JP2016009876A - 読取装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】原稿浮きの検出精度の低下を防ぐ読取装置を提供する。【解決手段】原稿台上の原稿を光学的に読み取る読取部に設けられた静電容量検出センサ308により、原稿台との間の静電容量を検出する。検出される静電容量値は原稿の浮き量に比例するので、原稿台上で原稿が配置された領域において検出された静電容量の変化に応じて、その変化を打ち消すように原稿の読取動作を制御することで補正する。具体的には原稿読取位置における静電容量の平均値を算出し、それに応じて読取値のゲインあるいは、その位置での読取光量を変えることで補正する。【選択図】図5
Description
本発明は、原稿を光学的に読み取る読取装置および制御方法に関する。
ファクシミリに搭載される画像読取装置では、原稿読取面を、光源及びリニアイメージセンサを備えたイメージセンサユニットに対して相対的に移動させて原稿画像を光学的に読み取る。読取対象の原稿には、表面が均一に平面ではない場合や、折り目がついた原稿の場合がある。つまり、読取基準面に対する原稿読取面の垂直方向変位が適正な大きさ(通常はゼロ)でない場合(いわゆる「原稿浮き」状態)や、その大きさが一定とならない場合がある。そのような場合には、光源からの光が十分な光量で反射されず、その結果、イメージセンサの蓄積電荷量が不足して、本来の出力レベルより低いレベルで読取信号が出力されてしまう。これは、いわゆる「黒ずみ」という現象である。
「黒ずみ」を低減若しくは解消するために、特許文献1では、読取部による画像読取の際に、反射光による距離検出センサが作動して原稿の浮き上がりを検出する。この原稿の浮き上がりが検出されると、光学レンズのフォーカシングが調整される。ここで、フォーカシング調整の方法としては、レンズ駆動部材によって光学レンズの焦点合わせを行なう方法と、レンズ絞り部材によって光学レンズの絞り込みの度合を調節して被写体深度を深くする方法とがある。レンズ絞り部材によってフォーカシング調整をする場合には、光学レンズの絞り込みによる光量不足を補うために光源部材をレンズ絞り部材と連動させ、光学レンズを絞り込んだときは光源部材の出力が大きくなるようにする。また、光源部材を構成する蛍光灯は、周波数制御部により周波数が変換されることで、光源部材の出力が変更される。特許文献1では、そのような構成により「黒ずみ」を補正している。
しかしながら、特許文献1に記載の距離検出センサは、発光素子から照射された光の反射光を受光素子で受光する構成に基づいている。従って、例えば、外部から環境光が侵入した場合には、その光の影響により距離検出センサが正確に距離を測定できないという問題がある。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。上記の点に鑑み、本発明は、原稿浮きの検出精度の低下を防ぐ読取装置および制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る読取装置は、原稿台上の原稿を光学的に読み取る読取手段と、前記読取手段に設けられ、前記原稿台との間の静電容量を検出する検出手段と、前記原稿台上で前記原稿が配置された領域において前記検出手段が検出した静電容量の変化に応じて、前記原稿の読取動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、原稿浮きの検出精度の低下を防ぐことができる。
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳しく説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
[第1の実施形態]
図1は、画像読取装置を含む画像形成装置の外観斜視図であり、図2は、画像形成装置の内部構成の概要を示す図である。以下、図1及び図2を参照しながら、画像形成装置の構成について説明する。図1に示すように、画像形成装置100は、装置本体101と、装置本体101の上部に設けられた画像読取装置102と、画像読取装置102の上部に設けられた自動原稿供給装置(ADF、オートドキュメントフィーダ)103とを含む。自動原稿供給装置103は、ヒンジ機構が設けられており、ユーザ操作により矢印A方向に開閉可能である。画像形成装置100は、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能、及びこれらの複合機能を実現可能ないわゆるMFP(Multi Functionnal Printer)である。しかしながら、図1に示すような構成ではなく、画像読取装置102が単独のスキャナとして構成される場合もある。
図1は、画像読取装置を含む画像形成装置の外観斜視図であり、図2は、画像形成装置の内部構成の概要を示す図である。以下、図1及び図2を参照しながら、画像形成装置の構成について説明する。図1に示すように、画像形成装置100は、装置本体101と、装置本体101の上部に設けられた画像読取装置102と、画像読取装置102の上部に設けられた自動原稿供給装置(ADF、オートドキュメントフィーダ)103とを含む。自動原稿供給装置103は、ヒンジ機構が設けられており、ユーザ操作により矢印A方向に開閉可能である。画像形成装置100は、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能、及びこれらの複合機能を実現可能ないわゆるMFP(Multi Functionnal Printer)である。しかしながら、図1に示すような構成ではなく、画像読取装置102が単独のスキャナとして構成される場合もある。
装置本体101は、画像読取装置102が光学的に原稿を読み取って生成した読取データに基づいてシート(記録媒体)に画像を形成する。画像形成とは、例えば印刷処理である。画像読取装置102は、画像を読み取って生成した読取データを装置本体101に組み込まれた記録装置本体105に送る。記録装置本体105は、例えば、LEDアレイを使用した電子写真記録方式や、インクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録方式の記録装置(プリンター)である。図1では、記録装置本体105が電子写真記録方式の記録装置として説明する。図1の操作部106は、表示部、入力キー等を備えており、ユーザによる画像形成装置100への指示操作を受け付けたり、また、画像形成装置100の電源状態や、ジョブ実行状況等を表示したりする。
また、装置本体101は、LED記録ヘッドユニット201、画像形成部202、カセット給紙部203、記録装置本体105の上部にシートPを複数枚積載可能なように構成された記録シート排紙部204、カートリッジカバー部205を含む。また、装置本体101は、画像読取装置102と記録装置本体105とを接合する接合部206、ファクシミリ機能を有する装置の制御部207、両面搬送部カバー208、搬送方向切換部209、レジスト搬送部210を含む。また、装置本体101は、記録装置本体105内部に配置されたMP(マルチペーパー)給紙部211、両面搬送部212を含む。
自動原稿供給装置103は、原稿載置台104に置かれたシート原稿を1枚ずつ分離して画像読取装置102に供給する。画像読取装置102は、自動原稿供給装置103により流し読みガラス213上に送り込まれるシート原稿をイメージセンサユニット214で読み取る。また、画像読取装置102は、原稿台ガラス215上に置かれたシート原稿或いはブック原稿を、ライン型イメージセンサユニット214を副走査方向に移動させながら読み取る。副走査方向は、図2における左右方向である。また、主走査方向は、副走査方向に対して直交する方向であり、図1における矢印B方向である。主走査方向は、ライン型イメージセンサユニット214のライン方向に対応する。自動原稿供給装置103は、ADF分離部220、排紙搬送部216、原稿排紙部217、ブック原稿を押圧する原稿押え板218、シート原稿搬送部219を含む。
図3は、画像読取装置102の原稿台ガラス215周辺の構成を示す図である。図3の透明ガラス303が図2の原稿台ガラス215に対応し、読取装置305がライン型イメージセンサユニット214に対応する。平面走査ユニット302は、読取装置305を移動方向(副走査方向)に原稿台ガラス215に対して相対的に移動させて原稿301を読み取る。読取の際には、イメージセンサ307(受光部の一例)は、光源306から照射された光が原稿301で反射した反射光を受光する。
静電容量検出センサ308は、透明ガラス303の原稿読取面304との間の静電容量を検出する静電容量センサである。また、基準静電容量検出センサ309は、静電容量検出センサ308で検出された静電容量を用いて後述のキャリブレーションを行うための基準静電容量を検出する。基準静電容量検出センサ309は、原稿301が配置されない原稿範囲外の領域に対応した位置に設けられている。以下、原稿301が配置された領域を、読取装置305により走査が行われる走査有効範囲ともいう。
図4は、読取装置305を上方から見た図である。図3に示すように、静電容量検出センサ308は、複数(例えば、n個)の静電容量検出センサが主走査方向に沿って配置されている。以下、主走査方向の複数の静電容量検出センサを静電容量検出センサ308といい、各センサについては、単に静電容量検出センサという。静電容量検出センサの個数は特に限定されないが、読取装置305の主走査方向の幅に渡って配置される。従って、静電容量検出センサ308の検出範囲に、原稿301の主走査方向の幅が含まれることになる。
図5は、読取装置305を制御するブロック構成を示す図である。制御部501は、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309からの検出信号に基づいて、後述のように、画像読取装置102の読取動作を制御する。浮き量検出部502は、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309から出力された静電容量を示す検出信号を用いて、原稿301の浮き量を検出する。読取装置制御部503は、読取装置305の読取動作を制御する。本実施形態では、例えば、読取装置305のイメージセンサ307の蓄電電荷量を調整する。メモリ504は、読取装置305が読み取った原稿301の画像データ(読取データ)と、浮き量検出部502が検出した浮き量情報とを記憶する。CPU505は、浮き量検出部502、読取装置制御部503、メモリ504を統括的に制御し、原稿301の浮き量に応じた読取制御を行う。
また、制御部501は、不図示のROMやRAMを有しており、ROMには、画像読取装置102が動作するための基本プログラムや各種設定データ等が格納されている。CPU505は、ROMに格納されているプログラムをRAMに読み出して実行することにより、本実施形態の動作を実現することができる。
図6は、静電容量の検出を説明するための図である。図6は、走査有効範囲内で且つ透明ガラス303上に、折り目のある原稿301を置き、画像読取を行う場合を示している。その場合、図6に示すように、原稿301の折り目が浮き上がり、原稿301が透明ガラス303に密着する密着部分301aと、原稿301が透明ガラス303に密着しない非密着部分301bとが生じる。
画像読取を開始すると、読取装置305は副走査方向に移動し、その移動に伴って、静電容量検出センサ308は、静電容量検出センサ308と原稿読取面304との間の静電容量CXを検出する。一方、基準静電容量検出センサ309は、走査有効範囲外において、基準静電容量検出センサ309と原稿読取面304との間の静電容量CBを検出する。 図7は、静電容量CXと静電容量CBとの差の、副走査方向の位置に対する特性を表わす図である。原稿301が静電容量検出センサ308に近い程、紙原稿そのものに蓄積される電荷量のために、静電容量検出センサ308が検出する静電容量CXは大きくなる特性がある。浮き量検出部502は、読取装置305の移動に伴い、静電容量検出センサ308の静電容量CXと基準静電容量検出センサ309の静電容量CBとの静電容量の差を、副走査位置に対応付けて取得する。
図7の区間(1)は、原稿301が置かれていない領域である。区間(1)では、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309とが検出する静電容量はほぼ同じとなるので、差はほぼゼロである。区間(2)では、読取装置305の移動方向に向かって、原稿301が次第に浮き上がる区間である。図6の密着部分301aでは、静電容量CXが大きくなり、その結果、静電容量CXと静電容量CBの差ΔCXは大きくなる。また、原稿301が浮き上がっていくにつれて、原稿301は静電容量検出センサ308から遠ざかるので、ΔCXは次第に小さくなっていく。しかしながら、原稿301の折り目を境として、再び、原稿301は静電量検出センサ308に近づいていくので、ΔCXは次第に大きくなっていく(区間(3))。原稿301が置かれている領域外では、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309の静電容量の差ΔCXは、再びほぼゼロとなる。
本実施形態では、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309の静電容量の差ΔCXを、原稿301の浮き量を表わすパラメータとして用いる。本実施形態では、制御部501は、静電容量の差ΔCXを用いて、読取装置305が読み取った画像情報の輝度補正を行う。
図8は、静電容量の差ΔCXと、輝度補正に用いる補正係数との関係を示す図である。原稿301が置かれている走査有効範囲における主走査方向の位置をxとし、副走査方向の位置をyとする。そして、輝度補正前の座標(x,y)における画素の輝度値をf(x,y)、座標(x,y)における補正係数をK(x,y)、補正後の輝度値をf’(x,y)とすると、以下の式(1)が成り立つ。
f’(x,y)=K(x,y)×f(x,y) ・・・(1)
図8に示すΔC(x,y)は、座標(x,y)におけるΔCXである。また、ΔCXが0のときの補正係数をksとし、ΔCXの最大値をΔCmaxとすると、補正係数K(x,y)は、以下の式(2)のように表わされる。
図8に示すΔC(x,y)は、座標(x,y)におけるΔCXである。また、ΔCXが0のときの補正係数をksとし、ΔCXの最大値をΔCmaxとすると、補正係数K(x,y)は、以下の式(2)のように表わされる。
K(x,y)=ΔC(x,y)×(1−ks)/ΔCmax+ks ・・・(2)
図8に示されるように、ΔC(x,y)が小さい程、即ち、原稿301が原稿読取面304から離れているほど、補正係数K(x,y)が大きくなる。従って、式(1)から、補正後の輝度値f’(x,y)として明るめに補正され、その結果、原稿浮きによる黒ずみが軽減される。本実施形態においては、補正係数ksの値を操作部106のユーザインタフェース画面上で任意に設定可能にすることによって、黒ずみの軽減具合を調整するようにしても良い。
図8に示されるように、ΔC(x,y)が小さい程、即ち、原稿301が原稿読取面304から離れているほど、補正係数K(x,y)が大きくなる。従って、式(1)から、補正後の輝度値f’(x,y)として明るめに補正され、その結果、原稿浮きによる黒ずみが軽減される。本実施形態においては、補正係数ksの値を操作部106のユーザインタフェース画面上で任意に設定可能にすることによって、黒ずみの軽減具合を調整するようにしても良い。
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309との静電容量の差ΔCXを浮き量を表わすパラメータとして用い、浮き量が大きいほど、読み取られた画像情報を明るめに輝度補正していた。本実施形態では、浮き量に応じてイメージセンサ307の蓄積電荷量を調整する。以下、第1の実施形態と異なる部分について説明する。
第1の実施形態では、静電容量検出センサ308と基準静電容量検出センサ309との静電容量の差ΔCXを浮き量を表わすパラメータとして用い、浮き量が大きいほど、読み取られた画像情報を明るめに輝度補正していた。本実施形態では、浮き量に応じてイメージセンサ307の蓄積電荷量を調整する。以下、第1の実施形態と異なる部分について説明する。
図9は、本実施形態におけるイメージセンサの蓄積電荷量の調整処理の動作を説明するための図である。本実施形態では、まず、読取装置305に設けられている静電容量検出センサ308のうち、原稿範囲に属する(原稿301直下の)静電容量検出センサを特定する。そして、特定された静電容量検出センサそれぞれのΔCXの主走査方向の平均値を算出する。読取装置305が読取動作のために副走査方向に移動するに伴い、ΔCXの主走査方向の平均値は、図7に示す傾向で変化していく。本実施形態では、その変化量に応じて、順次、イメージセンサ307の蓄積電荷量を調整する。
図10は、原稿範囲に属する静電容量検出センサを特定する処理の手順を示すフローチャートである。読取装置305が読取動作においてある副走査方向上の位置にあるとすると、静電容量検出センサのΔCXが予め定められた閾値thより大きいか否かを判定する(S1001)。ここで、閾値thより大きいと判定された場合には、その静電容量検出センサは、蓄積電荷量の調整処理の対象として決定する(S1002)。一方、閾値th以下であると判定された場合には、その静電容量検出センサは、原稿範囲外にあるということなので、蓄積電荷量の調整処理の対象とせず、他の静電容量検出センサを図10の処理対象として、S1001の処理から繰り返す。
図11は、蓄積電荷量の調整処理の対象となった静電容量検出センサの副走査方向の各位置y及びy+1におけるΔCXの主走査方向の平均値を示す図である。図11では、読取装置305が副走査方向上の位置yから位置y+1の方向に移動しながら読取動作が行われる。図11は、位置1101(y)に位置する読取装置305と、位置1102(y+1)に位置する読取装置305が示されている。位置1101及び1102について、斜線で表わされた静電容量検出センサが、図10のS1002で蓄積電荷量の調整処理の対象と決定された静電容量検出センサである。
本実施形態では、位置1101(y)について、蓄積電荷量の調整処理の対象となる静電容量検出センサを検出し、各ΔCXの主走査方向の平均値ΔCave_yが算出される。CPU505は、その平均値ΔCave_yをメモリ504に格納する。また、位置1102(y+1)について、蓄積電荷量の調整処理の対象となる静電容量検出センサを検出し、各ΔCXの主走査方向の平均値ΔCave_y+1が算出される。CPU505は、その平均値ΔCave_y+1をメモリ504に格納する。そして、CPU505は、ΔCave_yとΔCave_y+1を用いて、位置1101(y)のイメージセンサ307の蓄積電荷量に基づいて、位置1102のイメージセンサ307の蓄積電荷量を調整する。
図12は、本実施形態における蓄積電荷量の調整処理の手順を示すフローチャートである。本処理前には、読取装置305が位置1101にあるとする。また、メモリ504やRAM等に、読取装置305の副走査方向上の位置を示すパラメータyが確保される。
S1201において、CPU505は、図10のS1002で蓄積電荷量の調整処理の対象と決定された静電容量検出センサがあるか否かを判定する。ここで、あると判定された場合には、S1202に進む。一方、ないと判定された場合には、CPU505は、読取装置305を副走査方向に所定の移動量分移動させ、S1201の処理を繰り返す。
S1202において、CPU505は、蓄積電荷量の調整処理の対象となった静電容量検出センサのΔCXの主走査方向の平均値ΔCave_yを算出する。そして、S1203において、CPU505は、ΔCave_yをメモリ504に格納する。CPU505は、S1203の処理後、読取装置305を副走査方向に所定の移動量分移動させる。
次に、S1204において、CPU505は、副走査方向上の位置1102が走査有効範囲(原稿範囲)であるか否かを判定する。ここで、S1204の判定は、S1201と同様に、位置1102において蓄積電荷量の調整処理の対象と決定された静電容量検出センサがある場合に走査有効範囲であると判定しても良い。S1204において、走査有効範囲であると判定された場合にはS1205に進み、走査有効範囲でないと判定された場合には図12の処理を終了する。
S1205において、CPU505は、位置1102において蓄積電荷量の調整処理の対象となった静電容量検出センサのΔCXの主走査方向の平均値ΔCave_y+1を算出する。S1206において、S1202で算出したΔCave_yと、S1205で算出したΔCave_y+1とに基づいて、イメージセンサ307の蓄積電荷量の調整を行う。
副走査方向の位置1101におけるイメージセンサ307の蓄積電荷量をLTyとすると、位置1102におけるイメージセンサ307の蓄積電荷量LTy+1は、ΔCave_yとΔCave_y+1を用いて、以下の式(3)のように求められる。
LTy+1=LTy×(1+ΔCave_y)/(1+ΔCave_y+1) ・・・(3)
つまり、位置1102において位置1101より静電容量が小さくなる場合には、位置1102におけるイメージセンサ307の蓄積電荷量を大きくするように調整する。そのために、例えば、CPU505は、位置1102において、光源306の点灯時間を位置1101より長くしたり、光源306の駆動電流を大きくして発光量を位置1101よりも明るくする。反対に、位置1102において位置1101より静電容量が大きくなる場合には、位置1102における蓄積電荷量を小さくするように調整する。そのために、例えば、CPU505は、位置1102において、光源306の点灯時間を位置1101より短くしたり、光源306の駆動電流を小さくして発光量を位置1101よりも暗くする。
つまり、位置1102において位置1101より静電容量が小さくなる場合には、位置1102におけるイメージセンサ307の蓄積電荷量を大きくするように調整する。そのために、例えば、CPU505は、位置1102において、光源306の点灯時間を位置1101より長くしたり、光源306の駆動電流を大きくして発光量を位置1101よりも明るくする。反対に、位置1102において位置1101より静電容量が大きくなる場合には、位置1102における蓄積電荷量を小さくするように調整する。そのために、例えば、CPU505は、位置1102において、光源306の点灯時間を位置1101より短くしたり、光源306の駆動電流を小さくして発光量を位置1101よりも暗くする。
S1207において、副走査方向上の位置y+1をyとし、ΔCave_y+1をΔCave_yとして、S1203からの処理を繰り返す。その結果、図12に示す処理により、原稿範囲全域に渡って、図12の各処理を行うことが可能である。
以上のような処理によって、原稿の浮き量に応じてイメージセンサ307の蓄積電荷量を調整することができ、その結果、原稿の浮きにより生じる黒ずみを軽減することができる。
Claims (11)
- 原稿台上の原稿を光学的に読み取る読取手段と、
前記読取手段に設けられ、前記原稿台との間の静電容量を検出する検出手段と、
前記原稿台上で前記原稿が配置された領域において前記検出手段が検出した静電容量の変化に応じて、前記原稿の読取動作を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする読取装置。 - 前記制御手段は、前記読取手段が前記原稿を読み取って出力した読取データを補正することを特徴とする請求項1に記載の読取装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段が検出した静電容量の変化が大きいほど、前記読取データの輝度補正の程度を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の読取装置。
- 前記制御手段は、前記読取手段の光源の発光量を制御することを特徴とする請求項1に記載の読取装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段が検出した静電容量の変化が大きいほど、前記読取手段の光源の発光量を大きくすることを特徴とする請求項4に記載の読取装置。
- 前記制御手段は、前記読取手段の移動に伴って、前記読取手段の光源の発光量を制御することを特徴とする請求項4又は5に記載の読取装置。
- 前記検出手段が検出した静電容量に基づいて、前記読取手段の現在位置における受光部の蓄積電荷量を算出する算出手段、をさらに備え、
前記制御手段は、前記算出手段が算出した蓄積電荷量に基づいて、前記読取手段の現在位置における光源の発光量を制御することを特徴とする請求項6に記載の読取装置。 - 前記受光部は、イメージセンサであり、
前記制御手段は、複数のイメージセンサについて前記検出手段が検出した前記原稿台との間の静電容量の平均値の変化に応じて、前記原稿の読取動作を制御することを特徴とする請求項7に記載の読取装置。 - 前記検出手段が検出した静電容量の、前記原稿台上で前記原稿が配置されていない領域において検出された静電容量との差を取得する取得手段、をさらに備え、
前記制御手段は、前記取得手段が取得した差の変化に応じて、当該変化を打ち消すように前記原稿の読取動作を制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の読取装置。 - 前記原稿台上で前記原稿が配置されていない領域において、前記原稿台との間の静電容量を検出する第2の検出手段、をさらに備え、
前記取得手段は、前記検出手段が検出した静電容量の、前記第2の検出手段が検出した静電容量との差を取得することを特徴とする請求項9に記載の読取装置。 - 原稿台上の原稿を光学的に読み取る読取手段を備える読取装置において実行される制御方法であって、
前記読取手段に設けられ、前記原稿台との間の静電容量を検出する検出工程と、
前記原稿台上で前記原稿が配置された領域において前記検出工程で検出した静電容量の変化に応じて、当該変化を打ち消すように前記原稿の読取動作を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2014
- 2014-06-20 JP JP2014127530A patent/JP2016009876A/ja active Pending
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