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JP4236591B2 - 試料表面分析装置 - Google Patents

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JP4236591B2
JP4236591B2 JP2004001522A JP2004001522A JP4236591B2 JP 4236591 B2 JP4236591 B2 JP 4236591B2 JP 2004001522 A JP2004001522 A JP 2004001522A JP 2004001522 A JP2004001522 A JP 2004001522A JP 4236591 B2 JP4236591 B2 JP 4236591B2
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芳雄 木嶋
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ダイプラ・ウィンテス株式会社
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Description

本発明は、試料表面分析装置に関し、さらに詳しくは、試料の表面を切削するのと正に同時に試料の切削面のデータを測定することが出来る試料表面分析装置に関する。
従来、切刃を試料に切り込ませ試料に対し一方向に相対移動して試料の表面を切削し、その切削結果を解析して試料表面の塗装膜の剪断強度および剥離強度を測定する表面物性解析装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、試料の切削とデータの測定をほぼ同時（切削から１０分以内）に行う分析方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−１９５９３８号公報 特開２００２−３６５１８３号公報
従来の表面物性解析装置による切削面の分析は、測定の邪魔にならない位置まで切刃を動かしてから試料の切削面のデータを測定する必要があり、切削と同時に測定できない問題点があった。
また、従来の分析方法では、切削ポイント（試料の正に切削中の点）で測定しているのではなく、切削により生じた切削面で測定している。このため、実際には切削と同時に測定が行われていない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、試料の表面を切削するのと正に同時に試料の切削面のデータを測定することが出来る試料表面分析装置を提供することにある。
第１の観点では、本発明は、ダイヤモンド切刃の先端部を試料に切り込ませ試料に対し一方向に相対移動して試料の表面を切削する試料表面切削手段と、前記ダイヤモンド切刃を透過して前記先端部に測定光を照射するための光源と、前記先端部を経た測定光を受光する検出器とを具備することを特徴とする試料表面分析装置を提供する。
上記第１の観点による試料表面分析装置では、測定光が透過するダイヤモンド切刃を用い、ダイヤモンド切刃を透過し、ダイヤモンド切刃の先端部から出て試料の切削ポイントで反射された測定光を受光する。これにより、試料の表面を切削するのと正に同時に試料の切削面のデータを測定することが出来る。
なお、ダイヤモンド切刃は赤外線に対する透過率が高いため、赤外線分光分析に適している。
第２の観点では、本発明は、上記構成の試料表面分析装置において、前記ダイヤモンド切刃の先端部および測定光の入出射部を除く全表面または一部表面を遮光膜で被覆したことを特徴とする試料表面分析装置を提供する。
上記第２の観点による試料表面分析装置では、ダイヤモンド切刃の先端部および測定光の入出射部を除く表面からノイズ光が混入することを抑制でき、分析精度を向上させることが出来る。
本発明の試料表面分析装置によれば、試料の表面を切削するのと正に同時に試料の切削面を測定することが出来る。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、実施例１に係る試料表面分析装置１００の構成説明図である。
この試料表面分析装置１００は、ダイヤモンド切刃１と、ダイヤモンド切刃１を固定する切刃取付部材１１と、切刃取付部材１１を介してダイヤモンド切刃１を矢印αのように移動させる切刃移動機構１２と、ダイヤモンド切刃１の先端部１ａにダイヤモンド切刃１を透過して測定光を照射するための光源３と、ダイヤモンド切刃１の先端部１ａから出て試料Ｐで反射され再びダイヤモンド切刃１を透過した測定光を受光する光検出器４と、ダイヤモンド切刃１で試料Ｐの表面を切削すると共に光検出器４による受光結果を基に物性解析を行う表面物性解析装置本体１０と、試料Ｐを保持する試料保持台２０とを具備している。
図１に示すように、ダイヤモンド切刃１の側面は、遮光膜２ｓで被覆されている。
また、図２に示すように、ダイヤモンド切刃１の先端部１ａを除く底面１ｃは、遮光膜２ｃで被覆されている。また、ダイヤモンド切刃１の先端部１ａを除くすくい面１ｄは、遮光膜２ｄで被覆されている。
遮光膜２ｓ，２ｃ，２ｄは、例えばＴｉＮ膜，Ｔｉ膜または無機物膜を蒸着したものである。
表面物性解析装置本体１０は、従来公知の構成もしくは特願２００１−３９３３２２号や特願２００２−０６８８２０号で本願出願人が提案している構成である。
図２は、切削と正に同時に測定を行っている状態を示す概念図である。
測定光は、光源３からダイヤモンド切刃１の光入出射面１ｂを通ってダイヤモンド切刃１内に入射し、ダイヤモンド切刃１の先端部１ａに照射される。
ダイヤモンド切刃１の先端部１ａから出て試料Ｐの切削ポイントＰｐで反射された測定光は、ダイヤモンド切刃１の先端部１ａを通ってダイヤモンド切刃１内に入射し、ダイヤモンド切刃１の光入出射面１ｂから出て、光検出器４で受光される。
実施例１の試料表面分析装置１００によれば、試料Ｐの表面を切削するのと正に同時にリアルタイムで分析するため試料Ｐの切削ポイントＰｐの深さに対応したデータを測定することが出来る。また、遮光膜２ｓ，２ｃ，２ｄによりノイズ光の混入を抑制でき、分析精度を向上させることが出来る。
本発明の試料表面分析装置は、自動車等の塗装膜の性能評価を行うのに利用できる。
実施例１に係る試料表面分析装置を示す構成説明図である。 切削と正に同時に測定を行っている状態を示す概念図である。
符号の説明
１ ダイヤモンド切刃
１ａ 先端部
１ｂ 光入出射面
１ｃ 底面
１ｄ すくい面
２ｃ，２ｄ，２ｓ 遮光膜
３ 光源
４ 光検出器
１０ 表面物性解析装置本体
１１ 切刃取付部材
１２ 切刃移動機構
２０ 試料保持台
１００ 試料表面分析装置
Ｃ 切削片
Ｐ 試料
Ｐｐ 切削ポイント

Claims (2)

  1. ダイヤモンド切刃の先端部を試料に切り込ませ試料に対し一方向に相対移動して試料の表面を切削する試料表面切削手段と、前記ダイヤモンド切刃を透過して前記先端部に測定光を照射するための光源と、試料の切削中に前記先端部から出て試料の切削ポイントで反射された測定光を前記ダイヤモンド切刃を透過して受光する検出器とを具備し、試料の切削深さに対応した試料切削面の光学的データを測定することを特徴とする試料表面分析装置。
  2. 請求項１に記載の試料表面分析装置において、前記先端部および測定光の入出射部を除く全表面または一部表面を遮光膜で被覆したダイヤモンド切刃を用いることを特徴とする試料表面分析装置。
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