第二部分:數(shù)字印前技術(shù)及其設(shè)備

齊福斌

凹印版記錄輸出技術(shù)及設(shè)備

凹印版是雕刻在凹印滾筒上的。凹印版經(jīng)過長期的手工雕刻過程，至今仍然有一些凹印工藝需要手工雕刻印版。現(xiàn)代凹版雕刻技術(shù)可以分為機電式雕刻和能量束雕刻兩大類。

①機電式雕刻：包括電磁驅(qū)動雕刻和壓電晶體驅(qū)動雕刻。

②能量束雕刻：包括激光雕刻（激光直接雕刻和激光燒蝕掩膜）和電子束雕刻。

1.機電式雕刻技術(shù)及設(shè)備

機電式雕刻技術(shù)，包括電磁驅(qū)動雕刻和壓電晶體驅(qū)動雕刻技術(shù)。

①電磁驅(qū)動雕刻技術(shù)。電磁驅(qū)動雕刻是用電磁場驅(qū)動雕刻刀雕刻凹版網(wǎng)穴的技術(shù)。

電磁驅(qū)動雕刻也稱電磁式電子雕刻，是目前凹版雕刻的主流技術(shù)，發(fā)明于1962年。圖2-51是電磁式電子雕刻機。電子雕刻機雕刻速度一般為4000～8000網(wǎng)穴/秒，最高可達(dá)12800網(wǎng)穴/秒。

電磁式雕刻機主要雕刻鍍銅的凹版滾筒。雕刻時，凹版滾筒轉(zhuǎn)動，雕刻頭沿軸向步進(jìn)移動或連續(xù)移動，步進(jìn)移動形成各圈分離的軌跡，連續(xù)移動形成螺旋線軌跡。雕刻頭上的雕刻刀由電磁場驅(qū)動雕刻網(wǎng)穴，而電磁場直接受印刷圖文雕刻信號控制。電磁式雕刻，雕刻的網(wǎng)穴基本上都是調(diào)制網(wǎng)穴，因此，雕刻信號具有某種振動頻率而且振幅不同，振幅大小受圖文每個像素灰度值調(diào)制（調(diào)制網(wǎng)穴深淺），如圖2-52所示，與膠印記錄設(shè)備的二值（1位/像素）圖文信號不同。

目前，網(wǎng)穴雕刻有常規(guī)雕刻和超精細(xì)電磁雕刻兩種。

A.普通（常規(guī)）雕刻。在雕刻過程中，受雕刻信號控制的電磁場驅(qū)使雕刻刀不僅按某種頻率振動，而且振幅也在變化，振幅大小隨圖文每個像素灰度值變化。

滾筒轉(zhuǎn)動，雕刻刀在振動中切入滾筒表面，使?jié)L筒表面部分銅層被切下，形成網(wǎng)穴，網(wǎng)穴周邊的毛刺被刮刀刮掉，以利于油墨流出，隨后進(jìn)行圓周方向下一個網(wǎng)穴的雕刻，直至滾筒圓周方向一圈網(wǎng)穴雕刻完。如果雕刻頭沿軸向步進(jìn)移動，在雕刻完一圈后雕刻頭步進(jìn)移動，進(jìn)行下一圈雕刻，直至整個滾筒雕刻完畢。如果雕刻頭沿軸向連續(xù)移動，雕刻頭按螺旋線軌跡不停的移動，則雕刻刀不停的雕刻，直至完成滾筒的全部雕刻，如圖2-53所示。

這種普通（常規(guī)）雕刻，雕刻刀每振動一次完成一個網(wǎng)穴雕刻。因此，雕刻分辨率和加網(wǎng)線數(shù)相同。在常用加網(wǎng)線數(shù)下，對精細(xì)的文字、線條再現(xiàn)不利。

B.超精細(xì)雕刻。2003年提出超精細(xì)雕刻，主要是用500dpi～1200dpi（防偽雕刻用2540dpi）的分辨率進(jìn)行極細(xì)線條和文字的雕刻。圖像部分，用多行雕刻線組合成一行網(wǎng)穴，雕刻分辨率不再與加網(wǎng)線數(shù)相等。超精細(xì)雕刻大幅度地提高了精細(xì)線條、文字和圖像質(zhì)量。圖2-54是超精細(xì)雕刻與普通雕刻效果的比較圖。

③不同雕刻方式的網(wǎng)穴角度。凹印和膠印一樣，在多色疊印時，不同色版的網(wǎng)線角度應(yīng)該不同。不同雕刻方式，實現(xiàn)網(wǎng)線角度不同的方法各異。

常規(guī)雕刻中，一次振動完成一個網(wǎng)穴，一般采用圓周方向上，相鄰兩行網(wǎng)穴錯開半個網(wǎng)格的距離，并采用中心對稱、“拉長”、“壓扁”幾種不同網(wǎng)穴，獲得不同角度的網(wǎng)線。

超精細(xì)雕刻，一個網(wǎng)穴由多次雕刻完成，與膠印加網(wǎng)方式相似。

②壓電晶體驅(qū)動雕刻技術(shù)。壓電晶體驅(qū)動雕刻技術(shù)的原理是采用壓電晶體堆驅(qū)動雕刻刀，在不同電壓作用下，壓電晶體的伸縮變形量不同，用其變形造成的驅(qū)動力，推動雕刻刀進(jìn)行網(wǎng)穴雕刻。目前，壓電晶體驅(qū)動雕刻的雕刻頻率可達(dá)11000次/秒。

2.能量束雕刻技術(shù)及設(shè)備

能量束雕刻技術(shù)，包括激光雕刻（激光直接雕刻和激光燒蝕掩膜）和電子束凹版雕刻技術(shù)及設(shè)備。

①激光凹版雕刻技術(shù)。激光雕刻技術(shù)包括，激光直接雕刻技術(shù)和激光燒蝕掩膜技術(shù)。

A.激光直接雕刻技術(shù)。激光直接雕刻技術(shù)是利用高功率激光器發(fā)射激光，激光直接雕刻金屬，特別是在雕刻金屬銅和鉻時需要高功率激光器。雕刻原理是：激光的能量將金屬急速熔化而獲得網(wǎng)穴，如圖2-55所示。

激光直接雕刻技術(shù)多采用類似超精細(xì)雕刻的方式雕刻網(wǎng)穴，即一個網(wǎng)穴用多點燒蝕完成，以此實現(xiàn)對網(wǎng)穴角度、深度、開口面積的控制。

B.激光燒蝕掩膜技術(shù)。激光燒蝕掩膜技術(shù)是一種利用激光間接生成凹版網(wǎng)穴的技術(shù)。基本原理如圖2-56所示。在鍍銅的凹版滾筒表面涂布抗腐蝕層（即掩膜），用多路激光燒蝕圖文部分的抗腐蝕涂層，使其露出銅層。然后，再對露出圖文的滾筒銅層進(jìn)行腐蝕和后續(xù)處理，而形成凹版滾筒。

與膠印中記錄輸出膠片或膠印版類似，控制激光燒蝕的圖文信息是1位二值數(shù)據(jù)，即只有燒蝕和保留涂層兩種狀態(tài)。燒蝕的記錄分辨率很高，最高可達(dá)5080dpi。因此，文字和圖形的精細(xì)程度高于常規(guī)機電式雕刻。同時，可以在RIP加網(wǎng)時采用更靈活的網(wǎng)點參數(shù)和配置。

②電子束凹版雕刻技術(shù)。電子束凹版雕刻技術(shù)誕生于1985年。電子束凹版雕刻是利用高能電子流燒蝕銅層而獲得凹版網(wǎng)穴的技術(shù)。它的雕刻頻率可以達(dá)到15萬個網(wǎng)穴/秒。網(wǎng)穴可以是面積和深度雙調(diào)制的調(diào)制網(wǎng)穴。

電子束凹版雕刻，用數(shù)萬伏高壓電場，產(chǎn)生高能電子束，通過電場和磁場作用，使電子束在幾微秒內(nèi)達(dá)到所需要的強度和尺寸，將滾筒表面的銅液化和部分氣化，用刮刀去除網(wǎng)穴周邊的毛刺，形成所需要的凹版網(wǎng)穴。endprint