(57)【要約】【課題】観察対象物に設けられた孔部の内周面の凹凸形状を転写したレプリカを、簡易な作業によって精度よく適切に作成することが可能であり、しかも装置全体のコストも廉価にすることが可能なレプリカ作成装置を提供する。【解決手段】観察対象物２に設けられている孔部２０内にレプリカ材１Ａを進入させ、孔部２０の内周面の凹凸形状を転写させたレプリカ１を作成するためのレプリカ作成装置Ａであって、孔部２０内を負圧状態に設定するための負圧設定装置３と、この負圧設定装置３によって孔部２０内が負圧状態に設定された際に、レプリカ材１Ａを孔部２０内に導入させるためのレプリカ材導入部４と、を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象物に設けられている孔部内にレプリカ材を進入させ、前記孔部の内周面の凹凸形状を転写させたレプリカを作成するためのレプリカ作成装置であって、
前記孔部内を負圧状態に設定するための負圧設定装置と、
この負圧設定装置によって前記孔部内が負圧状態に設定された際に、前記レプリカ材を前記孔部内に導入させるためのレプリカ材導入部と、
を備えていることを特徴とする、レプリカ作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の観察対象物（試料）をレプリカ法によって観察する場合に用いられるレプリカ作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察対象物の表面を非破壊で観察し、凹凸の程度や、亀裂などの欠陥の有無を確認するための手法として、レプリカ法がある。このレプリカ法では、観察対象物の表面にシリコーン樹脂などのレプリカ材を塗布して、前記表面の凹凸形状をレプリカ材に転写させたレプリカを作成し、観察対象物から剥離させる。このレプリカ（一段レプリカ）、またはこのレプリカに基づいてさらに作成したレプリカ（二段レプリカ、あるいは三段レプリカなど）を電子顕微鏡や光学顕微鏡により観察することによって、観察対象物の表面の実際の状況を察知することが可能である。
【０００３】
前記したようなレプリカ法において用いられるレプリカ作成装置の一例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載のレプリカ作成装置は、観察対象物に設けられている孔部の内周面の凹凸形状が転写されたレプリカを作成するための装置であり、風船状の膨張収縮可能部材を備え、この膨張収縮可能部材の表面にレプリカ材を塗布し得るように構成されている。
このような構成によれば、レプリカ材が塗布された膨張収縮可能部材を、観察対象物の孔部内に進入させた後に膨張させることにより、レプリカ材を孔部の内周面に圧接させ、前記内周面の凹凸形状をレプリカ材に転写させることが可能である。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【０００５】
第１に、膨張収縮可能部材を膨張させることによってレプリカ材を孔部の内周面に圧接させた場合であっても、前記孔部の内周面に、たとえば深さが深い亀裂が存在するような場合には、この亀裂の奥深くまでレプリカ材を進入させることは難しく、内周面の凹凸形状の適正な転写ができない場合がある。また、孔部の内周面にレプリカ材を密接させるためには、膨張収縮可能部材を孔部の内周面に沿わせる必要があるが、孔部がいわゆる異径孔であって、その内周面に比較的大きな凹凸状の段差が形成されている場合、あるいは孔部がいわゆるテーパ孔であって、その内周面が比較的大きな角度で傾斜した傾斜面であるような場合には、膨張収縮可能部材を孔部の内周面の全体にわたって適切に沿わせることが難しい。したがって、このような場合にも、適切なレプリカ材の作成は困難である。
第２に、レプリカ材の作成手順として、まず膨張収縮可能部材が非膨張状態にある際に、その外表面の広い領域にレプリカ材を塗布した上で、この膨張収縮可能部材を孔部内の所定箇所に進入させて位置決めする必要がある。また、その後は膨張収縮可能部材にエアを供給し、これを膨張させる必要もある。したがって、このような一連の作業は、煩雑であり、作業性が悪い。
第３に、装置の構成として、膨張収縮可能部材、およびこの膨張収縮可能部材にエアの供給・排出を行なわせるための装置が必要である。したがって、装置全体の構成は、煩雑であり、そのコストも高価となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５４９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、観察対象物に設けられた孔部の内周面の凹凸形状を転写したレプリカを、簡易な作業によって精度よく適切に作成することが可能であり、しかも装置全体のコストも廉価にすることが可能なレプリカ作成装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供されるレプリカ作成装置は、観察対象物に設けられている孔部内にレプリカ材を進入させ、前記孔部の内周面の凹凸形状を転写させたレプリカを作成するためのレプリカ作成装置であって、前記孔部内を負圧状態に設定するための負圧設定装置と、この負圧設定装置によって前記孔部内が負圧状態に設定された際に、前記レプリカ材を前記孔部内に導入させるためのレプリカ材導入部と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、観察対象物の孔部内へのレプリカ材の導入は、前記孔部内を負圧に設定した状態で行なわせるために、膨張収縮可能部材を用いる前記従来技術とは異なり、孔部が、たとえば異径孔やテーパ孔であっても、孔部の内周面にレプリカ材を的確に密接させることができる。また、孔部の内周面に深い亀裂が存在する場合には、前記の負圧作用によって亀裂の奥深い位置までレプリカ材を積極的に進入させることが可能である。このようなことから、本発明によれば、孔部の内周面の凹凸形状を、前記従来技術よりも精度よく、忠実に転写したレプリカを作成することができる。
第２に、レプリカの作成手順としては、観察対象物の孔部内を負圧に設定し、かつこの負圧を利用してレプリカ材を孔部内に進入させればよく、膨張収縮可能部材を用いていた前記従来技術と比較すると、その作業は簡易であり、作業性がよい。
第３に、装置の構成要素として、膨張収縮可能部材を用いる必要がないため、装置全体の構成の簡素化、低コスト化を図ることも可能である。
【００１１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るレプリカ作成装置の一例を示す要部概略断面図である。
【図２】図１に示すレプリカ作成装置の作用を示す要部概略断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、観察対象物に設けられた孔部の他の例を示す要部断面図である。
【図４】本発明に係るレプリカ作成装置の他の例を示す要部概略断面図である。
【図５】本発明に係るレプリカ作成装置の他の例を示す要部概略断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明に係るレプリカ作成装置の他の例を示す要部概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVI−VI断面図である。
【図７】本発明に係るレプリカ作成装置の他の例を示す要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図１に示すレプリカ作成装置Ａは、観察対象物の一例としてのプレート部材２に貫通して設けられた孔部２０内に、ペースト状のレプリカ材１Ａを進入させることにより、孔部２０の内周面の凹凸形状を転写させて固化させたレプリカ１（図２に示す）を作成するた
めのものである。このレプリカ作成装置Ａは、負圧吸引が可能な吸引ポンプＰを含み、かつ孔部２０内を負圧状態に設定するための負圧設定装置３と、前記負圧を利用して孔部２０内にレプリカ材１Ａを導入するためのレプリカ材導入部４とを備えている。レプリカ材１Ａは、たとえばシリコーンゴムである。
【００１５】
負圧設定装置３は、孔部２０内の一端開口部（下端開口部）側と吸引ポンプＰの吸気側とを繋ぐエア吸引路３０を備えている。エア吸引路３０は、ホースなどの適当な配管部材３１を用いて構成されている。図面では、エア吸引路３０および配管部材３１を一部簡略化した状態で示しており、この点は後述のレプリカ材用流路４０および配管部材４１も同様である。好ましくは、孔部２０とエア吸引路３０との境界部には、防液性通気フィルタ５が設けられている。防液性通気フィルタ５は、防液性を有していることによりレプリカ材１Ａを不透過としつつ、通気性を有する多孔質フィルタであり、レプリカ材１Ａがエア吸引路３０および吸引ポンプＰ側に進行することを防止する役割を果たす。配管部材３１の一端部３１ａは、たとえばフランジ状に形成され、プレート部材２の片面（下面）に気密シールが図られた状態で固定可能である。この固定手段としては、ビス止め、接着剤などを用いた接着、クランプ部材を用いて一端部３１ａをプレート部材２にクランプさせる手段など、様々な手段を用いることが可能である。このような点は、後述する配管部材４１の一端部４１ａについても同様である。
【００１６】
レプリカ材導入部４は、レプリカ材１Ａの収容ケースなどを用いて構成されたレプリカ材収容部４２、このレプリカ材収容部４２の下部に設けられた流出口４２ａと孔部２０内の他端開口部（上端開口部）側とを繋ぐレプリカ材用流路４０、およびこのレプリカ材用流路４０に設けられた開閉弁Ｖ１を備えている。レプリカ材用流路４０を構成する配管部材４１の一端部４１ａは、プレート部材２の片面（上面）に気密シールが図られた状態に固定可能である。
【００１７】
次に、前記したレプリカ作成装置Ａの作用について説明する。
【００１８】
まず、図１に示した構成において、開閉弁Ｖ１を閉状態とした上で、吸引ポンプＰを駆動させ、孔部２０内を負圧状態とする。このような状態において、開閉弁Ｖ１を開状態に切り替えると、レプリカ材１Ａは、前記の負圧作用により孔部２０内に流入し、図２に示すように、孔部２０内の全域に拡がる。その後、レプリカ材１Ａが固化することにより、孔部２０の内周面の凹凸形状が転写されたレプリカ１が作成される。このレプリカ１は、弾性変形可能であり、半径方向に圧縮させることによって孔部２０から取り出し、元の形状およびサイズに容易に復元させることが可能である。孔部２０の内周面を観察する手法としては、レプリカ１（一段レプリカ）を直接観察する手法の他、レプリカ１にたとえば金属膜を蒸着させてからこの金属蒸着膜を剥離させるなどしてさらなるレプリカ（二段レプリカ、三段レプリカなど）を作成した上で、これを電子顕微鏡や光学顕微鏡によって観察する手法があるが、いずれの手法を採用してもよい。
【００１９】
孔部２０内へのレプリカ材１Ａの導入は、孔部２０内が負圧状態で行なわれるために、孔部２０の内周面の全域にレプリカ材１Ａを万遍なく行き渡らせることができる。図１および図２に示す孔部２０は、各所の内径が略同一の非テーパ状であるが、たとえば図３（ａ）に示すように、孔部２０が異径の孔部であって、その内周面に大きな段差部２０ａが形成されている場合、あるいは図３（ｂ）に示すように、孔部２０の内周面がテーパ面２０ｃであるような場合であっても、それらの内周面の全域にレプリカ材１Ａを密接させることが可能である。さらに、図２の一部拡大図に示すように、孔部２０の内周面に深い亀裂２０ｂが存在している場合、この亀裂２０ｂの内部も吸引ポンプＰによって負圧状態とされていたことにより、この亀裂２０ｂの奥深い位置までレプリカ材１Ａを進入させることが可能である。
【００２０】
このようなことから理解されるように、本実施形態によれば、孔部２０の内周面の凹凸形状が高い精度で転写されたレプリカ１を適切に作成することが可能である。レプリカ１の作成に際し、煩雑な操作などは不要であり、その作業性もよい。
【００２１】
図４〜図７は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。
【００２２】
図４に示すレプリカ作成装置Ａａにおいては、エア吸引路３０に、バッファ用のタンク３７、および開閉弁Ｖ２が設けられている。このような構成においては、吸引ポンプＰを駆動させて、タンク３７内および孔部２０内の全体を負圧状態に設定した後に、開閉弁Ｖ２を閉状態とし、かつ吸引ポンプＰの駆動を停止させ、かつその後に開閉弁Ｖ１を開状態としてレプリカ材１Ａを孔部２０内に導入させることとなる。このような構成によれば、レプリカ材１Ａを孔部２０内に導入させる際に、孔部２０内の負圧状態を安定させることができる。
【００２３】
図５に示すレプリカ作成装置Ａｂにおいては、孔部２０内の略中央部に配される補助部材６を備えている。図面では省略しているが、補助部材６は、孔部２０内にレプリカ材１Ａを導入させる際に、不用意に位置ずれしないように、たとえば適当な支持部材を利用して配管部材４１などに支持されている。この点は、後述の補助部材６Ａも同様である。
【００２４】
本実施形態において、孔部２０内にレプリカ材１Ａを導入させて固化させた後には、補助部材６をレプリカ材１Ａから抜き取る。このことにより、図５において、仮想線で示すように、孔部１５が形成された略円筒状のレプリカ１が作成される。このような略円筒状のレプリカ１であれば、半径方向への弾性変形量を大きくすることができるため、レプリカ１を孔部２０内からその外部に取り出す作業の容易化を図ることが可能である。
【００２５】
図６に示すレプリカ作成装置Ａｃにおいては、孔部２０内に配される補助部材６Ａを備えている。この補助部材６Ａは、同図（ｂ）に示すように、孔部２０内の角度α１の範囲を塞ぎ、かつこれ以外の角度α２の範囲を開放状態とする部材である。
【００２６】
本実施形態によれば、孔部２０の内周面のうち、角度α２の範囲の凹凸形状が転写されたレプリカ１を作成することができる。また、このレプリカ１は、孔部２０に比較して少サイズであるため、孔部２０からの取り出しが容易である。本実施形態から理解されるように、本発明において作成されるレプリカは、孔部の内周面の全周域の凹凸形状が転写されたものでなくてもよい。
【００２７】
図７に示すレプリカ作成装置Ａｄにおいては、孔部２０が非貫通孔であり、エア吸引路３０を構成する配管部材３１の一部分は、孔部２０内にその上面側から挿入され、孔部２０内を負圧状態に設定可能とされている。
本実施形態においても、先に述べた実施形態と同様に、孔部２０内に発生させた負圧を利用して孔部２０内にレプリカ材１Ａを導入させることにより、孔部２０の内周面の凹凸形状を高い精度で転写させたレプリカを作成することが可能である。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るレプリカ作成装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００２９】
本発明でいう負圧設定装置は、観察対象物の孔部内を負圧状態に設定可能であればよい。孔部内の負圧は、レプリカ材を孔部内に導入させて孔部の内周面に密接させ得る圧力で
あればよく、必ずしも真空圧またはこれに近い圧力でなくてもよい。レプリカ材導入部は、前記した負圧設定装置によって観察対象物の孔部内が負圧に設定された際に、レプリカ材を孔部内に導入させ得る構成であればよい。
観察対象物は、プレート部材に限定されず、具体的な種類、形状、サイズ、材質なども問わない。先の実施形態から理解されるように、観察対象物に設けられた孔部は、貫通孔および非貫通孔のいずれであってもよい。観察対象物がパイプ材である場合、このパイプ材の孔部の内周面も、レプリカ作成対象とすることができる。
レプリカ材としては、シリコーンゴム以外のシリコーン類を用いることが可能であるが、やはりこれに限定されず、その具体的な種類や成分は問わない。作成されたレプリカの具体的な観察法も問わない。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ，Ａａ〜Ａｄ  レプリカ作成装置
１  レプリカ
１Ａ  レプリカ材
２  プレート部材（観察対象物）
２０  孔部（観察対象物の）
３  負圧設定装置
４  レプリカ材導入部
【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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