(57)【要約】【課題】５０μＬ未満の微量の試料でも粘度を含む性状を測定することができる装置を提供する。【解決手段】センサ台２２に配置した極めて小さい微小力センサ３０に微小滴１０を載置し、微小滴１０に振動を与える。微小滴１０の振動を微小力センサ３０により検出し、微小滴１０の振動の減衰に対する検出信号に基づいて減衰比βを計算する。そして、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。複数の微小力センサ３０は、半導体製造技術を用いて極めて微小に形成すると共に縦横に規則的に配列してセンサアレイとすることができるから、各微小力センサ３０の検出感度を高くすることができ、３μＬの微小滴１０でも粘度μを計測することができる。【選択図】図１
2016130716.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測定する流動性物体の性状計測装置であって、
作用部に作用する力に基づく検出信号を出力する微小力センサが少なくとも１つ配置されたセンサ台と、
前記センサ台の前記微小力センサの上に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計測する計測手段と、
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、
前記計測手段は、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流動性物体の粘度を計測する手段である、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記計測手段は、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計算する手段である、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項４】
請求項２または３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、ケイ素層の上にピエゾ抵抗層を有する扁平な基材により二脚の片持梁状に形成されたセンサ基部と、前記センサ基部の梁端部の上面に取り付けられたピラー部と、前記センサ基部の二脚部のピエゾ抵抗層に電気的に接続された信号検出部と、を有し、前記二脚部のピエゾ抵抗層の抵抗値変化に基づく検出信号を出力するセンサである、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項５】
請求項４記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記センサ台は、前記ピラー部が１００μｍ以下の間隔で縦横に行列するよう前記微小力センサが複数配置されている、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項６】
請求項５記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記計測手段は、前記微小滴に接する複数の微小力センサのうち検出信号の振幅が最も大きな微小力センサからの検出信号を用いて流動性物体の粘度を計測する手段である、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項７】
請求項５記載の流動性物体の性状計測装置であって、
前記計測手段は、前記微小滴に接する複数の微小力センサのうち前記微小滴の中心から最も離れた微小力センサからの検出信号を用いて流動性物体の粘度を計測する手段である、
流動性物体の性状計測装置。
【請求項８】
流動性を有する流動性物体の粘度を計測する粘度計測方法であって、
作用部に作用する力に基づく検出信号を出力する微小力センサ上に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、前記微小滴の振動に基づいて前記微小力センサにより検出される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計算する、
ことを特徴とする粘度計測方法。
【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粘度計測方法に関し、詳しくは、流動性物体の粘度を含む性状を測定する装置および流動性物体の粘度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は、５０μＬ未満の微量の試料でも粘度を含む性状を測定することができる装置を提供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測定する流動性物体の性状計測装置であって、
作用部に作用する力に基づく検出信号を出力する微小力センサが少なくとも１つ配置されたセンサ台と、
前記センサ台の前記微小力センサの上に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計測する計測手段と、
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、センサ台に配置された微小力センサの上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微小力センサの作用部に力が作用するため、この力に基づく検出信号が微小力センサから出力される。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、センサ台の一方向から微小滴に振動を与えたときに微小滴表面における振動の伝達を複数の微小力センサからの検出信号の位相として検出し、この検出信号の位相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３μＬでも計測可能となる。これらのことから、微量でも流動性物体の性状を測定することができる。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。
【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、前記計測手段は、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流動性物体の粘度を計測する手段であるものとすることもできる。この場合、前記計測手段は、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計算する手段であ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を計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】
2016130716.tif 000003
【００１１】
この粘度を計測する態様の本発明の流動性物体の性状計測装置において、前記微小力センサは、ケイ素層の上にピエゾ抵抗層を有する扁平な基材により二脚の片持梁状に形成されたセンサ基部と、前記センサ基部の梁端部の上面に取り付けられたピラー部と、前記センサ基部の二脚部のピエゾ抵抗層に電気的に接続された信号検出部と、を有し、前記二脚部のピエゾ抵抗層の抵抗値変化に基づく検出信号を出力するセンサであるものとすることもできる。この微小力センサでは、ピラー部に作用する力によって二脚部に歪みが生じ、二脚部のピエゾ抵抗層の抵抗値が変化する。微小力センサは、この抵抗値の変化に基づく検出信号を出力するのである。こうした微小力センサは、半導体製造技術を用いて作成することができるから、センサ台を、ピラー部が１００μｍ以下の間隔で縦横に行列するように微小力センサが複数配置されたセンサアレイとして形成することもできる。
【００１２】
こうしたセンサ台を微小力センサを複数配置したセンサアレイとする態様の本発明の流動性物体の性状計測装置において、前記計測手段は、前記微小滴に接する複数の微小力センサのうち検出信号の振幅が最も大きな微小力センサからの検出信号を用いて流動性物体の粘度を計測する手段であるものとすることもできる。こうすれば、検出信号の振幅が大きいため、減衰比をより適正に求めることができる。また、前記計測手段は、前記微小滴に接する複数の微小力センサのうち前記微小滴の中心から最も離れた微小力センサからの検出信号を用いて流動性物体の粘度を計測する手段であるものとすることもできる。これは、微小滴に接する複数の微小力センサのうち微小滴の中心から最も離れた微小力センサからの検出信号の振幅が最大になることが実験で明らかにされたことに基づく。
【００１３】
また、本発明の流動性物体の性状計測装置において、前記センサ台は、複数の微小力センサを有し、前記計測手段は、前記センサ台に前記微小滴を載置した状態で前記センサ台の一方向から振動を与えたときに、前記複数の微小力センサにより検出される検出信号の位相（検出時間のズレ）に基づいて流動性物体の表面張力を計測する手段であるものとすることもできる。センサ台の一方向から振動を与えると、振動を与えた位置から近い微小力センサから順に検出信号を出力する。このとき微小滴の表面張力によって微小力センサによる検出信号の位相（検出時間）が異なるものとなる。したがって、この検出信号の位相により微小滴の表面張力を求めることができる。
【００１４】
本発明の粘度計測方法は、
流動性を有する流動性物体の粘度を計測する粘度計測方法であって、
作用部に作用する力に基づく検出信号を出力する微小力センサ上に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、前記微小滴の振動に基づいて前記微小力センサにより検出される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計算する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明の粘度計測方法では、微小力センサの上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微小力センサの作用部に振動する力が作用するため、この振動する力に基づく振動する検出信号が微小力センサから出力される。検出信号の振動は微小滴の振動の減衰に伴って減衰するから、この減衰比を求めることができる。そして、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計算する。この計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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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として機能する粘度計測装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】微小力センサ３０の外観の一例を示す説明図である。
【図３】図２の微小力センサ３０のＡ−Ａ面の断面を示す断面図である。
【図４】センサアレイの製造の様子を説明する説明図である。
【図５】センサアレイの製造の様子を説明する説明図である。
【図６】センサアレイの製造の様子を説明する説明図である。
【図７】センサアレイの製造の様子を説明する説明図である。
【図８】センサアレイの製造の様子を説明する説明図である。
【図９】センサ台２２に載置された微小滴に振動が与えられたときの様子と微小力センサ３０に荷重が作用する様子とを示す説明図である。
【図１０】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１１】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１２】微小力センサ３０の位置と作用力の振幅との関係を示す説明図である。
【図１３】微小力センサ３０の位置と作用力の振幅との関係を示す説明図である。
【図１４】位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７の微小力センサ３０に作用する作用力の時間変化を示す説明図である。
【図１５】水とグリセリンによる試料を計測した結果の一覧表である。
【図１６】水とグリセリンによる試料を計測した結果を粘度μと減衰比βとの両対数グラフとして示す説明図である。
【図１７】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１８】振動台４０とタッピングとにより微小滴１０に振動を与えたときに微小力センサ３０により検出される信号の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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１】
【００１８】
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として機能する粘度計測装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の粘度計測装置２０は、図示するように、複数の微小力センサ３０を有するセンサ台２２と、センサ台２２を振動させる振動台４０と、振動台４０を駆動したり複数の微小力センサ３０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。
【００１９】
センサ台２２は、ケイ素基板として構成されており、センサ台２２には、縦横に規則的に行列するように複数の微小力センサ３０が配置されている。図２は微小力センサ３０の外観の一例を示す説明図であり、図３は図２の微小力センサ３０のＡ−Ａ面の断面を示す断面図である。微小力センサ３０は、梁端部３１ａと二脚部３１ｂと支持部３１ｃとからなる二脚の片持梁状のセンサ基部３１と、このセンサ基部３１の梁端部３１ａの上面に取り付けられたピラー部３８と、を備える。センサ基部３１は、ケイ素層３４とピエゾ抵抗層３５と金クロム層３６とこの順に積層し、二脚部３１ｂの金クロム層３６を取り除き、ケイ素層３４における支持部３１に相当する部位の下面を二酸化ケイ素層３３によりセンサ台２２に接合して構成されている。微小力センサ３０では、ピラー部３８に作用する荷重が変化すると、二脚部３１ｂの撓みの程度が変化し、これにより二脚部３１ｂのピエゾ抵抗層３５の抵抗値が変化するから、この抵抗値の変化を検出信号として信号検出部としても機能する支持部３１ｃから出力する。実施例では、微小力センサ３０を縦横に配列したセンサアレイとして以下のように製造した。
【００２０】
センサアレイは、まず、図４に示すように、センサ台２２を構成するケイ素基板に二酸化ケイ素層３３、ケイ素層３４、ピエゾ抵抗層３５、金クロム層３６をこの順に積層したものを準備する。ここで、ピエゾ抵抗層３５は、センサ台２２に二酸化ケイ素層３３とケイ素層３４とを積層したものに対し、ケイ素層３４の上面にｎ型不純物試薬Ｐ−５９２３０（ＯＣＤ，東京応化）をスピンコートし、熱酸化炉を用いて熱拡散し、不純物を１００ｎｍ以下の厚さでドープすることによりケイ素層３４の上層に形成することができる。また、金クロム層３６は、スパッタリングによりピエゾ抵抗層３５の上に形成することができる。次に、パターニングし、金クロム層３６、ピエゾ抵抗層３５、ケイ素層３４を深掘りエッチング（ＤＲＩＥ：Deep Reaction Ion Etching）にてエッチングを行ない、二脚部３１ｂ以外をマスクして二脚部３１ｂの金クロム層３６を取り除く。エッチングを行なった状態の一例を図５に示し、二脚部３１ｂの金クロム層３６を取り除いた状態の一例を図６に示す。
【００２１】
続いて、梁端部３１ａの上にピラー部３８を形成する。ピラー部３８は、エポキシ樹脂をベースとしたフォトレジストにより形成することができる。ピラー部３８を形成した状態の一例を図７に示す。そして、センサ台２２を形成するケイ素層に対してエッチングにより支持部３１ｃの下部を除いて取り除き、フッ化水素蒸気により露出している二酸化ケイ素層３３を取り除いて、微小力センサ３０が縦横に配列したセンサアレイを完成する。センサアレイの一例を図８に示す。実施例では、微小滴の保持を有効に行なうため、梁端部３１ａだけでなく支持部３１ｃにもピラー部３８を形成し、ピラー部３８の上面に撥水処理を施した。実施例では、微小力センサ３０のサイズは、全体として７５μｍ×４０μｍ、二脚部３１ｂの幅が１０μｍ、ピラー部３８が３０μｍ×３０μｍ×３０μｍとして形成した。実施例では、上述したように、半導体製造技術を適用してセンサアレイを製造しているから、極めて小さい微小力センサ３０を縦横に規則的に配列したセンサアレイを作成することができると共に、各微小力センサ３０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３０では、３μＬの微小滴１０の振動に伴う荷重（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３０を「カンチレバー型センサ」と称している。
【００２２】
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。
【００２３】
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に配列した複数の微小力センサ３０からの検出信号や計測スイッチ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。
【００２４】
次に、実施例の粘度計測装置２０により試料の粘度を計測する原理について説明する。図９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様子と微小力センサ３０に荷重が作用する様子とを示す。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は上下に延びたり横方向に膨らんだりしてその動作を減衰しながら鉛直下方の微小力センサ３０に作用する荷重（力）を変化させる。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１０に示す。微小滴１０の粘度が小さいときには、図１０（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１０（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、次式（１）により表わされることが知られている。ここで、式（１）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（２）の関係を有する。式（２）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３０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（１）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（２）に適用して微小滴１０の粘度μを得ることができる。
【００２５】
【数２】
2016130716.tif 000004
【００２６】
次に、実施例の粘度計測装置２０の動作、特に試料の粘度を計測する際の動作について説明する。図１１は、試料を３μＬ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、試料がセンサ台２２に載置され、計測スイッチ５８がオンされたときに実行される。
【００２７】
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に載置された微小滴１０に振動を与える処理を実行する（ステップＳ１００）。次に、各微小力センサ３０からの検出信号に基づいて複数の微小力センサ３０のうち微小滴１０の振動に伴う検出信号の振動の振幅が最大となる微小力センサ３０を選択し（ステップＳ１１０）、選択した微小力センサ３０により検出される検出信号を記憶する（ステップＳ１２０）。続いて、記憶した検出信号に基づいて上記の式（１）を用いて減衰比βを計算し（ステップＳ１３０）、計算した減衰比βに対して式（２）を用いて粘度μを計算して（ステップＳ１４０）、本処理を終了する。なお、得られた粘度μは、図示しない表示装置に表示するものとしてもよい。微小滴１０の振動に伴う検出信号の振動の振幅が最大となる微小力センサ３０からの検出信号を用いるのは、減衰比βの計算精度を高くするためである。センサ台２２に載置した微小滴１０に振動を与えたときの微小力センサ３０の位置と作用力の振幅の関係を図１２および図１３に示す。図中、Ｓ１〜Ｓ１３は微小力センサ３０の位置を示す。図示するように、作用力の振幅が最も大きくなるのは微小滴１０の接触部のエッジ（端）近傍の微小力センサ３０、言い換えれば微小滴１０の中心から最も離れた微小力センサ３０となる。図１４は、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７の微小力センサ３０に作用する作用力の時間変化を示す説明図である。図示するように、微小力センサ３０に作用する作用力は、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７により振幅は異なるが、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７に関係なく、同一の周期となる。
【００２８】
図１５は、水とグリセリンの混合比を変更した溶液を試料として実施例の粘度計測装置２０により粘度を計測した際の結果一覧表である。試料および結果は、以下のとおりである。なお、図１５には、各試料の表面張力も計測して表示した。
Ｗａｔｅｒ：水３μＬ、粘度１．０（ｍＰａ・ｓ）
Ｇ１Ｗ５：水とグリセリンの比が１：５の溶液３μＬ、粘度１．９（ｍＰａ・ｓ）
Ｇ１Ｗ３：水とグリセリンの比が１：３の溶液３μＬ、粘度２．４（ｍＰａ・ｓ）
Ｇ１Ｗ２：水とグリセリンの比が１：２の溶液３μＬ、粘度３．０（ｍＰａ・ｓ）
Ｇ１Ｗ１：水とグリセリンの比が１：１の溶液３μＬ、粘度６．８（ｍＰａ・ｓ）
Ｇ３Ｗ１：水とグリセリンの比が３：１の溶液３μＬ、粘度４２．７（ｍＰａ・ｓ）
図１６は、図１５の結果を粘度μと減衰比βとの両対数グラフとして示す説明図である。図示するように、測定結果は、次式（３）の直線によく一致している。
【００２９】
【数３】
2016130716.tif 000005
【００３０】
以上説明した実施例の粘度計測装置２０では、センサ台２２に配置した極めて小さい微小力センサ３０に微小滴１０を載置し、微小滴１０に振動を与え、微小滴１０の振動を微小力センサ３０により検出し、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。しかも、半導体製造技術を用いて極めて小さい複数の微小力センサ３０を縦横に規則的に配列してセンサアレイとしてセンサ台２２を形成したので、各微小力センサ３０の検出感度を高くすることができ、３μＬの微小滴１０でも粘度μを計測することができる。また、複数の微小力センサ３０のうち微小滴１０の振動に伴う検出信号の振動の振幅が最大となる微小力センサ３０からの検出信号に基づいて減衰比βを計算するから、減衰比βを精度よく求めることができ、この結果、粘度μを精度よく計測することができる。
【００３１】
実施例の粘度計測装置２０では、複数の微小力センサ３０を縦横に規則的に配列してセンサアレイとしてセンサ台２２を形成したが、センサ台２２には少なくとも１つの微小力センサ３０が配置されていれば微小滴１０の粘度μを計測することができるから、センサ台２２に配置する微小力センサ３０は幾つでも構わない。
【００３２】
実施例の粘度計測装置２０では、複数の微小力センサ３０のうち微小滴１０の振動に伴う検出信号の振動の振幅が最大となる微小力センサ３０からの検出信号に基づいて減衰比βを計算するものとしたが、検出信号の振動の振幅が最大となる微小力センサ３０は微小滴１０を載置している複数の微小力センサ３０のうち微小滴１０の中心から最も離れた微小力センサ３０となるから、この微小滴１０の中心から最も離れた微小力センサ３０からの検出信号に基づいて減衰比βを計算するものとしてもよい。また、若干の精度が低下するものの、複数の微小力センサ３０のうち微小滴１０の振動に伴う検出信号の振動の振幅が最大となる微小力センサ３０以外の微小力センサ３０からの検出信号や、微小滴１０の中心から最も離れた微小力センサ３０以外の微小力センサからの検出信号に基づいて減衰比βを計算するものとしてもよい。
【００３３】
実施例の粘度計測装置２０では、微小力センサ３０のピラー部３８の上面に撥水処理を施すものとしたが、こうした撥水処理を施さないものとしてもよい。また、計測する微小滴１０が疎水性溶液の場合にはピラー部３８の上面に親水処理を施すものとしてもよい。
【００３４】
実施例の粘度計測装置２０では、振動台４０を用いてセンサ台２２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１７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し、図１８に振動台４０とタッピングにより微小滴１０に振動を与えたときに微小力センサ３０により検出される信号の一例を示す。図１８に示すように、タッピングにより微小滴１０に振動を与えたときの微小力センサ３０により検出される信号は、振動台４０により微小滴１０に振動を与えたときに比して、振幅に乱れが生じるものの、全体としては同様に減衰する。このため、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、微小滴１０の粘度μを計測することができる。
【００３５】
実施例の粘度計測装置２０のセンサ台２２を用いてタッピングにより微小滴１０に振動を与えると、タッピングによる振動の微小滴１０における伝達が生じるため、微小滴１０を載置する複数の微小力センサ３０からの信号はタッピング位置との距離により検出信号に時間的なズレ（位相）が生じる。この位相は、微小滴１０の表面張力により生じると考えられるから、信号検出する２つの微小力センサ３０の距離とこの２つの微小力センサ３０からの検出信号の位相とから表面張力を計算したり、２つの微小力センサ３０の距離と検出信号の位相と表面張力との関係を予め求めてマップとして記憶しておき、マップに対して２つの微小力センサ３０の距離と検出信号の位相を適用して表面張力を導出することにより計測するものとしたりすることができる。このように、実施例の粘度計測装置２０は、微小滴１０の粘度μの計測に用いるだけでなく、表面張力の計測にも用いることができる。
【００３６】
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】
【００３７】
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】
【００３８】
１０  微小滴、２０  粘度計測装置、２２  センサ台、３０  微小力センサ、３１  センサ基部、３１ａ  梁端部、３１ｂ  二脚部、３１ｃ  支持部、３３  二酸化ケイ素層、３４  ケイ素層、３５  ピエゾ抵抗層、３６  金クロム層、３８  ピラー部、４０  振動台、５０  電子制御ユニット、５２  ＣＰＵ、５４  ＲＯＭ、５６  ＲＡＭ、５８  計測スイッチ。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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