演算処理装置及び演算処理システム
【課題】装置のコストアップを招くことなく、装置の出荷後にユーザーが使用しない機能を装置本体に組み込む必要をなくす。
【課題を解決するための手段】演算処理装置としての制御部１０は、ＰＬＬ回路１００と、ＣＰＵ１０１と、調整工程用プログラムを記憶している外部デバイス３０との接続が可能なインターフェイス１０５と、フラグ１０１１とを備え、ＣＰＵ１０１は、フラグ１０１１が調整工程モードを示すとき、外部デバイス３０から調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする速度に対応するクロック数にＰＬＬ回路１００によって変更された動作クロックに基づいて、外部デバイス３０から命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する。
【課題を解決するための手段】演算処理装置としての制御部１０は、ＰＬＬ回路１００と、ＣＰＵ１０１と、調整工程用プログラムを記憶している外部デバイス３０との接続が可能なインターフェイス１０５と、フラグ１０１１とを備え、ＣＰＵ１０１は、フラグ１０１１が調整工程モードを示すとき、外部デバイス３０から調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする速度に対応するクロック数にＰＬＬ回路１００によって変更された動作クロックに基づいて、外部デバイス３０から命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演算処理装置及び演算処理システムに関し、特に、ＣＰＵ等の命令実行部によるプログラムに従った命令実行処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、装置を調整する工程において、画像形成の色調整等を行うために調整工程用プログラム（ファームウェア）が実行される。しかし、装置本体に当該調整工程用プログラムを組み込むと、調整工程でのみ実行する機能であって、出荷後にはユーザーが使用しない機能を組み込むことになる。これは、プログラム記憶用のＲＯＭ（Read Only Memory）容量を増加させ、その分のコストアップを招く。このため、下記特許文献１に示されるように、外部装置に記憶されている外部のプログラムを、画像形成装置の本体にロードして実行するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示されるシステムは、装置本体に内蔵されているＲＯＭの容量を増加させることはないが、上記の外部プログラムをロード可能な容量を有するＲＡＭを装置本体に備える必要があるため、依然としてコストアップの要因となっていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、装置のコストアップを招くことなく、装置の出荷後にユーザーが使用しない機能を装置本体に組み込む必要をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、基準クロック信号に基づいて動作クロックを生成するクロック信号生成部と、
フェッチした命令コードをデコードし、当該デコードにより解析した命令内容を実行する命令実行処理を、前記クロック信号生成部よって生成された動作クロックに基づいて行う命令実行部と、
ファームウェアを記憶している外部デバイスと前記命令実行部との接続を可能にするインターフェイスと、
前記外部デバイスから前記ファームウェアに含まれる命令コードをフェッチする指示を受け付ける指示受付部とを備え、
前記命令実行部は、前記指示受付部に前記指示が受け付けられているとき、前記クロック信号生成部によって前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に変更された動作クロックに基づいて、前記外部デバイスから前記命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する演算処理装置である。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の演算処理装置と、
前記演算処理装置の前記インターフェイスに接続可能とされ、前記演算処理装置に適用される前記ファームウェアを記憶した外部デバイスと、
前記命令実行部に、前記外部デバイスと同一のクロックを供給するクロック信号供給部とを備え、
前記外部デバイスにおいては、前記演算処理装置の前記命令実行部により、前記ファームウェアに含まれる命令コードが読み出される演算処理システムである。
【０００８】
例えば、命令実行部が、当該演算処理装置に内蔵されるＲＯＭから1つの命令コードをフェッチするために要する時間が1(μs)である場合に、外部デバイスからのデータ読取に100(μs)を要するとすれば、命令実行部は、命令コードを当該外部デバイスからフェッチした後、デコードを行う時間までに待ち時間が発生する。そして、この待ち時間を設けるには、新たにプログラミングが必要になる。しかし、上記の各発明では、命令実行部は、外部デバイスから命令コードをフェッチする指示が指示受付部に受け付けられているときに、クロック信号生成部によって外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に変更された動作クロックに基づいて、外部デバイスに記憶されているファームウェアに含まれる命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する。このため、命令実行部は、外部デバイスからのフェッチの後、待ち時間を必要とせずに、デコードと、更に、デコードにより解析された命令内容の実行とが可能である。すなわち、命令実行部は、自らの動作クロックに従って、命令コードのフェッチ、デコード、及び実行を行うだけで、命令実行部の処理速度と、外部デバイスからの命令コード取得速度とを同期させるための処理プログラムや、データをロードするためのＲＡＭの追加等をすることなく、外部デバイスからフェッチした命令コードを実行することができる。
【０００９】
このため、本発明によれば、例えば、当該演算処理装置が組み込まれる電子機器の出荷時における調整等で必要なプログラムや機能ではあるが、ユーザーが使用することのない当該プログラム等を本体に組み込むことなく、外部デバイスに記憶されているファームウェアにより当該プログラム等を命令実行部に実行させることができる。さらには、外部デバイスに記憶されているファームウェアの命令コードの示す命令を命令実行部が実行するため、演算処理装置の固体毎にプログラムを記憶させる必要をなくすことができる。
【００１０】
これにより、装置のコストアップを招くことなく、装置の出荷後にユーザーが使用しないプログラムを装置本体に組み込む必要をなくすことができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の演算処理装置であって、前記クロック信号生成部は、外部治具から入力される基準クロック信号に基づいて、前記動作クロックを、前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応した動作クロック数に低下させることにより、前記動作クロックの変更を行うものである。
【００１２】
この発明では、命令実行部は、クロック信号生成部は、外部治具から入力される基準クロック信号に基づいて、前記動作クロック数を、前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応した動作クロック数に低下させることにより、外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に動作クロックを変更するので、動作クロックを変更するための回路又はプログラムを備えることなく、上記動作クロックのクロック数の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置のコストアップを招くことなく、出荷後にユーザーが使用しないプログラムを装置本体に組み込む必要をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る演算処理装置を備える画像形成装置の機械的構成を示す断面図である。
【図２】複合機が備える制御部の構成を説明する。
【図３】ＰＬＬ回路の概略構成を示す図である。
【図４】ＣＰＵが通常動作時に用いるクロック信号N・Frefの波形を示す図である。
【図５】ＣＰＵが調整工程実行時に用いるクロック信号N・Fref’の波形を示す図である。
【図６】複合機における調整工程の実行手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る演算処理装置、演算処理システム、及び演算処理装置を備える画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る演算処理装置を備える画像形成装置の機械的構成を示す断面図である。
【００１６】
画像形成装置の一例としての複合機１は、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、およびファクシミリ機能等の複数の機能を兼ね備えている。複合機１は、装置本体２と、装置本体２の側方（図１においては左方）に配設された給送装置３とを備える。装置本体２は、本体部２０と、手差しトレイ４と、装置本体２の上部に配設された原稿読取部(読取部)５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部(読取部。但し、読取部として必須ではない)６とを備えている。
【００１７】
また、複合機１のフロント部には、操作部４７が設けられている。操作部４７は、スタートキー４７１、テンキー４７２、表示部４７３、リセットキー４７４、及びストップキー４７５等を備えている。
【００１８】
表示部４７３は、複合機１が備える前記の各機能に関する操作ガイド情報等を表示する例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる液晶ディスプレイであり、前記各機能を利用する際に必要な各種設定をユーザーが入力可能とするためにタッチパネル機能を有している。
【００１９】
スタートキー４７１は、ユーザーが印刷実行指示を入力するためのキーである。テンキー４７２は、印刷部数等の数値を入力するためのキーである。リセットキー４７４は、表示部４７３で設定された設定内容をリセットするためのキーである。ストップキー４７５は、実行中の印刷動作を停止させるためのキーである。
【００２０】
原稿読取部５は、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）及び画像照射ランプ等からなるスキャナー部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２と、原稿読取スリット５３とを備える。スキャナー部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成されている。原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、スキャナー部５１は、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、当該原稿面を走査しつつ取得した前記原稿の画像データを後述する制御部１０へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、スキャナー部５１は、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿給送部６による前記原稿の搬送動作と同期して、当該搬送動作により搬送された当該原稿を、原稿読取スリット５３を介して読取し、当該読み取った原稿の画像データを制御部１０へ出力する。
【００２１】
原稿給送部６は、原稿が載置される原稿載置台６１と、画像読み取り済みの原稿が排出される原稿排出部６２と、原稿搬送機構６３と、を備える。原稿搬送機構６３は、図略の給紙ローラ、搬送ローラ、及び用紙反転機構を備えている。原稿搬送機構６３は、給紙ローラ及び搬送ローラの駆動により、原稿載置台６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿読取スリット５３を介してスキャナー部５１から読取可能とした後、原稿排出部６２へと排出する。また、原稿搬送機構６３は、用紙反転機構が原稿を表裏反転させて原稿読取スリット５３と対向する位置へ再搬送することで、当該原稿の両面の画像を、原稿読取スリット５３を介してスキャナー部５１から読取可能にしている。
【００２２】
さらに原稿給送部６は、その前面側が上方に移動可能となるように装置本体２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部６の前面側を上方に移動させて原稿台５２上面を開放することにより、原稿台５２の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等をユーザーが載置できるようになっている。
【００２３】
装置本体２は、それぞれサイズが異なる記録用紙（記録媒体の一例）を収納する複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から記録用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬送されてきた記録用紙に画像を形成して出力する画像形成部４０とを備える。
【００２４】
画像形成部４０は、画像形成機構１２と、定着部４５とを備える。画像形成機構１２は、給紙カセット４６１、給送装置３、及び手差しトレイ４から給紙された記録用紙Ｐにトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成機構１２は、中間転写ベルト１２５と、この中間転写ベルト１２５に隣接して配設された、マゼンタ用、シアン用、イエロー用及びブラック用にそれぞれの画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂと、中間転写ベルト１２５を無担走行させる駆動ローラ１２５ａと、二次転写ローラ４１とを備えている。
【００２５】
各画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂは、それぞれに、感光体ドラム１２１と、現像装置１２２と、トナーカートリッジ（図略）と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、一次転写ローラ１２６と、ドラムクリーニング装置１２７とを備えている。なお、１つの露光装置１２４が、各画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂの露光装置を兼ねる構成としてもよい。
【００２６】
演算処理装置としての制御部１０が複合機１に備えられており、制御部１０は、プリントジョブ等の実行時に、各色毎の画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂを駆動制御して、中間転写ベルト１２５の表面に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像の転写を重なり合うように行わせ、カラーのトナー像を中間転写ベルト１２５の表面に形成させる（中間転写（一次転写））。
【００２７】
二次転写ローラ４１は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーの上記トナー像を、用紙搬送部４１１から搬送されてきた記録用紙Ｐに転写させる。当該トナー像が転写された記録用紙Ｐは定着部４５により当該トナー像が定着される。
【００２８】
用紙搬送部４１１は、用紙搬送路Ｌ１と、用紙逆送路Ｌ２と、搬送ローラ４６３、４６４、及び４６５を備え、用紙搬送路Ｌに設けられた搬送ローラ４６３及び４６４の駆動により、トナー像が定着された記録紙をスタックトレイ７１は排出トレイ４８まで搬送する。
【００２９】
画像形成部４０が記録用紙の両面に画像を形成して出力する場合には、用紙搬送部４１１は、画像形成部４０において一方の面に画像が形成された前記記録用紙を、排出トレイ４８側の搬送ローラ４６３にニップされた状態とした後、当該記録用紙を搬送ローラ４６３の反転によりスイッチバックさせて用紙逆送路Ｌ２に送ることで画像形成部４０の上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部４０により当該記録用紙の他方の面に画像が形成される。
【００３０】
次に、複合機１が備える制御部の構成を説明する。図２は複合機１が備える制御部の構成を説明する。
【００３１】
制御部１０は、複合機１の全体的な動作制御を司るものであり、本発明の一実施形態に係る演算処理装置の一例である。制御部１０は、ＰＬＬ回路１００と、ＣＰＵ１０１と、チップセット１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＲＡＭ１０４と、インターフェイス１０５とを備える。
【００３２】
ＰＬＬ回路（クロック信号生成部）１００は、クロック発振器１１、又は外部治具であるクロック発振治具１３から入力される基準クロック信号に基づいて、ＣＰＵ１０１等の動作制御に用いられる周波数からなるクロック信号を生成する。ＰＬＬ回路１００は、ＣＰＵ１０１の動作制御に用いられるシステムクロックと、ＲＯＭ１０３及びＲＡＭ１０４の動作制御に用いられるメモリークロックと、インターフェイス１０５の動作制御に用いられるシステムクロック等をそれぞれ生成する。
【００３３】
ＣＰＵ（命令実行部）１０１は、ＰＬＬ回路１００によって生成されたシステムクロックに基づいて、ＲＯＭ１０３又は外部デバイス３０から、これらに記憶されているプログラムの命令コードをフェッチし、当該フェッチした命令コードをデコードし、当該デコードにより解析した命令内容を実行する命令実行処理を行う。さらに、ＣＰＵ１０１は、当該命令実行処理による実行結果をＲＡＭ１０４に書き込むライトバックを行う。これにより、ＣＰＵ１０１は、上記プログラムに従った機能を実行する。例えば、ＲＯＭ１０３には、演算処理装置としての制御部１０が搭載される当該複合機１の動作を制御する動作制御プログラムが記憶され、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３から読み出した動作制御プログラムに従って、複合機１の全体的な動作を制御する。また、外部デバイス３０には、複合機１の各動作を調整する調整工程用プログラムが記憶され、ＣＰＵ１０１は、外部デバイス３０から読み出した調整工程用プログラムに従って、複合機１の調整工程における画像形成機構１２による画像形成の色合い調整動作や、複合機１の各種動作を制御する。
【００３４】
なお、ＣＰＵ１０１は、命令コードのフェッチ先をＲＯＭ１０３又は外部デバイス３０のいずれとするかのモードが示されるフラグ（指示受付部）１０１１を備えている。当該フラグ１０１１には、作業者による複合機１の操作部４７の操作で入力される指示に基づいて、上記いずれかのモードを示すフラグが立てられる。
【００３５】
チップセット１０２は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、及びインターフェイス１０５等の間におけるデータの受け渡しを管理する回路である。
【００３６】
ＲＯＭ１０３は、演算処理装置としての制御部１０が搭載される複合機１の動作を制御する動作制御プログラム等を記憶する。ＲＯＭ１０３は、メモリーバスによってチップセット１０２とのデータ通信が可能に接続されている。
【００３７】
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１の作業領域として用いられるメインメモリーである。ＲＡＭ１０５には、ＣＰＵ１０１によりライトバック時にデータが書き込まれる。ＲＡＭ１０４も、メモリーバスによってチップセット１０２とのデータ通信が可能に接続されている。
【００３８】
インターフェイス１０５は、ＰＣＩスロット、ＵＳＢ、又はＰＳ２等からなり、調整工程用プログラム等のファームウェアを記憶している外部デバイス３０の接続が可能とされている。インターフェイス１０５には、外部デバイス３０が、ＣＰＵ１０１とデータ通信が可能に接続される。なお、本実施形態では、インターフェイス１０５に接続された外部デバイス３０は、チップセット１０２を介して、ＣＰＵ１０１と接続される。
【００３９】
外部デバイス３０は、パーソナルコンピューター等からなり、例えば、複合機１の調整工程用プログラムを記憶しており、複合機１に備えられる制御部１０のＣＰＵ１０１により、当該調整工程用プログラムに含まれる命令コードが読み出される（フェッチされる）。なお、外部デバイスは、演算処理装置としての制御部１０、及び複合機１とは別個の装置である。
【００４０】
次に、ＰＬＬ回路１００について説明する。図３はＰＬＬ回路１００の概略構成を示す図である。ここでは、ＰＬＬ回路１００が、ＣＰＵ１０１の動作制御に用いられるシステムクロックを生成する構成を説明する。
【００４１】
ＰＬＬ回路１００は、位相比較器１０６と、ループフィルター１０７と、電圧制御発振回路（Voltage Controlled Oscillator）１０８と、分周器１０９とを備えている。
【００４２】
位相比較器１０６は、クロック発振器１１から入力される基準クロック信号Fref、又はクロック発振治具１３から入力される基準クロック信号Fref’のいずれかと、分周器１０９により分周されたクロック信号Ffbとの位相差を検出する。位相比較器１０６は、当該位相差を誤差パルスFerrとしてループフィルターに出力する。
【００４３】
ループフィルター１０７は、位相比較器１０６から出力されてきた誤差パルスFerrの周波数リップル成分を除去してDC電圧に平滑する。ループフィルター１０７は、当該平滑化したDC電圧を電圧制御発振回路１０８に出力する。
【００４４】
電圧制御発振回路１０８は、ループフィルター１０７から入力される上記DC電圧に応じた周波数のパルスからなるクロック信号を出力する。電圧制御発振回路１０８では、入力される当該DC電圧と、出力する周波数との関係は、任意のゲイン設定により予め定められている。
【００４５】
分周器１０９は、電圧制御発振回路１０８から出力されるクロック信号を分周し、当該分周したクロック信号Ffbを位相比較器１０６に帰還させる。位相比較器１０６では、当該分周されたクロック信号Ffbと、基準クロック信号Fref又は基準クロック信号Fref’との位相差を検出する。分周器１０９は、電圧制御発振回路１０８から出力される基準クロック信号Fref又は基準クロック信号Fref’を分周して１／Ｎの周波数としたクロック信号Ffbを位相比較器１０６に帰還させるため、ＰＬＬ回路１００（電圧制御発振回路１０８）からは、基準クロック信号Fref又は基準クロック信号Fref’のＮ倍のクロック信号N・Fref又はクロック信号N・Fref’が出力される。
【００４６】
次に、位相比較器１０６に接続されるクロック発振器１１及びクロック発振治具１３を、引き続き図３を参照して説明する。ＣＰＵ１０１の動作制御に用いられるシステムクロックを生成するＰＬＬ回路１００においては、位相比較器１０６には、クロック発振器１１と、クロック発振治具１３とが選択的に接続される。
【００４７】
クロック発振器１１は、制御部１０に内蔵されている。クロック発振器１１は、複合機１の通常動作（画像形成動作、スキャナー動作、プリンター動作、ファクス動作等の通常運転時の動作）時に用いられるＣＰＵ１０１の動作周波数からなるクロック信号を生成するための標準の基準クロック信号Frefを出力する。
【００４８】
また、クロック発振治具１３は、複合機１及び制御部１０とは別個の外部治具である。クロック発振治具１３は、複合機１において画像形成部１２による画像形成の色合いの調整動作等の調整工程を実行する時に用いられるＣＰＵ１０１の動作周波数からなるクロック信号を生成するための調整用の基準クロック信号Fref’を出力する。なお、当該調整工程は、上記調整工程用プログラムに従ったＣＰＵ１０１の動作により行われる。
【００４９】
調整用の基準クロック信号Fref’は、インターフェイス１０５に接続された外部デバイス３０から、当該外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする際のＣＰＵ１０１の動作速度(外部デバイス３０からのＣＰＵ１０１によるデータ読取速度)に対応している。すなわち、調整用の基準クロック信号Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０の調整工程用プログラムの1つの命令コードをフェッチするのに要する時間と同一、又は当該時間以上のパルス幅となる周波数のクロック信号N・Fref’を、ＰＬＬ回路１００により生成するための周波数からなる。
【００５０】
外部デバイス３０の調整工程用プログラムに含まれる命令コードをフェッチする際のＣＰＵ１０１による動作速度は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムの命令コードをフェッチする際の動作速度よりも遅いため、当該外部デバイス３０からの命令コードのフェッチの完了後に、待ち時間を設けずに、当該フェッチされた命令コードのデコード、及び当該デコードにより解析された当該命令コードの示す命令内容の実行を可能とするために、クロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、ＰＬＬ回路１００に上記クロック信号N・Fref’を生成させる。
【００５１】
ＣＰＵ１０１が、ＰＬＬ回路１００により生成されたクロック信号がHigh信号及びLow信号に変化する毎に、フェッチ、デコード、又は実行を順番に実行していく設定の場合を例にして説明する。なお、本実施形態では、当該設定を採用している。ＣＰＵ１０１が、当該演算処理装置に内蔵されるＲＯＭ１０３から1つの命令コードをフェッチする際に用いるクロック信号の周波数が500kHzであり、当該ＲＯＭ１０３から上記動作制御プログラムに含まれる1つの命令コードのフェッチに要する時間が1μsである場合に、外部デバイス３０からのデータ読取に100μsを要するとすれば、調整用の基準クロック信号Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０から上記調整工程用プログラムに含まれる1つの命令コードをフェッチする際に用いるクロック信号N・Fref’を周波数5kHzとしてＰＬＬ回路１００が生成する周波数とされる。なお、上述したように、当該クロック信号N・Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチするのに要する時間と同一、又は当該時間以上のパルス幅となるパルスの周波数を有するものであれば足りる。
【００５２】
続いて、位相比較器１０６へのクロック発振器１１及びクロック発振治具１３の接続切換を説明する。
【００５３】
複合機１の上記通常動作時には、クロック発振器１１が位相比較器１０６に接続され、複合機１における上記調整工程の実行時には、調整工程用のクロック発振治具１３が位相比較器１０６に接続される。クロック発振器１１及びクロック発振治具１３の接続切換は、作業者により、調整工程実行時に、制御部１０等を搭載するメインボード（基板）上に設けられたＰＬＬ回路１００の端子に接続するピンを用いて行われる。作業者は、当該ピンに、調整工程用のクロック発振治具１３を接続し、ＰＬＬ回路１００の位相比較器１０６に対してクロック発振治具１３から出力される上記調整用の基準クロック信号Fref’を供給し、当該調整用の基準クロック信号Fref’を用いて位相比較器１０６により処理が行われるようにする。なお、作業者は、複合機１での調整工程が終了すると、上記ピンに対する調整工程用のクロック発振治具１３の接続を解除する。
【００５４】
これにより、複合機１において調整工程の実行時には、制御部１０のＰＬＬ回路１００は、上記調整工程用のクロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、ＣＰＵ１０１の動作用のクロック信号を生成するため、ＣＰＵ１０１は当該クロック信号に基づいて行われるフェッチ、デコード、及び実行の動作は、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする際のＣＰＵ１０１による動作速度と同速又は同速以下の速度で行われることになる。
【００５５】
図４は、ＣＰＵ１０１が通常動作時に用いるクロック信号N・Frefの波形を示す図である。例えば、図４に示すように、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている動作制御プログラムの命令コードを実行する際、標準の基準クロック信号Frefに基づいてＰＬＬ回路１００が生成するクロック信号N・Frefに基づいて、そのHigh信号及びLow信号の毎に、フェッチ、デコード、実行の動作を行う。
【００５６】
これに対して、ＣＰＵ１０１が、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする場合、当該外部デバイス３０は、制御部１０及び複合機１に対してインターフェイス１０５を介して接続されているため、当該フェッチの速度は、ＲＯＭ１０３に記憶されている動作制御プログラムの命令コードをＣＰＵ１０１がフェッチする速度よりも遅くなる。このため、ＣＰＵ１０１は、上記比較的周波数の高いクロック信号N・FrefのHigh信号及びLow信号の毎にフェッチ、デコード、又は実行の動作を順に行う処理では、フェッチが未完了の場点で次のHigh信号又はLow信号が到来し、このタイミングではデコードを行うことができない。このため、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードのフェッチが終了するまで、デコードを待機しなければならない。このため、ＣＰＵ１０１に、当該待機を行わせるためのプログラム又は回路が更に必要になる。
【００５７】
このため、複合機１における調整工程の実行時には、作業者による上記切換により、ＰＬＬ回路１００の位相比較器１０６に、クロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’が供給されるようにして、ＰＬＬ回路１００が、当該調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、ＣＰＵ１０１の動作用のクロック信号N・Fref’を生成し、ＣＰＵ１０１が当該クロック信号N・Fref’に基づいて、そのHigh信号及びLow信号の毎に、フェッチ、デコード、又は実行を順に行うようにする。
【００５８】
図５は、ＣＰＵ１０１が調整工程実行時に用いるクロック信号N・Fref’の波形を示す図である。上述したように、調整用の基準クロック信号Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチするのに要する時間と同一、又は当該時間以上のパルス幅からなる周波数のクロック信号N・Fref’を、ＰＬＬ回路１００により生成するための周波数からなるので、ＰＬＬ回路１００により生成された当該クロック信号N・Fref’に基づいて、そのHigh信号及びLow信号の毎に、フェッチ、デコード、又は実行を順に行えば、図５に示すように、外部デバイス３０のプログラムからの命令コードのフェッチは1パルス内に完了し、これに続く次のパルスは当該フェッチ完了後に到来することになるため、当該次のパルスが到来したタイミングでデコードを行い、更に、続いて到来するHigh信号又はLow信号に基づいて命令実行を行うことが可能となる。
【００５９】
次に、複合機１における調整工程の実行手順について説明する。図６は複合機１における調整工程の実行手順を示す図である。
【００６０】
例えば、３つの調整工程用プログラム１〜３に基づいて複合機１の調整を行う場合における調整工程の手順を説明する。
【００６１】
調整開始時、作業者は、複合機１の操作部４７を操作して、調整工程モード（換言すれば、外部デバイス３０の調整工程用プログラムの命令コードを読み出すモード）を示すようにフラグ１０１１を立てる(手順１：初期化工程)。当該処理は、例えば、複合機１のＲＯＭ１０２に記憶されているファームウェアに従った動作により行われる。
【００６２】
続いて、作業者は、ＣＰＵ１０１等を搭載するメインボード（基板）上に設けられたＰＬＬ回路１００の端子に接続されるピンに、調整工程用のクロック発振治具１３を接続する。これにより、ＣＰＵ１０１のＰＬＬ回路１００に対して調整工程用のクロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’が供給される。
【００６３】
この後、作業者は、ＵＳＢ等のインターフェイス１０５に、パーソナルコンピューター等の外部デバイス３０を接続する。そして、作業者は、当該外部デバイス３０のファームウェアである調整工程用プログラム１により、複合機１の制御部１０を起動(ブート)する(手順２：調整工程１)。
【００６４】
このとき、制御部１０のＣＰＵ１０１は、上記フラグ１０１１の示す調整工程モードに従って、インターフェイス１０５を介して、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムに含まれる命令コードをフェッチする。ＣＰＵ１０１による当該フェッチは、上記調整用基準クロック信号Fref’に基づいてＰＬＬ回路１００により生成される周波数のクロック信号N・Fref’に基づいて行われる。
【００６５】
外部デバイス３０のプログラムからの命令コードのフェッチは調整用のクロック信号N・Fref’のHigh信号又はLow信号毎に完了し、続くデコード又は実行は、調整用のクロック信号N・Fref’により連続して次に送られてくるHigh信号又はLow信号毎に順に行われる。
【００６６】
作業者は、上記調整工程用プログラム１に基づく調整工程が終了すると、外部デバイス３０のファームウェアである調整工程用プログラム２により、複合機１の制御部１０を起動する(手順３：調整工程２)。
【００６７】
このときのＣＰＵ１０１による当該フェッチ、デコード及び実行も、調整工程用プログラム１の場合と同様に、上記調整用のクロック信号N・Fref’に基づいて行われる。
【００６８】
さらに、作業者は、上記調整工程用プログラム２に基づく調整工程が終了すると、外部デバイス３０のファームウェアである調整工程用プログラム３により、複合機１の制御部１０を起動する(手順４：調整工程３)。
【００６９】
このときのＣＰＵ１０１による当該フェッチ、デコード及び実行も、調整工程用プログラム１の場合と同様に、上記調整用のクロック信号N・Fref’に基づいて行われる。
【００７０】
作業者は、上記３つの工程が終了すると、外部デバイス３０のファームウェアである自動照合プログラムにより、複合機１の制御部１０を起動して自動照合を実施し、調整工程モードを終了させる(手順５：確認工程)。作業者は、例えば、外部デバイス３０のファームウェアにより複合機１のフラグ１０１１に示されている調整工程モードのフラグをオフにする。また、作業者は、複合機１での調整工程が終了すると、上記ピンに対する調整工程用のクロック発振治具１３の接続を解除する。
【００７１】
上述した実施形態によれば、ＣＰＵ１０１による処理速度と、外部デバイス３０からの命令コード取得速度を同期させるための処理プログラムの組み込みや、外部デバイス３０から取得したデータをロードするためのＲＡＭの追加等といったアーキテクチャーの変更を制御部１０に対して行うことなく、外部デバイス３０からフェッチした命令コードを実行できる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、例えば複合機１の出荷時における調整等に必要なプログラムや機能であるが、出荷後にはユーザーが使用することのない当該プログラムや機能を複合機１及び制御部１０に組み込むことなく、外部デバイス３０に記憶されているファームウェアである調整工程用プログラムにより当該プログラム又は機能をＣＰＵ１０１に実行させることができる。さらには、複合機１に調整工程用プログラムを記憶させずに、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムから調整工程を実行するため、複合機１及び制御部１０の固体毎に調整工程用プログラムを記憶させる必要もない。
【００７３】
従って、複合機１及び制御部１０のコストアップを招くことなく、出荷後にユーザーが使用しないプログラム又は機能を複合機１及び制御部１０に組み込む必要をなくすことができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ＰＬＬ回路１００は、外部のクロック発振治具１３から入力される調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、調整用のクロック信号N・Fref’を生成しているが、この構成に限定されず、調整用の基準クロック信号Fref’は、制御部１０に内蔵されるパルス発振器により、ＰＬＬ回路１００に供給されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１ 複合機
１０ 制御部
１００ ＰＬＬ回路
１０１ ＣＰＵ
１０１１ フラグ
１０２ チップセット
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
１０５ インターフェイス
１１ クロック発振器
１３ クロック発振治具
３０ 外部デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演算処理装置及び演算処理システムに関し、特に、ＣＰＵ等の命令実行部によるプログラムに従った命令実行処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、装置を調整する工程において、画像形成の色調整等を行うために調整工程用プログラム（ファームウェア）が実行される。しかし、装置本体に当該調整工程用プログラムを組み込むと、調整工程でのみ実行する機能であって、出荷後にはユーザーが使用しない機能を組み込むことになる。これは、プログラム記憶用のＲＯＭ（Read Only Memory）容量を増加させ、その分のコストアップを招く。このため、下記特許文献１に示されるように、外部装置に記憶されている外部のプログラムを、画像形成装置の本体にロードして実行するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示されるシステムは、装置本体に内蔵されているＲＯＭの容量を増加させることはないが、上記の外部プログラムをロード可能な容量を有するＲＡＭを装置本体に備える必要があるため、依然としてコストアップの要因となっていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、装置のコストアップを招くことなく、装置の出荷後にユーザーが使用しない機能を装置本体に組み込む必要をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、基準クロック信号に基づいて動作クロックを生成するクロック信号生成部と、
フェッチした命令コードをデコードし、当該デコードにより解析した命令内容を実行する命令実行処理を、前記クロック信号生成部よって生成された動作クロックに基づいて行う命令実行部と、
ファームウェアを記憶している外部デバイスと前記命令実行部との接続を可能にするインターフェイスと、
前記外部デバイスから前記ファームウェアに含まれる命令コードをフェッチする指示を受け付ける指示受付部とを備え、
前記命令実行部は、前記指示受付部に前記指示が受け付けられているとき、前記クロック信号生成部によって前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に変更された動作クロックに基づいて、前記外部デバイスから前記命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する演算処理装置である。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の演算処理装置と、
前記演算処理装置の前記インターフェイスに接続可能とされ、前記演算処理装置に適用される前記ファームウェアを記憶した外部デバイスと、
前記命令実行部に、前記外部デバイスと同一のクロックを供給するクロック信号供給部とを備え、
前記外部デバイスにおいては、前記演算処理装置の前記命令実行部により、前記ファームウェアに含まれる命令コードが読み出される演算処理システムである。
【０００８】
例えば、命令実行部が、当該演算処理装置に内蔵されるＲＯＭから1つの命令コードをフェッチするために要する時間が1(μs)である場合に、外部デバイスからのデータ読取に100(μs)を要するとすれば、命令実行部は、命令コードを当該外部デバイスからフェッチした後、デコードを行う時間までに待ち時間が発生する。そして、この待ち時間を設けるには、新たにプログラミングが必要になる。しかし、上記の各発明では、命令実行部は、外部デバイスから命令コードをフェッチする指示が指示受付部に受け付けられているときに、クロック信号生成部によって外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に変更された動作クロックに基づいて、外部デバイスに記憶されているファームウェアに含まれる命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する。このため、命令実行部は、外部デバイスからのフェッチの後、待ち時間を必要とせずに、デコードと、更に、デコードにより解析された命令内容の実行とが可能である。すなわち、命令実行部は、自らの動作クロックに従って、命令コードのフェッチ、デコード、及び実行を行うだけで、命令実行部の処理速度と、外部デバイスからの命令コード取得速度とを同期させるための処理プログラムや、データをロードするためのＲＡＭの追加等をすることなく、外部デバイスからフェッチした命令コードを実行することができる。
【０００９】
このため、本発明によれば、例えば、当該演算処理装置が組み込まれる電子機器の出荷時における調整等で必要なプログラムや機能ではあるが、ユーザーが使用することのない当該プログラム等を本体に組み込むことなく、外部デバイスに記憶されているファームウェアにより当該プログラム等を命令実行部に実行させることができる。さらには、外部デバイスに記憶されているファームウェアの命令コードの示す命令を命令実行部が実行するため、演算処理装置の固体毎にプログラムを記憶させる必要をなくすことができる。
【００１０】
これにより、装置のコストアップを招くことなく、装置の出荷後にユーザーが使用しないプログラムを装置本体に組み込む必要をなくすことができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の演算処理装置であって、前記クロック信号生成部は、外部治具から入力される基準クロック信号に基づいて、前記動作クロックを、前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応した動作クロック数に低下させることにより、前記動作クロックの変更を行うものである。
【００１２】
この発明では、命令実行部は、クロック信号生成部は、外部治具から入力される基準クロック信号に基づいて、前記動作クロック数を、前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応した動作クロック数に低下させることにより、外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に動作クロックを変更するので、動作クロックを変更するための回路又はプログラムを備えることなく、上記動作クロックのクロック数の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置のコストアップを招くことなく、出荷後にユーザーが使用しないプログラムを装置本体に組み込む必要をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る演算処理装置を備える画像形成装置の機械的構成を示す断面図である。
【図２】複合機が備える制御部の構成を説明する。
【図３】ＰＬＬ回路の概略構成を示す図である。
【図４】ＣＰＵが通常動作時に用いるクロック信号N・Frefの波形を示す図である。
【図５】ＣＰＵが調整工程実行時に用いるクロック信号N・Fref’の波形を示す図である。
【図６】複合機における調整工程の実行手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る演算処理装置、演算処理システム、及び演算処理装置を備える画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る演算処理装置を備える画像形成装置の機械的構成を示す断面図である。
【００１６】
画像形成装置の一例としての複合機１は、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、およびファクシミリ機能等の複数の機能を兼ね備えている。複合機１は、装置本体２と、装置本体２の側方（図１においては左方）に配設された給送装置３とを備える。装置本体２は、本体部２０と、手差しトレイ４と、装置本体２の上部に配設された原稿読取部(読取部)５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部(読取部。但し、読取部として必須ではない)６とを備えている。
【００１７】
また、複合機１のフロント部には、操作部４７が設けられている。操作部４７は、スタートキー４７１、テンキー４７２、表示部４７３、リセットキー４７４、及びストップキー４７５等を備えている。
【００１８】
表示部４７３は、複合機１が備える前記の各機能に関する操作ガイド情報等を表示する例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる液晶ディスプレイであり、前記各機能を利用する際に必要な各種設定をユーザーが入力可能とするためにタッチパネル機能を有している。
【００１９】
スタートキー４７１は、ユーザーが印刷実行指示を入力するためのキーである。テンキー４７２は、印刷部数等の数値を入力するためのキーである。リセットキー４７４は、表示部４７３で設定された設定内容をリセットするためのキーである。ストップキー４７５は、実行中の印刷動作を停止させるためのキーである。
【００２０】
原稿読取部５は、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）及び画像照射ランプ等からなるスキャナー部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２と、原稿読取スリット５３とを備える。スキャナー部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成されている。原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、スキャナー部５１は、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、当該原稿面を走査しつつ取得した前記原稿の画像データを後述する制御部１０へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、スキャナー部５１は、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿給送部６による前記原稿の搬送動作と同期して、当該搬送動作により搬送された当該原稿を、原稿読取スリット５３を介して読取し、当該読み取った原稿の画像データを制御部１０へ出力する。
【００２１】
原稿給送部６は、原稿が載置される原稿載置台６１と、画像読み取り済みの原稿が排出される原稿排出部６２と、原稿搬送機構６３と、を備える。原稿搬送機構６３は、図略の給紙ローラ、搬送ローラ、及び用紙反転機構を備えている。原稿搬送機構６３は、給紙ローラ及び搬送ローラの駆動により、原稿載置台６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿読取スリット５３を介してスキャナー部５１から読取可能とした後、原稿排出部６２へと排出する。また、原稿搬送機構６３は、用紙反転機構が原稿を表裏反転させて原稿読取スリット５３と対向する位置へ再搬送することで、当該原稿の両面の画像を、原稿読取スリット５３を介してスキャナー部５１から読取可能にしている。
【００２２】
さらに原稿給送部６は、その前面側が上方に移動可能となるように装置本体２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部６の前面側を上方に移動させて原稿台５２上面を開放することにより、原稿台５２の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等をユーザーが載置できるようになっている。
【００２３】
装置本体２は、それぞれサイズが異なる記録用紙（記録媒体の一例）を収納する複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から記録用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬送されてきた記録用紙に画像を形成して出力する画像形成部４０とを備える。
【００２４】
画像形成部４０は、画像形成機構１２と、定着部４５とを備える。画像形成機構１２は、給紙カセット４６１、給送装置３、及び手差しトレイ４から給紙された記録用紙Ｐにトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成機構１２は、中間転写ベルト１２５と、この中間転写ベルト１２５に隣接して配設された、マゼンタ用、シアン用、イエロー用及びブラック用にそれぞれの画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂと、中間転写ベルト１２５を無担走行させる駆動ローラ１２５ａと、二次転写ローラ４１とを備えている。
【００２５】
各画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂは、それぞれに、感光体ドラム１２１と、現像装置１２２と、トナーカートリッジ（図略）と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、一次転写ローラ１２６と、ドラムクリーニング装置１２７とを備えている。なお、１つの露光装置１２４が、各画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂの露光装置を兼ねる構成としてもよい。
【００２６】
演算処理装置としての制御部１０が複合機１に備えられており、制御部１０は、プリントジョブ等の実行時に、各色毎の画像形成ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂを駆動制御して、中間転写ベルト１２５の表面に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像の転写を重なり合うように行わせ、カラーのトナー像を中間転写ベルト１２５の表面に形成させる（中間転写（一次転写））。
【００２７】
二次転写ローラ４１は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーの上記トナー像を、用紙搬送部４１１から搬送されてきた記録用紙Ｐに転写させる。当該トナー像が転写された記録用紙Ｐは定着部４５により当該トナー像が定着される。
【００２８】
用紙搬送部４１１は、用紙搬送路Ｌ１と、用紙逆送路Ｌ２と、搬送ローラ４６３、４６４、及び４６５を備え、用紙搬送路Ｌに設けられた搬送ローラ４６３及び４６４の駆動により、トナー像が定着された記録紙をスタックトレイ７１は排出トレイ４８まで搬送する。
【００２９】
画像形成部４０が記録用紙の両面に画像を形成して出力する場合には、用紙搬送部４１１は、画像形成部４０において一方の面に画像が形成された前記記録用紙を、排出トレイ４８側の搬送ローラ４６３にニップされた状態とした後、当該記録用紙を搬送ローラ４６３の反転によりスイッチバックさせて用紙逆送路Ｌ２に送ることで画像形成部４０の上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部４０により当該記録用紙の他方の面に画像が形成される。
【００３０】
次に、複合機１が備える制御部の構成を説明する。図２は複合機１が備える制御部の構成を説明する。
【００３１】
制御部１０は、複合機１の全体的な動作制御を司るものであり、本発明の一実施形態に係る演算処理装置の一例である。制御部１０は、ＰＬＬ回路１００と、ＣＰＵ１０１と、チップセット１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＲＡＭ１０４と、インターフェイス１０５とを備える。
【００３２】
ＰＬＬ回路（クロック信号生成部）１００は、クロック発振器１１、又は外部治具であるクロック発振治具１３から入力される基準クロック信号に基づいて、ＣＰＵ１０１等の動作制御に用いられる周波数からなるクロック信号を生成する。ＰＬＬ回路１００は、ＣＰＵ１０１の動作制御に用いられるシステムクロックと、ＲＯＭ１０３及びＲＡＭ１０４の動作制御に用いられるメモリークロックと、インターフェイス１０５の動作制御に用いられるシステムクロック等をそれぞれ生成する。
【００３３】
ＣＰＵ（命令実行部）１０１は、ＰＬＬ回路１００によって生成されたシステムクロックに基づいて、ＲＯＭ１０３又は外部デバイス３０から、これらに記憶されているプログラムの命令コードをフェッチし、当該フェッチした命令コードをデコードし、当該デコードにより解析した命令内容を実行する命令実行処理を行う。さらに、ＣＰＵ１０１は、当該命令実行処理による実行結果をＲＡＭ１０４に書き込むライトバックを行う。これにより、ＣＰＵ１０１は、上記プログラムに従った機能を実行する。例えば、ＲＯＭ１０３には、演算処理装置としての制御部１０が搭載される当該複合機１の動作を制御する動作制御プログラムが記憶され、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３から読み出した動作制御プログラムに従って、複合機１の全体的な動作を制御する。また、外部デバイス３０には、複合機１の各動作を調整する調整工程用プログラムが記憶され、ＣＰＵ１０１は、外部デバイス３０から読み出した調整工程用プログラムに従って、複合機１の調整工程における画像形成機構１２による画像形成の色合い調整動作や、複合機１の各種動作を制御する。
【００３４】
なお、ＣＰＵ１０１は、命令コードのフェッチ先をＲＯＭ１０３又は外部デバイス３０のいずれとするかのモードが示されるフラグ（指示受付部）１０１１を備えている。当該フラグ１０１１には、作業者による複合機１の操作部４７の操作で入力される指示に基づいて、上記いずれかのモードを示すフラグが立てられる。
【００３５】
チップセット１０２は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、及びインターフェイス１０５等の間におけるデータの受け渡しを管理する回路である。
【００３６】
ＲＯＭ１０３は、演算処理装置としての制御部１０が搭載される複合機１の動作を制御する動作制御プログラム等を記憶する。ＲＯＭ１０３は、メモリーバスによってチップセット１０２とのデータ通信が可能に接続されている。
【００３７】
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１の作業領域として用いられるメインメモリーである。ＲＡＭ１０５には、ＣＰＵ１０１によりライトバック時にデータが書き込まれる。ＲＡＭ１０４も、メモリーバスによってチップセット１０２とのデータ通信が可能に接続されている。
【００３８】
インターフェイス１０５は、ＰＣＩスロット、ＵＳＢ、又はＰＳ２等からなり、調整工程用プログラム等のファームウェアを記憶している外部デバイス３０の接続が可能とされている。インターフェイス１０５には、外部デバイス３０が、ＣＰＵ１０１とデータ通信が可能に接続される。なお、本実施形態では、インターフェイス１０５に接続された外部デバイス３０は、チップセット１０２を介して、ＣＰＵ１０１と接続される。
【００３９】
外部デバイス３０は、パーソナルコンピューター等からなり、例えば、複合機１の調整工程用プログラムを記憶しており、複合機１に備えられる制御部１０のＣＰＵ１０１により、当該調整工程用プログラムに含まれる命令コードが読み出される（フェッチされる）。なお、外部デバイスは、演算処理装置としての制御部１０、及び複合機１とは別個の装置である。
【００４０】
次に、ＰＬＬ回路１００について説明する。図３はＰＬＬ回路１００の概略構成を示す図である。ここでは、ＰＬＬ回路１００が、ＣＰＵ１０１の動作制御に用いられるシステムクロックを生成する構成を説明する。
【００４１】
ＰＬＬ回路１００は、位相比較器１０６と、ループフィルター１０７と、電圧制御発振回路（Voltage Controlled Oscillator）１０８と、分周器１０９とを備えている。
【００４２】
位相比較器１０６は、クロック発振器１１から入力される基準クロック信号Fref、又はクロック発振治具１３から入力される基準クロック信号Fref’のいずれかと、分周器１０９により分周されたクロック信号Ffbとの位相差を検出する。位相比較器１０６は、当該位相差を誤差パルスFerrとしてループフィルターに出力する。
【００４３】
ループフィルター１０７は、位相比較器１０６から出力されてきた誤差パルスFerrの周波数リップル成分を除去してDC電圧に平滑する。ループフィルター１０７は、当該平滑化したDC電圧を電圧制御発振回路１０８に出力する。
【００４４】
電圧制御発振回路１０８は、ループフィルター１０７から入力される上記DC電圧に応じた周波数のパルスからなるクロック信号を出力する。電圧制御発振回路１０８では、入力される当該DC電圧と、出力する周波数との関係は、任意のゲイン設定により予め定められている。
【００４５】
分周器１０９は、電圧制御発振回路１０８から出力されるクロック信号を分周し、当該分周したクロック信号Ffbを位相比較器１０６に帰還させる。位相比較器１０６では、当該分周されたクロック信号Ffbと、基準クロック信号Fref又は基準クロック信号Fref’との位相差を検出する。分周器１０９は、電圧制御発振回路１０８から出力される基準クロック信号Fref又は基準クロック信号Fref’を分周して１／Ｎの周波数としたクロック信号Ffbを位相比較器１０６に帰還させるため、ＰＬＬ回路１００（電圧制御発振回路１０８）からは、基準クロック信号Fref又は基準クロック信号Fref’のＮ倍のクロック信号N・Fref又はクロック信号N・Fref’が出力される。
【００４６】
次に、位相比較器１０６に接続されるクロック発振器１１及びクロック発振治具１３を、引き続き図３を参照して説明する。ＣＰＵ１０１の動作制御に用いられるシステムクロックを生成するＰＬＬ回路１００においては、位相比較器１０６には、クロック発振器１１と、クロック発振治具１３とが選択的に接続される。
【００４７】
クロック発振器１１は、制御部１０に内蔵されている。クロック発振器１１は、複合機１の通常動作（画像形成動作、スキャナー動作、プリンター動作、ファクス動作等の通常運転時の動作）時に用いられるＣＰＵ１０１の動作周波数からなるクロック信号を生成するための標準の基準クロック信号Frefを出力する。
【００４８】
また、クロック発振治具１３は、複合機１及び制御部１０とは別個の外部治具である。クロック発振治具１３は、複合機１において画像形成部１２による画像形成の色合いの調整動作等の調整工程を実行する時に用いられるＣＰＵ１０１の動作周波数からなるクロック信号を生成するための調整用の基準クロック信号Fref’を出力する。なお、当該調整工程は、上記調整工程用プログラムに従ったＣＰＵ１０１の動作により行われる。
【００４９】
調整用の基準クロック信号Fref’は、インターフェイス１０５に接続された外部デバイス３０から、当該外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする際のＣＰＵ１０１の動作速度(外部デバイス３０からのＣＰＵ１０１によるデータ読取速度)に対応している。すなわち、調整用の基準クロック信号Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０の調整工程用プログラムの1つの命令コードをフェッチするのに要する時間と同一、又は当該時間以上のパルス幅となる周波数のクロック信号N・Fref’を、ＰＬＬ回路１００により生成するための周波数からなる。
【００５０】
外部デバイス３０の調整工程用プログラムに含まれる命令コードをフェッチする際のＣＰＵ１０１による動作速度は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムの命令コードをフェッチする際の動作速度よりも遅いため、当該外部デバイス３０からの命令コードのフェッチの完了後に、待ち時間を設けずに、当該フェッチされた命令コードのデコード、及び当該デコードにより解析された当該命令コードの示す命令内容の実行を可能とするために、クロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、ＰＬＬ回路１００に上記クロック信号N・Fref’を生成させる。
【００５１】
ＣＰＵ１０１が、ＰＬＬ回路１００により生成されたクロック信号がHigh信号及びLow信号に変化する毎に、フェッチ、デコード、又は実行を順番に実行していく設定の場合を例にして説明する。なお、本実施形態では、当該設定を採用している。ＣＰＵ１０１が、当該演算処理装置に内蔵されるＲＯＭ１０３から1つの命令コードをフェッチする際に用いるクロック信号の周波数が500kHzであり、当該ＲＯＭ１０３から上記動作制御プログラムに含まれる1つの命令コードのフェッチに要する時間が1μsである場合に、外部デバイス３０からのデータ読取に100μsを要するとすれば、調整用の基準クロック信号Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０から上記調整工程用プログラムに含まれる1つの命令コードをフェッチする際に用いるクロック信号N・Fref’を周波数5kHzとしてＰＬＬ回路１００が生成する周波数とされる。なお、上述したように、当該クロック信号N・Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチするのに要する時間と同一、又は当該時間以上のパルス幅となるパルスの周波数を有するものであれば足りる。
【００５２】
続いて、位相比較器１０６へのクロック発振器１１及びクロック発振治具１３の接続切換を説明する。
【００５３】
複合機１の上記通常動作時には、クロック発振器１１が位相比較器１０６に接続され、複合機１における上記調整工程の実行時には、調整工程用のクロック発振治具１３が位相比較器１０６に接続される。クロック発振器１１及びクロック発振治具１３の接続切換は、作業者により、調整工程実行時に、制御部１０等を搭載するメインボード（基板）上に設けられたＰＬＬ回路１００の端子に接続するピンを用いて行われる。作業者は、当該ピンに、調整工程用のクロック発振治具１３を接続し、ＰＬＬ回路１００の位相比較器１０６に対してクロック発振治具１３から出力される上記調整用の基準クロック信号Fref’を供給し、当該調整用の基準クロック信号Fref’を用いて位相比較器１０６により処理が行われるようにする。なお、作業者は、複合機１での調整工程が終了すると、上記ピンに対する調整工程用のクロック発振治具１３の接続を解除する。
【００５４】
これにより、複合機１において調整工程の実行時には、制御部１０のＰＬＬ回路１００は、上記調整工程用のクロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、ＣＰＵ１０１の動作用のクロック信号を生成するため、ＣＰＵ１０１は当該クロック信号に基づいて行われるフェッチ、デコード、及び実行の動作は、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする際のＣＰＵ１０１による動作速度と同速又は同速以下の速度で行われることになる。
【００５５】
図４は、ＣＰＵ１０１が通常動作時に用いるクロック信号N・Frefの波形を示す図である。例えば、図４に示すように、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている動作制御プログラムの命令コードを実行する際、標準の基準クロック信号Frefに基づいてＰＬＬ回路１００が生成するクロック信号N・Frefに基づいて、そのHigh信号及びLow信号の毎に、フェッチ、デコード、実行の動作を行う。
【００５６】
これに対して、ＣＰＵ１０１が、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチする場合、当該外部デバイス３０は、制御部１０及び複合機１に対してインターフェイス１０５を介して接続されているため、当該フェッチの速度は、ＲＯＭ１０３に記憶されている動作制御プログラムの命令コードをＣＰＵ１０１がフェッチする速度よりも遅くなる。このため、ＣＰＵ１０１は、上記比較的周波数の高いクロック信号N・FrefのHigh信号及びLow信号の毎にフェッチ、デコード、又は実行の動作を順に行う処理では、フェッチが未完了の場点で次のHigh信号又はLow信号が到来し、このタイミングではデコードを行うことができない。このため、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードのフェッチが終了するまで、デコードを待機しなければならない。このため、ＣＰＵ１０１に、当該待機を行わせるためのプログラム又は回路が更に必要になる。
【００５７】
このため、複合機１における調整工程の実行時には、作業者による上記切換により、ＰＬＬ回路１００の位相比較器１０６に、クロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’が供給されるようにして、ＰＬＬ回路１００が、当該調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、ＣＰＵ１０１の動作用のクロック信号N・Fref’を生成し、ＣＰＵ１０１が当該クロック信号N・Fref’に基づいて、そのHigh信号及びLow信号の毎に、フェッチ、デコード、又は実行を順に行うようにする。
【００５８】
図５は、ＣＰＵ１０１が調整工程実行時に用いるクロック信号N・Fref’の波形を示す図である。上述したように、調整用の基準クロック信号Fref’は、ＣＰＵ１０１が外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムの命令コードをフェッチするのに要する時間と同一、又は当該時間以上のパルス幅からなる周波数のクロック信号N・Fref’を、ＰＬＬ回路１００により生成するための周波数からなるので、ＰＬＬ回路１００により生成された当該クロック信号N・Fref’に基づいて、そのHigh信号及びLow信号の毎に、フェッチ、デコード、又は実行を順に行えば、図５に示すように、外部デバイス３０のプログラムからの命令コードのフェッチは1パルス内に完了し、これに続く次のパルスは当該フェッチ完了後に到来することになるため、当該次のパルスが到来したタイミングでデコードを行い、更に、続いて到来するHigh信号又はLow信号に基づいて命令実行を行うことが可能となる。
【００５９】
次に、複合機１における調整工程の実行手順について説明する。図６は複合機１における調整工程の実行手順を示す図である。
【００６０】
例えば、３つの調整工程用プログラム１〜３に基づいて複合機１の調整を行う場合における調整工程の手順を説明する。
【００６１】
調整開始時、作業者は、複合機１の操作部４７を操作して、調整工程モード（換言すれば、外部デバイス３０の調整工程用プログラムの命令コードを読み出すモード）を示すようにフラグ１０１１を立てる(手順１：初期化工程)。当該処理は、例えば、複合機１のＲＯＭ１０２に記憶されているファームウェアに従った動作により行われる。
【００６２】
続いて、作業者は、ＣＰＵ１０１等を搭載するメインボード（基板）上に設けられたＰＬＬ回路１００の端子に接続されるピンに、調整工程用のクロック発振治具１３を接続する。これにより、ＣＰＵ１０１のＰＬＬ回路１００に対して調整工程用のクロック発振治具１３から出力される調整用の基準クロック信号Fref’が供給される。
【００６３】
この後、作業者は、ＵＳＢ等のインターフェイス１０５に、パーソナルコンピューター等の外部デバイス３０を接続する。そして、作業者は、当該外部デバイス３０のファームウェアである調整工程用プログラム１により、複合機１の制御部１０を起動(ブート)する(手順２：調整工程１)。
【００６４】
このとき、制御部１０のＣＰＵ１０１は、上記フラグ１０１１の示す調整工程モードに従って、インターフェイス１０５を介して、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムに含まれる命令コードをフェッチする。ＣＰＵ１０１による当該フェッチは、上記調整用基準クロック信号Fref’に基づいてＰＬＬ回路１００により生成される周波数のクロック信号N・Fref’に基づいて行われる。
【００６５】
外部デバイス３０のプログラムからの命令コードのフェッチは調整用のクロック信号N・Fref’のHigh信号又はLow信号毎に完了し、続くデコード又は実行は、調整用のクロック信号N・Fref’により連続して次に送られてくるHigh信号又はLow信号毎に順に行われる。
【００６６】
作業者は、上記調整工程用プログラム１に基づく調整工程が終了すると、外部デバイス３０のファームウェアである調整工程用プログラム２により、複合機１の制御部１０を起動する(手順３：調整工程２)。
【００６７】
このときのＣＰＵ１０１による当該フェッチ、デコード及び実行も、調整工程用プログラム１の場合と同様に、上記調整用のクロック信号N・Fref’に基づいて行われる。
【００６８】
さらに、作業者は、上記調整工程用プログラム２に基づく調整工程が終了すると、外部デバイス３０のファームウェアである調整工程用プログラム３により、複合機１の制御部１０を起動する(手順４：調整工程３)。
【００６９】
このときのＣＰＵ１０１による当該フェッチ、デコード及び実行も、調整工程用プログラム１の場合と同様に、上記調整用のクロック信号N・Fref’に基づいて行われる。
【００７０】
作業者は、上記３つの工程が終了すると、外部デバイス３０のファームウェアである自動照合プログラムにより、複合機１の制御部１０を起動して自動照合を実施し、調整工程モードを終了させる(手順５：確認工程)。作業者は、例えば、外部デバイス３０のファームウェアにより複合機１のフラグ１０１１に示されている調整工程モードのフラグをオフにする。また、作業者は、複合機１での調整工程が終了すると、上記ピンに対する調整工程用のクロック発振治具１３の接続を解除する。
【００７１】
上述した実施形態によれば、ＣＰＵ１０１による処理速度と、外部デバイス３０からの命令コード取得速度を同期させるための処理プログラムの組み込みや、外部デバイス３０から取得したデータをロードするためのＲＡＭの追加等といったアーキテクチャーの変更を制御部１０に対して行うことなく、外部デバイス３０からフェッチした命令コードを実行できる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、例えば複合機１の出荷時における調整等に必要なプログラムや機能であるが、出荷後にはユーザーが使用することのない当該プログラムや機能を複合機１及び制御部１０に組み込むことなく、外部デバイス３０に記憶されているファームウェアである調整工程用プログラムにより当該プログラム又は機能をＣＰＵ１０１に実行させることができる。さらには、複合機１に調整工程用プログラムを記憶させずに、外部デバイス３０に記憶されている調整工程用プログラムから調整工程を実行するため、複合機１及び制御部１０の固体毎に調整工程用プログラムを記憶させる必要もない。
【００７３】
従って、複合機１及び制御部１０のコストアップを招くことなく、出荷後にユーザーが使用しないプログラム又は機能を複合機１及び制御部１０に組み込む必要をなくすことができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ＰＬＬ回路１００は、外部のクロック発振治具１３から入力される調整用の基準クロック信号Fref’に基づいて、調整用のクロック信号N・Fref’を生成しているが、この構成に限定されず、調整用の基準クロック信号Fref’は、制御部１０に内蔵されるパルス発振器により、ＰＬＬ回路１００に供給されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１ 複合機
１０ 制御部
１００ ＰＬＬ回路
１０１ ＣＰＵ
１０１１ フラグ
１０２ チップセット
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
１０５ インターフェイス
１１ クロック発振器
１３ クロック発振治具
３０ 外部デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準クロック信号に基づいて動作クロックを生成するクロック信号生成部と、
フェッチした命令コードをデコードし、当該デコードにより解析した命令内容を実行する命令実行処理を、前記クロック信号生成部よって生成された動作クロックに基づいて行う命令実行部と、
ファームウェアを記憶している外部デバイスと前記命令実行部との接続を可能にするインターフェイスと、
前記外部デバイスから前記ファームウェアに含まれる命令コードをフェッチする指示を受け付ける指示受付部とを備え、
前記命令実行部は、前記指示受付部に前記指示が受け付けられているとき、前記クロック信号生成部によって前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に変更された動作クロックに基づいて、前記外部デバイスから前記命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する演算処理装置。
【請求項２】
前記クロック信号生成部は、外部治具から入力される基準クロック信号に基づいて、前記動作クロックを、前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応した動作クロック数に低下させることにより、前記動作クロックの変更を行う請求項１に記載の演算処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の演算処理装置と、
前記演算処理装置の前記インターフェイスに接続可能とされ、前記演算処理装置に適用される前記ファームウェアを記憶した外部デバイスと、
前記命令実行部に、前記外部デバイスと同一のクロックを供給するクロック信号供給部とを備え、
前記外部デバイスにおいては、前記演算処理装置の前記命令実行部により、前記ファームウェアに含まれる命令コードが読み出される演算処理システム。
【請求項１】
基準クロック信号に基づいて動作クロックを生成するクロック信号生成部と、
フェッチした命令コードをデコードし、当該デコードにより解析した命令内容を実行する命令実行処理を、前記クロック信号生成部よって生成された動作クロックに基づいて行う命令実行部と、
ファームウェアを記憶している外部デバイスと前記命令実行部との接続を可能にするインターフェイスと、
前記外部デバイスから前記ファームウェアに含まれる命令コードをフェッチする指示を受け付ける指示受付部とを備え、
前記命令実行部は、前記指示受付部に前記指示が受け付けられているとき、前記クロック信号生成部によって前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応するクロック数に変更された動作クロックに基づいて、前記外部デバイスから前記命令コードをフェッチするとともに、当該フェッチした命令コードのデコードにより解析した命令内容を実行する演算処理装置。
【請求項２】
前記クロック信号生成部は、外部治具から入力される基準クロック信号に基づいて、前記動作クロックを、前記外部デバイスからのデータ読取速度に対応した動作クロック数に低下させることにより、前記動作クロックの変更を行う請求項１に記載の演算処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の演算処理装置と、
前記演算処理装置の前記インターフェイスに接続可能とされ、前記演算処理装置に適用される前記ファームウェアを記憶した外部デバイスと、
前記命令実行部に、前記外部デバイスと同一のクロックを供給するクロック信号供給部とを備え、
前記外部デバイスにおいては、前記演算処理装置の前記命令実行部により、前記ファームウェアに含まれる命令コードが読み出される演算処理システム。
【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２０１３−９７５１８（Ｐ２０１３−９７５１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８８１９（Ｐ２０１１−２３８８１９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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