基于密度检测的印刷质量控制

1、基于密度检测的印刷质量控制摘要：印刷质量控制是一项非常精密的工作，目前的密度计和色度检查方法是一种有效的质量控制手段。本文主要介绍了密度计、色度计基本原理以及在实际中的应用，然后通过实践检测分析，得出最佳的控制方法。关键词：密度计 色度计 线性化 滤色镜 曝光量 色差 网点一、概述印刷复制就是通过各种工艺技术手段批量再现原稿的颜色特征，印刷过程控制及其质量监控历来是印刷生产、管理部门感到棘手的问题，也是印刷科技工作者的重要研究课题之一。至今为止，基于密度检测的印刷过程控制及其质量监控已深入人心，强有力地统治着印刷工业。但是，随着人民生活水平的日益提高，人民对印刷产品质量的要求也越来越高，仅有密

2、度测控是不够的，其局限性已显而易见。虽然基于密度测量的那些参数对印刷过程控制很有用，但不能够充分地描述印刷品的外观质量，尤其是颜色特征，因此，人们把目光投向了基于色度检测的印刷过程控制及其质量监控，它拉近了人与印刷品之间的距离，便于印刷生产企业与客户进行颜色信息交流，在某些方面显现出密度测控无法比拟的优越性。二、密度计的原理及应用1密度计的组成 密度计是用来间接确定表面吸收光的量的仪器,它是质量测量中必不可少的仪器，可分为投射密度计、反射密度计、黑白密度计、彩色密度计、带偏震滤光器装置的密度计、和不带偏震滤光器装置的密度计。目前生产的密度计，采用扫描方式，在短时间内测算出印刷所需的各种参数。2

3、密度计原理 反射密度计和投射密度计都是光电倍增管作为接收器，通过光源、滤色器形成光路，从而将测试片的光量（透）反射到滤光器上，反射光量的大小取决于墨层的厚度和色料的浓度，接受器将得到的按照强度的不同，转换成大小不同的电量，电子系统将测量电流与基准值（“绝对白光“的反射量）进行比较，根据此差值计算出所测量墨膜的吸收特性，最后，将墨膜测量结果显示在数码显示器上。如图1所示。图1 密度计原理示意图light source光源 optice透镜 polarizing filter偏振滤光片color filter彩色滤光片 sample被测样本 analyzer分析仪receiver传感器 elect

4、ronics&computer电子线路 display显示器彩色密度计原理与黑白密度计的原理大致相同，只不过它装有红、绿、蓝三种滤片，分别用于测试青、品、黄三种密度值。滤色镜可放置在被测样品之前或之后，视具体仪器而定，现代仪器会自动调整正确的滤色镜（印刷色的补色），测量三原色以外的颜色时使用能获得最高测量值的滤色镜来测量。3密度计的应用在印前部门，反射密度计可用于：(1) 测量准备用于半色调复制的照片和画稿在高光、中间调和暗调的密度。测量这些材料上最亮和最暗部位，所得到信息有助于确定能在印版上产生与以给定油墨、纸张、印刷机条件能达到的范围相匹配的图像的曝光量。(2) 分析购进的用于打样和脱机打

5、样的材料（如油墨和纸张）。(3) 确定蒙版的系数。在印刷车间，反射密度计可用于：(1) 分析所提供的脱机打样样张和印刷样张的质量，确定其是否符合标准或规格要求。(2) 确定印刷机的性能,密度计可用于评估印品一些性质，如印张与印张之间颜色一致性；印张上从左到右的颜色一致性；网点增益和模糊的程度；有关油墨墨膜的厚度；打样样张或签样的颜色与生产印刷时匹配的程度。(3) 分析信号条上的网点增益信息，调整油墨的印量，监测油墨和润版液的一致性，以堵版和浮色的指标来检查印版的条件。三、色度计原理及应用1色度计色度计是通过对被测颜色表面直接测量获得与颜色三剌激值x、y、z成比例的视觉响应，经过换算得出被测颜色

6、的x、y、z值，也可将这些值转换成其它匀色空间的颜色参数。色度计是一种带有三个宽带滤色片的特殊密度计。 2色度计的测量原理原理：通过仪器内部光学模拟积分获得三刺激值。用滤色镜矫正光源和探测元件的光谱特性，使输出电信号与颜色三刺激值成正比。如图2所示色度测量方法主要有两种。第一种方法是利用光电色度计测色的方法，光电色度计在原理上非常类似于密度计，其外观、操作方法及价格也跟密度计相近,其精度在确定色差方面肯定是足够的，所以可以在印刷车间用作色差比较的测量。许多光电色度计的精度也高到足以进行绝对色彩和相对色差的测量，但是一般说来，人们更喜欢用分光光度计去完成上述各项任务。图2 色度计原理示意图rec

7、evier接收器sample样品 measuring head测量点optical filtering透射滤光片 illumination reference参考照明3色度测量的应用在印刷工业中，人们对用色度计或分光光度计进行测量已经产生了很大兴趣。因为实践已经证明，密度测量虽然是很重要的，但对于印刷工业来说，仅有密度测量还是不够的。过去，由于测量仪器的限制，密度测量一直是印刷工业最常用的测量形式。现在不同了，随着新型测量仪器的逐步推广，人们已经开始把目光投向色度测量技术。色度测量已被应用到印刷过程控制中，如对墨层厚度的控制。目前，色度测量在印刷工业中的应用主要在如下方面：(1) 原材料的质量

8、控制，尤其是油墨和纸张的控制。分光光度数据对纸张白度的测量是很有价值的；(2) 制定油墨、纸张标准的精确规范；(3) 灰平衡的分析测量、最佳阶调复制及针对不同油墨、纸张和印刷条件的校色；(4) 分析打样张的色彩和印刷用纸的匹配情况，分析预打样工艺中所用颜料的色度特性；(5) 分析原稿和复制图像之间的关系；(6) 采用色度测量规范，提高标准化生产的程度，以达到节省材料、减少差错、提高产品质量的目的；(7) 印刷色彩的质量控制；(8) 分析匹配专色的颜料的组成；(9) 在分色设备上进行精确校色，在印刷机上控制色彩复制。在印刷工业中，色度测量是对眼睛功能的一种扩展，但它决不会取代眼睛，因为只有眼睛具

9、有主观评判的功能，但仪器能够产生量化的数据，它可以放到任何能达到的位置，例如装到一个印刷机上进行测量。四、色度检测与密度检测的比较分析基于密度检测的印刷过程控制与质量监控之所以受到印刷工作者的青睐，是因为密度测量参数对印刷过程控制非常有用，它简化了印刷过程控制，通过控制印刷品的密度值来控制印刷品颜色的稳定性，从而达到控制印刷品质量的目的。其优点主要表现在如下几方面：1人眼视觉对颜色明暗感受与密度成非线性递增关系，即视觉感受颜色越深，密度值越大；视觉感受颜色越浅，密度值越小。因此，印刷作业人员借助于视觉可以很方便地通过控制密度来监控印刷品的颜色。2密度检测优化了工艺参数，使得印刷作业人员可以容易

10、地控制印刷过程及印刷品质量。如通过密度测量与计算：(1) 求取印刷品的网点增大值，并将其控制在允许的范围之内，从而控制印刷品的阶调再现性和色彩再现性。(2) 求取印刷品上的油墨叠印率，用于过程控制，从而监视印刷生产过程的变化。(3) 求取印刷品上测量控制块不同方向线条的密度，它们的密度差值即为重影变形，将其控制在允许的范围之内，从而控制印刷品的清晰度。(4) 确定各印刷色墨的最佳实地密度，将其控制在允许的范围之内，从而控制印刷品的均一性。 3密度检测虽然在现阶段占有优势，但也有一定的缺点:(1) 密度测量的是印刷品或样张上单位面积色料的数量，无法对颜色特征做出精确测量，因此无法判定印刷样张与标

11、准样张（也称为付印样或红样）的颜色差异，也无法进行颜色的精确匹配。(2) 密度测量值不能以某种形式跟cie混色系统相关联，而cie混色系统却是公认的色彩语言。因此密度测量不利于人们之间的颜色信息交流。4色度检测的优点主要有以下几点：(1) 能对颜色的特征做出精确测量与描述，并加以量化。因此印刷工业中常用于颜色标准的建立(2) 能对颜色进行精确匹配，而印刷复制正是使用c、m、y、k四色油墨匹配标准色样的过程，因此可对印刷过程实施精确控制，并对印刷质量进行精确监控。(3) 能直接检测印刷图像，获取印刷样张与标准样张之间的色差信息，因此是印刷生产人员确保印刷质量的极好工具。 正是由于色度检测较之于密

12、度检测的明显优势，印刷工作者才将注意力集中到色度检测这一系统上。 五、密度计在生产中的应用1密度检测在印前系统中应用在印刷环节中，激光照排菲林的质量好坏是保证印刷质量质量的第一道关，所以照排机的校准在照排过程中显得尤为重要。其目是通过调整曝光量和网点大小的线性化的校正，从而实现在照排过程中能有效的控制胶片质量。(1) 曝光强度的校准 它的目的就是针对某一特定的胶片，设置正确的曝光量。它以50%中间调作为曝光量的校准基准。我们知道，如果激光的光强太弱或太强，图像就不能正确地在胶片上曝光。例如在实地中表现为线条太细或太粗，丢失细小的装饰线、填满或模糊了边缘；而对于网目调来说则表现为某一色调的密度变

13、大或变小。 图像照排机都具有内建的曝光测试，以使得技术人员能够方便地设置正确的曝光量。测试中使用一系列印在胶片上的小方块测试条，这些小方块的加网密度是在50%左右紧密分布的，如48%、48.5%、49%等。发出带有测试条的胶片后，用密度计测试各个小方块的值，找出实测密度为50%的小方块，并对照小方块原有的密度值，就可以确定照排机曝光量调整的方向和大小。然后, 即可以通过照排机上的曝光强度设置按钮进行直接控制，也可以通过设置rip软件当中的相应参数进行前端控制。 (2) 输出胶片的质量检查它的主要设备就是观样台和密度计。密度计是测试胶片的关键设备，它的基本功能是可以读出网目调的阶调百分比，从而判

14、断照排机生成的网目调网点的大小是否正确。例如原图中40%阶调处，对应在胶片上的实测密度是否是40%灰。以下是一般性检查的主要检查方面及其含义： 对附在胶片上的灰阶条进行测试，从而判断胶片的各个阶调处是否准确。从中主要用来检查显影过程及其参数（如显影速度、温度和时间以及显影液浓度）是否正确，也可能包含照排机本身的问题，如线性化的好坏。 观察胶片的质量。主要包括曝光是否均匀，检查胶片是否有划伤。 检查postscript错误。用来检查postscript解释器对文件的解释是否漏掉内容，主要观察每一张片子上的内容是否存在没有输出出来的情况。(3) ctp网点的线性化校正这项测试和调整的目的是使得ct

15、p系统在整个层次范围上保持网点密度传递的准确性和线性化，它是通过补偿性地修改网目调网点的曝光成像点的数量的方法来弥ctp非线性因素的影响。在如图3方正的rip中的线性化调整界面就是专门用来完成这项工作的。对话框左右两侧分别用曲线和数值方式表示了输出网点百分比的理想数值与实际数值的状况。测试输出的实际网点百分比值，将其输入后系统便会自动生成一条补偿曲线。线性化的测试和调整过程可以概述如下：l 在印版上添加网点测试条，网点百分比从0100%，以5%为间隔。另外有一块实地黑色填充。 l 输出含有网点测试条的印版。l 先将透射密度计归0，然后逐一测试网点测试条上每一个色块的网点百分比数值，并记录。l

16、将测试的实际值输入到右侧的编辑框内。例如75%处测得的实际网点成为了78%，则将78输入到75%右侧的框内。l 点按“重画转换曲线”。图3 rip中的线性化调整界面l 点按“测试结果”，可对转换曲线的效果进行测试。l 点按“保存到公用数据”，则被存储为一个文件，成为当前的公用转换曲线。它可以被其它参数模板装载，作用于其他的输出作业。最后要强调是ctp线性化校正必须经常进行，另外，在使用新的版材或更换显影液后都需要重新进行测试和校正。2色度检测在印刷中的应用(1) 色度测量公式cie混色系统有多个，它们在许多方面有着广泛的应用，究竟选用哪个作为印刷中的色度测量公式，这取决于该系统的色空间必须是一

17、个更为均匀的颜色空间，即要求任意两个颜色的色度点之间的几何距离（或数量值）的大小（即色差），所代表的两个颜色差别量的大小，与人眼视觉上色彩感觉差别成正比。这既方便印刷作业人员视觉监控印刷过程与质量，又有利于进行精确监控，cielab色空间正好满足这一要求。即1976年由cie推荐的 l*a*b*色空间，称之为cie1976 lab均匀颜色空间，它采用如下的三维直角坐标体系： l*=116（y/y0）1/316 a*=500（x/x0）1/3（y/y0）1/3 b*=200（y/y0）1/3（z/z0）1/3其中x、y、z是作为对象的物体的三刺激值，即表示颜色样品的三刺激值；x0、y0、z0为完

18、全漫反射面的三刺激值，即cie标准照明体的三刺激值，并规化使y0=100。l称为cie1976明度指数，a、b称为色度指数。 色差指的是定量地表示色感知的差别量，印刷过程控制与质量监控中，印刷样张与标准样张相同测控点之间的色差e*ab由下式决定：e*ab=(l*)2+(a*)2+(b*)21/2其中l*=l1*l2*a*=a1*a2*b*=b1*b2*计算色差时，将2定为标准样张，1定为印刷样张：若l*=l1*-l2*0为正值，则说明印刷样张颜色比标准样张颜色浅，明度高；若l*0为正值，则说明印刷样张颜色比标准样张颜色偏红；若a*0为正值，则说明印刷样张颜色比标准样张颜色偏黄；若b*0为负值，

19、则说明印刷样张颜色偏蓝。 (2) 实验结论通过色度测量可知印刷样张与标准样张之间的色差e*ab及l*、a*、b*的值，也能够判定印刷样张的偏色情况，但是在印刷操作过程中，究竟调整c、m、y、k何种色墨，以期达到颜色一致的目的，却一时难以确定。为此通过实验并在实践中加以验证总结出如下规律： 当l*0为正值，说明印刷样张的颜色比标准样张的颜色浅，印刷样张的墨量不足。若a*0，17b*0，则说明印刷样张中青墨少了，调节时增加青墨。若a*0，b*0，则说明印刷样张中黄墨及青墨少了，调节时增加黄墨和青墨。若a*0，b*0，则说明印刷样张中品红墨及青墨少了，调节时增加品红墨和青墨。若a*0，b*0，则说明品印刷样张中品红墨、黄墨少了，调节时要增加品红墨和黄墨。若a*和b*的值接近零，则说明印刷样张中黑墨少了，调节时增加黑墨。 当 l*0为负值，说明印刷样张的颜色比标准样张的颜色深，印刷样张中的墨量多了。若a