不同纸张喷墨打样颜色饱和度的研究

李春艳 褚夫强

(山东轻工业学院制浆造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室,山东济南,250353)

不同纸张喷墨打样颜色饱和度的研究

李春艳 褚夫强

(山东轻工业学院制浆造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室,山东济南,250353)

本实验采用 EPSON 7800型喷墨打印机对喷墨打样中纸张性质对印品颜色饱和度的影响进行了研究。选取 5种纸样,测试纸张的性能,喷墨打样后,分析纸张性能对色域、色差、饱和度差的影响,并就白度、光泽度、粗糙度、孔隙率等性能对颜色饱和度的影响权重进行了讨论。研究发现,纸张性能对饱和度的影响权重依次为白度、光泽度、孔隙率、粗糙度,其中白度对颜色饱和度的影响最大,光泽度次之,粗糙度和孔隙率的影响相对较小。

喷墨打样;纸张;色域;色差;饱和度

印刷过程中,颜色的再现范围是油墨和纸张共同作用的结果。喷墨印刷中的 CMYK色域是指纸张上用青 (C)、品红 (M)、黄 (Y)、黑 (K)4种油墨组合可以得到的颜色集合,其色域大小是与设备相关的。印刷过程中若采用同种喷墨设备,则印刷品的色域是与纸张性能密切相关的。O.Norberg[1]曾就纸张性能对色彩复制和色彩管理的影响做过研究,研究发现纸张的白度主要影响高光部分色彩的复制,而光泽度主要影响色域内的所有颜色尤其是高饱和色。王兆江等[2]曾利用图像分析技术对纸张平滑度和粗糙度对油墨层厚度分布的影响做过研究,纸张表面油墨层厚度符合正态分布,其标准差随着纸张平滑度的提高以及粗糙度的降低而减小。因此,喷墨打印所产生的彩色图像的印刷效果,取决于纸张的性质和类型。

本实验采用目前印刷行业常用的喷墨打样设备,探讨纸张的性能对喷墨打样颜色饱和度和色差等指标的影响,以期对喷墨打样用纸的选择起到指导作用。

1 实 验

1.1 实验材料与设备

以纸张的光泽度和粗糙度为主要选用原则,选取蜡光纸 (1#)、高光相片纸 (2#)、亚光纸 (3#)、喷墨打印纸 (4#)、半有光纸 (5#)5种纸张作为实验用纸。实验设备为:苹果计算机、Epson stylus pro 7800喷墨打印机 (配专用水性 C、M、Y、K油墨),格陵达的色彩管理系统 SpectroEye-分光光度计,纸张的物理性能检测设备等。

1.2 实验方法

纸张物理性能的分析按相关的国家标准进行,分别测定纸样的定量、白度、不透明度、光泽度、粗糙度、孔隙率等性能指标。设计测试用图片:采用Photoshop软件在苹果计算机上设计 CMYK实地色块,所用色标为 IT8.7/3,有 928个色块。对计算机及打印机进行色彩管理,在 Epson 7800喷墨打印机上喷墨输出所设计的图片,打印分辨率为 720dpi。利用分光光度计分析打印的图片,探讨纸张性能对色域、色差、饱和度差的影响。通过对打印样张图像进行色差、饱和度差分析,来评定纸张对图像显色性的影响。选定 20个色样为一组 (i=1,2,……20),C、M、Y、K色块各取 4个色样,即 4×5=20个样本,作为评价显色性研究中色差、饱和度差的检验色样。

2 结果与讨论

2.1 纸张性能分析

纸张的定量、白度、不透明度、光泽度、粗糙度和孔隙率等性能如表1所示。

表1 纸张的性能

2.2 打印图像质量分析

2.2.1 色域分析

色域是表征色彩再现效果的主要参数之一,是指在一定色彩再现条件下,能够显示或打印颜色的呈色范围,也指具体介质如屏幕显示、打印机输出及印刷复制所能表现的颜色范围。印刷复制的色域范围能直观地反映纸张对色彩的再现效果。色域范围越大,则纸张的色彩再现性越好,反之,纸张的色彩再现效果差。

实验所用色标为 IT8.7/3,共有 928个色块。实验所用纸样的色域如图1～图4所示。网格线部分为1#纸样色域图,实体部分为 2#、3#、4#、5#色域图。1#纸样色域图包含其他纸样色域图,1#纸样色域最大,显色能力最好,故以 1#纸样为参照标准样。

由图1～图4可知,5种实验纸样的显色能力各不相同。色域范围大小为:1#>2#>5#>3#>4#。1#纸样显色性最好,4#纸样显色性最差。

2.2.2 饱和度差、色差分析

饱和度又叫纯度或彩度,是指颜色的纯度。物体色的饱和度取决于物体表面反射光谱色的选择性,还与呈色物体的表面结构有关[3]。色差指用数值的方式表示两种颜色给人的色差感觉上的差别[4],即定量地表示色知觉的差异。△C为饱和度差,正值表示样品比标准饱和度高,负值表示样品比标准饱和度低。△E为色差,在 0～0.5为微量差异,3.0～6.0为明显差异,6.0～12.0为很大差异,12.0以上,两种纸样的颜色截然不同。印后纸样的色差和饱和度差如图5和图6所示。

图5 喷墨打印后纸样饱和度差对比

由图5可知,2#印样的饱和度差除 K色块的△C＊为 -0.03外,其余均为正值,且 C、M、Y色块的△C＊均小于 0.5,说明两纸样颜色饱和度相差不大,2#印样比 1#印样颜色鲜艳一点。3#印样的饱和度差 C、M色块的 △C＊为负值,Y、K色块的 △C＊为正值,即 3#印样的 C、M色块颜色饱和度要比 1#印样的 C、M色块饱和度低,而 Y、K色块饱和度比 1#纸样高。4#印样 C、M、Y色块的饱和度△C＊的值均为负值,且差值很大,4#印样的 C、M、Y色块的饱和度远远低于 1#印样,颜色不够鲜艳。5#印样 C、M、Y色块的饱和度差均为负值,C、M、Y色块的△C＊差值在 3左右,5#印样的 C、M、Y饱和度略低于 1#印样,颜色与 1#印样相比不够鲜艳。

图6 喷墨打印后纸样色差对比

色彩的还原性是指彩色喷墨打印纸与原图像在色彩方面的一致性,是衡量彩喷纸打印图像质量的重要标准。色差越小则印品偏色越低,纸张色彩还原性越好[5]。由图6可知,2#印样与 1#印样的 C、M、Y、K 4种色墨色差均值△E<0.5,两纸样具有微量色差;3#印样与 1#印样的 C、M、Y、K 4种色墨色差均值△E<5,两纸样具有明显色差;4#印样与 1#印样的C、M、Y、K 4种色墨色差均值△E>20,两纸样具有极大色差,色块颜色截然不同;5#印样与 1#印样的C、M、Y、K 4种色墨色差均值△E<8,色彩差异较大。由此可知,实验所用纸样中,4#纸样喷墨打印效果较差。

2.3 纸张性能对饱和度差的影响

纸张性能是颜色再现的基础。不同的纸张,具有不同的白度、光泽度、粗糙度等性能指标[6]。纸张性能不同,会对油墨颜色的色相、明度、饱和度产生影响。李雪[7]曾采用灰关联分析方法对影响高光泽彩色喷墨打印纸图像打印质量的因素进行了优势因素分析。结果表明,纸张的粗糙度对高光泽彩喷纸打印图像的色密度、色域、色差和清晰度等均有非常明显的影响。而光泽度对纸张打印性能的影响并不显著。纸张性能对饱和度差的影响如图7～图10所示。

图7 白度差与饱和度差的关系

由图7可知,纸张的白度能影响印品颜色饱和度。接近纯白或几乎能够反射全部可见光的高白度纸张,其印样上油墨的颜色饱和鲜艳,层次清晰;白度低或者偏色的纸张无法等比例或全部反射各种波段的可见光,使得印样油墨的颜色不够饱和。

图8 光泽度差与饱和度差的关系

由图8可知,颜色饱和度也受纸张光泽度的影响。其中,C、M、Y色块饱和度受纸张光泽度的影响比 K色块明显。饱和度受纸张表面反射光谱色的选择性的影响,而纸张光泽度作为纸张表面性状评价的指标,反映了纸张表面对光的反射。因此,纸张光泽度影响颜色饱和度。

由图9可知,纸张粗糙度对饱和度有一定的影响。其中粗糙度对 K色块的影响明显小于 C、M、Y 3种色块的饱和度。饱和度与纸张的表面结构有关。纸张表面粗糙还是平滑,直接影响纸张表面反射光谱色的情况。纸张表面粗糙不平整,光线的反射不固定,印品的纯度就不高;纸张表面平滑,其印品的饱和度就较高。由图10可知,纸张的孔隙率与颜色的饱和度有一定的相关性。纸张涂层结构光滑紧密,油墨流平性好,则印样的色彩饱和、鲜艳。

2.4 纸张性能对饱和度影响的权重分析

由 Excel表格中 CORREL函数以及拟合曲线中的R2分析纸张性能对饱和度的影响权重依次为:白度、光泽度、孔隙率、粗糙度,其相关系数如表2所示。其中,白度对饱和度的影响较大,光泽度的影响次之,粗糙度和孔隙率的影响相对较小。

表2 纸张性能差与饱和度差的关系及纸张性能对饱和度的影响权重

3 结 论

在本次喷墨打印实验中,针对 EPSON 7800喷墨打印机以及专用油墨可得以下结论:

3.1 印品的色彩受纸张表面特性的影响,不仅对色差有一定的影响,对饱和度的影响也较大。按影响权重依次为:白度、光泽度、孔隙率、粗糙度。表面特性好的纸张 (如 1#)色域范围大,显色能力强,印品色彩鲜艳,饱和度大。

3.2 印后纸样的饱和度除取决于纸张表面选择性反射光谱辐射能力外,也受纸张表面形貌的影响。纸张表面越光滑,其颜色越鲜艳,饱和度越大。

3.3 纸张的白度是决定印品颜色是否鲜艳的初始条件。白度高的纸张要比白度低的或偏色的纸张印样效果好,印品色彩鲜艳。

[1] NorbergO,Anderson M.The Influence of Paper Propertieson ColorReproduction and Color Management[C].New Orleans:Proceedings of IS&TN IP19,2003:836.

[2] 王兆江,周敬红.纸张平滑度和粗糙度对油墨层厚度分布的影响[J].中国造纸,2007,26(12):12.

[3] 刘武辉.印刷色彩学[M].北京:化学工业出版社,2004.

[4] 周世生.印刷色彩学[M].北京:印刷工业出版社,2005.

[5] 孙 姝,陈蕴智.S MA表面施胶剂改善非涂布喷墨打印纸性能的研究[J].中国造纸,2010,29(4):14.

[6] 骆光林.纸张表面特性对印刷品质量的影响[J].印刷世界,2003(11):38.

[7] 李 雪,陈蕴智.高光泽彩喷纸图像打印质量的优势因素分析[J].中国造纸,2010,29(3):31.

Study on Color Saturation of D ifferent PrintingMater ials of Inkjet Proofing

The effect of printing materials on color reproduction of inkjet proofing printed by EPSON 7800 was studied in this paper.The properties of five kinds of paperswere analyzed,and the effects of papers'properties on gamut,color difference and saturation difference of inkjet proofingwere investigated.The influence weighting factors ofwhiteness,glossiness,roughness and porosity on color appearance were discussed.Results showed that the order of influence was whiteness,glossiness,porosity roughness,according to the weighting factors.Whiteness had the highest influence on saturation.On the other hand,roughness had the minimum influence.

inkjet proofing;paper;gamut;color difference;saturation difference

TS762

A

0254-508X(2010)12-0023-04

李春艳女士,在读硕士研究生;主要研究方向:造纸化学品与功能纸,纸质印刷技术。

(＊E-mail:fqchu@126.com)

2010-08-09(修改稿)

山东省中青年科学家科研奖励基金 (2008BS04027)。

(责任编辑:马 忻)