特許 7540269 収容器、収容体、製造方法及び製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】収容器、収容体、製造方法及び製造装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20240820BHJP

   B65D 23/00 20060101ALI20240820BHJP

   B29C 59/16 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 B

B65D23/00 H

B29C59/16

B23K26/00 N

【請求項の数】 24

(21)【出願番号】P 2020162355

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2021176648

(43)【公開日】2021-11-11

【審査請求日】2023-07-14

(31)【優先権主張番号】P 2019225898

(32)【優先日】2019-12-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020081469

(32)【優先日】2020-05-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】平山 里絵

(72)【発明者】

【氏名】今井 重明

(72)【発明者】

【氏名】橘 弘人

(72)【発明者】

【氏名】新井 伸幸

(72)【発明者】

【氏名】市川 陽一

(72)【発明者】

【氏名】中山 裕俊

(72)【発明者】

【氏名】小橋川 翔太

(72)【発明者】

【氏名】田村 麻人

(72)【発明者】

【氏名】西尾 卓衛

(72)【発明者】

【氏名】藤田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】岩田 宗朗

【審査官】矢澤 周一郎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００５６３２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０００１２３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１９９２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５２７７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５０１２２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ６５Ｄ ２３／００

Ｂ２９Ｃ ５９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面又は内部の少なくとも一方に第１パターンが形成された収容器であって、
前記第１パターンは第２パターンの集合体により構成されており、
前記第２パターンの集合体は凹凸形状を含み、
前記凹凸形状における凹部と凸部の深さの差は０．４μｍ以上であり、
前記第１パターンは画像であり、
前記画像を構成する複数の画素のそれぞれは、前記第２パターンの集合体により構成されている
収容器。

【請求項2】

前記収容器は樹脂で構成されている
請求項１に記載の収容器。

【請求項3】

前記凹部の周囲に円環面状に凸部を有している
請求項１、又は２に記載の収容器。

【請求項4】

前記収容器は、ポリエチレンテレフタレートで構成されている
請求項１乃至３の何れかに記載の収容器。

【請求項5】

前記第２パターンの集合体は、前記収容器の周辺の光を拡散させる
請求項１乃至４の何れか１項に記載の収容器。

【請求項6】

前記第２パターンは、前記収容器の形状、結晶化状態、又は発泡状態の少なくとも１つが変化することで形成されている
請求項１乃至５の何れか１項に記載の収容器。

【請求項7】

前記第２パターンの集合体における隣接する前記第２パターン同士の間隔は０．４μｍ以上で１３０μｍ以下である
請求項１乃至６の何れか１項に記載の収容器。

【請求項8】

前記第２パターンは所定の周期で形成されている
請求項１乃至７の何れか１項に記載の収容器。

【請求項9】

前記第２パターンの集合体は２個以上で５個以下の前記第２パターンを含む
請求項１乃至８の何れか１項に記載の収容器。

【請求項10】

隣接する前記第２パターン同士の間隔は、前記画素間で異なる
請求項１乃至９の何れか１項に記載の収容器。

【請求項11】

前記収容器は生分解樹脂で構成されている
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の収容器。

【請求項12】

可視光に対して透過性を有する
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の収容器。

【請求項13】

請求項１乃至１２の何れか１項に記載の収容器により構成された収容器であって、
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部と、を備え、
前記第１パターンは、前記肩部に形成されている
収容器。

【請求項14】

前記肩部は、前記胴部に対して傾斜している
請求項１３に記載の収容器。

【請求項15】

前記口部から遠ざかるにつれて幅が狭くなる前記第１パターンが前記肩部に形成されている
請求項１４に記載の収容器。

【請求項16】

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部と、を備え、
前記第１パターンは、前記底部に形成されている
請求項１３乃至１５の何れか１項に記載の収容器。

【請求項17】

請求項１乃至１６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。

【請求項18】

表面又は内部の少なくとも一方に第１パターンが形成され、前記第１パターンは第２パターンの集合体により構成されている収容器の製造方法であって、
前記第２パターンの集合体が凹凸形状を含み、前記凹凸形状における凹部と凸部の深さの差が０．４μｍ以上であるように、前記収容器にレーザビームを照射する照射工程と、
前記収容器を所定の軸回りに回転させる回転工程、又は前記収容器を移動させる移動工程の少なくとも１つの工程と、
前記第２パターンを構成させる前記照射工程の制御と、前記回転工程又は前記移動工程の少なくとも１つの制御と、を行う制御工程と、を行い、
前記第１パターンは画像であり、
前記画像を構成する複数の画素のそれぞれは、前記第２パターンの集合体により構成されている
製造方法。

【請求項19】

前記レーザビームを走査する工程をさらに行う
請求項１８に記載の製造方法。

【請求項20】

前記照射工程では、ビームスポット径が１μｍ以上で２００μｍ以下の前記レーザビームを前記収容器に照射する
請求項１８、又は１９に記載の製造方法。

【請求項21】

前記照射工程では、複数のレーザ光源のそれぞれにより前記レーザビームを照射する
請求項１８乃至２０の何れか１項に記載の製造方法。

【請求項22】

前記レーザビームの強度を制御する工程をさらに行う
請求項１８乃至２１の何れか１項に記載の製造方法。

【請求項23】

表面又は内部の少なくとも一方に他の領域と拡散特性が異なる第１の領域が形成された収容器であって、
前記第１の領域は、当該第１の領域よりも小さく且つ前記他の領域と拡散特性が異なる第２の領域の集合体により構成されており、
前記第２の領域の集合体は凹凸形状を含み、
前記凹凸形状における凹部と凸部の深さの差は０．４μｍ以上であり、
前記第１の領域は画像であり、
前記画像を構成する複数の画素のそれぞれは、前記第２の領域の集合体により構成されている
ことを特徴とする収容器。

【請求項24】

表面又は内部の少なくとも一方に第１パターンが形成され、前記第１パターンは第２パターンの集合体により構成されている収容器の製造装置であって、
前記第２パターンの集合体が凹凸形状を含み、前記凹凸形状における凹部と凸部の深さの差が０．４μｍ以上であるように、前記収容器にレーザビームを照射する照射部と、
前記収容器を所定の軸回りに回転させる回転部又は前記収容器を移動させる移動部の少なくとも１つと、
前記第２パターンを構成させる前記照射部の制御と、前記回転部又は前記移動部の少なくとも１つの制御と、を行う制御部を備え、
前記第１パターンは画像であり、
前記画像を構成する複数の画素のそれぞれは、前記第２パターンの集合体により構成されている
製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、収容器、収容体、製造方法及び製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

これに対し、名称や成分等の情報を表示するパターンを、炭酸ガスレーザで収容器の表面に直接形成することで、ラベルを無くした収容器を提供する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の技術では、画像や図形等を収容器に形成すると、これらの視認性が低下する場合がある。

【0007】

本発明は、基材となる部材において画像や図面等が良好な視認性で形成された基材を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

表面又は内部の少なくとも一方に第１パターンが形成された収容器であって、前記第１パターンは第２パターンの集合体により構成されており、前記第２パターンの集合体は凹凸形状を含み、前記凹凸形状における凹部と凸部の深さの差は０．４μｍ以上であり、前記第１パターンは画像であり、前記画像を構成する複数の画素のそれぞれは、前記第２パターンの集合体により構成されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、基材となる部材において画像や図面等が良好な視認性で形成された基材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】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。

【図2A】実施形態に係るレーザ照射部の構成例を示す図である。

【図2B】加工レーザビームアレイによるレーザ光の照射を説明する図である。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】パターンデータの一例を示す図である。

【図7】第１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。

【図8】加工パラメータの一例を示す図である。

【図9】加工データの一例を示す図である。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】第１実施形態に係る収容器の一例を示す図である。

【図13】第１パターンと第２パターンの関係例を示す図である。

【図14】図１３のＡ－Ａ断面図である。

【図15】加工深さの各種の例を示す図であり、（ａ）は加工深さが非加工部深さより浅い場合、（ｂ）は加工深さが非加工部深さより深い場合、（ｃ）は加工深さと非加工部深さが同程度の場合、（ｄ）加工深さと非加工部深さを変化させた場合の図である。

【図16】実施形態に係る収容体の一例を示す図である。

【図17】第２パターンによる階調表現の一例を説明する図である。

【図18】第２パターンによる階調表現の他の例を示す図であり、（ａ）は周期性のない第２パターンの加工データを示す図、（ｂ）は結晶化による第２パターンの断面図、（ｃ）は結晶化による第２パターンの平面図である。

【図19】第２実施形態に係る収容器の一例を示す図である。

【図20】第３実施形態に係る収容器の一例を示す図である。

【図21】第３実施形態に係る収容器を口部側から見た図である。

【図22】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。

【図23】第３実施形態に係る収容器の他の例を示す図である。

【図24】第３実施形態に係る収容器を底部側から見た図である。

【図25】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。

【図26】第１変形例に係る収容器の製造装置の構成例を示す図である。

【図27】第２変形例に係る収容器の製造装置の構成例を示す図である。

【図28】第３変形例に係る収容器の一例を示す図である。

【図29】第１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。

【図30】場所ごとに異なる波長のレーザ光を照射する構成例の図である。

【図31】変性痕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。

【図32】第５実施形態に係る製造装置による温度制御例を示す図である。

【図33】第５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。

【図34】封止部材に形成したパターン例を示す図である。

【図35】マルチレーザビームを照射する構成の一例を示す図である。

【図36】各種マルチレーザビームを例示する図であり、（ａ）は１列に配列するものの図、（ｂ）は２列に配列するものの図、（ｃ）は千鳥状に２次元配列するものの図、（ｄ）は矩形格子状に２次元配列するものの図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

実施形態に係る収容器は、基材の表面又は内部の少なくとも一方に、第１パターンが形成されたＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）ボトル等の収容器である。この第１パターンは、文字やバーコード等のコード、図形等を含み、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、製造日時等の情報を表示するものである。また基材とは、樹脂やガラス等の収容器を構成する部分をいう。

【0013】

実施形態では、この第１パターンを第２パターンの集合体により構成する。ここで集合体とは、複数の要素が集まったものをいう。

【0014】

例えば、第１パターンの一例としての線の図形を、この線よりさらに細い複数の線により構成したり、或いは、線の太さに対して直径が小さい複数の点等により構成したりする。この細い線や小さい点の１つ１つはそれぞれ第２パターンの一例である（図１３参照）。換言すると、第１パターンより微細な第２パターンの集合体を埋め込んで第１パターンを構成する。

【0015】

第２パターンの集合体により構成される第１パターンによって、収容器の周辺の光（以下では周辺光という）の第１パターンによる拡散性が高くなり、第１パターンのコントラストが向上する。そして、第１パターンが微細な線や文字、画像、図形等を含む情報量の多いパターンであっても、第１パターンを高いコントラストで良好に視認可能にする。

【0016】

以下では、実施形態に係る収容器と、製造装置を用いた収容器の製造方法について説明する。

【0017】

［第１実施形態］
＜製造装置１００の構成例＞
まず、第１実施形態に係る収容器１の製造装置１００の構成について説明する。図１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、収容器を構成する基材の性状を変化させることで、基材の表面又は内部の少なくとも一方に、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。

【0018】

図１に示すように、製造装置１００は、レーザ照射部２と、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パターンを形成する。ここで、円筒軸１０は「所定の軸」の一例である。なお、以下では、説明を簡略化するため、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、適宜第１パターンという場合がある。

【0019】

照射部の一例としてのレーザ照射部２は、レーザ光源から射出されるレーザ光を図１のＹ方向に走査し、正のＺ方向に配置されている収容器１に向けて、レーザビームの一例としての加工レーザビーム２０を照射する。なお、このレーザ照射部２については、図２を用いて詳述する。

【0020】

回転部の一例としての回転機構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。

【0021】

移動部の一例としての移動機構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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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又は内部の少なくとも一方に第１パターンを２次元的に形成する。

【0025】

ここで、レーザ照射部２による加工レーザビーム２０のＹ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第１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方向に走査することで、収容器１における基材の表面又は内部の少なくとも一方に第１パターンを形成する。これにより、収容器１のより広い領域に第１パターンを形成できる。

【0026】

＜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２Ａは、レーザ照射部２の構成の一例を示す図である。図２Ａ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とを備えている。

【0027】

レーザ光源２１は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又は内部の少なくとも一方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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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ている。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。

【0032】

なお、実施形態では走査部２３がレーザ光をＹ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。

【0033】

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、ＸＹ方向に２次元走査すると、Ｘ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。

【0034】

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又は内部の少なくとも一方に照射される。

【0035】

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又は内部の少なくとも一方の所定位置に、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。

【0036】

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。

【0037】

図２Ａ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２Ｂ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。

【0038】

＜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３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。

【0039】

図３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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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３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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

＜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４は制御部６の機能構成の一例を示すブロック図である。

【0047】

図４に示すように、制御部６は、第１パターンデータ入力部６１と、第２パターンパラメータ指定部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。

【0048】

これらのうち、第１パターンデータ入力部６１、第２パターンパラメータ指定部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３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。

【0049】

第１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又は内部の少なくとも一方に形成する第１パターンのパターンデータをＰＣ（Personal Computer）やスキャナ等の外部装置から入力する。第１パターンのパターンデータは、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、第１パターンの種類を示す情報とを含む電子データである。

【0050】

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を用いて生成した第１パターンのパターンデータを入力することもできる。

【0051】

第１パターンデータ入力部６１は、入力した第１パターンのパターンデータを加工データ生成部６４及び第２パターンパラメータ指定部６２のそれぞれに出力する。

【0052】

第２パターンパラメータ指定部６２は、第２パターンを形成するための加工パラメータを指定する。上述したように第２パターンは、第１パターンより小さい線又は点等であり、第１パターンのコントラストを上げ、視認性を向上させるように作用するものである。

【0053】

第２パターンの加工パラメータは、第２パターンとしての線の種類や太さ、加工深さ、或いは線の集合体における隣接する線同士の間隔又は配置等を指定する情報である。或いは第２パターンとしての点の種類、大きさ、加工深さ、或いは点の集合体における隣接する点同士の間隔又は配置等を指定する情報である。

【0054】

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。第２パターンの集合体において、第２パターン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。

【0055】

文字、コード、図形又は写真等の第１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第２パターン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、このような第１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。

【0056】

第２パターンパラメータ指定部６２は、第１パターンデータ入力部６１から入力した第１パターンの種類を示す情報に基づき、格納部６３を参照して第２パターンの加工パラメータを取得して指定することができる。

【0057】

但し、第２パターンパラメータ指定部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。第２パターンパラメータ指定部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を参照して第２パターンの加工パラメータを取得してもよい。

【0058】

また、第２パターンパラメータ指定部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を用いて生成した第２パターンの加工パラメータを取得してもよい。

【0059】

加工データ生成部６４は、第１パターンのパターンデータと、第２パターンの加工パラメータとに基づいて、第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成するための加工データを生成する。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。なお、同期検知信号を用いた照射タイミング制御には、特開２００８－０７３８９４号公報等の公知技術を適用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

＜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５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。

【0070】

まず、ステップＳ５１において、第１パターンデータ入力部６１は、第１パターンのパターンデータをＰＣやスキャナ等の外部装置から入力する。第１パターンデータ入力部６１は、入力した第１パターンのパターンデータを加工データ生成部６４及び第２パターンパラメータ指定部６２のそれぞれに出力する。

【0071】

続いて、ステップＳ５２において、第２パターンパラメータ指定部６２は、第２パターンを形成するための加工パラメータを指定する。第２パターンパラメータ指定部６２は、第１パターンデータ入力部６１から入力した第１パターンの種類を示す情報に基づき、格納部６３を参照して第２パターンの加工パラメータを取得して指定する。

【0072】

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。

【0073】

続いて、ステップＳ５３において、加工データ生成部６４は、第１パターンのパターンデータと、第２パターンの加工パラメータとに基づいて、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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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又は内部の少なくとも一方に、第１パターンが順次形成される。

【0080】

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、第１パターンの形成が終了したか否かを判定する。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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又は内部の少なくとも一方に、第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成することができる。

【0086】

＜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。

【0087】

（パターンデータ例）
図６は、第１パターンデータ入力部６１が入力する第１パターンのパターンデータの一例を示す図である。

【0088】

図６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は第１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第１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。

【0089】

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、第１パターンの種類を示す情報が含まれている。この例では、第１パターンの種類は「文字」である。

【0090】

第１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、第２パターンパラメータ指定部６２及び加工データ生成部６４のそれぞれに出力する。

【0091】

（第１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７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７に示す対応テーブル６３１は、文字、コード、図形又は写真等の第１パターンの種類と、第１パターンの視認性を向上させるために適した第２パターンのため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。

【0092】

対応テーブル６３１の「識別情報」列に示された数値は、第１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、第１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、第１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。

【0093】

第２パターンパラメータ指定部６２は、対応テーブル６３１を参照して、第１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。図６の例では、第１パターンの種類は「文字」であるため、第２パターンパラメータ指定部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。

【0094】

（加工パラメータ例）
図８は、第２パターンパラメータ指定部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。

【0095】

（加工データ例）
図９は、加工データ生成部６４が生成した加工データの一例を示す図である。加工データ６４１における文字データ６４２は、第２パターンに対応する複数の直線データにより構成されている。加工データ６４１における黒地領域が、加工レーザビーム２０の照射により収容器１の基材の性状を変化させる領域に対応する。

【0096】

＜加工レーザビーム２０の一例＞
次に、図１０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。

【0097】

また図１０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。

【0098】

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。

【0099】

図１０（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１０（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１０（ｂ）は図１０（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１０（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。

【0100】

図１０（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１０（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１０（ｄ）は図１０（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１０（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。

【0101】

図１０（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１０（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１０（ｆ）は図１０（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１０（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。

【0102】

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。

【0103】

ビームスポット２０１の直径は、一例として４２．６μｍであり、図１０（ａ）、（ｂ）におけるＹ方向と直交する方向でのレーザスポット２０１間の隙間は、一例として２３．６μｍである。

【0104】

また、図１０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。

【0105】

＜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１１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。

【0106】

図１１（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１１（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１１（ｂ）の場合、図１１（ａ）に対して凹部の周縁部が盛り上がった形状になる。

【0107】

また、図１１（ｃ）は、収容器１の基材表面の結晶化状態の変化を示し、図１１（ｄ）は、収容器１の基材内部の発泡状態の変化を示している。

【0108】

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、又は基材内部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の表面又は内部に第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。

【0109】

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。

【0110】

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、基材の内部及び表面が発泡し、白濁化させることができる。

【0111】

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。

【0112】

収容器１の基材性状の変化は、図１１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。

【0113】

＜第１実施形態に係る収容器１の一例＞
次に、第１実施形態に係る収容器１を説明する。図１２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１２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。

【0114】

収容器１の表面には「ラベルレス」という文字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、文字１１での周辺光の拡散により、文字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線の集合が文字１１に対応しており、文字１１は第１パターンの一例であり、第１の領域の一例である。また収容器１における文字１１が形成されていない領域は、他の領域の一例である。

【0115】

収容器１の基材の樹脂としては、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等を用いることができる。

【0116】

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。

【0117】

図１３は、収容器１に形成された第１パターンと第２パターンの関係の一例を示す図である。図１３における拡大図１１１は、文字１１の一部を拡大表示したものである。図１３に示すように、収容器１の表面には「ラベルレス」という文字１１が形成され、拡大図１１１に示すように、文字１１は複数の直線１２により構成されている。換言すると、文字１１は直線１２の集合体により構成されている。なお、図１３では、拡大図１１１に対応する領域にのみ直線１２を示しているが、文字１１全体が直線１２の集合体により構成されている。

【0118】

直線１２の集合体における白地領域は基材の性状が変化した領域を示し、白地領域で示す複数の直線のうちの１本の直線に対応する直線１２は、第２パターンの一例であり、また第２の領域の一例である。複数の直線１２は直線１２の集合体の一例である。直線１２は文字１１より小さいパターンである。より詳しくは、直線１２は、直線部分の面積が文字１１を構成する複数の線部分の面積の総和より小さいパターンである。このように文字１１は、文字１１より小さい（微細な）直線１２の集合体を含んで形成されている。

【0119】

図１４は、図１３の拡大図１１１におけるＡ－Ａ断面形状を示す断面図である。外側表面部１２１は収容器１の外側の基材表面を示している。また凹部１２２は加工レーザビーム２０の照射で収容器１の基材の表面が蒸散することにより形成された部分を示し、直線１２に対応する部分である。内側表面部１２３は収容器１の内側（収容器１の内部側）の基材表面を示している。

【0120】

厚みｔは収容器１の基材の厚みを示し、加工深さＨｐは凹部１２２の深さを示している。非加工部深さＨｂは非加工部の深さを示している。非加工部の深さは、収容器１の基材の厚みｔから加工深さＨｐを差し引いた深さである。

【0121】

ここで、隣接する第２パターン同士の間隔とは、隣接する第２パターンの中心間の距離をいう。図１４における間隔Ｐは隣接する直線１２同士の間隔を示している。また幅Ｗは直線１２の太さを示している。本実施形態における直線１２は周期性をもって形成されているため、間隔Ｐは直線１２が形成された周期にも該当する。

【0122】

ここで間隔Ｐは、０．４μｍ以上で１３０μｍ以下にすることが好ましい。間隔Ｐを０．４μｍ以上にすることで可視光の波長限界の制限を受けずに周辺光を拡散させることができ、直線１２の集合体により構成される文字１１のコントラストを向上させることができる。

【0123】

また、間隔Ｐを１３０μｍ以下とすることで、２００ｄｐｉ（dot per inch）の解像度を保証するとともに、直線１２のそのものが視認されることを防ぎ、文字１１を白濁化したパターンとして高いコントラストで視認させることができる。間隔Ｐを５０μｍ以下にすると、第２パターンそのものが視認されることを確実に防ぐことができるため、より好適である。

【0124】

上述した例では間隔Ｐに対する好適な数値として説明したが、第２パターンが周期性を有する場合は、上記の好適な数値を周期に対しても当てはめることができる。

【0125】

なお、図９に示した第２パターンの加工データに対して、図１３は間隔の狭い第２パターンの例を示している。つまり、図９の文字データ６４２と図１３の文字１１とは対応していない。

【0126】

また、拡大図１１１では、等間隔に周期性を持って形成された直線１２の集合体を示したが、第２パターンの集合体はこれに限定されるものではない。異なる間隔で非周期に形成された複数の直線１２で第２パターンの集合体を構成してもよいし、周期的又は非周期に形成された複数の点等により第２パターンの集合体を構成してもよい。第２パターンが点のパターンである場合、この点のパターンは文字１１等の第１パターンより小さいパターンにする。

【0127】

また、本実施形態では、凸部に対応する外側表面部１２１と凹部１２２を含む凹凸形状で第２パターンが形成されている。このように凹凸形状で第２パターンを形成する場合は、外側表面部１２１と凹部１２２との深さの差を０．４μｍ以上にすることが好ましい。０．４μｍ以上にすることで、可視光の波長限界の制限を受けずに周辺光を拡散させ、直線１２の集合体により構成される文字１１のコントラストを向上させることができる。なお、凸部の一例として外側表面部１２１を示したが、凹部１２２より深さが浅ければ、加工レーザビーム２０を照射して収容器１の外側表面を蒸散させた部分が凸部であってもよい。

【0128】

次に、図１５は、加工深さＨｐの各種の例を示す図である。

【0129】

図１５（ａ）は加工深さＨｐが基材の非加工部深さＨｂより浅い場合の図である。より具体的には、加工深さＨｐ対非加工部深さＨｂの比が、１以下対９以上から３対７となる場合である。この場合、第２パターンの剛性（機械強度）が向上する。一例として収容器１の基材の厚みが１００μｍ～５００μｍの場合に加工深さＨｐは１０μｍである。

【0130】

図１５（ｂ）は加工深さＨｐが基材の非加工部深さＨｂより深い場合の図である。より具体的には、加工深さＨｐ対非加工部深さＨｂの比が、７対３から９以上対１以下となる場合である。

【0131】

図１５（ｃ）は加工深さＨｐと基材の非加工部深さＨｂが同程度の場合の図である。より具体的には、加工深さＨｐ対非加工部深さＨｂの比が、４対６から６対４となる場合である。

【0132】

図１５（ｄ）は加工深さＨｐと基材の非加工部深さＨｂを変化させた場合の図である。

【0133】

図１５（ａ）～（ｄ）に示したような加工深さＨｐの深さは、レーザ照射制御部６５における光強度制御部６５１でレーザ光源２１の射出するレーザ光の光強度を制御することにより調整できる。

【0134】

＜レーザ光源と加工パラメータの対応例＞
製造装置１００で使用されるレーザ光源２１は、例えば、波長３５５ｎｍ、波長５３２ｎｍ、波長１０６４ｎｍのパルスレーザが使用され、パルス幅は、数１０ｆｓから数１００ｎｓである。換言すると、紫外領域、又は可視光領域の短パルスレーザ、若しくは超短パルスレーザが使用される。但し、これに限定されるものではなく、ＣＷレーザを使用することも可能であり、ＣＷレーザを変調して使用できる。

【0135】

レーザ光源２１として波長が短いレーザ光源を用いるほどビームスポット径を小さくでき、より微細な第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成するために好適である。

【0136】

＜収容器１による作用効果＞
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。

【0137】

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。

【0138】

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。

【0139】

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。

【0140】

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。

【0141】

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。

【0142】

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。

【0143】

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。

【0144】

これに対し、本実施形態では、基材の表面又は内部の少なくとも一方に、第２パターンにより構成される第１パターンが形成された収容器１を提供する。

【0145】

第２パターンにより構成される第１パターンは、一筆書きで形成した第１パターン等と比較して、周辺光の拡散性が高くなる。なお、ここでいう一筆書きとは、レーザ光を間欠なく連続的なく照射しながら線又は図形を描くことをいう。その結果、収容器１における第１パターンが形成されていない領域に対する第１パターンのコントラストが向上する。本実施形態では、第２パターンによる拡散効果により、第１パターンが形成されていない領域に対して第１パターンが白濁化して視認され、コントラストの向上により白濁化した領域がより白く視認される。

【0146】

これにより、第１パターンが微細な線や文字等を含む情報量の多いパターンであっても、第１パターンを高いコントラストで良好に視認させることができ、情報量の多いパターンが良好な視認性で形成された収容器１を提供できる。また、収容器１の基材となる部材において、画像や図面等が良好な視認性で形成された基材を提供できる。

【0147】

また、インク等の不純物を収容器１本体に付与せずに第１パターンを形成できるため、循環型リサイクルの工程内で不純物を除去する工程を不要とし、またインクを不純物として除去することによる管理情報の欠落も防ぐことができる。

【0148】

また、第１パターンを白濁化させることで、収容器１の基材として可視光に対して透過性を有する透明なプラスチックや透明なガラスを用いた場合にも、第１パターンを良好なコントラストで視認させることができる。

【0149】

なお、本実施形態では、加工レーザビーム２０によって第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成する例を示したが、これに限定されるものではなく、切削加工等の他の加工法も適用可能である。

【0150】

また、基材の性状として形状、結晶化状態、又は発泡状態の少なくとも１つを変化させると、基材の性状を変化させる手段としてレーザビームを照射するレーザ加工法を適用できる。レーザ加工法は高速加工が可能で、かつ切削粉等の発生を抑制できるため、よりクリーンな環境で第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成可能になる。

【0151】

また、本実施形態では、照射条件データに基づき、加工レーザビーム２０の光強度を制御することで、第２パターンの加工深さＨｐの深さ調整を行う。これにより、第１パターンのコントラスト又は第２パターンの剛性等の適正化できる。

【0152】

また、収容器１の表面又は内部で基材の性状を変化される領域における加工レーザビーム２０の直径を１μｍ以上で２００μｍ以下にすることが好ましい。第２パターンの集合体により構成される第１パターンによる周辺光の拡散性を良好にでき、また第１パターンの形成効率を確保することができる。

【0153】

ビームスポット径が１μｍよりも小さくなると、可視光の波長に近くなり、そうなると、そのビームスポット径で加工した構造で光を散乱することができなくなり、白濁化できなくなってしまう。また、２００μｍよりも大きくなると、人の目で構造が認識できてしまう。上記利用により、加工レーザビーム２０の直径を１μｍ以上で２００μｍ以下にすることが好ましい。さらに、視力がいい人でも確実に構造を視認できなくするためには、１~１００μｍ以下の加工レーザビーム直径とすることがさらに好ましい。

【0154】

また、隣接する第２パターン同士の間隔は０．４μｍ以上で１３０μｍ以下にすることが好ましい。間隔を０．４μｍ以上とすることで可視光の波長限界の制限を受けずに周辺光を拡散させ、第１パターンのコントラストを向上させることができる。また、１３０μｍ以下とすることで、２００ｄｐｉ（dot per inch）の解像度を保証するとともに、第２パターンそのものが視認されることを防いで、白濁化したパターンとして第１パターンを高いコントラストで視認させることができる。

【0155】

また、第２パターンは所定の周期で形成すると、加工パラメータとして周期情報を用いることができ、第２パターンを形成するための加工パラメータを簡略化できるため好適である。

【0156】

また、第２パターンを凹凸形状で構成する場合、凹凸形状における凹部と凸部の深さの差は０．４μｍ以上にすることが好ましい。このようにすることで、第２パターンによる周辺光の拡散性を確保でき、第１パターンのコントラストを向上させることができる。

【0157】

また、２個以上で５個以下の第２パターンを含んで集合体を構成すると、第２パターンによる白濁化を良好に行わせることができるためより好適である。

【0158】

さらに、収容器１の基材として生分解樹脂を用いると、樹脂廃棄物を生じさせないため、環境負荷を低減できて、より好適である。この場合、収容器１を構成する樹脂における生分解樹脂の比率は１００％であることが好ましいが、３０％程度であっても環境負荷は大幅に低減される。

【0159】

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１６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１１が形成されている。

【0160】

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。

【0161】

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。

【0162】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。

【0163】

第２実施形態では、収容器１に形成される第１パターンを画像とし、この画像を構成する複数の画素のそれぞれを第２パターンの集合体により構成する。また、第２パターンの間隔を画素間で異ならせることで、第１パターンとしての画像を多値の階調で表現可能にする。

【0164】

図１７は、画素間で第２パターンの間隔を異ならせることによる階調表現の一例を説明する図であり、収容器１に形成する第１パターンに対応する画像の加工画像データ１１２を示している。図１７に升目で示した画素１１２１は、加工画像データ１１２を構成する画素を示している。加工画像データ１１２は複数の画素１１２１により構成されている。

【0165】

本実施形態では、第２パターンは点のパターンであり、複数の画素１１２１のそれぞれは点データ１１２２の集合体により構成されている。加工画像データ１１２において黒地領域で示す点データ１１２２が、加工レーザビーム２０の照射により基材の性状を変化させる領域に対応する。

【0166】

また、図１７では、図示した矢印の上方向に向かうほど隣接する点データ１１２２同士の間隔が広くなり、下方向に向かうほど隣接する点データ１１２２同士の間隔が狭くなっている。隣接する点データ１１２２同士の間隔が広いほど、収容器１に点のパターンが形成された際に周辺光の拡散性は低くなり、白濁化した第１パターンの濃度が低くなる。一方、隣接する点データ１１２２同士の間隔が狭いほど、収容器１に点のパターンが形成された際に周辺光の拡散性は高くなり、白濁化した第１パターンの濃度が高くなる。

【0167】

このように、第２パターンの間隔を画素間で異ならせることで、画像の階調（濃淡）が表現される。

【0168】

ここで、図１７では、周期性を有する点のパターンの間隔により階調を表現する例を示したが、階調表現方法はこれに限定されるものではない。図１８は、第２パターンによる階調表現の他の例を説明する図である。図１８（ａ）は周期性のない第２パターンの加工データを示す図である。図１８（ａ）では、画素１８０は１つの画素を示し、画素１８０は非周期に配置された矩形の点データにより構成されている。図示した矢印の方向は画素濃度の濃淡を示し、画素１８０内における点データの数が多いほど濃度が濃くなる。

【0169】

図１８（ａ）における間隔Ｐｄ１～Ｐｄ４は、画素１８０内における様々な点データの配置における隣接する点データ同士の間隔を示し、収容器１に点パターンが形成された場合の点パターン同士の間隔に対応する。

【0170】

一方、図１８（ｂ）は、結晶化状態の変化によって形成された第２パターンの断面図を示している。図１８（ｃ）は図１８（ｂ）の平面図である。

【0171】

図１８（ｂ）、（ｃ）では、収容器１の基材を結晶化させる結晶化深さＤを変化させることで、第２パターンによる周辺光の拡散性を変化させ、第１パターンの濃度を変化させる例を示している。結晶化深さＤが深いほど、周辺光の拡散性が高くなり、白濁化の白の濃度が濃くなる（より白っぽくなる）。

【0172】

次に、図１９は、第２実施形態に係る収容器１ａの一例を示す図である。収容器１ａには、多値の階調で表現された画像１３及び１４が形成されている。また文字が重ねて形成された画像１５が形成されている。

【0173】

画像１３、１４及び１５のそれぞれは、複数の画素により構成され、各画素は第２パターンとしての点パターンの集合体により構成されている。隣接する点パターン同士の間隔を画素間で異ならせることで、階調が表現されている。このような画像１３、１４及び１５のそれぞれは、第１パターンの一例である。

【0174】

以上説明したように、本実施形態では、収容器１に形成される第１パターンは画像であり、この画像を構成する複数の画素のそれぞれを第２パターンの集合体により構成し、また第２パターンの間隔を画素間で異ならせる。これにより、画素毎での拡散性を変化させることで、画素毎で収容器１に形成される第１パターンの濃度を変化させ、第１パターンを多値の階調で表現することができる。

【0175】

［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。

【0176】

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部とを備える収容器１ｂの肩部に、第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成することで、収容器１ｂを口部側から見た場合に第１パターンを視認しやすくする。

【0177】

ここで、図２０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２０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、底部１０４とを含んで構成されている。

【0178】

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。

【0179】

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２０に矢印で示すＹ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。

【0180】

底部１０４は、胴部１０３に連結する収容器１ｂの底部分である。

【0181】

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、第２パターンの集合体により構成されている。

【0182】

図２１は、収容器１ｂを口部１０１側から見た図である。換言すると、図２１の負のＹ方向から正のＹ方向に向かって収容器１ｂを見た図である。図２１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。

【0183】

次に、図２２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。

【0184】

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、第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成しやすくなる。

【0185】

図２３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。

【0186】

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に連結された底部１０４とを備える収容器１ｂの肩部１０２に、第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成する。これにより、収容器１ｂを口部１０１側から見た場合に、第１パターンが視認しやすくなる。

【0187】

その結果、例えば、収容器１ｂを収納ケース等に底部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、第１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。

【0188】

また、収納ケースの底部が透明であったり、底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の底部１０４に第１パターンを形成してもよい。

【0189】

ここで図２４は、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、収容器１ｂの底部１０４に形成した例を示す図である。図２４に示すように、底部１０４には「ラベルレス」という文字１９が第１パターンの一例として形成されている。

【0190】

底部１０４に第１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、第１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。

【0191】

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。図２５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には第２パターンの集合体により構成される第１パターンの一例としてのバーコードが形成されている。

【0192】

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、肩部に形成した第１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第１パターンの幅が広がって視認される場合がある。

【0193】

図２５（ａ）は、収容器１ｃの肩部１０２に形成した比較例に係る第１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２５（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。

【0194】

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２５（ｂ）はこのようなバーコード１７１の一例を示している。図２５（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。

【0195】

図２５（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。

【0196】

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。

【0197】

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。

【0198】

なお、製造装置１００における移動機構４（図１参照）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良い。

【0199】

ここで、図２６は、第１変形例に係る製造装置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。

【0200】

また、図２７は、第２変形例に係る製造装置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を挟んで正のＹ方向側と負のＹ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、正のＹ方向側と負のＹ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。

【0201】

製造装置１００ｅにより、収容器１の胴部１０３の正のＹ方向側と負のＹ方向側の両側に第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。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。

【0202】

移動機構４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。

【0203】

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２８は、第３変形例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２８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第１パターン２１０が形成されている。

【0204】

また、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。

【0205】

これ以外の例として、図２９（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。

【0206】

図２９（ａ）における収容器１の表面には、文字２２０ａが形成されている。文字２２０ａ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２２０ａ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、第２パターンにより構成される文字２２０ａ等の第１パターンを視認させることもできる。

【0207】

また、さらに他の例として、図２９（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。

【0208】

図２９（ｂ）における収容器１の表面には、文字２２０ｂ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２２０ｂ以外の領域は、第２パターンの集合体により構成される第１パターンに対応する。

【0209】

文字２２０ａ以外の領域で周辺光の拡散性が向上し、文字２２０ａ以外の領域が白濁化されて視認されている。文字２２０ｂ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２２０ｂ等の第１パターンを視認させることもできる。

【0210】

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。

【0211】

また、実施形態では、第２パターンの集合体により構成される第１パターンを収容器の表面に形成する例を示したが、収容器を構成する基材の内部に第２パターンの集合体により構成される第１パターンを形成することもできる。

【0212】

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、第１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第１パターンを形成すると、第１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第１パターンを形成すると、第１パターンを視認しやすくなる。

【0213】

＜レーザ光源の波長の一例＞
ここで、レーザ光源の波長について、より詳細に説明する。レーザ光源の波長は、上述した紫外領域、可視領域のものだけでなく、近赤外領域から中赤外領域のものも好適である。具体的には、１２００ｎｍ乃至１５００ｎｍの波長領域のものも好適である。

【0214】

例えば、近赤外領域から中赤外領域の波長は、発泡（熱変性）で白濁化させる場合に高速で対応でき、また装置のアレイ化もしやすくなる点で好適である。紫外領域の波長は、アブレーションによる加工を行うために、レーザ光の光強度を大きくできる点で好適である。

【0215】

また波長帯域ごとで、吸対象基材に対する吸収率が周辺波長よりも突出して高い波長が存在するため、この波長を利用すると特に好適である。

【0216】

以下に示す表１は、波長帯域ごとでの吸収率が突出して高い波長の一例を示すものである。表１の右側の列に「凡その波長帯域」を示し、各波長帯域における吸収率が突出して高い波長を左側の列に示す。中央の列は、吸収率が突出して高い波長の吸収率を示す。

【表1】

【0217】

なお、吸収率は、基材の材質又は厚み等によって異なるが、表１では、ＰＥＴを材料として構成された厚み０．５ｍｍの基材の場合を例示している。また吸収率が２０％以上の波長を例示している。

【0218】

表１に示す波長を射出可能なレーザ光源を使用することで、基材におけるレーザ光の吸収率を確保し、良好な視認性のパターンを高速に形成できる。具体的なレーザ光源としては、例えば１６６０ｎｍの波長のレーザ光を射出するＹＡＧレーザ等が挙げられる。

【0219】

また収容器１の場所ごとで異なる波長のレーザ光を照射することもできる。ここで図３０は、場所ごとで異なる波長のレーザ光を照射する構成の一例を示す図である。図３に示すように、製造装置１００ｅはレーザ照射部２ａ、２ｂ及び２ｃを有する。レーザ照射部２ａは、収容器１の第１の面（例えば図３０の－Ｙ方向側の面）に第１の波長の加工レーザビーム２０ａを照射し、レーザ照射部２ｂは、収容器１の第２の面（例えば図３０の＋Ｙ方向側の面）に第２の波長の加工レーザビーム２０ｂを照射する。またレーザ照射部２ｃは、収容器１の封止部材８の面に第３の波長の加工レーザビーム２０ｃを照射する。

【0220】

レーザ照射部２ａ、２ｂ及び２ｃのそれぞれが備えるレーザ光源は、加工レーザビーム２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを射出できる。第１の波長と、第２の波長と、第３の波長は相互に異なる波長である。但し、必ずしも全部の光源の波長がそれぞれ異なる必要はなく、一部の光源同士は波長が等しくてもよい。レーザ照射部２ａ、２ｂ及び２ｃは、それぞれが並行して加工レーザビームを照射できる。

【0221】

例えば、封止部材８の材質が収容器１の材質とは異なり、且つ収容器１と比較して第１の波長の吸収率が低い場合には、封止部材８の材質に対する吸収率が、収容器１に対する第１の波長の吸収率と同程度である第２の波長を加工レーザビーム２０ｂとして照射する。これにより加工レーザビーム２０ａによる収容器１へのパターン形成の速度と、加工レーザビーム２０ｂによる封止部材８へのパターン形成の速度とを合わせることができる。

【0222】

また、第１の波長と第３の波長を異ならせることで、例えば、レーザ照射部２ａにより収容器１の第１の面に形成するパターンに対して濃度が異なるパターンを、レーザ照射部２ｃにより収容器１の第２の面に形成することができる。

【0223】

＜変性痕の一例＞
次に、加工レーザビームの照射による基材の変性痕について説明する。図３１は、変性痕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３１（ａ）では、変性痕１１０が観察されている。

【0224】

図３１に示すように、変性痕１１０は、凹部１３１と、凸部１３２とを含む。凹部１３１は、第１の傾斜面１３１１と、底部１３１２とを含み、椀状の形状に形成されている。凹部幅Ｄｃは凹部１３１の幅を表し、深さｄｐは、パターンが形成されていない非パターン領域の表面に対する底部１３１２の高さ（Ｚ軸方向の長さ）を表している。

【0225】

また、凸部１３２は、頂部１３２１と、第２の傾斜面１３２２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１３２の円環面部分の半径方向の幅を表し、高さｈは、非パターン領域の表面に対する頂部１３２１の高さ（Ｚ軸方向の長さ）を表している。

【0226】

変性痕幅Ｗ１は、変性痕１１０全体の幅を表している。変性痕幅Ｗ１は、例えば約１００ｕｍ程度である。第１の傾斜面１３１１と第２の傾斜面１３２２は連続した面である。なお、連続した面とは、同じ材質で段差がなく繋がった面をいう。

【0227】

また図３１に示すように、凹部１３１及び凸部１３２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。凹凸部１１３は変性痕１１０の変性痕幅Ｗ１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。

【0228】

また図３１（ａ）に示すように、隣接する変性痕間にも、変性痕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１３ａ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っている。

【0229】

実施形態に係る製造装置は、例えば、基材１Ａに対して加工レーザビームを照射し、基材１Ａの表面を変性させることで変性痕１１０を形成する。また加工レーザビームを基材１Ａ上の１点に集光させることで１つの変性痕１１０を形成する。また、この加工レーザビームを２次元走査することで、複数の変性痕１１０を形成する。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加工レーザビームによっても複数の変性痕１１０を形成できる。さらに複数の変性痕の各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、拡大した加工レーザビームを照射し、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ビーム群のそれぞれにより、複数の変性痕を１回の露光で並行に形成することもできる。

【0230】

＜製造装置１００ｆによる温度制御例＞
次に、第５実施形態に係る製造装置１００ｆによる温度制御について説明する。図３２は、製造装置１００ｆによる温度制御の一例を説明する図である。図３２に示すように、製造装置１００ｆは、エアブロウ３２１と、制御部６ｆとを有する。

【0231】

エアブロウ３２１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噴射装置である。エアブロウ３２１は、加工レーザビーム２０が照射されて温度上昇した収容器１の部分にエアーを吹き付けることで該部分を冷却する。

【0232】

エアブロウ３２１は、制御部６ｆの制御下で、エアー噴射のオンとオフを切り替え、またエアーの噴射量を変化させることができる。また、エアブロウ３２１をロボットハンド等の保持手段に保持させ、該保持手段を駆動させること等により、加工レーザビーム２０の照射位置に合わせてエアーの噴射位置を可変にすることもできる。

【0233】

なお、ここでは、加工レーザビーム２０が照射されて温度上昇した収容器１の部分を冷却する構成としてエアブロウ３２１を例示したが、これに限定されるものではなく、冷却機能を有する如何なる構成を適用してもよい。

【0234】

ここで、図３３は、制御部６ｆの機能構成の一例を説明するブロック図である。制御部６ｆは、温度制御部７０を有する。また温度制御部７０は、環境温度制御部７１と、エアブロウ制御部７２とを有する。

【0235】

環境温度制御部７１は、ヒータ等の加熱手段や熱交換器等の冷却手段を制御して製造装置１００ｆの内部全体の環境温度を制御する。

【0236】

エアブロウ制御部７２は、エアブロウ３２１によるエアー噴射のオンとオフの切替制御、及びエアーの噴射量の制御等を行うことができる。

【0237】

＜封止部材８へのパターン形成例＞
次にＰＥＴボトルを封止するキャップ等の封止部材８へのパターン形成について説明する。図３４は、封止部材８に形成したパターンの一例を示す図である。図３４に示すように、封止部材８の表面には、パターンの一例としての１次元バーコード３４１が形成されている。このようなパターン形成には、図３０の製造装置１００ｅにおけるレーザ照射部２ｃ等の構成を用いることができる。

【0238】

図３４の１次元バーコード３４１では、黒色の封止部材８の表面に加工レーザビームを照射して白濁化させ、白濁化させた領域以外の線状の領域を一次元バーコードとして機能させる。なお、封止部材８は小さいため、短縮コード等の長さが短い１次元バーコードを形成することが好ましい。

【0239】

また、白濁化するだけでなく、白以外の色に変性させてバーコードとして機能させてもよい。さらに変性箇所以外の部分でバーコードのバー部分（線状領域）を形成してもよいし、変性箇所でバー部分そのものを形成してもよい。

【0240】

実施形態に係る製造装置は、例えば、ＰＥＴボトルを封止する無地のキャップの表面に、ＰＥＴボトルが収容する飲料の種類を示す一次元バーコード等を、ＰＥＴごとにオンデマンドで形成できる。これにより、在庫を用意することなく、飲料の種類に応じた一次元バーコードが形成されたキャップを随時取得できる。またラベルを用いずに、単一の素材でキャップに情報表示できるため、リサイクルへの適応性も確保できる。

【0241】

＜マルチビーム例＞
次にアレイレーザが射出するマルチレーザビームを用いたパターン形成について説明する。図３５は、マルチレーザビームを照射する構成の一例を示す図である。なお、マルチレーザビームとは、２以上のレーザビームをいう。

【0242】

図３５に示すように、製造装置１００ｇは、レーザ照射部２ｇと、回転機構３とを有する。レーザ照射部２ｇは、アレイ状に配列する複数の半導体レーザ３５１と、半導体レーザ３５１のそれぞれに１対１で対応して設けられた複数の集光レンズ３５２とを有する。

【0243】

レーザ照射部２ｇは、複数の半導体レーザ３５１がそれぞれ射出するレーザビームを、集光レンズ３５２を介して収容器１の基材に照射する。製造装置１００ｇは、回転機構３により収容器１を回転させながら、半導体レーザ３５１のそれぞれが射出するレーザビームを並行に照射することで、収容器１の基材にパターンを形成できる。

【0244】

なお、レーザ照射部２ｄは、複数の半導体レーザ３５１に１対１に対応して複数の光ファイバを有し、各光ファイバで導光されたレーザビームを収容器１に照射する構成にしてもよい。

【0245】

図３６は、各種のマルチレーザビームを例示する図であ。（ａ）は１列に配列するもの、（ｂ）は２列に配列するもの、（ｃ）は千鳥状に２次元配列するもの、（ｄ）は矩形格子状に２次元配列するものをそれぞれ示している。製造装置１００ｇは、図３６（ａ）乃至（ｄ）のマルチレーザビームを収容器１に照射できる。

【0246】

図３６（ａ）では、例えば２５４個のレーザビームが配列することで、収容器１の基材上で、１００μｍの画素サイズで１インチ幅の領域にレーザビームを並行に照射できる。

【0247】

例えば、図３６（ａ）のマルチビームにより、低コストの構成で高速にパターンを形成できる。図３６（ｂ）のマルチビームにより、図３６（ａ）のマルチビームと比較して、より高速にパターンを形成できる。

【0248】

図３６（ｃ）のマルチビームにより、基材上でのビームの密度（ドット密度）を上げることができる。図３６（ｄ）のマルチビームにより、図３６（ａ）及び（ｂ）と比較して、さらに高速にパターンを形成できる。また図３６（ｄ）のマルチビームにより、収容器１を回転させたり、移動させたりすることなく２次元のパターンを形成することもできる。

【符号の説明】

【0249】

１ 収容器
１０ 円筒軸
１１ 文字（第１パターンの一例）
１１２ 加工画像データ
１１２１ 画素
１２ 直線（第２パターンの一例）
１２１ 外側表面部（凸部の一例）
１２２ 凹部
２ レーザ照射部（照射部の一例）
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（回転部の一例）
４ 移動機構（移動部の一例）
５ 集塵部
６ 制御部
６１ 第１パターンデータ入力部
６２ 第２パターンパラメータ指定部
６２１ 加工パラメータ
６３ 格納部
６３１ 対応テーブル
６４ 加工データ生成部
６４１ 加工データ
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 底部
Ｐ 間隔（周期の一例）
Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４ 間隔
Ｗ 幅
Ｈｐ 加工深さ
Ｈｂ 非加工部深さ
ｔ 基材の厚み
Ｄ 結晶化深さ

【先行技術文献】

【特許文献】

【0250】

【文献】特開２０１１－０１１８１９号公報

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】