針式打印機原理
一、針式打印機的組成
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(qū)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(qū)動系統(tǒng)，通過一些精密機械進(jìn)行的。
1．機械裝置
打印機械裝置主要包括字車與傳動機構(gòu)、打印針控制機構(gòu)、色帶驅(qū)動機構(gòu)，走紙機構(gòu)和打印機狀態(tài)傳感器，這些機構(gòu)都為精密機械裝置，以保證各種機構(gòu)能實現(xiàn)下面的各種運動。
(1)字車與傳動機構(gòu) 字車是打印頭的載體，打印頭通過字車傳動系統(tǒng)實現(xiàn)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(jìn)電動機，通過傳動裝置將步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)動變?yōu)樽周嚨臋M向移動。一般用鋼絲繩或同步齒形帶進(jìn)行傳動。
(2)打印針控制機構(gòu) 打印針是正確打印的關(guān)鍵。打印針控制機構(gòu)實現(xiàn)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(qū)動機構(gòu) 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(qū)動機構(gòu)驅(qū)動色帶也同時循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)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(qū)動機構(gòu)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(qū)動色帶軸轉(zhuǎn)動，也可采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(gòu) 該機構(gòu)實現(xiàn)打印紙的縱向移動。當(dāng)打印完一行后，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(gòu)將步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樽呒堃苿印?/p>
(5)打印機狀態(tài)傳感器 對于不同的打印機來說，傳感器的設(shè)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(tài)傳感器(檢測正在打印中的異常開打印機蓋操作)等等。
控制與驅(qū)動電路
(1)控制電路 當(dāng)前流行的打印機的控制電路均已采用了微機結(jié)構(gòu)，所以打印機也就是一個完整的微型機。從處理器類別劃分，有采用單片機擴(kuò)展內(nèi)存及接口電路構(gòu)成的，也有采用CPU(做處理器)設(shè)計的。從組成結(jié)構(gòu)上劃分，有采用單一CPU結(jié)構(gòu)的，也有采用主從CPU過程控制結(jié)構(gòu)的。對打印機的各種控制是通過軟件進(jìn)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(qū)動電路 驅(qū)動電路的功能是在控制電路的控制下，由高壓驅(qū)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、并行接口及USB接口等。
(4)直流穩(wěn)壓電路 為打印機提供各種直流電源。
二、針式打印機的工作原理
(一)概述
打印機本身就是一個微型計算機系統(tǒng)，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，并對各種指令進(jìn)行解釋執(zhí)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 Mede)和位映像方式(Bit Image Print Mode)。
1．文本方式
針式打印機的打印數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)是要打印的字符的ASCII碼，這些ASCII碼存放在打印機內(nèi)的打印緩沖區(qū)中。主機每次傳送的數(shù)據(jù)裝滿打印緩沖區(qū)后，打印機給主機發(fā)送一個"BUSY(忙)"信號，主機接到該信號后，暫停發(fā)送數(shù)據(jù)，然后打印機開始打印。
打印開始后，打印機內(nèi)的CPU從打印緩沖區(qū)中取出打印字符的ASCII碼，經(jīng)過計算得到該字符對應(yīng)的字符點陣存儲區(qū)的首地址。按地址逐個地取出每列的點陣碼，驅(qū)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(fā)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(nèi)也有漢字的點陣碼，如LQ-1600K)。當(dāng)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)打印完成后，又一次開放打印機，接收主機送來的新打印數(shù)據(jù)，開始新的打印過程。
如果需要打印的是圖形或漢字(對于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。
2．位映像方式
此方式下，計算機送出的打印數(shù)據(jù)就是控制打印針的出針、收針的數(shù)據(jù)，所以程序設(shè)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。
(二)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(shù)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。這里以24針打印機LQ-1600K和AR3240的打印頭為例說明其工作原理。下圖是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(從打印針的后面向前看)有一個環(huán)行扼鐵，環(huán)行扼鐵的四周排列著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(huán)行圓周上均勻排列，并沿導(dǎo)向板上的導(dǎo)向槽在打印頭頂部穿出，形成兩列平行排列的打印針。
平時打印針受復(fù)位彈簧的彈力作用處于離開驅(qū)動線圈狀態(tài)，當(dāng)驅(qū)動線圈通過電流時，激勵打印針尾部的銜鐵向驅(qū)動線圈運動，同時帶動打印針沿著多層導(dǎo)向板向色帶撞擊，使色帶和打印紙壓向卷筒。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(dāng)驅(qū)動線圈中的電流消失后，打印針被復(fù)位彈簧復(fù)位回到原始狀態(tài)，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，由于打印針分為兩層，更有利于更換打印針，且長針斷了可以作短針使用。
在每根打印針的后面(從打印針的后面向前看)有一個環(huán)行扼鐵，環(huán)行扼鐵的四周排列著24個消磁線圈、24個銜鐵彈簧片和24根打印針。24根打印針在環(huán)行圓周上均勻排列，并沿導(dǎo)向板上的導(dǎo)向槽在打印頭頂部穿出，形成兩列平行排列的打印針。
儲能式打印頭的工作原理是用永久磁鐵作用于彈簧，使打印針縮在打印頭內(nèi)處于儲能狀態(tài)，即打印針儲存了擊打能量，當(dāng)消磁線團(tuán)通電后，產(chǎn)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后部銜鐵和彈簧片的吸引，使彈簧片驅(qū)動打印針向前飛行，完成扔印動作。此種打印頭的優(yōu)點是功耗低和打印速度快。
色帶的基本常識
一、 色帶在打印機中的作用
針式打印機就是利用打印機頭內(nèi)的點陣撞針，去撞擊打印色帶，在打印紙上產(chǎn)生打印效果?？梢?，色帶在這個過程中擔(dān)當(dāng)?shù)氖呛牟牡淖饔?，而且，色帶的質(zhì)量好壞也將直接影響著打印的效果甚至打印頭的壽命。
好色帶＝出色的打印效果＝打印機的長壽命
決定針式打印機打印效果和使用壽命的最重要因素是打印色帶的質(zhì)量，優(yōu)質(zhì)的色帶一般能打印300萬字符以上，而劣質(zhì)色帶往往只能夠打印10萬至20萬字符左右就無法繼續(xù)正常使用，二者相差達(dá)到數(shù)十倍之大。
二、選擇好的色帶
目前在國內(nèi)的情況是這樣的，質(zhì)量較高的進(jìn)口原裝色帶在我們的市場上并不多見，常見的大部分是進(jìn)口組裝或者國產(chǎn)色帶，其中還有不乏模仿進(jìn)口原裝或假冒名牌的偽劣色帶充斥市場中。
1、 如何鑒別色帶質(zhì)量的高低
鑒別針式打印機色帶質(zhì)量的高低主要從帶基、接頭焊縫和油墨三個方面入手。
1)色帶帶基
一般來說，色帶的帶基是以尼龍絲為原料編織而成的，它的質(zhì)量高低直接影響著色帶的使用壽命和油墨附著滲透的能力。目前在市場上銷售的打印色帶的帶基分為尼龍 6和尼龍66，二者的區(qū)別是尼龍的化學(xué)成分含量不同。尼龍66要比尼龍6彈性要好、耐久耐打，市場上知名的品牌色帶一般都采用尼龍66作為帶基。而尼龍66又分為低密、中密、高密和高密加捻四種，密度越高，經(jīng)、緯織數(shù)越多，彈性就越好；以13MM帶寬、1CM帶長為例，高密度帶經(jīng)數(shù)98—100織，緯數(shù)為44織；高密加捻帶經(jīng)數(shù)105—107織，緯數(shù)47織，二者看白帶基時能明顯分辨，但染墨后卻不好區(qū)別。高密加捻帶的經(jīng)、緯內(nèi)單織加粗，更耐久打，彈力大，長時間打印帶基不起毛、不斷線、不起菏葉邊。好的帶基表面平整，無凸出的纖維結(jié)，經(jīng)緯密度組織均勻嚴(yán)密，切割邊直而均勻，無焦糊現(xiàn)象。用手摸：好帶基柔軟細(xì)膩，有一種滑爽感。拉時彈性好，復(fù)原性好。不好的帶基斷線抽絲厲害，摸時手感發(fā)硬，切割邊不勻，帶邊焦糊厲害。拉時彈性小，復(fù)原性差，打印時常夾帶；帶基打到每米6萬字符便起毛，起荷葉邊，產(chǎn)生堵針頭、卡帶現(xiàn)象?？偟膩碚f，應(yīng)該選擇使用高密度的尼龍66織成、經(jīng)緯密度在每厘米130線以上、纖維狀態(tài)為無纏繞、不起毛、不變形的高密度的帶基。挑選色帶的時候，可以將色帶對著燈光來觀看，如果不能透過光線的一般來說就是高密度帶基，質(zhì)量都比較好。如果能夠透過光線的話，就表明其帶基密度是未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的，由于這種低密度尼龍絲織成的色帶，其打印質(zhì)量就自然要大打折扣啦。
2)油墨
當(dāng)然，油墨也是相當(dāng)重要的，好的油墨顆粒很小，不會造成堵塞針孔，流動性很好，PH值很均勻，涂墨時吸附性強，保濕性好， 耐久打且打印時顏色過渡慢。 好油墨有機無毒不會腐蝕，沒有異味，染帶后不發(fā)粘， 容易晾干。不好的油墨顆粒大，粘稠粘手，染帶后晾不干， 生產(chǎn)出來的帶子之間粘得厲害，打印時容易堵塞針孔，使針頭不能靈活伸展，因而會打斷針頭。
在選擇的時候我們應(yīng)該要知道，色帶的油墨應(yīng)該要適中，過多或者過少都會影響到打印的效果。優(yōu)質(zhì)的色帶油墨都是經(jīng)過了脫脂的處理，用手去觸摸的時候，手指上都不會留下很明顯的油墨痕跡。這種油墨的印墨過程也是非常均勻的，前后打印效果沒有很明顯的差別。而我們見到的一些劣質(zhì)油墨，如果用手去觸摸時感覺是油膩膩的，手指滿是油墨的痕跡，看似油墨很充足，但在打印時卻會出現(xiàn)色重的現(xiàn)象，也就是說用手觸摸打印紙就會模糊一片呢。劣質(zhì)油墨不但會造成打印效果很差，而且它還可沿著打印針導(dǎo)孔進(jìn)入打印頭針縫間并固化，堵塞打印針頭，導(dǎo)致打印機無法正常進(jìn)行打印，嚴(yán)重時還可能造成打印頭出針阻力增大而折斷打印針、打印針平行槽被壓壞了、打印頭驅(qū)動芯片或色帶電機被燒壞等等嚴(yán)重的故障。
3)接口
我們知道，好的色帶的接口平整細(xì)窄，誤差比較小，硬化程度很輕，打印的時候不掛針；接口強度較大，抗拉力也強。不好的色帶接口寬且長，硬嚴(yán)重，容易掛針，針頭打至此處很容易折斷。
對色帶接頭焊縫的基本要求是這樣的：焊接的角度應(yīng)該要大于30度、接縫處連接要平滑、沒有明顯的接痕或者凸出，能夠保持帶基的原纖維特性并正常均勻地吸收油墨。優(yōu)質(zhì)色帶的焊縫都是使用了超聲波焊接機焊接而成，能夠很有地效保證接頭質(zhì)量。而使用簡單的熱熔或熱壓方法焊接的焊縫均不同程度地破壞了帶基的纖維特性，導(dǎo)致焊縫處會呈現(xiàn)明顯凸出的雙層接頭，且接口很不平滑，這種色帶常會使打印針不能及時退回，從而嚴(yán)重磨損、損傷甚至折斷打印針。因此選購色帶時應(yīng)仔細(xì)觀察其接頭焊縫情況。
色帶使用的基本常識
我們在使用色帶的過程中會遇到這樣或者那樣的問題，這里就將大家日常使用色帶的情況總結(jié)如下啦。
1、自己動手換色帶
其實要自己動手來更換打印色帶并不是太難，但是不同類型的針打式打印機，它們的色帶架的結(jié)構(gòu)都不盡相同，幸好它們的色帶運轉(zhuǎn)原理都是大同小異的，我們現(xiàn)在以比較常用的LQ1600為例：首先，打開打印機上蓋，你會看到一個形狀象個夾子的黑盒子(一般為黑色)，我們稱它為打印架，它中間空的部分安放的就是打印頭。拆下打印架，注意拆開時要從靠近打印頭的那端往上去拉，打印架就能很輕松地卸下來。然后你可以打開打印架，由于不同型號的打印機的打印架的結(jié)構(gòu)是不同的，它的色帶繞法也略有些不同，所以你必須要觀察原色帶的繞法，否則色帶是很有可能無法正常轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致打印失效的。需要注意打印架中的兩個齒輪要夾著色帶，而且應(yīng)該跟它們平行，否則是會導(dǎo)致色帶隨著齒輪的轉(zhuǎn)動發(fā)生移位的，最后卡住齒輪就無法轉(zhuǎn)動了。色帶裝好之后，把打印架裝回到原位，更換色帶程序就可以完畢了。
2、延長針打色帶的好方法
事實上，正如剛才所說的，色帶是針式打印機的主要耗材，那么我們有沒有辦法在日常的使用中延長色帶的壽命呢，答案是肯定的?，F(xiàn)以打印機AR3200為例，來介紹幾種節(jié)約色帶的方法，當(dāng)然，其他的打印機可以參考使用。
1)準(zhǔn)備好兩個打印色帶盒，用顏色較黑(新?lián)Q的)的色帶打印正式的文稿，用顏色較淺的(使用過的，但帶基必須完好的，否則是會損傷針頭)的色帶打印非正式文稿或者蠟紙。
2)在色帶盒中色帶出口位置用透明膠帶固定兩小塊泡沫，把色帶夾在兩塊泡沫之間，同時讓泡沫吸一些質(zhì)量較好的印刷油墨，這樣可保持色帶的濕潤，延長色帶的使用時間。
3) 用兩塊吸有質(zhì)量較好的印刷油墨的泡沫夾住色帶盒前端露出的一節(jié)色帶，輕輕轉(zhuǎn)動色帶轉(zhuǎn)軸，給使用過一段時間(帶基完好)的色帶加一些油墨(整根色帶都要加到，否則打印時顏色深淺不一)，然后打開色帶盒讓加過油墨的色帶涼干(或在油墨中加少量汽油)后使用，先試打幾頁非正式稿使油墨分布均勻。再打印正式稿。
4)養(yǎng)成根據(jù)紙張厚薄調(diào)節(jié)打印頭到紙張之間距離的習(xí)慣。原則是能大則大，只要打印效果合乎要求。對于新上色帶，打印薄紙時也可適當(dāng)調(diào)大距離，因為這時色較濃，可確保打印質(zhì)量。
5)打印蠟紙時可卸去色帶。這時切不可直接打印蠟紙，以防蠟熔化流入針孔。大部分蠟紙配有透明紙，把它蒙在蠟紙上打印即可。
6) 有時打印色帶盒卷帶不靈，打印針重復(fù)打印色帶某個部位，造成色帶有“漏洞”，這時應(yīng)先打開色帶盒，檢查齒輪及金屬卡片是否出現(xiàn)串位(大部分是卡片卡色帶過松所致)。對于所損色帶，可剪去有洞部分再實施“焊接”。“焊接”方法簡單：把接口對齊并稍有重合，在內(nèi)側(cè)用透明薄膠帶粘緊(注：在內(nèi)側(cè))，如果怕斷，還可在上、下接口處沿左右方向用細(xì)線各逢一針(一般色帶只用中間一段)。
根據(jù)色帶質(zhì)量和打印后的具體情況，分別采取上述方法，通常可使一根色帶的使用時間延長1.5至2.5倍之多，大大降低了色帶的消耗。
色帶常見故障及解決方法
在使用針式打印機時，最常見的就是色帶故障，以EPSON LQ系列針式打印機為例，介紹和解決幾種打印機色帶故障。
1)色帶斷裂——色帶的拉力過大，拉斷縫合線或字錘打爛色帶導(dǎo)致色帶斷裂。前一種情況可將斷裂部分剪掉，重新縫合好；后一種情況只要更換色帶即可。
2)色帶被卡——色帶的邊緣脫絲、起毛后容易纏住色帶輪，導(dǎo)致色帶輪被卡，色帶不能正?？s回色帶盒。解決方法是：首先打開打印機蓋，將色帶轉(zhuǎn)臂與錘排聯(lián)鎖手柄打開，在色帶盒的送帶端將色帶輕輕拉回，然后合上色帶轉(zhuǎn)臂與錘排聯(lián)鎖手柄，打開電源，機子在自檢后色帶就會被裝回色帶盒。
3)色帶主動輪驅(qū)動帶磨損或斷裂 這種故障是由于驅(qū)動帶使用時間過長或字符鏈摩擦驅(qū)動帶引起的。解決方法是，調(diào)整字符鏈的位置，使其不再摩擦驅(qū)動帶；已斷裂的，請更換。
3、色帶運動傳感信號中斷 先檢查色帶運動傳感信號線是否已經(jīng)損壞，若斷裂請更換信號線；再檢查一下互鎖轉(zhuǎn)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。
原色色帶的賣點
一、選用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)原材料口
1、色帶帶基
原色色帶的帶基采用日本進(jìn)口高密度的尼龍66，此帶基彈性好、耐久打，長時間打印帶基不起毛、不斷線、不起菏葉邊。帶基表面平整，無凸出的纖維結(jié)，經(jīng)緯密度組織均勻嚴(yán)密，切割邊直而均勻，無焦糊現(xiàn)象。
2、油墨
原色色帶的油墨采用優(yōu)質(zhì)的708N進(jìn)口油墨，此油墨顆粒很小，不會造成堵塞針孔，流動性很好，PH值很均勻，涂墨時吸附性強，保濕性好， 耐久打且打印時顏色過渡慢。
二、采用優(yōu)良的焊接工藝
原色色帶采用超聲波焊接工藝，有效地保證接頭質(zhì)量，使焊接接口平整細(xì)窄，誤差比較小，硬化程度很輕，打印的時候不掛針；接口強度較大，抗拉力也強。
三、采用先進(jìn)的染墨工藝
原色色帶采用先進(jìn)的染墨工藝，使色帶上的油墨均勻，適中，牢固。
四、采用獨特的外包裝設(shè)計
原色色帶突破傳統(tǒng)單一的外包裝模式，設(shè)計出新穎獨特的外包裝，給人一種耳目一新的感覺。
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