Плотери: призначення, класифікація та ключові характеристики.

Завдання виведення інформації, представленої в графічній формі, виникло одночасно з появою комп’ютерних систем.

Плотер (графопобудувач) – пристрій для автоматичного викреслювання з великою точністю малюнків, схем, складних креслень, карт і іншої графічної інформації розміром до A0.

Пір'яні плотери – це електромеханічні пристрої векторного типу, які традиційно виводять графічні зображення з різних векторних програм (типу AutoCAD) (рис.3.1). Такі плотери створюють зображення за допомогою елементів, які узагальнено називають пір'ям, вони відрізняються один від одного видом рідкого барвника. Пишучі елементи бувають одноразові і багаторазові (допускають перезарядку). Перо кріпиться в утримувачі пишучого вузла, який має одну або два ступені свободи переміщення.

 

Рис.3.1. Пір’яний плотер.

 

Існують наступні типи пір’яних плотерів:

Ø планшетні, в яких папір нерухомий, а перо переміщається по усій площині зображення;

Ø барабанні (чи рулонні), в яких перо переміщається уздовж однієї осі координат, а папір – уздовж іншої.

Точність виведення інформації барабанним плотером нижча, ніж планшетним, але він більш компактніший і може відрізувати від рулону лист необхідного розміру автоматично, що і визначило їх домінування на ринку.

Відмітною особливістю пір’яних плотерів є висока якість зображення і хороше перенесення кольорів при використанні кольорових пишучих елементів. На жаль, швидкість виведення інформації в пір’яних плотерах невисока, навіть при використанні швидкої механіки і спробах оптимізації процедури малювання; існує і проблема підбору пари носій - чорнила.

Олівцево-пір'яні плотери (різновид пір'яних) – відрізняються можливістю

Рис.3.2. Олівцевий плотер.

установки спеціалізованого вузла, з цанговим механізмом для використання звичайних олівцевих грифелів, який забезпечує постійне зусилля натиску грифеля на папір і його автоматичне подання при сточуванні. В результаті не вимагається постійно стежити за процесом виведення інформації, як при експлуатації пір’яних плотерів, в яких може засмічуватися канал витікання барвника (рис.3.2).

Додаткові переваги олівцевої технології:

- барвник олівцевих грифелів не висихає і олівець пише при будь-якій швидкості;

- олівець дозволяє малювати на будь-яких паперових носіях, у тому числі і не дуже високої якості; при цьому зображення якісні, дають хороші відбитки при копіюванні, і в той же час їх можна коригувати гумкою;

- грифелі просто купити, значно економлячи на витратних матеріалах.

Пір’яні та олівцево – пір’яні плотери особливо привабливі для тих, кому важливіше якість, ніж кількість зображень, при скромному бюджеті.

Рис.3.3. Ріжучий плотер Graphtec CE5000-60

Ріжучий плотер – має замість пишучого вузла, різальний. Основний інструмент – невеликий гостро заточений ніж. Єдина різниця між різальним і звичайним плотером полягає в більшій силі натиску (рис.3.3).

Рис.3.4. Струменевий плотер.

Струменеві плотери (рис.3.4) поширилися з розробкою фірмою Canon технології створення реактивної бульбашки (Bubblejet) – спрямованого розпиляння чорнила на папір за допомогою сотень найдрібніших форсунок одноразової друкарської голівки. Кожній форсунці відповідає свій мікроскопічний нагрівальний елемент (терморезистор), який миттєво (за 7-10 мкс) нагрівається під впливом електричного імпульсу. Чорнило закипає, і пари створюють бульбашку, яка виштовхує з форсунки краплю чорнила. Коли імпульс закінчується, терморезистор так же швидко остигає, а бульбашка зникає.Друкуючі голівки можуть бути кольоровими і мати відповідне число груп форсунок.

Струминна технологія має ряд достоїнств. Сюди можна віднести простоту реалізації, високе розділення, низьку потужність споживання і відносно високу швидкість друку, друк на великих форматах (до А0). Невисока швидкість виведення графічної інформації і вицвітання з часом отриманого кольорового зображення без використання спеціальних заходів (ламінування або спеціального паперу) обмежує їх застосування.

 

 

Електростатичні плотери - грунтуються на технології створення прихованого електричного зображення на поверхні спеціального електростатичного паперу, робоча поверхня якого покрита тонким шаром діелектрика, а основа просочена гідрофільними солями для забезпечення необхідної вологості і електропровідності. Коли папір проходить через проявляючий вузол з рідким намагніченим тонером, частки тонера осідають на заряджених ділянках паперу (рис.3.5). Повна колірна гамма виходить за чотири цикли створення прихованого зображення і проходу носія через чотири проявляючі вузли з відповідними тонерами.

Електростатичні плотери можна було б вважати ідеальними пристроями, якби не необхідність підтримки стабільної температури і вологості в приміщенні, необхідність ретельного обслуговування і їх висока вартість.

Для досягнення максимальної ефективності електростатичні плотери зазвичай працюють як мережеві пристрої, для чого забезпечені мережевими адаптерами. Важливі також висока стійкість зображення до дії ультрафіолетових променів і невисока (на рівні вартості високоякісної друкарської) вартість електростатичного паперу. Такі плотери застосовують при високій автоматизації проектних робіт і в геоінформаційних системах.

Рис.3.5. Електростатичний плотер.

 

Плотери прямого виведення зображення – зображення створюється на спеціальному термопапері (просоченому теплочутливою речовиною) мініатюрними нагрівачами по всій довжині плотера. Термопапір, який подається з рулону, міняє колір в місцях нагріву. Зображення виходить високоякісним (роздільна здатність до 800 dpi), але тільки монохромним.

Враховуючи високу надійність плотерів прямого виведення, продуктивність (може досягати 50 листів формату А0 в день) і низькі експлуатаційні витрати, їх використовують у великих проектних організаціях для виведення перевірочних копій. У зв'язку з цим в їх стандартну конфігурацію входить мережевий адаптер.

Плотери на основі термопередачі – між термонагрівачами і папером (чи прозорою плівкою) розміщується тонка (завтовшки 5-10 мкм) стрічка з фарбувальним шаром на восковій основі з низькою температурою плавлення.

В процесі виведення інформації паперовий лист з накладеною на нього стрічкою проходить під друкарською голівкою, яка складається з тисяч найдрібніших нагрівальних елементів. Віск в місцях нагріву розплавляється, і пігмент залишається на листі. За один прохід наноситься один колір, все зображення виходить за чотири проходи.

Така технологія друку досить дорога, оскільки на кожен лист кольорового зображення витрачається в чотири рази більше фарбувальної стрічки, чим на лист монохромного.

Рис. 3.6. Лазерний плотер.

Лазерні (світлодіодні) плотери – базуються на електрографічній технології, в основу якої покладені фізичні процеси внутрішнього фотоефекту у світлочутливих напівпровідникових шарах селеновмісних матеріалів і силова дія електростатичного поля (рис.3.6). Проміжний носій зображення (фотобарабан, що обертається) заряджається, а промінь світла знімає цей заряд, створюючи приховане електростатичне зображення, яке притягує намагнічений тонер і потім переноситься на папір. Після цього папір з нанесеним тонером проходить через нагрівач, внаслідок чого частки тонера запікаються, створюючи зображення.

Створення прихованого зображення на барабані відбувається за допомогою лазера, а для управління переміщенням лазерного променя служила складна система дзеркал. Уникнути складнощів з оптикою і зробити систему простішою, легшою, надійнішою дозволило застосування лінійок напівпровідникових світло діодів (light - emitting diode - LED).

LED - плотери стають усе більш популярними, хоча за вартістю порівнянні з монохромними електростатичними.

Лазерні і LED - плотери мають високу швидкодію (лист формату А1 виводиться менш ніж за півхвилини), мають вбудований мережевий адаптер, як витратний матеріал використовують звичайний папір. Час від часу передрікають появу кольорових лазерних плотерів, але поки що це занадто дорога технологія.

Основні параметри плотерів:

Параметри носія:

1. Тип носія безпосередньо впливає на експлуатаційні витрати: чим дорожче і незвичайніший носій, тим вони вищі.

2. Максимальний розмір листа при використанні заздалегідь нарізаних або максимальна ширина листа носія при використанні рулонного носія.

3. Формат листа визначає максимальний стандартний формат, який може бути вписаний в розмір робочого поля.

4. Довжина носія для рулонних плотерів залежить від його товщини (чим тонше носій, тим він довший), оскільки допустимий діаметр рулону обмежений. Іноді можна зустріти параметр – максимальна товщина носія. Зрозуміло, що мала товщина носія звужує можливості використання плотера.

Параметри точності:

Характеристики, які приводяться в технічній документації, вимагають додаткового аналізу, оскільки не існує універсального показника точності і ці показники у різних типів плотерів характеризують фактичні різні параметри.

1. Механічна точність має сенс тільки для пір'яних плотерів і характеризує точність механічної системи позиціонування пишучого вузла.

2. Роздільна здатність, яка задається програмно, визначає, з якою точністю можуть кодуватися координати в графічному файлі. До точності координат у вихідному кресленні цей параметр має дуже віддалене відношення, оскільки зазвичай істотно перевищує механічну точність плотера.

3. Роздільна здатність друку – використовується в растрових плотерах, чим більше крапок на сантиметр може відобразити плотер, тим якісніше зображення. Роздільна здатність повноколірного друку для деяких видів кольорових плоттерів (наприклад, струменевих) менший, ніж роздільна здатність монохромного друку.

4. Точність – цей параметр, вказаний в явному виді для пір'яних плоттерів, відповідає дійсності тільки при дотриманні певних умов (використання паперу з підвищеною шорсткістю, не зношеність деталей).

5. Повторюваність – цей параметр дуже важливий для пір'яних плотерів і визначає точність, з якою плотер багаторазово позиціонує пишучий вузол в одній і тій же точці в процесі малювання.

6. Погрішність зупинки пера характеризує величину погрішності позиціонування пишучого вузла пір'яних плотерів, яка виникає при зупинці вузла в початкову точку.

Параметри продуктивності:

1. Швидкість друку, або переміщення носія (для растрових плотерів) – визначає максимально технічно можливу швидкість друку вже підготовленої інформації. При виборі плотера корисно знати швидкодію його процесора.

2. Максимальна швидкість взаємного переміщення пишучого вузла і носія (для пір'яних плотерів). Реальна швидкість малювання визначається максимальною швидкістю нанесення безперервної лінії пишучим вузлом і максимальним прискоренням переміщення пишучого вузла.

Пам’ять:

Для поліпшення функціональних показників (швидкодія, зручність роботи, автономність) плотер має вбудовану пам'ять, в яку завантажується графічна інформація.

Стандартний буфер – це оперативна пам'ять в плотері стандартної конфігурації (зазвичай для широкоформатних плотерів від 1 Мб). У деяких моделях плотерів можна встановлювати додаткову пам'ять, місткістю до 64 Мб.

Для пір'яних плотерів розмір пам'яті визначає тільки здатність працювати в автономному режимі після завантаження файлу креслення.

Для растрових плотерів це дуже важливий параметр, оскільки він визначає роздільну здатність і формат зображення.

Формати даних:

Як вже вказувалося, існує два принципи створення зображення - векторний і растровий. Перший характерний для пір'яних плотерів, а другий - для усіх інших.

Для того, щоб плотер працював з вибраним програмним забезпеченням, необхідно упевнитися, що формати даних і графічні мови, що підтримуються плотером і цим програмним забезпеченням, співпадають.

Ряд фірм-виробників випускає моделі плотерів з можливістю підключення додаткових функціональних блоків, які дозволяють розширювати набір графічних мов і форматів даних. Найчастіше це робиться для мови PostScript.

Креслярські характеристики:

1. Колірна палітра – для кольорових растрових плотерів цей параметр характеризує максимально можливу кількість кольорів, з якою здатний працювати плотер, але кількість кольорів завжди менше і визначається числом кольорів однорідної заливки.

2. Число типів ліній – цей параметр використовується для характеристики векторної графіки і визначає для деяких плотерів кількість вбудованих типів ліній. Наявність вбудованих типів ліній не означає, що креслення не може містити і більшого числа ліній, оскільки ряд комп'ютерних програм готує дані для виводу на плоттер, не використовуючи вбудовані типи ліній.

3. Число штрихувань – цей параметр характеризує кількість вбудованих (апаратно реалізованих) видів штрихувань. Він, як і число типів ліній, не належить до критичних.

Параметри, характерні тільки для пір’яних плотерів:

1. Тиск на пишучий елемент – визначає тип пишучого елементу. Надмірно високий тиск на пишучий елемент, може привести до заминання або прорізання носія, а також псування пишучого елементу, а при недостатньому тискові не можливо буде намалювати безперервні лінії.

2. Тип пишучого елементу – чим більший список типів елементів (а до їх числа можуть входити фломастери, кулькові стержні і рапідографи з різними характеристиками), тим простіше буде знайти витратні матеріали для плоттера.

3. Число пишучих елементів – цей параметр визначає можливе число кольорів, що одночасно відображуються, або ширину ліній на кресленні.

Питання для самоперевірки:

1. Охарактеризуйте тенденції розвитку сучасних копіювальних засобів.

2. Які технології друку ви вважаєте перспективними?

3. Дайте визначення поняттю «плотер»?

4. Які види плотерів ви знаєте?

5. Чим відрізняється ріжучий плотер від інших плотерів?

6. Яка особлива перевага олівцево – пір’яних плоотерів?

7. Опишіть технологію друку електростатичного плотера.

8. Яку технологію для друку використовують лазерні плотери. Опишіть принцип функціонування лазерного плотера.

9. Опишіть ключові характеристики плотерів.

10. Для чого потрібна вбудована пам’ять у плотерів?

11. Які характеристики характерні лише для пір’яних плотерів?

12. Які параметри відносять до креслярських характеристик плотера?