JP3716674B2 - プリンタの制御装置およびプリンタ並びにプリンタのデータ処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタの技術に関するもので、特に、レーザビームをON−OFF変調するためのパルス信号を生成し、プリントエンジンに供給する装置の技術に関する。
【従来技術】
レーザプリンタは、レーザビームの変調精度を高めることにより、極めて高精細の解像度で文字や画像を印刷することができる。一般に、レーザプリンタが印刷すべき画像を高精細の解像度で印刷しようとすればするほど、その画像のデータをより高密度のビットマップデータで構成する必要がある。従って、レーザプリンタがこのような高密度のビットマップデータを扱うと、処理すべきデータ量が増加し、結果として装置のコスト上昇を招くことになる。
【0002】
このため、レーザプリンタが、印刷すべき画像データ中のエッジ領域に対していわゆるスムージング処理を行うことにより、プリントアウトされる画像をより精細に表現するための技術が知られている。このスムージング処理は、もとのビットマップデータ中のエッジ領域で生じうる単位ドット分の段差部に、例えば単位ドットの4分の1に相当するサブドットを追加又は削除して、エッジ領域が滑らかに見えるように、もとのビットマップデータを修正するというものである。
【0003】
そして、レーザプリンタは、その画像データの階調値に基づいてレーザ照射機構を駆動するためのパルス信号のパルス幅を単位ドットごとに調節し、単位ドットにおけるトナーの付着量を制御して、多階調の画像を表現する。
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザプリンタは、多階調の画像を表現するために、単位ドットごとにしかパルス幅を調節することができなかった。
【0004】
従って、ビットマップデータ中のエッジ領域を滑らかに表現するため、スムージング処理によりサブドットごとにビットマップデータの修正を行っても、より忠実な画像を表現することに限界があった。
【0005】
そこで、本発明は、スムージング処理を行ったサブドットごとにパルス幅の調節を行うことにより、より高品質な印刷を可能にするレーザプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のように特定される。
【0006】
すなわち、本発明は、階調値を有するビットマップデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいて、パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するパルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、前記スムージング処理手段によって生成されたドットパターンデータと、前記パルス幅データ生成手段によって生成されたパルス幅データとに基づいて、合成データを生成する合成手段と、前記合成手段により生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うパルス幅変調手段と、を備えたことを特徴とするプリンタの制御装置である。
【0007】
ここで、前記スムージング処理手段は、前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するサブドットパターンデータから構成されるドットパターンデータを生成する手段を備えることが好ましい。また、前記パルス幅データ生成手段は、単位ドットのパルス幅データを、前記単位ドットを構成するサブドットごとのサブドットパルス幅データに変換する変換手段を備えることが好ましい。
【0008】
また、前記合成手段は、特定の画素に対する前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとを合成するための同期手段を備えることが好ましい。
【0009】
さらに、前記スムージング処理手段は、複数のドットパターンデータを記憶するドットパターンレジスタと、ビットマップデータに基づいて得られる補正量に従って、前記複数のドットパターンデータの中から特定のドットパターンデータを決定する決定手段とを備えることが好ましい。
【0010】
また、本発明は、外部装置から送られる印刷データに基づいてビットマップデータを生成するビットマップデータ生成手段と、前記ビットマップデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいて、パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するパルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、前記スムージング処理手段によって生成されたドットパターンデータと、前記パルス幅データ生成手段によって生成されたパルス幅データとに基づいて、合成データを生成する合成手段と、前記合成手段により合成された合成データをパルス幅変調し、レーザ照射機構を駆動するためのパルス信号を出力するパルス幅変調手段と、前記パルス変幅調手段から出力される駆動信号に従ってレーザ照射機構を駆動し、印刷記録媒体に対して印刷を行うプリントエンジンと、を備えたことを特徴とするプリンタである。
【0011】
さらに、本発明は、方法の発明としても成立する。具体的には、本発明は、階調値を有するビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、ドットパターンデータを生成するとともに、前記ビットマップデータに基づいて、パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するパルス幅データを生成し、前記生成されたドットパターンデータと前記生成されたパルス幅データとに基づいて合成データを生成し、前記生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うことを特徴とするプリンタのデータ処理方法である。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0012】
図1は、本実施形態に係るレーザプリンタの制御装置の構成を示すブロックダイアグラムである。制御装置1は、パーソナルコンピュータなどの外部装置2からプリントデータを受信し、この印刷データに基づいて出力画像を表現するビットマップデータを作成し、このビットマップデータに基づいて後述するスムージング処理およびパルス幅変調を行った後、印刷用紙に対して印刷を実行するプリントエンジンに出力する。なお、本実施形態においては、ビットマップデータは、256階調、つまり、8ビットで表現される階調値を有するものとする。
【0013】
制御装置1は、プリントデータを処理するための中央処理装置(CPU)101、主記憶やワークエリヤ、受信バッファなどに使用されるRAM102、CPU101によって解釈され、実行されるプログラムを格納したROM103、プリントデータ内のキャラクタコードを、そのキャラクタを表現するビットマップデータに変換するためのフォントデータを格納したキャラクタジェネレータ104、およびプリントデータに基づいて生成された画像のビットマップデータをページ単位で格納するフレームバッファ105を備える。CPU101は、クロック信号発生回路106から発振されるクロック信号に従って動作する。
【0014】
外部装置2が送信したプリントデータは、インターフェース回路107を介して内部バスに取り込まれ、CPU101によって実行される解釈プログラムによってビットマップデータに変換され、フレームバッファ105に格納される。フレームバッファ105に格納されたビットマップデータは、スムージング処理回路18に読み込まれるとともに、パルス幅変調回路109に読み込まれる、スムージング処理回路108は、パターンのエッジを滑らかにするための処理(スムージング処理)が施される。つまり、スムージング処理は、ビットマップデータの1画素に対して4分の1の横幅を有するサブドットを、パターンのエッジの段差形状部分に追加または削除することにより、エッジが段差なく滑らかに見えるように修正するものである。一方、パルス幅データ生成回路109は、ビットマップデータの画素ごとに与えられた階調値をパルス幅データに変換する。階調値からパルス幅データへの変換は、例えば、その画素の階調値とパルス幅とが予め対応付けられた変換テーブルを参照することにより行われる。スムージング処理が施されたビットマップデータおよびパルス幅データは、合成回路110に出力される。合成回路110は、ビットマップデータとパルス幅データとを、同期を取りながらそれぞれのサブドットごとに合成して、この合成されたデータをパルス幅変調回路111に出力する。パルス幅変調回路111は、合成データに従って変調し、レーザ照射機構112をON/OFF駆動するための駆動信号を出力する。レーザ照射機構112は、この駆動信号に従って、感光体ドラム113にレーザビームをON/OFF照射する。このとき、CPU101は、ビットシフト回路114およびアドレス回路115を介して、ビットマップデータの書き込みに適するように、感光体ドラム113の回動駆動を制御する。これにより、感光体ドラム113の表面に、ビットマップデータに対応した静電潜像が描かれることになる。
【0015】
また、CPU101は、I/O制御回路116を介して合成回路108に対して各種の制御信号を送る。ここで、各種の制御信号としては、例えば、レーザビームのON/OFF変調周期に同期したビデオクロック信号、レーザビームの水平走査の周期に同期した水平同期信号および垂直方向の周期に同期した垂直同期信号などがある。
【0016】
図2は、本実施形態に係るスムージング処理回路108の構成を示すブロックダイアグラムである。同図において、フレームバッファ105に記憶されたビットマップデータが、ページの左上端から水平ライン方向にラスタスキャン方式で右下端まで順次一定のタイミングで読み出され、ラスタバッファ201に書き込まれる。
【0017】
ラスタバッファ201は、1水平ライン分のビットマップデータを保持可能な容量をそれぞれ持つ9本のFIFOメモリを有する。このラスタバッファ201は、連続する9本の水平ライン分のビットマップデータを記憶できるように構成される。このラスタバッファ201に記憶された9本の水平ライン中の同一垂直ラインに位置する9つの画素データは、それぞれ同期して読み出され、9×9段のシフトレジスタ202に入力される。シフトレジスタ202は、それぞれに入力された水平ラインの画素データを順次後段にシフトしていく。つまり、シフトレジスタ202は、9×9画素の領域のビットマップデータを保持し、しかも、その9×9画素の領域は、一定のタイミングで1画素ずつ水平方向にシフトされ、その水平シフトが水平ラインの終端(右端)に達すると、1水平ライン分だけ垂直方向にシフトして再び同様の水平シフトを繰り返す。
【0018】
シフトレジスタ202の9×9画素のビットマップデータは、補正演算部203,204に入力される。補正演算部203,204は、垂直方向および水平方向のそれぞれについて、サブドットによる補正量を計算するためのものである。つまり、補正演算部203は、9×9画素中の水平方向の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを抽出し、注目画素に対するそのエッジの特徴パターンを計算し、その特徴パターンに従ってサブドットの付加量または削除量を計算する。また、補正演算部204は、9×9画素中の垂直方向の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを抽出し、注目画素(図中、ハッチングで示される。)に対するそのエッジの特徴パターンを計算し、その特徴パターンに従ってサブドットの付加量または削除量を計算する。補正演算部203,204から出力される垂直方向および水平方向の補正量は、出力決定部205に入力される。出力決定部205は、ドットパターンレジスタ206に記憶されたドットパターン群の中から、補正演算部203,204から送られる垂直方向および水平方向の補正量に対応する特定のドットパターンを選択する。ドットパターンレジスタ206は、図3に示すように、1ドットの1/4に相当するサブドットごとに、どのようなレーザビームの波形を出力するかに関するデータを保持している。つまり、1つのドットパターンレジスタにおける1つのサブドットパターンデータは、10ビットで表現され、そのうちの上位8ビットはサブドットの幅を示すデータであり、下位2ビットは基端位置(左または右)を示すデータ(基端位置データ)である。例えば、サブドットパターンデータが左から50%の幅の波形を示すものである場合には、その値は“10000000+00”として表現され、サブドットパターンが右から75%の幅の波形を示すものである場合には、その値は“11000000+11”として表現される。
【0019】
なお、フレームバッファ105から読み出されたビットマップデータは、高濃度抽出回路を通され、スムージング処理回路109に送られるようにしてもよい。これにより、スムージング処理回路109は、階調値が所定値以上の場合に、上述のスムージング処理を行うことになる。
【0020】
図4は、本実施形態に係るパルス幅データ生成回路109の構成を示すブロックダイアグラムである。同図において、フレームバッファ105に記憶されたビットマップデータが、ページの左上端から水平ライン方向にラスタスキャン方式で右下端まで順次一定のタイミングで読み出され、階調値−パルス幅データ変換部401に入力される。階調値−パルス幅データ変換部401は、階調値−パルス幅変換テーブル402を参照し、ビットマップデータの1ドット(画素)ごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を、基端位置データとともに出力する。パルス幅データは、1ドットごとに、左または右いずれかの基端位置からの幅を示すデータである。なお、基端位置データは、例えば、注目している画素の前後の画素を参照することにより、決定される。階調値−パルス幅データ変換部401は、生成したパルス幅データをデータフォーマット変換部403に出力する。データフォーマット変換部403は、データフォーマット変換テーブル404を参照し、図5に示すように、1ドットごとのパルス幅データDを1/4ドット(サブドット)ごとのパルス幅データd1〜d4に変換する。サブドットパルス幅データd1〜d4のそれぞれは、10ビットで表現され、そのうちの上位8ビットはサブドットの幅を示すデータであり、下位2ビットは基端位置データである。つまり、サブドットパルス幅データのデータフォーマットは、上述したサブドットパターンデータのデータフォーマットと一致したものとなる。サブドットパルス幅データd1〜d4の基端位置データの値は、もとの1ドットパルス幅データDの基端位置データの値に一致するように、セットされる。図6は、データフォーマット変換テーブルの一例を示している。具体的には、同図(a)は、パルス幅データDの基端位置データが左を示す場合、同図(b)は、パルス幅データDの基端位置データが右を示す場合の、1ドットパルス幅データDと1/4ドットパルス幅データd1〜d4との対応関係を示している。例えば、データフォーマット変換部403は、1ドットパルス幅データDが“10000000+00”、つまり、左から50%の幅の波形出力を指示するものである場合、サブドットパルス幅データd1〜d4は、以下のようになる。
【0021】
d1=“11111111+00”
d2=“11111111+00”
d3=“00000000+00”
d4=“00000000+00”
データフォーマット変換部403は、変換したサブドットごとのパルス幅データd1〜d4を合成回路110に送る。
【0022】
図7は、本実施形態に係る合成回路110の構成を示すブロックダイアグラムである。合成回路110は、スムージング処理回路108から送られるビットマップデータとパルス幅データ生成回路109から送られるパルス幅データとを、同期を取りながら、そのサブドットごとに合成する。なお、以下では、スムージング処理回路108から送られるビットマップデータをRITデータと呼ぶものとし、サブドットRITデータの上位8ビットが示す値(幅)をRIT(w)、下位2ビットが示す値(基端位置)をRIT(p)と表すものとする。また、パルス幅データ生成回路109から送られるパルス幅データをCPGIデータと呼ぶものとし、サブドットCPGIデータの上位8ビットが示す値(幅)をCPGI(w)、下位2ビットが示す値(基端位置)をCPGI(p)と表すものとする。
【0023】
同図において、同期回路701は、RITデータおよびCPGIデータが同一の画素に対して合成されるように同期を取り、サブドットRITデータおよびサブドットCPGIデータを順次出力する。
【0024】
合成回路110は、サブドットRITデータとサブドットCPGIデータとの基端位置が同じ場合、サブドットRITデータまたはサブドットCPGIデータのいずれか大きい方の幅およびサブドットRITデータ(またはサブドットCPGIデータ)の基端位置を出力する。一方、基端位置が異なる場合は、合成回路110は、サブドットRITデータの幅とサブドットCPGIデータの幅とを合わせた値で255を超えない値および幅が大きい方の基端位置を出力する。
【0025】
すなわち、基端位置比較部702は、RIT(p)とCPGI(p)とが同じであるか、つまり、サブドットRITデータとサブドットCPGIデータの基端位置が同じであるかを判断し、その判断結果をセレクタ703およびセレクタ704に出力する。セレクタ703は、その判断結果に従って、基端位置が同じである場合に用いられるべき幅データまたはそれが異なる場合に用いられるべき幅データのいずれかを出力する。同様に、セレクタ704は、その判断結果に従って、基端位置が同じである場合に用いられるべき基端位置データまたはそれ異なる場合に用いられるべき基端位置データのいずれかを出力する。
【0026】
基端位置が同じである場合に用いられるべき幅データは、最大値出力部705から送られる。最大値出力部705は、RIT(w)およびCPGI(w)のうち、いずれか大きい方を出力するものである。また、基端位置が同じである場合に用いられるべき基端位置データは、RIT(p)またはCPGI(p)のいずれかの値がそのままセレクタ704に送られる。
【0027】
一方、基端位置が異なる場合に用いられるべき幅データは、最小値出力部706から送られる。最小値出力部706は、幅データの最大値(255)および加算部707によってRIT(w)とCPGI(w)とが加算された値のうち、いずれか小さい方を出力するものである。また、基端位置が異なる場合に用いられるべき基端位置データは、基端位置出力部708から送られる。基端位置出力部708は、幅比較部709送られる判断結果に従って、RIT(p)またはCPGI(p)のうちいずれかをセレクタ704に出力する。つまり、幅比較部709は、RIT(w)とCPGI(w)とを比較し、その比較結果を基端位置出力部707に出力する。基端位置出力部708は、RIT(w)の方が大きいと判断される場合には、RIT(p)を出力し、CPGI(w)の方が大きいと判断される場合には、CPGI(p)を出力する。
【0028】
これにより、合成回路110は、RITデータとCPGIデータとを、同期を取りながらサブドットごとに合成することになる。
【0029】
以上のように、本実施形態によれば、プリンタの制御装置は、一方で、ビットマップデータをスムージング処理することによって、サブドットごとにその形状が基端位置および幅で指定されたサブドットパターンデータを生成し、他方で、そのビットマップデータの階調値に基づいてパルス幅データを生成し、これをさらにサブドットパルス幅データに変換する。プリンタの制御装置は、これらサブドットパターンデータとサブドットパルス幅データを合成し、この合成されたデータに基づいてパルス幅変調を行う。これにより、サブドット単位でパルス幅の指定が行われ、より高精細な画像を印刷することができるようになる。
【0030】
特に、本実施形態では、スムージング処理によるドットパターンデータと階調値−パルス幅変換によるパルス幅データとをサブドットごとにそのデータフォーマットを一致するようにしたので、これらのデータの合成を容易にすることができる。
【0031】
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を上記実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。例えば、上記機能実現手段の動作をシーケンシャルに説明したが、特にこれにこだわるものではない。従って、動作に矛盾が生じない限り、処理の順序を入れ替えまたは並行動作するように構成しても良い。
【発明の効果】
本発明によれば、スムージング処理を行ったサブドットごとにパルス幅の調節を行うことができ、より高品質な印刷を可能にすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザプリンタの制御装置の構成を示すブロックダイアグラム
【図2】スムージング処理回路の構成を示すブロックダイアグラム
【図3】サブドットパターンデータを説明するための図
【図4】パルス幅データ生成回路の構成を示すブロックダイアグラム
【図5】サブドットパルス幅データを説明するための図
【図6】データフォーマット変換テーブルの一例を示す図
【図7】合成回路の構成を示すブロックダイアグラム
【符号の説明】
1…制御装置
2…外部装置
101…CPU
102…RAM
103…ROM
104…キャラクタジェネレータ
105…フレームバッファ
106…クロック信号発生回路
107…インターフェース回路
108…スムージング処理回路
109…パルス幅データ生成回路
110…合成回路
111…パルス幅変調回路
112…レーザ照射機構
113…感光体ドラム
114…ビットシフト回路
115…アドレス制御回路
116…入出力制御回路
Claims (3)
- 階調値を有するビットマップデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、単位ドットを複数のサブドットに分けた場合の、該サブドットごとにパルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータを読み出して、ビットマップデータの1ドットごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を基端位置データとともに出力し、当該1ドットごとのパルス幅および基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、パルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、
前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとが同一の画素に対して合成されるように同期を取りながら、前記ドットパターンデータおよび前記パルス幅データの、前記サブドットごとの幅データおよび基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、合成データを生成する合成手段と、
前記合成手段により生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うパルス幅変調手段と、を備えることを特徴とするプリンタの制御装置。 - 外部装置から送られる印刷データに基づいてビットマップデータを生成するビットマップデータ生成手段と、
前記ビットマップデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、単位ドットを複数のサブドットに分けた場合の、該サブドットごとにパルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータを読み出して、ビットマップデータの1ドットごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を基端位置データとともに出力し、当該1ドットごとのパルス幅および基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、パルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、
前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとが同一の画素に対して合成されるように同期を取りながら、前記ドットパターンデータおよび前記パルス幅データの、前記サブドットごとの幅データおよび基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、合成データを生成する合成手段と、
前記合成手段により合成された合成データをパルス幅変調し、レーザ照射機構を駆動するためのパルス信号を出力するパルス幅変調手段と、
前記パルス変幅調手段から出力される駆動信号に従ってレーザ照射機構を駆動し、印刷記録媒体に対して印刷を行うプリントエンジンと、を備えることを特徴とするプリンタ。 - 階調値を有するビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、単位ドットを複数のサブドットに分けた場合の、該サブドットごとにパルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、ドットパターンデータを生成するとともに、
前記ビットマップデータを読み出して、ビットマップデータの1ドットごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を基端位置データとともに出力し、当該1ドットごとのパルス幅および基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、パルス幅データを生成し、
前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとが同一の画素に対して合成されるよ うに同期を取りながら、前記ドットパターンデータおよび前記パルス幅データの、前記サブドットごとの幅データおよび基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、合成データを生成し、
前記生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うことを特徴とするプリンタのデータ処理方法。
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