知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 株式会社レスカの特許一覧 ▶ 国立大学法人東京工業大学の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023100140
(43)【公開日】2023-07-18
(54)【発明の名称】測定装置、測定方法、および測定プログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 13/02 20060101AFI20230710BHJP
【ＦＩ】
G01N13/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022000602
(22)【出願日】2022-01-05
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１） 発行日（公開日） 令和３年１月３１日 刊行物 ウェブサイトへの掲載 （Ｗｅｂ公開ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｓｅ．ｅｎｓ．ｔｉｔｅｃｈ．ａｃ．ｊｐ／▲～▼ＫＴ－ｌａｂ／ｏｕｔｐｕｔｓ／ＳＤｒｏｐ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ） （２） 発行日（公開日） 令和３年２月２４日 刊行物 溶接学会論文集 第３９巻 第１号， 第３２～３８頁 一般社団法人溶接学会 発行（Ｗｅｂ公開ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｓｔａｇｅ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｑｊｊｗｓ／３９／１／３９＿３２／＿ｐｄｆ／－ｃｈａｒ／ｊａ ）（ＤＯＩ：ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．２２０７／ｑｊｊｗｓ．３９．３２ ） ＜資料＞ 溶接学会論文集 掲載論文 （３） 開催日（公開日） 令和３年３月１９日 集会名、開催場所 ２０２０年度 第３回先端材料接合委員会 一般社団法人 日本溶接協会 主催 オンライン開催（令和３年３月１５日 参加者専用予稿集ダウンロードアドレスより公開） ＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｗｅｓ．ｏｒ．ｊｐ／ｉ／＿＿；！！ＯｈＹＬＺｋｉｔ９ｐ４７ｄ２Ａ！８Ｒ７１ＤＰ８ＡｚＤ－Ｑ４ＺＰｒｒｄｘＴＪＸＵｄＬ－ｘｉＹＧｐｐＸｙ０６ＩＲｘＮＳ０７ＬｒＩＵｈｓＡＷｘｇＢＪ８７ｕ８Ｒｃｍ＿ｚｅＹ５ｍＲｉｈ ＞ ＜資料＞ ２０２０年度 第３回先端材料接合委員会 開催概要 （４） 開催日（公開日） 令和３年７月２９日 集会名、開催場所 溶接学会 第１３４回 マイクロ接合研究委員会 一般社団法人溶接学会 主催
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （５） 発行日（公開日） 令和３年１０月１日 刊行物 ２０２１ マイクロソルダリング技術 教育・認証フェスタ～ソルダリング実装技術の最新動向～ 講演予稿集 一般社団法人日本溶接協会 発行（参加者専用予稿集ダウンロードアドレスより公開） ＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｗｅｓ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｕｂｌｉｃ／ＮＹｖｏＡＡＢｇＬｃＥＡＢＶＩＢＪＨ９８２Ｌｃ６ＡｓＧＮ３ｎＩｙ７５Ｇｏ４ＺＮｖｄｈｓａ ＞ ＜資料＞ ２０２１マイクロソルダリング技術 教育・認証フェスタ・開催概要 （６） 開催日（公開日） 令和３年１０月７日（オンデマンド配信期間：令和３年１０月１３日～２２日） 集会名、開催場所 ２０２１マイクロソルダリング技術 教育・認証フェスタ～ソルダリング実装技術の最新動向～ 一般社団法人日本溶接協会 主催 ビデオ会議システム（Ｚｏｏｍ）を用いたオンライン開催 ＜資料＞ ２０２１マイクロソルダリング技術 教育・認証フェスタ・パンフレット （７） 発行日（公開日） 令和３年１１月２３日 刊行物 Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｖｏｌｕｍｅ ３５，２０２１ Ｉｓｓｕｅ ４－６ Ｔａｙｌｏｒ ａｎｄ Ｆｒａｉｎｃｉｓ Ｌｔｄ． 発行（Ｗｅｂ公開ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔａｎｄｆｏｎｌｉｎｅ．ｃｏｍ／ｄｏｉ／ｆｕｌｌ／１０．１０８０／０９５０７１１６．２０２１．１９８０２９４）（ＤＯＩ ：ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０８０／０９５０７１１６．２０２１．１９８０２９４ ）
(71)【出願人】
【識別番号】592158202
【氏名又は名称】株式会社レスカ
(71)【出願人】
【識別番号】304021417
【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(74)【代理人】
【識別番号】100206081
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 央
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 邦夫
(72)【発明者】
【氏名】藤間 貞行
(57)【要約】
【課題】より精度よく液体の物性を測定できる測定装置、測定方法、および測定プログラムを提供する。
【解決手段】測定装置は、測定対象となる液体を保持する保持部と、前記液体の表面形状を観察する観察部と、前記表面形状における、任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する演算部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】測定装置は、測定対象となる液体を保持する保持部と、前記液体の表面形状を観察する観察部と、前記表面形状における、任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する演算部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象となる液体を保持する保持部と、
前記液体の表面形状を観察する観察部と、
前記表面形状における、任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する演算部と、を備える、測定装置。
前記液体の表面形状を観察する観察部と、
前記表面形状における、任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する演算部と、を備える、測定装置。
【請求項2】
前記保持部は前記液体を保持する保持面を有し、
前記観察部は、前記保持面上に保持されて試験片が接しない状態の前記液体の表面形状を観察する、請求項１に記載の測定装置。
前記観察部は、前記保持面上に保持されて試験片が接しない状態の前記液体の表面形状を観察する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項3】
試験片の把持部と、
前記試験片が前記液体に接したときに前記試験片に加わる濡れ力を測定する力測定部と、
前記試験片または前記保持部を移動させて、前記試験片を前記液体に接触させる移動機構と、を備え、
前記演算部は、前記濡れ力と、前記液体の表面形状と、に基づいて、前記液体の密度を演算する、請求項１に記載の測定装置。
前記試験片が前記液体に接したときに前記試験片に加わる濡れ力を測定する力測定部と、
前記試験片または前記保持部を移動させて、前記試験片を前記液体に接触させる移動機構と、を備え、
前記演算部は、前記濡れ力と、前記液体の表面形状と、に基づいて、前記液体の密度を演算する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項4】
前記保持部は前記液体を収容する液槽である、請求項３に記載の測定装置。
【請求項5】
前記保持部は、第１の材質によって形成された第１領域と、前記第１の材質とは異なる第２の材質によって形成された第２領域と、を有し、
前記第１領域は前記第２領域を囲んでいる、請求項３に記載の測定装置。
前記第１領域は前記第２領域を囲んでいる、請求項３に記載の測定装置。
【請求項6】
前記保持部の温度を調整する温度調整部と、
前記保持部または前記液体の温度を測定する温度測定部と、を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の測定装置。
前記保持部または前記液体の温度を測定する温度測定部と、を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項7】
前記保持部を囲うチャンバーと、
前記チャンバー内にガスを供給する供給路と、を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。
前記チャンバー内にガスを供給する供給路と、を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項8】
前記演算部は、前記液体の体積および重さに基づいて、前記液体の密度を演算する、請求項１から７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項9】
測定対象となる液体の表面形状を観察し、
前記表面形状における任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する、測定方法。
前記表面形状における任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する、測定方法。
【請求項10】
コンピュータに、
測定対象となる液体の表面形状を取得させる取得ステップと、
前記取得ステップによって得られた前記表面形状における任意の２点の座標および接線角を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより得られた情報に基づき、前記液体の表面張力を演算する演算ステップと、
を実行させるための測定プログラム。
測定対象となる液体の表面形状を取得させる取得ステップと、
前記取得ステップによって得られた前記表面形状における任意の２点の座標および接線角を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより得られた情報に基づき、前記液体の表面張力を演算する演算ステップと、
を実行させるための測定プログラム。
【請求項11】
測定対象となる液体を保持する保持部と、
前記液体の表面形状を観察する観察部と、
前記液体の既知の密度と、前記表面形状における任意の点の座標および接線角と、に基づき、前記液体の表面張力を演算する演算部と、を備える、測定装置。
前記液体の表面形状を観察する観察部と、
前記液体の既知の密度と、前記表面形状における任意の点の座標および接線角と、に基づき、前記液体の表面張力を演算する演算部と、を備える、測定装置。
【請求項12】
液体の相対的な形状に関する情報と、前記液体の頂点における曲率を無次元化した値と、の関係を示す第１のグラフと、
前記液体の表面形状における任意の点と前記頂点との間の鉛直方向における距離を無次元化した値と、前記曲率を無次元化した値と、の関係を示す第２のグラフと、を用いて、
前記液体の表面張力、密度、および重力の関係を導く、測定方法。
前記液体の表面形状における任意の点と前記頂点との間の鉛直方向における距離を無次元化した値と、前記曲率を無次元化した値と、の関係を示す第２のグラフと、を用いて、
前記液体の表面張力、密度、および重力の関係を導く、測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定装置、測定方法、および測定プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ウィルヘルミー法を用いて、液体の表面張力および密度が既知の場合に、接触角を演算によって求める方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平４－１３８３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の方法においては、接触角を求めるにあたって、液体の表面張力および密度が既知であることが前提となっている。しかしながら、液体の表面張力や密度は、液体および試験片の温度・不純物などの状態によって変化する。このため、予め求めた表面張力および密度が、接触角の測定時に適用できるとは限らず、測定結果に誤差を含んだり、誤差の要因が不明となったりする要因となっていた。
【0005】
本発明はこのような事情を考慮してなされ、より精度よく液体の物性を測定できる測定装置、測定方法、および測定プログラム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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る測定装置は、測定対象となる液体を保持する保持部と、前記液体の表面形状を観察する観察部と、前記表面形状における、任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する演算部と、を備える。
【0007】
また、本発明の一態様に係る測定方法は、測定対象となる液体の表面形状を観察し、前記表面形状における任意の２点の座標および接線角に基づき、前記液体の表面張力および接触角を演算する。
【0008】
また、本発明の一態様に係る測定プログラムは、コンピュータに、測定対象となる液体の表面形状を取得させる取得ステップと、前記取得ステップによって得られた前記表面形状における任意の２点の座標および接線角を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにより得られた情報に基づき、前記液体の表面張力を演算する演算ステップと、を実行させる。
【0009】
また、本発明の一態様に係る測定装置は、測定対象となる液体を保持する保持部と、前記液体の表面形状を観察する観察部と、前記液体の既知の密度と、前記表面形状における任意の点の座標および接線角と、に基づき、前記液体の表面張力を演算する演算部と、を備える。
【0010】
また、本発明の一態様に係る測定方法は、液体の相対的な形状に関する情報と、前記液体の頂点における曲率を無次元化した値と、の関係を示す第１のグラフと、前記液体の表面形状における任意の点と前記頂点との間の鉛直方向における距離を無次元化した値と、前記曲率を無次元化した値と、の関係を示す第２のグラフと、を用いて、前記液体の表面張力、密度、および重力の関係を導く。
【発明の効果】
【0011】
本発明の上記態様によれば、より精度よく液体の物性を測定できる測定装置、測定方法、および測定プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態に係る測定装置の概略構成図である。
【図3】第１のグラフを示す図である。
【図4】第２のグラフを示す図である。
【図5】第１のグラフおよび第２のグラフを用いてｚ’を導出する方法を示す図である。
【図6】第１のグラフから接触角θｃを求める方法を説明する図である。
【図7】第２実施形態に係る測定装置の概略構成図である。
【図9】第３実施形態に係る保持部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る測定装置、測定方法、および測定プログラムについて、図面に基づいて説明する。
本実施形態では、図１に示すように、平板状の保持部４の上に載せられた液体７についての測定を行う。具体的には、測定装置１Ａは、観察部２と、制御システム３と、保持部４と、ヒータ５と、温度センサ６と、を備えている。制御システム３は、演算部８と、記憶部９と、を備えている。制御システム３は１つまたは複数のコンピュータによって実現されてもよい。演算部８は、例えばＣＰＵであり、各種演算を行う。記憶部９は、例えば不揮発性メモリ等の記憶媒体であり、演算部８による演算結果や、測定条件（例えば、液体７の種類、温度、保持部４の材質、等）を記憶する。演算部８および記憶部９は、同一のコンピュータに内蔵されていてもよい。制御システム３は、演算結果等を表示するディスプレイ、入力用のキーボードなどを備えてもよい。
第１実施形態に係る測定装置、測定方法、および測定プログラムについて、図面に基づいて説明する。
本実施形態では、図１に示すように、平板状の保持部４の上に載せられた液体７についての測定を行う。具体的には、測定装置１Ａは、観察部２と、制御システム３と、保持部４と、ヒータ５と、温度センサ６と、を備えている。制御システム３は、演算部８と、記憶部９と、を備えている。制御システム３は１つまたは複数のコンピュータによって実現されてもよい。演算部８は、例えばＣＰＵであり、各種演算を行う。記憶部９は、例えば不揮発性メモリ等の記憶媒体であり、演算部８による演算結果や、測定条件（例えば、液体７の種類、温度、保持部４の材質、等）を記憶する。演算部８および記憶部９は、同一のコンピュータに内蔵されていてもよい。制御システム３は、演算結果等を表示するディスプレイ、入力用のキーボードなどを備えてもよい。
【0014】
測定対象としての液体７の種類は特に限定されない。例えば、液体７は水、水溶液、液状の金属（具体例としてはんだ）等であってもよい。保持部４の材質についても、適宜選択可能である。
【0015】
観察部２は、保持部４によって保持された液体７の表面形状を観察し、制御システム３に入力する。観察部２は、水平方向から液体７の表面形状を観察することが好ましい。ただし、水平方向以外の方向から液体７の表面形状を観察した場合も、液体７の物性を測定することは可能である。観察部２としては、例えばカメラを用いることができる。この場合、観察部２は液体７の表面形状に基づいた映像信号を生成し、その映像信号を制御システム３に入力する。ただし、液体７の表面形状を取得し制御システム３に入力することができれば、観察部２の具体的構成は変更可能である。例えば、液体７に対して水平に平行光を照射し、スクリーン等に投影された液体７の影を観察する構成を採用してもよい。
【0016】
ヒータ５は、保持部４によって保持された液体７を加熱する。図１のように、ヒータ５は保持部４の下面に配置されてもよい。あるいは、保持部４の内部または保持面４ａ（保持部４の上面）のうち、液体７に近い位置にヒータ５が配置されてもよい。温度センサ６は、液体７の温度に関する情報を取得する。温度センサ６が取得する情報は、液体７の温度そのものであってもよいし、保持部４における液体７の近傍の温度であってもよい。保持部４における液体７の近傍の温度は、その検出点が液体７と十分に近ければ、液体７の温度と同じであるとみなすことができる。また、温度センサ６として非接触式温度計を用いてもよい。この場合、保持部４から離れた位置に温度センサ６を配置しつつ、液体７の表面温度を直接測定することができる。温度センサ６は、液体７の温度に関する情報を制御システム３に入力する。なお、液体７の温度を調整することができれば、ヒータ５（加熱装置）に代えて、例えば冷却装置を用いてもよい。つまり、測定装置１Ａが温度調整部（加熱機能および冷却機能のうち、一方または両方を有するもの）を備えていれば、液体７の温度を調整することができる。
【0017】
制御システム３は、液体７の温度に関する情報に基づいてヒータ５をフィードバック制御してもよい。この場合、液体７の温度を所定の温度に設定することができる。液体７の物性は温度によって影響を受ける。本実施形態の測定装置１Ａによれば、ヒータ５および温度センサ６を有していることで、温度に応じた液体７の物性を測定することが可能となる。ただし、例えば室温を別途測定し、測定された液体７の物性と室温とを結びつけて記憶部９に記憶させてもよい。この場合、ヒータ５および温度センサ６は不要である。また、ヒータ５を設けず、温度センサ６だけを設けてもよい。
【0018】
図２は、観察部２によって観察された、液体７の表面形状の模式図である。図２に示すように、本実施形態における制御システム３の演算部８は、液体７の表面形状に基づいて、中心軸線Ａを設定する。中心軸線Ａは、液体７の頂点Ｏを通り、鉛直方向に延びる仮想線である。なお、中心軸線Ａの設定は、制御システム３のオペレータが、液体７の表面形状の画像に基づいて手動で設定してもよい。
【0019】
以下、図２における各点および液体７のパラメータ等を以下のように定義して説明する。
点Ｏ：液体７の頂点
点Ｃ：液体７の端点（表面形状の外端が位置する点）
点Ｐ：液体７の表面形状における、点Ｏ、点Ｃ以外の任意の点
距離ｚ：点Ｏと点Ｐとの間の鉛直方向における距離
距離ｒ：中心軸線Ａと点Ｐとの間の水平方向における距離
距離ｚｃ：点Ｏと点Ｃとの間の鉛直方向における距離（液体７の高さ）
距離ｒｃ：中心軸線Ａと点Ｃとの間の水平方向における距離
接線角θ：点Ｐにおける液体７の表面の接線が、水平方向に対してなす角度
γ：液体７の表面張力
ρ：液体７の密度
ｇ：重力加速度
ｌＴ：√（γ／（ρｇ））
ｚ’：ｚ／ｌＴ（表面張力、密度、重力を用いて、距離ｚを無次元化した値）
κ’：点Ｏにおける液体７の表面形状の曲率κを無次元化した値
θｃ：点Ｃにおける接線角θ（つまり、保持部４に対する液体７の接触角）
点Ｏ：液体７の頂点
点Ｃ：液体７の端点（表面形状の外端が位置する点）
点Ｐ：液体７の表面形状における、点Ｏ、点Ｃ以外の任意の点
距離ｚ：点Ｏと点Ｐとの間の鉛直方向における距離
距離ｒ：中心軸線Ａと点Ｐとの間の水平方向における距離
距離ｚｃ：点Ｏと点Ｃとの間の鉛直方向における距離（液体７の高さ）
距離ｒｃ：中心軸線Ａと点Ｃとの間の水平方向における距離
接線角θ：点Ｐにおける液体７の表面の接線が、水平方向に対してなす角度
γ：液体７の表面張力
ρ：液体７の密度
ｇ：重力加速度
ｌＴ：√（γ／（ρｇ））
ｚ’：ｚ／ｌＴ（表面張力、密度、重力を用いて、距離ｚを無次元化した値）
κ’：点Ｏにおける液体７の表面形状の曲率κを無次元化した値
θｃ：点Ｃにおける接線角θ（つまり、保持部４に対する液体７の接触角）
【0020】
本実施形態では、図３、図４に示すような２つの図と、点Ｐにおける座標（ｒ、ｚ）および接線角θと、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）と、を用いて、表面張力γおよび接触角θｃを同時に決定する。なお、本実施形態ではｒｚ座標系の原点を点Ｏとするため、点Ｏの座標は（０、０）となる。また、点Ｏは液体７の頂点であるから、点Ｏにおける接線角θは０°となる。
【0021】
図３、図４の横軸はκ’である。図３の縦軸はｚ／ｒの値であり、図４の縦軸はｚ’である。図３、図４は、数値計算の結果に基づいて作成することができる。より具体的に説明すると、液体７の表面形状が決まる原理に基づいて導出される方程式に、様々な値のκ’を与え、十分な精度で数値的に解くことにより、ｒ、ｚ、θの関係を出力することができる。この出力結果を用いて、図３、図４を描画することができる。なお、液体７の表面形状が決まる原理に基づいて導出される方程式については、例えば「高橋 邦夫, 井口 洋二, 濱田 恵一朗, ヘムタビー パソムポーン, 齊藤 滋規、“大体積の平面上液滴の形状情報から液体の表面張力を決定する手法の提案とその適用性の検討”、溶接学会論文集、２０２０年、第３８巻、第３号、ｐ．１９３－１９８」の記載が参考になる。
図３、図４には、複数の接線角θの値に応じた曲線（グラフ）が含まれている。図３、図４では、θの値が１°刻みで表示されているが、例えば０．５°刻みであってもよいし、さらに細かく刻まれていてもよい。
図３、図４には、複数の接線角θの値に応じた曲線（グラフ）が含まれている。図３、図４では、θの値が１°刻みで表示されているが、例えば０．５°刻みであってもよいし、さらに細かく刻まれていてもよい。
【0022】
図３、図４を利用する際は、任意の点Ｐにおける接線角θを計測し、その接線角θの値に該当する曲線を選択する。記憶部９は、図３、図４に示すグラフをデータとして記憶している。演算部８は、記憶部９に記憶された、図３、図４に対応するデータを読み出して使用する。
【0023】
次に、測定装置１Ａが液体７の表面張力γおよび接触角θｃを求める方法を説明する。
まず、観察部２は液体７の形状を撮影し、制御システム３に入力する。制御システム３の演算部８は、撮影された液体７の表面形状から、任意の点Ｐを選択し、点Ｐにおける座標（ｒ、ｚ）および接線角θを取得する。さらに演算部８は、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）を取得する。
次に、演算部８は、取得された接線角θの値に対応したグラフ（曲線）を、記憶部９に記憶されている図３、図４に対応したデータから選択し、読み出す。図５（ａ）は、選択されたグラフを図３から抜き出した模式図である。図５（ｂ）は、選択されたグラフを図４から抜き出した模式図である。
まず、観察部２は液体７の形状を撮影し、制御システム３に入力する。制御システム３の演算部８は、撮影された液体７の表面形状から、任意の点Ｐを選択し、点Ｐにおける座標（ｒ、ｚ）および接線角θを取得する。さらに演算部８は、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）を取得する。
次に、演算部８は、取得された接線角θの値に対応したグラフ（曲線）を、記憶部９に記憶されている図３、図４に対応したデータから選択し、読み出す。図５（ａ）は、選択されたグラフを図３から抜き出した模式図である。図５（ｂ）は、選択されたグラフを図４から抜き出した模式図である。
【0024】
次に、演算部８は、点Ｐの座標（ｒ、ｚ）に基づいてｚ／ｒの値を算出する。そして、演算部８は、図５（ａ）のグラフにおいてｚ／ｒの値（つまり、点Ｑの縦軸座標）に対応したκ’の値（つまり、点Ｑの横軸座標）を取得する。
次に、演算部８は、図５（ａ）において取得したκ’の値に対応するｚ’の値（つまり、点Ｒの縦軸座標）を、図５（ｂ）を用いて取得する。このようにしてｚ’が決まる。ｚ’が決まることは、パラメータｌＴ（すなわち、表面張力γと、密度ρと、重力ｇと、の関係）が決まることと同義である。そして、重力ｇは既知とみなせるから、密度ρおよび表面張力γのうち一方が定まれば他方も定まる。密度ρが既知の場合は、その値を用いてもよい。あるいは、測定装置１Ａは、保持部４上の液体７の体積および重さに基づいて密度ρを演算してもよい。
次に、演算部８は、ｚおよびｚ’の値に基づいて、液体７の表面張力γを演算する。具体的には、ｌＴおよびｚ’の定義から、表面張力γは以下の数式（１）により算出できる。
γ＝ρｇ（ｚ／ｚ’）２ …（１）
次に、演算部８は、図５（ａ）において取得したκ’の値に対応するｚ’の値（つまり、点Ｒの縦軸座標）を、図５（ｂ）を用いて取得する。このようにしてｚ’が決まる。ｚ’が決まることは、パラメータｌＴ（すなわち、表面張力γと、密度ρと、重力ｇと、の関係）が決まることと同義である。そして、重力ｇは既知とみなせるから、密度ρおよび表面張力γのうち一方が定まれば他方も定まる。密度ρが既知の場合は、その値を用いてもよい。あるいは、測定装置１Ａは、保持部４上の液体７の体積および重さに基づいて密度ρを演算してもよい。
次に、演算部８は、ｚおよびｚ’の値に基づいて、液体７の表面張力γを演算する。具体的には、ｌＴおよびｚ’の定義から、表面張力γは以下の数式（１）により算出できる。
γ＝ρｇ（ｚ／ｚ’）２ …（１）
【0025】
次に、演算部８は、上記のように算出したκ’の値と、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）と、図３と、を用いて、接触角θｃを求める。ここでは、説明を容易にするため、図３からいくつかの曲線を抜き出した模式図である図６を用いる。具体的には、図６に示すように、横軸座標がκ’であり、縦軸座標がｚｃ／ｒｃである点Ｑ’を特定する。そして、図３において点Ｑ’を通るグラフに対応するθの値を、θｃの値として選択する。
以上のステップにより、測定装置１Ａは、表面張力γおよび接触角θｃを求めることができる。測定された表面張力γおよび接触角θｃの値は、記憶部９に記憶されてもよいし、ディスプレイ等に表示されてもよい。また、表面張力γおよび接触角θｃの値は、温度センサ６による温度測定結果とともに表示、記憶されてもよい。
以上のステップにより、測定装置１Ａは、表面張力γおよび接触角θｃを求めることができる。測定された表面張力γおよび接触角θｃの値は、記憶部９に記憶されてもよいし、ディスプレイ等に表示されてもよい。また、表面張力γおよび接触角θｃの値は、温度センサ６による温度測定結果とともに表示、記憶されてもよい。
【0026】
なお、本実施形態では点Ｐの座標および接線角に加えて、点Ｏが頂点であることも用いて、表面張力γの演算を行う。言い換えると、点Ｏの座標（０、０）と接線角（θ＝０°）の情報を用いている、とも言える。ただし、点Ｏの情報を利用することに限らず、例えば液体７の表面形状において２つの点Ｐを選択し、これら２つの点Ｐの座標および接線角を用いてもよい。
また、κ’を決定する際には、点Ｐとして複数の点を選択し、それぞれの点についてのｚ／ｒの値および接線角θに基づいて得られるκ’の平均値等を用いると精度が向上する。例えば、図６に示す点Ｑ１～Ｑ３は、３つの任意の点Ｐ（図示略）に対応している。各点Ｑ１～Ｑ３の横軸座標を平均した値をκ’として用いることで、より精度のよい計測結果が得られる。ただし、用いる点Ｐの数は１つ、２つ、あるいは４つ以上であってもよい。
また、κ’を決定する際には、点Ｐとして複数の点を選択し、それぞれの点についてのｚ／ｒの値および接線角θに基づいて得られるκ’の平均値等を用いると精度が向上する。例えば、図６に示す点Ｑ１～Ｑ３は、３つの任意の点Ｐ（図示略）に対応している。各点Ｑ１～Ｑ３の横軸座標を平均した値をκ’として用いることで、より精度のよい計測結果が得られる。ただし、用いる点Ｐの数は１つ、２つ、あるいは４つ以上であってもよい。
【0027】
以上説明したように、本実施形態の測定装置１Ａは、測定対象となる液体７を保持する保持部４と、液体７の表面形状を観察する観察部２と、液体７の表面形状における、任意の２点の座標および接線角に基づき、液体７の表面張力γおよび接触角θｃを演算する演算部８と、を備える。
【0028】
また、本実施形態は、測定対象となる液体７の表面形状を観察し、前記表面形状における任意の２点の座標および接線角に基づき、液体７の表面張力γおよび接触角θｃを演算する測定方法を提案する。この測定方法は、測定装置１Ａ以外の手段によって行われてもよい。
【0029】
また、本実施形態に係る処理をコンピュータ（例えば、制御システム３のような情報処理装置）に実行させるための測定プログラムとして、以下を提案する。すなわち、測定プログラムは、コンピュータに、測定対象となる液体７の表面形状を取得させる取得ステップと、取得ステップによって得られた液体７の表面形状における任意の２点の座標および接線角を抽出する抽出ステップと、抽出ステップにより得られた情報に基づき、液体７の表面張力γおよび接触角θｃを演算する演算ステップと、を実行させる。
【0030】
また、本実施形態の測定方法は、図３に示すような第１のグラフと、図４に示すような第２のグラフと、を用いて、液体７の表面張力γ、密度ρ、および重力ｇの関係（数式（１）参照）を導いている、とも言える。第１のグラフは、液体７の表面形状における相対的な形状に関する情報（ｒ、ｚ、θ）と、頂点Ｏにおける液体７の曲率を無次元化した値（κ’）と、の関係を示したものである。第２のグラフは、任意の点Ｐと頂点Ｏとの間の鉛直方向における距離を無次元化した値（ｚ’）と、頂点Ｏにおける液体７の曲率を無次元化した値と、の関係を示したものである。
【0031】
上記した測定装置１Ａ、測定方法、および測定プログラムによれば、表面張力γおよび接触角θｃを同時に測定可能である。表面張力γおよび接触角θｃを別個に測定する手法は従来から存在していたが、その場合には、表面張力γの測定条件と接触角θｃの測定条件との不一致が測定誤差の要因となる。本実施形態では、同一の条件下で表面張力γおよび接触角θｃを同時に測定できるため、上記した測定条件の不一致に起因する測定誤差を排除することが可能である。さらに、複数の点Ｐの情報を用いることで、測定精度をより高めていくことが可能である。
【0032】
また、本実施形態によれば、従来よりも精度よく液体７の接触角θｃを測定することが可能である。その理由として、端点Ｃにおける接線角θ（すなわち接触角θｃ）よりも、任意の点Ｐにおける接線角θの方が精度よく測定できることが挙げられる。つまり、接線角θを測定しやすい任意の点Ｐを選択し、点Ｐの情報を用いて接触角θｃを演算することで、接触角θｃを画像等から直接測定するよりも測定精度を向上できる場合がある。
【0033】
また、本実施形態の測定装置１Ａにおいて、保持部４は液体７を保持する保持面４ａを有し、観察部２は、保持面４ａ上に保持されて試験片が接しない状態の液体７の表面形状を観察する。すなわち、測定装置１Ａは、いわゆる平面上液滴(Sessile Drop)の形状に基づいて、液体７の物性を測定する。
【0034】
また、本実施形態の測定装置１Ａは、保持部４の温度を調整する温度調整部（ヒータ５）と、保持部４または液体７の温度を測定する温度測定部（温度センサ６）と、を備えている。これにより、所望の温度における液体７の物性を測定することが可能である。なお、温度調整部および温度測定部の具体的構成は適宜変更してもよい。
【0035】
上記した測定装置１Ａ、測定方法、および測定プログラムにおいて、液体７の密度ρは、必ずしも既知でなくてもよい。例えば、演算部８は、保持部４上に保持された液体７の体積および重さに基づいて、密度ρを演算してもよい。液体７の体積は、例えば液体７の表面形状等に基づいて算出してもよいし、その他の手段を用いて測定してもよい。液体７の重さは、例えば保持部４に荷重センサ等を取り付けることで測定してもよいし、その他の手段によって測定してもよい。
【0036】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態は、第１実施形態において説明した測定方法を、いわゆるウィルヘルミー法（Wilhelmy法、懸垂法ともいう）に応用したものである。
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態は、第１実施形態において説明した測定方法を、いわゆるウィルヘルミー法（Wilhelmy法、懸垂法ともいう）に応用したものである。
【0037】
図７に示すように、本実施形態の測定装置１Ｂは、保持部１０と、力測定部１１と、把持部１２と、昇降装置１４と、チャンバー１５と、信号処理部１６と、を備える。把持部１２は、試験片１３を把持する。試験片１３は、例えば板状である。ただし、試験片１３は円柱状等であってもよい。本実施形態では、試験片１３に対する液体７の濡れ性を評価する。
【0038】
保持部１０は、例えば有底筒状の液槽である。保持部１０内には、液体７が収容される。昇降装置１４は、保持部１０を上下動させることが可能である。昇降装置１４としては、例えばリニアモータを採用できる。保持部１０は、昇降装置１４が有する昇降部１４ａによって支持されている。制御システム３は、昇降装置１４を動作させることで、保持部１０と試験片１３との相対位置を変化させる。なお、昇降装置１４は、保持部１０ではなく把持部１２を昇降させてもよい。つまり、保持部１０と試験片１３との相対位置を変化させることができればよい。
【0039】
ヒータ５は保持部１０の底部に設けられており、温度センサ６は保持部１０の周壁に設けられている。なお、ヒータ５および温度センサ６の配置は適宜変更可能である。例えば、保持部１０に貫通孔を形成し、その貫通孔の内部にヒータ５および温度センサ６を位置させてもよい。
【0040】
力測定部１１は、試験片１３が液体７から受ける力（濡れ力）を測定し、測定結果をアナログ信号として信号処理部１６に出力する。信号処理部１６は、力測定部１１から受け取ったアナログ信号を処理してデジタル信号を生成し、そのデジタル信号を記憶部９または演算部８に入力する。信号処理部１６は力測定部１１と一体になっていてもよい。
【0041】
チャンバー１５は、保持部１０を囲っている。昇降装置１４が保持部１０を試験片１３に近づけたとき、試験片１３の先端はチャンバー１５の内側で液体７に浸漬される。チャンバー１５には、ガスを供給するための供給路１５ａが設けられている。例えば窒素等の不活性ガスを、供給路１５ａを通じてチャンバー１５内に充填することで、液体７が酸化することなどを抑制できる。これにより、より精度のよい測定結果が得られる。図７のように、観察部２がチャンバー１５の外側に配置される場合は、観察部２が液体７の表面形状を撮影可能となるように、チャンバー１５に透明な窓部を設ける。ただし、観察部２をチャンバー１５の内側に配置してもよい。あるいは、チャンバー１５は無くてもよい。
【0042】
図８を用いて、ウィルヘルミー法における測定原理を説明する。ウィルヘルミー法においては、以下の数式（２）が成立することが知られている。
Ｆ＝γ×ｃｏｓθｃ×Ｌ－νρｇ …（２）
Ｆ＝γ×ｃｏｓθｃ×Ｌ－νρｇ …（２）
【0043】
数式（２）および図８において、各パラメータ等の定義は、以下の通りである。以下の定義では、一例としての単位も記載するが、単位は変更してもよい。
Ａ：試験片１３の中心軸線
Ｆ：試験片１３が液体７から受ける鉛直方向の力（濡れ力）［ｍＮ］
γ：液体７の表面張力［ｍＮ／ｍ］
θｃ：試験片１３に対する液体７の接触角［度］
Ｌ：液体７と試験片１３との接触長さ（つまり、試験片１３の周囲長）［ｍ］
ν：液体７に浸漬している部分の試験片１３の体積［ｍ３］
ρ：液体７の密度［ｋｇ／ｍ３］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ２］
点Ｃ：液体７の端点（表面形状の上端が位置する点）
点Ｐ１，Ｐ２：液体７の表面形状における、点Ｃ以外の任意の２点
Ａ：試験片１３の中心軸線
Ｆ：試験片１３が液体７から受ける鉛直方向の力（濡れ力）［ｍＮ］
γ：液体７の表面張力［ｍＮ／ｍ］
θｃ：試験片１３に対する液体７の接触角［度］
Ｌ：液体７と試験片１３との接触長さ（つまり、試験片１３の周囲長）［ｍ］
ν：液体７に浸漬している部分の試験片１３の体積［ｍ３］
ρ：液体７の密度［ｋｇ／ｍ３］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ２］
点Ｃ：液体７の端点（表面形状の上端が位置する点）
点Ｐ１，Ｐ２：液体７の表面形状における、点Ｃ以外の任意の２点
【0044】
以下、測定装置１Ｂを用いて液体７の物性を求める方法を説明する。なお、初期状態では、試験片１３と液体７とが接していない状態とする。
まず、制御システム３は温度センサ６による測定結果に基づいてヒータ５をフィードバック制御し、液体７を所定の温度にする。「所定の温度」は、液体７の用途に応じて適宜設定する。例えば液体７がはんだである場合、当該はんだを用いて電子部品を基板にはんだ付けする際の温度にするとよい。
次に、制御システム３は昇降装置１４を駆動させて、試験片１３の先端を液体７内に浸漬させる。このとき、試験片１３は液体７の表面張力γに基づく力（濡れ力Ｆ）を受ける。力測定部１１は、この力Ｆを計測し、アナログ信号として信号処理部１６に出力する。信号処理部１６は、力測定部１１が出力したアナログ信号を処理してデジタル信号を生成し、演算部８および記憶部９の少なくとも一方に入力する。
まず、制御システム３は温度センサ６による測定結果に基づいてヒータ５をフィードバック制御し、液体７を所定の温度にする。「所定の温度」は、液体７の用途に応じて適宜設定する。例えば液体７がはんだである場合、当該はんだを用いて電子部品を基板にはんだ付けする際の温度にするとよい。
次に、制御システム３は昇降装置１４を駆動させて、試験片１３の先端を液体７内に浸漬させる。このとき、試験片１３は液体７の表面張力γに基づく力（濡れ力Ｆ）を受ける。力測定部１１は、この力Ｆを計測し、アナログ信号として信号処理部１６に出力する。信号処理部１６は、力測定部１１が出力したアナログ信号を処理してデジタル信号を生成し、演算部８および記憶部９の少なくとも一方に入力する。
【0045】
試験片１３の先端が液体７内に浸漬した状態で、観察部２は、液体７の上端部（試験片１３が濡れている部分と乾いている部分との境界）における表面形状を撮影し、制御システム３に入力する。制御システム３の演算部８は、撮影された液体７の表面形状（メニスカス）から、任意の２点Ｐ１、Ｐ２を選択し、点Ｐ１における座標（ｒ１、ｚ１）および傾き（接線角θ１）と、点Ｐ２における座標（ｒ２、ｚ２）および傾き（接線角θ２）と、を取得する。
【0046】
なお、第１実施形態における座標系では、平面上液滴における表面形状の対称性に注目し、頂点Ｏを原点に設定した。これに対して本実施形態では、任意の２点Ｐ１、Ｐ２の情報を用いて、液体７の表面形状から表面張力γを演算する。本実施形態における座標系では、点Ｐ１、Ｐ２の相対位置が定まれば良いため、原点の位置は任意に設定可能である。例えば、ｒ座標の原点を中心軸線Ａの位置に設定した場合、ｒ１は中心軸線Ａと点Ｐ１との間の距離であり、ｒ２は中心軸線Ａと点Ｐ２との間の距離である。同様に、ｚ座標の原点も任意の位置に設定し、ｚ１、ｚ２を決定する。また、必要に応じて、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）も取得する。
【0047】
第１実施形態に示されるように、液体７の表面形状とパラメータｌＴ：√（γ／（ρｇ））との間には関係がある。また、液体７の表面形状は、２つの点Ｐ１，Ｐ２における座標と傾きから特定できる。したがって、点Ｐ１，Ｐ２の座標および傾きが取得されれば、第１実施形態と同様に、液滴の表面形状が決まる原理に基づいて、パラメータｌＴを決定できる。
【0048】
数式（２）における未知数は、表面張力γ、接触角θｃ、および密度ρである。このうち、パラメータｌＴにより、表面張力γと密度ρの関係は定まっている。したがって、接触角θｃおよび密度ρのうち、一方が決定できれば、残りの２つの未知数も決定できる。第１実施形態で説明した理論を応用することで、点Ｃにおける座標（ｒｃ、ｚｃ）と、パラメータｌＴと、に基づいて、接触角θｃを決定してもよい。そして演算部８は、このように求められた接触角θｃの値を数式（２）に代入するとともに、パラメータｌＴも用いて、密度ρおよび表面張力γを決定してもよい。これにより、表面張力γ、接触角θｃ、および密度ρを１つの測定条件のもとで同時に決定することができる。
なお、演算部８は、密度ρが既知である場合には、この密度ρの値を数式（２）に代入することで、接触角θｃを演算してもよい。この場合、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）を用いずとも接触角θｃを決定することができる。
なお、演算部８は、密度ρが既知である場合には、この密度ρの値を数式（２）に代入することで、接触角θｃを演算してもよい。この場合、点Ｃの座標（ｒｃ、ｚｃ）を用いずとも接触角θｃを決定することができる。
【0049】
本実施形態の測定装置１Ｂは、メニスコグラフ法などの、濡れ性の評価に関する各種規格（例えば、ＪＩＳ Ｃ ６００６８－２－６９ 環境試験方法－電気・電子－第２－６９部：試験－試験Ｔｅ／Ｔｃ：電子部品及びプリント配線板のはんだ付け性試験方法（平衡法））に準拠した測定に応用することも可能である。例えば、制御システム３は、以下のように３つの段階に分けて、試験片１３と保持部１０との相対位置が変化するように昇降装置１４を駆動させてもよい。第１段階では、試験片１３と液体７とが離れている状態から、徐々に試験片１３の先端を液体７に浸漬させる。第２段階では、昇降装置１４の動作を停止し、試験片１３の先端が液体７に浸漬した状態で静止させる。第３段階では、試験片１３を保持部１０から徐々に遠ざけて、試験片１３の先端を液体７から離脱させる。
【0050】
上記第１～第３段階において、力測定部１１が継続して濡れ力Ｆを測定するとともに、観察部２が継続して液体７の表面形状を撮影することで、各状態における液体７の表面張力γ、接触角θｃ、および密度ρを演算できる。これらの演算結果を統計的手法により分析することで測定精度を向上させてもよい。あるいは、液体７の状態によって各物性が変化する可能性がある場合には、液体７の状態と各物性（例えば動的接触角）との関係を分析してもよい。なお、第２段階（静定状態）における演算で得られる接触角θｃは、静的接触角であると言える。
【0051】
例えばＪＩＳ Ｃ ６００６８－２－６９では、ぬれ曲線（横軸を時間、縦軸を濡れ力Ｆとしたグラフ）の形状によってはんだの濡れ性を評価するが、溶融したはんだの物性（表面張力γ、接触角θｃ、密度ρ）がどのような値を取るかを知ることはできない。また、液体７の表面張力γ、接触角θｃ、密度ρをそれぞれ個別に測定することは従来から可能であったが、これらを同時に測定する手法に関する知見は見当たらない。これらの点から、本実施形態における手法は極めて画期的であると言える。
【0052】
以上説明したように、本実施形態の測定装置１Ｂは、測定対象となる液体７を保持する保持部１０と、液体７の表面を観察する観察部２と、液体７の表面形状における、任意の２点Ｐ１、Ｐ２の座標および接線角に基づき、液体７の表面張力γおよび接触角θｃを演算する演算部８と、を備える。
【0053】
また、本実施形態は、測定対象となる液体７の表面形状を観察し、前記表面形状における任意の点Ｐ１、Ｐ２の座標および接線角に基づき、液体７の表面張力γおよび接触角θｃを演算する測定方法を提案する。
【0054】
また、本実施形態に係る処理をコンピュータ（例えば、制御システム３のような情報処理装置）に実行させるための測定プログラムとして、以下を提案する。すなわち、測定プログラムは、コンピュータに、測定対象となる液体７の表面形状を取得させる取得ステップと、取得ステップによって得られた液体７の表面形状における任意の２点Ｐ１、Ｐ２の座標および接線角を抽出する抽出ステップと、抽出ステップにより得られた情報に基づき、液体７の表面張力γを演算する演算ステップと、を実行させる。
【0055】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。特に、本実施形態の保持部１０は、液体７を収容する液槽であるため、いわゆるウィルヘルミー法に適用可能である。
【0056】
また、本実施形態の測定装置１Ｂは、試験片１３の把持部１２と、試験片１３が液体７に接したときに試験片１３に加わる濡れ力Ｆを測定する力測定部１１と、試験片１３または保持部１０を移動させて、試験片１３を液体７に接触させる移動機構（昇降装置１４）と、を備える。そして演算部８は、濡れ力Ｆと、液体７の表面形状と、に基づいて、液体の密度ρを演算してもよい。この場合、表面張力γ、接触角θｃ、および密度ρを同時に決定することができる。したがって、これらの物性を別個の測定器でそれぞれ測定する場合と比較して、測定条件（例えば、液体の温度、試験片の表面性状、液体・試験片に含まれる不純物等）の相違に起因する誤差を排除することが可能であり、より精度よく液体７の物性を測定することが可能である。
【0057】
また、測定装置１Ｂは、保持部１０を囲うチャンバー１５と、チャンバー１５内にガスを供給する供給路１５ａと、を備えている。これにより、液体７に触れる雰囲気を安定させて、より精度のよい測定結果を得ることができる。
【0058】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、保持部を除き、第２実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、保持部を除き、第２実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0059】
第２実施形態の保持部１０に代えて、本実施形態では図９に示す保持部２０を用いる。保持部２０は、第１の材質によって形成された第１領域２１と、第２の材質によって形成された第２領域２２と、を有している。第１領域２１は、第２領域２２を取り囲んでいる。本実施形態は、いわゆる「はんだ小球平衡法（ＪＩＳ Ｃ ６００６８－２－６９）」に適用することができる。この場合、第１の材質はアルミニウムであり、第２の材質は鉄である。なお、第１の材質および第２の材質は適宜変更可能である。また、液体７を略球状にすることができれば、保持部２０は単一の材質で形成されていてもよい。例えば、保持部２０の上面に窪みを形成し、その窪みに液体７を入れることで、液体７のうち窪みから上方に飛び出た部分を略球状としてもよい。
【0060】
本実施形態の場合、保持部２０によって略球状に保持された液体７に対して試験片１３を接触させる。そして、液体７の表面形状と、試験片１３に加わる濡れ力Ｆと、に基づき、液体７の物性を演算する。具体的な演算方法は第２実施形態と同様であるため省略するが、本実施形態においても、液体７の表面張力γ、接触角θｃ、および密度ρを同時に求めることが可能である。
【0061】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0062】
例えば、第１実施形態の保持部４を囲うように、第２実施形態において説明したチャンバー１５を配置してもよい。
また、第２実施形態および第３実施形態において、演算部８は、液体７の体積および重さに基づいて、液体７の密度ρを演算してもよい。第２、第３実施形態において、濡れ力Ｆを用いて密度ρを演算するのと並行して、液体７の体積および重さに基づいて密度ρを演算し、両者を比較してもよい。
また、液体７の表面形状における任意の点Ｐ等の選択は、演算部８が自動的に行ってもよいし、オペレータが手動で行ってもよい。
また、演算の一部にフィッティングを用いてもよい。フィッティングとは、実験的に得られたデータに最もよく当てはまるような曲線を求める手法である。例えば第１実施形態において、第１のグラフおよび第２のグラフを用いてパラメータｌＴを求めることに代えて、フィッティングを用いてパラメータｌＴを求めてもよい。あるいは第２実施形態において、液滴の表面形状を決める原理に基づいて導かれた数式を用いてパラメータｌＴを求めることに代えて、フィッティングを用いてパラメータｌＴを求めてもよい。
また、第２実施形態および第３実施形態において、演算部８は、液体７の体積および重さに基づいて、液体７の密度ρを演算してもよい。第２、第３実施形態において、濡れ力Ｆを用いて密度ρを演算するのと並行して、液体７の体積および重さに基づいて密度ρを演算し、両者を比較してもよい。
また、液体７の表面形状における任意の点Ｐ等の選択は、演算部８が自動的に行ってもよいし、オペレータが手動で行ってもよい。
また、演算の一部にフィッティングを用いてもよい。フィッティングとは、実験的に得られたデータに最もよく当てはまるような曲線を求める手法である。例えば第１実施形態において、第１のグラフおよび第２のグラフを用いてパラメータｌＴを求めることに代えて、フィッティングを用いてパラメータｌＴを求めてもよい。あるいは第２実施形態において、液滴の表面形状を決める原理に基づいて導かれた数式を用いてパラメータｌＴを求めることに代えて、フィッティングを用いてパラメータｌＴを求めてもよい。
【0063】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0064】
１Ａ、１Ｂ…測定装置 ２…観察部 ４…保持部 ４ａ…保持面 ７…液体 ８…演算部 １０…保持部 １１…力測定部 １２…把持部 １３…試験片 １５…チャンバー １５ａ…供給路 ２０…保持部 ２１…第１領域 ２２…第２領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】