JP7657861B2 - 匂い測定装置、センサ素子、およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、匂い測定装置、センサ素子、およびその製造方法に関する。

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。

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物質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物質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。

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。

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。

特許文献４には、ＲＳｉＯ_３／２の構造および特定の平均一次粒子径を示すフィラーを含む受容体を有するセンサが開示されている。

特開平１１－２３５０８号公報 特表平１１－５０３２３１号公報 特表２００２－５１９６３３号公報 特開２０２２－２６２５３号公報

匂い測定装置に適用されるセンサ素子の性能が製造する度に変化し安定しない場合、所定の検出精度を備える匂い測定装置を安定的に生産することができない。また、匂い測定装置のセンサ素子を新しいセンサ素子に交換する場合、交換元のセンサ素子の性能と交換先のセンサ素子の性能との差が小さいまたは無いことが望ましい。

本発明の一態様は、安定した測定結果を出力できる匂い測定装置、センサ素子、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明の一態様に係る匂い測定装置は、第１金属配線、および前記第１金属配線とは離間している第２金属配線を有する電極と、前記第１金属配線の少なくとも一部と前記第２金属配線の少なくとも一部とに接する匂い物質受容層と、を備える複数のセンサ素子を備え、前記匂い物質受容層は樹脂組成物を含み、前記樹脂組成物は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含み、前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。

また、本発明の一態様に係るセンサ素子は、第１金属配線、および前記第１金属配線とは離間している第２金属配線を有する電極と、前記第１金属配線の少なくとも一部と前記第２金属配線の少なくとも一部とに接する匂い物質受容層と、を備え、前記匂い物質受容層は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含み、前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。

また、本発明の一態様に係るセンサ素子の製造方法は、スラリーを調製するスラリー調製工程と、基板上に、第１金属配線、および前記第１金属配線とは離間している第２金属配線を有する電極を配置する電極配置工程と、前記スラリーを、前記第１金属配線の少なくとも一部と前記第２金属配線の少なくとも一部とを含む塗布領域に塗布する塗布工程と、前記塗布領域に塗布された前記スラリーを乾燥させて匂い物質受容層を形成する乾燥工程と、を含み、前記スラリーは、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含み、前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。

本発明の一態様によれば、安定した測定結果を出力できる匂い測定装置、センサ素子、およびその製造方法を提供することを目的とする。

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。 センサ素子の構成の一例を示す上面図である。 図２に示すセンサ素子の構成の一例を示す断面図である。 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。 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。 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。 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。 本発明の別の実施形態に係る匂い測定装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の別の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。 センサチャンバの構成例を示す上面図である。 センサチャンバの構成例を示す断面図である。 センサチャンバの構成例を示す断面図である。 本発明のセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。 本発明のセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。 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。 スラリー塗布前の基板の一例を示す上面図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について以下に説明する。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。

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。

「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。

［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、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂（Ａ）、フィラー（Ｃ）、および界面活性剤（Ｂ）を含む。樹脂組成物は、これらの成分が均一に存在する状態の組成物であり得る。

＜樹脂（Ａ）＞
樹脂（Ａ）は、匂い物質受容層を形成可能な製膜性を有していればよく、特定の匂い物質に対して吸着や溶解といった相互作用を呈することが好ましい。また、樹脂（Ａ）は、後述する匂いセンサの使用条件に応じた適当な物理的性質（耐熱性など）および化学的性質（試料ガスに対する相溶性および耐腐食性など）を有することが好ましい。

樹脂（Ａ）は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む。樹脂（Ａ）は、Ｔ単位からなるシリコーン樹脂と、その他のシリコーン樹脂とを複数混合したものであってもよい。

（シリコーン樹脂）
シリコーン樹脂には、Ｓｉに有機基が３個結合した一官能性のＭ単位、Ｓｉに有機基が２個結合した二官能性のＤ単位、Ｓｉに有機基が１個結合した三官能性のＴ単位、有機基が結合していない四官能性のＱ単位がある。樹脂（Ａ）が含むシリコーン樹脂は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなり、Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。特に、本開示のシリコーン樹脂は、主鎖がＴ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなることが好ましい。本開示において、常温常圧（例えば、常温は２５±１５℃、常圧は１０１３ｈＰａ）で固体のシリコーン架橋物を「シリコーン樹脂」と呼称する。

炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基のいずれでもよく、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。アルキル基およびアルケニル基は、直鎖または分岐鎖のいずれであってもよい。

前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基が挙げられる。

前記アリール基としては、フェニル基、トルイル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。

前記アラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基などが挙げられる。

樹脂（Ａ）は、シリコーン樹脂以外の他の成分を含んでもよい。樹脂（Ａ）が含み得る他の樹脂の例としては、シリコーンオイルが挙げられる。本開示においては、シリコーンオイルは常温常圧（例えば、常温は２５±１５℃、常圧は１０１３ｈＰａ）にて流動性を有しており、シロキサン結合が鎖状に延びたものである。シリコーン樹脂は、架橋反応によりシロキサン結合からなる３次元的な架橋構造を形成することが可能であるのに対し、シリコーンオイルは、上記架橋構造を形成することができないものである。シリコーンオイルは、樹脂組成物中におけるフィラー（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。特にシリコーンオイルは末端基を除いた主鎖がＤ単位のみからなるシリコーンオイルであることが好ましい。シリコーンオイルが有する変性部として、官能基やブロック化されたその他変性部位の種類については特に限定はなく、例えば側鎖型、両末端型、方末端型、側鎖両末端型などの形態で変性部位を有しうる。上記変性部位としては、アミノ基、アミン類、エポキシ基、カルビノール基、メルカプト基、カルボキシル基、メチルハイドロジェン類、メタクリル基、アクリル基、フェニル基、フェノール基、シラノール基、カルボン酸無水物類、ビニル基などが挙げられる。その他変性部位としては、ポリエステル部位、ポリエーテル部位、アルキル部位、アラルキル部位、フロロアルキル部位、高級脂肪酸エステル部位、高級脂肪アミド部位などが挙げられる。以下の記載において「シリコーン樹脂」は、シリコーンオイルを含まない場合を例に挙げて説明する。

本開示において、シリコーン樹脂は、樹脂（Ａ）の全体に対して３０～１００重量％含まれることが好ましく、５０～１００重量％含まれることがより好ましい。樹脂（Ａ）の全体に対して、シリコーン樹脂が前記の量含まれていることにより、樹脂組成物が好適な柔軟性を有し、成膜性が高くなる。これによれば、匂い物質受容層３１５が安定して匂い物質を吸着することができる。

＜界面活性剤（Ｂ）＞
界面活性剤（Ｂ）は、後述するフィラー（Ｃ）の分散剤としての作用を呈する。また、界面活性剤（Ｂ）は、センサ素子を樹脂組成物の塗布によって形成する際の樹脂組成物の塗布性を高めることが可能である。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。ノニオン性界面活性剤の市販品の例としては、アジスパーＰＢ－８２２（味の素ファインテクノ（株）製）およびポリビニルピロリドン（日本触媒（株）製）等が挙げられる。

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、ソルビタン等が挙げられる。

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。例えば、イオネットＳ－６０Ｖのエチレンオキサイド付加モル数は２０である。

界面活性剤（Ｂ）は、フィラー（Ｃ）に対する分散性の観点から、エーテル構造を含むことが好ましく、エーテル構造の中でもＡＯＡ（アルキレンオキサイド付加物）鎖を含むことが好ましい。エーテル構造を含む界面活性剤の例としては、イオネットＳ－６０Ｖ（三洋化成工業（株）製）が挙げられる。また、ＡＯＡ鎖を含む界面活性剤の例としては、ディスパロンＤＡ－３２５（楠本化成（株）製）およびイオネットＴ－８０Ｖ（三洋化成工業（株）製）が挙げられる。また、界面活性剤（Ｂ）は、フィラー（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、フィラー（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。

＜フィラー（Ｃ）＞
フィラー（Ｃ）は、導電性フィラー、例えばニッケルや金、銅などの金属フィラー、導電性炭素材料であることが好ましく、より好ましくは導電性炭素材料である。上記樹脂組成物中へのフィラーの分散性の観点から導電性炭素材料が好適に用いられる。本明細書において、導電性炭素材料とは、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）と界面活性剤（Ｂ）との混合物中にフィラー（Ｃ）が分散している状態である。フィラー（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。

導電性炭素材料としては、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。導電性炭素材料としては、特に、カーボンブラックであることが好ましい。

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。

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。

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。

前記導電性炭素材料の形状は、好ましくは繊維状または球状である。

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。

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。

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。

また、フィラー（Ｃ）は、シリカ微粒子であってもよい。この場合、シリカ微粒子は、樹脂組成物中の導電性及びセンサ感度の観点から、一次粒子径が２００ｎｍ以下であることが好ましい。シリカ微粒子の粒子径は、公知の方法で求めることが可能である。シリカ微粒子の粒子径は、例えば上述のように透過型電子顕微鏡画像により求められる。シリカ微粒子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。

＜樹脂組成物の組成＞
樹脂組成物における樹脂（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）との重量比［（Ａ）／（Ｂ）］は、樹脂組成物の塗工安定性および樹脂組成物中でのフィラー（Ｃ）の安定性の観点から１．０～５０．０であることが好ましい。当該重量比（Ａ）／（Ｂ）は、樹脂組成物中でのフィラー（Ｃ）の安定性の観点から、４．０超であることがより好ましく、４．５以上であることがより好ましく、５．０以上であることがより好ましい。また、当該重量比（Ａ）／（Ｂ）は、樹脂組成物の塗工安定性から、４０．０以下であることがより好ましく、３０．０以下であることがより好ましい。

樹脂組成物におけるフィラー（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）およびフィラー（Ｃ）の合計１００重量％に対して、５～３０重量％であることが好ましい。樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）およびフィラー（Ｃ）の合計１００重量％に対するフィラー（Ｃ）の含有量は、上記の導電性をより高める観点から、６重量％以上であることがより好ましく、７重量％以上であることがより好ましい。また、樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）およびフィラー（Ｃ）の合計１００重量％に対するフィラー（Ｃ）の含有量は、上記の感度をより高める観点から、２９重量％以下であることがより好ましい。

＜任意成分＞
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）およびフィラー（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。

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フィラー（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。

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）およびフィラー（Ｃ）、溶剤（Ｄ）の合計１００重量部に対して、５～５０重量部であることが好ましい。

＜樹脂組成物の製法＞
前記樹脂組成物は、樹脂（Ａ）、界面活性剤（Ｂ）、フィラー（Ｃ）および必要に応じて溶剤（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。

＜主な作用効果＞
上述した樹脂組成物では、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。また、上述の樹脂組成物への匂い物質の吸着過程は、匂い物質毎に異なっている。このため、当該樹脂組成物で匂い物質が吸着し得る検出部を形成することにより、匂いセンサのセンサ素子に利用することが可能である。当該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。また、当該樹脂組成物は、組成の安定性および樹脂組成物の塗工安定性に優れる。よってセンサ素子に利用したときの匂いの識別性能の安定性が高められる。

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、任意の匂い物質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物質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物質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。

［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。

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。

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。

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、本発明の実施形態に係るセンサ素子の一部として設けられ得る。

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。

第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂは、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。

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～１ｍｍが好ましく、更に好ましくは１μｍ～１００μｍである。金属配線３１３の長さは１０μｍ～５０ｍｍが好ましく、更に好ましくは１０μｍ～３０ｍｍである。

金属配線３１３はシール基板３１２上に配置されていてもよい。図３は、図２のＡ－Ａ断面を示している。図３に示すようにガラスエポキシ等の基板３１１上にシール基板３１２を配置し、そのシール基板３１２上に金属配線３１３が配置されていてもよい。基板３１１上にシール基板３１２を固定するためにビニールテープ３１４を用いていてもよい。また、ビニールテープ３１４は、金属配線３１３の余分な部分をマスクすることにより、金属配線３１３の露出部分の長さを調整するためにも用いられ得る。ここで、金属配線３１３の露出部分とは、金属配線３１３と匂い物質受容層３１５とが接する部分である。ビニールテープ３１４は、金属配線３１３と匂い物質受容層３１５とが接する部分の長さを調節するための絶縁体でもあり得る。

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。

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。

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。

センサ素子３１は、抵抗式の素子が用いられてもよく、膜型表面応力センサ(Membrane-type Surface stress Sensor:MSS)方式の素子が用いられてもよく、水晶振動子マイクロバランス（Quartz Crystal Microbalance;QCM）方式の素子が用いられてもよい。膜型表面応力センサ（ＭＳＳ）方式の素子、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）方式の素子はいずれも電極上の膜物質の僅かな量の差や厚さのムラなどにより測定結果が変わり、センサ素子の製造ロット毎のバラツキが大きくなる傾向がある。また、膜型表面応力センサ（ＭＳＳ）方式の素子ではカンチレバー等の応力感知部の構造が繊細なため、一度に大量のスラリーを塗布して厚膜形成をしようとすると、応力感知部の破損が生じ歩留りが低くなるという問題がある。一方で、抵抗式の素子ではこれらの課題が比較的少なく、これらの点から、本発明においてはセンサ素子は抵抗式の素子が用いられることが好ましい。

＜センサ素子の製造方法＞
センサ素子３１は、前述した本発明の実施形態に係る樹脂組成物を用いて匂い物質受容層３１５を作製することによって製造することができる。匂い物質受容層３１５は、前述の樹脂組成物を塗工液として塗布し、形成された塗膜を固化または硬化させることによって作製され得る。樹脂組成物の塗布は、公知の塗布技術を用いて実施可能である。

［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１を用いて説明する。図１は、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０を備える匂い測定装置１００の構成の一例を示す概略図である。なお、図１に示すセンサ素子３１において、ビニールテープ３１４は簡略化のためにその図示を省略している。

匂いセンサ３０は、匂い物質を検出するセンサ素子３１、定電流源３２（電源）、および電圧計３３（測定機器）を備えている。

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１には、リード線Ｗに定電流源３２および電圧計３３が配された例を示している。

定電流源３２は、センサ素子３１に給電するための電源である。定電流源３２は、センサ素子３１にリード線を介して定電流（例えば、１ｍＡの直流電流）を供給する。

電圧計３３は、定電流源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。

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。

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Ｐ等を筐体３４内に挿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内に挿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。

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。

なお、匂いセンサ３０は、定電流源３２の代替として不図示の定電圧源（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、定電圧源は、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圧を印加する。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。

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。

［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。

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。

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。

まず、本発明の一実施形態に係る匂い測定装置１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、匂い測定装置１００の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、匂い測定装置１００は、推定装置１０、および匂いセンサ３０を備えている。

＜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。推定装置１０の構成については、後に説明する。

（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４および図５を用いて説明する。

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。

（推定装置１０の構成（推定モデル２２の生成））
図４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１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４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。

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。

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。

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。本開示において、測定値取得部１１は、匂い物質受容層の抵抗値の変化を算出することが好ましい。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。

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。

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。

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。

（推定モデル２２を生成する処理）
以下、制御部１の各部が行う具体的な処理については、図５を用いて説明する。図５は、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。

まず、測定値取得部１１は、匂い物質を浸漬させたろ紙Ｐを筐体３４へ挿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（ステップＳ１１）。抵抗値Ｒ０は、好ましくは２００～１００００Ωであり、さらに好ましくは２５０～３０００Ωであり、最も好ましくは３００～１０００Ωである。

一方、入力部１５は、筐体３４内に挿入したろ紙Ｐに浸漬させ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Ｓ１２）。ステップＳ１２の処理はステップＳ１１の前に行ってもよい。

次に、測定値取得部１１は、既知の匂い物質を浸漬させたろ紙Ｐを筐体３４へ挿入した直後からの、匂いセンサ３０において測定された電圧値Ｖを取得し、抵抗値Ｒを算出する（ステップＳ１３）。

続いて、変化パターン解析部１２は、抵抗値Ｒ０および抵抗値Ｒを用いて、Ｒ／Ｒ０を算出する（ステップＳ１４）。Ｒ／Ｒ０は、既知の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である。なお、変化パターン解析部１２は、Ｒ／Ｒ０の代わりに、Ｒ－Ｒ０を算出してもよい。変化パターン解析部１２は、Ｒ／Ｒ０の経時的な変化パターンを、入力された既知の匂い物質の名称と対応付けて変化パターンデータベース２１に格納する（ステップＳ１５）。

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Ｓ１６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Ｓ１１に戻る。

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Ｓ１６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（ステップＳ１７）。

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Ｓ１８）。

図４および図５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。

（匂い物質の推定）
次に、推定モデル２２を用いて匂い物質を推定する匂い測定装置１００ａの構成、および、推定処理について、図６および図７を用いて説明する。

（推定装置１０ａの構成（推定処理の実行））
図６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および図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６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６は、図４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４に示す推定装置１０と図６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。

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。

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。

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。

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。

（推定処理）
以下、制御部１ａの各部が行う具体的な処理については、図７を用いて説明する。図７は、推定装置１０ａ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。

まず、測定値取得部１１は、匂い物質を浸漬させたろ紙Ｐを筐体３４へ挿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（ステップＳ１）。

次に、測定値取得部１１は、未知の（すなわち、推定対象の）匂い物質を浸漬させたろ紙Ｐを筐体３４へ挿入した直後からの、匂いセンサ３０において測定された電圧値Ｖを取得し、抵抗値Ｒを算出する（ステップＳ２）。

続いて、変化パターン解析部１２は、抵抗値Ｒ０および抵抗値Ｒを用いて、Ｒ／Ｒ０を算出する（ステップＳ３）。

次に、推定部１６は、推定モデル２２に基づいて、Ｒ／Ｒ０の経時的な変化パターンから未知の匂い物質を推定する（ステップＳ４）。

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Ｓ５）。

〔実施形態２〕
上述の実施形態では、１つのセンサ素子３１を備える匂いセンサ３０について説明したが、匂いセンサ３０が２以上のセンサ素子３１を備えていてもよい。例えば、匂いセンサ３０ｂ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。このことについて、図８を用いて説明する。図８は、本発明の別の実施形態に係る匂い測定装置１００ｂの構成の一例を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、図１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。

例えば、図８に示す匂い測定装置１００ｂは、匂いセンサ３０、３０ｂおよび推定装置１０ｂを備えている。匂いセンサ３０ｂは、センサ素子３１およびセンサ素子３１ｂを備えており、センサ素子３１の匂い物質受容層３１５と、センサ素子３１ｂの匂い物質受容層３１５ｂとでは、用いられている樹脂組成物が異なっていてもよい。

推定装置１０ｂは、推定装置１０、１０ａと同じ構成を備えるコンピュータであってもよい。推定装置１０ｂは、定電流源３２からセンサ素子３１に定電流を供給した場合に電圧計３３によって測定される第１測定値と、定電流源３２ｂからセンサ素子３１ｂに定電流を供給した場合に電圧計３３ｂによって測定される第２測定値とをそれぞれ取得し解析する。

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を複数備えることにより、匂い測定装置１００ｂ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を併用してもよい。

また、匂い測定装置１００ｂ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１００ｂ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。

〔実施形態３〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

実施形態２の匂い測定装置１００ｂは、内部に２つのセンサ素子（すなわち、センサ素子３１および３１ｂ）を備える筐体３４の中に、匂い物質を浸漬させたろ紙Ｐを導入する態様であった。この構成では、センサ素子３１及び３１ｂに匂い物質が到達するタイミングを制御したり、匂い物質の濃度を調整したりすることができない。そこで、本実施形態の匂い測定装置１００ｃは、複数のセンサ素子（以下、センサ素子群３１Ａ）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を単に「センサ素子」と記す場合もある。また、本実施形態において、対象試料受入部５０と、センサチャンバ６０との構成が、実施形態１および２の匂いセンサ３０および匂いセンサ３１に相当する。

本実施形態の匂い測定装置１００ｃ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。

図９は、匂い測定装置１００ｃの概略図である。図９に示すように、匂い測定装置１００ｃは、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１０ｂを備える。また、匂い測定装置１００ｃは、調節部５１をさらに備えてもよい。

図９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。

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。

図９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物質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物質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、図８と同じく、気流生成用ファン３５を内部に備えていてもよい。

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。図９では、図８と同じく匂い物質を浸漬させたろ紙Ｐが対象試料として導入されている態様を示している。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。

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。

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。

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。

匂い測定装置１００ｃ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１００ｃ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１００ｃ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。

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１００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８０倍以下であることがより好ましく、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４倍以上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１００倍以下であることにより、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１００ｃのサイズをコンパクトに収めることができる。

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１００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、匂い測定装置１００ｃ全体のサイズが大きくなる虞がある。

図９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。

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、匂い物質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。

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１００ｃは、複数の測定を短時間で行うことができる。

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１００ｃ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１００ｃに設けることが出来ない場合であっても、匂い測定装置１００ｃは、対象試料受入部５０の温度を調節することができる。

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１００ｃ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１００ｃ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。

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。

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１００ｃ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１００ｃ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１００ｃ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。

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。

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１００ｃ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。

匂い測定装置１００ｃ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１００ｃ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。

推定装置１０ｂは、実施形態２の推定装置１０ｂと同じ機能を有する。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１０ｂは、センサ素子３１ｃに定電流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１０ｂ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１０ｂ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。

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、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。これによれば、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る。また、複数のセンサ素子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。

図１０は、センサチャンバ６０の構成例を表す上面図である。図１０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。

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は、それぞれのセンサ素子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１０のセンサチャンバ６０は、一例として、通路６１に、実施形態２（図８）で説明したセンサ素子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。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。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が配置されることにより、匂い測定装置１００ｃ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によって検出可能である。これにより、匂い測定装置１００ｃ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。

また、図１０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（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（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（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。

なお、センサ素子３１～３１ｈのうちのいくつかは、匂い物質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個のセンサ素子を含む場合、ｍ種類（ｍ＜ｎ）のセンサ素子を配置してもよい。また、同じ通路に配置される複数のセンサ素子のうちいくつかが、匂い物質に対する検知特異性が同じであってもよい。

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個のセンサ素子を配置し、通路６２には１０個のセンサ素子を配置してもよい。

通路６１～通路６４の各々に異なる数のセンサ素子が配置される場合、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の数の差が１０個以下であることにより、匂い測定装置１００ｃは匂い測定を短時間で行うことができる。

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１０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。

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と、気体排出口６０２に近い側に配置されるセンサ素子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１００ｃは、精度高い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１００ｃ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１００ｃは、匂い測定を短時間で行うことができる。

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。

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のセンサ素子が振動し、匂い測定装置１００ｃ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１００ｃ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１００ｃ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。

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１００ｃは、安定して匂い測定を行うことができる。

通路の各々は並列に配置されていてもよい。図１０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。

図１１は、図１０のＢ－Ｂ線断面を模式的に表す断面図である。図１１の通路６１は、側壁６１０と、側壁６１０に対向する側壁６１１と、天井６２１と、底面である基板６３０によって構成されている。

図１１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。

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。

図１１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。

図１１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。

図１１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１００ｃは、精度高い測定を行うことができる。

図１１では、センサチャンバ６０は、基板６３０上に、各センサ素子を備えているが、基板６３０と、各センサ素子との間に、基板６３０とセンサ素子とを接続するコネクタをさらに備えていてもよい。

各センサ素子は、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センサ素子１個のみを交換することが可能である。

また、複数種類のセンサ素子によって匂い物質を検知する場合、使用するセンサ素子の好適な組み合わせ、およびセンサ素子の好適な配置は、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、各センサ素子が着脱可能であるため、匂い測定装置１００ｃは、匂い物質に応じた好適なセンサ素子の組み合せ、および配置が用意に変更され得る。

センサ素子は、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１００ｃのサイズがコンパクトになる。また、センサ素子を気体供給口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１００ｃは、匂い測定を短時間で行うことができる。

図１１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の数はこれに限定されない。図１２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（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のセンサ素子の配置についても通路６１ａと同様である。

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、匂い物質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からの出力の変化量が小さくなり、匂い測定装置１００ｃが正確な測定を行えない虞がある。

センサ素子群３１Ａのセンサ素子は薄膜を備えてもよい。一例として、図２および図３の匂い物質受容層３１５が薄膜である。

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１００ｃ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１００ｃ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。

また、センサ素子群３１Ａのセンサ素子の薄膜は、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。センサ素子の具体的な態様については後述する。

［センサ素子］
実施形態２の匂い測定装置１００ｂは、２つのセンサ素子３１、３１ｂを備えていた。実施形態２においては、センサ素子３１、３１ｂの匂い物質受容層３１５、３１５ｂの形状、面積、および厚さのばらつきについては特に規定されていなかったが、匂い物質受容層３１５、３１５ｂ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。複数のセンサ素子の匂い物質受容層３１５、３１５ｂ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。以降、匂い物質受容層を総称して単に「匂い物質受容層」とも記載する。

実施形態２のセンサ素子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た（図２参照）。また、実施形態２のセンサ素子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）の配置と、匂い物質受容層の形状とで構成されているセンサ素子を含んでもよい。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。

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、１０ｍｍ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、１０ｍｍ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１．５ｍｍ以上、２．７ｍｍ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１．５ｍｍ以上、２．７ｍｍであることが好ましい。

センサ素子群３１Ａに含まれるセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄ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１００ｃは、匂い物質に応じた測定を安定して行うことができる。

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１００ｃは、測定を安定して行うことができない。

また、匂い物質受容層３１５の直径Ｒが１０ｍｍより大きい場合、または幅Ｗが１０ｍｍより大きい場合は、センサ素子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１００ｃは、測定を安定して行うことができない。

図１３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電極３１３Ｃ、第２電極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、１０ｍｍ以下である。図１３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、１０ｍｍ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１４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電極３１３Ｃ、第２電極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、１０ｍｍ以下である。

前記の構成を備えることにより、各センサ素子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。

センサ素子群３１Ａは、センサ素子３１、３１ｂ～３１ｄ以外のセンサ素子を複数個含んでいてよい。図９では、センサ素子群３１Ａは一例として１６個のセンサ素子からなるが、センサ素子の数はこれに限定されない。

センサ素子群３１Ａが含む複数のセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄが備える匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄは、それぞれ導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤を含んでいてよい。

センサ素子群３１Ａが含む複数のセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄが備える匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄは、それぞれ導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤の含有比率が異なっていてよい。匂い物質受容層が含む導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤の含有比率が異なると、センサ素子の匂い物質に対する感度、および検知特異性も異なる。

匂い測定装置１００ｃは、上記のように、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を備えるセンサ素子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。

本実施形態に係る匂い測定装置１００ｃが含むセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄの厚さは、０.１μｍ以上、１０００μｍ以下であってよい。また、各匂い物質受容層の厚さは、好ましくは、１μｍ以上、１００μｍ以下であってよい。

センサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの匂い物質受容層の厚さが前記の範囲であることにより、各センサ素子の匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄ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１００ｃは、匂い物質を高精度に測定することができる。

匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄの厚さが０．１μｍ未満である場合、匂い物質受容層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、匂い物質受容層の厚さの均一性が担保出来ず、匂い測定装置１００ｃ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、３１５ｂ～３１５ｄの厚さが、１０００μｍより大きい場合、匂い物質受容層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１００ｃは、匂い物質を精度高く測定することが難しくなる。

センサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄの厚さが前記の範囲であることにより、各センサ素子の匂い物質受容層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１００ｃは、匂い物質を高精度に測定することができる。

センサ素子群３１Ａが含むセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの電極は、それぞれ第１電極および第２電極を有し、第１電極および第２電極は、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。このように第１電極および第２電極が配置されることにより、匂い測定装置１００ｃ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。

図１３のセンサ素子３１ｃは、第１電極３１３Ｃと、第２電極３１３Ｄを有している。また、一例として、第１電極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電極３１３Ｂも、第１電極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電極３１３Ａと、第２電極３１３Ｂ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。

第１電極３１３Ｃおよび第２電極３１３Ｄは、特に、互いにＴ字状に配されていることにより、第１電極３１３Ｃと、第２電極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電極３１３Ｃおよび第２電極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の厚みが一定になるという効果がある。

［センサ素子の製造方法］
匂い測定装置１００ｃにおいて用いられる、複数種類のセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄを製造する製造方法について説明する。センサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄ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が、スラリーの組成が異なることによってスラリーの粘度はそれぞれ異なる。同一の方法を用いて、粘度の異なるスラリーを塗布して匂い物質受容層を形成する場合に、例えば、粘度の低いスラリーを使用すると基板上において濡れ広がり易く、一方で、粘度の高いスラリーを使用すると基板上において濡れ広がりにくくなる。このように、粘度の異なるスラリーを塗布する場合、同一の製造方法を用いると、乾燥後の匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄの形状、面積、および厚さなどにばらつきが生じる。このような匂い物質受容層を用いて製造されたセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄは、匂い物質を安定して測定することが難しい。一方、スラリーの粘度の高低に応じて製造方法を変更すると、形状、面積、厚さなどにばらつきが生じず、均一な匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄが得られるが、製造に係るコストが高くなる。

本実施形態の製造方法によれば、異なる組成、すなわち異なる粘度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、３１ｂ～３１ｄを製造することができる。また、粘度の高低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。

図１５は、匂い測定装置１００ｃにおいて用いられる複数種類のセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄ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。

＜スラリー調製工程＞
まず、フィラー、樹脂組成物、および界面活性剤を含むスラリーが調製される。スラリーの樹脂組成物は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む。シリコーン樹脂は、樹脂の全体に対して３０～１００重量％含まれていてよい。フィラー、樹脂組成物、および界面活性剤の混合比は、所望する匂い物質受容層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、フィラー、樹脂組成物、および界面活性剤以外に溶媒、添加剤を含んでいてもよい（Ｓ２１）。

＜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（第１金属配線）および第２電極（第２金属配線）を備えていてよい。第１電極と、第２電極とは離間している。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。このように第１電極および第２電極が配置されることにより、匂い測定装置１００ｃ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。

一例として、図１３および１４においては、１枚の基板３１１上に一組の電極（第１電極３１３Ｃおよび第２電極３１３Ｄ）を配置されているが、１枚の基板上に、複数の組の電極が並んで配置されていてもよい。

＜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、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を含む領域である。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。

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、樹脂組成物、および界面活性剤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の面積のばらつきが少なくなる。

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が形成される。

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、１０ｍｍ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、１０ｍｍ以下であってよい。これにより、円の直径が０．２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の円状の匂い物質受容層、また、帯の短方向の長さが０．２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の円状の匂い物質受容層が形成される。

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。

＜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）。スラリーは、第１電極の少なくとも一部と、第２電極の少なくとも一部とを含む塗布領域３３０に塗布される。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。

複数種類のスラリーの粘度はそれぞれ異なっている。スラリーの粘度が異なることは、例えば、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤の混合比がそれぞれ異なることに起因する。粘度が異なるスラリーは、濡れ広がり方に違いが現れ得る。しかし、本製造方法の塗布工程においては、前の領域規定工程によって塗布領域が規定されているため、規定された面積にスラリーが塗布されることになる。

＜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。

乾燥工程において、乾燥後の匂い物質受容層の厚さは、０．１μｍ以上１０００μｍ以下であってよい。乾燥後の匂い物質受容層の厚さは、好ましくは、１μｍ以上、１００μｍ以下であってよい。匂い物質受容層の厚さが前記の範囲であれば、センサ素子が匂い物質を安定して測定することができる。匂い物質受容層の厚さが０．１μｍ未満である場合、匂い物質受容層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、匂い物質受容層の厚さの均一性が担保出来ず、匂い測定装置１００ｃが安定した測定結果を出力できない虞がある。一方、匂い物質受容層の厚さが、１０００μｍより大きい場合、匂い物質受容層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１００ｃは、匂い物質を精度高く測定することが難しくなる。

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、樹脂組成物、および界面活性剤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、３１５ｂ～３１５ｄ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、３１ｂ～３１ｄを製造することができる。また、スラリーの粘度の高低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。

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。

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、３１５ｂ～３１５ｄ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、３１５ｂ～３１５ｄと、電極との位置関係が一定になる。

領域規定工程は、必須ではなく、領域が規定されない状態で、塗布工程が行われてもよい。

匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄの作製では、樹脂組成物の塗工によって匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄを作製した後に、当該匂い物質受容層に接するように電極を作製してもよい。

本開示において、スラリーは、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂、フィラー、および界面活性剤を含むことにより、スラリーが好適な柔軟性を有し、成膜性に優れるという効果を奏する。また、成膜性が向上することにより、安定して複数のセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄを製造することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
推定装置１０、１０ａ、１０ｂ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。

後者の場合、推定装置１０、１０ａ、１０ｂ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。

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

〔まとめ〕
本開示の態様１に係る匂い測定装置１００、１００ａ～１００ｃは、第１金属配線３１３Ａ、および第１金属配線３１３Ａとは離間している第２金属配線３１３Ｂを有する電極３１３と、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する匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄと、を備える複数のセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄを備え、匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄは樹脂組成物を含み、樹脂組成物は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂（Ａ）、フィラー（Ｃ）、および界面活性剤（Ｂ）を含み、Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。

本開示の態様２に係る匂い測定装置１００、１００ａ～１００ｃは、前記態様１において、シリコーン樹脂は、樹脂（Ａ）の全体に対して３０～１００重量％含まれてもよい。

本開示の態様３に係る匂い測定装置１００、１００ａ～１００ｃは、前記態様の１または２において、匂い物質受容層は、該匂い物質受容層の断面のＳＥＭ画像に基づき評価した空隙率ｘが１２％≦ｘ≦３０％であってもよい。

本開示の態様４に係る匂い測定装置１００、１００ａ～１００ｃは、前記態様の１～３のいずれかにおいて、匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄの抵抗値の変化によって匂いを検出してもよい。

本開示の態様５に係る匂い測定装置１００、１００ａ～１００ｃは、前記態様１～４のいずれかにおいて、フィラー（Ｃ）は、導電性炭素材料であってもよい。

本開示の態様６に係る匂い測定装置１００、１００ａ～１００ｃは、前記態様５において、導電性炭素材料はカーボンブラックであってもよい。

本開示の態様７に係るセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄは、第１金属配線３１３Ａ、および第１金属配線３１３Ａとは離間している第２金属配線３１３Ｂを有する電極３１３と、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する匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄと、を備え、匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄは、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂（Ａ）、フィラー（Ｃ）、および界面活性剤（Ｂ）を含み、Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。

本開示の態様８に係るセンサ素子３１、３１ｂ～３１ｄの製造方法は、スラリーを調製するスラリー調製工程と、基板上に、第１金属配線３１３Ａ、および第１金属配線３１３Ａとは離間している第２金属配線３１３Ｂを有する電極３１３を配置する電極配置工程と、スラリーを、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を含む塗布領域に塗布する塗布工程と、塗布領域に塗布されたスラリーを乾燥させて匂い物質受容層３１５、３１５ｂ～３１５ｄを形成する乾燥工程と、を含み、スラリーは、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２））からなるシリコーン樹脂を含む樹脂（Ａ）、フィラー（Ｃ）、および界面活性剤（Ｂ）を含み、前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。

本開示の態様９に係る製造方法は、前記態様８において、シリコーン樹脂は、樹脂（Ａ）の全体に対して３０～１００重量％含まれていてもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

前述の本発明の態様によれば、匂いを機械的に、高精度かつ高感度で測定することが可能となる。よって、本発明は、匂いの測定が求められる幅広い産業分野に適用可能であり、産業と技術革新の基盤に関する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９の達成に貢献することが期待される。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されない。以下、特に定めない限り、％は重量％、部は重量部を示す。

実施例および比較例で使用する各種材料に関する説明を以下に示す。

〔樹脂（Ａ）〕
・シリコーン樹脂
ここで、シリコーン樹脂は、シリコーンオイルを含まない。

Ａ１：シルセスキオキサン（ＤＯＷＳＩＬ ＲＳＮ０２１７、東レダウ（株）製）
Ａ２：シリコーン樹脂
［シリコーン樹脂（Ａ２）の合成例］
５００ｍＬフラスコに水１８ｇ、２８％アンモニア水２ｇ、２－プロパノール８０ｇに、３－フリルトリエトキシシラン４．４１ｇを加え、８０℃で３時間反応させた。反応液を空冷後、沈殿物をろ取単離した（有機無機ハイブリッド含有溶液）。エタノールでサンプルを十分に洗浄し乾燥させたのち、ＤＭＦで１０ｍｇ／ｍＬになるように溶解した。平均一次粒子径８０ｎｍのシリカが分散された２－プロパノール分散液ＩＰＡ－ＳＴ－ＺＬ（日産化学製品）をＤＭＦで１０ｍｇ／ｍＬになるように調製したフィラー含有溶液と、先述の有機無機ハイブリッド含有溶液を混合比６：４（有機無機ハイブリッド含有溶液：フィラー含有溶液）の割合で混合し目的のシリコーン溶液を得た。また、シリコーン溶液の一部をサンプルとして用い、１００℃大気下で乾燥させて、ＴＧＡを用いて熱重量減少率を測定した。
・シリコーンオイル
Ａ３：ポリエーテル変性シリコーンオイル（ＫＦ６０２０、信越化学工業（株）製）（主鎖がＤ単位（Ｒ^１ _２ＳｉＯ_２／２）からなる）
Ａ４：末端水酸基変性シリコーンオイル（Ｘ－２２－１７０ＤＸ、信越化学工業（株）製）（主鎖がＤ単位（Ｒ^１ _２ＳｉＯ_２／２）からなる）
〔界面活性剤（Ｂ）〕
Ｂ１：ディスパロンＤＡ－３２５（楠本化成（株）製）（ポリエーテルリン酸エステルのアミン塩、ＡＯＡ鎖（エーテル構造）を含む）
Ｂ２：アジスパーＰＢ－８２２（味の素ファインテクノ（株）製）（アミノ基含有、ノニオン性）
Ｂ３：イオネットＳ－６０Ｖ（三洋化成工業（株）製）（ソルビタンの脂肪酸エステル、ソルビトール骨格（エーテル構造）を含む）
Ｂ４：イオネットＴ－８０Ｖ（三洋化成工業（株）製）（ソルビタンの脂肪酸エステルのエチレンオキシド（ＥＯ）付加物、ＡＯＡ鎖（エーテル構造）を含む）
Ｂ５：ポリビニルピロリドン（日本触媒（株）製）（ノニオン性）
〔フィラー（Ｃ）〕
Ｃ１：シリカ （ＩＰＡ－ＳＴ－ＺＬ、日産化学（株）製）
Ｃ２：カーボンブラック（ＳｕｐｅｒＣ６５、ＭＴＩ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）
〔溶剤（Ｄ）〕
Ｄ１：酪酸ブチル
以下、樹脂組成物の実施例および比較例を示す。

〔樹脂組成物１〕
下記の成分を下記の量でサンプル瓶に量り取り、混合物を得た。

シリコーン樹脂Ａ１ ３６重量部
シリコーンオイルＡ３ ３６重量部
界面活性剤Ｂ１ ８重量部
フィラーＣ２ ２０重量部
溶剤Ｄ１ ５０部
当該混合物を、自転・公転ミキサー（（株）シンキー製ＡＲＥ－３１０）を用いて２０００回転／分で２０分間撹拌して、スラリーを得た。こうして当該スラリーとして樹脂組成物１を得た。

〔樹脂組成物２、９～１２、樹脂組成物Ｃ１〕
シリコーン樹脂Ａ１、シリコーンオイルＡ３、界面活性剤Ｂ１、フィラーＣ２の量を表１に記載の重量部にそれぞれ変更した以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物２、９～１２、樹脂組成物Ｃ１を作製した。

〔樹脂組成物３〕
シリコーンオイルを使用せず、シリコーン樹脂Ａ１の量を表１に記載の重量部に変更した以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物３を作製した。

〔樹脂組成物４〕
シリコーンオイルＡ３に代えてシリコーンオイルＡ４を用いた以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物４を作製した。

〔樹脂組成物５〕
界面活性剤Ｂ１に代えて界面活性剤Ｂ２を用いた以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物５を作製した。

〔樹脂組成物６〕
界面活性剤Ｂ１に代えて界面活性剤Ｂ３を用いた以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物６を作製した。

〔樹脂組成物７〕
界面活性剤Ｂ１に代えて界面活性剤Ｂ４を用いた以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物７を作製した。

〔樹脂組成物８〕
界面活性剤Ｂ１に代えて界面活性剤Ｂ５を用いた以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物８を作製した。

〔樹脂組成物Ｃ２〕
シリコーンオイルＡ３および界面活性剤Ｂ１を用いず、シリコーン樹脂Ａ１の量を表１に記載の重量部に変更した以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物Ｃ２を作製した。

〔樹脂組成物Ｃ３〕
シリコーンオイルＡ３および界面活性剤Ｂ１を用いず、シリコーン樹脂Ａ１に代えてシリコーン樹脂Ａ２、フィラーＣ２に代えてフィラーＣ１を用いた以外は、樹脂組成物１と同様にして、樹脂組成物Ｃ３を作製した。

以下、センサ素子の実施例および比較例を示す。

〔センサ素子Ｅ－１～Ｅ－１４、比較用センサ素子Ｅ’－１～Ｅ’－３〕
間隔幅５００μｍの複数の金属配線を備えたシール基板（ＩＣＢ－０７３、サンハヤト（株）製）から、２本１組の金属配線を含むシール基板を切り出した。切り出したシール基板を、さらに金属配線の長さが３．５ｃｍとなるように切断した。

切断されたシール基板をガラス板の上に、金属配線が上になるように両面テープで貼り付けた。また、金属配線の露出部分の長さが３．０ｃｍとなるように、金属配線の余分な部分にビニールテープを貼り付けてマスクした。ここに、樹脂組成物１～１２、および比較樹脂組成物ｃ１～ｃ３を、それぞれバーコーター（Ｎｏ．４）を用いて金属配線の露出部に塗布した。塗布後、１００℃に加熱した順風乾燥機で３時間乾燥させた。乾燥後、室温まで冷却してから、匂い物質受容層を備えた金属配線をガラス板から剥離して、センサ素子（Ｅ－１）～（Ｅ－１４）および比較用センサ素子（Ｅ’－１）～（Ｅ’－３）を得た。センサ素子（Ｅ－３）～（Ｅ－５）については、同じ樹脂組成物３を用いて３つのセンサ素子（Ｅ－３）～（Ｅ－５）を作製した。

〔実施例１～１４、比較例１～３〕
検体（匂い物質）を導入する導入口と、検体が均一に広がるよう気流を作るためのキャリアガス導入部およびガスフロー調整器とを備えた筐体を作製した。端子を外部へ取り出すためのリード線を８個のセンサ素子（Ｅ－１）のそれぞれにはんだ付けし、８個のセンサ素子（Ｅ－１）を筐体内に設置した。センサ素子（Ｅ－１）ごとに、筐体外部に取り出したリード線の末端に１ｍＡの定電流電源と、リード線の両端子にかかる電圧を測定するための電圧計とを接続した。こうして８個のセンサ素子（Ｅ－１）を有する匂いセンサ１を構成した。

センサ素子（Ｅ－１）に代えてセンサ素子（Ｅ－２）～（Ｅ－１４）および比較用センサ素子（Ｅ’－１）～（Ｅ’－３）を用いる以外は匂いセンサ１と同様にして、匂いセンサ２～１４およびｃ１～ｃ３をそれぞれ構成した。匂いセンサ４およびｃ３については、膜型表面応力センサ(Membrane-type Surface stress Sensor:MSS)方式を用い、ＳＤ－ＭＳＳセンサプローブ（ＮＩＭＳ製）を使用し、センサ素子からの起電力をアンプで増幅して出力電圧を取得した。匂いセンサ５については、水晶振動子マイクロバランス（Quartz Crystal Microbalance;QCM）方式を用い、ＱＡ－Ａ９Ｍ－ＡＵ（セイコーＥＧ＆Ｇ社製）を使用し、共振周波数を周波数カウンタで計測し、周波数変化を取得した。

〔評価〕
［ΔＶ変動係数の測定］
匂いセンサ１～１４およびＣ１～Ｃ３のそれぞれについて、匂いセンサの導入口に検体としてのエタノールを５ｍＬ入れた。その後、キャリアガス導入部からキャリアガスとしての窒素をセンサ素子が設置されている筐体内へ、ガスフロー調整器によって１Ｌ／ｍｉｎの流量で流し、外部に排出した。この間、センサ素子に接続されている電圧計の測定値をコンピュータで記録した。こうして、匂いセンサにおける８個のセンサ素子のそれぞれの電圧値を測定した。各匂いセンサの各センサ素子について、検体導入前の出力電圧Ｖ_０および検体導入中の電圧Ｖの差の最大値ΔＶを算出した。そして、各匂いセンサで得られた８個の最大値ΔＶのデータの標準偏差σおよび平均値μを算出し、センサ素子を形成する樹脂組成物のΔＶ変動係数（＝σ／μ）を求めた。匂いセンサ４およびｃ３についてはＭＳＳセンサ素子から得られた出力電圧についてＶ_０とＶとを得た。匂いセンサ５についてはＱＣＭセンサ素子から得られた周波数についてＦ０とＦとを得て、それぞれＶ_０およびＶの場合と同様に算出して変動係数を得た。

［空隙率の測定方法］
匂いセンサ１～１４およびｃ１～ｃ３のそれぞれが備えるセンサ素子の匂い物質受容層および匂い物質透過層を含む断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察・撮像した。ＳＥＭ観察条件は下記のとおりとした。
メーカー：ＨＩＴＡＣＨＩ
装置：Ｓ－４８００
加速電圧：１．０Ｖ
電流値：１０μＡ。

ＳＥＭ画像取得の際、内蔵のアプリケーションによって、コントラスト３２２５～３２７５、明るさ２０２５～２０７５の間で画像調整をおこなった。

ＳＥＭにより取得したＳＥＭ画像に対して、画像解析ソフトにより二値化処理を行った。二値化処理にはＩｍａｇｅＪを用いた。この二値化処理において、「Gaussian Blur」、「16bit」、「unsharp Mask」の順番に画像処理をした後、「threshold」にて二値化処理を行った、この際の閾値をグレースケールで５０とすることで、ＳＥＭ画像における空隙に該当するエリアを抽出し、匂い物質受容層のＳＥＭ画像に写る領域の広さに対する空隙が占める領域の広さの比率である空隙率を算出した。

実施例１～１４の匂いセンサ１～１４、および比較例１～３の匂いセンサｃ１～ｃ３のそれぞれの樹脂組成物の材料の組成と物性を表１に示す。

表１において、「Ｔ単位／Ｄ単位」は、シリコーン樹脂に含まれるＤ単位に対するＴ単位の重量比を意味する。ΔＶ変動係数が０．２以下、好ましくは０．１４以下、より好ましくは０．１２以下であれば、一体の匂いセンサにおける複数のセンサ素子間での性能のばらつきが十分に小さく、実用上問題ないと判定できる。ΔＶ変動係数は、当該ばらつき低減の観点では、小さいほど好ましい。

〔考察〕
表１に示されるように、匂いセンサ１～１４は、いずれも、実用上問題ないか、あるいは実用上好ましいΔＶ変動係数を示している。

また、表１に示されるように、匂い物質受容層の断面のＳＥＭ画像に基づき評価した空隙率ｘが１２％≦ｘ≦３０％の範囲内である匂いセンサ３、５、９～１０は、いずれも、実用上問題ないか、あるいは実用上好ましいΔＶ変動係数を示している。

実施例１～１４と、比較例１との対比によれば、シリコーン樹脂Ａ１の重量部が、樹脂（Ａ）の全体に対して３０重量％よりも少ない樹脂組成物ｃ１を備える匂いセンサｃ１のΔＶ変動係数は大きくなることがわかった。

実施例１～１４と、比較例２、３との対比によれば、界面活性剤（Ｂ）を含まない樹脂組成物ｃ２およびｃ３を備える匂いセンサｃ２および匂いセンサｃ３のΔＶ変動係数は大きくなることがわかった。

実施例１～３の対比によれば、シリコーン樹脂Ａ１の重量部が異なる場合でも実用上問題ないΔＶ変動係数が得られている。

また、実施例１と実施例６との対比によれば、樹脂（Ａ）に含まれるシリコーンオイルの種類が異なる場合でも実用上問題ないΔＶ変動係数が得られている。

実施例６～１０の対比によれば、界面活性剤（Ｂ）の種類が異なる場合でも実用上問題ないΔＶ変動係数が得られている。

実施例６、８、９と、実施例１０との対比によれば、樹脂組成物に含まれる界面活性剤（Ｂ）がエーテル構造を有する実施例６、８、９の結果は、樹脂組成物に含まれる界面活性剤（Ｂ）がエーテル構造を有さない実施例１０の結果よりも匂いセンサのΔＶ変動係数が小さかった。このことから、樹脂組成物がエーテル構造を有する界面活性剤を含む構成を採用することで、匂いセンサのΔＶ変動係数を小さくすることができることがわかった。

また、実施例６と、実施例７～１０との対比によれば、アミノ基およびＡＯＡ鎖を含む樹脂組成物４を備える匂いセンサ６（実施例６）のΔＶ変動係数が最も小さい値であった。

実施例１、１１、１２の対比によれば、界面活性剤（Ｂ）の重量部が異なる場合でも実用上問題ないΔＶ変動係数が得られている。

実施例３～５の対比によれば、センサ方式が異なる場合でも実用上問題ないΔＶ変動係数が得られている。また、センサ方式が抵抗式である実施例３の匂いセンサ３のΔＶ変動係数は、ＭＳＳ方式を用いた匂いセンサ４、およびＱＣＭ方式を用いた匂いセンサ５よりも小さい値を示した。すなわち、匂い物質受容層の抵抗値の変化によって匂いを検出する抵抗式を採用した匂いセンサは、複数のセンサ素子間での性能のばらつきが小さくなる。

よって、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含む匂い物質受容層を備える匂いセンサは、実用上問題ないΔＶ変動係数を示すことがわかった。すなわち、このような匂いセンサを搭載した匂い測定装置は、安定した測定結果を出力することができる。

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。

１０、１０ａ、１０ｂ 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、３１ｃ、３１ｄ センサ素子
３２、３２ｂ 定電流源（電源）
３３、３３ｂ 電圧計（測定機器）
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 匂い測定装置
３１３Ａ 第１金属配線
３１３Ｂ 第２金属配線
３１５、３１５ｂ 匂い物質受容層
３１３Ｃ 第１電極
３１３Ｄ 第２電極
３３０ 塗布領域

Claims (9)

1. 第１金属配線、および前記第１金属配線とは離間している第２金属配線を有する電極と、前記第１金属配線の少なくとも一部と前記第２金属配線の少なくとも一部とに接する匂い物質受容層と、を備える複数のセンサ素子を備え、
   前記匂い物質受容層は、樹脂組成物を含み、
   前記樹脂組成物は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含み、
   前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である、
   匂い測定装置。
2. 前記シリコーン樹脂は、前記樹脂の全体に対して３０～１００重量％含まれる、請求項１に記載の匂い測定装置。
3. 前記匂い物質受容層は、該匂い物質受容層の断面のＳＥＭ画像に基づき評価した空隙率ｘが１２％≦ｘ≦３０％である、請求項１に記載の匂い測定装置。
4. 前記匂い物質受容層の抵抗値の変化によって匂いを検出する、請求項１に記載の匂い測定装置。
5. 前記フィラーは、導電性炭素材料である、請求項１に記載の匂い測定装置。
6. 前記導電性炭素材料はカーボンブラックである、請求項５に記載の匂い測定装置。
7. 第１金属配線、および前記第１金属配線とは離間している第２金属配線を有する電極と、
   前記第１金属配線の少なくとも一部と前記第２金属配線の少なくとも一部とに接する匂い物質受容層と、を備え、
   前記匂い物質受容層は、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含み、
   前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である、
   センサ素子。
8. スラリーを調製するスラリー調製工程と、
   基板上に、第１金属配線、および前記第１金属配線とは離間している第２金属配線を有する電極を配置する電極配置工程と、
   前記スラリーを、前記第１金属配線の少なくとも一部と前記第２金属配線の少なくとも一部とを含む塗布領域に塗布する塗布工程と、
   前記塗布領域に塗布された前記スラリーを乾燥させて匂い物質受容層を形成する乾燥工程と、を含み、
   前記スラリーは、Ｔ単位（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）からなるシリコーン樹脂を含む樹脂、フィラー、および界面活性剤を含み、前記Ｒ^１は、１～１０個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である、
   センサ素子の製造方法。
9. 前記シリコーン樹脂は、前記樹脂の全体に対して３０～１００重量％含まれる、請求項８に記載の製造方法。

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