(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射して光学特性を測定する液体を、膜状にして収容する光学特性測定用セルであって、
第１の板体が第２の板体の上に載置されることで構成され、
前記第１および第２の板体は少なくとも中央部が透明な材料により形成され、
前記第１の板体は下面の中央部に凸部を有すると共に、該凸部の周囲の下面に下面側当接部を有し、
前記第２の板体は上面の中央部に前記凸部が収容される凹部を有すると共に、該凹部の周囲の上面に上面側当接部を有し、
前記凸部の先端面と凹部の底面は平坦面で形成され、
前記第２の板体の上に第１の板体を、前記凸部を凹部に収容し、下面側当接部と上面側当接部を当接して載置した状態で、凸部の先端面と凹部の底面との間に均一の高さの隙間が形成されると共に、前記凸部の側面と凹部の側面との間に前記隙間に連通する空間が隙間の周囲に形成されるように構成され、
前記空間は、前記凹部に前記液体が滴下された状態で前記凸部が収容されることで前記隙間から溢れた液体を貯留するように構成され、
前記第２の板体の上面側当接部の上面に溝が形成されている、
ことを特徴とする液体の光学特性測定用セル。
【請求項２】
前記凹部の側面は、上方に至るに連れて中央部から離れるように外側に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体の光学特性測定用セル。
【請求項３】
前記凸部および凹部は共に平面視円形に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体の光学特性測定用セル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を照射して光学特性を測定する液体を、膜状にして収容する光学特性測定用セルおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塗料、インキ、プラスチックなどの着色溶液の調色プロセスでは着色溶液の色彩を正確に把握することが必要であり、その１つの方法として、上記着色溶液に光を照射し、その透過光を分光分析する方法（例えば特開平８−９４４４１号公報）が知られている。この種の測色方法では、測色用セルに着色溶液を収容して測色用セルを通じ光を透過させ、透過光をセンサで検知して着色溶液の分光透過率を測定する。
【０００３】
ここで測色用セルとしては例えば図５、図６に示したようなものを用いることができる。図５は従来の測色用セルの一例を示す側面図、図６は、図５の測色用セルを構成する下部ガラス板を示す平面図である。
この測色用セル１０２は、図５に示したように、上部ガラス板１０４と下部ガラス板１０６とから成り、下部ガラス板１０６の上面には、図６に示したように、周辺部に、周方向で等間隔に４つの突起１０８が形成され、この突起１０８の高さにより上部ガラス板１０４と下部ガラス板１０６との間隔が規定される構造となっている。
【０００４】
そして、測定対象の着色溶液は下部ガラス板１０６の中央部に滴下し、その上に上部ガラス板１０４を被せることで、上部ガラス板１０４と下部ガラス板１０６との間の隙間に着色溶液１１０が膜状に収容された状態となる。この状態で光を上部ガラス板１０４の上方から板面に対しほぼ垂直に入射させ、上部ガラス板１０４、着色溶液１１０、ならびに下部ガラス板１０６を透過した光を下部ガラス板１０６の下方で受光し、分光分析を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の測色用セル１０２では、着色溶液１１０を下部ガラス板１０６上に滴下して上部ガラス板１０４を被せるとき、余分な着色溶液１１０は上部ガラス板１０４と下部ガラス板１０６との隙間から流出するのみならず、突起１０８の上面上にも着色溶液１１０が乗ってしまう。そのため、突起１０８上面と上部ガラス板１０４の下面との間に着色溶液１１０が介在し、上部ガラス板１０４と下部ガラス板１０６との間隔が変化する結果、着色溶液層の厚みが変化し光の透過率が影響を受けて測定結果が不正確になるとうい問題が発生する。
【０００６】
また、上部ガラス板１０４および下部ガラス板１０６の外周部において着色溶液１１０は空気に接しているため、この箇所で着色溶液１１０の揮発、乾燥が進み、着色溶液１１０の濃度が変化するため、測定精度が低下する。測色用セル１０２に収容されている着色溶液１１０は膜状となっており、極めて微量であるため、外周部での揮発、乾燥であってもその影響は大きい。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、測定対象の液体が溢れることによる膜厚変化、および揮発、乾燥による濃度変化を防止して正確に液体の光学特性を測定できる液体の光学特性測定用セルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、光を照射して光学特性を測定する液体を、膜状にして収容する光学特性測定用セルであって、第１の板体が第２の板体の上に載置されることで構成され、前記第１および第２の板体は少なくとも中央部が透明な材料により形成され、前記第１の板体は下面の中央部に凸部を有すると共に、該凸部の周囲の下面に下面側当接部を有し、前記第２の板体は上面の中央部に前記凸部が収容される凹部を有すると共に、該凹部の周囲の上面に上面側当接部を有し、前記凸部の先端面と凹部の底面は平坦面で形成され、前記第２の板体の上に第１の板体を、前記凸部を凹部に収容し、下面側当接部と上面側当接部を当接して載置した状態で、凸部の先端面と凹部の底面との間に均一の高さの隙間が形成されると共に、前記凸部の側面と凹部の側面との間に前記隙間に連通する空間が隙間の周囲に形成されるように構成され、前記空間は、前記凹部に前記液体が滴下された状態で前記凸部が収容されることで前記隙間から溢れた液体を貯留するように構成され、前記第２の板体の上面側当接部の上面に溝が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記凹部の側面は、上方に至るに連れて中央部から離れるように外側に傾斜して形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記凸部および凹部は共に平面視円形に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の液体の光学特性測定用セルでは、第１の板体の凸部の側面と第２の板体の凹部の側面との間に空間が形成されるので、第２の板体の凹部に測定対象の液体を滴下した後、第１の板体を第２の板体上に載置した際、第１の板体の凸部と第２の板体の凹部との間の隙間から溢れた液体は上記空間内に貯留する。したがって、液体は凹部の外に溢れることがなく、従来のように溢れた液体が第１および第２の板体の当接部に介在することで上記隙間の大きさが変化し液体層の厚みが変化してしまうという問題は発生しない。
また、上記空間内には十分な量の液体を貯留させることができるので、空間部分で液体の揮発、乾燥が生じても、上記隙間に収容された液体は影響を直ぐに受けることはなく、したがって、揮発、乾燥の影響が現れる前に測定作業を終了することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は第１の板体を第２の板体から離した状態の断面側面図、図２は第１の板体を第２の板体に載置した状態の部分拡大断面図、図３は第２の板体の平面図である。
この液体の光学特性測定用セル２は、光を照射して測色するインキ（本発明に係わる液体）を膜状にして収容するものであって、第１の板体４を第２の板体６上に載置して構成されている。
第１および第２の板体４、６はいずれも石英ガラスにより同一直径で平面視円形に形成されている。
【００１２】
第１の板体４の上面は平坦面で形成され、第１の板体４は下面中央に平面視円形の凸部８を有し、凸部８の周囲に下面側当接部４０２を有している。凸部８の先端面１２は平坦面で形成され、凸部８の側面１８は円筒面で形成され、下面側当接部４０２は環状の平坦面で形成され、先端面１２と下面側当接部４０２と第１の板体４の上面は平行している。
【００１３】
第２の板体６の下面は平坦面で形成され、第２の板体６は上面中央に、前記凸部８が収容される平面視円形の凹部１０を有し、凹部１０の周囲に上面側当接部９を有している。凹部１０の底面１４は平坦面で形成され、凹部１０の側面１９は円筒面で形成され、上面側当接部９は平坦面で形成され、底面１４と上面側当接部９と第２の板体６の下面は平行している。
図３に示したように、上面側当接部９には、凹部１０の側面１９から第２の板体６の外周面に至る４つの溝７（特許請求の範囲の空気抜き路に相当）が等間隔をおいて形成されている。
【００１４】
第１の板体４の凸部８の高さＡ（図１）は、第２の板体６の凹部１０の深さＢより１μｍないし５００μｍ低い。
したがって、図２に示したように、第２の板体６の上に第１の板体４を、凸部８を凹部１０に収容し、下面側当接部９と上面側当接部４０２を当接して載置した状態で、凸部８の先端面１２と凹部１０の底面１４との間に１μｍないし５００μｍ程度の均一の高さの隙間１６が形成される。
また、第２の板体６の凹部１０の直径は、第１の板体４の凸部８の直径より十分に大きく、したがって、図２に示したように第１の板体４を第２の板体６上に載置したとき、第１の板体４の凸部８の側面１８と第２の板体６の凹部１０の側面１９との間に前記隙間１６に連通する環状の空間２０が形成される。
【００１５】
このような構成の光学特性測定用セル２を用いてインキの測色を行う場合は、まず、第１の板体４を第２の板体６から外した状態で、第２の板体６を水平に配置した上で第２の板体６の凹部１０内に測定対象のインキを数滴、滴下する。
そして、図２に示したように、第１の板体４を、凸部８を凹部１０に収容し、下面側当接部９と上面側当接部４０２を当接して第２の板体６の上に載置する。ここで、第１の板体４を第２の板体６上に載置するとき、凹部１０内の空気は上記溝７を通じて円滑に排出される。
【００１６】
これにより、インキ２１は、図２に示したように、凸部８の先端面１２と凹部１０の底面１４との間の隙間１６内に膜状に収容され、一方、この隙間１６の箇所から溢れたインキ２１は、第１の板体４の凸部８の側面１８と第２の板体６の凹部１０の側面１９との間に形成された空間２０内に収容される。
測色は、このようにインキを収容した光学特性測定用セル２に対して、第１の板体４の上方より光を照射して液体の光学特性測定用セル２を透過させ、透過した光を第２の板体６の下方で受光検出することで行う。
【００１７】
したがって、本実施例の光学特性測定用セル２では、インキは凹部１０の外に溢れることがなく、従来のように溢れたインキが第１および第２の板体４、６の当接部に介在することで上記隙間１６の大きさが変化しインキ層の厚みが変化してしまうという問題は発生せず、正確に測色を行うことができる。
また、上記空間２０内には十分な量のインキを貯留させることができるので、空間２０部分でインキの揮発、乾燥が生じても、上記隙間１６に収容されたインキは影響を直ぐに受けることはなく、したがって、揮発、乾燥の影響が現れる前に測定作業を終了することができ、正確な測色が可能である。
【００１８】
以上、本発明について実施例をもとに説明したが、これはあくまでも一例であり、本発明はこの例に限定されることなく種々の形態で実施することができる。例えば、第１および第２の板体４、６の表面に撥水処理を施すことで、光学特性測定用セル２を効率よく洗浄できるよう図ることも有効である。
また、第１および第２の板体４、６は石英ガラスにより形成する以外にも、例えばＢＫ７ガラスにより形成してもよい。
さらに、第２の板体６の凹部１０の側面１８を、図２に２点鎖線Ｗで示したように、外側に傾斜させることで、凹部１０内の洗浄性を高めるように図ることも可能である。
そして、図１に示した第２の板体６の上面側当接部９や溝７を含む凹部１０の周辺部２２をセラミック材料により形成して光学特性測定用セル２を繰り返し使用した場合の摩耗を防止し、光学特性測定用セル２の耐久性を高めることも可能である。
また、第１の板体４の凸部８の箇所においてのみ光が透過すればよいので、第１の板体４における凸部８の周辺の箇所、および第２の板体６における凹部１０の周辺の箇所は不透明な材料により形成してもよい。
さらに、この液体の光学特性測定用セル２による測色は、透過方式のみならず反射方式で行うこともでき、その場合には、第２の板体６の下面側に例えば白色の反射体を配置し、第１の板体４の上方から入射した光をこの反射体で上方に反射させ、第１の板体４の上方で検出すればよい。
【００１９】
このような液体の光学特性測定用セルは、本発明による液体の光学特性測定用セル２の作製方法にもとづき例えば次のような手順で簡単に作製することができる。
図４は本発明の液体の光学特性測定用セルの作製方法の一例を示す工程図であり、各段階における各材料を側方から見た状態を示している。図中、図１ないし図３と同一の要素には同一の符号が付されている。
この液体の光学特性測定用セルの作製方法では、まず、図４の（Ａ）に示したように、石英ガラスまたはＢＫ７ガラスから成る第３、第４、第６の板体２４、２６、３０を用意し、また、セラミック製の第５の板体２８を用意する。
第３、第４、第６の板体２４、２６、３０はいずれも本実施例では上下面が平行な平坦面で平面視円形に形成されている。第５の板体３０は上下面が平行な平坦面で円環状に形成され、その中心に孔が貫通形成され、符号１８はその内周面を示している。第３、第５、第６の板体２４、２８、３０の直径は等しく、第４の板体２６は、その直径が第３、第５、第６の板体２４、２８、３０の直径より小さい。
第５の板体２８の厚みは第４の板体２６の厚みより１μｍないし５００μｍ大きく、また、第５の板体３０の孔の内径は第４の板体２６の直径より大きく、第５の板体３０の上面には周面１８から外周面に至る４つの溝７が周方向で等間隔に形成されている。
【００２０】
そして、図４の（Ｂ）に示したように、第３の板体２４の中央に板面どうしを密着させ第４の板体２６を配置して両板体２４，２６を接合して第１の板体４を形成する。第３および第４の板体２４、２６の接合は、例えば、紫外線により硬化する接着剤を用いたＵＶ接合や、陽極接合の技術によって行うことができる。次に、図４の（Ｃ）に示したように、第６の板体３０上に凹部１０を形成すべく第５の板体２８を配置し接合して第２の板体６を形成する。第５の板体３０と第６の板体２８との接合も、上記第３および第４の板体２４、２６の接合の場合と同様の技術により行うことができる。
このように形成した第２の板体６の上に、上記第１の板体４を、第４の板体２６を下側にし第５の板体２８の内側に収容させた状態で載置することで、図１、図２に示した液体の光学特性測定用セルが完成する。
【００２１】
なお、液体の光学特性測定用セルの作製方法としては、ここで説明した方法以外にも、例えば、石英ガラスなどの透明材料から成る板体を研削加工することで第１および第２の板体４、６を作製することも可能である。その場合には、例えば平面視円形の板体の周辺部を研削して中央部の凸部８を形成することで第１の板体４とし、同じく例えば平面視円形の板体の中央部を研削して凹部１０を形成することで第２の板体６とする。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液体の光学特性測定用セルでは、第１の板体の凸部の側面と第２の板体の凹部の側面との間に空間が形成されているので、第２の板体の凹部に測定対象の液体を滴下した後、第１の板体を第２の板体上に載置した際、第１の板体の凸部と第２の板体の凹部との間の隙間から溢れた液体は上記空間内に貯留する。したがって、液体は凹部の外に溢れることがなく、従来のように溢れた液体が第１および第２の板体の当接部に介在することで上記隙間の大きさが変化し液体層の厚みが変化してしまうという問題は発生せず、液体の光学的特性を正確に測定することができる。
また、上記空間内には十分な量の液体を貯留させることができるので、空間部分で液体の揮発、乾燥が生じても、上記隙間に収容された液体は影響を直ぐに受けることはなく、したがって、揮発、乾燥の影響が現れる前に測定作業を終了することができ、液体の光学的特性を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の板体を第２の板体から離した状態の断面側面図である。
【図２】第１の板体を第２の板体に載置した状態の部分拡大断面図である。
【図３】第２の板体の平面図である。
【図４】本発明の液体の光学特性測定用セルの作製方法の一例を示す工程図である。
【図５】従来の測色用セルの一例を示す側面図である。
【図６】図５の測色用セルを構成する下部ガラス板を示す平面図である。
【符号の説明】
２  液体の光学特性測定用セル
４  第１の板体
６  第２の板体
８  凸部
１０  凹部
１６  隙間
１８、１９  側面
２０  空間
２４  第３の板体
２６  第４の板体
２８  第５の板体
３０  第６の板体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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