JP2022058203A - Inclusion manufacturing method and manufacturing system - Google Patents
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Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
【課題】収容器1に形成されるパターン11の視認性を向上させる。
【解決手段】収容体7の製造方法は、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前に、収容器1を加熱する温度調整部405による温度調整工程を備える。または、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前に、収容器1を冷却する温度調整部405による温度調整工程を備える。
【選択図】図35
PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the visibility of a pattern 11 formed in a container 1.
SOLUTION: A method for manufacturing an accommodation body 7 includes a filling step A6 for filling an container 1 with an object to be contained 9, an information forming step for forming information such as numbers, characters, and images in the container 1, and a laser head. Before forming information such as numbers, characters, and images in the container 1 by the processed laser beam of 310, a temperature control step by a temperature control unit 405 for heating the container 1 is provided. Alternatively, the temperature adjusting unit 405 for cooling the container 1 is provided before forming information such as numbers, characters, and images in the container 1 by the processed laser beam of the laser head 310.
[Selection diagram] FIG. 35
Description
本発明は、収容体の製造方法及び製造システムに関する。 The present invention relates to a method and a manufacturing system for manufacturing an enclosure.
特許文献1(特開2011‐011819)には、表記事項をボトル2に直接熱加工による刻印印字または金型成型により刻印印字することによる表示で、ラベルを用いず、ペットボトルの構成をキャップとボトルとにすることが記載されている。
In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-011819), the notation is directly printed on the
本発明は、収容器に形成される情報の視認性を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the visibility of the information formed in the container.
本発明に係る収容体の製造方法は、収容器に被収容物を充填する充填工程と、収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する前または後に、収容器を加熱または冷却する温度調整工程を備える。 The method for manufacturing an container according to the present invention includes a filling step of filling the container with an object to be contained, an information forming step of forming information such as numbers, characters, and images in the container, and numbers, characters, in the container. A temperature control step of heating or cooling the container is provided before or after forming information such as an image.
本発明によれば、収容器に形成される情報の視認性が向上する。 According to the present invention, the visibility of the information formed in the container is improved.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate explanations may be omitted.
本発明の実施形態に係る基材は、パターンを構成する所定の形状が、少なくとも一部の領域に形成された基材である。基材は物体の素材部分を意味する。物体には、例えば収容器が挙げられる。また収容器には、PET等の樹脂を含んで構成され、飲料を収容するPETボトル等が挙げられる。但し、物体に特段の制限はなく、如何なる物であってもよい。収容器も、形状及び材質に制限はなく、如何なる形状の如何なる材質の収容器であってもよい。 The base material according to the embodiment of the present invention is a base material in which a predetermined shape constituting the pattern is formed in at least a part of the region. The base material means the material part of an object. The object may be, for example, a container. Further, the container includes a PET bottle containing a resin such as PET and accommodating a beverage. However, there are no particular restrictions on the object, and any object may be used. The container is not limited in shape and material, and may be an container of any shape and any material.
基材における「少なくとも一部の領域」には、基材の表面の領域が含まれる。基材の表面は、素材における外部の空気等に触れる面を意味する。実施形態では、基材の内部と対称になる用語として基材の表面という用語を用いるため、例えば板状の基材の場合には、基材の表側の面と裏側の面は何れも基材の表面に該当する。また筒状の基材の場合には、基材の外側の面と内側の面は何れも基材の表面に該当する。 "At least a part of the region" in the substrate includes an region on the surface of the substrate. The surface of the base material means a surface of the material that comes into contact with external air or the like. In the embodiment, the term "surface of the substrate" is used as a term symmetrical to the inside of the substrate. Therefore, for example, in the case of a plate-shaped substrate, both the front surface and the back surface of the substrate are the substrate. Corresponds to the surface of. Further, in the case of a cylindrical base material, both the outer surface and the inner surface of the base material correspond to the surface of the base material.
パターンは、文字や、バーコード等のコード、図形、画像等を含み、例えば、収容器、又は収容器に収容される飲料等の被収容物の、名称や識別番号、製造業者、製造日時等の被収容物に関する情報を表示するものである。 The pattern includes characters, codes such as barcodes, figures, images, etc., for example, the name and identification number, the manufacturer, the date and time of manufacture, etc. of the container or the contained object such as a beverage contained in the container. It displays information about the contents of the contents.
PETボトル等の収容器では、これらの情報が記録された記録媒体を収容器の表面に貼り付けることで、これらの情報を表示する場合があるが、実施形態では、収容器を構成する基材の表面に、これらの情報を示すパターンを形成することで、記録媒体を用いずにこれらの情報を表示する。 In a container such as a PET bottle, the information may be displayed by attaching a recording medium on which the information is recorded to the surface of the container, but in the embodiment, the base material constituting the container is used. By forming a pattern showing these information on the surface of the above, these information is displayed without using a recording medium.
図1は、本実施形態に係る基材に形成された所定の形状の一例を説明する図である。図1は、パターン11が表面に形成された収容器1を構成する基材1aの一部を示している。収容器1と被収容物は、収容体を構成する。収容器1は、一例として可視光に対して透過性を有するPET樹脂を素材とする基材1aにより構成されている。なお、可視光は、下界の波長が約360nmから約400nmで、上界の波長が約760nmから約1600nmの光である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a predetermined shape formed on the base material according to the present embodiment. FIG. 1 shows a part of the
パターン11は、「ラベルレス」という文字列を構成している。領域Aは、パターン11における文字「ス」の中の一部の領域である。斜視図Bは、パターン11の構成の詳細を説明するために、領域Aを拡大して模式的に示した図である。
The
斜視図Bに示すように、領域Aには複数のドット部110が含まれている。このドット部110は、基材の少なくとも一部の領域に形成され、パターンを構成する所定の形状の一例である。なお、所定の形状には、基材の表面に形成された形状と、基材の表面に形成された形状の表面下にある空隙部等の内部形状とが含まれる。
As shown in the perspective view B, the region A includes a plurality of
ドット部110は、視覚的な一例として白濁部であり、凹部111と、凸部112とを含んでいる。凹部111は、収容器1を構成する基材1aの表面に対して窪んだ部分であり、所定の凹部の一例である。凸部112は、収容器1を構成する基材1aの表面に対して突起した部分であり、所定の凸部の一例である。凸部112は、凹部111の囲むように凹部111の周囲に形成されている。
The
複数のドット部110は、収容器1を構成する基材1aに集合体として形成されることで、パターン11における「ラベルレス」という文字列を構成している。ここで、集合体とは、個々のものが集合してでき上がったものをいい、パターン11は、複数のドット部110の集合体により構成されている。
The plurality of
基材1aにおいて、複数のドット部110によりパターン11が形成されたパターン領域13は、第1の領域に対応する。また基材1aにおける第1の領域以外の非パターン領域12は、第2の領域に対応する。
In the
パターン領域13には複数のドット部110が形成されているため、収容器1に入射する光の反射方向や光拡散性が非パターン領域12とは異なる。これにより、パターン領域13と非パターン領域12では、収容器1に入射する光に対する光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なっている。光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なることで、収容器1を視る者は、収容器1に形成されたパターン11を視認することが可能になる。
Since the
また、複数のドット部110のそれぞれの全体幅(ドット幅)、及び複数のドット部110同士の間隔(ドット間隔)は、パターン11に対して小さい。これにより、収容器1を視る者は、ドット部110そのものについては視認せずに、パターン11の「ラベルレス」という文字を視認可能になる。
Further, the overall width (dot width) of each of the plurality of
ドット部110そのものが視認されないためのドットとドットの隙間は、収容器1を視る者の視力や、目と収容器1との間の距離等によって異なるが、100μm以下であることが好ましい。また、ドット幅に関しても小さいほど良いが、ドット部自体の形を判別ができなくなるサイズとして、100um程度より小さいことが好ましい。この点について、さらに詳しく説明する。
The gap between dots so that the
視力1.5程度の者(人)が、収容器1を30cm程度離して視た際には、一般に50μmの白黒の点(ドット)を識別可能である。白黒のコントラストが低いとこの限界値も大きくなるが、大方50μm程度である。但し、ドットの存在だけであれば30μmのドットでも視認でき、またコントラストが高いドットであれば10μmのドットでも視認できる場合もある。
When a person (person) with a visual acuity of about 1.5 looks at the
またドット部110が隣接して2つある場合には、2つのドット部110が視認できるかは人の目の分解能等によって決まる。なお、分解能とは、2点を分離した2点として認識できる最小距離をいう。
Further, when there are two
人の目の分解能は、視力にもよるが、一般に30cm離れたところで100μmである。30cmとは、飲料水等を収容したPETボトルを手に取って、PETボトルに表示されるラベル等の情報を視認する際の距離に対応する。つまり、軽くひじを曲げた状態でPETボトルを手に取ると、人の目とペットボトルの間隔は30cm程度となる。人の体格を考慮すると、この距離は30cm乃至50cm程度の範囲で変化する。分解能は、30cm離れたところで100μm、50cm離れたところで160μm程度である。 The resolution of the human eye depends on the visual acuity, but is generally 100 μm at a distance of 30 cm. 30 cm corresponds to the distance when a PET bottle containing drinking water or the like is picked up and information such as a label displayed on the PET bottle is visually recognized. That is, when the PET bottle is picked up with the elbow slightly bent, the distance between the human eye and the PET bottle is about 30 cm. Considering the physique of a person, this distance varies in the range of about 30 cm to 50 cm. The resolution is about 100 μm at a distance of 30 cm and about 160 μm at a distance of 50 cm.
また、別の指標では、解像度の境界として200dpi(dot per inch)を保証する場合には、隣接するドット間の隙間が130μm以下であれば、ドットが一つ一つ分解されずにひと固まりに視認される。 In another index, when guaranteeing 200 dpi (dot per inch) as the boundary of resolution, if the gap between adjacent dots is 130 μm or less, the dots are not decomposed one by one and are grouped together. It is visually recognized.
以上より、ドットとドットの隙間は、好ましくは160μm以下、より好ましくは100μm以下にすることで、ドット部110が一つ一つ分かれていると視認されずに連続体として視認され、パターン11の「ラベルレス」という文字等のパターンを視認可能になる。また、ドットの大きさも100μmより大きくなると、ドット自体の形状変化が視認される場合も生じてくる。そのため、ドットも好ましくは160μm以下、より好ましくは100μm以下にすることで、ドット内の形状変化があったとしても均一な模様としてドットを知覚可能になり、その集合体である文字等のパターンを粒状感のない均一なパターンとして視認可能になる。
From the above, by setting the gap between the dots to preferably 160 μm or less, more preferably 100 μm or less, the
ドット部110を形成するためには、レーザ加工、放電加工、エッチング加工、切削加工、又は金型を用いた成形加工等の様々な加工方法を適用できる。但し、これらのうちのレーザ加工法は、基材に対して非接触で加工でき、またレーザ光の走査や、光源のアレイ化、またパターン露光等により高速加工ができるため、好適である。
In order to form the
レーザ加工では、照射するレーザ光(レーザビーム)の光エネルギー、レーザビームのサイズ、照射時間等を調整することで、ドット部110の大きさ、形、深さ等を変化させることができる。また、レーザビームの断面強度分布は一般にガウシアン分布であるが、アレイ光源のレーザビームを組み合わせて強度分布を調整したり、照射光学系の設計により中央の強度分布が平らなトップハット状の強度分布を生成したりすることもできる。
In laser processing, the size, shape, depth, etc. of the
ドット部110における凹部111は、レーザ光の照射位置で基材1aの一部が溶融、焼失、気化又は変形することで形成される。凸部112は、凹部111から離散した基材1aの一部が焼失又は気化せずに凹部111の周囲に付着して固化することで形成される。主に熱エネルギーを利用した加工であるため、基材1aの素材には熱伝導率が比較的低い樹脂等が好適であるが、ガラス等の他の素材にも適用可能である。
The
また、熱伝導率を制御することで、ドット部110等の様々な所定の形状を形成することもできる。熱伝導率の制御には、例えば、基材1aそのものを熱伝導性の高いものにしたり、或いは熱伝導性の高い他の部材を基材1aに密着させて、レーザ光の照射による基材1aの発熱を急激に逃がしたりすること等が考えられる。熱伝導性の高い他の部材は、冷却液や金属等が挙げられる。
Further, by controlling the thermal conductivity, various predetermined shapes such as the
また、レーザ加工における溶融、蒸発、結晶化又は発泡等の現象は、照射領域内で不規則に発生するため、パターン領域13の表面が荒れて非パターン領域12と比較して表面粗さが大きくなりやすい。表面粗さが大きいことで、パターン領域13では、収容器1に入射する光に対する光拡散性が非パターン領域12に対して高くなる。その結果、パターン11のコントラストが上がり、視認性がより向上する。この点においてもレーザ加工の適用がより好適である。
Further, since phenomena such as melting, evaporation, crystallization or foaming in laser processing occur irregularly in the irradiation region, the surface of the
また、本実施形態では、凹部111と、凸部112の少なくとも一方を含む複数のドット部110の集合体でパターンを構成しているため、凹部111と凸部112の形状に沿って表面積が大きくなることで、塊としての溝や窪みでパターンを構成する場合と比較して、表面粗さが大きい領域がさらに大きくなる。また複数のドット部110の集合体でパターンを構成するため、複数のドット部110の形状に沿って表面積がさらに大きくなる。これにより、光拡散性がさらに高くなり、コントラストが上がることで、視認性がさらに向上する。
Further, in the present embodiment, since the pattern is composed of an aggregate of the
なお、斜視図Bで示した例では、ドット部110は正方格子状に規則的に配列して形成されているが、これに限定されるものではない。三角格子状やハニカム状に配列して形成されてもよいし、規則的に配列せずに配置間隔が相互に異なるようにして不規則に形成されてもよい。
In the example shown in the perspective view B, the
また「ラベルレス」という文字列を含むパターン11を例示したが、これに限定されるものではない。任意の文字列や、図形又は写真、バーコード又はQRコード等の記号又はコード、並びにこれらの組み合わせによってパターン11を構成することもできる。パターン11は、換言すると画像であり、ドット部110等の所定の形状により、画像を形成することができる。
Further, although the
<ドット部110の構成例>
図2は、本実施形態に係るドット部110の構成の一例を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のC-C矢視断面図である。図3は、本実施形態に係るドット部110の走査型電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)写真であり、(a)は上面方向から視た斜視図、(b)は(a)のD-D矢視断面方向から視た斜視図である。図3は、パターン領域13内の一部を拡大観察したSEM写真である。図3(a)では、複数のドット部110のうちの2つの全体が観察され、またY軸正方向側に2つのドット部110の一部が僅かに観察され、Y軸負方向側に2つのドット部110の一部が僅かに観察されている。また、ドット幅は約100um程度で形成されている。
<Structure example of
2A and 2B are views for explaining an example of the configuration of the
図2及び図3に示すように、ドット部110は、第2パターンの一例であり、凹部111と、凸部112とを含んで構成されている。凹部111は、第1の傾斜面1111(斜線ハッチング部分)と、底部1112(黒塗り潰し部分)とを含み、すり鉢状あるいは椀状の形状に形成されている。凹部幅Dcは凹部111の幅を表し、深さdpは、非パターン領域12の表面に対する底部1112の高さ(Z軸方向の長さ)を表している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、凸部112は、頂部1121(縦線ハッチング部分)と、第2の傾斜面1122(梨地ハッチング部分)とを含み、基体1aの表面から盛り上がった円環面状に形成されている。凸部112は、第2パターンの外縁の一部に形成される曲部の一例である。なお、円環面とは円周を回転して得られる回転面をいう。円環幅Drは、凸部112の円環面部分の半径方向の幅を表し、高さhは、非パターン領域12の表面に対する頂部1121の高さ(Z軸方向の長さ)を表している。ドット幅Wは、ドット部110全体の幅を表している。第1の傾斜面1111と第2の傾斜面1122は連続した面である。連続した面は、同じ材質で段差がなく繋がった面を意味する。
Further, the
また、図3に示すように、凹部111及び凸部112のそれぞれを構成する面には、不均一な形状の微小な凹凸部113が形成され、表面が荒れた点状の領域となっている。この凹凸部113は、所定の形状より小さい凹部及び凸部からなる凹凸部の一例である。凹凸部113はドット部110のドット幅Wより小さい幅の凹部と凸部からなり、典型的には1μm乃至10μm程度の幅の凹部と凸部からなる。また図3(a)に示すように、各ドット部110間の領域にも、ドット部110を加工した際の加工片が飛散しており、これらによっても面が荒れている。パターン領域13では、凹凸部113や加工片による表面の荒れにより、非パターン領域と比較して表面粗さが大きくなる。微小な凹凸部113の領域では、光に対し乱反射が起きるので、荒れていない領域とは視覚上異なって見える。すなわち、微小な凹凸部113の領域は、それ以外の周辺領域と光学的反射特性が異なっており、表面が荒れていない領域(周辺領域)よりも白く見え、微小な白色領域(白色点)、もしくは微小な白濁領域(白濁点)を形成する。
Further, as shown in FIG. 3, minute
ドット部110は、例えば、基材1aに対してレーザ光を照射し、基材1aの表面を変性させることで形成できる。1つのドット部110は、レーザ光を基材1a上の1点に集光させることで形成される。また、このレーザ光を2次元走査することで、複数のドット部110が形成される。或いは、アレイ化した複数のレーザ光源のそれぞれから射出された複数のレーザ光によっても形成できる。さらに各ドット部110の位置に対応した複数の光透過開口を有するマスク部材に、拡大したレーザ光を照射し、マスク部材の各光透過開口を透過した複数の透過レーザ光群のそれぞれにより、複数のドット部110を1回の露光で並行して形成することもできる。
The
レーザ光を照射するレーザ光源としては、各種のレーザ光源を使用可能である。ピコ秒からナノ秒等のパルス発振可能なものが好ましい。固体レーザとしては、YAGレーザ、チタンサファイアレーザ等がある。気体レーザとしては、アルゴンレーザ、ヘリウムネオンレーザ、炭酸ガスレーザ等がある。半導体レーザも小型で好ましい。また、増幅媒質に光ファイバーを使った固体レーザの一種であるファイバーレーザは、そのピークエネルギーの高さと小型化可能な面で最も適した光源である。 As the laser light source for irradiating the laser light, various laser light sources can be used. Those capable of pulse oscillation such as picoseconds to nanoseconds are preferable. Examples of the solid-state laser include a YAG laser and a titanium sapphire laser. Examples of the gas laser include an argon laser, a helium neon laser, and a carbon dioxide gas laser. Semiconductor lasers are also preferable because they are small in size. A fiber laser, which is a kind of solid-state laser using an optical fiber as an amplification medium, is the most suitable light source in terms of its high peak energy and miniaturization.
実施形態に係る収容器は、基材の表面もしくは裏面又は内部の少なくとも一方に、第1パターンが形成されたPET(Poly Ethylene Terephthalate)ボトル等の収容器である。この第1パターンは、文字やバーコード等のコード、図形等を含み、収容器、又は収容器に収容される飲料等の被収容物の、名称や識別番号、製造業者、販売業者、製造日時等の被収容物に関する情報を表示するものである。 The container according to the embodiment is a container such as a PET (Poly Ethylene Terephthalate) bottle in which the first pattern is formed on at least one of the front surface, the back surface, and the inside of the base material. This first pattern includes codes such as characters and barcodes, figures, etc., and includes the name, identification number, manufacturer, distributor, and date and time of manufacture of the container or the contained object such as a beverage contained in the container. It displays information about the contained items such as.
すなわち、第1パターンは、文字、記号、マーク、画像等の情報である。
第一パターンの文字は、アラビア数字、ローマ数字、漢数字、等の各種数字、かたかな、ひらがな、アルファベット26文字の大文字小文字、(abcd、ABCD)、漢字、ハングル文字、等であり、複雑な構造を有する記号や文字であっても表記可能である。それぞれの文字情報を表記する多種多様なフォント(ゴシック体、明朝体、Arial、Times New Roman、等)を使用して、多彩な情報の一体形成が可能となる。複数種類のフォントを混在させた情報の一体形成も可能である。また、重要なことは、これらの複雑な構造を有する文字表記を任意の大きさでかなり精密(任意の分解能、例えば、50dpi~600dpiの範囲で)に表記できることである。例えば、5mm×5mm大きさから、5cm×10cm等の大きさで任意の大きさの数字、文字、記号、漢字の情報を収容器に一体形成が可能である。複数種類の大きさの数字、文字、記号、漢字、そして画像(必要な場合)を混在させた情報を収容器に一体形成することも可能である。
That is, the first pattern is information such as characters, symbols, marks, and images.
The characters of the first pattern are various numbers such as Arabic numerals, Roman numerals, Chinese numerals, etc., hard kana, hiragana, upper and lower case of 26 alphabet characters, (abcd, ABCD), kanji, Korean characters, etc., which are complicated. Even symbols and characters with a similar structure can be written. By using a wide variety of fonts (Gothic, Mincho, Arial, Times New Roman, etc.) that describe each character information, it is possible to integrally form a variety of information. It is also possible to integrally form information by mixing multiple types of fonts. Also, it is important to be able to represent these complexly structured character notations in any size and fairly precisely (with any resolution, eg, in the range of 50 dpi to 600 dpi). For example, it is possible to integrally form information on numbers, characters, symbols, and Chinese characters of any size from a size of 5 mm × 5 mm to a size of 5 cm × 10 cm in the container. It is also possible to integrally form information in a container with a mixture of numbers, letters, symbols, Chinese characters, and images (if necessary) of multiple sizes.
文字や記号の間の間隔であるピッチも、固定ピッチ、可変ピッチ、及び、プロポーショナルピッチ、等を必要に応じて選択的に利用したり、異なるピッチを混在させたりして、文字や記号等の情報を効率的に収容器に一体形成することが可能である。さらに、文字や記号を表す線を太くした強調文字(ボールド文字)や強調記号(ボールド記号)で情報を形成することもでき多彩な情報表現が可能となる。また、マーク、図柄、模様、バーコード、QRコード等の画像も、例えば、5mm×5mm大きさから、5cm×10cm等、収容器の表面積内に収まる大きさの範囲で、画像情報を収容器に一体形成することが可能である。換言すると、視認可能な最小の大きさから収容器に表示可能な大きさの範囲内の任意の大きさで、画像情報を収容器に一体形成することが可能である。 As for the pitch, which is the space between letters and symbols, fixed pitch, variable pitch, proportional pitch, etc. can be selectively used as needed, or different pitches can be mixed to create letters, symbols, etc. Information can be efficiently integrally formed in the container. Furthermore, information can be formed by emphasized characters (bold characters) and emphasized symbols (bold symbols) with thickened lines representing characters and symbols, enabling a variety of information expressions. In addition, images such as marks, patterns, patterns, barcodes, and QR codes also contain image information within the range of the size that fits within the surface area of the container, such as 5 mm x 5 mm to 5 cm x 10 cm. It is possible to integrally form the surface area. In other words, it is possible to integrally form the image information in the container with any size within the range from the minimum visible size to the size that can be displayed on the container.
しかも、任意の分解能(例えば、50dpi~600dpi)で、精密に画像情報を収容器に一体形成することが可能である表記可能である。基材の表面もしくは裏面又は内部の少なくとも一方に、多種多様な情報である第1パターンが形成されたPET(Poly Ethylene Terephthalate)ボトル等の収容器は、視覚的訴求力を高めることができる。また基材とは、樹脂やガラス等の収容器を構成する部分をいう。 Moreover, it is possible to express that the image information can be precisely integrally formed in the container with an arbitrary resolution (for example, 50 dpi to 600 dpi). A container such as a PET (Poly Ethylene Terephthalate) bottle in which a first pattern, which is a wide variety of information, is formed on at least one of the front surface, the back surface, and the inside of the base material can enhance the visual appeal. Further, the base material means a part constituting a container such as resin or glass.
すなわち、実施形態に係る収容器は、基材の表面もしくは裏面又は内部の少なくとも一方に、第1パターンが形成されたPET(Poly Ethylene Terephthalate)ボトル等の収容器であって、第1パターンは、収容器の材質や収容器のリサイクル特性に関する情報、収容器に収容される飲料等の被収容物の名称(お茶、水、コーヒー、炭酸水、等)、被収容物の原材料情報(国産緑茶、等、)、被収容物の成分表示、製造業者名、販売業者名、お客様センター等のコンタクト先の住所、電話番号、インターネットでのアクセス情報(url情報)、商品名、商品のトレードマーク、製造日時、賞味期限、等の被収容物に関する情報をアラビア数字、アルファベット文字、ひらがな文字、カタカナ文字、等の表音文字、または、漢字等の表意文字、そして、バーコードやQRコード等のデジタルマーク、収容器1やキャップのリサイクルマークのような所定形状のマークを用いて、任意の大きさで、収容器に一体的に形成することにより、表示するものである。
That is, the container according to the embodiment is a container such as a PET (Poly Ethylene Terraphthate) bottle in which the first pattern is formed on at least one of the front surface, the back surface, and the inside of the base material, and the first pattern is Information on the material of the container and the recycling characteristics of the container, the names of the contained items such as beverages contained in the container (tea, water, coffee, carbonated water, etc.), and the raw material information of the contained items (domestic green tea, Etc.), Ingredient display, manufacturer name, distributor name, contact address such as customer center, telephone number, access information (url information) on the Internet, product name, product trademark, manufacturing Information on the items to be contained such as date and time, expiration date, etc. , A mark having a predetermined shape such as a recycle mark of the
また、顧客にアピールしたい情報を表記する数字、文字、記号等の太さを太くするする強調表示(ボールド)も第一パターンとして収容器に一体的に形成することができる。 In addition, a highlight (bold) that thickens the thickness of numbers, letters, symbols, etc. that indicate information that is desired to appeal to customers can be integrally formed in the container as the first pattern.
実施形態では、収容器に形成さあれた第1パターンを第1パターンとは異なる第2パターン(収容体に形成された微小なパターン)の集合体として収容器に構成する。ここで集合体とは、複数の要素が集まったものをいう。換言すれば、実施形態では、微小な構成の集合により構成された画像を収容器に構成している。 In the embodiment, the first pattern formed in the container is configured in the container as an aggregate of a second pattern (a minute pattern formed in the container) different from the first pattern. Here, an aggregate means a collection of a plurality of elements. In other words, in the embodiment, an image composed of a set of minute configurations is configured in the container.
例えば、第1パターンの一例としての線の図形を、この線よりさらに細い複数の線により構成したり、或いは、線の太さに対して直径が小さい複数の点等により構成したりする。この細い線や小さい点の1つ1つはそれぞれ第2パターンの一例である(図16参照)。換言すると、第1パターンより細かいパターンである第2パターンの集合体を埋め込んで第1パターンを構成する。すなわち、少なくとも一部に曲部を含む微小な領域の集合により所定の画像を基体に一体的に形成している。 For example, the figure of a line as an example of the first pattern may be composed of a plurality of lines thinner than this line, or may be composed of a plurality of points having a diameter smaller than the thickness of the line. Each of these thin lines and small dots is an example of the second pattern (see FIG. 16). In other words, an aggregate of the second pattern, which is a finer pattern than the first pattern, is embedded to form the first pattern. That is, a predetermined image is integrally formed on the substrate by a set of minute regions including at least a part of the curved portion.
第2パターンの集合体により構成される第1パターンによって、収容器の周辺の光(以下では周辺光という)の第1パターンによる光拡散性が高くなり、第1パターンのコントラストが向上する。そして、第1パターンが微細な線や文字、画像、図形等を含む情報量の多いパターンであっても、第1パターンを高いコントラストで良好に視認可能にする。 The first pattern composed of the aggregate of the second pattern enhances the light diffusivity of the light around the container (hereinafter referred to as ambient light) by the first pattern, and improves the contrast of the first pattern. Further, even if the first pattern is a pattern having a large amount of information including fine lines, characters, images, figures, etc., the first pattern can be satisfactorily visually recognized with high contrast.
図4は、実施形態に係るパターンの説明図である。図4に示すように、微小なパターンである第2パターンを一部重ね連続、あるいは、非連続に形成して、第1パターンを形成してもよい。具体的には、図4(a)に示すように、第2パターンの一例であるドット110を重畳したり、図4(b)に示すように、主副レーザ走査方向どちらにもドット110を重畳したり、図4(c)に示すように、ドット110の重畳率を部分的に高めて小判状としたものを配列したりして、第1パターンを形成する。このような形態にすることで、個々の第2パターンの光拡散度合が小さくても、その集合数が多くために、構成されるパターン1の光拡散性がより高まるので、さらに、高いコントラストで良好に視認可能になる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a pattern according to an embodiment. As shown in FIG. 4, the second pattern, which is a minute pattern, may be partially overlapped and continuously or discontinuously formed to form the first pattern. Specifically, as shown in FIG. 4A,
図4(d)は、実際に透明基盤に形成したパターンを示す。形成条件の一例として、外径約40umの第2パターンの円形パターンを、外径サイズの40umと同じか、それ以上のピッチでもって連続形成した。このように第2パターンを重ねて形成することで、ライン上の淵は直線にはならず、非重なり部の一部を切り取った円弧が連続して成した縁取りがなされる。この状態は、直線状態よりも光拡散性能もより高まるので、光拡散性がより高まり、高いコントラストで良好に視認可能になる。 FIG. 4D shows a pattern actually formed on the transparent substrate. As an example of the forming conditions, a circular pattern of the second pattern having an outer diameter of about 40 um was continuously formed with a pitch equal to or larger than that of the outer diameter size of 40 um. By forming the second pattern on top of each other in this way, the edge on the line does not become a straight line, and a border is formed in which arcs obtained by cutting out a part of the non-overlapping portion are continuously formed. In this state, the light diffusing performance is higher than that in the linear state, so that the light diffusing property is further improved and the light diffusing property becomes more visible with high contrast.
なお、本実施形態はレーザ光を局所的に照射することにより、照射されたごく微細な領域の、形態変化を利用してパターンを形成することが特徴である。したがって、形態変化の在り様を限定しているわけではない。例えば、局所的にレーザ光を照射すると、その熱効果により基材内でガス泡が発生し、ガス化して蒸発した気泡が基材の表面層近傍に封じ込められて、結果的に白っぽく隆起するなども第1パターンとなる。また、レーザエネルギーが吸収され、その熱効果により分子密度が上がり凝縮されることにより、第1パターンが形成されることもある。また、顔料等が基材に含有されている場合、レーザ照射によって分子構造の変化や、結晶中の水和量の変化によるなどして、成分組成の化学変化により、顔料の濃度増加等によって、発色するのも、第1パターンに含まれる。以上いずれの第1パターンの形成には、局所的なエネルギーを照射することで形成できる。つまり、パルス駆動による加工が望ましく、フェムト秒、ナノ秒、ピコ秒いずれのパルスレーザを用いることで形成できる。 The present embodiment is characterized in that by locally irradiating the laser beam, a pattern is formed by utilizing the morphological change of the irradiated very fine region. Therefore, it does not limit the state of morphological change. For example, when a laser beam is locally irradiated, gas bubbles are generated in the base material due to the heat effect, and the gasified and evaporated bubbles are confined in the vicinity of the surface layer of the base material, resulting in a whitish ridge. Is also the first pattern. Further, the laser energy is absorbed, and the molecular density is increased and condensed by the thermal effect thereof, so that the first pattern may be formed. In addition, when a pigment or the like is contained in the substrate, the concentration of the pigment may increase due to a chemical change in the component composition due to a change in the molecular structure due to laser irradiation or a change in the amount of hydration in the crystal. Color development is also included in the first pattern. Any of the first patterns can be formed by irradiating with local energy. That is, processing by pulse drive is desirable, and it can be formed by using a pulse laser of femtosecond, nanosecond, or picosecond.
また、本実施形態により第1パターンを形成する対象としては透明基盤に施すことで、光を透過するか散乱させて第2パターンとして高いコントラストを得ることで知覚させることが大きな効果を得られるが、必ずしも透明基盤に限定されることはない。第1パターン、第2パターンを形成する対象は、着色した基盤でも、光透過率の低い基盤であってもよく、第1パターンによる散乱効果によって、第1パターンを形成されていない箇所とのコントラストが得られて、文字や、バーコード等の表示を見やすくできる。 Further, by applying the first pattern to the transparent substrate according to the present embodiment, it is possible to obtain a high contrast by transmitting or scattering light to obtain a high contrast as the second pattern, which has a great effect. , Not necessarily limited to transparent substrates. The target for forming the first pattern and the second pattern may be a colored substrate or a substrate having a low light transmittance, and the contrast with the portion where the first pattern is not formed due to the scattering effect of the first pattern. Is obtained, and the display of characters, barcodes, etc. can be made easy to see.
[第1実施形態]
<製造装置100の構成例>
図を用いて、第1実施形態に係る収容器1の製造装置100(光マーキング装置)の構成について説明する。図5(a)は製造装置(光マーキング装置)100の構成の一例を示す図である。製造装置(光マーキング装置)100は、収容器を構成する基材の性状を変化させることで、基材の表面又は内部の少なくとも一方に、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを収容器1に一体的に形成するための装置である。ここで基材の性状とは、基材の性質又は状態をいう。製造装置100は、パターン形成装置、情報形成装置、およびレーザ加工装置の一例である。
[First Embodiment]
<Structure example of
The configuration of the manufacturing apparatus 100 (optical marking apparatus) of the
図5(a)に示すように、製造装置(光マーキング装置)100は、レーザ照射部2と、被加工物を回収させる回転機構3と、保持部31と、移動機構4と、集塵部5と、制御部6とを備えている。製造装置100は、円筒状の容器である収容器1を、保持部31を介して収容器1の円筒軸10回りに回転可能に保持する。そして、レーザ照射部2から収容器1にレーザ光を照射して、収容器1を構成する基材の性状を変化させることで、収容器1の表面に第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成する。ここで、円筒軸10は「所定の軸」の一例である。なお、以下では、説明を簡略化するため、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを、適宜第1パターンという場合がある。
As shown in FIG. 5A, the manufacturing apparatus (optical marking apparatus) 100 includes a
照射部の一例としてのレーザ照射部2は、レーザ光源から射出されるレーザ光を図5(a)のY方向に走査し、正のZ方向に配置されている収容器1に向けて、レーザビームの一例としての加工レーザビーム20を照射する。なお、このレーザ照射部2については、図5(b)を用いて詳述する。
The
回転部の一例としての回転機構3は、保持部31を介して収容器1を保持している。保持部31は回転機構3の備える駆動部としてのモータ(図示を省略)のモータ軸に接続されるカップリング部材であり、一端を収容器1の口部に挿し込んで収容器1を保持する。モータ軸の回転により、保持部31を回転させることで、保持部31に保持された収容器1を円筒軸10回りに回転させる。
The
移動部の一例としての移動機構4は、テーブルを備える直動ステージであり、移動機構4のテーブル上には回転機構3が載置されている。移動機構4は、テーブルをY方向に進退させることで、回転機構3、保持部31及び収容器1を一体にしてY方向に進退させる。
The moving
集塵部5は、収容器1における加工レーザビーム20が照射される部分の近傍に配置されたエアー吸引装置である。加工レーザビーム20の照射により第1パターンを形成する際に生じるプルームや粉塵をエアーの吸引により収集することで、プルームや粉塵による製造装置100、収容器1及び周辺の汚れを防止する。
The
制御部6は、レーザ光源21、走査部23、回転機構3、移動機構4及び集塵部5のそれぞれにケーブル等を介して電気的に接続されており、制御信号を出力することでそれぞれの動作を制御する。
The
製造装置100は、制御部6による制御下で、回転機構3により収容器1を回転させながら、Y方向に走査される加工レーザビーム20をレーザ照射部2により収容器1に照射する。そして、収容器1における基材の表面もしくは裏面又は内部の少なくとも一方に第1パターンを2次元的に形成する。
Under the control of the
ここで、レーザ照射部2による加工レーザビーム20のY方向への走査領域は、範囲が制限される場合がある。そのため、走査領域より広い範囲に第1パターンを形成する場合には、製造装置100は移動機構4で収容器1をY方向に移動させることで、収容器1における加工レーザビーム20の照射位置をY方向にずらす。その後、再び回転機構3により収容器1を回転させながら、レーザ照射部2で加工レーザビーム20をY方向に走査することで、収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方に第1パターンを形成する。これにより、収容器1のより広い領域(ボトルの口部から底部にいたる任意の領域)に第1パターンを形成できる。
Here, the scanning region of the processed
<レーザ照射部2の構成例>
次に、レーザ照射部2の構成について説明する。図5(b)は、レーザ照射部2の構成の一例を示す図である。図5(b)に示すように、レーザ照射部2は、レーザ光源21と、ビームエキスパンダ22と、走査部23と、走査レンズ24と、同期検知部25とを備えている。
<Constituent example of
Next, the configuration of the
レーザ光源21は例えばレーザ光を射出するパルスレーザである。レーザ光源21は、レーザ光が照射された収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方の性状を変化させるために好適な出力(光強度)のレーザ光を射出する。
The
レーザ光源21は、レーザ光の射出のオン又はオフの制御、射出周波数の制御、及び光強度制御等が可能になっている。レーザ光源21の一例として、波長が532nmで、レーザ光のパルス幅が16ピコ秒、平均出力4.9Wのレーザ光源を用いることができる。収容器1における基材の性状を変化させる領域でのレーザ光の直径は1μm以上で200μm以下であることが好ましい。
The
また、レーザ光源21は、1つのレーザ光源で構成されてもよいし、複数のレーザ光源で構成されてもよい。複数のレーザ光源を用いる場合、レーザ光源毎にオン又はオフの制御、射出周波数の制御及び光強度制御等を独立に行えるようにしてもよいし、共通にしても良い。
Further, the
レーザ光源21から射出された平行光のレーザ光は、ビームエキスパンダ22により直径が拡大され、走査部23に入射する。
The diameter of the parallel light laser beam emitted from the
走査部23は、モータ等の駆動部により反射角度を変化させる走査ミラーを備えている。走査ミラーによる反射角度を変化させることで、入射するレーザ光をY方向に走査する。この走査ミラーには、ガルバノミラーやポリゴンミラー、MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー等を用いることができる。
The
なお、実施形態では走査部23がレーザ光をY方向に1次元走査する例を示すが、これに限定されるものではない。走査部23は、直交する2方向に反射角度を変化させる走査ミラーを用いてレーザ光をXY方向に2次元走査してもよい。
In the embodiment, an example in which the
但し、円筒状の収容器1の表面にレーザ光を照射する場合は、XY方向に2次元走査すると、X方向への走査に応じて収容器1の表面上でのビームスポット径が変化するため、このような場合は1次元走査のほうが好ましい。
However, when irradiating the surface of the
走査部23により走査されるレーザ光は、加工レーザビーム20として収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方に照射される。
The laser beam scanned by the
走査レンズ24は、走査部23により走査される加工レーザビーム20の走査速度を一定にするとともに、収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方の所定位置に、加工レーザビーム20を収束させるfθレンズである。収容器1における基材の性状を変化させる領域で、加工レーザビーム20のビームスポット径が最小になるように走査レンズ24と収容器1が配置されることが好ましい。なお、走査レンズ24は複数のレンズの組み合わせにより構成されてもよい。
The
同期検知部25は、加工レーザビーム20の走査と回転機構3による収容器1の回転とを同期させるために用いられる同期検知信号を出力する。同期検知部25は、受光した光強度に応じた電気信号を出力するフォトダイオードを備え、フォトダイオードによる電気信号を同期検知信号として制御部6に出力する。
The
図5(b)では、加工レーザビームを走査する例を示したが、加工レーザビームを例えば印字幅の範囲に多数設けて加工レーザビームアレイとし、収容器1を回転させることで、収容器1上を多数のレーザビームで1方向に走査する構成とすることも可能である。図6はその一例を示す図であり、収容器1に並列の複数のレーザビームからなる加工レーザビームアレイを示している。
In FIG. 5B, an example of scanning the processed laser beam is shown. However, by providing a large number of processed laser beams in the range of the print width, for example, to form a processed laser beam array, and rotating the
<制御部6のハードウェア構成例>
次に、製造装置100の備える制御部6のハードウェア構成について説明する。図7は、制御部6のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御部6はコンピュータにより構築されている。
<Hardware configuration example of
Next, the hardware configuration of the
図7に示すように、制御部6は、CPU(Central Processing Unit)501と、ROM(Read Only Memory)502と、RAM(Random Access Memory)503と、HD(Hard Disk)504と、HDD(Hard Disk Drive)コントローラ505と、ディスプレイ506とを備えている。また制御部6は、外部機器接続I/F(Interface)508と、ネットワークI/F509と、データバス510と、キーボード511と、ポインティングデバイス512と、DVD-RW(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ514と、メディアI/F516とを備えている。
As shown in FIG. 7, the
これらのうち、CPU501はプロセッサであり、制御部6全体の動作を制御する。ROM502は、IPL(Initial Program Loader)等のCPU501の駆動に用いられるプログラムを記憶するメモリである。
Of these, the
RAM503は、CPU501のワークエリアとして使用されるメモリである。HD504は、プログラム等の各種データを記憶するメモリである。第一パターンとして収容器に一体的に形成されるアラビア数字、ローマ数字、漢数字、等の各種数字、かたかな、ひらがな、アルファベット26文字の大文字小文字、(abcd、ABCD)、漢字、ハングル文字、記号、複雑な構造を有する文字で表記可能なそれぞれの文字情報を表記する多種多様なフォント(ゴシック体、明朝体、Arial、Times New Roman、等)に関するデジタルデータは、このHD504に記憶されている。HDDコントローラ505は、CPU501の制御に従ってHD504に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。
The
ディスプレイ506は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字又は画像等の各種情報を表示する。外部機器接続I/F508は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、レーザ光源21、走査部23、同期検知部25、回転機構3、移動機構4及び集塵部5等である。但し、他にUSB(Universal Serial Bus)メモリやプリンタ等を接続することもできる。
The
ネットワークI/F509は、通信ネットワーク手段を利用してデータ通信をするためのインターフェースである。WiFi等の無線LANや、イーサネットケーブルによる有線LAN等の通信ネットワークのインターフェースであってもよい。このネットワークI/F509や通信ネットワーク手段を利用して、収容器等の被加工材料の材質データ、収容器の材質等の材料に応じた加工パラメータ情報、収容器等に一体的に形成される各種文字や記号等のフォントデータが、外部から制御部6に入力されることができる。バスライン510は、図7に示されているCPU501等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。
The network I /
キーボード511は、文字、数値、各種指示等を入力するための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス512は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動等を行う入力手段の一種である。
The
DVD-RWドライブ514は、着脱可能な記録媒体の一例としてのDVD-RW513に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。なお、DVD-RWに限らず、DVD-R等であってもよい。メディアI/F516は、フラッシュメモリ等の記録メディア515に対するデータの読み出し又は書き込み(記憶)を制御する。
The DVD-
<制御部6の機能構成例>
次に、制御部6の機能構成について説明する。図8は制御部6の機能構成の一例を示すブロック図である。
<Example of functional configuration of
Next, the functional configuration of the
図8に示すように、制御部6は、第1パターンデータ入力部61と、第2パターンパラメータ指定部62と、格納部63と、加工データ生成部64と、レーザ照射制御部65と、レーザ走査制御部66と、収容器回転制御部67と、収容器移動制御部68と、集塵制御部69とを備えている。被加工材料の材料データには、樹脂等の材料に応じた加工パラメータ情報を格納している。
As shown in FIG. 8, the
これらのうち、第1パターンデータ入力部61、第2パターンパラメータ指定部62、加工データ生成部64、レーザ照射制御部65、レーザ走査制御部66、収容器回転制御部67、収容器移動制御部68及び集塵制御部69のそれぞれの機能は、何れも図7のCPU501が所定のプログラムを実行し、外部機器接続I/F508を介して制御信号を出力すること等により実現される。但し、制御部6のハードウェア構成にASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の電子回路又は電気回路を追加し、上記の各構成部の機能の一部又は全部を電子回路又は電気回路で実現してもよい。格納部63の機能は、HD504等により実現される。
Of these, the first pattern
第1パターンデータ入力部61は、収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方に形成する第1パターンのパターンデータをPC(Personal Computer)やスキャナ等の外部装置から入力する。第1パターンのパターンデータは、バーコード、QRコード等のコードや文字、図形、写真等のパターンを示す情報と、第1パターンの種類を示す情報とを含む電子データである。
The first pattern
但し、パターンデータは、外部装置から入力されるものに限定はされない。製造装置100のユーザが制御部6のキーボード511やポインティングデバイス512を用いて生成した第1パターンのパターンデータを入力することもできる。
However, the pattern data is not limited to the one input from the external device. The user of the
第1パターンデータ入力部61は、入力した第1パターンのパターンデータを加工データ生成部64及び第2パターンパラメータ指定部62のそれぞれに出力する。
The first pattern
第2パターンパラメータ指定部62は、第2パターンを形成するための加工パラメータを指定する。上述したように第2パターンは、第1パターンより小さい長さもしくは小さい幅、または第一パターンより小さい長さと小さい幅を有する線又は点等であり、第1パターンのコントラストを上げ、視認性を向上させるように作用するものである。
The second pattern
第2パターンの加工パラメータは、第2パターンとしての線の種類や長さ、太さ、加工深さ、或いは線の集合体における隣接する線同士の間隔又は配置、密度等を指定する情報である。或いは第2パターンとしての点の種類、大きさ、加工深さ、或いは点の集合体における隣接する点同士の間隔又は配置、密度等を指定する情報である。 The machining parameter of the second pattern is information that specifies the type, length, thickness, machining depth, or spacing or arrangement of adjacent lines in an aggregate of lines, density, etc. as the second pattern. .. Alternatively, it is information that specifies the type, size, processing depth, or the spacing or arrangement of adjacent points in the aggregate of points, the density, and the like as the second pattern.
線の種類は直線や曲線等を示す情報である。点の種類は、円や楕円、矩形、菱形等の点の形状を示す情報である。第2パターンの集合体において、第2パターンは周期性を有するように構成されてもよいし、非周期に構成されてもよい。但し、周期性を有するように構成すると、パラメータの指定をより簡略化できるため好適である。 The type of line is information indicating a straight line, a curve, or the like. The type of point is information indicating the shape of a point such as a circle, an ellipse, a rectangle, or a rhombus. In the aggregate of the second pattern, the second pattern may be configured to have periodicity or may be configured to be aperiodic. However, if it is configured to have periodicity, it is preferable because the parameter specification can be further simplified.
文字、コード、図形又は写真等の第1パターンの種類に対応して、視認性を向上させるために適した第2パターンの加工パラメータは、予め実験やシミュレーションにより定められている。格納部63は、このような第1パターンの種類と加工パラメータとの対応関係を示すテーブルを格納する。第1パターンの外枠は加工しても加工しなくてもよい。加工すれば、輪郭が明確になる。加工しない場合は描画効率が向上する。
The processing parameters of the second pattern, which are suitable for improving the visibility corresponding to the type of the first pattern such as characters, codes, figures, and photographs, are determined in advance by experiments and simulations. The
第2パターンパラメータ指定部62は、第1パターンデータ入力部61から入力した第1パターンの種類を示す情報に基づき、格納部63を参照して第2パターンの加工パラメータを取得して指定することができる。
The second pattern
但し、第2パターンパラメータ指定部62による指定方法は上述したものに限定されるものではない。第2パターンパラメータ指定部62は、制御部6のキーボード511やポインティングデバイス512を介してユーザの指示を受け付け、この指示に基づき格納部63を参照して第2パターンの加工パラメータを取得してもよい。
However, the designation method by the second pattern
また、第2パターンパラメータ指定部62は、製造装置100のユーザが制御部6のキーボード511やポインティングデバイス512を用いて生成した第2パターンの加工パラメータを取得してもよい。
Further, the second pattern
加工データ生成部64は、第1パターンのパターンデータと、第2パターンの加工パラメータとに基づいて、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成するための加工データを生成する。
The machining
加工データは、回転機構3が収容器1を回転させるための回転条件データと、レーザ照射部2が加工レーザビーム20を走査するための走査条件データと、レーザ照射部2が収容器1の回転に同期して加工レーザビーム20を照射するための照射条件データとを含む。また、移動機構4が収容器1をY方向に移動させるための移動条件データと、集塵部5が集塵動作を行うための集塵条件データとを含む。
The processing data includes rotation condition data for the
加工データ生成部64は、レーザ照射制御部65、レーザ走査制御部66、収容器回転制御部67、収容器移動制御部68及び集塵制御部69のそれぞれに対し、生成した加工データを出力する。
The processing
レーザ照射制御部65は、光強度制御部651と、パルス制御部652とを備え、照射条件データに基づき、レーザ光源21による収容器1への加工レーザビーム20の照射を制御する。またレーザ照射制御部65は、同期検知部25からの同期検知信号に基づき、回転機構3による収容器1の回転に同期して加工レーザビーム20を収容器1への照射タイミングを制御する。なお、同期検知信号を用いた照射タイミング制御には、特開2008-073894号公報等の公知技術を適用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。
The laser
レーザ光源21が複数のレーザ光源で構成される場合は、レーザ照射制御部65は複数のレーザ光源毎に独立して上記の制御を行う。
When the
光強度制御部651は加工レーザビーム20の光強度を制御し、パルス制御部652は加工レーザビーム20のパルス幅及び照射タイミングを制御する。
The light
レーザ走査制御部66は、走査条件データに基づき、走査部23による加工レーザビーム20の走査を制御する。具体的には走査ミラーの駆動のオン又はオフの制御、駆動周波数の制御等を行う。
The laser
収容器回転制御部67は、回転条件データに基づき、回転機構3による収容器1の回転駆動のオン又はオフ、回転角度、回転方向及び回転速度等を制御する。なお、収容器回転制御部67は、収容器1を所定の回転方向に連続して回転させてもよいし、回転方向を切り替えながら±90度等の所定の角度範囲内で収容器1を往復回動(搖動)させてもよい。
The accommodator
収容器移動制御部68は、移動条件データに基づき、移動機構4による収容器1の移動駆動のオン又はオフ、移動方向、移動量及び移動速度等を制御する。
The accommodator
集塵制御部69は、集塵条件データに基づき、集塵部5による集塵のオン又はオフの制御、吸引するエアー流量又は流速等を制御する。なお、集塵部5を移動させるための機構部を設け、加工レーザビーム20が照射される位置の近傍に集塵部5が配置されるように、機構部による集塵部5の移動を制御してもよい。
The dust
<製造装置100による製造方法例>
次に、製造装置100による製造方法について説明する。図9は、製造装置100による製造方法の一例を示すフローチャートである。
<Example of manufacturing method using the
Next, a manufacturing method using the
まず、ステップS51において、第1パターンデータ入力部61は、第1パターンのパターンデータをPCやスキャナ等の外部装置から入力する。第1パターンデータ入力部61は、入力した第1パターンのパターンデータを加工データ生成部64及び第2パターンパラメータ指定部62のそれぞれに出力する。
First, in step S51, the first pattern
続いて、ステップS52において、第2パターンパラメータ指定部62は、第2パターンを形成するための加工パラメータを指定する。第2パターンパラメータ指定部62は、第1パターンデータ入力部61から入力した第1パターンの種類を示す情報に基づき、格納部63を参照して第2パターンの加工パラメータを取得して指定する。
Subsequently, in step S52, the second pattern
なお、ステップS51とステップS52の動作は適宜順序を入れ替えてもよく、またこれらのステップが並行して実行されてもよい。 The operations of steps S51 and S52 may be rearranged as appropriate, or these steps may be executed in parallel.
続いて、ステップS53において、加工データ生成部64は、第1パターンのパターンデータと、第2パターンの加工パラメータとに基づいて、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成するための加工データを生成する。そして、レーザ照射制御部65、レーザ走査制御部66、収容器回転制御部67、収容器移動制御部68及び集塵制御部69のそれぞれに対して、生成した加工データを出力する。
Subsequently, in step S53, the machining
続いて、ステップS54において、レーザ走査制御部66は、走査条件データに基づき、走査部23に加工レーザビーム20のY方向への走査を開始させる。実施形態では、この走査開始に応答して、走査部23は加工レーザビーム20のY方向への走査を停止の指示が出るまで継続して行う。
Subsequently, in step S54, the laser
続いて、ステップS55において、収容器回転制御部67は、回転条件データに基づき、回転機構3に収容器1の回転駆動を開始させる。実施形態では、この回転駆動開始に応答して、回転機構3は収容器1の回転を停止の指示が出るまで継続して行う。
Subsequently, in step S55, the accommodator
続いて、ステップS56において、収容器移動制御部68は、移動条件データに基づき、収容器1の所定の位置に加工レーザビーム20が照射されるように、移動機構4により収容器1をY方向の初期位置に移動させる。収容器1の初期位置までの移動が完了後に、収容器移動制御部68は移動機構4を停止させる。
Subsequently, in step S56, the container
なお、ステップS54~ステップS56の動作は適宜順序を入れ替えてもよく、またこれらのステップが並行して実行されてもよい。 The operations of steps S54 to S56 may be rearranged as appropriate, or these steps may be executed in parallel.
続いて、ステップS57において、レーザ照射制御部65は、収容器1に対する加工レーザビーム20の照射制御を開始する。
Subsequently, in step S57, the laser
具体的には、レーザ照射部2はY方向に沿う1ライン分を走査して収容器1に加工レーザビーム20を照射する。その後、回転機構3は収容器1の円筒軸10回りに所定角度回転する。所定角度回転後に、レーザ照射部2は次の1ライン分を走査して収容器1に加工レーザビーム20を照射する。その後、回転機構3は収容器1の円筒軸10回りに所定角度回転する。このような動作を繰り返し行うことで、収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方に、第1パターンが順次形成される。
Specifically, the
続いて、ステップS58において、レーザ照射制御部65は、Y方向における収容器1の所定領域に対し、第1パターンの形成が終了したか否かを判定する。
Subsequently, in step S58, the laser
ステップS58で終了していないと判定された場合は(ステップS58、No)、ステップS56以降の処理が再度繰り返される。 If it is determined that the process has not been completed in step S58 (step S58, No), the processes after step S56 are repeated again.
一方、ステップS58で終了したと判定された場合は(ステップS58、Yes)、ステップS59において、回転機構3は、収容器回転制御部67による停止の指示に応答して収容器1の回転駆動を停止する。
On the other hand, when it is determined that the process is completed in step S58 (step S58, Yes), in step S59, the
続いて、ステップS60において、走査部23は、レーザ走査制御部66による停止の指示に応答して加工レーザビーム20の走査を停止する。レーザ光源21は、レーザ照射制御部65による停止の指示に応答して加工レーザビーム20の照射を停止する。
Subsequently, in step S60, the
なお、ステップS59とステップS60の動作は適宜順序の変更が可能であり、これらのステップが並行して行われてもよい。 The order of the operations of steps S59 and S60 can be changed as appropriate, and these steps may be performed in parallel.
このようにして、製造装置100は、収容器1における基材の表面又は内部の少なくとも一方に、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成することができる。
In this way, the
<各種データ例>
次に、収容器1の製造で用いられる各種データの一例を説明する。
<Examples of various data>
Next, an example of various data used in the manufacture of the
(パターンデータ例)
図10は、第1パターンデータ入力部61が入力する第1パターンのパターンデータの一例を示す図である。
(Example of pattern data)
FIG. 10 is a diagram showing an example of the pattern data of the first pattern input by the first pattern
図10に示すように、パターンデータ611は、「ラベルレス」という文字データ612を含み、文字データ612は第1パターンとして収容器1に形成される対象となる。「ラベルレス」の5文字を構成する複数の線の集合が第1パターンのためのデータに対応する。パターンデータ611における文字データ612以外のデータは、収容器1への形成の対象外である。
As shown in FIG. 10, the
パターンデータ611は、一例としてビットマップ等の画像ファイルとして提供される。またパターンデータ611を提供する画像ファイルのヘッダ情報には、第1パターンの種類を示す情報が含まれている。この例では、第1パターンの種類は「文字」である。
The
第1パターンデータ入力部61は、「文字」を示す情報を含むパターンデータ611を、第2パターンパラメータ指定部62及び加工データ生成部64のそれぞれに出力する。
The first pattern
(第1パターンの種類と加工パラメータとの対応テーブル例)
図11は、格納部63に収納される対応テーブルの一例を示している。図11に示す対応テーブル631は、文字、コード、図形又は写真等の第1パターンの種類と、第1パターンの視認性を向上させるために適した第2パターンのための加工パラメータとの対応関係を示している。この対応関係は、予め実験やシミュレーションにより定められている。
(Example of correspondence table between the type of the first pattern and the machining parameter)
FIG. 11 shows an example of a corresponding table stored in the
対応テーブル631の「識別情報」列に示された数値は、第1パターンの種類を示す情報を示し、「種類」列に示された情報は、第1パターンの種類を示している。また「パラメータ」列に示された情報は、第1パターンの種類に対応した加工パラメータが記録されたファイル名を示している。 The numerical value shown in the "identification information" column of the correspondence table 631 indicates the information indicating the type of the first pattern, and the information shown in the "type" column indicates the type of the first pattern. Further, the information shown in the "parameter" column indicates the file name in which the machining parameters corresponding to the type of the first pattern are recorded.
第2パターンパラメータ指定部62は、対応テーブル631を参照して、第1パターンの種類を示す情報に対応するファイルを読み込み、加工パラメータを取得する。図10の例では、第1パターンの種類は「文字」であるため、第2パターンパラメータ指定部62は、「文字」を示す識別情報「1」に対応するファイル「para1」を読み出して加工パラメータを取得し、加工データ生成部64に出力する。
The second pattern
(加工パラメータ例)
図12は、第2パターンパラメータ指定部62が取得した加工パラメータの一例を示す図である。加工パラメータ621の「項目」列の項目に応じて、「パラメータ」列にパラメータが示されている。
(Example of machining parameters)
FIG. 12 is a diagram showing an example of machining parameters acquired by the second pattern
(加工データ例)
図13は、加工データ生成部64が生成した加工データの一例を示す図である。加工データ641における文字データ642は、第2パターンに対応する複数の直線データにより構成されている。加工データ641における黒地領域が、加工レーザビーム20の照射により収容器1の基材の性状を変化させる領域に対応する。
(Example of machining data)
FIG. 13 is a diagram showing an example of machining data generated by the machining
<加工レーザビーム20の一例>
次に、図14は、収容器1に対する加工レーザビーム20の照射の例を示す図であり、3通りの照射の例を示している。
<Example of processed
Next, FIG. 14 is a diagram showing an example of irradiation of the processed
また図14は、収容器1の表面上での加工レーザビーム20のビームスポット201を示し、また加工レーザビーム20の走査方向(Y方向)と直交する方向に配列する3つのビームスポット201がY方向に走査された状態を示している。
Further, FIG. 14 shows the
このような3つのビームスポット201は、レーザ光源21をY方向と直交する方向に3つのレーザ光源21を並置し、3つのレーザ光源21のそれぞれが加工レーザビーム20を照射することで得ることができる。
Such three
図14(a)、(b)は、1つめの例であり、Y方向と直交する方向でビームスポット201間に隙間がある場合である。図14(a)はY方向と直交する方向でビームスポット201間に隙間がある状態を示し、図14(b)は図14(a)のビームスポット201をY方向に高速走査させた状態を示している。高速走査させることで、3つのビームスポット201により3つの走査ラインが形成されており、Y方向における走査ライン間には隙間がある。図14(a)、(b)の配置でビームスポット201を照射すると、パターンの形成効率を上げることができる。
14 (a) and 14 (b) are the first example, and is the case where there is a gap between the beam spots 201 in the direction orthogonal to the Y direction. FIG. 14A shows a state in which there is a gap between the beam spots 201 in a direction orthogonal to the Y direction, and FIG. 14B shows a state in which the
図14(c)、(d)は、2つめの例であり、ビームスポット201同士がY方向と直交する方向で重なる場合である。図14(c)はビームスポット201同士がY方向と直交する方向で重なっている状態を示し、図14(d)は図14(c)のビームスポット201をY方向に高速走査させた状態を示している。高速走査させることでビームスポット201による3つの走査ラインが形成されており、Y方向における走査ライン同士は重なっている。図14(c)、(d)の配置でビームスポット201を照射することで、パターンのコントラストを上げることができる。
14 (c) and 14 (d) are the second example, in which the beam spots 201 overlap each other in the direction orthogonal to the Y direction. FIG. 14 (c) shows a state in which the beam spots 201 overlap each other in a direction orthogonal to the Y direction, and FIG. 14 (d) shows a state in which the
図14(e)、(f)は3つめの例であり、ビームスポット201同士がY方向と直交する方向で接する場合である。図14(e)はビームスポット201同士がY方向と直交する方向で接している状態を示し、図14(f)は図14(e)のビームスポット201をY方向に高速走査させた状態を示している。高速走査させることでビームスポット201による3つの走査ラインが形成され、Y方向における走査ライン同士は接している。図14(e)、(f)の配置でビームスポット201を照射することで、パターンの形成効率とコントラストのバランスを取ることができる。
14 (e) and 14 (f) are the third example, in which the beam spots 201 are in contact with each other in a direction orthogonal to the Y direction. FIG. 14 (e) shows a state in which the beam spots 201 are in contact with each other in a direction orthogonal to the Y direction, and FIG. 14 (f) shows a state in which the
このような3通りの加工レーザビーム20の照射例を組み合わせて、収容器1に第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成できる。なお、加工レーザビーム20の数は3つに限定されるものではなく、1つであってもよいし、さらに数を増やしてもよい。加工レーザビーム20の数を増やすほど、パターン形成にかかる時間を短縮できる。
By combining these three irradiation examples of the processed
ビームスポット201の直径は、一例として42.6μmであり、図14(a)、(b)におけるY方向と直交する方向でのレーザスポット201間の隙間は、一例として23.6μmである。
The diameter of the
また、図14では、加工レーザビームを周期的に配置させる実施例を示したが、これに限定されるものではなく、非周期的な配置とすることも可能である。 Further, although FIG. 14 shows an example in which the processed laser beam is arranged periodically, the present invention is not limited to this, and an aperiodic arrangement is also possible.
<基材の性状の変化例>
次に、加工レーザビーム20の照射による収容器1の基材の性状変化について説明する。図15は、加工レーザビーム20の照射による収容器1の基材の性状変化の一例を示す図である。
<Example of changes in the properties of the base material>
Next, the change in the properties of the base material of the
図15(a)は、収容器1の表面の基材を蒸散させて形成した凹部形状を示し、図15(b)は、収容器1の表面の基材を溶融させて形成した凹部形状を示している。図15(b)の場合、図15(a)に対して凹部の周縁部が盛り上がった形状になる。
FIG. 15 (a) shows the concave shape formed by evaporating the base material on the surface of the
また、図15(c)は、収容器1の基材表面の結晶化状態の変化を示し、図15(d)は、収容器1の基材内部の発泡状態の変化を示している。
Further, FIG. 15 (c) shows a change in the crystallization state of the surface of the base material of the
このように、収容器1の表面の形状を変化させたり、基材表面の結晶化状態、又は基材内部の発泡状態等の性質を変化させたりすることで、収容器1の表面又は内部に第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成できる。
In this way, by changing the shape of the surface of the
収容器1の表面の基材を蒸散させて凹部形状を形成する方法として、例えば、波長が355nm~1064nm、パルス幅が10fsから500nm以下のパルスレーザを照射する。これによりレーザビームが照射された部分の基材が蒸散し、表面に微小な凹部が形成できる。
As a method of forming a concave shape by evaporating the substrate on the surface of the
図15(e)は、微小な領域である第二パターンの集合により基材表面に形成された第一パターンの一例の拡大図を示している。第二パターンである微小領域の数、密度、相互間の距離、大きさ、等の要因により、第二パターンの認識度が変化する。 FIG. 15 (e) shows an enlarged view of an example of the first pattern formed on the surface of the base material by the set of the second pattern which is a minute region. The degree of recognition of the second pattern changes depending on factors such as the number of minute regions, the density, the distance between each other, and the size of the second pattern.
一般的には、第二パターンの構成要素である微小領域の数は多い方が、密度は高い方が、相互間の距離は短い方が、大きさは大きい方が、第一パターンの認識度や白さが高くなる。 In general, the higher the number of minute regions that are the components of the second pattern, the higher the density, the shorter the distance between them, and the larger the size, the higher the recognition level of the first pattern. The whiteness becomes high.
また、波長が355nm~1064nmのCW(Continuous Wave)レーザを照射することで、機材を溶融させて凹部を形成することも可能である。また、基材が溶融した後も、レーザを照射し続けると、基材の内部及び表面が発泡し、白濁化させることができる。 Further, by irradiating a CW (Continuous Wave) laser having a wavelength of 355 nm to 1064 nm, it is possible to melt the equipment to form a recess. Further, if the base material is continuously irradiated with the laser even after the base material is melted, the inside and the surface of the base material can be foamed and become cloudy.
結晶化状態を変化させるためには、例えば基材をPETとし、波長が355nm~1064nmのCWレーザを照射して、基材の温度を一気に上げ、その後、パワーを弱くしていく等により徐冷していくことで、基材のPETを結晶化状態にすることができ、白濁化させることができる。なお、温度を上げたあと、レーザビームを消灯する等により急冷すると、PETは非晶質状態になり、透明になる。 In order to change the crystallization state, for example, the base material is PET, and a CW laser having a wavelength of 355 nm to 1064 nm is irradiated to raise the temperature of the base material at once, and then the power is gradually weakened to slowly cool the base material. By doing so, the PET of the base material can be made into a crystallized state and can be made cloudy. When the temperature is raised and then rapidly cooled by turning off the laser beam or the like, PET becomes amorphous and becomes transparent.
収容器1の基材性状の変化は、図15に示したものに限定されるものではない。樹脂材料で構成された基材の黄変や酸化反応、表面改質等により基材の性状を変化させてもよい。
The change in the substrate properties of the
<第1実施形態に係る収容器1の一例>
次に、第1実施形態に係る収容器1を説明する。図16は、収容器1の一例を示す図である。収容器1は、可視光に対して透過性を有する樹脂(透明な樹脂)を基材とする円筒状のボトルである。
<An example of the
Next, the
図16は背景としての黒いスクリーンの前に置かれた収容器1を示している。透明な収容器1を通して背景の黒いスクリーンが見えている。或いは収容器1内に黒色の液体が入っており、透明な収容器1を通して収容器1内の黒色の液体が見えているとみなしてもよい。
FIG. 16 shows a
なお、上述したように、収容器1は、着色した基材でも、光透過率の低い基材であってもよく、第1パターンによる散乱効果によって、第1パターンを形成されていない箇所とのコントラストが得られて、文字や、バーコード等の表示を見やすくできる。
As described above, the
収容器1の表面には「ラベルレス」という文字11が形成されている。背景の黒色又は収容器1内の液体の黒色に対し、文字11での周辺光の拡散により、文字11が白濁化されて視認される。
The
「ラベルレス」の5文字を構成する複数の線の集合が文字11に対応しており、文字11は第1パターンの一例であり、第1の領域の一例である。また収容器1における文字11が形成されていない領域は、他の領域の一例である。
A set of a plurality of lines constituting the five "labelless" characters corresponds to the
収容器1の基材の樹脂としては、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリブチレンアジペート/テレフタレート(PBAT)、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリエチレン(PE)、ポリプロビレン(PP)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリウレタン、エポキシ、バイオポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリ乳酸ブレンド(PBAT)、スターチブレンドポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリ乳酸(PLA)、ポリヒドロキシプチレート/ヒドロキシヘキサノエート(PHBH)、ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)、バイオPET30、バイオポリアミド(PA)610,410,510、バイオPA1012,10T、バイオPA11T,MXD10、バイオポリカーポネート、バイオポリウレタン、バイオPE、バイオPET100、バイオPA11、バイオPA1010等を用いることができる。
Examples of the resin of the base material of the
これらのうち、ポリビニルアルコール、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート等の生分解樹脂を用いると、環境負荷を低減できるため好適である。生分解樹脂が100%であることが望ましいが、一部でも良い。例えば5%や10%、30%程度の生分解樹脂とそれ以外の割合の通常樹脂との組み合せでも環境負荷低減が期待できる。 Of these, biodegradable resins such as polyvinyl alcohol, polybutylene adipate / terephthalate, and polyethylene terephthalate succinate are preferable because they can reduce the environmental load. The biodegradable resin is preferably 100%, but may be a part. For example, a combination of a biodegradable resin of about 5%, 10%, or 30% and a normal resin having a ratio other than that can be expected to reduce the environmental load.
図17は、収容器1に形成された第1パターンと第2パターンの関係の一例を示す図である。図17における拡大図111は、文字11の一部を拡大表示したものである。図17に示すように、収容器1の表面には「ラベルレス」という文字11が形成され、拡大図111に示すように、文字11は複数の直線12により構成されている。換言すると、文字11は直線12の集合体により構成されている。なお、図17では、拡大図111に対応する領域にのみ直線12を示しているが、文字11全体が直線12の集合体により構成されている。
FIG. 17 is a diagram showing an example of the relationship between the first pattern and the second pattern formed in the
直線12の集合体における白地領域は基材の性状が変化した領域を示し、白地領域で示す複数の直線のうちの1本の直線に対応する直線12は、第2パターンの一例であり、また第2の領域の一例である。複数の直線12は直線12の集合体の一例である。直線12は文字11より小さいパターンである。より詳しくは、直線12は、直線部分の面積が文字11を構成する複数の線部分の面積の総和より小さいパターンである。このように文字11は、文字11より小さい(微細な)直線12の集合体を含んで形成されている。
The white background region in the aggregate of the
図18は、図17の拡大図111におけるA-A断面形状を示す断面図である。外側表面部121は収容器1の外側の基材表面を示している。また凹部122は加工レーザビーム20の照射で収容器1の基材の表面が蒸散することにより形成された部分を示し、直線12に対応する部分である。内側表面部123は収容器1の内側(収容器1の内部側)の基材表面を示している。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the AA cross-sectional shape in the
厚みtは収容器1の基材の厚みを示し、加工深さHpは凹部122の深さを示している。非加工部深さHbは非加工部の深さを示している。非加工部の深さは、収容器1の基材の厚みtから加工深さHpを差し引いた深さである。
The thickness t indicates the thickness of the base material of the
ここで、隣接する第2パターン同士の間隔とは、隣接する第2パターンの中心間の距離をいう。図18における間隔Pは隣接する直線12同士の間隔を示している。また幅Wは直線12の太さを示している。本実施形態における直線12は周期性をもって形成されているため、間隔Pは直線12が形成された周期にも該当する。
Here, the distance between the adjacent second patterns means the distance between the centers of the adjacent second patterns. The interval P in FIG. 18 indicates the interval between adjacent
ここで間隔Pは、0.4μm以上で130μm以下にすることが好ましい。間隔Pを0.4μm以上にすることで可視光の波長限界の制限を受けずに周辺光を拡散させることができ、直線12の集合体により構成される文字11のコントラストを向上させることができる。
Here, the interval P is preferably 0.4 μm or more and 130 μm or less. By setting the interval P to 0.4 μm or more, ambient light can be diffused without being limited by the wavelength limit of visible light, and the contrast of the
また、間隔Pを130μm以下とすることで、200dpi(dot per inch)の解像度を保証するとともに、直線12のそのものが視認されることを防ぎ、文字11を白濁化したパターンとして高いコントラストで視認させることができる。間隔Pを50μm以下にすると、第2パターンそのものが視認されることを確実に防ぐことができるため、より好適である。
Further, by setting the interval P to 130 μm or less, the resolution of 200 dpi (dot per inch) is guaranteed, the
上述した例では間隔Pに対する好適な数値として説明したが、第2パターンが周期性を有する場合は、上記の好適な数値を周期に対しても当てはめることができる。図8では間隔Pが一定の例を示しているが一定でなく複数種類の間隔Pが存在していても良い。例えば、P1=50μm、P2=30μm、P3=60μm、P4=100μmである。 In the above-mentioned example, it has been described as a suitable numerical value for the interval P, but when the second pattern has periodicity, the above-mentioned suitable numerical value can also be applied to the period. FIG. 8 shows an example in which the interval P is constant, but the interval P is not constant and a plurality of types of interval P may exist. For example, P1 = 50 μm, P2 = 30 μm, P3 = 60 μm, P4 = 100 μm.
なお、図13に示した第2パターンの加工データに対して、図17は間隔の狭い第2パターンの例を示している。つまり、図13の文字データ642と図17の文字11とは対応していない。
In addition, with respect to the processing data of the second pattern shown in FIG. 13, FIG. 17 shows an example of the second pattern having a narrow interval. That is, the
また、拡大図111では、等間隔に周期性を持って形成された直線12の集合体を示したが、第2パターンの集合体はこれに限定されるものではない。異なる間隔で非周期に形成された複数の直線12で第2パターンの集合体を構成してもよいし、周期的又は非周期に形成された複数の点等により第2パターンの集合体を構成してもよい。第2パターンが点のパターンである場合、この点のパターンは文字11等の第1パターンより小さいパターンにする。
Further, in the
また、本実施形態では、凸部に対応する外側表面部121と凹部122を含む凹凸形状で第2パターンが形成されている。このように凹凸形状で第2パターンを形成する場合は、外側表面部121と凹部122との深さの差を0.4μm以上にすることが好ましい。0.4μm以上にすることで、可視光の波長限界の制限を受けずに周辺光を拡散させ、直線12の集合体により構成される文字11のコントラストを向上させることができる。なお、凸部の一例として外側表面部121を示したが、凹部122より深さが浅ければ、加工レーザビーム20を照射して収容器1の外側表面を蒸散させた部分が凸部であってもよい。
Further, in the present embodiment, the second pattern is formed in an uneven shape including the
次に、図19は、加工深さHpの各種の例を示す図である。 Next, FIG. 19 is a diagram showing various examples of processing depth Hp.
図19(a)は加工深さHpが基材の非加工部深さHbより浅い場合の図である。より具体的には、加工深さHp対非加工部深さHbの比が、1以下対9以上から3対7となる場合である。この場合、第2パターンの剛性(機械強度)が向上する。一例として収容器1の基材の厚みが100μm~500μmの場合に加工深さHpは10μmである。
FIG. 19A is a diagram when the processing depth Hp is shallower than the non-processed portion depth Hb of the base material. More specifically, it is a case where the ratio of the processing depth Hp to the non-processed portion depth Hb is 1 or less to 9 or more to 3: 7. In this case, the rigidity (mechanical strength) of the second pattern is improved. As an example, when the thickness of the base material of the
図19(b)は加工深さHpが基材の非加工部深さHbより深い場合の図である。より具体的には、加工深さHp対非加工部深さHbの比が、7対3から9以上対1以下となる場合である。 FIG. 19B is a diagram when the processing depth Hp is deeper than the non-processed portion depth Hb of the base material. More specifically, it is a case where the ratio of the processing depth Hp to the non-processed portion depth Hb is 7: 3 to 9 or more and 1: 1 or less.
図19(c)は加工深さHpと基材の非加工部深さHbが同程度の場合の図である。より具体的には、加工深さHp対非加工部深さHbの比が、4対6から6対4となる場合である。 FIG. 19C is a diagram when the processing depth Hp and the non-processed portion depth Hb of the base material are about the same. More specifically, it is a case where the ratio of the processing depth Hp to the non-processing depth Hb is 4: 6 to 6: 4.
図19(d)は加工深さHpと基材の非加工部深さHbを変化させた場合の図である。 FIG. 19D is a diagram when the processing depth Hp and the non-processed portion depth Hb of the base material are changed.
図19(a)~(d)に示したような加工深さHpの深さは、レーザ照射制御部65における光強度制御部651でレーザ光源21の射出するレーザ光の光強度を制御することにより調整できる。
The depth of the processing depth Hp as shown in FIGS. 19A to 19D is such that the light
炭酸飲料用のボトル(収容器1)の場合は、非炭酸飲料用ボトル(収容器1)に比べて強度が求められるため、非炭酸飲料用ボトル(収容器1)より基材の厚みが厚くなる場合がある。このような場合には、十分な強度を得るために、十分な非加工部深さHbを確保することが好ましい。例えば、非加工部深さHbを250μm~450μmにすると好適である。また描画性を確保する加工深さHpが求められる場合には、さらに樹脂の厚みを厚くして、十分な非加工部深さHb及び加工部深さHpを確保することが好ましい。 In the case of a carbonated drink bottle (container 1), the base material is thicker than the non-carbonated drink bottle (container 1) because it is required to be stronger than the non-carbonated drink bottle (container 1). May be. In such a case, it is preferable to secure a sufficient depth Hb of the non-processed portion in order to obtain sufficient strength. For example, it is preferable to set the depth Hb of the non-processed portion to 250 μm to 450 μm. Further, when the processing depth Hp for ensuring the drawability is required, it is preferable to further increase the thickness of the resin to secure a sufficient non-processed portion depth Hb and a processed portion depth Hp.
<レーザ光源と加工パラメータの対応例>
製造装置100で使用されるレーザ光源21は、例えば、波長355nm、波長532nm、波長1064nmのパルスレーザが使用され、パルス幅は、数10fsから数100nsである。CWレーザを使用することも可能であり、CWレーザを変調して使用される。
<Example of correspondence between laser light source and processing parameters>
As the
レーザ光源21として波長が短いレーザ光源を用いるほどビームスポット径を小さくでき、より微細な第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成するために好適である。
As the
<収容器1による作用効果>
PETボトル等の収容器は、飲料等の流通及び販売における保存性等、様々な利点があるため広く利用されている。市場で流通する収容器には、その管理や販売促進のために商品名、成分表示、賞味期限、バーコード、QRコード、リサイクルマーク及びロゴマーク等を表示するラベルが貼付されることが多い。ラベルにより、消費者にとって有用な情報を提供することができる。また消費者に訴求するためのデザインをラベルで表示することで、商品の個性発揮や競争力アップを図ることができる。
<Action and effect of the
Containers such as PET bottles are widely used because they have various advantages such as storage stability in the distribution and sale of beverages and the like. Labels that display product names, ingredient labels, expiration dates, barcodes, QR codes, recycling marks, logo marks, etc. are often affixed to containers distributed in the market for their management and sales promotion. Labels can provide useful information to consumers. In addition, by displaying a design that appeals to consumers on a label, it is possible to demonstrate the individuality of the product and improve its competitiveness.
一方で昨今、海洋プラスチックごみの問題等が取り沙汰され、世界的にプラスチックごみによる環境汚染をなくしていく動きが活発化している。これはPETボトル等の収容器においても例外でなく、環境に配慮したリデュースの観点で、プラスチックごみ削減のための対策が進められている。 On the other hand, recently, the problem of marine plastic waste has been talked about, and the movement to eliminate environmental pollution by plastic waste is becoming active worldwide. This is no exception for containers such as PET bottles, and measures are being taken to reduce plastic waste from the viewpoint of environmentally friendly reduction.
そんな中で、収容器の循環型リサイクルへの要求が高まっている。ここで、収容器の循環型リサイクルとは、分別回収された使用済みの収容器をリサイクル業者が収容器の原料となるフレークに変え、再度収容器を製造することをいう。 Under such circumstances, the demand for recycling-type recycling of incubators is increasing. Here, the recycling-type recycling of the container means that the recycled container is converted into flakes as a raw material of the container by a recycler and the container is manufactured again.
このような循環型リサイクルを円滑に進めるには、PETボトル等の収容器本体、ラベル、又はキャップ等の材質が異なる基材を、リサイクルの過程で分別回収を徹底することが好ましい。分別回収のためには、消費者は1つ1つの収容器からキャップとラベルを分離する必要があり、特にラベルを剥がす作業は手作業になるため、一般消費者及び自治体の資源回収業者にとっては手間となる。そのため、収容器からラベルを剥がす作業は、分別回収を徹底させるための制約の1つになっている。 In order to smoothly promote such recycling-type recycling, it is preferable to thoroughly separate and collect base materials of different materials such as PET bottles and other container bodies, labels, and caps in the recycling process. For separate collection, consumers need to separate the cap and label from each container, especially the manual removal of the label, which is a manual task for general consumers and municipal resource recovery companies. It will be troublesome. Therefore, the work of removing the label from the container is one of the restrictions for thorough separate collection.
これに対し、ラベルを無くした収容器を提供する技術の検討が行われている。例えば、インクジェット方式で情報を表示するパターンを収容器本体に印刷することで、ラベルを無くす方法が検討されている。 On the other hand, a technique for providing a container without a label is being studied. For example, a method of removing the label by printing a pattern for displaying information by an inkjet method on the main body of the container is being studied.
しかし、印刷により付与されたインクがボトル回収後のリサイクル過程で残留することで不純物が増えるため、好ましくない場合がある。また不純物を削減するためにリサイクルの過程でインクを収容器本体から除去すると、管理情報が欠落してしまい、好ましくない場合がある。 However, it may not be preferable because impurities are increased because the ink applied by printing remains in the recycling process after the bottle is collected. Further, if the ink is removed from the container body in the recycling process in order to reduce impurities, management information may be lost, which may not be preferable.
また他の方法として、CO2レーザ(炭酸ガスレーザ)を用いて収容器本体に情報を表示するパターンを形成することも検討されている。 Further, as another method, it is also considered to form a pattern for displaying information on the main body of the container by using a CO2 laser (carbon dioxide gas laser).
しかし、CO2レーザ等のレーザ光源の波長は長いため、ビームスポット径が大きくなることで収容器本体へのパターン形成の解像度が低くなる。その結果、画像等の情報量が多いパターンを収容器に形成すると、パターンのコントラストが低下して、視認性が低くなる場合がある。 However, since the wavelength of a laser light source such as a CO2 laser is long, the resolution of pattern formation on the container body is lowered due to the large beam spot diameter. As a result, when a pattern having a large amount of information such as an image is formed in the container, the contrast of the pattern may be lowered and the visibility may be lowered.
これに対し、本実施形態では、基材の表面もしくは裏面又は内部の少なくとも一方に、第2パターンにより構成される第1パターンが形成された収容器1を提供する。
On the other hand, in the present embodiment, the
第2パターンにより構成される第1パターンは、一筆書きで形成した第1パターン等と比較して、周辺光の拡散性が高くなる。なお、ここでいう一筆書きとは、レーザ光を間欠なく連続的なく照射しながら線又は図形を描くことをいう。その結果、収容器1における第1パターンが形成されていない領域に対する第1パターンのコントラストが向上する。本実施形態では、第2パターンによる光拡散効果により、第1パターンが形成されていない領域に対して第1パターンが白濁化して視認され、コントラストの向上により白濁化した領域がより白く視認される。
The first pattern composed of the second pattern has higher diffusivity of ambient light than the first pattern formed by one-stroke writing. The term "one-stroke writing" as used herein means drawing a line or a figure while continuously and continuously irradiating the laser beam. As a result, the contrast of the first pattern with respect to the region where the first pattern is not formed in the
これにより、第1パターンが微細な線や文字等を含む情報量の多いパターンであっても、第1パターンを高いコントラストで良好に視認させることができ、情報量の多いパターンが良好な視認性で形成された収容器1を提供できる。また、収容器1の基材となる部材において、画像や図面等が良好な視認性で形成された基材を提供できる。
As a result, even if the first pattern is a pattern having a large amount of information including fine lines and characters, the first pattern can be made to be visually recognized well with high contrast, and the pattern having a large amount of information has good visibility. A
また、インク等の不純物を収容器1本体に付与せずに第1パターンを形成できるため、循環型リサイクルの工程内で不純物を除去する工程を不要とし、またインクを不純物として除去することによる管理情報の欠落も防ぐことができる。
In addition, since the first pattern can be formed without applying impurities such as ink to the main body of the
また、第1パターンを着色化、白色化、白濁化させることで、収容器1の基材として可視光に対して透過性を有する透明なプラスチックや透明なガラスを用いた場合にも、第1パターンを良好なコントラストで視認させることができる。なお、上述したように、収容器1は、着色した基材でも、光透過率の低い基材であってもよく、第1パターンによる散乱効果によって、第1パターンを形成されていない箇所とのコントラストが得られて、文字や、バーコード等の表示を見やすくできる。
Further, even when a transparent plastic or transparent glass having transparency to visible light is used as the base material of the
なお、本実施形態では、加工レーザビーム20によって第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成する例を示したが、これに限定されるものではなく、機械的に切削加工等の他の加工法も適用可能である。
In this embodiment, an example of forming a first pattern composed of an aggregate of the second pattern by the processed
また、基材の性状として形状、結晶化状態、又は発泡状態の少なくとも1つを変化させると、基材の性状を変化させる手段としてレーザビームを照射するレーザ加工法を適用できる。レーザ加工法は高速加工が可能で、かつ切削粉等の発生を抑制できるため、よりクリーンな環境で第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成可能になる。 Further, when at least one of the shape, the crystallized state, or the foamed state is changed as the property of the base material, a laser processing method of irradiating a laser beam can be applied as a means for changing the property of the base material. Since the laser machining method can perform high-speed machining and suppress the generation of cutting powder and the like, it is possible to form a first pattern composed of an aggregate of the second patterns in a cleaner environment.
また、本実施形態では、照射条件データに基づき、加工レーザビーム20の光強度を制御することで、第2パターンの加工深さHpの深さ調整を行う。これにより、第1パターンのコントラスト又は第2パターンの剛性等の適正化できる。
Further, in the present embodiment, the depth of the processing depth Hp of the second pattern is adjusted by controlling the light intensity of the
また、収容器1の表面又は内部で基材の性状を変化される領域における加工レーザビーム20の直径を1μm以上で200μm以下にすることが好ましい。第2パターンの集合体により構成される第1パターンによる周辺光の拡散性を良好にでき、また第1パターンの形成効率を確保することができる。
Further, it is preferable that the diameter of the processed
ビームスポット径が1μmよりも小さくなると、可視光の波長に近くなり、そうなると、そのビームスポット径で加工した構造で光を散乱することができなくなり、白濁化できなくなってしまう。また、200μmよりも大きくなると、人の目で構造が認識できてしまう。上記利用により、加工レーザビーム20の直径を1μm以上で200μm以下にすることが好ましい。さらに、視力がいい人でも確実に構造を視認できなくするためには、1~100μm以下の加工レーザビーム直径とすることがさらに好ましい。
When the beam spot diameter is smaller than 1 μm, it becomes close to the wavelength of visible light, and in that case, the structure processed with the beam spot diameter cannot scatter light and becomes turbid. Further, if it is larger than 200 μm, the structure can be recognized by the human eye. By using the above, it is preferable that the diameter of the processed
また、隣接する第2パターン同士の間隔は0.4μm以上で130μm以下にすることが好ましい。間隔を0.4μm以上とすることで可視光の波長限界の制限を受けずに周辺光を拡散させ、第1パターンのコントラストを向上させることができる。また、130μm以下とすることで、200dpi(dot per inch)の解像度を保証するとともに、第2パターンそのものが視認されることを防いで、白濁化したパターンとして第1パターンを高いコントラストで視認させることができる。 Further, it is preferable that the distance between the adjacent second patterns is 0.4 μm or more and 130 μm or less. By setting the interval to 0.4 μm or more, the ambient light can be diffused without being limited by the wavelength limit of visible light, and the contrast of the first pattern can be improved. Further, by setting the thickness to 130 μm or less, the resolution of 200 dpi (dot per inch) is guaranteed, the second pattern itself is prevented from being visually recognized, and the first pattern is visually recognized as a clouded pattern with high contrast. Can be done.
また、第2パターンは所定の周期で形成すると、加工パラメータとして周期情報を用いることができ、第2パターンを形成するための加工パラメータを簡略化できるため好適である。 Further, when the second pattern is formed at a predetermined cycle, the cycle information can be used as the machining parameter, and the machining parameter for forming the second pattern can be simplified, which is preferable.
また、第2パターンを凹凸形状で構成する場合、凹凸形状における凹部と凸部の深さの差は0.4μm以上にすることが好ましい。このようにすることで、第2パターンによる周辺光の拡散性を確保でき、第1パターンのコントラストを向上させることができる。 Further, when the second pattern is configured with a concave-convex shape, the difference in depth between the concave portion and the convex portion in the concave-convex shape is preferably 0.4 μm or more. By doing so, the diffusivity of the ambient light by the second pattern can be ensured, and the contrast of the first pattern can be improved.
また、2個以上で5個以下の第2パターンを含んで集合体を構成すると、第2パターンによる白濁化を良好に行わせることができるためより好適である。 Further, it is more preferable to form an aggregate including two or more and five or less second patterns because white turbidity by the second pattern can be satisfactorily performed.
さらに、収容器1の基材として生分解樹脂を用いると、樹脂廃棄物を生じさせないため、環境負荷を低減できて、より好適である。この場合、収容器1を構成する樹脂における生分解樹脂の比率は100%であることが好ましいが、30%程度であっても環境負荷は大幅に低減される。
Further, it is more preferable to use a biodegradable resin as the base material of the
また、実施形態は、収容器1と、収容器1に収容されている被収容物とを含んで構成される収容体も含む。図20は、このような収容体7の一例を示す図である。収容体7は、収容器1と、キャップ等の封止部材8と、収容器1に収容された液体飲料等の被収容物9とを含んで構成されている。収容器1の表面にはラベルレスという文字11が形成されている。
The embodiment also includes a container including the
被収容物9は、黒、茶色、又は黄色等の色を有していることが多い。収容体7の口部には、封止部材8と螺合し固定するためのねじ部が設けられている。また、封止部材8の内側には、収容体7の口部に設けられたねじ部と螺合するためのねじ部が設けられている。
The
収容体7の製造方法としては、次の3態様がある。
態様1:収容器1にパターンを形成後、収容器1に被収容物9を収容し、その後、封止部材8で封止する収容体7の製造方法。
態様2:被収容物9を収容器1に収容し、封止部材8で封止し、その後、収容器1にパターンを形成する収容体7の製造方法。
態様3:被収容物9を収容器1に収容しながら収容器1にパターンを形成し、その後、封止部材8で封止する収容体7の製造方法。
There are the following three modes as a method for manufacturing the
Aspects 1: A method for manufacturing a
Aspect 2: A method of manufacturing a
Aspect 3: A method of manufacturing a
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described.
第2実施形態では、収容器1に形成される第1パターンを画像とし、この画像を構成する複数の画素のそれぞれを第2パターンの集合体により構成する。また、第2パターンの間隔を画素間で異ならせることで、第1パターンとしての画像を多値の階調で表現可能にする。
In the second embodiment, the first pattern formed in the
図21は、画素間で第2パターンの間隔を異ならせることによる階調表現の一例を説明する図であり、収容器1に形成する第1パターンに対応する画像の加工画像データ112Dを示している。図21に升目で示した画素1121Dは、加工画像データ112を構成する画素を示している。加工画像データ112Dは複数の画素1121Dにより構成されている。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of gradation expression by making the interval of the second pattern different between pixels, and shows processed
本実施形態では、第2パターンは点のパターンであり、複数の画素1121Dのそれぞれは点データ1122Dの集合体により構成されている。加工画像データ112Dにおいて黒地領域で示す点データ1122Dが、加工レーザビーム20の照射により基材の性状を変化させる領域に対応する。
In the present embodiment, the second pattern is a point pattern, and each of the plurality of
また、図21では、図示した矢印の上方向に向かうほど隣接する点データ1122D同士の間隔が広くなり、下方向に向かうほど隣接する点データ1122D同士の間隔が狭くなっている。隣接する点データ1122D同士の間隔が広いほど、収容器1に点のパターンが形成された際に周辺光の拡散性は低くなり、白濁化した第1パターンの濃度が低くなる。一方、隣接する点データ1122D同士の間隔が狭いほど、収容器1に点のパターンが形成された際に周辺光の拡散性は高くなり、白濁化した第1パターンの濃度が高くなる。
Further, in FIG. 21, the distance between the adjacent point data 1122Ds becomes wider toward the upward direction of the illustrated arrow, and the distance between the adjacent point data 1122Ds becomes narrower toward the downward direction. The wider the distance between the adjacent point data 1122Ds, the lower the diffusivity of the ambient light when the point pattern is formed in the
このように、第2パターンの間隔を画素間で異ならせることで、画像の階調(濃淡)が表現される。 In this way, the gradation (shading) of the image is expressed by making the interval of the second pattern different between the pixels.
ここで、図21では、周期性を有する点のパターンの間隔により階調を表現する例を示したが、階調表現方法はこれに限定されるものではない。例えば、凹凸形状を収容器の表面1の表面に対して垂直ではなく、角度を持たせることで階調を表現することができる。このような凹凸形状の加工は、収容器1の表面に対して垂直ではなく角度を持たせて加工レーザビーム20をすることで、実行可能である。これにより収容器1の強度を保ち、角度(視認方向)によってパターンを強調させることができる。
Here, FIG. 21 shows an example in which the gradation is expressed by the interval of the pattern of the points having periodicity, but the gradation expression method is not limited to this. For example, the gradation can be expressed by making the uneven shape not perpendicular to the surface of the
また1つの収容器1に対して1つの方向への傾斜加工だけでなく、複数方向に傾斜加工(肩部分の加工と、側面の加工等)を実行してもよい。1つの加工工程で複数の方向に傾斜させる加工を実行してもよい。
Further, not only the tilting process in one direction but also the tilting process (processing of the shoulder portion, processing of the side surface, etc.) may be performed on one
図22は、第2パターンによる階調表現の他の例を説明する図である。図22(a)は周期性のない第2パターンの加工データを示す図である。図22(a)では、画素180は1つの画素を示し、画素180は非周期に配置された矩形の点データにより構成されている。図示した矢印の方向は画素濃度の濃淡を示し、画素180内における点データの数が多いほど濃度が濃くなる。
FIG. 22 is a diagram illustrating another example of gradation expression by the second pattern. FIG. 22A is a diagram showing machining data of the second pattern having no periodicity. In FIG. 22A, the
図22(a)における間隔Pd1~Pd4は、画素180内における様々な点データの配置における隣接する点データ同士の間隔を示し、収容器1に点パターンが形成された場合の点パターン同士の間隔に対応する。
The intervals Pd1 to Pd4 in FIG. 22A indicate the intervals between adjacent point data in the arrangement of various point data in the
一方、図22(b)は、結晶化状態の変化によって形成された第2パターンの断面図を示している。図22(c)は図22(b)の平面図である。 On the other hand, FIG. 22B shows a cross-sectional view of the second pattern formed by the change in the crystallization state. 22 (c) is a plan view of FIG. 22 (b).
図22(b)、(c)では、収容器1の基材を結晶化させる結晶化深さDを変化させることで、第2パターンによる周辺光の拡散性を変化させ、第1パターンの濃度を変化させる例を示している。結晶化深さDが深いほど、周辺光の拡散性が高くなり、白濁化の白の濃度が濃くなる(より白っぽくなる)。
In FIGS. 22 (b) and 22 (c), the diffusivity of the ambient light according to the second pattern is changed by changing the crystallization depth D for crystallizing the base material of the
次に、図23は、第2実施形態に係る収容器1Aの一例を示す図である。収容器1aには、多値の階調で表現された画像14及び15が形成されている。また文字が重ねて形成された画像16が形成されている。
Next, FIG. 23 is a diagram showing an example of the
画像14、15及び16のそれぞれは、複数の画素により構成され、各画素は第2パターンとしての点パターンの集合体により構成されている。隣接する点パターン同士の間隔を画素間で異ならせることで、階調が表現されている。このような画像14、15及び16のそれぞれは、第1パターンの一例である。
Each of the
以上説明したように、本実施形態では、収容器1に形成される第1パターンは画像であり、この画像を構成する複数の画素のそれぞれを第2パターンの集合体により構成し、また第2パターンの間隔を画素間で異ならせる。これにより、画素毎での拡散性を変化させることで、画素毎で収容器1に形成される第1パターンの濃度を変化させ、第1パターンを多値の階調で表現することができる。
As described above, in the present embodiment, the first pattern formed in the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る収容器1bについて説明する。
[Third Embodiment]
Next, the
本実施形態では、口部と、口部に連結された肩部と、肩部に連結された胴部と、胴部に連結された底部とを備える収容器1bの肩部に、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成することで、収容器1bを口部側から見た場合に第1パターンを視認しやすくする。
In the present embodiment, the second pattern is formed on the shoulder portion of the
ここで、図24は本実施形態に係る収容器1bの一例を説明する図である。図24に示すように、収容器1bは、円筒状のボトルであり、口部101と、肩部102と、胴部103と、底部104とを含んで構成されている。
Here, FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the
口部101は、飲料等の被収容物を収容器1b内に導入するための導入口の部分である。収容器1b内に収容された被収容物がこぼれないように、収容器1bに栓をするためのキャップが設けられてもよい。
The
肩部102は、口部101と連結し、口部101側を頂角とした円錐状の部分である。胴部103は、肩部102と連結し、図24に矢印で示すY方向に沿う軸を円筒軸とする円筒状の部分である。肩部102は、胴部103の円筒面に対して傾斜している。
The
底部104は、胴部103に連結する収容器1bの底部分である。
The
収容器1bの肩部102には、「ラベルレス」の文字16と、バーコード17が形成されている。文字16及びバーコード17は、第2パターンの集合体により構成されている。
The
図25は、収容器1bを口部101側から見た図である。換言すると、図25の負のY方向から正のY方向に向かって収容器1bを見た図である。図25に示すように、肩部102に文字16及びバーコード17を形成すると、肩部102は胴部103に対して傾斜しているため、収容器1bのユーザ(消費者)が収容器1bを口部101側から見た際に、文字16及びバーコード17がユーザに向いた状態になる。そのため、文字16及びバーコード17を胴部103に形成した場合と比較して、ユーザは文字16及びバーコード17を視認しやすくなる。
FIG. 25 is a view of the
次に、図26は収容器1bを製造するための製造装置100bの構成の一例を示す図である。製造装置100bは、収容器1bの円筒軸10がZ方向に沿うように収容器1bを保持する。またレーザ照射部2は、収容器1bの肩部102に対向して加工レーザビーム20を照射するように配置されている。レーザ照射部2は、レーザー照射方向の角度を変更できるように、レーザー照射角度調整可能にネジやボルト等の固定手段で製造装置100b本体に固定されている。
Next, FIG. 26 is a diagram showing an example of the configuration of the
製造装置100bの構成により、肩部102に対向して加工レーザビーム20を走査させることができ、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを収容器1の傾斜部である肩部102に形成しやすくなる。
Due to the configuration of the
図27は収容器1bの他の例を示す図である。収容器1bの肩部102には、文字が重ねて形成されたパターンである文字18が形成されている。
FIG. 27 is a diagram showing another example of the
以上説明したように、本実施形態では、口部101と、口部101に連結された肩部102と、肩部102に連結された胴部103と、胴部103に連結された底部104とを備える収容器1bの肩部102に、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成する。これにより、収容器1bを口部101側から見た場合に、第1パターンが視認しやすくなる。
As described above, in the present embodiment, the
その結果、例えば、収容器1bを収納ケース等に底部104を下側に向けて収納した場合でも、収納ケースから収容器1bを取り出すことなく、第1パターンが表示する情報を視認しやすくなり、収容器1b又は収容器1bの被収容物の管理を効率的に行うことができる。収容器1bを箱等に底部104を下側に向けて収納する場合としては、例えば収容器1bが飲料用のPETボトルであり、複数のPETボトルを収納ケースに収納する場合等が挙げられる。
As a result, for example, even when the
また、収納ケースの底部が透明であったり、底部に貫通孔が設けられていたりして収納ケースに収納された収容器1bを収納ケースの底側から視認できる場合は、収容器1bの底部104に第1パターンを形成してもよい。
If the bottom of the storage case is transparent or the bottom is provided with a through hole so that the
ここで図28は、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを、収容器1bの底部104に形成した例を示す図である。図28に示すように、底部104には「ラベルレス」という文字19が第1パターンの一例として形成されている。
Here, FIG. 28 is a diagram showing an example in which a first pattern composed of an aggregate of the second patterns is formed on the
底部104に第1パターンを形成することで、収納ケースから収容器1bを取り出すことなく、第1パターンが表示する情報を収納ケースの底側から視認しやすくなり、収容器1b又は収容器1bの被収容物の管理を効率的に行うことができる。
By forming the first pattern on the
[第4実施形態]
次に、第4実施形態について説明する。図29は、本実施形態に係る収容器1cの一例を示す図である。収容器1cには第2パターンの集合体により構成される第1パターンの一例としてのバーコードが形成されている。
[Fourth Embodiment]
Next, the fourth embodiment will be described. FIG. 29 is a diagram showing an example of the
ここで、収容器の肩部が口部側を頂角にした円錐状に構成されていると、肩部に形成した第1パターンを口部側から見た場合に、口部から遠ざかるにつれて第1パターンの幅が広がって視認される場合がある。 Here, if the shoulder of the container is configured in a conical shape with the mouth side as the apex angle, when the first pattern formed on the shoulder is viewed from the mouth side, the first pattern is formed as the distance from the mouth increases. The width of one pattern may be widened and visually recognized.
図29(a)は、収容器1cの肩部102に形成した比較例に係る第1パターンとしてのバーコード171’を口側から見た図を示している。図29(a)に示すように、矩形状のバーコード171’が口部101から遠ざかるにつれて広がって視認される。これにより、口部101側からバーコード171’を適切に読み取れない場合がある。
FIG. 29A shows a view of the barcode 171'as the first pattern according to the comparative example formed on the
そのため、本実施形態では、口部101から遠ざかるにつれて幅が狭くなるバーコード171を肩部102に形成する。図29(b)はこのようなバーコード171の一例を示している。図29(b)における負のY方向側が口部101側に対応し、バーコード171は、口部101から遠ざかるにつれ、幅が狭くなっている。
Therefore, in the present embodiment, a
図29(c)は、収容器1cの肩部102に形成したバーコード171を、口部101側から見た図を示している。バーコード171は口部101から遠ざかるにつれ、幅が狭くなるパターンであるため、バーコード171を口部101側から見た場合に、口部101から遠ざかるにつれてバーコード171の幅の広がりが相殺され、矩形状のバーコードとして正しく視認される。バーコード171の幅は、肩部102の胴部103に対する傾斜角度に対応させて適正化しておくことが好ましい。
FIG. 29 (c) shows a view of the
このように、本実施形態では、口部101から遠ざかるにつれて幅が狭くなるバーコード171を肩部102に形成する。これにより、バーコード171が口部101から遠ざかるにつれて広がって視認されることを防ぎ、口部101側からバーコード171やQRコード等のコードを適切に読み取ることができる。なお、このようなコードの読み取りには、ユーザがコードを視認して読み取るものだけでなく、バーコードリーダ又はQRコードリーダ等の読取機器による読み取りも含まれる。
As described above, in the present embodiment, the
以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments specifically disclosed, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of claims. ..
なお、製造装置100における移動機構4(図1参照)はコンベアなどの継続的に移動するものでもよく、収容器1の保持は収容器1と被収容物自身の重みによるものとし、置いているのみでも良い。
The moving mechanism 4 (see FIG. 1) in the
ここで、図30は、第1変形例に係る製造装置100dの構成の一例を示す図である。製造装置100dは、収容器1の円筒軸10がZ方向に沿うように収容器1を保持する。またレーザ照射部2は、収容器1の胴部103に対向して加工レーザビーム20を照射するように配置されている。
Here, FIG. 30 is a diagram showing an example of the configuration of the
また、図31は、第2変形例に係る製造装置100eの構成の一例を示す図である。製造装置100eは、収容器1の円筒軸10がZ方向に沿うように収容器1を支持する。また収容器1を挟んで正のY方向側と負のY方向側に1つずつレーザ照射部2が収容器1の胴部103に対向して配置されている。2つのレーザ照射部2は、正のY方向側と負のY方向側の両側から収容器1の胴部103に加工レーザビーム20を照射する。
Further, FIG. 31 is a diagram showing an example of the configuration of the
製造装置100eにより、収容器1の胴部103の正のY方向側と負のY方向側の両側に第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成できる。そのため、収容器1を円筒軸回りに回転させる回転機構が構成から省略されている。但し、回転機構を構成に加えてもよい。
The
移動機構4はコンベアなどの継続的に移動するものでもよく、収容器1の保持は収容器1と被収容物自身の重みによるものとし、置いているのみでも良い。レーザ照射部は2つに限らず3つ以上で構成しても良い。
The moving
製造装置100eは、収容体7の製造方法としての態様1(収容器1に画像パターンを形成後、被収容物9を収容し、その後、封止部材8で封止する収容体7の製造方法)に適している。
The
具体的には、画像パターンを形成する前の収容器1をベルトコンベア等の移動機構4上に載置して移動させる。収容器1の円筒軸10がZ方向に沿うように収容器1を保持する収容器保持手段を移動機構4に設け、収容器保持手段により収容器1を保持してもよいし、移動機構4上に収容器1を載置して自立させてもよい。
Specifically, the
また収容器保持手段は、収容器1の底部が係合する凹部形状を含み、この凹部形状を介して収容器1を保持できる。また収容器1の下方又は上方等の側面に配置された線状のガイド部材により収容器1を保持することもできる。
Further, the container holding means includes a concave shape in which the bottom of the
上記の線状ガイド部材は、収容器1の両側面に一対、もしくは3つ以上のガイド部材を配置して構成できる。複数の収容器1が移動機構4上に線状に連続的に配置された状態で、移動機構4は、収容器保持手段又はガイド手段によりガイドしながら、レーザ照射部2(パターン形成手段)の手前を経由して、レーザ照射部2の位置に、空の収容器1を順次移動させる。
The linear guide member can be configured by arranging a pair or three or more guide members on both side surfaces of the
レーザ照射部2の位置では、レーザを照射して画像パターンを収容器1の表面もしくは裏面又は内部に形成する。画像パターン形成時には収容器1内には被収容物9がまだ存在していないので、レーザ照射部2は、被収容物9(図20参照)の温度や熱伝導率等の影響を受けない。従って、レーザ照射部2は、被収容物9の温度や熱伝導率や熱容量等の特性に応じた制御パラメータで制御しなくてもよい。
At the position of the
画像パターン形成時には、収容体1は、封止部材8(図20参照)により封止又は密閉されていないため、画像パターン形成時に発生する微粉や気体等が収容体1内に混入することを集塵部5で防止することが望ましい。集塵部5は、レーザ照射部2の近傍、または収容手段近傍、もしくは、レーザ照射部2の近傍と収容手段近傍の両方に1つ以上配置することが望ましい。
At the time of image pattern formation, the
画像パターン形成後、移動機構4は、画像パターンが形成された収容器1を順次、被収容物9を収容器1に収容させる収容手段のある位置まで移動させる。収容手段は、被収容物9が液体、もしくは、粉体、または粒状固体の場合、ノズル状の形状を有することが望ましい。収容手段のノズル状の形状の部分は、収容器1の開口部近傍の位置で被収容物9を収容体1の内部に注入して収容させるように機能する。さらに、移動手段4は、画像パターンが形成され被収容物9を内部に収容した収容器1を封止部材8で封止する封止手段がある位置まで移動させる。封止手段がある位置では、画像パターンが形成され被収容物9を内部に収容した収容器1の開口部にキャップ部材等の封止部材8を挿入し回転させて収容器1の開口部の封止を行い、収容体7の生産を行う。
After forming the image pattern, the moving
封止部材8による封止後、移動機構4は、さらに、被収容物9を内部に収容し開口部が封止部材8で封止され画像パターンが形成された収容体7を複数個集合させる集合位置、もしくは箱詰めを行う箱詰め位置まで移動させる。
After sealing by the sealing
図5(a)に示す製造装置100や、図25に示す製造装置100bや、図29に示す第1変形例に係る製造装置100dは、収容体7の製造方法としての態様1:収容器1に画像パターンを形成後、被収容物9を収容し、その後、封止部材8で封止する収容体7の製造方法に適している。
The
図30に示す第2変形例に係る製造装置100eは、収容体7の製造方法としての態様2:被収容物9を収容し、その後、封止部材8で封止し、その後、収容器1に画像パターンを形成する収容体7の製造方法に適している。
The
具体的には、画像パターンを形成する前の収容器1をベルトコンベア等の移動機構4上に載置して移動させる。移動機構4には、収容器1の円筒軸10がZ方向に沿うように収容器1を保持する収容器保持手段が設けられていても良いし、移動機構1に自立させていても良い。収容器保持手段は各収容器1の底部が嵌合可能な凹部形状のもの(窪み)であってもよいし、収容器1の下部もしくは上部等の側面に配置された線状のガイド部材であってもよい。
Specifically, the
この線状ガイド部材は、収容体1の両側面に一対、もしくは3つ以上のガイド部材が配置されていることが望ましい。複数の収容器1が移動機構4の上に線状に連続配置され、収容器保持手段もしくはガイド手段により順次、被収容物9を収容器1に収容させる収容手段のある位置まで移動させる。収容手段は、被収容物9が液体、もしくは、粉体、または粒状固体の場合、ノズル状の形状を有することが望ましい。
In this linear guide member, it is desirable that a pair or three or more guide members are arranged on both side surfaces of the
収容手段におけるノズル状の形状の部分は、収容器1の開口部近傍の位置で被収容物9を収容器1の内部に注入して収容させるように機能する。さらに、移動手段4は、被収容物9を内部に収容した収容器1を封止部材8で封止する封止手段がある位置まで移動させる。封止手段がある位置では、被収容物9を内部に収容した収容器1の開口部にキャップ部材等の封止部材8を挿入し回転させて収容器1の開口部の封止を行う。
The nozzle-shaped portion of the accommodating means functions to inject and accommodate the
その後、移動手段4は、被収容物9を内部に収容し収容器1の開口部にキャップ部材等の封止部材が装着された収容体7をレーザ照射部2の手前を経由して、レーザ照射部2の位置へ順次移動させる。レーザ照射部2の位置では、レーザを照射するなどして画像パターンを収容器1の表面近傍もしくは内面(収容器1の壁部内)または裏面(収容器1の内部側表面)近傍に形成する。
After that, the moving
画像パターン形成時には収容器1の内部に被収容物9が存在しているので、レーザ照射は、被収容物9の温度や熱伝導率や熱容量、等の影響を受ける。従って、レーザ照射は、被収容物9の温度や熱伝導率や熱容量等の特性に応じた制御パラメータで制御されることが望ましい。すなわち、態様2の収容体7の製造方法では、被収容物9が収容されている状態で画像パターンを形成し、被収容物9が無い状態で画像パターンを形成する際の制御パラメータとは異なる制御パラメータで画像パターンが形成される。
Since the
態様2の収容体7の製造方法では、画像パターン形成時には、既に封止部材8により収容体7は封止もしくは密閉されているので、画像パターン形成時に発生する微粉や気体等が収容体7の内部に混入することが防止できる。
In the method for manufacturing the
画像パターン形成後、移動機構4は、さらに、被収容物9を内部に収容し開口部が封止部材8で封止され画像パターンが形成された収容体7を複数個集合させる集合位置、もしくは箱詰めを行う箱詰め位置まで移動させる。
After the image pattern is formed, the moving
図25に示す製造装置100bは、保持部31を取り除くか、保持部31を収容器1を封止している封止部材8と係合して保持する保持部31に変更すると、収容体7の製造方法としての態様2:被収容物9を収容し、その後、封止部材8で封止し、その後、収容器1に画像パターンを形成する収容体7の製造方法に適している。
When the
図30に示す第2変形例に係る製造装置100eは、収容体7の製造方法としての態様3:被収容物9を収容しながら収容器1の表面に画像パターンを形成し、その後、封止部材8で封止する収容体7の製造方法に適している。
The
具体的には、画像パターンを形成する前の収容器1をベルトコンベア等の移動機構4上に載置して移動させる。移動機構4は、レーザ照射部2の手前の位置から、レーザ照射部2の方へ順次移動させる。レーザ照射部2の近傍には、被収容物9を収容器1に収容させる収容手段も設けられている。収容手段は、被収容物9が液体、もしくは、粉体、または粒状固体の場合、ノズル状の形状を有することが望ましい。
Specifically, the
収容手段のノズル状の形状の部分は、収容器1の開口部近傍の位置で被収容物9を収容器1の内部に注入して収容させるように機能する。移動機構4には、収容器1の円筒軸10がZ方向に沿うように収容器1を保持する収容器保持手段が設けられていても良いし、移動機構1に自立させていても良い。収容器保持手段は各収容器1の底部が係合する凹部形状のものであってもよいし、収容器1の下方もしくは上方等の側面に配置された線状のガイド部材であってもよい。
The nozzle-shaped portion of the accommodating means functions to inject and accommodate the
この線状ガイド部材は、収容器1の両側面に一対、もしくは3つ以上のガイド部材が配置されていることが望ましい。複数の収容器1が移動機構4の上に線状に連続配置され、収容器保持手段もしくはガイド手段により順次、レーザ照射部2と被収容物9を収容器1に収容させる収容手段が近接配置された位置の手前から、レーザ照射部2と被収容物9を収容器1に収容させる収容手段が近接配置された位置へ移動させる。
In this linear guide member, it is desirable that a pair or three or more guide members are arranged on both side surfaces of the
レーザ照射部2の位置では、レーザを照射するなどして画像パターンを収容器1の表面近傍もしくは内面(収容器1の壁部内)または裏面(収容器1の内部側表面)近傍に形成する。また、その近傍の位置に置いて、被収容物9を収容器1に収容させる収容手段が被収容物9を収容器1の内部に収容させる。被収容物9を収容し画像パターン形成した後、移動手段4は、被収容物9を内部に収容し画像パターンが形成された収容器1を封止部材8で封止する封止手段がある位置まで移動させる。
At the position of the
封止手段がある位置では、被収容物9を内部に収容し画像パターンが形成された収容器1の開口部にキャップ部材等の封止部材8を挿入し回転させて収容器1の開口部の封止を行い、収容体7を製造する。移動機構4は、さらに、被収容物9を内部に収容し開口部が封止部材8で封止され画像パターンが形成された収容体7を複数個集合させる集合位置、もしくは箱詰めを行う箱詰め位置まで移動させる。
At the position where the sealing means is located, the sealing
また、上述した実施形態では、樹脂により構成されたPETボトル等のボトルを収容器の一例として示したが、収容器はこれに限定されるものではない。ガラスにより構成されたコップ等であってもよい。図32は、第3変形例に係る収容器としてのコップ1fの一例を示す図である。図32に示すように、コップ1fの円筒面には第2パターンの集合体により構成される第1パターン210が形成されている。
Further, in the above-described embodiment, a bottle such as a PET bottle made of resin is shown as an example of the container, but the container is not limited to this. It may be a cup made of glass or the like. FIG. 32 is a diagram showing an example of a
また、上述した実施形態では、収容器1は、可視光に対して透過性を有する基材により構成され、この収容器1を背景としての黒いスクリーン等の前に配置した例を示した。
Further, in the above-described embodiment, the
これ以外の例として、図33(a)では、収容器1は、可視光に対して透過性を有する樹脂又はガラス(透明な樹脂又は透明なガラス)により構成され、背景としての白いスクリーンの前に配置されている。透明な収容器1を通して背景の白いスクリーンが見えている。或いは透明な収容器1内に白色の液体が入っており、透明な収容器1を通して収容器1内の白色の液体が見えているとみなしてもよい。
As another example, in FIG. 33 (a), the
図33(a)における収容器1の表面には、文字220aが形成されている。文字220aは、加工レーザビームの照射により、収容器1における基材の表面を炭化等で黒色化させることで形成されたものである。背景の白色又は収容器1内の液体の白色に対して、黒色化された文字220aが黒く視認されている。このように、収容器1の基材を黒色化させることで、第2パターンにより構成される文字220a等の第1パターンを視認させることもできる。
The letter 220a is formed on the surface of the
また、さらに他の例として、図33(b)では、収容器1は透明な樹脂又は透明なガラスにより構成され、背景としての黒いスクリーンの前に配置されている。透明な収容器1を通して背景の黒いスクリーンが見えている。或いは透明な収容器1内に黒色の液体が入っており、透明な収容器1を通して収容器1内の黒色の液体が見えているとみなしてもよい。さらに、上述したように、収容器1は、着色した基材でも、光透過率の低い基材であってもよく、第1パターンによる散乱効果によって、第1パターンを形成されていない箇所とのコントラストが得られて、文字や、バーコード等の表示を見やすくできる。
As yet another example, in FIG. 33 (b), the
図33(b)における収容器1の表面には、文字220b以外の領域に加工レーザビームを照射して、収容器1の基材の性状を変化させたパターンが形成されている。この文字220b以外の領域は、第2パターンの集合体により構成される第1パターンに対応する。
On the surface of the
文字220a以外の領域で周辺光の拡散性が向上し、文字220a以外の領域が白濁化されて視認されている。文字220bの領域では背景のスクリーンの黒色、又は収容器1内の液体の黒色が視認されている。このようにして文字220b等の第1パターンを視認させることもできる。
The diffusivity of the ambient light is improved in the region other than the character 220a, and the region other than the character 220a is clouded and visually recognized. In the area of the character 220b, the black color of the background screen or the black color of the liquid in the
また、実施形態では、収容器が円筒状である例を示したが、収容器はこれに限定されるものではなく、箱状の収容器や錐体状の収容器等であってもよい。 Further, in the embodiment, an example in which the container is cylindrical is shown, but the container is not limited to this, and may be a box-shaped container, a cone-shaped container, or the like.
また、実施形態では、第2パターンの集合体により構成される第1パターンを収容器の表面に形成する例を示したが、収容器を構成する基材の内部に第2パターンの集合体により構成される第1パターンを形成することもできる。 Further, in the embodiment, an example in which the first pattern composed of the aggregate of the second pattern is formed on the surface of the container is shown, but the aggregate of the second pattern is formed inside the base material constituting the container. It is also possible to form the first pattern to be composed.
また、収容器1に収容されている被収容物についても、可視光に対して透過性を有する収容器に収容された被収容物の色に対して、第1パターンのコントラストを上げることで、良好な視認性で情報量が多いパターンが形成されたものを提供できる。例えば被収容物が黒色の場合は、収容器に白濁化された第1パターンを形成すると、第1パターンを視認しやすくなり、被収容物が白色の場合は、収容器に黒色化された第1パターンを形成すると、第1パターンを視認しやすくなる。
Further, with respect to the contained object contained in the
なお、容器の形状は、肩部及び傾斜部の無い円柱状、四角柱等の何でもよい。また容器の内容物は、任意の色であってよいし、また冷たいもの又はあたたかいもの、炭酸、コロイド(ヨーグルトなど)状のもの等、容器に入るものであれば何でもよい。内容物は、例えばコーヒー、お茶、ビール、水、ジュース、炭酸飲料、ミルク等であるが、これに限定されず、容器に入るものであれば何でもよい。 The shape of the container may be anything such as a columnar column or a quadrangular column having no shoulder or inclined portion. The contents of the container may be any color, and may be anything that can be contained in the container, such as cold or warm, carbonic acid, colloid (yogurt, etc.). The contents are, for example, coffee, tea, beer, water, juice, carbonated drinks, milk and the like, but are not limited to these, and may be anything that can be contained in a container.
●ペットボトルの市場規模
収容器1の内部に収容された飲料用液体等の被収容物からなる収容体7は、一般消費者向けに市場に供給されるために、収容器1や収容体7の生産量は、膨大な量に達する。
● Market size of PET bottles The
PETボトルリサイクル推進協議会によれば、我が国における2016年度の清涼飲料用ペットボトル出荷本数は227億本である。世界的にみると1分間に100万本を超えるペットボトルが消費されている。しかも、年々、この数字は増加しつつある。 According to the PET Bottle Recycling Promotion Council, the number of PET bottles for soft drinks shipped in Japan in FY2016 was 22.7 billion. Globally, more than 1 million PET bottles are consumed per minute. Moreover, this number is increasing year by year.
前述の227億本におよぶ飲料用ペットボトルのほぼすべては、環境負荷が大きいラベル付き飲料用ペットボトルである。 Almost all of the above-mentioned 22.7 billion PET bottles for beverages are labeled PET bottles for beverages, which have a large environmental load.
●エコボトル大量生産工場の必要性
全地球規模的環境負荷を低減するために、環境負荷が大きいラベルを無くし、ラベルが提供してきた文字や画像等の情報提供機能を収容器1に一体的に設けられた微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の低環境負荷情報提供機能に置き換えることが望ましい。
● Necessity of eco-bottle mass production factory In order to reduce the global environmental load, the label with a large environmental load has been eliminated, and the information provision function such as characters and images provided by the label has been integrated into the
従って、微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に有する収容器1や、収容器1の内部に収容された飲料用液体等の被収容物9からなる収容体7を大量に生産することに適した生産方法、もしくは工場等の生産システムが必要となる。
Therefore, the
●技術的課題
収容器1や収容体7を効率的に生産する方法や生産システムを実現する上での第一の技術的課題は、ラベル添付プロセスのスピードと、収容器1の表面もしくは内面に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成する低環境負荷情報形成スピードとの差を埋めることである。
● Technical issues The first technical issue in realizing a method and production system for efficiently producing the
第二の技術的課題は、収容器1の表面もしくは内面に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成する際に生じるちり、ほこり、ゴミ、等の塵埃対策である。文字や画像等の情報を一体的に形成する際に生じるちり、ほこり、ゴミ、等の塵埃が、収容器1の内部に混入することは衛生上、極めて好ましくない。
The second technical problem is dust, dust, and dust generated when information such as characters and images formed by a minute pattern and a set of these minute patterns are integrally formed on the surface or the inner surface of the
従って、塵埃が、収容器1の内部に混入することをできるだけ回避可能な生産方法や生産システムを実現する必要がある。
Therefore, it is necessary to realize a production method and a production system that can prevent dust from entering the inside of the
第三の技術的課題は、収容器1の表面もしくは内面に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成する際に使用する加工用光エネルギーの対策である。加工用光源にレーザー等を用いる場合、レーザー光の漏洩対策や、誤発光対策は安全上、大変重要である。
The third technical problem is the processing optical energy used to integrally form information such as characters and images formed by a minute pattern and a set of these minute patterns on the surface or inner surface of the
●エコボトル生産の工夫の必要性
これら複数の技術的課題の優先順序は、生産システムの生産量や、生産システムの物理的大きさ(広さ)や、収容器1の製造装置(光マーキング装置)の構造や、光マーキング手段の種類により異なる。
● Necessity of ingenuity in eco-bottle production The priority order of these multiple technical issues is the production volume of the production system, the physical size (size) of the production system, and the manufacturing equipment of the container 1 (optical marking equipment). It depends on the structure of the light marking means and the type of optical marking means.
従って、目的とする生産システムの必要条件により、複数の技術的課題を適切に考慮して、生産システムの具体的構成を工夫する必要がある。 Therefore, it is necessary to devise a concrete configuration of the production system by appropriately considering a plurality of technical problems according to the necessary conditions of the target production system.
●生産方法、及び生産システム(工場)の全体説明
図34は、収容器1や収容体7を量産する生産・製造方法、及び生産・製造システム(工場)の全体を示す図である。
● Overall description of production method and production system (factory) FIG. 34 is a diagram showing the entire production / manufacturing method and production / manufacturing system (factory) for mass-producing the
図34に示す生産・製造システムは、以下に示す順のエリア(手段、工程)を備える。プリフォームエリアA1、成形エリアA2、検査エリアA3、充填前マーキングエリアM1、アキュームエリアA4、洗浄エリアA5、充填エリアA6、封止エリアA7、アキュームエリアA8、ラベリングエリアA9、印字エリアA10、箱詰エリアA11、検査エリアA12、パレットエリアA13、検査エリアA14。充填エリアA6には、飲料製造エリアBから飲料が合流する。 The production / manufacturing system shown in FIG. 34 includes areas (means, processes) in the order shown below. Preform area A1, molding area A2, inspection area A3, pre-filling marking area M1, accumulator area A4, cleaning area A5, filling area A6, sealing area A7, accumulator area A8, labeling area A9, printing area A10, boxing Area A11, inspection area A12, pallet area A13, inspection area A14. Beverages join the filling area A6 from the beverage manufacturing area B.
まず、プリフォーム暖めエリアA1では、収容器1となるPET等の樹脂で構成されたプリフォームを成形しやすくするために暖めるエリアである。暖められたプリフォームは、成形エリアA2において、型に入れられた後に、空気を吹き込まれてふくらまされることにより収容器1であるペットボトルの形になる。使用する型に、収容器1の強度を増すためのリブや、文字、図形、等のパターンを彫り込んでおけば、空気を吹き込まれてふくらまされる収容器1に彫り込んだパターンに相当するリブや、文字、図形、等のエンボスを収容器1に施すことができる。
First, the preform warming area A1 is an area for warming the preform made of a resin such as PET, which is the
以後、収容器1は、エンボスペットボトル、エンボス収容器、等、エンボス形状を有する収容器を含む概念として使用する。
Hereinafter, the
成形エリアA2でできたペットボトルもしくはエンボスペットボトルは、検査エリアA3に移動し収容器検査機により、キズやへこみが無いかをカメラにより調べられる。 The PET bottle or embossed PET bottle made in the molding area A2 is moved to the inspection area A3 and inspected by a camera for scratches and dents by the container inspection machine.
できたペットボトルや、検査済みのペットボトルは、次工程の作業エリアへ移動手段もしくは、人力によって移動する。 The PET bottles that have been made and the PET bottles that have been inspected are moved to the work area of the next process by means of transportation or by human power.
もしくは、できたペットボトルや、検査済みのペットボトルを一時的に貯めておくアキュームエリアA4に移動手段もしくは、人力によって移動し、一時的に蓄積保管できるようにしてもよい。 Alternatively, the PET bottles that have been made or the PET bottles that have been inspected may be temporarily stored in the accumulator area A4 by means of transportation or by human power so that the PET bottles can be temporarily stored and stored.
●ペットボトルもしくはエンボスペットボトルの外部購入方式
図34は、プリフォーム暖めエリアA1、ブロー成形機を有する成形エリアA2、ボトル検査機を有する検査エリアA3を充填前マーキングエリアM1の上流に直結して設け、収容器1となるペットボトルもしくはエンボスペットボトルも生産しているボトリング工場等の飲料用液体等を収容した収容体を生産する収容体生産システムを示している。
● External purchase method for PET bottles or embossed PET bottles Fig. 34 shows that the preform warming area A1, the molding area A2 having a blow molding machine, and the inspection area A3 having a bottle inspection machine are directly connected to the upstream of the pre-filling marking area M1. It shows a container production system for producing a container containing a beverage liquid or the like of a bottling factory or the like which is provided and also produces a PET bottle or an embossed PET bottle which is a
しかし、収容器1となるペットボトルもしくはエンボスペットボトルは、外部から購入したり、自社の別の工場等の生産拠点で生産したりすることも可能である。これら場合、収容器1を外部から調達するので、収容体生産システムにプリフォーム暖めエリアA1、ブロー成形機を有する成形エリアA2等を設ける必要がなくなり、収容体生産システム構築の初期費用を抑えることができる。
However, the PET bottle or the embossed PET bottle that becomes the
従って、外部から搬入された収容器1となるペットボトルもしくはエンボスペットボトルは、収容体生産システムに搬入された後に、検査エリアA3経由、もしくは、直接、充填前マーキングエリアM1に移動手段により搬送される。
Therefore, the PET bottle or the embossed PET bottle to be the
●充填前マーキングエリア
成形エリアA2で成形されたペットボトル・エンボスペットボトルや、検査が完了されたペットボトル・エンボスペットボトル、もしくは、収容体生産システム外から搬入された収容器1であるペットボトル・エンボスペットボトルは、ベルトコンベア等の移動手段により充填前マーキングエリアM1に移動する。
● Pre-filling marking area PET bottles / embossed PET bottles molded in the molding area A2, PET bottles / embossed PET bottles that have been inspected, or PET bottles that are the
この充填前マーキングエリアM1には、情報を収容器1の表面に形成する光マーキング装置が少なくとも1台設置されており、この光マーキング装置により、収容器1の表面に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成する作業を行う。
At least one optical marking device for forming information on the surface of the
●マーキング装置 100 100d 100e
この充填前マーキングエリアM1に設置される光マーキング装置は、例えば、図5(a)に示される製造装置(光マーキング装置)100である。また、収容器1の肩部に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を収容器1に一体的に形成することができる図26に示される製造装置(光マーキング装置)100bのような光マーキング装置であってもよい。
● Marking
The optical marking device installed in the pre-filling marking area M1 is, for example, the manufacturing device (optical marking device) 100 shown in FIG. 5A. Further, the manufacturing apparatus shown in FIG. 26 capable of integrally forming information such as characters and images formed by a minute pattern and a set of the minute patterns on the shoulder of the
同様に、図30に示される第一変形例に係わる収容器1の製造装置(光マーキング装置)100dのような光マーキング装置であってもよい。この製造装置(光マーキング装置)100dは、収容器1の側部(ボディ領域)に第一パターンである微小なパターンとこの微小なパターンの集合である第二パターンで形成された文字や画像等の情報を収容器1体的に形成することができる。
Similarly, an optical marking device such as the manufacturing device (optical marking device) 100d of the
更に、図31に示される第一変形例に係わる収容器1の製造装置(光マーキング装置)100eのような光マーキング装置あってもよい。この製造装置(光マーキング装置)100eは、収容器1の側部(ボディ領域)に、同時に両側から微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を収容器1体的に形成することができる。
Further, there may be an optical marking device such as the manufacturing device (optical marking device) 100e of the
充填前マーキングエリアM1では、成形エリアA2で成形されたペットボトル等の収容器1が、手動もしくは、マテリアルハンドリング装置(マテリアルハンドリングロボット)により、光マーキング装置(100・100b・100d)に設置される。設置後に、光マーキング装置(100・100b・100d)により、収容器1の表面にレーザーアレイ等の光学的加工手段により文字や画像等の情報が一体的に形成される。
In the pre-filling marking area M1, the
●光マーキング装置
他の光マーキング装置の具体的な構成を図35に基づいて説明する。
● Optical marking device
A specific configuration of another optical marking device will be described with reference to FIG. 35.
図35は、光マーキング装置300を示している。光マーキング装置300は、収容器1を載置して収容器1を移動させるコンベア301の近くに配置されている。光マーキング装置300よりもコンベア301の上流には、温度調整装置400が配置される。光マーキング装置300は、パターン形成装置、情報形成装置、およびレーザ加工装置の一例である。
FIG. 35 shows the
温度調整装置400は、コンベア301によって移動する収容器1を加熱または冷却する温度調整部405を備え、光マーキング装置300は、レーザーヘッド310により加工レーザビームが照射された収容器1を冷却する温度調整部450を備える。
The
温度調整部405が、コンベア301によって移動する収容器1を加熱する場合、加工レーザビームの照射エネルギーが同じ条件の場合、収容器1における加工レーザビームの吸収率が大きくなるため、基材1aの内部及び表面を十分発泡、白濁化させることができて、パターン11の視認性が向上する。
When the
温度調整部405が、コンベア301によって移動する収容器1を冷却する場合、加工レーザビーム20の照射時のHAZの影響を低減し、アブレーションにより、パターン11の視認性が向上する。さらに、基材1aの内部及び表面の発泡が必要以上に成長することを抑制し、きめ細かい発泡により白濁化させることができるため、パターン11の視認性が向上する。
When the
そして、加工レーザビーム20を収容器1に照射した後に、収容器1を冷却する温度調整部450を備えることにより、基材1aの内部及び表面の発泡が必要以上に成長することを抑制し、きめ細かい発泡により白濁化させることができるため、パターン11の視認性が向上する。
Then, after irradiating the
コンベア301のさらに上流には、成型エリアA2、もしくは検査エリアA3がある。成型された収容器1、もしくは、成型されて検査された収容器1は、収容器移動手段であるコンベア301により光マーキング装置300の方へ運ばれ、光マーキング装置300での収容器1への微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報一体形成を経て、次の作業エリアへ移動される。収容器1の内部には、まだ飲料用液体は充填されておらず、空の状態である。また、収容器1の口部にはキャップ等の封止手段が装着されていない状態である。このような状態で、収容器1は光マーキング装置300を通過する。
Further upstream of the
コンベア301の下流にある次の作業エリアは、収容器1に一体的に形成された微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報の品質をカメラ等の撮像機器で検査する収容器1の形成情報検査エリアであったりする。
The next work area downstream of the
●レーザーコントローラ320
レーザーコントローラ320の内部には、レーザーダイオードを駆動するための電源手段や、制御手段、及び12個のレーザー光源からなるレーザードライバーが複数個配置されている。レーザー光源から照射されるレーザー光のパワーを制御するパワー制御手段も設けられている。レーザー光源の数は、12個に限られず任意の数だけ設けることができる。レーザードライバーの数は、必要に応じて1個から例えば16個を内蔵することができる。レーザードライバーは情報を収容器1に書き込む際に相当量の発熱を生じるので、レーザーコントローラ320に接続された冷却システム322が必要となる。冷却システム322には、冷気をレーザーコントローラ320に送り込むための第一の送風手段であるパイプと、レーザーコントローラ320内で暖まった空気を冷却システム322に回収するための第二の送風手段であるパイプとを有している。
●
Inside the
レーザーコントローラ320には、複数のカップリングファイバーとこのカップリングファイバーの端部に設けられた複数のレーザーヘッド310が設けられている。各カップリングファイバーにはレーザー光源の数に相当する数のオプティカルファイバーが束ねられており、各オプティカルファイバーは、各レーザー光源からのレーザー光をレーザーヘッド310の端部まで導くことができる。
The
さらに、レーザーコントローラ320には、コンベア301によって移動される収容器1を検知するセンサー312が設けられている。このセンサー312は、収容器1の最上流端が対向配置されたレーザーヘッド310の間通過するタイミングを検知できるように安全カバー313の内側に設けられている。センサー312の数は、1つでも複数個設けてもよい。レーザーコントローラ320は、センサー312がコンベア301で運ばれてくる収容器1を検知した後、所定のタイミングで所定の情報を収容器1の表面に一体的に形成する情報形成プロセスを開始する。この情報形成プロセスは、収容器1とレーザーヘッド310との間におこる相対的移動により前述の第一パターンの形成が行われる。
Further, the
●レーザーヘッド310内のファイバー配置
図36は、レーザーヘッド310内におけるオプティカルファイバーの配置を示す図である。
● Fiber Arrangement in the
この事例では、12本のオプティカルファイバー330が鉛直方向に縦一列に群配置されている。左側の配置図は、レーザーヘッド310の側面方向から見た配置を示している。右側の配置図は、レーザーヘッド310の前面から見た配置を示している。オプティカルファイバーの前面330aは、収容器1等の文字や画像等の情報を一体形成をレーザーでおこなう対象物に対面するように配置されている。
In this case, twelve optical fibers 330 are arranged in a vertical row in the vertical direction. The layout diagram on the left side shows the layout of the
●レーザーヘッド310の配置
図35に示される光マーキング装置300では、レーザーヘッド固定台311上に1つのレーザーヘッド310がレーザーヘッド固定台311の上に位置調整可能に載置されている。
● Arrangement of
レーザーヘッド310は、ネジやボルト等の固定手段でレーザーヘッド固定台の上で、レーザー照射をおこなう対象物の移動方向に平行な方向や、対象物への接離方向について、位置調整可能に固定されている。対象部であるペットボトル等の収容器1の肩部に、文字や画像等の情報を一体形成をレーザーヘッド310でレーザー照射しておこなう場合は、レーザーヘッド固定台311は、収容器1の肩部にレーザー照射可能な所定の高さを有し、かつ、収容器1の肩部にほぼ垂直な角度でレーザーヘッド310からレーザー照射可能なように、レーザーヘッド310が角度調整可能にネジやボルト等の固定手段で固定できる。
The
このように、収容器1の肩部に、文字や画像等の情報を一体形成するために、収容器1の肩部にレーザー照射可能な所定の高さに、収容器1の肩部にほぼ垂直な角度でレーザーヘッド310からレーザー照射可能なように、レーザーヘッド310が角度調整可能にネジやボルト等の固定手段で固定されている装置を光マーキング装置300bとする。
In this way, in order to integrally form information such as characters and images on the shoulder of the
●レーザーヘッド340の複数配置
図37には、複数のレーザーヘッド340がレーザーヘッド固定台311上の載置されている状態が示されている。具体的には、図37に示される様に4つのレーザーヘッド340を垂直方向(Z軸方向)に位置を所定量ずらしてレーザーヘッド固定台311上に載置されている。載置されるレーザーヘッド340の数は任意の数の設定することができる。また、レーザーヘッド340の垂直方向へのずらし量は、図37に示される様にレーザーヘッド340に設けられたオプティカルファイバー本数分に相当するようにすることにより、レーザー照射の対象物である収容器1の照射エリアを図37右側の図のように広くすることができる。
● Multiple Arrangement of
図38では、レーザーヘッド340の前面におけるオプティカルファイバー群の配置をレーザーヘッド340の前面部中央ではなく、一方の側面側に近接配置したレーザーヘッド340を複数個、垂直方向(z軸方向)に位置をずらして、レーザーヘッド固定台311に固定した状態を示している。図図38のように配置すると、レーザーヘッド340のX軸方向(レーザー照射対象物の移動方向)の取り付けに必要な幅を図37のような配置に比べて狭くすることができる。また、各オプティカルファイバー群の間の最大幅を小さくすることができる。
In FIG. 38, a plurality of laser heads 340 are arranged in the vertical direction (z-axis direction) in which the optical fiber group is arranged in the front surface of the
●レーザーヘッド310の対面配置
図35では、ベルトコンベア301の中心線を挟んで、2つのレーザーヘッド310が、前面が対抗するように配置されている。それぞれのレーザーヘッド310は、ベルトコンベア301の中心線を挟んで、向き合うように配置されたレーザーヘッド固定台311の上に位置調整可能に固定されている。ベルトコンベア301の両側に設けられたレーザーヘッド固定台311の上に載置されるレーザーヘッド310の数は、単数であってもよいし、複数個であってもよく、それぞれのレーザーヘッド固定台311の上に載置されるレーザーヘッド310の数は、任意の所定数である。また、ベルトコンベア301の両側に設けられたレーザーヘッド固定台311の上に載置されるレーザーヘッド310の数は、同じ数であってもよいし、異なる数であってもよい。
● Face-to-face arrangement of laser heads 310 In FIG. 35, two laser heads 310 are arranged so that their front surfaces oppose each other with the center line of the
更に、ベルトコンベア301の両側に設けられたレーザーヘッド固定台311の上に載置されるレーザーヘッド310の高さや、角度(垂直方向に対する角度、もしくは、水平方向に対する角度)は、同じであってもよいし、異なっている場合も必要に応じてあり得る。
Further, the height and the angle (angle with respect to the vertical direction or angle with respect to the horizontal direction) of the
図35に示される光マーキング装置では、移動手段の中心線の両側にレーザーヘッド固定台311とそのレーザーヘッド固定台311上に配置された所定数のレーザーヘッド310が対向配置されているので、移動手段により運ばれてきた収容器1の両側から、ほぼ同時に、並列的に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成することが行われる。この並列的に行われる収容器1へ形成される情報の内容は、同じであってもよいし、異なる内容であってもよい。
In the optical marking device shown in FIG. 35, the laser
このように、レーザーヘッド固定台311とそのレーザーヘッド固定台311上に配置された所定数のレーザーヘッド310が、収容器1の移動手段の中心線の両側に、対向配置されている装置を光マーキング装置300cとする。
In this way, the laser
●レーザーヘッド310の2段複数配置
次に、収容器1の側面部とその側面部より高い位置にある肩部の両方に、微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成することに適した光マーキング装置300のレーザーヘッド310とレーザーヘッド固定台311の配置について説明する。移動手段の中心線の一方側に配置された第一のレーザーヘッド固定台311上に、収容器1の側面に情報を一体形成するために、図37もしくは図38に示されているような複数のレーザーヘッド310が、0個または1個もしくは複数個、調整可能にネジやボルト等の固定手段で固定されている。収容器1の側面に情報を垂直方向に幅広く一体形成するためには、レーザーヘッド固定台に取り付けられる側部照射用レーザーヘッド310の数は、多い方が良い。
● Multiple arrangement of two stages of
前述の第一のレーザーヘッド固定台311に、更に、収容器1の側面部より高い位置にある肩部に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成するための肩部照射用レーザーヘッド310を0個または1個もしくは複数個、位置調整可能にネジやボルト等の固定手段で固定する。肩部照射用レーザーヘッド310の取り付け位置は、側部照射用レーザーヘッド310の取り付け位置より高い位置に取り付けられている。そして、肩部照射用レーザーヘッド310は、収容器1の肩部にレーザー光を照射すべく収容器1の肩部を構成する傾斜面にほぼ垂直になるように角度調整可能に、ネジやボルト等の固定手段で固定されている。
In addition to the above-mentioned first laser
すなわち、レーザーヘッド固定台311に、所定の数の第一の種類の側部照射用レーザーヘッド310と、所定の数の第二の種類の肩部照射用レーザーヘッド310が設けられていることになる。
That is, the laser
このように、レーザーヘッド固定台311に、所定の数の第一の種類の側部照射用レーザーヘッド310と、所定の数の第二の種類の肩部照射用レーザーヘッド310が設けられていて、収容器1の側部や、肩部に文字や画像等の情報を一体的に形成できる装置を光マーキング装置300dとする。
As described above, the laser
●レーザーヘッド310の2段複数、対面配置
移動手段の中心線に対して、前述の第一のレーザーヘッド固定台311が配置されている側の反対側に、第二のレーザーヘッド固定台311を設ける。この第二のレーザーヘッド固定台311上にも第一のレーザーヘッド固定台311に載置されているようなレーザーヘッド310が所定の数だけ載置されている。すなわち、第二のレーザーヘッド固定台311にも0以上の所定数の収容器1の側面部照射用レーザーヘッド310と、0以上の所定数の収容器1の肩部照射用レーザーヘッド310が位置調整可能にネジやボルト等の固定手段で固定されている。第二のレーザーヘッド固定台311においても、肩部照射用レーザーヘッド310は側面部照射用レーザーヘッド310よりも高い位置に配置されている。
● Two-stage
移動手段の中心線の両側に第一のレーザーヘッド固定台311と第二のレーザーヘッド固定台311を配置し、それぞれのレーザーヘッド固定台311上に、所定数の側面部照射用レーザーヘッド310と所定数の肩部照射用レーザーヘッド310とが対向配置されているので、移動手段により運ばれてきた収容器1の両側から、ほぼ同時に、並列的に、収容器1の側部や肩部に対して、微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成することが行われる。この並列的に行われる収容器1へ形成される情報の内容は、同じ情報内容であってもよいし、異なる情報内容であってもよい。
A first laser
このように、移動手段の中心線の両側に第一のレーザーヘッド固定台311と第二のレーザーヘッド固定台311を配置し、それぞれのレーザーヘッド固定台311上に、所定数の側面部照射用レーザーヘッド310と所定数の肩部照射用レーザーヘッド310とが対向配置されている装置を光マーキング装置300eとする。
In this way, the first laser
●光マーキング装置300の安全カバー313
図35に示される光マーキング装置300には、所定の数と所定の種類のレーザーヘッド310が載置された第一のレーザーヘッド固定台311と、所定の数と所定の種類のレーザーヘッド310が載置された第二のレーザーヘッド固定台311の両方を覆うことができるカバー手段である安全カバー313が設けられている。収容器1の表面や内面を加工するためにレーザーヘッド310から照射されるレーザー光は、ペット樹脂を変形させうる強度を有しており、人体の目や皮膚に照射されるとやけど等の不利益をもたらしてしまう。従って、レーザーヘッド310から照射されるレーザー光は安全カバー313により安全カバーの外部に漏洩しないように遮光されることが望ましい。従って、安全カバー313の内側表面には、つや消しの黒色塗装がなされている。
●
The
更に、レーザー光の乱反射を防ぐために安全カバー313の内側表面には微小突起が多数設けられているとなおよい。微小突起の高さは、数ミクロン~数ミリの高さの範囲で、出来るだけ高いことが望ましい。また、安全カバー313には、収容器1が出入りするための入口と出口とが設けられている。それぞれの出入り口には、レーザーヘッド310から照射されたレーザー光が安全カバー313の外部に漏洩することを防止するのれん状に配置されたレーザー光漏洩防止手段が設けられている。図35に図示されたレーザー光漏洩防止手段は、所定の幅(例えば5mm)と所定の長さ(例えば40cm)と可撓性を有する帯状部材が垂直方向に多数が垂れている構成になっている。帯状部材の長さは、安全カバー313の出入り口を通過する収容器1の移動を許容する高さが必要である。一般的な500mlペットボトルの高さは、210mmから230mm程度の高さを有している。一般的な2000mlペットボトルの高さは、280mmから350mm程度の高さを有している。従って、安全カバー313のレーザー光漏洩防止手段となる帯状部材は、40cm程度の長さがあれば一般的な500mlボトルや一般的な2000mlボトルの移動に対応できる。
Further, it is more preferable that a large number of microprojections are provided on the inner surface of the
帯状部材の数は、安全カバー313の出入り口からレーザー光の漏洩を防ぐことが可能になる数が必要である。例えば、5mm幅の帯状部材の場合、出入り口の幅が20cmとすると、少なくとも40枚以上が必要となる。帯状部材は、収容容器1の移動方向に数段(2~4)設けると遮光機能はより高まる。
The number of strip-shaped members needs to be such that it is possible to prevent the leakage of laser light from the entrance / exit of the
光マーキング装置300の扉式安全カバー313のレーザー光漏洩防止手段は、図35に図示された構成(多数の帯状部材が垂れているもの)とは異なる構成であってもよい。例えば、安全カバー313の出入り口に設けられた観音開き可能な1組の扉や、片開き可能な扉の構成であってもよい。
The laser light leakage prevention means of the door
観音開き可能な1組の扉や、片開き可能な扉は、バネ等の弾性手段により、安全カバー313の出入り口を塞ぐように付勢されている。移動してきた収容器1が安全カバー313の観音開き可能な1組の扉や片開き可能な扉に当接すると、前述のバネ等の弾性手段の付勢力以上の力で、観音開き可能な1組の扉や片開き可能な扉を押し開き通過できるようにすることができる。収容器1が出入り口を通過した後は、観音開き可能な1組の扉や片開き可能な扉は、前述のバネ等の弾性手段により自動的に閉じられ、レーザー光の漏洩を防止する。
A set of doors that can be opened by double doors and a door that can be opened by one side are urged to block the entrance and exit of the
観音開き可能な1組の扉や、片開き可能な扉の各扉は、安全カバー313に設けられたモーター等の扉駆動手段により自動的に開閉できるようにすることができる。この場合、収容器1が安全カバー1の出入り口に近接していることを検知する検知手段(光学センサー、機械式センサー)を設け、この検知手段が収容器1の近接を検知した検知信号で、前述の扉駆動手段を駆動させることになる。このように、検知手段と駆動手段を設けて観音開き可能な1組の扉や片開き可能な扉を自動開閉可能にした場合、コンベア301により移動する収容器1は、観音開き可能な1組の扉や片開き可能な扉に触れること無く、光マーキング装置300の中を通過することができる。
The pair of doors that can be opened with double doors and the doors that can be opened with one side can be automatically opened and closed by a door driving means such as a motor provided on the
このように光マーキング装置300の安全カバー313は、内部に設けられたレーザーヘッド310から照射されるレーザー光が安全カバー313の外部へ漏洩することを防止するレーザー光漏洩防止機能と、収容器1が安全カバー313の出入り口を通過する通過機能の両立を可能にしている。安全カバー313の下流にあるコンベア301は、次の作業エリアに収容器1を移動させる。
As described above, the
●光マーキング装置300の安全カバー313内の集塵機
光マーキング装置300の安全カバー313内では、レーザーヘッド310から照射されたレーザー光により、微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を収容器1の表面に一体的に形成する。その際に、プルームや粉塵が発生する。このプルームや粉塵は、収容器1や安全カバー313の内部を汚す可能性がある。
● Dust collector in the
従って、前述のマーキング装置 100 100d 100eに設けられた集塵部5及び集塵制御部69と同様の機能を有する集塵機315が、光マーキング装置300の安全カバー313の内部、もしくは安全カバー313の開口部にこの開口部を塞ぐ形で、エアー吸引装置である集塵機315が設けられている。
Therefore, the
光マーキング装置300制御用PC321
制御用PC321による制御下で、光マーキング装置300はレーザーヘッド310から収容器1に加工用レーザー光が照射され、収容器1における基材の表面もしくは裏面又は内部の少なくとも一方に第1パターンを2次元的に形成する。
Under the control of the
制御用PC321のハードウェア構成は、図7で示される制御部6のハードウェア構成の一例を示すブロック図と同じハードウエア構成を有している。各ハードウエア構成についての説明は、製造装置100の制御部6に関する説明と同じである。
The hardware configuration of the
制御用PC321の機能構成は、図8でしめされる制御部6の機能構成の一例を示すブロック図から、収容器回転制御部67と集塵制御部68とを除いた構成と同じ内容の機能構成を有している。制御用PC321の機能構成は、収容器回転制御部67と集塵制御部68とを除き、製造装置100の制御部6に関する機能構成と同じである。従って、製造装置100の制御部6に関する機能構成についての説明から収容器回転制御部67と集塵制御部68とにかんする説明部分を除いた製造装置100の制御部6に関する機能構成についての説明を制御用PC321の機能構成についての説明として流用する。
The functional configuration of the
●光マーキング装置300の非常停止ボタン314
光マーキング装置300制御用PC321の近傍に、非常停止ボタン314が設けられている。非常停止ボタン314は、安全カバー313からレーザー光が漏洩したり、コンベア301が暴走したりするような非常事態や障害が生じたときに、安全を確保や障害回避のために、光マーキング装置300やコンベア301を緊急停止するためのものである。非常停止ボタン314からの緊急停止信号により、単一の光マーキング装置300やコンベア301だけを停止するようにしてもよいし、より広範囲な設備を停止させてもよい。例えば、生産システム(工場)内に配置された複数の光マーキング装置300、もしくは、すべての生産システム(工場)内に配置された複数の光マーキング装置300やコンベア301を停止させてもよい。
●
An
広範囲な設備を停止させる場合は、非常停止ボタン314からの緊急停止信号は、有線もしくは無線等の信号経路を経由して、停止させるべき複数の光マーキング装置300やコンベア301等の装置へ伝達される。
When stopping a wide range of equipment, the emergency stop signal from the
●充填前マーキングエリアに設置されるマーキング装置の種類
充填前マーキングエリアM1に設置される光マーキング装置は、例えば、図5(a)に示される製造装置(光マーキング装置)100、収容器1の肩部に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を収容器1の肩部に一体的に形成することができる図26に示される製造装置(光マーキング装置)100b、図30に示される第一変形例に係わる収容器1の製造装置(光マーキング装置)100d、図31に示される第一変形例に係わる収容器1の製造装置(光マーキング装置)100e、そして、図35に示される光マーキング装置300等である。さらに、光マーキング装置300については、レーザーヘッド310の配置が図37、図38等の複数のバリエーションがある。
● Types of marking devices installed in the pre-filling marking area The optical marking devices installed in the pre-filling marking area M1 are, for example, the manufacturing device (optical marking device) 100 and the
このように、充填前マーキングエリアM1には、機能や構成が異なる多様な種類の光マーキング装置が設置されうる。具体的には、収容器1の側面領域(ボディ部分)に情報を形成することに適した光マーキング装置(100、100d、100e、300、300c)、収容器1の傾斜領域(肩部部分)に情報を形成することに適した光マーキング装置(100b、300b)、収容器1に対して単一の方向から情報を形成する光マーキング装置(100d)、収容器1に対して複数の方向から情報を形成する光マーキング装置(100e、300、300e)、情報を収容器1に形成するために収容器1を回転させるための回転機構を有する光マーキング装置(100、100b、100d、100e)、収容器1を移動させるためのコンベア301等の収容器1移動手段と協同して異なる収容器1に対して順次情報を形成する光マーキング装置、等の異なる種類の光マーキング装置(300)が、必要に応じて、任意の必要な台数(単数でも複数でもよい)が、充填前マーキングエリアM1に配置される。
As described above, various types of optical marking devices having different functions and configurations can be installed in the pre-filling marking area M1. Specifically, an optical marking device (100, 100d, 100e, 300, 300c) suitable for forming information in a side surface region (body portion) of the
●充填前マーキングエリアのレイアウト
図39(a)と図39(b)を用いて、充填前マーキングエリアM1における光マーキング装置の配置を説明する。
● Layout of pre-filling marking area With reference to FIGS. 39 (a) and 39 (b), an arrangement of an optical marking device in the pre-filling marking area M1 will be described.
□印は、第23図に示される光マーキング装置100bを示しており、収容器1の肩部に文字や画像の情報を形成することができる。
The □ mark indicates the
楕円印は、第27図に示される光マーキング装置100dを示しており、収容器1の側部に文字や画像の情報を形成することができる。
The elliptical mark indicates the
△印は、マテハンロボット350であることを示し、収容器1を移動させる移動手段であるコンベア301で運ばれてきた収容器1をセンサーで検知し、つまみ上げて、光マーキング装置100bや光マーキング装置100dにセットする作業をしたり、光マーキングを終了した後にマーキングされた収容器1を光マーキング装置100bや光マーキング装置100dから取り外したりして、移動手段であるコンベア301上に戻す作業を自動で行うことができる。
The Δ mark indicates that the robot is a
長方形(小)は、図35に示される光マーキング装置300と同様の光マーキング装置360を示しており、収容器1の両側の側部、に文字や画像の情報を形成することができる。
The rectangle (small) shows an
長方形(大)は、収容器1の両側から側部と肩部に文字や画像の情報を形成することができる光マーキング装置370を示している。
The rectangle (large) indicates an
○印は、収容器1の移動手段(トラック)の分岐点、もしくは、交点に設けられ、上流から移動してきた収容器1が進むべき下流側の移動手段(トラック)を選択する装置(トラックセレクター)380で、人力もしくは、電動モーターや電磁マグネット等の電気的駆動手段で駆動制御される。
The ○ mark is a device (track selector) that is provided at a branch point or an intersection of the moving means (truck) of the
●充填前マーキングエリアのシングルラインレイアウト
図39(a)のラインAは、1本の線状に配置された収容器1の移動手段であるコンベア301に対応しており、コンベア301に配置された複数台の光マーキング装置360と、複数台の光マーキング装置370が配置されていることを示している。
● Single line layout of marking area before filling Line A in FIG. 39 (a) corresponds to a
もちろん、ラインA上に単一の光マーキング装置を配置することも可能である。しかし、図39(a)のラインAに示すように、光マーキング装置を複数台配置した方が、光マーキングを行うマーキングプロセスのスピードは、早くなる。また、図39(a)のラインAに示すように、種類が異なる光マーキング装置を配置した方が、光マーキングを行うマーキングプロセスの機能が高くなる。ラインAの事例では、収容器1の側部だけでなく肩部にも文字や画像の情報を形成することが可能になる。
Of course, it is also possible to arrange a single optical marking device on the line A. However, as shown in line A of FIG. 39 (a), the speed of the marking process for performing optical marking is faster when a plurality of optical marking devices are arranged. Further, as shown in line A of FIG. 39 (a), the function of the marking process for performing optical marking is higher when different types of optical marking devices are arranged. In the case of line A, it becomes possible to form character and image information not only on the side portion of the
しかし、ラインAのように、1本の線状に複数台の光マーキング装置を配置した場合、光マーキング装置の台数を多くすればするほど、ラインAの長手方向の長さが必要となり、充填前マーキングエリアM1の広さや形状によっては、設置できる光マーキング装置の台数に限界が生じる。 However, when a plurality of optical marking devices are arranged in a single line like the line A, the longer the number of optical marking devices is, the longer the length of the line A in the longitudinal direction is required, and the filling is performed. Depending on the size and shape of the front marking area M1, there is a limit to the number of optical marking devices that can be installed.
ラインAのように1本の線状トラックに複数台の光マーキング装置を配置したものを複数本、充填前マーキングエリアM1に配置することも出来る。その場合、各トラックを平行に配置することもできるし、相互に角度を持たせて配置することも出来る。 It is also possible to arrange a plurality of optical marking devices arranged on one linear track such as line A in the pre-filling marking area M1. In that case, the tracks can be arranged in parallel or at an angle to each other.
ラインAの上流側には、成形エリアA2、検査エリアA3、できたペットボトルや、検査済みのペットボトルを一時的に貯めておくアキュームエリア、等が、配置されている。 On the upstream side of the line A, a molding area A2, an inspection area A3, an accumulator area for temporarily storing the PET bottles that have been inspected, an accumulator area, and the like are arranged.
ラインAの下流側には、次工程の作業エリア、もしくは、文字や画像等の情報を表面に一体的に形成されたペットボトル、等の収容器1を一時的に貯めておくアキュームエリアA4が配置されている。
On the downstream side of the line A, there is an accumulator area A4 for temporarily storing a
●充填前マーキングエリアのマルチトラックレイアウト
図39(b)は充填前マーキングエリアM1の一例を示し、ラインBからラインFは、ま5本のトラック状に配置された収容器1の移動手段であるコンベア301に対応する。各トラックの上流側は、他のコンベア301に接合されており、この接合部にはトラックセレクターが配置されている。各トラックの上流側は、必ずしも他のコンベア301に接合されている必要は無い。トラックの上流がオープンエンドになっていても良い。その場合、トラックの上流端には、収容器1の成形を行う成形エリアA2であったり、成形された収容器1の検査を行う検査エリアA3であったり、成形された収容器1や成形後検査された収容器1を蓄積するアキュームエリアであったりする。
● Multi-track layout of pre-filling marking area FIG. 39 (b) shows an example of the pre-filling marking area M1, and lines B to F are means for moving the
ラインBには、光マーキング装置100bと、コンベア301上の収容器1を光マーキング装置100bに取り付けたり、光マーキング完了後の収容器1をマーキング装置100bからコンベア301に戻したりする作業を行うマテハンロボットとの組み合わせが、2組配置されている。
On the line B, the
配置する光マーキング装置の種類や、組数は、必要に応じて任意には位置することができる。図39(b)におけるマテハンロボットは、人に置き換えることができる。すなわち、コンベア301上の収容器1を光マーキング装置100bに取り付けたり、光マーキング完了後の収容器1をマーキング装置100bからコンベア301に戻したりする作業を人力で行うこともできる。
The type of optical marking device to be arranged and the number of sets can be arbitrarily positioned as needed. The material handling robot in FIG. 39 (b) can be replaced with a human. That is, the work of attaching the
ラインCの途中には、トラックセレクターが配置されており、3本のトラックが分岐している。各分岐トラックに1台の光マーキング装置360が配置されている。分岐トラックの数や、配置する光マーキング装置の種類、数は、必要に応じて任意に選択することができる。
A track selector is arranged in the middle of the line C, and three tracks are branched. One
ラインCのように分岐トラックを複数設置することにより、複数の光マーキング装置を配置しなければならない場合であっても、移動手段であるコンベア301の長手方向の長さを短くできる場合がある。
By installing a plurality of branch trucks as in the line C, even when a plurality of optical marking devices must be arranged, the length of the
ラインDには、コンベア301の周辺に4台の光マーキング装置100dが千鳥状に配置されている。配置される光マーキング装置の種類、台数、配置場所、配置サイド、は必要に応じて任意に変更できる。コンベア301上の収容器1をピックアップして光マーキング装置100dへセットしたり、光マーキング完了後の収容器1をマーキング装置100bからコンベア301に戻したりする作業は、人力で行う。しかし、これらの作業をラインBのように、マテハンロボットを配置して自動で行うことも可能である。
On the line D, four
ラインEには、コンベア301の周辺に3台のマーキング装置360と3台のマーキング装置370が配置されている。この配置の場合、上流側の3台のマーキング装置360により収容器1の側面領域に文字や画像等の情報を一体的に形成し、その後に、下流側の3台のマーキング装置370により収容器1の傾斜領域(肩部)に文字や画像等の情報を一体的に形成することができる。異なる種類の光マーキング装置を同じトラック上に配置し、それぞれの種類の光マーキング装置が有する光マーキング機能を利用して、収容器1の異なる場所に異なる情報、もしくは同じ情報を形成することが可能となる。換言すれば、ラインEでは収容器1に形成すべき情報を分割して、異なる光マーキング装置で分割した情報を別々に形成している。ラインFは、ラインEと同じ構成を有している。
In line E, three marking
●充填前マーキングエリアのマルチトラックの合流点
図39(b)の下流側には、収容器1を運ぶコンベア301が複数本合流する合流点が3箇所ある。
● Confluence points of multi-tracks in the pre-filling marking area On the downstream side of FIG. 39 (b), there are three confluence points where a plurality of
同様の合流点は、ラインCの中央部よりやや下流に1箇所ある。これらの合流点では、収容器1の流れ、もしくは合流をスムースに行う為に、所定の広さのバッファーゾーンを設けることが望ましい。また、合流点の上流側の搬送速度より合流点下流側の搬送速度を所定の割合だけ速くするとスムースな合流が実現できる。
There is one similar confluence slightly downstream from the center of line C. At these confluences, it is desirable to provide a buffer zone of a predetermined size in order to allow the flow or confluence of the
●充填前マーキングエリアの高速化レイアウト
ラインFとラインEのように、光マーキング装置の配置が同じラインを複数設けることにより、収容器1への文字や画像の情報形成プロセスを高速化することができる。
● High-speed layout of marking area before filling By providing multiple lines with the same arrangement of optical marking devices, such as line F and line E, it is possible to speed up the process of forming information on characters and images in the
特に、収容器1への文字や画像の情報形成プロセスが、下流で行われる収容器1への飲料用液体等の充填プロセスのスピードより遅い場合は、光マーキング装置の配置が同じラインを複数設けることにより、両プロセス間のスピード差を埋めることができる。
In particular, if the process of forming information on characters and images in the
できれば、光マーキング装置が配置されたラインを多数設け、収容器1への文字や画像の情報形成プロセスのスピードを、下流で行われる収容器1への飲料用液体等の充填プロセスのスピードと同程度まで高めたり、充填プロセスのスピードを上回るまで高めたりすることが望ましい。充填プロセスのスピードをある程度上回るスピードまで高めると、複数設けたらインのうちの所定数ラインをスピード調整用の予備ラインとしたり、あるラインに故障が発生した場合に、故障したラインを止めて、代替のラインに切り替えるための代替用ラインにしたりすることが可能となる。
If possible, provide a large number of lines on which optical marking devices are arranged, and make the speed of the information formation process of characters and images in the
●充填前マーキングエリアのマルチトラックの選択的使用
図39(b)のように、所定の数と所定の種類の光マーキング装置を配置したラインを複数本設けると、各ラインの選択的使用が可能となる。
● Selective use of multi-track in the pre-filling marking area As shown in Fig. 39 (b), if multiple lines are provided in which a predetermined number and a predetermined type of optical marking device are arranged, each line can be selectively used. It becomes.
例えば、図39(b)に示すようなラインBからラインFまでの5本のラインを有する充填前マーキングエリアM1の場合、トラック状収容器1の肩部だけに文字や画像等の情報を形成したい場合は、肩部に情報形成が可能な光マーキング装置100bや光マーキング装置370を有するラインを使用する必要がある。すなわち、図39(b)の場合、ラインB、ラインE、ラインFである。ラインB、ラインE、ラインFの3つのラインに収容器1を流すには、各ラインの上流側にあるトラックセレクターを操作することにより可能となる。又は、使わないラインの上流にあるトラックセレクター付近に、収容器1が搬送されてくるのを防ぐストッパーを挿入することでも可能となる。ストッパー挿入は、人力もしくは所定の制御手段に接続された電動駆動可能なストッパーでも行える。
For example, in the case of the pre-filling marking area M1 having five lines from the line B to the line F as shown in FIG. 39 (b), information such as characters and images is formed only on the shoulder portion of the truck-shaped
図39(b)の実施例の場合、ラインCとラインDの上流部にストッパーを設けると、収容器1は、ラインB、ラインE、ラインFの3つのラインに流れ、収容器1の肩部に情報が形成される。収容器1の側部への情報形成がない場合は、ラインEとラインFの光マーキング装置360は、使用する必要がない。この場合、ラインEとラインFでは、それぞれのラインに配置されている光マーキング装置を総て使用するのではなく、選択的に使用する。
In the case of the embodiment of FIG. 39 (b), if the stoppers are provided in the upstream portions of the line C and the line D, the
この光マーキング装置の選択的使用は、各光マーキング装置に接続されている制御部6または、制御用PC321の有線もしくは無線の通信手段であるネットワークI/F509と、この通信手段に有線もしくは無線で接続されている上位制御装置で行う。例えば、この上位制御装置が通信手段を用いて、ラインEとラインFに設けられている3台の光マーキング装置300の電源をオンにしないで停止したままとし、ラインEとラインFに設けられている3台の光マーキング装置370の電源をオンにすることにより、光マーキング装置の選択的使用を行うことができる。この場合、ラインEに設けられている3台の光マーキング装置370と、ラインFに設けられている3台の光マーキング装置370は、ほぼ同時に、並列的に、同じ情報の形成を収容器1に行う。
The selective use of this optical marking device is to connect to the
このように、所定の数と所定の種類の光マーキング装置を配置したラインを複数本設け、各ラインの選択的使用を行うと、充填前光マーキングプロセスのスピード調整や、異なる機能を有するラインを選択的に使用するが可能となる。また、光マーキング装置の故障等により一部のラインが使用できなくなった場合、使用できなくなったラインを停止させ、他のラインに切り替えることも可能となる。 In this way, if a plurality of lines in which a predetermined number and a predetermined type of optical marking devices are arranged are provided and each line is selectively used, the speed adjustment of the pre-filling optical marking process and the lines having different functions can be obtained. It can be used selectively. Further, when a part of the lines becomes unusable due to a failure of the optical marking device or the like, it is possible to stop the unusable line and switch to another line.
この充填前マーキングエリアM1から、順次、もしくは継続的に、光マーキング装置360等で文字や画像等の情報が形成された収容器1をコンベア301等の移動手段を経由して、下流の作業エリアに供給する。
From the pre-filling marking area M1, a
下流にある具体的な作業エリアとしては、情報が形成された収容器1をするアキュームエリアA4、充填前マーキングエリアM1から、順次、もしくは継続的に、液体状の飲料等を収容器1に充填する充填エリアA6、収容器1に液体状の飲料等を充填する前に、収容器1に対して消毒をおこなう消毒エリアや、収容器1に対して洗浄をおこなう洗浄エリアA5、等の各種充填前処理をおこなう充填前処理エリアがある。
As a specific work area located downstream, the
●ボトリング工場の上位制御装置
飲料用液体等を収容した収容体製造システムであるボトリング工場には、上位制御装置が設けられており、この上位制御装置は、前述の制御部6や制御用PC321と同じく図3に示すようなハードウエア構成を有している。上位制御装置の有線もしくは無線の通信手段であるネットワークI/F509は、ボトリングシステム(工場)内の総ての光マーキング装置と直接もしくは、光マーキング装置の制御部6や制御用PC321を介して有線又は無線の通信経路を経由して接続されている。
● Upper control device of bottling factory An upper control device is provided in the bottling factory, which is a housing manufacturing system that houses liquids for beverages, etc., and this upper control device is the same as the above-mentioned
そして、上位制御装置は、この上位制御装置に接続されている個別光マーキング装置の電源をオンしたりオフにしたりする電源制御や、レーザーヘッド310、集塵機315、冷却システム322、制御用PC321、レーザーコントローラ320等の個別機能制御や、収容器1に形成する情報である文字情報、文字情報のフォント情報、文字情報の大きさ情報(ポイント)、イメージ情報、文字やイメージ情報の形成位置に関する情報、等の形成情報(パターンデータ)制御や、レーザービーム照射時間と周期、レーザービームパワー、等の加工パラメータ制御や、停止シーケンス制御や、起動シーケンス制御や、自己診断機能制御、等を各個別光マーキング装置毎に行うことができる。
The upper control device is used for power control that turns on and off the power of the individual optical marking device connected to the upper control device, a
また、この上位制御装置は、コンベア301等の収容器1の移動手段とも接続され、移動手段のオンオフ制御をリモートで行ったり、移動手段の稼働状況に関する稼働状況信号を受け取ったりすることができる。
Further, this higher-level control device is also connected to the moving means of the
更に、この上位制御装置は、収容器1の移動手段(トラック)の分岐点、もしくは、交点に設けられ、上流から移動してきた収容器1が進むべき下流側の移動手段(トラック)を選択する装置(トラックセレクター)とも通信手段で接続されており、トラックセレクターの電動モーターや電磁マグネット等の電気的駆動手段を駆動制御したり、トラックセレクターの状況を把握したりすることができる。
Further, this upper control device is provided at a branch point or an intersection of the moving means (truck) of the
トラックセレクターが操作者により操作される方式の場合は、上位制御装置は、操作者にトラックセレクターの設定位置をランプ等で支持したり、操作者からトラックセレクターの設定状況を受け取ったりすることができる。 In the case where the truck selector is operated by the operator, the host control device can support the operator with the setting position of the truck selector with a lamp or the like, and can receive the setting status of the truck selector from the operator. ..
従って、上位制御装置は、図39(b)に示されるトラックラインBからトラックラインFで構築されるマルチトラックのトラック経路を制御することができる。例えば、トラックラインC、トラックラインE、トラックラインFを止めて、トラックラインBとトラックラインDで、収容器1に情報形成することができる。
Therefore, the upper control device can control the track path of the multi-track constructed by the track line F from the track line B shown in FIG. 39 (b). For example, the track line C, the track line E, and the track line F can be stopped, and information can be formed in the
また、上位制御装置は、図39(b)に示される総ての光マーキング装置の動作を制御することもできる。例えば、収容器1の肩部だけに情報形成するばよい場合、トラックラインCとトラックラインDをクローズし、トラックラインEとトラックラインFの総ての光マーキング装置300の電源をオフにすれば、収容器1の肩部に情報形成できる光マーキング装置だけを有効利用することができる。
The host control device can also control the operation of all the optical marking devices shown in FIG. 39 (b). For example, when information needs to be formed only on the shoulder of the
このように、上位制御装置を設けることにより、収容体製造システムであるボトリング工場内の充填前マーキングエリアM1に設けられた複数のトラックラインを選択的に利用したり停止したりするトラックラインの選択的制御を行うことができる。 In this way, by providing the upper control device, the selection of the track line for selectively using or stopping the plurality of track lines provided in the pre-filling marking area M1 in the bottling factory which is the accommodation manufacturing system. Control can be performed.
また、上位制御装置を設けることにより、収容体製造システムであるボトリング工場内の充填前マーキングエリアM1に設けられた複数の光マーキング装置を選択的に利用したり停止したりする光マーキング装置の選択制御を行うことができる。特に、充填前マーキングエリアM1に設けられた複数の光マーキング装置が異なる機能を有する異なる種類の光マーキング装置を含む場合は、光マーキング装置の機能選択、光マーキング装置の種類別制御、光マーキング装置の駆動台数、等を選択的に制御することができる。 Further, by providing a higher-level control device, selection of an optical marking device that selectively uses or stops a plurality of optical marking devices provided in the pre-filling marking area M1 in the bottling factory, which is an accommodation manufacturing system. Control can be done. In particular, when a plurality of optical marking devices provided in the pre-filling marking area M1 include different types of optical marking devices having different functions, the function selection of the optical marking device, the control by type of the optical marking device, and the optical marking device It is possible to selectively control the number of drives, etc.
●充填前光マーキングエリアM1の下流 蓄積スペース
図39(a)、もしくは、図39(b)に示される充填前マーキングエリアM1の下流にあるコンベア301の先にある次の作業エリアの一例として、図34に示すアキュームエリアA4がある。
● Downstream storage space of the pre-filling optical marking area M1 As an example of the next work area at the end of the
このアキュームエリアA4には、微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報が一体的に形成された収容器1が大量に蓄積されることが可能な蓄積スペースがある。
In the accumulator area A4, there is a storage space in which a large amount of the
アキュームエリアA4に蓄積される収容器1は、光マーキング装置300等で、文字や画像等の情報が形成された後に、形成情報検査エリアを経由して形成された文字や画像等の情報の品質をカメラ等の撮像機器により検査され、一定の品質レベルをパスした収容器1であってもよい。また、これらの収容器1は、所定の広さを有する蓄積スペースに林立する状態で蓄積されていてもよい。これらの収容器1は、数十個単位で段ボール等の箱に詰められ、その段ボールが段階状に段積みされた状態で蓄積スペースに蓄積されていてもよい。
The
このアキュームエリアA4から、必要に応じて、光マーキング装置300等で文字や画像等の情報が形成された収容器1をコンベア301等の移動手段を経由して、充填エリアA6に供給することができる。
From the accumulator area A4, if necessary, the
●複数の蓄積スペース
アキュームエリアA4に設けられる蓄積スペースは、複数個設けることができる。設けられた蓄積スペースの数が多ければ多いほど、より多くの収容器1を貯めておくことができる。また、複数個の蓄積スペースは、同一平面上に平面的に配置することが出来る。この場合、蓄積された収容器1へのアクセスが容易になる。
● Multiple storage spaces A plurality of storage spaces can be provided in the accumulator area A4. The larger the number of storage spaces provided, the
また、複数個の蓄積スペースを立体的に配置することが出来る。高さが異なる複数の平面上に蓄積スペースを設けるのである。この場合、収容器1を大量に蓄積するアキュームエリアA4全体の床面積を小さくすることができ、収容器1に飲料用液体等が収容された収容体7を生産する生産システム(工場)全体の面積を小さくすることができる。
In addition, a plurality of storage spaces can be arranged three-dimensionally. The storage space is provided on a plurality of planes having different heights. In this case, the floor area of the entire accumulator area A4 that stores a large amount of the
各蓄積スペースには、収容器1が運び込まれるためにコンベアベルトやコンベヤローラー等で構成された移動路が接続されている。また、各蓄積スペースには必要に応じて、蓄積スペースから次の作業エリアへ収容器1を送り出すために移動させるコンベアベルトやコンベヤローラー等で構成された移動路が接続されている。
A moving path composed of a conveyor belt, a conveyor roller, or the like is connected to each storage space for carrying the
アキュームエリアA4では、収容器1を移動させるためにコンベアベルトやコンベヤローラー等で構成された移動路の複数箇所に分岐部が設けられていてもよい。この移動路に設けられた分岐部からは、1つ以上の数に枝分かれした移動路が設けられている。枝分かれした移動路は、所定の目的場所へ接続され所定の目的場所に収容器1を移動させることができる。目的場所の1つは、蓄積スペースである。他の目的場所は、蓄積スペースもしくはアキュームエリアA4の下流にある作業エリアの1つで、液体状の飲料等を収容器1に充填する前に、収容器1に対して消毒をおこなう消毒エリアや、収容器1に対して洗浄をおこなう洗浄エリアA5、等の各種充填前前処理をおこなう充填前前処理エリアである。
In the accumulator area A4, branch portions may be provided at a plurality of locations of a moving path composed of a conveyor belt, a conveyor roller, or the like in order to move the
さらに他の目的場所は、蓄積スペースの下流にある作業エリアの1つで、収容器1に液体状の飲料等を収容器1に充填する充填機A6が設置されている充填エリアである。
Still another destination is one of the work areas downstream of the storage space, which is a filling area in which the filling machine A6 for filling the
●充填前マーキングエリアM1後の蓄積スペースの機能
いずれにしても、アキュームエリアA4に大量に蓄積された収容器1は、第一の技術的課題である飲料溶液対等の被収容物を収容器1に充填する充填スピードと、収容器1の表面もしくは内面に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成する情報形成スピードとの差を埋めるバッファー機能を果たすことができる。すなわち、被収容物を収容器1に充填機A6で充填する前に、大量の文字や画像等の情報を一体的に形成された収容器1を用意し、アキュームエリアA4に蓄積しておけば、充填機A6の充填スピードに見合うだけの数の情報が形成された収容器1を充填機A6に送り込むことが可能となる。
● Function of storage space after marking area M1 before filling In any case, the
●マーキングエリアM1の後処理
情報が収容器1に一体的に形成された後に、手動もしくは、マテリアルハンドリング装置(マテリアルハンドリングロボット)により、光マーキング装置(100・100b・100d)から収容器1は取り外され、ベルトコンベアやローラーコンベア等の移動手段に移される。
● Post-processing of marking area M1 After the information is integrally formed on the
図35に示される光マーキング装置300の場合は、コンベア301により収容器1は目的の場所へ移動させる。ベルトコンベアやローラーコンベア等の移動手段による収容器1の移動先は、収容器1を大量に一時的に保管したり段ボール箱等に収納して保管したりするためのアキュームエリアA4であったり、光マーキング装置による文字や画像等の情報の形成状況や前述の成型エリアA2での成形結果に関する検査(キズやヘコミの有無)をカメラやカメラを有する検査ロボットが行う検査エリアであったりする。
In the case of the
この検査エリアは、前述の充填前マーキングエリアM1の前に存在する検査エリアA3とは別の検査エリアである。この検査エリアにおいて成型エリアA2での成形結果に関する検査(キズやヘコミの有無)を行える場合は、検査エリアA3を省くこともできる。 This inspection area is an inspection area different from the inspection area A3 existing in front of the above-mentioned pre-filling marking area M1. If an inspection (presence or absence of scratches or dents) regarding the molding result in the molding area A2 can be performed in this inspection area, the inspection area A3 can be omitted.
充填前光マーキングエリアM1の下流に設けられる検査エリアは、光マーキング装置による情報形成品質が所定のレベル以上であると期待できる場合や、より下流での検査が行われる場合は、省略することができる。しかし、成形エリアA2での成形不良や充填前マーキングエリアM1でのマーキング不良を見逃すと、品質不良の収容器1に液体飲料等の被収容物を収容した収容体のレベルで不良品となってしまうので無駄が大きくなる。
The inspection area provided downstream of the pre-filling optical marking area M1 may be omitted if the information formation quality by the optical marking device can be expected to be at a predetermined level or higher, or if the inspection is performed further downstream. can. However, if a molding defect in the molding area A2 or a marking defect in the pre-filling marking area M1 is overlooked, it becomes a defective product at the level of the container in which the
従って、充填前光マーキングエリアM1の下流であって、被収容物を収容器1に充填する充填機A6の上流に、検査エリアを設けることが望ましい。
Therefore, it is desirable to provide an inspection area downstream of the pre-filling optical marking area M1 and upstream of the filling machine A6 for filling the
充填前光マーキングエリアM1の下流であって、収容器1を蓄積するアキュームエリアA4の上流に検査エリアを設けると、光マーキング装置による文字や画像等の情報の形成状況の検査や成型エリアA2での成形結果に関する検査(キズやヘコミの有無)に合格した品質レベルの高い収容器1をアキュームエリアA4に蓄積することができる。
If an inspection area is provided downstream of the pre-filling optical marking area M1 and upstream of the accumulator area A4 for accumulating the
●充填エリアの説明
図34に示される充填エリアA6について説明する。充填エリアA6には、検査エリア、アキュームエリアA4、等の作業エリアから収容器1が、順次、もしくは継続的にコンベア301等の移動手段により送られてくる。
● Description of Filling Area The filling area A6 shown in FIG. 34 will be described. The
充填エリアA6には、文字や画像等の情報が一体的に形成された収容器1に消毒液を吹きかけて収容器1を消毒する消毒装置や、文字や画像等の情報が一体的に形成された収容器1の内部へ綺麗な水を吹き込んだり収容器1の表面に綺麗な水を拭きかけたりすることにより収容器1の洗浄をおこなう洗浄装置が設けられている。
In the filling area A6, a disinfecting device for disinfecting the
光マーキング装置で収容器1に情報を一体的に形成する際には、チリやホコリ等の塵埃が発生するので、光マーキング装置で収容器1に情報を一体的に形成した後に、洗浄装置により情報形成された収容器1の洗浄を行うことは大変効果的である。換言すれば、光マーキング装置等で収容器1に情報を一体的に形成する情報形成プロセスは、洗浄装置等により収容器1の洗浄を行う洗浄プロセスより上流に配置することは重要な意味がある。
When the information is integrally formed in the
また、図34に示すように充填エリアA6には、液体飲料等の被収容物を収容器1に収容させる収容手段である充填機A6、及び、液体飲料等の被収容物を収容した収容器1に封止手段であるキャップを取り付ける封止エリアA7も設けられている。
Further, as shown in FIG. 34, the filling area A6 includes a filling machine A6 which is a storage means for storing a container such as a liquid beverage in the
●液体飲料製造ラインの説明
図35に示されている液体飲料製造ラインBについて説明する。液体飲料製造ラインBには、紅茶、日本茶、コーヒー、各種ジュース、ミネラルウォーター、炭酸飲料、等の原液と他に必要な材料を決められた割合で調合し、製品液を作る調合タンクがある。調合タンクからパイプを通して次工程の殺菌装置に製品液は送り出され、この殺菌装置により製品液は120℃から140℃の高温で殺菌される。製品液の種類や殺菌方法によっては、高温状態のまま無菌貯蔵タンクを経て次工程に送り出す場合と、高温状態から一気に冷却して殺菌した後に無菌貯蔵タンクを経て次工程に送り出す方法とがある。前者は次工程の充填機A6で高温充填が行われ、後者は次工程の充填機A6で低温充填もしくは常温充填が行われることになる。
● Description of Liquid Beverage Production Line The liquid beverage production line B shown in FIG. 35 will be described. Liquid beverage production line B has a compounding tank that prepares a product solution by blending undiluted solutions such as black tea, Japanese tea, coffee, various juices, mineral water, carbonated drinks, etc. and other necessary materials in a fixed ratio. .. The product liquid is sent from the compounding tank to the sterilizer of the next process through a pipe, and the product liquid is sterilized at a high temperature of 120 ° C. to 140 ° C. by this sterilizer. Depending on the type of product liquid and the sterilization method, there are a method of sending it to the next process through an aseptic storage tank in a high temperature state, and a method of sending it to the next process via a sterile storage tank after cooling it at once from a high temperature state and sterilizing it. In the former, high-temperature filling is performed by the filling machine A6 in the next step, and in the latter, low-temperature filling or normal temperature filling is performed by the filling machine A6 in the next step.
無菌貯蔵タンクと充填機A6とはパイプ等により結合されていて、殺菌された製品液が無菌貯蔵タンクから充填機A6へ送り出される。 The aseptic storage tank and the filling machine A6 are connected by a pipe or the like, and the sterilized product liquid is sent from the aseptic storage tank to the filling machine A6.
●充填プロセスの説明 充填機A6
充填エリアA6に設けられた充填機A6は、洗浄機から供給された洗浄済み収容器1と、無菌貯蔵タンクから供給された液体飲料等の収容物となる製品液とを受けとり、製品液を充填ノズル経由で収容器1に充填する。充填プロセスのスピードを向上させるために、充填ノズルは多数(例えば、20本から30本)設けられており、同時に並列的に製品液の収容器1への充填が行われる。充填プロセスのスピードは、例えば、毎分1000本前後の収容器1に充填することが可能になるほど高速である。
● Explanation of filling process Filling machine A6
The filling machine A6 provided in the filling area A6 receives the washed
衛生上のことを重視する場合には、無菌貯蔵タンクから高温状態(例えば85℃)のまま製品液を充填機A6が受け取って収容器1に充填する前述の高温充填が行われる。高温充填では、無菌状態が維持されるメリットがあるが、高温状態で充填されるので収容器1は耐熱性を有する耐熱性収容器1が必要となる。耐熱性収容器1は非耐熱性収容器に比べて、コストも高いし、厚みや、重量も増すので成形プロセスが複雑になる。例えば、プリフォーム自体の嵩が、耐熱性収容器用プリフォームの方がとても大きくなる。
When hygiene is important, the above-mentioned high-temperature filling is performed in which the filling machine A6 receives the product liquid from the aseptic storage tank in a high temperature state (for example, 85 ° C.) and fills the
従って、常温(例えば30℃)の状態の製品液を充填機A6により収容器1に充填する常温充填も多く用いられている。
Therefore, normal temperature filling is also often used in which the product liquid at room temperature (for example, 30 ° C.) is filled in the
●充填プロセスの説明 封止エリアA7
充填エリアA6に設けられた充填機A6の下流には、製品液が充填された収容器1に封止手段であるキャップをしっかり取り付ける封止エリアA7が設けられている。
● Explanation of filling process Sealing area A7
Downstream of the filling machine A6 provided in the filling area A6, a sealing area A7 for firmly attaching a cap as a sealing means to the
封止エリアA7には、大量の殺菌されたキャップが供給される。高温充填の場合は、キャップは非減菌の状態で供給されたり装着されたりしてもかまわない。その代わり、高温状態のまま製品液が充填されてキャップが装着された収容器1を予め定められた時間例えば30秒90度以上に傾けて、高温の製品液の熱によって、収容体7の内部特に、収容器1の口部と、キャップとを殺菌する転倒殺菌が行われる。高温充填の場合は、転倒殺菌の後に冷却装置により常温程度まで冷却される。
A large amount of sterilized cap is supplied to the sealing area A7. For high temperature filling, the cap may be supplied or fitted in a non-sterilized state. Instead, the
充填エリアA6は、全体が無菌室内に配置されていることが望ましい。更に、消毒装置、洗浄装置、充填機A6、封止エリアA7のそれぞれが、シールドされシールド内が無菌室となっていることが望ましい。 It is desirable that the entire filling area A6 is arranged in a sterile room. Further, it is desirable that each of the disinfecting device, the cleaning device, the filling machine A6, and the sealing area A7 is shielded and the inside of the shield is a sterile chamber.
●充填プロセス後の説明 アキュームエリアA8
図34に示すように、充填エリアA6の下流には、コンベア301等の移動手段により運ばれてきた製品液が充填されキャップが装着された収容体7が、一時的に滞留するアキュームエリアA8が設けられている。このアキュームエリアA8は所定の広さを有しているので、ライン上の製品液が充填されキャップが装着された収容体7の流れを調整することができる。
● Explanation after filling process Accum area A8
As shown in FIG. 34, downstream of the filling area A6 is an accumulator area A8 in which the
●充填プロセス後の説明 ラベリング
アキュームエリアA8の下流には、収容体7にフィルム状ラベルを装着し、その後、蒸気で加熱してラベルをシュリンクさせ、フィルム状のラベルを収容体7の表面に密着させるラベリングエリアA9が必要に応じて配置されている。
● Explanation after filling process Labeling Downstream of the accumulator area A8, a film-like label is attached to the
環境対策上、収容器1を効率的にリサイクルするためには、ラベルは無いことが望ましい。しかも、この実施例では、収容器1には一体的に文字や画像等の情報が形成されているので、ラベルは基本的には不要である。
In order to efficiently recycle the
従って、環境対策を優先するような場合、ラベリングエリアA9は省略することができる。しかし、環境対策上有利な一体的に文字や画像等の情報が形成されている収容器1であっても、更に訴求力を強化するためにラベルを用いることが価値を生む場合もある。
Therefore, if environmental measures are prioritized, the labeling area A9 can be omitted. However, even in the
このような収容体7は、収容器1に一体的に構成されている文字や画像等の第一の情報手段と、ラベルに表記された文字や画像等の第二の情報手段とからなるハイブリッド情報を有することとなる。
Such a
例えば、ラベル面積を小さなものとしたり、ラベルが剥がれやすい材質や切れやすい波線状の切れ目を入れた形状としたりすることにより、環境上の不具合を最小化することができる。 For example, it is possible to minimize environmental problems by reducing the label area, making the label easy to peel off, or making the shape with a wavy line cut that is easy to cut.
収容器1に一体的に構成されている文字や画像等の第一の情報手段と、ラベルに表記された文字や画像等の第二の情報手段とからなるハイブリッド情報を有するハイブリッド収容体7の場合、被収容物の名称(お茶、水、コーヒー、等)センター、原材料情報(国産緑茶、等、)、被収容物の成分表示、製造業者名、販売業者名、お客様等のコンタクト先の住所、電話番号、インターネットアクセス情報(url情報)、商品名、商品のトレードマーク、製造日時、賞味期限、等の被収容物に関する重要な情報は、収容器1に一体的に形成することが望ましい。
A
仮に、ラベルがハイブリッド収容体7から剥がれてしまっても、前述の重要な情報は、収容体7に残るからである。
This is because even if the label is peeled off from the
●充填プロセス後の説明 キャップ印字エリアA10
図34に示すように、充填エリアA6の下流には、収容体7のキャップに正味期限日や、製造年月日を印字するキャップ印字機A10が設けられている。このキャップ印字機A10は、キャップにインクを吹き付けて正味期限日や、製造年月日を印字するインクジェットプリンタ方式の印字機であってもよい。
● Explanation after filling process Cap printing area A10
As shown in FIG. 34, a cap printing machine A10 for printing the net expiration date and the date of manufacture on the cap of the
また、キャップ印字機A10は、図35A2示される光マーキング装置300のような情報形成装置であってもよい。すなわち、収容器1を封止している封止手段であるキャップに、第一パターンである微小なパターンとこの微小なパターンの集合である第二パターンで形成された正味期限日や、製造年月日に関する数字、文字、画像等の情報を非接触で、収容器1のキャップに一体的に形成することができる。
Further, the cap printing machine A10 may be an information forming device such as the
キャップに必要な情報が記録されたり一体的に形成されたりした後に、収容器1に被収容物9を収容した収容体7は、段ボールやプラスチックケース等の箱に収容体7を詰め込む箱詰めエリアA11、収容体7が所定本数箱詰めされた箱の重量を箱ごと計測し、飲料用液体等の被収容物と収容体の本数が正しく入っているか確認する重量検査エリアA12、フォークリフトで動かすために台(パレット)上に収容体7が所定本数箱詰めされた箱を並べて乗せるパレタイザーA13を経て、収容体生産システムである工場等から外部へ出荷される。
After the necessary information is recorded on the cap or integrally formed, the
●充填プロセス後の説明 正味期限日や、製造年月日の記録
収容器1には、各種の情報が記録もしくは形成される。すなわち、収容器1には、収容器1の材質や収容器1のリサイクル特性に関する情報、収容器1に収容される飲料等の被収容物の名称(お茶、水、コーヒー、炭酸水、等)、被収容物の原材料情報(国産緑茶、等、)、被収容物の成分表示、製造業者名、販売業者名、お客様センター等のコンタクト先の住所、電話番号、インターネットでのアクセス情報(url情報)、商品名、商品のトレードマーク、製造日時、賞味期限、等の収容器1又は被収容物に関する情報をアラビア数字、アルファベット文字、ひらがな文字、カタカナ文字、等の表音文字、または、漢字等の表意文字、そして、バーコードやQRコード等のデジタルマーク、収容器1やキャップに関するリサイクルマークのような所定形状のマークを用いて、任意の大きさで、収容器に一体的に形成することにより、表示するものである。
● Explanation after filling process Various information is recorded or formed in the
これらの収容器1に記録もしくは形成される各種情報は、一定期間変更が生じにくい固定的情報と、例えば、日時単位等で変動する変動情報である。
The various information recorded or formed in these
固定的情報に属するは、例えば、収容器1の材質や収容器1のリサイクル特性に関する情報、収容器1に収容される飲料等の被収容物の名称(お茶、水、コーヒー、炭酸水、等)、被収容物の原材料情報(国産緑茶、等、)、被収容物の成分表示、製造業者名、販売業者名、お客様センターのコンタクト先の住所、電話番号、インターネットでのアクセス情報(url情報)、商品名、商品のトレードマーク、等の収容器1及び被収容物に関する情報である。
The fixed information includes, for example, information on the material of the
日時単位等で変動する変動情報に属するものは、例えば、製造日時、賞味期限、等である。 Those belonging to the fluctuation information that fluctuates in units of date and time are, for example, the date and time of manufacture, the expiration date, and the like.
ボトリング工場等の飲料用液体等を収容した収容体を大量に生産する収容体製造システムでは、そのプロセスの開始からプロセスの最終段階の間に長時間の経過が必要な場合が多い。日をまたぐことも往々にしてあり得る。 In a container manufacturing system that mass-produces a container containing a beverage liquid or the like in a bottling factory or the like, a long period of time is often required between the start of the process and the final stage of the process. It is often possible to cross days.
従って、収容体に記録、もしくは形成される情報のうち、日時単位等で変動する変動情報は、収容体製造システムで実行される収容体生産プロセスの最終段階に近いところで行うことが望ましい。具体的には、飲料用液体等の被収容物を収容器1に充填した後に行うことが望ましい。
Therefore, among the information recorded or formed in the housing, it is desirable that the fluctuation information that fluctuates in units of date and time is performed near the final stage of the housing production process executed by the housing manufacturing system. Specifically, it is desirable to perform this after filling the
●情報形成プロセスの記録 充填前と充填後に形成
図34に示す光マーキング装置は、充填エリアA6の上流に充填前マーキングエリアM1を設けている。
● Recording of information formation process Formed before and after filling The optical marking device shown in FIG. 34 has a pre-filling marking area M1 upstream of the filling area A6.
図34の収容体製造システムでは、充填エリアA6で行われる充填プロセスのスピードに見合うだけの文字や画像等の情報が形成された収容器1を大量に生産するために、複数の光マーキング装置を設けたり、アキュームエリアA4を設けたりしている。従って、プロセスの完了までにはある程度の時間が必要である。
In the container manufacturing system of FIG. 34, in order to mass-produce the
そこで、充填プロセスの前には前述の一定期間変更が生じにくい固定的な情報を収容器1に一体的に形成し、充填プロセスの後に光マーキング装置を追加配置して、この追加配置された光マーキング装置により、充填された収容体に前述の日時単位等で変動する変動情報を一体的に形成することが望ましい。なお、この実施例の場合、追加配置する光マーキング装置は、封止エリアA7もしくはアキュームエリアA8より下流に配置されることが望ましい。
Therefore, before the filling process, fixed information that is unlikely to change for a certain period of time is integrally formed in the
この実施例では、充填プロセスの上流と下流において、収容体に情報形成を行うボトリング工場等の飲料用液体等を収容した収容体を生産する収容体製造システム、もしくは収容体の生産方法である。 In this embodiment, it is a container manufacturing system or a method for producing a container that produces a container containing a beverage liquid or the like in a bottling factory or the like that forms information in the container upstream and downstream of the filling process.
具体的には、この実施例は、ボトリング工場等の飲料用液体等を収容した収容体を生産する収容体製造システムにおいて、被収容物を収容器に充填する充填手段の上流に第一の情報形成手段を設け、第二の情報形成手段を前記充填手段の下流に設け、収容体に関する情報であって一定期間変更が生じにくい固定的な情報の形成を前記第一の情報形成手段で行い、収容体に関する情報であって日時単位等で変動する変動情報の形成を前記第二の情報形成手段で行うボトリング工場等の飲料用液体等を収容した収容体を生産する収容体製造システム、もしくは、収容体の生産方法である。 Specifically, this embodiment provides the first information upstream of the filling means for filling the container in the container manufacturing system for producing the container containing the beverage liquid or the like in a bottling factory or the like. A forming means is provided, a second information forming means is provided downstream of the filling means, and the first information forming means is used to form fixed information about the accommodation that is unlikely to change for a certain period of time. A container manufacturing system for producing a container containing a beverage liquid or the like in a bottling factory or the like in which the second information forming means is used to form fluctuation information that is information about the container and fluctuates in units of date and time, or It is a production method of the containment body.
●情報形成プロセスの記録 充填後に情報形成
次に、収容体7の製造方法としての態様2(被収容物9を収容器1に収容し、封止部材8で封止し、その後、収容器1にパターンを形成する収容体7の製造方法)に適した収容体7を生産する生産方法、及び生産システム(工場)を説明する。
● Recording of information formation process Information formation after filling Next,
図40は、収容体7の製造方法としての態様2(被収容物9を収容器1に収容し、封止部材8で封止し、その後、収容器1にパターンを形成する収容体7の製造方法)に適した収容体7を量産する生産方法、及び生産システム(工場)の全体を示す図である。
FIG. 40 shows an
図34に示した収容体7の生産システム(工場)との大きな違いは、情報を収容器1の表面に形成する光マーキング装置が少なくとも1台設置されており、この光マーキング装置により、収容器1の表面に微小なパターンとこの微小なパターンの集合で形成された文字や画像等の情報を一体的に形成する作業を行うマーキングエリアが、充填エリアA6の上流ではなく下流に設けられていることである。
The major difference from the production system (factory) of the
具体的には、図40に示す収容体7を量産する生産方法、及び生産システム(工場)では、充填エリアA6、封止エリアA7、アキュームエリアA8よりも下流に、文字や画像等の情報を収容器1に一体的に形成する作業を行う充填後マーキングエリアM2が設けられている。図40に示されているプリフォーム暖めエリアA1、成形エリアA2、検査エリアA3、充填エリアA6、液体飲料製造ラインB、及び、印字エリアA10より下流の構成は、図34に示した収容体7の生産システム(工場)において該当する構成と同じ構成である。
Specifically, in the production method for mass-producing the
充填後マーキングエリアM2には、情報を収容器1の表面に形成する光マーキング装置が1台以上設けられている。機能が異なる複数種類の光マーキング装置が設けられていてもよいことは、図34に示された実施例と同じである。
The post-filling marking area M2 is provided with one or more optical marking devices that form information on the surface of the
●充填後情報形成態様の 光マーキング装置
充填後マーキングエリアM2には、図39に示されるラインAと同じ構成や、図39(b)に示されるラインBからラインFまでと同じ構成を設けることができる。
● Optical marking device for post-filling information forming mode The post-filling marking area M2 shall be provided with the same configuration as line A shown in FIG. 39 and the same configuration as lines B to F shown in FIG. 39 (b). Can be done.
ただし、ラインBに配置されている光マーキング装置である製造装置100bとラインDに配置されている製造装置100dの保持部31は、把持部31bに変更されなければならない。保持部31は、その一端を収容器1の口部に差し込んで収容器1を保持するものであるが、充填後マーキングエリアM2に移動してくる収容体7には封止部材8であるキャップ部材が収容器1に取り付けられていて、保持部31の一端を収容器1の口部に差し込むことができないからである。
However, the holding
従って、変更された把持部31bは、収容器1に取り付けられた封止部材8であるキャップ部材もしくはその周辺を把持し、把持部31bがモーター等の駆動手段により回転駆動された場合は、把持部31bに把持された収容体7を円筒軸10回りに回転させることができる。回転される収容体7には、液体飲料との被収容物が収容されている。
Therefore, the modified grip portion 31b grips the cap member or its periphery, which is the sealing
以後は、製造装置100bの保持部31が把持部31bに変更された製造装置を製造装置100b2とし、製造装置100dの保持部31が把持部31bに変更された製造装置を製造装置100d2として説明する。
Hereinafter, the manufacturing apparatus in which the holding
なお、図39(a)や図39(b)に図示されている光マーキング装置360と光マーキング装置370は、そのまま図40に示されている充填後マーキングエリアM2に配置する光マーキング装置として使用することができる。
The
図41には、図39(b)に示されるトラックラインBからトラックラインFで構築されるマルチトラックのトラック経路と同様なトラックラインBからトラックラインFで構築されるマルチトラックのトラック経路と、各ラインに配置された光マーキング装置が図示されている。図41において、☆印は光マーキング装置100b2を示しており、収容器1の肩部に文字や画像の情報を形成することができる。また、図41において、五角形印は光マーキング装置100d2を示しており、収容器1の側部に文字や画像の情報を形成することができる。
41 shows a multi-track track path constructed from track line B to track line F similar to the multi-track track path constructed from track line B to track line F shown in FIG. 39 (b). The optical marking device arranged in each line is illustrated. In FIG. 41, the star mark indicates the optical marking device 100b2, and characters and image information can be formed on the shoulder portion of the
従って、図40に示される充填後マーキングエリアM2には、図39(a)に示されるラインAや、図41に示されるトラックラインBからトラックラインFで構築されるマルチトラックのトラック経路と、各ラインに配置された光マーキング装置が配置されている。 Therefore, in the post-filling marking area M2 shown in FIG. 40, the line A shown in FIG. 39 (a) and the multi-track track path constructed by the track line F from the track line B shown in FIG. 41 are used. An optical marking device arranged in each line is arranged.
●充填後マーキングエリアM2の 光マーキング装置360、370
図42は、図39(a)や図39(b)に図示されている光マーキング装置360と光マーキング装置370を図40に示す充填後マーキングエリアM2に設置した場合の光マーキング装置300を図示している。
●
42 is a diagram showing an
図35と図42との相違点は、図35では内部に被収容物を有さない空っぽの収容器1がコンベア301上に載置され、空っぽの収容器1とレーザーヘッド310とがコンベア301により相対移動しているのに対し、図42では収容器1の内部に被収容物を収容し封止部材8で封止されている収容体7がコンベア301上に載置され、被収容物を収容し封止された収容体7とレーザーヘッド310とがコンベア301により相対移動していることである。
The difference between FIGS. 35 and 42 is that in FIG. 35, an
図42に図示されているように、収容器1の内部に被収容物を収容し封止部材8で封止されている収容体7は、内部に被収容物を有さない空っぽの収容器1と同様に、コンベア301上に載置され、安全カバー313の入り口から入り、安全カバー313の出口から出ていくことが可能である。収容器1の内部に被収容物を収容し封止部材8で封止されている収容体7は、図35の収容器1の場合と同様に、移動手段であるコンベア301により、レーザーヘッド310に対して相対的に移動し、その相対移動中に文字や数字もしくは画像等の情報が収容器1に形成される。
As shown in FIG. 42, the
●充填後情報形成の重要な特徴 重量
収容器1に被収容物9を収容(もしくは充填)する前に収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成する収容前情報形成と、収容器1に被収容物9を収容(もしくは充填)し封止部材8で収容器1を封止した収容体7に文字、数字、画像等の情報を一体形成する収容後情報形成との間に存在する技術的な相違について説明する。
● Important features of information formation after filling Weight Pre-containment information formation and accommodation that integrally form information such as characters, numbers, and images in the
第一の技術的相違点は、空の収容器1の重量と、収容器1に被収容物9を収容(もしくは充填)し封止部材8で収容器1を封止した収容体7の重量との差である。一般的には、後者の方が前者よりも被収容物9の重量と封止部材8の重量を合計した重量分重くなる。この重量差は、液体飲料等の被収容物9の重量が含まれるのでかなり大きい。収容器1の容量が500ccの場合約500g、収容器1の容量が2000ccの場合約2000gの差が生じる。
The first technical difference is the weight of the
図42には、コンベア301上に載置された収容器1に被収容物9を収容(もしくは充填)し封止部材8で収容器1を封止した収容体7が図示されているが、この収容体7は空の収容器1に比べてかなり重く、空の収容器1に比べてコンベア301上で移動している間の安定性が良いといえる。従って、図42に示されるような収容体製造方法及び製造システムを用いて、被収容物9を収容器1に充填後に収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成した方が被収容物9の充填前に収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成した場合に比較して、文字、数字、画像等の情報形成品質が良くなることが期待できる。
FIG. 42 shows an
また、充填後に収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成した方が、充填前に収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成した場合に比較して、収容器1もしくは収容体7を移動させるための移動手段であるコンベア301の搬送スピードを早くできることが期待できる。搬送スピードを早くできると、収容体7の生産スピードが改善されるので大きな効果となる。
Further, it is better to integrally form information such as characters, numbers and images in the
また、充填後に収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成した場合には、次の特段の効果がある。それは、収容器への温度調整手段による温度の調整が不要となる場合がある。つまり、液体等を充填後の収容体は、空の状態の収容器の状態より、収容物の容積が比較的大きいので、熱容量的にも大きい。したがって、レーザ照射によって収容体の熱分散をより早くできる。これは、レーザ照射によって収容体の熱分散をより早くできることにつながるため、文字、数字、画像等の情報形成品質が良くなる。
Further, when information such as characters, numbers, and images is integrally formed in the
また、充填される飲料などを温度管理してもよい。その温度管理された飲料を充填することにより、収容体の温度も実質管理される。本願発明の温度調整手段は、その手段についてはなんら制限を設けておらず、充填される飲料を所望の温度管理していることも含む。つまり、充填される飲料を所望の温度管理する特徴により、収容器に充填された飲料と一体となった収容体が所望の温度管理をされている状態となるので、その効果として、文字、数字、画像等の情報形成品質が良くなる。 Further, the temperature of the beverage to be filled may be controlled. By filling the temperature-controlled beverage, the temperature of the container is also substantially controlled. The temperature adjusting means of the present invention does not impose any restrictions on the means, and includes controlling the temperature of the beverage to be filled as desired. In other words, due to the characteristic of controlling the temperature of the beverage to be filled, the container integrated with the beverage filled in the container is in a state of being controlled by the desired temperature. , The quality of information formation such as images is improved.
●充填後情報形成の重要な特徴 塵埃対策
第二の技術的相違点は、収容器1にレーザー等の光エネルギーの作用で数字、画像等の情報を一体形成した場合に生じるちりや埃等の塵埃対策である。
● Important features of information formation after filling Dust countermeasures The second technical difference is the dust and dirt generated when information such as numbers and images are integrally formed in the
図42に示されるような収容体製造方法及び製造システムを用いて、被収容物9を収容器1に充填し封止手段8により封止した後に、収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成する場合、例え、情報形成時にちりや埃等の塵埃が発生してもちりや埃等の塵埃が収容器1の内部に混入するリスクは現実的には無いと言える。
After filling the
従って、図42に示されるような収容器1に被収容物9を収容(もしくは充填)し封止部材8で収容器1を封止した収容体7に文字、数字、画像等の情報を一体形成する収容後情報形成する方式は、ちりや埃等の塵埃対策上、極めて有利であると言える。
Therefore, information such as characters, numbers, and images is integrated into the
●充填後情報形成の重要な特徴 変動情報
第三の技術的相違点は、変動情報の記録もしくは形成である。収容器1には、収容器1の材質や収容器1のリサイクル特性に関する情報、収容器1に収容される飲料等の被収容物の名称(お茶、水、コーヒー、等)、被収容物の原材料情報(国産緑茶、等、)、被収容物の成分表示、製造業者名、販売業者名、お客様センターコンタクト先の住所、電話番号、インターネットでのアクセス情報(url情報)、商品名、商品のトレードマーク、製造日時、賞味期限、等の収容器1又は被収容物に関する情報をアラビア数字、アルファベット文字、ひらがな文字、カタカナ文字、等の表音文字、または、漢字等の表意文字、そして、バーコードやQRコード等のデジタルマーク、リサイクルマークのような所定形状のマークを用いて、任意の大きさで、収容器に一体的に形成される。
● Important features of post-filling information formation Fluctuation information The third technical difference is the recording or formation of fluctuation information. The
収容器1に形成される情報のうち、製造日時、賞味期限、等の変動情報は、収容体製造プロセスのなるべく下流で収容器1に形成した方がより正しい情報となる。
Of the information formed in the
従って、図42に示されるような収容体製造方法及び製造システムを用いて、被収容物9を収容器1に充填し封止手段8により封止した後に、収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成する場合、前述の固定情報と変動情報の両方を収容体製造プロセスのなるべく下流で収容器1に形成することができ、製造日時、賞味期限、等の変動情報は事実を反映した正しい情報になりえる効果がある。
Therefore, using the container manufacturing method and manufacturing system as shown in FIG. 42, the
●充填後情報形成の重要な特徴 被収容物9の温度影響
前に、第12図の(a)から(d)を用いて、加工レーザービームを収容器1に照射した場合の収容器1の基材の性状変化を説明した。
● Important features of information formation after filling of the
実は、収容器1に被収容物9が収容されている場合は、第12図に示すこれらの性状変化は、加工レーザービームによる光エネルギーだけでなく、被収容物9の存在による影響を受ける。
In fact, when the
本出願人は、加工レーザービームによる光エネルギーを利用して、収容器1に数字、文字、画像等の情報を一体的に形成する場合、収容器1に被収容物9が収容されている状態で情報形成する方が、収容器1が空の状態で情報形成する場合に比較して、白色化や白濁度が大きくなることを発見した。また、被収容物9が収容器1に収容されている状態で加工レーザービームによる光エネルギーを利用して、収容器1に数字、文字、画像等の情報を一体的に形成した方が、空の収容器1に数字、文字、画像等の情報を一体的に形成する場合に比較して、光エネルギーのパワーや照射時間、等に関する可変調整幅が広く、より視認性の高い白色化や白濁化を達成しやすいことを発見した。収容器1に収容されている被収容物9の熱容量が影響しているものと考えられる。
When the applicant uses the light energy generated by the processed laser beam to integrally form information such as numbers, characters, and images in the
従って、図42に示されるような収容体製造方法及び製造システムでは、被収容物9を収容器1に充填し封止手段8により封止した後に、収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成する場合、被収容物9の熱容量を利用することができるので、図34に示されるような収容体製造方法及び製造システムにおいて、空の収容器1に文字、数字、画像等の情報を一体形成する場合に比べて、安定した情報の一体形成が可能になる。
Therefore, in the container manufacturing method and manufacturing system as shown in FIG. 42, after the
●高温充填プロセスと 情報形成プロセス
前に、衛生上のことを重視する場合には、無菌貯蔵タンクから高温状態(例えば85℃)のまま製品液を充填機A6が受け取って収容器1に充填する高温充填について説明した。
● Before the high-temperature filling process and information formation process, if hygiene is important, the filling machine A6 receives the product liquid from the aseptic storage tank in a high temperature state (for example, 85 ° C) and fills the
また、高温充填では、無菌状態が維持されるメリットがあるが、高温状態で充填されるので収容器1は耐熱性を有する耐熱性収容器1が必要となることや、耐熱性収容器1は非耐熱性収容器に比べて、コストも高いし、厚みや、重量も増すので成形プロセスが複雑になることも説明した。
In addition, high-temperature filling has the advantage of maintaining a sterile state, but since it is filled in a high-temperature state, the
そして、高温充填は、被収容物9が殺菌可能な高温状態で収容器1に充填されるので、充填機A6により充填され封止エリアA7により封止手段8であるキャップが収容器1に装着された状態であってもある程度の高温状態が維持されている。
Then, in the high temperature filling, since the
従って、高温充填を行う場合は、充填機A6により被収容物9を充填する前に収容器1への文字、数字、画像等の情報を一体形成することが望ましい。
Therefore, in the case of high-temperature filling, it is desirable to integrally form information such as characters, numbers, and images in the
すなわち、被収容物9を所定の高温状態で収容器1に充填する高温充填の場合は、図34に示したような充填エリアA6の上流にある充填前マーキングエリアM1に配置された光マーキング装置を使用して、収容器1への文字、数字、画像等の情報を一体形成を行うことができる。
That is, in the case of high-temperature filling in which the
しかし、被収容物9を所定の高温状態で収容器1に充填する高温充填の場合であっても、ボトリング工場の配置や構成によっては、図40に示したような充填エリアA6の下流にある充填後マーキングエリアM2に配置された光マーキング装置を使用して、収容器1への文字、数字、画像等の情報を一体形成を行いたい場合がある。そのような場合には、図42に示した温度調整装置400に代えて、充填エリア後の封止エリアA7と充填後マーキングエリアM2との間に、温度調整手段を設けて被収容物9を収容し封止手段8で封止された収容体を所定の温度(例えば30℃)まで冷却してもよい。これにより、被収容物9を所定の高温状態で収容器1に充填する高温充填の場合であっても、充填エリアA6の下流にある充填後マーキングエリアM2に配置された光マーキング装置を使用して、収容器1への文字、数字、画像等の情報を一体形成を行うことが可能になる。
However, even in the case of high temperature filling in which the
温度調節手段は、熱交換液としての複数の温度の水を貯留する例えば4槽の恒温槽と、ノズル等の噴出口とを有する。温度調節手段は、高温水例えば70℃の水を散布して収容体7を外側から一段階低温下した後に、散布する水の温度を段階的に下げていき、最終段階で、低温水例えば30℃の水を散布して収容体7を冷却するものである。
The temperature controlling means has, for example, a constant temperature bath of four tanks for storing water having a plurality of temperatures as a heat exchange liquid, and a spout such as a nozzle. The temperature control means sprays high-temperature water, for example, 70 ° C., to lower the temperature of the
温度調節手段で用いる複数段による段階的冷却方法は、収容体7に充填された飲料用液体等の被収容物9の風味変化を防ぐ効果を有する。
The multi-stage stepwise cooling method used in the temperature controlling means has an effect of preventing a change in the flavor of the contained
なお、温度調節手段の1槽目に収容される液体の温度は70℃以下であることが好ましい。70℃以下で、収容体7を冷やすことによって収容体1への熱によるダメージを少なくすることができる。
The temperature of the liquid contained in the first tank of the temperature controlling means is preferably 70 ° C. or lower. By cooling the
●常温充填プロセスと 低温度環境情報形成プロセス
前に、第12図の(a)から(d)を用いて、加工レーザービームを収容器1に照射した場合の収容器1の基材の性状変化を説明した。
● Changes in the properties of the base material of the
実は、収容器1に被収容物9が収容されている場合は、第12図に示すこれらの性状変化は、加工レーザービームによる光エネルギーだけでなく、被収容物9の温度状態による影響を受ける。
In fact, when the
本出願人は、加工レーザービームによる光エネルギーを利用して、収容器1に数字、文字、画像等の情報を一体的に形成する場合、収容器1に低温(例えば、20℃以下)の被収容物9が収容されている状態で情報形成する方が、収容器1により高温(例えば、30℃)の被収容物9が収容されている状態で情報形成する場合に比較して、白色化や白濁度が大きくなることを発見した。また、収容器1に低温(例えば、20℃以下)の被収容物9が収容されている状態で情報形成する方が、収容器1により高温(例えば、30℃)の被収容物9が収容されている状態で情報形成する場合に比較して、光エネルギーのパワーや照射時間、等に関する可変調整幅が広く、より視認性の高い白色化や白濁化を達成しやすいことを発見した。収容器1に収容されている被収容物9の温度が影響しているものと考えられる。
When the applicant uses the light energy generated by the processed laser beam to integrally form information such as numbers, characters, and images in the
従って、図40に示されるような収容体製造方法及び製造システムにおいて、充填機A6において常温充填(例えば30℃)が行われる場合であっても、収容器1に低温(例えば、20℃以下)の被収容物9が収容されている状態で数字、文字、画像、等の情報を収容器1に形成することが望ましい。そのような場合には、図42に示した温度調整装置400に代えて、図40において、充填エリア後の封止エリアA7と充填後マーキングエリアM2との間に前述の温度調整手段を設けて、被収容物9を収容し封止手段8で封止された収容体を所定の温度(例えば20℃)まで冷却してもよい、これにより、被収容物9を所定の常温状態(例えば30℃)で収容器1に充填する常温充填の場合であっても、充填エリアA6の下流にある充填後マーキングエリアM2に配置された光マーキング装置を使用して、収容器1に低温(例えば、20℃以下)の被収容物9が収容されている状態で、収容器1への文字、数字、画像等の情報を一体形成を行うことが可能になる。
Therefore, in the container manufacturing method and manufacturing system as shown in FIG. 40, even when room temperature filling (for example, 30 ° C.) is performed in the filling machine A6, the
温度調節手段は、熱交換液としての複数の温度の水を貯留する例えば2~4槽の恒温槽と、ノズル等の噴出口とを有する。温度調節手段は、まず、低温水(例えば28℃)の水を散布して収容体7を外側から一段階低温下した後に、散布する水の温度を段階的に下げていき、最終段階で、低温水例えば20℃~18℃の低温水を散布して収容体7を冷却するものである。
The temperature controlling means has, for example, a constant temperature bath of 2 to 4 tanks for storing water having a plurality of temperatures as a heat exchange liquid, and a spout such as a nozzle. The temperature control means first sprays cold water (for example, 28 ° C.) to lower the temperature of the
●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る収容体7の製造方法は、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前または後に、収容器1を加熱または冷却する温度調整部405、450による温度調整工程を備える。情報形成工程は、充填前マーキング工程M1、充填後マーキング工程M2の何れであってもよい。数字、文字、画像等の情報は、収容器1に形成されるパターン11の一例である。
● Summary ●
As described above, the method for manufacturing the
具体的には、収容体7の製造方法は、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前に、収容器1を加熱する温度調整部405による温度調整工程を備える。これにより、加工レーザビームの照射エネルギーが同じ条件の場合、収容器1における加工レーザビームの吸収率が大きくなるため、基材1aの内部及び表面を十分発泡、白濁化させることができて、パターン11の視認性が向上する。
Specifically, the method for manufacturing the
または、収容体7の製造方法は、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前に、収容器1を冷却する温度調整部405による温度調整工程を備える。これにより、加工レーザビームの照射時のHAZの影響を低減し、アブレーションにより、パターン11の視認性が向上する。さらに、基材1aの内部及び表面の発泡が必要以上に成長することを抑制し、きめ細かい発泡により白濁化させることができるため、パターン11の視認性が向上する。
Alternatively, the method of manufacturing the
そして、収容体7の製造方法は、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成した後に、収容器1を冷却する温度調整部450による温度調整工程を備える。これにより、基材1aの内部及び表面の発泡が必要以上に成長することを抑制し、きめ細かい発泡により白濁化させることができるため、パターン11の視認性が向上する。
Then, in the method of manufacturing the
本発明の一実施形態に係る製造方法は、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造方法であって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、を備え、充填工程A6は、情報形成工程の一例である充填前マーキング工程M1の後で行われる。
The manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method of a
本発明の一実施形態に係る製造方法は、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造方法であって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、被収容物9が充填された収容器1を封止する封止工程A7と、を備え、充填工程A6は、情報形成工程の一例である充填前マーキング工程M1の後で行われる。
The manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method of a
本発明の一実施形態に係る製造方法は、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造方法であって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、収容器1を洗浄する洗浄工程A5と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、被収容物9が充填された収容器1を封止する封止工程A7と、を備え、充填工程A6は洗浄工程A5の後で封止工程A7の前に行われる。
The manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method of a
本発明の一実施形態に係る製造方法は、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造方法であって、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、を備え、情報形成工程の一例である充填後マーキング工程M2は、充填工程A6の後で行われる。
The manufacturing method according to one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a
本発明の一実施形態に係る製造方法は、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造方法であって、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、を備え、情報形成工程は、充填工程A6の前と後の両方で行われる。情報形成工程の一例である充填前マーキング工程M1は、充填工程A6の前で行われ、情報形成工程の他の一例である充填後マーキング工程M2は、充填工程A6の後で行われる。
The manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a
本発明の一実施形態に係る製造方法は、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造方法であって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する第一の情報形成工程の一例である充填前マーキング工程M1と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6と、収容器1に製造日時や賞味期限等の情報を形成する第二の情報形成工程の一例である充填後マーキング工程M2と、を備える。
The manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method of a
本発明の一実施形態に係る収容体7の製造システムは、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成手段の一例である光マーキング装置300と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前または後に、収容器1を加熱または冷却する温度調整手段の一例である温度調整部405、450を備える。情報形成手段は、充填前マーキング工程M1、充填後マーキング工程M2の何れに設けられてもよい。光マーキング装置300は、収容器1にパターン11を形成するパターン形成手段でもある。
The manufacturing system of the
具体的には、収容体7の製造システムは、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前に、収容器1を加熱する温度調整部405を備える。これにより、加工レーザビームの照射エネルギーが同じ条件の場合、収容器1における加工レーザビームの吸収率が大きくなるため、基材1aの内部及び表面を十分発泡、白濁化させることができて、パターン11の視認性が向上する。
Specifically, the manufacturing system of the
または、収容体7の製造システムは、レーザヘッド310の加工レーザビームにより収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する前に、収容器1を冷却する温度調整部405を備える。これにより、加工レーザビーム20の照射時のHAZの影響を低減し、アブレーションにより、パターン11の視認性が向上する。さらに、基材1aの内部及び表面の発泡が必要以上に成長することを抑制し、きめ細かい発泡により白濁化させることができるため、パターン11の視認性が向上する。
Alternatively, the manufacturing system of the
そして、収容体7の製造システムは、加工レーザビーム20により収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成した後に、収容器1を冷却する温度調整部450を備える。これにより、基材1aの内部及び表面の発泡が必要以上に成長することを抑制し、きめ細かい発泡により白濁化させることができるため、パターン11の視認性が向上する。
The manufacturing system of the
本発明の一実施形態に係る製造システムは、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造システムであって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成手段の一例である光マーキング装置300と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、を備え、充填手段は、充填前マーキング工程M1における光マーキング装置300の下流に設けられている。
The manufacturing system according to an embodiment of the present invention is a manufacturing system for a
本発明の一実施形態に係る製造システムは、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造システムであって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成手段の一例である光マーキング装置300と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、被収容物9が充填された収容器1を封止する封止工程A7における封止手段と、を備え、充填手段は、封止手段の上流であって、充填前マーキング工程M1における光マーキング装置300の下流に設けられている。
The manufacturing system according to an embodiment of the present invention is a manufacturing system for a
本発明の一実施形態に係る製造システムは、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造システムであって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成手段の一例である光マーキング装置300と、収容器1を洗浄する洗浄工程A5における洗浄手段と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、を備え、充填前マーキング工程M1における光マーキング装置300は、洗浄手段よりも上流に設けられている。
The manufacturing system according to an embodiment of the present invention is a manufacturing system for a
本発明の一実施形態に係る製造システムは、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造システムであって、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成手段の一例である光マーキング装置300と、を備え、光マーキング装置300は、充填手段の下流の充填後マーキング工程M2に設けられている。
The manufacturing system according to the embodiment of the present invention is a manufacturing system of the
本発明の一実施形態に係る製造システムは、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造システムであって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する第一の情報形成手段と、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する第二の情報形成手段と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、を備え、充填手段は第一の情報形成手段の下流であって、第二の情報形成手段の上流に設けられている。充填前マーキング工程M1における光マーキング装置300は、第一の情報形成手段の一例であり、充填後マーキング工程M2における光マーキング装置300は、第二の情報形成手段の一例である
The manufacturing system according to an embodiment of the present invention is a manufacturing system for a
本発明の一実施形態に係る製造システムは、収容器1に被収容物9が充填された収容体7の製造システムであって、収容器1に数字、文字、画像等の情報を形成する第一の情報形成手段と、収容器1に被収容物9を充填する充填工程A6における充填手段と、充填手段の下流に設けられ、収容器1に製造日時や賞味期限等の情報を形成する第二の情報形成手段と、を備える。充填前マーキング工程M1における光マーキング装置300は、第一の情報形成手段の一例であり、充填後マーキング工程M2における光マーキング装置300は、第二の情報形成手段の一例である。
The manufacturing system according to an embodiment of the present invention is a manufacturing system for a
1 収容器
1a 基材
10 円筒軸
11 パターン、文字(第1パターンの一例)
110 ドット部(所定の形状、ドットの一例)
111 凹部(所定の凹部の一例)
1111 第1の傾斜面
1112 底部
112 凸部(所定の凸部の一例)
1121 頂部
1122 第2の傾斜面
113 凹凸部
12P 非パターン領域(第2の領域の一例)
13 パターン領域(第1の領域の一例)
112D 加工画像データ
1121D 画素
12 直線(第2パターンの一例)
121 外側表面部(凸部の一例)
122 凹部
2 レーザ照射部(照射部の一例)
20 加工レーザビーム
21 レーザ光源
22 ビームエキスパンダ
23 走査部
24 走査レンズ
25 同期検知部
3 回転機構(回転部の一例)
4 移動機構(移動部の一例)
5 集塵部
6 制御部
61 第1パターンデータ入力部
62 第2パターンパラメータ指定部
621 加工パラメータ
63 格納部
631 対応テーブル
64 加工データ生成部
641 加工データ
65 レーザ照射制御部
651 光強度制御部
652 パルス制御部
66 レーザ走査制御部
67 収容器回転制御部
68 収容器移動制御部
69 集塵制御部
7 収容体
8 封止部材
9 被収容物
100 製造装置
101 口部
102 肩部
103 胴部
104 底部
300 光マーキング装置
400 温度調整装置
405 温度調整部
450 温度調整部
P 間隔(周期の一例)
Pd1、Pd2、Pd3、Pd4 間隔
W 幅
Hp 加工深さ
Hb 非加工部深さ
t 基材の厚み
D 結晶化深さ
A 領域
B 斜視図
dp 深さ
Dc 凹部幅
Dr 円環幅
h 高さ
W ドット幅
1
110 dot part (predetermined shape, example of dot)
111 Recess (an example of a predetermined recess)
1111 First inclined
1121
13 Pattern area (an example of the first area)
112D
121 Outer surface part (example of convex part)
122
20
4 Moving mechanism (an example of moving part)
5
Pd1, Pd2, Pd3, Pd4 Interval W Width Hp Processing depth Hb Unprocessed part depth t Base material thickness D Crystallization depth A Region B Perspective view dp Depth Dc Recess width Dr Annulus width h Height W Dot width
Claims (20)
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成工程と、
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する前または後に、前記収容器を加熱または冷却する温度調整工程と、
を備え収容体の製造方法。 The filling process of filling the container with the contents to be contained,
An information forming step of forming information such as numbers, letters, and images in the container, and
A temperature control step of heating or cooling the container before or after forming information such as numbers, letters, and images in the container.
Equipped with a method of manufacturing the housing.
前記充填工程は、情報形成工程の後で行われる請求項1記載の収容体の製造方法。 A sealing step for sealing the container filled with the object to be contained is provided.
The method for manufacturing an enclosure according to claim 1, wherein the filling step is performed after the information forming step.
前記被収容物が充填された前記収容器を封止する封止工程とを備え、
前記充填工程は、前記洗浄工程の後で前記封止工程の前に行われる請求項1~3の何れか記載の収容体の製造方法。 The cleaning process for cleaning the container and
A sealing step for sealing the container filled with the object to be contained is provided.
The method for manufacturing an enclosure according to any one of claims 1 to 3, wherein the filling step is performed after the cleaning step and before the sealing step.
前記収容器に製造日時や賞味期限等の情報を形成する第二の情報形成工程と、を、
備える請求項1~6の何れか記載の収容体の製造方法。 The first information forming step of forming information such as numbers, letters, and images in the container, and
A second information forming step of forming information such as a manufacturing date and time and a best-by date in the container,
The method for manufacturing an enclosure according to any one of claims 1 to 6.
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する情報形成手段と、
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する前または後に、前記収容器を加熱または冷却する温度調整手段と、を備えた収容体の製造システム。 A filling means for filling the container with the contents to be contained,
An information forming means for forming information such as numbers, letters, and images in the container, and
A housing manufacturing system comprising a temperature control means for heating or cooling the container before or after forming information such as numbers, letters, images, etc. in the container.
前記充填手段は、前記封止手段の上流であって、前記情報形成手段の下流に設けられている請求項1記載の収容体の製造システム。 A sealing means for sealing the container filled with the object to be contained is provided.
The container manufacturing system according to claim 1, wherein the filling means is upstream of the sealing means and downstream of the information forming means.
前記情報形成手段は、前記洗浄手段よりも上流に設けられている請求項8~10の何れか記載の収容体の製造システム。 A cleaning means for cleaning the container is provided.
The housing manufacturing system according to any one of claims 8 to 10, wherein the information forming means is provided upstream of the cleaning means.
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を形成する第二の情報形成手段と、を備え、
該充填手段は、前記第一情報形成手段の下流であって、前記第二情報形成手段の上流に設けられている請求項8~12の何れか記載の収容体の製造システム。 The container is provided with a first information forming means for forming information such as numbers, characters, and images, and a second information forming means for forming information such as numbers, characters, and images in the container.
The container manufacturing system according to any one of claims 8 to 12, wherein the filling means is downstream of the first information forming means and is provided upstream of the second information forming means.
前記充填手段の下流に設けられ、前記収容器に製造日時や賞味期限等の情報を形成する第二の情報形成手段とを設けた請求項8~13の何れか記載の収容体の製造システム。 The first information forming means for forming information such as numbers, letters, and images in the container,
The housing manufacturing system according to any one of claims 8 to 13, wherein a second information forming means for forming information such as a manufacturing date and time and an expiration date is provided in the downstream of the filling means.
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を、第2パターンの集合体からなる第1パターンにより形成する情報形成工程と、
前記収容器に前記被収容物を充填する充填工程とを備え、
前記充填工程は、前記情報形成工程の後で行われる収容体の製造方法。 It is a method of manufacturing a container in which the container is filled with an object to be contained.
An information forming step of forming information such as numbers, characters, and images in the container by a first pattern composed of an aggregate of the second patterns.
The container is provided with a filling step of filling the container with the object to be contained.
The filling step is a method for manufacturing an accommodation body, which is performed after the information forming step.
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を、第2パターンの集合体からなる第1パターンにより形成する情報形成工程と、
前記収容器に前記被収容物を充填する充填工程とを備え、
前記充填工程は、前記情報形成工程の前に行われる収容体の製造方法。 It is a method of manufacturing a container in which the container is filled with an object to be contained.
An information forming step of forming information such as numbers, characters, and images in the container by a first pattern composed of an aggregate of the second patterns.
The container is provided with a filling step of filling the container with the object to be contained.
The filling step is a method for manufacturing an accommodating body, which is performed before the information forming step.
前記充填工程は、情報形成工程の前に行われる請求項16記載の収容体の製造方法。 A sealing step for sealing the container filled with the object to be contained is provided.
The method for manufacturing an enclosure according to claim 16, wherein the filling step is performed before the information forming step.
前記被収容物が充填された前記収容器を封止する封止工程とを備え、
前記充填工程は、前記洗浄工程の後で前記封止工程の前に行われる請求項16または17記載の収容体の製造方法。 The cleaning process for cleaning the container and
A sealing step for sealing the container filled with the object to be contained is provided.
The method for manufacturing an enclosure according to claim 16 or 17, wherein the filling step is performed after the cleaning step and before the sealing step.
前記収容器に製造日時や賞味期限等の情報を形成する第二の情報形成工程と、を、備える請求項16~18の何れか記載の収容体の製造方法。 The first information forming step of forming information such as numbers, letters, and images in the container, and
The method for manufacturing a container according to any one of claims 16 to 18, further comprising a second information forming step of forming information such as a manufacturing date and time and a best-by date in the container.
前記収容器に数字、文字、画像等の情報を、第2パターンの集合体からなる第1パターンにより形成する情報形成手段と、を備え、
前記充填手段は、前記情報形成手段の上流に設けられている製造システム。 A filling means for filling the container with the contents to be contained,
The container is provided with an information forming means for forming information such as numbers, characters, and images by a first pattern composed of an aggregate of the second patterns.
The filling means is a manufacturing system provided upstream of the information forming means.
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