打印机技术研究和未来应用发展趋势初探
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一
、
印字机构中心部件为 电磁驱动的打印针。打字信 息电磁激发打印针作机械推送 运动敲击涂有 不 同颜色的色带 ，从而在 色带下的 白纸上 留下 色 点，多点阵列逐 点敲击 便可完成 印字和 图像 ； 另外 ，由于打击纸 面力量够大 ，所 以可完成 票 据的多层复 写打印 。这类打 印机 的设计，我总 觉得是老式英文机械式打字机 的继承和发展 。 ２ ． 喷 墨打 印机 印字部 件为 墨 水和 墨盒 。 由于喷墨打 印机体 积小巧 ，质量很轻 ，价格 又 相当 的便宜 ，它 不但 可 以打印文字 ，还 可以打 针彩色照片 ，所 以为家庭使入 门的首选 。但 广 大用户很快 就发现发明喷墨打 印机 原始 厂家在 营 销上 的价 格 陷阱 ：这种 打 印机 虽然 整机 价 格便 宜，但补 充小瓶装墨水和 小墨盒 的钱却较 贵 。近几年 ，国 内企业 已打破 了国外厂商对墨 水价格垄 断，再加上淘宝客对 墨盒技 术上的再
利用 ，使 小瓶装墨水和小墨盒价 格有 了大幅 的 下 降。从技术而言 ，喷墨打 印机 印字关键部件 是 墨盒 ，墨盒制造关键是喷嘴 ，喷嘴又可分压
电式和气 泡式两种 。压 电喷 墨技术是利用压 电 陶 瓷在 电压作用下发生形变 ，挤 压喷头中的墨 水 ，使喷嘴 中的墨汁喷 出，在 纸上形成文字或 图 １ 打 印 机 组 成框 图 图案 ；气 泡式喷墨系统又称为 电热式 ，将短脉 把上述材料先加工成细细的粉末或液体，那么 １ ． 电源 系统 ：根据 需要将 输入 的２ ２ ０ 伏工 冲 电流作用于加热器件上产 生蒸汽，形成很小 在 理论 上都 是 可 以用 来 做打 印材 料 的， 问题 频交流 电被 调控为高压 、低 压、直流 电，为打 的气 泡，气泡受热膨胀形成较 大的压力 ，压迫 是我们 究竟是要做什么 ，打 印什么有价值 的３ Ｄ 印机其它系统供 电。 墨滴喷出喷嘴 ，从而达 到打印图像的 目的 ，家 产 品？ 我们 可 以用 细胞打 印器官 ，用陶瓷 打印 ２ ． 接 口系统：是打印机和计算机连接 的桥 用 的常用气泡式一体式墨盒。 假牙 ，用塑料 打印头像 ，用钛合金 打印飞机部 梁 ，它负责把计算机传 递过来的打印信 息进行 ３ ． 激 光打印机印字部件墨粉和硒鼓 。其 实 件 ，用 面粉打印汉堡包 …，我们欣 喜地看到， 暂存和传 递 。以前 多采用并口，但并 口体积较 这样 说不够严格 ，在这 里我主要是为便于与 上 现在 它们都一一实现 了。但等待我们 的还有很 大而遭淘汰 ，现 多被Ｕ Ｓ Ｂ 接 口所取代。 述两款打 印机对应 比较才 这样说 。其实激光 打 多不 同 的应 用 方 向，面 临着 不 同材料 技术 突 ３ ． 控制 电路 ：通常包括微 处理器 、Ｒ Ｏ Ｍ 和 印机相对于上述两种打 印机而言 ，技术要复 杂 破 ，这 是非常重要 的，也是 未来支持打印机技 Ｒ Ａ Ｍ 存储器等 其 中Ｒ Ｏ Ｍ 主要用来存储打 印机 的 得多 ，它是集光 、机 、电一体化的精密设备 。 术不断向前发展最重要 的动力源。 管 理程 序 ，Ｒ Ａ Ｍ 主要 用来接 收和分析 接 口系 统 激光打印机 印字 必须通 过感光 、充 电、显影 、 ３ ． ３ Ｄ 打 印机 在 “ 定 型打 印”应 用技 术上 传递 过来的页面 打印信息 ，微处理器主要用 来 转印 、定影 、消影 等六 个工作步骤才 能完成 。 的突破 为 了让粉末或 液体材 料最后能逐层打 协 调控制搓纸 系统 、内容系统 、印字 系统之间 具体 印字过程如 下： ． 首先激光器受打字信 息控 印 、堆砌 成型 ，科 学家 们 发 明了多 种定 型技 的工作 ，并完成 一系列传感器 的监测 ，是打印 制完成对感光鼓 扫描、曝光；然后鼓粉组件 完 术。主要有 ； 机的 “ 大脑 ”。 成充 电、感光 、显影 ３ 个步骤 产生 墨粉图像 ； （ １ ） 熔 融沉积 快速成型 技术 ：它 是将热熔 ４ ． 搓纸系统 ：该名称仅对于 纸平 面打印机 其次转 印组件是将 感光鼓表面上 的墨粉 图像转 性打 印材 料 先做成 丝线 状 ，通 过微 细喷 嘴喷 较为合适 ，而 对于３ Ｄ 打针机来说 不够 贴切，严 印到纸上 ；最后 定影组件通过 高温 、热压将墨 出，沉积在制作 面板 或者前一层 已固化 的材料 格来说它是 一个位 置定位控制系 统。纸平面打 粉融化 固定在 打印纸上 。激光打 印机 刚推 出时 上 ，温度低于 固化温度 后开始固化 ，通过材料 印机主要 由进 纸系统和 出纸系统 构成 ，定位相 价格较贵 ，但随着技术 的普及和进 步，价格也 的层层堆积形成最终定型成产 品 对简单 ，打 印纸在 整个输纸路 中的走 动都是有 已经落到普通百姓家庭 也乐意购置 的程度 。 （ ２ ） 光 固化成型技术 ：它只适合于光敏树脂 严格 的时间范围，对走纸具体置 的监控则是通 这三种打 印机其 它方面的特性 比较 ，列表 为打 印材料 的３ Ｄ 打印 。它通过紫外光或者 其他
打 印的方式来构造物体 的技术 。从收集的各方 资料来看 ，３ Ｄ 打 印机从打 印人体器 官到打印飞 机 部件 ，几乎无所不 能。那 么它在技术上有哪 些突破 呢？ １ ． ３ Ｄ 打印机在 “ 逐层打印 ”应用技术上 的 突破。我们认为３ Ｄ 打 印首先 是在 “ 逐层打印 ” 理念和意识上 的创新发 明。在 高等数学上早就 告诉 我们 对复 杂外 形物 体 分析 的微 、积 分原 理，在医院身体检查 时也看到过ｃ Ｔ 对我们身体 逐层扫描对我们 身体截面 片化后的细致剖析 。
打 印机作 为Ｐ Ｃ 输 出设备 已经 普及 ，种 类 也很多 。在办公室或 家庭 大多采用喷墨 打印机 和 激光打印机 ，传 真则使用热敏式 打印机 ，而 针 式打印机则 常常用 于票据打 印场合 ；另外， 还有热转 印打 印机 和大幅面打 印机等专业 打印 机 应用于广告制作 、室内装璜等领域 。由此可 见， 自１ ９ ６ ８ 年推 出世界上第一 台Ｐ Ｃ（ 针 式）打 印机 以来 ，Ｐ Ｃ 打 印机 应用服务领域 正在 不断拓 展之 中。而最近被 媒体大肆宣扬给 世界带来第 三次工业革命 的是 “ ３ Ｄ 打印机 ” （ 官方称 增材 制造技术 ，又称 快速成型技术 ），让人看到打 印机应用技术研究前途未仍然不可限量 。 打印机基本技术研究 打 印机种类繁 多，但 作为Ｐ ｃ 输出设备的打 印机其组成 则基本相仿 ，我将它们 归结为如 图 ｌ 所示的几个组成部分。
所 以，官方最终将３ Ｄ 打印技术称之为增材制造
是恰如其分 、很容 易被 人理解和接受的 。过去 我们是找一大块 原材料 ，通过雕刻 ，弃废料 出 产品 ，做 的是减法 ｛现在我们是找很多块 小原 材料 ，通过堆砌 出产 品，做的是加法 。在做加 法过程 中，几 乎没有 废料，节省 了原材料 ，还 实现 了快速制造。 ． ２ ． ３ Ｄ 打 印机在 “ 打 印材 料 ”应用技 术 上 的突破 。为 了实现增材制造和快速成 型，寻找 打 印材料 是非常重要的 。而世界之大 ，材 料繁 多 ，特性 更中干差万别 。有塑料 、金属 ，还有 细 胞 、泥浆 ，甚至 有面粉 、 巧克 力 ，只要 先
Ｉ 一 学 变蕴…………………………一
打印机 技术研 究和未来应用发展趋势初探
健雄职业技术学院
【 关键词 】打 印机 ；技术 ；印字部件 趋势
陈 清
【 摘要 】本 文通过对打 印机基本技术的梳理，清晰打 印机新技术的研究重点在 于印字部件 ，结合对现有３ Ｄ打 印机技术特点的分析 ，展 望电子专业３ Ｄ 打 印பைடு நூலகம் 的研究方 向
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印字机构中心部件为 电磁驱动的打印针。打字信 息电磁激发打印针作机械推送 运动敲击涂有 不 同颜色的色带 ，从而在 色带下的 白纸上 留下 色 点，多点阵列逐 点敲击 便可完成 印字和 图像 ； 另外 ，由于打击纸 面力量够大 ，所 以可完成 票 据的多层复 写打印 。这类打 印机 的设计，我总 觉得是老式英文机械式打字机 的继承和发展 。 ２ ． 喷 墨打 印机 印字部 件为 墨 水和 墨盒 。 由于喷墨打 印机体 积小巧 ，质量很轻 ，价格 又 相当 的便宜 ，它 不但 可 以打印文字 ，还 可以打 针彩色照片 ，所 以为家庭使入 门的首选 。但 广 大用户很快 就发现发明喷墨打 印机 原始 厂家在 营 销上 的价 格 陷阱 ：这种 打 印机 虽然 整机 价 格便 宜，但补 充小瓶装墨水和 小墨盒 的钱却较 贵 。近几年 ，国 内企业 已打破 了国外厂商对墨 水价格垄 断，再加上淘宝客对 墨盒技 术上的再
利用 ，使 小瓶装墨水和小墨盒价 格有 了大幅 的 下 降。从技术而言 ，喷墨打 印机 印字关键部件 是 墨盒 ，墨盒制造关键是喷嘴 ，喷嘴又可分压
电式和气 泡式两种 。压 电喷 墨技术是利用压 电 陶 瓷在 电压作用下发生形变 ，挤 压喷头中的墨 水 ，使喷嘴 中的墨汁喷 出，在 纸上形成文字或 图 １ 打 印 机 组 成框 图 图案 ；气 泡式喷墨系统又称为 电热式 ，将短脉 把上述材料先加工成细细的粉末或液体，那么 １ ． 电源 系统 ：根据 需要将 输入 的２ ２ ０ 伏工 冲 电流作用于加热器件上产 生蒸汽，形成很小 在 理论 上都 是 可 以用 来 做打 印材 料 的， 问题 频交流 电被 调控为高压 、低 压、直流 电，为打 的气 泡，气泡受热膨胀形成较 大的压力 ，压迫 是我们 究竟是要做什么 ，打 印什么有价值 的３ Ｄ 印机其它系统供 电。 墨滴喷出喷嘴 ，从而达 到打印图像的 目的 ，家 产 品？ 我们 可 以用 细胞打 印器官 ，用陶瓷 打印 ２ ． 接 口系统：是打印机和计算机连接 的桥 用 的常用气泡式一体式墨盒。 假牙 ，用塑料 打印头像 ，用钛合金 打印飞机部 梁 ，它负责把计算机传 递过来的打印信 息进行 ３ ． 激 光打印机印字部件墨粉和硒鼓 。其 实 件 ，用 面粉打印汉堡包 …，我们欣 喜地看到， 暂存和传 递 。以前 多采用并口，但并 口体积较 这样 说不够严格 ，在这 里我主要是为便于与 上 现在 它们都一一实现 了。但等待我们 的还有很 大而遭淘汰 ，现 多被Ｕ Ｓ Ｂ 接 口所取代。 述两款打 印机对应 比较才 这样说 。其实激光 打 多不 同 的应 用 方 向，面 临着 不 同材料 技术 突 ３ ． 控制 电路 ：通常包括微 处理器 、Ｒ Ｏ Ｍ 和 印机相对于上述两种打 印机而言 ，技术要复 杂 破 ，这 是非常重要 的，也是 未来支持打印机技 Ｒ Ａ Ｍ 存储器等 其 中Ｒ Ｏ Ｍ 主要用来存储打 印机 的 得多 ，它是集光 、机 、电一体化的精密设备 。 术不断向前发展最重要 的动力源。 管 理程 序 ，Ｒ Ａ Ｍ 主要 用来接 收和分析 接 口系 统 激光打印机 印字 必须通 过感光 、充 电、显影 、 ３ ． ３ Ｄ 打 印机 在 “ 定 型打 印”应 用技 术上 传递 过来的页面 打印信息 ，微处理器主要用 来 转印 、定影 、消影 等六 个工作步骤才 能完成 。 的突破 为 了让粉末或 液体材 料最后能逐层打 协 调控制搓纸 系统 、内容系统 、印字 系统之间 具体 印字过程如 下： ． 首先激光器受打字信 息控 印 、堆砌 成型 ，科 学家 们 发 明了多 种定 型技 的工作 ，并完成 一系列传感器 的监测 ，是打印 制完成对感光鼓 扫描、曝光；然后鼓粉组件 完 术。主要有 ； 机的 “ 大脑 ”。 成充 电、感光 、显影 ３ 个步骤 产生 墨粉图像 ； （ １ ） 熔 融沉积 快速成型 技术 ：它 是将热熔 ４ ． 搓纸系统 ：该名称仅对于 纸平 面打印机 其次转 印组件是将 感光鼓表面上 的墨粉 图像转 性打 印材 料 先做成 丝线 状 ，通 过微 细喷 嘴喷 较为合适 ，而 对于３ Ｄ 打针机来说 不够 贴切，严 印到纸上 ；最后 定影组件通过 高温 、热压将墨 出，沉积在制作 面板 或者前一层 已固化 的材料 格来说它是 一个位 置定位控制系 统。纸平面打 粉融化 固定在 打印纸上 。激光打 印机 刚推 出时 上 ，温度低于 固化温度 后开始固化 ，通过材料 印机主要 由进 纸系统和 出纸系统 构成 ，定位相 价格较贵 ，但随着技术 的普及和进 步，价格也 的层层堆积形成最终定型成产 品 对简单 ，打 印纸在 整个输纸路 中的走 动都是有 已经落到普通百姓家庭 也乐意购置 的程度 。 （ ２ ） 光 固化成型技术 ：它只适合于光敏树脂 严格 的时间范围，对走纸具体置 的监控则是通 这三种打 印机其 它方面的特性 比较 ，列表 为打 印材料 的３ Ｄ 打印 。它通过紫外光或者 其他
打 印的方式来构造物体 的技术 。从收集的各方 资料来看 ，３ Ｄ 打 印机从打 印人体器 官到打印飞 机 部件 ，几乎无所不 能。那 么它在技术上有哪 些突破 呢？ １ ． ３ Ｄ 打印机在 “ 逐层打印 ”应用技术上 的 突破。我们认为３ Ｄ 打 印首先 是在 “ 逐层打印 ” 理念和意识上 的创新发 明。在 高等数学上早就 告诉 我们 对复 杂外 形物 体 分析 的微 、积 分原 理，在医院身体检查 时也看到过ｃ Ｔ 对我们身体 逐层扫描对我们 身体截面 片化后的细致剖析 。
打 印机作 为Ｐ Ｃ 输 出设备 已经 普及 ，种 类 也很多 。在办公室或 家庭 大多采用喷墨 打印机 和 激光打印机 ，传 真则使用热敏式 打印机 ，而 针 式打印机则 常常用 于票据打 印场合 ；另外， 还有热转 印打 印机 和大幅面打 印机等专业 打印 机 应用于广告制作 、室内装璜等领域 。由此可 见， 自１ ９ ６ ８ 年推 出世界上第一 台Ｐ Ｃ（ 针 式）打 印机 以来 ，Ｐ Ｃ 打 印机 应用服务领域 正在 不断拓 展之 中。而最近被 媒体大肆宣扬给 世界带来第 三次工业革命 的是 “ ３ Ｄ 打印机 ” （ 官方称 增材 制造技术 ，又称 快速成型技术 ），让人看到打 印机应用技术研究前途未仍然不可限量 。 打印机基本技术研究 打 印机种类繁 多，但 作为Ｐ ｃ 输出设备的打 印机其组成 则基本相仿 ，我将它们 归结为如 图 ｌ 所示的几个组成部分。
所 以，官方最终将３ Ｄ 打印技术称之为增材制造
是恰如其分 、很容 易被 人理解和接受的 。过去 我们是找一大块 原材料 ，通过雕刻 ，弃废料 出 产品 ，做 的是减法 ｛现在我们是找很多块 小原 材料 ，通过堆砌 出产 品，做的是加法 。在做加 法过程 中，几 乎没有 废料，节省 了原材料 ，还 实现 了快速制造。 ． ２ ． ３ Ｄ 打 印机在 “ 打 印材 料 ”应用技 术 上 的突破 。为 了实现增材制造和快速成 型，寻找 打 印材料 是非常重要的 。而世界之大 ，材 料繁 多 ，特性 更中干差万别 。有塑料 、金属 ，还有 细 胞 、泥浆 ，甚至 有面粉 、 巧克 力 ，只要 先
Ｉ 一 学 变蕴…………………………一
打印机 技术研 究和未来应用发展趋势初探
健雄职业技术学院
【 关键词 】打 印机 ；技术 ；印字部件 趋势
陈 清
【 摘要 】本 文通过对打 印机基本技术的梳理，清晰打 印机新技术的研究重点在 于印字部件 ，结合对现有３ Ｄ打 印机技术特点的分析 ，展 望电子专业３ Ｄ 打 印பைடு நூலகம் 的研究方 向
