去年10月，Sinclair Systems國際公司——新鮮果蔬產品標簽制作的領導者，推出了基于激光二極管陣列技術的VPS激光貼標系統(tǒng)。VPS系統(tǒng)與Sinclair現(xiàn)有的貼標機能很好地結合在一起，根據(jù)不同的水果類別打印出各種條形碼、PLU（產品識別）碼以及圖形（見圖1）。 

              圖1、用于臍橙的激光標記貼紙  

該系統(tǒng)的核心是一個超寬激光二極管陣列，由Intense公司出品，可發(fā)出數(shù)百束獨立尋址的激光束，使標簽的印刷只需一步完成而不需要振鏡掃描技術。Sinclair公司在美國加州已經成功完成現(xiàn)場試驗，正準備向他們的客戶推廣該產品。 

一段時間以來，果蔬行業(yè)已經認識到按需印刷技術的重要性，即能夠根據(jù)標簽應用的需要，實時創(chuàng)建標簽上的信息。到目前為止，大多數(shù)的標簽仍然是提前被打印好，標簽上既包含了品牌信息，也標明了各種不同的產品數(shù)據(jù)。按需印刷多種標簽的技術給果蔬包裝商和零售業(yè)帶來了很大的便利。 

 對水果包裝商的好處 

為了使水果標簽上增加更多信息，比如標明PLU、原產國、條形碼等，對Sinclair公司的客戶來說，持有大量庫存標簽是很有必要的。按需打印技術既節(jié)省了庫存運輸成本，也極大地改善了操作效率。 

Sinclair決定推出按需印刷技術的時候也面臨著一個獨特的產品開發(fā)挑戰(zhàn)。如果將替代的新技術引進到現(xiàn)在的工廠，該公司原先安裝的設備便會出現(xiàn)了產品過時的問題。因此，新的技術必須設計成對現(xiàn)有貼標機器的升級，即只需要進行少量的改進工作。 

按需標簽印刷同時也減少了水果包裝商所需的標簽貼標機數(shù)量。到目前為止，每個水果分揀機應用了不同的標簽貼標機，且每臺都配有特制的標簽。例如，每個水果分揀機可能配有三臺貼標機，配備了大、中、小不同尺寸的水果標簽。水果被運輸?shù)劫N標機之前，通過自動篩選系統(tǒng)區(qū)分大小。這個尺寸的信息用來指引標簽貼標機在三種尺寸之中選擇合適的標簽貼到水果上。 

圖2、改進過的VPS激光貼標應用系統(tǒng)

在這個實例中，原來的三臺貼標機可被配備VPS改進系統(tǒng)的單臺貼標機代替（見圖2）。新的貼標機配有一卷標簽，標簽上包含有品牌信息和一塊空白地方，用于標明不同的產品資料。有關尺寸的數(shù)據(jù)用來告知VPS系統(tǒng)，以打印出合適的PLU編碼和/或者條形碼。 

 除了降低標簽的庫存和貼標機的數(shù)量，按需打印技術也帶來了一系列的節(jié)約措施。庫存管理大大簡化，需要的SKU數(shù)量更少并降低了報廢率。更短或特殊產品的標簽也不再是問題。因過度庫存或缺貨導致的成本損失也降低了。更換標簽時的操作失誤和工作時間也得以改善。 

對于零售商的好處 

食品安全和追蹤性能正在變得越來越重要。近年來，新聞媒體大量報道了一些食品安全問題和事件。VPS系統(tǒng)能夠在打印PLU和條形碼之外，標明產品資料和產地信息，使得記錄和追蹤單個水果成為了可能。 

可利用的技術 

Sinclair公司在廣泛考慮了許多不同的技術之后，決定使用Intense公司的DLAM二極管陣列技術開發(fā)新的系統(tǒng)。 

表1包含了曾被考慮過的一些可利用的技術。 

表1、水果貼標的可用技術

許多Sinclair公司的競爭對手曾嘗試安裝配備噴墨打印機和熱敏打印機，但無法在可行的商業(yè)成本下提供必需的產品質量和可靠性。 

激光貼標提供了避免其它技術缺陷的解決方案。激光貼標是無接觸的，激光打標是非接觸的，因此磨損和打印質量下降不是問題（這在利用直接熱敏打印的情況下，時有發(fā)生）；沒有任何消耗品（而在噴墨技術中，必須非常小心地控制油墨粘度）；而且沒有和水果表皮的直接接觸，不會產生對水果的破壞（這在直接激光打標水果中會出現(xiàn)）。 

直接熱敏或熱轉移

根據(jù)定義，在打印時熱敏打印系統(tǒng)的打印頭要與標簽接觸。這導致打印頭的磨損和打印質量的下降。特別是在相對惡劣的環(huán)境里這個問題更加突出，比如在一家污染物和灰塵司空見慣的包裝廠里。 

當打印頭磨損的時候，印刷內容的丟失是經常出現(xiàn)的現(xiàn)象。而在這種情況下打印條形碼是絕對不可接受的。 

 Sinclair公司利用的標簽基材對其技術和產品非常重要。如果希望能夠可靠地將標簽貼到水果上，標簽的靈活性和兼容性很重要。由于熱敏打印具有的接觸性特點會產生熱量，而這導致了需要使用更厚、更牢固的標簽。然而，這也產生了副作用——因為標簽更堅硬，從而降低了粘貼性能。 

當標簽通過熱敏打印機和貼標系統(tǒng)的時候，需要保持對標簽的精確控制。這意味著標簽必須在水果傳送到貼標機之前就提前打印出來。平均地，標簽預先在10個水果之前打印出來。如果水果傳輸帶停了，或者有一個水果從傳輸帶跌落下來，就會造成麻煩。 

也許熱敏打印標簽的最大問題就是成本和消耗品的管理。因為打印頭每打印50-75萬張就需要更換一次，這樣的話，每個星期都需要更換。 

噴墨打印機

由于噴墨打印是一種非接觸的打印技術，油墨與介質之間的空間非常�。ㄐ∮�5毫米）。這比熱轉移或直接熱敏的方式要好些，但效果微不足道。噴墨打印機很容易被包裝廠房里的污垢和塵屑堵塞。堵塞引起的后果就是打印像素的缺失，這樣出來的條形碼沒法被讀碼。同熱敏打印系統(tǒng)一樣，噴墨打印也需要在水果到達之前就將標簽打好。 

噴墨系統(tǒng)可以獲得較高的速度。然而，在Sinclair公司的速度要求下，干燥時間也是一個問題，油墨在應用過程中經常被擦掉。 

如前所述，Sinclair公司所用的聚乙烯標簽是整個技術的關鍵部分，它是性能上更優(yōu)越的紙質標簽。能在聚乙烯標簽上快速干燥的食品級油墨很難找到。而且油墨也是易耗品，需要由客戶來維護，墨盒必須得到頻繁的更換。 

固體激光器

光纖或二極管泵浦固體（DPSS）激光系統(tǒng)，經常用于產品打標。但是，考慮到高速以及大寬度打印的綜合要求，它們不適合Sinclair公司的應用中。因掃描技術無法在整個印刷范圍內移動光束，也不能做到在所需印刷速度下保證印刷質量。 

 二極管激光打標系統(tǒng)

 VPS系統(tǒng)建立于一個龐大的發(fā)光二極管激光陣列，其供電電路確保能單獨驅動每個激光器。定制的光學元件用來傳輸激光束到標簽上完成打�。▓D3）。 

圖3、VPS激光貼標系統(tǒng)原理圖

標簽本身是由Sinclair公司開發(fā)出來的，包含了激光可標記層�；瘜W配方的設計起到最大限度地吸收激光能量的作用，從而確保高速的印刷。該標簽已通過了食品安全認證。 

該系統(tǒng)被設計用于改進Sinclair公司現(xiàn)有的貼標機RM6。經過多年的使用，RM6機器被證明是快速和值得信賴的設備。該系統(tǒng)采用了Sinclair公司開發(fā)的專有技術。它能從一卷標簽中抽出一張，然后很輕柔地被傳輸、粘貼到水果上，沒有損壞的危險。這通過一套輪動的可伸縮橡膠管即可實現(xiàn)操作。 

VPS打印系統(tǒng)安裝到貼標機上后，當標簽從標簽卷移動到水果表面時，可以直接將激光束陣列打在標簽上。這意味著，在需要的時候，便能即刻打印出標簽。 

Intense公司是向印刷業(yè)提供半導體激光器的領先供應商，在CTP、數(shù)字印刷和直接標記等領域服務于多家知名公司。在數(shù)百個高功率、獨立尋址的發(fā)射管傳輸激光陣列方面，Intense公司的DALM技術在激光行業(yè)內是獨一無二的。二極管陣列技術高度可靠，這已經在過去很多年內得到了證明。 

先進的晶片調準技術允許Intense公司將多種激光陣列芯片彼此相鄰安裝，這樣能在整個陣列中維持恒定的距離。該技術已經模塊化，并能創(chuàng)造出幾英寸的大陣列，可提供超過500毫瓦的激光發(fā)射功率。 

現(xiàn)場測試 

Sinclair公司曾在美國加州的一家柑橘包裝廠進行現(xiàn)場測試。2009年8月開始安裝系統(tǒng)并運行。當年10月柑橘收獲季節(jié)到來之際，標簽測試開始進行。實驗進行得很順利，該系統(tǒng)的生產質量也得到了包裝廠的認可，并于2010年1月份開始正式生產。 

這家包裝廠利用新系統(tǒng)生產三種不同條形碼的標簽，分別用于小、中、大三種尺寸的臍橙。為了評估該系統(tǒng)，Sinclair公司從兩個方面來衡量：條形碼的掃描百分比和貼標百分比。在過去的生產運行中，公司實現(xiàn)了100%的條形碼掃描率，超過95%的水果貼上了標簽（這是正常貼標操作的典型成功比率）。  

結論

 激光二極管陣列貼標系統(tǒng)已成功地被引入到要求極高的應用中。二極管陣列貼標技術的印刷范圍更寬，可靠性更佳，具有更高的線性打印速度（大于1.5米/秒）、更好的打印質量，這一切均將使二極管陣列直接標記系統(tǒng)在未來贏得更大范圍的新產品貼標機遇。

 本文作者Steve Gorton先生是 Intense公司的生產線總監(jiān)，M. Scott Howarth博士是Sinclair Systems公司的研發(fā)總監(jiān)。