CN101844437B - 一种胶印输出墨量预置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶印输出墨量预置的方法。目前的预置方法是凭经验、目测判断，造成大量浪费。本发明方法首先对数字图像进行分区，计算每一分区的图文面积覆盖率，根据数字图像中图文面积覆盖率最大的一个分区的图文面积覆盖率值，确定墨斗辊的转角设置值；然后给输墨系统预设油墨，在串墨辊不串动以及串动的条件下模拟油墨传递，建立方程组，比较模拟印张每一分区的平均墨厚和实际印刷所要求的标准墨厚的差值，调整设定的墨斗辊输出墨量，经过反馈调整、逐次逼近，将最后一次调整后的墨斗辊输出墨量转换为墨键设置值。本发明方法通过改变墨斗辊转角控制整体的输出墨量，通过分别控制各个墨区的墨键，可以控制各个墨区输出墨量。

Description

一种胶印输出墨量预置的方法

技术领域

本发明属于印刷技术领域，涉及一种胶印机输出墨量的预调整方法，具体是一种利用与胶印机相连的计算机模拟胶印机油墨传输和转移的过程，获得合适的输出墨量值，再控制胶印机进行输出墨量预置的方法。

背景技术

胶印机在正常印刷产品以前，需要根据所印产品的图文分布状况、纸张油墨等材料的印刷特性、印刷机的机械结构和操作设置，把胶印机的输出墨量调节适当。目前，我国多数胶印机依靠工人经验进行输出墨量预置，即依靠印刷工人对原稿或参考样张的观察评估，综合分析版面的图文面积分布状况、纸张的吸墨性能、油墨的色强度等因素，凭经验对每个印刷单元的每个墨键进行调节，即调整每个墨区的墨刀和墨斗辊之间的间隙以及改变墨斗辊的转角来对输出墨量进行预调整。而在开动机器后，再根据实际印刷的颜色深浅，由印刷工人目测判断，对原来预调整的状态进行校正，逐次逼近，找到墨斗辊转角和各墨键的合理设置值。这一调整过程造成油墨、纸张和时间的大量浪费，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了减少纸张、油墨和工作时间的浪费，同时提高生产效率、降低生产成本，而提供一种胶印输出墨量预置的方法。

本发明方法在正式印刷前，控制计算机先读入所要印刷的活件的数字文件，根据印刷要求，预先设定计算机模拟印刷的输出墨量，运行程序模拟印刷，根据模拟印刷的结果对原来预设定的输出墨量进行校正，再次模拟印刷，逐次逼近，找到输出墨量的合理设置值。再由控制计算机利用最后得到的合理设置值来预设置实际印刷机输出墨量。具体步骤是：

步骤(1)以读入的数字图像的宽度方向中线对准印刷机的轴向中线，以印刷机墨斗的一个墨区的宽度为单位，对数字图像进行分区，计算每一分区的图文面积覆盖率。计算每一分区的图文面积覆盖率的方法采用成熟的现有技术。

步骤(2)根据数字图像中图文面积覆盖率最大的一个分区的图文面积覆盖率值，确定墨斗辊的转角设置值：

R＝10+100×K×max{S₁，…S_t}

其中R为墨斗辊转角度数，S₁，…S_t为数字图像的1至t个分区的图文面积覆盖率值，K为调整系数，K＝0.3～0.6。

步骤(3)给输墨系统预设油墨，在串墨辊不串动的条件下，建立方程组，包括以下方程：

①每组墨辊的墨辊和墨辊之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

${\mathrm{\δ}}_A^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_A+{\mathrm{\δ}}_B),$ ${\mathrm{\δ}}_B^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_A+{\mathrm{\δ}}_B)$

其中δ_A表示墨辊A在与墨辊B接触前的墨层厚度、δ_B表示墨辊B在与墨辊A接触前的墨层厚度、δ′_A表示墨辊A与墨辊B分离后墨辊A的墨层厚度、δ′_B表示墨辊A与墨辊B分离后墨辊B的墨层厚度；

②墨辊和印版滚筒之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

${\mathrm{\δ}}_C^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_C+{\mathrm{\δ}}_D),$ ${\mathrm{\δ}}_D^{\′}=S\·\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_C+{\mathrm{\δ}}_D)+(1-S)\·{\mathrm{\δ}}_D$

其中δ_C表示墨辊在与印版滚筒接触前的墨层厚度，δ_D表示印版滚筒在与墨辊接触前的墨层厚度，δ′_C表示墨辊与印版滚筒分离后墨辊的墨层厚度，δ′_D表示印版滚筒与墨辊分离后印版滚筒的墨层厚度，S为图文面积覆盖率值；

③印版滚筒和橡皮滚筒之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

${\mathrm{\δ}}_E^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_E+{\mathrm{\δ}}_F),$ ${\mathrm{\δ}}_F^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_E+{\mathrm{\δ}}_F)$

其中δ_E表示印版滚筒在与橡皮滚筒接触前的墨层厚度，δ_F表示橡皮滚筒在与印版滚筒接触前的墨层厚度，δ′_E表示印版滚筒与橡皮滚筒分离后印版滚筒的墨层厚度，δ′_F表示橡皮滚筒与印版滚筒分离后橡皮滚筒的墨层厚度；

④橡皮滚筒和承印物之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

δ＝0.7×δ′_F，δ″_F＝0.3×δ′_F

其中δ表示承印物上得到的墨层厚度，δ″_F表示橡皮滚筒与承印物分离后橡皮滚筒的墨层厚度。

由以上方程，根据承印物的墨层厚度要求和每一分区图文覆盖率得到输墨系统中各墨辊、印版滚筒、橡皮滚筒的每一分区的预设油墨量，将每一分区的预设油墨量作为初始墨量值。

步骤(4)对初始墨量值在串墨辊串动的条件下模拟油墨传递，模拟印张每一分区的平均墨厚。模拟油墨传递的方法是：

将输墨系统、印版滚筒和橡皮滚筒在时间和空间上进行离散化处理，将墨辊和滚筒表面划分成等大的栅格，把墨辊和滚筒的周向分为整数份的网格数。根据胶印机的设计原理，在机器运行过程中，墨辊和滚筒作旋转运动的表面线速度的数值是相同的，而串墨辊的轴向串动轨迹近似于正弦运动。在运动过程中，两辊表面的栅格的对应关系如下式：

i＝j+round(L·sin(2πv(N-1)+φ+φ_初)/D)

其中i、j分别表示辊A和辊B的轴向单元格位置序号；L表示串墨辊串动量；D表示一个单元格的轴向宽度；v表示串动速度，指印版滚筒转一周，墨辊串动的周期数；N表示印版滚筒的旋转周期序数，φ_初表示串墨辊相对于印版滚筒起点的初始相位，φ表示印版滚筒在其旋转过程中相对于起点的当前相位。

根据油墨转移原理，如果相互滚压的一对辊子A和B都没有串动，输出单元格的墨层厚度表示为：

H′_B(l，j)＝S_AB[H_A(k，i)+H_B(l，j)]

H′_A(k，i)＝(1-S_AB)[H_A(k，i)+H_B(l，j)]

其中H_B(l，j)表示辊B输入墨层厚度，H′_B(l，j)表示辊B输出墨层厚度；H_A(k，i)表示辊A输入墨层厚度，H′_A(k，i)表示辊A输出墨层厚度；S_AB表示辊B的油墨分离率；k表示辊A的周向单元位置序号、l表示辊B的周向单元位置序号；

当所述的辊A和辊B分别为相互滚压的墨辊和印版滚筒，输出单元格的墨层厚度表示为：

H′_B(l，j)＝S_AB[H_A(k，i)+H_B(l，j)]

H′_A(k，i)＝(1-S_AB)·c(l，j)·[H_A(k，i)+H_B(l，j)]+[1-c(l，j)]·H_A(k，i)

其中c(l，j)表示印版滚筒表面第(l，j)栅格的图像覆盖面积占该栅格面积的比例。

步骤(5)比较模拟印张每一分区的平均墨厚和实际印刷所要求的标准墨厚的差值，利用比例调整的方法，调整设定的墨斗辊输出墨量。

其中MD_旧指墨斗辊原有的输出墨量，MD_新指墨斗辊调整后新的输出墨量，BZ指实际印刷所要求的标准墨厚，PA指当前模拟印张上的墨层厚度。

步骤(6)重复步骤(4)和(5)，反馈调整，逐次逼近，直至误差小于设定值τ，即BZ-PA≤τ。

步骤(7)将最后一次调整后的墨斗辊输出墨量转换为墨键设置值，墨斗辊一个墨区输出的墨量表示为：

MD_i＝k(I_i-b_i)

其中MD_i为墨斗辊第i墨区输出的油墨厚度，I_i为墨斗第i墨区的墨键设置值，k为转换系数，b_i为墨斗第i墨区的墨键因磨损而产生的误差，则：

$I_i=\frac{{\mathrm{MD}}_i}{k}+b_i$

根据I_i值设置各个墨键，利用计算得到的墨斗辊转角R进行实际印刷的墨斗辊转角设置，完成胶印机的输出墨量预置。

在正式印刷前，利用本发明方法能高精度地预置好输出墨量。

本发明方法可以在各种具有相应装配的胶印机上实施。该胶印机利用计算机控制输墨系统的墨键和墨斗辊转角，通过改变墨斗辊转角控制整体的输出墨量多少，通过分别控制各个墨区的墨键，可以控制各个墨区输出墨量的多少。

具体实施方式

在印前的工作流程中，RIP软件或数字化工作流程软件等可以将PDF、EPS或PS等格式的拼大版文件生成PPF文件或TIFF文件，为了更加方便和精确地计算各墨区的图文覆盖率，生成的PPF文件或TIFF文件的分辨率应该根据胶印机的特征进行设置，其目的是使每个栅格的像素数为整数。如本例采用罗兰700胶印机，PPF文件或TIFF文件的分辨率取50.8PPI，如果生成1-TIFF文件，则取分辨率为300PPI，加网线数为30线/英寸。

利用控制计算机的输入接口读入印前生成的PPF文件或TIFF文件，从键盘上输入一个墨区的宽度值，以数字图像的宽度方向的中线为基准，以胶印机一个墨区的宽度为单位，对数字图像的宽度方向进行分区，计算每一分区的图文面积覆盖率。如本例中罗兰700单张纸胶印机共有34个墨区，每一墨区宽度为30mm。

相互滚压的A、B两墨辊，其上面的油墨相互叠加和分离后，两辊之间的墨量总和可以认为是不变的，所以有：

δ′_A＝K(δ_A+δ_B)        (1)

δ′_B＝(1-K)(δ_A+δ_B)    (2)

其中δ_A、δ_B分别代表墨辊A和墨辊B接触前的墨层厚度，δ′_A、δ′_B分别代表墨辊A和墨辊B分离后的墨层厚度，K代表分离后辊A墨量占总墨量的比例。

由于印版滚筒存着空档，而印版表面也只有图文部分才会着墨，空白部分在印刷过程中不着墨，墨辊表面的油墨却是连续的，假设辊A是印版滚筒，印版滚筒一墨区内的图像覆盖率占墨区的周向总面积的比例为c，辊B是墨辊，它们之间接触前后的墨量分配关系有：

δ′_A＝K(δ_A+δ_B)                      (3)

δ′_B＝c·(1-K)(δ_A+δ_B)+(1-c)·δ_B    (4)

根据印刷机的输墨系统排列结构，对每一对相互滚压的辊子(包括滚筒)，建立油墨量平衡方程，根据经验设墨辊和墨辊之间，墨辊和印版滚筒之间，印版滚筒和橡皮滚筒之间的油墨传递率都是50％，橡皮滚筒和纸张之间，由于纸张的吸收性，设油墨传递率为70％，根据已经求得的各墨区图文面积覆盖率，先确定墨斗辊转角。墨斗辊的转角值由经验值建模得到，设墨斗辊转角值为R，单位是角度数值，各墨区墨量图文覆盖面积率为S_i(i＝1，2，…，t，t为印刷机的墨区数量)，则墨斗辊转角R可用下式计算得到：

R＝10+100×0.5×max{S₁，…S_t}    (5)

确定了墨斗辊转角和各墨区的图文覆盖率后，再求解线性方程组，可获得各墨辊在各墨区的周向各区域的墨厚值。

根据式(5)确定墨斗辊转角后，通过求解线性方程组得到的各墨区墨斗辊输出墨量要求。

由于计算机只能处理离散量，胶印机输墨系统的油墨传递在时间和空间上都是连续的。为了能利用计算机输墨系统的油墨传递这一连续过程，必须将输墨系统、印版滚筒和橡皮滚筒在时间和空间上进行离散化处理。本例中把墨辊和滚筒表面划分成2π×6mm的等大的栅格，之所以取这个尺寸是由于该机型的滚筒直径都是以毫米为单位的整数值，取2π为周向单元格尺寸，可以把墨辊和滚筒的周向分为整数份的网格数。该机型的一个墨区宽度为30mm，取6mm为栅格宽度，可以把每一墨区划分为5栅格。

在控制计算机内建立印刷机模拟程序去模拟印刷机运行过程中墨辊和滚筒的滚动以及串墨辊的串动，设其中有一对墨辊A和B，其中B为匀墨辊，只进行周向转动，A为串墨辊，在旋转的同时还进行轴向串动。根据胶印机的设计原理，在机器运行过程中，墨辊和滚筒作旋转运动的表面线速度的数值是相同的，而串墨辊的轴向串动轨迹近似于正弦运动。在运动过程中，两辊表面的栅格的对应关系如下式：

i＝j+round(L·sin(2πv(N-1)+φ+φ_初)/D)    (6)

其中i、j分别代表辊A和辊B的轴向单元格位置序号；D代表一个单元格的轴向宽度；v代表串动速度，指印版滚筒转一周，墨辊串动的周期数；N代表印版滚筒的旋转周期序数，φ_初代表串墨辊相对于印版滚筒起点的初始相位，φ代表印版滚筒在其旋转过程中相对于起点的当前相位。

根据油墨转移原理，如果相互滚压的一对辊子A和B都没有串动，输出单元格的墨层厚度可表示为：

H′_B(l，j)＝S_AB[H_A(k，i)+H_B(l，j)]        (7)

H′_A(k，i)＝(1-S_AB)[H_A(k，i)+H_B(l，j)]    (8)

其中H_B(l，j)表示辊B输入墨层厚度，H′_B(l，j)表示辊B输出墨层厚度；H_A(k，i)表示辊A输入墨层厚度，H′_A(k，i)表示辊A输出墨层厚度；S_AB表示辊B的油墨分离率；k表示辊A的周向单元位置序号、l表示辊B的周向单元位置序号；

如果相互滚压的一对辊子A和B，B为印版滚筒，A为墨辊，输出单元格的墨层厚度可表示为：

H′_B(l，j)＝S_AB[H_A(k，i)+H_B(l，j)]    (9)

H′_A(k，i)＝(1-S_AB)·c(l，j)·[H_A(k，i)+H_B(l，j)]+[1-c(l，j)]·H_A(k，i)    (10)

其中c(l，j)表示印版滚筒表面第(l，j)栅格的图像覆盖面积占该栅格面积的比例。

利用键盘输入胶印机输墨系统，印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒之间的油墨传递比率、模拟运行的时间周期，本例中设定印版滚筒旋转45周，控制计算机通过求解方程组获得的每根墨辊每一墨区的墨层厚度作为模拟运行时各墨辊表面墨量的初始预设值，模拟胶印机运行设定的时间后，获得模拟印张上的每一墨区的平均墨厚值。

本例设定的标准墨厚为1微米，比较每一墨区模拟印张的平均墨厚和设定的标准墨厚的差值，利用比例调整的方法，调整墨斗辊的初始预设值。

重复上述模拟印刷和反馈调整，直至模拟印张和标准墨厚要求之间的误差小于设定的允许误差值。控制计算机利用最后一次调整后的墨斗辊墨量值驱动胶印机墨键转换为墨键设置值。

如墨斗辊上墨厚为MD，墨键设置值为I，那么它们之间的关系可以用式(12)表示，

MD_i＝k(I_i-b_i)    (12)

其中MD_i为墨斗辊第i墨区输出的油墨厚度，I_i为墨斗第i墨区的墨键设置值，k为转换系数，b_i为墨斗第i墨区的墨键因磨损而产生的误差，则：

$I_i=\frac{{\mathrm{MD}}_i}{k}+b_i---\left(13\right)$

控制计算机根据进行I_i值设置各个墨键，利用计算得到的墨斗辊转角R进行实际印刷的墨斗辊转角设置，完成胶印机的输出墨量预置。

Claims (1)

1.一种胶印输出墨量预置的方法，其特征在于该方法的具体步骤是：

步骤(1)以读入的数字图像的宽度方向中线对准印刷机的轴向中线，以印刷机墨斗的一个墨区的宽度为单位，对数字图像进行分区，计算每一分区的图文面积覆盖率；

步骤(2)根据数字图像中图文面积覆盖率最大的一个分区的图文面积覆盖率值，确定墨斗辊的转角设置值：

R＝10+100×K×max{S₁，…S_t}

其中R为墨斗辊转角度数，S₁，…S_t为数字图像的1至t个分区的图文面积覆盖率值，K为调整系数，K＝0.3～0.6；

步骤(3)给输墨系统预设油墨，在串墨辊不串动的条件下，建立方程组，包括以下方程：

①每组墨辊的墨辊和墨辊之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

${\mathrm{\δ}}_A^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_A+{\mathrm{\δ}}_B),$ ${\mathrm{\δ}}_B^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_A+{\mathrm{\δ}}_B)$

其中δ_A表示墨辊A在与墨辊B接触前的墨层厚度、δ_B表示墨辊B在与墨辊A接触前的墨层厚度、δ′_A表示墨辊A与墨辊B分离后墨辊A的墨层厚度、δ′_B表示墨辊A与墨辊B分离后墨辊B的墨层厚度；

②墨辊和印版滚筒之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

${\mathrm{\δ}}_C^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_C+{\mathrm{\δ}}_D),$ ${\mathrm{\δ}}_D^{\′}=S\·\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_C+{\mathrm{\δ}}_D)+(1-S)\·{\mathrm{\δ}}_D$

其中δ_C表示墨辊在与印版滚筒接触前的墨层厚度，δ_D表示印版滚筒在与墨辊接触前的墨层厚度，δ′_C表示墨辊与印版滚筒分离后墨辊的墨层厚度，δ′_D表示印版滚筒与墨辊分离后印版滚筒的墨层厚度，S为图文面积覆盖率值；

③印版滚筒和橡皮滚筒之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

${\mathrm{\δ}}_E^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_E+{\mathrm{\δ}}_F),$ ${\mathrm{\δ}}_F^{\′}=\frac{1}{2}({\mathrm{\δ}}_E+{\mathrm{\δ}}_F)$

其中δ_E表示印版滚筒在与橡皮滚筒接触前的墨层厚度，δ_F表示橡皮滚筒在与印版滚筒接触前的墨层厚度，δ′_E表示印版滚筒与橡皮滚筒分离后印版滚筒的墨层厚度，δ′_F表示橡皮滚筒与印版滚筒分离后橡皮滚筒的墨层厚度；

④橡皮滚筒和承印物之间每一压印区域油墨量平衡方程，表示为：

δ＝0.7×δ′_F，δ″_F＝0.3×δ′_F

其中δ表示承印物上得到的墨层厚度，δ″_F表示橡皮滚筒与承印物分离后橡皮滚筒的墨层厚度；

由以上方程，根据承印物的墨层厚度要求和每一分区图文覆盖率得到输墨系统中各墨辊、印版滚筒、橡皮滚筒的每一分区的预设油墨量，将每一分区的预设油墨量作为初始墨量值；

步骤(4)对初始墨量值在串墨辊串动的条件下模拟油墨传递，模拟印张每一分区的平均墨厚，具体方法是：

将输墨系统、印版滚筒和橡皮滚筒在时间和空间上进行离散化处理，将墨辊和滚筒表面划分成等大的栅格，把墨辊和滚筒的周向分为整数份的网格数，在运动过程中，两辊表面的栅格的对应关系如下式：

i＝j+round(L·sin(2πv(N-1)+φ+φ_初)/D)

其中i、j分别表示辊A和辊B的轴向单元格位置序号；L表示串墨辊串动量；D表示一个单元格的轴向宽度；v表示串动速度，指印版滚筒转一周，串墨辊串动的周期数；N表示印版滚筒的旋转周期序数，φ_初表示串墨辊相对于印版滚筒起点的初始相位，φ表示印版滚筒在其旋转过程中相对于起点的当前相位；

根据油墨转移原理，如果相互滚压的一对辊子A和B都没有串动，输出单元格的墨层厚度表示为：

H′_B(l，j)＝S_AB[H_A(k，i)+H_B(l，j)]

H′_A(k，i)＝(1-S_AB)[H_A(k，i)+H_B(l，j)]

其中H_B(l，j)表示辊B输入墨层厚度，H′_B(l，j)表示辊B输出墨层厚度；H_A(k，i)表示辊A输入墨层厚度，H′_A(k，i)表示辊A输出墨层厚度；S_AB表示辊B的油墨分离率；k表示辊A的周向单元位置序号、l表示辊B的周向单元位置序号；

当所述的辊A和辊B分别为相互滚压的墨辊和印版滚筒，输出单元格的墨层厚度表示为：

H′_B(l，j)＝S_AB[H_A(k，i)+H_B(l，j)]

H′_A(k，i)＝(1-S_AB)·c(l，j)·[H_A(k，i)+H_B(l，j)]+[l-c(l，j)]·H_A(k，i)

其中c(l，j)表示印版滚筒表面第(l，j)栅格的图像覆盖面积占该栅格面积的比例；

步骤(5)比较模拟印张每一分区的平均墨厚和实际印刷所要求的标准墨厚的差值，利用比例调整的方法，调整设定的墨斗辊输出墨量；

其中MD_旧指墨斗辊原有的输出墨量，MD_新指墨斗辊调整后新的输出墨量，BZ指实际印刷所要求的标准墨厚，PA指当前模拟印张上的墨层厚度；

步骤(6)重复步骤(4)和(5)，反馈调整，逐次逼近，直至误差小于设定值τ，即BZ-PA≤τ；

步骤(7)将最后一次调整后的墨斗辊输出墨量转换为墨键设置值，墨斗辊一个墨区输出的墨量表示为：

MD_i＝k(I_i-b_i)

其中MD_i为墨斗辊第i墨区输出的油墨厚度，I_i为墨斗第i墨区的墨键设置值，k为转换系数，b_i为墨斗第i墨区的墨键因磨损而产生的误差，则：

$I_i=\frac{{\mathrm{MD}}_i}{k}+b_i$

根据I_i值设置各个墨键，利用计算得到的墨斗辊转角R进行实际印刷的墨斗辊转角设置，完成胶印机的输出墨量预置。