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1、昆 明 理 工 大 学印刷品质量检测与控制课程论文自动印刷品质量检测姓名：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 4 日2 自动印刷品质量检测摘要：印刷品质量检测技术是伴随着人们对印刷要求的提高而发展的，随着生活水平的提高， 印刷品质量成为人们关注的重点，质量检测手段不断更新。 本文主要介绍了自动化印刷品质量检测设备的工作原理、基本构成、 检测精度、 密度计检测方法和原理、 色度测量的原理。 以及自动印刷品质量检测技术的应用要求与自动印刷品质量检测技术的意义。关键字： 印刷质量、自动检测、工作原理、密度计检测
2、、色度测量Abstract:printing quality detection technology is accompanied by people to improve the printing requirement and development, with the improvement of living standards, printing quality become the focus of attention, quality detection means constantly updated. This paper mainly introduces the wor
3、king principle of automatic printing quality detection equipment, basic structure, precision, densimeter method and principle, the principle of chromaticity measurement. And the application of the automatic printing quality detection technology and the meaning of automatic printing quality detection
4、 technology. Key words：Printing quality、Automatic detection、Working principle、 Density meter、Color measurement 引言随着现代科技和信息技术的发展， 人们在日常生活和工作中越来越离不开各种印刷品，例如书刊、报纸杂志、生活中的产品包装以及我们用的纸币，人们的生活和这些印刷品息息相关， 印刷品的检测也越来越被人们所重视。然而，在印刷过程中，由于印刷工艺及机械精度等原因， 印刷品常会出现这样或那样的缺陷，从而导致印刷次品的出现。 常见的印刷品缺陷主要有： 飞墨、针孔、偏色、漏印、黑点、刮擦、套
5、印不准等。这些缺陷的检测目前普遍采用的是人工目测的方法，劳动强度大，费时费力，往往以个人感情、情绪以及爱好为标准，而检测标准不统一。随着印刷速度的提高，已逐渐无法满足生产的需求。3 印刷厂商对印刷品在印刷过程中实现印刷品缺陷自动检测梦寐以求，印刷品缺陷的自动检测逐渐成为行业的趋势。通过做好印刷过程的质量检验工作，可以较好地防止或减少各种质量问题的发生，降低损失，对提高产品质量具有十分重要的意义。下面我们将针对自动印刷品质量检测设备进行介绍。一、自动印刷品质量检测在国外的发展自动印刷品质量检测设备在印刷质量检测方面，欧美及日本等国家都已经取得了很大的进步。 早在 20 世纪 70 年代，就已经有
6、厂商积极致力于采用图像处理系统，对视觉信息数码化，通过电脑实现印刷质量的“看见”和“认知”，对印刷品进行高速度、高精度的、100的实时检测，彻底消除人为的失误，建立统一的、可量化的检验标准。目前能提供全自动印刷品质量检测设备的有瑞士的BOBST 、美国的 PROlMAGE、日本的 DAC 和 TOKJMEC。二、自动印刷品质量检测设备工作原理自动印刷品质量检测设备采用的检测系统多是先利用高清晰度、高速摄像镜头拍摄标准图像， 在此基础上设定一定标准； 然后拍摄被检测的图像， 再将两者进行对比。 CCD 线性传感器将每一个像素的光量变化转换成电子信号。对比之后只要发现被检测图像与标准图像有不同之处
7、，系统就认为这个被检测图像为不合格品。印刷过程中产生的各种错误， 对电脑来说只是标准图像与被检测图像对比后的不同，如污迹、墨点色差等缺陷都包含在其中（图一）。三、自动印刷品质量检测检测系统的基本构成基于自动印刷品质量检测系统一般由硬件和软件两部分构成（见图2） ，其中硬件部分包括镜头、 CCD （或 CMOS） 、光源。软件部分主要是指系统操作界面。4 四、 自动印刷品质量检测的检测精度最早用于印刷品质量检测的是将标准影像与被检测影像进行灰度对比的技术， 现在较先进的技术是以RGB三原色为基础进行对比。全自动机器检测与人眼检测相比的区别， 以人的目视为例，当我们聚精会神地注视某印刷品时，如果印
8、刷品的对比色比较强烈，则人眼可以发现的、最小的缺陷是对比色明显、不小于0.3mm的缺陷；但依靠人的能力很难保持持续的、 稳定的视觉效果。 可是换一种情况。 如果是在同一色系的印刷品中寻找缺陷。 尤其是在一淡色系中寻找质量缺陷的话。人眼能够发现的缺陷至少需要有 20 个灰度级差。而自动化的机器则能够轻而易举地发现0 10mm大小的缺陷，即使这种缺陷与标准图像仅有一个灰度级的区别。五、测量仪器及其工作原理在对印刷品质量进行控制和检测时，最常用的仪器是密度计和分光光度计。1密度计测量1.1 密度计测量原理密度的测量， 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
9、值。 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。我们习惯上所指的“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”测量是同一种油墨饱和度的相对值的反映。密度计测量的基本原理： 在一定的范围内， 墨层厚度与密度值成正比。 密度测量法中使用的密度计有透射和反射两种。透射密度计主要用于测量透明片的光学密度，又分为测黑白
10、片的和测彩色片的；反射密度计测量从测试表面反射的光量或反射率。 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5 刷品表面， 其中一部分光线被吸收， 吸收情况取决于墨层厚度和色料密度。 未被吸收的光线由印刷纸张表面反射， 收集与照射光线成 45 角的反射光线，并传送到接收器。接收器将接收到的光量转变为电量，电子系统将此测量电流与基准值 （绝对白色的反射量）进行比较。 根据该比较值计算所测墨层的吸收特性，测量结果密度单位显示于屏幕上 （见图 3） 。 反射密度计主要用于测量反射原稿密度和打样、 印刷品样张的各种颜色的实地密度及网点面积、网点增大、叠印率、印刷反差、色偏并测量计算油墨
11、的特性。密度测量一直是印刷业最常用的客观评价质量的方式，用密度值可以方便地指示油墨量。1.2 密度测量方法密度反映了油墨对光波的吸收特性。 密度测量法在实际控制颜色过程中要求跟踪印刷中的墨层厚度方面的变化。我们知道在印刷中， 常用的介质是纸张。 透明的油墨附着在不透明的纸张上， 我们用密度计实际测量的是经油墨吸收后光的反射值。对彩色物体呈色起主要作用的因素，是光照射到物体时，产生的透射、吸收和反射三种现象。透明的油墨印在反射率很高的白纸上，纸张选择吸收了一部分波长的光，即互补色光， 而反射剩余的光， 也就是我们看到的颜色。 这个过程一直到墨层达到一定的厚度，反射光已经很少，密度值较大，也即达到
12、了饱和状态，密度值就不会再随墨层厚度的增加而增加。密度计可测量各种单色对光的吸收比例。印品上的墨层一般很薄， 微小的变化都能被反射密度计测出。 在印品质量控制过程中， 印刷者不直接测量墨层厚度，而是通过密度值间接反映墨层厚度。用密度计测量彩色印品时， 必须使用与墨色相匹配的彩色滤色片，滤色片的质量会影响所测油墨密度值。2. 色度测量色度学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科学。色度学所建立的颜色的三刺激值是以物体反射（或透射） 和人的视觉生理和图 3 反射密度计原理图6 心理规律为基础的， 包括色相、 明度和饱和度。 据此所派生的颜色空间具有很好的等视觉特性。测量方
13、法主要有两种，光电色度计测色和分光光度计测色。2.1 光电色度计测色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。2.2
14、分光光度计测色分光光度计将整个可见光谱等间隔取点测量光谱反射量，其基本原理是将特定波长的单色光同时或先后照射在待测样品和光谱反射 ( 透射 ) 率已知的标准样品上，分别测得待测样品和标准样品的反射 ( 透射 ) 光度测量值。 经过公式转化得到待测的光谱反射率或光谱透射率，再得出相应的参数数据。即分光光度计把色彩作为一种不受观察者支配的物理现象进行测量，它使用光谱分光器件将光源发出的光分解为按波长分布的等波长间距( 如20nm的单色光， 在可见光谱域逐点测量，通常每隔10nm或 20nm测量一个点，在 400700nm的范围内测量 1631 个点。再用这种波长间距为的单色光去照射测试色和标准白。
15、测试色的单色反射光密度与标准白的单色反射光密度之比就是“光谱反射因数”（） 。分光光度计对光谱进行连续地测量，而光电色度计只对三个点进行测量，所以分光光度计所能提供的信息更多。目前，国外一些印刷机配备的印品色彩质量图 4 色度计7 检验的测色仪器多为分光光度计。3. 密度测量和色度测量的比较密度测量在印刷品质量检测中应用广泛，一是因为密度检测法使用时间长，已建立了一套完整的检测理论体系，且密度计操作方便， 价格便宜； 二是密度检测对反映墨层厚度、 油墨叠印等特性很方便。 但是在多色印刷中， 由于黑墨的存在，对于判断灰平衡， 密度测量就显得无能为力。 特别是在画面直接检测过程中，由于密度检测与人
16、眼的视觉效果不一致，所以在有些色区， 视觉差异极小， 但密度值相差较大； 而有些颜色密度值相差很小，但视觉印象却相差较大， 所以密度计只使用于测量三原色油墨和画面外附置的信号条。色度测量由于与人眼的视觉效果相一致，能够很好地反映彩色印刷品的颜色特性。由于色度仪是根据人眼的视觉反映而设计的，对于不同的油墨、纸张、彩色原稿等， 测量结果具有绝对的可比性。但就色度而言， 对于传统的一些印刷特性参数，如墨层厚度、网点阶调值，油墨叠印等，缺乏相对应的控制关系。色度仪器很贵， 且未建立起一套完整的色度理论检测体系，目前尚未广泛应用， 有待于进一步的研究。六、自动印刷品质量检测技术的应用要求自动印刷品质量检测技术的应用从设备的角度来说，必须能够适应不同的生产过程，尤其是必须适应国内印刷工艺的复杂性、多样性，因此，必须有不同的设备来满足不同客户的检测要求。如果以印刷过程来分， 必然有用户可选择的连线检测设备和离线检测设备， 更理想的情况是再把离线检测设备细分为单张纸检测设备或盒片检测设备。对于连线检测设备，应能在生产过程中及时发现问题、提醒操作工采取措施解决问题、 减
