第二章 印刷控制过程中密度测量的使用
(一) 密度的基本概念
1． 密度测量的实质
实际上，密度是通过光(反射光)的光量大小的度量，是视觉感觉上眼睛对无彩色的白—灰—黑所组成的画面明暗程度的度量。
2． 数学意义
从数学意义上来讲，密度就是将作指数函数变化(100、101、102……10n)的光亮，通过对数函数变换成接近于人眼对光量差别主观感觉的等差变化(1、2、3….n)。
3． 数学表达式
D=Log(1/)=Log
为反射率或透射率
例：=0.9 D=0.05 =0.5 D=0.30
=0.1 D=1.00 =0.01 D=2.00
=0.001 D=3.0
(二)密度计测量的原理与使用
一、 密度计的基本原理
密度计的测量原理合印刷人员目视检定原理很接近，测量印刷品使用反射式密度计，测量胶片的密度和网点时使用透射式密度计。
图1：反射密度计 透射密度计
反射密度计的测量原理
稳定的照射光源通过透镜聚焦而照射到印刷品表面，其中一部分光线被吸收，吸收情况取决于油墨磨蹭厚度和色料密度，未被吸收的光线有印刷纸张表面反射，透镜收集与照射光线成45度角的反射光线，并传送到接受器；接受器将接受到的光量转变成电量，电子系统将此测量电流与基准值(绝对白色反射体)进行比较，根据此比较数据值计算所测量墨层得吸收特性，测量结果以密度单位显示于屏幕上。
图2：反射密度计的测量原理
课程名称：印刷质量控制及测试方法 2001年11月22日
二、密度计应满足的几何条件
根据 以下国际标准的有关密度计规定
ISO 5—4 《图象——密度测量——第四部分：反射密度的光学条件》
ISO 14981《印刷技术——过程控制——印刷用反射密度计的光学、几何学和测量学条件》
DIN 16536-2:1995《在机或脱机印刷中彩色密度测量：第二部分：反射密度计及其校准的仪器规范》
ISO5-3 《密度测量的光谱条件》
印刷控制中使用的密度计应满足以下条件：
1、 照明样本的光源
应用45/0或0/45的几何条件。
2、 测量的几何条件
应符合标准光源A的要求, 即2856100K。
3、 传感器
利用对波长380nm—720nm范围的光辐射具有足够灵敏度的光电传感元件做辐射接受器。
4、 测量滤光片
测量滤光片应是黄、品红、青相对应的补色滤色片，即红、绿、蓝滤色片，三个滤色片的光谱通带应与标准油墨黄、品红、青的主吸收带的范围接近一致。测量滤色片的最大通频位置按波长规定如下：
对于黄油墨来说用蓝滤色片：=430nm
对于品红油墨来说用绿滤色片：=530nm
对于青油墨来说用红滤色片：=620nm
通带最大值的位置误差5nm
课程名称：印刷质量控制及测试方法 2001年11月22日
(三) 印刷中彩色密度测量的种类
在实际印刷应用中，按照不同目的，测量不同光谱范围内的密度，彩色密度测量可分为下面的几种：
1、宽波带密度(Wide-band Density)
宽带色密度测量值跟所使用的传感器的相对光谱灵敏度以及滤色片的光谱透射率有关。
用途：宽带色密度测量主要用于评价色相、灰度、透明度和校色。
作为颜色视觉，色彩是一种宽波带感觉现象。
2、 窄波带密度(Narrow-band Density)
为了提高对黄、品红、青各原色油墨测量的精确性，在印刷用彩色密度计中有些采用了窄波带滤色片，用这种滤色片测量出的密度称为窄波带密度。
与宽波带密度相比，二者的主要区别在于透射光的光谱分布范围。窄波带滤色片的波带宽度只有宽带滤色片波带宽的1/2——1/3左右，更接近于单色光密度(Monochromatic density)。
说明：窄波带滤色片比宽波带滤色片所测得的密度值要高，尤其是对黄墨测量所得密度值要高40%到50%， 因此墨层厚度的细微变化也将被放大40%到50%， 因而有利于人们及时发现并纠正这种变化。
窄波带测量对密度的微小变化增加了敏感性，与宽带滤色片比，它们更不象人的眼睛。
用途：窄带滤色片测量主要用于测量网点扩大、油墨叠印、墨层厚度以及油墨强度。
滤色片号 波带宽(nm) 主波带(nm)
雷登宽带滤色片
红No.25
绿No.58
蓝 No.47
130
120
140
710
530
440
雷登窄带滤色片
红No.70
绿No.99
蓝 No.50
70
50
40
720
550
450
3、 视觉密度(Visual-density)
主要指在非彩色试样上测得的密度。传感器的光谱灵敏度模仿人眼的光谱亮度灵敏度。
课程名称：印刷质量控制及测试方法 2001年11月22日
三、密度计的使用
1．密度计的标定
在标准白板上调零和定标，才能得到精确的测量结果。
密度计应当在定标板上调零，还是应当在白纸上调零，这取决于测定密度数据的目的是什么。例如：评价油墨时，应当在白纸上调零；如果评价油墨和纸张的共同作用，应当在标准白板上调零；当一个单位许多人用一个密度计时，在标准白板上定标可以避免对每种纸都调整密度计，一旦一种标准样张被认可，则可以方便地测量顶记录必要的密度值，把它作为控制印刷机运转的参考值。
2．使用注意事项：
(1) 选用符合标准条件的密度计
(2) 密度值的标准制定
作为印刷过程控制的密度值，应该使用刚刚印刷完的密度值，而作为评价印刷质量的密度值，则应该使用油墨干燥后的密度值。
(3) 注明密度标准测量使用的密度计型号及相关的技术指标。
(4) 注意测量值的可比性
a. 在工作准备时用的密度计应当和机器上使用的密度计一致。
b.企业内使用的密度计应当有很好的一致性。
c.异地测量时，双方的密度计应当有可比较的测量值。
3．密度计内置测试公式
D=Log10(1/β)
所有其它印刷特性都是利用D数据经计算后得到。
(1) 网点面积：
Murry-Davies 公式： Dot Area = [ (1-10-Dt)/ (1-10-Ds) ]*100%
(2)印刷反差： 印刷反差=[ (Ds- Dt)/ Ds]*100%
(3)叠印率： 叠印率=[ (D1+2- D1)/ D2]*100%
(4)色调误差/灰度 色调误差=[ (DM- DL)/ (DH- DL ]*100%
灰 度=(DL/ DH)*100%