CN114951980A - 激光照射装置、激光照射方法、收容器及收容体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光照射装置及其方法,收容器及收容体。其目的在于,以高生产性在基材上形成高品质的图案。制造装置(500)通过对收容器(1)的基材(1a)表面的互不重叠的多个照射区域照射激光,在多个照射区域形成图案(11),其包括:多个写入单元,分别包含照射激光的第一写入单元(310)和第二写入单元(320);以及控制装置(400),控制第一写入单元(310),对包含在多个照射区域的第一照射区域照射激光,但使得激光不照射多个照射区域中的第一照射区域以外的照射区域,同时,控制第二写入单元(320),对包含在多个照射区域的第二照射区域照射激光,但使得激光不照射多个照射区域中的第二照射区域以外的照射区域。

Description

激光照射装置、激光照射方法、收容器及收容体
技术领域
本发明涉及激光照射装置、激光照射方法、收容器及收容体。
背景技术
在专利文献1中,记载标记装置1,其包括作为第一标记部的第一激光加工部3a、3b,作为第二标记部的第二激光加工部5a、5b,以及作为分割绘制图案登录部的装置PC7。所述第一标记部以第一点径对被加工物进行标记,所述第二标记部以点径比上述第一点径小的第二点径对上述被加工物进行标记,所述分割绘制图案登录部将绘制图案分割为用第一激光加工部3a、3b绘制的第一绘制图案以及用第二激光加工部5a、5b绘制的第二绘制图案,进行登录,能同时实现提高加工精度和缩短作业时间。
【专利文献1】日本专利第6278451号公报
发明内容
本发明的目的在于,以高生产性在基材上形成高品质的图案。
本发明涉及的激光照射装置通过对基材表面的互不重叠的多个照射区域照射激光,在所述多个照射区域形成图案,其特征在于,包括:
多个照射部,分别包含照射激光的第一照射部和第二照射部;以及
控制部,控制所述第一照射部,对包含在所述多个照射区域的第一照射区域照射激光,但使得激光不照射所述多个照射区域中的所述第一照射区域以外的照射区域,并且,控制所述第二照射部,对包含在所述多个照射区域的第二照射区域照射激光,但使得激光不照射所述多个照射区域中的所述第二照射区域以外的照射区域。
本发明的效果如下:
根据本发明,能够以高的生产率在基材上形成高品质的图案。
附图说明
图1是表示形成于本发明实施形态涉及的基材的图案的一例的图。
图2的(a)~(b)是表示本实施形态涉及的点部的构成例的图,(a)是俯视图、(b)是(a)的C-C箭头截面图。
图3的(a)~(b)是本实施形态涉及的点部的扫描型电子显微镜照片,(a)是从顶面方向看的立体图,(b)是从(a)的D-D箭头截面方向看的立体图。
图4的(a)~(d)表示本实施形态涉及的点部的变形例。
图5的(a)~(c)表示本实施形态涉及的点部的其他变形例。
图6是表示本实施形态涉及的制造装置的图。
图7是说明本实施形态涉及的激光照射的图。
图8的(a)~(b)是说明本实施形态涉及的收容器和附加信息的图。
图9的(a)~(c)是说明本实施形态涉及的细分化区域的图。
图10是说明本实施形态涉及的控制装置的表格中的存储内容的图。
图11是说明本实施形态涉及的控制装置的处理的图。
图12的(a)~(b)是说明本实施形态涉及的控制装置的处理的具体例子的图。
图13是说明本实施形态涉及的制造装置的动作的图。
图14是表示本实施形态涉及的变形例的制造装置的图。
图15是表示本实施形态的第二变形例涉及的制造装置的图。
图16是说明本实施形态的第二变形例涉及的制造装置的动作的图。
具体实施形态
以下,参照附图对用于实施发明的形态进行说明。在各图中,相同的构成部分标以相同的符号,有时省略重复的说明。另外,以下所示的实施形态是用于具体化本发明的技术思想的装置的示例,本发明并不局限于此。以下所描述的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载,就不旨在将本发明的范围限定于此,只是进行举例说明。另外,为了明确的说明附图所示的部件的大小和位置关系等,有时会夸张表示。
本发明实施形态涉及的基材是构成图案的规定形状形成在至少一部分的区域的基材。基材是指物体的原材料部分。物体可以列举例如收容器。此外,收容器可以列举包含PET等的树脂构成、收容饮料的PET瓶等。但是,对物体没有特别的限制,可以是任何物体。收容器也对形状及材质没有限制,可以是任何形状、任何材质的收容器。
基材中的“至少一部分的区域”包含基材的表面的区域。基材的表面是指原材料的外部与空气等接触的面。在实施形态中,作为与基材的内部对称的用语,使用基材的表面这一用语,因此,例如板状的基材的情况下,基材的表侧的面和背侧的面均相当于基材的表面。而筒状的基材的情况下,基材的外侧的面和内侧的面均相当于基材的表面。
图案包含文字、条形码等的代码、图形、图像等,例如,表示收容器或收纳在收容器中的饮料等的被收容物的名称、识别号码、制造商、制造日期等的被收容物的有关信息。
在PET瓶等收容器中,有时通过将记录有这些信息的记录介质粘贴在收容器的表面,显示这些信息,在实施形态中,通过在构成收容器的基材的表面形成表示这些信息的图案,从而不使用记录介质来显示这些信息。
图1是说明形成在本实施形态涉及的基材的图案的一例的图。图1表示构成在表面形成有图案11的收容器1的基材1a的一部分。收容器1和被收容物构成收容体。收容器1作为一例由将对可视光具有透过性的PET树脂为原材料的基材1a构成。可视光是下界的波长从约360nm到约400nm、上界的波长从约760nm到约1600nm的光。
图案11构成“LABELLESS”文字列。区域A是图案11中的文字“S”中的一部分区域。立体图B是为了详细说明图案11的构成、放大区域A并模式化地表示的图。
如立体图B所示,区域A包含多个点部110。该点部110是形成在基材的至少一部分的区域、构成图案的规定形状的一例。规定形状包含形成在基材表面的形状,以及位于形成在基材表面的形状的表面下的空隙部等的内部形状。
作为视觉性的一个例子,点部110是白浊部,包含凹部111和凸部112。凹部111是相对于构成收容器1的基材1a的表面凹陷的部分,是规定的凹部的一例。凸部112是相对于构成收容器1的基材1a的表面突起的部分,是规定的凸部的一例。凸部112被凹部111包围,形成在凹部111的周围。
多个点部110作为集合体形成在构成收容器1的基材1a,构成图案11中的“LABELLESS”文字列。在此,所谓集合体是指各个体集合而成,图案11由多个点部110的集合体构成。
图案区域13形成有多个点部110,因此,入射到收容器1的光的反射方向及光扩散性与非图案区域12不同。由此,在图案区域13和非图案区域12中,对入射到收容器1的光的光透射率或光反射率的至少一方不同。因光透射率或光反射率的至少一方不同,观察收容器1者能够视认形成于收容器1的图案11。
此外,多个点部110各自的整体宽度(点宽度)以及多个点部110之间的间隔(点间隔)相对于图案11小。由此,观察收容器1者对于点部110本身不视认,而能视认图案11的“LABELLESS”文字。
为了点部110本身不被视认的点与点之间的间隙,因观察收容器1者的视力、眼睛与收容器1之间的距离等而异,优选100μm以下。另外,关于点宽度也越小越好,但作为难以判别点部自身的形状的尺寸,优选小于100um左右。关于这一点,进一步详细说明。
视力为1.5左右者(人),距离收容器1约30cm观察时,一般能识别50μm的黑白点(点)。黑白对比度低时,该限界值也变大,但大致为50μm左右。但是,如果只是存在点,则即使30μm的点也能视认,并且,如果是对比度高的点的话,有时即使是10μm的点也能视认。
另外,在点部110相邻有二个的情况下,是否能视认二个点部110,由人眼的分辨率等决定。所谓分辨率是指能将二点作为分离的二点识别的最小距离。
人眼分辨率也取决于视力,一般在离开30cm处为100μm。所谓30cm对应于用手拿着装有饮料水等的PET瓶、视认表示在PET瓶的标签等信息时的距离。即,在手肘稍微弯曲的状态下用手拿PET瓶时,人眼与塑料瓶之间的距离为30cm左右。考虑人的体格,该距离在30cm至50cm左右的范围内变化。当离开30cm处分辨率为100μm左右,当离开50cm处分辨率为160μm左右。
此外,以另一个指标,作为分辨率边界,保证200dpi(每英寸点数)场合,如果相邻点之间的间距小于或等于130μm,则不分解为一个一个点地视认为一块。
根据以上所述,点和点之间的间隙优选160μm以下,更优选100μm以下,不视认为点部110一个一个分开而视认为连续体,能视认图案11的“LABELLESS”文字等的图案。另外,当点的大小也大于100μm时,也产生视认点自身的形状变化。因此,点也优选为160μm以下,更优选100μm以下,即使点内形状发生变化,也能视认点为均一图案,能将作为其集合体的文字等的图案视认为没有粒状感的均一图案。
为了形成点部110,可以适用激光加工、放电加工、蚀刻加工、切削加工、或使用模具的成形加工等的各种加工方法。但是,这些方法中的激光加工法可对基材进行非接触加工,还可进行激光扫描、光源阵列化、通过图案曝光等进行高速加工,因此,很合适。
在激光加工中,能通过调整照射的激光(激光束)的光能、激光束的尺寸、照射时间等,使点部110的大小、形状、深度等发生变化。另外,激光束的截面强度分布一般为高斯分布,但也可以通过组合阵列光源的激光束调整强度分布,或通过设计照射光学系统生成中央强度分布为平的顶帽状的强度分布。此外,优选通过光源/光学系统调整激光照射尺寸,在加工中使得激光照射尺寸大致一定。在此,所谓“一定”意味在加工精度的允许范围内实质上不变动,也包含因加工精度在百分之几左右的允许范围内变动。
点部110中的凹部111通过在激光照射位置使基材1a的一部分熔融、烧毁、汽化、或变形而形成。凸部112是通过从凹部111离散的基材1a的一部分没有烧毁或汽化而附着在凹部111的周围固化形成。主要是利用热能的加工,因此,基材1a的材料的热传导率比较低的树脂等很合适,但也可以适用于玻璃等其他材料。
另外,通过控制热传导率,也能形成点部110等的各种规定形状。为了控制热传导率,例如,可以考虑将基材1a本身设为热传导性高的材料,或使热传导性高的其他部件与基材1a密接,使得因激光照射引起的基材1a的发热急剧地散失等。热传导性高的其他部件可以列举冷却液和金属等。
另外,激光加工中的熔融、蒸发、结晶化或发泡等的现象在照射区域内不规则地发生,因此,图案区域13的表面粗糙,与非图案区域12相比,表面粗糙度容易变大。因表面粗糙度大,在图案区域13中,对于入射到收容器1的光的光扩散性比非图案区域12高。其结果,图案11的对比度提高,视认性进一步提高。即使在这一点上,适用激光加工更合适。
另外,在本实施形态中,以包含凹部111和凸部112的至少一方的多个点部110的集合体构成图案,因此,沿着凹部111和凸部112的形状,表面积变大,与以作为块状的沟或凹陷构成图案的情况相比,表面粗糙度大的区域变得更大。另外,以多个点部110的集合体构成图案,因此,沿多个点部110的形状,表面积更大。由此,光扩散性进一步变高,对比度得到提高,从而进一步提高视认性。
在立体图B所示的例子中,点部110规则地排列成正方格子状而形成,但不限于此。既可以排列成三角格子状或蜂巢状而形成,也可以不规则地排列,配置间隔互不相同,不规则地形成。
另外,举例说明了包含“LABELLESS”文字列的图案11,但并不局限于此。也可以由任何字符串、图形或照片、条形码或QR码等的符号或代码、以及它们的组合构成图案11。图案11换句话说是图像,可以由点部110等的规定形状形成图像。
<点部110的构成例>
图2是说明本实施形态涉及的点部110的构成的一个例子的图,(a)表示俯视图、(b)是(a)的C-C箭头截面图。图3是本实施形态涉及的点部110的扫描型电子显微镜(Scanning E1ectron Microscope,简记为SEM)照片,(a)是从顶视方向看的立体图,(b)是(a)的从D-D箭头截面方向看的立体图。图3是放大观察图案区域13内的一部分的SEM照片。在图3(a)中,观察多个点部110中的两个整体,另外,在Y轴正方向侧仅观察二个点部110的一部分,在Y轴负方向侧仅观察二个点部110的一部分。另外,点宽度以约100um左右形成。
如图2和图3所示,点部110包括凹部111和凸部112构成。凹部111包含第一倾斜面1111(斜线剖面线部分)和底部1112(涂黑部分),形成为碗状的形状。凹部宽度Dc表示凹部111的宽度,深度dp表示底部1112相对于非图案区域12的表面的高度(Z轴方向的长度)。
此外,凸部112包含顶部1121(纵线剖面线部分)和第二倾斜面1122(网点剖面部分),形成为圆环面状。所谓圆环面是指圆周旋转而得到的旋转面。圆环宽度Dr表示凸部112的圆环面部分的半径方向的宽度,高度h表示顶部1121相对于非图案区域12的表面的高度(Z轴方向的长度)。
点宽度W表示点部110整体的宽度。第一倾斜面1111和第二倾斜面1122为连续的面。连续面意味用相同材质无段差相连的面。
另外,如图3所示,在分别构成凹部111及凸部112的面,形成微小凹凸部113,表面粗糙。该凹凸部113是由规定形状的小的凹部及凸部构成的凹凸部的一例。凹凸部113由比点部110的点宽度W小的宽度的凹部和凸部构成,典型地由1μm~10μm左右的宽度的凹部和凸部构成。
另外,如图3(a)所示,在各点部110之间的区域,在加工点部110时,加工片飞散,由此也导致表面粗糙。在图案区域13,因凹凸部113及加工片引起的表面粗糙,与非图案区域相比,表面粗糙度变大。
点部110例如可以对基材1a照射激光使得基材1a的表面改性形成。一个点部110使得激光集中到基材1a上的一点形成。另外,通过使该激光进行二维扫描形成多个点部110。或者可以由从阵列化的多个激光光源中的每一个射出的多个激光形成。再有,也可以对与各点部110的位置对应的多个具有透光开口的掩模部件,照射放大的激光,由透过掩模部件的各透光开口的多个透射激光组中的每一个,通过一次曝光并行形成多个点部110。
作为照射激光的激光光源,可以使用各种激光光源。优选可以产生从微微秒到毫微秒等的脉冲振荡的光源。作为固体激光器,有YAG激光器、钛蓝宝石激光器等。作为气体激光器,有氩激光器、氦氖激光器、二氧化碳激光器等。由于半导体激光器尺寸小,因此也是优选的。另外,作为在放大介质中使用光纤的固体激光器一种的光纤激光器,是在高峰值能量和能小型化方面很合适的光源一例。
图4表示本实施形态涉及的点部的变形例。图4(a)表示使得瓶表面的基材蒸发而形成的凹部形状,图4(b)表示使得瓶表面的基材熔融而形成的凹部形状。图4(b)的情况下,相对于图4(a),凹部的周缘部成为凸起的形状。
另外,图4(c)表示瓶的基材表面的结晶化状态的变化,图4(d)表示瓶的基材表面下的发泡状态的变化。
这样,使瓶表面的形状发生变化,或使基材表面的结晶化状态变化,或使基材表面下的发泡状态等的性质变化,能在瓶的表面形成由点部集合体构成的图案。作为使瓶表面的基材蒸散形成凹部形状的方法,例如照射波长为355nm~1064nm、脉冲宽度为10fs~500nm以下的脉冲激光。由此,照射激光束的部分的基材蒸散,表面形成微小的凹部。
另外,也可以通过照射波长为355nm~1064nm的CW(Continuous Wave,等幅波)激光,使基材熔融形成凹部。此外,也可以基材熔融后继续照射激光,则基材的表面或表面下就会发泡,使其白浊化。为了使结晶化状态发生变化,可以例如将基材作为PET,照射波长为355nm~1064nm的CW激光,使基材的温度急剧上升,然后,通过减弱功率等进行缓慢冷却,使基材的PET成为结晶化状态,可以使其白浊化。提高温度后,通过关闭激光束等急冷,则PET变为非晶状态,成为透明。
另外,瓶的基材性状的变化不限于图2~图4所示的情况。也可以通过用树脂材料构成的基材的黄变或氧化反应、表面改性等使基材的性状发生变化。另外,也可以通过事前将吸收照射的激光将光能转换为热能的吸收剂(转换剂)涂敷在基材上,通过吸收剂转换的热能,进行在基材上形成凹部或凸部的加热控制。
以上的微小形成部通过激光照射成为变性痕,形成极小的点,通过改变点之间的间距改变密度,或以小于可感知大小的尺寸甚至使点形状也变化。
以上,第一图案以微小的大致圆形状为例,但不限于此。既可以是椭圆形,也可以是线状。第一图案本身形状只要是肉眼难以识别,哪种形状即可。即使是微小宽度的细线的集合体也可。
图5表示本实施形态涉及的点部的其他变形例。点部例如图5(a)所示点重叠形成场合,或如图5(b)所示主副激光扫描方向都重叠场合,或如图5(c)所示局部提高重叠率配列椭圆状场合等。通过设为这种形态,表面的透射率或反射率的变化量可以更大,因此,当表现希望提高与非形成部的对比度的场合时更有效果。
图6是表示本实施形态涉及的制造装置的图。图6所示的制造装置500为激光照射装置的一例,包括搬运收容器1的制造线(搬运部)200,对在制造线(搬运部)200搬运的多个收容器1照射激光的多个写入单元310、320、330,以及基于输入的图像数据及附加信息控制多个写入单元310、320、330的控制装置400。
多个写入单元310、320、330是多个照射部的一个示例,包含作为第一照射部的一例的第一写入单元310,作为第二照射部的一例的第二写入单元320,以及作为第三照射部的一例的第三写入单元330。
控制装置400包括存储并管理图像数据及附加信息的表400T。
多个写入单元310、320、330分别对各自不同的收容器1照射激光。即,第一写入单元310向第一收容器1照射激光,第二写入单元320向第二收容器1照射激光,第三写入单元330向第三收容器1照射激光。
图7是说明本实施形态涉及的激光照射的图。在图7中,用第一写入单元310为例进行说明,但第二写入单元320和第三写入单元330也一样。
第一写入单元310包括激光控制部311、激光驱动电源部312、激光光源部313、激光扫描部314、激光射出口315,向收容器1的图案区域13照射激光316。
从激光射出口315照射的激光在图案区域13内进行极小点状的标记。例如,优选塑料瓶等的在使得透明基材中的基材性状变化的区域的激光的直径为1μm以上、200μm以下。
激光控制部311根据从图6所示的控制装置400发送的控制信号控制激光驱动电源部312及激光扫描部314。
激光光源部313射出例如脉冲激光的激光,射出为使得收容器1的图案区域13的性状变化的合适的输出(光强度)的激光。
激光光源部313可以使用波长为532nm、激光的脉冲宽度为16皮秒、平均输出功率为4.9W的激光光源。另外,也可以是波长为355nm~1064nm、脉冲宽度为10fs~500nm的脉冲激光,不限制激光的种类。
激光光源可以由一个激光光源构成,也可以由多个激光光源构成。在使用多个激光光源的情况下,既可以对每个激光光源独立进行开或关的控制、射出频率的控制和光强度控制等,也可以设为共用。
激光驱动电源部312根据从激光控制部311发送的控制信号驱动光源部313。由此,从激光光源部313射出的激光的开或关、频率和强度等均可控制。
从激光光源部313射出的平行光的激光通过扩束器等直径扩大,入射到激光扫描部314。
激光扫描部314基于从激光控制部311发送来的控制信号,使从激光光源部313射出的激光在收容器1的图案区域13内扫描。
激光扫描部314具备通过电机等的驱动部使反射角度变化的扫描镜。由扫描镜使得反射角度变化,使入射激光在垂直于纸面方向扫描。该扫描镜可以使用电流镜、多面反射镜、MEMS(Micro Electro Mechanical System,微电子机械系统)反射镜等。
在图7中,表示激光扫描部314使激光沿与纸面垂直方向进行一维扫描的示例,但不限于此。激光扫描部314也可以进一步使用在正交的两方向使得反射角度变化的扫描镜,在平面内使激光进行二维扫描。另外,也可以使用FC-LDA(光纤耦合-激光二极管阵列)。
激光扫描部314可以检测由制造线200搬运收容器1的方向,进行二维扫描。可以与激光的二维扫描协调地提高扫描速度。
光检测器检测由制造线200搬运的收容器1的位置,激光控制部311基于来自光检测器的检测信号,开始激光照射。由此,激光对于由制造线200搬运的收容器1的照射位置成为正确。
收容器1设想为圆筒状的瓶而记载,但不限于此,也可以是方形瓶。总之,在激光照射时,若收容器1和写入单元310的相对位置变化,则会影响图案质量,因此,可以设置具有旋转机构的支架机构,固定收容器1。
图8是说明本实施形态涉及的收容器和附加信息的图。图8(a)表示由图6所示的制造装置500制造的形成有图案的收容器1。
在收容器1的基材1a的表面形成有图案区域13,图案区域13作为形成图案的互不重叠的多个细分区域的一例,包含文字区域13A、条形码区域13B、图形区域13C、照片区域13D和识别标记区域13E。
文字区域13A是表示名称、原材料名、内容量、保质期、保存方法、制造商等的信息的图案,基本为文字、数字、字母。大小基本为8磅以上即可。
条形码区域13B通过条和空格的组合,将数字或文字等以用专用读取装置读取的形式表现,或是表示二维排列的二维代码的图案,是QR码(注册商标)等。
图形区域13C基本上是无浓淡的如文字所示的表示图形的图案。照片区域13D是表示有浓淡的图形的图案。识别标记区域13E是表示再利用标记或标识的图案。
作为形成有图案的相互不重叠的多个细分区域,例如,可以将条形码区域13B中的细线和粗线设为不同的细分区域。
多个细分区域具有各自标记的目的,具有为了达到该目的而必要的图案的质量等级。
例如,条形码区域13B是如果不能由条形码读取器正常读取则没有表示的意义的、最重要的表示物。其表示由黑白对比度决定,图案的质量必须达到一定水平。
其次,文字区域13A基本上是细小的文字,因此,若显示浓度低,则人不能识别。
另一方面,也可以判断识别标记区域13E和图形区域13C只要其存在即可。照片区域13D和图形区域13C在设计方面的很大的限制,但图案质量不高也可。
以上是一般的判断,根据形成图案的对象物不同,各表示形态要求的水平变化。
图8(b)表示对于图6所示的控制装置400,与表示文字区域13A、条形码区域13B、图形区域13C、照片区域13D以及识别标记区域13E的各图像信息对应输入的附加信息。
附加信息包括用于识别文字区域13A、条形码区域13B、图形区域13C、照片区域13D及识别标记区域13E的识别(类别)信息,与各识别信息分别对应的写入条件(图案形成)及打印位置识别信息。
图9是说明本实施形态涉及的细分区域的图。图9(a)表示条形码区域13B,图9(b)表示文字区域13A,图9(c)表示照片区域13D。
图9(a)~图9(c)都是非常小的点的集合体。例如,在条形码区域13B中,若将条形设为第一图案,则点为第二图案,成为由第二图案的集合体构成。在此,所谓集合体是指多个要素集合而成。第二图案是微小的同类形成物,将该形成物以大致一定的周期、间隔配列多个,形成第一图案。
另外,在图9(c)所示的照片区域13D中,在一个图中,淡的部分和浓的部分连续,通过微小的点的密度不同表现浓淡。
图10是说明本实施形态涉及的控制装置的表中的存储内容的图。控制装置400的表400T与表示文字区域13A、条形码区域13B、图形区域13C、照片区域13D以及识别标记区域13E的各图像数据对应,存储并管理识别(类别)信息、写入条件、打印位置识别信息、打印面积和打印假定时间。
识别(类别)信息、写入条件及打印位置识别信息是存储图8(b)所示的附加信息,打印面积和打印假定时间存储控制装置400根据图像数据和附加信息计算而得的值。打印面积和打印假定时间的一方或两方可以包含在输入到控制装置400的附加信息中。
作为打印假定时间,例如,表示“Bottle”的图形区域13C计算为15msec。表示海豚的照片区域13D虽然是大图案,但是浓度不太高,因此,计算为20msec。识别标记区域13E有两种,分别计算为5msec。条形码区域13B需要提高黑白对比度,必须高密度地形成图案,因此,需要比较长的时间,计算为30msec。最后,对于文字区域13A,人能感知即可,因此,计算为18msec。
图11是说明本实施形态涉及的控制装置的处理的图。
控制装置400若开始处理(步骤S1),则接受图像信息及附加信息等的所有打印标记数据的输入(步骤S2)。
控制装置400决定各打印标记的类别(步骤S3),获取各打印标记的打印位置信息(步骤S4)。
控制装置400基于到步骤S4为止所得到的信息,计算各打印标记的扫描区域(打印面积)(步骤S5),计算各打印标记的打印时间(步骤S6)。
控制装置400基于在步骤S6中计算出的打印时间,设定各写入单元310~330所负责的打印标记(步骤S7),向各写入单元310~330指令打印(步骤S8),各写入单元310~330照射激光开始写入(图案形成)(步骤S9)。以上流程对顺序不作限定。
图12是说明本实施形态涉及的控制装置的处理的具体例子的图。
在图11的步骤S7中,用一个写入单元负责打印场合,打印所需的总时间根据简单累计,需要15+20+5+5+30+18=93msec。实际上,由于每种类别写入条件不同,因此,需要变更其各写入条件的时间,在此省略。
图12(a)表示使用两个写入单元310、320场合的图11的步骤S7的处理,图12(b)表示使用三个写入单元310、320、330场合的图11的步骤S7的处理。
在图12(a)中,控制装置400决定第一写入单元310将激光照射到包含条形码区域13B(30msec)和图形区域13C(15msec)的第一照射区域,由此,第一写入单元310对每一个收容器的写入所需要的时间合计为45msec。
另外,控制装置400决定第二写入单元320将激光照射到包含照片区域13D(20msec)、文字区域13A(18msec)、识别标记区域13E(5msec+5msec)的第二照射区域。由此,第二写入单元320对每一个收容器的写入所需要的时间合计为48msec。
控制装置400计算第一写入单元310的写入时间和第二写入单元320的写入时间之差成为最小的组合,将图12(a)所示的信息存储在表400T中。
在图12(b)中,控制装置400决定第一写入单元310将激光照射到包含条形码区域13B(30msec)的第一照射区域。由此,第一写入单元310对每一个收容器的写入所需要的时间合计为30msec。
另外,控制装置400决定第二写入单元320将激光照射到包含照片区域13D(20msec)和识别标记区域13E(5msec+5msec)的第二照射区域。由此,第二写入单元320对每一个收容器的写入所需要的时间合计为30msec。
再有,控制装置400决定第三写入单元330将激光照射到包含图形区域13C(15msec)和文字区域13A(18msec)的第三照射区域。由此,第三写入单元330对每一个收容器的写入所需要的时间合计为33msec。
控制装置400计算第一写入单元310的写入时间、第二写入单元320的写入时间、第三写入单元330的写入时间之差成为最小的组合,将图12(b)所示的信息存储在表400T中。
在以上说明中,第一~第三照射区域分别包含互不重叠的细分区域,因此,互相不重叠。
并且,控制装置400决定第一写入单元310将激光照射到第一照射区域,而不将激光照射到第二、第三照射区域。
同样,控制装置400决定第二写入单元320将激光照射到第二照射区域,而不将激光照射到第一、第三照射区域,决定第三写入单元330将激光照射到第三照射区域,而不将激光照射到第一、第二照射区域。
如上所述,控制装置400对多个细分区域13A~13E决定包含在第一写入单元310照射激光的第一照射区域的细分区域,以及包含在第二写入单元320照射激光的第二照射区域的细分区域。
由此,多个细分区域13A~13E之中,能决定使得适合于第一写入单元310的图案要求的细分区域包含在第一照射区域,能决定使得适合于第二写入单元310的图案要求的细分区域包含在第二照射区域。
控制装置400对于多个细分区域13A~13E,决定包含在第一照射区域的细分区域以及包含在第二照射区域的细分区域,使得由第一写入单元310向第一照射区域照射激光的时间与由第二写入单元320向第二照射区域照射激光的时间之差成为最小。由此,能使得在多个细分区域13A~13E形成图案的总时间最小化。
在此,控制装置400可以设定第一写入单元310,虽花费时间但能形成精度良好的图案,可以设定第二写入单元320,虽精度不高但能高速形成图案。
在这种情况下,控制装置400可以决定如图12所示多个细分区域13A~13E之中,使得要求精度良好的图案的细分区域包含在第一照射区域,可以决定使得要求高速形成图案的细分区域包含在第二照射区域。由此,在包含于第一照射区域的细分区域能形成精度良好的图案,在包含于第二照射区域的细分区域能高速形成图案。
以上用第一、第二写入单元310、320的例子进行了说明,但即使设有第三写入单元330等的多个写入单元的情况下也同样。
图13是说明本实施形态涉及的制造装置的动作的图。
控制装置400若开始写入(步骤S9),则各写入单元310~330开始写入(步骤S11、S21、S31),对于分别不同的收容器1的第一~第三照射区域照射激光,进行打印(步骤S12、S22、S32),结束写入(步骤S13、S23、S33)。
控制装置400控制制造线200搬运收容器1(步骤S14),各写入单元310~330再次开始写入(步骤S15、S25、S35),分别对不同的收容器1的第一~第三照射区域照射激光,进行打印(步骤S16、S26、S36),结束写入(步骤S17、S27、S37)。
控制装置400更新收容器1的顺序(步骤S18),若没有变更打印标记(步骤S19的“否”),则返回到步骤S14,重复处理,若打印标记有变更(步骤S19的“是”),则结束处理。
在此,如图12(b)所示,第一~第三写入单元310~330对每一个收容器的写入所需要的合计时间分别为30msec、30msec、33msec。
于是,控制装置400在多个照射部之中由照射激光的时间长的第三写入单元330向第三照射区域开始照射激光(步骤S31)之后,在多个照射部之中,由比第三写入单元330(长时间照射部)照射激光的时间短的第一、第二写入单元310、320向第一、第二照射区域开始照射激光(步骤S11,S21)。
接着,控制单元400使得由第一、第二写入单元310、320向第一、第二照射区域照射激光结束(步骤S13、S23)以后,使得由第三写入单元330向第三照射区域照射激光结束(步骤S33)。由此,能使得由第一~第三写入单元310~330向第一~第三照射区域照射激光的总时间最小化。
如在图7中所说明那样,光检测器检测由制造线200搬运的收容器1的位置,控制装置400基于来自光检测器的检测信号,取得射出激光的时间同步,不仅对于停止中的收容器1,即使对于搬运中的收容器1也可以进行激光照射。
如上所述,控制装置400控制第一写入单元310,对包含在多个照射区域中的第一照射区域照射激光,而对多个照射区域中的第一照射区域以外的照射区域不照射激光,同时,控制第二写入单元320,对包含在多个照射区域中的第二照射区域照射激光,而对多个照射区域中的第二照射区域以外的照射区域不照射激光。
由此,对于基材1a表面的互不重叠的多个照射区域,用多个写入单元形成图案,因此,与用单一的写入单元形成图案场合相比,生产效率提高。
此外,第一照射区域仅由第一写入单元310形成图案,第二照射区域仅由第二写入单元320形成图案,因此,与用多个写入单元照射第一照射区域等的情况相比,能使得照射区域内的图案质量均一化,从而提高图案质量。即,能以高的生产效率在基材1a上形成高品质的图案。
另外,控制装置400使得由第一写入单元310对第一基材1a的第一照射区域照射激光的同时,使得由第二写入单元320对第二基材1a的第二照射区域照射激光,使得由第一写入单元310对第一基材1a的第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320对第二基材1a的第二照射区域照射激光的时间重叠。由此,对于第一基材1a和第二基材1a,能减少由第一写入单元310对第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320对第二照射区域照射激光的时间的合计时间。
以上说明了第一、第二写入单元310、320的例子,但即使设有第三写入单元330等的多个写入单元的情况下也同样。
图14是表示本实施形态的变形例涉及的制造装置的图。
在图14所示的变形例中,第二写入单元320相对于第一、第三写入单元310、330配置在制造线200的相反侧,这一点与图6所示实施形态不同,其他方面相同。
图15是表示本实施形态的第二变形例涉及的制造装置的图。
在图15所示的第二变形例中,第一~第三写入单元310~330相对同一收容器1照射激光,这一点与图6所示的实施形态不同,其他方面相同。
图16是说明本实施形态的第二变形例涉及的制造装置的动作的图。
控制装置400若使得开始写入(步骤S9),则各写入单元310~330开始写入(步骤S111、S121、S131),分别对于相同的收容器1的第一~第三照射区域照射激光,进行打印(步骤S112),结束写入(步骤S113、S123、S133)。
控制装置400控制制造线200搬运收容器1(步骤S114),各写入单元310~330再次开始写入(步骤S115、S125、S135),分别对不同的收容器1的第一~第三照射区域照射激光,进行打印(步骤S116),结束写入(步骤S117、S127、S137)。
控制装置400更新收容器1的顺序(步骤S118),若不变更打印标记(步骤S119的“否”),则返回步骤S114,反复进行处理,若打印标记有变更(步骤S119的“是”),则结束处理。
控制装置400使得多个照射部之中由照射激光的时间长的第三写入单元330向第三照射区域开始照射激光(步骤S131)以后,使得多个照射部之中由比第三写入单元330(长时间照射部)照射激光时间短的第一、第二写入单元310、320向第一、第二照射区域开始照射激光(S111、S121)。
接着,控制单元400使得由第一、第二写入单元310、320向第一、第二照射区域照射激光结束(步骤S113、S123)以后,使得由第三写入单元330向第三照射区域照射激光结束(步骤S133)。
即,控制装置400对于同一收容器1的基材1a,使得由第一写入单元310对第一照射区域照射激光的同时,使得由第二写入单元320对第二照射区域照射激光,使得由第一写入单元310对第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320对第二照射区域照射激光的时间重叠。由此,对于同一基材1a,能减少由第一写入单元310对第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320对第二照射区域照射激光的时间的合计时间。
对本发明总结如下:
如上所述,作为本发明的一实施形态涉及的激光照射装置的一例的制造装置500对收容器1的基材1a表面的互不重叠的多个照射区域照射激光,在多个照射区域形成图案11,包括分别包含照射激光的第一写入单元310和第二写入单元320的多个写入单元,以及作为控制部一例的控制装置400。所述控制装置400控制第一写入单元310,向包含于多个照射区域的第一照射区域照射激光,但不向多个照射区域中的第一照射区域以外的照射区域照射激光,同时,控制第二写入单元320,向包含于多个照射区域的第二照射区域照射激光,但不向多个照射区域中的第二照射区域以外的照射区域照射激光。第一写入单元310是第一照射部的一例,第二写入单元320是第二照射部的一例,多个写入单元是多个照射部的一例。
由此,对于基材1a表面的互不重叠的多个照射区域,用多个写入单元形成图案,因此,与用单一写入单元形成图案场合相比,生产效率提高。
并且,第一照射区域仅由第一写入单元310形成图案,第二照射区域仅由第二写入单元320形成图案,因此,与用多个写入单元照射第一照射区域等的情况相比,能使得照射区域内的图案质量均一化,从而提高图案质量。
即,能够以高生产效率在基材1a上形成高品质的图案。由此,能以高生产效率得到包含形成有高质量图案的基材1a的收容器1以及收容体。
基材1a在表面具有形成图案的互不重叠的多个细分区域13A~13E,控制装置400对多个细分区域13A~13E决定包含于第一照射区域的细分区域和包含于第二照射区域的细分区域。
由此,多个细分区域13A~13E之中,可以决定使得要求适合于第一写入单元310的图案的细分区域包含在第一照射区域,可以决定使得要求适合于第二写入单元320的图案的细分区域包含在第二照射区域。
具体地说,控制装置400能够设定第一写入单元310,使得虽花费时间但能形成精度良好的图案,能够设定第二写入单元320,使得虽精度不高但能高速形成图案。
在这种情况下,控制装置400在多个细分区域13A~13E中,可以决定使得要求精度良好图案的细分区域包含在第一照射区域,可以决定使得要求高速形成图案的细分区域包含在第二照射区域。由此,能在包含于第一照射区域的细分区域形成精度良好的图案,能在包含于第二照射区域的细分区域以高速形成图案。
控制装置400对于多个细分区域13A~13E,决定包含于第一照射区域的细分区域和包含于第二照射区域的细分区域,使得由第一写入单元310向第一照射区域照射激光的时间与由第二写入单元320向第二照射区域照射激光的时间之差成为最小。由此,能使得在多个细分区域13A~13E形成图案的总时间最小化。
控制装置400使得在多个照射部之中由作为照射激光的时间长的长时间照射部一例的第三写入单元330向第三照射区域开始照射激光以后,在多个照射部之中由作为比长时间照射部照射激光时间短的短时间照射部一例的第一、第二写入单元310、320向第一、第二照射区域开始照射激光,由第一、第二写入单元310、320向第一、第二照射区域照射激光结束以后,使得由第三写入单元330向第三照射区域照射激光结束。由此,能使得由第一~第三写入单元310~330向第一~第三照射区域照射激光的总时间最小化。
控制装置400对于同一基材1a,由第一写入单元310向第一照射区域照射激光,同时,由第二写入单元320向第二照射区域照射激光,使得由第一写入单元310向第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320向第二照射区域照射激光的时间重叠。由此,对于同一基材1a,能减少由第一写入单元310向第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320向第二照射区域照射激光的时间的合计时间。
控制装置400使得由第一写入单元310向第一基材1a的第一照射区域照射激光,同时,使得由第二写入单元320向第二基材1a的第二照射区域照射激光,使得由第一写入单元310向第一基材1a的第一照射区域照射激光的时间与由第二写入单元320向第二基材1a的第二照射区域照射激光的时间重叠。由此,对于第一基材1a和第二基材1a,能减少由第一写入单元310向第一照射区域照射激光的时间和由第二写入单元320向第二照射区域照射激光的时间的总时间。
本发明的一实施形态涉及的激光照射方法对于基材1a表面的互相不重叠的多个照射区域照射激光,在多个照射区域形成图案,控制第一写入单元310,对包含于多个照射区域的第一照射区域照射激光,但对多个照射区域中的第一照射区域以外的照射区域不照射激光,同时,控制第二写入单元320,对包含于多个照射区域的第二照射区域照射激光,但对多个照射区域中的第二照射区域以外的照射区域不照射激光。由此,能以高生产性对基材1a形成高质量图案。由此,能以高生产效率得到包含形成高质量图案的基材1a的收容器1及收容体。
在上述各实施形态中,所示的是本发明的适合的实施形态,但本发明并不限定于该内容。特别地,在各实施形态中例示的各部的具体形状及数值只不过是实施本发明时所进行的具体化的一例,本发明的技术范围不因为它们而作限定的解释。这样,本发明并不限定于在本实施形态中所说明的内容,在不脱离其主旨的范围内,可以适当变更。

Claims (9)

1.一种激光照射装置,通过对基材表面的互不重叠的多个照射区域照射激光,在所述多个照射区域形成图案,其特征在于,包括:
多个照射部,分别包含照射激光的第一照射部和第二照射部;以及
控制部,控制所述第一照射部,对包含在所述多个照射区域的第一照射区域照射激光,但使得激光不照射所述多个照射区域中的所述第一照射区域以外的照射区域,并且,控制所述第二照射部,对包含在所述多个照射区域的第二照射区域照射激光,但使得激光不照射所述多个照射区域中的所述第二照射区域以外的照射区域。
2.根据权利要求1所述的激光照射装置,其特征在于:
所述基材在表面具有形成所述图案的互不重叠的多个细分区域;
所述控制部对于所述多个细分区域,决定包含于所述第一照射区域的所述细分区域和包含于所述第二照射区域的所述细分区域。
3.根据权利要求2所述的激光照射装置,其特征在于:
所述控制部对于所述多个细分区域,决定包含于所述第一照射区域的所述细分区域和包含于所述第二照射区域的所述细分区域,使得由所述第一照射部向所述第一照射区域照射激光的时间与所述第二照射部向所述第二照射区域照射激光的时间之差成为最小。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的激光照射装置,其特征在于:
所述控制部使得多个照射部之中由照射激光时间长的长时间照射部开始照射激光之后,使得多个照射部之中由照射激光时间比所述长时间照射部短的短时间照射部开始照射激光,使得由所述短时间照射部照射激光结束之后,使得由所述长时间照射部照射激光结束。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的激光照射装置,其特征在于:
所述控制部对于同一所述基材,使得由所述第一照射部向所述第一照射区域照射激光的同时,由所述第二照射部向所述第二照射区域照射激光,使得由所述第一照射部向所述第一照射区域照射激光的时间和由所述第二照射部向所述第二照射区域照射激光的时间重叠。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的激光照射装置,其特征在于:
所述控制部使得由所述第一照射部向所述第一基材的所述第一照射区域照射激光的同时,由所述第二照射部向所述第二基材的第二照射区域照射激光,使得由所述第一照射部向所述第一基材的所述第一照射区域照射激光的时间和由所述第二照射部向所述第二基材的所述第二照射区域照射激光的时间重叠。
7.一种激光照射方法,通过对基材表面的互不重叠的多个照射区域照射激光,在所述多个照射区域形成图案,所述激光照射方法的特征在于:
控制第一照射部,使得对包含在所述多个照射区域的第一照射区域照射激光,但对所述多个照射区域中的所述第一照射区域以外的照射区域不照射激光,同时,控制第二照射部,使得对包含在所述多个照射区域的第二照射区域照射激光,但对所述多个照射区域中的所述第二照射区域以外的照射区域不照射激光。
8.一种收容器,包含基材,其特征在于:
通过权利要求1~6中任一项所述的激光照射装置或权利要求7所述的激光照射方法,对所述基材表面的所述第一照射区域和所述第二照射区域照射激光,形成图案。
9.一种收容体,其特征在于,包括:
权利要求8所述的收容器;以及
收纳在所述收容器中的被收容物。
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