JPH08228266A - 画像読み取り装置 - Google Patents

画像読み取り装置

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JPH08228266A
JPH08228266A JP7031139A JP3113995A JPH08228266A JP H08228266 A JPH08228266 A JP H08228266A JP 7031139 A JP7031139 A JP 7031139A JP 3113995 A JP3113995 A JP 3113995A JP H08228266 A JPH08228266 A JP H08228266A
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Makoto Yamahata
誠 山畑
Keiichi Zenmei
啓一 善明
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原稿の荷重による原稿載置透明体のたわみを
防止し、解像度の高い画像品質及び信頼性に優れた画像
読み取り装置を提供することを目的とする。 【構成】 原稿の位置合わせ基準面となる原稿載置透明
体と、主走査方向の画像幅に対応して配列されたライン
センサと、原稿に光を照射する光源アレイと、原稿から
反射した光画像をラインセンサに結像するレンズアレイ
と、ラインセンサと光源アレイとレンズアレイを配置す
る保持部材と、原稿載置透明体の方向に対して保持部材
の所定間隔を保ち保持部材の両端部又は端部に近接した
側面に固着された複数の両端部位置決め部材と、複数の
両端部位置決め部材が原稿載置透明体に対して付勢する
ように保持部材を付勢する付勢部材と、を備えた順次副
走査方向に走査する画像読み取り装置であって、保持部
材の略中央部の両側面の少なくとも1側面に固着された
中央部位置決め部材を有する構成をしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像読み取り装置に関
し、特に主査方向の読み取り画像幅に対応して配列され
たラインセンサ上に光画像を結像して一次元の画像デー
タに変換し、順次原稿面を副走査方向に走査し、原稿全
体を読み取る密着型画像読み取り装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、画像読み取り装置としては、縮小
レンズを用いて、原稿を読み取る縮小レンズ方式と、原
稿幅に対応して等倍で結像させ画像を読み取る等倍光学
方式がある。先ず、縮小レンズ方式においては、原稿載
置透明体上に原稿を載置し、ミラースキャンや原稿台移
動により原稿面を走査し、縮小レンズである光学系を用
いて固体撮像素子上に結像しているため、光学系全体の
光路長が長大となり、装置が大型化するとともに、その
調整が複雑であるといった不具合を生じる。
【0003】そのため、最近、等倍光学方式であるセル
ホックレンズアレイに代表されるロッドレンズアレイや
球面レンズアレイ(以下レンズアレイと称す)等を用い
て、主走査方向である原稿読み取り幅に対応して配列さ
れた一次元の固体撮像素子であるラインセンサ上に原稿
の光画像を1対1の等倍で結像し、光路長を極めて短く
した、いわゆる密着型画像読み取り装置が開発されてい
る。
【0004】しかし、このような密着型画像読み取り装
置では、等倍光学系として使用するレンズアレイの焦点
深度が短いため、原稿荷重により原稿載置透明体のたわ
みにより、焦点距離がずれてしまい、MTF(Modurati
on Transfer Function)が大幅に低下するといった不具
合が生じてしまう。
【0005】図8に、このような焦点距離のずれ量によ
るMTFの劣化を示す変化図を示す。この様なMTFの
劣化による不具合を防止するために、特開昭61−14
9920号公報で開示されているように副走査方向の原
稿のたわみに対して、レンズアレイ及びラインセンサと
原稿載置透明体との光学的位置関係を保持するための位
置決め機構を設けたものがある。
【0006】以下に従来の画像読み取り装置の光学系ユ
ニットについて説明する。図6は光学系ユニットの要部
側断面図である。1は光学系ユニット、2は原稿、3は
光学系ユニット1を形成するための保持部材、4は原稿
2に光を照射するLEDアレー、5は原稿2を載せて原
稿2の光学的位置決めを可能にする原稿載置透明体、6
は光量等の大きさに応じた電気信号に変換する固体撮像
素子を用いたラインセンサ、7は原稿2から反射し原稿
載置透明体5を透過した光画像をラインセンサ6に1対
1の等倍で結像させるレンズアレイである。
【0007】ここで、光学系ユニット1は、保持部材3
の型枠により、ラインセンサ6とレンズアレイ7の光学
的位置決めを行う。このように密着型の光学系ユニット
1は光路長を非常に短くでき、画像読み取り装置の小型
化ができるという特徴を有するが、上述のように原稿2
とラインセンサ6との焦点深度のずれ量に対して画像特
性のMTFが大幅に低下するため、画像特性を劣化させ
る。このため、原稿2を原稿載置透明体5に載せて、光
学系ユニット1のラインセンサ6への焦点深度を確保す
るようにしている設定している。
【0008】以上のように構成された光学系ユニットを
組み込んだ従来の画像読み取り装置について説明する。
図7は画像読み取り装置本体の主走査方向の光学系ユニ
ットの取り付け状態を示す要部断面図である。1は光学
系ユニット、5は原稿載置透明体、8はカバーケースで
ある。21は光学系ユニット1の両端部に取り付けられ
た支持アーム、22は支持アーム21の端部に軸着され
た両端部位置決め用コロであり、両端部位置決め用コロ
22が原稿載置透明体5に付勢されていることにより、
光学系ユニット1と原稿載置透明体5との光学的距離を
保持する。また、23は付勢用支持部材、24は光学系
ユニット1をカバーケース8に沿って副走査方向に滑ら
かに移動させるために付勢用支持部材23の両端部に軸
着された付勢用コロ、25は光学系ユニット1と付勢用
支持部材23の間に介在し位置決め用コロ22を原稿載
置透明体5に当接付勢する付勢用スプリングである。こ
こで、付勢部材は、付勢用支持部材23,付勢用コロ2
4及び付勢用スプリング25から構成される。これによ
り、原稿載置透明体5上の原稿2と光学系ユニット1の
ラインセンサ6との焦点深度が保持されるようになって
いる。
【0009】以上のように構成された従来の画像読み取
り装置について、以下その動作を説明する。まず、最大
読み込み原稿幅に形成されている光学系ユニット1のラ
インセンサ6上に光画像を結像して、原稿2の主走査方
向の1ラインの画像を読み取る。次に、原稿面を副走査
方向に順次走査し、1ラインの画像を繰り返し読み取る
ことにより、原稿全体を読み取る。ここで、光学系ユニ
ット1及び付勢部材等はステッピングモーター等の駆動
モーター(図示せず)により副走査方向に移動する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、主走査方向の読み取り画像幅に対応して配
列されたラインセンサ6に像を投影し、原稿面を副走査
方向に走査して原稿画像を読み取る際、図9(a)に示
すように、原稿荷重によって原稿載置透明体5及びカバ
ーケース8が副走査方向へたわむ場合にはレンズアレイ
7と原稿載置透明体5上の原稿2との距離が保持できる
が、図9(b)に示すように主走査方向に原稿載置透明
体5がたわんでしまった場合、レンズアレイ7の焦点深
度から離れて図8に示すように焦点距離のずれ量により
MTFが大幅に低下するといった問題点を有していた。
【0011】また、原稿等から非常に大きな荷重をうけ
た場合、原稿載置透明体5が主走査方向に大きくたわん
で図9(b)のごとく原稿載置透明体5が光学系ユニッ
ト1の保持部材3に接触して、駆動モーターの異常負荷
発生等が起き読み込みエラー、駆動モーター等の故障、
又は原稿載置透明体の割れの発生する要因となる。さら
に、原稿載置透明体5の表面に傷が入り、常に画像に縦
筋が入る等の画像の悪化をきたすという致命的な問題点
を有していた。
【0012】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、原稿の荷重による原稿載置透明体のたわみを防止
し、解像度の高い画像品質及び信頼性に優れた画像読み
取り装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1に記載の画像読み取り装置は、原稿
を搭載し原稿の位置合わせ基準面となる原稿載置透明体
と、主走査方向の最大読み取り画像幅に対応して配列さ
れたラインセンサと、原稿に光を斜めから照射する光源
アレイと、原稿から反射して原稿載置透明体を透過した
光画像をラインセンサに結像するレンズアレイと、ライ
ンセンサと光源アレイとレンズアレイとが配置されてい
る保持部材と、原稿載置透明体の方向に対して保持部材
の所定間隔を持つために保持部材の両端部又は端部に近
接した側面に固着された複数の両端部位置決め部材と、
複数の両端部位置決め部材が原稿載置透明体に対して付
勢するように保持部材を付勢する付勢部材と、を備えた
原稿を順次副走査方向に走査して原稿全体を読み取る画
像読み取り装置であって、保持部材が略中央部の両側面
の少なくとも1側面に固着された中央部位置決め部材
を、備えた構成を有している。
【0014】本発明の請求項2に記載の画像読み取り装
置は、請求項1において、中央部位置決め部材が、原稿
載置透明体に対して原稿載置透明体の面部に対し所定間
隙を空けて配設されている構成を有している。
【0015】本発明の請求項3に記載の画像読み取り装
置は、請求項1又は2において、中央部位置決め部材及
び/又は両端部位置決め部材が、保持部材又は保持部材
に固着している支持アーム固定部材に固着されるための
長孔状の位置調整孔部と、位置調整孔部に貫通して、中
央部位置決め部材及び/又は両端部位置決め部材を、保
持部材又は支持アーム固定部材に、固着させ位置調整固
定部材と、を備えた構成を有している。
【0016】本発明の請求項4に記載の画像読み取り装
置は、請求項1乃至3のいずれか1において、中央部位
置決め部材が、保持部材に固着されている中央部支持ア
ームと、中央部支持アームの端部に軸着されている回転
部材と、を備えた構成を有している。
【0017】ここで、中央部支持アームの端部に軸着さ
れている回転部材としてコロ,ベアリング等を用いた回
転方式,レール方式,ラックとピニオン方式等が用いら
れる。また、回転部材の材質として、ポリアセタール,
ナイロン等が用いられる。
【0018】
【作用】この構成によって、主走査方向の原稿載置透明
体のたわみを、上記複数の位置決め部材によって防止で
き、焦点ぼけのない鮮明な画像を得ることができる。ま
た、原稿の荷重によって生じる原稿載置透明体の主走査
方向のたわみに対して、中央部位置決め用コロが原稿載
置透明体に対して所定の間隙を持って配置されることに
より、原稿載置透明体にある程度の過負荷が生じたとき
のみ、原稿載置透明体を支持する。
【0019】このため、常時、中央部位置決め用コロが
原稿載置透明体に接することがないため、原稿載置透明
体を汚すことが非常に少なく、また、常時設定した間隙
より焦点深度のズレ量が小さく、画質悪化を最小限に抑
えることができ安定した画像品質を得ることができる。
【0020】また、中央部位置決め用コロと原稿載置透
明体が接触した場合において、中央部位置決め用コロが
原稿載置透明体上を回動するため、光学系ユニットの保
持部材に接触することがなく、原稿載置透明体の表面に
傷をつけることを防止できるとともに、副走査方向に移
動させる駆動モーターの過負荷を防止でき、画像の歪み
及び駆動モーターの故障等を防止することができる。
【0021】また、光学系ユニットの保持部材を付勢部
材により付勢しているため、原稿のより大きな荷重に対
してより柔軟に対応でき、さらに駆動モーターの過負荷
及び原稿載置透明体の割れ等を防止することができる。
【0022】
【実施例】以下本発明の一実施例における画像読み取り
装置について、図面を参照しながら説明する。
【0023】図1は本発明の一実施例における画像読み
取り装置の走査機構系の主走査方向要部側断面図であ
り、図2は本発明の一実施例における画像読み取り装置
の光学系ユニットの保持部材の上面図であり、図6は従
来例と同様、画像読み取り装置の光学系ユニットの断面
図である。1は光学系ユニット、2は原稿、3は保持部
材、4はLEDアレー、5は原稿載置透明体、6はライ
ンセンサ、7はレンズアレイ、8はカバーケース、23
は付勢用支持部材、24は付勢用コロ、25は付勢用ス
プリングである。ここで、付勢部材は付勢用支持部材2
3,付勢用コロ24,付勢用スプリング25から構成さ
れる。これらは、従来例と同様なものなので、同一の符
号を付して説明を省略する。従来例と異なるのは、中央
部位置決め部材として、光学系ユニット1の保持部材3
の略中央部に設けた中央部支持アーム10a,10bと
回転部材としての中央部位置決め用コロ12a,12b
を設けた点である。さらに中央部位置決め用コロ12
a、12bと原稿載置透明体5とは所定の距離bをなす
間隙が設けられている。
【0024】以上のように構成された本実施例の画像読
み取り装置における光学ユニットの位置決め調整方法に
ついて説明する。図3は、本実施例における画像読み取
り装置の保持部材の中央部付近の要部断面図である。1
は光学系ユニット、3は保持部材、3′は保持部材3の
側面に固着される中央部支持アーム固定部材である。5
はガラスを用いた原稿載置透明体、12a,12bは中
央部位置決め用コロ、13a,13bは中央部支持アー
ム、14a.14bは中央部支持アーム13a,13b
を固定する固定ネジである。15a,15bは中央部支
持アーム13a,13bに設けられた上下移動設定が可
能な長孔状の位置調整用孔部であり、原稿載置透明体5
に対する中央部位置決め用コロ12a,12bとの間隙
幅が設定可能な位置決め調整機構を備えている。また、
中央部支持アーム13a,13bは、固定ネジ14a,
14bによって中央部支持アーム固定部材3′等に固定
することができる。この間隙幅bの設定は、精度よく作
成された治具、又は実際のラインセンサ6の画像出力を
モニタリングしながら中央部支持アーム13a,13b
と両端部支持アーム9a,9bの位置を調整して、固定
ネジ14a,14bで固定する。また、付勢用支持部材
24に付勢用コロ25が設けられており、付勢用スプリ
ング25によって、両端部位置決め用コロ11a,11
b,11cが原稿載置透明体5に当接付勢され、保持部
材3内との距離が一定に保たれ、光学系ユニット1と原
稿載置透明体5との焦点距離が確保されるようになって
いる。ここで、中央部支持アーム13a,13bを取り
付ける中央部支持アーム固定部材3′は、保持部材3の
側面に固着されているが、中央部支持アーム13a,1
3bを直接保持部材3に固着してもよい。また、この位
置調整機構は、両端部位置決め部材にも用いて、光学系
ユニット1と原稿載置透明体5との光学的距離の調整に
用いることもできる。
【0025】一般に、原稿載置透明体5と光学系ユニッ
ト1内のラインセンサ6の距離は±0.1mmの精度が
要求されるのに対し、画像読み取り装置で一般に使用さ
れている縦300mm、横360mm、厚さ3mmの強
化ガラス(ヤング率7.5×105kg/cm3)を使用
し、このガラス板に集中荷重3kgをかけると、最大た
わみを生じる中央部で、変位量a=0.25mmとな
り、レンズアレイ7の焦点深度からはずれMTFが低下
する。
【0026】以上のように本実施例の構成によれば、中
央部位置決め用コロ12a、12bが原稿の荷重によっ
て生じる原稿載置透明体5のたわみを防止し、原稿載置
透明体5との間隙の設定幅bより焦点深度のズレ量が大
きくなることがなくなる。具体的には、焦点深度のずれ
量が0である合焦点に対して、焦点深度のずれが0.1
mmである時、図8に示すレンズアレイ3のMTF特性
でみると約5%のMTFの劣化があるだけである。光学
ユニット1の両端部位置決め用コロ11a,11b,1
1cは常に原稿載置透明体5と当接しているため主走査
方向の両端部は常に焦点深度の合った画像を得ることが
できる。また、図8に示すように、MTFは合焦点を境
にして、距離が離れる又は近づくにつれMTFが急激に
劣化していくが、合焦点からのずれ量が小さい場合、M
TFの低下も極めて少ない。このMTFの特性を利用し
て、図5に示すように、原稿の荷重等を予め考慮して、
両端部位置決め用コロ11a,11b,11cと両端部
支持アーム9a,9bを用いて、原稿載置透明体5と光
学系ユニット1との距離を予め大きく設定しておくこと
により、両端部の画像は常に焦点深度が僅かにずれてい
るが、実用上全く問題のない画像特性が得られるととも
に、中央部のずれ量の許容値を大きくすることができ、
全体としてバランスのとれた画像特性を得ることができ
る。ここで、原稿載置透明体5と中央部位置決め用コロ
12a,12bとの設定する間隙幅は、使用するレンズ
アレイ7の焦点深度や保持部材3のセンサアレイ6,レ
ンズアレイ7の位置決め精度等によって適切に決定され
る。
【0027】以上のように本実施例によれば、中央部位
置決め用コロ12a、12bを原稿載置透明体5の下部
に設定幅bだけの所定間隙を設けて調整固定し、保持部
材3と原稿載置透明体5の下部との距離をレンズアレイ
7の焦点深度内に保ちつつ原稿が走査されることによっ
て主副両方向への原稿載置透明体5のたわみに対して、
図4(a),図4(b)に示すようにレンズアレイ7の
位置が常に補正され許容焦点深度内に保つことができ
る。また、原稿荷重によって発生する原稿載置透明体5
と保持部材3の接触を回避することが可能になる。ま
た、原稿載置透明体5にある程度以上のたわみが発生し
た時のみ、中央部位置決め用コロ12a、12bが当接
することから摩耗粉及び縦筋等の不具合も生じにくい。
さらに図4(b)に示すように、過度の原稿荷重をうけ
て原稿載置透明体5が主走査方向に大きくたわんでも、
中央部位置決め用コロ12a,12bにより原稿載置透
明体5と光学系ユニット1の保持部材3が接触すること
を確実に防止でき、かつ、副走査方向の移動がコロに滑
らかに行われるため、駆動モータ−の異常負荷発生及び
故障等を防止することができ、信頼性のある画像読み取
り装置を得ることができる。
【0028】ここで、本実施例では、原稿載置透明体5
はガラスを用いたが、アクリル等の樹脂材料を用いても
同様の効果を得ることができる。特に、パーソナル分野
におけるユーザの安全上の確保のために、たわみの大き
い樹脂等の使用に対しても、このたわみに対する補正や
支持機構は極めて有効になる。
【0029】また、本実施例では、中央部の位置決め用
部材は光学系ユニット1の保持部材3の両側に設けた
が、原稿載置透明体5の強度等により、片側のみ又は複
数個用いて構成してもよい。また、光学系ユニット1の
保持部材3に取り付けた位置決め部材の両端部位置決め
用コロ11a,11b,12bは、原稿載置透明体5に
当接付勢させているが、原稿載置透明体5を固定するカ
バーケース8に当接付勢させることにより、光学系ユニ
ット1と原稿載置透明体5との光学的距離を保持させて
もよい。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明は、原稿載置透明体
に対して両端部の位置決め部材と、中央部の位置決め部
材を設けることによって、光学系ユニットと原稿載置透
明体の焦点深度の確保ができ、原稿載置透明体の主副両
走査方向のたわみを防止し、原稿画像を読み取り走査で
きるようにしたため、解像度の低下の少ない安定した均
一な画像特性を有する実用性に優れた画像読み取り装置
を実現することができる。
【0031】また、中央部位置決め用コロを原稿載置透
明体の下部に距離bだけ間隙を設けて調整固定すること
により、光学系ユニットの保持部材と原稿載置透明体の
下部との距離をレンズアレイの焦点深度内に保ちつつ原
稿を走査することができ、原稿載置透明体の主走査方向
のひずみに対しても、レンズアレイの位置が常に許容焦
点深度内に保つことができる。
【0032】また、原稿荷重によって発生する原稿載置
透明体と光学系ユニットの保持部材との接触を最小限に
回避することが可能になる。すなわち、原稿載置透明体
のたわみが設定した距離以上に発生した時のみ、中央部
の位置決め用コロが当接回動することから摩耗粉及び縦
筋等の不具合も最小限に押さえることができる。
【0033】さらに、原稿等の過度の荷重をうけて原稿
載置透明体が主走査方向に大きくたわんで原稿載置透明
体と保持部材が接触することがなく、駆動モーターの異
常負荷発生等を防止することができる画像特性,信頼性
に優れた画像読み取り装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における画像読み取り装置本
体の主走査方向の光学系ユニットの取り付け状態を示す
要部側断面図
【図2】本発明の一実施例における画像読み取り装置の
光学系ユニットの上面図
【図3】本発明の一実施例における画像読み取り装置の
保持部材の中央部付近の要部断面図
【図4】(a)本発明の一実施例における画像読み取り
装置の副走査方向に沿って光学系ユニットの移動を示す
模式図 (b)本発明の一実施例における画像読み取り装置の主
走査方向の光学系ユニットと原稿載置台との示す模式図
【図5】本発明の一実施例における画像読み取り装置の
MTFの変化を示す曲線図
【図6】一般的な画像読み取り装置の光学系ユニットの
要部側断面図
【図7】従来の画像読み取り装置本体の主走査方向の光
学系ユニットの取り付け状態を示す断面図
【図8】焦点距離のずれ量によるMTFの劣化を示す曲
線図
【図9】(a)従来の画像読み取り装置の副走査方向の
原稿載置透明体のたわみ状態を示す要部斜視図 (b)従来の画像読み取り装置の主走査方向の原稿載置
透明体のたわみ状態を示す要部斜視図
【符号の説明】
1 光学系ユニット 2 原稿 3 保持部材 3′ 中央部支持アーム固定部材 4 LEDアレイ 5 原稿載置透明体 6 ラインセンサ 7 レンズアレイ 8 カバーケース 9,9a,9b 両端部支持アーム 10a,10b,13a,13b 中央部支持アーム 11,11a,11b,11c 両端部位置決め用コロ 12a,12b 中央部位置決めコロ 14a,14b 固定ネジ 15a,15b 位置調整用孔部 21 支持アーム 22 位置決め用コロ 23 付勢用支持部材 24 付勢用コロ 25 付勢用スプリング

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原稿を搭載し前記原稿の位置合わせ基準面
    となる原稿載置透明体と、主走査方向の最大読み取り画
    像幅に対応して配列されたラインセンサと、前記原稿に
    光を斜めから照射する光源アレイと、前記原稿から反射
    して前記原稿載置透明体を透過した光画像を前記ライン
    センサに結像するレンズアレイと、前記ラインセンサと
    前記光源アレイと前記レンズアレイとが配置されている
    保持部材と、前記原稿載置透明体の方向に対して前記保
    持部材の所定間隔を持つために前記保持部材の両端部又
    は端部に近接した側面に固着された複数の両端部位置決
    め部材と、複数の前記両端部位置決め部材が前記原稿載
    置透明体に対して付勢するように前記保持部材を付勢す
    る付勢部材と、を備えた前記原稿を順次副走査方向に走
    査して前記原稿全体を読み取る画像読み取り装置であっ
    て、前記保持部材が略中央部の両側面の少なくとも1側
    面に固着された中央部位置決め部材を、備えたことを特
    徴とする画像読み取り装置。
  2. 【請求項2】前記中央部位置決め部材が、前記原稿載置
    透明体に対して前記原稿載置透明体の面部に対し所定間
    隙を空けて配設されていることを特徴とする請求項1に
    記載の画像読み取り装置。
  3. 【請求項3】前記中央部位置決め部材及び/又は前記両
    端部位置決め部材が、前記保持部材又は前記保持部材に
    固着している支持アーム固定部材に固着されるための長
    孔状の位置調整孔部と、前記位置調整孔部に貫通して、
    前記中央部位置決め部材及び/又は前記両端部位置決め
    部材を、前記保持部材又は前記支持アーム固定部材に、
    固着させ位置調整固定部材と、を備えたことを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の画像読み取り装置。
  4. 【請求項4】前記中央部位置決め部材が、前記保持部材
    に固着されている中央部支持アームと、前記中央部支持
    アームの端部に軸着されている回転部材と、を備えたこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の画
    像読み取り装置。
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