喷墨一体机种类鉴别的研究*

李 灵 王长亮

（1.中国刑事警察学院，辽宁 沈阳110854；2.上海市刑事科学技术研究院，上海200000）

喷墨一体机是彩色喷墨打印复印一体机的简称，因其彩色打印图像质量上乘、价格低廉、兼具复印、打印功能的特点而深受消费者的青睐，成为中小企业和家庭用户的办公首选，这也极大地增加了此类喷墨打印文件在民事案件中的出现率。相比喷墨打印机而言，喷墨一体机上市时间较晚，有关喷墨一体机打印文件的研究较少。罗琼［1］通过体式显微镜观察不同品牌喷墨打印机的打印件，总结出了墨水驱动方式、印件质量、油墨成分等特征，为喷墨打印机种类鉴别提供了许多检验思路。但文中并未研究打印字符形貌特征且鉴别油墨成分方法单一。马陈骏［2］等人利用喷墨打印设备中共有的喷嘴排列与喷头纵向长度特征，打印机的出墨技术特征以及字车运行规律特征进行喷墨打印机的种属认定，为喷墨打印机种类鉴别提供了新的依据，但由于特征反映性受限，仅适用于低质量喷墨打印文件检验。其他文献则主要集中于鉴别喷墨墨水种类来达到判断喷墨打印机种类的目的，而对喷墨打印文件的字符形貌特征研究甚少，因此本文从喷墨一体机的工作原理入手，分别收集了佳能MG2500、佳能Inkjet Type4 Class Driver、惠普DJ 2130、爱普生L4163、爱普生M2148、爱普生L3156的Windows打印机测试页的打印件（其中爱普生品牌的打印测试页字体为宋体，其余三个机型打印机测试页字体为微软雅黑），对制作的样本材料一次进行显微分光检验、荧光检验和显微检验，旨在从墨水成分和打印字符形貌特征两方面对喷墨一体机进行种类鉴别。文中结合各品牌喷墨打印技术对特征进行了分析，并对各个特征的区分情况和特征价值进行了总结与比较。

1 不同品牌喷墨一体机的工作原理比较

喷墨一体机与喷墨打印机的工作原理基本相同，只是喷墨一体机在喷墨打印机的基础上增加了复印功能，以满足多种印刷需要。目前喷墨一体机按打印头的工作方式可以分为压电喷墨技术和热喷墨技术两大类型。

压电喷墨技术通过喷嘴周围的微小压电陶瓷在通电的情况下产生形变，挤压出油墨，而当电压中断时，其形变消失，当电压恢复时又产生形变，如此循环完成喷墨。目前爱普生品牌多采用压电喷墨打印方式，由于可以通过控制电压来调节墨滴大小和使用方式，因此打印精度较高。

热喷墨技术又叫热气泡喷墨技术，因为其实现喷墨的方式主要是通过加热喷嘴，使墨水气化，形成气泡，当气泡以较快的速度膨胀时便会迫使其喷出，而当停止加热时，气泡便会回缩不再喷出。［3］目前佳能、惠普品牌多采用热喷墨技术，由于气泡的喷溅方向和大小不易掌控，因此打印精度较低，不如压电技术产品。

2 光学分析

2.1 显微分光检验［4］

利用VSC6000文检工作站中的显微分光光度功能得到不同品牌、类型喷墨一体机打印文件的光谱图。根据光谱图可以将六种不同品牌、型号的喷墨一体机分为两类。一类是爱普生L4163、爱普生M2148，剩余喷墨一体机为另一类。各品牌喷墨一体机打印文件样本字符色痕对光线放射能力曲线（见图1）。

2.2 荧光检验

利用VSC6000文检工作站得到不同品牌、型号喷墨一体机打印文件字符墨水的荧光图像。根据其有无荧光现象将六种喷墨一体机分为两类。一类为爱普生L4163、爱普生M2148，剩余喷墨一体机为另一类。荧光检验结果典型图（见图2～图3）。

图2 爱普生L3156打印字符墨水荧光检验结果

图3 爱普生M2148打印字符墨水荧光检验结果

2.3 总结

通过显微分光分析和荧光分析可以将六种不同品牌、类型的喷墨一体机分为两类。同时，目前爱普生品牌在商务型类别中新开发了防水型墨水（本文爱普生M2148配备防水型墨水），通过将每个颜料颗粒都包裹在树脂中，来达到防水、耐光、不洇染的效果。而佳能、惠普品牌目前未发行配备防水型墨水的机型，但为了达到高价位机型中高清晰度、字迹边缘更加锐利的效果，各品牌都对墨水配方进行了优化，从而导致各品牌的墨水成分存在较大差异，在光学检验上也表现出更强的特异性。因此，针对某些特殊机型，利用简单易操作的光学检验来判断其类别将会有较好的效果，但是不排除有的一体机使用非原装墨水打印文件，因此不可单一而论。

3 显微分析

3.1 字符形貌特征

3.1.1 笔画形态特征

经显微镜观察，爱普生M2148打印件样本字符普遍反映出笔画较细，字迹边缘锐利特征（见图4），而其余爱普生品牌喷墨一体机打印文件未观察到此现象，同时佳能和惠普品牌在微软雅黑字体下也未观察到笔画变细，边缘锐利特征（见图5）。其中爱普生M2148打印件样本字符反映出笔画较细，字迹边缘锐利特征是因为采用了独特的智能墨滴变换技术，使用小墨滴打印字迹边缘，最小墨滴到2.8pl。而佳能高等级机型中由于配备了独特的墨水，并且墨滴最小1pl，因此同样能够实现打印字迹清晰锐利，笔画较细效果。但是二者实现原理不同，当检材与样本同样出现笔画较细，边缘锐利特征时，亦可予以区分。

图4 爱普生M2148打印字符形态特征

图5 爱普生L4163打印字符形态特征

3.1.2 墨迹露白、中断特征

经显微镜观察，爱普生品牌的打印样本字符均观察到细笔画墨迹露白甚至中断现象，但仅爱普生L3156打印样本字符中粗笔画出现墨迹露白现象，其余爱普生机型打印样本字符未观察到粗笔画露白现象（见图6）。其中佳能和惠普品牌的一体机在样本打印字体下未观察到墨迹笔画露白中断现象，由于爱普生品牌和其余品牌喷墨一体机样本字体类型不同，考虑到字体类型可能会对墨迹露白、中断特征造成影响，因此就墨迹露白，中断特征只对爱普生品牌喷墨一体机进行分类。

图6 打印字符的露白特征

3.1.3 笔画粘连现象

经显微镜观察，爱普生M2148样本字符中未观察到距离较近笔画的粘连现象（见图7），其余机型均观察到距离较近笔画粘连现象，如佳能TYPE4中“据”字左右结构中近距离笔画出现粘连（见图8）。

图7 爱普生M2148打印字符笔画无粘连现象

图8 佳能TYPE4打印字符笔画粘连现象

3.1.4 笔画边缘墨迹洇散现象

经显微镜观察，爱普生L3156、爱普生L4163、佳能MG2500均出现墨迹洇散现象，表现为笔画边缘不规整，有毛刺现象；佳能TYPE4出现墨迹洇散现象，表现为边缘不规整，但笔画边缘洇散现象严重，观察有胡须状洇散痕迹；爱普生M2148和惠普DJ2130则洇散现象轻微，笔画边缘平齐（见图9）。

图9 打印字符笔画边缘墨迹洇散现象

3.1.5 笔画周围墨点喷溅特征

经显微镜观察，爱普生L3156、爱普生M2148、佳能MG2500、惠普DJ2130笔画周围基本无喷溅墨点，纸面整洁（见图10）；爱普生L4163笔画周围有少量喷溅墨点，个别字符可观察到卫星墨点，分布规则（见图11）；佳能TYPE4笔画周围粘附墨点较多，且呈无规则分布（见图12）。从这里可以看出，随着各大品牌不断的升级墨水配方和设备结构，单纯依靠压电式喷墨打印笔画周围喷溅墨点较少，热气泡式打印笔画周围喷溅墨点较多的特征来判断机型已不再适用，而应该综合考虑其他特征和产品价位等信息。

图10 爱普生L3156笔画周围墨点喷溅特征

图11 爱普生L4163笔画周围墨点喷溅特征

图12 佳能TYPE4笔画周围墨点喷溅特征

3.1.6 色泽浓淡特征

直观观察不同品牌、型号的喷墨一体机样本，可以直接观察到爱普生L4163、佳能MG2500、佳能TYPE4、惠普DJ2130样本字符色泽较浓，颜色属于正常黑色，而爱普生L3156和爱普生M2148则明显色泽浅淡偏灰。结合上述区分特征，可以判断爱普生L3156样本色泽浅淡偏灰是由样本字符细笔画墨迹出现露白甚至中断，而粗笔画出现露白所造成，而爱普生M2148样本字符色泽浅淡偏灰是由笔画变细，细笔画墨迹露白甚至中断以及经市场调研，此机型属于商务型，墨水使用的是防水墨，而导致其色泽反映偏灰。

4 分类结果

将六种不同品牌、型号的喷墨一体机分类情况列为下表，每一个区分特征中横向相同符号表示为一类。分别用+、—、╳表示三个分组。如表1所示。

表1 六种不同品牌、型号的喷墨一体机分类情况表

5 结语

利用显微分光检验、荧光检验、显微检验，可以对六种不同品牌、类型的喷墨一体机进行有效的区分。其中，笔画边缘墨迹洇散现象、周围墨点喷溅特征区分度最好，可以直接将样本印刷机具分为三类。值得注意的是，每一个特征都不能单独使用，而应该全面分析，结合具体打印文件综合考虑。目前针对喷墨打印文件的检验主要集中于墨水成分分析和打印缺陷特征等方面，而有关打印字符形貌特征的研究较少，因此后期研究应增加样本材料，发现、总结新的打印字符特征，为喷墨一体机种类鉴别提供新的依据。