Budowa i zasada działania ploterów

SPIS TREŚCI
1. URZĄDZENIA DO WYPROWADZANIA DANYCH. 3
1.1 Podział urządzeń do wyprowadzania danych. 3
2. PODSTAWOWE WIADOMOŚCI DOTYCZĄCE PLOTERÓW. 5
2.1 Parametry ploterów. 5
2.2 Budowa plotera. 6
3. RODZAJE PLOTERÓW. 9
3.1 Ploter płaski. 9
3.2 Ploter bębnowy. 10
3.3 Plotery mozaikowe. 13
3.4 Plotery tnące. 14
3.5 Plotery grawerująco-frezujące. 14
3.6 Ploter frezująco-grawerujący. 16
3.7 Plotery elektrostatyczne. 17
3.8 Plotery wektorowe. 18
3.8.1 Plotery jednopisakowe i wielopisakowe. 18
3.8.2 Ploter strumieniowo-atramentowy. 20
3.8.3 Plotery laserowe. 21
4. SPOSOBY UNIKANIA PROBLENÓW TYPOWYCH DLA PRACY Z PLOTEREM. 23

1. URZĄDZENIA DO WYPROWADZANIA DANYCH.

1.1 Podział urządzeń do wyprowadzania danych.

Współczesne komputery stosowane do przetwarzania danych wyposaża się zwykle w liczne urządzenia zapewniające szybkie uzyskiwanie wyników w różnorodnej formie. Głównym celem procesu przetwarzania danych jest otrzymanie z komputera informacji wyjściowej zawierającej końcowe rezultaty tego przetwarzania. Otrzymana informacja wyjściowa może być wykorzystywana dla wielu celów i może przyjmować różne formy w zależności od typu urządzenia i stosowanego nośnika. Najwygodniejszą oraz najszerzej stosowaną formą wyprowadzania wyników z komputera jest drukowanie ich za pomocą urządzeń drukujących.
Można wyróżnić cztery podstawowe cele uzasadniające wyprowadzanie informacji z systemu przetwarzania danych.
1. Konieczność dialogu komputera z człowiekiem. Otrzymane z komputera dane są zazwyczaj końcowym produktem systemu i muszą występować w formie czytelnej dla człowieka. Urządzeniami wyjściowymi, które tworzą taką formę informacji są: drukarki wierszowe, dalekopisy, monitory ekranowe, pisaki xy itp.
2. Konieczność dalszego przetwarzania otrzymanych danych. Dane muszą być wyprowadzane w formie akceptowanej przez urządzenia wprowadzające dane do komputera. Urządzeniami wyjściowymi, które tworzą taką formę informacji, są: dziurkarki kart oraz dziurkarki taśmy papierowej.
3. Przechowywanie danych. Obowiązujące w organizacji gospodarczej (określonym przedsiębiorstwie) zasady mogą wymagać, ażeby otrzymane z komputera dane były przechowywane przez pewien okres w archiwach.
4. Konieczność dalszego przetwarzania otrzymanych danych na urządzeniach typu off-line, nie podłączonych bezpośrednio do komputera, takich jak tabulatory, sortery, kolatory itp.

Podobnie jak w przypadku urządzeń wprowadzania danych, większość urządzeń wyprowadzania danych pracuje w sposób automatyczny, tzn. raz uruchomione pracują zgodnie z wymaganiami zapamiętanego w komputerze programu tak długo, aż cały zbiór informacji wyjściowych nie zostanie wyprowadzony z pamięci komputera. Urządzenia takie można podzielić ze względu na rodzaj stosowanego nośnika informacji w sposób następujący:
- drukarki atramentowe,
- dziurkarki kart,
- dziurkarki taśmy papierowej,
- urządzenia wyprowadzania danych w formie graficznej (plotery),
- urządzenia bezpośredniego wyprowadzania danych (dalekopisy, monitory ekranowe itp.).

2. PODSTAWOWE WIADOMOŚCI DOTYCZĄCE PLOTERÓW.

Ploter jest urządzeniem zapisującym informacje na papierze w postaci rysunku liniowego. Wykorzystywany jest do wykonywania rysunku technicznego, graficznego, rejestracji wyniku pomiaru, kreślenia precyzyjnych map i planów, wykreślania form i wzorników, wykonywania projektów architektonicznych, instalacyjnych itp. Na podstawie danych przesyłanych z komputera wykreśla on z bardzo wysoką jakością rysunki techniczne, schematy elektroniczne i inne projekty. Plotery mogą kreślić na papierze, folii itp., mogą też dawać rysunek na materiale światłoczułym (wtedy funkcję pióra pełni np. dioda laserowa). Rozmiary rysunku mogą być różne od formatu A4 do nawet kilku metrów.. Do pisania służy najczęściej pisak filcowy, który jest prowadzony nad płasko ułożonym papierem. Pisaki są wypełnione różnokolorowym tuszem, co pozwala otrzymać barwne projekty. Aby papier nie przesuwał się, jest on przypięty do brzegu, albo podtrzymywany elektrostatycznie przez naładowanie podłoża wysokim napięciem, wytworzonym w specjalnym urządzeniu (jest to napięcie całkowicie bezpieczne dzięki małej obciążalności prądowej).
Elektromagnes opuszcza pisak na powierzchnię papieru dopiero, gdy przesyłany zostanie rozkaz rysowania.
Ploter może być obsługiwany używając portu równoległego lub szeregowego.
W ploterach stosowane są dwie techniki druku:
- z pisakiem sztyftowym,
- natryskowa..

2.1 Parametry ploterów.

Podstawowymi parametrami charakteryzującymi ploter są:
- prędkość kreślenia podawana w mm\sek (np. 50-500 mm/sek.),
- rozdzielczość kreślenia podawana w mm\krok (np.0,2-0,01mm/krok),
- typ i rozmiar papieru np. arkusz lub rolka w formacie A lub B,
- liczba elementów piszących w różnych kolorach, (np. 4-8),
- rodzaje portów: równoległy Centronics, szeregowy RS 232, USB,
- automatyczna lub ręczna wymiana pisaków,
- minimalna długość rysowanego przez ploter odcinka,
- czas wymiany pisaka.

Ogólną cechą ploterów jest mała szybkość działania w przypadku kreślenia skomplikowanych rysunków, szczególnie grafiki.
Cechami charakteryzującymi plotery są między innymi:
- cięcie kartek lub rolek na odpowiednią wielkość,
- niski poziom zużycia pisaków,
- długi wydruk (maksymalnie 15 metrów)
- niski koszt użytkowania,
- cicha praca

2.2 Budowa plotera.

W ploterze można wyróżnić następujące zespoły:
- układ sterujący,
- wózek z pisakiem i głowicą natryskującą,
- zespół napędu wózka w kierunku x,y (ploter płaski) lub w kierunku x (ploter bębnowy),
- zespół przesuwu papieru w kierunku y (ploter bębnowy) lub mocowania papieru w ploterze płaskim,
- magazynek pisaków i zespół wymiany pisaków.

Wózek składa się z podzespołów mocowania, podnoszenia i opuszczania pisaka. Odrębnym podzespołem jest magazynek pisaków wraz z podzespołem wymiany pisaków.
Typowe rozkazy plotera to: opuszczanie i podnoszenie pióra bądź jego wymiana na pióro o innym kolorze lub różnej grubości, ustawianie pióra w danym punkcie i przesuwanie go do innego punktu. Ciąg takich instrukcji, definiujących tworzony rysunek, zapamiętuje się w zbiorze graficznym — z tego punktu widzenia ploter jest urządzeniem wektorowym. Z drugiej strony, w większości rozwiązań technicznych ruch pióra wzdłuż osi x i y jest realizowany przy pomocy silniczków krokowych, co powoduje, że każde przesunięcie pióra składa się z elementarnych, jednostkowych ruchów o czterech zwrotach, a w bardziej skomplikowanych urządzeniach — z pojedynczych przesunięć w 8 do 16 różnych kierunkach. Rysowanie odcinków, okręgów i innych krzywych oraz kreślenie znaków alfanumerycznych generują najczęściej odpowiednie mikroprocesory wbudowane w ploter.
Ploter może pracować w trybie tekstowym, dlatego posiada wbudowany zestaw znaków. Średnia prędkość wyprowadzenia tekstu waha się od kilku do kilkunastu znaków na sekundę.
Plotery należą do najdroższych i najpowolniejszych urządzeń zewnętrznych. Dzięki tworzeniu nadzwyczajne precyzyjnych rysunków, znajdują one zastosowanie w metodach CAD.
Plotery można podzielić na kategorie, zależnie od ich: rozdzielczości, stopnia inteligencji, rozmiaru wykonywanego rysunku i ceny. Rozdzielczość ploterów waha się od 0,001 do 0,01 cala (0,025 do 0,25 mm), przy czym im większa rozdzielczość, tym lepszy rysunek, im większe obciążenie komputera to proces kreślenia jest wolniejszy. Jeśli jednak ploter ma wbudowany procesor (własną „inteligencję”), to zwykle jest możliwe ustawienie rozdzielczości rysowania zarówno linii jak i tekstu. Rysunki próbne można wówczas wykonać z mniejszą rozdzielczością, a końcowy produkt wykonać z pełną rozdzielczością. Ponadto, wiele ploterów inteligentnych ma zaprogramowane funkcje rysowania takich elementów, jak: okręgi, łuki itp., wywoływanych jednym poleceniem z komputera. Takie możliwości oraz duża pojemność pamięci pozwalają na przesłanie z komputera do plotera dużej części rysunku. Komputer, w czasie gdy ploter kreśli rysunek, może zająć się inną pracą. Niektóre plotery mogą być sterowane z oddzielnej jednostki, w której nośnikiem informacji jest taśma magnetyczna. Pracują wówczas niezależnie od komputera, ale rozwiązanie to zwiększa koszt zestawu.
Zarówno do ploterów bębnowych, jak i z płaskim stołem, można używać papieru w rolkach, co pozwala na kreślenie rysunków o właściwej szerokości i dowolnej długości. Jedynie do ploterów z płaskim stołem można stosować wstępnie nadrukowany papier, co jest szczególnie użyteczne przy wykonywaniu rysunków technicznych. Jako nośnika do rysowania można używać zarówno papieru jak i folii lub innych materiałów.
Popularne są plotery z wieloma pisakami, co pozwala na rysowanie różnych grubości linii i w różnych kolorach. Zwykle plotery mają 2, 6 lub 8 pisaków różnego typu: z końcówką filcową (mazak), długopis lub pisak kreślarski, napełniany tuszem. Te ostatnie dają najlepszą jakość rysunku (duży wybór grubości linii), ale często zasychają i są niewygodne w użyciu.
Koszt plotera zależy od rozmiaru i funkcjonalności, ale nawet najmniejszy ploter bębnowy lub z płaskim stołem, może kosztować tyle co komputer osobisty. Plotery „żółwiowe” są tanie, nie mogą być jednak stosowane do wykonywania profesjonalnych rysunków. Ogólnie można stwierdzić, że przy tych samych rozmiarach plotery pisakowe są tańsze niż elektrostatyczne.

3. RODZAJE PLOTERÓW.

Ze względu na sposób poruszania się elementów piszących plotery dzielimy na:
- Plotery płaskie – pisak porusza się po ploterze we wszystkich kierunkach,
- Plotery bębnowe – pisak porusza się w jednym kierunku a papier prostopadle do ruchu pisaka.

3.1 Ploter płaski.

Plotery płaskie kreślą na płasko położonym papierze lub innym materiale. Pióro jest przesuwane wzdłuż pionowej poprzeczki (ruch wzdłuż osi y), a sama poprzeczka może się poruszać wzdłuż całej powierzchni rysunku. Silniki krokowe za pomocą linki stalowej (cięgna) przesuwają wózek. Aby zapewnić bezluzowe prowadzenia elementów musi być zapewnione odpowiednie naciągnięcie linek oraz brak poślizgów na rolkach napędowych silników. Często zamiast napędów cięgnowych stosuje się napędy z paskiem zębatym. Wózek pisaka realizuje następujące funkcje: chwyta pisak, prowadzi do określonego miejsca arkusza, opuszcza go i po wykonaniu linii podnosi. Po zakończeniu pracy pisakiem danego rodzaju umieszcza go w magazynku pisaków oraz pobiera kolejny pisak. Jako pisaki stosowane są specjalne pisaki tuszowe. Do podnoszenia i opuszczenia pisaka stosowane są zespoły napędzane elektromagnesem klapkowym. Pisaki plotera umieszczane są w dwóch typach magazynków: rewolwerowy i liniowy. Pobieranie pisaków z magazynka realizowane jest automatycznie poprzez odpowiednie ruchy pisaka względem magazynka i odwrotnie. Mocowanie pisaka w wózku magazynka realizowane jest przez sprężyste ramiona, które chwytają pisak za dokładnie wykonaną walcową część korpusu. Urządzenie rysujące składa się z pióra kulkowego (lub grafionu) zasilanego tuszem, umocowanego w wózku mogącym się przesuwać w obu kierunkach po osi x oraz po osi y. Po otrzymaniu sygnału zapisu, pióro dociskane jest do papieru umieszczonego na płaskiej płytce lub na wałku. Poszczególne punkty mogą być umieszczone w odległości 0,1 mm. Przy tej gęstości punków dzięki odpowiedniej koordynacji ruchów po osi x i y, można uzyskiwać praktycznie dowolne kształty linii i wykonywać nawet skomplikowane rysunki, odznaczające się dużą dokładnością. Urządzenia rysujące mogą być szeroko stosowane do wyprowadzania wyników z komputerów, zarówno w dziedzinie zarządzania (przykładowo w celu drukowania wykresów obrazujących przebieg różnych zjawisk gospodarczych czy pokazywania trendów), jak i wielu innych dziedzinach (meteorologii, kartografii, medycynie, fizyce, pracach projektowych itp.)
Rysunek 1 Ploter płaski

3.2 Ploter bębnowy.
W ploterach bębnowych poprzeczka z przesuwanym piórem jest zamocowana nieruchomo nad osią bębna, którego obroty przesuwają papier nawinięty na rolki. Takie rozwiązanie pozwala uzyskiwać rysunki znacznej szerokości.
Na poniższym rysunku przedstawiony został wygląd plotera bębnowego.

Rysunek 2 Ploter bębnowy

Ploter typu bębnowego wykonuje sześć podstawowych operacji:
- obrót bębna w przód,
- obrót bębna w tył,
- wózek w lewo,
- wózek w prawo,
- pióro do góry,
- pióro w dół,
Odpowiednie kombinacje pierwszych czterech operacji pozwalają na otrzymywanie ruchów pióra w kierunku 45 stopni od osi x oraz y.
Każdy inny kierunek rysowania otrzymuje się poprzez aproksymację, która polega na zastąpieniu linii prostej łamaną składającą się z odcinków o długości jednego kroku i kierunku najbardziej zbliżonym do kierunku linii. Na rysunku 4 przedstawiono sposób tworzenia łamanej aproksymującej linię AB.
Najpierw rozpatruje się kierunek AB i wykreśla odcinek Aa o kierunku najbardziej zbliżonym do AB. Każdy następny krok przy tworzeniu łamanej jest taki, jak poprzedni z tym, że punkt początkowy jest zastąpiony nowym punktem, tzn. kierunek aB implikuje odcinek ab, kierunek bB implikuje odcinek bc itd. Opisana metoda aproksymacji krzywych i linii realizowana jest za pomocą standardowych programów i podprogramów.

+y Ruch pióra
-x+y +x+y

-x +x

-x-y +x-y Ruch papieru
-y

Rysunek 3a, 3b Możliwe kierunki rysowania jednego kroku.

b c B





A a Długość
kroku.
Rysunek 4 Aproksymacja linii AB
.
Dane wyjściowe mogą być wyprowadzane na pisak xy bezpośrednio lub pośrednio. Rysowanie pośrednie zaleca się w przypadku, gdy program rysujący uniemożliwia pracę wieloprogramową (ze względu na to, że zajmuje duży obszar w pamięci) lub też w przypadku, gdy pisak nie jest bezpośrednio podłączony do maszyny cyfrowej.
Wszystkie rysunki sporządza pisak xy typu bębnowego na rolce o długości 366 m i szerokości 30,5 cm lub 78,7 cm. Papier obraca się na dwóch rolkach i przechodzi przez bęben, którego zębatki automatycznie utrzymują odpowiedni naciąg papieru. Pióro pisaka zamocowane jest na wózku, który porusza się równolegle do osi bębna. Najmniejszy przyrost w kierunku równoległym (oś y) i prostopadłym (oś x) do osi bębna zależy od typu pisaka i wynosi od 0,01 do 0,05 cala. Pisak xy może być wykorzystywany w wielu dziedzinach, w których na wyjściu z komputera potrzebna jest dokładna, szybka i stosunkowo mało kosztowna metoda graficznego przedstawienia danych .Szczególne znaczenie ma to na przykład w kartografii, budownictwie, geofizyce i wszelkiego rodzaju badaniach naukowych.

3.3 Plotery mozaikowe.

Zasada pracy plotera mozaikowego niczym nie różni się od drukarki mozaikowej. Plotery mogą być jednak nieco większe od formatu A2. Oferowane są zwykle jako 24 – igłowe, wyposażone w duży bufor. Ich wadą jest niska jakość otrzymywanych rysunków.
Różnica pomiędzy ploterem a drukarką polega na sposobie tworzenia obrazu: ploter kreśli za pomocą pisaka, a drukarka drukuje predefiniowane znaki lub wzory, ułożone z pojedynczych punktów. Zmieniając pisaki, można na ploterze uzyskać różnokolorowe rysunki wysokiej jakości. W programie użytkowym korzysta się z polecenia, służącego do wysyłania wyników na ploter. Choć większość ploterów przyjmuje na raz tylko jeden arkusz papieru, niektóre współpracują z podajnikami papieru z rolki. Ploter komunikuje się z programem użytkowym za pośrednictwem specjalnego programu obsługi. Większość programów współpracujących z ploterem (np. programy CAD, graficzne i planujące), obsługuje powszechne dostępne plotery.

3.4 Plotery tnące.

Plotery były zawsze urządzeniami zarezerwowanymi dla użytkowników systemów CAD i pokrewnych – inżynierów mechaników, architektów, elektroników i geodetów.
W ostatnich czasach zaczęły robić szaloną karierę w studiach zajmujących się grafiką użytkową i reklamą. Plotery produkowane przez firmę Mutoh, spełniają wymagania stawiane ploterom tnącym – ma odpowiednio solidną konstrukcję i potrafi zapewnić odcisk głowicy wystarczający do prawidłowej pracy noża. Może pracować jak zwykły ploter, kreśląc tradycyjnym pisakami tuszowymi, ceramicznymi czy kulkowymi o średnicach od 0,25 do 0,7 mm Potrafi również wypełniać kolorem większe powierzchnie, rysować plakaty lub plansze do prezentacji korzystając ze specjalnych pisaków z grubą końcówką (2, 4, 6 czy 8 mm.).W zależności od wybranego narzędzia – pisaka, markera, ostrza – ustawia się odpowiedni nacisk głowicy (15, 25, 40, 80 g). Pod względem konstrukcji można zaklasyfikować jako klasyczny ploter płaski, pracujący w pozycji poziomej lub półstojącej. Powierzchnia robocza ma wymiary 450 na 330 mm: jest to nieco więcej niż wielkość arkusza formatu A3. Materiał utrzymywany jest elektrostatycznie. Dokładność pozycjonowania głowicy wynosi 0,01 mm (można ustawić 0,025 mm), powtarzalność – 0,1 mm (dla tego samego pisaka: przy zmianie pisaka – 0,3 mm). Szybkość kreślenia po skosie to 919 mm/s, po każdej z osi – 650 mm/s.

3.5 Plotery grawerująco-frezujące.

Plotery grawerująco - frezujące produkowane są w formatach roboczych od 16 x 10 cm do 80 x 125 cm. Wysokiej jakości wykonanie, różnorodność akcesoriów, wysoka wydajność i trwałość predysponują te maszyny do pracy w każdym zakładzie usługowym i produkcyjnym. Duży wybór wrzecion o mocach od 100 do 1300 wat oraz „inteligentne” pulpity sterownicze czynią pracę z maszynami łatwą i jednocześnie wydajną. Bardzo solidna konstrukcja pozwala na stosowanie maszyn w zakładach produkcyjnych do pracy ciągłej.
Urządzenia te są stosowane między innymi do:
- grawerowania i frezowania matryc stalowych do bicia znaczków, biżuterii, medali, także 3D – reliefy,
- grawerowania i frezowania matryc mosiężnych lub stalowych do wyciskania w skórze, papierze, kartonie lub innych materiałach,
- grawerowania stempli i datowników do banków i urzędów pocztowych,
- grawerowania i frezowania form i modeli płaskich lub przestrzennych do odlewania w gipsie lub metalach kolorowych - metaloplastyka,
- grawerowania na długopisach i innych podarunkach reklamowych lub okolicznościowych,
- grawerowania breloczków do kluczy, numerków na drzwi, numerków do kluczy itp.
- grawerowania identyfikatorów i innych tabliczek imiennych -
personalizacja produktów
- grawerowania i frezowania tablic firmowych z tworzyw sztucznych,
laminatów grawerskich, mosiądzu, aluminium i blachy stalowej,
- grawerowania i frezowania tabliczek systemów informacji wewnętrznej i zewnętrznej do korytarzy i pomieszczeń biur, urzędów, banków, itp.,
- grawerowania i frezowania tabliczek znamionowych i innych oznaczeń na korpusach oznaczanych wyrobów
- grawerowania i frezowania tabliczek opisowych do szaf sterowniczych,
przełączników, zaworów - energetyka, automatyka przemysłowa,
- grawerowania i frezowania paneli i innych elementów płyt czołowych do urządzeń stosowanych w energetyce i automatyce przemysłowej,
- grawerowania certyfikatów, dyplomów i innych elementów
okolicznościowych
- frezowania liter z tworzyw sztucznych, drewna i metali,
- frezowania elementów konstrukcyjnych z tworzyw sztucznych, drewna i metali,
- grawerowania szyldów z tworzyw sztucznych i drewna (MDF) w trzech wymiarach (szyldy przestrzenne),
- grawerowania i frezowania form do wtryskarek wysokociśnieniowych i próżniowych.


3.6 Ploter frezująco-grawerujący.

Ploter frezująco-grawerujący jest już drugą generacją w pełni trójosiowych frezarek. Wraz z rozwojem technologii w ploterach tych wprowadzono kilka zmian. Oto najważniejsze z nich:
- Zastąpienie silników prądu stałego, precyzyjnymi silnikami krokowymi,
- Zastosowanie w miejsce dotychczas stosowanych pasków zębatych listew zębatych, co powoduje zwiększenie dokładności i trwałości maszyny,
- Zastąpienie przekładni opartych na paskach zębatych bezluzowymi przekładniami planetarnymi,
- Znaczące zmiany w programie, czyniące go jeszcze wydajniejszym i przyjaznym w obsłudze,
- Zmiany w architekturze autonomicznego sterownika elektronicznego, które czynią go praktycznie bezobsługowym i energooszczędnym.

Napęd z precyzyjnego silnika krokowego przenoszony jest za pośrednictwem bezluzowej przekładni oraz listew i kół zębatych wykonanych w bardzo wysokiej klasie dokładności. Wszystkie kable zasilające i sterujące ukryte w prowadnicach (cały jej mechanizm umieszczony jest pod stołem maszyny co zapobiega osadzaniu się zanieczyszczeń na listwach i kołach zębatych). Przeniesienie napędu w osi realizowane jest za pomocą śruby pociągowej.

3.7 Plotery elektrostatyczne.

Plotery te wytwarzają obraz w sposób elektrostatyczny, na podłożu pokrytym materiałem dielektrycznym. Dołącza się go do komputera za pomocą portu szeregowego i steruje za pomocą standardowych poleceń języka programowania. Komputer steruje pracą plotera elektrostatycznego za pomocą poleceń, stosowanych dla innych rodzajów ploterów. Obraz jest przenoszony na papier za pomocą szeregu maleńkich pisaków. Komputer używa ich do nanoszenia na podłoże małych, elektrostatycznych kropek, ustawionych w siatce rastra o gęstości od 100 do 200 punktów na cal. Tak naładowany papier przechodzi następnie przez biernik środka czerniącego (ang. toner), który przyczepia się do papieru we wszystkich miejscach naelektryzowanych, tworząc w efekcie obraz. Plotery pozwalają na uzyskiwanie czarno-białych rysunków o wysokiej jakości na papierze w różnych formatach. Ostatnio pojawiły się urządzenia do produkcji kolorowych rysunków. Obraz jest tworzony kolejno wierszami od góry do dołu i musi być przesyłany do plotera w sposób rastrowy. Przy obliczaniu całkowitego czasu niezbędnego do wyprodukowania kopii rysunku, trzeba wziąć pod uwagę czas jaki jest potrzebny komputerowi na utworzenie rastrowego wzoru rysunku. W przypadku słabszych komputerów może to trwać dość długo. Plotery elektrostatyczne pracują szybko, zwłaszcza w przypadku wykonywania wielu kopii tego samego rysunku, wówczas rastrowy wzór rysunku jest tworzony tylko raz. Przykładowo rysunek o rozmiarze (914 x 114,1 mm), zawierający około 15 000 linii jest wykonywany w ciągu około 45 s wliczając w to tworzenie rastrowego wzoru rysunku przez komputer. Wykonanie takiego rysunku na szybkim ploterze pisakowym zajmuje ponad 10 minut. Typowa rozdzielczość rysunku wynosi 400 punktów na cal. Plotery elektrostatyczne są stosowane tam, gdzie codziennie wykonuje się wiele rysunków. Plotery elektrostatyczne pobierają nośnik z rolki, nie stosuje się w nich pojedynczych arkuszy.

Rysunek 5 Schemat działania plotera elektrostatycznego..

3.8 Plotery wektorowe.
Plotery wektorowe dzieli się na trzy klasy:
- plotery pisakowe,
- plotery ze strumieniem tuszu,
- plotery laserowe,

3.8.1 Plotery jednopisakowe i wielopisakowe.

Plotery pisakowe są pierwszymi urządzeniami do tworzenia linii obrazu graficznego. Powstały w wyniku rozwoju pisaków analogowych X-Y, powszechnie stosowanych w przemyśle i laboratoriach.
Korzystając z plotera jednopisakowego, samodzielnie zakłada się pisak do uchwytu i inicjuje się proces rysowania. Po zakończeniu rysunku, tworzonego za pomocą jednego koloru, program zatrzymuje się, aby umożliwić zmianę pisaka. Niektóre nowsze typy ploterów są sprzedawane jako jednopisakowe z możliwością dokupienia mechanizmu zmieniającego pisaki. Mechanizm plotera wielopisakowego pozwala na jednorazowe obsługiwanie kilku pisaków. W niektórych ploterach pisaki są ładowane w układzie okrężnym (tzw. karuzela), w innych – w układzie liniowym. W ploterze jednopisakowym własnoręcznie umieszcza się pisak w uchwycie. W ploterze wielopisakowym ładuje się pisaki do magazynka, a ruchomy główny uchwyt, w którym spoczywa pisak podczas rysowania, wybiera je w miarę potrzeby. Główny uchwyt porusza się zgodnie z poleceniami wysyłanymi z komputera. Zaletą plotera wielopisakowego jest możliwość zautomatyzowania całego procesu rysowania. Ładuje się wszystkie pisaki do magazynka, zakłada papier, a następnie wybiera się w programie użytkowym polecenie kreślenia (lub drukowania). Podczas używania ploterów wielopisakowych, kłopot może sprawić dobranie odpowiedniego tuszu. Dobry tusz powinien szybko schnąć na rysunku, aby końcówka pisaka nie zamazywała już narysowanych linii, ale jednocześnie nie powinien wysychać zbyt szybko na pisaku, oczekującym na użycie. Są już plotery, które zamykają końcówki nie używanych pisaków. Istotną ujemną stroną ploterów pisakowych jest ich szybkość. Narysowanie wykresu może trwać nawet dziesięć minut, a wykreślenie złożonego rysunku technicznego w ciągu godziny nie jest niczym niezwykłym. Wydawać się może, że często spotykane prędkości rysowania 40 i 80 centymetrów na sekundę są duże. Widok plotera bębnowego rysującego z prędkością 80 centymetrów na sekundę, kiedy pisak i papier poruszają się błyskawicznie w różnych kierunkach, jest naprawdę efektywne. Jednak nawet przy prędkości 80 centymetrów na sekundę wykonanie rysunku czasami trwa długo. Może to być spowodowane dużą, całkowitą długością rysowanych linii. Chociaż każda z linii jest rysowana szybko, to duży rysunek może zawierać ich tysiące, a czas potrzebny do wykonania rysunku jest proporcjonalny do sumy ich długości. Przy wzroście prędkości pisak ma tendencję do drgań i przeskakiwania fragmentów rysunku, co w efekcie pogarsza jakość pracy.

Dostępna jest duża liczba typów tych urządzeń (różnych producentów), ale w zasadzie są istotne trzy ich wykonania:
- obrotowe lub bębnowe,
- z płaskim stołem,
- „żółwiowe”.

W ploterach bębnowych papier lub inny nośnik jest przesuwany przez bęben w przód i wstecz pod pisakiem, poruszającym się w lewo i w prawo. Połączenie tych ruchów oraz sterowanego podnoszenia i opuszczania pisaka umożliwia wykreślenie rysunku. W ploterach z płaskim stołem papier jest zamocowany na płycie, pisak porusza się na ramieniu w przód i wstecz; ramię porusza się w lewo i w prawo. W ploterach „żółwiowych” pisak jest przenoszony na małym wózku który – mimo, że jest dołączony do komputera za pomocą kabla – może swobodnie poruszać się po papierze, ułożonym na płaskim podłożu.
Pisak we wszystkich ploterach może poruszać się w ośmiu kierunkach. Właściwe rysowanie jest zagwarantowane oprogramowaniem, które składa ruchy cząstkowe.


3.8.2 Ploter strumieniowo-atramentowy.

Plotery ze strumieniem tuszu działają z wykorzystaniem ciągłego strumienia naelektryzowanych kropelek tuszu, które są odchylane w polu elektrostatycznym Jednostka sterująca włącza lub wyłącza pole elektrostatyczne, zależnie od tego czy tusz ma trafić na papier czy nie. Wydruki tworzone są w strumieniowo-atramentowej technice, bezpośrednio na papierze z atramentowego cartridge-a, tak więc nie jest potrzebne zastosowanie drogich pośrednich elementów. Urządzenia te są szybkie i pracują cicho, ale dają ograniczoną gamę kolorów.
Produkowane są dwa typy:
- o ciągłym strumieniu atramentu,
- o przerywanym strumieniu atramentu.
Wszystkie informacje przesyłane do drukowania są zamienione w raster danych. Raster informacji w postaci liniowej od 1s do 0s jest przekształcany w informację emitowania kropel atramentu wzdłuż drukowanej lini. Cartrige czarny i kolorowy porusza się wzdłuż prowadnicy i pokrywa miejsca kropelkami atramentu zgodnie z instrukcjami przesyłanymi do drukowania. Cartrige czarnego koloru posiada 116 dysz atramentowych.. Gdy atrament jest podgrzany, zwiększa się ciśnienie w dyszy i powstaje bąbelek pary. Bąbelek się rozszerza poprzez dalsze podgrzewanie i wyrzuca resztę atramentu przez wylot na papier. Podgrzewanie i wyrzucanie przez pęcherzyk atramentu w istocie zajmuje mniej niż nanosekundę.
Główną wadą tych ploterów jest zasychanie tuszu, wymagają one stałych zabiegów konserwacyjnych. Materiały eksploatacyjne do nich są stosunkowo tanie.

3.8.3 Plotery laserowe.

Zasada działania plotera laserowego jest taka sama jak drukarki laserowej. Cała tajemnica druku laserem kryje się w elektrostatyce (przyciąganie się różnych ładunków elektrycznych) oraz zjawiskach zachodzących pod wpływem światła w elementach światłoczułych. Promień świetlny emitowany przez laser małej mocy odbijany jest za pomocą zespołu zwierciadeł, trafia na wcześniej naładowany światłoczuły bęben selenowy lub organiczny.
Wiązka lasera punktowo rozładowuje powierzchnię bębna i tworzy obraz drukowanej strony. Po naświetleniu jednej linii bęben obraca się. Cząsteczki tonera zawierające żelazo są ściągane do tych miejsc bębna, które odpowiadają zadrukowanym punktom. Jednocześnie jest ładowany papier przesuwający się w pobliżu drutu pod napięciem. Obrót bębna powoduje, że pokryte tonerem miejsca stykają się z powierzchnią papieru. Naładowany papier ma potencjał o tym samym znaku co bęben, lecz o większej wartości. Dzięki temu cząsteczki tonera są odrywane od powierzchni bębna i osiadają na papierze. Zadrukowany papier jest przeciągany pomiędzy wałkami elementu utrwalającego, które topią żywicę zawartą w tonerze i wpasowują toner w papier. Proces drukowania kończy się rozładowaniem bębna i usunięciem resztek tonera z jego powierzchni oraz rozładowaniem zadrukowanego arkusza papieru. Do czyszczenia bębna używa się pompy próżniowej lub listwy czyszczącej.
Plotery laserowe są szybkie, pracują cicho i mogą być używane jako drukarki tekstowe wysokiej klasy. Są one jednak dość drogie. Nowe monochromatyczne plotery, są przeznaczone do komputerów osobistych.

4. SPOSOBY UNIKANIA PROBLENÓW TYPOWYCH DLA PRACY Z PLOTEREM.

Niezależnie od rodzajów i rozmiarów, plotery należą do urządzeń peryferyjnych, których konfigurowanie jest bardzo trudne. Jeśli zdarzy się mieć ploter dobrze skonfigurowany, to instalacja sprowadza się do podłączenia kabla do komputera i wybrania właściwego programu obsługi w programie użytkowym. Kreślenie rysunku przebiega wolno, dlatego prawdopodobnie zechcesz wykorzystać wszystkie możliwości plotera. Trzeba jednak dokonać wyboru – jeśli chce się w pełni wykorzystać ploter, należy liczyć się z trudnościami przy dokonywaniu w konfiguracji zmian, niezbędnych do pracy z różnymi aplikacjami. Po prawidłowym zainstalowaniu i skonfigurowaniu plotera większość problemów dotyczy właściwego doboru pisaków, nośnika i szybkości rysowania. Jeśli nie wykonuje się rysunków tego samego typu, to trzeba będzie się zastanawiać, jakiego użyć nośnika, jakich pisaków i jak dobrać prędkość rysowania. Jakość rysunku na ploterze w dużej mierze zależy od zastosowanego papieru i tuszu. Plotery używane są na wiele różnych sposobów, a każdy typ rysunku wymaga indywidualnego podejścia. Na przykład, rysując wykres efektywności przedsiębiorstwa, używa się wygładzonego papieru i różnokolorowych pisaków, podczas gdy rysunek układu ścieżek obwodu drukowanego wymaga zastosowania stabilnego termicznie nośnika czarnego tuszu. W specyfikacji technicznej plotera znajdują się takie parametry, jak dokładność i powtarzalność. Określają one, jak dokładnie ploter rysuje linię i z jaką dokładnością może wykreślić ją powtórnie. Poza tymi parametrami podstawowe znaczenie dla jakości rysunku ma odpowiednie dobranie gatunku papieru i rodzaju pisaka, użytych do jego wykonania. Powinno się starannie dobrać pisaki i nośnik, żeby otrzymać rysunek dobrej jakości, który będzie przydatny jeszcze długo po jego narysowaniu. Mamy do dyspozycji wiele typów nośników (m.in. papier wygładzany i folie), różniące się ceną i jakością. Szczególnie ważna jest stabilność wymiarów. Niestabilny nośnik zmienia wymiary pod wpływem warunków środowiskowych, takich jak temperatura czy wilgotność zniekształcając skalę rysunku. Ważna jest także gramatura papieru. Kiedy wykonuje się rysunek ręcznie lub używa plotera tablicowego, gdzie papier nie porusza się, to można stosować lżejsze arkusze. Podczas wykonywania rysunku na ploterze bębnowym, papier może przewijać się z bębnem setki razy, powinno więc używać się cięższego papieru. Uniknie się w ten sposób wysuwania się arkusza spomiędzy rolek ciągnących i rozdzierania go końcówkami pisaków. Pamiętać trzeba, że ploter jest urządzeniem mechanicznym: pisak przesuwa się po papierze bez względu na jakość powierzchni. Jeśli powierzchnia nie jest jednolicie gładka, to poruszający się pisak napotyka w różnych miejscach opór i rysowane są linie niejednorodnej grubości. Jeśli używa się plotera pisakowego, to powinno używać się nośnika o gładkiej powierzchni, żeby rysunki były czyste i wyraźne oraz jednolite, nawet przy większych prędkościach rysowania. Gładki nośnik zmniejsza też zużycie końcówki pisaka, które jest dużym problemem przy pracy z papierem o szorstkiej powierzchni. Chropowata powierzchnia nośnika wchłania więcej tuszu i powoduje pogorszenie wyrazistości linii, postrzępienie krawędzi i przeskakiwanie pisaka przez fragmenty rysunku. Ploter ołówkowy używa wkładów grafitowych, które nie przylegają dobrze do bardzo gładkich powierzchni. Aby uzyskać jednolite linie, powinno stosować się papier o odpowiedniej gładkości. Używając specjalnego plotera np. elektrostatycznego, termicznego czy laserowego, stosuje się specjalny nośnik. Na przykład do ploterów elektrostatycznych potrzeba papier ze specjalnym elektroczułym pokryciem, a papier do plotera laserowego powinien wytrzymać wysokie temperatury, występujące podczas utrwalania rysunku. Czas niezbędny do wykreślenia rysunku zależy od wielu czynników. Najbardziej znaczącym jest prędkość ruchu pisaka, ale znaczenie ma również rodzaj pisaka i nośnika. Oczywiście im większa prędkość pisaka, tym szybciej otrzymuje się rysunek. Trzeba jednak dobrać ją tak, aby uzyskać jak najlepszą jakość obrazu. Jeśli ustawi się zbyt dużą prędkość ruchu pisaka, to nie rysuje on linii zbyt wyraźnie i może poszarpać papier. Czas zależy również od sekwencji instrukcji przesyłanych z komputera do plotera. Wiele programów ma możliwość dokonywania zmian prędkości rysowania i optymalizowania różnorakich funkcji. Na przykład można zażyczyć sobie zmniejszenia liczby ruchów pisaka, liczby zmian pisaków lub po prostu rysowania z największą prędkością.
SPIS RYSUNKÓW:

Rysunek 1 Ploter płaski 9
Rysunek 2 Ploter bębnowy 10
Rysunek 3a, 3b Możliwe kierunki rysowania jednego kroku. 11
Rysunek 4 Aproksymacja linii AB 11
Rysunek 5 Schemat działania plotera elektrostatycznego.. 17


LITERATURA:

1. „Komputery, zasady działania i metody zastosowań” Tadeusz Walczak Warszawa 1982 Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne.
2. „Informatyka- poradnik dla ekonomistów” Jerzy Chełchowski, Jerzy Czeladyn, Wojciech Domiński, Henryk Jańczyk, Elżbieta Niedzielska, Warszawa 1977 Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne.
3. „Elementy grafiki komputerowej” Michał Jankowski.
4. „Grafika komputerowa” John Lans Down.