JP2007105917A - プリンタ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数のCPUを搭載し、ページ記述言語(PDL)で記述された印刷データを印刷可能なプリンタ装置において、入力データによるデータ処理負担の違いに対応し、処理の効率化を図る。
【解決手段】 複数のCPUを搭載するPDLデータ処理可能なプリンタ装置において、求められる処理能力に応じてPDLデータの描画処理を割り当てるCPUを切り替える制御を行う。
【選択図】 図4

Description

本発明は、複数のデータ処理回路を有するプリンタ装置に関わるもので、特に入力された画像情報に応じて効率的に電力を制御することが可能なプリンタ装置に関する。
通常、プリンタ装置はパーソナルコンピュータ等のホスト機器から印刷用のデータを受信し、受信したデータをプリンタエンジン(記録媒体に対して物理的に画像形成を行う機構)で印刷可能な構成のデータ形式に変換するための処理を行い、変換後のデータをプリンタエンジンへ送出することによって印刷を実行している。
これらのプリンタ装置には、ホスト機器側で描画されたラスタイメージを受信して印刷を実行する形式のものと、ページ記述言語(以下PDL)と呼ばれる印刷言語で記述された印刷データを受信し、これをプリンタ側で解釈、および描画して印刷を実行するもの、あるいはこれら双方のデータを印刷可能なものが存在する。
一般的に、PDLによって記述された印刷データを印刷可能なプリンタ装置は、PDLデータの解釈と、解釈されたPDLデータに基づいた描画処理を実行することによってプリンタ内でラスタデータを生成するという処理を行うため、プリンタ側に高いデータ処理能力が要求されることが多い。加えて近年は、より高い印刷解像度と印刷速度が要求される傾向にある。以上のような要因から、プリンタ内部の回路は非常に高速で動作することが求められ、それに伴って消費される電力も非常に大きなものになりつつある。しかし一方では、環境問題を背景とした省電力への要求も年々高まってきており、装置が消費する消費電力を削減することが求められている。
上記のような、処理の高速化と省電力化という対立する要求を満たすために、印刷内容に応じてCPUの負荷を適正に調整することにより省電力化したプリンタシステムとして、ページあるいはバンド単位で印刷時間を記録し、実際に記録された印刷時間とプリンタエンジンの速度との比較を行い、比較結果に応じてCPUの動作周波数を切り替える方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
また一方で、プリンタに対する性能向上要求を満たすために複数のCPUを搭載し、これら複数のCPUによって処理を分担させる方法が提案されている(例えば特許文献2参照)。
特開2003−094773号公報 特開平11−249843号公報
PDLによって記述された印刷データを処理するためには、プリンタ側に高いデータ処理能力が必要とされるため、プリンタ側に複数のCPUを持たせて特定のCPUにPDL処理を分担させ、それ以外のCPUには他の処理を割り当てる、という構成をとる場合がある。しかしながら入力データによってはそれ程高いデータ処理能力が要求されない場合があるため、上述のような構成をとった場合、必ずしも処理が効率的とならない場合が存在した。こういった問題点は、上述した従来技術に示すような構成によっても解決されるものではない。
前記課題を解決するため、請求項1に記載のプリンタ装置は、ホスト装置から入力される画像情報を記録媒体上に出力するプリンタ装置において、
前記画像情報に基づいて印刷用の画像形成データを生成するために用いられる複数の制御用プロセッサと、
前記画像形成データ生成の際に実行される描画処理に要する時間を、前記複数の制御用プロセッサの動作状態毎に算出する描画時間算出手段と、
前記描画処理を実行する際に消費される電力量を、前記複数の制御用プロセッサの動作状態毎に算出する電力算出手段と、
前記描画処理を実行させる制御用プロセッサを選択するプロセッサ選択手段と、
前記描画時間算出手段および前記電力算出手段の算出結果に基づいて前記プロセッサ選択手段による選択を行うことを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項2に記載のプリンタ装置は、前記複数の制御用プロセッサの一つを用いて前記描画処理を実行しようとした場合に、前記描画時間算出手段によって算出される描画処理の所要時間が所定のしきい値を上回った場合は、前記プロセッサ選択手段を用いて前記描画処理を実行する制御用プロセッサを切り替えることを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項3に記載のプリンタ装置は、前記複数の制御用プロセッサの一つを用いて前記描画処理を実行しようとした場合に、前記描画時間算出手段によって算出される描画処理の所要時間が所定のしきい値を下回った場合は、前記電力算出手段の算出結果に基づき、消費電力量が最小となるように前記プロセッサ選択手段による選択を行うことを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項4に記載のプリンタ装置は、前記プロセッサ選択手段とは、前記制御用プロセッサに対する動作クロックの供給を制御するクロック制御手段であることを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項5に記載のプリンタ装置は、前記クロック制御手段は、少なくとも前記複数の制御用プロセッサの一つから制御可能であることを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項6に記載のプリンタ装置は、前記ホスト装置から入力される画像情報とは、ページ記述言語で記述されたものであることを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項7に記載のプリンタ装置は、前記複数の制御用プロセッサの内、少なくとも一つを前記ページ記述言語で記述された画像情報の描画処理専用に割り当てることを特徴とする。
本発明は、以上で説明したような構成をとることにより、以下に示すような効果をもつ。
すなわち本発明によれば、複数のCPUを搭載するPDLデータを処理可能なプリンタ装置において、求められる処理能力に応じて使用するCPUを切り替える制御を行うことにより、印刷処理を効率的に実行することが可能となり、それによって装置の低消費電力化を実現することが可能となる。
(実施例1)
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
ここでは本発明におけるプリンタ装置の一例として、多色のインク滴を用紙上に吐出することによって印刷を行うインクジェット記録方式を用いたプリンタを例に説明を行う。
図1は、本発明の実施形態におけるプリンタ装置(以下、プリンタ)の構成を示すブロック図である。
なお本実施例におけるプリンタは、ホストコンピュータから受信されるPDLデータを印刷することが可能なものである。
図1においてプリンタ100は、第1CPU101、第2CPU102の2つのCPUを持つ。加えてRAM103、ROM104、画像処理部105、操作部106、EEPROM107、エンジンインターフェース108、プリントエンジン109、ホストインターフェース110、システムバスブリッジ111、周波数変更回路112、電源部113の各部によって構成され、クロックジェネレータ112および電源部113を除く各ブロックはシステムバスブリッジ111によって相互に接続されている。また、システムバスブリッジ111は、これら各ブロック間の接続を制御し、場合によっては必要となる調停制御を行う。
ここで、2つのCPUの役割としては、第1CPU101は主としてプリンタ100全体の制御を司るものであり、後述のROM104に格納されている動作制御プログラムを実行することにより、ホストコンピュータとの通信の制御、ホストコンピュータからの印刷データの受信処理、受信したPDLデータの解釈処理を行う。またPDLデータから描画処理を実行するための中間データの生成と、中間データに基づいて実行される描画処理(レンダリング処理)によって生成されるラスタデータをプリンタエンジンで印刷可能な構成の出力データに変換するために、画像処理部105の制御を行う。一方第2CPU102は、ホストコンピュータから受信したPDLデータに関し、描画処理を行ってプリンタ内部で上記のラスタデータを生成する処理を主として担当する。なお第2CPU102に関しては、印刷動作を実行していないスタンバイ状態では通常停止しており、必要に応じて起動されるように構成されている。また第1CPU101と第2CPU102間の通信は、システムバスブリッジ111上に存在する両CPUから書込み/読み出しが可能な相互通信用レジスタ(不図示)を介して実現される。なお第1CPU101および第2CPU102に関連する本発明に係わる処理内容に関しては、図を参照して後述する。
RAM103は、第1CPU101および第2CPU102において実行される各種制御プログラムを実行する際のワークメモリ、PDLデータに基づく描画処理を行う際に生成される中間データの格納や印刷データのバッファメモリとしての機能、ホストコンピュータとの間で送受信される各種データ(印刷データや各種制御データ)を一時的に格納するためのバッファメモリとしての機能を持つ。
ROM104は、第1CPU101および第2CPU102において実行される動作制御プログラムが格納される不揮発性のメモリであり、各CPUからの命令に従い、格納されている内容をシステムバスブリッジ111上へ出力する。また、PDLデータが文字データに関する描画コマンドを含む際に参照されるフォントデータ(文字のビットパターンもしくはアウトライン情報等)が格納される。
画像処理部105は、画像データに対する色空間処理や、ガンマ補正処理、誤差拡散法による量子化処理等を行い、プリンタエンジンが印刷可能な二値化データの生成を行う。ホストコンピュータから受信したPDLデータの解釈および描画処理によってプリンタ内部で生成されるラスタデータは、画像処理部が実行する上記処理により、インク色毎のドットデータへと変換される。
操作部106は、電源のON/OFFを行うための電源ボタン、プリンタ100とホストとの間の通信状態を切り替えるオンラインボタン、印刷を途中でキャンセルするためのキャンセルボタンや、各種設定メニューを呼び出すためのメニューボタン、メニュー選択のための十字カーソルボタン等のボタンと、メニュー表示のための液晶表示装置、状態表示のためのLED等から構成される。
EEPROM107は、プリンタ100の動作状態や、各種の設定データを保持するために設けられている電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリである。
エンジンインターフェース108は、プリントエンジン109とシステムバスブリッジ111とを接続し、両者間における各種コマンド、ステータス情報の送受信や、画像処理部105が生成するインク色毎のドットデータをプリントエンジン109に送信するために用いられる。
ホストインターフェース110は、プリンタ100とホスト機器とを接続し、両者間の通信を実現する。すなわち、ホストインターフェース110は、ホストからの印刷データを第1CPU101に対して渡したり、プリンタ100のステータス情報をホスト装置へと送信したりするために用いられるもので、具体的には、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1284、IEEE1394、IrDA等の各種インターフェース規格に則って構成される。
プリントエンジン109は、紙面に対して実際の印刷動作を行う記録ヘッド、およびインクタンク等のインク供給機構を搭載するキャリッジとその駆動機構、用紙の供給、搬送等を実現するための機構と、これらを制御する制御回路や各種センサ等によって構成される。
クロックジェネレータ112は、第1CPU101、第2CPU102、および他のブロック(不図示)に対してクロック信号を供給する。具体的には、入力される基準クロックから複数の異なる周波数のクロック信号を生成するPLL回路と、生成された複数のクロック信号の中から所望の周波数の信号を選択するセレクタ回路などから構成されるものである。なお、各ブロックに対して供給されるクロック信号は、必要に応じて停止可能な形に構成されている。
なお、上述の各ブロックはそれぞれ個別のLSI等によって構成しても、あるいは一部または全部のブロックをまとめて1個のLSIとして実現してもよい。
電源部113は、交流電源から供給される電流を直流に変換する回路やバッテリ、DC/DCコンバータ等の回路で概略構成され、上述の各ブロックが動作するのに必要となる電力を供給する。
図2は、本発明の実施形態におけるプリントエンジン109の概略構成を示すブロック図である。
図2において、プリントエンジン109はエンジン制御部201、RAM202、ROM203、紙搬送モータ制御回路204、紙搬送モータ205、紙搬送機構206、キャリッジモータ制御回路207、キャリッジモータ208、記録ヘッド制御回路209、記録ヘッド210、および動作制御用の各種センサ212、の各部によって構成され、エンジンインターフェース108を介してシステムバスブリッジ111に対して接続されている。
次にプリントエンジン109の機能および動作概要について説明する。
エンジン制御部201は、プリントエンジン109全体の制御を行う部分であり、マイクロプロセッサやその他の周辺回路などから構成される。エンジン制御部201はROM203に格納されている動作制御プログラムを実行することにより、システムバスブリッジ経由で受信した各種コマンド信号や画像情報の処理、図2で示す各ブロックに対するアクセス制御等を含めたプリントエンジン109全体の動作を制御する。またキャリッジモータ制御回路207を介してキャリッジモータ208を駆動し、キャリッジ211を移動させる。また、紙搬送モータ制御回路204を介して紙搬送モータ205を駆動し、搬送ローラ等の紙搬送機構206を動作させる。さらにエンジン制御部201は、ROM203に格納されている各種情報および各種センサ212からの入力情報に基づいて記録ヘッド制御回路209を制御して記録ヘッド210を駆動し、記録媒体上に画像の記録を行うように構成されている。
RAM202は、エンジン制御部201において実行される制御プログラムを実行する際のワークメモリや、図1に示したシステム制御部101から受信した制御信号を格納、あるいはデータのバッファメモリとしての機能を持つ。
ROM203は、エンジン制御部201において実行される動作制御プログラムが格納される不揮発性のメモリであり、エンジン制御部201からの命令に従い、格納されている内容をエンジン制御部201に対して出力する。
次に、本実施形態におけるプリンタ100のPDL処理に関し、図3を用いて説明する。
図3は、ホストコンピュータから受信したPDLデータを処理する際の基本的なデータ処理フローを示す図である。ホストコンピュータから受信したPDLデータを解釈した結果生成される中間データを基にそれをラスタイメージへ変換し、さらにプリントエンジンにおける画像形成に適したドットデータへと変換するものである。ここでいうPDLデータとは、描画内容が記述された画像データであり、文字を表すフォントデータ、幾何学的な線画を表すベクタデータ、各種ビットマップ画像データなどに区分される。
ホストコンピュータから通信インターフェース110を介してPDLデータが受信され、それらのデータは受信処理(301)によって受信バッファへと転送される(302)。次に、CPU(本実施例では、第1CPU102)が受信バッファ内のデータを順次読み出してPDLデータの解析を実行し(303)、その結果としての中間データを生成する(304)。生成された中間データは中間データ格納メモリに格納される(305)。中間データ格納メモリには、通常1ページ分か、あるいはページを複数のバンド単位に分割して処理を行う場合は1バンド分の中間データが格納される。次に、描画処理(306)によって、中間データ格納メモリに格納された中間データが順次読み出され、ラスタデータの生成が行われる。描画結果としてのラスタデータはラスタデータ格納メモリに一時的に格納される(307)。ラスタデータ格納メモリに記憶されたラスタデータは、印刷データ生成処理(308)によって必要な画像処理(色変換処理やハーフトーン処理など)を施された上で、最終的にプリントエンジンが印刷可能な各色1bitの印刷データ(ドットデータ)に展開されて印刷データ格納メモリに格納され(309)、最終的にプリントエンジンへと転送されて(310)画像形成が行われる。なお、上記受信バッファ、中間データ格納メモリ、ラスタデータ格納メモリ、および印刷データ格納メモリは全てRAM103上の所定の領域を用いて実現される。
次に、本実施形態におけるプリンタ100の動作を、図面を参照しながら説明する。
図4は、本実施例におけるプリンタ100で実行される印刷制御手順のフローチャートである。
まずステップS401において、PDLデータがホストコンピュータから受信され、受信データはRAM103上の受信バッファに格納される。
次にステップS402では、前記PDLデータが順次RAM103から読み出され、描画対象となるオブジェクト毎に、描画処理を行うための中間データが生成される。
次にステップS403では、生成された中間データに関して第1CPU101単独で描画処理を実行する場合に必要となる時間t1と、第2CPU102を描画処理専用に割り当てた場合に必要となる時間t2の双方を算出し、ページ、あるいは各バンドにおいて中間データを生成する毎に加算していく。ここで描画処理に必要となる時間は、描画する領域の面積と必要となる色深さ(bit数)の積に、さらに描画の種類(上書き、透過、反転、データ間のAND、OR、XOR等の論理演算およびこれらの論理演算の組み合わせ、など)による描画処理の複雑さを加味した係数を乗じた値と各CPUの処理能力とから算出されるものである。なお、ビットマップイメージのように描画処理が単純にメモリ内容のコピーである場合に関しては、描画時間は中間データのサイズから算出することが出来る。
次に、ステップS404では、1ページ分のPDLデータの処理(中間データの生成)が終了したか否かを判断する。ここでまだ処理が完了していないと判定された場合(ステップS404のN)はステップS402へ戻って処理を繰り返す。
次に、ステップS405では、まず上述した第1CPU101単独で描画処理を実行した場合に必要となる処理時間の合計T1(=t1を全ての中間データについて足し合わせた値)を所定のしきい値との比較を行う。ここでしきい値は、例えばエンジン側の印刷処理に要する時間に描画処理以外に掛かる時間をオーバーヘッドとして加味した値の1/2程度の値としてあらかじめ設定しておく。ここで上述のT1がしきい値を上回った場合(ステップS405のY)は、第1CPU単独で描画処理を実行したのでは処理能力が不足すると判断し、ステップS406へと進む。また、T1がしきい値より小さい場合は、ステップS407へと進む。
ステップS406では、第2CPUに対するクロック信号の供給を開始し、第2CPUを描画処理専用に割り当て、描画処理を実行させる。
ステップS407では、第1CPUのみで描画処理を実行した場合と第2CPUを描画処理専用に割り当てて描画処理を実行させた場合のそれぞれで消費される電力量を算出する。ここで、(1)第1CPUのみが処理を実行し、第2CPUへのクロック信号の供給を停止している場合の消費電力P1、および(2)2つのCPUが双方共に動作している場合の消費電力P2は、あらかじめテーブルに保管しておいた値を使用する。このとき前記(1)および(2)で消費される電力量はそれぞれT1×P1、T2×P2と算出される。
ステップS408では、ステップS407において算出されたそれぞれの場合の消費電力量を比較することにより、より消費電力量の少なくすむ方を選択する。すなわち、T1×P1<T2×P2である場合は第2CPUを用いずに第1CPUのみで描画処理を実行する選択を行い(ステップS408のN)、ステップS409へ進む。またT1×P1≧T2×P2である場合は第2CPUを用いて描画処理を実行する選択を行い(ステップS408のY)、ステップS406へと進む。
次にステップS409では、中間データ格納メモリに格納された中間データが順次読み出され、描画処理が実行される。
次に、ステップS410では、描画処理によって生成されたラスタデータから画像処理部105によって画像データに対する色空間処理や、ガンマ補正処理、誤差拡散法による量子化処理等が行われ、プリンタエンジンが印刷可能な二値化データが生成された後、用紙上に印刷出力されて処理を終了する。
(実施例2)
以上の実施形態では、PDLデータの描画処理を第1CPU101、あるいは第2CPU102が行う構成を用いて説明したが、これに関しては全てを各CPUで行う必要は無く、これら処理フローの全部、もしくは一部(例えば描画処理の部分など)をいわゆるASICなど、専用のハードウェアとして用意された回路を用いて実行する構成であってもよい。同様に、PDLデータを描画処理することによって生成されるラスタデータに対して画像処理を実行し、各インク色のドットデータを生成する処理に関しても、例えば色変換処理やハーフトーン処理などの部分に関してはASICを用いて処理させるような構成であってもよい。また上記実施例では第1CPU101と第2CPU102という2つのCPUが処理を分担する構成について説明したが、3つ以上のCPUを持つシステムであってもよい。
また、上記実施例では、描画処理に要する時間を算出することによって第2CPUを使用するか否かを切り替えるような構成として説明したが、第2CPUの使用判定をユーザが選択可能な構成としておき、入力されるPDLデータの複雑さの度合いに関わらず、常にいずれか一方が選択されるようにしておくこともまた可能である。
また、上記実施例では、受信バッファ、中間データ格納メモリ、ラスタデータ格納メモリ、および印刷データ格納メモリは全てRAM103上の所定の領域を用いて実現されるものとして説明したが、本発明はこのようなメモリ構成に限定されるものではなく、例えばPDLデータの処理(PDLデータの解釈および中間データの生成処理、描画処理)に関わるデータの格納用と、PDLデータの処理以外に関わるデータの格納用のメモリが独立した別メモリとなっているような構成や、あるいはPDL処理の中で使用される中間データ格納用メモリと描画結果としてのラスタデータを格納するメモリが各々別のメモリ上に存在するような構成でもよい。
なお、本発明は以上において説明した具体的な実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々に変更することが可能である。例えば上記実施例中では、ホストコンピュータから出力されるデータを記録するインクジェットプリンタを例に説明したが、本発明はこうした形態に限定されるものではなく、例えば電子写真方式のプリンタや、スキャナと一体に組み合わされた複写機、ファクシミリ等に対しても適用可能である。
本発明の実施形態における、プリンタ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における、プリントエンジン109の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における、PDLデータの基本的なデータ処理フローを示す図である。 本発明の実施形態における、プリンタ100で実行される印刷制御手順のフローチャートである。
符号の説明
100 プリンタ
101 第1CPU101
102 第2CPU102
103 RAM
104 ROM
105 画像処理部
106 操作部
107 EEPROM
108 エンジンインターフェース
109 プリントエンジン
110 ホストインターフェース
111 システムバスブリッジ
112 クロックジェネレータ
113 電源部
S401〜S410 処理ステップ

Claims (7)

  1. ホスト装置から入力される画像情報を記録媒体上に出力するプリンタ装置において、
    前記画像情報に基づいて印刷用の画像形成データを生成するために用いられる複数の制御用プロセッサと、
    前記画像形成データ生成の際に実行される描画処理に要する時間を、前記複数の制御用プロセッサの動作状態毎に算出する描画時間算出手段と、
    前記描画処理を実行する際に消費される電力量を、前記複数の制御用プロセッサの動作状態毎に算出する電力算出手段と、
    前記描画処理を実行させる制御用プロセッサを選択するプロセッサ選択手段と、
    前記描画時間算出手段および前記電力算出手段の算出結果に基づいて前記プロセッサ選択手段による選択を行うことを特徴とするプリンタ装置。
  2. 前記複数の制御用プロセッサの一つを用いて前記描画処理を実行しようとした場合に、前記描画時間算出手段によって算出される描画処理の所要時間が所定のしきい値を上回った場合は、前記プロセッサ選択手段を用いて前記描画処理を実行する制御用プロセッサを切り替えることを特徴とする、請求項1に記載のプリンタ装置。
  3. 前記複数の制御用プロセッサの一つを用いて前記描画処理を実行しようとした場合に、前記描画時間算出手段によって算出される描画処理の所要時間が所定のしきい値を下回った場合は、前記電力算出手段の算出結果に基づき、消費電力量が最小となるように前記プロセッサ選択手段による選択を行うことを特徴とする、請求項1に記載のプリンタ装置。
  4. 前記プロセッサ選択手段とは、前記制御用プロセッサに対する動作クロックの供給を制御するクロック制御手段であることを特徴とする、請求項1ないし3に記載のプリンタ装置。
  5. 前記クロック制御手段は、少なくとも前記複数の制御用プロセッサの一つから制御可能であることを特徴とする、請求項1ないし4に記載のプリンタ装置。
  6. 前記ホスト装置から入力される画像情報とは、ページ記述言語で記述されたものであることを特徴とする、請求項1ないし5に記載のプリンタ装置。
  7. 前記複数の制御用プロセッサの内、少なくとも一つを前記ページ記述言語で記述された画像情報の描画処理専用に割り当てることを特徴とする、請求項1ないし6に記載のプリンタ装置。
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