CN106488834A - 液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

在液体喷射控制装置中，操作部包括调整杆，用于可变地操作施加在压电元件的驱动电压波形的上升沿频率、电压振幅等。另外，在控制部中，上升沿频率设定部根据对上升沿频率调整杆的操作输入来设定上升沿频率，以使在驱动电压波形的电压振幅为预定值的状态下的上升沿频率调整杆的每单位操作量的变化量为一定的，所述变化量是关于从液体喷射装置喷射的脉冲液体射流有关的动量的变化量。

Description

液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法

技术领域

本发明涉及控制液体喷射装置的液体喷射控制装置等，该液体喷射装置利用压电元件呈脉冲状喷射液体。

背景技术

已知有呈脉冲状喷射液体来切削切削对象物的技术。脉冲状的液体喷射是从喷嘴周期性或非周期性地喷出液体的脉动性的液体射流，在本说明书中适当地称为“脉冲液体射流(Pulsed Liquid Jet)”。

脉冲液体射流的用途有很多种，例如，专利文献1中提出了在医疗领域用于外科手术的技术。在这种情况下，切削对象物是生物体组织，液体是生理盐水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2005-152127号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

作为一种生成脉冲液体射流的机构，已知有利用压电元件的机构。该机构通过向压电元件施加脉冲波状的驱动电压，从而压电元件产生瞬间压力，由此呈脉冲状喷射液体。因此，当变更脉冲液体射流的强度时，控制施加给压电元件的驱动电压。

在此，考虑出一种通过操作刻度盘或操作按钮等的操作部指定向压电元件施加的驱动电压的特性值，例如驱动电压波形的振幅(电压振幅、还称为驱动电压的大小)，从而能够改变脉冲液体射流的强度的方法。

但是，已经知道的是，即使改变了以操作部指定的驱动电压的特性值，有时还是会出现无法按照用户所想地改变切削对象物的切削深度或切削体积的情况。例如，已经知道的是，即使用户将电压振幅改变为2倍或4倍、或者1/2、1/4，切削深度或切削体积也未必按照该变化进行变化，这一点在后面详细说明。当将脉冲液体射流用于外科手术中时，未能获得符合外科医生的操作感的作用，成为问题。

本发明是鉴于上述技术问题而作出的，其目的在于，提供一种能够根据用户意愿来设定脉冲液体射流的强度，提高操作性的技术。

解决技术问题的技术方案

用于解决以上技术问题的第一发明是对利用压电元件而呈脉冲状喷射液体的液体喷射装置进行控制的液体喷射控制装置，具备：操作部，用于以可变的方式操作向所述压电元件施加的驱动电压波形的振幅和与该驱动电压波形有关的上升沿的指标值中的一方；以及控制部，进行根据对所述操作部的操作输入来设定所述一方的值的控制，以使在所述驱动电压波形的振幅和与上升沿相关的指标值中的另一方为预定值的状态下，所述操作部的每单位操作量的变化量为一定，所述变化量是关于与从所述液体喷射装置喷射的脉冲液体射流有关的动量或动能的变化量。

另外，作为其它发明，利用压电元件而呈脉冲状喷射液体的液体喷射装置的控制方法，可以构成为，控制方法包括：操作部，用于以可变的方式操作向所述压电元件施加的驱动电压波形的振幅和与该驱动电压波形的上升沿有关的指标值中的一方；以及控制部，进行根据对所述操作部的操作输入来设定所述一方的值的控制，以使在所述驱动电压波形的振幅和与上升沿相关的指标值中的另一方为预定值的状态下，所述操作部的每单位操作量的变化量为一定，所述变化量是关于与从所述液体喷射装置喷射的脉冲液体射流有关的动量或动能的变化量。

根据该第一发明等，具有用于以可变的方式操作向压电元件施加的驱动电压波形的振幅和与该驱动电压波形有关的上升沿的指标值中的一方的操作部。并且，根据对操作部的操作输入来设定一方的值，以使在将驱动电压波形的振幅和与上升沿相关的指标值中的另一方作为预定值的状态下，操作部的每单位操作量的变化量为一定，所述变化量是关于与脉冲液体射流有关的动量或动能的变化量。

如后所述，切削深度或切削体积和与脉冲液体射流有关的动量或动能的相关性较高。由于该动量或动能的变化量在操作部的每单位操作量为一定，因此能够实现符合用户的意图或操作感觉的切削深度或切削体积，从而能够提高操作性。

另外，第二发明是第一发明的液体喷射控制装置，还具备显示控制部，所述显示控制部进行使与所述脉冲液体射流有关的动量或动能的当前值显示的控制。

根据该第二发明，能够显示与脉冲液体射流有关的动量或动能的当前值。由此，用户能够在视觉上确认表示希望的脉冲液体射流的当前强度。因此，可以进一步提高操作性。

另外，第三发明是第一或第二发明的液体喷射控制装置，使所述每单位操作量的变化量为一定的向所述压电元件施加的驱动电压波形的振幅与和所述上升沿有关的指标值的对应关系根据所述液体喷射装置的各个种类而确定，所述控制部基于与所述液体喷射装置的种类对应的所述对应关系而进行控制。

根据该第三发明，即使在改变液体喷射装置的种类的情况下，也实现与作为控制对象的液体喷射装置的种类对应的适当的控制。

另外，第四发明是第一～第三发明中的任一发明的液体喷射控制装置，所述液体喷射控制装置对所述脉冲液体射流的动量在0.1mNs(毫牛顿秒)以下或者动能在100mJ(毫焦耳)以下的所述液体喷射装置进行控制。

根据该第四发明，脉冲液体射流的动量在0.1mNs以下或动能在100mJ以下，能够在该范围内控制液体喷射装置。因此，优选切削例如生物体组织、食品、凝胶材料、橡胶或塑料等的树脂材料等的柔软材料。

另外，第五发明是第一～第四发明中的任一发明的液体喷射控制装置，所述液体喷射控制装置对用于通过所述脉冲液体射流切削生物体组织的所述液体喷射装置进行控制。

根据该第五发明，例如能够控制适宜用于外科手术的脉冲液体射流的强度。

另外，第六发明是第一～第五发明中的任一发明的液体喷射控制装置，与所述上升沿有关的指标值由与所述驱动电压波形的上升沿有关的时间或者频率而表示。

根据该第六发明，能够通过电压上升沿有关的时间或频率来表示与上升沿有关的指标值。

另外，第七发明是具备第一～第六发明中的任一发明的液体喷射控制装置、液体喷射装置和送液泵装置的液体喷射系统。

根据该第七发明，能够实现发挥第一～第六发明的作用效果的液体喷射系统。

附图说明

图1是示出液体喷射系统的整体构成例的图。

图2是示出液体喷射装置的内部结构的图。

图3是示出压电元件的一周期的驱动电压波形及液体喷射开口部中的液体的流速波形的图。

图4是示出质量通量Jm、动量通量Jp及能通量Je的图。

图5是示出在切削对象物的破坏状态的仿真中利用的主射流的流速波形的图。

图6是示出仿真结果(切削深度)的图。

图7是示出仿真结果(切削体积)的图。

图8是示出主射流的流速波形的仿真结果的图。

图9是示出动量P、上升沿频率及电压振幅的对应关系的图。

图10是示出能量E、上升沿频率及电压振幅的对应关系的图。

图11是示出实施例一的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。

图12是实施例一的动量转换表的数据构成例的图。

图13是示出喷射脉冲液体射流时控制部所进行的处理流程的流程图。

图14是示出显示部的显示画面例的图。

图15是示出实施例二的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。

图16是示出实施例二的动量转换表的数据构成例的图。

图17是示出实施例三的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。

图18是示出实施例三的能量转换表的数据构成例的图。

图19是示出实施例四的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。

图20是示出实施例四的能量转换表的数据构成例的图。

具体实施方式

下面，说明用于实施本发明的液体喷射控制装置以及控制方法的一方式。需要注意的是，本发明并不限定于下面说明的实施方式，可适用本发明的方式也不限定于下面的实施方式。并且，在附图中，对于相同的部分标注相同的标记。

[整体构成]

图1是示出本实施方式的液体喷射系统1的整体构成例的图。该液体喷射系统1用于柔软材料、例如生物体组织为切削对象物的外科手术、以食品为切削对象物的食品加工、凝胶材料的加工、橡胶或塑料等树脂材料的切削加工的用途中，其喷射动量在0.1mNS(毫牛顿秒)以下、或者动能在100mJ(毫焦耳)以下的脉冲液体射流来切削切削对象物。下面例示了液体喷射系统1用于外科手术的用途来进行患处(生物体组织)的切开、切除、或者破碎(以下统称为“切削”)的情况。

如图1所示，液体喷射系统1具备收容液体的容器10、送液泵20、用于向切削对象物(在本实施方式中是生物体组织)呈脉冲状喷射液体的液体喷射装置30、以及液体喷射控制装置70。

在该液体喷射系统1中，液体喷射控制装置70具备外科医生进行手术时所操作的操作面板80。在操作面板80配设有用于切换电源的开/关的按钮开关811、能够选择标注有“1”～“5”的刻度的五个级别的杠杆位置的杠杆开关813、为了输入重复频率而能够选择标注有“1”～“5”的刻度的五个级别的杠杆位置的用于设定重复频率的杠杆开关814、以及液晶监视器82。并且，液体喷射控制装置70具备踏板开关83，外科医生用脚踩踏该踏板开关83，从而切换脉冲液体射流的喷射开始及喷射停止。

容器10收容水、生理盐水、药液等液体。送液泵20始终以规定的压力或规定的流量使收容在容器10的液体经由连接管91、93而供给到液体喷射装置30的脉冲流发生部40。

液体喷射装置30是手术时外科医生拿在手中进行操作的部分(手持件)，具备对从送液泵20供给的液体赋予脉动而产生脉冲流的脉冲流发生部40、以及管状的喷射管50，该液体喷射装置30是使由脉冲流发生部40产生的脉冲流通过喷射管50并最终从设在喷嘴60上的液体喷射开口部61作为脉冲液体射流喷射的装置。

在此，脉冲流的意思是，液体的流速、压力在时间或空间上周期性或非周期性地大幅且急剧性变化的液体的脉动流动。同样，呈脉冲状喷射液体是指，通过喷嘴的液体的流速周期性或非周期性地大幅变化的液体的脉动喷射。在本实施方式中，示出了喷射通过对定常流(steady flow)赋予周期性脉动而产生的脉冲液体射流的例子，但是，本发明同样还适用于周期性或非周期性地重复液体的喷射和非喷射的断续性的脉冲液体射流的喷射。

图2是示出了沿液体喷射方向切断液体喷射装置30后的截面的图。需要注意的是，为了便于图示，图2所示的部件、部分的纵向及横向的缩小比例与实际不同。如图2所示，脉冲流发生部40构成为，在由第一壳体41、第二壳体42和第三壳体43形成的圆筒状内部空间内配设有用于改变压力室44的容积的压电元件45及隔膜46。各壳体41、42、43在彼此相对的面处相接合而形成为一体。

隔膜46是圆盘状的金属薄板，其外周部分夹在第一壳体41与第二壳体42之间而被固定。压电元件45例如是层叠式压电元件，在隔膜46与第三壳体43之间，压电元件45的一端固定于隔膜46，另一端固定于第三壳体。

压力室44是被隔膜46和凹部411包围的空间，凹部411形成于第一壳体41的与隔膜46相对的面。在第一壳体41中形成有分别与压力室44连通的入口流路413和出口流路415。出口流路415的内径形成为大于入口流路413的内径。入口流路413与连接管93连接，将从送液泵20供给的液体导入压力室44。喷射管50的一端与出口流路415连接，在压力室44内流动的液体被导入喷射管50。喷嘴60插入喷射管50的另一端(前端)，喷嘴60具有内径比喷射管50的内径小的液体喷射开口部61。

在如上所述构成的液体喷射系统1中，基于液体喷射控制装置70的控制，收容在容器10中的液体通过送液泵20而以规定的压力或规定的流量经由连接管93被供给到脉冲流发生部40。另一方面，当基于液体喷射控制装置70的控制向压电元件45施加驱动信号时，压电元件45进行伸缩(图2的箭头A)。施加于压电元件45的驱动信号是按照规定重复频率(例如几十Hz～几百Hz)重复施加的，因此，每周期地，压电元件45重复伸缩。由此，对在压力室44内流动的定常流的液体赋予脉动，从液体喷射开口部61重复喷射脉冲液体射流。

图3(a)是示出施加于压电元件45的一周期的驱动信号的驱动电压波形L11的一个例子的图，其中一同示出液体喷射开口部61中的液体的流速波形L13。Tp是重复周期(驱动电压波形的一周期的时间)，其倒数是上述的重复频率。

另外，图3(b)是提取了图3(a)示出的流速波形L13的峰值中的具有最大流速的主峰值部分的图。需要注意的是，重复周期Tp是1[ms(毫秒)]～100[ms]左右，驱动电压波形上升沿到最大电压所需的时间(上升沿(立上がり)时间)Tpr是10[μs(微秒)]～1000[μs]左右。

重复周期Tp设定为比上升沿时间Tpr长的时间。并且，当将上升沿时间的2倍的倒数作为上升沿频率时，重复频率设定为比上升沿频率的2倍低的频率。

例如，假设压电元件45在被施加正电压时伸长，则在上升沿时间Tpr急剧伸长，隔膜46被压电元件45推压而向压力室44侧弯曲。当隔膜46向压力室44侧弯曲时，压力室44的容积变小，压力室44内的液体被推出压力室44。在此，由于出口流路415的内径大于入口流路413的内径，因此，出口流路415的流体惯性以及流体阻力小于入口流路413的流体阻力。从而，由于压电元件45急剧伸长而被推出压力室44的液体的大部分通过出口流路415而导入喷射管50，并通过内径小于喷射管50的内径的液体喷射开口部61而变成脉冲状液滴、即脉冲液体射流后高速喷射。

在上升到最大电压之后，驱动电压缓慢下降沿。此时，压电元件45花费比上升沿时间Tpr更长的时间收缩，隔膜46被压电元件45拉回而向第三壳体43侧弯曲。当隔膜46向第三壳体43侧弯曲时，压力室44的容积变大，液体从入口流路413导入压力室44内。

需要注意的是，由于送液泵20以规定的压力或者规定的流量向脉冲流发生部40内供给液体，因此，如果压电元件45不进行伸缩动作，则在压力室44内流动的液体(定常流)经由出口流路415导入喷射管50，并从液体喷射开口部61喷射出。该喷射是恒速且低速的液流，因此，可以称为定常流(定常流)。

[原理]

脉冲液体射流的特征值基于在图3(a)中与驱动电压波形L11一同示出的一个脉冲的射流在液体喷射开口部61处的流速波形L13。其中，需要关注的是在驱动电压的上升沿刚过之后产生的最高峰值的流速波形(峰波的射流)。图3(b)示出该波形的放大图。除此之外的其它低峰是由压电元件45伸长时在压力室44内产生的压力变动的波在喷射管50内往复反射而附带性地喷射的射流所引起，决定切削对象物的破坏状态即切削对象物的切削深度、切削体积的是流速最大的峰波(先頭波)的射流(主射流)。

然而，当想通过改变脉冲液体射流的强度来改变切削对象物的切削深度、切削体积时，会对压电元件45的驱动电压波形加以控制。考虑有由外科医生指定作为其电压特性值的驱动电压波形的上升沿频率、驱动电压波形的振幅(电压振幅)来进行该驱动电压波形的控制的方法。在此提到的上升沿频率是指与驱动电压的上升沿有关的指标值之一的上升沿时间Tpr的2倍的值的倒数。例如，考虑有在固定了电压振幅的状态下由外科医生指定上升沿频率、或者在固定了上升沿频率的状态下指定电压振幅的方法。这是因为电压振幅、其上升沿频率(上升沿时间Tpr)给主射流的流速波形带来很大的影响。在驱动电压上升到最大电压之后的缓慢下降沿的期间的驱动电压对主射流的流速波形影响并不是很大。例如，认为如果提高上升沿频率或者增大电压振幅，则与其成比例地，切削深度将变深，切削体积将变大。

但是，已经得知，实际达到的切削对象物的切削深度、切削体积有时未必会按照电压特性值的增减来变化，有时会降低操作性。例如，可能会发生即使外科医生将电压振幅设为2倍，但切削深度、切削体积并没有按期望增加，或者即使将电压振幅设为1/2，但切削深度、切削体积并没有如想象地减少的情况。因此，出现了未能达到外科医生所期望的切削深度、切削体积的事情。这是导致手术时间变长的一大问题。

为此，关注于主射流的流速波形，针对由该主射流的流速波形决定的若干个参数探讨了与切削深度及切削体积的相关性。这是因为，如果能够发现与切削深度、切削体积相关性高的参数，则可以以最适合达到与外科医生的操作感相符的切削深度、切削体积的驱动电压波形控制压电元件45。

为此，首先，基于液体喷射开口部61处的主射流的流速波形v[m/s]，探讨了通过液体喷射开口部61的主射流的质量通量[kg/s]、动量通量[N]、以及能通量[W]。质量通量是通过液体喷射开口部61的液体的每单位时间的质量[kg/s]。动量通量是通过液体喷射开口部61的液体的每单位时间的动量[N]。能通量是通过液体喷射开口部61的液体的每单位时间的能量[W]。需要注意的是，能量是指动能，下面简称为“能量”。

在液体喷射开口部61，液体被释放到自由空间，因此，能够将压力视为“0”。并且，与液体的喷流喷射方向正交的方向(液体喷射开口部61的径向)的速度也可以视为“0”。假设在液体喷射开口部61的径向上没有液体的速度分布，则可以按照下式(1)、(2)、(3)求出通过液体喷射开口部61的质量通量Jm[kg/s]、动量通量Jp[N]、以及能通量Je[W]。S[m²]表示喷嘴的截面积，ρ[kg/m³]表示工作流体密度。

Jm＝S·ρ·v…(1)

Jp＝S·ρ·v²…(2)

Je＝1/2·ρ·S·v³…(3)

图4是根据图3(b)所示的主射流的流速波形求出的质量通量Jm(a)、动量通量Jp(b)、以及能通量Je(c)的示意图。如果在从主射流的流速波形的上升沿(立上がり)至下降沿(立下がり)的时间(持续时间)T内对这些质量通量Jm、动量通量Jp及能通量Je分别进行积分，则能够求出作为主射流从液体喷射开口部61喷射的液体的质量、动量和能量。

按照上述要领算出的质量通量Jm、动量通量Jp、能通量Je、质量、动量以及能量各值被考虑可能决定由一个脉冲的射流所引起的切削深度及切削体积。但是，这些都是包括对应定常流的量的物理量，重要的是减去了定常流的贡献量的值。

于是，关于图4(a)的质量通量Jm，定义从质量通量Jm的峰值(最大值)减去定常流的质量通量Jm_BG[kg/s]所得的最大质量通量Jm_max[kg/s]、和从作为主射流自液体喷射开口部61流出的液体质量中去除对应定常流的量所得的、在图4(a)中用影线表示的流出质量M[kg]这两个参数。以下式(4)表示流出质量M。

[数学式1]

M＝∫(Jm-Jm_BG)dt ···(4)

关于图4(b)的动量通量Jp，定义从动量通量Jp的峰值(最大值)减去定常流的动量通量Jp_BG[N]所得的最大动量通量Jp_max[N]、和从作为主射流自液体喷射开口部61流出的液体的动量中去除对应定常流的量所得的、在图4(b)中用影线表示的动量P[Ns]这两个参数。以下式(5)表示动量P。

[数学式2]

P＝∫(Jp-Jp_BG)dt ···(5)

关于图4(c)的能通量Je，定义从能通量Je的峰值(最大值)减去定常流的能通量Je_BG[W]所得的最大能通量Je_max[W]、和从作为主射流自液体喷射开口部61流出的液体的能量中去除对应定常流的量所得的、在图4(c)中用影线表示的能量E[J]这两个参数。以下式(6)表示能量E。

[数学式3]

E＝∫(Je-Je_BG)dt ···(6)

但是，式(4)～(6)的积分区间是在各流速波形中从主射流的上升沿至下降沿的时间(持续时间)T。

然后，利用数值仿真，探讨了最大质量通量Jm_max、流出质量M、最大动量通量Jp_max、动量P、最大能通量Je_max以及能量E这六个参数分别与切削深度及切削体积有多大程度的有关。

在此，脉冲液体射流是流体，切削对象物是柔软的弹性体。因此，为了进行脉冲液体射流对切削对象物的破坏举动的仿真，必须在柔软弹性体侧设定了适当的破坏阈值之后进行所谓的流体与结构体(这里是柔软弹性体)的耦合(連成)分析(流固耦合分析(FSI))。作为仿真的计算方法，例如可列举采用有限元法(FEM：Finite Element Method)的方法、采用以SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics：光滑粒子流体动力学)等为代表的粒子法的方法、组合了有限元法和粒子法的方法等。由于适用的方法并不受特别限定，所以省略详细说明，但是，鉴于解析结果的稳定性、计算时间等，选择最佳方法来进行了仿真。

进行仿真时，设液体喷射开口部61的直径＝0.15[mm]、喷射距离(从液体喷射开口部61到切削对象物表面的距离)＝0.5[mm]。并且，假设切削对象物是表面平整的柔软弹性体，作为其物理模型，使用了按杨氏模量换算具有9[kPa]左右(按剪切弹性模量换算具有3[kPa]左右)的弹性模量的Mooney-Rivlin超弹性体。作为破坏阈值，采用了偏差等效应变(偏差相当ひずみ)＝0.7。

对于主射流的流速波形，设想了各种各样的主射流的流速波形，对于正弦波、三角波及矩形波三种波形，准备了振幅(流速的最大值)在12[m/s]～76[m/s]的范围内、持续时间在63[μs]～200[μs]的范围内变更三种而得的共27种。需要注意的是，定常流的流速为1[m/s]。

图5是示出仿真中作为主射流的流速波形施加的正弦波(a)、矩形波(b)及三角波(c)的图，分别准备了用实线表示的持续时间为63[μs]的波形、用点划线表示的持续时间为125[μs]的波形、和用双点划线表示的持续时间为200[μs]的波形。然后，施加准备好的波形作为主射流的流速波形而生成脉冲液体射流，对击入上述柔软弹性体时的柔软弹性体的破坏举动进行了仿真。

在图6中，以纵轴为切削对象物的切削深度、以横轴为最大质量通量Jm_max(a)、流出质量M(b)、最大动量通量Jp_max(c)、动量P(d)、最大能通量Je_max(e)以及能量E(f)绘制了仿真的结果。在图6中，以“＊”标示示出了施加持续时间为63[μs]的正弦波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“◆”标示示出了施加持续时间为125[μs]的正弦波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“-”标示示出了施加持续时间为200[μs]的正弦波作为主射流的流速波形时的仿真结果。并且，以“+”标示示出了施加持续时间为63[μs]的三角波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“×”标示示出了施加持续时间为125[μs]的三角波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“■”标示示出了施加持续时间为200[μs]的三角波作为主射流的流速波形时的仿真结果。并且，以“●”标示示出了施加持续时间为63[μs]的矩形波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以涂黑的三角形标示示出了施加持续时间为125[μs]的矩形波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“－”标示示出了施加持续时间为200[μs]的矩形波作为主射流的流速波形时的仿真结果。

如上半部分的图6(a)、(c)、(e)所示，最大质量通量Jm_max、最大动量通量Jp_max以及最大能通量Je_max这三个参数各自与切削深度之间的关系随着作为主射流的流速波形施加的波形的形状而存在很大差异，可以得知两者的相关性低。尤其是，由于质量通量是与流速成比例的值，因此，给出了切削深度并不仅仅根据主射流的最大流速而确定的启示。

接着，观察在下半部分的图6(b)、(d)、(f)中示出的流出质量M、动量P以及能量E这三个参数各自与切削深度之间的关系，关于流出质量M与切削深度的关系，其随着作为主射流的流速波形施加的波形的形状而存在很大差异，相关性低。相反，在与动量P、能量E的关系中，由施加的波形形状引起的差异小，各标示大致分布在同一曲线上。在动量P与能量E之间，动量P的差异更加小。因此，可以说，切削深度与动量P、能量E的相关性高，尤其是，与动量P具有很好的相关性。

需要注意的是，在此针对液体喷射开口部的直径设为0.15[mm]、喷射距离设为0.5[mm]的情况进行了仿真，但是，对于其它的液体喷射开口部直径、其它的喷射距离也进行了仿真，可以确认，切削深度与动量P、能量E具有高相关性这一定性趋势并没有太大变化。

在图7中，以纵轴为切削对象物的切削体积、以横轴为最大质量通量Jm_max(a)、流出质量M(b)、最大动量通量Jp_max(c)、动量P(d)、最大能通量Je_max(e)以及能量E(f)绘制了仿真的结果。作为主射流的流速波形施加的波形与标示的种类之间的关系同图6。

如上半部分的图7(a)、(c)、(e)所示，最大质量通量Jm_max、最大动量通量Jp_max以及最大能通量Je_max这三个参数各自与切削体积之间的关系虽不至于其与切削深度之间的关系那样，但也随着作为主射流的流速波形施加的波形形状而有差异，可认为两者的相关性低。

接着，观察在下半部分的图7(b)、(d)、(f)中示出的流出质量M、动量P以及能量E这三个参数各自与切削体积之间的关系，关于流出质量M与切削体积的关系，与切削深度同样地，其随着作为主射流的流速波形施加的波形的形状而存在很大差异，相关性低。相反，在与动量P、能量E的关系中，与切削深度同样地，由施加的波形形状引起的差异小，各标示大致分布在同一直线上。并且，与动量P相比，能量E的差异更小。因此，可以说，切削体积与动量P、能量E具有高相关性，尤其是，与能量E具有很好的相关性。

需要注意的是，在此针对液体喷射开口部的直径设为0.15[mm]、喷射距离设为0.5[mm]的情况进行了仿真，但是，对于其它的液体喷射开口部直径、其它的喷射距离也进行了仿真，可以确认，切削体积与动量P、能量E具有高相关性这一定性趋势并没有太大变化。

基于以上的讨论结果，在本实施方式中，事先对实际上施加于压电元件45的代表性的驱动电压波形进行了仿真，获得了动量P及能量E与上升沿频率、上升沿频率及电压振幅的对应关系。然后，手术中外科医生根据动量P或能量E的增减操作来确定对应的上升沿频率及电压振幅，控制压电元件45的驱动。

首先，固定电压振幅，施加级别性改变了上升沿频率的驱动电压波形，通过仿真求出了主射流的流速波形。同样，固定上升沿频率，施加级别性改变了电压振幅的驱动电压波形，通过仿真求出了主射流的流速波形。仿真例如基于将液体喷射装置的流路系统替换为流体(流路)阻力、流体惯性、流体依从性(流体コンプライアンス)等的模型的、通过采用等价电路法的数值仿真而能容易地进行仿真。或者，也可以利用采用了有限元法(FEM)或有限体积法(FVM)等的流体仿真。

图8(a)是示出改变了上升沿频率的情况下的主射流的流速波形的仿真结果的图。如图8(a)所示，当降低上升沿频率(上升沿时间Tpr上来说是延长)时，主射流的流速波形的上升沿的开始定时不变而持续时间延长，其振幅(流速的最大值)也变小。另外，图8(b)是示出改变了电压振幅的情况下的主射流的流速波形的仿真结果的图。如图8(b)所示，当缩小电压振幅时，与降低上升沿频率时不同，主射流的流速波形维持持续时间而波形振幅(流速的最大值)变小。

接着，对获得的每个主射流的流速波形求出了动量P和能量E。图9是示出获得的每个主射流的流速波形的动量P与上升沿频率及电压振幅的对应关系的图。该图9是通过在纵轴为上升沿频率、横轴为电压振幅的坐标空间中绘制获得的动量P、并画出关于动量P的等高线而获得的图。各等高线随着靠近图9的左下而变低，随着靠近右上而以规定量增大。

另外，图10是示出获得的每个主射流的流速波形的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系的图。在能量E的情况下，通过也如图10所示的将纵轴为上升沿频率、横轴为电压振幅的坐标空间中绘制获得的能量E、并画出关于能量E的等高线而获得的。各等高线随着靠近图10的左下降变低，随着靠近右上而以规定量增大。

在此，需要关注的是，在动量P与能量E中的任一个的情况下，等高线的间隔不是等间隔，而且在坐标轴方向上的动量P、能量E均并不是线形变化的。例如，关注于图9所示的动量P与上升沿频率及电压振幅的对应关系中，考虑使电压振幅固定(例如V5)而使上升沿频率可变来控制压电元件45的驱动电压波形的情况。当欲使动量P的变化量为一定时，在动量P12～P13之间必须要有上升沿频率f11～f12间的频率变化，在动量P13～P14之间必须要有上升沿频率f12～f13之间的频率变化。但是，上升沿频率f11～f12之间的频率间隔与上升沿频率f12～f13之间的频率间隔不同。随着动量P变大，该现象表现得更为显著。因此，当进行固定电压振幅而使上升沿频率按规定量变化的操作时，动量P并不是按所想的那样变化，因此，可以说，会出现切削深度、切削体积不按外科医生的意愿/感觉发生变化等状况。可以说，在进行固定上升沿频率而使电压振幅按规定量变化的操作时也是同样。另外，关于能量E也相同。

在此，在本实施方式中，与以往的方法相同，外科医生在手术过程中进行的操作设为利用杠杆开关813的上升沿频率或电压振幅的增减操作。即，固定了电压振幅的状态下，外科医生进行上升沿频率的增减操作，或者，固定了上升沿频率的状态下，外科医生进行电压振幅的增减操作。然而，在此基础上，当将杠杆开关813移动一个刻度时，以使动量P或能量E的变化量为一定的方式而进行控制。具体而言，在各个杠杆位置事先分配上升沿频率的指示值(上升沿频率指示值)或电压振幅的指示值(电压振幅指示值)。同时，使动量P或能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系数据表化。

详细地进行说明。

首先，(1)将动量P作为对象，考虑通过杠杆开关813进行上升沿频率的增减操作的情况。例如，举出将电压振幅固定为图9所示的V1的情况的例子，在杠杆开关813的杠杆位置将成为电压振幅V1与各等高线的交点的上升沿频率分配为f11、f12、f13…来作为频率指示值。另外，制作上升沿频率指示值和固定的电压振幅的各个组合与该动量P相关联的数据表。相对于上升沿频率指示值f11与电压振幅V1的组合是动量P12，相对于上升沿频率指示值f12和电压振幅V1的组合是动量P13。这样，当杠杆位置移动一个刻度时能够使动量P的变化量为一定。

接着，(2)将动量P作为对象，考虑通过杠杆开关813进行电压振幅的增减操作的情况。例如，举出将上升沿频率固定为图9所示的f2的情况的例子，在杠杆开关813的杠杆位置将成为上升沿频率f2与各等高线的交点的电压振幅分配为V21、V22、V23…来作为振幅指示值。另外，制作电压振幅指示值和固定的上升沿频率的各个组合与该动量P相关联的数据表。相对于电压振幅指示值V21和上升沿频率f2的组合是动量P11，相对于电压振幅指示值V22和上升沿频率f2的组合是动量P12。这种情况下，当杠杆位置移动一个刻度时能够使动量P的变化量为一定。

接着，(3)将能量E作为对象，考虑通过杠杆开关813进行上升沿频率的增减操作的情况。例如，举出将电压振幅固定为图10所示的V3的情况的例子，在杠杆开关813的杠杆位置将成为电压振幅V3与各等高线的交点的上升沿频率分配为f31、f32、f33…来作为频率指示值。另外，制作上升沿频率指示值和固定的电压振幅的各个组合与该能量E相关联的数据表。相对于上升沿频率指示值f31和电压振幅V3的组合是能量E33，相对于上升沿频率指示值f32和电压振幅V3的组合是能量E34。这样，当杠杆位置移动一个刻度时能够使能量E的变化量为一定。

接着，(4)将能量E作为对象，考虑通过杠杆开关813进行电压振幅的增减操作的情况。例如，举出将上升沿频率固定为图10所示的f4的情况的例子，在杠杆开关813的杠杆位置将成为上升沿频率f4与各等高线的交点的电压振幅分配为V41、V42、V43…来作为振幅指示值。另外，制作电压振幅指示值和固定的上升沿频率的各个组合与该能量E相关联的数据表。相对于电压振幅指示值V41和上升沿频率f4的组合是能量E31，相对于电压振幅指示值V42和上升沿频率f4的组合是能量E32。这种情况下，能够在杠杆位置移动一个刻度时使能量E的变化量为一定。

以下，作为本实施方式的实施例，依次将(1)的情况作为实施例一，(2)的情况作为实施例二，(3)的情况作为实施例三，(4)的情况作为实施例四进行说明。

(实施例一)

首先，说明实施例一。图11是示出实施例一的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图11所示，液体喷射控制装置70-1具备操作部71、显示部73、控制部75、以及存储部77。

操作部71通过按钮开关或杠杆开关、拨盘开关、踏板开关等各种开关、触摸面板、触控板、鼠标等输入装置而实现，将与操作输入对应的操作信号输出到控制部75。该操作部71包括通过图1的按钮开关811实现的电源按钮711、通过图1的杠杆开关813实现的上升沿频率调整杆713、通过图1的杠杆开关814实现的重复频率设定杆714、通过图1的脚踏开关83实现的喷射开关715。

上升沿频率调整杆713用于输入上升沿频率指示值。外科医生操作上升沿频率调整杆713即图1的杠杆开关813、并选择带有“1”～“5”刻度的杠杆位置，从而按五个级别对上升沿频率进行增减操作。在实施例一中，以动量P与对应的刻度的数值成比例地按一定量逐级增大的方式而分配各杠杆位置的上升沿频率指示值。此外，杠杆位置的级数不限定于五个级别，可以适当设定为“大”“中”“小”三个级别调整等。

重复频率设定杆714用于设定重复频率。外科医生通过操作图1的杠杆开关814，选择带有“1”～“5”的刻度的杠杆位置，按五个级别对重复施加于压电元件45的驱动电压的重复频率(例如数十Hz～数百Hz)进行增减操作。在各杠杆位置分配与刻度的数值对应的重复频率。此外，杠杆位置的级数不限定于五个级别，可以适当设定级别数。

显示部73通过LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、EL显示器(Electroluminescence display：电致发光显示器)等显示装置来实现，基于从控制部75输入的显示信号来显示设定画面等各种画面。例如，图1的液晶显示器82相当于显示部73。

控制部75通过CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或DSP(DigitalSignal Processor：数字信号处理器)等微处理器、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)等控制装置及运算装置来实现，其统一控制液体喷射系统1的各部分。该控制部75具备压电元件控制部751、泵控制部756以及动量显示控制部757。需要注意的是，构成控制部75的各部分也可以由专用的模块电路等硬件构成。

压电元件控制部751具备：上升沿频率设定部752，根据上升沿频率调整杆713的杠杆位置来设定上升沿频率；电压振幅设定部753，设定电压振幅；以及重复频率设定部754，根据重复频率设定杆714的杠杆位置来设定重复频率。该压电元件控制部751生成驱动电压波形，并将生成出的波形的驱动信号施加于压电元件45，这时，根据上升沿频率设定部752设定的上升沿频率与电压振幅设定部753设定的电压振幅来生成驱动电压波形。此外，在实施例一中，电压振幅设定部753设定的电压振幅是固定的。

泵控制部756向送液泵20输出驱动信号，驱动送液泵20。动量显示控制部757进行在显示部73显示分配给选择中的上升沿频率调整杆713的杠杆位置的频率指示值(即上升沿频率的当前值)、和对应的动量P(即动量P的当前值)的控制。

存储部77通过ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存ROM、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)等各种IC(Integrated Circuit：集成电路)存储器、或者硬盘等存储介质来实现。存储部77中事先存储有用于启动液体喷射系统1来实现该液体喷射系统1所具有的各种功能的程序、执行该程序的过程中使用的数据等，或者每次处理时对程序和数据进行临时存储。

并且，存储部77存储动量转换表771。该动量转换表771是参照图9设定了上述动量P与上升沿频率(上升沿频率指示值)及电压振幅(在实施例一中固定)的对应关系的数据表。

图12是示出动量转换表771的数据构成例的图。如图12所示，在动量转换表771，与杠杆位置(刻度)对应地设定有动量P、分配给对应的杠杆位置的频率指示值和电压振幅。电压振幅全部是同一值V1。另一方面，上升沿频率指示值确定为相邻的杠杆位置之间的动量P的变化量ΔP1、ΔP2…为一定的，该上升沿频率的变化量Δf1、Δf2…不是必须一定的。在操作上升沿频率调整杆713的情况下，上升沿频率设定部752从动量转换表771读出所选择的杠杆位置的上升沿频率指示值而设定。

[处理流程]

图13是示出脉冲液体射流的喷射时、控制部75所进行的处理流程的流程图。如图13所示，如果操作电源按钮711，液体喷射控制装置70-1的电源被接通，通过喷射开关715指示脉冲液体射流开始喷射，则泵控制部756驱动送液泵20，并且压电元件控制部751驱动压电元件45，从而开始脉冲液体射流的喷射(步骤S111)。此时，上升沿频率设定部752获取选择中的上升沿频率调整杆713的杠杆位置而从动量转换表771中读出上升沿频率指示值来设定上升沿频率。另外，电压振幅设定部753从动量转换表771中读出作为固定的电压振幅来设定电压振幅。而且，重复频率设定部754获取选择中的重复频率设定杆714的杠杆位置来设定重复频率。并且，压电元件控制部751根据所设定的上升沿频率及电压振幅，生成驱动电压波形，并向压电元件45施加所生成的驱动电压波形的驱动信号。

另外，动量显示控制部757进行从动量转换表771读出所获取的杠杆位置的动量P并且与步骤S111设定的上升沿频率一起显示于显示部73的控制(步骤S113)。

之后，控制部75在直到通过喷射开关715的操作而判定为结束脉冲液体射流的喷射为止的期间(步骤S123：否)在步骤S115中监视上升沿频率调整杆713的操作。并且，在操作上升沿频率调整杆713的情况下(步骤S115：是)，上升沿频率设定部752从动量转换表771读出所选择的杠杆位置的频率指示值，并更新上升沿频率的设定(步骤S117)。之后，压电元件控制部751根据在步骤S117设定的上升沿频率和在步骤S111设定的电压振幅而生成驱动电压波形，向压电元件45施加所生成的驱动电压波形的驱动信号(步骤S119)。

另外，动量显示控制部757进行从动量转换表771读出所选择的杠杆位置的动量P，并根据读出的动量P与在步骤S117设定的上升沿频率，来更新显示部73的显示的控制(步骤S121)。图14是示出在步骤S113显示的、在步骤S121更新显示的显示画面例的图。通过该显示画面，手术中，外科医生能够边把握与从液体喷射开口部61喷射的脉冲液体射流有关的动量P的当前值、用于该控制的上升沿频率的当前值，边进行作业。此外，动量指示值的显示并不限于通过图14示出的数值的显示来进行的情况，也可以通过仪表显示来进行，或者将动量P伴随着从脉冲液体射流的喷射开始的增减操作而产生的变化通过图表显示。

另外，动量显示控制部757不仅使显示部73显示动量P及上升沿频率的指示值，也可以显示重复频率。而且，还可以一并显示当前的电压振幅。

根据该实施例一，基于事先设定的动量P与上升沿频率及规定电压振幅的对应关系，能够根据达到符合操作感的切削深度及切削体积的最适合的上升沿频率来控制压电元件45的驱动电压波形。例如，如果使上升沿频率调整杆713移动一个刻度，则动量P变化相当于刻度间隔的量，因此，能够设定与用户的操作感觉、意愿匹配的切削深度、切削体积，能够提高操作性。

(实施例二)

接着，说明实施例二。与实施例一相同的部分标注相同的符号。图15是示出实施例二的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图15所示，液体喷射控制装置70-2具备操作部71a、显示部73、控制部75a以及存储部77a。

操作部71a包括通过图1的杠杆开关813实现的电压振幅调整杆716a。该电压振幅调整杆716a用于输入电压振幅指示值。外科医生操作电压振幅调整杆716a即图1的杠杆开关813，选择带有“1”～“5”刻度的杠杆位置，通过五个级别对电压振幅进行增减操作。在实施例二中，以按照与对应的刻度的数值，动量P按一定量逐级增大的方式而分配各杠杆位置的电压振幅指示值。

控制部75a具备压电元件控制部751a、泵控制部756、以及动量显示控制部757a。

压电元件控制部751a具备：上升沿频率设定部752a，设定上升沿频率；电压振幅设定部753a，根据电压振幅调整杆716a的杠杆位置来设定电压振幅；重复频率设定部754a，根据重复频率设定杆714的杠杆位置来设定重复频率。该压电元件控制部751a生成驱动电压波形，将生成的波形的驱动信号施加于压电元件45，这时，根据上升沿频率设定部752a设定的上升沿频率和电压振幅设定部753a设定的电压振幅来生成驱动电压波形。此外，在实施例二中，上升沿频率设定部752a设定的上升沿频率是固定的。

动量显示控制部757a进行在显示部73显示分配给选择中的电压振幅调整杆716a的杠杆位置的电压振幅指示值(即电压振幅的当前值)与对应的动量P(即动量P的当前值)的控制。

另外，动量显示控制部757a不仅在显示部73显示动量P及电压振幅指示值，还可以显示重复频率。而且，也可以一并显示当前的上升沿频率。

在存储部77a存储动量转换表771a。该动量转换表771a是参照图9而设定上述动量P与上升沿频率(在实施例二中固定)及电压振幅(电压振幅指示值)的对应关系的数据表。

图16是示出动量转换表771a的数据构成例的图。如图16所示，在动量转换表771a与杠杆位置(刻度)对应，设定动量P、分配给对应的杠杆位置的电压振幅指示值以及上升沿频率。上升沿频率全部为同一值f2。在操作电压振幅调整杆716a的情况下，电压振幅设定部753a从动量转换表771a读出所选择的杠杆位置的电压振幅指示值而设定。此外，与图12的动量转换表771同样，相邻的杠杆位置间的动量P的变化量(变化幅度)是一定的，但振幅指示值的变化量(变化幅度)不是必须一定。

根据该实施例二，基于事先设定的动量P和电压振幅及规定的上升沿频率的对应关系，能够根据达到符合操作感的切削深度及切削体积的最适合的上升沿频率来控制压电元件45的驱动电压波形。例如，如果使上升沿频率调整杆716a移动一个刻度，则动量P变化相当于刻度间隔的量，因此，能够设定与用户的操作感觉、意愿匹配的切削深度、切削体积，能够提高操作性。

(实施例三)

接着，说明实施例三。与实施例一的相同的部分标注相同的符号。图17是示出实施例三的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图17所示，液体喷射控制装置70-3具备操作部71b、显示部73、控制部75b以及存储部77b。

操作部71b包括通过图1的杠杆开关813实现的上升沿频率调整杆713b。该上升沿频率调整杆713b用于输入上升沿频率指示值。外科医生操作上升沿频率调整杆713b即图1的杠杆开关813，选择带有“1”～“5”刻度的杠杆位置，通过五个级别对上升沿频率进行增减操作。在实施例三中，以按照与对应的刻度的数值，能量E按一定量逐级增大的方式而分配各杠杆位置的上升沿频率指示值。

控制部75b具备压电元件控制部751b、泵控制部756以及能量显示控制部758b。

压电元件控制部751b具备：上升沿频率设定部752b，根据上升沿频率调整杆713b的杠杆位置来设定上升沿频率；电压振幅设定部753b，设定电压振幅；重复频率设定部754b，根据重复频率设定杆714的杠杆位置来设定重复频率。该压电元件控制部751b生成驱动电压波形，将生成的波形的驱动信号施加于压电元件45，这时，根据上升沿频率设定部752b设定的上升沿频率和电压振幅设定部753b设定的电压振幅来生成驱动电压波形。此外，在实施例三中，电压振幅设定部753b设定的电压振幅是固定的。

能量显示控制部758b在显示部73显示分配给选择中的上升沿频率调整杆713b的杠杆位置的上升沿频率指示值(即上升沿频率的当前值)与对应的能量E(即能量E的当前值)的控制。

另外，能量显示控制部758b不仅在显示部73显示能量E及上升沿频率的指示值，还可以显示重复频率。而且，也可以一并显示当前的电压振幅。

在存储部77b存储能量转换表772b。该能量转换表772b是参照图10而设定上述能量E与上升沿频率(频率指示值)及电压振幅(在实施例三中固定的)的对应关系的数据表。

图18是示出能量转换表772b的数据构成例的图。如图18所示，在能量转换表772b与杠杆位置(刻度)对应，设定能量E、分配给对应的杠杆位置的上升沿频率指示值和电压振幅。电压振幅全部为同一值V3。在操作上升沿频率调整杆713b的情况下，上升沿频率设定部752b从能量转换表772b读出所选择的杠杆位置的上升沿频率指示值而设定。此外，与图12的动量转换表771同样，相邻的杠杆位置间的能量的变化量(变化幅度)是一定的，但上升沿频率指示值的变化量(变化幅度)不是必须一定。

根据该实施例三，基于事先设定的能量E和上升沿频率及规定的电压振幅的对应关系，能够根据达到负荷操作感的切削深度及切削体积的最适合的上升沿频率控制压电元件45的驱动电压波形。例如，如果使上升沿频率调整杆713b移动一个刻度，则能量E变化相当于刻度间隔的量，因此，能够设定与用户的操作感觉、意愿匹配的切削深度、切削体积，能够提高操作性。

(实施例四)

接着，说明实施例四。与实施例一相同的部分标注相同的符号。图19是示出实施例四的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图19所示，液体喷射控制装置70-4具备操作部71c、显示部73、控制部75c以及存储部77c。

操作部71c包括通过图1的杠杆开关813实现的电压振幅调整杆716c。该电压振幅调整杆716c用于输入电压振幅指示值。外科医生操作电压振幅调整杆716c即图1的杠杆开关813，选择带有“1”～“5”刻度的杠杆位置，在五个级别对电压振幅进行增减操作。在实施例四中，以按照与对应的刻度的数值各杠杆位置，能量E按一定量逐级增大的方式而分配各杠杆位置的电压振幅指示值。

控制部75c具备压电元件控制部751c、泵控制部756以及能量显示控制部758c。

压电元件控制部751c具备：上升沿频率设定部752c，设定上升沿频率；电压振幅设定部753c，根据电压振幅调整杆716c的杠杆位置来设定电压振幅。该压电元件控制部751c生成驱动电压波形，将生成的波形的驱动信号施加于压电元件45，这时，根据上升沿频率设定部752c设定的上升沿频率和电压振幅设定部753c设定的电压振幅来生成驱动电压波形。此外，在实施例四中，上升沿频率设定部752c设定的上升沿频率是固定的。

能量显示控制部758c进行在显示部73显示分配给选择中的电压振幅调整杆716c的杠杆位置所分配的电压振幅指示值(即电压振幅的当前值)与对应的能量E(即能量E的当前值)的控制。

另外，能量显示控制部758c不仅使显示部73显示能量E及电压振幅的指示值，还可以显示重复频率。而且，也可以一并显示当前的上升沿频率。

在存储部77c存储能量转换表772c。该能量转换表772c是参照图10而设定上述能量E与上升沿频率(在实施例四中固定)及电压振幅(电压振幅指示值)的对应关系的数据表。

图20是示出能量转换表772c的数据构成例的图。如图20所示，在能量转换表772c与杠杆位置(刻度)对应，设定能量E、分配给对应的杠杆位置的电压振幅指示值以及上升沿频率。上升沿频率全部为同一值f4。在操作电压振幅调整杆716c的情况下，电压振幅设定部753c从能量转换表772c读出所选择的杠杆位置的电压振幅指示值而设定。此外，与图12的动量转换表771同样，相邻的杠杆位置间的能量的变化量(变化幅度)是一定的，但电压振幅指示值的变化量(变化幅度)不是必须一定。

根据该实施例四，基于事先设定的能量E和电压振幅及规定的上升沿频率的对应关系，能够根据达到符合操作感的切削深度及切削体积的最适合的电压振幅来控制压电元件45的驱动电压波形。例如，如果使电压振幅调整杆716c移动一个刻度，则能量E变化相当于刻度间隔的量，因此，能够设定与用户的操作感觉、意愿匹配的切削深度、切削体积，能够提高操作性。

以上，说明了包含四个实施例的实施方式，但能够适用本发明的方式不限于上述实施方式。

例如，针对各种的液体喷射装置30来事先准备动量转换表771、771a或能量转换表772b、772c(事先存储于存储部77、77a、77b、77c)，从而能够选择性利用与液体喷射装置30的种类对应的动量转换表771或能量转换表772等。例如，优选针对在液体喷射开口部61及喷嘴60的内径及长度不同、喷射管50的内径或长度不同、压电元件45的特性不同、压力室44的容积不同等的与脉冲液体射流的喷射有关的构造不同的各种液体喷射装置30而进行准备。对于切削对象物，根据例如如果是用于外科手术时的患处的部位、如果是用于食品加工时的食品的种类，如果是凝胶材料、橡胶或塑料等的树脂材料的用于切削加工的各个材料的种类、即根据切削加工等的对象素材的形状、破坏阈值、弹性模量或粘性模量等，有时对于种类不同的切削对象物更换液体喷射装置30。

另外，更加优选在液体喷射装置30事先存储表示该装置的种类的信息，液体喷射控制装置70从连接的液体喷射装置30读出该信息，自动切换动量转换表771、771a或能量转换表772b、772c。

另外，在上述实施方式中，例示了上升沿频率作为与上升沿有关的指标值。相对于此，还可以利用上升沿时间Tpr来代替上升沿频率。

另外，上升沿频率调整杆713、713b或电压振幅调整杆716a、716c不限于通过杠杆开关813来实现的情况，例如也可以通过刻度盘开关、按钮开关等来实现。另外，也可以将显示部73形成为触摸面板，通过基于软件的按键开关等实现。这种情况下，用户对作为显示部73的触摸面板进行触摸操作来输入操作上升沿频率或电压振幅的指示值。

Claims (8)

1.一种液体喷射控制装置，对利用压电元件而呈脉冲状喷射液体的液体喷射装置进行控制，

所述液体喷射控制装置具备：

操作部，用于以可变的方式操作向所述压电元件施加的驱动电压波形的振幅和与该驱动电压波形的上升沿有关的指标值中的一方；以及

控制部，进行根据对所述操作部的操作输入来设定所述一方的值的控制，以使在所述驱动电压波形的振幅和与上升沿相关的指标值中的另一方为预定值的状态下，所述操作部的每单位操作量的变化量为一定，所述变化量是关于与从所述液体喷射装置喷射的脉冲液体射流有关的动量或动能的变化量。

2.根据权利要求1所述的液体喷射控制装置，其中，

所述液体喷射控制装置还具备显示控制部，

所述显示控制部进行使与所述脉冲液体射流有关的动量或动能的当前值显示的控制。

3.根据权利要求1或2所述的液体喷射控制装置，其中，

使所述每单位操作量的变化量为一定的向所述压电元件施加的驱动电压波形的振幅与和所述上升沿有关的指标值的对应关系根据所述液体喷射装置的各个种类而确定，

所述控制部基于与所述液体喷射装置的种类对应的所述对应关系而进行控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射控制装置，其中，

所述液体喷射控制装置对所述脉冲液体射流的动量在0.1mNs(毫牛顿秒)以下或者动能在100mJ(毫焦耳)以下的所述液体喷射装置进行控制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体喷射控制装置，其中，

所述液体喷射控制装置对用于通过所述脉冲液体射流切削生物体组织的所述液体喷射装置进行控制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体喷射控制装置，其中，

与所述上升沿有关的指标值由与所述驱动电压波形的上升沿有关的时间或者频率而表示。

7.一种液体喷射系统，具备：

权利要求1至6中任一项所述的液体喷射控制装置；

液体喷射装置；以及

送液泵装置。

8.一种液体喷射装置的控制方法，所述液体喷射装置利用压电元件而呈脉冲状喷射液体，

所述控制方法包括：

检测对操作部的操作输入，所述操作部用于以可变的方式操作向所述压电元件施加的驱动电压波形的振幅和与该驱动电压波形的上升沿有关的指标值中的一方；以及

根据对所述操作部的操作输入来设定所述一方的值，以使在将所述驱动电压波形的振幅和与上升沿相关的指标值中的另一方为预定值的状态下，所述操作部的每单位操作量的变化量为一定，所述变化量是关于与从所述液体喷射装置喷射的脉冲液体射流有关的动量或动能的变化量。