JP5741070B2 - 画像読取装置と画像形成装置 - Google Patents
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Description
これは、特定パターンを印刷した原稿を読み取り、その読み取った画像から抽出したパターンから、そのパターンが示す情報を取り出す技術である。
この技術は、現在もさまざまな用途に使われている。
例えば、商品のラベルや出版物には、関連ホームページへ誘導するためのバーコード(QRcode)が多くみられる。
バーコードは原稿の局所面積を特定のパターンで占有するタイプであり、地紋は多数の小さな点や線で構成したパターンをコンテンツと重ね合わせるタイプであるが、いずれも、ラベル、出版物、文書を見る利用者にとって、“じゃまなもの”であると言える。
そこで、文書のコンテンツ中のバーコードや地紋のようなパターンを“じゃまなもの”でなくするためには、例えば、パターンを目立たない色のトナー(インク)で印刷すればよい。
すなわち、人間が見ても見えない透明なトナーのパターンは、原稿の画像を読み取る画像読取装置(スキャナ)に読ませても読み取れないという課題である。
したがって、この設計を多少なりとも変更しないと、上記課題は解決できない。
そこで従来、次のような技術が上記課題を解決するためのものとして提案されている。
原稿に紫外線に対して蛍光を発する蛍光インクによって画像を形成し、その原稿に紫外線を照射し、蛍光インクによって励起した光によって蛍光インクで形成された画像を検知する技術(例えば、特許文献1参照)や、原稿に不可視光に吸収域を有する記録材料を用いて不可視画像を形成し、その原稿に赤外線を含む不可視光を照射し、光が吸収された部分によって不可視画像を検知する技術(例えば、特許文献2参照)などがある。
透明トナーを塗布した領域は平滑性が高まり光沢が生じ、塗布しない領域は用紙が持つ低い平滑性が維持され光沢が生じない。
そこで、正反射光を検知することにより、両領域で2値のパターンを観測する技術(例えば、特許文献3)がある。この技術によれば、特定の角度からだと人間にも見えてしまうが、“じゃまなもの”というほどでもなくなる。
乱反射光の光量は、原稿の色(用紙自体または付着したトナーやインクの色)によって増減するが、光沢の度合いによっても増減する。
この原理を利用して、用紙の地肌(トナーやインクが付着していない部分)の光沢パターンを読み取るのである。
しかし、画像読取装置に専用の受光素子を設ける分、画像読取装置のシステムが膨大となり、画像読取装置の製造が高コストになるという問題があった。
つまり、用紙の白色度によっては、正しくパターンが検出できない場合がある。
白色度が高い用紙では、パターンを検出できたとしても、白色度が低い用紙では、光沢領域と非光沢領域の輝度値が接近しすぎて、弁別できないのである。
上記光源を上記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こさない照射位置にして、上記画像読み取り面からハレーションが起きないときの画像を読み取り、上記光源を上記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす照射位置にして、上記画像読み取り面からハレーションが起きたときの画像を読み取る読取手段と、上記読取手段によって読み取った上記ハレーションが起きたときと起きないときの両画像に基づいて上記原稿の光沢部分を検知する光沢検知手段とを設け、
上記読取手段が、上記ハレーションを起こさない照射位置を上記光源の通常の位置とし、上記ハレーションが起きたときの画像を読み取る際に、上記光源を上記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす予め設定された照射位置まで画像読み取りの副走査方向へ移動させる手段を含むことを特徴とする。
さらに、上記のような画像読取装置において、上記ハレーションが起きたときの画像について画像読み取りの副走査方向のライン間隔を補正する補正手段を設けるとよい。
また、上記のような画像読取装置において、上記光沢検知手段は、上記読取手段によって読み取った上記ハレーションが起きたときと起きないときの両画像の反射率の差分が所定値以上有る部分を上記原稿の光沢部分として検知する手段を含むようにするとよい。
さらに、上記のような画像読取装置を備えた画像形成装置も提供する。
図2は、この発明の一実施例である画像形成装置100の機構部を示す概略構成図である。
この画像形成装置100は、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ通信とインターネットを介した通信を含む通信機能を含む複数の機能が一体となって構成された複合機であり、画像形成装置100の本体の上部に、画像読取装置(スキャナ)1を搭載している。また、手前側上面に図示を省略した操作部を備えている。
ADF2は、ピックアップローラ10、搬送ドラム11を含む搬送ローラ群12などを駆動し、原稿トレイ13に載ったシート状の原稿Pが等速で読取部3のシート原稿用ガラス22の位置を通過するように搬送する。画像を読み取られた原稿Pは排紙トレイ14に搬送されて排紙される。
コンタクトガラス20は、ブック原稿読み取りモード(「圧板読取モード」ともいう)時に原稿P′をセットするためのものである。
このブック原稿読み取りモードとは、基準白板21及びコンタクトガラス20上に置かれた原稿P′に対して第1キャリッジ23と第2キャリッジ26を走行移動させながら原稿P′の画像を読み取るモードである。
読取部3の内部には、第1キャリッジ23、第2キャリッジ26、レンズ29、CCD30、スキャナモータ31、処理部32を有する。
第2キャリッジ26は、ミラー27,28を有し、同じく画像の読み取り方向の副走査方向に移動可能である。
光源24から照射された光は、基準白板21、あるいは原稿P,P′の画像読み取り面で反射し、3枚のミラー25,27,28とレンズ29を経由して、光電変換素子であるCCD30に入射する。
第1キャリッジ23と第2キャリッジ26は、非動作時にはシート原稿読み取りモード時の読み取り位置に待機する。
CCD30には、図示を省略した公知のクロックドライバ,タイミング信号生成部,信号処理部を含んでいる。
CIS15は、LED(発光ダイオード)を光源とし、リニアセンサで画像を直接読み取り、処理部32に読み取った画像の画像データを渡す。
レーザ出力ユニット41の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及びモータにより高速で定速回転する図示を省略したポリゴンミラー(回転多面鏡)が備わっている。
この偏向されたレーザビームは、感光体ドラム44が回転する方向と直交する方向(主走査方向)に露光走査され、図示を省略した画像処理部のセレクタにより出力された画像データをライン単位で書き込み記録して主走査が行われる。
なお、図示を省略するが、感光体ドラム44の一端近傍のレーザビームが照射される位置にビームセンサが配置されていて、ここから主走査同期信号が発生するようになっている。この主走査同期信号に基づいて、主走査方向の画像記録タイミングの制御と、画像信号の入出力を行うための制御信号を生成する。
一方、画像を形成するための転写紙(用紙)は、第1給紙トレイ51,第2給紙トレイ52又は第3給紙トレイ53に積載されていて、それぞれ、第1給紙装置54,第2給紙装置55,第3給紙装置56によって給紙され、縦搬送ユニット50によって感光体ドラム44に当接する位置まで搬送される。
そして、給紙された転写紙を搬送ベルト(転写ベルト)46により感光体ドラム44の回転と等速で搬送しながらその一方の第1面に感光体ドラム44上のトナー画像を転写し、さらに、そのトナー画像を定着ユニット47により定着して、機外の排紙トレイ57に排出する。
このようにして、この画像形成装置100は、転写紙の両面に画像を形成する場合には両面搬送パス49を動作させるようになっている。
図1は、図2に示した画像読取装置1の画像処理に係る機能構成を示すブロック図である。
処理部32は、マイクロコンピュータによって実現され、画像処理部33と34、光沢検知部35、およびCPU38を有する。
画像読取装置1は、CCD30で得られた画像のアナログ電気信号を画像処理部33へ送る。
画像処理部33では、公知なので図示を省略したアナログ信号バッファとAC結合を介して画像のアナログ電気信号をアナログ処理を行うアナログ処理部分に入力する。
その得られた原稿P、P′の画像のデジタル画像データ(画像データ)は専用の画像処理IC、フィールドメモリを使って、シェーディング補正とライン間補正を含む各種の画像処理を行う。
その結果、正反射光が直接、CCD30に取り込まれ、その光量は通常の原稿を読み取っているときの反射光の光量よりも大きすぎるために、画像上で白抜け(ハレーション)を起こす。
そこで、この実施例の画像形成装置100では、画像上でこのハレーションを検知することで原稿Pの光沢領域と非光沢領域を識別するため、画像上で確実にハレーションを発生させることを目的とし、背景板60を設けることにより、原稿Pを敢えて屈曲させた状態で読み取らせている。
このCIS15によって読み取られた画像データは、画像処理部34によって上記画像処理部33と同様の処理が施されて光沢検知部35へ送られる。
さらに、図3に示した背景板60が、上記原稿の搬送時、上記光源から照射した光に対して上記画像読み取り面が画像読み取りの副走査方向に曲面状になるようにする手段に相当する。
さらに、図2のCIS15は上記原稿のもう一方の画像読み取り面の画像を読み取る第2読取手段に相当する。
また、図1のCPU38がCCD30、CIS15、スキャナモータ31を含む各部を制御することにより、上記光源を上記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす照射位置にして、上記画像読み取り面からハレーションが起きたときの画像を読み取った後、上記原稿反転手段によって上記原稿の画像読み取り面を反転させ、上記画像読み取り面からハレーションが起きないときの画像を読み取る手段の機能も果たす。
また、図1のCPU38が、上記ハレーションが起きたときの画像について画像読み取りの副走査方向のライン間隔を補正する補正手段の機能を果たす。
また、図1の光沢検知部35は、上記読取手段によって読み取った上記ハレーションが起きたときの画像の反射率に対する出力特性と、上記読取手段によって読み取った上記ハレーションが起きないときの画像の反射率に対する出力特性との差異を補正する手段の機能も果たす。
図3は、図2に示した画像読取装置1の搬送ドラム11と光源24を含む周辺部分の拡大図である。
図5は、図1に示した処理部32による光沢検知処理を示すフローチャート図である。
図6は、図1に示した光沢検知部35における光沢領域識別処理の説明に供する画像例を示す図である。
次に、原稿Pを搬送すると、図3に示す曲面状の背景板60により、光源24から照射した光に対して原稿Pの画像読み取り面(表面)が画像読み取りの副走査方向に曲面状になるように屈曲させるため、この状態で原稿Pに光を照射すると、画像読み取り面(表面)の光沢領域では正反射成分が強く出て、ハレーションを起こした状態の表面の画像データ(表面ハレーション画像データ)を取得する(S4)。
そして、裏面も光沢検知するか否かを判断し(S6)、原稿Pの裏面に対しても光沢検知が対象となっている場合(S6でYの場合)は、図2に示した原稿Pの搬送方向下流側に配置されているCIS15により、原稿Pの裏面を通常に読み取り、その画像データ(通常画像データ)を取得する(S7)。このCIS15で取得した画像データはとくにハレーションを起こしていない通常状態の画像となる。
そして、図2に示した原稿Pの搬送方向下流側に配置されているCIS15により、原稿Pの表面を通常に読み取り、その画像データ(通常画像データ)を取得する(S14)。このCIS15で取得した画像データはとくにハレーションを起こしていない通常状態の画像となる。
その後、光沢領域識別処理を実行する(S15)。
上記各ステップ(S4、S7、S12、S14)で取得した画像データは、図1に示した光沢検知部35のメモリ37に保存しており、原稿Pの表面の光沢領域の検知には、上記表面ハレーション画像データと表面の通常画像データの2つを使って、また、原稿Pの裏面の光沢領域の検知には、上記裏面ハレーション画像データと裏面の通常画像データの2つを使って、それぞれ差分演算部36によって演算処理をし、その演算処理結果に基いて光沢領域を検知する。
また、図6の(b)に示す原稿PのD(n,m)は、図2のCIS15で読み取ったとき、又は光源24の光Lが通常読取位置に照射される位置でCCD30で読み取ったときの反射光レベルを示している。
また、後述するリニアリティ差分値P0(D(n,m))として(D(n,m)+P0(n,m))−H(n,m)の演算結果をP(n,m)とする。
すなわち、上記(D(n,m)+P0(n,m))は、原稿PをCIS15で読み取ったある部分の反射光レベルのD(n,m)が光沢検知位置で読み取らせた場合のハレーションを起こさない状態での反射光レベルの予測値となる。
また、光沢部分は光学系の差であるP0(D(n,m))に加えて、ハレーションによるレベル変化が加わるため、差分(D(n,m)+P0(n,m))−H(n,m)は0ではなく、特定の値をもつ。
一方、特定の値がα×D(n,m)以上でない場合は、ハレーションによるレベル変化ではなく、単純に光学系の差によるものと判断し、非光沢画素を0として、2値化処理を行う。
よって、上記2値化処理後の演算結果は、図6の(d)に示す原稿Pの画像中のG(n,m)において、光沢領域、非光沢領域を識別することができる。
なお、画像取得時にメモリ37に保存する際にデータ量が膨大となり、保存や演算処理に時間がかかる場合は上記検知の精度が落ちない範囲で圧縮処理等を実施してもよい。
そこで、光沢検知部35は、ハレーション画像に対して通常のライン間補正の読み出しタイミングではなく、上記屈曲に応じたライン間補正の読み出しタイミングを事前に適用し、上記演算処理を実施する。
こうして、光沢検知部35によって検知した光沢領域の情報を、CPU38は用途に応じて、その位置情報などを画像や表にして結果を出力する。
P(n,m)=(D(n,m)+P0(n,m))−H(n,m)
P(n,m):画像読み取りの主走査方向n画素目と副走査方向mライン目の画素の反射光レベルの差分演算後の値
H(n,m):画像読み取りの主走査方向n画素目と副走査方向mライン目の画素の反射光レベル(ハレーションを起こした読取画像)
P0(X):予め求めた専用の非光沢チャートで抽出した画素の反射光レベルXでの工学系の差異によるリニアリティ差分値
|P(n,m)|<|α×D(n,m)|の場合、G(n,m)=0(非光沢画素)
G(n,m):画像読み取りの主走査方向n画素目と副走査方向mライン目の画素の光沢判定結果を示す値
α:ハレーションの度合いに応じて決定する閾値補正係数
また、全ての原稿を読み取ったと判断したら(S16でYの場合)、キャリッジを光沢検知位置からホームポジションに戻し(S17)、この光沢検知処理を終了する。
図4は、図2に示した画像読取装置1の搬送ドラム11と光源24を含む周辺部分の拡大図である。図8は、図1に示した処理部32による他の光沢検知処理を示すフローチャート図である。
原稿Pの表面のみ光沢検知でなければ(S25でNの場合)、裏面を読み取ったか否かを判断し(S37)、読み取ったなら(S37でYの場合)S28へ進み、読み取ってなければ(S37でNの場合)原稿Pを排紙口前の原稿反転機構16に搬送し、原稿反転機構16によって原稿Pの表裏面を反転させ(S38)、S21〜S25で原稿Pの裏面を読み取り、ハレーションを起こさない画像データ(通常画像データ)を取得する。
原稿Pの表面のみ光沢検知でなければ(S33でNの場合)、裏面を読み取ったか否かを判断し(S39)、読み取ったなら(S39でYの場合)S34へ進み、読み取ってなければ(S39でNの場合)原稿Pを排紙口前の原稿反転機構16に搬送し、原稿反転機構16によって原稿Pの表裏面を反転させ(S40)、S29〜S33で原稿Pの裏面を読み取り、ハレーションを起こした画像データ(ハレーション画像データ、この場合は裏面のハレーション画像データ)を取得する。
また、原稿搬送時の読取面直上の背景板を曲面状にすることで、読取原稿を敢えて屈曲させた状態で読み取らせることにより、画像上で確実にハレーションを発生させることができる。
通常のメモリ等を使って、このライン間隔を補正するが、ハレーション発生時の読取時はこのハレーション発生時用の補正設定に自動的に切り替えることにより、ラインずれを補正することができる。
さらに、この実施例の画像形成装置は、上記のような画像読取装置を備えることで、自動的に光沢部分を検知し、その部分に対して透明トナー等を使った印刷や、電子透かし処理などを実施することができる。
Claims (10)
- 光源に対して原稿の画像読み取り面を画像読み取りの副走査方向へ搬送しながら前記画像読み取り面に前記光源から光を照射して前記画像読み取り面からの反射光に基づいて前記原稿の画像を読み取る画像読取装置において、
前記光源を前記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こさない照射位置にして、前記画像読み取り面からハレーションが起きないときの画像を読み取り、前記光源を前記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす照射位置にして、前記画像読み取り面からハレーションが起きたときの画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段によって読み取った前記ハレーションが起きたときと起きないときの両画像に基づいて前記原稿の光沢部分を検知する光沢検知手段とを設け、
前記読取手段は、前記ハレーションを起こさない照射位置を前記光源の通常の位置とし、前記ハレーションが起きたときの画像を読み取る際に、前記光源を前記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす予め設定された照射位置まで画像読み取りの副走査方向へ移動させる手段を含むことを特徴とする画像読取装置。 - 前記原稿の搬送時、前記光源から照射した光に対して前記画像読み取り面が画像読み取りの副走査方向に曲面状になるようにする手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記読取手段は、前記原稿のもう一方の画像読み取り面の画像を読み取る第2読取手段と、前記第2読取手段に対して前記原稿の画像読み取り面を反転させる原稿反転手段と、前記光源を前記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす照射位置にして、前記画像読み取り面からハレーションが起きたときの画像を読み取った後、前記原稿反転手段によって前記原稿の画像読み取り面を反転させ、前記第2読取手段によって前記画像読み取り面からハレーションが起きないときの画像を読み取る手段を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。
- 前記読取手段は、前記光源に対して前記原稿の画像読み取り面を反転させる原稿反転手段と、前記光源を前記画像読み取り面に照射した光によってハレーションを起こす照射位置にして、前記画像読み取り面からハレーションが起きたときの画像を読み取った後、前記原稿反転手段によって前記原稿の画像読み取り面を反転させ、前記画像読み取り面からハレーションが起きないときの画像を読み取る手段を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。
- 前記原稿反転手段によって原稿を反転させる際の原稿の搬送スピードを一時的に高速化する手段を設けたことを特徴とする請求項3又は4に記載の画像読取装置。
- 前記ハレーションが起きたときの画像について画像読み取りの副走査方向のライン間隔を補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像読取装置。
- 前記光沢検知手段は、前記読取手段によって読み取った前記ハレーションが起きたときと起きないときの両画像の反射率の差分が所定値以上有る部分を前記原稿の光沢部分として検知する手段を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像読取装置。
- 前記読取手段によって読み取った前記ハレーションが起きたときの画像の反射率に対する出力特性と、前記読取手段によって読み取った前記ハレーションが起きないときの画像の反射率に対する出力特性との差異を補正する手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。
- 前記読取手段によって読み取った前記ハレーションが起きたときの画像の反射率に対する出力特性と、前記第2読取手段によって読み取った前記ハレーションが起きないときの画像の反射率に対する出力特性との差異を補正する手段を設けたことを特徴とする請求項3に記載の画像読取装置。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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