針式打印機的工作原理

針式打印機針式打印機的特點是:結構簡單、技術成熟、性能價格比好、消耗費用低。針式打印機雖然噪聲較高、分辨率較低、打印針易損壞，但近年來由于技術的發(fā)展，較大地提高了針式打印機的打印速度、降低了打印噪聲、改善了打印品質，并使針式打印機向著專用化、專業(yè)化方向發(fā)展，使其在銀行存折打印、財務發(fā)票打印、記錄科學數據連續(xù)打印、條形碼打印、快速跳行打印和多份拷貝制作等應用領域具有其他類型打印機不可取代的功能。目前，市場上主要有9針和24針兩種針式打印機。9針的不配漢字庫，其基本功能是打印字母和數字符號，若要用它打印16×16點陣組成的簡易漢字，只能在圖形方式下打印，打印時必須分兩次進行，即第一次打印一行漢字的上半部分8個點，第二次打印該行漢字的下半部分8個點，上下兩部分拼成一行完整的漢字。顯然，打印漢字的速度很低；若要用它打印24×24點陣組成的漢字，則一行完整的漢字至少需要3次打印才能完成，打印速度更慢。按照有關標準，對“漢字針式打印機”的定義是:打印頭橫向打印一次就能打出一種或幾種符合國際漢字字形點陣要求的打印機。目前，市場上流行的24針打印機就能一次打出24×24點陣組成的漢字。西文針式打印機本身不帶漢字庫，漢字庫設置在計算機系統(tǒng)硬盤上。當進行漢字信息處理時，在漢字操作系統(tǒng)CCDOS支持下，根據漢字輸入代碼調用硬盤漢字庫中的點陣碼，主機將讀出的點陣碼以點像形式送給打印機。對于一個24×24點陣組成的漢字來說，主機要送對應的72個字節(jié)點陣碼給打印機。顯然，不僅主機忙于漢字轉換，而且主機與打印機之間連續(xù)不斷地傳輸點陣碼，大大降低系統(tǒng)工作效率。對于自配漢字庫的打印機來說，當計算機進行漢字信息處理時，主機只要將需要打印的漢字國標碼兩個字節(jié)直接送往打印機，而漢字國標碼變成對應的點陣碼則由打印機內部完成，兩者相比，主機處理一個漢字，由過去輸出72個字節(jié)點陣碼縮短為輸出兩個字節(jié)國標碼，使系統(tǒng)工作效率大為提高。打印機內部硬件和軟件還能完成漢字縱向打印、橫向放大、縱向放大、斜體字打印、空心字打印、反白打印、加黑字打印等功能。從而使?jié)h字打印機功能和打印速度得到充分發(fā)揮。1.1 針式打印機的基本工作原理針式打印機是利用機械和電路驅動原理，使打印針撞擊色帶和打印介質，進而打印出點陣，再由點陣組成字符或圖形來完成打印任務的。打印機在聯機狀態(tài)下，通過接口接收PC機發(fā)送的打印控制命令、字符打印或圖形打印命令，再通過打印機的CPU處理后，從字庫中尋找與該字符或圖形相對應的圖象編碼首列地址正向打印時或末列地址反向打印時，如此一列一列地找出編碼并送往打印頭驅動電路，激勵打印頭出針式打印機印。針式打印機的基本打印步驟是:啟動字車→檢查打印頭是否進入打印區(qū)域→執(zhí)行打印初始化→按照字符或圖形編碼驅動打印頭打印一列→產生列間距→產生字間距→一行打印完畢，啟動輸紙電機驅動打印輥和打印紙輸紙一行→換行若是單向打印則回車，為下一行打印做準備。針式打印機就是這樣由監(jiān)控程序控制打印電機完成打印作業(yè)的。從結構和原理上看，針式打印機由“打印機械裝置”和“控制驅動電路”兩大部分組成，在打印過程中共有三種機械運動:打印頭橫向運動、打印紙縱向運動和打印針的擊針運動。這些運動都由軟件控制驅動系統(tǒng)通過一些精密機械來執(zhí)行。針式打印機的機械裝置包括:1打印頭驅動機構字車機構該機構利用步進電機及齒輪減速裝置，由同步齒形帶來帶動字車橫向運動；2打印頭打印頭即印字機構，它是成字部件，由若干根打印針和相應數量的電磁鐵組成，其中電磁鐵可驅動打印針完成擊打動作；3色帶驅動機構在針式打印機中普遍采用單向循環(huán)色帶機構，打印頭左右運動時，色帶驅動機構驅動色帶向左運動，既可改變色帶受擊部位，保證色帶均勻磨損，延長色帶使用壽命，又能保證打印字符顏色深淺一致。色帶常用涂有黑色或藍色油墨的帶狀尼龍或薄膜制成。4輸紙機構輸紙機構是驅動打印紙沿縱向移動以實現換行的機構。針式打印機的輸紙機構一般分為摩擦輸紙和齒輪輸紙方式，前者適用于無輸紙孔的打印紙；后者適用于有輸紙孔的打印紙。當打印頭完成一行打印后不管字符多少，走紙機構將馬上完成一行或多行走紙；5打印狀態(tài)傳感機構不同的針式打印機其狀態(tài)傳感機構是不同的，一般有紙盡傳感機構、原始位置傳感機構和計時傳感機構。針式打印機的機架主要由左右墻板、電氣組裝框架和底座構成。外殼是整體塑壓成型，采用全封閉形式，起防塵和降低噪音的作用?，F代針式打印機在控制驅動電路中還廣泛采用了微處理器、ROM和RAM存儲器。其中ROM主要用來存儲針式打印機的管理程序、字符庫和漢字庫，不加漢字庫時容量一般在10KB以上，加上漢字庫后容量更大。而RAM則主要作為打印機接收主機信息數據緩沖區(qū)，一部分在針式打印機加電初始化后存儲來自ROM的字符集，另一部分在程序執(zhí)行中供動態(tài)參數交換使用。不同的針式打印機其RAM是不同的，漢字針式打印機的RAM一般在幾十KB，而非漢字釘打的RAM一般只有1KB左右。顯然，現代針式打印機不僅可以自身完成控制打印任務，還可獨立打印漢字。1.2 針式打印機的主要分類各類針式打印機從表面上看沒有什么區(qū)別，但隨著專用化和專業(yè)化的需要，出現了不同類型的針式打印機，其中主要有“通用針式打印機”、“存折針式打印機”、“行式針式打印機”和“高速針式打印機”等幾種，下面著重介紹這幾種打印機的特點、性能和技術。⑴通用針式打印機我國的“通用針式打印機”是早期使用十分廣泛的漢字打印設備，打印頭針數普遍為24針，有寬行和窄行兩種，打印頭在金屬桿上來回滑動完成橫向行式打印。打印寬度最大為33cm，打印速度一般在50個漢字/秒標準，分辨率一般在180dpi，采用色帶印字，可用摩擦和拖拉兩種方式走紙，既可打印單頁紙張，也可以打印穿孔折疊連續(xù)紙，色帶和打印介質等耗材價格低廉。由于是電磁擊打，打印頭長時間連續(xù)打印時發(fā)熱嚴重，但因打印速度不快，影響不大；又由于通用針式打印機普遍是寬幅打印機，與DOS系統(tǒng)兼容，因而特別適用于報表處理較多的普通辦公室和財務機構。通用針式打印機使用方便，若色帶和紙張質量較差或安裝不妥，極易斷針。當打印字符太淡時，意味著色帶的著色能力下降，容易出現掛針和阻紙，此時必須更換色帶。另外，通用針式打印機的色帶不統(tǒng)一，互相不能代用。通用針式打印機有一個調節(jié)紙張厚度的手動調節(jié)桿，當打印紙的厚度發(fā)生變化時，一定要調節(jié)厚度調節(jié)桿，以調節(jié)打印深度并保護打印針。⑵存折針式打印機隨著各行業(yè)電子化的發(fā)展，專門用于銀行、郵電、保險等服務部門的柜臺業(yè)務使用的存折針式打印機得到了迅速推廣與應用，所謂存折針式打印機也叫票據針式打印機，與其它通用針式打印機相比，存折針式打印機有以下特點:l 平推式走紙:平推式走紙通道設計減少了紙張彎曲和卡紙造成的打印偏差，使紙張進退輕松自如，也使得處理超厚打印介質成為可能；l 自適應紙厚:存折針式打印機的打印對象是存折等票據，而不同存折票據的厚度是不同的，所以存折針式打印機要求能根據厚度不同的打印介質自動調整打印間隙和擊打力度，實現任何厚度的清晰打印效果；l 自動糾偏技術:能夠自動調正打印介質，大大提高了打印準確度，使操作員的操作異常簡便；l 紙張定位技術:為使打印格式整齊一致，在紙車托架上安裝光電傳感器來自動檢測紙張的左右邊界。在進紙機構處設置多個光電傳感器來檢測紙張的頁頂位置，保證紙張相對于打印底板絕對平整。再通過打印機控制軟件中的打印定位指令，實現打印位置的完全準確；l 磁條讀寫功能:提供可選的內置式磁條讀寫器，可讀寫存折上用戶姓名、卡號、金額等信息，并支持ANSI、ISO、NCR、IBM、HITACHI等多種磁條格式；l 打印狀態(tài)識別:具有與主機或終端雙向通訊功能，能夠將打印機當前的狀態(tài)、出現的錯誤及時準確地反映出來，并進行相應的處理。另外，大多數存折針式打印機還專門設計了開蓋時自動停止打印功能，可以防止人為干擾造成打印錯誤，同時保護人身安全；l 其它功能:有些高檔存折針式打印機還提供一些可選功能，如兩個操作員共享打印機、自動識別條碼頁碼、打印磁性等密碼文字、提供保密和解密、銀行專用符號打印以及采用Fresh-Rom存儲技術實現自動下載升級軟件等。評價存折針式打印機的技術指標主要是設備是否具有良好的高級紙張?zhí)幚砟芰Α⒔橘|適應范圍、操作的便捷性、業(yè)務處理速度、命令仿真能力、維護的簡便性和耗材耐用性，還有機器功能的可擴充性等。尤其是高檔存折打印機應具有紙張全自動糾偏、自動對邊、自適應厚度打印等功能，既可保證打印效果的高度精確，又要使操作極其簡便。⑶行式針式打印機行式針式打印機是一種高檔針式打印機，可以滿足銀行、證券、電信、稅務等行業(yè)高速批量打印業(yè)務的要求。行式針式打印機有比較強的專業(yè)打印傾向，有專門的西文字符打印機，也有專門的漢字字符打印機。與一般通用針式打印機相比，行式針式打印機的內部數據處理能力極強，由于打印頭和走紙等控制復雜，一般采用主、從雙CPU處理方式，既可極大地提高打印速度，又可全面地控制打印流程。行式針式打印機的打印頭結構復雜，為了保證行式針式打印機在持續(xù)高速打印時不出現因過熱而斷針，打印頭內部的散熱冷卻機構十分良好。行式針式打印機的打印針多，出針頻率高，因而在降低噪聲方面打印頭也采用了許多有效措施和先進技術。行式針式打印機的關鍵技術在打印頭上，出針頻率高達2000Hz，是通用針式打印機的2倍以上。打印針數量普遍為72針、91針、144針，最多的有288針，是24針普通針式打印機的十幾倍。行式針式打印機的打印頭采用模塊結構如144針的打印頭為12個模塊，每個模塊有12針，每個模塊只需負責水平打印一小段打印距離一般在1英寸左右，大大小于普通針式打印機的打印機距離一般在十幾英寸。打印針模塊的針排列方式對行式針式打印機的打印速度和性能有重大影響，一般情況下，行式針式打印機分為直排針方式、斜排針方式和并行縱向排列方式幾種。直排列方式指打印針模塊中各針水平橫向排開，針模塊左右水平移動進行打印時只能完成一行橫向點的打印距離，打印高度為1/180英寸或1/144英寸，采用該排列方式的行式針式打印機的西文速度可達到1000行/分鐘，但漢字速度只有200多行/分鐘。因此，直排列方式行式針式打印機非常適合于西文字符的打印輸出。斜排列方式是指打印針模塊中各針斜向排開，針模塊左右水平移動進行打印時，模塊有幾針就可打印幾行橫向點，如KD6000C行式打印機的模塊有12針斜向排列，這種打印機在打印漢字時的速度可以達到1000漢字/分鐘，比較適應漢字輸出。并行縱向排列方式是指打印針模塊中各針按兩列并行縱向排開，每個模塊一般有24針，通過增加多個打印頭來提高速度，這是一種早期的行式打印技術，現已基本淘汰。行式針式打印機是高檔打印機，其打印針壽命在10億次/針以上，但其壽命受打印紙和色帶質量的影響。⑷高速針式打印機高速針式打印機是介于普通針式打印機與行式針式打印機之間的產品，其主要特點是打印機速度很快。高速針式打印機的價格較高，但具有高打印質量、高打印速度、能承擔打印重荷，在金融、郵電、交通運輸及企業(yè)單位的批量專門處理打印數據領域占有重要的地位。針式打印機的“專利”是復寫拷貝和連續(xù)走紙打印等功能，高速針式打印機也同樣具有這方面的能力。目前高速針式打印機的復寫能力一般為1+4~1+5層，較好的可以達到1+8層的復寫拷貝能力。