JP7246842B2 - レーザ印字方法 - Google Patents
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Description
本発明は、黒色顔料を含有する樹脂製のキャップに文字や記号を印字する印字方法に関する。
ペットボトルに充填された商品において、ペットボトルには消費期限等の文字や記号が印字されている。例えば、特許文献１には、飲料缶やペットボトル等の容器に、出荷時に搬送ライン上で、印字機により製造年月日や賞味期間等を印字する技術が開示されている。
ペットボトルの容器本体は、商品名等が記載されたラベルが巻き回されているため、容器本体に文字や記号を印字することが困難である場合も多いため、キャップにインクジェットプリンタにより文字や記号を印字することが行われている。
近年、商品の多様化により、ペットボトルの容器本体や、キャップには様々な着色が施される例が増えている。キャップが黒色顔料により着色された黒色のキャップである場合は、インクジェットプリンタにより黒色の文字や記号を印字したとしても判読性に劣る。
インクジェットプリンタにより印字する文字の色を黒以外に変更することが考えられるが、黒色顔料以外の、例えば黄色顔料は印字された文字や記号の印字領域に対する定着の程度が黒色顔料によるものに比べて弱く印字欠けが発生しやすいという問題があった。
また、商品は、ペットボトルの洗浄工程、内容物の充填工程、キャップの取付け工程、印字工程、加熱殺菌工程、梱包工程等の様々な工程を経て製造される。印字工程の後において上流側工程から下流側工程へとペットボトルを受け渡すための把持機構がキャップを把持する際に、印字した文字や記号が削り落とされてしまうという問題があった。
本発明は上記した実情に鑑みてなされたもので、印字された文字や記号が判読しやすく、耐久性に優れた印字方法を提供することを目的としている。
上述の目的を達成するための、本発明に係る印字方法の特徴構成は、黒色顔料を含有する、ポリエチレン樹脂製またはポリプロピレン樹脂製のキャップに文字や記号を印字する印字方法であって、前記キャップの外表面に設けられた印字領域に対して、レーザマーカから波長が５３２～１０６４ｎｍの範囲のレーザを照射することにより前記キャップを構成する樹脂を発泡させて文字や記号を印字する点にある。
インクジェットプリンタのようにインクを印字領域に定着させるのではなく、レーザマーカによってキャップを構成する樹脂を発泡させ、その発泡させた箇所とさせていない箇所の光の反射率の差により文字や記号を印字することができるため、従来のように印字欠けや、印字後に文字や記号が削り落とされるような虞がなくなる。したがって、印字された文字や記号は、判読性及び耐久性に優れる。
本発明においては、前記キャップは、開栓によって容器本体から取り外し可能なキャップ本体と、開栓前は前記キャップ本体と連結されており、開栓後は前記キャップ本体と切り離されて前記容器本体側に残るＴＥバンドと、を有し、前記印字領域は前記ＴＥバンドの側面にあると好適である。
キャップ本体には、ローレット溝が備えられることが多く印字領域として好ましくないことがある。その点、ＴＥバンドにはローレット溝を備える必要がないため、印字後の文字や記号の判読性の点において好適である。
本発明においては、前記キャップに、当該キャップが備えられた商品の少なくとも流通履歴を確認可能な文字や記号を印字すると好適である。
レーザマーカによって印字された文字や記号は、インクジェットプリンタによって印字された文字や記号よりも判読性に優れるため、商品において特に重要な賞味期限や産地記号などの流通履歴を確認可能な文字や記号を印字すればトレーサビリティの点において好適である。
本発明においては、前記レーザは、ＹＶＯ４レーザであると好適である。
レーザは、ＹＶＯ４レーザであると、５３２～１０６４ｎｍの範囲の波長において、文字や記号を判読性及び耐久性が良く印字することができる。
以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図２に示す容器印字装置１は、主に飲料水や清涼飲料などの飲料が充填された樹脂製の容器２（商品）の所定箇所（印字領域ＤＲ）に内容物の賞味期限や産地記号といった文字や記号を印字するために用いられる。
図２に示す容器印字装置１は、主に飲料水や清涼飲料などの飲料が充填された樹脂製の容器２（商品）の所定箇所（印字領域ＤＲ）に内容物の賞味期限や産地記号といった文字や記号を印字するために用いられる。
図１には、容器２として３５０ｍＬ程度のペットボトル入り飲料が示されている。
容器２は、容器本体３と、容器本体３の上端開口を閉じるキャップ４とを備えている。
容器２は、容器本体３と、容器本体３の上端開口を閉じるキャップ４とを備えている。
ここでは、容器本体３はポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されているが、これに限らず、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂などでもよい。また、キャップ４はポリエチレン樹脂によって形成されているが、これに限らず、ポリプロピレン樹脂などでもよい。ただし、少なくとも、キャップ４は、黒色顔料を含有させた樹脂によって形成されている。
キャップ４は、開栓によって容器本体３から取り外し可能なキャップ本体４Ａと、キャップ４の開栓後も容器本体３側に残る環状のＴＥ（tamper-evident）バンド４Ｂとを有している。開栓前はキャップ本体４ＡとＴＥバンド４Ｂとは複数のブリッジ状の脆弱部（不図示）によって一体的に連結されている。
キャップ本体４Ａの外周には、ローレット溝が形成され、キャップ本体４Ａの開閉時における指の滑りが低減された構成となっている。
容器印字装置１の上流側には、樹脂のプリフォームから容器本体３を成形する成形装置、容器本体３の内部を洗浄する洗浄装置、容器本体３に飲料を充填する充填装置、容器本体３の上端開口をキャップ４で閉じる封止装置などが配置され、下流側には、容器印字装置１による印字が正常に行われたか否かを判断する検査装置７、検査装置７によって印字の位置が正しい印字領域ＤＲの範囲から逸脱していると判断された容器２を容器２の搬送経路から排斥するための排斥装置などが配置されているが、図２からは省略されており、また、必ずしもこのような構成に限る必要はなく、図２に示す容器印字装置１が独立して設けられた形態で実施してもよい。
容器印字装置１は、樹脂製の容器２を横方向に搬送するコンベア５（搬送機構の一例）と、コンベア５によって搬送中の容器２の側面の印字領域ＤＲに情報を印字するレーザマーカ６と、各部の動作を制御する制御装置（図示せず）とを備え、この容器印字装置１により本発明に係る印字方法が実行される。ここでは、印字領域ＤＲはキャップ４のＴＥバンド４Ｂの上下中心付近に設定されている。なお、ＴＥバンド４Ｂの上下中心付近とは、ＴＥバンド４Ｂの上下方向の中心を含んだ範囲を指す。
レーザマーカ６は、キャップ４の表面に熱溶融によって印字するための装置であり、レーザ光を出射するべく複数の光ファイバーの端部が印字領域ＤＲの上下長さに対応した範囲を上下に十分に超える個数で上下に積層されて構成されている。
すなわち、例えば、消費期限や賞味期限といったアラビア数字からなる日付情報を、７（縦）×５（横）のマトリクス状に並ぶドットに基づいて表す場合、基本的には、レーザマーカ６は、７個の光ファイバーの端部が主走査方向（上下方向）に一列で並んでいれば十分であり、コンベア５によって副走査方向（横方向）に搬送される容器２の移動速度に合わせてレーザ光を照射すれば、少なくとも日付や産地記号などの数字情報やアルファベット情報の印字が可能となる。
なお、容器本体３の高さのばらつきや、コンベア５の載置面の高さのばらつき等に起因する印字領域ＤＲの高さ位置の変動に対応する目的で、レーザマーカ６は、７個を十分に上回る多数の光ファイバー端部が上下方向に一列で並置されていてもよく、これにより、搬送されてくる容器本体３毎の高さのばらつきに応じて、レーザ光を照射する光ファイバーを代えてＴＥバンド４Ｂの上下中心に印字をすることができる。
レーザマーカ６は、キャップ４の印字領域、つまりＴＥバンド４Ｂの側面に対して、レーザマーカから波長が１０６４ｎｍのＹＶＯ４レーザを照射し、キャップ４のＴＥバンド４Ｂを構成する樹脂を発泡させることにより文字や記号を印字する。なお、１０６４ｎｍという波長は例示である。発明者らは実験により、５３２～１０６４ｎｍの範囲の波長であれば、文字や記号を良好に印字することができることを確認しているが、レーザマーカの波長が１０６４ｎｍを超えると、一部印字がされない印字欠けが発生し、文字や記号を良好に印字することができないことを確認している。また、ＹＶＯ４レーザが照射するレーザの波長は、半分の５３２ｎｍ（第二高調波）であってもよい。さらに、レーザマーカが照射するレーザは、ＹＶＯ４レーザに限らず、ＹＡＧレーザのような固体レーザであってもよく、また気体レーザや半導体レーザであってもよい。いずれの場合も、レーザの波長は５３２～１０６４ｎｍの範囲であることが好ましい。
文字や記号としては、賞味期限や産地記号が印字される。なお、賞味期限や産地記号には、製造年月日、ロットナンバー、シリアルナンバーなどが含まれ、少なくとも商品の流通履歴を確認可能な文字や記号であればよい。
このように印字された文字や記号は白色となり、黒色のキャップ４に対して判読性が極めて良い。この様子を、図１中のＴＥバンド４Ｂに「○○××○○○」のように示している。また、インクジェットプリンタのようにインクを印字領域に定着させるのではなく、発泡によりキャップ４の組成そのものを変化させているため、外部からの摩擦に対して、インクによる印字より強い。
上述のように、印字された文字や記号が判読しやすく、耐久性に優れた印字方法を提供することができるようになった。
なお、本発明に係る印字方法は、ペットボトル入り飲料のキャップ４に適用する場合に限らない。キャップ４を構成する樹脂が黒色顔料を含有していればよく、容器本体３はペットボトルに限らず、瓶であってもよい。
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。
１ ：容器印字装置
２ ：容器
３ ：容器本体
４Ａ ：キャップ本体
４Ｂ ：ＴＥバンド
６ ：レーザマーカ
７ ：検査装置
２ ：容器
３ ：容器本体
４Ａ ：キャップ本体
４Ｂ ：ＴＥバンド
６ ：レーザマーカ
７ ：検査装置
Claims (4)
- 黒色顔料を含有する、ポリエチレン樹脂製またはポリプロピレン樹脂製のキャップに文字や記号を印字する印字方法であって、
前記キャップの外表面に設けられた印字領域に対して、レーザマーカから波長が５３２～１０６４ｎｍの範囲のレーザを照射することにより前記キャップを構成する樹脂を発泡させて文字や記号を印字することを特徴とする印字方法。 - 前記キャップは、開栓によって容器本体から取り外し可能なキャップ本体と、開栓前は前記キャップ本体と連結されており、開栓後は前記キャップ本体と切り離されて前記容器本体側に残るＴＥバンドと、を有し、
前記印字領域は前記ＴＥバンドの側面にあることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。 - 前記キャップに、当該キャップが備えられた商品の少なくとも流通履歴を確認可能な文字や記号を印字することを特徴とする請求項１又は２に記載の印字方法。
- 前記レーザは、ＹＶＯ ４ レーザであること特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の印字方法。
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