絲網印刷測控條的設計及應用

作者 趙晨飛 智川 張霍竹 薛建喬

絲網印刷測控條的設計及應用

作者 趙晨飛 智川 張霍竹 薛建喬

隨著網印工業的高速發展，如何提高網印質量受到人們的極大關注。要提高網印質量必須在擺脫沿襲的手工作坊生產方式之后，摒棄經驗質量管理，實現數據化、規范化的質量科學管理，其手段之一就是使用測控條。印刷測試版可以幫助我們提高印品質量，減少廢品率，對于企業的原材料采購有很大幫助。

測控條是實施印刷質量數據化測控的重要媒介。它是運用精密技術，把網點、線條和實地等幾何圖形制作在軟片或電子文檔上而獲得的一種測試工具。它由許多具有不同功能的測試區、段、塊組成，用以測控烤版、曬版、打樣和印刷時的圖文信息單元轉移的質量情況。

膠印已廣泛應用測試版幾十年，目前專為絲網印刷設計的測試版卻少之又少，本文就絲網印刷中測控條進行探討。

一、絲網印刷測試條分類

1．星標

（1）作用：反映印刷時網點擴大或縮小，重影或變形情況。

（2）構造：在直徑10mm的圓內對稱布置了36根黑色楔形線和36根白色楔形線，星標的中心是直徑為1mm的小白圓點，如圖1星標的設計。

（3）使用方法：只需肉眼或通過放大鏡觀察星標，尤其是中心的直徑和形狀，就能分辨出網點是擴大還是縮小，以及是否有周向重影或軸向重影。

① 星標的楔形條分布均勻，中間有一個白色小圓點，表明網點沒有變形﹑重影﹑印版供墨量合適。

② 中心的白色圓圈擴大，網點縮小。

③ 印張上的星標中心出現大黑圈，表明網點增大，版面受墨量過多。

④ 星標中心的黑圈縱向拓展成橢圓形，表明網點橫向變形。

⑤ 星標中心的黑圈橫向拓展成橢圓形，表明網點縱向變形。

⑥ 星標的中央部分消失掉，中央輪廓就像橫向“8”字形，邊緣的輪廓呈GATF星標，表明網點出現縱向重影，反之亦然。

2．線條寬度測試部分的設計

（1）用途：檢查感光材料的性能，同時檢驗網印精細線條的寬度。

（2）構造：由三個角度（即：90°、45°、22.5°）的陰陽直線圓標和六個黑白線等寬的雙環圓標組成。雙環圓標的線寬分別為：0.05mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm和0.30mm，如圖2線條測試圖的設計。

（3）測試：按測試圖制作網版，可檢查網版制版時的下列性能。

① 制版再現線條寬度性能

如果當被測的某種感光材料和某一數目的絲網上的測試圖上的0.05mm線條模糊不清，而0.10mm線條清晰通透時，則說明這種感光材料和絲網可以復制出0.10mm以上的線條寬度，而比0.10mm更細的線條則不能再現。

② 比較感光材料的性能

如在同一目數的網版上，用A、B兩種感光材料制的網版，檢查A時，0.10mm的線條可以再現，而B只能再現出0.02mm的線條，則說明感光材料A優于B。

③ 印刷再現線條寬度性能

網版上再現的線條，印刷時不一定能夠完全再現，印刷的可變因素很多，如印刷壓力、印刷速度、網距大小、刮印角度、印刷油墨的適印性、環境溫度、溫度以及靜電等，應用測試規便可以對比某項條件的優劣。

3．印記擴大測試部分的設計

（1）用途：在印刷過程中隨時檢查印刷品上印跡擴大的情況，以控制質量。

（2）構造：由兩組羽狀排列的蛋形點和一個同心圓圖標組成。第一對蛋形點的小端與小端之間、大端與大端之間無間隙，自第二對起大、小間隙分別為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mm，如圖3所示。

（3）測試：將測試圖制得絲網印刷版。

① 檢查制版情況

網版上測試規各蛋形點間隙與測試規相同即可試印。若網版上第二對蛋形點通透并聯起來，說明網版制作不合格，應重新制版。

② 印刷中抽樣檢查印刷測試規印跡變形的情況：若羽狀蛋點之間保持了原版間隙，且墨跡清晰，則可以進行“正常印刷”；若第二級蛋形點間隙（0.02mm）糊死，說明印跡擴大達到0.01mm，警告“注意質量”；若第三級（0.04mm）糊死，說明印跡擴大達到0.02mm ，提請“控制質量”；若第四級（0.06mm）糊死，說明印跡擴大達到0.03mm ，應命令“停止印刷”，必須調整工藝再印。上例中的允許擴大量為0.02mm，即允許第三級0.04mm糊死。在實際生產中應根據印件精度要求，制定允許的擴大量。

4．線條取角測試部分的設計

（1）用途：測定采用何種角度制版時，印刷出的線條邊緣最光潔，尺寸最穩定。

（2）構造：在90°范圍內，繪有間隔5°的直線18條，直線三段寬（mm）分別為0.10、0.20、0.30。

（3）測試：將測試圖制成測試網版試印，在印樣上選擇光潔、鋸齒形最小﹑尺寸準確的線條角度。若45°角的線條符合要求，那么，45°即可被定為照相、拼版以及曬版或繃網的角度。

5．色彩檢測控制條的設計

（1）檢測的內容：測控條是為網目調印刷專門開發的，可用于下述各項的直觀監控和密度的檢測：色調值變化；色彩等級；彩色平衡；模糊效應。

（2）網目調區域：這一區域由5% ~95%遮蓋率的網點組成，加網線數為24線∕cm。這便于對印刷中的色調值轉移進行直觀檢驗和（最好）用密度計檢測。

（3）全色調區域：進一步的檢測是測定印刷的油墨密度，這在絲網印刷中極為重要。用反射密度計測定全色調范圍內4個顏色的油墨密度，要達到良好的灰度平衡，所有的三原色都必須在高清密度的容差范圍內。

（4）疊印區域

這一區域使之能夠用直觀檢驗和儀器測定來鑒定顏色是否可以接受。重要的是，打樣印刷和生產印刷都應采用相同的印刷色序。

（5）環形區域：

這一區域使之能夠監控印刷過程中由模糊效果可能造成的轉移誤差。

6．曝光測試部分的設計

五級分級曝光測算法必須有以下兩個條件：

（1）制作一張等分段的陰陽片，其規格是陰陽線各0.1mm，長度為10cm，寬度為2cm,第一段2cm是豎線，第二段2cm是橫線，第三段2cm是豎線，第四段是橫線，第五段是豎線。

（2）將每段曝光時間都確定為指數（也稱系數），我們將五級的曝光時間指數定為1、0.8、0.6、0.4、0.2，再將上述兩個條件合二為一即每段線上都配有一個指數。

以重氮感光材料為例，通常的曝光時間為7min左右（2000W高壓汞燈，燈距為1m），則設2倍的估算時間為14min(840s),代入指數，則曝光指數為0.8的曝光時間是672s，因此類推，曝光指數為0.2的曝光時間是168s。

在顯影的過程中很明顯的發現，5個不同指數下的陰陽等分線能顯示出不同的顏色以及不同的清晰度。我們以顏色及陰陽線條來判別曝光時間是否正確，當顏色和指數1的顏色最近似，同時其陰陽線粗細相同時，該圖文所在的指數即是我們所需要的最佳曝光時間。發現圖文的顏色和指數1相近，但線條圖文中的陽線變粗或有陰陽線混淆不清，這都說明曝光時間過長。如果發現5個或多個指數下的圖文除顏色有所不同外，圖文陰陽線的清晰度都一樣，說明這種感光材料的曝光寬容度大。

其它曝光測算法：

（1）用途：測定某種感光材料在某種光源下的標準曝光時間，檢查每次曬版的曝光量是否正確。

（2）構造：測試部分上有五個梯級，并分別標有該級的曝光系數K值：1、0.7、0.5、0.35、0.25。將只有片基密度的一級設定為透光率是100%，則其后每一級的透光率為前一級的70%，并且第一級密度為零，各級密度值依次為0.15、0.30、0.45、0.60。每一階級上還有一個由黑白等寬射線組成的圓標，自圓心向外的射線分為四段，線端寬度（μm）依次為45、60、150、260、380。

（3）測試：測定某種材料在某種光源下的標準曝光時間t0，先設定曝光時間t1，如設定t1為8min。再以測試部分為原稿，按常規以設定的時間t1進行曝光，制得網版。檢查網版上各級圓標膠膜固化的情況。如果系數為1的一級膠固化正常，圓標線條通透良好，而0.7的一級圓標粗線固化正常，內環細線膠膜半固化，沖洗脫膠，則說明所設t1即是標準的曝光時間t0。如果按時間t1曝光，1和0.7兩級膠膜固化均正常，圓標線條通透良好，而0.5的一級粗線固化正常，內環細線膠膜半固化，沖洗脫膠，則說明所說t1大于標準曝光時間t0，標準曝光時間只需取t1的70%就行了，即336s。若按時間t1曝光，固化的梯級又上移，則應用半固化圓標的較大一級的系數乘以t1。若設定的t1太小，應設大于t1的t2，重新測定，用如下公式表示：

7．測試圖片的選取

圖片在測試版的設計中是十分重要的一環，它可以幫助我們很好的檢測出印品的質量問題。測試版的設計既要考慮到整個測試版面的利用率，選取合適的控制元素，合理安排測試版面，使其美觀整潔大方，同時又要能最大限度的反映印刷機性能和印刷特性，達到試驗的目的。

風景圖片、人物圖片，主要考慮記憶色和人物膚色的復制情況：

（1）水果圖片

圖片采用的是一張果籃圖片，此幅圖片集中了階調復制曲線的亮調到中間調的部分。為了這幅圖像能準確的進行復制，要求中間色調的位置必須轉變到亮調部分的末端，這是因為需要有足夠的對比度從其他部分把高亮調部分區分開來。

經打樣，從樣本中看出此圖片得到了很好的復制，觀察測控版中相應的控制元素，同樣得到正確的反應。

（2）女性肖像

人像復制時經常要復制女性的肉色調影像。測試版中的女性肖像圖是一幅亞洲女性圖片，應該強調的是處理膚色是彩色印刷的一大難點。因為復制此類圖片時要求捕捉臉部色調的特點，以及前額、面頰、鼻子和下巴之間的細微變化。

顏色分離和印刷上要求維持頭發亮調部分的細節的協調。如果肉色調復制時出現灰平衡偏差，在分離時會出現不正確的再現，顏色差就可以在亮調到中間調區域里看到。

（3）風景圖片

圖片采用的是建筑物，此幅圖片中有藍色的天空，這些色調存儲在人們的記憶里，并能被回憶起來，其回憶精度要高于那些見過次數較少的色彩。當觀看記憶色時，觀測者便會下意識的首先評估他們以確定色彩再現是否可信。

建筑物的這幅圖片主要由完整的記憶色組成。它用于色彩復制質量的檢測，因為大部分觀察者都十分熟悉這些色調，色調再現的微小差異都會被注意到。因此，色彩復制必須十分接近原稿。經打樣觀察，此幅圖片也得到了理想復制，對測試版的評論也能比較精確的反映出來。其他圖片主要是從亮調到暗調的全階調圖片，主要用來觀察從亮調到暗調的復制情況，以便好好的評價圖像的復制。

二、測控條的應用

1．網點擴大

該單元應用“粗細網線對比”原理，即網點面積的增大與網點邊緣的總長度成正比。粗細網點擴大率的懸殊是根據兩者密度的差別來判斷網點擴大情況。

如圖13所示，a)與b)為不同加網線數網點，相同網點覆蓋率的對比圖。從圖中容易看出a)和b)的網點覆蓋率均為50%，加網線數之比為1:2，在同樣的單位面積內網點個數之比為1:4。顯而易見b)中網點邊緣長度總和要大于a)中的。

經過推導，可以得出結論：在網點覆蓋率相同時，加網線數之比即為網點擴大之比。

2．疊印率

疊印率是描述一種油墨粘附到前一個印刷表面上的能力。油墨疊印率指的是與直接印在承印物材料上的墨量比，第二印的油墨轉移到前次印刷油墨上的量，這種量可以用百分比值來表示。

疊印率：

fD=[（D1+2-D1）/D2]×100%

式中：

fD為疊印率；

D1為第一色密度（用第二色的濾色片測量）；

D2為第二色密度；

D1+2為第一色和第二色的疊印密度（用第二色的濾色片測量）。

疊印率的數值越高，說明疊印效果越好。

疊印率是介于0～100%之間的值。當T=100%時，表明后印色的疊印率極好，如同直接印在承印物上的效果一樣。若T=0，說明出現了極端的“濕”的印不上或“干”的印不上的工藝問題，必須加以避免和解決。不同的疊印方式，一般具有不同的疊印率，單色膠印機屬于濕壓干疊印，一般疊印率都比較高，四色機印刷屬于濕壓濕印刷，疊印率相對較低。

3．相對反差值（K值）的測量與控制

相對反差也叫印刷對比度，簡稱K值，是控制圖像階調的參數。相對反差的計算方法：

K=（DS-DT）/DS

式中：

DS為測出的實地密度值；

DT為測出的網點積分密度值。

網點的積分密度值通常選用75%或80%的網點。

掌握正確的相對反差值是衡量實地密度是否印足、暗調層次是否清晰的一項重要指標，對提高樣張、印品質量有實用意義。K值大，說明75%～80%網點區網點擴大少，實地密度大，樣張階調拉得開，層次清晰，色彩飽和度高；K值小，說明75%～80%網點區網點擴大多，實地密度小，樣張階調拉不開，層次模糊，色彩飽和度低。

4．灰平衡的控制

所謂灰平衡，就是將Y、M、C三原色油墨疊印或以一定比例的網點面積率套印而獲得的中性灰色。灰平衡是多色印刷中色彩再現的標尺，它能夠表示彩色圖像復制中印品從淺到深整個畫面色調還原程度的好壞，是印刷過程控制印品質量的一個重要指標。中性灰色沒有色相和飽和度，只有明度的變化，若某個中性灰色稍帶彩色，便很容易用肉眼識別出來。因此，我們可以用三色套印灰平衡塊來檢測色偏。

圖14 灰平衡測試圖

由三色印刷產生的色平衡塊接近中性灰。在印刷過程中，顏色和階調值的變化非常敏感，通過測控條的色平衡變化，就可以發現色平衡的偏移，甚至可以看到測控條上是否達到中性灰。大多數情況下，色平衡塊的視覺印象接近中性灰，其階調值應該大致對應相鄰的40%和80%真實灰色塊。

本研究受陜西科技大學自選項目（ZX09-02）資助