打印机基本工作原理--完整版

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打印机的基本工作原理

1.1.3 打印机的基本工作原理

一.阵式打印机的基本工作原理

针式打印机是与传统手写较为接近的一类打印机。针式打印机的打印头是由打印针构成

的，不同厂家的针式打印机，只是电路设计和内含的单片机软硬件不同而已，其基本工作原

理基本相同，即：打印机在自身微处理器(主控电路)的控制下，启动字车执行横向位移，与

此同时，装载在字车上的打印头也产生横向微步移动，打印头中排成一列、两列或三列的打

印针每移动一步，机子便按照机内字符库中的字形编码矩阵格式激励出打印针进行打印，形

成字符。

其具体工作原理是：加电后，按进纸键，机子执行进纸动作，按联机键，接口电路接收

主机发送来的打印控制命令、字符打印命令和图形打印命令。打印机及微型计算机根据送来

的信息进行相应的处理，从字符库或汉字库中调出相对应的字符或图形编码首列地址(正向

打印时)或末列地址(反向打印时)，按送来的信息一列一列找出相对应的字符或图形编码，

经驱动电路送到打印头，激励打印针出针，击打色带后，在打印纸上打印出相应的字符或图

形。

字符库和汉字库都是事先存在打印机微型计算机内部的EPROM芯片内。由不同的点阵

组成不同的字符或汉字，并事先分配好地

址，针式打印机打印汉字时，实际上是打印字符或

图形的点阵，通过点阵的密集，形成字符或图形的线条或图块。

二.喷墨打印机的基本工作原理

喷墨打印机是借助于内置的墨水喷头，在打印信号的驱动下向打印纸喷射墨水来实

现字符及图形打印的。根据墨水喷射方式的不同，喷墨打印机又分为连续式和按需式两种。

连续式喷墨打印机的工作方式为电荷调制式，其墨水连续地从喷头中喷出，喷射的墨水

滴受到字符集点阵调制的控制进行充电，利用偏转电极来改变墨水滴的前进方向，选出的点

阵墨水滴到纸上形成图案。其主要特点是打印速度快，易实现彩色打印且打印纸可使用普通

纸。其不足之处是对墨水需要进行加压，还需要专用墨水回收装置回收多余的墨滴，从而浪

费大量的墨水。

按需式喷墨打印机的结构简单，其墨水从喷头中喷出是随机的，与连续式喷墨打印机相

比，没有回收装置和加压装置。根据其墨水喷射驱动方式的不同可分为压电式喷墨打印机和

热喷墨打印机。

压电喷墨打印机是将许多小的压电陶瓷放置在喷墨打印机的打印头喷嘴附近，利用它在

电压作用下会发生形变的原理，使喷头中的墨汁喷出，在打印纸表面形成图案。用压电喷墨

技术制作的喷墨打印头成本比较高。为了降

低成本，生产厂家将此类打印喷头和墨盒设计成

分离式结构，更换墨水时不必更换打印头。它对墨滴的控制力强，容易实现高精度的打印。

缺点是喷头容易堵塞，更换成本较高。

热喷墨打印机的工作原理是通过喷墨打印头(喷墨室的硅

基底)上的电加热元件(通常是热电阻)，在3μs 内急速加热到

300℃，使喷嘴底部的液态油墨汽化形成蒸汽泡，该蒸汽膜将

墨水和加热元件隔离，避免将喷嘴内全部墨水加热。加热信

号消失后，加热陶瓷表面开始降温，但残留余热仍促使蒸汽

泡在8μs内迅速膨胀到最大，由此产生的压力压迫一定量的墨

滴克服表面张力快速挤压出喷嘴。随着温度继续下降，蒸汽

泡开始呈收缩状态。喷嘴前端的墨滴因挤压而喷出，后端因

墨水的收缩使墨滴开始分离，蒸汽泡消失后墨水滴与喷嘴内

的墨水就会完全分开，从而完成一个喷墨的过程。喷到纸上

墨水的多少可通过改变加热元件的温度来控制，最终达到打

印图像的目的。其喷墨过程示意图如图1－8所示。

以上是为了方便理解而进行了分段说明，实

际工作中，

打印机喷头加热喷射墨水的过程，是相当高速的。从加热到

蒸汽泡的成长一直到消失，准备下次喷射的整个循环只耗时

140～200μs。用这种技术制作的喷头工艺比较成熟，成本也

很低廉，但由于喷头中的电极始终受电解和腐蚀，直接影响

使用寿命。所以采用这种技术的打印喷头通常都同墨盒做在

一起，更换墨盒时同时更换新打印头。

三、激光打印机的基本工作原理

激光打印机的图像生成系统和定影系统的

工作原理与复

印机相似，也是采用激光束将电信号调制成光信号，经过激光束照射到充有正电荷的硒鼓表

面进行曝光，使硒鼓表面的正电荷与基层的负电荷中和，未曝光部分形成与点阵信息对应的

字符潜像，带正电荷。当硒鼓转动时，正电潜像吸附碳粉，形成墨粉字符。当硒鼓不断地转

动到打印纸的上方时，由于打印纸的下方装有静电棒，又由于静电棒的吸附作用，将墨粉吸

附到打印纸上形成色粉像，依靠静电吸附在纸的表面，此时的色粉像很容易被擦掉。为此，

激光打印机还采用加热或加压的方法将激光显影粉固定在纸上。由上、下两定影辊构成定影

机构，其中，下辊为主动辊，辊轴处部包着

一层较厚的具有高强度弹性的硅橡胶，硅橡胶表

面粘附着一层很薄且光滑耐磨的有机材料。上辊为加热辊，其结构如图1－9所示。辊的外部

套着一层厚约0.2mm的桶形外套，它将打印纸与静止的内轴隔离，起到保护加热板条和避

免印字变形的作用。上鼓有内轴，主要由电阻丝加热板条、串联式过热保护器和辊架构成，

支撑着桶形外套，使桶套能准确地绕轴转动，并与下辊同步转动。

激光打印机采用加热的方式定影，定影温度一

般选在纸的燃点。当下辊转动时，带动桶形外套绕

静止的上辊内心轴转动。上鼓的热量通过上下两辊