CN109228611B - 一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法，根据该方法能够快速设计出形状相同大小不一的网点或者不同拉伸形状的抱枕网形结构。其步骤：确定加网线数、网线角度，基准网点为正方形，在基准网点的中心部内画出一个内切正方形；以基准网点中心为原点构建xoy坐标系；设计出长半轴为a和短半轴为b的四个椭圆与内切正方形的四条边外部相切，并且使得切点位于各边长中点；相邻椭圆在基准网点四个角的内部分别产生四个交点p，四条椭圆弧线围成一个抱枕形网点；k为网点中心与一个椭圆中心的距离；当基准网点面积S不变时，根据不同覆盖率P求出网点所占面积S_x＝P×S，对于给定的a、b值，计算出不同覆盖率P下的k值，即可得到形状相同大小不一的网点。

Description

一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法

技术领域

本发明涉及印刷技术领域，尤其涉及一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法。

背景技术

水性油墨凭借其不含挥发性有机溶剂、不可燃、环保性好以及价格便宜等诸多优点，被业界普遍认为是一种极具前途的环保型油墨。干燥性能是水性油墨最重要指标之一，但由于水的表面张力较高，沸点较高，导致油墨难以润湿，其干燥速度比溶剂型油墨慢，容易引起背面粘脏或水波纹现象。

凹印网点由网穴和网墙组成，它不同于凸版、平版等其它印刷网点。凸版、平版以网点面积的大小来表达印刷品的层次，而凹版印刷则以凹版的凹下部分(油墨网穴)来表达层次。在网点的印刷传递过程中，网点形状是影响图像阶调再现的重要因素，尤其是在印刷阶段更是如此。凹印网点形状有方形、菱形、链形、蜂窝形、T形等。不同的网点形状因其网点周长和面积均不同，导致相同的网穴深度其油墨容积也有所差异。目前电子雕刻凹版采用菱形网点，由于雕刻针的角度问题只能形成倒棱锥形网穴，其体积小，储墨量少、释墨性差；现有激光直接雕刻凹版除了可以雕刻传统网点形状以外，还可以雕刻各种不同形状的网穴，如蜂窝形、T形等新型网点。蜂窝形的结构提高了印版耐印力，储墨量大，适于大面积专色、实地印刷，但是仍然不能很好的解决水波纹现象；而T形网点由于设计了通沟，增加了油墨的流通性，减轻了水波纹现象，无“锯齿”现象，但比较适于印刷文字、线条单版活件。因此，所制印版需要在保证一定储墨量基础之上尽量减少网穴深度(即浅版)，使得印刷油墨干燥效果好，同时能够提高印版耐印力，也能够减轻或解决水波纹现象，满足软包装凹印质量。

凹版印刷中激光直接雕刻的工作原理基本如下：

激光雕刻凹版是应用一路或多路高能激光束在滚筒表面的待雕刻材料锌合金表面将图文信息烧蚀成网穴，直接形成网穴印版，或为后续加工网穴做好准备，被烧蚀后的金属残余物被特制的装置吸走。激光直接雕刻网点的形状取决于激光束的形状，其大小、深度取决于激光束的能量，目前可以做到每一束激光产生一个网点。

传统的电子雕刻是由雕刻针的一次振动形成的，例如：电雕针一次振动形成150μm网值的方形网穴，如果采用激光雕刻同样的网穴，大约是由900多束激光束刻膜形成，因此激光雕刻版的精度要比电雕版高得多。两者网穴剖面图见图2所示：a为电子雕刻网穴，为V形；b为激光雕刻网穴，为U形。激光雕刻与电子雕刻相比，同样开口、深度的网穴，激光雕刻网穴底面为浅凹平面，体积大，含墨量大，油墨容易转移，印品墨层厚实。从网穴形状看，电子雕刻网穴成倒锥形，底部锥形夹角容易夹墨，不易释墨，转移墨量更少。受机械运动的限制，电子雕刻刀一次成型，只能雕刻方形、拉长和压扁菱形网点，版面刻板，可调节性不强，复制质量受到影响。而激光直接雕刻可以根据印品要求设计多种不同形状的网点，可以通过调节激光能量加工成不同深度的网穴，雕刻精细，灵活多样。

所以，现有技术在激光直接雕刻的基础上，还有待发展与创新。

同时，现有文献虽然公开了不同的网形结构，但均没有对网形的形状做出定量描述，更没有公开相应的网形结构的设计过程。尤其是对于形状相同的网点，在改变覆盖率时，如何能够快速设计出大小不一的网点一直没有解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法，根据该方法能够快速设计出形状相同大小不一的网点或者不同拉伸形状的抱枕网形结构。

一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法，其特征在于：它包括下述步骤：

A、确定加网线数、网线角度，加网方式为调幅网点，网点形状呈抱枕形；

B、基准网点为正方形，确定每个基准网点所占的固定位置和面积大小；

C、在基准网点的中心部内画出一个内切正方形；以基准网点中心为原点构建xoy坐标系，x轴与内切正方形的一边垂直；

D、设计出长半轴为a和短半轴为b的四个椭圆与内切正方形的四条边外部相切，并且使得切点位于各边长中点；

E、相邻椭圆在基准网点四个角的内部分别产生四个交点p，四条椭圆弧线围成一个抱枕形网点；

F、 以下述方法求出网点面积S_x＝S_J+4×(k-b)²，  (1)

其中

S_J＝4×(S₃-S₂-2S₁)；    (2)

S₂为内切正方形在某象限的面积，S₂＝(k-b)²；  (3)

k为网点中心与一个椭圆中心的距离；

y为一个椭圆上任一点到基准网点中心的垂直距离；

第一象限内的交点P(x₁,y₁)的坐标值：

S₃是以交点P(x₁,y₁)在第一象限作的正方形面积，

S₃＝x₁ ²；  (6)

G、当基准网点面积S不变时，根据不同覆盖率P求出网点所占面积S_x＝P×S，再结合式(1)-(6)，对于给定的a、b值，计算出不同覆盖率P下的k值，即可得到形状相同大小不一的网点。

作为对上述可调式凹印版抱枕网形结构设计方法的进一步改进，步骤G中，改变a、b值，再计算k值，得到不同拉伸程度的网点形状。

作为对上述可调式凹印版抱枕网形结构设计方法的进一步改进，长半轴a＝140μm，短半轴b＝20μm，网值A₁＝130μm，网墙值C＝12μm，网穴深度不超过30μm。该尺寸设计出的抱枕网形结构解决了在软包装中采用水性油墨进行实地凹版印刷，而出现的水性油墨干燥挥发慢而引起堵版、水波纹等问题，实地印刷时，抱枕形网点在不降低网墙强度的情况下，网墙面积减少，增加了网点覆盖率，网穴含墨量增加，可以减小网穴深度，释墨性好；抱枕形网穴的四个角起到类似通沟的作用，有利于水性油墨的流通，减轻了水波纹现象。

本发明的有益效果：本发明以数学表达式定量描述了抱枕网形结构，根据这些数学表达式，能够快速计算出椭圆的长短轴不变(即网点形状不变)时，与不同覆盖率相对应的大小不同的网点；同时，依据该方法设计出的可调式凹印版抱枕网形结构，解决水性油墨使用现有印版网形印刷出现干燥不良、堵版、水波纹等问题。

附图说明

图1为具有油墨的网穴剖面图(a为电子雕刻网穴，b为激光雕刻网穴)；

图2为抱枕形网点基本结构图；

图3为抱枕形网点结构设计示意图；

图4为抱枕形网点制作过程图；

图5为抱枕形网点尺寸示意图；

图6为抱枕形网点面积示意图；

图7为按覆盖率从大到小排列的抱枕形网点梯尺；

图8为抱枕形网点最终输出示意图；

图9为图8的A-A剖面放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图对本发明进一步详细说明。

本发明的可调式凹印版抱枕网形结构的设计方法，包含下列的步骤：

本发明所述网点形状由不同尺寸的网墙和网穴组成，网穴参数可以按照实际情况进行调节。

确定本发明的印刷网点的加网线数、加网角度、加网方式。

加网线数：是指印刷品在每一英寸内印刷网线的数量，也就是印刷网线的密度。印刷网点的加网线数设置为70l/cm或者175lpi。

加网角度：网线上相邻网点中心连线与水平基准线的夹角，可以设置为0-360°任意角，本例中为0°。不同色版应设定不同的网角值，以避免龟纹出现。

加网方式：设置为调幅网点，其是以点的大小来表现图像的层次，点间距固定，点大小改变。

确定特殊网形的形状以及拼接方式。

网形：抱枕形网点。其网点形状呈抱枕形，如图2、3所示。

参见图3、4，分别设计出基准网点1，即每个调幅网点所占的固定位置和面积大小，在基准网点1内画出一个与基准网点中心重合的内切正方形2。内切正方形2的各边与基准网点1的各边平行。以基准网点中心为原点构建xoy坐标系，x轴与内切正方形的一边垂直。内切正方形2，即未做变化之前的方形结构；然后设计出长半轴为a和短半轴为b的四个椭圆与内切正方形2的四边外部相切，并且使得切点位于各边长中点；相邻椭圆在网点四个角上分别产生四个交点p(其中在第一象限内的交点P(x₁,y₁))，四段椭圆弧线围成一个抱枕形网点，使得网点在沿着内切正方形2的四个角往外有所拉伸，如图3所示。

确定网值、网墙的大小以及网值与网墙的尺寸比例。

网值：网点宽度，即网穴开口的大小。

网墙：分隔网穴并承受凹印刮墨刀压力的基体。网墙宽度对刮刀起着支撑作用，防止刮刀将网穴中的油墨刮掉，保证印刷过程中油墨在网穴间能自由流动。

网点大小则随图像层次而变化。实地印刷中网值大小应根据印品、油墨、承印材料以及工艺的需要进行调节，在保证耐印力的条件下，应尽量减小网墙以加大网点覆盖率，确保实地印刷质量；在抱枕网形结构中的四个拉伸角起类似通沟作用，通过调整a、b、k值大小可以调节网点的被拉伸程度，可以有效减少水波纹现象的产生。

在本发明中以水性油墨凹版实地印刷为例，设置印版参数。设网值与网墙之和为：A＝142μm，即形成一个正四边形的基准网点1；其网值

网墙值C＝2d＝12μm，椭圆长半轴a＝140μm，短半轴b＝20μm，与内切正方形2的两个相邻边外切的两个椭圆的弧线段在第一象限内的交点P(x₁,y₁)，其中

内切正方形2的边长l_q＝2(k-b)，基准网点1边长为固定值

k为网点中心与椭圆中心的距离，如图4、5、6所示。参见图8、9，网墙C值，是四个相邻网点交界处墙对角的尺寸。

如图6所示，通过微积分求出椭扇形(由x轴、过交点P(x₁,y₁)与x轴垂直相交的线段、椭圆与内切正方形2右侧边的切点到交点P(x₁,y₁)之间的椭圆弧线段围成的封闭区域)面积

内切正方形2在第一象限内部分的面积S₂＝(k-b)²，以交点P(x₁,y₁)和坐标系原点作为两个相对的两个顶点画出的正方形的面积S₃＝x₁ ²。所以，内切正方形2四角往外所拉伸的空白角(由内切正方形的四条边、围成抱枕形网点的四段椭圆弧线段围成的封闭区域)总面积S_J＝4×(S₃-S₂-2S₁)，最后形成的整个网点面积S_x＝S_J+4×(k-b)²，网点标准面积

网点面积率(覆盖率)

本发明中网形结构使用的制版方式为激光直接制版，网穴形状为U型，接近于柱体，网穴体积为：V≈S_x×h。而电子雕刻网穴为倒棱锥型，网穴形状只有菱形。假设电子雕刻与激光雕刻的网点开口面积相等，则其单个网穴体积为：

与激光雕刻相比减少了

h为网穴深度。

本发明中网形结构使用了浅版工艺，在传统油墨凹印中，网穴电雕深度h为45-50μm，水性油墨印刷电调深度为28-35μm，而激光雕刻网穴深度不超过30μm。网穴深度过深，网穴底部的油墨很难转移出来，容易造成堵版等问题。所以在相同体积的前提下，浅版的网穴释墨性好、油墨转移率高；另外，在实地印刷中，抱枕网形结构中的四个拉伸角起到通沟的作用，根据印品、油墨、承印材料以及工艺的需要，通过调整a、b、k值大小可以调节网点的被拉伸程度，多种优势可以有效减少水波纹现象的产生，油墨干燥速度加快。

本发明中，基准网点面积S不变，以此可以求出不同覆盖率下网点所占面积S_x＝P×S，对于给定的a、b值，通过设定k值，即可求出抱枕形网点其余相关参数，得到形状相同大小不一的网点，覆盖率为80％～10％的网点排列见图7所示。当然，改变a、b值后，再设置k值，可以得到不同拉伸程度的网点形状，印刷效果也会相应变化。

在软件中设计出不同网点覆盖率的网形结构，并且对其进行拼接，排列成所需要的尺寸，如图8、9所示，按此制作加工成凹印印版滚筒即可。

综上所述，上述可调式抱枕形网点的应用可以很好的解决水性油墨的干燥挥发慢，容易堵版，出现水波纹等问题；实地印刷时，抱枕形网点在不降低网墙强度的情况下，网墙面积减少，增加了网点覆盖率，网穴含墨量增加，可以减小网穴深度，释墨性好；抱枕形网穴的四个角起到类似通沟的作用，有利于水性油墨的流通，减轻了水波纹现象。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的方案构思加以替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种可调式凹印版抱枕网形结构设计方法，其特征在于：它包括下述步骤：

A、确定加网线数、网线角度，加网方式为调幅网点，网点形状呈抱枕形；

B、基准网点为正方形，确定每个基准网点所占的固定位置和面积大小；

C、在基准网点的中心部内画出一个内切正方形；以基准网点中心为原点构建xoy坐标系，x轴与内切正方形的一边垂直；

D、设计出长半轴为a和短半轴为b的四个椭圆与内切正方形的四条边外部相切，并且使得切点位于各边长中点；

E、相邻椭圆在基准网点四个角的内部分别产生四个交点p，四条椭圆弧线围成一个抱枕形网点；

F、以下述方法求出网点面积S_x＝S_J+4×(k-b)²，  (1)

其中

S_J＝4×(S₃-S₂-2S₁)；    (2)

S₂为内切正方形在某象限的面积，S₂＝(k-b)²；  (3)

k为网点中心与一个椭圆中心的距离；

y为一个椭圆上任一点到基准网点中心的垂直距离；

第一象限内的交点P(x₁,y₁)的坐标值：

S₃是以交点P(x₁,y₁)在第一象限作的正方形面积，

S₃＝x₁ ²；  (6)

G、当基准网点面积S不变时，根据不同覆盖率P求出网点所占面积S_x＝P×S，再结合式(1)-(6)，对于给定的a、b值，计算出不同覆盖率P下的k值，即可得到形状相同大小不一的网点。

2.如权利要求1所述的可调式凹印版抱枕网形结构设计方法，其特征是：步骤G中，改变a、b值，再计算k值，得到不同拉伸程度的网点形状。

3.如权利要求1所述的可调式凹印版抱枕网形结构设计方法，其特征是：长半轴a＝140μm，短半轴b＝20μm，网值A₁＝130μm，网墙值C＝12μm，网穴深度不超过30μm。

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