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(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】P2023171216
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】匂い測定装置
(51)【国際特許分類】
G01N 27/04 20060101AFI20231124BHJP
G01N 27/12 20060101ALI20231124BHJP
【ＦＩ】
G01N27/04 F
G01N27/12 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023004100
(22)【出願日】2023-01-13
(31)【優先権主張番号】P 2022083322
(32)【優先日】2022-05-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002288
【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 智大
(72)【発明者】
【氏名】有元 絵理佳
【テーマコード（参考）】
2G046
2G060
【Ｆターム（参考）】
2G046AA18
2G046AA24
2G046AA25
2G046BA07
2G046BA09
2G046BB02
2G046BG02
2G046BG04
2G046BG07
2G046BH02
2G046BH03
2G046BH04
2G046DC18
2G046FC07
2G060AA01
2G060AB21
2G060AB22
2G060AB26
2G060AE19
2G060AF08
2G060AG03
2G060AG10
2G060BB08
2G060BC00
2G060BD08
2G060HC10
2G060JA01
2G060KA01
(57)【要約】
【課題】センサチャンバ内に気体を送り始めてから、複数のセンサ素子のすべてから測定結果が安定して出力されるまでに要する時間を短縮することができる匂い測定装置を提供する。
【解決手段】匂い測定装置（１００ｃ）は、複数の通路を備え、前記複数の通路の各々には、気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子（３１Ａ）が配置されるセンサチャンバ（６０）を備える。
【選択図】図５
【解決手段】匂い測定装置（１００ｃ）は、複数の通路を備え、前記複数の通路の各々には、気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子（３１Ａ）が配置されるセンサチャンバ（６０）を備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子が配置された、複数の通路を有するセンサチャンバを備える、
匂い測定装置。
匂い測定装置。
【請求項2】
前記複数の通路の各々には、匂い物質毎に異なる測定結果を出力する複数のセンサ素子が配置される、請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項3】
前記通路の各々は、前記気体を該センサチャンバの内部空間内に供給するための管体と接続されており、
前記通路の各々の、前記気体が前記管体から供給される供給方向に対して垂直な断面積は、前記管体の軸方向に垂直な断面積よりも小さい、請求項１に記載の匂い測定装置。
前記通路の各々の、前記気体が前記管体から供給される供給方向に対して垂直な断面積は、前記管体の軸方向に垂直な断面積よりも小さい、請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項4】
前記通路の各々は並列に配置されている、請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項5】
前記匂い物質を含む対象試料を内部に受け入れて前記気体を保持可能である対象試料受入部をさらに備え、
前記気体は、前記対象試料受入部から前記通路の各々に供給される、請求項１に記載の匂い測定装置。
前記気体は、前記対象試料受入部から前記通路の各々に供給される、請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項6】
前記通路の各々に配置された前記センサ素子の数の差は１０個以下である、請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項7】
前記複数のセンサ素子の各々は、
基板上に配置された電極と、
前記電極上に形成され、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤を含み、前記導電性炭素材料、前記樹脂組成物、および前記界面活性剤の含有比率が異なる匂い物質受容層と、
を備える、請求項１に記載の匂い測定装置。
基板上に配置された電極と、
前記電極上に形成され、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤を含み、前記導電性炭素材料、前記樹脂組成物、および前記界面活性剤の含有比率が異なる匂い物質受容層と、
を備える、請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項8】
前記通路の各々は、前記気体を該センサチャンバの内部空間内に供給するための管体と接続されており、
前記通路の各々のうち、前記気体が前記管体から供給される供給方向において最も長い前記通路と最も短い前記通路との間における長さの差が５０％以下である、請求項１に記載の匂い測定装置。
前記通路の各々のうち、前記気体が前記管体から供給される供給方向において最も長い前記通路と最も短い前記通路との間における長さの差が５０％以下である、請求項１に記載の匂い測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は匂い測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の情報処理技術の発達により、人間の五感のうち機械的な測定が十分に達成できていない嗅覚を何らかの方法で数値化することができれば、幅広い産業分野で利用可能であることが期待される。例えば、医療分野では介護・介助、未病予防診断や疾病検査など、環境分野では工場などでの臭気管理、バイオガス利用の分野での発酵工程管理や排水処理の管理など、安全分野では土砂崩れや水害などの予兆検知、エンジンオイルや機械動作油の劣化検知などが可能になる。また、食品分野では植物や肉などの食材の熟成状態検知、例えば酒類などの発酵食品の工程管理、植物の栽培管理や食品の生産・保管・流通過程での品質管理など、マーケティング分野では香粧品、体臭、香り環境、商材の香りのプロデュースなどに利用可能である。これまでに、特定の気体物質（ガス）を検出する方法は半導体ガスセンサなどによって高精度・高感度の測定が実現されている。様々な匂いに対して異なる応答特性を有するセンサが報告されており、センサが含む受容体の組成についても検討がされている。
【0003】
特許文献１に記載の発明は、半導体ガスセンサの半導体を導電性高分子に置き換えて導電性高分子表面への匂い成分の吸着を検出する仕組みを提案している。特許文献１では、熱分解しやすい匂い成分およびセンサの検出部表面で酸化還元反応を生じない物質の検出が可能になることを報告している。
【0004】
また、特許文献２においては、有機ポリマーと導電性物質の混合物の電気抵抗が有機ガスに曝露されることで変化する性質に着目している。特許文献２では、上記混合物のうち有機ポリマーの組成が異なる有機ポリマー／導電性物質の組み合わせを複数調製し、これらを電気抵抗アレイとしてセンサに用いると、同一の有機ガスに曝露された際の電気抵抗変化がそれぞれ異なることが記載されている。これを利用して、電気抵抗変化のパターンと匂い（＝有機ガスの混合物）の種類を帰属することによって匂いを識別できることが特許文献２では報告されている。
【0005】
さらに、特許文献３において、上記の有機ポリマーに対して可塑剤を添加することでセンサの応答速度が向上することが報告されている。
【0006】
特許文献４において、ガス検知装置の一例として、車両に使用されるアルコール検知装置が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平１１－２３５０８号公報
【特許文献2】特表平１１－５０３２３１号公報
【特許文献3】特表２００２－５１９６３３号公報
【特許文献4】特開２０１２－１８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
匂い測定の精度向上および安定性向上の観点より、測定対象である気体に含まれる匂いを測定する匂い測定装置の構成には改善の余地がある。
【0009】
本発明の一態様は、センサチャンバ内に気体を送り始めてから、複数のセンサ素子のすべてから測定結果が安定して出力されるまでに要する時間を短縮することができ、かつ、測定精度が高い匂い測定装置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】
【0010】
匂い測定装置は、気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子が配置された、複数の通路を有するセンサチャンバを備える。
【発明の効果】
【0011】
本発明の一態様によれば、センサチャンバ内に気体を送り始めてから、複数のセンサ素子のすべてから測定結果が安定して出力されるまでに要する時間を短縮することができ、かつ、測定精度が高い匂い測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係る匂い測定装置の構成の一例を示す概略図である。
【図2】センサ素子の構成の一例を示す上面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る匂い測定装置の構成の一例を示す概略図である。
【図5】センサチャンバの構成例を示す上面図である。
【図6】センサチャンバの構成例を示す断面図である。
【図7】センサチャンバの構成例を示す断面図である。
【図8】匂い測定装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図9】推定装置が推定モデルを生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図10】匂い測定装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図11】推定装置が匂い物質を推定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図12】本発明のセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。
【図13】本発明のセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。
【図14】本発明のセンサ素子の構成の一例を示す斜視図である。
【図15】センサ素子を製造する方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図16】スラリー塗布前の基板の一例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
［実施形態］
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上Ｂ以下」を意図する。
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上Ｂ以下」を意図する。
【0014】
〔１．樹脂組成物〕
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、匂い物質受容層を形成するための樹脂組成物であって、樹脂（Ａ）および導電性炭素材料（Ｃ）を含む。樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）および導電性炭素材料（Ｃ）については後に具体例を挙げて説明する。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、匂い物質受容層を形成するための樹脂組成物であって、樹脂（Ａ）および導電性炭素材料（Ｃ）を含む。樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）および導電性炭素材料（Ｃ）については後に具体例を挙げて説明する。
【0015】
本明細書中、「匂い物質」とは、広義において匂い物質受容層に吸着可能な物質を意味する。従って、一般的に匂いの原因物質とされていない物質も含まれる。「匂い」には原因となる匂い物質が複数含まれることが多く、また、匂い物質として認知されていない物質または未知の匂い物質も存在する。本発明の一実施形態は、匂い物質受容層への匂い物質の吸着量が匂い物質の種類によって異なることに着目するものである。
【0016】
なお、本明細書中、単に「匂い物質」と記載した場合であっても、個々の匂い物質ではなく、複数の匂い物質が含まれ得る「匂い物質の集合体」を意味する場合がある。
【0017】
「匂い物質」としては特に限定されないが、例えばヘキサン、酢酸エチル、メタノール、炭酸ジエチル、トルエン、ｄ－リモネン、ボルナン－２－オン、シス－３－ヘキセノール、β－フェニルエチルアルコール、シトラール、Ｌ－カルボン、γ－ウンデカラクトン、オイゲノール、リナリルアセテート、メントール、ベンズアルデヒド、バニリン、ヘキサナール、エタノール、吉草酸ペンチル、リナロール、２－プロパノール等が挙げられる。
【0018】
また、本明細書中、「匂い物質受容層」とは、識別対象となる匂い物質を吸着する層を意味する。匂い物質受容層は上述の樹脂組成物から形成される。匂い物質受容層は、後述のセンサ素子の一部として設けられ得る。
【0019】
引用文献１に記載のセンサでは、単体の化合物からなる匂いの検出は可能であると考えられる。一方で多くの匂いは複数の物質の混合物である。引用文献１に記載のセンサでは検出部に匂いの成分を識別させる機能がないため、混合物に対する匂い識別性能が十分でない。引用文献２では検出部に用いる導電性を示す高分子の化学構造の違いを利用して、それぞれの導電性高分子を介して検出部が示す種々の化合物に対する応答に違いを持たせることで混合物としての匂いを認識させることができることが示されている。しかしながら、導電性を示す高分子の化学構造は限られており、任意の匂い成分に対する検出部の応答を感度良く分離することが難しく、類似の成分からなる匂い同士を識別させることは難しい。引用文献３では有機ポリマーと可塑剤と導電性物質からなる混合物を検出材料として検出部に用いて匂い成分が有機ポリマー中に浸透することを上記混合物の電気抵抗変化として検出する方法を提案している。異なる組成の有機ポリマーを用いれば浸透する匂い成分が異なることを利用して異なる組成の有機ポリマーを含む上記の検出材料からなる検出部を複数並列して用いるアレイにすることで、混合物としての匂いを認識させることができる。しかしながら、上記の有機ポリマーおよび可塑剤を含有する有機ポリマーでは、有機ポリマー／導電性物質の組み合わせを複数用意したとしても、有機ポリマー同士の化学的な性質の差が小さいため、匂いの識別性能は十分でない。これらの従来技術では例えば、複数の物質が相互作用する現実の匂いパターンまたは組成が不明である物質による現実の匂いパターンを的確に検知できない。
【0020】
本発明者らは、上述した樹脂組成物に吸着した匂い物質の量に応じて樹脂組成物の電気伝導性が異なること、および、上述の樹脂組成物への吸着過程は匂い物質毎に異なっていることに着目し、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物およびセンサ素子等を発明するに至った。そして、このような樹脂組成物を用いることにより、匂いの識別性能を向上させることができる。例えば、複数の物質が相互作用する現実の匂いパターンまたは組成が不明である物質による現実の匂いパターンをも識別することができる。
【0021】
＜樹脂（Ａ）＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物に含まれる樹脂（Ａ）は、特に限定されないが、ウレタン樹脂、ポリアルキレンオキサイド、アクリル樹脂、フッ素基含有樹脂、ビニル重合樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂およびポリエステル樹脂等であってもよい。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物に含まれる樹脂（Ａ）は、特に限定されないが、ウレタン樹脂、ポリアルキレンオキサイド、アクリル樹脂、フッ素基含有樹脂、ビニル重合樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂およびポリエステル樹脂等であってもよい。
【0022】
＜界面活性剤（Ｂ）＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、以下で説明するような界面活性剤（Ｂ）を含んでいてもよい。界面活性剤（Ｂ）は、後述する導電性炭素材料（Ｃ）の分散剤としての作用を呈する。界面活性剤（Ｂ）は、上記の作用を発現する範囲において、公知の界面活性剤から適宜に選ぶことが可能である。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、以下で説明するような界面活性剤（Ｂ）を含んでいてもよい。界面活性剤（Ｂ）は、後述する導電性炭素材料（Ｃ）の分散剤としての作用を呈する。界面活性剤（Ｂ）は、上記の作用を発現する範囲において、公知の界面活性剤から適宜に選ぶことが可能である。
【0023】
界面活性剤（Ｂ）としては、例えばアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤が挙げられる。
【0024】
アニオン性界面活性剤としては、炭素数１０～２４のカルボン酸のアルカリ金属塩および炭素数１４～２４のアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。
【0025】
前記炭素数１０～２４のカルボン酸としては、例えば、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ペンタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、ヘンイコサン酸、ドコサン酸、トリコサン酸およびテトラコサン酸等が挙げられる。
【0026】
前記炭素数１４～２４のアルキルスルホン酸が有するアルキル基としては、例えば、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基およびテトラコシル基等が挙げられる。
【0027】
前記アルカリ金属塩が含むアルカリ金属としては、例えば、ナトリウムおよびカリウム等が挙げられる。
【0028】
カチオン性界面活性剤としては、炭素数１２～２４のアルキル基を有する第４級アンモニウムのハロゲン化物塩等が挙げられる。
【0029】
前記炭素数１２～２４のアルキル基を有する第４級アンモニウムとしては、例えばテトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、トリデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、メチルトリオクチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、テトラデシルトリメチルアンモニウム、ノナデシルトリメチルアンモニウム、イコシルトリメチルアンモニウム、ヘンイコシルトリメチルアンモニウム、ヘプタデシルトリメチルアンモニウムおよびペンタデシルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。
【0030】
前記ハロゲン化物塩としては、例えばフッ化物塩、塩化物塩、臭化物塩およびヨウ化物塩等が挙げられる。
【0031】
両性界面活性剤としては、例えば、炭素数１０～２２のアルキル基を有するジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウム分子内塩、炭素数１０～２２のアルキル基を有するＮ－アルキル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシン等が挙げられる。
【0032】
炭素数１０～２２のアルキル基を有するジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩としては、例えばデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ウンデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ドデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、トリデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、テトラデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ペンタデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ヘキサデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ヘプタデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、オクタデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ノナデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、イコシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ヘンイコシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩およびドコシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩等が挙げられる。
【0033】
炭素数１０～２２のアルキル基を有するＮ－アルキル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシンとしては、Ｎ－ドデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシンおよびＮ－オクタデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシン等が挙げられる。
【0034】
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
【0035】
高級アルコールとしては、１－ヘキシルアルコール、１－ヘプチルアルコール、１－オクチルアルコール、１－ノニルアルコール、１－デシルアルコール、１－ウンデシルアルコール、１－ドデシルアルコール、１－トリデシルアルコール、１－テトラデシルアルコール、１－ペンタデシルアルコール、１－ヘキサデシルアルコール、１－ヘプタデシルアルコール、１－オクタデシルアルコール等が挙げられる。
【0036】
エチレンオキサイド付加モル数は、匂い識別性能の観点から５～５０が好ましく、より好ましくは５～４０が好ましく、さらに好ましくは５～３０である。
【0037】
前記樹脂（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）との重量比［（Ａ）／（Ｂ）］は、匂い識別性能の観点により、好ましくは１．０～５０．０である。
【0038】
前記樹脂（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）とは相溶していても相溶していなくても良い。
【0039】
界面活性剤（Ｂ）は、導電性炭素材料（Ｃ）に対する分散性の観点から、ノニオン性界面活性剤であることが好ましい。また、界面活性剤（Ｂ）は、導電性炭素材料（Ｃ）に対する分散性の観点から、アミド基、第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基のうち少なくとも１つを有することが好ましい。また、界面活性剤（Ｂ）は、導電性炭素材料（Ｃ）に対する分散性の観点から、オキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖、および、オキシエチレン・オキシプロピレンのランダム構造もしくはブロック構造、の少なくとも１つを有することが好ましい。なお、オキシエチレン・オキシプロピレンのランダム構造は、オキシエチレンとオキシプロピレンとの両方が不規則に連結してなる鎖状構造である。また、オキシエチレン・オキシプロピレンのブロック構造は、オキシエチレンが連結してなるオキシエチレンブロックと、オキシプロピレンが連結してなるオキシプロピレンブロックとが連結してなる鎖状構造である。
【0040】
＜導電性炭素材料（Ｃ）＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、導電性炭素材料（Ｃ）を含んでいる。本明細書において、導電性炭素材料（Ｃ）とは、体積固有抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下の炭素材料のことである。上述の樹脂組成物は、樹脂（Ａ）中に導電性炭素材料（Ｃ）が分散している状態である。導電性炭素材料（Ｃ）同士が互いに接触して導電経路を形成することで樹脂組成物が導電性を有する。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、導電性炭素材料（Ｃ）を含んでいる。本明細書において、導電性炭素材料（Ｃ）とは、体積固有抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下の炭素材料のことである。上述の樹脂組成物は、樹脂（Ａ）中に導電性炭素材料（Ｃ）が分散している状態である。導電性炭素材料（Ｃ）同士が互いに接触して導電経路を形成することで樹脂組成物が導電性を有する。
【0041】
導電性炭素材料（Ｃ）としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびグラフェン等が挙げられる。
【0042】
カーボンブラックの市販品としては、ケッチェンブラックＥＣ（オランダ・アクゾ社製商品名）、ケッチェンブラックＥＣ－３００Ｊ（ライオンスペシャリティケミカルズ（株）製商品名）、ケッチェンブラックＥＣ－６００ＪＤ（ライオンスペシャリティケミカルズ（株）製商品名）、シーストＧ１１６、１１６（東海カーボン社製商品名）、ニテロン＃１０（新日鉄化学（株）社製商品名）、デンカブラック（電気化学工業（株）社製商品名）およびＳＵＰＥＲ Ｃ－６５（米国・ＭＴＩ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製品名）等がある。
【0043】
カーボンナノチューブの市販品としては、ＶＧＣＦ－Ｈ（昭和電工（株）社製諸品名）等がある。
【0044】
グラフェンの市販品としては、シグマアルドリッチ社製がある。
【0045】
前記導電性炭素材料（Ｃ）の形状は、好ましくは繊維状または球状である。
【0046】
繊維状である場合、繊維径は好ましくは０．１～１０μｍであり、更に好ましくは０．１～５μｍである。繊維長は好ましくは０．１～１０μｍであり、更に好ましくは１～１０μｍである。
【0047】
球状である場合、１次粒子径が好ましくは１０ｎｍ～２００ｎｍであり、更に好ましくは２０ｎｍ～１５０ｎｍである。
【0048】
また、導電性炭素材料は、樹脂組成物中での導電性及びセンサ感度の観点から、一次粒子径が１００ｎｍ以下であることが好ましい。導電性炭素材料の粒子径は、公知の方法で求めることが可能である。例えば導電性炭素材料の粒子径は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察し、画像処理装置（例えばキーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ－７００Ｆ）を用いて画像解析することにより測定することができる。導電性炭素材料が公知の物または市販品である場合には、粒子径は、文献値またはカタログ値であってもよい。
【0049】
導電性炭素材料（Ｃ）の含有量は、樹脂組成物から形成されるセンサ素子が匂いセンサとして十分な導電性を発現する観点、および当該匂いセンサとして十分な感度を発現する観点から、樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）および導電性炭素材料（Ｃ）の合計１００重量％に対し、好ましくは５～３０重量％である。
【0050】
樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、前述した樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）および導電性炭素材料（Ｃ）以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分の例には、溶剤（Ｄ）が含まれる。当該他の成分は、本発明の効果および当該他の成分による効果の両方が得られる範囲で好適に使用され得る。
【0051】
溶剤（Ｄ）は、樹脂（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）との相溶性を高める観点、樹脂組成物中における導電性炭素材料（Ｃ）の分散性を高める観点、または樹脂組成物の塗布性を高める観点から樹脂組成物に配合することが可能である。溶剤（Ｄ）の例には、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酪酸エチル、酪酸ブチル、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、トルエンおよびキシレンが含まれる。
【0052】
樹脂組成物における溶剤（Ｄ）の含有量は、上記の観点の観点から適宜に決定し得る。たとえば、樹脂組成物における溶剤（Ｄ）の含有量は、塗工性の観点から、樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）および導電性炭素材料（Ｃ）の合計１００重量部に対して、１００～１００００重量部であることが好ましい。
【0053】
＜樹脂組成物の製造方法＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法の具体的な一例を示せば、下記の通りである。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法の具体的な一例を示せば、下記の通りである。
【0054】
前記樹脂組成物は、樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）、導電性炭素材料（Ｃ）および必要に応じて溶媒（Ｄ）を混合して、撹拌機で均一に混練することでスラリーとして得られる。溶剤（Ｄ）を添加する場合では、溶剤（Ｄ）は樹脂組成物から留去される。溶剤（Ｄ）は、均一に混合して生成した樹脂組成物から留去してもよいし、後述のセンサ素子の製造時に生成した塗膜から留去してもよい。
【0055】
〔２．センサ素子３１〕
上述した樹脂組成物は、樹脂組成物に匂い物質Ａが吸着した場合と、匂い物質Ａとは異なる匂い物質Ｂが吸着した場合とで、電気伝導性の経時的な変化が異なる。この性質を利用すれば、匂い物質を検出・識別可能なセンサ素子３１を実現することができる。
上述した樹脂組成物は、樹脂組成物に匂い物質Ａが吸着した場合と、匂い物質Ａとは異なる匂い物質Ｂが吸着した場合とで、電気伝導性の経時的な変化が異なる。この性質を利用すれば、匂い物質を検出・識別可能なセンサ素子３１を実現することができる。
【0056】
以下では、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を適用したセンサ素子３１の概要および効果について説明する。
【0057】
センサ素子３１は、上述の樹脂組成物を含む匂い物質受容層３１５、第１金属配線３１３Ａ、および第２金属配線３１３Ｂを備えている。なお、以下では、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂを区別しない場合、金属配線３１３と記す場合がある。
【0058】
ここで、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂについて、図２および図３を用いて説明する。図２は、センサ素子３１の構成の一例を示す上面図であり、図３は、図２に示すセンサ素子３１の構成の一例を示す断面図である。
【0059】
第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂはそれぞれ、匂い物質受容層３１５（すなわち、樹脂組成物）の電気伝導性の変化を計測するための電極として機能する金属配線である。すなわち、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとは互いに離間しており、匂い物質受容層３１５は、第１金属配線の少なくとも一部と第２金属配線の少なくとも一部とに接している。一例において、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂは、互いに直接接していない金属配線であり、図２に示すように、互いに略平行な金属配線であってもよい。
【0060】
図２に示すように第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂを含む金属配線３１３は、基板３１１上に配置されていてもよい。基板３１１は、電子回路に一般的に用いられるガラスエポキシ等の基板であり得る。金属配線３１３は、銅、または金等の金属配線であり得る。基板の面に対して垂直な方向から見た第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂそれぞれの太さは１０μｍ～２ｍｍが好ましく、更に好ましくは１０μｍ～１ｍｍである。基板の面に対して平行な方向から見た第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂそれぞれの高さ、すなわち厚さは１μｍ～１００μｍが好ましく、更に好ましくは１０μｍ～５０μｍである。第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂの間隔は１μｍ～３ｍｍが好ましく、更に好ましくは１μｍ～１．５ｍｍである。金属配線３１３の長さは１００μｍ～５０ｍｍが好ましく、更に好ましくは５００μｍ～３０ｍｍである。
【0061】
図３は、図２のＡ－Ａ断面を示している。匂い物質受容層３１５は、第１金属配線３１３Ａの少なくとも一部と第２金属配線３１３Ｂの少なくとも一部とに接していてもよい。匂い物質受容層３１５は、例えば、図２および図３に示すように、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとに挟まれた領域を埋めるように配されていてもよい。
【0062】
匂い物質受容層３１５の電気伝導性（すなわち、センサ素子３１の電気伝導性）が低い場合、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとの間隔は所定の距離（例えば、５００μｍ）以下であることが望ましい。
【0063】
センサ素子３１は、匂い物質Ａが吸着した場合と、匂い物質Ａとは異なる匂い物質Ｂが吸着した場合とで、電気伝導性の経時的な変化が異なる樹脂組成物を適用することにより、さまざまな匂い物質を検出したり、識別したりすることが可能である。なお、後述する匂いセンサ３０では、匂い物質を検出するための構成（金属配線３１３および匂い物質受容層３１５）が設けられた基板３１１を備えるセンサ素子３１が複数配設されていることが望ましい。それぞれの基板３１１には、同じ組成の匂い物質受容層３１５を含む複数のセットが配設されていてもよい。また、センサ素子３１が備える基板３１１のそれぞれの面積の差は、１０％以内であることが好ましい複数のセンサ素子３１が配設される場合、センサ素子３１ごとに定電圧電源および電圧計を備える。匂いセンサ３０において、各基板３１１上に匂い物質を検出するための構成（金属配線３１３および匂い物質受容層３１５）が１つ配設されていてもよい。あるいは、匂いセンサ３０において、１つの基板３１１上に匂い物質を検出するための構成（金属配線３１３および匂い物質受容層３１５）のセットが複数配設されていてもよい。後者の場合、基板３１１上に設けられるセットの各々に定電圧電源および電圧計が接続される。
【0064】
匂いセンサ３０が備える複数の匂い物質受容層３１５それぞれの組成は、同じであってもよいし異なっていてもよい。匂いセンサ３０が同じ組成の匂い物質受容層３１５を含む場合、複数の匂い物質受容層３１５それぞれにおいて同じ匂い物質を検出することができる。また、匂いセンサ３０がそれぞれ異なる組成の匂い物質受容層３１５を含む場合、複数の匂い物質受容層３１５のそれぞれは、匂い物質に対して異なる応答をする。このように、匂い物質を検出するための構成のセットを複数備えることで、匂いセンサ３０における匂い物質の識別精度を向上させることができる。また、後述するように、通路６１～通路６４の各々に配置されるセンサ素子３１の数の差は１０個以下であることが好ましい。さらに、各センサ素子３１のサイズはほぼ同等であることが好ましい。ここで、センサ素子３１の数は、基板３１１の数に基づき規定される。これにより、基板３１１上に匂い物質を検出するための構成のセットが１つ配設される場合であっても、複数配設される場合であっても、各通路に配置される基板３１１の数に基づきセンサ素子３１の数が決定される。各通路の長さは基板３１１のサイズに影響されるため、上述のように基板３１１の数に基づき配置されるセンサ素子３１の数を決定することで、各通路間の長さの差を好ましい範囲内に納めることができる。
【0065】
〔３．匂いセンサ３０〕
以下では、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０の概要および効果について、図４を用いて説明する。図４は、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０の構成の一例を示すブロック図である。
以下では、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０の概要および効果について、図４を用いて説明する。図４は、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０の構成の一例を示すブロック図である。
【0066】
匂いセンサ３０は、匂い物質を検出するセンサ素子３１、定電圧電源３２（電源）、および電圧計３３（測定機器）を備えている。
【0067】
センサ素子３１の第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとはリード線Ｗで接続されている。図４には、リード線Ｗに定電圧電源３２および電圧計３３が配された例を示している。
【0068】
定電圧電源３２は、センサ素子３１に給電するための電源である。定電圧電源３２は、センサ素子３１にリード線を介して定電圧を供給する。定電圧電源３２が供給する電圧値は、０．５Ｖ～１０Ｖであり、例えば２．５Ｖまたは５．０Ｖである。
【0069】
電圧計３３は、定電圧電源３２から供給された定電流を匂い物質受容層３１５に供給した場合に、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとの間に生じる電位差を測定する。
【0070】
なお、匂いセンサ３０は、匂い物質測定用の回路において、電圧計３３の前段にアンプ（不図示）を備えており、当該アンプは取得した信号を増幅し電圧計３３に供給する。
【0071】
また、匂いセンサ３０は、匂い物質測定用の回路のほかにリファレンス回路を備えており、電圧計３３は、匂い物質測定用の回路において取得された値とリファレンス回路において取得された値との差（電位差）を電圧値として取得する。
【0072】
匂いセンサ３０は、必須の構成ではないが、筐体３４をさらに備えていてもよい。筐体３４は、匂い物質を含む空気を内包可能な容器である。筐体３４を備えている場合、センサ素子３１は筐体３４内に設置される。
【0073】
筐体３４は、匂い物質を導入するための導入口３４１および匂い物質を含む空気を排出するための排出口３４２を備えていている。匂い物質の導入は、導入口３４１から匂い物質を浸漬したろ紙等を筐体３４内に導入することによって行われてもよいし、匂い物質を含む空気を導入口３４１から筐体３４内に導入することによって行われてもよい。筐体３４は、匂い物質を所定の濃度（例えば、２００ｐｐｍ）以上含む空気を内包するための容器である。
【0074】
筐体３４の排出口３４２には、必須では無いが、気流生成用ファン３５が配されていてもよい。気流生成用ファン３５は、筐体３４内に気流を生じさせたり、筐体３４内の気体を排出口３４２から筐体３４外へ排出させたりするためのものである。
【0075】
なお、匂いセンサ３０は、定電圧電源３２の代替として不図示の定電流源（電源）、電圧計３３の代替として不図示の電流計（測定機器）を備えていてもよい。この場合、定電流源は、センサ素子３１に給電するための電源として機能し、センサ素子３１にリード線を介して定電流を印加する。一方、電流計は、匂い物質受容層３１５に定電圧が印加された場合に、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとの間を流れる電流値を測定する。
【0076】
匂いセンサ３０は、センサ素子３１に匂い物質が吸着する前後における、該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を示す測定値を出力する。これにより、さまざまな匂い物質を検出したり、識別したりすることが可能である。
【0077】
〔４．匂い測定装置１００〕
上述した匂いセンサ３０は、センサ素子３１にさまざまな匂い物質が吸着した場合、該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を匂い物質毎に出力することができる。この匂いセンサ３０を適用すれば、匂い物質Ａがセンサ素子３１に吸着した場合の該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化と、匂い物質Ｂがセンサ素子３１に吸着した場合の該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化と比較することができる。このような比較結果に基づいて、センサ素子３１に吸着した匂い物質を推定可能な匂い測定装置１００を実現することができる。
上述した匂いセンサ３０は、センサ素子３１にさまざまな匂い物質が吸着した場合、該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を匂い物質毎に出力することができる。この匂いセンサ３０を適用すれば、匂い物質Ａがセンサ素子３１に吸着した場合の該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化と、匂い物質Ｂがセンサ素子３１に吸着した場合の該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化と比較することができる。このような比較結果に基づいて、センサ素子３１に吸着した匂い物質を推定可能な匂い測定装置１００を実現することができる。
【0078】
さらに、匂い測定装置１００は、機械学習によって生成した推定モデル２２を用いれば、高精度な匂い物質の推定を行うことができる。推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いて生成され得る。
【0079】
以下では、匂いセンサ３０を適用した匂い測定装置１００の概要および効果について説明する。匂い測定装置１００は、上述した樹脂組成物を適用したセンサ素子３１に生じた電気伝導性の変化から、センサ素子３１に吸着した匂い物質を推定する装置である。
【0080】
本実施形態の匂い測定装置１００は、複数のセンサ素子３１Ａ（以下、「センサ素子群３１Ａ」とも称する）を備えるセンサチャンバ６０と、匂い物質を含む対象試料が導入され、対象試料から発生した匂い物質を含む気体が内包される対象試料受入部５０とを別々に備える。本実施形態では、センサ素子群３１Ａに含まれる個々のセンサ素子３１を単に「センサ素子３１」と記す。
【0081】
本実施形態の匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の内部の、匂い物質を含む気体を別の気体（キャリアガス）を用いてセンサチャンバ６０の方へ押し出す構成を採用している。本実施形態において、対象試料受入部５０内に対象試料が導入された場合の該対象試料受入部５０内の気体（すなわち、検出対象の匂い物質を含む気体）を第１気体と称す。一方、第１気体をセンサチャンバ６０の方へ押し出すためのキャリアガスのことを第２気体と称す。
【0082】
図１は、匂い測定装置１００の概略図である。図１に示すように、匂い測定装置１００は、匂いセンサ３０、対象試料受入部５０、センサチャンバ６０、気体供給部８０、および推定装置１０を備える。また、匂い測定装置１００は、調節部５１をさらに備えてもよい。また、匂い測定装置１００は、推定装置１０ａをさらに備えてもよい。
【0083】
図１は、一例として、気体供給部８０から、対象試料受入部５０、センサチャンバ６０の順に気体が流れる例を示している。気体供給部８０、対象試料受入部５０、およびセンサチャンバ６０は、それぞれ管体で接続されている。
【0084】
［対象試料受入部５０］
対象試料受入部５０は、匂い物質を含む対象試料を内部に受け入れて第１気体を保持可能である。対象試料受入部５０は、内部に進入する第２気体が通過する第１口５０１と、内部から出る第１気体および第２気体が通過可能な第２口５０２とを備えている。なお、対象試料受入部５０は、後述する試料導入口５０３を備えていてもよい。
対象試料受入部５０は、匂い物質を含む対象試料を内部に受け入れて第１気体を保持可能である。対象試料受入部５０は、内部に進入する第２気体が通過する第１口５０１と、内部から出る第１気体および第２気体が通過可能な第２口５０２とを備えている。なお、対象試料受入部５０は、後述する試料導入口５０３を備えていてもよい。
【0085】
図１では、第１口５０１は、対象試料受入部５０の紙面上部に設置され、第２口５０２は、対象試料受入部５０の紙面下部に設置される態様を示すが、これに限定されない。例えば、第１口５０１および第２口５０２の位置は、第１気体に含まれる匂い成分の種類および組み合わせなどに応じて適宜設定し得る。例えば、第１気体に含まれる匂い成分の単位体積当たりの重量（すなわち、比重）が第２気体より重い場合と、軽い場合とで、第１口５０１の位置および第２口５０２の位置を変更してもよい。また、対象試料受入部５０は、気流生成用ファン３５を内部に備えていてもよい。
【0086】
対象試料受入部５０は、液体または固体の対象試料を受け入れるための試料導入口５０３を備える。対象試料受入部５０は、対象試料を設置するための設置部（不図示）を備えていてもよい。対象試料が液体である場合、設置部は、液体を保持するためのコップであってもよいし、対象試料が固体である場合、設置部は、固体が静置されるシャーレであってもよい。対象試料受入部５０には、対象試料が試料導入口５０３から第１気体として気体状態で導入されてもよい。このように、対象試料受入部５０が、液体または固体の対象試料を受け入れ可能であることにより、第１気体中の匂い物質の濃度を調節することが可能である。例えば、同一の匂い物質であっても、第１気体中の匂い物質の濃度の高低を調節することが容易である。
【0087】
対象試料受入部５０の内側面には、匂い物質に対して不活性な素材が配されていてよい。匂い物質に対して不活性な素材は、センサチャンバ６０に送り出される気体に含まれる匂い物質の各々の濃度を大きく変化させない素材である。例えば、匂い物質に対して不活性な素材は、匂い物質が吸着したり、溶け込んだりしにくい素材である。匂い物質に対して不活性な素材としては、例えば、ガラス、金属、樹脂が挙げられる。金属を採用する場合、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく、樹脂を採用する場合、フッ素系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。
【0088】
対象試料受入部５０の内側面が第１気体に含まれる匂い物質を吸着する素材である場合、各部に匂い物質が吸着して、後の測定に影響を及ぼす虞がある。
【0089】
このように対象試料受入部５０の内側面が匂い物質に対して不活性な素材であることにより、内側面の素材と、第１気体に含まれる匂い物質とが反応する、または内側面に匂い物質が吸着するなどの虞が低減される。従って、センサチャンバ６０に供給された第１気体に含まれる第１匂い物質が、対象試料受入部５０に内包されている間に変化する、または匂い物質の濃度が薄まるなどの虞が低減する。
【0090】
匂い測定装置１００は、対象試料が液体または固体であっても、対象試料受入部５０を備えることにより、第１気体をセンサチャンバ６０に送り込む前に対象試料受入部５０内で第１気体の濃度を均一にすることができる。また、匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０を備えることにより、第１気体をセンサチャンバ６０へ一定の流量で押し出すことができる。これにより、匂い測定装置１００は、測定を繰り返し行う場合であっても、毎回同じ条件でセンサチャンバ６０へ第１気体を送ることができるため、繰り返し安定した測定を行うことができる。
【0091】
対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積の１倍以上２００倍以下であることが好ましい。特に、対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積よりも大きいことが好ましい。対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積の２倍以上がより好ましく、４倍以上であることがさらに好ましい。また、対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積の１００倍以下であることが好ましく、６０倍以下であることがさらに好ましい。対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積に対して１倍以上の大きさであることにより、センサチャンバ６０における匂い物質の濃度が適切に調整され、センサチャンバ６０が備えるセンサによる測定結果が安定して出力される。また、対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積に対して２００倍以下であることにより、対象試料受入部５０内の温湿度調整がしやすくなるため、センサによる測定結果が安定して出力されると共に、匂い測定装置１００のサイズをコンパクトに収めることができる。
【0092】
対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積の１倍未満である場合は、対象試料受入部５０で発生した匂い物質がセンサチャンバ６０内で希釈され、センサにおける測定感度が低下する虞がある。また、対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積の２００倍よりも大きい場合は、対象試料受入部５０の容積が大き過ぎるため、第１気体の濃度、温度、湿度の均一性が低下し、測定を繰り返し行う場合に、同じ条件でセンサチャンバ６０に第１気体を送ることができない虞がある。さらに匂い測定装置１００全体のサイズが大きくなる虞がある。
【0093】
図１では、一例として、対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積の８倍の例を示している。
【0094】
例えば、管体９３の内側面が、第１気体に含まれる匂い物質を吸着する素材である場合、各部に匂い物質が吸着して、後の測定に影響を及ぼす虞がある。そこで、第１気体を対象試料受入部５０からセンサチャンバ６０へと導く管体９３の内側面に、対象試料受入部５０の内側面と同様に、第１気体に対して不活性な素材が配されることが好ましい。第１気体に対して不活性な素材としては、例えば、ガラス、金属、樹脂が挙げられる。金属を採用する場合、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく、樹脂を採用する場合、フッ素系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。
【0095】
対象試料受入部５０は、管体９２および管体９３から着脱可能な構成であってもよい。このように、対象試料受入部５０が着脱可能であることにより、前の測定が終了し、次の測定を行う場合に、対象試料受入部５０内をパージせずとも新しい対象試料受入部５０を付け替えることができる。これによれば、匂い測定装置１００は、複数の測定を短時間で行うことができる。
【0096】
また、対象試料受入部５０が着脱可能であることにより、匂い測定装置１００とは別体の保温室を用いて、対象試料を導入した対象試料受入部５０を所望の温度に保持することができる。これによれば、例えば、後述する調節部５１を匂い測定装置１００に設けることが出来ない場合であっても、匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の温度を調節することができる。
【0097】
［調節部５１］
調節部５１は、対象試料受入部５０内に内包されている第１気体の温度および湿度の少なくとも一方を調節する。調節部５１が温度を調節する場合、調節部５１は、例えば、ヒータまたは冷却器である。この場合、調節部５１は、対象試料受入部５０全体を覆うような構成であってもよい。また、調節部５１が湿度を調節する場合、調節部５１は、例えば、加湿器または除湿器である。調節部５１は、第１気体の種類ごとに温度および湿度の少なくとも一方を調節してもよいし、同じ第１気体の測定中において所定時間毎に温度および湿度の少なくとも一方を変化させてもよい。
調節部５１は、対象試料受入部５０内に内包されている第１気体の温度および湿度の少なくとも一方を調節する。調節部５１が温度を調節する場合、調節部５１は、例えば、ヒータまたは冷却器である。この場合、調節部５１は、対象試料受入部５０全体を覆うような構成であってもよい。また、調節部５１が湿度を調節する場合、調節部５１は、例えば、加湿器または除湿器である。調節部５１は、第１気体の種類ごとに温度および湿度の少なくとも一方を調節してもよいし、同じ第１気体の測定中において所定時間毎に温度および湿度の少なくとも一方を変化させてもよい。
【0098】
調節部５１が、対象試料受入部５０内の第１気体の温度および湿度の少なくとも一方を調節することにより、匂い測定装置１００は、例えば、第１気体の種類（気体の重さ、揮発性など）に応じた条件を用いてセンサチャンバ６０へ第１気体を送ることができる。また、これによれば、匂い測定装置１００は、安定した濃度の第１気体をセンサチャンバ６０へ送ることができ、測定の精度が向上する。
【0099】
［気体供給部８０］
気体供給部８０は、対象試料受入部５０の第１口５０１と接続されており、対象試料受入部５０の内部へ第２気体を送ることによって、第１気体を対象試料受入部５０内からセンサチャンバ６０の方へ送り出す。
気体供給部８０は、対象試料受入部５０の第１口５０１と接続されており、対象試料受入部５０の内部へ第２気体を送ることによって、第１気体を対象試料受入部５０内からセンサチャンバ６０の方へ送り出す。
【0100】
気体供給部８０と、対象試料受入部５０との間にはバルブ８１を備えていてもよい。バルブ８１の開閉によって、気体供給部８０からのガス供給の開始および停止を調節してもよい。
【0101】
このように、対象試料受入部５０の第１口５０１側から気体供給部８０が気体を押すことによりセンサチャンバ６０に第１気体を送り込むため、センサチャンバ６０内の圧力は陽圧である。このため、匂い測定装置１００は、安定した測定結果を得ることができる。また、バルブ８１の開閉によって、第２気体を送ることができるため、匂い測定装置１００は、任意のタイミングで第１気体を対象試料受入部５０内からセンサチャンバ６０の方へ送り出すことができる。これによれば、匂い測定装置１００は、センサ素子群３１Ａを用いて第１気体に含まれる匂い物質を繰り返し測定する場合、各センサ素子が出力する波形の形の再現性を向上させることができる。
【0102】
第２気体は、不活性ガスまたは空気であってよい。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素などが挙げられる。第２気体が不活性ガスである場合、気体供給部８０はガスボンベであってよい。
【0103】
また、第２気体が空気である場合、気体供給部８０はポンプであってよい。この場合、対象試料受入部５０に内包される第１気体と反応する成分を除去するために、匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の第１口５０１側に、一例として、活性炭フィルタを備えていてもよい。
【0104】
匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の第１口５０１側、さらに具体的にはバルブ８１と、気体供給部８０との間にマスフローコントローラをさらに備えてもよい。この構成を採用した匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０からセンサチャンバ６０へ一定の流量で第１気体を送ることができ、センサ素子群３１Ａのセンサ素子が安定して出力を行うことができる。
【0105】
［センサチャンバ６０］
センサチャンバ６０は、匂い物質を測定するためのセンサ素子群３１Ａを格納する空間である。センサチャンバ６０は、対象試料受入部５０の第２口５０２と接続されている。具体的には、センサチャンバ６０は、気体供給口６０１と、気体排出口６０２とを備え、対象試料受入部５０の第２口５０２と、気体供給口６０１とが接続されている。
センサチャンバ６０は、匂い物質を測定するためのセンサ素子群３１Ａを格納する空間である。センサチャンバ６０は、対象試料受入部５０の第２口５０２と接続されている。具体的には、センサチャンバ６０は、気体供給口６０１と、気体排出口６０２とを備え、対象試料受入部５０の第２口５０２と、気体供給口６０１とが接続されている。
【0106】
センサチャンバ６０は、気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子３１Ａが配置された、複数の通路を有する。これによれば、センサチャンバ６０内に気体を送り始めてから、複数のセンサ素子３１Ａのすべてから測定結果が安定して出力されるまでに要する時間を短縮することができる。また、複数のセンサ素子３１Ａが複数の通路によって細かく区切られることで、測定ごとの気流の乱れのばらつきが少なくなり、測定精度が高くなる。
【0107】
図５は、センサチャンバ６０の構成例を表す上面図である。図５には、４つの通路（すなわち、通路６１、通路６２、通路６３、通路６４）を備えるセンサチャンバ６０が示されている。第１気体は、対象試料受入部５０から通路６１～通路６４の各々に供給されうる。
【0108】
複数の通路（通路６１～６４）の各々には、匂い物質毎に異なる測定結果を出力する複数のセンサ素子３１Ａが配置されてもよい。匂い物質毎に異なる測定結果を出力する複数のセンサ素子３１Ａは、それぞれ異なる樹脂組成物を物質受容層として備えるセンサ素子３１であってよい。すなわち、１つの通路に配置される複数のセンサ素子３１Ａは、それぞれのセンサ素子３１の匂い物質に対する感度および検知特異性が異なっていてよい。図５のセンサチャンバ６０は、一例として、通路６１に、センサ素子３１と、センサ素子３１ｂとを含むが、これに限定されない。例えば、センサ素子３１と、センサ素子３１ｂとは、第１気体に含まれる同じ匂い物質に応じた測定結果を出力可能であるが、それぞれのセンサ素子が出力する測定結果は異なっていてもよい。また、センサ素子３１と、センサ素子３１ｂとは、それぞれが異なる匂い物質に応じた測定結果を出力可能であってもよい。例えば、匂いセンサ３０は、匂い物質受容層３１５に用いた樹脂組成物が互いに異なるセンサ素子３１、３１ｂを備えていてもよい。匂い物質に応じた測定結果は、例えば、匂い物質の濃度に応じた測定結果である。なお、以下の説明において特にセンサ素子３１、３１ｂ、３１ｃおよび後述するセンサ素子３１ｄ～３１ｇを区別しない場合、「センサ素子３１」と総称する。複数の通路の各々に、匂い物質毎に異なる測定結果を出力する複数のセンサ素子３１Ａが配置されることにより、匂い測定装置１００は、１つの通路を通過する匂い物質を感度および検知特異性が異なるセンサ素子３１によって検出可能である。これにより、匂い測定装置１００は、異なる複数の測定結果から、匂い物質を総合的に検出することが可能である。
【0109】
匂い物質を吸着する特性が異なる樹脂組成物を匂い物質受容層に用いたセンサ素子３１を複数備えることにより、匂い測定装置１００は、複数の匂い物質についての推定を同時に実行することができる。なお、本発明の一実施形態に係るセンサ素子３１に加えて、匂い物質受容層に界面活性剤（Ｂ）を含まないセンサ素子３１を併用してもよい。
【0110】
また、匂い測定装置１００を用いれば、既知の匂い物質のそれぞれについて、センサ素子３１の電気伝導性の変化を示す第１変化パターンと、センサ素子３１ｂの電気伝導性の変化を示す第２変化パターンとを得ることが可能である。推定モデル２２は、第１変化パターンおよび第２変化パターンの両方を用いた機械学習によって生成されてもよい。匂い測定装置１００は、このように生成された推定モデル２２を用いて匂い物質を推定するため、各匂い物質をより精密に識別することが可能である。
【0111】
また、図５において、通路６１と同様に、通路６２には、第１気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子３１Ａ（センサ素子３１ｃおよび３１ｄなど）が配されている。通路６３には、第１気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子３１Ａ（センサ素子３１ｅおよび３１ｆなど）が配されている。通路６４には、第１気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子３１Ａ（センサ素子３１ｇおよび３１ｈなど）が配されている。これら複数のセンサ素子３１Ａは、物質受容層３１５に用いた樹脂組成物が互いに異なるセンサ素子であってもよい。
【0112】
なお、センサ素子３１～３１ｈのうちのいくつかは、匂い成分に対する検知特異性が同じであるセンサ素子であってもよい。すなわち、例えば、センサチャンバ６０に配置するセンサ素子群３１Ａがｎ個のセンサ素子３１を含む場合、ｍ種類（ｍ＜ｎ）のセンサ素子３１を配置してもよい。また、同じ通路に配置される複数のセンサ素子３１Ａのうちいくつかが、匂い成分に対する検知特異性が同じであってもよい。
【0113】
また、センサチャンバ６０は、通路６１～通路６４を有しており、通路６１～通路６４の各々に、複数のセンサ素子３１Ａが配置されていてもよい。この場合、通路６１～通路６４の各々に配置された複数のセンサ素子３１Ａがセンサ素子群３１Ａを構成する。例えば、通路６１には４個のセンサ素子３１を配置し、通路６２には１０個のセンサ素子３１を配置してもよい。
【0114】
通路６１～通路６４の各々に異なる数のセンサ素子３１が配置される場合、通路６１～通路６４の各々に配置されたセンサ素子３１の数の差は１０個以下であることが好ましい。通路の各々に配置されたセンサ素子３１の数の差が１０個以下であることにより、通路によって発生しうる、匂い物質がセンサ素子３１に検知されるタイミングのばらつきを低減することができる。また、通路６１～通路４の各々に配置されたセンサ素子３１の数の差が１０個以下であることにより、匂い測定装置１００は匂い測定を短時間で行うことができる。
【0115】
通路の各々は、第１気体をセンサチャンバ６０の内部空間内に供給するための管体９３と接続されている。図５に示すように、通路６１、通路６２、通路６３、および通路６４は全て１つの管体９３に接続されている。
【0116】
また、通路の各々の第１気体が管体９３から供給される供給方向に対して垂直な断面積は、管体９３の軸方向に垂直な断面積よりも小さくてよい。これによれば、対象試料受入部５０より供給される第１気体は、管体９３を通過するときよりも、速い流速で各通路内を通過することができる。これによれば、気体供給口６０１に近い側に配置されるセンサ素子３１と、気体排出口６０２に近い側に配置されるセンサ素子３１との測定におけるタイムラグが最小限となり、匂い測定装置１００は、精度高い測定を行うことができる。
【0117】
また、通路の各々の内部空間の気体は、第１気体の供給が開始された後１秒以内に置換されることが好ましい。第１気体の供給の開始は、すなわち、第１気体が気体供給口６０１に供給されたときである。また、内部空間の気体の置換は、気体供給口６０１から供給された第１気体が、気体排出口６０２に到達したことを示す。このように、通路の各々の内部空間の気体が、第１気体及び第２気体の供給が開始された後１秒以内に置換されることにより、各センサ素子３１に第１気体が触れるタイミングのずれが小さくなり、匂い測定装置１００は安定して測定を行うことができる。また、通路の各々の内部空間の気体が、第１気体及び第２気体の供給が開始された後１秒以内に置換されることにより、匂い測定装置１００は、匂い測定を短時間で行うことができる。
【0118】
通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速は、毎秒０．１ｃｍ以上毎秒１００ｃｍ以下であることが好ましい。また、通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速は、毎秒１ｃｍ以上毎秒５０ｃｍ以下であることがより好ましい。通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速は、例えば、後述する気体供給部８０の加圧の程度によって調節されてもよいし、後述するマスフローコントローラによって調節されてもよい。
【0119】
通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速が遅いと、第１気体がセンサ素子群３１Ａのすべてのセンサ素子３１に触れるタイミングのずれが大きくなる。一方、通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速が速すぎると、気流の影響によってセンサ素子群３１Ａのセンサ素子３１が振動し、匂い測定装置１００は安定して匂い測定を行えない。また、通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速が速すぎると、センサ素子群３１Ａのセンサ素子３１への第１気体に含まれる匂い物質の吸着が阻害され、匂い測定装置１００は正確な匂い測定が行えない。また、通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速が速すぎると、匂い測定装置１００が安定した測定を行うまでに、対象試料受入部５０内の第１気体を消費してしまう虞がある。
【0120】
このように、通路の各々の内部空間を通る第１気体の流速が毎秒０．１ｃｍ以上毎秒１００ｃｍ以下であることにより、匂い測定装置１００は、安定して匂い測定を行うことができる。
【0121】
通路の各々は並列に配置されていてもよい。図５において、通路６１～通路６４は互いに並列に配置されている。このように、通路の各々が並列に配置されることにより、匂い測定装置１００ｃは、通路を配置するためのスペースを確保することができ、装置全体のサイズをコンパクトにすることができる。
【0122】
また、通路６１～通路６４は第１気体が管体９３から供給される供給方向（図５において矢印Ｘで示す方向）においてそれぞれ同じ長さを有している。換言すると、通路６１～通路６４のそれぞれにおいて、気体供給口６０１から気体排出口６０２までの長さは同じ長さである。なお、「同じ長さ」とは、長さが完全に同じであること以外に、若干の差が存在することも許容する。許容される通路間の長さの差は２０％以下が好ましく、１０％以下であることが最も好ましい。なお、供給される第１気体が十分に速い流速を有している場合、通路６１～通路６４の供給方向における長さはさらに異なっていてもよく、例えば、通路の各々のうち、最も長い通路と最も短い通路との間における長さの差が５０％以下であってもよい。このように、各通路の長さが設定されることにより、第１気体が各通路を通過し終えるタイミングのずれを小さくすることができる。これにより、各通路を通過した第１気体が気体排出口６０２に到達するタイミングのずれも小さくすることができる。
【0123】
【0124】
図６において、通路６１の断面の形状が四角形であるセンサチャンバ６０を示したが、通路６１の断面の形状は特に限定されない。例えば、通路６１の断面の形状は円弧であってもよいし、三角形であってもよい。
【0125】
通路６１と、通路６２とは、側壁６１１および側壁６１２によって完全に仕切られており、通路６１と、通路６２との間は気体の出入りが出来ない構成となっていてよい。
【0126】
図６では、一例として、通路６１と、通路６２との間に、２枚の側壁（側壁６１１および側壁６１２）がある構成となっているが、これに限定されない。例えば、通路６１と、通路６２とは、１枚の側壁によって仕切られていてもよい。
【0127】
図６のセンサチャンバ６０の全体は一体的に形成されているが、この構成に限定されない。センサチャンバ６０の全体は、一体的に形成されていてもよいし、複数の通路の各々が別体によって形成されていてもよい。
【0128】
図６のセンサチャンバ６０は、例えば、センサ素子３１を通路６１の底面である基板６３０上に備えているが、センサ素子３１の配置はこれに限定されない。センサ素子３１は、例えば、センサ素子３１が特異的に検出し得る対象の匂い物質の種類を考慮して配置されてもよい。例えば、センサ素子３１は、側壁６１０、側壁６１１、および天井６２１の何れかに配置されてもよい。具体的には、匂い物質が空気より軽い場合は、センサ素子３１を天井６２１に配置する構成が挙げられる。これによれば、匂い物質の種類に応じた場所にセンサ素子３１を配置することによって、匂い測定装置１００は、精度高い測定を行うことができる。
【0129】
図６では、センサチャンバ６０は、基板６３０上に、各センサ素子３１を備えているが、基板６３０と、各センサ素子３１との間に、基板６３０とセンサ素子３１とを接続するコネクタをさらに備えていてもよい。
【0130】
各センサ素子３１は、１個ずつが独立して基板６３０と接続されていてもよい。例えば、センサ素子３１の１個ずつがコネクタ（例えばＩＣピン）を介して、基板６３０と接続されている態様が挙げられる。これよれば、例えば、センサチャンバ６０に含まれるセンサ素子３１のうち１個のみに不具合が生じた場合であっても、ユーザは不具合が生じた１個のセンサ素子３１のみを交換することが可能である。
【0131】
また、複数種類のセンサ素子３１によって匂い物質を検知する場合、使用するセンサ素子３１の好適な組み合わせ、およびセンサ素子３１の好適な配置は、匂い物質の種類によって異なる。各センサ素子３１が独立して基板６３０と接続されていることにより、各センサ素子３１が着脱可能であるため、匂い測定装置１００は、匂い物質に応じた好適なセンサ素子３１の組み合せ、および配置が容易に変更され得る。
【0132】
センサ素子３１は、基板６３０、側壁６１０、側壁６１１、および天井６２１の２つ以上の場所に配置されてもよい。これによれば、センサ素子３１を一面のみに備える場合よりも通路６１の長さを短くできるため、匂い測定装置１００のサイズがコンパクトになる。また、センサ素子３１を気体供給口６０１に近い場所に複数備えることができるため、センサ素子３１を気体排出口６０２に向けて並べて配置するよりも、匂い測定装置１００は、匂い測定を短時間で行うことができる。
【0133】
図６のセンサチャンバ６０は、一例として、通路を４つ備え、断面方向においてはセンサ素子３１をそれぞれ１つずつ配置するが、通路の数、断面方向におけるセンサ素子３１の数はこれに限定されない。図７は、センサチャンバ６０ａの断面図を示す。センサチャンバ６０ａは、一例として、２つの通路（通路６１ａおよび通路６２ａ）を備える。また、通路６１ａの断面方向には、２つのセンサ素子３１（すなわち、センサ素子３１、およびセンサ素子３１ｃ）を備える。また、センサチャンバ６０ａにおいても、上述したように、センサ素子３１は基板６３０上のみに配置されるだけでなく、基板６３０、側壁６１０ａ、側壁６１３ａ、および天井６２１ａの２つ以上の場所に配置されてもよい。通路６２ａのセンサ素子３１の配置についても通路６１ａと同様である。
【0134】
センサチャンバ６０の内側面の素材は、対象試料受入部５０と同様に、第１気体に対して不活性な素材であることが好ましい。不活性な素材としては、例えば、ガラス、金属、樹脂が挙げられる。金属を採用する場合、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく、樹脂を再送する場合、フッ素系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。センサチャンバ６０の内側面の素材が、第１気体に含まれる匂い物質を吸着する素材の場合、センサチャンバに匂い物質が吸着することにより、後の測定におけるセンサ素子３１からの出力の変化量が小さくなり、匂い測定装置１００が正確な測定を行えない虞がある。
【0135】
【0136】
センサチャンバ６０内に匂い物質を含む第１気体を送り込む態様として、例えば、センサチャンバ６０の気体排出口６０２側に真空ポンプを設置し、真空ポンプを用いて気体を引くことにより、センサチャンバ６０の気体供給口６０１側から匂い物質をセンサチャンバ６０へ送り込む態様が考えられる。しかし、センサ素子３１、３１ｂが薄膜を備える場合、センサチャンバ６０内が陰圧であると、薄膜が膨張して、センサ素子３１、３１ｂが安定した測定結果を出力できない虞がある。本実施形態に係る匂い測定装置１００であれば、センサチャンバ６０および対象試料受入部５０の第１口５０１側から気体供給部８０が気体を押すことによりセンサチャンバ６０に第１気体を送り込むため、センサチャンバ６０内の圧力は陽圧である。このため、匂い測定装置１００は、センサ素子群３１Ａのセンサ素子が薄膜を備えていても安定した測定結果を得ることができる。
【0137】
また、センサ素子群３１Ａのセンサ素子３１の薄膜は、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤を含んでもよい。センサ素子３１の具体的な態様については後述する。
【0138】
＜センサ素子＞
匂い測定装置１００は、２つのセンサ素子３１、３１ｂを備えている。各センサ素子３１の匂い物質受容層３１５の形状、面積、および厚さはそれぞればらつきが少ないことが好ましい。複数のセンサ素子３１Ａの匂い物質受容層の形状、面積、および厚さにばらつきが生じると、安定して匂い物質の測定ができない虞があるためである。
匂い測定装置１００は、２つのセンサ素子３１、３１ｂを備えている。各センサ素子３１の匂い物質受容層３１５の形状、面積、および厚さはそれぞればらつきが少ないことが好ましい。複数のセンサ素子３１Ａの匂い物質受容層の形状、面積、および厚さにばらつきが生じると、安定して匂い物質の測定ができない虞があるためである。
【0139】
センサ素子３１、３１ｂは、それぞれ一本の第１金属配線３１３Ａと、第２金属配線３１３Ｂとを電極として備え、互いの金属配線が平行に配されている（図２参照）。また、センサ素子３１、３１ｂは、第１金属配線３１３Ａと、第２金属配線３１３Ｂとにはさまれた領域を埋めるように匂い物質受容層３１５を備えている。また、センサ素子群３１Ａは、センサ素子３１、３１ｂ以外に、センサ素子３１、３１ｂとは異なる、金属配線（すなわち、電極）３１３の配置と、匂い物質受容層３１５の形状とで構成されているセンサ素子３１を含んでもよい。なお、実施形態１および２において、金属配線３１３と称していたものを、以降、電極３１３とも称する。
【0140】
センサ素子３１は、基板３１１上に配置された電極３１３と、電極３１３上に形成された匂い物質受容層３１５と、を備える。匂い物質受容層３１５の形状は円状、または帯状であり、匂い物質受容層３１５の形状が円状である場合、円の直径Ｒが０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、匂い物質受容層３１５の形状が帯状である場合、帯の短方向の幅Ｗが０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよい。ここで、帯状とは、主に短方向の幅と、長方向の長さを有する面形状を指す。匂い物質受容層３１５の形状が円状である場合、円の直径Ｒは０．６ｍｍ以上、４．０ｍｍ以下であることが好ましく、匂い物質受容層３１５の形状が帯状である場合、帯の短方向の幅Ｗが０．６ｍｍ以上、４．０ｍｍであることが好ましい。
【0141】
センサ素子群３１Ａに含まれるセンサ素子３１の匂い物質受容層の円の直径Ｒ、または幅Ｗが前記の範囲であることにより、匂い測定装置１００は、匂い物質に応じた測定を安定して行うことができる。
【0142】
匂い物質受容層３１５の直径Ｒが０．２ｍｍ未満の場合、または幅Ｗが０．２ｍｍ未満の場合は、匂い物質を受容する面積が小さくなり、匂い測定装置１００は、測定を安定して行うことができない。
【0143】
また、匂い物質受容層３１５の直径Ｒが５ｍｍより大きい場合、または幅Ｗが５ｍｍより大きい場合は、センサ素子３１の１つの面積が大きくなり、センサ素子群３１Ａを含むセンサチャンバ６０のサイズが大きくなる。センサチャンバ６０のサイズが大きくなると、匂い物質を含む第１気体をセンサチャンバ６０内に均一に拡散させることが難しくなるため、匂い測定装置１００は、測定を安定して行うことができない。
【0144】
［推定装置１０］
推定装置１０は、匂いセンサ３０によって検出された匂い物質を推定する装置である。推定装置１０は、例えばコンピュータであり、不図示のＣＰＵおよびメモリを備えている。推定装置１０は、匂いセンサ３０と通信可能に接続されている。具体的には、推定装置１０は、匂いセンサ３０から取得した計測値を解析することによって、匂い物質の推定を実行する。センサチャンバ６０が、センサ素子３１、センサ素子３１ｂとは異なる樹脂組成物を物質受容層３１５に用いたセンサ素子３１ｃをさらに備える場合、推定装置１０は、センサ素子３１ｃに定電圧を供給して電圧計によって測定される測定値をさらに取得し解析してもよい。また、推定装置１０は、測定値そのもの、測定値をプロットした波形、および推定モデルに基づいた未知の匂い物質の推定結果を表示してもよい。また、推定装置１０は、複数の匂い物質を含む気体に対して、それぞれの匂い物質の存在割合の変化を示す数値、およびグラフなどを表示してもよい。また、推定装置１０は、匂い物質を推定するために用いる推定モデル２２を生成してもよい。
推定装置１０は、匂いセンサ３０によって検出された匂い物質を推定する装置である。推定装置１０は、例えばコンピュータであり、不図示のＣＰＵおよびメモリを備えている。推定装置１０は、匂いセンサ３０と通信可能に接続されている。具体的には、推定装置１０は、匂いセンサ３０から取得した計測値を解析することによって、匂い物質の推定を実行する。センサチャンバ６０が、センサ素子３１、センサ素子３１ｂとは異なる樹脂組成物を物質受容層３１５に用いたセンサ素子３１ｃをさらに備える場合、推定装置１０は、センサ素子３１ｃに定電圧を供給して電圧計によって測定される測定値をさらに取得し解析してもよい。また、推定装置１０は、測定値そのもの、測定値をプロットした波形、および推定モデルに基づいた未知の匂い物質の推定結果を表示してもよい。また、推定装置１０は、複数の匂い物質を含む気体に対して、それぞれの匂い物質の存在割合の変化を示す数値、およびグラフなどを表示してもよい。また、推定装置１０は、匂い物質を推定するために用いる推定モデル２２を生成してもよい。
【0145】
＜推定モデル２２の生成＞
次に、匂い物質を推定するために用いる推定モデル２２を生成する処理を行う匂い測定装置１００の構成、および、推定モデル２２を生成する処理について、図８および図９を用いて説明する。
次に、匂い物質を推定するために用いる推定モデル２２を生成する処理を行う匂い測定装置１００の構成、および、推定モデル２２を生成する処理について、図８および図９を用いて説明する。
【0146】
推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に電圧計３３によって測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いた機械学習によって生成される。ここで、匂い物質に固有の識別情報とは、例えば、匂い物質の名称、ＣＡＳ番号、および化学式等であってもよい。
【0147】
（推定装置１０の構成（推定モデル２２の生成））
図８は、匂い測定装置１００の構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、説明の便宜上、図４にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図８は、匂い測定装置１００の構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、説明の便宜上、図４にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0148】
図８に示すように、推定装置１０は、入力部１５、制御部１、記憶部２を備えている。
【0149】
入力部１５は、ユーザからの各種入力操作を受付けるためのものであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等であってもよい。
【0150】
制御部１は、測定値取得部１１（取得部）、変化パターン解析部１２（解析部）、学習制御部１３、および推定モデル生成部１４を備えている。
【0151】
測定値取得部１１は、電圧計３３から測定値を取得する。また測定値取得部１１は、取得した測定値を用いて、センサ素子３１の電気伝導性を示す値（例えば、抵抗値、およびインピーダンスなど）を算出する。測定値取得部１１は、電圧計３３から所定の時間間隔（例えば０．１秒間隔）で測定値を取得してもよい。
【0152】
変化パターン解析部１２は、少なくとも１つのセンサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を解析する。変化パターン解析部１２は、測定値取得部１１によって算出された抵抗値を用いて、匂い物質が吸着したことによるセンサ素子３１の電気伝導性の変化量を示す値を算出する。変化パターン解析部１２は、算出した電気伝導性の変化量の時間変化を示す変化パターンを示すデータを生成する。変化パターン解析部１２は、生成した変化パターンが既知の匂い物質である場合、生成した変化パターンを該既知の匂い物質に固有の識別情報と対応付けて、変化パターンデータベース２１（学習用データ）に格納してもよい。
【0153】
学習制御部１３は、記憶部２から変化パターンデータベース２１を読み出して、機械学習による推定モデル２２の生成を制御する。ここで、変化パターンデータベース２１は、複数の匂い物質をセンサ素子３１に吸着させた場合に測定される測定値と、該測定値を与えた既知の匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含むデータベースである。学習制御部１３は、変化パターンデータベース２１から読み出した変化パターンを推定モデル生成部１４に入力する。また、学習制御部１３は、推定モデル生成部１４に入力した変化パターンに対応する匂い物質の識別情報と、推定モデル生成部１４から出力される推定結果とを比較し、比較結果に応じた補正指示を推定モデル生成部１４に出力する。
【0154】
推定モデル生成部１４は、変化パターンデータベース２１に格納されている変化パターンを用いた機械学習アルゴリズムによって、推定モデル２２を生成する。推定モデル生成部１４は、公知の教師有り機械学習アルゴリズムを用いて推定モデル２２を生成する構成であってもよい。推定モデル生成部１４に適用可能な機械学習アルゴリズムとしては、例えば、ｋ近似法（k-nearest neighbor method）、ロジスティック回帰、サポートベクトルマシン、ランダムフォレスト、およびニューラルネットワーク等が挙げられる。
【0155】
（推定モデル２２を生成する処理）
以下、匂い測定装置１００を用いて推定モデル２２を生成する処理について、図９を用いて説明する。図９は、匂い測定装置１００の推定装置１０が推定モデル２２を生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に電圧計３３によって測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いた機械学習によって生成される。ここで、匂い物質に固有の識別情報とは、例えば、匂い物質の名称、ＣＡＳ番号、および化学式等であってもよい。
以下、匂い測定装置１００を用いて推定モデル２２を生成する処理について、図９を用いて説明する。図９は、匂い測定装置１００の推定装置１０が推定モデル２２を生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に電圧計３３によって測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いた機械学習によって生成される。ここで、匂い物質に固有の識別情報とは、例えば、匂い物質の名称、ＣＡＳ番号、および化学式等であってもよい。
【0156】
まず、測定値取得部１１は、匂い物質を対象試料受入部５０へ導入する前の匂いセンサ３０において測定された電圧値Ｖ０を取得し、抵抗値Ｒ０を算出する。抵抗値Ｒ０は、好ましくは２００～１０００Ωであり、さらに好ましくは２５０～９００Ωであり、最も好ましくは３００～８００Ωである。その後、匂い物質を対象試料受入部５０に入れる（ステップＳ１）。
【0157】
一方、入力部１５は、対象試料受入部５０内に導入した、既知の匂い物質の名称等の入力を受け付ける（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理はステップＳ１の前に行ってもよい。
【0158】
次に、測定値取得部１１は、センサ素子３１への匂い物質吸脱着前後の過程における電圧値Ｖの変化量（ΔＶ）データ（波形または経時的変化パターン）を取得する（ステップＳ３）。
【0159】
続いて、変化パターン解析部１２は、匂い物質吸脱着前後の過程における電圧値Ｖの変化量（ΔＶ）データ（波形または経時的変化パターン）と入力された既知の匂い物質の名称とを対応付けて変化パターンデータベースに記憶する（ステップＳ４）。
【0160】
所定種類の既存の匂い物質について変化パターンが記憶されていない場合（ステップＳ５にてＮＯ）、すなわち、機械学習に用いるデータがまだ不足している場合、ステップＳ１に戻る。
【0161】
所定種類の既存の匂い物質について変化パターンが記憶された場合（ステップＳ５にてＹＥＳ）、学習制御部１３は、変化パターンデータベース２１に記憶されている、既知の匂い物質についての変化パターンを読み出して、推定モデル生成部１４に入力する。推定モデル生成部１４は、変化パターンデータベース２１に格納されている経時的変化パターン（または変化パターンから抽出した特徴量）に基づき、機械学習によって推定モデル２２を生成する（ステップＳ６）。
【0162】
推定モデル生成部１４は、所定の機械学習によって生成した推定モデル２２を記憶部２に格納する（ステップＳ７）。
【0163】
図８および図９に示す例では、推定装置１０が推定モデル２２を生成しているが、これに限定されない。例えば、推定装置１０とは異なる外部のコンピュータであって、学習制御部１３および推定モデル生成部１４と同じ機能を備えるコンピュータに変化パターンデータベース２１と同じデータを提供して、推定モデル２２を作成させてもよい。
【0164】
【0165】
（推定装置１０ａの構成（推定処理の実行））
図１０は、匂い測定装置１００ａの構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、説明の便宜上、図１、図４および図８にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図１０は、匂い測定装置１００ａの構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、説明の便宜上、図１、図４および図８にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0166】
図１０に示すように、推定装置１０ａは、制御部１ａ、記憶部２ａ、および出力部１８を備えている。ここで、図１０は、図８に示す推定装置１０を、匂い物質の推定処理に利用した場合の構成例を示している。すなわち、図８に示す推定装置１０と図１０に示す推定装置１０ａとは、同じハードウェア構成を備えるコンピュータであってもよい。
【0167】
出力部１８は、ユーザに推定結果を提示するためのものであり、例えば、ディスプレイ、スピーカ、ランプ等であってもよい。
【0168】
制御部１ａは、測定値取得部１１（取得部）、変化パターン解析部１２（解析部）、推定部１６、および出力制御部１７を備えている。
【0169】
推定部１６は、推定モデル２２を用いて、匂いセンサ３０から取得した測定値を解析した解析結果から匂い物質を推定する。
【0170】
出力制御部１７は、推定結果を出力するように出力部１８を制御する。
【0171】
【0172】
まず、測定値取得部１１は、匂い物質を対象試料受入部５０へ導入する前の匂いセンサ３０において測定された電圧値Ｖ０を取得し、抵抗値Ｒ０を算出する。その後、未知の匂い物質（性状問わない）を対象試料受入部５０に導入する（ステップＳ１１）。
【0173】
次に、測定値取得部１１は、センサ素子３１への未知の（すなわち、推定対象の）匂い物質吸脱着前後の過程における電圧値Ｖの変化量（ΔＶ）データ（波形または経時的変化パターン）を取得する（ステップＳ１２）。
【0174】
次に、推定部１６は、推定モデル２２に基づき、経時的変化パターン（または変化パターンから抽出した特徴量）から、未知の匂い物質を推定する（ステップＳ１３）。
【0175】
出力制御部１７は、出力部を制御して、推定結果を出力する（ステップＳ１４）。
【0176】
上述の実施形態では、推定モデル２２を生成する推定装置１０および推定モデル２２を用いて匂い物質を推定する推定装置１０ａについて説明した。なお、推定装置１０と推定装置１０ａとは、別体の装置であってもよいし、１つの装置であってもよい。
【0177】
＜センサ素子３１ｃの構成例＞
図１２は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｃの構成の一例を示す上面図である。センサ素子３１ｃは、基板３１１上に配置された電極３１３（第１金属配線３１３Ｃ、第２金属配線３１３Ｄ）と、電極３１３上に形成された円状の匂い物質受容層３１５ｃと、を備える。匂い物質受容層３１５ｃの直径Ｒは、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。図１２において、センサ素子３１ｃが備える匂い物質受容層３１５ｃの形状は一例として楕円状であるが、これに限定されない。匂い物質受容層３１５ｃの形状が楕円である場合は、短径と、長径との平均が０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよい。また、匂い物質受容層３１５ｃの形状は真円であってもよい。
図１２は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｃの構成の一例を示す上面図である。センサ素子３１ｃは、基板３１１上に配置された電極３１３（第１金属配線３１３Ｃ、第２金属配線３１３Ｄ）と、電極３１３上に形成された円状の匂い物質受容層３１５ｃと、を備える。匂い物質受容層３１５ｃの直径Ｒは、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。図１２において、センサ素子３１ｃが備える匂い物質受容層３１５ｃの形状は一例として楕円状であるが、これに限定されない。匂い物質受容層３１５ｃの形状が楕円である場合は、短径と、長径との平均が０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよい。また、匂い物質受容層３１５ｃの形状は真円であってもよい。
【0178】
図１３は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｄの構成の一例を示す上面図である。センサ素子３１ｄは、基板３１１上に配置された電極３１３（第１金属配線３１３Ｃ、第２金属配線３１３Ｄ）と、電極３１３上に形成された帯状の匂い物質受容層３１５ｄと、を備える。匂い物質受容層３１５ｄの短方向の幅の長さは、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。
【0179】
前記の構成を備えることにより、各センサ素子３１の匂い物質受容層の形状および面積のばらつきに起因しうる測定結果の出力の不安定さが低減され、匂い測定装置１００ｃは、匂い物質を高精度に測定することができる。
【0180】
図１４は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｃの構成の一例を示す斜視図である。図１４に示すように、センサ素子３１ｃにおいて、第１電極３１３Ｃおよび第２電極３１３Ｄは、第１電極３１３Ｃおよび第２電極３１３Ｄが互いに対向しない方の端部において、それぞれピン３１６と接続されている。ピン３１６は第１電極３１３Ｃおよび第２電極３１３Ｄと、匂いセンサ３０の他の部材とを電気的に接続するための導電部材である。なお、図示されていないが、図１２および図１３に示すセンサ素子３１ｃおよびセンサ素子３１ｄも、図１４に示すピン３１６を備えている。
【0181】
センサ素子群３１Ａは、センサ素子３１ａ～３１ｄ以外のセンサ素子を複数個含んでいてよい。図５では、センサ素子群３１Ａは一例として１６個のセンサ素子３１からなるが、センサ素子３１の数はこれに限定されない。
【0182】
センサ素子群３１Ａが含む複数のセンサ素子が備える匂い物質受容層は、それぞれ導電性炭素材料および樹脂組成物を含んでいてよい。また、匂い物質受容層は、さらに界面活性剤を含んでいてよい。
【0183】
センサ素子群３１Ａが含む複数のセンサ素子３１Ａが備える匂い物質受容層は、それぞれ導電性炭素材料および樹脂組成物の含有比率が異なっていてよい。匂い物質受容層が含む導電性炭素材料および樹脂組成物の含有比率が異なると、センサ素子３１の匂い物質に対する感度、および検知特異性も異なる。
【0184】
匂い測定装置１００は、上記のように、導電性炭素材料および樹脂組成物の含有比率が異なる匂い物質受容層を備えるセンサ素子３１を複数備えることにより、多種多様な匂い物質を検知することができる。
【0185】
本実施形態に係る匂い測定装置１００が含むセンサ素子３１の匂い物質受容層３１５の厚さは、０.１μｍ以上、１００μｍ以下であってよい。また、各匂い物質受容層３１５の厚さは、好ましくは、３μｍ以上、１００μｍ以下であってよい。各匂い物質受容層３１５の厚さは、例えばレーザー顕微鏡（キーエンス社製：「ＶＫ－８７００」）を用いて評価することができる。
【0186】
センサ素子３１の匂い物質受容層３１５の厚さが前記の範囲であることにより、各センサ素子３１の匂い物質受容層３１５の厚さのばらつきに起因しうる測定結果の出力の不安定さが低減され、匂い測定装置１００は、匂い物質を高精度に測定することができる。
【0187】
匂い物質受容層３１５の厚さが０．１μｍ未満である場合、匂い物質受容層３１５内に分散している導電性炭素材料の粒子径に近い値となるため、匂い物質受容層３１５の厚さの均一性が担保出来ず、匂い測定装置１００が安定した測定結果を出力できない虞がある。一方、匂い物質受容層３１５の厚さが、１００μｍより大きい場合、匂い物質受容層３１５内での匂い物質の拡散時間が長くなるため、匂い測定装置１００は、匂い物質を精度高く測定することが難しくなる。
【0188】
センサ素子３１の匂い物質受容層３１５の厚さが前記の範囲であることにより、各センサ素子３１の匂い物質受容層３１５の厚さのばらつきに起因しうる測定結果の出力の不安定さが低減され、匂い測定装置１００は、匂い物質を高精度に測定することができる。
【0189】
センサ素子群３１Ａが含むセンサ素子３１の電極３１３は、それぞれ第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄを有し、第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄは、平行線状、平行曲線状、櫛形状、または同心円状に配置されていてもよい。第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄは、前記のどの形状が採用される場合においても、互いに線対称、または点対称で配置されていることが好ましい。このように第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄが配置されることにより、匂い測定装置１００は、気体に含まれる匂い物質を高精度に測定することができる。
【0190】
図１２のセンサ素子３１ｃは、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄを有している。また、一例として、第１金属配線３１３Ｃは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｂとから構成されており、２本の金属配線は、互いに垂直になるようＴ字状に配されている。第２金属配線３１３Ｂも、第１金属配線３１３Ｃと同様に２本の金属配線３１３ｃ、３１３ｄから構成され、２本の金属配線が互いに垂直になるようＴ字状に配されるよう構成されている。また、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｃとが向かい合うように平行線状に配置されている。
【0191】
第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄは、特に、互いにＴ字状に配されていることにより、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとを好適な距離に設置することができ、電極の抵抗値を安定化させることができる。例えば、電極が櫛形状に配置されている場合は、電極間の距離が短くなり、電極の抵抗値が小さくなり過ぎる虞がある。また、第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄが互いにＴ字状に配されていることにより、後述のセンサ素子３１の製造方法の塗布工程において、スラリーが濡れ広がる領域に、濡れ広がりを妨げ得る電極の凹凸部分が存在しないため、スラリーが濡れ広がり易くなる。また、スラリーが濡れ広がり易くなることより、乾燥後の匂い物質受容層３１５の厚みが一定になるという効果がある。
【0192】
＜センサ素子の製造方法＞
匂い測定装置１００において用いられる、複数種類のセンサ素子３１Ａを製造する製造方法について説明する。センサ素子３１の匂い物質受容層３１５は、その原料として様々な組成を有するスラリーを使用し得る。
匂い測定装置１００において用いられる、複数種類のセンサ素子３１Ａを製造する製造方法について説明する。センサ素子３１の匂い物質受容層３１５は、その原料として様々な組成を有するスラリーを使用し得る。
【0193】
本実施形態の製造方法によれば、異なる組成のスラリーを用いても形状、面積、および厚さのばらつきが少ない複数種のセンサ素子３１を製造することができる。また、スラリーの組成に応じて製造方法を変える必要がないため、製造コストを抑えることができる。
【0194】
図１５は、匂い測定装置１００において用いられる複数種類のセンサ素子３１を製造する製造方法の工程を説明するためのフローチャートである。
【0195】
（スラリー調製工程）
まず、導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比が異なる複数種類のスラリーが調製される。導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比は、所望する匂い物質受容層３１５の感度および検知特異性によって適宜設定されればよい。スラリーは、導電性炭素材料および樹脂組成物以外に溶媒、添加剤、および界面活性剤を含んでいてもよい（Ｓ２１）。
まず、導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比が異なる複数種類のスラリーが調製される。導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比は、所望する匂い物質受容層３１５の感度および検知特異性によって適宜設定されればよい。スラリーは、導電性炭素材料および樹脂組成物以外に溶媒、添加剤、および界面活性剤を含んでいてもよい（Ｓ２１）。
【0196】
（電極配置工程）
次に、基板上に電極が配置される（Ｓ２２）。電極は、第１電極および第２電極を備えていてよい。第１電極および第２電極は、平行直線状、平行曲線状、櫛形状、および同心円状に配置されてもよい。また、第１電極および第２電極は、前記のどの形状が採用される場合においても、互いに線対称、または点対称で配置されていることが好ましい。さらに、第１電極および第２電極は平行直線状又は平行曲線状に配置されていることがより好ましい。第１電極および第２電極は、図１２および図１３に示すような形状となるよう配置されることが特に好ましい。具体的には、第１電極である第１金属配線３１３Ｃが互いに垂直になるようＴ字状に配された２本の金属配線（３１３ａおよび金属配線３１３ｃ）によって構成され、第２電極である第２金属配線３１３Ｄが互いに垂直になるようＴ字状に配された２本の金属配線（３１３ｃおよび金属配線３１３ｄ）によって構成され、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｃとが向かい合うように平行線状に配置されることが好ましい。このように第１金属配線および第２金属配線が配置されることにより、匂い測定装置１００は、気体に含まれる匂い物質を高精度に測定することができる。
次に、基板上に電極が配置される（Ｓ２２）。電極は、第１電極および第２電極を備えていてよい。第１電極および第２電極は、平行直線状、平行曲線状、櫛形状、および同心円状に配置されてもよい。また、第１電極および第２電極は、前記のどの形状が採用される場合においても、互いに線対称、または点対称で配置されていることが好ましい。さらに、第１電極および第２電極は平行直線状又は平行曲線状に配置されていることがより好ましい。第１電極および第２電極は、図１２および図１３に示すような形状となるよう配置されることが特に好ましい。具体的には、第１電極である第１金属配線３１３Ｃが互いに垂直になるようＴ字状に配された２本の金属配線（３１３ａおよび金属配線３１３ｃ）によって構成され、第２電極である第２金属配線３１３Ｄが互いに垂直になるようＴ字状に配された２本の金属配線（３１３ｃおよび金属配線３１３ｄ）によって構成され、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｃとが向かい合うように平行線状に配置されることが好ましい。このように第１金属配線および第２金属配線が配置されることにより、匂い測定装置１００は、気体に含まれる匂い物質を高精度に測定することができる。
【0197】
一例として、図１２および１３においては、１枚の基板３１１上に一組の電極３１３（第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄ）を配置されているが、１枚の基板３１１上に、複数の組の電極３１３が並んで配置されていてもよい。
【0198】
（領域規定工程）
続いて、電極が配置された基板上に、複数種類のスラリーのそれぞれを塗布する塗布領域が規定される（Ｓ２３）。塗布領域は、例えば、レジストが配されることによって規定されてもよい。また、塗布工程において、スラリーがノズルから滴下される場合は、塗布領域は、ノズル径に合わせて規定されてもよい。図１６は、レジストＭが配された後の基板３１１の概略図である。レジストＭは、塗布領域３３０を規定するように配されている。塗布領域３３０は、基板３１１がむきだしの状態である。
続いて、電極が配置された基板上に、複数種類のスラリーのそれぞれを塗布する塗布領域が規定される（Ｓ２３）。塗布領域は、例えば、レジストが配されることによって規定されてもよい。また、塗布工程において、スラリーがノズルから滴下される場合は、塗布領域は、ノズル径に合わせて規定されてもよい。図１６は、レジストＭが配された後の基板３１１の概略図である。レジストＭは、塗布領域３３０を規定するように配されている。塗布領域３３０は、基板３１１がむきだしの状態である。
【0199】
塗布領域３３０の広さは、複数種類のスラリーのそれぞれに対して同じになるよう規定されてもよい。すなわち、導電性炭素材料、および樹脂組成物の混合比がそれぞれ異なるスラリーであっても、スラリーを塗布するための塗布領域３３０の面積は、均一であってよい。これによれば、混合比が異なる、すなわち粘度が異なる複数種類のスラリーを用いても、乾燥させた後の複数種類の匂い物質受容層３１５の面積のばらつきが少なくなる。
【0200】
図１６の塗布領域３３０は、一例として円状であるが、塗布領域３３０の形状はこれに限定されない。塗布領域３３０の形状は、円状、または帯状であってよい。これにより、円状、または帯状の匂い物質受容層３１５が形成される。
【0201】
塗布領域３３０の形状が円状である場合、円の直径は、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよく、塗布領域３３０の形状が帯状である場合、帯の短方向の長さが０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよい。これにより、円の直径が０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下の円状の匂い物質受容層３１５、また、帯の短方向の長さが０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下の円状の匂い物質受容層３１５が形成される。
【0202】
レジストＭが配される方法は特に限定されないが、規定された領域にソルダーレジストをシルク印刷し、その後ソルダーレジストをＵＶ硬化させる方法、レジストフィルムを基板に貼付する方法、規定された領域のレジストのみを硬化し、未硬化部分を除去する方法などが挙げられる。
【0203】
（塗布工程）
続いて、複数種類のスラリーのそれぞれが塗布領域３３０に塗布される（Ｓ２４）。スラリーが塗布される方法は、従来公知の方法を適用可能であり、ノズルから滴下されてもよく、スプレーされてもよく、スピンコートされてもよい。スラリーが塗布される方法は、特にノズルから滴下される方法が好ましく、例えば武蔵エンジニアリング株式会社製のＩＭＡＧＥ ＭＡＳＴＥＲ３５０ＰＣＳｍａｒｔにＳＵＳ製金属ニードルノズル（内径０．１ｍｍΦ，外形０．２３ｍｍ）を使用することで、所望の塗布形状を得ることができる。
続いて、複数種類のスラリーのそれぞれが塗布領域３３０に塗布される（Ｓ２４）。スラリーが塗布される方法は、従来公知の方法を適用可能であり、ノズルから滴下されてもよく、スプレーされてもよく、スピンコートされてもよい。スラリーが塗布される方法は、特にノズルから滴下される方法が好ましく、例えば武蔵エンジニアリング株式会社製のＩＭＡＧＥ ＭＡＳＴＥＲ３５０ＰＣＳｍａｒｔにＳＵＳ製金属ニードルノズル（内径０．１ｍｍΦ，外形０．２３ｍｍ）を使用することで、所望の塗布形状を得ることができる。
【0204】
（乾燥工程）
最後に、塗布領域３３０に塗布されたスラリーを乾燥させて、匂い物質受容層３１５が形成される（Ｓ２５）。スラリーの乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、常圧で１００℃、１時間加熱し、その後真空乾燥機内で減圧しながら１００℃で１時間加熱する方法を採用することができる。
最後に、塗布領域３３０に塗布されたスラリーを乾燥させて、匂い物質受容層３１５が形成される（Ｓ２５）。スラリーの乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、常圧で１００℃、１時間加熱し、その後真空乾燥機内で減圧しながら１００℃で１時間加熱する方法を採用することができる。
【0205】
乾燥工程において、乾燥後の匂い物質受容層３１５の厚さは、０．１μｍ以上１００μｍ以下であってよい。乾燥後の匂い物質受容層３１５の厚さは、好ましくは、３μｍ以上、１００μｍ以下であってよい。匂い物質受容層３１５の厚さが前記の範囲であれば、センサ素子３１が匂い物質を安定して測定することができる。匂い物質受容層３１５の厚さが０．１μｍ未満である場合、匂い物質受容層３１５内に分散している導電性炭素材料の粒子径に近い値となるため、匂い物質受容層３１５の厚さの均一性が担保出来ず、匂い測定装置１００が安定した測定結果を出力できない虞がある。一方、匂い物質受容層３１５の厚さが、１００μｍより大きい場合、匂い物質受容層３１５内での匂い物質の拡散時間が長くなるため、匂い測定装置１００は、匂い物質を精度高く測定することが難しくなる。
【0206】
上述のように、本実施形態に係る製造方法は、スラリー調製工程と、電極配置工程と、領域規定工程と、塗布工程と、乾燥工程とを含む。このような製造方法を採用することにより、導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比が異なる複数種類のスラリーを用いても、匂い物質受容層３１５の形状、面積、および厚さのばらつきが少ない複数種のセンサ素子３１を製造することができる。また、スラリーの組成に応じて製造方法を変える必要がないため、製造コストを抑えることができる。
【0207】
特に、領域規定工程において、塗布領域が規定されることにより、後の塗布工程においてスラリーのドロップレットの濡れ広がりが良好になる。例えば、塗布領域をレジストで規定した場合、基板のうち、レジストが存在する部分と、存在しない部分とで、表面粗さが異なる。レジストが存在しない部分では、基板がむきだしの状態のため、表面粗さが大きく、表面張力が小さくなる。これにより、基板がむきだしである塗布領域においては、スラリーのドロップレットの濡れ広がりが良好になる。
【0208】
また、領域規定工程において、塗布領域が配されることにより、後の塗布工程においてスラリーの濡れ広がりが規制され、匂い物質受容層３１５と、電極との位置関係が一定になる。例えば、塗布領域をレジストで規定した場合、レジストの境界において段差が生じることにより、スラリーの濡れ広がりが規制され、匂い物質受容層３１５と、電極との位置関係が一定になる。
【0209】
〔変形例〕
図１では、対象試料受入部５０の内部から出た第１気体および第２気体が管体９３およびセンサチャンバ６０を通る構成を示したが、この構成に限定されない。匂い測定装置１００の対象試料受入部５０は、センサチャンバ６０に対して大きい容積を持つため、測定時に対象試料受入部５０の内部の第１気体の全量をセンサチャンバ６０に送り出す必要はない。また、測定後に、対象試料受入部５０の内部を、第２気体を用いてパージする場合、対象試料受入部５０とセンサチャンバ６０とが接続されている必要はない。そこで、匂い測定装置１００は、管体９３にバルブ（不図示）を配置して、対象試料受入部５０の内部から出た第１気体および第２気体がセンサチャンバ６０を通さずに排気可能な構成であってもよい。
図１では、対象試料受入部５０の内部から出た第１気体および第２気体が管体９３およびセンサチャンバ６０を通る構成を示したが、この構成に限定されない。匂い測定装置１００の対象試料受入部５０は、センサチャンバ６０に対して大きい容積を持つため、測定時に対象試料受入部５０の内部の第１気体の全量をセンサチャンバ６０に送り出す必要はない。また、測定後に、対象試料受入部５０の内部を、第２気体を用いてパージする場合、対象試料受入部５０とセンサチャンバ６０とが接続されている必要はない。そこで、匂い測定装置１００は、管体９３にバルブ（不図示）を配置して、対象試料受入部５０の内部から出た第１気体および第２気体がセンサチャンバ６０を通さずに排気可能な構成であってもよい。
【0210】
＜ソフトウェアによる実現例＞
推定装置１０、１０ａの制御ブロック（特に制御部１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
推定装置１０、１０ａの制御ブロック（特に制御部１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0211】
後者の場合、推定装置１０、１０ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）等をさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0212】
〔まとめ〕
本開示の態様１に係る匂い測定装置１００ｃは、気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子が配置された、複数の通路を有するセンサチャンバ６０を備える。
本開示の態様１に係る匂い測定装置１００ｃは、気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子が配置された、複数の通路を有するセンサチャンバ６０を備える。
【0213】
本開示の態様２に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１において、前記複数の通路の各々には、匂い物質毎に異なる測定結果を出力する複数のセンサ素子が配置されてもよい。
【0214】
本開示の態様３に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１または２において、通路の各々は、第１気体を該センサチャンバの内部空間内に供給するための管体９３と接続されており、通路の各々の、第１気体が管体９３から供給される供給方向に対して垂直な断面積は、管体９３の軸方向に垂直な断面積よりも小さくてもよい。
【0215】
本開示の態様４に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１～３の何れかにおいて、通路の各々は並列に配置されていてもよい。
【0216】
本開示の態様５に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１～４の何れかにおいて、匂い物質を含む対象試料を内部に受け入れて第１気体を保持可能である対象試料受入部５０をさらに備え、第１気体は、対象試料受入部５０から通路の各々に供給されてもよい。
【0217】
本開示の態様６に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１～５の何れかにおいて、通路の各々に配置されたセンサ素子の数の差は１０個以下であってもよい。
【0218】
本開示の態様７に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１～６の何れかにおいて、複数のセンサ素子の各々は、基板上に配置された電極３１３と、電極３１３上に形成され、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤を含み、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤の含有比率が異なる匂い物質受容層と、を備えてもよい。
【0219】
本開示の態様８に係る匂い測定装置１００ｃは、前記態様１～７の何れかにおいて、前記通路の各々は、前記気体を該センサチャンバの内部空間内に供給するための管体と接続されており、前記通路の各々のうち、前記気体が前記管体から供給される供給方向において最も長い前記通路と最も短い前記通路との間における長さの差が５０％以下である。
【産業上の利用可能性】
【0220】
本発明は、医療用、ガス検知用、農業用およびその他工業や生活に用いられる匂い識別センサとして有用である。例えば、農家が香りのある作物の成熟具合を前記匂い識別センサを用いて判定して、最適な収穫タイミングを管理することもできる。また、食品または化粧品などの製品の匂いを匂い識別センサでデータ化して、製品開発の効率向上および品質安定化を支援することもできる。
【符号の説明】
【0221】
１０、１０ａ 推定装置
１１ 測定値取得部（取得部）
１２ 変化パターン解析部（解析部）
１６ 推定部
３０、３０ｂ 匂いセンサ
３１、３１ｂ～３１ｈ センサ素子
３２、３２ｂ 定電圧電源（電源）
３３、３３ｂ 電圧計（測定機器）
１００、１００ａ 匂い測定装置
３１３Ａ 第１金属配線
３１３Ｂ 第２金属配線
３１５、３１５ｃ 匂い物質受容層
５０ 対象試料受入部
５１ 調節部
６０ センサチャンバ
８０ 気体供給部
９１、９２、９３、９４ 管体
５０１ 第１口
５０２ 第２口
６１～６４ 通路
１１ 測定値取得部（取得部）
１２ 変化パターン解析部（解析部）
１６ 推定部
３０、３０ｂ 匂いセンサ
３１、３１ｂ～３１ｈ センサ素子
３２、３２ｂ 定電圧電源（電源）
３３、３３ｂ 電圧計（測定機器）
１００、１００ａ 匂い測定装置
３１３Ａ 第１金属配線
３１３Ｂ 第２金属配線
３１５、３１５ｃ 匂い物質受容層
５０ 対象試料受入部
５１ 調節部
６０ センサチャンバ
８０ 気体供給部
９１、９２、９３、９４ 管体
５０１ 第１口
５０２ 第２口
６１～６４ 通路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】