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微型热敏针式票据打印机最全技术原理和技术分析

打印世界很精彩,发展也突飞猛进。不过,大家都把目光对准了通用打印机。激光打印机、喷墨打印机与针式打印机的技术进步与市场变迁足够吸引人们的注意力。微型打印机虽然很不起眼,但是大家的日常生活却离不开它。

 

       微型打印机,简称微打,是针对通用打印机而言的,具有处理票据较窄、整机体积较小、操作电压较低的特点。它是广大打印机家族中一个细小而特别的种类,在通 常的IT刊物、杂志及各类市场调查报告中,微型打印机均鲜有提及,甚至被忽略不记。以致一般的人虽然在生活中经常见到,然而对其缺乏必要的认识和了解。但 作为特种打印机系列一个重要的组成部分,微打的市场需求日渐扩大,应用也越来越广泛,越来越多的通用打印机厂商也开始涉及微打领域。

 

       《计算机世界》首次将目光锁定在微型打印机领域,带领大家进入微型打印机世界,了解其技术、产品与市场发展情况。

 

        微型打印机到如今已有近60年的历史。但是国内微打市场才刚刚起步,它的背后还有着巨大的应用空间。我们有理由相信,微型打印机能够凭借其自身小巧、轻便、易用的特点在整个打印机市场中开辟出一块属于自己的天空!

 

        当你乘坐出租车,使用银行ATM取款,或者使用商场POS机刷卡……你可能没有意识到我们的生活已经离不开一个小小的设备——微型打印机。

 

什么是微打?

 

        微型打印机是什么样?千万不要把它想像成喷墨打印机或者激光打印机那样,不是通过时尚的外观吸引用户,而是靠内在的品质赢得用户。

 

        一个个或大或小,黑色或者银白色的立方体或不规则形状的盒子,盒子正面的上部、中部或者下部有一个细小的出纸口,这或许就是我们对微型打印机的全部印象。 但是,这只是微型打印机终端的一种形式。很多时候,我们根本就看不到它的影子,因为它被掩藏在所依附的设备的内部。如银行ATM机,我们看到的是一个带有 显示屏和很多按键的银灰色的大盒子;或者如超市使用的POS,我们的印象就是一个液晶面板、一个微型主机、一个简单的键盘,仅此而已。还有一种常见的打印 形式,如出租车计价器,它也采用了微型打印机芯,只是外观不同而已。

 

         微型打印机是打印机大家庭中小小的一员,与我们在办公室经常看见的打印A4幅面的通用打印机不同,微型打印机的打印介质如票据,通常较窄,宽度为 44mm、57mm、76mm、82mm、114mm几种规格。这样的结果就表明了微打整机和机芯的体积很小,当然需要的电压也很低了。

 

        为实现微型打印机的一些特殊功能,目前国内使用的微型打印机通常配置有撕纸器、自动切纸刀、钱箱驱动接口、条码字库、中文字库、黑标检测功能、卷纸器、大 卷纸装置、KIOSK(自助查询设备)出纸装置等。同时,整机类型要求密封防尘性能好、外观流畅,内置机芯类型要求节省空间、结构紧凑。

 

微型打印机分类

 

        微型打印机具有体积小巧、价格低廉、功能多样的特点,所以在越来越多的领域得到了广泛的应用。我们按不同的方式对微型打印机进行分类,给用户一个更清晰的认识和理解。

 

       按打印原理分:针式(细分为字轮式、梭式点阵式、9针点阵式、24针点阵式)、热敏式(细分为列式热敏式、行式热敏式)、喷墨式、热转印、激光式(后面两种打印方式的微型机较少)。

 

       按应用分:由于微型打印机在各行业应用十分广泛,所以分成在金融零售业的ECR(高效消费者响应)、POS、交通运输业上的打票机、服务行业的排队机等。

 

      按通信方式分:有线通信(串口、并口、USB或网口)、无线通信(运用IrDA和Bluetooth技术)。

 

     按移动性分:桌面机和手持(便携)机,桌面机一般由交流供电,速度较快;而手持机使用电压较低,速度稍慢。

 

     按电源供给分:直接交流供电、外接适配器、电池(锂电池和普通电池)。

 

     按纸张宽度分:微型打印机多采用连续纸如纸卷或链轮纸。纸张宽度可适用44mm、58mm、76~80mm、100mm以上的。

 

     按产地分:国产的、进口的(大多也在国内生产)。

 

     按结构分:整机式、机芯式、机芯控制器分离式。机芯式适合与其他整体系统搭配,比如用于ATM和KOISK等自助产品。

 

     按速度分:热敏打印机一般在100mm/s以下算是低速,100~200mm/s为中速,超过200mm/s为高速,多适用于工业产品。而针式打印机一般多在1000~1200Hz的出针频率,高速产品可达到1500Hz或以上。

 

    热敏微打和针式微打的比较

 

       针式微打目前常用的主要为9针微打;而热敏微打中,直热式热敏微打要比热转印式热敏微打更常用。针式微打和热敏微打的共同点和差异性,要从这两类打印机的工作原理以及各自表现出的性能上说起。

 

      1.基本工作原理

 

        针式微型打印机至少由以下基本关键部件组成:打印机芯、打印控制器、电源和外壳,而打印机芯又由打印头和字车电机运动机构、走纸电机运动机构以及各种传感 器等组成。在这些关键部件中,与热敏式微打最大的区别在于,一般的行式热敏微打没有字车电机运动机构和打印头的运动机构,而这些主要是由热敏微打的打印头 不同于针式微打决定的,这也同时决定了不同的打印方式和控制方法。

 

        针式微打是通过控制打印头运动和走纸运动,并控制打印头出针击打色带和打印纸,把色带上相应点的墨汁印在打印纸上,从而在纸上打出所需的信息。直热行式热 敏微打,其热敏头由一排紧密均匀排列的特殊材料的可加热电阻组成,每个单元电阻对应一个点,控制其不同点的通电即可对相应的点加热,而与其紧密接触的带热 敏涂层的热敏纸受热就可以印出相应的点信息,再同时通过走纸的控制,就可以打印出各种信息。另一种热敏微打——热转印微打,其工作原理与直热式热敏机基本 相同,不同之处在于:热转印微打通过加热带热敏涂层的碳带,把相应碳带加热点上的涂层材料转印到普通的打印纸上。

 

        2.性能表现

 

        热敏微打和针式微打在不同的性能点上表现出各自的优缺点,下表对这两类型的机型提供较直观的对比。下表是对目前市场上常用的微打的主要性能的对比,而一些特殊应用的微打,某些特定性能可能会有较大的变化。

 

        (1)打印速度

 

        针式微打一般打印速度可达每秒3~5行,这取决于打印头的工作频率、控制器的处理速度和方法等因素。而热敏微打正好克服了这些速度的限制,打印速度能达到50mm/s甚至150mm/s,是针式微打的几倍。

 

        (2)拷贝能力

 

        热敏式微打一般不具备拷贝能力,而针式微打能实现1层原始纸张加上2层复印联的打印拷贝效果。直热式热敏微打的热敏头只能与单层的热敏纸表面接触,而无法 传热到复印联的热敏纸上,所以只能实现单层打印;而针式微打利用了击针的力度,可以把针的撞击传递到2层的带复印涂层的拷贝纸上,从而实现了1+2拷贝能 力的打印。这是针式微打在打印发票以及其他需要打印复印联的应用上所具有的独特优势。

 

        (3)体积

 

       通常热敏机的体积比针式微打的体积会稍小些,这主要是热敏微打机芯小于针式微打机芯决定的。

 

        (4)打印分辨率

 

          热敏微打的打印分辨率比针式微打要高很多,所以其打印的效果也因此比针式微打好。常用的行式热敏打印头横向分辨率为203dpi,根据不同的应用还有 300dpi甚至更高的;针式微打的打印头的纵向分辨率为72dpi,但通过合适的控制,可达到144dpi甚至更高。

 

         (5)打印耗材

 

         针式打印机使用的是普通打印纸和色带,这两者的成本都相对较低;直热式热敏微打必须用专用的热敏纸,尽管不需要色带,但耗材成本还是高于针式微打。热转印 式热敏微打大部分性能与直热式热敏微打相同,但因其采用热转印碳带,所以在耗材方面增加了碳带的成本,但因采用普通的打印纸从而降低了纸张成本。

 

           总之,直热式热敏微打主要在噪声、速度和分辨率上优于针式微打,而针式微打却在拷贝能力和打印后纸张的保存效果(热转印式除外)上优于直热式热敏微打,这些各自的优点奠定了这两大类的微打在不同应用领域受青睐的地位。

 

微打的应用

 

        从1946年日本大和公司(即现在的EPSON公司)研制出第一台微型打印机开始,微型打印机到如今已有近60年的历史。在这60年里,微型打印机技术获 得了突飞猛进的发展。从最初的点阵式打印方式,已经扩展到现今的近10种微型打印方式,包括梭式打印、9针击打、24针击打、喷墨打印、热敏打印等。产品 种类也百花齐放,包括工业仪器、商场POS、医院收费、话费清单等,几乎所有需要打印的地方,都会有它的身影。 目前,在国内微打市场上主要有EPSON、STAR、SAMSUNG等国际品牌和实达、公达、博施等国内品牌。

 

目前,国内微型打印机的应用主要有以下几类:

 

● 测试仪器类打印测量结果,如注塑机打印品质管理报告、恒温室打印温度曲线等。

 

● 商业收款打印发票或收据,如商场POS收款打印买卖物品清单、火车等客运站打印车票、出租车打印收据、网吧打印上网时间等。

 

● 自助式查询设备打印查询结果,如银行打印排号单据、电信局自助查询打印话费清单、医院查询打印收费明细单等。

 

自助式缴费设备打印收款收据,如自助式银行ATM机打印收款付款单据等。

 

       随着国内电子政务、电子商务的迅速发展,以及工商、税务电子监控等政策的逐渐实施,对发票和税控收据的自动打印要求将越来越广泛,商业收款和税控发票打印也就成为微型打印机应用最为广泛的领域,而热敏式、9针串行点阵式打印方式则在此领域应用最为广泛。

 

        另外,随着银行等自助服务系统的广泛应用,ATM机、自助式查询设备、自助式缴费终端领域也获得了快速的发展。在这个领域,主要应用的是支持大纸卷、高速、高性能的嵌入式打印单元。

 

        此外,随着微型打印机技术的发展,各种新型的微型打印机也慢慢走向市场,如便携式微型打印机,它在水、电、燃气等抄表业务中得到了很好的推广。相对于传统 的手工抄表,然后录入电脑,再由电脑打印出单据送到用户手中,便携式微打表现出了极大的方便性。类似的应用还有火车上的移动式补票机等。

 

        而基于新一代的数码移动打印解决方案而研制的微型打印机也正在逐渐面向市场,这类微打的主要特点是轻巧、便于随身携带,而且可以支持无线打印。富士通公司 研发设计的MP-70就是其中一个典型的例子。试想一下,有一天你能够即刻将你手机或数码相机里的相片打印出来,那该是多么令人高兴的事情啊!

 

        总之,国内微打市场才刚刚起步,它的背后还有着巨大的应用空间。我们有理由相信,微型打印机能够凭借其自身小巧、轻便、易用的特点在整个打印机市场中开辟出一块属于自己的天空!