(57)【要約】  本発明は、マーキングを促進させるための添加表面剤または化学物質の必要なく、中赤外線領域の中心波長を有するレーザービームで生産品のマーキングを行うレーザーに関するシステムおよび方法を提供する。本発明はさらに、いかなる添加表面剤または化学物質の必要なく、中赤外線領域の中心波長を有するレーザービームによってマーキングされた生産品を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加表面剤または化学物質の必要なく、生産品にマーキングをするのに十分なレーザービームを発生させるためのレーザーシステムであって、
中赤外線領域に中心波長を有するレーザービームを発生させることができるレーザーモジュールと、
前記生産品の外部表面に前記レーザービームを伝達するように構成されたビーム伝達システムと、
前記生産品の外部表面にスクライブされることとなる画像入力を受け取り、前記生産品上に画像出力をスクライブするためのスクライビング速度を設定するための制御手段と、
スクライブされうるように前記生産品を配置するのに適した基板と、を含む、システム。
【請求項２】
前記レーザーモジュールが、１９００から２１００ｎｍの範囲に中心波長を有するレーザービームを有する、請求項１に記載のレーザーシステム。
【請求項３】
前記レーザーモジュールがファイバーレーザーモジュールであり、その内部のアクティブファイバーがツリウムで実質的にドープされた、請求項２に記載のレーザーシステム。
【請求項４】
前記レーザーモジュールが、連続波動作で動作するように構成された、請求項１に記載のレーザーシステム。
【請求項５】
スクライブを促進するための表面剤または化学物質の必要なく、レーザービームで生産品にスクライブを行う方法であって、
外皮または外皮のない生産品の表面によって吸収されるのに適した中赤外線スペクトルのレーザービームを選択する段階と、
前記生産品の表面上にスクライブされる画像または文字を予め選択する段階と、
前記生産品上に前記予め選択された画像または文字を永続的にスクライブするのに十分な時間及び出力で、前記生産品をレーザービームに露光する段階と、を含み、
前記生産品の外皮または表面が、前記予め選択された画像を促進するのに必要ないかなる添加剤も化学物質も有しない、方法。
【請求項６】
選択された前記レーザービームが、１９００から２１００ｎｍの範囲の中心波長を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記予め選択された画像が、クイックレスポンスコードまたはユニバーサルプロダクトコードである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
添加表面剤または化学物質を有さない、あらかじめ選択した画像を有する生産品であって、前記生産品が以下の段階、
中赤外線領域の中心波長を有するレーザービームを発生させることが可能なレーザーモジュールを提供する段階と、
前記生産品の外部表面に前記レーザービームを伝達するように構成されたビーム伝達システムを提供する段階と、
前記生産品の外部表面によって吸収されるのに適した、前記中赤外線領域のレーザービームを選択する段階と、
いかなる添加表面剤も化学物質もない前記生産品を、前記生産品に予め選択された画像を永続的にマーキングするのに十分な時間、出力及びパターンでレーザービームに露光する段階と、を含む、生産品。
【請求項９】
前記選択された画像がクイックレスポンスコードまたはユニバーサルプロダクトコードである、請求項８に記載の生産品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、中赤外光スペクトル領域におけるレーザービームで、生産品の表面を添加表面剤または化学物質の必要なく変化させる出力及び処理時間で生産品の外面に永続的なマーキングを行うためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１３年６月２３日に、欧州連合の法律が発効し、柑橘類、メロン及びザクロのレーザーマーキングについて、酸化鉄、水酸化物、水酸化プロピルメチルセルロース及びポリソルベートの使用が認められた。果物にマーキングを行うのに使用される炭酸ガスレーザーが、果物によって吸収されるのに適し、果物の購入者に見えるような光の波長を発生しなかったため、これらの化学物質が必要とされた。
【０００３】
全てではないがほとんどの前述の化学物質は、人体に対して無害であるが、いかなる表面剤も添加剤も必要とすることなく果物に直接マーキングを行うことは、非常に魅力的な経済的、かつ環境的に安全な代替手段となることは明らかである。
【０００４】
果物に「粘着」ラベルを使用することの排除の魅力は非常に明確である。設備及びラベルの在庫の両方における大きな費用が、適切なラベル生産品には必要である。ラベルの在庫は、空間及び調達のリソースを必要とする費用であり、これは製造業、マージンが厳しいことで有名な農産物産業においては非常に重荷となりうる。
【０００５】
さらに、レーザーシステムにおけるソフトウェアと結び付けられたレーザーマーキングの使用は、果物の産地の追跡により大きな精度を可能にしうる。特に、農地または最初の洗浄後すぐにラベルを行うことで、全ての生産品の追跡可能性が容易になる。
【０００６】
添加表面剤または化学物質を必要とすることなく生産品にレーザーマーキングを行う、生産品が消費されるまで、または消費期限が過ぎて腐敗するまで永続可能な堅牢なマーキングを提供する、システムおよび方法の必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、添加表面剤または化学物質の必要なく、生産品にレーザーマーキングを行うためのレーザーシステムを提供する。本発明の好適な実施形態において、マーキングに使用されるレーザービームは、中赤外線領域に中心波長を有する。より好適には、レーザービームは１９００から２１００ｎｍの範囲の中心波長を有する。
【０００８】
本発明を実施する最も好適なシステムおよび方法において、ツリウムファイバーレーザーによって発生するレーザービームが、生産品をスクライブするのに使用される。
【０００９】
本発明はさらに、生産品にレーザーマーキングを行うための方法を提供し、本方法は、生産品の外皮または外皮のない生産品の表面によって吸収されるのに適した中赤外線スペクトルのレーザービームを選択する段階と、生産品の表面上にマークまたはスクライブされる画像または文字を予め選択する段階と、生産品上に予め選択された画像または文字を永続的にマークまたはスクライブするのに十分な時間及び出力で、生産品をレーザービームに露光する段階と、を含む。本方法はさらに、予め選択された画像を促進するのに、いかなる添加剤も化学物質も、表面またはそれ以外の上に有する必要がないことを特徴とする。
【００１０】
本発明はさらに、本明細書に開示された方法によって生産された生産品を提供する。具体的に、生産品は、予め選択した画像を有し、予め選択した画像を促進するのに必要な添加表面剤または化学物質を有さない。本発明のそのような生産品は、以下の段階、中赤外線領域の中心波長を有するレーザービームを発生させることが可能なレーザーモジュールを提供する段階と、生産品の外部表面にレーザービームを伝達するように構成されたビーム伝達システムを提供する段階と、製品の外部表面によって吸収されるのに適した、中赤外線領域のレーザービームを選択する段階と、いかなる添加表面剤も化学物質もない生産品を、生産品に予め選択された画像を永続的にマーキングするのに十分な時間、出力及びパターンでレーザービームに露光する段階と、を含むプロセスによって行われる。
【００１１】
本開示の前述及びその他の態様、特徴及び利点は、以下の図面を参照してより容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を用いたリンゴ上へのレーザーマーキングの写真である。
【図２】標準的な大きさのリンゴの写真である。
【図３】本発明を用いたバナナ上へのレーザーマーキングの写真である。
【図４】標準的な大きさのバナナの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これから、本発明の実施形態を詳細に参照する。可能な限りにおいて、同じまたは類似の参照符号が、同じまたは類似の部分または段階を参照するための図面及び詳細な説明の中で使用される。本願の図面は写真である。図１及び３のマーキングの高さは、本発明の能力を表すが、これを限定するものではない。さらに、サンプル内に文字のみが刻み込まれているとしても、本発明はあらゆる種類の画像を含みうる。利便性及び明確性の目的のみのために、方向（上下など）または動き（前後など）の用語が、図面に関して用いられうる。「結合」との用語及び類似の用語は、必ずしも直接かつ密接した接続を指すのではなく、中間要素またはデバイスを介した接続も含む。
【００１４】
図１は、マーキングされてから１０日後の、本発明を使用した１つの最終生産品を示している。具体的には、図は、本発明のレーザーシステムでマーキングされたリンゴを示す。具体的には、ＩＰＧ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＴＬＭ−１２０ファイバーレーザーが、３０Ｗの出力に調整された。レーザーは、連続波動作に設定された。５０ｍｍ／ｓのマーキング速度に設定され、レーザービームは、Ｈｅｌｖｅｔｉｃａフォントで、９のピッチで「ＩＰＧ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ」の語をリンゴの表面上にマーキングするように予めプログラムされた。
【００１５】
図２は標準的な大きさのリンゴを提供し、次いで、本発明が果物に、ロゴ、画像、文字及びそれらの混合物をマークする機会を提供する。特に、本発明は、生産品に関する場所、収穫日、供給者及び価格などの情報を提供するクイックレスポンスコード（ＱＲＣ）及びユニバーサルプロダクトコード（ＵＰＣ）または類似のコードを添付するために使用されることが意図される。
【００１６】
図３は、マーキングされてから１か月後の、本発明を使用した他の最終生産品を示す。具体的には、図は、本発明のレーザーシステムでマーキングされたバナナを示している。具体的に、ＩＰＧ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＴＬＭ−１２０ファイバーレーザーが、３０Ｗの出力に調整された。レーザーは連続波動作に設定された。５０ｍｍ／ｓのマーキング速度に設定され、レーザービームは、Ｈｅｌｖｅｔｉｃａフォントで、９のピッチで「ＩＰＧ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ」の語をバナナの表面上にマーキングするように予めプログラムされた。
【００１７】
図２とほぼ同様に、図４は標準的な大きさのバナナの写真であり、当業者が本発明が生成しうる画像的な詳細を容易に理解可能であるように提供される。特に、当業者は、フォント及びピッチの選択が、想像力及び選択された生産品の表面積によってのみ限定されることを理解するであろう。
【００１８】
写真からは明らかでないが、バナナの近接検査において、ツリウムレーザーからのレーザービームに露光された外皮部分は、腐敗していなかったことは明らかであった。特に、バナナはマーキングされ、またはスクライブされた領域の周囲では腐敗していた。本発明の方法は、果物の表面を酸化を制限するようにシールし、それによって、なぜマーキングされていない部分が腐敗しないのかを説明することができる。
【００１９】
当業者であれば、通常の実験を用いれば本明細書で説明された本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を理解し、または確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は単なる例として示されたものであり、添付された特許請求の範囲及びその等価物の範囲内において、本発明は具体的に説明したものとは異なるように実施されうることは理解されるであろう。本開示は、本明細書に説明された個別の特徴、システム、材料及び／または方法のそれぞれに関する。さらに、そのような特徴、システム、材料及び／または方法の２つ以上の組み合わせは、そのような特徴、システム、材料及び／または方法が互いに矛盾しない場合には、本発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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