Реферат на тему плоттеры

Обновлено: 02.07.2024

Задача вывода информации из ЭВМ в графической форме возникла одновременно с появлением первых вычислительных машин, так как графическое представление информации является более наглядным, а в ряде случаев, например при автоматизированном способе получения чертежей и графиков, является одной из основных целей функционирования вычислительных комплексов.

Устройства вывода графической информации можно разделить на три основных класса:

электромеханические графопостроители векторного типа, в которых пишущее устройство ( например, чернильный записывающий элемент) перемещается по двум координатам ( планшетные графопостроители) или по одной координате; в последнем случае по второй координате производится перемещение бумажного носителя ( барабанные графопостроители) :
растровые устройства вывода графической информации, изображение в которых получается за счет использования различных физических принципов ( электростатики, электрографии, тепловых процессов и др.)
устройства вывода информации на микрофильм.

В данной работе будут рассмотрены виды плоттеров, принцип их действия, а также буден приведен обзор рынка плоттеров, сравнительная характеристика разных видов и моделей плоттеров.

ПЛОТТЕР: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, СОСТАВ, ВИДЫ

По принципу действия электромеханические векторные графопостроители делятся на устройства с неподвижным носителем информации им устройства с перемещаемым носителем информации.

Для устройств с неподвижным носителем носитель информации укрепляется на плоской рабочей поверхности планшета. Перемещение пишущего элемента осуществляется электромеханической координатной системой по двум осям. Этот тип графопостроителей принято именовать планшетами.

Для устройств с перемещаемым носителем информации характерно наличие механизма перемещения пишущего элемента только по одной координате, запись информации по другой оси осуществляется путем перемещения самого носителя.

В зависимости от способа перемещения носителя такие устройства делятся на устройства с перфорированным носителем, в которых носитель перемещается транспортным валом за краевую перфорацию, и устройства с фрикционным перемещением неперфорированного носителя, в которых перемещение носителя осуществляется за счет частичного или полного микрозахвата носителя транспортным валом с фрикционным покрытием.

По производительности устройства делятся на графопостроители с высокой, средней малой производительностью. Производительность электромеханических графопостроителей определяется динамическими параметрами устройства: максимальной скоростью и ускорением пишущего элемента.

По точности устройства делятся на : прецизионные – предназначенные для изготовления подлинников КД, шаблонов, карт и т.д., средней точности – для контрольных прорисовок чертежей и схем и малой точности - - для эскизной прорисовки в основном с экранов графических дисплеев.

По области применения : автономные; работающие в составе больших ЭВМ и систем; работающие в составе рабочих станций и ПЭВМ,

Электромеханические графопостроители предназначены для вывода на носители ( обычно на бумажные) графической и текстовой информации.

Создание и развитие ЭВМ вызвало появление регистрирующих устройств, работающих на основе цифровых данных, подготавливаемых в ЭВМ. Независимо от структуры эти устройства преобразовывают информацию из цифровой формы в графическую в виде различных документов и чертежей.

Основное преимущество графопостроителей состоит в обеспечение высокой точности черчения. Графопостроители могут работать автономно, воспринимая исходные данные с промежуточного носителя – диска, непосредственно с ЭВМ, используя интерфейсы различных типов.

Графопостроители состоят из трех основных частей: блока механизма, блока управления исполнительными каналами устройства и системы управления.

Блок механизма представляет собой планшетный или барабанный механизм, предназначенный для организации перемещения в плоскости чертежа пишущих элементов, а также их подъема и опускания.

Блок управления исполнительными каналами по координатам x и y строится как по замкнутому принципу ( с использованием обратной связи), так и по разомкнутому принципу. В первом случае для привода применяются малоинерционные двигатели постоянного тока с датчиком обратной связи по положению и скорости , во втором случае- шаговые двигатели.

В последние годы широкое распространение получили графопостроители с перемещением вдоль одной оси носителя с помощью абразивного вала. Это позволило значительно снизить энерго- и материалоемкость. По сравнению с планшетными построителями масса снижается в 3-5 раз, однако точность у таких построителей, как правило, ниже, чем у планшетных.

Системы управлениями графопостроителями можно разделит на три группы : инкрементальные, с фиксированным алгоритмом работы и программируемые.

Система управления предназначена для :

организации логической связи с источником информации;
организация контроля состояния и диагностики устройства;
подготовки исходных данных и выполнения интерполяционных процессов:
обеспечения вычерчивания символов и различных типов линий:
учета конструктивных особенностей устройств и динамических характеристик исполнительных каналов.

Процесс формирования данных для вычерчивания выполняется цифровыми интерполяторами, предназначенные для определения координат промежуточных точек, лежащих между заданными узловыми точками. Принципы построения интерполяторов во многом определяют эффективность работы графопостроителей, их надежность и качество вычерчивания различных изображений. Цифровые интерполяторы разделяются на следующие типы : линейный, линейно-круговые и параболические.

В процессе вычерчивания различных чертежей для задания символов ( букв, цифр и различных знаков) необходим значительный объем исходной информации по отдельным отрезкам. Вычерчивание символов по кодам существенно уменьшает объем исходной информации ( практически на порядок) и упрощает процесс составления программы для графического устройства.

Во многих случаях конфигурация символов заранее не может быть задана и определятся пользователем в процессе решения конкретной задачи. При этом должна обеспечиваться возможность программной замены конфигурации символов, а также поворота символов в плоскости чертежа.

Для обеспечения возможности вычерчивания символов системы управления снабжаются блоком фиксированной или переменной конфигурации символов и их поворота.

Системы управления также имеют возможность генерации различных типов линий.

ОБЗОР РЫНКА ПЛОТТЕРОВ

Итак, нынешнее поколение плоттеров довольно разнообразно: плоттеры бывают перьевые, карандашно-перьевые, струйные, лазерные ( светодиодные), прямого вывода, электростатические. Они существенно различаются по цене и области применения. Первым же плоттером конечно же был перьевой плоттер. Первый плоттер появился на рынке в 1959 году, его выпустила компания CalComp.

Обратимся, что же предлагает нам рынок плоттеров. Для анализ взята информация из еженедельника “Мобиле” № 614 от 2 января 1997 года. Данные приводятся в таблице 1.

Плоттеры: принцип действия, характеристики, перспективы

1 Введение
2 Перьевые плоттеры
3 Струйные плоттеры
4 Электростатические плоттеры
5 Плоттеры прямого вывода изображения
6 Плоттеры на основе термопередачи
7 Лазерные (светодиодные) плоттеры
8 Основные параметры плоттеров
81 Носитель и изображение
82 Параметры точности
83 Параметры производительности
84 Память
85 Форматы данных
86 Чертежные характеристики
9 Тенденции рынка

Задача вывода информации, представленной в графической форме,
возникла одновременно с появлением вычислительных, и ее решение - одна
из основных целей вычислительных средств, применяемых для автоматиза-
ции проектирования. Устройства, выполняющие функции вывода графической
информации на бумажный и некоторые другие носителей, называются графо-
построителями или плоттерами (от англ. plotter) - термин, который, как
и многие другие транслитерированные англоязычные термины, уже вытеснил
свой русскоязычный аналог. В этом реферате рассмотрены основные плот-
терные технологии(plot/print technologies), тенденции рынка, достоинс-
тва и недостатки различных типов плоттеров и характеристики, котороые
необходимо учитывать при выборе конкретного плоттера.
Хочу заметить, что большинство рассмотренных ниже технологий ис-
пользуется в плоттерах не только большого (А0, А1) формата, являющихся
предметом данного реферата, но и в плоттерах меньшего формата и даже в
принтерах.

2. ПЕРЬЕВЫЕ ПЛОТТЕРЫ (ПП, PEN PLOTTER).
Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного
типа, и на ПП традиционно выводят графические изображения различные
векторные программные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при
помощи пищущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется
несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используе-
мым видом жидкого красителя. Пищущие элементы бывают одноразовые и
многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пи-
щущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.
Существует два типа ПП: планшетные, в которых бумага неподвижна,
а перо перемещается по всей плоскости изображения, и барабанные (или
рулонные ), в которых перо перемещается вдоль одной оси координат, а
бумага- вдоль другой за счет захвата транспортным валом, обычно врик-
ционным. Пермещения выполняются при помощи шаговых (в подавляющем
большинстве плоттеров ) или линейных электродвигателей, создающих до-
вольно большой шум. Хотя точность вывода информации барабанными плот-
терами несколко ниже, чем планшетными, она удовлетворяет требованиям
большинства задач. Эти плоттеры более компактны и могут отрезать от
рулона лист необходимого размера автоматически, что определило их до-
минирование на рынке больших ПП (ПП формата А3 обычно планшетные).
Отличительной особенностью ПП являются выское качество получаемо-
го изображения и хорошая цветопередача при использоварии цветных пищу-
щих элементов. К сожалению, скорость вывода информации в ПП невысока,
несмотряна все более быструю механику и попытки оптимизации процедуры
рисования; существует и проблема подбора пары носитель - чернила.
Карандашно-перьевые плоттеры (КПП, pen/pencil) - разновидность
перьевых - отличаются возможностью установки специлизированного пишу-
щего узла с цанговым механизмом для использования обчных карандашных
грифелей, который обеспечивает постоянное усилие нажима грифеля на бу-
магу и его автоподачу при стачивании. В результате не требуется посто-
янно следить за процессом вывода информации, как при эксплуатации ПП,
в которых может засоряться канал истечения красителя.
Дополнительные преимущества карандашной технологии:
"Краситель" карандашных грифелей не высыхает, и карандаш пишет
на любой скорости (при использовании жидких красителей необходимо учи-
тывать время их вытекания из пера и время высыхания)
Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях, в том
числе и не очень высокого качества; при этом изображения качественны,
дают хорошие оттиски при копировании, и в то же время их можно коррек-
тировать ластиком.
Грифели просто купить, значительно экономя на расходных материа-
лах.
ПП и КПП осбенно привлекательны для тех, кому важнее качество,
нежели количество изображений, и кто имеет скромный бюджет.
Все остальные типы плоттеров образуют изображения на носителе ин-
формации, используя различные физические процессы, в частности прибе-
гагая к дискретному (растровому) способу его создания.

3. СТРУЙНЫЕ ПЛОТТЕРЫ (СП, INK-JET PLOTTER).
Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов,
но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фир-
мой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - нап-
равленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших
форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует
свой микорскопический нагревательный элемент (терморезистор), который
мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического
импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкива-
ет из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор
столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.
Печатающие головки могут быть "цветными" и иметь соответствующее
число групп форсунок. Для создания полноценного изображения использу-
ется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK, использующая че-
тыре цвета: Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый и
Black - черный. Сложные цвета образуются смешением основных, причем
получение оттенков различных цветов достигается путем сгущения или
разрежения точек соответствующего цвета в фрагменте изображения (ана-
логичный способ используется при получении различных оттенков"серо-
го"при выводе монохромных изображений).
Струйная технология имеет ряд достоинств. Сюда можно отнести
простоту реализации, высокое разрешение, низкую потребляемую мощность
и относительно высокую скорость печати. Приемлемая цена, высокое ка-
чество и большие возможности делают СП серьезным конкурентом перьевых
устройств. Спрос на СП со стороны работающих с настольными издатель-
скими системами и пользователей систем автоматизированного проектиро-
вания, выпускающих сложные чертежи формата А0, растет, однако невысо-
кая скорость вывода графической информации и выцветание со временем
полученного цветного изображения без принятия специальных мер (исполь-
зования ламинирования или специальной "самоламинирующейся" бумаги) ог-
раничивает их применение.

4. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПЛОТТЕРЫ
(ЭП, ELEСTROSTATIC PLOTTER).
Электростатическая технология основывается на создании скрытого
электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности но-
сителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность
которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидро-
фильными солями для обеспечения требуемых влажности и электропровод-
ности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность
диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших
электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения.
Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным
тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная
цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображе-
ния и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующи-
ми тонерами.
Электростатические плоттеры можно было бы считать идеальными уст-
ройствами, если бы не необходимость поддержания стабильных температуры
и влажности в помещении, необходимость тщательного обслуживания и их
высокая стоимость, в связи с чем ЭП приобретают пользователи, имеющие
оправданно высокие требования к производительности и качеству. Для
достижения максимальной эффективности ЭП обычно работают как сетевые
устройства, для чего снабжены адаптерами сетевого интерфейса. Немало-
важны также высокая устойчивость изображения к воздействию ультрафио-
летовых лучей и невысокая (на уровне стоимости высококачественной
типографской) стоимость электростатической бумаги. ЭП применяют при
высокой степени автоматизации проектных работ в солидных организациях
и в геоинформационных системах (ГИС).

В этом реферате рассмотрены основные принтерные и плоттерные технологии, тенденции рынка, достоинства и недостатки различных типов принтеров и плоттеров и характеристики, которые необходимо учитывать при выборе конкретных устройств данных семейств.

Содержание работы

Введение 3
Принтеры 3
Лепестковые принтеры 4
Матричные принтеры 6
Струйные принтеры 7
Лазерные принтеры 9
МФУ 10
Интерфейс 10
Трехмерные принтеры 11
Плоттеры 14
Назначение, виды, классификация 15
Интерфейсы 16
Заключение 17
Список используемой литературы 17

Файлы: 1 файл

Реферат_Информатика.docx

Лепестковые принтеры4
Матричные принтеры6
Струйные принтеры7
Лазерные принтеры9
МФУ10
Интерфейс10
Трехмерные принтеры11

Назначение, виды, классификация15

Список используемой литературы17

Задача вывода информации, представленной в печатной и графической форме, возникла давно и стала особенно актуальна с появлением вычислительных средств. В этом реферате рассмотрены основные принтерные и плоттерные технологии, тенденции рынка, достоинства и недостатки различных типов принтеров и плоттеров и характеристики, которые необходимо учитывать при выборе конкретных устройств данных семейств. Материалом для написания данного реферата послужили интернет публикации с тематических "железных" сайтов.

В современном, быстро меняющимся мире высоких технологий, компьютерные принтер и плоттер остаются одними из самых востребованных устройств. Отметим сразу тот факт, что принтер является более известным устройством для обычных пользователей, чем плоттер (многие из них даже не подозревают о существовании этого устройства). Его еще называют графопостроитель. Несмотря на схожие принципы работы (печать на каком-либо носителе, чаще всего на бумаге), можно сказать, что принтеры и плоттеры имеют различное назначение. Первые призваны служить в основном в офисах и дома для печати документов формата A3 (297 x 420 мм) и A4 (210 x 297 мм), вторые для работы в различных КБ, типографиях, учебных заведениях и т.д. и печатают на бумаге с размерами A0 (841 x 1189 мм) и A1 (594 x 841 мм).

Компьютерный принтер (англ. printer - печатник) - это устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.

Существует множество мнений на тему того, что именно нужно считать первым в истории принтером и этот вопрос может послужить темой для отдельного реферата, посвященного только ей. Не углубляясь так далеко, все же стоит сказать, что первые идеи о создании устройства, напоминающего современную оргтехнику, принадлежат пионеру вычислительной техники, Чарльзу Бэббиджу, который изобрел принтер под названием Difference Engine. Он так и не был изготовлен, но спустя 150 лет лондонский Музей Науки воссоздал машину Бэббиджа по чертежам автора. Принтер, состоявший из 4000 частей и весящий 2,5 тонны, удалось собрать только спустя 10 лет. Тот принтер содержал многие детали, используемые в современной периферии.

Воссозданный принтер Чарльза Бэббиджа Difference Engine

Реально действующие модели принтеров появились только после создания первой ЭВМ, в 50-х годах XX столетия. Первые принтеры напоминали собой печатающие машинки с электроприводом, уже позже появились лепестковые и барабанные принтеры. Изображение в них формировалось ударным способом, т.е. путем удара соответствующей литеры на бумагу через красящую ленту. Печать того времени не идет ни в какое сравнение по качеству и быстроте с современной печатью.

Принтеры – обширный класс устройств. Для того чтобы более полно объять этот класс устройств их нужно классифицировать. Лучше всего (и проще) – классифицировать принтеры по принципу вывода графической и текстовой информации, т.е. по принципу их устройства.

По принципу вывода текстовой и графической информации принтеры делятся на:

лепестковые
матричные (игольчатые)
струйные
лазерные

1. Лепестковые принтеры

Исторически первым типом принтеров были лепестковые принтеры. В 1953 году корпорация Remington-Rand создала первое печатающее устройство для компьютера UNIVAC (Universal Automatic Computer), получившее название UNIPRINTER. Он печатал 600 строк в минуту (по 130 знаков на строку). Устройство этого принтера походило на устройство печатных машинок. То есть у него были такие же литеры, закрепленные на рычагах, как и у простых печатных машинок. При механическом воздействии на рычаг литеры, они под действием пружин, ударяли по бумаге через копировальную бумагу или специальную красящую ленту и оставляли на бумаге отпечаток буквы. В отличие от печатных машинок в таких принтерах рычаги приводились в движение не при помощи кнопок, а при помощи электромагнитов, включением и выключением которых управляли компьютеры. Данные принтеры имели несколько недостатков:

они не могли выводить графическую информацию т.к. имели ограниченный набор символов.
низкая скорость вывода информации (около 100-200 знаков в минуту).
сильный шум при работе.
низкая механическая надежность, определяемая большим количеством элементов и большими ударными нагрузками, приходящимися на эти элементы.

Низкая скорость вывода информации заставила ученых искать способы повышения скорости печати матричных принтеров. И этот способ был вскоре найден.

Было предложено использовать вместо отдельных рычагов с литерами один диск, с выгравированными по периметру на нем литерам символов букв и знаков. Этот диск при помощи шагового двигателя поворачивался на нужный угол (так, что бы печатаемая буква или символ находилась напротив электромагнита), затем этот электромагнит включался и ударял по выбранной литере. Литера ударяла по бумаге через специальную красящую ленту, и, таким образом, получался отпечаток требуемой буквы или символа на бумаге.

Такие принтеры были способны намного быстрее выводить информацию на бумажный носитель (200-300 знаков минуту) и обладали большей механической надежностью, по сравнению с предыдущим типом принтеров.

Но эти принтеры так же обладали еще и некоторыми недостатками:

невозможность вывода графической информации т.к. они тоже имели ограниченный набор символов.
сильный шум при работе.

Дальнейшей разновидностью таких принтеров были принтеры, у которых литеры располагались не на диске, а на сфере. Эта сфера имела форму булавы, на каждом выступе которой была выгравирована буква. Эта сфера приводилась в движение при помощи шагового двигателя, поворотом которого выбиралась требуемая литера в ряду, и рычагом, наклон которого выбирал нужный ряд букв. После выбора нужной буквы включался электромагнит и литера ударяла по бумаге через красящую ленту, оставляя на ней отпечаток необходимой буквы или символа. Такие принтеры обладали большей скоростью выводимых на бумагу символов, но им так же были присущи и недостатки предыдущего типа принтеров, а именно сильный шум и невозможность вывода графической информации.

Два последних типа принтеров не получили широкого распространения т.к. их вскоре вытеснили более производительные матричные принтеры.

2. Матричные принтеры

Автором первого матричного принтера стала корпорация Seiko Epson, разработавшая в 1964 году принтерный механизм, печатающий точное время. Однако крупнейшим производителем подобных принтеров в 70-х годах стала корпорация Centronics Data Computer.

В 1970 году они разработали матричный принтер, получивший название Model.101. Для печати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5х7 точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать со скоростью 165 символов в минуту. Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту). А год спустя Epson представила принтер TX-80, который имел огромный успех (в основном благодаря корпорации IBM, которая наладила выпуск и продажу этой модели по OEM-лицензии). Тем временем технологии не стояли на месте, стали появляться принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголочками. Все эти модификации делались для повышения качества печати. Так появились понятия: LQ (Letter Quality - высокое качество) и NLQ (Near Letter Quality - среднее качество). А в конце 70-х появились первые цветные (!) матричные принтеры. В них использовалось 4 цветных печатающих ленты, для воспроизведения разных цветов. Но такие принтеры не получили распространения.

Первым по-настоящему домашним матричным принтером стал принтер ImageWriter от фирмы C.Itoh Electronics, разработанный еще в 1976 году, но поступивший в продажу вместе с компьютерами Apple в 1983году.

Первый домашний матричный принтер ImageWriter

В то же время к существовавшим производителям принтеров присоединились такие монстры как NEC, Oki data и TEC. До наших времен технология дошла почти не изменившись. Мы каждый день сталкиваемся с ней, когда нам в магазине печатают кассовый чек. Все дело в том, что печать на матричном принтере очень дешева, поэтому не спешит покидать нас.

3. Струйные принтеры

пьезоэлектрический метод (используется компаниями Epson и Brother)
метод газовых пузырей (Canon)
метод drop-on-demand (Hewlett-Packard).

Во всех устройствах используется резервуар с краской, на дне которого есть маленькое отверстие (сопло)

При пьезоэлектрическом методе печати, в сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Когда на пьезокристалл подается ток, он выгибается и давит на диафрагму. Таким образом, формируется капелька, которая выталкивается на бумагу. В методе газовых пузырей (название технологии BubbleJet) пьезокристалл не нужен - вместо него используется нагревательный элемент, который разогревает чернила в сопле до температуры 300-500 градусов, в результате чего образуются пузырьки газа, выталкивающие краску на бумагу.

Метод drop-on-demand похож на метод газовых пузырей - там также используется нагревательный элемент. Только температура нагрева несколько ниже, и на бумагу попадает не капля, а пузырек пара.

Но вернемся к истории. Первым был придуман пьезоэлектрический метод печати. Однако дальше теории дело долго не шло. Только в начале 70-х годов появились первые, реально работающие системы струйной печати. А в 1976 году IBM представила первый струйный принтер - Model 6640, установивший новые стандарты печати. Год спустя Siemens представила струйный принтер для персональных компьютеров. А в 1978 году Canon объявила о разработке технологии BubbleJet. Немного позже Hewlett-Packard заявляет о своем методе печати - drop-on-demand. Но технология от HP была реализована в принтере только в 1984 году, когда компания представила устройства серии ThinkJet, которые быстро завоевали рынок. В то же время Epson продолжала развивать технологию пьезоэлектрической печати, и в 1985 году представила принтер SQ-870/1170, в котором использовались пьезоэлектрические пластины. А два года спустя компания Dataproducts выпустила принтер с использованием пластинчатого пьезопреобразователя. Именно эта технология используется во всех принтерах Epson Stylus (с 1994 года).

Затем, в начале 90-х годов, Hewlett-Packard получила патент на цветную струйную печать. Они придумали смешивать три цвета: (голубой (cyan), пурпурный (magenta) и желтый (yellow)) друг с другом, таким образом получая любой оттенок. Но рядом с персональными компьютерами первыми появились струйные принтеры серии Stylus Color, от Epson.

Задача вывода информации, представленной в графической форме, возникла одновременно с появлением вычислительных, и ее решение - одна из основных целей вычислительных средств, применяемых для автоматизации проектирования. Устройства, выполняющие функции вывода графической информации на бумажный и некоторые другие носителей, называются графопостроителями или плоттерами (от англ. plotter) - термин, который, как и многие другие транслитерированные англоязычные термины, уже вытеснил свой русскоязычный аналог. В этом реферате рассмотрены основные плоттерные технологии(plot/print technologies), тенденции рынка, достоинства и недостатки различных типов плоттеров и характеристики, котороые необходимо учитывать при выборе конкретного плоттера.

Хочу заметить, что большинство рассмотренных ниже технологий используется в плоттерах не только большого (А0, А1) формата, являющихся предметом данного реферата, но и в плоттерах меньшего формата и даже в принтерах.

2. ПЕРЬЕВЫЕ ПЛОТТЕРЫ (ПП, PEN PLOTTER).

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа, и на ПП традиционно выводят графические изображения различные векторные программные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при помощи пищущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Пищущие элементы бывают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пищущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существует два типа ПП: планшетные, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по всей плоскости изображения, и барабанные (или рулонные ), в которых перо перемещается вдоль одной оси координат, а бумага- вдоль другой за счет захвата транспортным валом, обычно врикционным. Пермещения выполняются при помощи шаговых (в подавляющем большинстве плоттеров ) или линейных электродвигателей, создающих довольно большой шум. Хотя точность вывода информации барабанными плоттерами несколко ниже, чем планшетными, она удовлетворяет требованиям большинства задач. Эти плоттеры более компактны и могут отрезать от рулона лист необходимого размера автоматически, что определило их доминирование на рынке больших ПП (ПП формата А3 обычно планшетные).

Отличительной особенностью ПП являются выское качество получаемого изображения и хорошая цветопередача при использоварии цветных пищущих элементов. К сожалению, скорость вывода информации в ПП невысока, несмотряна все более быструю механику и попытки оптимизации процедуры рисования; существует и проблема подбора пары носитель - чернила.

Карандашно-перьевые плоттеры (КПП, pen/pencil) - разновидность перьевых - отличаются возможностью установки специлизированного пишущего узла с цанговым механизмом для использования обчных карандашных грифелей, который обеспечивает постоянное усилие нажима грифеля на бумагу и его автоподачу при стачивании. В результате не требуется постоянно следить за процессом вывода информации, как при эксплуатации ПП, в которых может засоряться канал истечения красителя.

Дополнительные преимущества карандашной технологии:

_ "Краситель" карандашных грифелей не высыхает, и карандаш пишет на любой скорости (при использовании жидких красителей необходимо учитывать время их вытекания из пера и время высыхания)

_ Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях, в том числе и не очень высокого качества; при этом изображения качественны, дают хорошие оттиски при копировании, и в то же время их можно корректировать ластиком.

_ Грифели просто купить, значительно экономя на расходных материалах.

ПП и КПП осбенно привлекательны для тех, кому важнее качество, нежели количество изображений, и кто имеет скромный бюджет.

Все остальные типы плоттеров образуют изображения на носителе информации, используя различные физические процессы, в частности прибегагая к дискретному (растровому) способу его создания.

3. СТРУЙНЫЕ ПЛОТТЕРЫ (СП, INK-JET PLOTTER).

Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов, но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микорскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.

Печатающие головки могут быть "цветными" и иметь соответствующее число групп форсунок. Для создания полноценного изображения используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK, использующая четыре цвета: Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый и Black - черный. Сложные цвета образуются смешением основных, причем получение оттенков различных цветов достигается путем сгущения или разрежения точек соответствующего цвета в фрагменте изображения (аналогичный способ используется при получении различных оттенков"серого"при выводе монохромных изображений).

Струйная технология имеет ряд достоинств. Сюда можно отнести простоту реализации, высокое разрешение, низкую потребляемую мощность и относительно высокую скорость печати. Приемлемая цена, высокое качество и большие возможности делают СП серьезным конкурентом перьевых устройств. Спрос на СП со стороны работающих с настольными издательскими системами и пользователей систем автоматизированного проектирования, выпускающих сложные чертежи формата А0, растет, однако невысокая скорость вывода графической информации и выцветание со временем полученного цветного изображения без принятия специальных мер (использования ламинирования или специальной "самоламинирующейся" бумаги) ограничивает их применение.

4. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПЛОТТЕРЫ

(ЭП, ELEСTROSTATIC PLOTTER).

Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями для обеспечения требуемых влажности и электропроводности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

Электростатические плоттеры можно было бы считать идеальными устройствами, если бы не необходимость поддержания стабильных температуры и влажности в помещении, необходимость тщательного обслуживания и их высокая стоимость, в связи с чем ЭП приобретают пользователи, имеющие оправданно высокие требования к производительности и качеству. Для достижения максимальной эффективности ЭП обычно работают как сетевые устройства, для чего снабжены адаптерами сетевого интерфейса. Немаловажны также высокая устойчивость изображения к воздействию ультрафиолетовых лучей и невысокая (на уровне стоимости высококачественной типографской) стоимость электростатической бумаги. ЭП применяют при высокой степени автоматизации проектных работ в солидных организациях и в геоинформационных системах (ГИС).

5. ПЛОТТЕРЫ ПРЯМОГО ВЫВОДА ИЗОБРАЖЕНИЯ

(ППВИ, DIRECT IMAGING PLOTTER).

Изображение в ППВИ создается на специальной термобумаге (бумаге, пропитанной теплочувствительным веществом) длинной (на всю ширину плоттера) "гребенкой" миниатюрных нагревателей. Термобумага, которая обычно подается с рулона, движется вдоль "гребенки" и меняет цвет в местах нагрева. Изображение получается высококачественным (разрешение до 800 dpi (dots per inch - точка/дюйм)), но, увы, только монохромным.

Сейчас цены на термобумагу снизились, недостаки, когда-то прису щие ей (чувствительность к изменениям температуры окружающей среды и низкая контрастность изображения), устранены, а типы термоносителей включают в себя стандартную белую бумагу, кальку и даже полиэфирную пленку. Качество этих носителей удовлетворяет самым строгим архивным требованиям.

Учитывая их высокую надежность, производительность (может достигать 50 листов формата А0 в день) и низкие эксплуатационные затраты, плоттеры ПВИ применяют в крупных проектных организациях для вывода проверочных копий. В связи с этим в их стандартную конфигурацию входит сетевой адаптер. Технические характеристики ППВИ соответсвуют требованиям прикладных задач инженерного проектирования, архитектуры, строительства, городского планирования и электросхемотехники.

Читайте также: