JP2007017296A - 触針式表面形状測定器及びそれの探針の取付け方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の触針式表面形状測定器は、支持体が、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成され、第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に、磁石を埋め込んだホルダーが取付けられ、第2の支持部材の他端が高透磁率部材で形成され、第2の支持部材の他端における高透磁率部材が、第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に取付けたホルダーにおける磁石による吸着力でホルダーに当接させて第1の支持部材に同一軸線に沿って固定される。
【選択図】図1
Description
に関するものである。
支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第
1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成し、第2の支持部材を磁石により第1の支持部材に同一軸線に沿って固定することを特徴としている。
第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成することにより、探針を含む部品のサイズを、クリーンルーム内で手袋をした作業者でも簡単に扱えるサイズにすることができる。
支持体が、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持
する第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成され、
第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に、磁石を埋め込んだホルダーが取付けられ、
第2の支持部材の他端が高透磁率部材で形成され、
第2の支持部材の他端における高透磁率部材を、第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に取付けたホルダーにおける磁石に吸着させて第1の支持部材に同一軸線に沿って固定するように構成した
ことを特徴としている。
支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持し、支点で揺動自在に支持される第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成し、第1の支持部材の磁力利用固定保持用冶具を用いて第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持し、そして、第2の支持部材の磁力利用取外し用治具を用いて第2の支持部材を第1の支持部材から取外し、その後、新しい探針を備えた第2の支持部材を、取付け用治具を用いて第1の支持部材に同一軸線に沿って固定することを特徴としている。
支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第
1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成し、触針式表面形状測定器の枠体に設けた支点受けに支点で支持される第1の支持部材を、枠体に固定される磁力利用固定保持用冶具を用いて第1の支持部材の支点を支点受けから離して静止状態に保持することを特徴としている。
変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持し、支点で支持された第1の支持部材と、
一端に探針を備え、他端を高透磁率部材で構成した第2の支持部材と、
第1の支持部材の下側に設けられ、第2の支持部材の他端の高透磁率部材と共動して第2の支持部材を吸着固定する磁石内臓ホルダーと、
触針式表面形状測定器の搬送時又は探針の交換時に、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材と共動して第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持する磁力利用固定保持用冶具と、
を有することを特徴としている。
変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持し、支
点で支持された第1の支持部材と、
一端に探針を備え、他端を高透磁率部材で構成した第2の支持部材と、
第1の支持部材の下側に設けられ、第2の支持部材の他端の高透磁率部材と共動して第2の支持部材を吸着固定する磁石内臓ホルダーと、
触針式表面形状測定器の搬送時又は探針の交換時に、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材と共動して第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持する磁力利用固定保持用冶具と、
探針の交換時に、第2の支持部材の他端の高透磁率部材と共動して第2の支持部材を第1の支持部材から引き離したり、第2の支持部材を第1の支持部材に同一軸線に沿って固定する磁力利用治具と、
を有することを特徴としている。
図1〜図6には、本発明の一つの実施形態を概略的に示し、1は棒状の第1の支持部材であり、この第1の支持部材1はその中間部位に左右両横方向にのびる支点用針取付け部材2を備え、支点用針取付け部材2の両端には二つの支点用針3が取付けられている。これら二つの支点用針3は二つの支点受け部材4(図6)で支持され、それにより第1の支持部材1は支点受け部材4に支点用針3を介して揺動自在に支持される。第1の支持部材1の一端には、変位センサ5の測定子すなわちコア6が取付けられている。この変位センサ5は探針の垂直方向変位に応じて電気信号を発生する差動トランスから成り、コイル7を備えている。
F = I/r2 d2z/dt2
表される。つまり針先の運動は、質量I/r2の質点の運動と等価であり、針先の表面形状への追随をよくする(段差上昇に伴う針のとびを小さくする)にはI/r2を小さくすればよい。そのためには支点から探針15までの距離rを大きくするのが効果的である。その分支点のまわりの慣性モーメントIも増すが、他の部分からの慣性モーメントIへの寄与が元々あるので、I/r2は小さくなる。差動トランス5と針圧発生装置8は相互干渉の問題からあまり近づけることはできず、それらの慣性モーメントIを小さくするには限界がある。結局、支点から探針15までの距離rをある程度大きくとることになる。そうすると、磁石11の吸着力によるホルダー12における第2の支持部材14の高透磁率部材16の位置のガタツキが探針15では増大して表れることになる。そこで本発明では、このガタツキの増大を抑えるために、ホルダー12における長手方向溝13の長さを支点から探針15までの距離rの1/3程度と長くしている。ここで、長手方向溝13の長さを長くすると、探針15の位置精度は上がるが、慣性モーメントが増大するので、それらのバランスを考慮して長手方向溝13の長さを決めるべきである。
図7は、第1の支持部材1のホルダー12に第2の支持部材14が固定されている探針交換前の状態を示している。図7において、一端に変位センサ5の測定子すなわちコア6をまた他端に針圧発生装置8のコア9をそれぞれ取付けた第1の支持部材1において、支点の近傍に設けられたホルダー12に対応した第1の支持部材1の上側部位には非磁性体24を介して高透磁率部材25が取付けられている。
2:支点用針取付け部材
3:支点用針
4:支点受け部材
5:変位センサ
6:測定子すなわちコア
7:コイル
8:針圧発生装置
9:針圧発生装置8のコア
10:針圧発生装置8はコイル
11:磁石
12:ホルダー
13:長手方向溝
14:第2の支持部材
15:探針
16:高透磁率部材
17:ガイド突起
18:板状部材
19:枠体
19a:下部枠部材
21:ホルダー
22:磁石
23:高透磁率部材
24:非磁性体
25:高透磁率部材
26:第1の支持部材の固定保持用冶具の一部を構成している筒状ガイド本体
26a:筒状ガイド本体26は中央孔
26b:筒状ガイド本体26の下方端
27:操作棒
27a:凹部
28:磁石
29:取外し用冶具の本体
29a:当接面
29b:段部
29c:ガイド孔
30:操作棒
31:磁石
32:取付け用冶具の本体
32a:当接面
32b:段状傾斜面
32c:ガイド孔
33:操作棒
34:磁石
Claims (47)
- 探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を支点で支持し、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式表面形状測定器の探針取付け方法において、
変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第1の支持
部材と、探針を一端に支持する第2の支持部材とで前記支持体を構成し、第2の支持部材を磁石により第1の支持部材に同一軸線に沿って固定することを特徴とする触針式表面形状測定器の探針取付け方法。 - 第1の支持部材を支点で支持し、第2の支持部材の他端を高透磁率部材で形成し、第1の支持部材に装着した磁石に第2の支持部材の他端を吸着させることにより、第2の支持部材を第1の支持部材に固定することを特徴とする請求項1に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 磁石が第1の支持部材に固着されたホルダー内に埋め込まれ、ホルダーが第2の支持部材の他端における高透磁率部材を受け、ガイドする長手方向溝を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第2の支持部材の他端における高透磁率部材の長手方向両端に、磁石のホルダーを受け、ガイドする上向きにのびたガイド突起を形成していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 磁石のホルダーの長手方向溝が外方に向って開いた長手方向に沿った側部傾斜ガイド面を備え、第2の支持部材の他端における高透磁率部材の長手方向両端のガイド突起が外方に向って開いた傾斜ガイド面を備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 磁石のホルダーが支点の近くに位置決めされることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 磁石がホルダー内に互いに極性を逆にして配置された二つの磁石から構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第2の支持部材の他端における高透磁率部材の下側に、第2の支持部材の高透磁率部材を第1の支持部材に固着されたホルダー内に埋め込まれた磁石に吸着させて固定する際に第2の支持部材の傾きを修正する板状部材を設けることを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を支点で支持し、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式表面形状測定器の探針取付け方法において、
前記支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持
し、支点で揺動自在に支持される第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成し、第1の支持部材の磁力利用固定保持用冶具を用いて第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持し、そして、第2の支持部材の磁力利用取外し用治具を用いて第2の支持部材を第1の支持部材から取外し、その後、新しい探針を備えた第2の支持部材を、磁力利用取付け用治具を用いて第1の支持部材に同一軸線に沿って固定することを特徴とする触針式表面形状測定器の探針取付け方法。 - 第2の支持部材の磁力利用取外し用治具及び磁力利用取付け用治具が同一の着脱用治具として構成されることを特徴とする請求項9に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具と第1の支持部材との吸着力が、第1の支持部材と第2の支持部材との吸着力より大きいことを特徴とする請求項9に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第2の支持部材の磁力利用取外し用治具及び磁力利用取付け用治具と第1の支持部材との吸着力が、第1の支持部材と第2の支持部材との吸着力より大きいことを特徴とする請求項9に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具、第2の支持部材の磁力利用取外し用治具及び磁力利用取付け用治具が、触針式表面形状測定器の枠体に取付けられることを特徴とする請求項9に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具が、筒状ガイド本体と、筒状ガイド本体の中央孔に挿入でき、先端に磁石を埋め込んだ操作棒とを有し、操作棒を筒状ガイド本体の中央孔に挿入して操作棒の先端に埋め込んだ磁石により、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材を吸着させることにより第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持することを特徴とする請求項9〜13のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 固定保持用冶具において、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材及び操作棒の先端に埋め込んだ磁石が円形であることを特徴とする請求項14に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具の操作棒の先端にテーパー部を形成し、第1の支持部材の上側に設けた高透磁率部材に対して第1の支持部材の固定保持用冶具を位置決めすることを特徴とする請求項14又は15に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第2の支持部材の取付け用治具が、第2の支持部材における高透磁率部材の下面と平行にのびる当接面と、該当接面に垂直に設けられガイド孔と、該ガイド孔内を上下に移動でき、先端に磁石を備えた操作棒とを有し、取付け用治具を第2の支持部材における高透磁率部材の下側に移動し、先端に磁石を備えた操作棒をガイド孔に下から挿入し、第2の支持部材における高透磁率部材に吸着させた後、操作棒を下方へ引くことにより、第2の支持部材を第1の支持部材から取外すことを特徴とする請求項9に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 第2の支持部材の取付け用治具の当接面に、交換用の探針を備えた第2の支持部材を載せ、先端に磁石を備えた操作棒をガイド孔に下から挿入し、第2の支持部材における高透磁率部材に吸着させた状態で、第1の支持部材の下側に移動して位置決めし、操作棒をガイド孔から下方へ引くことにより、第2の支持部材を第1の支持部材に吸着固定することを特徴とする請求項9に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 探針交換時の第1の支持部材に対する交換用の探針を備えた第2の支持部材の位置決めが、第2の支持部材の取付け用治具の当接面の一端に設けた段状傾斜面によって行われることを特徴とする請求項18に記載の触針式表面形状測定器の探針取付け方法。
- 探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を支点で支持し、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式表面形状測定器の固定方法において、
前記支持体を、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持
する第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成し、触針式表面形状測定器の枠体に設けた支点受けに支点で支持される第1の支持部材を、枠体に固定される磁力利用固定保持用冶具を用いて第1の支持部材の支点を支点受けから離して静止状態に保持することを特徴とする触針式表面形状測定器の固定方法。 - 探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を支点で支持し、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式表面形状測定器において、
支持体が、変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持する第1の支持部材と探針を一端に支持する第2の支持部材とで構成され、
第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に、磁石を埋め込んだホルダーが取付けられ、
第2の支持部材の他端が高透磁率部材で形成され、
第2の支持部材の他端における高透磁率部材を、第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に取付けたホルダーにおける磁石による吸着力でホルダーに当接させて第1の支持部材に同一軸線に沿って固定するように構成した
ことを特徴とする触針式表面形状測定器。 - 第1の支持部材の支点の近くにおいてその下側に取付けたホルダーが、第2の支持部材の他端における高透磁率部材を受け、ガイドする長手方向溝を備えていることを特徴とする請求項21に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材における磁石を埋め込んだホルダーの長手方向溝の長さが、支点と探針との間の距離の約数分の一であることを特徴とする請求項21に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の他端における高透磁率部材の長手方向両端に、磁石のホルダーを受け、ガイドする上向きにのびたガイド突起が形成されていることを特徴とする請求項21に記載の触針式表面形状測定器。
- 磁石のホルダーの長手方向溝が外方に向って開いた長手方向に沿った側部傾斜ガイド面を備え、第2の支持部材の他端における高透磁率部材の長手方向両端のガイド突起が外方に向って開いた傾斜ガイド面を備えていることを特徴とする請求項21〜24のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材に第2の支持部材を吸着固定する際に、第2の支持部材の他端における高透磁率部材が第1の支持部材における磁石のホルダーに当接するように構成したことを特徴とする請求項21〜25のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 磁石のホルダーが支点の近くに位置決めされていることを特徴とする請求項21〜26のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 磁石がホルダー内に互いに極性を逆にして配置された二つの磁石で構成されていることを特徴とする請求項21〜27のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の他端における高透磁率部材の下側に、第2の支持部材の高透磁率部材を第1の支持部材に固着されたホルダー内に埋め込まれた磁石に吸着させて固定する際に第2の支持部材の傾きを修正する板状部材が設けられていることを特徴とする請求項21〜28のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 変位センサが差動トランスから成り、その測定子がコアから成ることを特徴とする請求項21〜29のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 変位センサが光学式変位センサであることを特徴とする請求項21〜29のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を支点で支持し、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式表面形状測定器において、
変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持し、支
点で支持された第1の支持部材と、
一端に探針を備え、他端を高透磁率部材で構成した第2の支持部材と、
第1の支持部材の下側に設けられ、第2の支持部材の他端の高透磁率部材と共動して第2の支持部材を吸着固定する磁石内臓ホルダーと、
触針式表面形状測定器の搬送時又は探針の交換時に、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材と共動して第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持する磁力利用固定保持用冶具と、
を有することを特徴とする触針式表面形状測定器。 - 第1の支持部材の固定保持用冶具が、触針式表面形状測定器の枠体に取付けられていることを特徴とする請求項32に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具が、筒状ガイド本体と、筒状ガイド本体の中央孔に挿入でき、先端に磁石を埋め込んだ操作棒とを有し、操作棒を筒状ガイド本体の中央孔に挿入して操作棒の先端に埋め込んだ磁石により、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材を吸着させることにより第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持できるように構成したことを特徴とする請求項32に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具は、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材及び操作棒の先端に埋め込んだ磁石が円形であることを特徴とする請求項34に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具の操作棒の先端にテーパー部を備え、第1の支持部材の上側に設けた高透磁率部材に対して第1の支持部材の固定保持用冶具を位置決めするように構成したことを特徴とする請求項34又は35に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具と第1の支持部材との吸着力が、第1の支持部材と第2の支持部材との吸着力より大きくなるように第1の支持部材の固定保持用冶具を構成したことを特徴とする請求項31〜36のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 探針と、探針の垂直方向変位を検出する変位センサの測定子と、探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアとを取付けた支持体を支点で支持し、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式表面形状測定器において、
変位センサの測定子と針圧発生装置の磁性体コアとを一端及び他端に支持し、支点で支持された第1の支持部材と、
一端に探針を備え、他端を高透磁率部材で構成した第2の支持部材と、
第1の支持部材の下側に設けられ、第2の支持部材の他端の高透磁率部材と共動して第2の支持部材を吸着固定する磁石内臓ホルダーと、
触針式表面形状測定器の搬送時又は探針の交換時に、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材と共動して第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持する磁力利用固定保持用冶具と、
探針の交換時に、第2の支持部材の他端の高透磁率部材と共動して第2の支持部材を第1の支持部材から引き離したり、第2の支持部材を第1の支持部材に同一軸線に沿って固定する磁力利用治具と、
を有することを特徴とする触針式表面形状測定器。 - 第1の支持部材の固定保持用冶具及び第2の支持部材の着脱用治具が、触針式表面形状測定器の枠体に取付けられていることを特徴とする請求項38に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具が、筒状ガイド本体と、筒状ガイド本体の中央孔に挿入でき、先端に磁石を埋め込んだ操作棒とを有し、操作棒を筒状ガイド本体の中央孔に挿入して操作棒の先端に埋め込んだ磁石により、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材を吸着させることにより第1の支持部材を支点から離して静止状態に保持できるように構成したことを特徴とする請求項38に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具は、第1の支持部材の重心の直上付近に設けた高透磁率部材及び操作棒の先端に埋め込んだ磁石が円形であることを特徴とする請求項40に記載の触針式表面形状測定器。
- 第1の支持部材の固定保持用冶具の操作棒の先端にテーパー部を備え、第1の支持部材の上側に設けた高透磁率部材に対して第1の支持部材の固定保持用冶具を位置決めするように構成したことを特徴とする請求項40又は41に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の着脱用の治具が、第2の支持部材における高透磁率部材の下面と平行にのびる当接面と、該当接面に垂直に設けられガイド孔と、該ガイド孔内を上下に移動でき、先端に磁石を備えた操作棒とを有し、着脱用の治具を第2の支持部材における高透磁率部材の下側に移動し、先端に磁石を備えた操作棒をガイド孔に下から挿入し、第2の支持部材における高透磁率部材に吸着させた後、操作棒を下方へ引くことにより、第2の支持部材を第1の支持部材から取外すように構成されていることを特徴とする請求項38に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の着脱用の治具の当接面の一端に、探針交換時の第1の支持部材に対して交換用の探針を備えた第2の支持部材の位置決めするための段状傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項43に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の着脱用の治具と第1の支持部材との吸着力が、第1の支持部材と第2の支持部材との吸着力より大きくなるように第2の支持部材の着脱用の治具を構成したことを特徴とする請求項38〜44のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の着脱用の治具が取外し用治具と取付け用治具とから成ることを特徴とする請求項38〜45のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
- 第2の支持部材の着脱用の治具が第2の支持部材を取外し及び取付ける両用の治具として構成されることを特徴とする請求項38〜45のいずれか一項に記載の触針式表面形状測定器。
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