印刷品密度与色度的检测

1、昆明理工大学印刷品质量检测与控制课程论文印刷品密度与色度的检测姓 名： 吴 雷 学 号： 201110304103 学 院： 机电工程学院 专 业： 包装工程 年 级： 2011级 指导教师： 何自芬老师 2014年6月5日印刷品密度与色度的检测摘要：本文介绍了在印刷生产过程中印刷品质量检测的两种方法密度与色度检测。着重讲述密度与色度检测的原理、方法、应用、仪器以及在检测过程中的注意事项。分析两种检测方法的优缺点，在实际印刷检测过程中合理地将两者结合起来扬长避短，使印刷品质量检测过程更方便且效率更高。关键词：印刷品、密度检测、色度检测Abstract：This article describe

2、s two methods in the printing production process quality inspection of printed matter - density and chroma testing. Focuses on density and chromaticity detection principles, methods, application，equipment and precautions. Analysis the advantages and disadvantages of the two methods to detect the act

3、ual printing process in a reasonable manner to combine their advantage and avoid the disadvantages, so print quality inspection process more convenient and efficient.Keyword：Printed matter、Density detection、Colorimetric detection前言：印刷质量的优劣在于是否准确地复制原稿，因此印刷后及时对印品的复制情况进行检测至关重要。印刷质量检测的方法在不断地发展中，最初的人眼目视检

4、测由于过于依靠人的主观经验而逐渐被仪器检测而取代。印刷品的呈色原理在于对不同波长色光的选择性吸收，因此对印品检测的本质方法是测量其表面的颜色特征参数。颜色特征参数包括了颜色的密度值和色度值，由此发展出了密度检测法和色度检测法。随着印刷速度的提升，对质量检测的速度也提高了要求，而传统的密度法和色度法主要依靠人工操作，速度受到限制，二来多数情况下针对测控条进行检测，难以全面反映整幅印刷品上的信息。因此在实际印刷检测过程中我们需要不断地提高检测技术以获得更高质量的印刷品。一、概论在印刷行业中，检测是为了改进原稿、样张和产品之间的细微差距，或者在整个印刷过程中保证印品与原稿的一致性。只有通过检测，才能

5、实现印刷质量控制的可能。目前，印刷行业主要采用三种检测印刷品色彩质量的方法。（1）主观目测法主观目测法是一种最简单的检测印刷品色彩质量的方法，也是一种完全主观的检测方法。它是指将印刷品与标准样张直接进行人为对比，检测印刷品与标准样张的呈色差异，同时借助放大镜来细微地观察各色网点的形状和叠印状况，对网点的调值作定性评估。其实质是一种目视光度测定法，原理是利用加色混合定律，将3个分量的未知色加在一起，以描述所得的未知色。虽然对于色彩评价来说最可靠的方式是借助人眼，而且简单灵活，但是由于受观测人员的经验、心理和生理等因素的影响，使得该方法可变因素太多,并且无法进行定量描述，从而影响检测的准确性和可靠

6、性。（2）密度检测法为减少对操作人员主观经验的依赖，同时也为加强印刷过程生产环节的质量管理，需要提供印刷品质量的客观检测数据。长期以来，印刷界提倡使用密度计对印刷图像进行检测和评价。一束光线投射到一个物体上，将有一部分光被反射或透射，余下的光将被物体表面吸收。密度检测法就是比较表面反射（或透射）的光强度与照射在表面上的光强度，然后通过大家认可的逻辑关系来计算密度值的。因而密度检测的实质是反射或透射光量的度量。由于密度的大小直接反映了从印刷品或胶片上反射（或透射）光量的多少，因而，从该数值可以直接判断颜色的深浅、油墨的厚薄等等，这对直接指导生产管理人员正确加网、确定墨量、曝光量、水墨平衡等来说是

7、至关重要的。（3）色度检测法当前，在印刷工业中，密度检测虽然很重要，但仅有密度检测还是不够的。色度学是本世纪三十年代创立的，它是研究人的颜色视觉规律、颜色测量原理、颜色测量仪器及其应用的学科。它已成为各行业描述颜色、测量颜色、利用颜色的基础。色度学所建立的颜色的三刺激值是以物体反射（或透射）和人的视觉生理与心理规律为基础的，据此所派生的颜色空间具有很好的视觉特性。由于色度学的建立，颜色工作能以统一的标准对颜色作定量的描述和控制。色度检测法由于具有光源光谱能量分布、物体表面反射性能及与人眼观察视觉相一致的优点，因此是一种精确的颜色测量方法，它基本克服了密度检测的弱点，能对原稿的色度作精确的测量与

8、描述，它基于色度平衡原理的理论，能够对颜色再现进行精确的控制。用色度检测的方法能直接检测图像，获取各种色差信息等。二、密度检测1密度计及密度检测法原理密度值实质上是反射光或透射光的光量大小的密度，是视觉感受对非彩色的白、灰、黑所组成的画面明暗程度的度量。由朗伯比耳定律可以将密度写成下面的数学形式： D=lgi /=lg1/=alc式中：D光透射密度，简称光密度；i入射光通量；透射光通量；光透射率比；l物体的厚度；c物体的浓度；a物体的吸收指数。图2 反射密度计工作原理图图1 透射密度计工作原理图一束光线投射到一个物体上，将有一部分光被反射或透射，余下的光将被物体表面吸收。密度检测法就是比较表面

9、反射(或透射)的光强度与照射在表面上的光强度，然后通过大家认可的逻辑关系来计算密度值。因而密度测量的实质是反射或透射光量的度量。在彩色印刷中，印刷油墨呈色实际上就是，油墨印在反射率较高的白纸上从照射在其上的光线中选择性地吸收一部分波长的光，而反射剩余的光，此时密度反映了油墨对光波的吸收特性。习惯上所指的“彩色密度”是指测量时通过红、绿、蓝三种滤色片分别来测量黄、品、青油墨的密度。作为“密度”，它只是物理吸收特性的度量，只表示“黑”或“灰”的程度。从这个意义上说“彩色密度”测量也只是“黑度”的测量，是同一种油墨饱和度的相对值的反映。密度测量法中使用的密度计有透射和反射两种。透射密度计测量透过胶片

10、的光量或透过率，其基本工作原理如图1所示；反射密度计测量从测试表面反射的光量或反射率，其基本工作原理如图2所示。由于印刷品上油墨膜层由湿到干的过程中反射光的强弱是不一样的，故测定密度有一定误差，而加有偏振滤光镜的密度计可以克服墨膜的干湿造成的密度变化。早在1977年，爱色丽推出了全球首部固定滤光片式反射密度计，能在一次测量内自动读取各种颜色的密度。如今，彩色反射密度计已经成为印刷车间不可或缺的工具，它直观地反映了C、M、Y、K四色印刷的密度。网点百分比，油墨叠印率等，被广泛用于颜色和墨层厚度控制当中。2密度检测在质量检测中的应用胶片的透射密度测量透射密度 D= lg1/ （其中表示透印率）印刷

11、实地密度实地密度是指印品上网点面积覆盖率为100%，即印品上被墨层完全覆盖的部分，用反射密度计测量其密度，根据反射密度的定义：如果R表示墨层对光线的反射率，那么墨层愈厚，吸收的光能量愈多，反射率R愈大，密度Dv愈小，随着墨层的增厚、密度值也增加。实地密度随着墨层的增加，但并不是无限增大的，当墨层厚度增加到一定值时，再继续增加墨层厚度，实地密度已达到最大值，不再增大。网点面积百分比/网点增大的测量网点面积率a=网点占有面积Fa/总面积F0油墨叠印率的测量叠印率T的计算公式是：Tp=（Dop-D1）/D2100%上式中Dop为第1、2色叠印密度减去纸张密度；D1为第1色密度减去纸张密度；D2为第2

12、色密度减去纸张密度。相对反差值（K值）相对反差值：实地密度值和画面中间调至暗调之间的某一点网点面积的积分密度与实地密度值的比值。K=DV-DR/DV其中DR网点积分密度；DV实地密度，一般，选75%网点面积相对反差值主要控制图像中间调到暗调。K值大，则表示该层次网点扩大较小，阶调再现好；K值小，则表示该层次网点扩大较大，阶调再现差。3密度检测的注意事项使用同一密度计计密度计的型号较多，性能各异，不同密度计测量同一色块得到的密度值可能会有明显的差异，因此控制同一产品的墨层厚度必须使用同一密度计，防止由于密度计性能差异造成的测量误差。正确校准与测量密度计的电源要稳定，开机测量前要有一段预热稳定时间

13、。使用密度计测量前，要对密度计进行校准，基于控制墨层厚度的目的来说，应该用当前所印纸张的空白部分进行校准，这样校准后所测得的数据是已减去了纸张的密度，以排除纸张对测量结果的影响。不论是校准还是正式测量，都需要确保样品干净、平整、无折痕、无手指划痕，并将其放在一个黑的底衬上，仪器底部和样品要在同一平面上。滤色片和响应状态的选择密度计所测得的密度值是被测材料和光谱乘积两者的光谱特性函数。一方面，同一密度计选用不同的滤色片测量同一色样张会有大小不同的密度值：另一方面，即使同一密度计同一颜色通道，由于光谱乘积的不同，密度计还设有A状态、T状态、E状态、I状态等几种响应状态可供选择，选用不同的响应状态，

14、所测得的密度值也会有所不同。理论上不管在哪个颜色通道，哪种响应状态，密度值和墨层厚度都存在一一对应关系，但密度值越高，墨层厚度的细微变化反映得越明显，越有利于及时发觉并纠正这种变化。因此，应将密度计调到可以给出所测专色最高读数的颜色通道进行测量。T状态和E状态属于宽带滤色片，而l状态属于窄带滤色片，它们之间的主要区别是滤色片的透射光的光谱分布范围不同，出于控制墨层厚度的目的，采用窄带的状态更为有利。控制干湿密度差当密度计的光源以45入射角入射印刷品图像部位时，产生的反射光包括两部分：一部分是墨膜表面反射出来的光，称为首层表面反射光：另一部分是穿过墨膜，然后被纸面再反射出来的光。图3（a）湿密度

15、测量图3（b）干密度测量当墨层还潮湿的时候，油墨具有较好的流动性，表面更倾向于镜面反射，镜面反射光以45角从入射光的反方向射出，而密度计的接收器处于0位置，镜面反射的首层表面反射光不会被接收到，故测得的密度值较高，如图3(a)所示。在油墨的干燥过程中，油墨中的连结料有一部分渗透到纸张的纤维中，干了以后的墨膜表面变得不如原来平整，首层表面反射光更倾向于漫反射，漫反射的首层表面反射光部分会被处于0位置的接收器接收到，所测得的密度值便会较低，如图3(b)所示。在实际印刷生产过程中，需要及时根据密度测量值对墨层厚度的变化情况进行调整，所以利用密度检测控制墨层厚度时应统一检测湿色密度，而不能将湿色密度和

16、干色密度进行比较。总之，在包装印刷中，采用反射密度计控制深专色的墨层厚度还是很有效的。针对不同的印刷品，合理地运用专色油墨，并采用准确的调配方法来调配专色油墨。如果印刷大面积底色，可以委托专业调墨公司配墨，这样油墨的色相稳定性较好，每次印刷时控制和记录湿色密度，可保证产品的颜色一致性较高。三、色度检测1. 色度计及色度检测原理图4 色度计原理图色度计是仿照人眼感色的原理制成的，原理如图4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。色度计可分为光电色度计和分光光度计。第一种是利用光电色度计测

17、色的方法，光电色度计在原理上类似于密度计，可以认为，是一种带有三个宽带滤色片的特殊密度计。光电色度计直接显示三刺激值，可通过对被测颜色表面直接测量获得与颜色三刺激值成比例的视觉响应，换算出被测颜色的X、Y、Z值，也可将其换算成其它颜色空间的物理参数，例如CIELAB。色度计很像人的眼睛，通过直接测量得到与颜色的三刺激值成比例的仪器响应数值，直接换算出三刺激值。色度计获得三刺激值的方法是由仪器内部光学模拟积分来完成的，也就是用滤色器来校正仪器光源和探测元件的光谱特性，使输出电信号大小正比于颜色的三刺激值，与人的视觉相协调。第二种方法是利用分光光度计测量色彩的方法。正像三滤色片光电色度计可看成是一

18、个专门的反射率测量仪器一样，分光光度计也可以这样看，但它与光电色度计不同，分光光度计测量的是一个物体的整个可见反射光谱。分光光度计的测量原理是将整个视觉可见光谱控制在380-780nm范围内，每隔10nm或20nm取离散点测量，将所得曲线进行积分。分光光度计测量颜色表面对可见光谱各波长光的反射率，将可见光谱的光以一定步距（5nm、10nm、20nm）照射颜色表面，然后逐点测量反射率，将各波长光的反射率值与各波长之间关系描点可获得被测颜色表面的分光光度曲线，每一条分光光度曲线唯一地表达一种颜色，也可将测得值转换成其它表色系统值。色度检测法由于基于光源光谱能量分布，物体表面反射性能及与人眼观察视觉

19、相一致，因此是一种精确的颜色检测方法，它能对原稿的色度作精确的测量与描述，它基于色度平衡原理的理论，能够对颜色再现进行精确的控制，它的多种表色方法能将亮度独立于色度表示，即可将亮度进行单独调节。用色度测量的方法能直接检测图像，获取各种色差信息等。2色度检测技术在质量检测的应用原材料的质量控制；灰平衡分析、预打样分析；印刷色彩及专色控制；色度测量规范。3色度检测的注意事项白板校正每台仪器都附带了一个标准白板，仪器每次使用前必须用该白板进行校正定标。测量光源光源是影响色彩再现的一个非常重要的因素，同一个颜色的物体在不同的光源照射下呈现的颜色是不一样的。例如，在太阳光下看着是蓝色的衣服，在红灯下就成

20、了黑色；黄色的物体在红灯下是红色，在绿灯下成了绿色，而在蓝光照射下变成了黑色。因此，色彩测量中光源的选择应引起重视。测量的视场角人眼观察物体细节时的分辨力与观察时视场的大小有关。与此相似，入眼对色彩的分辨力也受视场大小的影响。实验表明：人眼用小视场（4）观察颜色时辨别差异的能力较低，当观察视场从2增大至10时，颜色匹配的精度和辨别色差的能力都有增高；但视场再进一步增大时，则颜色匹配的精度提高就不大了。X-Rite528支持2和10两种视场。在2和10视场下，相同的颜色所呈现的色彩也是不一样的，因此，在色彩测量中，也必须标注测量时所选用的视场。颜色空间XRite528有6中色彩空间可供选择，分别

21、是XYZ、Yxy、L*a*b*、L*C*H*、L*U*V*、Yu*v*。实际上XYZ和Yxy在色彩学理论中都是CIE1931XYZ标准色度学系统的不同表述形式，但是XRite把它们作为两种颜色空间。选择颜色空间其实就是选择测量结果的表达形式。色差的测量色差是印刷品质量检测与评定的一个重要的参数指标，色差的大小直接影响着产品的合格与否以及其等级。我们印刷行业常用的是基于CIE1976LAB均匀颜色空间的色差公式E*ab。随着研究的深入，逐渐发现该色差公式也有问题，即它的数据表达不能够和人眼的视觉感受相匹配，因此色彩学研究专家相继推出了CMC(1：C)色差公式、CIE94色差公式以及最新的CIED

22、E2000色差公式，其中CMC(1：C)色差公式在纺织行业被列为国际和国家标准。X-Rite528集成了CIE1976LAB色差公式、CMC(1：C)色差公式和CIE94色差公式，在色差测量时可以自由选择。四、密度检测与色度检测的比较1.密度检测的优势与不足（1）密度检测的优势：人眼视觉对颜色明暗感受与密度成非线性递增有关，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，印刷生产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。密度检测优化了工艺参数，使得印刷生产人员可以容易地控制印刷过程及印刷品质量。通过密度测量与计算：求取印刷品的网点增大值，并将其控制在允许的范

23、围之内，从而控制印刷品的阶调再现性和色彩再现性；求取印刷品(或测控条)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；求取印刷品上测量控制块不同方向线条的密度其密度的差值即为重影、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。最终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，控制印刷品的均一性。用密度计检测比较迅速方便，而且因为密度计比较便宜，成本低所以目前在印刷厂中还是最主要的质量检测仪器。（2）密度检测的不足：密度测量值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。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。仪器之间的一致性差。这是由于光源、光电信增管和滤色片之间光谱特性上的差异造成的。密度计不能提供与人眼灵敏度相关的心理物理测量，其分析测量能力是有限的。密度计只能用在四色印刷上来对印品质量进行检测。2色度检测的优势与不足（1）色度检测的优势：能对颜色特征做出精确的测量与描述，并加以量化，因此印刷工业中常将其用作颜色标准的建立，而且在任何配色工艺中都是适用的，没有任何限制。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