单张纸打印机纠偏装置技术研究

向晨

摘 要 作为计算机输出设备的打印机研究起步于20世纪60年代，其发展经历了针式打印机、喷墨打印机、激光打印机、热升华打印机等多个发展阶段和类型。本文以单张纸打印机纠偏装置的专利申请为分析对象，重点分析了全球范围内单张纸打印机纠偏装置的申请信息、专利布局以及技术发展状况，并指出中国具有庞大的打印机消费市场，单张纸打印机纠偏装置作为提升打印质量和打印速度的技术基础，我国申请人应该对其给予重视。

关键词 单张纸打印机；纠偏装置；专利；打印校正；纸张校正

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）14-0019-02

1 单张纸打印机纠偏装置简介

打印机图像的精确定位和套准是保证印刷品质的先决条件，也是评价打印质量的重要标准，但在实际操作过程中，由于不同的纸张性能导致定位效果的差异、启动定位装置的电磁离合器的连接偏差而产生的差异等，会导致纸张位置错位，更为严重地还会产生卡纸，大大降低生产效率。这些位置错位通常包括3种情况：前端对正偏差、横端对正偏差以及斜行。其中斜行即紙张歪斜，机器运行状态、送纸机构的尺寸设计、纸张自身的性能、机构的摩擦变形都有可能会造成纸张歪斜，因此在进行图像记录之前，需要对上述位置偏差进行纠偏处理，在单张纸打印机中执行该纠偏处理所使用的装置即单张纸打印机纠偏装置。

2 技术发展状况

2.1 现有校正技术

现有的单张纸打印机纠偏装置主要有纸张校正和打印校正两大类，根据不同的位置偏差的类型和校正方式的不同，纸张校正装置又分为前缘对齐、侧缘对齐以及在一次定位控制下实现两个方向的定位的纠偏装置；而打印校正则是直接以校正图像形成位置为目的实施的纠偏，根据图像偏移的类型分为调整打印时机和歪斜打印两类。

2.2 专利申请量年度分布

在全球范围内，单张纸打印机纠偏装置专利申请量总体呈上升趋势，将其作为发明点的专利申请起始于20世纪60年代末，初始阶段的打印机普遍是低速的，纸张传输相对稳定，使用传统的前规与侧规在供纸部做好定位，基本就能够保证打印不歪斜，因此，直到1993年都处于较低的发展状态。

到20世纪80年代末期，喷墨打印机开始能够取得稳定的打印质量，各大企业也将研究重点转移到高速打印机上，同时自1993年开始，彩色打印机得到发展，多色套准更加被重视，伴随着上述原因，为了满足高速打印机和彩色打印机的作业需求，在1994—2013年间全球单张纸打印机纠偏装置的专利申请量基本处于阶段性的稳步增长。

由于国内相关研究起步较晚，核心技术又被国外大型企业垄断，因此中国区域在2000年以前几乎没有专利申请，2002年以后中国区域申请数量才有一小幅度增长，直到2013年，国内的申请量依然有限，这说明国内打印机企业虽然意识到对该项技术进行研究，并具有打破国外技术垄断的迫切需求，但由于国外研究已形成规模且技术趋于成熟，因此国内企业难有突破。需要注意的是，在单张纸打印机纠偏装置的专利申请中，几乎所有的专利申请都是发明专利，只有中国有少数实用新型专利申请，说明该领域是一个技术创新活跃程度较高的技术领域。

2.3 专利申请人国别及申请的地域分布

在该技术领域，日本占有绝对的技术优势，单就日本一个国家的申请量就占据了全球申请量的近80%，拥有多个打印机巨头企业的日本几乎占领了整个技术市场，紧接着是拥有业内先驱企业的美国，其申请量占据全球申请量的10%。与上述发达国家相比，中国的申请人所占比例非常小，原因主要是单张纸打印机纠偏装置的发展很大程度上依赖于检测装置和电机控制的研究水平，但在这两个方面中国都没有明显优势，而纯机械式纠偏装置早在传统印刷机上就已经趋于成熟，在这方面可挖掘的内容不多。

中国激光打印机的市场规模从2012年的379.87亿元人民币增长至2014年的419.93亿元人民币，占全球市场规模的14%，单张纸打印机纠偏装置在中国地区的申请主要集中在近10年也与中国打印机市场规模的成长相符合，并且在这些目标国为中国的申请中，国外申请人占据绝大部分，也说明了中国超百亿的市场所带来的巨大诱惑。

3 专利技术发展演进

单张纸打印机纠偏装置专利申请的发展大致经历了以下4个主要发展阶段。

第一阶段（1967年—1980年）为起步期。这一时期是全球范围内打印机及其相关技术研究的成形期，随着各种打印机的发明，以单张纸纠偏装置为发明主体的专利申请也应运而生，这一时期内比较典型的专利申请包括美国施乐公司于1973年申请的US3902715A，该申请涉及用于纸张处理装置的单张纸校准装置，关键技术是在纸张处传输路径上安装一个可动的挡片，纸张前缘与该挡片接触实现纠偏，其实质上是将传统印刷机中的机械式前规用在了打印机纸张的纠偏处理上，但是施乐公司的该发明通过挡片具体的形状和安装方式以及复位方式，使其更适用于体型较小的打印机，因此该专利申请的内容为后续打单张纸打印机纠偏装置的研究，尤其是前缘挡板式纠偏装置提供了指导。

第二阶段（1981年—1993年）为慢速发展期。在该阶段，随着打印机研究的重点逐渐转移到高速化和小型化，纸张的纠偏装置得到了重视，但是这一时期单张纸打印机纠偏装置的发展和研究受到检测器技术的发展制约，因此发展缓慢，但是这一时期出现了很多领域内的重要申请，美国施乐公司在20世纪90年代初期申请的EP0541260A2是一种用于打印机的单张纸纠偏装置，组合了基于侧边缘对齐的斜送辊和两个速度差异的传送辊对偏斜纸张进行校正，其显示了单张纸打印机纠偏装置在纠偏方式上的灵活性。

第三阶段（1994年—2003年）为快速发展期。这一时期打印机逐步成为了日常的办公设备，因此在这一时期出现了更多有关单张纸打印机纠偏装置的专利申请，并且技术的组合型更强，发展了各种纠偏装置的优势，并且在工业快速发展的大环境下，本身很大程度上依赖于步进电机发展的辊反转式对齐装置取得了进步，例如在2003年由日本富士施乐提出的专利申请JP2005154100A，其涉及一种单张纸纠偏装置，技术方案的侧重点主要在于对于辊反转对齐式纠偏装置，如何精确控制反转的时机和反转量。

第四阶段（2004年—至今）为稳步发展期。单张纸打印机纠偏装置所基于的纠偏方式在这一时期已趋于成熟，且由于打印机的高度集成化，相应的纠偏装置机构设计也难以取得突破性进展，但是随着数字化时代的到来，传统印刷机的市场份额缩水，打印机等数字印刷市场规模大幅度上升，且传感器和电动机技术领域也达到了成熟健全的水平，因此这一时期众多企业的研究重点主要在于纸张或图像位置检测的方式以及如何通过电动机精确控制打印时机以及纠偏量。

由此可见，单张纸打印机纠偏装置的发展始终是与打印机的发展和实际需求相吻合的，该装置的不断创新总是基于打印机高速、高精度、高集成化的特性。

4 结论

通过对单张纸打印机纠偏装置专利技术进行分析和整理，可以看到中国在该领域乃至整个打印机领域的发展都处于较为滞后的状态，但面对庞大的消费市场，中国企业对打印机的研究刻不容缓，并且单张纸打印机纠偏装置作为提升打印质量和打印速度的技术基础，我国申请人应该对其给予更多的关注。

参考文献

[1]苏剑斌.打印机纸张纠偏系统解析[J].福建电脑，2013（4）：147-148.

[2]陈清.打印机技术研究和未来应用发展趋势初探[J].电子世界，2013（8）：232-233.

[3]孙晓明，等.从显影剂领域专利分析看我国打印机产业的发展[J].中国发明与专利，2013（1）：54-57.