、
を含むことを特徴とする流体噴射装置の制御方法。
A pulsating flow generating unit that ejects the liquid in pulses; a fluid supply unit that pumps liquid by periodic driving and supplies the liquid to the pulsating flow generating unit; and the pulsating flow generating unit and the fluid supply unit, A pressure fluctuation absorption unit that absorbs pressure fluctuations by a volume change disposed between and a drive control unit that performs drive control of the pulsating flow generation unit and the fluid supply unit based on a specified flow rate. A control method for a fluid ejection device,
When the designated flow rate is the second flow rate, and the flow rate obtained by adding the increased flow rate to the second flow rate is the first flow rate,
The drive control unit activates the pulsating flow generation unit and supplies the first flow rate of liquid from the fluid supply unit for a predetermined time;
The drive control unit supplying the second flow rate of liquid from the fluid supply unit after elapse of the predetermined time;
A control method of a fluid ejecting apparatus comprising:
JP2012083635A 2012-04-02 2012-04-02 Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus Expired - Fee Related JP6044098B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012083635A JP6044098B2 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012083635A JP6044098B2 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013213422A true JP2013213422A (en) 2013-10-17
JP6044098B2 JP6044098B2 (en) 2016-12-14

Family

ID=49586921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012083635A Expired - Fee Related JP6044098B2 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6044098B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2929848A1 (en) 2014-04-10 2015-10-14 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9204890B2 (en) 2014-04-10 2015-12-08 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9248654B2 (en) 2014-04-10 2016-02-02 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9352574B2 (en) 2014-04-10 2016-05-31 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9561049B2 (en) 2014-04-10 2017-02-07 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9561050B2 (en) 2014-04-10 2017-02-07 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9566085B2 (en) 2014-04-10 2017-02-14 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
TWI662190B (en) * 2017-01-19 2019-06-11 美商惠普研發公司 Fluid pump actuation on a fluid ejection device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0984800A (en) * 1995-09-25 1997-03-31 Toru Kikawada Aqua-washer device for operation
JP2011067330A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Seiko Epson Corp Fluid jetting device and method of controlling fluid jetting device
JP2011156193A (en) * 2010-02-02 2011-08-18 Seiko Epson Corp Liquid jetting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0984800A (en) * 1995-09-25 1997-03-31 Toru Kikawada Aqua-washer device for operation
JP2011067330A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Seiko Epson Corp Fluid jetting device and method of controlling fluid jetting device
JP2011156193A (en) * 2010-02-02 2011-08-18 Seiko Epson Corp Liquid jetting device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2929848A1 (en) 2014-04-10 2015-10-14 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9204890B2 (en) 2014-04-10 2015-12-08 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9248654B2 (en) 2014-04-10 2016-02-02 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9296213B2 (en) 2014-04-10 2016-03-29 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9352574B2 (en) 2014-04-10 2016-05-31 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9561049B2 (en) 2014-04-10 2017-02-07 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9561050B2 (en) 2014-04-10 2017-02-07 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9566085B2 (en) 2014-04-10 2017-02-14 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
US9655642B2 (en) 2014-04-10 2017-05-23 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device
TWI662190B (en) * 2017-01-19 2019-06-11 美商惠普研發公司 Fluid pump actuation on a fluid ejection device
US11241879B2 (en) 2017-01-19 2022-02-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid pump actuation on a fluid ejection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6044098B2 (en) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4952754B2 (en) Liquid ejecting apparatus, scalpel for operation, and method for controlling liquid ejecting apparatus
JP6044098B2 (en) Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus
JP4666094B2 (en) PULSE FLOW GENERATION DEVICE, MEDICAL DEVICE, AND METHOD OF CONTROLLING PULSE FLOW GENERATION DEVICE
JP4655163B1 (en) Fluid ejecting apparatus and method for controlling fluid ejecting apparatus
JP4788809B2 (en) Fluid injection method
US9289228B2 (en) Fluid injection device
JP5862020B2 (en) Fluid ejection device
US20140296895A1 (en) Fluid ejection device and medical apparatus
JP5360690B2 (en) Fluid ejecting apparatus and method for controlling fluid ejecting apparatus
JP2010059939A (en) Fluid injection device, method of controlling fluid injection device, and surgical device
JP5408324B2 (en) Fluid ejecting apparatus and medical device
JP5585713B2 (en) Fluid ejection device
JP5212440B2 (en) Laser pulse scalpel and medical equipment
JP2011036681A (en) Fluid injection device and medical apparatus
JP5549489B2 (en) Fluid injection method
JP5773039B2 (en) Control device, fluid ejection device, and fluid ejection method
JP6222322B2 (en) Medical equipment
JP5724386B2 (en) Fluid ejecting apparatus and medical device
JP2011017342A (en) Pulsating flow generating apparatus, medical equipment and method of controlling the pulsating flow generating apparatus
JP5737365B2 (en) Fluid ejection device and surgical scalpel
JP2011024706A (en) Method for driving fluid ejection device
JP6015805B2 (en) Drive control device
JP5773032B2 (en) Control device for fluid ejection device and surgical knife
JP2012034926A (en) Fluid injection method, fluid injection device, and medical instrument
JP2012000473A (en) Liquid ejection method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150107

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160512

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160609

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20160617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161031

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6044098

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees