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超高速・小型可変レイテンシウェーブパイプライン化演算回路の設計に関する研究

静的な消費電力が支配的になる将来の半導体加工技術下において,低消費電力且つ,高速な演算器回路設計を実現することを目指して,特に回路技術規模の小規模化,ウェーブパイプラインのための遅延調整に関する研究を行った.具体的には,将来の半導体加工技術における配線遅延の影響を明らかにしつつ,回路規模削減のための入力ビット分割に基づく回路分割手法,logical effort理論に基づく等遅延回路設計手法を提案し,その有効性を明らかにした.静的な消費電力が支配的になる将来の半導体加工技術下において,低消費電力且つ,高速な演算器回路設計を実現することを目指して,特に回路技術規模の小規模化,ウェーブパイプラインのための遅延調整に関する研究を行った.具体的には,将来の半導体加工技術における配線遅延の影響を明らかにしつつ,回路規模削減のための入力ビット分割に基づく回路分割手法,logical effort理論に基づく等遅延回路設計手法を提案し,その有効性を明らかにした.超高速・小型可変レイテンシウェーブパイプライン化演算回路の設計に関する研究の初年度にあたる平成19年度は,1)実アプリケーションにおけるオペランドの有効ビット幅解析,2)ビットスライスによる加算回路,乗算回路の小規模化手法の検討,3)将来の半導体加工技術下における演算回路の特性調査,4)ウェーブパイプライン化のための遅延調整の検討を主に行った.1)は本研究で提案するビットスライスによる回路規模削減,及び可変レイテンシパイプラインの有用性を確認し,本研究を遂行する為には必要且つ,重要である,検討の結果データの圧縮・解凍等に置いては顕著に有効ビット幅が少ない例が多いことを確認した.2),3)は,微細化の進んだ半導体加工技術下において,ビットスライスを用いた回路規模削減には,どのような算術アルゴリズムが適しているかの検討を行う上で,必要不可欠な事項である.PTMを用いて,複数の加算回路を350nm32nmのプロセステクノロジで評価し,微細化が進むと演算回路内ですら,配線遅延の影響が大きくなることを確認した.また,少ないfan-out,少ない配線量が将来の高速,提唱電力な演算回路設計に必要不可欠であることを明らかにした.これにより,将来の演算回路設計における高速・低消費電力化を試みている本研究を進める上での重要な指針を得ることができた.4)は本研究の最終段階であるウェーブパイプライン化に関する検討である.この検討では,前述の3)で得られた知見を下に,これまで,研究代表者が提案してきた遅延調整に,fan-out削減,冗長な遅延素子の削減しつつ,高精度な遅延調整を実現するアルゴリムを提案し,評価した.この結果に基づき,比較的大規模な演算回路を自動で遅延調整できる環境を構築した.超高速・小型可変レイテンシウェーブパイプライン化演算回路の設計に関する研究の2年目にあたる平成20年度は, 1)ビットスライスが効果的に回路規模削減可能な整数加算アルゴリズム,整数乗算アルゴリズムの検討, 2)遅延調整アルゴリズム,および自動遅延調整環境の改良・評価, 3)乗算回路の小規模化に対する検討を行った, 1)においては,複数の算術アルゴリズムを検討し,ビットスライスによる回路規模の削減効果と遅延時間の変化の評価を行った.これらは電力・性能の側面から高効率な演算回路設計を行うにあたり,重要な取り組みである.2)では,これまで提案している遅延調整手法の更なる高精度化を試みた.具体的には,遅延調整を対象とする演算回路に対して,適切な遅延素子を挿入,挿入した冗長な遅延素子の削除, logical effort理論に基づき遅延素子のゲート幅を変更することによる細粒度遅延調整を自動的に行える環境を構築・改良した.これらの結果を0.18μmCMOSテクノロジ, Predictable Technology Morel(PTM)を用いて評価し,遅延差を効率的に短縮出来ることを確認した。併せて,ウェーブパイプライン化の為の遅延調整に適した加算・乗算算術アルゴリムを明らかにするため, 1)で検討した複数のビットスライス化した算術アルゴリズムに2)で提案した遅延調整を施し,回路規模の増加,スループットに関する観点から,適切な算術を選択する為の指針を明らかにした. 3)ではCMPの為の動的キャッシュ分割機構の制御機構のデータパスの設計を行った.回路面積の制約が非常に厳しい下で小規模な除算・比較回路を含む制御機構を実現することができた.この過程で得られた知見は本研究課題の次年度取り組む予定の除算回路の小規模化を行うにあたり,非常に重要である.超高速・小型可変レイテンシウェーブパイプライン化演算回路の設計に関する研究の最終年度にあたる平成21年度は,1.ビットスライスが効果的に回路規模削減可能な整数加算アルゴリズム,整数乗算アルゴリズムの実装,2.微細加工技術下の遅延調整における配線遅延の影響に関する調査,3.将来の三次元積層技術を用いた演算回路の高速・低消費電力化設計に関する検討を行った.1.においては,前年度おこなった複数の算術アルゴリズム検討に基づき,入力信号のビットスライスによる回路規模の削減効果と遅延時間の変化を,実設計に基づき評価した.これにより,提案する回路分割手法は,電力・性能の側面から高効率な演算回路設計を行いつつ,回路規模を削減できることを明らかにした.2.では,本研究課題で提案している遅延調整手法の更なる高精度化を試み,ゲート間の配線長を変化させることで配線自体を遅延素子として,利用可能か否かの検討を行った.配線引き回しのコスト,配線自身による消費電力の増加等の問題が顕著になるが,物理設計段階における一つの遅延調整方法として有用な手法であることを確認した.3.においては2.の検討と併せて,将来の技術として期待されているTSV(Through Silicon Via)を用いた演算回路設計に関する検討を行った.

その結果,TSVを効果的に用いることで,回路内の長配線を大幅に削減しつつ,演算回路の性能向上が可能であることを確認した.また,将来の三次元積層技術下における遅延調整方法を新たに検討する必要があることも併せて明らかにした.これら一連の研究成果を通して得られた知見は,将来の配線遅延,静的電力が支配的な加工技術下において,小規模,高速,且つ低消費電力な演算回路設計に極めて有益であると考えられる.
多品種少量生産における統計的工程管理

多品種少量生産を支える生産技術であるフレキシブル・マニュファクチャリング・システム(FMS)で構成されている製造プロセスにおいて,品質管理のためのデータ解析法を開発した.自動計測により大量の品質特性データが蓄えられているが,そのデータが有効活用されていない.不安定な挙動を示す大量データから改善・管理活動に有効な情報を取り出すデータ解析技術である.また,品質特性が関数の形で意味をなす場合のデータ解析法についても研究したところ,既に存在する方法では問題が発生する場合があることを発見し,問題発生の原因について明らかにした.多品種少量生産を支える生産技術であるフレキシブル・マニュファクチャリング・システム(FMS)で構成されている製造プロセスにおいて,品質管理のためのデータ解析法を開発した.自動計測により大量の品質特性データが蓄えられているが,そのデータが有効活用されていない.不安定な挙動を示す大量データから改善・管理活動に有効な情報を取り出すデータ解析技術である.また,品質特性が関数の形で意味をなす場合のデータ解析法についても研究したところ,既に存在する方法では問題が発生する場合があることを発見し,問題発生の原因について明らかにした.(1)本研究の目的多品種少量工程では,品質を保証するためのデータに基づいた工程管理,すなわち統計的工程管理を行うことが困難である.一般的に,品種の切替え直後は製造条件の調節が行われ,しばらくして一定の製造条件で生産されるこれは品種切替え直後のデータは調整によって母平均が変化することを意味し,しばらくしてから一定した母平均になるわけである.ゆえに,統計的工程管理を行うためにはこのような変化を推測する必要があるのだが,少量生産のために得られるデータ数が少なく,また,多品種であることから品種によって調節後の母平均そのものの値が異なることから統計的な推測が困難である.統計的工程管理は,品種における品質データの変動の推定とそれに基づく工程の異常検出,異常の是正によって製品の品質を保証するため,データの変動の推測が困難になることは統計的工程管理が困難になることにつながっている.これを解決する方法を確立することが目的である.(2)平成21年度の研究実績・品種によって母平均や母分散が一般的には異なるが,多品種少量工程においては異品種間でも共通した工程を持つ場合が多く,その共通性を事前知識として解析に組込める.すなわち,ベイズ統計の利用で異品種データを統合できる.最適製造条件を求めるためによく用いられる直交表による実験のベイズ解析について研究し,国際学会で発表した.・本年度の研究過程において,多品種少量工程と言えども全数検査によって,ある程度のデータ数が確保できる場合があることが明らかになった.この場合においては,データを群に分けることにより変動の成分を明らかにする管理図や枝分れ実験が役に立つが,群に含まれるデータ数が群によって異なる場合(アンバランスなケース)が多く現れた.アンバランスなケースにおいても変動の成分を精度よく求める方法について研究し,国際学会(査読付き)及び国内学会で発表した.(1)本研究の目的,および本年度における研究目的多品種少量工程では,品質を保証するためのデータに基づいた工程管理,すなわち統計的工程管理を行うことが困難である.一般的に,品種の切替え直後は製造条件の調節が行われ,しばらくして,一定の製造条件で生産される.これは品種切替え直後のデータは調整によって母平均が変化することを意味し,しばらくしてから一定した母平均になるわけである.ゆえに,従来からよく用いられる管理図による統計的管理は困難である.本研究の全体の目的は,このような多品種少量工程においても,データに基づいた品質管理・保証を行うための統計的データ解析法を確立することである.前年度の研究成果を踏まえて,本年度は,多品種少量生産でよく用いられている,フレキシブル・マニュファクチャリング・システムを導入した製造工程を対象とした.そのような工程では,全数自動測定であるため,データ数は少量生産であっても多く,多品種少量生産の特徴である様々にデータの母平均が変化する傾向が入り混じっている場合が多い.このような場合においては,データの傾向が変化する点を見つける解析法が,工程管理・改善に対して有効であると考え,この解析法について研究した.(2)平成22年度の研究実績(1)データの傾向が変化する点を見つける解析法として,様々な直線トレンド(傾向)を含むデータに対して,直線トレンドが変化した時点を見つけるための統計的データを提案し,国際学会(査読付き)において発表した.(2)多品種少量工程では,データのばらつきが生産につれて変化する場合が多い.ばらつきの管理も必要である.しかし,(1)で示した研究対象とした工程では,データのばらつきを計算するとき,生産時点によって,計算に用いるデータ数が異なる.このような場合でも,ばらつきの変動の成分を精度よく求める方法について,平成21年度に引き続き研究し,その成果をJournal of Qualityに投稿し,掲載された.(1)研究目的,実施計画本研究の全体の目的は,従来の統計的工程管理法では品質管理が困難とされる多品種少量工程においても,データに基づいた品質管理・保証を行うための統計的データ解析法を確立することである.本年度は,多品種少量生産でさらに,品質を保証するためのデータがプロファイルで表現される場合の統計的工程管理について研究することが目的である.プロファイルとは,製品の形状や光透過率などのように関数的に与えられる多次元データである.また,多品種少量生産の実際を調査するために,(社)日本品質管理学会内に「多品種少量生産に対する工程管理に関するワークショップ」を立ち上げた.

そこでの調査及び研究により,プロファイルデータの統計的工程管理には先行研究が存在するが,その方法には問題があることがわかり,その問題の原因を発見することができた.(2)平成23年度の研究実績プロファイルデータは多次元データであるため,主成分分析及び多変量管理図を用いることが有用であることが知られている.しかし,主成分得点が無相関ではあるが明らかに関係性を持つという場合があり,多変量管理図は有用でない,という問題があることを発見した.シミュレーション研究を行ったところ,その状況における統計的工程管理法を提案した.本成果は,その成果を査読付きの国際学会(ANQ2011),(社)日本品質管理学会で発表した.プロファイルデータの解析には,回帰分析も役に立つ,その際に問題となるのが変数選択である.多品種少量生産の場合,データ数が小さいため従来の回帰分析では十分な精度が得られないことがある.製品や工程の特徴をデータ解析に組み入れることができるベイズ的変数選択法,新しい変数選択法として注目されているLassoなどの基礎的な研究を行い,その成果を査読付きの国際学会(ANQ2011),(社)日本品質管理学会で発表した.
染色体端部で発見されたテロメア型パリンドロームRETSの機能についての仮説

真核生物が大きな適応性と多様性を獲得した背景には、ゲノムのDNA量の増大に伴う線状(染色体)化の寄与が大きい。線状ゲノムの維持にはテロメアとテロメア合成酵素(テロメアーゼ)による染色体の末端部の保護と合成修復が必要である。染色体DNAに二重鎖切断が起ってテロメア部分が消失すると、通常はDNAがこの切断部位から分解して行くことになるが、テロメアが途中で生成されて安定化する可能性もある。本研究では、1)テロメア型パリンドロームRETS(Restriction enzymes-resistant high molecular weigth telomeric DNA(180bp)を初めて見出して、これを手掛かりとして、タバコ染色体末端域DNAの構造の特徴を解析した。その結果、タバコDNA末端DNAには、テロメアタンデムレピ-ト配列、RETSタンデムレピ-ト配列、180bpタンデムレピ-ト複数配列から構成されていることを明らかにした。更に、サザン解析の結果、RETSは染色体内部にも多数散在している証拠が得られた。以上の結果は、RETS等の末端類似配列が染色体内部にも散在していて、障害等により染色体二重切断が生じるとテロメアをその部位で新たに構築してDNAエンドヌクレアーゼ等から染色体を守るという我々の提唱している作業仮説の機構を支持しているものと考えられる。この機構は染色体維持と多様化機構の解明にも重要な手掛かりを与えくれる。2)酵母人工染色体YACのテロメア間にoriTを挿入して接合伝達性を付与し、YACテロメア-の生物界間接合伝達による構造変化を調べた。結果は、大腸菌から酵母へ接合伝達される際、oriTでニックが入り一本鎖が伝達されるが、直に相補鎖が合成されニックも閉じられて完全な二本鎖DNAプラスミドとなることを示している。これはニック部分の5′末端が蛋白質等でブロックされていてテロメアが直接機能しない構造になっていることを示している。現在、oriTに連続してRETSをつないだ伝達性YACを構築し同様な実験行っている最中であるが、結果はまだ出ていない。本研究の目的は、(1)タバコ染色体末端域DNAの特徴を明らかにするとともに、この知見を基に、傷害染色体へのテロメア配列付加についての遺伝学上の謎を解明する糸口を見つけるため、(2)末端域DNAの知見を基にして染色体維持と流動化を保証する仮説を設け実証することにあった。(1)タバコ染色体末端域DNAの特徴を明らかにするため、末端域DNAを小断片化して塩基配列を求め、次に末端域DNA配列のカタログ化を行った。相互の類似度に基ずきグループ化すると、テロメアタンデムリピート配列、テロメアリピートをパリンドローム先端に持つ45bpのRETSタンデムリピート配列、180bpのタンデムリピート配列(複数グループ)であった。予備的なin-situ実験は検討に値する結果を得られなかったものの、RETS配列をプローブとしたサザン解析の結果からRETS様配列がテロメア部位である高分子量制限酵素断片に多いが低分子断片域にもスメア-的に多数のラダーとしてシグナルがみられたことから、RETSは染色体内部にも多数散在していると推定された。(2)以上の結果は、REST等のテロメア類似配列が染色体内部に分散していて、傷害により染色体に二重鎖切断を受けたときにテロメア付加合成のシ-ド(母核)として働き新たな部位にテロメアを確立できるとする仮説を支持すると考えられた。

今後、末端域からクローニングした上記DNAがテロメア付加合成のシ-ド機能を代行しうるか実験的に検証したい。真核生物が大きな適応性と多様性を獲得した背景には、ゲノムのDNA量の増大に伴う線状(染色体)化の寄与が大きい。線状ゲノムの維持にはテロメアとテロメア合成酵素(テロメアーゼ)による染色体の末端部の保護と合成修復が必要である。染色体DNAに二重鎖切断が起ってテロメア部分が消失すると、通常はDNAがこの切断部位から分解して行くことになるが、テロメアが途中で生成されて安定化する可能性もある。本年度は、昨年度の成果をもとに1)テロメア型パリンドロームRETS(Restriction enzymes-resistant high molecular weight telomeric DNA(180bp)を手掛かりとして、タバコ染色体末端域DNAの構造の特徴を解析した。その結果、タバコDNA末端DNAには、テロメアタンデムレピ-ト配列、RETSタンデムレピ-ト配列、180bpタンデムレピ-ト複数配列から構成されていることを明らかにした。また、サザン解析の結果、RETSは染色体内部にも多数散在している証拠が得られた。以上の結果は、RETS等の末端類似配列が染色体内部にも散在していて、障害等により染色体二重切断が生じるとテロメアをその部位で新たに構築してDNAエンドヌクレア-セ等から染色体を守るという機構を支持しているものと考えられる。この機構は染色体維持と多様化機構の解明にも重要な手掛かりを与えくれる。2)酵母人工染色体YACのテロメア間にoriTを挿入して接合伝達性を付与し、YACテロメア-の生物界間接合伝達による構造変化を調べた。その結果、接合伝達される際、oriTでニックが入り一本鎖が伝達されるが、直に相補鎖が合成されニックも閉じられて完全な二本鎖DNAプラスミドとなることを示している。これはニック部分の5′末端が蛋白質等でブロックされていてテロメアが直接機能しない構造になっていることを示している。現在、oriTに連続してRETSをつないだ伝達性YACを構築し同様な実験行っている最中である。
高充填竹繊維強化熱可塑性樹脂グリーンコンポジットの開発

本研究では、(1)竹繊維を高含有率でTPに混入した高品質ペレット(GC)の汎用押出機を用いた効率的製造法、(2)強化効率の高い竹繊維の条件と高品位竹繊維の低コスト抽出法、(3)竹繊維と樹脂との接着性を改善するための適切な竹繊維表面処理および樹脂の改質方法の確立、(4)(1)により製造されたペレットを用いたBRTPの機械的特性の評価、(5)GC以外への竹繊維の有効利用を行った。研究の結果、(a)爆砕法および(b)アルカリ処理+機械解繊法による竹繊維を高品位に取り出す方法を見出した。孟宗竹の場合、爆砕法では平均強度が400MPaの竹繊維(束)を分離し、取り出せた。この繊維束から、アスペクト比100以上の、より微細化したパルプ状繊維が取り出せることもわかった。アルカリ処理では、竹短冊を1%NaOH水溶液(温度670°C)に10時間浸漬することにより、安価に竹繊維(束)が取り出せることがわかった。さらに、これから高圧ホモジナイザー(科研費で購入)により、ナノサイズまで解繊、フィブリル化した竹繊維(MFC)が得られた。このMFCはUV硬化エポキシ樹脂を用いたナノコンポジットに利用できる。これにより、じん性は2倍向上する。また、竹繊維を高含有する竹繊維/PPペレットを安定的に製造できる方法を確立した。このGCによる強度はPPの2.5倍まで高くなった。剛性も3倍以上向上させることができた。成形性に問題はない。熱硬化性樹脂を母材とするFRPでは,竹繊維強化FRPの強度特性と耐水性、成形性について調べ,実用上の問題点を明らかにした.また,爆砕により取り出した竹繊維を用いてMFCを取り出し、これをPLAと高含有する技術を開発した。そのため、水溶性PLAを用いて竹MFCを均一に分散させ、同MFCを50%以上含有するPLAペレットが製造できた。また,MFCによる低線膨張係数のディスクの試作を行った.線膨張係数を下げるため,高度フィブリル化竹繊維にナノ・シリカ粒子を添加して高圧成形により厚さ5mmの円盤を製造した。その線膨張係数は7ppm/°C程度であった。曲げ強度も150MPaを得た。これにより、ディスク材料としての可能性を示せた。成形性に問題はない。長さ2、310数mmの竹繊維を高含有したTPグリーンコンポジット(GC)は従来法では製造できない.2軸混練押出機(押出機)のサイドフィーダから竹繊維を安定的,高含有にTP中に押し込むことは全くできない。本研究では、(1)竹繊維を高含有率でTPに混入したGC(BRTP)用高品質ペレットの汎用押出機を用いた効率的製造法、(2)強化効率の高い竹繊維の条件と高品位竹繊維の低コスト抽出法の開発、(3)竹繊維と樹脂との接着性を改善するための適切な竹

繊維表面処理および樹脂の改質方法の確立、(4)(1)の方法により製造されたペレットを用いたBRTPの機械的特性(引張り及び衝撃強度)の評価、(5)GC以外への竹繊維の有効利用(例えば,積層板,棒の開発)の開発を行った。研究の結果、(a)爆砕法および(b)アルカリ処理+機械解繊法による竹繊維を高品位に取り出す方法を見出した。孟宗竹の場合、爆砕法では約8気圧、175°Cの水蒸気の9回の爆砕により、平均強度が400MPaの竹繊維(束)を分離し、取り出せた。この繊維束から、アスペクト比100以上の、より微細化したパルプ状繊維が取り出せることもわかった。また、アルカリ処理では、竹短冊を1%NaOH水溶液(温度670°C)に10時間浸漬することにより、安価に竹繊維(束)が取り出せることがわかった。さらに、これから高圧ホモジナイザー(科研費で購入)により、ナノサイズまで解繊、フィブリル化した竹繊維(MFC)が得られた。このMFCはUV硬化エポキシ樹脂を用いたナノコンポジットに利用できる。これにより、じん性は2倍向上する。また、PP不織布を用い、竹繊維をこれにくるむ方法で、60wt%以上竹繊維を含有する竹繊維/PPペレットを安定的に製造できる方法を確立した。このGCによる強度はPPの2.5倍まで高くなった。剛性も3倍以上向上させることができた。成形性に問題はない。昨年度の研究成果を基に、国内の竹林から長竹繊維(束)を高品位・安価に取り出す実用的な方法を開発した。そのプロセスは以下の通りである。(1)節間で竹棹を切断する。(2)(太さに応じて)縦に812分割する。(3)スライサーで厚さ1mm以下に薄板化する。(4)0.52%NaOH水溶液(6090°C)でアルカリ壌解する。(5)壌解した竹薄板をローラで圧潰する。(6)針を密に取り付けたドラムを回転させ、これに、(5)で圧潰した竹薄板を当てる。これにより直径15cmの真竹からは長さ20cm以上、差し渡し長さ0.2mm程度の竹繊維束が安定的に取り出せることを確認した。これらの繊維を用い、以下の事柄についても明らかにした。(1)竹繊維強化FRPの強度特性と耐水性、成形性竹長繊維をガラス繊維代替としてFRPに利用することを試みた。実用的な観点から竹繊維束はマット状で供給することとした。そのため、ランダム繊維強化となる。また、成形に当たっては強化材(マット状)が剛直なため、RTM(今回は、Va-RTM)を用いた。その結果、成形性に問題は無く、通常の(熱硬化)樹脂で十分成形容易であることを確認した。ただ、ニードルパンチ・マットではVa-RTMの場合竹繊維がフィルムを貫通し、気泡の入ることがわかった。したがって、強化材にはニードルパンチを行わないほうがよい。また、耐水性については難のあることがわかった。したがって、成形品で後加工により繊維がエッジから露出する箇所では適切な防水処理の必要性がある。(2)成形品中の繊維のアスペクト比の解明熱可塑性樹脂を用いた射出成形グリーンコンポジット・ペレット中、および成形後の成形品中での竹繊維のアスペクト比を明らかにした。その結果、用いる竹繊維束が太いと混練および射成形時に繊維が折損し、アスペクト比は10以下になった。(3)竹MFCの抽出とその利用爆砕により取り出した竹繊維を用いてMFCを取り出し、これをPLAと高含有する技術を開発した。そのため、水溶性PLAを用いて竹MFCを均一に分散させ、同MFCを50%以上含有するPLAペレットを製造できた。
言語的発想法の視点による表現法の地域差とその成立に関する研究

本研究の目的は、日本語方言における表現法とそれを生み出す言語的発想法の地域差を明らかにするとともに、その成立過程について、社会的・歴史的背景との関わりの中で考察することである。本年度はこの目的に従って、次の研究を行った。(1)理論・調査法の検討:「言語的発想法」のあり方を探り出すための現実の言語運用を把握する方法論について引き続き検討した。特に、昨年度開発した「疑似会話型面接調査」の方法を気仙沼市において多人数に対して実施し、その有効性と限界を検証した。(2)地域差の網羅的把握ー目的別言語行動の枠組みによる表現法の調査:一昨年度までに収集した宮城県の気仙沼市と名取市における場面設定会話の文字化・音声データを分析した。『生活を伝える被災地方言会話集』の「頼むー受け入れる/断る」という場面を取り上げ、800地点に及ぶ全国アンケート調査の結果とも比較しながら、言語運用の地域的特徴について考察した。その結果、東北方言における要求ー受託の言語行動は、他の地域に比べて配慮性が弱い一方、主観性が強く現れることを明らかにした。(3)具体的現象についての分析:表現法の定型性と心情性に中心・周辺性や東西差が存在することを、『全国方言資料』の弔問会話を例として検討した。その結果、中心・西日本は定型性が顕著に現れ、周辺・東日本は心情性が強く表面化することを解明した。また、「死」を表す表現を取り上げ、加工的な表現を志向する地域と、そうでない地域があることを明らかにした。(4)表現法の全国データの収集:本研究の目的を継続的に発展させるために、特にオノマトペの全国的調査を実施した。特に、オノマトペの全体的な把握に心がけ、100項目、1000地点のデータをアンケート調査によって収集した。その結果からは、オノマトペの形式的な違いだけでなく、その志向性の地域差も浮かび上がりつつある。本研究の目的は、日本語方言における表現法とそれを生み出す言語的発想法の地域差を明らかにするとともに、その成立過程について、社会的・歴史的背景との関わりの中で考察することにある。(1)理論面での検討:「社会と表現法の関係モデル」と「言語的発想法」の概念および分類について理論的な検討を行った。言語と社会・文化との関連について提出されている「高文脈言語・低文脈言語」の考え方を参考にしたり、Basil Bernsteinの「限定コード・精密コード」の考え方を検討したりしたほか、社会学や行動科学など関連科学の知見も取り入れた。日本では、藤原与一ほかの研究者が使用する「発想」「表現型」「表現発想」といった用語と本研究における「言語的発想法」との関係を整理し、その概念をより明確化させた。また、実際の表現法について7つの発想法のあり方を判定するために、客観的な指標のあり方も検討した。そうした研究の成果を論文として公表した。(2)地域差の網羅的把握ー目的別言語行動の枠組みによる表現法の調査:本年度は、「重点地域調査」を実施し、東北地方において場面設定会話のデータを収集した。この方法は、表現法の地域間比較を可能にするためのものであり、収集された会話データは、今後、他地域で行う同様の調査の基礎的資料となるものである。また、これまでアンケート方式にで行った表現法関係の全国調査の調査票を整理し、回答をデータベース化するなどの作業も進めた。(3)個別的現象の分析:オノマトペの使用に関して、その地域差と背景にある言語的発想法について考察した。副詞関係の全国調査データを用い、オノマトペを使った表現を好む地域とそうでない地域の違いを実証的に検討し、東西差の存在を明らかにした。当初予定した研究項目はほぼまんべんなく進行させることができた。ただし、「(2)地域差の網羅的把握ー目的別言語行動の枠組みによる表現法の調査」の柱については、できれば東北地方以外の地域、具体的には近畿方言(大阪市)でも調査を行いたいと考えていたが、それは果たせず、次年度以降への課題の持ち越しとなった。一方、オノマトペの使用の地域差に関する具体的な分析を行い、この分野について表現法上の特徴やその背後にある言語的発想法を明らかにできたことは、当初の予定になかった成果として評価できる。(1)理論面での検討:「言語的発想法」のあり方を探り出すための現実の言語運用を把握する方法論について検討した。オノマトペ、感動詞、談話、言語行動という分野ごとに、これまでの研究成果を整理し、分析のための観点を洗い出すとともに、新たにどのような視点が必要かを考えた。また、それらの分野は、学界でも未開拓の分野であり、総合的に見て、それらの研究に共通する方法論上の問題についても考察した。(2)地域差の網羅的把握ー目的別言語行動の枠組みによる表現法の調査:本年度は昨年度に引き続き、宮城県の気仙沼市と名取市において会話の収録を行い、文字化・音声データを作成した。特に、言語的発想法の把握にとって有効と考えられる場面設定会話の収録に力を入れ、会話を通して浮かび上がる言語運用のあり方について考察した。これは、今後、他地域で行う比較調査や全国分布調査の基礎的な資料ともなるものである。

(3)個別的現象についての分析:オノマトペの使用については、これまで、概念的表現(一般的な副詞)の使用とも合わせて地域差について考えてきたが、本年度は、その背景としてオノマトペ自体の表現機能に東西差が存在することを明らかにした。また、アバ系感動詞の造語法を通して、感動詞の作り方についても発想法の違いが存在することを検討し、かつ、弔問の会話の全国データを通して、談話展開や表現法等についても発想法の地域差が認められることを考察した。当初予定していた研究項目はほぼまんべんなく進行させることができた。その点で、研究はおおむね順調に進展していると判断することができる。ただし、全国調査については、その基礎となる重点調査の段階にとどまっており、進行が遅れているが、全国調査のための項目作りは進めることができた。また、個別現象についての分析として、オノマトペ、感動詞、談話といったこのテーマに関連する複数の分野で成果を上げられたことは予想以上の成果であった。本研究の目的は、日本語方言における表現法とそれを生み出す言語的発想法の地域差を明らかにするとともに、その成立過程について、社会的・歴史的背景との関わりの中で考察することである。本年度はこの目的に従って、次の研究を行った。(1)理論・調査法の検討:「言語的発想法」のあり方を探り出すための現実の言語運用を把握する方法論について引き続き検討した。特に、談話展開の方法を明らかにするための調査法として「疑似会話型面接調査」という新しい方法論を開拓し、その方法でとらえられた談話展開と、従来の会話資料による談話展開とを比較することで、「疑似会話型面接調査」の有効性を検討した。(2)地域差の網羅的把握ー目的別言語行動の枠組みによる表現法の調査:昨年度までに収集した宮城県の気仙沼市と名取市における場面設定会話の文字化・音声データを分析した。特に、要求表明系の場面として「頼むー受け入れる/断る」を、恩恵表明系の場面として「申し出るー受け入れる/断る」を取り上げ、そこから浮かび上がる言語運用のあり方について考察した。これは、今後、他地域で行う比較調査や全国分布調査の基礎的な資料ともなるものである。(3)具体的現象についての分析:オノマトペと感動詞について、その表現機能に東西差が存在することを掘り下げて考察した。その結果、自己表現の一環としてオノマトペや感動詞が使用され、それらが当該方言にとって必須の要素である東北方言のような場合と、対他的な伝達性を強く担い、それらが当該方言にとって選択的要素である関西方言のような場合が存在することを明らかにした。また、挨拶表現としての「おはよう」という表現について全国的な談話資料を使って分析し、談話論的な立場から朝の挨拶の地域差を明らかにした。しかし、全国調査については本年度実施の予定であったが、それには至らなかった。ただ、検討ための基礎資料として、全国型の談話資料の場面設定一覧を作成したり、先行研究における調査項目の整理を行ったりしながら、全国調査のための項目作りを進めることができた。
精神病発症高リスク状態と初発統合失調症患者における中間表現系指標の体系的検討

北海道内の精神科医療機関初診患者において初診患者(16ー30歳)157名を対象に精神病発症高リスク状態(ARMS)患者の有病率を検討したところ、25名(15.9%)であった。統合失調症の病態に関係する生物学的マーカー(中間表現型)として、社会認知の基盤となるbiological motion(BM)知覚、自発的な意思に関わる遂行機能(スイッチング課題)、作業記憶過程(Sternberg課題)における事象関連同期が有用であることを見出した。北海道内の精神科医療機関初診患者におけるat riskmental state(ARMS)患者の有病率を把握することを目的に、精神科クリニック、大学病院、総合病院精神科を初診した患者のうち16ー30歳の患者を対象に、スクリーニングのための自記式質問紙PRIME screen日本語版(PRIME-J)、主観的抑うつに関する自記式質問紙PHQ-9を施行し、PRIME-Jがカットオフポイント以上の対象者に対しては、より詳細な症状と重症度把握のための構造化面接であるSIPS/SOPSを施行した。その結果、対象患者157名のうち、ARMS患者は25名(15.9%)で、平均年齢は22.5歳であった。遂行機能のうち自発的な意志に関わる処理過程を検討する目的で、ルール切り替えに特化したスイッチング課題を新規に作成した。内発課題と外発課題負荷時の行動成績と事象関連電位を計測し、健常者と統合失調症患者で比較検討した。健常群、統合失調症群両群とも、内発課題、外発課題において、ルールを切り替える時に切り替えない時に比べて反応時間が延長し、正答率が低下した。外発課題では、両群ともルール切り替えを要求する手がかり刺激時に事象関連電位の後期陽性成分が増大した。内発課題では、健常群で維持を要求する手がかり刺激時に後期陽性成分が増大したが、統合失調症群では認められなかった。今回新規に作成したスイッチング課題は統合失調症に特異度の高い、簡便な認知機能指標であることが確認されたとともに、統合失調症患者では、自発的な行動に必要な、行動を予期する内発的な構え、動機づけを生成する意志に関わる高次機能に困難があることが明らかとなった。これまで統合失調症における作業記憶障害は神経心理学的検査などを用いた行動指標による評価が行われて、記銘および保持の初期に障害があることが報告されているが、それぞれの作業記憶過程と神経活動との関連を調べた研究は少ない。本研究では、健常者16名と統合失調症患者11名を対象としてSternberg課題遂行時の脳波を計測し、事象関連電位・事象関連同期を検討して、両群の記銘処理過程を比較した。健常群では、選択的注意を反映するN1成分・ガンマ律動、符号化を反映する後期陽性成分が認められ、記憶負荷の可変性に対して複雑な処理が並行して行われており、限られた容量のもとで処理の効率性が維持されることが示唆された。統合失調症群との比較ではN1成分に有意差が認められ、統合失調症群では健常群に比べて記銘における知覚処理そのもの、および処理を深めるための過程が障害されていることが示唆された。また、この記銘の障害が保持・再認などのその後の処理に影響を与えた可能性もある。これらのことから、統合失調症の作業記憶障害の背景には複数の処理における効率性の低下が考えられた。作業記憶は情報を保持しながら処理を進める記憶システムであり、前頭前野を含む複数の領域との機能的結合が重要である。神経活動を含めた評価によって作業記憶障害の詳細な評価が可能になると考えられる。本検討から、神経活動を含めた治療・リハビリテーションの評価、より深い水準での知覚処理の促進または注意機能を向上させるような治療的介入が望まれることが示唆された。統合失調症の認知機能障害は、代表的な中間表現型指標の一つと考えられている。社会認知の基盤となる社会知覚にbiological motion(BM)知覚があり、われわれは既にfMRIを用いて、統合失調症患者においてBM知覚の際の上側頭溝の賦活が健常者に比べて低いことを見出している。BM刺激は、いわゆる大細胞系経路で処理される視覚刺激であるが、同じ経路で処理されるが社会知覚の意味付けの少ないcoherent motion(CM)知覚も障害されている可能性は否定できない。そこで、統合失調症患者20例と性別・年齢をマッチさせた健常者20例においてBM課題とCM課題を同時に測定し、その成績の相関を検討するとともに、臨床背景や症状との相関についても併せて検討した。その結果、統合失調症群では健常群と比較して、BM課題成績は有意に低かったが、CM課題成績には有意差は認められなかった。また、両課題成績の相関は見られず、BM課題が統合失調症の中間表現型指標として有用である可能性が裏付けられた。At riskmental state(ARMS)

患者における検討を開始するにあたり、北海道内の精神科医療機関初診患者においてARMS患者の有病率を把握することを目的に、精神科クリニック、大学病院、総合病院精神科、精神科単科病院を初診した患者のうち16ー30歳の患者を対象に、スクリーニングのための自記式質問紙PRIME screen日本語版(PRIME-J)、主観的抑うつに関する自記式質問紙PHQ-9を施行し、PRIME-Jがカットオフポイント以上の対象者に対しては、より詳細な症状と重症度把握のための構造化面接であるSIPS/SOPSを施行した。その結果、対象患者45名のうち、ARMS患者は7名(16%)であった。現在、対象者を増やして、さらに検討を続けている。ARMS患者のリクルートは完了したが、それらの患者を対象とした中間表現型指標の測定が進んでいない。慢性期統合失調症患者を用いた中間表現型指標測定法の確立はおおむね終了したが、ARMS患者や初発統合失調症患者のリクルートが遅れており、それらの患者を対象とした中間表現型指標の測定が進んでいない。今後はARMS患者や初発統合失調症患者を対象とした中間表現型指標の測定が進むことが期待される。北海道内の医療機関におけるARMS患者のスクリーニングが開始されて軌道に乗ってきているので、さらに症例数を増やすことで今後はARMS患者や初発統合失調症患者を対象とした測定が進むことが期待される。平成24年度の研究費は経費の節減により少額次年度に持ち越すことになったが、この研究費は平成25年度の研究費と合わせて予定された研究計画に沿って、ARMS患者や初発統合失調症患者の中間表現型指標測定にかかる経費として使用する予定である。3月度の物品購入及び謝金を4月に支払う為に未使用残としている。
発達期小脳における、神経活動に依存した過剰な興奮性シナプス除去の分子機構の解明

平成10年度の研究により、発達期小脳における過剰な登上線維シナプス除去には小脳内のNMDA受容体を介する神経活動が必要であることを明らかにした。本年度はどの時期にどのシナプスでNMDA受容体が働くことが必要であるかを検討した。NMDA受容体の拮抗剤のMK-801を発達期マウスに1日1回(0.25μg/g)腹腔に投与してNMDA受容体をブロックした。MK-801の投与時期と投与期間をいろいろに変えてマウスを成長させ、生後24日から36日の間に、登上線維の支配様式を電気生理学的に解析した。小脳スライスを作製し、プルキンエ細胞からwhole-cell patch-clamp記録を行い、登上線維を電気刺激して興奮性シナプス後電流(EPSC)を誘発した。EPSCのステップの数から、プルキンエ細胞を支配する登上線維の本数を推定した。その結果、生後15日と16日の2日間、MK-801を投与するだけで登上線維多重支配の残存が起こることが明らかになった。また、この時期にはプルキンエ細胞のEPSCにはNMDA受容体成分は存在せず、苔状線維と顆粒細胞の間のEPSCには大きなNMDA受容体成分が認められた。これらの結果から、生後15日と16日の2日間に苔状線維ー顆粒細胞間シナプスのNMDA受容体を介する神経活動が顆粒細胞の軸索である平衡線維を通じてプルキンエ細胞に伝えられ、平行線維とプルキンエ細胞間のシナプスにおいて代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)からγ型プロテインキナーゼC(PKCγ)にいたるカスケードを活性化することが登上線維シナプス除去に必要であることが示唆された。また、上記のカスケードのほかに、hterleukin-6やInsulin-like growthfactorなどが関与するという予備的な結果を得たが、これらはmGluR1カスケードとは別の機構を介するものと考えられた。神経系において、発達初期に過剰なシナプス結合が形成され、不用なものの除去と、有用なものの強化を経て、機能的神経回路網が形成される。成熟動物では小脳プルキンエ細胞は1本の登上線維により支配されるが、発達初期には35本の登上線維の支配を受ける。発達につれて過剰な登上線維が除去され、生後約20日で成熟型の1対1の結合が完成する。申請者らは、ノックアウトマウスの解析から、代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)-3量体GタンパクGqのαサブユニット(Gαq)-フォスフォリパーゼCβ4(PLCβ4)-γ型プロテインキナーゼC(PKCγ)のカスケードがこのプロセスに必須であることを明らかにした。平成10年度の本研究において、このカスケードが発達期小脳においてどのようにして活性化されるかを、神経活動依存性およびNMDA受容体依存性に注目して検討した。テトロドトキシン(TTX)、またはNMDA受容体の拮抗剤であるMK-801をethylene-vinylacetate copolymer(ELVAX)に溶媒によって混合し、その微小ブロックを生後10日の発達期マウス小脳の表面に移植して、これからTTXを持続的に小脳に与えた。マウスを成長させ、生後24日から36日の間に、登上線維の支配様式を電気生理学的に解析した。ELVAX

近傍の小脳6-8葉で記録すると、vehicle投与群に対してTTX投与群およびMK-801投与群では、登上線維による多重支配を受けるプルキンエ細胞の割合が有意に高かった。これに対し、ELVAXから離れた小脳1/2および10葉では有意差はなかった。したがって、TTXおよびMK-801の効果は小脳内に限局しており、小脳内のNMDA受容体を介する神経活動が、mGluR1-Gαq-PLCβ4-PKCγのカスケードを活性化することが登上線維シナプス除去に必要であると考えられた。平成10年度の研究により、発達期小脳における過剰な登上線維シナプス除去には小脳内のNMDA受容体を介する神経活動が必要であることを明らかにした。本年度はどの時期にどのシナプスでNMDA受容体が働くことが必要であるかを検討した。NMDA受容体の拮抗剤のMK-801を発達期マウスに1日1回(0.25μg/g)腹腔に投与してNMDA受容体をブロックした。MK-801の投与時期と投与期間をいろいろに変えてマウスを成長させ、生後24日から36日の間に、登上線維の支配様式を電気生理学的に解析した。小脳スライスを作製し、プルキンエ細胞からwhole-cell patch-clamp記録を行い、登上線維を電気刺激して興奮性シナプス後電流(EPSC)を誘発した。EPSCのステップの数から、プルキンエ細胞を支配する登上線維の本数を推定した。その結果、生後15日と16日の2日間、MK-801を投与するだけで登上線維多重支配の残存が起こることが明らかになった。また、この時期にはプルキンエ細胞のEPSCにはNMDA受容体成分は存在せず、苔状線維と顆粒細胞の間のEPSCには大きなNMDA受容体成分が認められた。これらの結果から、生後15日と16日の2日間に苔状線維一顆粒細胞間シナプスのNMDA受容体を介する神経活動が顆粒細胞の軸策である平行線維を通じてプルキンエ細胞に伝えられ、平行線維とプルキンエ細胞間のシナプスにおいて代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)からγ型プロテインキナーゼC(PKCγ)にいたるカスケードを活性化することが登上線維シナプス除去に必要であることが示唆された。また、上記のカスケードのほかに、Interleukin-6やInsulin-like growthfactorなどが関与するという予備的な結果を得たが、これらはmGluR1カスケードとは別の機構を介するものと考えられた。
精子の受精能力を反映する、定量的な形の指標を探索する

本研究ではよい精子の形を知るため、対象としてマウスを用いて、採択以前より、(A)受精率の高いBDF1系統と低いB6N系統の射出精子を分けることのできる指標の探索のための比較、(B)射出精子と透明帯を通過した受精直前の精子の比較を行った。その結果、(A)受精率の高い精子と低い精子の比較と(B)射出精子と透明帯を通過した受精直前の精子の比較において、受精能力の高い集団は精子頭部のアスペクト比(短軸/長軸)が低い(細い)ことを発見した。さらに、どこでアスペクト比が変化するのかを調べるために受精の各ステージの精子を回収し、アスペクト比の比較を行うと、B6N雄マウスの精巣で精子が作られたのちに移動する器官である精巣上体頭部から精子が貯蔵される尾部へ移行するにしたがって、精子のアスペクト比が小さくなる(細くなる)ことを見出した。また、交尾後のB6N雌マウス体内の精子を観察したところ、子宮内と卵管内での形状に有意差はなかった。一方で、透明帯を通過した精子を回収し、アスペクト比を測定すると射出精子の集団よりも透明帯を通過した精子のアスペクト比が有意に小さいことを見出した。また、主成分分析のファクターローディングを調べると、アスペクト比以外の他の形状は受精能力と相関せず、加えて、現在までに輪郭に加えて、鞭毛の長さ、面積の測定も行っているが、それらに有意差は認められなかった。ここからアスペクト比が受精能力を測定する唯一の輪郭形状指標であることが分かった。輪郭形状測定系を採択前より作成できていたことから、共同研究の開始からデータ解析をスムーズに行うことができ、本年度はヒト精子解析を多数実行することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。不妊のカップルは年々増大する傾向にあり(出生動向基本調査)、現在では6組に1組のカップルが不妊症の検査、もしくは治療を受けている。不妊の原因の約半数は男性側の原因、つまり精子に問題を抱えている。精子の良し悪しは数、形、運動で観察されてきた。精子形状は目によって判断され、正常、異常に大別されてきた。しかしながら、近年、正常な精子であっても頭部形状にばらつきがあることが示されている。正常な精子の中の良好な精子形態についての適切な定量的指標は未だ明らかではない。そこで本研究では、正常マウス精子の中からより良い精子を選ぶ指標を同定するために、楕円フーリエ記述子を用いた定量的多変量解析と主成分分析とを組み合わせて、正常なマウス精子の核の輪郭を比較した。精子は受精能力が異なることが示されている異なる系統(BDF1,B6N)および採取部位(射出,透明帯通過)から得た。その結果、受精率の低いB6N系統よりも受精率が高いことが知られているBDF1の縦横(短軸/長軸)比がが5.7%減少していた(細かった)こと、さらに透明帯通過精子の縦横比は、射精前に精巣上体から単離された精子より一貫して5.4%小さい(細い)頭部を有していた。縦横比のみに差がみられたことから、単一の形態学的指標であることが示唆される。縦横比は人間の精子の形も特徴付けるため、この指標は男性の中から正常な精子を比較するのに適用できる可能性がある。精子形状の定量システムを作成し、マウス精子の比較を行い、良い精子の形の指標を得ることができたため、現在までの計画はすでに達成できた。[精子のばらつきが生まれる場所を調べる]精巣上体頭部、体部、尾部の精子の回収を行い、精子成熟過程の形の変化は問題なく測定できることは確認済みである。

精子形成過程においても同様に測定を行い、どの時点で受精に適した精子を判別できるか明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
短パルス炭酸ガスレーザを応用した超多層プリント基板の微細穴あけ技術の開発

携帯情報端末機器の小型化に伴い,当該機器の中のプリント基板も小型化が求められている.そのためプリント基板において,回路接続用穴の小径化および基板内回路の超多層化などの実装密度向上が望まれている.そこで短パルス化が具現化されてきた炭酸ガスレーザを用いたプリント基板の回路接続用穴あけに取り組んだ.また超多層回路化することによるプリント基板の剛性低下も懸念されるため,剛性確保のためにアラミド繊維を強化材としたAFRPをプリント基板用材料として使用することも提案した.本技術を実用化するためには,レーザ加工された穴で回路接続用としての十分な品質確保が可能であるかがカギとなる.そこで本年度は,レーザ加工時の穴底銅箔から入熱量を予想する手法に取り組んだ.銅箔は電気の良導体であるのでプリント基板上で回路として使用されている.しかしながら熱の良導体でもあることから,レーザ加工時に回路銅箔から伝わった熱が加工穴の品質を低下させる可能性が懸念される.そこでレーザ加工時に穴底となる銅箔周辺の温度を微細な熱電対で測定した.その測定結果より,加工時の回路銅箔表面のレーザ吸収率は照射時間の関数で表されることが判明した.そこで照射中のレーザ吸収率の変化を考慮した有限要素法モデルを作成し,加工中の温度分布を推定した.本モデルによる推定結果と,実際の加工穴の損傷状態を比較すると良好な一致がみられた.したがって,本モデルを用いることで,回路接続用の穴としての加工穴品質の予想できることがわかった.携帯情報端末機器の小型化に伴い,当該機器の中のプリント基板も小型化が求められている.そのためプリント基板において,回路接続用穴の小径化および基板内回路の超多層化などの実装密度向上が望まれている.そこで短パルス化が具現化されてきた炭酸ガスレーザを用いたプリント基板の回路接続用穴あけに取り組んだ.また超多層回路化することによるプリント基板の剛性低下も懸念されるため,剛性確保のためにアラミド繊維を強化材としたAFRPをプリント基板用材料として使用することも提案した.本技術を実用化するためには,レーザ加工された穴で回路接続用としての十分な品質確保が可能であるかがカギとなる.そこで加工された穴形状,壁面品質を有限要素法モデルで評価する手法を提案した.提案した手法は,レーザ加工条件の違いによる加工穴形状の差を,後工程で形成された回路銅メッキ内に発生する熱応力で評価するものである.提案した手法を用いて評価した結果と,実際の信頼性試験の結果が良く一致することを確認した.またアラミド繊維を強化材とし追加しても,十分なレーザ加工穴品質が確保できることも実験的に確認した.アラミド繊維としてはケブラーおよびテクノーラ繊維の二種類を用いてプリント基板を試作した.その結果,特にテクノーラ繊維がレーザ加工性に優れていることがわかった.しかしながら,コンベンショナルなドリル工具を用いて加工する場合は,ケブラー繊維を強化材に用いたプリント基板の方が優れた品質となることもわかった.携帯情報端末機器の小型化に伴い,当該機器の中のプリント基板も小型化が求められている.そのためプリント基板において,回路接続用穴の小径化および基板内回路の超多層化などの実装密度向上が望まれている.そこで短パルス化が具現化されてきた炭酸ガスレーザを用いたプリント基板の回路接続用穴あけに取り組んだ.また超多層回路化することによるプリント基板の剛性低下も懸念されるため,剛性確保のためにアラミド繊維を強化材としたAFRPをプリント基板用材料として使用することも提案した.本技術を実用化するためには,レーザ加工された穴で回路接続用としての十分な品質確保が可能であるかがカギとなる.そこで本年度は,レーザ加工時の穴底銅箔から入熱量を予想する手法に取り組んだ.銅箔は電気の良導体であるのでプリント基板上で回路として使用されている.しかしながら熱の良導体でもあることから,レーザ加工時に回路銅箔から伝わった熱が加工穴の品質を低下させる可能性が懸念される.そこでレーザ加工時に穴底となる銅箔周辺の温度を微細な熱電対で測定した.その測定結果より,加工時の回路銅箔表面のレーザ吸収率は照射時間の関数で表されることが判明した.そこで照射中のレーザ吸収率の変化を考慮した有限要素法モデルを作成し,加工中の温度分布を推定した.本モデルによる推定結果と,実際の加工穴の損傷状態を比較すると良好な一致がみられた.したがって,本モデルを用いることで,回路接続用の穴としての加工穴品質の予想できることがわかった.