膠印機(jī)周向墨色均勻性的控制研究

王婉婷，王慶，孫代東

膠印機(jī)周向墨色均勻性的控制研究

王婉婷1，王慶1，孫代東2

（1.齊魯工業(yè)大學(xué)，濟(jì)南 250306；2.青島嘉澤包裝有限公司，青島 266000）

通過建立一套印前控制與網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)囊?guī)范操作流程來減少單張紙膠印機(jī)在印刷時(shí)容易產(chǎn)生周向墨色不勻的現(xiàn)象。首先設(shè)計(jì)可測試印刷機(jī)周向墨色均勻性的測試文件，然后測量樣張的周向密度，并繪制密度分布曲線，利用密度分布進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合來確定網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償量的大?。蛔詈笤诜稚瓢骐A段利用補(bǔ)償公式對網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。通過該方法得到網(wǎng)點(diǎn)周向的最大密度值和最小密度值之間的誤差約為0.45，有效地控制了周向墨色的不勻性問題。實(shí)驗(yàn)證明了采用文件預(yù)處理的網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償方法進(jìn)行墨色補(bǔ)償方案能有效控制印刷過程中油墨的轉(zhuǎn)移，且補(bǔ)償后的測試文件可用來記錄設(shè)備的周向墨色不勻性特征。

膠??；印刷質(zhì)量；周向墨色；墨色補(bǔ)償

膠印是目前市場上最主要的印刷方式，而膠印機(jī)印刷墨色的均勻性則是衡量印刷產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件之一[1]。在單張紙膠印過程中，由于某個(gè)環(huán)節(jié)上的技術(shù)工藝操作不當(dāng)容易造成墨色不均勻現(xiàn)象，造成印品表面墨層厚度不均或墨色前后深淺不一等工藝弊病，會(huì)對印刷質(zhì)量造成一定影響[2]，因此，解決印刷品墨色不均勻的問題對于提升產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

對于單張紙膠印機(jī)周向墨色不勻的影響因素和控制方法，已有國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了深入的研究。王忠于等[3-4]對膠印機(jī)印版滾筒上的空擋角引起印刷品上的痕跡前深后淺的問題做了進(jìn)一步的研究，并論證了用膠印機(jī)過輥解決該問題的可行性；路菲[3]研究了傳墨輥的傳墨周期和供墨時(shí)間以及竄墨輥的竄墨量和竄墨周期對周向墨層不勻的影響；劉琳琳等[5]通過分析壓印滾筒得到滾筒動(dòng)靜態(tài)撓曲特性；李子燾[6]通過橡皮布襯墊厚度變化對印刷壓力的影響實(shí)驗(yàn)分析了橡皮布磨損對油墨轉(zhuǎn)移量的影響。國外對于油墨的轉(zhuǎn)移理論研究開始得比較早，早在19世紀(jì)中葉，瑞典的研究人員就提出了油墨轉(zhuǎn)移系數(shù)的概念，在其基礎(chǔ)上，美國的研究人員第1次提出了油墨轉(zhuǎn)移方程[7]，其他的研究人員在實(shí)際運(yùn)用中又相繼采用多種修正方法對公式中的參數(shù)進(jìn)行了修正[8]，使該公式更加合理。馬丁和西維爾[9-11]根據(jù)膠印油墨轉(zhuǎn)移條件提出了Mattin-silver膠印模式；針對印刷過程中印刷壓力的分布狀態(tài)，也有國外學(xué)者總結(jié)了一些調(diào)節(jié)壓力不勻的方法[12-13]。文中以單張紙膠印機(jī)周向墨色的均勻一致性問題為研究對象，深入分析印刷機(jī)輸墨系統(tǒng)對此問題的影響機(jī)制以及調(diào)整方法[14]。

以上研究都充分證實(shí)了單張紙膠印機(jī)周向墨色不勻問題的必然性，因此，解決膠印機(jī)周向墨色不均勻的問題對于提升產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

1 墨色補(bǔ)償原理

印刷過程中常利用印前設(shè)計(jì)對印刷工藝缺陷進(jìn)行補(bǔ)償操作，其中最常見為印刷的網(wǎng)點(diǎn)增大補(bǔ)償。文中借鑒網(wǎng)點(diǎn)增大補(bǔ)償原理，通過在分色階段對測試文件上不同周向位置的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)樣張?jiān)谟∷⑦^程中周向墨色均勻，補(bǔ)償原理見圖1。

圖1 周向墨色網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償原理

測量曲線為實(shí)際印刷后樣張上網(wǎng)點(diǎn)面積曲線，而目標(biāo)曲線為預(yù)定印刷的網(wǎng)點(diǎn)面積曲線。利用反函數(shù)原理求出測量曲線的補(bǔ)償曲線，從而實(shí)現(xiàn)周向墨色均勻。過點(diǎn)的曲線為實(shí)際輸出網(wǎng)點(diǎn)的測量曲線，過點(diǎn)的曲線則為目標(biāo)曲線。先測出點(diǎn)的坐標(biāo)再給出點(diǎn)的橫坐標(biāo)（點(diǎn)），然后根據(jù)點(diǎn)擬合的曲線預(yù)測點(diǎn)的橫坐標(biāo)（點(diǎn)），最后經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn)的擬合得到墨色補(bǔ)償曲線=()。

周向墨色的補(bǔ)償流程見圖2。利用設(shè)計(jì)好的一種能記錄周向位置信息的測試文件對各試驗(yàn)樣張從網(wǎng)點(diǎn)密度和實(shí)地密度的分布情況進(jìn)行測量并分析，采用數(shù)據(jù)擬合運(yùn)算計(jì)算出網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償量的大小，并利用AI軟件制作出網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償圖層與測試文件疊加，將密度偏高的區(qū)域的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行適量減少進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償，生成PDF文件，再導(dǎo)入CTP流程。輸出修正后的文件上機(jī)印刷得到修正后的實(shí)驗(yàn)印張，再通過文件補(bǔ)償方法調(diào)整測試文件修正印刷機(jī)某色組的周向墨色。

圖2 墨色補(bǔ)償流程

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 材料及設(shè)備

主要材料：油墨，深賽爾膠印油墨；紙張，157 g/cm2金東雙面銅版紙、225 g/cm2森博旺白卡。

印刷輸出設(shè)備：海德堡 CD102 6+1 膠印機(jī)、海德堡CTP出版機(jī)。

測量儀器：愛色麗SP64分光光度儀，用于測量目標(biāo)顏色的光譜反射率。

2.2 設(shè)計(jì)

2.2.1 測試文件設(shè)計(jì)

為測量目標(biāo)色組周向墨色的變化情況，根據(jù)日常生產(chǎn)中色組的實(shí)際周向不勻的程度，設(shè)計(jì)了周向墨色變化的測試文件。該測試文件整體尺寸為720 mm×510 mm。版面上包括測量色塊區(qū)域、版尾色帶區(qū)域和兩側(cè)的標(biāo)尺區(qū)域3個(gè)部分。在版面的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)標(biāo)尺區(qū)域，標(biāo)尺的最小刻度為1 mm。2個(gè)標(biāo)尺的0刻度線均與版面咬口線在同一水平線上，也是/區(qū)的起始位置。因?yàn)槊總€(gè)測量色塊的大小為10 mm，所以測量時(shí)的周向位置只能精確到10 mm。為了提升位置精度，更好地標(biāo)定周向墨色不勻變化的對應(yīng)的位置信息，該實(shí)驗(yàn)將/區(qū)的周向起始位置相對于1/2區(qū)向版尾方向移動(dòng)5 mm，這樣可以使位置數(shù)據(jù)精確到5 mm。測試文件見圖3。

圖3 周向墨色一致性測試文件

2.2.2 測試樣張

用圖3所示的文件輸出CTP版，調(diào)幅方形網(wǎng)點(diǎn)，CTP正常使用網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償，印刷咬口尺寸為13 mm。

為驗(yàn)證不同油墨和不同承印物對周向墨色均勻性的影響，實(shí)驗(yàn)使用了四色藍(lán)和四色紅2種膠印油墨和150 g/cm2金東銅版紙和225 g/cm2金東白卡紙2種承印材料做了4種交叉實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)方案如下所述。

分別使用150 g/cm2金東銅版紙和225 g/cm2金東白卡紙上機(jī)印刷，印刷四色藍(lán)墨和紅墨各1份，實(shí)地密度目標(biāo)為1.0左右。得到的原始測試印張分別為印有藍(lán)色油墨的150 g/cm2金東銅版紙A、紅墨150 g/cm2金東銅版紙B、藍(lán)墨225 g/cm2金東白卡紙C、紅墨225 g/cm2金東白卡紙D，見圖4a—d。

3 測試及結(jié)果

3.1 印刷測試文件密度曲線

用設(shè)計(jì)好的周向墨色不勻的測試文件輸出CTP版，并進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償。為驗(yàn)證不同油墨和不同承印物對周向墨色均勻性的影響，該實(shí)驗(yàn)使用了四色中的青和品紅2種膠印油墨，以及150 g/cm2金東銅版紙和225 g/cm2金東白卡紙2種承印材料做了4種交叉實(shí)驗(yàn)。使用150 g/cm2金東銅版紙分別上機(jī)印刷青墨和品紅墨，再根據(jù)測量數(shù)據(jù)分別繪制出原始印張A和印張B的實(shí)地和60%平網(wǎng)周向密度數(shù)據(jù)分布曲線，見圖5。同理，使用225 g/cm2金東白卡紙分別印青墨和品紅墨，并繪制出印張C和D的實(shí)地和平網(wǎng)周向密度分布曲線見圖6。

圖4 印有藍(lán)色和紅色墨的原始測試印張

Fig.4 Original test sheets with blue and red ink

通過以上數(shù)據(jù)和圖表對比發(fā)現(xiàn)實(shí)地與網(wǎng)點(diǎn)區(qū)域特性化具有一致性，網(wǎng)點(diǎn)變化比實(shí)地更明顯，并且油墨色相對周向墨色分布無明顯影響。

3.2 確定網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償大小

分別給定印張A、B、C、D實(shí)地預(yù)設(shè)值為1的密度值和60%平網(wǎng)為0.6的預(yù)設(shè)值，并通過數(shù)據(jù)擬合方法計(jì)算得到實(shí)地和平網(wǎng)的網(wǎng)點(diǎn)密度值，其直線趨勢的擬合方程如下。

印張A、B、C、D實(shí)地網(wǎng)點(diǎn)擬合方程為：

(1)

印張A、B、C、D平網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)擬合方程為：

(2)

接著再根據(jù)描述網(wǎng)點(diǎn)面積大小和密度值關(guān)系的尤爾-尼爾遜公式來預(yù)測網(wǎng)點(diǎn)的大小，并將其繪制成密度與測量位置關(guān)系的曲線。其中原始印張A的實(shí)地和平網(wǎng)密度值與測量位置關(guān)系見圖7。

3.3 對文件進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整

使用密度儀測量修正后的印張E版面上60%平網(wǎng)色塊和100%實(shí)地色塊的密度值，并繪制成周向密度分布曲線見圖8。

由圖8可見，經(jīng)過對原文件網(wǎng)點(diǎn)反補(bǔ)償修正后的印張，周向油墨密度值趨于一致。接著利用AI軟件調(diào)入該補(bǔ)償文件中的補(bǔ)償圖層，將其置于所有圖層的最上方，將補(bǔ)償圖層中的咬口線與生產(chǎn)文件的咬口線上下對齊。設(shè)置好的補(bǔ)償調(diào)整后的實(shí)物生產(chǎn)文件見圖9。

圖5 原始印張A和B周向密度數(shù)據(jù)分布

圖6 原始印張C和D周向密度數(shù)據(jù)分布

圖7 測試樣張A的實(shí)地和平網(wǎng)密度值

圖8 補(bǔ)償調(diào)整后樣張E周向密度值分布

圖9 補(bǔ)償調(diào)整后的生產(chǎn)實(shí)物文件

4 結(jié)語

針對單張紙膠印機(jī)在印刷時(shí)容易產(chǎn)生周向墨色不勻的現(xiàn)象，建立一套印前控制與網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)囊?guī)范操作流程。主要結(jié)論如下所述。

1）經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明了通過固定某一色組的周向位置和對應(yīng)的密度變化信息，采用網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆椒刂浦芟蚰鶆蛐缘姆桨甘乔袑?shí)可行的。

2）該控制方案只對測試色組的周向位置固定的墨色不勻現(xiàn)象有作用，在運(yùn)用之前一定要對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，排除一般性的設(shè)備故障，研究不同印刷面積大小、不同承印物表面特性、不同實(shí)地與網(wǎng)點(diǎn)分布比例、不同加網(wǎng)類型輸出條件下的墨色不勻分布情況，得實(shí)驗(yàn)更加完整，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

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Control on Circumferential Colorimetric Evenness of Offset Print

WANG Wan-ting1, WANG Qing1, SUN Dai-dong2

(1.Qilu University of Technology, Jinan 250306, China; 2.Qingdao Jiaze Packaging Co., Ltd., Qingdao 266000, China)

The work aims to establish a set of standard operation process of prepress control and dot compensation to reduce the phenomenon of circumferential ink unevenness in sheet-fed offset press. Firstly, a test file that could test the circumferential ink unevenness of the press was designed. Then, the circumferential density of the sheet-fed was measured, the density distribution curve was prepared, and the density distribution was adopted to fit the data to determine the amount of dot compensation. Finally, in the stage of color separation and plate making, the compensation formula was used to compensate the dot, so as to control the circumferential ink unevenness of offset press. The error between the maximum density and the minimum density in the circumferential direction of the dot obtained by this method was about 0.45, which effectively controlled the unevenness of the circumferential ink color.The experiment proves that the ink color compensation scheme by the dot compensation method of file preprocessing can effectively control the ink transfer in the printing process, and the compensated test file can be used to record the circumferential ink color unevenness characteristics of the equipment.

offset print; print quality; circumferential ink; ink color compensation

TS827

A

1001-3563(2022)05-0265-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.036

2021-06-09

王婉婷（1997—），女，齊魯工業(yè)大學(xué)碩士生，主攻計(jì)算機(jī)視覺。

王慶（1978—），男，博士，齊魯工業(yè)大學(xué)副教授，主要研究方向?yàn)樯蕦W(xué)。