JP2009139235A - セル固定装置及びそれを用いた粒子測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明基板に形成された電極と電源とを容易に電気的に接続したり、切り離したりすることができるセル固定装置及びそれを用いた粒子測定装置を提供する。
【解決手段】 セル１０を固定するセルホルダ２１と、透明基板３０を支持し、セルホルダ２１に対して着脱可能である電極ホルダ３５と、測定時には、電極ホルダ設定位置に電極ホルダ３５を固定する電極ホルダ固定部２１ｃ、２１ｄ、３５ａ、３５ｂと、金属接点部３を支持し、測定時と非測定時とで位置が変化するように移動可能である金属接点部ホルダ２とを備え、測定時には、接点接続位置に、金属接点部ホルダ２を移動させ、非測定時には、接点収納位置に、金属接点部ホルダ２を移動させてから、電極ホルダ３５がセルホルダ２１から取り外されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、粒子測定装置において光源と検出器との間にセルを固定するセル固定装置に関し、特に回折光を利用して、直径が１００ｎｍ以下である粒子の拡散係数（粒子群に関する評価）を算出し、さらには拡散係数から粒子径を算出する粒子測定装置及びそれに使用されるセル固定装置に関する。

分散媒（例えば、水等の液体やゲル等）に粒子群を分散させた流動体試料中の粒子の粒子径の測定は、製薬や化学や研磨剤やセラミックスや顔料等の粒子径が品質に影響を与える製品について行われている。
さらに、粒子径が１００ｎｍ以下である粒子は、一般にナノ粒子と称され、同じ材質であっても通常のバルク物質とは異なる性質を表すことから、さまざまな分野で利用され始めている。
このような粒子径を測定する方法としては、レーザ回折・散乱式をはじめとして種々のものが知られているが、粒子径が１００ｎｍ以下であるナノ粒子については、主として動的光散乱法（光子相関法）と称される測定方法が用いられている。
動的光散乱法は、各粒子が粒子径に応じたブラウン運動をすることを利用したものであり、分散媒中の粒子にレーザ光を照射し、粒子による散乱光の強度を所定の位置で測定して、粒子のブラウン運動に起因する散乱光強度の揺らぎ、つまり散乱光の経時的変化を捕らえることにより、粒子径を算出する測定方法である。

また、粒子径を測定する他の方法として、まず、分散媒に粒子群を分散させた流動体試料中に、空間周期パターンを有する電界を発生させることによって、粒子群を誘電泳動作用若しくは電気泳動作用で移動させ、流動体試料中に粒子群の密な領域と疎な領域とが周期的に並ぶ密度回折格子を形成させて、次に、この密度回折格子にレーザ光を照射することによって、回折光の強度を検出して、次に、密度回折格子を形成させた流動体試料中に、電界を発生させることを停止することによって、粒子群を拡散させ、ぼやけていく密度回折格子による回折光の強度の経時的変化を測定することにより、粒子群の拡散係数を算出し、さらには拡散係数から粒子径を算出する測定方法がある（例えば、特許文献１及び２参照）。
特開２００６−８４２０７号公報 特開２００６−６４６５９号公報

上述したような測定方法で使用される粒子測定装置では、セル内に収容された流動体試料中に、例えばレーザ光源からレーザ光を照射することによって生じた回折光あるいは散乱光を光検出器で検出することになる。
図１１は、粒子測定装置の全体構造の一例を示す図である。また、図１２は、セル固定装置を示す平面図であり、図１３は、図１２に示すセル固定装置のＥ−Ｅ線の断面図である。さらに、図９は、粒子測定装置に使用されるセルの一例を示す斜視図である。
粒子測定装置は、レーザ光を水平方向に照射するレーザ光源１５と、流動体試料が収容されるセル１０と、セル１０を固定するセル固定装置５０と、集光レンズ１６と、集光レンズ１６の焦点位置に設けられる光検出器１７と、粒子群に関する評価を行う制御部（図示せず）とを備える。
セル１０は、長方形状の底面１０ａと、４個の側壁１０ｂ〜１０ｅとを有するガラス製のものであり、光透過性を有する。そして、セル１０の内部には、分散媒に粒子群を分散させた流動体試料が収容されることになる。
セル固定装置５０は、レーザ光源１５からのレーザ光が照射されるとともに、流動体試料による回折光が集光レンズ１６に出射されるセル設定位置に、セル１０を固定するセルホルダ５１を備える。具体的には、セルホルダ５１は、セル１０の底面１０ａが載置される支持面部５１ａと、支持面部５１ａ（基準面）より上方に距離ｄ１（例えば、１５ｍｍ）で形成される上面部５１ｂとを有する。そして、上面部５１ｂには、底面１０ａと同じ形状の開口が形成されている。これにより、セル１０を上面部５１ｂの開口に上方から挿入して、セル１０の底面１０ａを支持面部５１ａに載置することで、セル１０をセル設定位置に固定することができるようになっている。
そして、測定時には、セル設定位置に固定されたセル１０の側壁１０ｂにレーザ光が水平方向から照射されることにより、流動体試料中の粒子群で光が回折され、その後、側壁１０ｄから回折光が集光レンズ１６に向かって出射する。

ところで、特許文献に記載された測定方法を行うためには、流動体試料中に空間周期パターンを有する電界を発生させる必要があるため、流動体試料中に電極を挿入する必要がある。
ここで、空間周期パターンを有する電界を発生させる電極について説明する。図１０は、電極が表面に形成されたガラス基板（透明基板）の一例を示す斜視図である。
平板形状のガラス基板３０は、１面にマスクパターニング手法を用いて金属膜で形成された第一電極３２及び第二電極３３（電極対）を有する。
第一電極３２は、直線状の電極片３２ａ〜３２ｄが間隔を空けて平行に並べられるとともに、これらの電極片３２ａ〜３２ｄの外側の片側端どうしを電気的に接続する直線状の接続部３２ｅが設けられ、いわゆる櫛型電極を形成している。また、接続部３２ｅの上端部には、四角形状の接点接続部３２ｆが設けられている。
第二電極３３についても同様であり、直線状の電極片３３ａ〜３３ｄが間隔を空けて平行に並べられるとともに、これらの電極片３３ａ〜３３ｄの外側の片側端どうしを電気的に接続する直線状の接続部３３ｅが設けられ、いわゆる櫛型電極を形成している。また、接続部３３ｅの上端部には、四角形状の接点接続部３３ｆが設けられている。
そして、電極片３２ａと電極片３３ｂとの間隔、電極片３２ｂと電極片３３ｃとの間隔、及び、電極片３２ｃと電極片３３ｄとの間隔が、それぞれ一定距離Ｓを空けて配置される。
また、接点接続部３２ｆと接点接続部３３ｆとには、交流電源が接続される。

ところで、測定時に、流動体試料中に空間周期パターンを有する電界を発生させるために、第一電極３２の電極片３２ａ〜３２ｄ及び第二電極３３の電極片３３ａ〜３３ｄを流動体試料中に浸漬して測定することになるが、測定が終了すると、第一電極３２及び第二電極３３を洗浄することになる。このとき、第一電極３２及び第二電極３３の洗浄では、洗浄液等を湿らしたスポンジ等を用いて第一電極３２及び第二電極３３の表面に付着した付着物を拭き取る必要がある。しかしながら、第一電極３２の接点接続部３２ｆ及び第二電極３３の接点接続部３３ｆと交流電源との接続箇所に洗浄液等が付着すると、接続箇所が腐食又は短絡することがあった。よって、第一電極３２及び第二電極３３の洗浄時には、第一電極３２及び第二電極３３と交流電源とを電気的に切り離せる方が都合がよかった。しかし、第一電極３２及び第二電極３３と交流電源とを電気的に切り離すとなると、洗浄前、第一電極３２及び第二電極３３と交流電源とを電気的に切り離したり、洗浄後、第一電極３２及び第二電極３３と交流電源とを再び電気的に接続したりする手間がかかる。
そこで、本発明は、透明基板に形成された電極と電源とを容易に電気的に接続したり、切り離したりすることができるセル固定装置及びそれを用いた粒子測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のセル固定装置は、粒子群が分散された流動体試料が内部に収容されるセルと、前記セルに光を照射する光源と、前記セル内の流動体試料による回折光の強度を検出する光検出器とを備える粒子測定装置において使用されるセル固定装置であって、前記光源と光検出器との間で、前記セルを固定するセルホルダと、前記セル内に挿入され、電圧が印加される電極が表面に形成された透明基板と、電極ホルダ本体の下面から突出するように透明基板を支持し、前記セルホルダに対して着脱可能である電極ホルダと、測定時には、前記セルホルダに固定されたセル内の流動体試料中に、前記電極ホルダに支持された透明基板の電極の上端部以外の電極部分が浸漬される電極ホルダ設定位置に、前記電極ホルダを固定する電極ホルダ固定部と、棒状であり、その後端が電源と電気的に接続された金属接点部と、前記金属接点部の前端が突出するように金属接点部を支持し、測定時と非測定時とで位置が変化するように移動可能である金属接点部ホルダとを備え、前記測定時には、前記電極ホルダ設定位置に固定された電極ホルダに支持された透明基板の電極の上端部と、前記金属接点部ホルダの金属接点部の前端とが接触する接点接続位置に、前記金属接点部ホルダを移動させ、前記非測定時には、前記透明基板の電極と、前記金属接点部ホルダの金属接点部とが接触しない接点収納位置に、前記金属接点部ホルダを移動させてから、前記電極ホルダがセルホルダから取り外されるようにしている。

本発明によれば、電極ホルダは、電極が表面に形成された透明基板を、下面から突出するように支持する。そして、電極ホルダは、セルホルダに対して着脱可能となっている。また、電極ホルダを電極ホルダ設定位置に固定したときには、セルホルダに固定されたセル内の流動体試料中に、支持した透明基板の電極の上端部以外の電極部分が浸漬されるようになっている。
一方、金属接点部ホルダは、電源と接続された棒状の金属接点部を有する。そして、金属接点部ホルダは、電極ホルダ設定位置に固定された電極ホルダに支持された透明基板の電極の上端部と金属接点部の前端とが接触する接点接続位置と、透明基板の電極と金属接点部とが接触しない接点収納位置とに移動可能となっている。
このような電極ホルダと金属接点部ホルダとを備える構成により、測定時には、まず、セルホルダにセルを固定する。次に、電極ホルダを、電極ホルダ固定部によって電極ホルダ設定位置に固定する。このとき、透明基板の電極の上端部以外の電極部分がセル内の流動体試料中に浸漬される。次に、金属接点部ホルダを接点接続位置に移動させる。これにより、電極の上端部と金属接点部の前端とが電気的に接続される。このようにして電極の上端部と金属接点部の前端とが電気的に接続された状態で、電極に電圧を印加したり電圧印加を停止したりして、光源から光を照射することによって生じた光の強度を光検出器で検出する。その後、測定が終了し、電極を洗浄するときには、まず、金属接点部ホルダを接点収納位置に移動させる。これにより、電極と金属接点部とが電気的に切り離される。次に、電極ホルダをセルホルダから取り外す。最後に、透明基板の電極を洗浄する。

以上のように、本発明のセル固定装置によれば、電極と電源との電気的な接続を切り離して、電極が形成された透明基板を支持する電極ホルダをセルホルダから取り外すことができるので、電極を容易に洗浄することができる。また、流水を用いて電極を洗浄することもできる。
また、電極ホルダを、電極ホルダ固定部によって電極ホルダ設定位置に固定して、金属接点部ホルダを接点接続位置に移動させるだけで、電極と金属接点部とを電気的に接続することができる。

（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の発明において、前記透明基板は、前記電極ホルダに対して着脱可能であるようにしてもよい。
本発明によれば、透明基板を支持する電極ホルダをセルホルダから取り外すことができるので、消耗品である透明基板を容易に交換することができる。
また、上記の発明において、前記電極ホルダ固定部は、前記電極ホルダ本体の下面から突出するように形成される２本のガイド軸と、前記セルホルダの上面に形成され、前記ガイド軸が挿入される２個のガイド軸挿入穴とからなり、さらに、前記ガイド軸は、ボールプランジャ挿入孔を水平方向に有するとともに、前記ガイド軸挿入穴には、その内部に挿入されたガイド軸のボールプランジャ挿入孔に挿入されるように、水平方向に移動可能であるボールプランジャが形成され、前記ガイド軸のボールプランジャ挿入孔にボールプランジャが挿入されることにより、前記電極ホルダが電極ホルダ設定位置に固定されるようにしてもよい。
本発明によれば、電極ホルダのガイド軸を、セルホルダのガイド軸挿入穴に挿入していくことにより、電極をセル内に挿入することができるとともに、ガイド軸のボールプランジャ挿入孔に、セルホルダのボールプランジャが挿入されることにより、電極ホルダを電極ホルダ設定位置に固定することができる。

また、上記の発明において、前記セルホルダは、一端部に回転軸が取り付けられ、他端部が回転軸を中心として回動する回動部材を有し、前記金属接点部ホルダは、前記回動部材の他端部に取り付けられることにより、前記接点収納位置と接点接続位置とに移動可能であるようにしてもよい。
また、上記の発明において、前記回動部材には、前記金属接点部ホルダを接点収納位置から接点接続位置に移動させるように作用するバネが取り付けられ、前記セルホルダは、前記電極ホルダが電極ホルダ設定位置に存在しないときには、前記金属接点部ホルダが接点収納位置から接点接続位置に移動しないように、前記回動部材の他端部が回動することを防止する移動防止部を有するようにしてもよい。
本発明によれば、電極ホルダが電極ホルダ設定位置に存在しないときには、電極の上端部と金属接点部の前端とが接触する接点接続位置に金属接点部ホルダがバネによって移動することを防止し、一方、電極ホルダを電極ホルダ設定位置に固定したときには、電極の上端部と金属接点部の前端とが接触する接点接続位置に金属接点部ホルダがバネによって自動的に移動するようにすることができる。

また、上記の発明において、前記セルホルダは、前記金属接点部ホルダが接点収納位置に存在するときには、前記金属接点部の前端が露出しないように、前記金属接点部ホルダを内部に収納する接点収納部を有するようにしてもよい。
本発明によれば、金属接点部ホルダが接点収納位置に存在する非測定時に、使用者が誤って金属接点部に触れることを防止することができる。
また、上記の発明において、前記金属接点部は、前記前端が伸縮可能である金属コンタクトプローブであるようにしてもよい。
本発明によれば、金属接点部ホルダが接点接続位置に存在するときには、電極の上端部と金属接点部の前端とを確実に接触させることができる。

そして、上記の発明において、前記電極は、前記セル内の流動体試料中に、空間周期パターンを有する電界を発生させるようにしてもよい。
さらに、本発明の粒子測定装置は、上述したようなセル固定装置と、粒子群が分散された流動体試料が内部に収容されるセルと、前記セルに光を照射する光源と、前記セル内の流動体試料による回折光の強度を検出する光検出器と、前記電極への電圧の印加と電圧印加の停止とを制御することによって生じる光の強度変化から粒子群に関する評価を行う制御部とを備えるようにしている。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
本発明に係る粒子測定装置は、図１１に示す粒子測定装置とほぼ同様の構成であり、レーザ光を水平方向に照射するレーザ光源１５と、流動体試料が収容されるセル１０と、セル１０をセル設定位置に固定するセル固定装置２０と、集光レンズ１６と、集光レンズ１６の焦点位置に設けられる光検出器１７と、粒子群に関する評価を行う制御部（図示せず）とを備える。なお、上述した粒子測定装置と同様のものについては、同じ符号を付している。

レーザ光源１５は、測定対象となる流動体試料に応じて種類を選択すればよいが、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源（波長６３３ｎｍ）である。そして、セル設定位置に固定されたセル１０にレーザ光が照射されるように、レーザ光の光軸が調整されている。
光検出器１７は、例えば、回折角を測定するための角度調整機構（図示せず）が設けられており、回折光の強度とともに回折角が検出できるようにしたものである。なお、角度調整機構を設ける代わりに、複数の素子を並べたアレイセンサを用いて、回折角が計測できるようにしてもよい。
セル１０は、長方形状の底面１０ａと、４個の側壁１０ｂ〜１０ｅとを有するガラス製のものであり、光透過性を有する。そして、セル１０の内部には、分散媒に粒子群を分散させた流動体試料が収容されることになる。

図１は、測定時（セルホルダ２１と電極ホルダ３５とが結合した状態）のセル固定装置２０の正面図であり、図２は、測定時（セルホルダ２１と電極ホルダ３５とが結合した状態）のセル固定装置２０の平面図である。また、図３は、図２に示すＡ−Ａ線の断面図であり、図４は、図１及び図２に示すＢ−Ｂ線の断面図であり、図５は、図１に示すＣ−Ｃ線の断面図であり、図６は、図１に示すＤ−Ｄ線の断面図である。また、図７及び図８は、非測定時（セルホルダ２１と電極ホルダ３５とが分離した状態）のセル固定装置２０の断面図である。さらに、図８は、セル１０の一例を示す斜視図であり、図９は、第一電極３２及び第二電極３３が表面に形成されたガラス基板（透明基板）３０の一例を示す斜視図である。
セル固定装置２０は、セル１０を固定するセルホルダ２１と、平板形状のガラス基板（透明基板）３０と、ガラス基板３０を着脱可能とする電極ホルダ３５と、電圧を印加する交流電源（図示せず）と、交流電源と電気的に接続された金属コンタクトプローブ（金属接点部）３と、金属コンタクトプローブ３を支持する金属接点部ホルダ２とを備える。

セルホルダ２１は、セル１０の底面１０ａが載置される支持面部２１ａと、支持面部２１ａ（基準面）より上方に距離ｄ１（例えば、１５ｍｍ）で形成される上面部２１ｂとを有する。そして、上面部２１ｂには、セル１０の底面１０ａと同じ形状の開口が形成されている。これにより、セル１０を上面部２１ｂの開口に上方から挿入して、セル１０の底面１０ａを支持面部２１ａに載置することで、セル１０をセル設定位置に固定することができるようになっている。
また、セルホルダ２１の上面部２１ｂの開口の左右には、２本の円柱形状のガイド軸挿入穴（電極ホルダ固定部）２１ｃが下方向に向かうように形成されている。さらに、各ガイド軸挿入穴２１ｃには、その内部に所定の距離で挿入されたガイド軸３５ａのボールプランジャ挿入孔３５ｂにはまるように、水平方向に移動可能とするボールプランジャ（電極ホルダ固定部）２１ｄがそれぞれ形成されている。

電極ホルダ３５は、略直方体形状（電極ホルダ本体）であり、電極ホルダ本体の下面３５ｃの中央部に下面３５ｃから突出するように平板形状のガラス基板３０を支持するとともに、下面３５ｃの左右には、下面３５ｃから突出するように形成された２本の円柱形状のガイド軸（電極ホルダ固定部）３５ａを有する。なお、ガイド軸（電極ホルダ固定部）３５ａの突出量は、ガラス基板３０の突出量より長くなるように形成されている。よって、ガラス基板３０の左右にガイド軸３５ａが存在するので、ガラス基板３０が保護されるようになっている。
また、電極ホルダ３５の２本のガイド軸３５ａの側面の所定の位置には、円周方向に一周するように形成された凹部である円形状のボールプランジャ挿入孔（電極ホルダ固定部）３５ｂがそれぞれ形成されている。これにより、セルホルダ２１の上面に形成される２本のガイド軸挿入穴２１ｃに、２本のガイド軸３５ａを挿入して、セルホルダ２１に対して上下方向に移動可能とし、さらに下方向に所定の距離までガイド軸３５ａを挿入すると、セルホルダ２１に形成される２個のボールプランジャ２１ｄが、ガイド軸３５ａのボールプランジャ挿入孔３５ｂに挿入されることにより、電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置で固定されるようになっている。そして、このように電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置に固定されたときには、セル設定位置に配置されたセル１０内にガラス基板３０が挿入されるようになっている。

ここで、ガラス基板３０は、図１０に示すように、１面にマスクパターニング手法を用いて金属膜で形成された第一電極３２及び第二電極３３を有する。
第一電極３２は、直線状の電極片３２ａ〜３２ｄが間隔を空けて平行に並べられるとともに、これらの電極片３２ａ〜３２ｄの外側の片側端どうしを電気的に接続する直線状の接続部３２ｅが設けられ、いわゆる櫛型電極を形成している。また、接続部３２ｅの上端部には、四角形状の接点接続部（上端部）３２ｆが設けられている。
第二電極３３についても同様であり、直線状の電極片３３ａ〜３３ｄが間隔を空けて平行に並べられるとともに、これらの電極片３３ａ〜３３ｄの外側の片側端どうしを電気的に接続する直線状の接続部３３ｅが設けられ、いわゆる櫛型電極を形成している。また、接続部３３ｅの上端部には、四角形状の接点接続部（上端部）３３ｆが設けられている。
そして、電極片３２ａと電極片３３ｂとの間隔、電極片３２ｂと電極片３３ｃとの間隔、及び、電極片３２ｃと電極片３３ｄとの間隔が、それぞれ一定距離Ｓを空けて配置される。

また、電極ホルダ３５は、下面３５ｃの中央部にガラス基板３０を着脱可能に支持する。なお、電極ホルダ３５にガラス基板３０が取り付けられたときには、第一電極３２の接点接続部３２ｆと、第二電極３３の接点接続部３３ｆとは、電極ホルダ３５のコンタクトプローブ挿入孔３５ｄによって露出するように配置される。よって、接点接続部３２ｆと接点接続部３３ｆとは、電極ホルダ３５のコンタクトプローブ挿入孔３５ｄに金属コンタクトプローブ３が挿入されることにより、交流電源が接続されるようになっている。なお、接点接続部３２ｆと接点接続部３３ｆとは、ガラス基板３０の上端部に形成されているので、セル１０内の流動体試料に浸漬されない。

金属コンタクトプローブ３は、第一金属コンタクトプローブ３ａと第二金属コンタクトプローブ３ｂとからなる。第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂは、それぞれ棒状であり、前端が伸縮可能である。そして、第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂの後端は、交流電源に電気的に接続されている。なお、第一金属コンタクトプローブ３ａは、接点接続部３２ｆと接続され、第二金属コンタクトプローブ３ｂは、接点接続部３３ｆと接続されることになる。
交流電源には、流動体試料中の粒子群に誘電泳動を引き起こすことができる電圧、周波数の交流電源が用いられる。具体的には、１〜１００Ｖ、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の交流電圧が印加できる交流電源を使用する。

金属接点部ホルダ２は、第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂの前端が突出するように、第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂを支持する直方体形状のブロック体である。そして、金属接点部ホルダ２は、電極ホルダ設定位置に固定された電極ホルダ３５に支持されたガラス基板３０の第一電極３２及び第二電極３３と第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂの前端とが接触する接点接続位置と、第一電極３２及び第二電極３３と第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂとが接触しない接点収納位置とに、回動部材２２によって移動可能となっている。
回動部材２２は、側面から見るとＬ字形状の２枚のＬ字形状板２２ａ、２２ｂを有し、２枚のＬ字形状板２２ａ、２２ｂは、所定の距離を空けて平行に配置されるとともに、２枚のＬ字形状板２２ａ、２２ｂの一端部には、セルホルダ２１に水平方向に取り付けられた回転軸２２ｃ、２２ｄが取り付けられている。これにより、Ｌ字形状板２２ａ、２２ｂの他端部は、回転軸２２ｃ、２２ｄを中心として回動可能となっている。そして、Ｌ字形状板２２ａの他端部とＬ字形状板２２ｂの他端部との間に、金属接点部ホルダ２が固定されている。つまり、金属接点部ホルダ２は、Ｌ字形状板２２ａ、２２ｂの他端部の移動に伴って、回転軸２２ｃ、２２ｄを中心として回動可能となっている。
また、Ｌ字形状板２２ａの屈曲部とＬ字形状板２２ｂの屈曲部とを水平方向に連結する連結軸２２ｅが取り付けられており、連結軸２２ｅには、連結軸２２ｅと垂直となる方向にセルホルダ２１と繋がれたバネ２２ｆの一端が取り付けられている。つまり、Ｌ字形状板２２ａ、２２ｂの他端部は、回転軸２２ｃ、２２ｄを中心としてバネ２２ｆによって所定の方向に自動的に回動するようになっている。これにより、バネ２２ｆによって、金属接点部ホルダ２が接点収納位置から接点接続位置に自動的に移動するように設計されている。

また、本発明では、セルホルダ２１は、電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置に存在しないときには、金属接点部ホルダ２が接点収納位置から接点接続位置にバネ２２ｆによって自動的に移動しないように、回動部材２２が回動することを防止するように、移動防止部２３を有する。
移動防止部２３は、正面から見るとＬ字形状のＬ字形状板２３ａと、移動防止棒２３ｂと、回転軸２３ｃとを有する。Ｌ字形状板２３ａの屈曲部に、セルホルダ２１に水平方向に取り付けられた回転軸２３ｃが取り付けられており、回転軸２３ｃを中心として、Ｌ字形状板２３ａの一端部と他端部とが同一方向に回動可能となっている。そして、１個のガイド軸挿入穴２１ｃに繋がる挿入孔２３ｄが形成されて、Ｌ字形状板２３ａが逆さを向いたＬ字とした状態とされ、Ｌ字形状板２３ａの一端部が、１個のガイド軸挿入穴２１ｃに水平方向となるように挿入されている。これにより、電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置に存在するときには、Ｌ字形状板２３ａの一端部がガイド軸３５ａによって下方向に押圧されることで、Ｌ字形状板２３ａの他端部が回動するようになっている。
そして、Ｌ字形状板２３ａの他端部には、移動防止棒２３ｂが取り付けられ、Ｌ字形状板２３ａの他端部が回動するともに、移動防止棒２３ｂがバネ２３ｅに対抗して水平方向に移動するようになっている。これにより、電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置に存在しないときには、移動防止棒２３ｂがＬ字形状板２２ａ（回動部材２２）のバネ２２ｆによる回動方向の前方にバネ２３ｅによって配置されＬ字形状板２２ａの回動を防止し、一方、電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置に存在するときには、移動防止棒２３ｂがＬ字形状板２２ａ（回動部材２２）のバネ２２ｆによる回動方向の前方から取り除かれＬ字形状板２２ａを回動させるようになっている。

また、本発明では、セルホルダ２１は、金属接点部ホルダ２が接点収納位置に存在するときには、金属コンタクトプローブ３の前端が露出しないように、金属接点部ホルダ２を内部に収納する接点収納部２４を有する。
接点収納部２４は、長方形状の上面２４ａと、３個の側壁２４ｂ〜２４ｄとを有するものである。これにより、金属接点部ホルダ２が接点収納位置に存在するときには、金属接点部ホルダ２が接点収納部２４内に配置されようになっており、金属コンタクトプローブ３の前端が露出しないようになっている。また、金属接点部ホルダ２が接点収納位置から接点接続位置に移動するときには、側壁がない部分から接点収納部２４外に移動するようになっている。

また、本発明では、セルホルダ２１は、金属接点部ホルダ２が接点接続位置に存在するときには、使用者が電極ホルダ３５を移動させることができないように移動防止部材２５を有する。
移動防止部材２５は、側面から見ると逆さを向いたＬ字形状であり、Ｌ字形状板２２ｂ（回動部材２２）に取り付けられている。そして、金属接点部ホルダ２が接点接続位置に存在するときには、移動防止部材２５の一部が、電極ホルダ３５の上方に配置されるようになっている。これにより、電極ホルダ３５の上方に移動防止部材２５が配置されるので、電極ホルダ３５が上方に移動できないようになっている。また、移動防止部材２５の一部は、使用者が金属接点部ホルダ２を接点接続位置から接点収納位置に移動させるための取っ手として使用される。そして、使用者が移動防止部材２５を用いて金属接点部ホルダ２を接点接続位置から接点収納位置に移動させたときには、移動防止部材２５の一部も、電極ホルダ３５の上方から取り除かれるようになっている。

制御部は、いわゆるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータにより構成され、予め記憶されたプログラムにより、第一金属コンタクトプローブ３ａ及び第二金属コンタクトプローブ３ｂに対して、過渡回折格子を形成するために必要な交流電圧を、必要な時間だけ印加し、その後、交流電圧の印加を停止して粒子郡の拡散を引き起こすことによって生じる光の強度変化から粒子群に関する評価（拡散係数、粒子径）を行う制御を実行する。

次に、セル固定装置２０の使用方法について説明する。
まず、セルホルダ２１の上面部２１ｂの開口にセル１０を上方から挿入して、セル１０の底面１０ａを支持面部２１ａに載置する。このとき、セル１０は、セル設定位置に固定される（図７及び図８参照）。
次に、セルホルダ２１の上面部２１ｂに形成される２本のガイド軸挿入穴２１ｃに、電極ホルダ３５の２本のガイド軸３５ａを挿入する。そして、ガイド軸挿入穴２１ｃにガイド軸３５ａを下方向に所定の距離まで挿入すると、セルホルダ２１に形成される２本のボールプランジャ２１ｄが、ガイド軸３５ａのボールプランジャ挿入孔３５ｂに挿入される。このとき、電極ホルダ３５は、電極ホルダ設定位置に固定され、セル１０内にガラス基板３０が挿入される（図１〜図６参照）。

また、電極ホルダ３５が、電極ホルダ設定位置に固定されたときには、ガイド軸挿入穴２１ｃに挿入されたガイド軸３５ａが、Ｌ字形状板２３ａの一端部を押圧することで、Ｌ字形状板２３ａの他端部が回動することになり、その結果、移動防止棒２３ｂがＬ字形状板２２ａのバネ２２ｆによる回動方向の前方から取り除かれる。
このように移動防止棒２３ｂがＬ字形状板２２ａのバネ２２ｆによる回動方向の前方から取り除かれると、Ｌ字形状板２２ａ、２２ｂの他端部が、バネ２２ｆによって回動することに伴って、金属接点部ホルダ２が接点収納位置から接点接続位置に移動する。このとき、第一電極３２及び第二電極３３と金属コンタクトプローブ３の先端とが接触する。つまり、使用者は、電極ホルダ３５を電極ホルダ設定位置に固定するだけで、第一電極３２及び第二電極３３と金属コンタクトプローブ３の先端とを接触させることができる。

次に、制御部は、金属コンタクトプローブ３に対して、過渡回折格子を形成するために必要な交流電圧を、必要な時間だけ印加し、その後、交流電圧の印加を停止して粒子郡の拡散を引き起こすことによって生じる光の強度変化から粒子群に関する評価（拡散係数、粒子径）を行う。
そして、測定（評価）が終了すれば、まず、使用者は、移動防止部材２５を掴んで、金属接点部ホルダ２を接点接続位置から接点収納位置に移動させる。このとき、第一電極３２及び第二電極３３と金属コンタクトプローブ３とが電気的に切り離される。なお、第一電極３２及び第二電極３３と金属コンタクトプローブ３とが電気的に切り離される前に、電極ホルダ３５の上方に移動防止部材２５の一部が配置されるので、金属接点部ホルダ２を移動させることができないようになっている。

次に、電極ホルダ３５をセルホルダ２１に対して上方向に移動させることで、セルホルダ２１の上面部２１ｂに形成された２本のガイド軸挿入穴２１ｃから、電極ホルダ３５の２本のガイド軸３５ａを取り外す。このとき、Ｌ字形状板２３ａの一端部を押圧していた電極ホルダ３５がなくなる結果、Ｌ字形状板２３ａの一端部が元に戻るに伴い、Ｌ字形状板２３ａの他端部も元に戻ることになるので、移動防止棒２３ｂがＬ字形状板２２ａのバネ２２ｆによる回動方向の前方にバネ２３ｅによって配置される。よって、使用者が移動防止部材２５から手を離しても、金属接点部ホルダ２が接点収納位置に存在することを維持する。
次に、セル１０の側壁１０ｃ、１０ｅを掴んで、セルホルダ２１の上面部２１ｂの開口から上方向に移動させることでセル１０を取り外す。
最後に、取り外したセルホルダ２１が支持したガラス基板３０の第一電極３２及び第二電極３３を洗浄する。このとき、第一電極３２及び第二電極３３と交流電源とが電気的に接続されていないので、第一電極３２及び第二電極３３を容易に洗浄することができる。さらに、流水を用いて第一電極３２及び第二電極３３を洗浄することもできる。

本発明のセル固定装置は、例えば、回折光を利用して、直径が１００ｎｍ以下である粒子の拡散係数を算出し、さらには拡散係数から粒子径を算出する粒子測定装置に使用することができる。

測定時のセル固定装置の正面図である。 測定時のセル固定装置の平面図である。 図２に示すＡ−Ａ線の断面図である。 図１及び図２に示すＢ−Ｂ線の断面図である。 図１に示すＣ−Ｃ線の断面図である。 図１に示すＤ−Ｄ線の断面図である。 セルホルダと電極ホルダとが分離した状態のセル固定装置の断面図である。 セルホルダと電極ホルダとが分離した状態のセル固定装置の断面図である。 セルの一例を示す斜視図である。 電極対が表面に形成されたガラス基板の一例を示す斜視図である。 粒子測定装置の全体構造の一例を示す図である。 従来のセル固定装置の平面図である。 図１２に示すセル固定装置のＥ−Ｅ線の断面図である。

符号の説明

２ 金属接点部ホルダ
３ 金属コンタクトプローブ（金属接点部）
１０ セル
１５ レーザ光源
１７ 光検出器
２０、５０ セル固定装置
２１、５１ セルホルダ
２１ｃ ガイド軸挿入穴（電極ホルダ固定部）
２１ｄ ボールプランジャ（電極ホルダ固定部）
２２ 回動部材
２３ 移動防止部
２４ 接点収納部
３０ ガラス基板（透明基板）
３２ 第一電極
３３ 第二電極
３５ 電極ホルダ
３５ａ ガイド軸（電極ホルダ固定部）
３５ｂ ボールプランジャ挿入孔（電極ホルダ固定部）
３５ｃ 電極ホルダ本体の下面

Claims (9)

1. 粒子群が分散された流動体試料が内部に収容されるセルと、前記セルに光を照射する光源と、前記セル内の流動体試料による回折光の強度を検出する光検出器とを備える粒子測定装置において使用されるセル固定装置であって、
   前記光源と光検出器との間で、前記セルを固定するセルホルダと、
   前記セル内に挿入され、電圧が印加される電極が表面に形成された透明基板と、
   電極ホルダ本体の下面から突出するように透明基板を支持し、前記セルホルダに対して着脱可能である電極ホルダと、
   測定時には、前記セルホルダに固定されたセル内の流動体試料中に、前記電極ホルダに支持された透明基板の電極の上端部以外の電極部分が浸漬される電極ホルダ設定位置に、前記電極ホルダを固定する電極ホルダ固定部と、
   棒状であり、その後端が電源と電気的に接続された金属接点部と、
   前記金属接点部の前端が突出するように金属接点部を支持し、測定時と非測定時とで位置が変化するように移動可能である金属接点部ホルダとを備え、
   前記測定時には、前記電極ホルダ設定位置に固定された電極ホルダに支持された透明基板の電極の上端部と、前記金属接点部ホルダの金属接点部の前端とが接触する接点接続位置に、前記金属接点部ホルダを移動させ、
   前記非測定時には、前記透明基板の電極と、前記金属接点部ホルダの金属接点部とが接触しない接点収納位置に、前記金属接点部ホルダを移動させてから、前記電極ホルダがセルホルダから取り外されることを特徴とするセル固定装置。
2. 前記透明基板は、前記電極ホルダに対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のセル固定装置。
3. 前記電極ホルダ固定部は、前記電極ホルダ本体の下面から突出するように形成される２本のガイド軸と、
   前記セルホルダの上面に形成され、前記ガイド軸が挿入される２個のガイド軸挿入穴とからなり、
   さらに、前記ガイド軸は、ボールプランジャ挿入孔を水平方向に有するとともに、
   前記ガイド軸挿入穴には、その内部に挿入されたガイド軸のボールプランジャ挿入孔に挿入されるように、水平方向に移動可能であるボールプランジャが形成され、
   前記ガイド軸のボールプランジャ挿入孔にボールプランジャが挿入されることにより、前記電極ホルダが電極ホルダ設定位置に固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセル固定装置。
4. 前記セルホルダは、一端部に回転軸が取り付けられ、他端部が回転軸を中心として回動する回動部材を有し、
   前記金属接点部ホルダは、前記回動部材の他端部に取り付けられることにより、前記接点収納位置と接点接続位置とに移動可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のセル固定装置。
5. 前記回動部材には、前記金属接点部ホルダを接点収納位置から接点接続位置に移動させるように作用するバネが取り付けられ、
   前記セルホルダは、前記電極ホルダが電極ホルダ設定位置に存在しないときには、前記金属接点部ホルダが接点収納位置から接点接続位置に移動しないように、前記回動部材の他端部が回動することを防止する移動防止部を有することを特徴とする請求項４に記載のセル固定装置。
6. 前記セルホルダは、前記金属接点部ホルダが接点収納位置に存在するときには、前記金属接点部の前端が露出しないように、前記金属接点部ホルダを内部に収納する接点収納部を有することを特徴とする請求項５に記載のセル固定装置。
7. 前記金属接点部は、前記前端が伸縮可能である金属コンタクトプローブであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のセル固定装置。
8. 前記電極は、前記セル内の流動体試料中に、空間周期パターンを有する電界を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のセル固定装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載のセル固定装置と、
   粒子群が分散された流動体試料が内部に収容されるセルと、
   前記セルに光を照射する光源と、
   前記セル内の流動体試料による回折光の強度を検出する光検出器と、
   前記電極への電圧の印加と電圧印加の停止とを制御することによって生じる光の強度変化から粒子群に関する評価を行う制御部とを備えることを特徴とする粒子測定装置。