一种可估算喷墨印刷墨层厚度的方法与流程

本发明属于印刷技术领域，涉及一种可估算喷墨印刷墨层厚度的方法。

背景技术：

墨层的厚度是指在垂直于纸的方向上附着于纸表面的墨层的平均厚度。印刷油墨层的厚度是否正确才是获得印刷色彩层次最佳再现的关键因素。打印纸上的墨层太薄，墨颜色无法均匀覆盖纸张，打印变暗，颜色变浅，并且该层模糊；如果墨层太厚，并且打印纸上的固体密度达到墨水的最大固体密度，则质量不仅会提高，反而会导致网点数严重增加，从而导致打印失败，例如糊版或层次并级等印刷故障，打印部分暗色调区域中的点模糊，并且级别变暗。

在数字彩色印刷过程中，油墨层的厚度对色彩再现有很大的影响。油墨层厚度的一致性是衡量印刷质量的重要参数之一。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可估算喷墨印刷墨层厚度的方法，能够根据纸张的光谱反射率和油墨的光谱反射率对墨层厚度进行计算，最终得出墨层厚度的值。

本发明所采用的技术方案是一种可估算喷墨印刷墨层厚度的方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，设计需要测量的色块网点面积率和颜色；

步骤2，利用喷墨打印机在空白纸上打印经步骤1设计的色块；

步骤3，测量经步骤2打印的色块的光谱反射率值和空白纸上的空白处的光谱反射率值；

步骤4，根据经步骤3得到的纸张光谱反射率和色块的光谱反射率对墨层厚度进行计算，最终得出墨层厚度的值。

本发明的特点还在于：

其中步骤1的具体内容为：色块网点面积率不小于70％；

其中步骤2中选取两种不同的打印纸进行色块的打印；

其中步骤3中色块的光谱反射率值和空白纸上的空白处的光谱反射率值均为400nm～700nm；

其中步骤4的计算过程为：第一种纸空白处的光谱反射率即为rw或ρgλ¹；第一种纸上暗色调色块的光谱反射率值即为rc或ρλ¹；利用下式求出纸张内部光谱反射因数rg；

式中，rs(纸张与空气内界处的反射率)＝0.05，ri(纸张与空气内界处的反射率)＝0.6，k(印刷品表面的镜面反射比例)＝0；

将得到的纸张内部光谱反射因数rg带入下式，求处墨量的透射率tc：

由larnbert-beer法则可知：t＝exp(-kwc)即tc＝e^-kwc式中：k为油墨的吸收系数，c为油墨的浓度，w为通过油墨层的光路长度；得出油墨的吸收系数k；

然后设第一种承印物的光谱反射率为ρgλ¹，第二种承印物的光谱反射率为ρgλ²，该油墨在第一种承印物的光谱反射率为ρλ¹，该油墨在第二种承印物的光谱反射率为ρλ²：

将式(3)得出的aλ带入求出bλ，

由于k＝sλ(aλ-1)，带入式k值，计算出sλ；

最后由下式求出油墨厚度x：

然后在对不同波长下的厚度值求平均值。

本发明的有益效果是：

本发明的一种可估算喷墨印刷墨层厚度的方法可以通过测量不同纸张下暗色调(网点面积大于70％)单色油墨(青、品、黄)的光谱反射率(波长为400nm～700nm)，实现在纸张上的墨层厚度的估算，是一种墨层厚度的无损估算方法，进而可以进一步比较纸张上墨层厚度的大小。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种可估算喷墨印刷墨层厚度的方法，具体按以下步骤实施：

假设放墨量在进行微小校正时，暗色调网目调印刷色块网点面积率的变化可以忽略小计，放墨量的变化只导致印刷色块墨层厚度的变化，因此，放墨量的大小就等于网点面积率与墨层厚度的乘积；

步骤1，设计需要测量的色块网点面积率和颜色，色块网点面积率不小于70％；

步骤2，利用喷墨打印机在空白纸上打印经步骤1设计的色块，选取两种不同的打印纸进行色块的打印，喷墨印刷一次和重复二次制作得到色块；

步骤3，测量经步骤2打印的色块的光谱反射率值(400nm～700nm)和空白纸上的空白处的光谱反射率值(400nm～700nm)；

步骤4，根据经步骤3得到的纸张光谱反射率和色块的光谱反射率对墨层厚度进行计算，最终得出墨层厚度的值：

第一种纸空白处的光谱反射率即为rw或ρgλ¹；第一种纸上暗色调色块的光谱反射率值即为rc或ρλ¹；利用下式求出纸张内部光谱反射因数rg；

式中，rs(纸张与空气内界处的反射率)＝0.05，ri(纸张与空气内界处的反射率)＝0.6，k(印刷品表面的镜面反射比例)＝0；

将得到的纸张内部光谱反射因数rg带入下式，求处墨量的透射率tc：

由larnbert-beer法则可知：t＝exp(-kwc)即tc＝e^-kwc式中：k为油墨的吸收系数，c为油墨的浓度，w为通过油墨层的光路长度；得出油墨的吸收系数k；

然后设第一种承印物的光谱反射率为ρgλ¹，第二种承印物的光谱反射率为ρgλ²，该油墨在第一种承印物的光谱反射率为ρλ¹，该油墨在第二种承印物的光谱反射率为ρλ²：

根据桑得森修正后的kubelka-munk双常数方程，将式(3)得出的aλ带入求出bλ，

由于k＝sλ(aλ-1)，带入式k值，计算出sλ；

最后由下式求出油墨厚度x：

然后在对不同波长下的厚度值求平均值。

具体实例：

首先需要测得100％的青色块打印在2种不同纸张上，测得2种纸张的光谱反射率ρgλ¹＝rw、ρgλ²和青色块在2种纸上的反射率rc＝ρλ¹、ρλ²：

ρgλ¹＝rw＝y＝[0.31590.57680.88351.03181.05671.00610.96470.93600.90990.88750.87430.86190.85140.84130.83530.82950.82300.81590.81020.81460.81870.81880.82040.82320.82450.82840.82890.83250.83370.83620.8351]；

ρgλ²＝z＝[0.31380.57830.89201.05181.07951.03430.99070.96660.94050.92110.90970.89830.88680.88110.87370.86930.86190.85600.85220.85660.85990.86110.86400.86780.87250.87860.88030.88470.88730.88940.8892]；

rc＝ρλ¹＝n＝[0.15590.24330.32580.33720.29190.21830.15520.10130.05560.03210.02040.01130.00710.00700.00690.00660.00740.01830.09760.28070.47490.60090.66910.70550.75580.73840.74910.75740.76140.76480.7695]；

ρλ²＝m＝[0.15610.24110.32210.33480.28990.21630.15270.09900.05320.02990.01860.01000.00610.00650.00580.00560.00650.01690.09800.28880.49240.62500.69820.73780.76220.78010.79140.80090.80750.81210.8177]；

根据经典的单色半色调clapper-yule光谱反射率预测模型公式推导而来的公式是根据光在油墨和纸基之间的反射和折射来进行计算：

这里，经查阅相关文献资料，rw为油墨的光谱反射率，取k(印刷品表面的镜面反射比例)＝0，ri(纸张与空气内界处的反射率)＝0.6，rs(纸张与空气内界处的反射率)＝0.05，求出rg纸张内部光谱反射因数：

rg＝3.035219631564141.383744824684341.32554092079660

1.478391453658881.654220488737232.05752352630793

2.443441919434773.359089694968954.52294120027180

6.207514317433518.4161033699202912.6357501357888

16.847377756316129.082907125491617.0234241457522

19.009025690820219.658688078478611.3241305819550

5.526385998855653.048724288306612.00569968073713

1.503444910369231.343769915759591.27573880441514

1.042646000206441.400073860664191.26499337381256

1.253006297460061.336043806861961.65819091357591

1.50526139442581

将计算出的rg带入求出tc(m墨量的透射率)

tc＝0.7704279415156660.7630729354528350.763662918300575

0.7487990773543130.7103349668001280.646289124826674

0.5709953977217080.4808272615286780.369971066822953

0.2875125924865420.2319703058461570.174384904226077

0.1390431560083130.1384243662395180.137654639812273

0.1348633148898310.1429577414183370.223344154134280

0.4877567788321880.7388261688770930.871788986926764

0.9292162512402220.9541075052219750.965590054504584

0.9808217446947000.9745969056546950.977698773076429

0.9792439431063120.9801125183375330.980469941257606

0.982107774620657

由larnbert-beer法则可知：t＝exp(-kwc)，其中：k为油墨的吸收系数，c为油墨的浓度为100％，w为通过油墨层的光路长度为1.78，带入公式求得k：

k＝0.1465219945585360.1519110460086860.151476850330710

0.1625194303287800.1921453011103540.245229389704595

0.3148169266239580.4113748297852340.558612625942289

0.7002745054779390.8208684873876030.981174342466496

1.108410628740921.110916401489221.11404906777751

1.125558143678481.092812475815930.842158092748001

0.4033361805651490.1700520283695600.0770830740596389

0.04124370154058560.02639265447800340.0196718590228646

0.01087895712372340.01445579975720440.0126705951569206

0.01178342229926330.01128533667307830.0110805002026288

0.0101428238915209；

此时，我们设第一种承印物的光谱反射率为ρgλ¹，第二种承印物的光谱反射率为ρgλ²，该油墨在第一种承印物的光谱反射率为ρλ¹，该油墨在第一种承印物的光谱反射率为ρλ²；

利用公式求出aλ：

aλ＝3.035219631564141.383744824684341.32554092079660

1.478391453658881.654220488737232.05752352630793

2.443441919434773.359089694968954.52294120027180

6.207514317433518.4161033699202912.6357501357888

16.847377756316129.082907125491617.0234241457522

19.009025690820219.658688078478611.3241305819550

5.526385998855653.048724288306612.00569968073713

1.503444910369231.343769915759591.27573880441514

1.042646000206441.400073860664191.26499337381256

1.253006297460061.336043806861961.65819091357591

1.50526139442581；

将计算出的aλ带入公式求出bλ：

bλ＝2.865756132651960.9564255014587920.870091220910943

1.088871567381391.317742548967001.79816658330385

2.229441278359023.206787111556774.41100862627995

6.126437300841508.3564822702608412.5961177151568

16.817673360605329.065709811906716.9940274698548

18.982704172858619.633237556931811.2798906660113

5.435157974553062.880055517886881.73862911781352

1.122651592665840.8976177284905570.792154970375474

0.2951451875712850.9799014314282510.774731073205195

0.7549998552811560.8860096240189541.32272336709748

1.12508304828965

再由k＝sλ(aλ-1)，计算的k值，计算出sλ：

sλ＝0.07199321011164220.3958647419770250.465308170659610

0.3397205971924960.2937011365712960.231890245090574

0.2181015546141510.1743786303092000.158564277456345

0.1344738512064360.1106873038902130.0843241158512534

0.06994284138264820.03955845441944330.0695262796293663

0.06249966894390150.05856855911945920.0815718172162567

0.08910777398726480.08300386213028110.0766462151038376

0.08192296851374840.07677418316168290.0713423671528205

0.2550991199892260.03613282740643240.0478147622131984

0.04657363242558590.03358293306596780.0168347814806941

0.0200744090156489：

由于求出若干不同波长下的平均油墨厚度x，为纸张1上油墨的厚度，约为4.36微米。