テーパーRIE技術を用いて、傾斜吸収体を持つX線リソグラフィー用のグレイマスクを作製した。テーパーRIEではプロセスチェンバー内の圧力調整により、Si構造体の傾斜角を60°から71°の範囲で制御できた。X線吸収体の厚みを変化させて、X線の透過強度を局所的に調整し、レジスト上に照射されるX線のエネルギー分布を制御した。TERASのBL-4において、X線リソグラフィーの実験を行い、傾斜曲面を持つPMMAレジスト構造体の作製に成功した。

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われわれは、これまでアルゴン減圧プラズマ(物理的プラズマ活性化法)により金電極を介した光学素子とシリコン基板の表面活性化接合について報告した。一方、近年ワイヤボンディング(超音波接合)などの前処理に用いられている酸素大気圧プラズマは化学的に表面を洗浄するが、チップボンディングへの適用可能性は明らかにされていない。本研究では、両者を用いたAu-Au表面活性化接合を行い、その接合性の違いを比較した。

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V溝等の加工を施したシリコンベンチの所定の位置にニオブ酸リチウム光導波路チップを集積するには、大きな熱膨張係数差のために高精度な低温チップボンディンング技術が欠かせない。本研究では、表面活性化接合法を用いて、Auを介したニオブ酸リチウム光導波路チップとV溝加工を施したシリコン基板への高精度(±1.0μm)な常温接合(大気中)に成功し、パッシブアライメント実装による光ファイバとの接続を実現した。

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マイクロコイルはインダクターとして電子機器に搭載されており,電子デバイスがモバイル化されるに伴い,さらなる小型化と高性能化が求められている.我々はLIGAプロセスを用いたマイクロコイルの作製プロセスを提案した.このプロセスでは性能向上にコイルラインの高アスペクト比化が重要となってくる.それに対し高粘度レジストとディッピング法を用いることで,アスペクト比5以上のマイクロコイルラインの作製に成功した.

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バックライトユニットの光源である導光板は、反射ドットによりLEDから入射した光を面光源に変換する素子である。光学シミュレーションではテーパー角68 °～78 °の円錐台形状の微細反射ドットにより導光板を高輝度化できることがわかった。我々は、リソグラフィ技術をもとに新たに回折露光法を考案し、微細円錐台構造体を有する金型マスター、電鋳よる金型、射出成形によるUV-LIGAプロセスで導光板を作製した。

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MEMS分野で期待される高機能マイクロデバイスの開発を目的として,30wt%のカーボンナノチューブ(CNT)を添加し,かつその配向を制御したPP/CNTナノコンポジットフィルムを用いて,一辺が1～10μmのV溝をマイクロ・ナノインプリント法によって成形した.転写試料のSEM観察,三次元形状測定などからフィルムへの高い形状転写性が確認された.

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我々は,小型血球分析装置の実現を目標とし,MEMSプロセスを応用した微小血液センサの開発を行っている.本検討では,血球計数センサ,ヘモグロビン濃度センサ,および試料秤量センサを,1枚の血球分析チップ内に小型化,集積化したので報告する.血球分析チップは,永久構造用厚膜レジストSU-8を用い,各センサを基板面垂直方向に積層した.製作したチップにて,基準血液試料の測定を行い,良好な結果を得た.

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線径が100μm以下のタングステン線,ステンレス線,フロロカーボン線を用いて,ピッチが40μmのマイクロねじ,マイクロナット,モジュールがm=31.2μmのマイクロ斜歯歯車,および,マイクロタービン翼,マイクロ静圧軸受けを試作した.本研究では,これら超極細ワイヤーを用いたマイクロ機械要素についてその試作結果を報告する.

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シリコンウエハは年々大口径化の道を辿っており,それに伴ってラップ装置も大型化しつつある.本研究では大型化するラップ盤の省スペース化を目指して枚葉方式のラップ盤を試作した.そこで,本報告では8インチサイズの円板型工作物を枚様式ラップ盤で研磨加工した時,加工時間の経過と共に初期うねりの変化する様子を観察し,枚葉ラップ盤の基礎的な加工特性を評価した結果について述べる.

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フラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板やそのリソグラフィ工程に使用されるフォトマスクは大型化が進み，大面積化に伴う平坦度の向上が問題となっている．そこで，ポリシングに利用しているすきま理論をラッピングシミュレーションに適用し，形状修正ラッピングの実現を目指す．本報告では，小形工具による揺動ラッピングについて揺動位置固定と等速揺動条件で実験を行い，シミュレーションと比較した．

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本研究ではダイヤモンドペレット（ＤＰ）を用いた低速領域での定圧研削加工において，特に，単一ＤＰを用いた場合の研削加工特性に及ぼす諸要因を明らかにすることを目的としている．ここでは，定圧・低速研削加工において研削量と研削距離の相関関係をＤＰ直径，研削速度，研削時間をパラメータとして検討した結果を述べる．

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非球面の加工に揺動速度制御型研磨法を適用した．本報告では，大口径ウエハの高精度研磨用に開発した揺動速度制御型連続研削・研磨装置を用いることを前提として，非球面研磨のシミュレーションを行った結果について明らかにする．球面を初期形状として非球面研磨をシミュレートし，使用する工具の最適径と加工時間の関係を明らかにするとともに，平面工具を用いて，20mの曲率半径をもつ300mm径非球面を±0.02μm以下の形状精度に短時間で修正できることを理論的に示した．

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近年,研磨作業の自動化が進んでいるが,自由曲面を対象にした研磨作業については未だ手作業に頼る比率が高い.本研究では,産業用ロボットに形状データのない自由曲面を自律的に研磨させるシステムの開発を試みた.圧電型動力計から得られる研磨抵抗値を用いて工具の位置決めを行う方法について検討した.また,形状を崩すことなく表面粗さを向上させる条件についても検討した.

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微細穴で高アスペクト比穴を加工するとき,穴深さが増加するにつれて,加工能率が低下する問題がある.その原因を追究するために,マスク厚さを変えて加工特性を調べた.その結果,アスペクト比および噴射量が重要な要因であることが分かった.

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近年,工業製品の高品質化,高機能化に伴い,仕上げ工程に対する要求がますます高くなってきていて,最終仕上げ工程においては,熟練者の手作業に頼っているのが現状である. そこで本研究では,高能率化,低コスト化の実現のために,動物性蛋白質を研磨メディアに適用したブラスト研磨法を提案し,最終仕上げ工程の自動化を試みた.本報では,研磨メディアの水分含有量が研磨特性に及ぼす影響について検討した.

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著者らは，今までシリコンオイルを溶媒にし，分散剤に砥粒を用いた機能性流体を開発し，電界下で高い研磨効率を得る工法を得た．この機能性流体の特徴は交流電界を与えると，砥粒が活発に動く現象を示すことである．本研究では，これらの特徴を活かしたマイクロ部品用の新たな簡便な加工方法を得ることを検討している．この技術の特徴は，高速に回転する工具の周囲に電界によって集まる砥粒を含んだ機能性流体が試料に溝堀加工を施す技術である．将来，医療部品や薄膜などの切断技術として可能性が広がるものと期待している．

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修正輪型研磨加工では加工中の砥粒の様子を直接観察することができない。そこで、定盤を鋳鉄から透明なアクリルに変更したスケルトン研磨機を開発した。本研究では、この研磨機を用いて砥粒の動きを観察することにより、研磨現象を解明する。砥粒の流れる様子と個々の動きをそれぞれ観察し、砥粒の種類や大きさなど実験条件の影響を比較した。

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両面研磨機は加工物は定盤に挟まれることによって加工されるため、通常では加工面の観察は不可能であり、砥粒の供給状態は把握できていない。加工現象を観察するには定盤を透明にするだけでなく、観察用カメラを設置する場所を工夫する必要がある。本研究では通常の両面研磨機の4軸構造に1軸を追加する研磨機を新に設計・製作した。

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旧来から用いられている電解研磨法は,工作物のうねりを除去できるという特徴を有するが取りしろが大きく精度を必要とするものには不適である.一方で,ラッピングテープによる研磨加工は,工作物のうねり除去は難しいが高い加工精度が得られる特徴がある.そこで本研究では,従来の電解研磨法に砥粒加工を複合させた電解砥粒研磨法に着目し,Ti材料に対する研磨特性(仕上面粗さ,うねり波長、研磨量)を検討した.

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シリコンウェーハやハードディスクにおいてはそれらエッジ部付近をだれることなく高平坦に研磨することが強く求められている.これに対しリテーナリングや硬質研磨パッドの使用などが試みられているが,エッジ形状の再現性や加工能率などに多くの課題がある.そこで本研究では高い加工能率で工作物エッジ形状を極めて平坦に仕上げることのできる研磨パッドを提案,開発したので報告する.

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本研究では構造を制御した,すなわち砥粒層と繊維層を交互にスパイラル状に配置した固定砥粒研磨パッドを提案,開発している.前報までに光学ガラスを対象に水のみの供給による加工を行い,スラリーを用いる通常の研磨加工と同等の加工面品位,そしてより高い加工能率を達成し,その有用性を示すことができた.本報ではパッド表面の状態を評価し,加工能率に与える影響を検討したので,その内容について報告する.

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これまで開発した「CM砥石」はシリコンウエハ加工において，CMPと同等な加工面の実現が可能である．乾式加工のため対環境に優れており，従来のCMPに代わる新しい加工法として注力している．CMPと比較して優位性を持たせるには加工能率の向上が重要である．本研究では，既に加工品位で実績のある砥石をベースに砥石の組成を変化させることにより，加工能率に影響する因子を調査したので，その結果を報告する．

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SiC単結晶は、次世代半導体材料として注目されているが、高硬度で化学的にも安定であり、加工が極めて難しい材料である。しかし、デバイス形成のためには、表面が原子レベルで超平坦に加工されている必要があり、AFMによるRa値が1Å以下であることや、最表面まで原子配列が乱れることなく単結晶状態であることが要求される。本稿では、コロイダルシリカをベースとしたスラリーを用いてSiC単結晶のこれらの高品位研磨を達成したので報告する。

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シリコンウェーハの各研磨工程間において、ウェーハ表面には自然酸化膜が形成されてしまう。自然酸化膜除去には、機械的研磨作用が強く影響し、シリコン単結晶の研磨とはメカニズムが異なる為、研磨を効率よく進めるには化学的作用と機械的作用のバランスを取る必要がある。本研究では、自然酸化膜除去方法に関して、パッド及びスラリーの両面から検討を行った。

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視覚と力覚のセンサーフュージョンによるロボットの移動対象物への倣い作業を取り上げる.CCDカメラを用いて移動するブロックを連続撮影し,画像処理を行うことにより移動するブロックの角の情報を連続して得ることができる.また,力覚センサを用いてブロック側面との接触力の情報を得ることができる.これら二つの情報を同時に用いてロボットを制御することにより,移動対象物への正確な倣い作業をロボットに行わせる.

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公称モデルを用いたロボットの制御はティーチングプレイバック方式に比べ時間と労力を必要としないが,絶対位置決め精度に問題がある.本論文では光学反射式モーションキャプチャーシステムを用いてロボットのキャリブレーションを行い,モデル化誤差を推定する.推定したモデル化誤差に加え,作業領域ごとのモデル補正をニューラルネットにより行うことで絶対位置決め精度を向上させる手法を提案する.

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筆者らはミニチュアロボットの位置計測に位置検出素子(PSD)を用いてきた。ミニチュアロボットに3個のPSDを正三角形状に搭載し、レーザを搭載したリニアステージをミニチュアロボットの周りに正三角形状に配置する。ミニチュアロボットの位置は各レーザの位置とPSD出力から求められる。本稿では計測基準であるレーザをシステム上方に取り付け、ミニチュアロボットの多様な動作に対応する広範囲な位置計測方法について検討する。

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本研究では移動ロボットのデッドレコニングのため，2CCDカメラからの路面画像を用いてロボットの平面運動を求める方法を提案し，実験結果とともに報告する．提案手法では，ロボット機体の2カ所に取り付けたカメラ画像のオプティカルフローを求め，それぞれのX，Y速度ベクトルを組み合わせ，回転も含めた任意の平面運動を演算することで，画像処理の簡略化，精度の向上を図った．

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独立二輪駆動方式の移動体での障害物回避に関する研究は多くなされている.その多くは移動体を円形近似し全方向移動可能な質点として軌道を生成しているが,電動車いすなどが屋内などの狭い空間を通過するような場合には通路が潰れてしまうなどの理由からその方法は適用しにくい.そこで我々は移動体の形状を多角形で近似することにより局所的な障害物回避方法を提案し,実際に電動車いすに適用した.

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強化学習では報酬が最大となる行動が選択されるが、得られた結果に使用者が満足しない場合がある。その原因の一つに設定した報酬が使用者の意図を適切に表現していないことが挙げられる。特に、現実的なタスクではユーザの全ての要求を適切に表現できる報酬関数を定義できないため、強化学習が十分に対応できないと考えた。本研究では，２リンクアームロボットのリーチング問題を取り上げ、複数報酬を導入する有効性を確認した。

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ロボットマニピュレータを用いた軌道計画問題について様々な研究がなされている。未知環境や環境が変化する場合などでも軌道計画を行う必要がある。そこで、本研究では強化学習を用いることにより3次元空間でのロボットマニピュレータの軌道計画を行うシュミレーターを開発した。また、強化学習の状態空間の構築に自己組織化マップを用いることで学習の安定性と効率性を上げている。

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人間の目には見えず,ロボットのみに見える食器用の認識マークの開発を行う.このマークを画像上で抽出し,そのデータから対象物の三次元位置姿勢を認識する計算手法を提案した.この手法では食器の半径が既知である必要がある.食器にRFタグを取り付けることにより,この半径の情報をロボット側で知ることができるようにした.RFタグの信号強度を利用することでロボットから各食器までの距離の情報を得ることにより,画像内の食器とRFタグのIDの対応付けを行い,多数の食器にも対応できるようにした.本訳では,粗い三角測量について実験により検証したので,それについて報告する.

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家庭用掃除ロボットは掃引環境が未知であるために掃引箇所にムラが生じてしまう問題がある。これに対し早い段階でロボットのセンサデータから将来の掃引率を予測できれば予測した掃引率に応じてロボットのその後の走行アルゴリズムを変化させて効率の良い掃引作業が行えると考えられる。本研究では、家具を配置した環境においてロボットのセンサデータから予測される掃引率が受ける影響について論じる。

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今日、自動で床掃除をする家庭向けロボットが開発されている。しかし、これらのロボットの能率はあまり良くない。家庭用掃除ロボットが掃除する場合、部屋によって能率良い掃除の仕方が異なるため、どの部屋か分かれば、より能率良く掃除させる事ができると考えられる。そこで壁沿い走行で部屋を1周し、部屋の輪郭を検出し記憶するとともに、現在掃除している部屋が以前掃除した部屋の場合、どの部屋かを判断する方法を提案する。

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合理的な保全活動の実施には,基本保全計画に基づく適切な保全方式の選択が必要である.保全方式の決定要因は,技術的な評価と管理的な評価に大別できる.技術的とは,設備に生じえる劣化・故障に対して適切に保全技術を適用しているかの評価のことである.本報告では,技術的な評価に基づく保全方式決定プロセスの中で重要な劣化・故障解析を支援するシステムを提案する.ここでは,要求機能・挙動・構造の階層と,それらの属性の状態遷移を表現できる設備モデルを活用したシステムを構築し,ブレーキシリンダに適用することでその効果を確認した結果を報告する.

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生産のみならず、日々の生活においても種々の設備に依存するようになってい る今日、設備を効率的に管理することが重要になっている。このため、設備の保全計画においては、技術的に合理性のある保全方式を選択するとともに、故障による影響度が大きな対象に保全資源を集中することも必要である。そこで、本報告では、設備に生ずる劣化・故障と保全に伴うロスを最小にするような保全計画を策定するための組織的かつ定量的な評価手法として、保全有効度評価手法を提案する。

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設計初期の段階から故障による製品機能への影響を把握し対策を行うことは、信頼性を向上させ製品のライフサイクル管理を行う上で重要である。本報では、設計初期段階においてCAD上で生成される設計情報を基に、フィーチャ表現を含んだプロダクトモデルを作成し、製品の信頼性設計を支援するシステムについて検討する。

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製品の信頼性設計を行うためには、それを構成する各々の部品がどのように故障、劣化するかを解析するだけでなく、その故障や劣化が製品の機能にどのように影響を及ぼすかを解析する必要がある。本研究では、プロダクトモデリング通して、製品を構成する部品と製品の機能の関係を記述し、そこから製品の信頼性を評価する手法の提案を試みる。

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近年、製品ライフサイクル(以下、LC)を通して低コスト、低環境負荷で高い機能を実現するための設計方法論の構築が求められている。このため、著者らは製品LC全体を通して製品価値とコスト、環境負荷のバランスを評価するためのトータルパフォーマンス評価(TPA)手法を開発している。本稿では、TPAに基づき、製品LCにおける様々な不確実性を考慮し、これらの不確実性に対してロバストな製品LCを設計するための方法論を提案する。

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工業製品の環境インパクト低減に有効な方法に部品リユースがあるが, リユース部品の過度な物理寿命の設定は, 製品の陳腐化を考えると逆に環境インパクトが増大する可能性がある. そこで, 本研究では循環型製品にLCS (Life Cycle Simulation) を適用した結果をもとに, 環境インパクトが最小となる最適な物理寿命設計を非線形数理計画問題として考える方法を提案し, その有効性を検討する.

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近年,循環型の製品ライフサイクルを実現するためのモジュール設計の重要性が高まりつつある.しかし,製品の実現可能なモジュール構造を導出するためには,アップグレード性やリユース性といった環境性のみならず,形状,位置などの幾何情報が重要な役割を担う.そこで本研究では,製品の幾何情報を用いることで環境調和性に加えて,モジュールの形状,位置関係をも同時に評価しながらモジュール設計を行うための手法を提案する.

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部品のリユースを促進し効果的なライフサイクル管理を実現するため,部品とともにネットワーク上を移動して部品情報を管理する部品エージェントの開発を進めている.本研究では製品の新たな不具合の原因を特定するには,部品情報に加えて,製品の現在・過去の運用履歴を収集することが必要と考える.本報告では,部品が過去に所属していた製品の運用履歴を保存,活用して,部品の適切な行動を提案する仕組みについて紹介する.

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今日では,持続可能社会を構築するために様々なシナリオが提案され始めている.本研究では現存しているシナリオを集積し持続可能な社会をシミュレートすることを最終的な目標としている.本稿では,持続可能社会のシナリオをXMLを用いて構造化する方法を提案する.特に文章レベルにおけるシナリオの要素とその関係を明らかにする構造記述法を提案し事例分析の結果を述べる.

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循環型の製品ライフサイクルを実現するため、これらのビジネス性の向上が必要である。本研究の目的は、既存のビジネスを環境調和型に変えるためのビジネス・アイディアの生成を支援する手法の提案である。本稿ではビジネスでのプロセスフローに注目し、環境調和ビジネスの事例から抽出した原則を適用することにより、ビジネス・アイディア創出の方法論を提案する。試作システムの構築と事例分析から、本手法の有効性を検証した。

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環境調和型製品のライフサイクルを設計する上では、製品の設計・生産とともに製品の普及の評価が必要である。本研究ではマルチエージェントモデルを利用して、省エネルギー自動車を対象に普及シミュレーションの枠組みを検討した。消費者アンケートを実施し、アンケート結果から消費者エージェントの選好変数を設定して普及シミュレーションを行った。シミュレーションの方法と結果を報告する。

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Current efforts in sustainable product development and life cycle engineering require holistic approaches such as life cycle management and life cycle modeling to be adopted. These include complex activities such as life cycle assessment. Here, experts may have to cope with large amounts of data elements while compiling the life cycle inventory of a product. However, data do not become useful until some of the information they carry is extracted, and, most importantly, represented in a way humans can both recognize efficiently and understand. In particular, data imperfections such as error uncertainty, which are often ignored, need to be represented in an information display, to correctly convey this property that is an essential part of the data. Within the scope of this paper, aspects regarding the representation and interactive tracing of error uncertainty within an advanced information display will be discussed and related to the application and improvement of life cycle assessment.

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近年,製品に含有される化学物質や製造活動に関する情報の公開を要求する様々な法規制が国際的に拡大しており,それらの法規制への適合性を評価し,その情報を管理に活かすための機能が生産情報管理システムに必要とされるようになってきた.そこで本報ではこれまでに開発してきた環境規制チェック機能付き生産情報管理システムを発展させ,環境規制チェック時に問題となる検索に使用する材料データ用語の不整合をシソーラスを利用してシステム内で自動的に解消する機能を新たに構築する.

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