JP2007108861A - プリンタ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数のCPUを搭載したプリンタ装置において、入力データ形式によるデータ処理負担の違いに対応し、処理の効率化を図る。
【解決手段】 複数のCPUを搭載するPDLデータおよびラスタデータの双方を処理可能なプリンタ装置において、求められる処理能力に応じて使用するCPUや周波数を切り替える制御を行う。
【選択図】 図6

Description

本発明は、複数のデータ処理回路を有するプリンタ装置に関わるもので、特に入力された画像情報に応じて効率的に電力を制御することが可能なプリンタ装置に関する。
通常、プリンタ装置はパーソナルコンピュータ等のホスト機器から印刷用のデータを受信し、受信したデータをプリンタエンジン(記録媒体に対して物理的に画像形成を行う機構)で印刷可能な構成のデータ形式に変換するための処理を行い、変換後のデータをプリンタエンジンへ送出することによって印刷を実行している。
これらのプリンタ装置には、ホスト機器側で描画されたラスタイメージを受信して印刷を実行する形式のものと、ページ記述言語(以下PDL)と呼ばれる印刷言語で記述された印刷データを受信し、これをプリンタ側で解釈、および描画して印刷を実行するもの、あるいはこれら双方のデータを印刷可能なものが存在する。
一般的に、PDLによって記述された印刷データを印刷可能なプリンタ装置は、PDLデータの解釈と、解釈されたPDLデータに基づいた描画処理を実行することによってプリンタ内でラスタデータを生成するという処理を行うため、プリンタ側に高いデータ処理能力が要求されることが多い。加えて近年は、より高い印刷解像度と印刷速度が要求される傾向にある。以上のような要因から、プリンタ内部の回路は非常に高速で動作することが求められ、それに伴って消費される電力も非常に大きなものになりつつある。しかし一方では、環境問題を背景とした省電力への要求も年々高まってきており、装置が消費する消費電力を削減することが求められている。
上記のような、処理の高速化と省電力化という対立する要求を満たすために、印刷内容に応じてCPUの負荷を適正に調整することにより省電力化したプリンタシステムとして、ページあるいはバンド単位で印刷時間を記録し、実際に記録された印刷時間とプリンタエンジンの速度との比較を行い、比較結果に応じてCPUの動作周波数を切り替える方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
また一方で、プリンタに対する性能向上要求を満たすために複数のCPUを搭載し、これら複数のCPUによって処理を分担させる方法が提案されている(例えば特許文献2参照)。
特開2003−094773号公報 特開平11−249843号公報
PDLによって記述された印刷データを処理するためには、プリンタ側に高いデータ処理能力が必要とされるため、プリンタ側に複数のCPUを持たせて特定のCPUにPDL処理を分担させ、それ以外のCPUには他の処理を割り当てる、という構成をとる場合がある。一方でラスタイメージを受信して印刷を行うプリンタでは、PDLデータを処理する場合ほどのデータ処理能力は要求されない場合が多い。しかしながら上述した従来技術に示すような構成では、こうした入力データによって異なるデータ処理能力の違いに対する対応と消費電力の削減という要求を、必ずしも満たしきれない場合があった。
前記課題を解決するため、請求項1に記載のプリンタ装置は、ホスト装置から入力される画像情報を記録媒体上に出力するプリンタ装置であって、前記画像情報の入力形式を判定するデータ形式判定手段と、
前記画像情報に基づいて印刷用の画像形成データを生成するために用いられる複数の制御用プロセッサと、
前記制御用プロセッサの動作クロック信号の周波数を変更するための周波数変更手段と、
前記データ形式判定手段の判定結果に基づいて前記周波数変更手段の制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項2に記載のプリンタ装置は、前記画像情報の入力形式が、ページ記述言語で記述されるか、あるいはラスタ形式のデータであるかのいずれかであることを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項3に記載のプリンタ装置は、前記データ形式判定手段の判定によって、入力される画像情報がページ記述言語で記述されたものであると判定された場合に、前記複数の制御用プロセッサの内、少なくとも一つの制御用プロセッサに対して供給される動作クロック信号の周波数を変更する制御を実行することを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項4に記載のプリンタ装置は、前記周波数変更手段が、少なくとも前記複数の制御用プロセッサの一つから制御可能であることを特徴とする。
前記課題を解決するため、請求項5に記載のプリンタ装置は、前記複数の制御用プロセッサの内、少なくとも一つを前記ページ記述言語で記述された画像情報の処理専用に割り当てることを特徴とする。
本発明は、以上で説明したような構成をとることにより、以下に示すような効果をもつ。
すなわち本発明によれば、複数のCPUを搭載するPDLデータおよびラスタデータの双方を処理可能なプリンタ装置において、求められる処理能力に応じて使用するCPUや周波数を切り替える制御を行うことによって印刷処理を効率的に実行することが可能となり、それにより装置の低消費電力化を実現することが可能となる。
(実施例1)
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
ここでは本発明におけるプリンタ装置の一例として、多色のインク滴を用紙上に吐出することによって印刷を行うインクジェット記録方式を用いたプリンタを例に説明を行う。
図1は、本発明の実施形態におけるプリンタ装置(以下、プリンタ)の構成を示すブロック図である。
なお本実施例におけるプリンタは、ホストコンピュータから受信されるデータ形式として、ラスタデータおよびPDLデータの双方に対応するものである。
図1においてプリンタ100は、第1CPU101、第2CPU102の2つのCPUを持つ。加えてRAM103、ROM104、画像処理部105、操作部106、EEPROM107、エンジンインターフェース108、プリントエンジン109、ホストインターフェース110、システムバスブリッジ111、周波数変更回路112、電源部113の各部によって構成され、周波数変更回路112および電源部113を除く各ブロックはシステムバスブリッジ111によって相互に接続されている。また、システムバスブリッジ111は、これら各ブロック間の接続を制御し、場合によっては必要となる調停制御を行う。
ここで、2つのCPUの役割としては、第1CPU101は主としてプリンタ100全体の制御を司るものであり、後述のROM104に格納されている動作制御プログラムを実行することにより、ホストコンピュータとの通信の制御、ホストコンピュータからの印刷データの受信処理、受信した印刷用データをプリンタエンジンで印刷可能な構成の出力データに変換するための画像処理部105の制御を行う。一方第2CPU102は、ホストコンピュータから受信したデータがPDLデータである場合に、受信したPDLデータの解釈、および描画処理を行ってプリンタ内部でラスタデータを生成する処理を主として担当する。第1CPU101と第2CPU102間の通信は、システムバスブリッジ111上に存在する両CPUから書込み/読み出しが可能な相互通信用レジスタ(不図示)を介して実現される。第1CPU101および第2CPU102に関連する本発明に係わる処理内容に関しては、図を参照して後述する。
RAM103は、第1CPU101および第2CPU102において実行される各種制御プログラムを実行する際のワークメモリ、PDLデータに基づく描画処理を行う際に生成される中間データの格納や印刷データのバッファメモリとしての機能、ホストコンピュータとの間で送受信される各種データ(印刷データや各種制御データ)を一時的に格納するためのバッファメモリとしての機能を持つ。
ROM104は、第1CPU101および第2CPU102において実行される動作制御プログラムが格納される不揮発性のメモリであり、各CPUからの命令に従い、格納されている内容をシステムバスブリッジ111上へ出力する。また、PDLデータが文字データに関する描画コマンドを含む際に参照されるフォントデータ(文字のビットパターンもしくはアウトライン情報等)が格納される。
画像処理部105は、画像データに対する色空間処理や、ガンマ補正処理、誤差拡散法による量子化処理等を行い、プリンタエンジンが印刷可能な二値化データの生成を行う。ホストコンピュータから受信したラスタデータ、あるいはPDLデータの解釈および描画処理によってプリンタ内部で生成されるラスタデータは、インク色毎のドットデータへと変換される。
操作部106は、電源のON/OFFを行うための電源ボタン、プリンタ100とホストとの間の通信状態を切り替えるオンラインボタン、印刷を途中でキャンセルするためのキャンセルボタンや、各種設定メニューを呼び出すためのメニューボタン、メニュー選択のための十字カーソルボタン等のボタンと、メニュー表示のための液晶表示装置、状態表示のためのLED等から構成される。
EEPROM107は、プリンタ100の動作状態や、各種の設定データを保持するために設けられている電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリである。
エンジンインターフェース108は、プリントエンジン109とシステムバスブリッジ111とを接続し、両者間における各種コマンド、ステータス情報の送受信や、画像処理部105が生成するインク色毎のドットデータをプリントエンジン109に送信するために用いられる。
ホストインターフェース110は、プリンタ100とホスト機器とを接続し、両者間の通信を実現する。すなわち、ホストインターフェース110は、ホストからの印刷データを第1CPU101に対して渡したり、プリンタ100のステータス情報をホスト装置へと送信したりするために用いられるもので、具体的には、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1284、IEEE1394、IrDA等の各種インターフェース規格に則って構成される。
プリントエンジン109は、紙面に対して実際の印刷動作を行う記録ヘッド、およびインクタンク等のインク供給機構を搭載するキャリッジとその駆動機構、用紙の供給、搬送等を実現するための機構と、これらを制御する制御回路や各種センサ等によって構成される。
周波数変更回路112は、第1CPU101、第2CPU102のそれぞれに対して周波数可変のCPUクロックを供給可能となっている。具体的には、入力される基準クロックから複数の異なる周波数のクロック信号を生成するPLL回路と、生成された複数のクロック信号の中から所望の周波数の信号を選択するセレクタ回路などから構成されるものである。このような構成を用いて各CPUへ供給するクロック周波数を状況に応じて切り替えることにより、装置の消費電力および処理を最適に制御することが可能となっている。周波数変更回路が出力するクロック信号の周波数は、例えば第1CPU101に対しては300MHz、100MHz、第2CPU102に対しては600MHz、200MHzの各2段階で切り替えられるようになっており、少なくとも第2CPU102に供給するクロック信号は停止可能に構成されている。また、周波数変更回路112は第1CPU101からの命令によって出力する周波数を変更するように構成されている。
なお、上述の各ブロックはそれぞれ個別のLSI等によって構成しても、あるいは一部または全部のブロックをまとめて1個のLSIとして実現してもよい。
電源部113は、交流電源から供給される電流を直流に変換する回路やバッテリ、DC/DCコンバータ等の回路で概略構成され、上述の各ブロックが動作するのに必要となる電力を供給する。
図2は、本発明の実施形態におけるプリントエンジン109の概略構成を示すブロック図である。
図2において、プリントエンジン109はエンジン制御部201、RAM202、ROM203、紙搬送モータ制御回路204、紙搬送モータ205、紙搬送機構206、キャリッジモータ制御回路207、キャリッジモータ208、記録ヘッド制御回路209、記録ヘッド210の各部によって構成され、エンジンインターフェース108を介してシステムバスブリッジ111に対して接続されている。
次にプリントエンジン109の機能および動作概要について説明する。
エンジン制御部201は、プリントエンジン109全体の制御を行う部分であり、マイクロプロセッサやその他の周辺回路などから構成される。エンジン制御部201はROM203に格納されている動作制御プログラムを実行することにより、システムバスブリッジ経由で受信した各種コマンド信号や画像情報の処理、図2で示す各ブロックに対するアクセス制御等を含めたプリントエンジン109全体の動作を制御する。またキャリッジモータ制御回路207を介してキャリッジモータ208を駆動し、キャリッジ211を移動させる。また、紙搬送モータ制御回路204を介して紙搬送モータ205を駆動し、搬送ローラ等の紙搬送機構206を動作させる。さらにエンジン制御部201は、ROM203に格納されている各種情報に基づいて記録ヘッド制御回路209を制御して記録ヘッド210を駆動し、記録媒体上に画像の記録を行うように構成されている。
RAM202は、エンジン制御部201において実行される制御プログラムを実行する際のワークメモリや、図1に示したシステム制御部101から受信した制御信号を格納、あるいはデータのバッファメモリとしての機能を持つ。
ROM203は、エンジン制御部201において実行される動作制御プログラムが格納される不揮発性のメモリであり、エンジン制御部201からの命令に従い、格納されている内容をエンジン制御部201に対して出力する。
次に、本実施形態におけるプリンタ100のPDL処理に関し、図3を用いて説明する。
図3は、ホストコンピュータから受信したデータがPDLデータである場合の基本的なデータ処理フローを示す図である。ホストコンピュータから受信したPDLデータを解釈した結果生成される中間データを基にそれをラスタイメージへ変換し、さらにプリントエンジンにおける画像形成に適したドットデータへと変換するものである。ここでいうPDLデータとは、描画内容が記述された画像データであり、文字を表すフォントデータ、幾何学的な線画を表すベクタデータ、各種ビットマップ画像データなどに区分される。
ホストコンピュータから通信インターフェース110を介してPDLデータが受信され、それらのデータは受信処理(301)によって受信バッファへと転送される(302)。次に、CPU(本実施例では、第2CPU102)が受信バッファ内のデータを順次読み出してPDLデータの解析を実行し(303)、その結果としての中間データを生成する(304)。生成された中間データは中間データ格納メモリに格納される(305)。中間データ格納メモリには、通常1ページ分の中間データが格納される。次に、描画処理(306)によって、中間データ格納メモリに格納された中間データが順次読み出され、ラスタデータの生成が行われる。描画結果としてのラスタデータはラスタデータ格納メモリに一時的に格納される(307)。PDLデータの解析(303)からラスタデータ格納メモリにデータを格納するまでが、第2CPU102によって処理される部分である。ラスタデータ格納メモリに記憶されたラスタデータは、印刷データ生成処理(308)によって必要な画像処理(色変換処理やハーフトーン処理など)を施された上で、最終的にプリントエンジンが印刷可能な各色1bitの印刷データ(ドットデータ)に展開され、印刷データ格納メモリに格納され(309)、最終的にプリントエンジンへと転送されて(310)画像形成が行われる。なお、上記受信バッファ、中間データ格納メモリ、ラスタデータ格納メモリ、および印刷データ格納メモリは全てRAM103上の所定の領域を用いて実現される。
次に、本実施形態におけるプリンタ100の動作を、図面を参照しながら説明する。
本実施例におけるプリンタ100において、第1CPU101および第2CPU102へ供給するクロック周波数を状況に応じて切り替えることが可能な構成となっているが、初めに周波数を切り替える際の処理内容について説明する。
図4は、本実施形態における周波数変更処理のフローチャートであって、第1CPU101が周波数変更要求を出し、自らの動作周波数を変更する場合の例である。
まず周波数変更要求が出されると、ステップS401において第1CPU101がRAM103に対してアクセス中でないかを確認する。ここで、アクセスが終了している場合(ステップS401のN)はステップS402へと進み、アクセスが終了していない場合(ステップS401のY)はアクセスが終了するのを待つ。
次にステップS402において、第1CPU101は周波数変更回路112に対して周波数を変更するよう命令を送り、供給される周波数を変更させる処理を行い、ステップS403へと進む。
ステップS403では、供給される周波数が安定するのを待つため所定の時間(例えば10msec)の間第1CPU101はNOP(No OPeration)命令を実行するようにプログラムの処理を移し、ステップS404へと進む。
ステップS404では、第1CPU101で実行される処理を元のプログラムに戻し、処理を再開させる。
以上、第1CPU101が自らの動作周波数を切り替える処理について説明したが、第2CPU102の動作周波数を切り替える場合もほぼ同様にして実現できる。この場合の処理内容を図5を用いて説明する。すなわち図5のステップS501において、第1CPU101は第2CPU102がメモリアクセスの最中か否かを確認する。これは、先述した相互通信用レジスタに書き込まれた第2CPU102のステイタス情報を読み出すことによって確認する。
第2CPU102がRAM103へのアクセスを実行中でなければ、ステップS502で第1CPU101は周波数変更回路112に対して周波数変更命令を出し、第2CPU102へ供給するクロック信号の周波数を変更させる処理を行う。
ステップS503では、第2CPU102が所定時間NOP命令を実行し、ステップS504において周波数変更前の処理を再開する。
次に、本実施形態におけるプリンタ100がホストコンピュータから印刷データを受信した際に実行される処理内容に関して説明する。
図6は、本実施形態におけるプリンタ100が、印刷データを受信した際に第1CPU101および第2CPU102に関して行う制御の内容を示すフローチャートである。
ここでは、プリンタ100がスタンバイ状態にある場合を例に用いて説明する。プリンタ100がスタンバイ状態にある場合、第1CPU101は設定可能な最低周波数である100MHzで動作しており、ホストコンピュータからの印刷要求を待ち受ける状態にある。なお第2CPU102に関してはクロック信号の供給を停止している状態であるとする。
ここで、ステップS601においてホストコンピュータからの印刷要求が発生したか否かを判別し、ホストコンピュータから印刷要求があったと判定された場合(ステップS601のY)、ステップS602へと進む。印刷要求が無ければ(ステップS601のN)、印刷要求が発生するまでステップS601を繰り返す。
ステップS602では、ホストコンピュータから印刷データを受信し、受信データをRAM103上の受信バッファに格納する処理を行う。
次にステップS603において、第1CPU101の動作周波数を上げる処理を実行する。第1CPU101は、周波数変更回路112に対して周波数を変更するための命令を送り、供給されるクロック信号の周波数を上げる(ここでは300MHzに変更する)よう要求する。
ステップS604では、第1CPU101は受信データを解析することにより、PDLデータであるか、ラスタデータであるかを判断する処理を行う。受信データがいずれの形式のデータであるかは、例えば受信データのヘッダ情報としてホストコンピュータ側のプリンタドライバによって付加された情報にもとづいて判別を行う。ここで、受信したデータがPDLデータである場合(ステップS604のY)は、ステップS605へ進み、ラスタデータである場合(ステップS604のN)は、第1CPU101のみで印刷処理を実行し、ステップS608へと進む。
ステップS605では、第1CPU101は第2CPU102に対するクロック信号の供給を開始するよう、周波数変更回路112に対して命令を送り、第2CPU102に対してクロック信号を供給させる。ここでは、600MHzのクロックを供給させるものとする。クロック信号を供給された第2CPU102は、受信したPDLデータの解釈、および描画処理を行ってプリンタ内部でラスタデータを生成する処理の実行を開始する。
ステップS606では、ホストから受信したPDLデータの描画処理が完了したか否かを判定する。描画処理が完了したと判定された場合(ステップS606のY)はステップS607へ進み、完了していないと判定された場合は処理が完了するまでステップS606を繰り返す。
ステップS607では、第2CPU102の動作クロックを停止する処理を行う。PDLデータの処理には高いデータ処理能力が求められるが、PDLデータの描画処理が完了した時点でクロック信号の供給を停止することにより、無駄に電力が消費されることを防ぐことが出来る。なお、ここでクロック信号の供給を止めずに周波数を下げ(ここでは200MHzが設定可能である)、残りの印刷処理を第1CPU101と分担させるようにしてもよい。
ステップS608では、印刷処理が終了したか否かを判定する。ホストコンピュータから受信したデータの印刷が全て完了している場合(ステップS608のY)はステップS609へ進み、完了していなければステップS608を繰り返す。
ステップS609では、第1CPU101の動作周波数を下げると共に第2CPU102へのクロック信号の供給を停止し、スタンバイ状態へと移行して処理を終了する。
以上のように、本発明によれば、複数のCPUを搭載するPDLデータおよびラスタデータの双方を処理可能なプリンタ装置において、求められる処理能力に応じて使用するCPUや周波数を切り替える制御を行うことにより、印刷処理を効率的に実行することが可能となり、それによって装置の低消費電力化を実現することが可能となる。
(実施例2)
以上の実施形態では、PDLデータの解釈、および描画処理を第2CPU102が行う構成を用いて説明したが、これに関しては全てを第2CPU102が行う必要は無く、これら処理フローの全部、もしくは一部(例えば描画処理の部分など)をいわゆるASICなど、専用のハードウェアとして用意された回路を用いて実行する構成であってもよい。同様に、ラスタデータに対して画像処理を行って各インク色のドットデータを生成する処理に関しても、例えば色変換処理やハーフトーン処理などの部分に関してはASICを用いて処理させるような構成であってもよい。また上記実施例では第1CPU101と第2CPU102という2つのCPUが処理を分担する構成について説明したが、3つ以上のCPUを持つシステムであってもよい。
また、上記の実施例では、2つのCPUに供給可能なクロック信号の周波数は離散的な値をとるものとして説明したが、各CPUに対して供給するクロック信号の周波数は連続的な値をとりうるものとしてもよい。
また、上記実施例では、受信バッファ、中間データ格納メモリ、ラスタデータ格納メモリ、および印刷データ格納メモリは全てRAM103上の所定の領域を用いて実現されるものとして説明したが、本発明はこのようなメモリ構成に限定されるものではなく、例えばPDLデータの処理(PDLデータの解釈および中間データの生成処理、描画処理)に関わるデータの格納用と、PDLデータの処理以外に関わるデータの格納用のメモリが独立した別メモリとなっているような構成でもよい。
また、上記の実施例ではCPU以外の各ブロックについての動作周波数に関しては特に言及していないが、CPU以外の各ブロックに供給されるクロック信号についても変更可能な構成としておき、第1CPU101もしくは第2CPU102の周波数を変更する際に同時に周波数を変更するように構成してもよい。
なお、本発明は以上において説明した具体的な実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々に変更することが可能である。例えば上記実施例中では、ホストコンピュータから出力されるデータを記録するインクジェットプリンタを例に説明したが、本発明はこうした形態に限定されるものではなく、例えば電子写真方式のプリンタや、スキャナと一体に組み合わされた複写機、ファクシミリ等に対しても適用可能である。
本発明の実施形態における、プリンタ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における、プリントエンジン109の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における、ホストコンピュータから受信したデータがPDLデータである場合の基本的なデータ処理フローを示す図である。 本発明の実施形態における、第1CPU101の動作周波数を切り替える場合の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における、第2CPU102の動作周波数を切り替える場合の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における、プリンタ100が印刷データを受信した際に実行される処理内容を示すフローチャートである。
符号の説明
100 プリンタ
101 第1CPU101
102 第2CPU102
103 RAM
104 ROM
105 画像処理部
106 操作部
107 EEPROM
108 エンジンインターフェース
109 プリントエンジン
110 ホストインターフェース
111 システムバスブリッジ
112 周波数変更回路
113 電源部
S401〜S404 処理ステップ
S501〜S504 処理ステップ
S601〜S609 処理ステップ

Claims (5)

  1. ホスト装置から入力される画像情報を記録媒体上に出力するプリンタ装置において、
    前記画像情報の入力形式を判定するデータ形式判定手段と、
    前記画像情報に基づいて印刷用の画像形成データを生成するために用いられる複数の制御用プロセッサと、
    前記制御用プロセッサの動作クロック信号の周波数を変更するための周波数変更手段と、
    前記データ形式判定手段の判定結果に基づいて前記周波数変更手段の制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とするプリンタ装置。
  2. 前記画像情報の入力形式とは、ページ記述言語で記述されるか、あるいはラスタ形式のデータであるかのいずれかであることを特徴とする、請求項1に記載のプリンタ装置。
  3. 前記データ形式判定手段の判定によって、入力される画像情報がページ記述言語で記述されたものであると判定された場合に、前記複数の制御用プロセッサの内、少なくとも一つの制御用プロセッサに対して供給される動作クロック信号の周波数を変更する制御を実行することを特徴とした、請求項1ないし2に記載のプリンタ装置。
  4. 前記周波数変更手段は、少なくとも前記複数の制御用プロセッサの一つから制御可能であることを特徴とする、請求項1ないし3に記載のプリンタ装置。
  5. 前記複数の制御用プロセッサの内、少なくとも一つを前記ページ記述言語で記述された画像情報の処理専用に割り当てることを特徴とする、請求項1ないし4に記載のプリンタ装置。
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