JP4270796B2 - 画像形成装置及び画像形成装置における周辺制御部用集積回路へのアクセス方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性メモリを用いたデジタル複写機、デジタルプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像形成装置においても環境保護の観点から省電力化が強く要求されている。従来より電子写真プロセスを用いる画像形成装置においては定着部の消費電力が支配的であり、待機時はこの定着部を動作時よりも低い温度で制したり、給電を遮断したりすることによって省電力化を実現する方式が広く採用されている。最近では更に進んで定着部のみならず、システムの全て、もしくはほとんど全ての電源を遮断する方式も採用されてきている。
この場合は待機時の消費電力を数W以下とすることが可能となり、省電力化の効果が非常に大きい画像形成装置が提供可能となる。一方、利便性の面から考えると待機状態からの復帰時間が非常に重要となる。つまり、使用したいときに画像形成装置が復帰中のためすぐに使えない場合は利便性が著しく低減してしまうことになる。
待機状態の省電力化が主に定着部の制御で行われている場合はヒータの効率化、定着ローラーの薄肉化、その他メカトロ品を中心とする復帰時間の短縮化への取り組みが行われてきた。その結果、定着部の復帰時間は数分台から数秒台にまで改善されてきた。一般的に、CPUを中心とする制御部の初期化には数秒を要する場合が多い。
システムの全て、もしくはほとんど全ての電源を遮断する方式の場合、定着部の復帰時間が数分台、数十秒台の場合は待機状態からの復帰時間全体に対して、この初期化に要する数秒間の寄与率は低いため、深く考慮する必要はなかった。
しかしながら、定着部の復帰時間が数秒台となった最近の画像形成装置では、この初期化に要する数秒間によってシステムの復帰時間が大きく左右されることになる。以下、この様子について説明する。
【0003】
図10は従来の画像形成装置としてのデジタル複写機の構成図である。読み取り制御部1によって読み取られた原稿2の画像データはメイン制御部3の画像処理部(図示せず)によって画像処理が行われた後、書き込み制御部4に送られる。書き込み制御部4では画像処理部より送られてきた画像データに基づいてレーザダイオード(図示せず)の点灯制御を行い、電子写真プロセス5に静電潜像を形成する。
一方、給紙部(図示せず)より搬送されてきた転写紙は既知の電子写真プロセス5によってトナーが転写され、定着ヒータ6で熱せられた定着部(図示せず)によってトナーが転写紙に定着され、コピー7が形成される。この定着ヒータ6は、メイン制御部3、IO制御部8、定着制御部9によって定着部が動作時は常に所望の温度になるよう制御される。また、待機時はシステムの消費電力を低減させるため、動作時よりも低い温度で制御したり給電を遮断する。
更に、待機時にシステムの全て、もしくはほとんど全ての電源を遮断する方式の場合は定着ヒータのみならず、メイン制御部3、IO制御部8、定着制御部9等への給電も遮断される。尚、図10のデジタル複写機は、上記の他に、操作部10、ADF11、バンク(給紙バンク)12、センサー類13、クラッチ・ソレノイド14、電源15を備える。
【0004】
図11は従来の画像形成装置のメイン制御部、IO制御部の構成図である。電源投入後、リセットIC22より発生するリセット信号の解除に伴い、CPU21はROM23に格納された制御プログラムに従い一連の動作を開始する。RAM24は制御プログラムの作業エリアとして使用される。また、不揮発性メモリ25は画像形成装置の調整データ、使用履歴等が保存され保守活動に活用される。
CPU21は一般的に汎用的な仕様となっているため、制御プログラムは動作開始後、まずCPU21内部の初期化を行う。また、RAM24は電源投入直後は内容が不定となっている場合が多いので、CPU初期化後、All“0”またはALL“1”ライトによるRAM24の初期化を行う。更に、CPU周辺ASIC26、周辺制御ASIC31についても汎用的な仕様とする場合が多いので、RAM24初期化後、CPU周辺ASIC26、周辺制御ASIC31の初期化を行う。
周辺制御ASIC31について更に詳しく述べる。周辺制御ASIC31はCPU21、ROM23等と異なる基板上に搭載されるため、バス負荷低減等を目的としてCPU周辺ASIC26によりCPUバスと分離された専用制御バス上に接続される。
このASICには主に、ADF11、バンク12、センサー類13、クラッチ・ソレノイド14、定着制御部9等の入出力系のI/Fが接続されている。ASIC内の汎用的な機能をこれらのI/Fに対応させるため、入力は入力設定、出力は出力設定、シリアル通信はシリアル通信設定を行う必要がある。
【0005】
図12は周辺制御ASICの構成図である。周辺制御ASIC31は、PIO、UART、タイマ等の各機能を実現する機能ブロック41、機能ブロック41への各種設定、動作制御等を設定するレジスタブロック42、アドレスバス、データバス等の制御バスと接続され、内部でのアドレスデコード、レジスタブロック42へのアクセス制御を行うCPU I/F43、等から構成される。
PIOを例にとり、以下説明を行う。リセット時およびリセット解除後に期待しない出力により負荷への制御信号がアクティブとならないよう、通常、PIOはレジスタブロック42により全端子が入力ポートに設定され、入出力端子はHi−Z状態となる。モータ等のようにリセット時およびリセット解除後にインアクテイブとしたい負荷への制御信号の場合は、入出力端子をプルアップまたはプルダウンすることにより制御信号をインアクテイブとする。
リセット解除後、CPU I/F43を経由したCPU(図示せず)からレジスタブロック42に設定を行うことにより、入力負荷が接続されている端子は入力に、出力負荷が接続されている端子は出力に、また出力の初期値等が設定され、所望の入出力が行われる。
同様の操作がUART、タイマ等に対しても順次行われ、周辺制御ASIC31の初期化が終了する。更に定着ヒータ6等の負荷は安全性確保のため、一連の初期化が終了しシステムの動作に問題のないことが確認された後、点灯制御が開始される。点灯開始直後は全点灯によりいち早く所望の設定温度に到達するよう制御され、所望の設定温度に到達後は温度監視により常に一定の温度となるよう制御が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この電源投入から一連の初期化、定着ヒータの点灯制御に至るまでの様子を図13に示す。また、各動作に要する時間の一例を図14に示す。
図13における電源投入から定着ヒータ制御開始までは制御プログラムの動作によってシーケンシャルに行われるのでシステムの復帰時間は定着ヒータの復帰時間が長い場合は54.1s、短い場合は9.1sとなることが図13よりわかる。ここで周辺制御ASIC初期化時間のシステム復帰時間に対する寄与率を考えてみる。定着ヒータ6の復帰時間が長い場合は図13より1.8%であり、ほとんど影響はないと見なすことができる。
しかしながら、定着ヒータの復帰時間が短い場合は11.0%であり、無視することができない寄与率となっている。更なるシステム復帰時間の短縮化を図る場合、この部分がボトルネックとなりユーザーにとっての利便性向上の障壁となる恐れがある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、周辺制御部用集積回路に、レジスタブロックとは別個に、機能ブロックへの設定データの初期値を保存するための不揮発性メモリを内蔵することによって、制御プログラムによる周辺制御部用集積回路初期化に要する時間を削除してシステム復帰時間を短くし、低消費電力化、ユーザーの利便性を向上させた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、全体を制御するメイン制御手段と、メイン制御手段の命令に従い、各部の制御を行う周辺制御部用集積回路とを備えた画像形成装置において、周辺制御部用集積回路は、所定機能を実現するための機能ブロックと、機能ブロックへの設定データを保存するためのレジスタブロックと、レジスタブロックとは別個に機能ブロックへの設定データの初期値を保存するための不揮発性メモリと、前記レジスタブロックと前記不揮発性メモリの何れにアクセスするかを切り替えるセレクタと、該セレクタの切り替えを行うセレクタ制御手段と、を備え、前記メイン制御手段は、前記周辺制御部用集積回路にアクセスする際、レジスタブロック及び不揮発性メモリのメモリマップ上のアドレスを同一とし、電源投入時には、前記メイン制御手段の命令に基づいて、前記セレクタにより前記レジスタブロックを選択して、前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値をレジスタブロックにロードして、該初期値により前記機能ブロックを初期化し、前記メイン制御手段より前記周辺制御部用集積回路にアクセスして前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値を変更する際は、前記セレクタ制御手段を前記不揮発性メモリ側に切り替えて前記不揮発性メモリ内のデータの更新を行う画像形成装置を特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、不揮発性メモリは強誘電体メモリである画像形成装置を特徴とする。
請求項3記載の発明は、全体を制御するメイン制御手段と、該メイン制御手段の命令に従い各部の制御を行う周辺制御部用集積回路が、所定機能を実現するための機能ブロックと、該機能ブロックへの設定データを保存するためのレジスタブロックと、該レジスタブロックとは別個に前記機能ブロックへの設定データの初期値を保存するための不揮発性メモリと、前記レジスタブロックと前記不揮発性メモリの何れにアクセスするかを切り替えるセレクタと、該セレクタの切り替えを行うセレクタ制御手段と、を備えた画像形成装置における周辺制御部用集積回路へのアクセス方法であって、前記メイン制御手段は、前記周辺制御部用集積回路にアクセスする際、レジスタブロック及び不揮発性メモリのメモリマップ上のアドレスを同一とし、電源投入時には、前記メイン制御手段の命令に基づいて、前記セレクタにより前記レジスタブロックを選択して、前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値をレジスタブロックにロードして、該初期値により前記機能ブロックを初期化し、前記メイン制御手段より前記周辺制御部用集積回路にアクセスして前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値を変更する際は、前記セレクタ制御手段を前記不揮発性メモリ側に切り替えて前記不揮発性メモリ内のデータの更新を行うことを特徴とする画像形成装置における周辺制御部用集積回路へのアクセス方法を特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以降の図において従来例と同一個所には同一符号を付す。図1は本発明の画像形成装置におけるメイン制御部、IO制御部の構成図である。
電源投入後、リセットIC22より発生するリセット信号の解除に伴い、CPU21はROM23に格納された制御プログラムに従い一連の動作を開始する。RAM24は制御プログラムの作業エリアとして使用される。また、不揮発性メモリ25は画像形成装置の調整データ、使用履歴等が保存され保守活動に活用される。
CPU21は一般的に汎用的な仕様となっているため、制御プログラムは動作開始後、まずCPU21内部の初期化を行う。また、RAM24は電源投入直後は内容が不定となっている場合が多いので、CPU初期化後、ALL“0”またはALL“1”ライトによるRAM24の初期化を行う。
更に、CPU周辺ASIC26についても汎用的な仕様とする場合が多いので、RAM24の初期化後、CPU周辺ASIC26の初期化を行う。従来ではその後、周辺制御ASIC31(図11)の初期化が逐次行われるため、初期化に時間を要するが、本発明による周辺制御ASIC32はこれを解消している。本発明による周辺制御ASIC32の初期化について、図2を用いて説明する。
【0009】
図2は本発明の第1の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。周辺制御ASIC32は、PIO、UART、タイマ等の各機能を実現する機能ブロック41、機能ブロック41への各種設定、動作制御等を設定するレジスタブロック42、アドレスバス、データバス等の制御バスと接続され内部でのアドレスデコード、レジスタブロック42へのアクセス制御を行うCPU I/F43、予め工場等で機能ブロック41の初期状態を設定、保存する不揮発性メモリ44、機能ブロック41への制御データを、レジスタブロック42からのものと不揮発性メモリ44からのものとで切替を行う第1のセレクタ45、CPU I/F43からの制御データをレジスタブロック42と不揮発性メモリ44とのどちらに供給するかの切替を行う第2のセレクタ46等から構成される。
電源投入時は第1のセレクタ45により機能ブロック41への制御データは不揮発性メモリ44から供給される。不揮発性メモリ44には第2のセレクタ46の操作によって、CPU I/F43から予め工場等で機能ブロック41の初期状態が設定、保存されているので、所望の初期値で機能ブロック41が動作を行う。
メイン制御部3のCPU21、RAM24等各部の初期化が終了し、通常制御状態となりCPU21から周辺制御ASIC32へのアクセスが行われた場合は、第2のセレクタ46によりCPU I/F43からの制御データをレジスタブロック42に供給する。そして第1のセレクタ45により、機能ブロック41への制御データはレジスタブロック42から供給されるものに切り替わり、通常制御が行われる。
【0010】
図3に第1の実施形態による電源投入から一連の初期化、定着ヒータの点灯制御に至るまでの様子を示す。また、各動作に要する時間の一例を図4に示す。図4より、システム復帰時間が短縮化されていることがわかる。
図5は本発明の第2の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。この実施形態は第1のセレクタ45をなくした構成となっている。CPU I/F43へのリセット信号の入力に伴い、不揮発性メモリ44からレジスタブロック42へのロード信号が発生し、不揮発性メモリ44内に予め工場等で設定、保存されている機能ブロック41の制御データの初期値が、レジスタブロック42に格納される。
リセット解除後は、通常制御状態となり、CPU21から周辺制御ASIC32へのアクセスが行われた場合は、第2のセレクタ46によりCPU I/F43からの制御データをレジスタブロック42に供給し、機能ブロック41の制御を行う。
図6に第2の実施形態による電源投入から一連の初期化、定着ヒータの点灯制御に至るまでの様子を示す。また、各動作に要する時間の一例は図4と同様である。
【0011】
図7は本発明の第3の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。この実施形態は、図5に示す第2の実施形態の構成にセレクタ切替制御部47を加えたものである。
第2のセレクタ46によりCPU I/F43からの制御データを、レジスタブロック42と不揮発性メモリ44とのどちらに供給するかを切り替える。この切替経路の選択はセレクタ切替制御部47への設定により行われる。セレクタ切替制御部47によりレジスタブロック42が選択されている場合は、CPU I/F43を経由したCPU21からのアクセスはレジスタブロック42に対して行われる。
またセレクタ切替制御部47により不揮発性メモリ44が選択されている場合は、CPU21からのアクセスは不揮発性メモリ44に対して行われる。機能ブロック41の各機能(PIO、UART、タイマ)の制御に使用するレジスタのメモリ空間をそれぞれ0x040000アドレスとすると、レジスタブロック42の制御に必要なアドレス線はA19:0の都合20本となる(0x0FFFFFまで制御可能)。
本発明による切替制御を行わない場合は、更に不揮発性メモリ44へのアドレス線が必要となり、周辺制御ASIC32として必要となるアドレス線が増えてしまう恐れがある。しかしながら、本発明ではセレクタ切替制御部47によるアクセス切替を行うため、不要なアドレス線の増加を招くことがない。この様子を図8にCPUメモリマップの一例として示す。
また、ユーザ等の設定により次回以降電源投入時の初期値の変更を行いたい場合は、セレクタ切替制御部47を不揮発性メモリ44側に切り替えて不揮発性メモリ44内のデータの更新を行う。次回電源投入時は、不揮発性メモリ44よりレジスタブロック42にデータがロードされるため、新しい設定値で装置の動作が可能となる。この際、ソフトウェアでは初期値設定用の不揮発性メモリ44と通常制御用のレジスタブロック42でアドレスを変更する必要がないため、ソフトウェア上の制御が容易となる。
図9は本発明の第4の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。この実施形態は、不揮発性メモリを強誘電体メモリ48で構成している。このため、装置動作の初期値等の更新がほぼ無制限に可能となる。
【0012】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1又は3記載の発明によれば、周辺制御部用集積回路にレジスタブロックとは別個に、機能ブロックへの設定データの初期値を保存するための不揮発性メモリを内蔵することによって、制御プログラムによる周辺制御部用集積回路の初期化に要する時間を削除してシステム復帰時間を短くし、低消費電力化、ユーザーの利便性を向上させることができる。
また、電源投入時にメイン制御手段の命令により、周辺制御部用集積回路の不揮発性メモリに保存された機能ブロックへの設定データの初期値をレジスタブロックにロードするために、レジスタブロックを選択することによって、上記と同等の効果を奏する。
また、メイン制御手段より周辺制御部用集積回路にアクセスする際、レジスタブロックと不揮発性メモリをメモリマップ上同一のアドレスとし、かつレジスタブロックと不揮発性メモリのどちらにアクセスするかを切り替えることによって、メモリマップが小さくなり、かつ余分なアドレス線を使用する必要がなくなり、更に、レジスタアドレスを初期値設定時と通常制御時で切り替える必要がないためソフトウェア上制御が容易となる。
請求項2記載の発明によれば、不揮発性メモリが強誘電体メモリであることによって制御情報の書き換え回数制限をほぼなくし(〜1012 あるいはそれ以上)、ユーザーの利便性を損なうことのない画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置におけるメイン制御部、IO制御部の構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。
【図3】本発明の第1の実施形態における初期化の様子を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施形態における各動作に要する時間を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。
【図6】本発明の第2の実施形態における初期化の様子を示す図である。
【図7】本発明の第3の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。
【図8】本発明の第3の実施形態におけるCPUメモリマップの一例を示す図である。
【図9】本発明の第4の実施形態に係る周辺制御ASICの構成図である。
【図10】従来の画像形成装置としてのデジタル複写機の構成図である。
【図11】従来の画像形成装置のメイン制御部、IO制御部の構成図である。
【図12】従来の周辺制御ASICの構成図である。
【図13】従来の画像形成装置の初期化の様子を示す図である。
【図14】従来の画像形成装置の各動作に要する時間を示す図である。
【符号の説明】
3 メイン制御部(メイン制御手段)
8 IO制御部
32 周辺制御ASIC(周辺制御部用集積回路)
41 機能ブロック
42 レジスタブロック
44 不揮発性メモリ
46 第2のセレクタ(セレクタ)
Claims (3)
- 全体を制御するメイン制御手段と、該メイン制御手段の命令に従い各部の制御を行う周辺制御部用集積回路と、を備えた画像形成装置において、
前記周辺制御部用集積回路は、所定機能を実現するための機能ブロックと、該機能ブロックへの設定データを保存するためのレジスタブロックと、該レジスタブロックとは別個に前記機能ブロックへの設定データの初期値を保存するための不揮発性メモリと、前記レジスタブロックと前記不揮発性メモリの何れにアクセスするかを切り替えるセレクタと、該セレクタの切り替えを行うセレクタ制御手段と、を備え、
前記メイン制御手段は、前記周辺制御部用集積回路にアクセスする際、レジスタブロック及び不揮発性メモリのメモリマップ上のアドレスを同一とし、
電源投入時には、前記メイン制御手段の命令に基づいて、前記セレクタにより前記レジスタブロックを選択して、前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値をレジスタブロックにロードして、該初期値により前記機能ブロックを初期化し、
前記メイン制御手段より前記周辺制御部用集積回路にアクセスして前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値を変更する際は、前記セレクタ制御手段を前記不揮発性メモリ側に切り替えて前記不揮発性メモリ内のデータの更新を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、前記不揮発性メモリは強誘電体メモリであることを特徴とする画像形成装置。
- 全体を制御するメイン制御手段と、
該メイン制御手段の命令に従い各部の制御を行う周辺制御部用集積回路が、所定機能を実現するための機能ブロックと、該機能ブロックへの設定データを保存するためのレジスタブロックと、該レジスタブロックとは別個に前記機能ブロックへの設定データの初期値を保存するための不揮発性メモリと、前記レジスタブロックと前記不揮発性メモリの何れにアクセスするかを切り替えるセレクタと、該セレクタの切り替えを行うセレクタ制御手段と、を備えた画像形成装置における周辺制御部用集積回路へのアクセス方法であって、
前記メイン制御手段は、前記周辺制御部用集積回路にアクセスする際、レジスタブロック及び不揮発性メモリのメモリマップ上のアドレスを同一とし、
電源投入時には、前記メイン制御手段の命令に基づいて、前記セレクタにより前記レジスタブロックを選択して、前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値をレジスタブロックにロードして、該初期値により前記機能ブロックを初期化し、
前記メイン制御手段より前記周辺制御部用集積回路にアクセスして前記不揮発性メモリに保存された前記設定データの初期値を変更する際は、前記セレクタ制御手段を前記不揮発性メモリ側に切り替えて前記不揮発性メモリ内のデータの更新を行うことを特徴とする画像形成装置における周辺制御部用集積回路へのアクセス方法。
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