山西大众电子信息产业集团有限公司第三研究所 山西 030024
摘要:本文通过对军用加固打印机种类的基本介绍,阐述了不同种类军用加固打印机的工作原理以及环境指标对其性能的影响,并根据从事加固外部设备设计工作的经验积累，对军用加固打印机的关键技术、优缺点进行了重点介绍。
引言
军用加固打印机有很多种类，常用的有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机等。作为加固计算机系统中的外设产品，加固打印机在环境适应性方面要远高于普通商用机产品。根据使用环境的不同，可以采用不同的方式进行加固，通常分为先天加固和后天加固两类。先天加固主要是从元器件的温度、电应力、筛选；控制电路板的设计、器件的热设计、布局、EMC等；软件设计、打印机机架及机构设计和整机结构设计。后天加固主要采用环境适应性能较好的商用机产品，通过局部加热、散热、EMC，减振等措施，使商用机能够满足军用环境的使用要求。
一、加固针式打印机
针式打印机顾名思义就是利用打印头内的点阵撞针来撞击色带进而在打印纸上产生文字或图形，所以习惯叫它为针式打印机。目前使用比较普遍的是24针打印机，其打印速度要比喷墨打印机慢，而且精度较低、噪声也较大，但其在办公领域却有着不可替代的地位。这种现象主要是因为针式打印机具有许多喷墨打印机和激光打印机所不能比拟的优势——所使用耗材的成本非常低，而且还具有能利用压感纸多层套打、连续打印等诸多优势。社会拥有量可以说是最大的，在相当长的一段时间内这个情况并不会改变，由于其技术成熟度非常高，所以其工作的可靠性非常高。
1.1 工作原理
整个过程都是在CPU的控制进行的，字车电机带动打印头在轴上左右移动，输纸电机通过传动机构带动打印纸向前或向上移动。通过对打印头上每根针施以脉冲激励电压，使打印针瞬间出针击打色带，在纸上印字，无论字符、文字或图形都是由无数打印针击打色带形成的墨点组成。
1.2 加固关键及优缺点
替换或加固处理传动机构的塑料部件；元器件选用军品级，更换大功率驱动电机或驱动芯片 ；采用热设计对关键控制电路进行局部加热或散热；合理改变热敏电阻参数，适应高低温环境工作；选择匹配减振器进行二级减振。
优点：多层套打、耗材便宜、体积小、功耗低。
缺点：打印速度慢、分辨率较低、噪音较高。
二、加固喷墨打印机
喷墨打印机技术的发展日新月异，具有打印精度高、速度快、噪声低等优点。喷墨打印机在打印图像时，需要进行一系列的繁杂程序。当打印机喷头快速扫过打印纸时，它上面的无数喷嘴就会喷出无数的小墨滴，从而组成图像中的像素。其关键技术指标有以下两点：
a、分辨率DPI（Dot Per Inch）是每英寸所打印的点数，用来表示打印机打印的分辨率。这是衡量打印机打印精度的主要参数之一，该值越大表明打印机的打印精度越高。
b、打印速度PPM(Papers Per Minute)是每分钟打印的页数，这是衡量打印机打印速度的重要参数，是指连续打印时的平均速度。该值越大表明打印机的打印速度越快。
2.1 工作原理
在逻辑控制电路的控制下解释处理数据和打印命令，检测打印机的工作状态，以及操纵打印机的机械结构使墨水从喷嘴中喷出，形成小的墨滴，高速发射到印字介质上形成印字。组成：喷墨头、充电电极、偏转电极、墨水供应与过滤系统（包括墨水泵、墨水槽、过滤器、收集槽、回收器管道等）、相应的控制电路、电源组成。工作时，导电的墨水在墨水泵的高压作用下进入喷嘴，通过喷嘴形成一束极细的高速射流：
1）射流通过高频振荡发生器，断裂成连续均匀的墨水滴流。
2）在充电电极上施加一个静电场给墨水滴充电，所充电荷多少与墨滴喷在纸上的位置高低成正比。在充电电极上所加的电压越高，充电电荷就越多。
3）带不同电荷的墨滴，通过加有恒定高电压偏转电极形成的电场后，垂直偏转到所需的位置，电荷一直保持到墨滴落到记录纸上为止。
2.2 加固关键及优缺点
加固处理传动机构的塑料部件；元器件更换为电性能匹配的军品器件或大功率器件；采用加热器对关键控制电路和墨盒进行局部加热；合理选择原型机实现整机内置打印纸、前进纸、前出纸的功能；选择匹配减振器进行二级减振。
优点：打印速度较快、分辨率较高、噪音低、功耗低。
缺点：耗材较贵、低温适应性较差。
三、加固激光打印机
激光打印机是近几年快速发展的产品，图像输出效果几近完美．打印快速、高效，文本打印效果无出其右。越来越多的用户开始将激光打印机作为自己办公输出的首选打印机。无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印机，其基本工作原理是相同的，它们都采用了类似复印机的静电照相技术，将打印内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像，再转印到打印纸上形成打印内容。激光打印机的核心技术就是所谓的电子成像技术，这种技术融合了影像学与电子学的原理和技术以生成图像，核心部件是一个可以感光的硒鼓。硒鼓是一只表面涂覆了有机材料的圆筒，预先带有电荷，当有光线照射时，受到照射的部位会发生电阻的变化。计算机所发送来的数据信号控制着激光的发射，扫描在硒鼓表面的光线不断变化，有的地方受到照射，电阻变小，电荷消失，也有的地方没有光线射到，仍保留有电荷，最终，硒鼓表面就形成了由电荷组成的潜影。被充电的纸张经过硒鼓时，墨粉被吸附到纸上成为打印图像。由于碳粉容易脱落，因此打印纸还要经过一个加热辊以使碳粉紧密地吸附在纸上。
3.1 工作原理
激光打印机一般分成6大系统： 1、Power System(供电系统) 2、DC controller System(直流控制系统) 3、formatter System(接口系统) 4、Laser/Scanner System(激光扫描系统) 5、Image formation System (成像系统) 6、Pick-up/Feed System(搓纸系统)。利用激光扫描，在硒鼓上形成电荷潜影，然后吸附墨粉，再将墨粉转印到打印纸上，只不过黑白激光打印机只有一种黑色墨粉，而彩色激光打印机要使用黄、品、青、黑四种颜色的墨粉。
3.2 加固关键及优缺点
碳粉在高温高湿条件下易结块；多边形旋转马达、发光控制电路、透镜组等激光扫描系统的加固处理；根据需要采用军品电源供电系统；对大功率器件进行导热设计；进出纸结构设计实现打印机整机内置打印纸、前进纸、前出纸的功能；选择匹配减振器进行二级减振。
优点：打印速度快、分辨率高、噪音低。
缺点：耗材贵、碳高温高湿适应性差、功耗较高。
结束语
综上所述，通过进行加固设计，无论是加固针式打印机、加固喷墨打印机还是加固激光打印机，在车载、舰载、机载等工作环境都有其固有的、不可替代的特性，通过加固设计后可以满足不同特殊环境下的使用要求。
参考资料：
［1］杨 俊，《抗恶劣环境外部设备》，西安电子科技大学出版社
［2］赵继文，《打印机原理与维修》，西安电子科技大学出版社
论文作者:张勇
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/11/1
标签：打印机论文; 电荷论文; 激光打印机论文; 墨水论文; 纸上论文; 硒鼓论文; 环境论文; 《城镇建设》2019年第18期论文;