WO2016084902A1

WO2016084902A1 - 管理情報を設けた製品

Info

Publication number: WO2016084902A1
Application number: PCT/JP2015/083249
Authority: WO
Inventors: 征秀加藤; 康浩梅津
Original assignee: テクノクオーツ株式会社
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-06-02
Also published as: TW201620728A; US10572860B2; US20170330156A1; JPWO2016084902A1; TWI632511B; JP6412156B2

Abstract

【課題】　苛酷な環境下で使用されても表示された管理情報が剥がれること無く、確実な管理情報が伝達可能になるよう工夫した、管理情報が付与された透明製品及びその透明製品の製造方法を提供する。この管理情報が付与された透明製品は、製品を管理する為の管理情報を表示した透明製品であって、当該管理情報は、透明な製品の厚さ方向における内部に設けられると共に、当該製品の厚さ方向の少なくとも何れかの面に透過して視認可能であることを特徴とする。

Description

管理情報を設けた製品

　本発明は管理情報を設けた製品に関し、特に苛酷な環境下で使用されても表示した管理情報が滅失されること無く、管理情報を確実に視認できるように工夫した、管理情報を設けた製品に関する。

　従来、製品や部材の品質管理を行う為に、製品の製造に使用した部品・原料の品質データや製造条件、メンテナンス時期や製品を検査した時に得られた検査データ、製造年月日、或いは製造者等の管理情報を表示し、管理する事が行われている。これらの管理情報は、製造年月日や製造業者などの情報を、文字情報としてそのまま製品や部材に表示する他、コード化して製品や部材に表示している。よってこのような製品や部材の品質管理を行う為には、製品に対して、製造年月日や製造者などの文字やコード等の管理情報を設ける事が必要であった。

　そして、製品に管理情報を設ける際は、製品の表面に刻印したり、印刷を施したり、或いは管理情報を表示したシートを貼付するのが一般的であった。また製品に対して表面加工を施して管理情報を表示する為に、これまでにも様々な加工方法が利用されていた。例えば、レーザー加工やサンドブラスト加工、化学エッチング加工の他、切削工具を用いた手彫り加工等の様々な加工方法が用いられていた。

　そして製品の表面に表示された管理情報を、人的あるいは機械的に読み取ることにより、製造した製品のトレーサビリティを管理していた。

　従前においても、製品又は部材に管理情報を設け、この管理情報を読み取ることで、当該製品や部材の製造履歴情報等を管理する技術は種々提案されていた。

　例えば、特許文献１（特開２００５－１６５６５９号公報）では、長期にわたる部材情報の信頼性を確保でき、部材のライフサイクル全般にわたって部材情報へのアクセス及び追加・更新を容易にする部材情報管理方法が提案されている。この部材情報管理方法は、部材に関する情報を該部材に直接付すことにより該部材の履歴情報を管理する方法であって、２次元コードをレーザマーキングにより前記部材に直接マーキングするものであった。

　また、特許文献２（特開２００５－０６３０９５号公報）では、製品を構成する個々の部品の製造履歴情報へのアクセスが容易で、製品の製造工程を反映させることにより不良品の製造を効果的に回避できるトレーサビリティ管理方法が提案されている。このトレーサビリティ管理方法では、２次元コード化した２次元コードの大きさを部品に応じて設定し、設定した大きさの２次元コードをレーザマーカによって直接レーザ・マーキングした部品を組付けて製品を製造するものであった。

特開２００５－１６５６５９号公報特開２００５－０６３０９５号公報

　前述の通り、従前においても製品や部材に対して管理情報を表示し、当該管理情報を読み取ることで製品や部材の各種情報及びトレーサビリティを管理する方法については種々提案されている。しかしながら、多くの場合、当該管理情報は製品や部材の表面に設けられていた。

　ここで、各種製品の中には、腐食性ガスの雰囲気中で使用されるものや、１０００℃付近の高温環境下で使用されるもの等、苛酷な環境下で使用される製品もある。このような苛酷な環境下で使用される製品では、製品表面に表示された管理情報は、剥がれたり、消耗劣化して掠れてしまうことがあった。そして、一旦、表示された管理情報が剥がれて（又は掠れて）しまうと、当該製品の管理情報を確認することができず、その後の製品使用における品質管理が出来なくなっていた。

　また、製品の管理方法としては、製品の内部にＩＣチップを埋め込む方法もあるが、前述の高温環境やマイクロ波に曝露される環境などで使用された場合には、ＩＣチップが誤作動あるいは破損する問題があった。

　そこで、本発明では苛酷な環境下（製造又は使用条件下）で使用されても、表示した管理情報が剥がれたり（又は掠れたり）することが無く、管理情報を長期的に存在させておくことができるようにした、管理情報を設けた製品を提供することを第１の課題とする。

　また、半導体デバイス等の製造工程においては、微細な塵（パーティクル）がデバイス
の品質に影響を与える恐れがある。その為、その製造工程で使用される製造装置は、微細なパーティクルが極力発生しない部材で形成することが望まれていた。一方、製品の表面に管理情報を印刷した場合には、印刷した塗膜が剥離して、これが汚染源になってしまことが考えられた。また製品の表面を機械的に加工して管理情報を形成した場合には、表面に露出する加工亀裂（或いは加工ダメージ）が原因で、微細な塵（パーティクル）が汚染物として発生することが考えられた。

　そこで、本発明では半導体などの電子デバイスや、その他の製品の製造過程において、汚染その他の不具合要因となる微細な塵（パーティクル）が発生しないように管理情報を設けた製品を提供することを第２の課題とする。

　さらに、管理情報を設ける製品は、様々な素材及び形状で形成されていた。この為、管理情報の形成の仕方も、その製品の素材や形状などに応じて適宜工夫しなければならなかった。例えば、管理情報を直接表示し難い素材や形状に形成された製品もあり、その場合には、タグや付箋等を別途設けて管理情報を表示しなければならない場合もあった。製品にタグや付箋等を設けた場合には、そのタグ等が製品の流通時や使用時の障害となり、製品の軽便性を阻害することが懸念された。

　そこで、本発明では製品の軽便性を阻害しないように管理情報を設けた、管理情報を設けた製品を提供することを第３の課題とする。

　前記課題の少なくとも何れかを解決するべく、本発明では、製品における厚さを有する面（例えば、上面、側面、底面などの各種壁面）の内部に、製品の表面に透過するように管理情報を設けた製品を提供する。

　即ち、本発明では、製品を管理する為の管理情報を設けた製品であって、当該管理情報は、製品における厚さを有する部位であって、且つ厚さ方向の内部に設けられると共に、当該製品の厚さ方向の少なくとも何れかの面に透過して視認可能であることを特徴とする、管理情報が設けられた製品を提供する。

　本発明にかかる管理情報が付与された製品によれば、製品の保守時期などを管理する為の管理情報が、壁面の様な厚さを有する面の内部（即ち、厚さ方向の内部）に設けられている事から、当該管理情報の表示が剥がれたり、消耗劣化して掠れることはない。よって、本発明にかかる製品は、苛酷な環境下で使用されても、管理情報を維持する事ができる。また管理情報は、壁面などにおける厚さ方向の内部に設けられる事から、微細な塵（パーティクル）を生じさせる恐れも無くなり、当該微細な塵が製品の品質に影響を与える恐れの高い製造工程でも使用できる。即ち、本発明にかかる製品は、これらの作用効果から、半導体デバイス製造で使用される製造装置の構成部材（製品）等において優れた効果を発現する事ができる。

　上記本発明かかる管理情報が設けられる製品では、壁面などの部位の内部に表示した管理情報は、厚さ方向に存在する何れかの面に透過し、視認できるように形成される必要がある。よって、厚さ方向に存在する少なくとも何れかの面が透明または半透明に形成される必要がある。

　管理情報が設けられる部分（厚さを有する部位）の厚さ方向の両面を透明に形成する場合、当該部分の全体を透明または半透明な素材で形成することができる。具体的にはガラスや樹脂、セラミックス等の透明素材で当該部分、又は製品全体を形成することができる。当該透明素材は、天然素材で形成されたもの、及び化学合成にて形成されたものの何れであっても良い。

　また半導体デバイスの製造装置には石英ガラス製品も使用されている。この石英ガラス製品は、透明素材を用いて形成されていても、製品の使用目的に応じて、部分的に光透過性の低い磨りガラス面に加工しておく場合もある。そのため、本発明において管理情報を設ける製品は、その表面状態が、全体的に透明な仕上げの場合と、部分的に光透過性の低い粗面（梨地）仕上げの場合を想定している。

　また、管理情報が設けられる部分（厚さを有する面）は、厚さ方向に存在する面の少なくとも何れかが透明であれば良い為、何れかの面は半透明又は不透明であっても良い。よって、厚さ方向の何れかの面から管理情報を視認できることを条件に、当該管理情報を設けた「厚さを有する部位」は、部分的に磨りガラス加工を施して光透過性が低くしても良く、或いは透明な素材で形成すると共に、その片面に光を透過しない素材をコーティングする等により不透明に形成しても良い。本発明にかかる製品は、製品における厚さを有する部位の内部に管理情報を設けている為、何れかの面からでも、その管理情報を確実に認識及び伝達することができれば良い為である。但し、前記管理情報が後述するレーザー光によるアブレーション加工によって形成される場合、管理情報を透過させて認識する面とは反対側の面は、白色以外である事が望ましい。ガラス等をレーザー光等によりアブレーション加工した場合には、管理情報は白色で表示されるため、当該管理情報を読み取りやすくするためである。

　ここで前記管理情報とは、他社製品との識別情報（例えば、会社名、ロゴ、記号等）や型番、或いは規格の他、製品のメンテナンス時期や製造年月日及び製造者、といった製品を管理する為の情報を指す。当該管理情報は様々な形式で表示（付与）することができる。具体的には、製造者名、販売者名、製造年月日、製品コードなどを文字や数字などのテキスト情報で表示する他、ＪＡＮ、ＣＯＤＥ３９、ＮＷ－7等の一次元バーコードで表示したり、より多くの情報を収容できるＱＲコード（登録商標、以下同じ）、データマトリックスコード、ＰＤＦ４１７等の二次元コードで表示したり、その他文字及び数字を含む記号、図形、又はモザイク等からなる情報として表示することができる。当該管理情報を製品に表示するには、対象物となる製品の素材及び形状に応じて、適宜管理情報の形状を選択使用することができる。例えば、製品（特に製品における厚さを有する部位）が小径の円筒状等に形成されている場合には、表示する管理情報をサイズの小さいＱＲコード等の二次元コードで形成したり、軸方向（長さ方向）に沿うように１次元バーコードを表示したりすることで、必要な管理情報を確実に表示させることができる。

　前記管理情報は、製品における厚さを有する部位の内部に、厚さ方向の少なくとも何れかの面に透過するよう設ける。かかる管理情報は、例えば、製品の内部に焦点を設定したレーザー光を照射し、当該製品の内部を昇華・蒸発させるアブレーション加工等で形成することができる。具体的には、レーザー光によるアブレーション（爆触）によって内部に微小凹凸（クラック等）を形成することで、管理情報となるように不透明化し、視認可能に形成する。

　また上記管理情報は、光の反射率の違いによって識別することができる。よって情報を表示する部分を不透明化して表示する他、余白を不透明化して情報を表示する部分を透明にすることで表示する事もできる。その際、情報を表示する部分を不透明化した管理情報と、余白を不透明化した管理情報の両方を設ける事もできる。特に管理情報がコード化されたモザイクである場合には、コード化した時に透明部分が少なくなるように不透明化して管理情報を表示することが望ましい。そして当該管理情報を、レーザー光によるアブレーションによって内部に微小凹凸（クラック等）を形成する際には、当該微小凹凸はドットを配列した構成、ライン状のハッチングを交差させた構成、又はドットとラインを組み合わせた構成の何れであっても良い。特に単にドットを配列した構成よりも、配列したドットをラインで囲むように構成する事で、目視又はスキャナーによる視認性を高める事ができる。

　アブレーション加工で使用するレーザー発振器としては、加工対象物（加工径、加工深さ等）、及び加工条件（波長、出力、パルス幅、及び発振モード等）に応じて固体レーザーやファイバーレーザーなどを適宜選択して使用することができる。即ち、製品の内部に微小凹凸（クラック等）を形成する為には、製品表面と内部集光点のエネルギー密度の関係が重要になってくる。具体的には、レーザー光を照射した際の製品表面のエネルギー密度を破壊閾値以下になるよう設定し、且つ管理情報を表示する部位（レーザー光を集束させる点）におけるエネルギー密度は内部の破壊閾値以上になるよう設定する必要がある。上記のように条件設定することで、製品表面には損傷を与えること無く、内部に溶融・変質等を生じさせることができる。その結果、透明製品の内部において変質等した部分の屈折率や反射率等が他の部分と異なることから外部から識別可能となり、管理情報等のマークとして機能することができる。上記を考慮した上で、本発明においては、熱的影響を抑えた上で微細加工を施すことができるＹＡＧパルスレーザーを使用するのが望ましい。

　製品の内部に前記アブレーション加工を施す為に、前記管理情報を設ける領域は、その厚さ方向の少なくとも何れかの面が、透明且つ平滑に形成されているのが望ましい。具体的には、少なくともレーザー光線入射側は、透明且つ平滑に形成されているのが望ましい。何故ならば、レーザー光によるアブレーション加工を施す際に、透明製品の内部に対してレーザー光を集光させやすくする為である。また、光学的な読取装置によって当該情報を取得（読取）する際、読み取りの正確性を向上させる上でも望ましい。当該製品における何れかの面を透明且つ平滑に形成する加工方法は、特に制限は無く、機械加工による研磨や火炎処理等の手法を利用することができる。但し、当該透明製品の表面上に発塵の要因となり得る傷や加工砥粒等が極力残留しない方法で加工するのが望ましい。

　また、本発明にかかる製品では、前記管理情報を表示する際に、管理情報の表側、裏側及び反転の少なくとも何れかを判別する為の区別表示を設けるのが望ましい。かかる区別表示は、管理情報と一緒に設けるのが望ましい。かかる区別表示は、表示された管理情報を情報取得（読取）する際、その取得操作を確実に行う為に設ける事ができる。即ち、製造された透明製品は、その製造工程或いは使用時において、回転又は左右逆転させることがある為、管理情報が常に同じ方向を向いている可能性は低い。例えば、コード化した管理情報が上下又は左右に反転したり、或いは表裏に逆転した状態では、市販のコードリーダー等で情報を取得（読取）しようとしても読み取れない可能性が生じてしまう。そこで区別表示を設けることで、管理情報の正位置を確実に認識することができるようにし、正面から、正しい向きで管理情報を正確に読み取ることができるようにする。区別表示の表示方法は特段の制限は無く、管理情報の上方向又は下方向が判別できるように、管理情報の上部又は下部に直線等の記号を設けたり、表側・裏側の認識もできるように、左上側のみに鉤括弧を設ける等しても良い。また左右非対称となる文字（例えば会社名など）や数字を設けても良い。但し、読取装置の情報取得（読取）操作を阻害しない形状で設けることが条件となる。

　管理情報を透明製品における厚さ方向の内部に形成する方法として、前述のようなレーザー加工の他、積層によって形成する事もできる。例えば、少なくとも一方に管理情報を表示（付与）した二つの部材を、当該管理情報の表示部分を覆うように重ね合わせて接合等により一体化して形成することも可能である。一方の部材を、表面が研磨された透明な板とし、その表面上にサンドブラストやレーザー加工等で管理情報を形成後、もう一方の部材に研磨された透明板等を使用し、双方を拡散接合あるいは融着などによって接合して一体化することで製品を形成することもできる。即ち、製品が薄い等、レーザー加工による製品内部への情報形成が困難（加工条件出しが困難）な場合には、前記接合による管理情報の形成方法を用いれば、加工時間の短縮にも繋がる上、表面上に傷（クラック）等が発生するおそれを極力抑えることができる。

　上記のように製品の内部に形成した管理情報を視認又は読取る事により、当該管理情報に基づいて、メンテナンスなどの製品管理を行う事ができる。当該管理情報が文字によって直接表示されている場合には、当該文字を判読する事により取得する事ができ、コード化された記号やモザイクとして表示されている場合には、市販のコードリーダー等の読取装置を使用して情報取得（読取）を行う。即ち、当該情報取得（読取）には、文字の判読、或いはコードの読取等を含む。

　また、情報を取得（読取）する操作は、読取装置を手で持って操作しても、卓上に載置して操作しても構わないが、後者の場合には、面模様が単色である卓上（下地）にて操作を行うのが望ましい。これは、卓上（下地）に凹凸が形成されていたり、複数の模様が施されていると、卓上（下地）の影響により当該透明製品の管理情報を光学的な読取装置で読み取り難くなってしまうおそれがある為である。

　また、上記によって製造された製品では、管理情報が、厚さを有する部位の内部に精確に表示（付与）されている。その為、当該管理情報が剥がれたり掠れたりするおそれが限りなく少ない。また製品の表面上に加工亀裂等が生じていない為、苛酷な環境下で使用されたとしても、発塵や汚染等のおそれを極力減ずることができる。

　さらに、レーザー光を用いたアブレーション加工により、管理情報を製品の内部に設けている為、表面が磨りガラス仕上げされている製品であっても、管理情報を確実に形成することができる。即ち、製品の内部に設けられた管理情報を読み取ることで、当該製品のメンテナンス時期や製造年月日及び製造者といった情報を取得することができ、正確な製品（部材）管理が可能になる。

　上記本発明にかかる製品では、管理情報が、厚さを有する部位の内部に、精確に表示（付与）されている。その為、苛酷な条件下で製造又は使用されても、表示された管理情報が剥がれたり（又は掠れたり）することが無く、管理情報を確実伝達することができる。

　また、管理情報の形成に際しては、微細な塵（パーティクル）の原因となり得る加工亀裂（或いは加工ダメージ）が、表面上に露出しないように形成している為、加工亀裂を要因とする発塵や汚染等の課題を解決する事ができる。その為、半導体デバイス製造工程のような清浄環境下で使用される場合において、特に有用に利用することができる。

　さらに、レーザー光を用いて製品の内部に管理情報を表示した場合には、表面の透明性が低い場合であっても管理情報を精確に認識できる。よって、タグや付箋といった別の部材を使用することなく製品の流通及び使用が可能になり、製品の軽便性が阻害されることのない製品とすることができる。

　そして、表示した精確な管理情報を基に、当該透明製品の正確な製品（部材）管理ができる為、製品管理作業の時間短縮、及び不良品流出防止等の製造メリットを見出すことができる。

第１の実施形態にかかる管理情報を設けた製品を示しており、（Ａ）製品の斜視図、（Ｂ）レーザー光によるアブレーション加工の原理を示す要部断面図である。管理情報の表側、裏側及び反転の少なくとも何れかを判別する為の区別表示を設けた製品であり、幾つかの区別表示の表示例を示す平面図を示し、（Ａ）区別表示として会社名を利用した製品の平面図、（Ｂ）区別表示として鉤括弧を利用した製品の平面図、（Ｃ）区別表示として上方向を示す『ＴＯＰ』文字を利用した製品の平面図を示している。実施例２にかかる管理情報を設けた製品の斜視図であり、（Ａ）裏面を磨りガラスで形成した製品の斜視図、（Ｂ）表面（レーザー光入射面）を磨りガラスで形成した製品の斜視図である。実施例３にかかる管理情報を設けた製品の斜視図であり、（Ａ）大径管の製品に対して管理情報を表示した様子を示すＡ－Ａ縦断面略図、（Ｂ）小径管の製品に対して管理情報を表示した様子を示すＡ－Ａ縦断面図、（Ｃ）小径管の製品に対して小サイズの管理情報を表示した様子を示すＡ－Ａ縦断面図である。実施例４にかかる管理情報を示す各正面図である。実施例５にかかる管理情報のセルを示す各拡大正面図である。

　以下、図面を参照しながら本実施の形態にかかる管理情報を設けた製品、及びその製品の製造方法を具体的に説明する。但し、本発明にかかる管理情報を設けた製品は、本実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することが可能である。

　図１（Ａ）は、第１の実施形態にかかる管理情報１０を設けた製品Ｃ１を示しており、レーザー光Ｌによるアブレーション加工によって、透明な材質で形成された製品Ｃ１の内部に、管理情報１０となるＱＲコードを形成している。

　図１（Ｂ）は、レーザー光によるアブレーション加工の原理を示している。この実施の形態において、管理情報は、透明に形成されている製品Ｃ１の表面（レーザー光入射面）１１に対してレーザー光Ｌを入射させる。当該レーザー光Ｌを集光レンズ１３を介して、製品表面（レーザー光入射面）１１からＺ_１の距離だけ離れた集光点Ｐに集束させる。集光点Ｐにおけるエネルギー密度は製品内部の破壊閾値以上に設定している為、集光点Ｐ近傍の範囲に渡って溶融・変質等が生じる。その変質等した部分の屈折率や反射率等が他の部分と異なることで外部から識別可能となる。即ち、上記加工原理によって透明な製品Ｃ１の内部に対して管理情報１０を形成することができる。なお、透明に形成されている製品Ｃ１の表面（レーザー光入射面）においては、レーザー光Ｌは破壊閾値以下に設定している事から、当該表面に微小凹凸（クラック等）が生じる事は無い。

　また図２に示すように、透明な製品Ｃ１には、管理情報１０の表側、裏側及び反転の少なくとも何れかを判別する為の区別表示を設けるのが望ましい。これは、表示されている管理情報１０を取得（読取）する際、その取得操作を正確かつ確実にする為である。かかる区別表示は、例えば図２（Ａ）に示すように、管理情報１０の下部に『ＡＢＣ会社』という会社名を表示して、これを区別表示２０Ａとしたり、図２（Ｂ）に示すように管理情報１０の左上部に鉤括弧を挟持して、これを区別表示２０Ｂとしたり、更に図２（Ｃ）に示すように、管理情報１０の上部に上方向を示す『ＴＯＰ』文字を表示して、これを区別表示２０Ｃとすることができる。この区別表示は、上記の例に限られるものではなく、読取装置における情報の取得（読取）操作を阻害しないことを条件として、様々な形状及び位置に設けることができる。かかる区別表示を設けることによって、管理情報１０の正位置を認識することができ、正面から管理情報１０を正確に読み取ることができる。

　実施例１では、図１に示す様にレーザー光Ｌによるアブレーション加工によって、管理情報を実際に加工できるか否か、及び加工した管理情報を読み取ることができるか否かを確認した。

　この実施例１では、まず透明な素材の製品として合成石英ガラス（旭硝子製ＡＱ）と天然溶融石英ガラス（モメンティブ製ＧＥ１２４）の２種類の異なる材質からなる透明製品を使用した。当該２種類の透明製品は外径Φ_１が５０ｍｍ、板厚ｔ_１が１ｍｍの円板に形成しており、双方とも表面（レーザー光入射面）１１、及び裏面１２が平滑且つ透明なものを使用した。また、レーザー加工は、１０６４ｎｍ～３５５ｎｍの波長域を持つＹＡＧパルスレーザーを光源とし、加工出力を１．５Ｗに設定した。

　ここで、本実施例においてレーザー加工出力を１．５Ｗに設定したのは、目視で管理情報を認識でき、且つ確実に読み取れる加工条件を事前に確認できたからである。即ち、この実施例に先立ち、レーザー加工出力別にアブレーション加工を行い、製品の内部に形成された管理情報の視認性（目視で図形を認識できるか否か）、及び読み取り可否について検証しており、その結果を反映させたものである。

　具体的には、この検証では、透明な製品として、外径Φ_１が５０ｍｍ、板厚ｔ_１が１ｍｍからなる平板で形成した合成石英ガラス（旭硝子製ＡＱ）を使用し、これにレーザー出力条件を変えて、管理情報を形成し、形成した管理情報を視認可能か否か、さらに、形成したＱＲコードを市販のハンディ式コードリーダー（キーエンス製／型式ＢＴ－７５Ｗ）を使用して情報を読み取りできるか否かの検証を行った。管理情報は、製品表面から約０．１ｍｍの深さに、１辺が１３ｍｍからなる正方形状のＱＲコードとして形成した。下記の表１はその検証結果を示している。

　この検証では、表１に示す通り、レーザー加工出力が０．８Ｗでは管理情報の視認が出来なく、０．９Ｗ以上の加工出力において視認性及び読み取りが可能であることを確認した。その為、本実施例においてはレーザー加工出力を視認性及び読み取りが確実である１．５Ｗ以上に設定している。

　以上の検証結果から、実施例１では、レーザー加工出力を１．５Ｗに設定した上で、２種類の材質に対して、製品表面から約０．１ｍｍの深さに、１辺が１３ｍｍからなる正方形状のＱＲコードを形成するようにし、実際に加工できるか否か、さらに、ＱＲコードを形成した製品を１１５０℃の高温からなる大気炉に６０分間投入した後でも、形成したＱＲコードを市販のハンディ式コードリーダー（キーエンス製／型式ＢＴ－７５Ｗ）を使用して情報読取できるか否かの検証を行った。

　その結果を、下記表２に示す。即ち、下記表２では、当該２種類の透明製品の材質の違いによるレーザー加工の可否、及び読取装置による情報読取の可否についての実験結果を示している。

　表２に示す通り、２種類の異なる材質で形成した透明な製品に対しては、何れの製品についても製品内部への管理情報（本例ではＱＲコード）の形成が可能で、且つ形成された管理情報を読み取ることが可能なことを確認した。即ち、天然原料で形成されたもの、及び化学合成にて形成されたもの、どちらの材質（素材）に対しても内部に情報形成が可能で、且つ読取も可能なことを確認した。

　さらに、管理情報を形成した透明製品が、苛酷な環境下でも使用可能であるか検証を行った。具体的には、管理情報を形成した上記２種類の透明な製品を、１１５０℃の高温からなる大気炉に６０分間投入し、当該製品の使用可否の確認を行った。その結果、高温の大気炉に投入後も、製品内部に形成した管理情報が剥がれたり（又は掠れたり）、消失することは無く、コードリーダーによる情報読取も可能なことを確認した。

　実施例２では、透明な製品の表面（レーザー光入射面）１１と裏面の何れかの面を透明に形成し、他方の面を磨りガラス状に形成した製品に対してレーザー加工を行い、内部への管理情報１０の形成の可否、及び読取の可否を検証した。

　実施例２では、透明な製品として外径Φ₂が５０ｍｍ、板厚ｔ₂が５ｍｍからなる平板で形成された天然溶融石英ガラス（モメンティブ製ＧＥ２１４）を使用した。そして、当該透明な製品の片面を透明とし、他方の面を粗面加工して磨りガラスとしたサンプル製品を形成した。本実施例では、磨りガラス面の表面粗さをＲａ０．７０４μｍとＲａ３．２７０μｍの２種類に粗面化した製品を使用し、これを表面及び裏面に加工して、合計４種類の表面状態の異なる透明製品を使用した。

　本実施例におけるレーザー加工は、実施例１と同様のＹＡＧパルスレーザーを使用し、加工出力は１．５Ｗ、及び９Ｗの２種類に設定した。このレーザー加工によって、表面から約１．７ｍｍの深さに、１辺が１３ｍｍからなる正方形状のＱＲコードを形成できるか否か、及びその情報を読取可能か否かを検証した。下記に示す表３はその結果を示している。

　表３（Ｎｏ．１／２）及び図３（Ａ）に示す通り、表面（レーザー光入射面）１１が透明に形成され、裏面１２が磨りガラス状に形成されている透明製品Ｃ２に対しては、何れのレーザー加工出力においても内部に管理情報１０を形成し、読み取り可能であった。

　一方、表３（Ｎｏ．３／４）及び図３（Ｂ）に示す通り、表面（レーザー光入射面）１１が磨りガラス状で形成され、裏面が透明に形成されている透明製品Ｃ２に対しては、内部に管理情報１０を形成することができなかった。

　即ち、レーザー光によるアブレーション加工を製品内部に施すには、レーザー光入射面を透明且つ平滑に形成するのが望ましいことを確認した。

　実施例３では製品形状の異なる透明製品に対してレーザー加工を行い、管理情報１０の形成の可否、及び読取の可否の検証を行った。特に、円筒外径の異なる円筒形状の透明製品を使用した。

　実施例３では、透明な製品として天然溶融石英ガラス石英ガラス（モメンティブ製ＧＥ２１４）で形成した円筒を使用した。図４にも示すように、当該透明な製品Ｃ３は、外径Φ3が２８０ｍｍ、板厚ｔ₃が５ｍｍからなる大径管と、外径Φ4が２６ｍｍ、板厚ｔ₄が２ｍｍからなる小径管の２種類の製品を使用した。当該２種類の製品は、双方とも表面（レーザー光入射面）１１、及び裏面１２を透明に形成した。

　また、レーザー加工は実施例１及び２と同様のＹＡＧパルスレーザーを使用し、加工出力は１．５Ｗ、３Ｗ、５Ｗ、７Ｗ、９Ｗの５種類に設定した。このレーザー加工によって、製品表面から約１．７ｍｍの深さに、１辺が１３ｍｍ又は６ｍｍからなる正方形状のＱＲコードの形成の可否、及びその情報の読取の可否を検証した。下記に示す表４はその結果を示している。

　表４（Ｎｏ．１）及び図４（Ａ）に示す通り、外径Φ3が２８０ｍｍからなる大径管に形成した透明製品Ｃ３に対しては、何れのレーザー加工出力でも、その製品内部に１辺が１３ｍｍからなる正方形状の管理情報１０（ＱＲコード）を形成できた。

　一方で、表４（Ｎｏ．２）及び図４（Ｂ）に示す通り、外径Φ4が２６ｍｍからなる小径管に形成した透明製品Ｃ３に対しては、その内部に１辺が１３ｍｍからなる正方形状の管理情報１０（ＱＲコード）の中心部分は形成できたものの、端部が形成できなかった。完全な管理情報１０が形成されていない為、読み取りも不可であった。

　しかし、表４（Ｎｏ．３）及び図４（Ｃ）に示す通り、小径管に形成した透明製品Ｃ３に対しては、１辺が６ｍｍの正方形の管理情報１０（ＱＲコード）であれば、内部に形成可能であった。

　上記の実験結果から、透明製品Ｃ３が筒状等に形成されている場合には、管理情報１０の形成面は曲面に形成されている為、管理情報１０の形成範囲を調整する必要があることが確認できた。即ち、透明製品の形状によっては管理情報１０のサイズを調整したり、軸方向に対して別の形状で管理情報１０を形成するなど、適宜管理情報の形状を選択使用することで、透明製品の内部に対して確実且つ精確な管理情報１０の形成が可能になる。

　この実施例では、透明製品に対して、レーザー光によるアブレーションによって不透明な部分を形成して管理情報を表示する際に、通常は黒色等で表示する「情報の表示部」を不透明化した二次元コード10a（図５（Ａ））と、余白部分を不透明化して「情報の表示部」を透明にした二次元コード10b（図５（Ｂ））とにおいて、二次元コードリーダーで読み取った時の認識率の違いを比較した。パターンを反転させた２つの二次元コードを二次元コードリーダーで読み取った結果、透明製品に不透明部分を形成して光の反射率を異ならせた二次元コードにおいては、透明部分を透過して現れる背景によって二次元コードリーダーによる読み取り性能が低下する場合があった。即ち、当該リーダーによる読み取り環境によっては、余白部分を不透明化して「情報の表示部」を透明にした二次元コード10bの方が読み取り精度が高い場合もあった。よって、二次元コードリーダーによる読み取り性能を向上させるためには、「余白部分」又は「情報の表示部」の何れを不透明化するかは、透明部分が少なる様に形成するのが有効であることを確認した。また、いかなる環境でも読み取り精度を向上させるためには、「余白部分」を不透明化した管理情報と、「情報の表示部」を不透明化した管理情報の両方を設ける事も有効であることを確認した。

　この実施例では、管理情報を構成するセルの描画構成を変えて、二次元コードリーダーでの読み取り精度の違いを確認した。即ち、図６（Ａ）～（Ｅ）に示す様に、アブレーション加工によって不透明化するパターンを異ならせて、二次元コードリーダーでの読み取り精度の違いを比較した。
　図６（Ａ）は、１つのセルのサイズＬ１を一辺が500μｍの正方形（□）とし、セル内のドット30a同士のピッチＰ１を40μｍとして、セル内に縦13個、横13個のドット30aを整列させて配置した。その結果、二次元コードリーダーでの読み取り精度（以下、「読み取り精度」とする）は９０％以上であった。一方、セルサイズを同じにしてセル内のドット数を縦６個、横６個とした場合には、読み取り精度は５０％以下であった。
　図６（Ｂ）は、１つのセルのサイズＬ２を一辺が320μｍの正方形（□）とし、セル内にライン30bを交差させたクロスハッチを形成した。ライン30bのピッチＰ２を、10μｍ、40μｍ、80μｍ、120μｍに異ならせて実験を行ったが、何れのピッチでも読み取り精度は９０％以上であった。但し、ラインピッチを小さくすれば読み取り精度も高まるが、加工時間が長くなることを確認した。

　図６（Ｃ）は、１つのセルのサイズＬ３を一辺が200μｍの正方形（□）とし、セル内のドット30a同士のピッチＰ１を40μｍとして、セル内に縦５個、横５個のドットを整列させて配置した。その結果、読み取り精度は９０％以上であった。これに対して、図６（Ｄ）に示す様に、１つのセルのサイズＬ３は図６（Ｃ）と同様に一辺が200μｍの正方形（□）とし、セル内のドット30a同士のピッチＰ３を80μｍとして、セル内に縦３個、横３個のドット30aを整列させて配置した場合には、二次元コードリーダーでは殆ど読み取る事ができなかった。そして図６（Ｅ）に示す様に、１つのセルのサイズＬ３は図６（Ｃ）と同様に一辺が200μｍの正方形（□）とし、セル内のドット30a同士のピッチＰ１を40μｍとして、セル内に縦４個、横４個のドット30aを整列させ、その外側をライン30bで囲んだ場合には、読み取り精度は９０％以上であった。これに対して、セルのサイズを200μｍとし、ドット30a同士のピッチを40μｍとして、セル内に縦４個、横４個のドット30aを整列させて配置した場合（ラインで囲んでいない場合）には、読み取り精度が約５０％程度であったことから、整列配置させたドット（またはセル）の周囲をラインで囲むことにより、少ないドットでも読み取り精度を向上できる事が確認できた。

　　Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３　　透明製品
　　１０　　管理情報
　　１１　　表面（レーザー光入射面）
　　１２　　裏面
　　１３　　集光レンズ
　　２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ　　区別表示
　　Ｌ　　レーザー光
　　Ｐ　　集光点
　　Φ　　外径
　　ｔ　　板厚
　　Ｚ　　距離

Claims

　製品を管理する為の管理情報を設けた製品であって、
　当該管理情報は、製品における厚さを有する部位であって、且つ厚さ方向の内部に設けられ、当該製品の厚さ方向の少なくとも何れかの面に透過して視認可能であることを特徴とする、管理情報が設けられた製品。
　前記管理情報が設けられている領域は、その厚さ方向に存在する少なくとも何れかの面が、透明且つ平滑に形成されている、請求項１に記載の製品。
　更に、前記管理情報の表側、裏側及び反転の少なくとも何れかを判別する為の区別表示
を設けている、請求項１又は２に記載の製品。
　前記管理情報は、製品の形成後において、当該製品の内部に焦点を設定したレーザー光を照射し、当該部材の内部を昇華・蒸発させるアブレーション加工によって形成されている、請求項１～３の何れか一項に記載の製品。
　製品に設けられた管理情報に基づいて製品をメンテナンスする為の管理方法であって、
　当該製品は、請求項請求項１～３の何れか一項に記載の製品であり、
　当該製品における厚さを有する面に設けられた管理情報を、厚さ方向の少なくとも何れかの面から透過して読み取ることにより、当該製品のメンテナンス時期、製造年月日及び製造者の少なくとも何れかを取得する、製品の管理方法。