リコーは、他社に先駆け環境問題に取り組んできました。1990年代には循環型社会実現に向けたリコー独自のコンセプトを「コメットサークル」としてまとめ、「環境保全と利益創出の同時実現」を目指す「環境経営」を大きな経営方針として打ち出し、現在では、ESG（環境・社会・ガバナンス）を「非財務」ではなく3～5年後の財務につながる「将来財務」と位置づけ、「ESGと事業成長の同軸化」を進めています。RTR47では「環境経営 ～環境保全と利益創出の同時実現～」をテーマとし、その活動を体現し支える具体的な商品・技術を特集論文としてご紹介いたします。
近年，サーキュラーエコノミーへの移行は，地球規模の課題であることが共通認識である．将来にわたり限りある資源を利用していくためには，天然資源の効率的・持続的な利用が不可欠であり，所有から利用，廃棄から循環への流れが加速している．製品開発では，製品のライフサイクルにおける環境負荷度合いを示すCFPの開示や，化石由来のバージンプラスチックの使用削減，再生材使用の要求が増えている．リコーグループは，脱炭素社会の実現，循環型社会の実現のため，高い中長期目標を掲げ，製品のライフサイクルにおける環境負荷削減を進めている．本稿では，A3フルカラー複合機のCFPを大幅に削減した要因のうち，消費電力の低減，トナー容器のプラスチック包装の削減を紹介し，更にはCFP算定に不可欠であった再生プラスチックの原単位算定を紹介する．そして本製品の高い環境配慮性能を追求したチャレンジが，中長期的に事業成長する活動の強化につながることに触れる．
The transition to a circular economy has become widely recognized as a global issue. To continue to limit resource use in the future, it is essential to use natural resources efficiently and sustainably, and the shift from ownership to utilization, and from disposal to circulation, has been accelerating. In product development, there is an increasing demand for the disclosure of Carbon Footprint of Products (CFP), the reduction of the use of fossil-derived virgin plastics, and the use of recycled materials. In order to realize a decarbonized society and circular economy, the Ricoh Group has set ambitious mid- to long-term goals and is working to reduce the environmental impact of its products throughout their life cycles. This paper describes the environmentally conscious design of the A3 full-color multifunction printers and introduces the factors that have significantly reduced CFP, such as the reduction in power consumption and plastic packaging for toner containers. In addition, we introduce the intensity calculation of post-consumer recycled plastics, which is indispensable for CFP calculations, and touch on how the challenge of pursuing the high environmental conscious design of this product will lead to its business growth in the medium to long term.
2015年国連サミットのSDGs発表から，持続可能な社会への世界的な意識が高まっている． ゴール12の「つくる責任．つかう責任」では，資源の使用量削減やリユース・リサイクルが目標に挙げられた．製品に用いる包装材についても同様に環境意識と規制が強まってきている．
リコーグループは「循環型社会の実現」，「脱炭素社会の実現」に向け，製品包装の化石資源由来バージンプラスチック使用量の50%削減目標を定め，主力MFP機向けの包装仕様を従来のプラスチック主体から，環境性能の高い紙主体へと変更するべく開発を実施した．紙製包装で従来なかった理論設計技法の確立とロバスト性評価により，包装機能の品質を高め，一方で紙製包装に適合する製品の耐衝撃強度も確保し，包装と製品の両輪で課題を達成した．
紙主体の包装への変更による成果として，プラスチック包装材の使用量及び廃棄量の削減と，包装材のライフサイクル全体での温室効果ガスの削減により，低環境負荷を実現している．
Since the announcement of the SDGs in 2015, environmental awareness and regulations have strengthened not only for products but also for packaging materials worldwide, and recyclability and reduced usage are especially desired. In order to realize a circular economy and decarbonized society, the Ricoh Group has set a goal of reducing the use of fossil resource-derived virgin plastics in product packaging by 50% and has begun developing environmentally friendly paper-based packaging to replace the conventional plastic-based packaging for its main MFP machines.
By establishing theoretical design techniques that were not previously available for paper packaging and evaluating robustness, the quality of the packaging function has been improved, while ensuring the impact strength of products compatible with paper packaging, achieving the goals of both packaging and products.
The change to paper-based packaging has led to a lower environmental impact due to the reduced usage and waste of plastic packaging, as well as reduced greenhouse gas emissions over the entire life cycle of the packaging materials.
世界的な気候変動，環境問題を背景として，近年サーキュラ―エコノミー（循環型経済）の重要性が認知されている．リコーグループは1994年には循環型社会実現のためのコンセプトとして「コメットサークル」を制定し，製品ライフサイクル全体での資源の有効活用に向けて取り組んできた．また近年では2030年に製品の新規資源使用率60%以下にするという高い環境目標を設定している．デジタル複合機用トナーカートリッジに使用するプラスチックは再生材への置き換えを進めておりPET材においては100%再生材に置き換えを完了している．これに加え，従来はサーマルリサイクルしていた使用済みのトナーカートリッジをリユースすることにより，更に環境負荷が少ない資源循環の実現を目指して活動している．本報告では，一般的にはリユース時には分解するが，分解できない溶着構造のトナーカートリッジを対象として，カートリッジ内部部品の寿命診断および残留トナー清掃法を実用化して，分解レスでリユースを実現した事例について紹介する．
In recent years, the importance of a circular economy has been recognized within the context of global climate change and environmental issues. In 1994, the Ricoh Group established the "Comet Circle" as a concept for realizing a recycling-oriented society and has been working toward the effective use of resources throughout the entire product life cycle. Subsequently, the group has also set an ambitious environmental goal of reducing the new resource use rate of its products to 60% or less by 2030. The plastics used in toner cartridges for digital multifunction printers, as well as 100% of PET materials, are being replaced with recycled materials. In addition, the group is working towards resource circulation with an even smaller environmental impact by reusing used toner cartridges, which were previously thermally recycled, as products. This report introduces a case study focusing on a toner cartridge with a fused structure that cannot be disassembled non-destructively, and a method for diagnosing the lifespan of the internal cartridge parts and cleaning residual toner was put into practical use, enabling the cartridges to be reused without disassembly.
感熱ラベルは熱により黒色発色する材料機能を有する感熱記録媒体として，従来，様々な分野で活用されてきた．近年の新たな市場要求に応えるため，本技術開発では，透明性に優れる感熱記録材の印刷方式であるグラビア印刷にて，部分的にフィルム上に印刷加工できる新規の技術を確立した．その技術により，感熱発色機能を有するデザイン性に優れた包材の開発に成功した．
この包材により，包装工程の生産性の向上，統一包材化によるストック・キーピング・ユニット（SKU）低減，ラベルレス化によるCO2排出量削減等の効果が期待でき，今後の包装材料市場からも大きな注目が寄せられている．
Thermal labels, which employ heat-induced black coloration technology, have traditionally been utilized across various industries as thermal recording media. In order to meet the new market demands for more efficiet and enviromentally friendly packaging, this paper introduces a novel gravure printing technology that enables the partial printing of thermal recording liquid directly onto film with high transparency.
The packaging materials with highly visible design and thermo-sensitive coloration has been successfully developed by leveraging this technology. This packaging material has been used to improve productivity in the packaging process, reduce stock keeping unit (SKU) through the use of unified packaging materials, and reduce CO2 emissions through label-less packaging. These attributes demonstrate this material’s potential for future packaging.
エトリア株式会社を含むリコーグループでは「環境保全」と「利益創出」の同時実現を目指す「環境経営」を1998年に提唱しており，「脱炭素社会の実現」「循環型社会の実現」を目指す環境目標を設定し環境経営を進めている．エトリアのPxPトナープラントにおいても，エネルギーの3Rという独自の視点に基づき，環境目標達成のために様々な施策を展開してきた．その中でも，工場内の廃熱の可視化や理想的な熱バランスを取るために，データ解析，シミュレーションなどのDX技術を活用して水熱源および空気熱源廃熱回収ヒートポンプシステムを構築した．水熱源廃熱回収ヒートポンプシステムではGHG排出量を年間363t削減し，その投資回収期間は3.8年，空気熱源廃熱回収ヒートポンプシステムではGHG排出量を年間406t削減し，その投資回収期間は4.9年となり環境効果と経済性の両立を実現した．
The Ricoh Group, including ETRIA CO., LTD., proposed an environmental management strategy in 1998, aiming to simultaneously conserve the environment while generating profit. The group has set environmental goals aiming for achieving a decarbonized and circular society and is advancing its environmental management efforts accordingly. At Etoria's PxP toner plant, various initiatives have been implemented based on the 3Rs of energy, i.e., reduce, reuse, recycle, to achieve the environmental goals. Among these efforts, the plant has utilized digital transformation (DX) technologies, such as data analysis and simulation, to visualize waste heat within the factory and attain an ideal heat balance. This led to the development of a water-source and air-source waste heat recovery heat pump system. The water-source waste heat recovery heat pump system has reduced GHG emissions by 363 tons annually, with a payback period of 3.8 years. The air-source waste heat recovery heat pump system has reduced GHG emissions by 406 tons annually, with a payback period of 4.9 years, thus providing both environmental benefits and economic viability.
廃棄物が年々増加しリサイクルの機運が高まる一方で，廃棄物処理業は多くの作業が人の手作業に委ねられており，多くの施設が人手不足に悩まされている．我々は選別工程の中でも未だに自動化されていないガラスびん色選別の自動化により，本業界のDX化に貢献しようと考えた．ガラスびんを人と同等の高い精度で画像認識するためには，ラベルや形状の多様さによる認識の難しさに加え，テカリや透過といった光学的課題をクリアする必要があった．そこで，複数の光源と照射方法を組み合わせた複合照明技術と，複数の画像から認識に有利な特徴を抽出して融合する特徴融合認識技術を開発し，認識精度99.95%（2024年フィールド稼働実績値）を達成した．このびん色別AIエンジンを搭載した「Raptor VISION BOTTLE」を製品化し，パートナー企業と共創してAI自動選別機をローンチした．
Many tasks in the waste disposal industry are left to manual labor, and facilities are suffering from labor shortages while waste is increasing year by year and recycling momentum is growing. Thus, we aimed to contribute to the digital transformation of this industry by automating the color sorting of glass bottles, which has not yet been automated. In order to recognize glass bottles with the same high accuracy as humans, it was necessary to overcome optical challenges such as the diversity of labels and shapes, as well as shine and transparency. We developed a composite lighting technology that combines multiple light sources and irradiation methods, along with a feature fusion recognition technology that extracts and fuses features that are advantageous for recognition from multiple images, achieving a recognition accuracy of 99.95% (results as of April 2024). We commercialized the AI vision system for the glass bottle sorter "Raptor VISION BOTTLE" equipped with this recognition engine and launched an AI automatic sorting machine in collaboration with a partner company.
現在，自動車製造工程における車体塗装の多くはスプレー塗装方式で実施されている．しかし，スプレー塗装方式では噴霧された塗料が車体へ付着する割合（以下：塗着効率）が100%ではないうえ，車体に付着しないいわゆるオーバースプレーされた塗料の回収などに多くのエネルギーを利用している．そのため，より塗着効率を高めた塗装方法が必要とされている．
リコーではオーバースプレーが削減可能なインクジェット方式での自動車塗装システム（以下：JETTING塗装システム）の開発を行っている．自動車塗装分野でも利用可能なリコー独自のインクジェットヘッドであるGELART JETヘッド（バルブジェット方式）を開発し，自社のインクジェットプリンター開発で培ってきたインクジェット技術を活用したJETTING塗装システムを開発することで，社会課題の解決に取り組んでいる． 本論文では，自動車塗装において，塗着効率向上を目指した塗装システム「GELART JETヘッドによるJETTING塗装システム」開発へのリコーの取り組みをご紹介する．
また，GELART JETヘッドによるJETTING塗装の品質課題とその対策について説明する．
In the automotive manufacturing process, most car bodies are painted by spray painting. However, the ratio of paint used to the amount of paint that adheres to the car body (i.e., paint application efficiency) is not 100%, and a large amount of energy is used to collect the oversprayed paint that does not adhere. Therefore, there is a need for a painting method with higher paint application efficiency.
Ricoh is developing an inkjet automotive painting system (i.e., JETTING Painting System) that reduce overspray. In addition, Ricoh has developed the GELART JET head (a valve jet method), a unique inkjet head that can be used in the automotive painting field, and is working to solve social issues such as global warming by developing a JETTING Painting System that utilizes the inkjet technology cultivated in the development of Ricoh’s inkjet printers.
This paper introduces the JETTING Painting System with the GELART JET head, Ricoh’s approach to a painting system aimed at improving paint application efficiency in automotive painting. The painting quality issues of this painting system and their countermeasures are also described.
製造業はサプライチェーンのグローバル化や適地生産への対応を行ってきたが，脱炭素社会の実現や不安定化するサプライチェーンなどの社会的な課題へ対応することがこれまで以上に求められている．そのためには企業間の連携が必要である．本稿では製造業を取り巻く社会的な課題を分析したうえで，アディティブ・マニュファクチャリング（AM）を援用した製造システムがデータ連携するシステムの構成を定義し，その妥当性確認を行う．社会課題への適切な対処を図るためにエンタープライズ・アーキテクチャフレームワークを用いてモデル記述する．そして製造システムの振る舞いを定義し，モデルベースシステムズエンジニアリング（MBSE）の手法を用いることで，データ共有基盤とAMを援用する製造システムのアーキテクチャを定義し，社会的な課題へ対処する製造システムが示すべき振る舞いと構成を明らかにする．製造業を取り巻く社会課題を起点として構築すべきシステムを定義することで，社会の本質課題を的確に捉えて解決に組むことができ，長期的価値提供へつながる技術開発を行うことが期待される．
The manufacturing industry has adapted to the globalization of supply chains and addressed the need for optimal localized production. However, it is now more crucial than ever to respond to social challenges such as realizing a carbon-neutral society and resilient supply chains. To cope with this situation, enterprises are required to collaborate with others. This paper analyses the social issues surrounding the manufacturing industry and defines and validates the structure of a system in which manufacturing systems are aided by data space and additive manufacturing (AM) to address these issues. The model is devised using an enterprise architecture framework to appropriately address social issues. The behavior of the manufacturing system is defined by using the model-based systems engineering (MBSE) method, the architecture of a manufacturing system that supports the data sharing infrastructure and AM is also defined. Lastly, we clarified the manufacturing system's ideal behavior and configuration for dealing with social issues.
PLAiRと命名した発泡ポリ乳酸シートは，超臨界二酸化炭素を用いた樹脂成形技術を用いているという特徴がある．
今回，コストダウンを目的とした高発泡倍率化と成型加工性の両立のため，ポリ乳酸の発泡メカニズムの検証を行った．一軸伸長粘度に着目し，ひずみの大小に応じた伸長粘度の大きさを調整することにより，装置負荷を抑えつつ，製造を可能にした．
さらにポリ乳酸構造解析結果から各メーカーの反応性にかかわる特徴を明らかにした．これによりPLAiR製品化に向けたパイロット設備でのテスト販売に貢献した．
さらに，自社の有する「超臨界二酸化炭素による可塑化技術」と電子線照射を組み合わせることによって，バイオマス度100%かつ生分解性を保持したまま発泡させたPLAiRが可能となることを明らかにした．
The foamed polylactic acid sheet PLAiR is characterized by the use of resin molding technology employing supercritical carbon dioxide. In this study, we focused on uniaxial extensional viscosity to understand the foaming mechanism of polylactic acid, and by adjusting the extensional viscosity according to the level of strain, we were able to reduce the equipment load while enabling production. Furthermore, structural analysis of polylactic acid revealed the characteristics related to the reactivity of different manufacturers' materials. This contributed to the test marketing of PLAiR using pilot equipment in preparation for commercialization.
Additionally, by combining our proprietary supercritical carbon dioxide plasticization technology with electron beam irradiation, we discovered the potential of the PLAiR foaming technology to maintain 100% biomass content and biodegradability.
政府が掲げる2030年度の温室効果ガス46%削減や2050年カーボンニュートラル・ネットゼロ達成に向け，低炭素・ゼロ炭素社会への迅速な移行が求められている．太陽光発電は天候に発電量が左右されるものの発電量が高く，大規模設備が不要であり，小規模自律電源からメガソーラーまで幅広い用途展開に利用できることから，カーボンニュートラルに対する有効な一手として期待が高い．
現在の太陽光発電の主流はシリコン系太陽電池であるが，変換効率の照度依存性が高いこと，比較的重量があるため設置制限があることなど，社会実装上の汎用性が低いことが課題の1つである．有機太陽電池は薄膜・軽量・変換効率の低照度依存性など，シリコン系太陽電池とは一線を画す特徴を有し，社会実装課題が少ないと見られており，有望な次世代太陽電池として注目されている．
本報ではリコーが電子写真事業で培った有機半導体技術を利用し，世界トップレベルの発電特性と耐久性を有する有機太陽電池技術の開発成果の報告と，リコーの核技術の1つであるインクジェット印刷技術の展開状況，および有機太陽電池に期待される展開用途での実証実験についても紹介する．
A swift transition to a zero-carbon society is essential for achieving carbon neutrality. Although solar power generation can be impacted by weather conditions, it boasts high power output, does not require large-scale facilities, and can be utilized in a wide range of applications from small autonomous power sources to mega solar installations. Consequently, it is highly anticipated as an effective measure towards achieving carbon neutrality.
Currently, silicon-based solar cells dominate solar power generation, but one of the challenges is their low versatility for widespread social implementation. Meanwhile, organic solar cells are characterized by their thin films, lightweight construction, and low dependency of conversion efficiency on low light intensity. These attributes present fewer challenges for widespread implementation, making them highly promising as next-generation solar cells.
This report covers the development of three types of organic solar cell technologies utilizing Ricoh's advanced organic semiconductor technology and the application of inkjet printing technology. Additionally, it introduces demonstration experiments in the expected deployment applications of organic solar cells.
IoT社会の構築における最重要課題は電源の安定供給であり，配線やメンテナンスが不要で小型軽量な分散自立電源のニーズが高まっている．有機薄膜太陽電池（OPV）は，微弱光での高効率発電，薄く，軽く，フレキシブルであることから，IoTセンサーの分散自立電源としての実用化が期待されている．そこで社会実装に求められる技術課題の解決を検討した．その成果として，低照度環境に適した有機半導体材料の設計指針を獲得し，低照度環境にて変換効率16%を達成した．さらに，フレキシブルOPV作製プロセス技術を獲得し，フレキシブルOPVを自立電源としたIoTセンサーが成立することを実証した．また将来的な創エネルギー（創エネ）用途を見据えて，協業企業と1 m2サイズのOPVパネルの実証実験を行った．
A stable power supply is crucial for constructing an IoT society, necessitating compact, lightweight, and distributed power sources that require no wiring or maintenance. Organic photovoltaics (OPV) are expected to be put to practical use as a stand-alone power source for IoT sensors because of their highly efficient power generation at low light intensity, thinness, lightness, and flexibility. Therefore, we investigated solutions to technical issues required for the social implementation of OPV. We clarified the design guidelines for organic semiconductor materials suitable for low-illumination environments and achieved a conversion efficiency of 16% in low-illumination environments. In addition, we developed flexible OPV fabrication process technologies and demonstrated the feasibility of IoT sensors using flexible OPV as stand-alone power sources. With future energy generation applications in mind, we conducted a demonstration of a 1-m² OPV panel in collaboration with partner companies.
3Dプリンターに代表されるAdditive manufacturing (AM) 技術において，機械特性（特に強度）はその用途を決定するほどに重要である．Material jetting (MJ) 方式は，その機械特性が低いことが原因で，これまでは型作成や試作用途に限定されてきた．MJインクは，低粘度で速く硬化することが求められるが，その制約により造形物が低強度になってしまっていた．本研究では，インクへフィラーを添加することにより，MJ造形物の強度を向上することを目的とした．我々はフィラーのサイズ，形状，表面修飾特性，モノマーの配合を最適化した．カラー化プロセスについても，小滴のカラーインクの上にクリアインクを重ねて印字することにより，フィラーが添加されたインクの強度を損なわずに着色する手法を開発した．曲げ強度としては無色造形物で180 MPa，カラー造形物では177 MPaを達成した．これは典型的なMJやVP造形物の強度である80 MPaと比べて大幅に高強度であると言える．以上の成果により，高強度フルカラー造形物を造形する手法が確立された．本技術を応用することにより，人工歯，義歯，眼鏡フレームなどの審美性と強度の両方を要求する部品を，3Dプリンターで直接製造することができる．
The mechanical properties of models are crucial in determining the industrial applications of additive manufacturing techniques. Material jetting (MJ) has been primarily limited to processes such as moldmaking and prototyping due to its low strength. Low viscosity and rapid curing, which are essential ink characteristics of MJ, lead to the low strength of MJ models. This study aimed to develop methods that increase the strength of MJ models by adding fillers to the ink. We optimized the shape and size of the filler, modified the surface properties, and optimized the methacrylate monomer formulation of the ink. To develop a colorization process suitable for filler-added inks, we investigated a method of applying transparent ink over small-colored ink droplets. We achieved a bending strength of 180 MPa for colorless models and 177 MPa for colored models, which is a considerable improvement compared to the typical MJ and VP product strength of 80 MPa or less. These findings clarify the design guidelines for high-strength MJ or VP ink, making the direct manufacturing of production parts requiring both esthetic beauty and high strength in colors, such as artificial teeth, dentures, and eyeglass frames, more realistic.
従来の染色加工は，水に化学薬品・染料を溶解・分散させ，布を濡らす・乾かす工程を繰り返すものであり，大量の廃液を排出し，水の加熱・布の乾燥に多大なエネルギーを消費するなど課題が多かった．そこでスプレー染色や超臨界CO2バッチ染色といった環境負荷低減技術が着目されている．しかし，スプレー染色では水の使用量は減るものの，薬剤を減らすことが難しく，超臨界CO2バッチ染色では高圧容器に布を閉じ込める必要があり，不純物（繊維中に残存するオリゴマー）が高圧容器に堆積することが課題となる．そのため，薬剤と後工程洗いが不要で，不純物抽出が起きない連続プロセスでの無水染色方法が必要である．我々は温度圧力制御下で超臨界流体を吐出可能な装置を用いて，超臨界CO2に溶解させた染料を大気圧下へ吐出し，ポリエステル繊維表面に付着，加熱含浸することで無水染色を実現した．本論文では，その技術内容と，結果として従来染色相当の濃色染めを薬品レスで堅牢性を担保しながら達成した成果を報告する．撥水剤や導電物質などの機能材料含侵にも応用できる可能性がある．
Traditional dyeing processes, which involve cycles of wetting and drying fabrics with water, release significant quantities of wastewater containing chemicals and dyes and consume a considerable amount of energy. Therefore, environmentally friendly technologies such as spray dyeing and supercritical CO2 batch dyeing have garnered attention as alternative methods. However, while spray dyeing reduces water usage, it is still challenging to minimize chemical usage. Supercritical CO2 batch dyeing confines fabrics in high-pressure vessels, which can cause the extraction and deposition of oligomers. Thus, there is a need for a continuous, waterless dyeing method that eliminates the need for chemicals and washing processes, and prevents oligomer extraction. In this study, we demonstrate dyeing by dissolving disperse dyes in supercritical CO2 and using an apparatus to inject the fluid at a controlled temperature and pressure to affix the dye onto polyester fibers via heating. This method achieves high fastness without residual chemicals or washing and can be applied to impregnate functional materials.
プロダクションプリンターには高い生産性が要求される一方，高画質を実現するための複雑な画像処理機能が搭載されるようになってきている．このような画像処理機能をソフトウェアのCPU (Central Processing Unit) 処理で実装していては所定の時間内に処理が完了せず生産性と両立しない問題がある．GPU (Graphics Processing Unit) をリコーのプロダクションプリンターであるRICOH Pro Z75の表裏画像位置調整機能およびRICOH Pro C9500の印刷検査機能のそれぞれに導入し，CPU処理では達成困難である印刷生産性の実現に寄与することができた．リコーにおけるプリンティング製品としてGPU初搭載となる．本稿はGPUの概要および各製品への適用事例と性能改善事例，開発効率向上の取り組みを説明する．
While production printers are required to be highly productive, they are being increasingly equipped with complex image processing functions to produce high image quality. If such image processing functions are implemented using software CPU processing, the processing will not be completed within the specified time, which is incompatible with productivity. Ricoh has introduced GPUs (Graphics Processing Units) into the front and back image position adjustment function of its production printer, the RICOH Pro Z75, and into the print inspection function of its RICOH Pro C9500, resulting in improved print productivity that would be difficult to achieve with CPU processing. This is the first time that a GPU has been installed in a Ricoh printing product. This paper provides an overview of GPUs, examples of their application to aforementioned products and their efforts to improve performance and development efficiency.
教師なし異常検知は，実際の異常サンプルが不足しているため，製造産業において重要な技術である．高度に組織化され，管理された異常データセットの急速な発展により，最近の先進的な手法は高い性能を達成している．しかし，実際の産業シナリオは既存のデータセットよりも複雑で困難であることが多く，データ分布はカメラ仕様の変更，照明条件，または機械部品の摩耗などによって変化する可能性がある．本研究ではまず，実際の産業応用における既存手法のロバスト性を検証し，反射やノイズに関する課題を持つ4種類の金属を用いた新しいデータセットを構築した．これらの種類の反射やノイズは，既存の異常検知手法の性能に大きな影響を与え，誤警報や検知漏れを引き起こす可能性がある．これらの課題を解決するために，ドメインシフトに対するロバスト性を強化するマルチスケールのトレーニング戦略を導入した．
Unsupervised anomaly detection is a crucial technology for industrial manufacturing due to the lack of real anomalous samples. With the tremendous growth of well-organized and under-controlled anomaly datasets, the detection methods have continued to improve. However, the practical industrial scenarios usually are more complex and challenging than the existing datasets. The data distribution may be shifted by changes in camera specifications, lighting conditions, or the wear of mechanical components. In this study, we explore the robustness of existing methods on the practical industrial applications. We build a novel dataset using four types of metals, introducing the challenges of reflective and noisy images. These challenges can drastically impact the performance of existing anomaly detection methods, leading to false alarms or missing detection. Then, to address these problems, we introduce a multi-scale training strategy that improves robustness against domain shifts.
膨大な数のスキャン文書から，業務に役立つ貴重な手書き情報を抽出するためには，処理の自動化が必要である．手書き文字の文字認識（OCR）のための従来の方法は，多くの場合，従来のコンピュータビジョン技術に依存しており，手書きスタイルの多様性と可変性に苦戦し，高いエラー率と汎用化の難しさにつながっている．本論文では，CTC (Connectionist Temporal Classification) 損失とクロスエントロピー損失の組み合わせとアテンションベースの単語アライメントを用いて，手書き文字認識のための画像-テキスト変換器（Transformer）を訓練した．大規模なデータセットと大容量のTransformerベースのモデルを活用することで，我々のアプローチは複雑な手書きパターンを捉え，認識精度を向上させた．さらにGAN（敵対的生成ネットワーク）とDiffusionモデル（拡散モデル）に基づく高度な技法を用いた，現実的な手書きサンプルの合成に特に焦点を当てた，データセットキュレーションのアプローチについても説明する．特に，我々の手法は，我々の内部ベンチマークにおいて6.24%の文字誤り率を達成し，以前のアプローチと比較して大幅な改善を示している．
A vast number of scanned documents require automated processing to extract valuable handwritten information for business operations. Traditional methods for handwritten optical character recognition often rely on conventional computer vision techniques which can struggle with the diversity and variability of handwriting styles, leading to high error rates and limited generalization. In this paper, we train an Image-to-Text transformer for handwriting recognition with hybrid connectionist temporal classification-cross entropy loss and attention-based word alignments that significantly outperform traditional approaches. By leveraging large datasets and high-capacity, transformer-based models, our approach captures complex handwriting patterns and enhances recognition accuracy. In addition, we describe our approach to dataset curation, with a particular focus on the synthesis of realistic handwriting samples using advanced techniques based on generative adversarial networks and diffusion models. In particular, our method achieves a character error rate of 6.24% on our internal benchmark, demonstrating a substantial improvement over previous approaches.
利用可能なデータ資源に制約のある環境において音声認識の開発を行う際，大規模な事前学習モデルの導入は効果的な選択肢となり得る．しかし，事前学習モデルの学習過程において，従来の教師あり学習を用いると，書き起こし付き音声データの取得に多大なコストが生じる．この問題への解決手段として，近年，自己教師あり学習が注目され，音声認識タスクにおいてもその有効性が認められている．本研究では，音声認識モデルを対象とした，自己教師あり学習を更に改良するための新たな自己教師ラベル生成方法及び，そこで行うデータ拡張の手法を提案する．
英語コーパスLibri-Light及びLibriSpeechを用いた実験にて，提案手法が，書き起こし付き音声データに限りのある学習環境においても，事前学習非適用Conformerモデルの認識率（Character Error Rate: CER）を改善し，更にその性能が，自己教師あり学習モデルを用いた最先端の音声表現事前学習モデルであるHuBERTにも匹敵することを示した．
Utilizing a pre-trained large-scale model is an effective approach to automatic speech recognition (ASR) under limited data conditions. However, pre-training in a supervised manner is costly, specifically for transcription. To tackle this problem, recent research has introduced self-supervised learning, which has shown to be successful on ASR tasks. To further improvement, we propose a new approach to self-supervised learning for ASR, which includes methods for generating self-supervised labels and data augmentation.
Experimental results on Libri-Light and LibriSpeech corpora without any external language models demonstrate that our proposed method outperforms the non pre-trained Conformer under limited data conditions in terms of character error rate (CER). Furthermore, the proposed method exhibits comparable performance to that of HuBERT, which is one of the state-of-the-art models for selfsupervised representation learning.
現代社会はVUCAの時代と称され，就労者は予期せぬ環境の変化によりストレスを感じる機会が多く，就労者個人がストレッサーをどのように捉え，対処（コーピング）するかがこれまで以上に重要になっている．本研究は，個人の資源である心理的資本（PsyCap）と知覚されたストレスの関係，および職場環境における具体的なコーピングを媒介した効果を調査することを目的とした．PsyCap，コーピング，知覚されたストレスの定量化尺度を基に，Web調査によって3,000名分のデータを収集し，構造方程式モデリング（SEM）を実施した．結果から，PsyCapは知覚されたストレスに直接的な負の影響を与えるとともに，コーピングを介して間接的な影響を与えることが明らかになった．具体的には，PsyCapは知覚されたストレスに「積極的問題解決」を介して正の影響を示し，「視点の転換」と「回避と抑制」を介して負の影響を示した．これらの結果から，PsyCapは直接的またはコーピングを介して間接的に，知覚されるストレスを減少または増加させる二重の効果を持つという結論を得た．
Today’s world is often characterized as being in the VUCA era, in which workers frequently experience stress due to unexpected changes in their environment. In this context, clarifying how individuals perceive and cope with stressors is becoming more crucial than ever. This study aims to investigate the relationship between psychological capital (PsyCap), a personal resource, and perceived stress, as well as the mediating effects of specific coping strategies in the workplace. Data were collected from 3,000 employees using a web-based survey that measures PsyCap, coping, and perceived stress. Structural equation modeling (SEM) revealed that PsyCap has a direct negative effect on perceived stress and an indirect effect through coping strategies. Specifically, PsyCap positively influenced perceived stress through "Active solution" while it negatively influenced perceived stress through "Changing a point of view" and "Avoidance and suppression". These findings indicate that PsyCap can either decrease or increase perceived stress, both directly and indirectly, through coping strategies.
2025年3月21日発行
| 発行 | 株式会社リコー |
|---|---|
| 発行責任者 | 大山 晃 |
| 編集委員長 | 佐藤 俊一 |
| 編集委員 | 今井 達也、植木 平吾、後河内 透、三宮 俊、鈴木 剛、永井 希世文、長山 智男、奈良 亙、西 亮輔、松田 裕道、松本 章吾、山科 亮太、綿引 達也 |
| 事務局 | 熊井 未央、和田 雄二 |
リコーは、ミッション、ビジョンとして掲げている「“はたらく”に歓びを」の実現に向け、OAメーカーから「デジタルサービスカンパニー」へのシフトを掲げ、「社内実践-全員参加の社内デジタル革命」「事業活動－お客様へのデジタルサービスの提供」を進めています。RTR46では、「“はたらく”に歓びを」の活動を体現し支える具体的な商品・技術を特集論文として発表いたします。提供価値としては、お客様の創造的な働き・生み出す力を向上する価値（クリエイティブワークを支援する価値）と、お客様の生産性/効率向上に寄与する価値（タスクワークを極小化し働く人の時間を捻出する価値）の2つがあり、それを支える技術をご紹介します。
働く人の創造性発揮に対する重要性が増してきている．例えば，2023年に世界経済フォーラムから発行された「仕事の未来レポート」では，創造的思考が5年後の最重要スキルになると想定されている．これまで，創造性を向上させる要因について，学術的な研究や各種調査で多くの知見が示されている．一方で，働く人の「創造性に関する意識」や「関連する環境や取り組み」の実態については，従来の調査・研究で明らかになっていると言い難い．そこで，これらの点を明らかにするため，日米の働く人を対象としたアンケート調査を実施した．その結果，以下2点が明らかになった．①創造性に対する重要性について，日米で大きな意識の差が存在する（日本は，重視する人の割合が少ない）．②創造性に寄与すると考えられるおよそすべての取り組みについて，実施している割合で日本は米国を下回っている．なお本稿は，はたらく人の創造性コンソーシアムの活動の一環として行われた調査概要の報告である．
Awareness of the importance of fostering creativity at work has been on the rise. However, despite the wealth of academic research and various surveys on factors that enhance creativity, traditional studies have not adequately clarified the realities of a worker's “creative self”. The types of environments and initiatives that may impact worker's creativity have yet to be explored. To shed light on these aspects, we conducted a questionnaire survey targeting working individuals in both Japan and the United States. Our findings indicated a significant gap in the perception of the importance of creativity between Japan and the United States, with Japan having a lower percentage of individuals who prioritize it. Furthermore, Japan also falls behind the United States in the implementation of the majority of initiatives believed to contribute to creativity. This paper presents a summary of the survey conducted as part of the activities of the Consortium for Creativity in the Workplace.
従業員一人ひとりが“はたらく”に歓びを実感するために，組織と個人の活性化を支援するソリューションを開発している．組織の活性化を促す手段として現場のリーダーをサポートする朝礼診断ソリューションを，個人の支援としてPlayful Workソリューションを提案し，効果確認のための実証実験を行った．朝礼診断ソリューションは，会議におけるチーム状態を推定する朝礼スコアと，個人の元気度を可視化し，これらの情報をチームリーダーにフィードバックする．本ソフトウェアの実施後のチームメンバーによるアンケート結果から，リーダーからメンバーへの声掛けが増えるなどリーダー自身の行動に変化が見られた．Playful Workはジョブクラフティングスキルの向上を支援するソリューションである．リフレーミングによる仕事の捉え直しをニューロフィードバックにより支援することで，仕事の苦痛度を低減し，その結果認知クラフティングスキルを向上させ，仕事への内発的動機を向上させる効果が得られた．人情報の適切なフィードバックにより組織・個人の活性化を促すソリューションの有効性を確認することができた．
We are developing solutions to stimulate organizations and individuals so that every employee can experience fulfillment through their work. One of our developed solutions is the “Morning Meeting Analysis” software, which displays both the meeting score, which estimates the team's condition and activity scores, and the member vigor score of the team members. Feedback from the software is then provided to team leaders. The results of the survey conducted with team members indicated that the software's feedback improved the leaders' behavior, e.g. number of times the leader speaks to team members, the way they facilitated meetings. Another one of our developed solutions is the “Playful Work” software, which aims to improve job crafting. We developed a method for reframing while monitoring the EEG signals to improve employees' cognitive job crafting. The experimental results that the method reduces the employees' exertion and boosts their intrinsic motivation. The results of these studies suggest the effectiveness of solutions that stimulate organizations and individuals through appropriate feedback using human information.
近年，GPT-3などの大規模言語モデルが発展し，実際のビジネスにも応用され始めている．それに伴い「プロンプトエンジニアリング」と呼ばれる自然言語で大規模言語モデルを制御する新しい技術分野が誕生している．この技術によって，大規模言語モデルはクリエイティブなアイデアの生成，顧客対応の自動化，意思決定のサポートなど，特定の要件に合わせた応答を生成できるようになり，多方面のビジネス利用が期待されている．しかし，プロンプトエンジニアリングの方法論や活用事例に関する情報は，様々なソースに分散しており，体系的にまとめられた文献はまだ十分でない．この問題を解決するために，本稿ではプロンプトエンジニアリングに関する知見を体系的に整理し，実際のビジネスにおける大規模言語モデルのユースケースを調査している．また，具体的な活用例として，リコーで検討されている二つのユースケースを通じて，実業務への適応可能性を示している．本稿は，労働者が大規模言語モデルを活用することで生産性を向上させ，より創造的で人間にしかできない業務に集中できるようにし，「はたらく歓び」を高めることを目指している．
In recent years, large language models （LLMs） such as GPT-3 have seen significant advancements and are beginning to be applied in actual businesses. Along with this, a new technical domain called prompt engineering, which controls LLMs through natural language, has emerged. With this technology, LLMs are becoming capable of generating creative ideas, automating customer interactions, and supporting decision-making, tailored to specific requirements, and are expected to become widely used in business. However, information on methodologies and case studies in prompt engineering are scattered across various sources, and there is still a lack of comprehensive literature on the subject. To address this issue, this paper systematically organizes knowledge about prompt engineering and investigates use cases of LLMs in actual business contexts. Furthermore, as concrete examples, we demonstrate the adaptability of LLMs to real business operations through two of RICOH's use cases. Our aim is to enhance productivity by enabling workers to utilize LLMs, allowing them to focus on more creative and uniquely human tasks, thereby fostering joy at work.
リコーは「“はたらく”に歓びを」を2036年ビジョンとして掲げ，人ならではの創造力の発揮を支えるサービスをお客様に提供することを目指している．はたらく人が創造力を最大限に発揮するためには，従業員のコンディションを把握し，健康増進やエンゲージメント向上に繋がる健康経営施策を推進することが重要である．しかし，従来の主観アンケートによる評価では，従業員のコンディションを正確に把握することが難しいため，有効な健康経営施策を打ち出せないという課題があった．そこで，従業員の客観的なコンディションを計測できる技術として「カメラによる自律神経計測技術」を開発した．本技術を活用したパルスサーベイを実施した結果，高ストレス群と非高ストレス群の自律神経スコアに有意な差が出ることが確認された．今後，健康経営に活用できるサービスとしての商品化を目指す．
RICOH has established Fulfillment through Work as our central vision for 2036 and aims to provide services that stimulate employees' creativity. Toward this end, it is important to understand their wellbeing and promote strategies that improve their health and engagement. However, formulating effective strategies has proven difficult because conventional subjective surveys cannot accurately assess employees' wellbeing. Against this background, RICOH has developed an autonomic nerve system （ANS） which uses a camera to objectively measure the health condition of employees. Through a pulse survey utilizing this system, we determined that there is a significant difference between the ANS score of the high-stress group and low-stress group. We aim to commercialize this technology as a service to support health and productivity management.
リコーは内閣府の「SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）第2期／フィジカル空間デジタルデータ処理基盤」プログラムにおいて，Society5.0の一環としてテレプレゼンスやメタバースなど仮想空間や遠隔コミュニケーションなどでの活用が期待できる「フレキシブルな多点マルチモーダルセンサシステム技術」を関連各機関と連携し開発してきた．特にリコーが主導して基盤技術を開発した「パッチセンサシステム」は高いカスタマイズ性・汎用性により，ヒューマンインターフェースグローブ等，幅広い分野での応用展開が可能であり，触覚情報等のデジタル化とそのAI応用を社会実装するための基本的手段を提供しうる．本プロジェクトで開発された成果は，リコーが目指す「“はたらく”に歓びを」の実現に貢献する技術への応用が期待される．
Ricoh has been developing flexible multi-point multi-modal sensor system technology in collaboration with related organizations under the Strategic Innovation Program （SIP） Phase 2: Physical Space Digital Data Processing Infrastructure project of the Cabinet Office. This technology is expected to be used in virtual space and telecommunication, such as telepresence and the metaverse, as part of Society 5.0. In particular, Ricoh led the development of the basic technology behind the patch sensor system, which can be applied to a wide range of fields such as human interface gloves due to its high customizability and versatility. It can also provide a basic means for the widespread digitization of tactile and other types of information and their application to AI. The developments of this project are expected to be applied to technologies that will contribute to Ricoh's vision of finding Fulfillment through Work.
はたらく人の創造性向上を支援するため，ウェアラブル表示機器に向けたカンチレバー型アクチュエータを持つ共振型1軸圧電MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナを提案し，小型かつ低電圧駆動による広角なレーザービーム走査を実証した．製作したMEMSスキャナは，チップサイズ5.2mm×3.8mm，駆動電圧7Vpp，19.53kHzの周波数において98.8°の光走査角を達成した．提案したカンチレバー型MEMSスキャナは，チップサイズと駆動電圧を考慮したFoM（Figure of Merit）評価において，これまでに報告されているMEMSスキャナよりも優れている．提案した1次元MEMSスキャナは，高速で広角な水平方向の光走査を可能にし，低速の垂直走査用スキャナと組み合わせることで，コンパクトかつ低電圧で駆動可能な表示機器を実現できる．
To stimulate workers' creativity, a resonant 1D piezoelectric micro electro mechanical systems （MEMS） scanner with a cantilever-type actuator for wearable display devices, and wide-angle deflection was demonstrated despite its small size and low voltage. The fabricated MEMS scanner achieved an optical scan angle of 98.8° with a mirror element size of 5.2×3.8mm², a drive voltage of 7 Vpp, and a frequency of 19.53kHz. The proposed cantilever-type MEMS scanner was evaluated in terms of FoM and demonstrated a smaller chip size and lower drive voltage than that of previously reported MEMS scanners. The proposed 1D MEMS scanner enables high-speed, wide-angle horizontal laser scanning and can be combined with a low-speed vertical optical scanner to achieve a compact, low-voltage driven display device.
品質機能展開（以下QFD：Quality Function Deployment）は品質表と呼ばれる二元表を使って顧客要求と技術特性を関連付け，開発・設計～生産技術～製造～品質保証などの各工程で何をすべきかを明確にして一気通貫で品質を管理していく方法であり，既存顧客の要求に適合させる新製品開発アプローチとして非常に有効である．しかし，市場やお客様がまだ不明確な研究開発活動の段階においては，お客様の要求が把握できないため従来のQFDプロセスを進めることができない．その段階においては先行して狙いの市場の設定，あるいは市場の創造をする必要がある．今回自社の得意技術を歓迎してくれる市場に狙いを定めることで新規参入で勝負がしやすくなると考え，新たなQFDプロセスを考案，実践した．自社の得意技術がもたらすメリットをお客様視点で皆で自由に出し合い，それらのメリットを技術展示会のお客様に提案してお客様のニーズや活用シーンの情報を収集して整理し，狙うべき有望市場を皆で議論して設定した．
Quality Function Deployment （QFD） is a method of total quality management using a two-dimensional table called a quality table. After relating customer requirements and technical characteristics in the quality table, QFD clarifies what needs to be done in the development, design, production engineering, manufacturing, and quality assurance processes. QFD is a highly effective approach to developing new products that meet the requirements of existing customers. However, in R&D activities where the market and customers are still unclear, it is not possible to proceed with the conventional QFD process. Instead, it is necessary to identify a potential market or create a market in advance. In this study, we considered that it may be easier to win a new market by targeting a market that welcomes our core technologies and developed a new QFD approach for new market development. We investigated the advantages of our technologies, explained them to customers at exhibitions, collected and analyzed information about customer needs and application scenarios, and identified potential markets.
近年のAI技術の進化と共に，人を対象としたデータの利活用が急速に進んでいる．その一方で，倫理的観点で社会からの批判を受け，サービスの提供を終了するケースが少なくない．そのため，これまでに様々な機関からAI技術についてのガイドライン等が公表されてきた．しかしながら，抽象的な原則を示すだけでは，開発の現場におけるリスク低減の活動には直接つながりにくい．そこで，本研究では，リスク・マネジメントの国際標準を参考にしつつ，個別の開発案件における具体的な倫理的・法的・社会的課題（Ethical, Legal and Social Issues：ELSI）を発見する方法を開発した．そして，ケーススタディを通じて，リスク低減に関する有効性を示すことができた．本稿では，導入としてAI倫理やELSIについて解説しつつ，開発した方法と今後の課題について報告する．
With the evolution of AI technology, the use of human data has increased rapidly, and there are many cases where services are discontinued upon receiving criticism for ethical reasons. While various organizations have published guidelines and frameworks on AI technology, merely outlining abstract principles often fails to directly contribute to risk reduction activities in the actual development process. Therefore, in this study, we developed a practical method for discovering specific Ethical, Legal, and Social Issues （ELSI） in individual development projects, drawing inspiration from international standards in risk management. Through case studies, we were able to demonstrate the effectiveness of risk reduction. In this paper, we provide an introduction to AI ethics and ELSI, present the developed method, and report on the challenges ahead.
昨今世界の各所でデジタルデータの活用への取り組みが実施されてきている．リコーインダストリー（株）東北事業所では，中少量の生産規模で，大型・重量物の部品を人手で組み立てることによって高画像，高品質を作り込んでいる複合機の生産現場において，デジタルの力で改善を加速させるリコーが考えるDigital Manufacturing（以下 DM）活動を実施している．目的は，生産現場で働き易さと生産性を両立し，さらに遠隔でのマネージメントや組立作業を可能とする生産スタイルの実現にある．生産に関わるすべての人の視点で，デジタルを使うことでの理想的な業務プロセスを描き，そのためのデバイスやシステムを複数開発し運用することで，工程改善期間を1/8にするなどの成果を上げることができている．また将来に向け360度映像などを活用することで，更なる改善を目指している活動について紹介する．
Digital data usage is on the rise worldwide. The Tohoku Factory of Ricoh Industries, Ltd. specializes in the high-mix, low-volume production of high-speed, high-quality multi-function printers （MFPs）. This process is characterized by the manual assembly of large and heavy parts. Digital manufacturing （DM） practices have been implemented at this plant as a demonstration of how digital technology to facilitate work. Our main goal is to create new production styles that enable remote management and assembly work, in addition to achieving both ease of work and productivity at the production site. By utilizing digital technology in the development of various devices and systems, we have reduced the improvement period by 1/8. Additionally, this paper introduces efforts towards future process development using technologies such as 360-degree imaging.
デジタルトランスフォーメーション（DX）を通じてオペレーショナル・エクセレンスを実現するには，単にデジタル技術を導入するだけでは不十分であり，業務プロセスの根本的な変革が重要である．我々は，デジタル技術を導入して業務プロセスを変革するための方法論を「プロセスDX」と呼ぶ．これは実践から得た学びを整理・体系化した方法論である．プロセスDXの主な特徴は以下である．1）業務量と業務モデルを把握し，デジタル技術を前提に最適化する方法による成果の担保 2）意思決定プロセスにデータを利活用した生産性向上 3）現場で自己解決する活動とガバナンスの両立 本稿では，プロセスDXの手法と実践の取り組みについて紹介する．
To achieve operational excellence through digital transformation （DX）, it is not enough to adopt digital technologies; fundamental changes in business processes are crucial as well. We refer to the methodology for transforming business processes through the adoption of digital technologies as Process DX. This methodology is a systematized approach based on lessons learned from practical experiences. The main characteristics of Process DX are as follows: 1） Ensuring results through understanding the volume of business and optimizing it based on a digital foundation; 2） Utilizing data in the decision-making process to improve productivity; 3） Balancing self-solving activities at the operational level with governance. This paper introduces the methodology and practical efforts of Process DX.
これまで商用印刷の業界では，色調整工程は，人が分光センサーを用いて行う煩雑なものであり，生産性を高められない要因となっていた．そのため，多くの印刷現場では熟練者による煩雑かつ属人的な色合わせや色管理作業の効率化が生産性を向上させるための重要な課題であった．RICOH Auto Color Adjusterは，業界初の高速／高解像分光測色ソリューションであり，カラーパッチのないユーザー画像でも，カラーマネジメントを圧倒的なスピードで行え，また，カラーマネジメントの自動化ソフトウェアにより，「だれでも」「かんたんに」「すばやく」色調整することができるカラーマッチングシステムである．本システムを用いることにより，デジタル印刷機の複数台運用における色調整の準備時間の短縮や，色品質安定化が可能となる．それにより，印刷現場で働く人が空いた時間で新しい仕事を受注できたり，今まで断念していた色品質の高い商材を受注できたりと，働き方の変革に貢献する．
Skilled workers at printing sites perform complicated and often individualized color matching and color management tasks, and it has become a challenge to improve productivity. Toward this end, we have developed the RICOH Auto Color Adjuster, the industry's first high-speed, high-resolution colorimeter solution. This color matching system offers extremely fast color management, even for user images without color patches, and enables anyone to perform color adjustment easily and quickly with its color management automation software. This system reduces the preparation time needed for color adjustments and stabilizes color quality when operating multiple digital printing presses. We anticipate that this will contribute to changing the way people work, enabling print shops to take on new jobs in their spare time and receive orders for high-color quality products that were previously not feasible.
リチウムイオン二次電池の安全性の向上や製造時の歩留まり改善につながるインクジェット方式の電池機能膜印刷装置を生産性検証可能な規模感で開発した．本装置は，デジタル技術の導入によりこれまで実現できなかった新しい電池を提供するとともに，電池製造プロセスに大きな革新をもたらすポテンシャルを有する．
We have developed an inkjet-type battery functional layer printing system that can improve the safety of lithium-ion secondary batteries and increase yield during manufacturing. The incorporation of digital technology enables this device to produce batteries that have not been possible before, demonstrating the potential to revolutionize the battery manufacturing process.
近年，廃プラスチックの問題は世界的な社会課題の一つとなっている．国内の廃プラリサイクルにおいてマテリアルリサイクルやケミカルリサイクルの比率が低い原因の一つは，プラスチックの種類が非常に多く分別が十分になされていないことである．そこで我々は誰でも簡単に廃プラの分別が可能となる小型，軽量な近赤外分光方式の樹脂判別ハンディセンサー RICOH HANDY PLASTIC SENSOR B150を開発した．センサーのサイズは長さ154mm，高さ75mm，幅50mm，重量は約285g，片手で使用できるハンディサイズであり，分光ユニットはMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー，凹面回折格子を組み合わせたリコー独自構成で大幅な低コスト化を実現した．
The ever-increasing amount of plastic waste has become a global concern. One of the reasons for the low ratio of material and chemical recycling of plastic waste in Japan is that there are numerous types of plastics and they are not sorted correctly. To address this, we have developed the RICOH HANDY PLASTIC SENSOR B150, a small, light-weight, near-infrared spectroscopic portable plastic identification sensor that enables anyone to easily sort plastic waste. The sensor is 154mm×50mm×75mm （LWH） and weighs about 285g, which is sufficiently small for one-handed use. Ricoh's unique structure combines a MEMS mirror and concave grating for the spectroscopy unit, which significantly reduces the cost.
2015年のSDGs発表から脱炭素や循環型社会に対する世界的な意識が高まってきている．リコーグループは循環型社会の実現に向け，2030年に製品の新規資源使用率60%以下を環境目標に掲げている．そのためには主力製品であるデジタルカラー複合機の再生プラスチック使用率を向上させる必要がある．複合機に使用されているプラスチックはPC，ABS，PS，PETなどが挙げられ採用部品数は1,000個を超える．量産用金型で試作した部品については外観，寸法，強度などの評価が必要であり新規材料を用いた部品開発には多大な工数を要する．とりわけ流動性や成形収縮率が大きく異なる材料への変更は充填不足など成形不良が生じるだけでなく，離型不良により成形品が固定され金型内に残ってしまうことにより金型が破損する懸念がある．これら課題を解決するため，材料変更時の量産金型を用いた試作評価を不要とする金型共通化判定プロセスを新たに開発した．
Since the SDGs were released in 2015, global awareness of carbon reduction and recycling has been increasing. The Ricoh Group has set a target to use 60% or fewer new resources for its products by 2030, towards realizing a recycling-oriented society. To do so, it is necessary to improve the rate of recycled plastics used in mainstay digital color multi-function devices （MFDs）. Plastics used in MFDs include PCs, ABS, PS, and PET, and the number of components used exceeds 1000. When developing part prototypes for mass production molds, it is necessary to evaluate the appearance, dimensions, and strength, and fabricating the parts using new materials is inefficient. However, if another material with a very different fluidity or shrinkage ratio is used, the mold may be damaged from being improperly filled or from material remaining in the mold due to improper release. To solve these problems, we have devised a new process for determining the standardization of dies, which eliminates the need for prototype evaluation using mass-produced dies when changing materials.
ロール紙交換時のユーザの手間，ユーザがセットした際の不備による用紙詰まりに対応するために自動ロール給紙装置がある．現行の自動ロール給紙装置では，ロール紙の巻き癖（カール）によって自重で剥離しない用紙は先端位置を検出できないという課題があった．そこで，用紙先端の紙厚分の段差を検出する技術を搭載した新規の自動ロール給紙装置を開発し，その効果を検証した．
Automatic roll paper feeders have been developed to facilitate replacing paper rolls and fixing paper jams caused when the user has incorrectly set the paper. Current automatic roll paper feeders are unable to detect the leading edge position of paper that does not peel off under its own weight due to the curl of the roll paper. Toward this end, we have developed a new automatic roll feeder equipped with a stable sensor system that detects the difference in paper thickness at the leading edge of the paper and verified its effectiveness through experiments under various paper conditions.
MFP周辺機器の組立は，人による作業が大半を占めていることにより，人の作業ミスをいかに減らすか，または無くすかが工程設計・生産の課題である．従来の工程設計では，品質保証の手段として検査員による工程内検査，および完成検査設定を是としてきていた．ただし，国内生産での優位性を上げるためには製造コストを下げる必要があり，検査を極力減らすことでコスト低減を狙う．そこで，組立作業を細かく分解し，1作業ごとの作業完了要件を明確にし，工程設計完成度を用いて検査削減のためのプロセスを明確にし，組立における不具合発生メカニズムを明らかにすることで，検査時間の短縮を実現した．
In the assembly of peripherals for copiers, most of the work is done manually, so it is crucial to find ways to reduce or eliminate human error in process design and production. In conventional process design, in-process inspections conducted by inspectors and settings for completion inspection have been recommended as quality assurance measures. However, to increase the advantage of domestic production, it is necessary to reduce the manufacturing cost, by reducing inspections as much as possible. This paper introduces solutions for efficient production processes. The inspection time was reduced by breaking down the assembly work, clarifying the work completion requirements for each task, clarifying the process of reducing inspections using the process design completion table, and clarifying the failure occurrence mechanism in the assembly process.
RICOH Pro C9000シリーズは商用印刷市場でオフセット機からデジタル機への置き換えを促進するフラッグシップ機である．シリーズ最新であるRICOH Pro C9500は定着方式に新たな構成である摺動定着方式を採用し，多種多様なメディアへの対応と高いミックスメディア生産性を実現させた．摺動パッドと加圧ローラでニップ部を形成する摺動定着方式の採用にあたり，摺動パッドを湾曲形状とすることでニップ部の線速関係を最適化し定着性と搬送性の品質向上を実現した．また，摺動部の耐久性を維持する摺動シートとオイル塗布機構によりニップ部の耐久性課題を解決している．摺動パッドと加圧ローラ，摺動シート，オイル塗布機構を主要構成とした独自の摺動定着技術を開発した．本稿ではこの定着技術について紹介する．
The RICOH Pro C9000 series is the flagship model driving the replacement of offset machines with digital machines in the commercial printing market. The latest model in this series, the RICOH Pro C9500, employs a new slide-fusing system to support an even wider variety of media and increase productivity in mixed-media jobs. To implement the slide-fusing system, in which the fusing nip is formed by a sliding pad and a pressure roller, the sliding pad was applied with a curvature for optimal speed adjustments needed at the nip. This has resulted in improved fusibility and media transportability. The challenge of securing a durable nip was overcome with a fusing mechanism composed of a sliding sheet and an oil application system. The original slide-fusing technology developed by Ricoh consists of a sliding pad, pressure roller, sliding sheet, and oil application system. This paper provides details of the new fusing technologies.
商用印刷全体の小ロット多品種化に伴う更なるデジタル印刷の拡大が求められている中で，高速連続用紙インクジェットシステムRICOH Pro VCシリーズでは，オフセットコート紙対応性や生産性の向上を実現し，市場から高い評価を博してきた．この商用印刷市場におけるデジタル化の流れは更に拡大しており，写真印刷などの高画質なアプリケーションにおいても生産性の向上が求められ，高速印刷領域の高画質化が必須である．また，冊子や書籍といった，主に非コート紙で印刷される高画質なアプリケーションへの対応ニーズも拡大しており，更なる用紙対応力の向上が求められている．一方，カーボンニュートラル実現という世界的な目標を達成するため，印刷産業においても消費電力削減といった環境負荷低減は喫緊の課題となっている．しかしながら，従来技術の延長では印刷速度に応じてエネルギー消費が増大してしまうため，これまでと違った発想でのシステム構想が必要であった．本論文では，高速印刷領域の高画質化と用紙対応力向上を低環境負荷で実現したVC70000e搭載の新規先塗りシステムの概要と効果を紹介する．
As digital printing is expanding in the commercial printing market with smaller lots and greater variety, the RICOH Pro VC series has improved productivity and supported offset coated paper, gaining market-wide recognition. Given the trend toward digitization in the commercial printing market, there is a growing need for higher image quality in the high-speed printing range, even for high-quality applications such as photo printing. In addition, there is a growing need for high-quality applications on uncoated paper, such as books. At the same time, the printing industry is accelerating its efforts to reduce power consumption in order to achieve carbon neutrality. In response to these requirements, the newly developed VC70000e provides high image quality in the high-speed printing range and improved media flexibility with a novel pre-coating system. This paper presents an overview of the pre-coating system equipped with the VC70000e, which achieves high speed, high quality, and improved media flexibility with low environmental impact.
発電能力が1,000kW以下の「小水力発電」は，新たな発電として日本各地で再度注目を集めている．この小水力発電は水量に応じた最適な羽根形状の追求や発電効率の向上など技術開発が望まれている．しかし，既存工法で造る従来の羽根ではコストや納期の観点から検討が進んでいない．検討を重ねるには樹脂材料を使った3Dプリンターの活用が考えられるが，実使用に耐えられる材料がなかった．その理由は，従来の3Dプリンターは試作品での利用を前提としていたため，最終製品への適用事例が少なく実使用に耐えられる樹脂設計がほとんどなされていなかったからである．上記課題を解決するため，耐水性に優れるアクリル樹脂を採用した．アクリル樹脂は反りが発生しやすく，液相光造形法の自由液面方式では従来使用されていなかったが，ポリオール系添加剤を用いて改良することで耐水性に優れた3Dプリンター材料を実現した．その結果，3Dプリンターでの水車羽根設計を複数検討することができた．今回の検証では，従来の金属製水車と同等の性能を達成したことから，今後の発展に期待が持てる．長期にわたる実証検証を初めて下水処理場施設で実施したので，それらの内容についても報告する．
Small-scale hydropower generation is attracting attention as an alternative source of energy in Japan. Technological developments are needed to improve the structure of the water wheel and power generation efficiency of the original in the installation environment; however, this has been hindered by the high cost and long manufacturing period of metal turbine. Although 3D printers have been used to fabricate prototype turbine in studies, none of the materials could withstand use in actual environments. To address this problem, we have developed a 3D printer material with excellent water resistance by improving the acrylic-based material with polyol additives. We examined high-efficiency water turbine blades created using a 3D printer and determined that they could achieve performance equivalent to that of conventional metal water turbines. Thus, we were able to conduct long-term verification testing at a sewage treatment plant facility for the first time.
眼鏡レンズの透過率を制御する技術として，紫外線によって着色するフォトクロミック調光レンズが商品化されている．しかしながら，ユーザーが透過率を任意に制御できない，自動車内など紫外線遮光環境下で反応しないなどの問題があった．この解決のために，液晶やエレクトロクロミックによる電子調光技術が検討されてきた．しかしながら，透明性やカラーバリエーション，処方レンズへの対応という市場要求を満足する技術は確立されていない．我々は，リコー独自のエレクトロクロミック材料の開発によって透明性とカラー制御を達成した．また，ゲル電解質シートの開発によって光学均一性に優れたレンズを実現した．さらに，エレクトロクロミック素子の熱成型加工，射出成型加工によって3D曲面を有するレンズ化に成功した．これらの組み合わせによって，「光学特性（透過率変化幅80～10%，カラー発色）」と，「処方レンズ対応」を両立した世界初の電子調光レンズを実現した．
Despite the commercialization of photochromic lenses, which darken when exposed to ultraviolet （UV） rays, they present issues such as users not being able to control the transmittance and not reacting in UV-blocking environments such as inside a car. Electronic dimming using liquid crystal or electrochromic technology has been studied, but none of the technology developed thus far has satisfied market demands such as transparency, color variation, and compatibility with prescription lenses. Toward this end, Ricoh has developed an electrochromic material that offers both transparency and color control. Additionally, we developed a gel electrolyte sheet which enables highly accurate control of the sealing width. Furthermore, we succeeded in fabricating a lens having a 3D curved surface through thermoforming and injection molding of the electrochromic device. By combining these technologies, we have developed the world's first electrochromic dimming lens that has a range of transmittance from 80% to 10%, color variation, and is compatible with prescription lenses.
2024年3月19日発行
| 発行 | 株式会社リコー |
|---|---|
| 発行責任者 | 大山 晃 |
| 編集委員長 | 佐藤 俊一 |
| 編集委員 | 今井 達也、植木 平吾、後河内 透、三宮 俊、鈴木 剛、永井 希世文、長山 智男、奈良 亙、西 亮輔、松田 裕道、松本 章吾、山科 亮太、綿引 達也 |
| 事務局 | 熊井 未央、倉林 智子、青戸 淳、林 嘉隆 |
リコーは、「“はたらく”に歓びを」を実現するため、OAメーカーから、デジタルの力を活用してお客様の課題解決をお手伝いするデジタルサービスの会社に変革することを宣言しました。そこで、特集として「デジタルサービスカンパニー」と題し、デジタルサービスカンパニーへの変革にあたり、それを支える技術として、「デジタルサービスをわかりやすく示す商品・ソリューション」「デジタルサービスを支える基盤技術」「プリンティングからデジタルサービスへの連続性」といったテーマで選定を行いました。
RICOH Live Streamingサービスは，RICOH Smart Integrationが提供するマイクロサービスの1つで，アプリケーションサービスに映像送受信機能として組み込むことができる．アプリケーションサービスの利用者は，WebブラウザやVRヘッドマウントディスプレイを通して，遠隔地から現場空間の360度映像をリアルタイムに見ながら，コミュニケーション体験が可能になる．ハードウェア技術とメディア制御技術をベースに開発した高品質360度映像送受信技術（DMC：Dynamic Media Control技術＋VR技術）により，狭いネットワーク帯域しか利用できない環境から，5Gなど広いネットワーク帯域が利用できる環境まで，幅広いネットワーク環境下で臨場感のあるコミュニケーション体験を提供することができる．様々な業種での利用が進んでおり，特に建設業の現場での遠隔立会や遠隔安全衛生巡回での実証実験を行い，その有効性を確認することができた．
The RICOH Live Streaming service is one of the microservices provided by RICOH Smart Integration, which service providers can embed into their application services. End users can experience realistic communication through videos streamed in real time on a web browser or a VR head-mounted display. The high-quality 360-degree video communication technology （DMC: Dynamic Media Control technology + VR technology） was developed on the basis of hardware and media control technologies and can cover a wide range of network environments, from those with limited networks to those with rich networks where 5G can be used. The system is being used in various industries, and we have proven its effectiveness by conducting experiments on remote observation, remote health, and safety patrols at construction sites.
リコーは，「“はたらく”に歓びを」をコンセプトとし，オフィスのみならず，過酷な現場で働く人々に寄り添いながら困りごとを解消する「サービス会社」に変革しつつある．
近年，オフィス分野ではデジタル化が進んでいるが，例えば，建設，製造，医療，消防といった過酷な現場では，ホワイトボードを利用するアナログな働き方が残っている．そのため，データの利活用や遠隔地とのコミュニケーションに手間がかかるという課題が残る．
eWhiteboard 4200は，42インチサイズの防水・防塵・薄型・バッテリー内蔵の電子ホワイトボードであり，クラウドを活用することで，他の同デバイスと表示内容を即時共有することができる．そのため，従来のホワイトボードとして利用しながら，海外オフィスとも簡単にコミュニケーションできるといった使い方ができる．さらに，手書き文字はテキスト変換されるため，報告書などへ円滑に情報の二次利用ができる．まさに，現場の働き方を変革する新しいツールである．
Ricoh is transforming into a service company through the concept of “fulfillment through work,” helping people solve problems both in and outside of the office.
In recent years, digitalization has progressed in the field of office work. However, intensive worksites such as construction, manufacturing, emergency medical services, and firefighting still have analog work styles and use tools such as whiteboards. As a result, it takes time to input the content written on the whiteboard to a PC as digital data or to share it with remote locations.
Ricoh has developed the eWhiteboard 4200, a 42-inch waterproof, dustproof, thin electronic whiteboard with a built-in battery. By using the cloud, the displayed content can be shared instantly with other electronic whiteboards. The eWhiteboard 4200 can be used as a traditional whiteboard for easy communication with overseas offices. In addition, since handwritten characters are converted to digital text data, the information can be seamlessly used for secondary purposes such as typed reports. The eWhiteboard 4200 is a new tool that aims to transform the way people work in the field.
臨床意思決定支援システム（Clinical Decision Support System：CDSS）は，医療資源の不均衡という社会課題の解決に貢献するものであり，中国に巨大な市場がある．CDSSは，主要な病院の臨床の知見や信頼できる医学文献に基づき，人工知能により臨床経験を学習することで，外来および入院患者に対して医師の臨床現場での意思決定を支援することを目的としたデジタルサービスである．エビデンスに基づいた意思決定のためのナレッジベースとして，広範で信頼性の高い臨床ナレッジグラフとその自動構築のための技術を開発した．我々のCDSSサービスは，誤診や病気の見落としを減らすことで診断の精度を向上させ，医療行為の品質管理の人的労力の無駄を省いて診療効率を向上させる．さらに医師が実際に自分自身の医療技術を向上させ続ける仕組みを提供することで，総合的に医療サービスを改善することに貢献する．2019年以来，数十の医療機関，特に中国での医療資源提供の94%以上を占める一次医療機関向けに本サービスを提供している．
Clinical Decision Support Systems are a huge market in China, due to their potential as a solution to address the problem of unevenly distributed medical resources. In this digital service, AI decision-making models are trained by learning clinical experience from top grade hospitals and authoritative medical documents, and then provide decision supports to doctors in outpatient clinics and hospitals. We have developed a broad and reliable Clinical Knowledge Graph, which is automatically built, as the knowledge base for providing evidence-based decision-making. Our product can improve the accuracy of diagnoses by reducing misdiagnoses and missed diagnoses. It can also reduce mis-operations and human workloads, as well as provide opportunities for doctors to continue to improve themselves in practice, thereby improving efficiency and quality of medical service. Since 2019, we have been providing service to dozens of medical institutions, particularly Primary Healthcare Institutions which account for over 94% of medical resources in China.
老朽化が進む道路インフラの維持管理が大きな社会課題となっている．道路インフラは，国土交通省が定めた点検要領に基づいて点検が行われている．しかしながら，交通規制をしたうえで，高所作業車を利用し目視での確認を行うため手間がかかるもの，高額な計測機材を必要とするものや，大型車両をベースとした専用の計測車両を必要とするものであった．我々は低コストで効率的な点検を目指し，独自の光学系と人工知能（AI：artificial intelligence）などのデジタル技術を用いた撮影システムで点検作業を自動化する道路インフラモニタリングシステムの開発を進めてきた．本稿では，道路，道路トンネル，のり面の各モニタリングシステムの開発結果を説明する．
Infrastructure maintenance and management of deteriorating roads is a major concern in Japan. Japan's Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism （MLIT） has established procedures for inspecting road infrastructure. However, conventional inspection methods require traffic flow to be stopped and special vehicles are required for high-lift work, with individuals on board visually inspecting the surfaces. Such work is dangerous and strenuous. To keep workers safe, all essential elements, e.g., road surfaces, tunnels, and roadside slopes, must be thoroughly inspected. Ricoh has automated inspection systems by combining our original optical systems with AI digital technologies, offering cost-effective, efficient solutions. In this paper we introduce an overview of our monitoring systems for road surfaces, tunnels, and roadside slopes.
BERTに代表される近年の言語モデルは、事前学習―ファインチューニングフレームワーク（Pretraining-Finetuning Framework）に基づく表現学習とアプリケーション学習の分離、及び大量のコーパスを表現学習に活用する手段の確立により、多くのタスクで高い精度を実現している。しかし実際のアプリケーション構築では、ドメイン固有の語彙や言い回しなどを言語モデル層及びアプリケーション層の両方にて獲得する必要があり、このためファインチューニングでは大量のアノテーション付きデータを必要とする。
本稿で提案するアプローチでは、ファインチューニングに少量のデータしか利用できない実際の応用事例に対応するために、識別カテゴリ構造化やアノテーション対象データ選定などの学習データの設計と、マルチタスク学習による頑健な表現の獲得やエポックごとのデータバランス最適化などのアプリケーションの学習戦略を組み合わせて設計することで、必要データ量を縮減しつつアプリケーションの性能を向上させた。
Recent language models, e.g., BERT （Devlin, 2018） are characterized by the pretraining-finetuning framework, which separates the representation learning from application learning to utilize the availability of large-scale non-annotated document corpora and improve performance in many different NLP tasks. However, to develop an application with such language models, a huge amount of annotated data is required in the finetuning to encode decision logics, as well as application-domain-specific vocabulary and expressions in both the language and application layers of the model.
In this report, we present a joint design of a training data scheme and an application training strategy, which improves the performance of downstream tasks assuming a limited amount of annotated data in real scenarios. The approach minimizes the amount of required data by combining 1） the training data scheme design and development, i.e., structuring classification categories, and 2） the application training strategy, i.e., multitask learning and psudo-ensemble training by balancing the training data set in each epoch.
太陽光発電などに由来する再生可能エネルギー（再エネ）利用を社会全体として進める上での課題の1つとして，再エネの流通・利用を客観的に証明することに時間と労力が必要であるということが挙げられる．我々はこの課題を解決するために，電力業界全体で協力して再エネの流通全体を記録する共通データ基盤「再エネデータインフラ」を構築し，再エネの流通，利用を証明するという構想を立案した．
今回の実証実験では，この構想の中核となる機能である「発電，小売，消費の電力フローのトラッキング機能」と「準リアルタイムな再エネの需給マッチング機能」が，エンタープライズ・ブロックチェーンにより実現可能であるということを示した．
再エネデータインフラの構想を実現するためには電力業界全体の協調が必要であるため，引き続き実績を積み重ねながら，業界団体などを通じてステークホルダーに働きかけていく．
One of the challenges in promoting the use of renewable energy derived from solar power generation and other sources is the time and effort required to prove the distribution and use of renewable energy objectively. Toward this end, we have developed a plan to establish a renewable energy data infrastructure. In this infrastructure, the entire distribution of renewable energy is recorded in cooperation with the entire electric power industry. The results of our demonstration experiment suggest that an enterprise blockchain can fulfill the core functions of this concept, namely, tracking the flow of electricity generation, retail, and consumption, and quasi-real-time supply-demand matching of renewable energy.
The cooperation of the entire electric power industry is necessary for realizing the concept of a renewable energy data infrastructure. Thus, we will continue to build on our achievements and reach out to stakeholders through industry associations and other organizations.
国内の製造業では，これまで高い生産技術力を基に高品質で低コストなものづくりを進めてきたが，労働人口の減少による人財不足など様々な問題を抱えており，デジタル技術を活用した解決と，それらを通じたデジタルトランスフォーメーションが求められている状況にある．リコーのケミカルトナー生産プラントにおいても，熟練技術者に依存した生産など同様の問題を抱えており，これに対して，「工場の“はたらく”をスマートに」をコンセプトにデジタル技術を活用した課題解決を推進してきた．品質予測による生産条件の自動制御，異常検知技術を活用したプラントの自動運転，その他の施策により作業を効率化し，効率化後のプラント操業を円滑に進めるためのシステムであるDXプラットフォームを構築することで，生産に必要な工数の80％を削減することができた．また，これらの活動を支えるデジタル人財の育成についても紹介する．
The domestic manufacturing industry has promoted high-quality, low-cost manufacturing through advancements production technology but has faced various problems such as a shortage of human resources due to the declining working population. Ricoh's chemical toner production plant has encountered similar problems, due to its reliance on skilled engineers. One promising solution to these problems is digital transformation. Thus, we have built a DX platform which streamlines work through automatic control of production conditions on the basis of quality prediction, automatic plant operation using anomaly detection technology, and other measures. With this platform we were able to improve the operating efficiency of the plant and reduce the person-hours required for production by 80%. In addition, this paper introduce the development of digital human resources as part of our activities.
電気自動車や産業および民生向け次世代デバイスの急速な普及に伴い，デバイスのデザインに合わせ，需要に見合ったより多くのリチウムイオン二次電池（LIB）を高効率に製造していくことが求められる．従来工法を見直し，低コストで作りやすく地球環境へも配慮した製造方法が必要となる．
本論文では，LIB製造の，アナログからデジタルへの変換に関するリコーの取り組みをご紹介する．インクジェット（IJ）印刷技術によるデジタル工法は，LIBに安全性を付与し，材料ロスを減らし，生産性の改善にも寄与できると期待する．さらには次世代電池として期待されている全固体電池製造への適用可能性についても触れる．IJ技術によるデジタル工法を核とした新しい生産システムの確立によって，電池製造に革新をもたらすと期待する．
As electronic vehicles and state-of-the-art electronic devices become increasingly widespread, more lithium-ion batteries （LIBs） with the required functionality will be needed. To meet the demand for LIBs, the traditional manufacturing process should be updated to be more efficient, cost-effective, productive, and environmentally friendly.
Here, we present our approach to transforming the LIB manufacturing process from analog to digital using Ricoh's industrial inkjet （IJ） printing technologies. We also share possible applications of the IJ process to next generation LIBs such as all-solid-state batteries. Digital manufacturing based on IJ printing offers advantages such as enhanced LIB safety, highly efficient material use, and productivity improvement, and we hope that our approach brings about further innovation in the production of LIBs.
製造業のデジタル製造化が進む中，付加製造（Additive Manufacturing，以下AM）技術はデジタル化をさらに加速可能な技術として活用が広がっている．我々リコーも，これまでの様々な製品・研究開発で培ってきた技術を活用し，金属バインダージェッティング技術の開発に取り組んでいるが，さらなる価値を高めるためには，AMに合わせた設計の考え方が必要である．本論文では，アルミニウム製の熱交換器を対象として，バインダージェッティング技術での製造性および，熱交換器の性能向上の両立を目的とした事例を示す．具体的成果として，水冷ヒートシンクの内部フィン領域に，従来の製造方法では製造が困難なGyroid構造を適用し，従来工法品と比較して約30%の熱抵抗低減を達成した．
In the digitalization of manufacturing, the use of additive manufacturing （AM） is expanding as a technology that can further accelerate digitalization. Ricoh has been working on developing metal binder jetting using the technologies we have previously developed in our various products and R&D activities. However, to increase the value of metal binder jetting as a manufacturing process, its design concept needs to be tailored to AM. In this paper, we present a design case study for a heat exchanger made of aluminum that can improve both the manufacturability and heat exchange performance with metal binder jetting. Specifically, a gyroid structure, which is difficult to manufacture using conventional manufacturing methods, was applied to the internal fin area of the water-cooled heat sink. The resulting thermal resistance was reduced by approximately 30% compared to the product fabricated by the conventional method.
光渦レーザー誘起前方転写法（OV-LIFT, Optical Vortex Laser Induced Forward Transfer）による高粘度インクを吐出可能な新しいオンデマンドの印刷技術を提案する．透明基板上に作成した高粘度インク膜に光渦レーザーを照射することで，吐出したインク液滴が自転しながら飛翔する．この現象を“超解像スピンジェット現象”と呼ぶ．“超解像スピンジェット現象”を利用したOV-LIFTにより，インクジェットでは吐出できない高粘性のインクを所望の位置に正確に搬送し，真円に近いドットをプリントできる．我々は，走査光学系を用いたOV-LIFTによる高粘度インク（約4Pa∙s）用二次元描画装置を作製した．本装置でプリントしたドットは，平均ドット径77µm，ドット径標準誤差0.5µm，ドット位置ずれ7.4µmであった．本技術は，プリンテッドエレクトロニクスやフォトニクス等への応用が期待される．
We propose a nozzle-free laser printing technique that uses an optical vortex, herein referred to as optical vortex laser induced forward transfer （OV-LIFT）. The optical vortex forces high viscosity donor material to axially spin, thereby creating a ‘spin-jet.' The OV-LIFT, which utilizes the spin-jet phenomenon, facilitates the accurate transfer of high viscosity donor material to the desired position. We have developed a two-dimensional printing system for high viscosity ink using the OV-LIFT. The printing system makes it possible to directly print microdots （diameter: 77±0.5µm, positional error: 7.4µm） with high viscosity ink （about 4 Pa∙s）. We anticipate that our proposed system will pave the way for further advancements in printed electronics and photonics.
ケミカルトナー製造工場では，トナー品質や生産性の向上のために，設備や原材料の変更が頻繁に行われる．これらの変更に伴い，トナーの自動品質制御システムの重要な役割を担う予測モデルの再構築が必要となり，システムダウンの原因となる．このダウンタイムを短縮するために，設備や原材料の変更直後に得られる少数のデータから高精度な予測モデルを構築できる，転移学習を活用した効率的なモデリング手法を開発した．これは，Frustratingly Easy Domain Adaptationを拡張した，新たな異種ドメイン適応手法である．予測には，モデルの汎用性と精度を向上させるため，バギングを用いたガウス過程回帰（GPR）を採用した．提案手法は，部分最小二乗回帰，ランダムフォレスト，GPRと比較して，優れた性能を示した．この手法をトナー量産工場に適用した結果，全てのトナー品質で予測精度目標を満足することができ，トナー品質管理者の工場管理工数の75%削減を達成した．
In chemical toner manufacturing plants, equipment and raw materials are frequently changed to improve the toner quality and productivity. These changes require reconstruction of the prediction model, which plays a key role in the automatic quality control system, and cause downtime. To reduce the downtime, we developed an efficient modelling method based on transfer learning, which can build an accurate model from small-size data obtained just after the changes. By extending Frustratingly Easy Domain Adaptation, a new heterogeneous domain adaptation technique was proposed. In addition, gaussian process regression （GPR） was adopted with bagging to improve the robustness and accuracy of the model. The proposed method showed superior performance to partial least squares regression, random forest, and GPR. Finally, the proposed prediction method was applied to a toner mass-production plant; the prediction accuracy target was satisfied for all toner qualities. As a result, a 75% reduction in plant control person-hours of the toner quality manager was achieved.
バイオ素材かつ生分解性を有するポリ乳酸（PLA）は,石油由来材料の代替として注目されているが,成形加工が困難であり,普及が進んでいない.リコーはポリ乳酸を普及させるため，超臨界二酸化炭素を用いて高分子量ポリ乳酸の連続合成技術の開発，および発泡ポリ乳酸シートの開発を行った．高分子量ポリ乳酸の連続合成技術は，超臨界二酸化炭素よってポリ乳酸が可塑化されることを活用し，達成した．重合反応中に起こる副作用を抑制できたためと推察する．また,PLAiR（プレア―）と命名した発泡ポリ乳酸シートは,超臨界二酸化炭素を用いた樹脂成形技術に特徴がある．均一に発泡させたPLAiRは，食品容器に求められる剛性を提供できる.
Polylactide （PLA）, which is a bio-based and biodegradable material, has been attracting attention as an alternative to petroleum-derived materials． However, it is difficult to mold, so it has not been widely used. Utilizing the fact that PLA is plasticized by scCO2, we have developed a continuous synthesis process for high-molecular-weight PLA. It is speculated that this process is feasible, because the side reaction occurring during the polymerization could be suppressed.
We have also developed a uniformly foamed PLA sheet using scCO2. This uniformly foamed PLA sheet （which we named PLAiR） can achieve the rigidity required for food containers.
バインダージェッティング（Binder jetting：BJT）は，造形・焼結の二工程から構成される粉末積層造形技術であり，高生産性と低コストの両立を特長としている．本技術を，汎用金属であるアルミニウムに適用すれば，複雑な設計により高機能化した構造部品・放熱部品を量産できると期待される．しかし，アルミニウム表面の酸化皮膜は焼結阻害として作用するため，BJTによる部品製造は実用化に至っていない．酸化皮膜を破壊して緻密化させる手法として，液相焼結が有効であるものの，その進行挙動は明らかでない．焼結部品の高品質化に向け，アルミニウム液相焼結のメカニズムを解明することを目指し，二種類のその場観察を試みた．走査電子顕微鏡により，液相が酸化皮膜を破って粒子間にネックを形成した後，緻密化が進行する過程を観察できた．さらに，放射光を用いたX線イメージングにより，液相発生に伴って数十秒から数分の短時間で粒子再配列と収縮が進行すると共に，造形物中の層状の空隙が消失することを把握できた．
Binder jetting （BJT）, which requires printing and sintering steps, is expected as an additive manufacturing technology to accomplish high productivity and low costs. The ability to manufacture complex aluminum parts by BJT would enable the mass production of advanced machine components and heat-dissipation devices. However, sintering aluminum is difficult owing to the surface oxide layer covering the powder particles, which makes it impractical to produce aluminum parts by BJT. We directly observed the sintering behavior with two in-situ visualization techniques to investigate the mechanism of liquid phase sintering, which is effective for rupturing the oxide layer. Observation using scanning electron microscopy demonstrated that the liquid phase ruptures the oxide layer and forms necks between the particles, resulting in densification. Furthermore, the visualization by X-ray transmission using synchrotron radiation revealed that the liquid phase spreads and rearranges the particles. The densification makes the layered structure inside the printed part disappear in a few tens of seconds to a few minutes.
セラミックスの三次元造形（Additive Manufacturing）は，構造部品の製造において従来の成形方法よりも効果的であるが，1cm以上の厚い部品を製造する場合に割れや変形を生じやすいという問題があるため，治具やタービン部品などのエンジニアリングセラミックス部品としての適用の障壁となっている．本研究では，構造用セラミックス部品の製造に向けた新しいバインダージェッティング（BJ）方法である「粒子均質化モデリング（PHM）」を提案する．PHM法は，微量の樹脂とセラミックス一次粒子からなるセラミック造粒粉末と，セラミックナノ粒子と造粒粒子を崩壊させる溶媒を含むインクを特徴としている．本研究では，インクの飽和度の関数としてグリーン体の相対密度を評価し，提案するPHM法の効果を検証した．飽和度の増加により均質化が生じ，焼結体の最高相対密度は88vol.%であった．さらに，厚さ10mmから30mmのグリーン体を焼結する場合の収縮率は一定であり，割れや変形は確認されなかった．10mm以上の部品を変形やクラックなしに製造することは，既存研究と比較して画期的な進歩である．PHM法は，大型の高密度・高精度セラミック部品を製造する手段として有望なアプローチであり，将来さまざまな産業分野への応用が期待できる.
Ceramic additive manufacturing is generally more effective than conventional molding methods when used for structural parts, but the modeling quality （e.g., accuracy, density） is limited when manufacturing thick parts. In particular, engineering ceramic parts such as a jig or turbine components are 1 to several centimeters thick. This study presents a novel binder jetting （BJ） method called particle homogenizing modeling （PHM） for manufacturing structural ceramics. The PHM method is characterized by the ceramic granulated particles used for the recoating powder, and ink which contains ceramic nanoparticles and a solvent that collapses the granulated particles. In this study, the relative density of the green body is evaluated as a function of the ink saturation to verify the effectiveness of the proposed PHM method. Homogenization occurs due to increased saturation, and consequently, the highest value of the relative density of the sintered body is 88 vol.%. Furthermore, less deformation or cracking is observed when compared to previous studies, and the shrinkage rate is constant when green bodies with a thickness of 10 mm to 30 mm are sintered. Building parts 10 mm or thicker without deformation or cracking would be a groundbreaking advancement in the ceramics additive manufacturing field. The novel PHM method can potentially be used to manufacture large, high-density, high-precision ceramic parts, and can also be applied in various industrial fields in the future.
周波数連続変調方式（FMCW）LiDARはレーザー光の波長を連続的に変調することで，direct time-of-flight（dToF）方式より高精度な測距を可能とする．しかし，連続波長掃引の非線形性や中心波長の設計値からのずれによる分解能の悪化や，低い波長掃引周波数によるフレームレートの低下などの課題がある．そこで我々は，電圧に対する体積変化の線形応答と高い圧電定数を有するチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）からなる圧電素子を用いた微小電子機械システム（MEMS）と，垂直共振器型面発光レーザー（VCSEL）とを組み合わせた初の圧電MEMS型波長可変VCSEL（MEMS-VCSEL）を提案し，光源単独で中心波長調整の高い線形性と高い周波数での掃引が可能なFMCW LiDAR用光源の実現を目指した．MEMSチップの中心部に膜構造を，外周部には蛇腹構造を設け940nm帯のhalf-VCSELチップと熱圧着で接合した．その結果，蛇腹構造のDC電圧駆動により決定係数0.99以上の高い線形性で中心波長を制御し，膜構造の1.3MHzの共振周波数により2.98nmの連続波長掃引幅を持つ波長可変光源を実現した．この変調周波数はDBR型MEMS-VCSELの報告例の中で最も高く，高速動作を実現した．
Frequency modulated continuous wave （FMCW） provides more accurate ranging than direct time-of-flight by continuously modulating laser wavelength. However, there are issues such as deteriorated resolution due to the nonlinearity of the wavelength sweep and the deviation of the center wavelength from the designed value, and limited frame rate resulting from the low-frequency sweep. We propose piezoelectric MEMS-VCSEL which consists of micro electro mechanical system （MEMS） using Pb（ZrxTi1-x ）O3 （PZT） with a high piezoelectric constant and linear response of volume change to the applied voltage, and a vertical-cavity surface-emitting laser （VCSEL） for the first time. We aim for high linearity in the center wavelength tuning and a high sweep frequency using the chip itself for a compact laser source of FMCW LiDAR. The meander structure at the outer periphery and membrane structure at the center of the MEMS are implemented. The MEMS and 940-nm half-VCSEL are combined by thermal bonding. The resulting MEMS-VCSEL achieved high linearity in the center wavelength tuning with a coefficient of determination over 0.99 under DC-voltage actuation of the meander structure. The continuous wavelength tuning range reached 2.98 nm with a resonant frequency of the membrane at 1.3 MHz. This sweep frequency is the highest among DBR MEMS-VCSELs and enabled fast operation.
我々の開発する直接レーザー描画技術は，これまでにない超高速かつ高精細な立体構造物へのレーザー描画技術であり，完全なラベルレスのペットボトル製品の単品販売を可能にする．本稿では，ライフサイクルアセスメント（LCA）により，ペットボトルラベルと直接レーザー描画の温室効果ガス（GHG）排出量を比較することで，直接レーザー描画の環境優位性を評価した．その結果，直接レーザー描画によるペットボトルラベルレス化では，ラベルと比べてGHG排出量が3分1未満まで削減される効果が確認されたので報告する．
We are in the process of developing direct laser marking technology, which is an innovative ultra-high-speed and high-definition laser marking method for three-dimensional objects, enabling single-unit sales of completely label-less PET bottles. In this paper, we evaluate the greenhouse gas （GHG） emissions of PET bottle labels and direct laser marking by conducting a life cycle assessment and compare GHG emissions to evaluate the environmental impact of our technology. The results verified that direct laser marking for creating label-less PET bottles produces about one-third less GHG emissions than that of labels.
2023年3月31日発行
| 発行 | 株式会社リコー |
|---|---|
| 発行責任者 | 坂田 誠二 |
| 編集委員長 | 佐藤 俊一 |
| 副編集委員長 | 金崎 克己 |
| 編集委員 | 今井 達也、植木 平吾、後河内 透、三宮 俊、鈴木 剛、永井 希世文、奈良 亙、松本 章吾、三矢 輝章、山科 亮太 |
| 事務局 | 林 嘉隆、青戸 淳、早野 勝之 |
リチウムイオン二次電池は高エネルギー密度化，大型化の方向で市場が拡大しているが，一方で安全性との両立に課題があった．
我々はリコーの印刷技術を用いて電極上へ耐熱セラミック層を印刷する技術を確立した．
1000°C以上の耐熱性を持つアルミナAl2O3をインクジェットインク化し，電極上へ直接印刷することで，異常発熱時におけるリチウムイオン二次電池の安全性を向上させた．またこれまで他の印刷方式で課題となっていた印刷品質の課題や出力性能の低下を，インク組成や使用材料の変更により解決した．インクジェット印刷は非接触印刷であるため，下地電極へダメージを与えることなく薄膜印刷が可能であることが確認できた．
電池材料のインクジェット印刷では更なる高次安全技術の確立として，現状のポリオレフィンセパレータの置き換えを狙う耐熱性セパレータの開発や燃焼系材料を使用しない固体電解質材料によるセパレータ層印刷の技術を開発している．
The market for lithium-ion secondary batteries has been moving in the direction of higher energy density and larger size, but this comes with the challenge of achieving compatibility with safety.
We have established a technology to print a heat-resistant ceramic layer on the electrode using Ricoh printing technology. Alumina Al2O3, which has a heat resistance of 1000°C or higher, was converted into an inkjet ink and printed directly on the electrode to improve the safety of lithium-ion secondary batteries during abnormal heat generation. In addition, we have solved the problems of print quality and decreased output performance, which have been issues in other printing methods, by changing the ink composition and materials used. Since ink jet printing is non-contact printing, we were able to perform thin film printing without damaging the base electrode.
In order to establish higher-order safety technology for inkjet printing of battery materials, we are developing a heat-resistant separator to replace the current polyolefin separator and a separator layer printing technology using a solid electrolyte material that does not use combustion.
ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）などの核酸増幅法は様々な分野でターゲットDNAの検出に用いられている．近年では分析化学の発展とともに，1分子レベルのDNAを正確に定量する方法への需要が高まっている．しかし，適切な標準物質がないため，低コピー数のターゲットDNAの検出精度が十分に管理されていないことが多い．そこで，我々は指定コピー数のターゲットDNAを含む標準物質を作製するための新しい方式を開発した．1コピーのみのターゲットDNAを有する細胞の懸濁液をインクジェットヘッドで吐出し，高感度カメラで各液滴中の細胞数をカウントする形でコピー数を制御した．更に我々は本標準物質と希釈法で作製したDNA溶液を使用し，検出限界（LOD）の評価を用いて定性PCRの性能を比較した．結果として，本DNA標準物質を利用することで，より正確な評価結果を得られた．
Nucleic acid amplification methods such as polymerase chain reaction（PCR）are extensively used in many fields to detect target DNA. Recent advances in analytical sciences require a method to accurately quantify DNA at the single molecule level. However, analytical quality control when detecting low copy number target DNA is often missing due to a lack of appropriate reference materials. Herein, we have developed a novel method to produce reference material containing a defined copy number of target DNA. In this method, the suspension of cells carrying a single target DNA sequence is ejected by an inkjet head and the number of cells in each droplet is counted using highly sensitive cameras in order to control the copy number. We compared the use of this reference material with that of diluted solutions of DNA to evaluate the performance of qualitative real-time PCR in terms of the limit of detection （LOD）. Our results demonstrate that by using this DNA reference material, more accurate information regarding performance quality can be provided.
近年，再生医療用途や創薬開発向けにin vitroで3次元組織体を構築する技術が求められており，その1つとしてバイオプリント技術が有望視されている．我々は，3次元組織体構築に向け複数種類の細胞や積層材料を精密に配置できるバイオプリントシステムを開発した．細胞吐出させるために新規に開発したインクジェットヘッドは細胞を生きたまま吐出可能であり，かつピエゾ素子でメンブレンを振動させて細胞液を撹拌することでノズル閉塞を回避できるため，安定的なオンデマンド吐出が可能である．本インクジェット技術を搭載したバイオプリントシステムにより，吐出細胞数の制御や細胞の2次元配置を達成すると共に，ハイドロゲルと細胞それぞれの層を交互に積層することでミルフィーユ状の3次元構造体構築プロセスを提案した．本バイオプリントシステムは既往の技術を凌駕するレベルでの細胞プリントを達成し得るものと期待できる．
In recent years, bioprinting has emerged as a promising technology for the construction of threedimensional（3D）tissues to be used in regenerative medicine or in vitro screening applications. In the present study, we report the development of an inkjet-based bioprinting system to arrange multiple cells and materials precisely into structurally organized constructs. A novel inkjet printhead has been specially designed for live cell ejection. Droplet formation is powered by piezoelectric membrane vibrations coupled with mixing movements to prevent cell sedimentation at the nozzle. Stable drop-ondemand dispensing and cell viability were confirmed over a long enough time to allow the fabrication of 3D tissues. Reliable control of cell number and spatial positioning was demonstrated using two separate suspensions with different cell types printed sequentially. Finally, a process for constructing stratified Mille-Feuille-like 3D structures is proposed that alternately superimposes cell suspensions and hydrogel layers with a controlled vertical resolution. Experimental results show that our inkjet technology is effective for both two-dimensional patterning and 3D multilayering and has the potential to facilitate the achievement of live cell bioprinting with an unprecedented level of precision.
現在テキスタイル市場における生産方式には，染物に代表される「アナログ捺染方式」と，インクジェットプリンタ等による「デジタル印刷方式」があり，「アナログ捺染方式」が市場の大半を占めている．「アナログ捺染方式」は大量生産に適した方式ではあるものの，デザインの多様化／商品サイクルの短期化に伴う「在庫の大量廃棄」や，後処理工程で発生する「排水による水質汚染」等の「環境課題」が指摘されている．一方，「デジタル印刷方式」は，「小ロット／多品種」の対応力に優れており，環境課題の軽減策として注目されている．
特に「水性顔料インク」を用いた方式は，後処理工程を必要としない「環境に優しい方式」である為，持続可能な社会を創る意味でもそのニーズが高まりつつある．
我々はこれまで培ってきた技術を活用し，「水性顔料インク」を用いたインクジェット方式のガーメント（garment：衣服）プリンタを上市し，リコーとしてのテキスタイル事業を立ち上げた．本論文では，テキスタイル印刷に対するリコーの技術的な強みと，それを活かした今後の取り組みと狙いについて述べる．
The printing process in the textile industry can be separated into “analog printing” typified by dye printing and “digital printing” typified by inkjet printer. While analog printing is currently dominant in the market due to its suitability for mass production, it has several environmental issues such as the
large amount of inventory for disposal, which has been increased by shorter product cycles, and water pollution generated during the post-treatment process. In contrast, digital printing can meet the small lot / multi-variety demands, which makes it an attractive approach for solving the environmental issues.
In particular, water-based pigment ink shows promise as an environmentally friendly method because it does not require any post-treatment process.
Ricoh launched inkjet garment printers using water-based pigment ink and established textile business by utilizing our technology. In this work, we introduce our technical strengths relating to textile printing, future initiatives, and goals.
現在，インクジェット技術を用いてナノ銀などを印刷して配線を形成したり，様々な機能性インクを印刷するプリンテッドエレクトロニクス技術が検討されている．また強誘電体膜に関しても，薄い膜（100nm）で半導体素子（FeRAM）に応用する検討が報告されているが，厚い膜で機械的なアクチュエーターとしての機能を確認した報告はない．今回インクジェット工法とCSD（Chemical Solution Deposition）法，表面エネルギー制御を組み合わせ，パターニングされたPZT薄膜のダイレクト形成を行った．この表面処理，インクジェット塗布及び焼成工程を繰り返すことでパターンの寸法精度を確保しつつ2µm厚のPZT薄膜を形成することに成功した．また，このPZT薄膜をアクチュエーターとするインクジェットヘッドを製作し，インクの吐出を行った．さらに，従来工法のスパッタやスピンコートでは一般的に最大膜厚が2～3µmであるが，本プロセスを用いることで10µmのピエゾ膜が成膜でき，2µm膜厚と同等の配向や結晶性を確認できた．
Inkjet printing （IJP） has become an important technology for many applications such as nanotechnology and, electronics, due to its ability to direct-write well-definedpatterns on various substrates. It avoids the complicated photolithography process, which leads to cost-savings, efficient use of materials, and waste elimination. By controlling the surface energy distribution with a selfassembled monolayer （SAM） coating process, we successfully deposited a patterned 2-µm-thick PZT film by an IJP technique utilizing a sol-gel PZT ink as the precursor. We also confirmed through experiments that the piezoelectric constant of the IJP PZT film was high enough to be used as the actuator of an inkjet head. In addition, while the conventional methods of sputtering and spin coating generally have a maximum film thickness of 2 or 3 microns, by using IJP, we could form a 20-µm-thick PZT film. With the orientation and crystallinity equivalent to 2-µm-thick PZT film.
従来の高速水性インクジェットプリンタで用紙に印刷を行うと，乾燥不足によって印刷品質が低下するという問題があった．また，特に高濃度の画像を出力する場合や薄紙を用いた場合に発生する波打ち状のシワ（コックリング）を防止することは困難だった．今回，我々はこれらの問題を解決することを目的として，高速連続用紙インクジェットプリンティングシステム「RICOH Pro VC70000」を開発した．独自の技術として連帳紙を複数の小径加熱ローラへ繰り返しニップしながら搬送する機構を採用することにより，インクの乾燥性能を大幅に向上させた．この高速インクジェットシステム技術により，高濃度の画像を出力する場合や薄紙を用いた場合でもコックリングの発生を抑制し，さらに省スペース・省エネで印刷速度と画質の向上を実現した．
When printing on paper with a conventional high-speed water-based inkjet printer, the print quality tends to be degraded due to insufficient drying. In addition, wavy wrinkles （cockling） can occur, especially when high-density images are printed or when thin paper is used, and it is difficult to prevent this with conventional technology. To resolve this issue, we have developed a high-speed full-color inkjet printing system for continuous papers called "RICOH Pro VC70000". This system utilizes a mechanism that repeatedly contacts a paper with multiple small heating rollers as our unique drying technology to extend the drying distance and improve the drying performance. Experimental results show that cockling can be suppressed even when high-density images are printed or when thin paper is used. In addition, both printing speed and image quality are improved along with space and energy saving.
製品カタログやダイレクトメールのオンデマンド印刷を実現するカラープロダクションプリンターには，幅広い用紙において，オフセット印刷機と同等の高精細な画像，高精度な表裏画像見当（レジストレーション）が求められている．本報は，用紙と画像の位置を高精度に合わせるリコー独自のレジストレーション技術を紹介する．本技術は，紙姿勢を非接触で検知するセンサーを配置し，紙の傾きであるスキューと，紙の位置ずれであるシフト量を検出し，検知結果を基に，画像を紙に転写する直前に配置された搬送ローラが回動およびスライド移動することで，紙姿勢誤差を補正する．補正動作では，フィードフォワード制御とフィードバック制御を組み合わせることで，従来の用紙先端突き当てによるレジストレーション方式と比較し，より幅広い紙種に対し高精度で安定したレジストレーションを実現した．
In electrophotographic printers, image to sheet registration is one of the important requirements for ensuring print quality close to offset printing. This paper describes the mechatronics design of a sheet registration device using a steerable and sliding roller and the control system of such a device. The device is placed upstream from the image transfer station along the sheet feeding path and precisely controls the longitudinal, lateral, and skew directions of the sheet until it reaches the image transfer station. The lateral and skew position error of the sheet is determined by using two Contact Image Sensors （CIS） to detect the side edge. The steerable and sliding roller is rotated and shifted to correct the sheet position error. This paper proposes a new Feed Forward （FF） and Feed Back （FB） sequential control method for reducing the variations in sheet position caused by transfer errors from feed rollers.
Experimental results verified that the steerable and sliding roller using the proposed control method is able to fulfill the performance requirements for practical application.
ポリエステル重合を用いたケミカルトナーの1種である重合トナーの品質制御は，過去の品質測定値を参照して品質管理者が工程の操作変数を決定する手動調整を実施していた．そのため，トナー品質管理者の多大な工数が必要であるとともに，品質安定性が不足していた．
この問題を解決するため，品質予測システムと操作量算出システムで構成される品質自動制御システムを開発した．品質予測システムの構築では，いくつかの機械学習手法の中から，変数選択したRandom Forestモデルを選定した．操作量算出システムの構築では，品質予測値を参照して，操作量を自動算出するシステムを開発した．品質自動制御システムをトナー製造プロセスで活用した結果，トナー品質管理者の工数15%低減と品質安定性の向上を確認した．
The quality control of polymerized toner, a chemical toner using polyester polymerization, is typically performed by manual adjustment. Quality operators determine the extent to which the process should be adjusted by referring to past quality values. It takes a lot of man-hours of the operators and the quality stability is insufficient. Thus, we developed an automatic quality control system, which comprises two systems: one for predicting quality and one for calculating the manipulation amount. In the quality prediction system, we selected a random forest model with variable selection from several machine learning methods. In the manipulation amount calculation system, we developed a system that automatically calculates the manipulation amount by referring to the predicted quality value. By applying the automatic quality control system to the toner manufacturing process, the quality operator's man-hours were reduced by 15% and the quality stability of the toner was improved.
車載向けのヘッドアップディスプレイ（HUD）が市場に普及してきている．HUDは車両センサからの情報をフロントガラス先の背景に重畳させて拡張現実（AR）を実現することで，安全な運転環境を提供しようとしている．レーザー走査方式HUDは広色域と高輝度コントラストを特徴として運転者に確実な注意喚起を促すことができ，また背景に対して違和感のない3D表示が可能になるため，ARを実現するHUDに最適な方式である．我々は新規の部品であるスクリーンと2軸MEMSミラーを開発し，レーザーHUDの画質劣化と低信頼性の課題を解決して高画質と高信頼性のプロジェクションユニットを実現した．
In-vehicle head-up displays （HUDs） are being marketed as augmented reality （AR） displays aimed at make driving safer by superimposing information from the vehicle sensor on the background behind the windsheild. A laser HUD is optimal for an AR display because it can effectively draw the driver's attention to the information and display a seamless image with a wide color gamut and high brightness contrast. We developed a projection unit for an automotive laser HUD and attained high image quality and reliability. Laser projection units tend to cause image quality deterioration and low reliability. We addressed these issues by developing a new screen and a two-axis micro-electromechanical systems （MEMS） mirror.
近年，脳科学は医学界を初め幅広い社会の要請を受けて，著しい発展を遂げている．近赤外光を利用した脳機能計測であるfNIRS（functional near-infrared spectroscopy）は，現在よりも空間分解能が向上することで脳疾患の診断に対し飛躍的に価値が高まることが期待されている．一方光源側では，VCSEL（Vertical-cavity surface-emitting laser：面発光レーザ）のセンシング分野における新しい応用が始まっている．我々は多ビームを制御性良く出射できるVCSELの強みを活かした「多方向方式fNIRS」を考案し，ビーム数と受光方向をそれぞれ4倍にすることで合計16倍の情報量増加を実現し脳機能計測の高精度化を図った．VCSELと微小レンズを高精度に実装する技術を開発して試作機を製作し，要求される空間分解能以下の微細なメッシュ（3mm間隔）を適用した生体モデルに対し，1×109個のフォトン数に対してモンテカルロシミュレーションを実施することで，脳血流分布の推定精度を向上させた．ファントム（疑似生体）計測および運動野のヒト計測を行ったところ，脳表面（灰白質）における賦活エリアを5mm程度の誤差で検出できることを確認した．このように開発したfNIRSは，高価なfMRIに匹敵する空間分解能が実現でき，小型で安価なモジュールにより脳内ネットワークなどの診断ができる可能性が見えてきた．
In recent years, brain science has made remarkable progress in response to current demands, including those from the medical community. The development of functional near-infrared spectroscopy （fNIRS）, a brain function measurement tool using near-infrared light, is expected to dramatically lower the cost of brain diseases diagnosis by improving spatial resolution. We have devised a multi-directional fNIRS, which utilizes a vertical cavity surface emitting laser （VCSEL） that can emit multiple beams with good controllability. The accuracy of brain function measurement is improved by increasing the amount of information. Phantom （pseudo biological） measurements and human measurements of the motor cortex showed that the activation area on the brain surface （gray matter） were detected with an error margin of about 5mm. With a spatial resolution has been comparable to the more expensive fMRI, the possibilities for diagnosing brain diseases are now greater than ever.
オフィスや工場など職場において，作業者の位置測定と可視化は業務改善の重要な課題である．作業者の位置を可視化することで，生産効率向上，作業ミス低減，事故防止効果が得られる．本稿は一枚の360度魚眼カメラ画像による高精度な作業者認識，3次元位置測定，作業者位置可視化方法を提案する．
本提案手法は魚眼画像を単位球面へ投影，透視投影を行うことで，複数方向への歪み補正画像を作成する．職場地面に複数のマーカーを設けることで，歪み補正画像と3次元実空間のキャリブレーションを行い，変換式を求める．複数方向の歪み補正画像から機械学習による作業者認識を行い，求めた変換式を用いて，3次元空間での作業者位置測定を行う．
Ricoh R 360度魚眼カメラにより作業者認識，3次元位置測定実験を行い，本提案手法の有効性を確認した．
In a workplace such as a factory or office, it is important to visualize workers' positions to improve efficiency and avoid errors and accidents during work operations.
We propose a method for measuring the 3D positions of people in a workplace using only one fisheye camera. One 360-degree fisheye image is projected onto a unit sphere and several perspective projection images are generated to correct distortions in the image obtained from the fisheye camera. A machine learning method is applied to the corrected images for people recognition, and the results are used to calculate 3D positions in the workplace. Only a few markers need to be placed on the floor of the workplace to calibrate the perspective projection images with the plane of floor.
People recognition and position measurement experiments were conducted in a workplace using Ricoh R 360-degree monocular fisheye cameras. The evaluation results demonstrate the effectiveness of our proposed method.
顔認証の技術は今急速に発展している．セキュリティ監視システムやスマートフォンだけでなく，オフィスプリンティング分野でも製品に顔認証を組み合わせることが試みられている．顔認証の応用の拡大に伴い，その安全性の確保が重要となっている．人の顔の画像や映像は入手しやすいため，なりすましに対する検査が必要である．本論文では，赤外線や構造化光を用いない安価な単眼カメラを使い，顔写真やビデオによるなりすましを検出する低コストのシステムを提案する．顔検知，輝度確認，鮮明度確認を行った後，RGB，HSV，CNNの3つの手法でなりすまし検出を行い，それらを統合した分類器で最終結果を得る．統合により，単一手法より高いロバスト性が得られた．
Facial recognition technology has been developing rapidly nowadays for applications such as mobile phones, access controls, and security monitoring systems. Furthermore, the feasibility of combining office automation products with face recognition is being explored. The security risks of facial recognition are becoming exposed as more applications emerge. Because faces are frequently exposed in photos and videos, it is necessary to implement face spoof detection. Our solution introduces a lowcost face spoof detection system, which enables face photo and video spoof detection using inexpensive monocular cameras （compared with infrared cameras and 3D structured light cameras）. In the pretreatment stage, face detection, brightness evaluation, and image blur detection are used. In the core processing stage, RGB, HSV, and CNN methods are used to detect spoof faces. Finally, an integrated classifier is designed based on the output of the above three classifiers, making it more robust than a single system.
ニューラル機械翻訳（Neural Machine Translation：NMT）モデルは通常，対訳コーパスにより学習され，翻訳品質を改善するための新しい拡張コーパスを生成する．従来の研究では，NMTの品質の主要なテスト要素であるn-gramを考慮せずに対訳コーパスを生成ないし選択していた．本論文では，翻訳品質向上のための対訳コーパス選択標準としてn-gramを利用する，ニューラル機械翻訳のためのデータ拡張について説明する．実験により，この方法は，2018年に開催されたアジア諸言語翻訳に関するワークショップ（Workshop on Asian Translation：WAT）の基本的なNMTモデルよりも，英日と日英翻訳タスクにおけるBLEUスコアをそれぞれ最大0.86および1.34まで改善することが示された．
Neural machine translation （NMT） models typically operate with a parallel corpus and generate a new augmented corpus to improve translation quality. Previous studies created or selected the parallel corpus without considering the importance of the n-gram algorithm in BLEU. N-gram is a key test element in the NMT quality standard that should be taken into account. This paper describes a data augmentation method for neural machine translation. We regard n-gram as a select standard for a parallel corpus which can enhance translation quality. Experiments showed that compared with the basic NMT model, our method improved BLEU scores by 0.86 and 1.34, respectively, when performing English-Japanese and Japanese-English translation tasks from the Workshop on Asian Translation （WAT）.
当社は顧客に対して安全な製品を提供するため，安全に関する公的な国際・国内規格の遵守だけでなく，安全性向上の視点で構築した当社独自の製品安全基準への適合による製品の安全設計を行ってきている．更には，製品安全事故リスクを事前に低減させるために，製品のライフサイクル全般にわたるリスクアセスメントを実践し，未知のリスクを顕在化させ，対応の必要性を検討するプロセスを継続的に回している．
データが不十分な状況での未知のリスクへの対応については，危害の程度や発生頻度を見積もり，製品安全設計基準を適切に製品へ反映する必要がある．そのためには，現象と原因を正確に把握することを目的とした実験方法の開発やデータ蓄積，共有などを行う安全技術開発が重要になる．
本報告では，安全技術開発の一例として，電気・電子機器の重大製品事故の一つの原因であるプリント基板発火・延焼について，実験方法の検討と実験結果を示す．
In order to provide customers with safe products we must comply with public safety standards and as well as our own standards. We reduce the risk of accidents through risk assessments, which are continuously conducted throughout the life cycle of the product.
To estimate the frequency of accidents and degree of harm, and to reflect them in products as appropriate product safety design standards, it is necessary to accurately grasp the phenomena and causes. For this reason, it is important to safety engineering development for developing experimental methods and storing and sharing data.
In this report, we show the results of ignition and fire spread experiment on printed circuit board as an example of safety engineering development.
2020年8月31日発行
| 発行 | 株式会社リコー |
|---|---|
| 発行責任者 | 坂田 誠二 |
| 編集委員長 | 佐藤 俊一 |
| 副編集委員長 | 金崎 克己 |
| 編集委員 | 後河内 透、三宮 俊、永井 希世文、奈良 亙、三矢 輝章、山口 高司、渡辺 博文 |
| 事務局 | 早野 勝之、佐藤 寛嗣 |
画素並列処理、巡回型A/Dコンバータなどの技術を適用することで、94MHzの高速動作が可能なオールインワンタイプの小画素系CMOSリニアイメージセンサを開発した。画素サイズは4.7μm×4.7μm、外形寸法は55mm×10.7mmである。また、複数のデバイス技術によりリニアイメージセンサ固有の画質課題を解消し、高画質化を実現した。
赤信号無視や急発進などの危険運転を検知、ドライバーに警告し、安全運転を支援するニーズが高まっている。ドライブレコーダーの録画解析によりドライバーの運転性向を診断するには、信号機認識と危険運転イベント検知技術は不可欠である。本稿は車載カメラにおける高精度の信号機認識、危険運転イベントを検知する方法を提案する。YUV色特徴により信号機の色を認識、信号候補領域を作成、面積の少ない領域で信号機の形状認識を行う。信号機の周囲特徴を用いて、誤認識を削除する。複雑な撮影背景の昼シーンと明かり外乱の多い夜シーンで共に誤認識の少ない高い認識率が得られる。信号機認識結果と車の加速度、速度の情報を組み合わせ、赤信号無視、急発進の危険運転イベントを検知する。日本とアメリカで実車テストをすることにより信号機認識性能評価を行った。その結果、高い認識率と低い誤認識率を得られ、提案手法の有効性を確認した。ドライブレコーダーの動画データで、危険運転イベント検知実験を行い、提案手法の有効性を確認した。
我々は、2011年に縦型の超短焦点プロジェクタである“IPSIO PJ WX 4130”を開発した。このプロジェクタは小型で超短距離からの投射が可能なことから好評を得ている。一方で、近年Full HD（1920×1080pixels）クラスの、より高解像度のディスプレイのニーズがますます高まっている。前述したIPSIO PJ WX4130はWXGA（1280×800pixels）までの解像度であり、十分ではなかった。
そこで我々は、Full HDに対応した超短焦点プロジェクタの小型の投射光学系を開発した。一般的に光学系を高解像度化するには光学系の大型化が避けられないが、以下3つの方法により、この課題を解決した。1) 屈折光学系に負の歪曲を持たせることで、収差補正に必要なレンズを配置する空間を確保する。2) 各画角の光束を十分に分離する。3) 屈折光学系で像面湾曲を補正し、自由曲面ミラーで歪曲収差を補正するように機能を分担させる。これらにより、小型でありながら、高解像度に対応した投射光学系を実現した。
本論文では、RGB-IRデュアル・バンド全方向カメラのキャリブレーション方法を紹介する。この方法は、高次多項式による非線形マッピングを使用し、撮影したIR画像をRGB画像にワープさせる。シミュレーションでは、ワープしたIR画像がRGB画像に完全にマッチすることを示した。さらに、ホモグラフィ変換によって得られた結果よりも優れていることを示した。
MFP（Multi Function Printer）回収センターでは、中古MFPが平積みで保管されており、1台1台を個別に管理している。そのため、MFPを出庫するときは、作業者が保管エリア内から出庫するMFPを目視で探し出す必要があり、「探索時間」の削減が課題となっている。
この課題を解決するために、天井に取り付けたカメラでMFP上部に貼付された新規に我々が開発したカラーコードであるCPCC（Comb-shaped Pattern Color Code）を認識することで在庫位置を管理するシステムを提案する。
本システムを実現するために開発したCPCCは、バーコードやQRコードのような矩形ではなく、くし型形状とした。これにより、「歪み耐性」が強く、「十分なID数」を表現可能で、「認識速度」が高速なシステム構築が可能となる。
本システムを運用した結果、作業者は作業効率を落とすことなく個々のMFPの位置を把握することが可能となり、従来必要であった1日あたり60分の「探索時間」を削減した。
（Portable Document Format）は交換可能なドキュメントレイアウトとして設計された。PDFの使いやすさ、セキュリティ機能、さまざまな環境で作成できる特徴は、PDFの需要を高め、PDFはさまざまな産業分野で活用されている。印刷業界はこの10年にわたりPDFの利用により大きく発展してきた。PDFが印刷される場合にPDFに欠けているのは、PDFファイルをどのように印刷するかを定義する能力である。
JDF（Job Definition Format）が、PDFをどう印刷するかの指示を定義する業界標準となっている。JDFは独立したファイルであるため、印刷ワークフローでPDFファイルが変更された場合にPDFファイルとの同期がとれなくなり得る。本論文では、PDFファイルに対するアクション（ページ移動、ページ削除、ページ回転等）のリストを、他のプログラムによる変更を防ぎつつJDF（およびそのほかのメタデータ）がリアルタイムにデータと同期されるように処理するプロセスを詳述する。
このプロセスは、印刷時の正しい出力を保証するとともに、PDFファイルを操作する際のファイルI/Oを改善する。
現在オフィス機器メーカー各社において、お客様先に設置されたMFP（Multifunction Printer）とメーカーもしくは保守会社とをインターネットで接続し、遠隔保守をするサービスは広く普及している。近年は、遠隔保守サービスのいっそうの充実に向けて蓄積されたビッグデータを解析し、故障予測を行うという活動が活発化してきている。リコーは故障予測の【予兆検出ロジック】の開発に加え【予兆検出時のアクション】を明確に定めることでフィールドでの故障予測の活用を実現させた。その結果、実際のフィールドでの活用を通じたアンケート調査より、故障防止に効果があり、かつ、顧客満足度向上にも寄与できることが確認できた。
マルチ折り機は、自他社含め主にプロダクションプリンティング市場に展開されているが、MFP普及層市場にニーズがあることが分かり、大型で高コストのマルチ折り機ではなく、MFP普及層に合った小型で低コストのマルチ折りが必要と判断し、開発を行った。
しかしながら、従来機にて主流になっている方式（ストッパ突き当て方式）では小型化には限界があることが分かり、新しい挟持反転折り方式の開発に着手した。その結果、8つのローラの回転動作のみで4種類のマルチ折りを実現し、受け入れる用紙の条件（紙種やカール等のばらつき）によらず、安定した品質を実現することに成功した。具体的には、折りたい長さに対するばらつきは従来機の2分の1以下、折り高さは2分の1以下を達成した。さらに、大きさは従来機から90％削減、コストは85％削減を達成し、従来機に対して圧倒的な優位性を実現した。
そして、2016年10月に本技術を搭載し「紙折り中継ユニットC840」として業界初となる設置スペースレス（本体胴内に収まる）マルチ折り機の商品化を実現した。
タグチメソッドの代表的な技法であるパラメータ設計は、品質を改善することを目的として、幅広く活用されている。しかしながら、目的特性を使ったパラメータ設計は、開発の対象システムをブラックボックス化してしまうため、品質改善のメカニズムに関する情報を得ることが困難という問題があった。本論文では、この問題を解決する新たな技法CS-T法（Causality Search T-Method）を提案し、それが開発の上流段階で有効な技法であることを示す。CS-T法の実験計画は目的特性パート、T法パート、直交表パートの3つのパートからなる。T法パートに複数の現象説明因子を割り付けて、直交表パートの実験を1行追加実施するごとにT法解析を実施し、目的特性と現象説明因子の因果関係を最少実験回数で把握する。この因果関係を把握することによって、技術者がシステムや制御因子を考案する的確性が高まり、開発期間の短縮及び開発成功率の向上が期待できる。
インクジェットプリンターの開発において、微小なインク液滴であるインクミストにより重要部品が汚れ、不具合が発生することが問題となっている。従来、インクミスト汚れに対して、実験的なトライ＆エラーの繰り返しによる対策が行われてきたが、対策の根拠を理解して効率的に汚れを抑制するには、インクミスト発生のメカニズムやプリンター内のインクミストの挙動を解明することが重要である。本報では、気流がインクミストの発生に及ぼす影響を明らかにするために、プリントヘッドを搭載したキャリッジと紙間におけるインクミスト挙動観察と時系列の気流速度場計測を行った。その結果、キャリッジ走査速度とインク吐出間隔の増加と共に、インクミストをキャリッジ走査上流方向へ運ぶ気流速度の増大と紙側への下降気流の低下により、インクミスト発生量が増加することを明らかにした。また、気流計算と粒子計算を組み合わせたシミュレーションを行い、プリンター内においてインクミストが拡散する過程を明らかにした。本シミュレーションを活用することにより、インクミストによる汚れを抑制する構造を設計段階で検討することが可能となった。
近年、画像表面への凹凸形状付与による立体表現により、油絵の複製や表面加飾が行われている。この立体感のある画像表現を2.5Dと呼んでおり、インク滴の積層時の積み上げ精度が高いという特性を活かし、UVインクがよく用いられている。しかし、通常のUVインクでは、形状再現性と表面平滑性がトレードオフの関係であるため、滑らかで形状再現性が高い画像が得られないという問題があった。本研究では、UV光量によりインク表面硬化状態と濡れ性を制御可能なUVインクを開発し、形成プロセスを組み合わせることで、形状再現性と表面平滑性を両立する高精細な2.5D画像を実現することが可能となった。
我々は、インクジェット技術を応用した微粒子作製技術“FDD技術”を開発した。インクジェット技術の大きな特徴の1つとして、正確な液滴サイズ制御性が挙げられる。FDD技術はこの長所を微粒子作製に応用したものであり、マイクロサイズの微粒子を、高い生産性をもって作製可能な技術である。
本検討では、このFDD技術を機能性微粒子の1つである医薬製剤に応用し、狭粒度分布の製剤粒子が作製可能であることを確認した。更に製剤機能評価において、原薬に対する水への溶解性の飛躍的な改善効果や、吸入製剤として良好な吸入効率が認められた。これらのことから、FDD技術が機能性微粒子の新たな作製技術となり得ることを実証したとともに、FDD技術の新たな価値を見出すことができた。
本論文では、医療臓器モデルを志向したMaterial Jetting法によるハイドロゲル立体造形技術を紹介する。近年、医療技術の高度化とともに医療従事者の行う手術手技が複雑化・多様化しており、安全で正確な技術を習得するために臓器モデルを使った手技トレーニングが重視されるようになっている。しかし、従来の3D造形技術においては、これら手技操作を実際に加えることのできる質感および内部構造を再現した臓器モデルを作製することは困難であった。我々は柔軟性が高く生体に近い強度を有する材料として、ナノコンポジットハイドロゲルに着目し、インクジェットで吐出可能なゲル前駆体インクを開発した。このインクをMaterial Jetting法に適用することで、中空かつ微細な構造を持ち、強度分布を内包するハイドロゲルモデルを造形することができる。この技術を用いて実際にハンドリング可能な医療臓器モデルを作製し、医師による評価により手技トレーニングおよびシミュレーションに有用であることを示した。
近年、個々の細胞の機能や性質を知るための単一細胞を対象としたmRNA（messenger ribonucleic acid：伝令RNA）発現解析が注目されている。しかし、濃度の測定精度が確保された核酸を用いた評価は十分に行われておらず、単一細胞のmRNA発現解析の精度は明確ではない。そこで、濃度が既知の認証標準物質である定量解析用リボ核酸（RNA）水溶液を用いて、mRNA発現量の定量可能な範囲の特定を行った。RNA抽出とcDNA（complementary deoxyribonucleic acid：相補的DNA）合成は、独自開発中の自動cDNA合成装置で行い、RNAから合成したcDNAをリアルタイムPCR（polymerase chain reaction：ポリメラーゼ連鎖反応）装置で検出し、検出対象RNAの量を定量化した。その結果、単一細胞レベルであればmRNAは3～107コピーと少ないコピー数から定量的に解析可能であることが確認された。この定量評価により、認証標準物質を用いて、mRNA発現解析の精度の評価ができることを示すことができた。
編集後記 （1P/140KB）
2018年2月26日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒243-0460 神奈川県海老名市泉2-7-1 TEL. 046-236-2400（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 松浦 要蔵 |
| 編集委員長 | 佐藤 俊一 |
| 事務局 | 小林 一弘、進藤 由貴 |
近年デジタルカメラにおいて、シーンに適した露出、フォーカス、ホワイトバランスなどの制御により高画質な画像を撮影する機能が望まれるようになってきている。しかし、従来の当社のデジタルカメラでは画像のシーン認識をする技術が限定的であった。そこで、最近有望な技術として非常に注目されているDeep Learning技術をデジタルカメラのシーン認識に利用することで、当社の従来のシーン認識よりも認識率を大幅に向上させ、認識対象も拡大することができる技術を開発した。また、1つの画像で複数のカテゴリが正解となる非排他的カテゴリ認識への対応として、Deep Learningの畳み込み処理のカテゴリ間共通化技術を考案し、単純に排他カテゴリ認識を並列に並べるよりも処理量とメモリ量を抑えることができた。
一枚超解像は、低解像度画像の細部情報を他の画像から抽出した高周波成分を加えることで復元し、画質を改善する手法である。一枚超解像の中でも、学習型超解像（Example-based Superresolution: Example-based SR）は復元精度の高さから長年研究されてきた。特に、スパースコーディングを用いた手法（Sparse-coding Superresolution: ScSR）は失われた細部情報を正確に復元でき、かつ従来のExample-based SRに比べて処理時間を大幅に削減できることから盛んに研究されている。しかし、ScSRは未だに低速であり、実用化に向けて更なる高速化が求められている。この課題を解決するために本稿では、ScSRで使われる辞書を複数の縮小基底辞書に分割し、低解像度画像から抽出した入力パッチと辞書に含まれる基底とのマッチング回数を削減することで高速化する手法を提案する。実験により、提案手法は精度低下を最小限に抑制し、処理時間を1/2以下に短縮できることを示した。
製造品外観の良否判定を、画像を用いた外観検査により自動化したいというニーズがある。近年の撮像技術や画像認識技術の発展に伴い、画像による自動外観検査の利用が広がりつつある。本稿では、リコーの有する画像による自動外観検査技術のうち、外観検査の性能を競う国内のコンテストで優秀賞を受賞した2つの手法を紹介する。1つ目の手法は、機械学習の一手法である、「半教師あり異常検知」を用いた手法で、良品のサンプル画像のみから良否判定を可能とするものである。一般に、機械学習を利用するためには大量の学習用データが必要となるが、製造部品の不良品は良品に比べて数が少ないため、十分な量を用意することが困難である。そこで、良品のサンプル画像のみで学習可能なアルゴリズムを開発した。2つ目の手法は、外れ度を表すZ-scoreを改良した、良品の形状などがばらついていても精度良く欠陥検出を可能にする手法である。この手法は、1次加工段階の部品や食品など、良品の形状ばらつきが大きい対象でも高い精度で外観検査が可能である。
キーポイント検出とマッチングに向けたデータ駆動の多視点特徴量学習のアプローチを提案する。我々は検知する対象と、マッチングの手法を同時に畳み込みネットワーク（ConvNet）に学習させることができる4重サイアミーズ・アーキテクチャを開発した。
この4重サイアミーズ・アーキテクチャは4つのConvNet を持ち、それらは2つのサブネットワークに分類される。最初の3つのConvNetは多視点特徴量学習のため、最後の1つはキーポイント検出学習のために用いられる。
我々の多視点特徴量学習は、異なるキーポイント間より、同一キーポイントの類似性をより高く得ることができ、位置精度が高いキーポイントマッチングを実現することができる。
我々が提案する新たなConvNet学習のフレームワークによって、キーポイント検知とマッチング性能が、キーポイント位置の正確性と偽陽性率において最先端手法より良好な結果が得られることを示す。
頭部姿勢推定という研究課題はドライバの安全運転行動分析として必須である。単一のカメラでは視野が狭く人の頭部の動きを正確に推定することができないため、複数のカメラを配置することによって、より広い視野からドライバの頭部の動きを取得する方式が一般的に採用されている。本稿では最適化したマルチ視角による頭部姿勢推定の新方式を提案する。本方式では、運転席でのカメラとドライバの相対的な位置関係における姿勢制約条件を利用し、複数のカメラによる頭部姿勢の推定結果を融合させる。本方式の特徴は以下の3点である。1） 理想的な姿勢制約条件により、それぞれの視角での姿勢推定値を調整する。2） 2次元上に投影したエラーの平均最小化を最適化目標として姿勢推定値の調整を行う。3） 各視角における姿勢推定値の調整量を計算する。シミュレーションと実際の測定により、本方式がシステムの推定精度と信頼性を効率よく高めることを示すことができた。この頭部姿勢推定方式に基づき、我々は簡単なプロトタイプシステムを開発し、これを利用しドライバの頭部の動きについて分類を行った。
デジタルカメラには、ぶれの少ない良好な画像を撮影可能とする手ぶれ補正機能が搭載されている。これまでに、カメラの水平、垂直軸まわりの回転運動である角度ぶれを補正できるものが数多く発売されている。近年では、光軸まわりの回転ぶれや、水平、垂直方向のシフトぶれも補正できるものが登場し、5軸補正カメラとして発売されている。ユーザーの手ぶれ補正に対するニーズは益々高まっており、5軸補正機能の性能向上が望まれている。しかしながら、5軸の手ぶれ補正機能のうち加速度センサーで検出するシフトぶれは、検出誤差が大きく補正性能が低い。また、ジャイロセンサーを用いて検出する角度ぶれについても、長秒露光撮影では補正誤差がある。そこで本研究では、独自の加速度センサー配置とシフトぶれ検出技術を開発し、更にジャイロセンサー出力のフィルタリング最適化により、角度ぶれ補正を高精度化し、5軸5段手ぶれ補正技術を確立した。本カメラの手持ち撮影評価をした結果、自他社を含む従来カメラに対し、よりぶれの少ない良好な画像を得ることができた。
小型軽量や高耐久性などに優れるDLP （Digital Light Processing） プロジェクタの残課題の1つに投影色の個体差がある。今般、投影色の個体差を短時間かつ高精度、さらにコストアップなく補正できる新たな手法を開発した。DLPプロジェクタにはCCA （Color Coordinate Adjustment） やその他の色補正機能が一般的に使用されているが、異なるアプローチを用い、白色の現状色度と目標色度のみをパラメータとする独自の補正シーケンスを開発した。本手法を適用した結果、色温度の目標値に対する精度を100 K以内に抑えることも可能となり、既存の色補正機能を大きく上回る補正精度を実現した。本手法は専用メモリも必要とせず、プロジェクタのCPUで簡易に実行できるため、コストアップなく容易に実装できる。
レーザー点火における励起光源用として、808nm帯の高出力VCSELモジュールの開発を行った。高効率活性層の開発、放熱性を高める接合技術の開発、ファイバーカップリングを考慮した設計と光学部材実装技術への取り組みにより、従来よりも高出力化を実現した。製作したモジュールは非常にコンパクトかつアレイ出力311W、ファイバーアウト出力204Wという高出力を実現し、これまでに報告されたファイバー結合型VCSELモジュールの中で最大となる出力を確認した。また、このVCSELモジュールを用いてYAGレーザーを励起し受動Qスイッチ動作をさせて、レーザー点火の実用上必要な出力とされる2.5mJ×4パルスの出力を得た。
我々は光源に40チャンネルのVCSELアレイを用いた業界最高密度4800dpiの書込ユニットを開発し、カラープロダクションプリンタに搭載した。この4800dpiの書込ユニットにより、走査線ボー／スキュー補正、色ずれ補正、表裏倍率補正を行い、プロダクションプリンティングの要求を満足する高画質を達成している。
しかし、このような高画質をオフィス領域に広げるためには、書込ユニットの大幅なコンパクト化とコストダウンが要求される。
これに対し、光源そのものの数を半減するという世界初の光束分割書込ユニットを開発することで、大幅なコストダウンとコンパクト化を達成し、4800dpiの書込ユニットをカラー複合機に搭載した。
近年求められている複合機の省スペース化を実現するために、スキャナに対しては薄型化の要望がある。薄型化には、一体型走査光学ユニット方式が有利であるが、従来は結像性能を得るため明るさを犠牲にしており、消費電力の増大や読み取り速度の低下を余儀なくされていた。我々は、両面非球面の樹脂製フィールドフラットナー光学系を適用することで、小型かつ広角でありつつ、従来の一体型走査光学ユニットに対してF5.3からF4.6と明るくし、「明るい・広角・小型」を兼ね備えたスキャナレンズを実現した。明るい光学系で課題となるピント位置の温度変動に対しては、温度分布を把握し、前群の屈折率温度係数と、前群と後群の距離を最適化することで解決した。
近年、インクジェットプリンターは小ロット多品種の印刷物を容易に扱うことができるようになり、徐々にオフセット印刷分野へと進出してきている。
当社は、普通紙だけでなくオフセットコート紙への小ロット多品種のアプリケーションという顧客要求にも対応できるRICOH Pro VC60000を市場投入している。アンダーコーティング、印刷、プロテクターコーティング、乾燥の4つに機能分離したサブシステムからなるプリンティングシステムを開発することで、水性インクの吸収性が乏しいオフセット印刷用コート紙においても高品質印刷を達成することができた。
本論文では、新たな粉末積層造形法として、樹脂をコーティングした粉末を用いる結合剤噴射方式を紹介する。本技術はインクジェットを使用するため、レーザーや電子ビームを使用する粉末床溶融結合に比べて低イニシャルコストで装置を提供できる可能性がある。加えて、本技術は結合剤となる樹脂を粉末にコーティングするため、材料種が変わってもインク浸透挙動の制御が可能であり、幅広い材料への展開可能性を有する。本技術で造形した焼結前駆体（グリーン体）は、粉末にコーティングされる樹脂量が少量であってもハンドリング可能な強度を示した。また、造形時のインク量を調整することで、グリーン体および焼結体の空隙率を制御できることを明らかにした。
二次電池内での酸化反応を利用する新しい手法により、入手の容易な試薬から二次電池用有機正極活物質を得た。カーボネート系電解液、リチウム箔（負極）と組み合わせて2032型コイン型電池を作製した。得られたコイン型電池を23℃の恒温漕内にて1.4V～4.5Vの電圧範囲で1Cレートの充放電を行い、各化合物の比容量を比較した。その結果、充放電100サイクル時点で200mAh/g以上の比容量を示す化合物を見出した。1Cレートの充放電において200mAh/g以上の比容量は世界トップレベルである。
様々な機能を発現させるために、電子写真用トナーには複数の材料が添加されている。トナー中では、これらの添加材料が、最も機能を発現できるような配置となるように設計・製造されるが、その分布状態は明らかでない。このため、出来上がったトナーの実際の形状や内部の分散状態を知ることは、設計どおりの製造を行う上で重要な情報となる。そこで、φ4-6μmのトナーの内部構造を調べるために、超高圧電子顕微鏡を用いたトモグラフィを行った。これにより、トナー中のWAX、着色剤と、トナー表面に位置する帯電制御剤の分散状態を3次元像として捉えることができた。
脊椎変性疾患を持つ患者では、MRI画像やX線画像などの形態的画像情報から推測される神経の異常部位と、神経の機能異常部位が一致しないことが多い。そのため、的確な診断を行うために神経機能の評価を行う必要があるが、無侵襲かつ高精度な機能評価を行うことのできる手法は確立していない。我々は、体表面より無侵襲に脊髄の電気生理学的活動に伴って発生する磁場を計測することにより、脊髄周辺の神経電気活動を可視化する装置を開発している。これにより、形態的画像情報と神経機能情報を組み合わせた情報を目視で確認することが可能となり、無侵襲的な神経機能診断の実現が期待されている。
本稿では開発中の装置、脊髄誘発磁場計測システムを用いて神経機能の評価が可能であることを示す。
編集後記 （1P/121KB）
2017年2月24日発行
| 発行 | 株式会社リコー リコーICT研究所・リコー未来技術研究所 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 松浦 要蔵 |
| 編集委員長 | 金崎 克己、佐藤俊一 |
| 事務局 | 小林 一弘、進藤 由貴 |
人間は、同じ物体であれば光源に依らず同じ色として知覚できる色恒常性をもつため、撮影された画像の色が知覚色と異なると違和感を覚える。近年のデジタルカメラは、光源色を推定して色補正を行うオートホワイトバランス機能を備える。肌の平均色と撮影された任意の肌色との色差に基づいた光源色推定が提案されてきたが、個人の肌色の違いによって推定誤差が生じやすい問題がある。本稿では、肌画像をメラニン成分とヘモグロビン成分に分離する技術を用いた環境光源色の推定法について報告する。これは、同一光源下においては各色素の最小成分は個人の肌色差に依存しないという特徴を活かし、それぞれの最小色素成分の合成を光源色成分として取得する。様々な光源下で撮影された人物画像を用いた実験により、従来手法よりも精度の高い光源色推定ができることを確認した。
デジタルカメラを用いて、高速で動く被写体を確実に撮影するためには、正確にターゲット物体にフォーカスする必要があるが、被写体は頻繁に変形、ランダムに動くので、被写体を追従、位置特定することには困難が伴う。本論文では、高精度に高速で物体追尾、被写体位置を特定する方法を提案する。本提案手法はYUV特徴量を用いたパーティクルフィルタ物体追尾を行うことで、被写体が変形、ランダムに動き、画面から消失して、再度現れるケースでも高精度で追尾できる。さらに並列処理のアルゴリズムにより、リアルタイム追尾を実現できる。リコー製デジタルカメラCXに実機実装し、動く被写体追尾の定量評価実験を行い、本技術の有効性を示した。
また、動き予測のアルゴリズムも開発した。物体追尾の結果を用いて、一定の時間後の物体動きを予測し、被写体の位置特定ができる。この技術により、カメラ撮影タイムラグによって発生したフォーカスエラーを削減することができる。デジタルカメラで撮影した動画でシミュレーションを行い、動き予測の効果を確認した。
ステレオカメラの画像情報を基にしたロボット技術が、通常の2次元カメラによるものに比べ注目を集めるようになっている。このような中、リコーでも産業用ロボット分野で使われることを目指したステレオカメラの開発が行われている。現在、3次元画像を使うロボットの研究や応用は、その多くが予め決められた形状の物体を扱うことを想定しており、形状が決まっていない自然の物や手作りの食品などについては扱いが難しい。
本研究は、形状や大きさが一定ではない物体がランダムに積み重なった状態での物体認識技術を扱うものである。このシステムは、積み重なった物体の集まりから1つずつ物を取り出すといった、製造工程内で人が実際に行わなければならないような動作をロボットに行わせることを狙う。
我々が開発した認識システムは、リコー製のステレオカメラから得られる3次元情報と2次元情報を使う。3次元情報は、物体の全体像の解析、全体的な積み重なりの情報の取得、物を掴むためのロボットの位置の算出などに用いられる。一方、2次元情報は、3次元情報を検証したり、物体同士の細部の重なりを見たりするのに用いられる。現時点では、1秒以下の計算時間で約90%の精度を実現している。
自動クルーズコントロールを目的とする先行車の検出や、衝突回避のための歩行者の認識など、道路上の目標検出技術は、運転支援システムを実現する上で非常に重要である。現在、道路が平坦であれば、その路面形状は精度よく検出できているが、上り下りのある坂道やカーブなどの複雑な路面形状は平坦な場合よりも精度が劣る。本研究では、実際の状況に近い平坦ではない道路における距離情報を利用した路面形状検出方式を提案するものである。この方式では、まず入力画像イメージから複数の視差情報画像を生成し、次にこの視差情報画像から道路の凹凸や断面情報が算出され、更に平坦ではない路面形状が抽出される。実際の路上にて本方法を適用した結果、視差情報画像を利用することで平坦ではない複雑な路面の状況をうまく抽出することができた。
入力画像の整数倍の拡大においては、単純な「Nドット」の方法が使える。たとえばダブルドットによって解像度を2倍にできる。この単純で、不自然な結果に陥る可能性の低い拡大方法は、多くのプリンターベンダーが製品の解像度を整数倍に増加させている理由となっている。しかし、非整数倍の拡大縮小が必要となることも多く、この場合は最近傍補間、双三次補間、双一次補間を含む従来の方法は、バーコード、二値画像、ラスターフォントのような応用に適さない。本研究の目的は、フィルタリングやモルフォロジー演算と組み合わせてバーコードの可読性や拡大画像の画質を大きく改善できる、新しい拡大方法を開発することである。このような拡大画像を効果的に使うには、たとえば背景との境界が不自然でないように配置するには、背景と重ね合わせるために半透明マスクを作る必要がある。この拡大技術の改良が、連帳インクジェットプリンターで使われた場合に、さまざまなアプリケーションに適用可能であることを明らかにする。
MEMS駆動のマイクロピンセットであるナノピンセットと原子間力顕微鏡用のカンチレバーを用いて、単一粒子の電荷量を計測する手法を開発した。ナノピンセットで把持した粒子をカンチレバーに近接させることで、カンチレバーに誘起される鏡像力を計測する独自のシステムを構築し、得られた鏡像力から仮想的な電荷中心を導入した解析モデルにより電荷量を算出する手法を確立した。ブローオフ法との相関が得られることから、本手法によって、粒子間の電荷量比較が可能であることを示せた。
我々は、従来赤外線センサを設置することができなかった狭小スペースへの設置や携帯機器への組み込みを目的として、赤外線センサの一層の小型化、低コスト化に取り組んでいる。既存のレンズ付きメタルパッケージ型の赤外線センサに対して、体積比で2桁の小型化を目指し、ウェハレベルパッケージ（WLP）を適用したレンズ一体型超小型非接触温度センサを開発した。ガラスフリット接合により、レンズ基板、センサデバイス基板、ガラス電極基板を3層接合し、従来型のセンサに対して約1/80の体積となる外形サイズ1.9 mm×1.9 mm×1.5 mmの超小型化を実現した。センサ特性としては、感度約15.6 V/W、時定数約3.0 msが得られており、超小型でかつ実用レベルに近いセンサ特性を実現した。
プロダクションプリンターにおいて高品質な画像形成を得るために、電子写真方式では個々の印刷用紙銘柄に対して適切な印刷条件を設定する必要がある。非破壊かつ簡便な方法で用紙銘柄を判別するために、我々は光学的な手法の開発を試みており、拡散反射光の偏光特性を考慮した独自の反射モデルを提案した。
独自の反射モデルに基づいた光学系の設計においては、拡散反射光の偏光変化成分を検出することに加え、検出方向を変えることで表面多重拡散反射と内部拡散反射を区別する手法を見出し、有効性を確認した。設計した光学系を用いて商用印刷市場で広く使われる65種の用紙銘柄の反射光量を計測した結果、用紙銘柄ごとに異なる偏光変化が観測され、提案したモデルの妥当性を示唆する結果が得られた。
近年、プロダクションプリンタ市場は、幅広い紙厚、多種多様な用紙へ印刷するニーズが高まってきていると同時に出力機器の給紙搬送装置に対しては、高い信頼性と生産性が求められている。
従来技術の摩擦分離にエアアシストを付加した給紙搬送装置では給紙可能な紙厚の上限も限られており、さらに用紙間密着力が強く分離しがたいコート紙、フィルム紙、ラベル紙、凹凸紙といった用紙以外に摩擦分離が困難であるメタリック紙、マグネット紙といった特殊紙の要求も加わったことで、給紙装置に求められている高信頼性、高生産性のニーズをカバーできない領域へと差し掛かっている。
そこで、今回新たな顧客ニーズに応えたプロダクションプリンタ市場向けのエアピック方式を採用した2つの給紙搬送装置を開発した。
リコーでは、商業印刷分野で求められる多種多様な厚みや表面性を有する用紙に対応したデジタルオンデマンド印刷機を発売した。
このような多種多様な用紙対応性は、用紙の表面性に追従変形を可能とする弾性中間転写ベルトを採用し、かつ、紙種に適した転写圧に可変制御する転写圧可変機構を搭載した2次転写ベルトユニットを採用することにより実現した。本論文では、その用紙対応転写技術について報告する。
インクジェットデジタル印刷機は、商用印刷市場に参入するために、高速化、高画質化への対応を進めている。連続帳票紙を印刷するラインヘッド方式のインクジェットデジタル印刷機では、高解像度化によるヘッドアレイの大型化と、各色ヘッドアレイ間での用紙の蛇行によって、色合わせ精度が悪化し、高画質化の妨げとなっている。用紙蛇行に合わせてヘッドアレイを動かす色合わせ補正技術によってこの課題を解決し、商用印刷市場で求められる画質と速度を併せ持つインクジェットデジタル印刷機を商品化した。
プラスチック基材等の非浸透基材にインクジェットプリンターを用いて画像形成が可能な水性レジンインクを開発した。この水性レジンインクは、サイングラフィックス用途に用いられる非浸透基材対応のインクとして普及しているソルベントインクに劣らない30 m2/h以上の印刷速度を提供できる。
水性レジンインクでの印刷速度向上にあたっては、まず、インクが印刷基材のコート層と相溶することが重要であり、相溶性の向上には添加する溶剤が大きく影響することを見出した。さらに、溶剤の基材コート層の溶解性は、TeasのFractional parameter; Fd（%）、Fp（%）、Fh（%）が所定の範囲にあることが重要とわかった。最後に、表面乾燥過程測定装置を用いたインクの定着速度の評価方法を新たに考案し、上記の溶剤の効果を検証した。結果、基材コート層の溶解性を持つ溶剤の添加率を高めることでインクの定着速度が向上することを確認し、水性レジンインクの高速印字対応技術として確立できたことが実証された。
我々は有機系工業廃水の無害化処理を目的とした高圧水中燃焼プロセスを開発した。また、パイロットプラントを建設し、反応器内の温度分布を測定することで高圧水中燃焼の挙動を可視化した。このプロセスは触媒を用いることで、従来法である超臨界水酸化を用いた廃水処理プロセスと比較して燃焼条件を緩和することができた。さらに、二流体ノズルを用いて廃水を微粒化することで、大型反応器内の燃焼温度の均一化に成功した。
iPS細胞技術は再生医療の技術開発を加速させることが期待されている。しかし、人体外での細胞の平面培養では、ヒト組織としての機能が十分に再現できないことが多い。したがって、iPS細胞由来の細胞を用いた3次元組織体の作製は、化粧品の安全評価、医薬品の毒性試験、再生医療等には非常に重要である。本報告で、細胞表面への接着たんぱく質（ECM） のコーティングにおいて、iPS細胞由来細胞への物理ダメージを低減できるミクロンサイズのフィルターによる分離手法 （Filter-Layer by Layer） の従来の遠心法 （C-LbL） に対する優位性を、工程の大部分を自動化した自動コーティング装置で検証した。次に、iPS細胞由来心筋細胞 （iPS-CM） を用いた3次元組織体を構築し、3次元組織体の拍動状態について、画像解析を用いて可視化できることを示した。
編集後記 （1P/70KB）
2016年2月25日発行
| 発行 | 株式会社リコー リコーICT研究所・リコー未来技術研究所 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 松浦 要蔵 |
| 編集委員長 | 金崎 克己 |
| 事務局 | 小林 一弘、進藤 由貴 |
色素増感太陽電池の電解質を固体材料だけで構成することに成功し、室内の微弱な光源における発電性能を大幅に向上させた。特に電解質を固体材料にすることで、安全性及び耐久性の面で液体型色素増感太陽電池の実用化課題を解決した。
市場でトップレベルの性能とされているアモルファスシリコン太陽電池（6.5 μW/cm2）と比較し、新開発の完全固体型色素増感太陽電池は、13.6 μW/cm2とこれまでの2倍以上の優れた発電性能であった。また、85℃という色素剥がれが起きやすい高温環境下で約2,000時間放置しても、発電性能の劣化がないことを確認した。
本論文は、不純物およびゲート長Lの異なるゲート電極を持った、2つのCMOSトランジスタで構成されたリファレンス電圧（以下、Vref）回路にて、バックバイアス効果を利用した新しいLow Voltage Vref回路が、既に実用化されているConventional Vref回路と比べて、低電圧で動作可能であること、ウェハ面内ばらつきが良好なこと、温度特性が良好なこと、消費電流が小さくなることを示した。
フレキシブル基板上にフォトマスクと組み合わせた表面エネルギー制御インクジェット技術を用いて、トランジスタ1個と蓄積容量1個 （1T1C） からなる基本セルが全印刷としては世界最高レベルの解像度300 ppiを持つ、高精細有機薄膜トランジスタ （TFT） アレイを実現した。最小電極幅は15 μm（設計値）と従来のインクジェット印刷の解像度を大きく超え、最小電極間スペースは0.8 μm（設計値）とアライナーのレジスト解像度をも超える微細化を達成した。また、表面エネルギー制御インクジェット技術とレーザーアブレーションによるビアホール加工と合わせて、トランジスタ2個と蓄積容量1個 （2T1C） からなる基本セルが解像度150 ppiを持つ、高機能高精細な有機TFTアレイを形成した。更に、フォトマスクを用いた紫外線照射に代えてレーザー直描技術を用いることで、表面エネルギー制御インクジェット技術の利点を生かしつつ、デジタル性・オンデマンド性を高めた新規溝配線形成プロセスの可能性を示すことができた。
近年の携帯プレノプティックカメラの発展により、多くの実用的かつ低価格のイメージングアプリケーションにライトフィールド捕捉技術を取り入れることが可能となった。捕捉されたライトフィールドはカメラの開口部を通る光線の位置と角度両方の情報を含み、撮られたシーンの3D情報を本質的に捕らえている。しかし、ライトフィールドからの3Dシーンの再構築と分析は、高次元性とその特殊な構造のため、なお難しい問題である。この問題に取り組むため、ライトフィールドで記録された対象物のスケールと奥行きの両方からパラメーター化されたLight field scale-and-depth （Lisad） スペースを構築することで、ライトフィールドのスケール不変な3D分析のための新しい理論を提案する。
Lisadスペースの応用として、3Dキーポイントの検出と、稠密な奥行き予測の2つを示す。どちらのケースにおいても、Lisadスペースに基づくアルゴリズムはそれぞれ最先端の比較対象アルゴリズムを凌駕している。さらに、その実装はローカル処理しか必要としていないため、プレノプティックカメラのための将来のコンピュータビジョンアーキテクチャにLisadに基づいた手法を統合できる可能性が高い。
多バンドを用いた分光イメージング技術は、色・成分・温度など対象物の多くの情報を抽出することを可能とした画像情報多次元化の1つの手段である。これまで2次元画像の多バンド計測においては、フィルタ回転方式・グレーティング移動方式やプリズム分割方式が採用されてきた。しかし、画像を同時に取得できない、筐体をコンパクトにすることができないといった課題点が挙げられる。我々は、独自の微細光学技術および画像処理技術を融合させ、シングルスナップショットで高精度にマルチスペクトルイメージを取得できるカメラを開発した。カメラから得られた複数バンドの分光画像に重回帰分析手法を適用し、色度を推定した。サンプルとして工業用の色標を利用し、分光測色計との色度比較を行った結果、製造現場における色目視検査への適用可能性を確認した。
人の位置、移動経路および動作は非常に重要な情報であり、これらは人の位置に関連するサービスを提供するための基礎的材料となる。しかし、従来型の2D情報を取得するだけのカメラでは、実際の位置、移動経路、正確な動作を提供することができない。リコーは、通常のRGB情報以外に奥行き情報を提供することができるカメラを開発している。このカメラは、例えばMicrosoftのKinectのようなアクティブライト方式のステレオカメラに比較して、はるかに大きい視野を有している。
我々は、ステレオカメラを用い、人の位置を検出し、動作（立つ、歩く、座るなど）を分析することで、省エネルギー、監視カメラおよび室内の人流解析などのような人の位置関連サービスに向けた情報提供システムを目指す。3D情報、高さ検出による人の姿勢認識およびRandom Forests法による人の向き情報検出などによるアルゴリズムを適用することで人の特定、追跡、位置検出などを可能とするステレオビジョンを提案する。
我々が開発したソリューションでは、1つまたは複数のステレオカメラを用いてリアルタイムに人の位置情報と動作情報を提供することが可能である。
中国の展示会市場では、来訪者の現場での興味の度合いについてのデータ収集・解析サービスに強い需要がある。従来のアンケートによる調査方法では来訪者の会場での嗜好性を取得することが難しい。我々の手法では各ブースに無線センサーを配置することによって、展示品を中心にデータ収集エリアを限定することができる。来訪者がある展示品の限定エリアに入ると、その人の滞在時間や振舞いをリアルタイムで収集でき、それによって、来訪者の展示品への興味の度合いを判断することができる。無線センサーのほか、会場に配置した体感型インタラクティブシステムで来訪者の外見の特徴、振舞い、音声情報を収集する。これにより来訪者の会場での興味の度合いを判断するための補助的手段となる。来訪者の滞在時間やインタラクティブなやりとり、会話などの情報によって、アンケートより信頼性のある方法を構成できる。さらに、来訪者の会場での興味の度合いを分析することによって、客観的な統計データを得ることができるだけでなく、より深くデータを解析することができる。例えば、協調フィルタリングを通じて来訪者の嗜好を推測し、より適切な参観経路を推奨することができる。
現在では、照明制御技術によって明るさと消費電力を両立させて制御することが可能となってきている。ただし、このような技術によって明るさに対する要求を満たすことはできるようになっているが、より快適なオフィス環境を実現するためには明るさ以外の要求を考慮する必要がある。我々は、PSO （Particle Swarm Optimization） に基づき座席配置と照明制御とを組み合わせたシステムを提案する。ここでは、座席の位置、座る人の間の社会的関係性および明るさに対する要求を取り上げ、PSO手法を用いて座席配置と明るさを最適化する。シミュレーションの結果、この手法を用いるとランダムに着席する場合と比較して快適性が77%から96%まで向上した。必要な照度は33 lxから19 lxまで低減でき、この結果消費電力も149.5 W/hから126.6 W/hに減少した。これにより我々の手法の実効性・有効性を確認することができた。
オフィス内のワーカーの在位状態に応じて、照明を省エネルギーかつ最適な照度状態にする照明制御システムを提案する。従来、大規模なオフィスにおいて調光レベルを高速に最適化することは困難であった。本提案システムでは、LED照明を含む無線型照明制御システムと2次計画法による最適化を用いる。外光を考慮した目標照度と現状照度との差分を、2次計画法により最適化した後、照明を制御する。実証実験により提案手法は、照明を素早く最適に制御することが可能であり、大規模なオフィスに対しても実用的な照明制御システムであることを確認した。
画像処理アルゴリズムは、基本画像処理の組み合わせ（処理フロー）とその処理パラメータから構成される。アルゴリズム開発者は、基本画像処理の選択により処理フローを決定し、さらに処理パラメータの調整を行う。しかし、それらの組み合わせ数は膨大になるため、試行錯誤的な開発では開発時間を要していた。本論文では、進化的計算手法の一種である遺伝的アルゴリズム （GA） と遺伝的プログラミング （GP） を用いた画像処理アルゴリズムの自動最適化技術に関して報告する。画像処理の組み合わせの最適化にはGPを、その処理パラメータの最適化にはGAを用いて、GP最適化の中にGA最適化を組み込む形の入れ子構造で最適化を行うことで画像処理の組み合わせとその処理パラメータの同時最適化を実現した。
現像ローラの表面形状の抽出処理に本手法を適用して、画像処理アルゴリズムの開発期間の短縮と精度向上の両面を達成した。また、本手法を用いて、画像処理の専門家でない現像ローラの開発者自身が、表面形状の抽出処理のための画像処理アルゴリズムを開発できるようになった。その結果、仕様変更などの新たな表面形状に対しても柔軟に対応し、現像ローラの開発リードタイムの短縮につなげることができた。
印刷業界の短納期及び特注需要の増加に伴い、従来からのオフセット印刷業者は、油性の枚葉給紙式印刷から水性連帳デジタルプリンターへ、円滑な置き換えを模索している。オフセットコート紙は液体吸収性が極めて低いため、印刷表面インクの速乾性が印刷の成否を決定づける重要な要因となっている。現在多くの乾燥方法が様々なプリンターに実装されているが、それらの乾燥方法の相互作用とその効果について十分に理解されていない。そこで、最終的な乾燥品質を達成するため、幾つかの乾燥方法を組み合わせた実機検討に加え、数値モデルによる解析を行うことにした。本研究の目的は、乾燥システム全体だけではなく、乾燥に必要な用紙長及びエネルギーをより節約するための達成方法を獲得することにある。
商用印刷分野では、オフセット印刷と同様の幅広い種類の用紙対応力が求められている。特に表面に凹凸加工を施したエンボス紙は、その独特の質感から印刷物の表紙などに使用されることが多いため、エンボス紙へ印刷できる技術が望まれていた。リコーでは2013年6月発売のRicoh Pro C5110S/C5100SにAC転写技術と弾性定着ベルト技術を搭載し、エンボス紙への印刷を可能にした。今回、AC転写の新規非対称交流波形技術と、弾性定着ベルト層厚の最適化により、印刷可能なエンボス紙の種類を格段に広げると同時に、画像品質も向上させた。本論文では、上記エンボス紙印刷向上技術について報告する。
印刷業界では、出力物がエンドユーザに向けての商品となるため、電子写真方式のデジタル印刷機においてもオフセット印刷並みの印刷品質が必要とされる。用紙上の画像位置や表裏の位置ずれについても高い精度が求められる。
リコーの印刷業界向け商品では、高い画像位置精度を実現するため、1枚1枚の用紙位置を移動して画像に合わせるメカニカルレジスト機構を搭載している。
RICOH Pro 8100Sシリーズでは、従来のメカニカルレジスト機構を更に高速化するためにロータリーゲート方式という新たな機構を採用し、画像位置精度と高生産性を両立した。また、用紙後端シフト機構を新たに加え、装置の小型化を図りながら、薄紙から厚紙まで高い画像位置精度を実現した。
エコ環境や安全性への配慮から、針を使わないタイプの綴じ具が市場に出回っているが、複写機システムとして印刷から針無しスティプル処理までを行うオンライン化されたものは未だ商品化されていなかった。開発に先立ち、複数ある針無しスティプル方式に対してオンライン化に適した方式選定及び課題の抽出を行った結果、方式についてはオフィスでの使い勝手を考慮し「圧着綴じ方式」を選定したが、用紙に対して単純に加圧しているのみであるため用紙への依存度が高く、マルチファンクションプリンタ （MFP） の使用環境下、特に低温低湿での綴じ性能低下を招くことが課題として挙げられた。そこで、走査型電子顕微鏡（SEM） を用いた圧着部の観察により、用紙に対して効率の良い加圧条件を見いだし、MFPへ搭載できる胴内型フィニッシャの針無しスティプル技術を獲得した。
インクジェットプリンティングは、バリアブル印刷が可能なため、用途が拡大している。商業印刷では、オフセット印刷用コート紙に高速印刷され、この分野でもインクジェットの利用が期待されるが、現状はインク吸収性のある専用コート紙での印刷に留まっている。上記の期待に応えてインクジェット水性インクの吸収性が乏しいオフセット印刷用コート紙にインクジェットで印刷できるように、1） アンダーコート液 （UCL）、2） 速乾性インク（QDI）、3） プロテクターコート液 （PCL） と異なる機能を持つ3種のサプライ開発を行った。
1）アンダーコート液（UCL）は、顔料凝集機能を有するカチオンポリマーを配合している。UCLを塗布した紙にインクを印字すると、電荷中和に基づいてインクが紙面上で凝集し、隣接ドット間合一のない、良好な画像が得られた。
2）速乾性インク（QDI）は、蒸気圧が高く保湿性を有するアルコールをインク中に配合することにより、画像乾燥性とヘッド吐出信頼性を両立した。
3）プロテクターコート液（PCL）は、最低造膜温度の低い樹脂および滑剤を配合している。画像上にPCLを印字した際、画像表面で樹脂が速やかに造膜し、また表面摩擦係数を低減することによって、オフセット印刷用コート紙における耐擦過性を向上できた。
プラスチック基材等の非浸透基材にインクジェットプリンターを用いて画像形成が可能な水性レジンインクを開発した。この水性レジンインクは、サイングラフィック用途に用いられる非浸透基材対応のインクとして普及している溶剤系インク （Solvent ink） に劣らない画像品質や吐出信頼性を得ることができる。更に壁紙などの用途に用いられる浸透基材に対しても安全で高い画像品質を得ることができる。水性レジンインクの画像品質向上にあたっては、インクの乾燥過程で粒子の凝集を抑制することが重要であり、溶剤のSP値 （SolubilityParameter） が大きく関連することを見出した。また水性レジンインクは、インクを吐出するノズル内のインク液面で、水分蒸発に伴いスキン層を形成し、吐出信頼性を低下させることがわかった。
分子運動性が評価可能なパルスNMR法を利用し、樹脂材料の評価技術を開発した。第一に、樹脂中の低温溶融成分は分子運動性が高いことに着目し、トナー用樹脂の熱に対する保存安定性の評価を行った。本法はDSC（示差走査熱量測定）法に比べ簡便かつ高感度に評価できることを示した。第二に、硬度の低いものは分子運動性が高いことに着目し、樹脂の硬度の評価を行った。本法は測定サンプルの形状を選ばず、結果を数値化できる点が優れており、鉛筆硬度試験法を補うような硬度評価法となることを示した。
編集後記 （1P/105KB）
2015年2月25日発行
| 発行 | 株式会社リコー リコー技術研究所 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 松浦 要蔵 |
| 編集委員長 | 金崎 克己 |
| 事務局 | 谷川 哲郎、進藤 由貴 |
近年、歴史的文化財の保護、継承を目的とするデジタルアーカイブ活動が盛んになっている。特に日本刀は、その美しさを示す特徴の観察、理解が難しいため、これらの特徴を正確に取得し、観賞できるようにした、画像記録および閲覧に対する要請が強い。専門家が日本刀を観察する場合、刀身、照明、および視線の相対姿勢を調整しながら、微妙な色合いや文様を読み取っている。これらの微妙な特徴をも表現できるように、照明角度と視線角度が調整可能なマルチアングル撮像光学系と、正確な色情報を取得するマルチバンド分光撮像系を搭載した日本刀デジタルアーカイブシステムを開発した。本稿では、本システムの機能、構成、およびアーカイブ画像における効果を示す。
Plenopticカメラのデザインスペースのためのシステムモデルを提案する。本モデルには、先端的な画像再構成手法と応用に応じた性能メトリクスに加え、光学および検出器サブシステムに関する詳細情報が含まれている。このモデルにより、物体から発せられた光からカメラセンサへの線形のマッピングを表現する、システム伝達マトリクスが求まる。画像形成に関するこの線形モデルに基づき、線形逆問題を解く理論の概念を活用することで、空間情報および分光情報の再構成法を提案する。さらに、異なるデータ再構成法の評価のための本システムモデルの利用法を示す。
光の波長より小さい金属微細周期構造を持つ「ナノ構造光学素子」は、近接場光の現象を利用して従来にない光機能を発現することができる反面、金属と光の相互作用が複雑で設計が難しいとされてきた。本研究では、FDTD法による計算機シミュレーションと遺伝的アルゴリズム（GA）による最適化を用いて高効率な偏光変換機能を持つ光学素子設計を行った。円形状を初期値とした金属単位構造は、最適化により2つの鋭い端部と滑らかな輪郭構造を持つ特徴的な形状に収束した。この結果により、本設計手法の有効性を示した。
近年、画像機器分野において、高画質化に向けた高精度紙搬送制御を実現するため、紙搬送量を高速かつ高精度にリアルタイム計測できるセンサが求められている。しかしながら、従来のセンサにおいては、広い環境温度範囲における精度や高速化に課題を残していた。そこで今回、これらの課題を解決する移動量センサを新規に開発した。本センサでは、レーザ光を被検物に照射することで発生するスペックルパターンをエリアセンサに取り込み、フレーム間の画像相関演算によって移動量を計算しており、相関演算における背景ノイズ処理とサブピクセル推定最適化、温度補償型撮像光学系システムの搭載、演算回路のパイプライン処理とFPGA一体化により、線速100mm/sec、環境温度5℃～50℃において、計測誤差0.042%以下の安定した精度で計測できるようになった。また、業務用印刷機クラスの高線速450mm/secにおいて、室温で計測誤差0.050%以下の精度で計測できるようになった。
インクジェット法とスピンコート法を用いて、酸化物半導体を活性層に用いた100ppiRGBアクティブマトリックスの薄膜トランジスタアレイをマスクレスで製造するプロセスを開発した。熱酸化膜付シリコン基板上に製造したTFTは、平均電界効果移動度7.49cm2/Vsを示した。また、ドーピングによる活性層のキャリア制御を検討し、特性ばらつきの少ない酸化物TFTアレイが製造できることを示した。さらに、新規の高誘電率酸化物絶縁体をゲート絶縁膜に用いた全印刷TFTは、平均電界効果移動度2.54cm2/Vsを示した。全印刷プロセスによって、ノーマリーオフの特性と立ち上がり電圧の揃った酸化物TFTアレイが実現できることを示した。
熱応答性材料の一種である熱可逆性ゲル化剤を含有した、電気泳動方式リライタブルメディアを開発した。リライタブルメディアが、今後多様化するニーズに対応するためには、従来のロイコ染料に頼らない新たな方式の実現が望まれる。本メディアは、電気泳動ディスプレイ技術と熱応答性材料技術とを組み合わせることによって、サーマルプリンタによる熱書込みを可能にした。今回、サーマルプリンタを用いて、本メディアに印字を行った結果、明瞭な画像を繰り返し印字できることが確認され、新規リライタブルメディアとしての実現可能性が示された。
HBステッピングモータをブラシレスDCモータに置き換える、低コスト位置制御技術を提案する。ステッピングモータは速度・位置制御が容易で、かつ安価である反面、エネルギー変換効率や重量、大きさでブラシレスDCモータに劣る課題があった。ブラシレスDCモータは省エネ・省資源という特性を有しながらも、位置決め性能が不足していた。これを付加するためには、センサと制御器に高額のコストが必要なため、OA機器をはじめ、高精度な位置決めを要求する汎用機器には使えなかった。この問題を、制御シミュレーション技術を使ったエンコーダ仕様の最適化と制御理論・信号処理技術の最適応用による低Bitデジタル制御器の開発で解決した。結果、ステッピングモータ置き換え可能な駆動精度が実機評価で確認でき、コストと機能が両立したことから、フルカラー複合機imagio MP C5002シリーズに搭載した。
新開発した樹脂歯車の遊星歯車機構の感光体ドラム駆動ユニットを対象に、品質工学の機能性評価を用いた寿命予測手法を開発した。従来、市場実績がない新規駆動ユニットの耐久性評価は長期間を要し、開発期間短縮の大きな課題となっていた。本手法は、あらかじめ寿命が既知の駆動ユニットをベンチマークとして、市場を想定した温湿度環境、動作モードで劣化テストを行い、立ち上がり時のモータ消費電流波形から、駆動ユニットの機能ばらつきを示すSN比を求め、ベンチマークと遊星歯車機構のSN比の差から寿命を予測する。本手法により、半年以上掛かった従来のユニット耐久評価を約2週間に短縮することができた。
図面複写／出力市場では、電子写真方式のモノクロ複合機が市場を占めている。電子写真方式では、熱定着を利用するため消費電力が下げられない、また、カラー化すると高コストな装置になるという課題があった。そこで、インクジェット方式を採用し、消費電力の低減による環境貢献、図面のカラー化による顧客の業務効率UPを図ることを狙いとして開発を行った。本装置の開発では「省エネ状態から5枚目までの生産性で電子写真より速くすること」を条件に、電子写真以上の生産性を実現できる装置構成と、インクジェット特有の画像欠陥を最小限に抑え、印字精度を向上するために開発した制御技術について紹介する。
MFP市場の主流である低価格帯の中綴じ機構は、機構の簡易さから低価格を実現する一方、中綴じ冊子の折り高さが相対的に高くなるという品質上の弱点があった。そこで我々は、PP市場で用いられ、スクエア状の折り目を形成することで低折り高さを可能にしたスクエア折り技術を基に、同等の品質をより簡易な構成で実現する簡易スクエア折り技術を構築した。また、当該技術に対し、用紙の折り目に沿って主走査方向に移動するローラ対の軸芯をあえてずらすことで、より低い折り高さを可能にする新規の中綴じ折り高さ低減技術を加えた、いわゆるサドルシェイプ技術を構築した。これにより、低価格、高折り高さ品質という、MFP市場にもPP市場にも対応できるマルチロールな中綴じ機構の開発、商品化を実現した。
近年、プロダクトプリンティング市場では、コート紙特有の表面性により、用紙間が密着することで発生する押出しや座屈による排紙積載不良の改善が求められていた。トレイ等の補助部材を使用せずに幅広い紙厚のコート紙／薄紙をずらさずに積載できる方式を確立することを目指して検討した。積載紙後端を押え押出しを防止する機構と、送風によって排出紙と積載紙の間に空気層を作り、用紙間密着を防止する機構にて、機能性評価および気流シミュレーションの技法を使用し、機能範囲を明確化し、コート紙・薄紙の排紙積載性に関するロバスト性の高い技術を開発した。
プリンタや複写機の組み込みソフト開発では、用紙搬送制御を模擬するシミュレータを利用した開発が主流になっている。しかし、既存のシミュレータは、複雑なシステムでの用紙搬送制御を高速にかつ高精度に検証することはできなかった。そこで、開発プロセスの上流から下流まで利用可能なメカとソフトの協調シミュレータである“TIMES（Tool forInnovation of MEchatronics and Software co-development）”を開発した。TIMESは高精度な用紙搬送シミュレーションと、本体と数種類の周辺機とから成る複雑な組合せのシステムの検証を実現し、用紙搬送制御検証の効率を大幅に向上させるツールである。本論文では、実際にTIMESをプリンタや複写機の組み込みソフト開発に適用した事例を示し、その有効性を確認した。
MFPには多くの部品が搭載されており、その形状は微細形状を多く含み複雑である。したがって、従来は形状を大幅に簡易化しない限り、MFP機内全体の熱・気流シミュレーションを行うことができなかった。しかしながら近年のPCの性能向上により、このような大規模なモデルでも、詳細形状そのままでシミュレーションを行うことが可能になってきており、筆者らは、メッシュ数1億以上のボクセルメッシュを用いてこれを実現した。加えて、発熱源の発熱条件を正しく見積もれるようにするとともに、紙やベルトが熱を輸送する現象まで考慮したシミュレーションを行えるようにして、試作せずに温度仕様値を満足するか否かを評価可能とする解析精度を達成した。
インク滴の着弾精度などの影響を考慮したデジタルイメージを予測するシミュレータを用いた画質予測手法を紹介する。インクジェットプリンタにおける複数の誤差因子の画像へ与える影響を予測するために、複数の誤差因子の影響を考慮したデジタルイメージが予測可能な画像予測シミュレータを開発した。誤差因子を振った複数の条件下におけるシミュレーション結果の比較により、公差配分を検討することが可能になった。また、実機において出力の再現が困難であったサテライト滴を含む画像をデジタルイメージで再現できるシミュレータの特徴を活かし、サテライトの影響を定量評価できる画質予測式を新たに提案し、主観評価と高い相関性を有することを明らかにした。さらに、サテライト画質予測式はバーコード品質を予測することも可能である。
ゾルゲル法で作製したチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）アモルファス膜を、波長980nm半導体レーザで下部電極の白金（Pt）部を加熱して結晶化させることを我々は討議した。膜の比誘電率測定により1回のレーザアニール処理で厚さ45nmのPZT結晶膜を形成できることが分かった。このため、毎回塗布した膜の厚みを45nm以下に抑え、かつレーザアニールパワーを制御することで、厚さ150nmPZT結晶膜を4回繰返して成膜した。得られたPZT膜の比誘電率は1,200、圧電定数は従来のラピッドサーマルアニール（RTA）法で結晶化したPZT膜と同等レベルを達成した。
産業用途でのインクジェット印刷における様々なタイプのインクの中でも、紫外線硬化型インク（UVインク）は強固な塗膜が得られ、プラスチック基材への印刷で需要が見込まれている。原材料が安価な「光ラジカル重合」方式において、課題となる硬化収縮に起因する基材への接着力低下などの不具合を、モノマーの分子構造の面から内部応力を制御することで改善できることを見いだした。処方するモノマーの分子量あたりの（メタ）アクリロイル基の数を最適化することで、硬化収縮と塗膜の特性を示すtanδとを制御できることを見いだした。その結果、用途に応じて塗膜特性を制御可能とし、適用範囲の広いUVインクを開発した。
交流高電界を用いた世界初の転写技術「AC転写技術」を開発した。本技術では、交流高電界を用いてトナーの往復運動を発生させ、トナー間に物理的・電気的相互作用を与えることによってトナーの付着力を低下させる。この効果を利用して、放電の発生しない直流電界成分でトナーを転写させることができ、テクスチャ紙のような凹凸紙でも、濃度の均一性に優れた画像が実現される。AC転写技術は、2013年6月に発売のカラープロダクションプリンター「RICOH Pro C5110S/5100S」に搭載されている。
本稿では、CMYKインクジェットプリンタの出力不均一性を補正する、自動化されたソリューションを提案する。このソリューションは、固定プリントヘッドアレイを用いたプリンタに適用される。アルゴリズムは最初に、所望の関心領域（ROI）を分離するための印刷出力のスキャン画像を前処理する。ROI情報は、印刷領域全体にわたって不均一性を抽出するために利用される。最後に、アルゴリズムは、識別された不均一性の補償を可能にし、所望の階調応答を提供する較正ステップで終了する。
多くの電気電子機器製品に用いられている樹脂は、石油が原料である。画像機器へのバイオマス樹脂の採用を促進することにより石油資源投入量とCO2排出量の削減を実現し、環境貢献を目指す。従来はポリ乳酸（PLA）とポリカーボネート（PC）をポリマーアロイ化することにより、難燃性5VBの材料を実現していた。この材料のバイオマス度は25%程度で、環境負荷の高いPCを使用している。我々は、石油系樹脂を用いない環境負荷の低いPLAの改質樹脂を用い、筐体部品を実現した。この樹脂はUL94難燃規格の5VBを取得し、新しいプロダクションプリンターに搭載した。この新しいPLAはバイオマス度40％という高難燃の電気電子機器部品用途としては最も高いバイオマス度であり、環境負荷削減に貢献している。
製品設計の初期段階から、ライフサイクルを通して製品の及ぼす環境負荷を確実に把握することが、環境負荷削減のためには重要となる。そのためには、設計者が容易に扱うことのできる環境負荷の評価手段が不可欠だが、実際の評価実行と結果の分析は、環境評価に通じた一握りの専門家だけに委ねられることが多く、彼ら専門家以外にとっては、環境負荷の評価は非常に困難だった。
よって、膨大な必要情報を収集し、分析し、それを評価としてまとめ上げる環境負荷評価の工程に対し、そのロジックとデータを調査・整理・モデル化し、システムとして整備することで、環境の専門家以外でも簡単に扱える評価手段を開発した。
一般に、照度と色温度の組み合わせによる照明システムは、異なる色温度を有する異なる照明源の照度に基づき色温度を比例配分し制御している。この技術は、各光源の色温度が照度に対して一定であると仮定している。しかし、この仮定は、実際には常に成立するとは限らない。複数の照明源がある環境では、従来の照明システムでは、結果が目標値とは大きく異なる可能性がある。
したがって、我々は複数の照明源の色温度と照度制御の問題を明らかにし、これに対処するために、新たなライティングモデルを構築することによって照度と色温度制御システムを開発した。本論文では、照明システムを構成するそれぞれの単色光源（RGB LED）からの調光レベルに対応するCIE XYZ三刺激値を測定することで、照度と色温度の制御モデルを構成する。さらに、調光レベルに対する色温度と照度の変化の割合を利用することにより、測定対象位置においてどのように明るさと色温度が変化するのかを知ることができる。さらに二次計画法により、ユーザーの快適性を損なわない範囲でエネルギー消費を最小にすることができる。
現在中国では、外資系の塾（進学塾、言語塾）の進出により熾烈な競争が繰り広げられている。中小の塾ではIT化が遅れ、紙のテキストを用いた授業が中心となっている。塾間の差別化ポイントとして、良質の講師陣をアピールしているものもあるが、授業料の安さをうたっているものが大部分である。優秀な講師の引き抜きや金銭的な理由による講師の退職も多く、教育ノウハウが蓄積できない問題を抱えている。さらに授業料の引き下げ競争により塾の経営が悪化し、倒産する塾も多い。我々はこのような塾の抱える問題（IT化、講師陣のノウハウの蓄積、価格競争）を解決するため、中国市場における塾向けクラウドサービスを提供するシステムを開発した。
我々のシステムの特徴は、紙文書を利用している塾に対して、紙文書と電子文書をクラウド上で一元管理を行うサービスを提供し、さらにクラウド上の電子文書をベースにして塾と生徒間で情報共有を可能にしたり、インターネット経由でテストを実施するなどの学習を支援するサービスを提供する点である。
光切断法による3次元計測の理論は古くから知られているが、エリアカメラのフレームレートの限界や、撮像画像を高さに演算する処理に時間が掛かるなどの理由で、産業用の外観検査装置に応用するには、高価なカメラやコンピュータが必要となり、検査装置としての実用化が困難であった。しかしながら近年のカメラやコンピュータなどのデバイスの進歩に伴い、実用化されてきている。
これからは、従来の2次元画像による外観検査に加えて、3次元画像での外観検査の市場が大きくなることが予想され、より難易度の高いワークの3次元検査技術が求められる。我々は、3次元画像を用いた外観検査アルゴリズム設計に必要な技術を開発した。その特徴は、3次元画像から得られた形状を平滑化し、平滑化前の高さとの差分から表面に存在する微小な凹凸を抽出する技術と、3次元画像におけるマスター画像と検査品画像の平面座標を精度良く高速に一致させる技術から成る。これらの技術により、高速、高精度な外観検査を実現した。
光沢性は、色再現性、階調性、鮮鋭性、粒状性と並ぶ重要な画質特性であり、光沢性を評価するための研究が数多く行われてきている。しかし、印刷物に関する光沢性の従来評価技術をまとめた報告は少なく、評価技術の向かうべき方向性の議論が不十分である。そこで、印刷物における光沢性を分類し直し、標準化という観点で従来の評価技術の動向を概括した。さらに、我々が開発した新しい電子写真の光沢性評価技術についても紹介する。今後の展開として、主観的な見えと相関が高くかつシンプルな計測法の開発と、各光沢性評価法の標準化が必要と考える。また、感性や視覚認知のさらなる研究と、計測技術開発の両面から光沢評価技術を成熟させていくことが期待される。
編集後記 （1P/74KB）
2014年1月28日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 松浦 要蔵 |
| 編集委員長 | 金崎 克己 |
| 事務局 | 堀尾 尚史、進藤 由貴 |
近年、設置性・利便性の観点から超至近投写プロジェクターの開発が求められている。しかしながら、このようなプロジェクターは拡大倍率及びスクリーンへの光線入射角が大きいため、解像度の向上、ディストーションの低減が困難である。そこで、小型、高画質、超至近投写を達成するために、自由曲面ミラーを採用した投影光学系を開発した。本光学系における、投射距離の光学系サイズ、画質との関係を明らかにする。更に、折り返しミラーを配した光学系小型化を説明する。この光学系を2011年11月発売の超至近投写プロジェクター｢IPSiO PJ WX4130｣に適用し、世界最小・最軽量を実現した。
電子書籍端末を筆頭として反射型ディスプレイを搭載した電子ペーパーが商品化されている。しかしながら現在の電子ペーパーは、そのほとんどが白黒表示であり、明るく鮮やかな色表示を実現する実用レベルのカラー化技術は確立されていない。我々は、透明状態からイエロー、マゼンタ、シアンを各々可逆的に発色する3種類の有機エレクトロクロミック化合物を順次積層した反射型フルカラーディスプレイ（mECD）を開発した。mECDの特徴は、カラー印刷と同様に減法混色方式で色表示することである。試作したmECDの白反射率（555nm）は70%であり、これは従来の反射型カラーディスプレイの中で最も明るい。また、mECDの標準色チャートに対する色再現範囲は27%であり、従来の反射型カラーディスプレイよりも大幅に向上した。さらに、薄膜トランジスタ（TFT）バックプレーンと組み合わせることで、明るく鮮やかで高精細なフルカラー表示を実現した。
近年、プロダクションプリンティング市場では、電子写真方式のカラーPOD（Print on Demand）プリンタの進出が拡大している。その中で、電子写真方式に使用される感光体においては、高耐久性や高信頼性が求められている。このような要求に対し、我々はカラーPODプリンタ向けに新規に高耐久感光体を開発した。本稿では、この新規開発した高耐久感光体に採用した以下の技術、フィラー含有型架橋表面保護層による耐摩耗性の向上技術、新規電荷輸送モノマーによる化学的耐久性の向上技術、高移動度ドナーによるレスポンス性の向上技術、について紹介する。
リコーの中高速カラー機においては、感光体ユニット（PCU：PhotoConductor Unit）の高耐久化を目的として、作像部にステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑剤を採用してきた。今回、この潤滑剤に新規成分を加え機能分離型とすることで、PCUの耐久性及び信頼性を大幅に向上させた。また、本技術を2010年11月発売のimagio MP C5001以降の機種に順次搭載し、市場で従来の課題となっていた異常画像に対して、非常に大きな効果が得られていることを確認した。本論文では、上記の新規潤滑剤を主としたPCU高耐久・高信頼化技術について報告する。
フルカラー複合機 imagio MP C5002/C4002/C3302/C2802シリーズの定着方式はリコー独自の省エネ定着技術であるカラーQSU技術を更に進化させ、超低熱容量の部材を低コストなハロゲンヒータによって直接加熱するDirect Heating定着方式を採用し、省エネ基準であるTEC値（Typical Electricity Consumption）の低減とスリープ復帰時間の短縮に成功し、省エネルギー性能とユーザーの使い易さを両立させた。
また、ニップ形状の最適化により封筒や薄紙に対する用紙対応力向上も実現した。主な特徴は以下の通りである。
1）TEC値 : 2.34kWh（従来機比45%ダウン）
2）スリープ復帰時間 : 9.1sec以下（従来機比59%ダウン）
3）用紙対応（坪量範囲）: 52～300g/m2
文書をスキャンして保存する際に、文字認識（OCR）処理を行って透明テキストを貼り付けることでテキスト検索が可能となるテキスト付きPDFが普及している。このテキスト付きPDFの生成をMFP上で実装するために画像処理の高速化が望まれていた。そこで処理速度のボトルネックとなっていた処理を中心に、ソースコードの最適化と、Intelプロセッサ用のSIMD型命令であるSSEを利用した並列化処理によって高速化を行った。その結果、二値画像での処理時間を従来の51.1%まで縮めることができた。
低価格カラープリンタ／MFPにおいては、より高速な印字を低コストで実現することが課題である。最終印字画像作成のためには多くの画像処理を行う必要があるため、高速化実現に対して従来は高速なCPUを使用する必要があり、低コスト化に対するハードルとなっている。特に昨今の機器においては高画質化のため1200dpiでの描画が必要とされ、処理データ量の増大に拍車をかけており、低価格機での高速処理にはブレークスルーが必要である。
本検討では、最終印字画像の描画処理の一部をハードウェア化すること、またハードウェア化に当たってソフトウェア処理部を含む描画処理全体の並列化を考慮することで、低コストで高速な描画処理を実現した。
当社は、2020年までに2007年度比で25%の新規投入資源量削減を掲げている。このとき事務機の構成の大なる部分は鋼板であることから、市中に流通する鉄スクラップを原料とする100%リサイクル材であり、かつ製造時のCO2発生量が最も少ない電炉鋼板に着目し、事務機への適用性を検討した。その結果、事務機用に実用可能な電炉鋼板を材料メーカーと協力して開発することができた。
リコーはレーザープリンタにおいて、小型化・静音設計・消費電力低減を掲げている。その達成手段としてファンレス化があるが、ファンを無くすことによる機内温度上昇を、自然対流による排気の最適化で抑制することが必要となる。その課題の解決策として、稼動時、待機時の機内熱解析シミュレーションを使い、及び気流・水蒸気の流れを制御した。その結果、リコーレーザープリンタ初のファンレス化を実現できた。
GELJETプリンタは、他社に類を見ない高粘度・高浸透ビスカスインクでの高速印字と正逆回転インク供給ポンプを用いたメンテナンスインクの低減に特徴がある。IPSiO SGシリーズの開発に当たり、極限までのマシンサイズ小型化、低コスト化実現を目指して、アクチュエータを大幅に削減した、インク供給駆動切替システムを開発した。
GELJETインクは、その特徴である高発色画像特性、高粘度、高浸透特性を継承しながら、IPSiO GX eシリーズではさまざまな環境下で対応できるよう信頼性を向上させてきた。SGシリーズでは、製造プロセスにおける環境負荷を低減するために、インクの構成成分、及び製造プロセスを見直した。その結果、ビーズミル分散方式の顔料インク処方を確立した。さらに、GX eシリーズ以上の吐出信頼性を確保し、メンテナンス時に消費するインク量を大幅に削減した。
PZT型インクジェットヘッドにおいて、低コスト化と小型化が可能な薄膜PZT型の開発を行っている。インクジェット（IJP）工法、ゾルゲル液を用いたCSD（Chemical Solution Deposition）及び積層下部電極を用いた表面エネルギー制御を組み合わせて、膜厚2μmの均一なPZT薄膜を形成することにより、材料の利用効率の向上と工程数を低減させ、製造コスト及び環境負荷を大幅に低減する工法を開発した。得られたPZT薄膜の電気特性は、比誘電率1700、誘電損失5%、残留分極10μC/cm2及び抗電界23kV/cmと従来法によるPZT薄膜と同等の電気特性を達成した。
電子写真方式のプリンターや複写機では、紙上のトナー画像を熱と圧力で定着させる定着過程で紙がカールすることが知られている。カールは印刷品質の低下につながるため、製品の開発段階で予測し対策を行うことが望ましい。そのためには発生メカニズムを明らかにし、予測手法を得ることが必要である。本研究では、紙表裏の加熱温度差で発生するカールのメカニズムを明らかにするため、平坦なプレートで紙を加熱する実験装置を用いてカールを再現し、紙表面近傍の絶対湿度を計測した。その結果、紙の厚さ方向に水分が移動し低温側の含水率が高まり、加熱後の縮みが高温側より大きくなるため低温側に向かってカールすることが分かった。さらに、毛管内の水分移動と蒸発を考慮した水分移動解析により、加熱時の紙の厚さ方向の含水率分布を計算し、実験で求めた含水率と紙の縮みの関係からバイメタルモデルを用いてカール量の予測を行った。そして、実験と比較し傾向が良く一致することを確認した。
一般に粘着ラベルは剥離紙を用いたものが常識となっている。しかし近年の環境経営の動きの中で、廃棄物の削減、炭酸ガス発生量の削減が望まれており、剥離紙を用いない感熱ラベルとして、シリコーントップライナーレスラベル（= SLL）を開発するに至った。開発にあたりこれまでの感熱ラベルと同様な使い勝手にするというSLLの技術課題を達成するために、搬送性品質やプリンタ印字品質に関して新たな技術を獲得し、リコー独自のSLLを開発したので報告する。
二重積分型AD変換器を搭載した低電力半導体デジタル温度センサーを開発した。私たちは、従来半導体集積回路に外付けされていた二重積分型AD変換器の積分容量を集積化することにより小型化されたデジタル温度センサーを実現した。本稿では、最適設計により消費電力を類似製品に比べ1/5（115uW）に抑え、またCMOS容量のCV特性を利用しAD変換誤差を33%低減することにより、測定精度を±2℃以下に抑えた高精度デジタル温度センサーを実現したことを報告する。
半導体チップのテスト工程やボンディング工程において、アセンブリ応力により層間絶縁膜にクラックが生じ深刻な問題になることがある。本研究では、クラックの発生原因となる応力を解析するため、ボンディングパッド下に応力とクラックを同時評価するコンボセンサを作製し、ボンディング工程におけるクラック発生のタイミングとその応力変化を明らかにした。また、2次元応力分布と接合表面の観察より、応力集中はUS（Ultrasonic）接合の初期段階に形成される合金の塊によって生じることがわかった。
近年の外観検査では、識別が極めて困難で曖昧な不良種の増加や、人によるバラツキで品質を保証する事が難しくなってきており、検査の自動化・効率化が余儀なくされてきている。外観検査の自動化では、極めて高いレベルの検査性能が必要であるが、試行錯誤によるワーク識別では時間が掛かり品質も悪く、また、ベテラン検査員の判断基準が感覚的な場合、数値化が困難となり検査性能を向上するにも限界があった。
そこで検出性能の向上する目的で、GA･GPによって欠陥候補となる領域抽出を行う機能と、MT法によって良否判別を行う機能を組み合わせた構成による検査ツールの開発を目指した。
生産準備プロセスに品質工学の様々な手法を開発し展開することで、プロセス改善活動を実施してきた。開発、展開した手法は｢機能性評価｣｢最適化｣｢4M変動評価｣｢4M変更評価｣の4種に大別されるが、今回は｢最適化｣の事例について報告を行なう。
屈曲部にトナーを搬送するコイルバネは、基本性能にバラツキが大きく、稼動寿命が要求を満足せずに製品への搭載が困難な状況にあった。そこで加工条件の設定に品質工学のパラメータ設計の概念を展開した｢最適化｣の手法を用いて改善を図ることとした。出力にコイルバネが機能を失うまでの経過時間を取り、望大で解析した。ただしそのままでは実験に多大な期間を要する為、加速条件として屈曲の度合いを調整した。制御因子に加工条件を7因子設定し、3因子のノイズを設定し、直交表実験を行った。実験の結果、最適条件では4db以上の改善効果が期待でき、良好な再現性も認められたため、量産工程に反映した。結果としてバラツキは改善し、稼動寿命も1.4倍となり製品への搭載が可能となった。
編集後記 （1P/96KB）
2012年12月25日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 野中 照元 |
| 編集委員長 | 金崎 克己 |
| 事務局 | 進藤 由貴 |
RICOHが提供しているクラウドストレージサービスであるクオンプにおいて、従来利用していたエンタープライズストレージの問題（IO性能/スケーラビリティ/コスト）を解決する必要があった。このために、スケーラブルな分散ストレージシステムCastoroをスクリプト言語Rubyで設計開発した。
サービス特性やサービスで扱うファイルオブジェクトの特性、ファイルオブジェクトに対するアクセス特性を考慮して設計することが重要であった。全体を統括するコンポーネントを設けず、IPマルチキャストを利用してスケールアウト可能なアーキテクチャを採用した。
結果として利用していたエンタープライズストレージに比べて、4倍のIO性能を持つストレージシステムを単位容量あたり1/10のコストで実現することができた。また、ストレージノードの障害復旧や追加交換も、システム停止無しに実施可能となった。
中心軸距離値分析に基づく手の形状の認識手法を開発した。中心軸とその対応する距離値がすべての形状情報を含んでいることから着想したものである。実際、手は3種類の重要な点、すなわち、指先、指の付け根、手のひらの中心、で表現できる。これらの点は中心軸上で急な距離値勾配変化を持つ特別な点となっている。手の形状のそのような点は指や手のロバストな検知に使えることが実験で示されており、さらに、手のジェスチャーの理解にも役立つと期待される。
大量のウェブデータは個人利用にも企業利用にも価値のある情報源を提供する。ウェブページから情報を自動的に抽出することで、情報検索、意見マイニング、データ統計やトレンド分析などのいくつかのアプリケーションを大いに容易にすることができる。本稿では、単一ないし複数のオブジェクトについて説明するウェブページからオブジェクト関連の情報を抽出、統合するための方法を提案する。オブジェクトカテゴリ、オブジェクト識別子および属性値情報の3種類の情報が抽出される。エンティティ解決テクニックと属性名マッチングと値の正規化手法により、異なったウェブページからの同じオブジェクトは統合される。さまざまなウェブサイトからのウェブページにおける実験により我々の方法が有効であることを示した。抽出、統合の結果に基づくオブジェクト指向サーチエンジンを構築した。与えられたキーワードに対して、関連カテゴリ、オブジェクト、属性名および属性値を返すものである。表現形式として、単一オブジェクト、カテゴリ木または比較表が選択できる。初期の使用フィードバックによりサーチエンジンの有用性を確認した。
酸化物半導体MgIn2O4を活性層に用いた新規な電界効果型トランジスタを作製した。更に、活性層に対する置換ドーピングの効果を検証し、活性層中のMgをAlで置換することによってキャリアの生成を効果的に制御できることを見出した。活性層にAlをドープしたTFTでは、ノーマリーオフの特性と高い移動度が両立する。また、従来の酸化物半導体TFTでは、半導体成膜時の酸素量に依存してTFT特性が敏感に変化することが問題となっているが、ドーピングによるキャリア制御を行うことで酸素量依存性が緩和され、広いプロセスマージンで高性能なTFTの作製が可能となることを示した。
デジタルカメラで各社10倍以上の高倍率ズーム化が進む中で、特に望遠領域において従来のコントラスト方式ではAF時間が遅いことが問題となっている。そこで、全ズーム領域に対応して、かつ、動いている被写体に対しても高速にAFするために二次元のエリアセンサーを用いた測距ユニットを、レーザー溶着による自動組み立て装置とともに開発した。この測距ユニットを2011年2月発売のデジタルカメラCX5に搭載し、AF時間は前機種CX4に比べ最大1/2の短縮を実現したので報告する。
リコーGELJETプリンタはビジネスユースプリンタとして高性能、高生産性を特徴としているが、コントローラにおいては、高性能エンジンに追随するため、高速なカラー描画処理が必要であり、そのため非常に高性能のCPUが必要となる。一方、環境意識の高まりから低消費電力化の対応も同時に必要であり、特に、スタンバイ電力の低減は最重要技術課題であった。省エネ対応マルチコアSoC:FIGOは、高性能、低消費電力を両立し、かつ低コストを実現するために開発したSoC（System-on-a-chip）である。ここでは、SoC:FIGOのアーキテクチャと省エネ技術の詳細について報告する。
当社のインクジェットプリンターにおける従来のインク供給方式では、ヘッドタンク内のインクを所定量消費すると印刷動作を中断し、ヘッドタンク内インク量及び負圧を検知するためのフィラーを、本体側に設置した本体側センサによって位置検知し、インク供給動作を行ってから印刷動作を再開する「間欠供給方式」となっている。
オンキャリッジフィラーセンサ（OCFS）方式インク供給システムでは、従来のフィラー付ヘッドタンクを用い、本体側センサに加え、キャリッジ上にフィラー位置を検知するセンサを追加し、相方のフィラー位置検知結果からインク供給上限値とインク消費下限値を算出、制御管理することが可能となり、印刷中のインク供給を行う「常時供給方式」を実現した。
フルオラン化合物をロイコ染料として用いたサーマルリライタブルメディアにおいて、エチレンビニルアルコール樹脂と粘土鉱物をハイブリッド分散させた複合体を酸素遮断層として設置し、ロイコ染料の酸化劣化を大きく改善した耐光性リライタブル表示メディアを開発した。 この高耐光リライタブル表示メディアは、直接太陽光（300万Lux・h）に直接晒されても、従来の表示メディアに比較して、画像残存率で4倍、非画像部の白色度で3倍、画像消去性で20倍改良されていることを確認している。
更に、新規開発した粘土鉱物をハイブリッド分散した高耐光リライタブル表示メディアは、従来の水素結合型ガスバリア樹脂に代表されるポリビニルアルコールコーティング層の最大の欠点である高湿度下での機能低下を大きく改善しており、これまでに適用が困難であった、屋外使用に期待がもたれる。
本論文ではプリンタの書き込み光源として開発した780nm帯40チャンネル面発光型半導体レーザ（VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）アレイについて報告する。本VCSELアレイは、信頼性に有利な、Alを含まない圧縮歪GaInPAs量子井戸活性層と傾斜基板と異方性高次モードフィルタにより、偏光単一方向制御と大きなシングルモード出力を達成した。また、多層膜反射鏡の一部に設けた放熱構造によって、発熱による特性劣化を大幅に改善し、高出力での安定動作を実現した。以上から、長期信頼性に優れた、高密度で高速書き込みが可能なVCSELアレイを実現した。
プロダクション・プリンティングにおける高画質化に向けて、光源に４０チャンネルのＶＣＳＥＬアレイを搭載した書き込み光学系を開発した。高画質化にはドットの位置制御や細線再現性の確保が必要であり、本書き込み光学系では、走査線のボウ・スキュー補正、表裏倍率補正といった補正技術により実現している。 これらの補正技術が有効に機能するには、４０チャンネルのビームの光量安定化と、それらが形成する走査線のピッチ安定化が求められ、その技術も併せて開発した。本ＶＣＳＥＬアレイ技術は、高速・高密度が求められるリコーのデジタルカラー複合機に広く展開していく予定である。
電子写真作像プロセスにおける液体冷却技術を世界で最初に開発し、その実用性を確認した。本技術は、現像ユニットに装着するための液体冷却ジャケットを有し、超高速なコピー/プリンタの現像ユニットにおける温度上昇を回避する。このジャケットは、アルミプレートと銅パイプにより構成され、液体が循環する。液体の温度は室温とほぼ同じため、現像ユニットよりその温度上昇を低くおさえながら、省スペースで受熱する。また、現像ユニットと液体冷却ジャケットの間には、熱伝導シートとポリエチレンテレフタレートフィルムが配され、液体冷却の高い冷却特性を維持しながら、現像ユニットの装着・分離を可能にしている。本技術により、75PPM、幅1,320mmの試作機における現像ユニットの温度上昇は、トナー固着温度以下におさえられた。
LPやMFPに搭載されている半導体デバイスが故障した場合、ユーザー側で故障原因を特定する事は非常に困難であり、半導体デバイスメーカーに頼らざるを得ない問題がある。しかし、半導体メモリデバイスの故障解析は、ロジック製品とは異なりメモリデバイス用のテスターなどで故障症状を再現できれば、あるbit範囲で故障箇所を特定できる。そこで、今回、新たにSRAM専用の故障解析用テスターを開発し、LPに搭載されている1Mbit-SRAMの特定rowアドレス不良に対してその故障原因を調査した。この不良は特定rowの複数アドレスにて「0」書き込み時のみデータが反転する。開発した専用テスターにて故障アドレスにアクセスし、Pull-down NMOSトランジスタのVth特性がホットキャリアにより変動している事が確認され、構造解析からトランジスタのゲート長が通常の製品に比べ、小さくなっている事が分かった。
プリンタおよび複写機の開発では開発期間の短縮やコストの削減が重要な課題の一つであり、解析技術の導入などで開発の効率化が進められている。しかし、搬送時の紙の挙動は影響因子の多さなどから解析が難しいものが多く、開発期間短縮の妨げになっている。そこで、効率的な製品開発環境を構築するため、定着機通紙時の用紙“しわ”発生現象のメカニズム解明と事前評価手法の開発に取組んでいる。本研究では、用紙しわの発生過程の観察に基づいて用紙の波打ち形状を幾何学的にモデル化し、波打ちのニップ部への噛み込みモデルと組み合わせてしわの発生限界と支配因子の関係を定式化、しわ発生の代用特性として“波打ち角度”を導出した。さらに、用紙しわの発生過程を定量的に評価するため、用紙の搬送速度偏差と波打ち形状の可視化装置を開発し、上記代用特性を用いることでしわ発生の余裕度を評価できる目処を得た。
一成分接触現像ニップにおける電荷移動現象について調査した結果、感光体表面に形成された静電潜像の電位が、現像ニップ通過の前後で変化していることが確認された。これは、現像ローラに印加された現像バイアスが、トナー層を伝って感光体表面に充電される現象であり、このときのトナー層内を流れる電流量は、感光体と現像ローラの速度差に依存することがわかった。そこで、現像ニップ中のトナー層の動的抵抗を想定した感光体表面の充電モデルを作成し、注目すべき制御因子や、誤差因子への影響に関する考察を行った。
多重極展開の方法と境界要素法による静電場解析を用いて２つの球形トナー間に働く静電的付着力を計算した。その結果、同極性トナー間でも表面電荷分布がより局在している場合は間隙が小さいところで引力になることがわかった。この力はトナー表面上の局所電荷が他方のトナーの樹脂の部分を誘電分極させて、その分極電荷との間に働く引力である。このような力により感光体上ではトナーが凝集し、保持されていると考えられる。
リコー ユニファイド コミュニケーション システムは、人と人とが映像／音声を中心とした多様な情報（ドキュメント，テキスト，手書き入力等）を統合（Unified）して、自由に共有／コミュニケーションする環境／機器を提供するクラウドサービスである。サービスの一つであるビデオ会議システムは、専用端末を起動するだけで簡単に遠隔地とビデオ会議を行なうことができる。ユーザは特別な設備投資は要らず、インターネット環境が有りさえすれば、リコー ユニファイド コミュニケーション システムを介して「いつでも･どこでも・だれでも・だれとでもコミュニケーション」することが可能となる。
imagio MP C5001/3301シリーズはMP C4500/C3000シリーズ以来の高画質、高信頼性、優れた使いやすさという特徴は継承しつつ、新規技術の搭載により高い省エネルギー性能を達成している。また、ウォームアップ時間の短縮/新規周辺機の採用/封筒対応力向上など、広範にわたりお客様の使いやすさを追求した中高速カラー複合機となっている。主な特徴は以下である。
1）TEC値で約25～50%削減した省エネルギー性能（前進機比）
2）ウォームアップタイム、スリープ復帰時間の短縮
3）新開発1パス両面ADF搭載によるスキャナ生産性の向上
4）小サイズ用紙対応給紙トレイ、サイドトレイの採用
imagio MP C2201シリーズは前身機のimagio MP C2200シリーズのコストパフォーマンスとコンパクトデザインという優れた基本コンセプトは継承しつつ、独自の省エネ技術の採用により消費電力の大幅な削減を実現している。また、スリープモードからの復帰時間短縮、用紙対応力の強化も実現しており、お客様のコスト削減と業務効率向上に大きく貢献したデジタルカラー複合機である。主な特徴は以下のとおりである。
1）新開発のカラーQSU定着装置によるTEC値1.07kWh/スリープ復帰10 secの省エネ性能
2）高画質＆省エネ性能向上に貢献するPxPトナーの採用
3）新規コントローラ搭載によるスリープ電力0.97Wの実現
4）小サイズ対応トレイ標準搭載による封筒対応力強化
PP事業分野の製品に対する顧客要求としては、オフセット印刷物と同等の画像品質や、連続稼動を含む高い生産性などがある。カラープロダクションプリンタ RICOH Pro C751EX/C651EXは、それらの要求に答えるため多くの新規技術を搭載し、より高い製品仕様を達成した製品である。主な新規搭載技術は以下の通り。
編集後記 （1P/644KB）
2011年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 野中 照元 |
| 事務局 | 進藤 由貴 |
編集後記（1P/329KB）
2010年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 野中 照元 |
| 事務局 | 進藤 由貴 |
編集後記 （1P/626KB）
2009年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 野中 照元 |
| 事務局 | 進藤 由貴 |
編集後記 （1P/369KB）
2008年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 永松 荘一 |
| 事務局 | 斉藤 泰弘 |
編集後記 （1P/203KB）
2007年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 永松 荘一 |
| 事務局 | 斉藤 泰弘 |
編集後記 （1P/214KB）
2006年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 永松 荘一 |
| 事務局 | 斉藤 泰弘 |
編集後記 （1P/205KB）
2005年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | 事業企画室 斉藤 泰弘 |
編集後記 （1P/205KB）
2004年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | 事業企画室 斉藤 泰弘 |
編集後記 （1P/160KB）
2003年12月1日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | 事業企画室 斉藤 泰弘 |
編集後記 （1P/172KB）
2002年11月30日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | 事業企画室 斉藤 泰弘 |
2001年11月30日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | 事業企画室 斉藤 泰弘 |
2000年11月30日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | 事業企画室 斉藤 泰弘 |
1999年11月30日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 酒井 清 |
| 事務局 | RD 推進センター 斉藤 泰弘 |
1998年11月26日発行
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 鈴木 彰 |
| 事務局 | RD 推進センター 伊藤 忠直 |
リコー工業所有権紹介（16P/89KB）
1997年9月25日
| 発行 | 株式会社リコー 研究開発本部 〒224-0035 神奈川県横浜市都筑区新栄町16-1 TEL. 045-593-3411（代） |
|---|---|
| 発行責任者 | 鈴木 彰 |
| 事務局 | RD 推進センター 伊藤 忠直 |
