W celu zachowania zgodności i stabilności koloru zarówno podczas fazy rozruchu, jak i w czasie bieżącej produkcji powszechną praktyką jest pobieranie próbki ze wstęgi i dokonywanie zewnętrznej analizy za pomocą ręcznego spektrofotometru. Taka procedura nie tylko zakłóca proces drukowania, ale także dostarcza jedynie wybiórczych próbek. Obecnie na rynku są dostępne systemy pomiarowe, które integrują proces pomiaru z maszyną drukującą eliminując w ten sposób wady pomiaru ręcznego.
Integracja spektralnego pomiaru koloru umożliwia oszczędność materiału oraz czasu rozruchu i produkcji. Dostarcza kompletnych danych dotyczących jakości i umożliwia łatwe stworzenie interfejsu dla kolejnych etapów produkcji.
W porównaniu z powszechnie stosowanymi obecnie urządzeniami ręcznymi, gdzie mamy do czynienia z próbkowym systemem pomiarów w procesie drukowania, urządzenia do pomiaru koloru w linii produkcyjnej pozwalają na stałą kontrolę koloru w procesie i w czasie rzeczywistym. Wszystkie kolory mogą być mierzone w dokładnym miejscu ich występowania i równocześnie.
Obecnie dostępne systemy pomiaru spektralnego w linii mogą, np. przez użycie specjalnych metod kalibracyjnych, zostać ustawione tak, aby były dopasowane do urządzeń ręcznych, w szczególności do urządzeń odniesienia (master). Wynikowe wartości koloru pozwalają na porównanie z określonymi wartościami Lab podczas procesu drukowania. Tak szybko, jak zostanie osiągnięta nominalna wartość koloru, może nastąpić rozpoczęcie zadania drukowania. Z tego powodu zatrzymanie maszyny w celu dokonania ostatecznego pomiaru, który zazwyczaj pokazuje, czy kolory są właściwe, nie jest już potrzebne. W ten sposób uzyskuje się znaczące oszczędności czasu rozruchu i materiału.
W przypadku, gdy odchylenia koloru przekraczają wcześniej skonfigurowane tolerancje podczas produkcji, są one natychmiast wyświetlane do wiadomości operatora. Dodatkowo są one również zapisywane w protokole błędów dla kontroli jakości, który może być dostępny w dowolnym czasie. Protokół błędów może być również stosowany do ulepszeń dalszego przepływu produkcji. Dlatego też spektralny pomiar koloru w linii jest logicznym uzupełnieniem 100% inspekcji druku, po raz pierwszy pozwalając na 100% kontrolę jakości.
Eksport danych pomiarowych do wspólnego formatu CxF (colour exchange format – format wymiany kolorów) dodatkowo dostarcza interfejsu elektronicznych danych do „receptury farb”. Rzeczywiste wartości i wartości nominalne mierzonego punktu mogą być używane do obliczania właściwych receptur.
Od pomysłu do druku
Rozpoznanie wartości produktu jest zdeterminowane jego kształtem i kolorem. Spektralny pomiar koloru nie tylko wychwytuje odpowiednie wartości koloru czy jego odchyłki, ale też gwarantuje przypisane produktowi wrażenia kolorystyczne. Wartości koloru takie jak np. Lab lub LCH muszą być komunikowane precyzyjnie, najlepiej; wszystkie wizyjne warunki pomiaru, a przynajmniej obserwator i oświetlenie muszą być określone.
Skuteczna komunikacja wymaga również tego, aby urządzenia „inline” i „offline” dokonywały pomiarów w ten sam sposób i aby były zgodne ze standardami.
Na ile absolutny jest absolutny?
Standardy absolutnego spektralnego pomiaru koloru są określone w specyfikacji ISO 13655:2009 i zawartych normach, które definiują warunki pomiarowe, jak również algorytmy obliczeniowe, aby symulować ludzką percepcję w sposób analityczny.
Nawet jeśli tło pomiarowe i geometria pomiaru są jasno zdefiniowane, producenci przyrządów pomiarowych mają dowolność, jeśli chodzi o zakres fal i szerokość spektrum.
Studia przeprowadzone w Instytucie Druku i Technologii Mediów na Uniwersytecie Technicznym w Chemnitz pokazały, że urządzenia pomiarowe prezentują znaczące różnice pomimo identycznych warunków pomiarowych takich jak tło, oświetlenie i obserwator.
Podczas analizy, kiedy testowano urządzenia różnych i tych samych producentów, pomierzono wzorcowe kolory zestawu kolorów HKS. Ustanowiono urządzenie odniesienia (master), aby interpretować wyniki i aby z kolei różnice kolorów obliczać w odniesieniu do tego urządzenia. Odchyłki koloru (D50, 2°) od 1 do 2 dEab nie były niczym wyjątkowym, a nawet odnotowywano większe różnice kolorystyczne.
Rozmiar obszaru pomiarowego – zmagania o każdy milimetr
Każde pole pomiarowe, które nie może być umieszczone w samym obrazie drukowanym, generuje dodatkowy koszt przez rozszerzenie marginesu. Odnosi się to zarówno do mierzenia „inline”, jak i „offline”.
Potrzebny rozmiar pola pomiarowego koloru zależy od tego, czy mają być mierzone pełne tony, czy półtony. W celu dokonania właściwego pomiaru półtonów szerokość rastra względnie liniatura rastra są decydującymi czynnikami dla zakresu skanowania i w ten sposób dla wymaganego rozmiaru pola pomiarowego. Standardy ISO13655:2009 definiują wymagany rozmiar przesłony w odniesieniu do szerokości rastra. Technicznie byłoby prawidłowe używanie bardzo małego pola pomiarowego dla obszarów pełnego tonu, ale nierównomierności koloru spowodowane np. przez włókna papieru czy też nierównomierności powierzchni mogłyby prowadzić do znacznych różnic w przypadku zbyt małego pola pomiarowego. Dlatego rozmiar pola pomiarowego nie może być zbyt mały nawet dla pełnych tonów. W każdym przypadku rozmiar pola pomiarowego powinien być zgodny z podstawowymi geometrycznymi warunkami dla oświetlenia i obszaru pomiarowego urządzenia mierzącego zgodnie z ISO13655:2009.
Minimalny obszar pomiarowy dla popularnych urządzeń ręcznych – zarówno dla pełnych tonów, jak i półtonów – wynosi około ok. 3,5 mm.
W ogólnym rozumieniu urządzenia „inline” powinny spełniać takie same warunki jak urządzenia ręczne. Bez uwzględniania efektów dynamicznych w maszynie drukującej najmniejszy rozsądny teoretyczny rozmiar obszaru pomiarowego wynosi 4x4 mm. Rozmiar ten jest jednak niewystarczający dla pomiarów dynamicznych ze względu na to, że np. rozciągliwość materiału nie może być skompensowana. Rzeczywisty rozmiar pola pomiarowego musi więc być dostosowany do odpowiednich warunków w maszynie.
Niebezpieczeństwo porównywania jabłek i pomarańczy
Terminy techniczne stosowane w kartach specyfikacji dostarczanych przez producentów są często używane w dwuznaczny sposób i dlatego są odmiennie interpretowane. Prowadzi to do mieszania pojęć takich jak powtarzalność, dokładność pomiaru absolutnego i powtarzalność urządzenia. Podczas gdy powtarzalność definiuje, czy pomiary jednego urządzenia są powtarzalne dla statystycznej próbki w krótkich ramach czasowych, to nie ujawnia ona nic w związku z absolutną dokładnością wyników pomiaru. Zamiast odnosić się do tej dokładności, termin ten jest często używany do określenia zgodności różnych urządzeń tego samego typu z innymi.
Nie tylko terminy techniczne mogą stanowić przeszkodę, lecz również fizyczne charakterystyki użytych komponentów takich jak np. źródła światła.
Większość urządzeń ręcznych używa wolframowej lampy halogenowej z określoną radiacją w zakresie UV, które aktywuje optyczne rozjaśniacze często stosowane w papierze. Dlatego też oświetlenie w systemach pomiarowych „inline” również musi posiadać adekwatną intensywność w tym zakresie, aby osiągnąć jednakowe efekty optycznej jasności.
W celu osiągnięcia porównywalnych wyników pomiaru absolutnego pomiędzy różnymi urządzeniami, warunki pomiarowe muszą być identyczne. Dotyczy to materiału dotykającego tła i stałej odległości podłoża od jednostki pomiarowej. W urządzeniach ręcznych jest to realizowane poprzez ich konstrukcję i zasadę działania. Proces ten jest zawsze statyczny i pozbawiony czynnika czasu.
Implementacja warunków „offline” w warunkach „inline”
Dla integracji pomiaru koloru w maszynie muszą być spełnione nie tylko identyczne warunki pomiarowe jak w systemach „offline”, ale również muszą zostać uwzględnione czynniki dynamiczne.
Prędkości wstęgi do 1000 m/min wymagają krótszych czasów pomiarowych < 10 μs, jak również stabilnego i wysokiego poziomu oświetlenia w całym spektrum widzialnym (VIS) w celu uchwycenia pola pomiarowego o adekwatnie małym obszarze.
Sama prędkość to jednak nie wszystko – pole pomiarowe musi być odpowiednie dla właściwego procesu pomiaru. Jest to tym trudniejsze w warunkach niestabilnego zachowywania się wstęgi takiego jak rozciąganie materiału i zaginanie, z którymi trzeba sobie poradzić, aby dokonać dokładnego pomiaru. W dodatku do informacji spektrofotometrycznej w większości przypadków dostarcza się informacji obrazowej z kamery, za pomocą której pozycja pomiaru może zostać sprawdzona i skorygowana. W przypadku znaczących rozciągnięć materiału, które mają miejsce w przypadku podłoży giętkich, istnieje możliwość kompensacji położenia za pomocą użycia dodatkowej technologii czujników.
W przypadku pomiaru „inline” musi być utrzymywana stała odległość między podłożem i urządzeniem pomiarowym na całej szerokości wstęgi. Nawet najmniejsze zmiany mają znaczący wpływ ze względu na podaną normatywną geometrię pomiaru.
Ponieważ w przeciwieństwie do pomiarów „offline” pomiary „inline” muszą być bezkontaktowe, nie tylko odległość od podłoża, ale również wybór tła pomiarowego wpływa w znacznym stopniu na wyniki pomiaru.
Stacjonarne ślizgające się tło niszczy podłoże, a opcjonalny druk na rewersie jest również niewskazany, dlatego wielu producentów systemów pomiaru „inline” używa wałków stanowiących tło. Wybór koloru tła (normatywnie czarnego lub białego) zależy również od tego, co jest mierzone – Lab czy gęstość optyczna – więc w praktyce ze względu na plamy i dostępność w wielu przypadkach wybiera się wałki o jednorodnej, czarnej powierzchni. 
Do rozważenia przy wyborze systemu
Cechy techniczne systemu pomiaru koloru „inline” są podstawą jego przydatności i dopasowania do potrzeb. W większości przypadków są one zawarte w danych technicznych systemów.
Najważniejsze kryteria zgodnie z ISO 13655:2009: wygoda operatora, dokładność pomiaru absolutnego, powtarzalność pomiarów w krótkim czasie, stabilność długoterminowa, zgodność między urządzeniami, porównywalność z urządzeniami ręcznymi i referencyjnymi, zakres funkcji, (minimalny) rozmiar pola pomiarowego, przysłona pomiarowa, geometria pomiaru, maksymalna prędkość wstęgi, protokół pomiarowy, możliwy eksport wyników pomiarów, zgodność z normami i standardami, tło, sytuacja instalacyjna, zakres długości fal, szerokość pasma, odległość od podłoża.
Konkluzja
Pomiar koloru może być zadowalająco zintegrowany z maszyną drukującą tylko wtedy, gdy cechy techniczne urządzenia „inline” są zgodne z urządzeniami ręcznymi. Tylko w tych przypadkach operator uzyskuje wiarygodną kontrolę koloru i w ten sposób może zwiększyć stabilność procesu.
Używanie takich systemów pomiarowych wymaga jednak pewnego poziomu dyscypliny w odniesieniu do obsługi systemów ręcznych i zintegrowanych „inline”. Konieczna jest nie tylko prawidłowa integracja w maszynie, ale ważna jest również koordynacja całego procesu produkcyjnego. W wielu przypadkach klienci dostarczają specyfikacje kolorów, które muszą być porównywane bezpośrednio z urządzeniem „inline”, co wymaga dokładnej komunikacji w zakresie kolorów.
