成果報告書詳細
管理番号20160000000611
タイトル平成27年度成果報告書 戦略的省エネルギー技術革新プログラム/省エネルギー技術開発事業の重要技術に係る周辺技術・関連課題の検討/有機EL方式電子写真式プリンターヘッドの実用化に係る検討調査
公開日2016/10/15
報告書年度2015 - 2015
委託先名国立大学法人山形大学
プロジェクト番号
部署名省エネルギー部
和文要約電子写真式プリンターのプリントヘッドは、主にレーザー走査型とLED型との2種類ある。LEDプリントヘッドは、小型で且つ低消費電力の特徴を持つ。それにもかかわらず、レーザー走査型プリントヘッドがいまだに高い比率でプリントヘッド市場を占めている。その主な理由は、LEDプリントヘッドの製造コストがレーザータイプと比べて高いからである。近年、有機ELデバイスは携帯電話や大型テレビのディスプレイ向けに多く使われている。LEDの製造プロセスと比較して、有機ELの製造プロセスは大型デバイスの生産に適している。しかしながら、有機ELプリントヘッドはいまだ製品化されていない。本調査研究は、有機EL方式電子写真式プリンターのプリントヘッドの実用化の課題を明らかにして、その課題を解決する為の重要な技術を抽出することが、第一の目的である。最初に、有機ELプリントヘッドの開発に関する情報を収集し、LEDプリンターの製品のリバースエンジニアリングを実施した。その結果、高速駆動、OLEDデバイスの耐久性向上、低コスト製造プロセスが重要技術である事を示した。さらに、既存の有機ELデバイス製造ラインの活用は、有機ELプリントヘッドのコストダウンに寄与することを示した。また、OLEDプリントヘッドの光源を想定したOLEDデバイスを作成し、その特性を調査した。その結果、マイクロキャビティ技術を用いたOLEDデバイスは、発光正面での発光効率を向上させることができる重要技術の一つであることを確認した。次に、世界のプリンターとプリントヘッド市場規模を調査した。 この結果は、電子写真式プリンターが、将来的にも高い市場占有率を持つことを示していた。この予測は、プリンターメーカーらが、今後も継続的に電子写真式プリンターの技術開発に注力することを示唆している。そこで、有機ELプリントヘッドの開発及び製品化を推進するための産学連携の枠組みを検討した。この産学連携の枠組みを構築するためには、プリンターメーカーらの役割が、非常に重要であることが分かった。また、有機ELプリントヘッドに関する特許を調査し、その中の重要特許を抽出した。さらに、その強化すべき技術を分類した。これらの研究結果に基づき、今後の特許戦略を策定した。最後に、有機ELプリントヘッドが寄与する省エネルギー効果の算出を試みた。このプリントヘッドの消費電力は、プリンター全体のそれと比較して、小さいことを示した。しかし、我々はこのプリントヘッドの特性がプリンターシステム全体に与える省エネルギー効果を慎重に見積もる必要があると考える。例えば、このプリントヘッドの性能によりプリンターの印刷時間が大きく短縮した場合、このプリンター全体の消費電力も大きく削減されることが期待できる。
英文要約Title:Strategic Innovation Program for Energy Conservation Technologies/ Research for the Important technologies of Energy Efficiency Projects/ Research for practical use of print head for OLED method electro-photographic printer (FY2015) Final Report
Currently there are two kinds of print heads for electro-photographic printers; laser and LED. LED print head features include a possibly compacter shape, higher print speed, and low power consumption. Nevertheless, laser scanning print heads have a higher share of the market. The main reason for this is that the manufacturing costs of LED print heads are higher than those of laser print heads. Recently organic light emitting diode (OLED) displays have been used for cellular phones and large screen televisions. Compared to LED manufacturing processes, OLED manufacturing processes are more suitable for the production of large devices. However, OLED print heads have not been commercialized yet. The main goal of the research described here is to clarify the subject of the practical use of OLED print heads in electro-photographic printers and then to identify important related technologies. First, we collected information on the development of the OLED print head; dismantled and reverse engineered an LED printer; and investigated the incorporated technology. As a result, we understood that the important technical characteristics for OLED print heads are high-speed drive, increased durability, and low-cost manufacturing processes. In addition, the use of existing OLED device production lines contributed to a reduction in manufacturing costs for OLED print heads. Furthermore, OLED devices which used OLED print heads as a source of light were made, and their characteristics were investigated. As a result, we confirmed that micro cavity technology implemented in an OLED device is an important technology that is able to improve luminous efficacy where there is frontal luminescence. Next, the scales of the world printer and print head markets were investigated. The conclusion revealed is that electro-photographic printers can hold a higher market share in the future. This outlook is hinted at by technological developments divulged by electro-photographic printer manufacturers. Then the frame of academic-industrial collaboration to promote the development and commercialization of OLED print heads was examined. We have come to understand the important roles printer manufacturers play in building the frame of this academic-industrial cooperation. After that, patents concerning OLED print heads were investigated and following that, important patents have been identified. In addition, strengths of the technologies were identified and classified. Based on this research, future patent strategies were ascertained.
Finally, we tried to calculate the effect an OLED print head has on energy conservation. It was shown that the power consumption of this type of print head was smaller than that of the entire printer. However, the estimates of energy conservation based on characteristics of this type of this type of print head should be carefully drawn up. For instance, when print times are greatly shortened on account of print head performance, the overall power consumption of the printer will be greatly reduced.
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