(57)【要約】試料（Ｗ１、Ｗ２）の表面に測定子（１６、２６）を摺動させたときに表面の凹凸により生じる測定子（１６、２６）の変位量を検出することにより試料（Ｗ１、Ｗ２）の表面形状を測定する表面形状測定において、試料（Ｗ１、Ｗ２）の表面上の測定開始点に接触させたときの測定子（１６、２６）の変位量である初期変位量を検出し、この表面上を摺動する間に検出される測定子（１６、２６）の変位量を初期変位量と比べて、測定子（１６、２６）が測定終了点に至ったか否かを判定する。
2009004872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面に測定子を摺動させたときに前記表面の凹凸により生じる前記測定子の変位量を検出することにより前記試料の表面形状を測定する表面形状測定装置であって、
前記測定子の変位量を検出する変位検出部と、
前記試料の表面上を摺動する間に検出される前記測定子の変位量を、該表面上の測定開始点に接触させたときの前記測定子の変位量である初期変位量と比べて、前記測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する測定終了判定部と、
を備えることを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項２】
前記測定終了判定部は、前記表面上を摺動する間に検出される前記測定子の変位量が前記初期変位量へ至ったとき、前記測定子が測定終了点に至ったと判定することを特徴とする請求項１に記載の表面形状測定装置。
【請求項３】
前記摺動開始点から所定距離まで前記測定子を摺動させる間、前記測定終了判定部による判定を無効にする判定無効化部を、さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面形状測定装置。
【請求項４】
前記試料と前記測定子とを所定の方向に相対的に移動させて、該所定の方向と直角方向における前記測定子の変位量を検出することにより、前記試料表面の表面粗さ又は表面形状を測定する表面粗さ／形状測定装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面形状測定装置。
【請求項５】
円状断面を有する前記試料の側面上にて前記試料と前記測定子とを所定の方向に相対的に移動させて、前記試料の径方向における前記測定子の変位量を検出することにより、前記円状断面の真円度を測定する真円度測定装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面形状測定装置。
【請求項６】
試料の表面に測定子を摺動させたときに前記表面の凹凸により生じる前記測定子の変位量を検出することにより前記試料の表面形状を測定する表面形状測定における、前記試料の表面で摺動させた前記測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する測定終了判定方法であって、
前記試料の表面上の測定開始点に接触させたときの前記測定子の変位量である初期変位量を検出し、
該表面上を摺動する間に検出される前記測定子の変位量を前記初期変位量と比べて、前記測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する、
ことを特徴とする測定終了判定方法。
【請求項７】
前記表面上を摺動する間に検出される前記測定子の変位量が前記初期変位量へ至ったとき、前記測定子が測定終了点に至ったと判定することを特徴とする請求項６に記載の測定終了判定方法。
【請求項８】
前記摺動開始点から所定距離まで前記測定子を摺動させる間は、前記測定終了点に至ったか否かの判定を無効にすることを特徴とする請求項６又は７に記載の測定終了判定方法。
【請求項９】
前記表面形状測定において、前記試料と前記測定子とを所定の方向に相対的に移動させて、該所定の方向と直角方向における前記測定子の変位量を検出することにより、前記試料表面の表面粗さ又は表面形状を測定することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の測定終了判定方法。
【請求項１０】
前記表面形状測定において、円状断面を有する前記試料の側面上にて前記試料と前記測定子とを所定の方向に相対的に移動させて、前記試料の径方向における前記測定子の変位量を検出することにより、前記円状断面の真円度を測定することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の測定終了判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面粗さ／形状測定装置や真円度測定装置などといった、試料の表面に測定子を摺動させ、表面の凹凸により生じる測定子の変位量を検出して試料の表面形状を測定する表面形状測定装置に関する。より詳しくは、表面形状測定において、試料の表面における測定子の摺動を停止させる測定終了点を決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面粗さ／形状測定装置や真円度測定装置（以下、これらの測定装置を本明細書において「表面形状測定装置」と総称する）は、被測定物（ワーク）の測定面に沿って、測定子が設けられた変位検出器（ピックアップ）を移動させ、測定子の変位量を電気信号に変換してコンピュータ等の計算機に読み取ることで、被測定物の表面の形状を測定する。図１Ａに、表面粗さ／形状測定装置の基本構成を示す（下記特許文献１参照）。
表面粗さ／形状測定装置１０は、ワークテーブル１７の上に載置されたワークＷ１の表面を、測定子である触針１６でＸ軸方向に走査し、ワークＷ１の表面の凹凸により生じる触針１６のＺ軸方向の変位量を変位検出器（ピックアップ）１５で検出してワークＷ１の表面形状を測定する。
水平に設置された定盤１１の上には、支柱１２が垂直に立設されている。支柱１２にはＺテーブル１３が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
Ｚテーブル１３には、Ｘアーム１４が水平に支持されている。Ｘアーム１４は、図示しないＸアーム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に進退移動する。変位検出器１５は、このＸアーム１４の先端に設けられている。そして、このＸアーム１４がＸ軸方向に進退移動することにより、触針１６がＸ軸に沿って往復動する。
ここで、定盤１１の表面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面において、触針１６が移動する直線をＸ軸とする。そして、このＸ−Ｙ平面において、Ｘ軸に直交する直線をＹ軸とし、このＹ軸とＸ軸との交点（原点Ｏ）を通り、Ｘ−Ｙ平面に直交する直線をＺ軸とする。このように設定された空間直交座標系をＯ−ＸＹＺ座標系とする。
触針１６を一定の力でワークＷ１の表面に押し付けながらＸ軸に沿って移動させると、ワークＷ１の凹凸によって触針１６がＺ方向に変位する。変位検出器１５は、内蔵したセンサ、例えば差動トランスなどにより触針１６の変位量を電気信号に変換する。
図１Ｂは変位検出器１５により検出される変位量の説明図である。変位検出器１５から出力される信号値は、ワークＷ１との接触による触針１６の押し上げ量を示す。触針１６を押し上げる量は、触針１６を支持する変位検出器１５とワークＷ１との間のＺ方向の相対位置関係に応じて異なるので、変位検出器１５により検出される触針１６の変位量Ｚｉは、変位検出器１５の位置に応じた基準Ｚ方向位置（Ｚ０）からのオフセット量となる。
変位検出器１５から出力される電気信号はＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換され、コンピュータ等のデータ処理装置（図示せず）に入力される。これにより、データ処理装置によってワークの表面粗さ又は形状を示す測定データが取得される。
ワークテーブル１７は、図示しないワークテーブル駆動手段に駆動されてＹ軸方向に移動する。ワークテーブル１７がＹ軸方向に移動することによって、触針１６によるワークＷ１の表面の走査位置を変えＸ−Ｙ平面内におけるワークＷ１の表面粗さ又は形状を測定することができる。
図２Ａは、断面の外周の少なくとも一部が円弧形状をなすワークＷ２の断面形状の真円度を測定する真円度測定装置の基本構成を示す図である（下記特許文献２参照）。
ワークＷ２の断面の外周の円弧部分の真円度を真円度測定装置２０によって測定する際には、図示のＺ軸に沿った回転軸を有する回転テーブル２７の上に、ワークＷ２を載置する。そして、測定子（プローブ）２６をワークＷ２の側面に押し当てた状態で、ワークＷ２の断面の外周がなす円弧の中心を回転中心としてワークＷ２を回転させることによって、測定子２６の先端をワークの外周上で摺動させる。すると測定子２６の先端は、ワークＷ２の断面の外周の円弧部分における半径の変化によって変位するので、この変位量の変化を測定することによって、ワークＷ２の断面の外周の円弧部分の真円度を測定することができる。
水平に設置された定盤２１の上には、支柱２２が垂直に立設されている。支柱２２にはＺテーブル２３が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
Ｚテーブル２３には、Ｘアーム２４が水平に支持されている。Ｘアーム２４は、図示しないＸアーム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に移動する。変位検出器２５は、このＸアーム２４の先端に設けられている。そしてＺテーブル２３及びＸアーム２４を移動させることによって変位検出器２５を位置付け、回転テーブル２７の上に置かれたワークＷ２の側面に、変位検出器２５に設けられた触針２６を接触させる。
一定の力でワークＷ２の側面に触針２６を押し付けながらワークＷ２を回転させると、ワークＷ２の断面の外周がなす円弧の半径の違いによって、かかる円弧の径方向に沿って触針２６の先端の位置が変化する。変位検出器２５は、差動トランスなどのセンサによって触針２６の変位量を電気信号に変換する。
図２Ｂは変位検出器２５により検出される変位量の説明図である。変位検出器２５から出力される信号値は、ワークＷ２の側面に押し付けられた触針２６がワークＷ２との接触によってその側面の断面の円弧の半径方向に押し出された押し出し量を示す。触針２６の押し出し量は、変位検出器２５とワークＷ２との間の相対位置関係に応じて異なるので、変位検出器２５により検出される触針２６の変位量ＤＲｉは、変位検出器２５の位置に応じて定まる基準半径（ＤＲ０）からのオフセット量となる。
変位検出器２５から出力される電気信号はＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換され、コンピュータ等のデータ処理装置（図示せず）に入力される。そして、データ処理装置によって入力した信号に基づきワークＷ２の断面の外周形状を算出して、その円弧部分の真円度を算出する。
【特許文献１】特開２００２−１０７１４４号公報
【特許文献２】特開平５−２３１８０６号公報
【発明の開示】
【０００３】
上記の表面形状測定装置を操作するオペレータは、試料の表面にて測定子を摺動させる範囲、すなわち測定範囲を装置に指示する必要がある。従来、この作業は、図３Ａに示すようにワークＷ１の表面における測定子１６の摺動開始位置ＳＰと、摺動長Ｌを指定することによって行っていた。その際にオペレータは、所望の測定範囲Ｒ内を漏れなく測定子１６で走査するように摺動長Ｌを指定する必要があった。
このため、大きさや形状が異なるワークの表面を繰り返し測定する場合、オペレータはワークに応じて摺動長Ｌを指定し直す必要があり、かかる指定動作が測定作業を繁雑なものとしていた。
このような煩雑を避けるために、変位検出器の出力値に対して所定の閾値を設定し、変位検出器の出力値がこの閾値を超えたとき測定子の位置が測定範囲を超えて移動したものと判定して、この時点で測定を終了するように装置を自動制御することも考えられる。例えば図３Ｂに示すように、エッジＥ１及びＥ２を有するワークＷ１の表面形状を測定する際に、測定子１６がエッジＥ２を超えてワークＷ１から外れ測定子１６の変位が下限Ｚｔｈよりも小さくなったときに、測定範囲を超えたことを検出する。
しかしこの方法では測定子１６がワークの表面から外れてもすぐにそれを検知して測定動作を終了させることができない。このため、例えばピストンリングのような薄いワークの表面の粗さを測定する場合には、測定子１６をワークテーブルへ落としてしまい、測定子１６の先端を破損したり汚染するおそれがある。
このような、ワークの表面から測定子が外れるような測定終了動作は、真円度測定装置においても問題がある。すなわち図４に示すような側面に切欠部ＣがあるようなワークＷ２の側面を測定子２６で走査する場合において、測定子２６が切欠部Ｃへ落ちた状態で図示矢印方向に回転を続けると、測定子２６をエッジＥにぶつけて破損するおそれがある。
本発明はこれらの問題点に鑑みて考案されたものであり、測定範囲が異なるワークの表面形状を測定する際に、測定長の指定を不要にし測定作業の効率を向上することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による表面形状測定では、試料の表面に測定子を摺動させたときに表面の凹凸により生じる測定子の変位量を検出することにより試料の表面形状を測定する際に、試料の表面上の摺動開始点に接触させたときの測定子の変位量である初期変位量を検出し、この表面上を摺動する間に検出される測定子の変位量を初期変位量と比べて、測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する。
このように、測定中に検出される測定子の変位量を監視して測定子が測定終了点に至ったか否かを判定することにより、従来必要であった測定長の指定を不要にして測定作業を簡略化することが可能となる。
また、測定開始時点における測定子の変位量である初期変位量を基準にして、測定子が測定終了点に至ったか否かを判定することにより、測定開始時点における変位量と同様の変位量が検出されたときに測定を終了させることができる。これによって、上記の例のようなエッジを有するワークの表面形状を測定する場合においても、測定子をエッジの外側へ外してしまう前に測定子の摺動を停止することができる。
また摺動を開始してから所定距離まで測定子を摺動させる間は、測定終了点に至ったか否かの判定を無効にしてもよい。このように判定を無効化することにより、測定開始直後において誤って測定終了点に至ったと判定するエラーを回避することができる。
本発明の第１形態によれば、試料の表面に測定子を摺動させたときに表面の凹凸により生じる測定子の変位量を検出することにより試料の表面形状を測定する表面形状測定装置が提供される。この表面形状測定装置は、測定子の変位量を検出する変位検出部と、試料の表面上を摺動する間に検出される測定子の変位量を、試料表面上の測定開始点に接触させたときの測定子の変位量である初期変位量と比べて、測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する測定終了判定部と、を備える。
本発明の第２形態によれば、試料の表面に測定子を摺動させたときに表面の凹凸により生じる測定子の変位量を検出することにより試料の表面形状を測定する表面形状測定における、試料の表面で摺動させた測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する測定終了判定方法が提供される。本判定方法では、試料の表面上の測定開始点に接触させたときの測定子の変位量である初期変位量を検出し、試料表面上を摺動する間に検出される測定子の変位量を初期変位量と比べて、測定子が測定終了点に至ったか否かを判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１Ａは、表面粗さ／形状測定装置の基本構成を示す図である。
図１Ｂは、変位検出器により検出される変位量の説明図である。
図２Ａは、真円度測定装置の基本構成を示す図である。
図２Ｂは、変位検出器により検出される変位量の説明図である。
図３Ａは、測定終了判定方法の第１例を説明する図である。
図３Ｂは、測定終了判定方法の第２例を説明する図である。
図４は、側面に切欠のあるワークの真円度の測定を説明する図である。
図５は、本発明の実施例による表面粗さ／形状測定装置の全体構成を示す図である。
図６は、図５に示す制御部の概略構成を示すブロック図である。
図７は、本発明による測定終了判定方法のフローチャートである。
図８は、表面粗さ／形状測定装置において測定終了を判定する方法の説明図である。
図９は、本発明の実施例による真円度測定装置の全体構成を示す図である。
図１０は、図９に示す制御部の概略構成を示すブロック図である。
図１１Ａは、真円度測定装置において測定終了を判定する方法の説明図（その１）である。
図１１Ｂは、真円度測定装置において測定終了を判定する方法の説明図（その２）である。
図１１Ｃは、真円度測定装置において測定終了を判定する方法の説明図（その３）である。
【符号の説明】
【０００５】
参照符号の説明
１０…表面粗さ／形状測定装置
１１、２１…定盤
１２、２２…支柱
１３…Ｚテーブル
４…Ｘアーム
５…変位検出器
１６…触針
１７…ワークテーブル
１８、２８…制御部
２０…真円度測定装置
２６…測定子
２７…回転テーブル
Ｗ１、Ｗ２…ワーク
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図５は、本発明の実施例による表面粗さ／形状測定装置の全体構成を示す図である。表面粗さ／形状測定装置１０は、図１Ａを参照して説明した構成と同様に、定盤１１と、定盤１１に垂直に立設された支柱１２と、支柱１２に摺動自在に支持されるＺテーブル１３と、Ｚテーブル１３に水平に支持されるＸアーム１４と、Ｘアーム１４の先端に設けられる変位検出器１５と、変位検出器１５によってＺ軸方向の変位が検出される測定子である触針１６と、定盤１１の上に設けられワークＷ１が載置されるワークテーブル１７を備えている。
また表面粗さ／形状測定装置１０は、Ｚテーブル１３、Ｘアーム１４及びワークテーブル１７といった各移動機構を駆動する駆動手段へ駆動信号を出力して、表面粗さ／形状測定装置１０による測定動作を制御するとともに、変位検出器１５からの検出信号に基づいてワークＷ１の測定面の表面粗さデータ又は形状データを生成する制御部１８を備える。
図６は、図５に示す制御部１８の概略構成を示すブロック図である。制御部１８は、Ｚテーブル１３、Ｘアーム１４及びワークテーブル１７といった各移動機構を駆動する駆動手段への駆動信号を生成する移動機構駆動部３１と、変位検出器１５が検出した触針１６の変位信号を所定のサンプリング周期でディジタル形式の信号へ変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）３２と、ディジタル形式の信号に変換された各時刻における触針１６の変位量を、それぞれの時刻における移動機構（Ｚテーブル１３、Ｘアーム１４及びワークテーブル１７）の位置情報に対応付けて、ワークＷ１の測定面におけるＺ軸方向位置を示す測定データを生成する変位信号処理部３３と、移動機構駆動部３１及び変位信号処理部３３を制御する測定動作制御部３４と、を備える。
測定動作制御部３４は、触針１６の位置を制御する際にその目標位置を決定する。移動機構駆動部３１は、決定された目標位置に触針１６を位置付けることができるＺテーブル１３及びＸアーム１４のそれぞれの目標位置を決定し、現在位置から目標位置までこれらの移動機構を移動するための駆動信号を出力する。また測定動作制御部２４は、オペレータが図示しない位置入力手段によって触針１６を測定開始位置に位置付け、測定開始を指示したときに、測定の開始を合図する測定開始信号を変位信号処理部３３へ出力する。
さらに制御部１８は、測定動作制御部３４が測定開始信号を出力した時に、変位検出器１５が検出していた触針１６の変位量を初期変位量として記憶するメモリ３５と、測定中に検出される触針１６の変位量を初期変位量と比べて、触針１６が測定終了点に至ったか否かを判定する測定終了判定部３６と、測定開始から触針１６を所定距離を移動するまでの間、測定終了判定部３６による判定を無効にする判定無効化部３７と、を備える。以下、図７及び図８を参照しながら制御部１８による測定終了判定方法を説明する。
図７は、本発明による測定終了判定方法のフローチャートであり、図８はその説明図である。
ステップＳ１において、測定作業を行うオペレータは、図示しない位置入力手段によって触針１６をワークＷ１上の測定開始位置に接触させた後、表面粗さ／形状測定装置１０に測定開始を指示する。図８は、参照符号１６ａの位置に示された触針が、ワークＷ１のエッジＥ１の測定開始位置に位置付けられている様子を示す。なお図８に示す参照符号Ｚ０は、図１Ｂを参照して説明した基準Ｚ方向位置の位置を示す。
オペレータから測定開始が指示されると、測定動作制御部３４は測定開始信号を出力する。測定終了判定部３６は測定開始信号を受信して、この時点で変位検出器１５が検出する触針１６の変位量を、初期変位量としてメモリ３５へ記憶する（ステップＳ２及びステップＳ３）。初期変位量は図８において参照符号Ｚ（１）にて示された変位量である。
その後、ステップＳ４において、測定動作制御部３４及び移動機構駆動部３１によりＸアーム１４が駆動されることにより触針１６がワークＷ１の測定面上で摺動する。
ステップＳ５では、測定無効化部３７は移動機構駆動部３１からＸアーム１４の移動量を入力して、測定開始から現在に至るまでのワークＷ１の測定面上における触針１６の移動距離を検出する。そして触針１６の移動距離が予め定めた判定無効長Ｌｉ以下であるときは、測定無効化部３７は測定終了判定部３６へ、以下のステップＳ６による測定終了判定処理の無効を指示する。これによって処理は、以下のステップＳ６に移行せずにステップＳ４へ戻り、触針１６の移動が続行される。
一方で触針１６の移動距離が判定無効長Ｌｉを超えるときは、ステップＳ６において測定終了判定部３６は、現在検出される触針１６の変位量Ｚ（ｉ）と初期変位量Ｚ（１）とを比べて、触針１６が測定終了点に至ったか否かを判定する。
このとき測定終了判定部３６は、次の条件式（１）が満たされたとき、現在検出される触針１６の変位量Ｚ（ｉ）が初期変位量Ｚ（１）に至り、したがって触針１６が測定終了点に至ったと判定してもよい。
（Ｚ（ｉ−１）−Ｚ（ｉ））×（Ｚ（ｉ）−Ｚ（１））≦０  …（１）
ここで図８において、参照符号１６ｃによって示された現在位置に触針があるときに変位検出器１５が検出する変位量をＺ（ｉ）とし、この現在位置より１つの前の測定位置（参照符号１６ｂによって示す）に触針があるときに変位検出器１５が検出する変位量をＺ（ｉ−１）とする。
ステップＳ６において触針１６が測定終了点に至ったと判定したときは、測定終了判定部３６が測定動作制御部３４へ測定終了を指示することによって測定が終了し（ステップＳ７）、触針１６が測定終了点に至っていないと判定したときは、処理がステップＳ４に戻ることによって測定が続行される。
図９は、本発明の実施例による真円度測定装置の全体構成を示す図である。真円度測定装置２０は、図２Ａを参照して説明した構成と同様に、定盤２１と、定盤２１に垂直に立設された支柱２２と、支柱２２に摺動自在に支持されるＺテーブル２３と、Ｚテーブル２３に水平に支持されるＸアーム２４と、Ｘアーム２４の先端に設けられる変位検出器２５と、定盤２１の上に設けられワークＷ２が載置される回転テーブル２７と、回転テーブル２７に載置されたワークＷ２の側面に押し当てられ、ワークＷ２が回転する際に変位が変位検出器２５によって検出される測定子２６と、を備えている。
また真円度測定装置２０は、Ｚテーブル２３、Ｘアーム２４及び回転テーブル２７といった各移動機構を駆動する駆動手段へ駆動信号を出力して、真円度測定装置２０による測定動作を制御するとともに、変位検出器２５からの検出信号に基づいてワークＷ２の断面の外周形状を算出して、その円弧部分の真円度を算出する制御部２８を備える。
図１０は、図９に示す制御部２８の概略構成を示すブロック図である。制御部２８は、Ｚテーブル２３、Ｘアーム２４及び回転テーブル２７といった各移動機構を駆動する駆動手段への駆動信号を生成する移動機構駆動部４１と、変位検出器２５が検出した測定子２６の変位信号を所定のサンプリング周期でディジタル形式の信号へ変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）４２と、ディジタル形式の信号に変換された各時刻における測定子２６の変位量を、それぞれの時刻における回転テーブル２７の回転量情報に対応付けてワークＷ２の側面の断面形状を測定し真円度を算出する変位信号処理部４３と、移動機構駆動部４１及び変位信号処理部４３を制御する測定動作制御部４４と、を備える。
測定動作制御部４４は、測定子２６の位置を制御する際にその目標位置を決定する。移動機構駆動部４１は、決定された目標位置に触針１６を位置付けることができるＺテーブル２３及びＸアーム２４のそれぞれの目標位置を決定し、現在位置から目標位置までこれらの移動機構を移動するための駆動信号を出力する。測定動作制御部４４はまた、ワークＷ２を載せた回転テーブル２７の目標回転角度を決定する。移動機構駆動部４１は、回転テーブル２７の回転角度が、決定された目標回転角度となるように回転テーブル２７を回転させる駆動信号を出力する。
オペレータが図示しない位置入力手段によって測定子２６を移動させ、かつ回転テーブル２７を回転させることによって、測定子２６をワークＷ２の測定開始位置に位置付け、また測定開始を指示したときに、測定動作制御部４４は、測定の開始を合図する測定開始信号を変位信号処理部４３へ出力する。
さらに制御部２８は、測定動作制御部４４が測定開始信号を出力した時に、変位検出器２５が検出していた測定子２６の変位量を初期変位量として記憶するメモリ４５と、測定中に検出される測定子２６の変位量を初期変位量と比べて、測定子２６が測定終了点に至ったか否かを判定する測定終了判定部４６と、測定開始から回転テーブル２７を所定角度だけ回転させるまでの間、測定終了判定部４６による判定を無効にする判定無効化部４７と、を備える。以下、図７及び図１１Ａ〜図１１Ｃを参照しながら制御部２８による測定終了判定方法を説明する。
図７に示すステップＳ１において、測定作業を行うオペレータは、図示しない位置入力手段によって測定子２６をワークＷ２上の測定開始位置に接触させた後、真円度測定装置２０に測定開始を指示する。
図１１Ａは、断面の外周の一部が円弧をなすワークＷ２を、その円弧の中心０を回転中心として回転させながら、その円弧部Ａの真円度を測定する様子を示した図である。また、図１１Ｂは測定開始点があるエッジ部Ｅ１を含む図１１ＡのＢ部分の拡大図であり、図１１Ｃは測定終了点があるエッジ部Ｅ２を含む図１１ＡのＣ部分の拡大図である。なお図１１Ｂ及び図１１Ｃに示す参照符号ＤＲ０は、図２Ｂを参照して説明した基準半径の位置を示す。
図１１Ｂは、参照符号２６ａの位置に示された測定子が、ワークＷ２のエッジＥ１の測定開始位置に位置付けられている様子を示す。
オペレータから測定開始が指示されると、測定動作制御部４４は測定開始信号を出力する。測定終了判定部４６は測定開始信号を受信して、この時点で変位検出器２５が検出する測定子２６の変位量を、初期変位量としてメモリ４５へ記憶する（ステップＳ２及びステップＳ３）。初期変位量は図１１Ｂにおいて参照符号ＤＲ（１）にて示された変位量である。
その後、ステップＳ４において、測定動作制御部４４及び移動機構駆動部４１が回転テーブル２７を回転させることによって測定子２６がワークＷ２の測定面上で摺動する。
ステップＳ５では、測定無効化部４７は移動機構駆動部４１から、測定開始から現在に至るまでの回転テーブル２７の回転量を入力する。そして回転テーブル２７の回転量が予め定めた判定無効角度θｉ以下であるときは、測定無効化部４７は測定終了判定部４６へ、以下のステップＳ６による測定終了判定処理の無効を指示する。これによって処理は、以下のステップＳ６に移行せずにステップＳ４へ戻り、ワークＷ２の測定面上に対する測定子２６の移動が続行される。
一方で回転テーブル２７の回転量が判定無効角度θｉを超えるときは、ステップＳ６において測定終了判定部４６は、現在検出される測定子２６の変位量ＤＲ（ｉ）と初期変位量ＤＲ（１）とを比べて、測定子２６が測定終了点に至ったか否かを判定する。
このとき測定終了判定部４６は、次の条件式（２）が満たされたとき、現在検出される測定子２６の変位量ＤＲ（ｉ）が初期変位量ＤＲ（１）に至り、したがって測定子２６が測定終了点に至ったと判定してもよい。
（ＤＲ（ｉ−１）−ＤＲ（ｉ））×（ＤＲ（ｉ）−ＤＲ（１））≦０  …（２）
ここで図８において、参照符号２６ｃによって示された現在位置に測定子があるときに変位検出器２５が検出する変位量をＤＲ（ｉ）とし、この現在位置より１つの前の測定位置（参照符号２６ｂによって示す）に測定子があるときに変位検出器２５が検出する変位量をＤＲ（ｉ−１）とする。
ステップＳ６において測定子２６が測定終了点に至ったと判定したときは、測定終了判定部４６が測定動作制御部４４へ測定終了を指示することによって測定が終了し（ステップＳ７）、測定子２６が測定終了点に至っていないと判定したときは、処理がステップＳ４に戻ることによって測定が続行される。
本発明によれば、表面形状測定において、測定子を摺動させる測定長の指定を不要になるので、測定範囲が異なる複数のワークの表面形状を測定する際に、測定作業の効率が向上する。
本発明は、表面粗さ／形状測定装置や真円度測定装置といった、試料の表面に測定子を摺動させ、表面の凹凸により生じる測定子の変位量を検出して試料の表面形状を測定する表面形状測定に利用可能である。
以上、本発明の好適な実施態様について詳述したが、当業者が種々の修正及び変更をなし得ること、並びに、特許請求の範囲は本発明の真の精神および趣旨の範囲内にあるこの様な全ての修正及び変更を包含することは、本発明の範囲に含まれることは当業者に理解されるべきものである。
【図１Ａ】
2009004872.tif 000003
【図１Ｂ】
2009004872.tif 000004
【図２Ａ】
2009004872.tif 000005
【図２Ｂ】
2009004872.tif 000006
【図３Ａ】
2009004872.tif 000007
【図３Ｂ】
2009004872.tif 000008
【図４】
2009004872.tif 000009
【図５】
2009004872.tif 000010
【図６】
2009004872.tif 000011
【図７】
2009004872.tif 000012
【図８】
2009004872.tif 000013
【図９】
2009004872.tif 000014
【図１０】
2009004872.tif 000015
【図１１Ａ】
2009004872.tif 000016
【図１１Ｂ】
2009004872.tif 000017
【図１１Ｃ】
2009004872.tif 000018
【国際調査報告】
2009004872.tif 000019
2009004872.tif 000020
2009004872.tif 000021