Nghiên cứu khả năng áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số tại HCMUTE

Đồ án nghiên cứu hcmute nghiên cứu khả năng áp dụng tram fm trên máy in kỹ thuật số, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán kỹ thuật.

• Tác giả: Trần Tuấn Anh
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Thanh Hà
• Trường học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ In
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• SUMMARIZE THE TOPIC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 2.1. Lý thuyết về phục chế tầng thứ
• 2.2. Lịch sử tram hóa hình ảnh
• 2.3. Chế tạo bản in thủ công để tái tạo tầng thứ hình ảnh
• 2.4. Ứng dụng kĩ thuật sao chép
• 2.5. Kĩ thuật tạo lưới tram
• 2.6. Kĩ thuật tạo tram điện tử
• 2.7. Ý nghĩa của việc tram hóa hình ảnh
• 2.8. Các thông số của tram AM
• 2.9. Các ưu, nhược điểm của tram AM
• 2.10. Hiện tượng Moire
• 2.11. Các loại tram FM
• 2.12. Các ưu và nhược điểm của tram FM
• 2.13. Các yếu tố ảnh hưởng đến phục chế tầng thứ cho in offset tờ rời và in kĩ thuật số
• 2.14. Kỹ thuật tram hóa hình ảnh theo phương pháp truyền thống
• 2.15. Kiểm soát chất lượng sản tái tạo màu sắc cho in truyền thống
• 2.16. Điều kiện in
• 2.17. ICC profile theo các điều kiện in
• 2.18. Các phương pháp gia công tờ in (đọc thêm)
• 2.19. Chuyển đổi ICC profile
• 2.20. Công nghệ in kĩ thuật số
• 2.21. Phương pháp in Electrophotography
• 2.22. Các hệ thống in
• 2.23. Chất lượng tái tạo hình ảnh trong kĩ thuật in electrophotography
• 2.24. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình in
• 2.25. Ưu và nhược điểm của in Tĩnh Điện
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.2. Điều kiện thực nghiệm
• 3.3. Điều kiện in
• 3.4. Điều kiện chế bản
• 3.5. Quy trình thực nghiệm
• 3.6. Kiểm tra đánh giá và lựa chọn giấy in
• 3.7. Xây dựng test form
• 3.8. Quy trình chuyển đổi ICC profile áp dụng cho file test form
• 3.9. Giải pháp chuyển đổi file dữ liệu
• 3.10. Các bước chuyển đổi file test form
• 3.11. Các thông số thiết lập ở RIP
• 3.12. In test form
• 3.13. Đo và đánh giá kết quả
• 3.13.1. Tiêu chí kiểm tra
• 3.13.2. Đo các giá trị tông nguyên của các màu
• 3.13.3. Kiểm tra cân bằng xám
• 3.13.4. Kiểm tra gia tăng tầng thứ
• 3.13.5. Quan sát tái tạo điểm tram
• 3.13.6. Quan sát khả năng chồng màu chính xác
• 3.13.7. Kiểm tra chất lượng tái tạo màu pha
• 3.13.8. Kiểm tra khả năng tái tạo các hình ảnh trên Test form
• 3.13.9. Nhận xét – đánh giá thực nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG – BIỂU ĐỒ
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Tóm tắt

I. Giới thiệu về tram FM và máy in kỹ thuật số

Nghiên cứu khả năng áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số tại HCMUTE là một bước tiến quan trọng trong ngành công nghệ in. Tram FM (Frequency Modulated Screening) là một kỹ thuật in hiện đại, giúp cải thiện chất lượng hình ảnh và giảm thiểu hiện tượng moire. Máy in kỹ thuật số đã trở thành một phần không thể thiếu trong ngành in ấn, nhờ vào khả năng in nhanh và linh hoạt. Việc áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Theo thống kê, nhu cầu sử dụng công nghệ in kỹ thuật số đã tăng mạnh trong những năm gần đây, cho thấy sự chuyển mình của ngành in. Việc nghiên cứu này không chỉ mang lại lợi ích cho HCMUTE mà còn cho toàn bộ ngành in tại Việt Nam.

II. Cơ sở lý thuyết về tram FM

Lý thuyết về tram FM được xây dựng dựa trên các nguyên lý phục chế hình ảnh. Tram FM sử dụng các điểm mực được sắp xếp ngẫu nhiên, giúp tái tạo chi tiết hình ảnh tốt hơn so với tram AM (Amplitude Modulated Screening). Việc áp dụng tram FM giúp giảm thiểu hiện tượng moire, một vấn đề thường gặp trong in ấn. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tram FM có khả năng tái tạo các chi tiết nhỏ và màu sắc chính xác hơn. Hơn nữa, việc sử dụng tram FM trong máy in kỹ thuật số còn giúp tiết kiệm mực in và thời gian in ấn. Các tiêu chuẩn như ISO 12647-2 cũng đã được áp dụng để đảm bảo chất lượng in ấn khi sử dụng tram FM. Điều này cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu và áp dụng tram FM trong ngành in hiện đại.

III. Quy trình thực nghiệm áp dụng tram FM

Quy trình thực nghiệm áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xây dựng quy trình chuyển đổi file dữ liệu cho in kỹ thuật số, đảm bảo rằng các thông số kỹ thuật được thiết lập chính xác. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành xây dựng test form dựa trên hướng dẫn của Color Source. Việc thực nghiệm xử lý file và in test form theo quy trình đã giúp đánh giá khả năng tái tạo của tram FM. Kết quả cho thấy rằng tram FM có thể cải thiện đáng kể chất lượng in ấn, đặc biệt là trong việc tái tạo các chi tiết nhỏ và màu sắc. Điều này khẳng định rằng việc áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số là một hướng đi đúng đắn cho ngành in tại HCMUTE.

IV. Đánh giá và kết luận

Nghiên cứu khả năng áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số tại HCMUTE đã chỉ ra nhiều lợi ích rõ rệt. Việc áp dụng tram FM không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm in mà còn giúp tiết kiệm chi phí và thời gian. Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng tram FM có khả năng tái tạo hình ảnh tốt hơn so với tram AM. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho các doanh nghiệp in ấn trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường. Hơn nữa, nghiên cứu này cũng góp phần nâng cao nhận thức về công nghệ in hiện đại trong ngành in tại Việt Nam. Từ đó, khuyến khích các doanh nghiệp áp dụng các công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự chuyển dịch của ngành công nghiệp in ấn toàn cầu sang các công nghệ kỹ thuật số không tác động (Non-Impact Printing - NIP) đã và đang diễn ra mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu in nhanh, in dữ liệu biến đổi và in các đơn hàng số lượng nhỏ. Báo cáo thống kê của tổ chức Pira International giai đoạn 2011–2016 chỉ ra rằng nhu cầu thị trường đối với in kỹ thuật số đạt mức tăng trưởng 12,4%, trong khi in truyền thống chỉ tăng trưởng ở mức 1% đến 2% hoặc có xu hướng suy giảm. Tại Việt Nam, xu hướng hiện đại hóa quy trình sản xuất đòi hỏi việc kiểm soát và nâng cao chất lượng in kỹ thuật số phải được chuẩn hóa tương đương với chất lượng in offset công nghiệp.

Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất tại các cơ sở in ấn, phần lớn các đơn vị vẫn duy trì thói quen sử dụng kỹ thuật tram điều biên truyền thống (tram AM - Amplitude Modulated Screening) khi chuyển từ offset sang in kỹ thuật số. Phương pháp tram AM bộc lộ các nhược điểm cố hữu như nguy cơ xuất hiện hiện tượng vân sóng moiré, cấu trúc hoa hồng (rosette) khi in chồng màu và hạn chế trong việc tái hiện các chi tiết siêu nhỏ. Trong khi đó, tram điều tần (tram FM - Frequency Modulated Screening) sở hữu khả năng triệt tiêu hoàn toàn moiré, không phụ thuộc vào góc xoay tram và cho độ mịn chuyển tông cao, nhưng lại gặp trở ngại về hiện tượng gia tăng tầng thứ lớn và nguy cơ mất chi tiết ở vùng sáng (highlight). Đề tài "Nghiên cứu khả năng áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số" được nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện nhằm đánh giá định lượng năng lực tái tạo tầng thứ của tram FM trên thiết bị in kỹ thuật số công nghiệp, đối chiếu trực tiếp với các tiêu chuẩn in offset quốc tế.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm hai nội dung chính:

1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình phục chế tầng thứ đối với tram FM trên máy in kỹ thuật số, dựa trên cơ sở đối chiếu chất lượng tái tạo hình ảnh với tiêu chuẩn in offset tờ rời.
2. Tìm hiểu và áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật phục vụ việc kiểm soát chất lượng tờ in kỹ thuật số.

Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản phân định thành bốn phần:

1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về phục chế tầng thứ, lịch sử phát triển tram hóa và nguyên lý in kỹ thuật số.
2. Xây dựng quy trình chuyển đổi file dữ liệu và áp dụng không gian màu (ICC profile) cho in kỹ thuật số khi sử dụng tram FM.
3. Thiết kế bài in mẫu (test form) tích hợp các thang kiểm tra theo hướng dẫn của Color Source và các tiêu chuẩn ISO.
4. Thực nghiệm in test form, đo đạc trắc quang và đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của tờ in tram FM trên thiết bị in thực tế.

Đối tượng và khách thể nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Khả năng phục chế tầng thứ và tái tạo hình ảnh của tram FM trên máy in kỹ thuật số.
• Khách thể nghiên cứu: Các tiêu chuẩn kỹ thuật về xử lý dữ liệu trước in, quản lý màu bằng ICC profile, chuyển đổi không gian màu, phương pháp đo phổ và kiểm soát quá trình in.

Phạm vi và giới hạn đề tài:

• Thiết bị in thực nghiệm: Máy in kỹ thuật số công nghệ in tĩnh điện (electrophotography) Konica Minolta Bizhub PRESS C7000 tại phòng in Trường Đại học An ninh Nhân dân.
• Loại tram thực nghiệm: Tram FM loại 1 (các điểm tram có diện tích và hình dạng cố định, khoảng cách phân bố ngẫu nhiên).
• Vật liệu in: Giấy tráng phủ Couche bóng định lượng 200 gsm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên lý thuyết phục chế tầng thứ quang học, trắc sắc học (colorimetry) và các tiêu chuẩn quản lý chất lượng in ấn quốc tế:

• Tiêu chuẩn ISO 12647-2: Quy định các thông số kỹ thuật kiểm soát quá trình in offset tờ rời, bao gồm tọa độ màu CIELAB của mực tông nguyên $L^*a^b^$, dung sai sai biệt màu $\Delta E$, phân loại 5 nhóm giấy in và các đường cong gia tăng tầng thứ (TVI) từ A đến F.
• Tiêu chuẩn ISO 12647-7: Áp dụng cho in thử (proof) kỹ thuật số từ dữ liệu số.
• Tiêu chuẩn ISO 12647-1: Quy định điều kiện đo trắc quang học chuẩn gồm nguồn sáng quan sát D50, góc quan sát chuẩn $2^\circ$ và phép đo trên phông nền đen tiêu chuẩn.
• Tiêu chuẩn Media Standard Print (ấn bản 2006 và 2016) cùng tài liệu Color Source 2015: Cung cấp hướng dẫn xây dựng dải kiểm tra màu, cấu hình kiểm soát cân bằng xám và quy trình chuẩn hóa dữ liệu.
• Phương pháp tách màu GCR (Gray Component Replacement) và UCR (Under Color Removal), kiểm soát tổng lượng mực phủ (Total Area Coverage - TAC) theo các hệ thống chuẩn G7/IDEAlliance và CGATS.5.

Khái niệm cốt lõi được tác giả hệ thống hóa gồm cơ chế biến đổi tông liên tục thành tông tram nhị phân. Tram AM sử dụng lưới trực giao cố định tần số (đo bằng lines per inch - LPI hoặc lines per centimeter - L/cm) và thay đổi kích thước hạt tram theo các hình dạng: tròn (tiếp xúc nhau ở 78%), vuông (nhảy tông tại 50%), tròn - vuông, hoặc elip (tiếp xúc lần một tại $40% \pm 5%$ và lần hai tại $60% \pm 5%$). Ngược lại, tram FM loại bỏ hoàn toàn cấu trúc lưới trực giao, phân bổ các vi điểm ngẫu nhiên trên ma trận điểm ảnh, giúp triệt tiêu hiện tượng giao thoa sóng moiré nhưng làm tăng chu vi biên hạt tram, dẫn đến hiện tượng gia tăng tầng thứ quang học và cơ học cao hơn so với tram AM.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm kỹ thuật:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Hệ thống hóa tài liệu chuyên ngành về quang học màu sắc, lịch sử kỹ thuật tram hóa từ phương pháp thủ công (Ludwig Von Siegen, Jean Baptiste Le Prince), tram tiếp xúc (contact), tram thấu kính (distance) đến tram điện tử trong bộ xử lý hình ảnh raster (RIP).
• Phương pháp tham vấn chuyên gia: Tiếp thu ý kiến chuyên môn từ giảng viên chuyên ngành và cán bộ kỹ thuật vận hành máy in thực tế.
• Phương pháp thực nghiệm công nghệ: Thiết lập quy trình tiền kỳ (prepress) trên phần mềm Adobe Illustrator, cấu hình bộ xử lý RIP Color Centro của Konica Minolta; tiến hành chuẩn hóa thiết bị in (calibration và gamma offset), xuất bản in test form trên máy in Konica Minolta Bizhub PRESS C7000; sử dụng máy đo phổ quang học Konica Minolta FD 5-BT và máy đo màu X-Rite để thu thập dữ liệu mật độ quang học (density), tọa độ màu CIELAB và độ gia tăng tầng thứ của bốn màu cơ bản CMYK.

Nguồn dữ liệu của đề tài bao gồm các bảng thông số chuẩn từ ISO 12647-2, số liệu đo phổ thực tế từ giấy in Couche 200 gsm và dữ liệu trắc quang thu được trực tiếp từ các dải màu trên tờ in mẫu thực nghiệm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương này tập trung làm rõ tính cấp thiết của việc áp dụng tram FM trong bối cảnh công nghệ in kỹ thuật số đang dần chiếm lĩnh thị phần in thương mại. Tác giả dẫn chứng số liệu thị trường của Pira International giai đoạn 2011–2016 nhằm khẳng định xu thế tăng trưởng của in kỹ thuật số ($+12,4%$) so với sự bão hòa của in truyền thống. Chương 1 xác lập toàn bộ mục tiêu nghiên cứu, đối tượng, khách thể, phương pháp luận và các giới hạn kỹ thuật của đề tài (giới hạn trên dòng máy Konica Minolta Bizhub PRESS C7000, sử dụng tram FM loại 1 và giấy Couche 200 gsm).

Chương 2: Cơ sở lý luận

Chương 2 trình bày hệ thống lý thuyết nền tảng của kỹ thuật phục chế hình ảnh trong ngành in:

• Tiến trình lịch sử tram hóa qua 4 giai đoạn: Chế tạo bản in thủ công (kỹ thuật khắc đồng nạo của Siegen năm 1642, phủ nhựa nung chảy của Leprince năm 1760); Ứng dụng kỹ thuật sao chép hóa - quang (phát minh lớp phủ asphalt của Niépce năm 1820, kỹ thuật gelatine-crôm của Le Graye và Archer năm 1851); Kỹ thuật tạo lưới tram quang học (tram Distance của anh em Louis và Max Levy thập niên 1890, tram Contact của Eugen Albert); Kỹ thuật tạo tram điện tử từ năm 1969 qua các hệ thống quét Magnascan 450 của Crosfield và công nghệ laser của Hell.
• Phân tích bản chất tram AM: Trình bày chi tiết các dạng hạt tram (tròn, vuông, tròn-vuông, elip), tần số tram (từ 45 L/cm đến 80 L/cm), góc xoay tram chống moiré theo ISO 12647-2 (Cyan $15^\circ$, Black $45^\circ$, Magenta $75^\circ$, Yellow $0^\circ$), vai trò của màu đen chủ đạo và kỹ thuật tách màu GCR/UCR.
• Phân loại và đặc tính của tram FM: Phân định 3 loại tram FM: loại 1 (kích thước hạt đồng nhất, khoảng cách biến thiên), loại 2 (kích thước và khoảng cách đều biến thiên), loại 3 (hình dạng, kích thước và khoảng cách đều biến thiên). Đánh giá ưu điểm triệt tiêu moiré, không tạo rosette, tái tạo chi tiết mảnh vượt trội; đồng thời phân tích nhược điểm gây hạt vùng sáng, độ gia tăng tầng thứ cao và yêu cầu phân giải ảnh đầu vào phải đạt tối ưu 450 ppi (tối thiểu 300 ppi).
• Tiêu chuẩn hóa in ấn: Hệ thống hóa tiêu chuẩn ISO 12647-2 về 5 nhóm giấy in, bảng giá trị màu chuẩn CIELAB và dung sai $\Delta E$ cho mực in tông nguyên. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng gồm vật liệu giấy, độ dày màng mực (in offset khoảng $1\ \mu\text{m}$, in kỹ thuật số electrophotography khoảng $3\ \mu\text{m}$), công nghệ Computer to Plate (CTP) và Computer to Press.

Tiêu chí	Tram AM (Điều biên)	Tram FM (Điều tần)
Cơ chế phân bổ hạt	Đặt trên lưới trực giao cố định tần số	Sắp xếp ngẫu nhiên không theo quy luật lưới
Biến đổi tầng thứ	Kích thước hạt tram thay đổi theo tông độ	Mật độ phân bố số lượng hạt thay đổi
Hiện tượng Moiré & Rosette	Dễ xuất hiện khi in chồng 4 màu sai góc	Triệt tiêu hoàn toàn moiré và rosette
Khả năng chồng màu	Phụ thuộc nghiêm ngặt vào góc xoay tram	Dễ dàng căn chỉnh chồng màu
Tái tạo chi tiết nhỏ	Hạn chế do kích thước hạt ở vùng tối lớn	Rất sắc nét ở chi tiết mảnh (tóc, sọc caro)
Vùng sáng (Highlight)	Chuyển tông êm, ít bị hạt	Dễ đứt gãy, hạt nổi rõ hoặc mất chi tiết
Gia tăng tầng thứ (TVI)	Thấp hơn, dễ kiểm soát bù trừ	Rất cao do tổng chu vi biên hạt tram lớn
Yêu cầu dữ liệu ảnh	Tối thiểu 150 – 300 ppi	Khuyến nghị 450 ppi (tối thiểu 300 ppi)

Chương 3: Thực nghiệm

Chương 3 trình bày toàn bộ tiến trình can thiệp kỹ thuật và đo lường thực nghiệm:

• Chuẩn bị điều kiện in và thiết bị: Thực hiện chuẩn hóa máy in Konica Minolta Bizhub PRESS C7000 bằng quy trình Calibration tích hợp trên màn hình điều khiển và cân chỉnh gamma offset thông qua thiết bị đo Konica Minolta FD 5-BT; kiểm tra độ trắng, độ sáng, độ bóng của giấy Couche 200 gsm đối chiếu với tiêu chuẩn ISO 12647-2 (Nhóm 1).
• Thiết kế bài in mẫu (test form): Xây dựng test form tích hợp các dải kiểm tra bậc thang xám cân bằng theo Media Standard Print, dải kiểm tra tầng thứ từng màu CMYK độc lập, dải màu pha Pantone Process, các ô kiểm tra chồng màu và các hình ảnh chân dung, phong cảnh có chi tiết sợi tóc và hoa văn caro để đánh giá trực quan.
• Xử lý tiền kỳ và thiết lập RIP: Thiết lập không gian màu trong Adobe Illustrator, chuyển đổi rendering intent (Perceptual và Absolute Colorimetric), xuất file định dạng PDF chuẩn in; cấu hình thiết lập trong bộ xử lý RIP Color Centro để xuất tram FM loại 1.
• Đo đạc và xử lý dữ liệu: Sử dụng đầu đo quang phổ quét qua các dải tông nguyên $100%$, dải chuyển tầng thứ từ $0%$ đến $100%$, dải xám tổng hợp CMY và các ô màu pha. Ghi nhận dữ liệu độ lệch màu $\Delta E$, độ phủ mực thực tế và vẽ biểu đồ gia tăng tầng thứ TVI.

Chương 4: Kết luận – Kiến nghị

Chương cuối tổng hợp các kết luận rút ra từ thực nghiệm in tram FM trên thiết bị kỹ thuật số; khẳng định tính khả thi của công nghệ này khi kiểm soát tốt khâu xử lý file và cân chỉnh máy in; đồng thời đưa ra các đề xuất về việc mở rộng thử nghiệm trên các dòng giấy không tráng phủ, thử nghiệm tram FM loại 2 và loại 3, cũng như áp dụng trên các công nghệ in kỹ thuật số khác như in phun công nghiệp.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã cung cấp số liệu thực nghiệm định lượng về khả năng in tram FM trên máy in kỹ thuật số electrophotography. Kết quả được đối chiếu trực tiếp với các giới hạn quy định trong tiêu chuẩn ISO 12647-2 dành cho in bốn màu trên giấy nhóm 1:

Màu mực	Tọa độ chuẩn ISO ($L^*$)	Tọa độ chuẩn ISO ($a^*$)	Tọa độ chuẩn ISO ($b^*$)	Dung sai sai biệt $\Delta E$ cho phép	Dung sai biến đổi $\Delta E$ cho phép
Black (K)	16	0	0	$\le 5,0$	$\le 4,0$
Cyan (C)	54	-36	-49	$\le 5,0$	$\le 4,0$
Magenta (M)	46	72	-5	$\le 5,0$	$\le 4,0$
Yellow (Y)	88	-6	90	$\le 5,0$	$\le 5,0$

Các phát hiện và kết quả cụ thể bao gồm:

1. Kiểm soát hiện tượng moiré và độ nét chi tiết: Việc áp dụng tram FM loại 1 trên máy in Konica Minolta Bizhub PRESS C7000 đã loại trừ hoàn toàn lỗi vân sóng moiré và cấu trúc hoa hồng rosette trên các đối tượng hình ảnh có hoa văn phức tạp lặp lại (vải dệt caro, lưới kim loại). Các chi tiết siêu mảnh như sợi tóc trong ảnh chân dung được phục chế rõ nét hơn đáng kể so với việc in bằng tram AM ở độ phân giải thông thường.
2. Hiện tượng gia tăng tầng thứ (TVI): Thực nghiệm xác nhận tram FM trên máy in tĩnh điện tạo ra độ gia tăng tầng thứ ở vùng tông trung gian ($40% - 60%$) cao hơn so với tram AM. Hiện tượng này bắt nguồn từ sự phân tán của vô số hạt tram kích thước nhỏ, làm tăng tổng chu vi tiếp xúc giữa hạt mực toner và bề mặt giấy, kết hợp với độ dày lớp mực tĩnh điện lớn ($3\ \mu\text{m}$). Việc hiệu chỉnh đường cong bù trừ gamma offset trước khi in là điều kiện bắt buộc để kéo dải tầng thứ về ngưỡng kiểm soát.
3. Đặc tính vùng sáng (Highlight): Điểm tram FM loại 1 do có kích thước đồng nhất nên tại các vùng cực sáng (dưới $5%$), hình ảnh có hiện tượng đứt đoạn hạt hoặc mất hẳn chi tiết nếu máy in không được cân chỉnh độ nhạy tĩnh điện chính xác.
4. Quy trình công nghệ hoàn chỉnh: Đồ án đã đóng góp một quy trình bài bản bao gồm các bước: chuẩn hóa thiết bị (calibration) bằng máy đo Konica Minolta FD 5-BT $\rightarrow$ chuyển đổi file dữ liệu và áp dụng ICC profile thích hợp trong phần mềm dàn trang $\rightarrow$ thiết lập thông số xuất tram FM trên phần mềm Color Centro RIP $\rightarrow$ in và kiểm soát bằng test form đạt chuẩn ISO/Color Source.

Đóng góp kỹ thuật của đề tài là chứng minh tính khả thi của việc sử dụng tram FM trên hệ thống in kỹ thuật số văn phòng/thương mại mà không cần thay đổi phần cứng máy in, mở ra phương án ứng dụng tram điều tần cho các đơn hàng in nhanh chất lượng cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài được ghi nhận trực tiếp từ phạm vi nghiên cứu:

• Thiết bị và vật liệu thực nghiệm còn hạn chế: Đề tài mới chỉ tiến hành khảo sát thực nghiệm trên một dòng máy in kỹ thuật số cụ thể là Konica Minolta Bizhub PRESS C7000 sử dụng công nghệ in tĩnh điện mực hạt khô; chưa kiểm chứng trên các hệ thống in phun kỹ thuật số công nghiệp (Inkjet) hoặc in kỹ thuật số sử dụng mực lỏng (ElectroInk như dòng máy HP Indigo).
• Loại tram khảo sát: Đồ án mới chỉ thử nghiệm tram FM loại 1. Hai biến thể tram phức tạp hơn là FM loại 2 (kích thước hạt biến thiên) và FM loại 3 (hình dạng và kích thước hạt biến thiên) chưa được đưa vào thực nghiệm do hạn chế về khả năng hỗ trợ và độ phức tạp của bộ xử lý RIP tại cơ sở in.
• Loại giấy in: Thực nghiệm chỉ thực hiện trên một mẫu giấy duy nhất là giấy Couche bóng 200 gsm (giấy loại 1 tráng phủ), chưa đánh giá trên các bề mặt giấy không tráng phủ (như giấy Ford, giấy in báo) - nơi mà các hạt tram kích thước $20 - 30\ \mu\text{m}$ rất dễ bị hút lọt vào các thớ giấy xốp gây mất chi tiết quang học.

Hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo bao gồm:

• Mở rộng khảo nghiệm tram FM trên các vật liệu in khác nhau, đặc biệt là nhóm giấy không tráng phủ và giấy mỹ thuật có gân bề mặt.
• Nghiên cứu ứng dụng tram FM loại 2, loại 3 hoặc tram lai kết hợp XM (hybrid screening - kết hợp ưu điểm của AM ở vùng sáng và tối, FM ở vùng trung gian) trên các hệ thống RIP chuyên nghiệp.
• Mở rộng so sánh định lượng độ sai biệt màu sắc $\Delta E$ và độ bóng tờ in trên các hệ thống in phun tốc độ cao.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo rõ ràng cho các nhóm đối tượng:

• Sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Kỹ thuật In, Truyền thông và Xuất bản: Tài liệu cung cấp phần tổng quan lịch sử phát triển tram hóa rất chi tiết, cùng hệ thống lý thuyết về hình dạng hạt tram, góc xoay tram và cơ chế tạo ảnh tĩnh điện.
• Kỹ thuật viên tiền kỳ (prepress) và kỹ thuật viên vận hành máy in kỹ thuật số: Đồ án là tài liệu tham chiếu thực tế về các bước cân chỉnh máy in (calibration), bù trừ gamma offset, cấu hình chuyển đổi ICC profile trong Adobe Illustrator và thiết lập thông số trên bộ xử lý RIP Color Centro.
• Các đơn vị in thương mại: Có thể ứng dụng trực tiếp cấu trúc test form tích hợp các thang đo theo ISO 12647-2 và Color Source để xây dựng quy trình kiểm soát chất lượng nội bộ cho các xưởng in kỹ thuật số.

Câu hỏi thường gặp

Đồ án lựa chọn loại tram FM nào để thực nghiệm và tại sao không thực hiện trên các loại tram FM khác? Đề tài lựa chọn tram FM loại 1 (các điểm tram có kích thước và hình dạng giống nhau, khoảng cách phân bổ ngẫu nhiên). Tác giả không áp dụng tram FM loại 2 và loại 3 do các loại tram này đòi hỏi thuật toán tính toán phân bổ hạt và kích thước rất phức tạp, đòi hỏi phần mềm RIP phải có tính năng chuyên sâu và cấu hình xử lý rất mạnh, trong khi phần mềm RIP tại cơ sở thực nghiệm không đáp ứng tối ưu việc quản lý hai loại tram này.

Tại sao hiện tượng gia tăng tầng thứ khi in tram FM trên máy in kỹ thuật số lại cao hơn so với in tram AM? Gia tăng tầng thứ của tram FM cao hơn tram AM xuất phát từ yếu tố hình học của hạt tram: để tạo cùng một tỷ lệ phủ mực trong một ô điểm ảnh, tram FM sử dụng rất nhiều hạt tram kích thước siêu nhỏ thay vì một hạt tram AM đơn lẻ. Tổng chu vi biên của toàn bộ các hạt tram nhỏ lớn hơn rất nhiều so với chu vi của một hạt tram lớn, dẫn đến hiện tượng loang mực ở vùng biên hạt cao hơn. Đồng thời, công nghệ in tĩnh điện có độ dày màng mực khoảng $3\ \mu\text{m}$ (dày gấp 3 lần in offset), khiến sự gia tăng quang học và cơ học càng trở nên rõ rệt.

Những thiết bị đo quang học và tiêu chuẩn kỹ thuật nào được sử dụng để đánh giá tờ in thực nghiệm? Đề tài sử dụng hai thiết bị đo màu chuyên dụng là máy đo màu Konica Minolta FD 5-BT và máy đo màu X-Rite. Tiêu chuẩn kỹ thuật dùng để đối chiếu gồm ISO 12647-2 (kiểm soát quá trình in offset), ISO 12647-7 (tiêu chuẩn in proof), tiêu chuẩn Media Standard Print (2006 và 2016), hướng dẫn của Color Source 2015 và điều kiện đo trắc quang ISO 12647-1 (nguồn sáng D50, góc quan sát $2^\circ$, đo trên phông nền đen).

Quy định về góc xoay tram theo tiêu chuẩn ISO 12647-2 đối với tram AM được văn bản mô tả như thế nào? Theo ISO 12647-2, để giảm thiểu hiện tượng moiré khi in chồng 4 màu tram AM, góc xoay tram của các màu được bố trí cách nhau một khoảng xác định: màu chủ đạo có độ phủ cao nhất (thường là màu Black - K) được đặt ở góc $45^\circ$, màu Magenta (M) đặt ở góc $75^\circ$, màu Cyan (C) đặt ở góc $15^\circ$ (hoặc hoán đổi giữa C và M ở $15^\circ$ và $75^\circ$), và màu Yellow (Y) - màu có độ tương phản quang học thấp nhất - được đặt ở góc $0^\circ$.

Khác biệt cốt lõi về độ dày màng mực giữa in offset truyền thống và in kỹ thuật số tĩnh điện là gì? Theo tài liệu phân tích của đồ án, màng mực in trong công nghệ in offset tờ rời truyền thống có độ dày trung bình khoảng $1\ \mu\text{m}$. Trong khi đó, ở công nghệ in kỹ thuật số tĩnh điện (electrophotography) sử dụng hạt mực khô toner, màng mực được chuyển và nung chảy trên bề mặt giấy có độ dày lớn hơn, đạt khoảng $3\ \mu\text{m}$. Sự khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến độ nổi của hạt tram và hiện tượng gia tăng tầng thứ quang học trên bề mặt bản in.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu khả năng áp dụng tram FM trên máy in kỹ thuật số" đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu đánh giá định lượng khả năng phục chế hình ảnh bằng tram điều tần trên hệ thống in tĩnh điện Konica Minolta Bizhub PRESS C7000. Nghiên cứu khẳng định tram FM loại 1 có khả năng triệt tiêu triệt để hiện tượng moiré và nâng cao độ sắc nét của các chi tiết mảnh, song đòi hỏi quy trình hiệu chuẩn máy in (calibration) và bù trừ tầng thứ khắt khe để khắc phục hiện tượng gia tăng tầng thứ cao. Quy trình công nghệ và cấu trúc bài in mẫu (test form) được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế ISO 12647-2, Media Standard Print và Color Source đóng vai trò là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho công tác đào tạo và sản xuất in ấn thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay các nghành công nghiệp đang được cải tiến và dần chuyển về theo xu hướng điện tử để nâng cao chất lượng cũng như tự động hóa nhằm tiết kiệm chi phí, thời gian và nhân công. Trong công nghệp in cũng vậy, các máy in kĩ thuật số đã ra đời với tiêu chí máy in điều khiển bởi một người. Kĩ thuật in NIP (Non Impact-printing Technologies) về cơ bản là xử lý dữ liệu số và hình ảnh in được truyền trực tiếp không qua bất kì vật liệu mang hình ảnh trung gian nào.

Kể từ khi xuất hiện phương pháp in kĩ thuật số dần lấn chiếm thị trường của các phương pháp in truyền thống bởi những ưu điểm của nó như in nhanh các đơn hàng cá nhân có số lượng nhỏ, khả năng phục chế cao, không mất nhiều thời gian trong khâu chuẩn bị trước in, các dữ liệu thông tin trên bài in có thể thay đổi theo yêu cầu, tiết kiệm chi phí và nhân công… Theo thống kê của tổ chức Pira International (trung tâm nghiên cứu quốc tế chuyên cung cấp các thông tin thị trường ngành công nghiệp in ấn và bao bì, có trụ sở tại Hoa Kỳ và Anh) vào năm 2011 và 2016 cho thấy nhu cầu thị trường sử dụng phương pháp in kĩ thuật số tăng nhanh và nhiều nhất so với các phương pháp in truyền thống từ 12.4% trong khi các phương pháp in truyền thống nhu cầu thị trường tăng rất ít chỉ 1-2 % và một số Hình 1.1: Biều đồ thể hiện nhu cầu thị trường của các phương pháp in trên thế giới năm 2011 và 2016 1 do an phương pháp in có xu hướng giảm đi. Ở cùng thời điểm này, Việt Nam đang trên đà tiến tới công nghiệp hóa và hiện đại hóa nên việc áp dụng và đưa in kĩ thuật số đi lên là điều tất yếu. Do đó việc chú trọng về khâu quản lý chất lượng cho in kĩ thuật số cũng đóng vai trò nâng cao chất lượng. Tuy nhiên trên thực tế ở Việt Nam đa số các doanh nghiệp đều cải thiện chất lượng sản phẩm in bằng cách giảm gia tăng tầng thứ, thiết lập các điều kiện chuẩn để in… Việc thay thế loại tram cũng làm tăng chất lượng sản phẩm in nhưng đa số các nhà in đều sử dụng tram AM trên máy in truyền thống do các ưu điểm của nó như ít bị bay bản trong quá trình in, không bị mất chi tiết… Nên khi chuyển đổi sang in kĩ thuật số người ta vẫn quen sử dụng tram AM.

Mặt khác tram FM cũng có nhiều ưu điểm vượt trội như không có hiện tượng moire, đễ dàng tái tạo các chi tiết nhỏ, căn chỉnh chồng màu dễ dàng hơn so với tram AM… Vì vậy để khẳng định về khả năng phục chế của phương pháp in kĩ thuật số khi áp dụng tram FM nhóm đã quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu khả áp dụng của tram FM cho in kĩ thuật số”, đồng thời thông qua đề tài này cũng đưa ra được một số tiêu chuẩn khi áp dụng tram FM trên máy in kĩ thuật số. Mục tiêu nghiên cứu • Nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng trong quá trình phục chế tầng thứ đố i với tram FM trên máy in kĩ thuật số trên cơ sở đố i chiế u với chất lượng tái ta ̣o hình ảnh khi in với tram FM khi phu ̣c chế bằ ng các phương pháp kĩ thuật số với tiêu chuẩn in offset. • Tìm hiểu các tiêu chuẩn kĩ thuật áp dụng cho in kĩ thuật số nhằ m quản lý chất lượng cho tờ in kĩ thuật số 1. Khách thể và đối tượng nghiên cứu • Đối tượng nghiên cứu: khả năng phục chế tram FM trên máy in kĩ thuật số • Khách thể nghiên cứu: Các tiêu chuẩn áp dụng về xử lý dữ liệu, sử dụng ICC profile, chuyển đổi không gian màu, cách đo và kiểm soát quá trình.

Giới hạn đề tài 2 do an Vì thời gian cũng như các cơ sở vật chất, điều kiện thực nghiệm, các nguồn tài liệu về lĩnh vực nghiên cứu có hạn và khả năng cũng như kinh nghiệm thực tế của nhóm không nhiều nên nhóm nghiên cứu chỉ nghiên cứu khả năng áp dụng của tram FM trên in máy in kĩ thuật số (Konica Minolta Bizhub PRESS C7000) • Tram FM: loại 1 • Phương pháp in: in tĩnh điện (Konica Minolta Bizhub PRESS C7000) • Giấy couche định lượng 200gsm 1. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu bao gồm: • Nghiên cứu các tài liệu chuyên nghành liên quan đến tram FM và các phương pháp in kĩ thuật số, các tiêu chuẩn dành cho tram FM nhằm xây dựng cơ sở lý thuyết trong việc phục chế hình ảnh • Tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong ngành, lĩnh vực in ấn. • Thực nghiệm: khảo sát khả năng phu ̣c chế tram FM trên 1 máy in kỹ thuật số. Trên cơ sở lý thuyết phu ̣c chế tram FM nhóm sẽ xây dựng test form phù hợp và đánh giá khả năng tái tạo tram FM tùy thuộc vào điều kiện in thực tế.

Nhóm nghiên cứu hy vọng với đề tài này có thể đưa ra các thông số để khẳng định khả năng phục chế của máy in kĩ thuật số khi áp dụng tram FM đồng thời cũng đưa ra được các tiêu chí và kinh nghiệm khi sử dụng tram FM trên máy in kĩ thuật số. 3 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN 2. Lý thuyết về phục chế tầng thứ 2. Lịch sử tram hóa hình ảnh Kể từ khi con người có nhu cầu in và sao chép hình ảnh, người ta đã cố nghĩ ra cách để tái hiện lại tông màu, độ sáng tối của bài mẫu.

Nhưng trong nhiều trường hợp thì sự nhận biết về độ sáng tối là đủ cho mắt người cảm nhận được thông tin của thế giới xung quanh, chính vì vậy trong tất cả các phương pháp in khác nhau, để tái hiện được tầng thứ bao giờ người ta cũng cố gắng phân chia cường độ sáng giữa nơi sáng và nơi tối trên bài in thành từng bậc. Lịch sử phát triển của việc này được chia thành bốn giai đoạn: • Chế tạo bản in thủ công để tái tạo tầng thứ • Ứng dụng kĩ thuật sao chép • Kĩ thuật tạo lưới tram • Kĩ thuật tạo tram điện tử 2. Chế tạo bản in thủ công để tái tạo tầng thứ hình ảnh Từ thế kỷ 15 thì kỹ thuật khắc gỗ hay khắc trên đồng đã được phát triển thành kỹ thuật chế bản, mặc dù chưa hoàn thiện nhưng nó là phương pháp đầu tiên cho phép việc tái tạo tầng thứ. Đầu tiên thì độ rộng của các đường gạch và sự cắt nhau giữa các đường gạch cho một khả năng để tái tạo tầng thứ.

Phương pháp này do Luduig Von Siegen người Hà Lan tìm ra vào năm 1642, trong phương pháp này ông dùng một bản đồng có bề mặt nhám đồng đều, nếu chà lên bề mặt bản đồng một lớp mực đều thì khi in lên giấy ta sẽ có một diện tích màu đều đặn, nếu muốn phần diện tích nào đó trên bản đồng sáng hơn (mực dính vào ít hơn) ông dùng một cái đũa bằng thép mài lên bản đồng làm cho nó bớt nhám thì chỗ đó sẽ nhận mực ít hơn. Bản in kiểu này có đặc trưng của phương pháp in Ống Đồng với sự thay đổi cả chiều sâu lẫn diện tích, phương pháp này phát triển nhất vào khoảng thế kỉ thứ 17 – 18. Cũng tạo nên một hiệu quả như phương pháp của Luduig Von Siegen là phương pháp của Jean Baptista Leprince người Pháp phát minh năm 1760, trong phương pháp 4 do an này người ta phủ lên bề mặt đồng một lớp nhựa được nung chảy một cách đều đặn, lớp nhựa này được tạo bởi các hạt nhựa nhỏ khi ta ăn mòn bản đồng thì hóa chất sẽ ăn mòn phần đồng lộ ra giữa các hạt nhựa. Sau khi ăn mòn xong lần thứ nhất nếu muốn ăn mòn phần nào nữa thì ta chỉ cần phủ một lớp bảo vệ lên phần nào không cần ăn mòn nữa và tiếp tục ăn mòn cứ nhiều lần như vậy ta sẽ tạo được bản đồng có tầng thứ.

Phương pháp này giống như phương pháp in Ống Đồng với độ sâu thay đổi như ngày nay trong đó nhiệm vụ của các hạt nhựa có tác dụng như bờ của hạt tram ống đồng, và màu in hay mực in sẽ nằm ở các chỗ trũng.1: Bản khắc đồng “Kỵ sỹ, cái chết và quỷ dữ” của Albrecht hình bên phải là hình phóng lớn mặt người minh họa cho kĩ thuật của Luduig Von Siegen 2. Ứng dụng kĩ thuật sao chép Năm 1820, Joseph Nicéphore Niépce (Pháp) đã sử dụng những vật liệu nhạy sáng để tạo nên lớp bảo vệ trên bề mặt đồng, ông phát hiện ra rằng dung dịch Asphalt được phủ một lớp mỏng trên bề mặt đồng dưới tác dụng của nguồn sáng sẽ bị oxi hóa và không tan. Bằng phương pháp này ta có thể tạo được bản in có tên gọi “Cardinal d’Amboise”. Trong những năm 1853 đến 1858 William Henry Fox Talbot (Dorset, Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland) đã phát triển kỹ thuật khắc đồng.

Bằng phương pháp này ta chỉ có thể chế bản phục vụ cho in số lượng nhỏ vì các bản in bằng 5 do an đồng không chịu được áp lực lớn khi in và chóng bị mòn. Với sự phát triển của kỹ thuật nhiếp ảnh (Photographic) và khả năng sao truyền qua nhiều vật liệu mang khác nhau Gustav Le Graye (Pháp) và Fred- Eric Scott Archer (Bishop's Stortford, Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland) vào năm 1851 đã nghiên cứu khả năng truyền hình ảnh sang bản in, bản đá hay các dạng in khác bằng việc ứng dụng lớp crôm gelatine, cùng lúc đó thì phương pháp ăn mòn cho bản in nổi cũng được phát triển.2: Bản in đầu tiên được chế bản bằng phương pháp sao chụp do NICÉPHORE NIÉPCE thực hiện, bài mẫu là một bản khắc đồng. Đầu tiên nó được phủ một lớp parafin trong suốt trước khi nó được sao chụp sang lớp Asphalt trên bản đồng rồi được ăn mòn 2. Kĩ thuật tạo lưới tram Từ năm 1852 William Henry Fox Talbot đã trình bày phát minh về việc tạo bản tram trong đó ông sử dụng một bản lụa được nhuộm đen, ngay trong giai đoạn đầu tiên này ông đã có ý tưởng để giữa bản nửa tông negative và vật liệu nhạy sáng một tấm lưới để phân tích hình ảnh nửa tông thành những đường gạch hay điểm.

Vào năm 1877, tại Wiene, Max Jaffé (Đức) đã thực hiện thí nghiệm tram hóa hình ảnh bằng cách đặt giữa vật liệu nhạy sáng và bài mẫu một cái khăn vải được kéo căng, kết quả ông tạo được một loại tram còn tương đối thô.