针式打印机是由单片机、精密机械和电气装置构成的机电一体化设备。尽管外形不同,但其基本结构大同小异,可划分为机械和电路两大部分。
针式打印机的基本工作原理是利用机械和电路驱动,使打印针撞击色带和打印介质,进而打印出点阵,再由点阵组成字符或图形来完成打印任务。打印机在联机状态下,通过接口接收PC机发送的打印控制、字符打印或图形打印命令,再通过打印机的CPU处理后,从字库中寻找与该字符或图形相对应的图像编码首列地址(正向打印时)或末列地址(反向打印时),如此一列一列地找出编码并送往打印头驱动电路,激励打印头出针进行打印。
一、机械部分
1.打印头
打印头是成字部件,安装在字车机构上,用于打印出字,是打印机中的关键部件。针式打印机的打印速度、打印质量和可靠性在很大程度上取决于打印头的性能和质量。打印头可按打印头的针数和结构分类。通常为24针,按奇数和偶数分成二纵列。
打印头中广泛采用电磁铁作为动力源,驱动击打件(弹簧或簧片、衔铁、打印针构成的组件)及撞击打印纸和色带面形成字。按照打印头的结构(即电磁铁的型式),打印头又可分为繅管式、拍合式、储能式和音圈式等几种。目前国内常用的打印头是拍合式和储能式。
2.字车机构
字车机构是针式打印机用来实现打印字符/汉字的机构。字车机构中装有字车,采用字车电机作为动力源,在传动系统的拖动下,字车将沿导轨做左右往复直线间歇运动,从而使字车上的打印头能沿字行方向、自左至右或自右至左地完成一个字符/汉字的打印。字车电机普遍采用步进电机,北京专业音视频系统集成商提供会议室音响系统解决方案。
3.输纸机构
输纸机构是驱动打印纸沿纵向移动以实现换行的机构。它采用输纸电机作为动力源,在传动系统的拖动下,使打印纸沿纵向前后移动,以实现打印机全页打印。
输纸机构按照打印纸有无输纸孔来分,可分为两种:一种是摩擦传动方式输纸机构,适用于无输纸孔的打印纸;另一种是链轮传动方式输纸机构,适用于有输纸孔的打印纸。
4.色带驱动机构
色带及驱动色带不断地做单向循环移动的装置称为色带机构。色带的作用是能使针击打的点痕在打印纸上显现出来。为了保证色带均勻使用,在打印过程中色带必须不断地周而复始地循环移动,以便改变色带撞击位置,否则色带极易疲劳损坏。
色带是在带基上涂黑色或蓝色油墨染料制成的,大致可分为两类:薄膜色带和编织色带。薄膜色带的油墨转移较xx,可以打印细线,印字质量较好,字符清晰。另外,色带带基的平整度好,对打印针的磨损也较小。但是,目前大多数的薄膜色带只能使用一次,这也是影响其广泛应用的主要原因;编织色带又称为尼龙色带。它可以反复多次使用,当油墨耗尽时,可添加油墨后继续工作,寿命较长,方便经济,所以编织色带是目前广泛使用的一种色带,但是油墨扩散量较薄膜色带大,因此印字质量不如薄膜色带。
针式打印机中普遍采用单向循环色带机构。色带机构有3种类型:盘式结构、窄型(小型)色带盒和长型(大型)色带盒。
二、控制电路
1.控制电路的功能
控制电路是打印机的控制中心。其主要功能如下:
(1)连接到计算机,通过并行接口或USB接口接收来自计算机的打印信息和控制命令,同时把打印机的状态信号和应答信号送给计算机。
(2)控制字车横向左、右移动,控制输纸机构工作。如输纸、换行、换页、调整行距以及反向输纸等。
(3)控制打印头出针操作。按照控制命令打印各种字符、数字、汉字、图形,并变换字体、字形大小和格式等。
(4)通过操作面板上的开关状态控制打印机联机/脱机、换行、换页等。
(5)检测DIP开关状态。按照DIP开关状态设置打印机的参数,如选择国际字符集、选择页长、输纸行距、打印方式(高密或高速打印)等,检测各个检测器的状态。若有异常,发出相应的声光报瞀信号。
(6)控制打印机的自检功能。即在脱机状态下,人工输入自检命令,令其执行ROM中的自检程序,以检测打印机的功能是否正常。
2.控制电路的组成
打印机的主控电路本身是一个完整的微型计算机,一般由微处理器(CPU)、读写存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、地址译码器和输入/输出(I/O)电路等组成。另外还有打印头控制电路、字车电机控制电路和输纸电机控制电路等。微处理器是控制电路的核心,由于当前微电子技术的高速发展,单片计算机(简称单片机)已将微型计算机的主要部分如微处理器、存储器、输入/输出电路、定时/计时器、串行接口和中断系统等集成在一个芯片上,所以有许多打印机都用高性能的单片机替代微处理器及其外围电路,北京专业音响公司提供多媒体会议室音视频解决方案。
3.检测电路
检测电路在针式打印机工作时检测各组件位置等相关信息,主要有:字车初始位置检测电路、纸尽(PE)检测电路、机盖状态检测电路、输纸调整杆位置检测电路、压纸杆位置检测电路、打印辊间隙检测电路、打印头温度检测电路等。
4.电源电路
电源电路主要是将交流输人电压转换成打印机正常工作时所需要的直流电压。打印机的电源电路都要输出+5V、12V等直流电压,它是打印机控制电路中各集成电路芯片工作所必需的电源电压。电源电路还要输出一个较高值的直流电压,被称为驱动高压,它主要用于字车电机、走纸电机、针驱动电路的工作电源。