單張紙打印機糾偏裝置技術(shù)研究

向晨

摘 要 作為計算機輸出設(shè)備的打印機研究起步于20世紀(jì)60年代，其發(fā)展經(jīng)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(fā)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(nèi)單張紙打印機糾偏裝置的申請信息、專利布局以及技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，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(zhì)量和打印速度的技術(shù)基礎(chǔ)，我國申請人應(yīng)該對其給予重視。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(zhǔn)是保證印刷品質(zhì)的先決條件，也是評價打印質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，但在實際操作過程中，由于不同的紙張性能導(dǎo)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(chǎn)生的差異等，會導(dǎo)致紙張位置錯位，更為嚴(yán)重地還會產(chǎn)生卡紙，大大降低生產(chǎn)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(tài)、送紙機構(gòu)的尺寸設(shè)計、紙張自身的性能、機構(gòu)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(zhí)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(shù)發(fā)展?fàn)顩r

2.1 現(xiàn)有校正技術(shù)

現(xiàn)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(jù)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(cè)緣對齊以及在一次定位控制下實現(xiàn)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(jù)圖像偏移的類型分為調(diào)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(nèi)，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(fā)明點的專利申請起始于20世紀(jì)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(wěn)定，使用傳統(tǒng)的前規(guī)與側(cè)規(guī)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(fā)展?fàn)顟B(tài)。

到20世紀(jì)80年代末期，噴墨打印機開始能夠取得穩(wěn)定的打印質(zhì)量，各大企業(yè)也將研究重點轉(zhuǎn)移到高速打印機上，同時自1993年開始，彩色打印機得到發(fā)展，多色套準(zhǔn)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(yè)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(wěn)步增長。

由于國內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，核心技術(shù)又被國外大型企業(yè)壟斷，因此中國區(qū)域在2000年以前幾乎沒有專利申請，2002年以后中國區(qū)域申請數(shù)量才有一小幅度增長，直到2013年，國內(nèi)的申請量依然有限，這說明國內(nèi)打印機企業(yè)雖然意識到對該項技術(shù)進行研究，并具有打破國外技術(shù)壟斷的迫切需求，但由于國外研究已形成規(guī)模且技術(shù)趨于成熟，因此國內(nèi)企業(yè)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(fā)明專利，只有中國有少數(shù)實用新型專利申請，說明該領(lǐng)域是一個技術(shù)創(chuàng)新活躍程度較高的技術(shù)領(lǐng)域。

2.3 專利申請人國別及申請的地域分布

在該技術(shù)領(lǐng)域，日本占有絕對的技術(shù)優(yōu)勢，單就日本一個國家的申請量就占據(jù)了全球申請量的近80%，擁有多個打印機巨頭企業(yè)的日本幾乎占領(lǐng)了整個技術(shù)市場，緊接著是擁有業(yè)內(nèi)先驅(qū)企業(yè)的美國，其申請量占據(jù)全球申請量的10%。與上述發(fā)達(dá)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(fā)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(yōu)勢，而純機械式糾偏裝置早在傳統(tǒng)印刷機上就已經(jīng)趨于成熟，在這方面可挖掘的內(nèi)容不多。

中國激光打印機的市場規(guī)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(guī)模的14%，單張紙打印機糾偏裝置在中國地區(qū)的申請主要集中在近10年也與中國打印機市場規(guī)模的成長相符合，并且在這些目標(biāo)國為中國的申請中，國外申請人占據(jù)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(shù)發(fā)展演進

單張紙打印機糾偏裝置專利申請的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下4個主要發(fā)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(nèi)打印機及其相關(guān)技術(shù)研究的成形期，隨著各種打印機的發(fā)明，以單張紙糾偏裝置為發(fā)明主體的專利申請也應(yīng)運而生，這一時期內(nèi)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?zhí)幚硌b置的單張紙校準(zhǔn)裝置，關(guān)鍵技術(shù)是在紙張?zhí)巶鬏斅窂缴习惭b一個可動的擋片，紙張前緣與該擋片接觸實現(xiàn)糾偏，其實質(zhì)上是將傳統(tǒng)印刷機中的機械式前規(guī)用在了打印機紙張的糾偏處理上，但是施樂公司的該發(fā)明通過擋片具體的形狀和安裝方式以及復(fù)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(nèi)容為后續(xù)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(dǎo)。

第二階段（1981年—1993年）為慢速發(fā)展期。在該階段，隨著打印機研究的重點逐漸轉(zhuǎn)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(fā)展和研究受到檢測器技術(shù)的發(fā)展制約，因此發(fā)展緩慢，但是這一時期出現(xiàn)了很多領(lǐng)域內(nèi)的重要申請，美國施樂公司在20世紀(jì)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(cè)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(fā)展期。這一時期打印機逐步成為了日常的辦公設(shè)備，因此在這一時期出現(xiàn)了更多有關(guān)單張紙打印機糾偏裝置的專利申請，并且技術(shù)的組合型更強，發(fā)展了各種糾偏裝置的優(yōu)勢，并且在工業(yè)快速發(fā)展的大環(huán)境下，本身很大程度上依賴于步進電機發(fā)展的輥反轉(zhuǎn)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(shù)方案的側(cè)重點主要在于對于輥反轉(zhuǎn)對齊式糾偏裝置，如何精確控制反轉(zhuǎn)的時機和反轉(zhuǎn)量。

第四階段（2004年—至今）為穩(wěn)步發(fā)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(yīng)的糾偏裝置機構(gòu)設(shè)計也難以取得突破性進展，但是隨著數(shù)字化時代的到來，傳統(tǒng)印刷機的市場份額縮水，打印機等數(shù)字印刷市場規(guī)模大幅度上升，且傳感器和電動機技術(shù)領(lǐng)域也達(dá)到了成熟健全的水平，因此這一時期眾多企業(yè)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(fā)展始終是與打印機的發(fā)展和實際需求相吻合的，該裝置的不斷創(chuàng)新總是基于打印機高速、高精度、高集成化的特性。

4 結(jié)論

通過對單張紙打印機糾偏裝置專利技術(shù)進行分析和整理，可以看到中國在該領(lǐng)域乃至整個打印機領(lǐng)域的發(fā)展都處于較為滯后的狀態(tài)，但面對龐大的消費市場，中國企業(yè)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(zhì)量和打印速度的技術(shù)基礎(chǔ)，我國申請人應(yīng)該對其給予更多的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇劍斌.打印機紙張糾偏系統(tǒng)解析[J].福建電腦，2013（4）：147-148.

[2]陳清.打印機技術(shù)研究和未來應(yīng)用發(fā)展趨勢初探[J].電子世界，2013（8）：232-233.

[3]孫曉明，等.從顯影劑領(lǐng)域?qū)＠治隹次覈蛴C產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J].中國發(fā)明與專利，2013（1）：54-57.