印刷品質量檢測與控制培訓(共137頁).ppt

1、第一章第一章 密度測量技術及測量誤差分析密度測量技術及測量誤差分析第一節(jié)第一節(jié) 幾何條件、表面特性與密度測量值的關系幾何條件、表面特性與密度測量值的關系 一、反射率及透射率一、反射率及透射率 1、反射率： 設入射光通量為0、反射光通量為r，對于一定的測量表面和規(guī)定的入射角度，入射光通量和反射光通量時比值是固定的，設此比值為，則值被稱為反射率： =r/0 2、反射形式: 定向反射、漫反射和介于兩者之間的反射形式 理想白色漫反射表面： 粗面紙張、光澤面紙張和玻璃鏡面的反射情況： （箭頭的長度表示相應方向上被反射光的強弱）3、透射率: 一定物體的透射光通量和入射光通量的比也是固定的，其比值稱為透射率

2、。設入射光通量為0，透射光通量為r，則透射用下式表達： r/0二、透射測定二、透射測定1幾何條件幾何條件: 入射光束必須能從半空間體均勻地投射到被測試物體上，并且只測定垂直通過被測物體的光束。 烏布利希球 采用烏布利希球作為透射測定的器件可以使測定滿足上述的幾何條件要求。烏布利希球是一個空心的球體，內腔涂以無光白色硫酸鋇，球面上開兩個軸心線在球心正交的小孔，兩個小孔的總面積不超過球體內壁面積的2。 規(guī)定幾何條件的原因： 兩個完全透明的物體Mt和Mc，也就是說，這兩個物體的透射率是1.0。物體Mt是透明的，它不使定向光束產生漫射，而物體Ms則使定向光束完全在半空間范圍內形成均勻的漫射。在兩種情況

3、下，0但MtMs。 如果入射光為漫射光，也就是說，入射的是烏布利希球射出的光，那么透射光通量對于透明物體和散射物體都是均勻地分布在半空間內。即使測量儀只能測量一定立體角內的光通量，但測量值是相同的。透射測量的幾何條件就是根據這個原理確定的。 2透射密度與卡里爾效應透射密度與卡里爾效應 透射密度為透射率倒數的對數。 設透射密度為D，透射率為，則透射密度表示為： Dlg1/下列公式用于透射率和密度之間的換算： lg1/D 1/10D 10D 卡里爾效應由于兩被測對象的漫射性能不同或測量的幾何條件不 同所引起的透射密度示值出現差異的現象例如： （1）兩個完全透明的物體（即密度D都是000），用平行光

4、 照明時，具有漫射表面的物體比非漫射表面物體測得的透射率要小，即前者顯示的密度值比后者要大一些。 （2）兩個物體都是透明度相同的非漫射體，一個用平行光照明，一個用漫射光照明，即使入射的光強相同，測得的透射密度值也不相同。 卡里爾系數同一物體用平行光和漫射光照明時測得的密度值的商 數?？ɡ餇栂禂档挠猛荆?作為軟片中銀粒子粒度大小的度量。 在對軟片上的圖像進行處理和轉換時，應特別注意把卡里爾效 應減至最小。 在對電子分色機作灰平衡標定時，之所以強調采用非銀鹽灰梯 尺，就是為了避免因卡里爾效應帶來偏差。三、反射測定三、反射測定1幾何條件幾何條件 反射測定（鏡面反射除外）主要是在漫射表面進行，因此這種

5、測定比透射測定要復雜一些。反射測量中常采用45/0和0/45兩種幾何條件。圖中：Ms表示測光傳感器。 在反射測定中，測量結果與測量裝置的幾何條件和測試物體表面的光澤性質有密切關系：當測量鏡面物體時，Sa=Max,Sb=0。 當測量無光白色表面物體時，Sa=Sb當測量具有一定光澤的白紙時，SaSb。2反射密度測量原理反射密度測量原理 上面兩個圖的測量方式不能用來測量反射率。但這些測量方式可用來比較被測試物體的亮度L，亮度系數則表示物體測量區(qū)域的亮度LM和某一基準區(qū)域亮度L0的比值。 LM/L0 基準區(qū)域表面的特性應接近于理想的無光白色表面，即應符合規(guī)定的硫酸鋇白色標準。 反射密度Dr與透射密度D

6、t類似，它等于反射率倒數的對數，即： Dr=lg1/ 但由前述可知，規(guī)定的幾何條件只能測定一部分光通量，而反射率需要根據全部反射光通量進行計算，所以這種幾何條件不能用來測量反射率。幸好，在相同的光學條件下，反射率和亮度系數的數值近似相等，即： 反射密度計就是根據這個原理來測定反射密度的，反射密度計的作用本質上是把測量區(qū)域的亮度和某種基準區(qū)域的亮度加以比較。 第二節(jié) 印刷的彩色密度測量種類 在印刷技術中，在俯視觀察的情況下，把色密度定義為反射率倒數的十進制對數或反射率的十進制的負對數值，即 Dlog1/log 在實際應用中，要按照不同的目的，測量不同光譜范圍內的密度，因此，色密度可分為光譜窄帶色

7、密度、寬帶濾光色密度和視覺密度。 一、光譜窄帶色密度一、光譜窄帶色密度 光譜窄帶色密度是在波長為范圍內用窄帶濾光片測得的光譜色密度D（），D（）是光譜反射率倒數的十進制對數，或光譜反射率的十進制負對數值。 D（）lg1/()lg（） 光譜反射率（）是對波長為的單色光線來說的反射率，它等于被測樣本的光譜輻射強度Le與理想的無光澤白色材料的光譜輻射強度（Lb）在一定條件下的比例。 （）Le/(Le)W 窄帶測量對密度的微小變化增加了敏感性，與用寬帶濾色片測量比較，它們更不像人的視覺響應。窄帶密度測量主要用于測量網點增大、疊印、墨層厚度及油墨強度。 二、寬帶濾光色密度二、寬帶濾光色密度 寬帶濾光色密

8、度是印刷工業(yè)中最常用的密度測量方式，它采用標準寬帶彩色濾光片進行測量，每個濾光片測得的色密度由下式給出： DFlgLK（）S（）S（）r（）d/LKS （）S（）r（）d盧瑟條件 : （）V（）/S（） （）濾光片的光譜透射率； S（）傳感器的相對光譜靈敏度； V（）人眼的光譜靈敏度第三節(jié) 密度計 一、密度計應滿足的技術條件一、密度計應滿足的技術條件 密度計的測量結果眼下列特性有關： 光源的輻射函數（相對輻射分布）S（）； 傳感器的相對光譜靈敏度S（）r； 濾光片的光譜透射率（）； 測量的幾何條件和測量塊的大??； 讀數的精確性和顯示的線性； 被測樣本的光譜反射參數； 定標板的光譜反射參數。 1

9、光源 2透鏡組 3偏振濾光片 4彩色濾光片 5被測樣本 6透鏡組 7偏振濾光片 8傳感器 9電子線路 10顯示器 為了使密度計能夠 得到相對可比較的結果，應該使它滿足以下條件：1.測量的幾何條件測量的幾何條件 45/0或0/45的幾何條件: 好處因為從印刷品第一表面反射的光，實際上不會從測量方向上射出，傳感器接受不到這部分光，被測樣本的第一表面反射越強，密度計的密度測量值越高。 測量表面帶紋理的印刷品時，應采用45/0幾何條件和環(huán)狀照明，也可以采用0/45幾何條件而把反射環(huán)加在接受側（如上圖）。測量孔徑角盡可能在5，不得大于5。 2照明樣本的光源：照明樣本的光源： 投射光源的相對光譜分布應當符

10、合標準光源A的要求，即2856100K。 3傳感器：傳感器： 可以利用對380720um范圍內的光輻射具有足夠靈敏度的光電傳感元件作輻射接受器。 密度計采用的光電傳感元件主要有：光電池。光電倍增管、半導體二極管等 。硅傳感元件表現出相當大的靈敏性 4測量濾光片：測量濾光片： 濾光片選用 為什么存在選用的問題？ 要對標準黃、品紅、青油墨本身的特性和其印刷呈色進行評價，測量濾光片應是與黃、品紅、青油墨相對應的補色濾光片，即紅、綠、藍紫濾光片。 如何選用？ 濾光片的光譜通帶應當與標準油墨黃、品紅、青的主吸收帶的范圍接近。測量濾光片的最大通頻位置按波長規(guī)定如下： 對于基本黃墨來說用藍濾光片，430nm

11、； 對于基本品紅墨來說用綠濾光片，530nm； 對于基本青墨來說用紅濾光片，=620nm； 通帶最大值的位置誤差為5nm。 濾光片的光譜特性 取決于通帶范圍 在色密度測量時，密度計光路上有效光譜靈敏度=傳感器的相對光譜靈敏度S（）r測量濾光片的透射率（）的積與光源相對光譜分布函數S（）的積應該是符合標準的，其中光源的光譜輻射是標準的 光傳感器的光譜靈敏度還達不到對各種密度測量都普遍有效 寬帶濾光片多用于制版及印刷工藝中使用的密度計 窄帶濾光片多用在調節(jié)測量用的密度計中 二、密度計常用濾光片的特性及應用二、密度計常用濾光片的特性及應用 1、測量三原色油墨的濾光片（寬帶）應該具有表所列的性質相對應

12、的原色濾光片波峰位置（nm）通頻帶范圍（nm）半值寬度全值寬度黃藍4304080品紅綠 53660100青紅62450（利用紅外吸收濾光片）100（利用紅外吸收濾光片）影響測量結果的情況：濾光片的透射率最大值與正確值不符或透光范圍太寬時色密度測量濾光片的通頻帶范圍較寬 在印刷領域常用的都是寬帶，不用窄帶的原因： 窄帶濾光片對于密度的微小變化增加了敏感性，但也損失了更多的色彩信息，測得的色彩更不像眼睛看到的色彩， 2、窄帶濾光片所具有的特征參數 油墨種類濾光片通帶峰值位置（nm）通頻帶范圍（nm）半值max全值max黃藍4302030品紅綠5362030青紅6242030 優(yōu)點：用不同的密度計測

13、量同一樣本時，可以得到比較一致的測量結果，對網點覆蓋率和網點調疊印也能得出更準確的評價。 “T”狀態(tài)響應的特征光源、濾光片、傳感器三者的光譜乘積對數值的分布必須符合標準規(guī)定 三、密度計的標定 1、調零 定標板理想的完全白色的漫反射板 調零方式的選擇：在定標板上進行（評價油墨或用羅徹斯特理工學院的方法去優(yōu)化階調復制 ） 在白紙上進行（評價油墨和紙張的共同作用，例如用紐介堡方程進民計算時 ）2、調節(jié)密度計的斜率或高密度值 改變密度計的零調節(jié)會使密度計的響應圖形向上或向下平移，但不會改變其形狀 ；密度計的高標度端被重調，那么圖線將繞著零點向上或向下旋轉，直線的斜率將會發(fā)生變化，從而使密度計的響應發(fā)生

14、變化。3、透射密度計標定時，光路上是空氣，即在空氣上調零。密度計廠家提供有標準透射標定參考，以保證用戶進行高值和低值標定。 第四節(jié) 密度測量誤差分析 一、朗伯比爾定律與反射密度測定一、朗伯比爾定律與反射密度測定采用密度測量法的原因之一，在于用密度值能夠方便地指示油墨量。在理想的情況下，隨著墨層厚度的增加密度值成正比地增加，即墨層厚度增加一倍，密度值相應增加一倍，這就是朗伯比爾（LambertBeer）定律。在對銀鹽軟片進行透射測量時，朗伯-比爾定律是適角的，但在對印刷品進行反射測量時，朗伯比爾定律是不精確的，只具有近似意義。下面通過對朗伯比爾定律的一個簡單變換說明這個問題。 朗伯比爾定律可用下

15、式表示 （x）0e-ax（11）式中：光通量； 0入射光通量； 吸收系數，它是由油墨的特性決定的； x墨層厚度。 對（11）式的兩端取對數，得： -lg(x)/0=lgexx（12） Dx（12）式意味著密度與墨層厚度是應正比例關系的，這對于透射觀察的圖像，如印在塑料透明薄膜上的圖像是適合的。 2ax2D（13）式（13）所表達的是上圖所示的情況，入射光經過紙面反射，兩次穿過油墨層，等于墨層厚度為2x的光吸收量，這就是說，以同樣的墨層厚度印在透明塑料薄膜和紙上，紙面得到的反差將是透明薄膜上圖像反差的兩倍。事實上，即使紙張把入射的光全部反射回去，（13）式也只有近似意義 。把一個墨層分解成為許多

16、薄層（圖113），設入射光通量為i，每個薄層的透射光通量為（xi1），吸收率為，則如下關系式成立； （x1）/0=;（x2）/(x1)=; （x3）/(x2)=;（x4）/(x3)=。對（x）微分得： d(x)/dx=-（x）（14）上式中，d(x)/dx表示墨層厚度從xi-1增加到xi時光通量的變化量，因為光通量隨墨層厚度增加而減少，所以前加上負號。 式（13）的解是已知的，即朗伯-比爾公式： （x）0 e-ax（1-5）為了證明此解是正確的，可做下列計算： 式(1-4)的導數是： d(x)/dx=-0e-ax(1-6)二、對數運位誤差二、對數運位誤差根據瑪瑞戴維斯公式可以導出網點覆蓋率的計

17、算式如下： F110Dt/1-10-Ds 100為了計算網點覆蓋率，首先需要根據測得的亮度信號換算出密度值，這在本質上是完全不必要的，可以根據光電二極管接受的光通量直接進行換算； 因為Dtlg（tp）； Ds-lg（sp）； 式中：p先由二極管從白紙表面接受的光通量； t光電二極管從網點面上接受的光通量； s光電二極管從實地面上接受的光通量。 所以F110Dt/1-10-Ds 100p-t/p-s100 直接換算方法得到的結果更精確一些，因為對數計算會產生某種程度的誤差。 三、亮調測量誤差三、亮調測量誤差網點覆蓋率通常是將密度值代入有關公式換算出來的。由于許多密度計的數值精度只有小數點后兩位數

18、，因此網點覆蓋率的計算精度是有限的。這樣的計算誤差在有些情況下是可以忽略的，在有些情況下是不可忽略的。 先研究一下在亮調區(qū)測量的情況。假如：某一網點面的密度實為 Dt0.025，相應的實地密度實為Ds2.00，當用示值精度為小數點后邊兩位的密度計測量時，密度計的讀數純粹是隨機的，可能的情況是 Dt10.02或Dt20.03，由此導出的網點覆蓋率是： F18.88 或 F26.74網點覆蓋率測量誤差為： FF1F22.14在制版工藝中，特別強調要以1的網點覆蓋率精度進行復制。密度計的精度在此是不夠的，所以在標準化工藝中，人們不用密度計對亮調進行測量，而是設置信號條用視覺進行評價，從而判斷1的網點

19、是否正確地得到轉移。 再看一下在暗調區(qū)進行密度測量的情況。用精確到小數點后兩位的密度計測量暗調實際上不產生測量誤差。 假如在暗調區(qū)測得的網點密度和實地密度分別為： Dt1.505Ds2.00密度計的顯示值現在可能純粹是隨機的，如： Dt11.50Dt21.51由此得出的網點覆蓋率： F197.816或F297.88 FF2F1006顯然，這個偏差是可以忽略的。 四、小反差表面的測量誤差四、小反差表面的測量誤差被測表面的反差高低對網點覆蓋率測量是有影響的。如果在一個表面反差較小的表面上用密度測量法求取網點覆蓋率，其結果是不夠精確的，例如用印版閱讀裝置測量印版的情況。因為印版表面的反差很小，所以為

20、了實現曬版標準化不是用密度計檢測，而是用曬版控制條控制曬版質量。對于柔性版曬版來說，目前可用控制條控制曬版，但控制條上卻沒有適當的控制網點覆蓋率的元素。因為曬版中網點覆蓋率的改變有可能比印刷中的改變更厲害，所以必須小心地觀察。 現比較一下低反差面與高反差面對網點覆蓋率測量的影響。 如果在某低反差面上密度變化范圍是： Ds0.600.005Dt0.200.005 計算可得： Fmin48.5Fmax50.5 誤差范圍 F2這是一不容忽略的偏差。 下面就高反差面的情況（如印刷圖像）作一對比，已知： Ds2.000.005Dt0.300.005則Fmin50.97 Fmax51.20 F0.23 誤

21、差是很小的。 在制版工序中，對高密度的軟片進行透射測量時還可以采用簡化近似公式計算網點覆蓋率。在瑪瑞-戴維斯公式中： F110Dt/110Ds100（17）令 10Ds0 則F（110Dt）100（18） 通過下面的計算可比較（17）、（18）兩式的精確性： 在實地密度很高的情況下，簡化式（18）是足夠精確的，但在印刷中卻只能得到較小的實地密度，必須用精確公式進行計算。 五、不同密度計之間的示值差異五、不同密度計之間的示值差異第二章 色度測量技術及其應用 管理資源吧（），提供海量管理資料免費下載！第一節(jié) 色度測量在印刷工業(yè)中的應用 目前，色度測量在印刷工業(yè)中的應用主要在如下方面： 原材料的質量

22、控制，尤其是油墨和紙張的控制，在有些印刷廠，這 已經成為例行的工作。分光光度數據對紙張白度的測量是很有價值 的； 制定油墨、紙張標準的精確規(guī)范；灰平衡的分析測量、最佳階調復制及針對不同油墨、紙張和印刷條 件的校色； 分析打樣張的色彩和印刷用紙的匹配情況 ，分析預打樣工藝中所 用顏料的色度特性； 分析一套油墨再現的色域和各套油墨再現色域的不同； 分析原稿和復制圖像之間的關系； 采用色度測量規(guī)范，提高標準化生產的程度，以達到節(jié)省材料、減 少差錯、提高產品質量的目的； 印刷色彩的質量控制； 分析匹配專色的顏料的組成； 第二節(jié)第二節(jié) 色彩的量度色彩的量度一、從三刺激值向勻色系統(tǒng)轉換 1、三刺激值x（）

23、、y（）和z（）的意義： x（）值紅量； z（）值藍量； y（）值視覺亮度響應的度量（約200個人的平均值）。2、三刺激值x（）、y（）和z（）的缺陷： 視覺感受沒有均勻的距離，即： 在數值上：E亮 = E暗；但在視覺感受上： E亮 膠版紙新聞紙。 Why?紙張表面越粗糙，遮蓋紙面所需要的油墨就越多。5紙上墨量與光澤度的關系紙上墨量與光澤度的關系 一般來說，物體的表面越平滑，表面的光澤度越高，伴隨著油墨量的增加，銅版紙的墨層表面變得平滑，光澤度上升，著墨部位比不著墨部位還要平滑。膠版紙和新聞紙著墨之后的實地面上，光澤度略有降低。 紙上油墨量與墨層表面光澤度的關系6紙上的墨量與顯微密度紙上的墨量

24、與顯微密度 跟128圖中的一般實地密度和129圖中的偏光實地密度比較，顯微實地密度值要小一些。原因：這是由于顯微密度計的光學系統(tǒng)與一般密度計不同造成的，曲線分析：在紙上油墨量小的范圍內，實地覆蓋率小，所以顯微密度值的 標準偏差波動較大。隨著紙面油墨量的增加，偏差逐漸變小，即使實地覆 蓋率已經達到他和，偏差還在進一步減小，這是墨層逐漸平均產生的效果。 實地覆蓋率飽和之后，實地密度繼續(xù)增加則是由于墨層逐漸平均造成的， 不論紙張質量高低，都符合這個規(guī)律。 總結：在實地密度值較低的范圍內，實地覆蓋率是影響實地密度大小的主要因素。如果實地覆蓋率達到飽和，墨層厚度的影響應突出出來，隨著墨層較薄部分厚度漸增

25、，墨層厚度趨于均勻，因而實地密度上升。而進一步到達實地密度值高的范圍之后，油墨表面的平滑性，對實地密度值產生影響。從偏光密度分析可知，銅版紙之所以得到較高的實地密度，是因為實地覆蓋率比較高，實地部位的油墨層表面比紙面更平滑。顯微密度的平均值與實地偏差的關系圖二、最佳實地密度與相對反差二、最佳實地密度與相對反差 1、相對反差的定義與意義： 定義K（Ds-Dt）/Ds1Dt/Ds 意義作為控制實地密度和網點增大的技術參數。 反映了印刷實地密度與網點增大之間的內在聯(lián)系。 Dt的確定通常通過測量控制條上75的網點塊和實地塊的密 度值后，代入公式計算。在有些控制系統(tǒng)中不用75 網點塊而用80或50的網點

26、塊進行測量計算。 2、最佳實地密度的確定 以相對反差（K值）最大時的實地密度值作為最佳實地密度。 Why?在印刷中當油墨量達到10m厚度時，油墨即達到 飽和實地密度，再增加墨量，油墨的實地密度增加 緩慢或幾乎不再增加，而導致網點不斷增大。在墨 層較薄時，隨著實地密度的增加K值漸增，圖像的 相對反差逐漸增大，當實地密度達到某一數值后， K值就開始從某一峰值向下跌落，圖像開始變得濃 重、層次減少、反差降低。所以，實地密度的標 準，應以印刷圖像反差良好，網點增大適宜力度 。3、為什么相對反差的概念和計算公式都很簡單，但在質量檢測和數據化管理中卻是一個重要的參數？ 當K值最大時，說明此時具有最佳實地密

27、度，階調轉移也處于最佳 狀態(tài)。 在印刷過程中，不同的實地密度就有其對應的K值。 當墨量過大時實地密度不適當的增大，網點會增大過量，K值下 降，這時，油墨本身的飽和度較好，但層次和清 晰度受到損害。 如果墨量過小實地密度不飽和，K值同樣下降，這時，網點的增 大率雖小，清晰度也不錯，但油墨墨色欠飽和， 整個圖像顯得沒有精神，影響質量。 最高K值時的實地密度值才可以作為分色時建立灰平衡和階調分配 時定標的依據。 最高K值時的三原色油墨實地密度值，可能并不是該三原色油墨最 高效率（即最佳顯色性）時的實地密度因為前者是油墨在網 點轉移下的動態(tài)適性，后者是油墨自身的靜態(tài)色度特性。 如果照顧最大的實地色效率而舍棄印刷最高K值下的實地密度值， 將會造成一些不良后果： A印刷的色密度反差和色相純度的還原范圍不夠合理； B依照該實地密度制訂的三原色版的中性項平衡會在印刷網 點轉移中遭到破壞； C由于網點增大率不是處于最合理的狀態(tài)，因而導致以網點 組成的邊緣層次清晰度的下降； D三原色版網點轉移時的K值下降會導致暗調層次的損失。 經測定確定的K值和實地密度值是數據化管理和質量