A Study on Direct Laser Marking Technology for Vegetables and Fruits Labeling

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K05916
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 小林 有一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター, ユニット長 (10355513)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坪田 将吾 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター, 研究員 (90643388)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 青果物流通 / レーザー印字 / トレーサビリティ

Outline of Annual Research Achievements

各種青果物を対象に、表面にレーザーにより情報を印字する技術の開発およびその利用方法の開発について取り組んだ。印字対象には、表皮が固く乾燥気味なクリ、もろく乾燥した薄皮のあるニンニク、表皮が薄く水分があるミニトマト、表面にもうじがあるキウイフルーツ等、性状が異なる各種の青果物に実施した。レーザー照射には、CO2レーザー管（波長10.6 μm、40W）を搭載したレーザー加工機を使用した。表皮が薄いミニトマトを対象に、出力、時間などを積分した強度を変えた実験として、レーザー強度と、外観、重量の経時変化を調べたところ、37.4J以下の試験区では印字なしの対照区と比して、５日後でも差は確認されず、負荷とならないことが分かった。その他の青果物に関しても、レーザーの出力、照射密度、時間等の条件を適切に設定することで印字が可能であり、バナナ、ピーマン、イモ類、球根等では発色良く識字しやすい印字が可能であったが、カボチャ、カンキツ等では、識字が不調であった。印字痕については、対象品目の表面が乾燥気味なものは黒く、表皮が薄く水分があるものは、白く見える傾向があった。
レーザー印字とその活用例として、印字痕が黒くなるジャガイモ表面へ、ARコードを印字し、それをカメラで読み取りで仮想空間に文字や画像による情報の表示が可能であることを示した。しかしながら印字痕を均一な黒とすることが困難で、検出される階調が不安定となることが多く、利用は限定的であった。青果物への負荷が印字なしの対象区と同程度となる、点描が疎な文字で、スマートフォンのAIカメラによる文字認識が利用可能な条件を示すとともに、情報をスマートフォンに表示する手法を構築した。
レーザーによる青果物へのコードや文字の印字が可能であることを明らかにするとともに、情報を提供する技術を開発した