3.1.2 凹印
第一种真正意义上的半色调技术是凹雕。凹版印刷（简称“凹印”）就是一个凹雕的过程，即图文部分低于非图文部分。图文部分由不同深度的雕刻在镀铜基板或金属基板上的凹槽组成。凹槽里充满油墨，凸起的空白部分的油墨被刮墨装置刮去。承印物被压到基板上，在压力下，凹槽中的油墨转移到承印物上。这个过程形成了一个接近连续调的图像，凹印具有很好的复制性能，灰度层次的再现很精致。凹印示意图如图3-8所示。
图3-8 凹印示意图
传统的凹印与其他传统印刷方式相比具有自己的特点——不使用网目调原理就可以印刷出灰阶。例如，将凹印的印刷区域分成具有相同面积但不同深度的网穴，印刷出不同的灰度级是因为其网穴具有不同的深度，深的网穴能保留更多的油墨，可以比浅的网穴印刷出更深的阶调。
现在凹印滚筒有多种成像方式，既可以只是网穴面积不同，也可以只是深度不同，还可以是二者均不同。图3-9列举了复制连续调原稿的不同凹印技术。这里必须注意，由于印刷质量高，凹印不仅有深度可变的网穴，还有意义特殊的面积可变/深度可变的网穴。现在仅仅面积可变（半色调）的凹印已经很少使用。
发展到目前，使用以下三种方式制作凹版：
● 化学腐蚀；
● 电子机械雕刻；
● 激光雕刻。
图3-9 凹版制版总览
1.化学腐蚀
用于制作凹印滚筒的化学腐蚀方式被称为网目调凹版或直接转移。这种方式使用了与其他制版工艺相似的光化学方式，并且与其他印刷方式相同，只能得到不同面积的灰度级。凹印滚筒的表面喷涂了高反差的感光树脂，通过阳图胶片在紫外线下曝光。因为使用阳图胶片，所以生成网点必须使用一种特殊的网目调网屏，其在暗调和实地部分的网点不能完全交联，以使刮墨刀在经过实地部分时得到支撑。在紫外线下曝光使非图文部分更加坚固，而图文部分不受影响。在冲洗过程中，未曝光区域被清洗掉，仅留下铜表层来继续成像。直接在铜层上蚀刻使这种系统非常适合使用单次冲洗蚀刻机。在深度上会有些微波动，但其范围一般在42～44μm。网目调方式简化并加速了制版过程，但与传统凹印相比牺牲了复制质量。
2.电子机械雕刻
电子机械雕刻的过程是由钻石制成的雕刻头在旋转的滚筒上进行雕刻，形成倒棱锥形的网穴。雕刻的深度越深，网穴的容积越大。雕刻头的后边有一个钻石刮墨刀，其作用是去毛刺。可以根据具体图像制作出面积和深度不相同的网穴，雕刻速度一般是4000个/秒。
电子机械雕刻避免了化学腐蚀的不稳定性，使图像转移过程得到更好的控制。雕刻的网穴形状整齐，光滑的网墙改善了油墨的转移性，使印刷品具有平滑的阶调层次。
3.激光雕刻
从原理上讲，激光雕刻应用一路或多路高能激光束，在滚筒表面的待雕刻材料（金属层或基漆层）上，烧蚀出网穴或露铜的网穴形状，直接形成网穴印版，或为后续加工网穴做好准备。激光雕刻包含两种略有差异的雕刻技术。第一种是用高能量激光直接雕刻滚筒金属表面，形成凹版网穴。瑞士Daetwyler公司采取雕刻锌层的妥协方法，实现了激光雕刻的目标。第二种则是在铜滚筒上先涂敷黑色基漆层，再用激光烧蚀网穴区域，使网穴处的铜层裸露出来，非网穴处由基漆层保护抗蚀，待腐蚀后即可获得凹下的网穴，这是德国Hell公司在Drupa2000上推出的HelioBeam C2000采用的技术方案。尽管从基本原理上两者的差异似乎并不大，但从网穴特征、工艺过程等细节上分析，两者各具特色。
激光雕刻凹版基漆层技术利用激光记录的高分辨率，使激光在基漆上烧蚀出的网穴轮廓、文字、图形轮廓达到高精度。网穴轮廓面积随图像颜色的深浅明暗而变化。因此，经过后续腐蚀处理得到的网穴属于“面积可变、凹下深度不变的网穴”（实际上，在腐蚀过程中，网穴轮廓面积的大小仍然会在一定程度上影响网穴腐蚀深度）。
激光雕刻金属锌层技术采用单束氩离子激光雕刻，雕刻速度为35000～70000个/秒。从激光记录技术上看，曝光光斑尺寸不变，用图像记录信号调制激光的记录强度，即可雕刻出上述特征的网穴。一次激光曝光即产生一个网穴。这一技术的关键之处是：为了保证图像层次再现，对激光曝光强度进行了精确控制。如果图像数字信号为8位，可以携带256级图像层次信息，则要求激光能量也精确地控制为256级，以在数十至数百微米的范围内雕刻出多级深度的网穴。图像层次的再现依赖于激光雕刻精度控制。由于网线数在70～200线/厘米，在此雕刻分辨率下，文字和图形的轮廓精度尚可，但并不高。为了改善雕刻质量，该公司又在提高雕刻分辨率的基础上，推出了多光束组合网穴。具体实现方法是用7个激光曝光点组成一个网穴（雕刻分辨率为原来的3倍），这样雕刻的网穴的类型为面积和凹下深度都可变。网穴的面积可以有7级变化而凹下深度有多级变化。分辨率的提高可以改善文字和图形的雕刻质量，同时网穴面积的多级变化又可以降低对激光强度调制的精度要求。从雕刻工艺流程上看，因为雕刻对象是金属锌层，所以需要建立镀锌、锌层表面加工生产线。
通过上面所进行的技术比较，可以得到目前激光雕刻技术的类型、技术水平、网穴特征和工艺流程构成。
从传统意义和上述情况来看，由于印版主要依靠几乎无法标准化的、复杂的复制和蚀刻处理，因此只有深度可变的凹印的重要性现在已经逐渐丧失。由此，工业上开始逐渐盛行使用电子机械雕刻、面积可变/深度可变滚筒的凹版印刷。常见的凹印滚筒的结构如图3-10所示。
凹印滚筒的刚体表面上电镀有基础铜层（厚约2mm），其上又镀有一层大约100μm的可雕刻铜层。凹印滚筒钢体的基础铜层上要么是可雕刻铜层，要么是Ballard层。这种可剥离层也可以通过电镀的方法锁到基础铜层上，然后在这个可剥离层上雕刻印刷图像。
图3-10 常见的凹印滚筒的结构
在凹印的加网中，图文部分被分解成印刷的基本单元网穴及非印刷单元网墙。网墙引导刮墨刀刮去多余的印刷油墨。刮墨后，油墨保留在网穴里。如果油墨留在网墙上，则印刷品会发生糊版现象；如果刮墨刀局部有问题，则会导致刮墨刀断裂。在使用过程中，将凹印滚筒浸入墨槽的油墨中，滚筒上的网穴也完全浸入油墨中。用刮墨刀刮去多余的油墨，使油墨存留在网穴中。刮墨后会产生动态的油墨背压，这主要取决于刮墨刀的接触角、印刷速度和油墨黏度。在现代印刷中，大多选择高性能的凹版印刷机和接触角大的刮墨刀。
总的来讲，凹印的主要优势如下。
● 在合适的承印物上色彩复制质量高。
● 浪费较少，在印刷生产中印刷质量稳定。
● 可以使用挥发性强的油墨，这也是凹印能够印刷多种承印物和不需要高能耗干燥的关键。
● 在深度与面积都可变的凹印中，可以获得不同大小、不同色彩饱和度的网点。
● 生产速度高。
凹印的局限如下。
● 凹印滚筒的制作成本远远高于其他印刷方式。
● 文字或线条有锯齿，所有图像都有网穴网纹，影响了线条图的复制和文字的易读性。
● 对纸张要求较高。
凹印作为一种主要的印刷方式，其典型的产品是期刊、杂志、邮购产品的说明书等大批量、高质量的印刷产品。