Введение
Плоттер (графопостроитель) - устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.
Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).
Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертежно-графической информации.
Графопостроители можно классифицировать следующим образом:
- по способу формирования чертежа - с произвольным сканированием и растровые;
- по способу перемещения носителя - планшетные, барабанные и смешанные (фрикционные, с абразивной головкой).
- по используемому инструменту (типу чертежной головки) - перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.
Плоттеры классифицируются на инженерные широкоформатные и для наружной/внутренней рекламы.
Инженерные применяются на машиностроительных предприятиях, в исследовательских институтах, проектных организациях.
Также плоттерами называют широкоформатные принтеры (сами производители этих устройств).
Плоттеры для рекламы печатают изображения шириной 1—5 м для выставок, рекламных щитов, афиш, а также рекламу, которая клеится на транспортные средства.
Плоттеры является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Они обычно используются совместно с программами САПР. Результат работы практически любой такой программы – это комплект конструкторской и/или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. Таким образом, основой плоттера являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.д. Для этого плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами.
Все современные плоттеры можно отнести к двум большим классам:
- Планшетные для формата А3-А2 (реже А1-А0) с фиксацией листа электрическим, реже магнитным или механическим способом, и пишущим узлом. Таким образом, если, например, необходимо провести линию, то печатающий узел перемещается в её начальную точку, опускается штифт с пером, соответствующим толщине и цвету проводимой линии, и затем перо перемещается до конечной точки линии;
- Барабанные (рулонные) плоттеры с шириной бумаги формата А1 или А0, роликовой подачей листа, механическим и/или вакуумным прижимом и с пишущим узлом;
- Барабанные плоттеры используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные рисунки и чертежи.
Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа. Используются специальные фломастеры с возможностью их автоматической замена (по сигналу программы) из доступного набора. Кроме фломастеров, применяются чернильные, шариковые пишущие узлы и т.д.
2.Описание принципа работы плоттера на уровне блок-схемы и принципиальной электрической схемы
Описание схемы высоковольтного блока плоттера
Рисунок 1 - Принципиальная схема высоковольтного блока плоттера
Высоковольтный источник питания состоит из четырех импульсных преобразователей напряжений, которыми и осуществляется формирование шести перечисленных напряжений. Моменты включения, а также выключения импульсных преобразователей определяются сигналами от микропроцессора (CPU) принтера.
Источник питания для валика первичного заряда выполнен с помощью импульсного повышающего преобразователя напряжения реализованного на трансформаторе T1, силовом ключе VT3 и цепей управления этим каскадом (DA1, VT1, VT2). Силовой ключ работает в импульсном режиме, и управляет первичной обмоткой силового трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора с контактами 2-4 обеспечивает фазовую подстройку частоты переключения VT3. Управляющим сигналом для этого каскада является сигнал MHV-PWM, который формируется с CPU.Сигнал представляет собой высокочастотные импульсы, длительность которых изменяется при регулировках плотности тонера. Со вторичной обмотки трансформатора снимаются ЭДС, выпрямляются диодом VD6, сглаживаются конденсатором C8 и подаются на ролик первичного заряда. Напряжение достигает значения от 1,3кВ до 1,8кВ, этим напряжением поверхность фоторецептора заряжается до значения от -750В до -900В. Ток заряда фотобарабана ограничивается резисторами R9 и R15. На положительный вход операционного усилителя DA1 (вывод 5 ) подается сигнал обратной связи (MHV-SEN), снимаемый со средней точки резистивного делителя, образованного R13, R12 и переменным резистором R11. Уровень обратной связи будет определять напряжения на ролике первичного заряда, с помощью переменного резистора R11 можно калибровать уровень заряда поверхности фотобарабана, а следовательно и плотность тонера. Механизм регулировки следующий: если выходное напряжение источника становится слишком высоким, усилителем DA1 блокируется работа транзистора VT1. Напряжение, приложенное к фотобарабану, определяется резистором R14, а стабилитроном VD7 задается минимальный потенциал на металлической подложке фотобарабана. Узел проявки изображения состоит из ролика проявки и подающего ролика на которые подаются соответствующие уровни постоянных напряжений. На ролик проявки – от -380В до -500 В, а подающий ролик – от -560В до -680В. Схема формирующая эти напряжения также выполнена на одном общем для обоих валов импульсном преобразователе, состоящем из T2, VD6 и цепях согласования и управления VD5, VD4, DA3. На схему приходит управляющий сигнал BIAS-PWM, который формируется CPU, и представляет собой высокочастотные импульсы, длительность которых изменяется при регулировках контрастности.
Со вторичной обмотки трансформатора снимаются ЭДС, выпрямляются, сглаживаются и подаются на подающий ролик (SUPPLY) и ролик проявки (DEV). Напряжение для проявительного вала (DEV) формируется из напряжения (SUPPLY) с помощью стабилитрона VD17, он задает разницу потенциалов этих валов, и обеспечивает соответствующий перенос тонера на ролик проявки с ролика подающего. На положительный вход операционного усилителя DA3 (вывод 3 ) подается сигнал обратной связи (BIAS-SEN), снимаемый с вторичной обмотки преобразователя. Уровень напряжения на роликах можно регулировать с помощью переменного резистора DEV (50КОм), стоящего в цепи резистивного делителя обратной связи образованного R34, R33 и переменным резистором R32. Цепь, построенная на операционном усилителе DA3. Уровень сигнала обратной связи регулируется переменным резистором MHV-READ.
В принтере на ролик переноса в периоды печати подается отрицательное напряжение. Кроме того, для предотвращения случайного переноса тонера в моменты, когда печать не осуществляется, а только идет подготовка к ней, на ролик подается положительное напряжение. Поэтому блок формирования напряжения ролика переноса состоит из источника положительного напряжения и источника отрицательного напряжения. Оба этих источника являются импульсными источниками питания, причем уровень напряжений, формируемых этими источниками, может регулироваться микроконтроллером принтера с целью обеспечения стабильности напряжения.
Контакт для подключения ролика на схеме обозначается THV. На вход источника подается несколько управляющих сигналов:THV-PWM – импульсный сигнал, позволяющий формировать положительное напряжения на ролике; THV-EA – сигнал, разрешающий подачу отрицательного напряжения на коротрон в момент печати. Кроме входных сигналов, имеется и один выходной сигнал – THV-READ, который фактически является сигналом обратной связи. Уровень сигнала THV-READпропорционален напряжению на ролике и в соответствии с его значением микроконтроллер изменяет ширину управляющих импульсов, тем самим стабилизирует напряжение.