(57)【要約】  本発明は、互いに対向する第１開口部及び第２開口部、並びに内部に中空部を有する、本体部材と、前記本体部材に接続され、前記中空部に連通する、第１流路及び第２流路と、前記中空部内に互いに対向して設けられ、かつ、前記中空部内で摺動可能である、第１駆動部材及び第２駆動部材と、前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を前記中空部内で対向方向に駆動させる、駆動手段と、前記第１流路を経由して、前記中空部に粒子を含有する液体を導入する、送液手段と、前記第１開口部又は前記第２開口部より前記中空部内の粒子を撮像する、撮像手段と、を備え、前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材を対向方向から観察した場合において、前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材が、前記第１流路及び前記第２流路よりも幅広な部位を有する液中粒子の評価装置を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１開口部及び第２開口部、並びに内部に中空部を有する、本体部材と、
前記本体部材に接続され、前記中空部に連通する、第１流路及び第２流路と、
前記中空部内に互いに対向して設けられ、かつ、前記中空部内で摺動可能である、第１駆動部材及び第２駆動部材と、
前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を前記中空部内で対向方向に駆動させる、駆動手段と、
前記第１流路を経由して、前記中空部に粒子を含有する液体を導入する、送液手段と、
前記第１開口部又は前記第２開口部より前記中空部内の粒子を撮像する、撮像手段と、を備え、
前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材を対向方向から観察した場合において、前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材が、前記第１流路及び前記第２流路よりも幅広な部位を有する、
液中粒子の評価装置。
【請求項２】
前記本体部材、及び、前記第１駆動部材に取り付けられ、前記本体部材と前記第１駆動部材との間を液密に保持する、連結部材を備える、請求項１記載の液中粒子の評価装置。
【請求項３】
前記連結部材が、蛇腹構造を有する、請求項２記載の液中粒子の評価装置。
【請求項４】
前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を対向方向から観察した場合における前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材の形状が、略円形又は多角形である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液中粒子の評価装置。
【請求項５】
対向方向における前記第１駆動部材と前記第２駆動部材との間の幅が、観察時において０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ未満、かつ、観察時以外において０．５ｍｍ以上となるように前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を駆動させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液中粒子の評価装置の運転方法。
【請求項６】
前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材が対向方向に駆動する速度が、５ｍｍ／ｓ以下である、請求項５記載の液中粒子の評価装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中粒子の評価装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検液中の微生物等の液中粒子を自動観察する手段として、液中粒子の大きさに応じて二枚の透明ガラスの間隔を調整しながら、粒子を含む被検液の一部を特定の領域に固定する技術が知られている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特公平３−５３９０７号公報
【特許文献２】日本国特表２００４−５０３２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、透明ガラス等の部材を上下に駆動させる従来の技術（特許文献１及び２）では、観察対象である液中粒子が押し潰される等して駆動部材に固着してしまい、それら固着物が自動観察の障害となるばかりでなく、それらを除去するために多大な負担を費やさねばならないことが問題視されていた。
そこで本発明は、駆動部材を対向方向に駆動（上下駆動）させることにより好適な間隔において被検液に含まれる液中粒子を観察しながら、当該液中粒子の駆動部材等への固着を大幅に抑制することが可能な、液中粒子の評価装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の液中粒子の評価装置は、その一つの態様として、互いに対向する第１開口部及び第２開口部、並びに内部に中空部を有する、本体部材と、
前記本体部材に接続され、前記中空部に連通する、第１流路及び第２流路と、
前記中空部内に互いに対向して設けられ、かつ、前記中空部内で摺動可能である、第１駆動部材及び第２駆動部材と、
前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を前記中空部内で対向方向に駆動させる、駆動手段と、
前記第１流路を経由して、前記中空部に粒子を含有する液体を導入する、送液手段と、
前記第１開口部又は前記第２開口部より前記中空部内の粒子を撮像する、撮像手段と、を備え、
前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材を対向方向から観察した場合において、前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材が、前記第１流路及び前記第２流路よりも幅広な部位を有する。
また、前記液中粒子の評価装置の運転方法は、その一つの態様として、対向方向における前記第１駆動部材と前記第２駆動部材との間の幅が、観察時において０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ未満、かつ、観察時以外において０．５ｍｍ以上となるように前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を駆動させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の液中粒子の評価装置及びその運転方法によれば、第１駆動部材及び第２駆動部材を対向方向への駆動（上下駆動）により好適な間隔において被検液に含まれる液中粒子を観察できることに加えて、観察対象である液中粒子の駆動部材等への固着を顕著に抑制できることから、観察結果の正確性をより高め、かつ、装置メンテナンスの負担を大幅に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る液中粒子の評価装置の本体部材の断面の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る液中粒子の評価装置の断面の概略図である。
【図３】図３は、第１駆動部材を第２駆動部材との対向方向から観察した場合の概略図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の第２の実施形態に係る液中粒子の評価装置の断面の概略図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の第２の実施形態に係る液中粒子の評価装置の断面の概略図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の第３の実施形態に係る液中粒子の評価装置の断面の概略図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の第３の実施形態に係る液中粒子の評価装置の断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態について、以下のとおり図面を参照しながら説明する。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、互いに対向する第１開口部及び第２開口部、並びに内部に中空部を有する、本体部材と、
前記本体部材に接続され、前記中空部に連通する、第１流路及び第２流路と、
前記中空部内に互いに対向して設けられ、かつ、前記中空部内で摺動可能である、第１駆動部材及び第２駆動部材と、
前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を前記中空部内で対向方向に駆動させる、駆動手段と、
前記第１流路を経由して、前記中空部に粒子を含有する液体を導入する、送液手段と、
前記第１開口部又は前記第２開口部より前記中空部内の粒子を撮像する、撮像手段と、を備え、
前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材を対向方向から観察した場合において、前記第１駆動部材及び前記第２駆動部材が、前記第１流路及び前記第２流路よりも幅広な部位を有する。
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置において、第１開口部及び第２開口部は互いに対向し、中空部に連通することが好ましい。
【００１０】
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、互いに対向し、かつ、連通して中空部を形成する、第１開口部及び第２開口部、並びに、上記中空部にそれぞれ連通する、第１流路及び第２流路を有する、本体部材と、上記中空部にそれぞれ嵌合又は遊嵌する、第１駆動部材及び第２駆動部材と、上記第１駆動部材及び／又は上記第２駆動部材を上記中空部内で対向方向に駆動させる、駆動手段と、上記第１流路を経由して、上記中空部に粒子を含有する液体を導入する、送液手段と、上記中空部内の液中粒子を撮像する、撮像手段と、を備え、上記第１駆動部材及び上記第２駆動部材を対向方向から観察した場合において、上記第１駆動部材及び上記第２駆動部材が、上記第１流路及び上記第２流路よりも幅広な部位を有する。
【００１１】
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、互いに対向し、かつ、連通して中空部を形成する、第１開口部及び第２開口部、並びに、上記中空部にそれぞれ連通する、第１流路及び第２流路を有する、本体部材を備えてもよい。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液中粒子の評価装置の本体部材の断面の概略図である。図１の断面図においては、本体部材１はその一端及び他端（上下方向）において、互いに対向する第１開口部２及び第２開口部３を有する。
図１の本体部材１においては、第１開口部２と第２開口部３とは等幅であるが、例えば互いの幅が異なっていても構わないし、互いの開口形状が異なっていても構わない。
【００１２】
本体部材は、互いに対向する第１開口部及び第２開口部、並びに内部に中空部を有する。
本体部材は、管状であってもよく、略円管状であっても、多角管状であってもよい。また、一端に第１開口部が設けられ、他端に第２開口部が設けられていてもよい。
第１開口部２及び第２開口部３は連通していてもよく、中空部６を形成している。本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置では、中空部６に存在する被検液を、第１開口部２又は第２開口部３を通じて観察し、評価することができる。
図１の本体部材１においては、中空部は、第１開口部２から第２開口部３に至るまで、全体として等幅であるが、その形状は特に限定されず、例えば幅等の変化（膨らみやくびれ等）があっても構わないし、湾曲をしていても構わない。
また図１の断面図においては、本体部材１はその側面（左右方向）において、第１流路４及び第２流路５を有する。
図１においては、第１流路４及び第２流路５は幅（図１の上下）方向及び長手（図の左右）方向においてそれぞれ等幅及び等しい長さであるが、例えば互いの幅が異なっていても構わないし、互いの形状が異なっていても構わない。また、図１においては、第１流路４及び第２流路５は、本体部材１の長さ（図１の上下）方向において同位置に、互いに対向するように設けられているが、それらが異なる位置に設けられていても構わない。
【００１３】
第１流路４及び第２流路５は、それぞれ本体部材１に接続され、中空部６に連通している。
本体部材を形成する素材は、被検液により腐食するもの等でなければ特に限定されないが、例えば、ステンレス又はアルミ等の金属が挙げられる。
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、上記中空部内に互いに対向して設けられ、かつ、上記中空部内で摺動可能である、第１駆動部材及び第２駆動部材を備えることを必要とする。また本発明の液中粒子の評価装置は、第１駆動部材及び／又は上記第２駆動部材を中空部内で対向方向に駆動させる、駆動手段を備えることを必要とする。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る液中粒子の評価装置の断面の概略図である。第１駆動部材及び第２駆動部材は、上記中空部内にそれぞれ嵌合又は遊嵌していてもよい。図２の断面図においては、本体部材１の中空部６にはそれぞれ、第１駆動部材７及び第２駆動部材８が嵌合され、駆動手段（図示しない）によって、本体部材１の長さ（図の上下）方向に対向して駆動可能な状態になっている。
ここで「嵌合」とは、第１駆動部材及び第２駆動部材が、中空部が液密な状態となるように中空部にそれぞれ嵌め込まれることをいう。
なお第１駆動部材及び／又は第２駆動部材は、中空部が液密にはならない状態で存在、すなわち、「遊嵌」していても構わない。
【００１５】
第１駆動部材及び第２駆動部材は、その双方が中空部内で駆動をしても構わないし、いずれか一方のみが中空部内で駆動をしても構わない。
後者の場合においては、駆動をしない側の駆動部材は第１開口部若しくは第２開口部、又は、中空部の一部を閉塞する形で接着等により固定されていても構わない。また、駆動をしない側の駆動部材に相当する部位が、本体部材と共に一体成型をされていても構わない。なおこれらの場合においては、厳密な解釈ではなく、固定された駆動部材又は駆動部材に相当する部位が存在しないと仮定したならば第１開口部及び第２開口部は互いに連通しており、中空部が形成されているものとみなすことができる。
また第１駆動部材及び／又は第２駆動部材は、中空部内のみならず、中空部内から中空部外に亘って駆動をしても構わない。
【００１６】
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置においては、第１駆動部材又は第２駆動部材で挟まれた中空部の一部領域に存在する被検液を、第１駆動部材又は第２駆動部材越しに撮像し、評価することになる。このため、第１駆動部材又は第２駆動部材の少なくとも一部は、透明又は半透明であることが好ましい。一方で、双方の駆動部材がいずれも透明な部位を有しても構わないし、駆動部材の全体が透明になるように成型がされていても構わない。
駆動部材における透明な部位を形成する素材としては、例えば、ガラス、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂が挙げられる。また、駆動部材における透明な部位以外の部位を形成する素材としては、例えば、ステンレス又はアルミ等の金属が挙げられる。
【００１７】
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、第１流路を経由して、中空部に粒子を含有する液体を導入する、送液手段（図示しない）を備えることを必要とする。また本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、中空部内の液中粒子を撮像する、撮像手段を備えることを必要とする。
送液手段によって、第１流路を経由させながら、第１駆動部材又は第２駆動部材で挟まれた中空部の一部領域に、粒子を含有する液体すなわち被検液を導入することができる。そして撮像手段によって、第１駆動部材又は第２駆動部材で挟まれた中空部の一部領域に存在する被検液を、例えば図２においては第１駆動部材７又は第２駆動部材８越しに撮像手段９で撮像し、評価することができる。
送液手段としては、例えば、ターボ（非容積）型又は容積型ポンプが挙げられる。
【００１８】
撮像手段としては、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳに代表される素子を持つカメラが挙げられるが、評価対象によってカラー若しくはモノクロ又はＵＶ若しくはＩＲ等の素子感度を使い分けることが好ましい。
第１流路を経由して中空部の一部領域に導入された被検液は、第２流路を経由して中空部外へ排出される。なお、被検液は中空部の一部領域に連続的に導入されても構わないが、第１流路及び／又は第２流路に閉止手段を設けてその内部の被検液の液流を停止することで、中空部の一部領域内の被検液を一時的に滞留させた状態で撮像し、評価することができる。
【００１９】
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置は、第１駆動部材及び第２駆動部材を対向方向から観察した場合において、第１駆動部材及び第２駆動部材が、第１流路及び第２流路よりも幅広な部位を有することを必要とする。
図３は、第１駆動部材７を第２駆動部材８との対向方向から観察した場合の概略図である。第１流路４及び第２流路５は、いずれもその幅がＬ１で一定であるところ、第１駆動部材７は、それよりも幅広な部位（最大幅はＬ２）を有している。図３には図示されない第２駆動部材８についても、これを図３とは正反対の方向から観察した場合においては、第１流路４及び第２流路５の幅Ｌ１よりも幅広な部位を有することになる。
【００２０】
図３に示されるように第１駆動部材７又は第２駆動部材８が第１流路４及び第２流路５の幅Ｌ１よりも幅広な部位を有さない場合、すなわち、第１駆動部材７又は第２駆動部材８の最大幅Ｌ２が、Ｌ１と同一又はＬ１よりも幅狭である場合には、Ｌ１と同程度の径を有する液中粒子が中空部に導入され滞留した場合において、第１駆動部材７及び／又は第２駆動部材８の対向方向への駆動（上下駆動）により押し潰されると、潰れた液中粒子は第１駆動部材７及び第２駆動部材８の幅方向への逃げ場を失う。そして、第１駆動部材７及び第２駆動部材８の長さＬ３の方向へ隙間無く延伸されて、液中粒子にさらに圧力がかかれば、第１駆動部材７及び第２駆動部材８に固着する可能性がより高くなる。
【００２１】
一方で、図３に示されるように、第１駆動部材７又は第２駆動部材８が第１流路４及び第２流路５の幅Ｌ１よりも幅広な部位を有する場合には、Ｌ１と同程度の径を有する液中粒子が中空部に導入され滞留した場合においても、第１駆動部材７及び／又は第２駆動部材８の対向方向への駆動（上下駆動）により押し潰された液中粒子は第１駆動部材７及び第２駆動部材８の長さ方向のみならず幅方向にも延伸が可能であり、二つの駆動部材間において隙間無く延伸される可能性が顕著に低減されることになる。このため、液中粒子が第１駆動部材７及び第２駆動部材８に固着する可能性を、大幅に低減することが可能となる。
【００２２】
第１駆動部材７及び第２駆動部材８の長さＬ３については、これが過度に短ければ液中粒子が中空部６に滞留する可能性、あるいは中空部６の洗浄が不十分となる可能性等が高まる。一方で、これが過度に長ければ、中空部６に導入された液中粒子の詰り等の可能性が高まることになる。このため、Ｌ３とＬ２とは同程度であることが好ましく、さらには、第１駆動部材７及び第２駆動部材８を互いの対向方向から観察した場合における第１駆動部材７及び第２駆動部材８の形状は、滞留した液中粒子の引っかかりの防止等の観点から、略円形又は多角形であることがより好ましく、略円形であることがさらに好ましい。
対向方向における第１駆動部材と第２駆動部材との間の幅は、液中粒子の平均的なサイズや、本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置が備える撮像手段の被写界深度等に応じて適宜決定すればよいが、液中粒子の観察時においては、液中粒子が活性汚泥であれば、撮像分解能と駆動部材の位置再現性の観点から、０．０１ｍｍ以上とすることが好ましい。また、液中粒子が上下方向に重複し、誤認識するのを防止する観点から、液中粒子の観察時の対向方向における第１駆動部材と第２駆動部材との間の幅は、０．０５ｍｍ未満とすることが好ましい。
【００２３】
一方で、液中粒子の観察時以外においては、中空部の閉塞等を抑止するため、第１駆動部材と第２駆動部材との間の幅は、０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、液中粒子の観察時以外における第１駆動部材と第２駆動部材との間の幅は、駆動時間による観察時間増加を避けるため１ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、液中粒子の観察時以外においては、第１駆動部材及び第２駆動部材に固着した液中粒子等が遊離する可能性も高まることから、被検液の動入と、第１駆動部材及び第２駆動部材の対向方向への駆動（上下駆動）を、間欠的に繰り返すことが好ましい。
本発明の実施形態にかかる液中粒子の評価装置の運転方法は、対向方向における前記第１駆動部材と前記第２駆動部材との間の幅が、観察時において０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ未満、かつ、観察時以外において０．５ｍｍ以上となるように前記第１駆動部材及び／又は前記第２駆動部材を駆動させる。
【００２４】
第１駆動部材及び／又は第２駆動部材が対向方向に駆動する速度については、撮像を含めた評価時間を適度なものとしつつ、駆動部材等の破損の可能性を低減するため、５ｍｍ／ｓ以下とすることが好ましい。また、作業効率の観点から０．５ｍｍ／ｓ以上とすることが好ましい。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
図４ａ及び図４ｂは、本発明の第２の実施形態に係る液中粒子の評価装置の本体部材の断面の概略図第１駆動部材である。本発明の第２の実施形態に係る液中粒子の評価装置は、本発明の第１の実施形態に係る液中粒子の評価装置の構成要素に加えて、本体部材、及び、第１駆動部材に取り付けられ、本体部材と第１駆動部材との間を液密に保持する、連結部材を備える。
図４ａ及び図４ｂの断面図においては、本体部材１の中空部６には、第１駆動部材７が遊嵌され、かつ、第２駆動部材１２が嵌合されている。ここで第１駆動部材７は、駆動手段（図示しない）によって、本体部材１の長さ方向（図の上下方向）に対向して駆動可能な状態になっている。一方で、第２駆動部材１２は駆動をしない構成となっており、第２開口部を閉塞する形で接着により固定されている。なお前述したように、駆動をしない第２駆動部材は、本体部材と共に一体成型されていても構わない。
【００２６】
図４ａ及び図４ｂの断面図においては、本体部材１の中空部６に遊嵌された第１駆動部材７は、中空部６内のみならず、中空部６内から中空部６外に亘って駆動をする構成となっている。このような構成において、本体部材と第１駆動部材との間が液密な状態となるように保持すべく、本発明の第２の実施形態に係る液中粒子の評価装置は、図４ａ及び図４ｂに示すような連結部材１１を備える。連結部材１１は、本体部材１及び第１駆動部材（７）のそれぞれに取り付けられている。
連結部材の形状は、その素材や第１駆動部材の駆動範囲等によって、適宜決定すればよい。連結部材は、弾性部材であってもよく、連結部材の素材としては、例えば、一定の破れ強度を有しながら伸縮が可能な、樹脂、ゴム又はエラストマーが挙げられる。
連結部材１１を、本体部材及び第１駆動部材のそれぞれに取り付ける方法としては、例えば、接着等による固定が挙げられる。
【００２７】
＜第３の実施形態＞
図５ａ及び図５ｂは、本発明の第３の実施形態に係る液中粒子の評価装置の本体部材の断面の概略図である。本発明の第３の実施形態に係る液中粒子の評価装置は、本発明の第２の実施形態に係る液中粒子の評価装置における連結部材が、蛇腹構造を有する。
図５ａの断面図においては、連結部材１３は、蛇腹構造を有している。連結部材Ｄ１が蛇腹構造を有することで、図５ｂのように第１駆動部材７が対向方向への駆動（上下駆動）をしたとしても、連結部材１３が側面方向（左右）に大きくぶれることなく伸縮することが可能となり、液中粒子の評価をより安定的に実施することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、水処理槽の活性汚泥等の液中粒子の状態評価に、好適に利用することができる。【００２９】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１８年２月１日出願の日本特許出願（特願２０１８−１６１１４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１      本体部材
２      第１開口部
３      第２開口部
４      第１流路
５      第２流路
６      中空部
７      第１駆動部材
８      第２駆動部材
９      撮像手段
１１    連結部材
１２    第２駆動部材（固定されている状態）
１３    蛇腹構造を有する連結部材
【図１】
2019150997.tif 000003
【図２】
2019150997.tif 000004
【図３】
2019150997.tif 000005
【図４ａ】
2019150997.tif 000006
【図４ｂ】
2019150997.tif 000007
【図５ａ】
2019150997.tif 000008
【図５ｂ】
2019150997.tif 000009
【国際調査報告】
2019150997.tif 000010
2019150997.tif 000011
2019150997.tif 000012
2019150997.tif 000013