JP5460084B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、階層構造を有する複数のＣＰＵ群を有する分散制御システムによって実現された画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用する画像形成装置のプリンタデバイス制御では、１つのＣＰＵによる集中制御が行われている。しかし、制御の一点集中によるＣＰＵ負荷の増大によって、より高性能なＣＰＵが必要となる。さらに、プリンタデバイスの制御負荷の増大に伴い、通信ケーブル（通信束線）をＣＰＵ基板から離れた負荷ドライバユニットまで引き回す必要があり、長大な通信ケーブルが多数必要となっていた。このような問題を解決するために、電子写真システムを構成する各制御モジュールを個々のサブＣＰＵに分割する制御形態が注目されている。

このように複数のＣＰＵにより個々の部分モジュール制御機能を分割し制御システム構築する例については、複写機以外のいくつかの制御機器製品分野で提案されている。例えば、特許文献１では、車両における機能モジュールを階層的に配置し、分散制御を行う技術が提案されている。また、特許文献２では、同様の階層的な制御構造をロボット・自動化機器に適用する技術が提案されている。これらの複数のサブＣＰＵ同士は全体をシステムとして動作させるための通信部を必要とする。特許文献２では、機能モジュール間の通信を行うための制御ネットワークについて、階層毎に別々の通信ネットワークを構築し、負荷分散を行うことでより安定した制御ネットワークを構築することが提案されている。

特開２０００−０７１８１９号公報 特開２００６−１７１９６０号公報

しかしながら、上記従来技術には以下に記載する問題がある。例えば、車両などにおいては、物理的に離れて構成されている複数の制御モジュール同士が大容量データ通信や、高速な応答性が必要となる連動制御を実現することを前提に、各モジュールが大規模な高速ネットワークで接続されている。ここで、大容量データ通信とは、例えば、カーナビゲーションシステムとインパネ制御システムとの間の通信などである。また、連動制御とは、例えば、操舵角（ハンドル）制御モジュールとブレーキ制御モジュールとを連動させて実現するアンチロックブレーキ制御などである。

このようなシステム構成をそのまま画像形成装置の分散制御に適用した場合、画像形成装置の制御においても精密なタイミング制御が要求されるため、上位階層の各モジュールを高速なネットワークで接続することになるが、高速なネットワーク通信部はそれ自体が高価であることからコストが増大してしまう。このように、画像形成装置では、分割制御を適用するにあたって、高速ネットワークで接続することによるコスト増大が一つの障壁となっている。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、コストの増大を招くことなく、複数の制御部による分散制御を実現する画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、記録材に画像を形成する画像形成装置の全体を制御するマスタ制御部と、マスタ制御部により制御され、画像形成を実行するための複数の機能を制御する複数のサブマスタ制御部と、サブマスタ制御部により制御され、複数の機能を実現するための制御負荷を制御する複数のスレーブ制御部とを備え、マスタ制御部と複数のサブマスタ制御部との間は、所定の通信速度の第１信号線によって接続され、複数のサブマスタ制御部と複数のスレーブ制御部との間は、第１信号線よりも通信速度が高い第２信号線によって接続されることを特徴とする。

本発明は、例えば、コストの増大を招くことなく、複数の制御部による分割制御を実現する画像形成装置及びその制御方法を提供できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の概観を示す図である。 第１の実施形態に係る自動原稿搬送装置１００及び画像読取部２００の構成例を示す断面図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の各装置ごとの制御構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る画像形成部３００の構成例を示す断面図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１０００に接続された外部装置を示す図である。 第１の実施形態に係るマスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ及びスレーブＣＰＵの関連を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の制御基板の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る搬送モジュールＡ２８０の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る作像モジュール２８２の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る定着モジュール２８３の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る搬送モジュールＢ２８１の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の制御フローを示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る作像モジュール２８２が作像開始の指示を受けた際の処理（１枚分）を示すシーケンス図である。 第２の実施形態に係る搬送モジュールＡ２８０の構成例を示す図である。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜第１の実施形態＞
＜画像形成装置の構成＞
以下では、図１乃至図１３を参照して、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の概観を示す図である。

画像形成装置１０００は、自動原稿搬送装置１００、画像読取部２００、画像形成部３００、及び操作部１０を備える。図１に示すように、画像読取部２００は、画像形成部３００の上に載置されている。さらに、画像読取部２００上には、自動原稿搬送装置（ＤＦ）１００が載置されている。また、本画像形成装置１０００は、複数の制御部（ＣＰＵ）を用いて分散制御を実現する。各ＣＰＵの構成については、図６を用いて後述する。

自動原稿搬送装置１００は、原稿を自動的に原稿台ガラス上に搬送する。画像読取部２００は、自動原稿搬送装置１００から搬送された原稿を読み取って画像データを出力する。画像形成部３００は、自動原稿搬送装置１００から出力された画像データやネットワークを介して接続された外部装置から入力された画像データに従って記録材（記録紙）に画像を形成する。操作部１０は、ユーザが各種操作を行うためのＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）を有する。さらに、操作部１０は、タッチパネル等の表示部を有し、ユーザに対して情報を提示することもできる。

＜自動原稿搬送装置及び画像読取部の構成＞
次に、図２を参照して、自動原稿搬送装置１００及び画像読取部２００について詳細に説明する。図２は、第１の実施形態に係る自動原稿搬送装置１００及び画像読取部２００の構成例を示す断面図である。

原稿トレイ１３０には、少なくとも１枚以上のシートで構成される原稿束Ｓが載置される。原稿束Ｓは、ＤＦ給紙ローラ１０１、分離ローラ１０２及び分離パッド１２１によって、１枚ずつ分離されて、自動原稿搬送装置１００の内部に搬送される。また、原稿の搬送前には、原稿検知センサ１１４によって原稿トレイ１３０に原稿が載置されているか否かが判定される。

原稿が載置されていると判定された場合、ＤＦ給紙ローラ１０１は、原稿トレイ１３０に載置された原稿束Ｓの原稿面に落下し、回転する。これにより、原稿束の最上面の原稿が給紙される。ＤＦ給紙ローラ１０１によって給送された原稿は分離ローラ１０２と分離パッド１２１の作用によって１枚に分離される。この分離は周知のリタード分離技術によって実現されている。

その後、分離ローラ１０２と分離パッド１２１によって分離された原稿は、ＤＦ搬送ローラ対１０３により、ＤＦレジストローラ１０４へ搬送され、当該ＤＦレジストローラ１０４に突き当てられる。これにより、原稿はループ状に撓み、搬送における斜行が解消される。

ＤＦレジストローラ１０４の下流側には、ＤＦレジストローラ１０４を通過した原稿を画像読取部２００の流し読みガラス２０１の方向へ搬送する給紙パスが配置されている。また、ＤＦレジストローラ１０４の下流には、読取タイミングセンサ１１２が配置されている。読取タイミングセンサ１１２が原稿を読み取った後に所定の時間が経過すると、画像読取部２００によって原稿の読み取りが開始される。

具体的には、給紙パスに送られた原稿は、大ローラ１０７及びＤＦ給送ローラ１０５によりプラテン上に送られる。ここで、大ローラ１０７は、流し読みガラス２０１に接触する。大ローラ１０７により給送された原稿は、ＤＦ搬送ローラ１０６を通過し、ローラ１１６と移動ガラス１１８との間を移動して、ＤＦ排紙フラッパ１２０及びＤＦ排紙ローラ１０８を介して原稿排紙トレイ１３１へ排出される。このとき、裏面画像読取部１１７によって原稿の裏面画像が読み取られる。排紙センサ１１３は、原稿が正しく排紙トレイに排紙されたか否かを検知するためのセンサである。

また、原稿トレイ１３０には、載置された原稿束の副走査方向にスライド可能なガイド規制板が設けられているとともに、このガイド規制板に連動して原稿幅を検出する原稿幅検知センサが設けられている。原稿幅検知センサとＤＦレジスト前センサ１１１との組み合わせにより、原稿トレイ１３０上に載置された原稿束の原稿サイズが判別可能となる。また、搬送パス内に設けられた原稿長検知センサにより、搬送中の原稿の先端検知から後端検知までの搬送距離から原稿長を検出することも可能であり、検知した原稿長と原稿幅検知センサとの組み合わせからも、原稿サイズが判別可能である。

画像読取部２００は、原稿に記録された画像情報を光学的に読み取り、光電変換して画像データとして出力する。そのため、画像読取部２００は、流し読みガラス２０１、プラテンガラス２０２、ランプ４２７及びミラー２０４を有するスキャナユニット２０９、ミラー２０５、２０６、レンズ２０７、ＣＣＤ４２８を備える。また、白板２１０は、シェーディングによる白レベルの基準データを作成するための白板である。

＜制御構成＞
次に、図３を参照して、画像形成装置１０００の制御構成について説明する。図３は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の各装置ごとの制御構成を示すブロック図である。

自動原稿搬送装置１００は、ＣＰＵ４００、ＲＯＭ４０１、ＲＡＭ４０２、モータ４０３、センサ４０４、ランプ４０５、ソレノイド４０６、クラッチ４０７、ＣＩＳ４０８及び画像処理部４０９を備える。ＣＰＵ４００は、中央演算処理装置であり、自動原稿搬送装置１００の各ブロックを制御する。ＲＯＭ４０１は、リードオンリーメモリであり、ＣＰＵ４００によって読み出され実行される制御用プログラムが格納されている。ＲＡＭ４０２は、ランダムアクセスメモリであり、出力ポート及び入力ポートを備え、入力データや作業用データが格納されている。また、出力ポートには、各種搬送用のローラを駆動するモータ４０３、ソレノイド４０６、クラッチ４０７が接続されており、入力ポートには、各種センサ４０４がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ４００は、これにバスを介して接続されたＲＯＭ４０１に格納された制御プログラムにしたがって紙搬送を制御する。ＣＰＵ４００は、画像読取部２００のＣＰＵ４２１とライン４５１を介してシリアル通信を行い、画像読取部２００との間で制御データの授受を行う。また、ＣＰＵ４００は、原稿画像データの先端の基準となる画先信号もライン４５１を通して画像読取部２００に通知する。

また、図１の裏面画像読取部１１７は、ランプ４０５及びコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）４０８を有しており、読み取った画像は画像処理部４０９へ転送される。画像処理部４０９は、読み取った画像に画像処理を施し、ライン４５４を介して出力し、画像メモリ４２９に保持させる。

画像読取部２００は、ＣＰＵ４２１、ＲＯＭ４２２、ＲＡＭ４２３、紙間補正部４２４、画像処理部４２５、モータ４２６、ＬＡＭＰ４２７、ＣＣＤ４２８及び画像メモリ４２９を備える。ＣＰＵ４２１は、画像読取部２００の各ブロックを統括的に制御する。ＣＰＵ４２１には、制御プログラムを格納するＲＯＭ４２２及びワークＲＡＭであるＲＡＭ４２３が接続される。モータ４２６は、光学系駆動モータを駆動させるためのドライバ回路である。ＣＣＤ４２８は、表面画像読取部であり、原稿の表面画像を読み取る。

紙間補正部４２４は、経時的な配光変動に対する読み取り光量補正や、ゴミ検知処理などの搬送される原稿間で行われる様々な紙間補正を行う。レンズ２０７によりＣＣＤ４２８上に結像された画像信号は、デジタル画像データに変換され、画像処理部４２５によって各種の画像処理が行われた後に画像メモリ４２９に書込まれる。

画像メモリ４２９に書込まれたデータは、順次コントローラＩＦ４５３を通してコントローラ４６０へ送信される。さらに、原稿画像データの先端の基準となる画先信号については、ＣＰＵ４２１でタイミングを取って、コントローラＩＦ４５２を通してコントローラ４６０へ通知される。ＤＦからの通信ラインで通知される画先信号についても同様に画像読取部２００のＣＰＵ４２１でタイミングを取って、コントローラＩＦ４５３を通してコントローラ４６０へ通知される。

コントローラ４６０は、ＣＰＵ４６１、増幅回路４６２、補正回路４６３、画像メモリ４６４、外部Ｉ／Ｆ４６５、操作部Ｉ／Ｆ４６６、及びプリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５を備える。操作部Ｉ／Ｆ４６６を介して接続されている操作部１０は操作者による処理実行内容の入力や操作者に対する処理に関する情報及び警告等の通知を行うためのタッチパネル付き液晶により構成される。

ＣＣＤ４２８及びＣＩＳ４０８からは、原稿画像を走査する過程で、読み取りの１ラインごとにアナログの画像信号が出力され、それぞれ画像処理部４２５、４０９を経由してコントローラ４６０へ送られてくる。それらの信号は増幅回路４６２により増幅された後、補正回路４６３へ送信される。補正回路４６３は、画像信号に対して補正処理を行い、画像メモリ４６４に書込む。以上の処理を原稿画像領域分行い、原稿の読み取り画像を形成する。

また外部Ｉ／Ｆ４６５は、画像情報やコード情報などを画像形成装置１０００の外部の装置とやり取りするためのインタフェースであり、具体的には図５に示すようにファクシミリ装置５０１やＬＡＮインタフェース装置５０２などを接続することが可能である。図５は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０００に接続された外部装置を示す図である。なお、ファクシミリ装置５０１やＬＡＮインタフェース装置５０２との画像情報及びコード情報のやり取り手続き制御については、ファクシミリ装置５０１及びＬＡＮインタフェース装置５０２と、ＣＰＵ４６１との相互通信により行われる。

上述したように本実施形態によれば、自動原稿搬送装置１００の裏面画像読取部にＣＩＳ４０８を採用し、画像読取部２００の表面画像読取部にＣＣＤ４２８を使用しているが、画像を読み取るセンサであればよい。

＜画像形成部＞
次に、図４を参照して、画像形成部３００の詳細について説明する。図４は、第１の実施形態に係る画像形成部３００の構成例を示す断面図である。なお、本実施形態の画像形成部３００は電子写真方式を採用している。なお、図４の参照番号の末尾に示すアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのトナーに対応した各エンジンを示す。以下では、全てのトナーに対応するエンジンを示す場合は末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して参照番号を記載し、個別に示す場合は参照番号の末尾にアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付記して記載する。

像担持体としてフルカラー静電画像を形成するための感光ドラム（以下、単に「感光体」と称する。）２２５は、モータで矢印Ａの方向に回転可能に設けられる。感光体２２５の周囲には、一次帯電装置２２１、露光装置２１８、現像装置２２３、転写装置２２０、クリーナ装置２２２、除電装置２７１が配置されている。

現像装置２２３Ｋはモノクロ現像のための現像装置であり、感光体２２５Ｋ上の潜像をＫのトナーで現像する。また現像装置２２３Ｙ、Ｍ、Ｃはフルカラー現像のための現像装置であり、現像装置２２３Ｙ、Ｍ、Ｃは、感光体２２５Ｙ、Ｍ、Ｃ上の潜像をそれぞれＹ、Ｍ、Ｃのトナーで現像する。感光体２２５上に現像された各色のトナー像は、転写装置２２０によって中間転写体である転写ベルト２２６に一括で多重転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。

転写ベルト２２６は、ローラ２２７、２２８、２２９に張架されている。ローラ２２７は、駆動源に結合されて転写ベルト２２６を駆動する駆動ローラとして機能し、ローラ２２８は転写ベルト２２６の張力を調節するテンションローラとして機能する。また、ローラ２２９は、２次転写装置２３１としての転写ローラのバックアップローラとして機能する。転写ローラ脱着ユニット２５０は、２次転写装置２３１を転写ベルト２２６に接着させるか、又は離脱させるための駆動ユニットである。２次転写装置２３１を通過した後の転写ベルト２２６の下部にはクリーナブレード２３２が設けられており、転写ベルト２２６上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。

カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３に格納された記録材（記録紙）は、レジストローラ２５５、給紙ローラ対２３５及び縦パスローラ対２３６、２３７によってニップ部、つまり２次転写装置２３１と転写ベルト２２６との当接部に給送される。なお、その際２次転写装置２３１は、転写ローラ脱着ユニット２５０によって転写ベルト２２６に当接されている。転写ベルト２２６上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録材上に転写される。その後、トナー像が転写された記録材は、定着装置２３４でトナー像が熱定着されて装置外へ排出される。

カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３は、それぞれ記録材の有無を検知するためのシートなし検知センサ２４３、２４４、２４５を備える。また、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３は、それぞれ記録材のピックアップ不良を検知するための給紙センサ２４７、２４８、２４９を備える。

ここで、画像形成部３００による画像形成動作について説明する。画像形成が開始されると、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３に格納された記録材は、ピックアップローラ２３８、２３９、２５４により１枚毎に給紙ローラ対２３５に搬送される。記録材は、給紙ローラ対２３５によりレジストローラ２５５へと搬送されると、その直前のレジストセンサ２５６により記録材の通過が検知される。

レジストセンサ２５６により記録材の通過が検知された時点で、本実施形態では所定の時間が経過した後に一端搬送動作を中断する。その結果、記録材は停止しているレジストローラ２５５に突き当たり搬送が停止されるが、その際記録材の進行方向端部が搬送経路に対して垂直になるように搬送位置が固定され、記録材の搬送方向が搬送経路に対してずれた状態の斜行が補正される。以下では、この処理を位置補正と称する。位置補正は、以降の記録材に対する画像形成方向の傾きを最小化するために必要となる。位置補正後、レジストローラ２５５を起動させることにより、記録材は、２次転写装置２３１へ供給される。なお、レジストローラ２５５は、駆動源に結合され、クラッチによって駆動が伝えられることで回転駆動を行う。

次に、一次帯電装置２２１に電圧を印加して感光体２２５の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体２２５上の画像部分が所定の露光部電位になるようにレーザスキャナ部からなる露光装置２１８で露光を行い潜像が形成される。露光装置２１８はプリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５を介してコントローラ４６０より送られてくる画像データに基づいてレーザ光をオン、オフすることによって画像に対応した潜像を形成する。

また、現像装置２２３の現像ローラには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、上記潜像は、現像ローラの位置を通過する際にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は、転写装置２２０により転写ベルト２２６に転写され、さらに２次転写装置２３１で、給紙部より搬送された記録材に転写された後、レジスト後搬送パス２６８を通過し、定着搬送ベルト２３０を介して、定着装置２３４へと搬送される。

定着装置２３４では、まずトナーの吸着力を補って画像乱れを防止するために、定着前帯電器２５１、２５２で帯電され、さらに定着ローラ２３３でトナー画像が熱定着される。その後、記録材は、排紙フラッパ２５７により排紙パス２５８側に搬送パスが切り替えられることにより、排紙ローラ２７０によってそのまま排紙トレー２４２に排紙される。

感光体２２５上に残留したトナーは、クリーナ装置２２２で除去、回収される。最後に、感光体２２５は、除電装置２７１で一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。

画像形成装置１０００によるカラーの画像形成開始タイミングは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの同時転写であるため転写ベルト２２６上の任意の位置に画像形成を行うことが可能である。しかし、感光体２２５Ｙ、Ｍ、Ｃ上のトナー像を転写する位置のずれ分をタイミング的にシフトさせながら画像形成開始タイミングを決定する必要がある。

なお、画像形成部３００においては、記録材を連続的にカセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３より給送させることが可能である。この場合、先行する記録材のシート長を考慮し、記録材が重なり合わないような最短の間隔でカセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３からの給紙を行う。上述したように、位置補正後に、レジストローラ２５５を起動させることにより、記録材は２次転写装置２３１へ供給されるが、２次転写装置２３１に到達すると、再びレジストローラ２５５が一時停止される。これは、後続の記録材に対して先行する記録材と同様に位置補正を行うためである。

次に、記録材の裏面に画像を形成する場合の動作について詳細に説明する。記録材の裏面に画像を形成する際には、まず記録材の表面への画像形成が先行して実行される。表面のみの画像形成であれば、定着装置２３４でトナー像が熱定着された後に、そのまま排紙トレー２４２に排紙される。一方、引き続き裏面の画像形成を行なう場合、センサ２６９で記録材が検知されると、排紙フラッパ２５７により裏面パス２５９側に搬送パスが切り替えられ、それに併せた反転ローラ２６０の回転駆動により記録材が両面反転パス２６１に搬送される。その後、記録材は、送り方向幅の分だけ両面反転パス２６１に搬送された後に反転ローラ２６０の逆回転駆動により進行方向が切り替えられ、表面に画像形成された画像面を下向きにして両面パス搬送ローラ２６２の駆動により両面パス２６３に搬送される。

続いて、記録材は、両面パス２６３を再給紙ローラ２６４に向かって搬送されると、その直前の再給紙センサ２６５により通過が検知される。再給紙センサ２６５により記録材の通過が検知されると、本実施形態では所定の時間が経過した後に一端搬送動作を中断する。その結果、記録材は、停止している再給紙ローラ２６４に突き当たり搬送が一時停止されるが、その際記録材の進行方向端部が搬送経路に対して垂直になるように位置が固定され、記録材の搬送方向が再給紙パス内の搬送経路に対してずれる斜行が補正される。以下では、この処理を再位置補正と称する。

再位置補正は、以降の記録材裏面に対する画像形成方向の傾きを最小化するために必要となる。再位置補正後、再給紙ローラ２６４を起動させることにより、記録材は、表裏が逆転した状態で再度給紙パス２６６上に搬送される。その後の画像形成動作については、上述した表面の画像形成動作と同じであるためここでは省略する。このように表裏両面に画像形成された記録材は、そのまま排紙フラッパ２５７より排紙パス２５８側に搬送パスが切り替えられることにより、排紙トレー２４２に排紙される。

なお、本画像形成部３００においては、両面印刷時においても、記録材の連続給送が可能である。しかしながら、記録材への画像形成や形成されたトナー像の定着などを行うための装置は１系統しか有していないため、表面への印刷と裏面への印刷を同時に行うことはできない。したがって、両面印刷時においては、画像形成部３００に対し、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３からの記録材と、裏面印刷のために反転させて画像形成部に再度給送された記録材とは交互に画像形成されることとなる。

本画像形成部３００は、図４に示す各制御負荷を、後述する搬送モジュールＡ２８０、搬送モジュールＢ２８１、作像モジュール２８２、定着モジュール２８３という４つの制御ブロックに分けて各々が自律的に制御されている。さらに、これらの４つの制御ブロックを統括して画像形成装置として機能させるためのマスタモジュール２８４を有する。以下では、各モジュールの制御構成について図６を用いて説明する。

図６は、第１の実施形態に係るマスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ及びスレーブＣＰＵの関連を模式的に示す図である。本実施形態において、マスタモジュール２８４に備えられるマスタＣＰＵ（マスタ制御部／第１層制御部）１００１は、プリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５を介してコントローラ４６０より送られる指示及び画像データに基づいて画像形成装置１０００の全体を制御する。また、画像形成を実行するための搬送モジュールＡ２８０、搬送モジュールＢ２８１、作像モジュール２８２、及び定着モジュール２８３は、各機能を制御するサブマスタＣＰＵ（サブマスタ制御部／第２層制御部）６０１、９０１、７０１、８０１を備える。サブマスタＣＰＵ６０１、９０１、７０１、８０１はマスタＣＰＵ１００１により制御される。さらに、各機能モジュールは、さらに、各機能を実行するための制御負荷を動作させるためのスレーブＣＰＵ（スレーブ制御部／第３層制御部）６０２、６０３、６０４、６０５、９０２、９０３、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、８０２、８０３を備える。スレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５はサブマスタＣＰＵ６０１に、スレーブＣＰＵ９０２、９０３はサブマスタＣＰＵ９０１に、スレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６はサブマスタＣＰＵ７０１に、スレーブＣＰＵ８０２、８０３はサブマスタＣＰＵ８０１に制御される。

図６に示すように、マスタＣＰＵ１００１と複数のサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１は共通のネットワーク型通信バス（第１信号線）１００２によってバス接続される。サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１同士の間もネットワーク型通信バス（第１信号線）１００２によってバス接続される。なお、マスタＣＰＵ１００１と複数のサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１はリング接続されるものでもよい。サブマスタＣＰＵ６０１は、さらに、高速シリアル通信バス（第２信号線）６１２、６１３、６１４、６１５を介して、複数のスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５のそれぞれと１対１接続（ピアツーピア接続）されている。同様に、サブマスタＣＰＵ７０１は、高速シリアル通信バス（第２信号線）７１１、７１２、７１３、７１４、７１５を介して、それぞれスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６と接続される。サブマスタＣＰＵ８０１は、高速シリアル通信バス（第２信号線）８０８、８０９を介して、それぞれスレーブＣＰＵ８０２、８０３と接続される。サブマスタＣＰＵ９０１は、高速シリアル通信バス（第２信号線）９０９、９１０を介して、それぞれスレーブＣＰＵ９０２、９０３と接続される。ここで、高速シリアル通信バスは、短距離高速通信に用いられる。

本実施形態に係る画像形成装置１０００において、タイミングに依存した応答性が必要とされる制御に関しては、各サブマスタＣＰＵに統括された機能モジュール内で実現されるように機能分割されている。そのため、末端の制御負荷を駆動するための各スレーブＣＰＵと各サブマスタＣＰＵとの間の通信は、応答性のよい高速シリアル通信バスによって接続されている。つまり、上記第２信号線には、上記第１信号線よりもデータ転送のタイミング精度が高い信号線が用いられる。

一方、サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１とマスタＣＰＵ１００１との間では、精密な制御タイミングを必要としない、画像形成動作の大まかな処理の流れを統括するようなやり取りだけが行われる。例えば、マスタＣＰＵ１００１はサブマスタＣＰＵに、画像形成前処理開始、給紙開始、画像形成後処理開始といった指示を出す。また、マスタＣＰＵ１００１はサブマスタＣＰＵに、コントローラ４６０から指示されたモード（例えばモノクロモードや両面画像形成モードなど）に基づいた指示を画像形成開始の前に出す。サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１のそれぞれの間でも、精密なタイミング制御を必要としないやり取りだけが行われる。すなわち、画像形成装置の制御を、相互に精密なタイミング制御を必要としない制御単位に分け、それぞれのサブマスタＣＰＵがそれぞれの制御単位を精密なタイミングで制御する。これにより、本画像形成装置１０００では、通信トラフィックを最小限に抑え、低速で安価なネットワーク型通信バス１００２で接続することを可能としている。なお、マスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ、及びスレーブＣＰＵについては、実装される制御基板が必ずしも一律である必要はなく、装置実装上の事情に合わせて可変的に配置させることが可能である。

次に、図７を参照して、本実施形態における具体的なマスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ、スレーブＣＰＵの基板構成上の配置について説明する。図７は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の制御基板の一例を示す図である。

本実施形態によれば、図７に示すように、様々な制御基板の構成を採用することができる。例えば、サブマスタＣＰＵ６０１とスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５とは、同一の基板上に実装されている。また、サブマスタＣＰＵ７０１及びスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、又は、サブマスタＣＰＵ８０１及びスレーブＣＰＵ８０２、８０３のように、サブマスタＣＰＵと個々のスレーブＣＰＵが独立の基板として実装されてもよい。また、スレーブＣＰＵ７０５、７０６のように一部のスレーブＣＰＵが同一の基板上に実装されてもよい。また、サブマスタＣＰＵ９０１及びスレーブＣＰＵ９０２のように、サブマスタＣＰＵとスレーブＣＰＵの一部だけが同一基板上に配置されてもよい。

＜各制御モジュールの構成＞
次に、図８乃至図１１を参照して、各制御モジュールに関する機能と構成について詳細に説明する。図８は、第１の実施形態に係る搬送モジュールＡ２８０の構成例を示す図である。

搬送モジュールＡ２８０は、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３に格納された記録材を停止したレジストローラ２５５のニップ部に突き当てるまでの給紙制御（給送機能）を司っている。搬送モジュールＡ２８０は、給紙制御を統括的に制御するサブマスタＣＰＵ６０１と、各制御負荷の駆動を行うスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５とを含む。また、各スレーブＣＰＵには、直接制御される制御負荷群が接続されている。

スレーブＣＰＵ６０２は、カセット２４０に関連したピックアップローラ２３８を駆動させるための駆動源モータ６０６、シートなし検知センサ２４３、及び給紙センサ２４７を制御負荷とし、給紙パス２６６に記録材を引き渡すまでの制御を行う。スレーブＣＰＵ６０３は、カセット２４１に関連したピックアップローラ２３９を駆動させるための駆動源モータ６０７、シートなし検センサ２４４、給紙センサ２４８を制御負荷とし、給紙パス２６６に記録材を引き渡すまでの制御を行う。スレーブＣＰＵ６０４は、手差し給紙部２５３に関連したピックアップローラ２５４を駆動させるための駆動源モータ６０８、シートなし検センサ２４５、給紙センサ２４９を制御負荷とし、給紙パス２６６に記録材を引き渡すまでの制御を行う。スレーブＣＰＵ６０５は、給紙ローラ対２３５、２３６、２３７を駆動させるための駆動源モータ６０９、６１０、６１１、レジストセンサ２５６を制御負荷とする。また、スレーブＣＰＵ６０５は、これらの制御負荷を制御して、カセット２４０、２４１、手差し給紙部２５３から引き渡された記録材をレジストローラ２５５のニップ部に突き当てるまで搬送し、一時停止させるまでの制御を行う。なお、本実施形態では、サブマスタＣＰＵ６０１とスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４，６０５は各々独立の高速シリアル通信バス６１２、６１３、６１４、６１５により１対１で対向接続されている。

図９は、第１の実施形態に係る作像モジュール２８２の構成例を示す図である。作像モジュール２８２は、電子写真プロセスによって形成されたフルカラートナー像を転写ベルト２２６に転写させ、さらに搬送モジュールＡ２８０より引き渡された記録材に再転写させるまでの作像制御（画像形成機能）を司っている。作像モジュール２８２は、作像制御を統括的に制御するサブマスタＣＰＵ７０１と、各制御負荷を駆動するスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６とを含む。また、各スレーブＣＰＵには、直接制御される制御負荷群が接続されている。

スレーブＣＰＵ７０２は、露光装置２１８Ｋ、現像装置２２３Ｋ、一次帯電装置２２１Ｋ、転写装置２２０Ｋ、クリーナ装置２２２Ｋ、及び除電装置２７１Ｋを制御負荷とし、ブラック色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行なう。スレーブＣＰＵ７０３は、露光装置２１８Ｍ、現像装置２２３Ｍ、一次帯電装置２２１Ｍ、転写装置２２０Ｍ、クリーナ装置２２２Ｍ、及び除電装置２７１Ｍを制御負荷とし、マゼンタ色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行なう。スレーブＣＰＵ７０４は、露光装置２１８Ｃ、現像装置２２３Ｃ、一次帯電装置２２１Ｃ、転写装置２２０Ｃ、クリーナ装置２２２Ｃ、及び除電装置２７１Ｃを制御負荷とし、シアン色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行なう。スレーブＣＰＵ７０５は、露光装置２１８Ｙ、現像装置２２３Ｙ、一次帯電装置２２１Ｙ、転写装置２２０Ｙ、クリーナ装置２２２Ｙ、除電装置２７１Ｃを制御負荷とし、シアン色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行う。

スレーブＣＰＵ７０６は、転写ベルト２２６を回転駆動させるローラ２２７のモータ７０８、２次転写装置２３１を駆動させる高圧信号出力器、転写ローラ脱着ユニット２５０及びレジストローラを駆動させる駆動源モータ７０９、７１０を制御負荷とする。また、スレーブＣＰＵ７０６は、これらの制御負荷を制御して、転写ベルト２２６上に多重転写された４色トナー像を２次転写装置２３１で記録材へ再転写させるまでの制御を行なう。なお、本実施形態では、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４，７０５、７０６は各々独立の高速シリアル通信バス７１１、７１２、７１３、７１４，７１５により１対１で対向接続されている。

図１０は、第１の実施形態に係る定着モジュール２８３の構成例を示す図である。定着モジュール２８３は、作像モジュール２８２によりトナー像が転写された記録材を定着装置２３４に給送し、トナー像を記録材に熱定着させるまでの定着制御（定着機能）を司っている。定着モジュール２８３は、定着制御を統括的に制御するサブマスタＣＰＵ８０１と、各制御負荷を駆動するスレーブＣＰＵ８０２、８０３とを含む。また、各スレーブＣＰＵには、直接制御される制御負荷群が接続されている。

スレーブＣＰＵ８０２は、定着搬送ベルト２３０を回転させるための駆動源モータ８０４、定着ローラ２３３を回転させるための駆動源モータ８０５を制御負荷とし、２次転写装置２３１から定着後の搬送パスに記録材を引き渡すまでの制御を行う。スレーブＣＰＵ８０３は、定着装置２３４における加熱ヒータ８０６、温度検知サーミスタ８０７、及び定着前帯電器２５１、２５２を制御負荷とする。スレーブＣＰＵ８０３は、これらの制御負荷を制御して、定着前帯電器２５１、２５２で定着ローラ２３３を帯電させ、温度検知サーミスタ８０７の検知結果をフィードバックさせながら、最適なヒータ加熱を行い定着装置２３４の定着温調制御を行う。なお、本実施形態では、サブマスタＣＰＵ８０１とスレーブＣＰＵ８０２、８０３は、各々独立の高速シリアル通信バス８０８、８０９により１対１で対向接続されている。

図１１は、第１の実施形態に係る搬送モジュールＢ２８１の構成例を示す図である。搬送モジュールＢ２８１は、定着モジュール２８３により画像定着後の記録材を引き受け、画像形成部３００の外部に排紙するまでの排紙制御（排出機能）、又は裏面印刷を行うために記録材の表裏を反転させて改めて搬送モジュールＡ２８０に引き渡すまでの裏面反転制御（反転機能）を司っている。搬送モジュールＢ２８１は、排紙制御及び裏面反転制御を統括的に制御するサブマスタＣＰＵ９０１と、各制御負荷を駆動するスレーブＣＰＵ９０２、９０３とを含む。また、各スレーブＣＰＵには、直接制御される制御負荷群が接続されている。

スレーブＣＰＵ９０２は、排紙フラッパ２５７を切り替えるためのソレノイド９０４、排紙ローラ２７０を駆動させるための駆動源モータ９０５、反転ローラ２６０を駆動させるための駆動源モータ９０６、センサ２６９を制御負荷とする。スレーブＣＰＵ９０２は、これらの制御負荷を制御し、定着後の搬送パスから記録材を機外に排出するか、又は両面反転パス２６１に引き渡すまでの制御を行う。スレーブＣＰＵ９０３は、両面パス搬送ローラ２６２を駆動させるための駆動源モータ９０７、再給紙ローラ２６４を駆動させるための駆動源モータ９０８、再給紙センサ２６５を制御負荷とする。スレーブＣＰＵ９０３は、これらの制御負荷を制御し、反転パスより引き渡された記録材を再度給紙パス２６６に引き渡すまでの制御を行う。なお、本実施形態では、サブマスタＣＰＵ９０１とスレーブＣＰＵ９０２、９０３は、各々独立の高速シリアル通信バス９０９、９１０により１対１で対向接続されている。

本実施形態においては、上述した４つのサブモジュールの自律的な動作を組み合わせることによって記録材への画像形成制御を実現している。しかし、実際の画像形成動作は給紙段／用紙サイズの選択や、片面／両面印刷の指定、白黒印刷／カラー印刷の指定などの組み合わせに応じていくつかのパターンに分かれる。操作部１０や、外部Ｉ／Ｆ４６５を介して操作者が予め設定を行うことにより、具体的な指示が入力されるが、その指示に基づいて操作者が所望する動作を実現する上では各モジュールを統合的に動作させるための全体制御が必要となる。本実施形態においては、マスタモジュール２８４におけるマスタＣＰＵ１００１がサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１を統括的に制御する。ここで、マスタＣＰＵ１００１による全体制御の大きな流れは、低速なネットワーク型通信バス１００２を介したマスタＣＰＵ１００１とサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１との間の通信によるコマンドのやり取りにより実現される。さらに、高速シリアル通信バスによるサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１とスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、８０２、８０３、９０２、９０３との間の対向通信によるコマンドのやり取りによって実現される。

＜制御フロー＞
次に、図１２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１０００の制御フローについて説明する。図１２は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の制御フローを示すシーケンス図である。なお、図１２に示すシーケンス図は、１枚の記録材に対して画像形成を行う場合を想定している。

まずステップＳ１２０１において、マスタＣＰＵ１００１は、画像形成を開始する前に各サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１に対して画像形成前処理の開始を指示する。その後、ステップＳ１２０２、Ｓ１２０３、Ｓ１２０４、Ｓ１２０５において、各サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１は、画像形成を行うための前処理を実行する。具体的には、サブマスタＣＰＵ６０１では給紙前処理が実行され、サブマスタＣＰＵ７０１では作像前処理が実行され、サブマスタＣＰＵ８０１では定着前処理が実行され、サブマスタＣＰＵ９０１では搬送前処理が実行される。

次に、ステップＳ１２０６ａにおいて、マスタＣＰＵ１００１は、操作部１０や、外部Ｉ／Ｆ４６５からの操作者の指示に応じて１枚目の記録材の給紙開始をサブマスタＣＰＵ６０１に指示する。

給紙開始の指示を受けると、ステップＳ１２０７ａにおいて、サブマスタＣＰＵ６０１は、給紙処理を開始する。給紙処理においては、カセット２４０、２４１、手差し給紙部２５３のいずれかに載置された記録材をレジストローラ２５５の位置まで搬送し一時停止させる。その後、ステップＳ１２０８ａにおいて、サブマスタＣＰＵ６０１は、一定時間が経過すると、サブマスタＣＰＵ７０１に対して作像開始を指示する。

作像開始の指示を受けたサブマスタＣＰＵ７０１は、ステップＳ１２０９ａにおいて、停止させているレジストローラ２５５を回転させて記録材の搬送を開始するとともに、感光体２２５への作像処理と転写ベルト２２６及び記録材への転写処理を実行する。このように、レジストローラ２５５からの記録材の搬送処理と作像・転写処理を１つのサブマスタＣＰＵが制御するようにすることで、精密なタイミング制御が要求される記録材と画像の位置合わせが可能となる。また、レジストローラ２５５までの記録材の給紙処理とレジストローラ２５５からの記録材の搬送処理を異なるサブマスタＣＰＵにより制御しても、サブマスタＣＰＵ間の通信の遅延は、レジストローラ２５５での記録材の停止期間で吸収される。その後、ステップＳ１２１０ａにおいて、サブマスタＣＰＵ７０１は、一定時間が経過し、画像形成された記録材が定着装置２３４に向かうことが確定すると、サブマスタＣＰＵ８０１に定着開始を指示する。

定着開始の指示を受けたサブマスタＣＰＵ８０１は、ステップＳ１２１１ａにおいて、記録材の熱定着処理を実行する。定着モジュール２８３の駆動開始は精密なタイミングが要求されないため、作像・転写処理と熱定着処理を異なるサブマスタＣＰＵにより制御しても、サブマスタＣＰＵ間の通信の遅延は問題ない。その後、ステップＳ１２１２ａにおいて、サブマスタＣＰＵ８０１は、一定時間が経過し、定着された記録材が排紙ローラ２７０に向かうことが確定すると、サブマスタＣＰＵ９０１に排紙開始を指示する。

排紙開始の指示を受けたサブマスタＣＰＵ９０１は、ステップＳ１２１３ａにおいて、記録材の排紙処理を実行する。搬送モジュールＢ２８１の駆動開始は精密なタイミングが要求されないため、熱定着処理と排紙処理を異なるサブマスタＣＰＵにより制御しても、サブマスタＣＰＵ間の通信の遅延は問題ない。その後、ステップＳ１２１４ａにおいて、サブマスタＣＰＵ９０１は、排紙を完了すると、マスタＣＰＵ１００１にその旨を通知する。

排紙完了の通知を受けたマスタＣＰＵ１００１は、ステップＳ１２１５において、各サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１に対して画像形成後処理の開始を指示する。その後、ステップＳ１２１６、Ｓ１２１７、Ｓ１２１８、Ｓ１２１９において、各サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１は、画像形成を終了するための後処理を実行する。具体的には、サブマスタＣＰＵ６０１では給紙後処理が実行され、サブマスタＣＰＵ７０１では作像後処理が実行され、サブマスタＣＰＵ８０１では定着後処理が実行され、サブマスタＣＰＵ９０１では搬送後処理が実行される。

上述したシーケンスにおいては、１枚の記録材に対する給紙から排紙までの一連の画像形成処理について説明した。一方、複数枚の記録材に対して、連続して画像形成を実行する場合には、例えば、図１２のステップＳ１２０６ｂ〜１２１４ｂに示すように、１枚目の記録材の画像形成開始から所定時間が経過した後に連続して画像形成を実行することができる。この場合、記録材の枚数に応じて、ステップＳ１２０６ｂ〜１２１４ｂの処理が繰り返し実行されることとなる。

このとき、給紙開始を指示する間隔は、実際の記録材の給紙間隔よりも短いことが期待される。しかし、記録材の細かな給紙タイミングに関しては、サブマスタＣＰＵ６０１が統括する搬送モジュールＡにおいて規定されるため、マスタＣＰＵ１００１ではタイミングを厳密に保証する必然性はない。

同様に連続給紙される記録材に対する作像開始を指示する間隔についても、ある一定の作像間隔（即ち、生産性）を達成するためには作像開始指示が実際の記録材の作像間隔よりも短いことが期待される。しかし、記録材の細かな作像タイミングに関しては、サブマスタＣＰＵ７０１が統括する作像モジュールにおける作像制御の実行において規定されるため、サブマスタＣＰＵ６０１ではタイミングを厳密に保証する必然性はない。作像制御実行時のコマンドフローのやり取りについては後で詳細に説明する。

また、同様に上述した給紙及び作像開始以外のマスタＣＰＵ１００１と、サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１との間のトリガコマンドのやりとりに関しても、処理開始を行う旨を大まかに伝えるためだけのものである。つまり、制御上の細かな処理手続きを規定するものではないため単位時間当りのコマンドの発行頻度はそれほど密ではなく、かつ夫々のコマンド送信タイミングを厳密に保証する必然性もない。

したがって、マスタＣＰＵ１００１とサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１とを接続しているネットワーク型通信バス１００２は、通信周期が１０ｍｓｅｃ程度の比較的通信速度の低い安価な通信バスを適用することが可能である。このような通信バスには、例えば、長距離低速通信に用いられるＬＩＮ通信バス（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ローカル・インタコネクト・ネットワーク通信バス）やＩ２Ｃ通信バス（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：インタ・インテグレイテッド・サーキット通信バス）などがある。

また、信頼性を重視し、ＣＡＮ通信バス（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：コントロール・エリア・ネットワーク通信バス）などのネットワーク通信バスを用いることも可能である。しかし、この場合においても単位時間当たりの通信データ量は、比較的少なくすることができるため通信レートを低く設定することができ、通信の信頼性をより高めることが可能となる。特に本実施形態では、マスタＣＰＵ１００１とサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１とが搭載された制御ＣＰＵ基板は物理的に離れた位置に配置されており、そのため相互の通信ネットワークケーブルは非常に長くなる。通信ネットワークケーブルが長いほど、ネットワークの通信レートが高いほど、外来ノイズの影響を受けやすい。そのため外来ノイズへの耐性を考えても、ネットワークの通信レートを低く設定することは有用であると考えられる。

次に、図１３を参照して、本実施形態におけるサブマスタＣＰＵとスレーブＣＰＵとの処理について説明する。図１３は、第１の実施形態に係る作像モジュール２８２が作像開始の指示を受けた際の処理（１枚分）を示すシーケンス図である。ここでは、サブマスタＣＰＵとスレーブＣＰＵとの処理の一例として、作像モジュール２８２のサブマスタＣＰＵ７０１及びスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５の処理について説明する。

まずステップＳ１３０１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙにおいて、サブマスタＣＰＵ７０１は、サブマスタＣＰＵ６０１から作像開始の指示を受けると、スレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５に対して現像ローラを回転駆動させるための指示を発行する。さらに、ステップＳ１３０２Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙにおいて、サブマスタＣＰＵ７０１は、現像バイアスを画像形成時の所定の高圧値に設定する指示を発行する。現像バイアスの設定は、特にＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙでのステーション間のタイミングに依存しないため、コマンドが受理されたと同時に４ステーション全てをＯＮにする。また同時にスレーブＣＰＵ７０６に対して転写ローラ駆動を開始するためのトリガコマンド（１３０３）が発行される。

続いて、ステップ１３０４Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ、１３０５Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ、１３０６Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ、１３０７Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙにおいて、サブマスタＣＰＵ７０１は、各ステーション毎に画像形成に必要な一連の処理の指示を通知する。具体的には、サブマスタＣＰＵ７０１は、一次帯電ＯＮ、露光ＯＮ、一次転写ＯＮ、除電ＯＮの処理を行なうためのトリガコマンドを各スレーブＣＰＵに対して指示する。ここで、正確な画像形成を行なうためには、これらのトリガコマンドが、所定の周期で精度よく発生される必要がある。本実施形態においては、図１３に示すように、一次帯電ＯＮから露光ＯＮの周期はＴ_ｐ−ｅ、露光ＯＮから一次転写ＯＮの周期がＴ_ｅ−ｔ１、一次転写ＯＮから除電ＯＮの周期がＴ_ｔ１−ｒに設定している。各周期Ｔは、画像品質や生産性を考慮して予め設定されている。

またスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５に対しては、感光体２２５Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの配置上の位置ずれを考慮した遅延周期Ｔ_ｓｔずつコマンド発行タイミングをシフトさせる必要がある。このタイミングシフトを精度よく実現しないと各ステーション間の画像印字パターンのずれ（いわゆる色ずれ）の原因となる。

次に、サブマスタＣＰＵ７０１は、転写ベルト上に画像形成されたトナー像を記録材に２次転写させる。そのため、ステップＳ１３０８において、サブマスタＣＰＵ７０１は、スレーブＣＰＵ７０６に対して、２次転写開始時に記録材が２次転写装置２３１の位置に到達しているタイミングでレジストローラ２５５を駆動させるための駆動源モータ７１０を回転駆動させるレジオンコマンドを発行する。さらに、ステップＳ１３０９、Ｓ１３１０において、サブマスタＣＰＵ７０１は、スレーブＣＰＵ７０６に対して、２次転写装置２３１を転写ベルト２２６に当接させる二次転写脱着（着）コマンド及び２次転写開始コマンドを発行する。

ここで、転写ベルト２２６上の画像を記録材の所望の位置に正しく転写させるためには、二次転写開始コマンド及びレジオンコマンドを所定の周期で精度よく発行する必要がある。本実施形態においては、図１３に示すように、除電ＯＮから駆動源モータ７１０ＯＮの周期をＴ_{ｒ−ｒｅｇ}、駆動源モータ７１０のＯＮから二次転写ＯＮの周期をＴ_{ｒｅｇ−ｔ２}と設定する。

上述したように、各サブマスタＣＰＵと各スレーブＣＰＵとの間の処理フローでは、マスタＣＰＵ１００１と各サブマスタＣＰＵとの間の処理フローと比較して、発行される指示コマンドがある単位時間以内にかなりの精度で密にやり取りされる必要がある。また、複数枚の記録材に連続して画像形成を行うためには、これらの一連の処理をある一定周期で繰り返し実行する必要があり、この時の処理周期に遅延やばらつきが発生すると、画像形成装置の生産性に影響を及ぼすこととなる。つまり、サブマスタＣＰＵとスレーブＣＰＵとの間の処理フローは、装置の性能を保証する上で重要な要因となりうる。

そこで、本実施形態では、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２〜７０６との通信を独立でかつ通信周期１０μｓｅｃ程度の性能を確保するため、高速シリアル通信バス７１１〜７１５が用いられる。すなわち、マスタＣＰＵ１００１とサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１の間を所定の通信速度で接続した場合、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２〜７０６の間は、これよりも高い通信速度で接続される。さらに、高速シリアル通信バス７１１〜７１５は、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２〜７０６とを１対１で対向接続するように配線される。これにより、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６との間の通信遅延ロスを限りなくゼロに近づけることができ、コマンドのやり取りにおけるタイミングのばらつきを抑え、タイミング制御の精度を高めることができる。よって、本画像形成装置は、画像形成時の画像品質や連続印刷時の生産性を向上することができる。

このような高速のシリアル通信においては、マスタＣＰＵ１００１とサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１との間に適用した場合、コストアップや通信レートが上がることによるノイズなどへの脆弱性に繋がる可能性がある。しかしながら、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６との間は、配置構成上において、比較的近いところに搭載される可能性が高い。したがって、サブマスタＣＰＵとスレーブＣＰＵとの間の通信バスを長くする必要がないため、高速通信を行うために必要となる導電性の高い高価なバスケーブルを引き回す距離を限りなく短くできる。また通信レートを高くした場合に懸念される高周波ノイズの発生範囲を局所的に絞り込むことが可能となるため、ノイズ対策などの費用も安価に抑えることができ、コストの増大を抑制することがきる。

また、サブマスタＣＰＵ７０１は、ある機能モジュールに関わる部分だけの制御を行うという位置づけであることから、支配下のスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６の個数は限られ、高速なシリアル通信を対向で接続するという構成は十分な実現性を有している。

また、これまでは図１３を用いてサブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６の構成に特化した説明を行なってきたが、それ以外のサブマスタＣＰＵ６０１、８０１、９０１とスレーブＣＰＵとの間の通信においても同様の構成が適用できる。

＜第２の実施形態＞
次に、図１４を参照して、第２の実施形態について説明する。図１４は、第２の実施形態に係る搬送モジュールＡ２８０の構成例を示す図である。ここでは、第１の実施形態で説明した図８と同様の構成については同一の番号を付し説明を省略する。

第１の実施形態においては、給紙パス２６６が複数の記録材を同時に引き受けることが可能な構成にはなっていない。つまり、給紙パス２６６には、カセット２４０、２４１、手差し給紙部２５３のいずれかに格納された記録材が順次１枚ずつ引き渡されることとなる。したがって、本実施形態では、給送部であるカセット２４０、２４１、手差し給紙部２５３に関する制御を行うスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４については、高速なシリアルバスを対向で接続する必要はない。スレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４は、１本のシリアルバス６１６によりサブマスタＣＰＵ６０１とカスケード接続する構成としてもよい。例えば、図１４に示すように、サブマスタＣＰＵ６０１と、スレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４とを１対多接続（バス接続）するようにしてもよい。このような構成をとることで、サブマスタＣＰＵ６０１とスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４との間の通信バス線をより少なくすることができ、さらなる束線の削減を実現できる。なお、サブマスタＣＰＵ６０１とスレーブＣＰＵ６０５はシリアルバス６１６とは独立なシリアルバス６１５によって接続されている。これは、スレーブＣＰＵ６０５がカセット２４０、２４１、手差し給紙部２５３のいずれかより給紙される記録材を所定のタイミングで引き受ける必要があるため、スレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４との間よりもより正確なタイミング制御を行う必要があるためである。

６０１：サブマスタＣＰＵ、６０２：スレーブＣＰＵ、６０３：スレーブＣＰＵ、６０４：スレーブＣＰＵ、６０５：スレーブＣＰＵ、６１２：高速シリアル通信バス、６１３：高速シリアル通信バス、６１４：高速シリアル通信バス、６１５：高速シリアル通信バス、７０１：サブマスタＣＰＵ、８０１：サブマスタＣＰＵ、９０１：サブマスタＣＰＵ、１０００：画像形成装置、１００１：マスタＣＰＵ、１００２：ネットワーク型通信バス

Claims (13)

1. 記録材に画像を形成する画像形成装置の全体を制御するマスタ制御部と、
   前記マスタ制御部により制御され、画像形成を実行するための複数の機能を制御する複数のサブマスタ制御部と、
   前記サブマスタ制御部により制御され、前記複数の機能を実現するための制御負荷を制御する複数のスレーブ制御部と
   を備え、
   前記マスタ制御部と前記複数のサブマスタ制御部との間は、所定の通信速度の第１信号線によって接続され、
   前記複数のサブマスタ制御部と前記複数のスレーブ制御部との間は、前記第１信号線よりも通信速度が高い第２信号線によって接続されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数のスレーブ制御部のそれぞれと前記サブマスタ制御部の間を前記第２信号線により１対１接続されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数のスレーブ制御部と前記サブマスタ制御部の間を前記第２信号線により１対多接続されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記マスタ制御部、前記複数のサブマスタ制御部、及び前記複数のスレーブ制御部は、前記複数のサブマスタ制御部と前記複数のスレーブ制御部との間の距離が、前記マスタ制御部と前記複数のサブマスタ制御部との間の距離よりも短くなるように配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１信号線は、コントロール・エリア・ネットワーク通信バス、インタ・インテグレイテッド・サーキット通信バス又はローカル・インタコネクト・ネットワーク通信バスであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第２信号線は、シリアル通信バスであることを特徴とする請求項１、２、４、または５に記載の画像形成装置。
7. 前記マスタ制御部及び前記複数のサブマスタ制御部の間を前記第１信号線によりバス接続されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記マスタ制御部及び前記複数のサブマスタ制御部の間を前記第１信号線によりリング接続されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記複数のサブマスタ制御部は、記録材を給送する給送機能を制御するサブマスタ制御部と、記録材に画像を形成する画像形成機能を制御するサブマスタ制御部を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記給送機能を制御するサブマスタ制御部は、記録材をレジストローラまで給送する制御を行い、画像形成機能を制御するサブマスタ制御部は、レジストローラまで給送された記録材を搬送し、記録材に画像を形成する制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 記録材に画像を形成する画像形成装置の全体を制御するマスタ制御部と、
    前記マスタ制御部により制御され、画像形成を実行するための複数の機能を制御する複数のサブマスタ制御部と、
    前記複数のサブマスタ制御部により制御され、前記複数の機能を実現するための複数の制御負荷を制御する複数のスレーブ制御部と
    を備え、
    前記複数のサブマスタ制御部は、記録材を給送する給送機能を制御するサブマスタ制御部と、記録材に画像を形成する画像形成機能を制御するサブマスタ制御部とを含み、
    前記給送機能を制御するサブマスタ制御部は、記録材を給送するための制御負荷を制御し、画像形成機能を制御するサブマスタ制御部は、前記給送される記録材に画像を形成するための制御負荷を制御し、
    前記マスタ制御部と前記複数のサブマスタ制御部との間は第１信号線によって接続され、
    前記複数のサブマスタ制御部と前記複数のスレーブ制御部との間は、前記第１信号線よりも通信速度が高い第２信号線によって接続されていることを特徴とする画像形成装置。
12. 記録材に画像を形成する画像形成装置の全体を制御するマスタ制御部と、
    前記マスタ制御部により制御され、画像形成を実行するための複数の機能を制御するために、給紙処理を制御する第１のサブマスタ制御部と、作像処理を制御する第２のサブマスタ制御部と、定着処理を制御する第３のサブマスタ制御部と、排紙処理を制御する第４のサブマスタ制御部とを含む複数のサブマスタ制御部と、
    前記複数のサブマスタ制御部の何れかにより制御され、前記複数の機能を実現するための制御負荷を制御する複数のスレーブ制御部と
    を備え、
    前記マスタ制御部と前記複数のサブマスタ制御部との間と、各サブマスタ制御部の間とは、所定の通信速度の第１信号線によって接続され、前記マスタ制御部は、前記第１信号線を介して、前記第１乃至第４のサブマスタ制御部に対して画像形成前処理及び画像形成後処理の開始指示を、前記第１のサブマスタ制御部に対して給紙処理の開始指示を通知し、
    前記複数のサブマスタ制御部と前記複数のスレーブ制御部との間は、前記第１信号線よりも通信速度が高い第２信号線によって接続され、前記第１乃至第４のサブマスタ制御部は、前記第２信号線を介して各制御対象の前記スレーブ制御部を制御し、各処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
13. 前記第１乃至第３のサブマスタ制御部は、それぞれの処理の開始指示を受信すると、前記第２信号線を介して制御対象の前記スレーブ制御部を制御することにより各処理を開始し、各処理を開始した後に一定時間が経過すると、前記第１信号線を介して後続のサブマスタ制御部へ処理の開始指示を通知し、
    前記第４のサブマスタ制御部は、前記排紙処理の開始指示を受信すると、前記第２信号線を介して制御対象の前記スレーブ制御部を制御することにより前記排紙処理を開始し、該排紙処理が完了すると、前記第１信号線を介して前記マスタ制御部へその旨を通知することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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