JP2005219279A - 画像出力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 タンデム方式で、色毎にマルチビーム(N本)の光学系を備えるカラープリンタ装置において、バッファオーバーランの発生を廉価なシステムで回避する。
【解決手段】 4色の印刷データを並列にプリンタエンジンに出力するプリンタコントローラにおいて、並列に転送される各色の画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に基づいて、各色の画像データを転送するDMACの色間の転送優先順位、又は転送比率を動的に設定できるようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、カラープリンタエンジンに画像データを供給するプリンタコントローラ等に適用される画像出力装置に関するものである。
画像印刷装置としてのページプリンタは、図7に示すように、ネットワーク、USBインターフェース等を介して、プリンタドライバを有するホストコンピュータに接続され、ホストコンピュータ等の機器が印刷元データから生成した中間出力データを出力に適した出力画像データに変換するコントローラ部と、コントローラ部から出力された出力画像データを取得し、紙等のメディアに画像出力するエンジン部とを有する。このコントローラ部に適した中間出力データの生成は、一般にはプリンタドライバと呼ばれるソフトウェアで行われる。さらに、コントローラ部で中間出力データをエンジン部に適した出力画像データに変換し、エンジン部からの画像転送許可信号に同期してエンジン部にビデオ信号として出力する。エンジン部では電子写真プロセスを制御・駆動し、入力されたビデオ信号を紙等のメディア上に画像として出力する。
電子写真プロセス方式のカラープリンタにおいては、特許文献1に示されるようなタンデム方式と呼ばれる並列処理による高速印刷方式が提案され実用に供されている。タンデム方式では4色(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)の感光体を一列に並べ、各色の印刷処理をオーバーラップさせることで印刷時間を短縮している。
図3はタンデム方式のプリンタエンジンに対するコントローラ部からの印刷データ出力タイミングを示しており、aはページ同期信号、b〜eは各色の印刷データの転送タイミングを示すものである。図3から明らかなように、タンデム方式の電子写真プリンタにおいては各色印刷データを、ページ同期信号に同期して、並列に転送する必要がある。
また、印刷速度の高速化を図る別の手法として、特許文献2に記載のように、複数の半導体レーザー(マルチビーム)を使用して画像を形成するマルチビーム方式と呼ばれる印刷方式が提案され実用に供されている。マルチビーム方式では、複数の光ビームにより、感光体に対して複数のライン走査を同時に行い潜像を形成する。例えば、2個の光ビームを用いて2ラインの走査を同時に行えば、原理的に露光の所要時間は1/2になり、1個の光ビームを用いた場合より、2倍の速度にて印刷できる。
上述したタンデム方式の各色の光学系に、それぞれこのマルチビーム方式を適用することで、更なる印刷速度の高速化が可能であり、現在、この方式によるカラープリンタが実用に供されている。
図2は、各色の光学系にマルチビーム方式を適用したタンデム方式のカラープリンタのコントローラ構成を示す図である。本従来例では、各色の光学系は2個の光ビームを有するマルチビーム方式で、2ラインの走査を同時に行い、各色の印刷画像を形成するものとする。
同図において、本従来例のプリンタコントローラはシステムバス200に接続するCPU201、ROM202、外部i/f部203、4chのDMAC204、画像メモリ205、画像出力部206等で構成され、更に画像出力部206はプリンタエンジン207と接続している。画像出力部206は、4色分のデータ処理部210a〜210d、ラインバッファ211a〜211d、およびエンジンi/f212から構成され、更にラインバッファ211a〜211dは、それぞれ各色の光学系が有する光ビームと同数の2個のラインバッファ(ラインバッファ1、ラインバッファ2)から成る。
上記構成において、ホストコンピュータで生成された中間出力データは、外部i/f部部203で受信され、CPU201によってプリンタエンジン207に出力可能な画像データに変換された後、画像メモリ205に格納される。各色の画像データは、データ処理部210a〜210dにおいて、光ビームと同数の2個のラインバッファにライン毎に振り分けられるため、マルチビームを意識することなく画像メモリ205にシーケンシャルに格納される。CPU201は所定の量(ページ、または所定サイズのバンド)の画像データの生成が完了すると、エンジンi/f部212を介して、プリンタエンジン207に印刷開始のコマンドを送信する。印刷開始のコマンドを受信したプリンタエンジン207は、印刷動作を開始して、画像データの転送タイミングを示す垂直同期信号/水平同期信号を出力する。エンジンi/f212は、これらの同期信号から、各色の画像データの転送開始タイミングをCPU201に通知し、これによりCPU201は、各色に対応する4chのDMAC204をそれぞれ起動する。各chのDMAC204は、画像メモリ205に格納された各色の画像データを、画像出力部206の各色のデータ処理部210a〜210dにそれぞれ転送する。タンデム方式の場合、4色のデータ転送は並列に実行され、システムバス200を共通に使用する。データ処理部210a〜210dは、それぞれ各chのDMAC204によってシーケンシャルに転送される画像データを1ライン毎に分離し、第一の光ビームが走査するライン(奇数ライン)の画像データはラインバッファ1に、第二の光ビームが走査するライン(偶数ライン)の画像データはラインバッファ2に転送する。エンジンi/f212は、ラインバッファ211a〜211dから画像データを読み出し、図3に示すように前記垂直同期信号/水平同期信号のタイミングに合わせて、4色の画像データを並列にプリンタエンジン207に出力する。更に各色の画像データの出力は、各色の光ビームに対応する2ラインの画像データを、ラインバッファ1、ラインバッファ2から並列にプリンタエンジン207に出力する仕組みになっている。
図4は、図2のプリンタエンジン207が印刷動作を行う際の、1色の画像データの出力タイミングを示しており、aは画像メモリ205から画像出力部206に転送される画像データ、bはプリンタエンジン207が出力する水平同期信号、cはラインバッファ211からプリンタエンジン207に出力される画像データを示すものである。
図4から明らかなように、マルチビーム方式の電子写真プリンタにおいては、水平同期信号に同期して、光ビームと同数のラインの画像データを、プリンタエンジンに並列に転送する必要がある。
特開平9−192542号公報 特開平8−15623号公報
電子写真方式のプリンタエンジンにおいては、公知の如く、その機構上、一旦印刷動作を開始すると、プリンタの紙搬送を途中で停止することは不可能なため、例えば、タンデム方式の場合、4色の画像データの転送を共通のシステムバスを使用して並列に行わなければならず、画像メモリから画像出力部へのデータ転送が1色でもプリンタエンジンのプロセススピードに間に合わなかった場合には、正常な画像形成が行われない、いわゆるバッファオーバーランが発生する問題があった。特に、各色の光学系が複数の光ビームにより、複数のラインの走査を同時に行うマルチビーム方式である場合、図4のタイミングチャートからも明らかなように、画像メモリから画像出力部への画像データの転送は、1ラインごとにシーケンシャルに行われるものの、プリンタエンジンへの画像データの出力は、水平同期信号に同期して、光ビームと同数のラインの画像データを並列に転送しなければならないため、並列に転送する複数ラインの画像データのうち、画像出力部に後から転送されるラインの画像データほどプリンタエンジンに出力されるまでの時間が短く、バッファオーバーランの発生する可能性が高い。
また上記バッファオーバーランの発生を防ぐために、システムバスの帯域を十分に広くする事でこの問題を回避する事も可能であるが、そのためには高価な高速DMA/高速メモリシステム/高速バスシステム等が必要になる。
また、予め、光ビームに対応するライン(従来例の場合、奇数ラインと偶数ライン)ごとに画像データを画像メモリに格納して、それらを並列に画像出力部に転送する方法もあるが、光ビームに対応するラインごとに画像データを分離して画像メモリに格納するという煩わしい処理が必要になるとともに、光ビームに対応するラインと同数のDMAコントローラを4色分必要とし、高コストなシステムになってしまう。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、共通のシステムバスを使用して4色分の画像データの転送を並列に行うタンデム方式で、各色の光学系が複数の半導体レーザーを有するマルチビーム方式であるプリンタ装置であっても、バッファオーバーランが発生する危険性を回避し、信頼性の高い印刷処理を廉価に実現する画像出力装置を提供する事を目的とするものである。
本発明は、上記問題点を解決するために、4色の印刷画像を並列に形成するタンデム型で、各色の光学系がN個の半導体レーザーを有し、色毎にNラインの画像形成を同時に行う電子写真方式のカラープリンタエンジンに接続し、当該プリンタエンジンに印刷データを供給する画像出力装置おいて、印刷データを保持する第一の記憶手段と、印刷データをプリンタエンジンに供給するエンジンインターフェース手段と、前記第一の記憶手段に保持する印刷データを色毎に並行してエンジンインターフェース手段に転送するための転送手段を有し、更に、前記エンジンインターフェース手段は、前記プリンタエンジンに並列に転送するNライン分の第二の記憶手段と、前記転送手段により転送される印刷データをライン毎に分離して前記第二の記憶手段に転送するデータ処理手段を色毎に有し、前記転送手段は、前記エンジンインターフェース手段に転送している印刷データのライン番号の情報(1〜N)に従って、色毎に転送優先順位、又は転送比率が指定する事を特徴とする。
また、前記転送手段は、前記プリンタエンジンに並列に転送するNラインの画像データのうち、前記エンジンインターフェース手段に対して後から転送するラインほど、前記転送手段の色毎の転送優先順位、又は転送比率を高く設定することを特徴とする。
本発明によれば、印刷動作時、画像メモリから画像出力部に転送する画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に従って、各色の画像データを転送するDMACがシステムバスにアクセスする際の色間の優先レベル、またはDMACがシステムバスへのアクセスを許可された際に転送するデータ量の制御を行なう事で、効率的にシステムバスを使用できるようになり、例えば、バッファオーバーランが発生する可能性が高いラインの画像データの転送を行っているDMACのシステムバスの占有率を高くして、バッファオーバーランが発生する問題を容易に解消でき、信頼性の高い画像出力装置を廉価に実現することが可能になる。
以下、発明を実施するための最良の形態として、添付図面に従って本発明にかかる実施例を詳細に説明する。
<装置構成の説明>
図1は、本発明の実施例における、タンデム方式の各色の光学系にマルチビーム方式を適用したカラーレーザープリンタのコントローラ部の構成を示す図である。本実施例では、前記従来例と同様に、プリンタエンジンの各色の光学系は2個の光ビームを有するマルチビーム方式で、2ラインの走査を同時に行い、各色の印刷画像を形成するものとする。
本実施例のシステムでは、図1に示すようにCPU101、ROM102、外部i/f部103、4chのDMAC104、画像メモリ105、画像出力部106は共通のシステムバス100に接続した構成になっており、更に画像出力部106はプリンタエンジン107と接続している。
同図においてCPU101は、装置全体の制御を行うとともに、外部i/f部103より受信する中間出力データからプリンタエンジン107に出力可能な画像データの生成を行う。ROM102は前記CPU101によって処理される処理手順(プログラム)、およびフォントデータなどを格納する。外部i/f部103は、Ethernet(登録商標)等のLANインターフェースや、USBやIEEE1284、IEEE1394等のI/Oインターフェースであり、ホストコンピュータから中間出力データ受信する。4chのDMAC104は、画像メモリ105に格納する4色の画像データを画像出力部に転送するものであり、色毎に画像データの転送を行うDMAC120a〜120dと、DMAC120a〜120dのシステムバス100へのアクセスを制御するDMACアクセス制御部121から成る。画像メモリ105は、CPU101が生成した画像データを一旦格納する。画像出力部106は、プリンタエンジン107の印刷動作に合わせて、画像データをプリンタエンジン107に出力する。
次に画像出力部107の内部構成を説明する。画像出力部106においては4色分の画像データの転送処理が並列に行われるため、データ処理部110a〜110d、ラインバッファ111a〜111dはそれぞれ4色分配置される。データ処理部110a〜110dはそれぞれDMAC120a〜120dからシーケンシャルに転送される画像データを1ライン毎に分離し、それぞれ後段のラインバッファ111a〜111dに順次転送する。また同時に、現在転送している各色の画像データの光ビームに対応するライン番号(1ライン目または2ライン目)の情報を、それぞれSig_a,Sig_b,Sig_c,Sig_dとしてDMACアクセス制御部121に出力する。ラインバッファ111a〜111dは、それぞれ各色の光ビームと同数の2個づつ(ラインバッファ1、ラインバッファ2)配置されており、このうちラインバッファ1は、第一の光ビームが走査する奇数ラインの画像データの転送に供される。同様に、ラインバッファ2は、第二の光ビームが走査する偶数ラインの画像データの転送に供される。エンジンi/f部112は、プリンタエンジン107との間でコマンド/ステータスの通信処理を行うとともに、プリンタエンジン107から出力される垂直同期信号/水平同期信号に同期して、4色の画像データを並列に、かつ各色の光ビームに対応する2ラインの画像データを並列にプリンタエンジン107に出力する。
<動作説明>
上記構成において、ホストコンピュータで生成された中間出力データは、外部i/f部103で受信され、CPU101によってプリンタエンジン107に出力可能な画像データに変換された後、画像メモリ105に格納される。各色の画像データは、それぞれデータ処理部110a〜110dにおいて、光ビームと同数の2個のラインバッファにライン毎に振り分けられるため、マルチビームを意識することなく画像メモリ105にシーケンシャルに格納される。所定の量(ページ、または所定サイズのバンド)の画像データが生成されると、CPU101は、エンジンi/f部112を介して、プリンタエンジン107に印刷開始のコマンドを送信する。印刷開始のコマンドを受信したプリンタエンジン107は、印刷動作を開始して、画像データの転送タイミングを示す垂直同期信号/水平同期信号を出力する。エンジンi/f部112は、これらの同期信号から、各色の画像データの転送開始タイミングをCPU101に通知し、これによりCPU101は、各色に対応する4chのDMAC120a〜120dをそれぞれ起動する。各DMACは、画像メモリ105に格納された各色の画像データを、画像出力部106の各色のデータ処理部110a〜110dにそれぞれ転送する。タンデム方式の場合、4色のデータ転送は並列に実行され、システムバス100を共通に使用する。DMACアクセス制御部121は、データ処理部110a〜110dから出力されるSig_a,Sig_b,Sig_c,Sig_dから各chのDMACが転送している各色の画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に従って、DMAC120a〜120dのシステムバス100へのアクセスを制御する。データ処理部110a〜110dは、それぞれ各chのDMACによってシーケンシャルに転送される画像データを1ライン毎に分離し、第一の光ビームが走査するライン(奇数ライン)の画像データはラインバッファ1に、第二の光ビームが走査するライン(偶数ライン)の画像データはラインバッファ2に転送する。エンジンi/f部112は、ラインバッファ111a〜111dから画像データを読み出し、図3に示すように、4色の画像データを並列にプリンタエンジン107に出力する。更に各色の画像データの出力は、各色の光ビームに対応する2ラインの画像データを、ラインバッファ1、ラインバッファ2から並列にプリンタエンジン107に出力する仕組みになっている。
<第一の実施例の説明>
第一の実施例では、DMACアクセス制御部121は、各chのDMACが転送している画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に応じて、各色のデータ転送の緊急度を判断し、DMAC120a〜120dがシステムバス100にアクセスする際の優先レベルを動的に設定する。
DMACアクセス制御部121は、プリンタエンジン107に並列に転送される複数ラインの画像データのうち、画像出力部106に後から転送されるラインの画像データほどプリンタエンジン107に出力されるまでの時間が短く、緊急度か高いものと判断して、本実施例では、2ライン目(偶数ライン)の画像データを転送しているchのDMACを、1ライン目(奇数ライン)の画像データを転送しているchのDMACよりも、システムバスにアクセスする際の色間の優先レベルを高く設定して、優先的にデータ転送を行わせる。
図5は第一の実施例におけるDMACアクセス制御部121の動作をを説明するフローチャートである。
DMACアクセス制御部121は、まずDMAC120a〜120dからのシステムバスへのアクセス要求の有無を確認する(S501)。システムバスへのアクセス要求がある場合、アクセス要求が複数あるか否かを確認し(S502)、アクセス要求が1chのみである場合、アクセス要求を出しているchのDMACにシステムバスへのアクセスを許可する(S503)。アクセス要求が複数ある場合、その中に、2ライン目(偶数ライン)の画像データを転送しているDMACがあるか否かを確認し(S504)、2ライン目の画像データを転送しているDMACがない場合、ラウンドロビン方式により、1ライン目(奇数ライン)の画像データを転送している何れかのchのDMACにシステムバスへのアクセスを許可する(S505)。S504において、2ライン目(偶数ライン)の画像データを転送しているDMACがある場合、2ライン目(偶数ライン)を転送しているDMACが複数あるか否かを確認し(S506)、2ライン目(偶数ライン)を転送しているDMACが1つである場合、このchのDMACにシステムバスへのアクセスを許可する(S507)。S506において、2ライン目(偶数ライン)を転送しているDMACが複数ある場合、ラウンドロビン方式により、2ライン目(奇数ライン)の画像データを転送している何れかのchのDMACにシステムバスへのアクセスを許可する(S508)。DMACアクセス制御部121は、S505、S507、S508において、何れかのchのDMACにシステムバスへのアクセスを許可した後、当該chのDMACがシステムバスへのアクセスが終了するのを確認して(S509)、次のアクセス要求を処理するものである。
以上、第一の実施例によれば、DMACアクセス制御部121は、各chのDMACが転送している画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に応じて、各chのDMACがシステムバスにアクセスする際の、色間の優先レベルを動的に変化させることが可能となる。これにより、プリンタエンジン107に画像データを出力するまでの時間が少い、即ち、バッファオーバーランが発生する可能性が高いラインの画像データの転送に対して、当該転送を行っているDMACの色間の優先レベルを高く設定することで、優先的にデータ転送を行わせることができる。
<第二の実施例の説明>
第二の実施例では、DMACアクセス制御部121は、各chのDMACが転送している画像データのライン番号の情報の如何に関わらず、DMAC120a〜120dからのシステムバス100へのアクセス要求に対して、ラウンドロビン方式などにより平等にシステムバス100へのアクセスを許可する。しかしてDMACアクセス制御部121は、システムバス100へのアクセスを許可したchのDMACが転送している画像データの、マルチビームに対応するライン番号の情報に応じて、当該chのデータ転送の緊急度を判断し、当該chのDMACにシステムバスへのアクセスを許可した際に、DMACが転送するデータ量を動的に設定するものである。
DMACアクセス制御部121は、第一の実施例と同様に、プリンタエンジン107に並列に転送される複数ラインの画像データのうち、画像出力部106に後から転送されるラインの画像データほどプリンタエンジン107に出力されるまでの時間が短く、緊急度か高いものと判断して、本実施例では、2ライン目(偶数ライン)の画像データを転送しているchのDMACにシステムバス100へのアクセスを許可した場合、1ライン目(奇数ライン)の画像データを転送しているchのDMACよりも、1回のシステムバス100へのアクセス許可でシステムバスにアクセスする回数を多く設定して、優先的にデータ転送を行わせる。
図6は、第二の実施例におけるDMACアクセス制御部121の動作を説明するフローチャートである。
DMACアクセス制御部121は、まずDMAC120a〜120dからのシステムバスへのアクセス要求の有無を確認する(S601)。システムバスへのアクセス要求がある場合、1つのchのDMACにシステムバス100へのアクセスを許可する(S602)。ここで複数chのDMACからのアクセス要求に対しては、ラウンドロビン方式により平等にシステムバス100へのアクセスを許可する。次に、システムバス100へのアクセスを許可したchのDMACが転送している画像データのライン番号の情報を確認し(S603)、2ライン目(偶数ライン)の画像データを転送している場合、当該DMACに対してシステムバス100へのアクセスを続けて二回行わせる(S604)。1ライン目(奇数ライン)の画像データを転送している場合、システムバス100へのアクセスを一回行わせる(S605)。DMACアクセス制御部121は、S604、S605におけるDMACによる所定回数のシステムバスへのアクセスが終了したことを確認して(S606)、次のアクセス要求を処理するものである。
以上、第二の実施例によれば、DMACアクセス制御部121は、システムバス100へのアクセスを許可したchのDMACが転送している画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に応じて、当該chのDMACにシステムバスへのアクセスを許可した際に、DMACが転送するデータ量を動的に変化させることが可能となる。これにより、プリンタエンジン107に画像データを出力するまでの時間が少い、即ち、バッファオーバーランが発生する可能性が高いラインの画像データの転送に対して、当該転送を行っているDMACがシステムバス100へのアクセスを許可された際に転送するデータ量を大きく設定することで、優先的にデータ転送を行わせることができる。
また、第一の実施例と第二の実施例を組み合わせ、各chのDMAコントローラ104が転送している画像データのマルチビームに対応するライン番号の情報に応じて、各chのDMACがシステムバス100にアクセスする際の色間の優先レベルと、DMACがシステムバス100へのアクセスを許可された際に転送するデータ量を動的に変えることも考えられる。
また、本実施例では、プリンタエンジン107の各色の光学系は、2個の光ビームを有するものであったが、これに限るものではなく、更に多数の光ビームを有するものでも良く、この場合、第一実施例では、DMAC120a〜120dの優先レベルを細分化したり、第二の実施例では、DMAC120a〜120dがそれぞれシステムバス100のアクセスを許可された際に転送するデータ量を細かく設定することが可能である。
本発明の一実施例による画像出力装置の構成を示すブロック図である。 従来の画像出力装置の構成を示すブロック図である。 タンデム型のカラーレーザービームプリンタに供給する画像データの出力タイミングの例を示す図である。 マルチビーム方式のレーザービームプリンタに供給する画像データの出力タイミングの例を示す図である。 第一の実施例における、DMACアクセス制御部の動作を示すフローチャートである。 第二の実施例における、DMACアクセス制御部の動作を示すフローチャートである。 一般的なプリンタの構成を説明する図である。
符号の説明
100 システムバス
110a〜110d データ処理部
101 CPU
111a〜111d ラインバッファ
102 ROM
112 エンジンi/f部
103 外部i/f部
120a〜120d DMAC
104 DMAC(4ch)
121 DMACアクセス制御部
105 画像メモリ
106 画像出力部
107 プリンタエンジン

Claims (2)

  1. 4色の印刷画像を並列に形成するタンデム型で、各色の光学系がN個の半導体レーザーを有し、色毎にNラインの画像形成を同時に行う電子写真方式のカラープリンタエンジンに接続し、当該プリンタエンジンに印刷データを供給する画像出力装置において、
    印刷データを保持する第一の記憶手段と、
    印刷データをプリンタエンジンに供給するエンジンインターフェース手段と、
    前記第一の記憶手段に保持する印刷データを色毎に並行してエンジンインターフェース手段に転送するための転送手段を有し、
    更に、前記エンジンインターフェース手段は、前記プリンタエンジンに並列に転送するNライン分の第二の記憶手段と、前記転送手段により転送される印刷データをライン毎に分離して前記第二の記憶手段に転送するデータ処理手段を色毎に有し、
    前記転送手段は、前記エンジンインターフェース手段に転送している印刷データのライン番号の情報(1〜N)に従って、色毎に転送優先順位、又は転送比率を指定する事を特徴とする画像出力装置。
  2. 前記転送手段は、前記プリンタエンジンに並列に転送するNラインの画像データのうち、前記エンジンインターフェース手段に対して後から転送するラインほど、前記転送手段の色毎の転送優先順位、又は転送比率を高く設定することを特徴とする請求項1記載の画像出力装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009064312A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Ricoh Co Ltd 画像処理装置,画像形成装置,画像転送方法,プログラム,および記録媒体

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