第一章

密度測量技術及測量誤差分析第一節密度測量技術

印刷中密度一般指“光學密度”，反映光線與物體相互作用過程發生的反射、透射、選擇性吸收等物理現象。可定義為表面吸收入射光的比例。吸收光量大，密度就高；吸收光量小，密度就低。反射密度：相紙或印刷品是不透明的，因而稱反射密度。透射密度：照相膠片是透明的，稱透射密度。1.反射密度：1）、反射率：2)、反射形式：b.漫反射：各處光通量相等；a.定向反射（鏡面反射）：c.介于兩者之間：反射密度：D=lg1r圖1-10rr003)、印刷中常見反射形式：粗面紙張光澤面紙張玻璃鏡面圖1-21)、觀察一個用集中光源照明普通印品表面圖象：2、反射測定：A點：=全反射光+漫反射光，全反射光成分最大；B點：=漫反射光，

所含噪音光源最少，標準光源放置：0/45角或45/0角；45光源AB圖1-8常見各類紙張印刷品等2).不同情況比較：Sa=最大值，Sb=0Sa=SbSa>Sb0SaSb45c.普通紙張Sa0Sb45a.鏡面Sa0Sb45b.無光白色表面如圖1-9反射測定的結果與幾何條件和被測面的光澤性質密切相關。d.密度值與明暗變化呈線形關系

原理：密度的測量，并不是直接測量密度，而是將被測點亮度和標準白板亮度進行比較，再經過計算后得出密度值。c.標準白板：硫酸鋇人為地把?=1a.亮度系數：LML0b.基準區域表面特性應接近理想無光白色表面反射密度

D=lg1LML0

D=lg1傳感器定標白板濾光片圖1-103、反射密度測量原理在相同的光學條件下4.透射密度1）、透射率：=02）.透射密度：05、透射密度測定：1）、幾何條件：底片、四色分色片等a.入射光束必須從半空間均勻地透過物體；b.傳感器只接受垂直于被測物體且在傳感器所在范圍之內的光。S光源圖1-42）、必要性：已知物體M1的透射率=1，a.用平行光；b.用漫射光；兩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的密度值必須考慮光源的性質S1平行光源S2漫射光源M1M1圖1-5必須考慮透射物體的表面性質已知：Mt是透明的，Ms可使光形成均勻漫射。兩種情況下，0=但測量結果：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圖1-63）、滿足幾何條件的措施：烏布利希球4）、卡里爾（Callier）效應：a.由于被測對象的漫射性能不同或測量條件不同所引起的透射密度示值有差異的現象。稱為卡里爾現象。卡里爾系數=D平行光D漫射光擋板L1S2圖1-7b.同一物體用平行光和漫反射光照明時測得的密度值的商數稱為卡里爾系數衡量軟片的照相性能。卡里爾系數可以作為軟片中銀粒子大小的度量。對軟片的圖像進行處理和轉換時，卡里爾系數應減到最小；在對電子分色作灰平衡標定時，采用非銀梯尺就是為了避免卡里爾效應帶來的偏差。卡里爾系數的作用：色密度：色密度即顏色的密度，以用途目的不同，有各種表示方法。

三色密度：用密度計的三色濾色片測量三色密度。用于測試的濾色片，通常用柯達雷登濾色片：No.47B(藍紫)，６１（綠），２９（紅）色度：用CIE制定的測色系統X、Y、Z三刺激值進行計算分光密度：用分光計測定單一波長光的反射密度。各種色可用（色調T，飽和度S,明度D)完整地表示出來。第二節：印刷中彩色密度測量的種類第二節：印刷中彩色密度測量的種類Sr濾光片S濾光片作用：允許一定帶寬的可見光譜通過。將可見光分段。濾光片通過光線的波長范圍，分為寬帶、窄帶。彩色密度測量與濾光片的顏色和濾光片通頻帶的寬度有關系。通頻帶1、光譜色密度?λλ0M

D(λ0)=lg（λ0）1b.定義：將λ等于某一波長λ0，所測得的值，稱為光譜色密度。c.特點：測量某一波長的反射。d.用途：用于科學研究，單色測量實際生產用途較少a.色密度：在俯視條件下，用補色濾色片測的密度值。2、窄帶濾光色密度?λλ

1M

D（λ）=lg（λ）1a.波長范圍：20-40nmb.特點：不能反映油墨層的顏色；當被測介質厚度變化時，密度增量比較明顯。c.用途:

(1)用于測量墨層厚度；(2）計算網點擴大率、疊印率、油墨的色強度；d.應用：海德堡自動輸墨系統應用此原理控制墨量大小。3、寬帶濾光色密度a.波長范圍：40-80nmb.特點：(1)密度值變化小；(2)容易估計顏色的色相。c.用途：(1)評價油墨的色相、灰度、透明度；(2)應用于對油墨、紙張的顏色特征進行估計(3)應用校色設備之中。?λλ

1M校色原因：濾光片、光源等分色時產生基本色不足，互補色過多的問題4、視覺密度b.測量采用：視覺濾光片Sr（λ）τ（λ）S（λ）a.定義：對非彩色圖象進行測定時得到的密度值。即亮度密度。c.其共同作用的效果是模仿了人的視覺與人眼的靈敏度一致性，非彩色密度測量模擬人的眼睛看到的非彩色的深淺，所測值與人眼吻合。定義：用視覺濾色片測量非彩色圖象進行測量時得到的密度值V（λ）Sr（λ）τ（λ）=d.關鍵：V（λ），決定儀器的好壞。密度計設計時的決定因素——視覺濾色片必須滿足盧瑟條件第三節：密度計一：常見密度計及技術指標：1、種類及型號：T(transmission)-透射；R(Reflection)-反射DM(DensitoMeter)-密度計；D(DotMeter)-網點面積測量儀；TR-透、反射兩用；TD-透射密度計DT-網點面積透射測量;RD-反射密度計;一般后面的阿拉伯數字表示該密度計的產品序號等.例如:TR524型;TR524AD型;TR524MD型;TR524AMD型?迅速顯示四色印刷油墨的密度、網點和疊印率；?自動顏色選擇，無須轉換濾色鏡測量；?能清楚顯示讀數、顏色和功能在顯示屏上；?可連接打印機或個人電腦。愛色麗400系列彩色反射密度儀?測量各種底片菲林的密度,包括正網點和負網點;?監控顯影機的化學程序是否正確;?幫助校準照排機;?可連接打印機或個人電腦愛色麗361型臺式透射密度計T120/RT120透射/反射密度計（由德國TECHKON公司制造）?密度；?網點百分比；?可配定位板、偏振光過濾器；?可通過串口輸出數據。R410/R410e彩色密度計（由德國TECHKON公司制造）?密度和密度差；?灰色和彩色平衡；?網點百分比和網點增大；?印刷對比度；?疊印、灰度、色調?密度測量范圍：0.00-2.50D?網點測量范圍：0-100%?測量孔徑：ф3.2mm?幾何條件：0o/45oRS400掃描式密度計（德國TECHKON公司制造）?在任意的印品控制條上自動檢測密度、網點增大。底部滑輪保證垂直掃描軌跡。?配備TECHKONExPresso軟件，可以眾多信息，從而減少作業準備時間及損耗，改進印刷質量。軟件適合Windows及Macontosh平臺愛色麗X-Scan掃描式密度儀系統本機自動化程度高、操作簡單；能迅速提供所需要的測試信息；快捷的掃描測試速度；可以測試密度、反差、實地網點百分比、網點擴大值、印品相互比較的相對值，掃描面積，套印情況、中性灰、色相偏差等，并能將所測數據在顯示屏上顯示。德納福T6CR黑白密度計德納福T6RL彩色密度計主要用于現場測量二：密度計使用注意事項：（1）.測量幾何條件：0°/45°或45°/0°例-如圖：a.右圖,有規律的波紋,則測量的值不準確b.下圖，加一反射環修改后，測量時將漫射光線集中，使測量結果誤差最小。c.測量孔徑：<5°

SrS反射環SrτS表面粗糙漫反射(2)、照明光源：相對光譜分布應當符合標準的要求A光源，即2856±100K(3)傳感器：對380-720nm范圍內的光輻射具有足夠的光電傳感元件作輻射接受器。

>720nm(可見光譜的近紅外部位）必須用紅外吸收濾色片常用元件：光電池，光電倍增管，半導體二極管等(4)濾光片：a.按測量顏色：紅（620nm)、綠(530)、藍(430)、視覺濾光片；測量黃、品、青油墨的密度及非彩色密度。b.按使用目的：寬帶、窄帶、偏振濾光片、紅外抑制濾光片；三、常用濾光片的特性：視覺濾光片：

a.作用：抑制傳感器對藍紫光敏度及對綠光靈敏度與人眼不一致的現象，使密度計得以模擬人眼的視覺響應，與人眼感受的亮度值一致。

b.視覺密度測量的正確性檢驗：

①用密度計測量標準灰梯尺，測得值與標準值一致；

柯達無銀灰梯尺②在A光源下用色度法測量非測色樣本的亮度參數值Y，除以100后求倒數的對數值，結果應與標準值一致；

色度計(2)寬帶濾光片：a.選用紅、綠、藍濾光片測色密度：色密度測量是通過測量求得印刷面上某種顏料的相對量，而一個補色濾光片的光譜通常是與標準的三原色油墨的主吸收帶的范圍相一致，故通過測量透過補色濾光片的光強可以得知顏料的相對變化量。b.特點：①由于只測量部分視覺光譜，測得數據的值與人眼感覺不太適應；②使用濾光片的密度讀數可以指示某種油墨的相對量，但不能指示色相，但同時使用三個濾光片的密度讀數，可大概判定被測色的色相;如Dr=1.5Dg=0.6Db=0.3C墨③用不同密度計測量同一色，難以給出相同值；(3)窄帶濾光片：a.特點：

①提高測量值的靈敏性，并保持儀器間數據的一致性；②對黃墨來說窄帶測量具有特殊意義；③應用：印刷車間過程控制，墨層厚度。原色濾光片波峰全值寬度YB43080nmMG536100nmCR624100+紅外原色濾光片波峰全值寬度YB43030MG53630CR62430寬帶濾光片光學性能窄帶濾光片光學性能四、密度計的標定：1、標定——把密度計的顯示狀態調整到合適的狀態。2、標定分類：A.低端標定：

白板定標，密度計調零；

紙張調零：優化階調復制和評價油墨時用，排除紙張影響。B.高端標定：

黑板定標，使密度具有最佳的最大顯示值；反射最高3.0，透射最高4.0C.線形標定：在整個范圍內對密度值進行修訂，用工廠提供的標準灰梯尺做標準（長時間）偏振濾光片由于油墨滲透產生的色彩飽和度變化，通過偏振濾光片消除油墨表面量墨的反射。“T”狀態響應“T”狀態響應：密度計經過適當定標后，能夠得到相互一致的測量量。“T”狀態的特征是：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；實際上光譜乘積描述了一個密度計在給定波長上的總響應。低端標定密度計顯示的標定值理想的關系密度計傳感器的響應值D.濾光片更換：濾光片褪色，所測密度值偏小，應及時更換濾光片。Φ0第四節、密度測量誤差分析一：相加法則與比例法則失效

1、郎伯-比爾定律：a.理想情況下，密度值隨墨層厚度的增加成比例地增加對公式取對數D=α?x例1：如右圖，原則上兩層墨層，應是α(x1+x2)或(α1+α2)x但是由于表面反射等誤差引起值的差異，使相加法則失效。Φ(x)x1x2b.密度值的相加性原則在透射測量的情況相當準確,但對反射測量是不精確的，只具有近似意義。2、比例法則失效：a.瑪瑞-戴維斯公式F—網點面積Dt—網點密度Ds—實地密度b.計算網點覆蓋率，須根據測得的亮度信號換算出密度值，這是不必要的，可以根據光電二極管接受的光通量進行換算。由避免了對數計算所產生的偏差二、亮調測量誤差a.實踐證明，當用M-D公式計算網點面積率時，在亮調會產生不允許的計算誤差。例2：當網點密度Dt=0.025，實地密度Ds=2.00，儀器精度為±0.01。分析：儀器值可能為Dt1=0.02，Dt2=0.03，則：經計算得，F1=8.88%。F2=6.74%，

ΔF=F2-F1=2.14%>1%規定：在制版工藝中，強調要以1%的網點覆蓋率進行復制。b.結論：當所用的測量密度計的測量精度為1%時，不能用M-D公式的計算結果控制和評判亮調圖象的質量。

c.方法：一般在實際生產中，用控制條來觀察其上的小點子(1%-5%),用視覺直接觀察。布魯鈉爾控制條中國印研所曬版信號條三、對暗調的測量誤差a.例3：當網點密度Dt=1.505，實地密度Ds=2.00，儀器精度為±0.01。分析：儀器值可能為Dt1=1.50，Dt2=1.51，則：經計算得，F1=97.82%