喷墨打印机种属认定方法初探
马陈骏1,2，陈 刚3，王 楠 2,*
（1.华东政法大学，上海 200042；2.司法鉴定科学研究院，上海 200063；3.上海市防伪技术产品测评中心，上海 201112；）
摘 要: 目的 探索各类喷墨打印种属特征的价值与应用。方法 通过研究喷嘴排列、喷头纵长、喷墨技术以及字车运行规律等种属特征实现喷墨打印机的种属认定。结果 除佳能与惠普品牌喷墨打印机的喷嘴排列、喷墨技术特征相近，常用喷墨打印机的喷头纵长不一以外，其余各品牌的喷墨打印种属特征之间差异显著。结论 依据上述各喷墨打印种属特征，可实现特定打印条件下喷墨打印文件的机具种属认定。
关键词: 喷墨打印；种属认定；种属特征
喷墨打印机的种属认定是指通过检验喷墨打印客体上留下的物质性反映，确定其喷墨打印设备类型的一种方法，是借助打印客体逆向推理打印主体的过程。即依据喷墨打印客体上反映出的各类种属特性推测喷墨打印设备的品牌或型号。目前，喷墨打印文件的机具种属认定的依据来源于分析反映出的喷墨方式、喷头、输纸、同步、油墨等的机型种类特点[1]。而本文将上述形态学特点进一步分门归类，并通过实验论证各喷墨特征的价值，为相关检案提供更全面的判定依据。
1 喷墨打印种属特征的分类
喷墨打印客体上的“打印信息”既有某台打印机具的独有痕迹，也包含某品牌、某系列号或某型号喷墨打印设备所共有的特征[2]。其中的共性特征可适用于喷墨打印机的种属认定。主要包括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（喷头）运行规律特征等。因上述特征的稳定性强、标识度高，且易于打印客体上观察、推理，故以下分而论之。
1.1 喷嘴排列与喷头纵长特征
喷墨打印机的数个喷嘴经过排列固定成喷头（打印头），并将墨水喷射至打印介质上。其外在布局、规格影响着喷墨成像的过程。因此喷嘴的布局、规格特点会一定程度上反映于打印介质之上，体现在各类墨迹形态之中。
基性含长结构带，其中可见黑云母化或金云母化，部分见于角闪石角岩内，其中SiO2为带入组分，而Ai、Ti、Fe、Ca、Mn、Mg、P、K、Na、Cr、V为带出组分。其厚度范围较广，可达800～1 000 m。
1.1.1 各品牌常用型号喷墨打印机的喷嘴排列特点
喷墨打印机的喷嘴即是墨水受热或受压喷出打印头的小孔，数个喷嘴排列组成喷头。笔者使用VHX-600K超景深三维数码显微镜观察各常见品牌喷墨打印机的喷嘴排列形态，以检验不同设备喷嘴之间的异同，见图1。经观察发现:
1）佳能（Canon）与惠普（HP）品牌的几台常见型号喷墨打印机的喷嘴均为“错位交叉”排列；
1）在字车（喷头）的起始打印方向上:多数喷墨打印机的字车（喷头）相对于打印机正视图是从右向左运行开始喷墨打印，相对于打印介质正方向而言即是从左向右开始打印。其中HP Photosmart D5468喷墨打印机设置打印质量为“比草稿快”选项时，其字车（喷头）的起始打印方向相反。
图1 常见品牌喷墨打印机喷嘴显微图片（a. HP Photosmart D5468; b. HP Deskjet1112; c. HP Officejet Pro8100; d. Canon iB4080; e. Canon iP2780; f. Canon iP2880; g. Epson K105; h.Epson L310; i. Epson R330）
Fig.1 Micrographs of the nozzles of inkjet printers of common brands
另笔者使用Stemi2000立体显微镜观察各品牌常用型号喷墨打印机设置打印质量较低时打印客体的墨迹分布状态（打印质量较低时，打印输出分辨率较低，一般在设备光学分辨率范围内，不必采用“插值法”增加输出分辨率，因此其喷墨成像更能反映出喷头的布局特点），以检验不同的喷嘴排列方式单轮次快速成像的墨迹形态有何异同。显微图片见图2。经观察发现:
1.2.2 归纳总结
1）佳能（Canon）与惠普（HP）品牌的几台常见型号喷墨打印机的低质量打印文件的墨迹形态相近，呈“竖直波浪”状；
2）爱普生（Epson）品牌的几台常见型号喷墨打印机的低质量打印文件的墨迹形态则大相径庭，呈“横向条纹”状。
由此可知，喷墨打印机喷嘴的排列方式直接影响低质量打印时打印客体上的墨迹分布形态。即通过低质量打印的打印客体上墨迹分布的特点可以大致确定喷墨打印机具的品牌。
图2 常见品牌、型号喷墨打印机低质量打印文件放大100倍的墨迹显微图片（a. Canon iP2780; b.Canon iP2880; c. HP Officejet Pro6230; d. HP Photosmart D5468; e. HP Officejet Pro8100; f. HP Deskjet1112; g. Epson K105; h. Epson L310; i. Epson R330）
Fig.2 100×amplification micrographs of the quality-inferior printed ink-marks from common-brand/model inkjet printers
1.1.2 各品牌常用型号喷墨打印机的喷头纵向长度
喷墨打印机的喷头纵长即喷嘴排列成条状矩形的长边边长，与喷墨打印机的字车运行方向互相垂直。需要说明的是，喷墨打印机不同色彩的喷头纵长不尽相同，在喷墨成像时各色喷头可能互相“干扰”，使打印客体上的“喷头纵长痕迹”变得错综复杂。
字车运行规律是指喷墨打印设备打印各编辑软件的不同排版字符时，字车的默认运行起始、方向、位移等规律，受内置程序控制[4]。例如字车初始及结束时的停靠位置、初始位移方向、字车串行衔接点的设定。总的来说它是喷墨打印机内置程序对输入信号的确认与重编以使各机件惯性运作的一种规律，主要作用是保障打印效率与成像质量。通过分析各品牌常用型号喷墨打印机的字车运行规律发现，不同品牌、系列号、型号的喷墨打印机字车运行规律均有差异。且部分规律可以通过打印客体上的“打印信息”进行逆推，具体包括以下三点。
笔者使用拆机直接测量以及通过打印客体上的墨迹形态推测等方式统计了常见品牌喷墨打印机的喷头纵向长度（常用方法有但不限于:运用喷溅墨点的错位分布推测喷头纵长；运用墨迹错位的间距推测喷头纵长；运用喷墨打印质量的渐变周期推测喷头纵长），见表1。
经分析发现:
表中十台喷墨打印机的黑色喷头纵长之间有一定区分度，任意两台喷墨打印机黑色喷头纵长不相等的概率高达91.11%。由此可知，通过喷墨打印机的喷头纵向长度可以缩小疑似喷墨打印机具的范围。
传统CORDIC算法要达到较高精度时，所需迭代次数较多，且相位的迭代收敛速度较幅度慢很多，因此，迭代一定次数后，当向量的幅度精度满足要求时，其相位的误差仍较大.针对此问题，本文提出一种新的补偿算法，对经过传统CORDIC算法迭代后的向量幅度和相位，采用最佳一致逼近[12]方法分区间进行一阶多项式补偿，使计算区间上幅度的相对误差最大值和相位的绝对误差最大值最小.
（10）查看安全阀、压力表是否在有效检验期内，是否按照设计文件的要求设置整定压力，压力表范围和精度是否符合设计文件要求；安全阀是否锈死，能否正常开启；安全阀装设是否符合规范要求。
表1 常见品牌喷墨打印机各色喷头纵向长度统计表
Table 1 Statistics of the longitudinal lengths of each nozzle of its respective color from common-brand inkjet printers
1.2 各常用喷墨技术的特点
4）打印质量的优化:HP Photosmart D5468、HP Officejet series等喷墨打印机在设置打印质量为“正常” “普通”选项时，在保障打印效率的前提下，对排版后打印任务的纵向幅度小于喷头纵向长度的字车轮次，采用喷头靠中间区域的喷嘴实施打印。
1.2.1 常用喷墨技术特点介绍
常见品牌的喷墨打印机所使用的喷墨技术各有特点，其喷墨打印客体上的墨迹形态亦各具特色。
1）佳能、惠普品牌各型号喷墨打印机普遍采用气泡式喷墨技术，气泡式喷墨技术是让气泡膨胀而产生压力促使墨滴克服墨水表面张力而脱离喷嘴喷出，其中气泡是将墨水3 μs升温至300 ℃后汽化形成，出墨速度快，但易产生彗尾（即喷溅墨点）。
2）爱普生品牌各型号喷墨打印机则普遍采用压电式喷墨技术，压电式喷墨技术是利用压电晶体的压电效应使压电陶瓷伸缩而产生压力挤压喷头，使墨水喷出。其出墨速度较慢，但墨滴较规则，不易产生溅射现象。
同时，打印设置中不同“打印质量”选项下的墨迹形态迥异。因为“打印质量”选项的更改直接影响了打印速度，而打印速度会直接影响打印客体上的墨迹特征。因此，上述介绍并不适用于各类品牌的所有型号喷墨打印机，研究各喷墨技术的特点还需兼顾“打印质量”选项的影响。
式中，f F（x1，x2）为限流器的成本；f L为限流器的损耗；x1，x2分别为不同材料的用量；C1、C2分别为不同材料的单位费用；C0为与设计变量无关的固定费用。
无论是气泡式还是压电式，喷墨技术本身的特点必须经过成像而体现于打印客体上。但喷墨成像过程中又常出现其它干扰，因此以各类墨迹形态分析该设备的喷墨技术必须慎重。
基于以上认识，突出预警应将地质构造作为重点监测对象，当工作面接近地质构造时应提前预警，预警指标可选取工作面与地质构造的空间距离L作为指标，具体可根据地质构造的影响范围，将工作面与地质构造的距离作为确定预警警戒等级的依据，如图2所示，地质构造信息可通过探测和地质分析等手段确定，及时掌握。
PBL教学法运用于临床实践培训中，提高了学生学习的积极性、主动性和创造性，取得比较好的教学效果。同时也有助于教学模式的创新，促进教学方法的改进和完善，对医学教育改革的理论和实践具有重要价值[12]。
1.3.1 惠普（HP ）品牌喷墨打印机的字车运行规律
佳能的Fine打印头（全平板照相喷墨打印头喷嘴工艺，full-photolithography inkjet nozzle engineering）能够精准定位微小、恒量的墨滴，甚至其喷溅墨点同样排列整齐，大小相近；而惠普的双墨盒打印技术则恰恰相反，其能够将任意组合的墨滴量喷射在打印介质上，以致其喷溅墨点分散不规则，尺寸不一。该差别仅由喷墨技术所致，实际成像过程另当别论。
2）上述墨迹形态（主要为喷溅墨点特征）易受其他因素干扰而降低追溯其喷墨技术的可行性。这些因素主要有:一为速度，较之正常墨滴而言，喷溅墨点的体积小、阻力小，此时若喷头与打印介质的间距不变，那么字车运行速度越快，喷溅墨点距离正常墨迹的位移则越大，反之亦然；二为质量，喷墨成像的质量与效率往往成反比，字车运行过快，出墨时间短，墨滴不均匀，使成像的墨迹稀松，喷溅墨点与正常墨迹混同，辨识度降低。
几个老友闲聊，张三问李四：“儿子孝顺吗？”李四点点头：“可以！”问：“你姑娘呢？”张三答：“姑娘是老人的小棉袄，比一般儿子温暖哩！”两个人转头又问赵五：“你儿子也不错吧？”赵五沉默一会儿，摇摇头，叹口气：“不行噢，软忤逆！”
综上所述，运用墨迹形态推测喷墨技术时，需考虑其设置“打印质量”的高低。同时，当出现明显、稳定的喷溅墨点特征时，可大致判断其品牌，否则不宜妄下定论。
1.3 各常用喷墨打印机的字车运行规律
酸性氯化铜蚀刻剂，主要成分为氯化铜（CuCl2）和稀盐酸（HCl），其原理与碱性法类似：利用二价铜（Cu2+）的络离子将铜版氧化为一价铜（Cu+），实现腐蚀作用，并通过补充氧化剂（如双氧水、氯酸钠等）实现溶液的再生利用。酸性氯化铜的腐蚀速度很快，侧蚀程度非常低，也更为耐用。但制版过程会释放盐酸气体，有一定危害。
1）仅以各喷墨技术对墨迹形态的影响而言，气泡式喷墨技术较压电式喷墨技术出墨速度更快，与打印介质的距离也更远。因此，使用气泡式喷墨技术的喷头在字车运行达到一定速度时较容易产生喷溅喷点；而压电式喷头仅在高速运行时方才出现零碎墨点，不易察觉。除此之外，相同的技术框架下不同品牌的技术细节则各有千秋。
2）而爱普生（Epson）品牌的几台常见型号喷墨打印机的喷嘴均为“对位平行”排列。
2）在字车（喷头）的终止打印节点上:HP Photosmart D5468、HP Officejet series、HP Deskjet series等喷墨打印机的字车（喷头）在喷墨成像结束时，即运行至打印客体的末尾行的终止位置时不另停顿而直接归位。
3）特有的内置排版方式:HP Photosmart D5468、HP Officejet series等喷墨打印机在打印质量设置为“正常”“普通”或“一般”选项时，打印过程中除个别情况以外（实验中出现过两类情况:第一种情况是字符的字号较大，尺寸超过字车纵长；第二种情况是本行内所编辑字符中含白色字符，且相邻上一行所编辑字符均为白色字符时，此时相邻下一行所编辑字符上会出现拆分字符打印的现象），鲜少出现纵向拆分字符打印的现象。
喷墨技术即喷墨头的工作原理，是指墨水通过喷嘴将墨滴喷射至打印客体的机械原理[3]。根据喷墨形式可将喷墨打印机分为连续式和随机式两种，因为连续式喷墨方式浪费墨水、结构复杂，几乎已被市场淘汰，故笔者不再赘述。因喷墨技术不同可将随机式喷墨主要划分为压电式和气泡式两种喷墨技术。
1.3.2 佳能（Canon ）品牌喷墨打印机的字车运行规律
1）在字车（喷头）的起始打印方向上:常用的佳能品牌喷墨打印机的字车（喷头）相对于打印机正视图均从右向左运行开始喷墨打印，相对于打印介质正方向而言即是从左向右开始打印。
2）在字车（喷头）的终止打印节点上:Canon iP2780、Canon iB4080喷墨打印机的字车（喷头）在喷墨成像结束时，即运行至打印客体的末尾行的终止位置时不另停顿而直接归位；而Canon iP2880喷墨打印机的字车（喷头）打印完结时会于打印客体的终止位置停顿片刻。
3）打印效率的优化:常用的佳能品牌喷墨打印机以喷头的纵向顶端喷嘴为打印纵向基准线，且遇打印空隙时自动跳跃（此处的打印空隙可能是排版空档或是非打印区域）；常用的佳能品牌喷墨打印机在打印质量设置为“标准”“草稿”选项时，优先减少字车运行的轮次，以致出现字符纵向拆分打印的现象。
1.3.3 爱普生（Epson ）品牌喷墨打印机的字车运行规律
常用的爱普生品牌喷墨打印设备的打印客体上“打印信息”相对匮乏，可逆推的字车运行规律有限。主要集中于低质量的打印模式下。以Epson R330喷墨打印机为例，在设置打印质量为“快速省墨”“省墨”选项时，无论设置灰度模式与否，该设备打印纯黑字符时采用彩色模式喷墨成像（Epson R330喷墨打印机的各颜色喷嘴仅各有一列，故低质量打印时需其他色彩补充黑色喷嘴的空隙以进行灰度打印）。
独立学院的大学英语教学尚为年轻，有很多前人的经验可以借鉴，也有很多教学方法有待尝试。作为一名独立学院的英语教师，要敢于突破传统的教学模式的束缚，创造性地构建新颖的、符合独立学院学生特点的英语课堂教学模式。任务型教学法是值得推崇的语言教学的有效途径，有利于提高学生的英语语言应用能力和综合技能。但是，任何一种教学方法都不可能是完美的，教师应根据学生的特点和教学的实际情况，进行适时的调整和取舍，最大限度地发挥任务型教学法的积极作用，以期达到最好的教学效果。
视讯业务是通信运营商比较看好的一项增值业务，各大通信运营商纷纷打造自己的视讯平台，应用于平安城市建设以及公安、金融、教育、保险、酒店、石化等行业应用。以中国电信、中国联通、中国移动为代表的通信运营商大力推广其运营级视频监控服务，分别以“全球眼”“宽视界”“千里眼”作为运营级视频监控业务的推广品牌，伴随着4G移动网络的出现，手机随时随地查看视频监控的创新应用激活了一大批小微企业、中小型商铺及家庭用户[1]。
4) 计算各级指标评价值.将综合评价向量与测度阀值合成，做单值化处理W=M·U，从而得到工程测量实验室安全管理综合评价值.
2 喷墨打印种属特征的运用
上述各项喷墨打印种属特征均由设备的内置程序或硬件规格所致，互有交集地存于打印客体之上，为喷墨打印的种属认定提供依据。但在实际检案中，各特征、干扰因素的判定需分前后主次。首先观察打印客体上是否出现喷溅墨点，初步判断喷墨打印的出墨技术。无喷溅墨点的打印文件因其“打印信息”较少，仅可大致推测喷头纵长、喷嘴排列等信息，有之则可进一步检验。其次大致判断喷墨打印的打印质量。主要以打印客体上的墨迹形态特征为依据，同时以纯黑区域的灰度平均值、纯色区域的密度值区间为参考进行判断。目前常采用多PASS法、插值法来实现高分辨率的喷墨成像，故此高质量喷墨打印的“打印信息”受限，而低质量喷墨打印文件可进一步检验[5]。最后根据低质量打印文件上的喷溅墨点形态，测量和推演其喷头纵长、字车运行规律等特征，进一步实现喷墨打印的种属认定。
3 结语
喷墨打印的种属认定一直属机制文件鉴定中的难点。上述各类种属特征仍有待研究，例如部分喷墨打印机特有的打印暗记、不同编辑软件对字车运行规律的影响等等[6]。因此，实际检案中需系统检验、相互印证，谨慎区别、分析各喷墨打印的种属特征，以防止各类特征相互干扰而出现误判。
参考文献
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［6］ 张加敏，徐继航.喷墨打印文书的检验方法［J］.刑事技术，2003(3):42-44.
Category Identification of Inkjet Printers
MA Chenjun1,2, CHEN Gang3, WANG Nan2,*
(1. East China University of Political Science and Law, Shanghai 200042, China;2. Academy of Forensic Science of Ministry of Justice, Shanghai 200063, China 3. Shanghai Testing & Evaluation Center of Anti-counterfeiting Technical Products, Shanghai 201112, China; )
ABSTRACT: Objective To explore the value and applicability of category characteristics from various inkjet printers.Methods Through comparative analysis into the nozzle arrangement plus longitudinal lengths, the ink-jetting manners, the operating rules of printing carriage and other items necessary to enclose, the category identification of inkjet printer was carried out. Results Similar nozzle arrangement and ink-jetting manners were found from canon and HP inkjet printer.Commonly-used inkjet printers have discrepant nozzle’s longitudinal lengths. For the rest inkjet printers tested here, there are distinctive difference of category characteristics among them. Conclusions According to the category characteristics of inkjet printers investigated in this paper, inkjet printers can be identified with some of their characteristics under certain conditions.
KEY WORDS: inkjet printing; categorical identification; species characteristics
中图分类号: DF794.2
文献标识码: A
文章编号: 1008-3650(2019)05-0438-04
基金项目: 国家自然科学基金项目（No.U1736102，61605132）；中央级科研院所公益研究基金（No.GY2019D-1）
第一作者简介: 马陈骏，男，安徽合肥人，博士在读，工程师，研究方向为文检司法鉴定工作。E-mail:daluma2005@163.com
* 通讯作者简介: 王楠，女，福建福州人，硕士，工程师，研究方向为文件检验。E-mail:wangn @ssfjd.cn
DOI: 10.16467/j.1008-3650.2019.05.013
收稿日期: 2017-08-14；修回日期:2018-01-18
引用本文 格式:马陈骏，陈刚，王楠.喷墨打印机种属认定方法初探[J]. 刑事技术，2019,44(5):438-441.
标签：喷墨打印论文; 种属认定论文; 种属特征论文; 华东政法大学论文; 司法鉴定科学研究院论文; 上海市防伪技术产品测评中心论文;