喷墨检测系统及用于织物的喷墨制程的优化方法与流程

1.本揭露内容是有关于一种喷墨检测系统及其操作方法，且特别是有关于一种适用于织物的喷墨制程的喷墨检测系统及用于织物的喷墨制程的优化方法。


背景技术：

2.近年来，人们对于家庭休闲与健康的意识逐渐地提升，故消费者对于机能性织物的需求亦随之增加。在机能性织物的开发过程中，常需使用机能性墨水对织物进行喷涂，从而赋予织物特定的机能。在喷涂墨水的过程中，相同的喷墨设备对于不同的墨水需使用不同的制造参数进行喷涂，否则易导致形成于织物上的喷墨图案偏移、晕开或产生毛边等情形发生。因此，针对不同的墨水的喷涂，往往需耗费大量的劳力进行人工试误法或后续的离线检查以找出最佳的制造参数，导致生产效率不彰。基于上述，如何建立一种可适用于多种墨水的喷墨系统，从而缩短织物的开发时程，为纺织业者积极研究的课题。


技术实现要素：

3.本揭露内容提供一种喷墨检测系统以及使用所述喷墨检测系统优化织物的喷墨制程的方法(即用于织物的喷墨制程的优化方法)，透过用于织物的喷墨制程的优化方法，本揭露的喷墨检测系统可适用于各种特性的墨水，从而兼顾喷墨制程的品质及生产效率。
4.根据本揭露一些实施方式，适用于织物的喷墨制程喷墨检测系统包括喷墨装置、发光装置及感光装置。织物由喷墨装置的第一侧进入，以进行喷墨制程，并由喷墨装置的第二侧输出。发光装置配置于喷墨装置的第二侧，并具有斜向面对织物的表面的发光面。感光装置配置于喷墨装置的第二侧，并具有正向面对织物的表面的感光面。
5.在本揭露一些实施方式中，感光面的法线与发光面的法线的夹角介于30度至60度间。
6.根据本揭露一些实施方式，用于织物的喷墨制程的优化方法包括以下步骤。提供前述喷墨检测系统。于喷墨检测系统设定工作参数。以工作参数对测试织物进行预喷墨制程，以于测试织物的表面形成预喷墨图案。透过发光装置与感光装置将预喷墨图案转换为影像图案。对影像图案进行图案检测，以得到检测结果。若检测结果符合标准，以工作参数对织物进行正式喷墨制程。若检测结果不符合标准，于喷墨检测系统调整工作参数。
7.在本揭露一些实施方式中，工作参数包括所述喷墨装置的电压值。
8.在本揭露一些实施方式中，图案检测包括相似度检测、精度检测以及均匀度检测。
9.在本揭露一些实施方式中，相似度检测包括比对影像图案与标准图案的余弦相似度。
10.在本揭露一些实施方式中，当余弦相似度大于等于0.991且小于等于1.000时，检测结果符合标准。
11.在本揭露一些实施方式中，均匀度检测包括以下步骤。于所述影像图案中选取具有相同形状与面积的多个图形区块。计算每一个图形区块的平均亮度值，以得到多笔平均
亮度值。计算多笔平均亮度值的标准差。
12.在本揭露一些实施方式中，图案检测包括对影像图案进行二值化步骤。
13.在本揭露一些实施方式中，用于织物的喷墨制程的优化方法还包括以下步骤。于织物进行所述正式喷墨制程期间，对织物进行图案监控。
14.根据本揭露上述实施方式，本揭露的喷墨检测系统适用于优化织物的喷墨制程，且透过喷墨检测系统中的喷墨装置、发光装置以及感光装置的配置，喷墨检测系统可针对不同特性的墨水对测试织物进行预喷墨制程，以找出每一种墨水各自适用的工作参数，从而于后续使用所述工作参数对织物进行正式喷墨制程，以于织物的表面精准地形成预期的喷墨图案。如此一来，喷墨检测系统可适用于各种特性(例如粘度、表面张力等)的墨水，从而省去繁琐的人工试误法(try and error)以及后续的离线检查，借此兼顾喷墨制程的品质及生产效率。
附图说明
15.为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
16.图1绘示根据本揭露一些实施方式的喷墨检测系统的示意图；以及
17.图2绘示根据本揭露一些实施方式的用于织物的喷墨制程的优化方法的流程图。
18.【符号说明】
19.50:织物
20.51:表面
21.60:测试织物
22.61:表面
23.100:喷墨检测系统
24.110:喷墨装置
25.111:第一侧
26.113:第二侧
27.112:喷头
28.120:发光装置
29.122:发光面
30.130:感光装置
31.132:感光面
32.d1,d2,d3:距离
33.θ1,θ2:夹角
34.d:方向
35.s10～s16:步骤
具体实施方式
36.以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确地说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也
就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的，因此不应用以限制本揭露。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。另外，为了便于读者观看，附图中各元件的尺寸并非依实际比例绘示。
37.应当理解，尽管术语“第一”、“第二”以及“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分彼此区分。因此，下文中所述的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”或“部分”亦可被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
38.本揭露内容提供一种喷墨检测系统，其适用于优化织物的喷墨制程。透过喷墨检测系统中喷墨装置、发光装置及感光装置的配置，喷墨检测系统可针对不同特性的墨水依序进行预喷墨制程及正式喷墨制程，以使喷墨检测系统适用于各种特性的墨水，从而省去繁琐的人工试误法以及后续的离线检查，借此兼顾喷墨制程的品质及生产效率。
39.图1绘示根据本揭露一些实施方式的喷墨检测系统100的示意图。本揭露的喷墨检测系统100适用于织物50的喷墨制程，且包括喷墨装置110、发光装置120以及感光装置130。喷墨装置110具有相对的第一侧111及第二侧113，其中织物50由喷墨装置110的第一侧111进入，以进行喷墨制程，并由喷墨装置110的第二侧113输出，且织物50具有待形成喷墨图案的表面51。在一些实施方式中，织物50可例如是针织布、梭织布、不织布或其组合，也就是说，本揭露的喷墨检测系统100可适用于多种类型的织物50。
40.本揭露的喷墨装置110具有喷头112，且配置以将墨水喷印至织物50的表面51，以于织物50的表面51形成喷墨图案。在一些实施方式中，喷墨装置110的喷头112与织物50的表面51间的距离d1可介于0.2厘米至2.0厘米间，从而避免墨水过度地喷溅。在一些实施方式中，可根据不同特性的墨水于喷墨装置110设定不同的电压值，以控制墨水由喷头112喷出的速度及用量，从而于织物50的表面51形成预期的喷墨图案。在一些实施方式中，喷墨装置110可耦接于例如是服务器的控制元件，从而由控制元件根据不同的喷墨制程(例如，使用不同特性的墨水所进行的喷墨制程)对应地调整喷墨装置110的电压值。
41.本揭露的发光装置120配置于喷墨装置110的第二侧113，并具有发光面122，且发光面122是斜向地面对织物50的表面51。发光装置120配置以提供光线至织物50的表面51，使感光装置130可清楚地撷取形成于织物50的表面51的喷墨图案。在一些实施方式中，发光装置120的发光面122与织物50的表面51间的距离d2可介于10厘米至20厘米间，且发光装置120的发光面122的法线与织物50的表面51的法线的夹角θ1可介于30度至60度间，从而使织物50的表面51的喷墨图案清楚地呈现。在一些实施方式中，发光装置120在织物50的行进方向(例如，方向d)上可位于喷墨装置110与感光装置130间。在一些实施方式中，发光装置120可耦接于例如是服务器的控制元件，从而由控制元件根据喷墨制程的不同阶段选择性地开启或关闭发光装置120。
42.本揭露的感光装置130配置于喷墨装置110的第二侧113，并具有感光面132，且感光面132是正向地面对织物50的表面51，亦即，感光面132平行于织物50的表面51。感光装置130配置以将织物50的表面51的喷墨图案转换为影像图案。在一些实施方式中，感光装置130的感光面132与织物50的表面51间的距离d3可介于30厘米至60厘米间，且感光面132的法线与发光面122的法线的夹角θ2可介于30度至60度间，以使感光装置130清楚地撷取织物
50的表面51的喷墨图案。在一些实施方式中，感光装置130可耦接于例如是服务器的控制元件，从而将所形成的影像图案传输至控制元件以进行后续的判读。在一些实施方式中，感光装置130可连接至例如是滑轨的移动元件，以根据喷墨图案的位置对应地移动，从而便于将织物50的表面51的喷墨图案转换为影像图案。在一些实施方式中，感光装置130可例如是电荷耦合元件。
43.应了解到，已叙述过的元件连接关系与功效将不再重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明使用喷墨检测系统100优化织物50的喷墨制程的方法，亦即说明用于织物的喷墨制程的优化方法。
44.图2绘示根据本揭露一些实施方式的用于织物的喷墨制程的优化方法的流程图。请同时参见图1以及图2。用于织物的喷墨制程的优化方法包括步骤s10至步骤s16。在步骤s10中，提供喷墨检测系统100。在步骤s11中，于喷墨检测系统100设定工作参数。在步骤s12中，对测试织物进行预喷墨制程，以于测试织物的表面形成预喷墨图案。在步骤s13中，将预喷墨图案转换为影像图案。在步骤s14中，对影像图案进行图案检测，以得到检测结果。若检测结果符合标准，在步骤s15中，对织物进行正式喷墨制程。若检测结果不符合标准，于喷墨检测系统调整工作参数。在以下叙述中，将进一步说明上述各步骤。
45.首先，在步骤s10中，提供如图1所示的喷墨检测系统100。接着，在步骤s11中，于喷墨检测系统100设定工作参数。在一些实施方式中，工作参数可包括喷墨装置110的电压值。详细而言，可根据不同特性(例如，粘度、表面张力等)的墨水，于喷墨装置110设定不同的电压值，以控制墨水由喷头112喷出的速度及用量，从而于后续在织物50的表面51形成预期的喷墨图案。
46.随后，提供测试织物60，并在步骤s12中，以在步骤s11中所设定的工作参数对测试织物60进行预喷墨制程，以于测试织物60的表面61形成预喷墨图案。在一些实施方式中，测试织物60可例如是针织布、梭织布、不织布或其组合。接着，在步骤s13中，透过发光装置120以及感光装置130将预喷墨图案转换为影像图案。详细而言，可透过发光装置120所提供的光线，使于测试织物60的表面61的预喷墨图案清楚地呈现，从而感光装置130可将预喷墨图案转换为影像图案。在一些实施方式中，影像图案可被传输至例如是服务器的控制元件中，以供后续的使用及判读。
47.随后，在步骤s14中，对转换而成的影像图案进行图案检测，以得到检测结果。详细而言，图案检测可包括将影像图案与已预先输入至控制元件中的标准图案进行多种比对，以得到多种检测结果，从而判断于步骤s11中所设定的工作参数是否为最佳化工作参数。在一些实施方式中，图案检测可包括相似度检测、精度检测以及均匀度检测。在以下叙述中，将针对相似度检测、精度检测以及均匀度检测逐一地进行说明。
48.在一些实施方式中，相似度检测可包括比对由预喷墨图案所形成的影像图案与标准图案的余弦相似度。更详细而言，当影像图案与标准图案的余弦相似度越接近于1.000时，代表影像图案与标准图案的相似度越高，亦即代表于步骤s11中所设定的工作参数越接近于最佳化工作参数。在一些实施方式中，当余弦相似度大于等于0.991且小于等于1.000时，此时可认定所输入的工作参数最接近于最佳化工作参数。在一些实施方式中，当影像图案具有单一色彩时，可进一步在相似度检测前，对影像图案进行二值化步骤，从而简化相似度检测的检测结果。更具体而言，二值化步骤可例如是对单一色彩的影像图案在lab色彩空
间中的a值与b值进行二值化步骤。在一些实施方式中，当透过相似度检测以找出最接近于最佳化工作参数的工作参数后，可接着以所述工作参数重新对测试织物60进行预喷墨制程，以形成等间隔排列的多个预喷墨图案以及连续延伸的预喷墨图案，从而分别以等间隔排列的多个预喷墨图案及连续延伸的预喷墨图案进行精度检测及均匀度检测。
49.在一些实施方式中，可将等间隔排列的多个预喷墨图案转换为单一影像图案，其中单一影像图案可包括分别对应于多个预喷墨图案的多个子影像图案，且精度检测可包括计算相邻的子影像图案间的多组间距的标准差。在一些实施方式中，间距的组数可介于20组至30组间，从而提升精度检测的准确度。在一些实施方式中，可将连续延伸的预喷墨图案转换为连续延伸的影像图案，且均匀度检测可包括于连续延伸的影像图案中选取具有相同形状与面积的多个图形区块，接着再计算每一个图形区块的平均亮度值，从而得到多笔平均亮度值，最后再计算多笔平均亮度值的标准差。更详细而言，一个图形区块可具有多个像素，其中一个像素又可具有一个亮度值(例如，0至255中任一值)，而将一个图形区块中的每一个像素的亮度值相加后除以一个图形区块中的像素的总数量，便可得到所述图形区块的平均亮度值。在一些实施方式中，所选取的图形区块的数量可介于20个至30个间，从而提升均匀度检测的准确度。
50.在完成步骤s14后，便可得到相似度检测的检测结果(即，余弦相似度)、精度检测的检测结果(即，相邻的子影像图案间的多组间距的标准差)及均匀度检测的检测结果(即，多笔平均亮度值的标准差)。接着，判断相似度检测、精度检测以及均匀度检测的各自的检测结果是否符合标准。在一些实施方式中，当余弦相似度大于等于0.991且小于等于1.000时，可判断相似度检测的检测结果为符合标准。在一些实施方式中，当相邻的子影像图案间的多组间距的标准差小于等于0.02像素时，可判断精度检测的检测结果为符合标准。在一些实施方式中，当多笔平均亮度值的标准差小于等于0.2像素时，可判断均匀度检测的检测结果为符合标准。
51.若相似度检测、精度检测以及均匀度检测的检测结果检测结果皆符合标准，在步骤s15中，以于步骤s11中所设定的工作参数对织物50进行正式喷墨制程，以于织物50的表面51形成最接近于标准图案的喷墨图案。在一些实施方式中，织物50的基底材料可与前述测试织物60的基底材料相同，从确保预喷墨制程有助于正式喷墨制程的优化。在较佳的实施方式中，织物50的规格(例如，编织密度、基重等等)可进一步与前述测试织物60的规格相同，从而更加地提升预喷墨制程相对于正式喷墨制程的准确性。在一些实施方式中，在织物50进行正式喷墨制程期间，可进一步对织物50进行图案监控，从而确保正式喷墨制程的品质。详细而言，图案监控可包括喷墨图案的相似度比对，且于线上应用时可进一步包括喷墨图案的hsv色彩空间、lab色彩空间、rgb色彩空间等模型的色彩比对。
52.若相似度检测、精度检测以及均匀度检测的检测结果检测结果皆不符合标准，在步骤s16中，于喷墨检测系统100调整工作参数，并以调整后的工作参数重新进行前述步骤s12至步骤s14，直到相似度检测、精度检测以及均匀度检测的检测结果检测结果皆符合标准为止，从而找出最接近于最佳化工作参数的工作参数，以对织物50进行正式喷墨制程。
53.根据本揭露上述实施方式，本揭露的喷墨检测系统适用于优化织物的喷墨制程，且透过喷墨检测系统中喷墨装置、发光装置以及感光装置的配置，喷墨检测系统可针对不同特性的墨水对测试织物进行预喷墨制程，以找出每一种墨水各自适用的工作参数，从而
于后续使用所述工作参数对织物进行正式喷墨制程，以于织物的表面精准地形成预期的喷墨图案。如此一来，喷墨检测系统可适用于各种特性的墨水，从而省去繁琐的人工试误法以及后续的离线检查，借此兼顾喷墨制程的品质及生产效率。更具体而言，当使用本揭露的喷墨检测系统以针对织物的喷墨制程进行优化时，织物的输送速度可大于21m/min，且较佳可介于21m/min至30m/min间。
54.虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。