分散制御装置及び画像形成装置
【課題】複数の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を同期して制御できる分散制御装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】第一負荷７７を制御する第一制御部１３と、第一負荷と異なる負荷１２を制御する第二制御部１６のうち、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するシステム設定部を備え、スレーブ制御部に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、割込み信号を出力する割込み処理部を備える一方、マスタ制御部に、割込み信号に同期してカウントを開始、終了するマスタ側カウンタのカウント値と基準時間との比較結果に基づいてマスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えて分散制御装置を構成する。
【解決手段】第一負荷７７を制御する第一制御部１３と、第一負荷と異なる負荷１２を制御する第二制御部１６のうち、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するシステム設定部を備え、スレーブ制御部に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、割込み信号を出力する割込み処理部を備える一方、マスタ制御部に、割込み信号に同期してカウントを開始、終了するマスタ側カウンタのカウント値と基準時間との比較結果に基づいてマスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えて分散制御装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用したプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置に関し、特に、画像形成部、転写部及び用紙搬送部等の動作を制御する複数の制御部により制御される負荷を同期制御する分散制御装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、画像形成部、転写部及び用紙搬送部等の各負荷を制御するために、マイクロコンピュータからなる制御部を備えている。この制御部は、画像形成部の感光体ドラム、転写部の転写ベルト、用紙搬送部の搬送ローラが所定のプロセス速度で同期して動作するように制御している。
例えば、タンデム方式を採用した最近のカラープリンタは、複数の感光体ユニットを備えているので、各感光体ドラムのモータ、転写ベルトのモータ及び搬送ローラのモータといった回転体を同期して駆動させる必要がある。
【０００３】
ところが、このように負荷が増加すると１つの制御部で制御する際、制御負荷が高くなるので、高機能のマイクロコンピュータを採用しなければならず、製作コスト高となっていた。
そこで、安価なマイクロコンピュータを複数用いて、これらの負荷を分散制御することが考えられている。この分散制御を行う場合は、前記各感光体ドラムのモータ、転写ベルトのモータ及び搬送ローラのモータを含む回転体の線速度を同期して駆動させる必要がある。
このため、従来はマイクロコンピュータのＣＰＵを起動させるシステムクロックが同一となるように、水晶発振子を選択していた。
【０００４】
ところで、このような分散制御において、例えば、特許文献１に示すように各ユニット間の同期制御を高精度に行うことを目的とした分散制御装置が知られている。
【０００５】
この分散制御装置は、コントローラ、プリンタエンジン制御部、プラットフォーム制御部、画像形成制御部、作像ユニット、定着ユニット、給紙ユニット、搬送ユニットのそれぞれにＣＰＵユニットを搭載している。
また、各ＣＰＵユニットは、時間を管理するためのタイマを有するとともに、各タイマは、同じ周期でカウントアップするカウンタを備えており、カウントアップ毎にカウンタのデータ値を書き換えることでそれぞれのユニットの時間を管理している。
【０００６】
これにより、各ユニット間の同期制御を行うための共通時間を各ユニットそれぞれが管理する場合に、別の通信ラインを要することなくデータ通信線によって、各ユニットの管理時間を合わせることができ、束線を増やすことなくユニット間の同期制御が可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２１５８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に開示された分散制御装置は、各ユニット間の同期制御を行うための共通時間を合わせるが、各ＣＰＵユニットから出力されるクロック周波数間の差異を補正するものではなく、各ユニットの同期制御には一定の限界があった。
このように、クロック周波数信号が高精度に同期されない場合、前記各回転体の周速度に差異が生じて、印刷紙に色ブレや滲み等が惹起される問題が残されていた。
【０００８】
また、上記タンデム方式のカラープリンタをはじめ、各回転体をマイクロコンピュータで制御する従来の画像形成装置は、水晶振動子の発振周波数に対するシステムクロックの逓倍率や使用温度条件といったＣＰＵの分解能が許容の範囲内で使用されている。さらに、前述のように安価なマイクロコンピュータを用いる場合、前記分解能が許容の範囲内で使用せざるを得なかった。
この際、画質が劣化しない程度の印刷は可能であるが、高精細な画像品質を確保することはできなかった。
【０００９】
本発明の目的は、複数の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を同期して制御できる分散制御装置及び画像形成装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するため、本発明による分散制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載したとおり、第一周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷を制御する第一制御部と、第一周波数と異なる第二周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷とは異なる負荷を制御する第二制御部とが、各負荷を同期して制御する分散制御装置であって、何れか一方の制御部に、他方の制御部に要求して取得した他方のシステムクロック情報と自らのシステムクロック情報を比較し、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、システムクロックの分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するとともに、他方の制御部に設定結果を通知するシステム設定部を備え、前記システム設定部により設定されたスレーブ制御部に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、前記スレーブ側カウンタによるカウントの開始時及び終了時に前記マスタ制御部に割込み信号を出力する割込み処理部を備えるとともに、前記マスタ制御部に、前記割込み処理部から出力されたカウント開始時の割込み信号に同期してカウントを開始し、カウント終了時の割込み信号に同期してカウントを終了するマスタ側カウンタと、前記マスタ側カウンタのカウント値と前記基準時間との比較結果に基づいて前記マスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えている点にある。
【００１１】
システムクロックの分解能が高いマスタ制御部及び分解能が低いスレーブ制御部が設定された後、マスタ制御部のマスタ側カウンタがスレーブ制御部からの割込み信号に同期してカウントを終了したとき、マスタ制御部の補正処理部が、前記マスタ側カウンタのカウント値と前記スレーブ側カウンタの基準時間との比較結果に基づいて前記マスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出するので、この補正値に基づいて前記第一制御部及び第二制御部の制御周期を一致させることができる。
【００１２】
従って、前記第一制御部の負荷と第二制御部の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を高精度に同期制御できる。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、前述の第一の特徴構成に加えて、前記マスタ制御部は、前記スレーブ制御部により所定周波数で駆動されるスレーブ側負荷と同期するように、前記補正処理部で補正された補正値に基づく補正周波数でマスタ側負荷を制御する点にある。
【００１４】
マスタ制御部が、補正処理部の補正値に基づく補正周波数でマスタ側負荷を制御するので、スレーブ側負荷に対してマスタ側負荷の制御周期を一致させることができる。従って、第一制御部の負荷と第二制御部の負荷を高精度に同期制御できる。
【００１５】
本発明による画像形成装置の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、前述の第一または第二の特徴構成を備えた分散制御装置により制御される画像形成装置であって、感光体ドラムを露光するプリントヘッドに備えた回転多面鏡を回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムを回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される転写ベルトを回転駆動するブラシレスＤＣモータを備え、少なくとも何れか一つのＤＣモータが前記マスタ側負荷として前記マスタ制御部により駆動され、他の一つのＤＣモータが前記スレーブ側負荷として前記スレーブ制御部により駆動される点にある。
【００１６】
前記回転多面鏡を回転駆動するＤＣモータ、感光体ドラムを回転駆動するＤＣモータ及び転写ベルトを回転駆動するブラシレスＤＣモータのうち、少なくとも何れか一つのＤＣモータが前記スレーブ制御部により駆動され、他の一つのＤＣモータが前記マスタ制御部により駆動されるので、前記スレーブ制御部及びマスタ制御部により全てのＤＣモータの制御周期が一致し高精度の同期制御が可能になる。従って、印刷時には高精細な画像品質を確保することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した通り、本発明によれば、複数の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を同期して制御できる分散制御装置及び画像形成装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の分散制御装置が組み込まれて構成された画像形成装置の一例であるカラープリンタについて説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の画像形成装置を採用したカラープリンタ１は、マンマシンインターフェースであり、液晶画面やプリント条件等を入力する操作キー等が配置された操作部５と、ネットワークを介してパーソナルコンピュータ等から入力された画像データに基づいてトナー像を形成する画像形成部６と、用紙収容部８から搬送された用紙に画像形成部６が形成したトナー像を転写する転写部７と、転写部７により転写されたトナー像を用紙に溶融定着する定着部２等の機能ブロックと、これら機能ブロックを制御する制御部４と、制御部４等に必要な電力を供給する電源部３を備えている。
【００２０】
本実施例の分散制御装置は、第一制御部としてのマイクロコンピュータと第二制御部としてのマイクロコンピュータで構成され、第一制御部及び第二制御部の何れか一方がメインコントローラとして、他方がサブコントローラとしてカラープリンタ１の各機能ブロックを制御する制御部４が構成されている。
【００２１】
画像形成部６は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナー色毎に感光体ユニット１０を備えている。各感光体ユニット１０は、感光体とこの感光体表面を一様に帯電する帯電装置や現像装置等を備えている。各感光体ユニット１０の近傍に、入力された画像データに基づきレーザビームを走査し感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置が配置され、露光装置により感光体表面に形成された静電潜像が、現像装置によりトナー像として顕像化される。
【００２２】
転写部７は、各感光体ユニット１０で形成された複数色のトナー像を重畳して担持する中間転写ベルト７２と、中間転写ベルト７２を回転支持する支持ローラ７１と、中間転写ベルト７２に担持されたトナー像を用紙収容部８から搬送された用紙に転写する転写ローラ７５と、中間転写ベルト７２の残留トナーを除去するブレード７４等を備えている。
【００２３】
定着部２は、内挿したヒータ２１の熱により被加熱媒体である用紙を加熱する定着ローラ２０と、定着ローラ２０に圧接されて定着ローラ２０と共に用紙を挟持搬送する加圧ローラ２２を備えている。
【００２４】
図２に示すように、各感光体ユニット１０は、中間転写ベルト７２に沿ってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に直列に配置されている。各感光体ユニット１０の感光体ドラムは、各別に設けたステッピングモータ１２により回転駆動され、各ステッピングモータ１２はサブコントローラ１３によりモータドライバ１１を介して出力される所定周波数のクロック信号に基づいて回転制御される。
【００２５】
転写ローラ７３も、ステッピングモータまたはブラシレスＤＣモータでなる転写モータ７６により回転駆動され、転写モータ７７はメインコントローラ１６によりモータドライバ７６を介して出力される所定周波数のクロック信号に基づいて回転制御される。
【００２６】
なお、図示省略しているが、露光装置に備えられた回転多面鏡であるポリゴンミラーは、ブラシレスＤＣモータでなるポリゴンモータで回転駆動され、ポリゴンモータはメインコントローラ１６を介してモータドライバから出力される所定周波数のクロック信号に基づいて回転制御される。
【００２７】
感光体ドラムに形成されたトナー像が、適正に中間転写ベルト７２に転写されるために、感光体ドラムと中間転写ベルト７２の周速度が一致するように、メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３により駆動されるモータ１２，７７の回転速度が調整されている。
【００２８】
つまり、各コントローラ１３，１６から出力されるそれぞれのモータ駆動用のクロック信号の周波数は、感光体ドラムと中間転写ベルト７２の周速度が一致するように調整されている。
【００２９】
図３に示すように、サブコントローラ１３及びメインコントローラ１６は、それぞれＣＰＵ１３３，１６３と、各ＣＰＵにより実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭ１３４，１６４と、各ＣＰＵによりワーキング領域として使用されるＲＡＭ１３５，１６５と、第一及び第二の発振回路１３２，１６２と、周辺回路であるＡ／Ｄポート１３６，１６６、Ｉ／Ｏポート１３７，１６７、割込み制御回路１３８，１６８、タイマ回路１４１，１７１等の回路ブロックを備えて構成され、各回路ブロックが内部バス１３１，１６１を介してＣＰＵ１３３，１６３に接続されている。
【００３０】
さらに、図３には示されていないが、サブコントローラ１３及びメインコントローラ１６は、シリアル通信線で接続され、必要な制御情報をやり取り可能に構成されている。
【００３１】
サブコントローラ１３には第一の水晶振動子１５が接続され、水晶振動子１５の発振周波数が発振回路１３２で逓倍された第一周波数（本実施形態では５０ＭＨｚ）のシステムクロックに基づいてＣＰＵ１３３が駆動される。
【００３２】
メインコントローラ１６には第二の水晶振動子１８が接続され、水晶振動子１８の発振周波数が発振回路１６２で逓倍された第二周波数（本実施形態では１００ＭＨｚ）のシステムクロックに基づいてＣＰＵ１６３が駆動される。
【００３３】
つまり、本発明による分散制御装置は、第一周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷としてのステッピングモータ１２等を制御する第一制御部１３と、第一周波数と異なる第二周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷とは異なる第二負荷としての転写モータ７７等を制御する第二制御部１６とが、各負荷を同期して制御するように構成されている。
【００３４】
そして、分散制御装置は、何れか一方の制御部に、他方の制御部に要求して取得した他方のシステムクロック情報と自らのシステムクロック情報を比較し、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、システムクロックの分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するとともに、他方の制御部に設定結果を通知するシステム設定部を備えている。
【００３５】
本実施形態では、サブコントローラ１３にシステム設定部が設けられ、サブコントローラ１３が、メインコントローラ１６からメインコントローラ１６のシステムクロック周波数を取得し、サブコントローラ１３のシステムクロック周波数とメインコントローラ１６のシステムクロック周波数を比較し、システムクロックの分解能が高いコントローラをマスタに、システムクロックの分解能が低いコントローラをスレーブに設定するように構成されている。
【００３６】
従って、サブコントローラ１３は、メインコントローラ１６をマスタ制御部に設定し、自身をスレーブ制御部に設定する。なお、システム設定部をメインコントローラ１６に設けてもよいことは言うまでもない。
【００３７】
以下、サブコントローラ１３に備えたシステム設定部の動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
ユーザーによりプリンタ１の電源スイッチが投入されると、メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３がそれぞれ起動してＲＯＭ１６４，１３４に記憶されたプログラムが実行される（ＳＡ１）（ＳＢ１）。
【００３９】
メインコントローラ１６は、ＲＡＭ１６５や周辺回路の初期化処理を行なった後に、システム設定部として機能するプログラムを実行する。つまり、メインコントローラ１６は、サブコントローラ１３に対してシステムクロック情報を要求する旨のデータを、シリアル通信線を介して送信する（ＳＡ２）。
【００４０】
サブコントローラ１３は、ＲＡＭ１３５や周辺回路の初期化処理を行なった後に、メインコントローラ１６からシリアル通信線を介してデータを受信すると（ＳＢ２）、データを解析してシステムクロック情報の要求であると判断すると（ＳＢ３）、自身のシステムクロック情報をＲＯＭ１３４から読み出して（ＳＢ４）、メインコントローラ１６に返信する（ＳＢ５）。
【００４１】
なお、システムクロック情報は、予めＲＯＭ１３４に記憶されており、水晶発振子１３２の周波数またはシステムクロックの周波数等、互いのシステムクロックの周波数を比較できる情報である。
【００４２】
メインコントローラ１６は、サブコントローラ１３から返信データを受信すると（ＳＡ３）、サブコントローラ１３のシステムクロック情報をＲＡＭ１６５に格納し（ＳＡ４）、自身のＲＯＭ１６４に記憶されたシステムクロック情報を読み出し（ＳＡ５）、ＲＡＭ１６５に記憶したサブコントローラ１３のシステムクロック情報と自身のシステムクロック情報を比較する（ＳＡ６）。
【００４３】
メインコントローラ１６は、自身の分解能が高いと判断すると自身をマスタ制御部に設定するとともに、サブコントローラ１３をスレーブ制御部に設定し（ＳＡ７）、自身の分解能が低いと判断すると自身をスレーブ制御部に設定するとともに、サブコントローラ１３をマスタ制御部に設定し（ＳＡ８）、サブコントローラ１３に設定情報を送信する（ＳＡ９）。つまり、ステップＳＡ２からステップＳＡ９の処理がシステム設定部としての機能となる。
【００４４】
サブコントローラ１３は、メインコントローラ１６から設定情報を受信すると（ＳＢ６）、その内容を解析して（ＳＢ７）、自身がスレーブ制御部であるかマスタ制御部であるかを認識する（ＳＢ８）。
【００４５】
本実施形態では、サブコントローラ１３のシステムクロック周波数が５０ＭＨｚであり、メインコントローラ１６がその２倍にあたる１００ＭＨｚであるので、メインコントローラ１６がマスタ制御部に設定され、サブコントローラ１３がスレーブ制御部に設定されるのである。
【００４６】
システム設定部で設定された情報は、サブコントローラ１３とメインコントローラ１６のＲＡＭ１３５，１６５にそれぞれ格納される。
【００４７】
尚、ＲＡＭ１３５，１６５が電池バックアップされていれば、カラープリンタ１に初回に電源が投入されたときにのみシステム設定部が作動すればよい。電池バックアップされたＲＡＭ１３５，１６５に替えて、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリを備えて、当該不揮発性メモリにシステム設定部で設定された情報を格納するように構成してもよい。
【００４８】
電池バックアップされたＲＡＭや不揮発性メモリをサブコントローラ１３とメインコントローラ１６の何れか一方にのみ備えてもよく、その場合には、電源投入時に当該ＲＡＭまたは不揮発性メモリを備えたコントローラが、他のコントローラにシステム設定部で設定された情報を送信すればよい。
【００４９】
ＲＡＭ１３５，１６５が電池バックアップされていなければ、電源が投入される度にシステム設定部が作動するようにプログラムを構成すればよい。
【００５０】
さらに、スレーブ制御部であるサブコントローラ１３に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、スレーブ側カウンタによるカウントの開始時及び終了時にマスタ制御部であるメインコントローラ１６に割込み信号を出力する割込み処理部を備えるとともに、マスタ制御部であるメインコントローラ１６に、割込み処理部から出力されたカウント開始時の割込み信号に同期してカウントを開始し、カウント終了時の割込み信号に同期してカウントを終了するマスタ側カウンタと、マスタ側カウンタのカウント値と基準時間との比較結果に基づいてマスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えている。
【００５１】
以下、スレーブ制御部であるサブコントローラ１３の割込み処理部と、マスタ制御部であるメインコントローラ１６の補正処理部の動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、ＲＡＭ１３５，１６５が電池バックアップされ、既にシステム設定部で設定された情報が格納された状態を前提に説明する。
【００５２】
ユーザーによりプリンタ１の電源スイッチが投入されると、メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３がそれぞれ起動してＲＯＭ１６４，１３４に記憶されたプログラムが実行される（ＳＡ２１）（ＳＢ２１）。
【００５３】
サブコントローラ１３では、割込み処理部が起動して、タイマ回路１４１に備えたコンペアレジスタに基準時間をセットする（ＳＢ２２）。本実施形態では、基準時間として１μｓｅｃ．の値５０がセットされている。
【００５４】
各タイマ回路１４１，１７１には、自身のシステムクロックに同期してカウントするタイマカウンタやコンペアレジスタ等が設けられ、コンペアレジスタに任意の値がセットされた後に、タイマカウンタが起動され、タイマカウンタの値がコンペアレジスタの値と一致すると、割込み制御回路１３８，１６８を介してＣＰＵに割込みを発生させる機能を備えている。なお、このような機能を実現するための具体的構成は、マイクロコンピュータにより様々であり、本実施形態の例に限るものではなく、後述のアウトプットコンペアを用いてもよい。
【００５５】
サブコントローラ１３は、タイマカウンタによるカウント動作を起動するとともに、Ｉ／Ｏポート１３７からメインコントローラ１６のＩ／Ｏポート１６７にハイレベルの割込み信号を出力する（ＳＢ２３）。タイマ回路１４１のタイマカウンタは、サブコントローラ１３の５０ＭＨｚのシステムクロックに同期してカウントされる。
【００５６】
メインコントローラ１６では、Ｉ／Ｏポート１６７に入力されたハイレベルの割込み信号を検知すると（ＳＡ２２）、自身のタイマ回路１７１のタイマカウンタによるカウント動作を起動する（ＳＡ２３）。タイマ回路１７１のタイマカウンタは、メインコントローラ１６の１００ＭＨｚのシステムクロックに同期してカウントされる。
【００５７】
サブコントローラ１３のタイマカウンタの値がコンペアレジスタの値と一致すると（ＳＢ２４）、ＣＰＵ１３３に割込みが掛かり、Ｉ／Ｏポート１３７からメインコントローラ１６のＩ／Ｏポート１６７に、ローレベルの割込み信号を出力する（ＳＢ２５）。つまり、ステップＳＢ２２からステップＳＢ２５の処理が割込み処理部により実行される。
【００５８】
メインコントローラ１６は、Ｉ／Ｏポート１６７に入力されたローレベルの割込み信号を検知すると（ＳＡ２４）、自身のタイマ回路１７１のタイマカウンタによるカウント値を読み出して、ＣＰＵ１６３の内部レジスタＡに格納し（ＳＡ２５）、タイマカウンタを停止させ（ＳＡ２６）、レジスタＡから１００を減算した値をＣＰＵ１６３の内部レジスタＢに格納する（ＳＡ２7）。
【００５９】
メインコントローラ１６のシステムクロックの周波数は１００ＭＨｚに設定されているため、１μｓｅｃ．に対応するカウント値が１００に相当する。サブコントローラ１３のシステムクロックが正確に５０ＭＨｚに設定され、メインコントローラ１６のシステムクロックが正確に１００ＭＨｚに設定されていれば、サブコントローラ１３から出力されるハイレベルの割込み信号とローレベルの割込み信号の間隔が１μｓｅｃ．となり、メインコントローラ１６のタイマカウンタの値は１００になる。
【００６０】
従って、内部レジスタＢの値が零であれば、メインコントローラ１６のシステムクロックによる計時と、サブコントローラ１３のシステムクロックによる計時が一致しており、時間差が生じないと判断する。
【００６１】
内部レジスタＢの値が正であれば、メインコントローラ１６のシステムクロックによる計時が、サブコントローラ１３のシステムクロックによる計時よりも相対的に早くなっていると判断する。
【００６２】
内部レジスタＢの値が負であれば、メインコントローラ１６のシステムクロックによる計時が、サブコントローラ１３のシステムクロックによる計時よりも相対的に遅くなっていると判断する。
【００６３】
ステップＳＡ２８では、メインコントローラ１６により、内部レジスタＢの値に基づいて、転写モータ７７を駆動するためのクロック信号の周期を補正するための補正値が算出され、ステップＳＡ２９では、補正値がＲＡＭ１６４に格納される。
【００６４】
内部レジスタＢの値が零であれば補正値は設定されず、内部レジスタＢの値が正であれば、クロック信号の周期を理論値より長くする補正値が算出され、内部レジスタＢの値が負であれば、クロック信号の周期を理論値より短くする補正値が算出される。
【００６５】
例えば、レジスタＢの値が５になれば、メインコントローラ１６側が５％早くカウントしていると判断して、補正値を５％に設定し、レジスタＢの値が−５になれば、メインコントローラ１６側が５％遅くカウントしていると判断して、補正値を−５％に設定する。つまり、ステップＳＡ２８とステップＳＡ２９の処理が、補正処理部により実行される。
【００６６】
メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３が協働してカラープリンタ１による画像形成制御を実行する際に、メインコントローラ１６が、補正処理部によって算出された補正値に基づいて、転写モータ７７を駆動するクロック信号の周期を調整することにより、転写モータ７７とサブコントローラ１３によって駆動されるステッピングモータ１２が同期して駆動される。
【００６７】
例えば、メインコントローラ１６で制御される転写モータ７７により駆動される中間転写ベルトと、サブコントローラ１３で制御されるステッピングモータ１２により駆動される感光体の周速が２５０ｍｍ／ｓｅｃ．に設定され、各モータに出力するクロック信号の周波数に対応して、メインコントローラ１６側で１００００、サブコントローラ１３側で５０００の値をアウトプットコンペアのコンペアレジスタにセットする必要がある場合、メインコントローラ１６側のコンペアレジスタにセットする値を１０５００（＝１００００×１．０５）に補正されるのである。
【００６８】
尚、アウトプットコンペアは、Ｉ／Ｏポートの一つの機能であり、システムクロックでカントされた値とコンペアレジスタにセットされた値が一致すると、出力論理を反転させるポートであり、各モータへ出力されるクロック信号が当該アウトプットコンペアを用いて出力される。
【００６９】
次に、メインコントローラ１６により実行される画像形成制御のうち、本発明に関する要部を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
ユーザーによりプリンタ１の電源スイッチが投入されると、メインコントローラ１６が起動してＲＯＭ１６４に記憶されたプログラムが実行される（ＳＡ４１）。初期化の設定処理が行われた後（ＳＡ４２）、上述の補正処理部が起動され（ＳＡ４３）、補正値がＲＡＭ１６５に記憶される。
【００７１】
次に、プリントスイッチが操作されたか否かを判別し（ＳＡ４４）、操作されると、転写モータ７７に対するクロック信号の周期が補正値に基づいて補正され、アウトプットコンペアのコンペアレジスタにセットされる（ＳＡ４５）。
【００７２】
続いて、アウトプットコンペアから転写モータ７７に対するクロック信号が出力されて転写モータ７７が起動され（ＳＡ４６）、プリント動作が開始される（ＳＡ４７）。プリントが終了したか否かを判別し（ＳＡ４８）、終了時点で一連のプリント動作を終了する。
【００７３】
以上のように、このプリント動作においては、サブコントローラ１３により制御される各感光体ドラムのモータ１２と、メインコントローラ１６により制御される転写モータ７７とが同期制御されるので、感光体ドラム及び中間転写ベルト７２の周速度が一致し、色ブレや滲みが発生しない高精細な画像が形成されるようになる。
【００７４】
つまり、システムクロックの周波数が高いコントローラが、システムクロックの周波数が低い方のシステムクロックに応じて、負荷を補正制御することにより、それぞれの負荷を高精度に同期制御できるように構成されている。
【００７５】
なお、ブラシレスＤＣモータは、モータから出力されるＦＧパルス信号に基づいてモータの回転数を検知し、メインコントローラ１６から入力されたクロック信号の所定周波数に対応した回転速度となるようにモータの各相への通電タイミングを制御するフィードバック制御回路を備えている。
【００７６】
上述の実施形態では、制御負荷が感光体ドラムや転写ベルトを駆動するモータである場合を例に説明したが、制御負荷はこれらに限定されるものではなく、複数の制御部で分散制御される負荷であって、互いに同期して制御される必要がある負荷であれば任意である。
【００７７】
また、上述の実施形態では、本願発明がカラープリンタに適用される場合を説明したが、画像形成装置であればプリンタ１に限らず、複写機やファクシミリ、さらには複合機であってもよい。また、画像形成装置以外の分散制御装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００７８】
なお、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】プリンタの機能を示すブロック図
【図２】画像形成部の概要構成を示す説明図
【図３】分散制御装置を示すブロック図
【図４】分散制御装置の設定動作を説明するフローチャート
【図５】分散制御装置の同期処理動作を説明するフローチャート
【図６】画像形成装置のプリント動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００８０】
１３：第一制御部
１６：第二制御部
１２，７７：負荷
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用したプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置に関し、特に、画像形成部、転写部及び用紙搬送部等の動作を制御する複数の制御部により制御される負荷を同期制御する分散制御装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、画像形成部、転写部及び用紙搬送部等の各負荷を制御するために、マイクロコンピュータからなる制御部を備えている。この制御部は、画像形成部の感光体ドラム、転写部の転写ベルト、用紙搬送部の搬送ローラが所定のプロセス速度で同期して動作するように制御している。
例えば、タンデム方式を採用した最近のカラープリンタは、複数の感光体ユニットを備えているので、各感光体ドラムのモータ、転写ベルトのモータ及び搬送ローラのモータといった回転体を同期して駆動させる必要がある。
【０００３】
ところが、このように負荷が増加すると１つの制御部で制御する際、制御負荷が高くなるので、高機能のマイクロコンピュータを採用しなければならず、製作コスト高となっていた。
そこで、安価なマイクロコンピュータを複数用いて、これらの負荷を分散制御することが考えられている。この分散制御を行う場合は、前記各感光体ドラムのモータ、転写ベルトのモータ及び搬送ローラのモータを含む回転体の線速度を同期して駆動させる必要がある。
このため、従来はマイクロコンピュータのＣＰＵを起動させるシステムクロックが同一となるように、水晶発振子を選択していた。
【０００４】
ところで、このような分散制御において、例えば、特許文献１に示すように各ユニット間の同期制御を高精度に行うことを目的とした分散制御装置が知られている。
【０００５】
この分散制御装置は、コントローラ、プリンタエンジン制御部、プラットフォーム制御部、画像形成制御部、作像ユニット、定着ユニット、給紙ユニット、搬送ユニットのそれぞれにＣＰＵユニットを搭載している。
また、各ＣＰＵユニットは、時間を管理するためのタイマを有するとともに、各タイマは、同じ周期でカウントアップするカウンタを備えており、カウントアップ毎にカウンタのデータ値を書き換えることでそれぞれのユニットの時間を管理している。
【０００６】
これにより、各ユニット間の同期制御を行うための共通時間を各ユニットそれぞれが管理する場合に、別の通信ラインを要することなくデータ通信線によって、各ユニットの管理時間を合わせることができ、束線を増やすことなくユニット間の同期制御が可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２１５８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に開示された分散制御装置は、各ユニット間の同期制御を行うための共通時間を合わせるが、各ＣＰＵユニットから出力されるクロック周波数間の差異を補正するものではなく、各ユニットの同期制御には一定の限界があった。
このように、クロック周波数信号が高精度に同期されない場合、前記各回転体の周速度に差異が生じて、印刷紙に色ブレや滲み等が惹起される問題が残されていた。
【０００８】
また、上記タンデム方式のカラープリンタをはじめ、各回転体をマイクロコンピュータで制御する従来の画像形成装置は、水晶振動子の発振周波数に対するシステムクロックの逓倍率や使用温度条件といったＣＰＵの分解能が許容の範囲内で使用されている。さらに、前述のように安価なマイクロコンピュータを用いる場合、前記分解能が許容の範囲内で使用せざるを得なかった。
この際、画質が劣化しない程度の印刷は可能であるが、高精細な画像品質を確保することはできなかった。
【０００９】
本発明の目的は、複数の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を同期して制御できる分散制御装置及び画像形成装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するため、本発明による分散制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載したとおり、第一周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷を制御する第一制御部と、第一周波数と異なる第二周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷とは異なる負荷を制御する第二制御部とが、各負荷を同期して制御する分散制御装置であって、何れか一方の制御部に、他方の制御部に要求して取得した他方のシステムクロック情報と自らのシステムクロック情報を比較し、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、システムクロックの分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するとともに、他方の制御部に設定結果を通知するシステム設定部を備え、前記システム設定部により設定されたスレーブ制御部に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、前記スレーブ側カウンタによるカウントの開始時及び終了時に前記マスタ制御部に割込み信号を出力する割込み処理部を備えるとともに、前記マスタ制御部に、前記割込み処理部から出力されたカウント開始時の割込み信号に同期してカウントを開始し、カウント終了時の割込み信号に同期してカウントを終了するマスタ側カウンタと、前記マスタ側カウンタのカウント値と前記基準時間との比較結果に基づいて前記マスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えている点にある。
【００１１】
システムクロックの分解能が高いマスタ制御部及び分解能が低いスレーブ制御部が設定された後、マスタ制御部のマスタ側カウンタがスレーブ制御部からの割込み信号に同期してカウントを終了したとき、マスタ制御部の補正処理部が、前記マスタ側カウンタのカウント値と前記スレーブ側カウンタの基準時間との比較結果に基づいて前記マスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出するので、この補正値に基づいて前記第一制御部及び第二制御部の制御周期を一致させることができる。
【００１２】
従って、前記第一制御部の負荷と第二制御部の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を高精度に同期制御できる。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、前述の第一の特徴構成に加えて、前記マスタ制御部は、前記スレーブ制御部により所定周波数で駆動されるスレーブ側負荷と同期するように、前記補正処理部で補正された補正値に基づく補正周波数でマスタ側負荷を制御する点にある。
【００１４】
マスタ制御部が、補正処理部の補正値に基づく補正周波数でマスタ側負荷を制御するので、スレーブ側負荷に対してマスタ側負荷の制御周期を一致させることができる。従って、第一制御部の負荷と第二制御部の負荷を高精度に同期制御できる。
【００１５】
本発明による画像形成装置の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、前述の第一または第二の特徴構成を備えた分散制御装置により制御される画像形成装置であって、感光体ドラムを露光するプリントヘッドに備えた回転多面鏡を回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムを回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される転写ベルトを回転駆動するブラシレスＤＣモータを備え、少なくとも何れか一つのＤＣモータが前記マスタ側負荷として前記マスタ制御部により駆動され、他の一つのＤＣモータが前記スレーブ側負荷として前記スレーブ制御部により駆動される点にある。
【００１６】
前記回転多面鏡を回転駆動するＤＣモータ、感光体ドラムを回転駆動するＤＣモータ及び転写ベルトを回転駆動するブラシレスＤＣモータのうち、少なくとも何れか一つのＤＣモータが前記スレーブ制御部により駆動され、他の一つのＤＣモータが前記マスタ制御部により駆動されるので、前記スレーブ制御部及びマスタ制御部により全てのＤＣモータの制御周期が一致し高精度の同期制御が可能になる。従って、印刷時には高精細な画像品質を確保することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した通り、本発明によれば、複数の負荷を制御する各制御部のシステムクロック周波数に差異があっても、それぞれの負荷を同期して制御できる分散制御装置及び画像形成装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の分散制御装置が組み込まれて構成された画像形成装置の一例であるカラープリンタについて説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の画像形成装置を採用したカラープリンタ１は、マンマシンインターフェースであり、液晶画面やプリント条件等を入力する操作キー等が配置された操作部５と、ネットワークを介してパーソナルコンピュータ等から入力された画像データに基づいてトナー像を形成する画像形成部６と、用紙収容部８から搬送された用紙に画像形成部６が形成したトナー像を転写する転写部７と、転写部７により転写されたトナー像を用紙に溶融定着する定着部２等の機能ブロックと、これら機能ブロックを制御する制御部４と、制御部４等に必要な電力を供給する電源部３を備えている。
【００２０】
本実施例の分散制御装置は、第一制御部としてのマイクロコンピュータと第二制御部としてのマイクロコンピュータで構成され、第一制御部及び第二制御部の何れか一方がメインコントローラとして、他方がサブコントローラとしてカラープリンタ１の各機能ブロックを制御する制御部４が構成されている。
【００２１】
画像形成部６は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナー色毎に感光体ユニット１０を備えている。各感光体ユニット１０は、感光体とこの感光体表面を一様に帯電する帯電装置や現像装置等を備えている。各感光体ユニット１０の近傍に、入力された画像データに基づきレーザビームを走査し感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置が配置され、露光装置により感光体表面に形成された静電潜像が、現像装置によりトナー像として顕像化される。
【００２２】
転写部７は、各感光体ユニット１０で形成された複数色のトナー像を重畳して担持する中間転写ベルト７２と、中間転写ベルト７２を回転支持する支持ローラ７１と、中間転写ベルト７２に担持されたトナー像を用紙収容部８から搬送された用紙に転写する転写ローラ７５と、中間転写ベルト７２の残留トナーを除去するブレード７４等を備えている。
【００２３】
定着部２は、内挿したヒータ２１の熱により被加熱媒体である用紙を加熱する定着ローラ２０と、定着ローラ２０に圧接されて定着ローラ２０と共に用紙を挟持搬送する加圧ローラ２２を備えている。
【００２４】
図２に示すように、各感光体ユニット１０は、中間転写ベルト７２に沿ってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に直列に配置されている。各感光体ユニット１０の感光体ドラムは、各別に設けたステッピングモータ１２により回転駆動され、各ステッピングモータ１２はサブコントローラ１３によりモータドライバ１１を介して出力される所定周波数のクロック信号に基づいて回転制御される。
【００２５】
転写ローラ７３も、ステッピングモータまたはブラシレスＤＣモータでなる転写モータ７６により回転駆動され、転写モータ７７はメインコントローラ１６によりモータドライバ７６を介して出力される所定周波数のクロック信号に基づいて回転制御される。
【００２６】
なお、図示省略しているが、露光装置に備えられた回転多面鏡であるポリゴンミラーは、ブラシレスＤＣモータでなるポリゴンモータで回転駆動され、ポリゴンモータはメインコントローラ１６を介してモータドライバから出力される所定周波数のクロック信号に基づいて回転制御される。
【００２７】
感光体ドラムに形成されたトナー像が、適正に中間転写ベルト７２に転写されるために、感光体ドラムと中間転写ベルト７２の周速度が一致するように、メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３により駆動されるモータ１２，７７の回転速度が調整されている。
【００２８】
つまり、各コントローラ１３，１６から出力されるそれぞれのモータ駆動用のクロック信号の周波数は、感光体ドラムと中間転写ベルト７２の周速度が一致するように調整されている。
【００２９】
図３に示すように、サブコントローラ１３及びメインコントローラ１６は、それぞれＣＰＵ１３３，１６３と、各ＣＰＵにより実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭ１３４，１６４と、各ＣＰＵによりワーキング領域として使用されるＲＡＭ１３５，１６５と、第一及び第二の発振回路１３２，１６２と、周辺回路であるＡ／Ｄポート１３６，１６６、Ｉ／Ｏポート１３７，１６７、割込み制御回路１３８，１６８、タイマ回路１４１，１７１等の回路ブロックを備えて構成され、各回路ブロックが内部バス１３１，１６１を介してＣＰＵ１３３，１６３に接続されている。
【００３０】
さらに、図３には示されていないが、サブコントローラ１３及びメインコントローラ１６は、シリアル通信線で接続され、必要な制御情報をやり取り可能に構成されている。
【００３１】
サブコントローラ１３には第一の水晶振動子１５が接続され、水晶振動子１５の発振周波数が発振回路１３２で逓倍された第一周波数（本実施形態では５０ＭＨｚ）のシステムクロックに基づいてＣＰＵ１３３が駆動される。
【００３２】
メインコントローラ１６には第二の水晶振動子１８が接続され、水晶振動子１８の発振周波数が発振回路１６２で逓倍された第二周波数（本実施形態では１００ＭＨｚ）のシステムクロックに基づいてＣＰＵ１６３が駆動される。
【００３３】
つまり、本発明による分散制御装置は、第一周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷としてのステッピングモータ１２等を制御する第一制御部１３と、第一周波数と異なる第二周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷とは異なる第二負荷としての転写モータ７７等を制御する第二制御部１６とが、各負荷を同期して制御するように構成されている。
【００３４】
そして、分散制御装置は、何れか一方の制御部に、他方の制御部に要求して取得した他方のシステムクロック情報と自らのシステムクロック情報を比較し、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、システムクロックの分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するとともに、他方の制御部に設定結果を通知するシステム設定部を備えている。
【００３５】
本実施形態では、サブコントローラ１３にシステム設定部が設けられ、サブコントローラ１３が、メインコントローラ１６からメインコントローラ１６のシステムクロック周波数を取得し、サブコントローラ１３のシステムクロック周波数とメインコントローラ１６のシステムクロック周波数を比較し、システムクロックの分解能が高いコントローラをマスタに、システムクロックの分解能が低いコントローラをスレーブに設定するように構成されている。
【００３６】
従って、サブコントローラ１３は、メインコントローラ１６をマスタ制御部に設定し、自身をスレーブ制御部に設定する。なお、システム設定部をメインコントローラ１６に設けてもよいことは言うまでもない。
【００３７】
以下、サブコントローラ１３に備えたシステム設定部の動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
ユーザーによりプリンタ１の電源スイッチが投入されると、メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３がそれぞれ起動してＲＯＭ１６４，１３４に記憶されたプログラムが実行される（ＳＡ１）（ＳＢ１）。
【００３９】
メインコントローラ１６は、ＲＡＭ１６５や周辺回路の初期化処理を行なった後に、システム設定部として機能するプログラムを実行する。つまり、メインコントローラ１６は、サブコントローラ１３に対してシステムクロック情報を要求する旨のデータを、シリアル通信線を介して送信する（ＳＡ２）。
【００４０】
サブコントローラ１３は、ＲＡＭ１３５や周辺回路の初期化処理を行なった後に、メインコントローラ１６からシリアル通信線を介してデータを受信すると（ＳＢ２）、データを解析してシステムクロック情報の要求であると判断すると（ＳＢ３）、自身のシステムクロック情報をＲＯＭ１３４から読み出して（ＳＢ４）、メインコントローラ１６に返信する（ＳＢ５）。
【００４１】
なお、システムクロック情報は、予めＲＯＭ１３４に記憶されており、水晶発振子１３２の周波数またはシステムクロックの周波数等、互いのシステムクロックの周波数を比較できる情報である。
【００４２】
メインコントローラ１６は、サブコントローラ１３から返信データを受信すると（ＳＡ３）、サブコントローラ１３のシステムクロック情報をＲＡＭ１６５に格納し（ＳＡ４）、自身のＲＯＭ１６４に記憶されたシステムクロック情報を読み出し（ＳＡ５）、ＲＡＭ１６５に記憶したサブコントローラ１３のシステムクロック情報と自身のシステムクロック情報を比較する（ＳＡ６）。
【００４３】
メインコントローラ１６は、自身の分解能が高いと判断すると自身をマスタ制御部に設定するとともに、サブコントローラ１３をスレーブ制御部に設定し（ＳＡ７）、自身の分解能が低いと判断すると自身をスレーブ制御部に設定するとともに、サブコントローラ１３をマスタ制御部に設定し（ＳＡ８）、サブコントローラ１３に設定情報を送信する（ＳＡ９）。つまり、ステップＳＡ２からステップＳＡ９の処理がシステム設定部としての機能となる。
【００４４】
サブコントローラ１３は、メインコントローラ１６から設定情報を受信すると（ＳＢ６）、その内容を解析して（ＳＢ７）、自身がスレーブ制御部であるかマスタ制御部であるかを認識する（ＳＢ８）。
【００４５】
本実施形態では、サブコントローラ１３のシステムクロック周波数が５０ＭＨｚであり、メインコントローラ１６がその２倍にあたる１００ＭＨｚであるので、メインコントローラ１６がマスタ制御部に設定され、サブコントローラ１３がスレーブ制御部に設定されるのである。
【００４６】
システム設定部で設定された情報は、サブコントローラ１３とメインコントローラ１６のＲＡＭ１３５，１６５にそれぞれ格納される。
【００４７】
尚、ＲＡＭ１３５，１６５が電池バックアップされていれば、カラープリンタ１に初回に電源が投入されたときにのみシステム設定部が作動すればよい。電池バックアップされたＲＡＭ１３５，１６５に替えて、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリを備えて、当該不揮発性メモリにシステム設定部で設定された情報を格納するように構成してもよい。
【００４８】
電池バックアップされたＲＡＭや不揮発性メモリをサブコントローラ１３とメインコントローラ１６の何れか一方にのみ備えてもよく、その場合には、電源投入時に当該ＲＡＭまたは不揮発性メモリを備えたコントローラが、他のコントローラにシステム設定部で設定された情報を送信すればよい。
【００４９】
ＲＡＭ１３５，１６５が電池バックアップされていなければ、電源が投入される度にシステム設定部が作動するようにプログラムを構成すればよい。
【００５０】
さらに、スレーブ制御部であるサブコントローラ１３に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、スレーブ側カウンタによるカウントの開始時及び終了時にマスタ制御部であるメインコントローラ１６に割込み信号を出力する割込み処理部を備えるとともに、マスタ制御部であるメインコントローラ１６に、割込み処理部から出力されたカウント開始時の割込み信号に同期してカウントを開始し、カウント終了時の割込み信号に同期してカウントを終了するマスタ側カウンタと、マスタ側カウンタのカウント値と基準時間との比較結果に基づいてマスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えている。
【００５１】
以下、スレーブ制御部であるサブコントローラ１３の割込み処理部と、マスタ制御部であるメインコントローラ１６の補正処理部の動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、ＲＡＭ１３５，１６５が電池バックアップされ、既にシステム設定部で設定された情報が格納された状態を前提に説明する。
【００５２】
ユーザーによりプリンタ１の電源スイッチが投入されると、メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３がそれぞれ起動してＲＯＭ１６４，１３４に記憶されたプログラムが実行される（ＳＡ２１）（ＳＢ２１）。
【００５３】
サブコントローラ１３では、割込み処理部が起動して、タイマ回路１４１に備えたコンペアレジスタに基準時間をセットする（ＳＢ２２）。本実施形態では、基準時間として１μｓｅｃ．の値５０がセットされている。
【００５４】
各タイマ回路１４１，１７１には、自身のシステムクロックに同期してカウントするタイマカウンタやコンペアレジスタ等が設けられ、コンペアレジスタに任意の値がセットされた後に、タイマカウンタが起動され、タイマカウンタの値がコンペアレジスタの値と一致すると、割込み制御回路１３８，１６８を介してＣＰＵに割込みを発生させる機能を備えている。なお、このような機能を実現するための具体的構成は、マイクロコンピュータにより様々であり、本実施形態の例に限るものではなく、後述のアウトプットコンペアを用いてもよい。
【００５５】
サブコントローラ１３は、タイマカウンタによるカウント動作を起動するとともに、Ｉ／Ｏポート１３７からメインコントローラ１６のＩ／Ｏポート１６７にハイレベルの割込み信号を出力する（ＳＢ２３）。タイマ回路１４１のタイマカウンタは、サブコントローラ１３の５０ＭＨｚのシステムクロックに同期してカウントされる。
【００５６】
メインコントローラ１６では、Ｉ／Ｏポート１６７に入力されたハイレベルの割込み信号を検知すると（ＳＡ２２）、自身のタイマ回路１７１のタイマカウンタによるカウント動作を起動する（ＳＡ２３）。タイマ回路１７１のタイマカウンタは、メインコントローラ１６の１００ＭＨｚのシステムクロックに同期してカウントされる。
【００５７】
サブコントローラ１３のタイマカウンタの値がコンペアレジスタの値と一致すると（ＳＢ２４）、ＣＰＵ１３３に割込みが掛かり、Ｉ／Ｏポート１３７からメインコントローラ１６のＩ／Ｏポート１６７に、ローレベルの割込み信号を出力する（ＳＢ２５）。つまり、ステップＳＢ２２からステップＳＢ２５の処理が割込み処理部により実行される。
【００５８】
メインコントローラ１６は、Ｉ／Ｏポート１６７に入力されたローレベルの割込み信号を検知すると（ＳＡ２４）、自身のタイマ回路１７１のタイマカウンタによるカウント値を読み出して、ＣＰＵ１６３の内部レジスタＡに格納し（ＳＡ２５）、タイマカウンタを停止させ（ＳＡ２６）、レジスタＡから１００を減算した値をＣＰＵ１６３の内部レジスタＢに格納する（ＳＡ２7）。
【００５９】
メインコントローラ１６のシステムクロックの周波数は１００ＭＨｚに設定されているため、１μｓｅｃ．に対応するカウント値が１００に相当する。サブコントローラ１３のシステムクロックが正確に５０ＭＨｚに設定され、メインコントローラ１６のシステムクロックが正確に１００ＭＨｚに設定されていれば、サブコントローラ１３から出力されるハイレベルの割込み信号とローレベルの割込み信号の間隔が１μｓｅｃ．となり、メインコントローラ１６のタイマカウンタの値は１００になる。
【００６０】
従って、内部レジスタＢの値が零であれば、メインコントローラ１６のシステムクロックによる計時と、サブコントローラ１３のシステムクロックによる計時が一致しており、時間差が生じないと判断する。
【００６１】
内部レジスタＢの値が正であれば、メインコントローラ１６のシステムクロックによる計時が、サブコントローラ１３のシステムクロックによる計時よりも相対的に早くなっていると判断する。
【００６２】
内部レジスタＢの値が負であれば、メインコントローラ１６のシステムクロックによる計時が、サブコントローラ１３のシステムクロックによる計時よりも相対的に遅くなっていると判断する。
【００６３】
ステップＳＡ２８では、メインコントローラ１６により、内部レジスタＢの値に基づいて、転写モータ７７を駆動するためのクロック信号の周期を補正するための補正値が算出され、ステップＳＡ２９では、補正値がＲＡＭ１６４に格納される。
【００６４】
内部レジスタＢの値が零であれば補正値は設定されず、内部レジスタＢの値が正であれば、クロック信号の周期を理論値より長くする補正値が算出され、内部レジスタＢの値が負であれば、クロック信号の周期を理論値より短くする補正値が算出される。
【００６５】
例えば、レジスタＢの値が５になれば、メインコントローラ１６側が５％早くカウントしていると判断して、補正値を５％に設定し、レジスタＢの値が−５になれば、メインコントローラ１６側が５％遅くカウントしていると判断して、補正値を−５％に設定する。つまり、ステップＳＡ２８とステップＳＡ２９の処理が、補正処理部により実行される。
【００６６】
メインコントローラ１６及びサブコントローラ１３が協働してカラープリンタ１による画像形成制御を実行する際に、メインコントローラ１６が、補正処理部によって算出された補正値に基づいて、転写モータ７７を駆動するクロック信号の周期を調整することにより、転写モータ７７とサブコントローラ１３によって駆動されるステッピングモータ１２が同期して駆動される。
【００６７】
例えば、メインコントローラ１６で制御される転写モータ７７により駆動される中間転写ベルトと、サブコントローラ１３で制御されるステッピングモータ１２により駆動される感光体の周速が２５０ｍｍ／ｓｅｃ．に設定され、各モータに出力するクロック信号の周波数に対応して、メインコントローラ１６側で１００００、サブコントローラ１３側で５０００の値をアウトプットコンペアのコンペアレジスタにセットする必要がある場合、メインコントローラ１６側のコンペアレジスタにセットする値を１０５００（＝１００００×１．０５）に補正されるのである。
【００６８】
尚、アウトプットコンペアは、Ｉ／Ｏポートの一つの機能であり、システムクロックでカントされた値とコンペアレジスタにセットされた値が一致すると、出力論理を反転させるポートであり、各モータへ出力されるクロック信号が当該アウトプットコンペアを用いて出力される。
【００６９】
次に、メインコントローラ１６により実行される画像形成制御のうち、本発明に関する要部を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
ユーザーによりプリンタ１の電源スイッチが投入されると、メインコントローラ１６が起動してＲＯＭ１６４に記憶されたプログラムが実行される（ＳＡ４１）。初期化の設定処理が行われた後（ＳＡ４２）、上述の補正処理部が起動され（ＳＡ４３）、補正値がＲＡＭ１６５に記憶される。
【００７１】
次に、プリントスイッチが操作されたか否かを判別し（ＳＡ４４）、操作されると、転写モータ７７に対するクロック信号の周期が補正値に基づいて補正され、アウトプットコンペアのコンペアレジスタにセットされる（ＳＡ４５）。
【００７２】
続いて、アウトプットコンペアから転写モータ７７に対するクロック信号が出力されて転写モータ７７が起動され（ＳＡ４６）、プリント動作が開始される（ＳＡ４７）。プリントが終了したか否かを判別し（ＳＡ４８）、終了時点で一連のプリント動作を終了する。
【００７３】
以上のように、このプリント動作においては、サブコントローラ１３により制御される各感光体ドラムのモータ１２と、メインコントローラ１６により制御される転写モータ７７とが同期制御されるので、感光体ドラム及び中間転写ベルト７２の周速度が一致し、色ブレや滲みが発生しない高精細な画像が形成されるようになる。
【００７４】
つまり、システムクロックの周波数が高いコントローラが、システムクロックの周波数が低い方のシステムクロックに応じて、負荷を補正制御することにより、それぞれの負荷を高精度に同期制御できるように構成されている。
【００７５】
なお、ブラシレスＤＣモータは、モータから出力されるＦＧパルス信号に基づいてモータの回転数を検知し、メインコントローラ１６から入力されたクロック信号の所定周波数に対応した回転速度となるようにモータの各相への通電タイミングを制御するフィードバック制御回路を備えている。
【００７６】
上述の実施形態では、制御負荷が感光体ドラムや転写ベルトを駆動するモータである場合を例に説明したが、制御負荷はこれらに限定されるものではなく、複数の制御部で分散制御される負荷であって、互いに同期して制御される必要がある負荷であれば任意である。
【００７７】
また、上述の実施形態では、本願発明がカラープリンタに適用される場合を説明したが、画像形成装置であればプリンタ１に限らず、複写機やファクシミリ、さらには複合機であってもよい。また、画像形成装置以外の分散制御装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００７８】
なお、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】プリンタの機能を示すブロック図
【図２】画像形成部の概要構成を示す説明図
【図３】分散制御装置を示すブロック図
【図４】分散制御装置の設定動作を説明するフローチャート
【図５】分散制御装置の同期処理動作を説明するフローチャート
【図６】画像形成装置のプリント動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００８０】
１３：第一制御部
１６：第二制御部
１２，７７：負荷
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷を制御する第一制御部と、第一周波数と異なる第二周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷とは異なる負荷を制御する第二制御部とが、各負荷を同期して制御する分散制御装置であって、
何れか一方の制御部に、他方の制御部に要求して取得した他方のシステムクロック情報と自らのシステムクロック情報を比較し、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、システムクロックの分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するとともに、他方の制御部に設定結果を通知するシステム設定部を備え、
前記システム設定部により設定されたスレーブ制御部に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、前記スレーブ側カウンタによるカウントの開始時及び終了時に前記マスタ制御部に割込み信号を出力する割込み処理部を備えるとともに、
前記マスタ制御部に、前記割込み処理部から出力されたカウント開始時の割込み信号に同期してカウントを開始し、カウント終了時の割込み信号に同期してカウントを終了するマスタ側カウンタと、前記マスタ側カウンタのカウント値と前記基準時間との比較結果に基づいて前記マスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えている分散制御装置。
【請求項２】
前記マスタ制御部は、前記スレーブ制御部により所定周波数で駆動されるスレーブ側負荷と同期するように、前記補正処理部で補正された補正値に基づく補正周波数でマスタ側負荷を制御する請求項１記載の分散制御装置。
【請求項３】
感光体ドラムを露光するプリントヘッドに備えた回転多面鏡を回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムを回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される転写ベルトを回転駆動するブラシレスＤＣモータを備え、請求項１または２記載の分散制御装置により制御される画像形成装置であって、
少なくとも何れか一つのＤＣモータが前記マスタ側負荷として前記マスタ制御部により駆動され、他の一つのＤＣモータが前記スレーブ側負荷として前記スレーブ制御部により駆動される画像形成装置。
【請求項１】
第一周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷を制御する第一制御部と、第一周波数と異なる第二周波数のシステムクロックで動作し、第一負荷とは異なる負荷を制御する第二制御部とが、各負荷を同期して制御する分散制御装置であって、
何れか一方の制御部に、他方の制御部に要求して取得した他方のシステムクロック情報と自らのシステムクロック情報を比較し、システムクロックの分解能が高い制御部をマスタ制御部に、システムクロックの分解能が低い制御部をスレーブ制御部に設定するとともに、他方の制御部に設定結果を通知するシステム設定部を備え、
前記システム設定部により設定されたスレーブ制御部に、基準時間をカウントするスレーブ側カウンタと、前記スレーブ側カウンタによるカウントの開始時及び終了時に前記マスタ制御部に割込み信号を出力する割込み処理部を備えるとともに、
前記マスタ制御部に、前記割込み処理部から出力されたカウント開始時の割込み信号に同期してカウントを開始し、カウント終了時の割込み信号に同期してカウントを終了するマスタ側カウンタと、前記マスタ側カウンタのカウント値と前記基準時間との比較結果に基づいて前記マスタ制御部の負荷に対する制御周期の補正値を算出する補正処理部を備えている分散制御装置。
【請求項２】
前記マスタ制御部は、前記スレーブ制御部により所定周波数で駆動されるスレーブ側負荷と同期するように、前記補正処理部で補正された補正値に基づく補正周波数でマスタ側負荷を制御する請求項１記載の分散制御装置。
【請求項３】
感光体ドラムを露光するプリントヘッドに備えた回転多面鏡を回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムを回転駆動するＤＣモータと、前記感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される転写ベルトを回転駆動するブラシレスＤＣモータを備え、請求項１または２記載の分散制御装置により制御される画像形成装置であって、
少なくとも何れか一つのＤＣモータが前記マスタ側負荷として前記マスタ制御部により駆動され、他の一つのＤＣモータが前記スレーブ側負荷として前記スレーブ制御部により駆動される画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１２８２０７（Ｐ２０１０−１２８２０７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０３０１８（Ｐ２００８−３０３０１８）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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