JPH02501646A - データ・ラッチの選択用トークン・ビットを有するドットプリンタおよびそのプリンタに使用するドライバ回路 - Google Patents

データ・ラッチの選択用トークン・ビットを有するドットプリンタおよびそのプリンタに使用するドライバ回路

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JPH02501646A JP63508694A JP50869488A JPH02501646A JP H02501646 A JPH02501646 A JP H02501646A JP 63508694 A JP63508694 A JP 63508694A JP 50869488 A JP50869488 A JP 50869488A JP H02501646 A JPH02501646 A JP H02501646A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 データ・ラッチの選択用トークン・ビットを有するドツト・プリンタ 発明の背景 本発明は、小さな画素(ドツト)で文字および中間階調画像等を印字するドツト ・プリンタに関する。
ドツトで出力画像を形成するドツト・プリンタ用の記録素子部またはプリントヘ ッドは、様々のものが知られている。この種のヘッドの例をあげるとワイヤ・ド ツト・プリントヘッド、静電式プリントヘッド、インクジェット・プリントヘッ ド、サーマル・プリントヘッド、LED (発光ダイオード)アレイ・プリント ヘッド等がある。ドツト生成素子として1mm当たり8個以上の素子を有するL EDアレイ・プリントヘッドは、解像度が高いことから、相当な注目を集めてい る。従来の静電写真式複写機における光学走査機構に代えてこのヘッドを用いる と、画像信号に応じてLEDアレイを選択的にオンにしてそれに近接した感光体 の表面上に潜像を形成し、次いで現像した画像を転写シートへ転写する工程を経 て可視像を得るようなプリンタを実現することができる。この種のプリンタにお いては、“ON” LEDに対応する部分を、荷電条件またはトナーを変えるこ とにより黒画像領域もしくは白画像領域に形成することができる。
米国特許第4.596.995号には、上述した種類のプリンタの例が記載され ている。その装置で述べられているプリントヘッドでは、可能化されるべきLE Dまたは記録素子に対する画像データ信号をラッチするためのレジスタを設けて いる。どのレジスタが画像データ信号をラッチすべきかを決定するために、カウ ンタまたはデコーダの形態をとる相当複雑な回路を設けて、データ・バスよりの データをレジスタがラッチするのを可能にするための信号を発生させている。
本発明の目的は、データをラッチするための簡易な装置を備え、多重データ・ビ ットを用いて各画素またはドツトを記録するのに特にを利なプリンタ装置を提供 することにある。
本発明の別の目的は、データ・ラッチ用の類似な回路を、選択された方向に動作 可能とするデータ・ラッチ装置を備えた(この利点は、この明細書を読んだ後で 一層充分に認識されるであろう)プリンタ装置を提供することにある。
発明の要約 本発明の目的は、記録媒体上にドツトを記録するための複数の記録素子を有する 記録ヘッドと;画像データ信号を格納するための各記録素子に関連したデータ・ レジスタ手段を有し、前記画像データ信号のそれぞれにしたがって前記複数の記 録素子を選択的に駆動する駆動手段と:画像データ信号を伝送するためのデータ ・バス手段と;前記データ・バス手段を前記デーリンタ装置において、それぞれ の段に次々とトークン・ビット信号を出力し、それぞれのデータ・レジスタ手段 を次々と選択して画像データ信号を受け取らせる多段型双方向シフトレジスタ手 段と;前記双方向シフトレジスタ手段に接続され、シフトレジスタ手段における 前記トークン・ピッ、ト信号のシフト方向を確立する手段とを具備することを特 徴とするドツト会プリンタ装置によって達成される。
さらに、本発明の目的は、記録媒体上にドツトを記録するための複数の記録素子 を有する記録ヘッドと;画像データ信号のそれぞれにしたがって前記複数の記録 素子を選択的に駆動する駆動手段と;画像データ信号を運ぶために複数の独立し たデータ・ラインを含むデータ・バス手段と;前記記録素子の各々に対し、前記 データ・バス手段に共通接続され、かつ複数の双安定マルチバイブレータ素子を 含む分離型レジスタ手段を含むデータ・レジスタ手段とを備えたドツト・プリン タ装置において、それぞれの段にトークン・ビット信号を次々と出力する多段型 シフトレジスタ手段と;前記多段型シフトレジスタの各段を対応する分離型レジ スタ手段に関連する前記複数の双安定マルチバイブレーク素子に共通接続し、前 記双安定マルチバイブレータ素子が前記多段型シフトレジスタの各段より出力さ れたトークン・ビット信号と協働して前記データ・バス上の画像データ信号に応 答するのを可能とする手段とを具備することを特徴とするドツトプリンタ装置に よって達成される。
本発明の上記および他の目的および特徴は添付図と関連した以下の記述から明ら かになろう。
図面の簡単な説明 本発明の好適な実施例に関する以下の説明で参照される添付の図面において; 第1図は、従来のノンインパクト式プリンタの一般的構成を示す斜視図、 第2図は、本発明にしたが7てつくられたノンインパクト式ヘッドに信号を与え るための回路のブロック図、および第3図a、第3図す、第3図Cは、本発明に したがってつくられたノンインパクト式プリントヘッド用回路を示す図である。
好適な実施例の説明 ここで説明する型の装置はよく知られているので、以下、本発明の一部を形成し 、または本発明により直接に協同する要素1千ついて説明する。
第1図に、ここで開示する発明のための典型的な装置が示さらなるリニヤ・アレ イlOが、適当な従来装置(図示せず)によって該アレイに対して移動可能な感 光受像媒体12を選択的に露光するように配設されている。この媒体上にLED を集光させるための光学手段も設けられている。この点に関しては、セルフォッ ク(日本シートガラス株式会社の商標)のようなグレージング・インデックス型 光ファイバ装置が非常に好適である。このアレイのLEDは、画像信号情報に応 答する画像処理電子回路14によりトリガされて動作する。任意のLEDがオン になると、そのオン状態の持続時間にしたがった量の露光がなされる。媒体12 が例えば写真フィルムである場合、前記LEDの選択的な露光によって1ライン ずつ形成される潜像は、従来装置により次々と現像され可視像となる。媒体12 が電子写真受容体の場合、LEDは静電的に均一に荷電された光伝導体上に静電 像を形成するために使われ、その静電像は不透明なトナー粒子によフて現像され てから一般にはコピー用紙に転写される(米国特許第3.850,517号参照 )。
第2図および第3図において、データ・ソース15は、コンピュータ、ワード・ プロセッサ、イメージ・スキャナその他のディジタル画像データ・ソースであっ て、ラスタ・イメージ・プロセッサ(RI P)で構成可能なデータ・プロセッ サ16に画像データ信号を与える。このデータ・プロセッサは、論理・制御装置 (LCU)からのクロックパルスの制御の下で複数の出力を与え、その中にはラ スク化されたデータ出力、およびプリントヘッドに供給するための制御信号が含 まれる。また、クロック17は、LCUからの信号に応動してクロックパルスを アップ/ダウン・カウンタ13に供給する。このカウンタ13は、LCUからの 信号によって可能化されて該クロックパルスをカウントし、複数のラインを有す る出力にカウンタの状態を表すディジタル信号を与える。一般に、このようなカ ウンタは、カウントの最下位ビットを表す1つのラインと、その他の上位ビット を表す他のラインを有する。米国特許第4,750,010号に詳しく説明され ている技術にしたがえば、カウンタ13の出力は、本実施例においてはLEDで ある各記録素子20.20’に関連したコンパレータ19の第1の組の入力端子 に与えられる。また、各コンパレータに関連する第2の組の入ノJ端子にも複数 のデータ・ラインが与えられる。各々のコンパレータ19は、カウンタの出力と データの値とを比較する。以下説明するように、各コンパレータに与えられる画 像データ信号は、ある特定の画素の記録に対してそれと対応するLED20.2 0’の所望のオン時間または可能化時間に関係する。周知のように、これらのL EDは交互に奇数番号のLEDと偶数番号のLEDに分けられ、それら2組に対 する集積回路駆動チップ8,8′がLEDラインの両側に配置される。これら駆 動チップの回路は略々同じであり、奇数番号のLEDに関連する回路を表すため に符号(′)を用いている。LED列によって1本のドツトラインを印字する間 に各コンパレータ19に与えられる画像データ信号は、該ドツトラインについて LEDにより受像媒体上に露光されるべき所望の画素サイズまたはドツトのサイ ズに関係している。第3図a、第3図すおよび第3図Cに示すように、6本の独 立したデータ・ラインD。−D5が、各動作サイクル中の各LED出力のグレイ スケール変化を考慮した6ビツトの画像データ信号を与える。各サイクル中にコ ンパレータに供給されるデータは、十進の0から十進の63までの範囲内の値を 表す6ビツトの二進ビットで構成されるものでよい。データ・ラインDo−D5 その他の信号ラインは駆動チップを通り抜けるように図示されているが、理解さ れるように、これは説明の便宜上のものであって、通常これらのラインはチップ の外側に設けられ、チップに関係した“バッド″または適当な接続点を用いてこ れらのラインに対する接続がなされる。
例えば、19個のクロック周期にTMINを加えたものに等しい時間だけLED を可能化すると仮定する。ここで、THINは予め確定した最小LEDオン赤タ イタイムす。ライン・スタート・パルス21に応答してカウンタ13は可能化さ れ、十進数の60から0までのカウントを開始する。カウンタ13の6ビツト出 力は各コンパレータの1つの組の入力端子Xに結合されている。
このカウンタ出力は、二進形式で十進数の10を表し該コンパレータの別の組の 入力端子Yに与えられるデータと比較される。
その結果、″整合′した時、すなわち端子Xのカウント値が10の時、出力端子 よりパルスが生成され、このパルスはラッチ回路22をして駆動回路23を可能 化させ、LED20に対する電流の供給を開始させ維持させる。零までカウント ・ダウンすると、カウンタはそれ以後のクロックパルスについて期間T)IIN だけカウントを禁止化される。この休止期間は、カウンタにプログラムされるか 、さもなければ他の適当な手段によって与えられる。この所定時間”)IINが 経過すると、カウンタはアップ・モードでカウントするようセットされ、再びタ ロツクパルスをカウントし始める。かかるカウント・アップ・モードで十進数の 10に達すると、ラッチ回路22がリセットされ、LEDへの電流は止まる。他 のLEDも同様な仕方で動作するが、ただしそれらのデータは異なるオン・オフ ・カウント値を要することがある。これらのLEDに共通することはそれら全て がそれぞれの電流パルスを中心においていること、すなわちそれぞれの電流パル スの中間点が同時点にあることである。もっとも、各印字ライン中の各LEDに 対するパルス期間は、それぞれの画像データ信号に応じて変化する。この実施例 では、各LEDにそれぞれ関連した“トリム”抵抗器を調整することによって、 これらLEDの“バランス°を初めにとるようにしてよい。あるいは、トリム抵 抗器でLEDのバランスをとる代わりに、各LEDの特性にしたがってデータを 調整することで不ぞろいな光出力に対する補正を行ってもよい。この場合、プロ グラマブル読出専用メモリ装置すなわちFROMに各LEDの特性が格納してよ く、該LEDに対するデータを変更し、そのLEDの露光特性によって補正した データを表すカウントを端子Yに入力するようにしてよい。例えば、比較的長い 光を発するLEDに対して、FROMは該LEDのためにデータビットを補正し てカウントを少なくする。もし、このような補正がなければ、ただデータのみに 基づいたカウントが端子Yに与えられるであろう。
PCT米国出願8g10095gには、LEDの対する駆動電流のバランスをと るための他の回路が記述されている。
次に、本発明の特に指向する適当なコンパレータに画像データ信号を分配するた めの駆動回路の一部を構成する回路について説明する。当然に理解されるように 、コンパレータを使わないで“ON”時間を制御する回路も、広い意味で本発明 の範囲内に入る。第3図a、第3図す、第3図Cに示すプリントヘッド回路の例 では、LED20.20’のラインの両側にLED駆動回路が設けられる。これ は公知の望ましい配置で、LED群を密に実装することが可能であり、プリンタ の解像度を高(することができる。気づかれるように、図示の回路配置は1つ置 き配置である。つまり、偶数番目のLEDのそれぞれの駆動回路はLEDライン の一方の側に配置され、奇数番目のLEDのそれぞれの駆動回路はLEDライン の他方の側に配置される。典型的には、1つの集積回路チップ内に、例えば64 個の奇数番目のLED群に対する駆動回路が形成される。したがって、プリント ヘッドに3584個のLEDを備えた場合は、LEDの両側にそれぞれ28個の 駆動チップが設けられることになる。これらの駆動チップの製造コストを節約す るためには、同一のチップにするのが望ましい。駆動チップを同一にした場合、 LEDラインの両側どちらにも配置可能であるが、デザインの簡易性からす熟ば 、プリントヘッドを長さ方向に横切る信号をプログラム的に両方向に移動できる ようにするのが望ましい。このような信号には、まず画像データ信号が含まれる 。画像データ信号は、奇数番目のLEDに対する画像データ信号および偶数番目 のLEDに対する画像データ信号にしたがってデータ・プロセッサ16より出力 される。以下、偶数番目のLEDに対する画像データ信号に関して説明するが、 奇数番目のLEDに対する動作および回路も偶数番目のものと同じである。デー タ・ラインDo−D5はそれぞれディジタル・ビット(0もしくは1)を表す信 号を運ぶ独立ラインで、それらの信号を1つにすると十進数で0から64までの 数を表す6ビツトのディジタル値となる。この画像データ信号は、画像データ信 号バスを構成するラインD。−D5上を伝わる。データ・レジスタ装置24.2 4’ は、各LEDに関連し、1本のライン上にドツトを印字する1サイクルの 動作中にこのバスからデータをラッチする。後述するように、トークン・ビット を用いて、特定のLEDに関連すデータ・レジスタ装置にはデータの受信を可能 とし、他のLEDに関連するデータ・レジスタ装置にはそれぞれのデータを持た せるようにする。
各々のLEDに対するデータ・レジスタ装置24 (24’)は、6本のデータ ・ラインの各々に対して設けられた一対のラッチ回路25.28 (25’、2 B’)または双安定マルチバイブレータで構成される。各一対のラッチ回路はマ スタースレーブ関係で接続され25のデτり入力端子に与えられている画像デー タ信号にしたがってこのマスク・ラッチ回路の出力が変化するか、もしくは同じ 状態を維持する。ここで、次のことに注意されたい。すなわち、各LEDのデー タ・レジスタ装置内の6個(その中の3個のみ図示)のマスク・ラッチ回路25 は、トークン・ビット・シフトレジスタ28 (28’)からトークン・ビット を同時に受け取るよう、ライン27 (27’) (フリップ・フロップ29  (29’)の非反転出力ライン)により共通接続されている。
トークン・ビット・シフトレジスタ28は一連のフリップ・フロップ29からな り、これらフリップ・フロップのクロック端子にはクロック・パルスが供給され 、データ入力端子にはトークン・ビットを表す信号が供給される。なお、奇数番 目および偶数番目のトークン・ビット・シフトレジスタ28.28’の両方に同 一のトークン・ビット信号が与えられる。これらフリップ・フロップ29の各々 のQ反転出力端子は、3ステ一ト反転回路30 (30’)を介して直列接続さ れた次段のフリップ・フロップ29のデータ入力端子に接続される。3ステ一ト 反転回路31 (31’)を介して上記と反対方向に重複配線がなされているの で、トークン・ビット・シフトレジスタ28の種々の段階でトークン・ビットを シフトする方向をプログラム制御することができる。プリントヘッドの偶数半分 データに対してトークン・ビットを第3図aの左から右ヘシフトさせる例では、 ラインR/LB (右−左ビット)が論理“Hoになり、それに応じて反転回路 32 (32’)の出力が論理“L′になる。これにより、可能化信号が3ステ 一ト反転回路30に与えられ、これらの反転回路30は通常の反転回路として動 作する。3ステ一ト反転回路31は可能化されず、それらの出力は高インピーダ ンス状態または略々開放回路状態となっている。しかして、データ・プロセッサ 16からのクロック・パルスに応答し、トークン・ビットがトークン・ビット・ シフトレジスタ28の各段を次から次へと送られ、その都度各段より出力されて 各データ・レジスタ24のマスク・ラッチ回路25を可能化する。このようにト ークン・ビット・シフトレジスタ28の各段を次々と移動することによって、ラ インDo−D5上に発生するデータ・ビットは左から右にデータ・レジスタ群2 4によって受けられ、終にはプリントヘッドの偶数側の1792個の全てのデー タ・レジスタがそれぞれ6ビツト・データを取り込むに至る。しかる後、ライン LEN上にらツチ可能化信号が与えられ、これに応答してスレーブ・ラッチ回路 26がそれぞれの出力にデータをラッチする。これにより、これらスレーブ・ラ ッチ回路26のそれぞれの出力が、上述したような技術にしたがって各LEDに 対する露光時間を決定するための対応コンパレータ19のデータ入力端子Yに接 続された状態となる。マスク・ラッチ回路25の方は、次に記録されるべきドツ トラインに対する画像データ信号を0由に受けることができる。
データ奇数レジスタの動作に関しては、R/LBラインが“L”、にされ、これ によってトークン・ビットが第3図Cの右から左へと送られる。このように、プ リントヘッドに実装される回路を簡易化および容易化するプログラム可能なトー クン・ビットを用いることにより、奇数番目のLEDと偶数番目のLEDとに同 一の駆動回路チップが使える。プリントヘッドの両側に同一の回路を使うことの 利点は、それらの回路を同じものにつくることによって経済上の利益が得られる 点にも及ぶ。
同一のチップとすることにより得られる大きな可能性は、それらチップの駆動客 足がより同一化し、LED出力をより均一にすることである。加えて、プリント ヘッドに対するデータをフォーマット化する回路が簡略化される。
トークン・ビットを用いてプリントヘッド上のデータの双方向シフトを制御する ことで、従来技術のものよりも大幅に回路を節約することができる。例えば、従 来技術では、複数のデータ・ビットの各々について、別々のシフトレジスタとそ れらシフトレジスタを選択可能な方向にデータをシフトさせるための関連論理回 路とを設けなければならなかった。したがって、例えば、6個のデータ・ビット を用いて各々のピクセルまたは画素を規定する場合、従来技術で使用される6つ のシフトレジスタの各々について、トークン・ビットをシフトするためのレジス タにつき図示および上述じたものとは異なる方向性論理装置が必要となる。しか して、トークン・ビットを用いて双方向のシフトを行うことにより、所望の目的 を達成するために必要な数の回路を大幅に削減し、それによってプリントヘッド の構成を簡易化することができる。
上述したようなマスタースレーブ・ラッチ構成により、スレーブ・ラッチ回路が 他のデータを含んでいる間にマスク・ラッチ回路にあるデータを書き込むことが 可能である。通常は、そのような目的めために、データの1ビツトをシフトする ための3個以上のラッチ回路をシフトレジスタの各段に設けることになろう。し かして、マスタースレーブ・ラッチ構成によれば、所要の回路の個数を減らしプ リントヘッドの構成を簡単にする利点も得られる。
したがって、一群の、例えば64個のI、EDに対する駆動回路を構成するコン パレータ19、ラッチ回路22および電流駆動回路23を備えた集積回路チップ 8に、トークン・ビット・シフトレジスタ28およびデータ・レジスタ24を容 易に組み込むことができる。また、各チップ8の一部でカウンタ13を構成する ことができる。公知のように、プリントヘッドに組み込む前に別個に検査可能な モジュール上に、奇数グループLEDおよび奇数グループLEDの各々に対する 駆動回路を取り付けることができる。かかるモジュールをプリントヘッドに組み 込むことにより、隣接するチップ間でトークン・ビットその他の信号を渡すこと の可能な電気的相互連絡を行うことができる。
以上、好適な実施例について本発明の詳細な説明したが、理解されるように、本 発明の技術的思想の範囲内で種々の変形・変更を行うことが可能である。
(狼来萩債) FfG、2 国際調査報告 −IIt−−−1^−cattlIIjle、’PCT/υS S810339 3国際調査報告 US BBO3393 S^ 24959

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.記録媒体上にドットを記録するための複数の記録素子(20,20′)を有 する記録ヘッド(10)と;各々が各記録素子(20,20′)に関連して画像 データ信号を格納するデータ・レジスタ手段(24;24′)を有し、それぞれ の前記画像データ信号にしたがって前記複数の記録素子を選択的に駆動する駆動 手段(24,19,22,23;24′,19′,22′,23′)と;画像デ ータ信号を運ぶためのデータ・バス手段(D0〜D5;D′0〜D′5)と; 前記データ・バス手段を前記データ・レジスタ手段に共通接続する手段と; を備えたドット・ブリンタ手段において;それぞれの段に次々とトークン・ビッ ト信号を出力しそれぞれのデータ・レジスタ手段(24;24′)を次々と選択 して画像データ信号を受け取らせる多段型の双方向シフトレジスタ手段(29, 29′)と; 前記双方向シフトレジスタ手段(29,29′)に接続され、前記シフトレジス タ手段(29,29′)における前記トークン・ビット信号のシフト方向を確立 する手段(30,31,32;30′,31′,32′)と;を具備することを 特徴とするドット・ブリンタ装置。
  2. 2.前記データ・バス手段は各々が画像データ信号を運ぶ復数の独立したデータ ・ラインからなり、前記記録素子の各々に対する前記データ・レジスタ手段(2 4;24′)は前記データ・ラインの各々からデータ信号を受け取るよう前記バ ス手段に接続される請求の範囲第1項記載の装置。
  3. 3.前記データ・レジスタ手段(24;24′)はそれぞれマスタ・ラッチ(2 5;25′)と前記マスタ・ラッチの出力に応答するスレーブ・ラッチ(26; 26′)とからなり、前記マスタ・ラッチは前記バス手段に接続され前記データ ・バス上の画像データ信号と前記トークン・ビットとに応答して出力を変える請 求の範囲第1項または第2項記載の装置。
  4. 4.前記データ・レジスタ手段(24;24′)はそれぞれマスタ・ラッチとス レーブ・ラッチの複数の組合せからなり、各組合せは前記データ・バス手段の別 個のラインに接続され、各データ・レジスタ手段のマスタ・ラッチは前記双方向 シフトレジスタ手段(29;29′)の同一のレジスタ手段に同時に共通接続さ れる請求の範囲第3項記載の装置。
  5. 5.前記駆動手段は、前記データ・レジスタ手段(24,24′)内の前記スレ ーブ・ラッチ(28,26′)の出力信号に応答して前記スレーブ・ラッチの前 記出力信号に関係する時間期間だけ各記録素子(20,20′)を駆動する手段 (19,22,23;19′,22′,23′)を含む請求の範囲第4項記載の 装置。
  6. 6.記録媒体上にドットを記録するための複数の記録素子(20,20′)を有 する記録ヘッド(10)と;それぞれの前記画像データ信号にしたがって前記複 数の記録素子を選択的に駆動する駆動手段(24,19,22,23;24′, 19′,22′,23′)と; 画像データ信号を運ぶための複数の独立したデータ・ラインを含むデータ・パス 手段(D0〜D5;D′0〜D′5)と各々が前記データ・バス手段に共通接続 され、かつ複数の双安定マルチバイブレータ素子(25,26;25′,26′ )を含む分離型レジスタ(24,24′)を各記録素子に対して有するデータ・ レジスタ手段(24,24′)とを備えるドット・ブリンタ装置において、それ ぞれの段でトークン・ビットを次々と出力する多段型のシフトレジスタ手段(2 9;29′)と; 前記多段型シフトレジスタ手段(29,29′)の各段を対応する分離型レジス タ手段に関連する前記複数の双安定マルチバイブレータ素子(25,25′)に 共通接続し、前記双安定マルチバイブレータ素子が前記多段型シフトレジスタの 各段より出力されたトークン・ピット信号と協働して前記データ・バス上の画像 データ信号に応答するのを可能とする手段と;を具備することを特徴とするドッ ト・ブリンタ装置。
  7. 7.前記複数の双安定マルチバイブレータ素子(25;25′)は、それぞれの 出力端子が第2の双安定マルチバイブレータ素子に接続され、前記第2の双安定 マルチバイブレータ素子の出力の画像データ信号をラッチする請求の範囲第6項 記載の装置。
  8. 8.前記トークン・ビットの出力シーケンスのシフト方向を制御するための手段 (30,31,32;30′,31′,32′)を備えた請求の範囲第6項また は第7項記載の装置。
JP63508694A 1987-10-13 1988-10-05 データ・ラッチの選択用トークン・ビットを有するドットプリンタおよびそのプリンタに使用するドライバ回路 Expired - Lifetime JP2755406B2 (ja)

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