KR19990008539A - 광원 효율이 향상된 스캐너 모듈을 갖는 복합기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셔틀 스캐너 방식의 복합기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크젯 프린터 헤드와 동일축 상에 형성된 스캐너 모듈의 광원을 독취폭의 양단에 꼬마전구를 사용하므로써 독취폭의 출력값을 균일하게 나타낼 수 있도록 하는 스캐너 모듈에 관한 것이다.

인가된 전원에 따라 광 에너지를 원고면에 분사시키는 램프와, 상기 램프로부터 발생된 광이 원고면에 반사되는 원고의 반사광을 포커싱(Focusing)하기 위한 렌즈(Lens)와, 상기 렌즈를 투과한 반사광에너지를 전기적 에너지의 형태로 변환시켜 화상을 인식하기 위한 센서(CCD)로 구성된 스캐너 모듈을 사용하는 셔틀 스캐너 방식 복합기에 있어서 ; 상기 스캐너 모듈에 사용되는 램프는 점광원(Point Lamp) 타입의 발광소자를 사용하는 것을 특징으로 한다.

유효 독취폭의 양단에 꼬마전구를 설치함으로써 유효 독취폭내에서 광원의 설치가 가능하다. 따라서 컴팩트(Compact)한 공간활용이 가능하여 사이즈를 소형화하는 효과를 갖는다.

Description

광원 효율이 향상된 스캐너 모듈을 갖는 복합기

본 발명은 셔틀 스캐너 방식의 복합기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크젯 프린터 헤드와 동일축 상에 형성된 스캐너 모듈의 광원을 독취폭의 양단에 꼬마전구를 사용하므로써 독취폭의 출력값을 균일하게 나타낼 수 있도록 하는 스캐너 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 사무실에서 사용되는 컴퓨터, 프린터, 복사기, 스캐너 및 팩스등을 일컬어 사무기기라 칭한다. 이러한 사무기기는 각 기기마다의 고유 기능을 가지고 있다.

프린터는 컴퓨터로 작성된 문서 등의 파일을 원고에 문자의 형태로 출력하기 위한 대표적인 출력장치이다. 복사기는 원고 또는 기타 형태의 이미지를 그대로 원고에 형성시키기 위한 장치이다. 동일 이미지의 다량 복사에 매우 유용하게 사용된다.

한편, 스캐너는 복사기와 구동 방식에 있어서 유사한 점이 많다. 다만 그 스캐닝 이미지의 출력양식이 데이터 파일로 나타난다는 점이 다르다.

이와 같이 사무기기는 각기 제 기능을 구현하기 위해 서로 다른 독립적 형태를 유지하고 있다.

근래에 들어서 각 사무기기의 기능을 복합적으로 나타내기 위한 제품이 대두되고 있다. 그 중 잉크젯 프린터의 기능과 스캐너 및 팩스의 기능을 구현할 수 있는 복합기에 대하여 설명한다.

도 1에서는 이러한 복합기의 개략적인 시스템 구성을 나타내고 있다. CPU(1)는 시스템 전체를 컨트롤하는 부분으로 전체 시스템을 구동하는 프로그램이 내장된 시스템 메모리(6)를 컨트롤한다.

화상처리부(2)는 상기 CPU(1)의 제어를 받아 셔틀 스캐너 모듈(3)로부터 들어온 화상 데이터의 그림자(Shading) 및 감마(Gamma) 보정(Correction), 해상도 변환(DPI conversion), 가장자리 강조(Edge emphasis), 에러 분산(Error Diffusion)등을 수행한다.

상기 CPU(1)의 제어에 따라 모뎀부(9)에서는 처리된 화상 데이타의 팩스 송신하고, PC에서의 프린팅이나 팩스 수신시의 프린팅은 ECP(7-2)에서 수행한다.

셔틀 스캐너 모듈(3)은 화상 데이터를 독취하는 부분으로 셔틀 방식의 스캔닝을 한다.

레스터라이져(Rasterizer)(4)는 수직 블럭으로 독취한 화3상 데이터를 레스터라이징하는 부분이다.

화상 메모리(5)는 화상처리부(2)에서 화상처리를 하기위해 필요한 화상 데이터 처리용 버퍼(Buffer) 메모리이다.

시스템 메모리(6)는 전체 시스템 프로그램이 내장된 EPROM과 시스템 데이타 처리를 위한 SRAM으로 구성되어 있다.

ECP(7-1)란 PC와의 직접 병렬 인터페이스를 위한 모듈로써 스캔한 데이터를 PC로의 송신, PC에서 프린팅할 데이타의 수신을 위한 파트이다.

프린터 드라이버(7-2)는 프린팅을 하기위해 필요한 프린트 헤드 분사 컨트롤, 캐리지 모터 와 라인피드 모터의 구동 컨트롤 및 프린팅 데이타 핸들링을 수행한다.

이와같은 시스템의 구성을 기구적 측면에서 전체적으로 살펴보면 도 2 에서와 같이 나타낼 수 있다.

스캐너 모듈(3) 및 잉크 카트리지 모듈(13)은 동일한 수평 이동축(14)을 따라서 이동한다. 따라서 이동 벨트(12) 및 캐리지 리턴 모터(11)를 사용하여 구동시킨다.

원고(100)는 라인 피드모터(15)의 구동에 따라 회전되는 라인피드롤러(16)에 의해 급지 및 배지된다.

도 3은 복합기의 동작중 스캐닝 과정을 스캐너 모듈을 중심으로 나타낸 측면도이다. 이와 같은 셔틀 방식의 스캔 장치는 잉크젯 헤드 모듈과 함께 구성하여 같은 구동계를 사용할 수 있다.

이동 벨트(12)에 구속된 스캐너 모듈(3)과 잉크 카트리지 모듈(13)은 캐리지 리턴 모터(11)의 회전구동으로 원고면을 따라 좌·우로 왕복운동을 한다.

이 구동으로 화상의 독취와 인쇄를 구현시키는 방법을 사용한다.

용지 카셋트(40)에 수납되어 있는 원고(100)는 급지롤러(45)에 의해 드라이브롤러(41) 및 핀치롤러(42) 사이로 인입된다. 스캐너 모듈(3)의 스캐닝 과정을 완료한 후 배지롤러(43) 및 핀치롤러(44)의 회전력에 의해 배지된다.

인쇄기능은 스캐너 모듈(3)과 잉크 카트리지 모듈(13)이 좌·우로 움직이는 동안 카트리지 모듈(13)의 잉크젯 헤드의 잉크를 원고(100)에 옮겨 인쇄하는 것이다.

스캐닝 기능은 스캐너 모듈(3)과 카트리지 모듈(13)이 좌·우로 움직이는 동안 스캐너 모듈(3)안의 램프(31)가 광을 원고(100)에 조사시킨다. 이 때 원고면에 비추어 반사되는 광량 즉 원고면의 화상 데이터가 스캐너 글래스(32)를 지나 렌즈(33)를 투과하면서 CCD(Charge Coupled Device)센서(34)에 포커싱(Focusing)되어 도달하므로써 화상데이터를 독취하는 것이다. 여기에서 CCD(34)는 광에너지를 전기적 에너지인 전압으로 변환시키는 센서이다.

그 동작원리를 도 4를 참조로 하여 살펴본다. 램프(31)의 빛을 원고(100)면에 비추어 반사되는 광량(원고면의 화상 데이터)를 렌즈(33)를 통하여 CCD(34)의 센싱면에 포커싱(Focusing)시켜서 원고의 화상데이터를 읽어들인다.

CCD(34)는 광에너지를 전기적 에너지인 전압으로 변환시키는 센서이다. 이 때 광원인 램프(31)는 원고(100)의 유효 독취폭(C)을 균등한 크기의 광량으로 비추어 주어야만 원고면의 화상데이터를 왜곡이 없이 고해상도를 읽어들일 수 있다.

그런데 종래의 램프는 도 5에서 보는 바와 같이 라인형(Line) 롱(Long) 타입의 램프로 구성되며, 유효 독취폭(C)위에 설치하여 원고면에 빛에너지를 분사시키는 구조로 되어 있다.

이러한 라인형(Line) 롱 타입(Long type)의 램프(31)는 그 구조상 도 5a에서와 같이 유효 독취폭(C)의 양단(A,B)부분은 빛을 내지 못하는 부분으로 구성된다. 따라서 유효 발광폭(C)을 갖는 롱 타입(Long type)의 램프의 길이는 A＋B＋C와 같이 길어지게 되는 문제점이 있다.

또한 램프(31)의 길이 방향의 각 위치에 있어서의 광량분포는 도 5b와 같이 비교적 균일하게 분포되어 있는데 반해, 램프(31)의 광량을 받아서 반사된 원고의 반사광량은 도 5c와 같이 나타난다. 즉 중앙부의 반사광량(D)은 크고, 양단의 반사광량(E)은 작은 돔 형상의 분포특성곡선을 갖게 된다.

그 이유는 도 6에서 나타난 바와 같이 원고 중앙부에 입사되는 광량의 경로는 d,e,f이고 양단에 입사되는 광량은 a,b,c 또는 g,h,i로 나타낼 수 있다. 이때 광량이 램프에서 원고면에까지 도달하는데 필요한 거리를 비교하여 본다.

램프의 좌,우,중앙부로부터 원고의 중앙부에 도달하는 거리의 합(d＋e＋f)보다 양단에 도달하기까지의 경로의 길이(a＋b＋c 또는 g＋h＋i)가 길다.

동일한 광원에서 분사된 빛이 일정거리가 떨어진 곳에 도달되는 량은 그 빛의 이송거리(a,b,c,…)의 제곱(…)에 반비례한다. 따라서 원고 중앙부의 입사광량이 원고 양단 부위보다 크게되어 도 5c와 같이 분포된다.

이와 같이 원고의 유효독취폭(C)의 위치에 따라 입사광량이 불균일하면 빛의 광량크기로 원고의 화상 데이터를 독취하는 CCD(34)의 해상도가 떨어지는 원인이 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로는 별도의 광량조절용 부품(도시되지 않음)을 장착하여 도 5c의 F 부분에 해당되는 광량을 제거하는 쉐이딩(Shading)구조를 추가하여 보완하는 방법을 사용하였다. 이는 부품의 추가에 따른 생산비 증가 및 광량을 제거하는데 따른 램프의 효율 즉 출력광량 대비 사용광량을 떨어뜨리는 원인이 된다.

또한 CCD(34)는 어느 일정량 이상의 광량이 입사되면 포화되어(Saturation) 그 기능을 상실하게 되므로 입사광량을 포화광량 이하로 조절하여야 한다. 도 5c와 같은 분포를 갖는 광량이 입사되면 포화광량은 피크(Peak)치인 중앙부의 D 값에 의하여 제한받는다.

반면 실질적으로 사용되는 광량은 최소치인 양단의 E 값이 된다. 상대적으로 낮은 양단의 광량을씩으로 나누어서 원고의 화상 데이터를 분해하여야 한다. 통상적으로∼을 사용한다. 따라서 화상 데이터의 분해능력이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 원고의 유효 독취폭의 모든 위치에서의 입사광량을 균일하게 하여 광원의 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 원고의 유효 독취폭에 광량을 공급하는 램프의 길이를 짧게 하여 셔틀 방식의 스캐너와 같이 좁은 공간에 적용할 수 있도록 하는 점에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 쉐이딩 부품을 사용하지 않고도 플랫한 원고의 반사광량을 얻게하여 고해상도의 스캔 화질을 구현함에 있다.

또한 CCD에 입사되는 원고의 반사광량을 최소치를 기준으로 컷팅하는 쉐이딩을 하지 않으므로 원고의 반사광량이 그대로 CCD의 포화광량으로 제한 받게하여 분해능력을 높이는 점에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인가된 전원에 따라 광 에너지를 원고면에 분사시키는 램프와, 상기 램프로부터 발생된 광이 원고면에 반사되는 원고의 반사광을 포커싱(Focusing)하기 위한 렌즈(Lens)와, 상기 렌즈를 투과한 반사광에너지를 전기적 에너지의 형태로 변환시켜 화상을 인식하기 위한 센서(CCD)로 구성된 스캐너 모듈을 사용하는 셔틀 스캐너 방식 복합기에 있어서 ; 상기 램프는 점광원(Point Lamp) 타입의 발광소자를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 세부적인 특징은 상기 램프를유효 독취폭 양단의 임의의 위치에 대칭적으로 평행을 이루도록 설치하는 점에 있다.

도 1은 일반적인 복합기의 내부 구성을 간략히 나타낸 블록구성도,

도 2는 도 1의 시스템의 구성을 기구적 측면에서 나타낸 예시도,

도 3은 복합기의 동작중 스캐너 모듈을 중심으로 나타낸 측면도,

도 4는 스캐너 모듈의 동작원리를 나타낸 동작 상태도,

도 5는 도 4의 램프와 반사광량의 상관도,

도 6은 원고에 입사되는 광량의 경로를 나타낸 예시도,

도 7은 꼬마전구의 구성을 나타낸 외관도,

도 8은 꼬마전구와 거리에 따른 광량의 분포도,

도 9는 본 발명의 수행에 따른 스캐너 모듈에 설치되는 램프의 구성도 및

위치에 따른 광량 분포도,

도 10은 본 발명에 따른 여러 형태의 램프의 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

본 발명의 구성을 설명하기에 앞서 본 발명에 적용하기 위한 꼬마전구에 대하여 살펴보기로 한다.

도 7은 본 발명에 사용되는 램프의 사시도로서 일반적인 꼬마전구를 사용하고 있다.

빛의 투과율을 높이기 위한 유리 재질의 벌브(Bulb)(101)와, 인가되는 전원을 내부리드(Inner Lead)(102)에 전달하기 위한 외부리드(Outer Lead)(103)와, 상기 내부리드(102)를 서로 연결시켜 전기적 에너지를 빛에너지로 변환시키는 필라멘트(104)로 구성된다.

이 때 상기 꼬마전구의 광량은 도 8에 나타난 바와 같이 광원으로부터의 거리에 반비례하여 분포된다. 즉 광원에서 가까울수록 광량은 크고, 멀어질수록 광량이 작아지게 된다. 동일 광량이 전달되는 지점을 연결시킬 때 도 8a와 같이 등고선의 형태로 나타난다. 도 8b는 광원으로부터의 거리에 따라 전달되는 광량의 크기를 그래프로 나타낸 것으로 중앙지점의 광량이 가장 크고 주변의 광량이 작게 전달됨을 나타내고 있다.

도 9는 본 발명의 바람직한 적용에 따른 스캐너 모듈의 램프의 구성을 나타내고 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이 두 개의 꼬마전구를 유효 독취폭의 양단에 대칭적으로 서로 다른 방향을 향하여 평행하게 구성시켰다.

각 꼬마전구로부터 발생된 빛은 도 9b에서와 같이 나타난다. B 지점에서 각 전구로부터의 빛이 서로 중첩되어 나타난다. 따라서 A,B,C 각 지점에서의 광량은 도 9c와 같이 동일한 레벨의 크기를 갖는다. 결과적으로 전 유효 독취폭에서 균일한 광량분포를 가지게 된다.

한편 이러한 꼬마전구의 배열은 도 10에 나타난 바와 같이 여러 가지 형태를 가질 수 있다.

10a와 같이 두 전구가 외부를 향하여 동일 수평선상에 놓이는 경우와,

10b와 같이 두 전구가 동일 수평선상에서 서로 마주보게 놓이는 경우와,

10c와 같이 서로 다른 수직 선상에서 슬라이스쪽을 향해 동일한 방향으로 구성된 경우와,

10d와 같이 서로 다른 수평/수직 선상에 놓이면서 슬라이스 쪽을 향해 동일한 방향으로 구성된 경우를 생각할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유효 독취폭의 양단에 꼬마전구를 설치함으로써 유효 독취폭내에서 광원의 설치가 가능하다. 따라서 컴팩트(Compact)한 공간활용이 가능하여 사이즈를 소형화하는 효과를 갖는다.

원고의 유효 독취폭의 모든 위치에서의 광량을 균일하게 얻을 수 있으므로, CCD(34)의 포화광량에 근접한 광량크기의 사용이 가능하다. 따라서 CCD 센서의 분해능력(해상도)을 높일 수 있으며, 화질의 향상효과를 갖는다.

플랫한 광량분포를 가지므로 별도의 쉐이딩(Shading)을 위한 부품의 설치가 불필요하게 되어 생산단가를 줄이며, 사이즈도 소형화 시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (10)

1. 인가된 전원에 따라 광 에너지를 원고면에 분사시키는 램프와,

   상기 램프로부터 발생된 광이 원고면에 반사되는 원고의 반사광을 포커싱(Focusing)하기 위한 렌즈(Lens)와,

   상기 렌즈를 투과한 반사광에너지를 전기적 에너지의 형태로 변환시켜 화상을 인식하기 위한 센서(CCD)로 구성된 스캐너 모듈을 사용하는 셔틀 스캐너 방식 복합기에 있어서 ;

   상기 스캐너 모듈에 사용되는 램프는 점광원(Point Lamp) 타입의 발광소자를 사용하는 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 점광원 타입의 발광소자는 유효 독취폭 양단의 임의의 위치에 두 개의 램프가 대칭적으로 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 두 램프는 서로 반대방향을 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 두 램프는 각기 다른 수평라인에 형성되어 서로 평행을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 두 램프는 수직방향에 대해 서로 평행을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 두 램프는 동일한 수평라인에 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 두 램프는 서로 같은 방향을 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 두 램프는 동일한 수평라인에 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 두 램프는 수직방향에 대해 서로 평행을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 램프는 텅스텐 필라멘트를 사용하는 꼬마전구로 구성된 것을 특징으로 하는 셔틀 스캐너 방식의 복합기.