畢業(yè)設計（論文）：紙張對激光數(shù)字印刷彩色復制性能影響的研究

1、<p>　　哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　紙張對激光數(shù)字印刷彩色復制性能</p><p><b>　　影響的研究</b></p><p>　　學 生 姓 名： 陳夢雪 </p><p>　　指 導 教 師： 楊翰林 </p>&

2、lt;p>　　專 業(yè) 班 級： 印刷工程 11-2 </p><p>　　學 號： 201110830542 </p><p>　　學 院： 輕工學院 </p><p><b>　　二〇一五年六月八日</b></p><p>　　Undergradu

3、ate Graduation Project (Thesis)</p><p>　　Harbin University of Commerce</p><p>　　Research on the Influence of Laser Digital Printing Color Replication Performance based on Paper</p><p&

4、gt;　　2015-06-08</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）審閱評語</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）審閱評語</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）答辯評語</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

5、;　　近年來，隨著激光數(shù)字印刷的普及，人們對其輸出質量的要求也越來越高。論文旨在對不同紙張對激光數(shù)字印刷彩色復制性能的影響進行研究，進而為激光數(shù)字印刷用紙選擇提供一定的理論參考，實現(xiàn)提高激光數(shù)字印刷質量的目的。利用呈色劑不同的兩臺激光數(shù)字印刷機作為輸出設備，分別在9種不同的紙張上進行打樣，然后利用Matlab編程建立色域對比圖，實驗結果表明：普通打印紙克數(shù)越大，彩色復制性能越好；銅版紙對于品紅紅顏色的細節(jié)再現(xiàn)能力較強；普通打印紙在品紅和

6、黃顏色方向上的色彩再現(xiàn)能力存在一定不足；對于激光數(shù)字印刷彩色復制再現(xiàn)的能力是銅版紙優(yōu)于啞粉紙優(yōu)于普通打印紙。</p><p>　　關鍵詞：紙張；激光數(shù)字印刷；彩色復制；色域</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years，with the popularity of laser digi

7、tal printing，people has higher requirement for the quality．This article is mainly to study different paper’s influences for the laser digital printing color reproduction，then provide a reference that how to choose paper

8、and achieve the goal of improve quality of laser digital printing．Using two different laser digital printers which have different coloring agents as the output equipments．The experimental results show that: the greater t

9、he number o</p><p>　　Keywords：Paper；Laser digital printing；Color copy；Color gamut</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abstract

10、II</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 數(shù)字印刷國內外應用現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 論文研究的主要內容3</p><p>　　2 激光數(shù)字印刷與印刷色彩復制理論4</p><p>　　2.1 激光數(shù)字印刷概述4</p>

11、<p>　　2.1.1 靜電照相成像原理4</p><p>　　2.1.2 激光數(shù)字印刷設備構成4</p><p>　　2.1.3 激光數(shù)字印刷常用紙張6</p><p>　　2.2 印刷色彩復制理論8</p><p>　　2.2.1 色彩基礎知識8</p><p>　　2.2.2 顏色空間及色度

12、測量9</p><p>　　2.2.3 色域評價方法10</p><p><b>　　3 實驗部分12</b></p><p>　　3.1 實驗條件12</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)測量及分析方法12</p><p>　　3.3 實驗結果與分析13</p><p

13、><b>　　結 論17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　致 謝20</b></p><p>　　附錄1 實驗數(shù)據(jù)21</p><p>　　附錄2 色域圖的制作39</p><p>

14、;<b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 數(shù)字印刷國內外應用現(xiàn)狀</p><p>　　數(shù)字印刷技術于二十世紀九十年代誕生，當時以色列的Indigo公司和比利時的Xeikon公司分別推出各自具有代表性的彩色數(shù)字印刷機，由此，數(shù)字印刷技術進入了人們的視線[1]。而近些年來，越來越多的傳統(tǒng)印刷企業(yè)和生產(chǎn)部門選擇了數(shù)字印刷的印刷方式來進行生產(chǎn)，且已有部分

15、公司用數(shù)字印刷代替了傳統(tǒng)膠印。“先分發(fā)，后印刷”是數(shù)字印刷概念的一種體現(xiàn)，個性化印刷、可變信息印刷、即時印刷是數(shù)字印刷的主要特點，針對用戶提出的數(shù)量、成本、時間、地點等要求來為用戶提供相應的服務是數(shù)字印刷的宗旨[2]。如今，數(shù)字印刷正是憑借著其獨有的優(yōu)勢和寬闊的前景受到了消費者的信賴和支持。</p><p>　　目前，從世界范圍來看，數(shù)字印刷的應用主要分為三大類，一是按需短版印刷；二是個性化印刷；三是跨地印刷。傳

16、統(tǒng)印刷技術有最低印量的限制，有時無法滿足消費者“需要多少印多少”的需求，而此時數(shù)字印刷的優(yōu)勢就突顯出來，在企業(yè)簡介、促銷廣告、賓館菜單、畫冊、中小批量票據(jù)、高檔名片等物品紅的印刷中提供按需印刷的服務，使用戶避免浪費的同時也節(jié)省了資金。設計制作屬于個人的、呈現(xiàn)日常生活和工作的精美印刷品紅需求近些年也在不斷增加，像個人相冊、身份證卡等將個性化數(shù)據(jù)庫印刷同客戶管理服務有效結合起來的印刷品紅能夠滿足一部分行業(yè)或者特定人群的需要，這是個性化印刷應

17、用帶來的方便。根據(jù)客戶的需要，通過互聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)在不同地點隨時閱讀電子文檔，并隨時印刷需要的文件或圖書，實現(xiàn)了“跨地印刷”[3]。這三種類型的應用使數(shù)字印刷逐漸滲透到了商務（報表、單據(jù)印刷等）、出版（少量圖書的印刷、書籍樣本制作等）、直郵（商業(yè)信函、個性化廣告等）、包裝裝潢（墻紙、標簽等）等多種領域[4]。而在這眾多應用領域中，數(shù)字印刷在包裝領域如瓦楞紙箱、軟包裝、金屬和硬塑料包裝的滲透率最高，僅在2011年，數(shù)字印刷在包裝領域的產(chǎn)

18、值和產(chǎn)量分別占到了</p><p>　　在我國，靜電成像、噴墨印刷等數(shù)字印刷技術憑借其與傳統(tǒng)印刷互補的優(yōu)勢和其應用領域的不斷拓展，已經(jīng)逐步滲透到了傳統(tǒng)印刷企業(yè)[8]。部分企業(yè)迅速的購入數(shù)字印刷設備作為傳統(tǒng)印刷的補充，部分企業(yè)加入連鎖快印，還有部分企業(yè)直接建立小型數(shù)字印刷門店，同時也有許多家出版社開設了按需印書的項目。在北京、上海等地，大大小小的快印店隨處可見，這些足可以證明數(shù)字印刷已經(jīng)逐漸地融入了我們的日常生活[

19、9]。速必得、同昆數(shù)字、康偉數(shù)字、時浪等各種體制的優(yōu)秀數(shù)字印刷公司在中國迅速崛起也帶動了我國數(shù)字印刷業(yè)的發(fā)展[10]。影像行業(yè)、印前設計、戶外廣告、機關文印、商業(yè)快印、包裝印刷、金融/郵政/電信賬單等多種印刷領域都有數(shù)字印刷的影子。數(shù)字印刷是我國印刷行業(yè)發(fā)展的重點方向，并將成為我國印刷行業(yè)發(fā)展的一個重要支點。有關數(shù)據(jù)顯示，在2010至2015這五年里，我國傳統(tǒng)印刷市場的份額將減小到30%，數(shù)字印刷市場份額將上升32%。2000年是數(shù)字印

20、刷在我國迅速發(fā)展的開始，2002年新增的數(shù)字印刷企業(yè)數(shù)量是2001年的兩倍。在2004年，數(shù)字印刷企業(yè)已占企業(yè)總數(shù)的23.1%。2010年，數(shù)字印刷的市場份額約達到100億元人民幣，到</p><p>　　我們生活在一個數(shù)字的時代，未來各種類型的文檔和信息相信也將全部改變成數(shù)字文件的形式。在這樣一個環(huán)境和技術的支持下，數(shù)字印刷必將憑借其快速和靈活的優(yōu)點，向更廣闊的市場邁進[14]。</p><

21、p>　　1.2 論文研究的主要內容</p><p>　　數(shù)字印刷涉及的技術主要有三類，一是靜電照相數(shù)字印刷技術，二是噴墨成像數(shù)字印刷技術，三是磁成像數(shù)字印刷技術[15]。其中靜電照相數(shù)字印刷技術應用最為廣泛。靜電照相技術通常采用激光或發(fā)光二極管作為放電光源，其中采用激光束成像靜電照相復制技術的設備被稱為激光打印機或激光數(shù)字印刷機[16]。紙張作為激光數(shù)字印刷技術中應用最廣泛的承印材料，分析研究紙張對激光數(shù)字

22、印刷彩色復制的影響，為激光數(shù)字印刷在用紙的選擇以及色彩質量的控制上提供一定的參考，具有十分重要的理論意義。</p><p>　　論文研究的主要內容：</p><p>　　詳細分析了激光數(shù)字印刷的原理以及設備構造，并對激光數(shù)字印刷常用紙張進行了分析。</p><p>　　選擇70g、80g、128g的普通打印紙，128g、157g、250g的銅版紙和128g、200g

23、、250g的啞粉紙分別在兩種不同類型呈色劑的激光數(shù)字印刷機上輸出樣張的實驗方法來驗證紙張對激光數(shù)字印刷色彩復制的影響。</p><p>　?。?）利用Matlab對實驗數(shù)據(jù)進行處理并生成色域對比圖，得出相關實驗結論。</p><p>　　2 激光數(shù)字印刷與印刷色彩復制理論</p><p>　　2.1 激光數(shù)字印刷概述</p><p>　　2.

24、1.1 靜電照相成像原理</p><p>　　簡單的說，靜電照相技術就是以調制激光束作為光源，投射到感光、感熱的記錄介質上進行文字與圖像的印刷[17]。靜電照相的印刷過程包括成像、顯影、油墨轉移（印刷）、固化（定影）、清潔五個階段，其工作過程如圖2.1所示。其基本原理是利用某些光導材料在暗處中為絕緣體，在光照條件下電阻值下降的特性來成像[18]。感光鼓在靜電成像過程中起著十分關鍵的作用。感光鼓是用鋁合金制成的一個

25、圓筒，表面涂有一層硒碲砷合金光導材料。感光鼓需先放在暗處充電，帶上均勻的電荷后，轉到曝光處，載有圖像信息的激光束勻速的掃描感光鼓，也就是曝光過程。被光照射到的光導體電阻值下降，光導體上的電荷流失，而未被光照的部分仍然有電荷保留。感光鼓表面產(chǎn)生了與原圖像相同的影像，也就是“靜電潛像”。當感光鼓轉到顯影部位時，靜電潛像吸收帶有異性電荷的墨粉變成可見的墨粉影像，也就是顯影，墨粉影像在轉印電暈電場的作用下轉印到紙張上，再經(jīng)定影輥加熱，墨粉最終粘

26、在紙上，形成了所要求的圖像[19]。</p><p>　　圖2.1 靜電照相成像原理</p><p>　　2.1.2 激光數(shù)字印刷設備構成</p><p>　　激光數(shù)字印刷同樣需要借助于設備完成印刷復制過程，但是激光數(shù)字印刷設備與傳統(tǒng)印刷設備明顯不同，激光數(shù)字印刷設備可以直接與計算機相連接，可以直接接收計算機發(fā)來的數(shù)據(jù)[20]。實質上，激光數(shù)字印刷設備是一類計算機的

27、外部輸出設備。激光印刷光學系統(tǒng)和電子照相轉印系統(tǒng)是激光數(shù)字印刷機兩大重要組成部分，激光數(shù)字印刷系統(tǒng)由激光器、聲光調制器、多面棱鏡、聚集光柵和字符發(fā)生器組成，而電子照相轉印系統(tǒng)由光導鼓、充電電極、消電電極、轉印電極、清潔器、顯影磁刷、加熱器和送紙輥等構成。目前市場上現(xiàn)有的激光數(shù)字印刷設備可以分為兩類，一種是采用液態(tài)電子油墨為呈色劑的激光數(shù)字印刷機，其結構原理圖如圖2.2所示。該類型的機器主要代表產(chǎn)品紅為HP Indigo，另一種是采用干式

28、色粉為呈色劑的激光數(shù)字印刷機，如圖2.3所示。生產(chǎn)此類型機器的公司主要有佳能、施樂、賽康等。由于兩種機器呈色劑的類型不同，設備的系統(tǒng)結構及工作過程也存在相應的差異[21]。</p><p>　　HP Indigo作為以液態(tài)電子油墨作為呈色劑的代表，其彩色復制質量堪比膠印，深受專業(yè)人士的好評。但是無論是單張紙數(shù)字印刷機還是連續(xù)紙數(shù)字印刷機，大多數(shù)靜電照相數(shù)字印刷機仍使用干式色粉作為呈色劑且以干式色粉作為呈色劑的激光

29、數(shù)字印刷機應用更為廣泛。且通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，但使用兩種呈色劑的靜電照相數(shù)字印刷機在色域的范圍大小上幾乎相近，也就是對于色彩再現(xiàn)具有相近的能力，但隨著設備校準和標定的要求不同也會具有不同的表現(xiàn)[22]。</p><p>　　圖2.2 以液態(tài)電子油墨為呈色劑的激光數(shù)字印刷設備構成 </p><p>　　2.1.3 激光數(shù)字印刷常用紙張</p><p>　　數(shù)字印刷機根

30、據(jù)自身的用途還可分為生產(chǎn)型數(shù)字印刷機和非生產(chǎn)型數(shù)字印刷機，生產(chǎn)型數(shù)字印刷機具有工業(yè)化的批量生產(chǎn)能力和較高印刷速度并適合長時間運行。非生產(chǎn)數(shù)字印刷機的性能和質量也能滿足印刷的基本要求，價格比較便宜，印刷速度略低[23]。無論是生產(chǎn)型數(shù)字印刷機還是非生產(chǎn)型數(shù)字印刷機，每一款數(shù)字印刷設備都會有一套符合自身結構、性能與操作的紙張使用注意事項，若用紙不恰當，將降低印刷的質量或引發(fā)異常的進紙故障。生產(chǎn)型激光數(shù)字印刷機的常用紙張為雙膠紙、銅版紙、啞粉

31、紙、白卡紙、硫酸紙、灰底白等等，根據(jù)印品紅要求的不同而選擇相應的類型的紙張。通過對學校周邊數(shù)十家打印社的走訪調查發(fā)現(xiàn)，對于非生產(chǎn)型數(shù)字印刷機也就是辦公領域常用的激光打印機，通常以普通打印紙、銅版紙和啞粉紙為主要用紙，下面將重點介紹這三種紙張的特性。</p><p><b>　　普通打印紙</b></p><p>　　普通打印紙也就是打印機專用的紙張，具有硬度、光潔度、

32、致密等特點。打印紙按照紙張的厚度可分為60g、70g、75g、85g、120g等等，是指在單位面積紙的重量是多重，因為紙的密度基本上是相同的，在單位面積紙的重量越重，紙的厚度就越厚。通常打印機用的打印紙不能低于60g重，否則容易出現(xiàn)卡紙現(xiàn)象。而復印機的要求則更高，一般為70～85g。但是一般速印機使用40g左右的紙即可，一體機使用50～60g的紙張。用于激光打印的普通打印紙的打印質量和性能高于普通復印紙。彩色激光打印機市場需求的擴大也使

33、激光打印紙的需求量變大。打印紙除了在打印社使用，同時也是辦公室的主要用紙。打印紙快速且高效，同時防潮卷曲也非常重要，因此應注意保存環(huán)境，應將打印紙放在17～23℃的溫度環(huán)境中，且保持35%～45%的相對濕度。防潮防曬才有利于保證最好的打印質量。普通打印紙的價格相對較便宜，多以幾十或幾百張為一包的形式銷售，平均0.5～2元不等。</p><p><b>　?。?）銅版紙</b></p&g

34、t;<p>　　銅版紙又稱涂布印刷紙，在國際上被稱為印刷涂料紙，在香港又被稱為粉紙。銅版紙尺寸通常為787×1092mm，880×1230mm，定量為70～250g/m2。銅版紙的主要原料是銅版原紙和涂料。對銅版原紙的要求是厚薄均勻，伸縮性小，強度較高 ，抗水性好。紙面不許有斑點、皺紋、孔眼等紙病，用來涂布的涂料是由優(yōu)質的白色顏料（ 如高嶺土、硫酸鋇等）、膠粘劑（如聚乙烯醇、干酪素等）及輔助添加劑等組成

35、的。具有表面強度高、平滑度高、光澤感強且對印刷的油墨有較大的拉力、能適合60線/厘米以上細網(wǎng)目印刷等特點。銅版紙是近10年來我國紙業(yè)市場中發(fā)展最快的品紅種之一，銅版紙作為印刷的承印物，屬于文化印刷用紙類中的高檔產(chǎn)品紅。它主要用于印刷高級書刊的封面和插圖、彩色畫片、各種精美的商品紅廣告、樣本、商品紅包裝、商標等。銅版紙銷售中單張紙張尺寸一般分為大度（889mm×1194mm）、中度（787mm×1092mm）兩個尺寸規(guī)

36、格，銅版紙每噸價格約7000～7500元，一張200克889mm×1194mm大度尺寸的銅版紙價格約為2元[24]。隨著社會發(fā)展和人民生活水平的提高，銅版紙的需求量逐年增加，并向著特種銅版紙</p><p><b>　?。?）啞粉紙</b></p><p>　　啞粉紙又叫無光銅版紙，是銅版紙的一種，通常將啞粉紙與銅版紙作比較來研究其特性，啞粉紙由于采用特殊的

37、涂料配方和表面整飾工藝，其紙頁施膠度小，表面粗糙，結構疏松，具有較低的紙頁光澤度，但相比于銅版紙，啞粉紙更薄且更白，不容易發(fā)生形變。從印刷適性上看，啞粉紙與銅版紙都具有較好的吸墨性和表面強度。兩者相比較，銅版紙具有伸縮性較小，均勻性較好，抗水和抗張性能更強等特性，但在光照條件下容易生產(chǎn)強烈的炫光作用，其紙頁光澤度（75°）高達80%，印刷光澤度（75°）高達95%，甚至100%[25]。而啞粉紙在光照條件下不會產(chǎn)生眩

38、光作用，更適合用于閱讀。啞粉紙的價格比較昂貴，因此，目前大多數(shù)的廣告單是銅版紙，只有一些品紅牌商品紅會用啞粉紙。兩種紙張在階調復制和色彩再現(xiàn)方面都比較理想，是激光數(shù)字印刷的首選。大多數(shù)企業(yè)在印刷啞粉紙時，往往直接套用銅版紙的參數(shù)，不能從根本上區(qū)別兩種不同涂布紙之間印刷性能的差異。啞粉紙的常見克重為80g、105g、128g、157g、200g、250g、300g、350g/m2，且一張全開的啞粉紙在2～3元左右[26]。</p&g

39、t;<p>　　普通打印紙、啞粉紙都可用于激光數(shù)字印刷機，但是某些適用于噴墨印刷的銅版紙由于紙表面有一層用來防治墨水擴散的特殊涂層，在通過激光打印機的高溫定影時，其表面的涂層會融化而損壞定影器。具有相似特殊涂層表面的還有相片紙。另外，對于以干式色粉作為呈色劑的激光數(shù)字印刷機來說，應選擇表面光滑、具有低吸塵性能、具有高表面光澤度、耐高溫能力強、高挺度等特點的紙張。而對于以液態(tài)電子油墨顯影的激光數(shù)字印刷機來說應盡量選擇具有與電

40、子油墨性能匹配的、吸油能力強、表面強度足夠、疏松度低的紙張[27]。通常來說，在數(shù)字印刷中，紙張的粗糙度越大，色彩再現(xiàn)的色域范圍越小，紙張的光澤度越好，色彩再現(xiàn)的色域范圍越大。而紙張的白度這一性能對色彩再現(xiàn)的色域范圍沒有明顯的影響。激光數(shù)字印刷對紙張的選擇應給予高度的重視，尤其是對于數(shù)字印刷企業(yè)來說，在實際生產(chǎn)過程，不僅要注重沒備的更新、人員的培訓、印前、印刷環(huán)節(jié)的質量控制，同時還應高度重視紙張的科學使用。要想達到精細印刷品紅的質量要求

41、，仍需要重視對紙張的選擇。</p><p>　　在研究不同克數(shù)與不同種類紙張對于激光數(shù)字印刷彩色復制性能的影響時，需要在干式色粉和液態(tài)電子油墨兩種呈色劑來印刷的基礎上進行分析，才能全面了解紙張對于色彩復制效果的影響。</p><p>　　2.2 印刷色彩復制理論</p><p>　　2.2.1 色彩基礎知識</p><p>　　不同波長的光線

42、呈現(xiàn)不同色彩，而人眼能夠觀察到的是波長范圍在380～780nm的光線。顏色感覺的形成離不開四大要素，即光源、顏色物體、眼睛和大腦。具體來說，物體顏色形成的過程是光源發(fā)出的光線照射在顏色物體上，顏色物體憑借自身的化學特性選擇性的吸收光線，未被吸收的光線被透射或反射出來，最后到達人眼，刺激人眼的感覺細胞，感覺細胞將刺激傳輸?shù)酱竽X中樞，從而使人們產(chǎn)生顏色感覺[28]。</p><p>　　視覺可見的各種色彩由紅、綠、藍

43、這三原色光混合而成，同樣各種色彩也可以被分解還原成紅、綠、藍三原色光。色彩的合成與分解遵照色光加色法或色料減色法原理。如果等量的色光三原色混合在一起則有：紅光＋綠光=黃光（R＋G=Y）；紅光＋藍光=品紅紅光（R＋B=M）；藍光＋綠光=青光（G＋B=C）；紅光＋綠光＋藍光=白光（R＋G＋B=W），如圖2.4所示。人們依照上述原理，通過不同的方式實現(xiàn)色彩的再現(xiàn)與復制。</p><p>　　圖2.4 色光加色法原理&l

44、t;/p><p>　　印刷品紅自身并不會發(fā)光，而是需要在外部白光的照射下被觀察到。因此，必須使用能對白光進行選擇性吸收和反射的物質，如常用的青、品紅紅、黃三種彩色油墨，才能使印刷品紅呈現(xiàn)相應色彩。印刷色彩的再現(xiàn)過程遵循色料減色法原理，如果三原色兩者之間或三者之間等量混合，則有：M＋Y=R，白光－綠光－藍光=紅光；M＋C=B，白光－綠光－紅光=藍光；Y＋C=G，白光－藍光－紅光=綠光；M＋Y＋C=K=白光－綠光－藍光－

45、紅光=黑，如圖2.5所示。通過改變印刷品紅相應區(qū)域內的油墨量即可控制在印刷品紅上復制出細致入微的色彩變化。而通過改變網(wǎng)點面積、出現(xiàn)頻率或網(wǎng)點自身的深淺就可以調節(jié)油墨量的多少[29]。色彩印刷復制除將色彩分解為青、品紅紅、黃三個分量以外，通常還加入黑版分量。黑色油墨用于單色圖文復制、可以替代彩色油墨中的部分色量，加強圖像反差[30]。</p><p>　　圖2.5 色料減色法原理</p><p&

46、gt;　　2.2.2 顏色空間及色度測量</p><p>　?。?）CIE 1976 L*a*b*顏色空間</p><p>　　在對數(shù)字印刷品紅的質量控制過程中，顏色的測量和表示尤其重要。傳統(tǒng)的測量方法主要是目測法，但是這種方法容易受到環(huán)境、情緒和生理等因素的影響。為了客觀、定量地表示顏色，CIE（國際照明委員會）于1931年制定了基于視覺心理學和物理光學的CIE色度系統(tǒng)[31]。CIE色

47、度系統(tǒng)包括CIE RGB色度系統(tǒng)、CIE XYZ色度系統(tǒng)和CIE 1976 L*a*b*顏色空間。由于CIE RGB系統(tǒng)的顏色匹配函數(shù)存在負值，不利于人們對顏色的理解而CIE XYZ色度系統(tǒng)存在顏色不均勻性的問題，因此，CIE于1976年推薦了CIE 1976 L*a*b*均勻顏色空間。于是，CIE 1976 L*a*b*均勻顏色空間成為公認的定量測量和表示顏色的方法。早在1931年，CIE就已提出Lab的顏色模型，將其作為顏色測量國際

48、標準。1976年此模型經(jīng)過修正，從此正式命名為CIELab。而類似的顏色空間常用的表示方法有RGB顏色模式、CMYK顏色模式。在三種顏色模式中，Lab色域空間最大，它包含RGB、CMYK中所有的顏色。Lab模型通過數(shù)學方法來定義顏色，是一種與設備無關的顏色模式，且不隨著校準顯示器或打印機的不同而</p><p><b>　　（2）分光光度計</b></p><p>　

49、　數(shù)字印刷品紅是重要的視覺產(chǎn)品紅之一，衡量復制結果的優(yōu)劣離不開視覺觀察，因為人的感受必須放在首要位置，視覺評價不可缺少。色彩復制的主觀評價十分重要，但客觀性的質量指標理應客觀和定量的測量和評價。通常情況下，在人們進行視覺觀察的同時還需要使用儀器進行顏色的檢測和評價。常用的測色儀器有色度計、分光光度計和光學密度計。本實驗使用分光光度計。分光光度計分為反射分光光度計和透射分光光度計。反射分光光度計是在整個可見光譜范圍內，用于測量來自一種不透

50、明樣品紅和同樣被照射的白色樣表面反射光的比率的儀器。而透射分光光度計適用于色光分析測量，如測量待測溶液、膠片的吸光度或透射率[34]。</p><p>　　2.2.3 色域評價方法</p><p>　　色域是指數(shù)字印刷機或顯示器能夠表示的色彩范圍。色域所界定范圍的大小說明輸入或輸出設備的彩色表現(xiàn)能力，可以作為評價印刷質量的指標之一。當油墨、紙張和印刷設備被確定的同時，相應的印刷系統(tǒng)的色域也

51、會被確定。根據(jù)2004年國際照明委員會給出的定義，對色域的解釋為：給定觀察條件下在給定復制記錄介質（或存在于該記錄介質上的圖像）可獲得的顏色范圍，即色彩空間中的體積或容積。在現(xiàn)實世界中，自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間，該色域空間中包含了人眼能夠識別的大約600～1000萬種的顏色。但通過印刷并不能復制出所有人眼可見的顏色，因為傳統(tǒng)的青、品紅紅、黃三色油墨印刷的復制結果并不能精確的復制原稿的色彩，且每一種印刷相關設備或材料，其

52、中包括輸入、顯示及印刷設備都有自己特定的色彩復制顏色能力或描述范圍，也就是色域，同一種印刷設備使用不同的印刷材料也會得到不一樣的色域。因此在印刷過程中，不同的設備進行色彩交流或更換不同的材料時需要考慮色域是否一致或是否發(fā)生變化的問題[35]。絕大多數(shù)系統(tǒng)的色域都是由于很難生成單色（單波長）的光線所導致的。最好的接近單色光的技術就是激光，對于大多數(shù)系統(tǒng)來說這種方法過于昂</p><p><b>　?。?-

53、1）</b></p><p>　　點集模型可以構建成三維空間和二維空間[36]。與之相對應可建立二維平面色域圖和空間三維立體的色域圖。CIE國際照明協(xié)會制定了一個用于描述色域的方法：CIE-xy色度圖。在這個坐標系中，各種顯示設備能表現(xiàn)的色域范圍用RGB三點連線組成的三角形區(qū)域來表示，三角形的面積越大，就表示這種顯示設備的色域范圍越大。同樣，用CIE 1976 L*a*b* 也可以畫出更直觀的色域圖，

54、且利用CIE 1976 L*a*b* 中L*a*b*數(shù)據(jù)生成色域圖來進行色域分析的方法也是十分常用的。在以a*b*建立的二維平面圖中，與CIE XYZ中xy平面一樣，a*b*平面只有色度信息，無亮度信息，某個顏色在a*b*平面越靠近中心，則其飽和度越低[37]。</p><p><b>　　3 實驗部分</b></p><p><b>　　3.1 實驗條件&

55、lt;/b></p><p><b>　?。?）實驗設備</b></p><p>　　實驗分別以基于液態(tài)電子油墨顯影的HP Indigo 3550（如圖3.1所示），基于固體墨粉顯影的富士施樂彩色數(shù)碼多功能復印/打印機ApeosPort-II C7500（如圖3.2所示），作為數(shù)字印刷輸出設備。實驗控制在相同的溫濕度環(huán)境下進行，預熱時間符合該印刷機操作指南提出的

56、要求，按機器的默認參數(shù)印刷。</p><p>　　圖3.1 HP Indigo 3550 圖3.2 ApeosPort-II C7500</p><p><b>　?。?）測試樣張</b></p><p>　　利用Photoshop制作從0%～100%變化的青、品紅紅、黃和黑色階調梯尺，每一個色塊的級

57、差為5%，為了保證測量數(shù)據(jù)的可靠性和可比性，每一個色塊的尺寸均設計為10mm×10mm。</p><p><b>　?。?）紙張選擇</b></p><p>　　實驗選擇了不同類型的三種適用于激光打印機使用的紙張。這三種類型紙張具有不同的表面特性和定量，分別為70g、80g、128g的普通打印紙、128g、157g、250g的銅版紙、128g、200g、25

58、0g的啞粉紙。</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)測量及分析方法</p><p>　　選擇使用GretagMacheth SpectroEye分光光度計，如圖3.3所示。在D65光源，10度視場上測量樣張上青、品紅、黃、黑四色各色塊L*a*b*的值，用于色域分析。</p><p>　　為了保證測量結果的可靠性和重復性，選擇在光線適宜的實驗室下采用多次測量，每個樣張的每

59、一個色塊選取3個點進行測試，每種紙有3個樣張，每個色塊共9個點的色度平均值即為該色塊的色度值。檢查測量數(shù)據(jù)的絕對誤差和相對誤差，證實各次測量數(shù)據(jù)相對誤差小于2%時，確認系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)有效。為了明確的將各個紙張印刷出顏色的色域準確的表示出來，將計算出每個色塊共9個點的色度平均值作為該色塊的色度值，然后將各個紙張的各個色塊的a*、b*值輸入到Matlab軟件的圖形圖像模塊中，通過調用函數(shù)和編寫語句的方法，生成色域圖。對18個表格數(shù)據(jù)進行處理，

60、畫出色域對比圖共8個。</p><p>　　圖3.3 分光光度計</p><p>　　3.3 實驗結果與分析</p><p>　　HP Indigo 3550 ApeosPort-II C7500</p><p>　　70g普通打印紙 80g普通打印紙

61、 128g普通打印紙</p><p>　　圖3.4 70g、80g、128g普通打印紙樣張的色域對比圖</p><p>　　由圖3.4可以看出，C、M、Y三色色度信息組成不規(guī)則三角形，其面積在一定程度上代表紙張與油墨共同作用而呈現(xiàn)的顏色數(shù)目，其所呈現(xiàn)最大顏色數(shù)目表示色域，顏色數(shù)目只是從a*、b*色度實數(shù)平面投影圖上得出，并沒有涉及明度系數(shù)。</p><p>　　對于

62、HP Indigo 3550，70g、80g和128g普通打印紙的面積大小即色域范圍各不相同，128g普通打印紙在青顏色方向上的色域范圍明顯大于70g與80g普通打印紙的色域范圍。而對于ApeosPort-II C7500來說，128g普通打印紙將80g普通打印紙對應的區(qū)域整體包圍，80g普通打印紙又將70g普通打印紙包圍，在這三者的比較中，128g普通打印紙對于色彩復制細節(jié)再現(xiàn)能力最強，尤其在品紅色和黃色的方向上，70g普通打印紙最弱

63、。根據(jù)兩臺機器上，三種克數(shù)紙張所呈現(xiàn)的色域范圍，可得出三種克數(shù)的普通打印紙數(shù)字印刷的色彩再現(xiàn)能力為128g普通打印紙優(yōu)于80g普通打印紙優(yōu)于70g普通打印紙。</p><p>　　HP Indigo 3550 ApeosPort-II C7500</p><p>　　128g銅版紙 157g銅版紙

64、250g銅版紙</p><p>　　圖3.5 128g、157g、250g銅版紙樣張的色域對比圖</p><p>　　由圖3.5左圖可以看出，128g銅版紙和157g銅版紙對應的色域范圍基本相同，說明其色彩再現(xiàn)能力相近，250g銅版紙的色域范圍雖然在青、品紅方向與128g銅版紙和157g銅版紙接近，但對于黃色的復制能力略顯不足，因此，對于紙張克數(shù)越大再現(xiàn)能力越強的結論值得懷疑。從右圖可見，

65、三種克數(shù)的銅版紙色域范圍基本相同，說明紙張的克數(shù)對于原稿在紙張上的再現(xiàn)能力無顯著影響。從圖3.5中還可以看出，銅版紙在ApeosPort-II C7500上印刷時對于品紅和黃的顏色細節(jié)再現(xiàn)能力要優(yōu)于在HP Indigo 3550上印刷的品紅和黃顏色細節(jié)再現(xiàn)能力，而在青顏色的顏色細節(jié)再現(xiàn)能力上卻劣于HP Indigo 3550。</p><p>　　HP Indigo 3550

66、 ApeosPort-II C750</p><p>　　128g啞粉紙 200g啞粉紙 250g啞粉紙</p><p>　　圖3.6 128g、200g、250g啞粉紙樣張的色域對比圖</p><p>　　由圖3.6可見，在兩臺機器上輸出的三種不同克數(shù)的啞粉紙均無明顯的色域范圍差異，可見，對于啞粉紙來說，紙張克

67、數(shù)對于色彩再現(xiàn)能力并沒有影響。即使有極小的細微差異，也處于可控制的適當范圍內。</p><p>　　HP Indigo 3550 ApeosPort-II C750</p><p>　　128g普通打印紙 128g銅版紙 128g啞粉紙</p><p>　　圖3.7 128g

68、普通打印紙、銅版紙和啞粉紙樣張的色域對比圖</p><p>　　由圖3.7可見，普通打印紙的色域范圍較小且發(fā)生一定的偏離現(xiàn)象，其色彩再現(xiàn)能力的穩(wěn)定性劣于銅版紙和啞粉紙。使用普通紙印刷的樣張達不到精細印刷品紅的印刷要求，但可以用于對質量要求不高的印品紅的印刷。兩臺機器上銅版紙對應的色域范圍均比啞粉紙的色域范圍廣，尤其是在品紅色方向上，銅版紙能夠再現(xiàn)出更飽滿的顏色，但啞粉紙也呈現(xiàn)出較廣的色域范圍，畢竟啞粉紙是激光打印

69、機的專用紙，其對于色彩的再現(xiàn)能力不會與銅版紙的色彩再現(xiàn)能力差距過大。只是由于銅版紙在造紙過程中進行了特殊涂布，使得紙張表面具有很高的平滑度，表面的涂料層阻止了油墨的滲透和擴散，使紙的吸收性變小，且在相同的打印條件下，紙張的吸收性越小，印刷網(wǎng)點的再現(xiàn)性越好。因此，對于使用液態(tài)電子油墨的HP Indigo 3550來說，銅版紙比啞粉紙的再現(xiàn)性好是必然現(xiàn)象。而對于使用干式色粉的施樂ApeosPort-II C7500來說，銅版紙和啞粉紙的色域

70、范圍只有微小差異。</p><p>　　紙張對于激光數(shù)字印刷彩色復制性能影響的實驗結果也間接證明了具有較高平滑度和較高光澤度的紙張，如本實驗所采用的銅版紙，確實具有更強的呈色能力及較大的色域范圍。但在進行紙張對激光數(shù)字印刷彩色復制性能影響的研究時，不僅要看紙張的克數(shù)與種類，也要在液態(tài)電子油墨和干式色粉兩種不同呈色劑的前提下分析討論。</p><p><b>　　結 論</

71、b></p><p>　　色彩控制是激光數(shù)字印刷印刷質量控制的主要部分。要實現(xiàn)激光數(shù)字印刷色彩的高保真復制，必須對印品紅質量尤其是色彩控制進行定量化、規(guī)范化。紙張是激光數(shù)字印刷技術中應用最廣泛的承印材料，因此研究分析紙張對激光數(shù)字印刷的影響，在色彩控制中，合理正確的選擇紙張是十分必要的。</p><p>　　論文主要獲得以下結論：</p><p>　　（1）普

72、通打印紙克數(shù)越大，彩色復制性能越好，銅版紙和啞粉紙不存在這種現(xiàn)象。</p><p>　?。?）普通打印紙在品紅和黃顏色方向上的色彩再現(xiàn)能力不足，銅版紙對于品紅顏色的細節(jié)再現(xiàn)能力較強，啞粉紙各個顏色方向上再現(xiàn)細節(jié)的能力水平比較平均。</p><p>　　（3）銅版紙彩色復制再現(xiàn)的能力優(yōu)于啞粉紙優(yōu)于普通打印紙。</p><p>　　由于實驗條件限制以及本人時間和能力有限

73、，在對測試樣張進行彩色復制性能評價時，并沒有對色塊進行密度的測量，且只采用了辦公用的激光打印機進行實驗，而未對生產(chǎn)型激光數(shù)字印刷機進行實驗研究，還有待進一步的補充完善。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張桂蘭．國內外數(shù)字印刷的發(fā)展與展望[J]．今日印刷，2011，（4）：10-13．</p><p>　

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88、<p>　　感謝楊翰林老師的悉心指導。楊老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，廣博的專業(yè)知識，滿腔的工作熱情使我受益匪淺。在此，衷心感謝我的導師楊翰林老師這段時間以來的諄諄教誨，以及對我無私的關懷和幫助。</p><p>　　感謝專業(yè)的相關老師給予的指導和幫助。</p><p>　　感謝這四年來給予我關心和幫助的同學、老師，在此致于我最誠摯的謝意。</p><p><

89、b>　　附錄1 實驗數(shù)據(jù)</b></p><p>　　表1 HP Indigo 3550印刷輸出的70g普通打印紙</p><p>　　表2 HP Indigo 3550印刷輸出的80g普通打印紙</p><p>　　表3 HP Indigo 3550印刷輸出的128g普通打印紙</p><p>　　表4 HP Indigo

90、 3550印刷輸出的128g銅版紙</p><p>　　表5 HP Indigo 3550印刷輸出的157g銅版紙</p><p>　　表6 HP Indigo 3550印刷輸出的250g銅版紙</p><p>　　表7 HP Indigo 3550印刷輸出的128g啞粉紙</p><p>　　表8 HP Indigo 3550印刷輸出的20

91、0g啞粉紙</p><p>　　表9 HP Indigo 3550印刷輸出的250g啞粉紙</p><p>　　表10 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的70g普通打印紙</p><p>　　表11 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的80g普通打印紙</p><p>　　表12 施樂ApeosPort-II C

92、7500印刷輸出的128g普通打印紙</p><p>　　表13 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的128g銅版紙</p><p>　　表14 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的157g銅版紙</p><p>　　表15 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的250g銅版紙</p><p>　　表1

93、6 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的128g啞粉紙</p><p>　　表17 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的200g啞粉紙</p><p>　　表18 施樂ApeosPort-II C7500印刷輸出的250g啞粉紙</p><p>　　附錄2 色域圖的制作</p><p><b>　　Mat

94、lab程序：</b></p><p>　　>> plot(x1,y1,'k')</p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　plot(x2,y2,'k')</p><p><b>　　hold on</b><

95、/p><p>　　plot(x3,y3,'k')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x4,y4,'k')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x7,y7,

96、'b')</p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　plot(x8,y8,'b')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x9,y9,'b')</p><p

97、><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x10,y10,'b')</p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　plot (x12,y12,'r')</p><p><b>　　hold on&l

98、t;/b></p><p>　　plot(x13,y13,'r')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x14,y14,'r')</p><p><b>　　hold on</b></p><p&

99、gt;　　plot(x15,y15,'r')</p><p>　　plot(x1,y1,'k')</p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　plot(x2,y2,'k')</p><p><b>　　hold on</b>

100、;</p><p>　　plot(x3,y3,'k')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x4,y4,'k')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x

101、7,y7,'b')</p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　plot(x8,y8,'b')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x9,y9,'b')</p>

102、<p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x10,y10,'b')</p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　plot (x12,y12,'r')</p><p><b>　　hold

103、 on</b></p><p>　　plot(x13,y13,'r')</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(x14,y14,'r')</p><p><b>　　hold on</b></p>&