基礎(chǔ)知識(shí)之打印頭

通常，將文字和照片等數(shù)據(jù)，在紙張上進(jìn)行著色或傳遞的部件稱為打印頭。 打印頭有多種印刷方式，例如，熱轉(zhuǎn)印方式，熱敏方式，噴墨方式，電子照相方式。

使用打印頭進(jìn)行打印，大致分為擊打式和非擊打式。 典型的打印方式如下圖所示。

【按照打印頭分類的打印方式】

擊打式是在吸附油墨的帶（墨帶）上擊打物體，并在諸如紙張的物體上進(jìn)行打印的方法。 有擊打打字機(jī)等的母型文字的打字類型，和擊打細(xì)線引腳點(diǎn)的類型（點(diǎn)擊打式）。 點(diǎn)擊打式用于ATM記賬。

除擊打式以外的打印方式，通常稱為非擊打式。

＜熱轉(zhuǎn)印方式＞

涂抹到膠帶上的油墨，經(jīng)加熱轉(zhuǎn)印到紙張等物體上的方式。

＜噴墨方式＞

從噴射孔噴射油墨進(jìn)行打印的方式。通過(guò)精細(xì)的噴墨方式，能夠高清晰打印。

＜電子照相方式＞

通過(guò)用激光、LED燈等照射旋轉(zhuǎn)的鼓形感光元件，使形成調(diào)色劑（顏料粉末）粘附部分和非粘附部分，并將其轉(zhuǎn)印到紙上的方式。

＜熱敏方式＞

通過(guò)使熱源與熱敏紙（加熱產(chǎn)生顏色的特殊紙）接觸來(lái)進(jìn)行打印的方式。用于打印收據(jù)等。

＜靜電記錄方式＞

通過(guò)從針電極向紙（靜電記錄紙）等施加電荷來(lái)形成靜電潛像，其中在導(dǎo)電材料上形成介電層。用調(diào)色劑（顏料粉末）使其可視化的方式。

＜放電記錄方式＞

在有色導(dǎo)電層上設(shè)置白色絕緣層的紙（放電記錄紙）上，通過(guò)針狀電極放電破壞其白色絕緣層來(lái)暴露基底顏色的打印方式。

熱敏打印頭是用電路板上電阻器通電產(chǎn)生的熱量，使熱響應(yīng)材料（例如熱敏記錄紙或熱轉(zhuǎn)印墨帶等）發(fā)生反應(yīng)，從而用于記錄媒介的器件。 熱敏紙因其價(jià)格低廉，易于操作且無(wú)需維護(hù)，已廣泛用于各種用途，例如傳真機(jī)、各種打印機(jī)和售票機(jī)。 另外，隨著記錄質(zhì)量和記錄速度的提高，用途進(jìn)一步擴(kuò)大。

根據(jù)制造方式、材料和結(jié)構(gòu)的不同，熱敏打印頭大致分為厚膜型和薄膜型。 羅姆產(chǎn)品支持這兩者，并且還提供混合厚膜和薄膜的原創(chuàng)結(jié)構(gòu)的復(fù)合產(chǎn)品。

＜熱轉(zhuǎn)印方式＞

將施加到帶（墨帶）上的油墨通過(guò)加熱轉(zhuǎn)移到紙等物體上的方式。

優(yōu)點(diǎn)

• 優(yōu)異的耐水性/耐化學(xué)性
• 可以在普通紙上打印

缺點(diǎn)

• 運(yùn)行成本昂貴
• 打印機(jī)結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜
• 難以安裝紙張、膠帶

＜熱敏方式＞

使加熱元件與熱敏紙（受熱而變色的特殊紙）接觸以進(jìn)行印刷的方式。用于收據(jù)打印等。

優(yōu)點(diǎn)

• 無(wú)需碳粉、墨帶、油墨等
• 打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
• 易于安裝紙張

缺點(diǎn)

• 普通列表項(xiàng)目易受溫度、劃痕影響

在誕生熱敏打印頭之前，首先誕生了關(guān)于熱敏紙的專利。 熱敏紙是其表層有特殊層的紙，對(duì)其施加熱量時(shí)顯色。 可以用非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行打印，這是一個(gè)了不起的發(fā)現(xiàn)。 在二十世紀(jì)七十年代早期，使用熱敏紙和擊打熱源的方法進(jìn)行打印是主流，之后隨著使用熱敏打印頭，逐漸轉(zhuǎn)向無(wú)噪音的非打擊式打印。

羅姆誕生于20世紀(jì)50年代，是生產(chǎn)電阻器起家的公司。 眾所周知，電阻具有通電時(shí)產(chǎn)生熱量的特性，因此在熱敏紙誕生之后，羅姆運(yùn)用獨(dú)有的技術(shù)開(kāi)發(fā)出了熱敏打印頭，并于20世紀(jì)70年代開(kāi)始面向計(jì)算器用打印機(jī)生產(chǎn)熱敏打印頭。 后來(lái)，熱敏打印頭廣泛用于傳真機(jī)，并且由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小型和高密度而還用于條形碼標(biāo)簽打印機(jī)領(lǐng)域。 條形碼標(biāo)簽打印機(jī)領(lǐng)域所提出的要求，還為熱敏打印頭的下一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新作出了重大貢獻(xiàn)。 由于該領(lǐng)域需要小尺寸、高密度和高速打印，因此在此期間開(kāi)發(fā)出了高速驅(qū)動(dòng)熱敏打印頭的多種技術(shù)。 此外，隨著熱敏打印頭的需求增加，其他市場(chǎng)對(duì)熱敏頭的使用需求也開(kāi)始增加，其中最大的市場(chǎng)是POS機(jī)為代表的收據(jù)打印用打印機(jī)市場(chǎng)。 以前由于熱敏紙的保全性等問(wèn)題，熱敏紙不被認(rèn)可為收據(jù)用紙張，但現(xiàn)在由于紙張制造商提高了保存性和耐久性，它在大多數(shù)國(guó)家被認(rèn)可為收據(jù)用紙。現(xiàn)在，可以在全世界范圍內(nèi)看到使用熱敏紙的打印件。

截至2018年，熱敏打印頭市場(chǎng)達(dá)到每年約8100萬(wàn)個(gè)（據(jù)羅姆調(diào)查），并預(yù)期未來(lái)需求還將增長(zhǎng)。 羅姆作為熱敏打印頭的制造商，持續(xù)開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，在基本特性、可靠性、供應(yīng)能力方面碾壓其他公司。

簡(jiǎn)要介紹熱敏打印頭中常用到的“加熱元件”和“點(diǎn)距”等術(shù)語(yǔ)。

實(shí)際上用作打印熱源的電阻元件。根據(jù)應(yīng)用和條件，需要考慮加熱元件的尺寸和結(jié)構(gòu)。另外，厚膜方法和薄膜方法之間存在特性差異。

表示相鄰加熱元件之間的距離。

加熱元件的分辨率可以用每毫米點(diǎn)數(shù)（Dots/mm）或每英寸點(diǎn)數(shù)（Dots/inch，DPI）表示。 由于1inch= 25.4mm，兩者之間存在以下關(guān)系。

打印速度表示實(shí)際打印在熱敏紙等媒介上的速度。單位IPS是Inch Per Second的首字母縮寫(xiě)，表示每秒打印的距離（英寸）。

SLT（打印周期）是Scanning　Line　Time 的首字母縮寫(xiě)，表示驅(qū)動(dòng)加熱元件的周期。SLT與實(shí)際打印速度（打印速度，IPS）和點(diǎn)密度（DPI）之間存在以下關(guān)系。

施加能量是指將加熱元件升高到打印所需溫度的能量（功率和時(shí)間的乘積）。數(shù)據(jù)表（規(guī)格書(shū)）中描述的施加能量表示加熱元件消耗或所需的能量，并且實(shí)際的熱敏打印頭的總能量必須考慮上述能量加上驅(qū)動(dòng)電路和其他電極消耗的無(wú)功能量。每個(gè)規(guī)格書(shū)中規(guī)定了這些計(jì)算條件。所施加的能量決定了熱敏打印頭的壽命。必須注意不要超過(guò)每個(gè)熱敏打印頭的規(guī)格書(shū)中描述的最大施加能量值（單個(gè)數(shù)據(jù)表中顯示的能量極限曲線）。

給加熱元件提供能量的電源電壓。根據(jù)打印電源電壓的電平來(lái)選擇熱敏打印頭的加熱元件的電阻值。通常，熱敏打印頭分為5V系統(tǒng)、12V系統(tǒng)和24V系統(tǒng)。熱敏打印頭除打印電源電壓外，還需要驅(qū)動(dòng)IC用的邏輯電源電壓（+3.3V或+5V）。

用于向驅(qū)動(dòng)器IC輸入串行信號(hào)。當(dāng)DI信號(hào)的電壓為High時(shí)，CLK信號(hào)從Low輸入High，則High數(shù)據(jù)將輸入到熱敏打印頭。相反，當(dāng)DI信號(hào)電壓為L(zhǎng)ow時(shí)，輸入CLK信號(hào)，則Low數(shù)據(jù)輸入到熱敏打印頭。

打印圖案的串行數(shù)據(jù)輸入信號(hào)。

這是驅(qū)動(dòng)器IC的功能之一，表示從移位寄存器向寄存器發(fā)出的控制信號(hào)，該寄存器臨時(shí)保存來(lái)自外部施加的打印數(shù)據(jù)。

使加熱元件通電的信號(hào)，即輸入到熱敏打印頭的信號(hào)（由LAT信號(hào)控制的信號(hào)）。該信號(hào)的脈沖寬度決定了加熱元件通電的時(shí)間，因此可以控制所施加的能量。STB信號(hào)根據(jù)打印頭可設(shè)置為正邏輯或負(fù)邏輯。

熱敏打印頭的壽命由加熱元件的電阻值從初始值變?yōu)樵瓉?lái)的15％以上的點(diǎn)確定。另外，壽命通常由以下兩種方法規(guī)定。

• 脈沖壽命：在標(biāo)準(zhǔn)打印的指定條件下施加的脈沖數(shù)
• 使用壽命：熱敏紙?jiān)跇?biāo)準(zhǔn)打印的指定條件下運(yùn)行的壽命

線性熱敏打印頭包含許多加熱元件。當(dāng)同時(shí)向這些加熱元件施加電源時(shí)，電流消耗變得非常大，為了減小電源負(fù)載和打印頭內(nèi)部的壓降，通常，執(zhí)行分割打印。分割打印通過(guò)選通信號(hào)執(zhí)行。

為了監(jiān)控?zé)崦舸蛴☆^的溫度，安裝獨(dú)立的熱敏電阻。參考熱敏電阻的檢測(cè)溫度，必須保證熱敏打印頭的電路板溫度不超過(guò)規(guī)定值。