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.

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.

Плоттер (графопостроитель) - устройство для получения бумажных копий электронных чертежей, карт, рисунков и иной графической информации. Возможно использование и для широкоформатной печати.

Плоттеры делятся на планшетные, барабанные, фрикционные и рулонные.

• Планшетные плоттеры отличаются фиксацией листа форматов А3 и А2 пишущим узлом и электростатическим способом. Пишущий лист перемещается в двух координатах.
• Барабанные плоттеры работают с носителем, который крепится на вращающемся барабане.
• Фрикционные плоттеры , в них носитель перемещается с помощью фрикционных роликов. Эти графопостроители (при равных размерах чертежа) много меньших габаритов, чем барабанные.
• Рулонный (роликовый) плоттер имеет чертёжную головку, которая перемещается в одном направлении. При этом движении одновременно перемещается носитель перпендикулярно траектории головки. С помощью роликовых плоттеров можно рисовать изображения на рулонах с большой длинной и форматами А1, А0.

Изготавливают графопостроители (плоттеры) в настольном и напольном исполнениях. Изображения, получаемые с помощью плоттеров, делятся по принципу построения.

• Векторные плоттеры при создании изображений используют шариковые, перьевые рапидографы, фломастеры, карандаши. В современное время они сняты с производства.
• Растровые плоттеры наследуют конструктивные особенности принтеров. Они создают отличное изображение с помощью построчного воспроизведения.

Растровые плоттеры в свою очередь делятся по способу печати.

• Струйные плоттеры основаны на принципе струйной печати , и по сути являются широкоформатным принтером.
• Лазерные плоттеры работают используя технологию лазерной печчати .
• Светодиодные плоттеры тоже используют лазерный метод печати , но переносят изображение с барабана на бумагу с помощью специальных светодиодов .
• Фотоплоттеры фиксируют изображение на светочувствительном материале.
• Также существуют ещё термические плоттеры и микрофильм-плоттеры .

Перечислим основные эксплуатационные и конструктивные характеристики плоттеров:

1. Формат оригинала
2. Точность
3. Размер рабочего поля
4. Разрешение растровых плоттеров
5. Наличие собственной памяти
6. Скорость прорисовки
7. Программное обеспечение

Для некоторых моделей плоттеров производятся насадки, дополняющие эти устройства функциями сканера. Многие из плоттеров производят печать из графических файлов (PCX, BMP, TIFF).

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

Плоттер – устройство вывода из ЭВМ графической информации типа чертежей, схем, рисунков, диаграмм на бумагу или другой материал. Кроме обычной бумаги для плоттеров используется специальная пленка, электростатическая или термореактивная бумага.
Благодаря появлению первых перьевых плоттеров, разработанных фирмой CalComp в 1959 г., стало возможным автоматизированное проектирование, применение САПР в различных областях промышленности.
Современные плоттеры – широкий класс периферийных устройств для вывода графической информации, которые классифицируются по таким признакам.
По принципу формирования изображения:
- плоттеры векторного типа, в которых пишущий элемент относительно вида материала, на который наносится изображение
- плоттеры растрового типа, в которых пишущий элемент движется относительно вида материала, на который наносится изображение, только в одном направлении и изображение получается из последовательно наносимых точек.

Конструктивно, в зависимости от вида материала, на который наносится изображение, плоттеры разделяются на планшетные и рулонные.
В планшетных плоттерах материал, на который наносится изображение, размещается неподвижно на плоскости, над которой располагается конструкция, позволяющая перемещать пишущий узел одновременно по двум координатам. Пишущий узел укреплен на траверсе и движется в горизонтальном направлении относительно планшета, на котором закреплен материал, на который наносится изображение. В свою очередь, траверса с пишущим инструментом, перемещается в вертикальном направлении по другой траверсе. Движение происходит через блочно-тросовые системы, ходовые винты и зубчатые рейки двумя реверсивными двигателями, один из них расположен на траверсе, а другой – на планшете.
В рулонных плоттерах материал, на который наносится изображение, размещается на барабане, который приводится во вращение в обе стороны реверсивным двигателем, а пишущий узел, приводится в движение шаговым двигателем и перемещается по направляющей вдоль оси барабана.
Принципиально планшетные плоттеры могут обеспечивать более высокую точность вывода информации, однако на рынке больших плоттеров (формата А0 и А1) преобладают рулонные плоттеры, т.к. их характеристики удовлетворяют требованиям большого количества задач.

Дополнительные преимущества рулонных плоттеров:
-более компактны и удобны, работают с чертежами очень большой длины (более 10 м)
-выводят несколько десятков чертежей один за другим,
-автоматически отматывают и отрезают от рулона лист необходимого размера.
Плоттеры малого формата (A3) обычно планшетные.

В зависимости от типа пишущего узла плоттеры подразделяются на:
1 перьевые, (Pen Plotter);
2 струйные, (Ink-Jet Plotter);
3 электростатические, (Electrostatic Plotter);
4 прямого вывода изображения, (Direct Imaging Plotter);
5 лазерные, (Laser/ LED Plotter);
6 сольвентные.

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа. Они создают изображение с помощью пишущих элементов, называемых «перьями». Пишущие элементы отличаются один от другого типом жидкого красящего вещества (одноразовые и многоразовые; шариковые, фибровые, пластиковые; с чернилами на водной или масляной основе; заполненные под давлением) и укрепляются в держателе пишущего блока, который обладает одной степенью свободы перемещения в рулонных плоттерах и двумя степенями свободы перемещения в планшетных плоттерах. Широкоформатные перьевые плоттеры широко используются в швейной промышленности для изображения лекал.
Отличительной особенностью планшетных плоттеров является высокое качество получаемого изображения, в том числе цветного при использовании цветных пишущих элементов. С помощью планшетных плоттеров традиционно выводят графические изображения, получаемые в системах автоматизированного проектирования, например в AutoCAD. Скорость вывода информации в планшетных плоттерах невысока, поэтому производители плоттеров используют все более быструю механику и пытаются одновременно оптимизировать процесс рисования, количество перемещений пишущего блока и бумаги, число смен «пера» и остановок.
Ведущие изготовители перьевых плоттеров: CalComp, Mutoh (карандашно-перьевые плоттеры), Summagraphics (Houston Instruments).
Кроме перьевых плоттеров (векторные), все остальные типы плоттеров – растровые, т.е. используют дискретный способ получения изображения.

Струйные плоттеры являются устройствами вывода графической информации растрового типа со струйной технологией печати. Из всего многообразия струйных технологий нанесения изображения наибольшее распространение в пишущих блоках плоттеров получила «пузырьковая». Есть три разновидности струйных плоттеров: монохромные (одноцветные), цветные (полноцветные) и с возможностью цветной печати (color capable).
Струйные плоттеры с функцией цветной печати дают возможность получать чертежи с цветными линиями и однотонно закрашенными областями. Это струйный аналог обычных перьевых плоттеров.
Струйные плоттеры делятся на два класса: плоттеры для САПР и полноцветные (универсальные) плоттеры. Печать векторной графики, прежде всего одноцветных чертежей, осуществляется на плоттерах для САПР - монохромных. Например, в швейной промышленности на таких плоттерах осуществлют печать лекал в натуральную величину. Полноцветные плоттеры могут печатать любую графику: чертежи, плакаты с фотографическим качеством изображения. В последнее время ни находят все более широкое применение, и в САПР в том числе. В пишущих блоках полноцветных струйных плоттеров применяются четыре группы сопел, в каждую из которых поступают чернила определенного цвета согласно технологии цветной печати CMYK.
Высокое качество печати, приемлемая цена и большие возможности делают струйные плоттеры серьезным конкурентом перьевых плоттеров. Но данные устройства, как и перьевые, не вполне устраивают пользователей с большим количеством выводимой графической информации. Для повышения производительности необходимо использовать плоттеры прямого вывода или лазерные.

На основе технологии создания скрытого электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя созданы электростатические плоттеры. Носитель представляет собой специальную электростатическую бумагу, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями, что позволяет получить требуемую для нее влажность и электропроводность. Для записи информации используются пишущие элементы. Они представляют собой блоки электродов.
При осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов образуется потенциальный рельеф. Заряды образуются при возбуждении электродов высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий блок с жидким намагниченным тонером, его частички остаются на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода электростатической бумаги через четыре проявляющих узла с тонерами согласно технологии CMYK.
Скорость, надежность, качество и производительность - это отличительные особенности данного типа плоттеров. Они применяются при высокой степени автоматизации проектных работ. Изображение, полученное на электростатическом плотере, очень устойчиво и не выгорает под действием ультрафиолетовых лучей. Стоимость электростатической бумаги равна стоимости высококачественной типографской бумаги. Единственным минусом плоттеров такого типа является высокая себестоимость и необходимость тщательного обслуживания.

На плоттерах прямого вывода изображения, или термографических, в качестве носителя используется специальная термобумага, которая темнеет под воздействием тепла. Монохромное (одноцветное) изображение создается при нагревании. Миниатюрные нагреватели сформированы в виде «гребенки», каждый из которых имеет самостоятельное управление. Когда термобумага перемещается относительно «гребенки» ее цвет меняется в местах нагрева.
Простота механизма печати обеспечивает скорость нанесения изображения до 50 мм/с с разрешением до 800 dpi. Термобумага, как правило, подается из рулона. Зачастую плоттеры прямого вывода изображения применяются в крупных проектных организациях для вывода проверочных копий и для изготовления окончательного пакета чертежей изделия.

Лазерные плоттеры основаны на электрографической технологии, которая успешно реализована в лазерных принтерах. Лазеры в плоттерах применяются в качестве источника излучения, а так же используются полупроводниковые светодиодные матрицы (Light Emitted Diod – LED). К классу растровых относятся LED - плоттеры, когда каждой точке строки изображения соответствует свой светодиод (например, при разрешении 400 точек на дюйм линейка для формата А1 состоит из 9600 диодов).
Лазерные и LED-плоттеры очень быстродейственны. В первую очередь они рекомендуются пользователям с большими объемами работ. Для чаще всего использование таких плоттеров как сетевых устройств повышает эффективность. Преимуществом такого вида плоттеров является возможность работать на обычной бумаге, что сокращает удельные затраты при эксплуатации.
По уровню стоимости LED-плоттеры находятся в высшей ценовой категории однако становятся все более популярными. Сложный технический дизайн, архитектура, документооборот, картография - области применения LED-плоттеров.

Сольвентные плоттеры так же функциональны, как и струйные плоттеры. Применяемая технгология сольвентной печати позволяет добиться долговечности изображения. Печать производится с применением специальных стойких чернил с особыми растворителями. Такие плоттеры используются при изготовлении наружной рекламы, виниловых самоклеящихся пленок, баннеров, объемных этикеток и т.д. Изображение, отпечатанное на сольвентном плоттере, не выгорает и не размывается. Работы, выполненные с помощью таких плоттеров пользуются популярностью среди рекламщиков, т.к. выглядят более ярко.

Подробно ознакомиться с техническими характеристиками перьевых и струйных плоттеров можно