用奥博6000数字视频层析显微镜研究激光打印文件字迹上的墨粉颗粒特征

王晓宾，付立婷

（中国人民公安大学 刑事科学技术学院，北京102623）

一、引言

近年来，激光打印机已成为人们身边非常普遍的办公和生活机具。由于激光打印机的种类、品牌、型号众多，如何对不同品牌激光打印机的打印文件进行区分和鉴别，已成为文件检验司法鉴定领域的难题。

墨粉，又称色粉、碳粉、色调剂，是应用于激光复印和激光打印等电摄影显影过程中的主要耗材，它是以树脂、颜料、荷电添加剂等成分为主要原料的高技术复合产物。[1]在打印过程中，打印机通过高压静电将感光鼓表面的墨粉转印到普通纸上面，然后利用加压热熔的方法使熔化的墨粉浸入打印纸中，形成固定的图像。由于不同品牌打印机所使用的墨粉颗粒大小、性状及所含成分不同，且打印技术存在差异，导致各种激光打印机的打印文件字迹存在差异，为实现识别不同激光打印机打印文件提供了可能。[2][3]

奥博6000数字视频层析显微镜，为新型可应用于文件检验的仪器。其特点为：（1）先进的光学系统，实现真正显微级的放大，纯光学放大从350～8000倍，可观察到普通显微镜很难发现的信息；（2）单一物镜实现六档放大调节，并可根据所需放大倍率灵活选配物镜；（3）智能化控制器，可对聚焦进行电控，奥博6000采用由微电脑控制的有线控制盒或软件进行调焦精确控制，可用粗调方式迅速确定图像位置，在微调方式下观察图像的清晰变化过程，且可反复再现，进而确定检材的性状；（4）LED同轴照明光源，根据检材的具体性状调整明暗视场。

二、实验

（一）实验仪器

奥博6000数字视频层析显微镜。

（二）制作实验样品

用收集的8个品牌12个型号的激光打印机，均将文件打印在金旗舰A4复印纸上，分别标号为1～12号样品。打印机机型和墨盒种类见下表。

编号打印机型号1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0墨盒种类原装墨盒兼容墨盒原装墨盒原装墨盒兼容墨盒原装墨盒原装墨盒11 12品牌惠普惠普惠普佳能佳能联想三星施乐夏普兄弟兄弟理光1006 2015 2055D 2900 3108 LJ2000 4521F C4300 1808S 2140 5240 MP7500原装墨盒原装墨盒原装墨盒原装墨盒原装墨盒

（三）实验过程

1.先将收集到的各种打印文件放置在层析显微镜的载物台上，使用智能化的手动调节控制摇杆，调节图像，通过高分辨率的CCD数字摄像机，得到清晰无失真的图像。

2.接着选取每份材料中不同字的相同笔画观察，通过电控进行聚焦，先用粗调方式迅速确定图像位置，再在微调方式下观察图像的清晰变化过程，得到清晰图像，点击“图像采集”，生成静态的图像。

3.在对静态图像测量之前，要对摄像机和光学器件进行校准，校准后在工具栏中选择“测量”——“测量距离”，接着在图像上取点绘制直线，计算结果将自动显示在图像旁边。

4.最后点击“生成图像报告”，就可获得标有测量数据的静态图像图及有关测量数据的图像报告。

三、实验结果与分析

（一）墨粉颗粒整体形态特征

观察打印文件文字的整体形态，其中 1、4、5、7、8、9、12号样品字迹清晰，墨迹充实、饱满，墨粉整体分布均匀，无露白现象；3、6、10、11号样品字迹较清晰，墨迹均匀，没有明显的笔画断痕，但部分笔画颜色偏淡，笔画中间有少许的露白现象；2号样品字迹清晰程度差，颜色偏淡，露白较多，少部分笔画有断痕。如图1所示。

图1 不同激光打印文件墨粉颗粒整体形态特征

（二）墨粉颗粒几何特征

由于不同品牌打印机用的墨粉在生产时，使用的粉碎和生产技术不同，会对墨粉颗粒的粒径大小、形状特点产生影响。因此，在观察墨粉颗粒时，明显地发现它们具有不同的几何特征。

从墨粉颗粒的直径大小来看，其中5、7、9、12号样品存在较大的墨粉颗粒，测量其直径在20微米以上；1、2、3、6号样品墨粉颗粒基本适中，测量其直径在10微米～20微米之间；4、8、10、11号样品墨粉颗粒偏小，测量其直径在10微米以下。从墨粉颗粒的形状来看，其中1、2、3、7、9号样品颗粒形状较为规则，大部分颗粒介于圆形和方形的不规则形状，且颗粒存在尖角，颗粒表面呈现缺陷；6、8、10、11号样品大部分墨粉颗粒形状规则，近似于圆形，颗粒不存在尖角，颗粒表面基本没有缺陷；4、5、12号样品墨粉颗粒形状极不规则，发现有各种形状的墨粉颗粒，而且颗粒表面缺陷明显。如图2所示。

图2 不同激光打印文件墨粉颗粒几何特征

（三）墨粉颗粒分布特征

由于不同品牌打印机硒鼓的性能和加压热熔的方法不同，因此，墨粉颗粒的分布及熔解程度会存在差异。经观察研究，发现在打印文字笔画边缘和笔画以外的墨粉颗粒分布情况不同。其中1、5、7、9号样品在笔画中没有发现明显的墨粉颗粒，墨粉呈现“熔为一体”的情况，说明笔画中的墨粉颗粒完全熔解；4、6、8、12号样品笔画中发现少许墨粉颗粒，墨粉密集，说明墨粉颗粒基本完全熔解；2、3、10、11号样品笔画中明显发现墨粉颗粒，墨粉疏松呈蜂窝状结构，说明墨粉熔解不充分；还发现5、6、7、10、11号样品笔画边缘没有明显的碳粉颗粒，笔画边界清楚；3、4、9号样品笔画边缘则发现残留散落的墨粉颗粒；笔画以外空白纸处，发现1、2、8、12号样品存在少许墨粉颗粒，而其他打印文件上没有出现。如图3所示。

图3 不同激光打印文件墨粉颗粒分布特征

四、结论

用奥博6000数字视频层析显微镜，观察不同激光打印机打印文件上的字迹，研究字迹上的墨粉颗粒整体形态特征、几何特征、分布特征等，发现它们之间存在明显的差异。综合利用这些特征，可快速、无损地对不同打印机打印文件进行区分和识别，亦可对变造文件、文件拆换页、伪造打印文件进行检验。

[1]王鹏,高延敏.复印机、激光打印机用墨粉的研究进展[J].信息记录材料,2006(2):55-58.

[2]孟繁荣,盖国胜.静电复印墨粉颗粒形貌对性能的影响[J].有色矿冶,2005(21):56-57.

[3]倪绍勇.常用激光打印机字迹特征分析[J].贵州教育学院学报(自然科学),2006(2):47-49.