JP4831053B2 - セル固定装置及び粒子測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒子測定装置等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）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、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フォトダイオード（光検出器）で検出することになる。
図９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１０は、セル固定装置を示す平面図であり、図１１は、図１０に示すセル固定装置のＤ−Ｄ線の断面図である。さらに、図７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フォトダイオード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、対向する２面１０ｂ、１０ｄは、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が載置される底面部５１ａと、底面部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と同じ形状の貫通孔が形成されている。これにより、セル１０を上面部５１ｂの貫通孔に上方から挿入して、セル１０の底面１０ａを底面部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８は、電極が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、平行な直線状の電極片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、平行な直線状の電極片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、セル１０を上面部５１ｂの貫通孔に上方から挿入して、セル１０の底面１０ａを底面部５１ａに載置することで、セル１０をセル設定位置に固定するが、測定が終了すれば、セル１０をセルホルダ５１から取り出すことになる。このとき、セル１０の側壁１０ｃ、１０ｅを掴むことにより、セル１０をセルホルダ５１から取り出す。よって、セル１０の上部が上面部５１ｂの貫通孔から突出する量ｄ３が大きければ、セル１０の側壁１０ｃ、１０ｅを掴みやすくなる。
しかしながら、測定時、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及び第二電極３３を流動体試料中に浸漬するので、セル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの高さＬｓが高いと、ガラス基板３０の高さＬｅも高くしなければならなくなる。このようにガラス基板３０の高さＬｅを高くすると、マスクパターニング手法を用いて形成された第一電極３２及び第二電極３３の形成距離が長くなるので、第一電極３２及び第二電極３３が損傷を受けやすかった。
一方、第一電極３２及び第二電極３３が損傷を受けないように、セル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの高さＬｓを低くすると、ガラス基板３０の高さＬｅも低くすることができるが、セル１０をセルホルダ５１のセル設定位置に固定したときに、セル１０が上面部５１ｂの貫通孔から突出する量ｄ３が小さくなり、その結果、測定終了後にセル１０の側壁１０ｃ、１０ｅの上部を掴んで、セル１０をセルホルダ５１から取り出すことが困難となった。
そこで、本発明は、電極の長さを長くしないようにセルの高さを低くしても、セルをセルホルダから容易に取り出す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、側壁と底面とを有し、その内部に粒子群が分散された流動体試料が収容されるセルと、前記セルに光を照射する光源と、前記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、前記光源と光検出器との間にセルを固定す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、前記セルの水平方向の位置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形成された透明基板と、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上下方向に移動可能である電極ホルダと、測定時には、前記電極ホルダを下方に移動させることにより、前記セルホルダに保持されたセル内に、前記電極ホルダに支持された透明基板の電極が挿入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を備え、前記セルホルダは、前記セルホルダ内に配置されたセルの底面を上方向に押圧する押圧部を有し、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の下面が、前記セルの側壁の上部を、前記押圧部の押圧に対抗して圧接することにより、前記セルホルダ内のセル設定位置にセルを固定し、非測定時には、前記電極ホルダを上方に移動させることにより、前記セルホルダからセルを取り出すためのセル取出位置にセルが、前記押圧部によって押し上げられるようにしている。

ここで、「セル設定位置」とは、光源からの光が照射されるとともに、流動体試料による回折光又は散乱光が光検出器に出射されるように、予め設定されたセル配置位置をいう。
本発明によれば、まず、セルホルダでセルを水平方向に固定する。このとき、セルの底面は押圧部によって上方向に押し上げられるので、本発明では、セルホルダ内のセル設定位置にセルをまだ固定できていないことになる。次に、電極ホルダを下方向に移動させて、電極ホルダを電極ホルダ設定位置に固定する。このとき、電極ホルダに支持された透明基板の電極がセル内に挿入されるとともに、電極ホルダの下面がセルの上部を圧接することにより、セルホルダ内のセル設定位置にセルを押し下げることになる。そして、セル設定位置にセルが保持された状態で、電極ホルダを固定する。このようにして電極ホルダを固定することにより、セル設定位置にセルが固定された状態で、測定時に、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、測定が終了すれば、電極ホルダを上方向に移動させる。このとき、セルの上部を圧接していた電極ホルダがなくなる結果、セルの底面は押圧部によって上方向に押し上げられるので、セル取出位置にセルが保持されることになる。最後に、セルの側壁の上部を掴んで、セルホルダからセルを取り出す。

以上のように、本発明のセル固定装置によれば、電極の長さを長くしないように、セルの側壁の高さを低くしても、測定が終了すれば、セルの底面は押圧部によって上方向に押し上げられるので、セルをセルホルダから容易に取り出すことができる。
さらに、電極ホルダが電極ホルダ設定位置に固定されて、電極ホルダの下面（基準面）がセルの側壁の上部を圧接することにより、セルがセル設定位置に固定されることになるので、電極ホルダの下面とセルの側壁との上面との間に隙間ができることなく、その結果、電極の長さを短くすることができる。

（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、前記押圧部は、バネと、上部と下部とが連結されたピンとからなり、前記セル設定位置より下方に位置するセルホルダの底面部は、前記ピンの上部を貫通させるが、前記ピンの下部を貫通させない上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記バネの下端は、前記セルホルダの貫通孔より下方位置に固定されるとともに、前記バネの上端は、前記ピンの下部の下面を上方向に押圧し、前記ピンの上部が貫通孔を貫通し、前記ピンの下部が底面部に当接することにより、前記非測定時には、前記ピンの上部が貫通孔より上方に設定距離で位置し、前記測定時には、前記ピンが押し下げられるようにしてもよい。
本発明によれば、ピンの下部が底面部の貫通孔を貫通しないため、ピンの上部が底面部の貫通孔より上方に設定距離以内で移動するので、ピンが上方に行き過ぎることで、流動体試料がセル外にこぼ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、前記電極ホルダ固定部は、前記電極ホルダ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個のガイド軸挿入孔とからなり、さらに、前記ガイド軸は、プランジャ挿入孔を水平方向に有するとともに、前記ガイド軸挿入孔は、内部に挿入されたガイド軸の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プランジャを有し、前記ガイド軸のプランジャ挿入孔に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孔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、ガイド軸のプランジャ挿入孔に、セルホルダの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。

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ホルダと、側壁と底面とを有し、その内部に粒子群が分散された流動体試料が収容されるセルと、前記セルに光を照射する光源と、前記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。
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フォトダイオード（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（図９参照）。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。
フォトダイオード１７は、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てある。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。

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の斜視図であり、図２は、図１に示すＡ−Ａ線の断面図であり、図３は、図１に示すＢ−Ｂ線の断面図であり、図４は、図１に示すＣ−Ｃ線の断面図である。また、図５及び図６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。また、図７は、セル１０の一例を示す斜視図であり、図８は、第一電極３２及び第二電極３３が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、押圧部２を有するセルホルダ２１と、平板形状のガラス基板（透明基板）３０と、ガラス基板３０を支持する電極ホルダ３５と、ガラス基板３０上の第一電極３２及び第二電極３３に交流電圧を印加する交流電源（図示せず）とを備える。

セル１０は、長方形状の底面１０ａ（１０ｍｍ×３ｍｍ）と、４個の側壁１０ｂ〜１０ｅ（高さＬｓ＝１７ｍｍ）とを有するガラス製のものであり、対向する２面１０ｂ、１０ｄは、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。なお、本発明では、セルホルダ２０が押圧部２を有するので、セル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの高さＬｓを低くすることができる。
セルホルダ２１の上面部２１ｂの中央部には、底面１０ａと同じ形状の貫通孔を有する。また、セルホルダ２１は、上面部２１ｂから距離ｄ１（例えば、１５ｍｍ）より少し下方に形成される底面部２１ａを有する。底面部２１ａには、上下方向に貫通する四角形状の貫通孔が形成されている。

押圧部２は、バネ３とピン４とからなる。ピン４は、四角柱形状の上部４ａと、円筒形状の下部４ｂとが連結されたものである。なお、水平断面において、ピン４の上部４ａの面積は、底面部２１ａの貫通孔の面積より小さく、貫通孔を貫通することができるが、ピン４の下部４ｂの面積は、底面部２１ａの貫通孔の面積より大きく、貫通孔を貫通することができないようになっている。
バネ３の下端は、底面部２１ａより下方でセルホルダ２１に固定されるとともに、バネ３の上端は、ピン２ｂの下部４ｂの内部に挿入され、ピン４を上方向に押圧する。そして、ピン４の上部４ａは、底面部２１ａの貫通孔を貫通するが、ピン４の下部４ｂは、底面部２１ａに当接する。
これにより、セル１０を上面部２１ｂの貫通孔に上方から挿入して、セル１０の底面１０ａをピン４の上面に載置することで、セル１０をセル取出位置（セル設置位置より上方に設定距離ｄ２となる位置）に保持することができるようになっている。また、後述するが、セル１０の上面を、バネ３の弾性に対抗して下方向に押圧することで、セル取出位置から下方に設定距離ｄ２となるセル設定位置にセル１０を押し下げ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の貫通孔の左右には、２本の円柱形状のガイド軸挿入孔（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、各ガイド軸挿入孔２１ｃは、内部に所定の距離で挿入されたガイド軸３５ａのプランジャ挿入孔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をそれぞれ有する。
電極ホルダ３５は、略直方体形状であり、下面３５ｃの中央部に下面から突出するように形成される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個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は、ガラス基板３０より下面３５ｃから突出す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。

ここで、ガラス基板３０は、図８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、平行な直線状の電極片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、平行な直線状の電極片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。
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。

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本のガイド軸挿入孔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本のボールプランジャ２１ｄが、ガイド軸３５ａのプランジャ挿入孔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、電極ホルダ３５の下面３５ｃがセル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの上面を圧接することにより、セル１０をセル設定位置に固定するとともに、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。

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、第一電極３２及び第二電極３３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の貫通孔にセル１０を上方から挿入する。このとき、セル１０は、押圧部２によってセル取出位置に保持される（図５及び図６参照）。
次に、セルホルダ２１の上面部２１ｂに形成される２本のガイド軸挿入孔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、ガイド軸挿入孔２１ｃにガイド軸３５ａを下方向に挿入していくと、セル１０内にガラス基板３０の一部が挿入される。
さらに、ガイド軸挿入孔２１ｃにガイド軸３５ａを下方向に挿入していくと、電極ホルダ３５の下面３５ｃがセル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの上面に接触し、セル１０内にガラス基板３０の全部が挿入される。
さらに、セル１０を押圧するバネ３の弾性に対向して、ガイド軸挿入孔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は、セル設定位置に固定される（図１〜図４参照）。

次に、制御部は、第一電極３２及び第二電極３３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、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に形成される２本のガイド軸挿入孔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、セル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの上面を圧接していた電極ホルダ３５がなくなる結果、セル１０の底面１０ａが押圧部２によって上方向に押し上げられるので、セル１０は、セル取出位置に保持される（図５及び図６参照）。
最後に、セル１０の側壁１０ｃ、１０ｅを掴んで、セルホルダ２１からセル１０を取り外す。

以上のように、セル固定装置２０によれば、第一電極３２及び第二電極３３の長さを長くしないように、セル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの高さＬｓを低くしても、測定が終了すれば、セル１０の底面１０ａが押圧部２によって上方向に押し上げられるので、セル１０をセルホルダ２１から容易に取り出すことができる。
さらに、電極ホルダ３５が電極ホルダ設定位置に固定されて、電極ホルダ３５の下面３５ｃがセル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅの上部を圧接しているときに、セル１０がセル設定位置に固定されることになるので、電極ホルダ３５の下面３５ｃとセル１０の側壁１０ｂ〜１０ｅとの上面との間に隙間ができることなく、その結果、第一電極３２及び第二電極３３の長さを短くすることができる。

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。

セルホルダと電極ホルダとが結合した状態のセル固定装置の斜視図である。 図１に示すセル固定装置のＡ−Ａ線の断面図である。 図１に示すセル固定装置のＢ−Ｂ線の断面図である。 図１に示すセル固定装置のＣ−Ｃ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１０に示すセル固定装置のＤ−Ｄ線の断面図である。

符号の説明

２ 押圧部
１０ セル
１５ レーザ光源
１７ フォトダイオード（光検出器）
２０、５０ セル固定装置
２１、５１ セルホルダ
２１ｃ ガイド軸挿入孔（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）
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 プランジャ挿入孔（電極ホルダ固定部）
３５ｃ 電極ホルダの下面

Claims (5)

1. 側壁と底面とを有し、その内部に粒子群が分散された流動体試料が収容されるセルと、前記セルに光を照射する光源と、前記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、前記光源と光検出器との間にセルを固定す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、前記セルの水平方向の位置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形成された透明基板と、
   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上下方向に移動可能である電極ホルダと、
   測定時には、前記電極ホルダを下方に移動させることにより、前記セルホルダに保持されたセル内に、前記電極ホルダに支持された透明基板の電極が挿入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を備え、
   前記セルホルダは、前記セルホルダ内に配置されたセルの底面を上方向に押圧する押圧部を有し、
   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の下面が、前記セルの側壁の上部を、前記押圧部の押圧に対抗して圧接することにより、前記セルホルダ内のセル設定位置にセルを固定し、
   非測定時には、前記電極ホルダを上方に移動させることにより、前記セルホルダからセルを取り出すためのセル取出位置にセルが、前記押圧部によって押し上げられることを特徴とするセル固定装置。
2. 前記押圧部は、バネと、上部と下部とが連結されたピンとからなり、
   前記セル設定位置より下方に位置するセルホルダの底面部は、前記ピンの上部を貫通させるが、前記ピンの下部を貫通させない上下方向に貫通する貫通孔を有し、
   前記バネの下端は、前記セルホルダの貫通孔より下方位置に固定されるとともに、前記バネの上端は、前記ピンの下部の下面を上方向に押圧し、
   前記ピンの上部が貫通孔を貫通し、前記ピンの下部が底面部に当接することにより、前記非測定時には、前記ピンの上部が貫通孔より上方に設定距離で位置し、
   前記測定時には、前記ピンが押し下げられ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個のガイド軸挿入孔とからなり、
   さらに、前記ガイド軸は、プランジャ挿入孔を水平方向に有するとともに、
   前記ガイド軸挿入孔は、内部に挿入されたガイド軸の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プランジャを有し、
   前記ガイド軸のプランジャ挿入孔に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３のいずれかに記載のセル固定装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のセル固定装置と、
   側壁と底面とを有し、その内部に粒子群が分散された流動体試料が収容されるセルと、
   前記セルに光を照射する光源と、
   前記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。