低光泽彩喷纸图像打印质量的优势因素分析

徐婧

（国家知识产权局 专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州　450000）

低光泽彩喷纸图像打印质量的优势因素分析

徐婧

（国家知识产权局 专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州450000）

该文以7种低光泽彩色喷墨打印纸为研究对象，利用密度计、分光光度计以及显微拍摄仪等设备对纸张打印图像的色密度、印刷反差、色域、色差、墨点及线条宽度进行了测试，采用灰关联分析方法对影响低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，纸张的白度对打印图像的印刷反差、色差和色域的影响最为明显，纸张的粗糙度对墨点圆度的影响最大；而纸张的不透明度对印刷反差和色差的影响很小。

灰色关联分析；关联度；优势因素分析；低光泽彩喷纸；光学性能

随着喷墨印刷技术的不断成熟及其应用领域的不断扩大，人们对于彩色喷墨打印纸图像打印质量要求也在不断增加。对于纸张打印质量的评价方法一般有依据物理方法量化的客观评价和基于人眼视觉系统的主观评价。主观评价一般会受到很多因素的影响，评价结果往往重复性比较差；而以物理测量为基础的客观评价重复性却比较好，比较容易作出正确的判断。客观评价采用技术手段以物理仪器测量为基础，测量打印图像的一些具有特征性的指标，例如色密度、色域、墨点圆度、印刷反差和色差等。另外纸张的物理性能，如不透明度、白度、光泽度和粗糙度等对纸张打印性能也有某种程度的影响［1］。传统上一般根据测得的某些打印性能指标主观地分析纸张的物理性能对纸张打印性能的影响，得到的结果往往很难准确、数值化。我们只有首先分清影响因素之间的相互关系，这样才可以科学有效地通过改进纸张的物理性能来不断完善纸张的打印性能。

为了较好地解决这个难题，本课题采用了灰色关联分析方法对影响低光泽彩喷纸图像打印质量的多种因素进行了优势因素分析，根据关联度矩阵能够明显地分清多种影响因素之间的关系。使用灰色关联分析方法对纸张的打印性能与物理性能进行优势因素分析，可以更加科学有效地对纸张的生产，尤其是对所应用的涂布技术起到一定的指导作用，从而可以更好地改善纸张的打印性能［2］。

1　实验

1.1实验材料与仪器

实验选择4种市售低光泽彩色喷墨打印纸，所有纸样均为A4幅面，4种纸样（括号内为该纸样的品牌）的具体参数见表1。

表1　4种纸样的物理性能

实验仪器：L&W PPS Tester粗糙度测定仪；L&W ELREPHO白度和不透明度测定仪；L&W Micrometer 51厚度仪；XGP（20°～75°）镜像光泽度计；EpsonStylus Photo R1800彩色喷墨打印机；X-Rite 418反射式密度计；GretagMacbethEye-One分光光度计；Pixera600ES显微照相拍摄仪；Gretag Macbeth Profle Maker色彩管理软件；Media Cybernetics Image-Pro Plus图像分析软件。

1.2实验方法

（1）色密度

打印CMYK和RGB实地色块，如图1。用密度计分别测量密度值，然后计算每种纸样的平均色密度值。色密度影响最终的色彩逼真度和视觉效果。它主要受涂层油墨吸收性的影响。色密度值越高，表明墨点的连贯性就越好，从而打印的图像的色泽更加鲜艳和逼真。

图1　CMYK和RGB实地色块

（2）印刷反差

打印CMYK和RGB 10%～100%梯尺，如图2；并依次测量其密度值，然后作出相应的阶调复制曲线并计算曲线斜率。我们把密度作为灰度的函数，曲线的斜率越大，表明纸张可以表现的灰度范围越宽，阶调再现性就会越好。

图2　0%～100%CYMK和RGB梯尺

（3）色差

使用分光光度计测量 4种纸样 10%～100% CMYK和RGB的L、a、b值，然后依据CIE 1976标准色差公式计算每种纸样的色差值。色差越小，说明纸样色彩复制的忠实性越好。

（4）色域

打印IT 8.7-3色标，如图3。利用分光光度计测量各色的L、a、b值；然后利用Profile Maker 5.0软件生成ICC文件，得到每种纸样的色域分布情况，如图4；接着计算色域面积，色域面积越大，说明纸样的色彩再现能力就会越强。

图3　IT 8.7-3色标

图4　色域显示

（5）清晰度

打印不同宽度的横纵线条和CMYK四色单像素点矩阵，然后利用显微照相拍摄仪拍摄样张中的线条与墨点。应用图像分析软件Image-Pro Plus 6.0进行测量与计算，如图5。

图5　墨点计算

1.3灰关联挂机

灰色系统理论是1982年由我国著名学者邓聚龙教授创立的一门系统科学新学科，具有原创性的科学意义，是我国对系统科学的新贡献［3］。

作为因素分析的一种新方法，我们可以应用灰色关联分析解决这方面的问题。

应用灰色关联分析方法，一般包括如下步骤：

（1）首先确定参考序列和比较序列

设x=｛x0，x1，……xm｝为灰关联因子集，x0为参考序列，xi为比较序列。

x0（k），xi（k）分别为x0与xi的第k个点的数。

（2）其次作原始数据变换

收集来的原始数据都要进行数据变换和处理，使它们消除量纲以及具有可比性。我们一般用初值化变换的方法来处理原始数据。

（3）求绝对差序列

△0i（k）=|x0（k）-xi（k）|为绝对差，△0i（k）为两级最小差，△0i（k）为两极最大差。

，其中ρ为分辨

（5）最后列关联矩阵进行优势分析

所有的母因素和所有子因素之间的关联度可以构造一个关联矩阵，对该关联矩阵进行分析，我们可以分清不同因素之间的影响［4］。

2　结果与讨论

2.1纸张打印性能测试

（1）色密度

色密度值越高，表明喷墨打印的图像色彩越鲜艳逼真。4种纸样色密度见表2。

表2　4种纸样的色密度

由表2可见，色密度最大的为2号纸样，1号纸样的色密度值最小。

（2）色差

使用分光光度计测量 4种纸样 10%～100% CMYK和RGB的Lab值，并计算色差，结果见表3。

表3　4种纸样的色差

由表3可见，4号纸样的色差值最小，3号纸样的色差最大。

（3）色域

色域面积越大，说明纸样的颜色再现性能越好。4种纸样的色域面积见表4。

表4　4种纸样的色域面积

由表4可见，4号纸样的色域面积最大，纸样3号的色域面积最小。

（4）印刷反差

4种纸样的曲线斜率见表5。

表5　4种纸样的曲线斜率

由表5可见，3号纸样的曲线斜率平均值最大，1号纸样和4号纸样的曲线斜率最小。

（5）墨点圆度

每种纸样选取拍摄的10个墨点，利用图像分析软件Image-Pro Plus 6.0测量和计算墨点的圆度。4种纸样的墨点圆度见表6。

表6　4种纸样的墨点圆度

由表6可见，3号纸样的墨点圆度最接近于1，2号纸样的墨点圆度最小 。

（6）线条宽度

利用图像分析软件Image-Pro Plus 6.0测量和计算线条的宽度。4种纸样的线条宽度见表7。

表7　线条宽度

由表7可见，纸样3号的线条宽度最大，纸样2号的线条宽度最小。

2.2影响低光泽彩喷纸打印尾巴的优势因素分析为了计算方便，将纸张的光学性能——粗糙度、白度、不透明度和光泽度编号为x1～x4，打印性能——色密度、印刷反差等编号y1～y6。上述各指标的测量值见表8。

表8　各因素基本数据

计算出所有母序列对子序列的关联度，将所有关联度排成关联度矩阵R后，即可进行优势因素分析。

优势因素分析：

（1）子因素对母因素影响优势分析：分析R发现，单项子因素对单项母因素的影响，以纸张的粗糙度对打印纸张的打印线条宽度的影响最大，其次是粗糙度对墨点圆度的影响也很显著，而纸张的不透明度对印刷反差的影响最小［3］；

（2）多因素综合分析：分析发现，粗糙度、白度和光泽度对打印图像的印刷反差、色差和墨点圆度情况都有明显的影响；白度对印刷反差、色差及色域的影响最为明显，而粗糙度对墨点圆度影响最大；而不透明度对印刷反差和色差的影响很小；在这里我们需要重点说明的是，利用灰关联技术分析一个复杂系统所得出的优势因素，是指某因素的变化会对整体结果会产生明显的作用，并不代表着只要一味地提高该因素的值就可以提高最终的质量［4］。

3　结论

本文将灰评估技术应用于低光泽彩喷纸打印质量的综合评价之中，通过对7种纸样的色密度、印刷反差、色域和色差等打印性能的分析。结果表明：粗糙度、白度和光泽度对打印图像的印刷反差、色差和墨点圆度情况都有明显的影响；白度对印刷反差、色差及色域的影响最为明显，粗糙度对墨点圆度的影响最大；而不透明度对印刷反差和色差的影响很小；优势次序基本上是粗糙度＞白度＞光泽度＞不透明度。

［1］刘世昌.印品质量检测与控制［M］.北京：印刷工业出版社，2000.

［2］肖新平，宋中民.灰技术基础及其应用［M］.北京：科学出版社，2005.

［3］邓聚龙.灰色系统理论教程［M］.武汉：华中理工大学出版社，2005.

［4］WEN Kun li，WU J H.AGO for invariant series［J］.The Journal of Grey System，1998，10（1）：17-21.

Advantage Factors Analysis of Low-gloss Ink-jet Paper's Image Printing Quality

XU Jing
（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou 450000，China）

Seven kinds of low-gloss ink-jet printing papers are studied in this paper.Densimeter，spectrophotometer and micro-shooting instrument are used for color density，tone reproduction，gamut，color difference，roundness and line of printing images.Grey relation technology was applied to the advantage influencing factors analysis of low-gloss ink-jet paper's image printing quality.The results showed that the whiteness of paper has a very significant impact to the tone reproduction，color difference and gamut of the printing image，the roughness of paper has a very significant impact to roundness of the printing image.On the contrast，the opacity of paper has obvious effect to the tone reproduction and color difference of the printing image.

grey relation analysis；dependent degree；advantage factors analysis；low-gloss ink-jet paper；optical properties

TS761.1

A

1007-2225（2015）03-0012-05

徐婧女士（1987-）；研究方向：流体机械领域的发明审查；电话：0371-87790625；E-mail：513695012 @qq.com。

2015-03-24（修回）

本文文献格式：徐婧．低光泽彩喷纸图像打印质量的优势因素分析［J］．造纸化学品，2015，27（3）∶12-16．