淺析微型打印機的工作原理及應用

韓二炯

自從20世紀70年代問世以后，單片機作為微型計算機一個很重要的分支，應用廣泛，發展迅速，已對很多領域產生了重大影響。尤其是美國Intel公司生產的MCS-51系列單片機，由于其具有集成度高、處理功能強、可靠性好、系統結構簡單、價格低廉、易于使用等優點，在我國已經得到廣泛使用，并已經在各個技術領域得到了迅猛發展。

隨著普通打印機價格的下降，它們在單片機系統的應用也逐漸增多。微型打印機是一種通過單片機控制編程，可以自動完成一定打印任務作業的機械裝置。微型打印機具有多功能超小體積、可電池供電和便于隨身攜帶的特點。例如GP系列和μP系列打印機都是點陣式打印機，因為打印機內部有一個單片機系統，并固化有控打程序，智能化程度很高。打印機啟動后，由內部單片機執行程序，就可以接受和分析主機送來的數據和命令，然后通過控制電路，實現對打印頭機械動作的控制，進行打印。微型打印機可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務、商場打印票據等，可滿足不同使用人員的要求。

打印機是一種復雜而精密的機械電子裝置，無論哪種打印機，其結構基本上都可分為機械裝置和控制電路兩部分，這兩部分是密切相關的。機械裝置包括打印頭、字車機構、走紙機構、色帶傳動機構、墨水（墨粉）供給機構以及硒鼓傳動機構等等，它們都是打印機系統的執行機構，由控制電路統一協調和控制;而打印機的控制電路則包括CPU主控電路，驅動電路，輸入輸出接口電路及檢測電路等。

雖然打印機的外觀千變萬化，打印出來的圖形，色彩也各不相同，但從原理上，我們可將常用的打印機分為三種類型：針式打印機、噴墨打印機和激光打印機。

針式打印機關鍵在于其打印頭的結構。打印頭的結構比較復雜，可分為打印針，驅動線圈，定位器，激勵盤等。簡單的說，打印頭的工作過程是這樣的：當打印頭從驅動電路獲得一個電流脈沖時，電磁鐵的驅動線圈就產生磁場吸引打印針銜鐵，帶動打印針擊打色帶，在打印紙上打出一個點的圖形。因其直接執行打印功能的是打印針，所以這類打印機被稱為針式打印機。

噴墨打印機的工作原理基本與針式打印機相同，這兩者的本質區別就在于打印頭的結構。噴墨打印機的打印頭，是由成百上千個直徑極其微小（約幾微米）的墨水通道組成。當打印頭的控制電路接收到驅動信號后，即驅動這些執行單元產生振動，將通道內的墨水擠壓噴出;或產生高溫，加熱通道內的墨水，產生氣泡，將墨水噴出噴孔;噴出的墨水到達打印紙，即產生圖形。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，簡稱微打，是針對通用打印機而言的，具有處理票據較窄、整機體積較小、操作電壓較低的特點。它是廣大打印機家族中一個細小而特別的種類，在通常的IT刊物、雜志及各類市場調查報告中，微型打印機均鮮有提及，甚至被忽略不記。以致一般的人雖然在生活中經常見到，然而對其缺乏必要的認識和了解。但作為特種打印機系列一個重要的組成部分，微打的市場需求日漸擴大，應用也越來越廣泛，微型打印機具有體積小巧、價格低廉、功能多樣的特點，所以在越來越多的領域得到了廣泛的應用。下面按不同的方式對微型打印機進行分類：

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

②按應用分：由于微型打印機在各行業應用十分廣泛，所以分成在金融零售業的ECR（高效消費者響應）、POS、交通運輸業上的打票機、服務行業的排隊機等。

③ 按通信方式分：有線通信（串口、并口、USB或網口）、無線通信（運用IrDA和Bluetooth技術）。

（2）針式微型打印機與熱敏微型打印機的比較

①基本工作原理

針式微型打印機至少由以下基本關鍵部件組成：打印機芯、打印控制器、電源和外殼，而打印機芯又由打印頭和字車電機運動機構、走紙電機運動機構以及各種傳感器等組成。

針式微打是通過控制打印頭運動和走紙運動，并控制打印頭出針擊打色帶和打印紙，把色帶上相應點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，每個單元電阻對應一個點，控制其不同點的通電即可對相應的點加熱，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的點信息，再同時通過走紙的控制，就可以打印出各種信息。另一種熱敏微打——熱轉印微打，其工作原理與直熱式熱敏機基本相同，不同之處在于：熱轉印微打通過加熱帶熱敏涂層的碳帶，把相應碳帶加熱點上的涂層材料轉印到普通的打印紙上。

②性能表現

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（熱轉印式除外）上優于直熱式熱敏微打，這些各自的優點奠定了這兩大類的微打在不同應用領域受青睞的地位。

隨著國內電子政務、電子商務的迅速發展，以及工商、稅務電子監控等政策的逐漸實施，對發票和稅控收據的自動打印要求將越來越廣泛，商業收款和稅控發票打印也就成為微型打印機應用最為廣泛的領域，而熱敏式、9針串行點陣式打印方式則在此領域應用最為廣泛。

此外，隨著微型打印機技術的發展，各種新型的微型打印機也慢慢走向市場，如便攜式微型打印機，它在水、電、燃氣等抄表業務中得到了很好的推廣。相對于傳統的手工抄表，然后錄入電腦，再由電腦打印出單據送到用戶手中，便攜式微打表現出了極大的方便性。類似的應用還有火車上的移動式補票機等。越來越多的通用打印機廠商也開始涉及微打領域。