技術懇親会：講演録『マイクロ・ナノメカニカル
ファブリケーションの最先端研究と実用化』

講 師 ： 大森整 氏

理化学研究所 中央研究所 大森素形材工学研究室 主任研究員

【技術懇親会】
開催日

平成１７年３月３日（木）会場

独立行政法人 理化学研究所

主催（財）りそな中小企業振興財団（財）埼玉りそな産業協力財団

講

◇大森

整（おおもり

師

ご

紹

介

ひとし）氏

1991 年３月

東京大学大学院工学系研究科精密機械工学専攻博士課程修了。工学博士

1991 年４月

理化学研究所入所。素材工学研究室研究員

2001 年４月

同主任研究員

2002 年４月

埼玉大学大学院理工学研究科客員教授併任

2004 年４月

独立行政法人理化学研究所中央研究所大森素形材工学研究室主任研究員
現在に至る。

研究所プロフィール

http://www.riken.jp/r-world/research/lab/wako/materials/index.html

素材に機能と形状を付与することは、"物つくり"の基本である。工業材料の主役である金属材料
やプラスチック材料はもとより、電子材料、光学材料、セラミックス、複合材料などの分野で、加工困難な新素材が次々と登場し、また先進の高機能デバイスの開発においては、加工精度の超精密化、サイズの超微細化、形状の多自由度化、加工表面の高機能化等に対する要求が高まり、
素形材工学の重要性は増大の一途をたどっている。
当研究室では、素形材工学にブレークスルーをもたらす革新的な新加工技術の研究開発を行うとともに、その応用研究と実用システムの開発を進めている。当研究室で開発した ELID(電解イ
ンプロセスドレッシング)研削法は、ELID 研究会や理研ベンチャーを通じて広く普及してきており、新しい生産分野で多くの成果を挙げている。また、ナノプレシジョン加工システムおよび機上計測システムの研究開発、表面改質加工法およびナノレベルの超平滑加工法の研究開発を通して、微細表面構造および表面機能を創成するマイクロメカニカルファブリケーションの研究領域へと展開を進め、次世代の微細光学素子や電子デバイス、マイクロマシン開発など、基礎科学
研究から産業界への応用までブレークスルーをもたらしつつある。
研究テーマ(1) マイクロ構造/機能素子のためのナノメカニカルファブリケーション研究(2) マイクロファブリケーションの応用研究(3) マイクロからナノ領域におけるフォーミング/トライボロジー研究(4) 材料成形加工のための計算力学研究
連絡先：〒351-0198

埼玉県和光市広沢２番１号

理化学研究所・中央研究所
大森素形材工学研究室

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TEL 048-467-9320

FAX 048-462-4657

「マイクロ・ナノメカニカルファブリケーションの加工の主流になってきたという認識もあると思い

最先端研究と実用化」

ます。そういうシチュエーションもありまして、機械加工の極限を究めるということで、是非、機械加工がこんなに進化したのだということをご理解い

理化学研究所 大森素形材工学研究室の大森でございます。本日は、ようこそお越しいただきました。 ただければと思っています。
同じ図の下方に３つの写真がありますが、これは、

ただいまから、最先端の微細加工、微細かつ超精
密ということで、そのあたりのお話をさせていただ

私が現在進めております研究を定型的に表した写

きたいと思います。その後見学会では、私どもの研真です。左は非球面のレンズの金型ですが、こうい究現場をご覧いただいて、いろいろなマシーンがあう複雑な形状を持ったものを非常に滑らかに、しかりますので、皆様のお仕事に何かお役に立ちそうなも超精密に作るということです。いわゆる、表面加ものがありましたら是非ご参考にしていただいて、工と超精密加工というものです。真ん中のものは原詳しく見ていただければと思います。それでは早速、 子間力顕微鏡といいまして、表面の粗さを測定する、お話のほうを始めさせていただきたいと思います。

現在ではかなり進化した測定装置で撮った表面の下の図にタイトルがありますように、「ナノプレ

粗さのデータですが、これを見て、やや抽象的過ぎ

シジョン」という言葉が最近登場して参りまして、てちょっと分かりづらいかと思うのですが、非常にこれは私が全く最初に造ったというか言い始めた

フラットに平坦にできています。これは、機械加工

言葉ではないのですが、ナノプレシジョン、つまり、 で大体２ナノ以下の粗さが出るという事例です。つ
まり、機械加工なのですが、機械加工というと従来ナノ精度、ナノ精密という意味合いがあります。

のイメージですと粗い加工、粗々しい加工というイメージだったのですが、ナノレベルの加工までできています。非常に平坦・平滑な加工までできます。
一番右のは、微細な構造です。これは溝を微細に加工された事例でございます。最近私どもは、こういう微細な構造を持つ加工にかなり力を入れてきておりまして、こういうマイクロファブリケーショ
ンといいますか、マイクロ構造の加工が重要です。
これらは、こういったものを総合的にやっていこう
といった、典型的な写真でございます。
まず、私が発明しましたコアテクノロジーと言い
最近意識してこの言葉を使うようにしてきており

ますか、キーテクノロジーの１つであります「エリます。それから、「メカニカルファブリケーション」

ッド」という技術のご紹介をしたいと思います。エのメカニカルは機械的なという意味であります。機

リッドというのは「ＥＬＩＤ」と書きまして、これ械加工の極限というか究極のところを、私どもは追は英語ですけれども、これは学会でもいろいろ皆様、

い求めております。実際にいろいろな加工技術、あＥＬＩＤという言葉で使っていただくようになっ

るいはマシーンの開発、システムの開発、そういってきまして定着しております。配付された資料の中たものを通して実用化、普及を図っております。

にピンク色の冊子がございます。これはややゴロ合

機械加工と言いますと、ものづくりの基本でありわせを含んでおりますけれども、「ＥＬＩＤ研削とますが、いわゆる半導体とか電子デバイスといったは何だ」と意外といろいろな分野の方から聞かれる分野での作り方と、機械加工とは全く別の作り方をものですから、「エリとケンサク」というキャラクするのですが、近年、やはり半導体プロセスが微細ターを設定しまして、そのキャラクターが詳しく説

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1

明する、分かり易く説明するという冊子です。ご参の表面にダイヤモンドが突き出していないと当然考にしていただければと思います。

削れない訳です。ダイヤモンド砥粒と言いまして、
いわばダイヤモンドの切れ刃が、実際、砥石表面からわずかに突き出した状態で材料を削り取ります。
それが埋まってしまっていてなかなか金属の表面に突き出すことができないと削れないということを見つけるのに１年以上かかったということです。
そこでどうすればいいのかということで、これはもう、ある意味で実験と直感でというような発見・
発明の仕方だったのですが、これは金属の結合剤を持った砥石ですから、導電性があるだろうということで、砥石に電気をかけてみるとどうなるのだろう、というような着想に至りまして、砥石にプラスの電圧をかけて、砥石の、どこでも良いのですが空いているところにマイナスの電極を設け、その砥石と電極間に電圧をかけました。そうしますと電気分解という現象が起こり、砥石の結合剤のメタルボンド、金属の部分だけが電解で溶け出し、ダイヤモンドは電解で溶けませんので砥石表面に残ります。そうしますと、ダイヤモンド砥粒の周りの金属の部分のみが電解して取れますので、当然、相対的にダイヤモ

まず、ＥＬＩＤの基本原理についてご説明したい

ンド砥粒が砥石表面に露出してくる訳です。

と思います。研削、切削、研磨といういろいろな言
葉が今日登場いたしますが、皆、材料加工技術、材料を除去して加工する技術であることは同じなのですが、研削というのは砥石で加工する技術で、工業的には回転する円盤状の砥石を使って材料を削り取るという加工方法でございます。1987 年ごろ、
私がまだ大学院生のときに、砥石を使って非常に精密な研削ができないかというテーマを与えられて研究をスタートしたのですが、金属でダイヤモンドを焼結した砥石をメタルボンド砥石と言いますけ
れども、このような強固な砥石を使って実験していたのですが、なかなかうまく削れませんでした。
それはなぜかということで、それを知るために

そういうことで、結局、ダイヤモンド砥粒、つまり3,000 回も 4,000 回も加工実験をしたのですが、な

切れ刃が砥石の表面に突出してくる状態を人為的ぜ切れないかということを分かるのにそれだけ実に作り出すことに成功した訳です。非常にシンプル験したことで１年以上かかってしまったのですが、で、砥石に電圧をかけてやれば非常に良く切れる砥

結果として、砥石というのはダイヤモンドの粒を、石になり、しかも、砥石に入れるダイヤモンドのサ結合剤を用いて（これはメタルボンド砥石ですので

イズも 0.1 ミクロンとか、それ以下の非常に細かい金属で焼き固め）保持しているのですが、この砥石砥粒でも使えます。電解の量を加減してやればダイ

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意味に来る訳ではありませんので、「何に使えるか

ヤモンド砥粒サイズに応じて、砥石表面に突き出すことができますので、砥粒のサイズを選ぶことなく、 な。うちのあれに使えるかな」という若干の期待をいわゆる砥石の目立てができるようになったといもって来られるのが大半だと思うのですが、その中うことです。この発見によって、砥石でピカピカにで、「半導体、シリコンウェハの加工に使いたい」

鏡面加工ができるようになりました。

と言われた会社があり、いち早く導入されてもう 10
年以上シリコンウェハの加工に使われております。

やや専門的過ぎて申し訳ないのですが、横軸に砥
石の中に入れるダイヤモンドのサイズ、つまり砥粒の平均的な大きさを取り、縦軸にその砥石による加工面の最大粗さを取りますと、例えば、さっき 0.1
ミクロンぐらいと言いましたが、それにより 10 ナ
ノ以下の粗さが砥石による研削加工だけで作り出すことができることに至った訳です。
図にありますように、10 ナノ以下の粗さが作り出せることがお分かりになると思います。これは、非常に細かいダイヤモンド砥粒を使えば使うほど加工面が滑らかになるということです。今まで、この技術が発明される以前は、例えば４〜５ミクロン程度の粒度を持つダイヤモンド砥石でさえ使えない専用のＥＬＩＤ研削装置が完成いたしまして、これというのが一般的だったのですが、最近は５ナノぐが生産ラインに入ることで、シリコンウェハを砥石

らいのダイヤモンド砥粒を使って砥石を作り、それで削るだけで、生産レベルで鏡面加工することがでで加工ができるようになったことで、ナノサイズのきるようになりました。その結果、非常に表面の平ダイヤモンドでも切れ刃としてきちんと機能する

坦が良い、粗さも良いということでご評価いただきことを確かめることができました。それを用います

ましたが、砥石だけでこういう鏡面の加工ができると２ナノ以下の粗さが出るということでございまというのは、この発明以前にはなかった訳です。

す。これについては後ほどお話いたします。

先ほど、砥石の表面を電解して目立てをする、つまりダイヤモンド砥粒を表面に突き出していくという簡単な言葉で説明しましたが、実は、起こっていることは非常に複雑です。これは鉄分を含む金属を使って、ダイヤモンド砥粒を焼き固めた砥石を用いることに起因いたしますが、鉄分というのは電解しますとすぐ水と反応して、いわゆる錆のような状態になり、いずれ砥石表面は酸化鉄で覆われて茶色っぽくなります。茶色っぽい褐色を帯びたような色を呈し、表面の導電性が失われます。つまり、電解がスタートしますと、丁度良い感じでダイヤモンド
砥粒が突き出してきて、それから溶け出した鉄のイ

当初は、何に使えるかということはさておき、こオンが不導体被膜を形成して、砥石表面に酸化物とうした研究を始めたのですが、いろいろな企業の方して蓄積されます。そうしますと電流が流れなくな

が当研究室に来られまして、いろいろとディスカッり、それ以上、電解で砥石結合剤が溶け過ぎないよ

ションをする機会をいただきました。企業の方も無うな状態となり、砥石表面を保護してくれるという、

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リコンカーバイト、つまり炭化ケイ素というセラミ格好の状態になるということが分かりました。
世の中で一般的なメタルボンド砥石を用います

ックスがあり、非常に硬いですが鏡面加工ができまと電解をしても不導体被膜ができ難いので、ずっとす。他にも、超硬合金などに対しても、ＥＬＩＤは溶け続けてしまう訳です。そうしますと、先程 0.1

非常に適した加工技術になっております。やはり難ミクロンとか数ミクロンなどの砥粒と言いました

加工材料、つまり加工が非常に難しいとか、脆性材

が、こうしたダイヤモンド砥粒はすぐに脱落しまう

料と言いまして、無理に加工してしまうと割れてし訳です。ダイヤモンドを保持している金属成分がどまうとか欠けてしまう、そういった脆い素材が非常

んどん連続的に溶けてしまうと、あっという間にポに画期的にきれいに加工できます。

ロッ、ポロッと落ちてしまいます。ですから、不導

それから、スチールやステンレスとか、金型材料

体被膜を作り易い鉄系の砥石でないとＥＬＩＤのとか、いろいろな精密機械部品の仕上げ加工にも使発明はできなかったということになり、これを発えるということで、決して脆い材料や硬い材料ばか

見・発明してから５〜６年かけてその機構の解明をりではないのですが、できれば、やはり硬めの材料研究してきたのですが、その後では、最初の良い組の方が、ＥＬＩＤが非常によく効き、十分実用効果

み合わせ以上のものはできなかったのです。ですかを発揮します。ちょっと抜かしてしまいましたが、ら、これは偶然の産物という言い方しかないのです

光ファイバーのコネクターとか、自動車部品などは、が、何か最近、「偶然できた」ということをずっと金属製からセラミックス製部品に置き代わってい言うと、いろいろな賞がもらえないとかいう話があますが、材料を急に金属からセラミックスに置き代って、「もともと計画してあったのだ」と言うようえたら生産性が下がってしまったというような場にしているのですが、まあ、それは冗談ですが…。

合には、ＥＬＩＤが非常に適した候補になるかと思結果として、非常に微細なダイヤモンド砥粒を含います。あとは平坦面以外にも、ＮＣ工作機械と言む砥石が良く切れるようになって、しかも鏡面加工

いまして、数値制御で精密に砥石の位置を制御してができる。ダイヤモンドの粒が細かくなりますと、加工するマシーンでいろいろなプロファイルが作それで削り取る量というのは微細になり、結局は加れますので、冒頭に言いました非球面のような複雑工面がどんどん鏡面状態になってくる訳です。最初な形状の加工などもできます。

にやったシリコンウェハについては、最近、300 ミ

ＥＬＩＤ研削で、どこまで粗さが良くなるのかとリ、つまり 30 センチのウェハなども加工されておいうことも、ずっとその後、ある種のライフワーク

りまして、その専用加工機も登場しております。

的に研究を続けてきております。これは砥粒のサイズをシャープという記号で何番と言うのですが、8000 番とか 12 万番とか 30 万番、300 万番、この数字が大きくなればなるほど、中に入っている砥粒、
ダイヤモンドのサイズが小さくなります。先ほど300 万番と言いましたが、これは、平均砥粒径が５
ナノから６ナノ程度の非常に小さい、いわゆるナノ
サイズのダイヤモンド砥粒でございます。これを使って加工しますとどんどん粗さが良くなってきます。つまり、砥石に入れるダイヤモンドが小さくなればなるほど鏡面が良くなるということで、このあたりだと３ナノ以下の加工面粗さが得られます。

その他、サファイアとかガラスハードディスク基板、
水晶基板などの鏡面加工事例があります。あとはシ
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今、この手法そのものはいろいろな材料に展開されていまして、シリコンウェハとか、いろいろな半導体材料、石英、セラミックス、あと、ダイヤモンドの薄膜を加工するとか、硬いものに向いております
ので、硬い材料に対して非常に平滑な加工をするには良いだろうということで採用されてきております。一部では、レーザー素子とか、最近ではＬＥＤとか、先進デバイス基板になる材料の加工に採用されるユーザーもいらっしゃいます。
先ほどお話ししたのは大体フラットな面だったと思いますが、いろいろとＥＬＩＤをやって参りま
上はシリコンで、下はガラスです。ガラスですと２

すと、だんだんフラットな面ではちょっと飽き足らナノ強ぐらいの粗さができます。中に入れるダイヤなくなり、いろいろな形状を作って行きたいという

モンドの砥粒のサイズを小さくすればするほど、鏡こともありますし、もう一つは、ＥＬＩＤで粗さが面が出るということでございます。

良くなっても、プロファイル、つまり形の精度とい普通は決してそうはならなくて、要するに、ダイ

うのはまた別次元の精度が必要になってきます。例

ヤモンドが小さくなると砥石の表面に突き出すこ

えば、レンズなどの表面はもちろんピカピカにしなとができなくなりますので、幾ら小さくてもダイヤ

いと光が通りませんのでレンズになりませんが、形モンドを砥石の表面に出すことができさえすれば、についても、機能に応じてきちんと設計されたもの

ほかの先生、あるいは研究者もできたのだと思うのがある訳です。設計された形状通りに作れないと、ですが、そのダイヤモンドが小さくなりますと、そやはりレンズとしては不十分な性能になってしま

れを突き出す手段がこれまでなかったということ

うということで、粗さだけではなくて形もできるだで、今までできなかったということになります。

け、ウルトラプレシジョンとかナノプレシジョン、
冒頭に言いましたナノ精度とか超精密といった加

これが、冒頭に申し上げました５ナノサイズのダ

工精度で制御したいと思うようになりました。

イヤモンドを砥石に入れて得られた加工面です。これは機械加工で、最大粗さで 1.65 ナノメートルとい

それはどうやるかといいますと、やはり砥石を制う粗さですので、いわゆる原子レベルに近づいてき御するマシーンが、ある程度ナノレベルに近い精度ているということが言えます。こういう機械加工でを持たないといけません。砥石の位置をナノレベル

こうした領域まで達したということは、非常に奥がの精度で制御して、それを加工面に転写していくと深いというか、意味深いことだと思います。

いう作業が必要となります。つまり、刀が切れましても、それを振るう腕も良くないといけない、といった例えと非常に類似しておりまして、工作機械の超精密化を図っていかないと、なかなか到達が難し
いということです。1996〜97 年頃から、やはりＥ
ＬＩＤマシーンのレベルアップという課題に取り組みまして、多くの工作機械メーカと連携して新しいマシーンを開発して参りました。
ほとんどが実用化されていますが、ナノレベルの精度で位置決めができ、ＥＬＩＤが使える超精密加工機ができました。いろいろな機械がありますが、

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それぞれのメカも要素技術に差異がございまして、と結局使っていただけないのです。そのあたりはや

ローラーが転がってスライドするというものから

はりサイエンスも当然、テクノロジーを牽引すると非接触になってきまして、テーブルの隙間を油で満いう意味で必要なのですが、やはり繰り返し性のあたして、摩擦を低減させて非常にスムーズに動く機

る、量産化できる、実用的な技術にトランスファー

械や、空気で駆動部をサポートしながら動かして、して行くように心掛けて進めています。
昨日、別のシンポジウムでデンソーの石丸特別顧

ほとんど摩擦がないという、超精密、ナノ精度、ナ問のお話を聞かせていただいたのですが、「基礎研ノ精密加工機が開発されてきております。
それから、近年、意外と大型の工作物も登場して究と実用研究は同時にやるべきだ」という見解を言きています。最近、ノートＰＣのバックライトの金われていて、まさに私のやり方そのものでありまし

型やフラットパネルディスプレイなど、いろいろ大て、何が基礎研究で何が実用とか仕分けしてやって画面で超精密な機能部品、光部品といったものが登おりません。ですから、お互いインタラクティブに場してきています。超精密加工と言いますとサイズやるというところは、逆に、基礎も進みますし実用も小さくなってしまうようなイメージがあります

も早くなります。ただし、やはり基本技術は大切にが、意外とそうではなくて、大きくてもナノ精度としながら、実際的なナノプレシジョン加工を目指しいったところも私どもの研究の目的にございます。

ていこう、という方向性になってきております。

例えば、マイクロ加工と言ってしまうとマイクロサ
イズの加工だという意味になってしまうのですが、
ナノ精度加工と言いますと、精度がナノレベルの意
味で、サイズがナノではないのです。
ですから、１メートルの天体望遠鏡のミラーであっても小さい部品であっても、精度はナノで統一的な考え方になるということで、冒頭に、「ナノ精度」と最近言っているということは、サイズを問わない
ナノ精度というものを目指していこう、こうあるべきではないかという考えから、意識して言い始めた
訳です。そんな経緯で、結構大型で１メートルぐら
いまでの、あるいは１メートルを超えるぐらいの非

まず、最初に開発したマシーンは、４自由度ある非球面形状が作れる機械も開発して参りました。まだ

球面加工機です。これは、１ナノのステップで制御

目標レベルまでは到達できませんが、少しずつナノできる優れたマシーンとなりましたが、実際加工しレベルに近づいてきた、大型の超精密加工装置などてみましても、使い勝手も良いものが開発できましも登場してきているということです。

た。ＥＬＩＤは非常に砥石の切れ味もよくて加工面

これらは、まずサイエンスの研究から私どもはスも非常に滑らかになります。こういう超精密の機械

タートいたしまして、それをいかに工業生産に結びですから、当然、加工されたものも機械が動いた通つけるかに着目するという、ある意味では独自の研りできるだろうと思っていたのですが、実際、加工究のやり方と言いますか、そう心がけて進めておりされたものには誤差があり、それが何なのかというます。チャンピオンデータを作るだけですとサイエ

ことも、いろいろ基礎研究として見てきました。

ンスで終わってしまい、やはり繰り返しできるよう

つまり、材料を削り取るときに力がないと削れなになりますと、ユーザーが使って何回やってもきちい訳です。材料があるエネルギーで作られている訳

んとこういう精度が出る、あるいは、こういう鏡面ですから、そのエネルギーを超えないと削り取れなが出るという、リピータブルな技術にして行かないい訳です。ですから、ある程度の力が必要です。力

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が必要だということは、逃げが発生する訳です。そいうことです。前の加工の誤差は、次回、ＮＣプロ

うしますと、機械の剛性というのは無限に強い訳でグラムを修正すれば砥石の切れ味が変わらないかはなく、当然ある有限の値でできていますので、例

ら修正できるという、非常に好適と言いますか、あえば１ミクロン動きなさいと指令して、もし材料がる意味、幸運に恵まれたと思います。今、私のベン

かなり硬い場合には力をうんとかけないと削れな

チャー会社ではこういう機上計測システムの販売

い訳ですから、当然、機械は１ミクロン動かないのなどもしておりまして、工作機械に、いわば「目」です。どうしても、１ミクロン削ろうとして動かそがついたということが言えるかと思います。

うとしても機械が変形して撓んでしまいます。そのこうした超精密加工技術を、どういった部品や用誤差はゼロではない訳です。そういったことが蓄積途を対象にしたかと言いますと、やはり多くは光部されますと、やはり加工形状として無視し得ないよ

品でして、非球面の形状、ミラーとか、微細な溝加うな誤差が生じるため、それを測定して自動的に修工などです。後ほどまた詳しく出てきますが、光デ正できないかという研究に至った訳です。

ィスクのピックアップレンズには最近では必ず溝そこで、同じ加工機上で形状を計る特殊なプローがあり、こういう微細な溝加工ができないかとか、ブを開発しました。加工された非球面の近くにこの曲面上に微細な溝を彫った事例などもあります。こプローブをつけて、工具との位置をうまくずらして、 れはちょっと大きいのですが、ゲルマニウムというその場で計ってしまうものです。これはオンマシー

半導体材料に溝を加工した事例です。光部品の微細ン計測とか加工機上計測と呼んでいますが、この概化、超精密化というのは非常にどんどん進歩してい念は今どんどん進化していまして、加工と計測は融る状況で、難易度の高いものを対象にしたら良いの合しないと良いものができない、加工がどこまででではということを考えてやってきました。

きたかとか、どこまで精度が上げられるかというのは計測ができて初めて言えることなのです。ですか
ら、計測できないものは加工できないということが言えまして、これはいろいろ調べてみますと古くからそういう諺があります。レンズ研磨職人の言葉なども調べてみますと、「どんなレンズでも作ってやる。計れれば」という話もあって、やはり、これも実際に身をもってそういう課題に突き当たった方が言われたことだと想像致します。
やはり、計ってそれを修正しないと、一発で機械の動きを信じても、どうしても加工の力が必要になればわずかに逃げる。逃げてしまうと誤差が生じる。

ややサイエンスの世界になりますが、中性子ビー

ただ、その逃げ方というのが、ＥＬＩＤを使っていムをうまく制御できれば、生物とか生体の診断や診れば砥石の切れ味は変わりませんので、どういうふ

療に使えるのでは、という研究をしている先生がいうに誤差が出るかというのは一定しているのです。

らっしゃいまして、実際、中性子ビームというのはだから修正できるのです。もし砥石の切れ味が変わなかなか曲がらない性質があり材料を素通りいたってしまうと、１回加工して誤差が出て、それを計しますので、どうやって生体や患部に絞って診断やってもう１回加工しても、また違う誤差になってし治療をするのかを考え、中性子ビームを屈折できる

まったりして、この場合は、いくらやっても誤差はようなレンズができないかと種々検討された結果、永久に修正できないことになります。しかし、ＥＬ

プリズムのような非常に素晴らしい発案をされま

ＩＤを使ったお陰でそういったことはなかったとした。これを並べ、沢山積層しますと、中性子ビー

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ムが次第に曲がって行き、ある１点、つまり焦点になギザギザを多数作っておきまして、それを転写す

集中し絞れます。実際には、断面形状がギザギザをるという新工法を発明致しました。研削の世界です

持った特殊なフレネルレンズとして、中性子レンズと総形研削とか成形研削とか言うのですが、こうしが設計され、開発を目指すことになりました。

た特殊な砥石断面をまず放電で形成しまして、それを精密に転写するという工法がパテントになりま
して、今それをベンチャーのほうで事業化しようと、いろいろと検討しているところです。
後ほどまた出て参りますが、非常に小型の卓上型の加工装置もベンチャーのほうで実用化、普及しており、そうした加工装置で中性子レンズを作りました。これは１セット 60 枚ぐらいあるので、全て研究者がやっていると大変なものですから、いずれベンチャーのほうで実用化を進めようとしています。

そういった経緯で、中性子レンズが作れるかという話になりましたが、ある意味で理化学研究所の良いところは、分野間の垣根があまりなくて、工学者であろうが物理学者であろうが生物学者であろう
が、よくどこかで会っていろいろしゃべっているう
ちに「やろう」という話になりまして、今回も「じゃあ、それを作ってみよう」という話になりました。
最初は、エッジが尖った砥石をトレースして、一つ一つの溝を加工してレンズを作ろうかと考えたのですが、これだと普通のやり方で、研究テーマにな

物理の先生方は、私が作ったレンズを使って新しらないのです。もう、当たり前ですから。

い研究をする訳ですが、私もレンズを作るための新たな工法の創出が研究になる訳です。ですから、そういったインタラクションは非常に面白くて、両者とも論文が書けますし、実用になって、うまくいけば利益が出るという話になる訳です。
さて、少し触れましたが、ナノ精度、ナノプレシ
ジョンの機械要素技術についても、現在、吟味し始
めております。先程のテーブルのスライドですが、
実際、摩擦がある限り摩擦はなかなか一定になりませんので、「スティック−スリップ」という、引っ掛かったり動いたりというようなことで不連続になってしまいます。そうするとナノ精度ではなかな

そこで私は、もっと生産性を上げなければ大変な作

か動かないので、これを非接触にしてテーブルが動業になるということもありますし、どうせなら、ちくようにできないかとなりました。また、ネジをモょっと新規性を考えて、砥石の断面形状に予め必要

ーターで回転しますと回転運動が直進運動に変わ

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りテーブルが直動する訳ですが、既にある企業がやきたということで、世の中に先駆けて構築して行こっていた技術ですが、オスネジとメスネジの間にもうということで鋭意開発した機械です。

油が満たされた非接触ネジを使って駆動しますと、さらに非常にスムーズな運動ができます。そういった要素技術の検討により、ナノステップできちんと位置制御できるようになってきました。
こういったものをふんだんに取り入れて我々の研究開発に使っていこうと考えてＥＬＩＤ用のマシーンを開発しまして、結構大きい非球面形状の実用的な超精密加工もできるようになりました。ＥＬ
ＩＤ専用の砥石も、専用の電極も搭載されています。
例えば、放物面のミラーなど先端的な光学部品の１つですが、120 ミリ、つまり 12 センチという、業界では結構大きい部類に入るものができています。

10 ナノのステップで動かせる機械であり、実にテー本機により加工しても、やはりどうしても逃げが生

ブルが 1.4 メートルも動くのですが、1.4 メートル

じ加工形状が誤差を持つため、同一機上で計測するの動きが 10 ナノずつ動かせるという優れものです。

ユニットも搭載しています。大体１〜２度計測して、 この加工機には、円盤上の部品加工の場合には回転誤差を補正するプログラムを生成して再加工すれできるテーブルもあり、関係するプロジェクトの中ば、プロファイル、つまり形の精度を、100 ナノ以には大型の宇宙観測用のレンズやミラーなどの大下の相当なレベルに入った実績があります。100 ナ型光学部品の加工事例もあります。こういったもの

ノ以下、つまり 0.1 ミクロン以下ですから、こういを含め、いろいろな事例、大きくて超精密というもった誤差範囲に再現良く入れるというのは、従来なのが結構事例としても出てきております。

かなかできなかった作業です。しかも、砥石がＥＬ

実力としては、ＥＬＩＤでナノレベルの粗さまでＩＤでよく切れますので表面も鏡面状態になって行くのですが、作業時間や難易度などから、ＥＬＩいます。粗さと形状の両立ができることになります。 Ｄの工程をできるだけ少なくするため、ＥＬＩＤで途中までやった後は最終仕上げを別のプロセスでやり、それぞれ相乗効果でトータルとしては時間を短くしようと考えています。最近ではＥＬＩＤの後に、別のプロセスでほんのわずかだけ磨いて、効果を上げることができるようになってきました。

本日ご覧いただきますが、結構大きな非球面加工装置で、１メートルぐらいの長さの鏡の加工ができる
ＥＬＩＤ加工機も開発されています。大型なのです
が、ナノ精度に近づけたいという需要がかなり出て禁無断複写・複製

9本日ご覧いただきますが、非常に面白く興味深い

小さいものでは、Ｖの山と山のピッチが 250 ナノ技術なのですが、流体、液体を利用した研磨技術がということですから、0.25 ミクロンのピッチのＶ溝あります。その液体は、磁石に反応する磁性流体とを加工することができます。先端がＶ形状の三角形

いう液体を用いまして、要は、鉄粉と砥粒が流体のの、ダイヤモンド単結晶の刃物を作りまして、これ中にいわば分散したようなものです。この磁性流体で切削して材料を削り取っていくというものです。

が、回転するマグネット、つまり磁石の表面に張り

このような加工は、光ディスクのレンズには不可欠

付いて、ある一定の膜圧で回転する訳です。その回な要素になってきておりまして、これをいかに微細転するマグネットに張り付いた流体の膜で磨くと化するかとか、あるいは、ピッチと深さの比として、いう非常に面白い技術で、主に光学部品を磨きます。 深さのほうをどんどん大きくできないかとか、こう部品のどの部分をどれだけ磨くかというプログラ

いったことをやっております。

ムを、形状を測定しながら作り、部分的に修正を進

これはある意味で、どこまで微細なものをどれだめることができます。これですと 10 分ぐらいで 60けの能率でできるかという研究的なものもありま

ナノ以下の誤差にするとか、チャンピオンデータですし、実際に、うちのベンチャー会社で、「こんなすとその半分ぐらい、30 ナノぐらいの誤差に入れるものはできないか」と言われますときちんと作ってとか、ちょっと、最初は我々も信じられなかったよ

何某かの費用でお出しするというような仕事もかうな精度が、こういう流体で磨くということでできなりございます。マシーンや環境の構築から、その始めております。これも、ＥＬＩＤと組み合わせる

オペレーションまで非常にスキルと研究が必要にともっと良いということで、それをシステム化してなりますので、企業にとってはリスクになってしま

実用化、普及させようと考えております。

う訳です。そういったものを一から導入しますと非ＥＬＩＤではないのですが、ダイヤモンドの非常

常に大変だということで、導入するまで、あるいはに小さいバイトで切削するようなマシーンがあり

人材育成の間、私どもがつなぎましょうということます。スライドも回転軸も空気でサポートされていで、いろいろとこういったものを作って独自加工技

るのでほとんど摩擦がないというマシーンで、これ術の提供をさせていただいております。

を用いて我々は新しい加工技術を研究しています。

これも溝加工の事例ですが、矩形状の溝を加工しいろいろな微細な構造と言いますか形状の加工た事例です。こういう溝の形状に合わせたダイヤモ

をやってやろうということで、溝加工の事例がありンドの工具を作りまして、切削して作っております。

ます。後ほど、いろいろと細かいサンプルがございますが、Ｖ断面の溝や矩形状や丸い曲面を持った断面とか、いろいろな加工をやっております。

回転軸を斜めにしてやりますと、アールの微細溝ができるといった加工があり、エンドミルによる切削と言いますか、そういったものに近い加工です。
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10あと、除去加工ではないのですが、プラスチック
成形の研究も最近ここ３年ぐらい始めておりまして、結局は、こういうレンズの成形などの研究についてよくやっているのですが、金型は最終製品ではありませんので、多くのお客さんは、その金型で作るプラスチック製品とか、成形された製品が必要となる訳です。ですからやはり、閉じた技術をつくるという意味で、金型を作って、成形して製品をアピールできるようにしないとなかなか導入していただけないということがあって、成形装置の開発も含
め、レンズの成形プロセスの研究などもしています。
歪んでしまう条件と、非常にきれいにできる条件、他にもいろいろと微細なパターンの加工をしております。ちょっと注目していただきたいのですが、 こういったものを最適化して行こうとするコンピ
このような例では、普通ですとここに段差が出るのュータシミュレーションと、実験による実証というではないかと思うのですが、全然これは段差がない

ことを並行して進めています。形状誤差は 0.1 ミクということです。実際にこの深さの精度を計ってみロンという超精密な領域にも入ってきています。金ますと誤差が 20 ナノなかったのです。これは計測型とか最近のガラスレンズなどですと、当然、先ほして制御しておりませんで、これはマシーンの精度

どの、計測して修正するという技術でできてきていそのままが転写されたということができ、優れものるのですが、プラスチック成形では、溶けたプラス

であることは間違いありません。

チックが金型の中に充填されて、冷やされて開けて取り出すということで、誤差を 0.1 ミクロンにするというのは、歪みの発生により非常に難しいのです。
削って作るとか磨いて作ったりするほうが、逆に言うと楽といえば楽です。
今、卓上型の成形装置も開発しておりまして、みんなテーブルトップで、例えば高さ 10 センチに入る製品ですとこうした装置で十分作れるようになってきておりまして、テーブルトップの金型加工機とテーブルトップの成形技術をセットにして販売するとか、いろいろと検討を進めております。

それから、よく、バイトの形状とか加工の条件にもよるのですが、微細形状にバリが出るとかシャープにならないといったことがあるのですが、やり方の問題で、いろいろと基礎研究をしているのですが、微細加工はせっかちにやってはいけません。かなり相当な量を一度に削らないといけなくなると、どうも材料が取り切れないでバリになる。このナノレベ
ルのバリの発生についても、こうしたいろいろな現
象をつかんで研究してい行こうと考えています。
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先ほど、計測と加工は表裏一体という話もいたしを制御できる非常に特殊な機能を持った構造など

ましたが、計測についても近年いろいろな研究をしがあります。今までは、粗さや形を作るという結構ておりまして、計れないものは加工できないというマクロな加工だったのですが、やはりミクロな機能ことは身を持って感じたり、ある意味で痛い目に遭を持った構造を加工できないかというものです。単

っていますので、計測もしっかりやろうということなる形とか粗さではなくて、何か特殊な機能を持つで研究テーマの１つに設定しております。加工機上ようなものができないかというものです。

で形状を計るプローブなども独自開発です。それか

あとは、材料の機能を引き出すと言いますか、あら、原子間力顕微鏡も用います。これは大きい物をるいは変える加工ができないかというものです。例

連想されるかと思いますが、加工機上計測用には、

えば、材料を削り取ると元の材料よりも弱くなるの卓上型の機械に乗る程度の原子間力顕微鏡がござが普通なのです。削りますと傷が入りますから、傷います。やはり、機上で原子間力顕微鏡を使って微はゼロにはなかなかならない訳です。そうすると、細な形状の測定をするといった独自の技術がありどうしても元の材料よりも表面が弱くなったり、摩ます。他に、レーザーにより非接触で形状を計るも耗し易くなったり、壊れ易くなったりします。しかのがあります。大体２〜３種類の測定装置、測定方

し我々の最近の技術ですと、加工するとより強くな式、これをいろいろと企画、あるいは組み合わせてるといった加工ができます。これは、加工するだけ

加工機で計測をするということをやっております。

で材料以上の機能を作ります。改質と言っていましたが、変えるだけでは面白くないので、加質と言って、質を加える加工という言い方もしております。

私の研究はこんな感じで進んできたという図ですが、まずは、ＥＬＩＤ研削がきっかけになりまして、割とフラットな面、しかも硬いものを非常に良

幾つかの事例ですが、やはり表面の粗さはもちろ

質に鏡面加工していく。それで、これは結構速くでん不可欠な要素です。粗さを制御できるかどうかときますので競争力はあるということです。それから、 いうことも重要ですが、最近、電子デバイスなどは
超精密加工装置、あるいは、ナノ精度加工装置を開非常に薄くなってきていますので、加工による傷も発して形を作って行こうということです。

少なくできて、もしどんどん極限まで薄くできれば、これから何があるのかということで、これはまさ

実用面ではメモリの高密度実装も可能になると思しくサイエンスの世界ですが、やはりものづくりのいます。あとは、表面のテクスチャリングなども重サイエンスというと意外と地味なのですが、そうい

要で、粗さが同じでも様相が違うというものを作れった中で私どもは新しい、最先端といいますか前衛

ないかと考えています。粗さが同じでも、様相が違的なものをやって行こうということで、何かやはりうと機能が違ってくる訳です。先程の一種の機能性機能を持つ微細構造、例えば先程の溝加工とか、光構造といったものになるかと思います。

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12また、マイクロマシンの開発とかマイクロ機械部品の加工とか、やはり１ミリとか１ミリ以下の部品の加工ができないか、種々トライしております。内視鏡などですと、0.3 ミリのレンズを加工した事例もございます。ちょっと小さ過ぎて、機械に取り付けようとしても卓上型の機械でやらないとだめです。
やはり機械が大きいと、取り付ける位置が作業者から遠くなってしまいますと、もうとても見えないと言いますか作業が難しくなります。あと、加工中に間違って落ちてしまって水と一緒に流れて見つからないとか、よくやったことがあります。
「ものづくりにサイエンスがあるのか」とよく聞かあと、最近の新しい研究としては、さっきは表面れるのですが、ものづくりには大体原理はあって、改質と言いましたが、表面加質もできます。やはり

それをどう使うのかというところが主ではありま

人工歯根とかインプラント、体内に埋入する機械的すが、「例えば、１個作る作り方と、100 個作る作りな部品は過酷な環境にさらされ、錆びる危険があり

方と、それ以上作る作り方は全部違うのです。そこます。そこで、我々の加工技術で表面が錆びないよを見極めるのがうちの仕事だ。サイエンスだ」というにできないだろうか、というアプローチがあるとう話をしますと妙に納得していただけるというこ考えています。錆とか摩耗とか、そういったものにとで、どうやってできるか、できないものをできる

対して加工することでより強くするといったことようにしたいという、使用前後で加工できなかったができるようになってきたと考えています。
ある種、ＥＬＩＤから派生したまた新しい技術なものができるようになるという、そういったところのですが、ＥＬＩＤで砥石を電解する時、よく考えが１つ、我々のサイエンスかと思います。
表面をいじって何か機能を付加してやろうなど

ますと、水溶性液を介して電解を起こすのですが、と考えますと、さっき触れました、流体で磨いていその水も実は同時に電気分解されます。砥石が溶け

ろいろと、表面をもっと制御できないだろうかとか。 るのと一緒に水も電離する訳です。H2ＯがＨ+とＯ
最近は、触らないで磨けないかとか、いろいろそう

Ｈ-というイオンに分かれます。このＯＨ-イオンといいう哲学的な話になってくるのですが、その辺がサ

うのは、ある意味では金属材料に関しては侵食性をイエンスではないかと思っております。

持つといいますか、ある意味で反応性を持ちます。

あと、レンズや回折格子など光学部品の微細化、そして、金属材料を加工している時に、この金属材

高機能化というのは著しい状況となっています。

料にプラスの電圧を与える訳です。もちろん、さっき「砥石もプラスだ」と言いましたが、この工作物、つまり金属材料のほうにもプラスの電圧をかけてやりますと、このＯＨ-イオンが加工面に引き寄せられて行きます。最終的には、この作用が金属表面で厚い酸化膜を作ってくれます。厚いと言いましても20 とか 30 ナノぐらいですが、十分、自然の酸化に比べると十分厚い膜ができます。これが加工しながら自動的に形成されるということで、加工された表面は錆び難くなるのです。その時、アモルファスの酸化被膜が形成されることが分かってきました。

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ション、つまり新しい機能を与えるということができたのではないかということです。
あと、本日見学していただくときに、１階の実験室の前にパネルがございますのでご興味があれば見ていただきたいのですが、工作物に与える電圧を
いろいろコントロールしますと、この膜圧も制御できまして、これにより 150 ナノ、120 ナノとか厚めに被膜をつけますと色が付きます。発色して見えるのです。それで、レインボーカラーパターンのように、電圧を変えてやると金属材料の表面に色を付けることができますので、これは膜圧で干渉して色がこれは、表面を錆び難くするだけではなく、表面を見えることになります。何かそういう装飾というか、硬くすることもできるのですが、硬くなる一方で弾意匠性の高いものに使えないかとかいろいろ考え性があるという非常に不可思議な状態が作り出せておりますので、もし使い道などのアイディアがある訳です。これは、アモルファスの酸化被膜が表面りましたらご教授いただければと思います。
時間も残り少なくなって参りましたが、最後に、にできるというところが、恐らく構造的な特徴を持

微細加工の中でも、さっき、ＥＬＩＤでやって表面っているのではないかと予測しております。
ダイヤモンド砥石を使いますと、ダイヤモンドは粗さが良いということを申しましたが、そのＥＬＩカーボンですから、カーボンが常に加工物に触りなＤの粗さが良いという特徴を使って、粗さが良けれ

がら削っている訳ですので、最近では、酸化膜と一ば折れ難く非常に細いものができるのではないか

緒にカーボンが工作物の表面に拡散していくといということを考えました。後ほどお話ししますが、う現象が分かりまして、さらにダイヤモンド砥粒のいろいろ検証しており、マイクロツールを作って、代わりに違う砥粒を使ってやりますと、その砥粒にそれで何か次のもっと小さい機械加工ができない入っている成分が拡散できるということも分かっか、まずこのツールができないことには話になりまて参りました。砥粒をいろいろ変えてやると好きなせんので、これを何とか作れないかということに着元素が加工物の表面に拡散できるということで、よ目致しました。その後、穴加工とか切削といったもり何かに親和性を持つような表面が、加工だけで作のができないか、そんな研究をしております。

れるのではないかということに気が付きました。そ部屋１つ分のコンピュータが昔はあったというれで実際には、ＳｉＯ２すなわちシリカ砥粒で加工

事実と、近年のノートＰＣや携帯電話、デジカメのしますとシリコンが加工面に拡散するということ

軽薄短小化などの状況から、想像できない位の恐ろが分かりました。シリコンが金属材料に拡散します

しい技術進歩が、近年、何気なく行われてきたといと、その後、例えばダイヤモンドライクカーボンのうことを改めて認識したのですが、こうした背景で、コーティングとか、そういった硬質皮膜をつけたと

既に私どものベンチャーでも実用化しております

きに密着性が上がります。それは、ＣとＳｉが金属が、卓上型の新しい加工システムをいろいろと研究の表面に拡散しているものですから、後で付けるダ開発しております。私どもの卓上加工装置は、事務

イヤモンドライクカーボンの膜が非常にくっつき机に乗る程度の機械なのですが、それを用いて微細やすくなって、剥離し難くなるという性質があり、な加工をやるために、そのツール、つまり切削など

普通は、コーティングする前に親和性の高い膜を一のための小さい工具がないだろうということで、そ回つけてからコーティングしますが、それが要らなのためにまずはマイクロツールの加工をいろいろいので、加工することにより表面に新しいファンクと手がけてきたという経緯があります。

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クロンの粗さがありますと 30 分の１ですから、結構効いてくのではないかということです。ですから、
これほど小さいものを加工しても粗さが影響しない程度にしようと思ったら、ナノレベルまで粗さを良くしないといけないのではと思います。ただ、強度は粗さに比例しませんので、一種の例えですから、できるだけ粗さを良くしたほうが良いのではないかというのが言いたいことです。

こういうマイクロツールができれば、こういうマ
イクロ彫刻とか微細なバイオテクノロジー絡みの微細な構造物の加工ができるのではないか。しかし、このマイクロツールを非常に細く作るために、やはり表面粗さが悪いとポキッと折れる。いわば、「粗さ」パターンから折れてしまうという現象が考えられます。こういう小さいものを作る上でも粗さを良くしないと作れないということで、こういったとこ
そこで、我々が開発した卓上型の加工装置で非常ろでもＥＬＩＤがやはり不可欠な要素になってくに細いツールを作る時に、やはりＥＬＩＤをかけてるということが改めて認識できます。
次に、ダウンサイジング、つまり、どんどん物を細いツールを加工しております。まず、粗さの違い

小さくしていきますと、いろいろな寸法効果と言いと粗さによるツールのシャープネスを比較しましますがスケール効果があるという例えでございまた。鋭利さの違いを比較しておりますが、四角柱のすが、大きなもの、例えば１メートルの電柱があっ

細いツールを加工して検討しております。

たとして、その１メートルの柱の表面粗さが１ミク
ロンとか２ミクロンとか 10 ミクロンと言いましても、それ自体はあまりこうした大きな物の強度には関係ないと思われます。もちろん長期的なものも含
めれば全く関係ないとは言えないのですが、一方で、極めて細い物をつくるときに、表面に粗さの深いものが入っていますと、そこから割れてしまうという寸法効果があり得ます。ですから、小さいもの、薄いものとか細いものをつくるときに、粗さも作るサ
イズに合わせて小さくしないと、やはり小さい構造物ができないのではないかということです。
そういう意味で、直径 30 ミリ、つまり３センチ

左は 1200 番の砥石で加工した面ですが、やはりの棒があったとして、１ミクロンぐらいの粗さがあ1200 番ですとまだ粗くて表面がちょっとうねってったとしますと、これはあまり影響ないのではない

いますが、そうすると、この表面粗さのこの断面がかと思われますが、30 ミクロンの直径のもので１ミ

エッジに出て、うねってしまっているわけです。

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右は 4000 番というもっと細かい砥石で加工しま

仕上げ加工されたマイクロツールでは 242 ミリニュ

すと、粗さが良いですから、そうするとこの断面、ートンという力まで、それぞれ耐えることができ、

つまりエッジの部分も非常にシャープにできるとこれらはどのくらいの力か想像できないと思うのいうことで、粗さと構造、形状の関係というのが非ですが、仕上げ加工でもっと粗さを良くした場合で常に強いものだということです。

すと数字が大きくなっているということで、強くなったということが言えます。

我々が今作っている中で、これは先端が２ミクロンぐらいのマイクロツールの加工ができました。ただ、この場合には根元が 25 ミクロンぐらいでテーパー状になっていて、先がちょっと細くなっています。これを２ミクロン以下にできないかということですが、もう、加工のほうが細かくなって材料がそれに耐えられないということで、多分、この先端の断面に何粒かしかないと思います。もっと緻密な材料ができればもっともっと細くできると思います。

粗加工したマイクロツールが折れた様子を観察致しました。折れたというか、最初に亀裂が入ったものと思われる面ですが、粗さに沿ってきれいに割れているので、粗さがきっかけになって折れたということは十分これで想像ができます。

ストレートで、根元も先端も同じサイズですが、15ミクロンで長さ 300 ミクロンのツールができました。

マイクロドリルとかマイクロ切削ツールのような使い方ではなくて、四角形のマイクロツールを作り、マイクロパンチとして金属シートを打ち抜いた
写真があります。やはり加工表面や形状が悪い、粗加工のみのマイクロツールでは、さっきエッジがうねっている写真をお見せ致しましたが、やはり切れ味が悪いということで材料が盛り上がってしまっ

表面粗さが悪いと折れやすいという実験ですが、粗加工のみのマイクロツールでは 177 ミリニュートン、 ています。一方、仕上げ加工されたマイクロツール
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では、サッと抜けているということで、やはり、非て、砥石を２枚同時に両側から挟み込んでツールを

常に表面粗さが良くエッジもシャープだと、良く切加工するやり方で逃げ難くなり、速く連続的に加工れるということは伺えるかと思います。

できますので、大体６分ぐらいで加工ができます。
それで相当、生産性が 30 倍速くなったということ
で、マイクロツールが短時間で作れます。

あと、実際に作ったツールで切削加工をして、マイクロ金型とかマイクロギアとか、そんなものをつくった事例です。最近さらに、さっきＤＬＣコーテ
ィングの話をしましたが、このマイクロツールにコ

これは段つきですが、長さ 4.5 ミリで、ここが 300

ーティングをして、より耐久性の強いツールとしてミクロンで先端が 50 ミクロンぐらいです。こうい

使えてきているという状況もございます。

ったものが６分ぐらいでできます。

時間がなくなりましたが、最近、このツールを作るのにもっと生産性が上がらないかということでもちろん、多角形のマイクロツール加工もできます。

ちょっと追加したものがあります。さっきのツール

ちょっとトリックがあって、ツール素材を連続的にの作り方は、材料の周りに砥石をグルグル旋回させ回転すると丸いものしかできないのですが、回転角てだんだんと細くするというやり方なのですが、同度位置決めをしていきますと多角形ができますの時に加工しているのは１ヵ所しかないのです。実際、 で、最近では、八角形のツールまで作っております。
片側から切り込みますと反対側にツールが逃げま

これまでに、四角形、六角形、八角形断面のマイクすので、曲がってしまってあまり力はかけられませロツールで切削加工の試験を進めており、切れ味やんので、やはり時間がかかります。さっきのツール

寿命がどのようなツールが良いのかなど、いろいろですと３時間ぐらいかかったのですが、今度新開発調べております。こうしたマイクロツールの加工にされた卓上型加工装置は、サイリン方式と言いましより、バイオ関連の溝加工などもやっております。

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17私どもはこういう微細加工のために特化したマきます。さらに、圧縮成形装置もあります。このよシーン自体や、そういったものの要素技術の研究も

うに、いろいろな機能をそれぞれの機械に与えまし

しておりますので、最後にちょっとその辺をお見せて、それを組み合わせるという手法で独自のマイクします。「マイクロワークショップ」という考え方

ロ加工のシステムを作っていくということです。

で、みんな事務机に乗る程度の小さい工作機械、こ以上、総括をさせていただきたいと思いますが、れを使用目的によって組み合わせることで一種のメカニカルファブリケーションとして、機械加工は、工房ができるというアイディアで、材料を切って平従来と比べものにならない進化を遂げたと我々はらにしたり、彫り込んだり、計測をするとか、微細考えております。まだまだ機械加工がやるべきことに彫り込むためのツールも作れるので、マイクロワは沢山ありますが、やはり生産に結びつけるというークショップと言っておりますが、いわば実用的な意味で、非常にリピータブルで、再現性が良い、制「マイクロ工房」ではないかと思います。

御性が良いということと、しかもテーブルトップの機械までできてきたこと、小さい部品を半導体の製造のラインでやろうとすると長大な投資が必要になって、１つの部品を作るのでも相当な規模になってしまうのですが、やはりいろいろな試作や研究開
発を含めて、小さい部品を小型の機械でナノ精密を目指してやっていくということも、１つのこれからのトレンド、方向かと思います。もちろん、他のこれまでのプロセスとの連携も重要です。薄くする、細くする、あるいは細いものに形状を付けるとか、複雑な成形をするとか、レンズ機能を構造とか粗さで出すとか、表面のテクスチャーとか、異種材料の切断する機械、フラットに磨く機械、三次元形状

積層デバイスをフラットに加工するとか、まだまだ加工から、４軸によりもっと複雑な形状ができるマ

未知の機械加工の可能性が残っていると思います。

シーンがあります。相当超精密な卓上型加工機もあります。使用目的により、いろいろと小さい加工に使い勝手が良いマシーン群です。小さい部品が増えて、小さい部品は小さい機械で合理的に作ったほうが良いのではないかということで、ＥＬＩＤを使え
ば小さい機械でも十分加工できるということが分かりました。砥石が良く切れるとあまり力が必要あ
りませんので、超硬合金とかガラスなどの硬質材料も卓上型の機械で削って磨くことができます。卓上型の機械としては、ホビー用に木材やプラスチックを削る機械は出ていたのですが、硬脆材料を削って磨いたり、微細な金型が作れたのは初めてだと思い

ますますこの方向を究めていきたいと思いますのます。これを売りにして行こうということです。

で、もし皆様のほうから「うちの技術に使えそうだ」

また、卓上型の三次元測定機も開発しています。

というお話しがありましたら、ぜひお寄せいただけ

さらにテーブルトップの成形機なども作っておりれば何らかの形で対応させていただきたいと思いますので、金型さえできれば小さい部品が量産化でますので、よろしくお願いいたします。

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この講演録は、平成 17 年 3 月３日に、著作権法により、無断複写・著作権法により、無断複写・複製は禁止されています。

理化学研究所（和光）で開催された当財団及び埼玉りそな産業協力財団主催の技術懇親会での講演を収録・編集したものです。

禁無断複写・複製19〒141-0021
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