去年10月，Sinclair Systems國(guó)際公司——新鮮果蔬產(chǎn)品標(biāo)簽制作的領(lǐng)導(dǎo)者，推出了基于激光二極管陣列技術(shù)的VPS激光貼標(biāo)系統(tǒng)。VPS系統(tǒng)與Sinclair現(xiàn)有的貼標(biāo)機(jī)能很好地結(jié)合在一起，根據(jù)不同的水果類別打印出各種條形碼、PLU（產(chǎn)品識(shí)別）碼以及圖形（見圖1）。 

              圖1、用于臍橙的激光標(biāo)記貼紙  

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

一段時(shí)間以來，果蔬行業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到按需印刷技術(shù)的重要性，即能夠根據(jù)標(biāo)簽應(yīng)用的需要，實(shí)時(shí)創(chuàng)建標(biāo)簽上的信息。到目前為止，大多數(shù)的標(biāo)簽仍然是提前被打印好，標(biāo)簽上既包含了品牌信息，也標(biāo)明了各種不同的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。按需印刷多種標(biāo)簽的技術(shù)給果蔬包裝商和零售業(yè)帶來了很大的便利。 

 對(duì)水果包裝商的好處 

為了使水果標(biāo)簽上增加更多信息，比如標(biāo)明PLU、原產(chǎn)國(guó)、條形碼等，對(duì)Sinclair公司的客戶來說，持有大量庫存標(biāo)簽是很有必要的。按需打印技術(shù)既節(jié)省了庫存運(yùn)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(shù)的時(shí)候也面臨著一個(gè)獨(dú)特的產(chǎn)品開發(fā)挑戰(zhàn)。如果將替代的新技術(shù)引進(jìn)到現(xiàn)在的工廠，該公司原先安裝的設(shè)備便會(huì)出現(xiàn)了產(chǎn)品過時(shí)的問題。因此，新的技術(shù)必須設(shè)計(jì)成對(duì)現(xiàn)有貼標(biāo)機(jī)器的升級(jí)，即只需要進(jìn)行少量的改進(jìn)工作。 

按需標(biāo)簽印刷同時(shí)也減少了水果包裝商所需的標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)數(shù)量。到目前為止，每個(gè)水果分揀機(jī)應(yīng)用了不同的標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)，且每臺(tái)都配有特制的標(biāo)簽。例如，每個(gè)水果分揀機(jī)可能配有三臺(tái)貼標(biāo)機(jī)，配備了大、中、小不同尺寸的水果標(biāo)簽。水果被運(yùn)輸?shù)劫N標(biāo)機(jī)之前，通過自動(dòng)篩選系統(tǒng)區(qū)分大小。這個(gè)尺寸的信息用來指引標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)在三種尺寸之中選擇合適的標(biāo)簽貼到水果上。 

圖2、改進(jìn)過的VPS激光貼標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)

在這個(gè)實(shí)例中，原來的三臺(tái)貼標(biāo)機(jī)可被配備VPS改進(jìn)系統(tǒng)的單臺(tái)貼標(biāo)機(jī)代替（見圖2）。新的貼標(biāo)機(jī)配有一卷標(biāo)簽，標(biāo)簽上包含有品牌信息和一塊空白地方，用于標(biāo)明不同的產(chǎn)品資料。有關(guān)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(biāo)簽的庫存和貼標(biāo)機(jī)的數(shù)量，按需打印技術(shù)也帶來了一系列的節(jié)約措施。庫存管理大大簡(jiǎn)化，需要的SKU數(shù)量更少并降低了報(bào)廢率。更短或特殊產(chǎn)品的標(biāo)簽也不再是問題。因過度庫存或缺貨導(dǎo)致的成本損失也降低了。更換標(biāo)簽時(shí)的操作失誤和工作時(shí)間也得以改善。 

對(duì)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(bào)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(biāo)明產(chǎn)品資料和產(chǎn)地信息，使得記錄和追蹤單個(gè)水果成為了可能。 

可利用的技術(shù) 

Sinclair公司在廣泛考慮了許多不同的技術(shù)之后，決定使用Intense公司的DLAM二極管陣列技術(shù)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(shù)。 

表1、水果貼標(biāo)的可用技術(shù)

許多Sinclair公司的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手曾嘗試安裝配備噴墨打印機(jī)和熱敏打印機(jī)，但無法在可行的商業(yè)成本下提供必需的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。 

激光貼標(biāo)提供了避免其它技術(shù)缺陷的解決方案。激光貼標(biāo)是無接觸的，激光打標(biāo)是非接觸的，因此磨損和打印質(zhì)量下降不是問題（這在利用直接熱敏打印的情況下，時(shí)有發(fā)生）；沒有任何消耗品（而在噴墨技術(shù)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(huì)產(chǎn)生對(duì)水果的破壞（這在直接激光打標(biāo)水果中會(huì)出現(xiàn)）。 

直接熱敏或熱轉(zhuǎn)移

根據(jù)定義，在打印時(shí)熱敏打印系統(tǒng)的打印頭要與標(biāo)簽接觸。這導(dǎo)致打印頭的磨損和打印質(zhì)量的下降。特別是在相對(duì)惡劣的環(huán)境里這個(gè)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(dāng)打印頭磨損的時(shí)候，印刷內(nèi)容的丟失是經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。而在這種情況下打印條形碼是絕對(duì)不可接受的。 

 Sinclair公司利用的標(biāo)簽基材對(duì)其技術(shù)和產(chǎn)品非常重要。如果希望能夠可靠地將標(biāo)簽貼到水果上，標(biāo)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(diǎn)會(huì)產(chǎn)生熱量，而這導(dǎo)致了需要使用更厚、更牢固的標(biāo)簽。然而，這也產(chǎn)生了副作用——因?yàn)闃?biāo)簽更堅(jiān)硬，從而降低了粘貼性能。 

當(dāng)標(biāo)簽通過熱敏打印機(jī)和貼標(biāo)系統(tǒng)的時(shí)候，需要保持對(duì)標(biāo)簽的精確控制。這意味著標(biāo)簽必須在水果傳送到貼標(biāo)機(jī)之前就提前打印出來。平均地，標(biāo)簽預(yù)先在10個(gè)水果之前打印出來。如果水果傳輸帶停了，或者有一個(gè)水果從傳輸帶跌落下來，就會(huì)造成麻煩。 

也許熱敏打印標(biāo)簽的最大問題就是成本和消耗品的管理。因?yàn)榇蛴☆^每打印50-75萬張就需要更換一次，這樣的話，每個(gè)星期都需要更換。 

噴墨打印機(jī)

由于噴墨打印是一種非接觸的打印技術(shù)，油墨與介質(zhì)之間的空間非常�。ㄐ∮�5毫米）。這比熱轉(zhuǎn)移或直接熱敏的方式要好些，但效果微不足道。噴墨打印機(jī)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(dá)之前就將標(biāo)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(shí)間也是一個(gè)問題，油墨在應(yīng)用過程中經(jīng)常被擦掉。 

如前所述，Sinclair公司所用的聚乙烯標(biāo)簽是整個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵部分，它是性能上更優(yōu)越的紙質(zhì)標(biāo)簽。能在聚乙烯標(biāo)簽上快速干燥的食品級(jí)油墨很難找到。而且油墨也是易耗品，需要由客戶來維護(hù)，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(jīng)常用于產(chǎn)品打標(biāo)。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(yīng)用中。因掃描技術(shù)無法在整個(gè)印刷范圍內(nèi)移動(dòng)光束，也不能做到在所需印刷速度下保證印刷質(zhì)量。 

 二極管激光打標(biāo)系統(tǒng)

 VPS系統(tǒng)建立于一個(gè)龐大的發(fā)光二極管激光陣列，其供電電路確保能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)每個(gè)激光器。定制的光學(xué)元件用來傳輸激光束到標(biāo)簽上完成打�。▓D3）。 

圖3、VPS激光貼標(biāo)系統(tǒng)原理圖

標(biāo)簽本身是由Sinclair公司開發(fā)出來的，包含了激光可標(biāo)記層�；瘜W(xué)配方的設(shè)計(jì)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(biāo)簽已通過了食品安全認(rèn)證。 

該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于改進(jìn)Sinclair公司現(xiàn)有的貼標(biāo)機(jī)RM6。經(jīng)過多年的使用，RM6機(jī)器被證明是快速和值得信賴的設(shè)備。該系統(tǒng)采用了Sinclair公司開發(fā)的專有技術(shù)。它能從一卷標(biāo)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(xiǎn)。這通過一套輪動(dòng)的可伸縮橡膠管即可實(shí)現(xiàn)操作。 

VPS打印系統(tǒng)安裝到貼標(biāo)機(jī)上后，當(dāng)標(biāo)簽從標(biāo)簽卷移動(dòng)到水果表面時(shí)，可以直接將激光束陣列打在標(biāo)簽上。這意味著，在需要的時(shí)候，便能即刻打印出標(biāo)簽。 

Intense公司是向印刷業(yè)提供半導(dǎo)體激光器的領(lǐng)先供應(yīng)商，在CTP、數(shù)字印刷和直接標(biāo)記等領(lǐng)域服務(wù)于多家知名公司。在數(shù)百個(gè)高功率、獨(dú)立尋址的發(fā)射管傳輸激光陣列方面，Intense公司的DALM技術(shù)在激光行業(yè)內(nèi)是獨(dú)一無二的。二極管陣列技術(shù)高度可靠，這已經(jīng)在過去很多年內(nèi)得到了證明。 

先進(jìn)的晶片調(diào)準(zhǔn)技術(shù)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(gè)陣列中維持恒定的距離。該技術(shù)已經(jīng)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(chǎng)測(cè)試 

Sinclair公司曾在美國(guó)加州的一家柑橘包裝廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。2009年8月開始安裝系統(tǒng)并運(yùn)行。當(dāng)年10月柑橘收獲季節(jié)到來之際，標(biāo)簽測(cè)試開始進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得很順利，該系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量也得到了包裝廠的認(rèn)可，并于2010年1月份開始正式生產(chǎn)。 

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

結(jié)論

 激光二極管陣列貼標(biāo)系統(tǒng)已成功地被引入到要求極高的應(yīng)用中。二極管陣列貼標(biāo)技術(shù)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(zhì)量，這一切均將使二極管陣列直接標(biāo)記系統(tǒng)在未來贏得更大范圍的新產(chǎn)品貼標(biāo)機(jī)遇。

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