针式打印机结构及工作原理

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

1.机械结构装置打印机机械装置主要由打印头、传动系统、机架和外壳四部份组成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、支架和垫片等其基本机构如图11-2所示图11・2为打印头线圈未通电时的情形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储能式打印头的击针原理如图11・3所示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，当吸力小到等于或者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、打印纸和打印辐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，打印针有单层罗列和双层罗列两种如LQ-1600K打印机的打印头为双层针罗列结构，CR-3240打印机的打印头为单层针罗列结构24针打印机的打印针采用双列罗列，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，这样可使打出的笔划连续如图11-4所示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机电为动力，通过传动机构带动字车沿导轨做摆布往复直线运动字车传动机构由直流伺服机电、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（图11-5）o直流伺服机电同轴装有一块光栅盘，盘上均匀分布有120个光栅条当伺服机电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辐之间的距离如是新色带或者多层纸打印，打印头应调远些如图11-6所示

（2）走纸机构是使打印纸自动换行的机构它以走纸步进机电为动力，通过走纸机构使打印纸按照规定的节拍向前或者向后挪移（打印时只能向前走纸机构由走纸机电、传动齿轮、链轮走纸器和磨擦胶帽等组成（图11-7,图11-8）o24针打印机的步进机电旋转一步（

3.5°）,使纸挪移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）压纸连杆电磁机构如图11-9所示压纸连杆的离开或者挨近打印辑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挪移的机构（图11-10）,有机械驱动和机电驱动两种在打印过程中，字车摆布横向挪移时，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（普通为黑色），而彩色针打色带为四色带（红黄蓝黑），且采用色带机电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，在纸上印出字符或者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，不会造成阻塞针孔，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、高速或者高密度打印方式等

2.电路组成打印机电路普通由主电路板、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、字车及走纸机电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、字车机电驱动控制电路和走纸机电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机电驱动控制电路功能是驱动字车机电做正反向转动，从而拖动字车在导轨上执行摆布横向运动走纸机电驱动控制电路用于驱动走纸机电作正向或者反向转动，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普通有以下几种1字车初始位置检测当打印机开机，或者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，或者单向打印完一行时，或者双向打印完两行时，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普通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，或者打印过程中发现纸用完时报告给CPUo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磨擦走纸或者链轮走纸⑷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芯型插座和主机相连，实现接口信号的输入和输出，“D”型插座如图11・12所示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，如图11・13所示打印机和主机接口通过电缆连接，连接电缆的长度普通不能超过3m,且必须要屏蔽接口连接信号的对应关系见表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、走纸机电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，普通为

16、40V,如LQ-1600K为+35V

三、打印机打印字符的基本过程当打印数字、字符或者其他ASCH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觅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启动打印头字车机电；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，启动输纸机电；8换行、回车，为下一行打印作好准备。