淺析微型打印機(jī)的工作原理及應(yīng)用

韓二炯

自從20世紀(jì)70年代問(wèn)世以后，單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，已對(duì)很多領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。尤其是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)，由于其具有集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)已經(jīng)得到廣泛使用，并已經(jīng)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。

隨著普通打印機(jī)價(jià)格的下降，它們?cè)趩纹瑱C(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸增多。微型打印機(jī)是一種通過(guò)單片機(jī)控制編程，可以自動(dòng)完成一定打印任務(wù)作業(yè)的機(jī)械裝置。微型打印機(jī)具有多功能超小體積、可電池供電和便于隨身攜帶的特點(diǎn)。例如GP系列和μP系列打印機(jī)都是點(diǎn)陣式打印機(jī)，因?yàn)榇蛴C(jī)內(nèi)部有一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，并固化有控打程序，智能化程度很高。打印機(jī)啟動(dòng)后，由內(nèi)部單片機(jī)執(zhí)行程序，就可以接受和分析主機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)和命令，然后通過(guò)控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)打印頭機(jī)械動(dòng)作的控制，進(jìn)行打印。微型打印機(jī)可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務(wù)、商場(chǎng)打印票據(jù)等，可滿足不同使用人員的要求。

打印機(jī)是一種復(fù)雜而精密的機(jī)械電子裝置，無(wú)論哪種打印機(jī)，其結(jié)構(gòu)基本上都可分為機(jī)械裝置和控制電路兩部分，這兩部分是密切相關(guān)的。機(jī)械裝置包括打印頭、字車(chē)機(jī)構(gòu)、走紙機(jī)構(gòu)、色帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、墨水（墨粉）供給機(jī)構(gòu)以及硒鼓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等，它們都是打印機(jī)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由控制電路統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制;而打印機(jī)的控制電路則包括CPU主控電路，驅(qū)動(dòng)電路，輸入輸出接口電路及檢測(cè)電路等。

雖然打印機(jī)的外觀千變?nèi)f化，打印出來(lái)的圖形，色彩也各不相同，但從原理上，我們可將常用的打印機(jī)分為三種類型：針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。

針式打印機(jī)關(guān)鍵在于其打印頭的結(jié)構(gòu)。打印頭的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可分為打印針，驅(qū)動(dòng)線圈，定位器，激勵(lì)盤(pán)等。簡(jiǎn)單的說(shuō)，打印頭的工作過(guò)程是這樣的：當(dāng)打印頭從驅(qū)動(dòng)電路獲得一個(gè)電流脈沖時(shí)，電磁鐵的驅(qū)動(dòng)線圈就產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引打印針銜鐵，帶動(dòng)打印針擊打色帶，在打印紙上打出一個(gè)點(diǎn)的圖形。因其直接執(zhí)行打印功能的是打印針，所以這類打印機(jī)被稱為針式打印機(jī)。

噴墨打印機(jī)的工作原理基本與針式打印機(jī)相同，這兩者的本質(zhì)區(qū)別就在于打印頭的結(jié)構(gòu)。噴墨打印機(jī)的打印頭，是由成百上千個(gè)直徑極其微小（約幾微米）的墨水通道組成。當(dāng)打印頭的控制電路接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，即驅(qū)動(dòng)這些執(zhí)行單元產(chǎn)生振動(dòng)，將通道內(nèi)的墨水?dāng)D壓噴出;或產(chǎn)生高溫，加熱通道內(nèi)的墨水，產(chǎn)生氣泡，將墨水噴出噴孔;噴出的墨水到達(dá)打印紙，即產(chǎn)生圖形。這就是壓電式和氣泡式噴墨打印頭的基本原理。

微型打印機(jī)，簡(jiǎn)稱微打，是針對(duì)通用打印機(jī)而言的，具有處理票據(jù)較窄、整機(jī)體積較小、操作電壓較低的特點(diǎn)。它是廣大打印機(jī)家族中一個(gè)細(xì)小而特別的種類，在通常的IT刊物、雜志及各類市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告中，微型打印機(jī)均鮮有提及，甚至被忽略不記。以致一般的人雖然在生活中經(jīng)常見(jiàn)到，然而對(duì)其缺乏必要的認(rèn)識(shí)和了解。但作為特種打印機(jī)系列一個(gè)重要的組成部分，微打的市場(chǎng)需求日漸擴(kuò)大，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，微型打印機(jī)具有體積小巧、價(jià)格低廉、功能多樣的特點(diǎn)，所以在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面按不同的方式對(duì)微型打印機(jī)進(jìn)行分類：

①按打印原理分：針式（細(xì)分為字輪式、梭式點(diǎn)陣式、9針點(diǎn)陣式、24針點(diǎn)陣式）、熱敏式（細(xì)分為列式熱敏式、行式熱敏式）、噴墨式、熱轉(zhuǎn)印、激光式（后面兩種打印方式的微型機(jī)較少）。

②按應(yīng)用分：由于微型打印機(jī)在各行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，所以分成在金融零售業(yè)的ECR（高效消費(fèi)者響應(yīng)）、POS、交通運(yùn)輸業(yè)上的打票機(jī)、服務(wù)行業(yè)的排隊(duì)機(jī)等。

③ 按通信方式分：有線通信（串口、并口、USB或網(wǎng)口）、無(wú)線通信（運(yùn)用IrDA和Bluetooth技術(shù)）。

（2）針式微型打印機(jī)與熱敏微型打印機(jī)的比較

①基本工作原理

針式微型打印機(jī)至少由以下基本關(guān)鍵部件組成：打印機(jī)芯、打印控制器、電源和外殼，而打印機(jī)芯又由打印頭和字車(chē)電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、走紙電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及各種傳感器等組成。

針式微打是通過(guò)控制打印頭運(yùn)動(dòng)和走紙運(yùn)動(dòng)，并控制打印頭出針擊打色帶和打印紙，把色帶上相應(yīng)點(diǎn)的墨汁印在打印紙上，從而在紙上打出所需的信息。直熱行式熱敏微打，其熱敏頭由一排緊密均勻排列的特殊材料的可加熱電阻組成，每個(gè)單元電阻對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，控制其不同點(diǎn)的通電即可對(duì)相應(yīng)的點(diǎn)加熱，而與其緊密接觸的帶熱敏涂層的熱敏紙受熱就可以印出相應(yīng)的點(diǎn)信息，再同時(shí)通過(guò)走紙的控制，就可以打印出各種信息。另一種熱敏微打——熱轉(zhuǎn)印微打，其工作原理與直熱式熱敏機(jī)基本相同，不同之處在于：熱轉(zhuǎn)印微打通過(guò)加熱帶熱敏涂層的碳帶，把相應(yīng)碳帶加熱點(diǎn)上的涂層材料轉(zhuǎn)印到普通的打印紙上。

②性能表現(xiàn)

主要是熱敏微打的速度是針式微打的幾倍。

總之，直熱式熱敏微打主要在噪聲、速度和分辨率上優(yōu)于針式微打，而針式微打卻在拷貝能力和打印后紙張的保存效果（熱轉(zhuǎn)印式除外）上優(yōu)于直熱式熱敏微打，這些各自的優(yōu)點(diǎn)奠定了這兩大類的微打在不同應(yīng)用領(lǐng)域受青睞的地位。

隨著國(guó)內(nèi)電子政務(wù)、電子商務(wù)的迅速發(fā)展，以及工商、稅務(wù)電子監(jiān)控等政策的逐漸實(shí)施，對(duì)發(fā)票和稅控收據(jù)的自動(dòng)打印要求將越來(lái)越廣泛，商業(yè)收款和稅控發(fā)票打印也就成為微型打印機(jī)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，而熱敏式、9針串行點(diǎn)陣式打印方式則在此領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。

此外，隨著微型打印機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種新型的微型打印機(jī)也慢慢走向市場(chǎng)，如便攜式微型打印機(jī)，它在水、電、燃?xì)獾瘸順I(yè)務(wù)中得到了很好的推廣。相對(duì)于傳統(tǒng)的手工抄表，然后錄入電腦，再由電腦打印出單據(jù)送到用戶手中，便攜式微打表現(xiàn)出了極大的方便性。類似的應(yīng)用還有火車(chē)上的移動(dòng)式補(bǔ)票機(jī)等。越來(lái)越多的通用打印機(jī)廠商也開(kāi)始涉及微打領(lǐng)域。