Технический прогресс в области цветных знакосинтезирующих печатающих устройств привел к появлению принтеров с жидким красителем на основе водно-спиртового связующего (так называемых струйных), которые нередко используются для подделки документов с цветными реквизитами. При этом формирование полноцветного изображения осуществляется в соответствии с принципом субстрактивного синтеза цвета. В качестве базовых обычно используются чернила четырех цветов: триадных (голубого, пурпурного, желтого) и черного. В последнее время расширилась палитра применяемых цветов (картриджи принтеров серии Epson Stulys Photo дополнительно к триадным имеют бледно-голубые и бледно-пурпурные чернила). Способ струйной печати реализован также в твердочернильных принтерах.
Традиционный путь установления исполнителя нерукописного документа обычно связан с идентификацией средства, с помощью которого выполнены его реквизиты. Применительно к знакосинтезирующим печатающим устройствам струйного типа актуальным является вопрос:
Какие свойства, имеющие отображения в признаках, выявляемых на документе, присущи только одному индивидуальному (определенному) принтеру?
Способ струйной печати впервые был разработан для использования в полиграфической промышленности с целью нанесения изображений на поверхности с макрорельефом [1, с. 105]. Первоначально это были устройства непрерывного действия, в которых тонкая струя чернил постоянно вытекала из сопла печатающего узла и направлялась либо на бумагу, либо в специальный приемник, из которого чернила выливались в общую для них емкость.
В конструкциях современных струйных печатающих устройств, подключаемых к ПК, реализован принцип дискретной капельной печати. Печатающим элементом является форсунка, диаметр выходного канала которой не превышает 0,08 мм. Число форсунок в печатающей головке принтера колеблется у различных моделей от 40 до 256 и выше. Существуют два способа струйной печати: пьезоэлектрический и газовых пузырей (последний имеет несколько модификаций) [2, с. 22-23].
Пьезоэлектрический способ основан на свойстве пьезокристаллов, вмонтированных в канал форсунки, деформироваться (изгибаться) под действием электрического импульса. В результате такой деформации кратковременно уменьшается сечение заполненного жидкими чернилами канала, вследствие чего из него выдавливается микрокапля чернил. Такой принцип печати используется, например, в струйных цветных принтерах марки Epson, Lexmark. Их характерной конструктивной особенностью является раздельное выполнение картриджей с чернилами и печатающей головки. Такое конструктивное решение снижает эксплуатационные расходы, но повышает требования к поддержанию печатающей головки в рабочем состоянии.
При длительном бездействии принтера (в жаркую сухую погоду до трех-четырех недель) чернила в форсунках высыхают. Остатки высохших чернил не всегда удается удалить с помощью процедуры самоочистки печатающей головки, в результате печатание становится невозможным (именно так и случилось, когда авторы пытались получить с помощью принтера Epson Stulys-600, представленного для идентификации, экспериментальные образцы для сравнительного исследования изображений оттисков печатей и штампов).
В основу второго способа струйной печати положено термическое воздействие на жидкий краситель. Для этого канал каждой форсунки оборудуется нагревательным элементом (например тонкопленочным резистором), который при пропускании через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500 °С. Находящиеся рядом чернила вскипают. Возникающий при этом газовый пузырь выталкивает микрокаплю чернил через выходное отверстие канала. При отключении тока нагревательный элемент быстро остывает, газовый пузырь сжимается - в печатающем канале форсунки создается пониженное давление, вследствие чего в него втекает новая порция чернил.
Такой принцип печати используется в принтерах марки Canon. Модифицированный метод газовых пузырей применяется в принтерах марки Hewlett Packard. Конструктивно чернильницы с красителем для принтеров обозначенных марок и форсунки выполняются в одном быстросъемном печатающем узле, что увеличивает надежность печати, поскольку в случае предполагаемого долгого перерыва в этом процессе, печатающий узел можно снять с принтера и поместить в специальный пенал, предохраняющий чернила в каналах печатающей головки от испарения и высыхания.
Различия в способах подачи чернил на запечатываемый материал не сказываются на морфологических признаках отпечатанного изображения. Особенностью струйной печати (с точки зрения следообразования) является отсутствие непосредственного контакта следообразующего и следовоспринимающего объектов. При таком следовом дистанционном контакте след несет информацию о внешнем строении следообразующего предмета [3, с. 77]. В струйной же печати разбрызгиваемые печатающей головкой чернила не отображают ее внешнего строения. По размеру отпечатанных точек (пикселов) можно судить только о диаметре сопел (и то приблизительно), поскольку размеры пикселов существенно зависят от свойств носителя изображения, в частности бумаги. Таким образом, трасологический подход, как одна из составляющих традиционной методики идентификации средств оргтехники ударного действия, к идентификации струйных принтеров неприменим.
Важной характеристикой средств цифровой техники является их разрешающая способность принтера - показатель точности (прецизионности) его механизмов, осуществляющих позиционирование печатающих элементов в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно плоскости носителя изображения (разрешающая способность является аналогом таких общих признаков пишущих машин, как шаг письма и междустрочный интервал).
Разрешающая способность струйных принтеров имеет тенденцию к увеличению, например, разрешение в 1400 dpi для них не предел. Однако даже для моделей с относительно низким разрешением (например, 360x360 dpi) определить по отпечатанному тексту разрешающую способность принтера не представляется возможным, поскольку для этого необходимо измерить расстояние между соседними пикселами, но они располагаются настолько плотно, что задача их разделения становится невыполнимой.
Менее плотно группируются пикселы в полутоновых изображениях. При их формировании используется растровое представление электронного образа документа, причем растр может быть как регулярным, так и стохастическим [4, с. 45]. Однако ни один из них не позволяет с определенностью судить о разрешающей способности струйного принтера: признаком регулярного растра является равенство расстояний между пикселами, но уровень их дискретности выше, чем разрешающая способность принтера; стохастический растр образуется методом квазислучайного размещения пикселов (в основе лежит математический алгоритм генерации случайных чисел), а структура изображения характеризуется переменным расстоянием между центрами пикселов, что еще более затрудняет определение величины разрешающей способности печатающего устройства.
Таким образом, разрешающая способность принтера как параметр, не поддающийся непосредственному измерению на документе, а требующий для своего определения специального тестирования, не может рассматриваться в качестве основного криминалистически значимого общего признака струйных принтеров. Однако в ряде случаев разрешение может быть определено качественно в результате сравнительного исследования, поскольку косвенно о его величине можно судить по размеру отпечатанной точки, так как разрешение принтера и физические размеры пикселов взаимосвязаны: чем выше разрешающая способность принтера, тем меньше по размерам точки, из которых формируется изображение на сходных по свойствам носителях (материалах).
К общим признакам струйных принтеров, которые могут быть определены технико-криминалистическими и экспертными методами, относятся следующие: размер отпечатанной точки (одного пиксела изображения) при условии, что она может быть выделена на документе; количество используемых цветов; тип и марка чернил.
Выделить один пиксел в полутоновом растровом изображении не составляет труда; на штриховых же документах для этого необходимо исследовать незапечатанные участки, на которых часто можно обнаружить отдельные пикселы, появляющиеся из-за того, что их непроизвольно оставляет печатающий узел принтера. В настоящее время у большинства струйных принтеров размер печатной точки является фиксированным, однако некоторые модели (например, выпускаемые фирмами Canon и Epson) используют печатающую головку, имеющую сопла двух диаметров, вследствие чего печатная точка может иметь два фиксированных размера.
В настоящее время в эксплуатации находятся четырехцветные принтеры и некоторые наиболее ранние модели, рассчитанные на трехцветную печать, следовательно дифференциация струйных печатающих устройств по цветности чернил позволит уменьшить круг проверяемых аппаратов. При решении вопроса о количестве цветов может возникнуть проблема их диагностики, т.е. распознавания. Не всегда с уверенностью «на глаз» можно отличить на бумаге точку, нанесенную, например, пурпурным и бледно-пурпурным красителями. Для объективизации такого параметра, как цветовой тон, необходимо использовать спектрофотометрические методы.
Тип чернил определяется по их устойчивости к воздействию воды и органических растворителей. Различают водо- и водно-спирторастворимые чернила. Сравнение марок чернил может быть осуществлено методом тонкослойной хроматографии. Принтеры, реализующие различные способы струйной печати, используют чернила, различающиеся по своему компонентному составу.
Для изучения свойств, позволяющих по отпечатанному изображению индивидуализировать струйные принтеры, нами был проведен ряд экспериментов. Их методическая основа сходна с той, которая применяется при технико-криминалистическом исследовании документов, выполненных с использованием средств полиграфической промышленности и оргтехники. Специфика экспериментов состояла в том, что струйные знакосинтезирующие устройства функционируют под управлением соответствующего программного обеспечения. В связи с этим нами были использованы специальные познания в области компьютерно-технической экспертизы в той части, которая касается вопросов вывода информации на печать.
В ходе экспериментов один и тот же электронный образ полноцветного полутонового документа, полученный сканированием с документа-оригинала, распечатывался на принтерах марки Hewlett Packard и Epson. При формировании изображения на распечатке использовался метод стохастического растрирования по следующим причинам. Во-первых, он имеет превалирующее применение при выводе на печать поддельных документов, так как устраняя опасность муара, позволяет эффективно скрывать растровую структуру изображения. Во-вторых, само название «стохастическая растровая структура» заставляет усомниться в ее повторяемости.
Исследование распечаток производилось способом визуального и микроскопического сопоставления структурно-геометрических признаков изображений, под которыми понимается взаимное расположение на плоскости носителя изображения пикселов, соответствующих сопоставимым по содержанию, графической композиции участкам документа. При этом были получены следующие результаты и выводы из них:
1. Анализ серии распечаток одного и того же электронного образа документа, полученных на принтерах различных марок, без замены печатающей головки позволяет сделать вывод о высокой степени сходства структурно-геометрических признаков изображений, выполненных на одном и том же принтере. Здесь нельзя говорить об идентичности, поскольку часть пикселов (порядка пяти из ста), выделяемых на любом участке изображения, от распечатки к распечатке то пропадает, то появляется вновь. Объяснение этого мы видим в периодически возникающих сбоях в работе отдельных чернильных каналов.
2. При печати одного и того же электронного образа документа на различных устройствах одной и той же модели или при замене картриджей на принтерах марки Hewlett Packard при прочих одинаковых условиях (идентичном программном обеспечении, сохранении размещения распечатываемого электронного образа относительно границ документа) взаимное расположение пикселов существенно изменялось, что объясняется совместным действием следующих факторов производственного и эксплуатационного характера: вариациями в размещении сопел на печатающей головке, возникающими на этапе ее изготовления; индивидуальными отклонениями в работе механизма ее позиционирования; неисправностью отдельных чернильных каналов. Данные факторы обусловливают наличие на документе, подготовленном на струйном принтере, частных признаков конкретного печатающего устройства или его печатающей головки.
3. Замена одного из картриджей с цветными или с черными чернилами на принтере типа Hewlett Packard при прочих одинаковых условиях приводит к изменению структурно-геометрических признаков только тех составляющих полноцветного изображения, которые печатаются вновь установленным картриджем.
4. Замена одного из картриджей на принтере типа Epson (с раздельным выполнением картриджей с чернилами и печатающей головки) не приводит к изменению структурно-геометрических признаков распечатываемого изображения.
5. Многократное сканирование с последующей распечаткой одного и того же документа показывает, что структурно-геометрические признаки изображения существенным образом зависят от места расположения документа на предметном столике сканирующего устройства. Следовательно, при отсутствии электронного образа поступившего на исследование документа получать образцы для сравнительного исследования путем сканирования документа-оригинала с последующей распечаткой на проверяемом принтере недопустимо, поскольку пиксельная структура вновь полученного электронного изображения будет иной, ибо она зависит от характеристики «сигнал/шум» конкретного набора ПЗС-элементов сканирующего устройства [5]; установить же точно - какие именно ПЗС-элементы участвовали в первоначальном сканировании - не представляется возможным.
6. Структурно-геометрические признаки распечатанного изображения зависят от размещения его электронного образа относительно границ документа, что в конечном итоге сказывается на позиционировании печатающей головки относительно плоскости бумаги или иного носителя изображения. Незначительные изменения в позиционировании печатающей головки до неузнаваемости изменяют структурно-геометрические признаки распечатанного изображения.
7. Структурно-геометрические признаки распечатанного изображения зависят от программного обеспечения процесса печати и от тех настроек на печать, которые позволяет осуществлять конкретный графический редактор.
В том случае, если для идентификации струйного принтера или его печатающей головки необходимо иметь экспериментальные образцы для сравнительного исследования (этот случай является наиболее общим), полученные результаты позволяют сделать следующий краткий вывод. Струйный принтер или его печатающая головка могут быть идентифицированы при соблюдении двух условий: наличия электронного образа поступившего на экспертизу документа и совпадения программного обеспечения процесса его печати.
Важно иметь в виду, что сама возможность идентификационного исследования струйного принтера зависит от своевременного и правильного исполнения мероприятий на этапе первоначальных следственных действий. В ходе выемки необходимо изымать не только принтер, но и системный блок, магнитные, оптические носители информации (для поиска на них электронного образа документа). Следует обеспечить такие условия хранения принтера, при которых исключалось бы высыхание чернил в каналах печатающей головки. При подготовке экспериментальных образцов для сравнительного исследования следует учитывать, что они должны быть распечатаны с того же электронного документа, с которого был напечатан документ, поступивший на экспертизу. Печать необходимо производить с использованием того же программного обеспечения, масштаба, разрешения и режима печати, какие применялись при изготовлении поступившего на экспертизу документа. Обнаружить его электронный аналог и установить использовавшиеся при печати настройки можно в результате проведения компьютерно-технической экспертизы, т.е. экспертное исследование струйного принтера должно носить комплексный характер. В этой связи представляет интерес химическое исследование чернил, особенно если иметь в виду, что некоторые пользователи заправляют опустевшие картриджи чернилами кустарного изготовления.
1. Палий В.М. Криминалистическое исследование документов, изготовленных на знакопечатающих устройствах. - Киев: РИО МВД УССР, 1989.
2. Колесниченко О.В., Шарыгин М.Е., Шишигин И.В. Лазерные принтеры. -СПб., 1997.
3. Шевченко Б.И. Теоретические основы трасологической идентификации в криминалистике. - М: МГУ, 1975.
4. Айринг С., Айринг Э. Подготовка цифровых изображений для печати. -Минск: Попурри, 1997.
5. Айринг С., Айринг Э. Сканирование - профессиональный подход. - Минск: Попурри, 1997.