Màu sắc và chất lượng in – Chương III: Đo mật độ

Chương 3. Đo mật độ

Đo mật độ là phương pháp đo rẻ và phổ biến nhất trong lĩnh vực chế bản và in. Các máy đo mật độ được dùng như các thiết bị cầm tay hay dưới dạng các thiết bị đo tự động (các máy đo mật độ quét).

Có 2 loại máy đo mật độ được dùng cho các mục đích khác nhau:

* Các máy đo mật độ thấu minh được dùng trong chế bản để đo độ đen của phim (đế trong).
* Các máy đo mật độ phản xạ được dùng để đo hình ảnh in (đế che).

Trong phần dưới đây, các nguyên lý làm việc của máy đo mật độ phản xạ sẽ được mô tả chi tiết hơn.

3.1 Nguyên lý đo của máy đo mật độ phản xạ.

Trong kỹ thuật đo mật độ phản xạ, lớp mực in sẽ được chiếu sáng bởi một nguồn sáng. Tia sáng đi qua lớp mực trong và được hấp thụ một phần. Phần ánh sáng không được hấp thụ bị phân tán nhiều bởi nền giấy in (hoặc các vật liệu khác). Phần ánh sáng phản xạ này lại đi qua lớp mực một lần nữa và lại bị hấp thụ. Phần ánh sáng còn lại không bị hấp thụ sẽ đi đến bộ cảm nhận của máy đo và được chuyển thành tín hiệu điện. Kết quả của việc đo với máy đo mật độ phản xạ được thông báo dưới dạng các đơn vị mật độ.

Trong quá trình đo, các hệ thống thấu kính được dùng để tập trung ánh sáng. Các kính lọc phân cực dùng để tránh sự khác biệt trong các giá trị được đo từ bề mặt mực in còn ướt và đã khô. Các kích lọc màu thích hợp được dùng cho các màu đo (Xem thêm phần 3.2.1)

Hình vẽ trên giải thích nguyên lý này, lấy một màng mực màu đo làm ví dụ. Một cách lý tưởng, ánh sáng trắng chiếu tới bao gồm các phần phổ Red, Green, Blue bằng nhau. Mực in chứa các hạt màu hấp thụ phần phổ Red và phản xạ phần phổ Green và Blue mà chúng ta gọi là màu Cyan (Cyan = Green + Blue). Các máy đo mật độ được dùng để đo trong phạm vi khoảng hấp thụ của mỗi màu, nơi mật độ và độ dày lớp mực tương quan chặt chẽ với nhau. Trong ví dụ của chúng ta, một kính lọc Red được sử dụng chỉ cho các tia sáng Red đi qua và chặn các tia sáng Blue và Green lại.

Mật độ của một lớp mực chủ yếu phụ thuộc vào các hạt mực, mật độ tập trung của các hạt mực và độ dày của lớp mực. Đối với một loại mực, mật độ là phép đo độ dày lớp mực chứ nó không cho ta biết gì về màu sắc của mực.

3.2 Sử dụng các kính lọc trong đo mật độ

3.2.1 Các kính lọc màu và các kính lọc độ sáng

Các kính lọc màu trong một máy đo mật độ được dùng phù hợp với hiệu quả hấp thụ của các màu Cyan, Magenta và Yellow.

Các tiêu chuẩn chung như DIN 16 536 ISO/ANSI 5/3 xác định các băng truyền phổ và các vị trí tương ứng của sự truyền tối đa.

Các kính lọc màu băng rộng và băng hẹp được nêu ra ở đây liên hệ đến tiêu chuẩn A và T trong ISO một cách tương ứng. Các kính lọc băng hẹp phải được sử dụng vì sự khác biệt kết quả đo của các loại kính lọc của các nhà sản xuất khác nhau thấp hơn so với kính lọc băng rộng.

Các kính lọc màu phải luôn được chọn lựa sao cho màu của nó là màu bủ của màu mực in đo được. Màu đen được đo với một kính lọc thị giác được điều chỉnh cho phù hợp với cảm nhận độ sáng phổ của mắt người.

Các màu đặc biệt được đo với kính lọc cho giá trị đo cao nhất.

3 hình minh họa dưới đây cho thấy các đường cong phản xạ phổ của các màu Cyan, Magenta và Yellow cùng các kính lọc màu tương ứng theo DIN 16 536.

3.2.2 Các kính lọc phân cực

Các máy đo mật độ có thể được dùng để đo cả lớp mcự ướt lẫn khô. Các màu mực ướt có một bề mặt phẳng và chói sáng.

Trong suốt quá trình khô, mực in hòa hợp với cấu trúc không đều đặn của bề mặt giấy và hiệu quả phản chiếu bị giảm đi. Nếu một lớp mực được đo lại sau khi đã khô thì kết quả đo sẽ khác.

Để loại trừ hiệu ứng này hai kính lọc phân cực với các đường chéo nhau được lắp ngang qua đường đi của tia sáng. Các kính lọc phân cực chỉ cho phép ánh sáng dao động theo một phương nhất định đi qua và chặn lại các sóng ánh sáng dao động theo phương khác. Một phần các tia sáng được phân cực bởi kính lọc phân cực đầu tiên sẽ phản xạ theo hiệu ứng từ lớp mực tức là không thay đổi phương dao động của nó. Kính lọc phân cực thứ hai được đặt ở góc 900 so với kính lọc phần cực đầu tiên để chặn các tia sáng phản xạ ngược lại theo hiệu ứng gương này.

Tuy nhiên các tia sáng xuyên qua lớp mực và bị phản chiếu bởi lớp mực hay nền vật liệu in sẽ mất phương phân cực ban đầu của chúng. Vì lẽ đó chúng có thể đi qwua kính lọc phân cực thứ hai và tới bộ cảm nhận tín hiệu của máy đo mật độ.

Bằng cách chặn các phần tử ánh sáng phản xạ từ bề mặt mực in còn ướt ta có thể có được giá trị đo xấp xỉ bằng nhau cho mực in còn ướt và đã khô.

Do bị chặn bởi các kính lọc phân cực nên các tia sáng tới được bộ cảm nhận của máy đo sẽ ít hơn. Vì lẽ đó các giá trị đo được từ các máy đo có kính lọc phân cực sẽ thấp hơn khi đo bởi các máy đo khác.

3.3 Các giá trị đo trong phép đo mật độ

Các máy đo ậmt độ hiển thị các số đo của chúng cho mật độ mực D dưới dạng số logarit. Đó là tỷ số logarit giữa ánh được hấp thụ bởi một ”nền trắng tham chiếu” với lượng sáng được hấp thụ của lớp mực được đo. Trong thực tế các số liệu mật độ mực hầu như được gọi chung là “mật độ”.

Giá trị mật độ mực được tính toán theo công thức sau:

Với Lep là một lượng sáng phản xạ từ mực in và Lew là lượng sáng phản xạ từ nền trắng tham chiếu.

Hệ số phản xạ Beta là tỷ số giữa ánh sáng phản xạ từ một mẫu đo (mực in) và từ một điểm trắng (giá trị tham chiếu).

Với giá trị Beta được tính toán theo như trên, mật độ được tính theo công thức sau:

CÓ một mối tương quan chặt chẽ giữa độ dày lớp mực và mật đô mực. Hình vẽ dưới đây cho thấy rằng với độ dày lớp mực tăng, sự phản xạ ánh sáng giảm và giá trị mật độ tăng.

Đồ thị dưới đây cho thấy mối tương quan giữa độ dày lớp mực và mật độ mực của 4 màu cơ bản trong in Offset.

Đường thẳng đứng đánh dấu khoảng độ dày lớp mực xấp xỉ 1Mm thường được dùng trong in Offset. Đồ thị cũng chothấy rằng các đường cong mật độ dốc ở phần đầu và rất nganh khi độ dày khi lớp mực cao nhất đạt được. Từ độ dày lớp mực này trở lên hầu như không có sự gia tăng mật độ mực nào nữa thậm chí nếu việc đo được thực hiện trên một hộp chứ đầy mực thì giá trị mật độ cũng sẽ không cao hơn. Tuy nhiên, độ dày của lớp mực này không còn thích hợp cho in Offset.

3.4 Đo mật độ
3.4.1 Lấy điểm zero trên giấy trắng.

Trước khi bắt đầu đo, các máy đo mật độ phải được định chuẩn zero trên nền trắng của giấy (nền trắng tham chiếu) để loại trừ các ảnh hưởng về màu sắc và đặc tính bề mặt của giấy lên việc xác định độ dày lớp mực in.

Vì mục đích này, mật độ của giấy trắng liên hệ đến “nền trắng tuyệt đối” được đo và số đo này được xác lập là zero (D=0.00).

3.4.2 Mật độ tông nguyên.

Số đo trên một vùng tông nguyên được coi như mật độ tông nguêyn (DV). Nó được đo trên dải kiểm tra quá trình in được in trên tờ in đặt thẳng góc với hướng in.

Ngoài các phần tử kiểm trả khác, dải kiểm tra in còn có các ô tông nguyên cho cả 4 màu cơ bản và nếu cần thiết còn có các màu bổ sung.

Mật độ tông nguyên cho phép kiểm tra và duy trì độ dày lớp mực đều đặn (trong khoảng dung sai nhất định) trên toàn bộ tờ in và quá trình in.

3.4.3 Mật độ tầng thứ

Mật độ tầng thứ được đo trên các ô tầng thứ của dải kiểm tra in. Trong vùng đo khoảng 3 đến 4 mm có sự phối hợp giữa các điểm tram và nền trắng của giấy, giống như khi được nhìn bởi mắt người.

Giá trị đo được là mật độ mực tại một giá trị tầng thứ (% diện tích điểm tram). Tỷ lệ giữa diện tích của các điểm tram và tổng diện tích bề mặt tại vùng được đo càng lớn thì độ dày lớp mực càng cao và giá trị mật độ tầng thứ càng lớn.

3.4.4 Diện tích che quang học hiệu dụng (giá trị tầng thứ trên tờ in)

Khi vùng tram được đo bằng một máy đo mật độ, nó không phải là độ che phủ diện tích hình học tức là tỷ lệ diện tích giữa các điểm tram và nền trắng của giấy mà là độ che diện tích quang học hiệu dụng.

Sự khác biệt giữa độ che diện tích hình học và độ che diện tích quang học hiệu dụng ở chõ là cả khi quan sát lẫn khi đo mật độ thì phần sáng chiếu tới đi vào trong nền giấy tại các điểm không được in bị giữ lại bên dưới các hạt tram trong quá trình phản xạ và coi như được hấp thụ.

Hiệu ứng này được gọi là “sự tán quang”. Nó làm cho các điểm tram xuất hiện về phương diện quang học to hơn kích thước thật của nó. Độ che diện tích quang học hiệu dụng phối hợp cả độ che diện tích hình học lẫn sự gia tăng diện tích quang học.

3.5 Định lượng.

Từ các giá trị đo mật độ tông nguyên và mật độ tầng thứ, sự gia tăng tầng thứ và độ tương phản có thể tính toán được. Tuy nhiên đầu tiên tất cả các thiết bị đo phải được cân chỉnh về zero trên nền giấy trắng.

3.5.1 Giá trị tầng thứ trong in

Từ các giá trị mật độ tông nguyên (DV) và giá trị mật độ của tầng thứ được đo (DR), giá trị tầng thứ (% diện tích điểm tram) cua tờ in FD có thể tính được bằng phương trình Murray – Davies.

3.5.2 Sự gia tăng tầng thứ

Sự gia tăng tần thứ Z(%) là hiệu số giữa giá trị tầng thứ đo được trên tờ in (FD) và giá trị tầng thứ đã biết trên phim (FF).

3.5.3 Độ tương phản in

Độ tương phản in tương đối cũng được tính từ giá trị mật độ tông nguyên DV và mật độ tông tram DR. Giá trị DR ở đây tốt nhất nên được ở tông ¼ (Tông 75%).

3.5.4 Sự nhận mực

Sự nhận mực được tính toán từ các giá trị mật độ tông nguyên cho mỗi màu riêng biệt, nó cũng được tính từ các ô màu tông nguyên được in chồng 2 màu và 3 màu trên thang kiểm tra in tương ứng với thứ tự màu in.

Sự nhận mực được tính toán bằng công thức sau cho thấy tỷ lệ % sự truyền một lớp mực này lên trên một lớp mực khác. Màu nằm bên dưới (màu in đầu tiên lên giấy) được coi là có tình trạng nhận mực 100%.

3.5.4.1 In chồng 2 màu

với
D

1+2

: Mật độ mực in của cả hai màu
D1 : Mật độ mực của lớp mực in đầu tiên
D2 : Mật độ mực của lớp mực in sau cùng
Chú ý:

Tất cả các mật độ mực phải được đo với kính lọc màu bù dành cho màu in thứ 2.

3.5.4.2 In chồng 3 màu

với
D

1+2+3

: Mật độ mực in của cả ba màu
D3 : Mật độ của lớp mực in sau cùng
D1+2 : Mật độ mực in của hai lớp mực in đầu tiên.
Chú ý:

Tất cả các mật độ mực phải được đo với một kính lọc màu bù dành cho màu in thứ ba.

Công thứ trên cũng được dùng trong bộ phận kiểm tra chất lượng CPC 21 của Heidelberg. Thêm vào đó còn có các phương pháp khác để tính toán việc nhận mực. Tât cả các phương pháp này đang còn là các vấn đề tranh luận, do các giá trị đạt được hiểu một các quá cứng nhắc. Tuy nhiên, để so sánh giữa các lần in và đặc biệt là giữa cac tờ in trogn cùng một đợt in thì chúng thực sự có ý nghĩa. Gía trị FA càng cao việc nhận mực càng tốt.

3.6 Tiêu chuẩn hóa trong quá trình in.

In Offset là một quá trình gồm nhiều giai đoạn từ khi nhận mẫu cho đến khi ra sản phẩm cuối cùng, như chề bản, in thử, phơi bản, in thật… trong mỗi giai đoạn của quá trình, kích thước của các phần tử in sẽ thay đổi: các điểm tra sẽ lớn hơn hoặc nhỏ đi, các đường trở nên mảnh đi hay dày hơn.

Sự thể hiện tiêu biểu cho mỗi bước trong quá trinh có thể được mô tả bằng các đặc tuyến truềyn ảnh, thông dụng nhất là các đặc tính phơi bản và đặc tính in.

Mục đích của cả quá trinh chế bản là làm cho tờ in ra giống mẫu. Ở giai đoạn trước in tất cả các yếu tố biến đổi của ảnh in gây ra bởi chế bản có tểh được bù trừ. Tuy nhiên, vì hiệu quả kinh tế, điều này chí có khả năng nếu số lượng đặc tính truyền ảnh ít đi.

Vì lẽ đó việc tiêu chủân hóa trong in chỉ nhắm vào việc xác định một lượng nhỏ các đặ tính tuềyn ảnh sau cùng với 1 dung sai thấp để có được quá trình chế bản đạt chất lượng cao, chi phí thấp mà không phải bận tâm nhiều về các đặc tính của thiết bị phơi bản hay các thiế bị in riêng rẽ.

Tất cả các bước trong quá trình phải nhằm vào mục tiêu này và tính ổn định của nó phải được theo dõi liên tục. Các dải kiểm tra in, kiểm tra bản và đặc biệt là các máy đo màu ở máy in llà những công cụ rất quan trọng để đạt được mục tiêu này.

3.6.1 Các hệ thống tiêu chuẩn hóa.

Có nhiều hệ thống tiêu chủan hóa khác nhau. Tất cả đều nhằm vào cùng mục đích: tạo ra các tờ in có hiệu quả về giá thành, chất lượng in cao và ổn định.

Các hướng dẫn cho việc tiêu chuẩn hóa trong ngành in đang được các nhà cung cấp và các viện nghiên cứu khác nhau cung cấp. Thí dụ, các hướng dẫn về tiêu chuẩn được biên soạn bởi Viện FOGRA – Hiệp hội nghiên cứu về công nghệ in và chế bản của CHLB Đức – đại diện cho Hiệp hội in CHLB Đức.

Khái niệm này được mô tả chi tiết trong ấn bản được minh họa ở hình “Hướng dẫn tiêu chuẩn hóa quá trình in Offset – Các hướng dẫn cho việc chế bản và in”. Ấn bản (A4 này) và một phim video được xuất bản này Khoa Kỹ thuật In Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM đã biên soạn giáo trình “Thực hiện kiểm tra chất lượng in Offset”.

3.7 Các giới hạn của máy đo mật độ

Cũng giống như kỹ thuật tách màu, các máy đo mật độ hoạt động với các kính lọc được điều chỉnh cho phù hợp với 4 màu cơ bản. Chúng cung cấp một giá trị tương đối về độ dày lớp mực nghĩa là chúng không đo sự thể hiện quang học của màu.

Các yếu tố này đặt ra một số giới hạn nhất định cho việc ứng dụng các máy đo. Bảng phía trên liệt kê các lĩnh vực áp dụng tiêu biểu khi so sánh với máy đo màu và máy đo phổ.

Một bất lợi chủ yếu của phép đo mật độ là các mật độ màu giống nhau không nhất thiết dẫn tới các cảm nhận quang học giống nhau. Đây là trường hợp khi các chất liệu màu được so sánh cho tấhy sự khác biệt giữa chúng với nhau. Vì lẽ đó các giá trị tham chiếu có thể không được lấy từ các bản in thử hay các mẫu khác.

Các hạn chế của 3 kính lọc màu Red, Green, Blue là tương đối quan trọng. Khi các màu mẫu được phối trộn bởi nhiều hơn 4 màu cơ bảng thì việc đo các màu bổ sung trở thành một vấn đề nan giải. Trong hầu hết các trường hợp, không có kinh lọc nào thích hợp cho các màu bổ sung như thế kết quả là các giá trị mật độ mực đo được quá thấp và sự gia tăng tầng thứ cũng sai.

Việc sử dụng các máy đo mật độ cũng bị phê phán khi kiểm tra màu trên cơ sở các ô tầng thứ chồng nhiều màu như là các ô kiểm tra sự cân bằng xám. Nếu một ô cân bằng xám được đo với 3 kính lọc màu thì các giá trị mật độ mực đạt được khác vói các giá trị nhận được khi đo riêng từng màu bằng kính lọc dành cho nó. Điều này xảy ra vì mỗi một màu mực trong 3 màu mực in sẽ góp phần vào tổng mật độ mực và các màu cơ bản không phải là những mực in hoàn hảo (hấp thụ hoàn hảo 1\3 vùng quang phổ thấy được và phản xạ 2\3 còn lại) nên chúng sẽ hấp thụ thêm các khoảng phổ mà lẽ ra chúng không được hấp thụ.

Các máy đo mật độ rất hữu ích trong việc theo dõi quá trình in của một máy in 4 màu. Trong tất cả các trường hợp khác các máy đo mật độ đều bị giới hạn khi sử dụng.

Hai ví dụ dưới đây cho thấy các màu bổ sung được đo với máy đo mật độ như thế nào.

Tông màu xám được trình bày ở đây có độ phản xạ tương đối cao, hơi giảm đi về phía khoảng phố Blue (380 – 500 nm). Do vậy giá trị mật độ cao nhất (0.17) được đo với một kính lọc màu Blue. Giá trị thấp này không thể thay đổi một cách dễ dàng. Vì thay đổi độ dày lớp mực chỉ dẫn tới làm thay đổi không đáng kể mật độ. Vì lẽ đó trên thực tế các màu nhạt chủ yếu được đánh giá bằng mắt trên cơ sở in khách hàng đồng ý và được điều chỉnh thủ công.

Các màu bổ sung HKS 8HKS 65 ở ví dụ thứ 2 này có sự khác biệt hoàn toàn về tông màu và có thể thấy được từ đường cong phản ạ phổ của nó. Đối với cả hai màu sự hấp thụ trong phạm vi phổ Blue (380 – 500 nm) là lớn nhất. Và kết quả là mật độ cao nhất (1.6 cho mỗi màu) được đo bằng kính lọc màu Blue. Do vậy các giá trị mật độ bằng nhau được đo bởi cùng một kính lọc màu không có nghĩa là các tông màu của chúng như nhau!

Vì vậy sự thể hiện của một màu chỉ có thể đánh giá được bởi phép đo màu.

Thietkemythuat.com – Nguồn: Sưu tầm

Published by

John Le

tâm,nhẹ như chiếc lá

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s