JPH07113784A

JPH07113784A - シート型イオンセンサ及びこれを含むセンサ装置

Info

Publication number: JPH07113784A
Application number: JP5281704A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tokumoto; 淳一徳本; Terubumi Okada; 光史岡田; Chie Masuda; 千栄増田; Migiwa Ando; 汀安藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1995-05-02
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JP3283125B2

Abstract

(57)【要約】【目的】湿気や乾燥に対し長期保存が可能で、また簡
単な操作で測定ができるシート型イオンセンサを提供す
る。【構成】本発明のシート型イオンセンサ１は、固体膜
型イオン電極４とゲル状内部電解液型参照電極６とを同
一の基板上に個別に隔離することにより、長期保存を可
能としたものである。使用時には基板２を２つ折りにす
るという簡単な操作でチップ化し、センサ測定器本体に
装着することができるとともに、使用後は容易にチップ
を排除し、使い捨てが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、医療、医薬品工業、
食品工業、化学工業、環境計測等の分野において用いら
れ、特定のイオンに感応して、そのイオン濃度に応じた
電位差を生じるシート型イオンセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料溶液中のイオンを検出する場
合、イオン選択性電極（以下、イオン電極という）を用
いるイオン電極法が知られている。ここで、イオン電極
とは、溶液中の陰陽イオン活量（熱力学的補正濃度）に
応じた電位差を検出するための電極をいい、特定のイオ
ン種に選択的に感応するイオン感応体（感応膜）を備え
たものである。

【０００３】上記イオン電極の感応膜には、従来よりガ
ラス膜又は有機膜が用いられ、このようなイオン電極は
電解質を含む内部液を必要とするタイプのものが多い
が、それは電極が大きくなりがちで、被測定溶液を多量
に必要とする。そこで、この内部液を寒天や高分子吸収
材などを用いてゲル化することにより、電極を小型化し
たものもある。この方法は、参照電極の小型化にも有効
である（特開昭６２−４７５４６号、特開昭６２−２１
８８５０等）。

【０００４】しかし、上述した感応膜を用いたイオン電
極では、感応膜自体の機械的強度や耐久性の面で問題が
ある。これに対して、イオン検出部（感応膜）に固体電
解質等の固体膜を用いて強度や耐久性の改善を図ったも
のもある。この場合、上記固体膜には一般に耐水性に乏
しいものが多く、感応膜に直接リード線を付けて電位を
取り出す方法と、内部液の代わりにイオンブリッジと呼
ばれる固体の導電性ブリッジ材を介してリード線を付
け、電位を取り出す方法によってイオン電極が構成され
る。

【０００５】また、参照電極が一体化され、小型化に向
き、操作簡便な電極としてシート型イオン電極が実公平
４−４６２０５や、特公平４−４５０６９等に開示され
ている。しかし、前者はイオン感応膜が常にゲル状内部
電解液に接するため、水分に弱い固体膜をイオン感応膜
とする場合に保存がきかず、耐水性のあるイオン感応膜
にしか使用できないため、汎用性に欠ける。後者はすべ
ての電極を乾燥状態で保存できるものの、測定の際に被
測定液とともに参照液を滴下する必要があるため、操作
が煩雑である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようにイオン電極
のうち固体膜とゲル状内部電解液とを用いる場合は、水
や湿気に弱い固体膜を乾燥した状態で保管し、なおかつ
ゲル状内部電解液の乾燥を防止する必要がある。一方、
参照電極は安定した電位を得るために内部液を湿潤状態
で保管することが好ましい。したがって、これらの電極
を組み合わせて複合電極とするには保管方法及び操作性
に問題があり、実用化されないでいた。

【０００７】本発明は、イオン電極と参照電極とが組み
合わされた複合電極であって、イオン電極に固体膜を用
い、参照電極にゲル状の電解液型のものを使用しなが
ら、水や湿気、さらには乾燥にも強く、保管及び操作が
容易なシート型イオン電極を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、イオン電極
に固体膜を用いることにより、また参照電極の内部液を
ゲル化することにより、各電極の小型化を図るととも
に、それらの各電極を第一及び第二のシート部に互いに
隔離して密封し、測定時にこの密封状態を解き、第一及
び第二のシート部を重ね合わすことにより両電極を近接
させるようにしたものである。

【０００９】すなわち、請求項１の発明は、測定時に
互いに重ね合わされる第一及び第二のシート部と、そ
の第一のシート部に設けられ、固体膜をイオン感応膜に
用いる全固体型のイオン電極と、第二のシート部に設
けられたゲル状内部電解液型の参照電極と、測定前は
それらイオン電極と参照電極とを密封状態に保ち、測定
に先立って除去される保護シール材と、イオン電極の
固体膜に形成された孔状または切欠状の液供給部と、
第一及び第二のシート部の重ね合わせ状態において上記
液供給部からそれら第一及び第二のシート部を貫通して
参照電極に連通するように形成された液連通部とを備え
たものである。

【００１０】ここで、第一及び第二のシート部は、１枚
のシート（基板）から構成することができ、この１枚の
基板上に上述のイオン電極と参照電極をそれぞれ個別に
隔離して密封状態で設け、測定時にはその基板を、折り
目を境にして２つ折りにすることにより、イオン電極と
参照電極とを第一及び第二のシート部を介して互いに対
向させるように構成することができる。ただし、このよ
うに測定時に２つ折りに折り畳む基板形態に限らず、予
め独立した分離形態の第一及び第二のシート部を、測定
時に重ね合わせる構成としてもよい。

【００１１】上述のイオン電極の液供給部は、単なる孔
もしくは切欠とし、ここに直接被測定液が滴下されるよ
うに構成してもよいが、その液供給部に膨潤性の吸水材
を充填することができる。

【００１２】さらに、上述のようなイオンセンサと、こ
れが挿入される測定器本体とを含んでセンサ装置を構成
することができる。その場合、シート型イオンセンサの
第一及び第二のシート部には、それらの重ね合わせ状態
で、イオン電極及び参照電極の電気的な各導通部を構成
するシート側コネクタ部が形成される。一方、測定器本
体には、重ね合わせ状態のシート型イオンセンサをその
挿入方向に案内する挿入ガイド部が設けられ、かつその
シート型イオンセンサの挿入状態で上記シート側コネク
タ部に接触して電気的導通を図る本体側コネクタ部が形
成される。

【００１３】このようなセンサ装置において、誤操作を
防ぐ観点から、次のような構成を採用することができ
る。上述の本体側コネクタ部及びシート側コネクタ部の
一方は、シート型イオンセンサの挿入方向において相手
方に向かって凸状に形成され、他方は、その凸状のコネ
クタ部に嵌合する凹状形態で形成される。かつ、これら
双方のコネクタ部はシート型イオンセンサの挿入幅方向
の中央から隔たった位置に設けられる。

【００１４】さらに、このようなセンサ装置の測定器本
体において、挿入されたシート型イオンセンサを排出す
る排出機構を設けることができる。

【００１５】

【作用及び効果】本発明によれば、イオン電極の固体膜
が保護シール材により密封されるため、乾燥状態で保管
され、したがって応答特性が劣化しない。また参照電極
の内部液はゲル化されていて、これも保護シール材によ
り密封されることにより、ゲル内部から水分が消散せ
ず、応答特性が劣化しない。そして、測定に先立って保
護シール材が開封・除去され、第一及び第二のシート部
が互いに重ね合わされることにより、イオン電極と参照
電極とがそれら第一及び第二のシート部を介して対向す
る。そして、イオン電極の固体膜の液供給部に被測定溶
液が供給され、これが液連通部を経て参照電極に接触す
ることにより、イオン濃度の測定が可能となる。ここ
で、イオン電極の固体膜に孔状又は切欠状の液供給部が
設けられているため、その液供給部へ被測定溶液を滴下
して測定を行うことができ、被測定溶液が少量で済む。

【００１６】なお、イオン電極と参照電極を近接させた
後も、固体膜と参照電極用ゲル状内部電解液が接しない
構造をとれば、参照電極用ゲル状内部電解液が固体膜に
直接的に、もしくは固体膜に設けた液供給部を介して間
接的にも影響を与えない。つまり内部電解液中のイオン
成分による固体膜の応答の妨害、内部電解液の水分によ
る固体膜の劣化等が防止される。

【００１７】また、第一及び第二のシート部を１枚の基
板で構成し、測定時にはこれを２つ折りに折り畳む発明
では、各々別のものを１枚に合わせる構造よりも、両電
極の位置合わせが容易で、合わせ間違いが生じにくい利
点がある。

【００１８】上記イオン電極の液供給部に膨潤性の吸水
材を充填した発明では、測定する前の保管状態では吸水
材が乾燥状態とされ、固体膜に影響を及ぼさない。測定
時に、この液供給部に滴下された被測定溶液は、吸水材
に吸収されて速やかに液供給部全体に浸透するとともに
吸水材を膨潤させ、イオン感応膜に接触し、さらに液連
通部を経て参照電極のゲル状内部電解液にも接する。し
たがって、被測定溶液が途中でいわゆるブリッジを作る
等して通路を閉塞することが防止される。

【００１９】さらに、センサ装置に関する請求項４の発
明では、第一及び第二のシート部の重ね合わせ状態でシ
ート側コネクタ部が形成され、これが測定器本体の挿入
ガイド部に挿入され、その状態でシート側コネクタ部と
本体側コネクタ部との電気的導通が図られ、それによっ
て測定可能状態となる。

【００２０】請求項５の発明では、本体側コネクタ部及
びシート側コネクタ部がシート型イオンセンサの挿入幅
方向の中央から隔たった位置で凹凸嵌合され、これによ
り測定可能状態となるが、シート型イオンセンサが表裏
逆になっていたりすると、その挿入が不能になるため、
誤挿入を防ぐことができる。

【００２１】さらに、請求項６の発明では、測定器本体
が、挿入されたシート型イオンセンサの排出機構を備え
ているため、測定者は手を汚すことなくシート型イオン
センサを容易に分離・排出処理することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１、図２に本発明の実施例であるシート型イオ
ンセンサ（以下、イオンセンサともいう）１を示す。こ
のイオンセンサ１はシート状の基板２を有し、この基板
２は中央の折り目２ｃを境に第一シート部２ａ及び第二
シート部２ｂを備えている。第一シート部２ａにはイオ
ン感応膜として固体膜３（以下、イオン感応膜ともい
う）を用いた全固体型のイオン電極４が設けられ、他
方、第二シート部２ｂには、ゲル状内部電解液５を有す
る参照電極６が設けられている。イオン電極４はキャッ
プ７で、また参照電極６はキャップ８でそれぞれ覆われ
ており、このセンサ１を使用する際には、図１９に示す
ように基板２が２つ折りに折り畳まれ、イオン電極４及
び参照電極６が背中合わせに重ね合わされることとな
る。

【００２３】以下、各部について順次詳しく説明する。
図５及び図６に示す基板２には、絶縁性を有し種々の加
工が可能な材料として高分子材料やセラミック材料等を
使用可能である。例えばα−アルミナセラミックやポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は電気絶縁性が高く
好ましい。本実施例ではＰＥＴが使用される。基板２の
中央には前述の折り目（溝２ｃ）が設けられ、この溝２
ｃに沿って折り曲げられる。ＰＥＴ等の高分子を使用す
る場合は２つに折り曲げられても分離せず、折り畳み形
態の１枚の基板のままである。しかし、セラミックやガ
ラス等のように、２つに折り曲げると割れて２枚になる
ものを使用することもでき、この場合は、２つ折りとな
る部分に粘着性のフィルム等を付けて、折り曲げ状態で
基板が分離しないように（２枚バラバラにならないよう
に）することが望ましい。また、位置合わせを確実に行
えるよう、互いに嵌合する凹凸部等を設けることが推奨
される。

【００２４】基板２には、溝２ｃを挟んで孔９及び孔１
０が形成され、これらの孔９及び１０は基板２の折り曲
げ状態で液連通部を形成するためのもので、基板２を折
り曲げた際に各孔９及び１０の中心線は同一線上にくる
ようになっている。また孔９より孔１０の方が径が大き
くされている。さらに、基板２の両端には溝２ｃに関し
て線対称の位置に切欠２ｄ、２ｄが形成されており、こ
れらの切欠２ｄは、後述するようにイオンセンサ１のコ
ネクタ部における凹部を形成する。

【００２５】図７〜図１０に示すキャップ７及び８は、
基本的に基板２と同じ材質を用いることができ、例えば
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられる。
キャップ７及び８の裏側（内面）には、各々の内部電極
１１、１２及びリード部（電極導通部）１３、１４が設
けられ、これらは電気良導体であるＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、
Ｐｔ等の薄板又はこれらの合金もしくはカーボン等を含
むペーストを用いたスクリーン印刷により、あるいはこ
れらの電気良導体をスパッタ等で付着させることにより
形成されている。なお、参照電極６側の内部電極１２及
びリード部１４については、銀／塩化銀電極となるよう
に、まず銀電極を銀ペーストのスクリーン印刷やスパッ
タ等により形成し、次にこの上に塩化銀層を電解コート
やスパッタ等により形成することが望ましい。もしく
は、銀の薄板の同様の処理をして塩化銀層を形成しても
よい。

【００２６】なお、キャップ７及び８の電極導通部たる
リード部１３、１４の一部には、被測定溶液のリークに
よるリード部でのショートを防ぐため、エポキシやウレ
タン等の樹脂やシリコンゴム等の絶縁剤により、図１１
に示すように絶縁シール部１３ａ、１４ａが形成されて
いる。ここでリード部１３、１４の端部は、基板２の切
欠２ｄと重なり、センサ装置の測定器本体のコネクタ部
との電気的接合部となるため、リード部１３、１４の先
端側に電気的接合部が確保されている。

【００２７】図１２に示すように、イオン電極側のキャ
ップ７には、液供給用の孔１５が形成され、ここに被測
定液を滴下して測定を行う。この孔１５の中心線は、基
板２にキャップ７を取り付けたときに、基板の孔９の中
心線と同一線上にくる。本実施例では、キャップ７の内
部電極１１には銅の薄板を用い、後述するようにイオン
ブリッジ層を介してイオン感応膜３をこの内部電極１１
に取り付け、かつ、キャップ７の所定位置にエポキシ樹
脂を用いて固定した。リード部１３は銀をスパッタする
ことにより形成し、銅の内部電極１１と銀ペーストを用
いて電気的導通をとった。

【００２８】参照電極側のキャップ８には、銀／塩化銀
型の参照電極６を形成するため、本実施例では銀の薄板
に塩化銀を電解コートしたものを内部電極とし、キャッ
プ８の所定位置にエポキシ樹脂を用いて固定し、リード
部１４とは銀ペーストを用いて電気的導通をとった。

【００２９】イオン感応膜（固体膜）３は、イオン感応
性のある固体材料を用いることができ、例えばＮａ⁺を
測定する場合、ナシコンセラミックス（Ｎａｓｉｃｏ
ｎ：一般式：Ｎａ_1+XＺｒ₂Ｓｉ_XＰ_3-XＯ₁₂：Ｏ≦Ｘ≦
３）、Ｎａ−β−アルミナ、Ｎａ−β″−アルミナ等を
好ましく用いることができる。なお、括弧内に例示する
各種のイオン測定のために、次のような固体、例えばＬ
ｉ−β−アルミナ（Ｌｉ⁺）、Ｋ−β−アルミナ
（Ｋ⁺）、ハロゲン化銀（Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、Ｉ^-）、フッ化
ランタン（Ｆ^-）、硫化銀（Ｓ^2-、Ａｇ⁺）、硫化銅（Ｃ
ｕ²⁺）、硫化カドミウム（Ｃｄ²⁺）等を採用することが
できる。この固体膜３は円形断面のものであり、その中
心部には貫通した孔１６が形成されて、ここが液供給部
となっている。孔１６の中心線は、この固体膜３をキャ
ップ７と基板２に取り付けたときに、基板２の孔９及び
キャップ７の孔１５の各中心線が同一線上にくるように
なっている。

【００３０】孔（液供給部）１６の内部には、膨潤性の
吸水材１７が詰められている。この吸水材１７は、乾燥
保存が可能で吸水後に固体膜３のイオン応答を妨害する
物質が溶け出さないようなもの、例えば、綿、各種アク
リル系吸水性ポリマー、ポリオレフィン系吸水材等を用
いることができる。この吸水材１７は、イオン感応膜３
の孔１６に滴下された被測定液がその孔１６を閉塞せず
に、測定時その下側に位置する参照電極６まで速やかに
行き渡るようにする作用をなす。

【００３１】一方、参照電極６のゲル状内部電解液５と
しては、従来技術（特開昭６２−２１８８５０等）と同
様、例えばＡｇＣｌ飽和のＫＣｌ溶液に、ゲル化剤（例
えば寒天、ゼラチン、各種アクリル系吸水性ポリマー
等）と、蒸発防止剤（例えばグリセリン、エチレングリ
コール等）とを添加して形成される。一の例として、濃
度１mmol／l、ＫＣｌ溶液（ＡｇＣｌ飽和）を５０ml、
ゲル化剤として寒天を３ｇ、蒸発防止剤としてグリセリ
ン５０mlを用いて混合し、ゲル状内部電解液のバルクを
形成した。このゲル状内部電解液の形状は、基本的には
キャップ８の電極収容容積部分と同じ形状になるのが望
ましく、この実施例では直方体となっているが、それに
限らず各種の形状を採り得る。

【００３２】図１２、１３に示すように、キャップ７の
内部電極１１と固体膜３との間にイオンブリッジ層２２
が設けられる。このイオンブリッジ層２２は、例えば接
着力のある銀ペーストやカーボンペースト等の導電性ペ
ーストが好適に用いられる。例えばカーボンペーストの
場合、固体膜３のキャップ７の内部電極１１と接触する
面に塗布することにより、イオンブリッジ層２２とす
る。

【００３３】イオンブリッジ層２２を配した固体膜３が
キャップ７の内部電極１１に取り付けられ、イオンブリ
ッジ層２２が所定の処理により硬化される（例えば、１
５０℃で３０分保持する）。このとき、固体膜３の孔１
６の中心線と、キャップ７の孔１５の中心線とが同一直
線上にくる。また、イオンブリッジ層２２に用いた導電
性ペーストが、固体膜３の孔１６の内側に入り込まない
ように塗布領域及び塗布量を加減し、被測定液とショー
トしないようにする。

【００３４】そして、キャップ７と固体膜３との隙間
は、図１４、１５のようにシール材２１により封止され
る。このシール材２１には、キャップ７の素材に応じて
各種接着剤を使用でき、例えばウレタン系接着剤が使用
される。なお、固体膜３の孔１６とキャップ７の孔１５
は、図１４のように面一か、図１５のようにキャップ７
の孔１５の方が孔１６より少し大きくされる。

【００３５】このように固体膜３が取り付けられたキャ
ップ７が基板２に接着される。このとき、図１２におけ
るキャップ７の孔１５、固体膜３の孔１６及び基板２の
孔９の各中心線は同一直線上に位置するようにされ、孔
９の径は孔１６のそれより小さくなっている。キャップ
７と基板２との接着には、両者の素材に応じて各種接着
剤、熱接着、超音波接着等を用いることができ、例えば
ウレタン系接着剤が使用される。このとき、キャップ７
のリード部１３においてセンサ測定器本体との電気的接
合部が、接着剤等により覆われないようにする。さらに
図１６のように、固体膜３と基板２との隙間が上述と同
様にシール材２２を用いて封止される。また、固体膜３
の孔１６内に、前述の吸水材１７が詰め込まれる。この
とき、図１７のように吸水材１７は基板２の孔９及びキ
ャップ７の孔１５より外側にはみ出さないように、それ
らの内側にあるのが望ましい。

【００３６】参照電極部６については、ゲル状内部電解
液５がキャップ８の下部から少しはみ出るような大きさ
にすることが望ましい。これは、基板２との圧着の際に
そのゲル状内部電解液５に圧縮力が加わるようにするた
めである。そして、前述のゲル状内部電解液５をキャッ
プ８と基板２との間に挟み、これらキャップ８と基板２
を接着する。接着については、イオン電極側のキャップ
７と同様、両者の素材に応じて、例えばウレタン系接着
剤等が使用される。また、図１８に示すように、ゲル状
内部電解液５は、キャップ８と基板２との間に挟んだと
きに圧縮され、その弾性により基板２の孔１０を隙間な
く塞いで基板２及びキャップ８と密着する。これにより
被測定液が直接内部電極１２やリード部１４（図１１）
と接触することが防止される。このとき、はみ出すゲル
は孔１０の内側にあり、基板２の外表面より外側にはみ
出してはいない。そして、このような条件を満たせば、
参照電極用のゲル状内部電解液５は任意の形状を採り得
る。

【００３７】以上のように基板２に対しイオン電極４と
参照電極６を組み付けた後、さらに図１及び図２に示す
ように、基板２の底面全体が保護フィルム２３により、
また、キャップ７の孔１５がある面が保護フィルム２４
により被覆されて、最終的にイオンセンサ１が完成し、
このような１枚のシート形態で本実施例のイオンセンサ
１が保存される。

【００３８】各保護フィルム２３、２４は粘着タイプの
もので、例えばキャップ７の孔１５において、その周囲
に粘着物が付かないように図３（Ａ）のように予めフィ
ルムから粘着物を除去しておくか、同図（Ｂ）のよう
に、この部分にマスキングをしておくことが望ましい。
これらの保護フィルム２３及び２４は、センサ使用時
（測定時）にいずれも剥がされるが、保護フィルム２３
は、基板２との間に粘着シート２５（図４）を有し、保
護フィルム２３を剥がしても、粘着シート２５は基板２
の板面に残るようになっている。

【００３９】この粘着シート２５は耐水性があるものを
使用し、例えば両面テープの片側の剥離紙を剥がした状
態で基板２に貼り付け、他方の側の剥離紙を保護フィル
ム２３として残しておき、センサ使用時にそれを剥離す
るよう構成することができる。ただし、保護フィルム２
４については、剥離後に粘着層等が残らない材質のもの
とする。なお、保護フィルム２３を剥がした状態では、
図４に示すように、各孔９、１０や切欠（コネクタ部）
２ｄ等の周囲に粘着シート２５が付かないように、予め
粘着シート２５がその部分で除去されている。

【００４０】次に、このようなシート型イオンセンサ１
の使用方法に併せて、センサの測定器本体に言及する。
イオンセンサ１の保護フィルム２３を剥がし、図１９に
示すように基板２を中央の溝２Ｃでイオン電極４側が上
になるように折り曲げる。なお、基板４がガラスやセラ
ミック等でできている場合は、折れ曲らずに２枚に割れ
てしまうのが普通である。そこで、このような材質のも
のを基板２に用いる場合には、基板２を２分割してから
互いに接合すべき面を凹凸嵌合する構造とすることが望
ましい。例えば図２０に示すように、第一シート部２ａ
に凸部２７を、第二シート部２ｂに凹部２８をそれぞれ
２以上設ける構成として、これを互いに嵌合させる。

【００４１】基板２を折り曲げ、粘着シート２５同士で
密着させることにより、図２１に示すように１つのセン
サチップ３０となる。このチップ３０の内部の断面図を
図２２に示す。ここで２つ折りにした基板２（第一及び
第二シート部２ａ、２ｂ）と、それを密着させるための
粘着シート２５、２５の厚みにより、イオン電極４側と
参照電極６側との間に空隙３１が生じる。この空隙３１
のために、参照電極用ゲル状電解液５と吸水材１７（乾
燥状態）とが接触することはなく、また、測定前（被測
定溶液を滴下する前）に、固体膜３がゲル状内部電解液
５のイオン成分による影響（応答妨害）を受けない。し
たがって、センサチップ３０の組立後もしばらくの間は
固体膜３の乾燥状態が維持される。

【００４２】このように組み立てたセンサチップ３０を
図２３、２４に示すように、センサ測定器本体（以下、
測定器本体又は本体とも称する）４０に挿入してセット
することとなる。測定器本体４０には、そのシート型セ
ンサ（センサチップ３０）を挿入方向に案内する挿入ガ
イド部４１が設けられている。この挿入ガイド部４１
は、左右対称の溝として形成され、各溝幅（高さ）はセ
ンサチップ３０の厚さに対応しており、センサチップ３
０がこの挿入ガイド部４１に挿入されることにより、セ
ンサチップ３０の折り畳み状態における密着性が確保さ
れ、２つ折りにした合せ目が剥がれる心配がない。

【００４３】測定器本体４０には、挿入ガイド部４１の
奥部に本体側コネクタ部４２が凸状に形成されて、この
凸状の本体側コネクタ部４２に対し、センサチップ３０
側の凹状に配置されたシート側コネクタ部３２が外側か
ら被さるように嵌合して、センサチップ３０と測定器本
体４０とが電気的に接続されるようになっている。本体
側コネクタ部４２は直方体状に形成され、その上面にリ
ード部４３が、また下面にリード部４４がそれぞれ形成
され、またセンサチップ３０側においては折り畳み状態
の基板２の切欠２ｄ、２ｄによる空所（凹部）を隔てて
リード部１３及び１４が対向し、これらのリード部１３
及び１４が本体側コネクタ部４２のリード部４３及び４
４と接触することとなる。

【００４４】この本体側コネクタ部４２はセンサチップ
３０の挿入幅方向の中央から片側に隔たった位置に固定
されており、センサチップ３０のシート側コネクタ部３
２もこれに対応して一方の側に形成されている。したが
って、もしセンサチップ３０を裏返しで挿入してしまっ
た場合には、センサチップ３０の先端が本体側コネクタ
部４２に当たってそれ以上挿入できず、センサチップ側
及び本体側の各コネクタ部３２及び４２は互いに嵌合、
接触できないこととなり、センサチップ３０の誤挿入が
防止される。

【００４５】センサチップ３０を測定器本体４０にセッ
トした後、保護フィルム２４をキャップ７の上面から剥
がし、イオン電極４の孔１５（測定孔）を露出させる。
この孔１５から図２４のように被測定溶液をイオン電極
４内に滴下し、測定を行う。ここで、溶液滴下前のセン
サチップ３０の内部（図２２）は、吸水材１７と参照電
極用ゲル状内部電解液５との間に前述の空隙３１が存在
し、吸水材１７が下側のゲル状内部電解液５と接しない
ため、測定前にイオン電極４がゲル状内部電解液５の影
響を受けることがない。

【００４６】そして、滴下された被測定溶液は吸水材１
７に浸透してこれを膨潤させ、イオン感応膜（固体膜）
３に接するとともに、この吸水材１７を介して下側のゲ
ル状内部電解液５に接触することにより、イオン感応膜
３とゲル状内部電解液５との電気的導通がとられる。こ
のとき、吸水材１７の状態は、図２５のように、吸水材
１７が膨潤して下側のゲル状内部電解液５と接触する構
成でもよいし、図２６のように、吸水材１７は直接下部
のゲル状内部電解液５とは接触せず、吸水材１７から染
み出た被測定溶液（Ｗ）がゲル状内部電解液５と接触す
る構造のいずれでもよい。この際、互いに密着した粘着
シート２５により、被測定溶液の外部への漏洩が防止さ
れる。

【００４７】図２７、２８に示すように、測定器本体４
０にはイジェクトボタン４５及びこれに連結されたイジ
ェクト部材４６を備えたイジェクト機構４７が設けられ
ている。イジェクト部材４６のヘッド部４６ａは、挿入
されたセンサチップ３０の先端に当たるように位置する
とともに、センサチップ３０を押し出す方向に移動可能
に設けられている。そして、測定終了後はイジェクトボ
タン４５を押すことにより測定器本体４０から使用済の
センサチップ３０を排出することができる。これにより
作業者は手等を汚すことなく、使用済のセンサチップ３
０を廃棄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるシート型イオンセンサ
の平面図。

【図２】その断面図。

【図３】保護フィルムの粘着層の領域を示す平面図。

【図４】粘着シートの領域を示す底面図。

【図５】基板の断面図（図６のＡ−Ａ断面図）。

【図６】基板の平面図。

【図７】イオン電極側のキャップの断面図。

【図８】その平面図。

【図９】参照電極側のキャップの断面図。

【図１０】その平面図。

【図１１】参照電極側のキャップの断面斜視図。

【図１２】シート型イオン電極の中間製品の分解断面
図。

【図１３】固体膜の断面図。

【図１４】図２におけるＨ部分の拡大図。

【図１５】そのＨ部分の変形例を示す拡大図。

【図１６】図２におけるＩ部分の拡大図。

【図１７】吸水材が挿入された状態の拡大断面図。

【図１８】図２におけるＪ部分の拡大図。

【図１９】保護フィルムの剥離後、基板を２つ折りにす
る説明図。

【図２０】互いに２つ折りにされる基板の各合せ面に凹
凸嵌合部を設けた斜視図。

【図２１】チップセンサの正面図。

【図２２】図２１におけるＫ−Ｋ断面図。

【図２３】センサチップ及び測定器本体の各コネクタ部
を示す一部透視斜視図。

【図２４】被測定溶液を滴下する状態の斜視図。

【図２５】被測定溶液が膨潤した吸水材１７を介して参
照電極に接する態様の断面図。

【図２６】被測定溶液が吸水材から染み出て参照電極に
接する態様の断面図。

【図２７】測定器本体の排出処理を示す斜視図。

【図２８】その平面説明図。

【符号の説明】

１シート型イオンセンサ２基板３固体膜４イオン電極５ゲル状内部電解液６参照電極７、８キャップ９、１０孔（液連通部）１６孔（液供給部）１７吸水材２３、２４保護フィルム（保護シート）３０センサチップ３２シート側コネクタ部４０測定器本体４１挿入ガイド部４２本体側コネクタ部４５イジェクトボタン４６イジェクト部材４７イジェクト機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤汀愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号日本特殊陶業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定時に互いに重ね合わされる第一及び
第二のシート部と、その第一のシート部に設けられ、固体膜をイオン感応膜
に用いる全固体型のイオン電極と、前記第二のシート部に設けられたゲル状内部電解液型の
参照電極と、測定前は前記イオン電極と前記参照電極とを密封状態に
保ち、測定に先立って除去される保護シール材と、前記イオン電極の固体膜にその表面側から形成された孔
状または切欠状の液供給部と、前記第一及び第二のシート部の重ね合わせ状態において
前記液供給部からそれら第一及び第二のシート部を貫通
して前記参照電極に連通するように形成された液連通部
と、を備えることを特徴とするシート型イオンセンサ。
【請求項２】前記第一及び第二のシート部が折り目を
境にして１枚の基板で形成され、その基板が前記折り目
において二つ折りにされることにより、前記第一及び第
二のシート部が重ね合わされるとともに、前記全固体型
のイオン電極と前記ゲル状内部電解液型の参照電極とが
前記第一及び第二のシート部を介して互いに対向させら
れる請求項１記載のシート型イオンセンサ。
【請求項３】前記イオン電極の液供給部に膨潤性吸水
材が充填されている請求項１又は２記載のシート型イオ
ンセンサ。
【請求項４】請求項１ないし３記載のシート型イオン
センサと、これが挿入される測定器本体とを含み、そのシート型イオンセンサの前記第一及び第二のシート
部には、それらの重ね合わせ状態で、前記イオン電極及
び参照電極の電気的な各導通部を構成するシート側コネ
クタ部が形成され、一方、前記測定器本体には、前記重ね合わせ状態のシー
ト型イオンセンサをその挿入方向に案内する挿入ガイド
部が設けられ、かつそのシート型イオンセンサの挿入状
態で前記シート側コネクタ部に接触して電気的導通を図
る本体側コネクタ部が形成されているセンサ装置。
【請求項５】前記本体側コネクタ部及びシート側コネ
クタ部の一方は、前記シート型イオンセンサの挿入方向
において相手方に向かって凸状に形成され、他方は前記
シート型イオンセンサの挿入により、その凸状のコネク
タ部に嵌合する凹状形態で形成され、かつ、これら双方
のコネクタ部は前記シート型イオンセンサの挿入幅方向
の中央から隔たった位置に設けられている請求項４記載
のセンサ装置。
【請求項６】前記測定器本体は、挿入されたシート型
イオンセンサを排出する排出機構を備えている請求項４
又は５記載のセンサ装置。