[发明专利]一种印刷品墨层厚度的检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种印刷品墨层厚度检测装置及检测方法，所述检测装置包括印张切割模块、显微图像采集模块和图像处理模块，本发明先通过印张切割模块对待测印张样品进行切割，再通过显微图像采集模块对待测印张样品切割面的剖面图像进行采集，最后通过图像处理模块获取剖面图像的墨层区域图像，并根据墨层区域图像计算墨层厚度，避免了现有技术中墨层厚度检测所依赖的模型精度缺陷以及光谱或颜色信息采集的不稳定对检测结果的影响，极大提高检测精度及稳定性，而且可以实现叠印的各墨层厚度检测。

技术领域

本发明涉及印刷品制造工艺及质量检测技术领域，特别涉及一种印刷品墨层厚度的检测装置及检测方法。

背景技术

印刷品的墨层厚度是指附着在承印物表面上的墨层在承印物垂直方向上的平均厚度。墨层厚度不仅是原稿颜色还原再现的关键影响因素之一，也是用墨量的决定因素之一。虽然墨层厚度的取值范围并非随意，特定印刷环境有相应最佳墨层厚度，可以使墨色饱满实地密度和印刷反差值达到最大；网点增大值最小，实现层次最佳还原。但是，一方面，不同种类的印刷品及不同印刷方式的印刷品对墨层厚度的要求不同(例如：高档包装印刷品的墨层厚度为7微米以上，甚至可达几十微米)；另一方面，由于印刷条件、油墨与承印物等印刷材料条件仍无法保证稳定性，较为复杂多变，导致墨层厚度具有不确定性与不均匀性。因此，墨层厚度的灵活准确测量对于印刷成本的控制、印刷品颜色质量的检测与控制以及生产效率的提高都至关重要。

当前，常用的墨层厚度测量方法有两种：

一种是称重法，首先利用注墨器及天平等测算出油墨的比重ρ，然后根据称量转移到印张上的油墨质量m，以及印张上墨层所占面积S，通过如下公式计算墨层厚度d：

另一种是密度测量法，Lambert-Beer定律指出，在一定波长下吸光度与吸光材料所含的色料浓度及吸光材料的厚度成正比，表达式如下：

其中，D为吸光度，即反射密度；R为光谱反射率；α_λ为吸光或消光指数，其与吸光材料分子结构、照射光波长均有关；d为吸光材料的厚度；c为吸光材料所含的色料浓度。由于实地反射密度D随着墨层厚度d增加的一定范围内逐渐增大并最终趋于饱和状态D_∞而不再明显增大。因此，通过测量油墨的实地反射密度D能够判断印刷品墨层厚度或吸光材料所含的色料浓度，经推导所得实地反射密度与墨层厚度关系的表达式如下：

D＝D_∞×(1-e^-kd) (3)

其中，D为墨层实地反射密度；D_∞为饱和状态墨层实地反射密度，e为常数；k为与承印物平滑度有关的常数；d为墨层厚度。

由此可知，常用的两种墨层厚度测量方法都需进行一定量的人工测量，费时费力。

此外，也有一些专利文献提供其他关于墨层厚度检测的方法。例如，申请号为CN201410299401.1的专利文献中提供了一种基于机器视觉的墨层厚度检测方法，首先制作各油墨单色实地色块并测量其密度；其次获取各油墨实地色块图像及其颜色信息的RGB与HSV描述；再次建立各墨色实地色块图像的颜色信息与密度信息之间的关系模型；最后由各墨色实地色块图像的颜色信息根据所建立的颜色信息与密度信息之间的关系模型以及实地反射密度与墨层厚度关系的表达式如公式(3)求取其墨层厚度。此方法仅实现基于机器视觉的四基色墨的墨层厚度检测，无法实现叠色或者专色的墨层厚度检测。

又如申请号为CN201510369305.4的专利文献中提供了一种凹印大张产品墨层厚度测量方法，首先利用墨层厚度检测仪通过多光谱相机及光源对凹印产品进行图像采集，获取多谱段图像；其次利用光谱重建算法得到复原反射光谱；最后通过Lambert-Beer定律所示的反射密度与光谱的关系如公式(2)以及反射密度与墨层厚度的关系如公式(3)，建立光谱与墨层厚度的映射关系，以得到墨层厚度测量值。