热敏打印技术项目可行性研究报告

热敏打印技术研究项目报告书目录一、项目的意义和必要性-----------------------------------------------------11、项目的意义2、项目的必要性二、相关领域国内外技术现状和发展趋势--------------------------------31、国内外技术现状2、热敏打印技术的发展趋势三、项目的市场需求分析-----------------------------------------------------4四、目预期目标----------------------------------------------------------------51、高速度2、高画质3、低功耗4、高可靠性5、环保五、项目的基本工艺及关键技术----------------------71、项目基本工艺2、关键技术六、项目创新点-----------------------------------------81、智能热敏打印头2、双面打印技术九、预期成果效益和产业前景分析----------------------------------------101、预期成果效益2、前景分析十、项目的风险分析（含技术、市场的风险分析等）------------------11十一、项目的基础条件（与课题相关的现有技术，设备基础和工作基础）---------------------------------------------------------------------------------121、现有技术2、设备基础十二、项目的关联行动，相关的基本建设，技术改造，技术引进，对外合作等落实情况，与其它相关巴东县科技计划（工作）项目的衔接和分工。

---------------------------------------------------------------------------13十三、项目的组织管理及相关保障措施-----------------------------------15热敏打印技术研究项目报告书一、项目的意义和必要性1．项目的意义热敏打印技术就是通过热敏打印头将打印介质上的热敏材料熔化变色，生成所需的文字和图形。

热转印从热敏技术发展而来，它通过加热转印色带，使涂敷于色带上的墨转印到纸上形成图像。

热敏打印技术的关键在于加热元件，热敏打印机芯上有一排微小的半导体元件，这些元件排得很密，从200dpi到600dpi不等，这些元件在通过一定电流时会很快产生高温，当热敏纸的涂层遇到这些元件时，在极短的时间内温度就会升高，热敏纸上得涂层就会发生化学反应，现出颜色。

热敏打印机接收到打印数据后，将打印数据转换为位图数据，然后按照位图数据的点控制打印机芯上的发热元件通过电流，有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生了相应的图形。

加热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供的。

加热器排成方点或条的形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就在热敏纸上产生一个与加热元素相应的图形。

控制加热元素的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个标签或纸张上印出图形。

最普遍的热敏打印机使用一种带加热点阵的固定打印头，打印头设有320个方点,每一点为0.25mm×0.25mm。

利用这种点阵，打印机可把打印点在热敏纸的任意位置上。

这种技术已用于纸张打印机和标签打印机上。

热敏打印技术最早使用在传真机上，其基本原理是将打印机接收的数据转换成点阵的信号控制热敏单元的加热，把热敏纸上热敏涂层加热显影。

目前，热敏打印技术已在POS终端系统、银行系统、医疗仪器等领域得到广泛应用，并且拥有良好的发展前景。

2．项目的必要性热敏打印方式的结构非常简单、维护方便，相对于传统的针式打印机有不言而喻的优点。

但由于热敏纸的保存性不佳，因此主要应用于对保存性要求不高的场合。

但是随着热敏纸技术的发展，热敏纸的保存性也在逐步提高，目前已经出现了保存期为30-50年的热敏纸。

随着热敏纸保存时间的提高，热敏打印方式的应用领域也在不断扩大。

二、相关领域国内外技术现状和发展趋势1．国内外技术现状进入微利时代，一线厂商为了取得突破，开始不安于现状，寻求技术转型，大幅面技术凭借超高的性价比和超强的盈利能力异军突起，加之先进技术的不断推动，已经成为行业内最具增长潜力的一个领域，而且利润点要远大于普通办公产品，市场发展空间巨大。

2．热敏打印技术的发展趋势随着信息技术产业不断完善和进步, 热敏打印技术的不断成长以及现实生活中需要的快速增长, 高速、高画质、低功耗,、高可靠性、绿色环保将成为一热敏打印技术发展的未来趋势。

三、项目的市场需求分析热敏打印技术是一项传统的打印技术,几十年来，技术已经发展趋于成熟。

高速化、高分辨率、小型化、彩色化以及融合其它打印方式特点的混合式打印、便携式打印技术等成为当今热敏打印技术新的发展方向, 热敏打印技术向着更高打印温度的方向发展, 热敏纸的技术瓶径也取得突破, 保存10 年、可重复使用的彩色热敏纸业已问世。

目前的热敏打印不再仅仅局限于传统概念上的条码标签打印和超市收据打印, 热敏打印技术的应用已经从传统的制造业、运输/ 物流业、零售业发展到医疗保健、商业、金融、保险以及政府公共安全等领域。

市场前景非常广阔。

四、项目预期目标4.1高速度随着各应用领域对工作效率要求的不断提升，热打印头的高速化成为热打印头技术发展的趋势之一。

热打印头的速度主要取决于两个方面：一是热打印头的功率，二是热打印头的热响应速度。

其中提升热响应速度是技术的瓶颈。

热打印头的热响应速度取决于热打印头发热体微观的蓄热和散热速度。

热打印头发热体的工作过程可分为升温过程和散热过程，为提高速度就必须减少升温和降温过程所用的时间。

为使热打印头发热体的温度迅速上升，必须提高发热体的蓄热性能；然而为使发热体迅速降温，又必须降低发热体的蓄热性能提高散热性能。

这本身是一个矛盾。

如何根据不同的应用需求，使蓄热和散热性能达到一个合理的平衡是各厂家致力于研究的方向。

其中主要措施是研究合理的蓄热和散热微观结构。

另一个提高热响应速度的思路是提高热打印头的热效率，即让尽可能多的热量传递给打印媒体，这样热打印头自身残留的热量减少了，从而使散热时间缩短。

提高热效率的方案有多种，如提高保护膜的导热率、降低保护膜的厚度（这与热打印头的可靠性矛盾，应谨慎采用）、改善热打印头表面光滑度、增加发热体与打印媒体的接触面积和接触压力等。

4.2高画质随着热打印头应用领域的扩展，打印图像等复杂工作的要求越来越多。

如在超市收据小票上打印商品图片、广告信息、促销活动等。

这要求热打印头不但在打印二值图形时达到较高的质量，在打印灰度图形时也要达到很好的质量。

热打印头的画质取决于以下几个因素：一是分辨率。

目前最常用的分辨率是200DPI、300DPI，然而，随着各领域应用对画质要求的提高，400DPI、600DPI 分辨率热打印头的应用越来越普遍。

在一些专业图像处理领域，甚至用到900DPI和1200DPI的热打印头。

高分辨率的热打印头一般采用薄膜工艺制造。

也有厂家在研究对厚膜工艺进行大胆突破，使厚膜工艺制造出薄膜质量，在发热体厚度、分辨率等方面有质的提升，从而解决高性能与低成本之间的矛盾。

影响画质的另一个因素是发热体阻值的均匀性。

由于发热体阻值决定打印能量，而打印能量又直接影响打印浓度，继而影响打印质量，因此，阻值均匀性直接影响打印画面浓度的均匀性。

提高阻值均匀性有两个途径：一是改善工艺条件，提高原始阻值的均匀性；二是增加修阻手段，使阻值偏差较大的发热体电阻得以修正，在这方面，各生产者都有自己独特的修组方式。

第三个因素是表面光滑度。

由于热打印头发热体产生的热量是依靠热量传导提供给打印媒体的，因此热打印头发热体表面与打印媒体接触的紧密程度如果不均匀，就会使不同发热体传递给打印媒体的热量不同，从而使打印浓度不均匀。

在改善表面光滑度方面，薄膜工艺有天生的优势，由于薄膜工艺是以分子为单位进行薄膜堆积的，成膜质地紧密，其表面光滑度主要取决于衬底材料的表面光滑度。

因此，衬底上各种电路图形形成的“台阶”成为影响薄膜热打印头表面光滑度的重要因素。

为此各厂家致力于研究如何降低衬底电路图型所形成的台阶，其中也产生了各种不同的技术，如Step-free技术、EcoGeneration技术、嵌入式发热体技术等。

这些新技术的发展，不但会提高打印质量，对提高热打印头的耐久性、低功耗化、高速化也有重要意义。

4.3低功耗对于移动类电池供电的产品，为延长电池使用时间，低功耗是对热打印头最重要的要求。

从热打印机来说，要达到低功耗，有两个方面的因素要考虑。

一是打印媒体，要求打印媒体具有较低的发色能量；二是热打印头，要求热打印头要有较高的热效率。

即热打印头产生的能量能尽可能多地传递给打印媒体。

热打印头的发热体产生的热量的散失有两个途径，一是通过保护膜传递给打印媒体，使打印媒体发色，这部分热量我们称之为有用功；二是通过底层玻璃釉__传递给陶瓷基板和散热板散失掉，这部分热量称之为无用功。

有用功与总热量的比是热效率。

热打印头低功耗化的方向就是尽可能提高热效率。

提高热效率的途径举例如下：1．提高发热体的蓄热性能。

例如，可通过提高底层玻璃釉的厚度，改善底层玻璃釉的形状等措施改善发热体的蓄热能力，以使散失的无用功尽量减少。

2．提高保护膜的热传导率。

开发采用高热传导率、高硬度、厚度低的保护膜，有利于发热体产生的热量通畅地传递给打印媒体。

3．提高热打印头发热体部位与打印媒体的接触面积和接触压强。

发热体与打印媒体之间充分的紧密接触有利于热量更多地传递给打印媒体，可通过发热体和底层玻璃釉形状的合理设计来达到这个目的。

低功耗化符合当今社会节约环保的理念，是热打印头技术的重要发展趋势之一。

4.4高可靠性热打印头应用领域的不断扩大、使用频率的提高及打印媒体类型的不断增多，对热打印头的可靠性提出了更高的要求。

可靠性可分为以下两个方面：1．耐磨性能。

由于热打印头工作时，发热体区域要与打印媒体摩擦，为保护发热体等部件，其表面必须有保护膜保护。

热打印头耐磨性能主要决定于发热体上覆盖的保护膜的性能。

为提高保护膜的耐磨性能，各生产者相继研究并采用各种高硬度的保护膜材料，如氮化硅、碳化硅、二氧化硅等。

此外在保护膜的结构上也进行不断改进。

2．耐电冲击性能。

打印媒体的种类越来越多，有些高保存型的打印媒体所需的发色能量很高，这对发热体电阻的耐冲击性能提出了更高的要求。

要提高发热体的耐冲击性一方面应不断改善发热体材料和结构，使材料本身的耐电冲击稳定性不断提高，另一方面还要不断提高保护膜的密封性，使发热体材料与外界环境隔绝，免除各种腐蚀性物质在高温下对发热体的氧化腐蚀。