試料の試験面に対して垂直に押込まれる圧子において、試料の試験面と接触する前記圧子の先端部の曲率半径Rと、前記圧子の押込み深さhとの間には、下記式の関係が成立していることを特徴とする圧子。R=a1h-1但し、a1は比例定数である。試料の試験面に対して垂直に押込まれる圧子において、試料の試験面と接触する前記圧子の先端部の中心を通る中心軸に対する前記圧子の稜線の角度θと、前記圧子の押込み深さhとの間には、下記式の関係が成立していることを特徴とする圧子。θ=tan-1β1/h但し、β1は比例定数である。請求項1又は2に記載の圧子に所定の荷重を負荷し、荷重が負荷された前記圧子を試料の試験面に押込んでくぼみを形成するくぼみ形成機構と、当該くぼみの形成時の前記圧子の押込み深さと前記圧子に負荷された試験力とを検出した押込み履歴線を計測する計測手段と、を備えることを特徴とする硬さ試験機。請求項1又は2に記載の圧子に所定の荷重を負荷し、試料の試験面に押込んでくぼみを形成し、当該くぼみの形成時の前記圧子の押込み深さと前記圧子に負荷された試験力とを検出した押込み履歴線を計測することを特徴とする硬さ試験方法。しかしながら、薄膜材料やポリマー材料は平面形状の試料とされるのが一般的であり、平面圧子を平面形状の試料に対して用いた場合、初期接触時に当該平面圧子の周縁部が試料に接触してしまうという問題がある。このように、平面試料に対して硬さ試験を行う場合、試験力と押込み深さとの間に比例関係を成立させることのできる試験方法は未だ提案されていない。本発明の課題は、硬さ試験において、試験力と押込み深さとの間に比例関係を成立させることのできる圧子、硬さ試験機、及び硬さ試験方法を提供することである。前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、試料の試験面に対して垂直に押込まれる圧子において、試料の試験面と接触する前記圧子の先端部の曲率半径Rと、前記圧子の押込み深さhとの間には、下記式の関係が成立していることを特徴とする。R=a1h-1但し、a1は比例定数である。請求項2に記載の発明は、試料の試験面に対して垂直に押込まれる圧子において、試料の試験面と接触する前記圧子の先端部の中心を通る中心軸に対する前記圧子の稜線の角度θと、前記圧子の押込み深さhとの間には、下記式の関係が成立していることを特徴とする。θ=tan-1β1/h但し、β1は比例定数である。請求項3に記載の発明は、硬さ試験機において、請求項1又は2に記載の圧子に所定の荷重を負荷し、荷重が負荷された前記圧子を試料の試験面に押込んでくぼみを形成するくぼみ形成機構と、当該くぼみの形成時の前記圧子の押込み深さと前記圧子に負荷された試験力とを検出した押込み履歴線を計測する計測手段と、を備えることを特徴とする。請求項4に記載の発明は、硬さ試験方法において、請求項1又は2に記載の圧子に所定の荷重を負荷し、試料の試験面に押込んでくぼみを形成し、当該くぼみの形成時の前記圧子の押込み深さと前記圧子に負荷された試験力とを検出した押込み履歴線を計測することを特徴とする。本発明によれば、硬さ試験において、試験力と押込み深さとの間に比例関係を成立させることができる。よって、試験力に対する相似則が成り立つため、最大押込み深さの評価を効果的に行うことができる。以下、図を参照して、本発明に係る硬さ試験機及び硬さ試験方法について、詳細に説明する。本実施形態における硬さ試験機100は、圧子3に負荷する荷重試験力と、圧子3の変位量押込み深さとを連続してモニター可能な計装化押込み試験機である。硬さ試験機100には、例えば、図1及び図2に示すように、各構成部材が配設される硬さ試験機本体1と、硬さ試験機本体1を統括的に制御する制御部10と、などが備えられている。試験機本体1は、くぼみ形成機構として、試料SをX、Y、Z方向に移動させるXYZステージ試料台2と、試料Sにくぼみを形成する圧子3を一端に有する荷重レバー4と、荷重レバー4に所定の荷重試験力を負荷する荷重負荷部5と、圧子3の変位量を検出する変位計6と、試料Sの表面に形成されたくぼみ等を撮影する撮影部7と、表示部8と、操作部9と、などを備えて構成される。XYZステージ2は、制御部10から入力される制御信号に従って、X、Y、Z方向即ち、水平方向及び垂直方向に移動するよう構成されており、試料Sは、XYZステージ2によって前後左右及び上下に移動されて、圧子3に対する位置が調整されるようになっている。また、XYZステージ2は、試験測定中に上面に載置された試料Sがずれないように試料保持台2aにより試料Sを保持している。なお、XYZステージ2の表面と、試料Sの試験面とは必ずしも平行とは限らない。試料Sとしては、例えば、DLC、シリコンゴム、天然ゴム等が挙げられる。即ち、本実施形態の硬さ試験機100は、蒸着膜、半導体材料などの薄膜、表面処理層、各種プラスチック、各種ゴム、微細繊維、ガラス、セラミックスなどの脆性材料、微小電子部品、等に対して測定を行うことができる。圧子3は、試料Sの載置されるXYZステージ2の上方に上下移動可能に備えられている。圧子3は、所定の荷重が負荷されて、試料Sの上面試験面に対して垂直にその下端部先端部31が押込まれ、その際に、当該試料Sの上面にくぼみを形成するものである。圧子3の先端部31は、図3abに示すように、側面視において中央部が凸となっており、当該中央部から周縁部にいくにつれて曲率半径Rが連続的に小さくなるように変化する非球面形状とされている。具体的に、試料Sの試験面と接触する圧子3の先端部31においては、当該先端部31の曲率半径Rと、圧子3の試料Sに対する押込み深さhとの間に、下記式1の関係が成立するようになっている。なお、a1は比例定数である。R=a1h-11ここで、ヘルツ接触理論に基づき、球圧子を用いたときの試験力が押込み深さの3/2乗に比例すると仮定すると、試験力F、押込み深さh、及び圧子の半径Rの間に、下記式2が成立する。なお、a2は比例定数である。F=a2R1/2h3/22このとき、本実施形態の圧子3は、上記式1の関係に従って曲率半径Rが変化するため、試験力Fと押込み深さhとの間に、下記式3が成立することとなる。なお、a3は比例定数である。F=a3h-11/2h3/2=a3h3よって、本実施形態の圧子3によれば、試験力Fと押込み深さhとの間に、比例関係が成立し、直線状の押込み履歴線を得ることができるようになっている。荷重レバー4は、例えば、略棒状に形成されており、中央部付近が十字バネ4aを介して台座上に回動可能に固定されている。荷重レバー4の一端には、圧子3が設けられている。また、荷重レバー4の他端には、荷重負荷部5を構成するフォースコイル5aが設けられている。荷重負荷部5は、例えば、フォースモータであり、荷重レバー4に取り付けられたフォースコイル5aと、フォースコイル5aに対向するように固定された固定磁石5bと、などを備えて構成される。荷重負荷部5は、例えば、制御部10から入力される制御信号に従って、固定磁石5bがギャップにつくる磁界と、ギャップの中に設置されたフォースコイル5a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、荷重レバー4を回動させる。これにより、荷重レバー4の圧子3側の端部は下方に移動して、圧子3は試料Sに押し込まれることになる。変位計6は、例えば、静電容量式変位センサであり、荷重レバー4の圧子3側の端部に設けられた可動極板6aと、可動極板6aと対向するように固定された固定極板6bと、などを備えて構成される。変位計6は、例えば、可動極板6aと固定極板6bとの間の静電容量の変化を検出することによって、圧子3が試料Sにくぼみを形成する際に移動した変位量圧子3を試料Sに押し込んだ際の押込み深さを検出し、この検出した変位量に基づく変位信号を制御部10に出力する。なお、変位計6として、静電容量式変位センサを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、光学式変位センサやうず電流式変位センサであっても良い。撮影部7は、例えばカメラ等を備え、制御部10から入力される制御信号に従って、例えば、試料保持台2a上において、圧子3により試料Sの表面に形成されたくぼみ等を撮影する。表示部8は、例えば液晶表示パネルであって、制御部10から入力される制御信号に従って、撮影部7により撮影された試料Sの表面画像や、各種試験結果等の表示処理を行う。操作部9は、例えば、キーボードなどの操作キー群であって、ユーザにより操作されると、その操作に伴う操作信号を制御部10に出力する。なお、操作部9は、マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスやリモートコントローラなど、その他の操作装置を備えるようにしてもよい。この操作部9は、ユーザが試料Sの硬さ試験を行う指示入力を行う際、圧子3に負荷する試験力すなわち荷重を設定する際、などに操作される。制御部10は、CPU11と、RAM12と、記憶部13と、等を備えて構成され、システムバスなどを介して、XYZステージ2と、荷重負荷部5と、変位計6と、撮影部7と、表示部8と、操作部9と、等と接続されている。CPU11は、例えば、記憶部13に記憶されている硬さ試験機用の各種処理プログラムに従って、各種制御処理を行う。RAM12は、例えば、CPU11によって実行される処理プログラムなどを展開するためのプログラム格納領域や、入力データや処理プログラムが実行される際に生じる処理結果などを格納するデータ格納領域などを備えている。記憶部13は、例えば、硬さ試験機100で実行可能なシステムプログラムや、そのシステムプログラムで実行可能な各種処理プログラム、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ、CPU11によって演算処理された各種処理結果のデータなどを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形で記憶部13に記憶されている。具体的には、記憶部13には、例えば、計測プログラム131等が格納されている。計測プログラム131は、例えば、圧子3に所定の荷重を負荷し、試料Sの表面に押込んでくぼみを形成し、かかるくぼみの形成時の圧子3の変位量押込み深さhと圧子3に負荷された試験力Fとを検出した押込み履歴線を計測する機能を、CPU11に実現させるプログラムである。具体的には、ユーザが操作部9に対して試料Sの硬さ試験を行う指示入力を行うと、これに応じてCPU11は計測プログラム131を実行し、試料Sに対して計装化押込み試験を実行して、押込み履歴線の計測を実行する。なお、このとき圧子3に負荷する荷重は、予めユーザにより設定される。CPU11は、かかる計測プログラム131を実行することにより、計測手段として機能している。ここで、押込み曲線の計測を実行する際の具体的な処理について説明する。先ず、CPU11は、試料保持台2a上に試料Sが載置された後、操作部9から測定を行うよう指示する操作信号が入力されると、この試料Sに所定の試験力を与えるよう、荷重負荷部5を制御する。そして、CPU11は、くぼみ形成時における圧子3の試料Sへの押込み深さh[nm]と、くぼみ形成時における試験力F[mN]と、を連続的に計測し、押込み履歴線を測定する。より具体的には、試料Sが試料保持台2a上に載置され、操作信号が入力されると、CPU11は、荷重負荷部5に制御信号を出力し、荷重負荷部5の固定磁石5bがギャップにつくる磁界と、ギャップの中に設置されたフォースコイル5a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、荷重レバー4を回動させることにより、荷重レバー4の圧子3側の端部は下方に移動して、圧子3は試料Sにくぼみを形成させる。くぼみの形成時においては、CPU11は、設定した最大試験力に到達するまで圧子3に負荷する荷重を漸増させていく荷重負荷工程。次いで、CPU11は、圧子3に負荷された荷重が最大試験力に到達したと判断すると、駆動コイルへの電流の供給量を制御して荷重負荷部5を動作させ、圧子3に負荷する荷重を漸減させる荷重除荷工程。上記構成により、本実施形態の硬さ試験機100では、以下のような硬さ試験方法が実現される。即ち、圧子3に所定の荷重を負荷し、試料Sの試験面に押込んでくぼみを形成し、当該くぼみの形成時の圧子3の押込み深さと圧子3に負荷された試験力とを検出した押込み履歴線を計測する。ここで、図4に、本実施形態の圧子3を用いて測定される押込み履歴線の一例を示す。なお、図4において、実線は、中央部から周縁部にいくにつれて、曲率半径Rが、上記式1に従いR1からR2に変化する、本実施形態の圧子3を用いて測定される押込み履歴線である。また、破線は、曲率半径R1の圧子を用いた場合の押込み曲線であり、一点鎖線は、曲率半径R2の圧子を用いた場合の押込み曲線である。図4からわかるように、本実施形態の圧子3であれば、押込み履歴線を直線状にすることができる。即ち、試験力Fと押込み深さhとに、比例関係が成り立つこととなる。このため、押込み履歴線を計測した後、当該押込み履歴線を外挿或いは内挿することで、図5に示すように、実測範囲外の所定の推定可能範囲において、所望の試験力に対する押込み深さを得ることができる。以上のように、本実施形態によれば、試料Sの試験面に対して垂直に押込まれる圧子3において、試料Sの試験面と接触する圧子3の先端部31の曲率半径Rと、圧子3の押込み深さhとの間には、下記式1の関係が成立している。なお、a1は比例定数である。R=a1h-11このため、計装化押込み試験により得られる押込み履歴線において、試験力Fと押込み深さhとの間に比例関係を成立させることができる。即ち、押込み履歴線を直線状とすることができる。よって、押込み深さから材料特性を評価する際、試験力に対する相似則が成り立ち、一旦押込み履歴線を計測してしまえば、当該押込み履歴線を外挿或いは内挿することで、実際に試験をしなくても所望の試験力に対する押込み深さを簡単に得ることができ図5参照、最大押込み深さの評価を効果的に行うことができる。また、圧子3をこうした形状とすることによって、平面状の試料Sに対して、初期接触時に、圧子3の端部が試料Sに接触してしまうという不具合を解消することができる。<変形例1>次に、変形例1として、圧子の他の態様を説明する。変形例1の圧子3Aは、図6abに示すように、円錐圧子の稜線が直線でない、円錐圧子類似形状となっている。具体的に、試料Sの試験面と接触する圧子3Aの先端部31Aにおいては、当該先端部31Aの中心を通る中心軸に対する圧子3Aの稜線の角度θと、圧子3Aの試料Sに対する押込み深さhとの間に、下記式4の関係が成立している。なお、β1は比例定数である。θ=tan-1β1/h4ここで、円錐圧子を用いたときの試験力Fと押込み深さhとが、Sneddonの弾性接触解INSneddonIntJEngngSci345に基づいて得られた、村上等YMurakamietelPhillMagA691131の式で表わされる仮定すると、試験力F、押込み深さh、及び角度θの間に、下記式5が成立する。なお、β2は比例定数である。F=β2tanθh25このとき、本変形例1の圧子3Aは、上記式4の関係に従って角度θが変化するため、試験力Fと押込み深さhとの間に、下記式6が成立することとなる。なお、β3は比例定数である。即ち、F=β2β1/hh2=β3h6よって、本変形例1の圧子3Aによれば、試験力Fと押込み深さhとの間に、比例関係が成立し、直線状の押込み履歴線を得ることができるようになっている。ここで、図7に、変形例1の圧子3Aを用いて測定される押込み履歴線の一例を示す。なお、図7において、実線は、中央部から周縁部にいくにつれて、角度θが、上記式4の関係に従いθ1からθ2に変化する、本実施形態の圧子3Aを用いて測定される押込み履歴線である。また、破線は、角度θ1の圧子を用いた場合の押込み曲線であり、一点鎖線は、角度θ2の圧子を用いた場合の押込み曲線である。図7からわかるように、変形例1の圧子3Aであれば、押込み履歴線を直線状にすることができる。即ち、試験力Fと押込み深さhとに、比例関係が成り立つこととなる。以上のように、変形例1によれば、圧子3Aの先端部31Aの中心を通る中心軸に対する圧子3Aの稜線の角度θと、圧子3Aの変位量hとの間には、下記式4の関係が成立する。なお、β1は比例定数である。θ=tan-1β1/h4このため、上記実施形態と同様に、計装化押込み試験により得られる押込み履歴線において、試験力Fと押込み深さhとが比例関係を示すようになる。即ち、押込み履歴線を直線状とすることができる。なお、上記実施形態及び変形例1においては、XYZステージ2の上方に上下移動可能に備えられた圧子3により、XYZステージ2の上に載置された試料Sの上面試験面に対して上方から圧子3を押込んでくぼみを形成する構成を例示して説明したが、試料Sの試験面に対して垂直に圧子3が押込まれる構成であれば圧子3と試料Sとの位置関係は特に限定されない。即ち、試料Sの側面試験面に対して圧子3が水平方向から押込まれる構成や、試料Sが圧子3の上方に配置され、試料Sの下面試験面に対して圧子3が下方から押込まれる構成等であっても良い。また、計測プログラム131の実行により計測された押込み履歴線を示す一次関数を算出して記憶しておき、ユーザにより任意の試験力が指定された場合、その試験力に対する圧子3の変位量を推定する推定プログラムを備えることとしても良い。このように構成した場合、ユーザは、ある一定の範囲の試験力F-押込み深さh曲線を測定すれば、任意の試験力に対する圧子3の変位量を容易に求めることができることとなる。このとき、押込み履歴線は直線状であるため、推定プログラムにより推定された任意の試験力に対する圧子3の変位量は精度が高く、実際に試験をしなくても所望の試験力に対する押込み深さを簡単に得ることができる。これ以外にも、上記実施形態及び変形例1は、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。