本技術(shù)廣泛地涉及用于在產(chǎn)品上打印的系統(tǒng)和方法；并且具體地涉及用于在由模制制品生產(chǎn)的容器上直接打印的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、模制是一種工藝，可以借助于該工藝通過(guò)使用模制系統(tǒng)(諸如注射模制工藝)由模制材料形成制品。作為模制制品的一個(gè)實(shí)例，模制系統(tǒng)可以生產(chǎn)可吹塑成容器(諸如瓶子等)的預(yù)成型件。此類(lèi)預(yù)成型件通常由熱塑性塑料(諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet))模制，并且另外地可由其他熱塑性塑料(諸如例如高密度聚乙烯(hdpe)或聚丙烯(pp))模制。此外，已知模制具有多層結(jié)構(gòu)的預(yù)成型件，用于向由其吹塑的容器賦予期望的特性。

2、容器通常包括用于功能性和/或裝飾性目的的打印。例如，功能性標(biāo)記可以向消費(fèi)者提供關(guān)于容器內(nèi)容(例如，產(chǎn)品、容積、最佳食用日期等)、品牌信息(例如，供應(yīng)商名稱(chēng)、產(chǎn)品商品名)、其來(lái)源(例如，制造或裝瓶地點(diǎn))的通知。其他功能性標(biāo)記可以提供機(jī)器可讀信息，諸如通用產(chǎn)品代碼(upc)，以便于購(gòu)買(mǎi)交易和/或庫(kù)存管理。其他功能性標(biāo)記可以包括用于指示其中使用的材料的類(lèi)型的標(biāo)記，以便于諸如回收的消費(fèi)后活動(dòng)。裝飾性特征可以包括例如圖像、顏色和圖案。一些標(biāo)記既具有裝飾性又具有功能性，其中熟悉的圖案和顏色用于傳達(dá)品牌信息。

3、此類(lèi)標(biāo)記通常打印在標(biāo)簽和/或瓶套上，然后將標(biāo)簽和/或瓶套貼到容器上。還已知在容器模制期間或之后對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記。標(biāo)記可以包括使用各種技術(shù)(諸如激光雕刻)在模具或模制后操作中形成的雕刻。

4、在模制容器上進(jìn)行激光標(biāo)記仍然存在挑戰(zhàn)。例如，使用激光可能需要容器在激光雕刻過(guò)程中保持不動(dòng)。如果移動(dòng)，激光束的應(yīng)用可能不對(duì)應(yīng)于標(biāo)記的期望位置，在一些情況下導(dǎo)致易讀性較差或通常不準(zhǔn)確的標(biāo)記。這可能導(dǎo)致被拒絕的容器數(shù)量增加或容器質(zhì)量下降。

5、已經(jīng)提出了某些現(xiàn)有技術(shù)方法來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

6、于2003年8月14日公布、轉(zhuǎn)讓給igor?troitski、名稱(chēng)為“用于在透明材料內(nèi)部高速產(chǎn)生高質(zhì)量激光誘導(dǎo)損傷圖像的系統(tǒng)(systemfor?high-speed?production?of?highquality?laser-induced?damage?images?inside?transparent?materials)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2003/0150,847-a1號(hào)公開(kāi)了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)將電光偏轉(zhuǎn)器與用于移動(dòng)物品的裝置或聚焦光學(xué)系統(tǒng)的組合來(lái)產(chǎn)生激光誘導(dǎo)損傷圖像。所述裝置的組合以及兩個(gè)激光束的使用允許顯著提高圖像產(chǎn)生速度，而不發(fā)生圖像惡化。此外，公開(kāi)了一種通過(guò)使用計(jì)算相位全息圖在幾個(gè)分離的中心產(chǎn)生擊穿來(lái)產(chǎn)生激光誘導(dǎo)損傷的系統(tǒng)，計(jì)算相位全息圖的相位結(jié)構(gòu)，使得穿過(guò)全息圖的激光束聚焦在幾個(gè)點(diǎn)上。

7、于2020年3月10日授權(quán)、轉(zhuǎn)讓給markem?image公司、名稱(chēng)為“用于寬視場(chǎng)矩陣激光標(biāo)記的符號(hào)分組和條紋(symbol?grouping?and?striping?for?wide?field?matrix?lasermarking)”的美國(guó)專(zhuān)利第10,583,668-b2號(hào)公開(kāi)了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：激光標(biāo)記裝置，其引導(dǎo)激光束停留在不同位置以在產(chǎn)品上形成標(biāo)記；以及控制器，其獲得要打印的代碼，基于代碼中的離散符號(hào)的位置將代碼中的離散符號(hào)彼此分組到單獨(dú)的符號(hào)組中，沿垂直于產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)方向的方向?qū)⒚總€(gè)相應(yīng)符號(hào)組中的符號(hào)組織成一個(gè)或多個(gè)條紋，在至少一個(gè)分離的符號(hào)組中的條紋之間增加額外的距離或時(shí)間延遲，以防止激光標(biāo)記裝置通過(guò)激光標(biāo)記裝置的打印孔徑來(lái)剪切符號(hào)，并使激光標(biāo)記裝置根據(jù)分離的符號(hào)組來(lái)引導(dǎo)激光束。

8、于2015年7月27日授權(quán)、轉(zhuǎn)讓給key?tranding有限公司、名稱(chēng)為“用于生產(chǎn)圖案化吹塑制品的工藝以及由此獲得的圖案化吹塑制品(process?for?producing?patternedblow?molded?article?and?patterned?blow?moldedarticleobtainedthereby)”的日本專(zhuān)利第5,755,940-b2號(hào)公開(kāi)了一種方法，該方法包括：制備多層吹塑制品的步驟，其中在內(nèi)側(cè)形成由聚烯烴樹(shù)脂制成的著色樹(shù)脂層，在外側(cè)形成由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂或離聚物樹(shù)脂制成的透明樹(shù)脂層；從外部照射激光，激光穿過(guò)透明樹(shù)脂層并到達(dá)著色樹(shù)脂層表面，并沿著著色樹(shù)脂層表面、著色樹(shù)脂層表面依次移動(dòng)照射位置；以及顯示包括激光束照射軌跡的彩色圖案的步驟，其中彩色圖案通過(guò)透明樹(shù)脂層顯示。

9、于2009年12月31日公布、轉(zhuǎn)讓給krones公司、名稱(chēng)為“用于雕刻容器的裝置(apparatusfor?inscribingcontainers)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2009/0323,753-a1號(hào)公開(kāi)了：一種用于雕刻容器的設(shè)備，其包括雕刻單元。雕刻單元包括多個(gè)激光源和多個(gè)發(fā)光體。光放電體彼此相鄰布置。激光光源可以是固態(tài)激光器。每個(gè)發(fā)光體可以連接到相應(yīng)的一個(gè)激光光源。發(fā)光體被配置成將來(lái)自激光光源的激光引導(dǎo)到待雕刻的容器上。

10、于2011年11月21日公布、轉(zhuǎn)讓給amcor公司、名稱(chēng)為“激光改性塑料容器(lasermodifiedplastic?container)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2011/0089,135-a1號(hào)公開(kāi)了一種具有激光成形區(qū)域的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯容器，其中激光成形區(qū)域響應(yīng)于輻射能量而被改性。在一些實(shí)施例中，容器的激光成形區(qū)域允許局部輪廓，以允許或通常防止對(duì)真空和/或負(fù)載力的彎曲響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，容器的激光形成區(qū)域包括可視標(biāo)記，該可視標(biāo)記形成為允許無(wú)標(biāo)簽容器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一些不便之處。

2、本技術(shù)的開(kāi)發(fā)者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，如果通過(guò)組合兩個(gè)激光器的相應(yīng)光束的能量密度水平而獲得足以在容器的表面上或材料內(nèi)產(chǎn)生標(biāo)記的激光輻射的能量密度水平，則可以減少與容器的激光標(biāo)記相關(guān)的諸多缺陷。更具體地說(shuō)，開(kāi)發(fā)者已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種包括兩個(gè)激光器的系統(tǒng)，這兩個(gè)激光器可以以這樣的方式布置，使得它們的光束都聚焦在與容器材料內(nèi)的期望區(qū)域相匹配的重疊聚焦區(qū)域中，以便在其中產(chǎn)生標(biāo)記。

3、激光器被配置成發(fā)射光束，其各自的能量密度水平基于容器材料的特性被預(yù)先確定為不足以與之反應(yīng)。然而，重疊焦點(diǎn)區(qū)域中的組合能量密度被配置成足以在容器材料上或容器材料中的期望位置產(chǎn)生標(biāo)記。因此，本文公開(kāi)的系統(tǒng)被配置成僅通過(guò)將兩個(gè)相應(yīng)的激光束同時(shí)施加到期望位置以在容器材料上或容器材料中創(chuàng)建標(biāo)記，每個(gè)光束被單獨(dú)配置成不與容器材料相互作用。

4、因此，本技術(shù)的非限制性實(shí)施例能夠提高容器的激光標(biāo)記的準(zhǔn)確度，例如在容器相對(duì)于系統(tǒng)移動(dòng)的情況下，從而減少容器由于質(zhì)量問(wèn)題而被拒絕的機(jī)會(huì)。

5、在另一個(gè)實(shí)例中，容器可以由回收塑料材料制成和/或包括某些質(zhì)量改進(jìn)添加劑，這些添加劑可以導(dǎo)致容器具有固體內(nèi)含物(雜質(zhì))，這些內(nèi)含物可以對(duì)一定能量密度水平的激光輻射產(chǎn)生反應(yīng)。因此，通過(guò)保持單個(gè)射束的能量密度水平低于通過(guò)組合兩個(gè)射束獲得的閾值能量密度，如本文所公開(kāi)的，可以防止在此類(lèi)雜質(zhì)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生不期望的標(biāo)記。

6、因此，本技術(shù)的非限制性實(shí)施例允許提高容器貼標(biāo)工藝的效率。

7、應(yīng)當(dāng)注意，本文描述的系統(tǒng)不限于已經(jīng)由模制制品制成的容器，并且可以應(yīng)用于其材料對(duì)激光照射具有反應(yīng)性的其他產(chǎn)品，諸如快速消費(fèi)品及其包裝材料等。

8、更具體地，根據(jù)本技術(shù)的第一廣泛方面，提供了一種用于標(biāo)記產(chǎn)品的系統(tǒng)。該產(chǎn)品包括可標(biāo)記區(qū)域，在該區(qū)域中，可以通過(guò)能量高于閾值能量的入射輻射來(lái)創(chuàng)建標(biāo)記。該系統(tǒng)包括：第一激光器，其被配置成沿第一光軸發(fā)射第一光束，該第一光束在聚焦時(shí)具有小于閾值能量密度的第一光束能量密度；以及第二激光器，其被配置成沿第二光軸發(fā)射第二光束，該第二光束在聚焦時(shí)具有小于閾值能量密度的第二光束能量密度，其中第一光軸和第二光軸被布置為在重疊的聚焦區(qū)域中相交；至少一個(gè)光束調(diào)制器部件，其被配置成調(diào)整第一光束的第一光軸與第二光束的第二光軸之間的角度、第一光束的第一聚焦距離和第二光束的第二聚焦距離中的至少一者，使得：第一光束和第二光束的重疊聚焦區(qū)域形成在產(chǎn)品的可標(biāo)記區(qū)域中的給定位置，并且第一光束能量密度和第二光束能量密度之和大于足以產(chǎn)生標(biāo)記的閾值能量密度。

9、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置成在可標(biāo)記區(qū)域的表面上創(chuàng)建標(biāo)記。

10、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置成在可標(biāo)記區(qū)域內(nèi)創(chuàng)建標(biāo)記。

11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一激光器和所述第二激光器被配置成在所述產(chǎn)品的可標(biāo)記區(qū)域中的給定位置處引起物理變化和化學(xué)反應(yīng)中的至少一種。

12、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，第一激光器和第二激光器中的每一者都是第一激光器類(lèi)型，對(duì)可標(biāo)記區(qū)域的給定位置進(jìn)行碳化，以在其中創(chuàng)建標(biāo)記。

13、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，第一激光器和第二激光器中的每一者都是第二激光器類(lèi)型，使得在可標(biāo)印區(qū)域的給定位置發(fā)泡，以在其中創(chuàng)建標(biāo)記。

14、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，第一激光器和第二激光器選自第一激光器類(lèi)型和第二激光器類(lèi)型；并且第一激光器類(lèi)型被配置成發(fā)射的輻射波長(zhǎng)比第二激光器類(lèi)型發(fā)射的波長(zhǎng)更長(zhǎng)。

15、在一些實(shí)施例中，第一激光器類(lèi)型包括二氧化碳激光器，并且第二激光器類(lèi)型包括近紅外(nir)激光器。

16、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置成標(biāo)記具有通常對(duì)能量低于閾值能量的輻射不反應(yīng)的材料的產(chǎn)品。

17、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置成標(biāo)記具有分層結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，該分層結(jié)構(gòu)包括：外表層、至少一個(gè)中間層和內(nèi)表層。

18、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，每一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)都由熱塑性材料制成。

19、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，熱塑性材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯或聚丙烯中的一種。

20、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，外表層、至少一個(gè)中間層和內(nèi)表層中的一者包括產(chǎn)品的打印層，其中標(biāo)記區(qū)域被限定用于在其中創(chuàng)建標(biāo)記。

21、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，至少一個(gè)光束調(diào)制器部件被配置成形成重疊聚焦區(qū)，該重疊聚焦區(qū)的深度小于打印層的深度。

22、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，打印層包括添加劑，該添加劑對(duì)能量高于閾值能量密度的輻射敏感。

23、在一些實(shí)施例中，該產(chǎn)品是已經(jīng)由模制制品制成的容器。

24、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，第一光軸不平行于第二光軸。

25、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，第一光軸被布置成與第二光軸成銳角。

26、在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，第一光軸和第二光軸被布置成與產(chǎn)品的可標(biāo)記區(qū)域的法線成相等的角度。

27、在本說(shuō)明書(shū)的上下文中，詞語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等已經(jīng)被用作形容詞，僅用于允許區(qū)分它們彼此修飾的名詞，而不是用于描述這些名詞之間的任何特定關(guān)系的目的。此外，如本文在其他上下文中所討論的，對(duì)“第一”元素和“第二”元素的引用不排除這兩個(gè)元素是相同的實(shí)際現(xiàn)實(shí)世界元素。

28、本技術(shù)的實(shí)施例各自具有上述目的和/或方面中的至少一個(gè)，但不一定具有所有這些目的和/或方面。應(yīng)當(dāng)理解，由于試圖實(shí)現(xiàn)上述目的而產(chǎn)生的本技術(shù)的一些方面可能不滿(mǎn)足該目的和/或可能滿(mǎn)足本文未具體敘述的其他目的。

29、根據(jù)以下描述、附圖和所附權(quán)利要求，本技術(shù)的實(shí)施例的附加和/或替代特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。