專利名稱：反射密度計的制作方法
反射密度計
背景技術：
使用數字印刷機的一致彩色再現要求對在印刷頁上使用的各油墨的密度進行測量和控制。通常油墨的密度使用反射密度計來加以測量。商用密 度計在價格上可以從$500直到$2，000變動。這些商用密度計如此昂貴的ー個原因是它們通常滿足用于測量光密度的國際標準組織(ISO)標準。遺憾的是，包括商用密度計與每個印刷機可能在經濟上不是可行的。
圖Ia是本發明的示例實施例中的彩色密度計100。圖Ib是本發明的示例實施例中的具有不同的紙高度的彩色密度計100。圖2是本發明的示例實施例中的彩色密度計200的頂視圖。圖3是示出了使用相同的密度計采用在頁與本發明的示例實施例中的檢測器之間的兩個不同高度的印刷頁上的相同測試區域的相對強度(使用等式2)的圖。圖4是本發明的示例實施例中的、在印刷處理中控制油墨的OD的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1-4和以下描述描繪了特定示例以教導本領域的技術人員如何構造和使用本發明的最佳模式。出于講授發明原理的目的，已經簡化或者省略了一些常規方面。本領域的技術人員將從落入本發明的范圍內的這些示例了解各變化。本領域的技術人員將了解的是，下文所描述的特征能夠被以各種方式組合以形成本發明的多個變化。因此，本發明不限于下文所描述的特定示例，而是僅由權利要求和它們的等同物所限制。圖Ia是本發明的示例實施例中的彩色密度計100。彩色密度計100包括照明源102、照明光學器件104、檢測器106以及檢測器光學器件108。照明源102可以是任何類型的光源，例如發光二極管(LED)。照明源102可以在寬或窄波長帶上發射光。照明光學器件104可以是被配置成產生來自照明源102的光的聚焦光束的ー個或多個透鏡。照明光學器件104被配置成將光的聚焦光束指引到目標(例如紙110)上。檢測器106可以是響應于光的存在的任何類型的設備，例如電荷耦合設備(CCD)或光電倍增器。檢測器光學器件108可以是被配置成將來自目標的光指引到檢測器106上的ー個或多個透鏡。檢測器光學器件被配置成收集來自由來自照明源102的光的聚焦光束照明的目標的區域的光。在本發明的一個示例實施例中，來自照明源102的光的聚焦光束形成光軸Y。光軸Y與紙110構成角度α。角度α通常被設置在45度。檢測器和檢測器光學器件形成光軸X。光軸X通常被設置在與紙110的表面成90度處。圖Ib是具有改變了距離d的目標紙110的高度的彩色密度計100。因為光軸Y與紙110構成45度角，所以紙高度的位移d在檢測器106測量紙110的光密度的位置處引起照明的位置的位移。照明射束相對于目標區域的位置的位移可以改變照明強度并且導致所測量的光密度的不準確。在本發明的一些示例實施例中，可以存在位于檢測器和檢測器光學器件周圍的多個照明源。圖2是本發明的示例實施例中的彩色密度計200的頂視圖。彩色密度計200包括照明源201、202、203、照明光學器件204、檢測器206以及檢測器光學器件208。三個照明源201、202、203被圍繞檢測器206相等地間隔開。每個照明源(201、202以及203)具有形成被指引到檢測器206和檢測器光學器件208下面的目標位置的光的聚焦光束的照明光學器件204。三組照明源和照明光學器件形成三個光的聚焦光束。來自照明源201、202以及203的光的聚焦光束形成與目標構成角度α的三個光軸。角度α通常被設置在45度。檢測器和檢測器光學器件形成通常被設置在與目標的表面成90度處(在圖2中從紙出來)的光軸。在本發明的一個示例實施例中，三個照明源產生三個不同顔色的光，例如紅色、綠色以及藍色。來自三個照明源的光的三個射束在目標區域處產生照明的三個重疊區域210、212以及214。在三個照明區域重疊的地方，目標區域被白光有效地照射。在本發明的其它示例實施例中，照明光學器件和/或檢測器光學器件 的光路可以被折疊或彎曲以減小彩色密度計200的物理尺寸。照明源的數目和顏色還可以是變化的，例如產生紅色、緑色、藍色以及橙色光的四個照明源。在操作中，彩色密度計(100，200)測量來自頁上的目標區域的漫射光。頁上的目標區域可以具有在該頁上印刷的油墨的ー個或多個顏色。由密度計所測量的強度由兩個分量組成系統幾何，和由油墨引起的強度調制，如由等式I所示。測量的強度=強度(幾何)*強度調制(油墨)等式I
等式I示出了如果使用相同的彩色密度計進行兩個測量，則可以消除所測量的信號中的系統幾何分量。該兩個測量是具有樣本頁上印刷的油墨的片(patch)和不具有樣本頁上印刷的油墨的片。如下文在等式2中所示，來自第一測量的信號被除以來自第二測量的信號。通過除所述兩個測量，強度(幾何)項被從等式中消去。
mmrn=/
(闕 A油濃))K 2
相對強度=強度調制(油墨)/強度調制(無油墨)等式2
等式2是頁上印刷的油墨的相對強度。反射的強度的變化通常按照被表示為Iogltl (強度/照明強度)的絕對光密度(OD)來表示。為了提供密度計之間的互換性和互操作性，已經定義了用于反射密度測量的ISO標準2’3’4:1· ISO標準5-1 1984 :攝影-密度測量-第I部分術語、符號和表示法。2. ISO標準5-3 1995 :攝影-密度測量-第3部分譜條性。3. ISO標準5-4 1995:攝影-密度測量-第4部分反射密度的幾何條件。在本文中我們把相對OD稱作為Iogltl (相對強度)。由于相對于檢測器的紙的高度的變化而導致的測量的變化已經被從相對OD中消除。通過使用相對0D，可以放寬檢測器與印刷紙的表面之間的高度方面的公差。將在操作期間通過進行兩個測量來確定相對0D。首先將測量樣本頁上的白色區域(沒有油墨印刷在紙上)。然后將測量已經印刷了油墨的紙上的第二區域。相對強度或相對OD是被第一強度除的第二強度。在本發明的一個示例實施例中，印刷的和非印刷的片將與彼此鄰近。當所述兩個片鄰近吋，兩個測量之間的高度的任何差將被最小化。圖3是示出了使用相同的密度計采用在頁與本發明的示例實施例中的檢測器之間的兩個不同高度的印刷頁上的相同測試區域的相對OD(使用等式2)的圖。其中被視為來自密度計的測量區域332的圖3中的強度測量跨越樣本頁上的兩個片(328和330)移動。第一片328是不具有印刷在頁上的油墨的頁上的白色區域。第二片330是通過印刷在頁上的油墨染成黑色的頁上的區域。圖的X軸是密度計被跨越該兩個片移動的距離的測量。Y軸是由密度計測量的相對0D。在兩個步驟中進行圖3中的測量，首先完成僅片328的測量以確定用于等式2中的強度調制(無油墨)。然后，其中被視為測量區域332的測量被使用裝填了強度調制(無油墨)的值的等式2從片328移動到片330上。當密度計的測量區域332完全在白色區域上時，所測量的相對OD等于零。隨著密度計的測量區域332移動到片330上，所測量的相對OD減小。一旦密度計的測量區域332完全在片330上，所測量的相對OD就以恒定值變平。
線320是從在紙與檢測器之間具有10. 5 mm的高度的光面紙測量的相對0D。線324是從在紙與檢測器之間具有11. 5 _的高度的光面紙測量的相對0D。即使紙與檢測器之間的距離在線320與324之間是不同的，所測量的相對OD也是相同的。這表明高度敏感性已經被消除了。線322是從在紙與檢測器之間具有10. 5 mm的高度的絨面紙測量的相對0D。線326是從在紙與檢測器之間具有11. 5 _的高度的絨面紙測量的相對0D。即使紙與檢測器之間的距離在線322與326之間是不同的，所測量的相對OD也是相同的。這表明高度敏感性已經被消除了。可以通過將紙的絕對光密度(OD)加到所測量的相對OD (絕對OD片=相對OD片+絕對OD基底)將所測量的相對強度或相對光密度轉換為印刷片的絕對光密度。紙的絕對OD是紙屬性并且在印刷期間不變化。紙的絕對OD能夠在表中查詢，能夠在外部測量(即，不在印刷期間)，或者在印刷處理期間測量。在本發明的一個示例實施例中，在印刷處理期間密度計可以被用來確定樣本頁上的非印刷區域的絕對0D。非印刷區域或片的絕對OD可以使用兩種方法之一來加以確定。在第一種方法中，對高度變化具有最小敏感性的彩色密度計中的照明源被用來測量非印刷片。此測量被用作非印刷紙的絕對0D。能夠在彩色密度計的制造過程期間確定對高度變化具有最小敏感性的彩色密度計中的照明源。 在第二種方法中，在制造過程期間確定并且保存彩色密度計中的每個照明源的高度敏感性。在操作期間，使用彩色密度計中的每個照明源來測量頁上的白色區域的0D。因為彩色密度計通常具有至少三個照明源，所以存在兩個未知量(檢測器與紙之間的高度和紙的絕對0D)和三個等式(所測量的每個照明源對紙與檢測器之間的高度的變化的敏感性)，因此能夠確定紙的絕對0D。上述的兩種方法假定紙是白色的，即每個彩色通道的絕對OD是相同的。這不可能對所有基底都是成立的。對于有色基底而言，根據成品測量(off press measurement)的表查詢仍然適用。圖4是本發明的示例實施例中的在印刷處理中控制油墨的OD的方法的流程圖。該方法開始于基底的白色區域被測量的步驟402。白色區域是沒有任何油墨的基底上的區域。取決于基底的類型，白色區域實際上可能不是顏色白(color white)。在步驟404處，測量已經被用油墨印刷了的基底上的區域。在本發明的一些示例實施例中，該兩個區域可以是鄰近的。在步驟406處，計算油墨的相對光密度(OD)。油墨的相對OD使用等式2來計算。油墨的相對OD可以被用來控制印刷處理。可選地，可以在步驟408處確定油墨的絕對0D。油墨的絕對OD可以被用來控制印刷處理。可以使用基底的已知絕對OD或基底的測量的絕對OD來確定油墨的絕對0D。基底可以是能夠接受油墨的任何類型的材料，例如紙、紙板、織物、木頭、金屬等的片或卷。彩色密度計(如上文所描述的那樣)可以被用來實現如圖4中所描述的用于在印刷處理中控制油墨的OD的方法。ー個或多個彩色密度計可以被安裝在印刷機上，并且用來在印刷處理期間測量和控制油墨的0D。因為來自彩色密度計的測量中的高度敏感性已經被最小化了，所以該彩色密度計可以不必滿足用于測量光密度的ISO標準。在上文的描述中，彩色或多通道密度計被用來描述本發明。本發明不限于 彩色密度計，本發明也可以用于單通道、或者黑和白密度計。
權利要求
1.ー種方法，包括 在基底的白色區域上進行第一光密度(OD)測量(402)； 在用油墨印刷的所述基底的區域上進行第二 OD測量(404)； 使用所述第一測量和第二測量來確定所述油墨的相對OD (406)， 通過將所述油墨的所述相對OD加到所述基底的絕對OD來確定所述油墨的絕對OD(408)。
2.根據權利要求I所述的方法，進ー步包括 至少部分地使用選自包括以下的組的所述OD中的至少ー個來控制印刷處理所述油墨的所述相對OD和所述油墨的所述絕對OD。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，使用所述第一測量來確定所述基底的所述絕對OD0
4.根據權利要求1、2和3所述的方法，其中使用至少兩個不同的照明源(201，202)來進行所述第一測量。
5.根據權利要求1、2、3和4所述的方法，其中至少橙色照明源、緑色照明源以及藍色照明源被用來進行所述第一測量和第二測量。
6.根據權利要求1、2、3、4和5所述的方法，其中所述油墨的所述相對光密度是從來自所述第二測量的OD減去的來自所述第一測量的所述0D。
7.根據權利要求1、2、3、4、5和6所述的方法，其中，所述基底是選自包括以下的組的所述基底之一紙片、紙卷、紙板片、木頭塊、金屬片。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6和7所述的方法，其中以到用油墨印刷的所述基底的第一距離測量的所述油墨的所述絕對OD和以到用油墨印刷的所述基底的第二、不同的距離測量的所述油墨的所述絕對OD將是基本上相等的。
9.ー種裝置，包括 至少ー個照明源(202)； 照明光學器件(204)，其被定位成將來自所述至少ー個照明源的光指引到目標區域上； 檢測器(206)，其被定位成收集來自所述目標區域的光； 檢測器光學器件(208)，其被定位成將來自所述目標區域的光聚焦到所述檢測器上；控制器，其被耦合至所述至少ー個照明源和所述檢測器，并且被配置成控制所述至少ー個照明源和所述檢測器，所述控制器被配置為當對象的白色區域在所述目標區域中時進行第一 OD測量，而當用油墨印刷的所述對象的區域在所述目標區域中時進行第二 OD測量，所述控制器被配置成使用所述第一測量和第二測量來計算所述油墨的相對0D，并且所述控制器被配置成通過將所述油墨的所述相對光密度加到所述目標的絕對OD來計算所述油墨的絕對光密度。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述照明光學器件以45度角將來自所述至少ー個照明源的所述光指引到所述目標區域中。
11.根據權利要求9所述的裝置，其中所述控制器使用所述第一測量來確定所述目標的所述絕對OD。
12.根據權利要求9、10和11所述的裝置，進ー步包括印刷機，其中所述目標區域被定位在所述印刷機的輸出路徑中，并且其中所述控制器至少部分地基于通過使用選自包括以下的組的所述OD中的至少ー個來調節所述印刷機所述油墨的所述相對OD和所述油墨的所述絕對OD。
13.根據權利要求9、10、11和12所述的裝置，進ー步包括 橙色照明源； 緑色照明源；以及 藍色照明源。
全文摘要
公開了一種用于確定光密度的方法。在基底的白色區域上進行第一測量(402)。在用油墨印刷的所述基底的區域上進行第二測量(404)。使用所述第一測量和第二測量來確定所述油墨的相對光密度(406)。
文檔編號G01N21/00GK102687005SQ201080060827
公開日2012年9月19日 申請日期2010年1月7日 優先權日2010年1月7日
發明者H.比雷基, O.吉拉, W.D.霍蘭 申請人:惠普發展公司，有限責任合伙企業