针式打印机工作原理和结构.docx

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(图 11-5)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(图11-7、图11-8)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) 压纸连杆电磁机构如图11-9所示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（图 11-10），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，“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，连接电缆的长度一般不能超过3m,且必须要屏蔽接口 连接信号的对应关系见表10-15) 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。

三、打印机打印字符的基本过程当打印数字、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。