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第8章LTPA245热敏打印机驱动设计

热敏打印机是利用发热元件产生热量，使紧贴在其表面的热敏纸迅速变色，从而在纸上

形成相应点阵字符或图形的一种打印机。相对于针式、笔式打印机，热敏打印机具有结构简

单、体积小、重量轻、噪声小、功耗低、印字质量高、价格便宜、运行成本较低及使用可靠

等一系列优点。已越来越广泛地应用于医疗仪器、银行柜员机及POS终端等各种便携式计算

机系统和智能化设备中，被认为是最合适的便携式硬拷贝输出设备。本章以精工（SEIKO）

SII生产的一款高速热敏打印机LTPA245为例，介绍一种通用热敏打印机的驱动设计。

8.1热敏打印机的工作原理

8.1.1热敏打印机结构原理

热敏式打印机的关键部件是打印头。它包含很多微型发热元件，这些发热元件一般采用

集成电路工艺和光刻技术，通过物理化学方法在陶瓷基片上加工制成。为防止发热元件与热

敏纸接触时产生的磨损，表面涂了一层类似玻璃的保护膜。目前的工艺水平已将发热元件的

密度做到8点/mm(分辨率达200dpi)、16点/mm，甚至更高。在印字速度低于100cps时，

热敏头寿命可达1亿字符，或记录纸滑行30km的可靠性。热敏打印机所用的打印纸不是普

通纸，而是经特殊处理过的感热记录纸。这种记录纸是将两种混合成份材料涂复在纸上而成，

基层纸上涂有一层几微米厚的白色感热生色层。在这个感热生色层上涂有无色染料和特殊生

色剂。为使他们能有效地附在纸上，在它们周围的空隙里还填充有粘合剂。感热生色层一经

加热，生色剂立即熔化，并熔进无色染料中，引起化学反应显出颜色，这一过程仅需几个毫

秒即可完成。

由于感热记录纸是受热后材料熔融引起化学反应而呈现颜色，如温度过高，新的合成物

质被分解，颜色又会消失。另外，这种物质在光的长时间作用下也会自动分解，所以感热记

录纸不能长期保存。虽然热敏打印机对打印纸有特殊要求，但是这种记录纸价格并不贵，无

需像针打那样经常要更换色带。因此，越来越多的智能化仪器仪表采用热敏打印机作为输出

设备。

8.1.2热敏打印机设计中需要注意的问题

为实现高品质的打印，在设计热敏打印机电路和控制时序时必须注意三个问题：

1.常能量控制

常能量控制指的是打印头上每一个发热元件发出的热量要相同，且保持一个常量，否则

打印出的字符颜色有深有浅，影响打印效果。发热元件每次发出的热量，除了与发热元件流

过的电流的大小和持续时间有关外，还与其本身的余热（如果前次已经通电发热）有关。它

的余热直接影响下一次发热元件传给打印纸的热量，从而影响打印效果。因此，热敏打印机

电路除了要检测环境温度外，还要记录每一个发热元件前一次状态，甚至前几次的通电发热

的状态，以决定本次究竟要给出多大热量（可以通过控制通电时间来确定）。打印速度越快，

这个问题就越重要。

2.大电流脉冲控制

由于打印时要同时激励的发热元件可能会很多，如一个分辨率为8点/mm，打印宽度为

72mm的打印头，一点行上要排列8×72=576个发热元件。尽管每个发热元件只要几十毫

安的电流，但若同时激励这些发热元件，总电流就很可观了，而且这种脉冲式的电流谐波分

量极其丰富，会给其它电路带来很大的干扰，甚至使打印电路失控，烧毁打印头发热元件。

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因此，发热元件通电驱动程序要仔细考虑，一般可将每点行分成几段，以几段为一组同时传

送，使电流变化比较平稳。

3.处理时间与CPU速度协调

由于打印速度较快，尽管每点行只需要几十个字节的数据，但必须在数毫秒内完成这些

数据的接收、处理、输出到打印头、常能量控制等一系列要求，故对CPU的速度就有较高的

要求。

8.2LTPA245热敏打印机

LTPA245是精工公司生产的一款高速热敏打印机，采用全新的结构及打印技术，小巧轻

便。分离式的压纸轴设计更便于上纸，加上低电压驱动，可实现两节锂电池供电。广泛应用

于测量分析仪、POS机、通讯设备或数据终端及各种便携式设备上，已成为目前热敏打印机

业界的最畅销机型，其外形结构如图8-1所示。

其性能特点为：

◆分离式压纸轴设计便于上纸

◆小巧轻便可应用于手持设备

◆优质耐用（打印头可连续打印超过50km）

◆准确快速（90mm/秒）

◆配有纸源感应器，自动检测上纸情况