陳錦華，何邦貴，段正紅，金琨，張呂良，夏家良，王琪

提高鐳射光柱卡紙色標(biāo)光檢測(cè)信號(hào)識(shí)別精度研究

陳錦華1，何邦貴1，段正紅2，金琨2，張呂良2，夏家良3，王琪3

（1.昆明理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，昆明 650500；2.大理美登印務(wù)有限公司，云南 大理 671000； 3.云南九九彩印有限公司，昆明 650000）

針對(duì)凹版印刷以鐳射光柱紙作為承印物，鐳射光柱對(duì)色標(biāo)檢測(cè)傳感器產(chǎn)生干擾，致使鐳射光柱紙不能使用傳統(tǒng)套印工藝進(jìn)行印刷，提出一種可直接在鐳射光柱區(qū)域直接印刷套準(zhǔn)色標(biāo)的新工藝與技術(shù)方案。對(duì)色標(biāo)傳檢測(cè)感器檢測(cè)原理進(jìn)行分析，分析鐳射光柱紙的特點(diǎn)以及對(duì)色標(biāo)傳感器造成的干擾。根據(jù)鐳射光柱光譜反射率曲線來(lái)進(jìn)行濾光鏡片的選取，同時(shí)也加入衰減鏡片以及消光膜進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)測(cè)量電壓，實(shí)驗(yàn)使用松德凹印機(jī)組進(jìn)行。以白卡紙?zhí)子‰妷鹤鳛閰⒖?，選取不同鏡片組合進(jìn)行生產(chǎn)打樣。鏡片組合可以濾除鐳射光柱，色標(biāo)傳感器能準(zhǔn)確檢測(cè)色標(biāo)光信號(hào)，上機(jī)打樣滿足高精度多色套印，且不需要復(fù)雜的鏤空、遮蓋工藝，節(jié)省了一組色序，并節(jié)省了2%的承印物原材料。對(duì)色標(biāo)檢測(cè)傳感器檢測(cè)原理的分析以及對(duì)鐳射光柱紙的光譜反射率曲線的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了使用濾光鏡片組合對(duì)鐳射光柱的濾除，證明了套準(zhǔn)標(biāo)記可直接印刷在鐳射光柱區(qū)域的可行性。同時(shí)，提高了承印物的利用率，減低了油墨使用量。

鐳射光柱紙；色標(biāo)檢測(cè)傳感器；套印色標(biāo)；濾光鏡片

電子無(wú)主軸傳動(dòng)技術(shù)在凹印套印控制系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用，該技術(shù)具有響應(yīng)迅速快、套印精度高、套準(zhǔn)時(shí)間短、占地面積小[1-2]等優(yōu)點(diǎn)。為了提高印刷效率，在無(wú)軸傳動(dòng)的基礎(chǔ)上，不停機(jī)收放卷技術(shù)也隨之出現(xiàn)，彌補(bǔ)了因手動(dòng)換卷造成而出現(xiàn)的大量時(shí)間浪費(fèi)，提高產(chǎn)能[3]，可根據(jù)印后工藝加工要求還可以加入燙金、模切、紫外線油墨印刷工藝以及二維碼在線噴印工藝等功能[4]。其中，套印精度高和時(shí)間短主要得益于凹印機(jī)組的套印控制系統(tǒng)[5]，每個(gè)套印控制系統(tǒng)單獨(dú)控制一個(gè)色組，在印刷完前一色序后，后一色序套準(zhǔn)標(biāo)記先通過(guò)色標(biāo)檢測(cè)傳感器，檢測(cè)到的信號(hào)送入套印系統(tǒng)，套印系統(tǒng)處理后發(fā)出補(bǔ)償信號(hào)，控制印輥縱向電機(jī)保證印刷線速度與上一色序一致，橫向電機(jī)接收到補(bǔ)償信號(hào)后，帶動(dòng)絲桿調(diào)整印輥的軸向位置，最終滿足生產(chǎn)要求。蔣恩松等[6]提到套印誤差主要由色變檢測(cè)傳感器發(fā)出調(diào)制光，再根據(jù)反射光強(qiáng)弱來(lái)判斷。王良等[7]提到色標(biāo)檢測(cè)傳感器廣泛應(yīng)用于印刷、食品、造紙以及紡織業(yè)中，可對(duì)印刷在某種背景色中的色標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。葉子解等[8]提到檢測(cè)套印色標(biāo)與色標(biāo)檢測(cè)傳感器發(fā)出光的波長(zhǎng)、入射角度以及功率有光，承印物本身以及套印色標(biāo)反射光強(qiáng)不同來(lái)分別判斷。色標(biāo)檢測(cè)傳感器是凹印套印的基礎(chǔ)，套印色標(biāo)能否被精確識(shí)別直接影響印品成品率[9]。在傳統(tǒng)卷煙包裝印刷中，承印物大多數(shù)為白卡紙，色標(biāo)檢測(cè)傳感器能精確識(shí)別印刷在白色背景上的套準(zhǔn)色標(biāo)。目前，隨著環(huán)保意識(shí)的提高以及防偽性能的要求，鐳射光柱卡紙成為了大多數(shù)卷煙包裝的選擇，但由于鐳射光柱對(duì)色標(biāo)檢測(cè)傳感器的影響使得套印色標(biāo)無(wú)法被精確檢測(cè)，最終無(wú)法套印導(dǎo)致廢品率上升。王宏偉等[10]提到使用帶有銀邊為15～20 mm的鐳射光柱紙進(jìn)行凹印套印，但銀邊占整個(gè)印刷品的2.00%～2.78%，增加了原材料浪費(fèi)。在鐳射光柱紙研究中，黃敏等[11]使用3D激光共聚焦顯微鏡放大3 000倍，可知鐳射光柱紙彩虹效果是由于其衍射光柵周期性結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致。Nadal等[12]提到鐳射光柱紙表面鍍有一層珠光涂層材料，該層形成的衍射光柵結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鐳射光柱產(chǎn)生。陳錦華等[13]提出利用模切位置進(jìn)行套印色標(biāo)的印刷，并以基準(zhǔn)色塊作為第一色，對(duì)鐳射光柱進(jìn)行覆蓋，套印色標(biāo)需要經(jīng)過(guò)遮蓋、鏤空來(lái)體現(xiàn)，增加工藝難度，且需要單獨(dú)一組色序作為基準(zhǔn)色塊，對(duì)于色序組數(shù)較少的凹印機(jī)組難以實(shí)現(xiàn)。

結(jié)合上述研究現(xiàn)狀和成果可知，不僅對(duì)凹印套印系統(tǒng)和色標(biāo)檢測(cè)傳感器進(jìn)行了大量的研究，也對(duì)鐳射光柱紙表面彩虹效果進(jìn)行研究，但對(duì)使用濾色鏡片進(jìn)行鐳射光柱的濾除沒(méi)有可以參考的文獻(xiàn)以及方法。在目前研究成的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)鐳射光柱紙光譜測(cè)量，根據(jù)光譜分布區(qū)間來(lái)選擇合適的濾光鏡片，然后配合不同的衰減鏡片以及消光膜。把套準(zhǔn)標(biāo)記位置移動(dòng)至鐳射光柱區(qū)域，通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇出合適的鏡片組合對(duì)鐳射光柱進(jìn)行濾除，避免色標(biāo)檢測(cè)傳感器產(chǎn)生干擾，提高承印物利用率，降低原材料消耗。

1 凹印套印檢測(cè)原理分析

凹印在煙標(biāo)印刷中占主要地位，套準(zhǔn)色標(biāo)形狀以楔形套印色標(biāo)為主，規(guī)格一般是一頭寬為1 mm、另外一頭寬為4 mm、長(zhǎng)為10 mm、間距為20 mm。由于在橫向位置寬度不一樣，不僅能用在縱向進(jìn)行套印，也能在橫向進(jìn)行套印。色標(biāo)檢測(cè)傳感器有2個(gè)光電眼檢測(cè)原理，如圖1所示，套印色標(biāo)反射，由透鏡聚集的光源，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后輸出脈沖信號(hào)，兩光路原理一致，兩光路鏡頭相距約為20 mm。偏差檢測(cè)時(shí)：以前一色序的套印色標(biāo)為基準(zhǔn)，當(dāng)后一色序的套印色標(biāo)經(jīng)過(guò)時(shí)，兩路光電檢測(cè)系統(tǒng)同時(shí)產(chǎn)生兩色標(biāo)脈沖信號(hào)[14]。1、2距離小于20 mm時(shí)，前一色序滯后于后一色序；1、2距離大于20 mm時(shí)，前一色序超前于后一色序；1、2距等于20 mm時(shí)，前一色與后一色序滿足凹印套印要求。

圖1 雙光電眼檢測(cè)原理

色標(biāo)檢測(cè)傳感器信號(hào)輸出如圖2所示，色標(biāo)檢測(cè)光電傳感器以第1色的套印色標(biāo)1作為基準(zhǔn)。其產(chǎn)生的脈沖信號(hào)為主脈沖，檢測(cè)第2色時(shí)，該套印色標(biāo)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)為副脈沖2，主副脈沖之間的時(shí)間差?1?2。當(dāng)縱向套印出現(xiàn)誤差時(shí)，印刷品圖文縱向會(huì)發(fā)生重疊，?值發(fā)生變化與預(yù)先設(shè)置的值不一致，如果2超前或者滯后，則表明存在套印誤差，時(shí)間差?越大，套印誤差越大。當(dāng)橫向套印出現(xiàn)誤差時(shí)，橫向發(fā)生變化，橫向誤差通過(guò)檢測(cè)套印色標(biāo)中的1和2對(duì)應(yīng)輸出脈沖寬度來(lái)計(jì)算承印物位置，當(dāng)1等于2時(shí)，套印準(zhǔn)確。當(dāng)1不等于2時(shí)，印刷品圖文橫向會(huì)發(fā)生重疊[15-16]。

圖2 凹印套印色標(biāo)波形示意圖

色標(biāo)檢測(cè)傳感器在檢測(cè)鐳射光柱紙時(shí)，信號(hào)輸出如圖3所示，色標(biāo)檢測(cè)光電傳感器以第一色的套印色標(biāo)1作為基準(zhǔn)，在檢測(cè)2時(shí)，會(huì)受到鐳射光柱紙的影響產(chǎn)生雜波，使得在凹印套印過(guò)程中出現(xiàn)誤判?難以恒定，難以滿足套印要求，產(chǎn)生大量廢品。

圖3 鐳射光柱紙?zhí)诇?zhǔn)信號(hào)波形示意圖

2 鐳射光柱紙光譜測(cè)量與鏡片選擇

2.1 光譜測(cè)量

鐳射光柱是由每毫米中有幾千條干涉條紋的激光全息所產(chǎn)生，衍射能力非常強(qiáng)，條紋周期約為1 μm，光柵方程見(jiàn)式（1）。

式中：為光柵周期；和分別為光線的入射角和衍射角，如圖4所示；為衍射級(jí)數(shù)；為波長(zhǎng)[17]。鐳射光柱紙由于光柵衍射原因，在不同角度進(jìn)行觀察會(huì)呈現(xiàn)出彩虹光帶效果，如圖5所示，這樣不遵循一般光反射的特性。在凹印機(jī)組進(jìn)行印刷時(shí)，色標(biāo)檢測(cè)傳感接收到鐳射光柱紙衍射光信號(hào)，使得套印信號(hào)混亂且無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別套印色標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致凹印套印系統(tǒng)難以發(fā)出補(bǔ)償信號(hào)，直接在鐳射光柱區(qū)域印刷套印色標(biāo)就變得難以實(shí)現(xiàn)。

使用一張未印刷大小為755 mm×755 mm規(guī)格的鐳射光柱紙進(jìn)行測(cè)量，沿方向，以150 mm為間隔進(jìn)行測(cè)量，一共測(cè)量5個(gè)點(diǎn)，沿方向，以70 mm為間隔進(jìn)行測(cè)量，一共測(cè)量9個(gè)點(diǎn)，光柱鐳射紙放大30倍的觀測(cè)圖，如圖6所示。

圖4 反射光柵光路

圖5 鐳射光柱紙

圖6 鐳射光柱紙光柵條紋

在印刷時(shí)，鐳射光柱紙的運(yùn)動(dòng)方向是沿方向，并垂直于鐳射光柱方向相進(jìn)行印刷，且色標(biāo)檢測(cè)傳感器垂直照射于承印物之上。選用Xrite SpectroEye分光光度計(jì)對(duì)鐳射光柱進(jìn)行光譜信息測(cè)量，如圖7所示，滿足印刷條件，故分光光度計(jì)應(yīng)在0°接收衍射光。從儀器采集到的光譜反射圖可知，接收波長(zhǎng)為380～730 nm、380～430 nm時(shí)衍射光反射率下降，430～580 nm的衍射光反射率最低約為20%，580 nm后開(kāi)始上升，最高可達(dá)到130%左右。

圖7 分光光度計(jì)

衍射光主波長(zhǎng)探測(cè)到的光譜從560 nm開(kāi)始上升，在波長(zhǎng)為650～700 nm時(shí)達(dá)到峰值，在采集儀器顯示的數(shù)據(jù)中，部分?jǐn)?shù)據(jù)光譜能量超過(guò)100%，這是由于設(shè)備接受到的能量由反射光譜和衍射光譜能量組成，如圖8所示。雖然光譜能量會(huì)隨采樣位置的變化而有所不同，但總體差異較小。

圖8 光譜能量信息

2.2 濾光鏡片選擇

從上述可知，濾光鏡片選用截止濾光鏡片，可以讓指定的某一段范圍中的光束透過(guò)，對(duì)不在這一范圍內(nèi)的光束產(chǎn)生抑制。抑制短波光束的濾光片稱為長(zhǎng)波通濾光片，相反，則稱為短波通濾光片[18]。使用表1中實(shí)驗(yàn)材料，短波通濾光鏡片的中心波長(zhǎng)分別為500、550、600 nm，中性密度濾光片的衰減率分別為30%、40%、50%和60%，如圖9所示，進(jìn)行組合，其中一組使用消光膜，另外一組不使用消光膜。首先，使用0%的消光膜與3種濾光片以及不同參數(shù)的衰減鏡片進(jìn)行組合使用，然后是使用25%的消光膜與3種濾光片以及不同參數(shù)的衰減鏡片進(jìn)行組合使用。

表1 500 nm濾光鏡片有消光膜電壓測(cè)量

Tab.1 Voltage measurement of 500 nm filter lenses with extinction film V

圖9 不同鏡片

3 實(shí)驗(yàn)與分析

3.1 電壓測(cè)量

首先，對(duì)松德凹印機(jī)組上的色標(biāo)傳感器尺寸進(jìn)行測(cè)量，設(shè)計(jì)打印鏡架安裝鏡片。一個(gè)完整的濾光設(shè)備由架子、衰減片、濾光鏡片和消光膜共4個(gè)部分組成，如圖10所示。凹印機(jī)組光色標(biāo)檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出必須要查閱其說(shuō)明手冊(cè)，在其“COLORCON UNIT BOX”部分找到信號(hào)輸出的接線端子，位于“JUNCTION BOX”盒子中，盒子的工作電壓為12 V，盒子內(nèi)有T1、T2、12 V+等3個(gè)接線端子，把示波器接到T1與12 V+等2個(gè)端子上進(jìn)行信號(hào)讀取，進(jìn)行電壓信號(hào)的讀取。

圖10 鏡片安裝示意圖

3種濾光鏡片與消光膜組合，一組帶有消光膜，一組不帶消光膜，共6組。將已有的6個(gè)組分別與4種中性衰減鏡片進(jìn)行組合，安裝在凹印機(jī)色標(biāo)檢測(cè)光電傳感器上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用中心波長(zhǎng)為500、550和600 nm的濾光鏡片分別與4種衰減鏡片進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)。

先對(duì)有消光膜組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表1中選用500 nm濾光鏡片，不使用衰減鏡片，紅色、棕色和黑色油墨電壓值較高，電壓值為3.0～3.5 V；其次是白色油墨，電壓值為2.0～2.5 V，黃色油墨電壓值最小，為1.5～2.0 V。使用衰減率分別為30%、40%、50%、60%的衰減鏡片，5種顏色的電壓均在減小。使用550 nm的濾光鏡片后（表2），在未使用衰減鏡片時(shí)，紅色、棕色和黑色油墨電壓值較高，電壓值為6.0～7.0 V；白色油墨的電壓值為5.0～6.0 V，黃色油墨電壓值為4.0～5.0 V，電壓值明顯高于表1中的電壓值，但加裝衰減鏡片之后，電壓降低程度大于表2中的電壓。使用600 nm的濾光鏡片后（表3），不使用衰減鏡片的電壓值在3組實(shí)驗(yàn)中最高，加裝衰減鏡片后電壓值下降幅度最大。

表2 550 nm濾光鏡片有消光膜電壓測(cè)量

Tab.2 Voltage measurement of 550 nm filter lenses with extinction film V

表3 600 nm濾光鏡片有消光膜電壓測(cè)量

Tab.3 Voltage measurement of 600 nm filter lenses with extinction film V

對(duì)不帶消光膜的鏡片組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)順序與上述實(shí)驗(yàn)相同。3種濾色片與4種衰減片進(jìn)行組合，得到的結(jié)果見(jiàn)表4—6。首先，對(duì)500 nm濾光鏡片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不帶消光膜的電壓數(shù)據(jù)要明顯高于帶有消光膜的實(shí)驗(yàn)組，同樣紅色、棕色和黑色油墨的電壓值較高，白色的電壓值其次，黃色的電壓值最低。然后，分別使用550 nm與600 nm濾光鏡片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同樣在使用衰減鏡片后，各個(gè)顏色油墨的電壓值迅速降低。3組不帶消光膜的電壓值均高于3組帶消光膜的電壓值。

表4 500 nm濾光鏡片無(wú)消光膜電壓測(cè)量

Tab.4 Voltage measurement of 500 nm filter lenses without extinction film V

表5 550 nm濾光鏡片無(wú)消光膜電壓測(cè)量

Tab.5 Voltage measurement of 550 nm filter lenses without extinction film

表6 600 nm濾光鏡片無(wú)消光膜電壓測(cè)量

Tab.6 Voltage measurement of 600 nm filter lenses without extinction film

由上述實(shí)驗(yàn)可知，5種不同顏色的油墨，其中黃色油墨在5種顏色中電壓值最小，因此保證黃色能夠被準(zhǔn)確識(shí)別非常重要。使用白卡紙進(jìn)行套印時(shí)，電壓值為1～4 V能保證套印色標(biāo)能夠被準(zhǔn)確識(shí)別。因此，根據(jù)白卡紙的套準(zhǔn)電壓來(lái)挑選出黃色油墨電壓為1～4 V的實(shí)驗(yàn)組，并在凹印上進(jìn)行后續(xù)的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。

3.2 上機(jī)實(shí)驗(yàn)

在使用白卡紙進(jìn)行凹版印刷時(shí)，色標(biāo)傳感器檢測(cè)到色標(biāo)，且能正常識(shí)別的電壓區(qū)間為1～4 V。從3.1節(jié)實(shí)驗(yàn)中找出滿足該電壓需求的鏡片配合方案，分別如下：

1）在帶有消光膜的前提下，使用500 nm濾光鏡片，所有油墨色組不需要衰減鏡片；使用550 nm濾光鏡片，所有油墨色組均需要安裝30%的衰減鏡片；使用600 nm濾光鏡片，白色油墨色組需要安裝30%的衰減鏡片，黃色和紅色油墨色組需要安裝30%的衰減鏡片，棕色和黑色油墨色組需要安裝40%的衰減鏡片。

2）在不帶有消光膜的前提下，使用500 nm濾光鏡片，白色油墨色組需要配合30%的衰減鏡片使用，黃色油墨色組不需要衰減鏡片，紅色油墨需要配合40%的衰減鏡片使用，棕色和黑色油墨不需要配合衰減鏡片使用；使用550 nm濾光鏡片，所有油墨色組均需要配合30%的衰減鏡片使用；使用600 nm濾光鏡片與使用550 nm濾光鏡片的情況相同。

主要設(shè)備及材料：凹印機(jī)采用松德（SAY820C8）凹印機(jī)組；紙張采用225 g/m2×735 mm的無(wú)銀邊鐳射光柱紙。

使用在鐳射光柱區(qū)域進(jìn)行套印色標(biāo)印刷的印版，按照上述鏡片配合進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。首先觀察松德凹印機(jī)組上位機(jī)中顯示的套準(zhǔn)信號(hào)，鐳射光柱是否還會(huì)對(duì)色標(biāo)檢測(cè)傳感器產(chǎn)生影響而出現(xiàn)雜亂的脈沖波形信號(hào)；再查看印品套印精度是否滿足該產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。通過(guò)加裝濾光鏡片、衰減鏡片以及消光膜，可過(guò)濾鐳射光柱，杜絕其對(duì)色標(biāo)檢測(cè)傳感器的影響，套印色標(biāo)能被準(zhǔn)確識(shí)別，滿足高精度多色套印影響。

為進(jìn)一步驗(yàn)證光柱鐳射紙取消銀邊工藝的效果，使用無(wú)銀邊鐳射光柱紙進(jìn)行20個(gè)月的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，并統(tǒng)計(jì)出各類去除銀邊光柱鐳射紙使用情況，見(jiàn)表8。

表7 去除銀邊光柱鐳射紙使用情況

Tab.7 Use of silver-edge removed laser paper

在使用濾色鏡片工藝下，也實(shí)現(xiàn)了不需要銀邊進(jìn)行生產(chǎn)，不僅減少了整個(gè)紙張的2.00%的浪費(fèi)，且減少了一個(gè)序油墨的使用，未使用新工藝前每卷紙使用0.3 kg油墨，使用新工藝實(shí)現(xiàn)第1色序油墨的全部節(jié)省，每16卷紙節(jié)約人工0.5 h。同時(shí)，去除銀邊后，承印物兩側(cè)都能進(jìn)行套印色標(biāo)印刷，故不需要區(qū)分銀邊的位置，增加了鐳射光柱紙對(duì)凹印機(jī)的通用性?？偣补?jié)省紙張約14 420 kg、節(jié)省人工24.5 h、節(jié)省油墨235.5 kg。實(shí)驗(yàn)成品見(jiàn)圖11。

圖11 印刷套準(zhǔn)色標(biāo)

4 結(jié)語(yǔ)

相較前文中提到使用印刷基準(zhǔn)色塊作為第1色序，對(duì)紙張鐳射光柱進(jìn)行光電信號(hào)掩蓋，使用濾光鏡片輔助印刷工藝，能完全節(jié)省1個(gè)色序印刷單元組，也不需要復(fù)雜的色序組之間的相互鏤空、遮蓋工藝來(lái)提供套印色標(biāo)。同時(shí)，節(jié)約每批次印刷工序的第1色序調(diào)墨、安裝刮墨刀、安裝供墨車及輔助裝置的操作工勞務(wù)時(shí)間。不考慮油墨對(duì)鐳射光的遮擋效果，以及凹印機(jī)組的色組數(shù)不足造導(dǎo)致無(wú)法滿足生產(chǎn)色組數(shù)的問(wèn)題。通過(guò)20個(gè)月的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了在凹印印刷紙張鐳射光柱區(qū)域進(jìn)行套印標(biāo)記印刷，降低了承印物卷筒紙的消耗約14 420 kg，徹底節(jié)省油墨約235.5 kg，節(jié)省了1個(gè)色序的調(diào)墨和安裝印版的時(shí)間，且新工藝也可在其他凹印印刷品牌類似印品中進(jìn)行推廣使用。

[1] LEE K M, FOONG S. Lateral Optical Sensor With Slip Detection for Locating Live Products on Moving Conveyor[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2009, 7(1): 123-132.

[2] RAJA A S, SANKARANARAYANAN K. Performance Analysis of a Colorimeter Designed with RGB Color Sensor[C]// International Conference on Intelligent & Advanced Systems IEEE, 2007: 305-310.

[3] LIU Shan-hui, MEI Xue-song, KONG Fan-feng et al. A Decoupling Control Algorithm for Unwinding Tension System Based on Active Disturbance Rejection Control. Mathematical Problems in Engineering, 2013(6): 1798-1803.

[4] 陳宸, 楊國(guó)濤, 牛佳佳, 等. 卷煙商標(biāo)紙生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào), 2016, 22(6): 63-69.

CHEN Chen, YANG Guo-tao, NIU Jia-jia, et al. Current Situation of Production and Application of Cigarette Labels[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2016, 22(6): 63-69.

[5] 李婧. 凹版印刷多色套準(zhǔn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 包裝工程, 2021, 42(19): 277-281.

LI Jing. Design of Multi-Color Alignment Control System for Intaglio Printing[J]. Packaging Engineering, 2021, 42(19): 277-281.

[6] 蔣恩松, 肖輝軍, 孫劉杰, 等. 高精度套印誤差光電檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2007, 25(6): 78-81.

JIANG En-song, XIAO Hui-jun, SUN Liu-jie, et al. Key Technology of High Precision Photoelectric Detecting System for Registration Deviation[J]. Journal of Shan'xi University of Science & Technology (Natural Science Edition), 2007, 25(6): 78-81.

[7] 王良, 李鴻. 色標(biāo)傳感器工作原理初探[J]. 中國(guó)井礦鹽, 2008, 39(6): 28-30.

WANG Liang, LI Hong. Preliminary Approach on the Working Principle of the Color Scale Sensor[J]. China Well and Rock Salt, 2008, 39(6): 28-30.

[8] 葉子解, 王子江. 色標(biāo)檢測(cè)光電傳感器的研究[J]. 儀表技術(shù)與傳感器, 1996(12): 7-9.

YE Zi-jie, WANG Zi-jiang. A Photoelectric Sensor for Color Marks Testing[J]. Instrument Technique and Sensor, 1996(12): 7-9.

[9] 陳錦華. 高精度多色無(wú)銀邊鐳射光柱紙凹印工藝研究[D]. 昆明: 昆明理工大學(xué), 2022: 18-22.

CHEN Jin-hua. Research on Gravure Printing Technology of High Precision Multi-Color Laser Column Paper without Silver Edge[D]. Kunming: Kunming University of Science and Technology, 2022: 18-22.

[10] 王宏偉, 蔣迎春, 韋天波. 鐳射卷筒紙凹印去銀邊定位印刷[J]. 印刷技術(shù), 2019(7): 30-31.

WANG Hong-wei, JIANG Ying-chun, WEI Tian-bo. Laser Web Gravure Printing with Silver Edge Removed and Positioning Printing[J]. Printing Technology, 2019(7): 30-31.

[11] 黃敏, 李澤陽(yáng), 石冰潔, 等. 光柱鐳射紙及其印刷品的顏色質(zhì)量評(píng)價(jià)方法[J]. 光學(xué)學(xué)報(bào), 2017, 37(2): 364-372.

HUANG Min, LI Ze-yang, SHI Bing-jie, et al. Color Quality Evaluation Methods for Holographic Paper and Its Printings with Light Pillars[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(2): 364-372.

[12] NADAL M, EARLY E. Color Measurements for Pearlescent Coatings. Color Research & Application. 2004, 29: 38-42.

[13] 陳錦華, 何邦貴, 楊述鑫, 等. 鐳射光柱紙凹印套準(zhǔn)色標(biāo)位置優(yōu)化及實(shí)現(xiàn)[J]. 包裝工程, 2021, 42(21): 188-193.

CHEN Jin-hua, HE Bang-gui, YANG Shu-xin, et al. Optimization and Realization of Alignment Color-Mark Position of Laser Column Paper Gravure Printing[J]. Packaging Engineering, 2021, 42(21): 188-193.

[14] 孫琪. 凹版印刷機(jī)自動(dòng)套色控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 包裝工程, 2017, 38(21): 209-212.

SUN Qi. Design and Application of Automatic Register Control System of Gravure Printing Machine[J]. Packaging Engineering, 2017, 38(21): 209-212.

[15] 韓璐斌. 光電式傳感器的原理及其特性[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2020(10): 77-78.

HAN Lu-bin. Photoelectric Transducer's Principles and Characteristics[J]. Technology Innovation and Application, 2020(10): 77-78.

[16] 鄧瑞, 侯和平, 徐卓飛, 等. 印刷紙帶糾偏裝置研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 包裝工程, 2018, 39(13): 138-143.

DENG Rui, HOU He-ping, XU Zhuo-fei, et al. Research on the Guiding Control Device of Printing Paper Tape and System Development[J]. Packaging Engineering, 2018, 39(13): 138-143.

[17] 萬(wàn)曉霞, 劉振, 黃新國(guó). 全息光柵基彩色圖像光譜反射率模型[J]. 中國(guó)印刷與包裝研究, 2010, 2(z1): 41-44.

WAN Xiao-xia, LIU Zhen, HUANG Xin-guo. The Spectral Reflectance Model of Coloring Images on Holographic Papers[J]. China Printing and Packaging Study, 2010, 2(z1): 41-44.

[18] 王月花. 薄膜光學(xué)原理與技術(shù)[M]. 徐州: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 2020: 63-64.

WANG Yue-hua. Principle and Technology of Thin Film Optics[M]. Xuzhou: China University of Mining and Technology Press, 2020: 63-64.

Improvement of Identification Accuracy of Color Label Light Detection Signal in Laser Column Paperboard

CHEN Jin-hua1, HE Bang-gui1, DUAN Zheng-hong2, JIN Kun2, ZHANG Lyu-liang2, XIA Jia-liang3, WANG Qi3

(1. Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China; 2. Dali Meideng Printing Co., Ltd., Yunnan Dali 671000, China; 3.Yunnan Jiujiu Color Printing Co., Ltd., Kunming 650000, China)

In the gravure printing with laser column paper as the printing material, the laser column interferes with the color label detection sensor, causing the laser column paper unable to be printed by the traditional overprinting process. Therefore, the work aims to propose a new process and technology solution to print the registration color label directly in the laser column area. The detection principle of the color label sensor was analyzed, and the characteristics of the laser column paper and the interference caused to the color label sensor were analyzed. The filter lenses were selected based on the spectral reflectance graph of the laser column, and the attenuating lenses and extinction films were also combined for the experimental measurement of voltage, which was carried out by the Songde gravure printing machine set. Different combinations of lenses were selected for production proofing with the ivory board overprint voltage as a reference. The combined lenses could filter out the laser column, the color label sensor could accurately detect the color light signal, and the onboard proofing met the high precision multi-color overprinting. In addition, complicated hollowing and masking process were not required, which saved a set of color sequence and 2% of printing raw materials. The analysis on the detection principle of the color label detection sensor and the measurement of the spectral reflectance curve of the laser column paper enable the filtering of the laser column by a combination of filter lenses and demonstrate the feasibility of printing the registration label directly in the laser column area. At the same time, the utilization of printing materials is improved and the amount of ink used is reduced.

laser column paper; color label detection sensor; set color label; filter lens

TS835

A

1001-3563(2023)09-0275-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.09.033

2022?08?21

云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2019DC005）；云南九九彩印有限公司合作項(xiàng)目（649320200029）；大理美登印務(wù)有限公司合作項(xiàng)目（2022K0004A）

陳錦華（1993—），男，碩士生，主攻機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造。

何邦貴（1963—），男，教授，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造、包裝印刷新材料等。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋