熱敏打印技術(shù)可行性分析

熱敏打印技術(shù)可行性報(bào)告1/11名目一、項(xiàng)目背景 3.................................................................................................................................................................................................................二、熱敏打印與熱轉(zhuǎn)印打印方式比較 3..............................................................................................................................熱敏打印機(jī) 4.....................................................................................................................................................................................................熱轉(zhuǎn)印 4......................................................................................................................................................................................................................三、一種熱敏打印機(jī)的原理 5...............................................................................................................................................................系統(tǒng)組成 5..............................................................................................................................................................................................................熱敏打印工作原理 5............................................................................................................................................................................硬件設(shè)計(jì) 6..............................................................................................................................................................................................................主控器件 6.........................................................................................................................................................................................熱敏打印頭過寵愛護(hù)模塊 7...............................................................................................................................步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 7........................................................................................................................................................數(shù)據(jù)加載 8.........................................................................................................................................................................................四、熱敏打印頭的工藝 8................................................................................................................................................................................加熱元件外形 9.............................................................................................................................................................................................發(fā)熱體阻值的比較 9............................................................................................................................................................................五、智能熱敏打印頭 10...................................................................................................................................................................................六、熱敏打印技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì) 11...................................................................................................................................................2/11一、項(xiàng)目背景熱敏打印技術(shù)就是通過熱敏打印頭將打印介質(zhì)上的熱敏材料熔化變色，生成所需的文字和圖形。熱轉(zhuǎn)印從熱敏技術(shù)進(jìn)展而來，它通過加熱轉(zhuǎn)印色帶，使涂敷于色帶上的墨轉(zhuǎn)印到紙上形成圖像。熱敏打印技術(shù)的關(guān)鍵在于加熱元件， 熱敏打印機(jī)芯上有一排微小的半導(dǎo)體元件，這些元件排得很密，從200dpi 到600dpi 不等，這些元件在通過肯定電流時(shí)會(huì)很快產(chǎn)生高溫，當(dāng)熱敏紙的涂層遇到這些元件時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)溫度就會(huì)上升熱敏紙上得涂層就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)出顏色。熱敏打印機(jī)接收到打印數(shù)據(jù)后，將打印數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為位圖數(shù)據(jù)，然后依據(jù)位圖數(shù)據(jù)的點(diǎn)把握打印機(jī)芯上的發(fā)熱元件通過電流，有選擇地在熱敏紙的確定位置上加熱，由此就產(chǎn)生了相應(yīng)的圖形。加熱是由與熱敏材料相接觸的打印頭上的一個(gè)小電子加熱器供應(yīng)的。加熱器排成方點(diǎn)或條的形式由打印機(jī)進(jìn)行規(guī)律把握，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，就在熱敏紙上產(chǎn)生一個(gè)與加熱元素相應(yīng)的圖形。 把握加熱元素的同一規(guī)律電路同時(shí)也把握著進(jìn)紙，因而能在整個(gè)標(biāo)簽或紙X上印出圖形。320個(gè)方,0.25mm×0.25mmX熱敏打印技術(shù)最早使用在機(jī)上，其基本原理是將打印機(jī)接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣的信號(hào)把握熱敏單元的加熱，把熱敏紙上熱敏涂層加熱顯影。目前，熱敏打印技已在POS 終端系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、醫(yī)療儀器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且擁有良好的進(jìn)展前景。熱敏打印方式的結(jié)構(gòu)格外簡(jiǎn)潔、維護(hù)便利，相對(duì)于傳統(tǒng)的針式打印機(jī)有不言而但是隨著熱敏紙技術(shù)的進(jìn)展，熱敏紙的保存性也在逐步提高，目前已經(jīng)消滅了保存期為30-50 年的熱敏紙。隨著熱敏紙保存時(shí)間的提高，熱敏打印方式的應(yīng)用領(lǐng)也在不斷擴(kuò)大。二、熱敏打印與熱轉(zhuǎn)印打印方式比較熱敏打印與熱轉(zhuǎn)印是條碼打印機(jī)的兩種打印方法。每種方法都使用熱敏打印頭對(duì)打印表面加熱。熱轉(zhuǎn)印是通過加熱色帶，在多種材料上打印出耐用、長久的圖案。熱敏打印不使用色帶，而是直接在標(biāo)簽材料上打印圖案。熱敏打印與熱轉(zhuǎn)印是最佳的條形碼打印技術(shù)，由于它們可以簡(jiǎn)便應(yīng)用在多種黏性標(biāo)簽材料上,并以精彩的邊緣定義打印出精確?????、高品質(zhì)的圖案。每種技術(shù)都能夠以相同的打印清楚度和速度,產(chǎn)生一維、二維的帶有圖案和文本字體的條形碼符號(hào)。3/11熱敏打印機(jī)熱敏打印使用經(jīng)過化學(xué)處理的熱敏介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)從熱敏打印頭下通過時(shí)變黑。熱敏打印機(jī)不使用油墨、墨粉或色帶。簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)使熱敏打印機(jī)耐久和易用。由于沒有色帶，熱敏打印機(jī)的操作費(fèi)用比熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)低。熱敏介質(zhì)上的圖案會(huì)隨時(shí)間的推移而褪色。假如標(biāo)簽過度暴露在熱、光或其他催化劑下，材料將會(huì)變暗,使條形碼無法被讀取。熱敏標(biāo)簽的可讀取性隨使用條件的不同而變化很大，但該技術(shù)為額定標(biāo)注和很多其他一般條形碼的打印應(yīng)用供應(yīng)了足夠的使用壽命。例如，在分銷中心存貯六個(gè)月后，直接熱敏標(biāo)簽仍能夠輕易地被掃描讀取。熱敏打印機(jī)的分類熱敏打印機(jī)依據(jù)其熱敏元件的排列方式可分為行式熱敏（ThermalLineDotSystem）和列式熱敏（ThermalSerialDotSystem ）。列式熱敏屬于早期產(chǎn)品，前主要應(yīng)用在一些對(duì)打印速度要求不高的場(chǎng)合，國內(nèi)已有作者在其產(chǎn)品中使用。2090已達(dá)到220mm/相應(yīng)的把握板與之協(xié)作。熱轉(zhuǎn)印在熱轉(zhuǎn)印打印中，熱敏打印頭給色帶加熱，油墨熔化在標(biāo)簽材料上以形成圖案。色帶材料被介質(zhì)吸取，圖案構(gòu)成了標(biāo)簽的一部分。該技術(shù)供應(yīng)了其他按需式打印技術(shù)無法匹敵的圖案質(zhì)量和耐久性。與熱敏打印機(jī)相比，熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)可接受更多品種的介質(zhì)，包括紙、聚酯和聚丙烯材料。熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)可生成耐久的額定標(biāo)簽、UL/CSA 標(biāo)簽、簽條和票據(jù)以及腕帶、永久資產(chǎn)簽條、架簽和其他標(biāo)識(shí)。4/11三、一種熱敏打印機(jī)的原理系統(tǒng)組成本文介紹的微型熱敏打印機(jī)主要由主把握件、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏打印頭過寵愛護(hù)模塊、熱敏打印頭切紙檢測(cè)模塊、RS－232通信模塊和供電模塊等部分組成，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)把握打印紙走紙及走紙速度，熱敏打印頭過寵愛護(hù)模塊防止熱敏打印頭溫度過高損壞，熱敏打印缺紙檢測(cè)電路完成熱敏打印頭是否有紙檢測(cè)，RS－232 通信模塊實(shí)現(xiàn)打印機(jī)與汽車行駛記錄儀之間的通信，供電模塊給把握電路及熱敏打印頭供電。熱敏打印工作原理FTP－6282384點(diǎn)/8點(diǎn)/mm，垂直方向行間距：8點(diǎn)/mm48mm60mm/s[1]。5/11當(dāng)接通熱敏打印機(jī)電源（＋12V），供電模塊輸出＋5V用于全部把握電路，還輸出用于熱敏頭加熱印字的＋7.2V電壓，將其與打印頭VH相連，在時(shí)鐘CLK的協(xié)作下，打印數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)輸入DI引腳移入熱敏打印頭內(nèi)部的移位寄存器中，當(dāng)CPU將一行384 位數(shù)據(jù)全部移入移位寄存器后，CPU將熱敏打印頭內(nèi)部鎖存端LAT置為低電平，移位寄存器的數(shù)據(jù)被鎖存到鎖存器，然后CPU將熱敏都加熱把握信號(hào)STB置為高電平，此時(shí)依據(jù)384點(diǎn)輸入的數(shù)據(jù)是1或0打算發(fā)熱元件是否發(fā)熱，由此在熱敏紙上產(chǎn)生要打印的點(diǎn)行。硬件設(shè)計(jì)主控器件接受Freescale 公司S12 系列單片機(jī)的MC9S12D64 作為主控器件，該器件是一款性能優(yōu)良的單片機(jī)， 包含一個(gè) 16 位中心處理單元、 64KB Flash、4KBRAM，、1KBEEPROM、兩個(gè)異步串行通信接口和一個(gè)同步串行接口等豐富資源能夠滿足本設(shè)計(jì)的需求，該器件具有良好的穩(wěn)定性，使得打印機(jī)能夠在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。6/11熱敏打印頭過寵愛護(hù)模塊打印頭加熱時(shí)間一般為1ms，連續(xù)加熱超過1s后，很簡(jiǎn)潔燒毀熱敏頭，所以必需對(duì)熱敏打印頭添加過寵愛護(hù)電路，過寵愛護(hù)電路圖如圖3所示，圖中VH7.2VVHCPUI/OTC123。TH為外部電阻與熱敏打印頭內(nèi)部熱敏電阻的分壓值。熱敏打印頭溫度上升，則TH電壓降低，當(dāng)熱敏打印頭溫度上升到肯定值時(shí)，TH電壓低于比較器U1B6參考電壓，則引7TC1U63Q1截止，繼電器斷開，熱敏打印頭加熱電源被切斷。同時(shí)主控器件檢測(cè)到比U1B7U1B的7THU1B6CPUU1B的7輸出照舊是低電平，繼電器保持?jǐn)嚅_；主控器件再次進(jìn)入中斷模塊，這樣就可以起到愛護(hù)熱敏打印頭的作用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊步進(jìn)電機(jī)是將輸入的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移的伺服電動(dòng)機(jī)。FTP－628LB1836M進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。LB1836M是低飽和、雙通道雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器件，常用于微4IN1、IN2IN3和IN4是步進(jìn)脈沖的輸入端，OUT1、OUT2、OUT3、OUT4 為步進(jìn)脈沖的輸出端分別與熱敏打印頭中電機(jī)對(duì)應(yīng)的、NA、B、NB相連接。UOT[1：4]與IN[1：4]OUT＝INVs機(jī)工作電流的大小，影響步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的快慢，打算走紙快慢，LB1836M輸入端PWM0、PWM1、PWM2、PWM3PWM通道PWMPWM0PWM2PWM1PWM3反相，PWM0PWM1π/2。7/11數(shù)據(jù)加載數(shù)據(jù)加載即將內(nèi)存緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)輸出到熱敏打印頭的移位寄存器中，然后進(jìn)打印。由于本設(shè)計(jì)接受的主控器件帶有串行外圍接口（SPI），所以將SPI 用于數(shù)據(jù)加載，使用SPI 加載數(shù)據(jù)，不但電路比硬件方式數(shù)據(jù)移位簡(jiǎn)化，而且較I/O口模擬串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序移位速度更快，從而整體提高了打印機(jī)性能。5所示，將主控器件設(shè)為主機(jī)，熱敏打印機(jī)內(nèi)部移位寄存設(shè)為從機(jī)，主控器件MC9S12D64 將打印的數(shù)據(jù)存入SPI 數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)開頭傳輸，數(shù)據(jù)通過串行時(shí)鐘線的同步信號(hào)循環(huán)移位8位，移入熱敏打印頭內(nèi)部的移位寄存器中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的加載。四、熱敏打印頭的工藝8/11熱敏打印頭可以分為厚膜工藝以及薄膜工藝兩類。一種薄膜和厚膜熱敏打印頭技術(shù)熱轉(zhuǎn)印打印頭技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)示于下表。加熱元件外形過程加熱薄膜厚度格外薄，在規(guī)章的矩形外形的表面上形成，以確保最大的傳熱面積，熱效率高，低生熱性，快速冷卻。與厚膜加熱技術(shù)相比，膜的厚度，加熱并沒有顯著的隙間，加熱效率是比較低的，加熱點(diǎn)的外形的厚度不規(guī)章，熱響應(yīng)速度不如薄膜更高，因而這需要高的熱響應(yīng)格外簡(jiǎn)單的熱歷史把握程序?？傊?，打印頭是難以適用日期代碼印刷和超細(xì)，超高速二維碼等用途。發(fā)熱體阻值的比較+/-15%,+/-1%"+/-3%X+/-3%的批次之間的差異也基本算是穩(wěn)定。假如不同加熱點(diǎn)之間存在阻值差異，會(huì)導(dǎo)致熱點(diǎn)之間的能量差，從而影響打印的水平與質(zhì)量。因此，厚膜印刷頭很難進(jìn)行彩色照片和黑白灰度打印就是由于連續(xù)色調(diào)的圖像變化。比較上述所說的加熱片的打印頭，電阻分布均勻，從而可以實(shí)現(xiàn)高速印刷。而且