热敏打印头的电阻值和偏差

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热敏打印头通过使电流流过电路板上的发热体而产生的焦耳热,使热敏纸或热转印色带等热反应材料发生反应,从而完成打印过程。决定热敏打印头发热特性的关键因素之一是电阻值。

热敏打印头内排列着很多发热元件,打印头内电阻值的偏差越小,各个元件受热就越均匀,从而能够减少打印浓度不均匀状况的出现。此外,在确定电阻值时,还需要考虑打印电压(VH)和打印速度。一般来说,较低的电阻值适合高电压和高速打印适合,而较高的电阻值则适合低电压和低速打印。

热敏打印头的电阻值是通过综合考虑发热体的平均电阻值(\(R_{ave}\))、公共电阻值(\(R_{com}\))以及驱动器导通电阻(\(R_{ic}\))来确定的。

为了获得良好的打印质量,需要理解每种电阻值的特性和作用,并设定适当的电阻值。

关于热敏打印头的电阻值

热敏打印头的电阻值大小以及其偏差情况,会对打印质量与能效产生重大影响。

由于电阻值会对整个电路的电流分配、发热量等产生影响,因此需要综合考虑平均电阻值(\(R_{ave}\))、公共电阻值(\(R_{com}\))以及驱动器导通电阻(\(R_{ic}\))之间的平衡,以设计出能够发挥良好性能的方案。

下面将结合热敏打印头本体的外观图和等效电路图示例,详细介绍这几种电阻值。

サーマルプリントヘッドの抵抗値について

① 平均电阻值(\(R_{ave}\))

平均电阻值(\(R_{ave}\))是发热体电阻(\(R_{res}\))与引线电阻(\(R_{lead}\))的总和,表示同一打印头内全部发热体的电阻值的平均值。根据发热体的电阻值,设定用来表示热敏打印头平均电阻值偏差的公差(%)。

当平均电阻值处于合适范围时,发热体的加热也会稳定,从而实现均匀的打印质量和高效节能。

\(R_{ave}\) = \(R_{res}\) + \(R_{lead}\):平均电阻值
\(R_{res}\):热体电阻
\(R_{lead}\):引线电阻

用公式来表示平均电阻值时,对于有N个发热点的打印头,将第i个发热体设为点编号#i,定义发热体电阻值为\(R_{resi}\),引线电阻(单独布线电阻)为\(R_{leadi}\),可以表示如下。

点编号#i的发热电阻值:

\(R_i=R_{\mathrm{res}i}+R_{\mathrm{lead}i}\)

发热体数量为N的热敏打印头的平均电阻值\(R_{ave}\)的计算公式如下:

\(R_{\mathrm{ave}}=\displaystyle \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N}R_i\)

在规格书中所记载的平均电阻值,即为通过上述计算得到的\(R_{ave}\)。

实际上,每个发热体的电阻值以及引线电阻(单独布线)的电阻值都存在一定的偏差。在热敏打印头的电阻值中,由于无法区分各个发热体电阻值与布线电阻值,因此并未考虑它们各自的电阻值。一般来说,引线电阻值小于发热体电阻值,所以其影响程度也较小。

虽然每个发热体电阻值\(R_{resi}\)和\(R_{leadi}\)存在偏差,但点编号#i的发热电阻值\(R_i\)是按照满足打印头平均电阻值\(R_{ave}\)的一定规格值的标准来制造的。

② 公共电阻(\(R_{com}\))

公共电阻是指对热敏打印头内的打印电压输入端(VH)到发热体之间的公共电极部位的布线(公共线)所设置的电阻。该电阻位于所有发热体共同连接的电路部分,用于控制电流并稳定整体电流(不包括发热体电阻值和引线电阻值)。

公共电阻值会因产品的尺寸和规格而有所不同。严格来说,每个点编号的公共电阻值都会有所变化,但通常以打印头内公共电阻值最高的中央点的公共电阻值为代表,设定为打印头的公共电阻值。

③ 驱动器导通电阻(\(R_{ic}\))

驱动器导通电阻是指热敏打印头产品内部的驱动电路处于导通状态时产生的电阻,即控制热敏打印头各个发热元件的开关导通时所形成的内部电阻。另外,驱动导通电阻会因所使用的驱动器IC的不同而变化。

若驱动器导通电阻过大,容易导致打印浓度过低;反之,若电阻过小,则可能导致电流过大,从而导致打印浓度不均匀。因此,要保证浓度均匀的打印质量,根据具体用途设计合适的驱动器导通电阻至关重要。另外,在选择晶体管等开关元件时,选用导通电阻尽可能低的元件,能够将电压降控制在最低限度,从而更大程度向发热元件供应电流。

驱动器IC的导通电阻值是针对每个点单独设置的。因此,不同点编号的电阻值会不同,但由于其变动幅度较小,并且会受到逻辑电压的影响,所以在计算时通常将其视为一个统一的值。

电阻值与打印电压(VH)、打印速度的关系

热敏打印头的电阻值与打印电压(VH)以及打印速度密切相关。

打印电压(VH)

打印电压是指施加在发热元件上的电压。打印电压越高,发热元件获得的电能就越多,温度也就越高。为了防止因高温导致的故障,需要根据实际使用的电压范围来设定发热体的电阻值。

打印速度

为了在高速打印时也能实现高品质打印,发热体需要在短时间内达到所需温度,并且能够迅速冷却。而当打印速度较慢时,由于其结构上会使散热速度减慢,所以在设计时已考虑到确保发热体不会过度发热。因此,通常情况下,高速打印时会设定较低的电阻值,低速打印时则会设定较高的电阻值。

打印速度是由打印一行点所需的时间,即打印周期(SLT)所决定的。

无论是应用于移动设备、POS,还是条码打印机以及其他领域,我们都能根据具体用途需求,提供相应的电阻值方案建议。如有相关需求,欢迎随时与我们联系咨询。

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