Дипломная работа: Характеристика аппаратных средств автоматизированных рабочих мест и перспективы их развития
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 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.
К плоттерам прямого действия относятся CalComp DrawingMaster600, CalComp DrawingMaster800, OCE G9050-S.
2.3.6 Плоттеры на основе термопередачи
Как и плоттеры ПВИ, плоттеры на основе термопередачи (ПТ - Thermal Transfer Plotter), 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.
Рисунок 11 - Плоттер на основе термопередачи Roland PRO PC-600
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.
Примерами плоттеров на основе термпопередачи являюстя Roland PRO PC-600, Summagraphics DC3-2E (см. рисунок 11).
2.3.7 Лазерные плоттеры
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.
Лазерные плоттеры и принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь затем, передается в механизм печати. Растровое представление символов и графических образов производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахматной доске (см. рисунок 12).
Растровая технология в значительной степени отличается от векторной, используемой в перьевых графопостроителях. При использовании векторной технологии изображение формируется путем построения линий из одной точки в другую.
Рисунок 12 - Растровый метод формирования образа
Лазерные плоттеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводяшего полупроводника. Подобная технология печати применяется в ксероксах. Принтеры и плоттеры фирм HP и QMS, например, используют механизм печати ксероксов фирмы Canon.
Важнейшим конструктивным элементом лазерного плоттера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.
Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электрический заряд. Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьшается от -900 до -200 В. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа (см. рисунок 13).
На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер — мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение (см. рисунок 14).
Рисунок 13 - Функциональная схема лазерного принтера
Рисунок 14 - Создание копии изображения на фотобарабане
Рисунок 15 - Обобщенная схема работы лазерного плоттера
Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу. Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд, и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180°—200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.
В светодиодном плоттере для засвечивания барабана вместо лазерного луча, управляемого с помощью системы зеркал, используется неподвижная светодиодная строка (линейка), состоящая из 2500 светодиодов, которой формируется не каждая точка изображения, а целая строка (см. рисунок 16). На этом принципе, например, работают лазерные принтеры фирмы OKI.
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.
Рисунок 16 - Формирование изображения с помощью LED-технологии
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.
Рисунок 17 - Лазерный плоттер HP DesignJet T1100
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, то есть везде, где требования к производительности и качеству результатов высоки, но наличие цвета не требуется.
Примером лазерного плоттера является плоттер HP DesignJet T1100.
2.4 Сравнительная характеристика современных плоттеров
2.4.1 Плоттеры начального уровня
В данную группу входят следующие устройства:
- Mutoh XP-301/300.
- Selex SR-850 и ОСЕ 5120 (аналоги Calcomp TechJet 720с).
- Encad CadJet II D/E.
- HP DesignJet 430.
- HP DesignJet 450C.
Все они ориентированы на работу в небольших конструкторских бюро. Рассмотрим подробнее их характеристики
1) Mutoh ХР-30х
Карандашно-перьевые плоттеры Mutoh ХР-301 и ХР-300 (формата А1 и А0, соответственно), позволяют выводить векторные изображения практически на любых носителях (например, на ватмане низкого качества). Плоттеры оборудованы каруселью на 8 пишущих узлов.
В качестве пишущих узлов могут применяться рапидографы и фломастеры. Помимо этого, Mutoh ХР-30х позволяет заряжать держатель карандашей дешевыми цанговыми грифелями, которые можно найти в любом канцелярском магазине и которые стоят "копейки", что делает себестоимость печати на этих плоттерах крайне низкой.
Максимальная скорость черчения у — 1131мм/с.
В виду того, что перьевые плоттеры — векторные устройства, на них невозможно выводить растровые изображения и заливки. Еще одно ограничение — количество одновременно воспроизводимых цветов (в данном случае — восемь).
2) Selex SR-850 и ОСЕ 5120
Эти плоттеры, пришедшие на замену одной из самых популярных модели струйных плоттеров — Calcomp 720с. Selex SR-850 и ОСЕ 5120, относятся к группе монохромных плоттеров с возможностью цветной печати. На них может быть установлена либо печатающая головка, совмещенная с одним черным картриджем (44 мл), либо печатающая головка с двумя раздельными картриджами — цветным и монохромным. В последнем случае, при окончании чернил в одном из картриджей, можно, не меняя печатающей головки, заменить только вышедший из строя картридж. Объем черного картриджа в этом варианте — 9 мл, цветного — 15 мл (по 5 мл желтой, пурпурной и голубой краски).
Разрешение печати — 360 dpi в цветном режиме и 720 dpi — в монохромном.
Скорость печати — 5мин/А0 в монохромном черновом режиме.
Применение такого плоттера целесообразно в случае, когда заранее известно, что основной поток конструкторской документации будет выводиться в черно-белом варианте (и, следовательно, будет применяться большой черный картридж), однако время от времени возникает необходимость в печати небольшого количества документов с использованием цвета.
К достоинствам этих плоттеров можно отнести удачно выполненный механизм протяжки носителя, позволяющий выводить изображения на низкокачественную бумагу (отечественные ватман и калька).
3) Encad CadJet II D/E
Фирма Encad, изначально занимавшаяся струйными плоттерами для выпуска рекламной продукции, предложила ряд моделей, ориентированных на САПР/ГИС, которые сразу же составили конкуренцию оборудованию фирм, много лет занимающихся разработками в этой области.
Плоттеры Encad зарекомендовали себя как очень надежные устройства, отличающиеся великолепным дизайном, и удобством в управлении. Расстояние между печатающей головкой и носителем, а также механизм подачи носителя позволяют использовать низкокачественные материалы — ватман, кальку и пр.
Encad CadJet II — это струйные плоттеры формата A1 (D) и А0 (Е). Эти модели можно отнести к категории устройств, обладающих возможностью цветной печати, что связано с недостаточным количеством цветных чернил на них одновременно устанавливаются два картриджа — черный (42 мл) и цветной (по 7 мл каждого цвета), при этом используются картриджи HP, которые легко доступны на рынке.
Можно сказать, что эти плоттеры занимают ту же самую нишу на рынке устройств для широкоформатной печати, что и Selex SR-850 (ОСЕ 5120). Как и плоттеры Selex, плоттеры Encad укомплектованы стандартными для современного оборудования этого типа элементами: рулонная подача, автоматический нож, корзина и подставка.
По сравнению с плоттерами Selex и ОСЕ у Encad CadJet II имеется одно преимущество — больший объем картриджей и один незначительный недостаток — несколько меньшее разрешение (300 dpi в цветном и 600 dpi в монохромном режиме против 360 dpi и 720 dpi у Selex).
Скорость печати — 4мин/А0 в монохромном черновом режиме.
Плоттер предназначен для вывода цветных чертежей и карт, возможно, с небольшими заливками.
4) HP DesignJet 430
Монохромный струйный плоттер, выпускается в двух модификациях нулевого и "первого" форматов. Объем чернильного картриджа — 44 мл. Разрешение печати 600 dpi. В стандартную поставку не включены рулонная подача и подставка с корзиной, они должны заказываться отдельно. Одним из недостатков данного плоттера является отсутствие жидкокристаллического дисплея (LCD), что делает работу с ним не очень удобной.
Скорость печати — 6мин/А0 в монохромном черновом режиме.
Плоттер может выводить только монохромные чертежи. Существенным недостатком, присущим этим плоттерам, являются недоработки в системе механизма подачи бумаги, что делает практически невозможным использование носителей низкого качества. Как уже отмечалось, отечественные потребители очень часто вынуждены использовать такие носители, что связано, прежде всего, с относительно высокой стоимостью "фирменной" бумаги (порядка $30 за рулон 50 м).
5) HP DesignJet 450C
Цветной струйный плоттер, выпускается в двух модификациях — нулевого и "первого" форматов. Разрешение печати 300dpi в цвете, 600dpi — в монохроме. Печать осуществляется четырьмя картриджами по 44 мл. Как и в случае HP DesignJet 430, у пользователей этого устройства могут возникнуть проблемы с печатью на низкокачественной бумаге.
Скорость печати — 3мин/А0 в монохромном черновом режиме.
Рекомендуется для печати цветных чертежей, карт и схем, возможно с заливками.
2.4.2 Плоттеры среднего уровня
К этой группе относятся следующие устройства:
- Selex SR-950 (аналог Calcomp TechJet 5524S/5536S).
- Encad Cadjet 3D.
- Encad NovaJet IV E.
- HP DesignJet 700.
- HP DesignJet 750C Plus.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
