(57)【要約】【課題】微量の試料でも粘度や表面張力などの性状を計測する。【解決手段】性状計測装置は、流動性物体の微小滴を載置する載置面が撥水性を有する可撓性の載置膜と、微小滴に振動を与えた際の載置膜の振動に基づく力を検出する微小力センサと、微小力センサからの検出信号に基づいて流動性物体の性状を演算する演算装置と、を備える。演算装置は、微小力センサからの振動する検出信号の減衰に基づいて減衰比を求め、減衰比と流動性物体の密度と微小滴の質量とに基づいて流動性物体の粘度を演算し、微小滴に与える振動の周波数を順次変更して微小滴の共振周波数を求め、共振周波数と微小滴の質量とに基づいて流動性物体の表面張力を演算する。微小力センサは、半導体製造技術を用いて極めて小さく且つ高精度に形成することができるから、１μＬ程度の微量でも試料の性状を計測することができる。【選択図】図１
2018077146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有する流動性物体の粘度などの性状を計測する流動性物体の性状計測装置であって、
前記流動性物体の微小滴を載置する載置面が撥水性を有する可撓性の載置膜と、
前記微小滴に振動を与えた際の前記載置膜の振動に基づく力を検出する微小力センサと、
前記微小力センサからの検出信号に基づいて前記流動性物体の性状を演算する演算装置と、
を備えることを特徴とする流動性物体の性状計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記載置膜を上面とする箱状部材を有し、
前記微小力センサは、前記箱状部材の内圧を検出するセンサである、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項３】
請求項１記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記微小力センサは、前記載置膜の前記載置面の歪みを検出するセンサである、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記演算装置は、前記微小力センサからの振動する検出信号の減衰に基づいて減衰比を求め、前記減衰比と前記流動性物体の密度と前記微小滴の質量とに基づいて前記流動性物体の粘度を演算する、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記演算装置は、前記微小滴に与える振動の周波数を順次変更したときの前記微小力センサからの振動する検出信号に基づいて共振周波数を求め、前記共振周波数と前記微小滴の質量とに基づいて前記流動性物体の表面張力を演算する、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれか１つの請求項に記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記載置膜は、前記載置面の表面にきのこ形状の複数の微小突起を有する、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項７】
流動性を有する流動性物体の粘度などの性状を計測する流動性物体の性状計測方法であって、
可撓性の載置膜の載置面に前記流動性物体の微小滴を載置した状態で前記微小滴に振動を与えた際の前記載置膜の振動に基づく振動する信号を検出し、検出した振動する信号に基づいて前記流動性物体の性状を演算する、
ことを特徴とする流動性物体の性状計測方法。
【請求項８】
請求項７記載の流動性物体の性状計測方法であって、
前記検出した振動する信号の減衰に基づいて減衰比を求め、前記減衰比と前記流動性物体の密度と前記微小滴の質量とに基づいて前記流動性物体の粘度を演算する、
流動性物体の性状計測方法。
【請求項９】
請求項７記載の流動性物体の性状計測方法であって、
前記微小滴に順次周波数の異なる振動を与えた際の前記載置膜の振動に基づく振動する信号に基づいて共振周波数を求め、前記共振周波数と前記微小滴の質量とに基づいて前記流動性物体の表面張力を演算する、
流動性物体の性状計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性物体の性状計測装置およびその性状計測方法に関し、詳しくは、流動性物体の粘度を含む性状を計測する装置および流動性物体の性状の計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、電磁スピニング法を用いて流体の粘度を計測する粘度計が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。電磁スピニング法は、以下に示す測定原理の粘弾性計測手法である。まず、小型試料容器に金属球と試料を入れ、回転磁場を印加する。すると、金属球内に誘起された誘導電流と磁場の間のローレンツ相互作用によってトルクが生じ、金属球を回転させる。外部磁場と金属球の回転速度を測定して解析することにより、試料の粘弾性を計測することができる。この粘度計では、計測のために小型試料容器に入れる最低試料量（必要試料量）は３００μＬとなっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】EMS粘度計（EMS-1000），京都電子工業株式会社  http://www.kyoto-kem.com/ja/product/ems1000/（２０１５年１月６日検索）
【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、上述の粘度計では、試料量として最低限３００μＬを必要とする。また、上述の粘度計とは異なる他の装置でも試料量として５０μＬ〜３００μＬが必要とされ、５０μＬ未満の微量しか試料を得ることができない場合には、試料の粘度を計測することが困難となる。
【０００５】
本発明の流動性物体の性状計測装置およびその性状計測方法は、微量の試料でも粘度や表面張力などの性状を計測することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の流動性物体の性状計測装置およびその性状計測方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の流動性物体の性状計測装置は、
流動性を有する流動性物体の粘度などの性状を計測する流動性物体の性状計測装置であって、
前記流動性物体の微小滴を載置する載置面が撥水性を有する可撓性の載置膜と、
前記微小滴に振動を与えた際の前記載置膜の振動に基づく力を検出する微小力センサと、
前記微小力センサからの検出信号に基づいて前記流動性物体の性状を演算する演算装置と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この本発明の流動性物体の性状計測装置では、載置膜の振動に基づく力を検出する微小力センサを取り付けた状態で載置膜の載置面に流動性物体の微小滴を載置し、その状態で微小滴に振動を与える。このとき、微小滴の振動に伴って載置膜が振動するため、載置膜の振動に基づく力が信号として微小力センサにより検出される。この検出信号に基づいて流動性物体の性状を計測する。流動性物体の性状としては粘度や表面張力などを挙げることができる。粘度の計測は、微小滴の振動の減衰を微小力センサからの検出信号の減衰として検出し、この検出信号の減衰に基づいて行なうことができる。また、表面張力の計測は、微小滴を載置膜に載置した状態における共振周波数と微小滴の質量とに基づいて行なうことができる。このように、本発明の流動性物体の性状計測装置では、微小力センサにより検出可能な力を作用させることができればよいから、微小滴のサイズは５０μＬ未満、例えば２μＬでも計測可能となる。これらのことから、微量の試料でも粘度や表面張力などの性状を計測することができる。ここで、「流動性物体」としては、液体やゲル状の物体など流動性を有するものであれば如何なるものも含まれる。「微小力センサ」としては、載置膜を上面とする箱状部材の内圧を検出するものを用いたり、載置膜の載置面の歪みを検出するものを用いることができる。
【０００９】
こうした本発明の流動性物体の性状計測装置において、前記演算装置は、前記微小力センサからの振動する検出信号の減衰に基づいて減衰比を求め、前記減衰比と前記流動性物体の密度と前記微小滴の質量とに基づいて前記流動性物体の粘度を演算するものとすることもできる。ここで、減衰比をβ、流動性物体の密度をρ、微小滴の質量をｍ、流動性物体の粘度μとすると、次式（１）の関係が知られている。この関係を用いて流動性物体の粘度μを演算することができる。なお、減衰比は、微小力センサからの振動する検出信号の減衰に基づいて求めることができ、式（２）の関係が知られている。
【００１０】
【数１】
2018077146.tif 000003
【００１１】
また、本発明の流動性物体の性状計測装置において、前記演算装置は、前記微小滴に与える振動の周波数を順次変更したときの前記微小力センサからの振動する検出信号に基づいて共振周波数を求め、前記共振周波数と前記微小滴の質量とに基づいて前記流動性物体の表面張力を演算するものとすることもできる。ここで、モード数をｊ、モードｊの共振周波数をｆｊ、表面張力をγ、微小滴の質量をｍとすると、次式（３）の関係が知られている。この関係を用いて流動性物体の表面張力γを演算することができる。
【００１２】
【数２】
2018077146.tif 000004
【００１３】
本発明の流動性物体の性状計測方法は、
流動性を有する流動性物体の粘度などの性状を計測する流動性物体の性状計測方法であって、
可撓性の載置膜の載置面に前記流動性物体の微小滴を載置した状態で前記微小滴に振動を与えた際の前記載置膜の振動に基づく振動する信号を検出し、検出した振動する信号に基づいて前記流動性物体の性状を演算する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の流動性物体の性状計測方法では、載置膜の載置面に流動性物体の微小滴を載置し、その状態で微小滴に振動を与える。このとき、微小滴の振動に伴って載置膜が振動するため、載置膜の振動に基づく振動する信号を検出する。そして、この検出した振動する信号に基づいて流動性物体の性状を計測する。流動性物体の性状としては粘度や表面張力などを挙げることができる。粘度の計測は、検出した振動する信号の減衰に基づいて減衰比を求め、減衰比と流動性物体の密度と微小滴の質量とに基づいて流動性物体の粘度を演算することにより行なうことができる。この演算については上述の式（１）の関係を用いることができ、減衰比は上述の式（２）を用いることができる。表面張力の計測は、微小滴に順次周波数の異なる振動を与えた際の載置膜の振動に基づく振動する信号に基づいて共振周波数を求め、共振周波数と微小滴の質量とに基づいて流動性物体の表面張力を演算することにより行なうことができる。この演算については上述の式（３）の関係を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としての流動性物体の性状計測装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ面を用いてセンサ台２２の構成を説明する説明図である。
【図３】載置膜３０の上面の拡大写真を示す図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ面を模式的に示す説明図である。
【図５】実施例の撥水性膜３４と比較例の撥水性膜とを用いたときの流動性物体の表面張力と接触角との関係の一例を示すグラブである。
【図６】センサ台２２の載置膜３０に載置した微小滴１０に振動を与えたときの微小滴１０や載置膜３０，微小力センサ３８の変化の様子を示す説明図である。
【図７】微小滴の粘度が小さいときの振動の減衰の様子と微小滴の粘度が大きいときの振動の減衰の様子とを示す説明図である。
【図８】微小滴１０として１．６μＬの水とオイルを用いたときの検出信号の時間変化の一例を示す説明図である。
【図９】電子制御ユニット５０により実行される粘度計測処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】電子制御ユニット５０により実行される表面張力計測処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】タッピングにより微小滴１０に振動を与えている様子を示す説明図である。
【図１２】変形例のセンサ台１２２の構成の概略を示す説明図である。
【図１３】センサ台１２２の載置膜１３０に載置した微小滴１０に振動を与えたときの微小滴１０や載置膜１３０，微小力センサ１３８の変化の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての流動性物体の性状計測装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、図１のＡ−Ａ面を用いてセンサ台２２の構成を説明する説明図である。実施例の性状計測装置２０は、図示するように、流動性物体の微小滴１０を載置すると共に微小力センサ３８を内蔵するセンサ台２２と、センサ台２２を振動させる振動台４０と、振動台４０を駆動したり微小力センサ３８からの検出信号に基づいて粘度を計算したりする電子制御ユニット５０と、を備える。
【００１８】
センサ台２２は、上面が開口された中空の円筒形状の箱状部材２４と、箱状部材２４の上蓋状に配置されて箱状部材２４と共に内空間２８を形成すると共に流動性物体の微小滴１０を載置する載置膜３０と、を備える。実施例では、内空間２８が直径３．３ｍｍで高さ０．５ｍｍとなる箱状部材２４を用いた。箱状部材２４の底部には矩形の開口部２６（実施例では、１００μｍ×１３０μｍ程度）が形成されており、その開口部２６には開口部２６の内周側に僅かなクリアランスをもって二脚の片持梁状の微小力センサ３８が取り付けられている。微小力センサ３８は、ケイ素層にピエゾ抵抗層を積層した受圧部３８ａおよび二脚部３８ｂとから構成されており、内空間２８の圧力の変化を受圧部３８ａで受けることによって二脚部３８ｂの撓みの程度が変化し、これによるピエゾ抵抗層の抵抗値の変化を検出信号として出力する。微小力センサ３８は、半導体製造技術を適用して製造することが可能であり、サイズとしては、例えば全体として１００μｍ×１３０μｍ程度、二脚部３１ｂの幅が２０μｍ程度として形成することができる。このように、微小力センサ３８は、半導体製造技術を適用して製造することが可能であるから、極めて小さい微小力センサ３８を作成することができると共に、各微小力センサ３８の検出感度を高くすることができる。このため、実施例の微小力センサ３８では、２μＬの微小滴１０の振動に伴う内空間２８の圧力の変化を検出信号として出力することができる。なお、発明者らは、この微小力センサ３８を「カンチレバー型センサ」と称している。
【００１９】
図３は、載置膜３０の上面の拡大写真であり、図４は、図３のＢ−Ｂ面を模式的に示す説明図である。載置膜３０は、可撓性のフィルム３２の上面に、表面にきのこ形状の複数の突起３６を有するようにゴム状材料により形成された可撓性の撥水性膜３４が積層されて構成されており、更に撥水性膜３４の上面（複数の突起３６が形成されている面）には撥水剤（オクタフルオロシクロブタン（Ｃ4Ｆ8）などの有機フッ化化合物等）による被膜（図示せず）による撥水処理（撥油処理）が施されている。実施例では、フィルム３２としては、厚みが５０μｍのポリイミドフィルムを用いて形成し、撥水性膜３４としては、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いて、突起３６の傘部の直径が約２０μｍで突起３６の竺部の直径が約１４μｍで突起３６の高さが約３０μｍで平坦部の厚みが約５０μｍとなるように形成した。撥水性膜３４の上面にきのこ形状の複数の突起３６を形成するのは、流動性物体の微小滴１０を載置したときの微小滴１０と膜との接触角を大きくして撥水性（撥油性）の性能を高くするためである。図５は、実施例の撥水性膜３４と比較例の撥水性膜とを用いたときの微小滴１０の表面張力と接触角との関係の一例を示すグラブである。なお、比較例としては、サイコロ形状の複数の突起を有する撥水性膜を用いた。接触角が大きいほど微小滴１０は球状に近くなるから、図５のグラフから解るように、表面張力が小さい領域で、実施例の撥水性膜３４の方が比較例の膜より撥水性（撥油性）が高いことが解る。
【００２０】
振動台４０は、図示しないがピエゾ素子（圧電素子）を用いたアクチュエータを備え、ピアゾ素子に交番する電力を印加することにより、センサ台２２を上下方向に振動させる。
【００２１】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心としたマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に、プログラム等を記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートと、を備える。電子制御ユニット５０には、センサ台２２に内蔵された微小力センサ３８からの検出信号や、計測する種別を切り換える粘度・表面張力切替スイッチ５７からのスイッチ信号、計測スイッチ５８からのスイッチ信号などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット５０からは、振動台４０への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２２】
次に、実施例の性状計測装置２０により微小滴１０の性状として粘度μを計測する原理について説明する。図６にセンサ台２２に載置された微小滴１０に振動が与えられたときの微小滴１０や載置膜３０，微小力センサ３８の変化の様子を示す。図示するように、センサ台２２に載置された微小滴１０に振動が与えられると、振動に伴って、微小滴１０は上下に延びたり（図６（ａ）参照）、横方向に膨らんだり（図６（ｂ）参照）して、その動作を減衰しながら載置膜３０を上下に撓ませて振動させる。載置膜３０の撓みの振動は、撓みの程度に応じて内空間２８の圧力を変化させるから、内空間２８の圧力が小さくなったときには微小力センサ３８を内側（内空間２８側）に撓ませ（図６（ａ）参照）、内空間２８の圧力が大きくなったときには微小力センサ３８を外側に撓ませる（図６（ｂ）参照）。微小滴１０の振動の減衰は、微小滴１０の上下に延びたり横方向に膨らんだりする運動によるエネルギ消費によって生じるが、その消費するエネルギは、微小滴１０の粘度が大きいほど大きくなる。微小滴１０の粘度が小さいときの振動の減衰の様子と微小滴１０の粘度が大きいときの振動の減衰の様子とを図７に示す。微小滴１０の粘度が小さいときには、図７（ａ）に示すように、微小滴１０の振動は比較的ゆっくり減衰し、微小滴１０の粘度が大きいときには、図７（ｂ）に示すように、微小滴１０の振動は比較的迅速に減衰する。この振動の減衰は、減衰比をβとすると、上述の式（２）により表わされることが知られている。ここで、式（２）中のαは定数である。また、減衰比βと微小滴の粘度μは、式（１）の関係を有する。式（１）中、ρは微小滴１０の密度、ｍは微小滴１０の質量である。従って、微小力センサ３８により微小滴１０の振動の減衰を検出信号として検出し、信号の減衰に対して式（２）を用いて減衰比βを求め、求めた減衰比βと微小滴の密度ρおよび微小滴１０の質量ｍを式（１）に適用して微小滴１０の粘度μを得ることができる。
【００２３】
図８は、微小滴１０として１．６μＬの水とオイルを用いたときの検出信号の時間変化の一例を示す説明図である。図８（ａ）は水（表面張力が７２ｍＮ／ｍ、粘度が１ｍＰｓ．ｓ）の検出信号の時間変化を示し、図８（ｂ）はメチルフェニルシリコーンオイル（表面張力が３４ｍＮ／ｍ、粘度が３７ｍＰｓ．ｓ）の検出信号の時間変化を示す。図示するように、粘度の小さい水は、図８（ａ）に示すように、微小滴１０の振動は比較的ゆっくり減衰し、微小滴１０の粘度が大きいオイルは、図８（ｂ）に示すように、微小滴１０の振動は比較的迅速に減衰する。
【００２４】
図９は、試料を１μＬ以上の微小滴１０としてセンサ台２２に載置して試料の粘度を計測する際に電子制御ユニット５０により実行される粘度計測処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、試料の微小滴１０をセンサ台２２に載置し、粘度・表面張力切替スイッチ５７の操作により粘度の計測を選択している状態で計測スイッチ５８をオンとしたときに実行される。粘度計測処理が実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、振動台４０を振動させてセンサ台２２の載置膜３０に載置された微小滴１０に振動を与え（ステップＳ１００）、微小力センサ３８により検出される検出信号を記憶する（ステップＳ１１０）。次に、記憶した検出信号に基づいて上記の式（２）を用いて減衰比βを計算し（ステップＳ１２０）、計算した減衰比βに対して式（１）を用いて粘度μを計算して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。こうした処理により、試料の微小滴１０をセンサ台２２に載置し、粘度・表面張力切替スイッチ５７の操作により粘度の計測を選択している状態で計測スイッチ５８をオンとするだけで１μＬ以上の微小滴１０の粘度を計測することができる。
【００２５】
次に、実施例の性状計測装置２０により微小滴１０の性状として表面張力を計測する原理について説明する。微小滴１０の表面張力γは、モード数をｊ、モードｊの共振周波数をｆｊ、微小滴の質量をｍとすると、上述した式（３）の関係が知られている。したがって、センサ台２２の載置膜３０に微小滴１０を載置した状態で微小滴１０に周波数の異なる振動を与え、微小滴１０の共振周波数ｆｊを求め、求めた共振周波数ｆｊと微小滴１０の質量ｍとを式（３）に代入することにより、微小滴１０の表面張力γを計測することができる。
【００２６】
図１０は、試料を１μＬ以上の微小滴１０としてセンサ台２２に載置して試料の表面張力を計測する際に電子制御ユニット５０により実行される表面張力計測処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、試料の微小滴１０をセンサ台２２に載置し、粘度・表面張力切替スイッチ５７の操作により表面張力の計測を選択している状態で計測スイッチ５８をオンとしたときに実行される。表面張力計測処理が実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、微小滴１０に与える初期振動の周波数として予め定めた初期周波数を設定する（ステップＳ２００）。そして、微小滴１０に共振が生じていると判定できるまで、設定された周波数の振動を振動台４０からセンサ台２２の載置膜３０に載置された微小滴１０に与える処理（ステップＳ２１０）と、微小力センサ３８により信号を検出する処理（ステップＳ２２０）と、微小滴１０に共振が生じているか否かを判定する処理（ステップＳ２３０）と、周波数を順次変更する処理（ステップＳ２４０）とを繰り返す。微小滴１０に共振が生じると、それまでの周波数における検出信号の振幅が明らかに大きくなるから、この現象の判定により微小滴１０に共振が生じているか否かを判定することができる。ステップＳ２３０で共振が生じていると判定されたときには、そのときの振動の周波数を共振周波数ｆｊとして記憶し（ステップＳ２５０）、微小滴１０の質量ｍを入力し（ステップＳ２６０）、共振周波数ｆｊと質量ｍとを用いて微小滴１０の表面張力γを計算して（ステップＳ２７０）、本処理を終了する。こうした処理により、試料の微小滴１０をセンサ台２２に載置し、粘度・表面張力切替スイッチ５７の操作により表面張力の計測を選択している状態で計測スイッチ５８をオンとするだけで１μＬ以上の微小滴１０の表面張力を計測することができる。
【００２７】
以上説明した実施例の性状計測装置２０では、可撓性を有すると共に上面に撥水処理（撥油処理）が施された載置膜３０を、底部に微小力センサ３８が取り付けられた箱状部材２４に上蓋状に配置してセンサ台２２を構成する。センサ台２２の載置膜３０に微小滴１０を載置し、微小滴１０に振動を与えると、微小滴１０の振動に基づいて載置膜３０の撓みに振動が生じ、この載置膜３０の振動により内空間２８の圧力が変化する。これを微小力センサ３８により検出し、検出信号を用いて微小滴１０の粘度μや表面張力γなどの性状を計算することにより性状を計測することができる。微小力センサ３８は、半導体製造技術を用いて極めて小さく且つ高精度に形成することができるから、１μＬ程度の微小滴１０でもその性状を計測することができる。
【００２８】
実施例では、センサ台２２の載置膜３０に微小滴１０を載置し、微小滴１０に振動を与え、微小滴１０の振動に基づく載置膜３０の撓みの振動の減衰を内空間２８の圧力の変化の減衰として微小力センサ３８により検出し、微小力センサ３８の検出信号の減衰に基づいて減衰比βを計算し、減衰比βと微小滴の密度ρと微小滴１０の質量ｍとにより微小滴１０の粘度μを計算することにより微小滴１０の粘度μを計測することができる。また、センサ台２２の載置膜３０に微小滴１０を載置し、微小滴１０に与える振動の周波数を順次変更して微小滴１０の共振周波数ｆｊを求め、共振周波数ｆｊと微小滴１０の質量ｍとにより微小滴１０の表面張力γを計算することにより微小滴１０の表面張力γを計測することができる。
【００２９】
実施例の性状計測装置２０では、載置膜３０の表面にきのこ形状の複数の突起３６を形成するものとしたが、こうしたきのこ形状の複数の突起３６を形成しないものとしてもよい。
【００３０】
実施例の性状計測装置２０では、振動台４０を用いてセンサ台２２の載置膜３０に載置された微小滴１０に振動を与えるものとしたが、センサ台２２やセンサ台２２を載置する支持台の一部を軽く叩くこと（タッピング）により微小滴１０に振動を与えるものとしてもよい。図１１にタッピングにより微小滴１０に振動を与えている様子を示す。このように、タッピングでも微小滴１０に振動を与えることができるから、微小滴１０の性状を計測することができる。この場合、微小滴１０の表面張力γは、以下のように求めることができる。タッピングでは広い周波数を有する振動を微小滴１０に与えることができるから、まず、タッピングにより与えた振動に対して微小力センサ３８により検出される時系列データを周波数解析する。周波数解析の結果、相対的な大きな成分をもつ周波数を周波数の低い方から順のモード数ｊの共振周波数ｆｊとする。そして、求めた共振周波数ｆｊと微小滴１０の質量ｍとにより微小滴１０の表面張力γを計算することができる。この場合、微小滴１０の粘度μは、特定の共振周波数を含む周波数の帯域のみを離散逆フーリエ変換して得られる時系列データから振動の減衰を計算し、信号の減衰に対して式（２）を用いて減衰比βを求め、求めた減衰比βと微小滴の密度ρおよび微小滴１０の質量ｍを式（１）に適用することにより計算することができる。もとより、微小滴１０の粘度μは、タッピングにより与えた振動に対して微小力センサ３８により検出される時系列データから振動の減衰を計算して得ることもできる。
【００３１】
実施例の性状計測装置２０では、微小滴１０の振動に基づく載置膜３０の撓みの振動を内空間２８の圧力の変化として微小力センサ３８により検出するものとしたが、載置膜３０の撓みの振動を載置膜３０の撓みの変化として微小力センサにより検出するものとしてもよい。この場合、図１２の変形例のセンサ台１２２に示すように、膜台１２４の上部に取り付けられた載置膜１３０の膜台１２４近傍に微小力センサ１３８を貼り付ける。ここで、載置膜１３０と微小力センサ１３８は、実施例の載置膜３０と微小力センサ３８と同一の構成である。図１３にセンサ台１２２の載置膜１３０に載置された微小滴１０に振動を与えたときの微小滴１０や載置膜１３０，微小力センサ１３８の変化の様子を示す。図示するように、センサ台１２２に載置された微小滴１０に振動が与えられると、振動に伴って、微小滴１０は上下に延びたり（図１３（ａ）参照）、横方向に膨らんだり（図１３（ｂ）参照）して、載置膜１３０を上下に撓ませる程度を変化させる振動となる。載置膜１３０の撓みの振動は、微小滴１０が上下に延びたときには、図１３（ａ）に示すように、微小力センサ１３８は下に凸となるように撓み、微小滴１０が横方向に膨らんだときには、図１３（ｂ）に示すように、微小力センサ１３８は上に凸となるように撓む。したがって、微小力センサ１３８の検出信号に基づいて、実施例と同様に、微小滴１０の粘度μや表面張力γなどの性状を計測することができる。
【００３２】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、流動性物体の性状計測装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  微小滴、２０  性状計測装置、２２，１２２  センサ台、２４  箱状部材、２６  開口部、２８  内空間、３０，１３０  載置膜、３２  フィルム、３４  撥水性膜、３６  突起、３８，１３８  微小力センサ、３８ａ  受圧部、３８ｂ  二脚部、４０  振動台、５０  電子制御ユニット、５２  ＣＰＵ、５４  ＲＯＭ、５６  ＲＡＭ、５７  粘度・表面張力切替スイッチ、５８  計測スイッチ、１２４  膜台。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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