JP2008269074A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリンタコントローラとプリンタエンジン間のインターフェースにおいて、転送データが増加したり多ビットの画像データを転送する場合、信号線が増えてしまう。
【解決手段】 プリンタコントローラとプリンタエンジンを電気的に接続するインターフェース手段を備えるカラーレーザープリンタ装置において、前記インターフェース手段であるところの物理的な電気信号線の送受信方向を、前記プリンタコントロと前記プリンタエンジン間でやり取りされるデータによって変化させる手段を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーレーザビームプリンタ（以下、ＬＢＰ）に関し、その機器内のプリンタコントローラとプリンタエンジンとのインターフェースに関するものである。

ＬＢＰは、接続されたホストコンピュータからの画像データを出力に適した画像データに変換するプリンタコントローラ部分と、コントローラ部分から出力された画像データをメディアに出力するプリンタエンジン部分、とから構成されている。

プリンタコントローラは、ホストコンピュータとパラレルインターフェース、ＵＳＢ、イーサネット（登録商標）などの接続手段を介して印刷ジョブを受け取り、印刷ジョブに含まれる画像データをエンジンに適した画像データに変換する。そして、エンジンから送られてくる信号に同期させて画像データをビデオ信号として出力する。エンジン部においては、紙などの印刷メディアの搬送、電子写真プロセスを制御、駆動する。コントローラから送られてきた画像データのビデオ信号を、紙などのメディア上に画像として出力することで、ホストコンピュータからの画像データを印刷している。

従来のプリンタコントローラとプリンタエンジンとのインターフェースは、特許文献１にあるように画像データを送信する為の片方向の通信線と、各種の制御線をやり取りする為の双方向の通信線によって成されていた。

また、画像データのカラー化や解像度の向上によってもたらされる転送データの増加に対処するため、特許文献２が提案されている。これは、画像データの転送は高速なシリアル転送規格であるところのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの物理層における片方向の信号線のみを使用し、制御線のやり取りには双方向の信号線を利用するものである。
特開２００２−８２７９３号公報 特開２００５−３２１９２１号公報

しかしながら、前述した従来例においては、プリンタコントローラとプリンタエンジン間のインターフェースにおいて、画像データ用の信号線、制御用の信号線が必要になる。従って、今後更に転送データが増加したり多ビットの画像データを転送する場合、信号線が増えてしまうという問題がある。

本発明では上記問題点に鑑み、ホストコンピュータから送られてきた画像データをラスタライズしプリンタエンジンに適合した色空間への変換を行う第一の画像処理部を含むプリンタコントローラ部と、前記第一の画像処理部から送信されて来た画像データに対して画像形成部の特性に応じて適正な補正処理を行う第二の画像処理部と、さらには前記第二の画像処理部によって生成された画像データ信号によってレーザーを駆動して各種のメディアに対して画像を形成する画像形成部を含むプリンタエンジン部と、前記プリンタコントローラ部と前記プリンタエンジンを電気的に接続するインターフェース手段と、を備える画像形成装置において、前記インターフェース手段の電気信号線の送受信方向を、前記プリンタコントローラ部と前記プリンタエンジン間でやり取りされるデータによって変化させる手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、プリンタコントローラとプリンタエンジン間の制御に関わる信号を削除することが可能となり、インターフェースケーブルの、コスト低減、スペース効率の面でメリットが生じる。

（実施例）
以下、本発明の実施の形態を図面を使用して説明する。図１は本発明を適用できるプリンタのブロック図である。

図１において、１０１はプリンタ装置を示している。

プリンタ１０１は、プリンタコントローラ１０５、プリンタエンジン１０９、そしてその物理的にはケーブルであるところの電気的インターフェースレーン１０６から形成される。

ホストｉ／ｆ１０３は、ホストコンピュータ１０２とのデータ送受信を制御する。ホストコンピュータ１０２とのｉ／ｆはパラレルインターフェース、ＵＳＢ、イーサネット（登録商標）など様々な種類があるがここではまとめてホストｉ／ｆと記述する。

画像処理部１（１０４）は、ホストコンピュータ１０２からの印刷ジョブを解釈し、画像データをビットマップイメージにラスタライズする。更に、ホストコンピュータ１０２で扱う色空間（通常はＲ、Ｇ、Ｂ）を、プリンタエンジン１０２が扱う色空間（通常はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）へと変換する。

コマンド／ステータス制御部１（１１２）は、プリンタエンジン１０９を制御するためのコマンドを生成する。また、プリンタエンジン１０９からのステータスを解釈する。

シリアルデータ送受信部１（１１４）は、画像処理部１（１０４）で生成された画像データ、及びコマンド／ステータス制御部１（１１２）で生成されたコマンドデータをシリアライズし、インターフェースレーン１０６に送出する。また逆に、プリンタコントローラ１０９からインターフェースレーン１０６を介して送られてきたシリアルデータを受信しデシリアライズする。

プリンタコントローラ１０５は、前述したホストｉ／ｆ１０５、画像処理部１（１０４）、コマンド／ステータス制御部１（１１２）、シリアルデータ送受信部１（１１４）を含み、さらにここには図示していない操作パネルの制御なども行っている。

１０６はプリンタコントローラ１０５とプリンタエンジン１０９とのインターフェースレーンである。本発明のプリンタエンジン１０９はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色の感光ドラムを備えることを前提に記述しているため、各色毎に一つのインターフェースレーンを使用する。すなわち、４レーンのＬＶＤＳ信号が流れており、各レーンに対する色データの対応は決まっている。

プリンタエンジン１０９のシリアルデータ送受信部２（１１５）は、プリンタコントローラ１０５からインターフェースレーン１０６を介して送信されてきた送信されてきたシリアルデータを受信してデシリアライズする。また逆に、プリンタエンジン１０９のステータスをシリアライズしてインターフェースレーン１０６に送出する。

画像処理部２（１０７）は、プリンタコントローラ１０５からの画像データを、画造形成部１０８において最適な画像形成が行えるよう補正処理を行う。具体的には、画像の濃度調整、ハーフトーン処理などを行った画像データを生成する。そして生成した画像データを元に、画像形成部１０８で画像形成を行うために各色のレーザー駆動信号１１１を生成する。

コマンド／ステータス／タイミング制御部２（１１３）は、画像処理部１０７と画像形成部１０８が協同して動作するための同期信号、割り込み信号などの制御線１１０を処理している。画像処理部２（１０７）で生成されたレーザー駆動信号１１１を適切なタイミングで画像系西部１０８に対して出力させる。
画像形成部１０８は、紙などの印刷メディアの搬送、電子写真プロセスを制御、駆動などを行い、メディア上に画像として出力する。

プリンタエンジン１０９は、前述した画像処理部２（１０７）と画像形成部１０８とコマンド／ステータス／タイミング制御部２（１１３）から構成される。

図２は、図１におけるインターフェースレーン１０６の１レーンに関してプリンタコントローラ１０５側、プリンタエンジン１０９側における、電気的物理層を記したものである。本発明においては、同じものが４つ、計４レーンから成っている。

図２において、２０１、２０２はイネーブル制御可能なＬＶＤＳドライバ、２０３、２０４はイネーブル制御可能なＬＶＤＳレシーバである。全てのドライバ、レシーバはイネーブル制御が可能となっている。ドライバ、レシーバとも、イネーブル信号の制御によってディセーブルとされている場合の出力信号はハイインピーダンスになる。

２０５はシリアライズ回路であり、プリンタコントローラで生成されたパラレルデータをシリアルデータに変換する。２０６もシリアライズ回路であり、同様にプリンタエンジンで生成されたパラレルデータをシリアルデータに変換する。

２０７はデシリアライザ回路であり、プリンタエンジン１０９から送信されてきたシリアルデータをパラレルデータに変換する。２０８もデシリアライザ回路であり、プリンタコントローラ１０５から送信されてきたシリアルデータをパラレルデータに変換する。

２０９はＬＶＤＳレシーバ２０３のイネーブル制御線、２１０はＬＶＤＳドライバ２０１のイネーブル制御線、２１１はＬＶＤＳレシーバ２０４のイネーブル制御線、２１２はＬＶＤＳドライバ２０２のイネーブル制御線である。

２１３、２１４はＬＶＤＳドライバ２０１、２０２の入力信号のプルダウン抵抗である。２１５、２１６はＬＶＤＳドライバ２０１、２０１のイネーブル制御線２１０、２１２のプルダウン抵抗である。これらのプルダウン抵抗により、電源ＯＮ時やシリアライザ２０５、２０６の動作が始まる前でもインターフェースレーン１０６はＬレベルで安定する。また、本図ではＬＶＤＳドライバは、そのイネーブル制御信号としてＬレベルが入力するとイネーブルになるものとして記載してある。しかし、Ｈレベルが入力することでイネーブルになる場合は、２１５、２１６はプルアップ抵抗とすれば同様の動作となる。

図３は、画像データをコマンドがパケット化される様子を示した図である。

図４は、図３で示されたパケットデータがＬＶＤＳドライバ２０１、インターフェースレーン１０６を介してＬＶＤＳレシーバ２０４に送信される様子を示した図である。

次に、図１、図２、図３、図４、及び図５、図６に示すフローチャートを用いて本発明が適合出来るプリンタ装置の動作を説明する。

プリンタが印刷待機状態にある時、プリンタコントローラ１０５、及びプリンタエンジン１０９はアイドル状態にある。この時、４つあるインターフェースレーン１０６のうち１つのインターフェースレーンではプリンタコントローラ１０５からプリンタエンジン１０９方向へデータが送信されている。また、別の１つのインターフェースレーン１０６ではプリンタエンジン１０９からプリンタコントローラ１０５の方向へデータを送信している。この二つのインターフェースレーンの関係は、プリンタコントローラ１０５からのコマンドを受けてプリンタエンジン１０９がステータスを返す、というものである（ステップＳ５０１）。

プリンタコントローラ１０５からコマンドは、コマンド／ステータス制御部１（１１２）によって生成される。生成されたコマンドは、シリアルデータ送受信部１（１１４）によってシリアライズされ、インターフェース１０６に送出される。また、プリンタエンジン１０９のステータスは、画像形成部１０８の状態、画像処理部２（１０７）の状態などを反映し、コマンド／ステータス／タイミング制御部２（１１３）によって生成される。生成されたコマンドは、シリアルデータ送受信部２（１１５）によってシリアライズされ、インターフェース１０６に送出される。この時は、画像データは存在していないため、やり取りしているのはコマンド／ステータス情報のみとなる。従って、図３で示したパケットデータの画像データに相当する部分にはダミーのデータが埋め込まれており、コマンドのみが有効である。

プリンタエンジン１０９においても同様に、コマンド／ステータス／タイミング制御部２（１１３）でプリンタエンジン１０９のステータスが生成される。生成されたステータスは、シリアルデータ送受信具２（１１５）でシリアライスされ、インターフェースレーン１０６に送出される。

コマンド／ステータスがやり取りされるのはインターフェースレーン１０６の各々１レーンである。残り２つのインタフェースレーンはハイインピーダンスに制御されている。

プリンタコントローラ１０５のホストｉ／ｆ１０３は、ホストコンピュータ１０２からの印刷ジョブを受けると（ステップＳ５０２）、画像データに関しては画像処理部１（１１４）へ送出する。また、プリンタエンジン１０９の動作に関わる命令に関してはコマンド／ステータス制御部１（１１２）へと送出する。そして印刷リクエストのコマンドがシリアルデータ送受信部１（１１４）を介してプリンタエンジン１０９へと送られる（ステップＳ５０３）。コマンドを受けたプリンタエンジン１０９は、印刷の準備動作に入り（ステップＳ５０４）、各転送レーンのステータスをプリンタコントローラ１０５に返す（ステップＳ５０５）。ステータスとして返されるのは、４つあるインターフェースレーン１０６が画像データの受け入れが可能か否か、及び画像形成部１０８が印刷可能か否かなどの情報である。プリンタコントローラ１０５のコマンド／ステータス制御部１ではこのステータスを逐次解釈している。

プリンタコントローラ１０５においては、印刷ジョブに含まれる画像データは、画像処理部１（１０４）においてビットマップイメージにラスタライズされる。さらに、プリンタエンジン１０９が扱うための、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの色空間へと変換し一時蓄積される（ステップＳ５０６）。

更に、プリンタコントローラ１０５においては、画像処理部１（１０４）に一時蓄積された各色の画像データとプリンタエンジン１０９を制御するためのコマンドを所定のデータ単位で括ったパケットデータを生成する。本発明ではパケットデータの詳細に関しては記述しない。それは、プリンタコントローラ１０５の処理性能や、プリンタコントローラ１０９の仕様により一意的な値を決めることが不可能だからである。さらに言えば、同じプリンタコントローラ、プリンタエンジン下でも、周囲に環境や使用状況により変化する可能性もある。図３において模式的にこの様子を示してある。各色の画像データは例えば１ｋｂｙｔｅから成っており、そのヘッダ部に例えば１ｂｙｔｅのコマンドが括られたパケットデータとなる（ステップＳ５０７）。

ステップＳ５０４で印刷のための準備に入ったプリンタエンジン１０９では印刷可能状態になるのを待ちつつ（ステップＳ５０８）、そのステータスをプリンタコントローラ１０５に返している（ステップＳ５０９）。プリンタエンジン１０９のステータスは、画像形成部１０８の状態、画像処理部２（１０７）の状態などを反映し、コマンド／ステータス／タイミング制御部２（１１３）によって生成されインターフェースレーン１０６に送出される。

プリンタエンジン１０９が印刷可能な状態になったら、そのことをステータスとしてプリンタコントローラ１０５に返す（ステップＳ５１１）。そして、ステータスを送信していたインターフェースレーン１０６を受信状態に変更する（ステップＳ５１２）。プリンタエンジン１０９からレディステータスの返却を待っていた（ステップＳ５１０）プリンタコントローラ１０５は、プリンタエンジンレディのステータスを受けて（ステップＳ５０９）、ステータスが返っていたインターフェースレーン１０６を送信状態にする（ステップＳ５１３）。そして、画像データの送信を行う（ステップＳ５１４）。画像データは、図４で示したように色別に各インターフェースレーン１０６で送られ、コマンドが括られたパケット形式で送られる。

特になにも起こらない限りは、プリンタコントローラ１０５は、プリンタエンジン１０９が画像を印刷するためのパケットデータを送信し続ける。しかしながら、画像印刷用のパケットデータを送信している最中にも、プリンタコントローラ１０５はプリンタエンジンの状況を確認する必要がある。プリンタエンジン１０９において、紙詰まりやトナー不足などのイレギュラーな状況が発生していないか、また画像処理部２（１０７）において各色の処理が滞っていないか、などのステータスを得るためである。

そのため、プリンタコントローラ１０５は、任意のタイミングでステータス返却要求コマンドをパケットデータに埋め込んでプリンタエンジン１０９に対して送信する（ステップＳ５１５）。そして、ステータスのためのインターフェースレーン１０６のドライバをディセーブルにする（ステップＳ５１６）。

ステータスリクエストを受けた（ステップＳ５１５）プリンタコントローラ１０９では、ステータスレーンのドライバをイネーブルにした後（ステップＳ５１７）、ステップＳ５０９と同様にステータスを返す。これはすなわち、ステップＳ５０９と同じ状態であり、以下同様の動作が印刷終了するまで繰り返される。印刷が終了すると（ステップＳ５１９）、プリンタコントローラ１０５、プリンタエンジン１０９はアイドルステート状態となる（ステップＳ５０１）。

ここで、インターフェースレーン１０６の送受信方向が変わる詳細を図６のフローチャートと図２に合わせて説明する。構成はプリンタコントローラ１０５、プリンタエンジン１０９、どちらも同じになっているため、送受信が逆である場合も全く同じことが適用できるため記載は省略する。

ここでは仮に、任意のインターフェースレーン１０６においてプリンタコントローラ１０５がデータを送信しており、プリンタエンジン１０９がデータを受信している状態を初期状態として記載する。したがって、プリンタコントローラ１０５のＬＶＤＳドライバ２０１はイネーブル、プリンタエンジン１０９のＬＶＤＳドライバ２０２はディセーブルに制御されている。また、ＬＶＤＳレシーバ２０３、２０４はイネーブルに制御されている。

プリンタコントローラ１０５で、データの送受信方向を切り替える必要のある何らかのコマンド（以下、切り換えリクエストと記載）が発生する（ステップＳ６０１）。そうすると、コマンドをＬＶＤＳドライバ２０１、インターフェース１０６を介してプリンタエンジン１０９へとコマンドを送信する（ステップＳ６０２）。プリンタエンジン１０９においては、送信されて来るコマンドを逐一解釈しており（ステップＳ６０３）、切り換えリクエストのコマンドがあればその対応準備動作に入る（ステップＳ６０４）。この時、プリンタコントローラ１０５では、ＬＶＤＳレシーバ２０３がイネーブルになっている。したがって、自らが送信した切り換えリクエストのためのコマンドがループバックするように入力するため、コマンドが正常に発行されたかがを確認可能となっている。切り換えリクエストのコマンドを確認した後（ステップＳ６０５）、ＬＶＤＳドライバ２０１をディセーブルにする（ステップＳ６０６）。これで、プリンタコントローラ１０５は受信モードとなる（ステップＳ６０７）。この状態では、受信側であるプリンタエンジン１０９でもＬＶＤＳドライバ２０２はディセーブルになっている。したがって、インターフェースレーン１０６はハイインピーダンスとなる。ＬＶＤＳレシーバ２０３、２０４はフェイルセーフ機能によりその出力はＨレベルに固定される（ステップＳ６０８）。インタフェースレーン１０６がＨレベル固定、すなわちインターフェースレーン１０６がドライブされていないことが確認出来たら、プリンタエンジン１０９はＬＶＤＳドライバ２０２をイネーブルに制御する（ステップＳ６０９）。このようにして、インターフェース１０６のデータの方向はプリンタエンジン１０９が送信側、プリンタコントローラ１０５が受信側へと切り替わる（ステップＳ６１０）。

ステップＳ６１０以下は、同じことの繰り返しで、切り換えリクエストが発生する毎に同じ手順でデータの送受信方向が変わることとなる。

本発明を適用できるプリンタの実施の形態を示すブロック図 インタフェースレーンの物理的構成を示すブロック図 パケットデータの構成を示すブロック図 パケットデータが送信される様子を示すブロック図 本発明を適用できるプリンタの動作フローチャート インターフェースレーンの送受信方向が切り替わるフローチャート

符号の説明

１０１ プリンタ
１０２ ホストコンピュータ
１０３ ホストｉ／ｆ
１０４ 画像処理部１
１０５ プリンタコントローラ
１０６ インターフェースレーン
１０７ 画像処理部２
１０８ 画像形成部
１０９ プリンタエンジン
１１０ 制御線
１１１ レーザー駆動信号
１１２ コマンド／ステータス制御部１
１１３ コマンド／ステータス／タイミング制御部２
１１４ シリアルデータ送受信部１
１１５ シリアルデータ送受信部２

Claims (6)

1. ホストコンピュータから送られてきた画像データをラスタライズしプリンタエンジンに適合した色空間への変換を行う第一の画像処理部を含むプリンタコントローラ部と、前記第一の画像処理部から送信されて来た画像データに対して画像形成部の特性に応じて適正な補正処理を行う第二の画像処理部と、さらには前記第二の画像処理部によって生成された画像データ信号によってレーザーを駆動して各種のメディアに対して画像を形成する画像形成部を含むプリンタエンジン部と、前記プリンタコントローラ部と前記プリンタエンジンを電気的に接続するインターフェース手段と、を備える画像形成装置において、前記インターフェース手段の電気信号線の送受信方向を、前記プリンタコントローラ部と前記プリンタエンジン間でやり取りされるデータによって変化させる手段を備えることを特徴とする、画像形成装置。
2. 請求項１記載の前記プリンタコントローラ部から前記プリンタエンジン部に対してのコマンドデータが、前記第一の画像処理部において生成された各色の画像データで括られたパケット形式で前記インターフェース手段を介してシリアル転送されることを特徴とする、画像形成装置。
3. 請求項１記載の前記プリンタエンジン部から前記プリンタコントローラ部に対してのステータスデータが、パケット形式で前記インターフェース手段を介してシリアル転送されることを特徴とする、画像形成装置。
4. 請求項１記載の前記インターフェース手段の電気信号線は、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ）であることを特徴とする、画像形成装置。
5. 請求項１記載の前記インターフェース手段の電気信号線は、請求項１記載の画像処理部１にて生成された色数分の差動信号ペアであることを特徴とする、画像形成装置。
6. 請求項１記載の複数のインターフェース手段のデータ送受信方向は、前記プリンタコントローラ部から前記プリンタエンジン部に向かう信号と、前記プリンタエンジン部から前記プリンタコントローラ部に向かう信号とが混在することを特徴とする、画像形成装置。

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