装置開発室 Equipment Development Center

ISSN 1880-0440

AnnualReport 2022

Equipment Development Center
自然科学研究機構 分子科学研究所
National Institutes of Natural Sciences(NINS)
Institute for Molecular Science【ミッション】「研究者にとって一番身近な技術者集団となる」【ビジョン】
・ 学ぶ ・ 挑戦 ・ 貢献 ・ リーダーシップ【バリュー】
・ 自然科学に興味を持ち、科学的考え方と発想を身につけ、分子科学研究所の発展につながる次世代技術に挑戦します。
・ 研究機器の設計製作および関連する技術分野において、室員一人ひとりが主体的な心構えを持ち高度な技術力を身につけます。
・ 研究者と協働する意識を持ちディスカッションを重ね、要望に近づく装置つくりを目指し、所内の先駆的な研究を支援します。
・ 所外の大学 ・ 研究機関からの設計製作依頼に応え、自然科学研究に関する技術ネットワークを拡充し、分子科学研究に役立つ技術ノウハウを集約するハブとしての役割を担います。

アイコンについて本号では、「技術報告」「トピックス」「特集」に、上記ミッション ・ ステートメントのバリューに対応するアイコンを付加しました。バリューとアイコンの対応は以下のとおりです。
・ ・ ・ 学ぶ・ ・ ・ 挑戦・ ・ ・ 貢献・ ・ ・ リーダーシップ

序

文

海外出張に出かける機会が再び増えてきました。 諸外国に行って気付くのは、 パンデミックで起きた雇用状況激変の影響です。 一部の空港などでは、 現場でトレーニングされていた労働者を雇い続けることができずに大量解雇が発生したため、 営業再開後に新たに採用したスタッフの育成が追い付かず混乱が続いています。 日本ではそのような影響は少なめであると感じますが、 学校や企業の教育現場でおきたオンライン化とそれに伴うコミュニケーション不足の影響は、 これから時間をかけて補っていく必要があるでしょう。
若手の人材育成というのは、 コロナの前から盛んに言われていたことで、 少子化を控えている我が国ではますます重要になります。 最近では研究所の外部評価でも、 人材育成への貢献が度々言及されます。 社会や学術研究の持続可能性を考えれば当然のことでしょう。一方で、育成と同時に若手人材の評価も重要です。
とかく中央官庁は論文被引用件数などの数字で比べたがりますが、 最近はどのような動機で、 何を目指して研究をしているのか、 そして何を成し遂げたのか、 という物語を専門家の目で審査する 「ナラティブな」 評
価をより重視するべきであるというのが、国際的な流れになりつつあります。評価する側の時間を取られるので、あまり頻繁に行うことは困難ですが、 人材育成を正しい方向に導く上では重要な視点でしょう。
分子研では、 若手研究者の評価は （内部昇進を禁止することによって） 外部への転出人事としてコミュニ
ティーに委ねる一方、 技術職員の育成は （外部との交流人事はあるものの） 基本的に自前で行っています。
装置開発室でも継続的に優秀な人材を確保し、 時間をかけて育成していく意識を各自が持つことで、 パン
デミック後の海外の空港のような状況にならないようにしなければと思います。 また内部で人材育成をする際の評価方法も、 現在技術推進部で検討中とのことですので、 多くのメンバーが納得できる評価軸を設計して頂いて、 しっかりと運用して頂けたらと思っています。
昨年は電子回路製作で長年の貢献を続けて頂いた吉田さんが再雇用の期間を終えて退職されました。 ま
た嬉しいお知らせとして、 豊田さんが化学会の化学技術有功賞を、 菅沼さんが分子科学研究所職員等貢献表彰をそれぞれ受賞されました。
本年も装置開発室をよろしくお願いいたします。

2023 年 1 月
山本 浩史

目

次

構成スタッフ................................................................... 1

イベント in 2022................................................................ 2セクション報告................................................................. 6

主要設備...................................................................... 11

研究会発表一覧................................................................ 12

利用者報告.................................................................... 13

申請課題一覧

.................................................................. 17

活動レポート.................................................................. 18

トピックス.................................................................... 31

特集

新装置紹介「フルカラー 3D プリンター」
汎用バンドソーの更新

2022 年

製作品

2022 年

工作依頼リスト................................... 33................................................... 35............................................................... 36....................................................... 42

構成スタッフ（前列左から）木村幸代、稲垣いつ子、山本浩史、近藤聖彦、澤田俊広（後列左から）水谷伸雄、高田紀子、石川晶子、木村和典、豊田朋範、松尾純一、菅沼光二、菊地拓郎

装置開発室長（併任）山本浩史

YAMAMOTO, Hiroshi

協奏分子システム研究センター

近藤聖彦

KONDO, Takuhiko

主任技師

菊地拓郎

KIKUCHI, Takuro

技術員

豊田朋範

TOYODA, Tomonori

技師

松尾純一

MATSUO, Junichi

主任技術員

木村和典

KIMURA, Kazunori

技術員

高田紀子

TAKADA, Noriko

技術員

木村幸代

KIMURA, Sachiyo

技術員

澤田俊広

SAWADA, Toshihiro

吉田久史

YOSHIDA, Hisashi

石川晶子

ISHIKAWA, Akiko

菅沼光二

SUGANUMA, Kouji

水谷伸雄

MIZUTANI, Nobuo

稲垣いつ子

INAGAKI,Itsuko

教授

技術職員
メカトロニクス・セクション
エレクトロニクス・セクション

リソグラフィ・セクション

装置開発ユニット長

技術支援員

事務支援員

－

1

－

( ※ 2022 年 3 月まで )イベント

in 2022

３月
８日

10 日
～ 11 日

第 1 回東海国立大学機構技術発表会岐阜大会 ( オンライン )( 豊田 )令和 3 年度核融合科学技術研究会 ( オンライン )( 豊田 )17 日

第 40 回日本化学会化学技術有功賞受賞 ( 豊田 )

31 日

吉田久史氏

退職 ( 写真１)
写真 1：吉田氏を労い、全員集合で記念撮影

４月
8日
～9日

共同開発打ち合わせ ( 盛岡 )( 豊田 )14 日

第 7 回名古屋ものづくりワールド

第 4 回名古屋次世代 3D プリンタ展 ( 名古屋市 )( 松尾 )

６月
９日

15 日
～ 16 日

30 日

職場体験・豊田市立若園中学校 ( 豊田 )( 写真２)

回路工作講習会 ( 豊田 )( 写真３，
４)

機械工作安全講習会 ( 近藤、菊地 )写真 2：中学生からの質問に答える豊田氏

写真 3：回路工作に取り組む受講者を見守る
豊田氏

－

2

－

写真 4：スライドで教材の内容を説明する
豊田氏

イベント

in 2022７月
１日

機械工作安全講習会 ( 近藤、菊地 )( 写真５，
６)６日

機械工作安全講習会 ( 近藤、菊地 )( 写真５，６)

写真 5：実演で参加者に旋盤の使用方法を説明する近藤氏 ( 中央 )７日
～８日

リソグラフィおよびクリーンルーム紹介 ( 高田、木村 ( 幸 )、石川 )( 写真７，８)

写真 7：全員で記念撮影：その 1

27 日

写真 6：新導入のノコ盤を参加者に紹介する
菊地氏 ( 中央奥 )写真 8：全員で記念撮影：その 2

機械工作ワークショップ ( 菊地 )( 写真９，10)

写真 9：フライスの使用方法を解説する菊地氏 ( 右 )

－

3

－

写真 10：フライスに取り組む参加者を見守る
菊地氏 ( 手前右 )イベント

in 2022

９月
６日
～８日

８日

10 月

表面技術協会第 146 回講演大会 ( 埼玉工業大学 )( 菊地 )( 写真 11)（記事 31 ページ参照）

株式会社ニコン Lasermeister Technology Center( 熊谷市 )( 松尾、菊地 )( 写真 12)

写真 11：会場の埼玉工業大学で記念撮影（菊地氏）

６日～７日

危機管理産業展（RISCON Tokyo）2022( 東京ビッグサイト )( 豊田 )( 写真 13)（記事 31 ページ参照）

15 日～ 16 日大学共同利用機関シンポジウム 2022
( 名古屋市科学館 )( 松尾、木村 ( 和 ))写真 12：最新の 3D プリンタと並んで記念撮影

写真 13：入場エリアの遠景

11 月
8日

10 日
～ 11 日分子科学研究所職員等貢献表彰 ( 菅沼 )JIMTOF2022( 東京ビッグサイト )( 菊地 )( 写真 14)（記事 31 ページ参照）
出前授業 ( 小豆坂小学校 )( 菊地 )( 写真 15)（記事 32 ページ参照）

写真 14：東京ビッグサイ
トの特徴的な建物と看板

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4

－

写真 15：水溶液の不思議と面白さを巧みに話す
菊地氏

イベント

30 日

in 2022

出前授業 ( 新香山中学校 )( 豊田 )( 写真 16)（記事 32 ページ参照）

写真 16：身振り手振りを交えて科学の面白さを話す豊田氏

12 月
２日
～３日

共同研究打ち合わせ ( 大阪市 )( 豊田 )25 日

令和 4 年度第 2 種電気工事士下期技能試験 ( 愛知大学

27 日

第 28 回静岡大学情報技術研究会 ( オンライン )( 豊田 )

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5

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豊橋キャンパス )( 松尾 )

セクション報告

メカトロニクス・セクション報告

近藤 聖彦

メカトロニクス・セクションは、メカニカルエンジニアリング、デジタルエンジニアリングを有する職員が所属している。
これらの技術を活用して、分子科学研究に必要とされる実験機器の設計製作、試作部品の加工、試作部品またはタンパク質の樹脂製 3D 造形、設計過程で重要となる構造、伝熱等に関する解析をおこなっている。 さらに、このような技術支援は所内研究者に対してだけでなく、全国の大学および分子科学分野を中心とした研究機関の研究者を対象としている。
「研究者にとって一番身近な技術者集団となる」 および 「人々のくらしや環境などが持続的に発展する社会の実現」
を目指し、技術や知見を活用して研究開発に貢献する研究所のものづくり集団として活動をおこなっている。
1. 製作依頼件数
図 1 に 6 年 間 の 所 内 外 の 製 作 依 頼 件 数 の 推 移 を 示 す。
2022 年 1 月～ 12 月の機械工作関係の所内依頼は 270 件で、実験に使用する部品加工の依頼が多く、昨年より依頼件数が増加した。 2020 年 4 月から 3D プリンタを移管し 3D 造形の依頼受付けを開始した。 3D 造形は、工作機械加工が困難である複雑な形状を有する部品が製作でき、金属加工と比べて短納期であること、樹脂材料を使用すれば低価格で製作可能等の長所があり、試作に適しているため依頼が多い。 今年の 3D
造形の所内依頼は 178 件であった。
所内の依頼内容は、1 週間以内で完了する部品製作が 9 割程度、設計製作、試作など開発要素が含まれ、完了までに 2 週間以上必要な依頼が 1 割程度であった。
図 1 ： 製作依頼件数の推移
2019 年に社会連携研究部門が発足し、所外依頼として扱っている。 2020 年から民間企業と社会連携研究部門に対して装置開発室有償利用を開始、2021 年 7 月に自然科学研究機構分子科学研究所装置開発室装置
製作受託規則 （以後、製作受託と記す） が施行され、民間企業と所外公的研究
機関の依頼を受付けている。 今年の製作受託は 6 件であった。
製作受託の注意点は、所内外のエフォートの比重を考慮することが重要となり、事前に製作内容を確認し、分子科学分野の技術的貢献、装置開発室の技術向上等を十分に考慮して引き受けている。
その他、マテリアル先端リサーチインフラで 3 次元光学プロファイラーシステム
図 2 ： 樹脂製アダプタの施設利用を受け付けている
2. 主な製作依頼内容● メカニカルエンジニアリング
主な依頼は、（1）部品製作：依頼者から提供される部品形状の手書き図面、簡
単な絵、要求される仕様を参考にして製作図面を作成した後に加工する内容、（2） 装置製作：設計・開発要素を含み部品を組み合わせて製作をおこなう内容の 2 つに分類できる。
（1） は、放射光施設で使用する真空部品、極低温環境で使用する部品、金属めっきで製作したメタルマスク等、様々な部品製作があった。 近年は小型で厚みが小さい加工依頼が増加傾向である。
図 2 に低温実験で使用する装置の開発に必要になる樹脂製のアダプタを示す。 このような部品製作については、納期と依頼件数の状況を考慮しながら内作と外作を振り分けている。
（2） は、図 3 に示すような真空環境で使用する微小電流測定装置、低温環境で使用するプローブ、真空または不活性ガス環境で加熱する容器、高温加熱用のサンプルホルダ、レーザ結晶を接合する装置等、力学、熱学、真空、低温、光学－6－

図 3 ： 微小電流測定装置

セクション報告に関する高度な知識と技術を必要とする設計製作依頼があった。 これらの依頼は、全般に制限された空間内で装置を組み込む設計が多く、設計の自由度が制限されるため、培ってきた経験が役立っている。
● デジタルエンジニアリング
設計時に重要となる構造、熱解析、流体解析等については ANSYS、磁場解析
は Femtet を使用している。 図 4 に真空容器の密閉扉に大気圧が作用した際の変形量を解析した結果を示す。
近年導入した 5 軸加工機は 3 次元の複雑な動作になるため、制御するプログラ
ム作成は難解になる。 これをサポートするのに CAM ソフト （hyperMill） を使用している。 工具とワークの自動干渉チェックをおこなえる等、優れたソフトである
3D 造形はタンパク質模型、実験装置に使用する部品の試作が主である。 タン
パク質模型を造形する際は、Magics と呼ばれている 3D プリント用ソフトウェアを使用することで、複雑な STL データを細かく編集できる。 例えば造形物にマグネットを埋め込むための空間を作成するなどの修正を加えて造形することにより、構造体の脱着が容易なタンパク質模型を造形できる。
タンパク質模型は構造体毎に色分けするとわかりやすくなるため、フルカラーの造形を希望されることが多く、昨年度に樹脂製フルカラー 3D プリンタを導入した。
カラー造形以外にも図 5 に示すような透明な模型を造形できるので、今後の展開が期待される。
3. 安全講習会 とワークショップ
本年度は機械工作関係の安全講習会を開催した。 参加者は 15 名程度であったので、3 回にわけて 6 月下旬～ 7 月上旬に実施した。 図 6 に使用したスライドを示す。 利用率が高い工作機械の操作と安全について説明をおこなった。
以前は講習者がボール盤やバンドソーを使用してアルミ材の加工を体験していたが、今年度は加工のポイントを理解していただくことを目的として、希望者を募って別日に穴あけ加工に関するワークショップを開催した。 午前と午後の 2 回開催
し、それぞれ3名が参加した。 参加者からは好評を得たので今後も旋盤、フライス盤などのワークショップ開催を企画している。

図 4 ： Ansys の画面

図 5 ： 結晶面を透明樹脂で表現した模型

4. その他の活動
例年に比べて見学対応が多かった。 文部科学省、自然科学研究機構
本部、大学、中学校など色々な方々が装置開発室を来訪された。 見学の増加は装置開発室をより広く知っていただける良い機会である。 ただ、紹介したい開発した装置などは実物がないため、写真などで紹介することになる。 よりリアルに紹介できる工夫が必要であると感じている。 今後
図 6 ： 安全講習会のスライドの課題として改善していきたい。
市内小学校に出向いて出前授業を担当した。 水溶液に関する内容を希望されたので、めっきを題材にした授業をおこなった。 小学生が興味を持つように工夫したこともあり、好評であった。
5. 表彰
菅沼光二氏は数値制御機械を自由自在に操作することで、常に正確な加工と早期納品に努め、分子科学研究の発展に大きく貢献されている。 これを評して、分子科学研究所職員等貢献表彰 「機械加工における研究支援の貢献」 が授与さ
れた。

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7

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図 7 ： 安全講習会の様子

セクション報告

エレクトロニクス・セクション報告豊田 朋範
1. エレクトロニクス ・ セクションの基本方針
エレクトロニクス・セクションでは、所内外からの工作依頼を受け、研究者と協力しながら分子科学の先端的な研究に必要な実験装置の設計・製作を行っている。
製作する電子回路はアナログ回路からディジタル回路およびそれらの複合回路まで、ソフトウェアはハードウェアに付随したハンドラープログラム
から実験に必要な計測・制御のためのアプリケーションに至るまで、広範な回路技術で支援を行っている。
研究者の要求に応えるために、技術職員は日頃から基盤となる回路技術の育成と共に最新デバイスや新しい回路技術の情報収集に心掛け、それらをいつでも応用できるように技術の習得に努めている。 特に 「エレクトロニクス技術の 3 本の柱」 として、FPGA に代表されるプログラマブルロジッ
クデバイスの製作技術、機器組み込み用マイコンの応用技術、アナログ回路製作技術に重点を置いて取り組んでいる。 ( 図 1)

図 1 ： エレクトロニクス技術の
3 本の柱

2. 工作依頼件数の推移と状況
図 2 は 2004 年からの工作依頼件数の推移である。 2022
年は 110 件の受付を行い、昨年を上回り過去最多を更新するとともに、ついに 100 件の大台を突破した。 複数の研究グループから、実験室の立ち上げや整備に関係する大小の工作依頼を複数回受注したことが大きな要因である。 また、
2021 年 7 月に制定された製作受託制度で社会連携部門を含む所外の研究者から比較的大規模な工作依頼を複数受注したことも特徴として挙げられる。
工作依頼の内訳は、回路やプリント基板・ソフトウェアの設計・製作を伴うものが 70 件 (64.2%)、故障・破損した機器の修理やケーブル製作など突発的・改修的なものが 39 件
(35.8%) である。 近年の工作依頼は複合的な技術要素を
図 2 ： エレクトロニクス ・ セクションの要するものが殆どで、技術分野を明確に区分することは難工作依頼件数の推移
しいため、このように分類した。
近年の特徴として、実験の進捗に応じて仕様を変更しながら製作・改修することや、1 件の工作依頼で複数台製作することが増加していることが挙げられる。 また、微小な部品や表面実装部品が主流であり、所有するプリント基板加工機では製造が困難、あるいは製造効率が低下する場合は、P
板 .com(https//www.p-ban.com) や Fusion PCB(https://www.fusionpcb.jp/) などの基板製造サービスを活用しての対応を進めている。 更に、(1) 使用頻度が多い回路のモジュール化 (2)Pmod など著名な共通インターフェース仕様に準拠したプリント基板の設計－の 2 項目を推進し、基板製造サービスを使用して量産することで、試作評価の効率化を図っている。 工作依頼件数の大幅な増加に対して、完了率は 2022/12/31 現在で 88.1% と高い水準にあり、これらの対策が一定の効果を上げていると見られる。
依頼元を所内と所外で分類すると、所内が 86 件 (78.9 ％ )、所外 ( 社会連携部門を含む ) が 23 件 (21.1%) である。 製
作受託制度に基づく工作依頼を数多く受注したことで、所外の依頼割合が昨年までより大幅に増加した。 今後もエレク
トロニクス・セクションは、装置開発室や分子研内外における一定の存在感を維持できる見通しである。
3. 研究会発表 ・ 共同開発 ・ アウトリーチ活動
2022 年は 4 件 ( 共著含む ) の研究会発表を行った ( 関連記事 p12)。 コロナパニックが未だに収束しない状況ではあるが、開催形式にこだわらず、成果発表と討論、新たな需要発掘の機会を求めて、発表での参加を推進している。
岩手大学と共同開発を進めている一斉警報通知防災システムは、昨年に引き続き、出願中だった関連特許 1 件が査定 ( 認可 ) された ( 特許第 7170260 号 )。 また、同じく岩手大学と共同開発したコードレスハンダゴテも、出願中だった関連特許 1 件が査定 ( 認可 ) された ( 特許第 7090242 号 )。 2022 年は、岩手大学が代表研究機関として、消防庁の令和 4
年度消防防災科学技術研究推進制度に採択されたことで、防災システムの中枢をなす基本モジュールの抜本的な改良を行った （図 3）。 主な特徴は (1) 給電方式を単 3 電池 2 本と microUSB から選択可能 (2) 単 3 電池 2 本で 3 年以上連続駆動可能 (3) スムーズなデバイス認証と Bluetooth Low Energy(BLE) の導入による通知経路の多重化－の 3 点であ－8－

セクション報告る。 最新の DC-DC コンバータを採用して、プリント基板の限られた面積で電池電圧が 0.9V を下回るまで駆動可能な電源回路を構築するなど、回路設計技術、プリント基板設計技術の向上にもつながる成果である。
改良した基本モジュールを搭載した防災システムのデモ機
は、危機管理産業展 2022 で展示され、好評を得た ( 関連記事
p31)。 11 月 16 日には全国一斉 J アラート試験放送を用いた実証試験を行い、オンライン中継もある中、無事成功した ( 関連記事 p32)。 また、改訂した基本モジュールは、C 棟クリーンルー
ムなどで稼働中の汎用一斉警報通知システム （WAN-WAN：
Wireless Alarm Network for Wide Area Notiﬁcation） への応用
展開に繋がる重要な成果であり、実証試験に向けて準備を進めている。
2020 年より研究力強化戦略室と連携して、中学生を対象とす
る出前授業に参画している。 2022 年は昨年に続き、広範囲温度計測ユニット ( 図 4) を転用した抵抗温度依存性測定キット ( 図5)を用いて、実験主体の講義とした。生徒の関心は非常に高く、アンケートでも総じて大変好評であった ( 関連記事 p32)。
「理科離れ」が叫ばれて久しいが、教育現場の実態は「多くの図 3 ： 改訂した防災システムの基本モジュール
生徒は理科、特に実験が好きである」 「教員は実験の機会を増
上側写真の左隅が、新開発の DC-DC 電源回路
やしたい」「実験に向ける予算と時間が少ない」であり [3]、出前授業前後の対談でも出された重要な課題である。 この課題に対し、技術で教育現場に貢献できる余地は数多く存在すると思われる。 とりわけ、中学生の理科で理解困難な内容として 「電流とその性質」 が挙げられている [4] ことは、研究力強化戦略室の片柳助手からも説明されたことであり、エレクトロニクス分野に携わる技術職員として看過出来ることではない。 エレクトロニクスをはじめとする科学技術を分かりやすく伝え、実験を通じて関心を高め、理解を深める教材開発は
社会貢献の一環であり、「社会と連携し、外部に開かれた国際的研究組織として活動する」 [5] ことの実践でもあると考える。

図 4 ： 開発した広範囲温度計測ユニット [1]

図 5 ： 開発した抵抗温度依存性測定キット [2]4. 参考文献[1] 「広範囲熱電対モジュール v2.3(Rev2.4)」 装置開発室 AnnualReport2021 p40[2] 「セクション報告」 装置開発室 AnnualReport2021 p6 ～ 7[3] 「ARM マイコンとフルカラー LED を用いた pH インジケータの開発」 豊田朋範、千葉寿、藤崎聡美、古舘守通
平成 25 年度実験・実習技術研究会 in イーハトーブいわて[4] 「理科嫌い・理科離れに関する研究－児童生徒および教員を対象にした調査をとおして－」 山城芳郎、森本寿
文、廣瀬友良 https://www.hyogo-c.ed.jp/~kenshu-p-lib/research/108_04.pdf[5] 自然科学研究機構 機構憲章 https://www.nins.jp/site/organization/1032.html

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セクション報告

リソグラフィ・セクション報告
高田 紀子
リソグラフィ・セクションは、主要メンバー 3 名（技術職員 2 名、技術支援員 1 名）で、フォトリソグラフィ、EB リソグラフィに関する依頼対応と、共用クリーンルームの維持管理を主な業務として行っている。
1. 依頼状況2022 年の製作依頼件数は、フォトリソグラフィが 9 件、EB リソグラフィ
が 9 件、その他 （スパッタ成膜、PDMS 成型、測定等） が 6 件の計 24 件であった。 過去 5 年間における依頼件数の推移を図 1 に示す。 2018
年 12 月に電子ビーム （EB） 描画装置を新たに導入し、2019 年から依頼対応を開始している。 また、共同研究棟の施設改修に伴い、2019
年から 2020 年にかけてクリーンルームの移設があった。 新しく設置したクリーンルームに関する仕様策定、および装置の運搬や実験環境の整備に多くの時間を要したが、徐々に本格稼働を開始し、2021 年以降の依頼件数は増加している。
依頼内容に関しては、PDMS 製またはガラス製のマイクロ流路、蒸着等に用いるメタルマスク、金属薄膜による電極構造のパターニングやミラー等があった。 主な製作品を p41 で紹介している。 新規の内容としては、ガラスパイプ内部へのスパッタ成膜や、スパッタプロセスの条件
図 1 ： 製作依頼件数の推移（基板加熱や Ar 圧力） による金属薄膜の特性の検証等を行った。 これまでと同様、特定の研究グループや施設からの依頼が多い傾向であるが、新規で相談を受け、製作依頼に至るケースも見られた。
所外からの施設利用件数は計 6 件あり、そのうち新規の利用が 3 件あった。 新規の施設利用者に関しては、所内外に関わらず、クリーンルームの利用方法や各装置の操作手順、製作プロセス等についてレクチャーを行っている。 継続の利用者に関しても、実験内容に応じた情報のやりとりを適宜行っている。
2. クリーンルームの維持管理「クリーンな実験環境の維持・ユーザーにとって安全で使いやすい・管理がしやすい」 の 3 つを目標に、実験環境の整備を継続して行っている。
日常の維持管理に関してはこれまでと同様、年に 1 回の業者
清掃に加え、月に 2 回スタッフによる定期清掃を行っている。 これ
よりも頻度が高いものは、当番表を作成しスタッフ内で分担している。 これ以外にも、クリーンルーム内に外気を取り込む箇所に設置している粗塵フィルタは最も詰まりやすく、詰まるとクリーンルー
ム内外の差圧に影響を及ぼすことでクリーン度の低下が懸念されることから、年に 2 回定期的に交換を行っている （図 2）。 粗塵フィ
図 2 ： 粗塵フィルタの交換作業
ルタを交換する際は、メインのフィルタである FFU （ファンフィルタユニット） を停止したり、屋外と通じていることからドラフトチャンバーや排水口の目張り作業を行ったりと、作業項目が非常に多い。 作業をより確実に、そして効率的に行うために、作業手順のマニュアルを徐々に整備している。
装置開発室 エレクトロニクス・セクションによる管理の遠隔化も、より充実した内容になってきている。 2022 年は、FFU
制御ユニットのバージョンアップ、クリーンルーム内のパーティクル数の増加や酸素濃度の低下によるアラームの設置等、作業性や安全性を考慮した整備を新たに行っている。
3. リソグラフィおよびクリーンルームの紹介
2022年は新しい試みとして、7/7,8の2日間にわたって、「リソグラフィおよびクリーンルー
ムの紹介」を所内向けに開催し、7 名の研究者や職員の方にご参加いただいた。 資料を元にリソグラフィや所有設備について紹介した後、実際にクリーンウェアに着替えてクリーンルーム内に入室し、クリーンルームの仕組みやクリーン度を維持する上で気を付けている点等について説明を行った （図 3）。 共用のクリーンルームを多くの方に知ってもらうと同時に、研究者からのニーズを知る良い機会になったと考えている。
4. その他【所長奨励研究】スパッタターゲット交換目安の検証（木村（幸）、高田）

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－

図 3 ： クリーンルーム内を案内している様子主要設備

メカトロニクス・セクション

測定機
種別
電子顕微鏡
測定顕微鏡
マイクロスコープ
非接触三次元測定装置
表面粗さ計
三次元光学プロファイラー
段差計

工作機械
種別
精密旋盤
普通旋盤

NC 旋盤
ボール盤

フライス盤

NC フライス盤
ワイヤ放電加工機
形彫放電加工機
切断機
抵抗溶接機
ノコ盤
コンターマシンシャーリングダイヤソー
カッティングマシン

形式
RBL-50 （理研製鋼）
LR-55A （ワシノ機械）
LEOG-80A （ワシノ機械）
LS 450 × 550 （大隅鐵工所）
TAL-460 （滝澤鉄工所）
SUPER QUICK TURN 100MY（Mazak）
TYPE DD-4300 （日立工機）
KID-420 （KIRA）
NRD-340 （KIRA）
KSAP （牧野フライス）
VHR-SD （静岡鐵工所）
RUM-5 （碌々産業）
BN5-85A6 （牧野フライス）
SBV400 （遠州工業）
AEV-74 （牧野フライス）
α -C400iB （FANUC）
A35R（Sodick）
ファインカット HS-100（平和テクニカ）
NRW-100A （日本アビオニクス）
HB-200 （フナソー）
VA-400 （AMADA）
SHS3 （コマツ産機）
VW-55 型 （LUXO）
UT-3 （三和ダイヤモンド工業）

設計・解析
種別
2D CAD
3D CADCAM
CAE

種別
FDM 型 3D プリンタ

ミックスドシグナル
オシロスコープ
ロジックアナライザ
ネットワーク / スペクト
ラム / インピーダンス
アナライザ
データロガー
マルチメータ

形式
CreatorPro （FLASHFORGE）
Pro2 （RAISE3D）
Guider2 （FLASHFORGE）
L-DEVO （フュージョンテクノロジー）

SLA 型 3D プリンタ

Form2 （formlabs）

バインダージェッティング型
3D プリンタ

ZPrinter450 （3D Systems)

計測器

計測器

ディジタル
オシロスコープ

形式
Advance CAD（伊藤忠テクノソリューションズ）
SolidWorks （ソリッドワークス）
hyperMill（Ai ソリューションズ）
ANSYS DesignSpace（アンシス ・ ジャパン）

3D プリンタエレクトロニクス・セクション
種別

形式
VE-8800 （KEYENCE）
STM6 （オリンパス）
VHX-1000 （KEYENCE）
NH- ３SP （三鷹光器）
SURFTEST SV-400 （ミツトヨ）
ZYGO Nexview
KLA-Tencor P7

種別
エレクトロメータ
LCR メータ
ユニバーサルカウンタ
ファンクション
ジェネレータ

形式
6200A(LeCroy)
354(LeCroy)
TDS2014(Tektronix)
DS-5354(IWATSU)
DS-5624A(IWATSU)

パルスジェネレータ

MSO2024(Tektronix)

直流電源 ・ 電流モニタ

TLA5201(Tektronix)

加工機
種別
プリント基板加工機
卓上 NC フライス加工機
レーザーマーカー

4396B(Agilent)
GL900(GRAPHTEC)
2001(Keithley)

形式6513(Keithley)
ZM2353(NF)
53132A(Agilent)
AFG3251(Tektronix)
Model8600(Tabor Electronics Ltd.)6243(ADCMT)

形式
A427(Accurate CNC)
KitMill SR200(ORIGINAL MIND)
LP-GS051-L(Panasonic)

リソグラフィ・セクション
種別

形式
MS-A100 （ミカサ )スピンコーターMS-B100 （ミカサ )マスクアライナー
MA-10 （ミカサ）PDC-32G （HARRICK PLASMA）
プラズマクリーナー PDC-001-HP （HARRICK PLASMA）
PR200( ヤマト科学 )精密手動スクライバー
SC-100 （ムサシノ電子）－

超純水製造装置

アリウムプロ UV-DI （ザルトリウス）
PURELAB Flex3(ELGA)
DL-1000( ナノシステムソリューションズ )マスクレス露光装置
小型 2 源 RF
デポダウン式 RSP-4-RF3x2( クライオバック )スパッタ装置
電子ビーム描画装置
ELS-G100( エリオニクス )結晶基板切断機
ファインクリスタルカッターⅢ ( クリスタルベース )リアクティブイオンエッチング装置
RIE-10NR( サムコ )11－

研究会発表一覧

2022 年

研究会発表一覧

研究会等名称
第1回東海国立大学機構
技術発表会岐阜大会
2022年3月8日（オンライン）
令和3年度核融合科学研
究所技術研究会
2022年3月10日～11日（オンライン）

2022年度機器・分析技術研究会
2022年9月1日～2日
大阪大学（配信あり）

第28回静岡大学技術報告会
2022年12月27日（オンライン）

発表項目

発表者氏名

汎用警報システム ( 通称：WAN-WAN) の開発と展開

○豊田朋範
千葉寿
木村和典
古舘守通
藤崎聡美

汎用一斉警報システム WAN-WAN の展開

○豊田朋範
千葉寿
木村和典
古舘守通
藤崎聡美

ヘリウム純度計監視システムの紹介

○浅田瑞枝
高山敬史
豊田朋範
木村和典
千葉寿
古館守通
藤崎聡美

LoRa 無線による長距離伝送システムの開発～警報信号を遠隔地に伝送する～( ポスター発表 )

○古舘守通
千葉寿
藤崎聡美
豊田朋範

装置の DX 化によりあらゆる警報を外部に通知する ( 口頭発表 )

○千葉寿
古館守通
藤崎聡美
庄司愛子
玉木俊昭
稲角直也
戸所泰人
島﨑英行
須惠耕二
木村和典
豊田朋範

汎用一斉警報通知システム (WAN-WAN) を用いた既存装置の DX 化と活用事例

○豊田朋範
千葉寿
木村和典
古舘守通
藤崎聡美

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利用者報告超高速・超広帯域近接場光顕微分光装置におけるパージボックスと原子間力顕微鏡用増幅回路の作製
分子科学研究所 熊谷 崇、 西田 純
金属のナノ構造体に光照射することで、 その表面近傍に局在した光が発生します。 このような局在した光を近接場光と呼びますが、 空間的に閉じ込められた光は通常の光 （伝搬光） とは異なった面白い性質を示します。 通常の光学顕微鏡ではレーザー光を集光することで空間的な分解能を高めることができますが、 このとき回折限界という物理的制約のためにその分解能は波長の半分程度になります。 つまり可視光を用いた場合は、 数百 nm 以上離れている物は区別できますが、 これよりも近いと空間的に見分けがつきません。 一方、 近接場光はナノ構造体の周りに局在しているため、 回折限界を超えた分光やイメージングが可能になります。 また、 レーザーを短パルス化することによって光を 10-15 s という時間領域に閉じ込め、 電子や原子の運動 （ダイナミクス） を直接観察する超高速分光が可能となります。
メゾスコピック計測研究センター広帯域相関計測解析研究部門では、 物質のナノスケールの構造 ・ ダイナミクスを調べることを目的とし、 超高速 ・ 超広帯域レーザーシステム （200 fs のパルス幅を持ち、 450‒15 000 nm の範囲で波長可変） と原子間力顕微鏡とを組み合わせた近接場顕微分光の開発を行っています。 この装置の特長は可視 ・
近赤外 ・ 中赤外という幅広い波長域において回折限界を超えたナノスケールの顕微分光 （空間分解能およそ 2030 nm） を行える点です。 また、 80 MHz という高繰り返しパルスレーザーを使用することで信号雑音比の高い分光測定を実現しています。 このレーザーシステムは LD 直接励起方式 Yb フェムト秒レーザー （100 fs, 1030 nm） を光源とし、 光パラメトリック発振器、 高調波発生器、 差周波発生器と組み合わせることで幅広い波長域での発振を可能にしています。 原子間力顕微鏡はカンチレバーを用いた光てこ方式でタッピングモードと呼ばれる方法で物質表面の構造をナノスケールの空間分解能で観測しています。 原子間力顕微鏡はレーザーによる光励起とその散乱光を検出するための光学系が備え付けられており、 これによって散乱型近接場顕微分光を行える仕様となっています。 ア
ルミ製の放物面鏡を対物レンズとして用いているため、 可視 ・ 近赤外 ・ 中赤外の幅広い波長域で近接場顕微分光を行うことが可能となっています。
レーザーシステムと原子間力顕微鏡はともに使用環境 （実験室の温度 ・ 湿度 ・ 振動 ・ 音響ノイズ ・ 電気ノイズ ・
空気の対流など） によってその安定性が左右されます。 そのため使用環境の変動から受ける影響を小さくすることを目的として、 光学定盤付き高性能三次元空気ばね式防振台に設置された装置全体を覆うためのアクリル製ケースの作製を装置開発室の協力を得て行いました （図 1）。 ケース内は超低露点乾燥空気発生装置によってパージもできるようになっています。 これによって赤外領域における水分子の振動励起に伴う吸収を最小化し、 レーザーの安定化と赤外スペクトルへの影響を避けることができます。 装置全体を覆うことでシステムの動作を大幅に安定化させることができました。 独自のセットアップに最適化した設計とアクリル板の加工を丁寧に行っていただいたおかげで機能と使いやすさを両立させることができ、 主に担当していただいた菊地拓郎さんにはとても感謝しています。 装置開発においては「地味な」案件になるかもしれませんが、精密計測による質の高い実験データの取得には不可欠なものです。

図 1 ： 超高速 ・ 超広帯域近接場光顕微分光装置の写真

私たちは時 ・ 空間的に閉じ込められた光による時間分解ナノ顕微分光の開発に取り組んでいます。 そのためには
それぞれ独立に動作している超高速 ・ 超広帯域レーザーシステムと原子間力顕微鏡とを同期させて計測を行う必要があります。 市販品の装置に組み込まれている制御系だけでは自在な信号制御に対応できないことも多いため、 電気回路とプログラムを独自に作製することが新しい計測技術の開発に不可欠です。 その一例として、 原子間力顕微
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利用者報告鏡の信号を増幅し、ノイズとなる成分を除去するフィルターを備えた回路を装置開発室の協力を得て開発しました （図2）。 これによって原子間力顕微鏡の信号と超短パルスレーザーによって発生する近接場光信号とを外部のロックイン
アンプに入力し、 ナノスケールの時間分解分光の信号を高感度に検出することを可能としました。 原子間力顕微鏡の信号であるカンチレバーの変位 （カンチレバーのたわみに由来する正弦波の出力信号） は分割型フォトダイオー
ドの出力として読みだされています。 この信号を分割してその片方は原子間力顕微鏡の制御ユニットへ送り、 もう片方は増幅してロックインアンプの参照入力信号として送ります。 また、 近接場光によるポンプ ‐ プローブ時間分解の信号を高感度に検出するため、ポンプ光は音響光学素子を用いた正弦波変調が加えられており、この変調信号もロッ
クインアンプの参照入力信号として送られています （ちなみに音響光学素子用の直流安定化電源も作製していただ
きました）。 先ほどの原子間力顕微鏡の変位信号と合わせてロックインアンプのサイドバンド復調を行うことで信号雑音比が高く、 外部ノイズに対しても堅牢なポンプ ‐ プローブ信号の検出方式を実現しました。 図 3 はこのセットアップで計測した時間分解信号の一例を示しています。 半導体であるゲルマニウムを可視光パルスで励起しキャリアを形成させ、 その再結合過程を 20 － 30 nm に局在した中赤外プローブ近接場光を用いてピコ秒 (10-12 s) オーダーの超高速スケールで観測することができました。 このような独自の計測法に必要となるアナログ回路の作製には電気回路の知識だけでなく、 それを実装するための経験とノウハウが不可欠です。 担当していただいた豊田朋範さんには回路設計・作製だけでなく、 その基礎知識に関する内容を丁寧に教えていただくなど多大な貢献をしていただきました。

図 2: 近接場光によるポンプ‐プローブ時間分解を行うためのユニット。中央のデバイスを装置開発室と協力して作製しました。
このデバイスによって原子間力顕微鏡の信号を下段のロックインアンプに入力しています。近接場光の信号は上段の電圧アンプを経由してロックインアンプに入力されています。

図 3: 可視ポンプ－中赤外近接場光プローブ時間分解計測の応用例。波長 515 nm のポンプ光でゲルマニウムを励起し、キャリアの再結合プロセスを近接場中赤外プローブ光 （波長 6000 nm） で追跡しています。探針先端からの散乱は光学位相を変えながら干渉的に検出し、図 2 のユニットで可能となったサイドバンド検出法と組み合わせることで、遠距離場（バックグランド）の寄与がない純粋な近接場由来のポンプ－プローブ信号を測定することができます。

私たちのような現場の研究者と議論を行い、 必要なものを提供していただける環境は先端計測技術の開発において最も重要なインフラの一つであり、 装置開発室が 「研究者にとって一番身近な技術者集団となる」 というミッションを貫かれていることを心強く感じました。 これらかも装置開発室の方々と協力し、 物質科学分野に貢献できるユニー
クな計測技術の開発に挑戦していきたいと考えています。

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利用者報告光電子分光用角度較正装置と UVSOR BL5U における装置開発
分子科学研究所 田中 清尚
1. はじめに固体のバンド構造の情報を直接得られる角度分解光電子分光法 （ARPES） は、 物性研究を支える強力な実験手法の一つとして知られており、 分子科学研究所の放射光施設 UVSOR でも異なるエネルギー領域を利用することができる複数のビームラインが運用されている。 UVSOR BL5U では 2018 年からマイクロメートルサイズに集光した
30~200 eV の光を利用可能な高分解能 ARPES ビームラインとしてユーザー利用を開始しており、 これまでに新しい
光電子アナライザーのディフレクター機能を開発 ・ 実装し、 空間的に不均一、 あるいは微小な試料の ARPES 測定を可能とすることで、 UVSOR で最もビームタイム獲得競争が激しいビームラインの一つとなっている。 さらに最近では高検出効率スピン分解 ARPES 測定の開発も進めている。
ここでは、 装置開発室で製作していただいた金属メッシュを取り付けた光電子分光用角度較正装置を使用することで進めてきたディフレクター機能の開発や、 スピン分解 ARPES の開発について紹介する。
2. 光電子アナライザーのディフレクター機能の開発
図 1 ： 開発した光電子角度較正
ARPES 測定は光を照射した試料から放出された用装置。光電子分光実験時の試
光電子を、 電子レンズを通してエネルギー分光用の半球の入り口に設置された線状のスリットに導き、料位置に電子点光源を配置し、試料から放出された電子のスリット平行方向の角度
装置開発室に製作していただい情報とエネルギー情報を同時に測定する手法であた金属メッシュを取り付けることる。 フェルミ面などすべての運動量空間での固体ので、 特定のパターンの電子を放電子状態情報を得るためには、 これまで主にスリット出する。金属メッシュの穴形状やの垂直方向に試料角度を回転させる必要があった。
配置を変更することで、 異なる用
そのため超高真空中に設置された試料の角度を変途での光電子分光装置の開発更できる低温冷却可能な 5 軸や 6 軸の自由度を持に利用した。
つマニピュレータが必須であり、 われわれのグルー
プでは 5 K 以下まで冷却可能なマニピュレータの開発に成功している [1]。
近年ディフレクターと呼ばれる新規機能を用いて、 これまで取り込むことができなかったスリット垂直方向に放出された電子を取り込む光電子アナライザーが発売された [2]。 この機能を用いると、 限られた角度範囲ではあるが、 マ
ニピュレータで試料角度を変更することなくフェルミ面を測定することが可能となるため、 開発競争が繰り広げられている。 具体的には電子レンズ部分においてスリット垂直方向に電場を印可するのだが、 レイトレースによる電子シミュ
レーションによると、 検出光電子イメージが歪むことで精密な電子放出角度の情報を得ることが困難であることが予想されていた。 実際に測定試料と光電子アナライザーの間に試験的に置いた穴の開いた金属板を通過して検出されたイメージは球面状に歪んでいる （図 2 左）。 当時発売された光電子アナライザーもレイトレースのシミュレーション結果に基づいて、 データ取得後にイメージ変換 （ブラックボックス ) することで研究者が使用可能なデータを生成していたが、 試料位置が理想的な焦点位置からずれているとレイトレースとは異なる歪みが導入されることも知られていた。 実験的には容易に歪みが導入されてしまうため、 試料からの正確な電子放出角度が決定できず、 精密な物性研究の大きな障害となっていた。 そこで、 歪みの効果を評価し、 可能な限り除去することを目指して図 1 に示す角度較正用装置を開発した。 ここでは電子を等方的に放出する
φ 0.1 mm の電子源と、 電子源を中心とする円弧上に薄い金属メッシュを配置することで、 平坦な金
図 2 ： 較正前にディフレクター機能を使用して観測した試料
属板ではどうしても取り除くことのできなかった電子
位置と光電子アナライザーの間に置いた穴付き平坦金属板
源から見た金属板の幾何学的歪みの効果を除去す
からの光電子像（左）。中心から離れるほど球面状に電子像がることを目的としている。 金属メッシュは装置開発室
歪んでいる。右図は角度較正用装置を用いて較正した後ので製作していただき、 電子源から見て水平、 鉛直
金属メッシュを透過してきた光電子像。中心から離れた場所で方向に立体角でそれぞれ 1°の間隔でφ 0.1 mmも検出限界角度まで縦横方向共に電子点が直線的に配列しの穴を配置させたものを使用した。 この装置では正ている。
確に 1°ごとの角度で放出された電子のみが金属メッシュを通過 ・ 検出できることになり、 検出されるイメージは電子レンズによる歪みの効果を直接観測していることになる。 あらゆる角度の電子を取り込むために金属メッシュを設置している回転アームは歯車を用いることで± 90°の
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利用者報告範囲で精密に電子源を中心に回転できるように設計し、 電子レンズで取り込み可能なすべての電子を評価できるようにした。 この角度較正用装置を使用することで、 イメージの歪みを精密に評価することがはじめて可能となり、 光電
子分光アナライザーの製造・販売元である MB Scientiﬁc 社の協力のもと、 電子レンズの配置の見直し、 電圧パラメー
タの調整 ・ 最適化を行うことで、 最終的に歪みのないイメージを取得することに成功した （図 2 右）。
歪みを除去できたことで、 精密な物性測定を可能としただけでなく同時に多くの恩恵を受けることとなった。 取得
したデータをリアルタイムに順次表示するだけで、 フェルミ面を描画することが可能となり、 これまで 30 分以上要していた測定をわずか 10 秒程度で済ませることができるようになった。 また手軽にフェルミ面測定が可能となったことで、測定試料の位置やマニピュレータによる角度の微調整を厳密に行うことが可能となっている。 さらにマイクロフォーカ
スされた放射光とあわせることで、 空間的に不均一、 あるいは微小試料の ARPES 測定を可能とした。 BL5U のユー
ザー利用の利便性が各段に向上し、 他の放射光施設にはないビームラインの大きな特徴の一つとなっている。
角度較正用装置はユーザー利用時以外にも、 光電子装置の最適な焦点位置と放射光の照射位置を一致させる際にも使用しており、 今ではビームラインになくてはならない装置となっている。
3. スピン分解 ARPES の開発
BL5U では近年高検出効率なスピ
ン分解 ARPES 装置を目指して開発をおこなっている。 詳細説明は省く
が、 光電子の半球アナライザーの後にスピン検出器を接続することでス
ピンの情報を得る構成となっている。
スピン検出器では非常に低運動エネ
ルギーの電子を扱うため、 漏れ磁場
図 3 ： 電子点光源から立体角で上から 4、１、 2 度の間隔で穴が配置されていなど環境に大きく左右されることがある金属メッシュ （左）。金属メッシュの顕微鏡像 （中央）。ディフレクター機能を使り、 スピン検出器のチャンバー設置
用して観測した金属メッシュを透過してきた光電子像（右）。
時から電子を精密に操作することに苦労した。 そのような時に、 放射光を使わずに電子源として利用できる
角度較正用装置が活躍した。 特に
図 3 に示すような異なる穴間隔の金
属メッシュを製作していただき、 角度
回転機構、 あるいはディフレクターを用いることで 1~4°までの電子放出
角度を自由に設定できるようにしたことがスピン検出器の電子レンズ調整に役立った。 現在でも電子レンズパラメータの精密調整に利用している。
図 4 ： ディフレクター機能を使用して観測した Au(111) ショックレー状態のフェ
最 近 Au(111) の ス ピ ン 分 解
ルミ面 （左） と黄色線位置における光電子強度プロット図 （中央）。ラッシバ分裂
ARPES に成功し、 現在世界の放射により試料表面面内反対方向にスピンが偏極している二つのバンドが観測され光施設にあるシングルチャンネルのる。右図は中央図のスピン分解 ARPES 強度プロット。赤色と青色はスピンの向スピン分解 ARPES 装置と比較して、
きが反対向きであることを示している。
エネルギー分解能と角度分解能が約 10 倍 (6 meV、 0.1° )、 検出効率は約 100 倍を達成した ( 図 4)。
4. 謝辞
ここで紹介させていただいた金属メッシュの製作にあたり、 高田紀子技術職員、 木村幸代技術職員をはじめ、 装
置開発室の職員の皆様には大変お世話になりました。 メッシュの穴形状を逐一評価していただき、 最適な製作条件を探索することで、 均一な穴形状 ・ サイズの高品質なメッシュを製作していただいたことが光電子分光装置の開発にあたって鍵となるポイントだったと思います。 深く感謝いたします。 また角度較正装置本体の設計 ・ 製作については
UVSOR の堀米利夫技術職員に協力していただきました。 この場を借りて御礼申し上げます。
5. 参考 ・ 引用文献
[1] S. Ideta et al., “Experimental investigation of the suppressed superconducting gap and double-resonance mode in
Ba1 − xKxFe2As2” , Phys. Rev. B 100, 235135 (2019).
[2] VGScienta, “Electron Spectrometer SCIENTA DA30” , Uppsala, Sweden (2013).

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申請課題一覧

2022 年

施設利用一覧

申込者名

所属

研究課題

宇理須恒雄

㈱ NANORUS

培養型プレーナーパッチクランプの Si 基板微細加工

宇理須恒雄㈱ NANORUS

培養型プレーナーパッチクランプの Si 基板微細加工

宇理須恒雄㈱ NANORUS

培養型プレーナーパッチクランプの Si 基板微細加工

2022 年

製作受託一覧

申込者名

所属

アバルバリ ナルシス

研究課題

University of Angers.

微小定電流電源香月浩之

奈良先端科学技術大学院大学

可変長フローセル型光共振器用実験部品

宇理須恒雄㈱ NANORUS

培養型プレートパッチクランプ装置のマイクロ流路接続ステージ

小田切丈

上智大学理工学部物質生命理工学科

2 ｃｈ高電圧スイッチ

本林健太

名古屋工業大学大学院工学研究科

界面選択的な振動分校を実現するナノ構造電極基板

大野薫

基礎生物学研究所

一般公開展示用大型昆虫模型 4 種類

鬼塚侑樹

東北大学多元物質研究所漁師
電子科学研究分野

高圧パルス電源近藤美欧

大阪大学大学院工学研究科
応用化学専攻光化学反応セル

西村高志

鈴鹿工業高等専門学校

超高真空内高電圧印加ステージ

宇理須恒雄㈱ NANORUS

培養型プレートパッチクランプ装置の接続プレート他

2022 年

技術相談一覧

申込者名
宇理須恒雄

2022 年

所属㈱ NANORUS

研究課題
培養型プレーナパッチクランプ装置の実用化を進める

ナノテクノロジープラットフォーム申請課題一覧

申込者名

所属

研究課題

宇理須恒雄

㈱ NANORUS

培養型プレーナーパッチクランプ装置の部品微細加工

宇理須恒雄㈱ NANORUS

培養型プレーナーパッチクランプ装置の部品微細加工

宇理須恒雄㈱ NANORUS

培養型プレーナーパッチクランプ装置の部品微細加工

2022 年

マテリアル先端リサーチインフラ申請課題一覧

申込者名

所属

研究課題

日野和之

愛知教育大学

フラーレン誘導体 LB 薄膜の表面観察と光電気化学測定

杉山博紀

生命創造探求センター

分裂酵母ライブイメージングとデバイス内部からの選択的回収

本林健太

名古屋工業大学大学院工学研究科

界面選択的な振動分光を実現するナノ構造電極基板の開発

日野和之

愛知教育大学

フラーレン誘導体 LB 薄膜の表面観察と光電気化学測定

四方明格

基礎生物学研究所 植物環境応答研究部門

マイクロ流体デバイスを用いた植物の成長解析

神永真帆

豊田工業高等専門学校

がん細胞特異的結合分子探索効率を向上させるマイクロ流路デバイスの開発

杉山博紀

生命創造探求センター

分裂酵母ライブイメージングとデバイス内部からの選択的回収

四方明格

基礎生物学研究所 植物環境応答研究部門

マイクロ流体デバイスを用いた植物の成長解析

戸川欣彦

大阪公立大学大学院工学研究科

キラリティ検出デバイスの作製

藤代尚文

帝京大学医療共通教育研究センター

FI-02 製イマージョン回折格子の形状 ・ 表面粗さ測定

佐藤拓朗

分子科学研究所協奏分子システム研究センター

分子と対称性に基づいた新規機能性デバイス作成

廣瀬重信

海洋研究開発機構 数理科学 ・
先端技術研究開発センター

α反跳トラックの密度測定による白雲母の年代推定

湊丈俊

分子科学研究所協奏分子システム研究センター

エネルギー材料のマイクロ構造の製作と評価

小林純

分子科学研究所社会連携研究部門平等 G

結晶の表面粗さ評価

内村祐

分子科学研究所物質分子科学
研究領域 分子機能研究部門

スパッタリング法で得られた薄膜の膜厚測定

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活動レポート

Zygo 社製

Nexview の測定原理
近藤 聖彦

1. はじめに装 置 開 発 室 は、 Zygo 社 製 の 白 色 光 干 渉 型 顕 微 鏡 ：Nexview（図 1）を A 棟 201 室に設置している。 利用者から時々Nexview の測定原理について質問されることがあるため、 測定
原理を調査した。
2. レンズの倍率と干渉計
Nexview は、 干渉計が組み込まれた干渉対物レンズ （以降、対物レンズと表記） を使用する。 干渉計の種類はレンズの倍率によって図 2 に示すマイケルソン型とミラウ型にわかれる。 干渉計に照射する光は LED 光源から発せられた白色光 （厳密には光学フィルタで特定の中心波長と帯域に制限されている） が使用される。 様々な色 （波長） が含まれていると、 図 3 のように干渉の強弱が段階的に変化する波形状のインターフェログラム
（干渉波形） を得ることができ、 干渉強度 （濃度値） のピーク
位置がわかりやすくなる。干渉強度のピーク位置が距離 d（図 4）で発生するように光学系を調整した対物レンズが何種類か販売されている。分子研で保有している対物レンズの倍率は 2.75 倍、10 倍、 50 倍である。

図 1 ： Zygo 社製 Nexview

3.Nexview の 2 つの測定原理－ CSI と PSI
Nexview は従来から利用されている垂直走査低コヒーレンス
干渉法 ： CSI （Coherence Scanning Interferometry） と位相シフト干渉法 ： PSI （Phase Shifting Interferometry） の 2 つの測定原理を選択して、 測定対象の高低差を測定する。
図 4 のように、 半円球状の物体を測定した場合を考える。 対
図 2 ： 干渉対物レンズの種類
物レンズから d 離れた物体面は干渉強度がピークになるので、
例えば対物レンズが図 4 の位置 A にあるときは、 撮像素子のイ
メージは白い円形状の像 （実線） になり、 位置 B にある時は、
位置 A よりも少し大きな直径の円形状の像 （破線） になる。 このように対物レンズを図 4 に示す光軸 （Z） 方向に垂直駆動す
ると、 段階的に円は大きくなっていく。 対物レンズの高さ位置に応じて、 取得する画像情報 （干渉強度のピークデータ） は変化する。 対物レンズの高さ情報 （Z 座標値） と各々の高さで取得したデータ群 （XY 面のデータ） を演算処理することで、 3次元形状を表示することができる。 この測定方法が CSI で、 高低差が 100nm 程度以上の表面測定に適している。
一方、 100nm 程度未満の凸凹を測定するときは PSI が適している。 PSI は光学フィルタで単色化された光を利用する。 CSIと同様の光路を進み、 参照ミラーの反射光と測定対象物面の反射光の光路差に応じて干渉縞が発生する。 この際、 各反射
光の波形の位相差がゼロであると 2 つの波は強め合い、 干渉
強度は最大になる。 撮像素子の 1 つの画素に入射される干渉強度の変化の模式図を図 5 に示す。 対物レンズの焦点位置 Aからπ /2、 π、 （3/2） πと変化させ、 それぞれの濃度値 B、 C、D を取得すると位相差⊿が計算でき、⊿から高低差がわかる（※1）。 つまり、 ピエゾ素子で対物レンズを光軸方向に駆動し、 4
図 3 ： 光干渉縞の模式図
つの位置 （A、 B、 C、 D） で各々の画素について濃度値を取得すれば、 各々の地点 （画素） における測定対象物面の高低差がわかるので、 全ての地点 （画素） について演算処理すると凸凹の表面形状を表示することができる。 ここでは代表的な 4 点法を例にして説明した。 Nexview は常に最適な条件で PSI 計測を行う SmartPSI と呼ばれている技術を用いている。
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活動レポート

その他、 測定対象物面を高分解能かつ正確に測定するために、 干渉縞の強度データの解析に
FDA （Frequency Domain Analysis ： 周波数領域解析） が採用されている。 FDA は、 干渉計の強度変化から位相および空間周波数を算出する数学的手法で、 Zygo 社の特許技術である （※ 2）。
4. おわりに社名である Zygo の語源はギリシャ語で” bridge”
を 意 味 す る。 学 術 研 究 的 集 団 と 産 業 界 の 間、USA と他の国々の間などを取り持つ 「架け橋」 の願いが込められている（※ 3）。 装置開発室も、色々な 「架け橋」 になれるように推進していく所存である。

図 4 ： CSI の説明図

5. 参考文献※ 1 白色光干渉顕微鏡による表面トポグラフィ
測定 （精密工学会誌 Vol.76 NO.9 2010）※ 2 白色干渉法を利用した最新の表面形状評
価技術 （表面技術 Vol.57 NO.8 2006）※ 3 測るための究極の光学技術を世界に供給し続ける研究開発型企業 （精密工学会誌 Vol.76
NO.9 2010）

図 5 ： PSI の説明図

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活動レポート

Python による物体検出技術の検証
菊地 拓郎
1. はじめに以前の Annual Report でも報告しているピペッティングロボットと称したロボットアームの製作および技術習得を行っている。 既報 [1] では、 ロボットアーム同梱の制御盤を用いて、 対象物を特定の位置へと移動させるルーティン
動作ができることを確認できた。 次の段階として、 映像もしくは撮影した画像から物体を検出し、 その位置情報をもとにアームを動かすことを検討した。 本報では、 プログラミングによる座標検出の動作を確認したので紹介する。
2. 構成
基本的な構成は、 WEB カメラ、 PC、 ロボットアームである。 カメラで撮影した画像から特定の範囲に仮想的な座標を設定し、 その範囲に置いた物体を画像処理により検出し、その位置座標を取得する。
その情報をもとにロボットアームへ座標移動の指示を送り、 アームの先端を物体の座標まで移動させる （図 1）。 アーム先端の座標もカメラから読み取り、 フィードバックを掛けながら、 目標の座標へと移動させることを考える。

図 1 ： 構成の概略図

3. ライブラリ
プログラミング言語は、 Python を使用した。 Python はインタプリタ型の記述言語で、 豊
富なライブラリが公開されていることが特徴である。 ライブラリとは、 よく使うある特定の機能を持つプログラムのデータセットである。 これらは、 オープンソースのため無料で公開されている。 そのひとつに ArUco という、 物体検出に関する AR マーカーの生成および、 検出のためのライブラリがある。
ArUco には、 4x4 のドットマーク （図 2） が用意されており、 生成したマークをカメラで通して認識させることができる。 例えば、 マーカーを基準として 3 次元のベクトル表示をする、 マーカーとしての活用、 座標の設定などができる。
4. 位置検出
まずは、 静止画像から画像処理を経て、 物体検出とその物体の座標を表示する。 各マーカーの内側の頂点を基準点とし、 1 辺 350mm の正方形となるように配置した （図 3）。 検出する物体のサンプルとして、 個包装の飴玉、 O リ
ング、 接点部品を白紙のエリアに散りばめた。 検出範囲の背景は無地であることが望ましい。 斜め前方の視点からスマホカメラで撮影した画像を PC に取り込み、Python のプログラムを実行した。 この視点の画像から画像処理を行うと、真上から見下ろした正方画像に変換される （図 4）。
物体であると検出した範囲が緑枠で囲まれ、 その中心を座標として表示される。 ピンがうまく認識されなかった。 座標はそれぞれ、 O リング =(85,107)、 飴（黄） =(261,188)、 飴 （紫） =(147,284) と検出された （単位は mm）。 図 3 の
画像左上が原点となっている。 スケールで実寸したところ、 精度は± 1mm 程度であった。 画像処理を挟んでからの測定と考えれば、 なかなかに良い精度だと感じる。

図 2 ： ドットマークの例

図 3 ： 元画像

5. まとめ静止画像での物体検出が確認できたので、 次のステップとして動画 （リアルタイム） での検出を行っていく。 物体検出は様々な用途に利用できるため、今後も研鑚を続けていく。

図 4 ： 画像処理後の検出結果
6. 参考 ・ 引用文献
[1] 近藤聖彦 , 「ピペッティングロボットの試作経過報告 （第 3 報）」 装置開発室 Annual Report 2021 p19

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活動レポート

FFU 制御ユニットの改修・機能向上と効果的なクリーンルームの環境構築・維持に向けての試み
豊田 朋範
1. はじめに岩手大学と共同開発した LoRa 無線搭載のコア基板 [1] を中心として製作した FFU(Fan Filter Unit) 制御ユニットは、
2020 年 4 月の稼働開始以来、施設点検の停電や設備搬入時を除いて、ほぼ 24 時間 365 日連続稼働している。一方、稼働開始から 2 年半が経過して、 FFU 制御ユニットや C 棟クリーンルームの環境構築に幾つかの課題が浮上してきた。 本稿では FFU 制御ユニットの改修 ・ 機能向上と、 FFU の風量制御によるクリーンルーム環境の環境構築 ・ 維
持の試みについて述べる。
2. クリーンルームの構造と FFU 制御ユニットの課題
クリーンルームは、 16 台の FFU(Fan Filter Unit) からフィルターを通した清浄な空気を循環させる、 水平層流方式
で清浄度を構築 ・ 維持している [1]。 FFU は 16 台を上段 ・ 下段それぞれに 8 台ずつ配置している。
FFU 制御ユニット v1( 図 1: 以下 v1) は、 コア基板とSPI(Serial Peripheral Interface) で接続する 16bit D/A コ
ン バ ー タ AD5683ARMZ(Analog Devices 社 ) 搭 載 のPmod モジュールで 0~5V の制御電圧を生成し、 FFUに入力することで風量を制御する。
FFU の制御電圧は、 クリーンルームの運用開始以降に配置された差圧センサユニットやパーティクルセン
サーの数値と比較して、 適切な差圧とパーティクル量が維持できる定格の 80% 相当に設定されており、 制御
電圧と風量の関係は、 稼働開始前から正確に測定されたことはなかった。
一方、 C 棟クリーンルームの運用開始から 2 年半が
図 1 ： 稼働中の FFU 制御ユニット v1
経過し、FFU 制御ユニットやクリーンルームの環境構築・維持に幾つかの課題が浮上してきた。 主な課題は (1)FFU 制御ユニットの有機 EL ディスプレイの寿命が近づ
き、 表示が不明瞭 (2) 下段の FFU 制御ユニットが床に非常に近い位置にあり、 メンテナンスや停止 ・ 再稼働時の操作が困難 (3) 開発時の名残で AC200V を接続する部分も含めて基板が露出しており、 ショートや感電の危険がある－の 3 点である。 筆者らは、 課題解決のために FFU 制御ユニット v2 の開発に着手した。
3.FFU 制御ユニット v2 の開発
FFU 制 御 ユ ニ ッ ト v2( 以 下、 v2) の 試 作 機 を 図 2、
図 3 に示す。
v2 は v1 と同じく、 LoRa 無線搭載のコア基板を中心としている。 一方、 v2 の開発では前述 3 点の課題解
決のため、 (1) 一定時間で有機 EL ディスプレイの表示
を OFF にする機能の搭載 (2) 現在の上段の v1 の位置で上下 2 台の FFU を同時制御可能 (3) ケースや操作系を整備して、 基板の露出を解消する－をコンセプトとした。
そ の 他、 AC 電 源 は イ ン レ ッ ト、 制 御 電 圧 出 力 はBNC、 FFU の接点入力は DC ジャックと、 すべての入出力コネクタを異なる形状にし、 v1 にはなかった電源スイッチやヒューズを搭載することで、 保守管理を容易にすると共に接続ミスや FFU 破損のリスクを低減した。
また、 フルカラー LED を搭載し、 FFU のステータスに応じて青、 緑、 黄、 赤に変化する。 これは JIS 規格
C0448:1997 に準拠している。
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図 2 ： FFU 制御ユニット v2 の試作機 ( フロント )図 3 ： FFU 制御ユニット v2 の試作機 ( 上下パネル )21－

活動レポート

4.FFU の風量制御と C 棟クリーンルームの環境構築 ・ 維持の改善を目指して
前 述 の と お り、 FFU は ほ ぼ 24 時 間 365 日 連 続 稼 働
し て い る。 一 方、 FFU16 台 の 消 費 電 力 は、 定 格 125Wの 80% 程度で稼働している現状で、 1 か月を 30 日とする と、 1 か 月 で 1,152kWh。 年 間 で 1,152kWh × 12 か
月 =13,824kWh に達する。 これは分子研全体の 2022 年
度 の 想 定 電 気 使 用 量 5,330,016kWh[2] の 約 0.261% で あり、 2022 年度の FFU の電気料金は 214,451 円と推定できる。 また、 C 棟クリーンルームの実質年間稼働率は、 年間休日を 120 日、 稼働時間を 8:00 ～ 20:00 と仮定すると、
33.56% と算定できる。
電気料金が高騰し、節電が求められる状況で、C 棟クリーンルームの環境構築 ・ 維持と省エネルギーの両立は出来ないかと考え、 FFU の風量設定と C 棟クリーンルームの環
図 4 ： FFU の風量設定と消費電流の関係
境の相関関係を調査した。
C 棟クリーンルームの実機の 1 台で測定した FFU の風量設定と FFU の消費電流の関係を、 図 4 に示す。 風量設 定 が 40000 以 上 だ と、 FFU の 消 費 電 流 が 大 き く 増 え
ることが分かる。 一方、 図 5 に示すように、 FFU16 台の風量設定が定常時の 70% 相当である 35000 以上であれ
ば、 必要最低限の正の差圧を維持しつつ、 年間消費電力を 9,235kWh、 年間電気料金を 143,269 円に、 現在比で
図 5 ： FFU の風量設定と差圧の関係
33.2% 削減できると算定できた。
これらの結果を受けて、 v2 を含めたクリーンルーム統合
制御システム [1] の構想図を改訂した。 図 6 に示す。
v2 に内蔵している LoRa 無線と、 別途開発中のマスター
ユニットに搭載する LAN 接続を用いることで、 非稼働時間
では FFU の風量を抑制し、 省エネルギー運転と C 棟クリーンルームの環境維持の両立を図る。 また、v2 の回路やケースを転用してドラフト制御ユニット v2 の開発に着手し、 差圧計測ユニットなどと連携して、 ドラフト稼働時にも適切な差圧の維持を可能にする計画である。
図 6 ： クリーンルーム統合制御システムの構想図
5. 今後の展望並びに謝辞
稼働開始から 2 年半が経過した C 棟クリーンルームは、 様々な設備を導入して、 分子研の共通施設としての体裁を整えている。 一方、 環境構築 ・ 維持にかかる労力が増大している。 v2 をはじめとするクリーンルーム統合制御シ
ステムは、 稼働中のクリーンルーム警報システム [3][4][5] と合わせて、 環境構築 ・ 維持に向けるスタッフや利用者の労力やストレスを削減し、快適で安全な、そして省エネルギーを実現するクリーンルームの実現に繋がるものと思われる。
本稿では、 C 棟クリーンルーム内の FFU 稼働を最適化する構想を報告したが、 原理的には多くの実験環境に適用可能である。 実験環境と省エネルギーを両立する構想を実証し、 幅広く展開する所存である。
本開発は、 2019 年度自然科学研究機構産学連携支援事業 ( 課題名 「「一斉警報通知防災システム」 構想の実現に向けた社会実験」 ) 並びに 2019 年度～ 2022 年度川合所長 ・ 渡辺所長奨励研究費の助成を受けて行われた。
コア基板と LoRa は、 千葉寿・技術専門員、 古舘守通・技術専門職員、 藤崎聡美・技術専門員 ( 以上、 岩手大学 )、木村和典氏 ( 分子研 ) との共同開発の成果であり、 システムの配置 ・ 試験には近藤聖彦氏、 松尾純一氏、 高田紀
子氏、 木村幸代氏、 石川晶子氏 ( 以上、 分子研 ) に協力いただいた。 各位に深い感謝の意を表する。
6. 参考 ・ 引用文献 ・ 特許情報
[1] 「クリーンルーム統合制御システムの開発－ FFU 制御ユニットとトラブル対策－」 豊田朋範、 装置開発室
AnnualReport2020 p24 ～ 25
[2] 「施設マネジメント 電気料金の見直し等について」 分子研内情報[3] 「汎用警報システム ( 通称 WAN-WAN) を用いたクリーンルーム警報システムの開発と運用」 豊田朋範、 装置
開発室 AnnualReport2021 p22 ～ 23
[4] 特許第 6954530 号 「警報連動型防災システム」 千葉寿、 豊田朋範、 古舘守通、 藤崎聡美
[5] 特願 2019-214632 「通知システム、 通知システムにおける制御装置、 及び通知システムにおける制御方法」
千葉寿、 豊田朋範、 古舘守通、 藤崎聡美
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活動レポート

電源スイッチャーの作成
松尾 純一
1. はじめに
下記の仕様の直流電源切り替え装置の開発依頼を受け、 本稿で述べる電源スイッチャーを作成しました。
・ 500V 0.1A, 350V 0.2A ,18V 3A の電源を外部 TTL 信号で極性を切り替える・ 1 ユニットに 4 回路を搭載し、 1 ユニットは 1U サイズが望ましい
・ 制御信号入力は D-sub 9pin
・ 出力はバナナソケット
電流がそれほど大きくないことや、 切り替え対象が直流でありリレーでの切り替えではスパークノイズが発生することなどを鑑み、 トランジスタによるフルブリッジ回路による切り替えとしました。 また、 ブリッジ切り替え時の貫通電流や回路に充電される容量の影響を考えて 0.5 秒のデッドタイムを Arduino による制御で付与しました。
2. 回路設計
今回は切り替えの高速性を求められていませんでしたので、 トランジスタは MOSFET としました。 フォトボルカプラを使って駆動することで、制御側と高電圧を印加するブリッジ回路を絶縁し、かつハイサイド側に通常必要なフローティ
ング電源が不要な設計としました。 MOSFET は今後の入手性を考え現在流通量が多いものの中から選定しました。
500V と 350V で使用する MOSFET を 800V 耐圧に統一することで、 回路を共通化して製作効率を向上させました。
主な部品を図 1 に、 回路図を図 2 に示します。

図 1 ： 主な半導体部品（左から 800V 耐圧 MOSFET、 30V 耐圧 MOSFET、フォトボルカプラ、 Arduino

図 2 ： 回路図（左 ： 制御回路、右上 ： 18 V ブリッジ回路、右下 ： 500v/350V ブリッジ回路）

3. 作成した電源スイッチャー
図 1 のような表面実装部品の積極的な採用と、フローティング電源を不要とする設計により、奥行 160mm の 1U ケー
スにブリッジ 4 回路と制御基板を収めることが出来ました。 また、 フロントパネルに＋側を示す LED インジケータを搭載して、 出力極性の視認性を向上しました。

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活動レポート

図 3 ： 上 ： フロントパネル 下 ： リアパネル

図 4 ： 内部（左 ： 500V,350V 用 右 ： 18V 用）

4. まとめ
直流電源の極性を、 外部入力の TTL 信号で切り替える装置を開発しました。 今回はトランジスタ （MOSFET） によるブリッジ回路を採用しましたが、 他にリードリレーを使用する方法も考えられます。 リードリレーを使用すると、 機
械的な寿命が発生することやスパークノイズの対策を行わなくてはならないなどの欠点はありますが、 回路の極性を考える必要が無く、 開放時の漏れ電流がほぼ無くなるという利点もありますので、 今後リードリレーによる方式と比較検討し、 目的に応じた最適な方法を選択できるようにしたいと思います。

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活動レポート「漠然と電源が入らない装置」の傾向と対策
木村 和典
1. はじめにエレクトロニクス・セクションに持ち込まれる修理依頼の多くは漠然と 「電源が入らない」 「機能しない」 という症状である。 多くの場合はヒューズが切れているだけのものであるが、つまりヒューズが作動するに値する異常が既に発生しているということである。 この場合、単にヒューズを交換するだけの対応は悪手である。 またヒューズが切れていなくとも、内部の保護回路が働いているだけで異常が発生していることが多い。 本稿では、修理依頼のうちヒューズの作動に至ったものと至らなかったものについてそれぞれ紹介する。
2. ヒューズが切れた高電圧アンプ
装置開発室で製作した高電圧アンプを事例にとる。 依頼者への引渡し前に行っていた通電試験中に動作不良を起こしたものである。
機器の内部を確認したところ電源のトランスが熱で融けており、一時側 AC100V 入力の Earth・Live・Neutral がすべて短絡していた ( 図 1~ 図 2)。 そのためヒューズが作動した直接的な原因はこの短絡である。
調査を進めると、依頼者から伝えられた試験動作条件での消費電力が電源トランスの容量を超えており、選定当初の仕様を逸脱していることが判明した。
ヒューズ自体は作動していたことを考えると、故障は
1. トランスが過負荷により加熱、融解
2. 一時側の AC 入力が短絡、異常電流が発生
3.AC 入力のラインに挿入していたヒューズが作動といった順序で進行したものと思われる。 部品のスペックを超えた使用に起因する異常であるため、単にヒューズを交換したり高容量のヒューズを使用したりすることは無意味であり、危険である。
本件はあらためて装置使用条件を確認し、電源回路部品を選定し直したうえで開発を続けている。

図 1 ： 融解した電源トランス

3. ヒューズが切れた電源装置
特殊な市販電源装置を事例にとる。 電源が入らなくなり、またヒューズが切れていることに気が付いた依頼者がこれを交換しても即座にヒューズが切れてしまったため、修理依頼として持ち込まれた。
図 3 に示すのは内蔵されていた IGBT (Insulated Gate Bipolar
図 2 ： トランスの AC 入力が短絡している様子
Transistor) とよばれるスイッチング素子 [1] である。 一般に、トランジ
スタのコレクタ・エミッタ間抵抗はゲートに電圧を加えていなければ高抵抗となるべきである。 しかし実測値は図 1 の通り 0.4 Ω程度であり、ほぼ短絡しているとみて良い。
回路を調べると、この素子を一定周波数でスイッチングすること
で直流電源 100V をパルス状にし、トランスを通して変圧のち平滑化することで出力電圧を得ていた。 この素子が短絡すれば電源から直接大電流が流れることになり、装置のヒューズが作動する。
装置内部の破損であり、先の事例と同様に電源の再投入やヒューズの交換・高容量化では効果がない。 本件は当該素子を交換することで解消された。
半導体素子の故障は、先述のような事例と比較すると目視での判別が困難である。 この場合は、修理そのものよりも状況確認に 図 3 ： 機器内蔵の IGBT のコレクタ - エミッタ間が時間を要することが多い。
短絡している様子－25－

活動レポート

4. ヒューズが切れなかったモータードライバ
市販のモータードライバ回路基板 [2] を内蔵する形で製作した遠隔制御ステージコントローラーを事例にとる。 この事例では遠隔制御用ユニットを含めた回路一式への通電は確認されたもののモーターが動作しなかったため、モータードライバ基板の故障を疑うこととなった。
以下の順序で調査が進められ、保護機能により電源入力のヒューズこそ作動しなかったものの内部部品の故障に起因する問題であると結論付けられた。
1. 異常を示すアラーム LED の点滅を確認
2. 点滅のパターンをデータシートで照会したところ「出力の過電流」と一致したため出力回路を中心に調査
3. モーターへの出力コネクタのうち 1 本が筐体 ( アース ) と短絡していることを確認4. アースと短絡していた線の接続先の回路を特定
5. モーターとの接続方式から考えて、出力段の構成は MOSFET を用いたフルブリッジ回路であると推定
6. 搭載されている部品の形状と推定した回路構成から同形状の
MOSFET のデータを確認
7. 予備基板と照らし合わせ、出力回路中の MOSFET のドレイン - ソース
間が短絡していると仮定
8. 当該部品を除去し、アラームが解除されたことを確認
本件についても先の 2 件と同様に、単に電源を再投入したりヒューズを交換したりしたとしても解消することはまず無い。

図 4 ： モータードライバ基板( モーター駆動用ブリッジ回路付近の拡大図 )5. おわりに装置の設計が正しく、ヒューズの定格もこれに適合したものが使用された上で、異常が起きればヒューズは切れる。 一方で、ヒューズはあくまで定格を超えた電流が流れたときにその経路を遮断することで被害の拡大を抑えるものであり、異常な過電流が発生しうるような装置内部の故障そのものを防ぐことはできない。 ヒューズが作動した時点で、装置の内部では既に何かしらの異常が発生しているとみるべきである。
このことを示すように、半導体デバイス製造大手の Analog Devices 社が公開しているアプリケーション・ノートには 「マーフィーの法則から導き出される重要な原則」 の一つとして 「装置はヒューズを保護するために
図 5 ： 基板上の部品と同形状の MOSFET 素子壊れる。」という項目が記されている [4]。
外観とピン配置 [3]また必要以上に溶断電流の大きいヒューズを選ぶことは、安全装置としての機能が十分に発揮されなくなるため極めて危険である。 そのため設計者としては、素子の破損などにより大電流が流れる可能性がある場合は電圧モニター回路を組み込むなどして、ヒューズの溶断に至る前に安全なシャットダウンができるようにするなどの対策も検討する必要がある。
これらはあくまで設計者側の対応であり、利用者としてはヒューズが切れるからと言って高容量のものに置き換えず、定格を意識することが求められる。 初期対応を考えるのであれば、根本的な原因が明らかでない以上は不用意に電源を入れ直さないことが最も適切であると考えられる。
6. 参考 ・ 引用文献
1. 「変調型電界効果トランジスタ シリコン N チャンネル IGBT GT60N321 データシート」 , TOSHIB
https://toshiba.semicon-storage.com/info/GT60N321_datasheet_ja_20131101.pdf?did=16728&prodName=
GT60N321
2. 「2 相・5 相ステッピングモーター用ドライバ CVD シリーズ 取扱説明書」 , Oriental Motor, HM-60127-13
3. 「OptiMOSTM5Power-Transistor,40V ISC036N04NM5 Final Data Sheet Rev2.1, 2020-03-23」 , Inﬁneon
https://www.inﬁneon.com/dgdl/Inﬁneon-ISC036N04NM5-DataSheet-v02_01-EN.pdf
4. 「ミックスド・シグナル（デジタル・アナログ混在）回路の技術」 , Analog Devices, アプリケーション・ノート AN-280
https://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/application-notes/an-280_jp.pdf
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活動レポート

レジストパターンの SEM 観察によるリフトオフへの影響
高田 紀子
1. はじめに
電子ビーム （EB） 描画装置の操作方法の習熟を目指して、EB 初心者の室員数名で操作練習を進めている。 その中で、レジストパターンの SEM 観察によるリフトオフへの影響を調べたので報告する。
2. 実験内容
今回の作業工程を図 1 に示す。 EB 描画によりレジストパターンを製作後、Cr をスパッタ成膜し、アニソール中でレジストを除去することで Cr のパターンを得る 「リフトオフ法」 で行った。 リフトオフ法は、リソグラフィの分野で金属薄膜のパターンを製作する際によく使われる手法である。 製作パターンを図 2 に示す。 基本パターンは 「WONDERFUL
TIME」の文字列をタテ2×ヨコ5個並べたもので、EB描画におけるDose Timeを0.03～ 0.12µsec/dotの範囲、0.01µsec/
dotの間隔で10通り振っている（図2 （a））。1文字の大きさはおよそ1µmである。この基本パターンを、□15×t0.5 (mm)のシリコン基板の中心箇所 （パターン①） と、中心から X 方向に＋ 3mm 移動した箇所 （パターン②） の 2 か所に配置した（図 2 （b））。 パターン①は、レジストパターンの製作後、5nA のビーム電流で SEM 観察を行った後に次のスパッタの工程に進んだのに対して、パターン②はレジストパターンの SEM 観察を介さずに進めた。

図 1 ： 作業工程

図 2 ： 製作パターン(a) 基本パターン(b) パターンの配置

3. 結果
それぞれの工程におけるパターン①とパターン②の顕微鏡画像を図 3 に示す。 Cr 成膜後の基板を顕微鏡で観察すると、Cr 膜の表面にヒビが入ったような跡が全面に見られるが、パターン①の周辺のみ、この現象が見られなかった。
この基板をアニソールに浸けるとすぐに、金属箔のようなものが浮いてくることを確認した（図4）。 顕微鏡で観察すると、全体的に Cr 膜が剥がれリフトオフができているようだが、パターン①の箇所は、Cr 膜が剥がれずにめくれ上がった状態で残っていることが分かった。 Cr 膜表面にヒビが入った箇所については、アニソールがレジストに浸透しやすくなり、結果としてリフトオフしやすくなったと考えている。 その後、アニソール中で加熱したり超音波洗浄を行ったりすることで、パターン①のリフトオフを継続して試みた。 超音波洗浄により Cr 膜のめくれは除去できたが、文字列パターンの周辺に付着した Cr 膜は除去することができなかった。
パターン①とパターン②における、超音波洗浄後の SEM 画像を図 5 に示す。 パターン①ではやはり Cr 膜と思われるものが文字列の周辺に存在するのに対して、パターン②ではそのようなものは見られず、文字列のみがきれい残っていることが分かる。 また、パターン①の中でも、A, B の箇所は、文字列の周辺に Cr 膜が残らずにきれいにリフトオフ
できているようである。 これは、レジストパターンの SEM 観察を行った際、始めに A ～ E の全体像を観察し、その後に C,
D, E それぞれの箇所の拡大像を観察したのに対して、A, B は拡大像を観察しなかったことが影響していると考えてい
る。
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活動レポート

図 3 ： パターン①とパターン②の顕微鏡画像

図 4 ： 基板をアニソールに浸けた直後の様子

4. 考察
これらの結果から、レジストパターンを SEM
観察したことによって、リフトオフによる Cr 膜の除去が困難となった可能性が高い。 その要因としては、SEM 観察の際に照射される電子ビームにより、レジストが何らかの変質を起こしたと考えている。 このことを踏まえ、今後は、
EB 描画によるレジストパターンの観察は光学顕微鏡で代用する、SEM 観察用のパターンを別で製作する等の方法で対応していきたい。
一方、SEM 観察の条件 （電子ビームの照射
時間、観察倍率、ビーム電流の値等）によっては、リフトオフを始めその後に続く工程に支障がない可能性もあるので、今後経験を積んでいきたい課題の一つと考えている。

図 5 ： 超音波洗浄後の SEM 画像(a) パターン①(b) パターン②－28－

活動レポート

ウェットエッチングで製作するチタン製メタルマスクのパターン改善
木村 幸代
1. 要旨
所内からの依頼で、厚さ 20µm のチ
タン箔をウェットエッチングして、大きさが異なる 9 つの長方形パターンが並
ぶ蒸着用メタルマスクを製作した （図1）。 パターンを作る工程で、箔をエッチング液に浸漬し、振とうしてエッチングを行う。 この工程で、パターンの下部に比較して上部のエッチングが速く進み、輪郭が広がることがわかった（図 2）。 対策として、一定時間毎に浸漬する方向を入れ替えたところ、進行の差は改善することができた。

図 1 ： メタルマスク

図 2 ： 上部の輪郭の広がり

2. パターンと寸法製作したメタルマスクは、有機物の単結晶の両面に蒸着で電極をつけるために用いる。 蒸着時に、単結晶の大きさに合わせてマスクを選定するため、大きさが異なる複数の長方形パターンを配置している。
各々のパターンの長さ寸法の精度や角の丸みは重要ではないが、長方形の長辺はできるだけ平行にする必要がある。
メタルマスクの外径は 25 × 25mm で、厚さ 20µm のチタン箔の中央に、9 つの長方形パターンを左から右、上から下に大きくなる順で配置している。 パターンの寸法は最小 100 × 40µm ～最大 500 × 200µmである（図 3）。
3. 製作工程
はじめに、厚さ 20µm のチタン箔を裁断機で切断し、卓上ボール盤
で両淵に直径 0.1mm のアライメントマークを 2 ヵ所あける。 洗浄後、酸図 3 ： パターンと寸法
素プラズマクリーニングを行い、ガラス基板にテープで貼り付けてスピンコーターでレジストを塗布し、ホットプレートでプリベークする。 次に、マスク
レス露光装置で露光し、現像液に浸漬して露光で変質したレジストを除去する。 その後、再度ホットプレートでハードベークする。
反対側の面も酸素プラズマクリーニングから同じ作業を行い、両面にレジス
トパターンを作製する。 両面の露光の位置合わせは、露光装置のカメラでアライメントマークを確認することで行う。 露光用の形状の寸法は、以前エッチングを終えた段階で、設計値より 20 ～ 25µm 程度大きくなった経験を踏まえ 図 4 ： メンディングテープによる補強て、設計値より 20µm 小さく作成した。 レジストパターニングまでは、高田技術
職員と交代で作業を行った。
エッチングは 50 ℃に温めたウォーターバス内で、ビーカーに入れたエッチ
ング液に箔を浸漬する。 厚さが 20µm の箔は、液中で形状を維持することが難しいため、外周をメンディングテープで補強した（図 4）。 ビーカーの中では液面に対して垂直に配置し、液が箔の面に当たるように、ウォーターバスごと
振とう機に載せて、40rpm で振とうした。 また、振とう時にビーカーが回転しないように、ビーカーとウォーターバスもテープで固定した（図 5）。
エッチング中は適宜液中から取り出して観察し、全てのパターンの貫通が
図 5 ： エッチングの様子確認できたら超純水ですすぎ、レジストリムーバーでレジストを除去し、イソプ
ロピルアルコール、超純水の順にリンスを行う。 エッチング時間は以前の経験より 1 時間程度を見込み、48 分でエッチング液から一度引き上げて確認したところ、貫通していないパターンが見られた。 そのため引き続きエッチングを行い、全てのパターンが貫通するのに 57 分を要した。
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活動レポート

外形は、プラモデルのように枠から切り離せるよう、一部分を残して外周をエッチングした。 実体顕微鏡で観察しながら残した部分をカッターで切断して切り抜いた。
4. エッチング結果
全てのパターンが貫通するまでエッチングした結果を、図 6 に示す。 寸法は、パターン中央付近の縦方向と、横方向の上下 2 ヵ所を顕微鏡で測定した。 設計値に比べて大きい値は赤、小さい
値は青、同じ値は緑で設計値との差を各パターンの周囲に記した。
9 つのパターンのうち、大きい方から 7 つは下部より上部の方が多くエッチングされる傾向が見られ、最下段の大きいパターンでは上部の輪郭が広がる様子が顕著であった（図 2）。 また、小さいパターンの方が大きいパターンよりも、設計値より大きくなる傾向があった。 全体の誤差は、設計値に対して-12～+12µmとなった。
このメタルマスクは長辺の平行が重要であったため、大きいパターンで顕著に見られた上部の輪郭の広がりを改善するためにエッチングの手順を検討して再製作した。

図 6 ： エッチング結果

5.2 回目のエッチング結果
1 回目に行ったエッチングは、終了するまでの 57 分間、浸漬する方向を変えずに行った。 2回目は約15分おきに上下を入れ替え、顕微鏡で確認しながらそれぞれ 30 分程度
エッチングを行った。 2回目は、全てのパターンが貫通するのに 60 分を要した。 2 回目に行ったエッチングの結果を図 7 に示す。
1 回目で下部より上部の方が多くエッチン
グされた 7 つのパターン全てで、差が改善された。 最下段の大きいパターンにおいては、顕著に見られた上部の輪郭の広がりが改善された（図 8）。
図 8 ： 上部の輪郭の広がり比較
図 7 ： エッチング結果（2 回目）
全 体 の 誤 差 は、 設 計 値 に 対 し て -13 ～+4µm となり、パターンの小さい最上段と中段ではより設計値に近づく値となった。 一方、最下段の大きいパターンでは 1
回目と差のない結果となり、浸漬する方向を変えなかった場
合、上部の方がよりエッチングされやすいということがわかった。
エッチング開始から 45 分経過時の様子を図 9 に示す。 大
きいパターンでは四隅から溶け、中央部分が溶け残る傾向があった。 また長辺よりも短辺付近の方が先に溶け、長辺の中央部分が多く溶け残った。 一方、小さいパターンでは各辺の中央部分が多く溶け、大きいパターンとは反対に、輪郭に膨らみが見られた。 このことより、長方形の場合四隅から溶け、寸法比率が異なる部位については、エッチングが均等に進まな
図 9 ： エッチング途中経過（45 分）
い傾向があることがわかった。
6. まとめチタン箔を液面に垂直に配置して左右に振とうするウェットエッチングでは、上部の方が多くエッチングされる傾向があり、エッチング中に方向を入れ替えることで上下の進行の差を改善することができる。 ただし長方形パターンでは四隅から溶ける傾向があり、長辺と短辺、パターンの大小で寸法比率が異なる部位についてはエッチングの進行に差が現れ、設計値との差に違いが出る。 このことを踏まえて、より均等な寸法誤差でエッチングができるよう、設計段階での提案を行えるようにしていきたいと思う。
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トピックス

表面技術協会 第 146 回講演大会
菊地 拓郎
2022 年 9 月 7 日、8 日の 2 日間で表面処理技術協会の第 146 回講演大会を聴講してきた。 この講演大会は、一般社団法人表面技術協会の主催で年 2 回行われ、表面処理技術に関連する研究
成果等の発表が行われている。 発表テーマは、めっき全般、PVD、CVD、電解研磨など多岐にわたる。 金属材料の表面加工だけでなく、リソグラフィ技術などの分野と重なる発表もあり、大変興味深く聴講した。
一般社団法人表面技術協会は、1950 年に設立された社団法人金属表面技術協会を前身とし、2011 年に現法人に移行した。 材料表面に関する学理及び技術の進歩普及に関する事業を行い、もって学術、産業の発展に寄与することを設立趣旨としている。
製造会社、薬品会社や自動車メーカーなど、表面処理技術に関わる企業の多くが会員として参画している。 表面処理業界の一般知名度は高くないが、広く社会に普及している技術であり、日夜、
研究開発改善が活発に行われている業界である。

写真 ： 正門前で危機管理産業展 (RISCON TOKYO)2022
豊田 朋範
2022 年 10 月 5 日～ 7 日に東京ビッグサイトで開催された危機管理産業展 (RISCON TOKYO)2022( 以下、RICSON) を見学した。 RISCON は「危機管理」をテーマにした国内最大級の展示会・商談会であり、「防災・減災」「BCP・事業リスク対策」「セキュリティ」 の主要 3 分野を柱に、様々な課題やリスクに対処するための製品・サービ
スが一堂に集う [1]。 開催期間中、約 15,000 人が来場し [1]、会場のあちこちで活発な質疑応答や商談が行われていた。
岩手大学や複数の民間企業と共同開発を進めている防災システムの開発
が、消防庁の令和 4 年度消防防災科学技術研究推進制度に採択されたことで( 代表研究機関：岩手大学 )、RISCON2022 の消防庁のブースで防災システムが展示された ( 写真 1)。
岩手大学の千葉寿氏と藤崎聡美氏が実機の展示と通知のデモを担当した
3 日間で、総務省審議官や消防研究センター所長をはじめ総務省や消防庁、自治体や企業の幹部も見学・視察に来訪されるなど 200 名以上の見学があり、終始活発な質疑応答や意見交換が行われ、朝日新聞でも報道された [2]。 「安価な導入・維持コスト」 「従来の機器をそのまま使用できる」 「状況に応じてカス
写真 1 ： RISCON TOKYO に出展された
タマイズ可能」 という、汎用一斉警報通知システム WAN-WAN(Wireless Alarm 防災システムのデモ機 ( 中央 ) と、展示説明を
Network for Wide Area Notiﬁcation) の応用展開にもつながる特徴は、多くの見担当した千葉寿氏 ( 右 ) と藤崎聡美氏（左）学者の理解を得られたと考える。
[1] 「RISCON TOKYO とは」 危機管理産業展 2022 Web https://www.kikikanri.biz/[2] 「火事！命守る行動を取るには」 朝日新聞 全国版 28 面 2022 年 11 月 28 日付

JIMTOF2022
菊地 拓郎
JIMTOF2022 日本国際工作機械見本市が 2022 年 11 月 8 日～ 13 日の日程で行われ、その内の 10 日、11 日に見学へ行った。 COVID-19 の蔓延により、前回は中止となったため、4 年ぶりの開催となり、大変盛況であった。
基本的な展示レイアウトなどは例年どおりであったが、切削工具の加工精度、品質向上を謳うもの、特に画像処理技術を用いたものや協働ロボットに関する展示、3D プリンタ技術関連の製品が増えたように感じた。
また、Additive Manufacturing （付加造形技術）のフロアが新設されており、各社金属３ D プリンタの展示に力を入れているのを直に感じることができた。
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写真 ： 東京ビッグサイト

トピックス

全国一斉 J アラートを用いた防災システムの実証試験
豊田 朋範
2022 年 11 月 16 日の全国一斉 J アラート試験放送を利用して、岩手大学と共同開発を進める防災シ
ステムの実証試験を行った。 今回は、防災システムの開発において 2022 年度から共同研究契約に移行した分子研・岩手大学・株式会社アステムの 3 者が、聴覚障害者用情報受信装置「アイ・ドラゴン 4」とテレビコントローラーを連携させ、防災システムによって聴覚障害者にも緊急情報を伝達できることを実証する重要な試験であり、盛岡市や聴覚障害者協会の協力を得て盛岡市の 4 か所に防災システムを配備して、Zoom で中継された ( 図 1)[1]。 分子研でも検証のため、装置開発室の会議スペースの TV で実証試験を行い、筆者が動画撮影を行った。
全国から 50 人が見守る中 [2]、11 時の J アラート試験放送を受信した TV が起動し、LED ライトがフラッ
シュする様子がすべての配備場所で実証されたことは、NHK で報道された [2]。 今後も 「一人も取り残さない」 緊急情報の伝達に向けて、防災システムと汎用一斉警報通知システム WAN-WAN(Wireless
Alarm Network for Wide Area Notiﬁcation) の開発を進める所存である。

図 1 ： 今回の J アラート試験放送を用いた実証試験のイメージ図 [1][1] 「全国瞬時警報システム (J-ALERT) をすべての方に 聴覚障害者向け防災システム実証実験ライブ配信を行います」 株式会社アステム
2022 年 11 月 11 日付 https://www.astem-co.co.jp/news/20221111/[2] 「聴覚障害者にも緊急情報を 情報受信機を活用した伝達実験」 NHK NEWS WEB 岩手 NEWS WEB 2022 年 11 月 16 日付

出前授業報告（岡崎市立小豆坂小学校）
菊地 拓郎
2022 年 11 月 25 日に、岡崎市立小豆坂小学校にて 「水溶液を使ったモノづくり」 と題して、出前授業を行った。 例年行っている分子研のアウトリーチ活動の一環であるが、今年度から小学校まで対象が広がり、今回は 6 年生を対象に出前授業を受け持った。 担当教諭からのお話では、昨年より STEAM 教育に力を入れ始めたため、学習単元である 「水溶液」 の工業的利用や身近な利用例など、発展的な内容が欲しいと要望を頂いていた。中高生とは異なり、6年生の児童たちが未学習の漢字や用語（電子、分子など）が多いため、できるだけ平易な表現を心掛け、興味を示しそうな話題を盛り込み、準備を行なった。
「水溶液」に絡め、電気めっきの実演を行った。 100 円均一店で購入できるステンレス製品に金めっきを施した。 めっき液から金色に変わったスプーンを持ち上げた瞬間に一同から歓声が上がった。
今回の出前授業において準備で多大なご協力を賜った、小豆坂小学校の永田教諭、戦略室の片柳助手、原田技師にお礼申し上げます。

授業の様子

電気めっき実験の様子

めっき製品

岡崎市立新香山中学校における出前授業
豊田 朋範
2022 年 11 月 30 日に、岡崎市立新香山中学校において 「低温が創る食品や料理、そして超伝導－低温の世界と不思議に触れてみよう－」 と題した出前授業を行った。 新香山中学校における出前授業は昨年度に続いて 2 回目であるが [1]、今回はより親しみやすくするよう内容を改訂し、人気が高いチョコレートやアイスクリーム
を題材に低温の重要性を講義した後、筆者が開発した抵抗の温度依存性測定装置を全 9 グループに配布し、ドライアイスと液体窒素を投入して、巻線で構成した抵抗の温度依存性の測定を体験していただいた ( 写真 1)。
昨年度と異なり、開発した低温抵抗測定ボックスが温度差でひび割れるアクシデントが発生したものの、生徒の関心は今回も終始高く、筆者がドライアイスを割る様子や液体窒素を投入する様子をタブレットで撮影し、
写真 1 ： 出前授業の一コマグループで試行錯誤しながら実験に没頭する様子が見られた。
出前授業の前後には担当教諭や校長から、生徒の理科実験の機会が減少していること、製造企業の消滅 抵抗を測定する巻線を配布する筆者 ( 中央 )でガスバーナーが実験器具から削除されることなど実験環境の変遷と対策への協力を強く要請された。 先生方も含めたアフターフォローや、更なる教材開発により、未来の科学者に繋がる理科教育への協力を進める所存である。 今回の出前授業で多くのご協力をいただいた、新香山中学校の宇都宮慎教諭、戦略室の片柳助手に御礼申し上げます。
[1] 「出前授業報告（岡崎市立新香山中学校）」 豊田 朋範、装置開発室 Annual Report2021、p33
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特集

新装置紹介「フルカラー 3D プリンター」
松尾 純一
1. はじめに
装置開発室では 2016 年ごろより 3D プリンターを使った機械部品
やタンパク質のような分子模型の製作を行っています [1]。 その 3D
プリンターを使用する依頼件数は昨年度で 139 件と増加傾向にあり、依頼内容も年々高度化しています。
その中でも一番製作に時間がかかるものが分子模型の依頼です。 初期の頃は数百残基の比較的小さなタンパク質を単色のリボンモデルで表現するもの（図 2）が、最近では数万残基の巨大タンパ
ク質複合体の表面形状に側鎖の分子を表現し、かつセグメントや原子毎に着色する （図 3） など、非常に複雑な依頼が増加しています。
3D データの修正や着色には膨大な時間が必要であり、フルカラー
造形の必要性が高まっていいました。
２０２２年３月に、複雑な形状をフルカラーで造形することが出来
る 3D プリンター、3DUJ-2207 （ミマキエンジニアリング社製） ( 図 1) を2022 年 3 月より運用を開始しました。 このプリンターについて特徴などを説明します。

図 2 ： 初期の依頼

図 1 ： フルカラー樹脂プリンター

図 3 ： 最近の依頼

2. 造形方式
3DUJ-2207 は UV 硬化インクジェット方式を採用しており、UV 硬化樹脂をヘッドから噴射し 1 層ごとに UV-LED ランプにて硬化させて積み重ねることで立体物を造形します （図 4）。 積層ピッチは標準で 28 μ m、プリント解像度は 1200dpi です。
使用する UV 硬化樹脂 ( インク ) にはモデル材インクとサポート
材インクの 2 種類があります。 モデル材インクは Cyan、Magenta、
Yellow、Black、Clear、White の 6 色があります。 この中の White かClear により基本形状が作られ、その上に Cyan、Magenta、Yellow、Black を重ねることで着色が行われます ( 図 5)。 この仕組みによって透明もしくは半透明な造形が可能であり、図 6 のような結晶面を表現した結晶模型などが製作可能です。
一方、サポート材インクは造形物の下面や横面に付与され造形物の支持材として出力されます ( 図 7)。 これは造形後、不要となりますので洗浄などにより取り除きます。

図 5 ： 着色イメージ ( 左 ： 透明色、右 ： 不透明色 )－33

図 6 ： 結晶模型－

図 4 ： 造形中の様子

図 7 ： サポートの様子

特集
3. 造形精度
造形精度の確認のため横 65 ×縦 48 ×厚さ 5mm の箱にパイプを打ち込んだ形状 （図 8） の造形を行いました。 外形の誤差は、横に+0.2%、縦に +0.1%、高さは -0.8% と 3D プリンターとしては良好な精度です （図 9）。 縦と比較して横と高さ方向に誤差が大きいのは UV
硬化樹脂を積み重ねる際にローラーで横方向に押して平坦にする
工程が影響していると思われます。
パイプ形状に関しては内径が 10 ～ 20 ％程度小さくなっていました。 また、サポート材が取り出せなくなることもあり 1mm 以下の穴の造形は困難と思われます。
表面粗さは、水溶性のサポート材であり、サポート痕が発生しない
図 8 ： 造形精度の確認用形状
ことから上下は非常に平滑ですが、積層方向に若干の段差は多少発生します。
また、FDM 方式や光造形方式のように、空洞部分に生成されるサポート材が取り出せなくなるということがないため、内部形状が空洞である部品の製作にも活用できると思います。

図 9 ： 造形精度の確認

4. 造形サイズ
造形領域は縦 203mm ×横 203mm ×高さ 76mm です。 サポートを除いた最大造形サイズは 200mm ×横 200mm
×高さ 70mm 程度です。 それよりも大きなものを製作する場合は、他の方式と同じく分割して出力したものを組み合わせるなど工夫が必要です。 図 10 はタンパク質模型の 89mm × 76mm × 86mm の大きさの部品を 72mm × 86mm ×59mm と 72mm × 79mm × 42mm のパーツに分割して出力し、組み合わせて作成したものです。

図 10 ： 左より造形後、洗浄後、組み立て後

5. 参考 ・ 引用文献
[1] 近藤聖彦、「分子研における 3D プリンタの活用」、 https://www.ims.ac.jp/publications/letters74/74_20.pdf、分子研レターズ 74、2016

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特集

汎用バンドソーの更新
近藤 聖彦
31 年間使用していた旧型バンドソーは、丸材などの切断時にブレード本体を手動で持ち上げて、ワーク（丸材など）を設置していた。 この作業はブレード本体が重量物であるため負担が大きく、作業効率に影響があった。 そこで、油圧でブレード本体が持ち上がる株式会社アマダマシナリー製の横型手動盤（H-250SA Ⅱ）を導入した。
その他の特徴として、①切断する「材質・形状・サイズ」にダイアルを合わせるだけで最適な切断が可能、②ブレードのガイドブラケットがレバー式のクランプ方式でブレード交換が容易、③送材ハンドル付きで材料の位置決めが簡単
かつスピーディー、などがある。 さらに、旧型と比較して切削スピードが速いので、切断時間の短縮など作業効率が向上した。
※旧型バンドソーと操作方法が違うので、最初に使用される際はスタッフに使い方を確認してください。

主な仕様 ( メーカーのカタログより抜粋 )更新したバンドソー

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2022 年

22A11

製作品

ガス flow 用釜

22C10

マイクロ流路接続ステージ

グローボックス内で使用する容器。 軽量かつ耐久性の要望があった。 市販品に希望する軽量かつ小型形状がなかった
ため、所内で設計・製作した。

アクリル板の側面に穴加工を施し接着剤を使用してアセンブルした。 アクリル板の加工は経験が必要である。 経験が少ないと破損、ひび割れが発生する。

22E21

22F13 バッキングプレート

試料ホルダーアダプタ

銅製の小型かつ薄板部を有する部品。 5 軸加工機を使用して作製した。 この大きさになると工具も小径になるため、加工経験が豊富でないと加工が難しい。

銅製の薄板加工。 薄板加工は反りなどが発生しやす
く。 加工難度が上がる。 この加工は治具を工夫しておこなった。

22G22

21L16

ゴニオ部品

銅と SUS304 を母材とする部品で、小型、湾曲、薄板加工をおこなった。 外注した場合の納期よりも半分程度の期間で納品をおこなった。
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微小電流測定装置

マグネットの隙間に挿入して使用するため、スペースの制限があった。 できる限り汎用の部品を使用して設計・製作をおこなった。
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2022 年

22G01

製作品

一般公開展示用大型昆虫模型 4 種類

基礎生物学研究所の一般公開用展示物（オスカブトムシ、メスカブトムシ、角ありメスカブトムシ、ヘイケボタル）の出力依頼。 それぞれ全長 60cm ほどと大きく一体造形が出来なかったため胴体や足、触覚などを分割して造形。
ヘイケボタルは発光装置を埋め込み発光させるため、腹部を空洞化し部分的に半透明な外装を作成。
22K04

MicroStat 用窓取付フランジ

複雑な形状のためサポートによる造形制限を考慮しなくてよ
い 3DUJ-2207 を使用して造形。 この 3D プリンターを使用して製作した初めての部品。

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2022 年

21K03

製作品

FFU 制御ユニット v2( 関連記事 p21)

● C 棟クリーンルームの清浄度を構築・維持する FFU （Fan Filter Unit）を制御する。
● 1 台のユニットで 2 台の FFU を独立制御可能。 FFU のステータスは JIS0448:1997 に準拠。
●用途別に形状が異なり、着脱しやすい入出力コネクタの採用など、保守管理が容易な構造。

22A08

クリーンルーム内温湿度の遠隔モニタ●高精度温湿度計 TH71A-1810 （シマデン社製）を Raspberry Pi と組み合わせることでネットワークに対応。
●測温体の抵抗値をブリッジ回路により電圧化し、Arduino で A/D 変換後、温度値へ換算。 Raspberry Pi と
Arduino の間のデータ転送は USB ケーブルを通して Serial 通信を行う。

22A09

AFM 光学四極子検出器用信号分配器● AFM 光学四極子検出器からの 80kHz ～ 250kHz 程度の微弱な信号を分岐・増幅する。
●ロックインアンプなどに直接接続可能なように、分岐・増幅信号の両方で 50 Ω負荷駆動が可能。
●表面実装部品と回路 CAD を駆使して、寄生容量の発生を抑え、高精度と高速を両立する増幅回路を設計。

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2022 年

22C07

製作品

非常用充電式ライトユニット●通常は microUSB から DC5V を充電し、給電停止を検出して発光する。
●満充電で約 10 分の連続発光。 給電停止は自動検出。 電気二重層コンデンサの採用でメンテナンスフリー。
● 3D プリンタで半透明ケースを形成し、LED の強い指向性を緩和。

22G01

スピーカーシステム●レーザーからの同期パルス信号を受けてミラーを振動させるためのスピーカー駆動システム。
●出力周波数は入力信号に対して 1/1 倍、1/2 倍、1/4 倍、1/8 倍もしくはマニュアルで設定可能。
●最短入力パルス幅 25[ns]、出力周波数範囲 10Hz ~ 20kHz、位相 / 振幅調整機能。

22H04

100Hz(TTL) Trigger Divider V2● 100Hz 程度の TTL トリガを 1/n に分周して出力する。
●分周値は、1/1、1/2、1/3、1/4、1/5，1/10，1/20、1/100 をプリセット。 1/n (n: 1~100) も設定可能。
● ARM マイコン 1 個に TTL トリガの検出、分周出力、各種インターフェースを集約し、小型化を実現。

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2022 年

22H12

製作品

HV アンプ改良● AFM 演算回路の出力信号にバイアス電圧を加えて、最大± 100V に増幅するアンプの改良。
●回路部品を見直すことで出力周波数帯域を 1MHz 程度まで拡大、出力の発振を抑制。
●頻発した故障の対策として入力信号、± 100V 電源、アンプ回路をそれぞれ切り離すスイッチを追加。

22J03

電源スイッチャー

18V、350V、500V の DC 電源の極性を外部入力信号により切り替える装置。 入力信号はフォトカプラ
により絶縁。 ジャンパーを切り替えることでシンク型／ソース型のどちらの信号にも対応する。 切り替え制御は Arduino で行っている。 デットタイムは 0.5 秒とした。

22L02

Detector Signal Splitter V2●前回 (22A09) の耐ノイズ性を改善。
●精密・高速な差動増幅回路の採用とプリント基板設計の最適化により、全周波数範囲で信号に重畳する低周波ノイズを除去。
●樹脂ケースの採用と GND 設計の見直しにより、コモンモードノイズ対策を強化。

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2022 年
22A01

電子ビーム蒸着による微細構造作製

20mm 角合成石英基板上の□ 200µm 範囲内に、図のような微細構造を作製した。

22C02

メタルマスク作成

チタン箔製の蒸着用マスクをウェットエッチングで製作した。
チタン箔の大きさは 50 × 30 × t0.02mm、パターンは 1.3 ×3.2mm の長方形を 4 行× 8 列で計 32 個並べた。 エッチング
速度の均一化を図るため、長方形の中を全面エッチングせず、幅 50µm のロの字形状をエッチングしてくり抜くことにより製
作した。
22E01

ガラス基板 Al 蒸着

ガラス基板 BK7 （φ 50.8 × t5 （mm）） 上に、可視光域の光を反射させるためのミラーとして、アルミを 50nm の厚さでスパッタ成膜した。 基板の中心部分には、斜めから光を通す目的で、楕円の形でアルミをウェットエッチングすることでガラス面を露出させている。 楕円パターンの大きさは、3 × 3 √ 2 （mm）。

22I01

Pt 電極を用いた PDMS 流路の製作

キラル溶液における CISS 測定に用いるマイクロ流路の一連の製作工程を、大阪公立大学村中氏に指導した。 ガラス基板の大きさは 76 × 26 × t1mm で、t15nm の Pt 電極を 5 本、リ
フトオフ法により製作した。 PDMS 流路は深さが 50µm、幅×長さが 1 × 15mm で、凸型のレジストを型に PMDS 樹脂で成型している。
22I02

走化性スクリーニング流路

培養した菌が対象物へ移動する挙動を調べるためのマイクロ流路を PDMS 樹脂上に製作した。 PDMS 樹脂の大きさは 76
× 52 × t2mm、流路部分は深さが 50µm で、幅が 50、100µm、
長さが 2.5、5、10mm と、実験を進めるうえで最適化を図るための異なる寸法のパターンをいくつか配置している。 計 10 か所の円形の液溜め部分は、ポンチでくり抜くことで製作した。
22J01

直方体微細構造⑤20mm 角合成石英基板上の□ 250µm 範囲内に、図のような微細構造を作製した。

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製作品

2022 年

工作依頼リスト

メカトロニクス・セクション (313 件 )伝票番号 品名
22A01
アクリル板・SUS板追加工
22A02
ビーカー固定台
22A03
電極位置合わせ治具
22A04
電子ビーム調整用ピンホール
22A05
電子ビームモニター
22A06
Z ステージ用固定台など
22A07
ベースプレート
22A08
自作スピニングモジュールボビン
22A09
水冷式結晶ホルダ R3 型
22A10
miniPiFMcnnectar_2
22A11
通電板付ガス flow 用釜［写真］
22A12
石英管のカット
22A13
部品製作治具22A14
ヒーターホルダー
22A15
AFM 探針ホルダー
22A16
多面ホルダー追加工
22A17
ビーカー固定台
22B01
光学ホルダー
22B02
クライオ熱交換部品
22B03
アルミ板穴開け
22B04
治具
22B05
ステージホルダー部品
22B06
排気用ダクトカバー加工
22B07
可変長フローセル型中赤外共振器の製作
22B08
光学窓、 真空引き機構付き電気測定ロッド
22B09
N2 クライオスタット
22B10
極細ローレット付きナット
22B11
アクリル板追加工
22B12
劈開試料用サンプルホルダ
22B13
石英管切断
22B14
ボビン 0.55 0.6
22B15
金属固定具
22B16
精密ボビン 2 種
22B17
固定台追加工22B18
測定セル用の台
22B19
ブラケット追加工
22B20
ロッドめねじ追加工
22B21
銅スペーサー
22B22
ESR クライオスタット用ジグ
22B23
金属板加熱ホルダー
22B24
ホルダーアダプタ
22B25
SUS ブロック追加工
22B26
冷却マウント22B27
丸棒めねじ追加工
22B28
試料ホルダ一式
22C01
収量分光システム
22C02
振盪機カバー
22C03
ベルジャーカバー
22C04
銘板固定台座製作
22C05
アルミ天板追加工

22C06
22C07
22C08
22C09
22C10
22C11
22C12
22C13
22C14
22C15
22C16
22C17
22C18
22C19
22C20
22C21
22C22
22C23
22C24
22C25
22C26
22C27
22D02
22D03
22D04
22D05
22D06
22D07
22D08
22D09
22D10
22D11
22D12
22D13
22D14
22D15
22D16
22D17
22D18
22D19
22D20
22D21
22D22
22D23
22D24
22D25
22D26
22D27
22D28
22D29
22D30
－

42

－

探針 SEM2 面測定用治具
光学定盤穴開け自作スピニングモジュール用ボビン
光ファイバーアダプタ一式
マイクロ流路接続ステージ［写真］
ダイヤフラムポンプアダプタ修理
角度分解テスト用パターンホルダー
サンプルホルダー
Z ブラケット追加工
アクリル板追加工
円形マスク
ステージスペーサー
銅部品
ボビン加工用精密参照治具SEM 使用Zygo 使用
ヒーターホルダー
シュラウド
XPS 用サンプルホルダー
PVD 用温度測定システム
純鉄加工
アルミロッドSAB3 号機修理
Mo 金属板加熱ホルダー板追加工
偏向電磁石接続プレート一式
アルミプレート
アルミ板
ウォーブルスティックの先端
ドライブガスアダプタ
ドライブガスパネル厚ボビン用
放物面鏡固定具ネジ穴加工
カバーガラスホルダー
ライトガイドフローセル用フタ
金属レール加工
角度調整ジグ
収量計セット部品
アクリル板追加工
スティックの先端部 2冷却機構付ミラーホルダー吊り治具
アルミ板切断シャッターマウント
ミラーマウント
マスク
アクリル板追加工
自作スピニングモジュール用ベンチ
軸外し放物面鏡穴開け
SECM 延長治具
スリット
SAB3 号機修理

2022 年

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冷却ホルダ
アクリル板追加工
水冷式結晶ホルダ R3 型改良
HV アンプ用ヒートシンク
フローセル用フタ （追加分）
ウェッジマウント
ベースプレート
遮蔽壁取付板スパッタホルダ
スペーサー
エア導入口加工用治具
ステージスペーサー
ICF114 フランジ追加工
電極支持ホルダ
磁力保持プレート
ビーカー固定台
アクリル板追加工
プレート追加工
ラック用パネル
ミラーホルダー追加工AFM 用探針ホルダー
ICF114 固定台座
ミラーマウント
光ファイバー固定治具
MSP-6030B 追加工
トランスファーロッドアダプター
ミラー位置決め穴拡張
BL3B サンプル延長棒
探針保存ホルダ
プレートカット
カンチレバーホルダー
MSP-6030B 追加工
SEM 観察用探針固定治具
試料ホルダーアダプタ［写真］
ファイバーアダプタ
SAB4 号機
トランスファーロッドアダプタ改造
サンプルホルダー４
マイクロチップレーザー水冷治具
ヒートシンク追加工
傾斜マウント
アルミプレート加工
サンプルホルダー
マニホールド
探針保持ホルダー追加工
アルミホルダー
波長板用マウント台座
反射鏡ホルダー追加工
カンチレバーホルダー U モデル
AOV スパッタ用バッキングプレート［写真］
plate HV
－

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工作依頼リストボンベ固定駒アクリルパネル穴加工
各種アダプター
焦点距離調整治具
結晶マウントPPMS プローブ （八角形状）
4m アルミフレーム追加工
PET 板加工
ウェッジマウント 2
ミラーベース
ピンホールプレート
補助プレートPM ホルダーユニソク探針ホルダ SEM 観察用治具
サンプルバンカーの試作
サンプルホルダ （傾斜型）
押さえ板
サンプルカバー
CD-Holder-5mm
真空チャンバ
延長指
サンプルセルホルダー
ICF34 フランジエッジ修理、 溶接
モーターステー延長版
セルホルダー
マニホールド追加工
アルミ遮光壁
ブレッドボード貫通穴あけ
SPM 用低温ステージ用 sampleholder
HV アンプ用プレート穴あけ加工
放物面鏡テスト用プレート
プラグ
PET パネル加工
サンプル固定プレート
サンプルホルダー
新型回転ユニット用部品一式
パージボックスプレート
AFM 用ステージ
水冷ホルダ 14 ㎜タイプ
アクリル板追加工
ブレッドボード
ホルダー追加工
ベースプレート
テフロン製基板立て治具
クリスタルホルダー
ヒートシンクセット
蒸着シールドアルミフレーム中心軸タップ切り
リニアカップリング
クライオ接続部品
L-Gonio2［写真］

2022 年

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工作依頼リスト

Mo ガスセル
フローセル用カバー
マニホールドレール追加工
治具円柱型
治具楕円型
可視光ライトガイド
テフロンドーナツ型円板
Mo サンプル押え
ロッド用架台ガラスパイプのカット
ホール加工用治具
アルミプレート
ステージカバーシュリンク版ドライブユニット
微小ノズル３種
Microstat 用センターリング部品
M8 ナット付
蒸着機用基板ホルダー
試料バンク
真鍮製台座
アルミ固定治具
バルブ開閉器試作
ゴニオステージ改良
ESR クライオスタット取付台
アルミブレッドボード穴あけ加工
トランスファーロッド微調ねじ固定治具
クリスタルボルダー
ドライブユニット
自作スピニングモジュール用パイプ柱
ベンチスピナー部品
コントローラー固着ネジ修理
DFC ホルダ
microstas 用センターリング部品 B
電気化学セル
SAB4 号機開発
Zygo 使用
Bs クランプ
輸送用探針ホルダ固定台
9 月工作伝票
9 月業務
アルミプレート追加工
真鍮製 5mm 器具ホルダー
SDD マウント
結晶ホルダ
光化学反応セル
超高真空用ステージ
ビーカー取付キャップ
シム板
アクリル板追加工 ・ 部品製作
光学部品

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22J18
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22L06
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22L08
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－

44

－

サンプルホルダー
サンプル瓶保管台
レーザーシステムカバー
ステンレス板、 テフロン棒加工
高精度ザグリ径深度確認用治具
ノズル 3 種追加工
高精度治具
フィルターケース
BS 側面
試料台 XY ステージ
パイプ固定アダプター
SQUID 測定試料用ツール
錠剤成型機
サンプルステージ
テフロン棒加工
テフロンスペーサー
コイル台座
NEA 準備槽固定部品
偏光フィルムアダプタ
試料固定用板
アルミ板穴あけ加工
バルブ調整器BL3B 用サンプルホルダー
ねじ首下調整冷凍機固定用部品
ICF152 用カメラ固定ホルダ
スペーサー ( ステンレス）
アルミフレーム加工
試料ホルダー
カンチレバーマウント工具
ポンプ固定用板
カバーガラスホルダー
光電子増倍管固定治具
冷却ホルダー改良
真空蒸着用金属ホルダー
DFC 冷却ホルダ _ コネクタタイプ
DFC 冷却ホルダ _32 ㎜タイプ
試料ﾎﾙﾀﾞｰ加工
試料ﾎﾙﾀﾞｰ 45°
自作スピニングモジュール用 backpanel
ヒートシンクアダプター
レーザ実験部品
EB ガン絶縁
ステンシル台SUS 製るつぼ
金属導通板
ファイバーコネクタプレート
スリット回転用治具
ブレッドボード追加工
ファイバーストレッチャー試作
原子間力顕微鏡用低温液体セル

2022 年

22L10
22L11
22L12
22L13
22L14
22L15
22L16
22L17

ドライブユニット追加工
メッシュ電極電気化学セル追加工
カンチレバーホルダー
カンチレバー押さえ板
アルミ板穴加工コーナブロックM2.6 ネジ製作用治具

－

45

－

工作依頼リスト2022 年

工作依頼リスト

3D プリンタ (179 件 )伝票番号 品名
22A01
カバー
22A02
cover_v6
22A03
adapter v1
22A04
lock v1
22A05
miniPiFM 部品
22A06
miniPiFM 部品２
22A07
電極位置合わせ治具
22A08
Pro2 のサポートについてのスライス条件テスト
22A09
miniPiFM_mirrorconnector v422A10
電極位置合わせ治具２
22A11
crystal_DFC 部品
22A12
windcover v1
22A13
windcover v2
22A14
EOmodulator v1
22A15
windcover_1 v3&v4
22A16
KON-21K12
22A17
RO 水監視モニタ用 Rpi ステー
22A18
トレイ 100-30-RR-3
22A19
カバー筒
22A20
cover v8
22B01
KON-21K12-05
22B02
EOlocker v1
22B03
polaris_cage v1
22B04
EOlocker v2
22B05
optics_blocker
22B06
optics_blocker
22B07
EOlocker v3
22B08
EOlocker v5
22B09
KON-21L07-01-ver1
22B10
MK 試料ホルダ試作
22C01
EOmodulator v1
22C02
KON-21K12 部品
22C03
磁界印加結晶育成箱 V2
22C04
BNCpanel_forLUCK_2 v3 と sampleholder v2
22C05
KON-21K12-06
22C06
KON-21K12 部品試作
22C07
シャンベルタン _ ペロミノ _2014 タグ
22C08
sample_locker v1
22C09
sample_locker v2
22C10
sample_locker v3
22C11
TEM 電源ランプ検出用遮光アタッチメント
22C12
非常用充電式ライトユニット専用ケース
22C13
KON-SAB4_T_holder-01-ver3
22C14
stage- ブロック
22C15
KON-SAB4_holder_ 搬送装置部品試作
22D01
KON-SAB4_T_holder-07
22D02
PPMScover
22D03
bottom_flange-ver1
22D04
XE25GP
22D05
XE50GP2
－

22D06
22D07
22D08
22D09
22D10
22D11
22D12
22D13
22D14
22D15
22D16
22D17
22D18
22D19
22D20
22D21
22D22
22D23
22D24
22D25
22D26
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22D29
22E01
22E02
22E03
22E04
22E05
22E06
22E07
22E08
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22E10
22E11
22E12
22E13
22E14
22E15
22E16
22F02
22F03
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22F09
22F10
22F11
22F12
46

－

coolholder
トレイ 100-30-RR- 底 R8
XE25GP 追加
ケースストッパー
stage_mounterstage_spacer v5coolholder2
optics_blocker_2
cable_fix_v1
22D20 試作部品
stage_spacer v9 試作部品
XE25A90-Step v1
KON-22D20-02-ver1
ホルダーベース試作
BNCpanel_forLUCK_2
KCUBEmount v1stage_spacer v11
niap 分子模型
XE25A90 XE28GP
25mobius 模型
XE25GP-Step (1) v1
カバー筒
XE25GP-Step (1) v1
V-ATPase モデル結合強度修正パーツ
stage_mounter v3
stage_mounter v3
更新ー D- ばね押さえ
ランプ取付アダプタ
7U つまみ１
ディスプレイ傾斜スペーサ
7U つまみ 2,3stage_spacer
7U つまみ 4plate-springstage_spacer v16, v17
coverlod 等試作
非常用ライトユニット ケース
rokurokubutton
rokurokubutton
小型 IMS マグネット製作
カバー筒フランジカバー 253- 扉付用 - 内径 255
TW5-3-9G ケース ベース
フランジカバー 253- 扉付用 - 内径 254ten5電解合成用セル ホルダ
島津小型 PDA 用 Rpi 用ケース
BNCpanel_forLUCK_2 v5
ハウジング _ テスト
sample_locker_v4,v5
sampleholder_new v9IVcase_BNC 試作

2022 年

22F13
22F14
22F15
22F16
22G01
22G02
22G03
22G04
22G05
22G06
22G07
22G08
22G09
22G10
22H01
22H02
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22H05
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22I01
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22I03
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22I05
22I06
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22I15
22I16
22J01
22J02
22J03

KON-22C25-jigu
Porte silver fiber
電源固定
KON-22C25-jigu3
一般公開展示用大型昆虫模型 4 種類［写真］
IVcase v8 試作
sampleholderclamper v10
BNCpanel_forLUCK_2 v6
sample_locker v7
IVcase_BNC v8
BNCpanelisolator v1
LDmount+isolator v3
NDfilterlock v1
KON-SAB4_FAB104-Beam-1
2021.4.1- 再ー -2F- ブレード台
2021.4.1- 再ー -2F- ブレード台 カラー
baseplates v9PDmask v1
PowerMeterHolder_Thermal v2alignmentplate_OD v4 と v7
TG-DTA_cover
Al-L14
LDmount+isolator v19
PM160_holder v4
rakku v2
LDmount+isolator v21
PM160_holder
DSC カバー、 TG-DTA カバー
TG-DTA カバー、 DCS カバー
磁石強化部品を PolySmotth で作成
更新ー角度スケール固定台
MPMS_rodholder_wilson
MPMS_rodholder_wilson2
flipmount v1
BNCpanelisolator v1
LDmount+isolator v24
CCD-camera-B
LDmount+isolator v27、 NDfilterlock v2
イマージョングレーティングと治具 試作
AFMheadcage v5 部品
デジタルフォースゲージステージ用 3 点曲げ治具
BNCpanelisolator v3
AFMheadcage 試作
BNCpanel_forLUCK_2 v7
サーモカメラ用ステー
IVcase_BNC v26
BL2B_wire
DSC ・ TG-DTA カバー
BNCpanel_forLUCK_2 v9
IVcase_BNC v5バルブカバー 2
－

47

22J04
22J05
22J06
22J07
22J08
22J09
22J10
22J11
22J12
22J13
22J14
22K01
22K02
22K03
22K04
22L01
22L02
22L03
22L04
22L05
22L06
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22L08
22L09
22L10
22L11
22L12

－

工作依頼リストケース部品
cantilevermount_1 v19
一般公開展示用カブトムシメス 尻の補修パーツ作成
xystagebase 部品試作
島津小型 PDA 用ケース２
DSC ・ TG-DTA カバー
スピーカー固定具
治具の試作
１U パネル用 電源 ・ Dsub 穴開け治具
DSC_N2_flow
Ver.2- 最終ブレード
DSC_N2_flow2,3
変更フィルタアダプタ部品
島津小型 PDA 用ケース３
MicroStat 用窓取付フランジ［写真］
枠取付治具
LDmoutcover
LDmoutcover v5FiberStretcher
FiberStretcher
LDmoutcover v5
a-subunit （写真左下の水色のサブユニット） をもう一つ作製山本 G クリーンルーム多地点カメラ設置台補強部品
KON-AC_strain_probe
CornerBlock と FixBase
MPMS3 photo holder
ヘッドスペーサー v4

2022 年

工作依頼リストエレクトロニクス・セクション (110 件 )伝票番号 品名
22A01
高精度温度制御ステージ
22A02
ウェアラブル WAN-WAN
22A03
SHV-BNC 変換アダプターボックス
22A04
NMR 用光学デバイス出力補正回路
22A05
ステージコントローラ用 RS-422 ラインレシーバ
22A06
光学定盤並びに保管用冷蔵庫のアース配線
22A07
RO 水タンク残量の遠隔モニタ
22A08
クリーンルーム内温湿度の遠隔モニタ［写真］
22A09
AFM 光学四極子検出器用信号分配器［写真］
22B01
AFM 光学四極子検出器用 BNC ケーブル
22B02
電磁石用電源ケーブルの修理
22B03
高電圧パルサー修理
22B04
HV アンプ (1 台目 ) 修理
22B05
TEM 停止検出 ・ 通知システム
22B06
多地点カメラモニター用端末
22B07
NMR 用光学デバイス出力補正回路 ( 第 2 次 )22B08
高速 PD アンプ
22B09
AC100V タップケーブル
22B10
ラック DC 電源ケーブル変換アダプタ
22C01
AFM 四極子検出器用信号分配器 ( 第 2 次 )22C02
WAN-WAN 基本モジュール v1.1
22C03
超高速フォトディテクタ用回路基板
22C04
AC100V タップケーブル 3 セット
22C05
装置接続用ソケット
22C06
ステージコントローラ電源コードへのソケット追加
22C07
非常用充電式ライトユニット ( 所長奨励研究 )［写真］
22C08
WAN-WAN 基本モジュール v1.1( クリーンルーム用 )22C09
実験室電源ケーブル配線
22C10
8ch 微小定電流電源プリント基板 ( 再製作 )22D01
WAN-WAN 基本モジュール v1.1
22D02
チラー電源ケーブル
22D03
MCP 用分配器
22D04
結晶生成用微小定電流電源 v2( 再構成 )22D05
WAN-WAN 基本モジュール V2
22D06
各種教材用ディジタルアンプキット v1.1
22E01
Detector Signal Splitter 改訂
22E02
除湿機用電源ケーブル
22E03
クライオ凍結防止装置修理
22E04
LaserDiode 用パルスバッファ回路ユニット
22E05
LaserDiode 用各種ケーブル＆配線
22E06
チラー用電源ケーブル
22E07
非常用充電式ライトユニット ( 量産型 )22E08
XY ステージコントローラ修理
22F01
レーザーダイオードドライバ電源ケーブル
22F02
光ファイバ用温度制御回路
22F03
流量計用パワーサプライ
22F04
モータードライバー用 AC100V 電源ケーブル
22F05
HV アンプ (3 台目 ) ＆ 1 台目 ・ 2 台目改修
22F06
イオンポンプ高圧電源ケーブル修理
22F07
ガス検知器用 DC24V 電源
－

22F08
22F09
22F10
22F11
22G01
22G02
22G03
22G04
22G05
22H01
22H02
22H03
22H04
22H05
22H06
22H07
22H08
22H09
22H10
22H11
22H12
22I01
22I02
22I03
22I04
22I05
22I06
22I07
22I08
22J01
22J02
22J03
22J04
22J05
22J06
22J07
22J08
22J09
22J10
22J11
22J12
22K01
22K02
22K03
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Detector Signal Splitter 出力用 HPF ユニット
THz-TDS 計測プログラム
Current Amp AC200V Power wire & wiring
PD 基板
スピーカーシステム［写真］
EB 用電源修理
D-sub-BNC 変換 BOX
高電圧パルス電源
計算センターでの YoloV5 動作確認
ボロメータアンプ修理
BL1U インターロック改良
WAN-WAN 基本モジュール v2(Rev2.2)
100Hz(TTL) Trigger Divider V2［写真］
ボロメータアンプ基板位置修正等
HV アンプ改良 (ver1)
熊谷 G 用電源ケーブル (100V)
mpms XL7 電気測定ユニット
山本 G 多地点カメラ修正
HV アンプ用 100V 電源回路修理
HV アンプシャーシ追加工
HV アンプ 1 ・ 3 号機改良［写真］
LM-500 修理の検討
LD 用パルスバッファユニット専用電源ケーブル
WAN-WAN 基本モジュール v2( 簡易版 )WAN-WAN 用サーモグラフィ画像しきい値出力機能
HV アンプ用ローパスフィルタユニット
流量計用パワーサプライ
サーモカメラ増設
FFU 制御ユニット修理
モータードライバー BOX
THz-TDS 測定プログラム改修 ・ 改良
電源スイッチャー［写真］
BNC Cables
LaserDiode 用パルスバッファ回路ユニット ( 第 2 次 )
蒸着装置用電源タップ
TDS パラメータ計算用 LabVIEW プログラム
クリーンルームモニタリングシステム
パーティクルセンサー用 WAN-WAN 接続ユニット
加算回路＋ AC カップリング 2 列
SMA ケーブル
ゲートバルブ電源復旧スイッチ
ドラフト風量制御ユニット v2
ローパスフィルター回路
RF ドライバー用 24V 電源
RF アンプ用 SMB-BNC ケーブル
RF アンプ用 DC 電源
ボロメーターアンプ ( 新型 ) 不具合対策
衝突防止機構用ローパスフィルタ
2ch 高電圧スイッチ
山本 G クリーンルーム多地点カメラ設置台改良
衝突防止機構ポテンショメータ交換

2022 年

22L01
22L02
22L03
22L04
22L05
22L06
22L07
22L08
22L09

レーザー配線修理
Detector Signal Splitter V2［写真］
FFU 制御ユニット v1 OLED 交換並びに環境測定
SP300 系計測器用測定ケーブル
D2 用電源復旧パネルと A1 用電源復旧パネル
Time Delay Generator & Modulator
レーザーノイズ除去用ディレイ回路
THz-TDS 測定プログラム新規ハードウェア追加対応
LED 電源修理－

49－

工作依頼リスト2022 年

工作依頼リスト

リソグラフィ・セクション (24 件 )伝票番号 品名
22A01
電子ビーム蒸着による微細構造作製［写真］
22C01
結晶用マスク
22C02
メタルマスク作成［写真］
22D01
直方体微細構造②
22E01
ガラス基板 Al 蒸着［写真］
22E02
EB 操作説明 （現像 ・ SEM 観察まで）
22E03
Si ウェハへの SU-8 レジストパターンの製作
22F01
ガラス基板への Au スパッタ
22F02
ガラスパイプへの Au スパッタ
22F03
電解合成用セル （PDMS 部品）
22F04
Au ナノ構造の製作
22F05
直方体微細構造③
22F06
ガラス基板への SU-8 レジストパターンの製作
22H01
直方体微細構造④22I01
Pt 電極を用いた PDMS 流路の製作［写真］
22I02
走化性スクリーニング流路［写真］
22I03
プラスチック吸着ファージスクリーニング流路
22J01
直方体微細構造⑤［写真］
22K01
電解合成用ガラス基板 （Au/Ni）
22K02
電解合成用ガラス基板 （Au/Co）
22K03
ガラス基板への Si ナノパターニング
22K04
グレースケール露光と zygo 測定
22K05
Zygo によるカバーガラスラフネス測定
22L01
円柱状微細構造体－50－

装置開発室Annual Report 2022

2023 年 3 月発行
編集・発行所 自然科学研究機構 分子科学研究所 装置開発室
444-8585 岡崎市明大寺町西郷中 38
ISSN 1880-0440