KR100677627B1

KR100677627B1 - 스캐닝 모듈 및 이를 구비한 화상독취장치

Info

Publication number: KR100677627B1
Application number: KR1020060001679A
Authority: KR
Inventors: 김중권
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2007-02-02
Also published as: CN1997096A; US20070159665A1

Abstract

스캐닝 모듈 및 이를 구비한 화상독취장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 프레임에 대한 정렬 부재의 체결 위치 및 정렬 부재에 대한 베이스판의 체결 위치가 조절되면 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬시킬 수 있는 정렬 수단이 구비되며, 스캐닝 모듈의 제조 전후에 관계없이 이미지 센서를 정렬시킬 수 있고 정렬 과정이 용이하며 제조 비용이 절감된다.

Description

스캐닝 모듈 및 이를 구비한 화상독취장치{Image reading apparatus including a scanning module}

도 1은 본 발명에 따른 화상독취장치의 외관을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 화상독취장치의 측단면도.

도 3은 본 발명에 따른 스캐닝 유니트를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 스캐닝 모듈의 측단면도.

도 5는 본 발명에 따른 스캐닝 모듈의 조립 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 스캐닝 모듈의 분해 사시도.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 설명하는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...자동급지장치 20...급지대

30...배지대 40...표시패널

50...제1 평판유리 51...제2 평판유리

70...원고안내부재 99...스캐닝 유니트

100...인쇄 유니트 101...화상독취장치 본체

110...급지 카세트(cassette) 300...배지 트레이(tray)

315...집광 렌즈 316...이미지 센서(image sensor)

500...스캐닝 모듈(scanning module) 501...프레임

540...제1 고정 부재 541...프레임 개구부

543...제1 관통공 544...슬롯

550...정렬 부재 551...정렬 부재 개구부

552...제2 체결공 553...제1 체결공

554...힌지 555...힌지 머리

570...베이스판 572...제2 관통공

580...제2 고정 부재 590...탄성 부재

본 발명은 스캐닝 모듈 및 이를 구비한 화상독취장치에 관한 것으로, 특히 원고의 독취를 위하여 광원과 미러와 렌즈와 이미지 센서를 일체로 구비한 스캐닝 모듈 및 이를 구비한 화상독취장치에 관한 것이다.

화상독취장치는 광을 주사하여 원고에 기록된 화상을 읽어들인다. 화상독취장치의 예로서, 스캐너(scanner), 팩시밀리(facsimile), 복합기 등이 있다.

원고를 독취하기 위하여는 스캐닝 모듈이 이동되거나, 원고가 이동될 필요가 있다. 스캐닝 모듈이 이동되는 화상독취장치를 보통 플랫-베드형(flat-bed type) 화상독취장치라고 한다. 이와 구별되는 개념으로써 원고가 이동되는 방식의 쉬트- 피드형(sheet-feed type) 화상독취장치가 있다. 플랫-베드형 화상독취장치에 자동급지장치(ADF : auto document feeder)를 구비하여 쉬트-피드형을 겸하는 화상독취장치도 있다. 쉬트-피드형 화상독취장치를 제외하면 스캐닝 모듈은 부주사 방향으로 이동되면서 원고를 독취한다.

화상독취장치는 원고를 올려놓는 평판유리를 구비하고, 평판유리의 배면에 스캐닝 모듈을 구비한다. 이미지 센서가 화상독취장치 본체에 별도로 고정되는 타입의 스캐닝 모듈도 있지만, 이하에서는 광원과 미러와 렌즈와 이미지 센서를 일체로 구비한 스캐닝 모듈로 한정한다.

광원에서 출사된 광은 원고를 향한다. 원고에서 화상이 인쇄되지 않은 공백 영역은 광 반사량이 크고, 화상이 인쇄된 영역은 광 반사량이 작다. 따라서, 원고에 인쇄된 화상 데이터는 원고에서 반사된 광의 광량 차이로 나타난다. 원고에서 반사되어 화상 데이터를 담고 있는 광은 스캐닝 모듈 내부에 마련된 미러에 의하여 반사되며 집광 렌즈에 이르는 광 경로를 형성한다. 집광 렌즈에 의하여 집광된 광은 이미지 센서에 입사되며 전기적 신호로 변환되어 화상독취장치의 메인 보드(main board)에 입수된다.

광원, 미러, 집광 렌즈, 이미지 센서는 스캐닝 모듈의 외장을 형성하는 프레임에 고정된다. 이들 부품은 프레임 내부의 소정 위치에 소정의 틸트각을 가지며 고정되어야 광 경로가 틀어지지 않는다. 만약 광원, 미러, 집광 렌즈에 이르는 광 경로가 틀어지거나, 광축에 대하여 이미지 센서의 설치 위치 및 틸트각이 변동되면 화상의 독취 불량이 우려된다.

일반적으로 이들 부품은 별개로 준비되어 접착 부재나 경화제, 및 체결 부재 등에 의하여 프레임에 고정된다. 접착 부재나 경화제는 완전히 경화될 때까지 소요되는 경화 시간이 필요한 데, 그 동안에 이들 부품이 제 위치에서 벗어날 가능성이 있다. 체결 부재로 고정되는 경우에도 위치의 경시 변화는 얼마든지 발생할 수 있다. 또한, 부품 단위의 공차에 더하여 조립 단계의 공차가 누적되므로 부품의 수가 증가될수록 광 경로 및 이미지 센서의 정확한 정렬은 더욱 곤란하다.

비록, 스캐닝 모듈의 제조 단계에서 이들 부품이 정확하게 정렬된다 하더라도, 스캐닝 모듈의 사용이 반복되면서 광원의 열이나 외부 진동 등이 작용하면 정렬 상태가 틀어질 우려가 있다. 프레임이 합성 수지 재질로 사출 성형되는 경우, 이러한 경향은 더욱 증가될 것이다. 만약, 부품 정렬 상태의 사후 보정이 불가능한 구조인 경우, 정렬 상태가 불량인 스캐닝 모듈은 그대로 버려져야 하므로 생산성이 저하될 수 있다.

본 발명의 기술적 과제는 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 이미지 센서가 일체로 마련되는 타입의 스캐닝 모듈에 있어서 적은 부품 수로 구현되며 이미지 센서의 정렬 상태를 언제든지 조절할 수 있는 스캐닝 모듈 및 이를 구비한 화상독취장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 스캐닝 모듈은,

원고의 독취를 위하여 광원, 미러, 및 집광 렌즈가 광 경로를 형성하며 배치 되는 프레임;

상기 집광 렌즈에 의하여 집속된 광이 입사되는 이미지 센서가 부착되는 베이스판;

상기 집광 렌즈와 상기 베이스판 사이에 배치되는 정렬 부재;

상기 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치 및 상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬시키는 정렬 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 화상독취장치는,

스캐닝 모듈을 이용하여 원고를 독취하는 스캐닝 유니트를 구비하는 화상독취장치에 있어서,

상기 스캐닝 모듈은,

원고의 독취를 위하여 광원, 미러, 및 집광 렌즈가 광 경로를 형성하며 배치되는 프레임;

일 실시예로서, 상기 정렬 수단은,

상기 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 부주사 방향 위치 및 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제1 정렬 수단과,

상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 주주사 방향 위치, 상기 원고 면에 수직한 방향 위치, 및 부주사 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제2 정렬 수단을 구비한다.

일 실시예로서, 상기 제1 정렬 수단은,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심으로 회동되는 상기 정렬 부재의 회동 중심이 되는 힌지,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 힌지가 부주사 방향으로 이동 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯,

상기 프레임에 대하여 상기 정렬 부재를 고정시키는 제1 고정 부재,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제1 관통공,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 체결되는 제1 체결공을 구비한다.

일 실시예로서, 상기 제2 정렬 수단은,

상기 정렬 부재에 대하여 상기 베이스판을 고정시키는 제2 고정 부재,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 어느 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제2 관통공,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 체결되는 제2 체결공을 구비한다.

일 실시예로서, 상기 제1 관통공은 상기 정렬 부재가 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제1 고정 부재의 직경보다 더 크고, 상기 제2 관통공은 상기 베이스판이 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제2 고정 부재의 직경보다 더 크다.

일 실시예로서, 상기 정렬 수단은, 상기 제1 및 제2 고정 부재를 그 체결 방향의 역 방향으로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재를 더 포함한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 첨부 도면에 도시된 바에 국한되지 않으며, 동일한 발명의 범위내에서 다양하게 변형될 수 있음을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 화상독취장치의 외관을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 화상독취장치의 측단면도이다. 화상독취장치는 원고를 독취하는 스캐닝 유니트(99)를 구비하며, 화상을 인쇄하는 인쇄 유니트(100)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 화상독취장치의 일 실시예로서 원고의 스캐닝과 화상의 인쇄를 함께 수행할 수 있는 복합기가 도시된다. 도시된 인쇄 유니트(100)는 전자사진방식으로 화상을 인쇄한다. 도시된 스캐닝 유니트(99)는 자동급지장치(10)를 구비하여 플랫-베드 방식 및 쉬트-피드 방식으로 화상을 독취할 수 있는 하이브리드(hybrid) 방식이다.

인쇄 유니트(100)는 노광기(180), 현상기(140), 정착기(160), 급지 카세트 (110)를 포함한다. x축 방향은 기록 매체(P) 및 원고(S)가 배출되는 부주사 방향이다. y축 방향은 부주사 방향에 직교하는 주주사 방향이다. z축 방향은 원고 면에 수직한 방향이다. 도시되지는 않았지만, 잉크젯 방식이나 염료 승화 방식으로 화상을 인쇄하는 인쇄 유니트(100)도 본 발명의 실시예로서 가능하다.

노광기(180)는 화상 정보에 대응되는 광을 감광체(142)에 주사하여 감광체(142)의 외주면에 정전잠상을 형성한다.

현상기(140)는 화상독취장치 본체(101) 내부에 착탈 가능하게 장착된다. 일 실시예로서, 현상기(140)는 대전롤러(141), 감광체(142), 현상롤러(143), 공급롤러(144), 교반기(145), 토너 저장부(146)를 구비한다. 토너 저장부(146)는 토너를 저장한다. 현상기(140)는 토너 저장부(146)에 저장된 토너가 모두 소모되면 새 것으로 교체된다. 현상기(140)는 x축 음의 방향으로 핸들(147)을 밀면 화상독취장치 본체(101)에 장착되고, x축 양의 방향으로 핸들(147)을 당기면 화상독취장치 본체(101)에서 분리된다.

감광체(142)는 그 외주면의 일부가 노출되도록 설치되어 소정의 방향으로 회전되며, 원통 드럼의 외주 면에 증착 등의 방법으로 광도전성 물질층이 코팅된다. 감광체(142)는 대전롤러(141)에 의하여 소정의 전위로 대전되고, 노광기(180)에서 조사된 광에 의해 인쇄하고자 하는 화상에 대응되는 정전 잠상이 그 외주면에 형성된다.

현상롤러(143)는 그 표면에 고체 분말상의 토너를 수용하고 있으며, 이들 토너를 감광체(142)에 형성된 정전 잠상에 부착하여 토너 화상으로 현상시킨다. 현상 롤러(143)에는 토너를 감광체(142)로 공급하기 위한 현상 바이어스 전압이 인가된다. 현상롤러(143) 및 감광체(142)의 외주면이 서로 접촉되며 현상닙(Nip)을 형성하거나, 상기 외주면이 서로 이격되며 현상갭(Gap)을 형성한다. 현상닙(Nip) 또는 현상갭(Gap)은 현상롤러(143) 및 감광체(142)의 축방향을 따라 소정의 크기로 균일하게 형성되어야 한다. 현상갭이나 현상닙을 통하여 토너가 이동되며 현상이 이루어진다.

공급롤러(144)는 현상롤러(143)에 토너가 부착되도록 토너를 공급해준다. 교반기(145)는 토너 저장부(146) 내의 토너가 굳지 않도록 토너를 교반시키며 이를 공급롤러(144) 쪽으로 이송한다.

전사롤러(150)는 감광체(142)의 외주면에 대면되며, 감광체(142)에 현상된 토너화상이 기록 매체(P)로 전사되도록 토너화상과 반대 극성의 전사 바이어스 전압이 인가된다. 감광체(142)와 전사롤러(150) 사이에 작용하는 정전기력 및 기구적인 접촉압력에 의해 토너화상이 기록 매체(P)로 옮겨진다.

정착기(160)는 서로 마주보는 가열롤러(미도시)와 가압롤러(미도시)를 구비하며, 기록 매체(P)에 전사된 토너 화상에 열과 압력을 가하여 토너 화상을 기록 매체(P)에 정착시킨다.

배출 롤러(170)는 정착이 완료된 기록 매체(P)를 인쇄 유니트(100) 외부로 배출한다. 인쇄 유니트(100) 외부로 배출된 기록 매체(P)는 배지 트레이(300)에 적재된다.

기록 매체(P)의 이동 경로는 다음과 같다. 인쇄 유니트(100)는 기록 매체(P) 가 저장되는 급지 카세트(110)를 구비한다. 픽업롤러(120)는 급지 카세트(110)에 저장된 기록 매체(P)를 한 장씩 픽업(pick-up)하여 인출한다. 피드롤러(130)는 픽업된 기록 매체(P)를 현상기(140) 방향으로 이송한다. 감광체(142)와 전사롤러(150) 사이에 기록 매체(P)가 통과되며 토너화상이 전사된다. 토너화상이 전사된 기록 매체(P)는 정착기(160)의 열과 압력에 의하여 정착된다. 정착이 완료된 기록 매체(P)는 배출 롤러(170)에 의하여 배지 트레이(300)로 배출된다.

스캐닝 유니트(99)는 광을 주사하여 원고(S)의 화상을 독취하는 스캐닝 모듈(500), 원고(S)를 올려놓는 평판 유리(50,51), 자동으로 원고(S)를 급지하는 자동급지장치(10)(ADF : auto document feeder)를 구비한다. x축 방향은 부주사 방향으로서 스캐닝 모듈(500)이 화상을 독취하며 이동되는 방향이고, y축 방향은 주주사 방향으로서 스캐닝 모듈(500)이 원고(S)의 화상을 일시에 독취하는 방향이다.

평판유리(50,51)는 자동급지장치(10)에 의하여 이송되는 원고(S)가 접촉되는 제1평판유리(50)와 정지된 원고(S)가 접촉되는 제2평판유리(51)를 구비한다. 제1평판유리(50)와 제2평판유리(51)는 서로 분리되어 있다. 제1 및 제2평판유리(51)의 단부 사이에는 경사면을 가진 원고안내부재(70)가 마련된다. 원고안내부재(70)는 제1평판유리(50)를 통과하는 원고(S)의 선단부를 배지대(30)로 안내한다. 표시패널(40)에는 인쇄 유니트(100) 및 스캐닝 유니트(99)의 동작 상태가 표시되고, 각종 조작키가 구비된다.

급지대(20)에 적재된 원고(S)는 자동급지장치(10)에 의하여 제1평판유리(50)로 이송된다. 제1평판유리(50)의 배면에 정지되어 있는 스캐닝 모듈(500)은 원고 (S)에 기록된 화상을 독취한다. 독취된 원고(S)는 배지대(30)로 배출된다.

자동급지장치(10)에 의하지 않고 낱장으로 공급되는 원고(S)는 제2평판유리(51)의 상면에 놓여진다. 스캐닝 모듈(500)이 제2평판유리(51)의 배면에서 부주사 방향으로 이송되며 정지된 원고(S)의 화상을 독취한다. 스캐닝 모듈(500)은, 제1평판유리(50)의 배면에 위치할 때는 자동급지장치(10)로 공급되는 원고(S)를 독취하고, 제2평판유리(51)의 배면에 위치할 때는 정지된 원고(S)를 독취한다. 도시된 바에 한정되지 않고 스캐닝 유니트(99)의 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.

도 3은 본 발명에 따른 스캐닝 유니트를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 스캐닝 모듈의 측단면도이다. 이를 함께 참조하면, 원고(S)의 화상을 독취하는 스캐닝 모듈(500)과, 화상독취장치 본체(101)에 마련되어 스캐닝 모듈(500)을 부주사 방향으로 슬라이딩시키는 구동 모듈(200)이 도시된다.

일 실시예로서, 도시된 스캐닝 모듈(500)은 주주사 방향을 따라 원고(S)의 폭에 대응되는 길이에 걸쳐 광을 주사하는 광원(311), 미러(314), 집광 렌즈(315)를 프레임(501)에 일체로 구비하는 타입이다. 이미지 센서(316)는 베이스판(570)에 부착되고, 베이스판(570)은 정렬 부재(550)에 체결되며 프레임(501)에 일체로 조립된다.

평판유리(51)의 상면에는 원고(S)가 놓여진다. 광 반사 부재(313)는 광원(311)에서 주사된 광을 일 방향으로 반사하여 원고(S) 방향으로 집중시킨다. 원고(S)에서 반사된 광은 독취할 원고(S)의 화상 데이터를 담고 있다. 화상 데이터를 포함한 광은 다수의 미러(314)에 의하여 반사되며 집광 렌즈(315)로 향한다. 집광 렌즈(315)는 미러(314)에서 입사된 광을 집속하여 이미지 센서(316)로 보낸다. 이미지 센서(316)로서 원고(S)를 스캐닝하여 얻은 광을 전기적인 신호로 변환하는 CCD센서(charge coupled device)가 가능하다. A3 크기 이상의 원고(S)를 독취할 수 있는 고속화 및 대형화된 화상독취장치에서는 해상도 및 초점 심도가 상대적으로 큰 CCD(charge coupled device)센서가 채택되는 것이 바람직하다.

구동 모듈(200)은 와이어(220), 와이어 풀리(231,241), 가이드 샤프트(250), 와이어 풀리 샤프트(230,240), 구동 풀리(260,262), 구동 모터(263)를 포함한다. 와이어(220)는 스캐닝 모듈(500)의 양 단부에 결합되어 스캐닝 모듈(500)을 부주사 방향으로 슬라이딩시킨다. 와이어(220)는 한 쌍이 마련되며, 각기 와이어 풀리(231,241)에 감겨서 무한 괘도를 주행한다. 와이어 풀리(231,241)는 와이어 풀리 샤프트(230,240)로 서로 연결되며 한 쌍의 와이어(220)를 동일한 속도로 이동시킨다. 가이드 샤프트(250)는 스캐닝 모듈(500)의 x축 이동을 가이드한다. 와이어 풀리 샤프트(230,240) 중 어느 하나(230)에는 구동 풀리(260)가 결합된다. 구동 풀리(260,262)는 구동 모터(263)와 연결된 구동벨트(261)에 의하여 구동력을 공급받고 와이어풀리 샤프트(230)에 구동력을 전달한다. 스캐닝 모듈(500)에는 가이드 구멍(350)이 마련되고, 가이드 구멍(350)에는 가이드 샤프트(250)가 삽입된다. 가이드 구멍(350) 및 가이드 샤프트(250)는 스캐닝 모듈(500)의 직선 이동을 안내한다.

도 5는 본 발명에 따른 스캐닝 모듈의 조립 사시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 스캐닝 모듈의 분해 사시도이다. 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각을 설명하는 설명도이다. 도 4 내지 도 8을 함께 참조하면, 프레임(501), 정렬 부재(550), 이미지 센서(316)가 부착된 베이스판(570)이 도시된다. 프레임(501)에는 광원(311), 미러(314), 및 집광 렌즈(315)가 광 경로를 형성하며 배치된다. 광원(311), 미러(314), 및 집광 렌즈(315)는 원고의 독취를 위하여 원고에서 반사된 광의 광 경로를 형성하는 광 경로 형성 수단이 되며, 상기 광 경로 형성 수단은 프레임(501)에 의하여 지지된다. 집광 렌즈(315)의 광축(L)을 따라 집광 렌즈(315) 및 베이스판(570) 사이에 배치되는 정렬 부재(550)가 구비된다. 정렬 수단(미도시)은 이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬하여 양호한 독취 품질을 유지하기 위한 것이다. 정렬 부재(550)는 프레임(501)에 체결되고 베이스판(570)은 정렬 부재(550)에 체결된다. 이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각에 대한 정렬은 프레임(501)에 대한 정렬 부재(550)의 체결 위치 및 정렬 부재(550)에 대한 베이스판(570)의 체결 위치를 조절함으로써 이루어진다.

이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각은 공간상에서 서로 직교하는 3개의 좌표축(x,y, 및 z축)에 대하여 6 자유도를 갖는다. 즉, 부주사 방향(x축), 주주사 방향(y축), 및 원고 면에 수직한 방향(z축)을 따른 이미지 센서(316)의 위치에 관한 병진 자유도 3개를 갖는다. 또한, 부주사 방향(x축), 주주사 방향(y축), 및 원고 면에 수직한 방향(z축)을 중심축으로 한 이미지 센서(316)의 틸트각에 관한 회전 자유도 3개를 갖는다.

상술한 바와 같이, 광원(311)은 주주사 방향에 평행한 방향으로 원고의 폭 크기에 상응하는 길이의 광을 출사한다. 원고 면에서 반사된 광은 미러(314) 및 집광 렌즈(315)로 이루어진 광 경로를 거쳐 프레임(501)에 마련된 프레임 개구부(541) 및 정렬 부재(550)에 마련된 정렬 부재 개구부(551)를 통과하여 베이스판(570)에 부착된 이미지 센서(316)에 입사된다. 이미지 센서(316)에 입사되는 광은, 도 8에 도시된 바와 같이 주주사 방향으로 Δy의 길이를 갖는 띠 형상이 된다. 마치, 직선 형상의 형광등을 렌즈로 집광하면 띠 형상의 광 스폿이 생기는 것에 비유될 수 있다. 주주사 방향으로 소정의 길이를 갖는 광원(311)으로부터 집광 렌즈(315)에 의하여 집속된 광은 방향성을 갖게 되므로, 광의 위치 및 틸트각이 이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각과 일치되도록 정렬되어야 정확한 독취가 가능하다.

이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각은 6 자유도 모두에 대하여 정렬 가능한 것이 바람직하지만, 이를 구현하려면 정렬 수단의 구조가 대단히 복잡해지고 많은 부품이 필요하다. 부품의 수가 많아질수록 공차가 누적되므로 복잡한 구조의 정렬 수단은 정렬 과정을 더욱 난해하게 만든다. 따라서, 본 발명의 정렬 수단은 y축을 중심축으로 한 틸트각(이를 제6 자유도로 정의하며 나머지 5개의 자유도와 독립적으로 조절 가능하다.)을 제외한 나머지 5 자유도 범위에서 이미지 센서(316)를 정렬시킨다. 이미지 센서(316)에 입사되는 광의 형상이 Δy의 길이를 갖는 띠 형상인 점을 감안하면, y축을 중심축으로 한 틸트각은 독취 품질에 대한 영향이 상대적으로 적기 때문이다. 또한, 이미지 센서(316)가 낱개의 CCD 셀(cell)이 상기 Δy의 연장 방향으로 일렬로 배열된 라인(line) CCD 센서인 경우 y축을 중심축으로 한 틸트각은 독취 품질에 거의 영향을 미치지 않기 때문이다.

정렬 수단이 구비되지 않은 일반적인 스캐닝 모듈(500)의 경우, 프레임(501)에 이미지 센서(316)를 조립하기 위하여 베이스판(570)은 기본적으로 마련된다. 본 발명에서는 프레임(501)과 베이스판(570) 사이에 1개의 정렬 부재(550)가 간단한 구조로 추가되는 데 불구하고, 이미지 센서(316)를 5 자유도에 걸쳐 정확하게 정렬시킬 수 있다. 정렬 대상이 아닌 나머지 1 자유도로서, y축을 중심축으로 한 틸트 각이 있지만 후술할 슬롯(544) 및 힌지 머리(555) 구조에 의하여 일정 수준의 오차를 갖고 정렬 가능하다.

정렬 수단은, 프레임(501)에 대한 정렬 부재(550)의 체결 위치를 조절함으로써 이미지 센서(316)의 부주사 방향 위치 및 원고 면에 수직한 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제1 정렬 수단(미도시)과, 정렬 부재(550)에 대한 베이스판(570)의 체결 위치를 조절함으로써 이미지 센서(316)의 주주사 방향 위치, 원고 면에 수직한 방향 위치, 및 부주사 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제2 정렬 수단(미도시)을 구비한다.

제1 정렬 수단은, 프레임(501) 및 정렬 부재(550) 중 어느 하나에 마련되며 원고 면에 수직한 방향을 중심으로 회동되는 정렬 부재(550)의 회동 중심이 되는 힌지(554), 프레임(501) 및 정렬 부재(550) 중 나머지 하나에 마련되며 힌지(554)가 부주사 방향으로 이동 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯(544), 프레임(501)에 대하여 정렬 부재(550)를 고정시키는 제1 고정 부재(540), 프레임(501) 및 정렬 부재(550) 중 어느 하나에 마련되며 제1 고정 부재(540)가 헐겁게 관통되는 제1 관통공(543), 프레임(501) 및 상기 정렬 부재(550) 중 나머지 하나에 마련되며 제1 고정 부재(540)가 체결되는 제1 체결공(553)을 구비한다.

제2 정렬 수단은, 정렬 부재(550)에 대하여 베이스판(570)을 고정시키는 제2 고정 부재(580), 정렬 부재(550) 및 상기 베이스판(570) 중 어느 하나에 마련되며 제2 고정 부재(580)가 헐겁게 관통되는 제2 관통공, 및 정렬 부재(550) 및 베이스판(570) 중 나머지 하나에 마련되며 제2 고정 부재(580)가 체결되는 제2 체결공 (552)을 구비한다.

프레임(501)에 대한 정렬 부재(550)의 체결 위치가 조절되면 이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각을 2 자유도에 걸쳐 정렬할 수 있다. 즉, 이미지 센서(316)의 부주사 방향 위치(Tx) 및 원고 면에 수직한 방향을 중심축으로 한 틸트각(Rz) 을 정렬할 수 있다. 정렬 부재(550)에 대한 베이스판(570)의 체결 위치가 조절되면 이미지 센서(316)의 위치 및 틸트각을 나머지 3 자유도에 걸쳐 정렬할 수 있다. 즉, 이미지 센서(316)의 주주사 방향 위치(Ty), 원고 면에 수직한 방향 위치(Tz), 및 부주사 방향을 중심축으로 한 틸트각(Rx) 을 정렬할 수 있다.

프레임(501)에는 제1 관통공(543), 및 슬롯(544)이 마련되는 것이 바람직하다. 정렬 부재(550)에는 힌지(554), 제1 체결공(553), 제2 체결공(552)이 마련되는 것이 바람직하다.

제1 고정 부재(540)는 제1 체결공(553)에 체결된다. 제1 관통공(543)에는 제1 고정 부재(540)가 헐겁게 관통된다. 정렬 부재(550)가 x축 병진 이동 및 z축 중심의 회전을 할 때, 제1 관통공(543) 및 제1 고정 부재(540)의 간섭에 의하여 정렬 부재(550)의 움직임이 구속되지 않아야 하기 때문이다. 따라서, 제1 관통공(543)의 크기(d1)는 정렬 부재(550)가 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 제1 고정 부재(540)의 직경(φ1)보다 더 크다.

제2 고정 부재(580)는 제2 체결공(552)에 체결된다. 제2 관통공(572)에는 제2 고정 부재(580)가 헐겁게 관통된다. 베이스판(570)이 y축 병진 이동, z축 병진 이동, 및 x축 중심의 회전을 할 때, 제2 관통공(572) 및 제2 고정 부재(580)의 간 섭에 의하여 베이스판(570)의 움직임이 구속되지 않아야 하기 때문이다. 따라서, 제2 관통공(572)의 크기(d2)는 베이스판(570)이 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 제2 고정 부재(580)의 직경(φ2)보다 더 크다. 제1 및 제2 관통공(572)의 형상은 장공인 것이 바람직하지만, 다양하게 변형 가능하다.

제1 및 제2 고정 부재(580)를 그 체결 방향의 역 방향으로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재(590)가 마련되는 것이 바람직하다. 탄성력을 작용하는 체결 부재는 제1 및 제2 고정 부재(580)를 체결 과정 중에 정렬 부재(550) 및 베이스판(570)의 위치 및 틸트각을 조절할 때, 정렬 부재(550) 및 베이스판(570)이 마구 움직이지 않게 한다. 위치 및 틸트각을 조절할 때 용도에 맞는 지그(jig)를 제작하여 사용하는 것이 바람직하다.

슬롯(544)은 힌지(554)의 외경과 실질적으로 일치하는 크기를 갖는 장공 형상이며, 일측이 개구된 형상으로서 힌지(554)의 용이한 삽입이 가능하다. 힌지(554)는 x축 방향의 직선 이동이 가능하게 슬롯(544)에 삽입되므로 정렬 부재(550)의 x축 병진 이동이 가능하다. 힌지(554)는 정렬 부재(550)의 z축 중심 회전 중심이 된다. 정렬 부재(550)의 x축 방향 위치(Tx) 및 z축을 중심으로 한 틸트각(Rz)을 조절하면서 제1 고정 부재(540)를 체결하면, 이미지 센서(316)의 정렬이 2 자유도에 걸쳐 완료된다. 베이스판(570)의 z축 방향 위치(Tz), y축 방향 위치(Ty), 및 x축을 중심으로 한 틸트각(Rx)을 조절하면서 제2 고정 부재(580)를 체결하면, 이미지 센서(316)의 정렬이 나머지 3 자유도에 걸쳐 완료된다.

힌지(554)의 상단부에는 힌지 머리(555)가 마련되는 것이 바람직하다. 힌지 머리(555)는 힌지(554)의 직경보다 크다. 힌지 머리(555)는 슬롯(544)의 상면에 접촉되며 정렬 부재(550)의 y축 중심 틸트각을 일정 범위 내로 유지하면서 힌지(554)의 삽입을 안내한다. 즉, 이미지 센서(316)의 y축 중심 틸트각은 힌지 머리(555) 및 슬롯(544)의 구조에 의하여 일정 수준의 오차를 갖고 정렬된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 스캐닝 모듈 및 화상독취장치에 따르면, 스캐닝 모듈의 제조 전후에 관계없이 이미지 센서를 정렬시킬 수 있고, 1개의 정렬 부재를 이용하여 간단한 구조로 이미지 센서를 정렬시킬 수 있어 정렬 과정이 용이하며 스캐닝 모듈의 재활용이 가능하고 제조 비용이 절감된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

원고의 독취를 위하여 광원, 미러, 및 집광 렌즈가 광 경로를 형성하며 배치되는 프레임;

상기 집광 렌즈에 의하여 집속된 광이 입사되는 이미지 센서가 부착되는 베이스판;

상기 집광 렌즈와 상기 베이스판 사이에 배치되는 정렬 부재;

상기 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치 및 상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬시키는 정렬 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 1항에 있어서,

상기 정렬 수단은,

상기 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 부주사 방향 위치 및 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제1 정렬 수단과,

상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 주주사 방향 위치, 상기 원고 면에 수직한 방향 위치, 및 부주사 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제2 정렬 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 2항에 있어서,

상기 제1 정렬 수단은,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심으로 회동되는 상기 정렬 부재의 회동 중심이 되는 힌지,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 힌지가 부주사 방향으로 이동 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯,

상기 프레임에 대하여 상기 정렬 부재를 고정시키는 제1 고정 부재,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제1 관통공,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 체결되는 제1 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 3항에 있어서,

상기 제2 정렬 수단은,

상기 정렬 부재에 대하여 상기 베이스판을 고정시키는 제2 고정 부재,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 어느 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제2 관통공,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 체결되는 제2 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 4항에 있어서,

상기 제1 관통공은 상기 정렬 부재가 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제1 고정 부재의 직경보다 더 크고,

상기 제2 관통공은 상기 베이스판이 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제2 고정 부재의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 5항에 있어서,

상기 정렬 수단은,

상기 제1 및 제2 고정 부재를 그 체결 방향의 역 방향으로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
스캐닝 모듈을 이용하여 원고를 독취하는 스캐닝 유니트를 구비하는 화상독취장치에 있어서,

상기 스캐닝 모듈은,

원고의 독취를 위하여 광원, 미러, 및 집광 렌즈가 광 경로를 형성하며 배치되는 프레임;

상기 집광 렌즈에 의하여 집속된 광이 입사되는 이미지 센서가 부착되는 베이스판;

상기 집광 렌즈와 상기 베이스판 사이에 배치되는 정렬 부재;

상기 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치 및 상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬시키는 정렬 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상독취장치.
제 7항에 있어서,

상기 정렬 수단은,

상기 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 부주사 방향 위치 및 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제1 정렬 수단과,

상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 주주사 방향 위치, 상기 원고 면에 수직한 방향 위치, 및 부주사 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제2 정렬 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상독취장치.
제 8항에 있어서,

상기 제1 정렬 수단은,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심으로 회동되는 상기 정렬 부재의 회동 중심이 되는 힌지,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 힌지가 부주사 방향으로 이동 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯,

상기 프레임에 대하여 상기 정렬 부재를 고정시키는 제1 고정 부재,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제1 관통공,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 체결되는 제1 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상독취장치.
제 9항에 있어서,

상기 제2 정렬 수단은,

상기 정렬 부재에 대하여 상기 베이스판을 고정시키는 제2 고정 부재,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 어느 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제2 관통공,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 체결되는 제2 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상독취장치.
제 10항에 있어서,

상기 제1 관통공은 상기 정렬 부재가 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제1 고정 부재의 직경보다 더 크고,

상기 제2 관통공은 상기 베이스판이 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상 기 제2 고정 부재의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 화상독취장치.
제 11항에 있어서,

상기 정렬 수단은,

상기 제1 및 제2 고정 부재를 그 체결 방향의 역 방향으로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상독취장치.
원고의 독취를 위하여 원고에서 반사된 광의 경로를 형성하는 광 경로 형성 수단;

상기 반사된 광이 집광되는 이미지 센서가 부착되는 베이스판;

상기 광 경로에 대하여 상기 베이스판보다 상류측에 마련되는 정렬 부재;

상기 광 경로 형성 수단이 지지되는 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치 및 상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬시키는 정렬 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 13항에 있어서,

상기 정렬 수단은,

상기 이미지 센서의 부주사 방향 위치 및 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제1 정렬 수단과,

상기 이미지 센서의 주주사 방향 위치, 상기 원고 면에 수직한 방향 위치, 및 부주사 방향을 중심축으로 한 틸트각을 정렬시키는 제2 정렬 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 14항에 있어서,

상기 제1 정렬 수단은,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 원고 면에 수직한 방향을 중심으로 회동되는 상기 정렬 부재의 회동 중심이 되는 힌지,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 힌지가 부주사 방향으로 이동 가능하게 삽입되는 장공 형상의 슬롯,

상기 프레임에 대하여 상기 정렬 부재를 고정시키는 제1 고정 부재,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 어느 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제1 관통공,

상기 프레임 및 상기 정렬 부재 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제1 고정 부재가 체결되는 제1 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 15항에 있어서,

상기 제2 정렬 수단은,

상기 정렬 부재에 대하여 상기 베이스판을 고정시키는 제2 고정 부재,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 어느 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 헐겁게 관통되는 제2 관통공,

상기 정렬 부재 및 상기 베이스판 중 나머지 하나에 마련되며 상기 제2 고정 부재가 체결되는 제2 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 16항에 있어서,

상기 제1 관통공은 상기 정렬 부재가 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제1 고정 부재의 직경보다 더 크고,

상기 제2 관통공은 상기 베이스판이 허용 범위 내에서 움직일 수 있도록 상기 제2 고정 부재의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 16항에 있어서,

상기 정렬 수단은,

상기 제1 및 제2 고정 부재를 그 체결 방향의 역 방향으로 탄성 바이어스시키는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
제 13항에 있어서,

상기 이미지 센서의 제6 자유도가 나머지 5개의 자유도와 독립적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 스캐닝 모듈.
스캐닝 모듈을 구비하여 원고의 독취 및/또는 화상의 인쇄가 가능한 화상독취장치에 있어서,

상기 스캐닝 모듈은,

원고의 독취를 위하여 원고에서 반사된 광의 경로를 형성하는 광 경로 형성 수단;

상기 반사된 광이 집광되는 이미지 센서가 부착되는 베이스판;

상기 광 경로에 대하여 상기 베이스판보다 상류측에 마련되는 정렬 부재;

상기 광 경로 형성 수단이 지지되는 프레임에 대한 상기 정렬 부재의 체결 위치 및 상기 정렬 부재에 대한 상기 베이스판의 체결 위치를 조절함으로써 상기 이미지 센서의 위치 및 틸트각을 5 자유도에 걸쳐 정렬시키는 정렬 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상독취장치.