單張紙打印機糾偏裝置技術研究

向晨

摘 要 作為計算機輸出設備的打印機研究起步于20世紀60年代，其發展經歷了針式打印機、噴墨打印機、激光打印機、熱升華打印機等多個發展階段和類型。本文以單張紙打印機糾偏裝置的專利申請為分析對象，重點分析了全球范圍內單張紙打印機糾偏裝置的申請信息、專利布局以及技術發展狀況，并指出中國具有龐大的打印機消費市場，單張紙打印機糾偏裝置作為提升打印質量和打印速度的技術基礎，我國申請人應該對其給予重視。

關鍵詞 單張紙打印機；糾偏裝置；專利；打印校正；紙張校正

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）14-0019-02

1 單張紙打印機糾偏裝置簡介

打印機圖像的精確定位和套準是保證印刷品質的先決條件，也是評價打印質量的重要標準，但在實際操作過程中，由于不同的紙張性能導致定位效果的差異、啟動定位裝置的電磁離合器的連接偏差而產生的差異等，會導致紙張位置錯位，更為嚴重地還會產生卡紙，大大降低生產效率。這些位置錯位通常包括3種情況：前端對正偏差、橫端對正偏差以及斜行。其中斜行即紙張歪斜，機器運行狀態、送紙機構的尺寸設計、紙張自身的性能、機構的摩擦變形都有可能會造成紙張歪斜，因此在進行圖像記錄之前，需要對上述位置偏差進行糾偏處理，在單張紙打印機中執行該糾偏處理所使用的裝置即單張紙打印機糾偏裝置。

2 技術發展狀況

2.1 現有校正技術

現有的單張紙打印機糾偏裝置主要有紙張校正和打印校正兩大類，根據不同的位置偏差的類型和校正方式的不同，紙張校正裝置又分為前緣對齊、側緣對齊以及在一次定位控制下實現兩個方向的定位的糾偏裝置；而打印校正則是直接以校正圖像形成位置為目的實施的糾偏，根據圖像偏移的類型分為調整打印時機和歪斜打印兩類。

2.2 專利申請量年度分布

在全球范圍內，單張紙打印機糾偏裝置專利申請量總體呈上升趨勢，將其作為發明點的專利申請起始于20世紀60年代末，初始階段的打印機普遍是低速的，紙張傳輸相對穩定，使用傳統的前規與側規在供紙部做好定位，基本就能夠保證打印不歪斜，因此，直到1993年都處于較低的發展狀態。

到20世紀80年代末期，噴墨打印機開始能夠取得穩定的打印質量，各大企業也將研究重點轉移到高速打印機上，同時自1993年開始，彩色打印機得到發展，多色套準更加被重視，伴隨著上述原因，為了滿足高速打印機和彩色打印機的作業需求，在1994—2013年間全球單張紙打印機糾偏裝置的專利申請量基本處于階段性的穩步增長。

由于國內相關研究起步較晚，核心技術又被國外大型企業壟斷，因此中國區域在2000年以前幾乎沒有專利申請，2002年以后中國區域申請數量才有一小幅度增長，直到2013年，國內的申請量依然有限，這說明國內打印機企業雖然意識到對該項技術進行研究，并具有打破國外技術壟斷的迫切需求，但由于國外研究已形成規模且技術趨于成熟，因此國內企業難有突破。需要注意的是，在單張紙打印機糾偏裝置的專利申請中，幾乎所有的專利申請都是發明專利，只有中國有少數實用新型專利申請，說明該領域是一個技術創新活躍程度較高的技術領域。

2.3 專利申請人國別及申請的地域分布

在該技術領域，日本占有絕對的技術優勢，單就日本一個國家的申請量就占據了全球申請量的近80%，擁有多個打印機巨頭企業的日本幾乎占領了整個技術市場，緊接著是擁有業內先驅企業的美國，其申請量占據全球申請量的10%。與上述發達國家相比，中國的申請人所占比例非常小，原因主要是單張紙打印機糾偏裝置的發展很大程度上依賴于檢測裝置和電機控制的研究水平，但在這兩個方面中國都沒有明顯優勢，而純機械式糾偏裝置早在傳統印刷機上就已經趨于成熟，在這方面可挖掘的內容不多。

中國激光打印機的市場規模從2012年的379.87億元人民幣增長至2014年的419.93億元人民幣，占全球市場規模的14%，單張紙打印機糾偏裝置在中國地區的申請主要集中在近10年也與中國打印機市場規模的成長相符合，并且在這些目標國為中國的申請中，國外申請人占據絕大部分，也說明了中國超百億的市場所帶來的巨大誘惑。

3 專利技術發展演進

單張紙打印機糾偏裝置專利申請的發展大致經歷了以下4個主要發展階段。

第一階段（1967年—1980年）為起步期。這一時期是全球范圍內打印機及其相關技術研究的成形期，隨著各種打印機的發明，以單張紙糾偏裝置為發明主體的專利申請也應運而生，這一時期內比較典型的專利申請包括美國施樂公司于1973年申請的US3902715A，該申請涉及用于紙張處理裝置的單張紙校準裝置，關鍵技術是在紙張處傳輸路徑上安裝一個可動的擋片，紙張前緣與該擋片接觸實現糾偏，其實質上是將傳統印刷機中的機械式前規用在了打印機紙張的糾偏處理上，但是施樂公司的該發明通過擋片具體的形狀和安裝方式以及復位方式，使其更適用于體型較小的打印機，因此該專利申請的內容為后續打單張紙打印機糾偏裝置的研究，尤其是前緣擋板式糾偏裝置提供了指導。

第二階段（1981年—1993年）為慢速發展期。在該階段，隨著打印機研究的重點逐漸轉移到高速化和小型化，紙張的糾偏裝置得到了重視，但是這一時期單張紙打印機糾偏裝置的發展和研究受到檢測器技術的發展制約，因此發展緩慢，但是這一時期出現了很多領域內的重要申請，美國施樂公司在20世紀90年代初期申請的EP0541260A2是一種用于打印機的單張紙糾偏裝置，組合了基于側邊緣對齊的斜送輥和兩個速度差異的傳送輥對偏斜紙張進行校正，其顯示了單張紙打印機糾偏裝置在糾偏方式上的靈活性。

第三階段（1994年—2003年）為快速發展期。這一時期打印機逐步成為了日常的辦公設備，因此在這一時期出現了更多有關單張紙打印機糾偏裝置的專利申請，并且技術的組合型更強，發展了各種糾偏裝置的優勢，并且在工業快速發展的大環境下，本身很大程度上依賴于步進電機發展的輥反轉式對齊裝置取得了進步，例如在2003年由日本富士施樂提出的專利申請JP2005154100A，其涉及一種單張紙糾偏裝置，技術方案的側重點主要在于對于輥反轉對齊式糾偏裝置，如何精確控制反轉的時機和反轉量。

第四階段（2004年—至今）為穩步發展期。單張紙打印機糾偏裝置所基于的糾偏方式在這一時期已趨于成熟，且由于打印機的高度集成化，相應的糾偏裝置機構設計也難以取得突破性進展，但是隨著數字化時代的到來，傳統印刷機的市場份額縮水，打印機等數字印刷市場規模大幅度上升，且傳感器和電動機技術領域也達到了成熟健全的水平，因此這一時期眾多企業的研究重點主要在于紙張或圖像位置檢測的方式以及如何通過電動機精確控制打印時機以及糾偏量。

由此可見，單張紙打印機糾偏裝置的發展始終是與打印機的發展和實際需求相吻合的，該裝置的不斷創新總是基于打印機高速、高精度、高集成化的特性。

4 結論

通過對單張紙打印機糾偏裝置專利技術進行分析和整理，可以看到中國在該領域乃至整個打印機領域的發展都處于較為滯后的狀態，但面對龐大的消費市場，中國企業對打印機的研究刻不容緩，并且單張紙打印機糾偏裝置作為提升打印質量和打印速度的技術基礎，我國申請人應該對其給予更多的關注。

參考文獻

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