プローブ，基板，誘電体粒子から成る静電マイクロマニピュレーション系において，雰囲気湿度および操作対象材質が与える影響を論じる．誘電体粒子を静電力により把持・配置するため，パルス電圧をプローブに印加する．しかし，操作するための最適条件は湿度および誘電体粒子の材質により変化する．理論解析と半径数10μmのソーダライムガラス，シリカ，ポリスチレン粒子の表面物性測定および操作実験を通して，最適条件を示す．

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液架橋力による微小物体操作は対象を傷つけにくい手法として期待される。操作対象微小化に向け、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）中において、単針のプローブ先端の液滴を操作対象と架橋させ把持し、基板上の液滴に配置する手法を提案した。実現可能性を示すため、液体にイオン液体を用い、大気中、真空中、ＳＥＭ中の異なる環境下で実験的にマニピュレーションの成功率を測定した。さらに結果を基に手法の力学的メカニズムを検討する。

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導電性を有する微細かつ柔軟な梁の集合体構造により，曲面形状の物体表面に対して高い吸着力を発生可能な静電チャックを開発する．従来の同方式の静電チャックの問題として，梁のミスアライメントや高曲率の面に対して梁の寸法が大きいことによる吸着力の低下がある．本研究では，フォトリソグラフィを用いて幅５０マイクロメートルのシリコンの梁を配列した静電チャックを試作し，実験的に正弦波曲面に対する吸着性能を評価する．

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An electrostatic chuck comprising of micropillar arrays is developed through etching process. Such structure exhibits mechanical compliance by which this device is able to handle objects with rough surfaces. Though the use of electrostatic force for chucking/clamping applications has wide implementation areas, it has been limited to flat surfaces only. This is resulted by significant reduction of the electrostatic force when handling surfaces with asperity. In past researches, a structure with micropillars is proposed and tried, but scalability toward a working prototype with larger number of pillars introduces reliability issues in fabrication and operation. In this study, a proof of concept of an electrostatic chuck with 500 micropillars is presented. A stainless steel layer consisting of an array of 50 micropillars with 40um x50um rectangular cross section for each pillar is fabricated. Ten layers are assembled to compose a working electrostatic chuck prototype. A single voltage polarity is applied to the micropillars acting as electrodes. The maximum attractive force and the factors contributing to the force drop are analyzed. Subsequently, experiments for picking up objects with various surface profiles are conducted to show the capacity of the developed prototype.

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固体酸化物形燃料電池(SOFC)の燃料極にはNi/YSZサーメットが使用される。先行研究では磁場を用いてSOFC燃料極内のNiを配列させた発電評価用セルを試作し、最大出力密度の向上を示した。本研究では電解質両面に燃料極を作成した燃料極対称セルのインピーダンス測定により燃料極のみの評価を行い、測定データから時定数毎の分極抵抗を計算する時定数分散関数(DRT)を用いて、磁場により変化する分極抵抗の時定数と変化 量を調べる。

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マイクロチャネルを用いたガス拡散層フリーの固体高分子形燃料電池を作製し，リブ下及びチャネル下における発電性能の評価を行った．従来用いられているガス拡散層を取り除くことで厚さ方向の物質輸送が促進される一方，リブ下の反応面が有効に利用されない可能性がある．本研究では，マイクロチャネル下またはリブ下のみを反応面としたガス拡散層フリー燃料電池における発電性能の比較から，面方向の物質輸送特性を明らかにした．

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前回，マイクロ流路内に形成した重合性アクリルモノマーと非重合性有機相の二相並行流を微粒化して硬化させ，非重合性有機相を芯物質とした単核の高分子マイクロカプセルを生成する手法を報告した．今回は本手法を応用した，壁の著しく薄い（数ミクロン～サブミクロン），さまざまな粘度のシリコーンオイルを内包したカプセルの調製事例を報告する．

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材料および粒径の異なる微粒子を同時に自己整列させる多分散系の構造作製手法はプロセスが単純かつ高速である点で優れている．本研究ではPS粒子と高誘電率粒子の二分散系懸濁液を調製し，引き上げ法により得た自己整列構造からPS粒子を取り除くことで高誘電率材料の逆オパール構造を作製することを試みた．空孔径などの構造寸法特性を明らかにするとともに光学特性の評価を行い，光学機能表面への応用可能性を示した．

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本研究では工作機械の母性原理によらない物理的，化学的な方法によりマイクロテクスチャ面を得る手法の確立を目指し，実験的な創成メカニズムの解明により最適化し，任意のテクスチャ面を得るための設計指針を示すことを目的とする．本報ではエピタキシャル成長を利用した場合について，μmオーダの単位規則形状が基板にあらかじめ付与したパターン形状により，その位置や大きさを制御できる可能性を示した．

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大面積かつ高速のナノ構造の成形技術としてロール熱ナノインプリントが期待されているが，短い接触時間・狭い接触範囲で樹脂表面が加熱・充填・冷却・離型されなけらばならず，成形パラメータ設計のためにはその現象を解明する必要がある．樹脂の挙動を直接捉えることは困難のため，回折格子形状の回折光強度が充填深さによって変化することを利用してリアルタイム測定を行う．光学解析と転写実験を用いてその現象を明らかにする．

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トランスファープリントにより圧電薄膜と金属薄膜からなる多層膜を加工基板に転写し，両もちはり型のマイクロアクチュエータへの適用を試みている．シリコーン樹脂製のスタンプにゾルゲル法でPZT薄膜を成膜し， 同薄膜を厚膜レジストSU-8で作製した微細溝加工基板へ転写した．転写されたPZT薄膜は長さ50μm，厚さ300nmの両もちはり構造を形成した．転写後のPZT薄膜には亀裂も確認されたため，その亀裂形成頻度と成膜条件の関係を調査した．

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本研究における目的は，微細構造をもつ大面積の樹脂シートを製造するナノインプリント用のロール金型を，複合めっきを用いて製作することである．複合めっきを用いてロール金型を製作することで継ぎ目のないロール金型製作の効率化とコスト削減が可能になる．また複合めっきの新しい用途を提案することで，複合めっきの新たな可能性を生み出す．研究の結果，複合めっきを用いたロール金型の製作に成功した．

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トランスファプリントによるナノ材料のパターニングにおいて，界面自由エネルギとアンカー効果に基づいたその転写機構の解明を試みている．CNTなどの疎水性かつ低表面エネルギのナノ材料では，トランスファプリントによる転写結果はDupreの接着理論と整合しない場合がある．Fowks理論による界面自由エネルギとナノ材料―基板間の接触面積を考慮したモデルを提案し，粒径200nmの疎水性粒子を対象とした実験によりモデルの妥当性を検証した．

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近年、インタネットの爆発的な広がりを背景に世界各国のFTTHの導入が急ピッチで進められており、今後更にFTTHを促進するためには現地施工可能な光接続技術が必須である。このような要求を受け今回、低コストで現場施工が可能なポータブル型手動光ファイバ素線研磨機を新たに開発した。本研磨機では、研磨水が不要でかつ一工程で光ファイバ素線端面を斜め研磨でき、低損失で低反射な光学特性が実現できることを確認したので報告する。

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光学レンズの延性モード研削において高能率化の要求が高まる一方，研削面に対してサブサーフェスダメージを含めた評価が求められている．本研究では，ガラス研削面のサブサーフェスダメージを評価するために，フッ酸によるエッチングを応用した定量的評価手法の開発を試みた．光学ガラスのクロス研削加工面にエッチングを施し，表面状態の変化を調べることで研削条件がサブサーフェスに与える影響を明らかにした.

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剛性の低い被削材を旋削加工する場合，背分力は寸法精度を悪化させる．そのため，背分力の抑制により寸法精度を向上させる方法が提案されている．本研究では特に送り量が微小な場合について，背分力がゼロとなる加工条件を理論的に求めることを目的とする．微小送りにおける加工現象では工具切れ刃稜丸みの影響が大きい．そこで，切れ刃周辺の被削材挙動をモデル化し，計算に反映することで切削抵抗予測式の高精度化を検討した．

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PCB穴あけ加工は穴位置精度などの穴品質向上を目的にエントリーボードが用いられる．エントリーボードとしてアルミニウムシートおよび潤滑塗膜付きアルミニウムシートを用いて穴位置精度および切りくず排出性におよぼす影響を検討した．潤滑塗膜付きアルミニウムシート用いた場合はアルミニウムシートを用いた場合に比べて穴位置精度が向上すること，切削スラストが低減すること，および切りくず排出性が向上することがわかった．

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本研究では集束イオンビーム加工を応用した，精密切削加工用工具の開発について検討している．これまでの結果より，集束イオンビーム加工したダイヤモンドを熱処理することで，加工によって形成された影響層できることを明らかにした．本報ではこの技術を応用して、ダイヤモンド工具表面に微細なテクスチャを作製した．この工具を用いた加工実験により，テクスチャを有するダイヤモンド工具の有用性について検討した．

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高分子系トライボマテリアルの高性能化・高機能化を目的に，ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の表面にフェムト秒レーザを用いた微細構造を付与し，摩擦特性などのトライボロジー的性質を実験的に検討した結果を報告する．具体的には，フェムト秒レーザにより溝形状などの微細加工を施した加工面形状と加工条件の関係，および得られたPTFEの摩擦特性としてボールオンディスク型すべり摩耗試験などを実験的に検討したものである．

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基板に対してショットブラストを施してランダムな凹凸を作製し，多層膜を積層させ表面を研磨することで，マイクロ及びナノスケールの表面パターンを持つランダムナノストライプ表面を形成した。ショットブラストの加工条件により基板表面に形成される表面パラーンの大きさは異なる。そこで本研究では往復動摩擦試験機を用いてランダムナノストライプ表面が有するナノパターンが潤滑特性に及ぼす影響について明らかにする。

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光メタマテリアルを実現するために、石英ガラス基板上に二層ロッド型の微細共振子の製造方法を開発した。この方法は、微細塑性加工と焼鈍により石英ガラス板上に金ナノロッドアレイを作製する工程、その上にSiO2をコーティングし、さらにその上に金薄膜をコーティングし、熱デウェッティングにより二層ナノロッドアレイを作製する工程からなる。

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高パワー密度・微小径の電子ビームを用いた局所溶融による微細加工の可能性を検討した。実験では電子ビームナノ溶融装置ENF-3500 （ELIONIX製）を用いて、シリコン表面を局所的に溶融加工した。電子ビームをスポット照射すると微細な球やコーンが形成でき、面照射するとV溝が形成できた。これらの形状は溶融したシリコンの流動により形成され、照射条件によりμm, nmオーダーで制御できる。

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Sub-μmの高さ分解能を持つ光造形を実現させるため，本研究では露光エネルギとしてエバネッセント光を導入する手法を提案している．本報では，光硬化性樹脂の硬化を阻害する要因である溶存酸素の影響を，窒素パージにより低減し，面内分解能を向上させる手法を実験的に検討した．この手法により，これまで不可能であったSub-μmオーダでの面内形状制御の可能性が示された．

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本研究では，原子間力顕微鏡を用いて単結晶Si，Cuスパッタ膜，Tiスパッタ膜に対してナノスケール陽極酸化加工を行い，スパッタ膜上に酸化膜の形成を試み，それぞれの試料の結果を比較検討した．その結果，どの試料も加工条件に応じて酸化物寸法が変化することが確認され，同一の条件で酸化物の大きさを比較した場合Tiがもっとも大きく，Cu，Siの順で酸化物生成されることが確認された．

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本研究では，マイクロ光造形法で創製された微細構造物のナノ修正加工を可能にする非磨耗・非回折限界依存型ナノ加工工具を提案している．光触媒ナノ粒子が接触しているソフトマテリアルに紫外光を照射することで，粒子周辺が光触媒反応により除去加工される．その除去範囲は粒子の粒径に依存するため，回折限界を超えた加工分解能が可能となる．本報では，提案手法の実現可能性について実験的に検討した．

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本研究では，加工対象である固体表面と雰囲気物質（液体）の化学反応を“触媒”によって促進し，かつ当該反応をナノ空間内に制御することで，位置選択的に材料除去（化学エッチング）を行う新規なナノ加工技術を提案する．本報では，原子間力顕微鏡（AFM）のSi製プローブ表面に機能性触媒である白金（Pt）を被覆し，水中での単結晶Siのナノ化学加工の可能性を検討した．

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AFMを用いたナノマイクロ加工を行うために，高硬度なECRスパッタカーボン薄膜を被膜することで，探針の機械的特性向上が期待できる．本研究では探針への高硬度及び極薄膜のECRスパッタカーボン薄膜被膜のための基礎的な検討評価を行う．

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トウプリプレグ（TPP）を用いたフィラメントワインディング法によるCFRP複合圧力容器の成形において，複数の給糸口から同時に繊維を供給して積層を行う手法を用いた場合の容器の破裂強度について評価を行った．角度遷移をともなう連続的な積層による容器の試作を行い，それらの積層構成が容器の強度におよぼす影響について，水圧を用いたバースト試験により評価を行った．

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射出成形法で，成形不良の発生要因を特定するために，ファンゲートを有する平板と曲板を同時に成形できる可視化金型を，５軸マシニングセンタを用いて作製し，曲率の違いによる製品の応力分布や変位分布への影響について解析と実験により検討した．また，平板のゲート部の形状を多点ピンゲートとし，位置やサイズを変えたときのゲート形状による応力，変位分布の影響も含めて考察するため，CAEによる流動・保圧解析も行った．

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プラスチック射出成形分野において、金型キャビティ面を樹脂の融点あるいはガラス転移点温度以上に加熱して、樹脂の固化を遅らせ、ウェルドラインの抑止や転写性の向上をはかる加熱・冷却成形法が実用化されている。しかし、従来の加熱・冷却成形法では、設備コストが高いこと、複雑な構造の金型が必要となることが問題となっていた。そこで、著者らは、パネル型遠赤外線ヒータの輻射熱を利用して、低コストでかつ簡易的にキャビティ面を加熱できる金型を提案し、その評価を行ってきた。本報告では、浅い箱形成形品に適用できる金型を新たに設計・製作し、耐衝撃性ポリスチレンを用いた成形実験を通じて、本金型により、フローマークやシルバーストリークなどの成形不良の抑止と、キャビティ面の転写性の改善がはかれることを明らかにした。

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ウェルドラインは樹脂成形における代表的な不良現象であり、製品の外観品質だけでなく強度の低下も引き起こす。これまで様々な対策が行われてきたが、本研究では樹脂を金型内に射出後に未凝固部分を強制流動させるコアピン駆動法による強度改善に試み、効果を確認できたので報告する。

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無塗装化技術の一つに樹脂材料にアルミニウムフレークを添加したメタリック樹脂を射出成形する方法があるが，樹脂の流動による外観不良が問題になっている．本研究では外観を決定する要因であるアルミフレークの配向に着目し，種々の方法で製品内部の観察を行った．そして成形条件，金型要因による流動の変化がメタリック樹脂製品の外観に及ぼす影響について調査した．

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プラスチック射出成形時の溶融樹脂から発生するガスは，製品表面を炭化させ外観不良となり，ショートショットを発生させ未充填不良の原因となっている．本研究では，金型内一部表面を材質や粗さを変えたときのガス成分とガス生成量の関係を明らかにし，金型表面性状が及ぼす金型内発生ガスへの影響について検討を行った．その結果,金型金属の組成だけでなく，表面粗さも発生ガスに影響することが分かった．

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樹脂の射出成形において微細形状の転写が可能になってきた．しかし大面積の製品で，離型時に金型から剥がれなかったり剥がれても壊れたりしてしまうという問題がある．通常樹脂の冷却過程においては一様な方向に凝固するのが一般的であるが，これが製品の金型への噛みこみ，残留応力の発生などを引き起こし，離型不良につながる．そこで凝固方法として指向性凝固を提案し，離型不良緩和に有効であることを示す．

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プラスチック製品を安価で大量に生産できる射出成形によって作製されるマイクロスケールの射出成形品には大面積の基板表面にテクスチャリングを施すものと、部品そのものがマイクロスケールであるものに分類できる。前者の研究は幅広く行われているが、後者の研究はあまり行われていない。そこで、本研究では温度応答性の高い積層金型を用いてマイクロ部品作製の成形性に関する基礎研究を行った。

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Wafer level casting法は光学レンズの新しい製造方法として注目されている．今回，熱硬化樹脂を用いてWLC法向けのレンズアレイウェハを成形するための成形装置の試作を行なった．本研究では，成形装置の性能評価としてレンズアレイウェハの成形試験を行ない，形状再現性およびレンズの偏芯の推移について評価を行なったので報告する．

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母相中に強化相が連続している延性二相組織におけるクリープに関する応力指数nの理論式を導出する．この理論式に強化係数を考慮し，強化相が不連続に分布した場合のnの理論式を得る．また，強化相が連続及び不連続に分布した有限要素(FE)モデルを作成し，このモデルを種々の変形速度で引っ張るFE解析を実施する.この解析から得られるn値と理論式から得られる値を比較し，導出した理論式の適用限界を検討する.

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バニシング加工は加工物表面の微小な塑性変形を利用した仕上げ加工法であり，表面改質による機械的特性向上などの利点を有する．チップ式バニシング加工において押込量は重要な制御因子であり，平滑面生成に与える影響を把握することは重要である．本研究では，固定式バニシング工具と導電性チップを製作し，加工物に対して精確に押込量を与え，押込量と塑性変形量及びスプリングバックの関係を考察した．

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一般に草刈に用いられるチップソーは，危険を伴うため使用条件に制限がある．欧米では，早くから安全性の点でナイロンコードが広く普及している．しかしながら，ナイロンコードはチップソーに比べて，切れ味や耐摩耗の点で劣っているため国内での普及が遅れている．本報告は，金型工具を用いて通常の円形断面や矩形断面を圧造せん断によって成形し，切れ刃ピッチや切れ刃形状について検討し，切れ味等の性能向上を図っている．

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金属光造形通気性金型とは，金属光造形法を用いた通気性を有する射出成型金型である．通気性金型は，型内のガスや空気を起因とする成型不良の対策として有効である．しかし，成型時の樹脂が通気部に入り込み目詰まると通気性能は低下する．本研究では，目詰まり低減を目的として通気部の濡れ性に注目する．金属光造形機により作製した通気性金型に電子ビーム加工を施す．その後，射出成形実験により成形前後の通気性能を評価する．

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ダイカスト金型用の冷却水管内に遊離砥粒を流動させることで水管内面を研磨しツールマークを除去する方法を提案する．金型内部の循環型冷却水管に対して，砥粒充填率，流入圧力，水管径を変化させた時の研磨特性を調べた結果を報告する．また，内面加工をすることによる耐腐食性を評価する．さらに，流れの可視化を行い，水管内での砥粒の動きを観察し，研磨特性を考察する．

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ダイカスト製品を取り出す際に，製品の金型への抱きつきなどによって，金型の破損などが起きる．これらを事前に予測することは困難である．今回その予測のために押し出し抵抗を評価することで回避しようと考えた．本研究は，コンピュータシミュレーションを活用し，ダイカスト製品の型取出しを疑似的に再現し，押し出し抵抗を測定した．その結果を実験値と比較することによって計算の妥当性を評価した．

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平板状ダイカスト部品は，ゲート折り過程において製品にそり変形が発生し，所望とする形状，寸法精度から逸脱する．この変形量を事前に予測することで，後工程で行われる歪取り等の付帯作業にその情報を活用することが出来れば，製品のニア・ネットシェイプ化を推進することにおいて極めて有益である．今回，ゲート折り過程における製品のそり変形量を実験とCAEを用いて検討した．

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サファイアの基礎的な研削特性を調査したところ、粒度300～400の粗加工において，一定の条件下で延性モード除去が可能であった。しかし，粗加工用砥石で延性モード除去に寄与するダイヤモンド切れ刃の部位は明らかではない．本研究は，多刃のダイヤモンド砥石ではなく単粒のダイヤモンドバイトを用いた超精密切削により，延性モードでの除去に有効なダイヤモンド刃先の部位を明らかにすることを目的とする．

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導電性ラバーボール含有メタル‐レジンボンド砥石は、ELID研削の仕上げ用砥石として用いられている。従来、ボンド材のメタルには銅を用いられているが、我々は、メタルに錫を使用した砥石を作製した。本報告では、作製した砥石の特性調査として、初期電解ドレッシング実験、摩擦磨耗試験、砥石表面の組織観察、加工実験を行った結果を報告する。

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近年，加工の分野のおいても環境負荷の低減が求められており,我々も，高精度加工・超精密加工が可能なELID研削法をベースに，環境に配慮した加工技術の実現を目指している．そこで我々は，未活用の植物資源をカーボン化した素材を用いた砥石の開発を進め，その砥石を用いて農業用の工業製品を製作し，農から工へのものづくりサイクルの構築を目標として研究を進めている.

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近年，加工において高精度化，高効率化が求められており，高精度・高効率の研削加工の一つとしてとしてELID研削法がある．我々はELID研削用の砥石に着目し，砥石中の砥粒分布の制御，砥石製作のオンデマンド化を目指し，3DプリンターとPELIDを組み合わせた砥石製作法の開発を進めている．本報告では，砥石の結合剤となる樹脂の電解特性調査を行った結果について報告する．

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複雑形状や微小サイズの加工物では，表面性状のコントロールに用いられるELID研削加工システムが，電極の設置において被削材との干渉問題から適用できない場合がある．そこで，ELID研削加工システムと同様な砥石のドレッシング効果を得ることを目的として，電極をノズル先端部に設置し，電解した研削液を砥石に噴射するイオンショットドレッシング研削システムを開発した．本報では，環境対策を目的とした研削液を使用しないイオンショットノズルの基礎的実験について報告する．

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本報では，放射線を用いた医療装置に搭載するプラスチックスシートの薄板化を目的として，多孔質セラミックスタイプの真空チャックテーブルを使用し，単結晶ダイヤモンドバイトにより薄板加工を行った．事前に真空チャックテーブルの表面の平坦化と空孔率の向上のためにELID研削を適用した．厚み100μm以下の薄板の吸着状態及び板厚のバラツキの検証について報告する．

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JEM-EUSO（Extreme Universe Space Observatory onboard Japanese Experiment Module）は，地球での「宇宙起因の瞬間発光現象」を観測し，検出器が装着された宇宙ステーションを含む地球全体を使う新しい天文台である．地球に降り注ぐ超高エネルギー宇宙線やニュートリノが地球大気圏内で発する蛍光紫外線を，超広角望遠鏡を用いて国際宇宙ステーションから観測する. JEM-EUSO望遠鏡の開発には，光学系を構成する3枚の超精密な大口径フレネルレンズが重要であり，我々は，BBM（ブレッドボードモデル）タイプでの，大型フレネルレンズの製作を行っており，本報では，この光学系の2枚目のレンズとなるミドルレンズの製作について報告をする．

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