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针式打印机

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针式打印机

中文名称 ：针式打印机 文学家 ：赵壹 年 代 ：汉代 文学体裁 ：赋

针式打印机是一种特殊的打印机，和喷墨、激光打印机都存在很大的差异，而针式打印机的这种差异是其它类型的打印机不能取代的，正是因为如此，针式打印机一直都有着自己独特的市场份额，服务于一些特殊的行业用户。针式打印机是通过打印头中的24根针击打复写纸，从而形成字体，在使用中，用户可以根据需求来选择多联纸张，一般常用的多联纸有2联、3联、4联纸，其中也有使用6联的打印机纸。1978年，爱普生公司发布了针式打印机（7针）TP-80，产品大获好评。 1980年，MP-80（9针）面世，同样在全球引起了轰动，第二年，MP-80在日本的市场占有率高达60%以上，在美国市场也获得了高度的评价，逐渐发展成为全球第一台适用于PC产品的主流针式打印机。

接口类型

针式打印机接口类型指的是针式打印机与电脑系统采用何种方式进行连接。目前针式打印机常见的有并口(也有称之为IEEE 1284, Centrics)、串口(也有称之为RS-232接口的)和USB接口。

字体

字体指的是针式打印机在没有外来字库的支持下，通过自身携带的字库，可以实现的字体的种类。其中字体又分为中文字体、英文字体和一些其它类型的字体。字体的变化一般可以通过打印机面板上的按钮来实现。不过目前绝大多数的用户都是使用的Windows的操作系统，而Windows操作系统自身携带的字库的字体种类远远要比目前针式打印机自身携带的字体要丰富得多，通过Windows的支持完全可以获得更加丰富的打印字体，因此针式打印机自身的字体在目前的应用中意义并不大。

组成部分

针式打印机的种类繁多，型式各异，一般分为打印机械装置和控制与驱动电路两大部分。 针式打印机在正常工作时有三种运动，即打印头的横向运动、打印纸的纵向运动和打印针的击针运动。这些运动都是由软件控制驱动系统，通过一些精密机械进行的。

机械装置

• 打印机械装置主要包括字车与传动机构、打印针控制机构、色带驱动机构，走纸机构和打印机状态传感器，这些机构都为精密机械装置，以保证各种机构能实现下面的各种运动。
• (1)字车与传动机构 字车是打印头的载体，打印头通过字车传动系统实现横向左、右移动，再由打印针撞击色带而印字。字车的动力源一般都用步进电动机，通过传动装置将步进电动机的转动变为字车的横向移动。一般用钢丝绳或同步齿形带进行传动。
• (2)打印针控制机构 打印针是正确打印的关键。打印针控制机构实现打印针的出针和收针动作。通常利用电磁原理控制打印针的动作。
• (3)色带驱动机构 打印针撞击色带，色带上的印油在打印纸上印出字符或图形。在打印过程中，打印头左、右移动时，色带驱动机构驱动色带也同时循环往复转动，不断改变色带被打印针撞击的部位，保证色带均匀磨损，从而既延长了色带的使用寿命，又保证了打印出的字符或图形颜色均匀。色带驱动机构一般利用字车电动机带动同步齿形带(如LQ-1600K)或钢(尼龙)丝绳驱动色带铀转动，也可采用两个单独的电动机(如某些彩色打印机)分别带动色带正、反向走带。
• (4)走纸机构 该机构实现打印纸的纵向移动。当打印完一行后，由它走纸换行。走纸方式一般有摩擦走纸、齿轮馈送和压纸滚筒馈送等。其动力方式为通过牵引机构将步进电动机的转动转变为走纸移动。
• (5)打印机状态传感器 对于不同的打印机来说，传感器的设置情况不同。通常有原始位置传感器(检测字车是否停在左边原始位置上)、纸尽传感器(检测所装的打印纸是否用完，用完则报警)、计时传感器(检测字车的瞬时位置)和机盖状态传感器(检测正在打印中的异常开打印机盖操作)等等。

驱动电路

• (1)控制电路 打印机的控制电路均已采用了微机结构，所以打印机也就是一个完整的微型机。从处理器类别划分，有采用单片机扩展内存及接口电路构成的，也有采用CPU(做处理器)设计的。从组成结构上划分，有采用单一CPU结构的，也有采用主从CPU过程控制结构的。对打印机的各种控制是通过软件进行的。在ROM中存储有点阵字库和控制程序，用户自定义的字符存储在行缓存RAM中。
• (2)驱动电路 驱动电路的功能是在控制电路的控制下，由高压驱动走纸电动机、字车电动机和打印针出针动作。
• (3）接口电路 打印机与主机的连接有串行接口、并行接口及USB接口等。
• (4)直流稳压电路 为打印机提供各种直流电源。

工作原理

打印机本身就是一个微型计算机系统，全机的工作都由CPU控制。它的控制程序存放在ROM中，使CPU开机就可以工作。CPU可以接收面板的各种控制指令，也可以接收来自主机的指令，并对各种指令进行解释执行。这些连接都是通过计算机的接口完成的。一般针打有两种工作方式，文本方式(Text Mode)和位映像方式(Bit Image Print Mode)。

文本方式

针式打印机的打印数据是通过与计算机的接口从主机得到的。打印机得到的打印数据是要打印的字符的ASCII码，这些ASCII码存放在打印机内的打印缓冲区中。主机每次传送的数据装满打印缓冲区后，打印机给主机发送一个"BUSY(忙)"信号，主机接到该信号后，暂停发送数据，然后打印机开始打印。打印开始后，打印机内的CPU从打印缓冲区中取出打印字符的ASCII码，经过计算得到该字符对应的字符点阵存储区的首地址。按地址逐个地取出每列的点阵码，驱动打印针，撞击色带，在打印纸上形成打印字符。打印机的字符发生器ROM中，通常存有96种ASCII码及一些特殊字符的字型编码(有的打印机内也有汉字的点阵码，如LQ-1600K)。当缓冲区内的数据打印完成后，又一次开放打印机，接收主机送来的新打印数据，开始新的打印过程。如果需要打印的是图形或汉字(对于没有汉字字库的打印机)，则由主机送出图形的像素信号或汉字字型码即可。很明显，这种打印方式和显示器显示字符的方式是类似的。

位映像方式

此方式下，计算机送出的打印数据就是控制打印针的出针、收针的数据，所以程序设计人员可以直接编写程序来控制每根打印针，从而打印出图形、表格和汉字。

打印头工作原理

• 针式打印机的主要部件是打印头，通常所讲的9针、16针和24针打印机说的就是打印头上的打印针的数目。打印头按击针方式可分为螺管式、拍合式、储能式、音因式和压电式。这里以24针打印机LQ-1600K和AIz3240的打印头为例说明其工作原理。右图是LQ-1600K打印头的工作原理图，它是拍合式打印头。在每根打印针的前面(从打印针的后面向前看)有一个环行扼铁，环行扼铁的四周排列着12个线圈和12根打印针(LQ1600K打印头分为两层，每层12根打印针，上层12根为长针，下层12根为短针)，每层12根打印针在环行圆周上均匀排列，并沿导向板上的导向槽在打印头顶部穿出，形成两列平行排列的打印针。
• 从图可以看出，平时打印针受复位弹簧的弹力作用处于离开驱动线圈状态，当驱动线圈通过电流时，激励打印针尾部的衔铁向驱动线圈运动，同时带动打印针沿着多层导向板向色带撞击，使色带和打印纸压向卷简。这时，色带上的油墨被打印针的撞击渗透到打印纸上，留下一个小圆点。当驱动线圈中的电流消失后，打印针被复位弹簧复位回到原始状态，完成一次打印动作。这种拍合式打印头，打印针加速快，出针频率高，由于打印针分为两层，更有利于更换打印针，且长针断了可以作短针使用。
• 左图是AR3240打印头的工作原理图，它是储能式打印头。在每根打印针的后面(从打印针的后面向前看)有一个环行扼铁，环行扼铁的四周排列着24个消磁线圈、24个衔铁弹蟹片和24根打印针。24根打印针在环行圆周上均匀排列，并沿导向板上的导向槽在打印头顶部穿出，形成两列平行排列的打印针。
• 从图中可以看出，储能式打印头的工作原理是用永久磁铁作用于弹簧，使打印针缩在打印头内处于储能状态，即打印针储存了击打能量，当消磁线团通电后，产生与永久磁铁磁场方向相反的磁场，即减少了永久磁铁的磁通量，抵消了永久磁铁对打印针后部衔铁和弹簧片的吸引，使弹簧片驱动打印针向前飞行，完成打印动作。此种打印头的优点是功耗低和打印速度快。

组件功能

机械部分

• ⑴字车传动机构,在字车步进电机的驱动下，载有打印头的字车沿水平方向的横轴左右移动，将打印头移动到需要打印的位置。字车传动机构一般由字车步进电机、字车底座、齿型带(或齿条)、初始位置传感器等组成。
• ⑵输纸传动机构,在输纸步进电机的驱动下，通过摩擦输纸或链轮输纸方式将打印纸移动到需要打印的位置上。输纸传动机构一般由输纸步进电机、打印胶辊、输纸链轮、导纸板、压纸杆和纸尽传感器等组成。根据输纸方式的不同，在输纸传动机构的实现形式上分为卷绕式输纸方式(也称为普通输纸方式)和平推式输纸方式两种。
• (3)色带传动机构,为了保证打印质量和清晰度，在打印头前的色带需要不断更换，色带传动机构通常采用换向齿轮使色带按照一定的速率和方向循环运动，该机构一般由换向齿轮组、色带盒组成。
• ⑷走纸结构,走纸结构也称纸驱动机构，他主要由走纸步进电机、输纸轮、压纸辊等部件组成。
• ②打印头,由一定数量的打印针按照单列或双列(个别的为三列)纵向排列，在打印数据的配合下实现字符、汉字和图形的打印。目前常用的打印头一般为9针和24针，均是通过薄膜电缆与控制电路连接。
• ③微处理器或单片机,针式打印机所有的动作和功能都是由其控制电路中的微处理器或单片机来控制实现的。不但要完成对打印数据的加工处理，还要控制机械部件的协调动作，同时还要对面板功能选择和工作状态进行监视以及必要的显示，这一切必须依靠执行打印机专用监控软件来实现。
• ④数据/程序/字符点阵存储器,在通用计算机中离不开各种存储器，在针式打印机中同样也需要有关种类的存储器件。一般分为输入数据缓冲存储器、中间数据缓冲存储器、监控程序存储器、西文和汉字字符点阵存储器(字库)。
• (3)驱动电路,在针式打印机中一般有三种驱动电路，即打印头驱动电路、字车步进电机驱动电路和输纸步进电机驱动电路，通常采用集成化的中功率晶体管来实现。
• ④电源,针式打印机由于功耗一般较大，故均采用开关电源，将220V交流电转变成打印机各部件使用的直流电压，如+5V、+12V、+24V等。
• ⑤接口电路,针式打印机大多采用Centronics标准并行接口，这是一种通用打印机专用接口，具有数据传输率高的特点，个别型号的打印机采用RS－232C标准串行接口，以适应某些特殊的需要。在打印机接口电路中，往往还配置一定存储容量的输入数据缓冲区，如1K字节、8K字节、16K字节、40K字节等，其目的是减少与计算机主机的频繁通讯，提高计算机主机工作效率。

• ⑥传感器系统
• ⒈胶辊间隙传感器
• ⒉起始位置传感器
• ⒊牵引/摩擦传感器
• ⒋纸张检测传感器

参数指标

用户在选购和使用打印机时，应该对所使用的打印机性能有所了解，一般情况下，打印机厂商在产品说明书上均给出有关的技术参数和性能指标，下面对一些主要的技术参数和性能指标的意义进行介绍。

1.打印方式

表明针式打印机在打印过程中所采用的模式。如“双向逻辑选距”打印方式，在该打印方式下，打印机将根据每行打印内容的具体位置来控制打印头的启停位置，以用来节省时间，提高打印速度和效率；又如“可选择单双向”打印方式，在该方式下，可由用户根据打印要求，选择每次打印时打印头起始位置。单向打印是打印每一行时，打印头字车都要先回到初始位置，然后再打印，打印效率较低，但字符或图像上下衔接精度高；双向打印是打印头横向来回移动时进行打印，打印效率高。但由于机械部件精度的影响，可能会造成字符或图像上下衔接部分有一定的错位，对打印质量会带来影响。

2.打印头

在选购时注意打印头的针数，目前绝大多数的打印机都采用24针的打印头。这种打印头具有打印速度快，打印质量好的特点，其性能参数主要是针的寿命，如2亿次/针。另外，在选择打印机时要注意打印机的打印点密度，点密度定义为在水平方向上每英寸打印的点数，用DPI表示。打印质量较高的打印机其点密度可以达到360DPI。

3.字符集

字符集是打印机中字库种类的说明，通过字符集可以看出该打印机属于哪一种类型。中文打印机的字符集种类较为齐全，一般包括有ASCⅡ码点阵字符集、汉字点阵字符集以及国际字符组点阵字符集等，通常上述字符集是按国家标准制定的。如GB－5007标准(宋体24×24点阵字符集)和GB－2312－80(宋体32×32点阵字符集)。

4.打印速度

这是点阵打印机重要的性能指标，它反映出打印机的综合性能指标，一般只给出打印一行西文字符或中文汉字时的打印速度。标准的说明应是在草稿方式下，按照每英寸打印10个西文字符(10CPI)的方式，每秒中能打印字符的数目。现在打印速度较快的打印机其打印速度一般在200字/秒以上。

5.行距

在说明书中一般都有行距指标，因为这项指标是说明输纸操作精度和性能的重要指标，尤其是最小输纸距离(如1/360″或n/368″)更能反映出其输纸组件的控制能力和精密程度。

6.接口

大多数打印机均标准配置Centronics并行接口，其它标准的接口一般是作为附件而另需购置。

7.最大缓冲容量

该指标间接表明了打印机在打印时，对计算机主机工作效率的影响。缓冲容量大，一次输入数据就多，打印机处理和打印所需的时间就长。因此，与计算机通信的次数就可以减少，主机效率提高。

8.输纸方式

对于输纸方式来说，一台好的打印机应具备多种输纸功能，这反映出其机构设计是否合理及全面。一般情况下应有连续纸输送的链轮装置，以保证输纸的精度和避免输纸过程中的偏斜；另外是否具备单页纸和卡片纸的输送能力，以及是否具备平推进纸的能力，这一点对票据打印十分重要。

9.纸宽及纸厚度

纸宽指标反映出打印机最大打印宽度，目前通用打印机的该项指标一般为9英寸(窄行)和13.6英寸(宽行)；纸厚度则反映出打印头的击打能力，这项指标对于需要复写拷贝的用途很重要。一般用“正本+复写份数”来表示。

7主要分类编辑 各类针式打印机从表面上看没有什么区别，但随着专用化和专业化的需要，出现了不同类型的针式打印机，其中主要有“通用针式打印机”、“存折针式打印机”、“行式针式打印机”和“高速针式打印机”等几种。

通用型 我国的“通用针式打印机”是早期使用十分广泛的汉字打印设备，打印头针数普遍为24针，有宽行和窄行两种，打印头在金属杆上来回滑动完成横向行式打印。打印宽度最大为33cm，打印速度一般在50个汉字/秒（标准），分辨率一般在180dpi，采用色带印字，可用摩擦和拖拉两种方式走纸，既可打印单页纸张，也可以打印穿孔折叠连续纸，色带和打印介质等耗材价格低廉。由于是电磁击打，打印头长时间连续打印时发热严重，但因打印速度不快，影响不大；又由于通用针式打印机普遍是宽幅打印机，与DOS系统兼容，因而特别适用于报表处理较多的普通办公室和财务机构。

通用针式打印机使用方便，若色带和纸张质量较差或安装不妥，极易断针。当打印字符太淡时，意味着色带的着色能力下降，容易出现挂针和阻纸，此时必须更换色带。另外，通用针式打印机的色带不统一，互相不能代用。通用针式打印机有一个调节纸张厚度的手动调节杆，当打印纸的厚度发生变化时，一定要调节厚度调节杆，以调节打印深度并保护打印针。 市场分析编辑 市场主导 针式打印机 针式打印机 国内打印机市场呈现出外国品牌打印机相互竞争的局面，占主导地位的主要是：

(1)日本Epson公司的LQ－1600系列的24针打印机，该系列打印机经过近十年的应用推广、技术改进和完善，已具备了较好的市场信誉和占有量，其特点是打印速度较快，操作方便，结构合理耐用。

(2)香港得实公司(Dascom)的Star AR系列和Star CR系列的24针打印机，这两种系列的打印机都曾在国内市场上产生过较大的影响，其主要特点是字库种类多、打印速度快、控制面板功能丰富。

(3)日本NEC公司的P2000/3000系列的24针打印机，其主要特点是价格较低、打印精度好、打印时噪声低，可在家庭中使用。

(4)福建实达针式打印机系列

此外，还有众多国外打印机厂家的产品，如日本Fujitsu公司的DPK系列24针打印机；HP公司的DJ系列24针打印机；Oki公司的8000系列24针打印机；意大利Olivetti公司的PR系列存折、票据专用打印机等。

特点 这些产品都有各自的特点，各公司产品中基本上都有普通输纸和平推输纸方式两种不同类型的打印机，其中普通输纸窄行打印机市场销售价在1400元左右，普通输纸宽行打印机市场售价在3000元～4000元之间，而平推输纸方式的打印机价格稍贵，用户可根据具体需要进行选择。

9选购编辑 首先要了解需要应用的领域，不同的应用领域需要选购不同的针式打印机。针式打印机已经分为通用针式打印机和专用针式打印机两大类。通用针式打印机就是最为常见的滚筒式打印机，而专用打印机则是指有专门用途的平推式打印机，如：存折打印机、票据打印机等。

其次，要考虑它的可靠性。在打印头寿命方面，好的针打一般采用全新高密度、高耐磨打印头，这种打印头结构设计紧凑，并加强了散热功能，能造就高拷贝能力和长寿命，好的打印头的使用寿命可高达4亿次/针，而整机平均无故障时间高，也代表着打印机的可靠性高，好的针打的整机平均无故障时间一般可达10000小时。

第三，检查性能指标。一般在打印票据或报表的时候，票据或报表往往需要一式数份，同时要打印多联，需要拷贝能力强的针式打印机。在一些窗口行业，打印业务高强度、高负荷，打印速度高的打印机就能提升工作效率，用户应根据实际的应用情况进行选择。

第四，耐用性。针式打印机的使用寿命是所有用户都非常关心的问题，色带的寿命也是用户应考虑的因素，大容量、长寿命色带能够大为降低耗材费用。影响色带寿命的原因有色带芯的质量、色带盒的大小、色带的长短等。打印头的长寿命可以避免了更多的再投资，从而能降低总体运营成本。

最后，售后服务。服务是一个老生常谈的问题，在趋于同质化的时代，服务就成了商家另一个制胜法宝。除去产品的品质和价格问题，厂家的售前、售中、售后服务质量，往往关系到设备能否长期良好地运行，因此这也是选购时应着重考虑的一项指标。

解决方法

• 1. 首先检查电源电路板与主板连线是否正确连接(连线是否插反或斜接或虚接)，如果电源电路板与主板连线接触不良，重新插好连线。
• 2. 如果电源电路板与主板连线正常，接着检查主板与控制面板的连线是否正常，如果不正常，将连线重新连接好。
• 3. 如果主板与控制面板的连线正常，接着检查电源开关是否正常，如果电源开关损坏，更换电源开关。
• 4.如果电源开关正常，接着断开电源电路板与主板的连接，然后接入220V，用万用表检测电源电路板的直流输出电压是否正常(一般打印机是5V和42V)。
• 5. 如果电源电路板输出电压不正常，则电源电路板损坏，检查电源电路板开关是否损坏，如果损坏，更换电源电路板开关。
• 6. 如果电源电路板开关正常，接着检测电源电路板中的初级电路的保险管F1是否熔断。如果保险管F1熔断，检查电源电路板其余电路是否存在短路问题，如果没有可以更换F1。
• 7. 如果保险管正常，接着检查电源电路板中的开关管、二极管、整流桥电路等是否正常，如果不正常，更换损坏的元器件或电源电路板。
• 8. 如果第4步中测量的电源输出电压正常，接着将电机连线、头缆线、传感器线从主板上拨下，只连电源电路板线及控制面板电缆线。然后接通电源，看控制面板的电源指示灯是否亮。
• 9. 如果控制面板电源指示灯显示有电，说明主板正常，问题出在外围电气部件。
• 10. 接着检测字车电机和走纸电机是否烧毁，如果烧毁，更换损坏的电机。
• 11. 如果字车电机和走纸电机正常，接着检查打印头缆线是否正常(有无磨损、断线等造成短路)，如果不正常，更换打印头线缆。
• 12. 如果打印头线缆正常，接着将打印头取下，然后加电，看打印机是否有显示。如果打印机有电，说明打印头头内部有短路(打印头线圈、针驱动管或芯片2B短路)，更换短路的部件或更换打印头。
• 13. 如果取下打印头后，故障依旧，接着检查传感器，并更换短路的传感器。
• 14. 如果第8步中打印机控制面板指示灯无显示，则接着检查主板中的芯片是否有被烧坏的痕迹(如开裂、发烫等)，如果有，检查异常的芯片，如果芯片损坏，更换芯片。
• 15. 如果没有被烧坏的芯片，接着测量主板上5V电源对地阻值，判断主板是否短路。如果主板短路，维修或更换主板。
• 16. 如果主板没有短路，接着检查主板中的门阵列电路、CPU)Y~其他元器件是否损坏。如果损坏，更换损坏的元器件。
• 17. 如果主板中没有损坏的元器件，最后更换主板。

常见故障

• 在使用针式打印机时，最常见的就是色带故障，下面介绍和解决几种打印机色带故障。
• 一、色带断裂。色带的拉力过大，拉断缝合线或字锤打烂色带导致色带断裂。前一种情况可将断裂部分剪掉，重新缝合好;后一种情况只要更换色带即可。
• 二、色带被卡。色带的边缘脱丝、起毛后容易缠住色带轮，导致色带轮被卡，色带不能正常缩回色带盒。解决方法是：首先打开打印机盖，将色带转臂与锤排联锁手柄打开，在色带盒的送带端将色带轻轻拉回，然后合上色带转臂与锤排联锁手柄，打开电源，机子在自检后色带就会被装回色带盒。
• 三、霍尔效应器损坏。色带频繁的卡带，霍尔效应器不断受到挤压，进而造成损坏断裂。这种故障只能更换色带转臂总成或用色带运动传感器替代。
• 四、色带主动轮驱动带磨损或断裂。这种故障是由于驱动带使用时间过长或字符链摩擦驱动带引起的。解决方法是，调整字符链的位置，使其不再摩擦驱动带;已断裂的，请更换。
• 五、色带运动传感信号无故中断。先检查色带运动传感信号线是否已经损坏，若断裂请更换信号线;再检查一下互锁转换板上J6插座处的色带运动传感信号线是否损坏或接触不好，请更换或插好信号线。