三種不可不知的印品質(zhì)量在線檢測(cè)和控制方法

齊福斌

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，我國(guó)印刷業(yè)發(fā)展也進(jìn)入了新常態(tài)，面對(duì)人們對(duì)印品質(zhì)量要求不斷提高和人力資源費(fèi)用不斷上漲的局面，采用印品質(zhì)量在線檢測(cè)和控制系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)印刷質(zhì)量問題并調(diào)整相關(guān)裝置，保證印品高質(zhì)量輸出、降低生產(chǎn)成本，成為了印刷企業(yè)的首要選擇。印品質(zhì)量在線檢測(cè)和控制一般包含套準(zhǔn)檢測(cè)和控制、色彩檢測(cè)和控制、印刷圖文檢測(cè)和控制三種方法。

套準(zhǔn)檢測(cè)和控制

用于套準(zhǔn)檢測(cè)和控制的系統(tǒng)有離線套準(zhǔn)檢測(cè)和開環(huán)控制系統(tǒng)、在線套準(zhǔn)檢測(cè)和開環(huán)控制系統(tǒng)及在線套準(zhǔn)檢測(cè)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，用戶可根據(jù)需要選擇不同系統(tǒng)。無論是單張紙膠印機(jī)還是卷筒紙膠印機(jī)，三種套準(zhǔn)檢測(cè)和控制系統(tǒng)都可使用。

1.離線套準(zhǔn)檢測(cè)和開環(huán)控制系統(tǒng)

離線套準(zhǔn)檢測(cè)所用的手持套準(zhǔn)標(biāo)記閱讀器（測(cè)量?jī)x）內(nèi)有兩個(gè)高分辨率的CCD（電荷耦合器件），分別用來測(cè)量印張縱向和橫向套準(zhǔn)標(biāo)記的位置，并計(jì)算出實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)樣張?zhí)诇?zhǔn)數(shù)據(jù)之間的差值，操作人員根據(jù)差值超出規(guī)定套準(zhǔn)允差范圍數(shù)值的大小，對(duì)印版滾筒等相關(guān)部位進(jìn)行調(diào)整。另外，也可以將手持套準(zhǔn)標(biāo)記閱讀器的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到印刷機(jī)控制臺(tái)的套準(zhǔn)控制系統(tǒng)，由印刷機(jī)控制臺(tái)的套準(zhǔn)控制系統(tǒng)根據(jù)差值超出規(guī)定套準(zhǔn)允差范圍數(shù)值的大小，對(duì)印版滾筒等相關(guān)部位發(fā)出調(diào)整指令并進(jìn)行調(diào)整。

2.在線套準(zhǔn)檢測(cè)和開環(huán)控制系統(tǒng)

在印刷過程中，安裝在印刷機(jī)上的在線套準(zhǔn)檢測(cè)和開環(huán)控制系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)樣張縱向和橫向套準(zhǔn)標(biāo)記的位置，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)樣張?zhí)诇?zhǔn)數(shù)據(jù)之間的差值超出規(guī)定套準(zhǔn)允差范圍時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警示（如聲音）。操作人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.在線套準(zhǔn)檢測(cè)和閉環(huán)控制系統(tǒng)

在印刷過程中，安裝在印刷機(jī)上的在線套準(zhǔn)檢測(cè)和閉環(huán)控制系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)樣張縱向和橫向套準(zhǔn)標(biāo)記的位置，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到套準(zhǔn)控制系統(tǒng)，套準(zhǔn)控制系統(tǒng)將實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)和原設(shè)定的套準(zhǔn)數(shù)據(jù)（要求）進(jìn)行對(duì)照，計(jì)算兩者的差值，當(dāng)差值超出規(guī)定套準(zhǔn)允差范圍后，套準(zhǔn)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)超出允差范圍數(shù)值的大小，計(jì)算出印版滾筒等相關(guān)部位的調(diào)整值，并發(fā)出調(diào)整指令，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。

色彩檢測(cè)和控制

色彩檢測(cè)和控制的目的是找出印品實(shí)際印刷色彩與標(biāo)準(zhǔn)樣張色彩之間的差異，通過調(diào)整供墨量，讓印品真實(shí)地再現(xiàn)原稿色彩。目前，色彩檢測(cè)有密度測(cè)量和色度測(cè)量?jī)煞N方式；色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)主要有開環(huán)和閉環(huán)兩類。

1.色彩檢測(cè)

（1）密度測(cè)量

密度測(cè)量是指采用密度儀（計(jì)）測(cè)量墨膜的密度。不同油墨墨膜厚度與密度之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖1是典型多色膠印油墨墨膜厚度與密度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由此可知，密度變化可以直接反映各色油墨的墨膜厚度變化，也就是可以直接反映每個(gè)印刷機(jī)組各墨鍵的供墨量變化。所以印刷操作人員可以很方便地利用印品密度測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)樣張密度值之間的差異，直接計(jì)算出各墨鍵的供墨調(diào)整量，進(jìn)而調(diào)整對(duì)應(yīng)印刷機(jī)組的輸墨系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單快捷。

密度測(cè)量值僅僅表達(dá)了顏色中紅、綠、藍(lán)光的受阻/吸收狀況，對(duì)更復(fù)雜的顏色視覺特征則未考慮。在進(jìn)行彩色密度測(cè)量時(shí)，對(duì)光源、濾色片、光電轉(zhuǎn)換器件等的光譜響應(yīng)并沒有嚴(yán)格規(guī)定。因此，密度測(cè)量并不非常準(zhǔn)確。

（2）色度測(cè)量

色度測(cè)量又分為色度計(jì)測(cè)量和分光光度計(jì)測(cè)量?jī)煞N。

①色度計(jì)測(cè)量。色度計(jì)測(cè)量建立在色度學(xué)的基礎(chǔ)上，直接利用色度計(jì)測(cè)量，經(jīng)色度計(jì)內(nèi)部轉(zhuǎn)換后，得到顏色的三刺激值。色度計(jì)輸出的電信號(hào)大小與顏色的三刺激值大小成正比。輸出的電信號(hào)越大，三刺激值越大；反之，越小。

色度計(jì)測(cè)量更符合人眼的色彩視覺特性，能對(duì)顏色特征做出精確的測(cè)量與描述，并加以量化；利用色度計(jì)測(cè)量所得的三刺激值可以精確控制印刷過程。色度計(jì)測(cè)量可以直接檢測(cè)印刷圖像，是確保印品顏色和標(biāo)準(zhǔn)樣張顏色一致的重要測(cè)量手段。

②分光光度計(jì)測(cè)量。分光光度計(jì)測(cè)量的是印張顏色表面可見光譜各波長(zhǎng)光的反射率。讓可見光譜各波長(zhǎng)的光按照一定的步距（一般為5nm、10nm、20nm）照射于印張顏色表面，利用分光光度計(jì)逐點(diǎn)測(cè)量各波長(zhǎng)光的反射率，獲得被測(cè)顏色的分光光度曲線。根據(jù)分光光度計(jì)所測(cè)得的印張顏色表面光的反射率，采用相關(guān)軟件可計(jì)算出顏色的三刺激值或密度值。

雖然色度測(cè)量比密度測(cè)量可以更有效地檢測(cè)和控制印品質(zhì)量，但印品測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)樣張數(shù)值的差異并不能直接反映每個(gè)印刷機(jī)組各墨鍵的供墨量變化。需要將印品測(cè)量值轉(zhuǎn)換為印刷基本色的密度值，再經(jīng)過計(jì)算得出各墨鍵的供墨調(diào)整量，進(jìn)而調(diào)整對(duì)應(yīng)印刷機(jī)組的輸墨系統(tǒng)。

2.色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)

（1）開環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)

目前，大部分印刷機(jī)都采用開環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)，其將檢測(cè)和墨色調(diào)整分兩步進(jìn)行。根據(jù)膠印機(jī)的不同配置，開環(huán)色彩檢測(cè)和控制分為以下三種方式。

①離線檢測(cè)+人工調(diào)整。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)樣張色彩數(shù)據(jù)之間的差值超過允差范圍數(shù)據(jù)的大小，計(jì)算出相關(guān)墨鍵的調(diào)整量，由操作人員手工調(diào)整相關(guān)墨鍵的供墨量。

②離線檢測(cè)+機(jī)器自動(dòng)調(diào)整。將實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入到印刷機(jī)的墨色控制系統(tǒng)，由墨色控制系統(tǒng)自動(dòng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)先已經(jīng)輸入的標(biāo)準(zhǔn)樣張色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并計(jì)算差值，根據(jù)差值超過允差范圍數(shù)據(jù)的大小計(jì)算出相關(guān)墨鍵的調(diào)整量，而后發(fā)出調(diào)整指令，各相關(guān)墨鍵自動(dòng)調(diào)整供墨量。

③在線自動(dòng)檢測(cè)+人工調(diào)整。將檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示在顯示屏上或人工記錄下來，操作人員根據(jù)顯示或記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算出差值，根據(jù)差值超過允差范圍數(shù)據(jù)的大小計(jì)算出相關(guān)墨鍵的調(diào)整量，進(jìn)而調(diào)整相關(guān)墨鍵的供墨量。

（2）閉環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)

閉環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)運(yùn)作流程如圖2所示。印前數(shù)據(jù)形成的墨色預(yù)調(diào)值通過操縱臺(tái)形成墨色調(diào)節(jié)指令，進(jìn)行油墨預(yù)置。圖像數(shù)據(jù)和生產(chǎn)信息通過閉環(huán)服務(wù)器形成色彩標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)并輸入閉環(huán)控制系統(tǒng)。在印刷過程中，利用掃描頭對(duì)印張控制條或整個(gè)畫面進(jìn)行在線測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)輸入閉環(huán)控制系統(tǒng)，由閉環(huán)控制系統(tǒng)將測(cè)量數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并計(jì)算差值，將差值超出允差范圍數(shù)據(jù)的大小自動(dòng)轉(zhuǎn)換成墨色校正值。閉環(huán)控制系統(tǒng)根據(jù)墨色校正值發(fā)出指令，相關(guān)部位自動(dòng)調(diào)整供墨量，如調(diào)整墨鍵開度等，形成一個(gè)完整的由檢測(cè)到調(diào)整的全自動(dòng)閉環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)，保證印品色彩和標(biāo)準(zhǔn)樣張色彩的一致性。

閉環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)不受人為因素和光線狀況的影響，可以客觀地判斷和調(diào)整印品色彩，提高印品質(zhì)量，減少?gòu)U品率，減少調(diào)機(jī)時(shí)間，提高印刷效率。另外，閉環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以隨時(shí)顯示在顯示屏上，也可以存儲(chǔ)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以作為用戶的驗(yàn)收依據(jù)，還可以供印刷廠有關(guān)人員研究印刷機(jī)的使用情況，進(jìn)而改進(jìn)操作方法，提高印品質(zhì)量。目前，高檔、高速膠印機(jī)特別是高速卷筒紙膠印機(jī)的色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)，較多采用閉環(huán)色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)。

印刷圖文檢測(cè)和控制

除了對(duì)色彩和套準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)和控制之外，還需要對(duì)整個(gè)印刷圖文的缺陷進(jìn)行檢測(cè)和控制，如版面檢測(cè)，字跡檢測(cè)，漏印、臟點(diǎn)、白斑檢測(cè)和印刷紙張缺陷檢測(cè)等。對(duì)于凹印機(jī)來說，還需要對(duì)刀絲問題進(jìn)行檢測(cè)和控制。

由于導(dǎo)致印刷圖文缺陷的原因相當(dāng)復(fù)雜，因此通常采用可視化檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)印刷圖文，可使操作人員快速發(fā)現(xiàn)和處理印刷中出現(xiàn)的各種印品質(zhì)量問題。這種可視化檢測(cè)系統(tǒng)主要依靠高精度的攝像設(shè)備對(duì)圖文進(jìn)行局部或全部檢測(cè)?；趶?qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控高速運(yùn)轉(zhuǎn)的印刷過程并及時(shí)處理數(shù)據(jù)。必要時(shí)，還可以自動(dòng)調(diào)整或通知操作人員調(diào)整機(jī)器，處理存在問題。

有的可視化檢測(cè)系統(tǒng)還可以記錄并分析部分印刷圖文或全部印刷圖文的數(shù)據(jù)。以一幅彩色水果圖為例，其顯示和調(diào)整的過程如圖3所示。圖3中（a1）為原圖像，（a2）為目標(biāo)圖像（印刷的實(shí)際圖像），現(xiàn)在檢測(cè)兩圖像中的同一個(gè)葉片（如圖3（a1）、（a2）中紅框所示），檢測(cè)結(jié)果放大圖分別如圖3（b1）、（b2）所示。可以看出，目標(biāo)圖像中的葉片位置與原圖像中的葉片位置相比產(chǎn)生了偏移，需要進(jìn)行調(diào)整。首先調(diào)整葉片的垂直位置，將葉片向上調(diào)整，調(diào)整后的位置如圖3（c）所示。然后調(diào)整葉片的水平位置，將葉片向左調(diào)整，調(diào)整后的位置如圖3（d）所示。比較（d）、（b1）中葉片位置，直至兩者的葉片位置數(shù)據(jù)相等為止。

印刷圖文檢測(cè)和控制系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成專門的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，也可以與套準(zhǔn)、色彩檢測(cè)和控制系統(tǒng)合并在一起，形成一個(gè)綜合性的檢測(cè)和控制系統(tǒng)。正確校準(zhǔn)后的彩色監(jiān)視器，按照要求對(duì)印品畫面的某一部分或全部進(jìn)行掃描，檢測(cè)出印品和標(biāo)準(zhǔn)樣張之間的色差和各種缺陷。檢測(cè)數(shù)據(jù)直接傳送至控制臺(tái)，由控制臺(tái)相關(guān)檢測(cè)和控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。如果出現(xiàn)套準(zhǔn)偏差，系統(tǒng)將計(jì)算出滾筒等相關(guān)部位的調(diào)整量，并發(fā)出調(diào)整指令進(jìn)行調(diào)整；如果出現(xiàn)超出允差范圍的色差，系統(tǒng)將計(jì)算出輸墨系統(tǒng)某墨鍵的調(diào)整量，并發(fā)出調(diào)整指令進(jìn)行調(diào)整；如果出現(xiàn)漏印、臟點(diǎn)、白斑和印刷紙張缺陷等圖文問題，系統(tǒng)將發(fā)出顯示、警報(bào)、插標(biāo)和剔除等指令。

采用印品質(zhì)量檢測(cè)和控制系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)印品質(zhì)量問題并調(diào)整相關(guān)裝置，不僅可以保證高質(zhì)量印品的穩(wěn)定輸出，降低廢品率及相關(guān)損耗，而且可以縮短調(diào)機(jī)時(shí)間、提高機(jī)器有效利用率、減少過版紙數(shù)量，從而達(dá)到降低成本的效果。