CN111098616B - 实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，它先设定印刷网点的菱形形状以及曝光网点的网点尺寸，计算网点面积率；在腐蚀中，根据网穴深度和网墙侧壁的腐蚀比例，计算由于腐蚀而增加的曝光网点的预留尺寸，确定曝光网点的实际尺寸；对腐蚀后的网穴进行镀铬，计算镀铬后网穴的网点面积率。在该过程中，建立网穴结构参数模型，最终准确计算出网点面积率、网穴容积、油墨用量等，快速高效。

Description

实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法

技术领域

本发明涉及印刷技术领域，尤其涉及到一种实地凹版菱形网穴结构参数模型的建立。

背景技术

随着科学技术的发展，凹印制版工艺发生了较大变化，先后经历了多个发展阶段：从最初的手工雕刻制版发展到化学腐蚀制版，再发展到电子机械雕刻制版、激光直接雕刻制版。

目前市场上常用的凹印制版技术为电子雕刻制版和激光雕刻制版，两者有很大的区别。如图1所示，a为电子雕刻网穴，电子雕刻只能雕刻菱形网点，网穴呈棱锥形，其纵截面为V形，在油墨转移时容易夹墨，影响油墨的转移；b为激光雕刻网穴，激光雕刻可以根据印品要求设计不同形状的网点形状，网穴呈柱状形，其纵截面为扁平U形，利于油墨的转移。两种结构的网穴在开口尺寸、深度相同时，U形网穴体积即储墨量是V形的三倍。因此，激光雕刻与电子雕刻相比，在同样储墨量的条件下，网穴深度可以做得更浅，既满足了油墨的呈色要求，同时也有效解决了水性油墨在凹印过程中的干燥问题，而这一问题在水性油墨凹印实地印刷方面显得更为严重。

激光雕刻凹版是应用一路或多路高能激光束，在滚筒表面的待雕材料(金属层或基漆层)上，直接烧蚀形成网穴，或烧蚀基漆层为后续加工网穴做好准备。目前，存在激光直接雕刻和激光烧蚀掩膜技术两种方式：(1)激光直接雕刻印版是指用高能量激光直接雕刻滚筒金属表面，形成凹版网穴。其价格昂贵，技术还未完全成熟。(2)激光烧蚀掩膜技术是在铜滚筒上先涂覆黑色基漆层，用激光烧蚀网穴区域，使网穴处的铜层裸露出来，非网穴处由基漆保护抗蚀，待腐蚀后即可获得凹下的网穴。本专利采用激光烧蚀掩膜技术。

激光烧蚀掩膜技术是一种激光间接生成凹版网穴的技术。基本工作原理：在镀铜的印版表面进行涂布，形成一层基漆层(即掩膜)，然后使用激光对印版表面的图文部分进行蚀刻，使得图文部分的铜表面露出，烧蚀完成后，再对滚筒表面进行腐蚀、镀铬及后处理，最后获得凹版滚筒。

激光蚀刻凹印制版工艺流程：原稿、DTP系统、激光蚀刻系统工作站、滚筒研镀、喷胶、激光蚀刻、腐蚀、镀铬。

由激光烧蚀掩膜工艺技术形成的网穴开口面积随图像颜色的深浅明暗而变化，而网穴深度可设置为定值；但在滚筒腐蚀过程中，由于腐蚀液的侵蚀，网穴侧壁会随着网穴深度腐蚀而腐蚀，造成网墙的宽度变窄，导致镀铬之后的网穴尺寸与实际尺寸存在偏差，这给加工过程带来了困扰，也增添了误差的可能性。

发明内容

鉴于上述曝光、腐蚀、镀铬加工过程中存在的问题，本发明的目的旨在建立一种实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，它建立了实地凹版菱形网穴结构参数模型，以方便、精确地计算网点加工前后的尺寸大小，获取网穴容积值，预测油墨用量。

本发明所述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，包括下述步骤：

1)确定网线角度、加网线数、加网方式；

根据加网线数、菱形的锐角内角θ确定每个菱形基准网点长轴A₀、短轴B₀；

网线角度：相邻网点中心连线与基准线的夹角，设置为θ/2；

加网方式：设置为调幅网点，以点的大小来表现图像的层次，基准网点间距固定，网点大小可改变；

2)基准网点尺寸：

基准网点面积为：

网墙尺寸C，单侧网墙尺寸为c₁＝C/2；网墙壁厚为d₁＝c₁*sin(θ/2)，曝光网点网值即网穴开口尺寸为A₁＝A₀-C，相应短轴为B₁＝A₁*tan(θ/2)，网点面积为

3)实际曝光网点尺寸：

根据腐蚀工艺，确定腐蚀的横向尺寸变化与腐蚀深度比为腐蚀横纵比k；

根据网穴的腐蚀深度h，计算出网墙壁在腐蚀后的减小值Δd＝k*h，实际曝光网点的网墙壁为

实际曝光网点相应的网墙值为

实际曝光网点的长轴A₂＝A₀-2*c₂，短轴为B₂＝A₂*tan(θ/2)，实际曝光网点面积为

4)腐蚀后网穴尺寸：

腐蚀之后网点尖角处形成圆弧状，圆弧半径为

腐蚀后单侧网墙c'₁＝c₂-r₁，网穴对角长度为A'₁＝A₀-2*c'₁,未腐蚀的四个圆角处面积为

腐蚀之后网穴开口面积为S'₁＝S₁-ΔS₁，计算后得到网点面积率为

5)镀铬后网穴尺寸：

设镀铬层厚度为t，镀铬之后单侧圆角网墙尺寸为c'₃＝c'₁+t，网穴对角长度即网值为A'₃＝A'₁-2t，相应的菱形长轴为A₃，A₃＝A₀-2d₃/tan(θ/2)＝A₀-2(d₁+t)/tan(θ/2)，菱形短轴为B₃＝A₃*tan(θ/2)，对顶网墙尺寸为

网墙壁厚度为d₃＝d₁+t，顶点处圆角半径r₂＝r₁-t，镀铬后四个圆角处面积为

镀铬后网穴开口面积为

最终的网点面积率为

单个网穴容积为V＝S₃*h；则该实地凹印版的网穴容积为V/S₀；

6)计算油墨用量：若版面面积为S，则该实地凹印版面的网穴总体积即油墨用量理论值为

上述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，实地凹版加网线数设置为60l/cm，θ＝60°，基准网点对角线长轴为A₀＝166μm，短轴为B₀＝A₀*tan30°＝95.84μm。

上述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，腐蚀横纵比为7:10。

上述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，印品版面尺寸为L*B，版面面积为S＝L*B。

本发明的有益效果：本发明先设定印刷网点的菱形形状以及曝光网点的网点尺寸，计算网点面积率；在腐蚀中，根据网穴深度和网墙侧壁的腐蚀比例，计算由于腐蚀而增加的曝光网点的预留尺寸，确定曝光网点的实际尺寸；对腐蚀后的网穴进行镀铬，计算镀铬后网穴的网点面积率。在该过程中，建立网穴结构参数模型，最终准确计算出网点面积率、网穴容积、油墨用量等，快速高效。

附图说明

图1网穴示意图；

图2网点基本结构图；

图3设定曝光网点尺寸图；

图4网穴腐蚀横纵比示意图；

图5实际曝光网点尺寸图；

图6腐蚀后网穴尺寸图；

图7腐蚀后网穴局部放大图；

图8镀铬后网穴尺寸图；

图9镀铬后网穴局部放大图；

图10实地菱形网穴排列效果图；

图11菱形网穴对角剖面图。

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，以下以实施例参照附图对本发明的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法进一步详细说明。

本发明建立一种实地凹版菱形网穴结构参数模型。

本发明所述网穴结构参数模型为菱形结构，基本结构如图2所示。

长轴网值A、短轴网值B：网穴开口的大小。网墙C、网墙壁D：网点之间的间隔，对刮刀起到支撑作用。见图2所示。

加网线数：此实地凹版加网线数设置为60l/cm，θ＝60°，由此确定每个基准网点所占尺寸为长轴A₀、短轴B₀的菱形。以下算法也可适用其它加网线数。

网线角度：相邻网点中心连线与基准线的夹角，设置为30°。

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

在凹印实地版中，由于必须由网墙来支撑网穴中的油墨，因此存在实地印版其网穴所占面积率问题。随着曝光、腐蚀、镀铬工艺参数的调整，其值发生相应变化。

基准网点尺寸：在加网线数为60l/cm时，其基准网点对角线长轴约为A₀＝166.00μm，短轴为B₀＝A₀*tan30°＝95.84μm，基准网点面积为

设定网点尺寸：设网墙尺寸C＝8.00μm，单侧网墙尺寸为c₁＝4.00μm，网墙壁厚为d₁＝c₁*sin30°＝2μm，设定曝光网点对角长度即网穴开口尺寸为A₁＝A₀-C＝158.00μm，相应短轴为B₁＝A₁*tan30°＝91.22μm，开口面积为

其网点面积率为

设定网点曝光尺寸如图3所示。

腐蚀横纵比：在凹版印刷网穴的形成过程中，腐蚀是非常重要且复杂的一步。在腐蚀中，如图4所示，网穴在深度腐蚀的同时，会同时腐蚀网穴的侧壁，造成网墙的宽度变窄，影响网穴开口面积和容积。根据腐蚀工艺，腐蚀的横向尺寸变化与腐蚀深度比为

实际曝光网点尺寸：对于对角线长度为A₁＝158.00μm的曝光网点来说，设网穴的腐蚀深度为h＝15μm，则网墙壁腐蚀变化尺寸为Δd＝k*h＝10.50μm，单侧网墙壁腐蚀变化尺寸为

若想要保持腐蚀前后的网点面积率不变，应该将Δd变化值加到相应的网墙壁中，然后再进行曝光，即实际曝光网点的网墙壁为

实际曝光网点相应的网墙值为

实际曝光网点的对角线长轴为A₂＝A₀-2*c₂，短轴为B₂＝A₂*tan30°，如图5所示，计算得到实际曝光网点面积为

腐蚀后网穴尺寸：由于腐蚀液对网穴四周进行均匀渗透腐蚀，腐蚀之后网点尖角处形成圆弧状。图6为腐蚀后网穴尺寸，图7为腐蚀后网穴局部放大图。圆弧半径为

其中，腐蚀后单侧网墙c'₁＝c₂-r₁，网穴对角长度为A'₁＝A₀-2*c'₁,四个圆角W1处减少的面积为

网穴开口面积为S'₁＝S₁-ΔS₁，计算得到网点面积率为

镀铬：设镀铬层厚度为t＝3.00μm，镀铬之后单侧圆角网墙尺寸为c'₃＝c'₁+t，网穴对角长度即网值为A'₃＝A'₁-2t，相应的菱形长轴为A₃，短轴为B₃＝A₃*tan30°，对顶网墙尺寸为

网墙壁厚度为d₃＝d₁+t，顶点圆角处半径为r₂＝r₁-t，四个圆角W2处减少面积为

网穴开口面积为

图8为镀铬后网穴尺寸图，图9为镀铬后网穴圆角部分的局部放大图，计算得到最终的网点面积率为

网穴容积为V＝S₄*h＝92188.81μm³，则该实地凹印版的网穴容积为V/S₀，约等于7.48BCM。

计算油墨用量。图10为实地网穴排列效果图，图11为菱形网穴对角剖面图，对于一个320mm*450mm的印版来说，版面面积为S＝320*450＝144000mm²，该实地凹印版面的网穴总体积即油墨用量理论值为

Claims (4)

1.实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，其特征是：包括下述步骤：

1)确定网线角度、加网线数、加网方式；

根据加网线数、菱形的锐角内角θ确定每个菱形基准网点长轴A₀、短轴B₀；

网线角度：相邻网点中心连线与基准线的夹角，设置为θ/2；

加网方式：设置为调幅网点，以点的大小来表现图像的层次，基准网点间距固定，网点大小可改变；

2)基准网点尺寸：

基准网点面积为：

网墙尺寸C，单侧网墙尺寸为c₁＝C/2；网墙壁厚为d₁＝c₁*sin(θ/2)，曝光网点网值即网穴开口尺寸为A₁＝A₀-C，相应短轴为B₁＝A₁*tan(θ/2)，网点面积为

3)实际曝光网点尺寸：

根据腐蚀工艺，确定腐蚀的横向尺寸变化与腐蚀深度比为腐蚀横纵比k；

根据网穴的腐蚀深度h，计算出网墙壁在腐蚀后的减小值Δd＝k*h，实际曝光网点的网墙壁为

实际曝光网点相应的网墙值为

实际曝光网点的长轴A₂＝A₀-2*c₂，短轴为B₂＝A₂*tan(θ/2)，实际曝光网点面积为

4)腐蚀后网穴尺寸：

腐蚀之后网点尖角处形成圆弧状，圆弧半径为

腐蚀后单侧网墙c'₁＝c₂-r₁，网穴对角长度为A'₁＝A₀-2*c'₁,未腐蚀的四个圆角处面积为

腐蚀之后网穴开口面积为S'₁＝S₁-ΔS₁，计算后得到网点面积率为

5)镀铬后网穴尺寸：

设镀铬层厚度为t，镀铬之后单侧圆角网墙尺寸为c'₃＝c'₁+t，网穴对角长度即网值为A'₃＝A'₁-2t，相应的菱形长轴为A₃，A₃＝A₀-2d₃/tan(θ/2)＝A₀-2(d₁+t)/tan(θ/2)，菱形短轴为B₃＝A₃*tan(θ/2)，对顶网墙尺寸为

网墙壁厚度为d₃＝d₁+t，顶点处圆角半径r₂＝r₁-t，镀铬后四个圆角处面积为

镀铬后网穴开口面积为

最终的网点面积率为

单个网穴容积为V＝S₃*h；则实地凹版的网穴容积为V/S₀；

6)计算油墨用量：若版面面积为S，则实地凹版版面的网穴总体积即油墨用量理论值为

2.如权利要求1所述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，其特征是：

实地凹版加网线数设置为60l/cm，θ＝60°，基准网点对角线长轴为A₀＝166μm，短轴为B₀＝A₀*tan30°＝95.84μm。

3.如权利要求1所述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，其特征是：腐蚀横纵比为7:10。

4.如权利要求1所述的实地凹版菱形网穴结构的油墨用量预测方法，其特征是：印品版面尺寸为L*B，版面面积为S＝L*B。

Images