丝网印刷测控条的设计及应用

作者 赵晨飞 智川 张霍竹 薛建乔

丝网印刷测控条的设计及应用

作者 赵晨飞 智川 张霍竹 薛建乔

随着网印工业的高速发展，如何提高网印质量受到人们的极大关注。要提高网印质量必须在摆脱沿袭的手工作坊生产方式之后，摒弃经验质量管理，实现数据化、规范化的质量科学管理，其手段之一就是使用测控条。印刷测试版可以帮助我们提高印品质量，减少废品率，对于企业的原材料采购有很大帮助。

测控条是实施印刷质量数据化测控的重要媒介。它是运用精密技术，把网点、线条和实地等几何图形制作在软片或电子文档上而获得的一种测试工具。它由许多具有不同功能的测试区、段、块组成，用以测控烤版、晒版、打样和印刷时的图文信息单元转移的质量情况。

胶印已广泛应用测试版几十年，目前专为丝网印刷设计的测试版却少之又少，本文就丝网印刷中测控条进行探讨。

一、丝网印刷测试条分类

1．星标

（1）作用：反映印刷时网点扩大或缩小，重影或变形情况。

（2）构造：在直径10mm的圆内对称布置了36根黑色楔形线和36根白色楔形线，星标的中心是直径为1mm的小白圆点，如图1星标的设计。

（3）使用方法：只需肉眼或通过放大镜观察星标，尤其是中心的直径和形状，就能分辨出网点是扩大还是缩小，以及是否有周向重影或轴向重影。

① 星标的楔形条分布均匀，中间有一个白色小圆点，表明网点没有变形﹑重影﹑印版供墨量合适。

② 中心的白色圆圈扩大，网点缩小。

③ 印张上的星标中心出现大黑圈，表明网点增大，版面受墨量过多。

④ 星标中心的黑圈纵向拓展成椭圆形，表明网点横向变形。

⑤ 星标中心的黑圈横向拓展成椭圆形，表明网点纵向变形。

⑥ 星标的中央部分消失掉，中央轮廓就像横向“8”字形，边缘的轮廓呈GATF星标，表明网点出现纵向重影，反之亦然。

2．线条宽度测试部分的设计

（1）用途：检查感光材料的性能，同时检验网印精细线条的宽度。

（2）构造：由三个角度（即：90°、45°、22.5°）的阴阳直线圆标和六个黑白线等宽的双环圆标组成。双环圆标的线宽分别为：0.05mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm和0.30mm，如图2线条测试图的设计。

（3）测试：按测试图制作网版，可检查网版制版时的下列性能。

① 制版再现线条宽度性能

如果当被测的某种感光材料和某一数目的丝网上的测试图上的0.05mm线条模糊不清，而0.10mm线条清晰通透时，则说明这种感光材料和丝网可以复制出0.10mm以上的线条宽度，而比0.10mm更细的线条则不能再现。

② 比较感光材料的性能

如在同一目数的网版上，用A、B两种感光材料制的网版，检查A时，0.10mm的线条可以再现，而B只能再现出0.02mm的线条，则说明感光材料A优于B。

③ 印刷再现线条宽度性能

网版上再现的线条，印刷时不一定能够完全再现，印刷的可变因素很多，如印刷压力、印刷速度、网距大小、刮印角度、印刷油墨的适印性、环境温度、温度以及静电等，应用测试规便可以对比某项条件的优劣。

3．印记扩大测试部分的设计

（1）用途：在印刷过程中随时检查印刷品上印迹扩大的情况，以控制质量。

（2）构造：由两组羽状排列的蛋形点和一个同心圆图标组成。第一对蛋形点的小端与小端之间、大端与大端之间无间隙，自第二对起大、小间隙分别为0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mm，如图3所示。

（3）测试：将测试图制得丝网印刷版。

① 检查制版情况

网版上测试规各蛋形点间隙与测试规相同即可试印。若网版上第二对蛋形点通透并联起来，说明网版制作不合格，应重新制版。

② 印刷中抽样检查印刷测试规印迹变形的情况：若羽状蛋点之间保持了原版间隙，且墨迹清晰，则可以进行“正常印刷”；若第二级蛋形点间隙（0.02mm）糊死，说明印迹扩大达到0.01mm，警告“注意质量”；若第三级（0.04mm）糊死，说明印迹扩大达到0.02mm ，提请“控制质量”；若第四级（0.06mm）糊死，说明印迹扩大达到0.03mm ，应命令“停止印刷”，必须调整工艺再印。上例中的允许扩大量为0.02mm，即允许第三级0.04mm糊死。在实际生产中应根据印件精度要求，制定允许的扩大量。

4．线条取角测试部分的设计

（1）用途：测定采用何种角度制版时，印刷出的线条边缘最光洁，尺寸最稳定。

（2）构造：在90°范围内，绘有间隔5°的直线18条，直线三段宽（mm）分别为0.10、0.20、0.30。

（3）测试：将测试图制成测试网版试印，在印样上选择光洁、锯齿形最小﹑尺寸准确的线条角度。若45°角的线条符合要求，那么，45°即可被定为照相、拼版以及晒版或绷网的角度。

5．色彩检测控制条的设计

（1）检测的内容：测控条是为网目调印刷专门开发的，可用于下述各项的直观监控和密度的检测：色调值变化；色彩等级；彩色平衡；模糊效应。

（2）网目调区域：这一区域由5% ~95%遮盖率的网点组成，加网线数为24线∕cm。这便于对印刷中的色调值转移进行直观检验和（最好）用密度计检测。

（3）全色调区域：进一步的检测是测定印刷的油墨密度，这在丝网印刷中极为重要。用反射密度计测定全色调范围内4个颜色的油墨密度，要达到良好的灰度平衡，所有的三原色都必须在高清密度的容差范围内。

（4）叠印区域

这一区域使之能够用直观检验和仪器测定来鉴定颜色是否可以接受。重要的是，打样印刷和生产印刷都应采用相同的印刷色序。

（5）环形区域：

这一区域使之能够监控印刷过程中由模糊效果可能造成的转移误差。

6．曝光测试部分的设计

五级分级曝光测算法必须有以下两个条件：

（1）制作一张等分段的阴阳片，其规格是阴阳线各0.1mm，长度为10cm，宽度为2cm,第一段2cm是竖线，第二段2cm是横线，第三段2cm是竖线，第四段是横线，第五段是竖线。

（2）将每段曝光时间都确定为指数（也称系数），我们将五级的曝光时间指数定为1、0.8、0.6、0.4、0.2，再将上述两个条件合二为一即每段线上都配有一个指数。

以重氮感光材料为例，通常的曝光时间为7min左右（2000W高压汞灯，灯距为1m），则设2倍的估算时间为14min(840s),代入指数，则曝光指数为0.8的曝光时间是672s，因此类推，曝光指数为0.2的曝光时间是168s。

在显影的过程中很明显的发现，5个不同指数下的阴阳等分线能显示出不同的颜色以及不同的清晰度。我们以颜色及阴阳线条来判别曝光时间是否正确，当颜色和指数1的颜色最近似，同时其阴阳线粗细相同时，该图文所在的指数即是我们所需要的最佳曝光时间。发现图文的颜色和指数1相近，但线条图文中的阳线变粗或有阴阳线混淆不清，这都说明曝光时间过长。如果发现5个或多个指数下的图文除颜色有所不同外，图文阴阳线的清晰度都一样，说明这种感光材料的曝光宽容度大。

其它曝光测算法：

（1）用途：测定某种感光材料在某种光源下的标准曝光时间，检查每次晒版的曝光量是否正确。

（2）构造：测试部分上有五个梯级，并分别标有该级的曝光系数K值：1、0.7、0.5、0.35、0.25。将只有片基密度的一级设定为透光率是100%，则其后每一级的透光率为前一级的70%，并且第一级密度为零，各级密度值依次为0.15、0.30、0.45、0.60。每一阶级上还有一个由黑白等宽射线组成的圆标，自圆心向外的射线分为四段，线端宽度（μm）依次为45、60、150、260、380。

（3）测试：测定某种材料在某种光源下的标准曝光时间t0，先设定曝光时间t1，如设定t1为8min。再以测试部分为原稿，按常规以设定的时间t1进行曝光，制得网版。检查网版上各级圆标胶膜固化的情况。如果系数为1的一级胶固化正常，圆标线条通透良好，而0.7的一级圆标粗线固化正常，内环细线胶膜半固化，冲洗脱胶，则说明所设t1即是标准的曝光时间t0。如果按时间t1曝光，1和0.7两级胶膜固化均正常，圆标线条通透良好，而0.5的一级粗线固化正常，内环细线胶膜半固化，冲洗脱胶，则说明所说t1大于标准曝光时间t0，标准曝光时间只需取t1的70%就行了，即336s。若按时间t1曝光，固化的梯级又上移，则应用半固化圆标的较大一级的系数乘以t1。若设定的t1太小，应设大于t1的t2，重新测定，用如下公式表示：

7．测试图片的选取

图片在测试版的设计中是十分重要的一环，它可以帮助我们很好的检测出印品的质量问题。测试版的设计既要考虑到整个测试版面的利用率，选取合适的控制元素，合理安排测试版面，使其美观整洁大方，同时又要能最大限度的反映印刷机性能和印刷特性，达到试验的目的。

风景图片、人物图片，主要考虑记忆色和人物肤色的复制情况：

（1）水果图片

图片采用的是一张果篮图片，此幅图片集中了阶调复制曲线的亮调到中间调的部分。为了这幅图像能准确的进行复制，要求中间色调的位置必须转变到亮调部分的末端，这是因为需要有足够的对比度从其他部分把高亮调部分区分开来。

经打样，从样本中看出此图片得到了很好的复制，观察测控版中相应的控制元素，同样得到正确的反应。

（2）女性肖像

人像复制时经常要复制女性的肉色调影像。测试版中的女性肖像图是一幅亚洲女性图片，应该强调的是处理肤色是彩色印刷的一大难点。因为复制此类图片时要求捕捉脸部色调的特点，以及前额、面颊、鼻子和下巴之间的细微变化。

颜色分离和印刷上要求维持头发亮调部分的细节的协调。如果肉色调复制时出现灰平衡偏差，在分离时会出现不正确的再现，颜色差就可以在亮调到中间调区域里看到。

（3）风景图片

图片采用的是建筑物，此幅图片中有蓝色的天空，这些色调存储在人们的记忆里，并能被回忆起来，其回忆精度要高于那些见过次数较少的色彩。当观看记忆色时，观测者便会下意识的首先评估他们以确定色彩再现是否可信。

建筑物的这幅图片主要由完整的记忆色组成。它用于色彩复制质量的检测，因为大部分观察者都十分熟悉这些色调，色调再现的微小差异都会被注意到。因此，色彩复制必须十分接近原稿。经打样观察，此幅图片也得到了理想复制，对测试版的评论也能比较精确的反映出来。其他图片主要是从亮调到暗调的全阶调图片，主要用来观察从亮调到暗调的复制情况，以便好好的评价图像的复制。

二、测控条的应用

1．网点扩大

该单元应用“粗细网线对比”原理，即网点面积的增大与网点边缘的总长度成正比。粗细网点扩大率的悬殊是根据两者密度的差别来判断网点扩大情况。

如图13所示，a)与b)为不同加网线数网点，相同网点覆盖率的对比图。从图中容易看出a)和b)的网点覆盖率均为50%，加网线数之比为1:2，在同样的单位面积内网点个数之比为1:4。显而易见b)中网点边缘长度总和要大于a)中的。

经过推导，可以得出结论：在网点覆盖率相同时，加网线数之比即为网点扩大之比。

2．叠印率

叠印率是描述一种油墨粘附到前一个印刷表面上的能力。油墨叠印率指的是与直接印在承印物材料上的墨量比，第二印的油墨转移到前次印刷油墨上的量，这种量可以用百分比值来表示。

叠印率：

fD=[（D1+2-D1）/D2]×100%

式中：

fD为叠印率；

D1为第一色密度（用第二色的滤色片测量）；

D2为第二色密度；

D1+2为第一色和第二色的叠印密度（用第二色的滤色片测量）。

叠印率的数值越高，说明叠印效果越好。

叠印率是介于0～100%之间的值。当T=100%时，表明后印色的叠印率极好，如同直接印在承印物上的效果一样。若T=0，说明出现了极端的“湿”的印不上或“干”的印不上的工艺问题，必须加以避免和解决。不同的叠印方式，一般具有不同的叠印率，单色胶印机属于湿压干叠印，一般叠印率都比较高，四色机印刷属于湿压湿印刷，叠印率相对较低。

3．相对反差值（K值）的测量与控制

相对反差也叫印刷对比度，简称K值，是控制图像阶调的参数。相对反差的计算方法：

K=（DS-DT）/DS

式中：

DS为测出的实地密度值；

DT为测出的网点积分密度值。

网点的积分密度值通常选用75%或80%的网点。

掌握正确的相对反差值是衡量实地密度是否印足、暗调层次是否清晰的一项重要指标，对提高样张、印品质量有实用意义。K值大，说明75%～80%网点区网点扩大少，实地密度大，样张阶调拉得开，层次清晰，色彩饱和度高；K值小，说明75%～80%网点区网点扩大多，实地密度小，样张阶调拉不开，层次模糊，色彩饱和度低。

4．灰平衡的控制

所谓灰平衡，就是将Y、M、C三原色油墨叠印或以一定比例的网点面积率套印而获得的中性灰色。灰平衡是多色印刷中色彩再现的标尺，它能够表示彩色图像复制中印品从浅到深整个画面色调还原程度的好坏，是印刷过程控制印品质量的一个重要指标。中性灰色没有色相和饱和度，只有明度的变化，若某个中性灰色稍带彩色，便很容易用肉眼识别出来。因此，我们可以用三色套印灰平衡块来检测色偏。

图14 灰平衡测试图

由三色印刷产生的色平衡块接近中性灰。在印刷过程中，颜色和阶调值的变化非常敏感，通过测控条的色平衡变化，就可以发现色平衡的偏移，甚至可以看到测控条上是否达到中性灰。大多数情况下，色平衡块的视觉印象接近中性灰，其阶调值应该大致对应相邻的40%和80%真实灰色块。

本研究受陕西科技大学自选项目（ZX09-02）资助