TWI498222B - 印刷品質檢驗方法及檢驗裝置 - Google Patents

Description

印刷品質檢驗方法及檢驗裝置

本發明是關於一種印刷品質檢驗方法及其檢驗裝置，特別是關於一種可以自動檢驗印刷載體上的印刷品質的檢驗方法與裝置。

印刷使用在各種各樣的產品上。印刷品有時本身就是一種消費產品，例如書籍、雜誌，圖片等。有時印刷品是其他產品的包裝、型錄、推廣媒介等。這些印刷品必須具備優良的印刷品質，才能提供給所需的人。

習知技術為便利印刷品質的檢驗，通常會在印刷載體的適當位置，例如將會裁除的邊緣部分，印刷色標。透過檢驗色標的位置與色澤，可以判斷顏色是否正確，位置是否準確。習知技術為提高檢驗的效率，發展出來自動檢驗的方法與設備，以排除明顯不良的印刷品。不過，習知的印刷品質檢驗方法與裝置並沒有提供簡便且可靠的定位工具，致使印刷品質的檢驗裝置或是無法提供正確的檢驗結果，或是太過複雜，導致成本提高。

本發明的目的乃在提供一種新穎的印刷品質檢驗方法及檢驗裝置，透過簡易且可靠的定位方法，達成提高檢驗正確度的目的。

本發明提出一種印刷品質檢驗方法及檢驗裝置，透過對印刷載體上所印製的檢驗圖案所做的檢驗，判斷該印刷載體上的印刷品質。其中，該檢驗圖案包括一同步圖案，用來供該印刷品質檢驗裝置作同步控制；一位址圖案，用來標示可供該印刷品質檢驗裝置辨認的位址資訊；及至少 一組色標，用來標示可供該印刷品質檢驗裝置辨認的顏色資訊。該檢驗圖案可為連續的檢驗圖案串。該顏色資訊可為原色資訊之組合或單色資訊之組合。其中，該單色資訊可為代表分色印刷時各次所印刷之顏色。

據此，本發明的印刷品質檢驗裝置即包括：一本體，用以承載：一光學偵測器，以偵測一印刷載體上的同步圖案；一影像輸入裝置，用以擷取該印刷載體上的檢驗圖案，並轉變成數位型式；及一檢驗裝置，用以根據該影像輸入裝置所擷取的檢驗圖案內容，判斷該印刷載體上的印刷品質；及一移動平台，用以沿一方向移動該本體，以使該影像輸入裝置掃描該印刷載體。其中，該檢驗裝置依據該同步圖案的偵測結果，校正該檢驗圖案；且該檢驗裝置並依據該檢驗圖案內容，判斷該印刷載體上的印刷圖案位址。

據此，本發明的印刷品質檢驗方法即包括以下步驟：以該光學偵測器偵測該印刷載體上的同步圖案，並輸出一同步信號；以該影像輸入裝置連續擷取該印刷載體上的檢驗圖案，並將該檢驗圖案作數位化處理；根據該數位化檢驗圖案判斷其所含的位址資訊；從該影像輸入裝置所擷取的數位化檢驗圖案，擷取其色標所含的顏色資訊，包括其各單色資訊；根據該顏色資訊所含的單色資訊，判斷該單色印刷品質是否在合格範圍；根據該顏色資訊所含的單色區域相對位置，判斷該單色印刷位置是否在合格範圍；及輸出一次檢驗結果，包括所的的位址資訊、印刷品質檢驗結果及印刷位置檢驗結果。其中，該印刷品質的合格判斷步驟可包括將單色資訊與一預存的單色資訊比對，判斷其差異值，並將差異值在一門檻值以內的情形，判斷為合格。其中，該印刷位置的合格判斷步驟可包括將一單色的印刷位置與相鄰單色的印刷位置比較，計算其差值，並將差值在一門檻值以內的情形，判斷為合格。其中，該單色的印刷位置的判斷步驟可包括：擷取一單色的印刷區域，判斷該單色印刷區域的邊緣線，以該邊緣線中，沿一方向的邊緣線成分作為其印刷位置。該步驟另可包括：以該邊緣線中，沿該方向的相反方向的邊緣線成分，作為其印刷位置。該方法並可包括連 續其動檢驗作業，以進行連續檢驗的步驟。

以下根據圖式說明本發明的印刷品質檢驗方法及檢驗裝置數種實施例。唯須說明，本發明的詳細說明只是在利用較佳實施範例，說明本發明的原理、應用及功用，但本發明的專利範圍，不應限於實施例所舉的方法、步驟、裝置、系統或其元件。本發明的專利範圍，只能由申請專利範圍的記載加以確定。

10‧‧‧檢驗圖案

20‧‧‧印刷載體

11、11‧‧‧同步圖案

12、12‧‧‧位址圖案

12a‧‧‧位址同步圖案

12b‧‧‧位址資訊圖案

12c‧‧‧數字圖案

13‧‧‧色標圖案

13a、13b、13c、13d、13e‧‧‧色標

100‧‧‧本體

110‧‧‧光源

120‧‧‧光學偵測器

130‧‧‧影像輸入裝置

140‧‧‧檢驗裝置

150‧‧‧移動平台

第1圖顯示適用在本發明的檢驗圖案一種範例。

第2圖顯示本發明一實施例的印刷品質檢驗裝置系統圖。

第3圖為本發明印刷品質檢驗方法流程圖。

本發明提出一種印刷品質檢驗方法及檢驗裝置，透過對印刷載體上所印製的檢驗圖案所做的檢驗，判斷該印刷載體上的印刷品質。其中，該「檢驗圖案」為本發明重點之一。故以下先就該檢驗圖案加以說明。

第1圖顯示適用在本發明的檢驗圖案一種範例。如圖所示，在這種實施例中，該檢驗圖案10可以是印刷在任何印刷載體20上的圖案。該印刷載體20可以包括任何承載印刷圖案的物體，故而可為紙張、可撓性材料如塑膠、橡膠、樹脂等之延展物、金屬薄片、紡織物、複合材料等，也可為硬性材料，如金屬、木材、塑膠、橡膠、樹脂等之平面或立體物品、礦物、陶瓷、玻璃等，只要能在其上印刷圖形即可。不過，本發明的印刷品質檢驗方法及檢驗裝置特別適用在延長的印刷載體上，對包含多數組印刷圖案的印刷品質進行快速、大量的自動檢驗。因此，該印刷載體20較好為延長的印刷載體。在延長的單位長度上並不限於印刷一組印刷圖案。當然，此等特徵並非任何技術上的限制。

該檢驗圖案10一般而言是在該印刷載體20上印製圖案(未顯示)時，印製在該印刷載體20上。換言之，在該印刷載體20上印製圖案 時，是以分色印刷方式為之。亦即，以多數印版，經由多次步驟，每次印刷單一顏色所成的非單色(不含白色)圖案。所稱的單色，可為一般(光學上或顯示上)稱為「原色」的顏色。亦即紅、藍、綠色，或者紅、黃、藍色。也可為印刷時，依據特定需求選配的各種單色。於以下說明中，將會稱為「原色或單色」，或以「單色」統稱之。

於上述情形，該檢驗圖案10是在該印刷載體20上印製圖案時，隨同各單色印製在該印刷載體20上。具體而言，該檢驗圖案10包括多數同步圖案11、11，在圖中是以黑色方塊表示；多數位址圖案12、12，用以標示位址資訊，包括該檢驗圖案10的位址資訊；多數色標圖案13，包括黑色標13a以及其他單色色標13b、13c、13d、13e等，各色標圖案13a-13e通常是分色印刷時，於印刷單色(包括黑色)時隨同印刷的色標圖案。圖中顯示各組檢驗圖案10可包括多數的同步圖案11，也可以包括一組以上的位址圖案12與色標圖案13。在第1圖所示的實施例中，該檢驗圖案10包括2組位址圖案12與色標圖案13。但各組檢驗圖案所含的位址圖案與色標圖案數量，並非任何技術上的限制。其中，位址圖案12與色標圖案13中的黑色標可同時印刷，如果該位址圖案12是以黑色表示的話。但如為其他顏色或顏色組合，則依其顏色而定，自不待言。

該同步圖案11的位置與該色標圖案13或位址圖案12之位置，未必形成任何相關性。該同步圖案11的功用是用來啟動一次的檢驗。但在本發明中，單次檢驗的受驗資料是從該位址圖案12開始。因此，啟動的時機與受驗資料的起始位置，不需具備相關性。如果該同步圖案11也是以黑色印製，則可與該黑色標13a同時印製。但如為其他顏色或顏色組合，則依其顏色而定，自不待言。在設計上，各色標13a-13e之形狀、顏色與格式，宜事先預定，以供檢驗。較好將各色標13a-13e以一定順序緊密連續排列，以在辨認時能正確辨認其間的相對位置關係。但以不同方式排列、組合，並非所禁。基本上，只要能使電腦能正確辨認其顏色、形狀及相對位置關係即足。

該位址圖案12較好是可由電腦自動辨認的圖樣，藉使該印刷品質檢驗裝置可辨認其所代表的位址資訊。在第1圖的實施例中，該位址圖案12包括一位址同步圖案12a、一位址資訊圖案12b，與一數字圖案12c。其中，該位址同步圖案12a是用來使檢驗裝置得以辨認該位址資訊圖案12b的相對位置；該位址資訊圖案12b則是用來代表一數字。在該實施例中，該位址同步圖案12a是以固定長度的黑、白圖案段落，來提供該位址資訊圖案12b各部份的同步位址。舉例而言，該位址同步圖案12a可包括黑-白-黑-白-黑-白-黑，共7個圖案段落，以定義該位址資訊圖案12b各部份的同步位址。而該位址資訊圖案12b即包括以7位元單元代表的位址資訊。例如，如果以2進位代表位址資訊，則可以黑-黑-白-黑-白-黑-白代表2進位的0010101。如捨第1及第7位元，就可以第2-6，共5位元代表該組檢驗圖案10的位址，例如以0010101的第2-6，共5位元代表10進位的10。餘此類推。

該位址圖案12的形狀、顏色與格式當然不限於上述。只要能夠使電腦依據數位化圖案辨認所代表的位址資訊，例如數字，即可應用在本發明。至於有關上述實例的位址圖案，也可參考2013年1月7日提出申請的台灣專利申請案第102100444號專利說明書所為的說明。

至於該數字圖案12c，是用來表示供人類閱讀的記號，代表該位址圖案12相同的位址資訊。當然，該數字圖案12c也可能供電腦以光學方式讀取、辨認。且該數字圖案12c主要目的不是供該印刷品質檢驗裝置讀取，是否使用以及形狀、顏色與格式如何，應非本發明之重點。在此不加贅述。

以下說明本發明的印刷品質檢驗裝置。第2圖即顯示本發明一實施例的印刷品質檢驗裝置系統圖。如圖所示，本發明的印刷品質檢驗裝置包括：一本體100，用以承載該印刷品質檢驗裝置的主要元件，以及一移動裝置150，用以移動該本體100，使該本體沿一方向掃描待驗證的印刷載體20。其中，承載在該本體100的主要元件包括：一光源110，用來提 供光學檢驗所需的光線；一光學偵測器120，用來偵測該印刷載體20上所印製的同步圖案11，輸出一同步信號；一影像輸入裝置130，用來擷取該印刷載體20上印製的檢驗圖案10，並將擷取的影像轉變成數位型式；及一檢驗裝置140，用來根據該影像輸入裝置130所擷取的檢驗圖案10內容，判斷該印刷載體上的印刷品質。

在本發明中，該光源110可以是任何可發出光線的裝置。該光源110所發出的光線，無論是波長或頻譜分布，都沒有任何限制。但因本發明主要用途為印刷品質的檢驗，故該光源110的光波頻譜分配較好為包含可見光範圍多數主要波段，其中以白光為較佳。當然，包含其他波長或波段的光線，也可使用在本發明，或其特定的應用場合。至於該光源110的發光機制，當然也無限制。從成本及應用角度而言，以日光燈及白光LED燈較佳，因其容易取得，成本低廉且使用容易。但其他發光元件也可以使用在本發明。

該光學偵測器120可以使用任何市售的光學偵測器，只要能夠感測該印刷載體20上所印製的同步圖案11即可。光學偵測器120通常包括一物鏡，一光路及一偵測元件。但結構上也不限於此。只要能夠將感測的結果做處理，並輸出即可。該光學偵測器120是用來感測該同步圖案11，並發出同步信號。例如，在該本體100沿該印刷載體20的同步圖案11印製方向掃描時，於偵測到一同步圖案11時，即發出一同步信號。根據該同步信號出現的時點，系統可以判斷當時掃描的速度，以校正影像輸入裝置130讀取該位址圖案12與色標圖案13的速度。

該影像輸入裝置130可以使用任何市售的影像輸入裝置，例如數位照相機、攝影機、影像感測晶片等，只要能夠以間斷或連續方式，擷取該印刷載體20上所印製的檢驗圖案10，主要為該位址圖案12與該色標圖案13，並轉換成數位型式即可。在本發明的實施例中，該影像輸入裝置130尚須包括剪輯功能，亦即將多張攝得的數位化影像，剪輯成單張連續影像，或多張分別含有一組色標圖案13及一組位址圖案12的影像。在 此，該位址圖案12即提供可資利用的資訊，因該位址圖案12通常與黑色標13a同時印製，並代表一組色標圖案13的開端。當然，根據其他圖案特徵作剪輯的依據，也無不可。在現有技術中，以自動化方式進行該剪輯作業的軟體產品，已為常見的技術。此行業人士容易開發出相同的技術或以市售剪輯軟體完成該剪輯作業。相關技術不需在此贅述。至於該剪輯完成的圖案，或待剪輯的圖案，可以依據該同步信號出現的頻率或時點，進行放大或縮小的校正。此種校正技術，也屬習知技術之範疇，在此也不需贅述。

該檢驗裝置140也是本發明重點之一。在本發明中，該檢驗裝置140的功用是檢驗該印刷載體20上所印製的檢驗圖案10，以判斷該檢驗圖案10中各單色色標的顏色是否合格，以及相對位置是否正確。其中，該檢驗單色色標顏色的方法，包括將各單色色標的數位化資訊，與一預設的數位化資訊值比對，計算其差值，及判斷該差值是否小於或等於一個或一組臨界值的步驟。換言之，該單色色標圖案的顏色數位化後，通常可包括三原色(光學的三原色或顯示上的三原色)成分(或另含黑色)的灰度值。該檢驗裝置140即可將該灰度值的組成，與預設的特定三原色(或另含黑色)的灰度值組成比較，計算其差異值。然後與一個或一組臨界值比較，在該差異值小於或等於該臨界值時，判斷為合格。當然，其他判斷方式，也可適用在本發明。

至於該位置正確度的判斷，則可將所擷取的各個單色色標形狀座標，作細線化處理，取得該單色色標圖案的邊緣線。並以與掃描方向垂直或實質上垂直的邊緣線，作為該單色色標的界線。其後，比對各單色色標的前後邊緣線，計算相鄰兩單色色標的邊緣線的間距(差異值)。再將該間距與一預設的臨界值比較，以等於或小於該臨界值的間距為合格。除依據各單色色標邊緣線判斷之外，尚有其他可行的判斷方式，均可應用在本發明。

除此之外，該檢驗裝置140還從該檢驗圖案10中，擷取該 位址圖案12所代表的位址資訊，並與該組檢驗圖案10的檢驗結果結合。經過上述判斷之後，所獲得的結果包括：該組檢驗圖案10的位址資訊，其各個單色色標的顏色品質是否合格，以及各個單色色標的位置是否正確的資訊。隨著該移動平台150連續移動該本體100通過該印刷載體20，各組檢驗圖案10都經過掃描，擷取、檢驗，該印刷品質檢驗裝置即可輸出該印刷物各單位的印刷品質檢驗結果。

在該印刷品質檢驗裝置中，該移動平台150是用來沿該檢驗圖案10的排列方向移動該本體100，以使該影像輸入裝置130連續掃描該印刷載體20。未達成此目的，該移動平台150可能可以包括1條或2條軌道及其對應之滾輪，驅動該滾輪的馬達，以及支撐該本體100及該光學偵測器120的機構。該移動平台150上可包括開關、控制按鈕等，以啟動、停止及控制其操作。此種移動平台150的架構、元件與操作，在習知技術中已屬常見。詳細內容在此不需贅述。

在上述說明下，本發明的印刷品質檢驗方法可以第3圖的流程圖表示，並包括以下步驟：於步驟301以該光學偵測器120偵測該印刷載體20上的同步圖案11，並輸出一同步信號；於步驟302以該影像輸入裝置130連續擷取該印刷載體20上的檢驗圖案10，並將該檢驗圖案10作數位化處理；於步驟303根據該數位化檢驗圖案，判斷其所含的位址資訊；於步驟304從該影像輸入裝置130所擷取的數位化檢驗圖案，擷取其色標所含的顏色資訊。在此步驟中，該顏色資訊可包括其各單色的顏色資訊；於步驟305根據該顏色資訊所含的單色資訊，判斷該單色印刷品質是否在合格範圍；於步驟306根據該顏色資訊所含的單色區域相對位置，判斷該單色印刷位置是否在合格範圍；最後，在步驟307輸出一次檢驗結果，包括所的的位址資訊、印刷品質檢驗結果及印刷位置檢驗結果。

在上述步驟中，該印刷品質的合格判斷步驟可以如上所述，包括將單色資訊與一預存的單色資訊比對，判斷其差異值，並將差異值在一門檻值以內的情形，判斷為合格的步驟。在判斷時，該印刷位置的合格 判斷步驟還可包括將一單色的印刷位置與相鄰單色的印刷位置比較，計算其差值，並將差值在一臨界值以內的情形，判斷為合格。此外，該單色的印刷位置的判斷步驟也可包括：擷取一單色的印刷區域，判斷該單色印刷區域的邊緣線，以該邊緣線中，沿一方向的邊緣線成分作為其印刷位置。其次，以該邊緣線中，沿該方向的相反方向的邊緣線成分，作為其印刷位置。該方法並可包括連續其動檢驗作業，以進行連續檢驗。依據以上步驟所進行的判斷，可以得到包括，各組檢驗圖案10的位址資訊，其中各個單色色標的顏色品質是否合格，以及各個單色色標的位置是否正確的資訊。

本發明尚包括可以利用上述方法或裝置檢驗印刷品質的印刷載體。在該印刷載體上，印製有如上所述的檢驗圖案10，以提供本發明的印刷品質檢驗裝置利用本發明的印刷品質檢驗方法進行印刷品質的檢驗。

本發明提出一種簡便而精確的定位手段，使得印刷品質檢驗裝置可以簡單的機構，進行精確的印刷品質檢驗。本發明提出的印刷品質檢驗方法與裝置，可以使用在引刷載體完成印刷之後，即時對各單元的印刷圖案，提供立即的品質檢驗，並立刻輸出檢驗結果。使用者可以在線上淘汰品質欠佳的印刷單元，確保印刷品質，並提升產率。

Claims (10)

1. 一種印刷品質檢驗裝置，包括：一本體，用以承載：一光學偵測器，以偵測一印刷載體上的同步圖案；一影像輸入裝置，用以擷取該印刷載體上的檢驗圖案，並轉變成數位型式；及一檢驗裝置，用以根據該影像輸入裝置所擷取的檢驗圖案內容，判斷該印刷載體上的印刷品質；及一移動平台，用以沿一方向移動該本體，以使該影像輸入裝置掃描該印刷載體；其中，該檢驗裝置依據該同步圖案的偵測結果，校正該檢驗圖案；且該檢驗裝置並依據該檢驗圖案內容，判斷該印刷載體上的印刷圖案位址；且其中，該同步圖案用來供該印刷品質檢驗裝置作同步控制；且該檢驗圖案包括一位址圖案，用來標示可供該印刷品質檢驗裝置辨認的位址資訊；及至少一組色標，用來標示可供該印刷品質檢驗裝置辨認的顏色資訊。
2. 如申請專利範圍第1項之印刷品質檢驗裝置，其中，該檢驗圖案為連續的檢驗圖案串。
3. 如申請專利範圍第1項之印刷品質檢驗裝置，其中，該顏色資訊為原色資訊之組合或單色資訊之組合。
4. 如申請專利範圍第3項之印刷品質檢驗裝置，其中該單色資訊為代表分色印刷時各次所印刷之顏色。
5. 一種印刷品質檢驗方法，包括以下步驟：以一光學偵測器偵測一印刷載體上的同步圖案，並輸出一同步信號；以一影像輸入裝置連續擷取該印刷載體上的檢驗圖案，並將該檢驗圖案作數位化處理，且依據該同步圖案的偵測結果，校正該檢驗圖案； 根據該數位化檢驗圖案判斷其所含的位址資訊；從該影像輸入裝置所擷取的數位化檢驗圖案，擷取其色標所含的顏色資訊，包括其各單色資訊；根據該顏色資訊所含的單色資訊，判斷該單色印刷品質是否在合格範圍；根據該顏色資訊所含的單色區域相對位置，判斷該單色印刷位置是否在合格範圍；及輸出一次檢驗結果，包括所得的位址資訊、印刷品質檢驗結果及印刷位置檢驗結果；其中，該同步圖案用來供該印刷品質檢驗裝置作同步控制；且該檢驗圖案包括一位址圖案，用來標示可供該印刷品質檢驗裝置辨認的位址資訊；及至少一組色標，用來標示可供該印刷品質檢驗裝置辨認的顏色資訊。
6. 如申請專利範圍第5項之印刷品質檢驗方法，其中，該印刷品質的合格判斷步驟包括將單色資訊與一預存的單色資訊比對，判斷其差異值，並將差異值在一門檻值以內的情形，判斷為合格之處理。
7. 如申請專利範圍第5項之印刷品質檢驗方法，其中，該印刷位置的合格判斷步驟包括將一單色的印刷位置與相鄰單色的印刷位置比較，計算其差值，並將差值在一門檻值以內的情形，判斷為合格之處理。
8. 如申請專利範圍第7項之印刷品質檢驗方法，其中，該單色的印刷位置的判斷步驟可包括：擷取一單色的印刷區域，判斷該單色印刷區域的邊緣線，以該邊緣線中，沿一方向的邊緣線成分作為其印刷位置之處理。
9. 如申請專利範圍第8項之印刷品質檢驗方法，其中，該單色的印刷位置的判斷步驟另包括：以該邊緣線中，沿該方向的相反方向的邊緣線成分，作為其印刷位置之處理。
10. 如申請專利範圍第5項之印刷品質檢驗方法，另包括連續啟動檢驗作業，以進行連續檢驗的步驟。