JP2000046644A - レーザ刻印不具合監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】食品缶等への製造年月日等のレーザ印字の状態
を、瞬時の温度変化の再現性から迅速且つ確実に監視
し、不具合を検出する。 【解決手段】刻印周辺部4の温度変化を検出する焦電型
赤外線センサSと、缶1への刻印が良好に行われた際の刻
印周辺部の温度変化の値を正常値として保持している記
憶手段と、前記温度センサからの測定信号値を前記正常
値と比較し、正常値から一定のしきい値以内に前記測定
信号値が入っているか否かにより刻印に不具合があった
か否かを判断する比較演算手段5とを備える。焦電型赤
外線センサSにより印字毎に測定された電気信号値は、
比較演算手段5において同じ刻印文字列の正常値と一定
のしきい値をもって比較され、その再現性によりレーザ
印字に不具合があったか否かが監視される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ照射により
日付等を缶詰の缶やジュース缶等の被刻印物に刻印する
際の刻印不具合を検出するレーザ刻印不具合監視装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザ光の瞬間照射による各種作
業が産業上多く利用されており、例えば、飲料・食品等
の缶への日付等の刻印は、レーザ焼き付けによる刻印
（実開昭61-183646号「製造時期の印字装置」等）が主
流となりつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの刻印は、製造
・処理ライン上で機械的且つ瞬時に自動処理されること
が多く、当然にして処理された物の中には印字ミス等の
不具合を生じている場合があった。こうした不具合を発
見するのに、作業員の目視に頼っている状況であり、人
手である以上、見逃し、ミス、勘違い、不具合基準のあ
いまいさを含んでおり、信頼性に乏しい上、処理速度や
処理量にも限界があった。

【０００４】本発明は上記のような問題を解決し、レー
ザ焼き付けによる刻印の不具合を刻印文字周辺部の瞬時
の温度変化から迅速且つ確実に監視でき、しかも簡易な
構成で実現したレーザ刻印不具合監視装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明に係るレーザ刻印不具合監視装置は、レーザ
照射により製造年月日等を食品容器等に刻印する際の刻
印不具合を、刻印周辺部における温度変化の再現性から
検出するようにしたものであって、刻印周辺部の温度変
化を検出する温度センサと、刻印が良好に行われた際の
刻印周辺部の温度変化の値を正常値として保持している
記憶手段と、前記温度センサからの測定信号値を前記正
常値と比較し、正常値から一定のしきい値以内に前記測
定信号値が入っているか否かにより刻印に不具合があっ
たか否かを判断する比較演算手段とを備えてなる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。

【０００７】図1は本発明に係るレーザ刻印不具合監視
装置の一実施例を示している。先ず、印字位置に缶詰等
の缶1がセットされる。次いで印字用のCO2等のレーザ光
2が製造年月日等を印字すべく公知の技術をもって照射
され、缶１への刻印がなされる。

【０００８】刻印のためのレーザの照射時間は正に一瞬
であるが、図2の印字拡大図に示す印字局部3では瞬間的
に摂氏1000度以上となる。そして、この熱は即時に印字
部の周囲（印字周辺部4）に伝達して分散され、その後
常温に戻る。

【０００９】このとき、前述した印字周辺部4では、図3
に示すように、その部分の有する熱容量に相応して、周
辺部全体として一定の温度上昇を示す。レーザ照射と同
時に印字局部では瞬間的に摂氏1000度以上となるが、そ
の周辺部では熱の分散により若干遅れて温度上昇し、そ
の後常温に戻る。その温度変化のスピードは印字される
缶等の照射部分の熱容量に因るが、例えば缶ビールの空
缶の場合で数ミリ秒程度である。また、この温度変化を
周波数換算すると200〜300Hz程度となる。

【００１０】この印字周辺部の温度を検出する手段とし
ては、焦電型赤外線（温度）センサが好ましい。この焦
電型赤外線センサは、電子レンジにおける調理物の温度
測定や、エアコンにおける人体の位置検出など広い分野
で利用され、大変良く知られるところであるが、入射す
る赤外線を断続（チョッピング）してやらなければ電気
信号を取得することができないため、一般にチョッパ及
びその駆動機構であるところの電磁モータや圧電アクチ
ュエータ等を具備しなければならず、構成を複雑化させ
ている。しかしながら、こうした焦電型赤外線センサを
本発明に係るレーザ刻印不具合監視装置に用いた場合、
測定対象であるところの印字周辺部の温度変化は、上述
したように既に数マイクロ秒程度に断続された状態であ
るので、チョッパ及びその駆動機構であるところの電磁
モータや圧電アクチュエータ等を一切必要とせず、簡易
で安価な構成とすることができるという利点がある。

【００１１】焦電型赤外線センサの種類としては、測定
対象の温度変化における感度に優れたものを選択する必
要がある。例えば、缶ビールの空缶に製造年月日を刻印
するような場合、そのレーザ印字周辺部4の温度変化は2
00〜300Hz程度となり、この周波数帯の感度に優れた、
例えばDLATGSやタンタル酸リチウム等が選択される。

【００１２】このようにして選択された焦電型赤外線セ
ンサSを、図1に示すように印字周辺部4からの赤外線を
受光可能な位置に配設する。印字周辺部4から放出され
た赤外線（温度情報）は焦電型赤外線センサSにより電
気信号に変換され、比較演算手段5に提供される。

【００１３】ところで、食品缶等にレーザ照射により刻
印すると、同じ文字列が同様に好ましい状態で刻印され
ると、毎回、同様の発熱を伴い、印字周辺部4全体とし
て同様の温度上昇を示す。例えば製造年月日を同種の缶
の各々に印字する場合、いずれも印字周辺部4全体とし
て同様の温度上昇を伴う。しかしながら、刻印に文字欠
け等の不具合があった場合、印字周辺部4全体としての
温度変化は正常刻印の際の値とは異なる。

【００１４】本装置では、刻印が良好に行われた際の刻
印周辺部4の温度変化の値が、刻印文字列毎の正常値と
して予め図外の記憶手段に保有される。刻印の度に測定
され得られる焦電型赤外線センサSからの都度の測定信
号値は、前もって記憶されている同じ刻印文字列の正常
値と比較され、この正常値から一定のしきい値以内に測
定信号値が入っているか否かにより、今回の刻印に不具
合があったか否かが判断される。

【００１５】ここで、前もって記憶される刻印文字列毎
の正常値は、テスト刻印により良好な結果が得られた際
の焦電型赤外線センサSの測定信号値を記憶するように
しても良いし、予め人手により設定するようにしても良
い。しきい値についても同様である。

【００１６】判断の結果は、公知の技術により、異常印
字物を製造ラインから除去するよう除去装置にデータを
送ることもできるし、また、異常印字であった旨を表示
する表示装置のみを備えても勿論よい。結果として異常
印字物を監視することができれば、公知の種々の異常対
処装置に接続することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレー
ザ刻印不具合監視装置によれば、レーザ照射により製造
年月日等を食品容器等に刻印する際の刻印不具合を、刻
印周辺部における周波数変換可能な瞬時の温度変化の再
現性から迅速且つ確実に監視することができる。

【００１８】また、温度測定に焦電型赤外線センサを用
いた場合、複雑且つ精密なチョッパ及びその駆動機構を
備えることなく、焦電型赤外線センサ単体のみで簡易に
構成されるので、安価で製作が簡易となり、小型化が実
現され、設置場所の自由度が拡大されて、レーザ処理装
置自体に組み込むことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ刻印不具合監視装置の一実
施例である。

【図２】印字局部及び印字周辺部の説明図である。

【図３】レーザ印字に伴う温度変化の説明図である。

【符号の説明】

S：焦電型赤外線センサ 1：缶 2：レーザ光 3：印字局部 4：印字周辺部 5：比較演算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ照射により文字・記号等を被刻印物
   に刻印する際の刻印不具合を、刻印周辺部における温度
   変化の再現性から検出する刻印不具合監視装置であっ
   て、刻印周辺部の温度変化を検出する温度センサと、刻
   印が良好に行われた際の刻印周辺部の温度変化の値を正
   常値として保持している記憶手段と、前記温度センサか
   らの測定信号値を前記正常値と比較し、正常値から一定
   のしきい値以内に前記測定信号値が入っているか否かに
   より刻印に不具合があったか否かを判断する比較演算手
   段とを備えてなるレーザ刻印不具合監視装置。