热敏打印机 :利用化学反应进行打印的设备

更新时间:2023-08-15 17:48

热敏打印机(Thermal printer)利用打印头上的加热元件接触热敏纸,然后根据印刷信息控制由点构成的打印头的某些加热元件瞬间放热,使热敏纸受热变色,在纸上形成需要的点阵字符和图形。热敏打印机打印的汉字美观, 打印速度快、噪声低、可靠性好、打印质量高、无需色带,免除了日常维护的烦恼,而且打印机体积小、操作简单。但是价格高、损耗较大、一旦出现故障就不可维修,只能更换。

1965年杰克·基尔比(Jack Kilby)发明了世界上第一台基于半导体的热敏打印机,后来热敏打印机因其价格便宜、重量轻而得到广泛应用,主要应用于打印票据、条码、标签、心电图等。

热敏打印机的基本结构有热敏打印头、压板、弹簧、热敏纸,其分类包括单色热敏打印机、双色热敏打印机、列式打印机、行式打印机、热蜡式彩色打印机、热升华彩色打印机。

简史

世界上第一台基于半导体的热敏打印机是由诺贝尔奖获得者杰克·基尔比(Jack Kilby)于1965年发明的。虽然热敏打印机非常便宜,并且还能够进行非常快速的打印,但尽管如此,生成的副本是相当低分辨率的打印作业,非常适合生产它们的任务。这种热敏打印机,或热蜡转印打印机,甚至热转印打印机,通常使用热蜡色带,以便将彩色蜡熔化在热敏纸上进行照片打印。

1965 年,美国德州仪器发明半导体热敏打印头,两年后推出配备热敏打印机的电子数据终端Silent 700。从此以后,热敏打印机正式进入硬拷贝输出设备市场,成为价廉物美的打印设备之一。热敏打印机因价格便宜、重量轻而得到广泛应用,计算器、收银机和信用卡终端等都可以看到这种轻型打印设备的影子,例如Datamax打印机。

工作原理

热敏打印机的工作原理是打印头上安装有半导体加热元件,打印头加热并接触热敏打印纸后就可以打印出需要的图案,其原理与热敏式传真机类似。图像是通过加热,在膜中产生化学反应而生成的。这种热敏打印机化学反应是在一定的温度下进行的。高温会加速这种化学反应。当温度低于60℃时,纸需要经过相当长,甚至长达几年的时间才能变成深色;而当温度为200℃时,这种反应会在几微秒内完成。为了承接打印工作,温度敏感纸基本上插入热敏打印头和压板或胶之间。在这里,热敏打印机向构成热敏打印头一部分的主加热元件发送电涌,以产生所需的热量。然后,热量激活热敏纸的热敏着色层,使其能够在与加热元件接触的任何地方改变颜色。这些加热元件通常排列成一排非常小但紧密排列的点。

基本构造

基本分类

单色热敏打印机

热敏纸受热量作用的位置将变黑,未加热的区域则保持原来的颜色不变,热敏打印机的输出结果是灰度图像

双色热敏打印机

双色热敏打印机可以打印黑色和另一种附加颜色,以红色使用得最为普遍。与单色热敏打印机相比,双色热敏打印机的工作原理其实并不复杂,因为只要两种颜色的热敏程度互不相同,则只需以两种温度加热敏纸,获得双色打印效果也就不难了。

列式打印机

列式热敏打印机是指发热元件纵向排列。打印一行,是靠打印头的横向移动完成的。就像在针式打印机中那样。

行式打印机

行式热敏打印机,是指发热元件是横向排列的,发热元件排列的宽度等于打印的幅面宽度,打印一行,是靠走纸机构前进一个行距实现的。行式热敏打印机的速度比列式热敏打印机的速度快约十倍以上。

热蜡式彩色打印机

热蜡式彩色打印机也叫热转印式彩色打印机,其工作原理是:利用打印头上的发热元件加热,选用渗透彩色蜡的煅带,依次将煅带上的彩色物熔化到打印介质上。彩色煅带通常是三色彩色带,包括红、黄、蓝三种基色。打印介质是特殊的、光滑的纸张或透明胶片。但美国泰克的专利技术Color Coat大大拓宽了使用打印介质的范围。Color Coat技术的基本原理是先在纸张的表面涂上一层白色薄膜,然后再进行打印。Color Coat技术使打印机在普通纸、普通胶片、信封、标鉴和普通布料上都能输出较高品质的“亮”彩色图像。

热升华彩色打印机

热升华彩色打印机是热蜡式彩色打印机的一种高档变种。其工作原理是:加热元件对染料加热并使染料直接由固态升华成气态(不经过液化阶段),气态的染料被蒸发到特殊涂覆的纸张上,形成精美细腻的图像。由于不经过液化阶段,类似相纸的输出。精度可达到300DPI(点/英寸)或更高,是目前输出品质最高但需要专用纸张的彩色打印机,也是售价最高,使用和维护费用也较高的彩色打印机。热升华打印机采用了连续色调打印,染料选用了3色或4色色带,打印效果细腻逼真,色彩十分绚丽。

性能指标

打印幅面

打印幅面指的数码影像机最大能够支持打印纸张的大小。它的大小是用纸张的规格来标识的,比较常见的主要有A3、A4、A5。

打印速度

指传真机打印文稿所需要的时间。一般分为彩色文稿打印速度和黑白文稿打印速度,打印速度越快所需要的打印文稿时间就越少。

打印分辨率

打印机分辨率又称为输出分辨率,是指在打印输出时横向和纵向两个方向上每英寸最多能够打印的点数,通常以“点/英寸”即dpi(Dots Per Inch)表示。目前一般激光打印机的分辨率均在600\u003c600dpi 以上,而且打印机分辨率具体大小值在一定程度上决定了打印效果的好坏。

硒鼓

也称为感光鼓。它不仅决定了打印质量的好坏,还决定了使用者在使用过程中需要花费的金钱多少。在激光打印机中70%以上的成像部件集中在鼓中,打印质量的好坏实际上在很大程度上是由硒鼓决定的。一台好的激光打印机最关键的部件就是硒鼓。

应用

热敏打印机通常以打印时的进纸速度作为评定指标,即速度为13mm/s,然而当标签格式经最优化后,有些打印机可打出2倍于此的速度。这种热敏打印机过程较简单,因而可制成手提式电池驱动的热敏标签打印机。由于热敏打印机打印的格式灵活,图像质量高,速度快及成本低等,它打印出的条码标签不易在高于60°C的环境中存放,或暴露在紫外光(如太阳直射)下长时间存放。所以,热敏条码标签通常限于室内使用。

热敏打印机应用领域比较广泛,一般在票据、条码、标签、心电图等方面得到应用。对于个人用户来说不太适合,可以不考虑。适用于商业收银机、银行POS机及各类收条的打印。电子收银机除内置打印机外,还可以连接外置打印机,如餐饮业中所用的厨房打印机和票据打印机等。

优缺点

优点

热敏打印机的优点为打印速度快、噪音低、打印清晰、寿命长、成本低。其打印的汉字美观、可靠性好、打印质量高、无需色带,免除了日常维护的烦恼,而且打印机体积小、操作简单。

缺点

缺点为不能直接打印双联、打印出来的单据不能永久保存、价格高、损耗较大、一旦出现故障就不可维修,只能更换。

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