Что такое печатающий и режущий плоттер, отличия лазерных, струйных, перьевых

Плоттер. Виды и работа. Применение и как выбрать. Особенности

Плоттер, или графопостроитель – это устройство для точного черчения графических рисунков, чертежей и карт на бумаге форматом до А0 или прочих листовых материалов. Это профессиональное оборудование, которое можно встретить в оснащении проектного бюро, дизайнерской компании или полиграфической фирмы.

Что делает плоттер

Графопостроитель выполняет подобные функции, что и обыкновенный принтер, но он является более габаритным, к тому же печатает на больших форматах, поэтому и не применяется в бытовых целях. Его технические возможности позволяют осуществлять печать на бумаге, плотном картоне, синтетических материалах, а также пленках, тканях и т.д. Нередко плоттеры могут не только заниматься черчением, но и резать материал, для получения различные фигурок, этикеток и логотипов.

Такое устройство может применяться для выполнения печати:

• Рекламных постеров.
• 3D открыток.
• Приглашений на праздники.
• Дизайнерских украшений.
• Топографических карт.
• Чертежей.
• Проектов.

Фактически, под названием плоттер предлагается два разных устройства. Одно применяется как большой принтер для печати, а второе вырезает контуры изображения, а также может его чертить одним цветом.

Виды плоттеров

Данное оборудование весьма востребовано в профессиональной сфере, поскольку на него полагается выполнение множества задач. В связи с этим первоначальная конструкция устройства была многократно модернизирована, в результате чего появились различные виды графопостроителей:

• Перьевые.
• Струйные.
• Электростатические.
• ППВИ.
• Термоплоттеры.
• Лазерные.

Каждая разновидность кардинально отличается по принципу работы, а также возможностям. В связи с этим плоттеры подбираются в зависимости от того, какие цели они будут выполнять, а также в зависимости от применяемых материалов.

Перьевые

Это самый востребованный плоттер, который нередко может быть режущим. Такие устройства являются электромеханическим оборудованием, оснащенным съемным пером, которое двигается в 2 направлениях под воздействием электромотора. Оно сдвигается по каретке влево и вправо, а также может подниматься от обрабатываемой поверхности. В его держатель может устанавливаться специальный фломастер или карандаш, который рисует линии. Такое устройство делает рисунок очень медленно, поэтому плохо подходит для выполнения больших объемов работы. При этом обеспечивается высокое качество рисования.

Нередко такие устройства могут комплектоваться резцом, который вырезает изображение по контуру. В дальнейшем полученные шаблоны можно склеивать, создавая 3D открытки, поделки, приглашения на праздники и так далее. Самые простые перьевые плоттеры не имеют корпус и просто представляют собой платформу, которая устанавливается на лист бумаги. Зажатая в них ручка рисует одним цветом. При необходимости управляющая программа останавливает каретку и сообщает о необходимости замены цвета, что делается вручную.

Для оснащения большинства перьевых плоттеров производители выпускают специальные фломастеры или ручки, которые можно фиксировать в кулачке устройства. Стоимость таких расходников явно завышено, а их ресурс весьма скромный. При профессиональном использовании можно буквально за один день выписать всю краску. Для решения данной проблемы выпускаются специальные держатели, повторяющие форму фирменных фломастеров и ручек. Внутри они пустые, поэтому в них можно зафиксировать обыкновенную гелевую ручку или ее пасту. Таким образом, затраты на расходники многократно сокращаются. Можно применять любой фломастер и ручку из канцелярского магазина, просто устанавливая их через переходник.

Струйный

Такие плоттеры работают по принципу струйной печати, как и одноименные принтеры. В большинстве случаев такие устройства оснащаются картриджем на 4 цвета: черный, пурпурный, желтый и голубой. Для получения прочих оттенков просто смешиваются стандартные цвета.

Применяемая технология печати способна обеспечить высокую скорость нанесения изображения. Картинка получается довольно качественная и с большим разрешением. Для заправки плоттера применяется недорогая краска, а само оборудование стоит сравнительно недорого. Недостаток таких устройств в размывке краски при намокании.

Электростатические

Плоттер данного типа стоит на порядок выше, чем предыдущие устройства. Применяемая в них технология подразумевает нанесение на специальную бумагу невидимого изображения, после чего по начертанному контуру прилипают мелкие капли жидкой краски. После этого устройство сразу же ее высушивает, поэтому картинка не размазывается. Достоинство такого способа печати заключается в очень высоком качестве получаемого рисунка. Чтобы устройство печатало хорошо, очень важно поддерживать в помещении рекомендуемую производителем температуру и уровень влажности. Такие устройства стоят намного выше остальных разновидностей, а кроме того в случае поломки существует большая проблема с их ремонтом по причине отсутствия специалистов готовых это сделать. Необходимо связываться с представителями производителя, на что требуется время. Данное оборудование имеет высокую производительность и скорость печати, что позволяет его использовать в коммерческой деятельности.

Плоттер прямого вывода изображения

ППВИ работает с термобумагой, которая пропитывается специальным составом. Устройство воздействует на поверхность листа специальной гребенкой, благодаря чему в местах контакта под воздействием нагрева бумага становится темной. Как следствие проявляется изображение. Фактически данная технология похожа на то, как печатаются чеки на кассах в магазине. Неоспоримое достоинство такого оборудования является только в необходимости специальной бумаги. Качество печати таких устройств довольно посредственное. Такая технология нанесения изображения позволяет получать только черно-белую картинку. Этого достаточно для проектных мастерских, а также при прорисовки различных шаблонов и лекал, однако для прочих целей такое оборудование будет бесполезным.

Плоттеры термообработки

Такие приборы работают по схожему принципу с плоттером прямого вывода изображения. Используемая технология позволяет сначала воздействовать на бумагу, после чего придавать ей необходимый цвет. Как следствие можно получить полноценное изображение с необходимыми оттенками. Особенность данного оборудования заключается в том, что сначала печатается один цвет, после чего следующий и так необходимое количество раз. Распечатанное хорошо удерживается на термобумаге, не выгорает, а главное и не размывается водой.

Лазерные

Плоттер данного типа работает как лазерный принтер. С помощью лазерного луча на бумагу наносится невидимое изображение, после чего к нему прилипает тонер, который в дальнейшем поддается термообработки. Он расплавляется, запекается и надежно прилипает. Как следствие такое изображение уже не смывается водой. Лазерные устройства могут быть черно-белыми или цветными. Они очень быстро печатают, но при включении печати первого листа необходимо немного подождать, пока печатная головка разогреется. Такие устройства являются одними из самых лучших, поэтому и стоят соответствующе. Лазер отдельных устройств может прожигать материалы.

Как осуществляется технология резки

Режущий плоттер — это модернизированный перьевой. В нем имеется держатель, в который устанавливается специальный резец. Головка с лезвием двигается по специальной каретке только влево или вправо. При этом бумага может затягиваться роликами и двигаться вперед назад, что позволяет обеспечить выполнение резки в любом направлении. Такие устройства могут обрабатывать бумагу, картон, пленку, фотобумагу, винил и даже ткани.

Многие устройство данного класса оснащаются специальным резцом, который может регулировать глубину выхода лезвия, чтобы автоматические подбирать его под тип материала. Такие устройства оснащаются специальным жестким ковриком с липким основанием, на которое можно наклеить материал для вырезки. Это позволяет удерживать мелкие вырезанные детали, чтобы они не сваливались. После окончания работы, фигурки отрываются небольшой пластиковой или металлической неострой лопаткой.

По мере применения липкая подложка теряет свои свойства, поэтому ее нужно заменять. Если этого не делать, то вырезанные мелкие фигурки перестают удерживаться, как следствие работать становится невозможно.

Какое оборудование выбрать

При выборе устройства в первую очередь необходимо определиться – что ему потребуется делать. Не существует универсального плоттера, который сможет делать абсолютно все. Такой прибор сможет либо вырезать изображение и наносить несложные рисунки в одном цвете, либо печатать как принтер. Это является основным параметром выбора. Также важными являются рабочая площадь и скорость. С площадью все понятно, она определяет с каким форматом материалов можно работать. Самые крупные и дорогие плоттеры предназначены для установки листов формата А0. Скорость печати определяет производительность.

Оборудование, которое работает как принтер, просто наносит изображение, поэтому важным параметром будет качество прорисовки. Что касается устройств с функцией резки, то к ним ставятся дополнительные требования, в частности скорость передвижения лезвия. Она измеряется миллиметрами в секунду. Более простые устройства полупрофессионального направления выдают скорость резки 112 мм/с. Профессиональные приборы способны резать 600 мм/с. Также к таким устройствам ставятся особые требования к силе нажатия ножа. Оптимальным считается давление от 200 г. Это позволяет работать не только с тонкой бумагой и картоном, но и довольно плотными синтетическими материалами, в том числе и винилом.

Что такое печатающий и режущий плоттер, отличия лазерных, струйных, перьевых

Плоттеры, они же графопостроители, предназначены для вывода чертежей, это векторные устройства (по крайней мере, по входным данным). В первых поколениях этих устройств пишущий инструмент перемещался по траектории, заданной отображаемой в данный момент фигурой. Плоттер способен рисовать графические примитивы:

• точку,
• отрезок прямой,
• дугу,
• эллипс (окружность как его разновидность),
• прямоугольник.

Поток данных, получаемый плоттером, содержит команды рисования этих примитивов и параметры. Многие плоттеры «понимают» и команды написания текста:

• каждую букву они внутренне интерпретируют как набор отрезков и дуг;
• для этого они должны иметь соответствующие таблицы знакогенераторов.

Плоттеры позволяют выводить изображения на листы разного формата — от А4 у настольных устройств до А1 и АО у крупных напольных устройств. Для принтеров такие большие размеры недоступны. По способу обеспечения движения пишущего инструмента относительно бумаги различают планшетные и рулонные плоттеры.

Планшетный плоттер

В планшетном плоттере лист бумаги укладывается на плоский стол и неподвижно закрепляется. На небольших устройствах лист по краям прижимается металлическими полосками к магнитному столу. На устройствах большого формата листы иногда присасываются воздухом через специальные отверстия в столе. Над столом в одном направлении перемещается каретка, вдоль которой перемещается пишущая головка. Вся эта конструкция, напоминающая мостовой кран, приводится в движение двумя шаговыми двигателями, обеспечивающими перемещение пишущей головки по всей поверхности листа. Точность позиционирования измеряется десятыми и даже сотыми долями миллиметра. Головка перьевого плоттера снабжена пишущим пером. На головке имеется соленоид, который прижимает перо к бумаге в нужных местах. У струйного плоттера головка такого же типа, как и у струйного принтера (черно-белая или цветная). Приводы позиционирования и пишущего узла управляются встроенным микроконтроллером в соответствии с принимаемым потоком команд.

Рулонный плоттер

В рулонном плоттере имеется горизонтальный барабан, на который кладется лист бумаги и прижимается к барабану валиками. Края листа свободно свисают вниз (это напольные конструкции). Пишущая головка перемещается по направляющей только вдоль оси барабана. Вращение барабана (в обоих направлениях) и перемещение головки совместно обеспечивают взаимно перпендикулярные перемещения пишущего инструмента относительно бумаги. Рулонные плоттеры позволяют выводить чертежи крупного формата, не занимая при этом огромной площади (как планшетные). Здесь жестко ограничена лишь ширина рулона (А1 или АО). Есть устройства, у которых края листа не свисают, а наматываются на специальные барабаны — такие плоттеры могут «создавать» полотна длиной несколько метров. Однако в рулонном плоттере при повторных прогонах довольно трудно обеспечивать точное позиционирование бумаги, которая катается по барабану вперед-назад во время вывода чертежа огромное количество раз. Из-за этого требуется очень высокоточная (а потому и дорогая) механика.

Современные струйные рулонные плоттеры сделаны несколько иначе. По сути дела они являются растровыми струйными принтерами, головка которых имеет ряд (и не один) сопел. При выводе бумага в них по барабану прокатывается всего один раз, в одном направлении, и за этот проход растровым способом выводится все изображение. Растеризация изображения производится во внутреннем ОЗУ огромного размера, но на данном этапе развития технологии это проще, чем делать сложную механику.

Перьевой плоттер способен выбирать перья (по цвету чернил, типу и толщине) из имеющихся у него в распоряжении. Перья бывают разные — типа шариковой ручки (ball tip pen), фломастера (fiber tip pen) или керамического типа (ceramic tip pen) — каждый тип имеет свою нишу применения. Для выбора пера используют разные механизмы. В револьверном механизме перья устанавливаются в ячейки барабана, размещенного у края рабочего стола плоттера. Отдельный привод поворачивает барабан на нужный угол, предоставляя для доступа требуемую ячейку. Головка подводится к барабану и определенным движением вынимает из него перо (предварительно поставив прежнее в свободную ячейку). У других плоттеров перья устанавливаются в ряд держателей, и головка для обмена подводится к одному из них.

Внешний интерфейс плоттера

Внешний интерфейс плоттера — параллельный или последовательный. В отличие от принтеров, для плоттеров интерфейс не является узким местом — передача графических команд даже по последовательному интерфейсу происходит гораздо быстрее их механического исполнения. Параллельный интерфейс плоттера ничем не отличается от принтерного. С последовательным интерфейсом на старых плоттерах иногда бывают сложности. Некоторые плоттеры с последовательным интерфейсом управляют потоком программно, но посылают не стандартные символы X0N/X0FF, а слова (ASCII-строки). Такой протокол обмена на уровне системы практически не поддерживается (плоттеры сами «разговаривают» с прикладной программой). Это осложняет подключение плоттера к компьютерной сети (например, через принт-сервер).

У плоттеров имеется ряд специфических параметров:

• формат бумаги (максимальный и минимальный размеры листа);
• линейная скорость движения пера при рисовании и холостых перемещениях;
• максимальное ускорение головки;
• точность позиционирования;
• повторяемость позиционирования (способность многократно попадать в заданную точку после длительных «путешествий»);
• количество цветов;
• поддерживаемые языки.

Помимо рисующих плоттеров существуют и режущие плоттеры (cutter), в них вместо пишущей имеется режущая головка с механическим или лазерным резаком.

Форматы данных

Современные принтеры способны работать в любом режиме — графическом или текстовом. После включения питания и аппаратного или программного сброса принтер готов к получению текстовых данных и команд. Принтеры, как правило, работают в расширенной (8-битной) таблице ASCII-кодов. Первые 32 кода (О-lFh) используются для управляющих символов, непосредственно не отображаемых принтером. Далее следуют коды специальных символов, цифр, прописных (uppercase — верхний регистр) и строчных (lowercase — нижний регистр) букв латинского алфавита. Коды 80-FFh требуются для знаков национальных алфавитов (в частности, русского) и символов псевдографики. Из управляющих кодов, используемых при печати в символьном режиме, особо отметим коды возврата каретки (CR, ODh), перевода строки (LF, OAh) и формата (FF, ОСЬ). Если принтеру задан режим AutoLF, то по коду возврата каретки принтер будет автоматически выполнять и перевод строки. Этот режим может быть задан конфигурированием принтера, а также специальным сигналом интерфейса Centronics. Файлы для печати в конце каждой строки, как правило, содержат пару кодов — CR и LF (последовательность байтов OD, OA), и при их распечатке в режиме AutoLF будут пропускаться пустые строки. Обычно режим AutoLF не используют. По трактовке управляющих кодов среди матричных принтеров распространены две основные системы команд: IBM (для принтера IBM Pro- Printer) и Epson. Практически все команды изменения режимов печати (переключение шрифтов, изменение размера, эффекты печати и т. п.), а также переключения в графический режим, начинаются с кода Escape (Esc, lBh). Далее следует один или более байтов кода команды; формат последовательности опеделяется первым байтом (командой), следующим за кодом Esc. Вся эта конструкция называется Escape-последовательностью.

Для лазерных принтеров фирма Hewlett-Packard разработала специальный язык PCL (Printer Control Language), в котором помимо управляющих команд, аналогичных Еэсаре-последовательностям матричных принтеров, имеются и графические, описывающие рисование геометрических примитивов. В языке имеются и средства работы со встроенными шрифтами принтера, обеспечивающие масштабирование и повороты букв. Язык PCL поддерживают ряд струйных принтеров. Использование языка PCL позволяет сократить объем данных, передаваемых принтеру для печати сложных изображений, состоящих из текста и графики, по сравнению с растровым форматом. Особенно эта экономия существенна для высокого разрешения и цветной печати — для PCL объем передаваемой информации не так сильно зависит от разрешения и цветности. Однако для доступа к этим возможностям язык PCL должно «понимать» и приложение, осуществляющее графический вывод. Поддержка PCL вполне естественна для приложений с векторной графикой (включая текстовые процессоры и издательские системы). Сугубо растровые системы, естественно, генерируют команды растровой печати.

Для плоттеров, которые получают исключительно векторные команды рисования, существует несколько различных языков. Общепринятым является язык HP-GL, его понимают все плоттеры и практически все прикладные программы, выполняющие графический вывод на плоттер. Для плоттеров, особенно перьевых, актуальна оптимизация входных данных. Например, в многоцветных изображениях гораздо выгоднее рисовать сначала все элементы одного цвета, затем — другого. Программы, генерирующие данные для рисования, обычно поступают иначе: они «отрабатывают» изображения по объектам. Серия мелких многоцветных объектов порождает частую смену перьев, за каждым из которых головка должна «сбегать» к магазину. Иногда имеет смысл использовать дополнительные программы-оптимизаторы, входные данные для которых предоставляет выходной файл графического приложения.

Поскольку между печатающим (чертящим) приложением и принтером (плоттером) всегда находится программный драйвер, при несоответствии их языков почти всегда требуется драйвер-транслятор. Так, матричный принтер, не русифицированный на аппаратном уровне, можно русифицировать программно. Предпочтительно использовать загружаемый знакогенератор принтера — для этого компьютер должен послать в принтер блок данных определенного формата, содержащий команды загрузки и собственно содержимое знакогенератора. Однако такая загрузка должна выполняться каждый раз после включения принтера, чтобы драйвер мог отслеживать состояние принтера (по сигналам интерфейса) и своевременно подгружать знакогенератор. Однако не все принтеры имеют такую возможность. Проще обстоит дело, когда у принтера есть знакогенератор русских букв, но они расположены в ином порядке, чем требуется. В этом случае драйвер-русификатор должен просто перекодировать символы по таблице. Правда, для этого ему требуется «понимать» графические команды принтера и прозрачно (без преобразования) пропускать графические данные. Если приитер вообще не имеет нужного алфавита и загружаемого знакогенератора, приходится печатать текст в графическом режиме. Для этого драйвер должен выполнять растеризацию символов, не известных принтеру или всех подряд (для однородности), и выводить их иа приитер в графическом режиме. При этом более чем на порядок возрастает объем передаваемой информации, что снижает скорость печати, особенно при маломощном процессоре (время расходуется и на растеризацию, и на собственно вывод данных). Аппаратная или программная русификация принтеров актуальна лишь для печати текстовых файлов средствами DOS. Приложения Windows используют графические режимы принтеров, и вопросы русификации уже переходят в чисто программную область (драйверы и системные шрифты). Однако печать в графическом режиме на матричных игольчатых принтерах по нынешним меркам слишком медленна и шумна, хоть и возможна. Для такой печати больше подходят струйные, а еще лучше — лазерные принтеры.

Программный драйвер может реализовывать графический язык, не поддерживаемый принтером, — например, есть программные реализации языка PostScript. Однако при этом центральный процессор компьютера нагружается объемной задачей растеризации, причем в ОЗУ должен умещаться весь растровый образ выводимой страницы. Кроме того, на принтер при этом выводится огромный объем данных, что особенно неприятно для сетевого принтера. Так что при больших объемах печати лучше использовать настоящий «железный» (аппаратный) принтер PostScript, а не его программную эмуляцию.

Из вышесказанного вполне понятно, что драйвер принтера должен соответствовать типу принтера и его языковым возможностям. Так, при использовании принтера PostScript об этом должен «знать» и драйвер, иначе графический вывод будет производиться всегда в растровом режиме и никаких преимуществ аппаратной поддержки PostScript пользователь не получит.

Источники:
http://www.largeformat.ru/article_info.php?articles_id=38
http://tehnika.expert/cifrovaya/prochaya-cifrovaya/cifrovaya-pechatnaya-mashina.html