JP2006090945A - 形状測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークやプローブの表面に塵埃が付着していても、容易にそれら塵埃を取り除くことができ、ワークやプローブを破損することなく、高精度な測定ができる形状測定機を提供すること。
【解決手段】 プローブ２４をワークＷに接触させた状態で、移動機構１２により前記プローブ２４と前記ワークＷとを相対的に走査させることによって前記ワークＷの表面形状を測定する形状測定機１であって、前記ワークＷを支持するワーク支持手段５と、前記ワークＷに対して前記プローブ２４を進退可能に支持するとともに、前記走査において前記ワーク支持手段５に対して相対的に移動するプローブ支持手段２１，２２と、前記ワーク支持手段５に支持された状態のワークＷまたは前記プローブ支持手段２１，２２に支持された状態のプローブ２４の少なくともいずれか一方を洗浄する洗浄手段３７と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、接触式プローブを有する形状測定機に関するものである。

近年、カメラ、顕微鏡等の様々な光学機器が提供されており、それに応じて、例えばレンズなどのような、種々の大きさ・形状の光学素子が使用されてきている。これら光学素子は、研削加工などの後に、その光学素子の性能を評価するために、形状測定機により表面形状が測定される。
これら形状測定機の中には、プローブをワークに接触させた状態で走査させ、このときのプローブの変位量を検出することによってワークの表面形状を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、ワークの表面形状が測定され、そのワークの設計形状からの偏差量などが求められる。

ここで、上記のような接触式の形状測定機においては、ワークやプローブの表面に塵埃などが付着していると、それら異物が測定結果に影響を及ぼしてしまう。そのため、基準球を用いてプローブを校正するときや、ワークの測定時において、明らかに異物とおぼしき傾向が確認されたときには、ワークやプローブを洗浄する必要がある。
国際公開第０３／０２３３６９号パンフレット

しかしながら、上記のような構成の形状測定機では、異物が確認されると、ワークやプローブを形状測定機から取り外して洗浄装置に設置して洗浄しなければならないため、高精度なワークやプローブを着脱する際に細心の注意を払う必要があり、作業上手間がかかるという問題がある。また、ワークやプローブを着脱する際、それらワークやプローブを破損するおそれもある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ワークやプローブの表面に塵埃が付着していても、容易にそれら塵埃を取り除くことができ、ワークやプローブを破損することなく、高精度な測定ができる形状測定機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、プローブをワークに接触させた状態で、移動機構により前記プローブと前記ワークとを相対的に走査させることによって前記ワークの表面形状を測定する形状測定機であって、前記ワークを支持するワーク支持手段と、前記ワークに対して前記プローブを進退可能に支持するとともに、前記走査において前記ワーク支持手段に対して相対的に移動するプローブ支持手段と、前記ワーク支持手段に支持された状態のワークまたは前記プローブ支持手段に支持された状態のプローブの少なくともいずれか一方を洗浄する洗浄手段と、を備えることを特徴とする。

この発明に係る形状測定機においては、ワーク支持手段に支持された状態のワーク、またはプローブ支持手段に支持された状態のプローブの少なくともいずれか一方が、洗浄手段により洗浄される。
これにより、ワークの測定前後または測定中にワークまたはプローブを取り外すことなく、それらワークまたはプローブの洗浄を速やかに行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の形状測定機において、前記洗浄手段は、前記プローブを洗浄するためのプローブ洗浄部を備え、前記移動機構は前記プローブを移動させるものであって、前記移動機構により、前記プローブが、前記ワークを走査する位置と、前記プローブ洗浄部内に配される位置との間を移動可能に構成されていることを特徴とする。

この発明に係る形状測定機においては、移動機構により、ワークを走査するようにプローブが移動するとともに、プローブに塵埃が付着していると判断されたときには、測定終了後、または測定中であっても、その移動機構により、プローブがプローブ洗浄部の中に配される位置まで移動する。そして、プローブの洗浄が終わると、移動機構により、プローブが次の走査を行う位置、または中断した走査を再開する元の位置まで戻される。
これにより、ワークの測定前後または測定中にプローブを取り外すことなく、測定に用いる機構を利用し、かつ測定動作の延長として容易かつ速やかにプローブを洗浄することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の形状測定機において、前記洗浄手段は、前記プローブ支持手段に支持された前記プローブに洗浄用流体を吹き付けるプローブ洗浄ノズルを備えることを特徴とする。
この発明に係る形状測定機においては、プローブ支持手段に支持されたプローブに、プローブ洗浄ノズルから洗浄用流体が吹き付けられる。
これにより、ワークの測定前後または測定中にプローブを取り外すことなく、そのプローブを容易に洗浄することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の形状測定機において、前記洗浄手段は、前記ワーク支持手段に支持された前記ワークに洗浄用流体を吹き付けるワーク洗浄ノズルを備えることを特徴とする。
この発明に係る形状測定機においては、ワーク支持手段に支持されたワークに、ワーク洗浄ノズルから洗浄用流体が吹き付けられる。
これにより、ワークの測定前後または測定中にワークを取り外すことなく、そのワークを容易に洗浄することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の形状測定機において、前記洗浄手段は、前記プローブ支持手段に支持された前記プローブに洗浄用流体を吹き付けるプローブ洗浄ノズルと、前記ワーク支持手段に支持された前記ワークに洗浄用流体を吹き付けるワーク洗浄ノズルと、を備え、前記プローブ洗浄ノズルと前記ワーク洗浄ノズルとが兼用されていることを特徴とする。
この発明に係る形状測定機においては、プローブ洗浄ノズルとワーク洗浄ノズルとが兼用されたノズルから、プローブ支持手段に支持されたプローブまたはワーク支持手段に支持されたワークの少なくともいずれか一方に、洗浄用流体が吹き付けられる。
これにより、ワークとプローブとを洗浄することができるようにしつつ、洗浄のための部品点数を減少させることができ、構成を簡易にすることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の形状測定機において、前記ワーク支持手段は、前記ワークを加工する加工機に設けられていることを特徴とする。
この発明に係る形状測定機においては、ワーク支持手段が加工機に設けられ、ワークが加工機に設置される。そのため、ワークを加工機により加工した後、そのワークがワーク支持手段により支持された状態で形状測定機が作動する。そのため、加工した直後のワークを加工機から取り外すことなくそのワークを測定することができる。
これにより、加工機からのワークの取り外しや測定機への取り付けの際のワークの破損を防止するとともに、取り付けの際のワークの取り付け誤差を減少させることができる。さらに、それらの取り付け、取り外しに伴う作業負担を軽減することができる。また、測定機により測定したデータを用いて直ちに補正加工することができ、ワークの形状を高精度に加工するうえで、加工時間を短縮することができる。

本発明によれば、ワーク支持手段またはプローブ支持手段に支持されたワークやプローブを取り外すことなく、迅速かつ容易にそれらワークやプローブを洗浄することができるだけでなく、取り付け、取り外し作業に伴うワークやプローブの破損を防止し、高精度に測定することができる。

（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例に係る形状測定機について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例としての形状測定機が、ワークを加工する加工機の上に設置され、その加工機に、被測定物である例えば凸レンズからなるワークを取り付けた様子を示したものである。
図１において、符号１は形状測定機、符号４は加工機、符号Wはワークを示している。
形状測定機１は、加工機４の加工機底板４ａの上面に設置されており、加工機底板４ａの端部に設けられた加工部３と略対向する位置に配されている。

加工機４は、例えば、エアダンパを用いた除震機能を有している。
また、加工部３は、直方体形状の保持壁部１１を備えており、保持壁部１１の外面のうち、形状測定機１に対向する側に配される面には、ワークＷを保持するワークホルダ（ワーク支持手段）５が設けられている。ワークホルダ５は、ワークＷを保持したまま、その光軸Ｌを中心にワークＷを回転させるようになっている。ワークホルダ５の近傍には、図２に示すように、砥石部６が設けられている。砥石部６は、ワークＷを研削するための研削砥石７と、研削砥石７を回転可能に保持する砥石部本体２とを備えている。
このような構成のもと、ワークホルダ５に保持されたワークＷに、研削砥石７を回転させながら接触させることにより、ワークＷの表面の研削加工が行われるようになっている。

また、形状測定機１は、図１に示すように、基台としてのＸ軸ステージ８と、ワークＷを実際に測定する測定ユニット９とを備えている。Ｘ軸ステージ８は、加工機底板４ａの一端に設けられており、後述するエアスライド軸（プローブ支持手段）２１の軸線Ｍに直交する方向、すなわち図に示すＸ軸方向に延びるＸ駆動軸（移動機構）１２に嵌合されている。Ｘ駆動軸１２は、Ｘ軸ステージ８を移動させるためのＸ軸駆動部（移動機構）１４を備えている。これにより、Ｘ軸ステージ８は、Ｘ軸駆動部１４により、Ｘ駆動軸１２を介して、Ｘ軸方向に往復移動可能になっている。このＸ軸ステージ８のＸ軸上の位置を、Ｘ軸ステージ８の近傍に設けられたＸ軸検出部１３が検出し、その検出信号を解析用ＰＣ１５の演算部１６に向けて逐一出力するようになっている。Ｘ軸ステージ８の上には、軸線Ｍ方向（Ｙ軸方向）に沿って配されたＺ駆動軸１８ａ，１８ｂを介して、測定機板１９が設けられている。

測定機板１９は、加工部３より遠い方に配置される後方側のＺ駆動軸１８ｂが不図示のＺ軸駆動部により駆動させられることにより、加工部３側に向けて傾斜するようになっている。そして、測定機板１９のＺ軸上の位置を、Ｚ軸検出部１０が検出し、その検出信号を演算部１６に向けて出力するようになっている。さらに、測定機板１９の上には、前記測定ユニット９が固定されている。
測定ユニット９は、柱状に形成されたエアスライド軸２１と、略直方体形状のエアスライド軸受（プローブ支持手段）２２とを備えている。

エアスライド軸受２２は、その長さ方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されており、その貫通孔が加工部３に向けられた状態で、測定機板１９の上に固定されている。そして、この貫通孔の中をエアスライド軸２１が通された状態になっている。貫通孔内の内壁面には、複数の吹出孔（不図示）が形成され、エアスライド軸２１と上記内壁面との間には、圧縮したクリーンでドライな圧縮空気を吹出孔から噴出させることにより、数μｍの微小な隙間を生じさせるようになっている。つまり、これら空気の噴出により、エアスライド軸２１は、エアスライド軸受２２の内壁面とは接触していない、浮いた状態になっている。これにより、エアスライド軸２１は、加工部３に対して接近離間する方向に、すなわち軸線Ｍ方向に往復移動可能に支持されている。

エアスライド軸２１の先端部には、取り付け部２３を介して、例えば精密ルビー球からなる球状のプローブ２４が設けられている。
一方、エアスライド軸２１の後端部には、段差部２７が形成され、この段差部２７を介して、プローブ軸測長器３０が取り付けられている。
プローブ軸測長器３０は、板状部材からなるガラススケール２９と、ガラススケールヘッド２８とを備えている。ガラススケール２９は、その一端が段差部２７にネジ止めされることにより、軸線Ｍ方向に向けられて取り付けられている。ガラススケールヘッド２８には、ガラススケール２９が往復移動可能に挿通され、ガラススケール２９のＹ軸方向の位置がガラススケールヘッド２８により逐次検出されるようになっている。そしてこの検出結果が演算部１６に出力されるようになっている。

さらに、エアスライド軸２１の段差部２７の近傍には、図２に示すように、軸線Ｍに直交する方向に延びる棒状のストッパハネ３２が固定されている。ストッパハネ３２は、その長さ寸法がエアスライド軸２１の幅寸法より長くなるように形成され、エアスライド軸２１に固定された状態では、ストッパハネ３２の両端がエアスライド軸２１からその幅方向に沿って突出するようになっている。

また、ストッパハネ３２の近傍には、図１に示すコの字状のストッパ３３が、エアスライド軸２１に隣接されて配置されている。ストッパ３３は、図２に示すように、底面部が軸線Ｍに平行になるように、かつ突出したストッパハネ３２の一端が、コの字状のストッパ３３の両内側壁３３ａの間に位置するように、測定機板１９に取り付けられている。これにより、エアスライド軸２１の往復移動に伴って、ストッパハネ３２はストッパ３３の両内側壁３３ａの間を往復移動するようになっており、エアスライド軸２１が所定範囲の距離以上移動しようとしても、ストッパハネ３２が一方の内側壁３３ａに接触することになり、これによりエアスライド軸２１の軸線Ｍ方向の移動を制限するようになっている。また、エアスライド軸２１の移動が制限されることにより、エアスライド軸２１がエアスライド軸受２２から抜け出すのを防止するようになっている。

さらに、本実施例における形状測定機１は、図３に示すように、プローブ２４を洗浄するためのプローブ洗浄部（洗浄手段）３７を備えている。プローブ洗浄部３７は、内部に水が貯留される洗浄槽３８と不図示の超音波振動部を備えており、この超音波振動部を駆動することにより、洗浄槽３８内において超音波洗浄を行うようになっている。洗浄槽３８は、保持壁部１１に取り付けられており、ワークホルダ５からＸ駆動軸１２の延在方向に沿って、すなわちＸ軸方向に沿ってワークホルダ５と並べて配置されている。これにより、Ｘ軸駆動部１４を駆動すると、プローブ２４は、Ｘ軸ステージ８を介して、ワークＷを走査する位置（走査位置Ｂ）と、洗浄槽３８内に配される位置（洗浄位置Ｄ）との間をＸ軸方向に沿って往復移動するようになっている。

また、洗浄槽３８は、図４に示すように、Ｘ駆動軸１２と対向する面に上端から下端に向けられた切欠３９が設けられている。この切欠３９の幅寸法ｄは、洗浄槽３８内に水が一杯に溜まっても、水の表面張力により洗浄槽３８内から切欠３９を通って水がこぼれ出さないような大きさに設定されている。さらに、洗浄槽３８は、水を貯留するタンク４２に管路４４を介して連通されており、管路４４には、バッチ式のバルブ４３が設けられている。これにより、バルブ４３を開にすると、タンク４２から洗浄槽３８内に水が供給されるようになっている。

また、洗浄槽３８にはその所定の高さに合わせて液面計４０が設けられており、この液面計４０により洗浄槽３８内の水面の高さが検出されるようになっている。そして、洗浄槽３８内の水面の高さが所定の位置になると、液面計４０により、その検出信号が水面制御部４１に出力されるようになっている。水面制御部４１は、この検出信号が入力されると、所定の演算を経て、洗浄槽３８内に水が一杯に溜まるまでの所定の時間、バルブ４３を開とし、その後バルブ４３を閉じるようになっている。
このような構成のもと、不図示の洗浄スイッチを押圧すると、Ｘ軸駆動部１４が駆動させられるようになっており、このＸ軸駆動部１４の駆動により、Ｘ軸ステージ８が洗浄槽３８に対向する位置に配されると、取り付け部２３が切欠３９内に配され、これによりプローブ２４が洗浄槽３８内の水の中に漬けられるようになっている。

さらに、本実施例においては、解析用ＰＣ１５にＮＣ制御装置３５が電気的に接続されており、このＮＣ制御装置３５はＸ軸駆動部１４や砥石部６を駆動するようになっている。これにより、ワークＷの測定後、解析用ＰＣ１５の不図示の入力装置から、補正データを入力すると、砥石部６により、直ちに補正のための研削加工を行うことができるようになっている。

次に、このように構成された本実施例における形状測定機１の作用について説明する。
この形状測定機１は、加工機４に設けられたものであり、まず、ワークＷの加工が行われる。すなわち、最初にワークＷを設置し、砥石部６を駆動すると、研削砥石７が回転する。そして、この回転した状態のまま、研削砥石７をワークＷに接触させる。これにより、所定の設計式に基づいて、ワークＷ表面の研削加工が行われる。なお、このときの形状測定機１は、図３に示すように、研削加工の邪魔にならないように、Ｘ軸ステージ８がプローブ洗浄部３７に近づけられた加工位置Ｃに配される。

ワークＷ表面の加工が終了すると、ワークＷをワークホルダ５に取り付けたまま、形状測定機１を駆動する。すると、Ｘ軸駆動部１４により、Ｘ軸ステージ８が、加工位置Ｃから、Ｘ駆動軸１２に沿って、ワークＷに向けて水平移動を開始する。そして、Ｘ軸ステージ８は、プローブ２４が光軸Ｌ上のポイントを超えて、さらにワークＷを越えた所定の位置（測定位置Ａ）に来た時点で停止する。それから、Ｚ軸駆動部によりＺ駆動軸１８ｂが駆動させられ、測定機板１９が加工部３に向けて傾斜させられる。これにより、測定ユニット９もプローブ２４側の先端が斜め下方に向けられ、プローブ軸測長器３０側の後端が斜め上方に向けられるように傾けられる。そのため、エアスライド軸２１が軸方向に沿って加工部３に向けて移動させられると同時に、ストッパハネ３２もストッパ３３の両内側壁３３ａの間を移動させられる。

そして、ストッパハネ３２がプローブ２４側に配された内側壁３３ａに接触すると、エアスライド軸２１の移動が止められる。このとき、プローブ２４はエアスライド軸２１やプローブ軸測長器３０を含む部材の自重の軸方向成分のみによってその先端側に向けて付勢された状態になる。そして、このときのプローブ２４の位置は、プローブ２４が、ワークＷの表面に最初に接触する初期接触ポイントＰから、水平方向、すなわちＸ軸方向に沿って所定の距離ｒだけ離された地点となる。そして、この位置から、Ｘ軸駆動部１４の駆動により、Ｘ軸ステージ８が、上記と反対方向、すなわち、ワークＷに向けてＸ駆動軸１２に沿って水平移動を開始する。Ｘ軸ステージ８は、一定の距離を高速移動し、所定の地点から低速移動に切り替えられて、プローブ２４が上記初期接触ポイントＰに向かうよう水平移動しつづける。

その結果、プローブ２４が、あるタイミングで初期接触ポイントＰに接触する。そして、Ｘ軸ステージ８は同方向にさらに移動を続け、プローブ２４は、先端側に向けて付勢されていることから、Ｘ軸ステージ８の移動の間、ワークＷのなめらかな突出面にならって軸線Ｍ方向に移動する。そして、プローブ２４が光軸Ｌ上を通り越し、ワークＷの最終測定ポイントに到達する。その後プローブ２４は、ワークＷから離れていき、所定の位置で停止する。この間、プローブ２４のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向の位置が、それぞれＸ軸検出部１３、プローブ軸測長器３０およびＺ軸検出部１０により検出され、これら検出結果に基づいて、演算部１６により、ワークＷの表面形状が算出される。

ここで、上記測定の間、プローブ２４の表面に塵埃などが付着していると、正確な測定ができなくなるおそれがあるが、本実施例における形状測定機１においては、以下のようにして、プローブ２４が洗浄される。
すなわち、ワークＷの測定後または測定中に、Ｘ軸検出部１３、プローブ軸測長器３０およびＺ軸検出部１０の検出結果から、明らかに異物とおぼしき傾向が見られたときには、洗浄スイッチを押圧し、Ｘ軸駆動部１４の駆動を洗浄用に切り替える。すると、Ｘ軸ステージ８はＸ軸駆動部１４により、プローブ洗浄部３７に向けてＸ駆動軸１２に沿って高速水平移動を開始する。そして、Ｘ軸ステージ８は洗浄槽３８に対向する位置に配された洗浄位置Ｄで停止する。

このとき、洗浄槽３８の、Ｘ軸ステージ８と対向する面には、切欠３９が設けられていることから、Ｚ駆動軸１８ａを駆動して測定機板１９をより傾斜させることによって、取り付け部２３が切欠３９内に配され、プローブ２４が洗浄槽３８の水中に漬けられた状態になる。この状態で超音波振動部が駆動させられて、プローブ２４が超音波洗浄される。洗浄が終わると、Ｚ駆動軸１８ａの駆動により測定機板１９が元の傾斜に戻された後、Ｘ軸駆動部１４により、Ｘ軸ステージ８が上記と逆方向に移動し、ワークＷに向けて再度水平移動する。そして、上記と同様にして新たな測定が行われるか、中断した測定が続行される。

また、何回か洗浄を行うことにより、洗浄槽３８に貯留した水は、プローブ２４に付着したり切欠３９からこぼれ出たりして、徐々に減少していくが、水面が所定の高さに達すると、液面計４０により、その高さが検出され、検出信号が出力される。水面制御部４１は、その検出信号を受けて、所定の時間バルブ４３を開に設定する。すると、ボンベ４２から管路４４を介して洗浄槽３８内に水が供給される。そして、水が一杯になる所定の時間経過後、バルブ４３が閉状態に戻される。そのため、洗浄槽３８内の水が常に所定の量貯留されるように維持される。このため、プローブ２４をいつでも良好に洗浄することができる。

さらに、上記測定したデータを用いて、補正加工を行うときには、解析用ＰＣ１５の入力装置から補正データを入力して、ワークＷをワークホルダ５に設置したまま加工機４を駆動する。すると、Ｘ軸ステージ８が加工位置Ｃに移動するとともに、砥石部６が所定の位置に移動する。そして、研削砥石７が回転して、ワークＷの研削補正加工が行われる。さらにこの研削補正加工終了後、ワークＷがワークホルダ５に保持されたまま、上記と同様にワークＷの形状が測定される。

以上より、ワークＷの測定後または測定中にプローブ２４を取り外すことなく、測定に用いるＸ駆動軸１２とＸ軸ステージ８をともに利用しつつ、かつ測定動作の延長として容易かつ速やかにプローブ２４を洗浄することができる。そして、プローブ２４が取り付けられたままであるので、その取り付け、取り外し作業に伴うプローブ２４の破損を防止し、常に高精度な測定を行うことができる。また、それら取り付けや取り外しに伴う作業負担を軽減し、迅速に測定を行うことができる。
また、ワークＷは、加工機４で用いるワークホルダ５により保持されているため、ワークホルダ５からのワークＷの取り外しや測定機への取り付けによって生じ得る破損を防止し、それらの作業負担を軽減することができる。また、測定機への取り付けの際に生じる取り付け誤差を減少させることができる。さらに、形状測定機１によって測定したデータを加工機４にフィードバックさせることにより、加工機４を用いて直ちに補正加工することができ、ワークＷの形状を高精度に加工するうえで、加工時間を短縮することが可能となる。

なお、本実施例においては、超音波洗浄を行うとしたが、これに限ることはなく、噴流洗浄など適宜変更してもよい。
また、洗浄槽３８に水を貯留するものとしたが、これに限ることはなく、他の洗浄液などであってもよい。

（実施例２）
図５は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図５において、図１に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点においてのみ相違した構成とするものである。すなわち、本実施例において、形状測定機１は、プローブ洗浄部３７を設ける代わりに、ワークＷを洗浄するためのワーク洗浄ノズル（洗浄手段）４６を備えて構成されるものである。

ワーク洗浄ノズル４６は、直線状に形成されており、光軸Ｌに略平行にＸ軸ステージ８に取り付けられている。そして、ワーク洗浄ノズル４６は、その基端部４６ｂがＸ軸ステージ８に固定されており、その先端部４６ａは、加工部３側に向けられた状態になっている。先端部４６ａからは圧縮された空気が噴出されるようになっている。
このような構成のもと、ワークＷに塵埃が付着しているときには、所定の洗浄ボタンを押圧する。すると、ワークホルダ５によりワークＷが回転するとともに、Ｘ軸駆動部１４により、軸線ＭがワークＷの縁上に位置するように、Ｘ軸ステージ８が一端移動する。この状態から、ワーク洗浄ノズル４６の先端部４６ａから圧縮空気が噴出される。そして、Ｘ軸駆動部１４により、Ｘ軸ステージ８はワークＷの光軸Ｌを挟んだ反対の縁に向けて移動を開始する。そして、先端部４６ａから噴出された圧縮空気がワークＷの表面全体に吹き付けられ、これによりワークＷの表面全体が一様に洗浄される。

以上より、ワークＷの測定後または測定中にワークＷを取り外すことなく、測定に用いる機構を利用し、かつ測定動作の延長として、容易にワークＷを洗浄することができる。そして、ワークＷが取り付けられたままであるので、その取り付け、取り外し作業に伴うワークＷの破損を防止するとともに、取り付け誤差を防止することができる。また、それら取り付けや取り外しに伴う作業負担を軽減し、迅速に測定を行うことができる。

なお、本実施例においては、Ｘ軸ステージ８を移動させるとしたが、これに限ることはなく、保持壁部１１、またはＸ軸ステージ８と保持壁部１１との双方を移動させるようにしてもよい。
また、ワーク洗浄ノズル４６の形状や設置数、設置場所は適宜変更可能である。例えば、ワーク洗浄ノズル４６をＸ軸ステージ８の両端に設けるようにしてもよい。これにより、洗浄効率や洗浄効果を向上させることができる。
さらに、プローブ洗浄部３７の代わりにワーク洗浄ノズル４６を設けるとしたが、これらプローブ洗浄部３７とワーク洗浄ノズル４６との両者を設けるようにしてもよい。これにより、ワークＷとプローブ２４とを容易に洗浄することができ、洗浄効果を向上させ、高精度な測定を行うことができる。

（実施例３）
図６は、本発明の第３の実施例を示したものである。
本実施例において、形状測定機１は、ワーク洗浄ノズル４６がワークホルダ５に上下２ヶ所に取り付けられて構成されるものである。ワーク洗浄ノズル４６は、略Ｌ字状に形成されており、その基端部４６ｂがワークホルダ５の非回転部分に固定され、先端部はワークＷに向けられた状態になっている。

このような構成のもと、洗浄スイッチを押圧すると、ワークＷが回転するとともに、ワーク洗浄ノズル４６の先端部４６ａからワークＷの表面に圧縮空気が噴出される。これによりワークＷが洗浄される。
以上より、上記第２の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、ワーク洗浄ノズル４６が上下２ヶ所に設けられていることから、洗浄効率や洗浄効果を向上させるとともに、ワークＷの表面を均一に洗浄することができる。
なお、ワーク洗浄ノズル４６を上下２ヶ所に設けるとしたが、これに限ることはなく、その設置数や設置場所、形状などは適宜変更してもよい。

（実施例４）
図７は、本発明の第４の実施例を示したものである。
本実施例において、形状測定機１は、上記第３の実施例の構成に、プローブ２４を洗浄するプローブ洗浄ノズル（洗浄手段）４７を加えて構成されたものである。すなわち、Ｘ軸ステージ８のＸ軸方向の両端に、略Ｌ字状に形成されたプローブ洗浄ノズル４７がそれぞれ設けられたものである。プローブ洗浄ノズル４７の基端部４７ｂは、それぞれＸ軸ステージ８に固定されており、先端部４７ａは、それぞれプローブ２４に向けられた状態になっている。

このような構成のもと、洗浄スイッチを押圧すると、プローブ洗浄ノズル４７の先端部４７ａからプローブ２４の表面に圧縮空気が噴出される。これによりプローブ２４が洗浄される。
以上より、上記第１および第３の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、ワークＷとプローブ２４とを共に洗浄することができ、洗浄効果を向上させることができる。
また、プローブ洗浄ノズル４７がプローブ２４の左右２ヶ所に設けられていることから、洗浄効率や洗浄効果をさらに向上させるとともに、プローブ２４の表面を均一に洗浄することができる。さらに、圧縮空気を左右から噴射させることにより、プローブ２４が左右どちらかに傾けられることなく、その左右のバランスを維持することができる。

なお、プローブ洗浄ノズル４７を左右２ヶ所に設けるとしたが、これに限ることはなく、例えばプローブ洗浄ノズル４７を一つ設けるなど、その設置数や設置場所、形状などは適宜変更してもよい。特に、プローブ洗浄ノズル４７を上下左右４ヶ所に設けると、洗浄効率を向上させるだけでなく、プローブ２４の上下左右のバランスを良好に維持することができる。
また、ワーク洗浄ノズル４６を無くして、プローブ洗浄ノズル４７のみにしても構わない。但し、ワーク洗浄ノズル４６を設けたほうが洗浄効果を向上させる点で好ましいのは言うまでもない。

（実施例５）
図８は、本発明の第５の実施例を示したものである。
本実施例において、形状測定機１は、ワークＷとプローブ２４とを洗浄する兼用洗浄ノズル４９を備えて構成されるものである。兼用洗浄ノズル４９は、その基端部４９ｂがＸ軸ステージ４８に固定された状態になっている。また、兼用洗浄ノズル４９の先端部４９ａの近傍は、その先端部４９ａの向けられる方向を変更することができるように、湾曲可能な状態になっている。なお、兼用洗浄ノズル４９は、ワーク洗浄ノズルおよびプローブ洗浄ノズルとして機能するものであり、両者が兼用されたものである。

このような構成のもと、兼用洗浄ノズル４９の先端部４９ａをワークＷに向けて圧縮空気を噴出することにより、ワークＷが洗浄され、先端部４９ａ近傍を湾曲させて、先端部４９ａをプローブ２４に向け圧縮空気を噴出することにより、プローブ２４が洗浄される。
以上より、上記第１および第３の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、兼用洗浄ノズル４９がプローブ洗浄ノズル４７およびワーク洗浄ノズル４６を兼用していることから、部品点数を減少させることにより、コストを削減し、構成を簡易にすることができる。
なお、兼用洗浄ノズル４９はＸ軸ステージ８に一つ設けるとしたが、これに限ることはなく、加工部３側に設けたり、複数個設けるなど、その設置数や設置場所、形状などは適宜変更可能である。

（実施例６）
図９は、本発明の第６の実施例を示したものである。
本実施例において、形状測定機１は、先端部５１，５２が二股に分かれた二股兼用洗浄ノズル５０を備えて構成されるものである。そして、この両先端部５１，５２から圧縮空気が同時に噴出されるようになっている。二股兼用洗浄ノズル５０は、一の先端部５１がワークＷ側に向けられるとともに、他の先端部５２がプローブ２４に向けられた状態で、Ｘ軸ステージ８に固定されている。
このような構成のもと、一の先端部５１から噴出された圧縮空気によりワークＷが洗浄され、他の先端部５２から噴出された圧縮空気によりプローブ２４が洗浄される。

以上より、上記第５の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、ワークＷとプローブ２４とを同時に洗浄し、洗浄効果を高めることができる。
なお、二股兼用洗浄ノズル５０の設置数や設置場所、形状などは適宜変更してよい。
また、本実施例においては、二股兼用洗浄ノズル５０の両先端部５１，５２から圧縮空気を同時に噴出させるとしたが、これに限ることはなく、例えば切替弁などを用いることにより、いずれか一方から噴出させたりするように設定可能に構成してもよい。

なお、上記第１から第６の実施例においては、形状測定機１が加工機４に設けられるとしたが、これに限ることはなく、形状測定機１単体であってもよい。ただし、加工機４に設けたほうが好ましいのは上述した通りである。
また、ワークＷの形状を測定するためにＸ軸ステージ８を移動させるとしたが、これに限ることはなく、保持壁部１１を移動させたり、または保持壁部１１とＸ軸ステージ８との双方を移動させるようにしてもよい。
さらに、プローブ２４を球状としているが、これに限らず、例えば、先端が微小な曲率半径を有する形状のものを用いてもよい。
また、プローブ２４の材質をルビーとしたが、これに限らず、ダイヤモンド、ガラス、サファイヤ、セラミクス等であってもよい。

また、エアスライド軸受２２内壁面に複数の吹出孔を形成するとしたが、これに代えて、多孔材質のものを用いてもよい。
さらに、プローブ軸測長器３０は、ガラススケール２９とガラススケールヘッド２８とを有するとしたが、これに限らず、レーザ測長器を用いたものであってもよい。
また、上記第２から第６の実施例においては、各ノズルから圧縮空気を噴出させるとしたが、これに限ることはなく、洗浄液を噴出させるようにしてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

本発明に係る形状測定機の第１の実施例を示す図であって、加工機の上にワークおよび形状測定機を設置した様子を示す説明図である。 同実施例における形状測定機を示す概略上面図である。 同実施例における形状測定機の要部を示す説明図である。 同実施例における洗浄部を示す斜視図である。 本発明に係る形状測定機の第２の実施例の要部を示す説明図である。 本発明に係る形状測定機の第３の実施例の要部を示す説明図である。 本発明に係る形状測定機の第４の実施例の要部を示す説明図である。 本発明に係る形状測定機の第５の実施例の要部を示す説明図である。 本発明に係る形状測定機の第６の実施例の要部を示す説明図である。

符号の説明

１ 形状測定機
４ 加工機
５ ワークホルダ（ワーク支持手段）
２１ エアスライド軸（プローブ支持手段）
２２ エアスライド軸受（プローブ支持手段）
１２ Ｘ駆動軸（移動機構）
１４ Ｘ軸駆動部（移動機構）
２４ プローブ
３７ プローブ洗浄部（洗浄手段）
４６ ワーク洗浄ノズル（洗浄手段）
４７ プローブ洗浄ノズル（洗浄手段）
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. プローブをワークに接触させた状態で、移動機構により前記プローブと前記ワークとを相対的に走査させることによって前記ワークの表面形状を測定する形状測定機であって、
   前記ワークを支持するワーク支持手段と、
   前記ワークに対して前記プローブを進退可能に支持するとともに、前記走査において前記ワーク支持手段に対して相対的に移動するプローブ支持手段と、
   前記ワーク支持手段に支持された状態のワークまたは前記プローブ支持手段に支持された状態のプローブの少なくともいずれか一方を洗浄する洗浄手段と、を備えることを特徴とする形状測定機。
2. 前記洗浄手段は、前記プローブを洗浄するためのプローブ洗浄部を備え、
   前記移動機構は前記プローブを移動させるものであって、前記移動機構により、前記プローブが、前記ワークを走査する位置と、前記プローブ洗浄部内に配される位置との間を移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の形状測定機。
3. 前記洗浄手段は、前記プローブ支持手段に支持された前記プローブに洗浄用流体を吹き付けるプローブ洗浄ノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載の形状測定機。
4. 前記洗浄手段は、前記ワーク支持手段に支持された前記ワークに洗浄用流体を吹き付けるワーク洗浄ノズルを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の形状測定機。
5. 前記洗浄手段は、前記プローブ支持手段に支持された前記プローブに洗浄用流体を吹き付けるプローブ洗浄ノズルと、前記ワーク支持手段に支持された前記ワークに洗浄用流体を吹き付けるワーク洗浄ノズルと、を備え、
   前記プローブ洗浄ノズルと前記ワーク洗浄ノズルとが兼用されていることを特徴とする請求項１に記載の形状測定機。
6. 前記ワーク支持手段は、前記ワークを加工する加工機に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の形状測定機。
   
   

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