JP2005071329A - コンピュータシステム、集積回路および印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品数、プリント回路基板のサイズ、及びシステム複雑性が大幅に低減したプリンタを提供する。
【解決手段】上記課題は、コンピュータ周辺装置用の集積回路であって、コンピュータからサブシステム制御命令を受け、前記命令を、それ以上の処理を必要としない、前記周辺装置のサブシステムが理解し得る内部フォーマットへと変換し、前記命令を適切なサブシステム部品へと送るインターフェース変換器とを具備した集積回路等により解決される。
【選択図】図２

Description

本発明は一般に電子部品に関するものであり、より具体的にはコンピュータ周辺機器に関する。

コンピュータは、独自の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を内部に持つ周辺装置と共に利用されることが多い。プリンタはそのような周辺装置の１つである。図１は従来のプリンタ１０１中にある代表的な電子システムを示す。プリント回路基板１０７上にＡＳＩＣ１０３及び外部メモリ１０５（ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）及びリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）を含む場合がある）が搭載されている。ＡＳＩＣ１０３はホストコンピュータ１０４及びプリンタ・サブシステム１０６と通信する為の様々な入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１０９と、内部メモリ１１１、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１３及び画像処理ロジック１１５を含んでいる。外部メモリ１０５は、ＣＰＵ１１３が用いる大量のコードやデータを記憶すると同時にコンピュータから来る印刷データのバッファとしても働く。

画像を印刷する命令が発されると、ホストコンピュータはコンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）に特有のページ記述言語（ＰＤＬ）で印刷データをカプセル化する。例えば、マイクロソフト・ウィンドウズ（登録商標）系のＯＳで起動するコンピュータは一般に、グラフィクス・デバイス・インターフェース（ＧＤＩ）として知られるＰＤＬを用いている。ＯＳ ＰＤＬはプリンタ・ドライバへと送られ、プリンタ・ドライバは画像データをプリンタが理解するＰＤＬへと変換する。周知のプリンタＰＤＬには、ポストスクリプト及びプリンタ制御言語が含まれる。ＰＤＬデータはコンピュータ１０４から相互接続１１７を介してプリンタ１０１へと送られる。プリンタ１０１はＰＤＬデータをその外部メモリ１０５中に記憶する。次にプリンタＣＰＵ１１３がＰＬＤデータを解釈・処理する一方で、画像処理ロジック１１５が画像に対して様々な機能を実施するのである。これらの機能としては、コンピュータの色空間とプリンタの色空間との間のマッピング、画像のコンピュータ解像度からプリンタ解像度への変換、そして画像のテキスト部分を識別して鮮明化する為の領域検出等が含まれる。最後に、画像を印刷する為にＣＰＵ１１３がプリンタ・サブシステム１０６（インクジェットプリンタにおいてはインクジェット・ペンやキャリッジ機構、或いはレーザープリンタにおいてはトナーカートリッジ、ドラムローラー及びレーザー等）を制御・作動する為の命令を生成する。

この既存の電子システム１０１のコストを削減する為に多数の技術が提案されて来た。例えば、単一基板或いはマルチダイ・パッケージの利用により、外部メモリ１０５をＡＳＩＣ１０３と統合化する試みも一部で行われている。しかしながら、このソリューションによるコスト効率化は、大幅に拡張されるシリコンダイのサイズや、低いシリコン歩留まり、高額なパッケージングコスト、及び他の様々な問題から、未だに実現されていない。

他の手法としては、画像処理ロジック１１５及びこれに関連するバッファメモリを全てＡＳＩＣ１０３から除去するものがある。これに代わり、画像処理はプリンタに繋がるホストコンピュータ上にあるソフトウエアにより実現される。これによりＡＳＩＣ１０３のコストは削減され、画像処理アルゴリズムを新しいソフトウエアによって改良及び更新することが可能となる。他の手法としては、プリンタＰＤＬ処理をホストコンピュータへと移し、残りの印刷処理ステップをプリンタＣＰＵに残すというものがある。しかしながら、これらの改良を重ねても、ＡＳＩＣ１０３は相対的に大型かつ複雑なままである。

本発明の一実施例においては、プリンタＡＳＩＣ中の殆どの機能がホストコンピュータへと移される。プリンタ自体には処理能力が必要とされないのである。代わりに、プリンタ・サブシステム用の全てのデータ処理、画像処理及び命令生成は、ホストコンピュータ及びコンピュータのＣＰＵにより実行される。従って、プリンタ上にはＣＰＵ、画像処理ロジック及び外部メモリが不要となり、これに応じてプリンタＡＳＩＣのサイズ及び複雑性を低下させることが出来る。更に、プリンタＰＤＬの利用も同時に排除することが出来るのである。

コンピュータとプリンタは、それらの間に流れる増量した制御情報及び印刷画像データに対応し得る適切な高帯域相互接続を通じて通信を行う。この相互接続は更に、タイムリーなフィードバックをコンピュータへと提供する上で、待ち時間が十分に短いものである。プリンタＡＳＩＣは、プリンタ及びコンピュータ間の相互接続が使用するインターフェースフォーマットをプリンタ内部の適正な通信フォーマットへと変換する為の単純なインターフェース変換器へと縮小化される。インターフェース変換器は制御命令を適正なプリンタ・サブシステムへと送る。プリンタＡＳＩＣは、プリンタとコンピュータ間を結ぶ相互接続の種類に応じて異なる固有の待ち時間によって印刷中にデータ窮乏状態が生じないようにプリンタ及びコンピュータ間のデータをバッファする為の小容量のチップメモリを含んでいる。

このソリューションによれば、ＡＳＩＣのゲート及びピン数、部品数、プリント回路基板のサイズ、及びシステム複雑性が大幅に低減される。更にプリンタ特徴の差別化はプリンタ上のハードウエア自体によってではなく、コンピュータ上のソフトウエアで実現することが出来る為、標準的ＡＳＩＣを設計し、多数の製品ラインで共用することが可能となるのである。これによりプリンタ電子部品のコストを削ることが出来、スケールメリットが大きくなることから更なるコスト削減も可能となる。

本発明の更なる特徴及び利点は、本発明の実施例における構造及び作用と共に添付図を参照しつつ以下に詳細に説明する。図中、同様の符号は同一又は機能的に同様の要素を示すものである。

図２は、本発明の教示内容に基づく一実施例のブロック図である。プリンタ２０１はＡＳＩＣ２０２及びサブシステム２０６を含んでいる。ＡＳＩＣ２０２は、インターフェース変換器２０３と内部メモリ２０５を持つ。インターフェース変換器２０３は、相互接続２０９を介してコンピュータ２０７と通じている。インターフェース変換器２０３は更に、プリンタ２０１のサブシステム２０６とも通じている。プリンタ２０１のサブシステム２０６は、インクジェット・ペン、カートリッジ、レーザー、トナーカートリッジ、ドラムローラー、フューザー等を含む場合がある。

コンピュータ２０７は増大した画像処理要求と、そして先には従来のプリンタＣＰＵにより実行されていた他の機能に対応することが出来る。各プリンタ２０１はそのプリンタ用に記述された対応するソフトウエア・ドライバを持っており、これはコンピュータ２０７が印刷用画像を準備する際にＣＰＵ２１１によってロードされる。従前はプリンタＡＳＩＣが実行していた画像処理機能とプリンタ・サブシステム命令の生成は、ここではコンピュータＣＰＵ２１１が取り扱う。

コンピュータＣＰＵ２１１は、所望の画像を印刷する為にプリンタ・サブシステム２０６を制御する命令を生成する。プリンタ命令はコンピュータから直接送られる為、プリンタＣＰＵ及びプリンタＰＤＬは必要とされない。代わりに、コンピュータＣＰＵ２１１が相互接続２０９を介して命令をプリンタ２０１へと直接送り、プリンタ２０１からのフィードバックをモニタする。コンピュータ２０７及びプリンタ２０１間に信頼性の高いデータフローとタイムリーなフィードバックが保証されるように、相互接続２０９は十分な帯域幅と十分に短い待ち時間を持つものでなければならない。相互接続規格として好適なものには、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（ＩＥＥＥ１３９４としても知られる）及びＵＳＢ２．０が含まれるが、これらは当該分野においては周知である。

ＣＰＵ２１１により生成された命令は、プリンタ２０１による更なる処理を必要とすることなくプリンタ・サブシステム２０６を直接制御する。コンピュータはプリンタ命令を相互接続が使用する伝送プロトコルへと単純にパッケージングする。これらのプリンタ命令は、いつインクジェット・ペンを噴射させるのか、ペン・キャリッジを紙面上のどこまで移動させるのか、ペーパー・フィーダーがいつ新しい用紙を挿入するのか等についての命令を含む。インターフェース変換器２０３は伝送された命令をサブシステム２０６が理解する内部フォーマットへと変換し、これらの命令を適正なサブシステムへと送る。

小容量内部メモリ２０５は、コンピュータ２０７から来る処理画像データをバッファリングすることにより、これらが印刷中の適切なタイミングでプリンタ・サブシステムへと確実に送られるようにするものであるが、これは多くのプリンタが一度印刷が始まると待機することが出来ない為である。処理画像データには、特定色のインクジェットに噴射させるのか否か、或いは特定のトナーカラーを使用するのか否かといった内容が含まれるが、これらはプリンタ・サブシステム２０６による更なる処理を必要としない。内部メモリ２０５に必要とされるサイズは、プリンタの種類に応じて異なる。例えば、インクジェットプリンタは一度に１スワスを印刷することが出来るが、レーザープリンタは一般に一度に１ページを印刷する必要がある。従ってインターフェース変換器２０３に必要とされる内部メモリ２０５の容量は、インクジェットプリンタ用の方がレーザープリンタ用の内部メモリ２０５の容量よりも小さくて済む。プリンタ命令も同様にバッファリングすることが出来る。

図３は本発明に基づく方法を示したフローチャートである。始めにステップ３００において印刷命令がホストコンピュータへと出される。これを受け、ステップ３０１においてホストコンピュータはＯＳに特定されるＰＤＬで印刷データをカプセル化する。ステップ３０２においては、ホストコンピュータ上のプリンタ・ドライバがＯＳ ＰＤＬを復号化する。次にステップ３０３において、ホストコンピュータはこの画像データに画像処理を施す。ステップ３０５においては、ホストコンピュータがプリンタのサブシステム用の制御命令を生成する。

ステップ３０７においては、ホストコンピュータが相互接続を介してサブシステム命令と処理画像データをプリンタへと送る。処理画像データはプリンタによる更なる処理を必要としない。処理画像データは、特定色のインクジェットを噴射させるか否か、或いは特定のトナーカラーを使用するか否かといったデータを含んでいる。次にステップ３０９において、プリンタにより処理画像データが小容量内部メモリ中でバッファリングされる。ステップ３１１においては、プリンタ中のインターフェース変換器がコンピュータからのサブシステム命令をサブシステムが理解する内部フォーマットへと変換する。ステップ３１３においては、インターフェース変換器がこれらの命令を適切なサブシステム部品へと送り、サブシステム部品が内部メモリ中の処理画像データを使って画像を印刷する。画像の印刷が終わると処理は完了する。そうでない場合、処理はステップ３０７へと戻り、ホストコンピュータからの次の命令の処理を再開する。

本発明の詳細を特定の実施例に基づいて説明して来たが、当業者には明らかなように、請求項の精神及び範囲から離れることなく様々な変更及び改善を加えることが可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施例においては本発明をプリンタに関するものとして説明したが、本発明はスキャナ、マルチファンクションのプリンタ／ファックス／コピー複合機等、他のコンピュータ周辺装置にも適用可能である。

最後に、本発明の代表的な実施態様を以下に示す。
（実施態様１）
コンピュータ周辺装置用の集積回路であって、コンピュータからサブシステム制御命令を受け、前記命令を、それ以上の処理を必要としない、前記周辺装置のサブシステムが理解し得る内部フォーマットへと変換し、前記命令を適切なサブシステム部品へと送るインターフェース変換器とを具備した集積回路。

（実施態様２）
前記コンピュータからの処理データをバッファリングする為に前記インターフェース変換器と通信する内部メモリを更に具備した実施態様１に記載の集積回路。

（実施態様３）
前記コンピュータ周辺装置が印刷機能を含み、そして前記命令が前記サブシステムによる画像印刷を制御するものであることを特徴とする実施態様１または２に記載の集積回路。

（実施態様４）
前記コンピュータ周辺装置がスキャナ機能を含むものであることを特徴とする実施態様１から３のいずれかに記載の集積回路。

（実施態様５）
中央演算処理装置を有するコンピュータと、前記コンピュータとの相互接続を有する周辺装置と、命令を適切なサブシステム部品へと送る機能を有する前記周辺装置のサブシステムとを具備したシステム。

（実施態様６）
前記周辺装置が印刷機能を含み、前記命令が画像を印刷する為に前記サブシステムを制御するものであることを特徴とする実施態様５に記載のシステム。

（実施態様７）
前記周辺装置がスキャナ機能を含むものであることを特徴とする実施態様５または６に記載のシステム。

（実施態様８）
ホストコンピュータと共に使用する周辺装置上で画像を印刷する為の方法であって、前記ホストコンピュータからの画像を印刷する為のサブシステム制御命令を受けるステップと、前記命令を、更なる処理をせずとも前記周辺装置のサブシステムが理解し得る内部フォーマットへと変換するステップと、前記画像を印刷する為に前記命令を適切なサブシステム部品へと送るステップとを含む方法。

（実施態様９）
前記サブシステム制御命令を受けるステップの前に、前記ホストコンピュータにおいて画像処理及びサブシステム制御命令の生成を実施するステップを更に含む実施態様８に記載の方法。

従来のプリンタにおける代表的な電子システムを示す図である。 本発明の教示に基づいて作られた一実施例のブロック図である。 本発明の教示に基づく方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

２０３ インターフェース変換器
２０５ 内部メモリ
２０６ サブシステム
２０７ コンピュータ
２０９ 相互接続
２１１ 中央演算処理装置

Claims (9)

1. コンピュータ周辺装置用の集積回路であって、コンピュータからサブシステム制御命令を受け、前記命令を、それ以上の処理を必要としない、前記周辺装置のサブシステムが理解し得る内部フォーマットへと変換し、前記命令を適切なサブシステム部品へと送るインターフェース変換器とを具備した集積回路。
2. 前記コンピュータからの処理データをバッファリングする為に前記インターフェース変換器と通信する内部メモリを更に具備した請求項１に記載の集積回路。
3. 前記コンピュータ周辺装置が印刷機能を含み、そして前記命令が前記サブシステムによる画像印刷を制御するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の集積回路。
4. 前記コンピュータ周辺装置がスキャナ機能を含むものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の集積回路。
5. 中央演算処理装置を有するコンピュータと、前記コンピュータとの相互接続を有する周辺装置と、命令を適切なサブシステム部品へと送る機能を有する前記周辺装置のサブシステムとを具備したシステム。
6. 前記周辺装置が印刷機能を含み、前記命令が画像を印刷する為に前記サブシステムを制御するものであることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 前記周辺装置がスキャナ機能を含むものであることを特徴とする請求項５または６に記載のシステム。
8. ホストコンピュータと共に使用する周辺装置上で画像を印刷する為の方法であって、前記ホストコンピュータからの画像を印刷する為のサブシステム制御命令を受けるステップと、前記命令を、更なる処理をせずとも前記周辺装置のサブシステムが理解し得る内部フォーマットへと変換するステップと、前記画像を印刷する為に前記命令を適切なサブシステム部品へと送るステップとを含む方法。
9. 前記サブシステム制御命令を受けるステップの前に、前記ホストコンピュータにおいて画像処理及びサブシステム制御命令の生成を実施するステップを更に含む請求項８に記載の方法。
   
   

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