引用本文
白萃萃, 梁鲁宁, 林雷祥, 田丽丽. 显微共焦拉曼光谱技术区分喷墨打印机打印的彩色图文墨迹[J]. 刑事技术,2014,39(5): 41-44
BAI Cui-cui, LIANG Lu-ning, LIN Lei-xiang, TIAN Li-li. Differentiation of inkjet printings by Microscopic Raman Spectroscopy[J]. Forensic Science and Technology,2014,39(5): 41-44  
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显微共焦拉曼光谱技术区分喷墨打印机打印的彩色图文墨迹
白萃萃1, 梁鲁宁2, 林雷祥2, 田丽丽2
1.江苏警官学院刑事科学技术系,南京 210012
2.公安部物证鉴定中心,北京100038

作者简介:白萃萃(1989—),女,青海刚查县人,副教授,硕士,主要从事文件检验工作。Tel:15151811018

基金: 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金计划项目(NO.2011JB010)
摘要

目的 建立显微共焦拉曼光谱法区分喷墨打印机打印的彩色图文墨迹的方法。方法 利用显微共焦拉曼光谱技术所具有微量、微区、原位分析及非破坏性等特点,对24种常见彩色墨水墨迹分别进行检验。结果 品红色墨点墨迹成分归类区分效果最好,其次是黄色墨点,最后是蓝色墨点。结论 采用显微共焦拉曼光谱技术对彩色打印墨迹进行不同颜色单点分析可大大提高喷墨打印机厂家型号的识别率,是一种有效的检测手段。

关键词: 显微共焦拉曼光谱; 喷墨打印机; 彩色图文墨迹; 墨迹成分区分
中图分类号:DF793.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2014)05-0041-04
Differentiation of inkjet printings by Microscopic Raman Spectroscopy
BAI Cui-cui, LIANG Lu-ning, LIN Lei-xiang, TIAN Li-li
Abstract

A microscopic and non-destruction approach for the analysis of inkjet inks is being reported. Microscopic Raman Spectroscope was used to determine if inkjet inks from various manufacturers and models of printers could be differentiated and identified. As inkjet printing often involves the use of multiple colors to form an image or text, three color (magenta, yellow and blue) dots on inkjet printings printed with 24 models of ink cartridge (produced by three manufacturers )were analyzed. The results showed that most of inkjet printings can be differentiated by ink analysis.

Keyword: Microscopic Raman Spectroscopy; inkjet printer; classification

国内外对喷墨打印机打印的彩色图文研究大多针对彩色喷墨打印机中的黑色墨水成分或是彩色墨迹的混合物成分的检验, 而本文尝试利用显微共焦拉曼光谱技术所具有的微量、微区、非破坏性、原位分析等特点对喷墨打印机打印的彩色图文墨迹中三原色未重叠点的部分进行鉴定, 确定打印机的种类, 以此缩小侦查范围, 查找犯罪嫌疑人。

1 实验部分
1.1 实验材料

Renishaw in Via-Plus 显微拉曼光谱仪, wir3.0处理软件[1] 。

打印载体为经典佳印的A4复印纸, 编号1#~24#为原装墨水喷墨打印机打印的彩色图文墨迹(见表1)。

表1 原装墨水打印形成的24份样品打印机品牌、型号及墨盒型号
1.2 方 法

组成彩色图文墨迹中的三原色墨点, 其采用输出功率为50× 5%nw(品红色和黄色墨点的输出功率)/ 50× 0.5%nw(蓝色墨点的输出功率)的785nm固体(半导体)激光器, 在50X物镜下, 对100cm-1-2000cm-1范围内的三原色墨点进行点聚焦扫描, 累积3次, 得到可供比对的拉曼谱图。每种彩色图文墨迹都具有相应的特征谱峰, 且重现性好。

2 结果与讨论
2.1 彩色图文墨迹中品红色墨点的拉曼光谱分析

经对品红色墨点所测拉曼谱图的分析和比对, 可将24份原装墨水打印形成的彩色图文墨迹分为十二类(见表2, 见图1~图11)。

表2 24份喷墨打印的彩色图文墨迹对品红色墨点的分类

由图1~图11和表2可知, 采用显微共焦拉曼光谱技术分析喷墨打印机打印的彩色图文墨迹中的品红色墨点可以得到很好的拉曼光谱图, 且区分效果较好。分析拉曼位移峰不同峰位可知, 品红色墨点的12个分类中, 第二类、第六类、第七类均为惠普品牌, 第三类、第八类~第十一类均为爱普生品牌, 第五类为佳能品牌; 其中第六类~第十一类均由单一品牌型号构成。单一品牌构成的分类占到了大多数, 说明品牌之间墨水成分存在差异, 且每个品牌间成分也不尽相同, 据此存在推断喷墨打印机打印的彩色图文墨迹的打印机品牌和型号提供了可能。

图1 品红色墨迹第一类拉曼图

图2 品红色墨迹第二类拉曼图

图3 品红色墨迹第三类拉曼图

图4 品红色墨迹第四类拉曼图

图5 品红色墨迹第五类拉曼图

图6 品红色墨迹第六类拉曼图

图7 品红色墨迹第七类拉曼图

图8 品红色墨迹第八类拉曼图

图9 品红色墨迹第九类拉曼图

图10 品红色墨迹第十类拉曼图

图11 品红色墨迹第十一类拉曼图

2.2 彩色图文墨迹中黄色墨点的拉曼光谱分析

经对黄色墨点所测拉曼谱图的分析比对, 可将22份原装墨水打印形成的彩色图文墨迹(24份彩色图文墨迹中有2份无黄色墨点)分为十一类。

根据分类可知, 采用显微共焦拉曼光谱技术分析喷墨打印机打印的彩色图文墨迹中的黄色墨点可以得到清晰的拉曼光谱图, 区分效果较好。分析拉曼位移峰不同峰位所得的分类可知, 黄色墨点的十一个分类中, 第二类、第三类、第十类、第十一类均为惠普品牌, 第六类~第九类均为爱普生品牌; 其中第六类~第十一类共均由单一品牌型号构成, 可见单一品牌构成的分类占到了大多数。

2.3 彩色图文墨迹中蓝色墨点的拉曼光谱分析

经对蓝色墨点所测拉曼谱图的分析比对, 可将23份原装墨水打印形成的彩色图文墨迹(24份彩色图文墨迹中有1份无蓝色墨点)分为八类。同样, 在分析蓝色墨点时可以得到很好的拉曼光谱图, 区分效果较好。分析拉曼位移峰不同峰位所得的分类可知, 蓝色墨点的八个分类中第四类、第七类、第八类均为惠普品牌, 第五类为爱普生品牌, 第六类为佳能品牌; 其中第五类~第七类均由单一品牌型号构成, 可见单一品牌构成的分类也占到了大多数。

2.4 注意事项

由于本实验所采用的彩色图文其微观形态均由三原色的墨点错位叠加形成, 因此在实验操作中选取三原色未重叠点部分应注意以下几方面的影响:(1)本实验使用静电复印纸作为打印载体, 因此墨水会沿纸张纤维渗透从而造成的不必要的颜色叠加, 应尽量选择周围无其他颜色干扰的部分; (2)喷墨打印机原理各不相同, 其图文形态也不尽相同, 因此选取拉曼聚焦点时尽量选在图形的周边区域, 尤其是分布有较多单色点的区域, 这样有助于实验的进行; (3)随着打印要求的提高, 不断有厂家推出六色墨盒来实现色彩的逼真度, 与之前的四色墨盒相比, 多出了浅蓝色和浅品红色, 为使实验更加准确, 本试验对六色墨盒中的品红色和浅品红色、蓝色和浅蓝色进行拉曼光谱的对比和验证, 发现相同颜色的深浅, 其拉曼谱图中的峰位置并没有发生变化, 对实验结果不会产生影响。

归纳不同颜色的3组数据, 可以大大提高墨迹的区分率, 得到比单色区分更好的区分效果。由于3种颜色的各自分类中单一品牌分类占了大多数, 使得根据墨迹成分推断可能的打印机品牌成为可能。

综上所述, 采用显微共焦拉曼光谱技术对彩色打印墨迹进行不同颜色单点分析后再进行数据统合, 可大大提高喷墨打印机厂家型号的识别率, 是一种有效的检测手段。 根据分析组成图文色彩的品红色、黄色和蓝色墨点中墨迹的不同成分, 并按照其拉曼位移峰的不同峰位进行了归类和分析, 发现品红色墨点墨迹成分归类效果最好, 区分率最高, 其次是黄色墨点, 最后是蓝色墨点。在原装墨水打印的彩色图文墨迹分类中, 发现很多分类均由单一品牌构成, 且这其中有一部分系单一品牌型号的机型构成, 由此存在推断喷墨彩色图文墨迹打印机品牌及型号的可能性。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 连园园, 李伟, 梁鲁宁, 等. 拉曼光谱面扫描成像判断黑色圆珠笔交叉笔画书写先后顺序[J]. 刑事技术, 2009(3): 14-17. [本文引用:1]