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fi-5650c/fi-5750c

2021-01-31 (日) 15:59:52 (185d)

書き途中です

内容としてはだいたい書き終わっていますが、未校正です。

PFUのスキャナ fi-5650c と fi-5750c を自前でメンテナンスした記録です。

自前でのメンテナンスを推奨しているわけではありません。
修理できずに、分解故にメーカー修理も受け付けてもらえなくなる
といったことも予想されます。

fi-5650c/fi-5750cとは

PFUのA3対応のスキャナです。
前世代の製品です。販売終了は2008年6月5日で、保守終了が2013年6月5日(予定)です。
後継機は、6670と6770です。6650Sは片面なので後継機の廉価版です。

光学性能は600dpi 24bit。最大出力も600dpiです。
長尺は、最大863mm。
超音波方式のマルチフィードセンサ搭載。
原稿背景色を白・黒から選択できます。
インタフェースは、UltraSCSI、USB2.0/USB1.1。
ドライバは、TWAIN、ISIS。

5650c 外寸 639 x 428 x 301mm 20kg
5750c 外寸 690 x 500 x 342mm 35kg

5650cと5750cの違いは、5650cがADFのみ、5750cがADF+フラットベットです。
5750cのADFとフラットベットの光学系は完全に分離されています。
フラットベットスキャナの上に、ADFスキャナが乗っているという感じです。実際に、ADF部分はほぼ共通です。
スライドレール付きで、ADF部分を回転できるので、台としても案外便利です。

5世代と6世代

ついでに、fi-5xxx(以下、5世代)と現行のfi-6xxx(以下、6世代)の違いの個人的感想を少し挙げてみます。

6世代になって、サイズの自動判別の性能が少し良くなりました(体感なので違うかも)。

fi-5650c/5750cは、5世代からブレーキローラ使用でしたが、
scansnap等でおなじみの斜め上から挿入するタイプは、5世代では、ブレーキローラではなくパッドなので、フィードの性能が悪いです。
6世代は一部を除いてブレーキローラになったので、マルチフィードが減りました。

6世代(一部除く)は、VRSが標準添付になりました。
帳票処理とかで便利らしいです。ちょっと試した感じでは、画像処理の性能は結構良さそうでした。

fi-6670は、ピック圧が3段階で選べるようになりました。fi-5650は薄い紙をピックする際に時間がかかることがありましたので、その改善だと思います。

fi-6670は搭載メモリが384MBになって、増設はできなくなったようです。
(マニュアルに記載されなくなっただけで、ソケットはありそうな気配もするけど)

分解するときの便利情報

ネジ
大部分は、
M3x8+スプリングワッシャー+平ワッシャー
です。それ以外の部分を記録しておくと、組み立ての時に役立ちます。

外装まわりはフランジ付きが多く、気を付けないと分からなくなります。

配線

配線には決まった場所があり、それ以外ではうまく外装が嵌らないことがよくあります。
正しい場所に配線すると、割と簡単に取り付けられます。

その他、特段難しいところはないので、詳細な分解方法はここでは示しません。

fi-5750cメモ

20110709-DSC00724.jpg

現役で使っているfi-5650cの部品取り用に買ってきたスキャナです。

良いところ
・フラットベットスキャナがある
・接地面積はA3 ADFスキャナとあまりかわらない

悪いところ
・重い 35kg あります。成人男性なら一人で運べると思いますが、梱包具合(持ちやすさ)によっては結構厄介です。

部品取り用なので、少し試したらばらし始めます。
予想していましたが、fi-5650cとかなりの部分が共通です。
ADF部分(fi-5750cのフラットベットの上に乗っかっている大部分)は、
完全に同じです。
分解していると、fiシリーズのノウハウの蓄積具合が伝わってきます。
部品の共通化や配線などにスマートさがありますが、
スペースの余裕は少ないので外装を嵌めるのは結構大変です。

fi-5650cの部品取りにする予定でしたが、
fi-5750cも便利そうなので、状態の良い方を選択して、
ニコイチでfi-5750cを整備しました。
基本的には、元のfi-5650cのADF部分をfi-5750cに移植しています。
fi-5750cをfi-5650c化するのも簡単です。

CCD部分は、上下共に共通です。
コネクタ3本とアース線だけで、簡単に外せます。

ADF部分は共通なので、壊れやすいフィード部分の台なども使い回せます。
ローラーももちろん共通です。

読み込み部分のガラスは外そうとしてはいけません。
外すなら、高温にして、糊を溶かしてからなら外せると思いますが、
外す意味はあまり無いでしょう。
何故なら、ユニットがごっそり外れて、ガラス部分の裏側のパーツも
全部外せるからです。ガラス自体を交換する目的でなければ
外す意味がありません。
無理に剥がそうとすると、ガラスが割れるので要注意です。
というか、割りました(部品取りなので良いんだけど・・・)。

CCDユニットのメンテについては、fi-5650の方でもう少し試してみます。

ちなみに、分解は結構大変ですので、壊しても平気でないなら
やらないほうが無難です。そして、戻すのは分解より大変です。

運ぶときは、ADFを外して、制御基板も外して、フラットベット部分と分離するとかなり軽くなります(メーカー推奨ではありません)。

fi-5750c 光量異常の修理(光軸修正)

フラットベットが光量異常となってスキャンできないので修理しました。

とても大変なので真似しないほうが良いです。
基本的にはメーカー修理です。
光学機器は基本的にばらしてはいけない類のものです。
今回、直せない覚悟であたりましたが、意外となんとかなりました。

スキャン前に白紙のデータを取り込みキャリブレーションするのですが、
その際に、ある程度以上の光量が無いと、光量異常となるようです。

原因としては、
・本体カバー裏側の白紙が汚れている
・冷陰極管の光量が足りない
・光軸がずれている
・アンプ不良
あたりが考えられます。

今回は、冷陰極管とインバータを交換して、光軸も調整しました。
インバータを交換するのに、CCD基板を外さないといけなかったため、
光軸も再調整していますが、冷陰極管の交換だけで済んだかもしれません。
ただ、取り込めないほど暗くはなかったので、光軸もずれていた気もします。
直った今となってはわかりません。

20110711-P1020866.jpg

これがCCDのユニットです。ADFとは基板・フレームは共通ではありません。
基板上の部品と、冷陰極管、インバータ、ミラーは共通です。
基板に直接付いている2本のネジがCCDの光軸に垂直な方向の調整用です。
このネジが付いている軸が光軸方向の調整用です。
これらを不用意に動かすと調整が面倒です。

CCDの光軸に対する取り付け位置は、
読取り部から光を当てながら、CCDを覗いて素子に光があたるようにすると合わせられます。適当にやっても、まず合いません。
その後、実際に取り込んで確認します。大きくずれていると光量異常になります。少しずれていると、色味のついた画像になります。
うまく光を入れて、中心をきっちり合わせると、一発で問題のない位置にできます。
0.1mmくらいの精度が必要です。

20110711-P1020867.jpg

表から光を入れると、このようにCCD側に出てきます。
このラインの中心がCCDの素子にあたるようにします。
ちなみに、レンズを通して、上下左右が反転しています。

2011_07_10_18_06_59_3854.jpg

光軸から少しずれるとこのように虹色になります。
光軸上にあれば、ピントはあっていないかもしれませんが、
色味がおかしくなることはありません。

今回は間違って光軸方向の調整も変えてしまったので、そちらも調整します。
これは要するにピント調整です。
おそらく、メーカーでは、専用の機械があって、CCDの情報を垂れ流しつつ
カメラのピント合わせ同様に調整しているのだと思います。
そのような環境はないので、取り込みつつ、少しずつ調整していきます。
頑張ればノギスとドライバーだけで調整できます。
取り込みつつ適切な距離を見つけるのが結局は手っ取り早いです。
そのため、最低でもアナログの普通のノギスくらいの精度(0.05mm)くらいで測定しないといけません。
0.1mmくらいの精度が必要です。

#ref(): The style ref(filename,pagename) is ambiguous and become obsolete. Please try ref(pagename/filename)

今回は、ネジ4本を調整するのに5時間ほどかかりました。
カメラのレンズ調整に比べれば楽ですが、結構大変です。

調整後は以下のような精度が出ています。
テスト用チャート。

2011_07_10_21_44_03_3905.jpg

600dpiで許容できるくらいには調整できていると思います。

2011_07_10_21_52_27_3906.jpg

黒い用紙も問題なく取り込めます。

レーザーを利用した副走査方向の位置合わせ

この前に行った修理では、LEDライトで実用レベルの位置合わせができましたが、

もっと簡単に、もっと高精度の位置合わせができないか実験してみます。

LEDライトのかわりにレーザーポインタ、
肉眼での目視のかわりにデジカメを使ってみます。

デジカメは、ライブビューで拡大表示します。
つまり、拡大鏡として使います。
また、レーザーの反射光を直接見ないで済むという効果もあります。

結果。

ダメでした。
入射をより正確に行わなければならなくなりました。
それならば、ある程度の広がりがある光源を使って
その中心に合わせたほうが楽です。

ミラー清掃

注)それなりの技術が必要です。失敗すると修復不可能な故障になります。
(ミラーは特注するという手段もあります。表面反射鏡で同じ厚さのものを用意すればたぶん大丈夫です。)

副走査方向に色のついた線が入る主原因のひとつ、ミラーの汚れを取ります。

エアダスターで取れるかとも思ったのですが、全然ダメでした。むしろ汚れます。
慣れれば、バラしてミラーを清掃した方が楽です。

常時空気清浄機を動かしてる部屋でも4ヶ月くらいで下側のユニットにはホコリが積もって、スキャンに影響が出ました。
上側は、ミラーが下向きに付いているので比較的汚れません。

清掃前の状態。黒紙取り込み。

2011_07_09_15_22_57_1510.jpg

清掃後の状態。

2011_07_17_16_11_30_4030.jpg

分解

20110717-P1020917.jpg

ミラーは、レンズの前に4枚、レンズの後に1枚で、合計5枚あります。
後段になるほど短くなります。これは焦点からの距離によるものです。

部品落下でミラーを傷つける可能性を無くすために、最初に一番大きなミラーを外すと良いです(取り付け時は逆順)。

20110717-P1020919.jpg

CCDは、外さずに清掃します。
基板を支える2本の軸と、軸と基板を止めるネジは、特に問題ない限り触らない方が無難です。
これらを動かした場合は、面倒な調整が必要です。

清掃
清掃には、ニコンのシルボン紙と無水エタノールを使っています。
ニコンのシルボン紙は、ダスパーK3というものなので、
単品で買うならそちらで探して買ったほう安いです。

拭くコツは、CCDやレンズの清掃と同じです。
・取れるホコリはあらかじめ吹き飛ばしておく
少なくとも仕上げについては、
・軽く拭く
・一定の速度で拭く(高速ではない)
・拭き終わりは外に逃がす
・アルコールは、拭いたそばから乾く程度(多くても少なくてもNG)
です。
慣れれば、目視で分かるようなムラやチリは残りません。

あと、素手で触ると、どうしても油脂が付くので、手袋か指サックをすると便利です。
また、非帯電はともかく、ノンパウダーは多分必須です。
無ければ、どうせ端は使われないので、気にしなくても大丈夫です。

取り付け
留め金を取り付けるときは、ガタつきがないようにします。
ガタつきが少しでもあると、光量異常のエラーになったり以下のようになったりします。
2011_07_17_15_59_00_4028.jpg

何故、色のついた線が出るか

リニアCCDは1ライン分毎にデータを読んで行きます。1ラインはRGBの各素子がそれぞれ並んでいて、Rライン、Gライン、Bラインは、4umくらいの幅で、それぞれ16umくらい離れています。
レンズで縮小されてCCDに入射するので、紙面上で換算すると、8um, 32umくらいになります。
したがって、同時に読んだRGBは別の場所のデータになります。

紙面は進んでいくので、先行して読んだ素子分を合成して、ある点での正しい色を出力します。

RGBでは、光の通るラインがそれぞれ別になります。たとえば、Gを読み取る線上にチリがあると、そこで光が乱反射してGの線が出てきます。

焦点に近いミラーのゴミほど太い線が出てきます。

紙面に近いところに大きなゴミや、ガラスに縦線の傷がある場合は、プリズムのような役割をして虹色の線がでることもあります。

また、実際にCCDに読み取られるラインは、紙面読取り部の開口部に比べてかなり細い範囲です。そのため、ミラーに沢山のチリがついていても、ほとんどのチリは画像には影響しません。

ベルト

ベルトが滑ると、以下のように主走査方向に色がつきます。

2011_07_15_00_41_22_3994.jpg

豪快に滑りだすと以下のようになります。
これは紙が詰まった場合の例です。

紙詰まり時には、滑るようになっているようなので、
滑らないようにすると多分問題があります。

2011_07_15_02_11_27_3999.jpg

微妙に緩いだけだと、以下の程度です。
主走査方向(下の例では横棒)に少し色がついているのが分かると思います。
副走査方向に同じ色が続く箇所(下の例では縦棒)には影響がないのが、紙送りに問題があるときの特徴です。

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ベルトのテンションを直すと元に戻ります。
戻せないほど伸びている場合は、ベルトを交換します。

ADFは、裏表共に
バンドー化学製 STS
60 S2M 112 (60mm幅 112mm長)
です。
フラットベットは、
60 S2M 112
80 S2M 1250
の2本です。

60 S2M 112は標準品で、300円くらいで入手可能です。
80は標準品ではありません。別メーカ製で多分代用できます。

ベルトの駆動について考える

どれくらいの精度があって、どれくらいの単位で動くのか調べてみます。

CCDの仕様が分からないので、一般的なCCDからの推測ですが、
linear CCDのRGB各ラインは、各色のラインの幅にして、4ライン分ほど離れていることが多いようです。
つまり、各色を隙間なく読んでいくと、RはGよりも4ライン分早く読め、BはGよりも4ライン分遅く読むことになります。
同一の場所を読まないと、色がずれます。白黒のチェッカーなどで縁が色づく原因です。

ステッピングモータの仕様は分かっていて、1ステップあたり1.8度です。200ステップで1回転です。
フラットベットで見たところ、1ステップで300umくらい進みます。これは84dpi程度に相当し、これでは精度が足りません。モーターでは等速で送りつつ、それに合わせて各ラインを読み込んでいるようです。

メモリ増設

内蔵メモリ256MBに加えて、最大512MBを追加できます。
メーカー推奨は、マイクロンのMT8LSDT3264HG-13Eで、これはPC133 CL2のメモリです。

内蔵メモリは、私の確認したところでは、MT48LC16M16A2-75 を8個使って256MB分ありました。このメモリは、SDRAM PC133 CL3, PC100 CL2です。

全ての機種で大丈夫という保証はありませんが、PC133 CL3(PC100ではCL2で動くタイプ)のメモリでも問題なく動きました。
PC133 CL2のメモリは入手が困難ですが、内蔵と同メモリを積んだ MT8LSDT3264HG-133は比較的入手が容易です。

コントローラ

少し修理から外れてコントローラの内容を確認してみました。

20110719-P1020928.jpg
20110719-P1020947.jpg

ブロック図として以下のようになっているようです(かなり推測で適当)。

2011_07_19_00_38_26_3433.gif
2011_07_19_00_38_26_3435.gif

主要な箇所は、カスタムチップ。汎用で使える入出力は、リファレンスに近い使い方。信号の入出力は真面目に処理して、ケーブルにも気をつける。といった感じで、見ていてほっとする作りです。
部品の選択も安くないので、50万円を超える値段も仕方ない作りです。中身からすると、安い感じもします。

ちなみに、ScanSnap?にはカスタムチップを使っていないようです。

業務用の現行機は分解したくないので不明です。

オプティカルユニットでは、
CCDからの信号をディスクリートで増幅した後、
各チャンネル毎にVSP5000 (2ch 12bit 30Msps CCD シグナルプロセッサ)でAD変換して、
THC63LVD103でLVDSにしてフラットケーブルでコントロール基板に送っています。

コントロール基板では、CCDからの信号はTHC63LVD104で受けて、
PFUのカスタムチップ(VDCC31)で処理するようです。

メモリは、PFUのカスタムチップ(Piscer-PBF)で制御します。
MT48LC16M16A2-75 を8個使って256MB分あります。
このメモリは、SDRAM PC133-CL3, PC100-CL2です。
増設メモリは、MT8LSDT3264HG-13Eの指定になっていて、これはPC133-CL2ですが、内蔵メモリから推測すると、PC133-CL3でも問題なさそうです。

制御のためのCPUとして、SH2 (64F7144F50V)を使っています。
動作周波数はおそらく48MHzです。
SRAMが128KB付いています。

オプティカルユニットからの転送速度が、最大で30bit 30Mspsあるとすると、48MHzのSH2では捌き切れないので、PFUのカスタムチップ間で直接転送していると思います。
フロー制御くらいはSH2が関与しているかもしれません。

その他、コントロール基板には、
モーター駆動用の回路
USBドライバ(EPSON R7201300A1)
SCSIドライバ(EPSON S1R72104F00B2)
があります。

電源は、サンケン電気製で、
5V 8.0A / 24V 3.9A /15V 1.0A / -15V 0.1A
らしいです。

5650cと5750cは、電源基板は共通です。
コントローラは内容はほぼ同じですが、レイアウトは異なります。
また、5650cはモーター駆動回路が全てコントローラ基板に集中していますが、
5750cは、ADF用は別基板になっています。

ファンは、山洋のSanAce60 109R0624M4D06です。
60mm角 25mm厚 24V 0.04A、パルスセンサ付き。

メモ

CCDからの出力は、奇数・偶数で出るものらしいです。(1chのものもある)
フォトダイオードに対して、両側に増幅回路を配するためらしい。

VSP5000の34,47pinで、増幅後のCCDの生データが取れる。

VSP5000は12bit出力だけど、下位2bitは使わずに10bitとして使っている。

コメント

  • AT 2013-06-15 (土) 22:20:15
    はじめまして。fi-5750cを中古で入手しようか検討中の者です。まだ,同機をお使いでしたら,よろしければ使い勝手についてお教えいただけないでしょうか。
    ばらせない本を手動でスキャンするため,フラットベッドでのスキャンのスピードについて知りたいと思っています。オペレーターガイドの仕様を見ますと,読み取り速度(A4,縦,200dpi) 0.9秒 とあるのですが,モノクロ600dpiでの読み取り速度がどのくらいなのか,また,モノクロ600dpiでページをめくりながら連続で読み取る場合に,次のスキャンの開始までに転送待ちなどによる待ち時間が発生するのかどうか,是非知りたいと思っています。私としては,スムーズにページをめくりながらスキャン作業ができればよいので,正確な数値でなくても「何秒くらい」という程度でよいのでお教え頂けますと幸いです。
    よろしくお願いします。それでは,失礼します。
  • AT 2013-06-16 (日) 00:33:08
    再度失礼します。先程はリロードした際に二重投稿になってしまい済みませんでした。
    追記しますと,書籍のスキャンはフラットベッドのカバーを開けたまま,どんどん手でページをめくりながら読み取って行き,後で画像処理ソフトでページを分割するなどしてOCRにかけ,PDFにするという手順を踏むのですが,その際,私の使用しているOCRソフトでは,網掛け部分の読取精度を上げるため,白黒2値600dpiで読み込んだ上でノイズ除去を行うのが最も良い結果が得られるので,白黒2値600dpiでの読み取り速度が是非知りたいのです。
    長くなりましたが,よろしければお教え頂けますと幸いです。
    それでは,失礼します。
  • vvp 2013-08-24 (土) 02:30:16
    すみません。コメント欄はあまりリアルタイムには把握していません。フラットベット性能はそれほど素晴らしいものではないので、フラットベット目的なら別の機種が良いと思います。うちもEPSONのGT-X820という機種(A4)と併用しています。正直、フラットベットで読めるのは10ページくらいまでです。それ以上はやってられません。フラットベットに関してはカラーでも白黒でもそれほど時間は変わりません、遅いです。次のページの読み込み準備も考えると、5秒/1ページくらいはかかると思います。
  • V40 2014-08-07 (木) 18:09:18
    初めまして。fi-5750Cの中古を入手しましたが、ADFの裏側スキャナ内部にゴミが入り(色の濃い原稿に白い細線が走る)ます。メーカーではクリーニングも受け付けてくれないので、自分で清掃したいのですが、上カバー(筐体)を外せません。お手数ですが、カバーの外し方を教えていただけると幸いです。ADFのスキャンページ数が140000枚ですので、廃棄する気になれません。よろしくお願いいたします。
  • vvp 2014-10-28 (火) 17:24:12
    上カバーは、ネジを外したあとに、排出側をめくり上げるように持ち上げると開きます。コツが有りますので、割れない程度の力加減で、いろいろ試しているとうまくいくと思います。
  • Fi-6750を使用していますが、フラットベッドのガラス裏側にカビが発生したのクリーニングしたいのですが、分解手順をお教えいただけますか? よろしくお願いいたします。  -- E46? 2021-01-31 (日) 15:59:52