Zastosowanie mikroskopii optycznej do weryfikacji dokumentów przerobionych za pomocą drukarki laserowej

(1)

Wstęp

Pierwsza drukarka laserowa została skonstruowana w firmie Xerox w 1977 roku. W 1984 roku Hewlett-Pac-kard wyprodukował drukarkę laserową przeznaczoną do współpracy z komputerem. Obecnie komputer z zainsta-lowanym edytorem tekstu i monochromatyczną drukarką laserową jest standardowym zestawem służącym do spo-rządzania najróżniejszych dokumentów. W firmach będą to chociażby stenogramy, protokoły z posiedzeń rad nad-zorczych lub różnego rodzaju umowy. Również w domu umowy nie są już wykonywane odręcznie tylko drukowa-ne. Stały rozwój i doskonalenie drukarek laserowych po-zwala na uzyskanie wydruków o bardzo wysokiej jakości, których koszt jest niski ze względu na przystępną cenę drukarki i jej materiałów eksploatacyjnych.

Niestety, umożliwia to również wprowadzenie zmian w wydruku przez dopisanie nowej treści do już istniejącej. Przerobienie dokumentu to zmiana pierwotnego tekstu lub znaków polegająca na usunięciu fragmentów i naniesie-niu nowej treści albo dodananiesie-niu nowych elementów do już istniejącej treści. W ten sposób zmienia się autentyczna treść dokumentu [1].

Przegląd literatury kryminalistycznej, wykonany przed pod jęciem badań, wykazał brak doniesień literatu ro wych do-tyczących tego aspektu technicznej analizy dokumentów.

Cel pracy

W swojej pracy autorzy skupili się na opracowaniu nieniszczącej, porównawczej metody badawczej umożli-wiającej identyfikację sporządzonych na podłożu papie-rowym dokumentów przerobionych za pomocą drukarki laserowej. Przerobienie dokumentu poległo na dopisaniu nowej treści do już istniejącej. Badane dokumenty to wy-druki monochromatyczne.

Zasada tworzenia wydruku

W drukarkach laserowych środkiem kryjącym tworzącym obraz jest toner. Badane wydruki z drukarek kolorowych

były monochromatyczne – środkiem kryjącym był toner ko-loru czarnego.

Toner to mieszanina, której podstawowym składni-kiem jest polimer o własnościach elektrostatycznych [2] i termoplastycznych, sadza jako barwnik w przypadku to-nera czarnego oraz inne barwniki. Niekiedy dodawane są komponenty polepszające własności ferromagnetyczne [3] tonera, ale jest to tajemnicą producenta. Obraz tworzo-ny jest podobnie jak w procesie kserograficztworzo-nym [4].

Najważniejsze etapy powstawania obrazu to:

naładowanie warstwy fotoprzewodzącej ładunkiem –

elektrycznym,

naświetlenie warstwy fotoprzewodzącej laserem –

powodujące rozproszenie ładunku elektrycznego i powstanie tzw. elektrofotograficznego obrazu uta-jonego,

wywołanie powstałego obrazu za pomocą tonera, –

transfer tonera z fotoprzewodnika na podłoże pa-–

pierowe lub inne,

utrwalenie obrazu przez ogrzanie i sprasowanie –

tonera z podłożem.

W badaniach najistotniejsze są własności termopla-styczne polimeru tworzącego bazę tonera oraz to, że do utrwalenia obrazu, tj. do spojenia tonera z papierowym łożem, używany jest układ bębnów działających jak pod-grzewana prasa. Połączenie działającej siły i temperatury powoduje uplastycznienie tonera i wprasowanie go w papier. Założono, że dodrukowanie nowych treści do już ist-niejących, czyli przerobienie dokumentu, spowoduje, że toner tworzący obraz już istniejący będzie ponownie pod-dany procesowi utrwalania. Przejdzie on po raz drugi przez układ gorących bębnów dociskających. Polimery tworzące bazę tonera mają własności termoplastyczne, dlatego po-nowne nagrzanie oraz sprasowanie go pozostawi na jego powierzchni ślad, inny niż powstały na powierzchni tonera tworzącego obraz dodatkowo dopisanych treści. W celu weryfikacji tego założenia powierzchnię tonera tworzące-go dokument przerobiony zbadano za pomocą mikroskopii optycznej. W wyniku badań porównawczych stwierdzono ewidentne różnice w ukształtowaniu powierzchni między tonerem tworzącym znaki na fragmentach dokumentu wytworzonego pierwotnie a tymi samymi znakami, które zostały dopisane do oryginału.

Sławomir Szczepańczyk Urszula Konarowska

Zastosowanie mikroskopii optycznej do weryfikacji

(2)

mal o wielkości 12 pkt. Wszystkie badane wydruki były wy-konane w opcji monochromatycznej – czarnej. Jako edy-tora tekstu użyto Word 2003 z pakietu MS Office. Wydruki sporządzano w ten sposób, że po wydrukowaniu 20 wier-szy tekstu na karcie formatu A4 standardowego papieru kserograficznego kartę ponownie umieszczano w podajni-ku drukarki i dodrukowywano kolejne 18 wierszy. Proces powtarzano trzykrotnie dla danej drukarki. W ten sposób uzyskiwano odpowiednią ilość materiału badawczego. Wszystkie wydruki wykonano na papierze jednego rodza-ju – standardowym kserograficznym. Dodatkowo sporzą-dzono wydruki z tekstem napisanym czcionkami Courier New, rozmiar 10 pkt i 14 pkt oraz Times New Roman ana-logicznych rozmiarów. Następnie za pomocą mikroskopu, przy powiększeniu 50, 100 i 200 razy, obserwowano i po-równywano powierzchnię tonera tworzącego litery i cyfry stanowiące treść pierwotną dokumentu z odpowiednimi powierzchniami tonera tworzącego litery i cyfry treści do-drukowanej. Badaniom porównawczym poddano te same powierzchnie tych samych znaków w treści pierwotnej i dopisanym tekście. Wydruki uzyskano z następujących typów drukarek laserowych: HP LaserJet 1100, HP Color LaserJet 2600n, Lexmark T640, HP Color LaserJet 4650 dtn, HP LaserJet 4000, HP Color LaserJet 3600, HP Co-lor LaserJet 2605dn, ML 2010PR Samsung, HP LaserJet P2015, HP Color LaserJet 3000 dn.

Wyniki

W trakcie obserwacji obrazów mikroskopowych stwier-dzono, że powierzchnia tonera będącego treścią przero-bioną jest we wszystkich badanych przypadkach silnie rozbudowana i tworzy charakterystyczne, łatwe do zaob-serwowania struktury. Są one intensywnie rozbudowane na powierzchni tych fragmentów, które stanowią treść przerobioną (jedno przejście przez elementy grzewcze). Powierzchnia tonera tworzącego treść pierwotną (dwa

większość badanych przypadków wymagała wykonania szczegółowych obserwacji z użyciem innych powiększeń. Stwierdzono, że najlepsze rezultaty otrzymano, stosując dodatkowo powiększenia 100 i 200 razy.

Ryc. 1. Porównanie obrazu powierzchni tonera (z prawej strony toner,

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 1100 – powiększenie 50 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o bu-dowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 1. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet 1100 – 50 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, re-duced structure of toner surface

(3)

Fig. 2. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet 1100 – 100 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, re-duced structure of toner surface

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 1100 – powiększenie 200 razy

Fig. 3. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet 1100 – 200 X magnification

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 2600n – powiększenie 50 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struk-tura powierzchni tonera

Fig. 4. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of HP Color LaserJet 2600n – 50 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 2600n – powiększenie 100 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struk-tura powierzchni tonera

Fig. 5. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP Color LaserJet 2600n – 100 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

(4)

ry raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 2600n – powiększenie 200 razy

Fig. 6. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP Color LaserJet 2600n – 200 X magnification

ry raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki Lexmark T640 – powięk-szenie 200 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziar-nisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 7. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of Lexmark T640 printer – 200 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

któ-ry raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 4650 dtn – powiększenie 100 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o bu-dowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 8. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP Color LaserJet 4650 dtn printer – 100 X magni-fication, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

któ-ry raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 4650 dtn – powiększenie 200 razy

Fig. 9. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of HP Color LaserJet 4650 dtn printer – 200 X magnification

(5)

Fig. 10. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of HP LaserJet 4000 printer – 50 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

Fig. 11. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet 4000 printer – 100 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 3600 – powiększenie 200 razy

Fig. 12. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of HP Color LaserJet 3600 printer – 200 X mag-nification

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 2605dn – powiększenie 50 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struk-tura powierzchni tonera

Fig. 13. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of HP Color LaserJet 2605dn printer – 50 X mag-nification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

(6)

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 2605dn – powiększenie 100 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struk-tura powierzchni tonera

Fig. 14. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP Color LaserJet 2605dn printer – 100 X magni-fication, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 2605dn – powiększenie 200 razy

Fig. 15. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of docu-ment generated with use of HP Color LaserJet 2605dn printer – 200 X magnification

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki LaserJet P2015 – powiększenie 50 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o bu-dowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 16. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet P2015 printer – 50 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 – powiększenie 100 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o bu-dowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 17. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet P2015 printer – 100 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

(7)

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 – powiększenie 200 razy

Fig. 18. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP LaserJet P2015 printer – 200 X magnification

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 3000 dn – powiększenie 50 razy

Fig. 19. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP Color LaserJet 3000dn – 50 X magnification

który raz przeszedł przez elementy grzewcze, z lewej przechodzący dwa razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 3000 dn – powiększenie 200 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropowatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struk-tura powierzchni tonera

Fig. 20. Comparison of toner surface image (right: toner which passed through heating elements once; left: toner after two passages) of document generated with use of HP Color LaserJet 3000dn printer – 200 X magni-fication, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

Ryc. 21. Porównanie obrazu powierzchni tonera (z prawej strony toner

z czcionki o kroju Tahoma, z lewej o kroju Times New Roman) z dokumen-tu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 – powiększenie 50 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chro-powatej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 21. Comparison of toner surface image (right: toner on Tahoma letter type, left: toner on Times New Roman letter type) of document generated with use of HP LaserJet P2015 printer – 50 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, reduced structure of toner surface

(8)

z czcionki o kroju Tahoma, z lewej o kroju Times New Roman) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 – powiększenie 100 razy, a – tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropo-watej, b – tekst pierwotny, zredukowana struktura powierzchni tonera

Fig. 22. Comparison of toner surface image (right: toner on Tahoma letter type, left: toner on Times New Roman letter type) of document generated with use of HP LaserJet P2015 printer – 100 X magnification, a – added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b – original text, re-duced structure of toner surface

z czcionki o kroju Tahoma, z lewej o kroju Times New Roman) z dokumen-tu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 – powiększenie 200 razy

Fig. 23. Comparison of toner surface image (right: toner on Tahoma letter type, left: toner on Times New Roman letter type) of document generated with use of HP LaserJet P2015 printer – 200 X magnification

z czcionki o stylu normalnym, z lewej pogrubionym) z dokumentu wytwo-rzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 3000 dn – powiększenie 100 razy

Fig. 24. Comparison of toner surface image (right: toner on regular letter type, left: toner on bold letter type) of document generated with use of HP LaserJet 3000 printer – 100 X magnification

z czcionki o stylu normalnym, z lewej pogrubionym) z dokumentu wytwo-rzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 3000 dn – powiększenie 200 razy

Fig. 25. Comparison of toner surface image (right: toner on regular letter type, left: toner on bold letter type) of document generated with use of HP LaserJet 3000 printer – 200 X magnification

(9)

Wnioski

Wyraźne różnice pomiędzy strukturą powierzchni to-nera, który przeszedł raz przez elementy grzewcze, a tym, który przeszedł dwa razy, są widoczne:

przy powiększeniu 50, 100 i 200 razy dla wydruków –

uzyskanych z drukarek HP LaserJet 1100, HP Co-lor LaserJet 2600n, HP CoCo-lor LaserJet 2605dn, HP LaserJet P2015;

przy powiększeniu 50 i 100 razy dla wydruków uzy-–

skanych z drukarki HP LaserJet 4000;

przy powiększeniu 50 i 200 razy dla wydruków uzy-–

skanych z drukarki HP Color LaserJet 3000 dn; przy powiększeniu 100 i 200 razy dla wydruków uzy-–

skanych z drukarki HP Color LaserJet 4650 dtn; przy powiększeniu 200 razy dla wydruków uzyska-–

nych z drukarek Lexmark T640 i HP Color LaserJet 3600.

W przypadku wydruków wykonanych z użyciem drukar-ki ML 2010PR Samsung różnice w strukturze powierzchni tonera, który przeszedł raz przez elementy grzewcze, a tym, który przeszedł dwa razy, są trudne do zaobserwowania.

Metoda identyfikacji treści dodrukowanych za pomocą drukarki laserowej z użyciem obserwacji mikroskopowej powierzchni tonera jest metodą porównawczą. Polega na jakościowym porównaniu wyglądu i ukształtowania po-wierzchni tonera tworzącego treść w obrębie kwestiono-wanego dokumentu. Zmiany ukształtowania tej powierzch-ni pod wpływem powtórnego działapowierzch-nia temperatury i siły

w procesie utrwalania znaków są widoczne i możliwe do jakościowego rozróżnienia.

Po uzyskaniu niezbędnego doświadczenia w interpre-tacji obrazów mikroskopowych powierzchni tonera jest możliwe rozróżnienie elementów pierwotnych i dopisa-nych. Metoda jest nieniszcząca – nie ma potrzeby wycina-nia, niszczewycina-nia, lub jakiejkolwiek ingerencji fizycznej bądź chemicznej w dokument.

Badania będą kontynuowane w kierunku identyfikacji indywidualnej drukarek laserowych oraz wprowadzenia obliczeń statystycznych.

Streszczenie

W artykule przedstawiono mikroskopową metodę identyfikacji tre-ści pierwotnych i dopisanych w dokumentach przerobionych za pomocą drukarek laserowych. Pozwala ona skutecznie bez niszczenia dokumentu określić oryginalność tekstu wytworzonego z użyciem różnego rodzaju drukarek laserowych.

Słowa kluczowe: drukarka laserowa, dokumenty przerobione, to-ner, obserwacja mikroskopowa.

Summary

The paper presents a microscope-aided method to identify original and added content of documents processed by means of laser printers. The technique allows to determine the authenticity of text generated with use of variety of laser printers in an efficient and non-destructive manner.

Keywords: laser printer, processed documents, toner, microscope-aided observation