专利名称：反射密度计的制作方法
反射密度计
背景技术：
使用数字印刷机的一致彩色再现要求对在印刷页上使用的各油墨的密度进行测量和控制。通常油墨的密度使用反射密度计来加以测量。商用密 度计在价格上可以从$500直到$2，000变动。这些商用密度计如此昂贵的ー个原因是它们通常满足用于测量光密度的国际标准组织(ISO)标准。遗憾的是，包括商用密度计与每个印刷机可能在经济上不是可行的。
图Ia是本发明的示例实施例中的彩色密度计100。图Ib是本发明的示例实施例中的具有不同的纸高度的彩色密度计100。图2是本发明的示例实施例中的彩色密度计200的顶视图。图3是示出了使用相同的密度计采用在页与本发明的示例实施例中的检测器之间的两个不同高度的印刷页上的相同测试区域的相对强度(使用等式2)的图。图4是本发明的示例实施例中的、在印刷处理中控制油墨的OD的方法的流程图。
具体实施例方式图1-4和以下描述描绘了特定示例以教导本领域的技术人员如何构造和使用本发明的最佳模式。出于讲授发明原理的目的，已经简化或者省略了一些常规方面。本领域的技术人员将从落入本发明的范围内的这些示例了解各变化。本领域的技术人员将了解的是，下文所描述的特征能够被以各种方式组合以形成本发明的多个变化。因此，本发明不限于下文所描述的特定示例，而是仅由权利要求和它们的等同物所限制。图Ia是本发明的示例实施例中的彩色密度计100。彩色密度计100包括照明源102、照明光学器件104、检测器106以及检测器光学器件108。照明源102可以是任何类型的光源，例如发光二极管(LED)。照明源102可以在宽或窄波长带上发射光。照明光学器件104可以是被配置成产生来自照明源102的光的聚焦光束的ー个或多个透镜。照明光学器件104被配置成将光的聚焦光束指引到目标(例如纸110)上。检测器106可以是响应于光的存在的任何类型的设备，例如电荷耦合设备(CCD)或光电倍增器。检测器光学器件108可以是被配置成将来自目标的光指引到检测器106上的ー个或多个透镜。检测器光学器件被配置成收集来自由来自照明源102的光的聚焦光束照明的目标的区域的光。在本发明的一个示例实施例中，来自照明源102的光的聚焦光束形成光轴Y。光轴Y与纸110构成角度α。角度α通常被设置在45度。检测器和检测器光学器件形成光轴X。光轴X通常被设置在与纸110的表面成90度处。图Ib是具有改变了距离d的目标纸110的高度的彩色密度计100。因为光轴Y与纸110构成45度角，所以纸高度的位移d在检测器106测量纸110的光密度的位置处引起照明的位置的位移。照明射束相对于目标区域的位置的位移可以改变照明強度并且导致所测量的光密度的不准确。在本发明的一些示例实施例中，可以存在位于检测器和检测器光学器件周围的多个照明源。图2是本发明的示例实施例中的彩色密度计200的顶视图。彩色密度计200包括照明源201、202、203、照明光学器件204、检测器206以及检测器光学器件208。三个照明源201、202、203被围绕检测器206相等地间隔开。每个照明源(201、202以及203)具有形成被指引到检测器206和检测器光学器件208下面的目标位置的光的聚焦光束的照明光学器件204。三组照明源和照明光学器件形成三个光的聚焦光束。来自照明源201、202以及203的光的聚焦光束形成与目标构成角度α的三个光轴。角度α通常被设置在45度。检测器和检测器光学器件形成通常被设置在与目标的表面成90度处(在图2中从纸出来)的光轴。在本发明的一个示例实施例中，三个照明源产生三个不同顔色的光，例如红色、绿色以及蓝色。来自三个照明源的光的三个射束在目标区域处产生照明的三个重叠区域210、212以及214。在三个照明区域重叠的地方，目标区域被白光有效地照射。在本发明的其它示例实施例中，照明光学器件和/或检测器光学器件 的光路可以被折叠或弯曲以减小彩色密度计200的物理尺寸。照明源的数目和颜色还可以是变化的，例如产生红色、緑色、蓝色以及橙色光的四个照明源。在操作中，彩色密度计(100，200)測量来自页上的目标区域的漫射光。页上的目标区域可以具有在该页上印刷的油墨的ー个或多个颜色。由密度计所测量的強度由两个分量组成系统几何，和由油墨引起的强度调制，如由等式I所示。测量的強度=強度(几何)*强度调制(油墨)等式I
等式I示出了如果使用相同的彩色密度计进行两个测量，则可以消除所测量的信号中的系统几何分量。该两个测量是具有样本页上印刷的油墨的片(patch)和不具有样本页上印刷的油墨的片。如下文在等式2中所示，来自第一测量的信号被除以来自第二測量的信号。通过除所述两个測量，強度(几何)项被从等式中消去。
mmrn=/
(闕 A油浓))K 2
相对强度=强度调制(油墨)/强度调制(无油墨)等式2
等式2是页上印刷的油墨的相对强度。反射的強度的变化通常按照被表示为Iogltl (强度/照明強度)的绝对光密度(OD)来表示。为了提供密度计之间的互換性和互操作性，已经定义了用于反射密度测量的ISO标准2’3’4:1· ISO标准5-1 1984 :摄影-密度测量-第I部分术语、符号和表示法。2. ISO标准5-3 1995 :摄影-密度测量-第3部分谱条性。3. ISO标准5-4 1995:摄影-密度测量-第4部分反射密度的几何条件。在本文中我们把相对OD称作为Iogltl (相对强度)。由于相对于检测器的纸的高度的变化而导致的测量的变化已经被从相对OD中消除。通过使用相对0D，可以放宽检测器与印刷纸的表面之间的高度方面的公差。将在操作期间通过进行两个测量来确定相对0D。首先将测量样本页上的白色区域(没有油墨印刷在纸上)。然后将測量已经印刷了油墨的纸上的第二区域。相对强度或相对OD是被第一強度除的第二強度。在本发明的一个示例实施例中，印刷的和非印刷的片将与彼此邻近。当所述两个片邻近吋，两个测量之间的高度的任何差将被最小化。图3是示出了使用相同的密度计采用在页与本发明的示例实施例中的检测器之间的两个不同高度的印刷页上的相同测试区域的相对OD(使用等式2)的图。其中被视为来自密度计的测量区域332的图3中的强度测量跨越样本页上的两个片(328和330)移动。第一片328是不具有印刷在页上的油墨的页上的白色区域。第二片330是通过印刷在页上的油墨染成黑色的页上的区域。图的X轴是密度计被跨越该两个片移动的距离的測量。Y轴是由密度计测量的相对0D。在两个步骤中进行图3中的測量，首先完成仅片328的測量以确定用于等式2中的强度调制(无油墨)。然后，其中被视为测量区域332的測量被使用装填了强度调制(无油墨)的值的等式2从片328移动到片330上。当密度计的测量区域332完全在白色区域上时，所测量的相对OD等于零。随着密度计的测量区域332移动到片330上，所测量的相对OD减小。一旦密度计的测量区域332完全在片330上，所测量的相对OD就以恒定值变平。
线320是从在纸与检测器之间具有10. 5 mm的高度的光面纸测量的相对0D。线324是从在纸与检测器之间具有11. 5 _的高度的光面纸测量的相对0D。即使纸与检测器之间的距离在线320与324之间是不同的，所测量的相对OD也是相同的。这表明高度敏感性已经被消除了。线322是从在纸与检测器之间具有10. 5 mm的高度的绒面纸测量的相对0D。线326是从在纸与检测器之间具有11. 5 _的高度的绒面纸测量的相对0D。即使纸与检测器之间的距离在线322与326之间是不同的，所测量的相对OD也是相同的。这表明高度敏感性已经被消除了。可以通过将纸的绝对光密度(OD)加到所测量的相对OD (绝对OD片=相对OD片+绝对OD基底)将所测量的相对强度或相对光密度转换为印刷片的绝对光密度。纸的绝对OD是纸属性并且在印刷期间不变化。纸的绝对OD能够在表中查询，能够在外部測量(即，不在印刷期间)，或者在印刷处理期间测量。在本发明的一个示例实施例中，在印刷处理期间密度计可以被用来确定样本页上的非印刷区域的绝对0D。非印刷区域或片的绝对OD可以使用两种方法之一来加以确定。在第一种方法中，对高度变化具有最小敏感性的彩色密度计中的照明源被用来測量非印刷片。此测量被用作非印刷纸的绝对0D。能够在彩色密度计的制造过程期间确定对高度变化具有最小敏感性的彩色密度计中的照明源。 在第二种方法中，在制造过程期间确定并且保存彩色密度计中的每个照明源的高度敏感性。在操作期间，使用彩色密度计中的每个照明源来测量页上的白色区域的0D。因为彩色密度计通常具有至少三个照明源，所以存在两个未知量(检测器与纸之间的高度和纸的绝对0D)和三个等式(所测量的每个照明源对纸与检测器之间的高度的变化的敏感性)，因此能够确定纸的绝对0D。上述的两种方法假定纸是白色的，即每个彩色通道的绝对OD是相同的。这不可能对所有基底都是成立的。对于有色基底而言，根据成品测量(off press measurement)的表查询仍然适用。图4是本发明的示例实施例中的在印刷处理中控制油墨的OD的方法的流程图。该方法开始于基底的白色区域被测量的步骤402。白色区域是没有任何油墨的基底上的区域。取决于基底的类型，白色区域实际上可能不是颜色白(color white)。在步骤404处，測量已经被用油墨印刷了的基底上的区域。在本发明的一些示例实施例中，该两个区域可以是邻近的。在步骤406处，计算油墨的相对光密度(OD)。油墨的相对OD使用等式2来计算。油墨的相对OD可以被用来控制印刷处理。可选地，可以在步骤408处确定油墨的绝对0D。油墨的绝对OD可以被用来控制印刷处理。可以使用基底的已知绝对OD或基底的测量的绝对OD来确定油墨的绝对0D。基底可以是能够接受油墨的任何类型的材料，例如纸、纸板、织物、木头、金属等的片或卷。彩色密度计(如上文所描述的那样)可以被用来实现如图4中所描述的用于在印刷处理中控制油墨的OD的方法。ー个或多个彩色密度计可以被安装在印刷机上，并且用来在印刷处理期间测量和控制油墨的0D。因为来自彩色密度计的测量中的高度敏感性已经被最小化了，所以该彩色密度计可以不必满足用于测量光密度的ISO标准。在上文的描述中，彩色或多通道密度计被用来描述本发明。本发明不限于 彩色密度计，本发明也可以用于单通道、或者黑和白密度计。
权利要求
1.ー种方法，包括 在基底的白色区域上进行第一光密度(OD)測量(402)； 在用油墨印刷的所述基底的区域上进行第二 OD測量(404)； 使用所述第一測量和第二測量来确定所述油墨的相对OD (406)， 通过将所述油墨的所述相对OD加到所述基底的绝对OD来确定所述油墨的绝对OD(408)。
2.根据权利要求I所述的方法，进ー步包括 至少部分地使用选自包括以下的组的所述OD中的至少ー个来控制印刷处理所述油墨的所述相对OD和所述油墨的所述绝对OD。
3.根据权利要求I所述的方法，其中，使用所述第一測量来确定所述基底的所述绝对OD0
4.根据权利要求1、2和3所述的方法，其中使用至少两个不同的照明源(201，202)来进行所述第一測量。
5.根据权利要求1、2、3和4所述的方法，其中至少橙色照明源、緑色照明源以及蓝色照明源被用来进行所述第一測量和第二測量。
6.根据权利要求1、2、3、4和5所述的方法，其中所述油墨的所述相对光密度是从来自所述第二测量的OD减去的来自所述第一测量的所述0D。
7.根据权利要求1、2、3、4、5和6所述的方法，其中，所述基底是选自包括以下的组的所述基底之一纸片、纸卷、纸板片、木头块、金属片。
8.根据权利要求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离测量的所述油墨的所述绝对OD和以到用油墨印刷的所述基底的第二、不同的距离测量的所述油墨的所述绝对OD将是基本上相等的。
9.ー种装置，包括 至少ー个照明源(202)； 照明光学器件(204)，其被定位成将来自所述至少ー个照明源的光指引到目标区域上； 检测器(206)，其被定位成收集来自所述目标区域的光； 检测器光学器件(208)，其被定位成将来自所述目标区域的光聚焦到所述检测器上；控制器，其被耦合至所述至少ー个照明源和所述检测器，并且被配置成控制所述至少ー个照明源和所述检测器，所述控制器被配置为当对象的白色区域在所述目标区域中时进行第一 OD測量，而当用油墨印刷的所述对象的区域在所述目标区域中时进行第二 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来计算所述油墨的相对0D，并且所述控制器被配置成通过将所述油墨的所述相对光密度加到所述目标的绝对OD来计算所述油墨的绝对光密度。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述照明光学器件以45度角将来自所述至少ー个照明源的所述光指引到所述目标区域中。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器使用所述第一測量来确定所述目标的所述绝对OD。
12.根据权利要求9、10和11所述的装置，进ー步包括印刷机，其中所述目标区域被定位在所述印刷机的输出路径中，并且其中所述控制器至少部分地基于通过使用选自包括以下的组的所述OD中的至少ー个来调节所述印刷机所述油墨的所述相对OD和所述油墨的所述绝对OD。
13.根据权利要求9、10、11和12所述的装置，进ー步包括 橙色照明源； 緑色照明源；以及 蓝色照明源。
全文摘要
公开了一种用于确定光密度的方法。在基底的白色区域上进行第一测量(402)。在用油墨印刷的所述基底的区域上进行第二测量(404)。使用所述第一测量和第二测量来确定所述油墨的相对光密度(406)。
文档编号G01N21/00GK102687005SQ201080060827
公开日2012年9月19日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者H.比雷基, O.吉拉, W.D.霍兰 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业