JP4316845B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷技術に関し、特に、情報処理機器に接続されるカラープリンタ等の電子印刷装置に使用される画像処理コントローラに関し、より詳細には画像処理コントローラ内の画像処理装置とメモリコントローラとの間のデータバスとその制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー印刷機能を有する電子印刷装置は、ホストコンピュータ等により形成された画像を、単一の画像処理装置にて処理し、ＣＭＹＫの各色毎の印刷プロセスを４回行なう４サイクル型エンジンにてカラー印刷を実現していた。近年、カラー印刷の高速化の要求に合せて、ＣＭＹＫの印刷プロセスを並行して行なう４個の描画機構を持つタンデム型エンジンについて機構部の小型化が進み、注目される様になりつつある。この場合、単一の画像処理装置で描画処理を行なう場合もあるが、画像処理機能の高機能化やその機能を搭載する半導体装置等の選択によっては、複数の画像処理装置にて処理する方が有利になる場合も考えられる。
【０００３】
通常の印刷装置ではパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホストコンピュータから送られてくる印刷データをＣＰＵによって解読し、伸長処理装置等で圧縮データを伸長した中間データを生成する。そのデータに対し色補正、ディザ処理、スムージング処理等の画像処理を施して印刷機構部の扱える描画データにして、印刷機構部に送る。この時、中間データや描画データをシステムバス等に接続された主記憶装置の汎用メモリに記憶したり、画像処理装置に接続する専用のバス上の画像メモリにて記憶する等の方式があった。
【０００４】
図１３は本発明の参考技術である印刷装置の全体構成図である。この参考技術の印刷装置は、複数の画像処理装置がそれぞれ専用の画像メモリを持ち主記憶を共有していない。すなわち、ＣＭＹＫの各原色の画像処理装置５０６〜５０９がそれぞれＣＭＹＫの各原色について設けられた専用の画像メモリ１３〜１６上にＣ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５を保持して専用の画像メモリバス４３〜４６を介してアクセスするとともに、主記憶装置３には印刷データ２０や中間データ２１を保持する。そして、画像処理装置５０６〜５０９の各々は、主記憶装置３から読み出した中間データ２１に対し色補正、ディザ処理、スムージング処理等の画像処理をして印刷機構部の扱えるＣ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５にして画像メモリ１３〜１６上に一旦格納した後、必要なタイミングで読み出して印刷機構部に送るが、バス調停をシステムバス３０上で行なうことによるシステムバス３０への負担と、専用の画像メモリ１３〜１６を持つことでの実装上の負担が大きくなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
システムバス上の主記憶装置に中間データや描画データを記憶する方式では、システムバスのアクセス頻度が高くなるため、システム性能が低下するという問題が起こる。一方、専用バス上の専用メモリを搭載する方式では、性能の面では有利だが実装面積や部品コストの面で不利になる。一方、タンデム型エンジンで４色並列して描画処理する方式で、かつ複数の画像処理装置で描画処理する方式の場合は、性能重視の場合は各画像処理装置が専用の画像メモリを持つ方式が優れているが、実装面積と部品コストの面で更に厳しくなる。
【０００６】
そこで中間の方式として複数の画像処理装置が主記憶装置のメモリバスを共有し、主記憶装置上に中間データや描画データ、その上印刷データ等も記憶して印刷動作する方式が考えられるが、この方式を採用した場合、まず描画データの生成が印刷機構部の描画性能を満足する事が大切である。また複数の画像処理装置が共有メモリバスのアクセスを調停するバス調停機能を出来る限り複数の画像処理装置で複雑なインタフェースを持たずに実現することも重要である。更に、バス使用効率を上げてＣＭＹＫの４色の描画プロセス中に描画データ生成が間に合わずにオーバーラン等で不正印刷にならない工夫が必要となる。
【０００７】
共有メモリとしてはＳＤＲＡＭ等の標準的な汎用メモリを使用して出来るだけ部品コストを下げることも大切である。
【０００８】
本発明の目的は、タンデム型エンジンにて各原色を並列して描画処理する印刷装置において、各原色の画像処理を行う複数の画像処理装置が汎用メモリからなる主記憶装置を共有することによるメモリ実装コストの低減と、各画像処理装置のメモリバスの占有率の的確な制御による安定した印刷動作とを実現することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、タンデム型エンジンにて各原色を並列して描画処理する印刷装置において、各原色の画像処理を行う複数の画像処理装置と異なる画像処理機能を持つ画像処理装置の付加や、当該画像処理装置と同じ画像処理機能を持つ画像処理装置の増設により、容易に機能拡張や性能向上を実現することにある。
【００１０】
本発明の印刷装置は、主記憶装置と、各原色の画像処理を行う複数の画像処理装置と、各該画像処理装置からの各原色毎の描画データに基づいてカラー印刷動作を行うタンデム型印刷エンジンと、を備える印刷装置において、当該印刷装置全体を制御するＣＰＵ及び前記複数の画像処理装置が接続されるシステムバスと、前記主記憶装置及び前記複数の画像処理装置が接続されるメモリバスと、個々の前記画像処理装置は、前記描画データを格納する前記主記憶装置を共有するためのバス制御装置を備え、該バス制御装置により、一定周期で前記主記憶装置にアクセスするためのバス使用権を獲得するバス調停により、前記主記憶装置上に前記各原色の描画データを生成して前記タンデム型印刷エンジンに供給し、複数の前記画像処理装置のうち、一つの画像処理装置のバス制御装置はマスタとして機能し、他の画像処理装置のバス制御装置は、前記マスタに従属して動作し、且つ、前記システムバスへのアクセス機能のみを停止するスレーブとして機能し、前記マスタのバス制御装置は、前記ＣＰＵからの前記主記憶装置に対するアクセス要求と、前記ＣＰＵおよび複数の前記画像処理装置以外の外部からの前記主記憶装置に対する入出力要求と、前記主記憶装置における記憶保持動作のためのアクセス要求と、カラー印刷の各原色に割り当てられた複数の前記画像処理装置のいずれに前記主記憶装置へのアクセスを許可するかの色選択要求とを調停し、前記スレーブの前記バス制御装置は、前記主記憶装置からの印刷データあるいは中間データの読み出し動作、読み出した前記印刷データあるいは中間データに画像処理を施して得られた描画データの前記主記憶装置に対する書き込み動作、前記主記憶装置に書き込まれた前記描画データの前記タンデム型印刷エンジンへの転送のための読み出し動作、及び必要な待機動作を周期的に反復することを特徴とする。
【００１１】
また、個々の前記画像処理装置に設けられ、前記主記憶装置に対するアクセスにおけるデータ信号、アドレス信号、制御信号の少なくとも一つに応じて、前記主記憶装置に接続される信号線インピーダンスを変化させるインピーダンス調整機能を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、前記主記憶装置に、複数の前記画像処理装置とは異なる画像処理機能を持つ第２画像処理装置を増設する機能を含むことを特徴とする。
【００１３】
この時、共有される主記憶装置のバスマスタの画像処理装置は、それ以外の描画性能に必要なバス占有率を確保し、画像処理装置以外の中央処理装置部、補助記憶部、外部ＩＦ部等のリクエスタからのバス使用要求に対し割り当てする機能を持つことにより、印刷動作開始後は描画処理に関係するリクエスタ（画像処理装置）は一定周期内で次回のバスアクセス権を獲得できるので描画データ生成が間に合わずにオーバーラン等を起こすことが防止出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態である印刷装置の全体構成の一例を示す概念図である。
【００１６】
図１において、ＣＰＵ（中央処理装置）１と装置制御プログラム等を格納するＲＯＭ２、印刷データ２０、中間データ２１、Ｃ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５等を格納する主記憶装置３、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９を有する。また、この図１では特に図示しないがＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のホストコンピュータと接続するために外部インタフェース装置４や印刷データ２０等を記憶するＨＤＤ等の補助記憶装置５を有する。また、中間データ２１の生成には印刷データ２０をＣＰＵ１で解読し、印刷データ２０が圧縮形式の場合は画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９の内部又は外部に圧縮データ等を伸長する伸長処理装置１１を有する。
【００１７】
印刷データ２０に付随した制御コマンドに基づき印刷動作を行なうが、印刷データ２０から中間データ２１を生成し、その中間データ２１から画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９によりＣ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５を生成し、そのＣ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５を印刷機構装置１０に送り印刷プロセスを実行する機能を有する。
【００１８】
ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、外部インタフェース装置４、補助記憶装置５、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９、伸長処理装置１１はシステムバス３０で相互に接続されており、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９と印刷機構装置１０は印刷制御信号３３、Ｃビデオ信号３４〜Ｋビデオ信号３７、Ｃ同期信号３８〜Ｋ同期信号４１で接続され、更に画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９と主記憶装置３とはメモリバス３１で接続されている。この時、メモリバス３１は画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９の共有メモリバスとして機能し、バスマスタの画像処理装置Ｃ６とスレーブの画像処理装置Ｍ７〜画像処理装置Ｋ９とがバス調停信号３２で接続されてバスアクセス権の制御を行なっている。
【００１９】
ＰＣ等のホストコンピュータで生成された印刷データ２０は、外部インタフェース信号４２として、外部インタフェース装置４を介して、主記憶装置３等に一時保存され、ＣＰＵ１や伸長処理装置１１にてページ単位の中間データ２１に変換され、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９にてスムージング処理、色変換処理、ディザ処理等の画像変換処理を行い、Ｃ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５として主記憶装置３に再度記憶される。その後、そのＣ描画データ２２〜Ｋ描画データ２５が画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９に読み出され印刷機構装置１０にＣビデオ信号３４〜Ｋビデオ信号３７として送られ、印刷プロセスを実行する。
【００２０】
また、図９のようにシステムバス３０とメモリバス３１に接続された拡張機能としてのベクトル画像処理装置等で印刷データ２０から中間データ２１を生成した後、その後同様の処理を実行して印刷しても良い。これは、データ処理時間が不定な処理が介在すると一定スループットが実現できずオーバーラン等により不正印刷が発生する可能性があるため、中間データ２１生成までは別プロセスに分けることが必要なためである。
【００２１】
図２では、本実施の形態におけるバスマスタの画像処理装置Ｃ６の内部構成を説明する。
【００２２】
画像処理装置Ｃ６は画像処理部６４、ＣＰＵインタフェース部６０、メモリインタフェース部６１、エンジンインタフェース部６２、バス調停制御部６５を有する。また、画像処理部６４はビデオ生成部７１とビデオ出力部７２及び画像処理制御部７０から構成され、そのビデオ生成部７１は中間データ読込部７３、画像変換処理部７４、描画データ書出部７５を有し、そのビデオ出力部７２は描画データ読込部７６、描画データバッファ（ＢＵＦ）７７を有する。
【００２３】
ＣＰＵインタフェース部６０はシステムバス３０と接続され、ＤＭＡコントローラ等からなるメモリインタフェース部６１は主記憶装置３とメモリバス３１にて接続され、エンジンインタフェース部６２は印刷制御信号３３にて印刷機構装置１０と接続され、画像処理部６４はＣ同期信号３８とＣビデオ信号３４と接続され、更にバス調停制御部６５はバス調停信号３２と接続されて外部の各装置と通信している。
【００２４】
更に、画像処理制御部７０はビデオ生成部７１とビデオ出力部７２と画像処理制御信号９３にて接続され、画像変換プロセスを制御する機能を有する。ＣＰＵインタフェース部６０と画像処理部６４とは内部メモリバス９４、９６にてメモリインタフェース部６１に接続され、バス調停信号９０、１００にてバス調停制御部６５に接続されており、バス調停制御部６５とメモリインタフェース部６１とはバス選択信号９２にて接続されている。
【００２５】
この画像処理装置Ｃ６が印刷動作する時は、まずシステムバス３０に接続された外部インタフェース装置４からきた印刷データ２０をＣＰＵインタフェース部６０を経由して主記憶装置３上の印刷データ２０の格納領域に一時保持する。その後、ＣＰＵ１又は伸長処理装置１１へＣＰＵインタフェース部６０を経由して送り、再び主記憶装置３上の中間データ２１の格納領域に保持する。中間データ２１が完成したら、画像処理プロセスを起動し、中間データ読込部７３を経由して画像変換処理部７４で画像処理を行い描画データ書出部７５を経由して再び主記憶装置３のＣ描画データ２２の格納領域に記憶する。更に、そのＣ描画データ２２を描画データ読込部７６を経由してＢＵＦ７７に一定量のＣ描画データ２２を保持させて、描画準備終了を、画像処理制御部７０に連絡し、画像処理制御部７０またはＣＰＵ１はエンジンＩＦ部６２から印刷制御信号３３を通じて印刷機構装置１０に印刷起動命令を送る。それにより印刷機構装置１０は印刷プロセスを開始して、Ｃ描画データ２２が必要なタイミングにＣ同期信号３８を画像処理装置Ｃ６に送信する。その結果、ビデオ生成部７１による中間データ２１の読み出し、およびＣ描画データ２２の生成及び書き出し、ビデオ出力部７２によるＣ描画データ２２の読込みおよびビデオデータ送出の、一連の動作を中間データ２１が無くなるまで、連続してＣ描画データ２２を印刷機構装置１０に送り続ける。１ページ分の描画データが終わると描画データ送信プロセスを停止し、そのことをＣＰＵ１へ通知する。
【００２６】
この時、Ｃ描画データ２２を一定のスループットで送り続ける為には、中間データ２１の読込み、Ｃ描画データ２２の書き出し、読込みがメモリバス３１を経由するため、バス使用権を獲得した時には中間データ読込部７３、描画データ書出部７５、描画データ読込部７６のそれぞれが主記憶装置３との間で同じ画素分のデータを転送することが必要である。更にバスアクセス権を取得する迄の待ち時間が印刷機構装置１０に送出したビデオデータの画素数が少なくともビデオ出力部７２に保持されていることが必要である。従って、バス獲得待ち時間が一定だと各メモリバス３１に要求する中間データ読込部７３、描画データ書出部７５、描画データ読込部７６の保持すべきデータの画素数が決まるため描画データバッファ７７等の容量が小さくてよい。
【００２７】
Ｃ描画データ２２をＣビデオ信号３４にて送信開始すると同時に、ビデオ出力部７２の描画データ読込部７６、ビデオ生成部７１の描画データ書出部７５、中間データ読込部７３の順番でバス使用許可を連続して獲得できるような状態にする。また、バスアクセス権獲得後はそのバスアクセス回数とバースト数にて同一画素数を転送出来るように制御し一定スループットは保証可能となる。そこで、バス調停方式としては画像処理部の３つのメモリインタフェースが順番にバス使用許可を得るようにして、かつ主記憶装置３とのデータ転送量も同一画素数分のデータ量を転送出来る様にして、バス調停制御をすることにより、バッファサイズが最適な簡単で効率のよいバス調停制御方式となる。
【００２８】
但し、ページ先頭とページ終了では中間データ読込部７３、描画データ書出部７５、描画データ読込部７６の３つが同時に動かないため、その期間だけは変則な制御にする必要があるが、同じ画像処理部６４内にあるため画像処理制御部７０にて制御可能である。
【００２９】
図１１のような画像処理装置Ｃ６と画像処理装置Ｍ７が描画動作している時の簡単なタイミングチャート図で説明すると、画像処理装置Ｃ６がバス使用要求（ＲＥＱＣ）を出しバス使用許可（ＡＣＫＣ）を得ると１クロック後から画像処理部６４のビデオ生成部７１の中間データ読込部（ＦＲＤ）７３、描画データ書出部（ＶＷＲ）７５、ビデオ出力部７２の描画データ読込部（ＶＲＤ）７６の順で連続してバスアクセスし、画像処理装置Ｍ７のバス要求（ＲＥＱＭ）が、描画データ読込部（ＶＲＤ）７６のアクセス終了の２クロック前迄に出ていると次のクロックサイクルでバス許可（ＡＣＫＭ）を得て、その次のクロックサイクルから画像処理部６４のビデオ生成部７１の中間データ読込部（ＦＲＤ）７３、描画データ書出部（ＶＷＲ）７５、ビデオ出力部７２の描画データ読込部（ＶＲＤ）７６の順で連続してバスアクセス出来る。これはバスマスタのバス調停制御部６５が画像処理部６４のビデオ生成部７１の中間データ読込部（ＦＲＤ）７３、描画データ書出部（ＶＷＲ）７５、ビデオ出力部７２の描画データ読込部（ＶＲＤ）７６のバスアクセスサイクル数を予め知っていることにより、各画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９のアクセス終了サイクルを認識出来るためである。
【００３０】
ビデオ生成部７１の中間データ読込部７３、描画データ書出部７５、ビデオ出力部７２の描画データ読込部７６と描画データバッファ（ＢＵＦ）７７では、一定のスループットを実現するためには、１画素分のＣ描画データ２２を送出する時間はＣビデオ信号３４のビデオ周波数ｆｖ（ＭＨｚ）で決まるので、１画素分のＣ描画データ２２を生成したり、転送したりするのに要する時間を合せることによって一定のスループットが実現出来る。この時、システム周波数ｆｓ（ＭＨｚ）が決まると、図２の中間データ読込部７３、描画データ書出部７５、ビデオ出力部７２の描画データ読込部７６、画像変換処理部７４の１画素生成に要する時間が一意に決まる。その転送性能を阻害しないようなメモリバス調停制御を行うことが必要である。当然共有メモリ方式のため同時に１つのバスリクエスタしかアクセス権を獲得出来ないため、次のアクセス権を獲得する迄にビデオ出力部７２が印刷機構装置１０に送出する分のＣ描画データ２２を生成する様に制御する。従って、その時間分のＣ描画データ２２を保持する描画データバッファ７７等がビデオ出力部７２には必要となる。
【００３１】
描画性能を実現しオーバーラン等を起こさない為には以下の関係が成立する様に、バッファサイズやバスアクセス仕様を決める事が必要である。
【００３２】
一般に印刷機構装置１０のビデオ用同期クロックと画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９の同期クロックは異なる場合が多く、その周波数比が１：ｎ（例えばｆｓ：ｆｖ＝６６ＭＨｚ：２２ＭＨｚ）とする。
【００３３】
システムクロック側でバスアクセス権を獲得して次のアクセス権を獲得するまでＸマシンサイクルを要するとするとそのｎ分の１のＸ／ｎ画素分が印刷機構装置１０に送られるため、その分は最低限ビデオ出力部７２が描画データを保持する必要がある。
【００３４】
また、ビデオ出力部７２の描画データ読込部７６は必ずＸマシンサイクルに１回バスアクセス権を獲得し、Ｘ／ｎ画素分転送可能なことが要求される。ビデオ生成部７１の描画データ書出部７５もＸマシンサイクルに１回バスアクセス権を獲得しやはりＸ／ｎ画素以上書込むことが要求される。同じくビデオ生成部７１の中間データ読込部７３もＸマシンサイクルに１回Ｘ／ｎ画素以上の中間データ２１を読み出すことが要求される。この時、上記３つのリクエスタが占有するマシンサイクルをそれぞれａ，ｂ，ｃとする。
【００３５】
Ｘマシンサイクルの間に各画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９の各バスリクエスタが（ａ＋ｂ＋ｃ）マシンサイクル占有し、更にＣＭＹＫの画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９が同時に動作している状態ではその４倍の４×（ａ＋ｂ＋ｃ）マシンサイクル占有する。描画プロセス以外には不定期なシステムバス３０と外部インタフェース装置４や伸長処理装置１１等のバスアクセス及び主記憶装置３で使用している汎用ＤＲＡＭのリフレッシュサイクル等にＸ−４×（ａ＋ｂ＋ｃ）マシンサイクル解放する事が必要でそのような一定周期のバス調停制御をすることにより、転送性能を、図１０のようにマシンサイクルを割当てることによって保証出来る。
【００３６】
また、描画開始時には画像処理装置Ｃ６のバッファにＸ／ｎ画素以上描画データが溜まるタイミングに印刷起動をかけることが必要で、画像処理装置Ｍ７が描画する時間から、バッファがＸ／ｎ画素以上溜まるのに必要な時間前に中間データ２１の読み出しを開始すれば良い。画像処理装置Ｙ８〜画像処理装置Ｋ９も同様に動作開始する。また、連続動作時には一時的にＣ描画データ２２がページ間で無くなる状態が発生するが、次ページの先頭を表すＣ同期信号３８〜Ｋ同期信号４１が来る前にＣＭＹＫの順番で順次描画待ちの状態になるタイミングで描画処理を展開しても良い。また、複数ページある場合、予めバスマスタが複数ページモードを制御レジスタ等で指示することにより自動実行させても良い。
【００３７】
以上のようなバスアクセス方法により描画データバッファ７７の容量やメモリバス３１のバス使用効率を最適な状態にするようなマシンサイクルスケジューリングを決めることが出来る。
【００３８】
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、印刷機構装置１０がタンデム型エンジンを有する印刷装置の概略構成図および同装置での４色描画プロセスの原理を示した図である。
【００３９】
各色のＣ描画データ２２は同じデータ画素数であり、その転送性能も同じである。但し、先に述べた様に同じ印刷領域を描画開始するタイミングには一定の時間差がある。
【００４０】
タンデム型エンジンでは画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９から送られてくるビデオ信号を発光ダイオード（ＬＥＤ）１１０等により感光ドラム１１１に照射することにより、潜像を形成し、帯電したトナーを潜像に付着し、画像を形成し、転写ドラム１１２を介して、搬送ベルト１１４上を走行する用紙（印刷媒体）１１３に印刷イメージを転写させている。この図３では説明を簡単にするため、用紙サイズの中間データ２１は４等分されたデータとして考えるとＣＭＹＫそれぞれのＣ描画データ２２は描画エリア１、２、３、４に対応して描画ポイントに用紙が到達する迄に、Ｃ描画部ではＣ１の送出準備が整う必要があり、一定時間後、Ｍ描画部ではＭ１の送出準備が整う必要がある。この順にＹ描画部、Ｋ描画部と描画準備を整えると、Ｋ描画部が描画エリア１を描画している時間には、Ｙ描画部はエリア２、Ｍ描画部はエリア３、Ｃ描画部はエリア４を並行して描画するように描画プロセスが動作している。
【００４１】
バスマスタである画像処理装置Ｃ６が印刷制御信号３３で印刷起動命令を送ると、あとはＣＭＹＫの順にＣ同期信号３８〜Ｋ同期信号４１が印刷機構装置１０から送られて来て、ＣＭＹＫそれぞれの画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９が独立にＣ同期信号３８〜Ｋ同期信号４１に合せてＣビデオ信号３４〜Ｋビデオ信号３７を送出するという動作になる。
【００４２】
ＣＭＹＫの各画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９は図２で説明した様に個別に一定の転送性能を実現する様に制御されている。従って、ＣＭＹＫの各バスリクエスト信号をバスマスタが監視し、ＣＭＹＫの順番で一定周期でバスアクセス権を与える事により一定の描画性能が実現できる。
【００４３】
従って、図４の様にＣ描画データ２２の準備が整ったたら、画像処理装置Ｃ６から印刷機構装置１０へ印刷起動命令を出すと印刷プロセスに同期して用紙先端がＣの転写部に到達したことを意味するＣ同期信号３８が画像処理装置Ｃ６に送られ、順次搬送速度に応じてＭ同期信号３９、Ｙ同期信号４０、Ｋ同期信号４１が送られる。各同期信号は用紙先端を表す垂直同期信号と用紙送り方向とは垂直の関係にあるラスタ方向（ライン方向）の描画タイミングを表す水平同期信号からなるのが一般的であり、それに合せて画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９がビデオ信号としてＣ描画データ２２を印刷機構装置１０に送り印刷動作が進む。
【００４４】
図５は、本実施の形態で複数の画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９と共有メモリである主記憶装置３との接続方法の一例を示した図である。
【００４５】
画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９と主記憶装置３とをメモリバス３１にて接続し、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９と印刷機構装置１０とを印刷制御信号３３、Ｃビデオ信号３４〜Ｋビデオ信号３７及びＣ同期信号３８〜Ｋ同期信号４１にて接続し、そして画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９とＣＰＵ１等とをシステムバス３０にて接続し、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９同士がバス調停信号５４〜５６にて接続されている。
【００４６】
画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９は共有メモリである主記憶装置３に対し、メモリバス３１のコマンド信号５１、アドレス信号５２、データ信号５３にて接続し、バス調停信号５４〜５６にてメモリバス使用許可を得る事により、主記憶装置３上のデータにリードライト動作を行なうことが出来る。バスアクセス権の獲得に関するバス調停制御はバス調停信号５４〜５６を使用しスレーブの画像処理装置Ｍ７〜画像処理装置Ｋ９のバス使用要求に対しバスマスタの画像処理装置Ｃ６がバス使用許可を与える。ＣＭＹＫの描画プロセスは各画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９がＣ描画データ２２の準備が出来た時点で印刷起動命令を印刷機構装置１０に送り、印刷機構装置１０からのＣ同期信号３８〜Ｋ同期信号４１に従ってＣビデオ信号３４〜Ｋビデオ信号３７にて描画データを独立プロセスとして送り印刷プロセスを実行する。
【００４７】
図６では、本実施の形態におけるマスタスレーブ関係にある２つの画像処理装置Ｃ６および画像処理装置Ｍ７について内部動作を説明する。
【００４８】
このような接続を行なうとスレーブに割り当てられた画像処理装置Ｍ７はＣＰＵインタフェース部６０、ＩＯインタフェース部６３、リフレッシュ制御部６６のシステムバスアクセス機能は停止し、画像処理部６４のみ有効となる。但し、ＣＰＵインタフェース部６０は内部制御レジスタ等への接続のみ有効となっている。画像処理装置Ｍ７のメモリバス調停機能を持つスレーブ制御部６８とバスマスタとして割り当てられた画像処理装置Ｃ６とがバス調停信号９１にて接続され、バス使用要求に対しバス使用許可を出す。画像処理部６４のバス調停機能を持つスレーブ制御部６８とマスタ制御部６７が階層構成をなすように接続することで印刷装置全体のバス調停制御を実現している。
【００４９】
共有されたメモリバス３１にはメモリＩＦ部６１があり、メモリＩＦ部６１は画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｍ７が持つ他のバスＩＦすなわちＣＰＵインタフェース部６０や例えばＵＳＢ等のＩＯインタフェース部６３とも接続出来る様に内部メモリバス９４、９７、９６がある。また、主記憶装置３にはＳＤＲＡＭ等を使用しているため、リフレッシュ制御部６６とも接続されている。従って、メモリＩＦ部６１のバスリクエスタとしてはランダムにアクセス要求を出すＣＰＵインタフェース部６０、ＩＯインタフェース部６３と、一定周期でアクセス要求を出すリフレッシュ制御部６６、そしてＣ描画データ２２の転送性能を一定に保証する必要のある画像処理部６４があり、各々がバスアクセス権を得る事が可能である。
【００５０】
マスタの画像処理装置Ｃ６はマスタ制御部６７からメモリＩＦ部６１に接続されたバス選択信号１０６にてバスリクエスタの内部メモリバスを選択し、スレーブの画像処理装置Ｍ７はスレーブ制御部６８からメモリＩＦ部６１に接続されたバス選択信号１０５にてバスリクエスタの内部メモリバスを選択する。
【００５１】
図７では、本実施の形態のタンデム型エンジンでの４色描画プロセス制御を４つの画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９にて行う場合の共有メモリバス調停制御でのマスタ制御部６７とスレーブ制御部６８と各メモリバスリクエスタとの接続関係の全体を示す。
【００５２】
マスタ制御部６７は各画像処理部６４のスレーブ制御部６８から来るＣＭＹＫのバス使用要求とそれ以外のＣＰＵＩＯ制御部８０、リフレッシュ制御部８１のバス使用要求を見て順次バス使用許可を出す。
【００５３】
リフレッシュ制御部８１はリフレッシュ間隔以内に割込むようなタイマーカウンタ等で制御し、マスタ制御部６７にバス要求を出す。
【００５４】
ＣＰＵＩＯ制御部８０はＣＰＵインタフェース部６０やＩＯインタフェース部６３からのバスリクエストを見てマスタ制御部６７にバス使用要求を出す。
【００５５】
スレーブ制御部６８は画像処理部６４にあるビデオ生成部７１の中間データ読込部７３、描画データ書出部７５、ビデオ出力部７２の描画データ読込部７６の３つバス使用要求に対し、Ｃ描画データ２２の転送性能を満足する様に、一定の割合でバス使用許可を与える。
【００５６】
この時、マスタ制御部６７に画像処理部６４の動作モードを予め教えることが出来るため、スレーブの画像処理部６４がページ先頭処理中、連続動作中、ページ終了処理中のどの状態にいるか認識可能である。従って、図１１のようなＣＭＹＫの切替え時に隙間のない連続アクセスが実現出来る。また、バスマスタの画像処理装置Ｃ６はメモリバス３１のコマンド信号５１やアドレス信号５２を盗み見る（スヌープ動作）事でも実現可能であるが、論理物量的には不利になる。
【００５７】
図８は、本実施の形態の図７に例示される接続関係におけるバス調停制御の状態遷移図である。
【００５８】
マスタ制御部６７はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＯＴＨＥＲの状態を有し、各ＣＭＹＫ状態はスレーブ制御部６８に制御を移し、ＦＲＤ、ＶＷＴ、ＶＲＤの順番にバス使用許可を与える。また、ＯＴＨＥＲ状態の時はＣＰＵＩＯ制御部８０が一定時間の間、ＣＰＵインタフェース部６０かＩＯインタフェース部６３にバス使用許可を与えることができ、更にリフレッシュ制御部８１が割込んでバス使用許可を得ることも出来る。そして、ＯＴＨＥＲ状態は一定時間経過した後、ＣＭＹＫ状態に移る。また、リフレッシュサイクルが最優先で割込む様に制御することも可能であるが、その時はＣＭＹＫ状態が一時リフレッシュサイクル分止まることを考慮したバッファ容量が必要となる。
【００５９】
また、ＣＭＹＫ状態でＣＭＹＫ４つの状態全てが同時動作していない場合には空いた時間を画像処理部６４以外ＯＴＨＥＲ状態に割り当てる。
【００６０】
図１２に、メモリバス３１に接続されるメモリインタフェース部６１の入出力回路においてメモリバス３１とのインピーダンスマッチングをとるための出力回路部分の構成例を示す。
【００６１】
例としてアドレス信号１２２が出力回路１２３に接続され、出力イネーブル信号１２１がＭＯＳスイッチ１２４をＯＮ／ＯＦＦする事により、当該の画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９がバス使用許可を得ていない場合にはＯＦＦすることで出力ピン１２５はハイインピーダンスとなる。
【００６２】
また、インピーダンス制御信号１２９により初期設定されたインピーダンス制御レジスタ１２８の値により、抵抗アレイ１２７に接続されたＭＯＳスイッチ１２６のＯＮ／ＯＦＦが決まり、プルダウン抵抗値を制御することより、インピーダンス値を制御する。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態の印刷装置によれば、印刷機構装置１０にてタンデム型エンジンにて各原色を並列して描画処理する場合に、複数の画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９が主記憶装置３を共有するので、各画像処理装置毎に専用のメモリを持たせる場合に比較して実装面積やメモリ容量の削減による小型化およびコスト削減が可能になるとともに、少ないバス調停信号で複数の画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９が共有する主記憶装置３のメモリバス３１を制御でき、かつオーバーラン等を起こさずに安定した印刷処理を実現することができる。
【００６４】
また、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９とは異なる画像処理機能を持つ例えばベクトル画像処理装置１２や、画像処理装置Ｃ６〜画像処理装置Ｋ９と同じ画像処理機能を持つ画像処理装置を共有メモリバスに増設することにより、個別に専用メモリを増設したりバスアクセス制御を変更する等の煩雑な作業を必要とすることなく、機能拡張や性能向上を容易に実現することができる。
【００６５】
本願の特許請求の範囲に記載された発明を見方を変えて表現すれば以下の通りである。
【００６６】
（１）．印刷データ及び描画データを主記憶に保持しＤＭＡ転送機能にて画像処理及び印刷処理を実行する機能を有する画像処理装置。
【００６７】
（２）．複数の画像処理装置が主記憶を共有する機能を有する画像処理装置。
【００６８】
（３）．複数の画像処理装置が共有する主記憶のメモリバスに直接接続可能なインタフェースを有する画像処理装置。
【００６９】
（４）．複数の画像処理装置が共有する主記憶のメモリバスのアクセス権を制御するインタフェース機能を有する画像処理装置。
【００７０】
（５）．共有メモリのバス使用権を一定の周期で明け渡すことでバス調停制御する機能を有する画像処理装置。
【００７１】
（６）．描画データ生成回路にて入力データと出力データのデータサイズ比率を一定にすることでスループットを制御する機能を有する画像処理装置。
【００７２】
（７）．共有メモリバス調停をマスタとスレーブの２つの階層で制御することにより描画性能を一定に制御する機能を有する画像処理装置。
【００７３】
（８）．リフレッシュサイクル、ＩＯサイクル、描画サイクルのバスアクセスを調停する機能を有する画像処理装置。
【００７４】
（９）．共有メモリバスのインピーダンス調整機能を有する画像処理装置。
【００７５】
（１０）．共有メモリバスに異なる画像処理機能を持つ画像処理装置を増設する機能を持つ印刷装置。
【００７６】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
タンデム型エンジンにて各原色を並列して描画処理する印刷装置において、各原色の画像処理を行う複数の画像処理装置が汎用メモリからなる主記憶装置を共有することによるメモリ実装コストの低減と、各画像処理装置のメモリバスの占有率の的確な制御による安定した印刷動作とを実現することができる。
【００７８】
タンデム型エンジンにて各原色を並列して描画処理する印刷装置において、各原色の画像処理を行う複数の画像処理装置と異なる画像処理機能を持つ画像処理装置の付加や、当該画像処理装置と同じ画像処理機能を持つ画像処理装置の増設により、容易に機能拡張や性能向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である印刷装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態である印刷装置を構成する画像処理装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態である印刷装置の概略構成図およびその印刷装置を構成するタンデム型印刷エンジンの描画プロセスの一例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態である印刷装置におけるタンデム方式の印刷プロセスの一例を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態である印刷装置における画像処理装置、主記憶装置、印刷機構部の接続関係の一例を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施の形態である印刷装置における複数の画像処理装置のマスタスレーブ接続の内部構成例を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施の形態である印刷装置における複数の画像処理装置のマスタ／スレーブの接続関係とバス調停機能の構成例を示す概念図である。
【図８】本発明の一実施の形態である印刷装置における複数の画像処理装置のバス調停の状態遷移の一例を示す状態遷移図である。
【図９】本発明の一実施の形態である印刷装置におけるベクトル画像処理機能等の異なる画像処理装置の増設した構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である印刷装置において複数の画像処理装置が主記憶装置を一定周期でバスアクセスする場合のマシンサイクル割当て例を示した概念図である。
【図１１】本発明の一実施の形態である印刷装置において複数の画像処理装置が発行するバス使用要求信号とバス使用許可信号のタイミングチャートである。
【図１２】本発明の一実施の形態である印刷装置における複数の画像処理装置が備える主記憶装置へのアクセスバスのインピーダンス制御機能の一例を示す概念図である。
【図１３】本発明の参考技術である従来の印刷装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ（中央処理装置）、２…ＲＯＭ（不揮発メモリ）、３…主記憶装置（汎用ＤＲＡＭ）、４…外部ＩＦ（インタフェース）装置、５…補助記憶装置、６…画像処理装置Ｃ、７…画像処理装置Ｍ、８…画像処理装置Ｙ、９…画像処理装置Ｋ、１０…印刷機構装置（エンジン）、１１…伸長処理装置、１２…ベクトル（拡張）画像処理装置、１３…画像メモリＣ、１４…画像メモリＭ、１５…画像メモリＹ、１６…画像メモリＫ２０…印刷データ、２１…中間（フレーム）データ、２２…Ｃ描画（ビデオ）データ、２３…Ｍ描画（ビデオ）データ、２４…Ｙ描画（ビデオ）データ、２５…Ｋ描画（ビデオ）データ、３０…ＣＰＵ（システム）バス、３１…メモリバス、３２…バス調停信号、３３…印刷制御信号、３４…Ｃビデオ信号、３５…Ｍビデオ信号、３６…Ｙビデオ信号、３７…Ｋビデオ信号、３８…Ｃ同期信号、３９…Ｍ同期信号、４０…Ｙ同期信号、４１…Ｋ同期信号、４２…外部インタフェース（ＩＦ）信号、４３…Ｃ画像メモリバス、４４…Ｍ画像メモリバス、４５…Ｙ画像メモリバス、４６…Ｋ画像メモリバス、４７…（内蔵）ＩＯインタフェース（ＩＦ）信号、５０…（メモリバス）コマンド信号、５１…（メモリバス）アドレス信号、５２…（メモリバス）データ信号、５３…バス調停（要求／許可）信号Ｍ、５４…バス調停（要求／許可）信号Ｙ、５５…バス調停（要求／許可）信号Ｋ、６０…ＣＰＵＩＦ（インタフェース）部、６１…メモリＩＦ（インタフェース）部、６２…エンジンＩＦ（インタフェース）部、６３…ＩＯＩＦ（インタフェース）部、６４…画像処理部、６５…バス調停制御部、６６…リフレッシュ制御部、６７…マスタ制御回路（部）、６８…スレーブ制御回路（部）、７０…画像処理制御回路（部）、７１…ビデオ生成回路（部）、７２…ビデオ出力回路（部）、７３…中間データ（フレーム）読込（ＲＤ）部、７４…画像変換処理回路（部）、７５…描画データ（ビデオ）書出（ＷＲ）部、７６…描画データ（ビデオ）読込（ＲＤ）部、７７…ＢＵＦ（描画データバッファ）、７８…ＣＭＹＫ制御回路（部）、７９…ビデオ生成制御回路（部）、８０…ＣＰＵＩＯ制御回路（部）、８１…リフレッシュ制御回路（部）、９０…内部バス調停信号、９１…外部バス調停信号、９２…バス選択信号、９３…画像処理制御信号、９４…ＣＰＵＩＦ部メモリバス信号、９５…ＩＯＩＦ部メモリバス信号、９６…画像処理部メモリバス信号、９７…リフレッシュ制御部メモリバス信号、９９…内部ＣＰＵＩＦ信号、１００…ＣＰＵＩＦ部バス要求／許可（ＲＥＱ／ＡＣＫ）信号、１０１…ＩＯＩＦ部バス要求／許可（ＲＥＱ／ＡＣＫ）信号、１０２…リフレッシュ制御部バス要求／許可（ＲＥＱ／ＡＣＫ）信号、１０３…画像処理部バス要求／許可（ＲＥＱ／ＡＣＫ）信号、１０４…スレーブ制御部バス要求／許可（ＲＥＱ／ＡＣＫ）信号、１０５…スレーブ制御部バス選択信号、１０６…マスタ制御部バス選択信号、１１０…ＬＥＤ（発光ダイオード）、１１１…感光ドラム、１１２…転写ドラム、１１３…用紙（印刷媒体）、１１４…搬送ベルト、１２１…出力イネーブル制御信号、１２２…アドレス信号、１２３…出力回路、１２４…ＭＯＳスイッチ、１２５…出力ピン、１２６…ＭＯＳスイッチ、１２７…抵抗アレイ、１２８…インピーダンス制御レジスタ、１２９…インピーダンス制御信号。

Claims (3)

1. 主記憶装置と、各原色の画像処理を行う複数の画像処理装置と、各該画像処理装置からの各原色毎の描画データに基づいてカラー印刷動作を行うタンデム型印刷エンジンと、を備える印刷装置において、
   当該印刷装置全体を制御するＣＰＵ及び前記複数の画像処理装置が接続されるシステムバスと、
   前記主記憶装置及び前記複数の画像処理装置が接続されるメモリバスと、
   個々の前記画像処理装置は、前記描画データを格納する前記主記憶装置を共有するためのバス制御装置を備え、
   該バス制御装置により、一定周期で前記主記憶装置にアクセスするためのバス使用権を獲得するバス調停により、前記主記憶装置上に前記各原色の描画データを生成して前記タンデム型印刷エンジンに供給し、
   複数の前記画像処理装置のうち、一つの画像処理装置のバス制御装置はマスタとして機能し、他の画像処理装置のバス制御装置は、前記マスタに従属して動作し、且つ、前記システムバスへのアクセス機能のみを停止するスレーブとして機能し、
   前記マスタのバス制御装置は、前記ＣＰＵからの前記主記憶装置に対するアクセス要求と、前記ＣＰＵおよび複数の前記画像処理装置以外の外部からの前記主記憶装置に対する入出力要求と、前記主記憶装置における記憶保持動作のためのアクセス要求と、カラー印刷の各原色に割り当てられた複数の前記画像処理装置のいずれに前記主記憶装置へのアクセスを許可するかの色選択要求とを調停し、
   前記スレーブの前記バス制御装置は、前記主記憶装置からの印刷データあるいは中間データの読み出し動作、読み出した前記印刷データあるいは中間データに画像処理を施して得られた描画データの前記主記憶装置に対する書き込み動作、前記主記憶装置に書き込まれた前記描画データの前記タンデム型印刷エンジンへの転送のための読み出し動作、及び必要な待機動作を周期的に反復することを特徴とする印刷装置。
2. 個々の前記画像処理装置に設けられ、前記主記憶装置に対するアクセスにおけるデータ信号、アドレス信号、制御信号の少なくとも一つに応じて、前記主記憶装置に接続される信号線インピーダンスを変化させるインピーダンス調整機能を含むことを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 前記主記憶装置に、複数の前記画像処理装置とは異なる画像処理機能を持つ第２画像処理装置を増設する機能を含むことを特徴とする請求項１記載の印刷装置。

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