5打印机及其耗材初步认识0.docx

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5打印机及其耗材初步认识0

打印机及其耗材初步认识

1.静电复印技术的发展：

一、卡尔逊发明静电复印机

　　20世纪30年代，当时世界上只有用于仅有基于银盐照相直接影印的复印方法时，而卡尔逊则采用将带电的绝缘体利用光导电性媒介，能放电形成静电潜像和带有静电的粉体可以对潜像进行显影的两种想法揉合在一起的思路，研究成功了在光导电性绝缘膜层上能形成静电潜像的方法，并由此导致他发明了静电复印技术。

1938年10月，在奥托·科涅（OttoKornei）的帮助下，取得了第一台复印机的专利；1939年卡尔逊还成功地制造了一台复印装置模型。

直到1959年9月，美国施乐公司制成了世界第一台落地式办公用Xerox914型全自动复印机后，才掀开了世界办公用复印机历史上崭新的一页。

二、模拟式静电复印机

　　从60年代到80年代的30年时间里，静电复印技术的发展突飞猛进，日新月异。

这30多年中，前20年复印技术研究主要针对光导体技术。

IBM公司研究了单组份显影系统和有机光导体方面的技术。

在1970年到1972年先后研制出两种复印机，使用了把涂在铅箔上的有机光导体，取代非晶形硒，后将有机光导体做成长带状并绕在鼓内，提高了光导体的使用寿命。

RCA公司则研究了被称为直接法的另一种复印方法。

这种方法将光导体作为纸张上的涂层，用氧化锌（ZnO）感光材料与粘合剂混合后，薄薄地涂到纸上作为感光复印纸。

例如：

1963-1964年美国施乐制成的Xerox813型静电复印机，以及1400型、3600型复印机；1965年日本理光公司研制成功的用硫化镉作为光导材料，具有绝缘膜表面的静电摄影光导体；日本小西六公司与奥西公司研制成功将氧化锌做成的光导体等。

目前使用的硒、硫化镉、氧化锌、有机光导体（OPC）都是这个时期研制成功的。

1970-1980年期间，日本在静电复印技术上取得了重要的发展。

这期间，日本理光公司生产了液体显影体系的复印机，其液体显影体系节省了显影器，降低了技术成本，提高了机器可靠性。

日本佳能公司也取得了许多重要的新发现。

首先开发出发新的光导体，该光导体由上下两层薄膜组成，上层是绝缘层，下层是硫化镉感光体膜层，曝光和充电同时进行，由此产生静电潜像，潜像的电荷留存在两层膜之间的界面上。

他们将其称为“新方法”（NewProcess）简称“NP”法。

1970年佳能公司向市场推出NP型复印机。

1980年又推出了第一台采用绝缘型磁性色调剂的单组份显影体系的NP-200型台式复印机。

这种显影体系省去了瀑布显影体系和磁刷显影体系中所采用的载体，适用于真正的普通纸复印过程，其体积小，又有利于设计出小型廉价的台式复印机。

三、数字式静电复印机

　　20世纪80年代初到90年代末期，复印机有效地实现了智能化、复合化、自动化，使复印机提高到一个新的阶段。

随着数字技术、激光技术、微电子技术、网络技术的迅速发展，应用静电复印技术原理的复印机基本实现了由模拟式静电复印机向数字式复印机转化，实现了黑白静电复印机向双色、多色、全彩色复印机转化，实现了单功能的复印机向多功能复合机（传真、打印、扫描）转化；实现了将复印机更加小型化的个人用复印机向家庭SOHO—族用户转化；实现了应用静电复印技术使热敏传真机向普通纸传真机转化；实现了应用静电复印技术使针式打印机向激光打印机转化。

　　数字技术、信息技术、网络技术的发展，推动了静电复印技术的数字化进程。

在20世纪末，静电复印机采用数字化技术的优越性受到办公动化操作者的关注和认可，数字复印机给办公自动化工作者提供了一个编辑和处理文件的工具。

另外，数字复印机可以通过计算机通用标准接口将数字编码信号与Internet联结，充分利用计算机的大密度数据存储，多动能的图像处理的编辑，既可以为独立的复印机使用，也可以作为网络打印机使用。

近年来，数字复印机已经发展成为一机多用的多功能复印机。

同时，随着电子商务、电子政务、Internet互联网和影像数字化的普及，数字复印机（包括彩色复印机）的需求量也越来越大。

　　数字复印机的工作原理与过程是：

将来自原稿的反射光经光学系统成像于电荷耦合器CCD表面上，进行光电转换；通过A/D转换器将模拟信号变成数字信号并进行量值化；通过图像处理器输出数字信号来调制激光束；通过多面体棱镜，使激光束在光导鼓上扫描曝光并形成静电潜影，然后进行显影，定影等静电复印。

　　在20世纪80年代中期，日本理光公司、佳能公司、柯尼卡公司相继推出了数字复印机。

理光公司首先推出了Imagio3208型数字复印机，佳能公司推出了NP9030、NP9330型数字复印机。

20世纪末到21世纪初，国外各公司对以前的机型进行了改进，出现了许多崭新的数字复印机。

如理光公司的Aficio、Gi200/400，佳能公司的GP30F、GP215，夏普公司的AR5040，东芝公司的3850D等数字复印机。

这些数字复印机具有以下功能：

　　1、各种图像编辑功能，如原稿指定区图像移到复印品任意位置，指定区域图像抽出或消除；图像分离合成功能，如正负象变换，马斯克拼图等，可自动缩放、单项缩放、自动启动、双面复印、重叠复印、图像旋转、黑白反转等。

　　2、一次扫描，多次复印功能，并具有文稿、图片、复印稿、低密度稿、浅色稿等多项模式功能，256级灰度，400-600dpi的分辨率充分保证了复印品的整洁、清晰。

　　3、电子分页功能，一次复印，分页可达999份。

　　4、可升级为A3幅面3秒高速激光传真机，整洁传送书本杂志，装订文稿，直接传送三维稿件等。

　　5、可升级为20张/分-45张/分的高速A3幅面双面激光打印机，分辨率达600dpi，不仅直接可以与计算机联结，成为高速激光网络打印机，同时，经扫描到内存的原稿，可以经过电脑编辑后，以400dpi的清晰度进行多达999份打印。

　　6、具有较大的存储量。

数字复印机具有图像压缩系统，如存储器选择16MB，其存储量可达400页；如配合硬盘驱动器，储存量能达500页，同时可实现图像叠加功能，使5种不同灰度级扫描或存储的图形中的任意一个复制在文件上。

四、多功能复合机

　　随着信息网络时代的到来，高品质、高效率、快节奏的办公室自动化已成为当今时代的强烈要求，而数字技术、激光技术、网络技术的发展，复合化又为实现这一强烈需求奠定了坚实的技术基础。

因此，集复印、打印、传真、扫描为一身的多功能复合机进入办公设备市场是必然趋势。

多功能复合机不是简单地把复印机、打印机、传真机、扫描仪打包在一起，而是应用数字化技术把复印、打印、传真、扫描等组件通过硬件、软件等的有机结合，最大限度地共享功能部件。

例如，在复印机中的打印部件既是传真机的输出，又是复印机的输出，而扫描部件也同时担负着打印机和传真机的输入功能。

这是多功能复合机具有特色的基本优势。

复合机由于多功能共享大量的部件，使整机成本大大降低，同时一台复合机的体积与激光打印机体积基本相当。

再者，由于多种功能的结合，可以减少重复劳动，节约打印纸张和墨粉。

复合机可以大大提高工作效率，尤其对于系列工作更可节省时间。

一台复合机的维护费用比多台分离设备的维护费低。

另外，复合机多功能集成使其性能更进一步扩大，服务进一步发挥。

复合机中由于彩色扫描仪与彩色打印机的组合，从而实现了彩色复印机功能，这也是复合机最有魅力的特征。

总之，通过这些有效的结合，不仅提高了整体运行效率，还提高了设备的可靠性。

多功能复合机以完全数字化的方式大大加快了数字办公的步伐。

　　　　　我们将在复印机史上每次有划时代意义的技术突破总结如下图：

时间

事件纪要

1938年10月

卡尔逊取得发明静电复印机的专利

1939年

卡尔逊成功地制造了一台复印装置模型

1959年9月

美国施乐公司制成了世界第一台落地式办公用Xerox914型全自动复印机

1965年

日本理光公司研制成功的用硫化镉作为光导材料（NewProcess，简称为NP法）

日本小西六公司与奥西公司研制成功将氧化锌做成的光导体

1970年到1972年

IBM使用了把涂在铅箔上的有机光导体做成长带状并绕在鼓内

1970-1980年期间

日本理光公司生产出液体显影体系的复印机

日本佳能公司开发出发新的光导体

1980年以后

由模拟式静电复印机向数字式复印机转化

1985年以后

日本佳能、东芝、理光、柯尼卡、美国施乐和利盟等相继成功研制出数字彩色复印机

激光打印机的发展

自查斯特.卡尔逊（ChesterCarlson）发明静电复印术至今,静电复印术被广泛运用到复印机、激光打印机、普通纸传真机中,激光打印机的研制，起源于施乐（Xerox）公司1948年生产的世界首台静电复印机。

从此以后科学家们开始潜心研究激光技术和激光调制技术在打印机的应用。

而说到激光打印机的诞生，不能不谈到被人们誉为“激光打印机之父”的盖瑞·斯塔克维。

1970年盖瑞·斯塔克伟泽调到帕罗阿图研究中心（PaloAltoResearchCenter简称PARC，即帕克）工作，1971年11月研制出了世界上第一台激光计算机打印机。

1977年，施乐公司的9700型激光打印机投放市场，标志着印刷业一个划时代的开始。

刚开始的激光打印机的体积庞大，噪声大，预热需要很长时间而且打印的质量也不尽人意，能支付相当昂贵费用的企业也较少，但技术革新的速度很快，随着半导体激光器的发展、微机控制和激光打印机生产技术的日益成熟，成本不断降低，到了上个世纪90年代，生产和销售额突飞猛进，激光打印机也开始走向普及。

　　激光打印机由于具有打印质量精美、输出效率高及打印成本低的优势，近年在打印机市场上独占鳌头，成为现代办公不可缺少的输出设备。

随着互联网的触角深入到世界的每一个角落，政府、企业、家庭信息化建设的加速，激光打印机应用也越来越广泛，众多的品牌在市场上的竞争也越来越激烈。

惠普（HP）

　　从1984年HP推出全球第一台桌面激光打印机开创激光打印产业以来，作为全球打印和影像市场领军人物的HP，便一直通过持续的技术创新，在提升人类商务办公效率的同时，为激光打印产业发展赢得了广阔空间。

从世界上第一台激光打印机诞生，到世界上第一台打印速度达到8ppm的激光打印机问世，再到世界上第一台网络激光打印机出现，从作为外部设备的孤立的激光打印机，到一揽子的整体打印解决方案。

纵观20年发展史，HP在打印机方面作出了不可磨灭的贡献，带动了全球激光打印产业的跨越式发展。

爱普生（Epson）

　　爱普生，也是非常著名的打印机厂商，不断致力于开发激光技术，尤以其在"色彩表现"方面的优势赢得了很高的品牌美誉度。

两年来爱普生一直试图将彩色激光打印机的重点从"激光"转向"色彩"，因为，后者才是其优势。

在低端市场，爱普生可谓成绩斐然。

在零售终端调查中，爱普生已经超越惠普，成为零售市场的赢家。

市场的表现说明了爱普生在过往几年中积极培育中小企业市场。

在未来，爱普生如果想在彩色激光打印机市场上拥有像在喷墨打印机市场上的份额，还需要充分利用品牌形象对中小企业用户的影响力，并逐步扩展在中端产品市场的能力。

佳能（Canon）

　　CANON公司在激光打印技术方面也主要体现在速度上，就像它的喷墨打印机产品一样。

佳能的激光打印机销售一直有着不俗的表现，但无论如何，它相对HP和EPSON来说，在技术上都是比较欠缺的。

目前的黑白激光打印机产品最快打印速度为20pmm左右，而彩色打印速度在5ppm左右（因为它目前还没有像HP和EPSON的一次成像技术）。

在其拥有的7.4万个美国专利中，真正推动某个行业或者某种产品革命性发展的专利寥寥无几。

佳能市场化的技术策略使其在稳步发展的同时，似乎也失去了发动一场能置各竞争对手于死地的技术战争的能力。

　　联想（Lenovo）

　　1991年，国内计算机行业里的龙头企业联想公司开始投身到激光打印机的生产。

联想1993年7月推出了中国第一台具有直接中文处理能力的激光打印机LJ3A，中文打印速度较早期激打产品提高了十倍。

除了联想自行设计和开发并被国家技术监督局批准为国家标准字库的激打专用四套轮廓中文字库外，在这款产品上还应用了打印机内置多并口共享器、汉字激光打印机命令语言解释器等四项国家专利技术。

中国的中文激光打印机从无到有，联想迈出第一步。

此后，联想的激光打印机产品线包括从低端到高端，从网络激光打印机再到彩色激光打印机，非常齐全。

在性能追赶国外品牌的同时，价格大幅降低，正是联想的加入，使激光打印机在国内办公领域全面普及。

　　其他厂商，如利盟（Lexmark）、施乐（Xerox）、OKI、方正等，虽然掌握了强大的激打生产技术，甚至远超过佳能和联想，但他们毕竟在很长一段时间里都主要从事OEM代工生产，缺少自主产品品牌形象，在此就不一一列举了。

　　在产品方面，我们列举一些拥有代表性的产品，这些产品都载着一项或几项新的技术，每一款新的产品面世都带动了新的冲击。

时间

事件纪要

1977年

Xerox公司9700电子印刷系统面市

1977年

第一台将激光技术和电子照相技术相结合的商业化激光打印机IBM3800现世

1984年

惠普发布其首款HPLaserJetClassic，发起了桌面激光打印机革命。

1986年

惠普推出世界上第一台双纸盒桌面激光打印机，HPLaserJet500plus。

1991年

HP公司展示了世界上第一台局域网打印机--LaserJetⅢSi，开始了网络打印的历史。

1993年

世界上第一台中文激光打印机——联想中文激光打印机LJ3A正式推向市场。

1997年

HPLaserJet6L亮相中国市场，宣告中国激光打印普及时代的到来。

1998年

惠普推出了HPColorLaserJet4500和8500，世界上第一批支持自动双面打印的彩色激光打印机。

2002年

黑白激光打印机呈繁荣盛世，彩色激光打印机开始迅速发展。

2005年

黑白激光打印机普及，彩色激打引领彩色商务时代的到来。

　　1977年Xerox公司9700电子印刷系统的面市，其仅拥有300dpi的分辨率，不过每分钟可打印120页。

与此同时，市场上的同类竞争最强劲的对手是IBM3800。

IBM3800激光打印机，第一台将激光技术和电子照相技术相结合的商业化的激光打印机,外表看起来相当笨重。

它以240dpi的分辨率，每分钟可以打印215页，代替了使用多年的撞击式打印系统，消除计算机房里机械打印的噪音，提升打印速度。

　　1984年，惠普发布其首款HPLaserJetClassic，发起了桌面激光打印机革命。

HPLaserJet激光打印机能够以300dpi的分辨率每分钟打印8页，当时售价3,495美元，是替代噪音大、低分辨率的点阵或菊花轮式打印机的最佳选择。

HPLaserJet激光打印机随后迅速成为世界上最流行的个人桌面激光打印机。

　　1986年，惠普推出世界上第一台双纸盒桌面激光打印机，HPLaserJet500plus。

　　1991年3月，HP公司展示了世界上第一台局域网打印机--LaserJetⅢSi，开始了网络打印的历史，网络打印功能的融合不仅使打印机融合了网络，也使打印机脱离了单纯的计算机连接，成为一种独立的网络资源，让网络中的其他设备可以共享。

　　1993年，世界上第一台中文激光打印机——联想中文激光打印机LJ3A正式推向市场1993年7月，联想第一代商用激光打印机LJ3A通过了中国科学院组织的新产品鉴定。

　　1997年5月，HPLaserJet6L亮相中国市场，这是HP专门为中国市场而推出的激光打印机。

采用了上进上出的U型走纸通道，6L的占用面积很小，十分适于在拥挤的桌面和家庭办公室使用。

以不到4000元的售价，宣告中国激光打印普及时代的到来。

如果说HPLaserJet4LC打响了惠普激光打印机在中国普及战役的第一枪，那么HPLaserJet6L则点燃了中国激光打印机市场暴发性增长的导火索。

　　1998年，惠普还推出了HPColorLaserJet4500和8500，世界上第一批支持自动双面打印的彩色激光打印机。

HPColorLaserJet8500的分辨率为600dpi，打印速度为24ppm，内置45种HPFontSmart比例字体136种AdobePostScriptType1比例字体，内置Truetype转换引擎。

2.激光打印机及碳粉盒分类

根据激光打印机的速度分类：

A、高速类：

每分钟高达100页

B、中速类：

每分钟达30—60页

C、低速类：

每分钟20页左右

根据打印机的结构碳粉盒可分二类

1．分体式碳粉盒：

主指碳粉盒的供粉部分可以形成一个单体，可以单独进行更换

2．一体式碳粉盒：

碳粉盒各耗件为一整体，在打印机中属于一个耗件

按结构分：

大部分激光一体碳粉盒主要由两大部分组成：

粉仓组件和废粉仓组件。

按组成分：

粉仓tonerhopper、废粉仓wastebin、保护罩drumshutter、两个端盖endcase五大注塑件，碳粉（tonerpowder）、出粉刀（doctorblade-DB）、磁辊magnetroller-MR（显影辊developroller-DR）、充电辊primarychargeroller-PCR（电晕丝）、感光鼓（opcdrum）、清洁刮刀wiperblade-WB（清洁毛刷wiperbrush）六大易耗件，激光一体碳粉盒螺钉、导电钢片、导电金属轴等五金件及支架、磁辊护套（MRspace），海棉foam、毛毡felt、刮片recoverblade、封条seal等密封件。

3、六大易耗件介绍

①碳粉：

碳粉分单组份和双组份，有磁性和无磁性。

复印机所用碳粉为双组份，其中含有载体。

激光打印机碳粉为单组份碳粉，不含载体，激光打印机碳粉分磁性和非磁性两种。

磁性碳粉用于跳动式显影，非磁性碳粉用于接触式显影。

磁性碳粉对应的是磁辊，非磁性碳粉对应的是显影辊。

碳粉特点与技术参数

1、技术参数

　打印文稿质量的好球主要是由打印机性、硒鼓的物理、机械性能、碳粉的质量这几方面决定的，碳粉成分对图象质量的影响，主要有以下几方面；

　　树脂——主要成像物质，构成碳粉的主体成分；

　　碳黑——主要成像物质，具有调整颜色深浅的功能，即通常说的黑度。

　磁性氧化铁——在磁辊的磁力作用下，可携带碳粉吸附在磁辊上。

　电荷控制微粒——控制碳粉摩擦后的带电量使碳粉带电均匀。

　　润滑剂（硅粒）——起润滑作用，同时控制摩擦电荷。

　　热融塑料（增塑剂）——控制碳粉熔点，携带碳粉在熔融状态下僧渗入纸张纤维，形成最终牢固的图象。

　2、碳粉使用注意事项

　使用环境：

温度10～35℃，湿度20～80%。

　打印介质：

不可使用破皱、潮湿、变形和超厚的纸张（特别是名片类厚纸）。

太厚太硬的纸张会很快磨伤感光鼓，导致打印质量下降，甚至造成不成修复的损坏。

　使用前须将碳粉摇匀，稍放片刻再用。

　　碳粉参数：

黑度≥1.3   （高质量复印稿黑度:

1.2—1.4,国际黑度为1.0）底灰≤0.9    页耗粉量≤60mg　颗粒度6—8um

②出粉刀：

出粉刀有控制上粉量和与磁辊或显影辊磨擦使碳粉带电的作用。

出粉刀变形后与磁辊或显影辊磨擦力不够会导致竖向色浅。

出粉刀（DB又名控制片）的构成：

由金属基架及聚氨脂片构成；

出粉刀（DB）的作用：

⑴与MR磨擦使碳粉颗粒带电；

⑵控制磁辊套表面碳粉层厚度，令碳粉均匀转出。

出粉刀（DB）使用中的注意事项：

⑴在生产操作中注意其表层不得随意用化学溶液处理；

⑵金属基架尽量不与水接触，防止其生锈；

⑶聚氨脂片在使用中不得用手接触或油污染其表面；

⑷出粉刀不得有缺口或有杂质粘附，这会使打印图像中出现竖条；

⑸如出粉刀上的聚氨脂片老化、沾附或变形会导致打印。

③磁辊（显影辊）：

与出粉刀磨擦使碳粉带电，机器对磁辊（显影辊）充电，磨擦带电的碳粉被吸附在磁辊（显影辊）表面。

⑴由磁芯、支架、导电丝和磁套构成；

⑵磁套由铝层和涂层构成；

⑶涂层需有一定的导电性、耐磨性和粗糙度。

磁辊（MR）的作用：

⑴通过内部磁芯将粉仓中的碳粉吸向磁辊套表面；

⑵通过磁套表面的涂层与碳粉颗粒及出粉刀上的聚氨脂片互相摩擦，使碳粉带上静电；

⑶磁辊套通过AC（交流电）及DC（直流电）电压使得带电碳粉在磁辊套与OPC表面之间“跳动”，从而使OPC表面的“静电潜像”吸附到碳粉；

MR使用中的注意事项：

⑴MR表面的粗糙度会影响打印质量，故在使用中需注意保护MR表面的涂层以及其粗糙度；

⑵MR在生产中不要重叠压放，以免使磁套变形；不能用手或油触及其表面；

⑶注意磁辊的导电支架上的导电丝或导电弹簧无变形装配时能遇到电与磁辊导电钢片正常接触。

④充电辊（电晕丝）：

机器对充电辊（电晕丝）的充电电压通过充电辊（电晕丝）对感光鼓表面充上均匀的电荷。

充电辊（PCR）的构成：

由金属轴、导电海绵与电阻层三层构成;

充电辊（PCR）的作用：

⑴通过电离空气分子产生电荷，消除OPC表面上的残余电荷；

⑵通过电离空气分子产生电荷，给OPC表面充上均匀的电荷。

PCR在使用中的注意事项：

⑴PCR在生产操作中注意其表层不得随意用化学溶液处理，导电海绵中不得有液体渗入；

⑵PCR在装配中应注意不得与粘胶表面直接接触，以防止产生感光鼓粘胶现象；

⑶PCR在生产中不可用硬物碰伤其表层，以免PCR表面产生破皮、划伤和变形现象，亦不可用手、油触摸其表层以免对打印效果产生不良。

⑤感光鼓:

感光鼓是激光碳粉盒的核心部件,通过充电辊对其充电,经携带文字和图像的激光束的照射,实现文字和图像的显影。

感光鼓的原理

感光鼓有一个非常特殊的特性便是在曝光时是导电的,但是当没有光线照射时是绝缘体,就是这种特性造就了打印技术的核心.首先经过布电机构的布电,在感光鼓表面会产生一层均匀的电荷,接下来便是曝光,在一些光学组件及机构的转换下,文件上的像素会被转换成雷射光明暗数据,雷射光照射到感光滚筒上时未曝光区会维持原有电位,但是曝光区电位会被中和掉而电位下降,这个原因是因为这个曝光区的电荷被导通接地而流失了,这个区域于是便可以用来在下一个步骤显像

典型的感光组件是将金属涂布上一层10到50ΜM的光电物质,早期的感光组件是在处理过的金属表面涂布上一层硒,现在的感光组件是在铝,或是无缝的带子上涂布上光电物质涂布物质对光线的反应对打印非常重要,未曝光时的绝缘性要非常良好,因为如此影像才能有足够的时间保留到显像,但是曝光时必须转换成是完全导电的特性,因为这样电荷可以最短的时间内被导通,尤其现在高速的打印系统对于这项要求更是严格打印过程中感光鼓可说是一个心脏组件,感光鼓会先接受布电元件的布电而在感光鼓表面产生一层静电荷,

在接受到雷射光曝光后,负责保留自雷射所接收到的影像讯息,并将影像转换成电荷形式保留在鼓的表面,当碳粉接触到鼓表面时就会因为电场的关系而成像于感光鼓的表面

当感光鼓与碳粉接触到的时候,这时候碳粉就会因为影像的电位差而产生电吸引力而被吸附在感光鼓的影像上

感光鼓的结构

感光鼓的结构分成涂布与基材,基材是由金属构成的,现在都是用铝来当基材基材部分接地以引导电子能迅速消散掉,涂布层则可概略分成

保护层

电性层

防反射层

保护层

　　感光鼓的表面必须与碳粉,布电滚轮（PCR）,显像滚轮（DEVELOPROLLER）,刮刀作直接接触,尤其一支感光鼓寿命要求至少都在打印一万两千张的5%覆盖率稿件,