凹版印刷是一種神奇的印刷工藝，雖然工藝簡單，但印刷出來的圖像層次豐富、色彩鮮艷。清晰度好。質(zhì)量高。惟一的挑戰(zhàn)就是凹版滾筒的制作有一定的難度。從1446年第一支鍍銅凹版滾筒的問世，至今已有幾百年的歷史了，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，凹印制版技術(shù)越來越先進(jìn)，同時(shí)也日趨復(fù)雜。期間先后經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段．最早出現(xiàn)的是手工雕刻凹版，后來又有了針刻凹版、鏤刻凹版、腐蝕凹版以及直接雕刻凹版。各種五花八門的凹印制版工藝，其核心問題和最基本的原理就是采用何種成像方式，是雕刻成像還是在銅層表面進(jìn)行腐蝕。
對(duì)凹印制版技術(shù)的要求
經(jīng)歷過腐蝕凹印制版時(shí)代的人都知道，腐蝕制版工藝相當(dāng)復(fù)雜，而且，在腐蝕制版中，需要使用大量價(jià)格不菲的材料和設(shè)備，而且許多工藝步驟都要靠手工操作來完成，會(huì)過多地受到操作人員主觀因素的影響。與腐蝕制版工藝相比，電子雕刻制版工藝實(shí)在是太簡單了、而且還可以實(shí)現(xiàn)工藝過程的數(shù)字化控制，操作簡便、質(zhì)量可靠，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無膠片雕刻，不再需要掃描原稿信息，數(shù)據(jù)信息可以直接驅(qū)動(dòng)和控制電雕針，且可以通過軟件對(duì)雕刻過程進(jìn)行控制。
電子雕刻制版工藝大大簡化了凹版滾筒的生產(chǎn)過程。提高了生產(chǎn)效率，版滾筒質(zhì)量和制版工藝的可靠性也有了很大程度的提高。此外，由于摒棄了許多對(duì)人體有害的化學(xué)藥品，不但使工作環(huán)境得到了改善，而且更有利于操作人員的身體健康。就拿書刊印刷凹印版滾筒來說，采用腐蝕制版工藝，每人每班能制作2個(gè)分色頁面，但是配備了動(dòng)化的K6 Klischograph雕刻機(jī)之后，每人每班能生產(chǎn)150個(gè)分色頁面。包裝印刷領(lǐng)域內(nèi)也同樣如此，電子雕刻方式大大提高了制版效率。
今后不論再出現(xiàn)何種凹印制版新技術(shù)，要想獲得認(rèn)可和大的發(fā)展，必須得滿足一定的條件，即是否能夠保證提高版滾筒質(zhì)量、生產(chǎn)效率和工藝可靠性，這也是衡量每一種新工藝和新技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)準(zhǔn)。如果不能使工藝更加簡化，那么新工藝就不能滿足人們的需求。
電子雕刻制版技術(shù)
通常，一些參考書上把凹印稱作連續(xù)調(diào)印刷，也就是說當(dāng)油墨從版滾筒的網(wǎng)穴中轉(zhuǎn)移到承印物上之后能夠獲得真實(shí)自然的灰度值。因?yàn)榘加∮湍袼粯酉”。诔杏∥锉砻媸峭该鞯?，?duì)光線有過濾作用，類似于照相中銀鹽層的性能。
19世紀(jì)末，隨著照相技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)連續(xù)調(diào)圖像的印刷提出了更高的要求。最先提出的是對(duì)連續(xù)調(diào)進(jìn)行加網(wǎng)的網(wǎng)目調(diào)理論，圖像的灰度值由不同面積大小的網(wǎng)點(diǎn)來體現(xiàn)，這種方法一直沿用至今，但原稿的加網(wǎng)方式已經(jīng)發(fā)生了很大的改變。原來采用的是非接觸加網(wǎng)，后來被接觸加網(wǎng)代替，現(xiàn)在則是由RIP(光柵圖像處理器)來完成，通常用0—255之間的任一數(shù)值來表示圖像的灰度值，然后由RIP轉(zhuǎn)化成不同形狀、尺寸、位置的網(wǎng)點(diǎn)。
與凸印、膠印和柔印的印版成像過程相比，電子雕刻凹版工藝顯然要簡單得多。與原稿圖像灰度值相對(duì)應(yīng)的數(shù)值可直接傳送給電子雕刻機(jī)，并控制金剛雕刻針在銅層表面進(jìn)行雕刻，而且，所雕刻的網(wǎng)穴的面積和深度都可以改變，值得一提的是，電子雕刻通過對(duì)階調(diào)曲線進(jìn)行簡單的調(diào)整就可以獲得適合特定印刷條件(包括印刷機(jī)、油墨，紙張等)的高質(zhì)量凹印版滾筒。
正如上面所介紹的那樣，用灰度值數(shù)據(jù)控制電雕針能夠?qū)崿F(xiàn)與凹印網(wǎng)目調(diào)圖像的精確匹配，這一點(diǎn)非常重要。換句話說，電子雕刻制版與凹版印刷工藝的完美結(jié)合，極大地提高了工藝的可靠性和版滾筒的質(zhì)量，這是腐蝕凹版(包括傳統(tǒng)照相凹版和直接加網(wǎng)凹版)所無法比擬的。
值得一提的是，與膠印不同，在復(fù)制文字和線條方面，電子雕刻方式還不能實(shí)現(xiàn)比選擇的雕刻線數(shù)更精細(xì)的復(fù)制，這就使得文字和線條的復(fù)制質(zhì)量受到了限制。最近幾年，HELL公司改進(jìn)了電雕針的動(dòng)態(tài)控制，并開發(fā)了HQH軟件，能夠有效消除細(xì)小陰陽線條的“鋸齒形邊緣”。而且，在許多情況下，由于凹印的文字比膠印的更加柔和，更便于閱讀。但是，毫無疑問，包裝印刷對(duì)凹版印刷質(zhì)量有著更高的要求，人們希望文字和線條的印刷質(zhì)量能有進(jìn)一步的提高。
由于傳統(tǒng)照相凹版制版工藝具有很多局限性，憑借自身在制版領(lǐng)域40年的豐富經(jīng)驗(yàn)，HELL公司制定了新的目標(biāo)，要進(jìn)一步提高凹版滾筒的制版工藝和質(zhì)量水平。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，從技術(shù)角度可以提供哪些保障呢?下面就簡單介紹一下凹版滾筒的成像技術(shù)。
傳統(tǒng)照相凹印制版技術(shù)
傳統(tǒng)照相凹版又稱作“影寫版”，它完全依靠網(wǎng)穴深度的變化來表現(xiàn)階調(diào)層次。為此，需要分別用網(wǎng)屏和連續(xù)調(diào)陽圖片對(duì)碳素紙進(jìn)行曬網(wǎng)格和曬陽圖處理，根據(jù)碳素紙對(duì)腐蝕液透過性的不同來獲得面積大小一致。深度不同的網(wǎng)穴。
從以上廖廖幾筆大家不難看出，傳統(tǒng)照相凹印制版工藝比較復(fù)雜，步驟繁多，從碳素紙的準(zhǔn)備到腐蝕共有11個(gè)步驟，因此，工藝的可預(yù)見性和可重復(fù)性比較差，例如網(wǎng)穴的腐蝕深度和網(wǎng)墻的控制都相當(dāng)困難。但是，更加困難的是對(duì)亮調(diào)部分的控制，亮調(diào)要求網(wǎng)穴的腐蝕深度要非常淺，不能超過1μm，但實(shí)現(xiàn)起來實(shí)在是太困難了。
同時(shí)改變網(wǎng)穴的面積和深度就能解決這個(gè)問題，但必須要對(duì)碳素紙進(jìn)行二次曝光。網(wǎng)穴深度由用連續(xù)調(diào)圖片的一次成像控制。二次成像則使用同一個(gè)原稿的網(wǎng)屏，從而實(shí)現(xiàn)使網(wǎng)穴的深度和面積能夠同時(shí)發(fā)生改變。
這種凹印制版技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著復(fù)制亮調(diào)和暗調(diào)的技術(shù)又向前邁進(jìn)了一步，但是碳素紙和腐蝕過程所固有的不穩(wěn)定性仍是一個(gè)問題，歸根結(jié)底，還是工藝太復(fù)雜且難以控制。隨著電子雕刻技術(shù)的出現(xiàn)，電雕針能夠輕松并精確地雕刻不同面積大小和不同深度的網(wǎng)穴，Am藝簡單，一致性和可靠性高，因此逐漸代替了傳統(tǒng)照相凹版。
照相直接加網(wǎng)制版技術(shù)
除了傳統(tǒng)的照相凹版，照相直接加網(wǎng)工藝也已經(jīng)出現(xiàn)很長時(shí)間了，尤其在包裝凹印中的應(yīng)用更廣。照相直接加網(wǎng)凹印制版工藝的基本原理是：版滾筒在經(jīng)過鍍銅和拋光處理之后，先涂布一層感光層，再曝光成像，然后再對(duì)銅層進(jìn)行腐蝕。
最早是在版滾筒的銅層表面涂布感光膜，用高壓汞燈進(jìn)行曝光。后來又出現(xiàn)了激光刻蝕技術(shù)，不用膠片，圖像數(shù)據(jù)直接控制精細(xì)的激光束在感光膜層上成像。曾一度出現(xiàn)兩種數(shù)字成像制版方法：一種是涂布感光膠膜．在腐蝕之前需要對(duì)曝光后的感光層進(jìn)行顯影，讓圖文部分的銅層露出來；另一種是采用一種特殊的薄涂層作為激光燒蝕層，激光束可直接將圖文部分的保護(hù)涂層完全燒蝕掉，使銅層裸露出來，因此無須顯影處理可直接進(jìn)行腐蝕，但必須要增加激光束的能量。
不管成像工藝采用的是數(shù)字方式還是傳統(tǒng)的加網(wǎng)膠片，均僅僅是在涂層上創(chuàng)建面積變化的網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，深度信息無法體現(xiàn)。對(duì)暴露的銅層部分進(jìn)行腐蝕是一個(gè)相當(dāng)落后的工藝，如果操作人員一時(shí)疏忽，對(duì)曝光部分的銅層進(jìn)行同樣深度的腐蝕，就無法表現(xiàn)圖像的連續(xù)調(diào)特征了。使用這種印版，線條和文字可以獲得很好的再現(xiàn)，但是圖像的復(fù)制效果要差一些，因?yàn)閳D像部分含有豐富的階調(diào)層次， 對(duì)網(wǎng)穴深度變化的要求較高。
另外，照相直接加網(wǎng)制版工藝還有一個(gè)缺點(diǎn)就是工藝復(fù)雜，步驟較多，這使得制版工藝的可靠性大打折扣。一般來說，經(jīng)過的環(huán)節(jié)越多，工藝的可靠性就越差，為什么這么說呢?因?yàn)檎麄€(gè)制版工藝總體的可靠性必然要受到各個(gè)環(huán)節(jié)和步驟的影響，如果整個(gè)制版工藝共分S個(gè)步驟來完成，每個(gè)步驟的可靠性是98％，那么制版工藝總的可靠性就只有90％，也就是說所生產(chǎn)的版滾筒中可能會(huì)有10％是廢品，而電子雕刻工藝的廢品率要低得多，一般連2％都不到。
總之，與電子雕刻制版工藝相比，所有的照相直接加網(wǎng)凹印制版工藝(即使采用數(shù)字成像技術(shù)也不例外)都存在3個(gè)根本問題：成像方法不適合高質(zhì)量印刷．腐蝕過程本身的缺點(diǎn)以及復(fù)雜的工藝步驟。
用激光束直接雕刻鋅層
除了HELL公司在20年前開發(fā)的電子束雕刻外，還有一種方法就是采用波長非常短(接近于1μm)的激光脈沖直接轟擊版滾筒表面并產(chǎn)生網(wǎng)穴。一個(gè)網(wǎng)穴由一個(gè)或兩個(gè)脈中形成，脈中正好對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)穴的中心。但這種雕刻方法也存在一個(gè)問題，就是銅層對(duì)激光束的鏡面反射作用。解決辦法之一是在鋅層上進(jìn)行雕刻．但我們認(rèn)為，在鋅層表面進(jìn)行雕刻要比在銅層上雕刻的控制難度更大，這一缺點(diǎn)也限制了激光束直接雕刻技術(shù)的進(jìn)一步推廣和發(fā)展。
另一個(gè)根本問題是用短波長激光脈；中雕刻，所形成的階調(diào)非常陡，不柔和，不細(xì)膩。同時(shí)，用短波長激光脈；中直接在金屬層上雕刻還涉及到金屬層對(duì)激光的敏感度問題，金屬對(duì)激光束敏感度的微小變化都會(huì)對(duì)能量閾值產(chǎn)生影響，由于只有高于閾值的脈：中能量才能產(chǎn)生網(wǎng)穴，所以能量閾值發(fā)生改變當(dāng)然就會(huì)影響到網(wǎng)穴尺寸。而且，如果激光束聚焦的能量密度發(fā)生波動(dòng)，也會(huì)引起網(wǎng)穴尺寸的改變，也就是說，上述兩種靜態(tài)過程的變化都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)穴尺寸產(chǎn)生偏差．如果這種變化同時(shí)發(fā)生作用，必將導(dǎo)致更大的偏差。如圖2所示，左側(cè)的雕刻層材料具有較低雕刻閾值，這是由于工藝變化較小且激光束的聚焦范圍比正常值稍寬一些；右側(cè)的情況則恰恰相反。由此我們就可以更好地理解為什么網(wǎng)穴尺寸會(huì)發(fā)生變化。
用一個(gè)或兩個(gè)激光束脈沖形成網(wǎng)穴，再由一個(gè)個(gè)的網(wǎng)穴共同來體現(xiàn)圖像的整個(gè)階調(diào)范圍，這個(gè)過程可以認(rèn)為是一種模擬過程。為什么呢?因?yàn)椴煌娣e尺寸的網(wǎng)穴所需要的脈；中能量也不同，隨著網(wǎng)穴面積的逐步增大，所需要的脈沖能量也就越高，結(jié)果得到的網(wǎng)穴和網(wǎng)墻比率可能會(huì)十分不理想，比如實(shí)地區(qū)域的網(wǎng)墻面積相對(duì)來說還是太大，與電子雕刻網(wǎng)穴相比，在印刷過程中，這些網(wǎng)穴與承印物接觸的面積要小得多，油墨的傳遞效果也遠(yuǎn)不如電子雕刻網(wǎng)穴好，特別是在高速印刷過程中。
由于激光束通過玻璃透鏡聚焦，所以只能設(shè)置一個(gè)固定的成像區(qū)域。這導(dǎo)致了激光束只有一個(gè)固定的直徑。如果不考慮網(wǎng)穴深度因素，用這種方式雕刻出來的網(wǎng)穴的直徑應(yīng)當(dāng)是固定的，而聚焦后的單束激光，其脈；中能量的改變將會(huì)影響并改變網(wǎng)穴的深度。這在直接加網(wǎng)制版工藝中是不可能實(shí)現(xiàn)的。用激光束直接雕刻時(shí)，要想改變網(wǎng)穴面積，必須采用特殊的方法。如采用兩束同軸激光束，其中一束激光的聚焦直徑較大一些，而另一束激光束的聚焦直徑則稍小一些。通過調(diào)整和控制兩束激光束的相對(duì)脈沖能量，就能夠獲得不同直徑大小的網(wǎng)穴。但是，我們認(rèn)為用這種方法生成的網(wǎng)穴尺寸的可復(fù)制性是不可靠的。
另一個(gè)增加雕刻穩(wěn)定性和提高鋅層分辨力的方法是用幾個(gè)小網(wǎng)穴組成網(wǎng)格，這樣產(chǎn)生的六角形網(wǎng)格能容納7個(gè)比較小的獨(dú)立網(wǎng)穴。但這種方法會(huì)使雕刻速度大大降低。
未來的雕刻方法
自1995年以來，傳統(tǒng)腐蝕凹版在雜志和目錄冊印刷領(lǐng)域的應(yīng)用大幅萎縮， 電子雕刻憑借工藝簡單、可靠性高、成本低。質(zhì)量好，尤其圖像的再現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，與腐蝕制版相比，電子雕刻制版的惟一缺點(diǎn)就是輪廓不佳，這是因?yàn)樗韵嗤姆直媪Φ窨涛谋竞蛨D像。
在包裝印刷領(lǐng)域，除了電子雕刻凹版外，腐蝕版的應(yīng)用也比較普遍。但是，即使用激光蝕刻數(shù)字成像方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片成像，咸像時(shí)仍然無法控制網(wǎng)穴的深度，這在一定程度上限制了網(wǎng)目調(diào)產(chǎn)品的復(fù)制。
由于新的雕刻材料處理的復(fù)雜性．在鋅上直接雕刻成本相當(dāng)高，而激光技術(shù)也是上世紀(jì)90年代才發(fā)展起來的，所以質(zhì)量也不夠高。
針對(duì)這種情況，HELL公司將目標(biāo)鎖定在尋求方法解決電子雕刻的根本缺點(diǎn)上，也就是說解決文本和線條的輪廓清晰度問題。HELL公司通過兩種不同的方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)：一是進(jìn)一步開發(fā)電子雕刻凹版技術(shù)，二是開發(fā)激光直接雕刻銅層技術(shù)。
XT超精細(xì)電子雕刻技術(shù)
與激光照排技術(shù)相似，新的XT超精細(xì)電子雕刻技術(shù)也可以對(duì)文字和圖像分別采取不同的分辨力進(jìn)行雕刻，例如文字采用1000線／厘米，圖像采用60線／厘米。這不僅意味著文字和圖像分辨力的提高，而且網(wǎng)穴的深度也可以根據(jù)要求進(jìn)行改變。總的來說，XT技術(shù)意味著可以對(duì)分辨力，最大網(wǎng)穴容積。網(wǎng)穴深度等基本參數(shù)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
XT技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，甚至可以用在電子領(lǐng)域，例如將電路印到鋁箔上。在包裝印刷領(lǐng)域，對(duì)于要求非常精細(xì)的圖文都可以采用XT技術(shù)，它在防偽印刷中也發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。另外，在雜志和目錄冊等的印刷中，XT技術(shù)用于文字和線條的雕刻。
在銅層上直接進(jìn)行激光雕刻
根據(jù)XT技術(shù)原理，HELL公司開發(fā)了激光雕刻機(jī)的雛形，在銅或鉻的表面直接雕刻網(wǎng)穴，而且激光束的寫入分辨力也可單獨(dú)調(diào)整。激光束如此精細(xì)，能量如此高，因此，在這樣一種超乎想像的高能量狀態(tài)下，即使銅層本身對(duì)激光有較強(qiáng)的反射作用，它也會(huì)像烈日下的黃油一樣立刻被熔化掉。
XT技術(shù)也需要一個(gè)加網(wǎng)控制器，其被放在XT雕刻頭內(nèi)，一邊加網(wǎng)一邊雕刻，可以完成任意形狀的網(wǎng)穴雕刻。這種技術(shù)第一次將加網(wǎng)過程在雕刻頭內(nèi)完成，不僅可以雕刻調(diào)幅網(wǎng)穴，也可以雕刻調(diào)頻網(wǎng)穴。
HELL公司的XT技術(shù)首先是針對(duì)包裝領(lǐng)域開發(fā)的，在適當(dāng)?shù)臈l件下，還會(huì)將其推廣到大幅面的目錄冊和雜志印刷領(lǐng)域。
結(jié) 束 語
目前幾種采用激光成像方法的凹印制版工藝都有一定的不足之處。激光刻蝕咸像技術(shù)無法控制網(wǎng)穴的深度，在網(wǎng)目調(diào)復(fù)制方面無法達(dá)到電子雕刻的質(zhì)量，且工藝步驟也比較多，這導(dǎo)致工藝可靠性的降低。在鋅層上直接進(jìn)行激光雕刻，在質(zhì)量和成本方面都沒有太明顯的改進(jìn)和提高，而且材料難以處理，加重了滾筒加工的負(fù)擔(dān)。
激光直接雕刻銅層的技術(shù)基于電子雕刻工藝和新的激光雕刻工具。XT技術(shù)和激光直接雕刻銅層技術(shù)均能夠提高輪廓清晰度，從而使文字和線條再現(xiàn)更加清晰，這兩種方法均能控制雕刻深度．在很大程度上，其深度的調(diào)整也是獨(dú)立于網(wǎng)穴面積的。
另外，照相直接加網(wǎng)制版技術(shù)也有了進(jìn)一步的提高，甚至可以達(dá)到以假亂真的效果。
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