Перьевой плоттер

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа, и на ПП традиционно выводят графические изображения различные векторные программные системы наподобие AutoCAD. ПП создают изображение с помощью пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Различают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку) пишущие элементы. Перо крепится в держателе пишущего 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 фрикционным. Перемещения выполняются с помощью шаговых (в подавляющем большинстве плоттеров) или линейных электродвигателей, создающих довольно большой шум. Хотя точность вывода информации барабанными плоттерами несколько ниже, чем планшетными, она удовлетворяет требованиям большинства задач. Эти плоттеры более компактны и могут автоматически отрезать от рулона лист необходимого размера, что определило их доминирование на рынке больших ПП (ПП формата A3 обычно планшетные).

Карандашно-перьевые плоттеры

Карандашный плоттер

Карандашно-перьевые плоттеры (КПП, pen/pencil) - разновидность перьевых - отличаются возможностью установки специализированного пишущего узла с цанговым механизмом для использования обычных карандашных грифелей, который обеспечивает постоянное усилие нажима грифеля на бумагу и его автоподачу при истачивании. 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:

карандашный грифель 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 легко приобрести, значительно экономя расходные материалы.

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

Струйные плоттеры (сп, ink-jet plotter)

Струйный плоттер

Струйная технология была описана выше, здесь же отметим лишь, что приемлемая цена, высокое качество и большие возможности делают струйные плоттеры серьезным конкурентом перьевых устройств. Спрос на струйные плоттеры со стороны пользователей, работающих с настольными издательскими системами и САПР, 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) несколько ограничивает их применение. Один из самых дешевых вариантов доступных частному лицу или малой компании, но имеет довольно дорогую стоимость на расходные материалы

Перьевые графопостроители (прежде всего цифровые) делятся на три вида: планшетные, барабанные и графопостроители с нажимным роликом. На рис. 1-56 даны принципиальные схемы каждого из этих устройств.

В планшетном графопостроителе с подвижным кронштейном (рис. 1-56а) носитель изображения закрепляется на ложе графопостроителя. Перемещение пишущего узла на плоскости осуществляется при движении кронштейна по ширине ложа для оси х и при движении собственно узла по кронштейну для оси у. На рис. 1-57 приведен типичный планшетный графопостроитель с подвижным кронштейном.

Рис. 1-56 Схемы действия перьевых графопостроителей разных типов: а) планшетный с подвижным кронштейном; b) планшетный с подвижным пишущим узлом; с) барабанный; d) с нажимным роликом.

Рис. 1-57 Планшетный графопостроитель с подвижным кронштейном. (С разрешения фирмы Xynetics, Inc.)

Рис. 1-58 Планшетный графопостроитель с подвижным пишущим узлом.

В планшетном графопостроителе с подвижным пишущим узлом (рис. 1-56b) применяется устройство рисования, которое, находясь в подвешенном состоянии, перемещается под действием магнитных сил. Данный принцип обеспечивает почти полное отсутствие трения. Управление движением пишущего узла по двум направлениям осуществляется на основе электромагнитного воздействия по принципу сервомотора. Пример графопостроителя данного типа представлен на рис. 1-58.

Крепление носителя изображения на ложе крупноформатных планшетных графопостроителей осуществляется с помощью вакуума. Данные устройства имеют разрешение не менее 0.004 дюйма и скорость 3600 дюйм/мин. Размеры планшетных графопостроителей колеблются от 8.5 х 11 дюймов до нескольких десятков футов в ширину и длину. В качестве носителя изображения может использоваться множество материалов, таких, как бумага, пергамент, фотопленка, копировальная поверхность, лист металла и ткани. Этим разнообразным типам носителей соответствует множество устройств рисования, среди которых шариковая ручка, фломастеры и обычные чернильные перья, световые и лазерные лучи, инструменты для гравировки, копировальные резцы и резцы по ткани. Такое разнообразие типов носителей и пишущих узлов предполагает широкий спектр различных сфер применения планшетных графопостроителей. Кроме их традиционного использования для рисования, крупноформатные графопостроители применяются для создания шаблонов печатных плат и интегральных схем. Носителем изображения в этом случае является фотопленка, а пишущим инструментом луч света. Различные модификации планшетных графопостроителей используются также и для раскройки мужской и женской одежды и даже парусов. В качестве носителя здесь выступает соответствующая ткань, а пишущим узлом является нож либо лазерный луч.

Более дешевые и небольшие планшетные графопостроители не обладают такой гибкостью применения и имеют более низкую скорость и разрешающую способность. Обычно в таких устройствах используется принцип электростатического управления носителем, в качестве которого, как правило, применяется бумага, пергамент или прозрачная пленка.

Барабанные графопостроители (рис. 1-56с) являются более сложными в механическом плане устройствами, чем планшетные. Пишущий узел в них перемещается вдоль неподвижного кронштейна в одном направлении. Сам носитель вращается вперед и назад под кронштейном, обеспечивая таким образом отрисовку по другому направлению.

Носитель закрепляется на барабане при помощи вакуума либо прижимных роликов. Тип материала носителя определяется его свойствами легко вращаться. Обычно это бумага или пергамент определенной ширины. Длина носителя ограничена только длиной ленты в рулоне. Несмотря на то что разрешающая способность графопостроителей данного типа примерно равна разрешению планшетных устройств (0.0005 дюйма), скорость рисования в них, как правило, значительно ниже.

Графопостроители с прижимным роликом представляют собой смесь планшетных и барабанных устройств. Носитель изображения размещается в них между прижимным роликом и цилиндрической поверхностью рисования (рис. l-56d). При вращении прижимного ролика носитель движется вперед и назад под неподвижным кронштейном, по которому, в свою очередь, перемещается пишущий узел. В этих графопостроителях применяется накопитель для отдельных листов либо для рулона, что и определяет формат бумаги, пергамента или прозрачной пленки. Обычная разрешающая способность данных устройств составляет 0.001 Дюйм, а скорость равна 180 дюйм/мин. На рис. 1-59 показан графопостроитель с прижимным роликом.

Большинство перьевых графопостроителей работают в инкрементальном режиме и приводятся в движение шаговым мотором. Пишущий узел в них перемещается над поверхностью рисования по восьми возможным направлениям (рис. 1-60) за некоторое число небольших шагов. Результирующая линия, проведенная в направлении, отличном от указанных на рис. 1-60, будет иметь ступенчатый характер. Появление такой «лестницы», или зазубренной линии, является следствием ключевого явления, получившего название лестничный эффект (алиазинг), т.е. дефект изображения линии вследствие дискретности растра . Из всех алгоритмов построения линии, имеющих наилучшие показатели оптимальности выбора из восьми возможных направлений, алгоритм Брезенхема является наиболее удачным. Данный алгоритм, часто ассоциируемый с растровыми устройствами, первоначально был разработан именно для цифровых инкрементальных графопостроителей.

Рис. 1-59 Графопостроитель с прижимным роликом. (С разрешения фирмы Hewlett- Packard. Со.)

Рис. 1-61 Пример типичного изображения, получаемого на цифровом инкрементальном графопостроителе.

Корректность направления движения достигается путем использования сервомоторов, которые управляют пишущим узлом графопостроителя. В этом случае обратная связь в цепи постоянно корректирует одновременно оба мотора для получения гладкой линии.

Скорость является важной, но не единственной существенной характеристикой графопостроителя. В некоторых случаях ускорение оказывает гораздо большее влияние на общее быстродействие. Дело в том, что чертеж состоит из коротких сегментов линий и поэтому графопостроитель должен уметь стартовать и останавливаться между сегментами. Большее ускорение позволяет графопостроителю быстрее достигать нужной скорости. Возможная в настоящее время величина ускорения превышает 4g. Многие контроллеры графопостроителей комплектуются также специальными программами, позволяющими заранее избегать лишних остановок, например, в случае, когда для представления кривой используется последовательность соединенных друг с другом коротких отрезков.

В отличие от многих графических устройств, перьевые графопостроители позволяют получать достаточно высококачественные изображения, такие как на рис. 1-61.

Задача вывода из вычислительных машин информации, представленной в графической форме, возникла одновременно с их появлением, и ее решение сделало возможным создание систем автоматизированного проектирования. Устройства, выполняющие в этих системах функции вывода графической информации на бумажный и некоторые другие виды носителей, называются графопостроителями, или плоттерами (от англ. plotter) - термин, который, как и многие другие англоязычные термины, уже почти вытеснил свой русскоязычный аналог.

Плоттеры можно разделить на два класса:

векторного типа, в которых пишущий узел перемещается по двум или одной координате (в последнем случае по другой координате перемещается носитель информации). Типичные представители - перьевые плоттеры;

растрового типа, в которых используется принцип создания изображения заполнением поверхности носителя точками красителя. Типичный представитель - струйный плоттер.

Со времени появления на рынке первого плоттера фирмы CalComp (1959 г., модель CalComp 565), который был перьевым, прошло почти сорок лет. За это время успело появиться несколько новых технологий вывода графической информации и смениться несколько поколений устройств. Менялись характеристики и фирмы-производители плоттеров, расширялся круг задач, требующих получения твердых копий графических документов, и росло число пользователей этого вида техники.

Как и любой другой класс устройств, созданных человеком, различные виды плоттеров так же отличаются друг от друга, как различные породы собак. Сегодняшний рынок плоттеров весьма многообразен с точки зрения технологий, форматов получаемых изображений и, естественно, цен.

Перьевые плоттеры (Pen Plotter)

Перьевые плоттеры (ПП) являются электромеханическими устройствами векторного типа и создают изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя существуют различные виды пишущих элементов, отличающиеся друг от друга используемым типом жидкого красителя. Пишущие элементы бывают одноразовые и многоразовые; шариковые, фибровые, пластиковые и другие; с чернилами на водной, пигментной Epson или масляной основе; заполненные под давлением и обычные и т.д. Перо крепится в держателе пишущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существуют два типа ПП: рулонные и планшетные. В ПП первого типа перо перемещается вдоль одной оси координат, а бумага - вдоль другой за счет захвата транспортным валом. Как правило, передача усилия перемещения производится за счет силы трения. В ПП второго типа бумага неподвижна, в то время как перо перемещается по всей плоскости изображения. Указанные перемещения выполняются при помощи шаговых (в подавляющем большинстве) устройств или линейных электродвигателей, в результате чего эти устройства создают при работе довольно сильный шум.

Несмотря на то, что принципиально планшетные плоттеры могут обеспечивать более высокую точность вывода информации, в настоящее время на рынке больших ПП (формата А0 и А1) доминируют рулонные плоттеры. Это связано с тем, что точность последних удовлетворяет требованиям подавляющего большинства задач. Дополнительные преимущества у рулонных плоттеров следующие: они более компактны и удобны в работе, а также имеют возможность работать с чертежами большой длины (более десяти метров) или выводить несколько десятков чертежей друг за другом, отматывая при этом и отрезая от рулона лист необходимого размера автоматически.

Плоттеры малого формата (А3) - обычно планшетные. Отличительной особенностью ПП является высокое качество получаемого изображения, в том числе цветного при использовании цветных пишущих элементов. К сожалению, скорость вывода информации в ПП невысока, поэтому производители плоттеров используют все более быструю механику, пытаясь одновременно оптимизировать процедуру рисования, количество перемещений пишущего узла и бумаги, число смен пера, остановок и т.д.

На ПП традиционно выводят графические изображения, получаемые в системах автоматизированного проектирования. Чертеж, полученный, например, в AutoCAD"е, в основном состоит из линий, что соответствует принципу создания изображения векторным плоттером.

Карандашно-перьевые плоттеры

Карандашно-перьевые плоттеры (Pen/Pencil Plotter) являются разновидностью перьевых плоттеров. Их отличие от последних состоит в возможности установки специализированного пишущего узла, в котором используются обычные карандашные грифели. Держатель пишущего узла в таких устройствах благодаря наличию специального механизма обеспечивает постоянную величину усилия нажима грифеля на бумагу и автоподачу грифеля при его стачивании. Прочая механика у карандашно-перьевых плоттеров абсолютно аналогична перьевым, поэтому в них также можно применять все пишущие узлы, используемые в последних.

Дополнительные преимущества карандашной технологии:

Карандашные грифели не вызывают проблем, как перья. Их "краситель" не высыхает, и они не имеют канала истечения красителя, который может забиваться твердыми частицами, в связи с чем при их эксплуатации не требуется постоянно следить за процессом вывода информации плоттером.

Грифели можно покупать в магазинах канцелярских товаров, они дают значительную экономию на расходных материалах: одного хватает на несколько чертежей, при этом они дешевы.

Грифели позволяют максимально использовать скоростные возможности плоттера, так как карандаш пишет на любой скорости, при использовании же жидких красителей необходимо учитывать время их вытекания из пера и высыхания.

Карандашные изображения качественны, и, в то же время, их можно корректировать ластиком. Они дают хорошие оттиски при копировании.

Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях, в том числе и не очень высокого качества.

ПП особенно привлекательны для тех, кто полагается больше на качество, нежели на количество изображений, и имеет скромный бюджет. Недостаток у карандашно-перьевых плоттеров только один. Так как за все надо платить, то расширение технологических возможностей - использование карандашей - оплачивается слегка большей, чем у обычных плоттеров, ценой устройства, однако эта разница очень быстро компенсируется в процессе эксплуатации.

Ведущие изготовители перьевых плоттеров:

CalComp,

Mutoh (карандашно-перьевые плоттеры),

Summagraphics (Houston Instruments).

В последние годы объем продаж и, соответственно, производства перьевых и карандашных плоттеров стал сильно сокращаться. На европейском и американском рынке их уже почти нет. Объем продаж этого типа плоттеров упал настолько, что фирма Hewlett-Hackard вообще перестала их выпускать.

На российском рынке эта тенденция начала проявляться в полной мере с середины 1995 года. В моду прочно вошла струйная технология, и это уже свершившийся факт. Кроме перьевых плоттеров, которые, как уже указывалось, являются векторными, все остальные типы плоттеров - раcтровые, то есть используют дискретный способ создания изображения. При этом, естественно, чем выше плотность точек в выводимом изображении, тем выше его качество.

Струйные плоттеры (СП, Ink-Jet Plotter)

Струйная печать - это процесс получения изображения, при котором его элементы создаются капельками чернил, вылетающими из сопла со скоростью достаточной, чтобы преодолеть зазор между соплом и поверхностью, на которой формируется изображение. Из всего разнообразия струйных технологий печати мы выберем только один их вид, получивший наибольшее распространение и совершивший подлинную революцию в мире плоттеров. Хотя струйный принцип печати известен уже давно, эти устройства так и оставались бы экзотикой, если бы не изобретение, ставшее основой для "взрывного" распространения струйной технологии, - это технология "пузырьковой" струйной печати (bubble-jet).

Первый и основной патент на нее принадлежит Canon. Hewlett-Packard также владеет рядом важных патентов в этой области. Путем обмена лицензиями эти две компании получили подавляющее преимущество над конкурентами - сейчас им принадлежит 90% европейского рынка струйных технологий.

Технология "пузырьковой" струйной печати использует направленное распыление капелек чернил на бумагу при помощи мельчайших сопел печатающей головки. В стенку сопла встроен нагревательный элемент. При подаче электрического импульса температура его резко возрастает за 7-10 мкс. Практически все чернила, находящиеся в контакте с нагревательным элементом, мгновенно испаряются. Расширение пара вызывает ударную волну. Под действием избыточного давления капелька чернил "выстреливается" из сопла. После "выстрела" чернильный пар конденсируется, пузырек схлопывается и в сопле образуется зона пониженного давления, под действием которого новая порция чернил всасывается в сопло. Важной конструктивной особенностью такого печатающего устройства является простая конструкция сопел. Причем, кроме низкой стоимости изготовления, есть еще ряд других преимуществ:

Высокая надежность каждого сопла, что упрощает конструкцию и, следовательно, уменьшает размер печатающего узла, так как не надо обеспечивать возможность замены сопел.

Сопла можно располагать очень близко друг к другу, а это увеличивает разрешение печати.

Отсутствие какого-либо звука при работе печатающей головки.

Печатающие головки могут быть цветными и иметь соответствующее число групп сопел. Для создания полноцветного изображения используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK, использующая четыре базовых цвета:

Cyan - голубой,

Magenta - пурпурный,

Yellow - желтый,

Key - ведущий (черный).

Сложные цвета образуются смешением основных, оттенки различных цветов могут быть получены путем сгущения или разрежения точек соответствующего цвета в фрагменте изображения (аналогичный способ используется для получения различных оттенков серого цвета при выводе монохромных изображений).

Качество цветной печати таково, что полученный полноцветный плакат нельзя отличить от изданного в типографии.

Существует три разновидности струйных плоттеров - монохромные, цветные (полноцветные) и с возможностью цветной печати (color capable).

Струйные плоттеры с возможностью цветной печати часто вводят в заблуждение потенциальных покупателей своей низкой ценой и словом "цветной" в то же самое время. Этот тип струйных плоттеров хорош для получения чертежей с цветными линиями и однотонно закрашенными областями. Если же вы захотите напечатать полноцветный плакат или красивую географическую карту, вас постигнет неудача. Струйный плоттер с возможностью цветной печати для этого не предназначен. Другими словами, этот тип плоттеров является струйным аналогом обычных перьевых плоттеров.

Приемлемая цена, высокое качество и большие возможности сделали СП серьезным конкурентом перьевых устройств. Спрос на них растет как со стороны тех, кто работает с настольными издательскими системами, в рекламном бизнесе, так и со стороны пользователей систем автоматизированного проектирования, выпускающих сложные чертежи формата А0. Однако данные устройства, как и перьевые плоттеры, не совсем устраивают пользователей с большими объемами выводимой графической информации.

Там, где требуется получение очень большого числа чертежей в течение небольшого времени, лучше применять плоттеры прямого вывода или лазерные. Ведущие изготовители струйных плоттеров - CalComp, Hewlett-Packard, Summagraphics, Encad.

Электростатические плоттеры (ЭП, Electrostatic Plotter)

ЭП, как и струйные плоттеры, используют жидкие красители. Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя. При этом в качестве носителя используется специальная электростатическая бумага, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями, позволяющими получить требуемую влажность и электропроводность. Для записи информации используют записывающие головки, представляющие собой блоки тончайших электродов. Потенциальный рельеф появляется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении электродов высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, его частички остаются на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами. Отличительные особенности данного типа плоттеров - скорость, надежность, качество и производительность. Немаловажно и то, что изображение, полученное на ЭП, весьма устойчиво и не выгорает под действием ультрафиолетовых лучей, а стоимость электростатической бумаги находится на уровне стоимости высококачественной типографской.

Данный тип плоттеров относится к числу дорогостоящих, поэтому такие устройства приобретаются пользователями, имеющими оправданно высокие требования к производительности и качеству, и для достижения максимальной эффективности используются как сетевые устройства, в связи с чем имеют в стандартной комплектации адаптер сетевого интерфейса. Их применяют при высокой степени автоматизации проектных работ в солидных организациях и в геоинформационных системах.

Электростатические плоттеры можно было бы считать идеальными устройствами, если бы не высокая стоимость и необходимость тщательного обслуживания.

Плоттеры прямого вывода изображения (ПВИ, Direct Imaging Plotter)

Технология ПВИ была изобретена в конце 50-х годов и основывалась на применении термобумаги, то есть бумаги, пропитанной теплочувствительным веществом. Такая специальная бумага стоила очень дорого, была чувствительна к изменениям температуры окружающей среды и не обеспечивала высокой контрастности изображения, поэтому эта технология прошла долгий путь доработки, прежде чем в середине 80-х появились качественные устройства массового использования. Изображение создается длинной (на всю ширину плоттера) "гребенкой" миниатюрных нагревателей. Каждый нагреватель имеет самостоятельное управление. Когда термобумага движется вдоль "гребенки", она меняет цвет в местах нагрева. Современная термобумага дает естественный черный цвет, в отличие от радикально черного у ранних моделей термопринтеров и факсовых аппаратов. Изображение, естественно, получается монохромным.

Простота механизма печати гарантирует скорость и надежность в работе. Использование плоттеров ПВИ позволяет достичь производительности в 50 листов формата А0 в день. Термобумага обычно подается с рулона, что не требует дополнительного времени на заправку и запуск печати каждого листа. Работа происходит без вмешательства оператора, при этом изображения получаются с очень высоким разрешением (до 800 точек на дюйм). В устройстве нет движущихся частей, не нужны тонер и чернила. Требуется лишь термобумага.

Сейчас цены на нее снизились, недостатки, когда-то присущие ей, устранены, а типы термоносителей включают в себя стандартную белую бумагу, кальку и даже полиэфирную пленку. Качество этих носителей удовлетворяет самым строгим требованиям к материалам, применяемым для создания архивов.

Плоттеры ПВИ хороши для больших объемов выводимой информации. Учитывая их высокую производительность и низкую удельную стоимость чертежей, их применяют в крупных проектных организациях как для вывода проверочных копий, так и для окончательного пакета чертежей изделия. Большой поток данных требует широкого интерфейса. В связи с этим в стандартную конфигурацию плоттеров ПВИ часто входит интерфейс локальной сети.

Технические характеристики этих плоттеров соответствуют требованиям приложений из области инженерного проектирования, архитектуры, строительства, городского планирования и электросхемотехники.

Плоттеры на основе термопередачи (ПТ, Thermal Transfer Plotter)

Как и плоттеры ПВИ, эти плоттеры, как следует из их названия, также используют термическую технологию. Однако, в отличие от плоттеров ПВИ, в них между термонагревателями и бумагой (или прозрачной пленкой!) размещается донорный цветоноситель - тонкая(толщиной 5-10 мкм) пленка (например, лавсановая), обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе, особенностью которой является низкая (менее 100С) температура плавления. На ленте последовательно нанесены области каждого из основных цветов размером, соответствующим листу используемого формата. В процессе вывода информации бумажный лист, соприкасаясь с лентой, проходит под печатной головкой, которая состоит из тысяч мельчайших нагревательных элементов. Воск в местах нагрева расплавляется и пигмент остается на листе. За один проход наносится один цвет. Все изображение получается за четыре прохода. Таким образом, на каждый лист цветного изображения затрачивается в четыре раза больше красящей ленты, чем для монохромного.

Ввиду дороговизны каждого отпечатка, получаемого с их помощью, эти плоттеры в основном применяются рекламными агентствами для создания пилотных версий плакатов и транспарантов для красочных презентаций. Кроме того, плоттеры на основе термопередачи используются в составе средств автоматизированного проектирования для высококачественного вывода объектов трехмерного моделирования, а также в системах картографии, требующих высокого качества воспроизведения цветов. Наибольшее распространение имеют устройства небольшого формата А3-А4, что переводит их в категорию принтеров.

Лазерные плоттеры (ЛП, Laser/LED Plotter)

Несколько лет назад на рынке стала расти популярность лазерных принтеров, поражавших своим качеством, бесшумностью, быстродействием и удобством в работе. Появление лазерных плоттеров было лишь вопросом времени. Лазерные плоттеры базируются на электрографической технологии, в основу которой положены физические процессы внутреннего фотоэффекта в светочувствительных полупроводниковых слоях селеносодержащих материалов и силовое действие электростатического поля. Селен в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое визуализируется намагниченным мелкодисперсным тонером, а затем переносится на бумагу. В качестве промежуточного носителя в ЛП используется вращающийся селеновый барабан. Заряженные области барабана притягивают сухой тонер, который затем переносится на проходящую под барабаном бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частички тонера запекаются, создавая изображение.

Некоторое время назад создание скрытого изображения на барабане осуществлялось при помощи лазера. Для управления перемещением лазерного луча использовали сложную систему вращающихся зеркальных многогранников или призм и линз. Вследствие этого плоттеры (и принтеры), использующие лазеры, боялись встрясок и ударов, которые могут сбить настройку. Избежать сложностей с оптикой позволило применение точечных полупроводниковых светодиодов (light emitted diod - LED), которые и дали имя новому типу устройств (LED-плоттеры).

Общий принцип создания изображения сохранился, однако вместо зеркал используется линейка светоизлучающих диодов. LED-плоттеры относятся к классу растровых, каждой точке строки изображения соответствует свой светодиод (например, при разрешении 400 точек на дюйм линейка для формата А1 состоит из 24" x 400 = 9,600 диодов). Отказ от оптического управления сделал систему проще, легче и надежнее, так как все диоды жестко закреплены. Лазерные и LED-плоттеры, ввиду высокого быстродействия (лист формата А1 выводится менее чем за полминуты), в первую очередь интересны пользователям при большом объеме работ. Для повышения эффективности такие плоттеры чаще всего используются как сетевые устройства.

К числу их преимуществ относится то, что они могут работать на обычной бумаге, а это сокращает удельные затраты при эксплуатации. LED-плоттеры становятся все более популярными, хотя по уровню стоимости находятся в высшей ценовой категории, лишь ненамного уступая монохромным электростатическим. Области применения LED-плоттеров: сложный технический дизайн, архитектура, документооборот, картография и др., то есть везде, где требования к производительности и качеству результатов высоки, но наличие цвета не требуется.

Ныне существуют различные виды плоттеров, которые отличаются принципом работы, техническими характеристиками, назначением и другими особенностями. Чтобы сделать верный выбор при покупке, необходимо разобраться во всех разновидностях этого оборудования.

Плоттером называется оборудование, которое применяется для широкоформатной печати, включая формат А0. Графопостроитель, так еще называют плоттер, в зависимости от особенностей работы может печатать не только на бумаге, но и других материалах, синтетических носителях, пленке и так далее. Кроме этого, некоторые модели оснащены функцией резки, что используется при печати на термоклеющейся пленке, этикеток, логотипов и так далее.

Плоттер выполняет схожие функции с принтером, но специализируется на широкоформатной печати. Его используют для печати:

• чертежей и проектов;
• рекламных постеров и объявлений;
• топографических карт;
• презентаций;
• продукции на термоклеющейся пленке и других материалах широкого формата и так далее.

Из-за больших размеров и особенностей функциональности эти устройства не приобретают для домашнего использования. К наиболее распространенной сфере применения можно отнести:

• проектные бюро;
• дизайнерские компании;
• центры картографии;
• рекламные фирмы;
• компании полиграфических услуг и так далее.

Классификация плоттеров

Все модели устройств для широкоформатной печати классифицируют на такие виды плоттеров:

• перьевые;
• струйные;
• электростатические;
• ППВИ;
• термоплоттеры;
• лазерные;
• светодиодные.

Каждый из них имеет свои особенности и подходит для решения определенных задач.

Перьевые плоттеры

Перьевыми устройствами называется электромеханическое оборудование векторного типа. Картинка или изображение на бумагу или иной носитель в таких устройствах наносится пишущим элементом или пером, что может двигаться в двух направлениях.

Существуют модели, которые могут работать на жидких красках и специальных грифелях–карандашах (карандашно-перьевые плоттеры). За движение пишущего элемента отвечает электродвигатель, в связи с этим при работе оборудование издает много шума. Другим недостатком этого вида устройств выступает низкая скорость печати, преодолеть которую производителям не удается даже путем оптимизации работы электромоторов.

Главными преимуществами перьевых графопостроителей выступает:

• очень высокое качество печати;
• высокая цветоотдача и контраст при печати цветных изображений.

Качество печати во многом зависит не только от оборудования, но и расходных материалов – бумаги и краски.

Струйные плоттеры

Технология струйной печати, применяемая в плоттерах, немного схожая с технологией, используемой в принтерах. Печать происходит путем нанесения большого количества точек с краской. Обычно применяется 4 стандартных цвета:

• черный;
• пурпурный;
• желтый;
• голубой.

Другие цвета и их оттенки получают путем смешивания основных цветов.

Так называемая «пузырьковая» технология, что сейчас применяется в струйных плоттерах, была разработана и запатентована компанией Canon, хотя ныне применяется и другими производителями. Печатающая головка состоит из огромного количества форсунок, через которые подается краска для печати изображения. В каждой форсунке имеется термонагреватель, при нагревании которого образуется пузырек с воздухом. Он выдавливает краску из форсунки, а после нагревательный элемент мгновенно остывает до выполнения следующей очередной задачи.

Струйные устройства пользуются высокой популярностью, так как обладают многими преимуществами:

• хорошая скорость печати;
• высокое разрешение;
• легкость и доступность обслуживания;
• доступность расходных материалов;
• приемлемая стоимость оборудования.

В некоторых моделях регулируется подача красок, что позволяет получать качественные, четкие и яркие изображения, но требует особых умений и навыков от оператора. В таких устройствах используются так называемые пьезоструйные головки.

Электростатические плоттеры

В электростатических плоттерах наносится невидимое изображение на специальную бумагу, а после к заряженным частицам носителя прилипает жидкая краска. Последующим и завершающим этапом просушка бумаги.

Применение этой технологии позволяет получать высококачественные и точные изображения в короткие сроки, но при этом имеет и свои недостатки:

• поддержание температуры и влажности на определенном показателе в помещении;
• сложность обслуживания;
• высокая цена.

Они являются отличным решением для предприятий, которые выдвигают требования к качеству и разрешения, а также если требуется высокая скорость печати и производительность.

Плоттеры прямого вывода изображения

В оборудовании такого типа изображение наносится на термобумагу, пропитанную специальным составом. При прохождении через «гребенку» в местах воздействия термических нагревателей бумага меняется свой цвет, что способствует появлению изображения.

Хорошо подходит такое оборудование для проектных и инженерных организаций. Несмотря на монохромность печати, позволяет получать качественные и точные изображения. К тому же такой плоттер нетребователен к обслуживанию и не нуждается в соблюдении специальных условий при работе.

Плоттеры на основе термообработки

Принцип работы схож с вышеописанными устройствами (ППВИ). Главное отличие заключается в том, что при прохождении термобумаги через «гребенку» между ними находится специальный цветной донор.

При печати цветного изображения процесс прохождения через гребенку повторяется необходимое количество раз. Главным преимуществом использования этого оборудования то, что изображение получается устойчивым к воздействию влаги и ультрафиолета.

Лазерные и светодиодные плоттеры

Технология печати в таких устройствах очень схожая с технологией, применяемой в лазерных и светодиодных принтерах. При помощи лазерного луча или светодиодов наносится невидимое изображение, после к заряженным частицам бумаги пристает тонер, который впоследствии запекается.

Светодиодные и лазерные устройства обеспечивают высокое разрешение и качество изображения, а также отличаются высокой скоростью печати и производительности, но обладают существенным недостатком – высокой стоимостью.

Режущие плоттеры

Такое оборудование отличается тем, что может не только печатать, но и выполнять функцию резки. Плоттер может резать различные материалы:

• бумагу;
• картон;
• термопленку;
• винил;
• фотобумагу и так далее.

Печатающий плоттер с функцией резки нашел свое широкое применение, включая сферу рекламы и дизайна. За резку отвечает специальный нож или резец. Из-за своей многофункциональности такой тип оборудования пользуется большой популярностью.

В зависимости от расположения носителя во время печати плоттеры классифицируют на такие разновидности:

• планшетные;
• рулонные.

Планшетные плоттеры

В планшетных устройствах носитель закрепляется на специальном столе и остается неподвижным во время печати. Движется печатающий элемент. Такое оборудование пользуется малой популярностью из-за своих больших размеров.

Рулонные плоттеры

Особенностью этого оборудования выступает то, что рулонная бумага движется на барабане, а в процессе прохождения через головку на неё наносится изображение.

Потребители отдают предпочтение рулонным устройствам, так как они обладают многими плюсами:

• занимают меньше места;
• позволяют экономить расходники;
• подходят для выполнения различных задач;
• обеспечивают высокое качество печати.

Особенности выбора плоттера

Учитывая широкий спектр моделей плоттеров, представленных на современном потребительском рынке, потенциальный пользователь должен быть осведомлен о базовых технических характеристиках рассматриваемых устройств. К определяющим показателям по праву относятся:

1. Предназначение приобретаемой техники. Так, планируя использовать девайс для печати чертежей и карт, стоит отдать предпочтение девайсам с минимальным набором функций. Возможностей «бюджетных» вариантов хватит для качественного выполнения «первостепенных задач». Однако при планируемом использовании плоттера для печати рекламы, баннеров и так далее целесообразно сделать выбор в пользу устройств с опцией «материализации» цветных изображений.
2. Максимальная ширина резки. Данный показатель неразрывно связан с форматом материала, совместимым в работе на выбранной модели гаджета. В случае запланированной эксплуатации плоттера в домашних условиях стоит выбирать устройство с максимальной шириной резки от 250 мм, а при покупке рассматриваемой техники для последующего использования на производстве оптимальным размером доступного для резки материала является показатель не ниже 1000 мм.
3. Скорость печати. Приемлемым показателем рассматриваемой характеристики принято считать скорость не ниже 8 – 10 листов в секунду. В подобном случае работа плоттера будет максимально продуктивна при умеренном потреблении электроэнергии.
4. Финансовые затраты на эксплуатацию гаджета. В данном случае речь идет не только о необходимости выбора рассматриваемого типа устройств качественной сборки с высокой прочностью отдельных функциональных элементов, но и плоттеров, не требующих особого формата носителя. Иными словами, в соответствии с данным критерием, выбранная модель должна быть совместима со всеми (или абсолютным большинством) материалов.
5. Тип подачи. При дальнейшем использовании выбранной техники в домашних условиях целесообразно обратить внимание на рулонные плоттеры, отличающиеся компактностью своей конструкции и низкой стоимостью расходных материалов. В случае запланированной эксплуатации купленного плоттера на производстве идеальными будут планшетные модели, обладающие высокой точностью в работе, но, как правило, имеющие внушительные габариты.
6. Максимальное давление ножа (при выборе режущего плоттера). Оптимальным показателем рассматриваемой характеристики, как правило, является «сила» не менее 200 г. Устройства, соответствующие такому требованию, обеспечат своему владельцу качественное выполнение своих функциональных «обязанностей», связанных с резкой материала при минимальных энергозатратах со стороны пользователя.
7. Гарантия от производителя. Учитывая высокую стоимость абсолютного большинства моделей техники рассматриваемого сегмента, разумно обращать внимание на срок гарантийного обслуживания, предусмотренного производителем или поставщиком. В среднем «создатели» плоттера «ручаются» за свой продукт на протяжении первых 2 лет его использования.

Для формирования представления у покупателя о том, какими параметрами должен обладать качественный плоттер, целесообразно ознакомиться с нижеприведенным рейтингом топовых моделей 2018 года.

Лучшие модели