特許 6991566 抵抗溶接用の電極チップの先端径測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-10

(45)【発行日】2022-01-12

(54)【発明の名称】抵抗溶接用の電極チップの先端径測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/08 20060101AFI20220104BHJP

   B23K 11/24 20060101ALI20220104BHJP

【ＦＩ】

G01B11/08 H

B23K11/24 336

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017243540

(22)【出願日】2017-12-20

(65)【公開番号】P2019109176

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2020-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】516080563

【氏名又は名称】株式会社フコク東海

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 孝

【審査官】櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０８７２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２０１３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７０９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３２０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２００８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０５２３０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１６０９７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｂ２３Ｋ １１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

略半球状のドーム部と前記ドーム部よりも曲率の小さな先端面とを有する抵抗溶接用の電極チップの前記先端面の直径を測定する先端径測定装置であって、
前記先端面と前記ドーム部の少なくとも一部とを含むチップ先端部分が露出した状態で前記電極チップを収容するチップ収容部と、
前記チップ収容部に収容された前記電極チップの前記チップ先端部分に、入射光を斜め方向から入射させる光源部と、
前記入射光が前記チップ先端部分で反射された反射光を撮像するためのカメラを有する撮像光学系と、
前記カメラで撮像された前記反射光の画像を処理することによって、前記電極チップの前記先端面の直径を測定する画像処理装置と、
を備え、
前記入射光は、前記チップ先端部分への前記入射光の入射方向と、前記チップ先端部分からの前記反射光の射出方向との両方に垂直な方向に延びた直線状のライン光線であり、
前記画像処理装置は、
（ａ）前記反射光の画像を細線化することによって、前記反射光を表す曲線を含む細線化画像を生成する処理と、
（ｂ）前記細線化画像の曲線と、予め設定された標準曲線とが２点で接するように前記細線化画像の曲線と前記標準曲線との位置関係を調整する処理と、
（ｃ）前記２点の間の距離を前記先端面の直径として測定する処理と、
を実行する、先端径測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の先端径測定装置であって、
前記標準曲線は、前記ドーム部の半径と等しい半径を有する円弧である、先端径測定装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の先端径測定装置であって、
前記光源部は、
ライン光線を射出するライン光源と、
前記ライン光源から射出された前記ライン光線を、前記ライン光線が延びる直線方向に拡散成形し照明ムラを解消させる方向性光拡散板と、
を有する、先端径測定装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の先端径測定装置であって、
前記電極チップは、銅で形成されており、
前記入射光は、６００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光である、先端径測定装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の先端径測定装置であって、
前記チップ先端部分への前記入射光の入射角は約４５度である、先端径測定装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の先端径測定装置であって、
前記処理（ｂ）は、前記細線化画像の曲線と前記標準曲線とが２点で接するように前記細線化画像の曲線と前記標準曲線の相対的な傾きを調整する処理を含む、先端径測定装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の先端径測定装置であって、
前記チップ収容部は、一対の前記電極チップを前記先端面同士が対向する状態で収容する一対の収容部を有し、
前記光源部は、前記チップ収容部に収容された前記一対の電極チップの前記チップ先端部分に前記入射光をそれぞれ入射させる一対の光源を有し、
前記撮像光学系は、前記一対の電極チップの前記チップ先端部分で反射された一対の前記反射光を１台の前記カメラに導く導光光学部品を含む、先端径測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抵抗溶接用の電極チップの先端径の測定に関するものである。

【背景技術】

【0002】

抵抗溶接機は、一対の電極チップを用いて溶接対象のワークを挟んだ状態で抵抗溶接を実行する。しかし、抵抗溶接を行うにつれて電極チップの先端が変形するので、ある程度変形が進行すると、望ましい形状のナゲットを形成できなくなる。そこで、所定回数の抵抗溶接を行なう度に、変形の進行度に関わらずチップドレッサ－を用いて電極チップの先端部分を成形する処理などを行っているのが普通である。抵抗溶接の品質を維持するためには、都度その形状を確認する検査を行い、成形などの処理の要否を判断するのが望ましいが、現状は実施されていないことが多い。

【0003】

特許文献１には、電極チップの形状を検査する装置が開示されている。この検査装置は、１台のカメラと１つの反射鏡とを有しており、一対の電極チップのうちの一方はカメラによって直接的に画像の検出を行うとともに、他方の電極チップは反射鏡を介して間接的に画像の検出を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２８５７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１には、電極チップの画像からどのように先端面の形状を検出するかについては記載されていない。電極チップの先端部分の画像において、先端面とその周囲のドーム部分との間の境界は必ずしも明確でないため、通常の画像処理によって電極チップの先端面の直径を精度良く測定することは困難である。また、例えば表面粗さ計を用いて電極チップの先端径を測定する方法もあるが、これには多大な測定時間を要するという問題がある。そこで、短い測定時間で精度良く電極チップの先端径を測定する技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、略半球状のドーム部と前記ドーム部よりも曲率の小さな先端面とを有する抵抗溶接用の電極チップの前記先端面の直径を測定する先端径測定装置が提供される。この先端径測定装置は、前記先端面と前記ドーム部の少なくとも一部とを含むチップ先端部分が露出した状態で前記電極チップを収容するチップ収容部と；前記チップ収容部に収容された前記電極チップの前記チップ先端部分に、入射光を斜め方向から入射させる光源部と；前記入射光が前記チップ先端部分で反射された反射光を撮像するためのカメラを有する撮像光学系と；前記カメラで撮像された前記反射光の画像を処理することによって、前記電極チップの前記先端面の直径を測定する画像処理装置と；を備える。前記入射光は、前記チップ先端部分への前記入射光の入射方向と、前記チップ先端部分からの前記反射光の射出方向との両方に垂直な方向に延びた直線状のライン光線である。前記画像処理装置は、（ａ）前記反射光の画像を細線化することによって、前記反射光を表す曲線を含む細線化画像を生成する処理と、（ｂ）前記細線化画像の曲線と、予め設定された標準曲線とが２点で接するように前記細線化画像の曲線と前記標準曲線との位置関係を調整する処理と、（ｃ）前記２点の間の距離を前記先端面の直径として測定する処理と、を実行する。
この先端径測定装置によれば、ライン光線がチップ先端部分で反射された反射光の細線化画像の曲線と標準曲線とが２点で接するように両者の位置関係を調整し、その２点の間の距離を先端面の直径として測定するので、短い測定時間で精度良く電極チップの先端径を測定することができる。

【0008】

（２）前記先端径測定装置において、前記標準曲線は、前記ドーム部の半径と等しい半径を有する円弧であるものとしてもよい。
この先端径測定装置によれば、より精度良く先端面の直径を測定できる。

【0009】

（３）前記先端径測定装置において、前記光源部は、ライン光線を射出するライン光源と、前記ライン光源から射出された前記ライン光線を、前記ライン光線が延びる直線方向に拡散成形し照明ムラを解消させる方向性光拡散板と、を有するものとしてもよい。
この先端径測定装置では、光拡散板でライン光線を拡散成形するので、照射面ではそれらの光は重なり合い、チップ先端部分が鏡面に近い場合にも、先端面の直径を精度良く測定できる。

【0010】

（４）前記先端径測定装置において、前記電極チップは、銅で形成されており、前記入射光は、６００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光であるものとしてもよい。
この先端径測定装置では、チップ先端部分が平滑な場合と凹凸が大きくポーラスな場合とで反射率があまり大きく変わらないので、先端面の直径を安定して精度良く測定できる。

【0011】

（５）前記先端径測定装置は、前記チップ先端部分への前記入射光の入射角は約４５度であるものとしてもよい。
この先端径測定装置によれば、光学系の構成を簡略化しつつ、測定精度を高めることができる。

【0012】

（６）前記先端径測定装置において、前記処理（ｂ）は、前記細線化画像の曲線と前記標準曲線とが２点で接するように前記細線化画像の曲線と前記標準曲線の相対的な傾きを調整する処理を含むものとしてもよい。
この先端径測定装置によれば、前記細線化画像が傾いている場合にも、傾きの調整を行うことによって、先端径の測定を精度良く行うことができる。

【0013】

（７）前記先端径測定装置において、前記チップ収容部は、一対の前記電極チップを前記先端面同士が対向する状態で収容する一対の収容部を有し；前記光源部は、前記チップ収容部に収容された前記一対の電極チップの前記チップ先端部分に前記入射光をそれぞれ入射させる一対の光源を有し；前記撮像光学系は、前記一対の電極チップの前記チップ先端部分で反射された一対の前記反射光を１台の前記カメラに導く導光光学部品を含むものとしてもよい。
この先端径測定装置によれば、一対の電極チップの先端径を一度に測定できるので、測定時間を短縮することが可能である。

【0014】

本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、先端径測定方法の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】先端径測定装置の斜視図。

【図2】装置本体の断面図。

【図3A】光源部の構成を示す正面図。

【図3B】光源部の構成を示す平面図。

【図4】電極チップの断面図。

【図5】チップ先端部分におけるライン光線の入射状態を示す斜視図。

【図6】チップ先端部分におけるライン光線の入射状態の拡大図。

【図7】先端径の測定手順を示すフローチャート。

【図8】細線化で得られた一対の細線化画像を示す図。

【図9】反射光の細線化画像の曲線と標準曲線との相対距離を示す説明図。

【図10】拡散板の有無の効果を比較して示す説明図。

【図11】各種の金属部材の反射率スペクトルを示す図。

【図12】赤色レーザーと青紫レーザーで得られる画像を比較して示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、一実施形態における先端径測定装置４００を示す斜視図である。この先端径測定装置４００は、装置本体１００と、画像処理装置２００とを有している。装置本体１００と画像処理装置２００は、電気配線で接続されている。但し、両者を一体としてもよい。

【0017】

装置本体１００は、筐体１１０と、筐体１１０の上下に設けられた一対の凹部１１２と、凹部１１２にそれぞれ設けられたチップ収容部１２０とを有している。装置本体１００の構造については更に後述する。

【0018】

画像処理装置２００は、プロセッサーとメモリーとを有するコンピューターであり、不揮発性メモリーに格納されたコンピュータープログラムを実行することによって、装置本体１００の制御や後述する画像処理を実行する。なお、ＡＳＩＣなどのハードウェア回路を用いて画像処理装置２００の機能を実現することも可能である。画像処理装置２００は、表示部２１０を有しており、この表示部２１０に一対の電極チップの測定結果を表示することができる。図１の例では、上側の電極チップと下側の電極チップのそれぞれについて、ＯＫかＮＧかが表示される。「ＯＫ」は電極チップの先端面の直径が所定の許容範囲内にあることを意味しており、「ＮＧ」は許容範囲外であることを意味している。

【0019】

図２は、装置本体の断面図である。前述したように、筐体１１０の上下に設けられた一対の凹部１１２には、チップ収容部１２０がそれぞれ形成されている。チップ収容部１２０は、電極チップ３００のチップ先端部分が露出した状態で、電極チップ３００を収容する部分である。２つのチップ収容部１２０は対向して設けられており、一対の電極チップ３００を、それらの先端面同士が対向する状態で収容する。

【0020】

チップ収容部１２０の左側には、一対の光源１３０を有する光源部が配置されている。各光源１３０は、直線状のライン光線ＬＬを射出するライン光源である。ライン光線ＬＬは、チップ収容部１２０に収容された電極チップ３００のチップ先端部分に斜め方向から入射する入射光となる。また、ライン光線ＬＬは、チップ先端部分へのライン光線ＬＬの入射方向と、チップ先端部分からの反射光の射出方向との両方に垂直な方向（図２の紙面に垂直な方向）に延びた直線状の光である。なお、「反射光の射出方向」は、チップ先端が平面であると仮定したときの鏡面反射方向である。図２の例ではライン光線ＬＬの入射角は約４５度であるが、入射角を４５度以外の角度に設定してもよい。但し、入射角を約４５度（例えば４５度±２度）に設定すれば、後述する画像処理において、電極チップ３００の先端径をより精度良く測定できる点で好ましい。

【0021】

チップ収容部１２０の右側には、撮像光学系１７０が配置されている。撮像光学系１７０は、チップ先端部分で反射された反射光を撮像するためのカメラ１６０と、チップ先端部分からの反射光をカメラ１６０に導く導光光学部品としてのミラー１４０，１５０とを有している。カメラ１６０は、一対の電極チップ３００のチップ先端部分で反射された一対の反射光を同時に２次元画像として撮像する。なお、導光光学部品としては、ミラー１４０，１５０以外の光学部品を用いることも可能である。また、導光光学部品を使用せｔずに、チップ先端部分で反射された反射光が直接カメラに入射するように構成することも可能である。但し、ミラー１４０，１５０のような導光光学部品を使用すれば、１台のカメラ１６０で一対の電極チップ３００の反射光画像を撮像できるので、装置構成を簡略化できる。

【0022】

図３Ａは、１つの光源１３０の構成を示す正面図であり、図３Ｂはその平面図である。光源１３０は、ライン光線ＬＬを射出するライン光源１３２と、光拡散板１３４とを有している。図３Ａ及び図３Ｂでは、ライン光線ＬＬは、Ｙ方向に延びる直線状の光である。ライン光源１３２は、例えばレーザー光源である。レーザー光源としては、６００ｎｍ以下の波長を有するものを使用することが好ましい。レーザー光源の好ましい例については更に後述する。

【0023】

光拡散板１３４は、ライン光源１３２から射出されたライン光線ＬＬを拡散成形し、照射面での照明ムラを解消する機能を有している。光拡散板１３４は、ライン光線ＬＬの幅方向には拡散せず、ライン光線ＬＬが延びる直線方向にのみ拡散成形して、照明ムラを解消する方向性光拡散板であることが好ましい。光拡散板１３４としては、例えば、微小でランダムなレンズアレイで構成されたレンズ拡散板（Light Shaping Diffusers）を使用することが可能である。光拡散板１３４の効果については後述する。なお、光拡散板１３４は省略可能である。

【0024】

図４は、電極チップ３００の断面図である。電極チップ３００は、円柱部３１０と、略半球状のドーム部３２０と、ドーム部３２０よりも曲率の小さな先端面３３０とを有する。ドーム部３２０の半径Ｒａは、円柱部３１０の直径Ｄａの１／２である。先端面３３０は、平面又は凸状の曲面であり、直径Ｄｂ（「先端径Ｄｂ」と呼ぶ）を有する円状の表面である。代表的な電極チップ３００の寸法は、Ｄａ＝１６ｍｍ，Ｒａ＝８ｍｍ，Ｄｂ＝６ｍｍである。また、先端面３３０の曲率半径は、例えば４０ｍｍである。但し、電極チップ３００の寸法としては、これら以外の任意の寸法のものを使用可能である。例えば、先端面３３０は平面としてもよい。先端面３３０が平面である場合には、その曲率はゼロである。本明細書において、「ドーム部３２０よりも曲率の小さな先端面３３０」という語句は、先端面３３０が平面である場合も含んでいる。

【0025】

図５は、チップ先端部分におけるライン光線ＬＬの入射状態を示す斜視図であり、図６はその拡大図である。これらの図は、図２においてミラー１４０から電極チップ３００のチップ先端部分を観察した状態に相当する。本明細書において、「チップ先端部分」とは、電極チップ３００の先端面３３０と、先端面３３０の近傍にあるドーム部３２０の少なくとも一部とを含む部分を意味している。電極チップ３００は、装置本体１００のチップ収容部１２０（図２）からチップ先端部分が露出した状態でチップ収容部１２０に収容される。従って、ライン光線ＬＬは、先端面３３０とドーム部３２０の少なくとも一部とを含むチップ先端部分に照射される。

【0026】

図５には、電極チップ３００のチップ先端部分におけるライン光線ＬＬの照射位置を示す曲線Ｃｍが一点鎖線で描かれており、また、予め設定された標準曲線Ｃrefが実線で描かれている。カメラ１６０で撮像される画像は、このような曲線Ｃｍを含む画像となる。図５の例では、標準曲線Ｃrefは、ドーム部３２０の半径Ｒａと同じ半径を有し、先端面３３０が無いものと仮定してドーム部３２０の外形に沿って描いた仮想的な円弧である。図６に拡大して示すように、ライン光線ＬＬの照射位置を示す曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefは、先端面３３０の両端の２点Ｅｇで互いに接する。ライン光線ＬＬが先端面３３０の中央を照射する状態では、これらの２点Ｅｇの間の距離は、先端径Ｄｂに等しい。そこで、後述する画像処理では、これらの２点Ｅｇを検出することによって先端径Ｄｂを測定する。

【0027】

図７は、先端径Ｄｂの測定手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１０では、一対の電極チップ３００の先端を、チップ収容部１２０（図２）にそれぞれ挿入する。この動作は、例えば溶接ロボットによって自動的に行われる。ステップＳ１２０では、画像処理装置２００の制御により、光源１３０からのライン光線ＬＬをチップ先端部分に照射し、その反射光をカメラ１６０で撮像することによって反射光画像を生成する。ステップＳ１３０では、反射光画像を細線化することによって、反射光を表す曲線を含む細線化画像を生成する。

【0028】

図８は、細線化で得られた一対の細線化画像Ｍ１，Ｍ２の例を示している。これらの細線化画像Ｍ１，Ｍ２は、２つの電極チップ３００について図６で説明したライン光線ＬＬの照射位置を示す曲線Ｃｍ（すなわち、反射光を表す曲線）をそれぞれ含んでいる。ステップＳ１３０において細線化を行う理由は、図３Ａで説明したように、ライン光線ＬＬの幅ＬＤ２が拡大されているので、その反射光の画像をそのまま用いて図６に示す２点Ｅｇを検出すると測定精度が十分でない可能性があるためである。反射光画像の細線化を行えば、細線化画像Ｍ１，Ｍ２における曲線Ｃｍの線幅が狭くなるので、２点Ｅｇの位置をより正確に決定することができ、先端径Ｄｂの測定精度を向上させることが可能となる。なお、細線化処理では、曲線Ｃｍの線幅を１画素にまで細らせることが好ましい。

【0029】

図７のステップＳ１４０では、細線化で得られた細線化画像Ｍ１（又はＭ２）の曲線Ｃｍが、標準曲線Ｃrefと２点で接するように細線化画像Ｍ１（又はＭ２）と標準曲線Ｃrefとの位置関係を調整する。この処理は、２つの細線化画像Ｍ１，Ｍ２のそれぞれに対して行われる。図６で説明したように、反射光を表す曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefとは２点Ｅｇで接する。そこで、ステップＳ１４０では、細線化画像Ｍ１（又はＭ２）の曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefの相互の距離関係を調整することによって、２つの線が２点で接するように調整が行われる。図６の例において、曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefの相互の距離の調整は、これらの曲線Ｃｍ，Ｃrefの一方を上下に移動することによって行われる。なお、図８の上側の例のように、細線化画像Ｍ１の曲線Ｃｍが若干傾いているような場合も発生し得る。この場合には、細線化画像Ｍ１の曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefとが２点で接するように細線化画像Ｍ１の曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefの相対的な傾きを調整する処理を実行することが好ましい。具体的には、細線化画像Ｍ１の曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefの相対的な傾きを調整する処理と、両者が接するまで相互の距離を調整する処理とを繰り返し実行することによって、両者が２点でのみ接する状態を探索することが好ましい。

【0030】

図９は、反射光の細線化画像の曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefとの相対距離を示す説明図である。細線化画像Ｍ１（又はＭ２）の曲線Ｃｍと標準曲線Ｃrefが２点Ｅｇで接するように調整が行われた状態では、２つの曲線Ｃｍ，Ｃrefの相対距離ΔＣは、２つの接点Ｅｇでゼロとなり、他の位置では非ゼロとなる。上述したステップＳ１４０では、このような状態が得られるまで調整が実行される。

【0031】

ステップＳ１５０では、２つの曲線Ｃｍ，Ｃrefの２つの接点Ｅｇの距離を測定し、その距離を先端面３３０の直径Ｄｂとして決定する。測定結果は、表示部２１０（図１）に表示される。すなわち、上側の電極チップ３００と下側の電極チップ３００のそれぞれについて、電極チップ３００の先端面３３０の直径Ｄｂが所定の許容範囲内にあるか、或いは許容範囲外であるかが表示される。

【0032】

以上のように、本実施形態では、ライン光線ＬＬがチップ先端部分で反射された反射光の細線化画像の曲線Ｃｍと、標準曲線Ｃrefとが２点で接するように両者の位置関係を調整し、その２点の間の距離を先端面３３０の直径Ｄｂとして測定するので、短い測定時間で精度良く電極チップ３００の先端径を測定することができる。

【0033】

図１０は、光拡散板１３４（図３Ａ，図３Ｂ）の有無の効果を比較して示す説明図である。図１０の上部は、光拡散板１３４を使用しない状態においてカメラ１６０で撮像された画像の例を示しており、図１０の下部は光拡散板１３４を使用した状態においてカメラ１６０で撮像された画像の例を示している。以下に説明するように、光拡散板１３４は、電極チップ３００のチップ先端部分の凹凸の程度に拘わらずに先端径測定を安定して行えるようにするために設けられている。

【0034】

電極チップ３００のチップ先端部分は、未使用状態（新品状態）では凹凸が少ない鏡面状態にあり、使用につれて凹凸が激しくなる。チップドレッサーを用いて電極チップ３００のチップ先端部分を切削した場合には、鏡面状態に近い状態に戻ることが多い。チップ先端部分が鏡面状態に近い場合には、反射光のかなりの部分がカメラ１６０の画角より外に反射してしまい、像として捉えることができなくなる可能性がある（図１０の上部の画像の例）。このような問題は、特に、ライン光線ＬＬが指向性の高いレーザー光である場合に顕著である。光拡散板１３４は、このような問題に対処するために設けられたものである。すなわち、光拡散板１３４によってライン光線ＬＬをライン方向に拡散成形すれば、図１０の下部に示すように、チップ先端部分が鏡面状態に近い場合にも、拡散した光が重なり合い、凸凹が多い場合と同様に安定した画像を得ることができる。この結果、先端面３３０の直径Ｄｂを精度良く測定できる。

【0035】

図１１は、各種の金属部材の反射率スペクトルを示す図である。この図は、電極チップ３００の表面が鏡面に近い状態における反射率を示している。金属銅の場合には、光の反射率は赤色光（６５０ｎｍ）で約８０％、青紫色光（４０５ｎｍ）で約２５％となる。一方、本願の発明者の実験によれば、電極チップ３００のチップ先端部分の凹凸が大きくポーラスな場合には、光の反射率は金属材質や波長によらず約２０％である。この場合の反射率の比は、赤色光の場合には８０／２０＝４倍となり、青紫色光の場合には２５／２０＝１．２倍となる。すなわち、ライン光線ＬＬとして青紫色光を使用した場合には、反射光強度の比の変動率が赤色光の場合の約１／３～１／４であり、より安定している点で好ましい。

【0036】

図１２は、チップ先端部分の凹凸が大きな状態において、赤色レーザー（６５０ｎｍ）と青紫色レーザー（４０５ｎｍ）で得られる反射光画像の例を比較して示す図である。この例から理解できるように、青紫色レーザーを使用した場合には、チップ先端部分の凹凸が大きな場合にも、反射光画像の幅が過度に大きくなることを抑制できる。これは、青紫色レーザーでは、チップ先端部分が平滑な場合とポーラス状になっている場合とで反射率があまり大きく変わらないからであると推定される。従って、青紫色レーザーを用いれば、赤色レーザーよりも先端径の測定精度を高めることが可能である。

【0037】

なお、図１１を参照すると、金属銅の反射率は波長が６００ｎｍ以下で５０％未満となって比較的安定している。この点を考慮すると、ライン光線ＬＬとしては、６００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を使用することが好ましく、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を使用することが更に好ましい。

【0038】

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することが可能である。例えば、以下のような他の実施形態を採用することも可能である。

【0039】

（１）上述した実施形態では、標準曲線Ｃrefとして、ドーム部３２０の半径Ｒａと同じ半径を有する円弧を使用していたが、標準曲線Ｃrefとしてはこれ以外の曲線を使用しても良い。例えば、標準曲線Ｃrefとして、ドーム部３２０の半径Ｒａの０．８倍以上１．２倍以下の半径を有する円弧を使用することも可能である。但し、標準曲線Ｃrefを、ドーム部３２０の半径Ｒａと等しい半径を有する円弧とすれば、より精度良く先端面３３０の直径Ｄｂを測定できる。

【0040】

（２）上述した実施形態では、電極チップ３００のチップ先端部分へのライン光線ＬＬの入射角を約４５度としたが、これ以外の角度に設定しても良い。例えば、入射角を、４５度±１０度の範囲の角度とすることも可能である。但し、ライン光線ＬＬの入射角を約４５度とすれば、光学系の構成を簡略化しつつ、測定精度を高めることができる。

【0041】

（３）上述した実施形態では、先端径測定装置４００は、装置本体１００に一対の電極チップ３００を収容して同時にその先端径を測定できるものとしたが、１つの電極チップ３００のみを対象として先端径を測定する装置としても構成しても良い。但し、一対の電極チップ３００の先端径を一度に測定できるようにすれば、測定時間を短縮することが可能である。

【符号の説明】

【0042】

１００…装置本体、１１０…筐体、１１２…凹部、１２０…チップ収容部、１３０…光源、１３２…ライン光源、１３４…光拡散板、１４０，１５０…ミラー、１６０…カメラ、１７０…撮像光学系、２００…画像処理装置、２１０…表示部、３００…電極チップ、３１０…円柱部、３２０…ドーム部、３３０…先端面、４００…先端径測定装置

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】