Kalibracja nośnika
Kalibracja nośnika w obszarze druku cyfrowego to szczegółowy i wieloaspektowy proces precyzyjnego dostosowywania ustawień oraz parametrów pracy drukarki do specyficznych właściwości fizycznych, mechanicznych i podstawowych właściwości kolorystycznych danego, konkretnego materiału drukarskiego (medium). Jest to fundamentalny, często obligatoryjny krok, który zazwyczaj poprzedza lub stanowi integralną część bardziej złożonego procesu tworzenia profilu ICC nośnika. Głównym celem kalibracji nośnika jest zapewnienie optymalnej, najwyższej możliwej jakości druku, precyzyjnego i kontrolowanego nanoszenia atramentu na powierzchnię medium, a także bezbłędnego i płynnego transportu nośnika przez mechanizmy urządzenia drukującego.
Choć terminy “kalibracja nośnika” oraz “profilowanie nośnika” (lub tworzenie profilu ICC) są często używane w branży zamiennie lub jako synonimy, w rzeczywistości odnoszą się one do nieco innych, choć ściśle ze sobą powiązanych i wzajemnie zależnych, aspektów przygotowania systemu drukującego. Kalibracja koncentruje się w większym stopniu na dostosowaniu fizycznych i podstawowych parametrów interakcji pomiędzy drukarką a nośnikiem. Obejmuje to takie aspekty jak grubość medium, jego sztywność, sposób transportu, czy podstawowe dawkowanie atramentu. Z kolei profilowanie jest procesem bardziej zaawansowanym, który ma na celu dokładne, ilościowe scharakteryzowanie sposobu reprodukcji barw przez już skalibrowany system. Można powiedzieć, że prawidłowo i starannie przeprowadzona kalibracja nośnika jest absolutnie niezbędnym warunkiem wstępnym, swoistym fundamentem, na którym dopiero można zbudować dokładny, wiarygodny i efektywnie działający profil ICC. Bez poprawnej kalibracji, nawet najlepszy profil nie zapewni oczekiwanych rezultatów.
Proces kalibracji nośnika może obejmować szereg różnych, specyficznych etapów, a ich zakres i kolejność mogą się różnić w zależności od typu i zaawansowania technologicznego używanej drukarki (np. ploter rolowy, ploter płaski, drukarka biurkowa), funkcjonalności wykorzystywanego oprogramowania RIP (Raster Image Processor) oraz, oczywiście, od rodzaju i właściwości samego nośnika:
- Dokładna identyfikacja i wybór nośnika w oprogramowaniu: W interfejsie użytkownika oprogramowania RIP lub bezpośrednio w panelu sterowania zaawansowanej drukarki, pierwszym krokiem jest zazwyczaj precyzyjny wybór odpowiedniego typu nośnika z dostępnej listy (jeśli dany materiał był już wcześniej kalibrowany i jego ustawienia są zapisane w bibliotece nośników) lub, w przypadku nowego medium, stworzenie nowej definicji i przypisanie jej unikalnej nazwy.
- Ustawienia parametrów fizycznych i mechanicznych nośnika:
- Grubość nośnika (Media Thickness): Wiele nowoczesnych drukarek, a w szczególności plotery płaskie (flatbed) przeznaczone do druku na materiałach sztywnych (takich jak płyty PCV, dibond, szkło, drewno), wymaga od operatora precyzyjnego wprowadzenia wartości grubości aktualnie załadowanego nośnika. Informacja ta jest kluczowa dla automatycznego lub półautomatycznego ustawienia prawidłowej wysokości karetki z głowicami drukującymi nad powierzchnią medium. Zapewnia to optymalną odległość dysz od podłoża, co jest niezbędne dla precyzji nanoszenia kropel atramentu i zapobiega katastrofalnym w skutkach uderzeniom głowicy w materiał (head strikes) lub, z drugiej strony, zbyt dużej odległości, która mogłaby prowadzić do rozmycia obrazu i utraty ostrości.
- Ustawienia systemu podciśnienia (Vacuum Settings): W drukarkach płaskich oraz niektórych drukarkach hybrydowych, które wykorzystują perforowane stoły z systemem podciśnienia (ssania) do stabilnego utrzymywania nośnika na miejscu podczas druku, konieczne jest precyzyjne dostosowanie siły ssania. Siła ta musi być dopasowana do rodzaju, grubości, porowatości oraz wagi zadrukowywanego materiału. Zbyt słabe podciśnienie może prowadzić do przesuwania się lub podnoszenia krawędzi nośnika podczas pracy głowic, a zbyt mocne może w skrajnych przypadkach spowodować jego deformację lub nawet uszkodzenie.
- Regulacja naprężenia nośnika (Media Tension Control): W drukarkach rolowych (roll-to-roll), które pracują z nośnikami podawanymi z roli i nawijanymi na drugą rolę, niezwykle ważne jest ustawienie odpowiedniego, zbalansowanego naprężenia nośnika zarówno na wałku podającym (odwijającym), jak i na wałku odbierającym (nawijającym). Prawidłowe naprężenie zapewnia płynny, równy i stabilny przesuw materiału przez strefę zadruku, bez ryzyka jego marszczenia, fałdowania, rozciągania czy innych zniekształceń, które negatywnie wpłynęłyby na jakość i geometrię wydruku.
- Kalibracja przesuwu nośnika (Media Feed Calibration / Step Correction / Advance Calibration):
- Ten krytyczny etap procesu kalibracji ma na celu zapewnienie, że drukarka przesuwa nośnik o dokładnie taką odległość, jaka jest wymagana dla każdego kolejnego przebiegu (pasa) głowicy drukującej. Precyzja przesuwu musi być zsynchronizowana z szerokością zadrukowywanego pasa.
- Nieprawidłowa, niedokładna kalibracja przesuwu nośnika jest jedną z najczęstszych przyczyn pojawiania się na wydruku bardzo widocznych, nieestetycznych poziomych pasów (tzw. banding). Pasy te mogą objawiać się jako jaśniejsze lub ciemniejsze linie, wynikające z niedokładnego, nierównomiernego nakładania się lub powstawania przerw pomiędzy kolejnymi pasami druku.
- Proces kalibracji przesuwu polega zazwyczaj na wydrukowaniu specjalnego, precyzyjnie zaprojektowanego wzoru testowego (np. zestawu linii, bloków lub szachownic). Wydrukowany wzór jest następnie oceniany wizualnie przez operatora lub, w bardziej zaawansowanych systemach, automatycznie analizowany za pomocą wbudowanego w drukarkę czujnika optycznego (np. kamery lub densytometru). Na podstawie tej oceny wprowadzane są odpowiednie wartości korekcyjne do ustawień systemu transportu nośnika w oprogramowaniu RIP lub w pamięci drukarki.
- Linearyzacja (Linearization) – kalibracja dawkowania atramentu:
- Jak wspomniano wcześniej przy okazji tworzenia profili ICC, linearyzacja jest kluczowym elementem kalibracji kolorystycznej i często jest traktowana jako odrębny, choć ściśle powiązany z kalibracją nośnika, proces. Polega ona na precyzyjnym dostosowaniu ilości (dawki) nanoszonego atramentu dla każdego indywidualnego kanału koloru (C, M, Y, K oraz ewentualnie dodatkowych kolorów specjalnych, takich jak Lc, Lm, Orange, Green, Violet, White itp.). Celem jest uzyskanie płynnych, równomiernych i, co najważniejsze, przewidywalnych przejść tonalnych od najjaśniejszych partii obrazu (gdzie atramentu jest bardzo mało lub nie ma go wcale) do najciemniejszych, w pełni nasyconych partii (gdzie pokrycie atramentem jest maksymalne).
- Drukuje się specjalne plansze (wykresy) zawierające pola lub gradienty o różnym, stopniowo narastającym stopniu nasycenia (pokrycia rastrem) dla każdego pojedynczego atramentu. Pola te są następnie precyzyjnie mierzone za pomocą spektrofotometru (preferowane) lub densytometru.
- Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów, oprogramowanie RIP lub narzędzia wbudowane w firmware drukarki tworzą indywidualne krzywe korekcyjne (krzywe linearyzacyjne) dla każdego kanału koloru. Krzywe te zapewniają, że np. 50% rastra danego koloru zdefiniowane w pliku cyfrowym odpowiada faktycznemu, zmierzonemu 50% pokrycia tym kolorem na finalnym wydruku na danym nośniku.
- Prawidłowo wykonana linearyzacja jest absolutną podstawą do stworzenia dokładnego i wiarygodnego profilu ICC, ponieważ zapewnia stabilne, przewidywalne i zoptymalizowane zachowanie drukarki pod względem ilości nanoszonego atramentu na konkretnym medium.
- Ustalenie i weryfikacja limitów atramentu (Ink Limits):
- Limit dla pojedynczego kanału atramentu (Single Ink Limit / Individual Ink Limit): Ten parametr określa maksymalną ilość każdego pojedynczego atramentu (np. 100% Cyan, 95% Magenta), powyżej której dalsze zwiększanie dawki tuszu nie powoduje już zauważalnego wzrostu nasycenia (gęstości optycznej) danego koloru, a jedynie prowadzi do niepotrzebnego marnowania drogiego atramentu i potencjalnie może powodować problemy z jego schnięciem, utrwalaniem lub przyczepnością.
- Limit całkowitego pokrycia atramentem (Total Ink Limit – TIL / Total Area Coverage – TAC): Jak opisano wcześniej, jest to maksymalna sumaryczna ilość wszystkich atramentów składowych (np. C+M+Y+K), jaką dany nośnik jest w stanie prawidłowo przyjąć i utrwalić bez wystąpienia negatywnych efektów, takich jak rozlewanie się, przesiąkanie, wydłużony czas schnięcia, czy problemy z adhezją kolejnych warstw.
- Kalibracja parametrów suszenia lub utrwalania (Drying/Curing System Calibration):
- W przypadku drukarek, które wykorzystują systemy grzewcze do wspomagania suszenia wydruków (np. drukarki solwentowe, ekosolwentowe, lateksowe) lub specjalne lampy UV do inicjowania procesu polimeryzacji i utrwalania atramentu (jak w drukarkach UV), niezwykle istotne jest precyzyjne ustawienie odpowiedniej temperatury grzałek lub optymalnej mocy i trybu pracy lamp.
- Parametry te muszą być starannie dostosowane do specyficznej wrażliwości termicznej danego nośnika (niektóre materiały mogą się kurczyć, deformować lub topić pod wpływem zbyt wysokiej temperatury) oraz do właściwości chemicznych i reologicznych używanego atramentu. Celem jest zapewnienie pełnego i prawidłowego utrwalenia wydruku (odporności na ścieranie, zarysowania) bez ryzyka uszkodzenia samego medium.
Po starannym przeprowadzeniu wszystkich niezbędnych etapów kalibracji nośnika, drukarka jest optymalnie skonfigurowana i “nauczona” pracy z tym konkretnym, indywidualnym materiałem. Dopiero na tak przygotowanym i stabilnym systemie można przystąpić do właściwego procesu profilowania ICC, czyli drukowania specjalistycznych plansz kolorystycznych i ich pomiaru w celu stworzenia dokładnego profilu ICC, który precyzyjnie opisze gamut barwny tej konkretnej, w pełni skalibrowanej kombinacji: drukarka + atrament + nośnik.
Regularna weryfikacja i, w razie potrzeby, ponowna kalibracja nośników (szczególnie tych najczęściej używanych) jest bardzo ważna, ponieważ właściwości fizyczne i chemiczne materiałów mogą się nieznacznie różnić pomiędzy poszczególnymi partiami produkcyjnymi dostarczanymi przez producentów. Również parametry pracy samej drukarki mogą ulegać subtelnym zmianom w miarę upływu czasu i postępującego zużycia eksploatacyjnego niektórych jej komponentów (np. głowic drukujących, elementów systemu transportu). Dokładna i systematyczna kalibracja jest zatem kluczem do długoterminowego utrzymania spójności, wysokiej jakości wydruków oraz efektywnego i oszczędnego wykorzystania drogich materiałów eksploatacyjnych.