ゲージブロック（以下GB）の組み合わせを用いた基準器として，コンパレータ校正用マスタがある．このマスタは2つのGBにおける中央寸法差の差などが正確に値付けされ，主にGBコンパレータの校正に用いられる．このマスタの値付けは現状の基準面へのリンギングを用いたGB測定方法では高精度測定が難しかった．そこで開発した非リンギング方式のGB干渉計により，現状の方式に比べ簡便かつ高精度な測定を実現した．

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標準尺は校正の際にホルダーに搭載されるが、ホルダーに搭載される位置によって尺の変形量が決まるため、搭載位置にばらつきがあると尺の目盛線間隔が異なる。搭載位置のばらつきに起因する標準尺の目盛線間隔の不確かさに関してシミュレーションと実験による定量的な検討を行なった。また、この不確かさを低減する可能性を持つ底面に脚のついた標準尺を提案する。

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従来のレーザ干渉計は屈折率変動の影響により測定精度の向上が難しい。近年微細加工の進展に伴い、サブナノメートル以下の精度が求められつつある。本研究ではPound-Drever-Hall法を用いて密閉容器内の屈折率変動を相対精度10^－9で捉え、(1)空気屈折率が温度と気圧の関数であること、(2)容器内は温度一定の場合気圧が体積の関数であること、に着目し密閉容器内で屈折率安定制御を行うことを目的とする。

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超低速で変形する南極氷床氷の歪速度を解析することで、地球の気候変動に関する知見が得られる。そこで氷の歪みをナノメートル以下の分解能で計測可能な装置を開発した。氷は低温高温室（-30°±5mK）にセットされ、その歪みを位相変調ホモダイン干渉計干渉計で測定する。講演では装置の原理・性能に関し述べる。

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近年、ものづくりに関する科学技術や産業技術が高度化し、製造過程において幾何学量の精密な計測が必要とされている。前報では、光周波数コムレーザを利用した新測距法を提案し、その変調波の位相計測により高分解能に計測する装置を製作した。本報では装置の性能を、レーザ光源の安定化及び光検出系の高感度を向上させ、ブロックゲージと鏡面を用いて精密評価し、さらに粗面物体に対する計測への応用も検証したので報告する。

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筆者らは，2枚のXY格子からの±1次回折光によって生じる干渉信号を解析することで，XYZ 3軸の変位を同時に計測できる3軸サーフェスエンコーダを提案している．本センサでは，3軸変位計測のためのスケールとしてXY格子を用いているので，スケールXY格子全面に渡る格子ピッチ偏差や真直度誤差がサーフェスエンコーダ計測誤差に影響する．本報では，スケールXY格子全面の回折光波面を解析し，スケールXY格子の形状誤差を導出した．更に，求めたXY格子形状誤差を用いてサーフェスエンコーダ計測誤差の非線形成分の補正を試みた．

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Development of a novel tandem low-coherence interferometer to calibrate the gauge block without wringing onto platen is now in progress. The use of tandem low-coherence interferometer eliminates the confusion due to fringe-order ambiguity, but shape variations of interference fringe′s envelope due to some disturbances such as vibration and temperature fluctuations give difficulties on peak selection. We improve a tandem low-coherence interferometer to increase a signal-to-noise ratio (SNR), so interference fringe signals are less affected by disturbances. The interferometric system consists of a combination between Michelson and Fizeau interferometers which are connected by using a single mode optical fiber. The new setup provides better envelope shape of low-coherence interference signal and makes easier peak selection. As the result we can determine fringe order without ambiguity.

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本研究は、一つの電気光学変長器(EOM)による周波数変調と零位法を組み合わせたファブリー・ペロー共振器(FPC)絶対光学長測定の手法を提案する。第一報では、共振器の共鳴点近傍における周波数変調サイドバンドの干渉とロックインアンプを複合した零位法の適用について検証した．第二報では、変調深さを大きくし、かつレーザパワーを上げて信号雑音比の改良を行う。

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表面性状測定機の校正にはISO 5436-1:2000 に準拠した標準片が用いられているが，限られた機関がそれらの標準片の一部を供給するのみである．そのため，筆者らは標準片の普及を目的とした校正用標準片の製作システムを開発し，前報においてその加工システムの高精度化について報告した。本報では，このシステムを活用してChirp(Sweep)波形や円弧溝形状などの試作を行ったので，その結果について報告する．

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三次元微細パターンの加工方法として，駆動方式に圧電アクチュエータを採用した高速工具制御技術が広く研究されている．しかしながら圧電アクチュエータにはヒステリシスといった問題がある．そこで，本研究では電磁アクチュエータを用いることで圧電素子のデメリットを回避し，また加工力がインプロセスで計測できるように，高感度の力センサを組込んだ新しいタイプの高速工具制御装置の開発を目的とする．

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我々は生体試料を生きたまま且つ非接触で観察することが可能な走査型イオン伝導顕微鏡の開発を行っている。本研究では、交流のバイアス電圧を利用してピペット開口を流れるイオン電流の高感度検出することにより3次元形状計測の高精度化およびイオン電流のドリフトを低減させることにより長期安定性の改善を可能とした。本手法を用いて、柔らかい生体試料に損傷を与えずに高分解能観察を行ったので報告する。

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物流における紛失物発見を目的に，基地局電界強度を用いたPHS測位システムと指向性アンテナを用いた端末電波探索手法を組み合せ高精度な探索方法を開発した．測位システムの誤差以上の距離から指向性アンテナを用いた探索が可能であることを確認し，探索において、発信電界強度と距離の関係を用いる方法と複数の地点から測定した端末電界強度の最も強い方向の交点を用いた方法とを比較し，効率の良い探索方法を提案した。

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物流分野ではPHSを用いた位置探査システムが利用されている．本システムは基地局からの受信電界強度を利用して端末位置を推定するため，遮蔽物による電波減衰が原因で数百mの誤差が生じる．本報では，複数地点における電波強度を事前に計測，これを基に未測定点での受信電界強度を推定・補間することで遮蔽物などの誤差要因を考慮した新たな測位方法を提案する．本手法により従来法よりも高精度な測位が可能であることを示す．

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本研究はオーステナイト系ステンレス鋼の塑性加工に伴う加工硬化度を非破壊で測定する事を目的としている．これまでの調査結果から，交流磁場により試験片全体を測定する方法では誤差が大きい事が判明している．そこで高精度化を目的に測定点を縮小した上で歪，硬度，磁気特性の相関を調査することを試みた．

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ナノチューブはナノコンポジット材料の理想的な強化材とみなされているが、その変形・破壊機構は十分には解明されていない。本研究においては、分子動力学法を用いてナノチューブ/シリコン複合材料の変形・破壊機構の解析を行なった。その結果、ナノチューブの軸方向に引張応力が働く場合に最も強度およびヤング率が高くなり、切削においては、ナノコンポジット材料の方がより延性モードでの切削状態となることが明らかとなった。

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分子動力学(MD)法による解析は、固定境界による変形・破壊の拘束などの問題点が指摘されている。その解決策として、連続体(FEM)モデルに原子系モデルを埋め込んだハイブリッドモデルを提案している。本研究では、ハイブリッドモデルを用いて、初めに単軸モデルで引張・圧縮を行い、次に三次元モデルで微小押し込みを行った。結果、弾塑性域での力と変位の伝達が正しく行われており微小押し込みを模擬することが出来た。

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ダイヤモンド切削工具の損耗特性に対する窒素不純物の影響を知るために、第一原理計算を用いて、IｂおよびIIａ型ダイヤモンド単結晶が鉄やニッケルと相互作用する時の解析を行った。その結果、鉄やニッケルの表面に接触すると、ダイヤモンドのバックボンドが弱まり、損耗していくことがわかった。また、Iｂ型ダイヤモンドはIIａ型ダイヤモンドよりも炭素原子が脱離し易く、容易に損耗することがわかった。

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天然単結晶ダイヤモンド工具は，窒素不純物の一形態である小板状欠陥が多いほど，強度が上がり耐チッピング性に優れていることが明らかになっている．これは小板状欠陥がダイヤモンド中のクラック伸展を抑制するためだと考えられている．そこで本研究では，分子動力学法を用いてクラック伸展挙動の解析を行った．この結果から小板状欠陥で伸展方向が変わることが分かり，このことが伸展の抑制効果につながると考えられる．

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圧電アクチュエータを高速、高精度に変位制御しようというものが今回の目的である。この対処方法としてQ値制御があげられるが本研究ではこれをディジタル信号処理によって行う。駆動方法はΔΣ変調信号を用いた1bitパルス駆動で実際にスイッチング電源を作成し、圧電アクチュエータの駆動を行った。またディジタル信号処理によるQ値制御の理論的検証を始め、実現手法の検討を行った。

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積層型圧電素子を応用するアクチュエータの制御において，駆動アンプの電圧出力に内在するノイズの影響は，素子に印加できる最大電圧が一定である限り，最大変位量の増加に比例し，位置決め精度の向上を妨げている．本報告では，変位拡大機構に組み込まれた積層型圧電素子を例に駆動アンプの出力特性が，どのように位置決め精度に影響するかを明らかにし，求められる出力特性について検討を行った．

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光駆動アクチュエータを構成するために、光歪効果を持つPLZT薄膜を水熱合成法によりチタン基板上に成膜している。本研究では、成膜温度などの条件を変更し、特性の評価を行った。また、電極としてITO膜をPLZT薄膜上に成膜し、PLZT薄膜アクチュエータを作製した。紫外光照射時におけるPLZT薄膜アクチュエータの屈曲変位と起電流を計測し、光歪効果による駆動状態の評価を行った。

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通常圧電アクチュエータはその変位を維持するために電圧を印加し続ける必要がある．しかし，我々は印加電圧を0にしてもその変位を維持する形状記憶圧電アクチュエータを提案している．これまで，形状記憶圧電アクチュエータの変位は印加電圧の振幅に対して急激に変化するため，その変位量の制御は困難であった．本報では駆動電圧のパルス幅を変化させることによって変位量を制御する手法を提案する．

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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（TRモータ）の開発を行っている．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，駆動中におけるステータと軸の接触状態の変化による出力不安定性を改善することを目的とし，ステータを複数個用いた連結システムを構築し，駆動実験を行ったので報告する．

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日本人の死亡率の上位として脳血管内における疾患である脳梗塞，脳溢血等を挙げることが出来る．そこで，これらの対応策として，脳血管内に直接挿入し血管内壁を画像化することが可能な小型IVUSシステムの開発を目指している．本報では，本研究室にて開発されたコイル型超音波モータのステータ，導波路，振動源それぞれに着目したモータを試作すると共にそれらのモータのIVUSシステムへの実用化への可能性を示した．

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本研究はサンドウィッチ型円環状多自由度球面超音波モータのトルク合成による高トルク化を目的とする．本報では3種類の接触面形状で試作したモータの性能を比較し、ステータとロータの間の接触について実験的に検討した．その結果、球面接触面は高トルク化に有効であり、不要接触面を削減することによってモータの安定性が向上することを確認した．

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弾性表面波リニアモータは薄型・高出力などの特徴を持った超音波モータである．摩擦駆動という原理の性質上，摩擦駆動面における摩耗が問題となる．これまでに，摩耗の改善のために耐摩耗材料であるダイヤモンド状炭素 (DLC) 膜が導入されている．DLC膜を導入した弾性表面波リニアモータの摩擦力を測定し，DLC膜の摩擦特性がモータの駆動特性に与える影響について検討した．本報ではその詳細について報告する．

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進行波型超音波モータの駆動方法として種々の手法が提案されている．なかでも筆者らは，進行波型超音波モータに給電する2相正弦波電圧の位相差を制御することにより進行波成分と定在波成分を分離することができることに着目している．その結果，速度やトルクが位相制御可能となる．本報告では，バイポーラ電源を用いて位相制御を行った．位相制御方式による超音波モータの動作特性や問題点について報告する．

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SIDM（Smooth impact drive mechanism）はすでにカメラや携帯電話などに搭載されている実用的なアクチュエータである。従来のSIDMは小型化・高精度化に成功しているが、高速化、ハイパワー化はできなかった。本研究では共振駆動を用いた新たな駆動方式を提案することによってこれらの問題点を改善することを目的としている。

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本研究は圧電素子を用いた微小動作の可能なインチワーム型マイクロロボットの製作を目的とする。摩擦力を制御することによって、ロボットの推進力を向上させることが可能であるため、スクイーズ膜効果を用いて摩擦力を制御する。電圧・質量・周波数の変化による、浮揚高さや浮揚するまでの時間等を検討する。

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走査型電子顕微鏡(SEM)内において微細操作を行うには、多自由度マニピュレーションツールが適している。またSEM内ではノイズの発生を防ぐため、非磁性のアクチュエータを用いる必要がある。そこで電磁ノイズの発生しない圧電素子を用いた、円軌道上を移動し、xy方向、チルティング方向の自由度を有するステージの設計・試作を行った。本報告では、SEM内における試作したxyθφ型ステージの性能評価を行う。

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著者らは，流路部とポンプ部を一体化した簡易的な構造であり，小型化が可能な中空管マイクロポンプを提案している．このポンプにおいて，適切な制御技術の検討を行うため，流体搬送の原理である進行波に着目し理論モデルの検討を行ってきた．しかし，構築した進行波理論モデルにおいてはポンプ構造が考慮されていないことから，本研究ではポンプに関するパラメータを含む理論モデルの再検討を用い，ポンプ構造の検討を行った．

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超音波振動子の振動面近傍で板状の物体が浮揚する近距離場音波浮揚現象において、鉛直下向きでも物体の非接触支持が可能であることが報告されている。本報では作用力とギャップの関係を観測した。対象物を取り付けたカンチレバー先端にコイルを設置し、VCMを構成した。PID制御下においてコイルに流れる定常電流から作用力を推定するサーボ型作用力測定機構を作製し、作用力特性を取得した。

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近年，手術支援ロボットに力覚フィードバック機能が求められている．当研究室では，球面超音波モータを駆動源とした力覚フィードバックジョイスティックの開発を行った．球面超音波モータを用いるので，等方性を有しており，簡素な構造である．位相差制御により回転方向を制御し，周波数制御により操作者にフィードバックする力を制御する．力の精度と回転方向の精度を評価した結果，4.3 mN，1 degの精度で制御が可能であることが示された．

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水道やガスなどのインフラ配管は老朽化のため検査が必要とされている．この検査には目視が有力であり，その際カメラを駆動し傷を正視することが望ましい．そこで，カメラ用アクチュエータとして小型，多自由度という特徴を持つ球面超音波モータを用いた管内検査ロボットを開発した．モータの改良により内径50mmの管に挿入可能でかつ±90度以上の広い視野角を持つことを実現した．

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本研究では光学測定機器等の誤差を補正するために可変形鏡を用いる手法を提案している．しかし複数の圧電素子を組み込んだ可変形鏡の変形解析は一般的なFEMでは困難だった．そこで熱膨張係数を適切な値に設定した部材が熱膨張する際の変位特性で圧電素子の特性をシミュレートする手法を提案した．これを用いて積層型圧電素子のみで押し引き可能な機構を試作し，凸面に加え凹面にも変形できる可変形鏡を製作した．

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高粘度の液体をpl（ピコリットル）オーダーで塗布することができるニードル式微少液滴塗布機構の開発を行っている。ニードル式微少液滴塗布機構はニードルの先端と塗布面との距離（塗布ギャップ）のばらつきによって、液滴の塗布量がばらついてしまう。本報告では、積層型圧電素子、板ばねを用いてニードルに振動を与え、その振動特性の変化から塗布ギャップを一定に保つ手法を提案する。ニードル先端に付着した微少液滴が塗布面に付着すると振動系の質量が変化する。この振動系の質量変化による振動特性変化を用いてニードルの位置決めを行うことで、一定の塗布ギャップで液滴を塗布することができる。

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各種疾患のモデル動物として医学あるいは生命科学分野の研究において、トランスジェニックマウスが用いられている。このマウス作製にはドナー動物から採取した卵細胞へ倒立顕微鏡下の作業によりDNA溶液を注入する必要がある。この作業は、卵細胞吸着用ピペットと、DNA溶液注入用ピペットの、２本のピペットの手作業によるマニュアル操作で行われる。これら作業を小型自走機械により一部自動化することを試みたので報告する。

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サブミクロンレベルの直径を持つ薬液エマルションの生成を目的として、マイクロ流路と超音波振動子を利用するエマルション生成デバイスに関する研究を行っている。流路プレートに対して、一体となった圧電振動子から高周波振動を照射することにより、エマルションの生成を行う。幅0.711mm、深さ0.35mmの流路に対して2MHz以上の超音波振動を照射し、直径が平均200nmのエマルション生成に成功した。さらに、流路形状や振動の条件について検討を行った。

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近年、平面基板や半導体ウエハの非接触搬送技術の開発が望まれている。本研究では、空気静圧力により、基板を非接触で浮上させた状態で、その上面を覆っているステータのたわみ進行波で発生する音響粘性力により、基板を非接触で搬送する。本報では、超音波振動による非接触把持装置を製作し、実験により把持特性を測定し、搬送実験を行ったので報告する。

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近年，レアメタルの一つであるタングステンのリサイクルが推進されている．本研究では，使用済み超硬チップのリサイクル性を高めるため，粉砕や分解を容易にする手法について検討する．本報では，超硬チップの溝入れ加工実験を試み，基礎的な加工特性について検討した結果を報告する．

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アルミニウム合金は比重が小さく，熱伝導性，耐食性などに優れる材料である．しかし，展伸性に優れ，軟らかいため，マルチワイヤソーにとっては難削材の一つである．一般にアルミニウム合金製放熱フィン等は鋳造によって作製されるが，マルチワイヤソーで微細加工が可能となれば，マイクロマシン用等への応用も期待できる．本報では，アルミニウム合金を被削材としてスライシング実験を試みた結果を報告する．

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ステルスダイシングでは透過性ナノ秒レーザをシリコン内部に集光照射し、水平方向に走査する。パルス毎に材料内部を熱衝撃波が伝播して高転位密度層が生成される。破壊力学に基づく二次元熱弾性解析によるこれまでの研究で、高転位密度層内の亀裂が次のパルスの熱衝撃波によって進展することが明らかになった。ここでは、その後の複数パルスがさらなる亀裂進展に関わるとの仮説の下、亀裂進展解析を行ってその妥当性を検討した。

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砥石切断加工における砥石／被削材界面の状態監視システムを構築する第一段階として，砥石の状態変化が消費電力量変化に及ぼす影響を検討した．消費電力量変化は，有効に作用している切れ刃の数と強い関係があり，消費電力量は，切れ刃の性能に変化がない場合にはほぼ一定を示し，砥石の脱落が徐々に起こる場合には漸減する傾向にあり，切り屑の溶着が起こると急落することが明らかとなった．

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マルチワイヤソー方式とは，脆性材料を薄板形状のウエハに切断する加工法である．本加工法では，工具としてピアノ線ワイヤを用いているが，加工によりワイヤが摩耗するために状況によってはワイヤが破断することがある．そこで，本研究では工具として樹脂コーティングを施したワイヤを用いることで，ワイヤの摩耗を抑制することを目的とした．本報告では，ワイヤの摩耗特性やウエハの表面性状に関して検討した結果について述べる．

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現在，硬脆材料の高速切断工具の一つとしてダイヤモンドワイヤ工具が注目されている．本研究では，電着法を用いたノンコート砥粒ダイヤモンドワイヤ工具の高速作製法の開発を行っている．そこで，本報告ではダイヤモンドワイヤ工具の高速作製装置の試作を行い，作製したワイヤ工具の電着特性に関して明らかにした結果を述べる．また，その試作したワイヤ工具の切断実験を行い，加工特性に関して検討した結果も述べる．

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真空中での岩石加工として，常に新しい切刃を供給できるワイヤソー切断装置による加工を行った．結果，真空中(10^-3Pa)では玄武岩にソーワイヤの結合剤であるNiの凝着がおこりすべりが発生した．これはソーワイヤ砥粒を露出させることで改善された．切削量は，1.0m/s以下での走行速度には影響がなく一定であり，切込み荷重により増加した．また，切削後ソーワイヤの磨耗量は大気中，真空中の差がなかった．

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鉄鋼材料切断用のチップソーを開発することを目的に腰入れ方法やチップ諸元などについて検討してきた．本報告では，腰入れ方法の簡略化として台金の表面にポンチングを施したチップソーを作製し，その機械的特性と切断特性について調査した．作製したチップソーの腰入れ値および表面粗さは改善することができた．

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In our previous study, a new centerless grinding method using surface grinder was proposed. By this new method, centerless grinding operations can be performed by installing a compact centerless grinding unit on the worktable of a surface grinder. The unit consists mainly of an ultrasonic elliptic-vibration shoe, a blade and their respective holders. During grinding, the cylindrical workpiece is held on the ultrasonic shoe and the blade, and its rotational motion is controlled by the elliptic motion of the shoe end-face. In this paper, the performance of the grinding unit in in-feed centerless grinding operation process was conformed, and the effects of the process parameters, such as the workpiece center eccentric angle, the grinding wheel feed rate, the grinding allowance and the workpiece rotational speed, on the workpiece roundness were investigated experimentally. The obtained results indicate that (1) the optimal eccentric angle is 6-; (2) better workpiece roundness can be obtained under a lower grinding wheel feed rate, a larger grinding allowance and a higher workpiece rotational speed.

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本研究は，ビトリファイドダイヤモンドホイールの摩耗特性と研削性能の相関について検討したものである．グレードの異なる3種のダイヤモンド砥粒を用いて作製した集中度200のビトリファイドダイヤモンドホイールによるアルミナセラミックスの円筒研削実験を試み，ホイール摩耗特性と研削性能との相関に及ぼす砥粒強度の影響について検討したので報告する．

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PCD素材は，高硬度で耐摩耗性が良好なので難加工材の切削加工工具に多用されているが，素材自身の被加工性の悪さが問題となっている．そこで，優れた工具特性と，被加工特性を兼ね備えたPCDを開発するため，導電性ダイヤモンド粒子を原料としたPCDを試作し，EC-PCDと名付けた．本研究では，試作したEC-PCD素材の摺動摩耗特性を，金属円盤によるピンオンディスク実験によって調査した．また，EC-PCD製切削バイトを試作し，既存のPCDバイトと比較するための切削テストを行い，その有効性を確認した．

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