扫描仪:彩色喷墨打印纸的检验方法

来源: 发布日期:2009-04-08 51

由于存在广阔的市场前景和丰厚的利润回报,近年来国内许多企业和科研院所都开始研制和开发彩色喷墨打印纸,并取得了一些进展,但很少有产品能达到日本同类产品水平。原因在于存在很多一直困扰着研究和开发人员的问题,其中重要的问题之一是没有一个合理的检测方法。

近年来,随着个人电脑的日益普及和电子出版系统的发展,各种数字影像硬拷贝的输出越来越重要。由于彩色喷墨打印机具有非接触、低噪声、低成本、易彩色化和数字控制等优点,已经逐渐成为数字图像输出的一种重要工具。

目前,喷墨打印机及喷绘机在市场中盛行,与之相匹配的打印喷墨介质消耗量也随之增大。据Lyra公司预测印刷,2006年全球喷墨打印介质的年收入将达到85.3亿美元。另一项统计表明,2002年中国国内仅喷墨打印专用纸就有12亿元的销售额。由此可见,喷墨打印介质产业将会吸引更多的资金,并将有更多的人员加入进来,它将成为一个新崛起的朝阳产业。

由于存在广阔的市场前景和丰厚的利润回报,近年来国内许多企业和科研院所都开始研制和开发彩色喷墨打印纸,并取得了一些进展,但很少有产品能达到日本同类产品水平。原因在于存在很多一直困扰着研究和开发人员的问题,其中重要的问题之一是没有一个合理的检测方法。彩喷纸不同于传统的纸类,它不仅需要满足传统纸的一些指标,如一定的物理强度、外观及手感,同时还要求其打印后的图像具有良好的色彩还原性能、高清晰度以及耐候性、防水性等。因此,彩喷纸的检测方式及标准的制定涉及到造纸、印刷及电子信息行业,多门学科交叉给研发人员带来很大的困难。目前,大多数的研发人员往往采用目测法来检验自己的产品。这种方法带有很大的主观性和不确定性。因此天天印刷,寻找一种能够客观检验彩喷纸的方法成为研发人员的当务之急。 

对于彩色喷墨打印纸,人们看重的是它的色彩再现性,所以,彩喷纸的重要质量指标就是它的色彩还原性及色彩鲜艳性。色彩的传统检验方式是用色度计法和光度计法进行检验,但其设备费用较贵、专业性较强。扫描仪是一种价格便宜,操作简单的常用图像输入设备。图像经扫描仪扫描,原稿上的色彩信息转换成为不同强弱的光信号,由光电器件接收并转换成电压值,再经模数转换器将模拟信号转换为计算机能够识别的数字信号,最后由计算机对数字信号进行各种处理。因此印刷表,使用扫描仪可以将印刷油墨形成的CMYK色彩空间转化为RGB色彩空间及HSB色彩空间,并可在计算机中显示各种颜色的RGB及HSB的量化值。

因此,可以用扫描仪很方便地评价彩喷纸的色彩还原性能。首先,需要一些基本设备,如扫描仪、打印机、计算机,图像处理软件如Coreldraw、Photoshop等。另外,还需要了解一些关于色彩空间的基本知识。RGB色彩空间中任何颜色都是用红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个变量来表示,并构成一个立体的三维空间(如图1)。每种颜色都是用计算机中的一个字节(8位)表示,即有256个变化级别,其取值范围为0~255。几种纯色的坐标分别为BK(0,0,0)、B(0,0,255)、R(255,0,0)、G(0,255,0)、Y(255,255,0)、M(255,0,255)、C(0,255,255)、W(255,255,255)。

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色彩空间的另一种表示方法为HSB法。任何颜色都具有三个属性即色调(Hue)、饱和度(Saturation)、明度(Brightness)。色调是区分颜色的名称,是颜色对人眼所产生的色彩感觉;饱和度是颜色的纯度,即颜色中含灰色成分的多少,灰色成分越少,饱和度越高,颜色越鲜艳;明度是颜色的明暗程度,表示物体反射的相对光能量。HSB色彩空间是一个极坐标三维空间(如图2)。用一个圆柱体来表示颜色的3个参数,色调H沿着周向变化从0°~360°。其中0°或360°为红色,60°为黄色,120°为绿色,180°为青色,240°为蓝色,300°为品色。饱和度S为水平面变化的分量,圆柱体中心的饱和度为0,呈非彩色的灰色,圆柱体的边缘饱和度最大值为100,颜色最鲜艳。明度B为垂直方向变化的分量,底下是明度为0的黑色,顶上是明度为100的白色。

常用的图像处理软件都可对图像的每个点的颜色给出准确的RGB或HSB值。用图像处理软件先设计几个纯色色板,如黄、品、青、红、绿、蓝、黑,将设计好的色板用彩色喷墨打印机打印到所开发的彩喷纸上,再将打印好的图样用扫描仪扫入电脑,用图像处理软件观察图像,利用软件的色点测量工具测出每种色板的RGB值及HSB值。这样可以得出每个配方所制得的彩喷纸打印色彩的色彩空间参数,一系列的配方就可以进行横向比较,量化配方中不同的组分对打印颜色的影响。此外,还可以用市场上销售较好的彩喷纸按照同样的方法打印、扫描、测量,得出一组数据作为参照,用自己开发的产品与其进行对照,寻找差距。

需要指出的是,在彩色喷墨打印纸做横向比较时,打印机、扫描仪、图像处理软件不能任意更换,打印、扫描、图像处理软件所设的参数要完全相同,即不同的彩喷纸要在完全相同的条件下对比才有意义。

用扫描仪不仅可以检验彩色喷墨打印纸,也可用来检验其他喷墨打印介质。这种方法使研发人员对彩喷纸颜色的评价有了客观的数据,避免人眼直接观察的主观性和随意性。