JP3977020B2 - 画像読取装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に関し、詳細には、シートスルー読取方式を用い、画像読取位置を適切に設定するイメージスキャナー、デジタル複写機等の画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
イメージスキャナーやデジタル複写機等の画像形成装置においては、原稿の画像を読み取る光学系を固定し、原稿を移動させながら原稿の画像を読み取るシートスルー方式のADF(自動原稿送り装置)を用いているものが多い。
【0003】
一方、ベルト方式のADFは、原稿を画像入出力装置本体のコンタクトガラス(原稿を下に向けて広げてセット)上に搬送し、原稿を停止させて光学系を移動させながら原稿の画像を読み取る。
【0004】
シートスルー方式は、ベルト方式に比較して構造が簡単であり、コスト的にもメリットがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像読取装置にあっては、シートスルー方式のADFを採用すると、原稿を移動しながら画像の読み取りを行うので、原稿の挙動によって画像が左右される。この原稿の挙動を安定させるには、原稿の移動速度を遅く、かつ、速度変動しない、直線搬送を行うことが望ましいが、特に、直線搬送を実現すると、画像入出力装置としての占有スペースが多くなるため、ほとんどの場合、原稿は給紙方向からUターンして読取部に所定の角度で入射し、読み取り後の排出も、読取部から原稿を引き剥がすように移送することになる。
【0006】
すなわち、原稿は、読取ガラスに対してUの字を描くように搬送され、最下位点(Uの字の頂点)がガラス面に接触する。原稿がこの読取ガラスに接触している部分で、ADF使用時の読み取りを実施することが理想である。しかし実際には、用紙種類、ADFと画像読取装置本体の位置ばらつき、光学系のズレなどで、その位置は、機械、使用環境によって変動することとなり、接触していない位置で読み取ると、画像特性に悪影響を与える。
【0007】
そこで、本発明は、用紙種類、ADFと画像読取装置本体との位置のバラツキ、光学系のズレなどで生じるADFを用いた移動原稿の読取りにおいて、画像読取装置の光学系の副走査方向における最適な読取り適正位置を算出し、安定した画像を高品質で読み取ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走行体上に光源と光学系が搭載され、自動原稿搬送機構により読取位置に搬送される原稿に前記光源から光を照射して、前記原稿からの反射光を前記光学系で光電素子に導入して、前記原稿の画像を読み取る画像読取装置において、前記自動原稿搬送機構から濃度一定の原稿を搬送すると共に、前記走行体を副走査方向に順次所定間隔移動させて停止させ、各停止位置毎に、前記自動原稿搬送機構から搬送される移動中の濃度一定の前記原稿に前記走行体上の前記光源からの光を照射して、当該原稿からの反射光を前記走行体上の前記光学系で前記光電素子に導入して、前記原稿を所定ライン読み取り、前記各停止位置における前記所定ラインの読取データの変位量を計算し、前記各停止位置における前記読取データの変位量中の最小の変位量に対応する位置を前記走行体の適正位置として決定し、前記適正位置を移動原稿の前記走行体の副走査方向における読取位置として設定することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0010】
図1は、本発明の画像読取装置の一実施の形態を適用したシートスルー型のドキュメントフィーダを備えたカラー画像読取装置1の正面概略構成図である。図1において、カラー画像読取装置1は、本体筐体2の上面部にコンタクトガラス3が配設されており、コンタクトガラス3の下方の本体筐体2の内部には、光源としてのランプ4と第1ミラー5、第2ミラー6と第3ミラー7、レンズ8、CCD駆動ユニット(SBU)9、走行体モータ10及びシステムコントロールユニット11等が配設されている。
【0011】
ランプ4と第1ミラー5は、図示しない第1走行体に、第2ミラー6と第3ミラー7は、図示しない第2走行体に搭載されており、走行体モータ10により駆動されて、副走査方向に移動される。
【0012】
カラー画像読取装置1は、コンタクトガラス3上にセットされた原稿P(図5及び図6参照)を読み取る際には、第1走行体と第2走行体を副走査方向に移動させながら、ランプ4からコンタクトガラス3上にセットされた原稿Pに光を照射し、原稿Pで反射された光を第1ミラー5で第2ミラー6方向に反射させ、さらに、第2ミラー6で第3ミラー7方向に反射させて、第3ミラー7でレンズ8方向に反射させる。カラー画像読取装置1は、レンズ8に入射された光をCCD駆動ユニット9に集光して、CCD駆動ユニット9に搭載されているカラーCCD(Charge Coupled Device)で入射光を光電変換して、画像信号を出力する。
【0013】
また、カラー画像読取装置1は、原稿領域外に白色基準板(図示略)が設けられており、原稿Pの読み取りに先立って白色基準板を読み取って、光学系ひずみ情報を含んだシェーディングデータを採集・保存する。
【0014】
カラー画像読取装置1は、ARDF(自動両面原稿搬送装置)20が本体筐体2の上部に取り付けられており、ARDF20は、原稿台21、呼び出しコロ22、給紙ベルト23、搬送コロ24、分離コロ25、第1搬送ローラ26、反射ガイド板27、第2搬送ローラ28、排紙ローラ29、反転ローラ30、分岐爪31及び反転テーブル32等を備えているとともに、原稿後端センサ33、幅サイズ検知基板34、第1原稿長さセンサ35、第2原稿長さセンサ36及び原稿台21へ原稿Pがセットされているか否かを検知するセットセンサ37等が設けられており、上記呼び出しコロ22、給紙ベルト23、搬送コロ24及び分離コロ25の給紙機構を図示しない給紙モータで駆動し、また、第1搬送ローラ26、反射ガイド板27、第2搬送ローラ28、排紙ローラ29及び反転ローラ30の搬送機構を図示しない搬送モータで駆動する。
【0015】
本体筐体2の上部であって、上記反射ガイド板27と対向する位置には、DF用原稿ガラス38が配設されている。
【0016】
カラー画像読取装置1は、ARDF20を使用して原稿Pを搬送して原稿Pの読み取りを行う場合には、原稿台21の原稿ガイド21aに沿って積載された原稿Pを、片面原稿読取が選択されている場合には、呼び出しコロ22、給紙ベルト23により搬送コロ24、分離コロ25、第1搬送ローラ26によりDF用原稿ガラス38と反射ガイド板27との間の読取位置を経て、第2搬送ローラ28及び排紙ローラ29へと搬送して、原稿Pを排出する。
【0017】
また、カラー画像読取装置1は、両面原稿読取が選択されている場合には、まず原稿Pの表面の読み取りを上述のようにして行い、片面原稿読取を選択した場合と同様に実施する。
【0018】
すなわち、呼び出しコロ22、給紙ベルト23により搬送コロ24、分離コロ25、第1搬送ローラ26によりDF用原稿ガラス38と反射ガイド板27との間の読取位置を経て、第2搬送ローラ28及び排紙ローラ29へ送り込まれ、原稿Pを排出せずに、分岐爪31が下方へ切り換えられて反転ローラ30により反転テーブル32上へ移送する。
【0019】
カラー画像読取装置1は、原稿Pの後端が排紙ローラ29を抜けた後に分岐爪31を上方へ切り換えて、一旦、反転ローラ30を停止し、次に、反転ローラ30を上記とは逆方向へ回転させることにより、原稿Pを反転テーブル32から第1搬送ローラ26の方向へ搬送する。カラー画像読取装置1は、さらに、第1搬送ローラ26を経て表面と同様に、DF用原稿ガラス38と反射ガイド板27との間の読取位置を経て、第2搬送ローラ28及び排紙ローラ29へ原稿Pを搬送し、その後、原稿Pを排出する。
【0020】
カラー画像読取装置1は、原稿Pが、表面と裏面のいずれの読み取りにおいてもDF用原稿ガラス38と反射ガイド板27との間の読取位置を通過する際に、読取位置の近傍に移動されているランプ4により原稿Pを照射し、その反射光が、第1ミラー5及び第2ミラー6、第3ミラー7で反射されて、レンズ8によりCCD駆動ユニット9のカラーCCD9a(図3参照)に集光して、カラーCCD9aでRGBに光電変換する。また、カラー画像読取装置1は、最初の原稿Pの搬送開始に先立って、コンタクトガラス3上の原稿Pの読み取りと同様に、白色基準板を読み取って、シェーディングデータを採集・保存するが、この白色基準板としては、所定の基準位置に専用の白色基準板を設けてもよいし、反射ガイド板27を白色基準板として利用してもよい。
【0021】
そして、カラー画像読取装置1は、カラー画像読取装置1の全体ブロック図である図2及びカラー画像読取装置1の画像データのデータフロー図である図3に示すように、カラー画像読取装置1の本体及びARDF20を含めたカラー画像読取装置1の動作制御を行うSCU41、VIOB42、ADU43、OIPU44、NIC45、ISIC46、PSU(電源ユニット)47、電源スイッチ48、プラグ49、スキャナモータ50等を備えている。
【0022】
カラー画像読取装置1は、CCD駆動ユニット9上のカラーCCD9aに入光した原稿Pの反射光を、カラーCCD9a内で光の強度に応じた電圧値を持つRGB各色のアナログ信号に変換し、RGB各色のアナログ信号を、奇数ビットと偶数ビットに分けてVIOB42に出力する。CCD駆動ユニット9のアナログ画像信号は、VIOB42上のアナログ処理回路42aで、暗電位部分が取り除かれ、奇数ビットと偶数ビットが合成されて、所定の振幅にゲイン調整された後に、A/Dコンバータ42bに入力されて、デジタル信号化される。A/Dコンバータ42bでデジタル化された画像信号は、シェーディングASIC42cによりシェーディング補正され、VIOB42からSCU41上のRIPU41aで、ガンマ補正、MTF補正等の画像処理が行なわれた後、同期信号、画像クロックとともにビデオ信号として出力される。ここで、シェーディング補正は、シェーディングASIC42cのメモリに保持されているシェーディングデータから演算された補正データによって行われる。
【0023】
RIPU41aから出力されたビデオ信号は、OIPU44へ出力され、OIPU44は、入力されるビデオ信号を所定の画像処理を行って、再びSCU41へ出力する。
【0024】
SCU41へ入力されたビデオ信号は、VIDEO入力切替回路41bに入力され、VIDEO入力切替回路41bのもう一方の入力には、RIPU41aからビデオ信号が入力されて、OIPU44で画像処理するかしないかを選択できる構成となっている。
【0025】
VIDEO入力切替回路41bから出力されたビデオ信号は、画像データ記憶部(SDRAM)を管理するメモリ制御LSI(SIBC2)41cに入力され、SDRAMで構成される画像メモリに蓄えられる。画像メモリに蓄えられた画像データは、SCSIコントローラ41dに送られ、SCSI−I/Fを介してパソコンやプリンタ等の外部装置へ転送される。
【0026】
SCU41上には、CPU60(図4参照)、ROM(図示せず)、RAM(図示せず)が実装されており、CPU60は、SCSIコントローラ41dを制御してSCSI−I/Fによりパソコン等の外部装置との通信を行なう。また、CPU60は、VIDEO入力切替回路41bから出力されたビデオ信号をIEEE1394コントローラであるISIC46を介してIEEE1394−I/F、ネットワークスキャナコントローラであるNIC45を介してネットワーク−I/Fによりパソコンやプリンタ等の外部装置との通信を行なう。さらに、CPU60は、スキャナ本体のステッピングモータである走行体モータ10、ARDF20の給紙モータ、搬送モータのタイミング制御も行なっている。
【0027】
ADU43は、ARDF20に用いる電装部品の電力供給を中継する機能を有している。SCU41上のCPU60に接続されている入力ポートは、VIOB42を介してカラー画像読取装置1本体の操作パネル(SOP)50に接続されている。操作パネル(SOP)50上には、図示しないが、スタートスイッチとアボートスイッチが実装されている。それぞれのスイッチが押下されると、入力ポートを介してSCU41のCPU60が、スイッチがONされたことを検出する。
【0028】
そして、図4は、カラー画像読取装置1の画像読取処理に関するブロック図であり、画像処理用LSIであるRIPU41aからCCD駆動ユニットであるSBU9にLSYNC(主走査ライン同期信号)及びLGATE(主走査ラインデータ出力期間)を出力することにより、SBU9から画像データを出力する。画像データの流れは、SBU9→RIPU41a→メモリコントロールLSI(SIBC2)41c→SCSIコントローラ41d→外部(パソコン等)となる。また、CPU60から画像出力のON/OFFを画処理LSI(RIPU)41a内部に既知技術として装備し、内部レジスタの書き換えで制御する。
【0029】
メモリ制御LSI41cからの割り込み信号(この割り込みはメモリの状態が満杯、ニアフル、空になった場合に発生し、図示しないメモリコントロールLSI(SIBC2)41c内部に既知技術として装備されたレジスタでその状態を区別できる)を、CPU60に入力する構成からなる。また、CPU60は、走行体を移動するための走行体モータ10のモータ制御も行う。
【0030】
次に、本実施の形態の作用を説明する。カラー画像読取装置1は、原稿PがDF用原稿ガラス38上に送られるが、その搬送軌跡は、図5及び図6に示すように、U字型となる。原稿Pの読取部への進入の角度または排出の角度によっては、読取停止位置の違いにより、DF用原稿ガラス38と原稿Pとの距離が、図5に示すように、大きく変化する。画像として安定領域にあるためには、読み取られる原稿Pは、DF用原稿ガラス38に対して一定の距離にある必要があるが、通常は、DF用原稿ガラス38に接する部分、すなわち、図5の原稿安定領域の部分が最適であり、この原稿安定領域の範囲で原稿Pを読み取る必要がある。一方、原稿PのDF用原稿ガラス38に密着していないと、原稿Pの挙動が一定しないため、読取データのバラツキが多くなり、読取画像の良否に影響する。そこで、一般に、カラー画像読取装置では、ガラス接触領域の中心を狙って、初期読取位置を設定しているが、ARDF20とカラー画像読取装置1の本体の取付誤差、光学系の光軸ずれ等により、必ずしも初期読取位置に安定領域がくるとは限らない。
【0031】
そこで、本実施の形態のカラー画像読取装置1では、濃度の一定の原稿Pを原稿台21にセットして搬送させ、一方、初期読取装置位置P0を中心として、走行体を±副走査方向に順次所定間隔移動させては停止させて、各ポイント+Pn,+Pn-1,…,+P1,P0,−P1,…,−Pn-1,−Pnで当該原稿Pを読み取り、適正な読取位置(ベストポイント)を見つけるようにする。
【0032】
図7は本実施の形態のカラー画像読取装置による読取位置調整処理のフローチャートを示す。濃度の一定の原稿Pを原稿台21にセットし(ステップS101)、まず、走行体を白色基準板の位置まで移動させて、シェーディングデータを採取して(ステップS102)、いったん走行体を読取初期位置に戻すと共に、ポイントナンバnを初期設定する(ステップS103)。次に、原稿Pの搬送を開始して(ステップS104)、走行体を調整読取データ測定位置+Pnに移動する(ステップS105)。そして、カラー画像読取装置1は、+Pnにおいて原稿Pを所定ライン読み取り、このポイントにおける読取データを得る(ステップS106)。続いて、ポイントナンバnを「1」ディクリメント(n=n−1)して(ステップS107)、あらかじめ定めた読取領域内かチェックする(ステップS108)。カラー画像読取装置1は、このデクリメントした位置が読取領域内でないときには、ΔPmin演算処理に移行する(ステップS109)。一方、読取領域内であると、残ポイントがないかチェックする(ステップS110)。すなわち、ポイントナンバが−nまで達したかチェックする。ステップS110で、残ポイントがあるときには、カラー画像読取装置1は、ステップS105に戻って、上記同様に原稿Pを所定ライン読み取り、そのポイントにおける読取データを得る。ステップS110で、残ポイントがなくなると、カラー画像読取装置1はΔPmin演算処理を行って(ステップS111)、読取調整位置(適正読取位置)P0’を決定する(ステップS112)。なお、ステップS109でΔPmin演算処理を行った場合も同様である。
【0033】
ここで、図6に示したように、初期読取位置中心を「P0:初期値」とし、P0の位置から+方向(副走査方向+、コンタクトガラス3の方向)にある読取範囲のある位置を+Pn、少し0方向にずらした位置を+Pn-1、+Pn-2…+P1、P0を超えて、−方向(副走査方向−、コンタクトガラス3の方向と逆側)を−P1、−P2、−Pn-1、−Pnとする。なお、−Pnは、+と同様に、読取領域内である。
【0034】
−Pn〜+Pnのそれぞれの位置は、基準位置(もしくは隣接ポイント)からのステップモータ等の開ル−プ制御を行う場合には入力駆動パルス数、エンコーダ搭載ブラシモータ等のフィードバック方式であればエンコーダパルス数にて管理することができる。上記読取領域内であるか否か(図7のステップS108)は、この入力駆動パルス数やエンコードパルス数を所定値と比較することで判断することができる。
【0035】
カラー画像読取装置1は、+Pnでランプ4と第1ミラー5を搭載した第1走行体を停止させて移動中の原稿Pに対し、スキャンを数ライン分から10数ライン分の読み取りを行う。この場合の主走査データ数は任意である。次に、+Pn-1の位置まで第1走行体を移動し、同様に同じデータ分を読み取る。順次、繰り返し行って、P0を超えて、−Pnの位置まで実施する。実施後は、第1走行体を初期基準点まで戻して、待機する。
【0036】
カラー画像読取装置1は、+Pn〜−Pn間のそれぞれの位置で読み取った原稿Pのデータを上述のデータ画像の流れに従ってシェーディング補正し、そのままシェーディングASIC42cの内部のメモリ(図示せず)に記憶する。なお、このメモリ容量によって主走査方向、副走査のラインデータ数、停止ポイント数、停止間隔を適宜変更することができ、データ数が多いほど測定精度は上がる。
【0037】
ΔPmin演算、読取調整位置(適正読取位置)の決定は次のようにして行う。CPU60は、各ポイント(停止ポイント)において読み取ったデータについて、それぞれの停止ポイントでの所定ライン数分のデータの変位量(例えば、min−max差等)を算出し、比較する。この場合、最もデータ変位量の少ないポイントが原稿Pが副走査方向で安定しているところとなる。そこで、そのポイントを、以降のADFシートスルー読み時の読取位置として設定する。
【0038】
例えば、白色原稿Pを通したときのデータ出力(フルレンジ12bit=4096digit)のmax−min差をΔPnとして、演算結果から最小ΔPminを探したとき、(単位digit)
ΔPn=300(max:3960、min:3660)
ΔPn-1=280(max:3960、min:3680)...
ΔP2=100(max:3960、min:3860)
ΔP1=50(max:3960、min:3910)
ΔP0=80(max:3960、min:3880)
ΔP-1=130(max:3960、min:3830)...
ΔP-n=400(max:3960、min:3560)
となったとすると、最小ΔPmin=ΔP1が選択されることになる。
【0039】
したがって、P1がベストポイントとなり、CPU60は、P0からの必要距離を計算し、ここを次のADF使用時の読取位置P0’とし、P1の位置データは、P0'にSRAM(図示せず)で書きかえる。
【0040】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0041】
【発明の効果】
本発明の画像読取装置によれば、ADFシートスルー読取り時の光学系の副走査方向における最適な読取位置を設定できるので、安定した画像を高品質で読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像読取装置の一実施の形態を適用したカラー画像読取装置の正面概略構成図。
【図2】 図1のカラー画像読取装置の全体ブロック構成図。
【図3】 図1のカラー画像読取装置のデータフロー図。
【図4】 図1のカラー画像読取装置の読取処理部のブロック構成図。
【図5】 図1のカラー画像読取装置のDF用原稿ガラス部分での原稿状態を示す正面図。
【図6】 図5のDF用原稿ガラス位置での原稿読取位置の調整前と調整後の関係を示す図。
【図7】 図1のカラー画像読取装置による読取位置調整処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 カラー画像読取装置
2 本体筐体
3 コンタクトガラス
4 ランプ
5 第1ミラー
6 第2ミラー
7 第3ミラー
8 レンズ
9 CCD駆動ユニット(SBU)
10 走行体モータ
11 システムコントロールユニット
20 ARDF
21 原稿台
22 呼び出しコロ
23 給紙ベルト
24 搬送コロ
25 分離コロ
26 第1搬送ローラ
27 反射ガイド板
28 第2搬送ローラ
29 排紙ローラ
30 反転ローラ
31 分岐爪
32 反転テーブル
38 DF用原稿ガラス
41 SCU
41a RIPU
41b VIDEO入力切替回路
41c メモリ制御LSI(SIBC2)
41d SCSIコントローラ
42b A/Dコンバータ
42c シェーディングASIC
42 VIOB
43 ADU
44 OIPU
45 NIC
46 ISIC
47 PSU(電源ユニット)
48 電源スイッチ
49 プラグ
50 スキャナモータ
60 CPU

Claims (1)

  1. 走行体上に光源と光学系が搭載され、自動原稿搬送機構により読取位置に搬送される原稿に前記光源から光を照射して、前記原稿からの反射光を前記光学系で光電素子に導入して、前記原稿の画像を読み取る画像読取装置において、
    前記自動原稿搬送機構から濃度一定の原稿を搬送すると共に、前記走行体を副走査方向に順次所定間隔移動させて停止させ、各停止位置毎に、前記自動原稿搬送機構から搬送される移動中の濃度一定の前記原稿に前記走行体上の前記光源からの光を照射して、当該原稿からの反射光を前記走行体上の前記光学系で前記光電素子に導入して、前記原稿を所定ライン読み取り、前記各停止位置における前記所定ラインの読取データの変位量を計算し、前記各停止位置における前記読取データの変位量中の最小の変位量に対応する位置を前記走行体の適正位置として決定し、前記適正位置を移動原稿の前記走行体の副走査方向における読取位置として設定することを特徴とする画像読取装置。
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