印刷制版设备—晒版机的设计与技术性能

蒲 涛陈海生付文亭

印刷制版设备—晒版机的设计与技术性能

蒲 涛陈海生付文亭

在现代印刷产业中，晒版制版是印刷的一项重要环节。高质量的彩印画刊和流行的丝网版印刷很大程度上依仗设备性能和操作人员的使用技能及拼版组合等多方面的技能水准。在条件允许的情况下，应尽量完美制版和印刷的设备。

晒版机覆晒的版材主要有两种，一种是胶印机的PS版（Presensitized Offset Plates），简称预涂感光版。PS版具有分辨力高,网点再现饱满,层次丰富,水墨平衡易掌握,耐印力高等特点。另一种是丝网印刷，它是将涂布感光胶的网版通过强光的照射，把底图上画好的图形中的透光部在网版曝光、冲洗所制成的印刷网版。制版设备一般包括晒版设备及相配套的烘干和冲现设备等。晒版机的设计与技术性能探讨如下。

一、晒版机的类别和基本组合

晒版机一般分为两种类型，箱式晒版机和立式晒版机。

A、箱式晒版机

箱式晒版机（如图1），箱式晒版机由一个带有真空吸气装置的橡皮气膜和一块带有很厚玻璃的箱体组成，玻璃下的箱体内安有数根紫外线灯管，箱体的下段装有真空吸气装置。箱式真空吸气晒版机一般带有自动控时装置，其工作原理是将涂布过感光胶的网框和底图放置在玻璃上，然后合上箱盖，启动真空吸气装置，使网版网面和底图充分地密合，调整好时间启动光源，待曝光结束后，晒版机会自动关闭光源，取出网版，经冲洗即可得到我们所需的网版。

图1 箱式晒版机

箱式晒版机相对占地面积较小，但同时也存在着晒版尺寸的局限性，其优点是结构较简单。另外,晒版机内灯管的分布应该保证光线均匀，要根据光源的强度和图形的要求控制好时间。

B、立式晒版机

立式晒版机（见图2）的特点是可晒较大尺寸的网版，立式晒版机由于尺寸较大且地上铺有轨道来移动，所以占地面积较大。

立式晒版机的曝光原理与柜式晒版机基本相同，但构造特点有所不同。立式晒版机的光源是脱离玻璃板体与橡胶膜的结合体而独立存在的，晒版光源要求发光强，照度均匀热辐射少，受环境湿温度及气流影响少，光源的光谱功率分布适应制版感光材料的光谱吸收范围，常用的制版光源有日光灯、炭精灯、氨灯、卤素灯、碘镓灯、镝灯等。

图2 立式晒版机

二. 冲显与烘干设备

冲显的作用是冲洗感光后的网版。冲显可用不锈钢（或砖砌贴瓷砖）材料制成冲显池。冲洗最好使用流动的水，水温保持在20℃左右。冲显池应具备背光装置，以便在冲洗网版时可以看到网版图形的感光效果，并可及时调整冲洗水的压力和冲洗网版的位置。冲显池的背光可以用一张透光的半透明塑料版覆盖在光源上制成。背光板一定要保证周边的密封较好，以防进水而漏电。

图3 曝光灯—碘镓灯

图4 镝灯

烘干设备是用来烘燥涂胶后的网版以及感光后的网版的工具设备。烘干有多排抽屉推拉式和竖排列式两种，无论哪种，其目的都是通过箱体内部的热量，烘燥网版，达到干燥的目的。烘干柜由于用电量很大，较为适合工厂化生产，对于艺术院校和画家丝网版画的创作而言就不太实用。所以现在很多院校的丝网工作室都采用电吹风，或是电热器。在使用电吹风和电热器烘版的时候，一定要考虑用电安全，首先应保证不要让水溅到电器上，以免触电。再则，也应注意操作的时候一定要保证手和身上不要有水，要在干燥的环境中操控烘燥用的电器设备。另外一点要注意的是，烘干电器不能离网面太近，烘烤得一定要均匀，不能长时间烘烤一个地方，以免烤坏网面。烘燥电器使用完以后，须立即拔掉电源，待温度降低还原到没有热度后，方可保存起来。存放的时候一定要注意防湿，防尘和防潮。

三、 晒版机的基本技术性能

晒版机的的基本技术性能是利用压力（包括大气压力和机械压力），使胶片（或硫酸纸）与感光版紧密贴合，并在特种光源下曝光，使得PS版（或涂布感光版）上的感光膜发生化学反应，从而将原版上的图像精确地晒制在感光版上。

晒版机的基本技术性能主要有以下几点：

Ⅰ. 曝光系统

曝光系统主要由光源、灯罩、点灯电气系统构成。晒版光源主要有高压汞灯、炭精弧光灯、氙灯、碘镓灯（图3）、镝灯（图4）等。目前国内市场上的晒版机光源大多采用碘镓灯光源。各种型号的灯管价格、质量参差不齐，质量较好的基本上是从德、日、美等国进口的，如德国天马牌灯管、马来西亚生产的东上晒版机用的日本USHIO灯管等。这些灯管市场价格大都在2000元以上，相对较贵，但使用寿命也相对长一些，大约10～16个月，累计曝光时间为200h上下。另外就是大多数国产晒版机上使用的国产灯管，从几十元到几百元的都有，基本特点是成本低、寿命短。

印刷流程中的某一个环节出现了瑕疵，会在最后的终端产品中反映出来。光源的均匀度和光源强度的稳定性是影响晒版质量的重要因素。由于点光源是经过灯罩的漫反射到达工作面的，所以在工作面上各点的光强度会产生误差，中央区域光强度要比四周的光强度大，一般要求照射均匀度不得小于85%。当曝光灯管使用一段时间后，光的强度必然会产生衰减。那么，如何保证前后晒版的质量一致呢？目前有些厂家是采用光量积算器对光强进行采样，将数据反馈到主机，主机通过增加曝光的时间来补偿光强的减弱。通常在灯管达到使用寿命时要及时更换。

点灯系统的稳定性也是影响工作效率的一个重要因素。市场上的产品主要分快启式和常开式点灯系统。常开式的比较简单，曝光灯管一直点亮着，灯罩下方安装一个快门，当曝光时快门打开，曝光结束时快门关闭。快启式曝光系统是指曝光灯管通过电脑控制，在曝光时刻才快速启动，曝光结束时灯管自动熄灭。现如今市场上的主流产品大都采用快启式曝光，这种方式可以有效地减少灯管不必要的损耗，延长灯管使用寿命。因此快启式晒版机成为印刷厂的首选。

II．真空系统

真空系统主要由真空泵（图5）、橡皮布、玻璃板、抽气电气系统等几部分组成。我们在日常使用当中经常碰到抽气不实、抽气真空度不够、橡皮布窝气或漏气等一系列的问题，这些问题都会直接影响晒版的质量，给用户造成额外的成本损失，降低工作效率。因此晒版机的选择一定要重视真空系统的可靠性。

图5 真空泵

目前，市场上主流产品的真空系统大都采取双回路式，所谓双回路就是同时在橡皮布和玻璃板构成的真空区域与橡皮布和下部钢板构成的区域抽气。晒版时，合上手闸，真空系统开始工作，橡皮布上下同时抽气，下方抽气的目的是为了使真空区域的气体能从中央向四周排出，否则橡皮布会很快与玻璃板紧贴一起，导致局部区域气体抽不出去，出现窝气现象。这段过程一般被称作一次抽气，即半真空抽气。一次抽气大约持续20s左右，而后开始二次抽气，即全真空抽气。此时控制橡皮布下方区域的抽气阀门关闭，真空泵完全对真空区域进行工作，从而使真空度达到要求值。

值得注意的是，橡皮布在经过几年的使用后，会因为老化的原因需要即时更换。各种品牌晒版机的橡皮布质量和价格都有所差别，德国天马橡皮布质量较好，市场价在2万元左右，较昂贵。台湾东上、旺昌等晒版机上使用的日产橡皮布，价格和质量都比较适中，市场价在5000元左右，性价比较高。再有就是国内一些厂家生产的橡皮布，他们之中少数厂家的产品质量已经和国际接轨，价格也相对低廉，从几百元到几千元不等。

Ⅲ．晒版机的自制与电路控制系统

随着自动化技术的不断提高，电脑程控已经在晒版机上普及开来，并且朝着更精巧、更稳定、更可靠、更简易的方向发展。根据不同的版材可以设定不同的抽气时间、曝光时间、副曝光时间，并将这些数据存储在芯片中，使用者可以根据不同的使用需求随时调用，大大提高了工作效率。

晒版机的主要功能是覆晒出图像网版，若条件限制也可自制，用木板制作一个灯箱式的箱体，箱体大小可根据自身的需要和条件而定。在箱体上端放置一块较厚的玻璃，箱体内安装几根紫外线灯管，然后在箱体外安装电源开关，晒版时可用厚砖石或重物压紧网面和底图，用来代替真空吸气橡胶膜，曝光的时间可以通过手工控制完成。自制晒版机的关键部分是要将网面和底图压实，如果压得不实就会产生曝光不彻底，会丢掉部分图形。如果操作合理，也可以取得同样的覆晒效果。

图6 镝灯晒版机基本控制电路

当然，要自制设计全套自动控制晒版机也不难，请看图6：镝灯晒版机基本控制电路，就是一种典型的晒版机控制电路，其中间的虚线框为灯控触发器，灯控触发器的有多种外形结构，常见的有图7。

图7 灯控触发器

形体和图8圆柱形体的灯控触发器。外围只在AC220V电源输入端口加一个BL扼流器和触发按钮AT，将曝光灯—镝灯一端接在EL端口，另一端接源零线N即可完成。

镝灯晒版机基本控制电路。覆晒图像网版时，只接通电源，按下AT“触发按钮”启动镝灯曝光晒制网版。

灯控触发器实际为一脉冲高频高压发生器。当按下启动按钮AT时，一个电磁振子开始工作，它的一个对应触点在不断的开与合中产生大量的电弧。电弧中含有许多高频分量，这些高频电流被一个宽通频带的LC选频回路所获取，馈入高频高压变压器BT中加以升压，成为脉冲高频电压，送入EL灯管，镝灯管被“击穿”，即被触发而发出强烈光线对图像进行曝光。

镝灯是金属卤素放电灯，其外形见图4，镝灯具有负的伏安特性，且在启动时需要有幅值很高的高频脉冲电压来使灯管“击穿”，所以在使用时必须配备相应的电源装置；为了使用方便和获得较高的光利用率，还需配备相应灯具。

图6中的BL扼流器为一带气隙的铁芯电感线圈，利用其电感量来限制灯管电流的无限制增长，使流入灯管的电流启动时缓慢增加与断方，确保散热，免受高温烘烤，必要时增加5w左右的小排风扇。

在按图电路联接完毕后即可试行工作。按动启动钮AT后灯管应即被触发，每次启动时间不应超过五秒，以免损伤灯管及触发器。灯管在被触发后即逐渐增加亮度，约0.5min后便可稳定；如灯管在此过程中自行熄灭，是灯管衰老或管压太高所致，应予调换。

图8 灯控触发器

若你觉得图6控制电路太简电时缓慢减少处于合适的工作状态。

为提高光利用率和改善均匀度，设置了以反光系统为中心的灯具。灯具主要由反光板、灯管支脚外壳等组成。反光板由优质高纯度铝板制成，表面压有漫射凹坑，并经电化学抛光及阳极氧化等处理，使其具有较高的反光漫射能力。

灯具悬挂于立柱或横杆上，安装角度可任意选取，但须注意灯具内部的触发器部分尽量处在下单，请参看图9程控晒版机基本控制电路。接通AC220V，按下QA“开启”按钮，继电器KQ吸合。KQ-2触点闭合，真空泵通电旋转，KQ-1为“自锁”点，保持KQ交流接触器吸合，真空泵通常附有空气压力表，通常，压力表指示在0.08Mpa后。可进入曝光阶段，按下双组按钮QD-1，使交流接触器KD通电，KD接触器吸合接通了四个部件通电，分别是KD-1和KD-2“自锁”点。KD-3对“灯控触发器”通电，KD-4点对延时继电器JS通电。按设定曝光时间，例如设定5min，时间过后，延时继电器触点JS-1（常闭触点）断开，切断了KQ和KD交流接触器，使真空泵停转，镝灯部分亦同时关闭，结果了一次晒版流程。

其中QD-2按钮是指在开启曝光灯（QD-1），同时给灯控触发器“触发”端口通电，点亮镝灯开始曝光。

晒版机按幅面大小分：大全开（1310mm×1120mm）、全开（1270mm×1033mm）、对开、四开、八开等幅面印刷，还有1610mm×1310mm，甚至更大幅面的，用于晒制不同规格的PS版。选用晒版机应留有扩展余地。

四、晒版机的操作与使用

晒版的具体操作步骤是将要晒制的底图放置在玻璃台面上固定好，然后将涂过感光胶的网面紧密的压在底图上，盖紧晒版机的上盖。

开启真空吸气开关，当真空吸气机将网版压紧压实后，确定好曝光时间，打开曝光控制开关，开始曝光。曝光时间的确定应该考虑到画面内容的因素，还应考虑光源强度的因素。当然，准确的曝光时间的掌握还应依靠多次实践经验的积累。

丝网印刷曝光时间掌控技巧

1、准备一块上好感光胶的网版，还准备一张底片（上面最好有大图案，也有细线条），将底片的左端与网版用透明胶布粘牢（避免底片与网版之间的位置移动）。

2、用一张红纸（红色或黑色蜡光纸，或红膜——特点是薄且遮光效果好）放在底片与网版之间，遮住图案部分的右边3/4，左边的1/4露出来，用平常的方法曝光5min之后，关掉电源

3、将红纸往右边挪动1/4，即底片有一半被遮住，一半露出来，用平常的方法再曝光5min之后，关掉电源；依此类推，曝光4次，则网版上从左到右的四个部分分别被曝光20min、15min、10min、5min。

4、将网版清洗出来，仔细观察，哪一个部分的效果好，就用哪个时间。

印刷企业在选择自己的制版设备时要根据本身的实际需求来选择合适的设备，不能临时凑合，也不可盲目追风，应该量力而行。根据企业的市场定位，能为客户提供什么样的印刷品就选择相配套的设备。匹配是很重要的，设备间匹配不合理就不能最大限度挖掘设备的生产潜力。

在多年的技术研制和服务过程中，反映最多的是PS版的质量问题，它实际就是由于晒版未晒好而导致的。如PS版不耐印、掉版、网点不实等问题，几乎都与晒版时间出现偏差有关，当然有时也与版本身的质量有关。晒版机是实施光化学反应，图与版间必须具有良好的密合性，以保证图文的再现性迪真度，还要具有结构紧凑、操作方便、安全可靠等特点。

图9 程控晒版机基本控制电路

晒版机上用于压盖的玻璃不同于一般的民用玻璃，必须选用优质的玻璃板，应符合我国规定的JG40-62“窗用密封玻璃”中一级玻璃的要求。玻璃板的光洁度、平整度、透明度都有严格的要求。要求玻璃的双面都要平整，如果玻璃板的平整度不好，会影响晒版底片与PS版的密合程度。玻璃面上不能有划痕、气泡等弊病色，否则，也会影响晒版质量。一般玻璃本身对于320nm以下的光有较强的吸收。

在晒版之前应该充分的将准备工作做好。这其中包括对底片的确认和对网版的检查工作。晒版前应该认真检查底片图形的完整性和精确度。如果发现有此类问题应及时修补。另外还要检查底片上是否有污点划痕或其他不需要的东西。因为一旦晒版完成，底片上任何对光有遮挡的形状都将在网版上显示出来。所以底片的清理检查、核准工作就显得非常重要。如果是四色印刷的制版，就要考虑底片的正面与反面。因为它关系到以后各版是否能够准确地叠印在一起。除了检查底片以外，对晒版机玻璃台面的清理工作也非常重要。因为，在操作中很容易将晒版机台面污染。如果不及时清理，就极易形成固化，会影响晒版质量。除了对网版和底片的检查外，对网面也应进行必要的清理和检查。如果网面上有污尘和污点都应及时清洗，否则都将影响晒版的准确程度。在确定底图、涂有感光胶的网版以及玻璃台面都正常无误的情况下就可以准备晒版了。

曝光完成后，打开晒版机取出网版，放置在冲洗池中用清水冲去浮胶。冲洗用高压水枪效果更好。可以很快将未被感光部分的浮胶冲去，冲洗的过程中可以在背光的照射下检查网版冲洗的程度和效果。可以适度的调节冲洗的部位和冲洗的力度。水枪冲洗的强度过大会造成网版图形细节的丢失。而力度过小，又会造成图象的准确性差，图形模糊，所以说应边冲网边检查网面的情况。

晒版机光源发出的光中含有紫外线，对人体皮肤有害，所以光源上置的晒版机四周必须加装防紫外线的黑塑料布帘。

五、晒版机的保养

1．对环境的要求

由于制版工艺的特殊性，使得其对制版环境有相对较高的要求，制版车间要求密封良好，避免强光的直接照射。这样做一来可起到防尘的作用，二来则可避免晒版过程中曝光和漏光。若在晒版过程中空气中弥漫着大量的灰尘，较大颗粒的灰尘可能落在PS版表面或由于胶片的静电吸附作用而黏附在胶片表面，在晒版机抽气过程中，会直接影响到PS版与胶片的紧密结合程度，显影后就可观察到晒出的PS版局部发虚或出现颗粒状脏点，影响原稿再现。

2．湿度、温度的影响

晒版机对环境的相对湿度、温度有规范的具体要求，环境相对湿度以不超过70%，温度25℃为宜。湿度较大对PS版与胶片的密结度产生负面影响，湿度增大后，胶版与PS版之间产生油状衍射波纹，致使橡皮布与玻璃板之间的空气不能完全排出，曝光后显影PS版发虚。特别在夏季湿热的天气持续时间较长，一定要注意调节室内的工作环境。另外，若室内温度较高、湿度较大将对晒版机的控制电路的稳定性能产生较大的影响。湿度的增大将减小集成电路的使用寿命及工作电路的可靠性，因而导致晒版机的故障发生率增加；温度过高，晒版机曝光灯管发光时所产生的热量若不能及时散出，会影响灯管的正常启动，同时也会削减灯管的使用寿命。

3．真空泵的保养

进口晒版机的真空泵一般都为免维护的无油干泵，需要清理的只是泵上安装的一个气体滤芯，建议3个月清理一次。国产晒版机的真空泵大多为油式真空泵，真空泵吸入的水蒸气随着时间的增加而逐渐积聚，与泵中的油充分混合后形成乳油状的液体，使真空泵的吸气能力减小。建议真空泵要每周检查一次；真空油面高度应始终对准油位线；一年更换一次真空泵油，以保证晒版机的正常工作。

4．玻璃的保养

晒版机的玻璃的光洁度、平整度、透明度不同于一般的民用玻璃，上面不能有划痕、气泡。在使用过程中，在上面不能随意搁放杂物，以免划伤玻璃。擦拭玻璃要用酒清浸泡的脱脂棉或不掉毛的棉布，最大限度地延长其使用寿命。

5．橡皮布的保养

橡皮布性能的优劣直接影响晒版的质量。在平时晒版时放置或拿取PS版，要轻拿轻放，以免PS版的边棱划伤橡皮布密封条，影响抽气真空系统的功能。建议橡皮布的边框每周用甘油擦拭或滋润一次。此外工作中，我们经常发现晒版工为了方便，把晒版机当成工作平台在上面给版面擦拭汽油。这种做法很容易将汽油溅到橡皮布上，汽油可加速橡皮布表面橡胶颗粒的老化，极大地缩短了橡皮布的使用寿命。所以我们应该在晒版机的使用过程中，强调规范操作、注意保养。