(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
卵殻にレーザーマーキングを行う方法であって、
（ａ）パッケージ内に卵を置くステップと、
（ｂ）前記卵の全てが前記パッケージ内で同じ向きをとるように１個以上の前記卵の位置を機械的に調整するステップと、
（ｃ）前記卵の卵殻のある領域に向けられたレーザービームを制御して、前記卵殻の前記領域にある外側層を完全にエッチングすることなく、前記卵殻の前記外側層を変色させるステップと、を含み、
前記ステップ（ｃ）が、前記卵殻の前記領域にわたって前記レーザービームを複数回掃引させることを含む、方法。
【請求項２】
前記レーザービームのエネルギー密度が、前記卵殻の表面において２０００ワット／平方インチ（３１２ワット／平方センチメートル）未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｃ）が、前記複数回のうちの少なくとも２回の最中に、異なる掃引速度で前記卵殻の前記領域にわたって前記レーザービームを掃引させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザービームのエネルギー密度が、前記卵殻の表面において１６００ワット／平方インチ（２４９ワット／平方センチメートル）未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ）が、前記卵殻がエッチングされる深さが２５マイクロメートル以下となるように、前記レーザービームを制御することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）および（ｃ）が、マーキングされる少なくとも１個の卵に関して、前記卵にマーキングされる情報の中心点が前記卵の中央と端との間に配置されるように実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
（ｄ）前記ステップ（ｃ）の実施前、前記卵が前記パッケージ内に配置されている間に前記卵に空気を吹き付けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｄ）が、前記ステップ（ｂ）の少なくとも一部分を実施している間に前記卵に空気を吹き付けることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージが卵パッカーのコンベヤーのセクション上に配置されている間に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記コンベヤーの前記セクションが、前記卵パッカーの卵パッキングセクションとパッケージ封止セクションとの間に配置されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｂ）が、前記コンベヤーの上方に位置決めされた卵オリエンタを使用して実施される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記卵オリエンタが、前記卵を予め定められた向きにさせるように、前記パッケージ内の前記卵に対して移動されるように構成および配置された複数の弾力性部材を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
（ｄ）前記ステップ（ｂ）の少なくとも一部分を実施する間に前記卵に空気を吹き付けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージ内の他の各卵の長軸と実質的に平行であり、前記パッケージ内の他の各卵の長軸から２０度以下オフセットするようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージ内の他の各卵の長軸に実質的に平行であり、前記パッケージ内の他の各卵の長軸から１０度以下オフセットするようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージの背部の方に傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージ内の他の各卵の長軸に実質的に平行であり、前記パッケージ内の他の各卵の長軸から２０度以下オフセットするようにすることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージ内の他の各卵の長軸に実質的に平行であり、前記パッケージ内の他の各卵の長軸から１０度以下オフセットするようにすることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージの背部の方に傾斜して垂直線から最低３度だけオフセットするようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ステップ（ｂ）が、前記パッケージ内の前記１個以上の卵の位置を調整して、前記パッケージ内の各卵の長軸が前記パッケージの背部の方に傾斜して垂直線から最低１０度だけオフセットするようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ｂ）が、前記パッケージが卵パッカーのコンベヤーのセクション上に配置されている間に実施され、
ステップ（ｃ）が、ステップ（ｂ）の実施後、前記卵が前記パッケージ内にある間におよび前記パッケージが実質的に静止している間に、前記１個以上の卵の表面に前記情報をレーザーマーキングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
（ｄ）前記ステップ（ｃ）の実施後、前記パッケージを封止する前に、バキュームによって吸い込まれる空気を供給しながら前記卵にバキューミングを行うステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
（ｅ）機械視覚システムを使用して、レーザーマーキングシステムによる卵のレーザーマーキングを監視するステップと、
（ｆ）前記機械視覚システムによってなされた判断に基づいて前記レーザーマーキングシステムの１つ以上のパラメータを調整するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ステップ（ｅ）が、前記機械視覚システムを使用して前記レーザーマーキングのプロセスの性能特性を監視することを含み、
前記ステップ（ｆ）が、監視された前記性能特性に基づいて前記レーザーマーキングシステムの少なくとも１つの構成要素の動作パラメータを調整することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ステップ（ｅ）が、前記機械視覚システムを使用して、前記レーザーマーキングシステムによってマーキングされるべき前記卵の１つ以上の特性を監視することを含み、
前記ステップ（ｆ）が、１つ以上の監視された前記特性に基づいて前記レーザーマーキングシステムの少なくとも１つの構成要素の動作パラメータを調整することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
レーザーマーキングジョブを制御することをさらに含み、該制御することが、
（ｇ）セントラルサーバによって、前記セントラルサーバから、卵に情報をレーザーマーキングするように構成および配置された１つ以上のレーザーマーキング装置に対してレーザーマーキングジョブを待ち行列に入れる役割を果たすローカルコンピュータへ、前記レーザーマーキングジョブを分散させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記ステップ（ｇ）が、インターネットを経由して前記セントラルサーバから前記ローカルコンピュータへ前記レーザーマーキングジョブを分散させることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
複数の列に配置された複数の卵（２０５）を含む卵のパッケージ（２０４）であって、前記卵が、複数の列の全ての列に関して、前記列の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージの背部（２２８）の方に傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするように、前記パッケージ（２０４）内に配置されており、
前記パッケージ（２０４）内の前記卵（２０５）の各々には、前記パッケージ内にある他の卵と実質的に同じ位置に情報がレーザーマーキングされており、
前記卵（２０５）が、前記パッケージ（２０４）内で、各卵にマーキングされた情報が前記パッケージにある他の卵にマーキングされた前記情報と実質的に同じ方向を向くような向きにされている、卵のパッケージ。
【請求項２９】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージ内の他の各卵の長軸から２０度以下オフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内にさらに配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【請求項３０】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージ内の他の各卵の長軸から１０度以下オフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内にさらに配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【請求項３１】
マーキングされる少なくとも１個の卵（２０５）に関して、前記卵にレーザーマーキングされる前記情報の中心点（２３４）が前記卵の中央（２１２）と端（２１０）との間に配置されている、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の卵のパッケージ。
【請求項３２】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージの背部（２３８）の方に傾斜して垂直線から最低３度だけオフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内に配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【請求項３３】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージの背部（２３８）の方に傾斜して垂直線から最低１０度だけオフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内に配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【請求項３４】
前記パッケージ（２０４）内の前記卵（２０５）の各々に特定の情報がレーザーマーキングされており、
前記パッケージ内の前記卵の各々が、前記卵の位置を変更することなく、前記パッケージを開封すると少なくとも前記特定の情報を見ることができるように前記パッケージ内で位置決めされている、請求項２８、３２または３３に記載の卵のパッケージ。
【請求項３５】
各卵（２０５）にマーキングされた前記情報の少なくとも一部がレーザーによってマーキングされ、前記複数の卵（２０５）の少なくとも１個の卵にマーキングされた前記情報の少なくとも一部がインクでマーキングされる、請求項３４に記載の卵のパッケージ。
【請求項３６】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージ内の他の各卵の長軸から７度以下オフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内にさらに配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【請求項３７】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージ内の他の各卵の長軸から６度以下オフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内にさらに配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【請求項３８】
前記パッケージ内の各卵の長軸（２３２）が前記パッケージ内の他の各卵の長軸から５度以下オフセットするように、前記卵（２０５）が前記パッケージ（２０４）内にさらに配置されている、請求項２８に記載の卵のパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）下において、２０１０年１月２０日出願の米国仮特許出願第６１／２９６，８３７号（"SYSTEMS AND METHODS FOR PROCESSING EGGS"）の優先権を主張し、その全体を参照により本願明細書に援用する。
【０００２】
本出願はまた、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０下において、２０１０年１月２０日出願の以下の米国特許出願の継続出願としての利益を主張する。
【０００３】
【表１】
0005913134.tif 000002
【０００４】
分野
本明細書で説明する本発明は、一般的に食品安全保証および食品処理の分野に関する。説明するいくつかの実施形態は、特に、卵をレーザーマーキング、インクマーキングおよび／または他の方法で処理するためのシステムおよび技術に関する。
【背景技術】
【０００５】
背景
食品安全は、一般に大きな社会的関心事である。卵は、特に、大量に流通され消費される食料製品の代表であり、多くの同じ理由で望ましい食料品とされており、かつまた、固有の安全性リスクを示す。卵（最も一般的には鶏卵）は、汚染された場合に、危険な細菌の成長を促し得る栄養素を含有する。
【０００６】
卵は、腐敗しやすく、傷みやすい品目でもある。腐敗−すなわち、卵が新鮮であるかどうか−に関する関心事に対処するために、卵パッケージには一般に（多くの場合法律または規制により）消費期限がマーキングされている。しかしながら、卵は小売りされる前に何日もまたは何週間も保管されることがある。それゆえ、消費期限（用語は「販売期限」および「推奨消費期限」などのようなバリエーションを含む）は、消費者または使用者に卵の実際の「古さ」を伝えていない可能性がある。さらに、多くの消費者は、卵を、卵パッケージから、冷蔵庫内にある特別な収容器に移動させる。こうして、さらに、複数のカートンからの卵が混ざってしまうこととなる。これらのことが行われると、消費者はもはや、卵を使用する前に個々の卵の消費期限を判断できなくなる。
【０００７】
消費者に腐った卵が販売されてしまう可能性を低減するために、米国および他国におけるある種の行政体、例えば、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）、米国農務省（ＵＳＤＡ）、および様々な州政府は、現在、小売業者に卵の「詰め直し」、すなわち、１つのパッケージから別のパッケージへ卵を移すことを許可していない。この規則は、残念ながら、莫大な廃棄を生じ得る。例えば、小売業者の管理下にあるパッケージ内の無傷の卵のたった１個に傷がつく（例えば、割れる）たびに、パッケージ内の全ての卵を処分する必要がある。
【０００８】
卵は、一般に、一般消費者に販売される準備が整うまでに多くの処理がなされる。多くの場合、例えば、卵はいくつかの処理ステーションを通過し、そこで、洗浄され、明りにすかして調べられ、目方を量られ、選別され、およびパッケージ（例えば、カートン、クレート、または他の商業的に流通している容器）に詰められる。ステーションからステーションへと卵を搬送するそのような処理ステーションおよび機構の例は、例えば、Diamond Automations, Inc．に譲り受けられた以下の米国特許に説明されている：米国特許第４，１８９，８９８号；同第４，１９５，７３６号；同第４，５０５，３７３号；同第４，５１９，４９４号；同第４，５１９，５０５号；同第４，５６９，４４４号；同第４，７５０，３１６号；同第５，３２１，４９１号；および同第６，０５６，３４１号（これら各々の内容全体を本願明細書に援用する）。これらのステーションが一日に約百万個の卵を生産するように動作している施設が珍しくない。従って、商業的に受け入れられるようにするために、ステーションの処理量は極めて高い必要があり、いくつかのステーションは一般に１時間当たり２０，０００個程度の卵を処理する。
【０００９】
それゆえ、卵の汚染（おそらく腐敗）が発見される場合、病気になる−または具合が悪くなる−人の数がかなり多くなる可能性があるだけでなく、膨大な数の卵を回収して処分する必要もある。それらの卵の多くは、汚染されていなくても処分される−かなりの金銭的損失で−必要がある。なぜなら、疑わしい源からの卵の総個体群から腐った卵を分離する方法はないためである。
【００１０】
個々の卵に消費期限などをマーキングするいくつかの方法が提案されている。そのような手法の１つは、卵のマーキングに植物性染料または他の水溶性インク製品を使用することである。しかしながら、そのような製品は卵の内側に漏れ出す傾向があり、卵内に、望ましくないインクの染みをもたらし得る。そのような製品が洗い流されたり色あせたりする傾向もまた、そのようなマーキングの改ざんや、故意ではないがその完全性の喪失を受けやすいこと（例えば、結露や取り扱いが原因で、液体がしたたったり、こすれたりすること）を意味し、一般的にそれらの製品の採用が限られる。
【００１１】
レーザーを使用して、傷みやすい製品に表示をマーキングして、傷みやすい製品の経歴および／または完全性を追跡すること（例えば、日付コードおよび／またはトレーサビリティコードを使用して）、そのような製品を介して文字またはグラフィックによる広告メッセージを広めることを可能にすることも公知である。鶏卵にそのような情報をのせるレーザーマーキング用のシステムの例は、例えば、米国特許出願第１１／７２５，０９９号、２００８年９月１８日公開の米国特許出願公開第２００８／０２２３８３４号（「’８３４号出願」）に説明されている。’８３４号出願の全体を本願明細書に援用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
要約
’８３４号出願に説明されている手法は、選別プロセス中に卵が高速で運ばれているときに、卵に情報をレーザーマーキングすることである。この情報は、例えば、賞味期限、トレーサビリティコードおよび／または広告を含み得る。この手法は、いくつかの応用では有効であると証明されているが、とりわけ、選別機の極めて高い処理量、選別プロセス中の個々の卵の表面の含水量の均一性の欠如、およびレーザーマーキングプロセス中に生成されたかなりの量の粉塵が、特定の目的のために個々の卵に十分な精度で確実にかつ一貫してマーキングすることを難しくしている。
【００１３】
これらの目的の中でも、卵の処理履歴をオンラインデータベースに維持し得ることに関係する賞味期限および／またはトレーサビリティコードを提供することが、永久的でありかつ変更が困難であるだけでなく、はっきりと確実に読めるマーキングを必要とすることは明らかである。
【００１４】
加えて、卵生産者は、かなりの額の金を生産者のハードウェア−選別機およびパッキング機、コンベヤーなどに投資していることを理解されたい。卵生産者に対してそのような機器を全く新しいシステムに取り換えさせることは相当困難であるため、深刻に必要とされている食品の安全性強化の採用を遅らせる。それゆえ、既存の卵ハンドリングシステムに追加できる機器に基づいた卵マーキング手法の必要性が存在する。この必要性を複雑にするのは、既存の卵ハンドリング装置の設計が多様であることである。好ましくは、卵ハンドリング装置を修正せずに、または最小限の修正で、様々な卵ハンドリング装置に使用できるマーキングシステムを提供することができる。
【００１５】
従来の手法は上述の目的または条件を満たさない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本開示は、本発明の装置および方法に基づいて卵にマーキングする新しい手法を提供し、それらの種々の代替的な実施形態を示す。任意の単一の実施形態が、説明する本発明の態様の全てを供するわけではなく、および概して供するわけではない。さらに、文脈において明白に示さない限り、当業者は本発明の態様および実施形態の特徴を組み合わせて、明白に図示または説明しない新しい実施形態を生み出すことができ、およびそのような変形実施形態は、特許請求の範囲内に存するものと考えられる。
【００１７】
要約すると、以下の段落は、下記で詳細に説明しかつ図面に示す本発明の態様および実施形態の特徴の包括的でない羅列を提供する。
【００１８】
卵殻にレーザーマーキングを行う方法であって、卵殻に向けられたレーザービームを制御して、卵殻の外側層の下側にある卵殻の層を実質的にエッチングすることなく、外側層を変色させることを含む方法が開示される。
【００１９】
加えて、卵にレーザーマーキングを行う方法であって、約２０００ワット／平方インチ以下の出力密度、表示像を印刷するのに好適な変色をもたらすような適切な掃引速度で、卵にレーザービームを向けることを含む方法が開示される。
【００２０】
さらに、レーザーマーキングを有する卵であって、レーザーマーキングプロセスによりもたらされた卵のエッチングの深さが約２５ミクロン以下である、卵が開示される。
【００２１】
卵のパッケージを処理する方法であって、卵が容器（パッケージまたはカートンとも称す）内に置かれた後で、卵の各々がパッケージ内で特定の向きをとるように１個以上の卵の位置を調整することを含む方法が開示される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、方法はまた、１個以上の卵の位置が調整された後で、１個以上の卵の表面に情報をマーキングすることを含む。
【００２３】
加えて、いくつかの実施形態では、１個以上の卵の位置を、卵パッキングステーションのコンベヤーの上方に位置決めされた卵オリエンタを使用して調整してもよい。
【００２４】
さらに、いくつかの実施形態では、パッケージ内の１個以上の卵の位置を、パッケージ内の各卵の長軸がパッケージの背部の方に傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするように、および／またはパッケージ内の卵の各列にある全ての卵の長軸が、そのような列に卵を保持する収容器の底部に交わる線とほぼ直角をなすように、調整してもよい。
【００２５】
コンベヤー上で卵のパッケージを処理する装置であって、コンベヤーに対して、所与のパッケージ内の各卵がそのパッケージ内で特定の向きをとるように、各パッケージにある１個以上の卵の位置を調整するように構成および配置された卵オリエンタを含む装置が開示される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、卵オリエンタは、卵パッカーの卵充填セクションとパッケージ封止セクションとの間に置かれている。
【００２７】
加えて、いくつかの実施形態では、装置は、レーザー光源と、卵が、コンベヤー上に配置されたパッケージにありかつ前記特定の向きにある間に、１個以上の卵の表面に情報をレーザーマーキングするようにレーザー光源からのレーザーエネルギーを向けるように構成および配置された１つ以上の光学的操作要素とをさらに含んでもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、卵オリエンタは、各パッケージにある１個以上の卵の位置を調整して、所与のパッケージ内の各卵の長軸がパッケージの背部に向かって傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするように、および／またはパッケージ内の卵の各列にある全ての卵の長軸が、そのような列にある卵を保持する収容器の底部に交わる線とほぼ直角をなすように、さらに構成および配置されてもよい。
【００２９】
加えて、コンベヤー上にある卵のパッケージを処理する装置であって、所与のパッケージにある各卵が特定の向きをとるように、各パッケージにある１個以上の卵の位置を調整する手段と、調整手段に対する卵の各パッケージの位置を感知するように構成および配置された１つ以上のセンサとを含む装置が開示される。
【００３０】
卵にマーキングを行う方法であって、卵が、パッキングステーションのコンベヤー上に配置されたパッケージにある間に、１個以上の卵に情報をレーザーマーキングおよび／またはインクマーキングすることを含む方法が開示される。
【００３１】
加えて、パッキングステーションのコンベヤー上の卵にレーザーマーキングを行う装置であって、レーザー光源と、コンベヤー上に配置された卵のパッケージにある１個以上の卵に情報をマーキングするように、レーザー光源からのエネルギーを向けるように構成および配置された１つ以上の光学的操作要素とを含む装置が開示される。
【００３２】
さらに、卵にレーザーマーキングを行う装置であって、レーザー光源と、パッキングステーションのコンベヤー上に配置された卵のパッケージにある１個以上の卵に情報をマーキングするように、レーザー光源からのエネルギーを向ける手段とを含む装置が開示される。
【００３３】
１つ以上の列に配置された複数の卵を含む卵のパッケージが開示される。パッケージにある各卵の長軸がパッケージの背部の方に傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするように、卵がパッケージに配置される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、パッケージ内の各卵には、情報が、パッケージ内の他の卵と実質的に同じ位置にレーザーマーキングされており、卵は、全ての卵のマーキングが実質的に同じ方向を向くようにパッケージ内で向きが決められてもよい。
【００３５】
加えて、いくつかの実施形態では、パッケージ内の各卵には特定の情報がマーキングされてもよく、パッケージ内の各卵は、パッケージを開封すると、卵の位置を変更することなく、少なくとも特定の情報が見えるようにパッケージ内で位置決めされてもよい。
【００３６】
さらに、いくつかの実施形態では、卵は、パッケージ内の卵の各列にある全ての卵の長軸が、そのような列にある卵を保持する収容器の底部に交わる線とほぼ直角をなすように、および／またはパッケージ内の卵の各列にある全ての卵の長軸が、そのような列にある卵を保持する収容器の底部に交わる線とほぼ直角をなすように、パッケージ内で配置されてもよい。
【００３７】
１つ以上の列に配置された複数の卵を含む卵のパッケージが開示される。これら卵が、パッケージ内にある各卵の長軸がパッケージ内の互いの卵の長軸から特定角度以下でオフセットするように、パッケージ内でさらに配置されている。
【００３８】
加えて、１つ以上の列に配置された複数の卵を含む卵のパッケージであって、これら卵が、パッケージ内の全ての卵の長軸が実質的に平行しているように、パッケージ内でさらに配置されている、卵のパッケージが開示される。
【００３９】
さらに、１つ以上の列に配置された複数の卵を含む卵のパッケージであって、パッケージ内の卵の各列にある全ての卵の長軸が、そのような列にある卵を保持する収容器の底部に交わる線とほぼ直角をなすように、卵がパッケージ内で配置されている、卵のパッケージが開示される。
【００４０】
卵に情報のレーザーマーキングを行う方法であって、情報の中心点が卵の中央と端との間に配置されるように、卵に情報をレーザーマーキングすることを含む方法が開示される。
【００４１】
加えて、情報がレーザーマーキングされている卵であって、卵にレーザーマーキングされた情報の中心点が卵の中央と端との間に配置される卵が開示される。
【００４２】
さらに、１個以上の卵を処理する方法であって、卵の第１の面に第１の情報をレーザーマーキングし、および第２の情報が第１の情報とは実質的に異なる方向に向くように、卵の第２の面に第２の情報をレーザーマーキングすることを含む方法が開示される。
【００４３】
それゆえ、レーザーマーキングを有する卵であって、第１の情報が卵の第１の面にレーザーマーキングされ、および第２の情報が卵の第２の面にレーザーマーキングされ、第２の情報が第１の情報とは実質的に異なる方向に向くようにされる卵が開示される。
【００４４】
加えて、卵のパッケージであって、パッケージ内の各卵に、第１の情報が、パッケージ内の他の卵と実質的に同じ位置にレーザーマーキングされており、かつ、卵が、パッケージ内で、各卵にレーザーマーキングされた情報がパッケージ内の他の卵にレーザーマーキングされた情報と実質的に同じ方向に向くような、向きにされている、卵のパッケージが開示される。加えて、パッケージ内の各卵に、第２の情報が、パッケージ内の他の卵と実質的に同じ位置にレーザーマーキングされており、かつ、パッケージ内の各卵に関して、第２の情報は、第１の情報とは実質的に異なる方向に向いている。
【００４５】
さらに、パッケージ内の卵の少なくとも２個に異なる情報がレーザーマーキングされる、卵のパッケージが開示される。
【００４６】
いくつかの実施形態では、情報の少なくとも一部が、卵の長軸に対して水平に向けられた文字列を含むように、および／または卵にレーザーマーキングされる情報の中心点が卵の中央と端との間に配置されるように、情報が少なくとも１個の卵にレーザーマーキングされてもよい。
【００４７】
卵にレーザーマーキングを行う方法であって、機械視覚システムを使用して、レーザーマーキングシステムによる卵のレーザーマーキングを監視すること、および機械視覚システムによってなされた判断に基づいてレーザーマーキングシステムの１つ以上のパラメータ（例えば、スポットサイズ強度、および／または露光時間）を調整することを含む方法が開示される。
【００４８】
加えて、機械視覚システムおよび１つ以上の制御要素を含む、卵にレーザーマーキングを行うシステムが開示される。機械視覚システムは、レーザーマーキングシステムによる卵のレーザーマーキングを監視するように構成および配置されており、および１つ以上の制御要素は、機械視覚システムによってなされた判断に基づいて、レーザーマーキングシステムの１つ以上のパラメータを調整するように構成および配置されている。
【００４９】
さらに、複数のレーザーマーキング装置およびセントラルサーバを含む、卵にレーザーマーキングを行うシステムが開示される。レーザーマーキング装置は、卵パッキングステーションによって詰められている卵にレーザーマーキングするために、ローカルコンピュータによって待ち行列に入れられたレーザーマーキングジョブを実行するように構成および配置されている。セントラルサーバは、複数のローカルコンピュータにレーザーマーキングジョブを分散させるように構成される。
【００５０】
加えて、レーザーマーキングジョブを制御する方法であって、中央コンピュータから、卵に情報をレーザーマーキングするように構成および配置された１つ以上のレーザーマーキング装置に対してレーザーマーキングジョブを待ち行列に入れる役割を果たす複数のローカルコンピュータに、レーザーマーキングジョブを分散させることを含む方法が開示される。
【００５１】
方法および装置はまた、任意の上述のレーザーマーキング方法または装置を使用して、卵のレーザーマーキングとインクマーキングとの組み合わせを示す。レーザーとインクマーキングとを組み合わせたら、レーザーマーキングを使用して、製品保証上の理由で、好ましくはトレーサビリティコードおよび／または賞味期限などの永久的なマーキングを含む情報を卵に記録し、「あまり重要でない」情報のみをインクによってマーキングしてもよい。しかしながら、永久的なインクを用いる場合、インクマーキングがレーザーマーキングを不要にするかもしれないことも考えられる。
【００５２】
同じ環境においてレーザーマーキングとインクマーキングとを組み合わせることは、インクが水溶性でない限り、安全措置を行うことを必要とするかもしれない。卵のレーザーマーキングと、永久的なインクを使用してのインクジェット印刷とを組み合わせることは複雑である。これは、単に水溶性インクを、異なる化学組成を有するインクで置き換えるということではない。なぜなら、異なる組成を有するインクは、通常、インクが塗布されて乾燥すると可燃性または爆発性雰囲気を生じる揮発性成分を含有するためである。レーザービームからのエネルギーが揮発性物質の蒸気に引火し得る。揮発性物質の蒸気に引火する危険性を低減する手法が示される。例えば、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のレーザー処理ステーションがハウジングによって覆われてもよく、そこでは清浄な空気（または不活性ガス）環境に正圧が維持されるので、揮発性物質の蒸気のレベルは、可燃性となるレベルを下回って維持される。あるいは、１つまたは複数のレーザー処理ステーションおよび１つまたは複数のインク印刷ステーションは、数フィート（例えば、１５〜２０フィートまたはそれ以上）隔てられ、排気システムが、混合物が燃焼性となるレベルを十分に下回るまで、レーザービームに曝される揮発性物質の蒸気のレベルを十分に低減させるように、揮発性物質の蒸気を抜き取ってもよい。あるいは、不活性ガスをレーザー処理ステーションにポンプで入れて、酸素レベルを低く保ち、混合物が燃焼性となるのを回避する。
【００５３】
「カートン内に」ありかつ均一な向きにある間に卵にマーキングする方法およびシステムを達成したが、類似の方法および装置を使用して、卵以外の物体を処理してもよいことも分かった。従って、本明細書に示す本発明の一態様は、物体のパッケージを処理する方法であって、物体をパッケージに置いた後で、物体の１つ以上の位置を機械的に調整して、各物体がパッケージ内で特定の向きをとるようにするステップを含む方法である。次いで、任意選択により、１つ以上の物体は、その表面に情報をマーキングされる。そのようなマーキングは、物体の１つ以上の表面への情報のレーザーマーキングを含んでもよいが、それは必須ではない。
【００５４】
パッケージの上方に位置決めされ、かつ物体を予め定められた向きにさせるようにパッケージ内の物体に対して移動されるように構成および配置された複数の弾力性部材を含む物体オリエンタを使用して、向きを決定するステップを実施してもよい。物体の向きを決定することは、パッケージ内の１つ以上の物体の位置を調整して、パッケージ内の各物体の長軸がパッケージの背部の方に傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするようにすることをさらに含んでもよい。
【００５５】
それゆえ、別の態様は、コンベヤー上の物体のパッケージを処理する装置であって、コンベヤーに対して、各パッケージにある物体の１つ以上の位置を調整して、所与のパッケージ内の各物体がそのパッケージ内で特定の向きをとるように構成および配置された物体オリエンタを含む装置である。物体オリエンタは、各パッケージ内の１つ以上の物体の位置を調整して、所与のパッケージ内の各物体の長軸がパッケージの背部の方に傾斜して垂直線から少なくともわずかにオフセットするように、さらに構成および配置されてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、オリエンタは、物体を予め定められた向きにさせるように、各パッケージにある物体に対して移動されるように構成および配置された複数の弾力性部材を含んでもよい。
【００５７】
この態様によるいくつかの実施形態では、物体は卵であり、各パッケージは、卵を収容する底部分と、開き蓋とを含み、装置は、蓋が開いて上流方向に向けられたパッケージを受け取ってから、パッケージの方向を反転させて、開いた蓋がオリエンタの方に配置されてパッケージを導くようにする、オリエンタの上流のパッケージ反転機構と；オリエンタの下流に、卵に情報を印刷するための１つ以上の印刷ステーションとをさらに含む。印刷ステーションは、レーザーおよび／またはインクマーキング装置を含んでもよい。レーザーおよびインク印刷の双方を組み込む場合、安全性および適合性を保証するために注意が必要である。コンベヤーは、好ましくは、オリエンタおよび１つ以上の印刷ステーションに対するパッケージの移動に対して上流方向に傾斜しており、コンベヤーがコンベヤーに沿ってパッケージを移動させる際に卵がオリエンタによって位置決めされるときに、重力が、卵をパッケージ内で傾斜した状態に保つことを支援する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
図面の簡単な説明
【図１】従来の卵パッキング装置で動作するように構成された、様々な本発明の特徴を供するレーザーマーキングシステムの説明のための例の側面図である。
【図２】図１に示すシステムの様々な構成要素の斜視的な部分的な切り欠き図である。
【図３】図１に示すシステムの様々な構成要素の斜視的な部分的な切り欠き図である。
【図４】図１に示すシステムの様々な構成要素の斜視的な部分的な切り欠き図である。
【図５Ａ】図１〜図４に示すシステムによって使用されるコンベヤーの部分およびそれとともに動作し得る様々な構成要素の上面図の部分的なブロック図である。
【図５Ｂ】図１〜図４に示すシステムによって使用されるコンベヤーの部分およびそれとともに動作し得る様々な構成要素の側面図の部分的なブロック図である。
【図６】図５に示すようなシステムにおいて使用し得る卵オリエンタの例示的な実施形態の斜視図である。
【図７Ａ】図５および６によって示されるような卵オリエンタによって処理された後に現れ得る、卵を含む卵パッケージの側面図を示す。
【図７Ｂ】図５および６によって示されるような卵オリエンタによって処理された後に現れ得る、卵を含む卵パッケージの正面図を示す。
【図８】本明細書で説明した１つ以上の技術を使用してマーキングされた時に現れ得る卵の正面図を示す。
【図９】異なる設備に置かれたレーザーマーキング装置の集中管理を可能にするように用いられ得るコンピュータネットワークの構成要素を示すブロック図である。
【図１０Ａ】図６の卵オリエンタを所望の方法で動かすために使用し得る駆動機構の一方の側の斜視図を示す。
【図１０Ｂ】図６の卵オリエンタを所望の方法で動かすために使用し得る駆動機構の他方の側の斜視図を示す。
【図１１Ａ】ほとんどの従来の卵の選別およびパッキングシステムに追加し得る実施形態において、レーザーエネルギーおよびインクの双方によるマーキングを示す、代替的な卵マーキングシステムの概略的な側面図である。
【図１１Ｂ】ほとんどの従来の卵の選別およびパッキングシステムに追加し得る実施形態において、レーザーエネルギーおよびインクの双方によるマーキングを示す、代替的な卵マーキングシステムの概略的な上面図である。
【図１２】卵パッケージの方向を反転させるのに使用される図１１Ａおよび１１Ｂのシステム一部分の単純化した側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
詳細な説明
例えば、卵が典型的に１分当たり約１００〜３００フィート（ｆｐｍ）の速度で選別ステーションを通過するように動いている間の、高速での「休む間もない（on the fly）」卵のレーザーマーキングは、いくつかの理由で問題がある。例えば、場合によっては、マーキングの品質および信頼性の点で理想的とは言えない結果を生じる可能性がある。この状況において「信頼性」とは、システムによって処理された卵のうち、明瞭で判読でき、一貫性のあるマーキング（客観的な評価かまたは主観的な評価かを問わない）を有している卵の割合を指す。例えば、本発明者らは、詰め直すために好適な表示を卵にマーキングする手段を、広く商業的に実現可能にしかつ採算性があるようにするために、処理された大部分の卵が、はっきりとしていて、読みやすく、一貫性のあるマーキングを有していることが重要であることを認識した。これは、多くの場合、そのような表示が誤ってマーキングされた卵を種々の理由により廃棄する必要があることも理由の１つである。
【００６０】
加えて、本発明者らは、例えば、休む間もない技術を使用して卵にアクセスしかつレーザーマーキングするのに利用可能な限られた時間および有限空間は、一般に、卵の長軸に沿って延在する方向に、卵に限られた量の情報のみをレーザーマーキングすることが可能であることに気付いた。高速で移動する標的を追跡する精度がもともと乏しいこと、ならびに、向き、避けられない振動、およびそのような移動機械システム内での他の動きが、さらに、得られる表示像の品質を損なうとともに、特定の目的のためには不適当な状態にし得る。
【００６１】
さらに、本発明者らの経験では、選別プロセス中に卵にレーザーマーキングする試みは、いくつかの応用では問題があり得ることが示された。なぜなら、典型的なプロセスは、卵に表示をレーザーマーキングしようとする少し前に卵を洗浄することを含むためである。卵の表面の乾き度は均一性を欠いているため、不正確なまたは一様でないマーキングを生じ得る。選別プロセス中の、フォントの小さいレーザーマーキングコード、および複雑な情報、例えば複雑な会社ロゴは、上述の理由から特に問題となる可能性がある。
【００６２】
そのうえ、レーザーマーキングプロセス中に生成された粉塵が、局所（すなわち、レーザーマーキングステーションにおいて）および下流の構成要素の双方で問題を発生させ得る。余分な粉塵はバキュームで取られるが、これは、実際には、効果的に達成することが困難であることが判明している。
【００６３】
さらに、卵が、特定の位置で、例えば卵の側面にマーキングされてから、パッカーに到達する場合、パッカーが、可視性を妨げられたり遮ったりする向きで卵をパッケージに入れる危険性がある。それゆえ、パッカーの上流にある構成要素によってマーキングされた卵が詰められるときには、マーキングを明確に視認できるような適切な向きになるように卵が再配置されない限りおよびそうされるまで、卵にマーキングされた表示が隠されてしまうことが多い。
【００６４】
加えて、卵がマーキングされてからパッカーに到達する場合、卵がマーキングされた後で、必要な位置に卵の向きを直す能力が限定される。すなわち、ひとたび卵が特定の方法でマーキングされると、卵にマーキングされたマーキングと一致する卵を処理しているパッカーの方へのみ向けることができる。例えば、ひとたび卵が製造者のロゴをマーキングされたら、その後、その卵を、異なる製造者用の卵を詰める役割を果たすパッカーに向けることはできない。
【００６５】
本発明者らは、異なる設計の既存の卵ハンドリングシステムに据え付けるかまたはそれに追加することができる均一な装置を使用したい場合、そのようなシステムが共通して共有する一部分は卵パッカーのコンベヤーであり、コンベヤーでは、卵が、カートンに詰められるために送られるかまたはカートン自体に入れられて送られることがさらに分かった。
【００６６】
興味深いことに、本発明者らは、選別ステーションなどの上流の構成要素にではなく、卵パッキング装置にレーザーマーキングプロセスを組み込むことには全く異なる制約があり、著しい利益を生む可能性があることを見出した。特に、本発明者らは、卵がパッケージに置かれた後でパッキング装置において卵をレーザーマーキングすることは、上述のグレーダーベースのレーザーマーキングプロセスの様々な欠点の少なくとも一部を、およびおそらく全てをも軽減することができ、かつ前から存在する卵生産システムの全てまたはほとんどに適合性のある手法を提供すると判断した。確かに、本発明者らは、実際に本明細書で説明したシステムの実施形態が、グレーダーベースのシステムよりもレーザーマーキングの品質および信頼性を大きく改善し得ることを観察した。さらに、レーザーマーキングが卵の表面にあるようにし、および卵の処理を減速させずにそうすることができる。いくつかの実施形態では、レーザーマーキングへのインクマーキングの統合も促進し、インクマーキングは（所望により）多色プリントを可能にする。
【００６７】
いくつかの実施形態では、卵が充填されたパッケージを運ぶ連続コンベヤーは、卵の新しい各パッケージの新しい各列が充填されるときに周期的に減速または停止してもよい。好都合にも、充填されたパッケージの卵は、（充填期間後の）１つ以上の期間中にレーザーマーキングされてもよく、その間、卵の列が別の上流のパッケージに充填されるので、パッケージは静止した状態に保持される。１つ以上のセンサ（例えば、ホトエレクトリックアイ（photo-electric eyes））および／またはコンベヤーの動作モニタ（例えば、コンベヤーベルトのカチカチという音を数えるモニタ）を使用して、卵の充填されたパッケージがレーザーを当てられる位置まで移動した時を正確に判断してもよい。インク印刷がレーザー印刷と組み合わせられる場合、それらは、卵が同じ位置にあるときに行われてもよいし、または卵が異なる位置にあるときにそれぞれ実施されてもよい。例えば、一列の卵にレーザーが当てられる一方、別の列にインクで印が付けられる。それゆえ、レーザーおよびインクマーキングの双方の精度を、単に１つまたは複数の印刷動作の最中に卵が静止したままであるために、かなり高めることができる。他の実施形態では、コンベヤーは、レーザー照準鏡（別名「ガルボ（galvo）」）の前に、いくぶん一定の速度で卵の詰められたパッケージを運んでもよい（起動停止運動の影響を受ける）。そのような実施形態では、センサとコンベヤーの動作モニタとの組み合わせを使用して、印刷プロセス中の各卵の位置を正確に追跡してもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、複数のガルボを使用して、レーザーマーキングステーションを通過する各パッケージ内の卵にレーザーマーキングを行ってもよい。加えて、卵のパッケージは、一般に、パッカーのコンベヤー上を、ほんのわずかであるが、個々の卵が上流のグレーダーを通って進むような速度で前進する。そのように、本明細書で説明した実装例を使用して、各ガルボが個々の卵にレーザーマーキングするために、およびインクジェット装置が卵にインク印刷するために、かなり長い時間を利用できるようになる（従来の卵のインク印刷は、一般に、インクジェット印刷ではなくスタンピングに限定されることに留意されたい。それゆえ、インク印刷される材料は、特性があまり複雑でなく、単色傾向である）。この追加的な利用可能なマーキング時間によって、ガルボは各卵にわたって複数回通過できるようになり、それにより、レーザーマーキングの品質（例えば、コントラスト）を著しく向上させる一方、同様に、かなり改良されたインクマーキングも可能となる。
【００６９】
パッケージにある卵にレーザーマーキングを行うことの別の潜在的利益は、印刷プロセスに先だって、卵を、パッケージ内で特定の（均一な）向きにされるように操作し得ることである。例えば、いくつかの実施形態では、パッカーのコンベヤー上にあるパッケージ内の卵は、全ての卵が中心に置かれて、わずかに後方に、均一に傾斜されるように操作され得る。そのため、パッケージを開封する消費者（または検査員、供給業者、または他の人）に、卵の比較的大きな表面積がすぐに見えるようになる。印刷プロセスの前にパッケージ内の卵をそのような向きにすることによって、レーザー（および使用される場合にはインクヘッド）がマーキングに利用できる「見える」表面積の量は、増大し得る。加えて、卵に実際にマーキングされる情報（消費期限、追跡コード、広告など）は、パッケージを開封するとすぐに消費者（または検査員、供給業者、またはその後でパッケージを開封し得る任意の他の人）に容易に伝えられる。一例として、消費者は、卵のカートンを開封すると、直ちに、整然と並べられ、均一な向きにされた卵の列が目に入り、卵にはそれぞれ、会社のロゴおよび／または消費期限などの情報が、同じ位置にかつ顧客の方に直接向いて目立つように、表示されている。
【００７０】
上記に加えて、パッケージに置かれた後の卵のレーザーマーキングは、レーザーマーキングステーションの下流に配置された構成要素数が限られており、かつ、レーザーマーキングプロセス中に生じた粉塵が任意の機械的または光学的構成要素の動作に干渉する可能性が低いため、さらに有利とし得る。いくつかの実施形態では、例えば、本明細書で説明されるレーザーマーキングプロセスに続いてパッカーによって実施される動作は、パッケージの封止のみである。レーザーマーキングプロセスによって生じて、以下説明するバキューミングプロセス（用いられる場合）を免れる粉塵はいずれも、パッケージ封止ステーションの動作に著しい悪影響を及ぼさないであろう。
【００７１】
さらに、卵がパッケージに置かれた後で卵に印刷することは、卵のマーキングされたセクションが、パッケージを開封する消費者から見えないように結局隠されてしまう危険性を最小限にする。すなわち、パッケージに置かれる前に卵が印刷されるとき、卵が回転されない限り、端から端まで動かされない限り、あるいは向きを変えられない限り、卵にマーキングされた表示像が隠されるかまたは全く見えなくなるように、パッカーによって卵がパッケージに置かれる可能性が高い。パッケージに置かれた後で卵にマーキングすることは、消費者（または他の人）が所与のパッケージを開封するときに、卵がそのような向きにされている危険性を最小限にし得る。
【００７２】
加えて、特定のパッカーに到達した後で卵にマーキングすることは、そのパッカーによって処理中の卵のみが、所望の情報を確実にマーキングされるようにする。従って、パッケージに置かれた後で卵にマーキングすることによって、所与のパッカーが不適切なまたは意図されていないマーキングの卵を受け取ることを気にせずに、マーキングされていない卵を多数のパッカーのいずれかの方に向けるように、またはおそらく、いつでも異なるパッカーの方に向きを変えることができるようにする。
【００７３】
図１〜図４に、本明細書に説明する様々な本発明の特徴を供するレーザーマーキング装置の例を示す。図示の例では、レーザーマーキング装置１００は、例えば、Diamond Automations, Inc製タイプの既存の卵パッキング装置２００に据え付けられるように構成される。しかしながら、レーザーマーキング装置１００の構成要素の１つ以上、またはおそらく全てが、それに加えてまたはその代わりに、その製造時に、図示のような卵パッキング装置に組み込まれ得ることを理解されたい。加えて、図示の卵パッキング装置は、本発明の態様を用い得る装置の一例にすぎず、それに加えてまたはその代わりに、本発明の様々な特徴を、上述のようにいくつもの異なるタイプの装置のいずれかに関連して用いてもよいことを理解されたい。
【００７４】
図２および図３に示すように、卵パッキング装置２００は、２つ１組の同一の卵パッカー２００ａ、２００ｂを含んでもよく、卵パッカーはそれぞれ、コンベヤー２０２ａ、２０２ｂ（例えば、ベルトコンベヤー、ローラーコンベヤー、チェーンコンベヤーなど）を含む。各コンベヤー２０２ａ、２０２ｂは、空のパッケージ２０４を、パッケージに卵が上から充填されるそれぞれの卵充填セクション２０６ａ、２０６ｂを通るように移動させ、その後、充填されたパッケージを、パッケージ２０４の蓋を封止する役割を果たすそれぞれのパッケージ封止セクション２０８ａ、２０８ｂまで移動させる。図１および図２に示すように、卵は、グレーダー３００を経由して卵パッカー２００ａ、２００ｂに供給され得る。グレーダー３００の断面のみを示すが、グレーダー３００は一般にかなり大きい一台の機器であり、一般に、長さが、パッカーのコンベヤーに垂直な方向において５０または６０フィート程度であることを理解されたい。
【００７５】
図示の実施形態では、レーザーマーキング装置１００は、一対の同一のレーザーマーキングシステムを含み、一方が卵パッカー２００の２つの部分２００ａ、２００ｂの片方に対して機能する。例えば、図示の例ではフレーム１０１が使用されて、レーザーマーキング装置１００の両部分を支持してもよい。あるいは、別個のフレームを使用し得る。２つのレーザーマーキングシステムの構成および動作は本質的に同じであるため、２つのシステムの一方のみを説明する。しかしながら、以下の説明は、レーザーマーキング装置１００の両方の部分に等しく適用されることを理解されたい。２つの並列したレーザーマーキングシステムが存在することは本発明の条件ではなく、異なる実施形態では、それよりも少ないまたは多い数のそのようなシステムを用いてもよいことも認識するべきである。
【００７６】
図示の実施形態では、レーザーマーキングシステムの一方の主ハウジング１０２（図１に示す）は、一群の３つのレーザー光源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを含む。各レーザー光源１０４は、例えば、７０〜１００ワットの二酸化炭素（ＣＯ２）レーザー、または定格出力の７０〜９０％で動作しかつ卵殻に約２０００ワット／平方インチまでの出力密度（適切なスポットサイズで）を届ける１０，６４０ナノメートル程度の波長を有する他のレーザーを含んでもよい。図示の通り、２対１のビームスプリッタ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを使用して、レーザー光源１０４からのレーザーエネルギーを複数のビームに分割してもよく、かつ鏡を使用して、得られた６つのレーザービームを下部ハウジング１０８（図１に示す）のチャンネルに通して、６個１組の二次元レーザー照準鏡（ガルボ）１１０に向けてもよい。他の実施形態では、ビームスプリッタを用いるのではなく、各ガルボ１１０に別個のレーザー光源を用いてもよい。それゆえ、各ガルボ１１０は、例えば、１２個パッケージの内の２個の卵、または１８個パッケージの内の３個の卵、またはそれよりも大きなパッケージではそれよりも多い卵または１個の卵のみをレーザー処理する責任を負い得る。卵に当たるレーザービームのスポットサイズは、例えば、直径４ミリメートル（ｍｍ）程度とし得る。このスポットサイズは、例えば、レーザー出力において２〜２．５ｍｍのコヒーレントスポットで始まって、コリメーティングレンズアセンブリ、続いて１０インチの集束レンズを経由して約３．７５ｍｍまで拡大させることによって生成され得る。任意の他の構成（例えば異なるレーザー出力、アプコリメータ（up-collimator）および集束レンズ）を使用して、指示された出力密度および対応する掃引速度の、適切に小さなスポットサイズを提供してもよい（それゆえ等価のエネルギー密度を届ける）。掃引速度およびスポットサイズの調整により、多かれ少なかれレーザー出力パワーを用い得る一方、エネルギー密度は、約２５ミクロンまでの深さの適切なエッチングを卵殻に生じる範囲内に保たれる。それゆえ、本発明のシステムおよび方法は特定の組み合わせのパラメータではなく、卵上の読みやすいマーキングという点で良好な結果を生じる組み合わせに限定される。
【００７７】
下部ハウジング１０８内に含まれる電子制御盤１１１は、従来の回路（アナログ、デジタルなど）を含んで、レーザー光源１０４およびガルボ１１０の動作を制御し得る。１つ以上のセンサ（図１〜図４には図示せず）がまた、ガルボ１１０に対するコンベヤー上の卵パッケージの位置を検知し、かつ制御盤１１１が、卵を充填された所与のパッケージがレーザー処理のための位置にある時点を決定できるようにし得る。それに加えてまたはその代わりに、他の実施形態では、１つ以上の制御盤１１１は、換気を良好にするなどのために、システム内の、アクセスがより簡単な他の場所に配置し得る。
【００７８】
図５Ａおよび図５Ｂは、コンベヤーの一部分、および図１〜図４に示す卵パッキング装置２００の２つの部分の一方の卵充填セクション２０６とパッケージ封止セクション２０８との間に配置し得る関連の構成要素の上面図および側面図をそれぞれ示すブロック図である。図示の例では、コンベヤーは、５つの主要な位置Ａ〜Ｅの各々にパッケージ２０４を順に移動させるように制御される。さらに、そのような各主要な位置において、コンベヤーは、充填されるパッケージ２０４にある卵２０５の列数と等しい一連の副位置を通って、パッケージ２０４を順に移動させる（参照符号２０５は卵自体である）。これは、卵充填セクション２０６が一般に一列６個の卵２０５を同時に充填するので、コンベヤー２０２が、新しい各列の卵を充填する前にわずかに前方にパッケージを移動させることを必要とすることによって発生する。典型的な卵パッカーは、１時間当たり約３５ケースの卵を処理し、各ケースは３０ダースの卵を含む。この速度では、パッケージは、例えば、主要な位置Ａ〜Ｅの各々において、コンベヤー２０２によって次のそのような主要な位置に移動されるまで約５秒留まり得る。それゆえ、パッケージは、例えば、各位置Ａ〜Ｅ内の副位置の各々において約１〜２秒留まる。
【００７９】
図示の例では、コンベヤー２０２はまずパッケージ２０４を卵パッキング装置２００の卵充填セクション２０６内の主要な位置Ａに移動させる。図示の通り、パッケージ２０４がこのセクションで停止すると、パッケージ２０４内の収容器の数に対応するいくつもの卵２０５（例えば、１２個、１８個、またはそれ以上）がパッケージ２０４に配置される。上述の通り、卵は、同時に一列（例えば６個の卵が）充填され、コンベヤー２０２はパッケージ２０４をわずかに前進させ、それに続く列を充填できるようにする。
【００８０】
次に、コンベヤーはパッケージ２０４を位置Ｂに移動させる。位置Ｂでは、レーザーマーキングするのに、ならびにパッケージ２０４を最終的に開封する消費者、またはおそらく検査および／または詰め直しを目的として後で卵を調査する小売業者または卸売業者の検査員または従業員に表示するのに望ましい位置に卵を向ける動作が行われる。図示の通り、卵２０５は、位置Ｂに到達するときには、パッケージ内の向きは幾分でたらめに決められてもよい。しかしながら、卵が位置Ｂに到達したら、卵オリエンタ１１２は、所望の位置に卵の向きを変えるように動作し得る。卵オリエンタ１１２は、パッケージ内で卵の向きを変えることができる多数の装置のいずれとしてもよく、本発明は、そのような機能を実行する任意の特定の装置または構造に限定されない。この目的に好適な卵オリエンタ１１２の１つの例示を図６に示す。卵オリエンタ１１２は、コンベヤー２０２に沿った多数の位置のいずれに配置されてもよく、図示の特定の位置に配置される必要はないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、例えば、図５Ａおよび図５Ｂの位置ＢおよびＣにある機器を組み合わせて、同じ位置に配置された卵のカートン上で動作するようにしてもよい。加えて、いくつかの実施形態では、卵オリエンタ１１２は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるガルボ１１０の、左側ではなく右側に位置決めされ得る。
【００８１】
図５Ａおよび図５Ｂの卵オリエンタ１１２に隣接した矢印１１３で示すように、卵オリエンタ１１２を、まず、卵パッケージ２０４の後ろ側に下方へ（例えば、空気圧ピストンまたは別の好適なアクチュエータまたはモータ（図５Ａおよび図５Ｂには図示せず）を使用して）動かしてから、卵２０５の列（一般にそれぞれ６個の２列または３列の卵）にわたって前方に（通常のベルト運動の方向に）掃引させ得る。
【００８２】
図５Ａに矢印１１５で示すように、卵オリエンタ１１２はまた、前方に動くときに、（例えば、回転式空気圧アクチュエータまたは別の好適なアクチュエータまたはモータ（図５Ａおよび図５Ｂには図示せず）を使用して）左右に揺れることがあり、卵２０５とパッケージ２０４の収容器との間の摩擦に打ち勝つように手助けする；またはこのために別の機構を用いてもよい。あるいは、他の機能低下手法で置き換えてもよい。最後に、卵オリエンタ１１２は上昇し、その後、別の列の卵が処理用の位置Ｂに移動されるまで、その開始位置に戻され得る。いくつかの実施形態では、卵オリエンタ１１２は、１回の通過で卵のパッケージ全体にわたって掃引されてもよい。あるいは、パッケージ２０４が位置Ｂ内の新しい副位置に移動される度毎に１列の卵２０５にわたって掃引されてもよい。
【００８３】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、１つ以上のセンサ（例えば、ホトエレクトリックアイ２１４ａ〜ｂ）を、単独でまたはベルトチックモニタ（belt tick monitor）などと一緒に使用して、卵オリエンタ１１２に対する卵パッケージ２０４の正確な位置を追跡してもよい。
【００８４】
所望の方法で卵オリエンタ１１２を（例えば、図５Ａおよび図５Ｂにおいて矢印１１３、１１５に示されるような方向に）移動させるために使用し得る駆動機構１２２の例を図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。駆動機構１２２は、例えば、位置Ｂにおいてコンベヤー２０２をまたいでいてもよいので（図５Ａ〜Ｂ参照）、卵のパッケージは、図１０Ａ〜Ｂに矢印１２４で示す方向に、卵オリエンタ１１２の下側を通過する。図示のように、駆動機構１２２はフレーム１２６を含んでもよい。フレーム１２６は、いくつかの複動式空気圧シリンダ１２８、１３０ａ、１３０ｂおよび回転式空気圧アクチュエータ１３６を支持する。図示の例では、空気圧シリンダ１２８および関連のピストン１４２は、図１０Ａに矢印１３２で示すように卵オリエンタ１１２を上下に（すなわち、コンベヤー２０２の平面に対して垂直に）移動させる役割を果たす。同様に、図示の実施形態では、対の空気圧シリンダ１３０ａおよび１３０ｂおよび関連のピストン１４４は、図１０Ｂに矢印１３４で示すように卵パッケージ２０４にわたって卵オリエンタ１１２を前後に（すなわち、コンベヤーが動く方向に平行に（矢印１２４参照））移動させる役割を果たす。また、図示の実施形態では、回転式空気圧アクチュエータ１３６は、卵オリエンタ１１２が卵２０５のパッケージ２０４にわたって掃引される際に、図１０Ａにおいて矢印１３８で示すように卵オリエンタ１１２を左右にわずかに揺らす役割を果たす。
【００８５】
図１０Ｂに示すように、駆動機構１２２の空気圧構成要素を圧縮装置１４０（または他の圧縮空気源）に接続してもよく、圧縮装置は、そのような構成要素への空気の流れを調整し、それによりそれら構成要素の動作を適切に調整するように制御され得る。当然ながら、他のタイプのアクチュエータまたはモータ（例えば、電気式または液圧式アクチュエータまたはモータ）を用いる実施形態は、異なるタイプの制御装置を用いて卵オリエンタ１１２の運動を所望の方法で調整してもよい。
【００８６】
図６に示すように、卵オリエンタは、好適な軽量で頑丈な材料（例えばアルミニウム）で作製されたフレーム１１４と、パッケージ２０４内の卵２０５の上部を掃引して向きを所望の位置へ変えるブラシ要素１１６とを含み得る。ブラシ要素１１６は、例えば、好適な食品等級のプラスチック、ゴム、または他の材料で作製された、可撓性があるが弾力性のある１組のフィンガを含む。図示の例では、ブラシ要素１１６は、スカラップ（scallop）形状のアルミニウム部材１１８を使用してフレーム１１４に締結され、ブラシ要素１１６に、対応するスカラップ形状を与えている。このようにブラシ要素１１６を付形することによって、スカラップ形状の隅が、パッケージ２０４内の所望の左右位置へ卵２０５を適切に位置決めできるようにする。
【００８７】
図示の実施形態では、卵オリエンタ１１２は、スカラップ形状のアルミニウム部材１１８の隅とフレーム１１４との間に配置された１組のチューブ１２０をさらに含む。図示のように、チューブ１２０は、パッケージ２０４にある卵２０５の上部にわたって卵オリエンタ１１２が掃引される際に一対のチューブが各卵２０５をまたぐように配置し得る。好都合にも、チューブ１２０に高速の空気源（図示せず）が接続されて、卵を再配置するために卵オリエンタ１１２が卵２０５にわたって掃引される際に、空気が卵２０５におよびその周りに吹き付けられ得る。そのように卵におよびその周りに空気を吹き付けることは、卵のレーザーマーキング前に卵２０５の表面を均一に乾燥させるのを助け、かつまた、卵２０５の底部とパッケージ収容器との間にわずかにエアクッションを生じさせることによって、それらの間の摩擦に打ち勝つのを助け得る。
【００８８】
図示の例示的な実施形態では、卵オリエンタ１１２がパッケージ２０４内で卵２０５を再配置した後、コンベヤー２０２はパッケージ２０４を位置Ｃに移動させ、位置Ｃにおいて、レーザーマーキング動作が行われ得る。図７Ａおよび図７Ｂは、パッケージ２０４が位置Ｃに到達するときにパッケージ２０４内で一群の卵２０５の向きが決定され得る方法（ならびに卵が小売店、最終消費者、またはほかのいくつかのパッキング後の場所に最終的に到達したとき）を示す。図７Ａは、卵がそのような向きにされたパッケージ２０４の側面図および図７Ｂはその正面図である。
【００８９】
図示のように、卵オリエンタ１１２によって処理した結果、卵２０５はパッケージ２０４内で均一に配置され、各卵２０５は、パッケージ２０４の背部２２８の方へわずかに傾斜されて（図７Ａ参照）、その表面積の大部分２３０が、卵にマーキングする役割を果たすガルボ１１０に曝され得る。いくつかの実施形態では、例えば、卵オリエンタ１１２は、各卵の長軸２３２がパッケージの背部２２８の方へ少なくともわずかに傾斜するように、卵２０５を操作し得る。例えば、ある特定の実施形態では、卵オリエンタ１１２は、各卵の長軸が垂直線（「垂直線」は、パッケージの底部分２３６に一致する平面（これは、図７Ａおよび図７Ｂでは、コンベヤー２０２の表面に平行である）に垂直な線２３３と定義する）から最低３度の角度Θだけオフセットするように、卵を操作し得る。他の実施形態では、各カートン２０４の卵２０５の各々は、最小角度Θ、一般に１〜約２２度またはそれ以上だけ垂直線からオフセットしてもよい。いくつかの実施形態では、卵オリエンタ１１２は、各卵に関するそのような角度Θが約１０度、または書き込み用のレーザーマーキング装置が利用できる表面積を最大にする他のいくつかの好適な角度となるように、卵２０５を操作できる。
【００９０】
図７Ｂに示すように、卵オリエンタ１１２は、さらに、各列６個の卵の全ての卵の長軸２３２が、そのような列にある卵を保持する収容器の底部に交わる線に対してほぼ直角をなすように、卵２０５の向きを決定してもよい。いくつかの実装例では、所与のパッケージにある全ての卵の長軸２３２は、任意の他のそのような長軸からそのような各長軸２３２が約２０度以下（または、いくつかの実施形態では、約２５度以下、または約２４度以下、または約２３度以下、または約２２度以下、または約２１度以下、または約１９度以下、または約１８度以下、または約１７度以下、または約１６度以下、または約１５度以下、または約１４度以下、または約１３度以下、または約１２度以下、または約１１度以下、または約１０度以下、または約９度以下、または約８度以下、または約７度以下、または約６度以下、または約５度以下、または約４度以下、または約３度以下、または約２度以下、またはまたは約１度以下）オフセットしているような向きにされてもよい。
【００９１】
卵２０５がパッケージ２０４内でそのような向きにされる場合、パッケージを開封する人にすぐに見える卵２０５の表面は、卵２０５の端でも中央でもなく、それら２個所の間のどこかにある卵のセクションである。図８は、レーザーマーキングされた卵２０５の例を示す。図示のように、マーキングの中心にある点２３４（図７Ａおよび図７Ｂにも示す）は、卵２０５の端２１０と中央２１２との間に配置され得る（すなわち、この領域は卵の両端の中ほどに配置されている）。いくつかの実施形態では、卵にマーキングされた情報は、卵の端２１０から（または端を越えて）卵の中央２１２まで（または中央を越えて）延在し得る。図８に示すように、情報は、卵の長軸に対して水平に延在するように卵にマーキングされてもよい。それに加えてまたはその代わりに、いくつかの実施形態では、情報は、卵の長軸の方向にほぼ垂直に延在するようにマーキングされてもよい。いくつかの実施形態では、各卵にレーザーマーキングされた情報は、トレーサビリティコード（特定の卵または比較的小さな群、例えばカートンの卵を一意に識別する）、会社のロゴおよび／または他の広告、消費期限、選別情報、およびパッキングコード（例えば、州コード、国コード、パッカーコードおよび／またはユリウス日）の１つ以上を含んでもよい。カートンの卵は、共通の情報を望むだけマーキングしてもよい。それゆえ、メッセージは、実際、複数の卵にわたって１個毎に印刷される。
【００９２】
いくつかの実施形態では、卵は各パッケージ内で向きを決定され、かつ、人間が、各パッケージにある全ての卵にマーキングされる情報を見ることができるように全く卵を操作する必要なく、そのような情報がパッケージを開封するとすぐに見えるように、卵に情報がマーキングされ得る。
【００９３】
生産されるかなりの割合の卵がサルモネラ（salmonella）ウィルスを有することが知られている。この理由および他の理由のために、卵を操作した日にちとその方法を管理する様々な規制が存在する。それゆえ、パッケージのどの卵も操作する必要なく、所与のパッケージにある全ての卵のレーザーマーキングされた情報の検査を可能にすることは、大きな利益をもたらし得る。
【００９４】
図１〜図６に示した例示的な実施形態では、パッケージが主要な位置Ｃ内の副位置にある約１〜２秒の各間隔中、６つのガルボ１１０の各々を制御して、所与の列にある６個の卵のそれぞれにマーキングするようにし得る。従って、いくつかの実装例では、各ガルボ１１０は、それが役割を果たす各卵２０５でのマーキングを完了するまでに約１〜２秒有し得る。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、１つ以上のセンサ（例えば、ホトアイ（photo eyes）２１６ａ〜ｂ）を、単独で、またはベルトチックモニタなどと一緒に使用して、ガルボ１１０に対する卵パッケージ２０４の正確な位置を追跡し得る。
【００９５】
いくつかの実施形態では、ベクトルベースのプロセスを使用して、卵２０５にレーザーマーキングし得る。しかしながら、それに加えてまたはその代わりに、他の実施形態では、ドットマトリクス、ラスター、または他のレーザーマーキングプロセスを用いてもよい。
【００９６】
いくつかの実施形態では、各卵２０５は、利用可能な約１〜２秒のマーキング間隔中に複数回の通過で（例えば、２回、３回、または４回）マーキングされてもよい。本発明者らは、卵殻のマーキングの品質は、複数回通過させて比較的低出力（密度）のレーザービームおよびマーキングを使用することにより、著しく改善され得ることを発見した。いくつかの実施形態では、これは、レーザー出力と出射ビーム幅の組み合わせ、オプティクス、ならびに所望の出力密度レベルおよびスポットサイズを有するレーザービームを得るために１つ以上のレーザー光源からの出力を分割する１つ以上のビームスプリッタを使用することによって達成し得る。本発明者らは、これは、卵殻（一般に３００ミクロン程度の厚みである）のディープエッチングではなく、卵の外側層の変色であり、これは、良好なマーキングの品質を達成できるようにすると考えている。確かに、高すぎる出力のレーザービームに曝されるまたは長すぎる持続時間でレーザービームに曝されると、卵殻の外側タンパク質層が完全にエッチングされることがあり、それにより、マークの品質を損なう。従って、いくつかの実施形態では、卵の表面を深くエッチングしすぎることなく良好な変色を達成するために、出力、ビーム掃引速度、および／または通過回数を調整し得る。いくつかの実施形態では、指示されたオプティクスおよびスポットサイズの約８０ワット未満のレーザー出力（または、いくつかの実施形態では、約７５ワット未満、または約７０ワット未満、または約６５ワット未満、または約６０ワット未満、または約５５ワット未満、または約５０ワット未満、または約４５ワット未満、または約４０ワット未満、またはそれを下回る）が卵に適用される。いくつかの実施形態では、例えば、そのような変数は、卵に得られるエッチングの深さが約２５ミクロン以下となるように制御される。
【００９７】
少なくとも１回のそのような通過が、良好に変色させる出力および／または速度で確実に行われるように、複数回の通過のそれぞれの最中に用いられる出力、スポットサイズおよび／またはビーム掃引速度を変更することによって、より良好なマーキングの品質を達成することを可能とし得る。いくつかの実施形態では、レーザービームは、レーザーマーキングプロセス中に変調されて、マークの品質を改善し得る。例えば、１つの線が別の線と交わる点では（例えば、文字「Ｘ」を書くとき）、出力が低減されるかまたは速度が増加されて、過度なエネルギー量が重複点にもたらされないようにする。
【００９８】
いくつかの実施形態では、卵にマーキングされる表示像は、卵２０５のレーザー処理に先立ってデジタル処理されて（例えば、予め変形されて）、問題の卵の実際のまたは予期される湾曲を考慮してもよい。そのようなステップを取ることによって、非平面的な表面にマーキングされているにも関わらず、歪んで見えない表示像を生じ得る。
【００９９】
いくつかの実装例では、また、１つ以上の追加的なレーザー光源および／またはガルボを、卵の１つ以上の異なる部分、例えば、上述の正面側の位置に加えて背面側にマーキングするように配置および構成してもよい。いくつかの実施形態では、卵の前方部分に、例えば、消費者に緊急の重要課題、例えば、消費期限および／またはブランド識別情報などの特定の情報をマーキングして、そのような情報が、ボックス開封時に消費者にすぐ見えるようにし、かつ、卵の背面側に、例えば追跡コードなどの他のあまり緊急でない重要課題の情報をマーキングすることが望ましいであろう。
【０１００】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、所与のパッケージ２０４へのレーザーマーキングプロセスの完了後、コンベヤー２０２はパッケージ２０４を位置Ｄに移動させてもよく、位置Ｄにおいて、真空源（図示せず）に接続されたバキューム２１８のノズルを、空気源（図示せず）に接続されたブロワのノズル２２０と共に使用して、卵パッカー２００のパッケージ封止セクション２０８によって封止される前に、レーザー処理プロセスによって発生した粉塵および任意の他の望ましくない粒子を卵のパッケージから除去し得る。いくつかの実施形態では、真空源および／または空気源は、レーザーマーキング装置１００から離れて（例えば、装置１００が置かれている建物の屋根に）配置され、適切なチューブまたは配管（図示せず）を介してノズル２１８、２２０に接続され得る。
【０１０１】
いくつかの実装例では、マーキングされる卵の位置および／または特徴をおよび／または卵にマーキングされる情報の品質および完全さを検査するように、機械視覚システム１４６、１４８（図１に示す）を構成および配置し得る。図１に示すように、いくつかの実施形態では、１つ以上の機械視覚観測ユニット１４６は、例えば、１つ以上のガルボのビームプロジェクタ１４８に隣接して配置され得る。他の実施形態では、１つ以上の観測ユニット１４６を他の場所に配置して、適切な観測を可能にするようにしてもよい。１つ以上の観測ユニット１４６を、任意の好適な技術を使用して、１つ以上の機械視覚検査システムコンピュータ１４８に接続してもよい。１つ以上の機械視覚検査コンピュータ１４８の各々は、システム１００にローカルなものとしてもよく、またはリモート位置にあってもよい。
【０１０２】
問題となる卵処理システムは、例えば、マークの品質が一定の閾値を下回ったと機械視覚システムが判断する場合、停止し得る。そのようなシステムは、いくつかの実施形態では閉ループとしてもよく、機械視覚システムからのフィードバックを使用してガルボ１１０および／またはレーザー光源１０４を制御し、処理の品質および信頼性を高め得る。例えば、機械視覚システムからのフィードバックは、ガルボによってなされる通過回数、ガルボが走査する速度、レーザーのパワーレベルなどを調整して、レーザーマーキングプロセス中に所望のコントラストレベルが確実に達成されるようにし得る。それに加えてまたはその代わりに、機械視覚システムは、マーキングされる卵のサイズ、色、または他の知覚可能な特性を検査し、かつそのような変数を考慮するためにレーザーマーキングの構成要素および／または処理に適切な調整を行い、それにより、そのような変動にもかかわらず表示像品質が確実に一貫して変化しない状態となるようにし得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、１つ以上の設備にわたって分散している複数の異なるレーザーマーキング装置１００の動作の集中管理および監視を可能にするのに有用とし得る。図９は、そのような集中管理を可能にし得るシステムの例を示す。図示のように、各群のレーザーマーキング装置１００は対応する設備用コンピュータ２２２に結合されて、設備用コンピュータが、様々なレーザーマーキング装置１００の制御盤１１１へのレーザーマーキングジョブの待ち行列状態を制御でき、かつそのような装置の調子およびステータスを監視できるようにする。それゆえ、レーザーマーキング装置１００は、実質的に設備用コンピュータ２２２のネットワークプリンタとして振る舞い得る。各設備用コンピュータ２２２は、例えば、各卵処理設備に配置され得る。
【０１０４】
セントラルサーバ２２４は、同様に、ネットワーククラウド２２６を経由して一群の設備用コンピュータ２２２に結合されて、セントラルサーバ２２４がレーザーマーキングジョブを様々な設備用コンピュータ２２２に分散でき、かつそれらのジョブのステータスを監視できるようにし得る。ネットワーククラウド２２６は、いくつものネットワークタイプの任意のものを含んでよく、ローカルエリアまたは広域のいずれに分散されてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーククラウド２２６は、例えば、インターネットを含み得る。設備が、異なる地理的地域に配置される場合、異なるレーザーマーキングジョブは、例えば、地域に依存して、異なる設備において設備用コンピュータ２２２に分散され得る。例えば、メジャーリーグ野球がチームのロゴを卵にマーキングさせるという契約を取り決めた場合、卵をニューイングランド地方に卸す設備には、それらの設備において所与の数の卵にBoston Red Soxのロゴをマーキングするようにという指示が送られ得る一方、フロリダ州に卵を卸す設備には、それらの設備において一定の数の卵にFlorida Marlinsのロゴをマーキングするようにという指示が送られ得る。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、ガルボ１１０は、同じパッケージ内の異なる卵に異なる表示像がマーキングされ得るように、独立して制御されてもよい。例えば、ガルボ１１０は、パッケージの第１列にあるそのような２つの卵に文字「Ｇ」および「Ｏ」がマーキングされ、およびパッケージの第２列にある６個の卵に文字「Ｒ」、「Ｅ」、「Ｄ」、「Ｓ」、「Ｏ」、および「Ｘ」がマーキングされるように制御できる。いくつかの実施形態では、各卵２０５は、システムを使用してレーザーマーキングされた他の全ての卵を区別できるように一意の識別子がマーキングされていてもよい。
【０１０６】
インク印刷
これまで、インク印刷は、流通網においては、永久的でかつ（実用目的で）不変であることが望まれる表示の卵へのマーキングは、満足のいくものではなかった。そのような表示は、例えば、トレーサビリティコードおよび／または賞味期限、または起源コード−食品安全保証および／または扱われた卵の経路の追跡を提供するのに使用される情報を含み得る。好適なインク組成物はそのうち利用可能となり、レーザーマーキングの代わりとなり得るが、現在のところは、レーザーマーキングがそのような表示を適用する好ましい方法である。広告などの他の表示の完全性には、例えば、同じ厳しい要件は課されない。例えば、水溶性インクの広告が、卵から洗い流されるか、またはにじんだ場合、食品安全性には悪影響を及ぼさない。それゆえ、永久的である必要のないそのような表示は、永久的なマーキングを有する卵を含め、卵の特徴を著しく損なうことなく、永続しない手段によって適用され得る。それゆえ、広告は、例えば、任意のレーザーによって付与されたマーキングに加えて、インク印刷によって付与され得る。
【０１０７】
レーザー印刷およびインク印刷が一緒に使用される場合、卵のレーザーマーキング（エッチング）が、レーザービームが書き込みを行う部分の殻の厚さを薄くすることに注意しなくてはいけない。それゆえ、インクがそれらの個所でより簡単に殻ににじみ、卵の黄身または卵白の汚染が懸念される場合には、卵殻のそのように薄くなった個所にインクを付与しないことを保証するように注意することが望ましい。しかしながら、卵の殻に自然にあるひびの深さは９０ミクロンであり、本明細書で教示したレーザー処理は約２５ミクロン以下しか除去しないときには、そのような予防措置は不必要であることが分かっている。この結果は、レーザー印刷の前にインク印刷を行うことによって、または前にレーザー印刷された領域にインクが確実に付与されないように注意することによって、得られるであろう。インク印刷が最初に行われるときに、インク組成物が非揮発性である場合、レーザービームは、レーザーマーキングがもたらされる個所からインクを除去する；これを当然の結果とすると、インクは、着色された背景領域をもたらすために付与され、その後、卵は、インクをレーザーアブレーションすることによってマーキングされて、卵殻が周囲のインクに対してコントラストを示すことができるようにし得る。この種の「白抜き」印刷は、インク付与装置の制約のいくつかを低減し得る。
【０１０８】
高速の商業的な卵生産においてインクマーキングを卵に付与することは、カートンで卵がコンベヤーを流れている最中に、Advanced Industrial Micro Systems（Mumbai, India）のモデルEJP Online Multi-Head Egg Jet Printerなどの特殊インクジェットプリンタを使用して以前に行われている。このプリンタは水溶性インクを使用する。
【０１０９】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、レーザーマーキングステーション３０２およびインクマーキングステーション３０４の双方に関連して本明細書で開示された概念を用いる卵マーキングシステム３００の例が示される。図１１Ａに示すようにレーザー印刷ステーション３０２の上流（すなわち、前）またはレーザー印刷ステーション（図示せず）の下流のいずれかにインクジェット印刷ステーション３０４を配置することができる。インクジェット印刷が用いられる場合、マーキングされる卵毎に１つ以上のインクジェットが設けられ、およびカートンのある列にある全ての卵が同時にマーキングされることが考慮される。それゆえ、図１１Ａはインクヘッド３０６を１つのみ示すが、より一般には、一群のプリントヘッドが集団となって一列の卵にマーキングを行う。１つまたは複数の必須のインクリザーバが、導管３０８を経由してインクヘッドにインクを供給し得る。
【０１１０】
本明細書で説明したようにオリエンタ３１０を使用して、パッケージ内で卵を位置決めしてから印刷を行ってもよく、そのため、卵は２つの印刷ステーション間であまり位置をシフトさせない。オリエンタのこの実施形態では、支持構造に従属する一連の弾力性部材または掃引部材３１１が、卵を後方に傾斜した向きにする。それゆえ、複雑な位置合わせ機構を必要することなく、２つのステーションに対する所望の相対的な印刷位置を達成できる。
【０１１１】
卵のレーザーマーキングを、永久的なインクを使用するインクジェット印刷と組み合わせることは、安全性に対する懸念によって複雑になる。単に水溶性インクを、異なる化学組成を有するインクと置き換えるという問題ではない。なぜなら、異なる組成のインクは、通常、揮発性成分を含み、インクが付与されて乾燥すると可燃性または爆発性雰囲気を生み出すためである。レーザービームからのエネルギーによって揮発性物質の蒸気に引火し、火事や爆発をも発生させる可能性がある。危険な揮発性物質の蒸気を放出しないインク組成物を使用することとは別に、いくつもの方法によって揮発性物質の蒸気に引火する危険性を低減し得る。例えば、図１１Ａに示すように、１つまたは複数のレーザー処理ステーション３０２（すなわち、卵が実際にレーザービームによってマーキングされる領域）は、ハウジング３１２に覆われた１つ以上のレーザー３０３ａまたは少なくともレーザービーム３０３ｂを含んでもよく、そこでは、正圧の清浄な空気（または不活性ガス）環境が維持されているので、揮発性物質の蒸気のレベルは、可燃レベルを下回る状態に維持される。あるいは、１つまたは複数のレーザー処理ステーションおよび１つまたは複数のインク印刷ステーションは、数フィート（例えば、１５〜２０フィートまたはそれ以上）隔てられ、排気システム（図示せず）が揮発性物質の蒸気を抜き取って、レーザービームに曝される揮発性物質の蒸気のレベルを十分に低減させて、混合物が燃焼性となるレベルを十分に下回る程度にする。または、その代わりに、不活性ガスがレーザー処理ステーションにポンプで入れられて、酸素レベルを低く保ち、混合物が燃焼性となるのを回避する。
【０１１２】
追加的な実施形態
上述のパッケージ搬送および卵印刷構成は、様々な点で修正してもよい。それらには、図１１Ａに概略的に示すように（可能な限り詳細は除外して）、重力を使用して、所望通りに卵の向きを決定しかつその後の向きを維持するのを支援できる構成がある。選別およびパッキングシステム３２０は、卵がコンベヤー３２６を通過するときに卵３２２を卵カートンまたはパッケージ３２４に落とし、このとき、カートンの開き蓋３２８がコンベヤー３２６の下流（この図では、左側）端部の方に配置された状態にある。各カートンがコンベヤー３２６の端部に達すると、コンベヤーはカートンを回転式トレイ３３０上に置く。次いで、トレイ３３０は１８０度回転し、カートン３２４を位置Ａから位置Ｂに移動させ、そこで、開き蓋がコンベヤー３２６の上流端部に配置される。次いで、カートンは、上方に傾斜したコンベヤー３３４に移される。様々な機構を用いてカートンを回転式トレイから下流コンベヤー３３４に移す。例えば、図１２にトレイ機構を簡単な断面で図に示すように、トレイの一部分は小型のコンベヤー機構３３６を含んでもよい。あるいは、回転プッシャーブレード（pusher blade）３３８および適切な駆動装置（例えば、液圧シリンダまたはソレノイド３４０）、または任意の他の所望の機構など、補助的な機構を使用して移すことができる。同様に、回転式トレイ以外の機構を使用してパッケージの方向を反転させることができ、カートンに卵を供給するグレーダー／パッカーが、蓋が開いていてかつ卵を含むパッケージの底部が上流にある状態でパッケージを送る場合、反転機構は不必要である。
【０１１３】
次いで、カートンの卵が上述の向きを達成すると、オリエンタステーション３１０が動作し得る。オリエンタから、コンベヤー３３４は、使用される場合には卵カートンをインクジェット印刷ステーション３０４まで運び、その後レーザー処理ステーション３０２まで運ぶ（または最初にレーザー処理主部に、そしてインク印刷ステーションに運ぶ。両シーケンスには利点と欠点がある。さらに、いくつかの実施形態では、印刷はレーザー印刷のみまたはインク印刷のみに限定されるため、印刷ステーションの各々は任意選択とみなし得る）。レーザー処理ステーションの出力部において、封止機構３４４が蓋３２８を回転させてカートンを封止する。コンベヤー３３４は、封止した卵カートンを、静止した平坦な表面上に、または別のコンベヤー上に荷降ろしし、そこから、カートンは取り除かれてボックスまたはクレートに詰められ得る。
【０１１４】
レーザー処理ステーションは、適切な装置（図示せず）によって内部に非揮発性環境が維持されているハウジング３１２を含み得る。レーザー装置はハウジング３１２内に収容されても、そのハウジングの外部にあってもよく、インク揮発性物質が除外される密閉された経路を介してハウジング３１２にレーザービームを行う。
【０１１５】
オリエンタによってカートン内で卵が後方に傾斜されると、コンベヤー３３４の上方傾斜が、コンベヤーがパッケージにぶつかっても卵を後方に傾斜させたままにさせる追加的な力をもたらす。この手法は小さな卵に関して特に役に立ち、コンベヤーの停止および起動時に、卵とカートンとの間に生じた摩擦に打ち勝つ十分な力を与える。水平面では、そのような卵は、整列された向きから外れてカートンで前方に倒れ得る。
【０１１６】
図１１Ａ、図１１Ｂに示すタイプの実施形態は、選別の出力側に単に加えられて既存の卵選別システムの大部分と使用できる。これは実質的に「万能サイズ」手法である。
【０１１７】
卵向き決定操作は、上述の実施形態に限定されないが、代替的な装置によっても実施され得る。操作を２つの段階：（１）卵の向きを決定する、卵を緩めるおよび卵を傾斜させる段階、および（２）卵を左右に真っ直ぐにする段階に分割することが望ましいことにも留意されたい。１つの装置が両操作を実施してもよいし、または別の装置をそれぞれに使用してもよい。
【０１１８】
よくあることであるが、卵が小さめであり、コンベヤーが水平であるかまたは少量のみ傾斜されている場合、カートンがある位置から次の位置（次のステーションまたはすぐ次の列または次のカートンの印刷位置とし得る）まで移動されるとき、コンベヤーチェーンが突然停止するとカートンはぶつかるかまたは前方に倒れることがある。それゆえ、任意選択的に、オリエンタの一部として、２つの半たわみ性ロッドを含んでもよく、それらロッドは、卵の両側に下げられて回転されて、卵を左右に真っ直ぐにさせ、かつまた、ロッドがカートンにわたって後方に移動されると卵を後方に押す。これらのロッドの直径は、印刷プロセスの邪魔にならないように十分小さく、かつ卵を損傷させない程度に十分たわみ性を有するように作製できる。
【０１１９】
別のタイプの実施形態では、オリエンタの垂下弾力性部材が、フレームから垂れ下がった複数の垂下ブラシまたは重く平らなテキスタイル条片を含んでもよく、フレームは、上述の実施形態において用いられたのと同様に動きで、卵に対してそれらブラシまたはテキスタイル条片を引きずるようにして、卵を所望の平行して傾斜した位置にする。
【０１２０】
オリエンタ機構およびプロセスは、卵に適用されるものとして示したが、印刷するか否かに関わらず他の物体に同様の動作を行うことが望ましいとし得ることを理解されたい。例えば、同様にパッケージングおよび／またはラベリングのために他の食品の向きを決定したい場合がある。これらの食品は、リンゴおよび梨またはピーマンなどの農産物またはいくつもの他の果物または野菜の任意のものを含み得る。これらは、製造者がパッケージに均一に配置したいチョコレートおよびキャンディなどの加工食品、またはクリスマスツリーのオーナメントなどの非食品も含み得る。
【０１２１】
このように、本発明の態様を実施するシステムおよび方法の特定の実施形態を説明してきたが、当業者は種々の修正、変更、および改良が容易に思いつくであろうことを理解されたい。そのような修正、変更、および改良は、本開示の一部であるものとし、本発明の趣旨および範囲内にあるものとする。例えば、開いている卵パッケージが、図５Ａおよび図５Ｂに示すコンベヤー２０２に反対方向に供給される、すなわち、収容器セクションが蓋セクションに先行する実施形態では、開いた卵のパッケージを卵オリエンタ１１２に通せるようにするだけで（摩擦に打ち勝つのを助けるために左右にわずかに揺れるようにしてもしなくても）、パッケージ２０４内で適切な卵の向きを達成できるため、卵オリエンタ１１２のループのような動きは不必要かもしれない。そのような実施形態では、卵２０５の上部がわずかに右側に傾斜させられるため（図５Ｂに示すように）、ガルボがコンベヤー２０２の背部に向くようにわずかにガルボ１１０を向け、それゆえ、この代替的な技術を使用して卵２０５のむき出しの大きな表面積２３０にマーキングできるようにすることが望ましい。従って、上述の説明および図面は例示にすぎない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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