第三节 网点增大

　　在平版胶印印刷工艺中，网点增人对复制色相变化的影响比任何其它变量都大。在纸张上印刷的墨量会影响网点增大，而网点增大则影响印刷反差。这似乎说明，墨层厚度越大，得到的印刷反差越大，其实并不如此，太多的油墨会降低印刷反差，因为这会引起太大的网点增大。

　　网点增大是一个网目调网点从在网目调负片上开始直到把它在纸上印刷出来在尺寸方面的增加。在印刷黑白或彩色网目调图像时，网点增大会改变画面反差并引起图像细节与清晰度的损失。在多色印刷中，网点增大会导致反差丢失、深暗的图像、网点糊死并引起急剧的色彩变化。

　　在胶印中，色彩变化也许是最大的问题，在出版印刷用卷筒纸胶印机上，通常会有15％损耗，其中多数是由色彩变化引起的。掌握、控制和补偿网点增大的方法是很重要的。如果处在控制之下，网点增大本身不一定是坏事，因为网点增大是印刷中的固有现象。

一、网点增大的种类

　　网点增大分为两种：几何增大和光学增大。几何增大是在力的作用下网点尺寸产生扩张的现象。在制作分色片中、在晒版中都会产生网点增大，在印刷中，如果油墨、纸张的特性及其它印刷条件发生变化也会引起网点增大在印刷中，几何网点增大在网点的周边上发生。由于印刷故障造成的网点增大也可能是不规则的，如重影和滑版造成的网点增大就是这样。

　　滑版是油墨在一个方向铺展引起的网点增大，网点可能变成橄榄球状或带尾巴的管星形状。如果只是某一个色发生网点变形，就会引起色彩变化，如果所有的色都发生网点变形，就会引起色彩变暗并显得混浊。



图4－3

　　重影是一种明显的故障，重影发生时，网点表现为互相不完全重合的双像。印刷供墨量太大（约超过50％）时就会发生重影现象。重影会使某种油墨明显变暗，叠印色彩和图像反差也发生改变。



图4－4

　　只要纸上有油墨存在，光学网点增大就会发生。当入射光进入纸张表面之后，一些光被纸张吸收掉，一些光透过纸张粒子，一些光在网点下面被吸收掉，还有一些光在每个网点的周边区域被吸收掉，网点周边区域（图4－3）存在着复杂的光学现象，在稍后还要作深入分析。网点周长变化时，网点的光学增大量也发生变化。也就是说，网点覆盖率和网线数目改变时，光学网点增大量也发生变化。

　　不同大小的网点在经向的增大通常是一样的，使亮调、中间调和暗调的网点在径向产生等量的变化；但当网点的周边越长时，环绕着网点增加的面积越多（图4－4），因此，最大的网点增大是在中调大约50％的地方，图4－5表示一个典型的胶印网点增大曲线。



图4－5

二、实地密度与网点增大的关系

　　实地是指均匀且无空白地印刷出来的表面。在实地上测得的油墨密度可以表示应用到纸上的油墨量，许多研究报告指出，实地密度对网点增大的影响比其它任何参数都大。Franz Sigg报告过这方面的研究成果，他指出了阶调复制曲线随墨层厚度变化的情况，在既定条件下，印刷的实地密度越高，中调的密度增加越多（图4－6）。



图4－6

　　可以测量一个透射网点灰梯尺的网点覆盖率和它对应的密度值，绘出网点覆盖率与密度值关系曲线，从坐标原点到实地密度的一条直线表示理论上的“理想印刷状况”，无光学增大。图4-6中的曲线族表示，伴随着油墨密度增加，曲线的斜率增加。油墨密度越高，中调的网点增大越显著。当中调反差变得较强时，暗调反差减少，甚至糊版，因此，增加纸上的油墨不会使印刷产生理想的结果。图4—6还提醒我们，印刷油墨量增加时，曲线的隆起部位朝亮调移动，引起暗调丢失更多的反差，整个中调普通变暗，而最佳实地密度将产生最高的反差，且不使暗调反差变平。

　　印刷反差往往用实地密度减去70％部位的网点密度，然后再除以实地密度所得到的数值表达。

三、光渗现象与网点增大的关系

　　在网目调印刷中，由于油墨的流变特性、印刷压力的作用以及油墨向纸张内渗散，从而使在纸上的网点大于在版上的网点，这种网点几何尺寸的实际增大就是前边所述及的网点几何增大。几何增大与光学增大具有本质上的不同，光学增大是指密度与网目调图像中实际网点面积不成比例的现象，这种现象使密度值大于预期的值，网点对眼睛的视觉感受是一个比实际几何面积要大的网点，为了和几何增大相区别，所以把这一部分增大称之为光学增大。人眼所感受的网点大小与印版上网点面积之差包括了几何增大和光学增大两部分，笼统的称之为网点增大。应当注意，印版本身是一个反差较小的表面，其上的网点覆盖率不易测量，为方便起见，通常把视觉看到的印刷网点面积与晒版片上对应的网点面积之差定义为网点增大。

　　1．玛瑞-戴维斯公式。表达网点覆盖率、实地密度、网点密度三个物理量之间关系的数学模型是1936年由Marrcy和Davies提出的并以他们名字命名的玛瑞一戴维斯公式。图4－7是描述玛瑞一戴维斯公式的模型简图。简图表现了一个具有一致厚度X、透射率为T、面积为A的网点印在反射率为R_b的承印物表面。设网点面与非网点面的总面积为1，那么非网点面（如纸面）所占的面积应为1－A。这个网目调面上的总反射率Rt等于网点面反射率R_d和空白面反射率R_b之和，即：

　　R_t=R_b＋R_b （4－1）



图4－7

　　空白面的反射率R_b等于其面积（1－A）与其反射率γ_b的积（1－A）·γ_b，来自网点的反射由两部分组成，一是来自网点第一表面的反射，其反射量等于网点面积A与网点第一表面反射率γ_d的积A·γ_d；二是通过网点后的剩余光线从承印表面反射回来并穿出网点的反射，其反射量等于A（1－γ_d）·γ_b·γ_2d；根据上述分析，可将（4－1）式改写成如下形式：

　　R_t=（1－A）·γ_b＋A·γ_d＋A（1－γ_d）·γ_b·γ_2d （4－2）

　　用仪器分别测得承印面的反射率为R0和印刷面的实地部位反射率只，则可将（4－1）式改写成：

　　R_t＝（1－A）R₀＋AR_s （4－3）

　　式（3）和玛瑞-戴维斯公式只有一点不同，玛瑞-戴维斯公式假设承印面的反射率为1而不是一般的R0。如果令R0=1，那么方程（4－3）可变成常用的根据反射率或反射密度计算网点覆盖率的公式，即：

　　A=（1－R_t）／（1－R_s）＝（1－10^－D_t）／（1－10^－D_s）（4－4）

　　其中D_t是印品上网点面的积分密度，D_s是实地密度，要注意D_t、D_s都是密度计在纸面进行零标定后 得到的。

　　2．网点产生光学增大的机理。在图4－8中，如果入射到空白部位和网点部位的光被反射后，仍分别从各自的入射面出射，这并不引起光学增大。只有当一些光线由印刷网点面射入，而从未印刷的空白面射出，而一些光由未印刷的空白面射入，从印刷的网点面射出时，才会产生光学增大现象。由图4－8可以得知，造成光学增大的光线在靠近网点和纸面交界线的地方。



图4—8

　　首先考虑入射光束1，它在纸面反射回一部分，进入纸张的先除被吸收一部分外，反射分量1b仍从纸面返回，而反射分量1d不从纸面返回，却从网点部分穿过，返回空间。再考虑入射光束2，它是从网点部位入射，在墨层表面发生第一表面反射，穿过墨层并进入纸张的光除被吸收掉一部分外，被反射进入空间的光也由两部分组成，分量2d仍从墨层返回空间，分量2b却从空白区返回空间。所有到达观察者眼睛的各个分量被视察者合成为一个总的效果并可以用下边的方程式表示：

　　R_t=（1－A）R′₀十AR′_s（4－5）

　　上面式子的解释是：眼睛看到的总反射率R_t是由两部分组成的，一部分是非网点的空白纸面的有效反射率R′₀与空白面积（1－A）的积，另一部分是网点与实地的有效反射率R′_s的积。（4－5）式的含义是：总反射率R_t的变化不是因为实际网点面积的改变，而是由于承印物表面和网点表面的有效反射率发生了变化，承印材料表面部分的反射率减小了，网点部分的反射率增加了。这种解释既符合逻辑也符合事实，实际上，光学增大只会改变反差而不会改变清晰度。

　　然而，式（4－5）中的R′₀和R′_s是随网点覆盖率变化而变化的。

　　综上所述，如果入射到网点部位和空白部分的光线在纸内有散射现象，那么网点部位和空白部位在边界区不会发生反射光线的易位现象，那么（4-5）式变成玛瑞-戴维斯公式。实际上，玛瑞-戴维斯设定的条件（R₀=1）只适合于无光扩散性质的承印材料。纸张总是有光扩散性质的，通过数学处理我们得到：

　　网点光学增大=R_MO－R_t （4－6）

　　上式的含义是：光学增大等于按无光扩散计算得到的反射率R_MO和实际观看到的反射率R_t之差，因为R_t小于或等于R_MO，所以光学增大是正值。

　　3．网点光学增大与网点覆盖率的关系。没有一个半径为r的圆网点（图4－9），其对应的光扩散区最离圆周法向距离为E的内、外两个圆环。根据上面叙述的道理，投射入内环的光线会从外环区射出，投射入外环的光线同样也会从内环区射出。当然，并非在环形区域中的光线必然散射出网点，散射量取决于材料性质。经研究，已得出表达内外环交换光线之间关系的公式，经进一步处理得出结论：交换的扩散光与周长和扩散面积之比和参数E的乘积成正比（E被称作边缘参数）。因为光学扩大取决于周长－面积比，所以网点光学增大与网点形状有关。表4－2给出了两种常见形状网点的数据，不管什么形状的网点，PA都等于网点面积的平方根乘一个常数。



图4－9

　　表4－2

网点形状	面积	周长	用面积作自变量的周长
圆形	πr2	2πr	2(πA)1/2
方形	S2	4S	4A1/2

　　由此可以得出一个结论：光学增大可以用由某一系数修正的网点面积平方根表达。如果为50％以下的网点，A指实际的网点面积；如为大于50％的网点，A指阴网点的面积。

　　把光学增大（R_MO－R_t）作为纵坐标，把有效光学增大面积A′的平方根作为横坐标绘出图线（图4－10），表现为一个刀把形曲线。这是因为内、外环面积不等，内环能吸收更大的外环区反射到内环的扩散光所致。这种情况对小网点来说更为重要，在图4－1la中，E为网点半径，这时，引起光学增大的光线从网点边线开始到网点中心为止；当网点半径小于E时，如图4－11b所示，扩散光开始可以被直径另一侧的网点面吸收；如果网点半径进一步减小，直到网点直径等于E（如图4－11c），那么网点要过滤从比网点大得多的空白区扩散反射的光线，这时光学增大影响最大；网点直径小于E时（图4－11d），在网点面积一侧扩散反射的光线从网点的另一侧射出，这部分光线对光学增大不起作用。



图4－10

　　当网点直径等于E时，根据简单的几何关系可以算出，能够把光扩散反射到网点的空白区是网点面积的8倍，这样，一个很小的网点能够过滤从一个大得多的空白区扩散反射来的光，使这个网点像一个大得多的网点增大了它的网点增大特性，可以把这种小网点极度增大的现象称为超级光学增大，这种现象在纸张印刷品和打样样张中必然发生，最大位置在20％～30％之间，这取决于所用网线数的多少。总之，网点增大包括几何增大和光学增大两个方面，对增大的测量需要定义一个基准。



图4-11

四、影响网点增大量的其它因素

　　印刷人员经常说他们不能像在涂料纸上面印刷那样，在低等级纸上印刷不能用较多的油墨，因为如果增加油墨，网点就糊住。事实上是发生了别的事情，它是油墨的光滑表面在较高质量的纸上产生了高的实地密度。质量差的纸表面粗糙，表面没有涂料，吸收油墨并使油墨铺展，产生一定的网点增大，被吸收的油墨显然不能产生光滑的印刷表面，因为正是纸上油墨的平滑表面才产生较高的实地油墨密度。印刷人员试图在质量较差的纸上增加油墨达到更高的实地密度，但这使中调的网点增大而不能明显地增加实地密度。

　　这个理论已得到实验验证：准备一个由不同网点覆盖率、不同网屏线数的网点调组成的实验版，然后用各种各样的纸在单张纸胶印机上印刷，在印刷过程中，油墨保持常量，不同的纸张随机混放在给纸台上进行印刷，结果跟预期情况是一致的。当纸张质量降低时，实地油墨密度也降低（图4－12）。在纵坐标上找到与50％网点对应的印刷密度，计算出网点增大百分比。结果表明：如果输墨是相同的，那么对于各类纸张来说，网点增大的百分比是相同的，这可以说明，不只是纸张种类使网点增大改变，油墨量也同时在起作用。



图4－12

五、加网线数对网点增大的影响

　　加网线数对网点增大的影响如图4－13所示。当网屏线数由每英寸65线增加到每英寸150线时，网点增大量逐渐增加，65线时网点增大仅2％，120线时增大量为15％，150线时达28％。这说明随着网屏线数的增加，网点增大量随之增加。



图4－13

　　65线／英寸时几乎没有网点增大，而150线／英寸时网点增大很明显。把网目线数增加大到150线／英寸必须谨慎，因为在大多数情况下，这会引起剧烈的网点增大。一些操作人员可以印刷较细的网线，但必须特别注意橡皮布的状况、油墨的粘度和流动度、严格控制水墨平衡。在印刷太细的网线活时，印刷人员必须减少实地密度，使中调和暗调展开。因此，对于一定的纸张油墨来说，采用太细的加网线数无助于提高印刷质量。

　　大多数胶印控制条是根据加网线数跟网点增大的关系设计的，它们采用的加网线数比印刷网线细，因此，印刷条件的任何改变都会在控制条上表现出来，在这种变化明显影响印刷图像质量之前加以纠正。

　　ALan DePaoi发现，网点增大跟纸张类型、油墨类型和实地油墨密度有关，而橡皮布的类型、压力、水斗溶液类型和印刷机的印刷速度并不影响网点增大。

　　Felix Brunner在克罗马林打样欧洲标准中指出：网点尺寸改变对图像阶调的影响远比油墨实地密度变化要大。一般规律是：实地密度增加时，网点增大就有可能增强。一个想用窄公差稳定印刷的人，可以控制这些影响参数使网点增大在一个相对大的范围内成为最小值，然后再以适当的墨层厚度范围进行印刷，在这个范围内，色彩平衡的变化对网点增大没有明显的影响。

　　总之，为了控制网点增大，必须优化实地密度。在给定的一组印刷条件下，实地密度不当会引起网点增大的增加。降低实地密度能够减少中调的网点增大，但对暗调有较大影响，在一定程度上使馆和色和叠印色彩变弱。

　　挑选加网线数应在容许的网点增大和需要得到的细节之间选取折中方案，太细的网线会使暗调糊死。

　　采用较差的纸张可能导致较低的实地密度，如果增加油墨量，网点增大却因之增加。

　　如前所述，如果能够正确控制的话，网点增大不一定是坏事，在分色阶段可以针对具体的印刷条件补偿这种增大。但如果分色片本身在中调和亮调区印刷效果偏暗，这不能用改变翰墨的方法进行纠正，在印刷机上对太暗的亮调是不能通过改变墨量校正的。

　　在印刷条件稳定的情况下，可以绘出印刷特性曲线并根据网点增大情况调整加网曲线，可以审查中间调，使其有正确的密度和网点尺寸。

　　印刷过程中，网点增大的改变会使色彩发生急剧地变化。多色印刷涉及到若干种油墨，如果某种油墨的网点覆盖率在中调发生变化，譬如50％的品红网点变成60％，就会产生明显的色彩变化，肉色可能变成红色、中性色可能变成淡红色、绿色可能变脏、蓝色天空可能变成淡红色。黄油墨的网点增大相对来说是最大的，但肉眼不能灵敏地检测这种变化，因而需要用密度计进行测量。即使实地密度已经较低，但为了使印刷效果看起来是一致的，操作人员可能需要通过调节输墨使印刷结果看起来是一致的（即使实地密度是较低的），但实地密度降得太低就可能破坏色彩的饱和度。

[时间：2001-11-05  作者：刘世昌  来源：《印刷品质量质检测与控制》·第四章　影响印刷图像质量的变量]