Сканирующие системы: как проверить сканирующую линейку LIDE

Сканирующие системы на основе контактных датчиков изображения CIS (Contact Image Sensor) приобрели чрезвычайно большую популярность у производителей сканеров, копировальных аппаратов, многофункциональных офисных устройств (МФУ), факсов. И поэтому при ремонте и диагностике всех этих устройств часто возникает необходимость убедиться в исправности сканирующей линейки, которую иногда называют еще и сканирующей головкой. Автор предлагает ознакомиться с одним из вариантов диагностики этой важнейшей части сканирующих устройств.

Технология LIDE (Light Indirect Exposure), разработанная компанией CANON, является одной из разновидностей контактных датчиков изображения (КДИ), получивших в литературе наименование CIS. В контактных датчиках изображения для считывания строки используется линейка фотоприемников, в качестве которых, чаще всего, используются фототранзисторы. Количество фотоприемников соответствует количеству точек в сканируемой строке, т.е. каждым фотоприемником воспринимается одна точка (один пиксел) сканируемого изображения. Каждому фотодетектору соответствует своя фокусирующая линза, позволяющая собрать и сфокусировать на поверхности фотодетектора световой поток, отраженный от одного пикселя изображения оригинала. Общий принцип сканирования изображения с помощью CIS демонстрируется на рис. 1.

Рис. 1. Принцип сканирования изображения с помощью CIS

Как видно из рисунка, линейка светочувствительных датчиков занимает всю ширину сканируемой строки, и при этом максимально плотно прилегает к стеклу сканера. Так как сканирование осуществляется в масштабе 1:1, то отпадает необходимость в сложной оптической системе, что и является главным преимуществом технологии CIS.

Главной особенностью технологии LIDE является оригинальная конструкция сканирующей лампы. В общем-то, как таковой, лампы и нет. Вместо лампы используются три светодиода, размещенных в боковой части сканирующей головки, и пластиковый световод специальной формы (рис. 2). Этот световод обеспечивает распространение светового потока, излучаемого светодиодом, на всю длину строки, и перенаправление его на сканируемое изображение.

Рис. 2. Конструкция световода сканирующей головки

Внутреннее устройство сканирующей линейки LIDE представлено на рис. 3. Таким образом, в составе сканирующей головки имеется три светодиодные "лампы" с разным цветом свечения, причем эти лампы должны иметь независимое управление (рис. 4).

Рис. 3. Внутреннее устройство сканирующей линейки LIDE

Рис. 4. Схема управления светодиодными лампами

При сканировании цветных изображений, оригинал должен поочередно засвечиваться светом трех различных цветов: красным (R), зеленым (G) и синим (B). Во время сканирования в полноцветном режиме эти "лампы" переключаются с достаточно высокой частотой, в результате чего создается иллюзия того, что документ сканируется белым светом, что, на самом деле, не соответствует действительности.

Развитие кооперации в отрасли производства оргтехники и периферийных устройств привело к тому, что одна и та же LIDE-головка может использоваться в самых различных устройствах разных производителей. Так, например, в сканирующих устройствах начального уровня очень широкое распространение получила CIS-головка фирмы CANON с маркировкой CLG-60216G (рис. 5). Этот LIDE-модуль можно встретить в сканерах фирм CANON и BENQ, в МФУ и копировальных аппаратах CANON, в МФУ, выпускаемых компаниями Samsung, Xerox и HP Такое массовое использование этой LIDE-головки имеет положительные стороны, ведь у сервисных специалистов появляется возможность проводить замены совместимых модулей, из, казалось бы, абсолютно разных и несовместимых между собой устройств. Так, например, автором данной статьи была проведена успешная замена модуля CIS в аппарате "Samsung SCX-4100", причем заменяемый модуль был взят от сканера "BenQ 5250C".

Рис. 5. CIS-головка фирмы CANON с маркировкой CLG-60216G

Итак, при возникновении достаточно многих неисправностей сканирующих устройств можно наблюдать ситуацию, когда сканирующие лампы не включаются, и сканер не входит в режим готовности, а переходит в состояние фатальной ошибки. Причин для такого поведения сканера может быть несколько:

- неисправность LIDE-модуля;

- неисправность управляющего микропроцессора;

- неисправность двигателя, перемещающего LIDE-каретку;

- неисправность датчика начальной позиции сканирующей каретки (в случае его наличия).

Таким образом, специалисту, производящему диагностику такого устройства, необходимо определить, исправна ли LIDE-головка, или же имеется проблема в другом узле.

Каким образом можно проверить исправность LIDE-головки, рассмотрим на примере упомянутой выше и широко используемой головки CANON CLG-60216G.

Полная проверка исправности LIDE-головки достаточно трудоемка и требует наличия, как минимум, такого оборудования, как осциллограф, мультиметр, лабораторный источник питания и генератор. Автор предлагает рассмотреть упрощенный вариант диагностики CIS-головки, заключающийся в проверке только лишь ее модуля подсветки. Такая диагностика позволит убедиться в том, что все три лампы LIDE-модуля исправны.

Рассматриваемый модуль имеет 12-контактный разъем, с помощью которого осуществляется его подключение к основной плате сканера посредством плоского шлейфа (см. рис. 5). Назначение контактов этого разъема приведено в таблице, а местоположение контакта 1 показано на рис. 6. Исходя из приведенной информации, метод проверки ламп LIDE-модуля напрашивается сам собой.

Рис. 6. 12-контактный разъем модуля CLG-60216G

Для включения каждой лампы необходимо лишь приложить к ней соответствующее напряжение. Поэтому для диагностики потребуется всего лишь одно устройство - регулируемый источник питания, способный формировать на своем выходе постоянное напряжение в диапазоне 0...3,5 В.

Процедура тестирования модуля выглядит следующим образом:

1. Включают источник питания и устанавливают на его выходе напряжение около 3,3 В.

2. "Плюс" источника питания прикладывают к контакту 8 (VLED).

3. "Минус" источника питания прикладывают к контакту 11 (RLED). В результате должна загореться светодиодная "лампа" красного цвета. Изменение величины питающего напряжения должно приводить к изменению яркости свечения лампы.

4. Далее "минус" источника питания прикладывают к контакту 10 (GLED). В результате должна загореться "лампа" зеленого цвета. Ее яркость должна изменяться пропорционально изменению величины напряжения на контакте 8 (VLED).

5. Аналогично лампу синего цвета, прикладывая к контакту 9 (BLED) "минус" источника питания.

Таким образом, проверив все три источника света, можно с уверенностью говорить о полной исправности модуля подсветки LIDE-головки. Общая схема диагностического стенда для проверки CIS-модуля представлена на рис. 7.

Рис. 7. Схема диагностического стенда для проверки CIS-модуля

При проведении данной процедуры тестирования можно столкнуться с интересной особенностью. Дело в том, что красный светодиод является наиболее ярким и загорается даже при приложении к нему напряжения 2,5 В, в то время как зеленый и синий светодиоды загораются при напряжении на них более 3 В.

Иногда встречаются LIDE-головки с 16-контактным разъемом, но и для них все рассказанное выше абсолютно справедливо. Дело в том, что в 16-контактном разъеме четыре последних контакта не используются, а назначение первых 12 контактов полностью совпадает с тем, что описано в таблице.

Таблица. Назначение контактов разъема на модуле CLG-60216G

Конечно же, данная методика не является полной и не позволяет проверить исправность фотодетекторов, но, тем не менее, является очень наглядной и информативной, позволяя убедиться в том, что LIDE-головка исправна "в принципе". Данный метод диагностики удобно применять в ситуации, когда имеются подозрения на исправность управляющего контроллера и соединительного шлейфа сканера. Неисправность этих элементов, как и LIDE-головки, проявляется в отсутствии свечения сканирующих ламп, а также в биении сканирующей каретки в край копировального стола на этапе инициализации при включении сканера/МФУ/копировального аппарата.

В заключение хотелось бы обратить внимание на то, что проверить светодиоды LIDE-модуля можно и самым обычным тестером в режиме "проверка диодов". Для этого следует "прозвонить" диоды между контактами VLED и RLED, GLED, BLED. При тестировании необходимо изменять полярность подключения щупов прибора, чтобы обеспечивать открытое и закрытое состояние тестируемых светодиодов модуля. При этом свечение "ламп" не будет интенсивным (возможно, лампы вообще не загорятся), и им невозможно будет управлять. Но, тем не менее, получить ответ на вопрос об исправности светодиодов вполне возможно.

Автор: Алексей Конягин (г. Пенза)

Источник: Ремонт и сервис