(57)【要約】【課題】液体が存在する場合であっても、確認対象物の被観察面において再現された接触の状態を高倍率で詳細かつ明瞭に確認できる接触状態確認方法等を提供すること。【解決手段】液体を介在させながら透明部材１５と確認対象物１とを接触させることにより、確認対象物１の透明部材１５との接触状態を確認する接触状態確認方法であって、上記透明部材１５が透明板３とその少なくとも一方の面に積層された反射防止フィルム２とからなり、上記透明板３の一方の面に積層された反射防止フィルム２を上記確認対象物１に接触させるとともに、上記透明部材１５を通して確認対象物１に向けて光を照射し、上記光の反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物１の透明部材１５との接触状態を確認する接触状態確認方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を介在させながら透明部材と確認対象物とを接触させることにより、確認対象物の透明部材との接触状態を確認する接触状態確認方法であって、
上記透明部材が透明板とその少なくとも一方の面に積層された反射防止フィルムとからなり、上記透明板の一方の面に積層された反射防止フィルムを上記確認対象物に接触させるとともに、
上記透明部材を通して確認対象物に向けて光を照射し、上記光の反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認する接触状態確認方法。
【請求項２】
上記液体の２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が、１．２８〜１．３８であるとともに上記確認対象物に接触させた反射防止フィルムの確認対象物側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率との差が０．５以内であり、上記確認対象物の２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．４〜１．６である請求項１に記載の接触状態確認方法。
【請求項３】
上記透明部材が上記透明板とその一方の面および他方の面に積層された反射防止フィルムとからなる請求項１または２に記載の接触状態確認方法。
【請求項４】
上記確認対象物に接触させた反射防止フィルムの確認対象物側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．２８〜１．３８であり、Ｃ光源を使用して測定された視感度反射率が２．０％以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の接触状態確認方法。
【請求項５】
上記反射光を光学拡大手段を通過させることにより拡大された像を形成し、上記拡大された像に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認する請求項１〜４のいずれか一項に記載の接触状態確認方法。
【請求項６】
上記拡大された像を撮像手段によって撮像して撮像データを生成し、上記撮像データを表示手段によって画像として表示し、上記画像に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認する請求項５に記載の接触状態確認方法。
【請求項７】
上記確認対象物に向けて照射される光の反射光を当該照射される光と同軸で通過させる同軸落射照明手段を用いて上記光を照射する請求項１〜６のいずれか一項に記載の接触状態確認方法。
【請求項８】
上記透明部材および確認対象物をそれぞれ回転させながら、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認する請求項１〜７のいずれか一項に記載の接触状態確認方法。
【請求項９】
上記反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触面積を測定することにより、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認する請求項１〜８のいずれか一項に記載の接触状態確認方法。
【請求項１０】
確認対象物を支持する支持部材と、透明部材と、その透明部材を上記支持部材によって支持された確認対象物に押圧する透明部材押圧手段および上記支持部材によって支持された確認対象物を上記透明部材に押圧する確認対象物押圧手段の少なくとも一方とを有し、上記透明部材が透明板とその少なくとも支持部材側の面に積層された反射防止フィルムとからなる、確認対象物の透明部材との接触状態を確認するための装置。
【請求項１１】
上記透明部材と確認対象物との間に介在させるための液体を供給する液体供給手段を有する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
上記透明部材が上記透明板とその両面に積層された反射防止フィルムとからなる請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
上記透明板の支持部材側の面に積層された反射防止フィルムの支持部材側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．２８〜１．３８であり、Ｃ光源を使用して測定された視感度反射率が２．０％以下である請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
上記透明部材を通して確認対象物に向けて照射された光の反射光を通過させて拡大された像を形成する光学拡大手段を有する請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
上記拡大された像を撮像して撮像データを生成する撮像手段と、上記撮像データを画像として表示する表示手段とを有する請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
上記支持部材に支持された確認対象物に向けて光を照射するための光源を有する請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
上記支持部材に支持された確認対象物に向けて照射される光の反射光を当該照射される光と同軸で通過させる同軸落射照明手段を有する請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
上記透明部材を回転させる透明部材回転手段と、上記支持部材に支持された確認対象物を回転させる確認対象物回転手段とを有する請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
確認対象物の回転によるトルク変動を検出するトルク変動検出手段を有する請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
上記透明部材を通して確認対象物に向けて照射された光の反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触面積を測定する接触面積測定手段を有する請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、研磨材や摩擦材等の表面とこれらに当接される相手材の表面との接触を再現することによって接触状態や接触面積を把握できる、接触状態確認方法および接触状態を確認するために用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス研磨やハードディスク研磨等の研磨は、通常、水や研磨スラリー等の液体を介在させた状態で、研磨材に研磨対象物を押し付け、研磨材と研磨対象物の両者を共に自転させるなどして互いに接触・摺動させることにより行われている。また、自動変速機用湿式クラッチ等の摩擦材では、潤滑油等の液体を介在させた状態で実使用に供されている。このような研磨材や摩擦材の性能をより向上させるためには、これら研磨材や摩擦材の表面と、それに当接される相手材の表面（相手面）との接触状態や摩擦摩耗状態などを評価する必要がある。上記研磨材や摩擦材は、通常、表面に微細な凹凸を有していて、微視的にはその凸部が相手面と真に接触しており、研磨材や摩擦材が相手面に直接的に作用する真の接触点あるいは接触領域がこれらの性能を決定付ける重要な要因の一つとなっている。そのため、実使用下における接触状態を把握することは極めて重要である。しかしながら、上記研磨材や摩擦材が相手面と接触した状態を直接観察することは困難であるため、観察すべき研磨材や摩擦材と相手面との接触状態を観察可能な状態に再現する必要性が生じる。
【０００３】
このような観点から、図４に示すように、実際に使用される相手材の代わりに透明プリズムを確認対象物に押圧し、上記透明プリズムを通して確認対象物に光をあて、その反射光をＣＣＤカメラで撮像することにより、真の接触点を確認する方法が知られている（例えば、特許文献１の従来の技術の項を参照）。図４においては、試料（確認対象物）１０１の観察表面が倒立台形状の透明プリズム１０２に接触するようにその上面に載置し、押圧ブロック１０３を介してスラスト荷重Ｆを試料１０１に与えて、試料１０１を透明プリズム１０２の平滑な上面に押し付けている。この透明プリズム１０２の上面と、観察される表面である試料１０１の下面との間には、必要に応じて潤滑油を塗布する場合がある。透明プリズム１０２の片側下方には、光源１０４と、コリメータレンズ１０５と、偏光板１０６と、１／４波長板１０７とが設けられ、他方には偏光板１０８と、集光レンズ１０９と反射鏡１１０と、ＣＣＤカメラ１１１と、画像処理システム１１２とが設けられている。そして、光源１０４から出た光はコリメータレンズ１０５、偏光板１０６および１／４波長板１０７を通過して透明プリズム１０２の片面から透明プリズム１０２内に垂直に入射し、試料１０１の被観察面である下面で反射する。この反射光は透明プリズム１０２の他面から垂直方向に出て、偏光板１０８、集光レンズ１０９を通過して反射鏡１１０で反射し、ＣＣＤカメラ１１１に入射する。透明プリズム１０２側から入射した光は、試料１０１の被観察面と透明プリズム１０２の上面とが接触していない非接触部分では透明プリズム１０２の上面で全反射する一方、接触部分では試料１０１に吸収される。そのため、上記反射光は、非接触部分では明るく接触部分では相対的に暗い像を与える。この状態の像をＣＣＤカメラ１１１で撮像し、得られた撮像データを画像処理システム１１２において、例えば、像における明暗に応じて多値化処理を施すなどし、それを画像表示装置１１３に表示することで試料１０１の被観察面と透明プリズム１０２との接触状態を把握できる。
【０００４】
このような技術に対して、上記特許文献１においては、確認対象物と透明プリズムとの間に透明ガラス板を介在させ、上記透明ガラス板を回転させるなどして運動させることにより、運動時の接触状態を観察する方法が提案されている。この方法においては、上記透明ガラス板と透明プリズムとの間には透明ガラス板とほぼ同等の屈折率を有する中間液を介在させ、それにより透明ガラス板と透明プリズムとの間の摩擦が低減されている。また、透明ガラス板と確認対象物との間には自動変速機油等の潤滑油を介在させている。なお、上記特許文献１には反射光を接触面顕微鏡を通過させる方法があわせて提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のような透明プリズムを用いる方法では、確認対象物の被観察面と透明プリズムとの間の非接触部分での光の全反射を起こさせるために、光源等の光学系やＣＣＤカメラを確認対象物の被観察面に対して一定の角度を持たせて設置して観察せざるを得ない。このため反射光から得られる像は観察方向に沿って縮小された状態となる。したがって、確認対象物の被観察面を垂直方向から見た場合の、真の接触状態を観察するには、この観察角度による影響を補正する必要があった。また、例えば、顕微鏡を利用して高倍率で接触状態の観察を行う場合、斜め方向から試料の被観察面を観察すると、垂直方向から観察する場合に比べて顕微鏡のレンズと確認対象物の被観察面との光路長が長くなる。一方、顕微鏡の拡大倍率を大きくとるほど、顕微鏡のレンズ系の作動距離が短くなり、上記の光路長よりも短くなる場合もあり、十分な拡大率が得られず、接触状態の詳細な観察ができないことがあった。
【０００６】
このような問題を解決するため、図５に示すように、透明プリズムを使用せずに、一方面が平滑な他方面から入射した入射光を乱反射させる凹凸を有する透明性材料からなる観察用部材を使用した接触状態観察装置が提案されている（特許文献２参照）。この接触状態観察装置においては、ベース２０２上に、互いに平行に立設された複数のガイド棒２０３に案内され昇降用ハンドル２１４によって昇降可能な保持板２０４と、保持板の下部に保持されたガラス板２０５と、保持板の上方に設置された顕微鏡鏡筒２０６と、光源２０７と、顕微鏡鏡筒に接続されたＣＣＤカメラ２０８と、保持板の下方のベース２０２上に設けられたアクチュエータ２０９と、アクチュエータと連結され観察対象物（確認対象物）２０１を支持する支持台２１０と、ＣＣＤカメラ２０８と接続された画像処理装置２１３とを備えている。保持板２０４には開口部が形成されており、この開口部の下部にガラス板２０５が固定されている。ガラス板２０５の一方面は凹凸を持つ凹凸面となっており、他方面は実質的に平滑な平滑面となっていて、上記凹凸面が観察対象物２０１に対向する側に位置している。アクチュエータ２０９は、支持台２１０をロッド２１１で支持しており、このロッド２１１が伸縮し、支持台２１０を上下の任意の位置に移動させる。支持台２１０は、その上面がガラス板２０５に平行になるように支持されており、この上面に観察対象物２０１を支持している。アクチュエータ２０９が支持台２１０を移動させることにより、支持台２１０に載置された観察対象物２０１はガラス板２０５に押し付けられる。保持板２０４の上方に設置された顕微鏡鏡筒２０６は、その光軸が上記の支持台２１０の上面に垂直になるように配置されている。顕微鏡鏡筒２０６に接続されたＣＣＤカメラ２０８は、顕微鏡鏡筒２０６によって拡大された光学像を撮像し、この撮像データを画像処理装置２１３に出力する。顕微鏡鏡筒２０６に隣接して設けられた光源２０７は、上記支持台２１０に載置された観察対象物２０１に向けて光を照射する。すなわち、光源は保持板２０４の開口部を通じて観察対象物２０１に光を照らす。画像処理装置２１３において、例えば、像における明暗に応じて多値化処理を施し、画像表示装置２１２に画像データを表示することで観察対象物２０１の被観察面とガラス板２０５との接触状態を把握できる。
【０００７】
上記したような接触状態観察装置に用いられるガラス板は一般に透明プリズムよりも薄く、かつ確認対象物の被観察面に対して垂直方向から観察を行うことができるようになるため、上記透明プリズムを用いた観察方法での光路長や観察方向の問題を解決することが可能である。しかしながら、研磨材における水や研磨スラリー、あるいは摩擦材における潤滑油などのように、実使用下において液体が使用されるような場合には、その条件をより正しく再現するために液体を介在させた状態で観察することが望まれるが、確認対象物と凹凸面を有するガラス板との間に液体、中でも特に屈折率が１．２８〜１．３８の液体を介在させて観察を行うと、ガラス板との屈折率の関係からコントラストが低下し、観察が困難となる。
【特許文献１】特開平８−２４７７４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１４１４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、液体が存在する場合であっても、確認対象物の被観察面において再現された接触の状態を高倍率で詳細かつ明瞭に確認できる接触状態確認方法および接触状態を確認するために用いる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】
【０００９】
上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、本発明者は、液体を介在させた条件下において、透明板に反射防止フィルムを積層してなる透明部材を用いると、上記した従来技術とは反対に接触部分からの反射光の強度が強く、非接触部分からの反射光の強度が弱くなることに加えて、接触部分と非接触部分とのコントラストが向上し、顕微鏡等の光学拡大手段を用いた場合であっても、真に接触する部分を詳細かつ明瞭に確認できることを見出し、上記知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明の接触状態確認方法は、液体を介在させながら透明部材と確認対象物とを接触させることにより、確認対象物の透明部材との接触状態を確認する接触状態確認方法であって、上記透明部材が透明板とその少なくとも一方の面に積層された反射防止フィルムとからなり、上記透明板の一方の面に積層された反射防止フィルムを上記確認対象物に接触させるとともに、上記透明部材を通して確認対象物に向けて光を照射し、上記光の反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認する方法である。
【００１１】
本発明の接触状態確認方法においては、上記液体の２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が、１．２８〜１．３８であるとともに上記確認対象物に接触させた反射防止フィルムの確認対象物側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率との差が０．５以内であり、上記確認対象物の２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．４〜１．６であることが好ましい。
【００１２】
また、上記透明部材が上記透明板とその一方の面および他方の面に積層された反射防止フィルムとからなることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、上記確認対象物に接触させた反射防止フィルムの確認対象物側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．２８〜１．３８であり、Ｃ光源を使用して測定された視感度反射率が２．０％以下であることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、上記反射光を光学拡大手段を通過させることにより拡大された像を形成し、上記拡大された像に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認することが好ましい。この場合、上記拡大された像を撮像手段によって撮像して撮像データを生成し、上記撮像データを表示手段によって画像として表示し、上記画像に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認することが好ましい。
【００１５】
さらにまた、上記確認対象物に向けて照射される光の反射光を当該照射される光と同軸で通過させる同軸落射照明手段を用いて上記光を照射することが好ましい。
【００１６】
さらにまた、上記透明部材および確認対象物をそれぞれ回転させながら、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認することが好ましい。
【００１７】
さらにまた、上記反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触面積を測定することにより、上記確認対象物の透明部材との接触状態を確認することが好ましい。
【００１８】
本発明の装置は、確認対象物を支持する支持部材と、透明部材と、その透明部材を上記支持部材によって支持された確認対象物に押圧する透明部材押圧手段および上記支持部材によって支持された確認対象物を上記透明部材に押圧する確認対象物押圧手段の少なくとも一方とを有し、上記透明部材が透明板とその少なくとも支持部材側の面に積層された反射防止フィルムとからなる、確認対象物の透明部材との接触状態を確認するための装置である。
【００１９】
本発明の装置においては、上記透明部材と確認対象物との間に介在させるための液体を供給する液体供給手段を有することが好ましい。
【００２０】
また、上記透明部材が上記透明板とその両面に積層された反射防止フィルムとからなることが好ましい。
【００２１】
さらにまた、上記透明板の支持部材側の面に積層された反射防止フィルムの支持部材側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．２８〜１．３８であり、Ｃ光源を使用して測定された視感度反射率が２．０％以下であることが好ましい。
【００２２】
さらにまた、上記透明部材を通して確認対象物に向けて照射された光の反射光を通過させて拡大された像を形成する光学拡大手段を有することが好ましい。
【００２３】
さらにまた、上記拡大された像を撮像して撮像データを生成する撮像手段と、上記撮像データを画像として表示する表示手段とを有することが好ましい。
【００２４】
さらにまた、上記支持部材に支持された確認対象物に向けて光を照射するための光源を有することが好ましい。
【００２５】
さらにまた、上記支持部材に支持された確認対象物に向けて照射される光の反射光を当該照射される光と同軸で通過させる同軸落射照明手段を有することが好ましい。
【００２６】
さらにまた、上記透明部材を回転させる透明部材回転手段と、上記支持部材に支持された確認対象物を回転させる確認対象物回転手段とを有することが好ましい。
【００２７】
この場合、確認対象物の回転によるトルク変動を検出するトルク変動検出手段を有することが好ましい。
【００２８】
さらにまた、上記透明部材を通して確認対象物に向けて照射された光の反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物の透明部材との接触面積を測定する接触面積測定手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、液体が存在する場合であっても、確認対象物の被観察面において再現された接触の状態を高倍率で詳細かつ明瞭に確認できる接触状態確認方法および接触状態を確認するための装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態である接触状態確認方法を、その一例として図１の概略図で示した装置をもとに説明する。図１の装置を用いた本実施形態の方法では、液体を介在させながら、透明部材１５と確認対象物１とを接触させるとともに、上記透明部材１５を通して確認対象物１に向けて光を照射し、上記光の反射光に生じる明暗に基づいて、上記確認対象物１の透明部材１５との接触状態を確認することにより行われる。ここで、上記透明部材１５は、透明板３とその少なくとも一方の面（図１の実施形態では一方の面および他方の面）に積層された反射防止フィルム２とからなる。そして、上記透明板３の一方の面（図１の実施形態では下側の面）に積層された反射防止フィルムを上記確認対象物１に接触させる。
【００３１】
透明部材１５を構成する透明板３としては、接触状態を確認する際に照射される光およびその反射光を通過させることができるものであれば特に制限されない。透明板３を構成する素材としては、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等が挙げられる。
【００３２】
透明板３の形状としては、確認対象物１にもよるが、例えば、長方形の板状（直方体状）、円盤状等が挙げられ、円盤状が好ましい。円盤状の透明部材１５の直径としては３０〜５００ｍｍの範囲内であることが好ましく、５０〜１００ｍｍの範囲内であることがより好ましい。また、透明板３の厚さは１０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
透明板３のＪＩＳ  Ｋ７３６１−１：１９９７に準拠して測定される全光線透過率は、７０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
【００３４】
透明部材１５を構成する反射防止フィルム２としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂からなる基材上に反射防止層が多層化されたものなどを使用できる。
【００３５】
確認対象物１に接触する反射防止フィルム２の確認対象物側最表面（図１の実施形態では最も下側の面）の屈折率は、接触部分と非接触部分とのコントラストが向上し接触の状態をより詳細かつ明瞭に確認できるように、２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率として、１．２８〜１．３８であることが好ましく、１．３１〜１．３５であることがより好ましい。
【００３６】
また、反射防止フィルム２のＣ光源を使用して測定された視感度反射率としては、反射防止フィルム２における反射が強くなりすぎて接触部分と非接触部分とのコントラストが低下するのを抑制できるように、２．０％以下であることが好ましく、１．０％以下であることがより好ましい。なお、上記視感度反射率は、透明部材１５において最表面を構成する側（図１の実施形態では、下側の反射防止フィルム２については最も下側、上側の反射防止フィルム２については最も上側）における値である。
【００３７】
反射防止フィルム２としては、市販されているものをそのまま、または必要に応じて適宜加工を施した後に使用することができる。使用できる市販の反射防止フィルムとしては、日油株式会社製反射防止フィルム「ＲｅａＬｏｏｋ７８０２ＵＶ」（商品名）等が挙げられる。
【００３８】
透明部材１５は、透明板３とその透明板３の一方の面のみに積層された反射防止フィルム２からなるものでもよいが、透明板３とその透明板３の一方の面および他方の面の両方に積層された反射防止フィルム２からなるものが好ましい。透明部材１５が透明板３の両面に反射防止フィルム２を有することにより、透明部材１５の確認対象物１と接触しない側の表面における光の反射が抑制され、接触部分と非接触部分とのコントラストが向上し、接触の状態をより詳細かつ明瞭に確認できるようになる。透明板３の両面に反射防止フィルム２を有する場合において、確認対象物１に接触しない側の反射防止フィルム２は、確認対象物１に接触する側の反射防止フィルム２とその種類、材質、構成、厚さ、視感度反射率等が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３９】
透明部材１５と確認対象物１の間に介在させる液体としては、確認対象物１の用途などに応じて適宜選定することができ、特に限定はされないが、水、エタノール、メタノール、２−プロパノール、アセトン等が挙げられる。
【００４０】
上記液体の屈折率は、接触部分と非接触部分とのコントラストが向上し接触の状態をより詳細かつ明瞭に確認できるように、２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率として、１．２８〜１．３８の範囲内にあることが好ましく、１．３１〜１．３５の範囲内にあることがより好ましい。
【００４１】
また、上記液体の屈折率は、接触部分と非接触部分とのコントラストが向上し接触の状態をより詳細かつ明瞭に観察できるように、確認対象物１に接触する反射防止フィルム２の確認対象物側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率との差が０．５以内であることが好ましく、０．１以内であることがより好ましい。
【００４２】
透明部材１５との接触状態が確認される確認対象物１としては、例えば、ガラス研磨やハードディスク研磨等の研磨に使用される研磨材、自動変速機用湿式クラッチ等の摩擦材、タイヤなどが挙げられる。確認対象物１の具体的な素材としては、例えば、ポリウレタン等の樹脂、ゴム、金属などが挙げられる。
【００４３】
中でも、接触部分と非接触部分とのコントラストが向上し接触の状態をより詳細かつ明瞭に観察できるように、２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率が１．４〜１．６の範囲内にある確認対象物１を確認対象とすることが好ましい。
【００４４】
透明部材１５と確認対象物１の接触は両者を互いに押し付けることにより行うことができ、例えば、透明部材を確認対象物に押圧する透明部材押圧手段および確認対象物を透明部材に押圧する確認対象物押圧手段の少なくとも一方（図１の実施形態では透明部材押圧手段のみ）を用いて行うことができる。透明部材押圧手段６としては、例えば、アクチュエータ、重り等が挙げられる。また、確認対象物押圧手段としては、例えば、アクチュエータ等が挙げられる。なお、透明部材１５と確認対象物１とは、それらの少なくとも一部において両者が実質的に接触していればよい。
【００４５】
また、透明部材１５と確認対象物１の間に液体を介在させることにより、実使用下における確認対象物１と相手材との接触条件をより正しく再現することが可能となるが、液体を供給しながら透明部材１５と確認対象物１とを接触させて接触状態を確認することが好ましい。透明部材１５と確認対象物１の間に液体を介在させるための液体を供給する液体供給手段１１としては、特に限定されないが、例えば、確認対象物１が研磨材である場合に、実際の研磨材と研磨対象物との運動を再現できるように、１分あたり０〜４００ｍｌの液体を滴下可能な装置であることが好ましい。
【００４６】
確認対象物１は支持部材４によって支持することが好ましく、例えば、支持台４の上に確認対象物１を載置することにより支持することができる。上記載置の方法としては、支持台４の上に確認対象物１を直接積載する方法、接着剤や粘着剤によって確認対象物１を支持台４に固定する方法等が挙げられる。また、確認対象物１はフォルダー等の部材を介して支持台４上に固定されてもよい。
【００４７】
本実施形態では、確認対象物１を回転させながら接触状態を確認できる。確認対象物１を回転させることにより確認対象物１と透明部材１５との動的な接触状態を観察できる。確認対象物１の回転はそれを支持する支持部材４を回転させることにより行うことができ、具体的には、確認対象物回転手段５として、ろくろ等の回転盤などを使用して、確認対象物１を回転させることができる。確認対象物回転手段５の駆動源としては、特に限定されないが、例えば、モーター等を挙げることができる。上記モーターとしては、例えば、確認対象物１が研磨材である場合に、実際の研磨材と研磨対象物との運動を再現できるように、確認対象物１を０〜２５０ｒｐｍの範囲内で回転させることができるものが好ましい。
【００４８】
確認対象物１を回転させながら接触状態を確認する場合において、確認対象物１の回転によるトルク変動を検出することが接触状態とトルクとの関係を把握する上で好ましい。上記トルク変動を検出するトルク変動検出手段１２としては、例えば、非接触式のクランプ型電流計などが挙げられ、これを用いて上記確認対象物回転手段５の仕事量の変動を計測することにより確認対象物１の回転によるトルク変動を検出できる。
【００４９】
また、透明部材１５を回転させながら接触状態を確認することもでき、特に、確認対象物１および透明部材１５の両方を回転させると、例えば、確認対象物１が研磨材である場合に、研磨材の実使用条件をより正確に再現できることから好ましい。この場合、透明部材１５と確認対象物１の回転軸は互いに平行であってかつ同一線上にないことが好ましい。透明部材１５を回転させる透明部材回転手段７としては、特に限定されないが、例えば、モーター等を挙げることができる。上記モーターとしては、例えば、確認対象物１が研磨材である場合に、実際の研磨材と研磨対象物との運動を再現できるように、透明部材１５を０〜２５０ｒｐｍの範囲内で回転させることができるものが好ましい。
【００５０】
透明部材の一方の面（図１の実施形態では下側の面）に積層された反射防止フィルム２を確認対象物１に接触させる。確認対象物１が支持部材４に支持される場合には、上記反射防止フィルム２は、透明部材１５の支持部材側に位置することになる。また、透明部材１５を通して確認対象物１に向けて光を照射し、上記光の反射光に生じる明暗に基づいて、確認対象物１の透明部材１５との接触状態を確認する。
透明部材１５が確認対象物１と接触する側に反射防止フィルム２を有することにより、多くの場合、接触部分においては、照射した光の反射率が高くなり、一方、非接触部分においては反射率が低くなり、接触部分からの反射光の強度は強く、非接触部分からの反射光の強度は弱くなる。
【００５１】
上記光の照射は透明部材１５を介して行う。光を照射するための光源８としては、例えば、ハロゲンランプ、ＬＥＤランプ、ＨＩＤ（高輝度放電）ランプ等が挙げられるが、高輝度であることから、ＨＩＤランプが好ましい。また、光の照射を、確認対象物１に向けて照射される光の反射光を当該照射される光と同軸で通過させる同軸落射照明手段９ａを使用して行うと、透明部材１５と確認対象物１との接触面に対し垂直に光を照射できることから好ましい。
【００５２】
上記光の照射によって得られる、透明部材１５と確認対象物１との巨視的な境界面からの反射光に生じる明暗に基づいて、確認対象物１の透明部材１５との接触状態を確認できる。接触状態は反射光を目視により確認することにより行ってもよいが、接触状態をより詳細かつ明瞭に確認できるように、上記反射光を光学拡大手段９を通過させることにより形成される拡大された像に生じる明暗に基づいて、接触状態を確認することが好ましい。光学拡大手段９の例としては、例えば、光学顕微鏡、ルーペ等が挙げられ、光学顕微鏡が好ましい。
光学拡大手段９を通過させることにより形成される拡大された像の、拡大される前の像に対する光学倍率としては、接触状態をより詳細かつ明瞭に確認することができるように、またあまりに高すぎて接触部分または非接触部分を見出すことが困難とならないように、５〜２０倍の範囲内であることが好ましく、７〜１５倍の範囲内であることがより好ましい。
【００５３】
また、上記拡大された像は、撮像手段１０によって撮像し、生成した撮像データを、必要に応じてパーソナルコンピュータ等の画像処理システム１４などにより処理した後に、液晶ディスプレイ、ブラウン管ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクタ、有機ＥＬディスプレイ等の表示手段１３によって画像として表示することが好ましい。上記画像に生じる明暗に基づいて、接触状態をより詳細かつ明瞭に確認できる。撮像手段１０としては、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等が挙げられる。
【００５４】
また、撮像手段１０として高速度カメラを用いると、確認対象物１を回転させた場合であっても接触状態をより詳細かつ明瞭に確認できることから好ましい。高速度カメラとしては、反射光を光学拡大手段９を通過させることにより形成される拡大された像を撮像する際に確認対象物１が高速で回転していても接触状態を充分に確認できるように、撮影フレームレートが２，０００ｆｐｓ以上のものであることが好ましく、３，０００ｆｐｓ以上のものであることがより好ましく、５，０００ｆｐｓ以上のものであることがさらに好ましい。また、高速度カメラによって撮像する際のシャッタースピードとしては、１／５，０００秒以下であることが好ましく、１／１０，０００秒以下であることがより好ましく、１／５０，０００秒以下であることがさらに好ましい。
【００５５】
接触状態の確認には、接触面積の測定、各接触部分の形状の把握、接触部分の数の把握、確認対象物１および／または透明部材１５の回転時と静止時との接触部の比較などが包含されるが、本実施形態の接触状態確認方法は、特に、接触面積測定手段１４でもあるパーソナルコンピュータなどを用いて、接触面積を測定する際に有用である。
【００５６】
本実施形態の接触状態確認方法を使用する際に用いる装置も、本発明の一実施形態である。この装置は、確認対象物１を支持する支持部材４と、透明部材１５と、その透明部材１５を上記支持部材４によって支持された確認対象物１に押圧する透明部材押圧手段６および上記支持部材によって支持された確認対象物を上記透明部材に押圧する確認対象物押圧手段の少なくとも一方（図１の実施形態では透明部材押圧手段６のみ）とを有し、上記透明部材１５が透明板３とその少なくとも支持部材側の面に積層された反射防止フィルム２とからなる、確認対象物の透明部材との接触状態を確認するための装置である。
【実施例】
【００５７】
以下に実施例を示すが、上記実施例は本発明を何ら制限するものではない。
【００５８】
［実施例１］
本発明の実施例で使用した装置の概略を図１に示した。図１において、支持部材である回転円盤４は、確認対象物回転手段である日本電産シンポ株式会社製電動ろくろ「ＲＫ−３Ｄ」（商品名）５の一部であり、回転円盤４を支持台として、回転円盤上に確認対象物である研磨材（材質：熱可塑性ポリウレタン、２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率：１．４５）１が両面テープにより貼り付けられている。確認対象物１に押し当てられている透明部材１５は、透明板３の両面に反射防止フィルム２が積層されてなる。上記反射防止フィルム２は日油株式会社製反射防止フィルム「ＲｅａＬｏｏｋ７８０２ＵＶ」（商品名）（粘着層を有する反射防止フィルム、粘着層のない側最表面での２５℃における波長５８９ｎｍの光の屈折率：１．３４、Ｃ光源を使用して測定された視感度反射率：１％）であり、透明板３は住友化学株式会社製の透明アクリル板（材質：ポリメチルメタクリレート、直径１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの円盤状）である。確認対象物１に所定の圧力を加えるために、透明部材押圧手段として、透明部材１５の上には中心に開口部を有した重り６が置かれている。また、透明部材回転手段として、透明部材１５と重り６を回転させるためのスリーワンモーター７が設置されている。重り６の上方には、光学拡大手段として、スタンドに設置された光学顕微鏡（ライカ社製「マクロスコープＺ１６ＡＰＯ」（商品名））の鏡筒９が位置し、鏡筒９に取り付けられた撮像手段である高速度カメラ１０（ＣＭＯＳカメラ）は株式会社ナックイメージテクノロジー製「ＭＥＭＲＥＣＡＭｆｘ  ＲＸ−６Ｇ」（商品名）であり、高速度カメラ１０から出力された撮像データを処理するとともに接触面積を測定するための、画像処理システムおよび接触面積測定手段であるパーソナルコンピュータ１４と、撮像データを画像として映し出す表示手段である液晶ディスプレイ１３とが設置されている。光源８はＨＩＤランプであり、鏡筒９の上部には光源８から生じた光を同軸落射光として確認対象物１に向けて照射するための同軸落射照明手段９ａが内蔵されている。光源８と同時落射照明手段９ａとの間には光源８から生じた光を同時落射照明手段９ａに導くための光ファイバーが配設されている。回転円盤４の中心から５０ｍｍ上方には、液体供給手段であるポンプ１１から供給された水を確認対象物１上に供給して確認対象物１と透明部材１５との間に介在させるための水供給口が位置している。そして、電動ろくろ５のモーター電流値の変動を測定し確認対象物１の回転によるトルク変動を検出するための、トルク変動検出手段である非接触式のクランプ型電流計１２が備えられている。
上記光源８から生じた光は、同軸落射光として鏡筒９、重り６の開口部、および透明部材１５を通して確認対象物１に向けて照射される。鏡筒９は、その光軸が支持台４の上面に垂直になるように配置されており、透明部材１５、および重り６の開口部を通して得られた、透明部材１５と確認対象物１との巨視的な境界面からの反射光を任意の倍率に拡大できる。
【００５９】
上記のように構成された装置を用いて、水を介在させた状態における確認対象物１の透明部材１５との接触面積の測定を行った。すなわち、光源８から生じた光を同軸落射光として、透明部材１５を通して、確認対象物１に向けて照射し、透明部材１５と確認対象物１との巨視的な境界面で反射した光を光学顕微鏡で光学倍率１２倍に拡大して高速度カメラ１０で撮像した。なお、水供給口からは２００ｍｌ／分の流速で水を供給した。得られた画像を図２Ａに示すとともにそのスケッチ図を図２Ｂに示した。図２Ａにおいて、明部が真の接触部分であり、暗部は水が存在する非接触部分を示している。図２Ａにおいては、接触部分（接触面）と非接触部分（非接触面）とのコントラストがよく、確認対象物１の被観察面において再現された接触の状態を高倍率で詳細かつ明瞭に確認することができた。
【００６０】
［比較例１］
図１の装置において、透明板３としてガラス板を用い、反射防止フィルム２を用いずに上記ガラス板をそのまま透明部材１５として用いた以外は実施例１と同様にして、接触面積を測定した。反射光を高速度カメラ１０で撮像することにより得られた画像を図３Ａに示すとともにそのスケッチ図を図３Ｂに示した。その結果、接触部分（接触面）と非接触部分（非接触面）とのコントラストが低下し、接触部分の面積を測定することが困難であった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、液体が存在する場合であっても、確認対象物の被観察面において再現された接触の状態を高倍率で詳細かつ明瞭に確認できることから、実使用下における確認対象物と相手材との接触の状態をより正確に把握でき、例えば、確認対象物の製造における検査工程などにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例で使用した装置の概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１において得られた顕微鏡写真画像である。
【図２Ｂ】同顕微鏡写真画像のスケッチ図である。
【図３Ａ】本発明の比較例１において得られた顕微鏡写真画像である。
【図３Ｂ】同顕微鏡写真画像のスケッチ図である。
【図４】従来技術の一態様を示す概略図である。
【図５】従来技術の別の態様を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  確認対象物
２  反射防止フィルム
３  透明板
４  支持部材
５  確認対象物回転手段
６  透明部材押圧手段
７  透明部材回転手段
８  光源
９  光学拡大手段
９ａ  同軸落射照明手段
１０  撮像手段
１１  液体供給手段
１２  トルク変動検出手段
１３  表示手段
１５  透明部材
【図１】
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【図２Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図２Ａ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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