用于在金属化基材上产生激光标记的系统和方法与流程

本申请描述与激光标记有关的系统和技术，例如，用于在产品上标记代码的基于激光的系统。

背景技术：

激光打印系统已被用于标记各种类型的表面。例如，激光打印已被用于在市售产品上标记代码。这些代码通常包括与产品制造的时间和地点对应的信息(例如，批号)。产品上标记的典型代码类型包括字母数字代码和机器可读代码。当作为制造或包装过程的一部分标记产品时，提高标记速度和降低打印系统的成本有助于优化制造或包装过程。

技术实现要素：

本公开包括与激光标记有关的系统和技术。根据一个方面，一种装置包括：光纤激光器，可操作为产生激光束；光学组件，可操作为将激光束聚焦并引导到基材的非金属化层侧，其中，基材包括具有非金属化材料的非金属化层侧和具有金属化材料的金属化层侧，金属化层侧在非金属化层侧反面；以及电子装置，与光纤激光器和光学组件通信耦合，该电子装置可操作为基于一个或多个激光器设定来控制光纤激光器和光学组件，从而引导激光束通过非金属化层侧以被金属化层侧吸收、在金属化材料上产生激光标记、并且避免在非金属化材料上产生激光标记。

根据另一方面，一种系统包括：激光器，可操作为产生波长为1.06μm的激光束；光学组件，可操作为将激光束聚焦并引导到基材的纸层侧上，该基材包括纸层侧和在纸层侧反面的箔层侧；以及电子装置，与激光器和光学组件通信耦合，该电子装置可操作为基于一个或多个激光器设定来控制激光器和光学组件，从而引导激光束通过纸层侧以在箔层侧上产生激光标记。

一方面涉及一种用激光束激光标记包装基材的方法，其中该方法包括：接收一个或多个激光器设定，其中，一个或多个激光器设定被确定为配置激光器产生波长为1.06μm的激光束，该激光束被基材的箔层侧吸收并且基本上不被基材的纸层侧吸收，其中，基材包括箔层侧和在箔层侧反面的纸层侧；以及基于一个或多个激光器设定，引导激光束通过纸层侧，以使用激光束在箔层侧上产生激光标记并且避免在纸层侧上产生激光标记。

可以提供以下优点中的一个或多个。所描述的系统和技术可以在包装基材上产生激光标记，其不会影响产品的营销外观和感觉。激光标记的大小、布置和位置可以提供降低代码对于消费者的可见性的不显眼的代码。所描述的激光标记技术可以在包装基材上产生不可消除和可追踪的代码(例如，防伪码)，与通常基于油墨的印刷代码相比，具有增强的抗篡改性(例如，被移除或明显受损)。与通常基于油墨的印刷技术相比，可以增强使用激光标记技术生成的产品代码的质量。该系统和技术可以包括在包装基材的确定标记区域中产生激光标记，这可以实现防止激光标记与产品包装所包含的食品直接接触的益处。而且，该系统和技术可以提供紧凑的激光标记部件，以便于集成到包装机中。在激光标记技术中不需要采用与通常基于油墨的印刷或激光敏感化学相关的化学品，从而降低包装食品可能被污染的可能性。此外，通过采用在所描述的系统和技术中的光纤激光器，可以实现更好的总经营成本和增强的激光工具鲁棒性。在生产线中执行激光标记可以需要更少的机器，并且可以提高整体效率。

在附图和以下描述中阐述一个或多个实施方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征和优点可以是显而易见的。

附图说明

图1是激光标记系统的立体俯视图。

图2是示出激光标记设备的部件的框图。

图3示出激光标记设备的激光头部件的示例。

图4a至图4b示出包装基材的纸层侧的示例。

图5示出包装基材的箔层侧的示例。

图6a至图6b示出由激光标记设备产生的在基材上的激光标记的示例。

图7示出用于在包装基材上产生激光标记的过程的示例。

各附图中的相同附图标记表示相同元件。

具体实施方式

图1是激光标记系统的立体俯视图。该系统包括产生激光束110的激光标记设备100。激光标记设备100可以实现为光纤激光器。产生近红外(ir)波长的激光器，例如光纤激光器，可以用于标记金属和非金属材料。激光标记设备100用于产生激光束110。通过一系列在预定位置之间的移动，激光束110被引导到包装基材170上，以便在基材170的金属化层上产生肉眼可见的激光标记。

包装基材170可以用作密封产品160的包装材料。产品160可以是食品，例如酸奶，其可能易受碎屑和污染物的影响，从而需要使用包装基材170覆盖产品160。在实施例中，包装基材170包括两个侧部，并且每个侧部分别由不同的材料构成。包装基材170具有顶侧或外侧，其是由纸或其他非金属化材料(例如塑料)制成的层。附加地，包装基材170的底部或下侧部分是包含金属化材料(例如铝箔)的层。激光标记设备100采用激光束110在底部箔层侧180上不可消除地产生激光标记，同时不标记或不可见地标记顶层侧。例如，激光束110可以产生斑点，该斑点布置为在包装基材170的箔层侧180上形成激光标记。

通过采用激光标记设备100的光纤激光器部件，在包装基材170的箔层侧180上形成激光标记，以用于改变包装基材170的金属化材料的可见光学特性。激光标记设备100特别配置为产生激光束110，其中发射的光行进通过包装基材170的非金属层侧，以被包装基材170的箔层侧180吸收或以其他方式对其进行标记。激光束110可以改变各种光学特性。例如，光纤激光器可以产生近红外(ir)波长的激光束110，其可以被金属(例如铝箔)很好地吸收。因此，在激光束110被包装基材170的金属化底层吸收的位置处，形成肉眼可见的标记。在一些实施例中，激光束110使用对包含在包装基材170底层中的金属(例如铝)的局部加热来使基材的内部箔的区域被烧蚀。附加地，在一些实施例中，可以使用光纤激光器可实现的其他各种标记技术在箔层侧180上产生激光标记，标记技术例如包括但不限于：退火、发泡、变色、雕刻、蚀刻等。激光标记可以包括印刷信息，例如在包装基材170的底部可见的序列化代码，因为人眼可以注意到具有较暗、雕刻或移除区域的部分。

用于引导激光束110的包装基材170的预定位置可以被布置为使得斑点形成激光标记的多个符号，例如数字和字母字符。可以布置预定位置，使得斑点形成多个像素，并且像素又形成一个或多个符号。此外，在一些实施方式中，预定位置可以创建用于平滑字母数字符号、图标、徽标或这些的组合的矢量图形。例如，因为激光标记系统100采用激光以标记产品160，所以不需要例如油墨和溶剂的消耗品，这些消耗品通常可以用于连续喷墨(cij)或大字符喷墨(lcij)产品印刷技术。此外，在不使用油墨的情况下，实施例的激光标记系统100不会引入与油墨相关的化学物质，这可能产生污染风险并且因此可能影响例如食品160的质量。因此，激光标记系统可以降低与在各种产品上印刷信息相关联的成本和复杂度。此外，激光标记系统100可以降低基于油墨的印刷技术中产品可能经历的污染风险。

在激光标记系统下使用的产品160可以是零售产品或销售给企业的产品。在实施方式中，产品160的示例可以包括使用金属化材料(例如箔)进行密封和包装的食品，例如酸奶类乳制品。此外，描述的激光标记设备和技术可以用于食品包装以外的工业中的产品，例如药品、药品包装、化妆品、计算机部件、汽车部件、医疗设备、洗涤剂以及例如软饮料和酒的饮料。此外，激光标记可以形成在产品160上的多个位置，并且可以包括代码信息和图像信息两者。

该系统包括操作激光标记设备100的电子装置130。这些电子装置可以包括模拟和数字电子电路(例如一个或多个专用集成电路(asic))以及可编程电子装置(例如一个或多个可编程处理器)和一个或多个存储器设备。这些电子装置包括在激光标记设备100中，但也可以包括在构成激光标记系统的一个或多个附加设备中。例如，设备130可以与激光标记设备100通信耦合(通过有线或无线链路)。设备130可以是专门为激光标记设备100设计的电子用户界面设备、利用用户界面软件编程的通用计算机或这些的组合。

用户界面可以远离激光标记设备100、附接到激光标记设备100和/或可从激光标记设备100脱离。合适的用户界面可以包括字母数字键盘和显示器。用户界面可以用于对电子装置进行编程和/或设定标记参数。例如，用户界面可以用于控制激光打印110停留在包装基材170上的位置以形成斑点的停留时间、用于形成符号的任何像素的大小以及形成符号的类型和顺序。用户界面还可以用于手动激活激光标记系统。例如，用户界面可以包括使激光标记设备100标记包装基材170的按键。

附加地，在一些实施方式中，可以采用用户界面来接收对激光标记设备100配置的特定设定，所述配置用于根据实施例实施激光标记。例如，设备130提供的用户界面可以接收与激光标记设备100的激光部件的特定配置相关联的一个或多个参数。随后，以对应于所接收的参数的方式而设定的激光标记设备100可以产生具有可以最佳地有效通过包装基材170的纸层而被下面的箔层吸收的波长的激光束110。在一些实施例中，可以基于系统的各种考虑来确定激光器配置的设定，包括合成激光束的波长。例如，这种考虑可以涉及确定所需的激光束行为、标记要求、产品要求、包装机集成的限制、吸收速率以及包装基材中使用的材料。

激光标记系统可以用于在产品160移动时而在产品上标记激光标记或代码，其中在使用包装设备可以包装的每个产品上可用于打印的时间量是有限的。激光标记系统可以包括用于改变在产品160上标记代码所需的时间量的电子装置。例如，激光标记系统可以包括用于改变要形成的代码中的像素密度的电子装置，例如通过改变用于定义字母数字代码的单个像素的密度或改变构成图像的像素数。与具有增加的像素密度的符号相比，可以更快地打印具有降低的像素密度的代码中的符号。此外，激光标记系统可以包括用于改变像素大小的电子装置。像素越小，需要的标记时间越少。改变标记激光标记所需时间的能力使打印系统能够与更多数量的生产线结合使用。

包括在设备130中的电子装置可以操作激光标记设备100以另外与一个或多个传感器140通信。这些传感器可以向电子装置提供关于激光标记系统要标记的产品的信息。例如，传感器140可以指示产品160相对于激光标记系统的位置、产品移动的方向以及移动产品何时已经停止以及产品何时处于要被打印的正确位置。包装机，例如成形填充和密封(ffs)包装设备，通常可以具有1000-1200ms的停止时间。根据将激光标记能力集成到包装机中的实施例，可以采用传感器140来检测产品160相对于包装机的停止时间的移动和位置。合适的传感器140包括但不限于用于检测产品160移动的速度和/或方向的速度传感器以及用于指示产品何时位于传感器前方的位置传感器。

在一些实施方式中，激光标记系统的部件可以集成到包装设备和装置中，因此包括激光标记操作作为产品线和/或包装过程的一部分。例如，包装机可以采用辗轧辊(webroll)，以便用包装基材170覆盖产品160，从而创建用于密封产品160的金属化屏障。在一些实施方式中，在包装基材170放置在产品160上之前，激光标记系统在该包装基材的箔层侧180上产生激光标记。例如，包装基材170可以在辗轧辊上被激光标记。替代地，可以在使用基材170密封或以其他方式包装产品160之后执行激光标记。激光标记系统可以在移动的产品或固定产品上执行激光标记。传送带150可以由包装机用作在包装过程中运输产品的移动机构。传送带150可以暂时停止产品线，从而使产品160停在激光标记设备100前方。传感器140可以是立即或延迟一段时间后触发标记的设备(例如，产生激光束的设备，其被产品中断)。当激光标记系统在移动产品(例如传送带150上的产品)上操作时，电子装置可以使用来自速度传感器140的信号来确定产品线上的产品160的速度和方向。合适的速度传感器包括但不限于编码器和旋转变压器。激光标记系统可以确定产品160在线上的速度并使用该速度来确定激光标记位置时间延迟。确定激光标记位置时间延迟，使得代码被标记在产品160上的期望位置处。然后，当产品160基于所确定的激光标记位置时间延迟移动经过激光标记设备100时，将代码标记到产品160上。附加地，激光标记系统可以在当前产品上进行标记的同时确定下一产品的速度。

当设定激光标记系统时，作为激光标记设备100与产品160和/或传感器140之间的距离的焦距可以通过用户界面以管理方式输入到电子装置中。例如，可以输入焦距作为对于配置激光标记设备100的设定。在一些实施方式中，传感器140可以附接到激光标记设备100，以便在传感器140和激光束110之间提供固定且已知的距离，其可以对应于特定焦距。在后一实施例中，焦距可以预编程到系统中的电子装置中，并且不需要以管理方式输入。

激光标记设备100可以包括激光束出射构件120，激光束110通过该激光束出射构件离开激光标记设备100的壳体。在一些实施方式中，激光标记设备100的壳体包括光纤激光头。因此，例如，激光束出射构件120可以实现为用于发射光学泵浦激光束作为激光头输出的适当机构，例如光纤或平场聚焦透镜。替代地，激光束出射构件120可以包括在较大单元(例如激光器的安全外壳)中的开口或安装在激光标记设备100的壳体中的固定窗口。在另一实施例中，激光束出射构件120可以如图标箭头a所示相对于壳体移动。在该实施例中，激光束出射构件120可以可旋转地移动(例如，手动或自动调整)通过连续的多个方向位置集合以将激光束110指向包装基材170上的特定位置。在一些实施例中，可以采用自动定位机构，例如检流计电动机和扫描镜，来引导和/或聚焦从激光束出射构件120产生的激光束。因此，在安装激光标记设备100之后，操纵激光束出射构件120以使激光束110能够容易地瞄准。

图2示出激光标记设备100的部件。激光标记设备100包括激光器210。激光器210产生激光，该激光作为激光束230发射，用于在包装基材的金属化层上产生激光标记。激光器210可以实现为光纤激光器，其可配置为产生激光束230，该激光束的波长可以在各种金属材料中经历高吸收并且其他非金属材料(例如纸)的吸收可以低到忽略不计。可以采用激光器210的光纤激光器实施方式来产生适当波长的激光束230，以在较薄(例如，小于1mm)的金属材料(例如箔)上产生激光标记。例如，根据实施例，激光器210配置为产生波长为1.06μm的激光束230，其对于在包装基材的内箔上执行激光标记是最佳的。因此，与用于产生更大波长的光束的其他激光技术相比，激光器210可以有利地用于包装金属。例如，co2激光器可以在10.6μm波长下操作，其可以更好地应用于切割较厚的金属材料(例如，5mm以上)。此外，一些金属对co2激光器输出的吸收可能较差，因此当不在基材中进一步采用专用的激光敏感化学品的情况下，可能无法在箔层上有效地产生可见标记。因此，由于某些食品包装规定，需要这种激光敏感化学品的co2激光器技术可能不适用于产品标记，因为食品包装中可能不允许化学处理。因此，可以理解，光纤激光器实施方式相对于其他激光器机构实现了各种优点。在一些实施方式中，激光器210不一定是光纤激光器，因此可以使用任何被认为适合于为包装基材产生所需波长(例如，1.06μm)的激光束230的激光器来设计。

光纤激光器采用光纤泵浦技术，其涉及使用光纤本身的一部分作为激光器的谐振腔。在该实施例中，激光器210被设计为使用掺杂有土卤化物(例如，诸如镱或铒)的光纤作为用于传导从光源接收的激光的活性介质。用于激光器210的谐振器可以包括用发光源模块泵浦的光纤束。因此，激光器210可以包括激光源，该激光源用于创建激光并随后将激光泵入激光器210的光纤部件中。光纤激光器可以用二极管(例如单个二极管、二极管组或二极管阵列)来光学泵浦。在一些实施方式中，激光器210可以包括用于产生光源的二极管激光泵。替代地，在一些实施方式中，其他光纤激光器可以用作泵浦源。激光器210可以是光纤耦合系统，其中部件与其他相应部件光纤耦合。此外，激光器210可以使用内部光纤耦合、体光学器件或其组合来实现。在一些实施方式中，激光器210是连续波光纤激光器。替代地，激光器可以是脉冲光纤激光器。

激光标记设备100包括光学组件220。穿过光纤(例如光缆)的光可以由光学组件220准直或拉直，以产生激光束230。在一些实施例中，光学组件220实施在激光头部件内(如图3所示)。此外，包含在激光头内的光学组件可以包括但不限于：用于放大或扩展所接收的激光的光束扩展器；专用准直光学器件；用于防止激光束背反射的光学隔离器；用于引导激光束230的聚焦光学器件。例如，通过使用光纤部件，光学组件220采用使用全内反射(tir)的玻璃纤维来传递和瞄准光，而不是co2激光器所采用的方式的镜像光学器件和移动部件。因此，用于激光器210的光纤激光器实施方式可以实现鲁棒性更强和更持久的激光工具，其可以经历例如90000小时的平均故障间隔时间(mtbf)。

在一些实施方式中，光学组件220可以包括透镜以实施聚焦光学器件，从而将激光束230聚焦到用于标记的材料(例如，包装基材)上。光学组件220可以操作为将激光束230瞄准和/或从包装基材上的一个位置转到另一位置。在一些实施方式中，光学组件220包括用于改变激光束230的方向的部件，例如机动致动器。可以控制这些部件以在非光栅扫描模式(即，除平行线之一以外的扫描模式)中将激光束230从一个位置引导到的另一位置，以便在每个位置处创建斑点。

如图2所示，激光器210使用线缆215耦合到光学组件220。在一些实施例中，线缆215由光纤构成。因此，光纤线缆215可以用于引导或以其他方式传送从激光源210泵送的光以到达光学组件220。线缆215附接到激光器210，并且随后将光输送到线缆215的可以耦合到光学组件220的光束准直器和隔离器的相反端。在一些实施例中，泵耦合器可以用于将激光源连接到线缆215的光纤。

电子装置205与激光器210和光学组件220通信。电子装置205可以控制激光器210和光学组件220的操作。根据实施例，激光标记设备100的优化配置可以特别实施为用于调整设备，以便实现实施例所述的金属化层侧标记能力。该配置可以包括与激光标记设备100部件的操作设定相关的一个或多个参数，参数是产生具有最佳特性(例如期望波长(例如，1.06μm))以被包装基材的金属材料(例如箔层)吸收的激光束230所需的。因此，电子装置可以控制激光器210(包括光纤激光器)、光学组件220和电源240部件以与指定配置一致的方式操作。在一些实施例中，用于优化激光标记设备100的配置可以包括指示功率、频率、标记速度、焦距和分辨率的功能设定的指定参数。例如，优化用于标记纸层/箔层包装基材的激光标记设备100的配置包括：激光器功率设定在30％和60％之间；频率设定在25khz和50khz之间；标记速度设定为约4800mm/s；焦距设定在160mm-480mm之间；以及分辨率设定为10pts/mm。在一些实施例中，激光标记设备可以使用包括如上所述的每个设定或这些设定的任何合适组合的配置。附加地，基于根据包括在包装基材中的材料特性(例如吸收速率)而定制激光标记设备100的操作配置，可以预先确定或动态调整配置的参数。

电子装置205可以控制光学组件220以调整激光束230的方向、激光束230保持在材料上要形成斑点的位置的时间长度、激光束230在光束停留位置之间移动的速度、用于创建激光标记的符号的像素的大小以及所创建的符号的选择。此外，电子装置205控制激光器210以与激光束230在光束停留位置之间的移动同步地产生激光束230的功率脉冲。激光束230的所使用的停留时间和产生的功率分布可以部分地基于待标记的材料的性质来调整。

激光标记设备100可以包括连续可变电源240。电子装置230可以控制连续可变电源以调整激光器210的功率输出水平。例如，为激光器210供电的电源240例如可以在20w和60w之间运行。附加地，在一些实施方式中，激光器210可以在10w和100w之间操作。提高激光器210的功率输出水平可以相应地增大例如基材的标记表面的可以被激光标记设备100覆盖的宽度。因此，实现以增加的功率供电的激光器210，从而增大相关联的标记表面面积，可以减少标记多个和/或较大区域(例如，较宽包装基材)所需的激光标记设备100的数量。激光器210可以以连续波模式运行。在一些实施例中，激光器210可以以脉冲模式运行。此外，可以通过控制可变电源240来至少部分地调整脉冲峰值功率。还可以调整脉冲宽度，并且可以调整脉冲宽度和电源两者以调节功率和移动流畅性。

图3示出实施例的激光标记设备的示例性激光头300部件。根据一些实施方式，激光头300可以用作光纤激光器的部件(例如激光光学组件(如图2所示))的壳体。激光头300可以通过激光光学组件输送泵入激光头300的光纤激光，以产生最终的激光束。此外，激光头300可以附加地用于在激光标记过程中聚焦和引导激光束。采用类似激光头的这种光纤激光器包括但不限于可从新罕布什尔州keene的markem-imaje公司获得的光纤激光器型号slf200(20w)。如图所示，激光头300连接到光纤线缆310的一端。此外，激光标记设备线缆320连接到激光头300。激光标记设备线缆320可以用于提供激光头300到控制器模块(例如电子装置(如图2所示))的通信耦合。因此，激光标记设备线缆320可以用于将命令和/或控制传输到激光头300部件。而且，激光头300被示出为包括平场透镜330。平场透镜330可以是用于将激光束聚焦到包装基材上的一个或多个位置以产生激光标记的光学透镜。

在一些实施例中，激光头300的紧凑设计可以用于实现激光标记设备部件与包装机的集成。例如，激光头300的长度可以是400mm(即15.75英寸)。因此，例如，激光头300可以具有紧凑的设计以实现集成的标记/包装解决方案，该解决方案可以结合到包装设备的架构中，而不会对光纤激光器或ffs设备设计产生大的改变。作为示例，所描述的激光标记实施例可以提供可由复杂ffs包装机使用的解决方案，其以30pcs/min到60pcs/min的包装速度操作并且使用宽达1000mm的柔性基材。此外，光纤激光器实施方式可以提供如下架构，该架构通过利用紧凑的激光器设计来减小激光标记技术中采用的机器的大小，该紧凑的激光器设计可以比现有的激光器技术(例如co2激光器)小得多(例如，50％)。在一些实施方式中，激光标记技术可以集成到ffs机器功能中，以便在应用包装基材密封包装产品之前产生激光标记。

而且，激光标记设备可以使用单个激光头300，其可以面向包装基材的纸层或顶部定位，以不可消除地标记内箔。为了以类似的方式在包装基材的底部上产生油墨印刷，例如使用通常的cij技术，该布置可能需要多达四个喷墨机和双喷嘴部件。因此，包括激光头300的一些实施方式可以提供成本优势，例如为实现类似的标记结果而需要比cij设备更少的机器。

图4a至图4b示出包装基材400的纸层410侧的示例。包装基材400可以是用于密封产品包装的宽幅材料。在实施例中，包装基材400是双面的，具有由非金属材料制成的顶层，例如如图4a所示用于包装酸奶的纸。纸层410可以定位在包装的上部附近，从而用于显示旨在对人眼可见的信息。例如，纸层410显示产品信息420。在纸层410反面，在包装基材400的底部是箔层(如图5所示)，其包括可延展金属薄片，例如铝箔。此外，纸层410可以是包装基材400的外膜，其不与产品的内容物接触。因此，产品信息420可以包括各种文本、图形和颜色的油墨印刷。在一些实施例中，已经使用涉及食品级油墨的cij机构在纸层410上进行印刷或以其他方式标记。因此，包装基材400还可以在纸层侧410上包括薄的油墨层。例如，mixpap包装基材通常可以构造为包括0.1μm的油墨层、45g的纸层、12μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)层以及2μm的金属化层。

在实施例中，可以采用包装基材400上的标记区域430。标记区域430可以是包装基材400的限定区域或部分，激光束被引导至该区域以在内箔上产生激光标记。例如，在纸层410上显示的产品信息420可以是与零售、饮食、营销或用于消费者识别产品有关的信息。因此，对于在纸层410上针对消费者呈现的信息而言重要的是保持清晰且完整可见。可能希望将激光标记适当地定位在不与包装基材400中与产品信息420对应的位置相干扰的区域中。因此，可以基于一个或多个印刷考虑来确定标记区域430，该印刷考虑包括但不限于纸层上的油墨吸收速率、纸层上油墨的颜色以及纸层上油墨层的厚度。替代地，可以通过识别纸层410的干净(例如，白色、黄色、无颜色和无墨层)区域来选择标记区域430的位置。根据实施例，可以最小化任何图形的可能消融或者避免使用干净区域来建立标记区域430。在一些实施方式中，可以在纸层410侧改变印刷图像周围的包装颜色或指定的标记区域430，以便减少或以其他方式隐藏激光标记的任何残余效应，例如颜色变暗、压痕、消融等。

在一些实施方式中，可以将矩形投射到包装基材400上以指示标记区域430。因此，投影用作激光束的瞄准指示，其中将在确定的标记区域430内形成标记的一个或多个符号。例如，在激光标记系统的操作期间，标记区域430可以形成在包装基材400上。然后可以使用用户界面来激活标记区域430内的标记。因此，激光标记系统的操作者可以通过确保标记区域430出现在用于激光标记的期望位置来选择激光束在包装基材400上的打印位置。其他合适的标记区域标记包括但不限于标记区域的四个角处的标记、位于标记区域中心的标记以及围绕标记区域的虚线。

附加地，激光标记系统的电子装置可以设计为控制标记区域430的大小和几何形状。结果，电子装置可以匹配要打印在包装基材上的激光标记中包括的符号的大小和形状。例如，当要在箔层上打印异常大的代码时，电子装置可以扩大标记区域，因此代码将完全形成在标记区域内。结果，例如，代码大小的增加不会导致代码在包装上的错误定位。

图4b示出包装基材400的纸层410侧的另一示例。在一些实施例中，包装机采用产品矩阵，其中可以在包装过程中同时操纵(例如，填充、密封、标记等)指定数量的包装。图4b示出包装食品(即酸奶)的2×2产品矩阵。如图4b所示，每个相应的包装杯具有尺寸相同(例如，63mm²)的顶层，并且相应地创建标准产品矩阵尺寸(例如，126mm²)。在一些实施例中，可以适当地配置或以其他方式定制激光标记系统，以用于特定的包装设定，例如产品矩阵尺寸。作为示例，激光标记设备可以配置为当设定为160mm的焦距时覆盖跨100mm²的打印区域。因此，配置为特定焦距(例如，160mm)的激光标记设备可以充分覆盖2×2产品矩阵所需的标记区域。在一些实施例中，包装机可以被编程为采用一种或多种不同的产品矩阵尺寸。例如，在包装过程中，ffs机器可以使用酸奶包装的3×3和4×4矩阵。因此，分别使用254mm(打印面积160mm²)和420mm(打印面积242mm²)的对应焦距设定适当地配置了激光标记设备以覆盖每个包装布置中激光标记所需的区域。应当理解，可以调整其他激光标记设定以适应特定包装应用和/或机器。

此外，图4b示出与包装基材400相关联的密封区域450。密封区域450可以是包括包装密封的区域或边界。如图4b所示，密封区域450围绕纸层410的位于密封区域450内部的中间部分460。在一些实施例中，中间部分460可以是包装基材400的直接覆盖产品的区域。对应于中间部分460的内箔侧可以直接与包装内的食品接触。附加地，密封区域450将包装基材400的一部分留在该区域外，如图4b中外角470所示。

在示例中，可以将热量施加到包装基材400的部分上，以便将层材料密封到包装的边缘，从而绘出密封区域450。因此，沿密封区域450的点可以指示将包装基材400的两层耦合到产品包装的位置。在一些实施方式中，ffs包装机的密封能力用于在向包装填充内容物(例如酸奶)之后创建密封区域450。在一些实施方式中，标记区域430的位置可以与密封区域450相关联。例如，标记区域430可以是纸层410的位于密封区域450外的部分，例如外角部470。因此，标记区域430位于包装的周边上，远离直接覆盖或接触包装内容物的区域。因此，该实施方式可以通过降低任何污染物(例如箔碎片)例如接触产品的可能性来实现不影响包装食品质量的激光标记技术。此外，可以理解，通过在产品密封区域450外实施激光标记的生成可以提供进一步的优点，例如增加产品完整性、降低污染风险、减少残留物和/或粉尘产生以及减少化学接触。

图5示出包装基材400的箔层500侧的示例。如图5所示，存在包装的箔层500侧的四个示例。每个箔层500示例具有不同的几何形状、大小和尺寸，其可以与用于各种产品的相应包装相关联。在实施例中，包装基材400具有内层或底层，该层位于顶部纸层(如图4a至图4b所示)反面的一侧。包装基材400的内层是包括金属材料层的箔层500侧。在一些实施例中，箔层500可以是适于包装的可延展金属薄片，例如铝箔。可以采用真空金属化来实现箔层500，从而创建包装基材400的薄层侧，例如在一些实施例中具有小于1μm的厚度。应当理解，例如，一些包装基材可以采用箔设计，其使用比图5所示相对更薄的金属化层(例如，2μm至0.2μm)，从而降低包装成本或缩短包装产品的保质期。在一些实施方式中，可以使用专用金属(例如铝)来构造箔层500侧。替代地，箔层500可以包括金属合金材料。

用于构造包装基材400的任一侧的不同材料可以引起包装基材400的顶层和底层之间的吸收率的变化。例如纸和薄膜光学透明聚合物的材料可能不能吸收例如来自光纤激光器的以近红外波长产生的足够激光束，以在材料表面上产生肉眼可见的标记。相反，近红外波长激光束可以被金属很好地吸收。因此，基材的顶层可以具有与纸材料相关联的吸收速率，而包装基材400的底层可以具有与金属相关的另一吸收速率。基材400的每一侧的吸收速率可以彼此分离并且彼此不同，这分别在激光接触每一层时实现激光束行为的变化。因此，激光标记实施例利用包装材料(例如，纸和箔)的吸收特性来产生激光束，该激光束具有的性质实现有效穿过非金属层并被金属层吸收的行为的，从而在标记基材400的底面上产生激光标记。

在实施例中，例如，可以采用光纤激光器在箔层500侧上产生激光标记520。如图5所示，每个箔层500侧示例包括至少一个激光标记520。在一些实施例中，激光标记520可以是用于跟踪产品和防伪的不显眼的代码，例如序列号。因此，例如，激光标记520可以是用于公司内部目的(例如，可追溯性和验证)的信息且因而不需要消费者容易看到。产品底部的激光标记可以实现不显眼的编码，其不会影响产品的营销外观和感觉。激光标记以如下方式产生，其中代码可以在内箔层500侧上相对于用户隐藏，从而创建不显眼代码解决方案。

图6a至图6b示出由实施例的激光标记设备产生的激光标记的示例。图6a所示是使用镜像字体产生的激光标记600的示例。激光标记600可以通过使用如下字体形成，该字体涉及在与给定语言的自然方式(例如，从左到右)相反的方向上书写或以其他方式标记字母数字字符。因此，采用镜像字体来产生激光标记600可以产生正常书写的镜像，如图6a所示。作为示例，当激光标记600在镜子中反射时或者根据实施例从包装基材的下侧读取时，呈现为“abcde”。

如图6b所示，激光标记605和610是由实施例的激光标记设备产生的标记的示例。作为示例，在选择镜像字体来产生激光标记的情况下，可以从输入的字母数字串的末尾开始而不是从头开始选择和排序用于标记的镜像图像字符。激光标记610以镜像字体产生，以便在包装的下侧或箔层侧正常地向用户呈现字符。在实施方式中，激光标记设备布置为面向包装基材的顶层，并且使得激光束在反面侧上产生激光标记。因此，如图所示，可以使用通常排列的字体来产生激光标记605，从而使得标记在反面侧(例如，箔层)上呈现镜像。

在一些实施例中，以弧形形状产生激光标记605、610。例如，对齐包括在字母数字串中的字符以形成以曲线形状书写的文本。以弧形字体产生的激光标记605、610可以通过以下形成：从基线开始并且对于每个后续字符相对于彼此使用稍微倾斜的位置，以跟随圆周的一部分的方式。在一些实施方式中，弧的中心可以是输入的字母数字串的中心。使用拱形或径向排列来用于标记激光标记605、610的字符可以通过使用较少的包装区域来创建更不显眼的代码。此外，在一些实施方式中，标记大小本身可以减小。例如，激光标记605具有比标记610更小的半径和字体大小。附加地，激光标记605、610可以以任何合适的字符排列来打印，例如线性、倾斜、水平、竖直等。例如，可以通过上下颠倒包装来读取位于包装基材的底层上的激光标记605、610。可以在包装基材的内箔中不可消除地标记激光标记605、610。在一些实施方式中，与其中印刷标记可以被涂抹或以其他方式移除的cij印刷技术相比，激光标记605、610可以实现更好的产品完整性。

此外，在一些实施方式中，激光标记系统的操作者可以使用用户界面来选择在创建激光标记605、610中使用的像素的大小和形状。形成斑点所需的时间通常是材料成分的函数。

可以调整在创建激光标记605、610中使用的斑点和/或像素之间的距离，以增大或减小符号的大小和/或密度。在一些情况下，像素之间的距离减小到一个像素的周边邻接另一像素的周边的程度。当像素周边彼此邻接时，被打印的代码和/或图像可以具有实心和连续的外观。

可以通过增加用于创建像素的斑点的数量和/或通过降低斑点的密度同时保持斑点的数量相同来调整由激光标记系统形成的像素的大小。当需要更快的打印时，可以减少用于构成符号的斑点的总数，例如通过降低用于构成给定大小的符号的斑点的密度。这种调整能力也可以通过用户界面提供给激光标记系统的操作者。此外，打印系统电子装置可以配置为基于代码中的斑点的密度来选择操作模式。

电子装置可以包括便于输入激光标记605、610中包括的符号的部件。电子装置可以包括将字母数字符号与特定像素图案相关联的数据库。结果，操作者可以将符号或符号序列输入用户界面中，并且激光标记系统参考数据库来确定与每个符号相关联的像素图案。电子装置还可以包括用于条形码信息和图像信息的输入界面。附加地，电子装置可以包括二维(2d)条形码(例如快速响应(qr)代码)的信息。此外，如前所述的镜像字体可以应用于条形码信息和图像信息。例如，可以使用软件应用输入2d条形码信息，其可以被转换成为以2d条形码打印指定的字体的字符信息集合。这样的字符信息可以被传送到激光标记设备，激光标记设备可以包括识别字体的电子装置，并且因此可以将字符信息转换为像素图案(例如，识别的字体中的每个“字符”可以对应于2d条码中的竖直元素集合)。还可以使用软件应用来输入图形图像，其可以通过以下方式被转换为用于打印的像素图案：用像素(例如，单点像素)的同心轮廓来填充要标记的图像的较暗区域，从周边开始并移动到图像的中心，直到所有较暗区域都被填充。

激光标记605、610中使用的每个符号的像素图案形成指示每个像素的位置的第一数据集合。例如，每个像素可以与笛卡尔坐标相关联，其指示要打印的像素相对于彼此的位置。也可以使用其他坐标系和方法来控制符号中像素的相对定位。

图7示出用于在包装基材上产生激光标记的示例性过程。例如，所描述的用于标记包装基材的内箔的技术可以通过如关于图2所讨论的激光标记系统部件来执行。接收(700)用于配置激光器的一个或多个激光器设定。该设定可以例如与光纤激光器的优化配置相关联，以产生具有根据实施例实现标记包装基材所必需的特性的激光束。根据一个或多个设定配置激光器可以包括调整激光标记系统的各种部件以便以与期望设定一致的方式操作。例如，激光透镜可以自动重新定位，以便实现设定中指示的期望焦距。在示例中，激光器可以配置为用于产生波长为1.06μm的激光束。因此，所得到的激光束可以穿过标记基材的纸层，而被箔层吸收。设定激光器配置可以涉及激光标记系统的用户界面，其被设计为用于接收来自用户的输入以便接收一个或多个设定。替代地，可以预先确定激光器设定并将其编程到激光标记系统的部件中，例如电子装置(如图2所示)中。

在一些实施方式中，激光器设定例如包括指示功率、频率、标记速度、焦距和分辨率的功能设定的指定参数，其对应于激光标记设备的操作模式。另外，一个或多个设定可以包括前述参数的任何部分或其任何组合。作为示例，所接收的与激光标记设备的配置对应的用于标记纸层/箔层包装基材的设定可以包括：激光器功率设定在30％和60％之间；频率设定在25khz和50khz之间；标记速度设定为约4800mm/s；焦距设定在160mm-480mm之间；分辨率设定为10pts/mm。附加地，激光器设定可以包括分辨率范围，以便影响传递到包装基材的代码质量和能量。例如，可以采用8mm/s和12mm/s之间的分辨率范围设定来配置激光标记设备，从而产生包括相应字符大小(例如，在1mm和4mm之间)的激光标记。因此，利用各种激光器设定可以实现激光标记系统的多种配置。可以以定制用于期望应用的激光标记系统的操作的方式调整相应配置，例如采用增大的激光器功率设定以覆盖更大的标记区域和/或同时标记多个产品(例如，在ffs产品线停止或低速移动时)。

此后，将产生的激光束引导(705)穿过包装基材的纸层侧，以避免在纸层上留下清晰的标记。在一些实施方式中，激光头定位成面向纸层，从而引导或以其它方式将激光束聚焦到包装基材的顶层。激光束在包装基材的底部箔层侧上产生标记。基于所接收的激光器设定在近红外波长处产生的定向激光束可以被箔材料有效地吸收以产生标记。产生激光标记可以涉及使用可经由光纤激光器实现的各种标记技术(包括例如退火)。激光标记可以包括代码信息，例如易于看见的序列化代码，因为人眼可以注意到具有较暗、雕刻或移除区域的部分。

本说明书中描述的功能操作可以在数字电子电路中实现，或者在计算机硬件、固件、软件或它们的组合(例如本说明书中公开的结构模块及其结构等同物)中实现。所描述的处理操作可以由执行指令程序的可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并产生输出来实现功能。作为示例，合适的处理器包括通用和专用微处理器。通常，处理器将从只读存储器、随机存取存储器和/或机器可读信号(例如，通过网络连接接收的数字信号)接收指令和数据。适合于有形地体现软件程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，包括例如：半导体存储器设备，例如eprom(电可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及光盘，例如cd-rom盘。任何前述内容都可以由asic补充或并入asic中。

为了提供与用户的交互，所描述的系统和技术可以在具有显示设备(例如用于向用户显示信息的监视器或lcd(液晶显示器)屏幕)以及键盘和指针设备(例如用户可以向计算机系统提供输入的鼠标或轨迹球)的数据处理系统上实现。数据处理系统可以被编程为提供图形用户界面，程序通过该界面与用户交互。

上面已经描述了各种实施例。其他实施例在所附权利要求的范围内。