CN101833261A - 图像形成设备 - Google Patents

Abstract

提供了在没有增加成本的情况下使用多个控制单元来实现分割控制的图像形成设备。为了实现此，该图像形成设备包括：主控制单元，用于控制整个图像形成设备；多个子主控制单元，用于控制用于进行图像形成的多个功能；以及多个从控制单元，用于控制用于实现多个功能的负荷。该主控制单元经由第一信号线连接至多个子主控制单元。多个子主控制单元经由在数据传输时刻精度方面比第一信号线高的第二信号线连接至多个从控制单元。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及由包括具有分层结构的多个CPU组的分布式控制系统所实现的图像形成设备。

背景技术

针对使用电子照相系统的图像形成设备的打印机装置控制，进行使用一个CPU的集中式控制。在由于控制集中于一个CPU上因而导致CPU负荷增加的情况下，要求更高性能的CPU。另外，随着打印机装置负荷增加，需要从CPU板到远距离的负荷驱动器单元布置通信线缆(通信线束)。这需要大量长的通信线缆。为了解决该问题，格外关注将构成电子照相系统的各控制模块分配至子CPU的控制形式。

在除复印机以外的几个控制设备产品领域中，已经提出了通过使用多个CPU分布各个部分模块控制功能来构建控制系统的例子。例如，日本特开2000-071819提出了用于分层地布置车辆中的功能模块、并进行分布式控制的技术。日本特开2006-171960提出了将相同的分层控制结构应用至机器人/自动化设备的技术。这些子CPU需要使它们作为系统整体工作的通信单元。日本特开2006-171960提出了如下技术：针对在功能模块之间进行通信的控制网络，构建各个分层用的不同的通信网络，由此通过负荷分布来构建稳定的控制网络。

然而，以上现有技术存在如下问题。例如，在车辆等中，基于物理上彼此远离的多个控制模块实现大容量数据通信以及要求快速应答性的联动控制的前提，各个模块经由大规模的高速网络彼此连接。在这种情况下，例如，大容量数据通信是汽车导航系统和仪表板控制系统之间的通信。另外，例如，联动控制是通过将转向角度(方向盘)控制模块与制动控制模块联合所实现的防抱死(anti-lock)制动控制。

当将这种系统配置直接应用于图像形成设备的分布式控制时，由于图像形成设备的各单元的控制均要求精确的时刻控制，因此上位的分层处的各个模块经由高速网络彼此连接。由于高速网络通信单元本身昂贵，因此设备的成本增加。如上所述，当要对图像形成设备应用分割控制时，由于经由高速网络进行连接因而导致成本增加，这成为问题。

发明内容

本发明使得能够实现在没有导致成本增加的情况下使用多个控制单元来实现分布式控制的图像形成设备。

本发明的一个方面提供了一种图像形成设备，包括：上层控制部件，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备；以及第一下层控制部件和第二下层控制部件，其由所述上层控制部件控制，并且分别用于控制用于进行图像形成的第一处理部件和第二处理部件，其中，所述上层控制部件通过具有预定通信速度的第一信号线连接至所述第一下层控制部件和所述第二下层控制部件，以及所述第一下层控制部件通过具有比所述第一信号线的通信速度高的通信速度的第二信号线连接至所述第一处理部件，并且所述第二下层控制部件通过具有比所述第一信号线的通信速度高的通信速度的第三信号线连接至所述第二处理部件。

本发明的另一方面提供了一种图像形成设备，包括：上层控制部件，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备；以及第一下层控制部件和第二下层控制部件，其由所述上层控制部件控制，并且分别用于控制用于进行图像形成的第一处理部件和第二处理部件，其中，所述第一下层控制部件控制用于进给打印材料的进给功能，并且所述第二下层控制部件控制用于在打印材料上形成图像的图像形成功能，以及所述第一下层控制部件进行用于将打印材料进给至定位辊的控制，并且所述第二下层控制部件进行用于输送进给至所述定位辊的打印材料并在该打印材料上形成图像的控制。

根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的概述的立体图；

图2是示出根据第一实施例的自动原稿进给器100和图像读取单元200的配置的示例的截面图；

图3是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的各单元的控制配置的框图；

图4是示出根据第一实施例的图像形成单元300的配置的示例的截面图；

图5是示出连接至根据第一实施例的图像形成设备1000的外部设备的框图；

图6是示意性示出根据第一实施例的主CPU、子主CPU和从CPU之间的连接的框图；

图7是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的控制板的示例的图；

图8是示出根据第一实施例的输送模块A 280的配置的示例的图；

图9是示出根据第一实施例的图像形成模块282的配置的示例的图；

图10是示出根据第一实施例的定影模块283的配置的示例的图；

图11是示出根据第一实施例的输送模块B 281的配置的示例的图；

图12是示出根据第一实施例的图像形成设备1000中的控制过程的序列图；

图13是示出在接收到用于开始图像形成的指令时由根据第一实施例的图像形成模块282要进行的(与一张薄片相对应的)处理的序列图；以及

图14是示出根据第二实施例的输送模块A 280的配置的示例的图。

具体实施方式

现在将参考附图来详细说明本发明的实施例。应当注意，除非另外特别说明，在这些实施例中陈述的组件的相对布置、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

第一实施例

图像形成设备的配置

以下将参考图1至13来说明第一实施例。图1示出根据第一实施例的图像形成设备1000的概述。

图像形成设备1000包括自动原稿进给器100、图像读取单元200、图像形成单元300和操作单元10。如图1所示，将图像读取单元200安装在图像形成单元300上。将自动原稿进给器(DF)100安装在图像读取单元200上。图像形成设备1000通过使用多个控制单元(CPU)来实现分布式控制。后面将参考图6来说明各CPU的配置。

自动原稿进给器100将原稿自动输送至原稿玻璃上。图像读取单元200通过读取从自动原稿进给器100输送来的原稿，输出图像数据。图像形成单元300基于从自动原稿进给器100输出的图像数据或者从经由网络所连接的外部设备输入的图像数据，在打印材料(打印薄片)上形成图像。操作单元10包括用户进行各种类型的操作所利用的GUI(图形用户接口)。操作单元10包括触摸面板等的显示单元，并且可以向用户呈现信息。

自动原稿进给器和图像读取单元的配置

接着，将参考图2来详细说明自动原稿进给器100和图像读取单元200。图2是示出根据第一实施例的自动原稿进给器100和图像读取单元200的配置的示例的截面图。

在原稿托盘130上放置包括至少一张薄片的原稿束S。DF进给辊101、分离辊102和分离垫121逐一分离原稿束S的薄片，并将这些薄片输送至自动原稿进给器100。在输送原稿之前，原稿传感器114判断原稿托盘130上是否放置了原稿。

如果原稿传感器114判断为放置了原稿，则DF进给辊101下降至原稿托盘130上所放置的原稿束S的原稿表面，并且旋转。该操作进给该原稿束的最上面的原稿。分离辊102和分离垫121工作，以逐一分离由DF进给辊101所进给的原稿。已知的延迟分离技术实现了该分离。

之后，DF输送辊对103将由分离辊102和分离垫121分离出的原稿输送至DF定位辊104。然后，原稿接触DF定位辊104。这使得该原稿以环状弯曲，并且消除了输送时的歪斜。

用于沿图像读取单元200的扫描玻璃201的方向输送通过了DF定位辊104的原稿的进给路径位于DF定位辊104的下游。读取时刻传感器112位于DF定位辊104的下游。在读取时刻传感器112已检测到原稿之后经过了预定时间段时，图像读取单元200开始读取原稿。

更具体地，大辊107和DF输送辊105将进给到进给路径的原稿输送至台板上。在这种情况下，大辊107接触扫描玻璃201。由大辊107所进给的原稿通过DF输送辊106，并且在辊116和移动玻璃118之间移动。然后，通过DF排出挡板120和DF排出辊108，将该原稿排出至原稿排出托盘131上。此时，反面图像读取单元117读取该原稿的反面图像。排出传感器113是用于检测原稿是否已被适当地排出至排出托盘上的传感器。

原稿托盘130包括可以沿所放置的原稿束的副扫描方向滑动的引导调节板、和用于与该引导调节板协作来检测原稿宽度的原稿宽度传感器。原稿宽度传感器和DF定位前传感器111的组合使得可以判别放置在原稿托盘130上的原稿束的原稿大小。另外，设置在输送路径中的原稿长度传感器可以根据从检测到所输送的原稿的前端时到检测到该原稿的后端时该原稿被输送的距离，来检测原稿的长度。检测到的原稿长度和原稿宽度传感器的组合也使得可以判别原稿大小。

图像读取单元200光学读取打印在原稿上的图像信息，并对该信息进行光电转换，以将结果作为图像数据来输出。为了该目的，图像读取单元200包括扫描玻璃201、台板玻璃202、具有灯427和镜204的扫描器单元209、镜205和206、透镜207以及CCD传感器428。白板210用于基于遮光来生成白电平的基准数据。

控制配置

接着，将参考图3来说明图像形成设备1000的控制配置。图3是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的各个装置的控制配置的框图。

自动原稿进给器100包括CPU 400、ROM 401、RAM 402、马达403、传感器404、灯405、螺线管406、离合器407、CIS 408和图像处理单元409。CPU 400是控制自动原稿进给器100的各个块的中央处理单元。ROM 401是存储由CPU 400要读取并执行的控制程序的只读存储器。RAM 402是包括输出端口和输入端口、并且存储输入数据和操作用的数据的随机存取存储器。用于驱动各种类型的输送辊的马达403、螺线管406和离合器407连接至输出端口。各种类型的传感器404连接至输入端口。

CPU 400根据经由总线连接至CPU 400的ROM 401中所存储的控制程序，控制薄片输送。CPU 400经由线451与图像读取单元200的CPU 421进行串行通信，从而与图像读取单元200交换控制数据。CPU 400经由线451向图像读取单元200通知作为原稿图像数据的前端的基准的图像开始信号。

图2中的反面图像读取单元117包括灯405和接触型图像传感器(CIS)408，并将所读取的图像传送至图像处理单元409。图像处理单元409处理所读取的图像，并经由线454输出结果，从而使图像存储器429保持该结果。

图像读取单元200包括CPU 421、ROM 422、RAM 423、薄片间校正单元424、图像处理单元425、马达426、灯427、CCD传感器428和图像存储器429。CPU 421综合控制图像读取单元200的各个块。存储控制程序的ROM 422和作为工作RAM的RAM 423连接至CPU 421。马达426是用于驱动光学驱动马达的驱动器电路。CCD传感器428是读取原稿的正面图像的正面图像读取单元。

薄片间校正单元424进行例如针对随着时间经过的光量变化的读取光量校正和灰尘检测处理的、在所输送的原稿之间要进行的各种薄片间校正。将由透镜207在CCD传感器428上成像的图像信号转换成数字图像数据。然后，图像处理单元425在进行各种类型的图像处理之后将该数据写入图像存储器429中。

经由控制器IF 453将写入图像存储器429中的数据顺次发送至控制器460。CPU 421在适当时刻经由控制器IF 452向控制器460通知作为原稿图像数据的前端的基准的图像开始信号。同样，图像读取单元200的CPU 421在适当时刻经由控制器IF 453向控制器460通知经由通信线从DF所通知的图像开始信号。

控制器460包括CPU 461、放大电路462、校正电路463、图像存储器464、外部I/F 465、操作单元I/F 466和打印机控制I/F215。经由操作单元I/F 466连接至该设备的操作单元10包括具有触摸面板的液晶显示器，其中，操作员利用该触摸面板输入要进行的处理的内容，并且该触摸面板向该操作员通知与处理相关联的信息、警告等。

在扫描原稿图像的处理时，CCD传感器428和CIS 408输出每个读取线的模拟图像信号，并经由图像处理单元425和409将该模拟图像信号发送至控制器460。放大电路462放大这些信号，并将所得的信号发送至校正电路463。校正电路463对图像信号进行校正处理，并将结果写入图像存储器464中。该设备对原稿图像区域进行以上处理，以形成原稿的读取图像。

外部I/F 465是用于与图像形成设备1000外部的设备交换图像信息、码信息等的接口。更具体地，如图5所示，传真设备501和LAN接口设备502可以连接至外部I/F 465。图5是示出连接至根据第一实施例的图像形成设备1000的外部设备的框图。注意，传真设备501、LAN接口设备502和CPU 461之间的相互通信实现了与传真设备501和LAN接口设备502交换图像信息和码信息的过程控制。

如上所述，本实施例使用CIS 408作为自动原稿进给器100的反面图像读取单元，并且使用CCD传感器428作为图像读取单元200的正面图像读取单元。然而，可以使用能够读取图像的任意传感器。

图像形成单元

接着，将参考图4来详细说明图像形成设备300。图4是示出根据第一实施例的图像形成单元300的配置的示例的截面图。注意，根据本实施例的图像形成单元300使用电子照相系统。注意，图4中的作为附图标记的后缀的字母Y、M、C和K表示与黄色、品红色、青色和黑色调色剂相对应的各个引擎。在以下说明中，将由不具有字母Y、M、C和K作为后缀的附图标记来表示与所有类型的调色剂相对应的引擎，并且将由具有字母Y、M、C和K中的相应字母作为后缀的附图标记来表示与各类调色剂相对应的引擎。

用于形成全色静电图像的、用作图像承载体的感光鼓(在下文，简称为“感光构件”)225被设置为利用马达沿由箭头A所表示的方向旋转。在感光构件225周围布置有一次充电器221、曝光装置218、显影装置223、转印装置220、清洁器装置222和除电器271。

显影装置223K是用于进行单色显影的显影装置，并且利用K的调色剂对感光构件225K上的潜像进行显影。显影装置223Y、223M和223C是用于进行全色显影的显影装置，并且利用Y、M和C的调色剂分别对感光构件225Y、225M和225C上的潜像进行显影。转印装置220将被显影在感光构件225上的各颜色的调色剂图像一起多层转印至作为中间转印构件的转印带226上。结果，重叠了四种颜色的调色剂图像。

转印带226跨越辊227、228和229。辊227用作连接至驱动源以驱动转印带226的驱动辊。辊228用作用于调整转印带226的张力的张力辊。辊229用作作为二次转印装置231的转印辊的垫辊。转印辊驱动单元250是用于使二次转印装置231接触转印带226或从转印带226撤回的驱动单元。在转印带226下方，在该带通过二次转印装置231的位置之后设置有清洁器刮板232。该刮板刮落转印带226上的残留调色剂。

定位辊255、进给辊对235以及垂直路径辊对236和237将盒240和241以及手动纸张进给单元253中所存储的打印材料(打印薄片)进给至辊隙部，即二次转印装置231和转印带226之间的接触部。注意，此时，转印辊驱动单元250使二次转印装置231接触转印带226。在该辊隙部处，转印带226上所形成的调色剂图像被转印至打印材料上。之后，定影装置234对转印至打印材料上的调色剂图像进行热定影。然后，该打印材料被排出至设备外部。

盒240和241以及手动纸张进给单元253分别包括各自用于检测有无打印材料的薄片缺失传感器243、244和245。另外，盒240和241以及手动纸张进给单元253分别包括各自用于检测拾取打印材料的失败的进给传感器247、248和249。

以下将说明由图像形成单元300所进行的图像形成操作。当图像形成开始时，拾取辊238、239和254将盒240和241以及手动纸张进给单元253中所存储的打印材料逐一输送至进给辊对235。当进给辊对235将打印材料输送至定位辊255时，位于紧挨定位辊255之前的定位传感器256检测到打印材料通过。

当定位传感器256检测到打印材料通过时，根据本实施例的设备在经过预定时间段之后，暂时中断输送操作。结果，打印材料接触静止的定位辊255，并且输送操作停止。此时，输送位置被固定，从而使打印材料的行进方向上的端部垂直于输送路径，由此校正打印材料的歪斜，即打印材料的输送方向从输送路径偏移的状态。在下文该处理被称为位置校正。需要进行位置校正，以使随后的图像形成方向相对于打印材料的倾斜最小化。在位置校正之后，启动定位辊255以将该打印材料供给至第二转印装置231。注意，定位辊255连接至驱动源，从而通过离合器传递驱动而被旋转/驱动。

然后，通过对一次充电器221施加电压，将感光构件225的表面均匀地负充电至预定电位。随后，包括激光扫描器单元的曝光装置218进行曝光，从而将带电的感光构件225上的图像部设置为预定曝光电位，由此形成潜像。曝光装置218基于经由打印机控制I/F 215从控制器460发送来的图像数据，打开和关闭激光，由此形成与该图像数据相对应的潜像。

另外，向显影装置223的显影辊施加针对各颜色预先设置的显影偏压，并且在以上潜像通过显影辊的位置时，利用调色剂对该潜像进行显影，并将其可视化为调色剂图像。转印装置220将该调色剂图像转印至转印带226上。然后，二次转印装置231将图像转印至由进给单元所输送的打印材料上。之后，打印材料通过定位后输送路径268，并且通过定影输送带230被输送至定影装置234。

在定影装置234中，首先，定影前充电器251和252对打印材料充电，从而通过补偿调色剂的吸附力来防止图像干扰，并且定影辊233对调色剂图像进行热定影。之后，排出挡板257将输送路径切换至排出路径258，从而使排出辊270将打印材料排出至排出托盘242上。

清洁器装置222去除并回收感光构件225上的残留调色剂。最终，除电器271均匀去除感光构件225上的电荷直至接近0伏，以为下一图像形成周期做准备。

由于同时转印Y、M、C和K的调色剂图像，因此图像形成设备1000的彩色图像形成开始时刻允许在转印带226上的任意位置处形成图像。然而，需要在考虑感光构件225Y、225M和225C上调色剂图像的转印位置的偏移的情况下确定图像形成开始时刻。

注意，在图像形成单元300中，可以从盒240和241以及手动纸张进给单元253连续进给打印材料。在这种情况下，考虑到前一打印材料的薄片长度，以打印材料未彼此重叠的最短间隔从盒240和241以及手动纸张进给单元253进给薄片。如上所述，在位置校正之后，通过启动定位辊255将打印材料供给至二次转印装置231。当打印材料到达二次转印装置231时，定位辊255再次暂时停止。该操作的目的是以与前一打印材料相同的方式校正后一打印材料的位置。

接着，将详细说明用于在打印材料的反面上形成图像的操作。当在打印材料的反面上形成图像时，该设备首先在该打印材料的正面上形成图像。当仅在正面上形成图像时，定影装置234首先对打印材料上的调色剂图像进行热定影，然后将该打印材料直接排出至排出托盘242上。假定该设备要在反面上连续形成图像。在这种情况下，当传感器269检测到打印材料时，排出挡板257将输送路径切换至反面路径259。因此，反转辊260旋转，以将打印材料输送至正面/反面反转路径261。在该打印材料在正面/反面反转路径261上被输送了与进给方向上的宽度相对应的距离之后，反转辊260沿反方向旋转以切换打印材料的行进方向。驱动正面/反面路径输送辊262，从而将该打印材料在其上形成有图像的正面面朝下的情况下输送至正面/反面路径263。

当沿正面/反面路径263将打印材料输送至再进给辊264时，位于紧挨再进给辊264之前的再进给传感器265检测到打印材料通过。当再进给传感器265检测到打印材料通过时，根据本实施例的设备在经过预定时间段之后，暂时中断输送操作。结果，打印材料接触静止的再进给辊264，并且输送操作暂时停止。此时，打印材料的位置被固定，从而使该打印材料的进给方向上的端部垂直于输送路径，由此校正打印材料的歪斜，即打印材料的输送方向从再进给路径中的输送路径偏移的状态。在下文该处理将被称为位置再校正。

需要进行位置再校正，从而使随后的图像形成方向相对于打印材料的反面的倾斜最小化。在位置再校正之后，启动再进给辊264，以在正面和反面被反转的情况下将打印材料输送至进给路径266上。后续的图像形成操作与以上针对正面的图像形成操作相同，因此将省略对该操作的说明。通过使用排出挡板257将输送路径切换至排出路径258，正面和反面上均形成有图像的打印材料被排出至排出托盘242上。

注意，图像形成单元300还可以在双面打印模式下连续进给打印材料。然而，由于该设备仅包括针对包括在打印材料上形成图像、并对所形成的调色剂图像进行定影的操作的一个系统，因此不能够在正面和反面上同时打印图像。因此，在双面打印模式下，图像形成单元300在从盒240和241以及手动纸张进给单元253进给的打印材料上、以及为进行反面打印所反转的并被再进给至图像形成单元的打印材料上，交替形成图像。

在图像形成单元300中，图4所示的各个负荷被分组成后面所述的四个控制块，即输送模块A 280、输送模块B 281、图像形成模块282和定影模块283，并且自主地控制各个块。图像形成单元300还包括用于综合控制这四个控制块、以使这些块作为图像形成设备工作的主模块284。以下将参考图6来说明各个模块的控制配置。

图6是示意性示出根据第一实施例的主CPU、子主CPU和从CPU之间的连接的框图。在本实施例中，主模块284中所设置的主CPU(主控制单元/上层控制单元)1001基于经由打印机控制I/F 215从控制器460发送来的指令和图像数据，控制整个图像形成设备1000。用于进行图像形成的输送模块A 280、输送模块B281、图像形成模块282和定影模块283分别包括用于控制各自的功能的子主CPU(子主控制单元/下层控制单元)601、901、701和801。主CPU 1001控制子主CPU 601、901、701和801。各个功能模块包括用于使进行各个功能的负荷工作的从CPU(从控制单元/处理单元)602、603、604、605、902、903、702、703、704、705、706、802和803。子主CPU 601控制从CPU 602、603、604和605。子主CPU 901控制从CPU 902和903。子主CPU 701控制从CPU 702、703、704、705和706。子主CPU 801控制从CPU802和803。

如图6所示，主CPU 1001和多个子主CPU 601、701、801和901经由共用网络型通信总线(第一信号线)1002彼此连接。子主CPU 601、701、801和901也经由网络型通信总线(第一信号线)1002彼此连接。注意，主CPU 1001和多个子主CPU 601、701、801和901可以彼此环连接。子主CPU 601经由高速串行通信总线(第二信号线)612、613、614和615进一步一对一地连接至多个从CPU 602、603、604和605(对等连接)。同样，子主CPU 701经由高速串行通信总线(第二信号线)711、712、713、714和715中的相应总线连接至各个从CPU 702、703、704、705和706。子主CPU 801经由高速串行通信总线(第二信号线)808和809中的相应总线连接至各个从CPU 802和803。子主CPU 901经由高速串行通信总线(第二信号线)909和910中的相应总线连接至各个从CPU 902和903。在这种情况下，各高速串行通信总线用于短距离的高速通信。

在根据本实施例的图像形成设备1000中，进行功能分割，从而在由各个子主CPU综合控制的功能模块内实现要求时刻依赖应答性的控制。由于该原因，具有高应答性的高速串行通信总线用于在用于驱动末端负荷的各个从CPU和各个子主CPU之间的通信。即，使用与第一信号线相比、数据传送的时刻精度更高的信号线来作为第二信号线。

另一方面，子主CPU 601、701、801和901以及主CPU 1001仅相互进行无需精确的控制时刻的、综合控制图像形成操作的概要处理过程的操作。例如，主CPU 1001向子主CPU发出用于开始图像形成前处理、进给前处理和图像形成后处理的指令。在图像形成开始之前，主CPU 1001还向子主CPU发出基于由控制器460所指定的模式(例如，单色模式和双面图像形成模式)的指令。子主CPU 601、701、801和901仅相互进行无需精确的时刻控制的操作。即，图像形成设备的控制被分成不相互要求精确的时刻控制的控制单位，并且各个子主CPU以精确的时刻控制各个控制单位。这使得图像形成设备1000可以使通信业务量最小化，并且利用廉价的低速网络型通信总线1002进行连接。注意，总是需要将主CPU、子主CPU和从CPU安装在相同的控制板上。可以根据与设备实现有关的情形，将主CPU、子主CPU和从CPU可变地布置在控制板上。

将参考图7针对板配置来说明本实施例中主CPU、子主CPU和从CPU的具体位置。图7是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的控制板的示例的图。

如图7所示，该实施例可以使用各种控制板配置。例如，将子主CPU 601和从CPU 602、603、604和605安装在同一板上。另外，如同子主CPU 701以及从CPU 702、703和704或者子主CPU 801以及从CPU 802和803一样，可以将子主CPU和从CPU分别安装在独立的板上。此外，如同从CPU 705和706一样，可以将一部分从CPU安装在同一板上。此外，如同子主CPU 901和从CPU 902一样，可以仅将子主CPU和从CPU中的一部分安装在同一板上。

各控制模块的配置

将参考图8至11来详细说明各控制模块的功能和配置。图8是示出根据第一实施例的输送模块A 280的配置的示例的图。

输送模块A 280负责进给控制(进给功能)，直到盒240和241以及手动纸张进给单元253中所存储的各个打印材料接触静止的定位辊255的辊隙部为止。输送模块A 280包括用于综合控制进给控制的子主CPU 601、以及用于驱动各个负荷的从CPU602、603、604和605。另外，要直接控制的负荷组连接至各个从CPU。

从CPU 602具有用于驱动与盒240相关联的拾取辊238的驱动源马达606、薄片缺失传感器243和进给传感器247作为负荷，并且进行控制，直到打印材料被传送至进给路径266为止。从CPU 603具有用于驱动与盒241相关联的拾取辊239的驱动源马达607、薄片缺失传感器244和进给传感器248作为负荷，并且进行控制，直到打印材料被传送至进给路径266为止。从CPU 604具有用于驱动与手动纸张进给单元253相关联的拾取辊254的驱动源马达608、薄片缺失传感器245和进给传感器249作为负荷，并且进行控制，直到打印材料被传送至进给路径266为止。从CPU 605具有用于驱动进给辊对235、垂直路径辊对236和237的驱动源马达609、610和611以及定位传感器256作为负荷。从CPU605控制这些负荷，从而进行控制，直到从盒240和241以及手动纸张进给单元253传送来的打印材料各自被输送到接触定位辊255的辊隙部、并且暂时停止为止。在本实施例中，子主CPU 601经由独立的高速串行通信总线612、613、614和615一对一地连接至从CPU 602、603、604和605。

图9是示出根据第一实施例的图像形成模块282的配置的示例的图。图像形成模块282负责图像形成控制(图像形成功能)，直到通过电子照相处理所形成的全色调色剂图像被转印至转印带226上，并被再转印至由输送模块A 280传送来的打印材料上为止。图像形成模块282包括用于综合进行图像形成控制的子主CPU 701、以及用于驱动各个负荷的从CPU 702、703、704、705和706。要直接控制的负荷组连接至各个从CPU。

从CPU 702具有曝光装置218K、显影装置223K、一次充电器221K、转印装置220K、清洁器装置222K和除电器271K作为负荷，并且进行控制，直到黑色调色剂图像被转印至转印带226上为止。从CPU 703具有曝光装置218M、显影装置223M、一次充电器221M、转印装置220M、清洁器装置222M和除电器271M作为负荷，并且进行控制，直到品红色调色剂图像被转印至转印带226上为止。从CPU 704具有曝光装置218C、显影装置223C、一次充电器221C、转印装置220C、清洁器装置222C和除电器271C作为负荷，并且进行控制，直到青色调色剂图像被转印至转印带226上为止。从CPU 705具有曝光装置218Y、显影装置223Y、一次充电器221Y、转印装置220Y、清洁器装置222Y和除电器271Y作为负荷，并且进行控制，直到黄色调色剂图像被转印至转印带226上为止。

从CPU 706具有用于旋转/驱动转印带226的辊227用的马达708、用于驱动二次转印装置231的高压信号输出装置、以及用于分别驱动转印辊驱动单元250和定位辊的驱动源马达709和710作为负荷。从CPU 706控制这些负荷，从而进行控制，直到通过使用二次转印装置231将多层转印在转印带226上的四色调色剂图像再转印到打印材料上为止。注意，在本实施例中，子主CPU 701经由独立的高速串行通信总线711、712、713、714和715一对一地连接至从CPU 702、703、704、705和706。

图10是示出根据第一实施例的定影模块283的配置的示例的图。定影模块283负责定影控制(定影功能)，直到由图像形成模块282转印了调色剂图像的打印材料被进给至定影装置234、并且调色剂图像被热定影在该打印材料上为止。定影模块283包括用于综合进行定影控制的子主CPU 801、以及用于驱动各个负荷的从CPU 802和803。要直接控制的负荷组连接至各个从CPU。

从CPU 802具有用于使定影输送带230旋转的驱动源马达804、以及用于使定影辊233旋转的驱动源马达805作为负荷，并且进行控制，直到打印材料在定影之后从二次转印装置231被传送到输送路径上为止。从CPU 803具有定影装置234中的加热器806、温度检测热敏电阻807以及定影前充电器251和252作为负荷。从CPU 803控制这些负荷，从而在通过使用定影前充电器251和252对定影辊233充电、并且反馈由温度检测热敏电阻807所获得的检测结果的情况下，通过从加热器最佳地生成热来对定影装置234进行定影温度控制。注意，在本实施例中，子主CPU 801经由独立的高速串行通信总线808和809一对一地连接至从CPU 802和803。

图11是示出根据第一实施例的输送模块B 281的配置的示例的图。输送模块B 281负责排出控制(排出功能)，直到接收到由定影模块283对图像进行了定影的打印材料、并且该打印材料被排出图像形成单元300外部为止，或者负责反面反转控制(反转功能)，直到打印材料的正面和反面被反转以进行反面打印、并被传送至输送模块A 280为止。输送模块B 281包括用于综合进行排出控制和反面反转控制的子主CPU 901、以及用于驱动各个负荷的从CPU 902和903。要直接控制的负荷组连接至各个从CPU。

从CPU 902具有用于切换排出挡板257的螺线管904、用于驱动排出辊270的驱动源马达905、用于驱动反转辊260的驱动源马达906以及传感器269作为负荷。从CPU 902控制这些负荷，从而进行控制，直到打印材料在定影之后从输送路径被排出至设备外部、或者被传送至正面/反面反转路径261为止。从CPU903具有用于驱动正面/反面路径输送辊262的驱动源马达907、用于驱动再进给辊264的驱动源马达908和再进给传感器265作为负荷。从CPU 903控制这些负荷，从而进行控制，直到从反转路径传送来的打印材料再次被传送至进给路径266为止。注意，在本实施例中，子主CPU 901经由独立的高速串行通信总线909和910一对一地连接至从CPU 902和903。

本实施例通过组合以上四个子模块的自主操作来实现针对打印材料的图像形成控制。实际的图像形成操作根据进给托盘/纸张大小的选择、单面/双面打印的指定和单色/彩色打印的指定等的组合，被分成几个模式。当操作员经由操作单元10和外部I/F 465预先进行设置时，输入具体的指令。为了基于这些指令实现操作员所期望的操作，需要进行使各个模块系统地工作的整体控制。在本实施例中，主模块284中的主CPU 1001综合控制子主CPU 601、701、801和901。在这种情况下，通过利用主CPU 1001和子主CPU 601、701、801和901之间经由低速网络型通信总线1002进行通信来交换命令，实现了用于由主CPU1001进行整体控制的概要过程。另外，通过利用子主CPU 601、701、801和901与从CPU 602、603、604、605、702、703、704、705、706、802、803、902和903之间经由高速串行通信总线进行一对一通信来交换命令，实现了该过程。

控制过程

接着，将参考图12来说明根据本实施例的图像形成设备1000中的控制过程。图12是示出根据第一实施例的图像形成设备1000中的控制过程的序列图。注意，图12所示的序列图是基于针对一个打印材料进行图像形成的假设的。

首先，在步骤S1201中，主CPU 1001在图像形成开始之前，向子主CPU 601、701、801和901发出用于开始图像形成前处理的指令。随后，在步骤S1202、S1203、S1204和S1205中，子主CPU 601、701、801和901进行针对图像形成的前处理。更具体地，子主CPU 601进行进给前处理。子主CPU 701进行图像形成前处理。子主CPU 801进行定影前处理。子主CPU 901进行输送前处理。

在步骤S1206a中，主CPU 1001根据来自操作员经由操作单元10或外部I/F 465的指令，指示子主CPU 601开始进给第一个打印材料。

在接收到用于开始进给打印材料的指令时，在步骤S1207a中，子主CPU 601开始薄片进给处理。在薄片进给处理时，盒240和241以及手动纸张进给单元253其中之一上所放置的打印材料被输送至定位辊255的位置，并且暂时停止。之后，在步骤S1208a中，子主CPU 601在经过预定时间段之后，向子主CPU701发出用于开始图像形成的指令。

在接收到用于开始图像形成的指令时，在步骤S1209a中，子主CPU 701通过使静止的定位辊255旋转开始输送打印材料，并且进行针对感光构件225的图像形成处理和针对转印带226和打印材料的转印处理。使用一个子主CPU来控制针对来自定位辊255的打印材料的输送处理和图像形成/转印处理，这使得可以在打印材料和图像之间进行要求精确的时刻控制的定位。另外，即使不同的子主CPU控制针对到定位辊255的打印材料的进给处理和针对来自定位辊255的打印材料的输送处理，子主CPU之间的通信延迟也由打印材料在定位辊255处的停止时间段所承担。随后，在步骤S1210a中，在确认为已经经过了预定时间段、并且朝向定影装置234输送其上形成有图像的打印材料时，子主CPU 701指示子主CPU 801开始定影。

在接收到用于开始定影的指令时，在步骤S1211a中，子主CPU 801对打印材料进行热定影处理。由于开始驱动定影模块283无需精确的时刻，因此即使不同的子主CPU控制图像形成/转印处理和热定影处理，子主CPU之间的通信延迟也不会造成问题。随后，在步骤S1212a中，在确认为已经经过了预定时间段、并且朝向排出辊270输送其上图像被定影了的打印材料时，子主CPU 801指示子主CPU 901开始纸张排出。

在接收到用于开始纸张排出的指令时，在步骤S1213a中，子主CPU 901对打印材料进行排出处理。由于开始驱动输送模块B 281无需精确的时刻，因此即使不同的子主CPU控制热定影处理和排出处理，这些子主CPU之间的通信延迟也不会造成问题。之后，在步骤S1214a中，当排出处理完成时，子主CPU 901向主CPU 1001通知相应的信息。

在接收到排出处理完成的通知时，在步骤S1215中，主CPU1001指示子主CPU 601、701、801和901开始图像形成后处理。之后，在步骤S1216、S1217、S1218和S1219中，子主CPU 601、701、801和901进行用于完成图像形成的后处理。更具体地，子主CPU 601进行进给后处理。子主CPU 701进行图像形成后处理。子主CPU 801进行定影后处理。子主CPU 901进行输送后处理。

以上序列已经说明了从进给一个打印材料到排出该一个打印材料的一系列图像形成处理。假定该设备对多个打印材料连续进行图像形成。在这种情况下，例如，如由图12中的步骤S1206b至S1214b所示，当在第一个打印材料上开始图像形成之后经过了预定时间段时，该设备可以连续进行图像形成。在这种情况下，该设备根据打印材料的数量连续进行步骤S1206b至S1214b中的处理。

在这种情况下，期望发出开始进给的指令的间隔短于实际进给打印材料的间隔。然而，由于在由子主CPU 601综合控制的输送模块A中限定了打印材料的精确进给时刻，因此主CPU1001无需严格确保时刻。

同样，为了实现预定的图像形成间隔(即，生产率)，期望发出用于开始对要连续进给的打印材料进行图像形成的指令的间隔短于实际对打印材料进行图像形成的间隔。然而，由于在由子主CPU 701综合控制的图像形成模块中执行图像形成控制时限定了针对每个打印材料的精确的图像形成时刻，因此子主CPU 601无需严格确保时刻。后面将详细说明在执行图像形成控制时命令的交换。

除开始上述纸张进给和图像形成以外，在主CPU 1001与子主CPU 601、701、801和901之间交换处理的触发命令被限定为仅大概通知该处理开始。即，由于没有限定控制的精确处理过程，因此每单位时间发出命令的频率不是很高，并且无需严格确保每个命令发送时刻。

因此，作为将主CPU 1001连接至子主CPU 601、701、801和901的网络型通信总线1002，可以使用具有与约10msec的通信周期相对应的相对低的通信速度的廉价的通信总线。这种通信总线包括例如LIN通信总线(Local Interconnect Networkcommunication bus，本地互联网络通信总线)和I2C通信总线(Inter-Integrated Circuit communication bus，内置集成电路通信总线)。

考虑到可靠性，还可以使用CAN通信总线(Control AreaNetwork communication bus，控制区域网络通信总线)等的网络通信总线。然而，同样在这种情况下，由于每单位时间的通信数据量可能相对较少，因此通信速率可被设置得低。这还可以进一步提高通信的可靠性。在本实施例中，特别地，其上安装有主CPU 1001和子主CPU 601、701、801和901的控制CPU板物理上彼此间隔开，因此各个CPU的通信网络线缆非常长。随着通信网络线缆长度变长并且网络通信速率增加，设备容易受到外部噪声的影响。由于该原因，在还考虑到抵抗外部噪声的鲁棒性的情况下，将网络通信速率设置得低是有用的。

接着，将参考图13来说明本实施例中由子主CPU和从CPU所进行的处理。图13是示出当根据第一实施例的图像形成模块282接收到用于开始图像形成的指令时所要进行的(与一张薄片相对应的)处理的序列图。作为由子主CPU和从CPU所进行的处理的例子，将说明由图像形成模块282的子主CPU 701和从CPU702、703、704和705所进行的处理。

首先，在步骤S1301K、S1301M、S1301C和S1301Y中，在从子主CPU 601接收到用于开始图像形成的指令时，子主CPU701向从CPU 702、703、704和705发出用于旋转/驱动显影辊的指令。在步骤S1302K、S1302M、S1302C和S1302Y中，子主CPU701在图像形成时发出用于将显影偏压设置为预定的高电压值的指令。由于显影偏压设置不依赖于K、M、C和Y的站之间的时刻，因此子主CPU在接收到命令的同时，同时接通所有这四个站。同时，子主CPU向从CPU 706发出用于开始驱动转印辊的触发命令1303。

随后，在步骤S1304K、S1304M、S1304C和S1304Y、步骤S1305K、S1305M、S1305C和S1305Y、步骤S1306K、S1306M、S1306C和S1306Y、以及步骤S1307K、S1307M、S1307C和S1307Y中，子主CPU 701向各个站通知用于进行图像形成所需的一系列处理的指令。更具体地，子主CPU 701向各个从CPU发出用于开始一次充电、曝光、一次转印和电荷去除的触发命令。在这种情况下，为了进行精确的图像形成，需要以预定周期精确地生成这些触发命令。在本实施例中，如图13所示，从开始一次充电到开始曝光的周期被设置为T_p-e，从开始曝光到开始一次转印的周期被设置为T_e-t1，并且从开始一次转印到开始电荷去除的周期被设置为T_t1-r。考虑到图像质量和生产率预先设置了各个周期T。

另外，考虑到感光构件225K、225M、225C和225Y的位置上的位置偏移，向从CPU 702、703、704和705发出命令的时刻需要彼此偏移延迟周期T_st。未能以高精度实现该时刻偏移将导致各个站之间的打印图像图案偏移(所谓的套色不准)。

然后，子主CPU 701将转印带上所形成的调色剂图像二次转印至打印材料上。为了该目的，在步骤S1308中，子主CPU 701向从CPU 706发出用于在二次转印开始时打印材料已到达二次转印装置231的位置时旋转/驱动用于驱动定位辊255的驱动源马达710的定位接通(ON)命令。在步骤S1309和S1310中，子主CPU 701向从CPU 706发出用于使二次转印装置231接触转印带226的二次转印装置驱动(接通)命令以及二次转印开始命令。

在这种情况下，为了将转印带226上的图像适当地转印至打印材料上的期望位置，需要以预定周期精确地发出二次转印开始命令和定位接通命令。在本实施例中，如图13所示，从开始排出到启动驱动源马达710的周期被设置为T_r-reg，并且从启动驱动源马达710到开始二次转印的周期被设置为T_reg-t2。

如上所述，与主CPU 1001和子主CPU之间的处理过程相比较，在各个子主CPU和各个从CPU之间的处理过程中，需要在给定的单位时间内以相对高的精度频繁交换所发出的命令。另外，为了在多个打印材料上连续形成图像，需要以给定的预定周期重复进行这些系列的处理。此时处理周期的延迟或变化将影响图像形成设备的生产率。即，各个子主CPU和各个从CPU之间的处理过程可能是确保设备的性能的重要因素。

因此，本实施例使用高速串行通信总线711～715，从而针对子主CPU 701和从CPU 702～706之间的通信，独立地确保由约10μsec的通信周期所表示的性能。即，当主CPU 1001以预定的通信速度连接至子主CPU 601、701、801和901时，子主CPU 701以更高的通信速度连接至从CPU 702～706。另外，高速串行通信总线711～715被布线为使子主CPU 701一对一地连接至从CPU 702～706。这使得可以将子主CPU 701和从CPU 702、703、704、705和706之间的通信延迟损失缩减为尽可能接近0，抑制交换命令时的时刻变化，并且提高时刻控制的精度。因此，该图像形成设备可以提高图像形成时的图像质量以及连续打印时的生产率。

当在主CPU 1004和子主CPU 601、701、801和901之间应用这种高速串行通信时，成本和通信速率的增加可能导致对噪声等的脆弱性。然而，在位置配置中，子主CPU 701和从CPU 702、703、704、705和706极有可能被安装在比较近的位置处。因此，由于子主CPU和从CPU之间不需要长的通信总线，因此可以使布置高速通信所需的高导电性的昂贵总线线缆的距离最小化。另外，由于可以局部缩小在通信速率增加时需要考虑的高频率噪声的出现范围，因此可以以低成本抵抗噪声，由此抑制成本增加。

另外，由于子主CPU 701的功能被限制为仅控制与给定的功能模块相关联的一部分，因此从属于子主CPU的从CPU 702、703、704、705和706的数量有限。即，使用高速串行通信的一对一连接的配置具有充分的可实行性。

尽管已经参考图13特别说明了子主CPU 701以及从CPU702、703、704、705和706的配置，然而相同的配置可应用于其余的子主CPU 601、801和901与从CPU之间的通信。

第二实施例

接着，将参考图14来说明第二实施例。图14示出根据第二实施例的输送模块A 280的配置的示例。在第二实施例中，与参考图8所述的第一实施例相同的附图标记表示相同的构成元件，并且将不重复说明。

在第一实施例中，进给路径266未被配置为同时接收多个打印材料。即，盒240和241以及手动纸张进给单元253其中之一中所存储的打印材料被逐一顺次传送至进给路径266。因此，在本实施例中，无需将高速串行总线一对一地连接至与作为进给单元的盒240和241以及手动纸张进给单元253相关联的从CPU602、603和604。可以经由一个串行总线616将从CPU 602、603和604级联至子主CPU 601。例如，如图14所示，可以在子主CPU601和从CPU 602、603和604之间进行一对多连接(总线连接)。使用这种配置可以进一步减少子主CPU 601和从CPU 602、603和604之间的通信总线的数量，并且可以进一步减少线束。注意，子主CPU 601经由独立于串行总线616的串行总线615连接至从CPU 605。这是因为，由于从CPU 605需要在预定时刻接收从盒240和241以及手动纸张进给单元253其中之一进给的打印材料，因此与子主CPU 601和从CPU 602、603和604之间相比，需要更精确地进行时刻控制。

其它实施例

还可以通过读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等的装置)以及通过以下方法来实现本发明的方面，其中，由系统或设备的计算机通过例如读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能，来进行该方法的步骤。为了该目的，例如，经由网络或者从用作存储装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)向计算机提供该程序。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims (11)

1.一种图像形成设备，包括：

上层控制部件，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备；以及

第一下层控制部件和第二下层控制部件，其由所述上层控制部件控制，并且分别用于控制用于进行图像形成的第一处理部件和第二处理部件，

其中，所述上层控制部件通过具有预定通信速度的第一信号线连接至所述第一下层控制部件和所述第二下层控制部件，以及

所述第一下层控制部件通过具有比所述第一信号线的通信速度高的通信速度的第二信号线连接至所述第一处理部件，并且所述第二下层控制部件通过具有比所述第一信号线的通信速度高的通信速度的第三信号线连接至所述第二处理部件。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一下层控制部件和所述第一处理部件以一对一的方式相连接。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一下层控制部件和所述第一处理部件以一对多的方式相连接。

4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述上层控制部件、所述第一下层控制部件、所述第二下层控制部件、所述第一处理部件和所述第二处理部件被布置成，所述第一下层控制部件、所述第二下层控制部件与所述第一处理部件、所述第二处理部件之间的距离短于所述上层控制部件与所述第一下层控制部件、所述第二下层控制部件之间的距离。

5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一信号线是控制区域网络通信总线、内置集成电路通信总线和本地互联网络通信总线之一。

6.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第二信号线和所述第三信号线是串行通信总线。

7.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述上层控制部件通过所述第一信号线总线连接至所述第一下层控制部件和所述第二下层控制部件。

8.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述上层控制部件通过所述第一信号线环连接至所述第一下层控制部件和所述第二下层控制部件。

9.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一下层控制部件控制用于进给打印材料的进给功能，并且所述第二下层控制部件控制用于在打印材料上形成图像的图像形成功能。

10.根据权利要求9所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一下层控制部件进行用于将打印材料进给至定位辊的控制，并且所述第二下层控制部件进行用于输送进给至所述定位辊的打印材料并在该打印材料上形成图像的控制。

11.一种图像形成设备，包括：

上层控制部件，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备；以及

第一下层控制部件和第二下层控制部件，其由所述上层控制部件控制，并且分别用于控制用于进行图像形成的第一处理部件和第二处理部件，

其中，所述第一下层控制部件控制用于进给打印材料的进给功能，并且所述第二下层控制部件控制用于在打印材料上形成图像的图像形成功能，以及

所述第一下层控制部件进行用于将打印材料进给至定位辊的控制，并且所述第二下层控制部件进行用于输送进给至所述定位辊的打印材料并在该打印材料上形成图像的控制。

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