110 中央印製廠分類職 印製工程員(2) 印刷科技 考古題詳解

核心觀念

G7 是由 IDEAlliance 推動的印刷製程控制與校準規範，主要依據 ISO 12647 系列標準的觀念，以「灰平衡」與「中性印刷密度曲線（Neutral Print Density Curve, NPDC）」作為印刷品質控制核心。

G7 的重點不是單純追求某一組實地色密度，而是使印刷品在不同設備、油墨、紙張與製程條件下，仍能呈現一致的：

• 灰階階調；
• 中性灰平衡；
• 明暗層次；
• 視覺色彩外觀；
• 打樣與正式印刷之間的匹配性。

因此，G7 是一套「以量測資料校準印刷製程」的規範，不是新的色彩空間，也不是單獨的一種 ICC 色彩描述檔。

主要運作原理

一、以灰平衡作為色彩控制基準

四色印刷中，理論上等量的青、洋紅、黃版應形成中性灰。但實際上會受到油墨色相、紙張白度、網點擴大、印刷壓力及乾燥狀況影響，造成灰色偏向紅、綠或藍色。

G7 以印刷品的三刺激值或 CIELAB 數值量測灰階，利用 $a^*$ 與 $b^*$ 判斷灰色是否中性：

• $a^*$ 偏正，表示灰色偏紅；
• $a^*$ 偏負，表示灰色偏綠；
• $b^*$ 偏正，表示灰色偏黃；
• $b^*$ 偏負，表示灰色偏藍。

校準時，調整 CMY 各版的網點比例，使灰階在不同明度階段維持接近中性，並符合 G7 所要求的灰平衡標準。

二、以 NPDC 控制階調再現

G7 不只控制灰色是否中性，也控制由高光至暗部的明暗階調。其核心是中性印刷密度曲線 NPDC，用來描述印刷輸出灰階的明度變化。

印刷機輸出的階調若有下列情形，便會造成影像外觀不一致：

• 網點擴大過大，使中間調過暗；
• 高光階調不足，使細節消失；
• 暗部墨量過高，使階調堵塞；
• CMY 三版階調不一致，使灰階產生色偏。

G7 藉由量測不同階調的色票，將實際印刷結果與目標 NPDC 比較，再修正製版曲線或 RIP 輸出曲線，使各階調的明度分布符合規範。

三、以相對色度方式評估印刷外觀

G7 著重於印刷品在實際紙張上的視覺色彩表現，因此通常採用相對於紙張白點的色度評估方式。印刷色彩的判定不只看油墨本身的密度，也要考慮：

• 紙張的白度與色相；
• 印刷油墨的色度；
• CMYK 疊印後的中性灰；
• 不同階調的明度與色差。

這種作法能使同一檔案在不同紙張或設備上，透過適當校準達到較接近的視覺結果。

四、以量測結果進行閉迴路控制

G7 的實際運作流程可整理如下：

1. 設定印刷條件，包括紙張、油墨、印刷機、網點形式及乾燥狀態。
2. 輸出含有 CMYK 階調、灰平衡色塊、實地色塊及疊印色塊的控制條。
3. 印刷機達到穩定狀態後，抽取具代表性的印刷張進行量測。
4. 以分光光度計或其他色彩量測儀器取得反射光譜、CIELAB 值及階調資料。
5. 比較實測值與 G7 目標值，分析灰平衡、NPDC、色差及階調偏差。
6. 修正製版曲線、墨量、印刷壓力或其他製程參數。
7. 再次印刷與量測，直到結果達到允收標準。
8. 將校準結果固定為標準作業條件，並於生產中持續監控。

這種方式形成「設定—印刷—量測—修正—再驗證」的製程控制循環。

G7 的主要功能

一、建立跨設備的一致性

核心觀念

本題考查印刷製程中的「化學危害來源」及其辨識方式。化學危害不僅來自印刷油墨本身，也來自製版、印刷、清洗、加工及廢棄物處理過程中使用或產生的化學物質。

判斷化學危害來源，可從三方面分析：

1. 使用的原料與輔助材料。
2. 製程中使用的清洗、顯影、調整藥劑。
3. 化學物質在揮發、混合、加熱、乾燥或反應後產生的蒸氣、氣體、霧滴及粉塵。

其危害型態主要包括：

• 急性毒性與慢性毒性
• 刺激性、腐蝕性
• 易燃、爆炸
• 致敏性
• 致癌性、致突變性及生殖毒性
• 對皮膚、眼睛、呼吸系統及中樞神經的傷害

解題方法

題目問「化學危害來自何處」，應依照印刷流程逐站列舉來源，而非只回答「油墨」。完整切入方式如下：

依印刷流程可分為下列來源。

一、油墨與油墨添加劑

油墨通常含有顏料、染料、樹脂、植物油、礦物油、溶劑、乾燥劑及其他添加劑。

常見危害包括：

• 有機溶劑揮發形成蒸氣，造成頭暈、嗜睡、皮膚脫脂及中樞神經影響。
• 某些顏料、染料或金屬系統可能具有毒性、致敏性或長期健康危害。
• 油墨中的可燃性溶劑會提高火災及爆炸風險。
• 紫外線固化油墨中的單體及光起始劑，可能造成皮膚、眼睛刺激及接觸性皮膚炎。

二、潤版液與印刷用水處理藥劑

平版印刷常使用潤版液，以控制版面水墨平衡。其成分可能包括酸鹼調整劑、酒精或酒精替代品、界面活性劑、防腐劑及消泡劑。

危害來源包括：

• 酸性或鹼性物質造成皮膚、眼睛刺激。
• 異丙醇等揮發性物質形成可燃蒸氣。
• 防腐劑及其他添加物可能造成過敏或皮膚刺激。
• 潤版液噴濺或洩漏會形成接觸危害及滑倒危害。

三、製版與版材處理藥劑

製版程序可能使用顯影液、定影液、洗版液、去膜劑、腐蝕液、補版液及其他處理藥劑。

這些藥劑可能具有：

• 強酸、強鹼造成腐蝕。
• 氧化性物質造成灼傷及助燃。
• 顯影或清洗過程中產生刺激性氣味與揮發物。
• 藥劑混合不當產生有害氣體或劇烈反應。

因此，製版區常見的化學危害不只來自藥劑本身，也來自稀釋、轉移、混合及清洗時的飛濺與洩漏。

四、清洗劑、去墨劑與脫脂劑

印刷機滾筒、墨槽、橡皮布及其他零件需要使用清洗劑。常見成分包括石油系溶劑、芳香族溶劑、醇類、酮類、酯類及其他有機溶劑。

主要危害為：

• 揮發性有機物造成吸入危害。
• 溶劑接觸皮膚造成脫脂、乾裂及皮膚炎。
• 液體及蒸氣具有易燃性。
• 密閉空間內使用溶劑，可能造成高濃度暴露或缺氧。
• 不相容清潔劑混用可能產生有毒氣體或危險反應。

核心觀念

本題題幹缺少「上述」化學危害的前文，以下依印刷作業常見之油墨、揮發性有機溶劑、洗版液、酸鹼藥液及清潔劑等化學物質，說明完整的化學危害防治程序。

以命題當年（民國110年）法規為準，主要依據包括《職業安全衛生法》、《危害性化學品標示及通識規則》、《勞工作業場所容許暴露標準》、《有機溶劑中毒預防規則》及《勞工健康保護規則》。現行法規已部分修正，但本題仍以民國110年規定作答。

化學危害防治應依「危害辨識、風險評估、控制措施、教育訓練、監測及持續改善」之程序辦理，並遵循控制危害的優先順序：

個人防護具是最後一道防線，不得以配戴防護具取代必要的源頭及工程控制。

解題方法

可從下列六個層面說明化學危害防治措施：

一、危害辨識與風險評估

1. 建立化學品清冊，記錄化學品名稱、用途、數量、濃度、危害分類及存放位置。
2. 取得各化學品之安全資料表（SDS），確認其毒性、易燃性、腐蝕性、反應性、健康危害、暴露途徑及緊急處理方法。
3. 針對印刷、調墨、清洗、添加、轉移、設備維修及廢液處理等作業，辨識吸入、皮膚接觸、眼睛飛濺、誤食及火災爆炸等危害。
4. 評估暴露時間、使用量、作業溫度、通風情形及人員數量，並與法定容許暴露標準比較。

作業場所空氣中有害物濃度，應控制在容許暴露標準以下。若以時間加權平均濃度評估，可用下式表示：

其中 $C_i$ 為各時段濃度，$t_i$ 為各時段暴露時間。短時間高濃度暴露仍可能造成危害，不得只看全天平均值，亦須注意短時間暴露上限及最高容許濃度。

二、消除及替代危害

1. 優先取消不必要的化學品使用，減少人工調配及清洗程序。
2. 以低毒性、低揮發性、低可燃性或水性材料替代高毒性、高揮發性有機溶劑。
3. 使用較低濃度配方，並採用密閉式油墨及溶劑供應系統。
4. 避免使用具有相同危害但僅更換名稱的替代品，替代前仍須重新評估其毒性、燃點、反應性及廢棄處理風險。

三、工程控制

1. 對調墨、加料、清洗及溶劑轉移等污染源設置局部排氣裝置，使污染物在逸散前即被捕集。
2. 排氣罩應設於污染源附近，避免將污染物吹向作業人員呼吸帶。
3. 排氣系統應具備適當風量、風速、導管及排放位置，並定期檢查、保養及測試。
4. 以密閉設備、密閉容器及自動輸送取代開放式傾倒與人工攪拌。
5. 易燃性溶劑區應採用防爆型電氣設備，控制火源、靜電及高溫表面，並設置適當接地及等電位連接。
6. 化學品使用區應設置防漏托盤、集液槽及適當的洩漏圍堵設施。
7. 現場應設置洗眼器、緊急沖淋設備、滅火器材及適用的洩漏處理器具。
8. 一般換氣只能稀釋污染物，不能取代污染源附近的局部排氣；對高毒性或高揮發性物質，應優先採用密閉及局部排氣。

四、行政管理

核心觀念

本題比較的是兩種輪轉印刷方式：

• 彈性凸版印刷（Flexographic printing，柔版印刷）：圖文部分凸起，利用彈性版材轉印油墨；通常經由網紋輥控制供墨量，再由印版將油墨轉印到承印物。
• 凹版印刷（Gravure printing）：圖文部分凹入版面，凹穴儲存油墨，經刮墨刀刮除版面非圖文部分的油墨，再由壓印滾筒使承印物接觸凹穴完成轉印。

答題時應依題目指定的五個方向逐項比較，並掌握兩者的核心取向：

彈性凸版重視製版快速、換版容易、承印材料廣及少量多樣；凹版重視長版印刷、高速度、色彩濃厚及品質穩定。

解題方法

以「設備與版材特性」作為比較起點，再推導其對製作時間、印量、安全、多元性與品質的影響：

1. 凸版採用彈性版材，製版與換版較容易，因此製作準備時間較短。
2. 凹版需要製作專用凹版滾筒，製版成本與時間較高，因此適合長版大量印刷。
3. 凹版常使用揮發性溶劑型油墨，需重視揮發性有機物與火災爆炸風險。
4. 彈性凸版對紙張、瓦楞紙、塑膠薄膜、鋁箔、不織布等材料的適應性較廣。
5. 凹版具有優良的墨層轉移能力與色彩濃度，適合要求高品質及長期穩定的大量印刷。

五個方向比較

一、製作時間

彈性凸版的印版通常以光聚合物彈性版材製成，製版流程相對簡單，且印版重量輕、安裝容易。不同工作間可快速更換印版、網紋輥及油墨，因此適合多品項、小批量及交期緊迫的訂單。

凹版印刷須先製作凹版滾筒，包含滾筒加工、鍍層、電子雕刻或雷射雕刻、校版及試印等程序。凹版滾筒製作時間較長，前期準備工作也較繁複，因此不利於臨時改稿與頻繁換版。

不過，凹版一旦完成製版與裝機，連續生產時的運轉效率很高，適合長期固定品項的大量印刷。

二、印量

彈性凸版的製版成本較低、換版速度較快，因此適合：

• 少量及中量印刷；
• 品項多、每一品項印量較小的工作；
• 包裝、標籤、瓦楞紙箱等需要經常改版的產品。

凹版的主要成本集中在凹版滾筒製作。雖然每個印刷單位的版滾筒成本高，但滾筒具有耐印力高、可長時間連續運轉的特性。當印量很大時，製版成本可分攤到大量印件中，使單位印刷成本降低，因此凹版特別適合大批量、長版印刷，例如軟性包裝、香菸包裝、裝飾材料及大型包裝膜。

判斷原則是：

印量小、品項多，偏向彈性凸版；印量大、版本固定，偏向凹版。

三、安全

核心觀念

透明 PVC 卡、透明膠片本身幾乎沒有白色不透明的紙張底色。一般 CMYK 油墨具有一定透明性，直接印在透明基材上時，光線會穿透油墨與基材，導致：

• 顏色明度降低、顯得灰暗；
• 彩度與遮蔽力不足；
• 背景顏色透出，影響原本的色彩；
• 文字、圖案與細線的對比度降低；
• 正反面圖文容易互相干擾。

白墨通常含有高遮蔽力的白色顏料，例如二氧化鈦，作用類似在透明基材上建立一層「不透明白底」。因此，加入白墨主要是為了形成反射性及遮蔽性的底層，使後續彩色油墨能在接近白紙的條件下呈色。

解題方法

判斷本題可從「透明基材缺少白色底色」切入：

1. 透明 PVC 不會像紙張一樣反射大量白光。
2. CMYK 油墨直接印在透明材料上，色光會受透射光影響，無法充分呈現。
3. 在圖文下方印刷白墨，可阻擋背景透出，並反射光線。
4. CMYK 印在白墨層上後，色彩的明度、彩度、對比度與可讀性均會提升。

因此，白墨並非主要用來增加一般印刷的色版數，而是作為透明印刷品的遮蔽底墨與顯色基礎。

白墨的主要作用

1. 提高遮蔽性

白墨能降低光線穿透，使透明 PVC 不再完全透光，避免背面環境或背景顏色干擾圖文。

2. 提升色彩飽和度

CMYK 油墨在白色底層上呈色較鮮明；若直接印在透明材料上，色彩會因透光而顯得淡薄。

3. 改善對比度與可讀性

白墨能提供明亮、均勻的背景，使黑色文字、彩色圖案及細小線條更清楚。

4. 穩定色彩再現

核心觀念

本題考查「印刷色彩管理」與「原稿色彩和印刷成品之間產生色差的原因」。色差是指原稿、校樣與印刷成品在色相、明度或彩度上出現視覺或測量上的差異。

印刷品顏色可用 CIELAB 色彩空間表示：

• $L^*$：明度
• $a^*$：紅—綠軸
• $b^*$：黃—藍軸

兩個顏色的差異可用 $\Delta E$ 表示，概念上為：

$\Delta E$ 數值越大，代表兩色差異越明顯。不過，實際印刷色差不只由油墨造成，而是由原稿、色彩轉換、製版、材料、印刷機操作及觀察條件共同影響。

解題方法

作答時可依照印刷流程，從「原稿端、製版端、材料端、印刷端、觀察端」逐項說明。這種分類能完整涵蓋色差來源，也能避免只回答「油墨濃度不同」而失分。

一、原稿與色彩設定造成的色差

1. RGB 與 CMYK 色域不同

螢幕、數位相機及掃描器多使用 RGB 色彩模式；一般印刷則使用 CMYK 四色油墨。RGB 是發光型色彩，色域通常大於 CMYK，因此螢幕上鮮豔的藍、綠、橘色，轉換成 CMYK 後可能無法完全重現。

若原稿未經適當色彩轉換，直接將 RGB 圖像交付印刷，會造成：

• 色彩變暗或變灰；
• 高彩度顏色失去鮮豔度；
• 藍紫色、綠色及膚色發生明顯偏差；
• 黑色文字或影像轉換後產生不必要的四色套印。

2. 色彩描述檔不一致

原稿製作、校樣及印刷設備若使用不同的 ICC Profile，會使同一組數值在不同設備上被解讀為不同顏色。例如，使用不同紙張條件或不同印刷標準的 CMYK 設定，會導致印刷結果不同。

常見問題包括：

• 原稿未嵌入色彩描述檔；
• 開啟檔案時使用錯誤的工作色域；
• 印前系統自動轉換色彩；
• 校樣使用一套設定，正式印刷使用另一套設定。

3. 原稿螢幕顯示不準確

螢幕亮度、色溫、γ值及校色情形會影響原稿顏色。螢幕屬於自發光設備，亮度通常比紙張高，因此螢幕上的影像往往比實際印刷品鮮豔、明亮。

若螢幕未校色，設計人員以錯誤顯示作為判斷依據，正式印刷便容易產生色差。

4. 圖像輸入設備產生誤差

掃描器、數位相機及影像處理軟體可能造成色彩偏差，原因包括：

• 掃描器或相機白平衡設定不正確；
• 光源色溫不同；
• 感光元件或掃描元件的色彩響應不同；
• 原稿表面反光、陰影或髒污；
• 圖像經過過度修色、銳化或壓縮。

二、校樣與製版造成的色差

1. 校樣方式不同

數位校樣、打樣機校樣及正式印刷，所使用的油墨、紙張及呈色方式不同。若校樣沒有正確模擬正式印刷條件，即使校樣看似正確，正式印刷仍可能出現差異。

尤其數位校樣若未依照正式印刷的紙張白度、油墨特性及網點擴大值進行模擬，校樣與成品的色彩便不具充分參考性。

2. 製版網點及網點擴大不同

印刷版的網點形狀、網點面積及曝光條件會影響實際著墨量。印刷時，網點會因油墨轉移、紙張吸收及壓印變形而擴大，稱為網點擴大（dot gain）。

網點擴大過大時：

• 中間調變深；
• 暗部細節容易堵塞；
• 整體顏色偏濃、偏暗；
• 三色疊印後容易產生中性灰偏色。

若製版曲線未依設備及紙張條件校正，也會造成校樣與正式印刷的色調不一致。

3. 版材曝光及顯影不一致

版材曝光不足、過度曝光、顯影不完全或版面磨損，會改變網點大小及細節。不同版面之間若網點轉移率不同，四色疊印後便會造成色差。

三、油墨與紙張造成的色差

1. 油墨色相、濃度及透明度不同

油墨本身的色相、彩度、濃度、透明度及乾燥後顏色，都會影響成品。若不同批次油墨的色料比例不同，會產生批次色差。

常見原因包括：

• 油墨配方或色料比例不同；
• 油墨濃度不足或過高；
• 油墨受污染；
• 油墨變質、氧化或黏度改變；
• 油墨混合不均；
• 特別色調配不一致。

2. 紙張白度及色調不同

紙張不是完全中性的白色，其白度、色相、明度及螢光增白劑含量都會影響印刷顏色。

例如：

• 偏黃的紙張會使印刷品整體偏暖；
• 偏藍的紙張會使印刷品呈現較冷的色調；
• 高白度紙張通常能呈現較明亮的顏色；
• 不同批次紙張的白度差異會導致同一組油墨呈色不同。

3. 紙張吸墨性及表面特性不同

核心觀念

本題考查數位印刷機依「成像材料」所作的基本分類。數位印刷不需製作傳統印版，而是將數位資料直接傳送至印刷設備，再利用碳粉或墨水等材料完成成像。

依所使用材料與成像方式，數位印刷機主要分為：

1. 碳粉式數位印刷機（Toner-based Press）
2. 噴墨式數位印刷機（Inkjet Press）

其中，碳粉式又可依碳粉的狀態分為：

• 乾式碳粉：使用粉末狀碳粉。
• 液態碳粉：將碳粉分散於載液中使用。

解題方法

題目已明確指出分類依據是「使用材料的特性」，因此應先判斷數位印刷設備所使用的主要成像材料：

• 使用碳粉者，歸入碳粉式。
• 使用液體墨水並以噴嘴噴出形成影像者，歸入噴墨式。

因此，本題的主要分類不是依印刷速度、紙張尺寸、輸出色彩或設備用途分類，而是依數位成像材料分類。

各類型說明

一、碳粉式數位印刷機

碳粉式設備通常利用靜電成像或電子照相原理，先在感光體上形成潛像，再使帶電碳粉附著於影像區域，最後將碳粉轉印至紙張，並透過加熱、加壓或其他方式定影。

其特點包括：

核心觀念

本題考查平版膠印機的基本構造、油墨與潤版液的傳遞路徑，以及單張紙在印刷機中的輸送位置。

圖中上方為供墨系統與潤版系統；中間的 $C$、$D$、$E$ 為印刷三滾筒；左下方為給紙部，右下方為收紙部。紙張在橡皮布滾筒與壓印滾筒的接觸線通過，完成油墨轉印。

各部位名稱

• A：墨輥組（供墨滾筒、傳墨滾筒） 由多個墨輥組成，將油墨均勻展開、混合，並傳送至印版滾筒。

• B：潤版輥組（水輥組） 將潤版液傳送至印版，使印版的非圖文部分保持親水，避免沾附油墨。

• C：印版滾筒（版筒） 裝置印版，接受墨輥供應的油墨，並將圖文油墨轉印至橡皮布滾筒。

• D：橡皮布滾筒（橡皮筒） 表面包覆橡皮布，承接印版滾筒上的油墨，再將圖文轉印到紙張上。

• E：壓印滾筒（壓印筒） 對紙張施加壓力，使紙張緊貼橡皮布滾筒，完成印刷轉印。

• F：收紙滾筒或收紙輸送部 夾持並輸送已完成印刷的紙張，將紙張送往收紙部。

• G：墨斗輥（供墨輥） 從墨斗取得油墨，將油墨送入墨輥組，供應後續印刷所需的油墨。

• H：給紙部（紙堆、給紙台） 放置待印刷紙張，並由給紙裝置逐張分離、夾持，再送入印刷機。

解題方法

判讀此圖可依照紙張與油墨的運動方向：

1. 上方密集排列的滾筒負責展墨與供墨，因此判定為墨輥組 $A$。
2. 靠近印版滾筒、數量較少的滾筒負責供應潤版液，因此判定為水輥組 $B$。
3. $C$、$D$、$E$ 三個相互接觸的大滾筒，依序為印版滾筒、橡皮布滾筒及壓印滾筒。