卷筒纸凹版印刷的套印误差分析

卷筒纸凹版印刷的

套印误差分析一、凹版印刷套印原理

卷筒纸机组式凹版印刷过程中，纸卷经由放卷机构展平后进入印刷色组，在经过不同印刷色组时被印刷上不同颜色的图案。这些图案需要进行纵向位置（纸带运行方向）和横向位置（幅宽方向）的套印，完成设计图案颜色的叠加，实现图案的再现。套印不好就会产生露白、图案模糊，影响印刷品质量，所以套印准确是印刷最基本也是最核心的要求。印刷套印精度是印刷过程中各环节综合因素结果的体现，也是印刷品追求的最终效果。对卷筒纸凹版印刷而言，如果套印达不到要求，整个印刷过程就毫

无意义。

目前，市场上的卷筒纸机组式凹版印刷设备主要分为有轴传动印刷机和无轴传动印刷机。早前的印刷设备是由一个总的驱动马达通过一根机械传动主轴把动力传给各个色组的印刷版辊，所以版辊的刚性同步性能非常可靠。随着技术的发展，特别是电子技术水平的提高、伺服控制技术的成熟，现在印刷机的各个色组的印刷版辊都有的电机直接驱动，通过伺服控制器控制色组间的速度同步。

理论状态下，色组间相对相位位置是一致的，色组间图案套印也是准的。但现实中，因设备

本身存在精度误差，纸张材料不一致性、印刷过程材料张力波动，以及印刷材料受印刷油墨、干燥温度等拉伸变形的影响，加上印刷版辊加工尺寸误差、版辊直径递增尺寸不合理、印刷版辊机械加工精度（跳动、大小头、圆柱度）等影响，印刷套印有波动。因此，卷筒纸凹版印刷设备需要配置套准系统进行补偿，对实际套印误差进行实时监控并通过对纸带（有轴驱动设备）或版辊的相位位置（无轴驱动设备）进行动态调整，实现卷筒纸凹版印刷的精准套印。卷筒纸凹版印刷套印是在一定误差范围内动态变化的，所以卷筒纸机组式凹版

52印刷工艺印刷机套印误差不是固定的，而是呈曲线波动。如何降低各因素对套印误差的影响，平衡各影响因素，从而保证最终套印误差的精度，本文从版辊、纸张等几个方面进行分析。

二、印刷版辊

印刷版辊是影响印刷套印最主要的因素之一，其加工精度、装版精度、版辊跳动、横向递减尺寸、纵向递增尺寸、轴头磨损等，都会对印刷套印产生很大的影响。印刷时，无论使用旧版辊还是新版辊，相对来说都是变化的，因为需要重新换版、装版等工作，所以印版也是控制要点。版辊对印刷套印的影响有以下几个方面。

1.色标雕刻精度

色标是套印补偿系统的主要信息来源，色标包含横向套印和纵向套印的原始数据信息。在正常生产过程中，套印系统根据色标相对位置的变化量来计算套印色组间的误差量，再计算出需要调整的量。因此，印版上色标位置应准确，否则就会产生一定量的固有误差，无法完成套印。色标经过印刷色组印刷上颜色，扫

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描头再对纸张上印刷的颜色进行定的修正，一般情况下，版辊直扫描，读取需要套印色组间色标径递增量为0.02mm（包含图案的的相对位置。如果色标雕刻质量递增）。对于无轴驱动印刷设不好，印刷效果就不稳定，就会备，版辊加工成型后，按照雕刻导致扫描头读取信号时稳定性前版辊实际尺寸从小到大排列，差，影响后面的套印精度。

一般就能满足要求。因为驱2.版辊尺寸

动的设备是靠直接转动版辊的相为保证纸张能顺利通过印刷位来完成套印的，所以对纸张张色组，后面色组的张力要稍微比力的控制比较灵活，同时尽量保前面大一些。纸张在张力作用下持纸张在印刷时张力的均匀性，被拉伸变长，第一色印刷的图案减少拉伸量。纸张在纵向拉伸的每经过一色组，纵向就会产生一同时，横向会有一定的缩小，所定的拉伸量。不同纸张拉伸变形以在制造版辊时，在版辊横向要量不同，铜版纸一般比卡纸大；有一定的缩小量。在加工印版而墨量大小、油墨黏度不同，以时，必须按照要求将误差控制在及经过烘箱的干燥温度不一样，允许范围之内，换版时也应严格纸张变形量又不同。因此，版辊按照设计的版序安装，否则套印尺寸要根据不同印刷条件进行一

误差就会波动很大。

印刷工艺533.版辊的加工精度

版辊的动、静平衡跳动大，会导致纸张印刷时张力周期性波动变化，不同程度地改变纸带印刷路径长度，从而导致套印误差范围加大。因此，应要求制版厂在制版过程控制时检测每根版辊的动、静平衡，以免给印刷生产带来更大的麻烦。印刷版辊传动侧和驱动侧直径不一致（又称“大小头”），版辊表面圆柱度等加工精度误差都会对印刷套印产生一定的影响。

4.装版过程

凹版主要分为有轴版辊和无轴版辊两种。

对无轴版辊（又称空心版）来说，每次装版时都需要一根版辊轴作为支撑。版辊轴在多次使用后，轴头会被磨细，轴与轴套里面的轴承配合就会有微小的间隙，使版辊转动时形成偏心运动而影响套准。无轴版辊在安装版辊轴时，必须确保版辊两端锥孔和固版锥头处无油墨或其他杂质，还要检查版辊轴上键条与版辊键槽的配合精度，不能有间隙，否则在版辊转动时会有晃动。无轴版辊在装配支撑轴时还要注意，有的机器是用蝶形弹簧卡紧，

印刷工艺有些机器是用螺纹锁紧，无论哪接机构有机械式直接锁紧和气动种方式，都要保证版辊印刷时不移动式夹头夹紧（利用气动装置会在胶辊压力下发生轴向窜动，直接夹紧空心版）两种方式。对出现图文横向套印不准。

于机械锁紧方式，应检查锁紧装有轴版辊则不存在这种问置是否损坏，传动与版轴是否出题。但由于制版费较高，印刷企现滑移，并加以锁固；对于气动业会对版辊进行多次退镀后再使夹紧方式，要检查该装置气压是用。在此过程中，轴头也会变得否稳定、有无漏气现象、气动元越来越细，如果要继续使用此版器件是否正常工作。 

辊，就要经常检查轴头的尺寸，有轴驱动设备的套印是通过必要时进行修补。

补偿辊改变纸路来完成的，版辊无轴版辊装版时，有时版辊是匀速运转；而无轴驱动设备利轴和版辊装配的配合精度不稳用靠版辊的转速来完成套印，版定，会产生版辊轴与版辊不同心辊是变速运转，要求版辊和驱动现象，导致版辊转动时形成微小电机联接的地方不能有间隙，否偏心运动而影响套印精度。有轴则影响版辊运转的相位，影响套版辊是制版厂一次加工成型的，印精度。因为每次换版时都有此

加工精度比无轴版辊有保证，所以有轴版辊整体比无轴版辊精度高，套印的稳定性好。

5.换版过程

凹印机各色组都有一套的连接机构，通过连接机构把动力传给印刷版辊。更换新的印刷版辊时，此连接装置若未锁紧，会导致印版在高速运转时出现前后移动或左右窜动，造成套印不准。连

操作，所以特别注意。

换版时，操作人员应对版辊的支撑轴承座进行检查，保证轴承润滑充足，运动畅通，减少对轴头的磨损，同时也避免因支撑轴承问题而影响套印。

三、印刷纸张

纸张稳定性对印刷套印至关重要。纸张的含水量、厚度均匀性、纤维伸缩方向，以及在张力作用下的弹性变形和塑性变形，还有纸张本身的纤维和填充料的稳定性，在印刷过程中因印刷面积大小和油墨的稀稠导致纸张变形量不一致，都会对套印产生很大的影响。

纸张松紧度直接影响纸张张力的变化，容易引起印刷张力不稳定，从而影响套准误差的波动。虽然目前几乎所有的凹印机都在印刷色组前加装了牵引单元来调整纸张张力，但如果纸卷过于松散，超出装置调整范围，印刷过程中张力波动过大，就会造成套印不准。

纸张在不同的温湿度环境下，因吸水量不同会出现荷叶边、边缘不整齐、纸张变形、起皱等问题，纸张本身含水率也

不完全一样，通过印刷色组烘箱后，不同温度下收缩率也会不同，这些因素都会影响印刷张力，从而在一定程度上影响套印精度。这些因素都是现实存在且无法避免的，建议在生产时才将纸张外包装拆除，同一批印刷活

件使用同一纸张厂家生产的同批纸张进行，减少这些因素对套印的影响。同时还应不断总结不同材料、不同品牌的纸张变形情况，通过其他手段进行适当补偿，即针对不同的纸张特性，制作印版时，在印版尺寸上做适当的伸放量，使纸张的变形与印版在印刷时匹配。

纸张在经过印刷导辊时会产生一定的静电，特别是秋冬季天气比较干燥，静电更大。因为纸张静电与导辊产生的力，导致印刷时纸张张力产生一定的波动，影响套印精度，所以在印刷色组前一般都会加装静电消除装置，特别是在东北地区。

四、设备精度

1.凹印机本身机械精度机器本身机械配件加工精度、电器控制精度和现场安装精度，导辊间的平行度和导辊相对

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墙板垂直度的安装精度，导辊与版辊间的水平平行度等问题都应予以重视并得到保障。如果这些精度无法保障，印刷时纸张就会左右摆动影响套印精度。新安装的机器，最好在运行磨合期后对色组导辊和机墙水平平行等进行一次检查和修正，保证机器稳定时的机械精度。

无轴驱动印刷设备在套印时是靠版辊的速度来控制，所以驱动马达减速箱的精度非常重要。减速箱间隙大，在控制时会有飘移现象，影响套印精度。有轴驱动印刷设备的套印调节是靠电机驱动减速箱带动补偿辊来完成的，因为版辊尺寸的误差有时会造成纸张张力非常大，导致补偿辊驱动机构受力过大而出现过载现象，磨损严重、精度降低，所以应多检查此机构，特别是减速箱的润滑油，需要定期检查和更换。

2.套印系统精度

套准控制系统是印刷机套印系统的运算中心，也是决定印刷

套印精度的核心要素之一，套准控制系统精度是保证印刷套印精度的前提。套准控制系统一般包含信号采集部分、信号处理部分、信号运算输出部分。其中经

印刷工艺55常出现问题的是信号采集部分，套准扫描头是信号采集的关键部件，其扫描的信号直接传送给信号处理部分，信号采集的稳定性对套准起着至关重要的影响。

对于不同颜色的色标，扫描头的检测角度也会不同，对于红、黑、白等颜色反差比较明显，信号较强，扫描头可以调整为垂直状态；而对于黄、银等浅色颜色（特别是印刷在反光材料时），信号较弱，扫描头须与色标有一定的角度，但角度一般不能超过±15°，否则会影响信号的准确度。

套准扫描头大部分是采用光来判断色标位置的，发光灯泡通过光纤把光输送到扫描头上进行聚光，光的强弱对信号的采集非常重要，当发现信号比较弱时就需要检查发光灯泡、聚光镜是否有脏物，光纤是否有破损，聚光镜离纸张的距离是不是太远，必要时应更换灯泡。

五、工 艺

机组式凹印机影响套印的因素非常多，有些是无法避免的，只能通过工艺方式进行整体调整补偿，降低套印的波动幅度和频

56印刷工艺率，达到印刷完美的效果。

表面干结后形成牢固脏点，使压1.压辊压力的调整

印辊的局部周长变大，影响压力在所有印刷方式中，只有凹版的均匀性，还会加速压印辊表面印刷压辊要克服纸张的张力，使橡胶的老化。

每个版辊间张力相互隔离，所以目前卷筒纸机组式凹版压印施加的印刷压力最大。印刷压力的辊动力是气动驱动，气路系统气均匀性及大小，直接影响到纸张压不稳定，造成压印辊两端的气张力的变化，进而影响到套准。

缸气压不稳定，或压印辊两端气凹印机印刷色组较多，因要缸压力调节不平衡，在印刷时纸经烘箱干燥，纸路较长，印刷机张张力松紧不定，产生套印不组的压印辊应调整至两端平整、准。操作人员应多检查此处的气一致，前后机组的印刷压力相匹路系统，在每个色组加装一个储配，否则机组间张力会不稳定。气罐，提高气路系统的稳定性。

在日常工作中，要保持压印辊表印刷压辊压力应根据不同纸面清洁，保持压印辊的弹性。在张和印刷面积等印刷条件进行设正常印刷中压印辊也会吸附油墨置，压力小，在套印调节时会影和纸张上的灰尘，这些东西在其

响其他色组的张力；压力大，在

印刷套印调节时会调得比较慢甚至调整不了。因此，压辊压力应根据不同的印刷工艺进行设置。

2.色标的处理

一些经过二次深加工的纸张，例如光棒纸、金银卡纸、镭射纸张等光亮的材料，因纸张底色无规律的亮，有时色标油墨的颜色很难完全遮盖底纸的反光，这种反光在一定程度上会干扰扫描头信号的采集，影响套印系统的灵敏度。遇到这种情况，在制版时一般需要把色标雕刻得深一些或者在色标的地方印刷一层白墨打底，减少纸张对信号采集的干扰。

3.套印方式的设计

目前卷筒纸机组式凹印机套印主要有直接测算、演算和模拟法三种方式。直接检测就是在套印的色组间直接雕刻上两个距离为标准距离的色标，在后面一色套印前面一色时，扫描头直接检测两个色标的距离，计算出套印误差，这种套印方式精度最高，又称A套法。有些透明油墨印的色标是透明的，扫描头无法读取其信号，一般利用版辊的编码器演算出色标的相位，扫描头只读取与其套印的前一色色标，再将此

信号与后一色编码器的相位进行计算，算出套印误差。这种套印方式又称B套法，因误差是演算出来的，准确度比较差，所以套印精度没有A套法高。还有一种套印方法，设计一个色标的模拟盘，把模拟盘安装在版辊的轴头上，模拟盘的直径需与版辊一样，色标也与版辊的一样，模拟版辊的功能，在套印时一个扫描头采集前一色的色标信号，另外一个扫描头采集模拟盘上的色标信号，再计算出色标间的距离，和标准距离相比，算出套印误差。这种套印方法减少了B套法编码器的误差，套印精度比B套法高一些。但在工艺安排时，还是尽量采用A套印法。

4.色序排列及烘箱温度控制控制烘箱干燥温度主要是控制纸张因失水不均引起纸张变形不均，造成水分蒸发率不同，从而导致横向收缩率不同，影响套印精度。实际操作时，烘干箱应保持基本相同的烘干温度。还可根据实际横向套印误差大小，适当提高或降低烘箱温度。

在安排色序时，尽量把需要低干燥温度的颜色安排在前面，大面积的需要燥温度的放在

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后面，这样能避免因前面纸张伸缩比较大而影响后面颜色的套印精度。

六、总 结

套印精度如此重要，影响卷筒纸机组式凹版印刷机套印的因素又如此之多，操作人员如何去平衡和相互补偿这些影响因素非常重要。这就要靠操作人员积累的经验和对问题细节的关注。

除了上述注意事项外，操作人员每次换版前需要对版辊相关参数进行检验，检查版辊与机器连接的可靠性，根据印刷时的实际情况对一些参数进行调整；在套印系统和补偿执行机构中，为防止波动过大需要对干扰信号进行过滤；套印时要时刻关注色标波形的变化，波形比较规则，高度比较大，说明色标的信号比较强，抗干扰性也比较好；注意材料是否反光，波形门的宽度等，这些因素对印刷套印的稳定性非常重要。

作者单位：汕头东风印刷股份有限公司

关键词：凹版印刷 套印精度 印刷版辊 色标 纸张

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