KR20230097239A - 용지 감지 특성이 개선된 콤팩트형 프린터용 광센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용지 감지 특성이 개선된 콤팩트한 프린터용 광센서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 프린터용 광센서는 광소자 실장용 리드프레임과,
상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,
상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,
상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고
이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;
다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고
적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및
상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈을 하우징 내부에 포함한다.

Description

용지 감지 특성이 개선된 콤팩트형 프린터용 광센서{Compact optical sensor for printers with improved paper detection characteristics}

본 발명은 잉크 프린터용 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크 프린터의 용지 감지 특성이 개선된 잉크 프린터용 광센서에 관한 것이다.

잉크 프린터에는 인쇄가 지시된 색상으로 적절한 위치에 이루어지는지를 확인하기 위해서, 광센서가 설치된다.

대한민국 특허 공개 제10-2014-0100016호에서는 용지에 정착된 잉크의 위치 및 색상을 확인하기 위한 광센서 모듈을 개시한다.

이 센서 모듈은 잉크젯 프린트의 두 개 이상의 잉크 카트리지 각각의 헤드 간의 인쇄 정렬 오차를 자동으로 보정하고, 종이에 인쇄된 잉크의 위치 및 색상을 광학적으로 확인하기 위해서, 도 12에서 도시된 바와 같이, 잉크가 인쇄된 용지를 향해 광을 방출하는 광원으로서 발광소자를 포함하는 발광부(20); 상기 용지에 의해 반사된 광을 수신하여 전기신호로 변환하는 수광소자를 포함하는 수광부(40); 및 상기 발광부와 상기 수광부의 활성 영역을 제외한 부분을 둘러싸며 상기 발광부와 상기 수광부를 광학적으로 분리시키는 하우징;을 포함하며, 상기 발광부의 상기 발광소자는 적색 발광다이오드 칩과 청색 발광다이오드 칩으로 이루어진다. 이 광센서 모듈은 발광소자로서 적색 발광다이오드 칩과 청색 발광다이오드 칩인 두 개의 발광다이오드 칩을 사용하여 용지에 인쇄물의 색상과 위치를 정확하게 판별한다.

도 13에서 도시된 바와 같이, 이러한 광센서 모듈은 내부에 광센서 모듈의 안착을 위한 공간이 마련되고, 프린터에 고정될 수 있는 납작한 직육면체 형태를 가지는 프린터용 광센서 내부에 장착되어 사용된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 하우징은 내부에 광센서 모듈의 리드핀이 삽착된 인쇄회로 기판과, 상기 인쇄회로기판에 삽착되어 외부로 출력하는 커넥터 케이스와, 광 경로에 배치되는 렌즈를 포함한다. 상기 광센서 모듈은 발광 소자에서 발광된 광이 광경로에 배치된 렌즈를 통해서 조사된 후, 반사에 의해서 수광소자로 입사되면서 광센서 신호를 출력하고, 출력된 신호를 인쇄회로기판을 통해서 커넥터 케이스로 전달하고, 커넥터 케이스에 삽착되는 커넥터 케이블을 통해서 외부로 출력한다.

하지만, 기존의 광센서 모듈은 인쇄물의 색상을 정확하게 분석하기 위해서 최대한 많은 양의 반사광이 입사되는 위치에 수광소자를 배치하기 때문에, 종이 재질별로, 예를 들어, 일반 A4용지와 사진 인화용 광택지 사이에, 입사광량이 크게 차이가 나지 않는다 문제가 있다. 즉, 인쇄되는 잉크의 색상과 인쇄 위치는 정확하게 확인할 수 있지만, 사진을 인화하기 위한 광택지와 통상적인 A4 인쇄용지를 구별하지 못한다는 한계가 있다.

이에 따라, 특수 종이와 인쇄 용지를 구별하기 위해 별도의 센서를 설치하는 방안이 제시되고 있으나, 광센서 모듈이 설치되는 하우징의 내부에는 별도의 센서를 추가로 설치할 수 있는 공간을 마련하기 어려워 별도로 센서를 설치할 공간을 마련해야 한다는 문제가 있다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 과제는 인쇄 용지 감지 특성이 개선된 새로운 프린터용 광센서 모듈을 제공하는 것이다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 과제는 인쇄 용지 감지 특성이 개선된 새로운 프린터용 광센서 모듈이 장착된 프린터용 광센서를 제공하는 것이다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 종래의 좁은 하우징 내부에 설치할 수 있으며, 특수 종이와 인쇄 용지를 구별할 수 있는 새로운 광센서 모듈을 제공하는 것이다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 종래의 좁은 하우징 내부에 설치할 수 있으며, 특수 종이와 인쇄 용지를 구별할 수 있는 새로운 광센서 모듈이 설치되는 프린터용 광센서를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서,

본 발명에서는 종이의 재질에 따라 반사광의 강도 분포가 상이하다는 점을 이용하여, 복수의 위치에서 반사광을 측정하고, 이를 이용해서 보다 정확하게 인쇄용지의 재질을 구분하는 방안을 제시한다.

또한, 추가적인 수광소자의 배치로 인해서 광센서의 크기가 커지는 것을 방지하기 위해서, 종래 광센서에서 광센서 모듈과 커넥터 케이블을 연결하기 위해서 사용되는 인쇄회로기판과 커넥터 케이스를 제거하여, 하우징의 외관 변화 없이 내부에 추가적인 수광소자가 설치될 수 있는 공간을 확보하는 방안을 제시한다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판과 커넥터 케이스의 제거로 인해 생성된 좁은 공간에 추가적인 광소자를 설치할 수 있도록 광센서 모듈을 공간 효율적으로 새롭게 구조 변경하는 방안을 제시한다.

이에 따라, 본 발명은

광소자 실장용 리드프레임과,

상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고

이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;

다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고

적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및

상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈과,

상기 광소자 모듈이 내장되는 안착부와, 상기 광소자 모듈에서 발광된 광과 반사광이 출입하는 광출입구와, 커넥터 출입구를 가지는 하우징으로 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서를 제공한다.

본 발명은 일 측면에서,

광소자 실장용 리드프레임과,

상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고

이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;

다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고

적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및

상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈을 제공한다.

본 발명은 일 측면에서,

광소자 실장용 리드프레임과,

상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고

이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;

다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고

적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및

상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈을 제공하는 단계; 및

상기 광소자 모듈을 상기 광소자 모듈에서 발광된 광과 반사광이 출입하는 광출입구와, 커넥터 출입구를 가지는 하우징에 안착시키는 단계를 포함하는 프린터용 광센서 제조 방법을 제공한다.

광소자 실장용 리드프레임과,

상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,

상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고

이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;

다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고

적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및

상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈과,

상기 광소자 모듈이 내장되는 안착부와, 상기 광소자 모듈에서 발광된 광과 반사광이 출입하는 광출입구와, 커넥터 출입구를 가지는 하우징으로 포함하는 프린터용 광센서를 설치하는 단계; 및

상기 프린터용 광센서에 제1 수광소자와 제2 수광소자에서 출력되는 신호를 이용해서 인쇄용지의 종류의 판단하는 단계;를 포함하는 인쇄용지 감지 방법을 제공한다.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 동일한 광원을 사용할 경우에도 반사 위치에 따라서 반사광의 분포가 달라지므로, 2 개의 수광 소자를 상이한 위치에 설치할 경우 각각의 수광 소자에서 상이한 신호들이 출력된다.

따라서, 종이의 재질이 달라질 경우 특정 영역에 설치된 광센서에서는 신호가 동일할 수 있지만, 여러 영역에 설치된 광센서들의 신호가 동시에 동일할 확률이 낮아지게 되므로, 종이의 재질을 정확하게 판단할 수 있게 된다. 또한, 제1 수광 소자는 인쇄물의 색상을 정확하게 분석할 수 있도록 최대한 많은 양의 반사광이 입사되는 영역에서 광을 수광하도록 하고, 제2 수광 소자는 용지에 따라 입사광량의 차이가 많은 영역에서 광을 수광할 경우, 정확한 색상과 인쇄 용지를 분석이 동시에 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 프린터는 잉크젯 컬러 프린터일 수 있으며, 상기 잉크는 컬러 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크는 시안(C: cyan), 마젠타(M: magenta), 옐로우(Y: yellow)의 세 가지 색상과 블랙(K: black)으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 프린터는 일반 인쇄 용지와 사진 인화용 용지를 인쇄할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 발광 소자는 하나 이상의 광을 발광할 수 있으며, 바람직하게는 인쇄물의 색상을 정확하게 감지하기 위해서 파장이 상이한 복수의 광을 발광할 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 발광 소자는 파장이 상이한 복수의 광을 발광할 수 있도록 발광 파장이 상이한 복수의 발광 칩을 포함할 수 있다. 상기 발광칩은 발광 다이오드칩일 수 있으며, 전류 인가시 전류가 광으로 변환되어 특정 파장의 광이 발광되는 발광 칩일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 발광 소자는 적색광을 발광하는 적색 발광다이오드 칩과 청색광을 발광하는 청색 발광다이오드 칩으로 이루어질 수 있다. 적색 발광다이오드 칩으로부터 나온 적색 광은 잉크의 색상 중 시안(C)을

구별할 수 있게 하고, 청색 발광다이오드 칩으로부터 나온 청색 광은 잉크의 색상 중 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 구별할 수 있게 한다. 여기서 적색 광은 약 580 nm 내지 약 650 nm의 광을 나타내는 것으로 의도되고, 청색 광은 약 420 nm 내지 약 470 nm의 광을 나타내는 것으로 의도된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 수광 소자는 수광시 전류를 출력되는 수광칩일 수 있으며, 바람직하게는 수광량과 출력되는 전류량이 비례하는 포토 다이오드 또는 포토트랜지스터일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 전류는 증폭회로를 거쳐서 전압신호로 출력될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 수광 소자는 인쇄물의 색상을 정확하게 분석하기 위해서 다량의 반사광을 수신하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 제1 수광 소자는 인쇄 종이의 종류에 따른 측정 오차를 줄일 수 있도록, 인쇄 종이에 따른 반사 광량의 차이가 적은 영역, 바람직하게는 인쇄종이에 따른 반사 광량의 차이가 20 % 이하, 보다 바람직하게는 10 % 이하, 가장 바람직하게는 5 % 이하인 영역에서 광을 수신하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 제1 수광 소자는 인쇄용지로 입사되는 입사광의 입사각과 동일한 반사각을 가지는 영역에서 광을 수신할 수 있다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 인쇄 종이에 따른 반사 광량의 차이가 적은 영역으로 반사되는 광은 렌즈를 통해서 집광되어 제1 수광 소자로 수광될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 수광 소자는 수광시 전류를 출력되는 수광칩일 수 있으며, 바람직하게는 수광량과 출력되는 전류량이 비례하는 포토 다이오드 또는 포토트랜지스터일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 전류는 증폭회로를 거쳐서 전압신호로 출력될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 수광 소자는 인쇄 용지의 종류를 정확하게 분석할 수 있도록 인쇄 용지에 따라 입사광량의 차이가 큰 영역에서 광을 수신하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시에 있어서, 제2 수광 소자는 인쇄 용지에서 수직하는 각도로 반사되는 광을 수신할 수 있다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 인쇄 종이에 따른 반사 광량의 차이가 큰 영역으로 반사되는 광은 렌즈를 통해서 집광되어 제2 수광 소자로 수광될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수발광 몰드는 발광 소자, 제1 수광 소자, 및 제2 수광 소자간의 간섭을 배제할 수 있도록, 바닥면에 리드프레임이 노출되는 다수의 광소자 실장용 우물을 가지는 몰드일 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 다수의 광소자 실장용 우물은 발광소자 실장용 우물과, 제1 수광 소자 실장용 우물과, 및 제2 수광 소자 실장용 우물로 이루어진 3개의 우물일 수 있다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 우물들에는 실장된 수발광 소자의 보호를 위해서, 수발광 소장의 실장 후, 수발광되는 광이 투과할 수 있는 수지로 충진될 수 있다.

본 발명에 있어서, 커넥터 접속부를 이루는 상기 커넥터 몰드는 하우징의 안착부에 안착되는 안착용 몰드와, 커넥터와 접속하는 접속면이 형성된 접속용 몰드로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 연결리드부는 수발광부를 이루는 수발광 리드와 커넥터 접속부를 이루는 접속용 리드를 연결하는 리드프레임일 수 있으며, 절곡 가능하도록 노출형 리드프레임일 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 연결리드부는 수발광 리드 및 접속용 리드와 일체를 이루는 리드프레임일 수 있다.

본 발명에 따른 광소자 모듈은 광소자 실장용 리드프레임부와, 커넥터 접속용 리드부와, 연결리드부로 이루어진 광소자 모듈용 리드프레임을 포함하는 단위 리드를 제공하는 단계;

상기 광소자 실장용 리드프레임부에 바닥에 광소자 실장용 리드프레임이 노출되는 광소자 실장용 우물들을 가지는 수발광 몰드를 몰딩하고, 커넥터 접속용 리드부에 커넥터 몰드를 몰딩하는 단계;

상기 광소자 실장용 우물에 광소자를 실장하는 단계;

상기 광소자 실장용 우물에 소자 보호용 수지를 충진시켜 광소자 모듈을 제조하는 단계;

상기 단위 리드에서 광소자 모듈을 절단하는 단계; 및

상기 연결 리드부를 절곡하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 프린터용 광센서는 인쇄물의 색상을 정확하게 감지할 수 있으며, 동시에, 인쇄에 사용되는 용지를 구분하여 최적의 프린트 상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프린터용 광센서는 기존의 하우징을 변형하지 않고서 그대로 사용할 수 있으며, 이에 따라, 새로운 센서의 추가적인 설치를 위한 설계 변경을 피할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서에 사용되는 수발광 모듈의 평면을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서에 사용되는 수발광 모듈의 정면을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 선분 AA'에 따라 절개된 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서에 사용되는 수발광 모듈의 측면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에 따른 프린터 잉크 센서를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서에서 모퉁이 커버를 제거한 상태의 평면도이다.
도 8은 도 7과 같이 프린터 잉크 센서에서 모퉁이 커버를 제거한 상태에서 광의 경로를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서의 신호 처리 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서에서 사용되는 발광소자의 광원을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 프린터 잉크 센서용 광소자 모듈을 제조하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 12는 종래 기술에 의한 프린터 잉크 센서용 광센서의 단면을 보여주는 도면이다.
도 13은 다른 종래 기술에 의한 프린터 잉크 센서용 광센서의 외면을 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13의 분해 사시도이다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 한정하기 위한 것은 아님을 당업자는 유의해야 한다.

도 1 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 광소자 모듈(10)은 인쇄종이에 광을 조사하고, 반사된 광을 상이한 위치에서 수광하고, 독립된 수발광용 몸체를 가지는 수발광부(100)와, 커넥터에 연결되어 신호를 입출력하고, 독립된 커넥터 접속용 몸체를 가지는 커넥터 접속부(200)와, 상기 수발광부(100)와 상기 커넥터 접속부(200)를 연결하는 노출된 리드들로 이루어진 연결 리드부(300)로 이루어진다.

상기 수발광부(100)는 외란광을 차단하고, 상호간의 광간섭을 차단할 수 있도록 불투광성 에폭시 수지로 직육면체 형태로 몰딩된 수발광 몰드(140)에 형성되며, 상기 수발광 몰드(140)에는 인쇄 용지를 대향하는 면에 수발광 소자를 위한 수발광 우물(101)들이 나란히 형성되며, 수발광 우물에 발광 소자들이 실장되어 발광부를 형성하고, 수광소자들이 실장되어 수광부를 형성한다.

상기 발광부(110)는 수발광 우물(101)의 바닥면에 노출되는 광소자 실장용 리드프레임(111)과, 상기 광소자 실장용 리드프레임(111)에 실장되는 제1 발광소자(112)와 제2 발광 소자(113)로 이루어진다.

상기 제1 발광 소자(112)는 잉크의 색상 중 시안(C)을 구별하기 위해서 약 580 nm 내지 약 650 nm의 파장을 가지는 적색광을 발광하는 적색 발광다이오드이며, 제2 발광 소자(113)은 잉크의 색상 중 마젠타(M) 및 옐로우(Y)를 구별하기 위해서 약 420 nm 내지 약 470 nm의 파장을 가지는 청색광을 발광하는 청색 발광다이오드이다.

상기 제1 수광부(120)는 수발광 우물의 바닥면에 노출되는 제1 수광소자 실장용 리드프레임(121)과, 상기 제1 수광 소자 실장용 리드프레임(121)에 실장되는 제1 수광소자(122)로 이루어진다.

상기 제2 수광부(130)는 우물형 홈의 바닥면에 노출되는 제2 수광소자 실장용 리드프레임(131)과, 상기 제1 수광 소자 실장용 리드프레임(131)에 실장되는 제2 수광소자(132)로 이루어진다.

커넥터 접속부(200)은 커넥터 접속부 몸체를 이루는 커넥터 몰드(210)와, 커넥터와의 접속을 위해서 커넥터 몰드(210)의 표면으로 노출되는 접속용 리드(220)을 포함한다.

상기 커넥터 몰드(210)는 두꺼운 커넥터 몰드 몸체(211)와 얇은 커넥터 몰드 접속편(212)으로 이루어지며, 커넥터 몰드 접속편(212)의 표면에는 접속용 리드(220)의 노출을 위한 다수의 노출 개구(213)들이 평행하게 형성된다.

상기 접속용 리드(220)는 커넥터와의 접속을 위해서 상기 노출 개구(213)를 통해서 상부로 노출되며, 커넥터 몰드 접속편(212)와 커넥터 몰드 몸체(211)의 내부를 통과하여 커넥터 몰드(211)의 타단까지 연장된다.

상기 연결 리드부(300)는 다수의 노출 리드들로 이루어지며, 일측은 수발광부(100)의 내부로 연장되어 광소자 실장용 리드프레임들에 전기적으로 연결되며, 타측은 커넥터 몰드(210)으로 연장되어 접속용 리드들에 전기적으로 연결된다.

상기 연결 리드부(300)는 수발광부(100)에서 우물의 입구들이 정렬된 수발광면(102)이 인쇄 용지와 대향되도록 직각으로 절곡된 절곡부(310)를 가진다.

도 5 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광센서 모듈(10)은 직육면체 형태의 프린터용 광센서(1)의 내부에 장착된다. 프린터용 광센서(1)의 외관은 직육면체 형태로 이루어지며, 광센서 모듈(10)이 위치하는 하우징의 모퉁이를 커버하는 모퉁이 커버(3)와, 나머지 부위를 이루는 하우징(4)으로 이루어진다.

하우징(4)에서 인쇄용 종이에 대향하는 측면(5)에는 광출입구(6)이 형성되고, 상기 커넥터 케이블이 삽입되는 측면(7)에는 커넥터 출입구(8)이 형성된다. 상기 광출입구(6)에는 수발광 렌즈(20)가 고정되고, 하우징(4)의 모퉁이에는 광센서 모듈(10)이 안착되고, 상기 커넥터 출입구(8)에는 커넥터 몰드 접속편(212)이 안착된다.

도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프린터용 광센서(1)는 내부에 광소자 모듈(10)이 안착되어 인쇄 용지(p)를 대향하는 방향으로 발광소자(110)와 제1 수광 소자(120) 및 제2 수광 소자(130)이 나란히 배치된다.

또한, 좌측에 위치하는 발광 소자(110)에서 광이 발광된 후, 수발광 렌즈(20)을 거쳐서 타켓인 인쇄 용지(p)에 조사되고, 인쇄 용지(p)에서 반사된 반사광은 다시 수발광 렌즈(20)을 거쳐서, 제1 수광소자(120)와 제2 수광 소자(130)로 각각 광이 입사된다.

제1 수광소자(120) 및 제2 수광소자(130)에 광이 입사되면, 제1 수광 소자(120)과 제2 수광 소자(130)에서 각각에서 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호가 출력되고, 제1 수광 소자(120) 및 제2 수광소자(130)에서 출력된 전기적 신호는 커넥터 삽입구에 삽입되는 커넥터를 통해서 외부로 출력된다.

도 9에서 도시된 바와 같이, 발광 소자(110)에서 인쇄 종이(p)의 표면에 대해서 수직하게 발광된 광은 수발광 렌즈(20)를 거친 후, 굴절되어 인쇄 용지(p)의 감지 영역(s)에 소정의 입사각을 가지면서 경사지게 조사된다. 조사각도는 30~60°에서 조절될 수 있으며, 바람직하게는 35~55°, 보다 바람직하게는 40~50°, 가장 바람직하게는 45°각도로 조절된다.

인쇄 용지(p)의 감지 영역(s)에서 반사되는 광의 분포는 반사각에 따라서 상이하므로, 제1 수광 소자(120)에는 제1 광량이 입사되고 제2 수광 소자(130)에는 제1 광량과 상이한 제2 광량이 입사된다.

제1 수광 소자(120)에 입사되는 제1 광량과 제2 수광 소자에서 입사되는 제2 광량이 상이하므로, 제1 수광 소자(120)에서는 제1 전기 신호(s1)가 출력되고, 제2 수광 소자(130)에서 제1 전기 신호(s1)와 상이한 제2 전기 신호(s2)가 출력된다.

제1 수광소자(120)에서 출력된 제1 전기신호(s1)과 제2 수광소자(130)에서 출력된 제2 전기신호(s2)는 커넥터 접속부에 접속하는 커넥터 케이블(c)을 통해서 외부로 출력된 후, 인쇄 용지의 종류에 따라 제1 전기 신호(s1)과 제2 전기 신호(s2)에 대한 데이터 베이스를 가지는 제어부(400)로 입력된다. 제어부(400)는 입력되는 제1 전기 신호(s1)과 제2 전기 신호(s2)를 저장된 값과 비교하여 인쇄 용지의 종류를 판정하고, 프린터에 인쇄 용지의 종류에 관한 정보를 제공한다.

실험 예

도 1 내지 도 9에 도시된 프린터용 광센서(1)에, 도 10에서 도시된 바와 같이, 제1 발광 소자(110)로 460 nm의 피크 파장을 가지는 LED 칩을 실장하고, 제2 발광 소자로 591 nm의 피크 파장을 가지는 LED칩을 실장하였으며, 인쇄 용지(p)는 일반 용지(A4)와 광택지(인화용지)를 각각 사용하였다.

용지의 구분 시험

제1 수광 소자(120)는 591 nm의 파장에 대해서 일반 용지와 광택지에 대해서 실질적으로 광량의 차이가 없는 위치(입사각과 동일한 반사각을 가지는 위치)에 배치하고, 제2 수광 소자(130)는 일반 용지와 광택지에 대해서 실질적으로 광량의 차이가 발생될 수 있도록 감지 영역(S)의 직상부에 배치하여 광량을 측정하였다.

하기 표 1에서 도시된 바와 같이, 제1 수광 소자(120)에서 출력되는 제1 전기적 신호(S1: Output 2)는 일반 용지와 광택지에서 실질적으로 동일하게 설정되었다.

[표 1]

이에 반해, 상기 표 1에서 나타나는 바와 같이, 제2 수광 소자(130)에서 출력되는 제2 전기적 신호(S2)는 일반 용지와 광택지에서 확연하게 구분되었다.

일반 용지에 대해서는 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호의 비가 0.48~0.67의 범위를 나타내는데 반해, 광택지에서는 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호의 비가 0.21~0.36을 나타내었다.

따라서, 용지의 종류가 제1 수광 소자(120) 만으로는 구별되지 않은데 반해, 제1 수광 소자(120)과 함께 제2 수광 소자(130)을 사용할 경우 구분되는 것을 확인할 수 있다.

색상의 구분 시험

일반 용지에 백색, 블랙, 시안, 마젠타, 엘로우를 각각 인쇄하고, 발광 소자(110)에서 460 nm의 피크 파장과 591 nm 의 피크 파장을 차례로 방출하고, 제1 수광 소자(120)에서 출력되는 제1 전기적 신호(S1)을 분석하였다.

591 nm 파장을 사용하였을 경우, 화이트, 블랙, 시안, 마젠타의 색상들을 구분되는데 반해, 화이트의 신호와 엘로우의 신호가 유사하여 색상을 정확하게 구분하기가 쉽지 않음을 확인할 수 있다.

이에 반해, 460 nm 파장을 사용하였을 경우, 화이트와 엘로우가 확연하게 구분됨을 확인할 수 있다.

따라서, 591 nm 파장을 조사하여 인쇄 색상이 화이트, 블랙, 시안, 또는 마젠타인지를 구분하고, 화이트 색상이 감지될 경우, 460 nm 파장을 조사하여 인쇄 색상이 화이트인지 아니면 엘로우인지를 추가로 확인함으로서 정확한 인쇄 색상을 확인할 수 있게 된다.

[표 2]

광소자 모듈의 제조

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광소자 모듈(10)의 제조시 단위 리드 프레임(1000)을 제공하는 단계는 도 11a에서 도시된 바와 같이, 단위 리드를 구성하는 직사각형의 단위 프레임 내부에 광소자 실장용 리드부(1001)와, 커넥터 접속용 리드부(1002)와, 연결리드부(1003)으로 이루어진 단위 리드프레임(1000)을 제조한다.

광소자 모듈(10)의 제조시 광소자 모듈 전구체를 제조하는 단계는 상기 광소자 실장용 리드부(1001)에 바닥에 광소자 실장용 리드프레임이 노출되는 광소자 실장용 우물들을 가지는 수발광 몰드(2001)를 몰딩하고, 커넥터 접속용 리드부(1002)에 커넥터 몰드(2002)를 몰딩하고, 상기 수발광 몰드(2001)에 형성된 광소자 실장용 우물에 광소자를 실장하고, 광소자가 실장된 우물을 투명 수지로 충진시켜 제조한다.

광소자 모듈(10)를 분리하고, 분리된 광소자 오듈에서 연결 리드부(300)를 절곡하여 광소자 우물들의 입구가 인쇄 용지에 대향하도록 하여, 광소자 모듈(10)을 완성한다.

1: 광센서
10: 광소자 모듈
100: 수발광부
200: 커넥터 접속부
300: 연결리드부

Claims (16)

1. 광소자 실장용 리드프레임과,
   상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,
   상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,
   상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고
   이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;
   다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고
   적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및
   상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈을 하우징 내부에 포함하는 프린터용 광센서.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수발광 몰드는 바닥면에 리드프레임이 노출되는 다수의 광소자 실장용 우물들을 가지는 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
3. 제1항에 있어서,
   상기 발광 소자는 광소자 실장용 우물에 하나 이상의 발광 다이오드 칩이 실장되는 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발광 소자는 광소자 실장용 우물에 적색광을 발광하는 적색 발광다이오드 칩과 청색광을 발광하는 청색 발광다이오드 칩이 실장된 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 수광 소자 및 제2 수광소자는 광소자 실장용 우물에 포토 트랜지스터 또는 포토 다이오드가 각각 실장된 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
6. 제1항에 있어서,
   상기 프린터용 광센서는 프린터에서 일반 용지와 사진 인화 용지를 구분하는것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
7. 제1항에 있어서,
   상기 프린터용 광센서의 하우징은
   광소자 모듈이 안착되는 광소자 모듈 안착부와,
   상기 광소자 모듈에서 발광된 광과 인쇄용지에서 반사된 반사광이 출입하는 광출입구와, 및
   상기 광소자 모듈의 커넥터 접속부가 커넥터와 접속하는 커넥터 출입구를 가지는 프린터용 광센서.
8. 제7항에 있어서,
   상기 광출입구에는 수발광 렌즈가 설치되는 프린터용 광센서.
9. 제1항에 있어서,
   상이한 재질의 인쇄 용지에 대해서 제1 수광소자의 출력차가 제2 수광소자의 출력차보다 작은 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
10. 제9항에 있어서,
    상이한 재질의 인쇄 용지에 대해서 제1 수광소자의 출력차이가 20% 이하이며, 제2 수광소자의 출력차이가 50% 이상인 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
11. 제9항에 있어서,
    상기 발광 소자는 인쇄 용지에 경사지게 광을 조사하고,
    제1 수광소자는 인쇄 용지에서 경사지게 반사되는 광을 수광하고,
    제2 수광소자는 인쇄 용지에서 수직하게 반사되는 광을 수광하는 것을 특징으로 하는 프린터용 광센서.
12. 광소자 실장용 리드프레임과,
    상기 리드프레임에 실장되는 발광소자와,
    상기 리드프레임에 실장되고 제1 위치에서 반사광을 감지하는 제1 수광소자와,
    상기 리드프레임에 실장되고 제2 위치에서 반사광을 감지하는 제2 수광소자와, 그리고
    이들의 적어도 일부를 둘러싸는 수발광 몰드를 포함하는 수발광부;
    다수의 커넥터 접속용 리드들과, 그리고
    적어도 일면에 상기 리드들이 노출되는 접속면을 가지는 커넥터 몰드를 포함하는 커넥터 접속부; 및
    상기 수발광부와 상기 커넥터 접속부를 연결하는 연결리드부;를 포함하는 광소자 모듈.
13. 제12항에 있어서,
    상기 커넥터 접속부는 상기 발광 소자, 제1 수광소자, 및 제2 수광소자가 인쇄 용지를 대향하도록 절곡된 것을 특징으로 하는 광소자 모듈.
14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 프린터용 광센서를 통해 종이에 광을 조사하고, 상기 프린터용 광센서의 제1 수광소자 및 제2 수광소자에서 출력되는 신호를 이용해서 종이의 종류를 구분하는 것을 특징으로 하는 인쇄 용지 감지 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 수광소자 및 제2 수광소자에서 출력되는 신호는 커넥터 케이블을 통해서 외부로 출력되어 제어부로 입력되고,
    상기 제어부가 인쇄용지에 따른 제1 수광소자와 제2 수광소자의 출력비를 이용하여 인쇄 용지 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 인쇄 용지 감지 방법.
16. 광소자 실장용 리드프레임부와, 커넥터 접속용 리드부와, 연결리드부로 이루어진 광소자 모듈용 리드프레임을 포함하는 단위 리드를 제공하는 단계;
    상기 광소자 실장용 리드프레임부에 수발광 몰드를 몰딩하고, 커넥터 접속용 리드부에 커넥터 몰드를 몰딩하는 단계;
    상기 수발광 몰드에 수발광 소자를 실장하는 단계;
    상기 단위 리드에서 광소자 모듈을 절단하는 단계; 및
    상기 연결 리드부를 절곡하는 단계;를 포함하는 광센서 모듈 제조 방법.
    

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