KR20120064047A - 매체 컬을 측정하는 경사진 어레이 센서 방법 및 시스템 - Google Patents

매체 컬을 측정하는 경사진 어레이 센서 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

선단 에지 및 트레일 에지 매체 컬을 정확하게 측정하는 방법 및 시스템은 경사진 어레이 센서를 활용한다. 하나 이상의 컬링된 매체 시트는 경사진 어레이 센서를 향해 선단 에지 및/또는 트레일링 에지로부터 컬러와 관련된 롤러들/닙들의 세트를 통해 프로세스 방향에서 프로펠링될 수 있다. 크로스 프로세스 방향에서 회전 벡터를 갖는 경사진 어레이 센서는 시트 컬의 함수를 계산하기 위해 컬러를 빠져나가는 매체 시트에 대한 각도에서 및 매체 프로펠링 디바이스의 상류 또는 하류에 배치된다. 시트 컬의 함수는 프로펠링된 매체 시트가 경사진 어레이 센서와 관련된 어레이를 터치하는 포인트를 측정함으로써 획득될 수 있다. 이러한 컬 측정 접근방식은 환경적으로 야기된 에러들에 대한 정확성 및 강건성을 강화한다.

Description

매체 컬을 측정하는 경사진 어레이 센서 방법 및 시스템{ANGLED ARRAY SENSOR METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING MEDIA CURL}
실시형태들은 일반적으로 프린터들, 다기능 디바이스들, 복사기들, 팩스기 등과 같은 렌더링 디바이스들에 관한 것이다. 실시형태들은 또한, 렌더링 디바이스들과 관련하여 이용된 컬 (curl) 검출 센서들에 관한 것이다. 실시형태들은 추가로, 선단 에지 (lead edge) 및 후미 에지의 측정에 관한 것이다.
매체 컬은 빈번하게, 렌더링 (예를 들어, 프린팅) 동작 동안 발생할 수 있고, 고밀도 이미지들 및 복수의 컬러 렌더링에 의해 악화될 수 있는 용지 잼 및 레지스트레이션 에러 (registration error) 의 근본 원인으로 고려된다. 매체 컬은 예를 들어, 상대 습도, 용지 중량, 용지 사이즈, 이미징된 면들 또는 이미지의 양과 같은 여러 팩터들에 의해 야기될 수 있다. 그러나, 시트 컬링이, 주변 습도 또는 용지의 습기 함량에서의 변화로 인해 용지의 프린지되지 않은 시트들과 관련하여서도 발생할 수 있다. 시트 컬은 또한, 진공 또는 다른 억제력을 이용하는 시트 전송 시스템에서의 시트 억제 성능을 개선하기 위해 일부러 부과될 수도 있다.
시트 컬링은 적절한 시트 공급과 간섭할 수 있고, 시트 공급 잼, 지연, 또는 레지스트레이션 에러를 야기한다. 시트 컬이 출력에서 존재하면, 적절한 적층 또는 다른 완료 동작들과 간섭할 수 있다. 또한, 용지의 시트에서의 수분의 양이 렌더링 프로세스 자체로부터 급격하게 변화할 수 있어, 컬을 야기하거나 악화시킨다. 시트 컬 문제는 또한, 시트들이 그들의 제 2 측면상에 이미징 재료를 렌더링하기 위해 재공급되거나 재순환될 때, 특히, 타측면 보다는 일측면상에서 열 퓨저 (thermal fuser) 및/또는 더 높은 밀도 이미지들을 통한 시트의 제 2 전달을 수반하는 경우에, 양면 프린팅에서 발생할 수 있다. 매체 컬은, 신뢰가능한 마킹이 달성될 수 있고 잉크 카트리지에 대한 손상이 방지될 수 있도록 측정되고 제어되어야 한다.
다양한 매체 컬 센서들 및 제어 시스템들이 전자 사진 렌더링 분야에서 공지되어 있다. 이러한 종래 기술의 시스템들은 통상적으로, 예를 들어, 매체 시트의 높이/컬을 검출하기 위해 단일 크로스 빔 센서 또는 듀얼 크로스 빔 센서와 같은 다중 빔 센서를 이용한다. 이러한 빔 센서들 및 닙 (nip), 전달 벨트 및 매체에 관한 이들의 정밀한 배치는 센서 응답 특징의 가변성에 대한 추가의 기회를 도입한다. 추가로, 이러한 종래 기술의 컬 측정 방식들은 공기 흐름, 머신 진동들, 에지 플립 등으로 인해 에지 에러의 경향이 있고, 측정들이 정확하지 않다.
상술한 바에 기초하여, 여기에서 매우 상세히 설명되는 바와 같이, 선단 에지와 트레일 (trail) 에지 매체 컬을 정확하게 측정하는 개선된 경사진 (angled) 어레이 센서 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다고 여겨진다.
경사진 어레이 센서를 활용하여 선단 에지와 트레일 에지 매체 컬을 정확하게 측정하는 시스템 및 방법이 여기에 개시된다. 하나 이상의 컬링된 매체 시트들 (예를 들어, 용지, 사진 매체, 프린팅 매체 등) 이 선단 에지 및/또는 트레일링 (trailing) 에지로부터 경사진 어레이 센서 (예를 들어, 접촉 이미지 센서 (CIS) 모듈 또는 CCD 선형 이미지 센서) 를 향해 매체 프로펠링 (propelling) 디바이스를 통해 프로세스 방향에서 프로펠링될 수 있다. 크로스-프로세스 방향에서 회전 벡터를 갖는 경사진 어레이 센서는 시트 컬의 함수를 계산하기 위해 컬러 (curler) 를 빠져나가는 매체 시트에 대한 각도에서 매체-프로펠링 디바이스의 상류 또는 하류에 배치될 수 있다. 시트 컬의 함수는, 프로펠링된 매체 시트가 경사진 어레이 센서와 관련된 어레이를 터치하는 포인트를 측정함으로써 획득될 수 있다. 이러한 컬 측정 방식은 환경적으로 야기된 에러들에 대한 정확성 및 강건성을 강화한다.
선단 에지 컬 및/또는 트레일 에지 컬 함수 각각을 결정하기 위해, 컬링된 매체 시트가 좌측면 및/또는 우측면상에서 경사진 어레이 센서로 진입하고, 매체-프로펠링 디바이스를 통해 진행한다. 시스템은 컬링된 매체 시트의 에지를 제한하여, 어레이 센서는 시트 매체 컬을 정확하게 측정할 수 있다. 어레이 센서와 매체 시트의 포인트는 시트 컬, 어레이 위치, 및 각도의 함수일 수 있다. 어레이 센서에 관한 각 픽셀은 시트 에지의 존재를 검출하기 위해 질문될 수 있다. 옵션으로, 제 2 어레이 센서가 매체 시트에 관한 양방향 컬을 측정하기 위해 추가될 수 있다. 이러한 시스템 및 방법은 잡음을 감소시키고 정확성을 개선하기 위해 매체 컬의 다중의 측정을 허용한다. 추가로, 여기에서 논의된 바와 같은 전달 방법 및 디바이스는 개시된 경사진 어레이 센서 근처에서 매체를 제한할 수 있다. 제한 또는 접촉은 어레이 터치 포인트에게, 매체 컬의 더욱 정확한 측정을 허용한다.
도 1 은 개시된 실시형태들에 따른, 경사진 어레이 센서가 장착된 컬 측정 시스템을 도시하는 개략도를 예시한다.
도 2 는 개시된 실시형태들에 따른, 상이한 위치들에서 경사진 어레이 센서를 터치하는 다양한 컬링된 매체 시트들을 예시하는 컬 측정 시스템의 그래픽 표현이다.
도 3 은 개시된 실시형태들에 따른, 센서 측정의 함수로서 매체 시트 컬들을 표현하는 그래프를 예시한다.
도 4 는 개시된 실시형태들에 따른, 한 쌍의 경사진 어레이 센서와 관련된 양방향 컬 측정 시스템을 도시하는 개략도를 예시한다.
도 5 는 개시된 실시형태들에 따른, 경사진 어레이 센서를 활용하여 정확한 매체 컬을 측정하는 방법의 논리 연산 단계들을 예시하는 동작들의 하이 레벨 플로우 차트를 예시한다.
이들 제한하지 않는 예들에서 논의된 특정한 값들 및 구성들은 변경될 수 있고, 적어도 하나의 실시형태를 단지 예시하기 위해 인용되고, 그 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에 예시된 구성에서, (좌에서 우로) 진입하고 (우에서 좌로) 빠져나가는 것으로 도시된 매체 시트들 (단순히 "매체" 라고 또한 칭함) 은 등가의 구성들이다는 것에 유의한다. 즉, 매체는 설계 구성들 및 활용된 렌더링 디바이스의 타입에 의존하여, 좌측으로 진입하고 우측으로 빠져나가거나, 우측으로 진입하고 좌측으로 빠져나가거나, 좌측 또는 우측으로 진입하고 빠져나갈 수도 있다.
도 1 은 개시된 실시형태들에 따른, 경사진 어레이 센서 (130) 가 장착된 컬 측정 시스템 (100) 을 도시하는 개략도를 예시한다. 컬 측정 시스템 (100) 은 용지 잼 및 레지스트레이션 에러를 회피하기 위해 하나 이상에 컬링된 매체 시트 (150) 에 관하여 매체 컬들 (132-138) 을 측정하도록 이용될 수 있다. 컬 측정 시스템 (100) 은 제로그래픽 렌더링 디바이스에서 용지 또는 투명도와 같은 마킹 엔진에서의 매체 시트 (150) 의 선단 에지 및/또는 트레일 에지 포지션의 측정과 관련하여 구현될 수 있다. 여기에서 활용되는 바와 같이, 용어 렌더링 디바이스는 프린터, 팩스기, 복사기 등 및/또는 이들의 조합과 같은 장치 또는 시스템을 칭할 수도 있다는 것에 유의한다.
시스템 (100) 은 일반적으로, 경사진 어레이 센서 (130) 및 전송 닙들 (110 및 120) 을 포함한다. 잠재적 업스트림 장치를 갖거나 갖지 않은 전송 닙들 (110 및 120) 의 기능은 전송 닙들에서 용지가 접하지 않도록 제한하는 것이다. 이것은 컬 측정의 정확도를 개선시킨다. 그러나, 전송 닙들 (110 및 120) 은 단지 시트들이 어떻게 경사진 센서로 전달될 수 있는지의 예이다는 것을 이해해야 한다. 다른 장치들 및 디바이스들이 가능하다는 것이 이해될 수 있다. 전송 닙들 (110 및 120) 은 매체 시트 (150) 를 수용하고 경사진 어레이 센서 (130) 를 향해 구동하기 위해 매체 경로 (160) 의 대향 측면상에 포지셔닝될 수 있다. 용어 '매체" 는 일반적으로, 용지의 시트들을 칭하고, 통상적으로 적층되며, 전송 닙들 (110 및 120) 은 상부 시트를 용지적층물로부터 끌어 당기고, 그것을 렌더링 디바이스로 전달한다. 참조로, 매체 시트 (150) 는 렌더링 디바이스를 먼저 빠져나가는 용지의 에지를 칭하는 선단 에지를 갖는 것으로서 설명될 수도 있다. 렌더링 디바이스에 마지막의 남아 있는 용지의 에지를 트레일링 에지라 칭한다.
컬링된 매체 시트들 (150) 은 매체 컬들 (132-138) 을 정확하게 측정하기 위해 선단 에지 및/또는 트레일링 에지로부터 경사진 어레이 센서 (130) 를 향해 전송 닙들 (110 및 120) 을 통해 프로펠링될 수 있다. 경사진 어레이 센서 (130) 가, 예를 들어, 설계 고려사항들에 의존하여, 일련의 선형 픽셀들로 이루어진 접촉 이미지 센서 또는 전하 커플 디바이스와 같을 수 있다는 것에 유의한다. 접촉 이미지 선형 센서 (CIS) 는 쉬운 저장, 디스플레이, 편집 또는 전달 능력을 제공하기 위해 플랫 패턴 또는 문서를 전자 포맷들로 스캐닝하는데 이용된 광전 디바이스이다. 센서는 센서 픽셀들에 대한 문서상에 도시된 이미지를 재생한다.
접촉 이미지 센서는 일반적으로, 광원, 렌즈, 및 센서로 구성된 모듈로서 제공된다. 이 모듈을 접촉 이미지 센서 (CIS) 모듈이라 칭한다. CCD 선형 이미지 센서는 광 이미지를 전기 신호로 변환하기 위해 활용된다. CCD 선형 이미지 센서는 수직 전하-커플링된 디바이스들 (VCCD), 수평 전하-커플링된 디바이스 (HCCD), 및 감지된 이미지 전하를 외부 주변 회로로 전달하기 위해 전달된 이미지 전하를 감지하는 감지 앰프 중 하나 이상을 포함한다. 다른 타입의 경사진 어레이 센서가 제안된 센서 대신에 활용될 수도 있다는 것이 이해될 수 있다.
도 2는 개시된 실시형태에 따른, 상이한 위치들에서 경사진 어레이 센서 (130) 를 터치하는 다양한 컬링된 매체 시트들 (150) 을 예시한는 컬 측정 시스템 (100) 의 그래픽 표현을 예시한다. 도 1 내지 도 5 에서, 동일하거나 유사한 부분들이 일반적으로 동일한 참조 부호들로 표시된다는 것에 유의한다. 컬링된 매체 시트들 (150) 은 선단 에지 및/또는 트레일링 에지로부터 전송 닙들 (110 및 120) 과 관련된 매체 프로펠링 디바이스 (170) 를 통해 프로세스 방향에서 경사진 어레이 센서 (130) 를 향해 프로펠링될 수 있다. 경사진 어레이 센서 (130) 는 전송 닙들 (110 및 120) 을 빠져나가는 매체 시트 (150) 에 대한 각도 (예를 들어, 15°)에서 매체-프로펠링 디바이스 (170) 의 상류 또는 하류에 배치될 수 있다. 경사진 어레이 센서 (130) 는 크로스 프로세스 방향에 있는 회전 벡터를 갖고 있다. 매체 시트 컬 함수는 프로펠링된 매체 시트들 (150) 이 경사진 어레이 센서 (130) 와 관련된 어레이를 터치하는 포인트 (예를 들어, 터치 포인트) 를 측정함으로써 획득될 수 있다.
컬링된 매체 시트 (150) 는 좌측면 및/또는 우측면상에서 경사진 어레이 센서 (130) 로 진입하고, 선단 에지 컬 및/또는 트레일 에지 컬 함수 각각을 결정하기 위해 전송 닙들 (110 및 120) 의 매체-프로펠링 디바이스(들)을 통해 진행한다. 시스템 (100) 은 컬링된 매체 시트 (150) 의 에지를 제한하여, 어레이 센서 (130) 는 시트 매체 컬 (132-138) 을 정확하게 측정할 수 있다. 어레이 센서 (130) 에 관한 각 픽셀은 시트 에지의 존재를 검출하기 위해 질문될 수 있다. 매체 시트 (150) 는 영역 x<0 에서 적정하게 플랫으로 유지되도록 제한된다. 매체 시트 (150) 의 선단 에지는 자유롭게, 즉, 좌표 x>0 을 갖는 시트의 임의의 부분에 대해 그 형상을 가정하도록 허용될 수 있다. 도 2 는 x>0 에 대해 자연스러운 형상을 가정하는 다양한 컬 반경들의 매체 시트들 (150) 을 도시한다.
도 3 은 개시된 실시형태들에 따른, 센서 측정치의 함수로서 시트 매체 컬들 (132-138) 을 표현하는 그래프 (300) 를 예시한다. 경사진 어레이 센서 (130) 와 매체 시트 (150) 의 터치 포인트는 시트 매체 컬 (132-138), 어레이 위치, 및 어레이 각도의 함수일 수 있다. 그래프 (300) 에서, x-축은 어레이 센서 (130) 와의 접촉의 포인트의 x-좌표의 측정치를 표현하고, y-축은 매체 시트들 (150) 에 관한 매체 컬 (132-138) 의 측정치를 표현한다. 센서 (130) 는 좌측으로부터 우측으로 질문될 수 있고, "시트 존재" 의 제 1 발생에서, x-좌표를 표기한다. 시트 컬은 아래와 같이 직선에 의해 설명된 센서 면 지오메트리 및 시트 컬 반경 (R) 에 대해 계산될 수 있다.
X =
Figure pat00001
(1)
Y =
Figure pat00002
(2)
여기서,
d x = x 2 - x 1 (3)
d y = y 2 - y 1 (4)
d r =
Figure pat00003
(5)
D =
Figure pat00004
(6)
Figure pat00005
(7)
포인트들 (x1, y1,) 및 (x2, y2) 은 좌표 평면에 관하여 센서 어레이 (130) 의 회전 벡터의 2개의 종단 포인트들을 표현하고, dr 은 센서 어레이 회전 벡터의 길이를 표현한다. 식 (1) 및 식 (2) 는 경사진 어레이 센서 (130) 와 매체 (150) 의 정확한 터치 포인트를 결정할 수 있다. 컬 측정 시스템 (100) 은 고감도로, 즉, 더 작은 센서 각도들로 매체 (150) 의 컬 (132-138) 을 측정할 수 있다. 이러한 시스템 및 방법은 잡음을 감소시키고 정확성을 개선하기 위해 매체 시트 컬의 다중의 측정을 허용한다.
도 4 는 개시된 실시형태들에 따른, 한 쌍의 경사진 어레이 센서 (130) 와 관련된 양방향 컬 측정 시스템 (400) 을 도시하는 개략도를 예시한다. 양방향 컬 측정 시스템 (400) 은 매체 시트 (150) 와 관련된 포지티브 컬 및 네거티브 컬 양자를 측정하기 위해 매체 경로 (160) 의 각 측상에서 경사진 어레이 센서 (130) 와 구성될 수 있다. 매체 시트 (150) 의 단방향 컬을 측정하는 동안 양방향 측정 시스템 (400) 이 필요하지 않을 수도 있다는 것에 유의한다.
도 5 는 개시된 실시형태들에 따른, 경사진 어레이 센서 (130) 를 활용하여 정확한 매체 시트 컬 (132-138) 을 측정하기 위한 방법 (500) 의 논리 연산 단계들을 예시하는 동작들의 하이 레벨 플로우 차트를 예시한다. 블록 510 에서 표시된 바와 같이, 하나 이상의 컬링된 매체 시트들 (150) 은 컬러와 관련된 닙을 통해 경사진 어레이 센서를 향해 프로세스 방향에서 프로펠링될 수 있다. 다음으로, 블록 520 에서 표시된 바와 같이, 경사진 어레이 센서는 매체 프로펠링 디바이스의 하류 또는 상류 및 컬러를 빠져나가는 매체 시트 (150) 에 대한 각도에서 배치될 수 있다.
경사진 어레이 센서 (130) 는, 각각의 픽셀이 매체 시트 (150) 에지의 존재를 검출하기 위해 질문될 수 있기 때문에 컬 측정을 위해 이상적으로 적합하다. 매체 시트 컬 (132-138) 의 함수는 블록 530 에 표시된 바와 같이, 프로펠링된 매체 시트들 (150) 이 경사진 어레이 센서 (130) 와 관련된 어레이를 터치하는 터치 포인트를 측정함으로써 획득될 수 있다. 그 후, 정확한 시트 컬이 블록 540 에 표시된 바와 같이, 시트 컬 함수를 활용하여 결정될 수 있다. 이러한 접근방식은 정확한 시트 컬 (132-138) 측정치를 제공하여 공기 흐름, 머신 진동, 에지 플립 등으로 인한 에지 이동에 의해 야기된 에러들을 제거한다.
전달 디바이스는 여기에 설명된 경사진 어레이 센서로부터 상류 또는 하류에 있을 수 있다. 추가로, 전달 방법 및/또는 디바이스 또는 시스템은, 각도 센서 근처의 매체를 제한하도록 구성될 수 있다. 제한 또는 접촉은 어레이 터치 포인트에게 매체 컬의 더욱 정확한 측정치를 만들어 준다.

Claims (9)

  1. 매체 시트 컬 (curl) 을 측정하는 방법으로서,
    경사진 (angled) 어레이 센서를 향해 매체-프로펠링 (propelling) 디바이스를 통해 프로세스 방향에서 적어도 하나의 컬링된 매체 시트를 프로펠링하는 단계로서, 상기 경사진 어레이 센서는 크로스-프로세스 방향에서 회전 벡터를 갖는, 상기 적어도 하나의 컬링된 매체 시트를 프로펠링하는 단계; 및
    시트 컬의 함수를 획득하기 위해 상기 경사진 어레이 센서와 관련된 어레이를 상기 적어도 하나의 컬링된 매체 시트가 터치하는 포인트를 측정하여, 환경적으로 야기된 에러들에 대한 정확성 및 강건성 (robustness) 을 강화하는 단계를 포함하는, 매체 시트 컬을 측정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트 컬의 함수를 계산하기 위해 컬러 (curler) 를 빠져나가는 상기 매체 시트에 대한 각도에서 및 상기 매체-프로펠링 디바이스의 상류 또는 하류에 상기 경사진 어레이 센서를 배치하는 단계를 더 포함하는, 매체 시트 컬을 측정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 어레이 센서를 통해 상기 매체 시트 컬을 정확하게 측정하기 위해 상기 컬링된 매체 시트의 에지를 제한하는 단계를 더 포함하는, 매체 시트 컬을 측정하는 방법.
  4. 매체 시트 컬을 측정하는 시스템으로서,
    크로스-프로세스 방향에서 회전 방향을 갖는 경사진 어레이 센서;
    에지로부터 상기 경사진 어레이 센서를 향해 프로세스 방향에서 적어도 하나의 컬링된 매체 시트를 프로펠링하는 매체 프로펠링 디바이스; 및
    시트 컬의 함수를 획득하기 위해 상기 경사진 어레이 센서와 관련된 어레이를 상기 적어도 하나의 컬링된 매체 시트가 터치하는 포인트를 측정하여, 환경적으로 야기된 에러에 대한 정확성 및 강건성을 강화하는 측정 디바이스를 포함하는, 매체 시트 컬을 측정하는 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 경사진 어레이 센서는, 상기 시트 컬의 함수를 계산하기 위해 컬러를 빠져나가는 상기 매체 시트에 대한 각도에서 및 상기 매체-프로펠링 디바이스의 상류 또는 하류에 위치되는, 매체 시트 컬을 측정하는 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 어레이상의 각 픽셀은 시트 에지의 존재를 검출하기 위해 상기 어레이 센서에 관하여 질문되는, 매체 시트 컬을 측정하는 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    앙방향 매체 컬을 측정하는데 보조하는 제 2 경사진 어레이 센서를 더 포함하는, 매체 시트 컬을 측정하는 시스템.
  8. 매체 시트 컬을 측정하는 시스템으로서,
    크로스 프로세스 방향에서 회전 벡터를 갖는 경사진 어레이 센서;
    에지로부터 상기 경사진 어레이 센서를 향해 프로세스 방향에서 적어도 하나의 컬링된 매체 시트를 프로펠링하는 매체 프로펠링 디바이스로서, 상기 경사진 어레이 센서는 시트 컬의 함수를 계산하기 위해 컬러를 빠져나가는 상기 매체 시트에 대한 각도에서 및 상기 매체 프로펠링 디바이스의 상류 또는 하류에 위치되는, 상기 매체 프로펠링 디바이스; 및
    상기 시트 컬의 함수를 획득하기 위해 상기 경사진 어레이 센서와 관련된 어레이를 상기 적어도 하나의 컬링된 매체 시트가 터치하는 포인트를 측정함으로써, 환경적으로 야기된 에러에 대한 정확성 및 강건성을 강화하는 측정 디바이스를 포함하는, 매체 시트 컬을 측정하는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 컬링된 매체 시트의 에지는 상기 경사진 어레이 센서를 통해 상기 매체 시트 컬을 정확하게 측정하기 위해 제한가능하고,
    상기 시트 컬은, 상기 적어도 하나의 컬링된 매체 시트가 선단 에지로부터 상기 경사진 어레이 센서에 진입할 때 측정가능하며,
    상기 시트 컬은, 상기 적어도 하나의 컬링된 매체 시트가 트레일링 (trailing) 에지로부터 상기 경사진 어레이 센서로 진입할 때 측정가능한, 매체 시트 컬을 측정하는 시스템.
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