(57)【要約】【課題】効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる硬さ試験機を提供することにある。【解決手段】押し込み深さ設定手段（ＣＰＵ２０１、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂ）によって、入力部１４０により入力された試料Ｓの厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定し、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０によって、圧子１に試験力を付与し、圧子軸変位検出部２０によって、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により付与された試験力によるくぼみ形成時に、圧子１が試料Ｓの表面に押し込まれた押し込み深さを計測し、制御手段（ＣＰＵ２０１、制御プログラム２０３ｃ）によって、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０に、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面に圧子を押し込むことにより形成されたくぼみの大きさに基づいて硬さを測定する硬さ試験機において、
前記試料の厚さ情報を入力する試料厚さ情報入力手段と、
前記試料厚さ情報入力手段により入力された前記試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定する押し込み深さ設定手段と、
前記圧子に試験力を付与する試験力付与手段と、
前記試験力付与手段により付与された試験力によるくぼみ形成時に、前記圧子が前記試料の表面に押し込まれた押し込み深さを計測する押し込み深さ計測手段と、
前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる制御手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
前記試験力付与手段により試験力が付与される際の最大試験力を入力する最大試験力入力手段を備え、
前記制御手段は、前記試験力付与手段により付与される試験力が、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に前記最大試験力入力手段により入力された最大試験力に到達した場合、前記試験力付与手段による前記圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることを特徴とする請求項１に記載の硬さ試験機。
【請求項３】
試料を識別する識別情報と、当該試料に適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された一の識別情報を選択する選択手段と、を備え、
前記押し込み深さ設定手段は、前記試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報と、前記選択手段により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定し、
前記制御手段は、前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、前記試験力付与手段により付与される試験力が、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に前記押し込み深さ設定手段により設定された最大試験力に到達した場合、前記試験力付与手段による前記圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることを特徴とする請求項１に記載の硬さ試験機。
【請求項４】
前記試料は、母材の表面に形成された薄膜であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の硬さ試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬さ試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧子によって、試料表面に荷重を負荷し、くぼみを形成することに基づいて、試料の硬さを評価、測定する硬さ試験機が使用されており、硬さを評価、測定するに際して、ユーザは、経験的若しくは計算によって、試験条件（試験力）を導いて決定する必要がある。
【０００３】
そして、例えば、基材の表面に形成された薄膜に圧子を押し込み、その押し込み深さから薄膜の硬度と弾性率を測定するに際して、圧子の押し込み深さを薄膜の膜厚に対して２〜５０％の範囲内に規定して薄膜の硬度と弾性率を測定することを特徴とする薄膜の硬度又は弾性率測定方法が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２６３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の場合、圧子の押し込み深さを薄膜の膜厚に対して２〜５０％の範囲内に設定するために、ユーザは、試料の厚さの情報から、かかる試験条件を経験的若しくは計算によって導く必要があり、煩雑な作業であった。特に、硬さ試験に対する理解の乏しいユーザにおいては、かかる試験条件を導くことは困難な作業であった。
【０００５】
本発明の課題は、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる硬さ試験機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
試料の表面に圧子を押し込むことにより形成されたくぼみの大きさに基づいて硬さを測定する硬さ試験機において、
前記試料の厚さ情報を入力する試料厚さ情報入力手段と、
前記試料厚さ情報入力手段により入力された前記試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定する押し込み深さ設定手段と、
前記圧子に試験力を付与する試験力付与手段と、
前記試験力付与手段により付与された試験力によるくぼみ形成時に、前記圧子が前記試料の表面に押し込まれた押し込み深さを計測する押し込み深さ計測手段と、
前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の硬さ試験機において、
前記試験力付与手段により試験力が付与される際の最大試験力を入力する最大試験力入力手段を備え、
前記制御手段は、前記試験力付与手段により付与される試験力が、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に前記最大試験力入力手段により入力された最大試験力に到達した場合、前記試験力付与手段による前記圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の硬さ試験機において、
試料を識別する識別情報と、当該試料に適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された一の識別情報を選択する選択手段と、を備え、
前記押し込み深さ設定手段は、前記試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報と、前記選択手段により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定し、
前記制御手段は、前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、前記試験力付与手段により付与される試験力が、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に前記押し込み深さ設定手段により設定された最大試験力に到達した場合、前記試験力付与手段による前記圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の硬さ試験機において、
前記試料は、母材の表面に形成された薄膜であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、試料厚さ情報入力手段によって、試料の厚さ情報を入力することができ、押し込み深さ設定手段によって、試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定することができ、試験力付与手段によって、圧子に試験力を付与することができ、押し込み深さ計測手段によって、試験力付与手段により付与された試験力によるくぼみ形成時に、圧子が試料の表面に押し込まれた押し込み深さを計測することができ、制御手段によって、試験力付与手段に、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させることができる。
従って、ユーザ自らが試験条件を設定する手間を省くことができることとなり、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、最大試験力入力手段によって、試験力付与手段により試験力が付与される際の最大試験力を入力することができ、試験力付与手段により付与される試験力が、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に最大試験力入力手段により入力された最大試験力に到達した場合、制御手段によって、試験力付与手段による圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることができる。
従って、予め試験力の上限値を入力することにより、試験力を必要以上に付与して試料や試験機を破損してしまうといった事故を未然に防止することができることとなり、より好適な硬さ測定を行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、記憶手段によって、試料を識別する識別情報と、当該試料に適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶することができ、選択手段によって、記憶手段に記憶された一の識別情報を選択することができ、押し込み深さ設定手段によって、試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報と、選択手段により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定することができ、制御手段によって、試験力付与手段に、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、試験力付与手段により付与される試験力が、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に押し込み深さ設定手段により設定された最大試験力に到達した場合、試験力付与手段による圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることができる。
従って、ユーザは、試料の厚さ情報、及び、試料の識別情報を入力するだけで、当該試料に適した試験条件を設定することができることとなり、さらに好適な硬さ測定を行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、試料として、母材の表面に形成された薄膜について、硬さを測定することができる。
従って、基板硬さの影響を受けやすい薄膜試料についても、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１から図７に基づいて説明する。
図１は、本実施形態である硬さ試験機の概略構成を側方から一部断面視した状態を示す説明図である。図２は、同硬さ試験機の要部構成を示すブロック図である。
図１に示されるように、硬さ試験機１００は、試料台１２０に載置された試料Ｓにくぼみを形成するための圧子１が先端部に設けられた圧子軸２を有する圧子軸ユニット１１０と、圧子軸２に所定の押圧力を付与するための押圧力付与機構部１３０とを備え、また、図２に示されるように、硬さ試験機１００は、所定の試験条件情報を入力するための入力部１４０と、くぼみが拡大表示される表示部１５０等を備え、制御部２００により、各部の動作制御が行われる。
【００１５】
圧子軸ユニット１１０は、試料台１２０の上方に備えられており、試験機本体１０１に設けられた弾性支持部材としての支持ばね３、３と、支持ばね３、３にそれぞれ上端側と下端側が弾性的に支持される圧子軸２と、圧子軸２をその軸方向に移動させることにより、圧子軸２にその軸方向の所定の力を付与する第１フォースモータ１０と、圧子軸２の変位量を検出する圧子軸変位検出部２０等により構成されている。
【００１６】
圧子１は、例えばビッカース圧子、ヌープ圧子、ブリネル圧子等のくぼみ形成による硬さ試験に用いられる圧子である。
【００１７】
支持ばね３、３は、一端が試験機本体１０１に固定され、試験機本体１０１から略水平方向に延出するように設けられた板ばねであり、その他端がそれぞれ圧子軸２の上端側と下端側に接続されて、圧子軸２を試料台１２０に対して垂直に弾性的に支持している。そして支持ばね３は、第１フォースモータ１０等によって圧子軸２が上下方向に移動される際に、圧子軸２が試料台１２０に対して垂直な姿勢を保つように撓み、変形する。
【００１８】
第１フォースモータ１０は、磁気回路構成部１２と、圧子軸２側に設けられた駆動コイル部１３とにより構成されている。第１フォースモータ１０は、磁気回路構成部１２において、磁石がギャップにつくる磁界と、ギャップの中に設置された駆動コイル部１３に流れる電流との電磁誘導により力を発生する。第１フォースモータ１０は、その力を駆動力として用い、圧子軸２をその軸方向に移動させて、圧子軸２に備えられた圧子１を介して試料Ｓに所定の試験力を付与する。
つまり、第１フォースモータ１０は、第１フォースモータ１０の駆動コイル部１３に供給される電流量に応じて、任意の駆動力を発生し、その駆動力に基づき圧子軸２を移動させて試料Ｓに様々な試験力を付与することができる。そして、第１フォースモータ１０は、駆動コイル部１３に流す電流量を無段階に調整することにより、無段階の駆動力を出力し、試料Ｓに無段階の試験力を付与することができる。
この第１フォースモータ１０の駆動コイル部１３へ供給される電流は、後述する制御部２００により制御されている。そして、所定の試験力に応じて予め定められた電流量（や電流の向き）に基づき、第１フォースモータ１０は駆動力を発生し、圧子軸２を移動させて試料Ｓに所定の試験力を付与する。
これにより、第１フォースモータ１０は、試験力付与手段として機能する。
【００１９】
圧子軸変位検出部２０は、例えば、所定の間隔の目盛が刻まれて、圧子軸２に備えられたスケール２１と、このスケール２１の変位を光学的に読み取り、変位に対応した２相正弦波信号を出力する検出ヘッド部２２とを含んだリニアエンコーダからなり、圧子軸２が試料Ｓにくぼみを形成する際に移動した変位量（例えば、試料Ｓに圧子１が押し込まれた押し込み深さ）を検出し、その検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部２００に出力する。
これにより、圧子軸変位検出部２０は、押し込み深さ計測手段として機能する。
【００２０】
押圧力付与機構部１３０は、圧子軸ユニット１１０の上方に備えられた制御レバー５０と、制御レバー５０に作用力を付与する第２フォースモータ３０等により構成されている。
【００２１】
制御レバー５０は、略中央部が回動軸５１によって試験機本体（図示略）に回動自在に軸支されている。制御レバー５０の一端部５０ａには、第２フォースモータ３０が取り付けられている。また、制御レバー５０の他端部５０ｂは、回動軸５１から圧子軸ユニット１１０の上方に延びて圧子軸２の上部に位置しており、その他端部５０ｂには圧子軸ユニット１１０の圧子軸２の上端部２ａを押し下げるための押圧部５２が備えられている。
【００２２】
第２フォースモータ３０は、磁気回路構成部３２において、磁石がギャップにつくる磁界と、ギャップの中に設置された駆動コイル部３３に流れる電流との電磁誘導により発生する力を駆動力として用い、その駆動力により荷重軸３１をその軸方向に移動させて、制御レバー５０の一端部５０ａに対し作用力を付与し、制御レバー５０を回動させる。そして、第２フォースモータ３０は、制御レバー５０の他端部５０ｂを下方に傾け、他端部５０ｂに備えられた押圧部５２により圧子軸２をその軸方向に押し下げる。
これにより、第２フォースモータ３０は、試験力付与手段として機能する。
【００２３】
入力部１４０は、例えば、カーソルキー、文字／数字キー、各種機能キーなどから構成され、ユーザのキー操作に伴う押下信号を制御部２００に出力する。また、入力部１４０は、必要に応じてマウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスなど、その他の入力装置を備えるものとしても良い。
なお、本発明における入力部１４０は、硬さ測定を行う試料Ｓの厚さ情報を入力する際に使用される。これにより、入力部１４０は、試料厚さ情報入力手段として機能する。
また、本発明における入力部１４０は、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により付与される試験力の上限値を入力する際に使用される。これにより、入力部１４０は、最大試験力入力手段として機能する。
また、本発明における入力部１４０は、試料情報テーブル２０３ａに記憶された一の識別情報を選択する際に使用される。これにより、入力部１４０は、選択手段として機能する。
【００２４】
表示部１５０は、例えば、液晶モニタ等から構成されており、本発明における表示部１５０は、試料Ｓの厚さ情報を入力する際の入力画面等を表示したり、撮像したくぼみの画像を表示する。
【００２５】
制御部２００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２０１、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２０２、記憶部２０３等を備えて構成され、記憶部２０３に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うため予め設定された所定の動作条件（各硬さ試験用の動作条件）に基づくくぼみ形成のための各部の動作制御を行う機能を有する。
【００２６】
ＣＰＵ２０１は、記憶部２０３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ２０２に展開して実行することにより、硬さ試験機１００全体の制御を行う。
【００２７】
ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１により実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ２０２内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
【００２８】
記憶部２０３は、例えば、プログラムやデータ等が予め記憶されている記録媒体（図示省略）を有しており、この記録媒体は、例えば、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部２０３は、ＣＰＵ２０１が硬さ試験機１００全体を制御する機能を実現させるための各種データ，各種処理プログラム，これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。より具体的には、記憶部２０３は、例えば、図２に示すように、試料情報テーブル２０３ａ、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂ、制御プログラム２０３ｃ等を格納している。
【００２９】
試料情報テーブル２０３ａは、試料Ｓを識別する識別情報毎に、当該試料Ｓに適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報を対応付けて記憶する。
具体的には、例えば、図３に示すように、試料Ｓを識別する識別情報として、「サンプルＡ」、「サンプルＢ」、「サンプルＣ」等を記憶し、夫々の識別情報と、「試料厚さに対する押し込み深さの最大割合（％）」及び「試料厚さに対する最大試験力（Ｎ）」等を対応付けて記憶する。ここで、「試料厚さに対する最大試験力（Ｎ）」は、例えば、図３に示すように、試料厚さ（ｔ）を変数とする関数ＹＡ（ｔ）、ＹＢ（ｔ）、ＹＣ（ｔ）等として記憶されている。
これにより、試料情報テーブル２０３ａは、記憶手段として機能する。
【００３０】
押し込み深さ設定プログラム２０３ｂは、ＣＰＵ２０１に、入力部１４０により入力された試料Ｓの厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、例えば、表示部１５０に、試料Ｓの厚さ情報を入力する際の入力画面を表示させ、ユーザが、試料Ｓの厚さ情報を入力部１４０により入力するとともに、試料情報テーブル２０３ａに記憶されている試料Ｓを識別する一の識別情報を入力部１４０により選択すると、ＣＰＵ２０１は、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することにより、試料Ｓの硬さ測定を行う際の押し込み深さを設定する。
より具体的には、例えば、ユーザが、試料Ｓの厚さ情報として「２μｍ」を入力するとともに、図３に示す試料情報テーブル２０３ａに記憶されている試料Ｓを識別する識別情報として、「サンプルＢ」を選択した場合、ＣＰＵ２０１は、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することにより、「サンプルＢ」に対応する「試料厚さに対する押し込み深さの最大割合（％）」が「１０％」なので、押し込み深さを「０．２μｍ」として設定する。なお、このとき、試料厚さ（ｔ）に対する最大試験力を表す関数ＹＢ（ｔ）から、最大試験力Ｆｍａｘ（＝ＹＢ（ｔ））を算出して設定する。
ＣＰＵ２０１は、かかる押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することで、押し込み深さ設定手段として機能する。
【００３１】
制御プログラム２０３ｃは、ＣＰＵ２０１に、設定された試験条件の下、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０に所定の試験力を付与させる機能を実現させるプログラムである。
具体的には、例えば、図４に示すように、ＣＰＵ２０１は、制御プログラム２０３ｃを実行することにより、試料Ｓへのくぼみ形成時に、圧子１が試料Ｓの表面に押し込まれた押し込み深さｈを計測し、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０に、ＣＰＵ２０１が押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することにより設定された押し込み深さｈｍａｘに到達するまで試験力Ｆを付与させる。そして、この結果、設定された押し込み深さｈｍａｘに到達した時点での試験力Ｆ１を計測することができる。また、例えば、図５に示すように、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により付与される試験力Ｆが、設定された押し込み深さｈｍａｘに到達する前に、試験力を付与する際の上限値である最大試験力Ｆｍａｘに到達した場合、ＣＰＵ２０１は、制御プログラム２０３ｃを実行することにより、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０による圧子１への試験力の付与を、当該最大試験力Ｆｍａｘに到達した時点で停止させる。この結果、最大試験力Ｆｍａｘに到達した時点での押し込み深さｈ１を圧子軸変位検出部２０により計測することができる。
ＣＰＵ２０１は、かかる制御プログラム２０３ｃを実行することで、制御手段として機能する。
【００３２】
次に、硬さ試験機１００を用いた硬さ試験における試料Ｓの硬さ測定方法ついて説明する。
最初に、圧子軸２に圧子１を取り付け、試料台１２０に試料Ｓを載せ、試料台１２０の調整を行う。
次いで、ユーザは、試料Ｓの厚さ情報を入力部１４０により入力する。また、ユーザは、試料情報テーブル２０３ａに記憶された当該試料Ｓを識別する一の識別情報を入力部１４０により選択する。このとき、ＣＰＵ２０１は、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することによって、入力部１４０により入力された当該試料Ｓの厚さ情報と、当該試料Ｓに適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報とに基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定する。
次いで、ＣＰＵ２０１は、制御プログラム２０３ｃを実行することによって、くぼみ形成時に、圧子１が試料Ｓの表面に押し込まれた押し込み深さを計測し、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０に、ＣＰＵ２０１が押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することにより設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる。このとき、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により付与される試験力が、設定された押し込み深さに到達する前に、試験力を付与する際の上限値である最大試験力に到達した場合、ＣＰＵ２０１は、制御プログラム２０３ｃを実行することにより、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０による圧子１への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させる。そして、この結果、試料Ｓに対して付与された試験力Ｆ、及び押し込み深さｈが算出されるので、例えば、図６に示すようなビッカース硬さ試験の場合、圧子１の幾何学的形状と圧子１の押し込み深さの関係（ｈ＝ｄ／７）により、くぼみの対角線長さｄが算出され、試料Ｓの硬さＨＶを測定することができる。
また、例えば、図７に示すように、試料Ｓとして、母材Ｍの表面に形成された薄膜ｆについてビッカース硬さを測定する場合、ユーザは、薄膜ｆの厚さ情報を入力部１４０により入力し、試料情報テーブル２０３ａに記憶された当該薄膜ｆを識別する一の識別情報を入力部１４０により入力する。以下、薄膜ｆの硬さ測定方法は、上述と同様であり、説明を省略する。
【００３３】
本発明に係る硬さ試験機１００によれば、入力部１４０によって、試料の厚さ情報を入力することができ、ＣＰＵ２０１が押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することによって、入力部１４０により入力された試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定することができ、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０によって、圧子１に試験力を付与することができ、圧子軸変位検出部２０によって、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により付与された試験力によるくぼみ形成時に、圧子１が試料Ｓの表面に押し込まれた押し込み深さを計測することができ、制御プログラム２０３ｃを実行することによって、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０に、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂの実行により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させることができる。
従って、ユーザ自らが試験条件を設定する手間を省くことができることとなり、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
また、試験情報テーブル２０３ａによって、試料Ｓを識別する識別情報と、当該試料Ｓに適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶することができ、入力部１４０によって、試験情報テーブル２０３ａに記憶された一の識別情報を選択することができ、ＣＰＵ２０１が、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂを実行することによって、入力部１４０により入力された試料Ｓの厚さ情報と、入力部１４０により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ及び最大試験力を設定することができ、ＣＰＵ２０１が、制御プログラム２０３ｃを実行することによって、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０に、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂの実行により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により付与される試験力が、押し込み深さ設定プログラム２０３ｂの実行により設定された押し込み深さに到達する前に押し込み深さ設定プログラム２０３ｂの実行により設定された最大試験力に到達した場合、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０による圧子１への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることができる。
従って、ユーザは、試料の厚さ情報、及び、試料の識別情報を入力するだけで、当該試料に適した試験条件を設定することができることとなり、さらに好適な硬さ測定を行うことができる。
さらに、試料として、母材Ｍの表面に形成された薄膜ｆについて、硬さを測定することができる。
従って、基板硬さの影響を受けやすい薄膜試料についても、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、硬さ試験機は、圧子軸の変位を検出することができ、且つ、試験力を可変できる機能を有するくぼみ観察型の硬さ試験機であればよく、ビッカース硬さ試験機、ブリネル硬さ試験機、ヌープ硬さ試験機等に利用することができる。
また、制御手段は、例えば、試料へのくぼみ形成時に、試験力と押し込み深さとによる相関関係を常時監視し、イレギュラーな変位点を検出した時点で、試験力の付与を停止させるような設計であっても良い。
また、記憶手段は、ユーザが頻繁に測定を行う試料に関する試験条件情報を、当該試料の識別情報に対応付けて新たに登録したり、また、既に登録されている試験条件情報を適宜設定変更できる設計であっても良い。
また、試験力付与手段は、上記実施の形態において、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０により試験力を付与する設計としたが、第１フォースモータ１０、及び第２フォースモータ３０の少なくとも何れか一方により試験力が付与される設計であっても良い。
その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る硬さ試験機の概略断面図である。
【図２】本発明に係る硬さ試験機の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る硬さ試験機における試料情報テーブルの一例を示す表である。
【図４】本発明に係る硬さ試験機におけるくぼみ形成時の圧子の押し込み深さと試験力との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る硬さ試験機におけるくぼみ形成時の圧子の押し込み深さと試験力との関係を示す図である。
【図６】ビッカース圧子の幾何学的形状と圧子の押し込み深さの関係を示す図であり、（１）は試料を上面視した図、（２）は（１）図のＡ矢印方向から見た断面図である。
【図７】ビッカース圧子の幾何学的形状と圧子の押し込み深さの関係を示す図であり、（１）は薄膜を上面視した図、（２）は（１）図のＢ矢印方向から見た断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００    硬さ試験機
１        圧子
１０      第１フォースモータ（試験力付与手段）
２０      圧子軸変位検出部（押し込み深さ計測手段）
３０      第２フォースモータ（試験力付与手段）
１４０    入力部（試料厚さ情報入力手段、最大試験力入力手段、選択手段）
１５０    表示部
２００    制御部
２０１    ＣＰＵ（押し込み深さ設定手段、制御手段）
２０３    記憶部
２０３ａ  試料情報テーブル
２０３ｂ  押し込み深さ設定プログラム（押し込み深さ設定手段）
２０３ｃ  制御プログラム（制御手段）
Ｓ        試料
ｆ        薄膜
【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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