ニオブ酸リチウム単結晶アクチュエータは、非鉛で環境にやさしい材料で、高温環境下の使用が可能である上、高い振動速度も期待できる。今回、ニオブ酸リチウムを積層し、従来のセラミック振動子と比べて、ハイパワー化することを試みた。単結晶のカット角を最適化し、機械的に予圧を付与する構造で接着層のない振動子を製作した結果、共振周波数23.5kHzにおいて3.5ミクロンという大振幅を得ることに成功した。

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近年、超音波浮揚や近距離場音波浮揚とよばれる、たわみ振動などの放射面近傍における板状物体の浮揚現象について、様々な理論的報告が行われている。この浮揚現象において、振動面と反射板とで挟まれた空気層内で音響流が発生することが確認されてきた。 本研究ではこの空気層内での気体流れに着目し、たわみ振動板を用いた超音波エアポンプを提案する。本ポンプは、従来に比べ構造が簡素であり、小型化・薄型化が可能である。

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近年、平面基板や半導体ウェハの大型化が進み、従来の接触式搬送では保守管理の高い要求に応えることができず、接触面の破損などの問題が発生する。これらを解決するため、空気静圧力により物体を浮揚させ、超音波音響粘性力によって非接触搬送する装置を開発する。本報告では、脱落防止機能を付加した搬送ユニットを提案し、特性評価実験の結果を示す。

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水熱合成法によるPZT薄膜合成は高圧，強アルカリ下であるため合成中の超音波の直接照射は困難であった．本研究では反応容器の蓋と振動子を一体化し材料に耐薬品性の強いハステロイを用いることでこれを実現した．周波数53kHzで振動子を24時間駆動し反応を行った．チタン基板上に成膜されたPZT薄膜を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ，非照射の薄膜に比べ粒径の小さな薄膜が成膜されたことを確認した．

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ランジュバン型超音波振動子の共振点駆動制御について研究を行い良好な結果を得た．以前に超音波モータ分野で提案した電圧電流位相差制御による方式をノイズや高調波等の多い高圧パルス駆動に適用し，必ずしも正弦波駆動でなくとも，電流のゼロクロス検出による当方式が極めて有効であることを実験的に確かめる事ができた．

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通常、超音波アクチュエータは予圧を動作中に任意に変えることは困難であり、その特性は製造時の予圧に一意的に決定される。本研究では、2つの積層圧電素子を直交配置した超音波アクチュエータに積層圧電素子を用いたクラッチ機構を組み合わせることで、超音波アクチュエータの電気的な予圧制御を実現した。超音波アクチュエータの動作中に、クラッチ機構により予圧を任意に変化させることで、回転速度やトルクの制御が行えた。

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The standing wave type cylindrical ultrasonic linear microactuator (CULM) is introduced in this paper, including the structure of the CULM, the driving principle and the experiments of CULM. CULM is composed by a hollow cylindrical stator and a slider pipe which is loaded on the outsider of the stator, whose size is about 2mm in diameter and 12 mm in length. The cylindrical stator is consisted of a hollow cylindrical piezoelectric ceramic pipe (PZT pipe) and an elastic material-thin film metallic glass pipe (TFMG pipe) on the surface of the PZT pipe. The PZT pipe has 2 inner electrodes. Using properly selected driving signals loaded on these electrodes, the TFMG pipe would vibrates in r direction while the PZT pipe vibrates in z direction, these two direction vibrations compose an elliptical motion, which drives the slider pipe to move linearly in axial direction. The driving principle of CULM is simulated using FEM software, getting the elliptical motion. In experiments, the linear motion of the slider pipe is observed. The motion of the slider pipe driven by the elliptical motion is identified, measured and compared with the simulation results.

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The miniaturization of the cylindrical ultrasonic linear microactuator (CULM) is introduced. The length and diameter of the stator are 10 and 1.5mm, respectively. In the driving mechanism, the fourth eigen mode of PZT pipe is used, and inner electrode of PZT pipe is separated into three parts. The stator consists of a cylindrical piezoelectric ceramic element (PZT) and elastic material - thin film metallic glass (TFMG). The vibration on PZT surface is amplified by elastic material under the actuating voltage at the resonance frequency. The rotor, a stainless pipe with high precision, can be driven to move linearly by the friction generated in the interface between stator and rotor. The experimental process is described in detailed, and the vibration characteristics of the stator are investigated using Laser Doppler Vibrometer system. Furthermore, the performance of the prototype is evaluated.

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単一のステータを用いて，回転と直動が可能な圧電アクチュエータの研究を行っている．ステータの中心には穴が開いており，その穴に通したシャフトから，回転と直動が得られる．本研究では，有限要素法解析などを用いて3.5mm立方形状のステータを試作した．そしてシャフトに非接触の実験装置を準備し，駆動実験を行ったので報告する．

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これまでワイヤコイル型ステータを用いた超音波マイクロモータの駆動原理と性能評価を行い，世界最小径（０．９５ｍｍ）を実現してきた．本報では，モータの更なる細径化を目的に，金属フォイルでコイルを作成する新たな超音波マイクロモータを提案し，その駆動原理を解析し，従来型との相違を解明した．試作品により，その回転数・トルク特性を実験的に評価した．

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創造的動作デザインにはアナロジーと合成が有効であるとの考えから，本研究ではヴィジュアル的動作イメージを，エルミート補間を用いて抽出し，アナロジーと合成を行う関節数非依存な演算手法を提案した．また，リズム的動作イメージをエルミート補間，ウェーブレット解析を用いて抽出し，遺伝的アルゴリズムを用いてアナロジーと合成を行う演算手法を提案した．さらにデザイン課題により両手法の有効性を検証した．

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近年，情報機器において，ユーザビリティを考慮したUIソフトウェアの効率的開発が求められている．その為には，2DUIシミュレーションに加え，3D筐体データ上で，よりリアリティのあるシミュレーションが行える，3DUIプロトタイピングシステムが要求されている．本研究では，この目的のため，XMLベースの独自のUI挙動仕様記述とXAMLを組み合わせたシステムを開発したので，報告する．

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本研究は，多様かつ高精度なデジタルハンドモデルを用い，製品の把持操作姿勢を求め，UI操作時の手指動作をシミュレーションするシステムの開発を目的とする．本報では，前報で得られた，ユーザテストを用いた本システムの妥当性評価から，人間の筋活動に基づく把持時の発揮力，およびユーザタスクを考慮した，新たなエルゴノミック評価指標による最適化手法により，より人間の把持に近い妥当な把持姿勢を導出する手法について報告する．

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日本の製造現場を支えてきた熟練技能者の技能の枯渇が深刻な問題となっている．そこで，伝統技能のデジタル技術化に取り組んでおり，その一端として，研磨加工とマシニングセンタによる切削加工の融合により日本古来の魔鏡を創製することを試みている．本研究では，魔鏡像において一定のコントラストを有する魔鏡面を形成することを目的に最適加工方法を検討した．そして，直線模様等で一定のコントラストの魔鏡像を得た．

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対数型美的曲線(log-aesthetic curve)は，平面曲線と空間曲線に大別され，その平面曲線は，対数(等角)らせん，クロソイド曲線，インボリュート曲線，さらにNielsenのらせんを含むとともに，接線ベクトルの積分形式としてのみ与えられている場合であっても対話的な生成，変形が可能であり，実務への応用が期待されている．美的平面曲線の入力法として，単調リズム曲線では３点，複合リズム曲線では４点の制御点による入力法が提案されているが，美的空間曲線に対する対話的な入力法は提案されていない．そこで本研究では制御点を用いて美的空間曲線を生成する方法を提案する．

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対数型美的曲線(log-aesthetic curve)は，対数(等角)らせん，クロソイド曲線，さらにインボリュート曲線を含むとともに，接線ベクトルの積分形式としてのみ与えられている場合であっても対話的な生成，変形が可能であり，実務への応用が期待されている．与えられた曲線の性質を解析するために，あるいは曲率変化を滑らかに整形するために，美的曲線でその曲線を近似することが必要となる.本研究では，平面曲線として与えられたBezier曲線やB-spline曲線を対数型美的曲線で近似することを目的として，まず与えられた曲線の曲率対数グラフより，グラフの傾きαを推定し，その値を初期値として近似度を最適化するようにαをチューニングすることで近似美的曲線を生成する.

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本報告では，曲率対数グラフおよび捩率対数グラフが直線で表わされる対数美的曲線の全体像を明らかにする．また，曲線の孤長，接線ベクトルおよび従法線ベクトルの振舞い，および孤長の限界値における曲率半径および捩率半径によって，空間曲線の分類を行う．

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（第４報）にて、フラグメント（ポリゴンの集合体）の規則性を利用することによってメッシュ形状に含まれるプリミティブ形状の抽出が比較的容易に得られることを示した。本発表では、抽出されたプリミティブのフィッティング精度を高める方法を提案し、非プリミティブ領域とうまく融合した生成事例を紹介する。

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3Dスキャンによって得られたメッシュデータにはノイズが含まれることが多く，実用上はそれらを効率よく除去することが必要である．我々はこれまでに異方性パラメタを適用した平滑化手法について検討してきているが，より良い平滑化結果を得るためには特徴エッジの誤抽出が問題であった。今回は特徴抽出結果に対して，真の特徴エッジとノイズを分別する手法を検討し，それを実験で得られる実データに対して適用した結果を示す．

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近年，自動車などの工業製品では美的価値が重要となっている．本研究室では，デザイナの意匠設計支援のための手法としてカーブ定規による曲面生成法を提案してきている．本報告では，前報までで提案したシステムの効率性，多様性を向上させるためのデータ構造を検討する．それによって，曲面形状間の拘束をもとに形状変更を行い，ユーザが異なる位相をもつ車体タイプで形状のバリエーションを確認できるようにする．

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我々はこれまでに，意匠形状のためのパラメトリック設計手法を提案してきている．従来の手法では，定規曲線に任意曲線を用いてかつ接線拘束した場合の表現性に問題があった．今回は，定規曲面生成アルゴリズムの再検討を行ってこれまでの問題を解決し，表現範囲が拡大したので報告する．また，提案手法によるモデリング例を提示し，その曲率の観点からの品質についても検討を行う．

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近年，製品の印象を決定づける要素であるシボのデザイン自体も重要となっている．しかし，現在のシボのデザイン手法は皮革や梨を象ったような自然物をコピーする手法が主であり，コスト面から製品毎にデザインすることは難しいのが現状である．そこで，本研究では，シボに重要である自然感を工学的に導入し，簡易に多様な形状を獲得可能なデザインシステムの開発を目的としている．

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工業製品の外装デザインとして印刷に用いられている木目模様は，実際の木を切断し，その写真データより生成されている．この場合，要求する模様を得るためには多くの木を切断しなければならず，また，模様パターンにも制約がある．本研究では，自然環境条件を基にした樹木の生長シミュレーションを行うことで，様々なタイプの樹幹モデルを得るとともに，その切断によって多様な模様を生成することにより，木目テクスチャのデザインを支援する．

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本研究では，マイクロエンドミル加工における切削現象について検討した．マイクロエンドミル加工時の3方向の切削抵抗波形を測定することにより，切削抵抗のベクトルの変化が分かった．これを利用することで，マイクロエンドミル加工時における切削抵抗が切りくず形状，加工面性状，加工面あらさ等に及ぼす影響について検討した．

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機械システムのマイクロ化に伴い，極小径工具を用いたマイクロ切削加工の普及が期待されている．しかし，極小径工具による切削加工条件の決定法は十分に確立されたとは言い難い．そこで本報では，一刃の送りに着目した極小径工具によるマイクロ切削加工条件の合理的決定法を新たに提案する．Φ1.5mm以下のエンドミルによる剛材のフライス加工特性を実験的に検討し，一刃の送りに臨界的な条件が存在することを明らかにする．

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近年、半導体や各種電子機器の極小化、多機能化が進み、刃径百µm以下の微小エンドミル加工の需要が増えてきている。このような微小径エンドミル加工を行う場合、切削力の測定が困難なため、適切な切削条件を把握できず、工具寿命、加工精度および仕上げ面粗さを維持しにくくなっている。そこで本報では初段階として、φ0.1mm以下のエンドミル加工における三分力を測定し、微小径エンドミル加工条件を提案する。

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剛性の低い小径エンドミルでは，切れ刃の回転中に工具たわみによって過大な切削厚さで材料が除去される．またガラスの切削では切削厚さが大きくなると，脆性損傷が生じるため，工具のたわみが脆性損傷に影響を及ぼす．本報では，ガラスのエンドミル切削において，工具剛性が脆性損傷に及ぼす影響を示す．エンドミルのシャンク形状における首下長さが短い工具では，剛性が大きくなり，脆性損傷が発生しない最大の送り速度が高くなることを切削試験により明らかにした

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本研究の目的は、高精度表面テクスチャ生成のための加工精度の評価にある。その基礎実験として、エンドミルで加工した金属表面の計測・評価を行った。すなわち被削材、Ｓ５０Ｃの表面をスクエアエンドミルによって平面加工し、それを走査型白色光干渉計により表面の加工段差と粗さを計測した。そのデータにより、平面加工における工具や切り屑の影響による平面形状の特徴を解析し、高精度化のための評価を行った。

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本研究は、エンドミル加工における工具のたわみに着目し、その際に生じる加工誤差を補正することにより、表面テクスチャの精度向上を図ることを目的としている。まず、エンドミル加工時の工具たわみに起因する形状精度の変動量を予測するシステムを開発した。それにより、工具保持具などのたわみを考慮してCAMシステムに適用する方式を提案した。本報告においては、その概要と、表面テクスチャの精度を予測する手法について述べる。

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エンドミル加工の切削モデルによる解析は切削メカニズムを明らかするのみならず、切削条件や工具経路の最適化に援用され、エンドミル加工の高精度化に寄与する。本研究では、工具の回転振れ軌跡、切れ刃プロファイルおよび弾性変形を考慮した切削モデルを考案するとともに回転振れ軌跡と切れ刃プロファイルの光学式測定機を開発し、回転振れ軌跡、切れ刃プロファイルおよび弾性変形と表面性状との関係を解析および実験の両面から明らかにする。

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本研究では，無酸素銅材の切削面の清浄度を向上するために，電解還元水を用いた切削法を開発した．すなわち，切削面を汚染する可能性がある切削油剤の替わりに，希薄NaCl電解還元水を使用した．まず，電解還元水，乾式切削法および切削油剤（水溶性と不水溶性）を用いて，無酸素銅材のエンドミル加工を行った．つぎに加工面の清浄度について分析を行った．その結果，電解還元水による切削面の清浄度は最も高くなっている．

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ダイス鋼SKD11をボールエンドミルで加工した時の工具損傷生成機構について考察した．すなわち，ボールエンドミルの切削模型を踏まえて，その損傷の進展状態の解明を試みた．実質切込みが5μm以下のところでは切りくずが定常的には生成されず，擦過現象が支配的になって，工具にチッピングを生じさせるというモデルを提案した．本モデルから予測される工具損傷の大きさと分布は，実験で求めた工具損傷とよく対応していた．

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筆者らはMC用トラクションドライブ増速スピンドルを開発した．伝達トルクに比例した押付力を得ることのできるくさび作用を利用したトラクションドライブによって，熱発生を抑えられる．工具回転速度15,000min^-1で，小径エンドミル加工時の性能を市販の遊星歯車式増速スピンドルと比較した．評価には被削材の表面粗さ，スピンドルの温度上昇値を使用した．

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カム機構によるモーションコントロール技術にとって，カムの加工精度向上は，位置決め精度や速度むらなど，品質に直結する課題である．特にローラーギアカムの加工面すなわちカム面は捩れを持った曲面形状になるため，要求される精度を保つために，さまざまな方法論がとられている．本研究では，より高精度，高能率のカム加工を実現するために，切削加工のシミュレーション技術を取り入れ，負荷の状態を幾何的に計算し，加工条件に反映させる方法を提案する．

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軽量かつ高強度な性質を持つCFRPが，近年開発された新型旅客機など航空機および量産自動車で主要な構造体として急速に利用されつつある．CFRP利用拡大のために，最終仕上げ工程で高精度・高効率・低コストなどを実現する切削加工技術が要求される．従来の研究で，ボールエンドミルがCFRP板の穴あけ加工に有用であることを見出した．本研究では，ボールエンドミルの工具径が加工精度に及ぼす影響を実験的に検討した．

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本研究は，低剛性部品の小ロット生産における作業者支援を対象としている．特に，汎用治具を用いたエンドミル加工による多様な低剛性部品の加工を対象としている．本報告では，加工プロセスの分析を基にした作業支援の枠組みについて提案した後，具体的な技術課題である，工作物把持方法の決定，把持状態の検証，加工条件の決定についての検討結果を報告する．

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本研究は、ドリル切削を有限要素法ソフトウェアであるAdvantEdgeを用いて解析し、実験結果と比較した。主にトルクとスラスト方向の切削力と、切りくずの状態について比較を行い、切削条件に対する違いについて検討した。また、ドリルのモデル化や解析における実際とのばらつきの影響を含めた考察を行う。

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本研究では，予測可能な切削力から，エンドミル底刃を対象とした精度予測モデルを構築する．そのため，エンドミルのZ軸方向の切削力変動に応じて加工面の状態を表現できるように，Z軸方向に線形ばねを取り付けた形としてモデル化した．本報では，適用したモデルの可能性について紹介する．

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アルミニウム合金に代表される延性に富む非鉄金属材料の切削においてDLC薄膜の切削工具への適用が検討されてきているが，薄膜の剥離やチッピング等の問題が懸念されている．本研究では成膜条件ならびに成膜後の処理によって水素含有量の異なる傾斜膜構造を形成させ，良好な密着性，摺動性を有するコーティング工具の開発を目指す．

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Mooreの法則に従った微細化要求を実現するために、既存プロセス技術の限界を先送りする強力なツールとして登場したCMPは、新材料の導入無しには微細化と性能向上が不可能となったこの十年余りで、新材料導入のためのブレークスルーとして必須技術となった。本発表では、CMPが必要となった背景・実用上の課題を整理するとともに、今後の応用分野として検討が進められているモジュール技術に関して紹介する。

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STI-CMPにおいて、エッジ近くまで平坦な研磨を実現するのに好適なウェーハエッジ形状をFEM解析による面圧分布計算により検討した。その結果、Edge widthが小さいほどエッジ近くまで平坦に研磨できることが分かった。36nmノードで要求されるROAを100nmとした場合、エッジ除外領域を1.5mm確保するには、Edge widthを250μm程度まで小さくする必要があることが分かった。

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CMPにおける材料除去プロセスは，ウェハ，スラリー，パッドの三要素間の相互作用により進行する．材料除去プロセスを理解するためには，ウェハとパッドの関係を解明することが重要である．本報ではCMPにおける研磨パッドの役割に着目し，研磨パッドのドライ及びウェット条件下におけるウェハとの接触状態の観察を行ったので報告する．

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デザインルールの微細化に伴い、シリコンウェーハ表面上のナノサイズの微細欠陥が、デバイスの歩留まりを低下させる要因となっており、この傾向は45nmルール以降顕著となっている。ウェーハ表面上に研磨起因で発生する欠陥をウェーハ表面欠陥検査装置（MAGICS、SP2など）、AFM、SEMを用いて解析し、発生機構の解明を試みた結果を報告する。

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現在，CMP（Chemical Mechanical Polishing）は，半導体産業の製造プロセスにおいて広く利用されている．しかしながら，近年，CMP加工時に発生する摩擦熱によるウェハ面の加工不均一性が問題となっている．そこで本研究は摩擦熱によるウェハ‐パッド間のスラリーの熱流動解析を行い，スラリー供給に伴うウェハ面下における熱の全面均一化が可能なパッド溝パターンの提案を目的とする．その第一段階として，摩擦熱を考慮した平面パッドによるCMPのスラリー熱流動解析を行った．

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CMP加工は、砥粒やパッドから与えられる連続する摩擦の結果である。研磨機より与えられたエネルギーは、研磨砥粒や研磨パッドを通してAbrasion energyに変換される。Abrasion energyは熱を発生させ、その熱はHeat lossとケミカル反応の促進に寄与すると考えられる。本評価では、研磨時のプラテン電流値とパッド表面温度変化をモニターすることによりCMP現象のメカニズム解析を試みた。

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Ｃｕ－ＣＭＰにおけるダイヤモンドパッドコンディショニングの基礎的な研究として、ダイヤモンドコンディショニングによって得られたパッド表面状態と研磨レートの関連を調査した。各種コンディショニング条件によって得られたパッド表面状態とＣｕ膜のＣＭＰ特性に関する関連付けを行い、Ｃｕ－ＣＭＰ工程におけるパッドコンディショニングの最適な条件について考察を行った。

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効率的に表面基準ドレッシングを行う可撓性ドレッサーを開発した。小線径のドレッサーでの評価の結果、従来のダイヤモンドドレッサーと比べてカットレートは極めて小さく、細かいドレッシングを行うドレッサーであることを確認した。また、In-situドレッシングではレートは高いが、ドレッシングOFFすると急激にレートが低下することから、目詰まりに対して必要最小限にドレッシングを行うことを確認した。

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ナノ加工時代に突入した半導体のCMPと洗浄プロセスでは、ナノ欠陥問題が顕在化している。発生機構を解析したところ、１）スクラッチ・突起・ピット・パーティクルはプロセスに混入する極微量汚染物質（大粒、金属イオンなど）と基板表面との物理化学作用により、２）ラフネスは溶存酸素や光などの環境要因によって引き起こされていることが新たに明らかになった。ナノ欠陥撲滅には、汚染対策と環境要因の制御が重要である。

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現在、研磨パッドの表面粗さを評価する指標としてRa, Rpk, Rvk等の数値が広く採用されている。これに対し、これまでCMP向けパッドを対象とし、粗さ曲線から高さ方向での面積分布を算出することにより詳細にパッド表面状態を観察する手法が報告されている。本発表ではその手法によるシリコン研磨用研磨布の表面状態の評価結果、およびその評価結果と研磨レートを主とした研磨結果との相関について報告する。

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スプレイ式洗浄ツールの粒子挙動と洗浄力の関係を解明する研究の一環として、 二流体スプレイについて，Polystyrene latex sphereを付着させたガラス基板での洗浄実験を行なった。比較として同じスプレイ洗浄ツールの高圧マイクロジェットについても洗浄実験を実施した．その結果、２つの方式にはその構造に起因する特徴が存在し、二流体スプレイの洗浄力はHPMJに比べノズルと基板間の距離，ノズル中心からの距離に大きく依存することがわかった。

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