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第一章

密度测量技术及测量误差分析第一节密度测量技术

印刷中密度一般指“光学密度”,反映光线与物体相互作用过程发生的反射、透射、选择性吸收等物理现象。可定义为表面吸收入射光的比例。吸收光量大,密度就高;吸收光量。芏染偷。反射密度:相纸或印刷品是不透明的,因而称反射密度。透射密度:照相胶片是透明的,称透射密度。1.反射密度:1)、反射率:2)、反射形式:b.漫反射:各处光通量相等;a.定向反射(镜面反射):c.介于两者之间:反射密度:D=lg1r图1-10rr003)、印刷中常见反射形式:粗面纸张光泽面纸张玻璃镜面图1-21)、观察一个用集中光源照明普通印品表面图象:2、反射测定:A点:=全反射光+漫反射光,全反射光成分最大;B点:=漫反射光,

所含噪音光源最少,标准光源放置:0/45角或45/0角;45光源AB图1-8常见各类纸张印刷品等2).不同情况比较:Sa=最大值,Sb=0Sa=SbSa>Sb0SaSb45c.普通纸张Sa0Sb45a.镜面Sa0Sb45b.无光白色表面如图1-9反射测定的结果与几何条件和被测面的光泽性质密切相关。d.密度值与明暗变化呈线形关系

原理:密度的测量,并不是直接测量密度,而是将被测点亮度和标准白板亮度进行比较,再经过计算后得出密度值。c.标准白板:硫酸钡人为地把?=1a.亮度系数:LML0b.基准区域表面特性应接近理想无光白色表面反射密度

D=lg1LML0

D=lg1传感器定标白板滤光片图1-103、反射密度测量原理在相同的光学条件下4.透射密度1)、透射率:=02).透射密度:05、透射密度测定:1)、几何条件:底片、四色分色片等a.入射光束必须从半空间均匀地透过物体;b.传感器只接受垂直于被测物体且在传感器所在范围之内的光。S光源图1-42)、必要性:已知物体M1的透射率=1,a.用平行光;b.用漫射光;两者的入射光通量相同。S1接收光通量>S2接收光通量S1的密度值<S2的密度值必须考虑光源的性质S1平行光源S2漫射光源M1M1图1-5必须考虑透射物体的表面性质已知:Mt是透明的,Ms可使光形成均匀漫射。两种情况下,0=但测量结果:S1接收光通量>S2接收光通量S1密度值<S2密度值S1平行光源S2平行光源MtMs00图1-63)、满足几何条件的措施:乌布利希球4)、卡里尔(Callier)效应:a.由于被测对象的漫射性能不同或测量条件不同所引起的透射密度示值有差异的现象。称为卡里尔现象。卡里尔系数=D平行光D漫射光挡板L1S2图1-7b.同一物体用平行光和漫反射光照明时测得的密度值的商数称为卡里尔系数衡量软片的照相性能。卡里尔系数可以作为软片中银粒子大小的度量。对软片的图像进行处理和转换时,卡里尔系数应减到最。辉诙缘缱臃稚骰移胶獗甓ㄊ,采用非银梯尺就是为了避免卡里尔效应带来的偏差。卡里尔系数的作用:色密度:色密度即颜色的密度,以用途目的不同,有各种表示方法。

三色密度:用密度计的三色滤色片测量三色密度。用于测试的滤色片,通常用柯达雷登滤色片:No.47B(蓝紫),61(绿),29(红)色度:用CIE制定的测色系统X、Y、Z三刺激值进行计算分光密度:用分光计测定单一波长光的反射密度。各种色可用(色调T,饱和度S,明度D)完整地表示出来。第二节:印刷中彩色密度测量的种类第二节:印刷中彩色密度测量的种类Sr滤光片S滤光片作用:允许一定带宽的可见光谱通过。将可见光分段。滤光片通过光线的波长范围,分为宽带、窄带。彩色密度测量与滤光片的颜色和滤光片通频带的宽度有关系。通频带1、光谱色密度?λλ0M

D(λ0)=lg(λ0)1b.定义:将λ等于某一波长λ0,所测得的值,称为光谱色密度。c.特点:测量某一波长的反射。d.用途:用于科学研究,单色测量实际生产用途较少a.色密度:在俯视条件下,用补色滤色片测的密度值。2、窄带滤光色密度?λλ

1M

D(λ)=lg(λ)1a.波长范围:20-40nmb.特点:不能反映油墨层的颜色;当被测介质厚度变化时,密度增量比较明显。c.用途:

(1)用于测量墨层厚度;(2)计算网点扩大率、叠印率、油墨的色强度;d.应用:海德堡自动输墨系统应用此原理控制墨量大小。3、宽带滤光色密度a.波长范围:40-80nmb.特点:(1)密度值变化。(2)容易估计颜色的色相。c.用途:(1)评价油墨的色相、灰度、透明度;(2)应用于对油墨、纸张的颜色特征进行估计(3)应用校色设备之中。?λλ

1M校色原因:滤光片、光源等分色时产生基本色不足,互补色过多的问题4、视觉密度b.测量采用:视觉滤光片Sr(λ)τ(λ)S(λ)a.定义:对非彩色图象进行测定时得到的密度值。即亮度密度。c.其共同作用的效果是模仿了人的视觉与人眼的灵敏度一致性,非彩色密度测量模拟人的眼睛看到的非彩色的深浅,所测值与人眼吻合。定义:用视觉滤色片测量非彩色图象进行测量时得到的密度值V(λ)Sr(λ)τ(λ)=d.关键:V(λ),决定仪器的好坏。密度计设计时的决定因素——视觉滤色片必须满足卢瑟条件第三节:密度计一:常见密度计及技术指标:1、种类及型号:T(transmission)-透射;R(Reflection)-反射DM(DensitoMeter)-密度计;D(DotMeter)-网点面积测量仪;TR-透、反射两用;TD-透射密度计DT-网点面积透射测量;RD-反射密度计;一般后面的阿拉伯数字表示该密度计的产品序号等.例如:TR524型;TR524AD型;TR524MD型;TR524AMD型?迅速显示四色印刷油墨的密度、网点和叠印率;?自动颜色选择,无须转换滤色镜测量;?能清楚显示读数、颜色和功能在显示屏上;?可连接打印机或个人电脑。爱色丽400系列彩色反射密度仪?测量各种底片菲林的密度,包括正网点和负网点;?监控显影机的化学程序是否正确;?帮助校准照排机;?可连接打印机或个人电脑爱色丽361型台式透射密度计T120/RT120透射/反射密度计(由德国TECHKON公司制造)?密度;?网点百分比;?可配定位板、偏振光过滤器;?可通过串口输出数据。R410/R410e彩色密度计(由德国TECHKON公司制造)?密度和密度差;?灰色和彩色平衡;?网点百分比和网点增大;?印刷对比度;?叠印、灰度、色调?密度测量范围:0.00-2.50D?网点测量范围:0-100%?测量孔径:ф3.2mm?几何条件:0?/45?RS400扫描式密度计(德国TECHKON公司制造)?在任意的印品控制条上自动检测密度、网点增大。底部滑轮保证垂直扫描轨迹。?配备TECHKONExPresso软件,可以众多信息,从而减少作业准备时间及损耗,改进印刷质量。软件适合Windows及Macontosh平台爱色丽X-Scan扫描式密度仪系统本机自动化程度高、操作简单;能迅速提供所需要的测试信息;快捷的扫描测试速度;可以测试密度、反差、实地网点百分比、网点扩大值、印品相互比较的相对值,扫描面积,套印情况、中性灰、色相偏差等,并能将所测数据在显示屏上显示。德纳福T6CR黑白密度计德纳福T6RL彩色密度计主要用于现场测量二:密度计使用注意事项:(1).测量几何条件:0°/45°或45°/0°例-如图:a.右图,有规律的波纹,则测量的值不准确b.下图,加一反射环修改后,测量时将漫射光线集中,使测量结果误差最小。c.测量孔径:<5°

SrS反射环SrτS表面粗糙漫反射(2)、照明光源:相对光谱分布应当符合标准的要求A光源,即2856±100K(3)传感器:对380-720nm范围内的光辐射具有足够的光电传感元件作辐射接受器。

>720nm(可见光谱的近红外部位)必须用红外吸收滤色片常用元件:光电池,光电倍增管,半导体二极管等(4)滤光片:a.按测量颜色:红(620nm)、绿(530)、蓝(430)、视觉滤光片;测量黄、品、青油墨的密度及非彩色密度。b.按使用目的:宽带、窄带、偏振滤光片、红外抑制滤光片;三、常用滤光片的特性:视觉滤光片:

a.作用:抑制传感器对蓝紫光敏度及对绿光灵敏度与人眼不一致的现象,使密度计得以模拟人眼的视觉响应,与人眼感受的亮度值一致。

b.视觉密度测量的正确性检验:

①用密度计测量标准灰梯尺,测得值与标准值一致;

柯达无银灰梯尺②在A光源下用色度法测量非测色样本的亮度参数值Y,除以100后求倒数的对数值,结果应与标准值一致;

色度计(2)宽带滤光片:a.选用红、绿、蓝滤光片测色密度:色密度测量是通过测量求得印刷面上某种颜料的相对量,而一个补色滤光片的光谱通常是与标准的三原色油墨的主吸收带的范围相一致,故通过测量透过补色滤光片的光强可以得知颜料的相对变化量。b.特点:①由于只测量部分视觉光谱,测得数据的值与人眼感觉不太适应;②使用滤光片的密度读数可以指示某种油墨的相对量,但不能指示色相,但同时使用三个滤光片的密度读数,可大概判定被测色的色相;如Dr=1.5Dg=0.6Db=0.3C墨③用不同密度计测量同一色,难以给出相同值;(3)窄带滤光片:a.特点:

①提高测量值的灵敏性,并保持仪器间数据的一致性;②对黄墨来说窄带测量具有特殊意义;③应用:印刷车间过程控制,墨层厚度。原色滤光片波峰全值宽度YB43080nmMG536100nmCR624100+红外原色滤光片波峰全值宽度YB43030MG53630CR62430宽带滤光片光学性能窄带滤光片光学性能四、密度计的标定:1、标定——把密度计的显示状态调整到合适的状态。2、标定分类:A.低端标定:

白板定标,密度计调零;

纸张调零:优化阶调复制和评价油墨时用,排除纸张影响。B.高端标定:

黑板定标,使密度具有最佳的最大显示值;反射最高3.0,透射最高4.0C.线形标定:在整个范围内对密度值进行修订,用工厂提供的标准灰梯尺做标准(长时间)偏振滤光片由于油墨渗透产生的色彩饱和度变化,通过偏振滤光片消除油墨表面量墨的反射。“T”状态响应“T”状态响应:密度计经过适当定标后,能够得到相互一致的测量量。“T”状态的特征是:光源、滤光片、传感器三者的光谱乘积对数值的分布必须符合标准;实际上光谱乘积描述了一个密度计在给定波长上的总响应。低端标定密度计显示的标定值理想的关系密度计传感器的响应值D.滤光片更换:滤光片褪色,所测密度值偏。笆备宦斯馄。Φ0第四节、密度测量误差分析一:相加法则与比例法则失效

1、郎伯-比尔定律:a.理想情况下,密度值随墨层厚度的增加成比例地增加对公式取对数D=α?x例1:如右图,原则上两层墨层,应是α(x1+x2)或(α1+α2)x但是由于表面反射等误差引起值的差异,使相加法则失效。Φ(x)x1x2b.密度值的相加性原则在透射测量的情况相当准确,但对反射测量是不精确的,只具有近似意义。2、比例法则失效:a.玛瑞-戴维斯公式F—网点面积Dt—网点密度Ds—实地密度b.计算网点覆盖率,须根据测得的亮度信号换算出密度值,这是不必要的,可以根据光电二极管接受的光通量进行换算。由避免了对数计算所产生的偏差二、亮调测量误差a.实践证明,当用M-D公式计算网点面积率时,在亮调会产生不允许的计算误差。例2:当网点密度Dt=0.025,实地密度Ds=2.00,仪器精度为±0.01。分析:仪器值可能为Dt1=0.02,Dt2=0.03,则:经计算得,F1=8.88%。F2=6.74%,

ΔF=F2-F1=2.14%>1%规定:在制kok电子竞技工艺中,强调要以1%的网点覆盖率进行复制。b.结论:当所用的测量密度计的测量精度为1%时,不能用M-D公式的计算结果控制和评判亮调图象的质量。

c.方法:一般在实际生产中,用控制条来观察其上的小点子(1%-5%),用视觉直接观察。布鲁钠尔控制条中国印研所晒kok电子竞技信号条三、对暗调的测量误差a.例3:当网点密度Dt=1.505,实地密度Ds=2.00,仪器精度为±0.01。分析:仪器值可能为Dt1=1.50,Dt2=1.51,则:经计算得,F1=97.82%F2=97.88%

ΔF=F2-F1=0.06%〈1%b.结论:如果精确度为±0.01的密度计,对F>35-40%的区域进行测量,M-D公式的计算结果是可信的!四:小反差表面的测量误差:a.被测表面的反差高低对网点覆盖率测量有影响。b.从原稿到印品的过程中,PSkok电子竞技上的图象是小反差图象例4:一小反差表面,Dt=0.60±0.005Ds=0.20±0.005经计算:F1=48.5%F2=50.5%则:ΔF=2%>1%c.结论:像PSkok电子竞技之类的小反差图象,当用精度为1%的密度计测量时,用M-D公式计算的精度是不实用的。要用晒kok电子竞技控制条控制晒kok电子竞技质量。d.印kok电子竞技阅读器检测kok电子竞技面上不同区域的密度,通过网点面积率来调控墨量,是因为其自带精度为1%0的密度计。b.结论:M-D公式对于软片上的高反差图象不仅可以使用,而且M-D公式又可进行简化。简化五:高反差表面的测量误差:a.高反差:一般实地密度值>3.00很大对于高反差透射稿本节重点:

a.反射测量、透射测量:

b.密度测量本质;

c.密度测量类型:光谱色密度,视觉密度,窄带,宽带的特点及用途

d.亮调、小反差密度测量为什么必须采用1%0的密度计

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