JP3765806B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は， 画像形成装置に関し，さらに詳細には，単一プロセッサで駆動可能な画像形成装置に関する。

一般に，レーザビームプリンタ，ＬＥＤプリンタ，ファクシミリ，デジタルコピー機などの電子写真方式を用いた画像形成装置は，コンピュータやスキャナーなどから入力されたイメージデータを，一連の画像形成プロセスを介して印刷媒体である用紙に可視画像の形態で印刷する機能を有する。以下，レーザビームプリンタを例にして説明する。

図１は，従来のレーザビームプリンタを概略的に示したブロック図である。図１に示すように，レーザビームプリンタは，ビデオ部１０とエンジン部３０とからなる。

ビデオ部１０は，各種命令を入力するために多数のキーを有する入力部とレーザビームプリンタの動作状態情報を表示するためのディスプレイ部とを具備する操作パネル１１と，ホストコンピュータとＣＰＵ１５との間に連結されて入出力信号をインタフェーシングするコンピュータＩ／Ｆ部１２と，ビデオ部１０を駆動させるために制御プログラム及び各種応用プログラムを格納するＲＯＭ及びホストコンピュータから入力される各種データを一時的に格納するＲＡＭとを具備するメモリ部１３と，ＣＰＵ１５とエンジン部３０との間に連結されて入出力信号をインタフェーシングするビデオＩ／Ｆ部１４，及びメモリ部１３に格納された制御プログラムに応じてビデオ部１０の全般的な動作を制御するＣＰＵ１５と，を備える。

ＣＰＵ１５は，コンピュータＩ／Ｆ１２を介してホストコンピュータから転送された印刷データをフレームデータに生成するためディスプレイリストを生成し，ＹＭＣＫカラー状にカラー補正を行なってメモリ部１３に格納する。さらに，ＣＰＵ１５は，メモリ部１３に格納されているデータをカラー別にビットマップ形態のフレームデータに生成し，生成されたデータをビデオＩ／Ｆ１４を介してエンジン部３０に転送する。

一方，エンジン部３０は，ビデオ部１０からの制御に応じてエンジンメカニズム４０の駆動を制御するＣＰＵ３１と，各種制御プログラムが格納されたＲＯＭ及びＣＰＵ３１のプログラムを実行することに伴うデータを一時的に格納するＲＡＭを具備するメモリ部３３と，ビデオＩ／Ｆ１４とＣＰＵ３１との間に連結されて，入出力信号をインタフェーシングするエンジンＩ／Ｆ３２，及びＣＰＵ３１の制御に応じて印刷作業を行なうエンジンメカニズム４０とを具備する。エンジンメカニズム４０は，給紙部４１と，ＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）駆動部４２と，ＬＳＵ４２ａと，現像部４３と，転写部４４と，定着部４５と，検知センサ部４６と，を具備する。

以下に，ＣＰＵ３１の制御動作について説明する。

まず，エンジンＩ／Ｆ３２を介してビデオ部１０からプリント開始を知らせる命令信号が受信されると，ＣＰＵ３１は，給紙部４１を制御して用紙をピックアップさせる。検知センサ部４６の検知の結果，用紙が設定された基準位置に到達したと判断された場合には，ＣＰＵ３１は，エンジンＩ／Ｆ３２を介してビデオ部１０に印刷開始を知らせるページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）を転送する。ページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）に対応してビデオ部１０からビットマップデータが受信されると，ＣＰＵ３１は，受信されたビットマップデータに対する印刷作業を実行するようにエンジンメカニズム４０を制御する。

上記のように，従来のレーザビームプリンタのビデオ部１０とエンジン部３０は分離されており，各々別のプロセッサ１５，３１を具備している。したがって，従来においては，エラーが発生した時にシステムの診断が困難であるばかりでなく，システムの復旧処理が複雑であった。さらに，ビデオ部１０とエンジン部３０との間をインタフェーシングするためのインタフェース回路１４，３２が必要であった。

しかしながら，上記インタフェース回路を構築するためには，各々多数のビットからなる命令バスと，アドレスバスと，状態情報バスと，データバス及び制御バスのような多数の物理的なチャネルを形成しなければならない。この場合には，各プロセッサ１５，３１に備えられたピンのうち，インタフェース回路１４，３２の構築のために多数個のピンが割当てられるので，通常ＳＩＯ（Ｓｅｒｉａｌ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）やＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）のような直列バスを使用しなければならなかった。直列バスを使用する場合には，並列バスと比較すると単位時間当たりのデータの転送率が低いため高速のデータ転送において不具合であった。

また，上記インタフェースを構築するためには，多数個のＩ／０ポートと，コネクタ，及び装着帯（Ｈａｒｎｅｓｓ）が必要であるので，インタフェース構築に伴う材料コストの上昇や，プリンタ製造コストの上昇といった問題がある。

したがって，本発明の目的は，ビデオ部及びエンジン部の制御のためのプロセッサ機能を単一プロセッサで具現することにより，インタフェース構築において必要とされるコストが抑制され，生産コストを低減することが可能な新規かつ改良された画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，印刷データに対する印刷作業を行なうエンジンメカニズムと，前記印刷データを前記エンジンメカニズムで認識することができるイメージデータの形態にて変換処理するビデオ部と，前記ビデオ部の制御に応じて前記イメージデータに対する印刷作業を実行するように前記エンジンメカニズムを制御するエンジン制御部と，を備え，前記ビデオ部と前記エンジン制御部は，単一プロセッサにより駆動され，前記プロセッサは前記ビデオ部に備えられることを特徴とする画像形成装置が提供される。

また，前記エンジン制御部は，システムバスを介して前記プロセッサと直接連結され，前記プロセッサの制御に応じて前記メカニズムを駆動させる，如く構成することができる。

また，前記システムバスは，データバスと，アドレスバスと，制御バスのうちいずれの１つ以上を含み，前記データバスは，両方向の並列バスである，如く構成することができる。

さらに，前記エンジン制御部は，特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に具現され，前記エンジンメカニズムに対する状態情報を格納するメモリと，を含む，如く構成することができる。

前記プロセッサは，前記メモリに格納された前記状態情報を読込んで前記エンジンメカニズムの状態を確認した後，前記エンジン制御部に前記イメージデータを転送して印刷作業を実行するように処理する，如く構成することができる。

上記課題を解決するため，本発明の第２の観点においては，印刷データに対する印刷作業を行なうエンジンメカニズムと，前記印刷データを前記エンジンメカニズムで認識の可能なイメージデータの形態に変換処理するビデオ部と，前記ビデオ部の制御に応じて前記イメージデータに対する印刷作業を実行するように前記エンジンメカニズムを制御するエンジン制御部と，を備え，前記ビデオ部と前記エンジン制御部は，単一プロセッサにより駆動され，両方向の並列データバスを介して直接接続される画像形成装置が提供される。

また，前記プロセッサは，前記ビデオ部に備えられることが好ましい。

本発明にかかる画像形成装置によれば，ビデオ部とエンジン制御部とを単一プロセッサで具現可能とすることにより，ビデオ部とエンジン制御部を繋ぐインタフェースが必要とされないので，インタフェース構築に伴うコストが節減される。このことは，画像形成装置の製造単価の節減にも繋がる。さらに，画像形成装置が単一プロセッサにより具現可能となることにより，エラーが発生した際にシステムの診断が容易になり，システム制御において必要とされるファームウェアの具現も簡単になる。また，ビデオ部とエンジン制御部が両方向の並立データバスを介して繋がることによって，従来の画像形成装置と比較してエンジン制御部を制御する時間が減少されるので，メイン制御部はイメージデータ処理において，より長時間を割愛することができる。従って，高速のイメージデータ処理と高速印刷とが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず，図２に基づいて，第１の実施の形態にかかるレーザビームプリンタの構成について説明する。なお，図２は，本実施形態にかかるレーザビームプリンタの構成を示すブロック図である。

本実施形態にかかるレーザビームプリンタ１００は，図２に示すように，外部機器であるホストコンピュータから印加される印刷データをビットマップ形態のイメージデータに変換するビデオ部１１０と，ビデオ部１１０の制御に応じてイメージデータに対する印刷作業を行なうエンジンメカニズム１５０の駆動を制御するエンジン制御部１３０とから構成される。

ビデオ部１１０及びエンジン制御部１３０は，単一プロセッサにより具現され，かかる単一プロセッサは，マルチ運営体制（ＯＳ）を支援するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）でビデオ部１１０の動作を制御するメイン制御部１１７に具備される。従って，ビデオ部１１０及びエンジン制御部１３０は，単一ＰＣＢ状に配されることが好ましい。

ここで，エンジン制御部１３０は，特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ： ＡＳＩＣ）で具現され，エンジンメカニズム１５０に対する状態情報を格納するメモリ１３２を具備する。エンジン制御部１３０は，メイン制御部１１７の制御に応じて単にエンジンメカニズム１５０の駆動を制御する。

また，エンジン制御部１３０は，システムバス１２０を介してメイン制御部１１７に具備されたＣＰＵ１１８と直接接続される。ここで，システムバス１２０は，アドレスバスと，制御バス及びデータバスとから構成され，データバスには両方向の並列バス（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｂｕｓ）を適用することができる。

一方，ビデオ部１１０は，操作パネル１１９と，コンピュータＩ／Ｆ１１３と，メモリ部１１５と，メイン制御部１１７と，を具備する。

操作パネル１１９は，レーザビームプリンタ１００から支援される機能を選択及び設定できる多数のキーを有する入力部と，メイン制御部１１７の制御に応じてレーザビームプリンタ１００の動作状態をディスプレイをするディスプレイ部と，を備える。

コンピュータＩ／Ｆ１１３は，ホストコンピュータとメイン制御部１１７との間に連結されて，入出力信号をインタフェーシングする。かかるコンピュータＩ／Ｆ１１３としては，ＩＥＥＥ１２８４，ＵＳＢ，及びＲＳ２３２Ｃインタフェースを適用することができる。

メモリ部１１５は，メイン制御部１１７を駆動するための制御プログラム及び各種応用プログラムが格納されるＲＯＭと，コンピュータＩ／Ｆ１１３を介してホストコンピュータから印加される印刷データ及びメイン制御部１１７のプログラムを行なう過程中に発生する様々なデータを一時的に格納するＲＡＭと，から構成される。

メイン制御部１１７は，メモリ部１１５に格納された制御プログラムに応じてビデオ部１１０及びエンジンメカニズム１５０の動作を制御するＣＰＵ１１８と単一チップ状で具現される。メイン制御部１１７は，コンピュータＩ／Ｆ１１３を介してホストコンピュータから印刷対象のファイルが受信されると，印刷データをフレームデータに生成するためにディスプレイリストを生成する。そして，メイン制御部１１７は，ＹＭＣＫカラー状にカラー補正を行なってメモリ部１１５に格納し，メモリ部１１５にて格納されているデータをカラー別にビットマップ形態のイメージデータに生成する。ビットマップデータの生成が完了されると，メイン制御部１１７は，プリンタ開始を知らせる命令信号をエンジン制御部１３０に転送する。

メイン制御部１１７は，エンジン制御部１３０を制御対象のデバイスとして認識し，システムバス１２０を介してエンジン制御部１３０に所定の情報を読み込み／書き込みする。その一例として，メイン制御部１１７がエンジン制御部１３０から所定の情報を読み込みする場合には，エンジン制御部１３０のメモリ１３２に格納されたエンジンメカニズム１５０の状態情報を読み込み，一方，所定の情報を書き込みする場合には，エンジン制御部１３０に命令情報を書き込む。

エンジン制御部１３０は，ＡＳＩＣから具現され，メイン制御部１１７の制御に応じてエンジンメカニズム１５０の駆動を制御する。エンジン制御部１３０は，ビデオデータ転送ラインを介してメイン制御部１１７から転送されるイメージデータが印加され，静電潜像を形成するＬＳＵ１５２ａから出力される水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）に同期され，直列イメージデータが印加される。

エンジンメカニズム１５０は，エンジン制御部１３０の給紙制御信号に応じて給紙カセット（図示せず）に積載されている用紙を１枚ずつピックアップする給紙部１５１と，イメージデータに対応するレーザビームを感光ドラム（図示せず）に走査して感光ドラムに所定の静電潜像を形成するＬＳＵ１５２ａと，静電潜像が形成された感光ドラムに現像剤を供給して現像する現像部１５３と，感光ドラムに形成されたトナー画像を供給される用紙に転写する転写部１５４と，用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力を加えて融着させる定着部１５５と，を具備する。

次に，図３に基づいて，本実施形態にかかるメイン制御部とエンジン制御部間の信号の流れについて説明する。なお，図３は，図２に示されたメイン制御部とエンジン制御部間の信号の流れを説明するためのブロック図である。

図３に示すように，メイン制御部１１７とエンジン制御部１３０は，Ｎビットから構成されたアドレスバス（ａｄｄｒ）と，Ｎビットから構成された両方向データバス（ｄａｔａ）と，水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）と，ページ同期要求信号（Ｐｓｙｎｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ）と，ページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）とを入出力する制御バスを介して入出力信号をインタフェーシングする。

ここで，水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）は，ＬＳＵ１５２ａのビーム開始の同期出力信号であり，ページ同期要求信号（Ｐｓｙｎｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ）は，エンジン制御部１３０から水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）が受信された場合に，エンジン制御部１３０へ要請する信号である。そして，ページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）は，給紙部１５１によって給紙された用紙が，設定された基準位置に到到達したことを知らせる。メイン制御部１１７は，エンジン制御部１３０を介して用紙が設定された基準位置に到達したと判断されると，ビットマップ状のイメージデータ（Ｖｉｄｅｏ ｄａｔａ）をエンジン制御部１３０に転送する。

次に，図４に基づいて，本実施形態にかかるレーザビームプリンタの印刷動作について説明する。なお，図４は，本実施形態にかかるレーザビームプリンタの印刷動作を示すフローチャートである。

まず，ステップＳ４０２で，レーザビームプリンタ１００に電源が印加されると，メイン制御部１１７は，ヒーター（図示せず）を駆動させ，定着部１１５を予熱させるようにエンジン制御部１３０を制御する（ステップＳ４０２）。

次いで，ステップＳ４０４で，コンピュータＩ／Ｆ１１３を介してホストコンピュータから印刷命令及び印刷対象ファイルが受信されると（ステップＳ４０４），メイン制御部１１７は転送された印刷対象ファイルがポストスクリプト及びＰＣＬ（Ｐｒｉｎｔ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ）のうちいずれの形態のエミュレーションであるかを把握し，該当インタープリターを駆動してビットマップデータを生成するためのディスプレイリストコードが生成される。

この際，メイン制御部１１７は，印刷データがカラーデータである場合に，ＹＮＣＫカラーデータ形式であればカラー処理を省略し，ＣＩＥやＲＧＢカラーデータ形式であればＹＭＣＫカラーデータにカラーを補正する。

その後，ステップＳ４０６で，メイン制御部１１７は，インタープリターにより生成されたディスプレイリストを使用してビットマップデータを生成する（ステップＳ４０６）。さらに，ステップＳ４０８で，生成されたビットマップデータは，カラー別にメモリ部１１５に分離格納される。ビットマップデータの生成が完了されると，メイン制御部１１７はシステムバス１２０を介して直接接続されたエンジン制御部１３０にビットマップデータの生成が完了されたことを知らせるメモリフラグビットをセットさせる（ステップＳ４０８）。

次いで，ステップＳ４１０で，エンジン制御部１３０は，メイン制御部１１７から受信されたメモリフラグビットがセットされていれば，ＬＳＵ１５２ａを駆動させる（ステップＳ４１０）。その後，ステップＳ４１２で，エンジン制御部１３０は，ＬＳＵ１５２ａから水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）が入力され，それをメイン制御部１１７に転送する（ステップＳ４１２）。

さらに，ステップＳ４１４で，エンジン制御部１３０から水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）が受信されて，ＬＳＵ１５２ａのモータが定格回転の回数に到達したと判断されると，メイン制御部１１７はエンジン制御部１３０にページ同期要求信号（Ｐｓｙｎｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を要請するメモリフラグビットをセットさせる（ステップＳ４１４）。次いで，ステップＳ４１６で，メイン制御部１１７からページ同期要求信号（Ｐｓｙｎｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ）が受信されると，エンジン制御部１３０は給紙カセットに積載された用紙をピックアップするよう給紙部１５１を制御し，ピックアップされた用紙を予め設定された基準位置まで搬送させる。検知センサ部１５６によって用紙が基準位置に到達したことを検知すると，エンジン制御部１３０はメイン制御部１１７にページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）を転送する（ステップＳ４１６）。

その後，ステップＳ４１８で，エンジン制御部１３０からページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）が受信されると，メイン制御部１１７はメモリ部１１５に格納されたビットマップデータをエンジン制御部１３０の方に転送する（ステップＳ４１８）。

次いで，ステップＳ４２０で，エンジン制御部１３０は，ページ同期信号（Ｐｓｙｎｃ）を用いて各ＹＭＣＫカラー別用紙の先端空白を合わせる同期信号にパターン同期させ，ＬＳＵ１５２ａのビーム開始位置を検出するビーム検出センサでスキャニングされる開始同期位置を検出してＹＭＣＫカラー別用紙の左側空白を合わせる同期信号にてパターン同期させる（ステップＳ４２０）。

その後，ステップＳ４２２で，ＬＳＵ１５２ａは，ＬＳＵの駆動部１５２の制御に応じてエンジン制御部１３０からイメージデータに対応されるレーザビームを感光ドラムに走査する。これによって，感光ドラムの表面には静電潜像が形成され，感光ドラムにて形成された静電潜像は，現像部１５３にＹＭＣＫ四色のカラー現像剤によって現像される。現像剤によって現像されたトナー画像は，転写部１５４によって供給される用紙に転写され，用紙に転写されたトナー画像は定着部１５５によって記録用紙に固着された後（ステップＳ４２２），さらに，ステップＳ４２４で，排紙部を介して機器外部に出力される（ステップＳ４２４）。

以上，本発明に係る好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。

本発明は，印刷対象データをイメージデータに変換するビデオ部と，印刷作業を行なうエンジンメカニズムの駆動を制御するエンジン制御部と，を単一プロセッサで駆動可能な画像形成装置に適用され得る。

従来のレーザビームを概略構成を示すブロック図である。 本実施形態にかかるレーザビームプリンタの構成を示すブロック図である。 図２に図示されたメイン制御部とエンジン制御部との間の信号の流れを説明するためのブロック図である。 図２に図示されたレーザビームプリンタの印刷動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１００ レーザビームプリンタ
１１０ ビデオ部
１１９ 操作パネル
１１３ コンピュータＩＦ
１１５ メモリ部
１１７ メイン制御部
１１８ ＣＰＵ
１２０ システムバス
１３０ エンジン制御部
１５０ エンジンメカニズム

Claims (8)

1. 印刷データに対する印刷作業を行なうエンジンメカニズムと，
   前記印刷データを前記エンジンメカニズムにて認識可能なようにイメージデータの形態に変換処理するビデオ部と，
   前記ビデオ部の制御に応じて前記イメージデータに対する印刷作業を実行するように前記エンジンメカニズムを制御するエンジン制御部と，を含み，
   前記ビデオ部と前記エンジン制御部は，単一プロセッサにより駆動され，
   前記エンジン制御部は，前記エンジンメカニズムに対する状態情報を格納するメモリを含み，
   前記プロセッサは，前記メモリに格納された前記状態情報を読込んで前記エンジンメカニズムの状態を確認した後，前記エンジン制御部の方に前記イメージデータを転送して印刷作業を実行せしめる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記エンジン制御部は，システムバスを介して前記プロセッサと直接接続され，前記プロセッサの制御に応じて前記エンジンメカニズムを駆動させる，
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記システムバスは，データバスと，アドレスバスと，制御バスのうちいずれの１つ以上を含み，
   前記データバスは，両方向の並列バスである，
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記エンジン制御部は，特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に具現されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記プロセッサは前記ビデオ部に備えられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 印刷データに対する印刷作業を行なうエンジンメカニズムと，
   前記印刷データを前記エンジンメカニズムにて認識可能なようにイメージデータの形態に変換処理を行なうビデオ部と，
   前記ビデオ部の制御に応じて前記イメージデータに対する印刷作業を実行するように前記エンジンメカニズムを制御するエンジン制御部と，を含み，
   前記ビデオ部と前記エンジン制御部は，単一プロセッサにより駆動され，両方向の並列データバスを介して直接接続され，
   前記エンジン制御部は，前記エンジンメカニズムに対する状態情報を格納するメモリを含み，
   前記プロセッサは，前記メモリに格納された前記状態情報を読込んで前記エンジンメカニズムの状態を確認した後，前記エンジン制御部の方に前記イメージデータを転送して印刷作業を実行せしめる
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記プロセッサは，前記ビデオ部に備えられる，ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記エンジン制御部は，特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に具現されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
   
   

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