(57)【要約】【課題】粒径分布測定装置の測定方法変更に伴うセル又はセルホルダの交換作業を省力化すること。【解決手段】内部に粒子群を収容させて所定の光照射位置に配置したセルに照射光を照射するとともに、その回折又は／及び散乱光を複数の光検出器で検出し、各光検出器からの信号に基づいて前記粒子群の粒径分布を測定するようにしたものにおいて、複数のセルと、前記各セルを所定の軌道に沿って前記光照射位置及び前記光照射位置とは異なる位置に設定された退避位置間で移動可能に保持する案内機構と、前記光照射位置に位置付けられたセルをその位置に仮保持する仮保持機構とを備えたるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に粒子群を収容させて所定の光照射位置に配置したセルに照射光を照射するとともに、その回折又は／及び散乱光を複数の光検出器で検出し、各光検出器からの信号に基づいて前記粒子群の粒径分布を測定するようにしたものにおいて、複数のセルを所定の軌道に沿って前記光照射位置及び前記光照射位置とは異なる位置に設定された退避位置間で移動可能に保持する案内機構と、前記光照射位置に位置付けられたセルをその位置に仮保持する仮保持機構とを備えたことを特徴とする粒径分布測定装置。
【請求項２】
前記複数のセルを一体的に支持するセル支持部材をさらに備えてなり、案内機構が前記セル支持部材を所定の軌道に沿って移動させるものである請求項１記載の粒径分布測定装置。
【請求項３】
前記案内機構が、異なるタイプのセルを複数保持することができるように構成したものである請求項１又は２記載の粒径分布測定装置。
【請求項４】
前記案内機構が、前記軌道に沿って配置されたレールを備え、前記セルをそのレールに沿って移動可能に構成したものである請求項１，２又は３記載の粒径分布測定装置。
【請求項５】
前記仮保持機構が、ラッチ機構である請求項１，２，３又は４記載の粒径分布測定装置。
【請求項６】
前記光検出器が、前記照射光の光軸と退避位置にあるセルとによって規定される仮想平面を避けて配置されている請求項１，２，３，４又は５記載の粒径分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子による光の回折又は／及び散乱を利用した粒径分布測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の粒径分布測定装置では、透明なセル内に分散させた粒子群に照射光を照射し、その回折又は／及び散乱（以下特に分ける必要がない限り散乱という）光を検出することにより、前記粒子群の粒径分布を測定するようにしている。そしてそのようなセルには代表的なものとして、バッチ式セルや湿式フローセル、乾式フローセル等が知られている。しかして従来、このような異なるタイプのセルを交換する場合にはセルを保持するセルホルダごと交換するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４３６２２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来はセルホルダが装置本体にネジ止めされているため、その交換にあたっては、予め固定されているセルホルダのネジを緩める又は外す等して装置本体外に取り出すか、またはセルを収容している試料室内の邪魔にならない位置に退避させた後、測定に用いるセルホルダを再びネジを用いて固定する必要があり、その作業にかなりの手間がかかる。
【０００５】
特に、湿式フロータイプのセルホルダは装置本体内の別箇所に配置してある分散用超音波プローブ、攪拌翼、循環ポンプ等の前処理機構をともなってパイプにより結合されており、このセルホルダを装置本体外へ取り除く際にはパイプを取り外し、さらにセルホルダを装置に固定しているネジを外す必要があるため、その手間は極めて煩雑なものとなる。
【０００６】
これに対して、前記特許文献１に示すように、前記パイプにシリコンチューブなどの柔軟な材質あるいは屈曲又は伸縮可能な管を使用して、パイプとセルホルダとを繋いだままフロータイプのセルホルダを資料室内部の邪魔にならない位置へ退避させるようにしたものもあるが、他のタイプのセルホルダ（乾式フローセルやバッチ式セルホルダ等）は不要時に装置本体外へ取り出す必要があるため、やはりセルホルダの交換時には装置本体への固定ネジを外す必要がある。このようにセルの交換にあたって、特に違うタイプのものと交換を行う際には、従来、その作業に多くの手間を必要とする。
【０００７】
そこで本発明は、この種の粒径分布測定装置において、セルの交換に際して発生する作業を省力化することをその主たる所期課題としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明にかかる粒径分布装置は、内部に粒子群を分散させて所定の光照射位置に配置したセルに照射光を照射するとともに、その散乱光を複数の光検出器で検出し、各光検出器からの信号に基づいて前記粒子群の粒径分布を測定するようにしたものにおいて、複数のセルを所定の軌道に沿って前記光照射位置及び前記光照射位置とは異なる位置に設定された退避位置間で移動可能に保持する案内機構と、前記光照射位置に位置付けられたセルをその位置に仮保持する仮保持機構とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば案内機構に保持させたまま、セルを光照射位置と退避位置との間で移動するだけでセルの交換が行えるため、セルの取り付け及び取り外し操作が不要となり、セル交換作業を省力化することができる。
【００１０】
光照射位置にあるセルを退避させれば自動的に他のセルが光照射位置に移動してくるようにし、セル交換作業をより簡単化するためには、複数のセルを一体的に支持するセル支持部材をさらに備えてなり、案内機構が前記セル支持部材を所定の軌道に沿って移動させるものであることが望ましい。
【００１１】
バッチ式セル、湿式フローセル、乾式フローセルなどのように異なるタイプのセルでも交換可能とするには、案内機構が異なるタイプのセルを複数保持することができるように構成したものであることが望ましい。
【００１２】
前記案内機構の具体的態様としては、前記軌道に沿って配置されたレールを備え、前記セルをそのレールに沿って移動可能に構成したものが挙げられる。
【００１３】
また、前記仮保持機構がラッチ機構であれば、セルの位置決めを容易に行える。
【００１４】
前記光検出器が、前記照射光の光軸と退避位置にあるセルとによって規定される仮想平面を避けて配置したものであれば、退避位置にあるセルに遮られることなく光検出器に散乱光を無理なく導くことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、粒子群に照射光１０を照射した際に生じる散乱光１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの散乱パターン（散乱光強度の角度分布）が、粒子径によって定まることを利用し、前記散乱パターンを検出することによってＭＩＥ散乱理論から粒子径分布を測定するようにしたものである。具体的にこのものは、図１に模式的に示すように、測定対象粒子群を溶媒中に分散させてなる試料を収容するセル３ｃ，４，５ｃと、そのセル３ｃ，４，５ｃにコヒーレントなレーザ光である照射光１０を照射する光照射部１と、前記セル３ｃ，４，５ｃの周囲に配置され、照射光１０を照射されて発生した散乱光１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを受光し、その強度に応じたアナログ電気信号である散乱光強度信号を出力する複数の検出器８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと、それら検出器８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄから出力される各散乱光強度信号を受信し変換等の処理を行う信号処理部１２と、その信号処理部１２で処理された各散乱光強度信号の値に基づいて粒子径分布を算出する算出部１３とを備えている。なお符号２は、検出器８の受光面中央に透過光が収斂するように設定された凸レンズである。
【００１６】
しかして本実施形態では、前記粒径分布測定装置に複数の互いに異なるタイプのセル３ｃ，４，５ｃを設けるとともに、これらのセル３ｃ，４，５ｃを一体的に支持するセル支持部材６と、そのセル支持部材６を所定軌道１４に沿って移動可能に保持する案内機構１１とを設けている。
【００１７】
以下に各部を詳細に説明する。
【００１８】
セル３ｃは湿式フロータイプのものであり、図２にあるように、例えば上下を湿式フローセルホルダ３ｈに固定してある。そしてセル３ｃは粒子群を液体溶媒中で分散させておくための図示していない循環ポンプ及び超音波プローブ等の粒子攪拌装置とともに液体循環流路上に設けてある。なお、同図中、符号３ａ，３ｂは前記液体循環流路を形成するものであって、セル３ｃの導出入ポートにそれぞれ接続されているパイプ３ａ，３ｂである。
【００１９】
セル４は乾式フロータイプのものであり、例えばセルホルダと一体となっている。その上部には、粒子を投入するための試料投入口４ｔが設けてあり、下部には粒子を吸引する吸引パイプ４ａが取り付けられていて、その間に収容した投下した粒子群に照射光１０を照射するための円形などの窓４ｗが付いている。
【００２０】
セル５ｃは、微量試料を測定する際に好適に用いられるいわゆるバッチ式のもので、その下部がバッチ式用セルホルダ５ｈに固定されている。
【００２１】
セル支持部材６は、例えば矩形板状をなすもので、その上面に前記セル３ｃ，４，５ｃを長辺に沿って一直線上に保持している。具体的には、前記セル３ｃ，５ｃに関してはセルホルダ３ｈ，５ｈを、前記セル４に関してはセルないしセルホルダをネジなどにより着脱可能に保持している。なお、このセル支持部材６には、図では前記の３つの互いに異なるタイプのセル３ｃ，４，５ｃを保持させているが、同タイプのセルを複数保持させることも可能である。
【００２２】
案内機構１１は、前記セル３ｃ，４，５ｃを収容する図示しないセル収容室に配置したもので、前記セル収容室の床面に前記所定軌道１４と平行をなすように設置したレール７上を、前記各セル３ｃ，４，５ｃがセル支持部材６を介して光照射位置Ｐと退避位置との間で移動し得るように構成したものである。
【００２３】
ここで、光照射位置Ｐは前記光軸１５と軌道１４が交わる部位に設定してあり、この位置Ｐに来たいずれかのセル３ｃ，４，５ｃに照射光１０が照射され、そのセル３ｃ，４，５ｃに収容されている粒子群の粒径分布を測定することができる。また、退避位置は前記光照射位置Ｐとは異なる位置であって、この位置にあるセル３ｃ，４，５ｃには照射光１０は照射されない。
【００２４】
なお、退避位置にあるセル３ｃ，４，５ｃが光検出器８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄへ入射する散乱光１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを遮ることはないようにそれら光検出器８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの位置を設定している。
【００２５】
さらに本実施形態では図示していないが光照射位置Ｐへ移動してきたセル３ｃ，４，５ｃをその位置で仮保持する機構としてスプリング等を用いたラッチ機構（図示していない）を設けている。
【００２６】
前記軌道１４は本実施形態では図１に示すように、光検出器８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと同一仮想平面上であって光軸１５に直交する方向へと伸びる直線である。従って、各セル３ｃ，４，５ｃにおける照射光１０が照射されるべき部位は、この軌道１４上に並ぶことになる。
【００２７】
次に本装置を用いた粒径分布測定手順の一例について以下に述べる。
【００２８】
まず測定者がセル支持部材６をレール７上でスライドさせ、所望のセル（例えば３ｃ）を光照射位置Ｐに移動させる。この状態が図３である。光照射位置Ｐにセル３ｃがあるかどうかはラッチ機構によるクリックストップ感で判断できる。そして従来通りに測定を開始すれば、セル３ｃに収容された粒子群の粒径分布が得られる。
【００２９】
別のセル４，５ｃの粒子群を測定する場合は、前期同様セル支持部材６をスライド移動させればよい。
【００３０】
なお、セル３ｃ，４には、パイプ３ａ，３ｂ，４ａがそれぞれ連結してあるが前述したようにそれらのパイプ３ａ，３ｂ，４ａは、その一部又は全部が柔軟性を有するため、セル３ｃ，４の移動に伴って変形することから着脱容易で、セル３ｃ，４の移動を阻害したりすることはない。
【００３１】
図４はバッチ式セル５ｃ、図５は乾式フローセル４を退避位置から光照射位置Ｐへ移動し終えた状態を示している。
【００３２】
このように構成した本実施形態によれば、セル交換に際しては各セル３ｃ，４，５ｃを案内機構１１を利用してスライドを移動させるだけでよく、それらの取り付け及び取り外しが不要であるため、作業性が大幅に向上する。もちろん、パイプ３ａ，３ｂ，４ａもセル３ｃ，４，５ｃの移動に追随して変形し、それらの着脱が不要であるため作業性を阻害することはない。
【００３３】
また、ラッチ機構を有しているため各セル３ｃ，４，５ｃを正確且つ簡単に光照射位置Ｐに位置決めできる。
【００３４】
更に一つのセル支持部材６に複数のセル３ｃ，４，５ｃを保持させており、一度に光照射位置Ｐからのセル３ｃ，４，５ｃの退避と光照射位置Ｐへのセル３ｃ，４，５ｃの移動を行うことができる。
【００３５】
上記に加えて本実施形態では、案内機構１１のレール７を直線的にすることで退避位置へ移動したセル３ｃ，４，５ｃが直線上に並ぶため、散乱光１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを遮るセル３ｃ，４，５ｃの面積を減らし、光検出器８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを配置可能な面積を広く取ることができる。
【００３６】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。
【００３７】
例えば光検出器が、退避位置にあるセルと光軸とが作る仮想平面に含まれないようなもの、例えばレールの軌道に垂直な仮想平面に光検出器が含まれるように定めれば、退避させたセルが散乱光を遮ることがないように無理なく光検出器を配置することができる。
【００３８】
また、軌道は直線に限らず湾曲したもの等でもかまわない。
【００３９】
更に、案内機構には具体的にレールを用いたもののみならず、例えばロボットアームやベルトコンベア等も挙げられる。
【００４０】
またセルを移動させるためのアクチュエータを備えたものであれば、測定者がセルを自ら移動させる必要はなく、セル又はセルホルダの交換をさらに省力化することが出来る。
【００４１】
更に、選択されたセル又はセルホルダのタイプをセンサにより自動的に認識し、所定のソフトウェアを情報処理装置で自動的に起動したり、測定に用いられるデータを読み込んだりするものや、測定方式に合致しないソフトウェアが起動している場合にその旨をオペレータに警告表示したり、予め用意されたソフトウェアによって測定者が情報処理装置等の操作パネルから測定方式を選択することで自動的に測定方式に合致したセル又はセルホルダを測定位置に配置されるものも考えられる。
【００４２】
このような構成で有ればセルと測定に用いるソフトウェアの対応が適切に保たれるため測定作業の手間やミス等を軽減することが出来る。
【００４３】
また、セル支持部材を測定装置本体へ脱着可能且つ複数取り付け可能とし、更に複数のセル支持部材間を連結可能としたものであれば、必要に応じた数のセルを備えることができ、光照射位置と退避位置間での移動とそれぞれの位置での固定を一同に行うことができる。
【００４４】
更に、照射光が試料を照射するようにセル支持部材と各種セルを適切な距離で固定する取り替え可能なアダプタ等を装着可能としたものであれば、様々なタイプのセル又はセルホルダを目的に応じて備えることが可能となり、既存の又は今後現れる未知のセル等の利用にも対応できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明によれば、セルの交換作業における粒径分布測定装置からの複雑なセルの取り付け及び取り外し操作を、案内機構に沿ったセルの照射位置と退避位置間の簡単な移動操作で代替することができ、セルの交換作業を容易にする効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に置ける粒径分布測定装置の基本構造を示す全体概略図。
【図２】図１における案内装置近傍を示した斜視図。
【図３】図１における案内装置近傍を拡大したもので、湿式フローセルが選択された状態を示している平面図。
【図４】図１における案内装置近傍を拡大したもので、バッチ式セル選択された状態を示している平面図。
【図５】図１における案内装置近傍を拡大したもので、乾式フローセル選択された状態を示している平面図。
【符号の説明】
３ｃ，４，５ｃ…セル
６…セル支持部材
７…レール
８，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…光検出器
１０…照射光
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…散乱光
１１…案内機構
１４…軌道
１５…光軸
Ｐ…光照射位置
【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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