Zastosowanie mikroskopii optycznej do weryfikacji dokumentów przerobionych za pomocą drukarki laserowej

Transkrypt

1 Sławomir Szczepańczyk Urszula Konarowska Zastosowanie mikroskopii optycznej do weryfikacji dokumentów przerobionych za pomocą drukarki laserowej Wstęp Pierwsza drukarka laserowa została skonstruowana w firmie Xerox w 1977 roku. W 1984 roku Hewlett-Packard wyprodukował drukarkę laserową przeznaczoną do współpracy z komputerem. Obecnie komputer z zainstalowanym edytorem tekstu i monochromatyczną drukarką laserową jest standardowym zestawem służącym do sporządzania najróżniejszych dokumentów. W firmach będą to chociażby stenogramy, protokoły z posiedzeń rad nadzorczych lub różnego rodzaju umowy. Również w domu umowy nie są już wykonywane odręcznie tylko drukowane. Stały rozwój i doskonalenie drukarek laserowych pozwala 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 naniesieniu nowej treści albo dodaniu 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 dotyczących tego aspektu technicznej analizy dokumentów. Cel pracy W swojej pracy autorzy skupili się na opracowaniu nieniszczącej, porównawczej metody badawczej umożliwiającej identyfikację sporządzonych na podłożu papierowym dokumentów przerobionych za pomocą drukarki laserowej. Przerobienie dokumentu poległo na dopisaniu nowej treści do już istniejącej. Badane dokumenty to wydruki monochromatyczne. Zasada tworzenia wydruku W drukarkach laserowych środkiem kryjącym tworzącym obraz jest toner. Badane wydruki z drukarek kolorowych były monochromatyczne środkiem kryjącym był toner koloru czarnego. Toner to mieszanina, której podstawowym składnikiem jest polimer o własnościach elektrostatycznych [2] i termoplastycznych, sadza jako barwnik w przypadku tonera czarnego oraz inne barwniki. Niekiedy dodawane są komponenty polepszające własności ferromagnetyczne [3] tonera, ale jest to tajemnicą producenta. Obraz tworzony jest podobnie jak w procesie kserograficznym [4]. Najważniejsze etapy powstawania obrazu to: naładowanie warstwy fotoprzewodzącej ładunkiem elektrycznym, naświetlenie warstwy fotoprzewodzącej laserem powodujące rozproszenie ładunku elektrycznego i powstanie tzw. elektrofotograficznego obrazu utajonego, wywołanie powstałego obrazu za pomocą tonera, transfer tonera z fotoprzewodnika na podłoże papierowe lub inne, utrwalenie obrazu przez ogrzanie i sprasowanie tonera z podłożem. W badaniach najistotniejsze są własności termoplastyczne polimeru tworzącego bazę tonera oraz to, że do utrwalenia obrazu, tj. do spojenia tonera z papierowym podłożem, używany jest układ bębnów działających jak podgrzewana prasa. Połączenie działającej siły i temperatury powoduje uplastycznienie tonera i wprasowanie go w papier. Założono, że dodrukowanie nowych treści do już istniejących, czyli przerobienie dokumentu, spowoduje, że toner tworzący obraz już istniejący będzie ponownie poddany procesowi utrwalania. Przejdzie on po raz drugi przez układ gorących bębnów dociskających. Polimery tworzące bazę tonera mają własności termoplastyczne, dlatego ponowne nagrzanie oraz sprasowanie go pozostawi na jego powierzchni ślad, inny niż powstały na tworzącego obraz dodatkowo dopisanych treści. W celu weryfikacji tego założenia powierzchnię tonera tworzącego 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. PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2)

2 Zastosowane urządzenia Mikroskop optyczny firmy Nikon (Japonia), typ Eclipse 80i. Mikroskop wyposażony był w obiektywy CFI LU Plan Epi o powiększeniu 50, 100 i 200 razy oraz oprogramowanie NIS AR EDF. Konstrukcja mikroskopu umożliwia posługiwanie się kartą papieru o formacie A4. Materiał badawczy Używając drukarek laserowych różnych typów, sporządzano wydruki, a następnie dodrukowywano dodatkowe fragmenty tekstu. Drukowane teksty były jednakowej treści, zawierały litery i cyfry wykonane czcionką Arial Normal o wielkości 12 pkt. Wszystkie badane wydruki były wykonane w opcji monochromatycznej czarnej. Jako edytora tekstu użyto Word 2003 z pakietu MS Office. Wydruki sporządzano w ten sposób, że po wydrukowaniu 20 wierszy tekstu na karcie formatu A4 standardowego papieru kserograficznego kartę ponownie umieszczano w podajniku 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 rodzaju standardowym kserograficznym. Dodatkowo sporządzono wydruki z tekstem napisanym czcionkami Courier New, rozmiar 10 pkt i 14 pkt oraz Times New Roman analogicznych rozmiarów. Następnie za pomocą mikroskopu, przy powiększeniu 50, 100 i 200 razy, obserwowano i porównywano powierzchnię tonera tworzącego litery i cyfry stanowiące treść pierwotną dokumentu z odpowiednimi powierzchniami tonera tworzącego litery i cyfry treści dodrukowanej. 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 Color LaserJet 2605dn, ML 2010PR Samsung, HP LaserJet P2015, HP Color LaserJet 3000 dn. Wyniki W trakcie obserwacji obrazów mikroskopowych stwierdzono, że powierzchnia tonera będącego treścią przerobioną jest we wszystkich badanych przypadkach silnie rozbudowana i tworzy charakterystyczne, łatwe do zaobserwowania struktury. Są one intensywnie rozbudowane na powierzchni tych fragmentów, które stanowią treść przerobioną (jedno przejście przez elementy grzewcze). Powierzchnia tonera tworzącego treść pierwotną (dwa przejścia przez elementy grzewcze) jest bardziej płaska, a ilość ziaren znacznie mniejsza. Powtórne działanie temperatury i siły znacznie owe struktury redukuje, powodując zanik drobnych elementów, ich wygładzenie i powstanie miejsc o płaskiej powierzchni. Powierzchnia tonera, która przeszła dwa razy przez elementy grzewcze, w istotny sposób różni się od, który przeszedł tylko raz przez elementy grzewcze. Obserwacja mikroskopowa pozwala na odróżnienie znaków mających rozbudowaną ziarnistą i chropowatą strukturę powierzchni od znaków charakteryzujących się płaską i wygładzoną powierzchnią. Możliwe jest określenie, które znaki zostały dopisane, a które stanowią treść pierwotną badanego dokumentu. Porównywać należy wiele punktów, stosując różne powiększenia. W zależności od rodzaju drukarki opisane powyżej efekty widoczne są już przy pięćdziesięciokrotnym powiększeniu. Jednak 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 (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 1100 powiększenie 50 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 1. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet X magnification, a added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b original text, reduced structure of toner surface źródło (ryc. 1 25): autorzy 66 PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2) 2012

3 Z PRAKTYKI Ryc. 2. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 1100 powiększenie 100 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 2. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet X magnification, a added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b original Ryc. 3. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 1100 powiększenie 200 razy Fig. 3. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet X magnification Ryc. 4. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 2600n powiększenie 50 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 4. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 2600n 50 X magnification, Ryc. 5. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 2600n powiększenie 100 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 5. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 2600n 100 X magnification, PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2)

4 Z PRAKTYKI Ryc. 6. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 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 generated with use of HP Color LaserJet 2600n 200 X magnification Ryc. 7. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki Lexmark T640 powiększenie 200 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie powierzchni tonera Fig. 7. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of Lexmark T640 printer 200 X magnification, Ryc. 8. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP Color LaserJet 4650 dtn powiększenie 100 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 8. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 4650 dtn printer 100 X magnification, a added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b original Ryc. 9. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 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 generated with use of HP Color LaserJet 4650 dtn printer 200 X magnification 68 PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2) 2012

5 Ryc. 10. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 4000 powiększenie 50 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 10. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet 4000 printer 50 X magnification, Ryc. 11. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet 4000 powiększenie 100 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 11. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet 4000 printer 100 X magnification, Ryc. 12. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 3600 powiększenie 200 razy Fig. 12. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 3600 printer 200 X magnification Ryc. 13. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 2605dn powiększenie 50 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 13. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 2605dn printer 50 X magnification, a added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b original PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2)

6 Ryc. 14. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 2605dn powiększenie 100 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 14. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 2605dn printer 100 X magnification, a added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b original Ryc. 15. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 2605dn powiększenie 200 razy Fig. 15. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 2605dn printer 200 X magnification Ryc. 16. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki LaserJet P2015 powiększenie 50 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 16. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet P2015 printer 50 X magnification, Ryc. 17. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 powiększenie 100 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 17. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet P2015 printer 100 X magnification, 70 PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2) 2012

7 Ryc. 18. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, razy) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 powiększenie 200 razy Fig. 18. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP LaserJet P2015 printer 200 X magnification Ryc. 19. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 3000 dn powiększenie 50 razy Fig. 19. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 3000dn 50 X magnification Ryc. 20. Porównanie obrazu (z prawej strony toner, 3000 dn powiększenie 200 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie Fig. 20. Comparison of toner surface image (right: toner which passed generated with use of HP Color LaserJet 3000dn printer 200 X magnification, a added text, grain-like and coarse structure of toner surface, b original Ryc. 21. Porównanie obrazu (z prawej strony toner z czcionki o kroju Tahoma, z lewej o kroju Times New Roman) z dokumentu wytworzonego z użyciem drukarki HP LaserJet P2015 powiększenie 50 razy, a tekst dopisany, powierzchnia tonera o budowie ziarnisto-chropowatej, b tekst pierwotny, zredukowana struktura 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 PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2)

8 Ryc. 22. Porównanie obrazu (z prawej strony toner 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-chropowatej, b tekst pierwotny, zredukowana struktura 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, reduced structure of toner surface Ryc. 23. Porównanie obrazu (z prawej strony toner z czcionki o kroju Tahoma, z lewej o kroju Times New Roman) z dokumentu 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 Ryc. 24. Porównanie obrazu (z prawej strony toner z czcionki o stylu normalnym, z lewej pogrubionym) z dokumentu wytworzonego 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 Ryc. 25. Porównanie obrazu (z prawej strony toner z czcionki o stylu normalnym, z lewej pogrubionym) z dokumentu wytworzonego 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 72 PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2) 2012

9 Wnioski Wyraźne różnice pomiędzy strukturą, 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 Color LaserJet 2600n, HP Color LaserJet 2605dn, HP LaserJet P2015; przy powiększeniu 50 i 100 razy dla wydruków uzyskanych z drukarki HP LaserJet 4000; przy powiększeniu 50 i 200 razy dla wydruków uzyskanych z drukarki HP Color LaserJet 3000 dn; przy powiększeniu 100 i 200 razy dla wydruków uzyskanych z drukarki HP Color LaserJet 4650 dtn; przy powiększeniu 200 razy dla wydruków uzyskanych z drukarek Lexmark T640 i HP Color LaserJet W przypadku wydruków wykonanych z użyciem drukarki 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 jest metodą porównawczą. Polega na jakościowym porównaniu wyglądu i ukształtowania powierzchni tonera tworzącego treść w obrębie kwestionowanego dokumentu. Zmiany ukształtowania tej powierzchni pod wpływem powtórnego działania temperatury i siły w procesie utrwalania znaków są widoczne i możliwe do jakościowego rozróżnienia. Po uzyskaniu niezbędnego doświadczenia w interpretacji obrazów mikroskopowych jest możliwe rozróżnienie elementów pierwotnych i dopisanych. Metoda jest nieniszcząca nie ma potrzeby wycinania, niszczenia, 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 treści 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, toner, 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, microscopeaided observation PROBLEMY KRYMINALISTYKI 276(2)