数字印刷测控条及其应用.docx
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数字印刷测控条及其应用
数字印刷测控条及其应用
数字印前技术通常利用激光记录设备输出整页版面的分色软片。
直接制版技术进入实际应用后，以软片为数据记录介质这一步骤不再需要，而是将数字印前作业结果直接记录到印版上。
此外，小批量印刷还可以利用数字印刷机记录数字印前作业结果，数字打样与此类似。
由于数字印刷的作业特点，无法将用于模拟印刷的测控条输出到软片再印刷到纸上，作为制版、印刷质量检验与控制的手段。
任何工业生产均需要按照规定的质量标准进行，数字印刷产品的质量标准可参照传统印刷工艺制订的标准执行。
但数字印刷光有产品质量检验标准是不行的，也需要有实现产品质量检验和控制的具体手段。
为此，瑞士印刷科学研究促进会UGRA和德国印刷研究协会FOGRA开展了制订激光成像数字印刷测控条的合作，命名为UGRA/FOGRADigitalControlStrip，以下称为数字印刷测控条或简称为测控条。
UGRA/FOGRA数字印刷测控条以PostScript语言定义，采用了模块式的结构，因而具有很大的灵活性。
一、数字印刷测控条构成
数字印刷测控条由三个模块组成，其中模块1和模块2用于监视印刷复制过程，模块3则用来监视曝光调整，各测量控制色块的尺寸大约为6mm×6mm（有时可能小于或大于这一数值）。
由于模块3包含的控制块主要用于监视数字印刷的曝光记录过程，故设计得与UGRA/FOGRA用于检验和控制软片输出的PostScript测控条对应。
采用模块式结构的优点是，用户可在排版软件或页码格式化软件中自由地选择任何一个模块，且可以沿印刷方向将控制色块排列为一行或一列，组成需要的测控条。
除测量控制块外，测控条中的文本也包含了与曝光分辨力有关的细节，单位为DPI，可以利用这些文本来衡量数字印刷设备加网和文字扫描转换的精细程度。
文本的主要容是用户名以及数字印刷测控条的使用许可证编号，其中用户名必须在订货时指定，通常为公司名称。
1.模块1
包含以下8个实地色块：
青、品红、黄和黑色实地色块各1个，“青＋品红”、“青＋黄”、“品红＋黄”实地色块3个，“青＋品红＋黄”实地色块1个。
这些控制色块用于控制数字印刷油墨的可接受性能以及三种减色主色的叠加印刷效果。
2.模块2
（1）颜色平衡控制色块：
该色块为规定的灰色调数值，与软片输出有关。
它实际上包含两个色块，其中右色块为80％黑色，用于控制网目调加网效果；左色块由75％青、62％品红和60％黄组成，目的是为了与80％黑色色块比较。
印刷时若灰平衡控制不好，则该色块将呈现出彩色成分。
（2）实地区域：
实地区域包含4个实地色块，按黑、青、品红和黄次序排列，每隔4.8mm放置一个色块。
第一个实地色块（黑色块）紧靠颜色平衡控制色块，它的四个角上压印了黄色，用于检查印刷色序，即黄色先于黑色印刷还是黑色先于黄色印刷。
（3）D控制块：
D为Direction，因此D控制乃是指方向控制之意，即检验采用特定的复制技术、复制设备和承印材料组合在不同方向加网的敏感程度。
D控制块分为四组，青、品红、黄和黑色各一组，每一组中均包含3个色块（图2），其总尺寸为6mm×4mm。
在组成数字印刷测控条时，通常按黑、青、品红、黄的次序排列，位置在实地色块后。
3个色块均采用线形网点加网，加网角度从左到右依次为0o、45o和90o，每个色块采用的加网线数均为每厘米48线，阶调值为60％（60%黑）。
之所以采用60％阶调值而不采用中间调值（50％）的主要理由是，输出后的色块比中间调略暗，可以更清楚地识别加网工艺的方向敏感性。
为了使读者看清3个色块的加网特点，图2给出的例子已经做了放大处理。
理论上，当采用相同的加网线数和网点形状时，则这3个色块应该有相同的密度值。
如果实际测量出来的3个密度值有较大差异，则说明用户使用的复制技术、复制设备和承印材料组合在某个加网方向上太敏感。
（4）网目调控制块40％和80％：
该控制块同样有青、品红、黄和黑4组，每一组控制块由40％和80％两个色块组成，采用150LPI加网（图3）。
这一数字对大多数商业印刷品采用的记录精度是吻合的。
两个网目调控制色块与中间调网点百分比呈不对称分布，代表了比中间调略淡（接近中间调）和接近实地的网点百分比。
不同的数字印刷工艺采用不同的加网复制技术，会得到不同的输出效果。
因此，这两个控制块可用来评估特定数字印刷加网技术的表现能力与行为特性，衡量加网技术能否获得需要的记录效果。
在形成测控条组合时，按黑、青、品红和黄的次序排列，位置在D控制块后。
3.模块3
该模块包括15个不同程度的灰色块，每个色块的尺寸相同（6mm×10mm），均采用黑色油墨印刷。
15个色块组成5列，每一列均包含3个色块，但采用了不同的网点结构。
上述色块的油墨覆盖率分别为25％、50％和75％，其中最左面一列为25％，第二、三、四列油墨覆盖率为50％，第五列为75％。
图4是组成控制块的15个灰色块，为了让读者看清区别，对各色块作了放大处理。
只用黑色油墨印刷这些色块的原因很简单，那就是为了节省测控条占用页面的空间。
控制块的第一行总是用输出设备可以达到的最高记录分辨力复制，第二行色块的记录分辨力是第一行的二分之一，第三行是第一行的三分之一。
由此，从第二行和第三行色块可看到较大的网点结构。
控制块的第二、三、四列均为50％黑色，第二列命名为50cb（CheckerBoard），他们均是格子状图案；第三列包含水平线；第四列则包含垂直线。
理论上，模块3被印刷出来后，每一列色块的阶调值应该是相同的，不同的仅是记录分辨力；在行方向上，每一行中间3个色块复制到纸上后也应该具有相同的阶调值。
因此，如果每一行中间3个色块的阶调存在差别，则这种差别一定与复制方法有关，导致差别产生的原因可从网线角度方向上找。
输出时应该将记录设备调整到使行方向的阶调差别最小。
列方向上色块的阶调值不同时，反映了加网线数对复制效果的影响。
4.模块的组接
数字印刷测控条的模块3单独使用，模块1与模块2的组接原则上是自由的，但为了排列得更有规则，可采用如下次序：
先安排平衡控制块；接下来是黑、青、品红、黄实地块，再加黑色D控制块和黑色网目调加网控制块；后面是黑、青、品红和黄色实地块，再加青色D控制块和青色网目调加网控制块；再后面是黑、青、品红和黄色实地块，再加品红色D控制块和品红网目调加网控制块；最后是黑、青、品红和黄色实地块，再加黄色D控制块和网目调加网控制块。
二、数字印刷测控条的加网和RIP输出
1.以不同的记录设备和RIP输出数字印刷测控条
（1）彩色复制设备和脱机打样系统
通过彩色复制设备或脱机打样系统驱动程序界面的提问式功能可指定数字印刷测控条的输出分辨力，但仅当记录分辨力被指定得高于600DPI时，数字印刷测控条的模块1与模块2中包含的色块才会得到正确的输出。
这意味着对彩色复制设备或通过RIP解释再输出的设备而言，他们的记录分辨力必须高于600DPI，否则无法获得正确的色块输出。
（2）数字印刷设备
数字印刷设备已经成为将页面容输出到纸上的重要设备之一。
这种设备应该能接受PostScript文件，例如由海德堡公司生产的直接成像无水胶印机、以及XEIKON和INDIGO生产的数字印刷系统等。
在数字印刷系统中，UGRA/FOGRA数字印刷测控条可以毫无困难地输出到纸上，用于控制数字印刷质量。
（3）曝光记录设备
数字印刷测控条使用最频繁的领域之一是将测控条通过曝光设备记录到软片上。
数字印刷测控条在曝光设备上可获得高质量的输出，但不同的RIP却可能导致不同的输出结果，这是因为不同的RIP可能产生对PostScript编码的不同解释。
因此，只有用密度计从软片上测得的实际阶调值才能对印刷工艺起约束和控制作用，这是将数字印刷测控条用到常规印刷工艺时必须注意的问题。
2.数字印刷测控条的调频加网输出
UGRA/FOGRA数字印刷测控条对用户在加网输出方法的选择上基本没有限制，即数字印刷测控条同样可用于控制调频加网印刷工艺，也可用于控制采用调频加网技术的其他制版和印刷工艺。
利用数字印刷测控条控制采用调频加网技术的制版和印刷工艺时，通常在应用程序（比如排版软件和页面格式化软件）中经历分色过程，然后曝光到软片上。
为了实现这一目标，必须先根据相应的加网技术选择系统当前可用的记录设备驱动程序，然后通过应用软件的打印输出选项实现正确的输出。
对UGRA/FOGRA开发的加网软件VelvetScreen来说，导入数字印刷测控条并将它转换为调频加网文件是不能实现的。
这是因为，VelvetScreen只能导入和处理面向像素的图像数据，而UGRA/FOGRA数字印刷测控条中却包含了文本块、面向矢量的数据以及编程序列，这些对象是不能导入VelvetScreen软件的。
因此，在VelvetScreen软件中只能处理常规的印刷测控条，对调频加网印刷过程的控制可通过常规测控条参照进行。
三、制版、打样和印刷生产控制
1.制版
原则上，UGRA/FOGRA数字印刷测控条是不能用于控制软片制版的。
因而必须使用FOGRA的精密测量条PMS，其中包含了合适的渐变线条控制块，可用于确定印版分辨力，在标准围可根据BVD/FOGRA标准获得正确的曝光效果。
FOGRA精密测量条使用指南中已经说明，这两种测量条没有使用限制，但仅适用于调频加网，最小网点直径为20mm，必须能观察到8mm宽的细线。
2.脱机打样与印刷生产控制
利用UGRA/FOGRA数字印刷测控条可评估和解释测量结果，因此在脱机打样和印刷生产过程中可以使用这一数字印刷测控条。
（1）网点扩大（模块2）
为了通过测量确定网点扩大值，密度计必须转换到相关颜色，并根据纸白色将指示点调整到0位，接下来就可以测量实地色块和相邻的网目调色块了。
如果密度计已经被设置到参考值40％和80％，则可直接显示网点扩大值；否则，密度计显示实际的网点百分比。
在后一种情况下，可以从实际测得的网点百分比减去参考值40％或80％，从而得到网点扩大值。
需要实现精确测量时，建议在曝光软片上测量参考值。
若印版的产生没有软片参与，则从印版上测得的数值只能用于控制生产过程的一致性。
采用从印版上测量到的网点百分比值时，需按照输出设备生产商提供的说明书进行。
如果D控制块出现了不均匀的阶调，或三个色块的密度值差大于0.05时，建议在测量网点扩大前先消除重影或模糊。
如果在软片或印版上测得D控制块的三个色块的密度值差也大于0.05时，可以采取相同的措施。
根据BVD/FOGRA标准，表1以粗体字给出了胶印的网点扩大围，这些数字同样适用于脱机打样和印刷生产过程，有三个数字时两侧的两个数字给出网点扩大围。
表中的纸等级被定义为：
等级1：
大于70g/m2的粗铜版纸，某些高质量、且大于70g/m2的亚光铜版纸应该归入这一等级；
等级2：
小于或等于70g/m2的亚光铜版纸；
等级3：
胶版纸。
（2）实地色块（模块1与模块2）
印刷实地色块的油墨颜色应该符合ISO2846-1标准或对应的国家标准。
掌握打样和印刷颜色的最好方法是参照印刷出来的标准色标图。
在进行颜色匹配时可采用视觉检查的方法，而黑色的匹配需采用密度计测量。
如果用户手中没有现成的标准色标图，则可以利用ISO12647-2给出的CIEL*a*b*值，在密度计的帮助下可以理解标准给出的数值。
印刷生产过程使用的油墨应该与打样使用的油墨一致。
用密度值处理颜色是不明智的，因为密度值与使用的密度计、油墨、承印材料以及印刷条件有关。
因此，密度值相等并不能保证在视觉上的匹配。
BVD/FOGRA标准要求对实地密度采用下述允差：
对打样稿，沿印刷方向的网点百分比误差不超过±4％；
对印刷品，沿印刷方向的网点百分比误差不超过±6％；
对印刷生产过程，网点百分比误差不超过±10％；
对包装印刷，可能需要采用更窄的允差围。
（3）印刷色序（模块3）
建议的印刷色序是黑→青→品红→黄，但青→品红→黑→黄这样的印刷色序也是允许的。
注意，如果打样时最后印刷的油墨是黑色，则在实际印刷时要获得同样的图像对比度，事实上是不可能的。
由于模块2包含的黑色实地块的四个角上压印了黄色，因此若在光源下以相同的角度观察，可以辨别出黄色是印在黑色上面还是印刷在黑色下面。
（4）颜色平衡（模块2）
模块2的颜色平衡块主要用于检查彩色数字印刷设备或数字打样设备实现灰平衡的能力。
其中左面色块的色相在印刷后应该接近于灰色，两个色块的亮度应该大体上与邻近的80％网目调加网控制色块相等。
如果左面色块打样的结果与理想灰色的偏差很小，则可不理会打样稿的色相，打样可以通过，印刷品的颜色匹配也将是正确的。
此外，模块2的颜色平衡块也可直接用于检验和控制彩色数字印刷过程，如果颜色平衡块的灰平衡是正常的，那么彩色数字印刷品其他区域的灰平衡也应该是正常的。
（5）油墨叠印率（模块1）
四色套印工艺可能因油墨叠印率不够而导致颜色复制误差，通过两种颜色的叠印可作出判断。
下面的例子说明了如何判断油墨叠印率的方法：
如果青、品红和黄三种色块与标准色块的匹配良好，而二次色绿色存在严重的偏色，则说明油墨叠印率发生了问题，可用的补救措施包括改变印刷色序、采用另一套油墨组合以及改变承印材料等。
此外，在分色时提高底色去除量也有助于问题的解决，至少对图像中间调部分的复制是有好处的。
由Preucil提出的公式定义了可接受的油墨叠印率：
（1）式中，F为油墨叠印率，D1+2表示叠印密度，D1表示先印油墨密度，D2表示后印油墨。
油墨叠印率的绝对值不能说明问题，对操作者来说最有意义的是油墨叠印率的变化，即油墨叠印率的相对值。
数字印刷测控条的用户应该明白，测量油墨叠印率的目的是监视较长印刷周期中油墨叠印率的变化，尤其是经过长时间印刷后油墨性能变差时其指导意义更明显。
需要引起注意的是，若某一种油墨印完后发生了纸被沾污的情况，则它对油墨叠印率的影响是相当大的。
模块1最左面的色块由“青＋品红＋黄”叠印而成，BVD/FOGRA标准要求“青＋品红＋黄”色块的印刷结果应该是纯黑色，饱和度越高越好。
印刷测控条使用介绍（
印刷需要数据化，标准的测控工具使印刷检测更加有依据,各种工序的测控设备必不可少。
晒版测控条
晒版测控条是用来给PS版和胶片提供适当的曝光条件做参考使用的,并可用于检测显影液的灵敏度以达到维护的目的。
日本FUJI晒版测控条FujiStePGuideP共有15阶,每一阶的密度间隔是0.15,其密度围达到2．15。
瑞士Ugra晒版测控条，UGRA晒版控制条是德国印刷与复制技术研究院开发出的印版显影与曝光控制条,是目前世界上最先进的控制条，Ugraplatecontrolwedge（PCW） 1982晒版控制条功能分五个功能段，各有其不同的功能。
第一段：
用来控制印版的显影，也可以检查印版的曝光。
第二段：
微米线圈用来控制曝光时间。
第三段：
网点段、分10％网点到 100％实地10块。
用来检查曝光显影,也用来做为印刷特性曲线测量的基准。
第四段：
沿不同角度的精细网线，使印刷工可用目测检查印刷机有无网点变形和重影。
第五段：
精细网点段分阳图0.5％到5％和阴图95％到99.5％,用来检查印刷过程有天网点缩小。
印刷测控条
德国FOGRA-印刷测控条不仅能检查暗调，中间调的网点扩大，还能检查网点变形，油墨相互叠印的情况，灰平衡的负值效果控制主要是检测印版或印上的40%、80%网点扩大情况.
瑞士Brunner-布鲁纳尔彩色信号条，增加了晒版质量控制条，并增加了油墨控制段以及超精细测量段，既可以控制晒版质量也可以控制印刷质量。
利用超精细段的点形变化,可以用肉眼判断并检查重影和网点的变形等。
美国GATF-星标是供视觉检查的信号条
当印刷中供墨量过大,网点发生变形，星标的中心将有明显的变化,由此帮助人们及时发现印刷中的质量问题。
GATF星标是36根黑色的楔形线条用相等的间隔距离，排列在一个圆周之组成的。
由于这种排列的几何特性，它对印上的各种印迹缺陷如“重影”“网点增大”等都能比较明显的体现出来。
当发生“重影”或“网点增大”时，楔形线会如下图表现，产生等量的扩宽度，正如不同大小的网点扩大值一样，楔尖是最小的网点，楔尾是最大的网点，等量的扩大或是缩小，会在楔尖相对集中的圆的中心明显的显示出来。
印刷过程中如果因为供墨量过大，印刷包衬不合适或滚筒间的速差，发生“重影”、“糊版”、“网点变形”……等问题，网点直径增大0.025mm时，就会在圆的中间发生直径缩减0.575mm，约改变23倍（既放大23倍）。
星标的这种放大作用能帮助印刷操作人员及时的发现问题。
如下图的几种故障，星标都有明显的变化。
通常印上的网点没有变形、重影，印版供墨量合适时，星标的中心发白。
如果供墨过大，星标的中心呈大黑圈，黑圈越大，说明供墨量越大，网点增大越严重。
若印版的供墨两小，中心就会有一个比较大的白圈。
如果网点纵向变形，那么星标的横向变形，反之，同理星标的纵向变形，就说明网点的横向变形。
如果网点出现重影，星标的中间部分消失，剩下的轮廓呈GATF星标，虽然是高精度的星纹圆标，但经过多次翻拷，原始星标的精度是很难保证的，但独使用星标时效果也不是很理想，常和GATF数码条一同使用。
印刷控制导表与印刷测试样的基础与运用
前言
随着国经济发展的转型，许多的产业在开拓国际市场的企图驱使下，莫不以持续提升产品质量水平作为与国外厂商竞争的重要筹码。
国的印刷业者在这股必然的趋势推动下，单纯以国接单率增加而自满的时代已经过去，而是放眼国际，希望以最佳的印刷质量在国外市场上争取一席之地。
为了加速提升我国印刷产品的竞争力，财团法人印刷工业技术研究中心于三月二十三日举办了一场“印刷测试样的基础与运用研讨会暨印刷控制导表成果移转说明会”，由氏艺术印刷股份企划经理蔡力人先生主讲，希望让国印刷业者能了解当前国外印刷界是如何控制其印刷质量的稳定性，作为奠定永续经营的目标。
以下是蔡力人先生之演讲容。
一、印刷作业控制导具使用目的
印刷作业中，控制导具的运用可达到两方面效益:
其一，协助现场作业人员了解机械设备的运作状态及操作控制的稳定状况，并据此修正机械运作及操作控制;其二，协助研究人员或前后制程控管人员收集分析机械设备标准设定的执行状态及前后制程相关数据的变异程度，并据此进行标准作业与标准数据的设定与修正。
印刷作业控制导具（PrintingControlDevices）的制作机构有二大类，其一为材料设备生产厂商，如:
Gretag,Du-Pont,Heidelberg等，主要制作配合其设备或材料测试或使用之相关控制导具;其二为印刷相关研究机构，如:
GATF,UGRA,FOGRA,SystemBrunner,RIT等，主要制作研究性与控制性之相关控制导具。
在印刷作业控制导具的体系里，依导具不同的使用时机与目的，大致上可区分为以下三大类别:
1. 诊断式控制导具（DiagnosticControlDevices）:
用于印刷作业中发掘可能被忽略或潜在的质量控制或操作控制问题，以便于分辨问题所在及探究产生原因，进一步进行故障排除。
2. 控制式控制导具（ProcessControlDevices）:
用于监视一组机具条件或一项控制条件的标准设定程度或操作稳定程度，以便作业人员于生产过程中随时查知作业状态与控制状况，藉此进行修正。
3. 标准化控制导具（StandardizationControlDevices）:
用于相互关连作业标准条件设定的数据收集，确使研究人员或制程控制人员针对各段印刷作业有效建立部作业标准及执行规。
二、印刷作业控制导具之分类与功能
1. 诊断式控制导具（DiagnosticControlDevices）:
a. 蠕印/双影故障诊断
FOGRAPMS1（FOGRA）,LadderTarget（GATF）,StarTarget（GATF）
b. 条痕/鬼影故障诊断
MechanicalGhostingForm（GATF）
c. 综合式印机诊断（印刷测试样）
ColorPrintingTestform（GATF）,OffsetCommunicationGuide Testform（SystemBrunner）
d. 油墨显色围诊断
ElyjiwColorPalette（RIT）,ProcessInkGamut（PIG）Kit（RIT）
e. 纸尺寸稳定诊断
VernierTarget（GATF）
2. 控制式控制导具（ProcessControlDevices）:
a. 彩色印刷色彩控制（彩色印刷控制导表）
PMSPrintControlStrip（FOGRA）,ColorControlBarSeries（GATF）,CMSColorControlStrip（GRETAG）,ColorTestStrip（RIT）,PrintQualityControlStrip（SystemBrunner）
b. 打样作业色彩控制
GATF/SWOPProofingBar.GCA/GATFProofComparatorⅡ（GATF）
c. 晒版作业曝光/显影控制
PlateControlWedgePCW（UGRA）
d. 印纹套准控制
ImageControlMarksSystem.RightRegisterGuide.TransferGrid（GATF）,
e. 网点扩大控制
DotGainScale.DotGainScaleⅡ（GATF）
f. 水墨平衡控制
QualityControl"QC"Strip（GATF）
3. 标准化控制导具（StandardizationControlDevices）:
a. 彩色复制标准化
ColorReproductionGuide（GATF）
b.灰色平衡与彩色复制标准化
GrayBalanceChart（GATF）,GrayBalanceandToneReproductionSelector（RHEM）,ToneReproductionandNeutralDeterminationSystem"TRANDChart"（RIT）
c.标准光源测试
GAFT/RHEMLightIndicator（GATF）
三、印刷机具先天设计与操控上的限制
使印刷机具的操作控制变异甚大，例如：
1. 墨辊尺寸限制
咬口（Gripperedge）/纸尾（Tailedge）给墨差异
2. 递墨辊（Ductroller）与展墨辊（Vibrateroller）限制
操作边
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