JP7292873B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
近年、組み込み装置においてHDDに代わり、SSDを搭載する装置が増えている。HDDではなくSSDを搭載することによって、装置の小型が可能となり、装置の小型化が進んでいる。
またSSDの記憶領域は、メモリ素子配線の微細化により、メモリ素子の単位面積当たりの記憶容量が増加している。一方、SSDのパフォーマンス帯域の向上に伴い、消費電力も増加している。
上記によりSSDの動作時に発生する単位面積当たりの熱量が増加している。そのためSSDの記憶領域に記憶されたデータが熱によって破壊される可能性がある。熱によって破壊されたデータがシステムデータであった場合、組み込み装置がシステム障害で動作しなくなる可能性がある。このような状況を防止するため、SSD内に温度センサを設けて温度をモニタリングしつつ、SSD内部のコントローラが記憶領域へのアクセス制御を行うことで温度上昇を防ぐ手段(サーマルスロットリング機能)が備えられている。
特許文献1には、前記に記載した温度センサを備えたSSDについて記載されている。同文献によれば、メモリ近傍に温度センサが設けられ、その温度センサにより検出された温度に基づいて、メモリコントローラがメモリに格納されたデータアクセスを制御することが記載されている。
特開2011-103147号公報
画像形成装置の制御部のストレージ領域としてSSDを接続した場合には、SSDの大容量化によるSSDの筐体内に占める半導体デバイスの集積度、密度が高くなる。さらに、データアクセスに関するパフォーマンスがより高速化になると消費電力が増加する。
そのためSSDを接続した画像形成装置においても、SSDから多くの熱が発生し、過熱によるデータ障害を防止することが困難になる可能性がある。
そこでSSD内部の制御部では、データの信頼性の向上とデバイスの寿命を延ばすために、サーマルスロットリング機能を実行する。具体的には、ある温度に達すると自動的にSSD内部の記憶領域へのデータアクセスを制限し、デバイス自体の発熱量を抑える制御を行う。
しかしながら、SSD内部の制御部がサーマルスロットリング機能を実行するタイミングを画像形成装置の制御部からは予知することが出来ない。そのため、画像処理装置がデータ処理中にもかかわらずパフォーマンスが大幅に低下してしまうおそれがある。
本発明は、画像形成装置のパフォーマンスの低下を抑制しつつ、デバイスの発熱量を抑える制御を行うことを目的とする。
本発明は、内部の温度情報を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出した温度情報と第1閾値を比較する第1比較手段と、前記検出した温度情報が前記第1閾値を超えた場合にアクセスを制限するアクセス制御手段とを有する、半導体メモリからなる不揮発性の第1記憶装置と、前記第1記憶装置と異なる第2記憶装置と、制御装置と、を有する画像形成装置であって、前記制御装置は、前記第1記憶装置の温度情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得した温度情報と、前記第1閾値よりも低い第2閾値を比較する第2比較手段と、前記取得手段で取得した温度情報が前記第2閾値未満であることに基づいて、前記第1記憶装置にデータを記憶させ、前記取得手段で取得した温度情報が前記第2閾値以上であることに基づいて、前記第1記憶装置にデータを記憶させずに前記第2記憶装置にデータの記憶させる制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、画像形成装置のパフォーマンスの低下を抑制しつつ、デバイスの発熱量を抑える制御を行うことが可能となる。
画像形成装置の構成図 SSDのアクセスに伴う温度変化とパフォーマンスの関係図 データスプールの経路を示した図 処理の流れを示したフロー図 データスプールの経路を示した図 SSDのアクセスに伴う温度変化とパフォーマンスの関係図 処理の流れを示したフロー図
添付図面を参照して本発明の各実施例を詳しく説明する。以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また各実施例で説明されている特徴の組み合わせすべてが発明の解決手段に必須の構成とは限らない。なお、以下の実施例では、情報処理装置の例として画像処理装置を用いる。
(実施例1)
図1は本発明の第1の実施形態における画像形成装置の構成を示すブロック図である。
主制御部111は、CPU101、ROM102、DRAM103、SATAHOST107、HOSTI/F105、画像処理部114を有する。これらは、内部バスで接続されている。
CPU101は、画像形成装置を制御するマイクロコンピュータである。ROM102は、画像形成装置の制御プログラムが格納されており、起動の際に使用される。
DRAM103は、CPU101で実行されるプログラムが格納されるメモリであり、CPU101が演算処理に用いるデータを一時的に格納する為のワークメモリとしても使用される。
画像処理部114は、印字するデータの色補正、諧調補正、文字のエッジスムージング処理、ハーフトーン処理などの各種画像処理を行うモジュールである。
プリンタエンジン131は、プリンタI/F130を介して入力された画像データに基づいて、画像を用紙に印刷する。スキャナー133は、原稿を読み取って画像データを生成し、スキャナーI/Fを介してDRAM103に画像データを入力する。
操作部104は、操作者がコマンドを入力するためのタッチパネル画面などを備え、画像形成装置のステータス情報、各種設定項目を表示させるユニットである。なお、操作部104で入力された情報は、不図示の操作部I/Fを介してCPU101に伝達される。HOST I/F105は、装置の外部へ接続するローカルエリアネットワーク回線106を介して図示していない外部機器や、ホストPCとのデータの送受信を行うためのインターフェースである。
SATA Host107は、SSD120を制御するホストコントローラであり、Data Buffer108、アクセス制御設定部109、温度閾値設定部110を有する。Data Buffer108はアクセスしたときのデータを一時的に格納するためのバッファ用のメモリである。アクセス制御設定部109はSSD120へのデータwrite, readの制御方法を設定する制御部である。温度閾値設定部110はアクセス制御設定部109が制御方法を変化させる分岐点となる温度の閾値を保持する制御部である。
SSD120は、画像形成装置の制御に関するソフトウェアや各種設定、保存された文書等を格納、および、CPU101の処理データの書き込みや、画像データを一時的にスプールするためのストレージである。
SSD120は、SATA I/F Logic 121、SSDコントローラ123、DRAM122、FLASH124、温度センサ125を有する。
SATA I/F Logic 121は、SATA Host107と通信するためのインターフェース回路である。SSDコントローラ123はSSD内の主制御部である。DRAM122は、SSD120のcacheメモリであり、SSDへの書き込みがあると一時的にデータを保持する。FLASH124はデータを格納する半導体メモリであり、SSDコントローラ123の指示を受けてDRAM122上のデータを書き込む。温度センサ125はSSD120内部の温度を検出するセンサであり、SATA Host107から温度をモニタリングすることが可能である。
図2はSSDのアクセスに伴うSSD内部の温度変化とパフォーマンスの関係を示す図である。
横軸は時間を示し、右の縦軸は、SSD120内部の温度センサ125が検出する温度を示す。時間と温度の関係は、曲線201である。
左の縦軸は、SATA Host107がデータのwrite/readをする時のデータ帯域、パフォーマンスを示す。時間とパフォーマンスの関係は、棒グラフ202である。
SSD120の内部の温度は、SSD120へのデータアクセス頻度が増加すると、時間が経過するにつれて上昇していく。
そして、温度センサ125が検出する温度が閾値Taを過ぎるとSSDコントローラ123がサーマルスロットル機能をOnにする。そして、サーマルスロットル機能によって、SSD120へのアクセスが制限され、SSD120のパフォーマンスは、低下し始める。
パフォーマンスが低下することによってFLASH124へのデータアクセス頻度が低下し、結果としてSSD120内部の温度センサ125に検出された温度が徐々に低下する。そして、温度センサ125の温度が再び閾値Taを下回るようになると、サーマルスロットル機能がOffになりFLASH124へのデータアクセス頻度が増加する。
これに伴い、再び時間が経過するにつれて再び温度センサ125に検出された温度は、上昇する。以上のように、SSDコントローラ123は温度センサ125によって検出された温度に応じて、サーマルスロットル機能のOn/Offを繰り返す制御を行っている。
図3はホストPCからジョブを受信して印字するときの、画像形成装置内のデータの流れを示した図の一例である。
不図示の外部装置(例えば、PC)から印字要求を受けると、CPU101はHost I/F105を経由してPDL言語で記載された印字データを外部装置から受信し、SATA Host107を介してSSD120内部のFLASH124へ格納させる。
外部装置から1ページ分の印字データを受信すると、CPU101はFLASH124に格納されたデータを読み出す。そして、CPU101は、ROM102に格納されているPDL言語からビットマップに変換するレンダリングプログラムに従いビットマップデータをDRAM103に展開する。この際に、1ページ分のPDL言語のデータを一度にビットマップに展開するとデータ量が多くなるため、1ページを複数のバンドに分割した1バンドごとのデータをCPU101がDRAM103に書き込む。
1バンド分のデータが貯まると、CPU101はDRAM103からビットマップデータを読み出して、SATA Host107を介してSSD120内部のFLASH124へ格納する。上記の処理を1ページの最終バンドのデータ展開まで、CPU101が繰り返して処理を行う。
CPU101による1ページ分のビットマップデータの展開が終了すると、CPU101はFLASH124からそのデータを読み出して、画像処理部114へデータを転送する。ビットマップデータは画像処理部114で、文字の輪郭スムージングやハーフトーン処理などの各種画像処理を行った後、プリンタエンジンI/F 130を経由してプリンタエンジン131へされる。これら一連の処理を印字データの最終頁のビットマップデータの処理が終わるまで、CPU101がページ単位で繰り返し同じ処理を行う。
図4に本実施例の制御フローの一例を示す。図4では、SSDの温度に基づいて、アクセス方法を変更することにより、パフォーマンスの低下を防止する。
ステップS401において、CPU101は、不図示の外部装置からジョブが投入されたか否かを確認する。ジョブが投入されていない場合には、ステップS401に戻る。ジョブが投入された場合にはステップS402に遷移する。
ステップS402において、CPU101は、閾値を設定する。ここで設定する閾値は、後述のステップS403で検出する温度と比較するものである。なお、ここで設定する閾値は、SSD120のサーマルスロットル機能のOn/Offを切り替える閾値よりも低く設定する。ステップS402を終えるとステップS403に遷移する。
ステップS403において、CPU101は、S.M.A.R.T.情報をSSD120から取得し、温度センサ125によって温度(温度情報)を検出する。ステップS402を終えると、ステップS404に遷移する。
ステップS404において、CPU101は、温度センサ125によって検出された温度と閾値を比較する。CPU101は、比較結果に基づいて、CPU101はSATA Host107内にある温度閾値設定部110にSSDへのアクセス制御を行う。温度が閾値以上である場合には、ステップS405に遷移する。
ステップS405において、CPU101は、DRAM103に一時的にデータを格納する。そして、データの格納先をSSD120からDRAM103に切り替える。なお、このとき、SSD120にアクセスしない方がよい。また、データの書き込みは、例えば、ジョブの1ページごとに行う。ステップS405を終えるとステップS408に遷移する。以下では、1ページごとを例に挙げるが、バンド単位またはジョブ単位などでもよい。
ステップS408において、CPU101は、ジョブが終了したか否かを判定する。ジョブが終了していない場合には、ステップS403に戻り、次のページのデータの書き込み処理を行うために、SSDの温度を検出する。ジョブが終了した場合には、フローを終了する。
ステップS404の説明に戻る。ステップS404において、検出された温度が閾値未満である場合には、ステップS406に遷移する。ここでは、前ページのデータがDRAM103に書き込まれている状態で、次のページのデータの書き込みを行うものとして説明する。
ステップS406において、CPU101は、DRAM103に書き込まれたデータをSSD120へ書き込む。さらに、次のページのデータをSSD120に書き込む。なお、次のページのデータは、SSD120に直接書き込んでもよいし、DRAM103を経由してもよい。ステップS406を終えるとステップS407に遷移する。そして、ステップS407においてCPU101は、データスプールを行う先をDRAM103からSSD120に戻す。ステップS407を終えるとステップS408に遷移する。ステップS408への説明は、前述したため省略する。
なお、本実施例のジョブとは、印刷ジョブ、スキャンジョブ、BOXジョブ等の画像形成に関するジョブを示す。
図5は、図4のステップS405を行う場合における、ホストPCからジョブを受信して印字するときの、画像形成装置内のデータの流れを示した図である。
図3との差異は、CPU101がDRAM103へデータをwrite/readすることにより、SSD120へのアクセスを行わない点である。
不図示の外部装置から印字要求を受けると、CPU101はHost I/F105を経由してPDL言語で記載された印字データを受信し、SATA Host107を介してSSD120内部のFLASH124へ格納する。
CPU101は、1ページ分の印字データを受信すると、FLASH124に格納されたデータを読み出す。CPU101は、読み出したデータを用いてROM102に格納されているPDL言語からビットマップに変換するレンダリングプログラムに従いビットマップデータをDRAM103に展開する。この際に、CPU101は、1ページを複数のバンドに分割した1バンドごとのデータをCPU101がDRAM103に書き込む。CPU101は、1ページの最終バンドのデータ展開まで繰り返して上記の処理を行う。
CPU101による1ページ分のビットマップデータの展開が終了すると、CPU101はDRAM103からそのデータを読み出して、画像処理部114へデータを転送する。
画像処理部114は、ビットマップデータを基に文字の輪郭スムージングやハーフトーン処理などの各種画像処理を実行したデータを、プリンタエンジンI/F 130を介してプリンタエンジン131へ送信する。CPU101は、これら一連の処理を印字データの最終頁のビットマップデータの処理が終わるまで、ページ単位で繰り返し同じ処理を行う。
図6は、本実施例を実行した際のSSDのアクセスに伴うSSD内部の温度変化とパフォーマンスの関係を示す図である。
同図において、閾値Tbが図3のS403で設定する閾値である。前述したように、閾値Tbは、SSD120のサーマルスロットル機能がOnになる閾値Taよりも低い温度に設定される。
つまり、SSD120へのデータアクセス頻度が増加することによってSSD120の内部の温度が上昇すると、SSD120のサーマルスロットル機能がOnする前に、CPU101が、SSD120へのデータアクセスを減少させる。これによって、SSD120の内部の温度の上昇を抑制することが可能である。また、CPU101は、SSD120へのデータのアクセスを減少した際に、DRAM103にデータをスプールするため、パフォーマンスの低下を抑制することが可能である。
以上のことから、本実施例の構成によれば、画像形成装置のパフォーマンスの低下を抑制しつつ、デバイスの発熱量を抑える制御を行うことが可能となる。
なお、本実施例において、SSD120およびDRAM103へ書き込みのみ(ライト動作)を行う構成を示した。しかし、SSD120は、verify(ライトベリファイ動作)を行ってもよい。verifyとはSSD120へデータが正しく書き込まれたことを確実にするため、SSDコントローラ123が行う制御である。具体的には、書き込み処理を行い、書き込んだデータを読出し、正しく書き込みができたか確認する処理である。
(実施例2)
実施例1ではデータスプールの経路を変更するものあったが、本実施例ではSSD120へのデータアクセス制御の変更について記載する。図4と同様のステップには同様の符号を付して説明を省略する。また、図1~図3、図6については、実施例1と同様であるため説明を省略する。
図7に本実施例の制御フローを示す。図7では、SSDの温度に基づいて、ベリファイを行うか否かを変更する。Verifyは、前述したようにデータが正しく書き込まれたことを確実にする動作であるため、装置の信頼性を高めることが可能である。しかし、FLASH124へのアクセスがwriteのみ(write動作)の場合と比較して増えるためSSD120の温度が上昇しやすくなる。そこで、本実施例では、SSDの温度に基づいて、Verifyまたはwriteのみの制御を使い分ける。
ステップS404において、CPU101は、SSD120の温度が温度閾値以上か否かを確認する。SSD120の温度が閾値以上であった場合には、ステップS705に遷移する。
SSD120の温度が閾値以上になった場合、ステップS705において、CPU101は、SSDコントローラ123に、write動作を行わせる。具体的には、CPU101は、SATAHOST107からSSDコントローラ123にwriteコマンドを送信する。ステップS705を終えるとステップS408に遷移する。
一方、SSD120の温度が閾値未満になった場合、ステップS706において、CPU101は、SSDコントローラ123にverifyを行わせる。具体的には、CPU101は、SATAHOST107からSSD120にverifyコマンドを送信する。ステップS706を終えるとステップS408に遷移する。
このような構成においても、常にSSD120にverifyを行わせる構成に比べて、SSD120のFLASH124へのアクセス頻度が低下するので、SSD120内部の温度上昇を抑えることが可能となる。
以上のことから、本実施例の構成においても、画像形成装置のパフォーマンスの低下を抑制しつつ、デバイスの発熱量を抑える制御を行うことが可能となる。
なお、実施例1および実施例2のどちらも、SSD120の温度が閾値を超えた場合に、対応した制御を実行することでSSD120へのアクセスが減り温度が徐々に低下し設定した閾値未満となる。そしてSSD120の温度が閾値未満となったら通常の制御を実行する。これにより、画像形成装置のパフォーマンスの低下を抑制しつつ、デバイスの発熱量を抑える制御を行うことが可能としている。
(その他の実施形態)
以上、本発明の様々な例と実施形態を示して説明したが、本発明の趣旨と範囲は、本明細書内の特定の説明に限定されるものではない。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
101 CPU
103 DRAM
120 SSD
124 FLASH
125 温度センサ

Claims (11)

  1. 内部の温度情報を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出した温度情報と第1閾値を比較する第1比較手段と、前記検出した温度情報が前記第1閾値を超えた場合にアクセスを制限するアクセス制御手段とを有する、半導体メモリからなる不揮発性の第1記憶装置と、
    前記第1記憶装置と異なる第2記憶装置と、制御装置と、を有する画像形成装置であって、
    前記制御装置は、
    前記第1記憶装置の温度情報を取得する取得手段と、
    前記取得手段で取得した温度情報と、前記第1閾値よりも低い第2閾値を比較する第2比較手段と、
    前記取得手段で取得した温度情報が前記第2閾値未満であることに基づいて、前記第1記憶装置にデータを記憶させ、
    前記取得手段で取得した温度情報が前記第2閾値以上であることに基づいて、前記第1記憶装置にデータを記憶させずに前記第2記憶装置にデータの記憶させる制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記取得手段で取得した温度情報が前記第2閾値未満であることに基づいて、前記制御手段は、前記第2記憶装置に記憶させたデータを前記第1記憶装置に記憶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. 前記制御手段は、前記第1記憶装置にデータを記憶させる際には、ライトベリファイ動作を実行させ、前記第2記憶装置にデータを記憶させる際には、ライト動作のみを実行させることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記ライトベリファイ動作は、前記第1記憶装置にデータを記憶させた後に、前記記憶させたデータを読み出す動作であり、
    前記ライト動作は、前記第2記憶装置にデータを記憶させた後に、前記記憶させたデータを読み出さない動作であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記第2記憶装置は、RAMであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. ジョブを受け付ける受け付けIFを有し、
    前記取得手段は、前記受け付けIFがジョブを受け付けることに基づいて、前記第1記憶装置の温度情報を取得することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 印刷データに基づいて用紙に画像を印刷するプリンタを有することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記ジョブは、印刷ジョブであり、
    前記受け付けIFが前記印刷ジョブのうち1ページのデータを受け付けることに基づいて、前記取得手段が温度情報を取得することを特徴とする請求項またはに記載の画像形成装置。
  9. 前記制御装置から受け付けた指示に基づいて前記第1記憶装置にデータを記憶させるメモリ制御装置を有し、
    前記取得手段は、前記メモリ制御装置を介して前記第1記憶装置から前記第1記憶装置の温度情報を取得することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記制御装置は、前記第2閾値を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記第1記憶装置は、SSDであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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