日本画像学会誌
Online ISSN : 1880-4675
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55 巻, 1 号
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巻頭言
論文
  • 塗布プロセスにより製膜した金属酸化物を有する有機発光ダイオードの作製
    高田 誠, 古田 卓, 小林 隆史, 永瀬 隆, 品川 勉, 伊﨑 昌伸, 内藤 裕義
    2016 年 55 巻 1 号 p. 3-8
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.3
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    塗布プロセスにより製膜した酸化チタン (TiO2) および酸化亜鉛 (ZnO) に電子注入層，発光層にPoly (9, 9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) (F8BT) を用いた逆構造有機発光ダイオード (inverted organic light-emitting diodes : iOLEDs) を作製した．TiO2薄膜はスプレー法により作製し，このTiO2薄膜を有するiOLEDsは，これまで報告されている同様な素子構造有する素子と同程度の特性が得られた．一方，ZnO薄膜は水溶液電解法により製膜し，このZnO膜をiOLEDsに適用した．その結果，これまで報告されているスプレー法により製膜したZnO膜を用いたiOLEDsと同程度の特性が得られており，水溶液電解法によるZnO膜がiOLEDsに適用可能であることを示した．さらに，TiO2またはZnOを有するiOLEDsの発光輝度の比較から，水溶液電解法によるZnO膜の電子注入特性がスプレー法によるTiO2膜よりも良好であることが分かった．
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速報
  • 吐出後の残インクによる高周波数域でのインク滴の飛翔速度変動
    高田 恵美
    2016 年 55 巻 1 号 p. 9-12
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.9
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    インクジェット印刷では，印刷の高速化や高解像度化が求められている．そのため，インク吐出周波数の高速化が必要である．一定の周波数であれば安定した吐出が得られるが，インク吐出間隔が短い場合と長い場合では飛翔速度が変わる．そして，実際の印刷では一定間隔でインクを吐出しない．そのため，インクの着弾位置が目的位置から外れることで，印刷品質が低下する．従来，吐出後に残る振動や吐出後に非定常なインク面となることが要因に挙げられてきたが，主要因はわかっていない．そこで，本速報では，吐出間隔による飛翔速度の変動要因を調べるために，吐出時のインク挙動と飛翔速度の変動との関係を分析した．まず，1ドロップの吐出では残留振動が原因で飛翔速度が上昇するが，2ドロップと3ドロップでは吐出後にノズル上に残るインクが原因で飛翔速度が低下することが分かった．つまり，ドロップ数によって飛翔速度の変動傾向と要因が異なることが分かった．今後，吐出後の残インクの引き込みを考慮したヘッド材料や駆動波形の開発，また，ドロップ数による変動傾向の違いを考慮した吐出制御の開発によって，インクジェット印刷の性能向上につなげていきたい．
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論文
  • 画素分類を用いた2次元カルマンフィルタによる劣化画像復元手法
    長保 龍, 田邉 造, 古川 利博
    2016 年 55 巻 1 号 p. 13-21
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.13
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    劣化画像復元に用いられる従来の2次元カルマンフィルタの多くは，復元する復元対象領域をその周囲の参照領域の全ての画素を用いて劣化画像復元を実行している．そのため，復元対象領域と参照領域の相関が低い場合は十分な復元精度が得られないのにも関わらず，多くの処理時間を必要とする問題が存在する．そこで本論文では，2次元カルマンフィルタの前処理に判別分析法を用いた劣化画像の画素分類を行うことで，参照領域から復元対象領域と相関の高い画素の選択を行い，得られた画素から成る選択参照領域を，有色性駆動源を含む2次元カルマンフィルタに適用することで劣化画像復元を実現する．提案手法の特徴は，参照領域から成る選択参照領域を復元に用いることで，従来と比較して復元精度を維持しつつ劣化画像復元の処理時間短縮を実現したことである．提案手法の有効性は，(a)処理時間評価，(b)視覚評価，(c)主観評価を用いて確認されている．
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  • Niobium Films as Rewritable Imaging Media
    Isao KOMATSU, Kosei MATSUNAKA, Hayata AOKI, Shuichi MAEDA
    2016 年 55 巻 1 号 p. 22-26
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.22
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    It is known that anodically-oxidized niobium (Nb) films make various colors. The driving force of coloration is considered to be thin film interference due to the Nb2O5 layer on the Nb film. In the case of the coloration due to thin film interference, there is a possibility that we can give a rewritable nature to Nb films by controlling the thickness of Nb2O5 layer. From the industrial point of view, it is preferable to give a rewritable nature to the color changeable Nb film since it may enable the Nb film to be used as new type of rewritable media such as color electronic paper. Therefore, the focus of this present work is to explore the possibility of these color Nb films as rewritable media. Our experimental data using a goniophotometer and a spectrophotometer suggest that our Nb films can be used as rewritable media by controlling preparation conditions.
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  • フタル酸エステル誘導体と酸化ニッケルを用いたエレクトロクロミック素子における電極固定化の効果
    浦 直樹, 中村 一希, 小林 範久
    2016 年 55 巻 1 号 p. 27-32
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.27
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    エレクトロクロミズム (EC) とは，電気化学的な酸化還元反応により可逆な色変化を起こす現象であり，表示デバイスや調光デバイスへ展開されている．低分子量の有機EC分子を用いた素子は，EC分子を電極上に固定化し分子の拡散を抑制することで，発消色特性を向上させることができる．本研究では，還元によってマゼンタ発色を示すテレフタル酸エステル (TP) 誘導体を厚さ約0.3，3.3μmのシロキサン膜に修飾した電極を作用極に用い，対極に酸化ニッケル膜を用いてEC素子を構築した．本EC素子は－2.5Vの電圧印加で透明状態からマゼンタへと可逆に色変化した．EC分子の拡散を抑制したことによって，シロキサン膜固定系素子の消色応答性は溶液系素子の4分の1程度に減少し，メモリー性は3倍程度に増加した．
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解説
Imaging Today
  • バイオ用インクジェットヘッドを搭載したバイオ機器について
    山口 修一
    2016 年 55 巻 1 号 p. 39-44
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.39
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    インクジェット技術は文字や画像の印刷分野でめざましい発展を遂げてきた．この技術は突き詰めれば，指定した位置にデジタルデータに基づいて，機能性の液体を液滴単位で高速且つ高精度に配置していく技術である．この技術を応用して，バイオテクノロジ分野では，各種のバイオマテリアルを極微量デジタルハンドリングすることにより，様々な用途開発が近年盛んに研究されている．しかし，従来の印刷分野のインクとは異なる様々なバイオ試料液を扱う上で，従来の印刷用インクジェットヘッドでは多くの課題点を有する．そのため，バイオ用途には専用のインクジェットヘッドが求められている．本文ではこれらの課題点を明らかにした上で，バイオ用途向けに開発されたインクジェットヘッドについて解説すると共に，そのヘッドを搭載した各種のバイオ用インクジェット機器について紹介する．
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  • 3次元造形プリンター向けインクジェットヘッドの開発
    飛田 悟, 西村 浩
    2016 年 55 巻 1 号 p. 45-50
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.45
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    産業用途においてインクジェットを活用したアプリケーションは，ワイドフォーマット向けの印刷装置から3次元造形のプリンターなど様々の分野で応用されてきている．我々は，インクジェット方式の3次元造形プリンター向けに対応した最新のヘッドを開発した．本ヘッドはGEN3シリーズの後継ヘッドとして，広範囲なインクへの適用性と高耐久·高信頼性を継承しつつ，高密度ノズルと生産性の向上を図った．更にヘッド内の配設されたヒータにより高粘度の溶液を60℃から80℃に加温し，溶液を低粘度にすることで液適を吐出させることができる．この特徴に加え新たに高剛性構造を採用することで単位時間当たりの吐出能力向上，液滴量可変対応を実現した．
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  • 微生物高速分離技術をベースとした新規微生物プロセスの開発
    平瀬 辰朗, 多田 孝清, 小川 昌規, 東 隆行
    2016 年 55 巻 1 号 p. 51-57
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.51
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    人類は，発酵食品·医薬品·化学品そして環境浄化など多様な用途に微生物を活用してきた．微生物は人類の住めないような極限環境も含め地球上に無数に生息しているが，我々はこれら微生物資源を十分に活用できていないのが現状である．微生物資源活用における大きな課題は，無数の微生物群から目的の有用微生物を効率良く単離する方法が確立されていないことである．また目的の有用微生物を活用し産業化するためには，これら微生物に適したプロセスの構築も行う必要がある．このプロセスはそれぞれの微生物に固有であるために，微生物の能力を最大限に活かすまでには多大な時間を必要とする．我々は，有用微生物単離及びプロセス構築を効率良く行うために，微生物高速分離技術をベースに代謝物高速分析技術及び高速育種技術を開発し，各要素技術のハイスループット化を進めている．
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  • プリンティング技術によるナノ光学素子作製とバイオ分野への応用
    遠藤 達郎
    2016 年 55 巻 1 号 p. 58-63
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.58
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    神経変性疾患や癌，生活習慣病は，我が国における長寿命化·少子高齢化の進展を象徴する疾病の代表である．これら疾病が重篤化することを防ぎ，早期に対策を講じることは，医療費の削減·高齢者の社会参加促進につながる．しかし，現在の医療診断技術では，各種疾病を診断するまでに長い時間を要し，費用負担額も大きいという課題があった．これら課題を解決するため我々は，プリンティング技術を駆使した安価なナノ光学素子作製とそれを用いた迅速·高感度な医療診断デバイスの開発を行っている．本稿では筆者らがこれまでに取り組んできたプリンティング技術を駆使したナノ光学素子作製技術「プリンタブルフォトニクス」とプリンタブルフォトニクスを用いて作製したナノ光学素子「フォトニック結晶 (Photonic crystal : PhC) 」と「プラズモニック結晶 (Plasmonic crystal : PC) 」を用いた医療診断への応用について解説する．
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  • フレキシブル印刷型有機FETバイオセンサの創成
    時任 静士, 南木 創, 南 豪
    2016 年 55 巻 1 号 p. 64-75
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.64
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    筆者らは，10年以上に渡って印刷法が適用可能な材料を用いた有機電界効果トランジスタ (有機FET) (別名，有機薄膜トランジスタ) の研究を行っている．その応用先として，3年ほど前からセンサ応用に着目し，特に，意識せずに常時装着が可能で，バイオマーカーを検出できるウエアラブルなバイオセンサの実現に注力している．本稿では，筆者らがこれまでに行ってきた有機FET型バイオセンサの原理，構成を述べるとともに，具体的な例として，免疫グロブリン，グルコース，硝酸イオン，システインなどのバイオマーカー検出の結果を紹介する．さらに，生鮮食品管理のための鮮度センサや環境保全のための重金属イオンセンサへの応用可能性についても述べ，最後に，印刷法を用いた薄いプラスチックフィルム上へのフレキシブル有機FET型バイオセンサの作製について紹介する．
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  • 医療·介護応用へ向けたフレキシブルエレクトロニクスによるアンビエントセンシング実現に対する取り組み
    延島 大樹, 植村 聖, 吉田 学
    2016 年 55 巻 1 号 p. 76-82
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.76
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    近い将来，生活をより豊かにするためのセンサーデバイスがさらに社会へと，人の営みに溶けこむような形で普及していくことが予想される．そんなアンビエントセンシング社会を実現するための技術として期待されるプリンテッドエレクトロニクスやフレキシブルエレクトロニクス，果てはウェアラブル化へ向けたストレッチャブルエレクトロニクス技術に関する我々の取り組みとして，特に医療や介護分野に焦点を当て，“全印刷プロセスによって作製した大面積なベッドセンサー”や“新しい伸縮性導電配線材料を用いた形状任意性の高い靴の中敷きセンサー”といったデバイス開発事例を，それらが必要となる社会的·技術的背景と併せて紹介し，本領域におけるニーズや将来像を考えていく．
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  • 細胞シート技術を用いた立体組織再生
    坂口 勝久
    2016 年 55 巻 1 号 p. 83-87
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.83
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    近年，ES細胞やiPS細胞の開発や発見により組織工学の治療応用，または薬剤スクリーニング応用する研究が急速に発展してきている．細胞をコラーゲンゲルなどの細胞外マトリックスに播種して組織構築するトップダウン方式や，ファイバーやスフェロイドの細胞塊組み上げて行くボトムアップ方式など様々な組織工学技術が開発されている．当研究所では温度に応答して細胞が剥離出来る培養皿を使用して細胞をシート状に加工し，積層することで新規ボトムアップ方式の組織工学技術として立体組織構築を試みた．しかしながら，単に細胞シートを積層して厚さを増加させるだけでは内部が壊死を起こしてしまうため，我々は細胞シートに内皮細胞を含有させて血管網を構築し，その血管網にバイオリアクタを用いて灌流できる手法を考案した．本稿では生体内で繰り返し移植することで細胞シートを積層する手法，ならびに生体外で細胞シート内の血管網に培養液を流し細胞シートを積層する手法である立体臓器再生法を解説する．
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  • 医療·バイオ分野で活躍するプリンティング技術2015
    星野 昭裕, 牧野 洋一
    2016 年 55 巻 1 号 p. 88-93
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.88
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    印刷技術に対するニーズは，時代の移り変わりと共に刻一刻と変化している．燃料電池や遺伝子解析チップといった新しい商品の加工に用いられる印刷技術には大きな変化はない．生化学の分野においても，印刷技術の1つであるフォトリソグラフィ技術で構築されたDNAマイクロアレイを使った生体物質測定が行われてきた．しかし，近年では医療業界においてより高精度な生体物質の検出が求められはじめた．具体的には微小な反応場をフォトリソグラフィにて作製し，生体物質を定量的に検出する技術 (デジタル計測と呼ばれる) が開発され，診断技術が構築されつつある．本レポートでは遺伝子のデジタル計測技術の一例を紹介する．また，これまでエレクトロニクス系の加工に用いられていたフォトリソグラフィ等の半導体加工技術を，生体物質の検出に利用する際の課題についても触れる．
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  • インクジェット技術によるペーパーマイクロ流体デバイスの開発
    石井 政憲, 城戸 滉太, 太田 力, 柴田 寛之, 山田 健太郎, 鈴木 孝治, チッテリオ ダニエル
    2016 年 55 巻 1 号 p. 94-105
    発行日: 2016/02/10
    公開日: 2016/02/13
    DOIhttps://doi.org/10.11370/isj.55.94
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    患者のすぐそばで行える医療診断 (その場診断) が重要であるという考えが，臨床現場において普及しつつある．近年，マイクロ流路を紙の上に設けることで，コストやユーザーの負担を抑えながら，実用に即した分析ができる検査チップを開発する研究が世界的に盛んである．2007年，Whitesidesらにより提唱されて以来注目を集め，現在ではmicrofluidic paper-based analytical devices (μPADs) の呼称が定着している．マイクロ流路と身近な素材である紙の組み合わせにより，複雑な操作を伴う分析や多重項目測定を，比色法や蛍光法，電気化学的手法などを用いて，低コストかつ簡便に行えるμPADsが数多く開発されている．μPADsは基材が紙であることから，主に印刷による作製技術が進歩を見せている．中でも，様々なデバイス生産で工業的にも活躍しているインクジェット技術が，μPADsの大量生産や機能性付与が可能なアプローチとして着目されている．本稿では，将来の実用化に期待の集まるμPADsの製作技術や応用例の現状について，特に汎用性の高いインクジェット技術に焦点を当てながら解説する．
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