可變二維碼作為一種便捷、低成本、安全、廣泛的物聯(lián)網(wǎng)接入方式，恰好滿足了企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面的需求，被越來越多企業(yè)所青睞。與此同時(shí)，可變二維碼噴印技術(shù)正加速與裝備制造領(lǐng)域融合，在噴印方式上呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢(shì)，尤其是由常規(guī)離線噴印方式逐步衍生出卷筒紙凹印連線噴印（如圖1所示）、卷筒紙燙印連線噴印與卷筒紙模切連線噴印等諸多創(chuàng)新性噴印方式，噴印效率得到極大提升。
雖然可變二維碼噴印技術(shù)正在快速、多樣化發(fā)展，但可變二維碼噴印質(zhì)量卻缺少統(tǒng)一市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。這種不對(duì)稱現(xiàn)狀對(duì)可變二維碼噴印技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展帶來了潛在隱患，一定程度上限制了印刷包裝企業(yè)的技術(shù)革新與發(fā)展。因此，開展可變二維碼噴印技術(shù)研究，提升可變二維碼噴印質(zhì)量，帶動(dòng)行業(yè)信息化、數(shù)字化水平整體提升，這是擺在印刷包裝企業(yè)面前亟待解決的問題。
GB/T 23704-2017《二維條碼符號(hào)印制質(zhì)量的檢驗(yàn)》國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了二維碼噴印質(zhì)量等級(jí)檢測(cè)的專用方法，將二維碼質(zhì)量分成A（4）到F（0）五個(gè)等級(jí)，見表1。其等級(jí)高低由參考譯碼、符號(hào)反差、固有圖形污損、軸向不一致、網(wǎng)格不一致、調(diào)制比、未使用糾正7項(xiàng)指標(biāo)共同決定。
表1 數(shù)字等級(jí)和字母等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
為了解國內(nèi)可變二維碼噴印質(zhì)量現(xiàn)狀，筆者從多家大型印刷包裝企業(yè)處收集到近百余款具有代表性的可變二維碼噴印樣品進(jìn)行了測(cè)試，樣品質(zhì)量等級(jí)統(tǒng)計(jì)見表2。依次看這7項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)劣情況。其中，“軸向不一致”與“網(wǎng)格不一致”兩項(xiàng)指標(biāo)最為穩(wěn)定，4A樣品占比均為100%；“參考譯碼”與“未使用的糾錯(cuò)”兩項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，4A樣品占比均在90%以上；質(zhì)量等級(jí)較差的幾項(xiàng)指標(biāo)主要集中在“符號(hào)反差”“固有圖形污損”“調(diào)制比”，4A樣品占比大致只維持在50%左右。
表2 樣品質(zhì)量等級(jí)統(tǒng)計(jì)
另外，從綜合評(píng)價(jià)角度看，所有樣品7項(xiàng)指標(biāo)全部符合4A標(biāo)準(zhǔn)的樣品僅占15%。可以說，剩余85%樣品均存在不同的質(zhì)量問題，這也在一定程度上代表了當(dāng)前市場(chǎng)上可變二維碼產(chǎn)品真實(shí)情況。因此，如何提升可變二維碼噴印質(zhì)量等級(jí)，筆者認(rèn)為，分析和找出影響“符號(hào)反差”“固有圖形污損”“調(diào)制比”這3項(xiàng)指標(biāo)等級(jí)偏低的原因是關(guān)鍵。
符號(hào)反差（SC）是衡量符號(hào)中深淺兩種反射狀態(tài)的差異是否足夠明顯的參數(shù)。在符號(hào)的參考灰度圖像中測(cè)量檢測(cè)區(qū)內(nèi)的Rmax和Rmin。符號(hào)反差為參考灰度圖像中最高反射率和最低反射率值之差，即SC=Rmax-Rmin。其中，Rmax為最亮值，Rmin為最暗值。符號(hào)反差分級(jí)見表3。
表3 符號(hào)反差分級(jí)
根據(jù)行業(yè)一維條形碼印刷的經(jīng)驗(yàn)，二維碼符號(hào)反差的評(píng)價(jià)機(jī)理與一維條形碼基本一致，使用白卡紙作為承印材質(zhì)的樣品符號(hào)反差等級(jí)普遍高于使用轉(zhuǎn)移復(fù)合類承印材質(zhì)的符號(hào)反差等級(jí)，這一現(xiàn)象在上述檢測(cè)數(shù)據(jù)中得到印證，凡是符號(hào)反差達(dá)到4A標(biāo)準(zhǔn)的樣品均使用白卡紙，而符號(hào)反差達(dá)到3B級(jí)別的樣品基本為轉(zhuǎn)移復(fù)合類承印產(chǎn)品。
固有圖形污損是衡量尋像圖形、空白區(qū)、定位圖形、校正圖形以及其他固有圖形的污損情況是否嚴(yán)重影響參考譯碼算法對(duì)視場(chǎng)中探測(cè)和識(shí)讀符號(hào)能力的參數(shù)。這種污損是由于一個(gè)或多個(gè)模塊由深到淺或由淺到深的反轉(zhuǎn)造成的。這些需考慮的特殊圖形以及和各種等級(jí)閾值對(duì)應(yīng)的污損量大小，應(yīng)參考具體碼制規(guī)范的規(guī)定。
固有圖形污損的評(píng)價(jià)基于在參考灰度圖像中這類圖形（或圖形中的一部分）出現(xiàn)的模塊錯(cuò)誤（即模塊的顏色是否有反轉(zhuǎn)錯(cuò)誤）數(shù)。符號(hào)一般包含若干個(gè)此類明顯的圖形（如尋像圖形、定位圖形等）。
對(duì)每種圖形的評(píng)價(jià)應(yīng)分別進(jìn)行，其中最差的值用于分級(jí)。為準(zhǔn)確掌握影響該指標(biāo)因素，我們采集了所測(cè)樣品中固有圖形污損等級(jí)分別為4A（見圖2）與0F（見圖3）的樣品進(jìn)行對(duì)比分析。
圖2 固有圖形污損4A級(jí)別樣品
從圖3左可以看到，標(biāo)準(zhǔn)二維碼圖形設(shè)計(jì)為四周保留4個(gè)單位的空白區(qū)距離。顯然，此圖中紅色報(bào)警點(diǎn)示意此處空白區(qū)空間不足，被系統(tǒng)識(shí)別為污損狀態(tài)，因?yàn)槲蹞p點(diǎn)數(shù)量較多，等級(jí)判定為0F。
另外，從圖3右上可以明顯看到至少兩類缺陷，一是碼字邊緣有嚴(yán)重的墨跡拖尾現(xiàn)象，這些墨跡滲透到空白碼區(qū)域，被系統(tǒng)識(shí)別為污損狀態(tài)；二是二維碼中間有明顯的墨滴飛墨的情況，留在空白位置形成污損點(diǎn)，兩類缺陷綜合評(píng)價(jià)后導(dǎo)致圖形污損等級(jí)為0F。
通過統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致圖形污損等級(jí)偏低的二維碼樣品基本涵蓋這兩種情況，僅嚴(yán)重程度不同而已。
調(diào)制比（MOD）是反映深色模塊或淺色模塊反射率一致性的參數(shù)。印刷增量、相對(duì)于網(wǎng)格交叉點(diǎn)模塊位置的錯(cuò)誤擺放、印刷基底的光學(xué)特征以及印刷的不均勻度，都會(huì)降低模塊反射率與整體閾值之差的絕對(duì)值，即MOD=2[R-GT]/SC。其中，MOD為調(diào)制比，R為在一個(gè)碼子中最接近整體閾值的模塊的反射率，SC為符號(hào)反差。如果調(diào)制比不足，會(huì)增加錯(cuò)誤辨別深色或淺色模塊的可能性。調(diào)制比分級(jí)見表4。
表4 調(diào)制比分級(jí)
為準(zhǔn)確掌握影響該指標(biāo)的因素，我們采集所測(cè)樣品中調(diào)制比等級(jí)分別為4A（見圖4）與0F（見圖5）的樣品進(jìn)行對(duì)比分析。
圖4 調(diào)制比4A級(jí)別樣品
圖5 調(diào)制比0F級(jí)別樣品
在尋找調(diào)制比等級(jí)偏低的樣品時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響調(diào)制比等級(jí)的類型較影響圖形污損等級(jí)的類型多，上圖僅列舉兩種常見的情況，圖5左中的二維碼碼字墨層明顯偏重，墨跡擴(kuò)散到碼字周圍的空白區(qū)域，導(dǎo)致空白區(qū)的反射率均勻性受到嚴(yán)重影響。
相反，圖5右中的二維碼碼字墨層明顯偏虛，墨跡斷斷續(xù)續(xù)，黑白反差率同樣被嚴(yán)重破壞，最終導(dǎo)致調(diào)制比等級(jí)低。當(dāng)然，還有少數(shù)樣品表現(xiàn)為二維碼尺寸過小而版本過高所導(dǎo)致的碼字太密情況，以及二維碼噴印過程中出現(xiàn)糊版、拉線等問題，但上述兩類極端缺陷在所有調(diào)制比等級(jí)偏低類型中最具代表性。
盡管二維碼噴印缺陷在名稱上與印刷質(zhì)量缺陷的名稱相近，如墨滴飛墨、糊版、拉線等，但是由于原理不同，其缺陷形成原因也不盡相同。
為此，一方面對(duì)不同承印物、不同噴頭、不同墨水、不同規(guī)格尺寸的二維碼圖形以及不同打底白墨等諸多因素綜合分析與測(cè)試，發(fā)現(xiàn)打底白墨的表面張力可能影響二維碼等級(jí)；另一方面對(duì)噴頭高度進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)降低一定高度有利于改善噴印質(zhì)量。
另外，根據(jù)噴印機(jī)臺(tái)維護(hù)保養(yǎng)的周期要求，每噴印1瓶墨水應(yīng)對(duì)噴頭進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)操作，但實(shí)際操作中，機(jī)臺(tái)維護(hù)保養(yǎng)頻次遠(yuǎn)低于此，因此，超長周期的噴印也可能是導(dǎo)致噴印質(zhì)量降低的因素之一。
為形成一套有效解決方案，我們對(duì)控制要點(diǎn)進(jìn)行如下匯總。
為避免二維碼規(guī)格尺寸過大或過小，與二維碼版本號(hào)不匹配所導(dǎo)致的糊版、拖尾等問題，同時(shí)考慮包裝盒裝潢設(shè)計(jì)的美觀度，需對(duì)二維碼尺寸進(jìn)行優(yōu)化。
二維碼放置位置的選擇應(yīng)保證二維碼不易被污損，便于掃描、易于識(shí)讀，二維碼放置位置離包裝邊緣折痕線宜不小于3.0mm，見表5。
二維碼模塊寬度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求、采用的掃描技術(shù)以及符號(hào)生成技術(shù)來確定，二維碼及單一模塊高度尺寸應(yīng)與其寬度尺寸相一致，見表6。
表6 二維碼常見尺寸規(guī)格
噴印二維碼時(shí)，宜考慮采用噴墨點(diǎn)尺寸的整數(shù)倍來滿足模塊寬度與二維碼尺寸的要求，模塊寬度計(jì)算公式為X=n/R。
其中，X為模塊寬度，單位為毫米（mm）；R為噴印設(shè)備的分辨率，單位為點(diǎn)每毫米（d/mm）；n為每個(gè)二維碼模塊擬采用的噴墨點(diǎn)數(shù)（正整數(shù)）。
二維碼方向與所在盒體同面印刷圖文同向，盒型設(shè)計(jì)有特珠要求除外，見圖6。
圖6 二維碼方向示意圖
二維碼淺色模塊可選白色、黃色、紅色，深色模塊可選綠色、藍(lán)色、咖啡色、黑色。
(1)噴頭到紙面的高度應(yīng)小于0.5mm。
(2)噴印過程中如出現(xiàn)嚴(yán)重白線或多余墨點(diǎn)，應(yīng)檢查噴頭表面有無異物并進(jìn)行壓墨操作。
(3)卷筒紙噴印完成后應(yīng)馬上抬升噴頭，防止刮蹭噴頭。
(1)噴頭長時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)作避光防塵保護(hù)。
(2)設(shè)備保養(yǎng)時(shí)，應(yīng)對(duì)每個(gè)噴頭進(jìn)行噴印檢測(cè)，觀察噴頭的噴印效果并記錄存檔。
經(jīng)過對(duì)上述實(shí)施方案的執(zhí)行與測(cè)量，可變二維碼噴印質(zhì)量等級(jí)得到顯著提升。調(diào)整前后測(cè)試等級(jí)效果見圖7和圖8。
圖7 調(diào)整前測(cè)試等級(jí)效果
圖8 調(diào)整后測(cè)試等級(jí)效果
作為生產(chǎn)經(jīng)營管理一體化平臺(tái)內(nèi)的二維碼噴印包裝企業(yè)，今后將以數(shù)字化追溯和互通共享為方向，逐步完善符合行業(yè)數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略要求的二維碼噴印標(biāo)準(zhǔn)體系，著力提升企業(yè)可變二維碼噴印能力和應(yīng)用水平，推動(dòng)和支撐行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，全面提升企業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、物流、服務(wù)等方面的效率和水平，為印刷包裝業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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