针式打印机

針式打印機

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針式打印機

中文名稱 ：針式打印機 文學家 ：趙壹 年 代 ：漢代 文學體裁 ：賦

針式打印機是一種特殊的打印機，和噴墨、激光打印機都存在很大的差異，而針式打印機的這種差異是其它類型的打印機不能取代的，正是因為如此，針式打印機一直都有着自己獨特的市場份額，服務於一些特殊的行業用戶。針式打印機是通過打印頭中的24根針擊打複寫紙，從而形成字體，在使用中，用戶可以根據需求來選擇多聯紙張，一般常用的多聯紙有2聯、3聯、4聯紙，其中也有使用6聯的打印機紙。1978年，愛普生公司發布了針式打印機（7針）TP-80，產品大獲好評。 1980年，MP-80（9針）面世，同樣在全球引起了轟動，第二年，MP-80在日本的市場占有率高達60%以上，在美國市場也獲得了高度的評價，逐漸發展成為全球第一台適用於PC產品的主流針式打印機。

接口類型

針式打印機接口類型指的是針式打印機與電腦系統採用何種方式進行連接。目前針式打印機常見的有並口(也有稱之為IEEE 1284, Centrics)、串口(也有稱之為RS-232接口的)和USB接口。

字體

字體指的是針式打印機在沒有外來字庫的支持下，通過自身攜帶的字庫，可以實現的字體的種類。其中字體又分為中文字體、英文字體和一些其它類型的字體。字體的變化一般可以通過打印機面板上的按鈕來實現。不過目前絕大多數的用戶都是使用的Windows的操作系統，而Windows操作系統自身攜帶的字庫的字體種類遠遠要比目前針式打印機自身攜帶的字體要豐富得多，通過Windows的支持完全可以獲得更加豐富的打印字體，因此針式打印機自身的字體在目前的應用中意義並不大。

組成部分

針式打印機的種類繁多，型式各異，一般分為打印機械裝置和控制與驅動電路兩大部分。 針式打印機在正常工作時有三種運動，即打印頭的橫向運動、打印紙的縱向運動和打印針的擊針運動。這些運動都是由軟件控制驅動系統，通過一些精密機械進行的。

機械裝置

• 打印機械裝置主要包括字車與傳動機構、打印針控制機構、色帶驅動機構，走紙機構和打印機狀態傳感器，這些機構都為精密機械裝置，以保證各種機構能實現下面的各種運動。
• (1)字車與傳動機構 字車是打印頭的載體，打印頭通過字車傳動系統實現橫向左、右移動，再由打印針撞擊色帶而印字。字車的動力源一般都用步進電動機，通過傳動裝置將步進電動機的轉動變為字車的橫向移動。一般用鋼絲繩或同步齒形帶進行傳動。
• (2)打印針控制機構 打印針是正確打印的關鍵。打印針控制機構實現打印針的出針和收針動作。通常利用電磁原理控制打印針的動作。
• (3)色帶驅動機構 打印針撞擊色帶，色帶上的印油在打印紙上印出字符或圖形。在打印過程中，打印頭左、右移動時，色帶驅動機構驅動色帶也同時循環往復轉動，不斷改變色帶被打印針撞擊的部位，保證色帶均勻磨損，從而既延長了色帶的使用壽命，又保證了打印出的字符或圖形顏色均勻。色帶驅動機構一般利用字車電動機帶動同步齒形帶(如LQ-1600K)或鋼(尼龍)絲繩驅動色帶鈾轉動，也可採用兩個單獨的電動機(如某些彩色打印機)分別帶動色帶正、反向走帶。
• (4)走紙機構 該機構實現打印紙的縱向移動。當打印完一行後，由它走紙換行。走紙方式一般有摩擦走紙、齒輪饋送和壓紙滾筒饋送等。其動力方式為通過牽引機構將步進電動機的轉動轉變為走紙移動。
• (5)打印機狀態傳感器 對於不同的打印機來說，傳感器的設置情況不同。通常有原始位置傳感器(檢測字車是否停在左邊原始位置上)、紙盡傳感器(檢測所裝的打印紙是否用完，用完則報警)、計時傳感器(檢測字車的瞬時位置)和機蓋狀態傳感器(檢測正在打印中的異常開打印機蓋操作)等等。

驅動電路

• (1)控制電路 打印機的控制電路均已採用了微機結構，所以打印機也就是一個完整的微型機。從處理器類別劃分，有採用單片機擴展內存及接口電路構成的，也有採用CPU(做處理器)設計的。從組成結構上劃分，有採用單一CPU結構的，也有採用主從CPU過程控制結構的。對打印機的各種控制是通過軟件進行的。在ROM中存儲有點陣字庫和控制程序，用戶自定義的字符存儲在行緩存RAM中。
• (2)驅動電路 驅動電路的功能是在控制電路的控制下，由高壓驅動走紙電動機、字車電動機和打印針出針動作。
• (3）接口電路 打印機與主機的連接有串行接口、並行接口及USB接口等。
• (4)直流穩壓電路 為打印機提供各種直流電源。

工作原理

打印機本身就是一個微型計算機系統，全機的工作都由CPU控制。它的控制程序存放在ROM中，使CPU開機就可以工作。CPU可以接收面板的各種控制指令，也可以接收來自主機的指令，並對各種指令進行解釋執行。這些連接都是通過計算機的接口完成的。一般針打有兩種工作方式，文本方式(Text Mode)和位映像方式(Bit Image Print Mode)。

文本方式

針式打印機的打印數據是通過與計算機的接口從主機得到的。打印機得到的打印數據是要打印的字符的ASCII碼，這些ASCII碼存放在打印機內的打印緩衝區中。主機每次傳送的數據裝滿打印緩衝區後，打印機給主機發送一個"BUSY(忙)"信號，主機接到該信號後，暫停發送數據，然後打印機開始打印。打印開始後，打印機內的CPU從打印緩衝區中取出打印字符的ASCII碼，經過計算得到該字符對應的字符點陣存儲區的首地址。按地址逐個地取出每列的點陣碼，驅動打印針，撞擊色帶，在打印紙上形成打印字符。打印機的字符發生器ROM中，通常存有96種ASCII碼及一些特殊字符的字型編碼(有的打印機內也有漢字的點陣碼，如LQ-1600K)。當緩衝區內的數據打印完成後，又一次開放打印機，接收主機送來的新打印數據，開始新的打印過程。如果需要打印的是圖形或漢字(對於沒有漢字字庫的打印機)，則由主機送出圖形的像素信號或漢字字型碼即可。很明顯，這種打印方式和顯示器顯示字符的方式是類似的。

位映像方式

此方式下，計算機送出的打印數據就是控制打印針的出針、收針的數據，所以程序設計人員可以直接編寫程序來控制每根打印針，從而打印出圖形、表格和漢字。

打印頭工作原理

• 針式打印機的主要部件是打印頭，通常所講的9針、16針和24針打印機說的就是打印頭上的打印針的數目。打印頭按擊針方式可分為螺管式、拍合式、儲能式、音因式和壓電式。這裡以24針打印機LQ-1600K和AIz3240的打印頭為例說明其工作原理。右圖是LQ-1600K打印頭的工作原理圖，它是拍合式打印頭。在每根打印針的前面(從打印針的後面向前看)有一個環行扼鐵，環行扼鐵的四周排列着12個線圈和12根打印針(LQ1600K打印頭分為兩層，每層12根打印針，上層12根為長針，下層12根為短針)，每層12根打印針在環行圓周上均勻排列，並沿導向板上的導向槽在打印頭頂部穿出，形成兩列平行排列的打印針。
• 從圖可以看出，平時打印針受復位彈簧的彈力作用處於離開驅動線圈狀態，當驅動線圈通過電流時，激勵打印針尾部的銜鐵向驅動線圈運動，同時帶動打印針沿着多層導向板向色帶撞擊，使色帶和打印紙壓向卷簡。這時，色帶上的油墨被打印針的撞擊滲透到打印紙上，留下一個小圓點。當驅動線圈中的電流消失後，打印針被復位彈簧復位回到原始狀態，完成一次打印動作。這種拍合式打印頭，打印針加速快，出針頻率高，由於打印針分為兩層，更有利於更換打印針，且長針斷了可以作短針使用。
• 左圖是AR3240打印頭的工作原理圖，它是儲能式打印頭。在每根打印針的後面(從打印針的後面向前看)有一個環行扼鐵，環行扼鐵的四周排列着24個消磁線圈、24個銜鐵彈蟹片和24根打印針。24根打印針在環行圓周上均勻排列，並沿導向板上的導向槽在打印頭頂部穿出，形成兩列平行排列的打印針。
• 從圖中可以看出，儲能式打印頭的工作原理是用永久磁鐵作用於彈簧，使打印針縮在打印頭內處於儲能狀態，即打印針儲存了擊打能量，當消磁線團通電後，產生與永久磁鐵磁場方向相反的磁場，即減少了永久磁鐵的磁通量，抵消了永久磁鐵對打印針後部銜鐵和彈簧片的吸引，使彈簧片驅動打印針向前飛行，完成打印動作。此種打印頭的優點是功耗低和打印速度快。

組件功能

機械部分

• ⑴字車傳動機構,在字車步進電機的驅動下，載有打印頭的字車沿水平方向的橫軸左右移動，將打印頭移動到需要打印的位置。字車傳動機構一般由字車步進電機、字車底座、齒型帶(或齒條)、初始位置傳感器等組成。
• ⑵輸紙傳動機構,在輸紙步進電機的驅動下，通過摩擦輸紙或鏈輪輸紙方式將打印紙移動到需要打印的位置上。輸紙傳動機構一般由輸紙步進電機、打印膠輥、輸紙鏈輪、導紙板、壓紙杆和紙盡傳感器等組成。根據輸紙方式的不同，在輸紙傳動機構的實現形式上分為卷繞式輸紙方式(也稱為普通輸紙方式)和平推式輸紙方式兩種。
• (3)色帶傳動機構,為了保證打印質量和清晰度，在打印頭前的色帶需要不斷更換，色帶傳動機構通常採用換向齒輪使色帶按照一定的速率和方向循環運動，該機構一般由換向齒輪組、色帶盒組成。
• ⑷走紙結構,走紙結構也稱紙驅動機構，他主要由走紙步進電機、輸紙輪、壓紙輥等部件組成。
• ②打印頭,由一定數量的打印針按照單列或雙列(個別的為三列)縱向排列，在打印數據的配合下實現字符、漢字和圖形的打印。目前常用的打印頭一般為9針和24針，均是通過薄膜電纜與控制電路連接。
• ③微處理器或單片機,針式打印機所有的動作和功能都是由其控制電路中的微處理器或單片機來控制實現的。不但要完成對打印數據的加工處理，還要控制機械部件的協調動作，同時還要對面板功能選擇和工作狀態進行監視以及必要的顯示，這一切必須依靠執行打印機專用監控軟件來實現。
• ④數據/程序/字符點陣存儲器,在通用計算機中離不開各種存儲器，在針式打印機中同樣也需要有關種類的存儲器件。一般分為輸入數據緩衝存儲器、中間數據緩衝存儲器、監控程序存儲器、西文和漢字字符點陣存儲器(字庫)。
• (3)驅動電路,在針式打印機中一般有三種驅動電路，即打印頭驅動電路、字車步進電機驅動電路和輸紙步進電機驅動電路，通常採用集成化的中功率晶體管來實現。
• ④電源,針式打印機由於功耗一般較大，故均採用開關電源，將220V交流電轉變成打印機各部件使用的直流電壓，如+5V、+12V、+24V等。
• ⑤接口電路,針式打印機大多採用Centronics標準並行接口，這是一種通用打印機專用接口，具有數據傳輸率高的特點，個別型號的打印機採用RS－232C標準串行接口，以適應某些特殊的需要。在打印機接口電路中，往往還配置一定存儲容量的輸入數據緩衝區，如1K字節、8K字節、16K字節、40K字節等，其目的是減少與計算機主機的頻繁通訊，提高計算機主機工作效率。

• ⑥傳感器系統
• ⒈膠輥間隙傳感器
• ⒉起始位置傳感器
• ⒊牽引/摩擦傳感器
• ⒋紙張檢測傳感器

參數指標

用戶在選購和使用打印機時，應該對所使用的打印機性能有所了解，一般情況下，打印機廠商在產品說明書上均給出有關的技術參數和性能指標，下面對一些主要的技術參數和性能指標的意義進行介紹。

1.打印方式

表明針式打印機在打印過程中所採用的模式。如「雙向邏輯選距」打印方式，在該打印方式下，打印機將根據每行打印內容的具體位置來控制打印頭的啟停位置，以用來節省時間，提高打印速度和效率；又如「可選擇單雙向」打印方式，在該方式下，可由用戶根據打印要求，選擇每次打印時打印頭起始位置。單向打印是打印每一行時，打印頭字車都要先回到初始位置，然後再打印，打印效率較低，但字符或圖像上下銜接精度高；雙向打印是打印頭橫向來回移動時進行打印，打印效率高。但由於機械部件精度的影響，可能會造成字符或圖像上下銜接部分有一定的錯位，對打印質量會帶來影響。

2.打印頭

在選購時注意打印頭的針數，目前絕大多數的打印機都採用24針的打印頭。這種打印頭具有打印速度快，打印質量好的特點，其性能參數主要是針的壽命，如2億次/針。另外，在選擇打印機時要注意打印機的打印點密度，點密度定義為在水平方向上每英寸打印的點數，用DPI表示。打印質量較高的打印機其點密度可以達到360DPI。

3.字符集

字符集是打印機中字庫種類的說明，通過字符集可以看出該打印機屬於哪一種類型。中文打印機的字符集種類較為齊全，一般包括有ASCⅡ碼點陣字符集、漢字點陣字符集以及國際字符組點陣字符集等，通常上述字符集是按國家標準制定的。如GB－5007標準(宋體24×24點陣字符集)和GB－2312－80(宋體32×32點陣字符集)。

4.打印速度

這是點陣打印機重要的性能指標，它反映出打印機的綜合性能指標，一般只給出打印一行西文字符或中文漢字時的打印速度。標準的說明應是在草稿方式下，按照每英寸打印10個西文字符(10CPI)的方式，每秒中能打印字符的數目。現在打印速度較快的打印機其打印速度一般在200字/秒以上。

5.行距

在說明書中一般都有行距指標，因為這項指標是說明輸紙操作精度和性能的重要指標，尤其是最小輸紙距離(如1/360″或n/368″)更能反映出其輸紙組件的控制能力和精密程度。

6.接口

大多數打印機均標準配置Centronics並行接口，其它標準的接口一般是作為附件而另需購置。

7.最大緩衝容量

該指標間接表明了打印機在打印時，對計算機主機工作效率的影響。緩衝容量大，一次輸入數據就多，打印機處理和打印所需的時間就長。因此，與計算機通信的次數就可以減少，主機效率提高。

8.輸紙方式

對於輸紙方式來說，一台好的打印機應具備多種輸紙功能，這反映出其機構設計是否合理及全面。一般情況下應有連續紙輸送的鏈輪裝置，以保證輸紙的精度和避免輸紙過程中的偏斜；另外是否具備單頁紙和卡片紙的輸送能力，以及是否具備平推進紙的能力，這一點對票據打印十分重要。

9.紙寬及紙厚度

紙寬指標反映出打印機最大打印寬度，目前通用打印機的該項指標一般為9英寸(窄行)和13.6英寸(寬行)；紙厚度則反映出打印頭的擊打能力，這項指標對於需要複寫拷貝的用途很重要。一般用「正本+複寫份數」來表示。

7主要分類編輯 各類針式打印機從表面上看沒有什麼區別，但隨着專用化和專業化的需要，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」、「存摺針式打印機」、「行式針式打印機」和「高速針式打印機」等幾種。

通用型 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，打印頭在金屬杆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，採用色帶印字，可用摩擦和拖拉兩種方式走紙，既可打印單頁紙張，也可以打印穿孔摺疊連續紙，色帶和打印介質等耗材價格低廉。由於是電磁擊打，打印頭長時間連續打印時發熱嚴重，但因打印速度不快，影響不大；又由於通用針式打印機普遍是寬幅打印機，與DOS系統兼容，因而特別適用於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，意味着色帶的着色能力下降，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一，互相不能代用。通用針式打印機有一個調節紙張厚度的手動調節杆，當打印紙的厚度發生變化時，一定要調節厚度調節杆，以調節打印深度並保護打印針。 市場分析編輯 市場主導 針式打印機 針式打印機 國內打印機市場呈現出外國品牌打印機相互競爭的局面，占主導地位的主要是：

(1)日本Epson公司的LQ－1600系列的24針打印機，該系列打印機經過近十年的應用推廣、技術改進和完善，已具備了較好的市場信譽和占有量，其特點是打印速度較快，操作方便，結構合理耐用。

(2)香港得實公司(Dascom)的Star AR系列和Star CR系列的24針打印機，這兩種系列的打印機都曾在國內市場上產生過較大的影響，其主要特點是字庫種類多、打印速度快、控制面板功能豐富。

(3)日本NEC公司的P2000/3000系列的24針打印機，其主要特點是價格較低、打印精度好、打印時噪聲低，可在家庭中使用。

(4)福建實達針式打印機系列

此外，還有眾多國外打印機廠家的產品，如日本Fujitsu公司的DPK系列24針打印機；HP公司的DJ系列24針打印機；Oki公司的8000系列24針打印機；意大利Olivetti公司的PR系列存摺、票據專用打印機等。

特點 這些產品都有各自的特點，各公司產品中基本上都有普通輸紙和平推輸紙方式兩種不同類型的打印機，其中普通輸紙窄行打印機市場銷售價在1400元左右，普通輸紙寬行打印機市場售價在3000元～4000元之間，而平推輸紙方式的打印機價格稍貴，用戶可根據具體需要進行選擇。

9選購編輯 首先要了解需要應用的領域，不同的應用領域需要選購不同的針式打印機。針式打印機已經分為通用針式打印機和專用針式打印機兩大類。通用針式打印機就是最為常見的滾筒式打印機，而專用打印機則是指有專門用途的平推式打印機，如：存摺打印機、票據打印機等。

其次，要考慮它的可靠性。在打印頭壽命方面，好的針打一般採用全新高密度、高耐磨打印頭，這種打印頭結構設計緊湊，並加強了散熱功能，能造就高拷貝能力和長壽命，好的打印頭的使用壽命可高達4億次/針，而整機平均無故障時間高，也代表着打印機的可靠性高，好的針打的整機平均無故障時間一般可達10000小時。

第三，檢查性能指標。一般在打印票據或報表的時候，票據或報表往往需要一式數份，同時要打印多聯，需要拷貝能力強的針式打印機。在一些窗口行業，打印業務高強度、高負荷，打印速度高的打印機就能提升工作效率，用戶應根據實際的應用情況進行選擇。

第四，耐用性。針式打印機的使用壽命是所有用戶都非常關心的問題，色帶的壽命也是用戶應考慮的因素，大容量、長壽命色帶能夠大為降低耗材費用。影響色帶壽命的原因有色帶芯的質量、色帶盒的大小、色帶的長短等。打印頭的長壽命可以避免了更多的再投資，從而能降低總體運營成本。

最後，售後服務。服務是一個老生常談的問題，在趨於同質化的時代，服務就成了商家另一個制勝法寶。除去產品的品質和價格問題，廠家的售前、售中、售後服務質量，往往關係到設備能否長期良好地運行，因此這也是選購時應着重考慮的一項指標。

解決方法

• 1. 首先檢查電源電路板與主板連線是否正確連接(連線是否插反或斜接或虛接)，如果電源電路板與主板連線接觸不良，重新插好連線。
• 2. 如果電源電路板與主板連線正常，接着檢查主板與控制面板的連線是否正常，如果不正常，將連線重新連接好。
• 3. 如果主板與控制面板的連線正常，接着檢查電源開關是否正常，如果電源開關損壞，更換電源開關。
• 4.如果電源開關正常，接着斷開電源電路板與主板的連接，然後接入220V，用萬用表檢測電源電路板的直流輸出電壓是否正常(一般打印機是5V和42V)。
• 5. 如果電源電路板輸出電壓不正常，則電源電路板損壞，檢查電源電路板開關是否損壞，如果損壞，更換電源電路板開關。
• 6. 如果電源電路板開關正常，接着檢測電源電路板中的初級電路的保險管F1是否熔斷。如果保險管F1熔斷，檢查電源電路板其餘電路是否存在短路問題，如果沒有可以更換F1。
• 7. 如果保險管正常，接着檢查電源電路板中的開關管、二極管、整流橋電路等是否正常，如果不正常，更換損壞的元器件或電源電路板。
• 8. 如果第4步中測量的電源輸出電壓正常，接着將電機連線、頭纜線、傳感器線從主板上撥下，只連電源電路板線及控制面板電纜線。然後接通電源，看控制面板的電源指示燈是否亮。
• 9. 如果控制面板電源指示燈顯示有電，說明主板正常，問題出在外圍電氣部件。
• 10. 接着檢測字車電機和走紙電機是否燒毀，如果燒毀，更換損壞的電機。
• 11. 如果字車電機和走紙電機正常，接着檢查打印頭纜線是否正常(有無磨損、斷線等造成短路)，如果不正常，更換打印頭線纜。
• 12. 如果打印頭線纜正常，接着將打印頭取下，然後加電，看打印機是否有顯示。如果打印機有電，說明打印頭頭內部有短路(打印頭線圈、針驅動管或芯片2B短路)，更換短路的部件或更換打印頭。
• 13. 如果取下打印頭後，故障依舊，接着檢查傳感器，並更換短路的傳感器。
• 14. 如果第8步中打印機控制面板指示燈無顯示，則接着檢查主板中的芯片是否有被燒壞的痕跡(如開裂、發燙等)，如果有，檢查異常的芯片，如果芯片損壞，更換芯片。
• 15. 如果沒有被燒壞的芯片，接着測量主板上5V電源對地阻值，判斷主板是否短路。如果主板短路，維修或更換主板。
• 16. 如果主板沒有短路，接着檢查主板中的門陣列電路、CPU)Y~其他元器件是否損壞。如果損壞，更換損壞的元器件。
• 17. 如果主板中沒有損壞的元器件，最後更換主板。

常見故障

• 在使用針式打印機時，最常見的就是色帶故障，下面介紹和解決幾種打印機色帶故障。
• 一、色帶斷裂。色帶的拉力過大，拉斷縫合線或字錘打爛色帶導致色帶斷裂。前一種情況可將斷裂部分剪掉，重新縫合好;後一種情況只要更換色帶即可。
• 二、色帶被卡。色帶的邊緣脫絲、起毛後容易纏住色帶輪，導致色帶輪被卡，色帶不能正常縮回色帶盒。解決方法是：首先打開打印機蓋，將色帶轉臂與錘排聯鎖手柄打開，在色帶盒的送帶端將色帶輕輕拉回，然後合上色帶轉臂與錘排聯鎖手柄，打開電源，機子在自檢後色帶就會被裝回色帶盒。
• 三、霍爾效應器損壞。色帶頻繁的卡帶，霍爾效應器不斷受到擠壓，進而造成損壞斷裂。這種故障只能更換色帶轉臂總成或用色帶運動傳感器替代。
• 四、色帶主動輪驅動帶磨損或斷裂。這種故障是由於驅動帶使用時間過長或字符鏈摩擦驅動帶引起的。解決方法是，調整字符鏈的位置，使其不再摩擦驅動帶;已斷裂的，請更換。
• 五、色帶運動傳感信號無故中斷。先檢查色帶運動傳感信號線是否已經損壞，若斷裂請更換信號線;再檢查一下互鎖轉換板上J6插座處的色帶運動傳感信號線是否損壞或接觸不好，請更換或插好信號線。