TWI801874B - 用於織物的噴墨製程的優化方法 - Google Patents

Abstract

一種噴墨檢測系統，適用於織物的噴墨製程，且包括噴墨裝置、發光裝置以及感光裝置。織物由噴墨裝置的第一側進入，以進行噴墨製程，並由噴墨裝置的第二側輸出。發光裝置配置於噴墨裝置的第二側，並具有斜向面對織物的表面的發光面。感光裝置配置於噴墨裝置的第二側，並具有正向面對織物的表面的感光面。

Description

用於織物的噴墨製程的優化方法

本揭露內容是有關於一種噴墨檢測系統及其操作方法，且特別是有關於一種適用於織物的噴墨製程的噴墨檢測系統及用於織物的噴墨製程的優化方法。

近年來，人們對於家庭休閒與健康的意識逐漸地提升，故消費者對於機能性織物的需求亦隨之增加。在機能性織物的開發過程中，常需使用機能性墨水對織物進行噴塗，從而賦予織物特定的機能。在噴塗墨水的過程中，相同的噴墨設備對於不同的墨水需使用不同的製造參數進行噴塗，否則易導致形成於織物上的噴墨圖案偏移、暈開或產生毛邊等情形發生。因此，針對不同的墨水的噴塗，往往需耗費大量的勞力進行人工試誤法或後續的離線檢查以找出最佳的製造參數，導致生產效率不彰。基於上述，如何建立一種可適用於多種墨水的噴墨系統，從而縮短織物的開發時程，為紡織業者積極研究的課題。

本揭露內容提供一種噴墨檢測系統以及使用所述噴墨檢測系統優化織物的噴墨製程的方法(即用於織物的噴墨製程的優化方法)，透過用於織物的噴墨製程的優化方法，本揭露的噴墨檢測系統可適用於各種特性的墨水，從而兼顧噴墨製程的品質及生產效率。

根據本揭露一些實施方式，適用於織物的噴墨製程噴墨檢測系統包括噴墨裝置、發光裝置及感光裝置。織物由噴墨裝置的第一側進入，以進行噴墨製程，並由噴墨裝置的第二側輸出。發光裝置配置於噴墨裝置的第二側，並具有斜向面對織物的表面的發光面。感光裝置配置於噴墨裝置的第二側，並具有正向面對織物的表面的感光面。

在本揭露一些實施方式中，感光面的法線與發光面的法線的夾角介於30度至60度間。

根據本揭露一些實施方式，用於織物的噴墨製程的優化方法包括以下步驟。提供前述噴墨檢測系統。於噴墨檢測系統設定工作參數。以工作參數對測試織物進行預噴墨製程，以於測試織物的表面形成預噴墨圖案。透過發光裝置與感光裝置將預噴墨圖案轉換為影像圖案。對影像圖案進行圖案檢測，以得到檢測結果。若檢測結果符合標準，以工作參數對織物進行正式噴墨製程。若檢測結果不符合標準，於噴墨檢測系統調整工作參數。

在本揭露一些實施方式中，工作參數包括所述噴墨裝置的電壓值。

在本揭露一些實施方式中，圖案檢測包括相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測。

在本揭露一些實施方式中，相似度檢測包括比對影像圖案與標準圖案的餘弦相似度。

在本揭露一些實施方式中，當餘弦相似度大於等於0.991且小於等於1.000時，檢測結果符合標準。

在本揭露一些實施方式中，均勻度檢測包括以下步驟。於所述影像圖案中選取具有相同形狀與面積的多個圖形區塊。計算每一個圖形區塊的平均亮度值，以得到多筆平均亮度值。計算多筆平均亮度值的標準差。

在本揭露一些實施方式中，圖案檢測包括對影像圖案進行二值化步驟。

在本揭露一些實施方式中，用於織物的噴墨製程的優化方法更包括以下步驟。於織物進行所述正式噴墨製程期間，對織物進行圖案監控。

根據本揭露上述實施方式，本揭露的噴墨檢測系統適用於優化織物的噴墨製程，且透過噴墨檢測系統中的噴墨裝置、發光裝置以及感光裝置的配置，噴墨檢測系統可針對不同特性的墨水對測試織物進行預噴墨製程，以找出每一種墨水各自適用的工作參數，從而於後續使用所述工作參數對織物進行正式噴墨製程，以於織物的表面精準地形成預期的噴墨圖案。如此一來，噴墨檢測系統可適用於各種特性(例如黏度、表面張力等)的墨水，從而省去繁瑣的人工試誤法(try and error)以及後續的離線檢查，藉此兼顧噴墨製程的品質及生產效率。

以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確地說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的，因此不應用以限制本揭露。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」以及「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分彼此區分。因此，下文中所述的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」亦可被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

本揭露內容提供一種噴墨檢測系統，其適用於優化織物的噴墨製程。透過噴墨檢測系統中噴墨裝置、發光裝置及感光裝置的配置，噴墨檢測系統可針對不同特性的墨水依序進行預噴墨製程及正式噴墨製程，以使噴墨檢測系統適用於各種特性的墨水，從而省去繁瑣的人工試誤法以及後續的離線檢查，藉此兼顧噴墨製程的品質及生產效率。

第1圖繪示根據本揭露一些實施方式的噴墨檢測系統100的示意圖。本揭露的噴墨檢測系統100適用於織物50的噴墨製程，且包括噴墨裝置110、發光裝置120以及感光裝置130。噴墨裝置110具有相對的第一側111及第二側113，其中織物50由噴墨裝置110的第一側111進入，以進行噴墨製程，並由噴墨裝置110的第二側113輸出，且織物50具有待形成噴墨圖案的表面51。在一些實施方式中，織物50可例如是針織布、梭織布、不織布或其組合，也就是說，本揭露的噴墨檢測系統100可適用於多種類型的織物50。

本揭露的噴墨裝置110具有噴頭112，且配置以將墨水噴印至織物50的表面51，以於織物50的表面51形成噴墨圖案。在一些實施方式中，噴墨裝置110的噴頭112與織物50的表面51間的距離d1可介於0.2公分至2.0公分間，從而避免墨水過度地噴濺。在一些實施方式中，可根據不同特性的墨水於噴墨裝置110設定不同的電壓值，以控制墨水由噴頭112噴出的速度及用量，從而於織物50的表面51形成預期的噴墨圖案。在一些實施方式中，噴墨裝置110可耦接於例如是伺服器的控制元件，從而由控制元件根據不同的噴墨製程(例如，使用不同特性的墨水所進行的噴墨製程)對應地調整噴墨裝置110的電壓值。

本揭露的發光裝置120配置於噴墨裝置110的第二側113，並具有發光面122，且發光面122是斜向地面對織物50的表面51。發光裝置120配置以提供光線至織物50的表面51，使感光裝置130可清楚地擷取形成於織物50的表面51的噴墨圖案。在一些實施方式中，發光裝置120的發光面122與織物50的表面51間的距離d2可介於10公分至20公分間，且發光裝置120的發光面122的法線與織物50的表面51的法線的夾角θ1可介於30度至60度間，從而使織物50的表面51的噴墨圖案清楚地呈現。在一些實施方式中，發光裝置120在織物50的行進方向(例如，方向D)上可位於噴墨裝置110與感光裝置130間。在一些實施方式中，發光裝置120可耦接於例如是伺服器的控制元件，從而由控制元件根據噴墨製程的不同階段選擇性地開啟或關閉發光裝置120。

本揭露的感光裝置130配置於噴墨裝置110的第二側113，並具有感光面132，且感光面132是正向地面對織物50的表面51，亦即，感光面132平行於織物50的表面51。感光裝置130配置以將織物50的表面51的噴墨圖案轉換為影像圖案。在一些實施方式中，感光裝置130的感光面132與織物50的表面51間的距離d3可介於30公分至60公分間，且感光面132的法線與發光面122的法線的夾角θ2可介於30度至60度間，以使感光裝置130清楚地擷取織物50的表面51的噴墨圖案。在一些實施方式中，感光裝置130可耦接於例如是伺服器的控制元件，從而將所形成的影像圖案傳輸至控制元件以進行後續的判讀。在一些實施方式中，感光裝置130可連接至例如是滑軌的移動元件，以根據噴墨圖案的位置對應地移動，從而便於將織物50的表面51的噴墨圖案轉換為影像圖案。在一些實施方式中，感光裝置130可例如是電荷耦合元件。

應瞭解到，已敘述過的元件連接關係與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明使用噴墨檢測系統100優化織物50的噴墨製程的方法，亦即說明用於織物的噴墨製程的優化方法。

第2圖繪示根據本揭露一些實施方式的用於織物的噴墨製程的優化方法的流程圖。請同時參見第1圖以及第2圖。用於織物的噴墨製程的優化方法包括步驟S10至步驟S16。在步驟S10中，提供噴墨檢測系統100。在步驟S11中，於噴墨檢測系統100設定工作參數。在步驟S12中，對測試織物進行預噴墨製程，以於測試織物的表面形成預噴墨圖案。在步驟S13中，將預噴墨圖案轉換為影像圖案。在步驟S14中，對影像圖案進行圖案檢測，以得到檢測結果。若檢測結果符合標準，在步驟S15中，對織物進行正式噴墨製程。若檢測結果不符合標準，於噴墨檢測系統調整工作參數。在以下敘述中，將進一步說明上述各步驟。

首先，在步驟S10中，提供如第1圖所示的噴墨檢測系統100。接著，在步驟S11中，於噴墨檢測系統100設定工作參數。在一些實施方式中，工作參數可包括噴墨裝置110的電壓值。詳細而言，可根據不同特性(例如，黏度、表面張力等)的墨水，於噴墨裝置110設定不同的電壓值，以控制墨水由噴頭112噴出的速度及用量，從而於後續在織物50的表面51形成預期的噴墨圖案。

隨後，提供測試織物60，並在步驟S12中，以在步驟S11中所設定的工作參數對測試織物60進行預噴墨製程，以於測試織物60的表面61形成預噴墨圖案。在一些實施方式中，測試織物60可例如是針織布、梭織布、不織布或其組合。接著，在步驟S13中，透過發光裝置120以及感光裝置130將預噴墨圖案轉換為影像圖案。詳細而言，可透過發光裝置120所提供的光線，使於測試織物60的表面61的預噴墨圖案清楚地呈現，從而供感光裝置130將預噴墨圖案轉換為影像圖案。在一些實施方式中，影像圖案可被傳輸至例如是伺服器的控制元件中，以供後續的使用及判讀。

隨後，在步驟S14中，對轉換而成的影像圖案進行圖案檢測，以得到檢測結果。詳細而言，圖案檢測可包括將影像圖案與已預先輸入至控制元件中的標準圖案進行多種比對，以得到多種檢測結果，從而判斷於步驟S11中所設定的工作參數是否為最佳化工作參數。在一些實施方式中，圖案檢測可包括相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測。在以下敘述中，將針對相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測逐一地進行說明。

在一些實施方式中，相似度檢測可包括比對由預噴墨圖案所形成的影像圖案與標準圖案的餘弦相似度。更詳細而言，當影像圖案與標準圖案的餘弦相似度越接近於1.000時，代表影像圖案與標準圖案的相似度越高，亦即代表於步驟S11中所設定的工作參數越接近於最佳化工作參數。在一些實施方式中，當餘弦相似度大於等於0.991且小於等於1.000時，此時可認定所輸入的工作參數最接近於最佳化工作參數。在一些實施方式中，當影像圖案具有單一色彩時，可進一步在相似度檢測前，對影像圖案進行二值化步驟，從而簡化相似度檢測的檢測結果。更具體而言，二值化步驟可例如是對單一色彩的影像圖案在Lab色彩空間中的a值與b值進行二值化步驟。在一些實施方式中，當透過相似度檢測以找出最接近於最佳化工作參數的工作參數後，可接著以所述工作參數重新對測試織物60進行預噴墨製程，以形成等間隔排列的多個預噴墨圖案以及連續延伸的預噴墨圖案，從而分別以等間隔排列的多個預噴墨圖案及連續延伸的預噴墨圖案進行精度檢測及均勻度檢測。

在一些實施方式中，可將等間隔排列的多個預噴墨圖案轉換為單一影像圖案，其中單一影像圖案可包括分別對應於多個預噴墨圖案的多個子影像圖案，且精度檢測可包括計算相鄰的子影像圖案間的多組間距的標準差。在一些實施方式中，間距的組數可介於20組至30組間，從而提升精度檢測的準確度。在一些實施方式中，可將連續延伸的預噴墨圖案轉換為連續延伸的影像圖案，且均勻度檢測可包括於連續延伸的影像圖案中選取具有相同形狀與面積的多個圖形區塊，接著再計算每一個圖形區塊的平均亮度值，從而得到多筆平均亮度值，最後再計算多筆平均亮度值的標準差。更詳細而言，一個圖形區塊可具有多個像素，其中一個像素又可具有一個亮度值(例如，0至255中任一值)，而將一個圖形區塊中的每一個像素的亮度值相加後除以一個圖形區塊中的像素的總數量，便可得到所述圖形區塊的平均亮度值。在一些實施方式中，所選取的圖形區塊的數量可介於20個至30個間，從而提升均勻度檢測的準確度。

在完成步驟S14後，便可得到相似度檢測的檢測結果(即，餘弦相似度)、精度檢測的檢測結果(即，相鄰的子影像圖案間的多組間距的標準差)及均勻度檢測的檢測結果(即，多筆平均亮度值的標準差)。接著，判斷相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測的各自的檢測結果是否符合標準。在一些實施方式中，當餘弦相似度大於等於0.991且小於等於1.000時，可判斷相似度檢測的檢測結果為符合標準。在一些實施方式中，當相鄰的子影像圖案間的多組間距的標準差小於等於0.02像素時，可判斷精度檢測的檢測結果為符合標準。在一些實施方式中，當多筆平均亮度值的標準差小於等於0.2像素時，可判斷均勻度檢測的檢測結果為符合標準。

若相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測的檢測結果檢測結果皆符合標準，在步驟S15中，以於步驟S11中所設定的工作參數對織物50進行正式噴墨製程，以於織物50的表面51形成最接近於標準圖案的噴墨圖案。在一些實施方式中，織物50的基底材料可與前述測試織物60的基底材料相同，從確保預噴墨製程有助於正式噴墨製程的優化。在較佳的實施方式中，織物50的規格(例如，編織密度、基重等等)可進一步與前述測試織物60的規格相同，從而更加地提升預噴墨製程相對於正式噴墨製程的準確性。在一些實施方式中，在織物50進行正式噴墨製程期間，可進一步對織物50進行圖案監控，從而確保正式噴墨製程的品質。詳細而言，圖案監控可包括噴墨圖案的相似度比對，且於線上應用時可進一步包括噴墨圖案的HSV色彩空間、Lab色彩空間、RGB色彩空間等模型的色彩比對。

若相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測的檢測結果檢測結果皆不符合標準，在步驟S16中，於噴墨檢測系統100調整工作參數，並以調整後的工作參數重新進行前述步驟S12至步驟S14，直到相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測的檢測結果檢測結果皆符合標準為止，從而找出最接近於最佳化工作參數的工作參數，以對織物50進行正式噴墨製程。

根據本揭露上述實施方式，本揭露的噴墨檢測系統適用於優化織物的噴墨製程，且透過噴墨檢測系統中噴墨裝置、發光裝置以及感光裝置的配置，噴墨檢測系統可針對不同特性的墨水對測試織物進行預噴墨製程，以找出每一種墨水各自適用的工作參數，從而於後續使用所述工作參數對織物進行正式噴墨製程，以於織物的表面精準地形成預期的噴墨圖案。如此一來，噴墨檢測系統可適用於各種特性的墨水，從而省去繁瑣的人工試誤法以及後續的離線檢查，藉此兼顧噴墨製程的品質及生產效率。更具體而言，當使用本揭露的噴墨檢測系統以針對織物的噴墨製程進行優化時，織物的輸送速度可大於21m/min，且較佳可介於21m/min至30m/min間。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

50:織物 51:表面 60:測試織物 61:表面 100:噴墨檢測系統 110:噴墨裝置 111:第一側 113:第二側 112:噴頭 120:發光裝置 122:發光面 130:感光裝置 132:感光面 d1,d2,d3:距離 θ1,θ2:夾角 D:方向 S10~S16:步驟

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖繪示根據本揭露一些實施方式的噴墨檢測系統的示意圖；以及 第2圖繪示根據本揭露一些實施方式的用於織物的噴墨製程的優化方法的流程圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

S10~S16:步驟

Claims (7)

1. 一種用於織物的噴墨製程的優化方法，包括：提供噴墨檢測系統，所述噴墨檢測系統包括：噴墨裝置，所述織物由所述噴墨裝置的第一側進入，以進行所述噴墨製程，並由所述噴墨裝置的第二側輸出；發光裝置，配置於所述噴墨裝置的所述第二側，其中所述發光裝置具有發光面，且所述發光面是斜向面對所述織物的所述表面；以及感光裝置，配置於所述噴墨裝置的所述第二側，其中所述感光裝置具有感光面，且所述感光面是正向面對所述織物的表面；於所述噴墨檢測系統設定工作參數；以所述工作參數對測試織物進行預噴墨製程，以於所述測試織物的表面形成預噴墨圖案；透過所述發光裝置與所述感光裝置將所述預噴墨圖案轉換為影像圖案；對所述影像圖案進行圖案檢測，以得到檢測結果，其中所述圖案檢測包括相似度檢測、精度檢測以及均勻度檢測；若所述檢測結果符合標準，以所述工作參數對所述織物進行正式噴墨製程；以及若所述檢測結果不符合標準，於所述噴墨檢測系統調整 所述工作參數。
2. 如請求項1所述的用於織物的噴墨製程的優化方法，其中所述工作參數包括所述噴墨裝置的電壓值。
3. 如請求項1所述的用於織物的噴墨製程的優化方法，其中所述相似度檢測包括比對所述影像圖案與標準圖案的餘弦相似度。
4. 如請求項3所述的用於織物的噴墨製程的優化方法，其中當所述餘弦相似度大於等於0.991且小於等於1.000時，所述檢測結果符合標準。
5. 如請求項1所述的用於織物的噴墨製程的優化方法，其中所述均勻度檢測包括：於所述影像圖案中選取具有相同形狀與面積的多個圖形區塊；計算每一所述圖形區塊的平均亮度值，以得到多筆所述平均亮度值；以及計算多筆所述平均亮度值的標準差。
6. 請求項1所述的用於織物的噴墨製程的優化方法，其中所述圖案檢測包括對所述影像圖案進行二 值化步驟。
7. 如請求項1所述的用於織物的噴墨製程的優化方法，更包括：於所述織物進行所述正式噴墨製程期間，對所述織物進行圖案監控。

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