JP2022015739A - 基材、収容器及び収容体 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性が高いパターンが形成された基材を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る基材は、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って、前記所定の形状は、所定の凹部、又は所定の凸部の少なくとも一方を含み、前記基材における前記所定の形状が形成された第１の領域と、前記基材における前記第１の領域以外の第２の領域では、光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なる。【選択図】図１

Description

本発明は、基材、収容器及び収容体に関する。

従来から、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）ボトル等の収容器として、名称や成分、賞味期限、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、リサイクルマーク又はロゴマーク等を表示するラベルが貼付されたものが知られている。また、消費者に訴求するデザインや絵をラベルにより表示することで、商品の個性の発揮や競争力アップを図る試みもなされている。

一方で、昨今、プラスチックごみによる海洋汚染が取り沙汰され、世界的にプラスチックごみによる汚染をなくしていく動きが活発化しており、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。

このような循環型リサイクルを円滑に進めるには、収容器やラベル等の材質毎に分別回収を徹底することが好ましいが、分別回収のために収容器からラベルを剥がす作業は手間がかかり、分別回収を徹底させるための制約の１つになっている。

これに対し、名称や成分等の情報を表示するためのパターンを、炭酸ガスレーザで収容器の表面に直接形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の技術では、パターンの視認性が低い場合がある。

本発明は、視認性が高いパターンが形成された基材を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る基材は、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って、前記所定の形状は、所定の凹部、又は所定の凸部の少なくとも一方を含み、前記基材における前記所定の形状が形成された第１の領域と、前記基材における前記第１の領域以外の第２の領域では、光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なる。

本発明によれば、視認性が高いパターンが形成された基材を提供できる。

第１実施形態に係る所定の形状の一例を示す図である。 ドット部の構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図である。 ドット部の走査型電子顕微鏡写真であり、（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。 収容器へ入射する光の振る舞いの一例を示す図である。 光透過率の測定構成例を示す図であり、（ａ）はパターン領域での光透過率の測定構成例、（ｂ）は非パターン領域の光透過率の測定構成例である。 光反射率の測定構成例を説明する図であり、（ａ）はパターン領域での光反射率の測定構成例、（ｂ）は非パターン領域の光反射率の測定構成例である。 第１変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第２変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第３変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第４変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第５変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第６変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第７変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第８変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第９変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第１０変形例に係るドット部の構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＥ－Ｅ矢視断面図である。 第１１変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第１２変形例に係るドット部の構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ矢視断面図である。 第１３変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第１４変形例に係るドット部の構成例を示す図である。 第１５変形例に係るドット部の構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＧ－Ｇ断面図である。 第２実施形態に係る収容器の製造装置の構成例を示す図である。 第２実施形態に係るレーザ照射部の構成例を示す図である。 加工レーザビームアレイによるレーザ光の照射例を示す図である。 第２実施形態に係る制御部のハードウェア構成例を示すブロック図である。 第２実施形態に係る制御部の機能構成例を示すブロック図である。 第２実施形態に係る製造方法例を示すフローチャートである。 パターンデータの一例を示す図である。 パターンの種類と加工パラメータの対応テーブル例を示す図である。 加工パラメータの一例を示す図である。 加工レーザビームの照射例の図であり、（ａ）はＹ方向と直交する方向でビーム間に隙間がある状態、（ｂ）は（ａ）の高速走査の状態、（ｃ）Ｙ方向と直交する方向でビーム同士が重なっている状態、（ｄ）は（ｃ）の高速走査の状態、（ｅ）はＹ方向と直交する方向でビーム同士が接している状態、（ｆ）は（ｅ）の高速走査の状態の図である。 収容器の基材の性状変化例を示す図であり、（ａ）は蒸散による形状変化の図、（ｂ）は溶融による形状変化の図、（ｃ）は結晶化状態変化の図、（ｄ）は発泡状態変化の図である。 実施形態に係る収容器の一例を示す図である。 実施形態に係る収容体の一例を示す図である。 第３実施形態に係る収容器の一例を示す図である。 第３実施形態に係る収容器を口部側から見た図である。 第３実施形態に係る収容器の製造装置の構成例を示す図である。 第３実施形態に係る収容器の他の例を示す図である。 第３実施形態に係る収容器を底面部側から見た図である。 第４実施形態に係るバーコード例を示す図であり、（ａ）比較例に係るバーコードを口部側から見た図、（ｂ）は第４実施形態に係るバーコードを示す図、（ｃ）は（ｂ）のバーコードを口部側から見た図である。 第５実施形態に係る収容器の製造装置の構成例を示す図である。 第６実施形態に係る収容器の製造装置の構成例を示す図である。 第７実施形態に係る収容器の一例を示す図である。 パターンの見え方を説明する図であり、（ａ）は一例であり、（ｂ）は他の例である。

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。また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基材を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

［第１実施形態］

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。

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。

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。

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。

ここで、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８３０ｎｍの光である。

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。

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。

ドット部１１０は、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。

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。

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。

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。

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。

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よいが、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。

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。

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。

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。

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１つの塊として視認される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜ドット部１１０の構成例＞
次に、図２及び図３を参照して、ドット部１１０の構成の詳細について説明する。図２は、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。また図３は、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。

図２及び図３に示すように、ドット部１１０は、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、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。

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、円環面状に形成されている。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。

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、微小な凹凸部１１３が形成され、表面が荒れている。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。

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。

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。

＜収容器１へ入射する光の振る舞いの一例＞
次に、図４を参照して、収容器１へ入射する光の振る舞いについて説明する。図４は、収容器１へ入射する光の振る舞いの一例を説明する図であり、ドット部１１０の断面図である。

図４において実線の矢印で示した入射光線Ｎｉ_１は、ドット部１１０が形成された基材１ａのパターン領域１３に入射する可視光線を表している。

パターン領域１３に入射する入射光線Ｎｉ_１は、一部はドット部１１０の表面で正反射し、一部はドット部１１０の表面で拡散反射及び／又は拡散透過し、また一部はドット部１１０が形成された基材１ａの内部へ透過する。

二点鎖線の矢印で示した反射光線Ｎｒ_１は、ドット部１１０の表面での正反射光を表し、一点鎖線の矢印で示した拡散光線Ｎｓは、ドット部１１０の表面での拡散反射光及び拡散透過光を表している。また実線の矢印で示した透過光線Ｎｔ_１は、基材１ａの内部への透過光を示している。

一方、破線の矢印で示した入射光線Ｎｉ_２は、基材１ａの非パターン領域１２に入射する可視光線を表している。また破線の矢印で示した反射光線Ｎｒ_２は、非パターン領域１２における基材１ａ表面での正反射光を表し、破線の矢印で示した透過光線Ｎｔ_２は、基材１ａ内部への透過光を表している。

パターン領域１３では、非パターン領域１２の表面に対して、ドット部１１０の表面粗さが大きいため、入射する光線に対する光拡散性が高く、拡散光が多く発生する。またドット部１１０は凹部１１１と、凸部１１２とを含んで構成されており、凹部１１１と凸部１１２の形状に沿って表面積が大きくなっている分、より拡散光が多くなる。さらに凸部１１２の第２の傾斜面１１２２で正反射した反射光線Ｎｒ_１が、凹部１１１の第１の傾斜面１１１１で拡散反射する等の多重反射によって、さらに拡散光が発生する。

ドット部１１０が形成されたパターン領域１３では、このように拡散光が多く発生する分、非パターン領域１２と比較して、光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なる。ここで、光透過率とは、入射光に対する透過光の比率をいい、光反射率とは、入射光に対する反射光の比率をいう。

光透過率と光反射率は、基材１ａを構成する素材自体によっても異なるが、例えば、基材１ａを構成する素材の光透過率が大きい場合等には、パターン領域１３における光透過率は、非パターン領域１２と比較して小さくなり、パターン領域１３における光反射率は、非パターン領域１２と同等以上となる。また、基材１ａを構成する素材の光反射率が大きい場合等には、パターン領域１３における光反射率は、非パターン領域１２と比較して小さくなり、パターン領域１３における光透過率は、非パターン領域１２と同等以上となる。さらに、パターン領域１３における光反射率及び光透過率とも、非パターン領域１２と比較して小さくなる場合もある。

＜光透過率の測定構成例＞
ここで、図５は、光透過率の測定構成の一例を説明する図であり、（ａ）はパターン領域１３での光透過率の測定構成の一例を示す図、（ｂ）は非パターン領域１２の光透過率の測定構成の一例を示す図である。

図５の構成では、光源から射出された基準光２００が基材１ａに入射し、基材１ａを透過した光のうち、開口２０２を通過した光が光検出器２０３で受光される。

基準光２００には、例えば、ＨｅＮｅレーザ光源から射出された波長が約６３３ｎｍのレーザ光等を用いることができる。但し、基準光に特に制限はなく、半導体レーザやＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源、又はハロゲンランプ等の他の光源も使用可能である。

開口２０２は透過光の面積を規定するための部材である。所定の開口面積を有する金属製のピンホール又は矩形スリット、或いはガラス基板に蒸着した金属薄膜の一部を開口として除去したマスク部材等を用いることができる。但し、開口として機能するものであれば特に制限はなく、他の部材を用いてもよい。

光検出器２０３は、受光した光の光強度を電気信号に変換して出力する機器である。例えば、日置電機製、アドバンテスト製、オフィール製等の光パワーメータ等を使用できる。但し、これに限定されるものではなく、光強度を検出可能であれば、光パワーメータ以外の光電子増倍管等の光検出器も使用可能である。

光透過率の測定では、始めに、基材１ａを設けない状態で、光検出器２０３で基準光２００の光強度Ｉｔ_０を測定して記録しておく。

パターン領域１３の光透過率を測定する場合には、図５（ａ）に示すように、基準光２００がパターン領域１３を透過するように基材１ａを配置した状態で、パターン領域１３を透過後の基準光２００の光強度Ｉｔ_１を測定する。Ｉｔ_１／Ｉｔ_０がパターン領域１３の光透過率Ｔｒ_１になる。

非パターン領域１２の光透過率を測定する場合には、図５（ｂ）に示すように、基準光２００が非パターン領域１２を透過するように基材１ａを配置した状態で、非パターン領域１２を透過後の基準光２００の光強度Ｉｔ_２を測定する。Ｉｔ_２／Ｉｔ_０が非パターン領域１２の光透過率Ｔｒ_２になる。

このようにして、パターン領域１３の光透過率Ｔｒ_１、及び非パターン領域１２の光透過率Ｔｒ_２を測定できる。

＜光反射率の測定構成例＞
次に、図６は、光反射率の測定構成の一例を説明する図であり、（ａ）はパターン領域１３での光反射率の測定構成の一例を示す図、（ｂ）は非パターン領域１２の光反射率の測定構成の一例を示す図である。

図６の構成では、光源から射出された基準光２００が基材１ａに入射し、基材１ａの表面で反射された光のうち、開口２０２を通過した光が光検出器２０３で受光される。

基準光２００、開口２０２及び光検出器２０３については、図５で説明したものと同様であるため、重複する説明を省略する。

始めに、基材１ａに代えて基準反射面を設けた状態で、光検出器２０３で基準光２００の光強度Ｉｒ_０を測定して記録しておく。基準反射面は、パターン領域１３の光反射率測定と、非パターン領域１２の光反射率測定で同じものを使うのであれば、平面ミラー等の任意の反射面を使用できる。

パターン領域１３の光反射率を測定する場合には、図６（ａ）に示すように、基準光２００がパターン領域１３で反射するように基材１ａを配置した状態で、パターン領域１３で反射後の基準光２００の光強度Ｉｒ_１を測定する。Ｉｒ_１／Ｉ_０がパターン領域１３の光反射率Ｒｅ_１になる。

非パターン領域１２の光反射率を測定する場合には、図６（ｂ）に示すように、基準光２００が非パターン領域１２で反射されるように基材１ａを配置した状態で、非パターン領域１２で反射後の基準光２００の光強度Ｉｒ_２を測定する。Ｉｒ_２／Ｉ_０が非パターン領域１２の光反射率Ｒｅ_２になる。

このようにして、パターン領域１３の光反射率Ｒｅ_１、及び非パターン領域１２の光反射率Ｒｅ_２を測定できる。

＜所定の形状の各種変形例＞
ここで、本実施形態に係る所定の形状は、上述したドット部１１０に限定されるものではなく、凹部又は凸部の形状、或いはそれらの組み合わせにより、さまざまな変形が可能である。以下では、この各種形状について説明する。なお、既に説明したものと同様の構成部には、同一の部品番号又は部品記号を付し、重複する説明を適宜省略する。

＜第１変形例＞
まず、図７は、第１変形例に係るドット部１１０ａの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ａの断面図である。図７に示すように、ドット部１１０ａは、第１の傾斜面１１１１に設けられた粒体部１１４を含む。粒体部１１４は、粒体（粒子）の一部が第１の傾斜面１１１１に埋没するようにして形成された部分である。粒体部１１４は、ドット部１１０ｂのドット幅Ｗより小さい幅の粒体を含み、典型的には１μｍ乃至１０μｍ程度の幅の粒体を含む。

粒体部１１４は、凹部１１１の基材の一部がレーザ光の照射等で溶解して、基材上で再固化する際に粒体化（粒子化）し、第１の傾斜面１１１１に再付着すること等により形成される。粒体部１１４により、ドット部１１０ａの表面粗さがさらに大きくなることで、光拡散性をさらに向上させて、ドット部１１０ａが構成するパターンのコントラストを上げることができる。

なお、図７に示したドット部１１０ａでは、第１の傾斜面１１１１に粒体部１１４が設けられた例を示したが、これに限定されるものではない。粒体部１１４は、ドット部１１０ａの表面であれば、底部１１１２や第２の傾斜面１１２２、頂部１１２１等の他の部分にも形成可能である。

＜第２変形例＞
次に、図８は、第２変形例に係るドット部１１０ｂの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｂの断面図である。図８に示すように、ドット部１１０ｂは、凹部１１１の表面下に設けられた空隙部１１５を含む。

空隙部１１５は、ドット部１１０ｂのドット幅Ｗより小さい幅の空隙を含み、典型的には１μｍ乃至１０μｍ程度の幅の空隙を含む。空隙部１１５の空隙内には空気等の気体が充填されている。

空隙部１１５を形成するためには、窒素（Ｎ_２）ガス や二酸化炭素（ＣＯ_２）ガス等の難溶性ガスのガス環境下で、ポリプロピレン（Polypropylene）や高密度ポリプロピレン（High-density polyethylene；HDPE）等の結晶性高分子を、レーザ光の照射等により溶融させ、溶融状態から冷却及び減圧する。結晶性高分子が結晶化に伴って発泡することで、ドット部１１０ｂの表面下に空隙部１１５を形成できる。

或いは、特に基材が透明であった場合、主波長が可視光領域であるレーザ光を照射しても基材に吸収されにくいため大きなパワーが必要となるが、一般にプラスチック基材などは可視光以外の領域、たとえば紫外域に吸収があるので、その紫外域に主波長をもつレーザ光を用いたりするとよい。

また、基材の表面に照射波長に応じた光吸収によって熱を放出する光吸収性材料を含有する部材によってパターンを形成し（例えばインクジェットによる印字等）し、そのパターン上に上記波長を含むレーザ光を照射し、光吸収剤の発熱作用を用いてアブレーションや熱加工により、凹部、あるいは凸部、あるいはその両方を生成してもよい。

また、レーザ照射を受けた吸収剤の発熱により、その熱を受けた部分が変性を生じ、微細な発泡構造の発泡体を基材内部に生じさせてもよい。つまり、上記熱吸収剤が存在することにより、非常に短時間に照射することにより材質の熱分解温度以上に瞬時に到達させることで気化させ、熱分解でＣＯ２等を発生させ発泡させることができる。例えばＰＥＴなら、基材上に集光された極一部の領域を４００℃以上に温度を上げるとよい。

また、熱分解温度までには達しないが、基材の溶融温度を超える程度に照射パワーを調整することにより基材の溶融を引き起こすことで凹部や凸形状、あるいは凹部や凸部の表面にドット幅より小さな凹凸部を生成すことができる。例えばＰＣＴの融点２６０℃近傍より高い温度に上げればよい。

また、溶融温度以上になった後に徐冷することにより、基材を結晶化させることもできる。

これらは、例えばペットボトル等の透明性が高い樹脂基材などで大きな効果を発する。また、レーザ光の一部あるいは大部分を透過する基材であっても、所望のドット部を形成できるようになる。また、高出力のレーザ照射を必ずしも必要としないので、装置自体の簡素化や省エネルギー、あるいは、ドット形成をより高速に生成するなどの高速化にも寄与する。

空隙部１１５に入射する光は、ドット部１１０ｂの表面散乱でなく、一旦基材内部に入射して空隙で内部散乱する。これにより表面散乱と比較して光散乱がより大きくなり、光拡散性がさらに向上することで、ドット部１１０ｂが構成するパターンのコントラストをさらに上げることができる。

なお、図８に示したドット部１１０ｂでは、凹部１１１の表面下に空隙部１１５が形成された例を示したが、これに限定されるものではない。空隙部１１５は、凸部１１２の表面下等にも形成可能である。

＜第３変形例＞
次に、図９は、第３変形例に係るドット部１１０ｃの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｃの断面図である。図９に示すように、ドット部１１０ｃは凹部１１１のみを含み、凸部を含まない構成である。ドット部１１０ｃのドット幅Ｗは、凹部１１１の幅と等しい。またドット幅Ｗを深さｄｐより大きくすると、加工が容易になるため、より好適である。ドット部１１０ｃは、レーザ光の照射等により基材の一部を気化させること等で形成できる。

＜第４変形例＞
次に、図１０は、第４変形例に係るドット部１１０ｄの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｄの断面図である。図１０に示すように、ドット部１１０ｄは凹部１１１を含み、凹部１１１の底部１１１２は平坦に形成されている。ここで、平坦とは、基材１ａの非パターン領域１２の面に沿って、底部１１１２が平らであることを意味する。但し、高い平坦度を要求するものではなく、表面粗さと認められる程度の微小な凹凸が含まれてもよいし、Ｐ－Ｐ（Peak to Peak）値が表面粗さＲａと同等程度の面のうねりが含まれてもよい。

底部１１１２を平坦にすることで、底部１１１２での拡散光の強度分布を均一化し、拡散光により視認されるパターンの均一性を向上させることができる。

この平坦な形状は、基材に照射するレーザ光の強度分布を、非球面を有する照射光学系によりトップハット状にすること等で形成できる。なお、図１０では、ドット部１１０ｄが凹部１１１のみを含む構成を例示するが、凹部１１１の周囲に凸部を含む構成にしてもよい。また、ドット部１１０ｅのドット幅Ｗを深さｄｐと比較して大きくし、凹部１１１を浅くすると、パターンの均一性が向上するため、より好適である。

＜第５変形例＞
次に、図１１は、第５変形例に係るドット部１１０ｅの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｅの断面図である。図１１に示すように、ドット部１１０ｅは凹部１１１を含み、凹部１１１の底部１１１２は平坦に形成されている。また底部１１１２の表面下には、空隙部１１５が設けられている。

底部１１１２を平坦にすることで、底部１１１２での拡散光の強度分布を均一化し、拡散光により視認されるパターンの均一性を向上させることができる。また空隙部１１５を設けて光拡散性を向上させることで、ドット部１１０ｅが構成するパターンのコントラストを上げることができる。

なお、図１１では、ドット部１１０ｅが凹部１１１のみを含む構成を例示したが、凹部１１１の周囲に凸部を含む構成にしてもよい。また、ドット部１１０ｅのドット幅Ｗを深さｄｐと比較して大きくし、凹部１１１を浅くすると、パターンの均一性が向上するため、より好適である。

＜第６変形例＞
次に、図１２は、第６変形例に係るドット部１１０ｆの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｆの断面図である。図１２に示すように、ドット部１１０ｆは凹部１１１を含み、凹部１１１の底部１１１２は平坦に形成されている。また底部１１１２の表面には、凹凸部１１３が設けられている。

底部１１１２を平坦にすることで、底部１１１２での拡散光の強度分布を均一化し、拡散光により視認されるパターンの均一性を向上させることができる。また凹凸部１１３を設けて光拡散性を向上させることで、ドット部１１０ｆが構成するパターンのコントラストを上げることができる。

なお、図１２では、ドット部１１０ｆが凹部１１１のみを含む構成を例示したが、凹部１１１の周囲に凸部を含む構成にしてもよい。また、ドット部１１０ｆのドット幅Ｗを深さｄｐと比較して大きくし、凹部１１１を浅くすると、パターンの均一性が向上するため、より好適である。

＜第７変形例＞
次に、図１３は、第７変形例に係るドット部１１０ｇの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｇの断面図である。図１３に示すように、ドット部１１０ｇは凹部１１１と、凸部１１２とを含み、凹部１１１の深さｄｐは、凸部１１２の高さｈと略同等又は高さｈ以下である。換言すると、凹部１１１における底部１１１２と非パターン領域１２の高さの差は、凸部１１２における頂部１１２１と非パターン領域１２の高さの差より大きい。基材に照射するレーザ光の照射時間を調整すること等で、凹部１１１の深さｄｐと凸部１１２の高さｈとを制御し、このような形状を形成できる。

この構成により、凹部１１１のアスペクト比を高くしなくてもよいため、ドット部１１０ｇをより容易に形成することができる。

＜第８変形例＞
次に、図１４は、第８変形例に係るドット部１１０ｈの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｈの断面図である。図１４に示すように、ドット部１１０ｈは凸部１１２を含み、凹部を含まない構成である。凸部１１２は円環状に形成されている。ドット部１１０ｈの凸部１１２は、基材における凸部１１２に対応する部分にレーザ光を照射し、基材内部における発泡で基材の表面が持ち上がることで形成できる。

ドット部１１０ｈの構成により、所定の形状の種類を増やことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第９変形例＞
次に、図１５は、第９変形例に係るドット部１１０ｉの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｉの上面図である。図１５に示すように、ドット部１１０ｉは凹部１１１と、凸部１１２とを含み、凹部１１１は、上面視が略楕円状の形状を有する。ドット部１１０ｉは、レーザビームの断面形状を略楕円状に整形したレーザ光を基材に照射する等により形成できる。

なお、図１５における凹部幅Ｄｃｘは、Ｘ軸方向における凹部１１１の幅を示し、凹部幅Ｄｃｙは、Ｙ軸方向における凹部１１１の幅を示す。またドット幅Ｗｘは、Ｘ軸方向におけるドット部１１０の幅を示し、ドット幅Ｗｙは、Ｙ軸方向におけるドット部１１０の幅を示す。

ドット部１１０ｉの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第１０変形例＞
次に、図１６は、第１０変形例に係るドット部１１０ｊの構成の一例を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＥ－Ｅ矢視断面図である。図１６に示すように、ドット部１１０ｊは凹部１１１と、凸部１１２とを含み、凹部１１１は、略偏心曲面形状を有する。凹部１１１の偏心曲面形状は、ドット部１１０ｊの中心位置に対して中心位置が偏心した椀状の形状である。

図１６に示す例では、凹部１１１の中心に対応する底部１１１２の位置が、ドット部１１０ｊの中心位置に対して、Ｘ軸負方向側にずれることで椀状の形状が偏心している。ドット部１１０ｊは、基材に対して傾けてレーザ光を照射すること等で形成できる。

なお、図１６における幅Ｄ１は、ドット部１１０ｊの中心位置からＸ軸負方向側のドット部１１０ｊの端部までの幅を示し、幅Ｄ２は、ドット部１１０ｊの中心位置からＸ軸正方向側におけるドット部１１０ｊの端部までの幅を示す。

ドット部１１０ｊの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第１１変形例＞
次に、図１７は、第１１変形例に係るドット部１１０ｋの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｋの上面図である。図１７に示すように、ドット部１１０ｋは凹部１１１と、凸部１１２とを含み、凹部１１１は、上面視が略方形状の形状を有する。ドット部１１０ｋは、断面形状が略方形状に整形されたレーザ光を基材に照射すること等により形成できる。略方形状にする整形は、方形開口を有するマスク部材等を用いて行うことができる。

ドット部１１０ｋの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第１２変形例＞
次に、図１８は、第１２変形例に係るドット部１１０ｍの構成の一例を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ矢視断面図である。図１８に示すように、ドット部１１０ｍは凹部１１１ｍと、凸部１１２ｍとを含む。凹部１１１ｍは、円環状の凹面を有し、凸部１１２ｍは、椀状の凸面を有する。ドット部１１０ｍは、断面形状を円環状に整形したレーザ光を基材に照射することにより形成できる。

なお、図１８における幅Ｄｒｍは、凹部１１１ｍにおける円環面の幅を示し、幅Ｄｃｍは凸部１１２ｍにおける椀状の面の幅を示す。

ドット部１１０ｍの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第１３変形例＞
次に、図１９は、第１３変形例に係るドット部１１０ｎの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｎの上面図である。図１９に示すように、ドット部１１０ｎは凸部１１２ｎを含み、凸部１１２ｎは、一部が欠落した円環状の凸面を有する。ドット部１１０ｎは、星形のマスク部材等を用いて断面形状が整形されたレーザ光を、基材に照射し、且つ照射時間を調整すること等により形成できる。

ドット部１１０ｎの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第１４変形例＞
次に、図２０は、第１４変形例に係るドット部１１０ｐの構成の一例を説明する図であり、ドット部１１０ｐの上面図である。図２０に示すように、ドット部１１０ｐは凸部１１２ｐを含み、凸部１１２ｐは、半円環状の凸面を有する。ドット部１１０ｐは、半円環状のマスク部材等を用いて断面形状が整形されたレーザ光を、基材に照射し、且つ照射角度及び照射時間を調整すること等により形成できる。

ドット部１１０ｐの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜第１５変形例＞
次に、図２１は、第１５変形例に係るドット部１１０ｑの構成の一例を説明する図であり、（ａ）はドット部１１０ｑの上面図、（ｂ）は（ａ）のＧ－Ｇ断面図である。図２１に示すように、ドット部１１０ｑは凹部１１１ｑを含み、凹部１１１ｑは、２つの凹面形状を有する。ドット部１１０ｑは、２つのレーザビームが得らえるマスク部材等を用いて断面形状が整形されたレーザ光を、基材に照射すること等により形成できる。

ドット部１１０ｑの構成により、所定の形状の種類を増やすことができ、所定の形状で構成されるパターンの表現を、より多様化することができる。

＜基材１ａの作用効果＞
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本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って、所定の形状は、所定の凹部、又は所定の凸部の少なくとも一方を含み、基材における所定の形状が形成された第１の領域と、基材における第１の領域以外の第２の領域とでは、光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なる。

所定の凹部、又は所定の凸部の少なくとも一方を含むため、パターンの光拡散性が高くなる。これにより良好なコントラストで視認性が高いパターンが形成された基材を提供できる。

また、本実施形態では、レーザ加工法等で所定の形状を形成することで、第１の領域の表面粗さは、第２の領域の表面粗さとは異なる。例えば第１の領域の表面粗さは、第２の領域の表面粗さより大きい。これにより第１の領域の光拡散性が上がることで、パターンの視認性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、複数の所定の形状の集合体によりパターンを構成することで、第１の領域の光拡散性をさらに上げ、パターンの視認性をさらに向上させることができる。また所定の形状は、凹部と凸部を含むため、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い（表面積が広い）。これにより第１の領域の光拡散性がさらに上がり、パターンの視認性をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、所定の形状は、所定の凹部と、所定の凸部とを含み、所定の凸部は、所定の凹部の周囲に形成されている。この構成により、基材へのレーザ光の照射等で所定の凹部と所定の凸部を一度に形成できるため、所定の形状の形成がより容易になる。所定の凹部を所定の凸部の周囲に形成する場合においても同様である。

また、本実施形態では、所定の凹部は、第２の領域の表面に対して傾斜する第１の傾斜面を含み、所定の凸部は、第２の領域の表面に対して傾斜する第２の傾斜面を含み、第１の傾斜面と第２の傾斜面は連続した面である。この構成によっても、基材へのレーザ光の照射等で所定の凹部と所定の凸部を一度に形成できるため、所定の形状の形成がより容易になる。

また、基材の素材として、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等を用いると好適である。また 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。

また、本実施形態は、光拡散性を上げることでパターンの視認性を向上させるため、可視光に対して透過性を有する素材への適用が特に好適である。但し、可視光を吸収する素材や着色した素材においても、本実施形態を適用可能である。

なお、第１乃至１５の変形例に係るドット部ごとの作用効果は、各変形例の説明において既に述べたため、ここでは重複する説明を省略する。

また、本実施形態で説明した光透過率及び光反射率の測定構成は、第１乃至第１５変形例に係るドット部を含む基材にも適用可能である。

なお、ガウス分布でないレーザ光を用いて、レーザ光照射又はレーザ加工を行う場合には、ビーム整形のためにビームシェイパーを使用できる。ビームシェイパーは、ガウシアンビームをトップハットビームやドーナツビーム、リングビーム、矩形ビーム等の様々なビームプロファイルに整形する光学部品である。

ビームシェイパーには、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element）やホモジナイザ、フィールドマッピング等の種類があり、これらを用いることで、所望のビームプロファイルを得て、レーザ光照射又はレーザ加工に利用できる。

［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態に係る基材により構成される収容器の製造装置及び製造方法について説明する。

＜製造装置１００の構成例＞
収容器１の製造装置１００の構成について説明する。図２２は製造装置１００の構成の一例を示す図である。製造装置１００は、収容器１を構成する基材の性状を変化させることで、基材の表面に、所定の形状の集合体により構成されるパターンを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。

図２２に示すように、製造装置１００は、レーザ照射部２と、被加工物である収容器１を回転させる回転機構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の表面にパターンを形成する。

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２２のＹ方向に走査し、Ｚ軸正方向に配置されている収容器１に向けて、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２３を用いて詳述する。

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。

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。

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。

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。

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軸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にパターンを２次元的に形成する。

ここで、レーザ照射部２による加工レーザビーム２０のＹ軸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軸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軸方向に走査することで、収容器１における基材の表面に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面部にいたる任意の領域）にパターンを形成できる。

＜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２３は、レーザ照射部２の構成の一例を示す図である。図２３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とを備える。

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。

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。

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、共通にしてもよい。

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。

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軸方向に走査する。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。

なお、実施形態では走査部２３がレーザ光をＹ軸方向に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。

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、Ｘ軸及びＹ軸方向に２次元走査すると、Ｘ軸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。

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に照射される。

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。

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。

図２３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２４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。

＜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２５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。

図２５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。

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。

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。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。

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。

ネットワークＩ／Ｆ５０９は、通信ネットワーク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。バスライン５１０は、図２５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。

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。

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。

＜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２６は制御部６の機能構成の一例を示すブロック図である。

図２６に示すように、制御部６は、パターンデータ入力部６１と、ドットパラメータ指定部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。

これらのうち、パターンデータ入力部６１、ドットパラメータ指定部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２５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。

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に形成するパターンデータをＰＣ（Personal Computer）やスキャナ等の外部装置から入力する。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、パターンの種類を示す情報とを含む電子データである。

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を用いて生成したパターンデータを入力することもできる。

パターンデータ入力部６１は、入力したパターンデータを加工データ生成部６４及びドットパラメータ指定部６２のそれぞれに出力する。

ドットパラメータ指定部６２は、ドット部１１０（図１参照）等の所定の形状を形成するための加工パラメータを指定する。

ドット部の加工パラメータは、ドット部の形状、種類等を指定する情報である。或いはドット部の大きさ、加工深さ、或いは隣接するドット部同士の間隔又は配置、密度等を指定する情報である。

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。ドット部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。

文字、コード、図形又は写真等の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ドット部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。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。

ドットパラメータ指定部６２は、パターンデータ入力部６１から入力したパターンの種類を示す情報に基づき、格納部６３を参照してドット部の加工パラメータを取得して指定することができる。

但し、ドットパラメータ指定部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。ドットパラメータ指定部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を参照してドット部の加工パラメータを取得してもよい。

また、ドットパラメータ指定部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を用いて生成したドット部の加工パラメータを取得してもよい。

加工データ生成部６４は、パターンデータと、加工パラメータとに基づいて、ドット部の集合体により構成されるパターンを形成するための加工データを生成する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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２７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。

まず、ステップＳ５１において、パターンデータ入力部６１は、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。パターンデータ入力部６１は、入力したパターンデータを加工データ生成部６４及びドットパラメータ指定部６２のそれぞれに出力する。

続いて、ステップＳ５２において、ドットパラメータ指定部６２は、ドット部を形成するための加工パラメータを指定する。ドットパラメータ指定部６２は、パターンの種類を示す情報に基づき、格納部６３を参照してドット部の加工パラメータを取得して指定する。

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。

続いて、ステップＳ５３において、加工データ生成部６４は、パターンデータと、加工パラメータとに基づいて、ドット部の集合体により構成される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。

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。

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。

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。

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。

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。

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に、パターンが順次形成される。

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、パターンの形成が終了したか否かを判定する。

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。

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。

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。

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。

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に、ドット部の集合体により構成されるパターンを形成することができる。

＜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。

（パターンデータ例）
図２８は、パターンデータ入力部６１が入力するパターンデータの一例を示す図である。

図２８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。

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、パターンの種類を示す情報が含まれている。この例では、パターンの種類は「文字」である。

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、ドットパラメータ指定部６２及び加工データ生成部６４のそれぞれに出力する。

（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２９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２９に示す対応テーブル６３１は、文字、コード、図形又は写真等のパターンの種類と、パターンの視認性を向上させるために適したドット部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。

対応テーブル６３１の「識別情報」列に示された数値は、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、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、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。

ドットパラメータ指定部６２は、対応テーブル６３１を参照して、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。例えば、図２８に示した例では、パターンの種類は「文字」であるため、ドットパラメータ指定部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。

（加工パラメータ例）
図３０は、ドットパラメータ指定部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。

＜加工レーザビーム２０の一例＞
次に、図３１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。

また図３１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。

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。

図３１（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３１（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３１（ｂ）は図３１（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３１（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。

図３１（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３１（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３１（ｄ）は図３１（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３１（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。

図３１（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３１（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３１（ｆ）は図３１（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３１（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。

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。

ビームスポット２０１の直径は、一例として４２．６μｍであり、図３１（ａ）、（ｂ）におけるＹ方向と直交する方向でのビームスポット２０１間の隙間は、一例として２３．６μｍである。

また、図３１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。

＜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３２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。

図３２（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３２（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３２（ｂ）の場合、図３２（ａ）に対して凹部の周縁部が盛り上がった形状になる。

また、図３２（ｃ）は、収容器１の基材表面の結晶化状態の変化を示し、図３２（ｄ）は、収容器１の基材表面下の発泡状態の変化を示している。

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、又は基材表面下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の表面にドット部の集合体により構成されるパターンを形成できる。

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。

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、基材の表面又は表面下が発泡し、白濁化させることができる。

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。

また、収容器１の基材性状の変化は、図３２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。

また、照射されたレーザ光を吸収して光エネルギーを熱エネルギーに変換する吸収剤（変換材）を事前に基材に塗布し、吸収剤により変換された熱エネルギーにより、基材に凹部又は凸部を形成する加熱制御を行うこともできる。

＜収容器１の一例＞
次に、収容器１を説明する。図３３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。図３３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。

収容器１の表面には「ラベルレス」というパターン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、パターン１１での周辺光の拡散により、パターン１１が白濁化されて視認される。「ラベルレス」の５文字を構成する複数のドット部の集合体がパターン１１を構成している。また収容器１におけるパターン１１が形成された領域はパターン領域１３に対応し、パターン領域１３以外の領域は非パターン領域１２に対応する。

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３４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列を含むパターン１１が形成されている。

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。

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、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を収容し、その後、封止部材８で封止し、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。

［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。

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面部とを備える収容器１ｂの肩部に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パターンを視認しやすくする。

ここで、図３５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３５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、底面部１０４とを含んで構成されている。

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。

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３５に矢印で示すＹ軸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。

底面部１０４は、胴部１０３に連結する収容器１ｂの底面部分である。なお、底面部１０４は、平面に限定されるものではなく、湾曲面や、凹凸を含む面であってもよい。

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、ドット部の集合体により構成されている。

図３６は、収容器１ｂを口部１０１側から見た図である。換言すると、図３６のＹ軸負方向からＹ軸正方向に向かって収容器１ｂを見た図である。図３６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。

次に、図３７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。

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、ドット部の集合体により構成されるパターンを形成しやすくなる。

図３８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。

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に連結された底面部１０４とを備える収容器１ｂの肩部１０２にパターンを形成する。これにより、収容器１ｂを口部１０１側から見た場合にパターンが視認しやすくなる。

その結果、例えば、収容器１ｂを収納ケース等に底面部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、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を箱等に底面部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。

また、収納ケースの底面部が透明であったり、底面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の底面部１０４にパターンを形成してもよい。

ここで図３９は、パターンを収容器１ｂの底面部１０４に形成した例を示す図である。図３９に示すように、底面部１０４には「ラベルレス」という文字１９がパターンの一例として形成されている。

底面部１０４に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、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。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。図４０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にはパターンの一例としてのバーコードが形成されている。

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パターンの幅が広がって視認される場合がある。

図４０（ａ）は、収容器１ｃの肩部１０２に形成した比較例に係る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４０（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。

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４０（ｂ）はこのようなバーコード１７１の一例を示している。図４０（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。

図４０（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。

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。

なお、製造装置１００における移動機構４（図２２参照）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よい。

［第５実施形態］
図４１は、第５実施形態に係る収容器の製造装置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軸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。

［第６実施形態］
図４２は、第６実施形態に係る製造装置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軸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Ｙ軸正方向側とＹ軸負方向側に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、Ｙ軸正方向側とＹ軸負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。

製造装置１００ｅにより、収容器１の胴部１０３のＹ軸正方向側とＹ軸負方向側の両側に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。

移動機構４はコンベア等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。

［第７実施形態］
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４３は、第７実施形態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４３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パターン２１０が形成されている。

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。

なお、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。

これ以外の例として、図４４（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。

図４４（ａ）における収容器１の表面には、文字２２ａが形成されている。文字２２ａ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２２ａ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パターンを視認させることもできる。

また、さらに他の例として、図４４（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。

図４４（ｂ）における収容器１の表面には、文字２２ｂ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２２ｂ以外の領域はパターンに対応する。

文字２２ａ以外の領域で周辺光の拡散性が向上し、文字２２ａ以外の領域が白濁化されて視認されている。文字２２ｂ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２２ｂ等のパターンを視認させることもできる。

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。

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、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パターンを形成すると、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パターンを形成すると、パターンを視認しやすくなる。

また、収容器の形状は、肩部及び傾斜部の無い円柱状、四角柱等の如何なる物でもよい。また収容器の内容物は、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、収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、ミルク等であるが、これに限定されず、収容器に入るものであれば如何なる物でもよい。

また、収容器の内容物に応じて、加工状態を変えることもできる。例えば収容器の内容物に応じて、白色化・白濁化をレーザの強度等を調整して加工状態を変更し、濃淡を制御することができる。

またペットボトルのエンボス加工の形状に合わせて、ドット部を形成してもよい。さらに上述した傾斜加工も併用して、凹凸の輪郭や内部、外周を加工するようにしてもよい。

１ 収容器
１ａ 基材
１０ 円筒軸
１１ パターン
１１０ ドット部（所定の形状の一例）
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
１１４ 粒体部
１１５ 空隙部
１２ 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）
２ レーザ照射部
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
４ 移動機構
５ 集塵部
６ 制御部
６１ パターンデータ入力部
６２ ドットパラメータ指定部
６３ 格納部
６４ 加工データ生成部
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 底面部
２００ 基準光
２０２ 開口
２０３ 光検出器
Ａ 領域
Ｂ 斜視図
ｄｐ 深さ
Ｄｃ 凹部幅
Ｄｒ 円環幅
ｈ 高さ
Ｎｉ_１ パターン領域への入射光線
Ｎｉ_２ 非パターン領域への入射光線
Ｎｒ_１ パターン領域での反射光線
Ｎｒ_２ 非パターン領域での反射光線
Ｎｓ 拡散光線
Ｎｔ_１ パターン領域の透過光線
Ｎｔ_２ 非パターン領域の透過光線
Ｗ ドット幅

特開２０１１－０１１８１９号公報

Claims (20)

1. 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って、
   前記所定の形状は、所定の凹部、又は所定の凸部の少なくとも一方を含み、
   前記基材における前記所定の形状が形成された第１の領域と、前記基材における前記第１の領域以外の第２の領域では、光透過率、又は光反射率の少なくとも一方が異なる
   基材。
2. 前記パターンは、複数の前記所定の形状の集合体により構成されている
   請求項１に記載の基材。
3. 前記第１の領域の表面粗さは、前記第２の領域の表面粗さとは異なる
   請求項１、又は２に記載の基材。
4. 前記所定の形状は、前記所定の形状より小さい凹部及び凸部からなる凹凸部を含み、
   前記凹凸部は、前記所定の形状の表面に設けられている
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の基材。
5. 前記所定の形状は、
   前記所定の形状より小さい粒体部又は空隙部の少なくとも一方を含み、
   前記粒体部は、前記所定の形状の表面に設けられ、
   前記空隙部は、前記所定の形状の表面下に設けられている
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の基材。
6. 前記所定の形状は、前記所定の凹部を含み、
   前記所定の凹部における底部は平坦である
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の基材。
7. 前記所定の形状は、前記所定の凹部を含み、
   前記所定の凹部は、上面視が円状、楕円状、又は方形状の何れか１つの形状を有する
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の基材。
8. 前記所定の形状は、前記所定の凹部を含み、
   前記所定の凹部は、偏心曲面形状、又は２つの凹面形状の何れか一方を有する
   請求項１乃至７の何れか１項に記載の基材。
9. 前記所定の形状は、前記所定の凸部を含み、
   前記所定の凸部は、円環状、又は半円環状の何れか一方の形状を有する
   請求項１乃至８の何れか１項に記載の基材。
10. 前記所定の形状は、前記所定の凹部と、前記所定の凸部と、を含み、
    前記所定の凸部は、前記所定の凹部の周囲に形成されている
    請求項１乃至９の何れか１項に記載の基材。
11. 前記所定の形状は、前記所定の凹部と、前記所定の凸部と、を含み、
    前記所定の凹部は、前記所定の凸部の周囲に形成されている
    請求項１乃至９の何れか１項に記載の基材。
12. 前記所定の凹部における底部と前記第２の領域の高さの差は、前記所定の凸部における頂部と前記第２の領域の高さの差より大きい
    請求項１０、又は１１に記載の基材。
13. 前記所定の凹部は、前記第２の領域の表面に対して傾斜する第１の傾斜面を含み、
    前記所定の凸部は、前記第２の領域の表面に対して傾斜する第２の傾斜面を含み、
    前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面は連続した面である
    請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の基材。
14. 前記基材は、生分解樹脂を含んで構成されている
    請求項１乃至１２の何れか１項に記載の基材。
15. 可視光に対して透過性を有する
    請求項１乃至１４の何れか１項に記載の基材。
16. 請求項１乃至１５の何れか１項に記載の基材を含む
    収容器。
17. 口部と、
    前記口部に連結された肩部と、
    前記肩部に連結された胴部と、
    前記胴部に連結された底面部と、を備え、
    前記肩部には、前記パターンが形成されている
    請求項１６に記載の収容器。
18. 前記肩部は、前記胴部に対して傾斜し、
    前記肩部には、前記口部から遠ざかるにつれて幅が狭くなる前記パターンが形成されている
    請求項１７に記載の収容器。
19. 口部と、
    前記口部に連結された肩部と、
    前記肩部に連結された胴部と、
    前記胴部に連結された底面部と、を備え、
    前記底面部には、前記パターンが形成されている
    請求項１６に記載の収容器。
20. 請求項１６乃至１９の何れか１項に記載の収容器と、
    前記収容器に収容されている被収容物と、からなる収容体。

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