直径1ミクロン以下の微粒子の自己組織構造は理想的には単層六方最密構造となり，隣接する2つの微粒子間にバインダを配置できれば，微粒子間の付着力を向上して自立複合構造を作製できる可能性がある．本研究では，直径1ミクロンの球状シリカ微粒子とセルロースナノファイバー（CNFs）を水中に分散させ，移流集積法によりシリコン基板上への複合構造作製を試みた．CNFsを所望の位置に配置するための条件を明らかにした．

固体表面における転落角を動的かつ任意に変えることができると液滴輸送のスイッチング等に応用することができる．本研究では多孔質構造を設けた表面に表面エネルギの異なる液体を浸出入させ，その液量を自由に調整することで転落角を任意に決定する手法を提案する．直径0.1mm程度のPDMS製ポーラス構造を作製し，その背面から一定圧で潤滑油を浸出入させた時の水滴転落角を測定し，その調整範囲や応答性などを評価した．

微生物細菌を用い，光合成現象によって発電をする方式のバイオ燃料電池は，新たなエネルギ源として期待できる．しかし，発電性能が低いなど実用化に向けて解決すべき課題も多い．電極部に微細形状を付与すること，振動を与えることなどの解決手法をもとに，発電性能向上を目指している．そこで，本研究では複合的な解決手法と発電性能の関係を実験的に明らかにし，高性能化・実用化に向けての基礎的知見を得ることを目的とする．

コバール合金は熱膨張率が低いため，硬質ガラスやセラミックパッケージの封着材料として多く使用されている．対象物との密着性を向上するために，コバール合金の表面を均一に粗化する必要がある．本研究において，H2SO4溶液と比較し，Na2SO4電解酸化水のコバール合金表面に対する粗化作用を解明した．すなわち，超音波を併用して浸漬処理を行う場合，コバール合金の表面を均一に粗化できる可能性が大きい．

微細デバイスや次世代機能部品製造のために3次元微細構造の加工技術が求められている。本研究では電場強度勾配による光放射ポテンシャルに着目し、回折限界の制限を受けずに微粒子を局所化・3次元集積することで寸法100 nm以下の3次元微細構造の加工を目指す。本報では一定距離において強度分布が変わらず、ビームが広がらずに伝搬するベッセルビームを用いて加工原理について基礎検討するための実験装置設計を行った。

生物の持つ表面微細構造は大きさの異なる複数の構造から発現する多機能構造として注目を集めている．本研究では高アスペクト構造によって発現する機能性構造の模倣を目指す．本報では，セルフファーカシングに着目した造形法を提案し，提案手法の光強度分布特性や硬化特性の検討を行った．これらの結果は，高アスペクト構造による機能性微細構造の造形可能性を示した．

トランスファプリントに原子拡散接合を援用し，転写性や形状精度の向上を試みている．平滑なAu表面同士を接触させると，Au原子の相互拡散によって室温下でも強固に接合される．あらかじめAu薄膜を成膜した基板を準備し，h-PDMSをスタンプとして膜厚150nmのAu薄膜をトランスファプリントした．原子拡散の効果により，室温かつ接触圧力2kPaという条件でAu薄膜が転写できることを明らかにした．

Au/酸化グラフェン積層膜を用いて，高い導電性と伸張性を持つストレッチャブル配線への応用を試みている．熱可塑性エラストマーフィルム上にトランスファプリントでAu/酸化グラフェン積層膜を転写したところ，2.3×10^7S/mと高い導電性が得られた．同様の手法を用いて，フィルムの伸張に伴った弾性変形が生じるように，Au/酸化グラフェン積層膜を波板状に構造化した．

電気化学重合により導電性ポリマーであるポリピロール（PPy）の微細構造を作製している．本報告では，印加電圧をパルス状にすることで，異方的で均一なPPy成膜を試みている． 1Vの定電圧で成膜すると，マスク側壁に沿った不均一なPPyが成膜される．一方で，周波数0.064Hz，Duty比3.2%のパルス状電圧を印加して成膜すると，非マスク領域で均一かつ垂直方向にPPyが成膜できることを明らかにした．

高分子材料は，その加工の容易性とともに，耐熱性，耐薬品性，機械的強度などが優れることからマイクロ構造材料としても注目されている．しかし，高分子材料をマイクロ成形加工した場合，微視的材料特性に応じた力学的特性を示し，マイクロ部品の微細な代表寸法においては，それらの影響は大きくなると考えられる．本研究では，汎用的な高分子材料であるポリアセタールにおける微視的結晶状態が力学的性質に及ぼす影響を調べた．

原子スケールで現れる摩擦発生の機構解明は将来にわたる重要課題である.1次元Frenkel-Kontorova摩擦モデルの原子運動の振舞いを分子動力学により解析し，すべり速度と原子間相互作用をパラメータとして摩擦相図を作成した．原子論モデルの周期境界条件として，結晶格子間隔比を連分数展開して表現する．講演では，超潤滑状態から摩擦発生にいたる原子運動の振舞いの変化を時系列解析した結果について議論する ．

本研究では，旋盤の送り機構を用いた摩擦摩耗試験方法を提案し，実際の切削に近い状態での各種コーティング層の評価を行うことを目的とする．本報では，超硬合金にTiN，TiAlN，AlCrNの3種類のコーティングを施した試験片をSUS304に対してそれぞれ摺動させ，各コーティング層について，比摩耗量，摩擦係数，EPMA観察の観点から評価を行った．

切削による表面テクスチャがすべり時のなじみに及ぼす影響を評価した．初報として，慣用切削と切込み深さ方法への振動を援用した切削によるテクスチャにおけるなじみ過程の相違について評価したので報告する．

本研究では，難削材であるステンレス鋼が穴あけ加工にどのような影響を与えているのかを検討している．本報では，ドリルでステップ加工を用いて組成の異なる4種類のステンレス鋼に穴あけを行い，刃先温度，工具寿命，機械的性質の観点から，穴あけ加工に及ぼす各種ステンレス鋼の組成の影響について検討した．

局所圧縮静水圧援用切削の将来的な実用を考慮し，すべり式に加えて転がり式加圧冶具を導入し，前報より小送りを採用しての純アルミニウムの旋削を試みた．その結果，バニシング効果の影響は大きくなるものの，圧縮静水圧とバニシングの相乗効果から，バリの低減と切削痕周囲の平坦化がなされることが確認された．一方，慣用式に比べ切削溝は浅くなり，形状も変化するなどの課題も明らかとなり，さらなる検討の必要性も示された．

本研究の目標は，純鉄とダイヤモンド間に生じる熱化学反応を利用し，ダイヤモンド表面に任意形状の溝加工を行うことである．前報では，真空における純鉄とダイヤモンドの接触加熱での温度と加工量の特性を示した．本報では，一度溝加工を行い，黒鉛が生成したダイヤモンド表面に再度溝加工を行うプロセスについて検討した．

ダイヤモンドで鉄系材料を加工すると，ダイヤモンドが著しく摩耗する現象が知られている．本研究では，この摩耗現象を逆に利用して，回転させた鋼円板の円周面とダイヤモンドの(111)面を摩擦させてダイヤモンドに溝加工を施した．20分程度の加工で数十μmほどの深さの溝を形成することができた．

ガラス内部へ金属球を導入し，移動させる手法として，ガラス裏面に吸収材として金属箔を付着させ，連続発振レーザを照射するCW-LBIが提案されている．CW-LBIにおいて，金属球の挙動を理解するため，高速度カメラにより観察を行った．その結果，レーザのパワー密度が高い場合，強い発光および有色の軌跡を伴い，最高で速度39mm/sで移動した．一方，パワー密度が低い場合，微弱な発光および透明な軌跡を伴い，低速移動することを確認した．

チタンにレーザを照射することで表面に酸化皮膜を形成することができる。酸化皮膜表裏の間に起こる光の干渉現象により，膜厚によって様々な発色を得ることができる。本研究では，YVO4レーザを用い，レーザ照射で加工条件によって形成された微細構造を分析し，表面形状及び酸化皮膜の膜厚分布を考察し，二種類の膜形成モードに分けた。また，その二種類状況の対応する加工条件で得られる発色を調査した。

レーザを用いたサファイアの精密・高品位加工のために、加工損傷の定量評価技術を開発した。ラマン散乱分光を用いて、ラマンピークシフトから残留応力（歪み）を推定する。0.01cm^-1オーダのシフト検出のためにピークフィッティングによるサブピクセル検出を用いる。共焦点顕微ラマンによる測定点掃引によって残留歪みの3次元分布の計測を行う。本手法による超短パルスレーザ微細加工部の計測特性の調査結果を報告する。

FIB加工によって単結晶ダイヤモンド表面に変質層が形成される．本研究では，深紫外光励起の顕微ラマン分光法を用いて，加工変質層の構造変化の過程に着目する．Ar雰囲気で加工変質層のグラファイト化が観察された．ドーズ量を変化させることで，スペクトルの変化の様子に違いがあることが分かった．発表では，深紫外光照射によるスペクトルの変化の様子の違いから加工変質層の構造変化のプロセスについて考察する．

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。本報では切れ刃形状を維持したまま、すくい面にテクスチャを作製した工具でアルミニウム合金、無電解ニッケルリンめっき、無酸素銅の3種類で加工実験を行い、被削材および加工条件の違いによるテクスチャの効果について検討した。

AFMのマイクロカンチレバーを用いた微小切削において，工具の振動切削で加工能率の向上を目指す．本報告では加工中，安定に共振するレバー形状について検討し，実験と解析によってその形状を求めたことについて発表する．初期荷重400μNで15.6kHz近傍の接触振動が行えることを確認した．この工具で50～800μNの荷重条件で切削を行い，振動切削による切削痕が通常の場合に比べてより深くなることを確認した．

This paper presents a new methodology for fabrication of Au nanograting pattern. Evanescent field enhancement based on nanograting is well studied for enhancing sensitivity of surface plasmonic detection. However, the practical application of this method suffered from high fabrication cost and low throughput. To solve this problem, a process combining nanomachining and Au cold welding was proposed in this work. Ultraprecision cutting was conducted to fabricate a parallel groove pattern on a mother mold substrate. The mother mold structure was replicated to a Poly (methyl methacrylate) stamp by die casting. And the stamp was utilized to transfer Au nanograting on an Au film deposited on a quartz based on Au cold welding adhering and surface energy difference between substrate and stamp. The feasibility of the proposed fabrication process was verified. Furthermore, the influences of film thickness and welding load on transferring ratio and structural uniformity were evaluated.

重要な半導体材料である単結晶ゲルマニウムは機械加工において物性の変化を伴う相変態を起こすが，そのメカニズムは未だ不明瞭である．本研究では単結晶ゲルマニウムの繰り返しナノインデンテーションを行い，新たな相変態挙動の解明に取り組んだ．その結果，最初の除荷後，再度負荷する前に保持する荷重の大きさに応じて相変態が促進，あるいは抑制されるなど通常のナノインデンテーションと異なる挙動を示すことを明らかにした．

プラスチックフィルムや紙等の薄い軟材料を把持するデバイスとして、集合梁構造を持つ静電吸着装置が研究されているが、対象物体離脱時に残留電荷による離脱困難が懸念される。本研究では、並進及び回転による2軸の運動制御によって，静電吸着装置に手先軌道を与えることによる新たな静電チャック-把持対象物間の離脱方法を提案する。また、離脱時のフォースカーブ測定と動画観察によって離脱条件を検討する。

微細毛構造を持つ双極型静電吸着装置は表面に幾何形状を持つ物体に対しても把持力の維持が可能である．毛構造設計の際，把持力向上のため梁配列密度を増加させると凹凸等の形状に対し梁の引っ掛かり等の意図せぬ変形様式が起こりやすくなる．本研究では矩形波状表面に対し毛構造を持つ静電吸着装置の力－変位曲線測定と現象観察を基に考察を行うことでこれらを防止し，凹凸形状に応じた最適な梁配列密度決定への指針を示す．

本報では，単一の電力アンプを用いた２自由度浮上体の非接触磁気浮上について報告する．本報のシステムは，非接触搬送への適用を念頭に，浮上体の上側のみに電磁石を配置した吊り下げ形の構成となっている．浮上体中央および両端の計３点の上側に電磁石を配置し，それら３個の電磁石に共通の電流を流すことにより，浮上体の鉛直方向並進運動と回転運動の２自由度を制御して安定な浮上を実現した．

音響イベント検出のため，日常的に耳にする突発音について，音の質感に基づいたあいまいな分類での機械的識別を目的とし，手を叩く音と物を叩いた音８種類の計９種類の音を取り上げ，分析を行った．スペクトログラムの比較や音の合成，SVMによる識別の結果から，音の質感に対応する要素が音の立ち上がり付近での周波数と，物体の振動に依る比較的長い時間続く周波数成分，の二つにあると考え，識別のための特徴量抽出を行った．

工作機械の精度向上と精度測定技術は密接な関係があり，工作物および機械の誤差が計測によって明らかにできれば，その要因の解消によって加工精度が向上できる．本稿では，工作機械の更なる高精度化，高能率化に寄与する計測測定技術として，光学式レーザースキャナを用いた機上3次元形状測定法、レザートラッカを用いた2次元平面での熱変位可視化方法を紹介する．

CNC(数値制御)工作機械による曲線加工のためのプログラムは，一般には設定された弦誤差に基づいた近似線分により作成される．しかし，高速高精度加工により適した弦誤差に変更してプログラムを作成するのが望ましいと考えられる．本研究では，曲率半径，指令速度，CNCブロック処理時間に基づいて適切な弦誤差を求め，プログラムを作成する方法を提案する．実験によってCNC工作機械がより高速高精度に運動することが確かめられた．

生産拠点の海外シフトを食い止めるために、機械加工分野においても生産性を飛躍的に高める革新的な加工システムを開発する必要がある。国際競争力を高める加工システムを開発する第１歩として、段取り工数を従来の1/10～1/100以下にする「５軸マシニング用の５面拘束マシンバイス」を開発した。本論は、マシンバイスの構造、位置決め精度、把持力、加工精度、段取り工数等の概要を示し、実用機としての特徴を報告する。

これまで我々は，高い振動減衰性と静剛性を有する工作機械の構造本体や機械要素を実現するために，構造と一体化できる金属と高分子から成るパッシブ構造体ダンパを提案してきた．本研究では，ダンパの幾何形状が動特性に及ぼす影響を実験的に検討した．その結果，異方剛性設計によってダンパの動特性（固有振動数，振動減衰性，振動モード）をチューニングできることを示した．

薄肉工作物の適切な加工条件決定のためには工作物の動剛性測定が重要である．本研究では開発した機上動剛性測定法による加振試験およびハンマリング試験で測定した薄肉工作物の動剛性の違いについて評価する．両法で測定した平板のコンプライアンスの相違の原因を調べるために，加振系の機械モデルを構築する．また，薄肉工作物の切削試験の結果を比較することにより機上測定法の妥当性を検証する．

工作機械は複数のジャッキを介して工場床に据付けられる．ジャッキの長さを適切に調節（レベル調節）することで，運動誤差（真直度や直角度）を補正する．これまで，熟練作業者が水準器の情報をもとに経験的に行ってきた．作業の煩雑さにくらべ，レベル調節作業を行う機会は多い．そこで，レベル調節作業のモデル化・定量的調節法を提案する．本報告では，工作機械実機を用いて行った．

工場のダウンタイム削減のため、工作機械の状態を診断することが重要である。しかし、様々な機械要素から成る工作機械において、要素毎に現象を分解して把握することは難しい。そこで、本稿では、機械学習を用いて正常時の工作機械の送り軸をモデル化し、正常状態との差異で異常検知を試みたので報告する。

工作機械の使用時において消費電力を削減するために、緊急停止回路を応用して電力を遮断するアイドリングストップ機構をサーボ部の回路に取り付けた。この機構によってサーボ部の電力が削減されるが、位置ずれ等の問題が生じる。この問題点を、工作機械の動作特性を調べ、適した制御をさせるためにアイドリングストップ機能を動作させる直前のプログラムを補正する方法を考案することで問題を低減が可能となった。

近年の電子機器の軽薄短小化・多機能化により，その内部のプリント基板上には高精度なスルーホール加工が要求されている．そこで本研究では，工作機械に対して左右ボールネジ駆動によるカウンタバランス送り機構を搭載することで工作機械コラムにおける振動低減を実現している．重心駆動（DCG）を維持して主軸およびカウンタの重量と重心位置を決定することが重要であると確認でき，本制振機構の設計法の指針も提案した．

生体適合性セラミックス製人工膝関節骨頭の高精度加工の実現を目的として，工作物側に回転2軸，工具側に直動3軸を配置した卓上型5軸NC研削盤の設計と試作を行なっている．静的構造解析により構造を決定して試作を行ない，研削盤としての幾何精度および各軸の運動精度を測定している．

3次元曲面加工における生産性の問題を背景に，高速で機械加工を行うことができるCNC旋盤を開発した．新たに開発されたCNC旋盤では4軸（X1，X2，Z，C）を備え，主軸回転角度に同期した工具の追従運動により加工を行う．繰り返し制御することで工具応答性の安定化が達成されたが，形状精度に問題がある．本研究では，3次元曲面の形状精度向上を目的とし，工作物の形状測定方法とその結果を報告する．

近年，様々な製品の小型化が進んでいるが，依然として部品を加工する工作機械は人間の身の丈を越えるものが使用されており，生産効率の低下が引き起こされる．そこで，先行研究でデスクトップサイズの工作機械の開発を行ったが，性能評価及びその改善が課題として残っているのが現状である．本研究では，デスクトップ工作機械における各軸の位置決め精度測定と実加工によって本装置の評価を行う．

構造材料としてCFRPを 工作機械に適用して軽量化することで、高速化や省エネ化が期待されている。一方で、軽量化や機械的異方性のために位置決め性能が低下する恐れがある。そこで，本研究ではCFRPを適用した回転ステージを試作し、位置決め制御系の性能を評価した．鋼材を適用したステージとの比較実験を行い，位置決め時に生じる回転方向の残留振動ならびに外力印加時の位置決め精度を評価した。

砥石に含まれる砥粒の径は均一ではなく，ばらつき（分布）を持っているが，このばらつきについて日本工業規格(JIS)には規定がなされていない．これまでの筆者らの研究では，砥粒径のばらつきを小さくすると有効砥粒切れ刃の数を劇的に増加できることを明らかにした．本報では砥粒径のばらつきが研削表面トポグラフィの形成および研削面粗さに与える影響を調査するためシリコンウエハ研削と研削シミュレーションによる解析を実施した．

研削加工では，砥石表面状態などを定量的に決めることが難しい．そのため，それらの判断は作業者に委ねられる場合が多く，作業者の技能に依存しているため非効率である．そこで本研究では，高速度カメラを用いて研削中の砥石表面を撮影し，砥石表面状態を定量的に評価することを目的としている．その結果，画像のピクセル数から砥石表面状態を観察することができ，観察結果から目づまりや目こぼれといった砥石表面状態を定量的に評価ならびに管理することができるとわかった．

研削加工は，加工条件だけでなく目づまりや目つぶれ，目こぼれといった砥石表面の劣化も加工面品位に多大な影響を及ぼす．本研究では，物性の特徴を評価可能なハイパースペクトルデータと二次元空間情報を同時に計測可能なハイパースペクトルカメラを用いて砥石表面の状態を評価可能な計測方法を提案する．次いで，取得した多次元データを多変量解析することで砥石表面状態を評価する．

サファイアは高硬度であるためその加工は困難である．ところでサファイアは化学的に安定であるが，高温高圧下では酸化ケイ素と化学的反応を起すことが知られている．本研究では，酸化ケイ素の懸濁液中でサファイア表面に対して回転する鋼円筒棒を摩擦させることによって，サファイア表面に円環溝加工を行なった．30分間加工を行い外径4mm内径2mm深さ70 m程度の円環溝を加工することができた．

CFRPの研削加工では，研削雰囲気の違いによらず少なからず研削熱が発生する．研削熱による研削面近傍の温度がCFRPのマトリックス樹脂のガラス遷移温度を超えると，熱影響によりCFRPが変質し，デラミネーションを伴って材料強度が低下することが予測される．本研究では，乾式および湿式環境におけるCFRPの研削温度データを基にシミュレーションを行い，研削熱による加工変質層の生成の解明を試みる．

カップ型ダイヤモンド砥石を用いて，超硬の正面研削加工で，砥石送り速度をパラメータとして，研削性能を評価するため，研削抵抗分布を求めている。これは，圧力の次元を持ち，砥石包絡線を転写した工作物に瞬間的に砥石が干渉し始める際の研削抵抗の差分で得られる。送り速度が速くなると，研削抵抗分布のピークはピーク値がやや下がり，ピーク幅が広がること，ピーク部には超硬の付着物が見られることが実験的に明らかになった。

研削加工は高精度・高能率の加工として普及しているが冷却液関連の廃棄量や消費電力が必要以上に大きい。近年工作機械にも環境対応が求められており，これを削減することが求められている。本研究では，従来の外部供給法に対して内部供給法を用いた冷却液供給流路を提案し，モデルを作成して外部供給との冷却効率の違いを実験的に比較した。実験の結果，同流量を加工点に供給した場合，内部供給は外部供給より90.1%効率が向上した。

硬脆基板材料のためのテープ研削法について，筆者らは確率的手法による表面性状解析法を提案しているが，従来の手法では表面をある程度均質な面としていたため，実験との乖離があった．そこで本報では突起部や谷部などの局所的な変化を考慮できる手法について提案・検証を行う．