基于密度的印刷质量控制.ppt

第三章 基于密度的印刷质量控制,本章主要内容：,第一节 印刷密度,一、光学密度,1、反射密度（Reflection Density）,入射光通量,反射光通量,反射率,2、透射密度（Transmission Density）,入射光通量,透射光通量,透射率,二、印刷油墨彩色密度,用Y、M、C各自的补色滤色片测得的密度。,Y:,M:,C:,DYB DYR DYG,DMG DMR DMB,DCR DCG DCB,第二节 彩色密度测量技术,一、彩色密度测量技术的类型,1、窄频带测量,2、宽频带测量,3、视觉密度测量（也称亮度密度测量）,1、窄频带测量,（1）光谱窄带色密度（Narrowband Density）是指在波长为 范围内用窄带滤光片测得的光谱色密度。,是对波长为 的单色光线来说的反射率。,（2）窄带滤色片的特点：,透过的光谱区域较窄，有较强的选择吸收光谱的功能；,滤色片的颜色深，密度高；,对于密度的微小变化非常敏感，但损失了更多的色彩信息，测得的色彩更不像眼睛看到的色彩。,（3）窄频带测量的特点,窄带测量对密度的微小变化增加了敏感性有利于阶调复制效果的评价。即可以提高测量的灵敏度。,与宽频带测量相比较，其密度值要高，尤其是黄墨测量的密度值要高40%50%，故墨层厚度的细微变化也将被放大了40%50%有利于人们及时发现并纠正这种变化。,（4）窄频带测量的用途：测量网点增大 叠印 墨层厚度 油墨强度（色效率）,2、宽频带测量,（1）宽带滤光色密度（Wide band Density）采用标准宽带彩色滤色片测量得到的密度。,每个滤光片测得的色密度公式如下：,物体的光谱反射率；,传感器相对光谱灵敏度；,光源的相对能量分布；,滤光片的光谱透射率,（2）宽带滤色片的特点,透过的光谱区域较宽；,滤色片颜色较浅，密度低；,透过的光谱成分多，但不该透过的光谱成分也多。,（3）宽频带测量的特点：,能在较宽的光谱区域内测量应用广泛；,密度低,（4）宽带测量的用途：,评价色差,透明度,油墨的灰度,校色,3、视觉密度测量（也称亮度密度测量）,（1）视觉密度,指在非彩色试样上测得的密度（）。,人眼的光谱光视效率（人眼对等能量的不同波长的光有不同程度的心理明暗感觉）；,传感器的相对光谱灵敏度,（2）视觉滤光片的特点,使密度计得以模拟人眼的光谱光视效率即抑制传感器对蓝紫光及绿光与人眼灵敏度不一致的现象。,颜色稍黄,（3）视觉密度测量的特点：,满足卢瑟条件：,即必须用滤光片的光谱透射率 和传感器的相对光谱灵敏度 组合起来去摸拟人眼的光谱灵敏度。,（4）视觉密度测量的用途：,用于对直接观察或通过投影观察影像的黑度的测量。,第三节 密度计（Density Meter）,一、密度计的分类,1、透射密度计用于测量通过透明胶片的光量，从而测量出 透射密度。,原理图：,（胶片）,（接收器传感器）,特点：光源与接收器在被测样品的两侧。,种类：,x-rite爱色丽361T型台式透射密度仪,（第12周）,2、反射密度计,用于测量从印刷品反射的光量，从而测出反射密度。,接受器（传感器）,印刷品,原理图：,特点：光源与接收器在被测样品的同侧,种类,X-Rite500系列分光反射密度计,（1）密度计型号的第一个英文字母表示密度计特性，如：T代表透射；R代表反射；D（M）代表密度计；O代表网点面积测试仪；TR代表透射、反射两用；OT代表网点面积透射密度计；TD代表透射密度计；RD代表反射密度计；密度计型号后面的阿拉伯数字是该密度计的产品序号。（2）国产密度计的型号有两种：第一种为CMF，代表彩色反射密度计；第二种为CMT，代表透射密度计。,例如：T120,TR120200 D118,二、密度计的组成主要指反射密度计,1、密度计组成,光源,透镜组,偏振滤光片,彩色滤光片,传感器,电子线路,显示器,2、密度计结构及测量原理,光源,透镜,偏光镜,滤色镜,透镜,偏光镜,接收器,电子线路,显示器,印品,（光电）,45,3、主要部件,（1）光源,由于物体表面的颜色与光源的辐射光谱分布有关，所以在技术测量中，各表色系统参数值的计算取决于光源的种类。,CIE标准光源A:钨丝灯光，色温为2856K;CIE标准光源B:标准光源A+一组特定的液体滤光器过滤后得到的色光，接近色温为6744K的北方天空的日光。CIE标准光源D50:典型的昼光，色温为5003KCIE标准光源D65:典型的昼光（平均日光），色温为6504K,NOTE：D50和D65目前还无法由实物制造出来，因此只能称之为施照体，而实际使用的人工光源则是D50和D65的模拟体。我国国家标准规定：观察透射样品所用的人工光源应为D50的模拟体；观察反射样品所用的人工光源应为D65的模拟体；,国家标准当时是用的D65光源，色温是绝域温度6500K，K就是绝对温度，它和我们的摄氏温度差了273.12 度，根据我们十月份收到的信息，新的国际标准现在正在修改当中，它有一个技术报告，在该技术报告当中推荐用D50光源作为新的国际标准，但是原来的 D65标准还作为参考标准。现在罗兰、海德堡已经是D50光源，这个光源的特点是D50比D65要发暖一些，我们的人眼睛在D65也就是偏白点的光源下看彩色的原稿和印刷品会感觉到不是太舒服，而D50反而舒服一点，色温我们更倾向于D50光源。这个标准我们还没改，因为国际标准正式文本还没过来，现在这两种光源都可以用，处于一种并存的状态。,第二方面：显色系数 要大于90%，相当于自然光条件下和它相比，它的光谱成份相似性，那么真正的自然光是指晴天的早晨9：3011：00，下午2：003：30，不是日光直射的情况下，完全是靠天空反射下来的光，这种叫自然光，自然光很难去模拟，通过我们对自然光的光谱成份进行了采集分析以后，这时我们的标准光源从模拟的自然光条件到底模拟到什么程度，用一个显色系数来表示，这个在很多参考书上都有，因为我们的普通的日光灯的显色系数还是比较高的，一般的显色系数都能达到93%，好品质的日光灯，如松下的，菲利浦的它可以到95%以上。,第三方面：照度 他们现在大量做艺术品复制，所以他的光源的照度就成为一个很重要的条件，虽然我们的标准光源中用的是1000Lux，正负500Lux，而美国的这个标准是1500，正负500的，它的中心值是1500，我们是1000，这是当时我们制定标准时考虑到我们国家的能源比较紧张，所以把标准定低一点。那么 1000是什么概念呢，就是四根36W的菲利浦日光灯，它的色温比较接近D65光源，灯与灯的间距是10公分，照明的距离是1米2左右，我们可以用一个灯具将四根日光灯罩在一起，最好再用一张废的PS版可以反过来做它的反射灯具。那么在这样的条件下，我们用照度计去测量大约就在1000Lux左右，照度与光源的距离有直接关系，越近就照度越大，越远就照度越小，所以照度不仅与灯的发光功率和发光系数有关，而且与它的距离有直接关系。,（2）偏振滤光片,所测定的产品油墨膜层有一个逐渐干燥的过程，测量数据会产生随时间变化的误差。偏振滤光器可以消除这种误差。,（3）传感器（接受器）,利用对380nm720nm范围内的光辐射具有足够灵敏度的光电传感元件作辐射接受器。密度计采用的光电传感元件主要有：光电池、光电倍增管、半导体二级管,（4）测量滤光片,Y、M、C的补色滤色片：B、G、R；三个滤光片的光谱通带应当与标准YMC油墨的主吸收带的范围接近。测量滤光片的最大通频位置按波长规定如下：,油墨 滤光片 波长Y B 430nmM G 530nmC R 620nm,三、密度计的标定（校准）,1、低端标定（调零）,（1）原因：密度计是一种很精密的仪器，只有把它恰当地在定标板上（BaSO4标准白板）调零，使之具有标准的测量基准值，才能得到精确的测量结果。,（2）方法：选择一个理想的完全白色的漫反射表面作为定标板标准白板（BaSO4 或MgO）用密度计在标准白板上测量，把标准白板所具有的低密度值选定为零值。,2、高端标定,（1）原因：为了确定密度计输出值的动态范围；例如：在03.0的范围内确定最高密度值。反射稿：Dmax=3.0 透射稿：Dmax=4.0,（2）方法：选定一标准黑板调节密度计上的密度值，使它的高密度精确地与标准黑板的密度相等。,3、线性标定,（1）原因：若密度计的低标度端被重调时，会使密度计的响应图形向上或向下平移，但不会改变其形状。即密度计响应图线的斜率是不变的。,如果密度计的高标度端被重调，那么图线将绕着零点向上或向下旋转，直线的斜率将会发生变化，从而使密度计的响应发生变化。所以要在整个动态范围内进行标定，以保证密度计响应曲线的斜率不变。,（2）方法：用视觉滤色片测量标准灰梯尺各级的值；看测量值与标准值的接近程度，使偏差值不得超过正负0.02，或不得偏离45度线正负0.04；采用同样的方法，用R、G、B滤光片重复这一检验过程。,（9）,四、密度计的测量标准,ANSI（美国标准）/ISO标准,DIN标准（德国工业标准）,O,五、密度计测量误差分析,六、密度计测量的优缺点,1、优点：价格便宜、读数迅速,2、缺点（与色度测量相比较）,仪器之间的一致性差是由光源、光电倍增管和滤光片之间 光谱特性上的差异造成的。,分析测量能力有限因为密度计不能提供与人眼灵敏度相关 的心理物理量。,精度不高,第四节 密度测量在质量检测中的应用,一、胶片的透射密度测量,二、印刷实地密度的测量,方法如下：每隔1分钟抽取10张印刷样张，用反射密度计测量出同一颜色实地块的密度，记录下密度值。以时间作为横坐标，实地密度作为纵坐标，画出某一颜色的密度波动图。该图一目了然地显示了印刷机在没有调节的条件下印刷实地密度的波动情况。,三、网点面积百分比/网点增大的测量,在采用正式印刷所接受的色序如：黑青品红黄时，可用密度计测定三种油墨叠印值。,M/C BY/C GY/M R,四、油墨叠印率的测量,德国印刷研究协会FOGRA提出,印刷反差反映的内容：,五、印刷反差的测算即相对反差,1、常用的评价指标：色强度、色相误差、灰度、色效率,2、评价的意义,可以了解样张、油墨、印品的颜色在一批印件中是否达到均匀一致的效果。对于印刷复制的可重复性十分重要。,测算出来的数值可以用来指导油墨和呈印材料的采购。,两种原色叠印出来的颜色（R、G、B）的色偏还可用来判断油墨的叠印是否正确。,六、油墨呈色效果的评价,第五节 色密度检测系统,功能：,检测系统是用微型组件构成。可以使之适应墨区宽度不同的印刷机。每个墨区用一个有六个传感器的测量组件，每个墨区分成六个测量区或控制区测量色密度。每个微型组件宽30毫米。,控制条上每个墨区印有黄、品红、青、黑四个色的色块，每个色块的面积是57毫米。每个墨区还有两个外加的色块(57毫米)，这两个色块可用作加网色块，或用来控制重影和双影。,特点：,1.彩色CCD照相机2.在机捕获、显示图像3.检测颜色偏差,卷筒纸印刷机在线检测器,Eltromat/KBA的Qualitronic在机质量检测系统,1.彩色照相系统2.设置于扩展的收纸单元,检测原理：要对信号条上的所有色块的色密度同时测量，就需要为每个色块装一只传感器。印刷机上装个测量站，在测量站中印张通过一只“测量滚筒”，一只只传感器就放在测量滚筒前方，这样,每只传感器发出的光就能射到相应的色块上。,闪光装置通过光导纤维对色块进行照明、色块反射的光也通过光导纤维通到检测系统。电信号首先作为模拟信号在测量信号分析装置中记录下来，然后输入计算机。在计算机中把这个模拟信号转换成数字，再把同时测得的灯光强度和以前测得的纸张白度值起考虑，计算色密度。一只中心的闪光灯用作为光源。因此，每个光谱区域只需要一个测量光源强度的测量通道。由于用了光导纤维来对色块照明，因而能把传感器的尺寸做得很小。,密度检测系统组成(部件）：1、测量滚筒2、测量框架3、测量微型组件4、测量和控制电子装置5、照明装置6、微型电子计算机,检测系统各部件的布局结构和各部件之间的电器和光学连接。,测量滚筒：印刷机上印张要通过的任何圆柱形滚筒，只要直径不小于150毫米，都可选作为测量滚筒。要装传感器的检测框架，必须装在印刷机上测量滚筒的前面。传感器和印张之间的距离应校正到1.7毫米。,测量框架：测量框架是测量微型组件的机械支架，与用于传感器和电子元件的标准设计组件不同，这种框架是为印刷机专门设计的。这种测量框架设计成这样，除了印刷机的每个墨区能接受一个测量微型组件外，它还能补偿纸张的横向移动和收缩。装好的微型组件可在测量框架范围内转到不同的位置。,测量框架由下列基本部件组成：测量台 测量导轨 使测量导轨连同传动装置一起旋转的机构 控制横向移动的传动装置(补偿印张的横向移动)控制宽度的传动装置(补偿纸张收缩)带传动装置的清洁滚筒。,a.使测量导轨快速定向：b.横向移动和宽度控制：c.测量框架在印刷机上的位置：,测量框架的作用,测量微型组件：是检测系统的一个部件，它有六个传感器，用来测量控制条上相邻的六个色块的色密度。由于传感器的数量和它们的几何尺寸，使测量微型组件设计得能测量30毫米宽的墨区。如果墨区宽度大于30毫米，控制条上可以应用补偿色块，测量微型组件可以装得距离更开一些。,测量微型组件有六个传感器用来测量一个墨区的色密度。闪光灯射来的光通过一个导光锅件输入微型组件，在内部再通过光导纤维分配，从被测表面反射出来的光也通过光导纤维传至检测器。,测量和控制用的电子装置：连结在一起的电子装置的作用是，把在闪光时输入检测器的所有的同时信号电压放大。存贮并处理供系列模拟数字转换。为了减少于扰电压的影响，在测量微型组件的电子组合中把检测器信号积分放大，然后再把它们转送到靠近印刷机的测量和控制电柜中去。,控制条上色标的定位,微型电子计算机 硬件：用台电子计算机控制检测系统，计算机读取模拟传感信号作为原始信息，进行处理，并用图表指示色密度值，还控制传动装置和测剧顺序。,下列外部装置用于信息输出：图表终端 输出打印机 软件,传感器数值记录软件 传感器数值处理软件,传感器数值记录软件：考虑检测系统的功能因素和计量因素。检测系统的操作人员可编制一个程序对话，在那种基本情况下，测量值要转化成为终端如：1）活跃墨区的数量(彩色方格的形成)。2）要进入测量评价的纸张数量。在测量评价过程中，平均的色密度值是根据操作人员所选择的纸张数目进行计算的。3）在测量评价时要考虑的纸张测量顺序。如，每第二张或每第三张。4）两次测量评价之间间歇时间长度。所谓间歇时间长度就是在两次测量程序之间不予评价的纸张数目。,测量值处理软件：包括信息输出的软件微型组件可以由该系统操作人员自己设计。由评价结果获得的色密度可以以图表形式显示在图表终端上显示出来，或作为一张张记录表格显示。操作人员具体评价要求和统计需要的长期信息存贮都可以较容易地实现。,本章小结：1、彩色密度测量技术：窄带测量、宽带测量、视觉密度测量各自 的特点和用途2、密度计的标定：低端标定、高端标定、线性标定的原因和各自 的标定方法3、密度计的结构原理、测量标准、优缺点4、密度测量在质量检测中的应用：（1）胶片的透射密度测量；（2）印刷实地密度（3）网点增大的测量（4）油墨叠印率的测量（5）印刷反差的测算（6）油墨呈色效果的评价,