JP2021083022A - 画像読取装置 - Google Patents

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Kazuhiro Togashi
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Abstract

【課題】原稿の位置を検出するための画像とクロップ処理用の画像を一回の読み取りで生成可能にし、クロップ処理に要する時間を短くしユーザーの拘束時間を削減した画像読取装置を提供する。【解決手段】画像読取装置において、原稿押下板を閉めた状態でも原稿位置の検出が容易な画像と、アーカイブするのに適した画像を1回の読み取り動作で同時に生成するために、ひとつの読み取りユニットで読み取った画像データに対してターゲット白レベルの異なる2種類のシェーディング補正処理が可能な画像処理を構成し、輝度レンジの異なる2種類の画像を同時に生成するようにし、それらを後段のクロップ処理を行うメインコントローラ部に1回ずつ読み取り動作を行っているかのように1面ずつ送出するようにした。【選択図】図4

Description

本発明は、複写機などで使用される原稿読取装置に関し、特に読み取り画像全域から原稿領域を検出する処理をする際の画像読み取り制御に関する。
近年、法整備が進んだこともあり、紙媒体の電子管理が普及している。名刺や領収書など紙媒体として保管、管理されていたものは、それを管理、処理するアプリケーションソフトウェアと併せて電子データ化して扱うようになってきている。
紙媒体の電子データ化にはイメージスキャナが使用されることが多い。イメージスキャナの原稿台ガラス上に電子データ化する紙媒体を置き、それをスキャンすることで電子データ化しているが、このとき紙媒体部分だけを電子データ化することはできず、スキャナの読み取り範囲内にあるものが電子データ化される。
対象以外は不要であるので、電子データ、すなわち読み取った画像データから対象領域のみを切り出す処理を行うことになるが、それを行うためには読み取った画像データの中から対象物である原稿の位置、領域を精度よく検出する必要がある。こういった処理はクロップ処理といい、とくに一回の読み取りスキャンで複数の原稿を切り出すことをマルチクロップ処理という。
特許文献1には、プラテンガラス上の原稿が置かれている領域とそうでない領域を判別する手法について記載されている。原稿を原稿台ガラスに押下するプラテンカバーを開けた状態で原稿台スキャンを行い、原稿がある領域とない領域での読み取り輝度レベルの差を利用して、原稿端の候補を算出している。具体的には原稿台ガラス上に原稿がない領域は、原稿を照射した光が原稿面で反射拡散しないので、読み取りセンサの入射光が入らず、読み取り輝度レベルが0近傍になることを利用し、読み取り画像データから明度と彩度を算出し、それらのヒストグラムから原稿の領域の端を検出しようとしている。
特開2009−272994号公報
上記の特許文献1に開示される従来技術では、プラテンカバーを開けた状態で原稿台スキャンを行っているので、スキャン時に原稿照明光がユーザーの目に入り、眩しい思いをさせてしまう。また、プラテンカバーで原稿を押下しないので、原稿が薄い場合は照明光が原稿を透過し、原稿面での拡散光が少なくなるので読み取りデータが暗くなったり、原稿台ガラスとの密着度が弱く、原稿台ガラスから浮いてしまい、画像がゆがんだりするとった不具合が生じやすい。
プラテンカバーを閉めた状態で読み取りを行い、上記の特許文献1に開示された手法で原稿領域の端を検出しようとすると、原稿下地が白紙の場合は、プラテンカバーも通常白色なので、ハイライト側の輝度値を高めに設定して読み取りを行っている場合は、原稿領域と原稿領域外の境界付近で生じる輝度レベルの差が小さくなり、精度のよい原稿端の検出が困難になる。
本発明に係る画像読取装置では、原稿押下板を閉めた状態でも原稿位置の検出が容易な画像と、アーカイブに適した画像を1回の読み取りで生成するようにした。そのために、ひとつの読み取りユニットで読み取った画像データに対してターゲット白レベルの異なる2種類のシェーディング補正処理が可能な画像処理を構成して、輝度レンジの異なる2つの画像を同時に生成し、それらを後段のクロップ処理を行う処理回路メインコントローラ部に1回ずつ読み取り動作を行っているかのように1面ずつ送出するようにした。
つまり、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像読取装置は、
原稿を照明し、原稿拡散光を光電変換して画像信号にする読み取り手段と、
読み取り手段からの画像データを受信する画像データ受信手段と、
画像データ受信部で受信した画像データにシェーディング補正をするシェーディング補正手段と、
読み取り手段と画像データ受信手段とシェーディング補正手段を制御する制御手段と、
前記読み取り手段と、前記画像データ受信手段と、シェーディング補正手段は二系統あり、
シェーディング補正手段の前段には、二系統の画像データ受信手段の出力のどちらか一方を選択して出力可能な画像データ選択部があって、
所定の読み取りモード設定がなされた際には、一方の読み取り手段で読み取った画像信号を二系統あるシェーディング補正手段に入力するように前記制御手段によって前記画像データ選択部を設定し、前記シェーディング補正手段に対して異なる二種類の輝度レンジの画像を生成するように白基準レベルを設定し、生成した二種類の輝度レンジの画像の後段の画像処理部に順次出力することを特徴とする。
本発明に係る画像読取装置によれば、原稿の位置を検出するための画像とクロップ処理用の画像を生成するのに二回のスキャンが必要であるが、それが一回の読み取りで生成可能になったので、クロップ処理に要する時間が短くなり、ユーザー拘束時間を削減できる。また、プラテンカバーを閉めた状態でスキャンすることができるので、ユーザーに眩しい思いをさせずに済むようになった。
本発名の原稿搬送装置100を備えた原稿読取装置111を説明する図 本発名のブロック図 本発名の原稿読み取り結果を表した図 本発名の制御フロー図
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら具体的かつ詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る原稿搬送装置100を備えた原稿読取装置110を説明する図である。
101は原稿束を置く原稿トレイ、102はピックアップローラー、103は分離ローラーである。原稿トレイ101に原稿が積載された状態で、ユーザーにより原稿読み取り開始が指示されると、ピックアップローラー102は原稿トレイ101上の原稿束上面の原稿と接するように図中矢印の方向に下降させられる。その後、ピックアップローラー102、分離ローラー103の回転を開始し、原稿束上面の原稿を1枚ずつ原稿搬送パス内に引き込んでいく。
104はレジローラーである。分離ローラー103から搬送されてきた原稿をレジローラーに当接させ、原稿にループを形成させることでレジ補正を行うようになっている。105はレジセンサであり、レジローラー104近傍に配置されている。原稿がレジセンサ105で検知されると、原稿にループを形成させるだけの時間が経過した後、レジローラーの回転が開始され、原稿がレジローラー104を抜けていくように制御される。
106はリードローラーである。レジローラー104で搬送された原稿はリードローラー106に達した後、リードローラー106によって流し読みガラス118a上の原稿読み取り位置に搬送される。107aはリードセンサであり、リードローラー106近傍に配置されている。リードセンサ107aは原稿の読み取り開始タイミングを生成するためのセンサであり、原稿がリードセンサ107aに達したことを検知し、検知したタイミングから所定時間後に、原稿読み取り装置110内の読み取りユニット111aによって原稿読み取り開始がなされるように制御される。
原稿読取装置110内にある原稿読み取りユニット111aは、原稿搬送装置100内にも搭載されていて、原稿の両面を読み取る両面同時読みが可能な構成となっている。流し読みガラス118aを通過し、読み取りユニット111aによって原稿の一方の面(表面とする)が読み取られる。その後、原稿は流し読みガラス118bを通過し、ユニット111bによって原稿のもう一方の面(裏面)が読み取られる。リードセンサ107bは読み取りユニット111bでの原稿読み取りを開始するタイミングを生成するためのセンサであり、役割としては表面読み取り用のリードセンサ107aと同じである
108は排紙ローラー、109は排紙トレイである。読み取られた原稿は排紙ローラー107により搬送され、排紙トレイ108上に排紙される。なお、ピックアップローラー102、分離ローラー103、レジローラー104、排紙ローラー108は図示しないモーターにより駆動されている。
原稿読取装置110について説明する。
原稿読み取りユニット111a内の112は照明ユニット112である。複数の白色LEDを実装した基板とLED光を効率良く原稿読み取り位置に照射するためのライトガイドから構成されている。113は折り返しミラー、114は結像レンズ、115はラインセンサである。照明ユニット112で原稿を照明して得られる拡散光は折り返しミラー113で結像レンズ114まで導かれ、ラインセンサ115に入射され、ラインセンサ115で光電変換されて、画像信号として出力される。
116は原稿台ガラスであり、原稿台読み取りを行う際に原稿を置くためのものである。117aは白色基準板であり、原稿台ガラス116に貼り付けられている。白色基準板は原稿搬送装置の原稿読み取りユニット111bの対向側にも設けられていて、読み取りジョブ開始時にシェーディング補正係数を生成するために読み取られる。119は原稿押下部材である。原稿台ガラス116に置かれた原稿を原稿台ガラスに押さえつけるようにする白色の板状部材である。冒頭に述べたプラテンカバーと同等の役目をするものである。原稿搬送装置100に取り付けられている。
図2は本実施例のブロック図である。
111a、111bは図1で説明した読み取りユニットのブロック図であり、読み取り画像信号の処理に関わるブロックについて記載している。読み取りユニット111a、111bは同じものを使用していることを前提とし、同じ処理ブロックには同じ符号を使用し、a,bを付加して両者を区別する。115a,115bはラインセンサで、その後段にはアナログ処理部201a、201bが接続される。アナログ処理部201a、201bはそれぞれラインセンサ115a,115bからのアナログ画像信号をサンプリングするサンプルホールド処理、サンプルホールド後のアナログ画像信号のオフセットレベルを変更するオフセット調整処理、ゲイン処理を行うゲイン調整処理を行う。202a、202bはAD変換部であり、アナログ処理回路201a、201bが出力するアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。203a、203bは画像信号送信部であり、AD変換されたデジタル画像信号を後段に伝送するためのインターフェイス回路を有している。例えば、デジタル画像信号をLVDS信号に変換して出力するものである。
210はCPUであり、読み取りユニット111a、111bと、後述する画像処理部204と接続されていて、読み取りユニットの動作開始・終了といった制御や画像処理部204の画像処理パラメータ設定制御など、画像読取装置110と原稿搬送装置100各部を制御している。
204は画像処理部であり、読み取りユニット111a、111bからの画像データに対して各種画像処理を行う回路である。205a、205bは画像信号受信部であり、読み取りユニット111a、111bの画像信号送信部203a、203bが出力するLVDS形式の画像信号を、画像処理部204内部で扱えるようにシングルエンド信号に変換する処理をしている。
206a、206bはシェーディング補正部で、画像データに対してシェーディング補正処理を行う回路である。シェーディング補正処理では、読み取りユニット111a、111bで白色基準板117a、117bをそれぞれ読み取って生成した補正係数をもとに、ラインセンサ115a、115bの画素毎の感度ばらつきや、入射光量の主走査分布不均一性に起因する画像データ輝度値のばらつきが補正される。これと同時に、ハイライト側の輝度値を所定レベルにするターゲット白レベル設定処理を行う。ターゲット白レベルの設定はCPU210によってなされ、設定値はシェーディング補正部206a、206bに対して個別に設定可能であり、任意の値に設定できるようになっている。
208は画像メモリインターフェイス部である。後述するページメモリ209との画像処理部204との間で画像データをやり取りするためのインターフェイス回路であり、ページメモリ209への書き込みアクセス、読み出しアクセスを制御する。
シェーディング補正部206a、206bにてシェーディング補正された画像データは画像メモリインターフェイス部208部を介して、ページメモリ209に書き込まれる。ページメモリへの不画像データの書き込みはライン単位であり、原稿読み取りデータ1面分を書き込むように制御される。両面同時読み取りの場合は読み取りユニット111aによる原稿表面の読み取り画像データと、読み取りユニット111bによる原稿裏面の読み取り画像データが書き込まれる。片面読み取りの場合は一方の読み取り画像データだけが書き込まれる。
シェーディング補正部206a、206bまでは読み取りユニット111a、111bに対応した画像処理ブロックがそれぞれ用意されていて、両面同時読み取りの表面画像データは図中に記した画像パスaを通り、裏面画像データは画像パスbを通る2系統パラレル処理する構成となっている。
212はメインコントローラ部である。画像処理部204が担っていない画像処理、例えばプリンタが接続される場合はプリンタ出力用に誤差拡散画像データを生成したり、PCと接続されている場合にはJPEG圧縮をしたり、とくに本件では読み取り画像の中から原稿領域を検出、クロップする処理などを行ったりしている。メインコントローラ部212はCPU210と接続されており、CPU210に対してユーザーからの原稿読み取り開始指示を通知する、ページメモリ209からの画像データの読み出し要求を行うなど原稿読取装置110と原稿搬送装置100の動作を制御している。
ページメモリ209に保持されている画像データはメインコントローラ212からCPU210への画像データ送信要求をきっかけにページメモリ209から読み出される。CPU210の制御により画像メモリインターフェイス部208は読み出しアクセスモードになり、ページメモリ209からの画像データ読み出しが開始される。画像データの読み出しはページ単位で制御され、複数枚の画像データが保持されている場合には任意のページの画像データを指定して読み出すことが可能になっている。読み出した画像データはフィルタ処理回路211などの処理回路を通って、メインコントローラ部212に送られる
画像パスbに設けている207は画像信号選択部である。画像信号受信部205a、205bの出力を受ける信号入力部があって、CPU210の制御によって、画像信号受信部205aの画像データを出力するか、206aの画像データを出力するか選択できるようになっている。画像信号受信部205aの画像データを選択すると、画像信号受信部205aの画像データを画像パスa、画像パスbに流すことが可能である。この設定は本発明のクロップ処理を行う際に使用する設定である。両面同時読みを行う際は画像信号受信部205bの画像データを選択する設定となる。
本発明のクロップ処理を行う際の画像処理部204の設定、制御について説明する。
クロップ処理を行う際の原稿読み取りは両面同時読みではなく、一方の読み取りユニットをした読み取り動作となる。以下は読み取りユニット111aを使用した原稿台スキャンを行う場合である。
画像処理部204内の画像信号選択部207の設定は、前述したように「画像信号受信部205aの画像データを出力する」とし、読み取りユニット111aの出力画像データをシェーディング補正部206a、206bに入力するようにする。
シェーディング補正部206a、206bに対するターゲット白レベルの設定は、シェーディング補正部206aについては通常の読み取りで使用する設定値より小さい、例えば192を設定し、原稿上の白と黒を輝度レベル0から192で表現されるようにする。一方、シェーディング補正部206bについては通常の読み取りで使用する255を設定し、原稿の白、黒を画像データの輝度レベルで0から255で表現されるようにする(輝度値は8ビット256階調を前提としている)。
このように設定されたターゲット白レベルでシェーディング補正した画像を示したのが図3である。(a)はシェーディング補正部206aでシェーディング補正した画像、(b)はシェーディング補正部206aでシェーディング補正した画像である。読み取ったのは白地にアルファベットのA、およびBと書かれた2枚の紙原稿であり、原稿台ガラス116よりひとまわり小さいサイズである。
(a)はターゲット白レベル設定が192であるので、原稿の白下地の輝度値が192前後となる。原稿外の領域は原稿押下部材119の白地が読み取られるが、これについても輝度値が192前後となっていて、画像データの最大輝度レベルである255に張り付いてしまうことなく読み取りができている。そのため、原稿押下部材119の領域に生じる原稿の影が255に張り付くことなく、影を明瞭に再現できている。後段のメインコントローラ212でのクロップ用の原稿位置検出処理は原稿と原稿押下部材の境界で生じる影を検出することによって行うので、精度のよい原稿位置検出が可能となる。しかしながら、読み取り画像が暗いため、名刺や領収書をアーカイブするには不適切である。
(b)はターゲット白レベル設定が255であるので、原稿の白下地、原稿外の原稿押下部材119の白も255前後の輝度値で表現されていて。読み取り輝度レベルの範囲である0〜255全域を使用し、階調表現のよい画像となっている。原稿影は(a)に対して輝度値が255近傍に張り付き気味になり、影の再現性は低下する。そのため、画像(a)より原稿位置検出精度が大きく劣化する。一方、階調表現のよい画像なのでアーカイブ用途には好適である。ゲイン処理や階調補正処理を施して、画像(a)の暗い画像を画像(b)のような明るい画像に変換することは可能であるが、階調が荒くなるため画質が劣化し、とくに原稿内に写真や絵などではその影響が目立つので、原稿のアーカイブ用途には画像(b)を使用する。
シェーディング補正部206a、206bでシェーディング処理された2つの画像データはページメモリ209に保持される。その後、メインコントローラ212は最初に、図3の画像(a)を画像処理部204から受け取り、読み取り画像全面から原稿影をサーチし、原稿の位置を検出する。原稿位置検出が終了したらクロップ処理を行うべく、図3の画像(b)を受け取り、検出した原稿位置データに基づいて、画像(b)から対象部分を切り出す処理を行う。
図4は本発明のフロー図である。
S400はクロップ用の読み取りを開始するステップである。ユーザーによって操作パネルからクロップ処理が選択されると、操作パネルを制御するメインコントローラ212からCPU210に対して、クロップ用の読み取りを開始すべく指示がなされる。
S401ではシェーディング補正係数を生成すべく、読み取りユニット111aを白色基準板117a下に移動させるステップである。
S402は読み取りユニット111aの動作を開始するステップである。読み取りユニットは画像読み取り動作状態になる。
S403はシェーディング補正係数を生成するステップである。白色基準板を照明して読み取りを実施し、シェーディング補正回路206a、206b内に用意されているシェーディング補正係数保持用のラインバッファ(図示なし)に白色基準板の読み取りデータを保持する。
S404はターゲット白レベルを設定するステップである。図3で説明したようにシェーディング補正回路206aについては192を、シェーディング補正回路206bは255を設定する。
S405は画像信号選択部207の設定を行うステップである。「画像信号受信部205aの出力を選択する」設定とし、読み取りユニット111aの画像データをシェーディング補正部206a、206bの両方に入力されるようにする。
S406は原稿読み取りを行うステップである。読み取りユニット111aを副走査方向に移動させ、原稿台ガラス106下をスキャン移動させる。S403で生成したシェーディング補正係数を使用し、S404で設定したターゲット白レベルに基づいてシェーディング補正処理をした図3(a)(b)の画像がページメモリ209に保存される。
S407はページメモリ209の画像(a)をメインコントローラ212に出力するステップである。メインコントローラ212がCPU210に対して画像(a)の送信を要求し、CPUは画像メモリインターフェイス部208を読み出しモードに設定して、画像(a)をメインコントローラ212に出力する。
S408はメインコントローラ212が画像(a)から原稿位置を検出するステップである。原稿周辺に生じた影をサーチして、原稿位置を検出し、原稿切り出し位置を確定する。
S409はページメモリ209内の画像(b)をメインコントローラ212に出力するステップである。メインコントローラ212がCPU210に対して画像(b)の送信を要求し、CPUは画像メモリインターフェイス部を読み出しモードに設定して、画像(b)をメインコントローラ212に出力する。
S410は画像クロップを行うステップである。S408で確定させた切り出し位置に基づいて、画像(b)から原稿画像をクロップする。クロップされた画像は、PCやサーバーなど外部装置に送られ、クロップ画像を扱うアプリケーションソフトなどで使用されるなどする。
本例では読み取りユニットを111aと111bの2台を使用し、原稿両面同時読み取りが可能な読み取り装置を例に発明の説明をしたが、画像処理部204を使用すれば、片面読み取りしか行わない読み取り装置でも適用可能である。
画像信号選択207は画像パスbに設けているが、これに限定するものではなく、ひとつの読み取りユニットから出力される画像データを、シェーディング補正処理を行う前に、2つの画像パスに分配可能な構成になっていればいい。
原稿台ガラス116に載せた原稿を原稿台スキャンして読み取りを行う例を説明したが、片面流し読みにおいても同じ処理が可能である。
以上説明したように、クロップ処理時の原稿位置を検出するのに適した画像と、アーカイブするのに適した画像を1回の読み取り動作で同時に生成し、それらを後段のクロップ処理を行うメインコントローラ部に1回ずつ読み取り動作を行っているかのように1面ずつ送出するようにした。そのため、クロップ処理に要する時間が短くなり、ユーザー拘束時間を削減できる。また、プラテンカバーを閉めた状態でスキャンすることができるので、ユーザーに眩しい思いをさせずに済むようになった。
100 原稿搬送装置、101 原稿台トレイ、
102 ピックアップローラー、103 分離ローラー、
104 レジローラー、105 レジセンサ、106 リードローラー、
107a 表面用リードセンサ、107b 裏面用リードセンサ、
108 排紙ローラー、109 排紙トレイ、110 原稿読取装置、
111a 原稿読み取りユニット表面用、
111b 原稿読み取りユニット裏面用、112 照明ユニット、
113 反射ミラー、114 結像レンズ、
115a,115b ラインセンサ、116 原稿台ガラス、
117a,117b 白色基準板、118a,118b 流し読みガラス、
119 原稿押下部材、201a,201b アナログ処理部、
202a,202b AD変換器、203a,203b 画像信号送信部、
204 画像処理部、205a,205b 画像信号受信部、
206a,206b シェーディング補正部、207 画像信号選択部、
208 画像メモリインターフェイス部、209 画像メモリ、
210 CPU、211 ノイズ除去回路、212 メインコントローラ部

Claims (1)

  1. 原稿を照明し、原稿拡散光を光電変換して画像信号にする読み取り手段(112a,112b)と、
    読み取り手段からの画像データを受信する画像データ受信手段(205a,205b)と、
    画像データ受信部で受信した画像データにシェーディング補正をするシェーディング補正手段(206a,206b)と、
    読み取り手段と画像データ受信手段とシェーディング補正手段を制御する制御手段(210)と、
    前記読み取り手段と、前記画像データ受信手段と、シェーディング補正手段は二系統あり、
    シェーディング補正手段の前段には、二系統の画像データ受信手段の出力のどちらか一方を選択して出力可能な画像データ選択部(207)があって、
    所定の読み取りモード設定がなされた際には、一方の読み取り手段で読み取った画像信号を二系統あるシェーディング補正手段に入力するように前記制御手段によって前記画像データ選択部を設定し、前記シェーディング補正手段に対して異なる二種類の輝度レンジの画像を生成するように白基準レベルを設定し、生成した二種類の輝度レンジの画像の後段の画像処理部に順次出力することを特徴とする画像読取装置。
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