JP2006163870A

JP2006163870A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006163870A
Application number: JP2004354933A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kobayashi; 紀幸小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】分散処理を行う対象である装置が一定時間未使用状態であるか保証されていないため、処理を機器に依頼する時点では分散に適していると判断されていた装置が途中から他の目的に使用されて負荷が重くなったりしていた。
【解決手段】複数の機器で分散処理を行う系において、クライアントＰＣ側から特定の機器にｊｏｂを投入し、機器の装備及び動作状況を管理する管理手段を有し、前記管理手段は機器が一定の時間未使用であることを示す情報を前記機器より受信し、前記受信した情報に従って、ｊｏｂ投入時に未使用な機器を含む複数の機器による高速分散処理を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク上に接続されたＭＦＰ（マルチファンクションペリフェラル）やプリンタをフルに活用するシステムで、クライアント側からｊｏｂを受け取り、膨大な時間のかかる処理を行う場合にｇｒｉｄのフレームワークを使用して、複数の機器の処理能力を有効活用し、より高速な分散処理を実現する画像形成装置に関する。

従来から大量の処理を分散して複数の機器で処理し、高速処理を可能とする機構については複数の提案がなされている。
ＩＢＭプロフェッショナル論文「グリッド・コンピューティングの商用システムへの適用性」＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ−６．ｉｂｍ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ／ｎｏ３６／ｐｄｆ／３６＿ｐｐｒ１．ｐｄｆ

しかし、従来では分散処理を行う対象であるどの装置が一定時間未使用状態であるか保証されていないため、処理を機器に依頼する時点では分散に適していると判断されていた装置が途中から他の目的に使用されて負荷が重くなり、十分なマシン性能が得られない場合がある。逆に使用中と判断していた装置が処理の依頼をあきらめた直後に未使用となるケースにおいて、貴重な分散資源を有効活用できない場合が生じる可能性が生じていた。

そこで上記問題を解決するために、ネットワークに接続された、複数の機器で分散処理を行う系において、クライアントＰＣ側から特定の機器にｊｏｂを投入するｊｏｂ投入手段、機器の装備及び動作状況を管理する管理手段を有し、前記管理手段は前記機器が一定の時間未使用であることを示す情報を前記機器より受信し、前記機器が一定の時間未使用であることを示す情報に従って、ｊｏｂ投入時に未使用な機器を含む複数の機器による高速分散処理を実現することを特徴とする画像形成装置を提供し、機器の性能を有効活用した高速分散処理を実現する。分散処理対象の装置が未使用になる時間帯は機器がＰＣである場合には機器が一定の時間未使用であることを示す情報をスケジュール管理ソフトウェアの有する情報の一部より取得し、分散処理対象の装置が操作部を有するＰＣ以外の機器である場合には機器が一定の時間未使用であることを示す情報を前記機器の操作部による指定情報から取得する。

本発明の手段を用いることによって、分散処理対象の装置が未使用になる時間帯を機器の操作部によりあらかじめ指定しておくか、あるいは装置がＰＣである場合にスケジューラとリンクしておきユーザがＰＣから離れている時間を把握し、未使用な時間帯を自動的に把握できる様にすることで、選択した機器の性能を所定時間中１００％有効活用した高速分散処理を実現することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下、図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。

（印刷装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置の一例としてのカラーレーザービームプリンタ（以下「カラーＬＢＰ」と記述）の構成例を示す断面図である。尚、本実施例では、複数のＭＦＰやプリンタが接続されているネットワーク環境について述べるので、あくまでもカラーＬＢＰを例としてあげる。ここで、図１のカラーＬＢＰは、６００ドット／インチ（ｄｐｉ）の解像度を有し、各色成分各画素が８ビットで表現された多値データに基づいて画像記録を行うものとする。

図１において、１００はカラーＬＢＰ本体であり、外部に接続されているホストコンピュータから供給されるプリントデータ（文字コードや画像データ等）及び制御コードから成る印刷命令を受信して記憶するとともに、印刷命令に従って、対応する文字パターンやイメージ等を作成し記憶媒体の一例としての記録紙上に可視像を形成する装置である。１１０はホストコンピュータから供給される印刷命令を解析し、印刷イメージの生成処理を行うとともにカラーＬＢＰ本体１００の制御を行うフォーマッタ制御部である。また、フォーマッタ制御部１１０は、ユーザによる操作およびユーザに対する状態通知のための、スイッチおよびＬＥＤ表示器等が配されているオペレーション・パネル部１２０と接続されている。

オペレーション・パネル部１２０は例えば印刷装置１００の筐体の一部として実装されている。フォーマッタ制御部１１０において生成された最終的な印刷イメージはビデオ信号として出力制御部１３０に送出される。出力制御部１３０は印刷装置１００の不図示の各種センサからの状態入力とともに光学ユニット１４０および各種駆動系機構部に対し制御信号を出力し、印刷装置１００の印刷処理制御を司る。

図１に示す印刷装置において、給紙カセット１６１から給紙された記録紙Ｐはその先端をグリッパ１５４ｆにより狭持されて、転写ドラム１５４の外周に保持される。光学ユニット１４０により感光ドラム１５１上に形成された、４色に色分解された原稿画像の静電潜像は、順次、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂ）の各色現像器Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｂにより現像される。現像結果である各色トナー像を転写ドラム上の記録紙Ｐに重ねて転写することにより、記録紙Ｐ上に多色画像が形成される。

その後、記録紙Ｐは転写ドラム１５４より分離されて、定着ユニット１５５へ搬送される。定着ユニット１５５では熱と圧力によりトナー像を記録紙Ｐに定着し、記録紙Ｐを排紙部１５９より排紙トレイ部１６０に排出する。
ここで、各色の現像器Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｂは、その両端に回転支軸を有し、各々がその軸を中心に回転可能となるように現像器選択機構部１５２に保持される。これによって、各現像器Ｄｙ，Ｄｃ，Ｄｂ，Ｄｎは、図１に示すように現像器選択のために現像器選択機構部１５２が回転軸１５２ａを中心にして回転しても、その姿勢を一定に維持できる構成をとっている。

選択された現像器が現像位置に移動後、現像器選択機構部１５２は現像器と一体で支点１５３ｂを中心にして、選択機構保持フレーム１５３がソレノイド１５３ａにより感光ドラム１５１方向へ引っ張られ、感光ドラム１５１方向へ移動し現像処理が行われるように構成されている。

次に、帯電器１５６によって感光ドラム１５１が所定の極性に均一に帯電される。フォーマッタ制御部１１０においてデバイス依存ビットマップとして展開された印刷命令は、対応するパターンのビデオ信号に変換されレーザドライバに出力され半導体レーザ１４１を駆動する。入力されたビデオ信号に応じて半導体レーザ１４１から発射されるレーザ光はオンオフ制御され、さらにスキャナモータ１４３によって高速回転するポリゴンミラー１４２で反射され、ポリゴンレンズ１３４、反射鏡１４４を介して感光ドラム１５１上を走査露光する。これにより、感光ドラム１５１上にはビデオ信号に対応した静電潜像が形成される。

次に、例えば、Ｍ（マゼンタ）色の静電潜像がＭ（マゼンタ）色の現像器Ｄｍにより現像され、感光体ドラム１５１上にＭ（マゼンタ）色の第１のトナー像が形成される。一方、所定のタイミングで記録紙Ｐが給紙され、トナーと反対極性（例えばプラス極性）の転写バイアス電圧が転写ドラム１５４に印加され、感光体ドラム１５１上の第１トナー像が記録紙Ｐに転写されると共に、記録紙Ｐが転写ドラム１５４の表面に静電吸着される。

その後、感光ドラム１５１はクリーナー１５７によって残留するＭ（マゼンタ）色トナーを除去され、次の色の潜像形成及び現像行程に備える。以下同様の手順によってＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の順で第２，３，４色目のトナー像の転写が行われる。但し、各色の転写時には、転写ドラム１５４には前回よりも高いバイアス電圧が印加される点は異なる。

４色のトナー像が重畳転写された記録紙Ｐの先端部が分離位置に近づくと、分離爪１５８が接近してその先端が転写ドラム１５４の表面に接触し、記録紙Ｐを転写ドラム１５４から分離させる。分離された記録紙Ｐは定着ユニット１５５に搬送され、ここで記録紙上のトナー像が定着されて排紙トレイ１６０上に排出される。カラーレーザービームプリンタは、以上のような画像形成過程を経て６００ドット／インチ（ｄｐｉ）の解像度で画像出力を行う。なお、本発明において印刷装置として使用可能なプリンタは、カラーＬＢＰに限られるものではなく、インクジェットプリンタやサーマルプリンタ等、他の方式のカラープリンタでもよいし、モノクロプリンタであってもよい。

（印刷システムの構成）
図２に、本発明の実施形態に係る印刷システムの構成例を示す。ホストコンピュータ３０００と印刷装置１００、１００１、１００２とがネットワーク（通信可能な構成）に接続された構成を有する。尚、ここでは３台の印刷装置について明記するが台数については問わない。

まず、印刷装置１００におけるフォーマッタ制御部１１０について図２を用いて説明する。このフォーマッタ制御部１１０は、ＰＤＬコントローラなどとも呼ばれており、ホストコンピュータ３０００との接続手段であるインターフェース（Ｉ／Ｆ）部３１０１と、受信データ等を一時的に保持管理するための受信バッファ３１０３、送信データ等を一時的に保持管理するための送信バッファ３１０４、印刷データの解析を司るコマンド解析部３１０７、印刷制御処理実行部３１０９、描画処理実行部３１０５、ページメモリ３１０６より構成されている。

インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３１０１は、ホストコンピュータ３０００との印刷データの送受信を行う通信手段であり、通信プロトコルとして例えばＩＥＥＥ−１２８４に準拠した通信を可能とするものである。ただし、ホストコンピュータ３０００と印刷装置１００との接続方法は任意であり、ＬＡＮ等のコンピュータネットワークを介した接続であっても、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、ＩＥＥＥ−１３９４等のシリアルインタフェースを介した接続であってもよい。ここでは、３０３３にあるようにネットワークを介した接続を想定する。

インターフェース部３１０１を通して受信した印刷データは、そのデータを一時的に保持する記憶手段である受信バッファ３１０３に逐次蓄積され、必要に応じてコマンド解析部３１０７または描画処理実行部３１０５によって読み出され処理される。コマンド解析部３１０７は、印刷命令体系や印刷ジョブ制御言語に準じた制御プログラムにより構成されており、文字印字、図形、イメージなどの描画に関する印刷データの解析結果は、描画処理実行部３１０５に指示を与えて処理し、給紙選択やリセット命令などの描画以外のコマンドは、印刷制御処理実行部３１０９に指示を出し処理する。

描画処理実行部３１０５は、文字やイメージの各描画オブジェクトをページメモリ３１０６内のバンドメモリに逐次展開して行くＹＭＣＫレンダラである。図１を参照して前述したカラーＬＢＰに対しては、ＭＣＹＫの順番でデバイス依存ビットマップデータを送出する必要があるが、標準状態では、そのために必要なメモリをすべて確保するわけではなく、１プレーン（１，２又は４ｂｉｔ／ｐｉｘｅｌ）の数分の１のメモリ領域がバンドメモリ領域としてページメモリ３１０６内に確保される。そして、バンドメモリ領域を繰り返し用い、プリンタエンジン３１１０の処理に同期して描画処理するように構成されている。

通常はこのように、描画処理実行部３１０５による展開処理をプリンタエンジン３１１０へのビデオ信号のシッピング処理が追いかけるバンディング制御によってページメモリ３１０６は管理されているが、十分なメモリがある場合は１ページ分が展開可能なメモリ領域を確保しても良い。

なお、一般的にフォーマッタ制御部１１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを用いたコンピュータ・システムによって構成されている。また、フォーマッタ制御部１１０内の各部の処理は、マルチタスクモニタ（リアルタイムＯＳ）のもとでタイムシェアリングに処理される構成であっても良いし、各機能ごとに専用のコントローラ・ハードウェアを用意して独立して処理される構成であってもかまわない。

オペレーション・パネル１２０は、前述した通り、印刷装置１００の各種状態を設定・表示するためのものである。出力制御部３１０８は、バンドメモリ（ページメモリ）３１０６の内容をビデオ信号に変換処理し、プリンタエンジン３１１０へ転送する。プリンタエンジン３１１０は受け取ったビデオ信号に基づいて記録紙上に永久可視画像を形成するための印刷機構であり、図１を用いて前述し各種機構を含む。

（ホストコンピュータの構成）
図２において３０００は、本発明の印刷命令生成装置に好適な実施形態に係るホストコンピュータであり、プリントデータ及び制御コードから成る印刷データを印刷装置１００に出力する。ホストコンピュータ３０００は、入力装置としてのキーボード３１０やマウス３１１と、表示装置であるディスプレイ・モニタ３２０とが接続された一つのコンピュータ・システムとして構成されている。ホストコンピュータ３０００は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などの基本ソフト（ＯＳ）によって動作しているものとする。

ホストコンピュータ側について、本発明に関する部分にのみ注目して機能的に大きく分類すると、アプリケーションソフトウェア３０１、グラフィック・サブ・システム３０２、スプールファイル３０３１および印刷装置との通信インターフェースを含むスプーラ３０３に大別される。

アプリケーションソフトウェア３０１は、例えば、ワープロや表計算などのＯＳ上で動作する応用ソフトウェアである。グラフィック・サブ・システム３０２は、ＯＳの機能の一部であるＧｒａｐｈｉｃｓＤｅｖｉｃｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ（以後、ＧＤＩと記す）３０２１とＧＤＩ３０２１から動的にリンクされるデバイスドライバであるプリンタドライバ３０２２、バンドスプーラ３０２３及び積算データ３０２４によって構成されている。

プリンタドライバ３０２２は、ＧＤＩ３０２１からＤＤＩ（ＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）というインターフェースを介してコールされ、印刷装置に応じた処理を描画オブジェクト毎に行う。本実施形態に係るホストコンピュータ３０００では、ＤＤＩ関数に渡された情報をプリンタで高速に処理可能な印刷命令データ（ＰＤＬ）形式に変換し、直接スプーラ３０３に送出する場合と、生成した印刷命令データをバンド単位に分割してバンドスプーラ３０２３に第１バンドから順に１ページ分保持し、ページの最後にまとめてスプーラ３０３に送出する場合の二通りの処理が存在する。

スプーラ３０３は、ＯＳが管理しているスプールファイルシステムであり、設定により１ページ単位、またはジョブ単位で印刷データをスプールファイル３０３１として格納し、Ｉ／Ｆ３０３２を介して印刷装置１００に送出する。

ＯＳによって、上述した各部の名称や機能的な枠組みが若干異なる場合もあるが、これら名称や枠組みの相違は本発明の本質には影響しない。例えば、本発明でスプーラやスプールファイルと呼ぶモジュールは、別のＯＳにおいてプリント・キューと呼ばれるモジュールを用いて実現可能である。

なお一般的に、これらの各機能モジュールを含むホストコンピュータ３００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、各種入出力制御部（Ｉ／Ｏ）などのハードウェアのもとで、基本ソフト（ＯＳ）と呼ばれるソフトウェアがその制御を司り、その基本ソフトの元で、それぞれの応用ソフト、サブ・システム・プロセスが機能モジュールとして動作する。

（プリンタドライバの処理）
プリンタドライバ３０２２は一般的なドキュメント作成アプリケーションを使って作成されたグラフィックス、文字、イメージを含むドキュメントに対して処理を行う。

ドキュメントを印刷する際、まずＯＳにインストールされているプリンタドライバ３０２２に対して、ＯＳを介して描画命令が渡される。プリンタドライバ３０２２は、初期状態は通常のＰＤＬモード系ドライバと同様に、描画命令毎に印刷命令（ＰＤＬ）を生成し、システムスプーラ３０３に書き込みを実施する。この際に、プリンタドライバ３０２２は、コマンド数やコマンドの種類に応じた所定の計算式で計算したデータサイズを積算データ３０２４として積算していく。積算データ３０２４は例えばホストコンピュータの有するＲＡＭの所定領域に格納される。なお、ＯＳを介してプリンタドライバ３０２２が受け取る描画命令（ＤＤＩ関数）は、描画オブジェクトの重なりの下のレイヤーから順に出力される仕様になっている。

１ページ分のデータ全てをシステムスプーラ３０３に書き込めたときは、スプーラ３０３にスプールファイル３０３１として蓄えられた印刷命令（ＰＤＬ）を、印刷装置１００に送出し、積算データ３０２４をクリアする。一方、積算データ３０２４の値が、予め定めたデータサイズ、コマンド数等を超えた時は、以下のように処理を切り替える。

プリンタドライバ３０２２は、システムスプーラ３０３に格納されたイメージデータ以降の描画命令に対する印刷命令を生成し、初期化処理時に例えばＲＡＭの所定領域として確保しておいたバンドスプーラ３０２３に印刷装置１００で処理を行うバンド領域毎に分けて描画順に格納し、管理する。ＯＳから渡される描画命令（ＤＤＩ関数）は、印刷装置の印字方向とは無関係に出力されてくるため、本実施形態のようにページの途中からバンド処理に切り替わった場合にも、第１バンドから第Ｎバンドまでページ内のすべてのバンドに対する格納処理が行われる。

格納処理は、プリンタドライバ内のＤＤＩ関数がコールされる度に行う。バンド領域内に格納領域に格納できなくなった時は、新たにＲＡＭの領域を確保することで対処する。第１バンドから第Ｎバンドまでの１ページ分の残りの描画データ格納が終了したら、印刷装置で処理するバンド順にデータをシステムスプーラ３０３に書き出す。

各バンドデータの先頭には、以降に送出するバンド情報をつけることで、印刷装置１００側で印刷データがページ単位からバンド単位に移行したことを認識可能とする。１ページ分の印刷データをシステムスプーラ３０３にスプールしたら、印刷装置１００に送出する。

次に図３にて分散処理する際の例を示す。まず、ホストコンピュータ３０００にて、ｊｏｂの開始を行う（本実施例の場合は、プリント動作）。前述のホストコンピュータからのｊｏｂの開始を受け、３０３４のタスクマネージャにて以下の動作を行う。ユーザからの要求を３０３５のダイナミックｊｏｂスケジューラ（以下ＤＪＳ）に分析依頼を行い、ＤＪＳからの分析結果に基づき、最適なブローカ（１００３か１００５か１００７）へＪｏｂを投入する。ＤＪＳでは、定期的にブローカへ進行状況の問いかけを行い、ブローカからのｊｏｂ完了通知を受け、３０００のホストコンピュータへ通知を行う。３０３５のＤＪＳでは、タスクマネージャからの各リソースの状況を把握する。そしてタスクマネージャからｊｏｂリクエストを受け取り最適なブローカを選択し、タスクマネージャに通知を行う。更に、全体のリソースの状況を常に把握しておく。前述のリソースとは、ここでは各印刷装置の空き状況のことをのべている。次に、１００３、１００５、１００７の各印刷装置のブローカでは、１００４、１００６、１００８のリソースマネージャからリソースの状態の吸い上げをＤＪＳに登録する。又、タスクマネージャからの要求を受けて、最適なリソースを探しｊｏｂを投入する。更に、リソースマネージャからのｊｏｂ完了通知をタスクマネージャに通知する。最後に１００４、１００６、１００８のリソースマネージャはリソースの情報をブローカに通知し、ブローカからの指示によりリソースにｊｏｂを投入する。更に、定期的にリソースの状態を吸い上げ、異常があればブローカへ通知する。前記の異常状態とは、他のｊｏｂを他のクライアントから投入された場合等で、継続してｊｏｂを続けることが出来なくなった場合をいう。

本実施例では前述のＤＪＳへのリソース状態の登録情報として、請求項記載の様に機器の未使用な時間帯を追加しておく。図４は本実施例の形態における分散処理の様子を示したものである。印刷装置１００１はＪＯＢを投入し、印刷出力の指定がなされた機器を示している。また、ＰＣ１００２、ＰＣ１００３はそれぞれ一般の業務で使用されているスケジュール管理のソフトウェアが起動されている。各装置のリソースマネージャはスケジュール管理のソフトウェアに記述されている情報から、ＰＣユーザが席を離れ、ＰＣ１００２、ＰＣ１００３が使用されない時間の情報を管理しておき、各装置のブローカによりＤＪＳにその情報を登録しておく。また、印刷装置１１０１、印刷装置１１０２は操作部を有するＭＦＰでユーザが操作部に使用しない時間帯をあらかじめ設定しておくことにより、各装置のリソースマネージャは印刷装置１１０１、印刷装置１１０２が使用されない時間の情報を管理しておき、各装置のブローカによりＤＪＳにその情報を登録しておく。以上の方法により、ＰＣユーザのスケジュール情報からユーザがＰＣから離れ、ＰＣを使用しない時間帯を把握し、あるいは、ユーザがあらかじめ操作部に設定する情報により機器を使用しない時間帯を把握し、装置の未使用な時間帯を把握することが可能である。図４の例ではＰＣ１００２、印刷装置１１０２は使用される予定あると判断され、ＰＣ１００３、印刷装置１１０１は所定時間使用されないと判断されていることを示している。前述の所定時間はあらかじめ設定した値あるいはｊｏｂの種別や規模により可変な値でも構わない。

図４の例では所定時間使用予定のないＰＣ１００３、印刷装置１１０１は１００％分散処理に使用可能と判断してＰＣ１００３のＣＰＵパワーや印刷装置１１０１の描画処理部を使用して印刷装置１００１で処理を行う描画処理を高速に分散処理することが可能になる。各装置で処理された結果は印刷装置１１０１に送られ、成果が統合される。以上の手順によりシステム全体の効率的な高速分散処理を可能にする。

本発明の実施形態に係る印刷装置の例を示した図。本発明の実施形態に係る印刷システムの構成例を示した図。分散処理する際の例を示した図。本発明の実施形態に係る分散処理の様子を示した図。

符号の説明

１００印刷装置
３０００ホストコンピュータ

Claims

ネットワークに接続された、複数の機器で分散処理を行う系において、クライアントＰＣ側から特定の機器にｊｏｂを投入するｊｏｂ投入手段、機器の装備及び動作状況を管理する管理手段を有し、前記管理手段は前記機器が一定の時間未使用であることを示す情報を前記機器より受信し、前記機器が一定の時間未使用であることを示す情報に従って、ｊｏｂ投入時に未使用な機器を含む複数の機器による高速分散処理を実現することを特徴とする画像形成装置。
請求項１において分散処理を行う対象機器がＰＣである場合には請求項１記載の機器が一定の時間未使用であることを示す情報を前記ＰＣ上で動作するスケジュール管理ソフトウェアの有する情報の一部より取得することを特徴とする画像形成装置。
請求項１において分散処理を行う対象機器が操作部を有するＰＣ以外の機器である場合には請求項１記載の機器が一定の時間未使用であることを示す情報を前記機器の操作部による指定情報から取得することを特徴とする画像形成装置。