(57)【要約】【課題】簡単に被測定物の硬さを測定できる硬さ測定用の圧子を提供することを目的とする。【解決手段】被測定物９０の硬さを測定するための圧子１０であって、前記圧子１０は、縮径された先端部１１０を備えた圧子本体１１と、前記先端部１１０の表面に塗布された塗布層１５と、を含み、硬さ測定時に前記先端部１１０を前記被測定物９０に押圧すると、前記被測定物９０に陥入した前記先端部１１０の陥入部分１２を覆う前記塗布層１５が消失することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の硬さを測定するための圧子であって、
前記圧子は、
縮径された先端部を備えた圧子本体と、
前記先端部の表面に塗布された塗布層と、を含み、
硬さ測定時に前記先端部を前記被測定物に押圧すると、前記被測定物に陥入した前記先端部の陥入部分を覆う前記塗布層が消失することを特徴とする硬さ測定用圧子。
【請求項２】
前記塗布層が不透明な塗料から成ることを特徴とする請求項１に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項３】
前記塗料が、無機顔料を含む塗料から成り、
前記無機顔料が、亜鉛、チタン、鉛及びカルシウムから成る群から選択される少なくとも一種の元素を含む化合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項４】
前記塗布層が半固形材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項５】
前記半固形材料が、歯科用パラフィンワックス又は口唇用塗布材料であることを特徴とする請求項４に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項６】
前記圧子本体が、硬さがＫＮＨ２００以上の鉱石から成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項７】
前記圧子本体が、超硬合金から成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項８】
前記被測定物が歯であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の硬さ測定用圧子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の硬さ測定用圧子を用いて、被測定物の硬さを測定する硬さ測定方法であって、
前記圧子を前記被測定物に対して所定の圧力で押圧して、圧子本体の先端部を被測定物に陥入させる押圧工程と、
前記塗布層が消失した陥入部分の長さを測定する測定工程と、
前記陥入部分の長さを、前記被測定物の硬さに換算する硬さ換算工程と、
を含むことを特徴とする硬さ測定方法。
【請求項１０】
前記押圧工程では、前記圧子を保持して当該圧子を所定圧力で押圧するための押圧器具が用いられることを特徴とする請求項９に記載の硬さ測定方法。
【請求項１１】
前記押圧器具がハンドピースであることを特徴とする請求項１０に記載の硬さ測定方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の硬さ測定方法に使用される硬さ測定システムであって、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の硬さ測定用圧子を保持するホルダーと、
前記ホルダーに保持された前記圧子を被測定物に所定圧力で押圧するための押圧機構と、
圧子本体の先端部の陥入部分の長さを測定するための測定手段と、
を含むことを特徴とする硬さ測定システム。
【請求項１３】
前記ホルダー及び前記押圧機構がハンドピースに備えられていることを特徴とする請求項１２に記載の硬さ測定システム。
【請求項１４】
前記測定手段が、
前記圧子本体の前記先端部の画像データをコンピュータに送信可能な顕微鏡と、
前記画像データから前記陥入部分の長さを計測して長さデータを生成するための計測プログラムと、を含み、
前記硬さ測定システムが、前記長さデータを前記被測定物の硬さに換算するための硬さ換算プログラムをさらに含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の硬さ測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の硬さ測定に使用される圧子と、それを用いた硬さ測定方法に関する。特に、本発明は、圧子の表面に設けた塗布層の消失量を指標とした硬さ測定方法に用いる圧子と、それを用いた硬さ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯牙硬組織（エナメル質、象牙質）がう蝕に罹患した場合、歯牙硬組織は本来の硬さを失い軟化する。軟化の著しい歯牙硬組織は除去する必要があるが、軽度ないし中等度に軟化した歯牙硬組織は保存が可能である。従って、う蝕病巣の削除（う蝕の治療）に際しては、軟化の程度を知る（すなわち、硬さを測定する）ことが、極めて大切なことである。
【０００３】
世の中の硬さ測定器は、多種多様なものが存在し市販されているが、一般的に歯の硬さを測定する場合は、抜去した歯を半切・研磨したのち、微小硬度計の試験台に固定し、ダイヤモンド圧子を一定の荷重で押付け、圧痕を付ける。圧痕の幅を顕微鏡で４００倍に拡大して、マイクロメーターで測定する。求めた圧痕幅（μｍ）を、換算表を使って硬さ（ヌープ硬さ）に換算する。これらの実験室で使用する据え置き型の微小硬度計以外に、ポータブル型の硬さ計も存在する。しかし、歯のう蝕のような小さな組織の測定はできず、ましてや口腔内の歯に使用することは全く不可能である。
【０００４】
口腔内で硬さ判別が可能な方法として、円錐形のサファイア圧子をう蝕部に一定の荷重で押付け、引き離すときにタグバックが検出されるかどうかで、硬さを判別する方法が報告されている（例えば、特許文献１及び２参照）。う蝕病巣のように軟化した部位に探針を押込み引き上げると、探針がう蝕歯によって引っ張られる現象（タグバック）が起こる。このタグバックによる探針の牽引力は、被測定物が軟らかいと発生する。そのような硬さと牽引力との関係を利用して、特許文献１及び２では、探針をう蝕部に押込んでタグバックの有無を調べ、硬軟の判別が可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１９９５０号公報
【特許文献２】特開２００８−２９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２のタグバックを利用した測定方法では、所定の硬さ（例えばヌープ硬さ２０）より硬いか軟らかいかを判別することはできるものの、硬さそのものを測定することができない。
【０００７】
硬さ自体を知るための別の方法として、う蝕部に付与した圧痕の精密印象を取り、レプリカモデルを作成し、圧痕の直径を顕微鏡で測定し、換算用グラフで硬さ（ヌープ硬さ）を求める方法が報告されている。しかしこの方法は、一般的なヌープ硬さ測定の工程（圧子の押し込み、圧痕の測定、硬さ換算）に加えて、さらにレプリカモデルの作成工程を必要とする。そのため、測定手順が複雑になる。また、レプリカモデルの作成により、測定時間が長くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、簡単にう蝕病巣の硬さを測定でき、実用性に優れた硬さ測定用圧子及びそれを用いた硬さ測定方法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】
本発明は、被測定物の硬さを測定するための圧子であって、
前記圧子は、
縮径された先端部を備えた圧子本体と、
前記先端部の表面に塗布された塗布層と、を含み、
硬さ測定時に前記先端部を前記被測定物に押圧すると、前記被測定物に陥入した前記先端部の陥入部分を覆う前記塗布層が消失することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記硬さ測定用圧子を用いて、被測定物の硬さを測定する硬さ測定方法であって、
前記圧子を前記被測定物に対して所定圧力で押圧して、圧子本体の先端部を被測定物に陥入させる押圧工程と、
前記塗布層が消失した陥入部分の長さを測定する測定工程と、
前記圧力と前記陥入部分の長さとに基づいて、前記被測定物の硬さを求める硬さ換算工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本明細書において「塗布層が消失」とは、陥入部分を覆う塗布層が被測定物によって除去されて、陥入部分から圧子本体が露出した状態を指している。
陥入部分から除去された塗布層は、被測定物に移動してもよく、又は、圧子本体のうち陥入部分以外の部分（非陥入部分）に移動してもよい。
【００１２】
本発明に係る硬さ測定用圧子を用いて、本発明に係る硬さ測定方法により、被測定物の硬さを測定することができる。
すなわち、本発明の測定方法の「押圧工程」において、圧子本体の先端部を、被測定物に対して所定圧力で押圧して押し込む（陥入させる）と、先端部の表面に設けてあった塗布層のうち、被測定物に陥入した部分の塗布層だけが消失する。そして、「測定工程」において、塗布層が消失した部分（陥入部分）の長さを測定する。陥入部分の長さは、押圧工程において圧子本体が被測定物に陥入した深さと一致するので、陥入部分の長さを測定すれば、その長さと同じ深さだけ圧子本体が陥入していたことがわかる。最後に、「硬さ換算工程」において、「測定工程」で得られた陥入部分の長さ（陥入深さ）と、「押圧工程」において圧子にかけた所定圧力とに基づいて、硬さ（例えばヌープ硬さＫＨＮ）に換算する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の硬さ測定用圧子を用いて硬さ測定を行うと、単なる硬軟ではなく、硬さ自体を求めることができる。
また、本発明の硬さ測定用圧子を用いた本発明の硬さ測定では、一般的なヌープ硬さ測定の「圧痕の測定」の代わりに「陥入部分の長さ測定」を行っている。すなわち、本発明の硬さ測定と、一般的なヌープ硬さ測定とを比べると、同じ工程数で硬さを測定することができる。よって、本発明の圧子を用いてう蝕病巣の硬さを測定すれば、追加の工程（レプリカモデルの作成）なしに、う蝕病巣の硬さを測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る硬さ測定用圧子を示している。図１（ａ）は圧子の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したＸ１−Ｘ１における圧子の長軸方向断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示した矢印Ｘ２方向から観察した圧子の平面図である。
【図２】図２は、図１に示す硬さ測定用圧子を用いた硬さ測定を説明するための概略図である（ａ〜ｃ）。
【図３】図３は、被測定物に陥入した後の硬さ測定用圧子を示している。図３（ａ）は圧子の斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したＹ１−Ｙ１における圧子の長軸方向断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）に示した矢印Ｙ２方向から観察した圧子の平面図である。
【図４】図４は、図３に示す硬さ測定用圧子から作成した陥入部分の長さ−硬さの較正曲線である。
【図５】図５は、計測プログラムと硬さ換算プログラムを利用して硬さ測定を行う場合の測定手順を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、図１に示す硬さ測定用圧子を被測定物９０に斜めに陥入した様子を説明するための概略図である。
【図７】図７は、図１の硬さ測定用圧子の製造工程を説明するための概略斜視図である（ａ〜ｃ）。
【図８】図８は、硬さ測定用圧子（陥入後）の先端の拡大図である（ａ、ｂ）。
【図９】図９は、実施の形態１に係る硬さ測定用圧子を示している。図９（ａ）は圧子の斜視図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示したＺ１−Ｚ１における圧子の長軸方向断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）に示した矢印Ｘ２方向から観察した圧子の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の硬さ測定用圧子を使用するハンディータイプの硬さ測定システムを説明するための概略図である。
【図１１】図１１は、図１０に示すハンドピースの概略斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すハンドピースの概略断面図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す顕微鏡の概略斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す圧子台の概略斜視図である（ａ、ｂ）
【図１５】図１５は、本発明の硬さ測定用圧子を使用する設置型の押圧装置を説明するための概略図である。
【図１６】図１６は、実施例１において抜去したう蝕歯に陥入した硬さ測定用圧子の顕微鏡像である。
【図１７】図１７は、実施例２においてプラスチック板に陥入した硬さ測定用圧子の顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
【００１６】
＜実施の形態１＞
本実施の形態では、特に、口内歯及び抜去歯（例えば、う蝕病巣）の硬さ測定に適した圧子について説明する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本発明に係る硬さ測定用圧子１０（以下「圧子１０」と称する）を示している。圧子１０は、圧子本体１１と塗布層１５とを含んでいる。圧子本体１１は、縮径された先端部１１０を備えており、先端部１１０の表面は、塗布層１５で被覆されている。塗布層１５は、圧子本体１１の先端部１１０の頂点１１６から、先端部１１０の一部又は全部を覆っている（図では、先端部１１０の一部を覆っている）。なお、説明を容易にするために、塗布層１５の厚さを実際より厚く図示している。
【００１７】
本発明の圧子１０を用いた硬さ測定では、具体的には以下の３工程を含んでいる。
（１）押圧工程
圧子１０の先端１６を被測定物（例えば歯）に当てがい、圧子１０にかかる圧力が所定値になるまで圧子１０を押圧して、圧子本体１１の先端部１１０を被測定物に陥入させる。このとき、先端部１１０のうち被測定物に陥入した部分（陥入部分）を覆っていた塗布層１５が剥離して、被測定物に移動する。つまり、押圧工程により、陥入部分の表面から塗布層１５が除去される。
（２）測定工程
陥入部分（塗布層１５が除去された部分）の長さを、測定手段（例えば計測顕微鏡）で測定する。
（３）硬さ換算工程
押圧工程における「圧力の所定値」と、測定工程で測定した「陥入部分の長さ」とを用いて、被測定物の硬さに換算する。
以下に、各工程について具体的に説明する。
【００１８】
（１）押圧工程
図２（ａ）は、圧子１０の先端１６が被測定物（例えば歯）９０に接触する前の状態、図２（ｂ）は、圧子１０の先端１６を被測定物９０に当てがい、圧子１０に圧力をかけ始めた状態、そして、図２（ｃ）は、圧子１０にかかる圧力が所定値に達した状態を、それぞれ示している。図２では、圧子１０にかかる圧力が所定値以下の場合にはランプ８１が消えており（図２（ａ）、図２（ｂ））、所定値に達したときにランプ８１が点灯する（図２（ｃ））。
【００１９】
なお、圧子１０は直径数ｍｍ程度であるので、指で把持して押圧するのは困難である。そこで、圧子１０を保持して、圧子１０を被測定物９０に押圧するための押圧器具を使用するのが好ましい。
【００２０】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）では、圧子本体１１の先端部１１０の一部が被測定物９０の内部に陥入している。陥入部分１２を覆っていた塗布層１５は、被測定物９０によって剥離される。剥離した塗布層１５０は、被測定物９０の表面９１（圧子１０の周囲）に付着する。
【００２１】
図２（ｃ）のように、圧子１０にかかる圧力が所定値に達した時点で圧子１０の押圧を終了し、圧子１０を被測定物９０から抜く。押圧を終了した時点での陥入部分１２の陥入深さを「符号Ｄ」で示す。
【００２２】
（２）測定工程
上述の押圧工程が終わった後の圧子１０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）のように、圧子本体１１の先端部１１０を覆っていた塗布層１５の一部が剥離して、先端部１１０の頂点１１６が露出している。この露出部分は、押圧工程の「陥入部分１２」と一致する。
このように、先端部１１０の頂点１１６が露出した圧子１０を顕微鏡（例えば、倍率×４００の計測顕微鏡）で観察して、陥入部分１２の長さＬを測定する。なお、「陥入部分１２の長さ」とは、圧子１０の長軸１３方向に沿って測定した陥入部分の寸法を指す。
この陥入部分１２の長さＬは陥入深さＤと等しいので、長さＬの測定することにより、陥入深さＤを知ることができる。本明細書では、「陥入部分１２の長さＬ」は、実質的に「陥入深さＤ」を指しているものと見なすことができる。
【００２３】
（３）硬さ換算工程
図４は、圧子１０に所定圧力（例えば、１５０ｇｆ）をかけた場合の陥入部分１２の長さと、被測定物９０の硬さとの関係を示す長さ−硬さの較正曲線である。硬さ既知（図４の例では、ヌープ硬さ５、６、13.5、２１及び30.5）の５種類の被測定物９０を準備して、工程（１）で所定圧力（１５０ｇｆ）まで圧子１０を押圧し、工程（２）で陥入部分１２の長さＬ（陥入深さＤ）を測定した。各被測定物９０の硬さと陥入部分１２の長さＬとから、図４の較正曲線を作成した。
【００２４】
そして、硬さ未知の被測定物９０でも、工程（１）で同じ所定圧力（１５０ｇｆ）まで圧子１０を押圧し、工程（２）で陥入部分１２の長さＬ（すなわち、陥入深さＤ）を測定する。得られた「長さＬ」の値を、図４の較正曲線を用いて硬さに換算する。
なお、較正曲線は、使用する圧子本体１１の先端部１１０の頂点１１６の曲率半径、及び先端部１１０の内抱角θ（図３）によって異なるため、実際の測定に使用する圧子１０と同一のものを用いて較正曲線を準備する必要がある。
【００２５】
上述のように、本発明の圧子１０を用いて工程（１）〜（３）を行うことにより、被測定物９０の硬さを測定することができる。
また、押圧工程を行う場所（すなわち、被測定物の置かれている場所）の近くに顕微鏡と較正曲線とを準備すれば、工程（１）〜（３）の全てを連続して行うことができる。つまり、圧子を被測定物に押し込み、その後すぐに陥入部分の長さを測り、その結果から硬さを求めることができるので、リアルタイムで硬さを測定することができる。
【００２６】
さらに、硬さを測定するためのシステムとして、コンピュータと、コンピュータに接続可能な顕微鏡と、コンピュータで動作する「計測プログラム」及び「硬さ換算プログラム」とを含む自動化システムを構築すれば、工程（３）を自動化することもできる。
【００２７】
「計測プログラム」とは、顕微鏡からの画像データから、標的部分の実寸法を計測できるプログラムをいう。例えば、圧子本体１０の陥入部分１２の画像データをディスプレイに表示し、圧子本体１０の先端部１１０の頂点１１６と、先端部１１０と塗布層１５との境界線上にある任意の２点と、の合計３点を指定すると、頂点１１６と境界線との距離（すなわち、陥入部分１２の長さＬ）を算出できる計測プログラムが利用できる。
【００２８】
また、「硬さ換算プログラム」とは、較正曲線上にある多数の「長さ−硬さ」のデータ対、又は較正曲線の計算式を利用して、長さを硬さに換算するプログラムをいう。すなわち、硬さ換算プログラムに陥入部分１２の長さＬの数値データを入力すると、被測定物９０の硬さの数値データを得ることができる。
【００２９】
以下に、自動化システムの動作について、図５を参照しながら具体的に説明する。
まず、顕微鏡からの画像データをコンピュータに入力し（Ｓ１０）、その画像データをディスプレイに表示する（Ｓ２０）。
【００３０】
（工程（２））
同じコンピュータ上で動作している「計測プログラム」の機能を利用して、画像データ上で測定基準点（３点：圧子本体１０の先端部１１０の頂点１１６、先端部１１０と塗布層１５との境界線上にある任意の２点と）を設定する（Ｓ３０）。計測プログラムは、その３点から、陥入部分１２の長さＬを算出し（Ｓ４０）、長さデータとして出力する（Ｓ５０）。長さデータは、コンピュータのメモリ等に記憶される。
【００３１】
（工程（３））
次に、同じコンピュータ上で動作している「硬さ換算プログラム」に、長さデータを入力する（Ｓ６０）。このときに、メモリ等に記憶された長さデータを自動的に参照するように、硬さ換算プログラムがプログラミングされてもよい。硬さ換算プログラムにより、長さデータ（長さＬ）から硬さに換算する（Ｓ７０）。この硬さデータは、例えばディスプレイなどの表示手段に出力される（Ｓ８０）。硬さを測定する測定者は、表示された「硬さ」から、被測定物の硬さを知ることができる。
このように、「計測プログラム」と「硬さ換算プログラム」とを利用することにより、工程（３）を自動化することができる。
【００３２】
なお、上記には、「計測プログラム」と「硬さ換算プログラム」とを組み合わせる例を示したが、長さＬを算出するために「計測プログラム」を単独で利用することも、（別の方法で算出した）長さＬを硬さに換算するために「硬さ換算プログラム」を単独で利用することもできる。
【００３３】
ところで、工程（１）では、圧子１０の長軸１３が、被測定物９０の表面９１に対して垂直になるように、圧子１０を被測定物９０に押圧するのが望ましい。しかしながら、図６のように表面９１に対して長軸１３が垂直でない場合には、陥入部分１２の長さＬ（陥入深さＤに相当）は、測定する位置によって異なってくる。このような場合には、陥入部分１２の最大長さＬ１と最小長さＬ２とを測定して、その平均長さ（（Ｌ１＋Ｌ２）／２）を「陥入部分１２の長さＬ」と見なすこととする。
【００３４】
以下に、圧子１０の製造方法について、図７を参照しながら説明する。
まず、圧子本体１１に使用する材料から、所定寸法（例えば直径１ｍｍ、長さ５ｍｍ）の棒状部材１１１を作製する（図７（ａ））。
そして、棒状部材１１１の長軸１３０を中心軸として、棒状部材１１１の一端をテーパー加工する（図７（ｂ））。これにより、棒状部材１１１（圧子本体１１）に縮径した先端部１１０が形成される。さらに、必要に応じて、先端部１１０の頂点１１６を加工してＲを付ける。
なお、圧子本体１１を金属材料から形成する場合には、上記の方法の他に、圧子本体１１の形状を有する鋳型を用いて、図７（ｂ）に示す圧子本体１１を直接鋳造することもできる。
【００３５】
最後に、圧子本体１１の先端部１１０に塗布層用の塗布剤（塗料、半固形材料等）を塗布して、塗布層１５を形成する（図７（ｃ））。塗布剤の塗布は、刷毛等で塗布する方法、塗布剤に圧子本体１１の先端部１１０を浸漬する方法（ディップコーティング）など、公知の塗布方法が利用できる。また、ペンタイプで提供される塗布剤であれば、圧子本体１１の先端部１１０に直接塗ることもできる。
また、使用後の圧子１０から塗布層１５を全て剥離すれば、図７（ｂ）の圧子本体１１として再利用することができる。
【００３６】
次に、本発明の硬さ測定用圧子１０の具体的な構成について詳説する。
【００３７】
（圧子本体１１）
圧子本体１１は金属、セラミック、鉱石などの硬質材料から形成することができる。特に、ヌープ硬さ２００以上の硬質材料から圧子本体１１を形成すると、様々な材料（例えば歯、金属、金属塗布層、プラスチック、プラスチック塗布層など）の硬さ測定を行うことができるので好ましい。また、通常は、圧子本体１１の先端１１０の表面は鏡面研磨される。
【００３８】
圧子本体１１に適したヌープ硬さ２００以上の鉱石としては、例えば、ダイヤモンド、サファイア、ルビー、ジルコンなどの天然又は人工の鉱物が挙げられる。特に、サファイアは硬さが高いので、多くの被測定物の硬さ測定に利用できる。また、サファイアは、ダイヤモンドに比べると、加工が容易で、材料の価格も安価なので、圧子本体１１のコストを下げることができる。
【００３９】
また、圧子本体１１は、透明な鉱石から形成すると、不透明な塗布層１５と組み合わせたときに、陥入部分１２の境界を確認しやすくなる。そのため、陥入部分１２の長さＬ（つまり、陥入深さＤ）の測定精度を向上できる利点がある。すなわち、透明な鉱石から成る圧子本体１１と不透明な塗布層１５とを組み合わせた圧子を用いると、硬さ測定における測定精度を向上する効果が得られる。
【００４０】
圧子本体１１に適したヌープ硬さ２００以上の金属としては、例えば、WC-Co、WC-TaC-Co、WC-TiC-Co、WC-TiC-TaC-Coなどの超硬合金が挙げられる。
また、超硬合金から形成した圧子本体１１は、不透明な暗い色彩になるので、明度の高い（白っぽい）不透明な塗布層１５と組み合わせたときに、陥入部分１２の境界を確認しやすくなる。そのため、陥入部分１２の長さＬ（つまり、陥入深さＤ）の測定精度を向上できる利点がある。すなわち、超硬合金から成る圧子本体１１と、明度の高い不透明な塗布層１５とを組み合わせた圧子を用いると、硬さ測定における測定精度を向上する効果が得られる。
【００４１】
圧子本体１１の先端部１１０は、適切な内抱角θ（図３（ｂ））になるように縮径されている。好ましい内抱角θは、被測定物９０の材質によって異なる。よって、被測定物９０に合わせて、最適な内抱角θを有する圧子１０を使用するのが最も望ましい。しかしながら、多種類の圧子１０を準備するのが困難である場合や、汎用性のある圧子１０を準備したい場合には、先端部１１０の頂点１１６のチッピング防止と、被測定物９０への押し込み易さとの観点を鑑みて、内抱角がθ＝３０〜９０°の範囲にある圧子１０を使用するのが好ましい。
【００４２】
さらに、図８（ｂ）のように圧子本体１１の頂点１１６’にＲを付ける（頂点を面取りする）と、図８（ａ）のように鋭利な頂点１１６に比べてチッピングしにくくなるので好ましい。頂点１１６’のＲの曲率半径は、0.3〜1.0ｍｉｌ（7.5〜２５μｍ）の範囲であるのが好ましい。曲率半径がその範囲にあると、圧子１０を被測定物９０に押し込むのに支障がなく、そして先端１６’のチッピング抑制に効果がある。
なお、陥入部分１２の長さＬ（陥入深さＤ）は、頂点１１６、１１６’から測定した実際の長さとする。つまり、陥入部分１２の長さＬは、図８（ａ）では「長さＬ３」であり、図８（ｂ）では「長さＬ４」である。
【００４３】
（塗布層１５）
塗布層１５に求められる性質としては、（ａ）圧子本体１１への良好な塗布性、（ｂ）圧子本体１１からの剥離性、及び（ｃ）被測定物９０への付着性のバランスが取れていることが求められる。各性質について、以下に詳しく説明する。
【００４４】
（ａ）圧子本体１１への良好な塗布性
本明細書における「良好な塗布性」とは、塗布層用の塗布剤を、圧子本体１１の表面全体に塗布できることを意味している。
塗布層用の塗布剤を圧子本体１１の先端部１１０に塗布するとき、塗布剤が圧子本体１１の表面に対して十分な濡れ性を有していないと、塗布剤は圧子本体１１の表面で弾かれて、表面全体に広がることができない。その結果、得られる塗布層１５は、膜厚が不均一になるばかりでなく、穴のあいた膜になる可能性がある。そのような塗布層１５では、陥入部分１２の長さＬ（陥入深さＤ）を正確に測定できない。よって、塗布層用の塗布剤には、圧子本体１１の表面に対する十分な濡れ性が求められる。
【００４５】
濡れ性は、塗布剤の種類（塗料の溶媒及び顔料の種類、半固形材料の種類など）などの影響を受ける。よって、使用する圧子本体１１の材質に合わせて塗布剤を選択するのが望ましい。
【００４６】
（ｂ）圧子本体１１からの剥離性
本発明の塗布層１５に求められる「剥離性」とは、圧子１０を被測定物９０に押圧するまでは塗布層が剥離せず、圧子１０を被測定物９０に陥入したときには陥入部分１２の塗布層１５が剥離する性能である。
剥離性は、主に、塗布層１５と圧子本体１１の先端部１１０との結合力に依存する。この結合力は、塗布剤の種類、圧子本体１１の材質や先端部１１０の表面性状などに影響を受ける。よって、塗布層用の塗布剤の選択、圧子本体１１の材質の選択の際には、剥離性も考慮する必要がある。
【００４７】
（ｃ）被測定物９０への付着性
圧子１０から剥離した塗布層１５０が圧子本体１１の先端部１１０に付着したままでは、陥入部分１２が明瞭に形成されにくい。よって、陥入部分１２の長さＬ（陥入深さＤ）の測定に誤差を生じやすい。よって、剥離した後に、被測定物９０に移動しやすい塗布層１５となるように、塗布層用の塗布剤を選択するのが望ましい。
【００４８】
上述の（ａ）〜（ｃ）の性能を考慮して、（塗料の溶媒及び顔料の種類、半固形材料の種類など）、圧子本体１１の材質を決定するのが望ましい。
【００４９】
塗布層１５を形成するための塗布剤としては、溶媒型塗布剤と、非溶媒型塗布剤が挙げられる。溶媒型塗布剤とは、溶媒に顔料又は染料を分散させた塗料を指す。圧子本体１１の先端１１０に溶媒型塗布剤を塗布すると、溶媒が蒸発して、顔料又は塗料が塗布層１５を形成する。非溶媒型塗布剤とは、溶媒を含まない塗布剤を指す。圧子本体１１の先端１１０に非溶媒型塗布剤を塗布すると、非溶媒型塗布剤そのものが塗布層１５を形成する。
【００５０】
まず、溶媒型塗布剤を用いた塗布層１５について説明する。
本発明に適した溶媒型塗布剤としては、溶媒に顔料を分散させて調製された塗料が挙げられる。塗料の塗布後に溶媒が揮発すると、顔料が塗布面（圧子本体１１の先端部１１０）に固着して、塗布層１５が形成される。このように形成した塗布層１５は比較的脆く、除去される際には細かく砕けることが多い。本発明の圧子１０では、圧子１０の先端１６を被測定物９０に押し入れると、塗布層１５は被測定物９０の表面によって圧子本体１１の先端部１１０から剥ぎ取られる。このときに、塗料から形成した塗布層１５は、剥離しながら砕けて、被測定物９０に付着する。
【００５１】
なお、塗料から形成した塗布膜１５では、膜厚が数μｍ（例えば１〜１０）μｍであるのが好ましい。塗布層１５が１μｍ以下であると、欠陥（ピンホール等）のある塗布膜１５になりやすい。一方、塗布層１５が１０μｍ以上であると、剥離する際に塗布膜１５が細かく砕けにくくなるため、陥入部分１２と非陥入部分との境界が不明瞭になりやすい。
【００５２】
次に、非溶媒型塗布剤を用いた塗布層１５’（図９）について説明する。
本発明に適した非溶媒型塗布剤としては、半固形材料が挙げられる。本明細書において「半固形材料」とは、歯科用パラフィンワックス（ＪＩＳ Ｔ６５０２）、油性成分（流動パラフィンなど）を主成分とするワックス状材料（例えば、リップスティック、口紅、コンシーラー、ファンデーション、アイブロウ等）を指す。
【００５３】
半固形材料は、塗布前と塗布後とで組成が変化しない。すなわち、半固形材料は、半固形状態の塗布層１５’を形成する。そのため、形成された塗布層１５’は、除去される際に砕けずに変形する。本発明の圧子１０’では、圧子１０’の先端１６’を被測定物９０に押し入れると、塗布層１５’は被測定物９０の表面によって圧子本体１１の先端部１１０から剥ぎ取られる。このときに、半固形材料から形成した塗布層１５’は、剥離しながら変形して、先端部１１０と被測定物９０の表面との間に溜まる。半固形材料の粘度や硬度によって、剥ぎ取られた塗布層１５’は、被測定物９０の表面に付着する場合と、溜まった時の形状を維持したまま圧子本体１１に残る場合がある。また、剥ぎ取られた塗布層１５’の一部が被測定物９０の表面に付着し、残りの部分が圧子本体１１に残ることもある。いずれにしても、陥入部分１２に形成された塗布層１５’が除去され、非陥入部分に形成された塗布層１５’は残存するため、陥入部分１２と非陥入部分との境界は明瞭に観察できる。
【００５４】
なお、半固形材料から形成した塗布膜１５’では、膜厚がおよそ１０〜２０μｍであるのが好ましい。塗布層１５’が１０μｍ以下であると、欠陥（ピンホール等）のある塗布膜１５’になりやすい。一方、塗布層１５’が２０μｍ以上であると、剥ぎ取られる塗布膜１５’の量が多くなり過ぎて、圧子１０’を被測定物９０から離すときに、陥入部分１２に再付着するおそれがあるので望ましくない。もし陥入部分１２に塗布層１５’が再付着すれば、陥入部分１２と非陥入部分との境界が不明瞭になって、陥入部分１２の長さＬの測定精度（結果として、硬さの測定精度）が下がる可能性がある。
【００５５】
半固形材料を圧子本体１１の先端部１１０に塗布する場合には、刷毛等で塗布するよりも、先端部１１０を半固形材料に浸漬する（又は、先端部１１０を半固形材料に差し入れる）のが簡便である。先端部１１０を差し入れる方法で塗布層１５’を形成すると、先端部１１０に半固形材料を適量で付着させることができるだけでなく、塗布層１５’の表面が適度に荒れて反射率を低下させることができる（後述するように、透明又は、半透明の半固形材料を用いる場合、塗布層１５’の表面の反射率は低いほうが好ましい）。
【００５６】
ここで、「適量」とは、塗布層１５’により圧子本体１１の先端を覆うときには、圧子本体１１の表面が露出することがなく、そして陥入部分１２から塗布層１５’が消失するときには、塗布層１５’が陥入部分１２に残らない量を指す。
逆にいえば、本発明で使用するのに適した半固形材料とは、先端部１１０を差し入れたときに先端部１１０に適量が付着し、また、付着した時に形成される表面が荒れたまま（つまり平滑化しない）で維持されるような、粘度と硬さとを有しているものである。
【００５７】
半固形材料により塗布層１５’を形成する利点は、圧子本体１１の先端部１１０に塗布層１５’を形成するのが簡便であること、そして、先端部１１０から塗布層１５’を除去するのが容易であること、の２点が挙げられる。
【００５８】
半固形材料の第１の利点によれば、塗布層１５’を形成済みの圧子１０’を予め準備する代わりに、圧子本体１１と半固形材料とを準備しておき、硬さ測定の直前に圧子本体１１を半固形材料に差し入れれば、すぐに硬さ測定用圧子１０’として使用できる。よって、圧子１０’を準備してから実際に測定するまでの時間と移動距離とを短縮できるので、硬さ測定より前に塗布層１５’が剥離するおそれが少なく、硬さ測定に利用できない（不良品の）圧子１０’が生じにくい。
【００５９】
そして、半固形材料の第２の利点によれば、圧子１０’を硬さ測定に使用した後に、圧子本体１０’の先端１１０に残った塗布層１５’を容易に除去できるので、圧子本体１１０として再生するのが極めて容易である。一例としては、同一の被測定物に対して硬さ測定を複数回行う場合に、圧子本体１１０を１本だけ準備して、「塗布層１５’の形成」、「硬さ測定」、「塗布層１５’の除去」という操作を複数回繰り返すこともできる。よって、必要となる圧子本体１１０の本数を減らすことができるので、圧子１０’にかかる費用を抑制することができる。
【００６０】
塗布層１５’を形成するための半固形材料のうちでも、歯科用パラフィンワックス、口唇用のワックス状材料（リップスティック、口紅）は、口内での安全性が確認されているので、口内歯の硬さ測定に使用する圧子１０の塗布剤１５’として好適である。
【００６１】
また、被膜１５と陥入部分１２（圧子本体１１が露出している）とを視覚的に区別できるように、被膜１５と圧子本体１１との色彩や透明度を異ならせるのが好ましい。
一例としては、上述のように圧子本体１１は透明な材料（例えばサファイアやダイヤモンド）から形成し、塗布層１５を不透明な塗布剤から形成する。別の例としては、圧子本体１１を不透明で暗色系の材料（例えば超硬合金）から形成するならば、塗布層１５を明度の高い塗布剤から形成する。このように、色彩や透明度を異ならせると、顕微鏡で観察したときに、陥入部分１２（圧子本体１１が露出）と塗布層１５との識別が非常に容易になり、陥入部分１２の長さＬを精度よく測定できる。
【００６２】
不透明な塗布層１５の形成に適した塗布剤としては、不透明な塗料が挙げられる。具体的には、有機顔料を含む塗料と無機顔料を含む塗料が利用でき、圧子本体１１との相性等を考慮して選択するのが望ましい。
【００６３】
無機顔料を含む塗料の場合、無機顔料として、亜鉛、チタン、鉛及びカルシウムから成る群から選択される少なくとも一種の元素を含む化合物を含んでいるのが好ましい。亜鉛、チタン、鉛及びカルシウムの化合物を含む無機顔料としては、亜鉛華（酸化亜鉛）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、リトポン（ＺｎＳとＢａＳＯ４との混合顔料）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、鉛白（２ＰｂＣＯ３Ｐｂ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）などが挙げられる。これらの無機顔料は、隠蔽力の高い白色顔料として知られている。よって、透明な材料から成る圧子本体１１に、これらの無機顔料を塗布すると、陥入部分１２と塗布層１５とのコントラストがより明瞭になり、陥入部分１２の長さＬ（陥入深さＤ）を精度よく測定できる。
【００６４】
また、不透明な塗布層１５の形成に適した塗布剤としては、不透明な半固形材料も好適である。具体的には、口紅、コンシーラー、アイブロウ等が挙げられる。
【００６５】
なお、塗布層１５と陥入部分１２とが、色彩や透明度で区別しにくい場合（例えば、塗布層１５と陥入部分１２との色彩や透明度が同一又は類似である場合や、塗布層１５が透明又は半透明である場合など）であっても、塗布層１５と陥入部分１２との反射率が異なれば、塗布層１５と陥入部分１２との境界を明確に視認することができる。よって、塗布層１５と陥入部分１２の反射率を異ならせることにより、陥入部分１２の長さＬを十分に高い精度で測定することができる。
【００６６】
塗布層１５と圧子本体１１との反射率を異ならせる例としては、反射率の低い塗布層１５を形成する方法がある。圧子本体１１の先端部１１０は鏡面加工されているので、反射率が高い。よって、塗布層１５の反射率を低く（例えば、表面に凹凸がある塗布層１５や、つや消しの塗布層１５など）することにより、顕微鏡で観察したときに、陥入部分１２（圧子本体１１が露出、高反射率）と塗布層１５（低反射率）との識別が容易である。
【００６７】
次に、本発明の圧子を使用した２種類の硬さ測定システムを説明する。１つは、ハンディータイプの硬さ測定システムであり（図１０〜図１４）、もう１つは設置型の硬さ測定システムである（図１５）。
なお、以下に説明する硬さ測定システムでは、不透明な塗料から形成した塗布膜１５を有する圧子１０を例示して説明するが、圧子１０の代わりに、半固形材料から成る塗布層１５’を有する圧子１０’を用いることもできる。
【００６８】
まず、図１０〜図１４を参照しながら、ハンディータイプの硬さ測定システム４０と、その使用方法について説明する。この例では、硬さ測定システム４０により、被測定物（口内歯のう蝕部９４）の硬さを測定する。
【００６９】
図１０に示すように、硬さ測定システム４０は、圧子１０が固定された押圧器具（ハンドピース４１）と、顕微鏡４９と、顕微鏡４９が接続されたコンピュータ６０と、コンピュータ６０に接続されたディスプレイ６１と、を含んでいる。
【００７０】
ハンドピース４１は、口内に挿入可能で、且つ測定者（歯科医師）が把持するのに適した寸法形状にされている。ハンドピース４１は、ホルダー４１１と押圧機構４１２とを備えている（図１１及び図１２参照）。
【００７１】
ホルダー４１１は、圧子１０をう蝕部９４に押圧する間、圧子１０を安定して保持するためのものである。ホルダー４１１の先端４１１ａには、圧子１０の後端１７を受容するための凹部が形成されている（図１２）。
【００７２】
押圧機構４１２は、ホルダー４１１に保持された圧子１０を被測定物（う蝕部９４）に所定圧力で押圧するための機構である。押圧機構４１２の一例としては、コイルスプリング４１３と、スイッチ４１４とを含んだものが挙げられる（図１２）。コイルスプリング４１３により、ホルダー４１１は下向きにバネ付勢されている。
ホルダー４１１に保持された圧子１０の先端１６をう蝕部９４に押圧すると（図１０の矢印Ａ方向）、圧子１０は反対向き（図１２の矢印Ｂ方向）の応力を受ける。ホルダー４１１はコイルスプリング４１３を押し縮め、ホルダー４１１の後端４１１ｂはスイッチ４１４に近づく。後端４１１ｂがスイッチ４１４に接触したときに、ランプ８１が点灯する。コイルスプリング４１３のバネ定数によって、ランプ８１が点灯する際に圧子１０にかかる圧力が決定される。すなわち、圧子１０に任意の圧力（例えば、１５０ｇｆ）をかけるには、その圧力になった時に、ホルダー４１１の後端４１１ｂがスイッチ４１４に接触するように、コイルスプリング４１３のバネ定数を調節すればよい。
【００７３】
顕微鏡４９としては、光学顕微鏡、計測顕微鏡などが適している。計測顕微鏡４９とは、二点間計測、角度計測、面積計測などの機能を備えた顕微鏡をいう。計測顕微鏡４９を利用すると、陥入部分１２の長さＬを計測するのが容易である。顕微鏡４９は、倍率２００倍〜１０００倍の高倍率のものが適している。
【００７４】
図１３に、顕微鏡４９の一例を示す。顕微鏡４９は、試料（圧子１０）を載置するためのステージ４９１と、試料（圧子１０）を観察するための鏡筒４９３とを備えている。鏡筒４９３は、撮像子４９３ａ、レンズ４９３ｂ等を内蔵している。ステージ９４１のＸ方向を調節するつまみｘ１、ステージ９４１のＹ方向を調節するつまみｙ１を回転させることにより、ステージ４９１をＸＹ方向に移動させることができる。また、鏡筒４９３のＺ方向を調節するつまみｚ１を回転させることにより、鏡筒４９３のＺ方向を移動させることができる。
【００７５】
なお、顕微鏡４９の高い倍率で圧子１０の先端１６（具体的には、陥入部分１２）を観察する場合、圧子１０の先端１６を顕微鏡下で見つけるのに時間がかかる。そこで、圧子１０を載置するための圧子台４９２をステージ４９１の所定位置に固定して、その圧子台４９２を利用して圧子１０の先端部１６を観察するのが好ましい。
【００７６】
ここで「圧子台４９２」とは、図１４（ａ）に示すような器具であり、横向きに伸びる半円筒状のくぼみ４９２ａと、くぼみ４９２ａの片側に、垂直方向に設けた半円状の壁面４９２ｂと、を有している。半円筒状のくぼみ４９２ａは、圧子１０を横向き（圧子１０の長軸１３が水平になる向き）に支持することができる。そして、半円状の壁面４９２ｂには、圧子１０の後端１７を当接させる。
この圧子台４９２を用いれば、（同一寸法の圧子１０を使用する限り）圧子１０の先端１６の位置をほぼ一定の位置に定めることができる。また、圧子台４９２を用いれば、圧子１０を顕微鏡４９のステージ４９１から浮いた状態で保持できるので、ピンセット等で圧子１０を載置しやすい。特に、圧子１０の中央部分が圧子台４９２から離れるように圧子台４９２に陥凹部４９２ｅを設けると、圧子１０の中央部分をピンセットで把持して、圧子１０を操作できるので好ましい。
【００７７】
また、くぼみ４９２ａは、半円筒状以外にすることもできる。例えば、図１４（ｂ）の圧子台４９２’では、くぼみ４９２ｃをＶ字溝状にしている。くぼみ４９２ｃの形状をＶ字溝に変更すると、壁面４９２ｄの形状は三角形に変わる。図１４（ｂ）の圧子台４９２’も、図１４（ａ）の圧子台４９２と同様に、圧子１０を横向きに、且つ所定の位置に保持することができる。
【００７８】
顕微鏡４９のステージ４９１の位置（図１３のＸＹ方向）と、顕微鏡４９の鏡筒４９３の位置（図１３のＺ方向）は、通常は任意に変更可能である。そこで、圧子台４９２を用いて圧子１０を観察する場合には、実際の硬さ測定に先立って、圧子台４９２に圧子１０を載せて、圧子１０の先端１６が観察できる位置を調べておく。そして、ステージ４９１のＹ方向の位置と、鏡筒４９３のＺ方向の位置とは、その位置にほぼ固定する。ステージ４９１の方向は固定しないが、代わりに先端１６が見える位置に印（例えばストッパー）を付ける。圧子１０を圧子台４９２に載置する場合は、ステージ４９１をＸ方向（例えば、図中の左上方向）に移動すれば、圧子１０を載置しやすい。そして、圧子１０を載置した後は、ステージ４９１をＸ方向の逆向き（図中の右下方向）に移動して、所定位置（ストッパーの位置）でステージ４９１を固定する。
【００７９】
この操作により、圧子１０の先端１６を顕微鏡下で見つけるのが容易になる。なお、圧子１０の先端１６が画像の中心からずれている場合や、圧子１０の先端１６が合っていない場合には、つまみｘ１、ｙ１、ｚ１を回転させて、ステージ４９１のＸＹ方向の位置、鏡筒４９３のＺ方向の位置を微調節することができる。
【００８０】
コンピュータ６０には、顕微鏡４９とディスプレイ６１とが接続されており、顕微鏡４９で観察した圧子１０の先端１６の画像をディスプレイに表示できる。この画像は、画像データとして保存することができる。また、コンピュータには、「計測プログラム」及び「硬さ換算プログラム」をインストールしてもよい。計測プログラムを用いれば、圧子１０の先端１６に形成された陥入部分１２の長さＬを容易に測定することができる。また、硬さ換算プログラムを用いれば、計測プログラム等で得られた長さＬの数値データから、被測定物９０の硬さを容易に求めることができる。
【００８１】
次に、図１５を参照しながら、設置型の硬さ測定システムと、その使用方法について説明する。この例では、硬さ測定システムにより、板状の被測定物９０の硬さを測定する。なお、顕微鏡４９、コンピュータ６０及びディスプレイ６１については、ハンディータイプの硬さ測定システムと同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００８２】
この設置型硬さ測定システムは、ハンディータイプの硬さ測定システム４０で用いられたハンドピース４１に代えて、設置型の押圧装置５１（図１５）を利用する。すなわち、設置型硬さ測定システムは、押圧装置５１（図１５）と計測顕微鏡４９（図１３）とを含んでいる。
【００８３】
図１５に示すように、押圧装置５１は、被測定物９０を載置する測定テーブル５２と、圧子１０を保持するホルダー４１１と、ホルダー４１１を保持するアーム５３とを含んでいる。
【００８４】
押圧装置５１の押圧機構８０は、アーム５３と、圧力センサー８２と、コントローラー８３とを含んでいる。
アーム５３はホルダー４１１を上下に動かすことができる。よって、アーム５３を操作することにより、ホルダー４１１を下げて、圧子１０に所定の圧力をかけることができる。
圧力センサー８２は、圧子１０にかかっている圧力を測定するためのものであり、アーム５３に備えられている。圧力センサー８２は、圧力の測定データをコントローラー８３に送る。
コントローラー８３は、圧力センサー８２から届いた測定データが、予め設定しておいた圧力（所定圧力）に達したときに、ランプ８１を点灯させる。コントローラー８３の設定圧力を変更することにより、圧子１０にかける圧力を変更することができる。
【００８５】
測定者は、アーム５３を下げて、圧子１０を被測定物９０に押圧し、ランプ８１が点灯したらアーム５３の下降を停止する。これにより、圧子１０を所定圧力で被測定物９０に押圧することができる。
なお、アーム５３の動作は、測定者が手動で行ってもよいが、コンピュータ制御等による自動化も可能である。
例えば、コンピュータ制御により、アーム５３を降下させ、圧子１０を被測定物９０に押圧する。そして、圧力センサー８２からの測定データが所定圧力に達したときに、コントローラー８３はランプ８１を点灯すると共に（又はランプ８１の点灯に代えて）コンピュータに信号を送る。信号を受け取ったコンピュータはアーム５３の降下を停止する。アーム５３の動作を自動化すると、測定者ごとの誤差を減らすことができる。
【００８６】
この設置型の硬さ測定システムは、従来のヌープ硬さ計に比べて構造が簡単なので、安価に製造できる。また、設置場所が厳密に水平でなくても良いので、被測定物９０を製造している製造現場に設置して、即時に硬さを測定できる。また、簡便な測定に比して、精度の高い硬さ測定が可能である。
【実施例１】
【００８７】
本発明の圧子１０を被測定物９０（抜歯したう蝕部９４）に押圧した後に、陥入部分１２の長さＬの測定を行った。
サファイア製の圧子本体１１（内包角θ＝５０°、頂点の曲率半径0.7ｍｉｌ）を準備し、その先端部１１０にポスカ（三菱鉛筆株式会社製）の白色インクを塗布して塗布層１５を形成した。塗布層１５の厚さは数μｍであった。このように製作した圧子１０を用いて実験を行った。
【００８８】
被測定物９０として抜去したう蝕歯９４（硬さＫＮＨ＝１６を準備した。圧子１０をう蝕歯に押圧して、１５０ｇｆまで圧力をかけた。その後、圧子１０を計測顕微鏡（ＤＳ−３ＵＸ−ＳＨ、マイクロ・スクエア株式会社製）にて、５００倍で観察した。圧子１０の顕微鏡像を図１６に示す。
【００８９】
図１６からかわるように、塗布層１５と陥入部分１２とが明瞭に視認でき、陥入部分１２の長さＬの測定も容易であった。図１６では、長さＬ＝４４μｍであった。
【実施例２】
【００９０】
本発明の圧子１０’を被測定物９０（プラスチック板）に押圧した後に、陥入部分１２の長さＬの測定を行った。
サファイア製の圧子本体１１（内包角θ＝５０°、頂点の曲率半径0.7ｍｉｌ）を準備し、その先端部１１０を歯科用パラフィンワックス（株式会社松風）に差し入れて、塗布層１５’を形成した。塗布層１５’の厚さは約１０μｍであった。このように製作した圧子１０’を用いて実験を行った。なお、塗布層１５’の表面は荒れており、圧子本体１１の表面のうち、塗布層１５’か形成されている領域を視認するのは容易であった。
【００９１】
被測定物９０としてプラスチック板（硬さＫＮＨ＝６）を準備した。圧子１０をプラスチック板に押圧して、１５０ｇｆまで圧力をかけた。その後、圧子１０を計測顕微鏡（ＤＳ−３ＵＸ−ＳＨ、マイクロ・スクエア株式会社製）にて、５００倍で観察した。圧子１０の顕微鏡像を図１７に示す。
【００９２】
図１７からかわるように、塗布層１５’と陥入部分１２とが明瞭に視認でき、陥入部分１２の長さＬの測定も容易であった。図１７では、長さＬ＝９４μｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の硬さ測定システムは、歯科分野における口腔内のう蝕歯の硬さ測定に限らず、陥入部分の塗布層が移動する被測定物であれば、様々な材料（例えば、金属材料、金属被膜、ゴム材料、プラスチック材料、プラスチック被膜、鉱石など）の硬さ測定に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０  硬さ測定用圧子
１１  圧子本体
１１０  圧子本体の先端部
１１６  先端部の頂点
１２  陥入部分
１３  長軸
１５  塗布層
１５０  剥離した塗布層
１６  先端
１７  後端
４０  硬さ測定システム
４１  ハンドピース
４１１  ホルダー
４１２  押圧機構
４１３  コイルバネ
４１４  スイッチ
５０  硬さ測定システム
５１  押圧装置
５２  測定テーブル
５３  アーム
６０  コンピュータ
６１  ディスプレイ
８０  押圧機構
８１  ランプ
８２  圧力センサー
９０  被測定物（歯牙象牙質）
９１  被測定物の表面（歯牙象牙質表面）
Ｄ  陥入深さ
Ｌ  陥入部分の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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