膠印機周向墨色均勻性的控制研究

王婉婷，王慶，孫代東

膠印機周向墨色均勻性的控制研究

王婉婷1，王慶1，孫代東2

（1.齊魯工業大學，濟南 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點補償的規范操作流程來減少單張紙膠印機在印刷時容易產生周向墨色不勻的現象。首先設計可測試印刷機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，利用密度分布進行數據擬合來確定網點補償量的大小；最后在分色制版階段利用補償公式對網點進行補償。通過該方法得到網點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。實驗證明了采用文件預處理的網點補償方法進行墨色補償方案能有效控制印刷過程中油墨的轉移，且補償后的測試文件可用來記錄設備的周向墨色不勻性特征。

膠??；印刷質量；周向墨色；墨色補償

膠印是目前市場上最主要的印刷方式，而膠印機印刷墨色的均勻性則是衡量印刷產品質量的重要條件之一[1]。在單張紙膠印過程中，由于某個環節上的技術工藝操作不當容易造成墨色不均勻現象，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，會對印刷質量造成一定影響[2]，因此，解決印刷品墨色不均勻的問題對于提升產品質量具有重要意義。

對于單張紙膠印機周向墨色不勻的影響因素和控制方法，已有國內外學者進行了深入的研究。王忠于等[3-4]對膠印機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一步的研究，并論證了用膠印機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靜態撓曲特性；李子燾[6]通過橡皮布襯墊厚度變化對印刷壓力的影響實驗分析了橡皮布磨損對油墨轉移量的影響。國外對于油墨的轉移理論研究開始得比較早，早在19世紀中葉，瑞典的研究人員就提出了油墨轉移系數的概念，在其基礎上，美國的研究人員第1次提出了油墨轉移方程[7]，其他的研究人員在實際運用中又相繼采用多種修正方法對公式中的參數進行了修正[8]，使該公式更加合理。馬丁和西維爾[9-11]根據膠印油墨轉移條件提出了Mattin-silver膠印模式；針對印刷過程中印刷壓力的分布狀態，也有國外學者總結了一些調節壓力不勻的方法[12-13]。文中以單張紙膠印機周向墨色的均勻一致性問題為研究對象，深入分析印刷機輸墨系統對此問題的影響機制以及調整方法[14]。

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

1 墨色補償原理

印刷過程中常利用印前設計對印刷工藝缺陷進行補償操作，其中最常見為印刷的網點增大補償。文中借鑒網點增大補償原理，通過在分色階段對測試文件上不同周向位置的網點進行調整，從而實現樣張在印刷過程中周向墨色均勻，補償原理見圖1。

圖1 周向墨色網點補償原理

測量曲線為實際印刷后樣張上網點面積曲線，而目標曲線為預定印刷的網點面積曲線。利用反函數原理求出測量曲線的補償曲線，從而實現周向墨色均勻。過點的曲線為實際輸出網點的測量曲線，過點的曲線則為目標曲線。先測出點的坐標再給出點的橫坐標（點），然后根據點擬合的曲線預測點的橫坐標（點），最后經過點和點的擬合得到墨色補償曲線=()。

周向墨色的補償流程見圖2。利用設計好的一種能記錄周向位置信息的測試文件對各試驗樣張從網點密度和實地密度的分布情況進行測量并分析，采用數據擬合運算計算出網點補償量的大小，并利用AI軟件制作出網點補償圖層與測試文件疊加，將密度偏高的區域的網點進行適量減少進行網點補償，生成PDF文件，再導入CTP流程。輸出修正后的文件上機印刷得到修正后的實驗印張，再通過文件補償方法調整測試文件修正印刷機某色組的周向墨色。

圖2 墨色補償流程

2 實驗

2.1 材料及設備

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。

印刷輸出設備：海德堡 CD102 6+1 膠印機、海德堡CTP出版機。

測量儀器：愛色麗SP64分光光度儀，用于測量目標顏色的光譜反射率。

2.2 設計

2.2.1 測試文件設計

為測量目標色組周向墨色的變化情況，根據日常生產中色組的實際周向不勻的程度，設計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域、版尾色帶區域和兩側的標尺區域3個部分。在版面的兩側各設有一個標尺區域，標尺的最小刻度為1 mm。2個標尺的0刻度線均與版面咬口線在同一水平線上，也是/區的起始位置。因為每個測量色塊的大小為10 mm，所以測量時的周向位置只能精確到10 mm。為了提升位置精度，更好地標定周向墨色不勻變化的對應的位置信息，該實驗將/區的周向起始位置相對于1/2區向版尾方向移動5 mm，這樣可以使位置數據精確到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，調幅方形網點，CTP正常使用網點補償，印刷咬口尺寸為13 mm。

為驗證不同油墨和不同承印物對周向墨色均勻性的影響，實驗使用了四色藍和四色紅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種交叉實驗，具體實驗方案如下所述。

分別使用150 g/cm2金東銅版紙和225 g/cm2金東白卡紙上機印刷，印刷四色藍墨和紅墨各1份，實地密度目標為1.0左右。得到的原始測試印張分別為印有藍色油墨的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 測試及結果

3.1 印刷測試文件密度曲線

用設計好的周向墨色不勻的測試文件輸出CTP版，并進行網點補償。為驗證不同油墨和不同承印物對周向墨色均勻性的影響，該實驗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種交叉實驗。使用150 g/cm2金東銅版紙分別上機印刷青墨和品紅墨，再根據測量數據分別繪制出原始印張A和印張B的實地和60%平網周向密度數據分布曲線，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的實地和平網周向密度分布曲線見圖6。

圖4 印有藍色和紅色墨的原始測試印張

Fig.4 Original test sheets with blue and red ink

通過以上數據和圖表對比發現實地與網點區域特性化具有一致性，網點變化比實地更明顯，并且油墨色相對周向墨色分布無明顯影響。

3.2 確定網點補償大小

分別給定印張A、B、C、D實地預設值為1的密度值和60%平網為0.6的預設值，并通過數據擬合方法計算得到實地和平網的網點密度值，其直線趨勢的擬合方程如下。

印張A、B、C、D實地網點擬合方程為：

(1)

印張A、B、C、D平網網點擬合方程為：

(2)

接著再根據描述網點面積大小和密度值關系的尤爾-尼爾遜公式來預測網點的大小，并將其繪制成密度與測量位置關系的曲線。其中原始印張A的實地和平網密度值與測量位置關系見圖7。

3.3 對文件進行補償調整

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

由圖8可見，經過對原文件網點反補償修正后的印張，周向油墨密度值趨于一致。接著利用AI軟件調入該補償文件中的補償圖層，將其置于所有圖層的最上方，將補償圖層中的咬口線與生產文件的咬口線上下對齊。設置好的補償調整后的實物生產文件見圖9。

圖5 原始印張A和B周向密度數據分布

圖6 原始印張C和D周向密度數據分布

圖7 測試樣張A的實地和平網密度值

圖8 補償調整后樣張E周向密度值分布

圖9 補償調整后的生產實物文件

4 結語

針對單張紙膠印機在印刷時容易產生周向墨色不勻的現象，建立一套印前控制與網點補償的規范操作流程。主要結論如下所述。

1）經過實驗證明了通過固定某一色組的周向位置和對應的密度變化信息，采用網點補償的方法控制周向墨色均勻性的方案是切實可行的。

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象有作用，在運用之前一定要對設備進行標準化，排除一般性的設備故障，研究不同印刷面積大小、不同承印物表面特性、不同實地與網點分布比例、不同加網類型輸出條件下的墨色不勻分布情況，得實驗更加完整，數據更加準確。

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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，齊魯工業大學碩士生，主攻計算機視覺。

王慶（1978—），男，博士，齊魯工業大學副教授，主要研究方向為色彩學。