静电照相印刷工艺
喷墨印刷技术VS静电成像技术(1)——喷墨印刷与静电成像各有特点各有优势
喷 墨印刷 与静 电成 像 是 当今 数 码 印刷 技 术 的两 大
主流 技 术 ，两 大技 术 各有 特 点 ，在 不 同应 用领域 此 消
彼 长 ．在 不 同 的历 史 发展 时 期也 相 互 领跑 。从 印刷 速
数 码 印 刷 涉及 到 商 业 印刷 、账单 印刷 、个 人 消 费 影 像 产 品 印刷 、与胶 印在 线混 合 印 刷 、图 书 出版 、包 装 印 刷 ￣ － Ｅ Ｅ印刷 等 领域 。在 不 同领 域 ，静 电技术 和 ＊ 喷 墨技 术各 有短 长 ，下 面以商 业 印刷为 例介 绍２ 种技 术
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柯 达 在Ｐｉｔ９ ｒ ０ 展会 上推 出的Ｓｒａ 墨 技术 产 品Ｐｏ ｐ ｒ ｎ ｔ ｍ喷 ｅ ｒｓ ｅ
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印刷 品质 耗 材成 本 、纸张适 应性 上将 全面接 近或超 过
将 对 目前 商 业 数 码 印 刷 格 局 产 生 革 命 性 影
传统胶 印机 ．是未 来商 业数 码 印刷 的主宰 。１ ２ 日 月 ７
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术 更 为环 保 。
铜 版 纸 、亚 粉 纸 ，同时 印 刷 品质 要 求也 很 高 ，目前 喷
墨技 术 尚没 有 在此 领 域 有广 泛 应 用 。值 得 注意 的 是 ，
静电成像数字印刷
静电数字印刷机轻工技术与工程张欢1.静电数字印刷机的原理静电成像是应用最广泛的数字印刷技术，也是大多数复印机和激光打印机的基础，是较成熟的彩色印刷技术。
静电照相通过激光扫描方式在光导体表面形成静电潜像，再利用带电色粉（电荷符号与静电潜像相反）与静电潜像之间的库仑作用力实现潜像可见（显影），最后将色粉转移到承印物上完成印刷。
从技术观点来看，静电照相就是把物质的光导电性能和静电现象结合起来进行照相、记录、印刷。
静电照相和光学照相的主要区别在于感光剂。
光学照相的感光剂多为银盐，利用见光部分发生光化反应原理实现成像。
而静电照相的感光剂是光导电物质，见光后发生物理变化形成图像。
图1 静电印刷成像原理静电照相的印刷过程可分为5个阶段：成像、着墨（显影）、呈色剂的转移（印刷）、呈色剂定影及清洁（调整）。
1）成像首先对光导鼓表面充电，即系统的敏化过程。
目前静电照相技术一般都在感光体表面通过电晕放电，使其表面带有同一种均匀的电荷，具有足够的电位。
接着，由激光器或LED发射出的光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。
调制后的光束射入多面转镜，再经广角聚集镜等光学系统把光束聚焦后射至光导鼓表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。
2）显影（着墨）静电照相一般采用专用油墨，分为干式色粉和液体呈色剂。
其中干式色粉一种含有热融性树脂和色素的铁状物质，也叫墨粉。
在墨粉中掺入经防氧化处理的铁粉，因铁粉和墨粉凝聚在一起有接触电位差，使墨粉带负电荷，铁粉带正电荷。
铁墨混合物叫做显影剂，显影剂通过磁刷从显影槽中溢出，磁刷上的墨粉因带负电荷，遇到正电荷组成的图文潜像就被吸附过去，而铁粉带正电荷，被同性电荷排斥回显影剂槽里，而没有静电潜像的空白部分自然不会被墨粉涂上。
在静电成像中决定印刷图像质量的主要因素是色粉中颜料或染料的呈色方式。
静电照相数字印刷滚筒熔化技术
体的轻微接触就完全有可能磨损掉 。因此 ， 墨粉 颗粒必须与纸张牢 固地结合 ， 永久性地约束到一 起 ， 电照相数字印刷才能体现其实用价值 。 静 历史 上 ， 于静 电照相 成像 和 复制 工 艺 的复 基 印机和打印机曾经使用过多种不同的熔化技术 ， 例 如冷 熔化 工 艺 、 热空 气熔 化 、 接激 光熔 化 、 直 微 波溶化和水蒸汽熔化等 ， 中冷熔化工艺 曾一度 其 流行于早期的静电照相打印机 （ 大多为激光打印
接 触 、 热 源 与 墨 粉 不 接触 的熔 化 技 术 ， 但 由一 对 滚 筒 的加 热和 加 压组 合作 用 完成 墨粉 熔化 ； 间接 加 热熔 化装 置 的热 源似 乎 对纸 张 表 面 “ 遥控 ” 加 热 ，热 量通 过 空气 或其 他 中间介 质转 移到 墨 粉 ， 最 常 用 的加 热装 置分 成 闪光 灯 和 红 外辐 射 装 置 两 大类 。间接 加 热法 通 常不 能单 独使 用 ， 作 为 仅
低 的趋 势 ） 。通 常 ， 加热 器处 于滚 筒 的 中心 位置 ， 滚 筒表 面热 量通 过墨 粉 与滚筒 的接 触点 （ 即所 谓
赛 触点 ， 墨粉颗粒因处于溶剂蒸汽的作用环境下而 变得很软 ， 甚至很可能 已经变成 了液体 ， 因而至
与 纸 张 的 限制条 件 。虽 然冷 熔化 工 艺有 不少 优 点 ，
由 于墨 粉 受 静 电力 和 分 子交 互 力 （ 称 为 也
到 目前 为止 ， 流 行 的墨粉 熔 化 工艺 以加热 最 法 为 主 ， 根 据加 热方 法 的不 同而有 直接 加 热 和 且
间接加热 之分 。所谓 的直 接加 热指墨 粉与热 表 面
Ｖ ｎｄｒ ａｓ ） ａ ｅ ｌ力 的作 用 ， Ｗａ 因而 有 条 件从 光 导 体 表面 转移 到纸 张 。尽 管人类 在墨 粉 的转 移行 为方 面 开展 了大 量 的研 究工 作 ， 目前 对究 竟是 静 电 但 力还是 Ｖ ｎｄｒ ａｓ ａ ｅ ｌ力起 支 配作用 仍不 清楚 。 Ｗａ 已 经清 楚 的是 ， 即使 墨粉颗 粒 仅仅 以即 时的方 式 与 纸张 纤维作 用 ， 总能 很好地 与纸 张结合 。 却 显 然 ，若 墨 粉 颗 粒 只是 一 般 性 地 转 移 到 纸 面 ， 墨 粉 与 纸 张 的结 合 肯 定 不 牢 固 ， 则 与其 他 物
静电成像技术
静电成像静电成像又称电照相。
指利用光敏半导体，在曝光时曝光区和非曝光区的表面电荷发生变化形成静电潜影，经处理而得到固定图像的照相方法。
自50年代初期静电照相产品问世以来，以迅速发展成为非银感光材料中使用很广的一类。
静电复印（xerography)是人们熟悉的一种，它是利用光敏材料的“光导体”作用和表面静电的吸附性能相结合而进行光电复制的过程。
已广泛使用于科技情报、图书资料、文史档案等方面。
使用静电复印，操作简便，不需要化学药品和暗室，成本也较低廉。
静电成像技术已获得广泛应用，静电复印就是静电成像技术在工业、商业上开辟的应用领域，而频闪电晕潜影则是静电成像技术在物理实验教学中开创的应用先例。
为了进一步开发静电成像技术在实验教学中的应用，有必要分析和探讨静电成像技术的种种机理和途径。
静电成像技术是最早研发的数字印刷技术。
静电成像主要分为成像、着墨、色粉转移、定影、清洁五个步骤。
成像就是通过对一个合适的光敏表面充电及控制光源来成像。
印刷图像与光导鼓上光信号的位置相对应。
这个均匀带电表面的图像部分放电，结果使曝光和放电的区域与所需要的印刷图像一致。
在光导鼓上形成电信号后，带有静电的碳粉被光导鼓上的电荷吸附，经过显影曝光后，光导鼓上的潜像就变成了吸附色粉的可见影响。
静电成像数字印刷技术静电成像（Electro-photographic）又称电子照相技术，其基本原理是用激光扫描的方法在光导体上形成静电潜影，再利用带电色粉与静电潜影之间的库仑作用力实现潜影的可视化，最后将色粉影像转移到承印物上完成印刷，将小颗粒的粉末附着固定在纸上成像。
打印的程序各厂牌虽有不同，原理则大同小异。
通常是将打印的资料转换成小点之后，以激光把小点扫描到一个旋转的滚筒上（滚筒用对光高度敏感的材料制成，并带有正静电荷，被激光扫描到的部位则转为负静电荷）；当滚筒转到粉末槽的旁边，粉末带正静电荷，所以立即附着在激光扫描的部位，即是要打印的影像；这时一张带负静电荷的纸在滚筒下方出现，所带电极强度较激光扫描到滚筒上的略大一些，于是滚筒上的粉末就被吸到纸上，加热固定之后，打印就完成。
静电成像式(Xerography)数字印刷
静电成像是应用最广泛的数字印刷技术，也是大多数复印机和激光打印机的基础，是较成熟的彩色印刷技术，它的发明者是美国贝尔实验室切斯特·卡尔松（Chester Carlson）。
静电成像技术最初用于静电复印，是利用光导和静电效应相结合实现的。
静电照相通过激光扫描方式在光导体表面形成静电潜像，再利用带电色粉（电荷符号与静电潜像相反）与静电潜像之间的库仑作用力实现潜像可见（显影），最后将色粉转移到承印物上完成印刷。
所谓静电照相数字印刷是不借助压力,而用异性静电吸引的原理获取图像的印刷方式。
因此，依靠异性静电吸引完成图文信息的转移是静电印刷的主要特征。
静电照相技术很早就为人们所熟悉与应用，从技术观点来看，静电照相就是把物质的光导电性能和静电现象结合起来进行照相、记录、印刷。
静电照相和光学照相的主要区别在于感光剂。
光学照相的感光剂多为银盐，利用见光部分发生光化反应原理实现成像。
而静电照相的感光剂是光导电物质，见光后发生物理变化形成图像。
静电式数字印刷机工作原理图静电照相的工作原理。
静电照相的工作原理图如图10所示，其印刷过程可分为5个阶段：1）成像。
2）着墨（显影）。
3）呈色剂的转移（印刷）。
4）呈色剂定影。
5）清洁（调整）。
1）成像首先对光导鼓表面充电，即系统的敏化过程。
目前静电照相技术一般都在感光体表面通过电晕放电，使其表面带有同一种均匀的电荷，具有足够的电位。
接着，由激光器或LED发射出的光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。
调制后的光束射入多面转镜，再经广角聚集镜等光学系统把光束聚焦后射至光导鼓表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。
2）显影（着墨）静电照相一般采用专用油墨，分为干式色粉和液体呈色剂。
其中干式色粉一种含有热融性树脂和色素的铁状物质，也叫墨粉。
在墨粉中掺入经防氧化处理的铁粉，因铁粉和墨粉凝聚在一起有接触电位差，使墨粉带负电荷，铁粉带正电荷。
静电印刷原理
静电印刷原理
静电印刷是指利用静电原理进行印刷的方法。
静电印刷与喷
墨印刷、激光印刷相比，具有一些优点，如不受纸张和油墨的限制，可在柔性版上进行油墨转移、在非刚性版上进行图像的复制、在透明材料上进行图文的复制等。
它是一种全新的非接触式印刷
技术，它使印刷过程发生了革命性的变化。
静电印刷是在带静电的承印物表面（如塑料、金属、玻璃等）上附着一层或几层无色或有色油墨。
油墨与带电体之间会产生静
电力，从而将油墨粘附在承印物表面。
当带电物体接触到带电墨
块时，便将墨块上的油墨转移到承印物表面。
静电印刷有许多优点：
1.它可在柔性版上进行油墨转移。
2.由于在带电体上吸附的是墨块，所以它可在柔性版的任意
表面进行油墨转移。
3.由于墨块有一个较大的面积，所以它所附着的油墨厚度可
达1-3微米。
4.由于带电墨块表面是带电的，所以它可吸附一些非导电材料，如金属、玻璃等，所以在柔性版表面还可吸附一些特殊油墨。
— 1 —
5.由于带电墨块表面是带电的，所以可把柔性版做成静电偏转板。
— 2 —。
印刷原理-第六章
印刷原理（Printing Principle）
第五章
数字印刷原理
BIGC
第一节 静电照相方式数字印刷原理
三、提高数字印刷速度的方法
2. 矛盾的解决方案
矛盾的解决方案： 低分辨力 + 像素多阶调化 视觉效果 ~ 分辨力 阶调值 Xeikon：600 16 ~ 2400（dpi） Elcorsy：400 256 ~ 6400（dpi）
二、静电照相方式数字印刷
4、转印
第二次转印 第二次转移完成油墨由Blanket向承印物上的转移。 油墨在130度呈熔融状态，达到100%地转移到承印 物上。
转移完成以后，风扇吹风使留在Blanket上的图像油
完全蒸发开始第二次转印。
印刷原理（Printing Principle）
第五章
数字印刷原理
BIGC
第一节 静电照相方式数字印刷原理
二、静电照相方式数字印刷
以indigo数字 印刷机为例
印刷原理（Printing Principle）
第五章
数字印刷原理
BIGC
第一节 静电照相方式数字印刷原理
二、静电照相方式数字印刷
Injector
Writing Head
Scorotron Cleaning Station
RR的电压较Dev.更接近地，且RR与PIP的间隙更 小，因此在景区-800V与RR之间产生更大的电场，使 停留在背景区的墨滴被RR带走。
印刷原理（Printing Principle）
第五章
数字印刷原理
BIGC
第一节 静电照相方式数字印刷原理
二、静电照相方式数字印刷
3、显影
静电印刷
一、卡尔逊法硒静电复印工作流程
5.定影
转印到纸上的墨粉影像，是由吸附在纸上的显影
粉颗粒组成的，很容易被抹掉，需要用物理或化学方
法将显影粉熔固到纸上，成为牢固的图像，这个过程 叫做定影。
(显影粉的细小颗粒主要是由碳黑和热塑性聚合物组成。 粉末加热到一定温度即可熔融，冷却后固化在纸上)
一、卡尔逊法硒静电复印工作流程
氧化锌纸基版→充电→曝光→显影→检查修版 →定影→印版
二、氧化锌纸基版的制版工艺过程 充电：
氧化锌属于N型半导体，应采用负电晕充电。
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第五节 静电照相在数字印刷中的应用
一、数字印刷的概念
数字印刷(Digital Printing)又称数码印刷，是指将
数字式页面直接转换成印刷品，无需其他中间环节的
具有上述光敏特性的半导体叫做光敏半导体，简
称光导体。
半导体又分为：
N型半导体：当半导体被激活时产生自由电子，以 自由电子为主要载流子，又叫电子型半导体；
P型半导体：当半导体被激活时产生空穴，以空穴
为主要载流子，又叫空穴型半导体。
四、目前常用的光敏半导体材料
无定型硒(Se)和硒合金 氧化锌(ZnO) 硫化镉(CdS)
OPC鼓。
采用三滚筒结构，四色或六色只有一组滚筒。
感光鼓：涂有有机光导体薄层的铅制滚筒（与静
电复印法基本相同）
Indigo E-Print数字式印刷机
Indigo E-Print数字式印刷机
HP indigo 3000数字印刷机结构图
HP indigo press w3200 数字印刷机应用了两组静 电成像系统，一次走纸完成双面印刷
第六：复印纸从圆筒吸附墨粉之后，再送到红外线灯H照射，
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上海出版印刷高等专科学校静电照相印刷工艺
论文
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[摘要]静电照相印刷工艺结合现代先进的科学技术，采用不同于常规的印刷的原理与工艺，完全实现数字化作业。
它的工作原理与激光打印机或LED打印机相同，而激光打印机或LED打印机则起源于静电复印。
一、发展
1938年10月22日是今天正在享受激光或LED打印机、多功能一体机和静电照相印刷机方便性和实用性的人们值得纪念的日子。
卡尔逊在他位于纽约皇后区的简陋实验室中成功地发明静电照相技术，完成了他著名的实验。
长达九年的时间里，卡尔逊试图向20多家美国公司出售他的思想，其中包括著名的美国无线电公司、通用电气公司、柯达公司和IBM公司等。
然而，这些公司都退回了卡尔逊的信件，因为这些公司都怀疑卡尔逊的发明成果，质疑在已经有复写纸的情况下是否还需要另一种类似的复制技术。
事情的发展颇有戏剧性，美国的一家小公司Haloid决定于卡尔逊展开合作。
正是这家公司勇敢的接受了挑战，承诺静电照相技术将很快流行起来，由于静电照相技术为Haloid创造了丰厚的利润而改名为施乐，也改写了Haloid的历史。
即使在今天，静电照相系统仍然支配着全世界的数字信息，继续扮演着文档主要输出设备的角色。
静电照相技术之所以依然重要，是因为这一技术符合数字时代的基本特征和信息传播需求，且多样化的静电照相设备具备文档输出的各种潜在能力。
二、原理
静电照相成像是应用最广泛的数字印刷成像技术，它利用光电导体表面受光照射能改变静电分布的原理，从而形成图文潜影（电荷图像）。
带有电荷的图文部分随后吸引带异性电荷的油墨（或呈色剂），再把它转移到纸或其他承印物上，最后进行固化，形成最终的图文。
静电照相技术的可变数据印刷机主要是有激光扫描系统、照相系统和控制系统三大部分组成。
其中，激光扫描系统包括激光器、偏转调制器、扫描器和光路系统。
它的作用是将计算机输出的信息经过调制后，由激光束扫描形成静电潜像。
静电照相系统由光导鼓、高压发生器、显影定影装置和输纸机构组成，其作用是将静电潜像变成可见的输出。
采用静电照相技术的可变数据印刷机有两种模式，一种是采用湿式色粉显影的高分辨率系统，也就是800dpi的成像系统。
另一种是采用干式色粉显影的低分辨率系统，即600dpi的成像系统。
根据色粉转印工艺的不同，又可分为直接法和间接法两种方式。
直接法是在承印材料表面进行静电感应处理，使之带上电荷，通过对原稿照相曝光再将带有相反电荷的色粉吸附上去，经热熔固着成为图像。
间接法则是在版基表面涂以硒或氧化锌等光导电材料，充电后经照相曝光形成静电潜影，将带有相反电荷的色粉吸附到感光版面后，再转移到承印物上，通过加热方式熔融固着。
三、工艺
静电制版，多用于胶印，经过上述静电原理，在经过处理使图文部分亲油、非图文部分亲水的工艺。
静电照相制版使用的板材有：
氧化锌行PS版：静电制版，多用于胶印，是采用上述静电原理，使硒或氧化锌版面上的图文部分固着静电制版用的色粉，并经处理，使图文部分亲油、非图文部分亲水的工艺。
硫化镉型KC微晶板：KC微晶体是由美国Coulter-Stork公司研制的，具有接近银盐感光速度的感光特性。
它是由聚酯片（或金属）、底基、导电层（用金属做底基时不用导电层）以及KC光导体硫化镉六面晶体组成。
有机光导体PS版：无机系光导体出氧化锌外多数为有害物质，各类光导体对感光波长选择也有限，而有激光导体不仅公害小，制版成本低廉，而且感光体的形状、感光波长、感光度均可自由设计。
静电印刷方式根据材料分类也可分为平版型、凹版型、孔版型。
静电平印：在卷筒薄金属板上，用绝缘油墨印刷图文后，从电极下通过时其带上电荷，然后撒上带异性电荷的色粉，在静电引力的作用下，色粉附着于图文上。
而金属板与地线相接不带电，空白部分的色粉在重力作用下而散落。
图文部分附着的色粉与承印物接触时，再通过高压静电场作用，把色粉图像转印到承印物上，最后经过热熔固着，得到图像。
静电凹印：在凹印机上配备的静电吸墨装置，在压印滚筒和印版滚筒之间以1000~3000V电压充电，而印版滚筒接地，这样，印版滚筒与压印滚筒之间便形成了电场。
利用静电吸引原理，油墨被吸向纸面，从而完成了像普通凹印那样较大压力的印刷。
静电丝印：在静电印刷中，应用最多的是孔版型的静电丝网印刷。
用不锈钢
等导电性的材料制作网版，而印版滚筒将网版接到高压电源的阳极，电源的腹肌则与丝网网版相对平行的金属板相连接。
对于有强导电性的承印物，也可将电源的阳极直接与承印物相连。
静电植绒：是利用静电场的作用在承印物表面制成丝绒般花纹的过程。
四、过程
静电印刷过程主要需要经过充电成像、着墨显影、色彩转印印刷、色彩熔化定影、清洁等几个步骤。
1）充电成像
首先对光导鼓表面充电，即系统的敏化过程。
目前静电照相技术一般都在感光体表面通过电晕放电，使其表面带有同一种均匀的电荷，具有足够的电位。
接着，由激光器或LED发射出的光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。
调制后的光束射入多面转镜，再经广角聚集镜等光学系统把光束聚焦后射至光导鼓表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。
2）显影
静电照相一般采用专用油墨，分为干式色粉和液体呈色剂。
其中干式色粉一种含有热融性树脂和色素的铁状物质，也叫墨粉。
在墨粉中掺入经防氧化处理的铁粉，因铁粉和墨粉凝聚在一起有接触电位差，使墨粉带负电荷，铁粉带正电荷。
铁墨混合物叫做显影剂，显影剂通过磁刷从显影槽中溢出，磁刷上的墨粉因带负电荷，遇到正电荷组成的图文潜像就被吸附过去，而铁粉带正电荷，被同性电荷排斥回显影剂槽里，而没有静电潜像的空白部分自然不会被墨粉涂上。
在静电成像中决定印刷图像质量的主要因素是色粉中颜料或染料的呈色方式。
着墨过程是利用电子潜像的差异（电场），以非接触方式，使用着墨装置将细小的色粉微粒（约8um）转移到光导鼓上来完成的。
由于曝光时正电荷被释放，在滚筒上形成了与印刷图文一致带正电荷的潜像。
使用了带有负电荷的色粉着墨时，由于静电吸引力，图文潜像吸附色粉，光导鼓上电荷潜像变得可见。
3）呈色剂转移（印刷）
呈色剂可以直接转移到纸老虎，也可以通过中间的转换装置如鼓或带转移到纸上。
是从光导鼓直接转移到承印材料上。
为了保证带电色粉微粒从光导鼓转移到纸上，在压印线上安装电晕放电装置来产生更大的静电力，这个静电力必须能确保色粉脱离光导鼓转移到纸上。
同时为了保证转移效果，还要借助光导鼓表面和纸之间的接触压力来辅助完成。
4）呈色剂熔化（定影）
为了固定色粉微粒形成稳定的印刷图像，还需要使用定影装置。
一般采用加热纸张和接触压力使油墨熔化并固着在纸上。
5）清洁
在印刷图像从光导鼓转移到纸张上以后，在光导鼓上还会残留着剩余电荷和少量色粉微粒。
为了使光导鼓做好下一次印刷的准备，可以采用机械和电子方式对表面进行清洁。
机械清洁是采用刷子和吸尘方式来除去色粉微粒，电子清洁（即电荷中和）则通过改变电场或AC电晕的方法使光导鼓表面呈中性并与色粉微粒无关。
在下次成像之前，光导鼓通过电晕放电再次使光导鼓表面带有同种均匀电荷，并根据印刷图文控制成像过程。
[参考文献]
特种印刷技术（第二版）唐正宁、李飞、安君编著。