OCTOBER 2007

JFEテクノリサーチ株式会社

図1 CDケースに映った蛍光灯［モノクロ表示］No.13

図2 Surf TRiDY
面ひずみ測定の縞パターンの鏡像［カラー鳥瞰図表示］
図3 CDケースの面ひずみ分布測定結果［モアレ表示］

面ひずみのパターン測定
プラスチックケースや窓ガラスに映ったて重要な「付加価値」のひとつです。

昨今の熟練技能者の減少や生産の海Surf TRiDY
面ひずみパターン測定装置Surf

ものづくりの現場外シフトという潮流の中、は、プロジェクタでスクリーンに複数の縞パターでの技能の伝承や移転が喫緊の課題となっこれは、表面の微妙な凹凸の変化（面ンを投影し、対象の表面に映ったパターンています。そのためには、官能検査の世界

ひずみ）によって反射光線の方向が変化し、の鏡像をテレビカメラで捉えます（図2）。そに客観的な「ものさし」を導入し、時間と場それが光源から対象までの距離で増幅・の場で鏡像のゆがみを解析して面ひずみ所を越えて同じ基準で品質を評価する「ト強調され映像の大きなゆがみとして観察さを可視化し、数値情報として記録します（図レーサビリティ」の確立が重要です。商品れる、いわゆる「光てこ」の原理によるもの

3）。

開発・生産管理・品質保証など、ものづくり蛍光灯のゆがみから表面のひずみに気づいた経験はありませんか？
（図1）

この装置は、熟練した検査員が蛍光灯のさまざまな局面で、Surf
SurfTRiDYがTRiDY「見えるこの現象のために、ガラスやプラスチッに透かして対象を観察し、経験と勘に頼っ化」実現の武器として活用されることを期

クケース・自動車のボディのような滑らかなて判断していた面ひずみの検査を定量化待しています。

仕上げ面では、100mmあたり数10μm（細します。別の時刻に別の場所で製造しための髪の毛の太さが60μm）の凹凸変化

サンプル同士を同じ尺度で比較できるので、であっても、映りこんだ周りの風景のゆがどうやったら面ひずみのない商品を作りこ

註］面歪パターン測定装置SurfSurf TRiDY
TRiDY（サーフトライディ）の測定原理・装置仕様・測定例は下記URLに掲載されています。ご参照ください。
URL: http://www.jfe-tec.co.jp/product/surftridy01.html

みから面ひずみのあることが分かります。

めるか、製造方法の改善の検討が適確に面ひずみのない滑らかな面は、商品にとっ行えます。

です。

上杉 滿昭
surftridy@jfe-tec.co.jp

お問合せ先：計測システム事業部

Color Measurement率を測定することにより、物体の各部の色色を測る（4）〜イメージング分光器による色の測定〜を決定することが可能になります。実際には、

市川文彦

ハロゲンランプを照明光にし、標準白色板

f-ichikawa@jfe-tec.co.jpと物体を交互に比較測定し、標準白色板

計測システム事業部

物体色の測定に対する物体の分光反射率を算出し、標これまでの話で、眼に入る光のスペクト

準の光D65のスペクトルデータを使って照ルが分かれば、色の標準の表現方法であ射光のスペクトルを補正します。図1は、人るXYZ表色系の3つの値を決定できること間の指先の250×500点から来る個々の光を述べました。物体の色を測るには、照明のスペクトルを測定し、RGBに変換してカラーA

B

正常状態

うっ血状態

図1 指先のイメージング分光測定例（RGB合成図）

光を当てて、物体からの反射光のスペクト表示したものです。左の図は通常の指先、ルを測定する必要がありますが、その結果

右の図は腕を圧迫してうっ血状態にしたに影響を与える因子として、照明光のスペうっ血した指先の色合いがやや指先です。

クトル、照射角度、反射光受光角度、視野暗くなっています。図のA、B点のスペクトル角などがあります。色の測定に関する規格を図2に示しますが、酸素化および脱酸素

JIS Z 8722等では、これらの測定条件が標化したヘモグロビンの特徴的なスペクトル準化されています。代表的な照明光としてになっています。このスペクトルからXYZおは、平均的な昼光を意味する標準の光よび L*a*b*を求めると表1になります。うっD65が用いられます。

血の有無による指先の色差ΔEはこの例

イメージング分光器による色の測定

では3.84であったことが分かります。

0.75

A
反射率0.50B
0.250.00
400

500600波長（nm）

700800

図2 A、B点の分光反射率（矢印部に極小値がある）
表1

A、B点のXYZおよびL*a*b*の値
表色系

AB

X

28.58

26.65

Y26.10

24.56

Z

17.78

18.14

当社が製造販売しているイメージング分

このようにイメージング分光器によって、光システムは二次元に広がる物体の個々微妙な色の違いや二次元分布を定量的

L＊

58.13

56.64の点から来る光のスペクトルを迅速に測定に測定することができます。応用分野とし

a＊

15.47

14.19b＊18.52

することができます。そこで、
上述のJISの測ては、印刷物の検査、種々の製品の色検査、定条件と同じようにして、物体の分光反射医療診断への応用等が考えられます。

ΔE

15.22
3.84

Characterization Using Electron
分析が可能です。照射する電子線を細くを、Arイオンスパッタリングしながら、AESで絞ることで数10nmの微小部を分析でき、深さ方向分析を行った例を示します。薄い

木下 一次かつ電子線を走査すると二次元の元素

GaAs層とAlAs層とが、深さ方向に交互にk-kinoshita@jfe-tec.co.jp

分布を得ることができる、などの特徴があ分布することが明確になっています。このります。

ように、AESやXPSを用いて、nmからμm

X線光電子分光分析法：XPS程度の深さの分析が可能です。多層化・電子で量る（4）〜薄膜表面の分析技術としてのAESおよびXPS〜
分析・評価事業部

1keV程度以下の低エネルギー電子の平均自由行程（電子がエネルギーを失わないで移動できる距離）が nmレベルと小XPSは、X線を照射し光電子を測定す

極薄化の進んでいる薄膜材料、表面処さいので、試料から放出される低エネルギーる分析法です。XPSでは、AESと同じく試理材料など、ナノレベルの薄膜構造・表面電子を検出すると、極表面の分析ができ料表面 数nmの定性・定量分析と、深さ方構造を明らかにしています。

ます。今回は、このような表面分析手法で向分析も可能です。加えて、あるオージェ電 子 分 光 分 析 法（ A E S :光電子の化学シフト（化学Auger Electron Spectroscopy）とX線光電状態による元素の運動エネ

子分光分析法（XPS: X-ray Photoelectron

ルギー変化）から、元素の化Spectroscopy）を紹介します。

学結合状態が推定できます。

オージェ電子分光分析法：AES

最近導入した装置では、10μm程度の二次元分布も得出されるオージェ電子を検出する表面分ることができるようになりました。

析法です。AESでは、試料極表面（数nm）に存在する元素の定性および定量分析

AES深さ方向分析の例
図 に 、G a A s 基 板 上 のが可能です。試料をイオンエッチングしな

GaAs/AlAs超格子薄膜（計がら測定すると、深さ方向の元素分布の4層、それぞれの膜厚：25nm）2

微分強度（任意単位）

AESは、試料に電子を照射した時に放Ga
AsAl
0102030405060708090

スパッタ時間（分）図GaAs/AlAs超格子薄膜のAES深さ方向分析結果（スパッタ時間0分は表面での組成を示し、この時間が大きいところは深さ方向での、内部組成を示す。）

The Topics of Environment Research

環境調査トピックス（8） ともに増大します。拡散幅と風下距離との1年間の1時間ごとの気象データ（風向･関係は野外実験結果により大気安定度

風速･大気安定度）を適用して、拡散の鈴木光夫ごとに与えられています。ここで、大気安定結果を重合することにより地表面（通常mit-suzuki@jfe-tec.co.jp

度とは、大気の上下運動の大小を表し、1.5m高）の着地濃度分布の等高線を求

風速と日射量等により階級分類されます。

めます。短期平均は通常1時間における〜排ガス等の大気拡散と着地濃度予測〜
環境技術事業部

大気拡散
大気汚染の防止と環境影響予測を行

大気安定度が不安定なほど大気の拡散

特別な排出条件や特殊気象条件、複雑

うためには、施設の煙突や走行車両等かは大きくなります（図1）。このほか排ガスの地形条件等を考慮した予測を行います。

ら排出される大気汚染物質が大気中に浮力と運動量による煙流の上昇や、逆になお、粒子状物質に対しては、重力の効拡散し地表に着地する状況を定量的に煙突自身や建物の背後に生じる渦による果を加え、液滴物質の場合はさらに蒸発把握する必要があり、そのため大気拡散煙流の低下も考慮します。の効果を加えることができます。

計算を行います。計算の手法は、拡散の着地濃度予測

当社では上記の諸条件に対応した独微分方程式を数値的に計算する方法も着地濃度予測には、長期平均濃度や自開発のソフトを有し、環境アセスメントやありますが、解析的に解いたプルーム式・短期平均濃度があります。長期平均は、環境シミュレーションに活用しています（図2）。

パフ式を用いる方法が一般的です。プルー
ム式は一定以上の風速に適用し、パフ式

液滴は拡散しながら蒸発する。一部は重力の影響により早期に地表面に到達し除去されるが、残りは次第にガスと同等の拡散を行うようになる。

は弱風時と無風時に適用します。遠方への影響に関係するのはプルーム式です。

風速：2.5m/s
大気安定度：E（弱安定）初期液滴径：120μm

不安定状態（ループ形）

プルーム式
すいけい

プルーム式により、一定の気象条件や排出条件に対応した定常解が求められます。煙流断面中の濃度分布は水平方向、鉛直方向とも正規分布を取り、その標準偏差である拡散幅は、煙源からの距離と弱安定状態（錐形）

強安定状態（扇形）

図1 典型的な煙の形と大気安定状態の例（出典：「新・公害防止の技術と法規2007 大気編」
（社）産業環境管理協会）

単位：μg/m3↑発生源

0 100 200400m

図2 液滴物質の短期着地濃度予測の例

Tensile Test at a Wide Range of Strain Rate

高速変形試験（1）〜材料の高速変形特性とそのニーズ〜
材料技術事業部

橋口耕一

ば歪速度の小さい領域では強度変化は落下などの破壊現象まで含めた製品設小さいが、歪速度の大きい領域では歪速計が必要とされるようになっています。その度の増加に伴い強度は急激に増加するために幅広い歪速度にわたる変形特性

hashiguchi@jfe-tec.co.jp

傾向を示します。一般的に多くの材料でデータのニーズが高まっています。
とくに製当社では鋼、アルミなどの金属や樹脂なはこのように変形速度の増加に伴い強度品開発を低コストでかつ効率的に遂行す

ど多岐にわたる材料の高速引張り試験をが増加しますが、その増加の程度は材料るための手法としてFEMを用いたシミュレー実施しています。高速引張り試験では通によって異なり、金属の中では鋼などの体ションが多用されていますが、このシミュレー常の静的引張試験と異なり変形時間が心立方構造の金属では歪速度依存性ションを行うために対象材料の幅広い歪極端に短いために特殊な試験機を使用が大きく、一方アルミなどの面心立方構造速度にわたる変形特性（応力−歪関係）します。これからの4回シリーズでその概要の金属では小さいとされています。なお鋼は必須となっています。

を説明します。まず今回は高速変形特性の強度を通常○○キロ鋼まとそのニーズについて述べます。

たは○○○MPa鋼と呼びま材料の強度と歪速度すが、これはJIS規定の引張試験での強度で、その歪速強度（引張り強さ）と歪速度の関係を示し度は0.001/s程度です。

ます。歪速度（/s）は単位時間当たりの変幅 広い歪 速 度での 変 形 特形量を元の長さで割ったものです。例えば性データの必要性

長さ10mmの材料を10m/s（ 時速36km）

一般的に、機械や建物のの速度で引張った場合、1秒間に10m伸設計では、材料の静的な強び（もちろん通常の材料であれば数mm度に基づいた強度計算が行程度で破断しますが）、これを元の長さでわれますが、最近では例えば割ると歪速度は1000/sとなります。図によれ

自動車の衝突や携帯電話の3500
引張り強さ（MPa）

図に自動車などに使用される軟鋼板の

600

400

300

2000.0001 0.001

0.010.1

1101001000

歪速度（/s）

図 軟鋼板の引張り強さにおよぼす歪速度の影響

10000

How to Write Patent Specification

特許明細書の書き方（4）〜強い特許明細書にするには〜
知的財産事業部

落合政信

ochiai@jfe-tec.co.jp
強い特許明細書とは要不可欠な要件のみで主クレームを構成上での一助になれば幸いです。なお、
当社すること（図参照）、さらには、上位概念化

では、明細書の書き方以外にも多くの研する（例えば「ボルト・ナット」と表現せずに、もっ修メニューを取り揃えています。また、ご要と概念の広い「固定具」と表現する）
こと望に応じた研修も可能です。知財研修にです。

ついてどのようなことでも結構ですので、侵害の発見が容易な特許とは気軽にご相談ください。

苦労して特許権を取得しても役に立た物・装置の特許は製法・方法特許に比ないのでは意味がありません。役に立つ

べて侵害発見性が高く（解析が容易）、出ためには、次の条件を備えた強い明細書

来るだけ物・装置特許にすることが重要にすることが重要です。すなわち、①権利です。特に入手容易な最終製品を対象に範囲（クレーム）を外しては実施できない（回することがポイントです。また、権利の行使必須要件
（2）

避困難性）
、②他人が無断でその特許を先を想定することも大事です。部品Aにつ好ましい要件（1）

実施しても容易に発見できる（侵害発見性）、いて権利化を図る際、部品Aのメーカを想好ましい要件（2）③明細書に疵がない（無効要因）の3つ定するのか、部品Aを組込んだ装置のメーです。以下、この3条件を説明します。

カを想定するのか、等でクレームの書き方回避困難な特許とはが変わります。

画期的な基本技術を開発し、これを権開発技術

特許請求の範囲（クレーム）

必須要件
（1）
主クレーム

非本質的要件（1）
非本質的要件
（2）

必須要件
（3）
非本質的要件
（3）

副クレーム
（1）
副クレーム
（2）

※非本質的要件は【発明の詳細な説明】例えば〔実施例〕（JFE-TEC NewsNo.10の図参照）
で記述

図 クレーム構成例

無効要因のない特許とは利化できれば理想的ですが、容易なことで特許になっても、無効要因があれば権はありません。
しかし、ある製品を構成する利行使はできません。無効要因には、発代替の利かない部品や、製造工程中の明の開示不十分、矛盾、記載不備、等々必要不可欠な工程を権利化することがでがあります。徹底的な撲滅が必要です。

きれば、いわゆる大発明でなくても強い権終わりに利を構成することが可能です。この場合、4回にわたっての本シリーズ、如何でし明細書を作成する上で重要なことは、必たか。サワリだけでしたが、明細書を書く

当社出展のお知らせ,

07国際画像機器展

12月5日（水）〜7日（金）
パシフィコ横浜イメージング分光器応用製品、ラインセンサー応用検査装置のご紹介

第25回エレクトロテスト・ジャパン
2008年1月16日
（水）
〜18日
（金）
東京ビッグサイト
電子デバイスの不良・故障解析等、受託分析・解析・測定サービスのご紹介

お問い 合わせ 先【営業本部】【環境技術事業部】【計測システム事業部】

東kankyoeigyobu@jfe-tec.co.jp
環境と省エネルギーに関するあらゆる測定、分析、評価、コンサルタント
千 葉 TEL:043-264-5212 FAX:043-264-5212
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知 多 TEL:0569-24-2880 FAX:0569-24-2990
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倉 敷 TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618
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詳しくは、当社ホームページで【知的財産事業部】

joho@jfe-tec.co.jp
各種技術動向・情報調査、翻訳、WEB・DTP制作、ISO等のマネジメント支援
京 浜 TEL:044-322-6429 FAX:044-322-6520

http: // www.jf e - te c.co.jp◆このパンフレットの送付中止、宛名変更は jfe-tec-news@jfe-tec.co.jp へご連絡ください

JFE-TEC News〈 2 0 0 7 〉 発行人／緒方順一
発行所／JFEテクノリサーチ㈱ 技術情報事業部
No.13
2007年10月発行〒103-0027 東京都中央区日本橋2−１−10（ 柳屋ビル）
Tel: 03 - 3510 - 3425

4Ｃ JFE Techno-Research Corporation 2007○

印刷所／大日本印刷株式会社