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熱敏打印機(jī)的原理是,在淡色材料上(通常是紙)覆上一層透明膜,將膜加熱一段時(shí)間后變成深色(一般是黑色,也有藍(lán)色)。圖象是通過(guò)加熱,在膜中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成的。這種化學(xué)反應(yīng)是在一定的溫度下進(jìn)行的。高溫會(huì)加速這種化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)溫度低于60℃時(shí),膜需要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng),甚至長(zhǎng)達(dá)幾年的時(shí)間才能變成深色;而當(dāng)溫度為200℃時(shí),這種反映會(huì)在幾微秒內(nèi)完成。熱敏打印機(jī)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)小電子加熱器提供的。加熱器排成方點(diǎn)或條的形式由打印機(jī)進(jìn)行邏輯控制,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。控制加熱元素的同一邏輯電路,同時(shí)也控制著進(jìn)紙,因而能在整個(gè)標(biāo)簽或紙張上印出圖形。

最普遍的熱敏打印機(jī)使用一種帶加熱點(diǎn)陣的固定打印頭,打印頭設(shè)有320個(gè)方點(diǎn),每一點(diǎn)為0.25mm×0.25mm。利用這種點(diǎn)陣,打印機(jī)可把打印點(diǎn)在熱敏紙的任意位置上。這種技術(shù)已用于紙張打印機(jī)和標(biāo)簽打印機(jī)上。

熱敏紙是一種特殊的涂布加工紙,其外觀與普通白紙相似。熱敏紙表層光滑,是由普通紙張作為紙基,上面涂布一層熱敏發(fā)色層,都涂在普通紙張表面的一面,發(fā)色層是由膠粘劑、顯色劑、無(wú)色染料(或稱隱色染料)組成,沒(méi)有通過(guò)微膠囊予以隔開(kāi),化學(xué)反應(yīng)處于"潛伏"狀態(tài)。當(dāng)熱敏紙遇到發(fā)熱的打印頭時(shí),打印頭所打印之處的顯色劑與無(wú)色染料即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變色,形成圖文。

熱敏紙被置于70℃以上環(huán)境時(shí),熱敏涂層開(kāi)始變色。其變色的原因還要從它的成份談起。熱敏紙涂層中的熱敏成份主要是兩種:一種是無(wú)色染料或稱隱色染料;另外一種是顯色劑。這類熱敏紙也被稱為雙組分化學(xué)型熱敏記錄紙。

常用作無(wú)色染料的主要是:三苯甲烷基苯酞體系的結(jié)晶紫內(nèi)酯(CVL)、熒烷體系、無(wú)色苯酰亞甲基藍(lán)(BLMB)或螺吡喃體系等物質(zhì)。常用作顯色劑的主要是:對(duì)位羥基苯甲酸及其酯類(PHBB、PHB)、水楊酸、2,4-二羥基苯甲酸或芳族砜等物質(zhì)。

熱敏紙遇熱后無(wú)色染料與顯色劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生顏色,于是使用熱敏紙?jiān)趥髡鏅C(jī)上接收信號(hào)打印或直接用熱敏打印機(jī)打印時(shí),圖文就顯示出來(lái)了。由于用作無(wú)色染料的品種有許多種,所以顯現(xiàn)的字跡顏色就有不同,有藍(lán)色、紫紅色、黑色等。

熱敏打印技術(shù)最早使用在傳真機(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)控制熱敏單元的加熱,把熱敏紙上熱敏涂層加熱顯影。熱敏打印機(jī)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。熱敏打印機(jī)只能使用專用的熱敏紙,熱敏紙上涂有一層遇熱就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而變色的涂層,類似于感光膠片,不過(guò)這層涂層是遇熱后會(huì)變色,利用熱敏涂層的這種特性,出現(xiàn)了熱敏打印技術(shù)。

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(guò)一定電流時(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),在極短時(shí)間內(nèi)溫度就會(huì)升高,熱敏紙上的涂層就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),顯現(xiàn)色彩。

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),然后按照位圖數(shù)據(jù)的點(diǎn)控制打印機(jī)芯上的發(fā)熱元件通過(guò)電流,這樣就把打印數(shù)據(jù)變成打印紙上的打印內(nèi)容了。

相對(duì)于針式打印機(jī),熱敏打印具有速度快、噪音低,打印清晰,使用方便的優(yōu)點(diǎn)。但熱敏打印機(jī)不能直接打印雙聯(lián),打印出來(lái)的單據(jù)不能永久保存,如果用最好的熱敏紙,避光良好的狀態(tài)下,能保存十年。而針式打印可以打印雙聯(lián),而且如果用好的色帶的話,打印單據(jù)可以保存很久,但針式打印機(jī)打印速度慢,噪音大,打印字跡粗糙,需要經(jīng)常更換色帶。如果用戶需要打印發(fā)票,建議使用針式打印,其他打印其他單據(jù)時(shí),建議使用熱敏打印。

熱敏打印機(jī)根據(jù)其熱敏元件的排列方式可分為行式熱敏(Thermal Line Dot System)和列式熱敏(Thermal Serial Dot System)。列式熱敏屬于早期產(chǎn)品,主要應(yīng)用在一些對(duì)打印速度要求不高的場(chǎng)合,國(guó)內(nèi)已有作者在其產(chǎn)品中使用。行式熱敏屬20世紀(jì)90年代技術(shù),其打印速度比列式熱敏快得多,最快速度已達(dá)到230mm/秒。要實(shí)現(xiàn)高速熱敏打印,除了選取高速熱敏打印頭外,還必須有相應(yīng)的控制板與之配合。