噴墨一體機(jī)種類鑒別的研究*

李 靈 王長亮

（1.中國刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽110854；2.上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院，上海200000）

噴墨一體機(jī)是彩色噴墨打印復(fù)印一體機(jī)的簡稱，因其彩色打印圖像質(zhì)量上乘、價格低廉、兼具復(fù)印、打印功能的特點而深受消費(fèi)者的青睞，成為中小企業(yè)和家庭用戶的辦公首選，這也極大地增加了此類噴墨打印文件在民事案件中的出現(xiàn)率。相比噴墨打印機(jī)而言，噴墨一體機(jī)上市時間較晚，有關(guān)噴墨一體機(jī)打印文件的研究較少。羅瓊［1］通過體式顯微鏡觀察不同品牌噴墨打印機(jī)的打印件，總結(jié)出了墨水驅(qū)動方式、印件質(zhì)量、油墨成分等特征，為噴墨打印機(jī)種類鑒別提供了許多檢驗思路。但文中并未研究打印字符形貌特征且鑒別油墨成分方法單一。馬陳駿［2］等人利用噴墨打印設(shè)備中共有的噴嘴排列與噴頭縱向長度特征，打印機(jī)的出墨技術(shù)特征以及字車運(yùn)行規(guī)律特征進(jìn)行噴墨打印機(jī)的種屬認(rèn)定，為噴墨打印機(jī)種類鑒別提供了新的依據(jù)，但由于特征反映性受限，僅適用于低質(zhì)量噴墨打印文件檢驗。其他文獻(xiàn)則主要集中于鑒別噴墨墨水種類來達(dá)到判斷噴墨打印機(jī)種類的目的，而對噴墨打印文件的字符形貌特征研究甚少，因此本文從噴墨一體機(jī)的工作原理入手，分別收集了佳能MG2500、佳能Inkjet Type4 Class Driver、惠普DJ 2130、愛普生L4163、愛普生M2148、愛普生L3156的Windows打印機(jī)測試頁的打印件（其中愛普生品牌的打印測試頁字體為宋體，其余三個機(jī)型打印機(jī)測試頁字體為微軟雅黑），對制作的樣本材料一次進(jìn)行顯微分光檢驗、熒光檢驗和顯微檢驗，旨在從墨水成分和打印字符形貌特征兩方面對噴墨一體機(jī)進(jìn)行種類鑒別。文中結(jié)合各品牌噴墨打印技術(shù)對特征進(jìn)行了分析，并對各個特征的區(qū)分情況和特征價值進(jìn)行了總結(jié)與比較。

1 不同品牌噴墨一體機(jī)的工作原理比較

噴墨一體機(jī)與噴墨打印機(jī)的工作原理基本相同，只是噴墨一體機(jī)在噴墨打印機(jī)的基礎(chǔ)上增加了復(fù)印功能，以滿足多種印刷需要。目前噴墨一體機(jī)按打印頭的工作方式可以分為壓電噴墨技術(shù)和熱噴墨技術(shù)兩大類型。

壓電噴墨技術(shù)通過噴嘴周圍的微小壓電陶瓷在通電的情況下產(chǎn)生形變，擠壓出油墨，而當(dāng)電壓中斷時，其形變消失，當(dāng)電壓恢復(fù)時又產(chǎn)生形變，如此循環(huán)完成噴墨。目前愛普生品牌多采用壓電噴墨打印方式，由于可以通過控制電壓來調(diào)節(jié)墨滴大小和使用方式，因此打印精度較高。

熱噴墨技術(shù)又叫熱氣泡噴墨技術(shù)，因為其實現(xiàn)噴墨的方式主要是通過加熱噴嘴，使墨水氣化，形成氣泡，當(dāng)氣泡以較快的速度膨脹時便會迫使其噴出，而當(dāng)停止加熱時，氣泡便會回縮不再噴出。［3］目前佳能、惠普品牌多采用熱噴墨技術(shù)，由于氣泡的噴濺方向和大小不易掌控，因此打印精度較低，不如壓電技術(shù)產(chǎn)品。

2 光學(xué)分析

2.1 顯微分光檢驗［4］

利用VSC6000文檢工作站中的顯微分光光度功能得到不同品牌、類型噴墨一體機(jī)打印文件的光譜圖。根據(jù)光譜圖可以將六種不同品牌、型號的噴墨一體機(jī)分為兩類。一類是愛普生L4163、愛普生M2148，剩余噴墨一體機(jī)為另一類。各品牌噴墨一體機(jī)打印文件樣本字符色痕對光線放射能力曲線（見圖1）。

2.2 熒光檢驗

利用VSC6000文檢工作站得到不同品牌、型號噴墨一體機(jī)打印文件字符墨水的熒光圖像。根據(jù)其有無熒光現(xiàn)象將六種噴墨一體機(jī)分為兩類。一類為愛普生L4163、愛普生M2148，剩余噴墨一體機(jī)為另一類。熒光檢驗結(jié)果典型圖（見圖2～圖3）。

圖2 愛普生L3156打印字符墨水熒光檢驗結(jié)果

圖3 愛普生M2148打印字符墨水熒光檢驗結(jié)果

2.3 總結(jié)

通過顯微分光分析和熒光分析可以將六種不同品牌、類型的噴墨一體機(jī)分為兩類。同時，目前愛普生品牌在商務(wù)型類別中新開發(fā)了防水型墨水（本文愛普生M2148配備防水型墨水），通過將每個顏料顆粒都包裹在樹脂中，來達(dá)到防水、耐光、不洇染的效果。而佳能、惠普品牌目前未發(fā)行配備防水型墨水的機(jī)型，但為了達(dá)到高價位機(jī)型中高清晰度、字跡邊緣更加銳利的效果，各品牌都對墨水配方進(jìn)行了優(yōu)化，從而導(dǎo)致各品牌的墨水成分存在較大差異，在光學(xué)檢驗上也表現(xiàn)出更強(qiáng)的特異性。因此，針對某些特殊機(jī)型，利用簡單易操作的光學(xué)檢驗來判斷其類別將會有較好的效果，但是不排除有的一體機(jī)使用非原裝墨水打印文件，因此不可單一而論。

3 顯微分析

3.1 字符形貌特征

3.1.1 筆畫形態(tài)特征

經(jīng)顯微鏡觀察，愛普生M2148打印件樣本字符普遍反映出筆畫較細(xì)，字跡邊緣銳利特征（見圖4），而其余愛普生品牌噴墨一體機(jī)打印文件未觀察到此現(xiàn)象，同時佳能和惠普品牌在微軟雅黑字體下也未觀察到筆畫變細(xì)，邊緣銳利特征（見圖5）。其中愛普生M2148打印件樣本字符反映出筆畫較細(xì)，字跡邊緣銳利特征是因為采用了獨(dú)特的智能墨滴變換技術(shù)，使用小墨滴打印字跡邊緣，最小墨滴到2.8pl。而佳能高等級機(jī)型中由于配備了獨(dú)特的墨水，并且墨滴最小1pl，因此同樣能夠?qū)崿F(xiàn)打印字跡清晰銳利，筆畫較細(xì)效果。但是二者實現(xiàn)原理不同，當(dāng)檢材與樣本同樣出現(xiàn)筆畫較細(xì)，邊緣銳利特征時，亦可予以區(qū)分。

圖4 愛普生M2148打印字符形態(tài)特征

圖5 愛普生L4163打印字符形態(tài)特征

3.1.2 墨跡露白、中斷特征

經(jīng)顯微鏡觀察，愛普生品牌的打印樣本字符均觀察到細(xì)筆畫墨跡露白甚至中斷現(xiàn)象，但僅愛普生L3156打印樣本字符中粗筆畫出現(xiàn)墨跡露白現(xiàn)象，其余愛普生機(jī)型打印樣本字符未觀察到粗筆畫露白現(xiàn)象（見圖6）。其中佳能和惠普品牌的一體機(jī)在樣本打印字體下未觀察到墨跡筆畫露白中斷現(xiàn)象，由于愛普生品牌和其余品牌噴墨一體機(jī)樣本字體類型不同，考慮到字體類型可能會對墨跡露白、中斷特征造成影響，因此就墨跡露白，中斷特征只對愛普生品牌噴墨一體機(jī)進(jìn)行分類。

圖6 打印字符的露白特征

3.1.3 筆畫粘連現(xiàn)象

經(jīng)顯微鏡觀察，愛普生M2148樣本字符中未觀察到距離較近筆畫的粘連現(xiàn)象（見圖7），其余機(jī)型均觀察到距離較近筆畫粘連現(xiàn)象，如佳能TYPE4中“據(jù)”字左右結(jié)構(gòu)中近距離筆畫出現(xiàn)粘連（見圖8）。

圖7 愛普生M2148打印字符筆畫無粘連現(xiàn)象

圖8 佳能TYPE4打印字符筆畫粘連現(xiàn)象

3.1.4 筆畫邊緣墨跡洇散現(xiàn)象

經(jīng)顯微鏡觀察，愛普生L3156、愛普生L4163、佳能MG2500均出現(xiàn)墨跡洇散現(xiàn)象，表現(xiàn)為筆畫邊緣不規(guī)整，有毛刺現(xiàn)象；佳能TYPE4出現(xiàn)墨跡洇散現(xiàn)象，表現(xiàn)為邊緣不規(guī)整，但筆畫邊緣洇散現(xiàn)象嚴(yán)重，觀察有胡須狀洇散痕跡；愛普生M2148和惠普DJ2130則洇散現(xiàn)象輕微，筆畫邊緣平齊（見圖9）。

圖9 打印字符筆畫邊緣墨跡洇散現(xiàn)象

3.1.5 筆畫周圍墨點噴濺特征

經(jīng)顯微鏡觀察，愛普生L3156、愛普生M2148、佳能MG2500、惠普DJ2130筆畫周圍基本無噴濺墨點，紙面整潔（見圖10）；愛普生L4163筆畫周圍有少量噴濺墨點，個別字符可觀察到衛(wèi)星墨點，分布規(guī)則（見圖11）；佳能TYPE4筆畫周圍粘附墨點較多，且呈無規(guī)則分布（見圖12）。從這里可以看出，隨著各大品牌不斷的升級墨水配方和設(shè)備結(jié)構(gòu)，單純依靠壓電式噴墨打印筆畫周圍噴濺墨點較少，熱氣泡式打印筆畫周圍噴濺墨點較多的特征來判斷機(jī)型已不再適用，而應(yīng)該綜合考慮其他特征和產(chǎn)品價位等信息。

圖10 愛普生L3156筆畫周圍墨點噴濺特征

圖11 愛普生L4163筆畫周圍墨點噴濺特征

圖12 佳能TYPE4筆畫周圍墨點噴濺特征

3.1.6 色澤濃淡特征

直觀觀察不同品牌、型號的噴墨一體機(jī)樣本，可以直接觀察到愛普生L4163、佳能MG2500、佳能TYPE4、惠普DJ2130樣本字符色澤較濃，顏色屬于正常黑色，而愛普生L3156和愛普生M2148則明顯色澤淺淡偏灰。結(jié)合上述區(qū)分特征，可以判斷愛普生L3156樣本色澤淺淡偏灰是由樣本字符細(xì)筆畫墨跡出現(xiàn)露白甚至中斷，而粗筆畫出現(xiàn)露白所造成，而愛普生M2148樣本字符色澤淺淡偏灰是由筆畫變細(xì)，細(xì)筆畫墨跡露白甚至中斷以及經(jīng)市場調(diào)研，此機(jī)型屬于商務(wù)型，墨水使用的是防水墨，而導(dǎo)致其色澤反映偏灰。

4 分類結(jié)果

將六種不同品牌、型號的噴墨一體機(jī)分類情況列為下表，每一個區(qū)分特征中橫向相同符號表示為一類。分別用+、—、╳表示三個分組。如表1所示。

表1 六種不同品牌、型號的噴墨一體機(jī)分類情況表

5 結(jié)語

利用顯微分光檢驗、熒光檢驗、顯微檢驗，可以對六種不同品牌、類型的噴墨一體機(jī)進(jìn)行有效的區(qū)分。其中，筆畫邊緣墨跡洇散現(xiàn)象、周圍墨點噴濺特征區(qū)分度最好，可以直接將樣本印刷機(jī)具分為三類。值得注意的是，每一個特征都不能單獨(dú)使用，而應(yīng)該全面分析，結(jié)合具體打印文件綜合考慮。目前針對噴墨打印文件的檢驗主要集中于墨水成分分析和打印缺陷特征等方面，而有關(guān)打印字符形貌特征的研究較少，因此后期研究應(yīng)增加樣本材料，發(fā)現(xiàn)、總結(jié)新的打印字符特征，為噴墨一體機(jī)種類鑒別提供新的依據(jù)。