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EPSON扫描仪拆解、原理分析、修理分辨率下降故障(有CCD电路图)

高工
2013-06-26 20:00:42    评分
近十年前买的一台EPSON扫描仪,型号J141B,当时还400多块,放在家里也没怎么用上,总共也没扫过几张图。去年想用一下,结果发现扫出来不对劲,虽然可以出图,但分辨率差,调成300DPI也没用,而且颜色不对,偏红。
最近又想扫几张图,再重新装了驱动什么的,但故障依旧,于是拆之。


这个是型号铭牌:



这个是内部结构:



原理很简单:长条的CCFL灯照射稿件,反射光进入长条的窄缝中,缝中有镜头组。长条窄光线通过镜头射到线性CCD上,在线性CCD上感光,信号再传送到扫描仪USB主控中处理,再转成USB信号接到电脑上。
每次只感光一行,然后扫描仪主控芯片驱动步进电机,通过皮带使镜头组前进一行位置,再感光一下,然后再前进一行,再感光,依此类推。
扫描仪大约是A4稿件大小,长297mm,如果是300dpi,则是有3508行,即镜头组件前进完3508行后,就完成了整张A4纸的扫描。所以,镜头组件每次大约前进0.085mm,还是挺精细的。
A4纸宽是210mm,即按300dpi的话,线性CCD的分辨率是2480个像素。由于是彩色的,故每个像素需要3种颜色RGB感光点。


这是步进电机:



这是步进电机下面的齿轮组,齿轮组带动齿形皮带:



这个是扫描仪USB主控电路板上的元件:

芯片有:M5623(扫描仪主控)、WM8196CCD信号处理的模拟前端芯片)、M12L16161AL6219DS063AB(即34063)。


这个是扫描仪USB主控电路板背面上的元件:

芯片有:78121117


这是安装在镜头组件上的CCD电路板:



这个是背面:



CCD电路板上的芯片有:线性CCD、HB04(即74HC04)、。
线性CCD芯片的窗口内有3条感应线,分别是红、绿、蓝线,但型号看不到,在芯片底下。
74HC04是用来驱动线性CCD用的。


工作原理:
线性CCD像素上的光线强,像素感应的电荷就多,像素电压就高,所以CCD输出信号是电压模拟信号。模拟信号经过三极管共射电路,再进入WM8196(CCD信号处理的模拟前端芯片),WM8196内部有ADC,可以将模拟信号转换成数字信号,再进入到M5623(扫描仪主控)中处理。
驱动CCD就是用驱动信号将像素上的电荷信号一个个地转移出来,这个信号还分R、G、B三种。主控M5623输出驱动信号,经74HC04,再进入到CCD中。
具体扫描仪详细原理可参见别人写的:
《基于GL847的大幅面图像数据采集系统底层驱动软件研究与实现》(http://www.docin.com/p-472421556.html
《基于GL847的扫描图像校正》(http://www.hqew.com/tech/sheji/660770.html



费了很大劲画了CCD电路板的原理图:
 


在万用表测量中发现,左边那个74HC04的几个输出脚中,居然有近似对地短路的情况。将它焊下,再测,仍然是有近似对地短路的情况。于是判断很可能是那个74HC04损坏了,造成驱动信号丢失,因此产生分辨率下降、缺色的故障。
右边那个74HC04没有问题。


这个74HC04是TSSOP封装的,很难买,结果买成了SSOP的了,发现虽然脚对得上,但不好焊接,因为SSOP脚比TSSOP的短,空间又太小,怎么焊都焊不成功。后用热风枪一下解决,还是热风枪好用啊。


装上,试机,OK,故障解决了!!!!


其实,中间过程远没这么简单!


CCD电路板上的螺丝孔是二个大孔,这样电路板的安装位置是可调节的!CCD电路板拆下后,装上校正是个大问题!!!!
因为CCD上的感光线一定要正正好对上镜头照过来的光线才行!偏一点,光线就偏了,照不到CCD感光线上了,这时,电脑上打开EPSON扫描软件时,会打开一下,就退出了!软件运行不了!因为软件发现没有CCD扫描信号。只有软件发现CCD有信号,才会继续运行!
厂家肯定有辅助软件进行CCD电路板安装调整,我可没有,没办法,只有一点点地试,先用纸张贴在CCD电路板的位置,手电筒照窄缝,描出光线出现的位置,再测量尺寸距离,再安装,慢慢尝试,最终才大体解决。
所以,拆CCD电路板前,一定要先做好电路板的位置记号!!!!



关键词: EPSON     扫描仪     拆解     原理     分析     修理     分辨率    

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