§ 2. Знакосинтезирующие печатающие устройства
(принтеры). Диагностические признаки,
отображающиеся в текстах, выполненных
с помощью принтеров
Все разнообразие современных принтеров можно классифицировать по нескольким основаниям:
по способу воздействия рабочих элементов печатающего узла на носитель изображения: ударные и безударные;
по способу воспроизведения изображений: игольчатые (матричные), электрофотографические, струйные, с термопереносом красящего вещества;
по способности воспроизводить цветные изображения: монохромные и цветные (схема 4).
Схема 4
Примерная классификация знакосинтезирующих печатающих устройств
Принтеры
ударные
безударные
струйные
электрофотографические
с
термо-переносом
игольчатые
(матричные)
Наибольшее значение для решения экспертных задач в отношении документов, изготовленных на принтерах, имеет их классификация по способу воспроизведения изображений. Игольчатые (матричные) принтеры формируют знаки посредством стальных стержней (игл), которые в момент печати наносят точечный удар через машинописную ленту по бумаге. Рабочие иглы имеют преимущественно круглое сечение и диаметр, не превышающий 0,2 мм, а поперечный размер оттиска, образуемого иглой на бумаге первого сорта при печати через красящую ленту на лавсановой основе, составляет обычно 0,23–0,24 мм. В печатающей головке принтера размещаются от 9 до 24 игл, в зависимости от марки и модели устройства. Красконоситель матричного принтера, а именно пропитанная краской синтетическая лента, размещается в картридже, в котором в ходе печатного цикла равномерно перематывается. Печатающая головка, укрепленная на движущейся слева направо каретке, выполняется в виде отдельного узла и легко подвергается замене при износе. Игольчатые принтеры позволяют получить за один печатный цикл несколько экземпляров документов за счет использования копировальной (или самокопировальной) бумаги.
Основными диагностическими признаками текстов, выполненных с использованием игольчатых (матричных) принтеров, являются:
незначительный рельеф штрихов, образованных упорядоченными отдельными округлыми элементами одинакового размера, образующими сплошные линии;
размещение красящего вещества в штрихах, поверхностное или слегка проникающее в толщу бумаги;
в отдельных штрихах просматривается структура красконосителя (ленты);
красящее вещество штрихов непрозрачно для инфракрасных лучей, не обладает люминесцентными свойствами в ультрафиолетовой и красной зонах спектра, копируется органическими растворителями (ацетон, диметилформамид) (рис. 4).
а б
Рис. 4. Фрагмент текста, выполненного с помощью
Игольчатого (матричного) принтера:
а – качественный режим печати (в несколько проходов);
б – черновой режим печати (в один проход печатающей головки),
наблюдаются оттиски отдельных игл
В струйных печатающих устройствах реализован способ дискретной (капельной) печати жидкими, на основе водно-спиртового связующего, или так называемыми твердыми чернилами. Элементом, разбрызгивающим чернила, 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. Особенностью струйной печати является то, что печатающий узел (панель с форсунками) и запечатываемый материал (бумага) располагаются на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга и не соприкасаются.
Твердочернильные принтеры по способу переноса красящего материала на носитель изображения имеют сходство со струйными принтерами с жидкими чернилами. «Твердые» чернила для современных моделей принтеров изготавливаются на основе каучукового связующего (ранее твердую основу чернил составлял синтетический воск). Красящему материалу придается форма брикета, который устанавливается в картридж принтера. Под действием тепла от нагревательного элемента красящий материал расплавляется и через форсунки дискретными порциями подается на носитель изображения. После выключения принтера красящий материал в печатающих элементах затвердевает, однако при последующем включении генерируемое нагревательным элементом тепло меняет фазовое состояние красящего материала с твердого на жидкое.
Для изображений, полученных с помощью струйной печати жидкими чернилами, характерно:
штрихи образованы хаотично расположенными дискретными элементами округлой формы с расплывчатыми краями;
края штрихов неровные, возможно наличие загрязнений в виде однонаправленных капель-брызг с одного края знаков (образуются при большой скорости печати);
изображения не имеют рельефа;
красящее вещество хорошо проникает в толщу бумаги, что иногда наблюдается на оборотной стороне листа;
красящее вещество штрихов непрозрачно для инфракрасных лучей, не люминесцирует в ультрафиолетовой и красной зонах спектра, хорошо копируется водой и органическими растворителями (рис. 5).
Рис. 5. Фрагмент текста, выполненного с помощью струйного принтера
с жидкими чернилами
К диагностическим признакам изображений, полученных с помощью твердочернильных струйных принтеров, относятся:
изображение образовано хаотично расположенными дискретными элементами преимущественно округлой формы;
поверхность красящего вещества штрихов имеет блеск;
незначительный рельеф штрихов изображений за счет плотности красящего вещества;
красящее вещество штрихов устойчиво к растворителям и неустойчиво к нагреванию свыше 100 °С.
Принтеры, реализующие электрофотографическую технологию, в зависимости от устройства, формирующего на фоторецепторе скрытое изображение, подразделяются на лазерные и светодиодные.
В лазерных принтерах экспонирование фоторецептора осуществляется с помощью маломощного лазера. Перемещением его луча управляет высокоточная оптико-механическая система. В основе получения скрытого изображения на фоторецепторных слоях электрофотографических принтеров и других электрофотографических копировальных устройств лежат одни и те же физические процессы1.
В светодиодных принтерах роль источника света выполняет светодиод – точечный полупроводниковый элемент, излучающий кванты света под действием приложенного к нему напряжения. Конструктивно светодиоды выполнены в один ряд, образуя так называемую светодиодную линейку.
Сформированное в виде потенциального рельефа на поверхности фоторецептора принтера скрытое изображение проявляется мелкодисперсным порошковым красителем – тонером. Тонер засыпается в специально предназначенную для него емкость. В ней имеется прорезь (совпадающая по длине с длиной цилиндра фотобарабана или шириной ленты с фоторецепторным слоем), из которой тонер высыпается на магнитный валик – девелопер (от англ. develop – проявлять). Последний выполняет роль магнитной кисти.
В конструкциях электрофотографических принтеров реализованы два способа осаждения тонера на девелопере: с ферромагнитным порошком и без такового. Устройства с ферромагнитным порошком имеют дополнительную емкость, специально для него предназначенную. Порошок равномерно распределяется по поверхности магнитного валика и выполняет роль ворсинок, на которых оседает тонер. С них он переносится на поверхность фоторецептора. Тонер, предназначенный для принтеров, в которых реализован данный способ проявления, не обладает ферромагнитными свойствами.
Печатающие устройства без ферромагнитного порошка имеют более простую конструкцию. В них используется тонер с ферромагнитными свойствами. В его состав в качестве одного из компонентов введено ферромагнитное вещество. Оно вместе с осевшими на нем частицами красителя под действием силы магнитного притяжения удерживается на магнитном валике, с которого дозированными порциями переносится на поверхность фоторецептора. Осевший на носителе изображения тонер сохраняет свои магнитные свойства, и их можно использовать для определения групповой принадлежности печатающего устройства.
Для закрепления на носителе изображения тонера применяется термосиловой способ: носитель прокатывается между двумя сдавливающими его валиками. Один из них нагревается до температуры около 150 C. Под действием тепла смолосодержащие компоненты тонера оплавляются и закрепляются на поверхности запечатываемого материала, образуя хрупкий по своим механическим свойствам слой с характерным для синтетических смол блеском. Под действием давления происходит выравнивание рельефа красочного слоя.
В штрихах изображений, полученных электрофотографическим способом, можно наблюдать следующие характерные признаки:
мелкозернистая структура штрихов, образованных спекшимися частицами красящего вещества (тонера);
блеск красящего вещества штрихов;
неровные, нечеткие края штрихов знаков, наличие ореола частиц красящего материала вокруг основных штрихов;
наблюдается линейчатая структура изображений и ступенчатость наклонных элементов (для устройств с разрешающей способностью до 600 dpi);
штрихи поглощают инфракрасные лучи, видимы на экране электронно-оптического преобразователя, не копируются водой, копируются органическими растворителями (четыреххлористым углеродом, толуолом, диметилформамидом) (рис. 6).
Рис. 6. Увеличенное изображение знака, выполненного с помощью
электрофотографического знакопечатающего устройства (лазерного принтера)
Группу печатающих устройств с термопереносом красящего материала образуют термовосковые и сублимационные принтеры. Общим для них является использование в качестве красконосителя полимерной, например лавсановой, ленты. Лента для каждого цвета обычно размещается в картридже. По конструкции он напоминает аналогичный узел игольчатых принтеров.
Принцип действия термовосковых принтеров заключается в следующем. Полимерная лента со стороны нанесенного на нее красящего материала, изготовленного на основе воскоподобного связующего, прилегает к поверхности носителя изображения. С неокрашенной стороны лента нагревается точечным остронаправленным источником тепла до температуры около 80 C, в результате чего красящий материал в точке нагрева переходит в жидкое состояние и закрепляется на поверхности запечатываемого материала, остывает и переходит в твердую фазу.
Для получения качественных изображений этим способом необходима гладкая поверхность запечатываемого материала, поэтому в термовосковых принтерах перед началом печати предусмотрена возможность нанесения на поверхность носителя изображения тонкого слоя прозрачного грунта (для этого используется специальный картридж).
К диагностическим признакам изображений, полученных способом полноцветной термовосковой печати, относятся:
– штрихи состоят из элементов с блестящей поверхностью;
– слой красящего материала является достаточно тонким (1–1,5 мкм);
Сублимационная технология печати основана на возгонке твердого красящего материала в поверхностный слой носителя изображения, испаряющегося при температуре около 400 C. Для печати в режиме сублимации используют картриджи с сублимирующей краской и специальную сублимационную бумагу.
Диагностические признаки изображений, получаемых способом сублимационной печати:
использование специальной бумаги (ее поверхность, предназначенная для печати, имеет глянцевое покрытие, в его толще и формируется изображение, в связи с этим распечатка, полученная на сублимационном принтере, по виду носителя изображения напоминает фотобумагу);
растровая структура изображения;
элементы, из которых сформировано изображение, имеют расплывчатую, нечеткую конфигурацию, перекрывают друг друга, что не позволяет выделить границы отдельного элемента.