JP2013173242A - 記録装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録ヘッドの移動速度を上げた場合でも画像解像度や画像品位の低下を抑制すること。
【解決手段】本発明の記録装置は、同色の記録を行うN列の記録素子列を備えた記録ヘッド、記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジ、記録素子を時分割駆動する制御手段を備える。制御手段は記録素子の配列方向に対応した1カラム単位の記録データをN分割し、連続するNカラム分の記録データの各記録毎に、各記録素子列において異なる記録素子が駆動するように、分割後の記録データを各記録素子列に振り分け、振り分けた記録データに基づいて、1カラム単位の記録データの記録をN列の記録素子列で行う。
【選択図】図8

Description

本発明はインクジェットプリンタに代表される記録装置に関する。
記録装置では記録ヘッドの移動速度を上げることによって印刷の高速化を図ることができるが主走査方向の画像解像度が低下する場合がある。そこで、記録素子列を複数設けたものが提案されている。例えば、特許文献1には2列の記録素子列(発熱素子群)を交互に駆動する記録装置が開示されている。
特開平3−65357号公報
しかし、特許文献1のように複数の記録素子列を交互に駆動する方式では、各記録素子列による記録画素が交互に現れることになる。例えば、特許文献1のものでは、2ドット単位で一方の記録素子列によって記録される画素と、他方の記録素子列によって記録される画素とが交互に現れる。このため、複数の記録素子列間の記録位置のずれに起因して、文字や画像のエッジ部の凹凸が大きくなって画像品位を低下させる場合がある。
本発明の目的は、記録ヘッドの移動速度を上げた場合でも画像解像度や画像品位の低下を抑制することにある。
本発明によれば、同色の記録を行うN列(Nは2以上の整数)の記録素子列を備えた記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、前記記録素子列の記録素子を時分割駆動する制御手段と、を備えた記録装置であって、前記N列の記録素子列は、前記キャリッジの移動方向と交差する方向に配列された複数の前記記録素子を備えると共に、前記キャリッジの移動方向に並べて配置され、前記制御手段は、前記記録素子の配列方向に対応した1カラム単位の記録データをN分割し、連続するNカラム分の前記記録データの各記録毎に、各記録素子列において異なる記録素子が駆動するように、分割後の記録データを各記録素子列に振り分け、振り分けた前記記録データに基づいて、1カラム単位の前記記録データの記録を前記N列の記録素子列で行う記録装置が提供される。
本発明によれば、記録ヘッドの移動速度を上げた場合でも画像解像度や画像品位の低下を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る記録装置の説明図。 図1の記録装置のキャリッジ周辺の構造説明図。 図1の記録装置の制御部のブロック図。 データ展開ブロックのブロック図。 記録素子列の説明図。 記録素子を駆動する信号のタイミングチャート。 記録素子の時分割駆動の説明図。 1カラム単位の記録データの記録を2列の記録素子列で行う例の説明図。 1カラム単位の記録データの記録を2列の記録素子列で行う例の説明図。 1カラム単位の記録データの記録を2列の記録素子列で行う例の説明図。 記録データの処理例の説明図。 記録データの処理例の説明図。 別実施形態の説明図。
図1は本実施形態にかかる記録装置Aの説明図であり、その構成の一部を破断して表示している。図2はキャリッジ2周辺の構造説明図である。本実施形態では、インクジェットプリンタに本発明を適用した場合について説明するが、本発明はサーマルプリンタ等、他の形式の記録装置にも適用可能である。
なお、「記録」には、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も含まれ、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。また、「記録媒体」には、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも含まれる。
記録装置Aは、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ2を備える。キャリッジ2は、メインガイドレール3、サブガイドレール4に支持されている。メインガイドレール3、サブガイドレール4は、キャリッジ2を記録媒体15の搬送方向(副走査方向)に対して交差する方向(主走査方向)へ往復移動自在に支持する。キャリッジ2が移動することを走査ともいう。
メインガイドレール3、サブガイドレール4は、記録ヘッド1が記録媒体15に対してほぼ一定間隔となるように筐体12に支持されている。記録ヘッド1にはインクが供給され、記録ヘッド1はインクを記録媒体15に吐出する。これにより画像が形成される。記録ヘッド1へインクを供給する方式は、例えば、キャリッジ2にインクタンクを搭載して供給をする方式や、記録装置A本体側に取り付けられたインクタンクと記録ヘッドをチューブ等で連結して供給する方式を採用可能である。
搬送ローラ10は、モータを駆動源とした駆動ユニット(不図示)によって駆動され、記録媒体15を搬送する。排出ローラ11は、画像記録された記録媒体を装置外へ排出する。
記録装置Aは駆動ユニットDMを備える。駆動ユニットDMはキャリッジ2を移動する。駆動ユニットDMは、駆動源としてキャリッジモータ7を備える。キャリッジモータ7は例えば直流モータである。駆動ユニットDMは、キャリッジモータ7の駆動力をキャリッジ2に伝達する動力伝達機構として、プーリ8、9及びこれらに巻きまわされた、無端のタイミングベルト6を備える動力伝達機構はベルト伝動機構以外の機構も採用可能である。
プーリ8はキャリッジモータ7に連結された駆動プーリである。プーリ9は、キャリッジ1の移動方向で見て、プーリ8の反対側に配置された従動プーリである。タイミングベルト6はその走行方向がガイドレール3及び4と平行であり、その一部にキャリッジ2が固定されている。キャリッジモータ7を駆動することでタイミングベルト6が走行し、これによりキャリッジ2が移動する。
キャリッジ2にはエンコーダセンサ13が取り付けられている。エンコーダスケール14はキャリッジ2の移動方向に平行に設けられており、エンコーダセンサ13はエンコーダスケール14を読み取ることで、キャリッジ2の走査方向の位置を検出する。なお、キャリッジ2の位置を検出可能であれば他の種類のセンサでもよい。
エンコーダセンサ13から出力される位置検出信号は、フレキシブル基板5を通して記録装置Aの制御部へ送られる。制御部では、位置検出信号に基づき、エンコーダスケール14のパルスカウントを行うことでキャリッジ2の走査方向の位置及び移動速度を演算できる。
係る構成からなる記録装置Aでは、記録の際、搬送ローラ10により搬送された記録媒体15上をキャリッジ2が移動(走査)する。キャリッジ2の移動中に、記録ヘッド1からインク滴を吐出する。キャリッジ2が記録媒体15の側端まで移動すると、搬送ローラ10により記録媒体15が一定量搬送される。この動作の繰り返しにより記録媒体15に画像が記録される。
<制御部>
図3は記録装置Aの制御部100のブロック図であり、特に記録ヘッド1が備える記録素子の制御に関わる構成を図示している。CPU101は、不図示の記憶部(例えばROM)に記憶されたプログラムを実行して記録装置A全体の制御を行う。記憶部104は制御部100のメイン記憶デバイスであり、例えばSD−RAM、D−RAM、S−RAMである。記憶部104は、受信バッファ106、マスクバッファ109及び入力画像バッファ108を構成する。
受信バッファ106は、受信I/F(インタフェース)105を介して、外部パソコン(PC)101から送信されるデータを記憶する。受信I/F105は、例えば、USBやIEEE1394と言ったインターフェースのプロトコルに合わせてパソコン101から送信されるデータの取り込みを行う。そして、制御部100が扱いやすいデータ形式(例えば、1バイト単位のデータ)にして受信バッファ106に記憶する。
受信バッファ106に格納されたデータは、CPU103によってコマンド解析された後、データバッファ展開ブロック107を用いて入力画像バッファ108内に色ごとに展開される。このとき、ラスター方向並びのデータは記録素子の配列方向並びのデータに変換される。なお、本実施形態では記録装置Aとして複数色の記録が可能な記録装置を想定するが、単一色の記録のみ可能な記録装置であってもよい。
入力画像バッファ108に保存されたデータは、データ展開ブロック110において記録モードに応じたデータ処理がなされる。図4はデータ展開ブロック110のブロック図である。データ展開ブロック110は例えば主走査方向16画素、ラスタ方向16画素単位でデータ処理するものとする。データ読み出し部201は入力画像バッファ108から処理対象の色のデータを読み出す。データ展開部202はデータ展開テーブル203を参照して、記録媒体上のドット配置を作成する。データ間引き部204はデータ展開部202で作成したデータの間引き処理を行う。データマスク部205はマスクバッファ109に記憶されたマスクデータとデータ間引き部204の出力データとをAND処理する。
データ並び替え部206はブロック駆動テーブル115を参照して、記録素子列に対する記録データの振り分けを行う。詳細は後述する。データ書込み部207は記録データを記録素子の配列方向に並べ替え(H−V変換)、記録データを高速メモリ111に保存する。高速メモリ111は例えばS−RAMであり、記録素子列毎の記録バッファを構成する。
図3に戻り、高速メモリ111に記憶された記録データは駆動データ変換ブロック112により読み出される。駆動データ変換ブロック112は、読みだしたデータを効率的に読出し可能な形態にデータを変換し、変換後の記録データを高速メモリ113に保存する。高速メモリ113は例えばS−RAMである。この高速メモリ113は省略してもよいが、記録データを高速メモリ113に一旦格納することでスループットの向上が図れる。
高速メモリ113に保存された記録データは、ヘッド駆動ブロック114によって読み出される。ヘッド駆動ブロック114は記録ヘッド102のデバイス制御を行う。例えば、ヘッド駆動ブロック114は、記録データを、ブロック駆動テーブル115に設定された駆動順に従い、記録ヘッド1に転送する。また、記録ヘッド1へヒートパルス信号を送信する。
記録タイミング生成ブロック116は、エンコーダセンサ13からの信号を基準として、記録タイミングに関わる各種の信号を生成し、データ展開ブロック110、データ変換ブロック112或いはヘッド駆動ブロック114に供給する。
次に、記録ヘッド1が備える記録素子について説明する。記録ヘッド1は、同色の記録を行う記録素子列をN列(Nは2以上の整数)備えている。ここでは同色の記録を行う記録素子列が2列の場合について説明する。
なお、全ての色について、同色の記録を行う記録素子列を複数列備えていてもよいし、一部の色について同色の記録を行う記録素子列を複数列備えていてもよい。更に、列数は色によって異なっていてもよい。
図5は同色の記録を行う2列の第1記録素子列300A及び第2記録素子列300Bと、その時分割駆動の説明図である。記録素子列300A及び300Bは、それぞれ、キャリッジ2の移動方向である主走査方向と交差する方向に配列された複数の記録素子302を備える。記録素子列300Aと記録素子列300Bとは互いに主走査方向に並べて配置されている。本実施形態の場合、2列の記録素子列300A、300Bは同じ構成である。
記録素子302は、例えば発熱体と、インクを吐出するノズルとを備える。図5ではノズルのインク吐出口の配列が図示されている。本実施形態の場合、記録素子302の配列方向は主走査方向と直交する方向(副走査方向)であるが、主走査方向と斜めに交差する方向でもよい。また、記録素子302は千鳥状に配列されてもよい。
記録素子列300A、300Bは、駆動制御上、それぞれ、複数のグループ(ここではグループ0〜3の4グループ)に区分けされている。各グループは16個の記録素子302から構成されている。したがって、記録素子列300A、300Bは、それぞれ、64の記録素子302から構成されている。
各グループは、同時に駆動される記録素子302を有している。同時に駆動される記録素子302群をブロックと呼び、各グループはブロック0〜15の16個の記録素子302から構成されている。逆に言うと、同じブロックの記録素子302は離散的に配置されていることになる。グループ及びブロックは副走査方向上流側から識別番号(グループ0〜3、ブロック0〜15)が割り当てられている。
時分割駆動は、1駆動周期で各記録素子302の駆動が一巡するように、記録素子302ごとに時間を置いて順次駆動するものである。本実施形態では、ブロック単位で記録素子302が駆動され、1駆動周期で全ブロックの記録素子302の駆動が一巡する。
記録素子302の駆動順序は変更可能である。例えば、ヘッド駆動ブロック114のブロック駆動テーブル115に駆動順序を複数種類記録しておき、適宜選択することで駆動順序を変更できる。駆動順序は、例えば、ブロック0→1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→14→15としてもよい。また、図5に図示しているように、ブロック0→8→5→13→1→9→6→14→2→10→7→15→3→11→4→12としてもよい。以下の説明では、説明の便宜上、図5に示した駆動順序を基本駆動順序と呼ぶ。
図6はこのような時分割駆動を行う場合における、記録ヘッド1への制御信号例を示している。記録ヘッド1を制御するための信号には、クロック信号、データ信号、データラッチ信号及びヒート信号の計4つのインターフェース信号がある。データ信号はクロック信号のエッジに同期して送出される。データラッチ信号は、送出されたデータを記録ヘッド1が取り込むタイミングを示す。ヒート信号は、送出されたデータ信号を実際に記録するタイミングを示す。なお、記録ヘッド1は複数の記録素子列を備えるため、データ信号やヒート信号も複数となるが、説明の便宜上不図示としている。
記録ヘッド1の駆動タイミング信号は、エンコーダセンサ13からのエンコーダ信号を基準として生成される。このタイミング信号をもとに、ヘッド駆動ブロック114は記録ヘッド1に対して、クロック信号と、クロック信号に同期したデータ信号と、送信する。データ信号には、記録データと、どのブロックを駆動するかを決定する情報と、が含まれる。
そして、ラッチ信号によって記録ヘッド1はデータを取り込み、次のラッチ信号のタイミングで送出されるヒート信号によって、記録素子302が駆動される。このように、キャリッジ2の移動に合わせて、データ転送(ブロック情報を含む)→データラッチ→ヒートを繰り返すことによって、主走査方向の記録を行うことができる。
次に、記録素子列300A及び300Bの記録制御例について説明する。本実施形態では1カラム単位の記録データの記録を記録素子列300A及び300Bで行う。その説明の前に、まず、1列の記録素子列で記録した場合について図7を参照して説明する。
図7は、主走査方向にカラム0〜カラム3の記録を順次行っていく場合を想定している。1カラム単位の記録データは記録素子302の配列方向に対応しており、本実施形態の場合、例えば、1列分の記録素子302の数(64個)に対応して1色あたり64ドット分の記録データである。上記のとおり、記録素子302の駆動はブロック毎に行うため、図7では1グループ分のブロックのみを示している。
図7に示すように、1列の記録素子列で記録する場合、1カラム単位の記録データを1駆動周期で記録する。記録素子の駆動順序は上述した基本駆動順序としている。印字の高速化を図るべく、記録ヘッド1の移動速度(走査速度)を上げていくと、1駆動周期で1カラム分の記録データを記録できなくなってくる。
そこで、1カラム分の記録データを記録素子列300A及び300Bで分担して記録する。その際、駆動されるブロック0〜15が1駆動周期で1巡する必要がある。図8は、1カラム分の記録データを記録素子列300A及び300Bで分担して記録する場合の、記録データの振り分け例を示している。
図8に示すように、1カラム単位の記録データを記録素子列の数(N)でN分割する。本実施形態の場合、記録素子列の数は2であるため、2分割する。図8の例では記録データがブロックの駆動順序で前半と後半とに分割されている。この点について図7を参照して説明すると、ブロック0→8→5→13→1→9→6→14までが前半で、ブロック2→10→7→15→3→11→4→12が後半である。
図8及び図9を参照して、分割後の記録データの記録素子列300A及び300Bへの振り分けについて説明する。振り分けは、連続するNカラム分(記録素子列数のカラム分)の記録データの各記録毎に、各記録素子列300A、300Bにおいて異なる記録素子が駆動するようにする。本実施形態の場合、記録素子列の数は2であるため、連続する2カラム分の記録データに着目する。
図8及び図9の例では、カラム0について、前半の記録データ(第1記録データ)を記録素子列300Aに、後半の記録データ(第2記録データ)を記録素子列300Bに振り分けている。一方、カラム1については、前半と後半とを入れ替える。つまり、前半の記録データを記録素子列300B、後半の記録データを記録素子列300Aに振り分けている。カラム0からカラム1において、記録素子列300Aのブロックの駆動順序はブロック0→8→5→13→1→9→6→14→2→10→7→15→3→11→4→12となる。記録素子列300Bのブロックの駆動順序は、ブロック2→10→7→15→3→11→4→12→0→8→5→13→1→9→6→14となる。カラム2及び3以降も同様な振り分けを行う。
このように振り分けを行うことで、図10に示すように、カラム0とカラム1とについて、記録素子列300A及び300Bで分担して記録を行うことができる。また、記録素子列300A及び300Bの駆動周期は、連続する2カラム分の記録データの記録で1周期となる。
図7に示した1つの記録素子列で記録する場合と、同じ駆動周波数で記録素子列300A及び300Bを駆動すると、主走査方向の解像度は2倍となる。例えば、図7に示した1つの記録素子列で300dpiで記録していた場合、同じ駆動周波数で記録素子列300A及び300Bを駆動すると600dpiで記録できる。逆に、解像度を同じとすれば、1つの記録素子列で記録する場合よりも駆動周波数を1/2とすることができる。また、記録素子列300Aの記録ドットと、記録素子列300Bの記録ドットとがカラム毎に交互に記録されない。つまり、同じカラムの記録ドットには、記録素子列300Aの記録ドットと、記録素子列300Bの記録ドットとが混在する。こうして、記録ヘッド1の移動速度を上げた場合でも画像解像度や画像品位の低下を抑制することができる。
上述した記録データの振り分けは、データ展開ブロック110(特に、データ並び替え部206)が行う。図11、図12は入力画像バッファ108のデータに対してデータ展開ブロック110で記録データの振り分けを行い、高速メモリ111内の記録データバッファに記録素子列300A及び300Bの各記録データを格納するまでの説明図である。
図11を参照して、まず、色毎に格納されている入力画像バッファ108からデータ展開ブロック110の処理単位分のデータを読み出す。ここでは、記録素子の配列方向16ラスタ×カラム方向16画素がその処理単位にあたる。
データ読み出し部201が読み出したデータに対して、データ展開部202→データ間引き部204→データマスク部205の順で各データ処理を行う。これにより、記録素子列300A及び300Bを用いて記録する16ラスタ×16カラムの記録データが生成される。ここでは、0ラスタ目をブロック0、1ラスタ目をブロック1、・・・、15ラスタ目をブロック15に対応する場合を想定している。なお、グループ3では、48ラスタ目がブロック0に、49ラスタ目がブロック1に、・・・、63ラスタ目がブロック15に、それぞれ対応することになる。
図12を参照して、データ並び換え部206は、データマスク部205の出力データに対してヘッド駆動ブロック114のブロック駆動テーブル115を参照して記録素子列300A及び300Bに対する記録データの振り分けを行う(206A、206B)。
1カラムの記録データのうち、前半の8ブロックで駆動するブロックデータについては偶数カラムのデータを記録素子列300Aに、奇数カラムのデータを記録素子列300Bに振り分ける。そして、高速メモリ111内のそれぞれの記録データバッファ111A、111Bに格納する。また、後半の8ブロックで駆動するブロックデータについては前半の8ブロックで駆動するブロックデータの反対のデータ、すなわち、奇数カラムのデータを記録素子列300Aに、偶数カラムのデータを記録素子列300Bに振り分ける。そして、高速メモリ111内のそれぞれの記録データバッファ111A、111Bに格納する。
このとき、データ書き込み部207は、カラム番号0のノズル0→カラム番号0のノズル1→・・・→カラム番号0のノズル63→カラム番号1のノズル0→・・・→カラム番号Nのノズル番号63の順になるようにH−V変換を行う。そして、高速メモリ111内の各記録データバッファ111A、111Bに書き込む。以上により1単位の処理が終了する。
<他の実施形態>
上記実施形態では、同色の記録を行う記録素子列を2列(300A、300B)とした場合について説明したが、3列以上でもよい。列数を増やすほど同じ駆動周波数で、より高い解像度が得られ、逆に、解像度が同じであれば駆動周波数を低くできる。但し、ブロック数Nbと、記録素子列数Nとの関係は、Nb=k×N(Nは2以上の整数、kはN以上の整数)となる。
図13は記録素子列300A及び300Bに、同じ構成の記録素子列300Cを追加して、同色の記録を行う記録素子列を3列とした場合の説明図である。なお、ブロック数Nbは例えば15とする。
1カラム単位の記録データは、記録素子列の数:3で分割する。図13の例では記録データがブロックの駆動順序で1/3〜3/3のグループに3分割されている。次に、記録素子列300A〜300Cに記録データを振り分ける。図13の例では、記録素子列の数は3であるため、連続する3カラム分の記録データに着目する。図13の例では、カラム0について、1/3のグループ→記録素子列300A、2/3のグループ→記録素子列300B、3/3のグループ→記録素子列300C、との振り分けとしている。カラム1については、振り分けを入れ替えて、1/3のグループ→記録素子列300C、2/3のグループ→記録素子列300A、3/3のグループ→記録素子列300B、との振り分けとしている。カラム2については、更に振り分けを入れ替えて、1/3のグループ→記録素子列300B、2/3のグループ→記録素子列300C、3/3のグループ→記録素子列300A、との振り分けとしている。
このように振り分けを行うことで、カラム0〜カラム2について、記録素子列300A〜300Cで分担して記録を行うことができる。また、記録素子列300A〜300Cの駆動周期は、連続する3カラム分の記録データの記録で1周期となる。

Claims (6)

  1. 同色の記録を行うN列(Nは2以上の整数)の記録素子列を備えた記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、
    前記記録素子列の記録素子を時分割駆動する制御手段と、
    を備えた記録装置であって、
    前記N列の記録素子列は、
    前記キャリッジの移動方向と交差する方向に配列された複数の前記記録素子を備えると共に、前記キャリッジの移動方向に並べて配置され、
    前記制御手段は、
    前記記録素子の配列方向に対応した1カラム単位の記録データをN分割し、
    連続するNカラム分の前記記録データの各記録毎に、各記録素子列において異なる記録素子が駆動するように、分割後の記録データを各記録素子列に振り分け、
    振り分けた前記記録データに基づいて、1カラム単位の前記記録データの記録を前記N列の記録素子列で行う記録装置。
  2. 前記Nが2であり、
    前記制御手段は、
    前記1カラム単位の記録データを第1記録データと第2記録データとに2分割し、
    連続する2カラム分のうちの1つ目のカラムの第1記録データ及び2つ目のカラムの第2記録データを第1記録素子列に振り分け、1つ目のカラムの第2記録データ及び2つ目のカラムの第1記録データを第2記録素子列に振り分ける請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記制御手段は、前記N列の記録素子列毎に、振り分け後の前記記録データが記憶されるバッファを備えた請求項1に記載の記録装置。
  4. 前記記録素子列では、同時に駆動される前記記録素子が離散的に配置されている請求項1に記載の記録装置。
  5. 前記記録素子はインクを吐出する請求項1に記載の記録装置。
  6. 同色の記録を行うN列(Nは2以上の整数)の記録素子列を備えた記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、を備え、
    前記N列の記録素子列は、
    前記キャリッジの移動方向と交差する方向に配列された複数の記録素子を備えると共に、前記キャリッジの移動方向に並べて配置された記録装置の制御方法であって、
    前記記録素子の配列方向に対応した1カラム単位の記録データを各記録素子に振り分ける振り分け工程と、
    前記記録素子列の前記記録素子を時分割駆動する駆動工程と、を含み、
    前記振り分け工程は、
    前記記録素子の配列方向に対応した1カラム単位の記録データをN分割し、
    連続するNカラム分の前記記録データの各記録毎に、各記録素子列において異なる記録素子が駆動するように、分割後の記録データを各記録素子列に振り分け、
    前記駆動工程は、
    振り分けた前記記録データに基づいて、1カラム単位の前記記録データの記録を前記N列の記録素子列で行う記録装置の制御方法。
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JP (1) JP2013173242A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015189197A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 キヤノン株式会社 記録装置、記録データの処理方法、及びプログラム

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