系统知识：00201 打印机，复印机工作原理大全 

20107 针式打印机工作原理----------------------------------------------------------重点重点重点

       2010701 针式打印机工作原理

       2010702 针式打印机时序

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2010701 针式打印机工作原理

    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，最近有了18针的机器用虚拟的方式实现24针的功能。

    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。

   下图是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。
    

     上图是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。

针式打印机的基本结构和工作原理:

一、打印机基本结构         

打印机主要的工作是接收数据，然后再根据主机控制命令的要求将要打印的信息通过打印头打印在纸上。用户可通过打印机的控制面板来操作和使用打印机。打印机从整体结构上分为机械和电路两部分。

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1】机械结构装置：打印机机械装置主要由打印头、传动系统、机架和外壳四部分组成。 

1、打印头         

打印头装在字车上用于印字，是打印机的关键部件之一。打印机就是依靠电子电路驱动打印头钢针冲击色带，利用色带上的油墨粘附在纸上而打印出点信息的。打印头基本结构包括电磁组件、打印组件、散热组件、支架和垫片等。

    打印针针体与衔铁是焊成一体的，由于复位弹簧的作用，衔铁处于释放状态，从而使打印针离开色带处于静止状态。当打 印头收到打印机主电路发来的打印驱动信号而产生的脉冲电流时，打印头线圈通电，产生磁场，使铁心磁化，吸引衔铁，从而使打印针打击色带，色带在打印针作用 下将在纸上印出一个墨点。当脉冲电流消失后，打印头线圈失去电流，铁心失去磁性，衔铁又在复位弹簧的作用下将打印针缩回，处于待发状态。 

     还有一种打印头采用储能式。这种打印头的工作原理是用永久磁铁作用于衔铁簧片，使其处于储能状态，即打印针储存 了击打能量。线圈通电时，由铁芯和线圈所组成的电磁铁建立起一个与永磁铁相反的磁场，使永磁铁的吸力减小，当吸力小到等于或小于衔铁簧片的弹性恢复力时， 衔铁簧片上的机械能量释放，推动衔铁使打印针飞出，撞击到色带、打印纸和打印辊上而印字。线圈断电后，衔铁及其簧片又被永久磁铁吸回原来位置，打印针收回。 

        不同类型的打印机，其打印头的结构形式各不相同，打印针有单层排列和双层排列两种。如LQ-1600K打印机的打印头为双层针排列结构，CR-3240打印机的打印头为单层针排列结构。 

        24针打印机的打印针采用双列排列，即单双号针各排一列，而且双号针的中心在相邻两根单号针连线的中点上，且打印的点覆盖一部分单号针的点，这样可使打出的笔画连续。 

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2、传动系统         

传动系统由字车传动机构、走纸机构和色带驱动机构等组成。 

         (1)字车传动机构以字车电机为动力，通过传动机构带动字车沿导轨做左右往复直线运动。字车传动机构由直流伺服电机、装有打印头和色带盒的字车、导轨、导向轮及齿型皮带等组成。直流伺服电机同轴装有一块光栅盘，盘上均匀分布有120个光栅条。当伺服电机通过齿型皮带带动字车往返运动时，光栅盘也转动，并由安装在光栅盘上的光电耦合器读取信号而检测小车的位置。前导轨为偏心导轨，连接一个调节杆，调节此调节杆，可调节打印头与打印胶辊之间的距 离。如是新色带或多层纸打印，打印头应调远些。 

         (2)走纸机构是使打印纸自动换行的机构。它以走纸步进电机为动力，通过走纸机构使打印纸按照规定的节拍向前或向后移动(打印时只能向前)。走纸机构由走 纸电机、传动齿轮、链轮走纸器和摩擦胶辊等组成。24针打印机的步进电机旋转—步(3.5°)，使纸移动1/120英寸。走纸 机构与字车机构的配合情况是：字车机构运动时，走纸机构不动，打完一行后，再走纸。 

        (3)压纸连杆电磁机构。压纸连杆的离开或靠近打印辊是通过压纸连杆电磁铁的吸合与释放来控制的，当电磁铁吸合时，压纸连杆张开，若打印 机无纸，则打印纸首自动卷入，接着电磁铁释放，压纸连杆闭合，将纸压紧使纸沿着正常轨道走纸，若打印机有纸，压纸连杆张开后即将纸自动排出，然后电磁铁释 放，压纸连杆闭合。 

        (4)色带驱动机构是驱动环型色带作单向步进循环移动的机构，有机械驱动和电机驱动两种。在打印过程中，字车左右横向移动时，通过色带机 构使色带驱动轴单向同步旋转，带动色带盒中色带做周而复始的单向步进循环，从而不断改变色带撞击位置，以保证色带均匀使用，延长色带使用寿命。彩色针打和 单色针打的主要区别是色带和色带机构不同。单色针打所用的色带是单一色带(一般为黑色)，而彩色针打色带为四色带(红黄蓝黑)，且采用色带电机驱动。 

       色带的作用如同复写纸一样，当打印针撞击色带时，通过色带的复印作用，在纸上印出字符或图形。色带的带基是以尼龙丝为原料编织而成的，它的质量高低直接影 响着色带的使用寿命和油墨附着渗透的能力。好油墨颗粒很小，不会造成堵塞针孔，流动性很好，涂墨时吸附强，保湿性好，耐久打且打印时颜色过渡慢。好油墨无毒，没有异味，染带后不发粘，容易晾干。 

       色带分为窄带和宽带，为了提高使用寿命，宽带采用了莫比乌斯带，这样一根色带可当两根使用。 

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3、操作面板         

    操作面板置于打印机外壳上，是为用户操作打印机而设置的。操作面板上主要有若干按钮开关和若干指示灯，各种打印机所设置的按钮开关和指示灯的数量及功能不一，但至少应有联机／脱机键、换行键、换页键、电源指示灯、纸尽指示灯和联机／脱机指示灯等，一般情况下每一个开关有两个以上的作用。 

    有些打印机可利用操作面板上的功能键设定打印机开机后的状态。如开机时的打印功能和方式、国际字符集、行距、页长、高速或高密度打印方式等。 

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2】电路组成 ：打印机电路一般由主电路板、接口板、操作面板和电源板等组成。 

        1）主控电路 

        打印机的主控电路本身是一个完整的微型计算机，它由微处理器CPU、读写存储器RAM、只读存储器ROM、地址译码器和输入／输出电路、打印头数据形成及驱动电路、字车及走纸电机控制电路等组成。 

        主控制电路是打印机的控制中心，它通过接口电路接收来自主机的数据和控制信息，检查各个状态传感器的状态，检测打印机错误状态并发出报警信号，控制打印机字车机构和走纸机构以及打印头的出针操作等。 

        2）驱动控制电路 

        驱动控制电路包括打印头驱动控制电路、字车电机驱动控制电路和走纸电机驱动控制电路。 

        打印头驱动控制电路主要由针数据形成电路和针激励电路组成。针数据形成电路的作用是对针数据信号进行功率放大后送给打印头，使打印针线圈获得足够的驱动电流；针驱动电路作用是控制打印针线圈的通电时间和打印速度。 

        字车电机驱动控制电路功能是驱动字车电机做正反向转动，从而拖动字车在导轨上执行左右横向运动。 

        走纸电机驱动控制电路用于驱动走纸电机作正向或反向转动，以实现自动走纸。 

        3）检测电路 

        检测电路用于检测打印机的若干状态。一般有以下几种： 

        (1)字车初始位置检测。当打印机开机，或接收到主机的初始化信号时，或者打印过程中遇到回车控制命令时，或单向打印完一行时，或双向打印完两行时，字车 都应返回左端的初始位置。初始位置传感器就是用来检测在上述情况下字车是否每次都能返回初始位置。初始位置传感器一般由光电传感器构成。如图11-4所 示。 

        (2)纸尽检测。用来检测打印机是否已装好纸，或打印过程中发现纸用完时报告给CPU。所用的传感器有反射型光电传感器和簧片机械开关等几种。 

        (3)送纸调整杆位置检测。通常用簧片开关进行检测，用该开关的开关状态设置摩擦走纸或链轮走纸。 

        (4)打印头温度检测。近年来推出的24针打印机都备有打印头温度检测电路，温度检测大都采用热敏电阻进行的，主要是用于防止打印头因连续打印而使打印头过热，导致打印头损坏。 

        4）接口电路 

        接口电路是打印机与主机进行信息通讯的通道。打印机通过25芯“D”型插座和主机相连，实现接口信号的输入和输出。打印机接口信号是通过36芯插座进行信号的输入与输出的。 

        打印机和主机接口通过电缆连接，连接电缆的长度一般不能超过3m，且必须要屏蔽。

        5）电源 

        打印机的电源大多采用开关电源。打印机的直流输出电压主要有两组，一组是+5V，主要供给逻辑电路和操作面板指示灯；另一组为供给字车、走纸电机以及打印 头驱动的直流驱动电压源，不同的机型直流驱动电压有所不同，一般为16～40V，如LQ-1600K为+35V。 

2010702 针式打印机时序       

当打印数字、字符或其他ASCⅡ码时，打印机在与主机进行联机后，由主机向打印机发出打印控制命令，打印机收到打印控制命令后经地址转换，从打印机内置字 符库中寻找与该字符相对应的字符字形编码首列地址和末列地址，再按顺序一列列地送给打印机，进入打印过程。进入打印过程后，打印机按下列步骤实施打印过程。 

        (1)启动打印头字车电机； 

        (2)检查打印头是否已进入打印区； 

        (3)开始执行打印的初始化； 

        (4)按字符字形编码打印一列； 

        (5)产生列间距； 

        (6)产生字间距； 

        (7)一行打印完毕后，启动输纸电机； 

        (8)换行、回车，为下一行打印作好准备。

普通版本时序：

1、开机 电源板带电

2、电源板给主板供电 主板开始工作

3、主板开始做自检，让打印头归位，同时检测前进纸传感器和后进纸传感器的状态，（根据前后进纸的设置只检测前进纸或者后进纸）

   如果有错显示缺纸亮红灯。

4、如果没事 进入待机状态

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5、应用软件通过数据线把数据传到针式机缓存存储

6、检测纸张，如果纸张位置不对，执行对位；

7、从存储区提取数据开始指挥打印头，同时驱动色带架转动

8、驱动打印头边走边落针 

9、打完后，打印头归位