JP2015075863A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】汎用OSを採用すると共に、メインCPUとサブCPUを備える構成において、従来よりも、CPU全体の電力消費を抑制する。
【解決手段】汎用OSを動作させるメインCPUと、サブCPUと、を備え、印刷ジョブを実行するための制御のうち、リアルタイム性の高いタイムクリティカルな制御(第2のプログラム)を除いた制御(第1のプログラム)を、メインCPUに割り当てて実行させる。それとともに、印刷ジョブを実行する際のシステム速度Vが閾値速度Vaを超える場合には(ステップS105:Yes)、上記タイムクリティカルな制御を、サブCPUに割り当てて起動させ(ステップS108)、システム速度Vが閾値速度Va以下の場合には(ステップS105:No)、タイムクリティカルな制御を、メインCPUに割り当てて起動させる(ステップS112)ように構成した。
【選択図】図9

Description

本発明は、汎用OSを動作させ、装置全体を統括的に制御するメインCPUと、メインCPUを補助するサブCPUとを備える画像形成装置に関し、特に、CPU全体の電力消費を抑制する技術に関する。
近年、プリンターやコピー機などの画像形成装置において、Linux(登録商標)など汎用OSを採用する機種が増えてきている(例えば、特許文献1)。
汎用OSは、標準機能としてタスク管理、ネットワーク管理、リソース管理などが実装されており、当該汎用OSを使用することにより、上記管理用のプログラムを一から開発する場合に比べて、開発負荷を軽減でき、開発期間の短縮化、低コスト化を図ることができる。
ところが、汎用OSは、管理機能が充実している反面、リアルタイム性が低いため、画像形成処理の制御のうち、例えば、レジスト制御や露光制御など、起動時間の制約が厳しい制御(リアルタイム性の高い制御)において、割り込みによって実行されるまでの待ち時間(遅延時間)が、制約時間を超えてしまうおそれがある。ここで、レジスト制御は、記録シートの搬送タイミングを制御して、記録シートへの印字位置を調整する制御のことを意味し、露光制御は、感光体ドラムへの露光開始タイミングの制御を意味する。
レジスト制御、露光制御の開始が遅れると、記録シートへの印字位置がずれ、画像品質の低下を招いてしまう。
そこで、これを防止するため、従来、汎用OSであるLinux(登録商標)を動作させ、画像形成処理を含む装置全体を統括的に制御するメインCPUと、リアルタイム性の高い組み込みプログラムを実行するサブCPUとを備え、サブCPUに、上記起動時間の制約の厳しい、リアルタイム性の高い制御のフログラムを実行させるように構成した画像形成装置が提案されている。
特開2012−78937号公報 特開2011−131472号公報
しかしながら、上記従来の画像形成装置では、汎用OSを動作させるメインCPUと、組み込みプログラムの実行するサブCPUと、少なくとも2つのCPUを用いる必要があるため、制御部での電力消費が大きくなる傾向があり、省エネルギー化の観点からは好ましくはない。
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、汎用OSを採用すると共に、メインCPUとサブCPUを備える構成において、従来よりも、CPU全体の電力消費を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、システム速度の変更が可能であり、第1のプログラムおよび第1のプログラムよりもリアルタイム性の高い制御を行うための第2のプログラムを実行して画像形成動作を制御する制御手段を有するものであって、前記制御手段は、汎用OSを動作させるメインCPUと、サブCPUと、を備え、画像形成ジョブを実行する際のシステム速度が閾値速度を超える場合には、第1のプログラムがメインCPUに、第2のプログラムがサブCPUに割り当てられ、システム速度が閾値速度以下の場合には、メインCPUに前記第1と第2のプログラムの双方が割り当てられて実行されることを特徴とする。
ここで、前記制御手段は、前記メインCPUにより第1と第2のプログラムが実行される場合には、前記サブCPUへの給電を停止するCPU給電停止手段を備えているのが望ましい。
前記CPU給電停止手段は、装置の状態が、画像形成ジョブを実行可能な状態で待機する待機モードと、当該待機モードよりも電力消費量が少ない省電力モードのときにも、前記サブCPUへの給電を停止するのが望ましい。
また、前記制御手段は、メインCPUで実行されるプログラムを展開するワークエリアとなる第1のメモリーと、サブCPUで実行されるプログラムを展開するワークエリアとなる第2のメモリーと、前記第1および第2のプログラムが格納された不揮発性メモリーと、を備え、前記メインCPUは、起動時に、前記不揮発性メモリーから前記第1および第2のプログラムを読み出して第1のメモリーに展開し、かつ第2のプログラムの実行がサブCPUに割り当てられる際には、前記不揮発性メモリーから前記第2のプログラムを読み出して第2のメモリーに展開する構成となっているのが望ましい。
さらに、前記制御手段は、前記CPU給電停止手段により前記サブCPUへの給電が停止されると、前記第2のメモリーへの給電を停止するメモリー給電停止手段を備えているのが望ましい。
また、前記制御手段は、前記CPU給電停止手段により前記サブCPUへの給電が停止された後、さらに所定時間経過した後に、第2のメモリーへの給電を停止するメモリー給電停止手段を備えている構成とすることもできる。
画像形成動作を実行した場合において、前記リアルタイム性の高い制御をメインCPUで実行したときに生じる遅延時間でも許容範囲となるようなシステム速度の値を基準にして、前記閾値速度が設定されている構成が望ましい。
また、記録シートの厚みによる種別に基づきシステム速度を切り替える切替手段を備え、記録シートの種別が厚紙の場合には、前記制御手段において、システム速度が閾値速度以下とみなされ、前記第2のプログラムがメインCPUに割り当てられる構成とすることもできる。
記録シートの表面処理による種別に基づきシステム速度を切り替える切替手段を備え、記録シートに特殊な表面処理を施した特殊紙の場合には、前記制御手段において、システム速度が閾値速度以下とみなされ、前記第2のプログラムがメインCPUに割り当てられる構成とすることもできる。
記録シートに形成する画像種別に基づきシステム速度を切り替える切替手段を備え、画像種別がカラー画像である場合には、前記制御手段において、システム速度が閾値速度以下とみなされ、前記第2のプログラムがメインCPUに割り当てられる構成とすることもできる。
トナー像が担持される像担持回転体と、記録シートの先端を回転停止中のタイミングローラーのニップ部に衝合させて整合させた後、当該タイミングローラーの回転を開始し、記録シートを前記トナー像の転写位置に向けて搬送する搬送手段とを備えており、前記リアルタイム性の高い制御は、前記タイミングローラーの回転駆動開始のタイミングの制御である構成とすることができる。
また、感光回転体と、当該感光回転体の周面を画像データに基づき露光走査して静電潜像を形成する露光手段とを備えており、前記リアルタイム性の高い制御は、前記露光手段による露光走査開始のタイミングの制御である構成とすることもできる。
また、画像が形成された記録シートに、パンチ穴を形成するためのパンチ手段と、当該パンチ手段によるパンチタイミングに合わせて、前記記録シートをパンチ位置に搬送する搬送手段とを備えており、前記リアルタイム性の高い制御は、前記搬送手段による記録シートのパンチ位置への搬送制御である構成とすることもできる。
ここで、前記汎用OSは、メインCPUの負荷を測定する負荷測定機能を有し、前記閾値速度が、画像形成ジョブ開始時において前記負荷測定機能により測定されたメインCPUの負荷の大きさに基づいて補正される構成とするのが望ましい。
上記構成の画像形成装置では、画像形成ジョブを実行する際のシステム速度が閾値速度を超える場合には、リアルタイム性の高い制御を行うための第2のプログラムをサブCPUに割り当て、そうでない場合には、メインCPUに割り当てる構成となっている。
リアルタイム性の高い制御における制約時間の長さは、システム速度と相関関係があり、システム速度が遅いほど長く、システム速度が速いほど短くなるので、システム速度が遅くなれば、その分、制約時間は長くなって、制御にも余裕が生じる。
よって、システム速度が所定の閾値速度以下であれば、第2のプログラムをメインCPUで実行しても、制約時間内に起動させることができるので、記録シートへの印字位置のずれを抑制でき、画像品質の低下を防止することができる。また、この場合には、メインCPUだけで画像形成ジョブを実行することができ、サブCPUを、待機または停止させることができるので、メインCPUとサブCPUの両方を常時駆動して画像形成ジョブを実行する従来の汎用OSを採用した画像形成装置に比べて、CPU全体の電力消費を抑制することができるようになる。
本発明の第1の実施の形態に係るプリンターの構成を示す概略図である。 制御部の構成と、制御部による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。 タイムクリティカルな制御例となるレジスト制御のタイミングを示すタイムチャートである。 (a)〜(c)は、レジスト制御を説明するための図である。 プリンターのシステム速度を示す図である。 メインCPU起動時の動作を説明するための図である。 メインCPUによるサブCPU起動のための動作を説明するための図である。 (a)は、第1の割り込みベクタテーブルを説明するための図であり、(b)第2の割り込みベクタテーブルを説明するための図である。 CPU割当処理の一例を示すフローチャートである。 サブCPUの起動処理の内容を示すサブルーチンである。 サブCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理の内容を示すサブルーチンである。 メインCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理の内容を示すサブルーチンである。 (a),(b)は、第1の割り込みベクタテーブルに対する、割り込みプログラムの追加と削除の制御を説明するための図である。 CPU負荷に応じて設定された、閾値速度の補正係数を示す図である。 第2の実施の形態におけるCPU割当処理の一例を示すフローチャートである。 紙種毎の、タイムクリティカルな制御のCPU割り当てを示す図である。 変形例におけるCPU割当処理の一例を示すフローチャートである。 変形例におけるCPU割当処理の一例を示すフローチャートである。 (a),(b)は、タイムクリティカルな制御の他の例としての、パンチ位置制御を説明するための図である。
以下、本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態を、タンデム型カラープリンター(以下、単に「プリンター」という)を例にして図面に基づき説明する。
(1)プリンターの全体構成
図1は、本実施の形態に係るプリンター1の構成を示す概略図である。
同図に示すように、プリンター1は、画像形成部10、給紙部20、定着部30、制御部40等を備える。このプリンター1は、ネットワーク(例えばLAN)に接続され、外部の端末装置(不図示)から印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をY、M、C、Kと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのY、M、C、Kを添字として付加する。
画像形成部10は、Y〜K色のそれぞれに対応する作像ユニット10Y、10M、10C、10K、中間転写ベルト16、二次転写ローラー17などを有している。
中間転写ベルト16は、無端状のベルトであり、駆動ローラー161と従動ローラー162により水平に張架されて矢印A方向に周回駆動される。また、従動ローラー162の近傍には、中間転写ベルト16上に残留するトナーを除去するためのクリーナー18が配置されている。
作像ユニット10Y、10M、10C、10Kは、中間転写ベルト16の周回方向Aに沿ってこの順で配されている。作像ユニット10Y〜10Kの構成は、いずれも同様であるため、以下、主として作像ユニット10Yの構成について説明する。
作像ユニット10Yは、感光体ドラム11Yと、その周囲に配設された帯電器12Y、露光部13Y、現像器14Y、一次転写ローラー15Y、感光体ドラム11Yを清掃するためのクリーナーなどを備える。感光体ドラム11Yは、矢印方向に回転駆動される。帯電器12Yは、感光体ドラム11Yの外周面を所定電位に一様に帯電させ、その後、露光部13Yが感光体ドラム11Yの外周面を露光走査し、静電潜像を形成する。露光部13Yは、例えば、感光体ドラム11Yの主走査方向に複数の発光ダイオードを並べてなるライン状のLEDプリンタヘッドを有しており、印刷する画像データに基づき制御部40において生成された駆動信号を受けてビーム光Lを出射する。感光体ドラム11Y上の静電潜像は、現像器14Yにより現像され、感光体ドラム11Y上にY色のトナー像が形成される。感光体ドラム11Y上に形成されたトナー像は、一次転写ローラー15Yによる静電力の作用により周回走行する中間転写ベルト16上に一次転写される。
他の作像ユニット10M〜10Kについて同様であり、対応する色のトナー像が感光体ドラム11M〜11K上にそれぞれ形成され、中間転写ベルト16上の、Y色のトナー像が転写された位置と同じ位置に重ね合わされるように順次一次転写される。それにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト16上に形成される。図1では、簡単のため、作像ユニット10M、10C、10Kの一部の構成部材の符号が省略されている。
以下、作像ユニットの各構成部材について説明する際、特に作像ユニット10Y〜10Kを区別して説明する必要が無ければ、添え字を省略して説明する。
上記トナー像の形成タイミングに合わせて、給紙部20から記録シートSが一枚ずつ給紙される。
給紙部20は、記録シートSを収容する給紙カセット21と、記録シートSを搬送路29上に1枚ずつ繰り出し給紙する給紙ローラー22と、タイミングローラー対23などを備える。
タイミングローラー対23は、中間転写ベルト16上に一次転写されたトナー像が二次転写位置19に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートSを二次転写位置19に搬送する。
制御部40は、タイミングローラー対23を回転させるタイミングモーター27(例えばステッピングモーター)の駆動を制御することにより、記録シートSへのトナー像の転写位置(印字位置)を調整する(以下、この制御を「レジスト制御」という。)。
タイミングローラー対23の上流側の位置には、給紙カセット21から搬送されてくる記録シートSを検知するタイミング前センサー26(例えば反射型の光電センサー)が配され、記録シートSを検知している間はON(Hiレベル)信号を、検知していない間はOFF(Lowレベル)信号を制御部40に出力する。制御部40は、タイミング前センサー26の出力信号の変化(ON・OFFの切替点)より、記録シートSの先端がタイミング前センサー26位置を通過したことを検知し、上記レジスト制御を開始する。詳細については後述する。
二次転写位置19では、二次転写ローラー17による静電力の作用により、中間転写ベルト16上のカラーのトナー像が、一括して記録シートS上に二次転写される。
トナー像が転写された記録シートSは、定着部30に搬送され、加熱及び加圧されてトナー像が記録シートSに熱定着された後、排出ローラー対24により排紙トレイ25に排出される。
制御部40は、画像形成部10、給紙部20、定着部30などを統一的に制御し、円滑なプリント動作を実行させる。
(2)制御部の構成
図2は、制御部40の構成と制御部40の制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部40は、メインとサブの2つのCPU411,412が搭載されたSoC(System On a Chip)41、ROM(Read Only Memory)42、フラッシュメモリー43、ジョブデータ記憶部44などを備える。
ROM42は、汎用OS(Operating System。本実施の形態ではLinux(登録商標)。)、およびプリンター1の各種設定情報(例えば、印刷ジョブを実行するときのシステム速度等)を格納するストレージである。
フラッシュメモリー43は、メインCPU411およびサブCPU412により実行される組み込みプログラムなどを格納する。
ジョブデータ記憶部44は、外部端末から送られてきた、画像データを含む印刷ジョブデータを記憶する。印刷ジョブデータとして、印刷する記録シートのサイズや紙種、印刷ページ数、両面印刷の有無等の情報などが含まれる。
SoC41は、メインCPU411用の第1メモリー部413、サブCPU412用の第2メモリー部414、タイマーT、データの入出力や通信のための、GPIO(General Purpose Input/Output)ユニット415、シリアル通信ユニット416、ネットワークユニット417、USBユニット418などを有する。
第1メモリー部413は、第1命令メモリー413aと第1データメモリー413bからなり、第2メモリー部414は、第2命令メモリー414a、第2データメモリー414bからなる。
メインCPU411は、ネットワークユニット417および不図示のLANカードなどの通信インターフェースを介して、LANに繋がれた外部端末からの印刷指示(印刷ジョブ)を受け付け、受け付けた印刷ジョブの実行を制御する(以下、「プリント制御」という。)とともに、画像形成部10、給紙部20、定着部30を制御して(以下、「エンジン制御」という。)、外部端末より送られてきた画像データに基づき、記録シートSに画像を形成する。
メインCPU411は、Linux(登録商標)を起動し、Linux(登録商標)が有するタスク管理機能を用いて、プリント制御およびエンジン制御のタスク(プログラム)をスケジューリングするとともに、ネットワーク接続の管理や、CPU、メモリー、タイマー等のリソース管理などもLinux(登録商標)を用いて行う。
サブCPU412は、メインCPU411を補助するものであり、上記エンジン制御のうち、例えば、レジスト制御や露光制御など、起動時間の制約が厳しい、リアルタイム性の高い制御(以下、「タイムクリティカルな制御」という。)を、Linux(登録商標)などの汎用OSを使わず、リアルタイム性の高い組み込みプログラムを用いて実行する。
メインCPU411では、エンジン制御およびプリントコントローラー制御と並行して、Linux(登録商標)によるタスクのスケジューリング、ネットワーク接続管理、リソース管理が行われるため、割り込み制御が実行されるまでの待ち時間(遅延時間)が、そのときのメインCPU411の負荷の大きさに依存するが、500μ秒〜600μ秒程度、またはそれ以上かかる場合がある。上記したレジスト制御や露光制御において、この待ち時間による起動の遅れは、記録シートSへの印字位置のずれに繋がり、起動の遅れが大きいほど、印字位置がずれ、画像品質の低下を招いてしまう。これを防止するため、レジスト制御や露光制御を、サブCPU412に割り当てて、印字位置のずれが許容範囲内に収まる時間(制約時間)内に起動させることができるように構成しているのである。
このような制約時間は、プリンター1のシステム速度と相関関係があり、システム速度が遅いほど長く、システム速度が速いほど短くなる。よって、システム速度が遅くなれば、メインCPU411によりレジスト制御や露光制御を行ったとしても、制約時間内に起動させることが可能である。ここでのシステム速度とは、画像形成時のエンジン制御における基準速度を意味し、シートの搬送速度、中間転写ベルトの走行速度、感光体ドラムの周速などが、基準速度と一致するように制御される。
そこで、本実施の形態では、システム速度に応じて、上記レジスト制御や露光制御などのタイムクリティカルな制御を割り当てるCPUを、メインCPU411とサブCPU412との間で切り替え、メインCPU411に割り当てるときには、サブCPU412を停止状態にして、少しでも省電力化が図れるように構成している。以下、この一連の処理のことを「CPU割当処理」という。
このCPU割当処理内において、メインCPU411は、印刷ジョブを実行するときのシステム速度が閾値速度以上であるか否かによって、CPUの割り当てを判定する。
ここでの閾値速度は、メインCPU411がタイムクリティカルな制御を行った場合に、制約時間内に起動させることができるシステム速度の上限値であり、起動時の待ち時間(遅延時間)と、制約時間とが等しくなるときのシステム速度として求められる。
(3)タイムクリティカルな制御の制約時間と、閾値速度について
ここでは、タイムクリティカルな制御として、記録シートSへの印字位置を調整するレジスト制御を例にして説明する。
図3は、レジスト制御のタイミングを示すタイムチャートである。
同図において、時刻t1は、タイミング前センサー26よりON信号が立ち上がり、記録シートSの先端Saが検出されたタイミングを示す(図4(a)参照)。このON信号による割り込みが発生して、レジスト制御が開始される。
レジスト制御では、まず、タイマーTをスタートさせ、時間Taが経過するのを待って(時刻t3)、割り込みによりタイミングモーター27を駆動し、停止中のタイミングローラー対23を回転させて記録シートSを二次転写位置19に向けて搬送する(図4(b)参照)。時刻t3と時刻t1との間の時刻t2は、記録シートSの先端Saがタイミングローラー対23のニップに到達したタイミングを示す。
時刻t3は、中間転写ベルト16上のトナー像Zの先端Zaが二次転写位置19に搬送されるタイミング(時刻t4)に、記録シートSの(先端Sa側の)所定の位置が二次転写位置19に到達するように搬送するためのタイミングローラー対23の回転開始時刻である。時刻t3は、タイミングローラー対23の回転により記録シートSの所定の位置を二次転写位置19まで搬送するのに要する時間Tbを、時刻t4から逆算することにより求められる。上記時間Taは、この時刻t3と時刻t1との差分である。
このようなレジスト制御をサブCPU412で行えば、図3の実線に示すように、時刻t3での割り込みにより、直ぐにタイミングモーター27の駆動させることができるのに対して、レジスト制御をメインCPU411で行った場合は、上記待ち時間による遅延が生じて、図3の破線で示すように、タイミングモーター27の駆動が遅れてしまう(遅延時間Lt)。ここでの遅延時間Ltの長さは、予め実験により求められ、具体的には、例えば、500μ秒〜600μ秒程度である。
この遅延時間Ltのため、タイミングモーター27の駆動による記録シートSの搬送が遅れ、図4(c)に示すように、二次転写位置19にトナー像Zの先端Zaが到達するタイミングに、記録シートSの所定の位置Sbが到達せず、記録シートSへの転写位置がずれてしまう。印字位置のずれ量gの大きさは、システム速度Vと遅延時間Ltより算出される(g=V×Lt)。図4(c)では、分かりやすくするため、ずれ量gを誇張して描いている。
このずれ量gが許容範囲内に収まるようであれば、レジスト制御をメインCPU411で行うことができる。ここで、許容範囲は、印字位置のずれによる画像品質への影響は軽微であり、画像品質上、特に問題ないと判断できる大きさが設定される。例えば、主走査方向における印字ドットの1ラインの線幅の大きさまでが許容範囲として設定される。
記録シートSの、搬送方向の解像度が600dpiであれば、印字ドット1ラインの線幅は42.3μm(=25.4mm/600ドット)になるので、印字位置のずれ量gを42.3μm以内にできれば良い。具体的に、システム速度Vが、通常速度(例えば、127.77mm/秒)の場合には、印字位置のずれ量gを上記許容範囲内にするには、許容される遅延時間(=制約時間)が約331μ秒(=42.3μm/127.77mm/秒)となる。また、システム速度Vが、通常速度の半分の半速度(63.88mm/秒)の場合には、制約時間が倍の約662μ秒となる。
ここで、通常速度とは、普通紙や薄紙に印刷するときの速度を、半速度とは、厚紙に印刷するときの速度であり、通常速度の半分としている(図5参照)。一般的に、厚紙の場合には、普通紙や薄紙に比べて熱容量が大きいため、その分、シートの搬送速度を、普通紙や薄紙よりも遅くして、定着部30で付与される熱量が多くなるように構成される。
遅延時間Ltが、こうして求められる制約時間以内であれば、レジスト制御をメインCPU411に割り当てても問題は生じない。よって、制約時間と遅延時間Ltとが等しくなるときのシステム速度Vを求め、求めたシステム速度Vを閾値速度Vaとして設定し、レジスト制御をメインCPU411に割り当てるか否かの判定に用いることができる。
具体的には、制約時間を、遅延時間Ltの上記実験値の範囲内の最大値Ltmax(ここでは600μ秒)として、印字位置のずれ量gが許容値ga(42.3μm)となるシステム速度V(=ga/Ltmax)を求め、閾値速度Vaとして設定する。これより、ここでの閾値速度Vaは、70.05mm/秒(=42.3μm/600μ秒)となる。
以上、レジスト制御を例にして説明したが、露光制御の場合も同様である。
すなわち、露光制御をメインCPU411で行う場合に、割り込み時に待ち時間(遅延時間Lt)が生じて、LEDプリンタヘッドの駆動遅れのために静電潜像の形成が遅れると、その分、中間転写ベルト16による、二次転写位置19に向けてのトナー像Zの搬送が遅れて、記録シートSへの印字位置がずれてしまうが、システム速度Vが上記閾値速度Va以下のときには、ずれ量gを許容範囲内に収めることができるので、画像品質の低下はそれ程問題とならない。
また、本実施の形態のようなタンデム型カラープリンターの場合は、各色の感光体ドラム11Y〜11Kに対するLEDプリンタヘッドの駆動遅れにバラツキが生じて、色ずれが懸念されるが、システム速度Vが閾値速度Va以下のときには、この色ずれも許容範囲内に収めることができるので、この場合にも、画像品質の低下はそれ程問題とならない。
(4)メインCPUおよびサブCPUの起動動作について
図6は、メインCPU411起動時の動作を説明するための図である。
メインCPU411は、プリンター1の電源スイッチ(不図示)がONされると、外部電源に電気的に接続された電力供給部60より、給電路PL1を介して電力供給を受け、起動される。
なお、サブCPU412、第2メモリー部414には、給電路PL1とは異なる給電路PL2,PL3が設けられ、メインCPU411が、給電路PL2,PL3に挿設された給電スイッチSW1,SW2(公知のリレースイッチ)をON,OFFすることにより電力供給を制御する構成となっている。
まず、メインCPU411が起動すると、ROM42からLinux(登録商標)を読み出して第1命令メモリー413aにロードし、Linux(登録商標)を起動させるとともに、ROM42からシステム速度V等の設定情報を読み出して、第1データメモリー413bに格納する。
次に、メインCPU411は、(i)フラッシュメモリー43にアクセスして、(ii)領域Aに格納されたプログラム、例えばプリント制御プログラムP1、エンジン制御プログラムP2、CPU割当プログラムP3を読み出し、第1命令メモリー413aにロードする。エンジン制御プログラムP2には、画像形成制御、給紙制御、定着制御の各プログラムが含まれる。画像形成制御のプログラムには露光制御のプログラムが、給紙制御のプログラムにはレジスト制御のプログラムが含まれている。
また、領域Cより、例えば、閾値速度Vaなどを読み出して、第1データメモリー413bに格納する。フラッシュメモリー43の領域A,C以外に、ノンOS・組み込みプログラムを格納する領域Bを有する。各領域A〜Cは、メモリーの階層構造におけるフォルダに相当する。
さらに、メインCPU411は、割り込み制御のための第1の割り込みベクタテーブルTb1を作成し、割り込み信号と、実行される制御プログラムの先頭アドレスを登録して、第1データメモリー413bに保存する(図8(a)参照)。
図7は、メインCPU411により、サブCPU412および第2メモリー部414を起動したときの動作を説明するための図である。
メインCPU411は、給電スイッチSW1をONすることにより、サブCPU412に給電して起動させ、かつ給電スイッチSW2をONすることにより、第2メモリー部414に給電して、起動させる。
第2メモリー部414の起動後、メインCPU411は、(i)フラッシュメモリー43にアクセスして、(ii)領域Bに格納された露光制御プログラムP2a、レジスト制御プログラムP2bを読み出し、第2命令メモリー414aにロードする。
そして、メインCPU411は、割り込み制御のための第2の割り込みベクタテーブルTb2を作成し、割り込み信号と、露光制御プログラムP2aおよびレジスト制御プログラムP2bの先頭アドレスを登録して、第2データメモリー414bに保存する(図8(b)参照)。
(5)CPU割当処理について
図9は、「CPU割当処理」の一例を示すフローチャートである。
この制御は、プリンター1全体を制御するメインフローチャート(不図示)のサブルーチンとして実施されるものであり、印刷ジョブを受け付けた後に開始される。
同図に示すように、メインCPU411は、印刷ジョブを受け付けると(ステップS101)、CPU割当の判定に用いる閾値速度Vaを第1データメモリー413bより読み出し取得するとともに(ステップS102)、印刷ジョブデータから、印刷する記録シートの紙種情報を取得し(ステップS103)、さらに、紙種情報から、印刷ジョブ実行時のシステム速度Vを第1データメモリー413bより取得する(ステップS104)。
印刷する記録シートの紙種が普通紙または薄紙の場合には、通常速度(127.77mm/秒)が、厚紙の場合には、半速度(63.88mm/秒)が、システム速度Vとして取得される(図5参照)。
そして、取得したシステム速度Vと閾値速度Vaとを比較し、システム速度Vが閾値速度Vaを超える場合には(ステップS105:No)、タイムクリティカルな制御をサブCPU412に割り当てるため、まずサブCPU412を起動する処理を行う(ステップS106)。
図10は、「サブCPUの起動処理」の内容を示すサブルーチンである。
同図に示すように、メインCPU411は、まず、給電スイッチSW1をONして、サブCPU412に給電して起動させる(ステップS201)。
次に、給電スイッチSW2がOFFの場合には(ステップS202:Yes)、給電SW2をONして、第2メモリー部414に給電して起動させる(ステップS203)。起動後、フラッシュメモリー43の領域Bから、露光制御プログラムP2a、レジスト制御プログラムP2b(図7参照)などタイムクリティカルな制御のプログラムを読み出して、第2命令メモリー414aにロードし(ステップS204)、かつ領域Dに格納された、タイムクリティカルな制御のプログラムで使用されるデータを読み出して、第2データメモリー414bに記憶する(ステップS205)。
この後、メインCPU411は、タイムクリティカルな制御を実行するための第2割り込みベクタテーブルTb2を作成してから(ステップS206)、図9のCPU割当処理にリターンする。
また、上記ステップS202において、給電スイッチSW2がONの場合には(ステップS202:No)、すでにタイムクリティカルな制御を実行するためのプログラムをロードし、第2割り込みベクタテーブルTb2も作成しているので、ステップS203〜S206をスキップして、図9のCPU割当処理にリターンする。
本実施の形態では、起動時の負荷が小さいサブCPU412は、印刷ジョブを実行する毎に起動と停止を行うよう構成しているが、第2メモリー部414の起動には、プログラムのロードを伴い負荷と時間がかかるため、印刷ジョブ毎のファーストプリントタイムの遅延を抑制できるよう、一旦起動した後は、CPU割当処理が終了するまで停止させない構成としている。
図9に戻って、ステップS106の「サブCPUの起動処理」の後、印刷ジョブを開始し(ステップS107)、それとともにサブCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理を実行する(ステップS108)。
図11は、「サブCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理」の内容を示すサブルーチンである。この処理は、印刷ジョブが実行される間、サブCPUにより行われるものである。
同図に示すように、サブCPU412は、タイムクリティカルな制御を開始するタイミングを知らせる、割り込み信号を検出すると(ステップS301:Yes)、割り込み制御を実行するため、プログラムカウンターの次のアドレスを戻りアドレスとして第2命令メモリー414aのスタックに格納する(ステップS302)。
ここでの割り込み信号とは、例えば、タイミング前センサー26からの記録シートSの検出信号や、タイマーTによる所定時間の経過を通知する信号であり、本実施の形態では、当該割り込み信号が、メインCPU411とともにサブCPU412にも送信されるよう構成されている(図2に示す割り込み信号#n,#m参照)。そのため、この割り込み信号が、メインCPU411にも送信されることになるが、メインCPU411では、割り込み信号に、タイムクリティカルな制御のプログラムが対応付けされていないため無視されるので、特に問題は生じない。
次に、サブCPU412は、第2の割り込みベクタテーブルTb2から、割り込み信号に対応する、タイムクリティカルな制御プログラムの先頭アドレスを読み出して、起動し、実行する(ステップS303,S304)。
その後、スタックに退避した戻りアドレスをプログラムカウンターに戻して(ステップS305)、割り込み前の処理を続ける。
この後、印刷ジョブが終了するまで(ステップS306:No)、割り込み信号の検出を続け(ステップS307:No)、割り込み信号を検出すれば(ステップS317:Yes)、上記ステップS302に戻って、以降の処理を続ける。
印刷ジョブが終了すれば(ステップS306:Yes)、図9のCPU割当処理にリターンし、ステップS109おいて、メインCPU411は、給電スイッチSW1をOFFして、サブCPU412への給電を止め、停止させる(ステップS109)。
一方、上記ステップS105において、システム速度Vが閾値速度Va以下の場合は(ステップS105:Yes)、メインCPU411は、タイムクリティカルな制御をメインCPU411自身に割り当てるため、まず、第1の割り込みベクタテーブルTb1に、タイムクリティカルな制御プログラム(レジスト制御プログラム、露光制御プログラム)に対応する割り込み信号、および先頭アドレスを追加登録する(ステップS110)(図13(a)参照)。
次に、印刷ジョブを開始し(ステップS111)、それとともにメインCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理を実行する(ステップS112)。
図12は、「メインCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理」の内容を示すサブルーチンである。
この処理も、印刷ジョブが実行される間、メインCPU411により行われるものであり、割り込み制御に、第1の割り込みベクタテーブルTb1を用いている点を除けば、基本的には、図11のサブルーチンと同じ構成になっている。よって、詳細な説明は省略する。
図9に戻って、上記ステップS112の「メインCPUによるタイムクリティカルな制御の起動処理」の後、メインCPU411は、第1の割り込みベクタテーブルTb1から、上記ステップS110において追加した、タイムクリティカルな制御プログラムの割り込み設定情報を削除する(ステップS113)(図13(b)参照)。
この後、次の印刷ジョブがあれば(ステップS114:Yes)、ステップS104に戻り、ステップS104〜S113の処理を繰り返す。
次の印刷ジョブがなく(ステップS114:No)、給電スイッチSW2がONのときには(ステップS115:Yes)、給電スイッチSW2をOFFにして、第2メモリー部414を停止させてから(ステップS116)、不図示のメインフローチャートにリターンする。給電スイッチSW2がOFFのときには(ステップS115:No)、そのまま不図示のメインフローチャートにリターンする。
ここで、次の印刷ジョブがあるか否かの判断は、ジョブデータ記憶部44に記憶された印刷ジョブの情報を取得することによって判断することができる。
以上でCPU割当処理を終了する。
上記構成のプリンター1によれば、システム速度Vが閾値速度Va以下の場合には、レジスト制御や露光制御などの、タイムクリティカルな制御のプログラムの実行を、メインCPU411に割り当て、サブCPU412を停止させるので、メインCPUとサブCPUの両方を常時駆動させる従来の汎用OSを採用した画像形成装置に比べて、CPU全体の電力消費を抑制することができる。
本実施の形態では、レジスト制御や露光制御のプログラムが、本発明におけるリアルタイム性の高い制御を行うための「第2のプログラム」であり、プリント制御のプログラム、およびエンジン制御におけるレジスト制御や露光制御以外のプログラムが本発明における「第1のプログラム」である。
また、給電スイッチSW1と、給電スイッチSW1をOFFするメインCPU411とが、本発明におけるサブCPU412への給電を停止する「CPU給電停止手段」として機能し、給電スイッチSW2と、給電スイッチSW2をOFFするメインCPU411とが、本発明における第2メモリー部414への給電を停止する「メモリー給電停止手段」として機能する。
本実施の形態の「CPU給電停止手段」は、印刷ジョブの終了後に、サブCPU412への給電を停止しているので(図9のステップS109)、実行する印刷ジョブが無くなり(図9のステップS114:No)、CPU割当処理が終了した後の待機モードや、省電力モードのときには、サブCPU412への給電が停止された状態となっている。これにより、待機モードや、省電力モードのときの電力消費を抑制している。
ここで、「待機モード」とは、定着部30における熱定着部材(例えば加熱ローラー)の表面温度を、定着温度(例えば、180℃)近傍の待機温度(例えば、160℃)に維持して、印刷ジョブを受け付けた場合に、直ぐ実行できるようにするための制御モードを意味する。「省電力モード」とは、待機モードが一定時間継続した場合に(例えば、20分間)、定着部30の前記熱定着部材の表面温度を、待機温度よりも低めに設定した温度(例えば、120℃前後)にして、定着部30への供給電力を抑制して節電を行うための制御モードを意味する。
また、本実施の形態では、メインCPU411が、図9のステップS105〜S113を実行する場合に、第2のプログラムをサブCPU412に割り当てる、あるいはメインCPU411自身に割り当てて実行させる割当手段として機能している。
さらに、メインCPU411は、印刷する記録シートの種別毎に予め決められたシステム速度(図5参照)になるようにエンジン制御して、システム速度を切り替える手段としても機能している。サブCPU412は、レジスト制御および露光制御が割り当てられた際、当該システム速度に合わせて、レジスト制御および露光制御を行う。
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態は、汎用OS(ここではLinux(登録商標))が有するCPU負荷測定機能を用いて、メインCPU411の負荷を測定し、測定結果に基づいて、閾値速度Vaの大きさを補正する構成としている点で、第1の実施の形態とは異なる。
第1の実施の形態では、プリンター1は、プリント機能しか有していないので、コピー、スキャナー、FAX機能を有するMFPと比べて、印刷ジョブ実行時におけるメインCPU411の負荷変動が小さい構成といえる。
よって、プリンター1では、割り込み制御が実行されるまでの待ち時間(遅延時間Lt)の変動も小さく、本発明者らによれば、実際の使用においても、実験値の範囲内(500μ秒〜600μ秒)に収まることが確認されているのに対し、MFPの場合には、印刷ジョブ実行中に、FAXの送受信が行われたり、スキャナーが使用されると、メインCPU411の負荷が増し、遅延時間Ltが実験値を超えて大幅に長くなる可能性がある。この場合、遅延時間Ltの実験値に基づき決定された閾値速度Vaのまま、システム速度Vと比較してCPUの割り当てを決定すると、実際の遅延時間の大きさによっては、タイムクリティカルな制御をメインCPU411に割り当てると、印字位置のずれ量gが許容範囲を超えてしまうおそれがある。
そこで、本実施の形態では、図14に示すように、メインCPU411の負荷に基づいて、閾値速度の大きさを補正する補正係数を設定し、負荷が高いときには閾値速度を小さくして、タイムクリティカルな制御がメインCPU411に割り当てられて印字位置のずれ量gが許容範囲を超えてしまうようなシステム速度の場合には、当該制御をサブCPU412に割り当てることができるよう構成している。
ここでは、メインCPU411の負荷が50%以下の場合は、補正係数を1.0とし、50%超、70%以下の場合は、補正係数を0.8とし、70%超の場合は、補正係数を0.5としている。
仮に、メインCPU411の負荷が50%以下の場合の、閾値速度Vaが、第1の実施の形態と同じ70.05mm/秒とすれば、負荷が50%を超えると、閾値速度Vaが、56.04mm/秒(=70.05mm/秒×0.8)に下がって、厚紙などの半速度(63.88mm/秒)の場合でも、閾値速度Vaを超えるため、タイムクリティカルな制御がサブCPU412に割り当てられるようになる。これにより、印字位置のずれ量gを許容範囲に収めることができ、画像品質の低下を抑制することができる。
CPU負荷測定は、例えば、Linux(登録商標)の場合には、CPUの負荷率や使用状況を取得し出力するvmstatコマンドや、topコマンドなどを用いて行うことができる。
図15は、本実施の形態における「CPU割当処理」の一例を示すフローチャートである。なお、図9のフローチャートと同じ処理については、同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
同図に示すように、メインCPU411は、印刷ジョブを受け付け(ステップS101)、閾値速度Vaを第1データメモリー413bより読み出して取得すると(ステップS102)、メインCPU411の負荷を、上記vmstatコマンドなどを用いて測定して、測定結果に基づいて閾値速度Vaを補正する(ステップS102B)。
そして、印刷する記録シートの紙種情報から、印刷ジョブ実行時のシステム速度Vを取得すると(ステップS103,S104)、上記ステップS102Bにおいて補正した閾値速度Va´を用いて、システム速度Vと比較する(ステップS105B)。
ステップS105Bでの比較以降の処理は、基本的には、図9と同じ処理である。
なお、印刷ジョブ毎に、CPU負荷測定を測定し、測定結果に基づいて閾値速度Vaを補正するため、ステップS114において次の印刷ジョブがあったときの戻り先は、ステップS102Bとする。
閾値速度を補正する補正係数の大きさは、上記大きさに限定されるものではなく、MFPやプリンターの仕様に応じて適宜設定される。また、本実施の形態では、メインCPU411の負荷を3段階に分類して補正係数を設定する構成を示したが、これに限定するものではなく、例えば、メインCPU411の負荷を2段階に分類して補正係数を設定する、あるいは4段階以上に分類して補正係数をより細かく設定するようにしても構わない。
<変形例>
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、次のような変形例も考えることができる。
(1)第1の実施の形態では、印刷ジョブデータから、まず、印刷する記録シートの紙種情報を取得し、次に、紙種情報から印刷するときのシステム速度Vを取得して、システム速度Vと閾値速度Vaと比較することにより割り当てるCPUを決定させる構成を示したが、これに限定するものではない。
例えば、図5を用いて説明したように、プリンターのシステム速度は、厚紙、普通紙、薄紙などの紙種に対応して設定されているので、予め、紙種毎のシステム速度と閾値速度Vaとの比較により、図16に示すように、紙種に応じてタイムクリティカルな制御を割り当てるCPUを決めておくことができる。これにより、印刷ジョブ実行の際には、システム速度Vを取得し、閾値速度Vaと比較しなくても、印刷する記録シートの紙種に基づいて、タイムクリティカルな制御を割り当てるCPUを決定することができる。具体的には、厚紙であれば、システム速度Vが閾値速度Va以下とみなして、タイムクリティカルな制御をメインCPU411に割り当てるよう構成することができる。
図17は、この変形例における「CPU割当処理」の一例を示すフローチャートである。なお、図9のフローチャートと同じ処理については、同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
図17のフローチャートによれば、図9のステップS102、S104(閾値速度Vaを取得するステップと紙種情報からシステム速度Vを取得するステップ)を省略できるので、その分、第1の実施の形態よりも、プログラムの実行速度を高めることができるという利点を有する。また、メモリーに対する読み取り負荷も軽減できる。
CPUの割り当てを判定する紙種情報としては、厚紙、普通紙、薄紙など厚みによる種別に限定するものではない。
例えば、プリンター1が、光沢紙やOHPシートに対応する印刷モードを有する場合には、記録シートが光沢紙、またはOHPシートであるかによって、CPUの割り当てを判定するように構成することもできる。
通常、光沢紙、OHPシートなど表面処理が施された特殊紙の印刷の場合には、定着部30での定着性をよくするため、一般紙よりもシステム速度Vを遅くしており、よって、設定されたシステム速度Vが閾値速度Va以下であれば、タイムクリティカルな制御をメインCPU411に割り当てることができるからである。
また、カラー画像の印刷とモノクロ画像の印刷とで、システム速度Vが異なる場合には、カラーまたはモノクロの画像種別によって、CPUの割り当てを判定する構成とすることもできる。通常、カラー画像の印刷の方が、定着性をよくするため、モノクロ画像の印刷よりもシステム速度Vを遅くするので、設定されたシステム速度Vが閾値速度Va以下であれば、タイムクリティカルな制御をメインCPU411に割り当てることができる。
(2)上記実施の形態では、1個のSoC41内にメインCPU411とサブCPU412とが形成されている例について説明したが、これに限定するものではない。
例えば、メインCPU411とサブCPU412がデュアルコアプロセッサーを構成していても良いし、別個のシングルコアプロセッサーであっても良い。何れの場合にも本発明の効果を得ることができる。
(3)また、第1メモリー部413と第2メモリー部414が、それぞれ命令メモリーとデータメモリーとからなる構成(ハーバードアーキテクチャー)を示したが、これに限定するものではなく、命令メモリーとデータメモリーを区別せず、プログラムとデータを1つのメモリー上に展開する構成(フォンノイマンアーキテクチャー)とすることもできる。
(4)上記実施の形態では、CPU割当処理が、図9のフローチャートに示すように、次の印刷ジョブがなくなれば、その時点で、第2メモリー部414が起動していれば停止させて、終了させる構成として説明したが、これに限定するものではない。
例えば、次の印刷ジョブがなくなった場合でも、その時点で、第2メモリー部414が起動していれば、所定の間は、CPU割当処理を継続して、印刷ジョブを受け付ける構成としても構わない。この場合、当該所定の間に、次の印刷ジョブが送られてきたときは、第2メモリー部414にプログラムがロードされた状態のままなので、改めてプログラムをロードする必要がなく、その分、第1の実施の形態と比べて、ファーストプリントタイムを短縮化できるという利点が得られる。
図18は、この変形例における「CPU割当処理」の一例を示すフローチャートである。なお、図9のフローチャートと同じ処理については、同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
図18に示すように、次の印刷ジョブがなくなった場合(ステップS114:No)、給電スイッチSW2がONで(ステップS115:Yes)、第2メモリー部414が起動していれば、サブCPU412が停止されてからの時間が所定の時間Tαになるまで(ステップS402:No)、印刷ジョブが送られてくるのを待って、印刷ジョブを受け付ける(ステップS403:Yes)。ここで、所定の時間Tαの計測は、ステップS109で、給電スイッチSW1をOFFして、サブCPU412を停止させた後、タイマーTを0からスタートさせることにより行うことができる(ステップS401)。
印刷ジョブが送られてくることなく、所定の時間Tαが経過すれば(ステップS402:Yes)、給電スイッチSW2をOFFにして、第2メモリー部414を停止させてから(ステップS116)、不図示のメインフローチャートにリターンする。
(5)また、第2メモリー部414に対するプログラムのロード時間による、ファーストプリントタイムの遅延よりも節電優先する場合には、第2メモリー部414の起動と停止を、サブCPU412と同じように、印刷ジョブ毎に行うようにしても構わない。
また、節電と、ファーストプリントタイムの遅延抑制の両方の効果を得るため、サブCPU412が停止された後、(次の印刷ジョブの有無に関係なく)さらに所定の時間が経過するまでの間は、第2メモリー部414を起動しておき、その間、サブCPU412が起動されなければ、第2メモリー部414を停止させるように構成しても構わない。
(6)上記実施の形態では、サブCPU412の起動と停止を、印刷ジョブ毎に行う構成を示したが、これに限定するものではなく、サブCPU412を使用しないときには、給電を止めて停止させなくても、待機状態にするだけでも構わない。
一般的に、待機状態では、指示待ち状態を維持するための必要最低限の給電が行われるだけなので、駆動時と比べると、電力消費を大幅に抑制することができる。よって、タイムクリティカルな制御の割り当てによりメインCPU411の電力消費が増加するとしても、2つのCPUの合計の電力消費量を、従来のメインCPU411とサブCPU412の両方を駆動させる場合より、低減させることができる。
なお、本変形例において、上記実施の形態のように、メインCPU411とサブCPU412のそれぞれに、割り込み信号を送信する構成すると、タイムクリティカルな制御がメインCPU411に割り当てると判定したときでも(図9のステップS105:Yes)、待機状態のサブCPU412が、割り込み信号を受信して、タイムクリティカルな制御を実行するという問題が生じ得る。
これを防止するため、例えば、タイムクリティカルな制御がメインCPU411に割り当てると判定されたときには、サブCPU412への割り込み信号をマスクすることにより、サブCPU412への割り込みが生じないように構成するのが望ましい。また、別の方法として、上記実施の形態において、第1の割り込みベクタテーブルTb1に対して、タイムクリティカルな制御のプログラムを一時的に登録し、削除しているのと同様、第2の割り込みベクタテーブルTb2に対する、タイムクリティカルな制御のプログラムの登録を、サブCPU412に割り当てるとの判定がなされたときにだけ行うようにしても構わない。
また、第1の割り込みベクタテーブルTb1に対する、タイムクリティカルな制御のプログラムを一時的に登録し、削除する構成に代えて、当該制御がサブCPU412に割り当てると判定されたときには、メインCPU411への、当該制御の割り込み信号をマスクし、メインCPU411への割り込みが生じないように構成しても構わない。
(7)上記実施の形態では、印刷ジョブを実行するときのシステム速度Vが閾値速度Va以下の場合のみ(図9のステップS105:Yes)、第1の割り込みベクタテーブルTb1に、タイムクリティカルな制御のプログラムの割り込みを登録して、当該制御をメインCPU411に割り当てるようにした構成を示したが、これに限定するものではない。
例えば、第1の割り込みベクタテーブルTb1に対して、タイムクリティカルな制御のプログラムを直接登録するのではなく、サブCPU412に給電する給電SW1の状態(ON、OFF)による分岐命令を登録し、OFFのときの分岐先のアドレスに、タイムクリティカルな制御プログラムの先頭アドレスを登録することにより、当該制御をメインCPU411に割り当てるように構成しても構わない。
(8)上記実施の形態では、露光部が、ライン状のLEDプリンタヘッドを有するLEDプリンタヘッド方式からなる構成を示したが、これに限定するものではなく、例えば、レーザ光源からの光をポリゴンミラーで反射させて走査露光を行うレーザスキャナヘッド方式の構成であっても構わない。
(9)上記実施の形態では、タイムクリティカルな制御例として、レジスト制御と露光制御をあげて説明したが、これに限定するものではなく、例えば、画像形成後の後処理であるパンチ制御なども、タイムクリティカルな制御の1つである。
具体的に、例えば、図19(a)に示すように、リング製本用のパンチ穴を形成する場合、製本後の見栄えをよくするため、リングRの反対側の端部Eが揃うように、記録シートS毎に、リングRの曲率に合わせてパンチ穴の位置を変えて形成する必要がある。
図19(b)は、パンチ穴を形成する後処理装置の構成を説明するための図である。
画像形成された記録シートは、同図に示すS字状搬送路501に送られ、その後、トレイ502に導かれる。S字状搬送路501の出口付近には、搬送される記録シートを検出するセンサー503が設けられ、トレイ502には、不図示のパルスモーターにより正逆回転駆動される搬送ローラー504、505が設けられている。
S字状搬送路501からトレイ502に導かれた記録シート(不図示)は、搬送ローラー504、505によって、トレイ502の上方に送られる。この際、記録シートの後端(パンチ穴が形成される側)が、センサー503により検出されると、搬送ローラー504、505が一旦停止される。その後、搬送ローラー504、505を逆回転させ、記録シートを、パンチ510による穿孔位置511に向けて搬送する。この際、所定の計算に基づき算出された、記録シートのパンチ穴の形成予定位置が、穿孔位置511と重なるよう、予め計算によって求められた駆動パルス数をパルスモーターに供給することによって記録シートの停止位置制御を行う。
このような構成において、センサー503による記録シート後端検出後の、割り込みによるパルスモーターの駆動停止制御が遅れると、遅れた分、記録シートがトレイ502の上方側に送られてしまうことになるため、その後の、穿孔位置511に向けて搬送した記録シートの停止位置制御にずれが生じてしまう。
そのため、図19(a)に示すように、記録シートSの端部Eを揃えることができなくなり、見栄えが悪くなる。よって、このようなパンチ制御も、基本的には、サブCPU412で実行させるのが望ましいが、システム速度Vの大きさによって、メインCPU411で実行させても構わない。
(10)上記実施の形態では、タイムクリティカルな制御をサブCPU412に割り当てる際、タイムクリティカルな制御(レジスト制御や露光制御)のみを割り当てた構成を示したが、これに限定するものではない。
タイムクリティカルな制御の起動に支障のない程度であれば、他の制御、例えば、定着部30での温調制御などを、サブCPU412に割り当てても構わない。
(11)上記実施の形態では、画像形成装置として、タンデム型カラープリンターを用いて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限らず、モノクロプリンター、タンデム型カラー複写機、モノクロ複写機、ファクシミリ装置などに適用することができる。
また、上記実施の形態及び変形例の内容は、可能な限り組み合わせても構わない。
本発明に係る画像形成装置は、汎用OSを動作させ、装置全体を統括的に制御するメインCPUと、メインCPUを補助するサブCPUとを備える構成において、CPU全体の電力消費を抑制する技術として有用である。
1 プリンター
10 画像形成部
10Y〜10K 作像ユニット
11Y〜11K 感光体ドラム
12Y〜12K 帯電器
13Y〜13K 露光部
14Y〜14K 現像器
15Y〜15K 一次転写ローラー
16 中間転写ベルト
17 二次転写ローラー
19 二次転写位置
23 タイミングローラー対
26 タイミング前センサー
27 タイミングモーター
30 定着部
40 制御部
41 SoC
42 ROM
43 フラッシュメモリー
411 メインCPU
412 サブCPU
413 第1メモリー部
413a 第1命令メモリー
413b 第1データメモリー
414 第2メモリー部
414a 第2命令メモリー
414b 第2データメモリー
SW1,SW2 給電スイッチ
PL1,PL2,PL3 給電路
Tb1,Tb2 割り込みベクタテーブル

Claims (14)

  1. システム速度の変更が可能であり、第1のプログラムおよび第1のプログラムよりもリアルタイム性の高い制御を行うための第2のプログラムを実行して画像形成動作を制御する制御手段を有する画像形成装置であって、
    前記制御手段は、
    汎用OSを動作させるメインCPUと、
    サブCPUと、を備え、
    画像形成ジョブを実行する際のシステム速度が閾値速度を超える場合には、第1のプログラムがメインCPUに、第2のプログラムがサブCPUに割り当てられ、システム速度が閾値速度以下の場合には、メインCPUに前記第1と第2のプログラムの双方が割り当てられて実行されることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、
    前記メインCPUにより第1と第2のプログラムが実行される場合には、前記サブCPUへの給電を停止するCPU給電停止手段を備えている
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記CPU給電停止手段は、
    装置の状態が、画像形成ジョブを実行可能な状態で待機する待機モードと、当該待機モードよりも電力消費量が少ない省電力モードのときにも、前記サブCPUへの給電を停止することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御手段は、
    メインCPUで実行されるプログラムを展開するワークエリアとなる第1のメモリーと、
    サブCPUで実行されるプログラムを展開するワークエリアとなる第2のメモリーと、
    前記第1および第2のプログラムが格納された不揮発性メモリーと、を備え、
    前記メインCPUは、起動時に、前記不揮発性メモリーから前記第1および第2のプログラムを読み出して第1のメモリーに展開し、かつ第2のプログラムの実行がサブCPUに割り当てられる際には、前記不揮発性メモリーから前記第2のプログラムを読み出して第2のメモリーに展開することを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御手段は、
    前記CPU給電停止手段により前記サブCPUへの給電が停止されると、前記第2のメモリーへの給電を停止するメモリー給電停止手段を備えている
    ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御手段は、
    前記CPU給電停止手段により前記サブCPUへの給電が停止された後、さらに所定時間経過した後に、第2のメモリーへ給電を停止するメモリー給電停止手段を備えていることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  7. 画像形成動作を実行した場合において、前記リアルタイム性の高い制御をメインCPUで実行したときに生じる遅延時間でも許容範囲となるようなシステム速度の値を基準にして、前記閾値速度が設定されている
    ことを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 記録シートの厚みによる種別に基づきシステム速度を切り替える切替手段を備え、
    記録シートの種別が厚紙の場合には、
    前記制御手段において、システム速度が閾値速度以下とみなされ、前記第2のプログラムがメインCPUに割り当てられる
    ことを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載の画像形成装置。
  9. 記録シートの表面処理による種別に基づきシステム速度を切り替える切替手段を備え、
    記録シートに特殊な表面処理を施した特殊紙の場合には、
    前記制御手段において、システム速度が閾値速度以下とみなされ、前記第2のプログラムがメインCPUに割り当てられる
    ことを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載の画像形成装置。
  10. 記録シートに形成する画像種別に基づきシステム速度を切り替える切替手段を備え、
    画像種別がカラー画像である場合には、
    前記制御手段において、システム速度が閾値速度以下とみなされ、前記第2のプログラムがメインCPUに割り当てられる
    ことを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載の画像形成装置。
  11. トナー像が担持される像担持回転体と、
    記録シートの先端を回転停止中のタイミングローラーのニップ部に衝合させて整合させた後、当該タイミングローラーの回転を開始し、記録シートを前記トナー像の転写位置に向けて搬送する搬送手段とを備えており、
    前記リアルタイム性の高い制御は、前記タイミングローラーの回転駆動開始のタイミングの制御である
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置。
  12. 感光回転体と、
    当該感光回転体の周面を画像データに基づき露光走査して静電潜像を形成する露光手段とを備えており、
    前記リアルタイム性の高い制御は、前記露光手段による露光走査開始のタイミングの制御である
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置。
  13. 画像が形成された記録シートに、パンチ穴を形成するためのパンチ手段と、
    当該パンチ手段によるパンチタイミングに合わせて、前記記録シートをパンチ位置に搬送する搬送手段とを備えており、
    前記リアルタイム性の高い制御は、前記搬送手段による記録シートのパンチ位置への搬送制御である
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置。
  14. 前記汎用OSは、メインCPUの負荷を測定する負荷測定機能を有し、
    前記閾値速度が、画像形成ジョブ開始時において前記負荷測定機能により測定されたメインCPUの負荷の大きさに基づいて補正される
    ことを特徴とする請求項1から13までのいずれかに記載の画像形成装置。
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