一种光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法
【专利摘要】本发明涉及一种光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法。首先对光柱基镭射纸进行检测、扫描，确定其光柱位置和彩虹带周期；使用印刷适性仪对镭射纸进行打样，改变打样条件，确定最佳墨层厚度和最佳印刷压力；采用积分球分光光度计测量印刷适性仪打样的光柱基镭射纸印刷品的光谱信息和色度信息，确定光柱基镭射纸印刷品上的最佳打样区域；改变注墨量分别对白卡纸和镭射纸进行打样，采用分别测量两类纸张印刷品的颜色信息；分析白卡纸样品和镭射纸样品的光谱数据，得到镭射纸印刷品和白卡纸印刷品颜色的光谱拟合表达式。本发明一定程度上解决实际生产中对光柱基镭射纸印刷品的颜色难以定量化控制的难题，具有操作方便、简单快捷，误差小的特点。
【专利说明】一种光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，通过使用印刷适性仪对普 通白卡纸和光柱基镭射纸进行印刷打样，测量两种打样样品的光谱信息和色度信息，对其 颜色特性进行分析并且进行光谱拟合，从而提出一种利用普通白卡纸印刷品的颜色信息推 算和表征光柱基镭射纸印刷品颜色信息的方法。
【背景技术】
[0002] 镭射纸印刷品以五彩缤纷的彩虹效果以及对人眼强烈的视觉冲击，给包装印刷行 业带来了新的效益，但是其特殊的呈色效果也给企业印刷品的质量检测带来了一定的困 扰。镭射纸印刷品在不同观察角度观察到的颜色外观有很大的差异，颜色测量仪器在不同 位置测量得到的光谱和色度信息也无法用来准确表征镭射纸上不同位置的颜色，目前几乎 没有印刷包装企业直接的对镭射纸印刷品进行色度测量，镭射纸印刷品的颜色表征大多还 是依赖于目视评价。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决现有光柱基镭射纸印刷品颜色表征过程中存在的问题，提 出一种利用普通白卡纸印刷品的颜色信息推算镭射纸印刷品颜色信息的方法，从而为镭射 纸印刷品的颜色表征提供方法，这也为镭射纸印刷的质量监控提供方法。该方法适用于所 有外观呈现彩虹光柱效果的镭射纸印刷品的颜色表征。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
[0005] -种光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，包括如下步骤：
[0006] (1)对光柱基镭射纸进行检测、扫描，确定其光柱位置和彩虹带周期；
[0007] (2)使用印刷适性仪对镭射纸进行打样，改变打样条件，确定最佳注墨量（墨层厚 度）和最佳印刷压力；
[0008] (3)采用积分球分光光度计测量印刷适性仪打样的光柱基镭射纸印刷品的光谱信 息和色度信息，利用测量的颜色信息对镭射纸印刷品的颜色均匀性进行评价，确定光柱基 镭射纸印刷品上的最佳打样区域；
[0009] (4)在最佳印刷压力下，改变注墨量（墨层厚度）分别对白卡纸和镭射纸进行打 样，采用步骤（3)的方式分别测量两类纸张印刷品在最佳打样区域内相同位置的光谱信 息；
[0010] (5)分析白卡纸样品和镭射纸样品相同位置的光谱数据，得到镭射纸印刷品和白 卡纸印刷品颜色的光谱拟合表达式。
[0011] 步骤（1)中，采用平板扫描仪对光柱基镭射纸进行扫描，对扫描所得的相临两条 黑柱子之间的距离进行测量，确定彩虹带周期。
[0012] 步骤（2)中，首先在印刷压力不变（经验值）的情况下，改变注墨量（墨层厚度） 对镭射纸进行打样，然后用积分球分光光度计对样条进行密度测量，确定其最佳注墨量；然 后在注墨量不变的情况下，改变其印刷压力进行打样，确定最佳印刷压力。
[0013] 步骤（3)中，采用积分球分光光度计测量的条件为：D65光源，CIE1964标准观察 者，包含镜面反射（SCI)，测量时要保持测量仪器的光孔与镭射纸表面的夹角不变。
[0014] 根据对光柱基镭射纸的测量数据可知，光柱基镭射纸在沿着光柱的方向或者垂直 于光柱方向间隔整数个周期位置的色度信息色差均在1.0以内，任意两个取样点的色差均 在4.0以内。因此，根据测量结果，如果打样后的镭射纸印刷品沿着光柱方向色差同样小 于1，则认定该镭射纸印刷品颜色均匀，即选择沿着光柱方向色差小于1的区域为光柱基镭 射纸印刷品上的最佳打样区域。本实验数学模型的建立主要是基于沿着光柱方向的颜色信 肩、。
[0015] 步骤（4)中，打样的油墨可以选择黄、品或青色油墨，所述的油墨为UV油墨；注墨 量分别为 〇· lml、0. 2ml、0. 3ml、0. 4ml、0. 5ml。
[0016] 在最佳打样区域内，选择沿光柱方向的三个点，测量三个点的光谱反射率并取平 均值，作为该样品的光谱信息。
[0017] 步骤（5)中，以白卡纸印刷品的光谱反射率为X值，同一墨量下的镭射纸印刷品的 光谱反射率为y值；对λ取400?500nm和510?700nm时分别绘制散点图，并对两个波 段的散点图作形如y = ax2+bx+c的2次拟合曲线，得到光谱拟合表达式。光柱基镭射纸印 刷品的光谱数据与白卡纸印刷品的光谱数据在可见光范围内呈二次多项式关系。
[0018] 进一步地，可以改变印刷品的注墨量（墨层厚度）进行打样、测量，利用其颜色信 息对建立的光谱拟合表达式进行验证；或者通过改变白卡纸或镭射纸的种类，在最佳注墨 量（墨层厚度）下打样、测量，利用其颜色信息验证建立的光谱拟合表达式。由于对包装印 刷来说，使用实地色块更多，因此验证数学模型时选用的墨层厚度为最佳墨层厚度。
[0019] 使用白卡纸印刷品的光谱数据运用光谱拟合表达式得到镭射纸印刷品光谱数据 的计算值，与不同墨层厚度镭射纸印刷品的光谱测量值进行比较，得到光谱均方差和CIE L*a*b* 色差。
[0020] 取白卡纸印刷品的光谱反射率测量值Ρ (λ ^作为X，代入上述的拟合表达式中， 求得的y即为同一注墨量下印墨镭射纸的光谱反射率计算值P i ( λ 2)，然后分别利用计算 值Ρι(λ2)与印墨镭射纸的光谱反射率的测量值ρ (λ2)计算CIELW色差，得到各个注 墨量的计算值与测量值之间的色差均在4.0以内。
[0021] 采用其他类型的白卡纸来验证上述数学模型的适用性：白卡纸为定量在200g/m2 以上的白厚纸，不同类型的白卡纸之间的定量及白度不同。
[0022] 1)采用黄、品或青油墨以最佳注墨量在另一种白卡纸上打样；
[0023] 2)测量印墨白卡纸的光谱反射率，记为Ρ 2(λ ^，将ρ 2(λ D代入所述的光谱拟合 表达式中，求得的y即为计算所得的同一注墨量下印墨镭射纸的光谱反射率P 2( λ 2)，然后 利用原来的白卡纸计算得到的Pi(A2)与ρ2(λ 2)计算CIEl/al/色差，得到两个计算值之 间的色差均在4.0以内；然后利用测量值Ρ (λ2)与计算值ρ2(λ2)计算CIE l/al/色差， 得到两个值之间的色差均在4. 0以内。
[0024] 采用其他类型光柱基镭射纸来验证上述数学模型的适用性：
[0025] 1)采用黄、品或青油墨以最佳注墨量在另外一种周期相同的光柱基镭射纸上打 样；
[0026] 2)测量它的光谱反射率，记为Ρ2'（λ 2);将测量值ρ2'（λ 2)与同一注墨量下 白卡纸印刷品的光谱反射率测量值Ρ (λ ^代入所述的光谱拟合表达式中求得的计算值 计算CIELW色差，得到的色差均在5.0以内。
[0027] 该发明的结论可推广到注墨量为0. 1?0. 5ml的黄墨和青墨，注墨量为0. 2? 0. 5ml的品红墨。
[0028] 本发明通过使用印刷适性仪对普通白卡纸和光柱基镭射纸进行印刷打样，测量两 种打样样品的光谱信息和色度信息，对其颜色特性进行分析并且进行光谱拟合，从而提出 一种利用普通白卡纸印刷品的颜色信息推算光柱基镭射纸印刷品颜色信息的方法，这在一 定程度上解决了实际生产中对光柱基镭射纸印刷品颜色难以定量化控制的难题，具有操作 方便、节约成本，误差小的特点。
[0029] 下面通过附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保 护范围的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1是最佳墨层厚度的确定图（黄墨）。
[0031] 图2是最佳印刷压力的确定图（黄墨）。
[0032] 图3是打样稳定区域测试图。
[0033] 图4是印黄墨白卡纸和印黄墨镭射纸在400?500nm波段光谱反射率的多项式拟 合效果。
[0034] 图5是印黄墨白卡纸和印黄墨镭射纸在510?700nm波段光谱反射率的多项式拟 合效果。
[0035] 图6是最佳注墨量0. 4ml下，印黄墨镭射纸光谱反射率的测量值与计算值的对比 图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明首先要对光柱基镭射纸进行检测。选用平板扫描仪对光柱基镭射纸进行扫 描，在Photoshop软件中，使用标尺工具对扫描所得的相临两条黑柱子之间的距离进行测 量，确定彩虹带周期。用扫描的方式测得实验用光柱基镭射纸的周期为5cm。
[0037] 然后对光柱基镭射纸纸张本身进行色度检测，选用积分球式分光光度计，测量条 件为D65光源，照明与观察几何条件为d/8, CIE1964标准观察者，SCI (包含镜面反射），测 量时保证分光光度计与镭射纸的平面夹角不变。结果显示不论是沿光柱方向还是垂直于彩 虹光柱的方向间隔若干个周期位置的色度信息色差均在1. 〇以内，任意两个取样点的色差 能控制在4. 0以内，为了方便数学模型的建立，本实验主要是基于沿着光柱方向的颜色信 肩、。
[0038] 第二步，要确定黄、品、青三色油墨的最佳墨层厚度及最佳印刷压力。首先在印刷 压力不变（经验值）的情况下，改变注墨量（墨层厚度）对镭射纸进行打样，然后用积分球 分光光度计对样条进行密度测量，确定其最佳注墨量，然后在注墨量不变的情况下，改变其 印刷压力进行打样，确定最佳印刷压力。
[0039] 表1是IGT C1-5印刷适性仪注墨量和墨层厚度对照表。
[0040] 表1注墨器注墨量与墨层厚度对应表 [00411
【权利要求】
1. 一种光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，包括如下步骤： (1) 对光柱基镭射纸进行检测、扫描，确定其光柱位置和彩虹带周期； (2) 使用印刷适性仪对镭射纸进行打样，改变打样条件，确定最佳注墨量和最佳印刷压 力； (3) 采用积分球分光光度计测量印刷适性仪打样的光柱基镭射纸印刷品的光谱信息和 色度信息，利用测量的颜色信息对镭射纸印刷品的颜色均匀性进行评价，确定光柱基镭射 纸印刷品上的最佳打样区域； (4) 在最佳印刷压力下，改变注墨量分别对白卡纸和镭射纸进行打样，采用步骤⑶的 方式分别测量两类纸张印刷品在最佳打样区域内相同位置的光谱信息； (5) 分析白卡纸样品和镭射纸样品相同位置的光谱数据，得到镭射纸印刷品和白卡纸 印刷品颜色的光谱拟合表达式。
2. 根据权利要求1所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：采用平 板扫描仪对光柱基镭射纸进行扫描，对扫描所得的相临两条黑柱子之间的距离进行测量， 确定彩虹带周期。
3. 根据权利要求1所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：采用积 分球分光光度计测量的条件为：D65光源，CIE1964标准观察者，包含镜面反射，测量时测量 仪器的光孔与镭射纸表面的夹角不变。
4. 根据权利要求1所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：将沿着 光柱方向色差小于1的区域确定为光柱基镭射纸印刷品上的最佳打样区域。
5. 根据权利要求1所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：打样的 油墨为黄、品或青油墨，注墨量分别为0. lml、0. 2ml、0. 3ml、0. 4ml和0. 5ml。
6. 根据权利要求1所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：在最佳 打样区域内，选择沿光柱方向的三个点，测量三个点的光谱反射率并取平均值，作为该样品 的光谱信息。
7. 根据权利要求1所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：以白 卡纸印刷品的光谱反射率为X值，同一墨量下的镭射纸印刷品的光谱反射率为y值；对λ 取400?500nm和510?700nm时分别绘制散点图，并对两个波段的散点图作形如y = ax2+bx+C的2次拟合曲线，得到光谱拟合表达式。
8. 根据权利要求7所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：取白卡 纸印刷品的光谱反射率测量值Ρ (λ ^作为X，代入所述的光谱拟合表达式中，求得的y即 为同一注墨量下印墨镭射纸的光谱反射率计算值Pi(A2)，然后分别利用计算值 Ρι(λ2) 与印墨镭射纸的光谱反射率的测量值Ρ (λ2)计算CIECal/色差，得到各个注墨量的计算 值与测量值之间的色差均在4. 0以内。
9. 根据权利要求8所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：采用其 他的白卡纸印刷品来验证数学模型的适用性： 1) 采用黄、品或青油墨以最佳注墨量在另一种白卡纸上打样； 2) 测量印墨白卡纸的光谱反射率，记为P 2 ( λ ^，将ρ 2 ( λ D代入所述的光谱拟合表达 式中，求得的y即为计算所得的同一注墨量下印墨镭射纸的光谱反射率P 2 (λ 2)，利用原白 卡纸计算得到的Pi(A2)与Ρ2(λ 2)计算CIEl/al/色差，得到两个计算值之间的色差均 在4. 0以内；然后利用测量值P ( λ 2)与计算值p 2 ( λ 2)计算CIE l/al/色差，得到两个值 之间的色差均在4.0以内。
10.根据权利要求8所述的光柱基镭射纸印刷品的颜色推算方法，其特征在于：采用其 他光柱基镭射纸来验证数学模型的适用性： 2)测量它们的光谱反射率，分别记为Ρ2'（λ2)、ρ3'（λ 2);将两个测量值ρ2'（λ2)、 Ρ3'（λ2)分别与计算值PiU2)计算CIELW色差，得到的色差均在5.0以内。 1) 采用黄、品或青油墨以最佳注墨量在另外一种周期相同的光柱基镭射纸上打样； 2) 测量它的光谱反射率，记为Ρ2'（λ2);将测量值ρ2'（λ2)与计算值 Ρι(λ2)计算 CIELW色差，得到的色差均在5. 0以内。
【文档编号】G01J3/46GK104062013SQ201410326528
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】刘瑜, 黄敏, 张雅媛, 况辉, 吴献瑶, 毕竞泽, 张强, 卢鹏辉 申请人:北京印刷学院