墨色預置研究及體系開發

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本文作者：邱丙中劉曉麗魏薇周煥恩張鳳娟作者單位：石家莊信息工程職業學院

近年來，隨著印刷業的迅速發展，涌現出了許多新材料、新工藝和新設備，印前環節基本實現了數字化，印刷環節自動化程度雖在不斷地提高，但離數字化還有較大差距。現在企業為了在更短的時間內，獲得更高質量的產品，把目光投向了油墨預置技術。油墨預置技術可以在印刷機開機之前對油墨量進行相對準確的預先設定，這樣可以使印刷出來的第一張印張的著墨量情況盡可能與印刷樣稿接近，從而縮短印前準備時間并降低廢品率，提高印刷品質量。目前國內部分大型企業引進了墨色預置系統，實現了從印前到印刷的數字化自動油墨預置，提高了印刷品質量并控制了企業生產成本，但國內大部分中小印刷企業卻不具備使用自動油墨預置系統的條件。一是因為墨色預置系統價格十分昂貴，很多中小型企業承擔不起；另外有些企業對印刷機的日常維護保養不到位，即使從印前得到了準確的數據，但由于印刷機各墨區墨鍵調節不準，油墨預置系統仍無法發揮其作用。這些中小印刷企業油墨預置目前依然依靠工作人員觀察印版圖文分布情況，憑經驗估算各個墨區的墨量值進而完成印前墨量預設，這樣就造成了紙張和油墨等材料浪費嚴重，印刷品質量差。筆者在不具備CIP3／CIP4接口的印刷機上實現印刷前的墨量預設，從而為中小型印刷企業縮短生產周期、降低生產成本。

1設計思路

首先讀取TIFF圖像的長和寬，用像素個數表示，按照圖像的長邊把圖像分成若干個等寬的區域，其中單個區域的寬度就是印刷機的墨區寬度，然后讀取單個區域每個像素C（青色）的百分比之和、M（品紅）的百分比之和、Y（黃色）的百分比之和、K（黑色）的百分比之和，并把它們保存起來作為下一步計算墨區墨鍵開合度的依據。通過大量的實驗獲得了墨鍵開合度與網點面積率之間的數據對，并分析數據形成查找表，程序運行的時候會根據前面得到的平均網點面積率去讀取查找表中對應的墨鍵開合度數據信息。墨鍵開合度與網點面積率之間的對應關系取決于印刷時膠印機的結構和所用的油墨、紙張、印刷速度、環境溫濕度、水墨平衡等工藝條件。考慮了印刷時所用的紙張、印刷速度等因素，最終軟件將Y，M，C，K四色印刷圖像的整體墨量和各墨區墨量用柱形圖的形式顯示出來。印刷工作人員可以把得到的數據用于印刷機墨鍵的預先調整和整體墨量的設定，從而實現油墨預置。主要設計思路見圖1。

2電子圖像分區計算網點面積率

一幅彩色圖像印刷時通常需要由多塊印版共同完成并且各色印版上圖文的分布情況會相差很大，因此印刷時為了能夠更好地還原印品的色彩，印刷機是通過控制相應色版的各個墨區墨量來控制印刷品墨色的。各個墨區墨量設置的大小是由原稿的各顏色版在該墨區所占的面積大小來決定的，要想得到給墨量數據信息，首先要對經RIP后的TIFF電子文件分區并計算分布在各個墨區的各色版的網點面積率。在墨色預置技術中，最終生成的油墨預置數據信息與所采用的印刷機的特征參數有關，如墨區的寬度、墨區個數以及印刷機的印刷速度等，并且這些參數是計算印刷機相應油墨預置數據時必不可少的。TIFF文件的處理過程見圖2。

2．1按中線對準原則計算電子圖像所占墨區數

考慮到工作人員習慣把各色圖像曬于印版中間位置，裝版時把印版中線與印刷機的中線對齊，因此在對圖文進行分區時，也利用印刷中線作用，要求圖文中心與印刷機墨區的中心位置對齊，然后從中間向兩邊進行分區，計算待印刷產品所占的墨區數。假設：待印刷圖像的長為a，寬為b，單位均為cm；TIFF電子圖像分辨率為r，單位為像素／cm；待印刷圖像占印刷機墨區數為n；原稿圖像在一個墨區寬度上分布的像素數為p；印刷機的總墨區數為s，（即1號墨區、2號墨區、……、s號墨區）；印刷機在長度a方向上最大版面寬度為w，單位為cm（要求各色版的圖像位于印刷機版面寬度w的中間位置）；印刷機單個墨區的寬度v，單位為cm。則單個墨區的寬度為：v＝w／s原稿圖像分布在一個墨區寬度上的像素數為：p＝wr／s圖像在長邊a方向上占印刷機的墨區個數n為：（略）。當as／（2w）是整數時，則n＝as／w就是圖像在印刷機上所占的墨區數，見圖3a。當as／（2w）不是整數，則n＝as／w＋1是圖像所占印刷機的墨區數，見圖3b。

2．2計算圖像各個分墨區的平均網點面積率

根據上面分區得到的數據，圖像在長度a上單個墨區寬度的像素數p＝wr／s，圖像在寬度b上的像素數為q＝br，圖像共占的墨區數為n，則Y，M，C，K四色版在第x墨區TIFF圖像第（i，j）個像素對應的網點面積率為：Syx（i，j），Smx（i，j），Scx（i，j），Skx（i，j）。其中：i＝（x－1）p，…，xp；j＝1，2，…，q；x＝1，2，…，n。以C色版為例，C色版在第x個墨區的網點面積總和表示為：（略）。該墨區平均網點面積率等于TIFF圖像在對應該墨區內該色版所有的像素顏色數據總和與該墨區的總像素數的比率，以C［x］表示。最后可以將得到Y，M，C，K四色版的每一個墨區的平均網點面積率保存起來，作為下一步計算相應的墨鍵開合度的基礎。

3墨量查找表的建立與實驗分析

3．1墨鍵開合度與網點面積率對應關系的建立

墨鍵開合度與網點面積率對應關系的建立是模擬不同印刷條件下，對一系列測試版進行實際印刷并記錄一系列由網點面積率和墨鍵開合度值組成的數據對，然后對這些序列進行數據分析，從而找到網點面積率和墨鍵開合度之間的對應關系，建立C，M，Y，K四色在一定印刷條件下的數據列表。

3．1．1實驗條件

設備：三菱DIAMOND3000LX，最大版面范圍是71cm×102cm。材料：天津東洋TKTHK膠印亮光快干油墨、150g／m2太陽天陽雙銅紙、350g／m2金貝白板紙、80g／m2銀河瑞雪雙膠紙。

3．1．2實驗步驟

1）用Photoshop軟件設計了2塊測試版，測試版一包括黃、品、青、黑四段顏色梯尺，每段顏色梯尺的網點覆蓋率分別為0，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，80％，90％，100％共18個不同網點覆蓋率的顏色塊，每個顏色塊寬度正好是三菱DIAMOND3000LX印刷機的一個墨區寬度即35．0mm。測試版二包括黃、品、青、黑四段中間漸變顏色梯尺，每段顏色梯尺的網點覆蓋率分別為100％，90％，80％，70％，60％、50％，40％，30％，20％，10％，0，10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％，100％。2）在三菱DIAMOND3000LX印刷機上按照Y，M，C，K色序進行印刷，分別以8000張／時和5000張／時速度印刷，并記錄一系列由網點面積率和墨鍵開合度值組成的數據對。

3．1．3實驗結果分析與數據列表的建立

經過多次高質量的印刷，獲得一些實驗數據對，經分析發現，采用的白紙板和銅版紙印刷測試版時墨量設定的數據基本相同，可以把該2種紙放在同一數據列表中。印刷速度在8000張／時印刷所需墨量要比在5000張／時所需的墨量大，膠版紙要比其他2種紙需要的墨量大。數據列表見表1，在查找表中沒有相對應的網點面積率時，把相鄰兩點之間看成直線，利用函數求得網點面積率對應的墨鍵開合度。如式（7），其中Xa表示上面得到的網點面積率，Xr表示Xa右邊的點，Xl表示Xl左邊的點，Yl表示數據列表中Xl所對應的墨鍵開合度。

3．2墨斗輥轉角的確定

印刷機供墨量調節是靠局部墨鍵開合度和整體墨斗輥轉角共同完成的，前面已經得到了墨鍵的開合度的數值，對于墨斗輥轉角可以由經驗值建模得到。設墨斗輥轉角為θ，各墨區墨鍵開合度為Hm（m＝1，2，……n，其中n表示印刷機的墨區數量，m表示圖像所占的墨區數），則墨斗輥轉角θ表示為：（略）。

4墨色預置軟件界面設計應用

Microsoft公司開發的VisualC＋＋編程，設計出了操作方便、符合中小型印刷企業現狀的墨色預置軟件。軟件整個主界面分為3部分：工具欄、菜單欄和功能顯示區。菜單欄主要包括文件、編輯、查看、墨量顯示、幫助等菜單。其中文件菜單包括打開、保存等子菜單，墨量顯示菜單可以打開一個墨色預置對話框。在對話框中有油墨類型、紙張類型、印刷速度、印刷機墨區數量、版面寬度等參數需要填寫，另外對話框里有顯示和取消2個按鈕，當點擊顯示按鈕時，墨量分布圖將顯示在功能顯示區中。退出按鈕可關閉對話框。

5應用實例

5．1生產條件

印刷設備：三菱DIAMOND3000LX印刷機，其中印刷機的最大版面寬度為102cm，墨區數30；印刷材料：150g／m2太陽天陽雙銅紙、天津東洋TKTHK膠印亮光快干油墨；環境溫濕度：溫度25℃，濕度60％；參數設置：印刷速度8000張／時，紙張為銅版紙，墨區數目30個，版面寬度102cm；質量檢測條件及工具：分光光度計、10～15倍的放大鏡。

5．2生產步驟

（1）利用軟件將一幅待印刷的TIFF電子圖像在應用程序中打開，見圖4。（2）參數設置，印刷速度8000張／時，紙張為銅版紙，墨區數目30，版面寬度102cm。見圖5。（3）墨量顯示，參數設置完成后點擊顯示按鈕，顯示墨量數據，見圖6。（4）按照墨量顯示數據輸入印刷機，在正常印刷條件下開機印刷，開機后經2次微調得到印刷品，見圖7。

5．3結果分析

印刷過程中工作人員根據初次抽樣結果，按照印刷品的質量要求，對印刷機個別墨區的墨鍵進行了微調，實驗結果表明，經2次微調后用分光光度計檢測印刷品的質量，印刷品的實地密度黃為1．10，品紅為1．25，青色為1．55，黑色為1．40；亮調再現4％的網點，是一幅符合國家質量標準的印品。與傳統的依靠印刷工作人員經驗進行預調節相比，效率明顯提高，減少了紙張、油墨等材料的使用量，大大節約了印刷成本，驗證了利用該軟件得到的墨色預置數據的準確性。

6結論

1）油墨預置效果較好，大大縮短了印前開機準備的時間，提高了印刷機的生產效率，減少了紙張、油墨的浪費，降低生產成本。2）本油墨預置軟件在使用時，只需要在參數設置界面上輸入所使用印刷機的總墨區數及版面寬度，就能夠在不同印刷機上實現墨色預置功能，因而增強了墨色預置技術的推廣與應用。3）油墨預置并不是“一置就準”的，因為墨色預置實現的過程實際上是用一些標準的數學公式來與一個模擬化的印刷設備對應，因此，它們是不可能完全對應的。本油墨預置軟件在印刷企業應用后，工作人員還是需要對個別墨區墨鍵開合度進行細微調整，才能真正保證墨色的穩定性。4）由于實驗條件及時間的限制，尋找墨鍵開合度與網點面積率關系時，所做的實驗只涉及到部分紙張類型和2個常用的印刷速度，油墨只涉及到最常用的膠印亮光快干油墨，沒有考慮其他會影響到墨色預置數據準確性的因素，有待后續的研究。