靜電繪圖機

靜電繪圖機,是為生成圖表用的一種CAD外部設備。由點陣構成圖形,用點的有無或疏密來表示物體、背景或它們的明暗程度。和筆式繪圖機相比,靜電繪圖機的繪圖速度要快得多,有時要快3~4個數量級,但是價格要高出許多。

簡介

筆式繪圖機雖然能以很高的精度繪圖,但是,繪圖所花時間相當長。因為它只能一根根線的繪製,並且只能按產生圖形時輸入數據的順序進行。因此,當筆從一條直線轉到下一條直線時,就會出現一些不必要的無規則移筆運動。可以想像,在圖形十分複雜並且包含大量直線的情況下,繪圖時間是相當長的。因此,在要求短時間內大量出圖的套用中,常常使用靜電繪圖機。

靜電繪圖機由一塊電子矩陣模板構成,此模板可以在電感紙上印出許多點。模板支承在一根棒上,將紙輸送到一個滾簡之上,從模板之下通過。當紙經過模板下面時,用光柵類型的格式來繪圖。可以用相當高的密度打點,一般可達到每毫米約8個點,以一系列的點來形成直線。對於某些靜電繪圖機來說,可以繪製寬1.8米的圖形。

和筆式繪圖機相比,靜電繪圖機的繪圖速度要快得多,有時要快3~4個數量級,但是價格要高出許多。由於它是一種光柵格式輸出,繪圖質量尚且說過得去,但不是很好。而且繪圖必須用專用的紙和化學藥品。在繪圖之前,需要對圖形數據作預處理,將計算機資料庫中的圖形數據轉換成光柵格式,以達到高速度地繪圖,這就需要額外的計算機機時費用。靜電繪圖機還可用作為文本輸出的印表機。

靜電繪圖機工作原理

靜電繪圖機 靜電繪圖機

靜電繪圖機的工作過程包括潛像和著色兩大部分,通過對寫頭針電極有選擇地加電,使介質上建立細微的靜電點,即在紙上形成潛像點。已形成潛像的介質通過充滿墨的調色槽時就可以使圖紙上的潛像著色而變成可見像。若輸出為黑白圖,圖紙只需經過一次潛像和著色的過程。若為彩色圖最少要經過黑、青、紅和黃四次著色過程來產生全彩色,即圖紙最少要往復進退四次進行套色繪圖,其繪圖過程如圖3.87所示。第一遍繪黑色及左右兩邊等距離的測標(MARK),如圖3.88所示,測標的作用是在套色時用來作為CCD(Charge Coupled Device)的檢測標準,後三遍用來套青、紅、黃色。

電子設計自動化(EDA)套用彩色靜電繪圖儀可識別所設計的電路板或晶片的層次,此外,它也套用在圖形學、製圖、機械CAD及建築設計中,它可以在多種介質上繪圖(包括紙和膠片),可以產生生動的全彩色圖象。

靜電繪圖機 靜電繪圖機

靜電繪圖機的繪圖過程是繪圖機驅動輥移動介質,使其從潛像頭上通過,然後再經過調色槽及乾燥裝置輸出圖象,其過程如圖3.89所示。其輸出的圖象由每毫米16點掃描形成。它所用的介質經過特殊處理,在紙上覆蓋一層幾微米至幾十微米厚的電介質,表面要求類似於普通紙。應有圖象的位置在高壓電場的作用下,靜電記錄紙上電介質的電阻率急劇下降,當高壓電場去掉後,電阻率迅速地恢復到額定值,使介質上的電荷不能擴散,從而使介質上充電,此過程稱為潛像過程,當帶電的介質通過調色槽時,調色劑中的色粒就被吸附到潛像點處,使此點顯像。

潛像頭由14336個針電極和225個背電極組成,其作用是將靜電電荷轉移到介質上。由於針與針之間的絕緣強度的要求,把針電極排成單排很困難。若採用雙排針排列方式,則既能確保針與針之間的絕緣強度要求,又能使相鄰的潛像點相互重疊,從而提高了線條質量。一組針電極的排列如圖3.93(a)所示,各組針電極之間的排列如圖3.93(b)所示。由於潛像針電極共有14336個,若分別對每個針電極單獨控制,則必須有14336路高壓驅動電路,不僅成本高,而且可靠性低。可將潛像頭針電極分組控制,如圖3.94所示。

靜電繪圖機 靜電繪圖機

潛像頭的背電極由位於針電極前後兩邊的兩個背電極組成。若針電極分組驅動,則由背電極分別控制潛像針的組別,背電極的尺寸與一組潛像針的數目有關。相對的背電極為背電極對,每一個背電極對對應配置64個針電極,工作時對它們成對地觸發,如圖3.94所示。第一個針電極組與背電極一和背電極二配合稱為A電極組。第二組針電極與背電極二和背電極三的配合稱為B電極組。

靜電繪圖機 靜電繪圖機

彩色靜電繪圖機技術要求

彩色靜電繪圖機的關鍵技術是實現彩色套色精密定位。在繪圖過程中,走紙機構驅動紙多次向前進紙及退紙,完成彩色繪圖的套色過程。根據繪圖機的精度每英寸406點(即每毫米16點),要求走紙的解析度為16印點/mm。繪圖的最大速度為30mm/min,最小速度為4mm/min。在繪製彩色圖時,由於至少要分四次套色,為了保證套色準確,要求走紙速度準確,用控制電路來糾正微量速度波動。

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