(57)【要約】【課題】高速の画像処理が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】入力モジュール１２と、出力モジュール１３と、複数の処理モジュール１４、１５と、複数のメモリ１６、１７と、複数のポートを備え任意のポート間にデータ転送のための独立した経路を有しその各ポートに各モジュールとメモリを接続するパケットスイッチ１１と、入力モジュール１２からのデータ情報と装置内の各経路に要求されるデータ転送能力により各経路の信号線の本数を複数にし、あるいはデータの転送速度を上げ、さらには往路と復路で転送能力を非対称にするよう処理経路を制御する経路制御手段１８とを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力モジュール、出力モジュール、複数の処理モジュール、複数のメモリ、及び複数のポートを備え任意のポート間にデータ転送のための独立した経路を有しその各ポートに各モジュールとメモリを接続するパケットスイッチと、
前記入力モジュールからのデータ情報と装置内の各経路に要求されるデータ転送能力により各経路の信号線の本数を複数にし、あるいはデータの転送速度を上げ、さらには往路と復路で転送能力を非対称にするよう処理経路を制御する経路制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記パケットスイッチを複数用意して任意のパケットスイッチ間を独立した経路で結んだパケットスイッチ網を備え、前記経路制御手段は、このパケットスイッチ網の任意のポートに各種の処理モジュールとメモリを接続するように処理経路を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、前記入力モジュールを複数備え、前記経路制御手段は、複数の入力モジュールから同時期にデータの入力がある場合に、それぞれの入力モジュールからのデータ情報と装置内の各経路に要求されるデータ転送能力により、それぞれの入力モジュールに対しての処理経路を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記経路制御手段は、入力モジュールの種類によって優先度を決め、その結果に基づいてそれぞれの入力モジュールに対しての処理経路を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置に於いて、前記経路制御手段は、入力モジュールのデータの種類によって優先度を決め、その結果に基づいてそれぞれの入力モジュールに対しての処理経路を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、前記経路制御手段は、入力モジュールからのデータ入力及びデータ転送能力により、状況に応じて動的に処理経路を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、印刷機、プリンタ、ＦＡＸ及びそれらの複合機等、少なくとも１つの入力モジュール（入力部）からのデータを処理し画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバス技術ベースの画像形成装置をごく単純化した構成を図７に示す。画像を取込むスキャナ等の入力モジュール１と、画像を出力するプロッタ等の出力モジュール２と入力から出力への各種の画像処理を行なう処理モジュール３が、共通バス４を介して１つの主メモリ５に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の画像形成装置において、各処理モジュールは共通バスを介してデータ転送を行なうため、１つのモジュールが主メモリを使用していると、他のモジュールはその間主メモリにアクセスできず、待たされることになる。バスが空くまでの期間も処理をできるようにするには、モジュール側にもある程度のバッファメモリを用意しておけば良いが、高速化に伴いバッファメモリの容量も増大してしまう。また、全ての処理を共通バスでまかなうため、非常に高速なデータ転送処理能力が求められるようになる。
本発明は、高速の画像処理が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、入力モジュール、出力モジュール、複数の処理モジュール、複数のメモリ、及び複数のポートを備え任意のポート間にデータ転送のための独立した経路を有しその各ポートに各モジュールとメモリを接続するパケットスイッチと、前記入力モジュールからのデータ情報と装置内の各経路に要求されるデータ転送能力により各経路の信号線の本数を複数にし、あるいはデータの転送速度を上げ、さらには往路と復路で転送能力を非対称にするよう処理経路を制御する経路制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、パケットスイッチを複数用意して任意のパケットスイッチ間を独立した経路で結んだパケットスイッチ網を備え、経路制御手段は、このパケットスイッチ網の任意のポートに各種の処理モジュールとメモリを接続するように処理経路を制御する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、入力モジュールを複数備え、経路制御手段は、複数の入力モジュールから同時期にデータの入力がある場合に、それぞれの入力モジュールからのデータ情報と装置内の各経路に要求されるデータ転送能力により、それぞれの入力モジュールに対しての処理経路を制御する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、経路制御手段は、入力モジュールの種類によって優先度を決め、その結果に基づいてそれぞれの入力モジュールに対しての処理経路を制御する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置に於いて、経路制御手段は、入力モジュールのデータの種類によって優先度を決め、その結果に基づいてそれぞれの入力モジュールに対しての処理経路を制御する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、経路制御手段は、入力モジュールからのデータ入力及びデータ転送能力により、状況に応じて動的に処理経路を制御する画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概念図である。本発明では、画像形成装置のアーキテクチャとして、バスの代りに図１に示すようなパケットスイッチ１１を用い、パケットスイッチ１１の各ポートに、入力モジュール１２、出力モジュール１３、処理モジュール１４、１５、メモリ１６、１７を接続して画像形成装置を構成している。
ここで用いるパケットスイッチ１１には、任意のポート間にデータ転送のための独立した経路を用意しておく。その際、使う必要のない経路については省略しても良いことはもちろんである。このため、異なる経路上での同時データ転送が可能である。
例えば、図１においてパケットスイッチ１１と各モジュール間が双方向リンクであるとして、入力モジュール１２からメモリ１６にデータ転送をしながら、同時にメモリ１６から処理モジュール１４にデータ転送し、同様にメモリ１７、処理モジュール１５を介して出力モジュール１３まで、同時にパイプライン式にデータ転送を行なうことができる。
各経路は独立してデータ転送を行なうため、バス形式ではどうしても発生する空き待ちのための遅延と、そのために必要なバッファメモリが不要になり、リアルタイム処理が可能になり、処理速度も大幅に向上できる。また、個々の経路自体は共通バスに比べて低い転送能力で十分実現でき、電気的に実現し易くなる。また、パケットスイッチ１１内の経路の接続状態を処理内容に沿って変更することで、様々な処理を簡単に実現できる。
【０００６】
このときどのように接続経路を選択するかが重要になってくる。図１の経路制御部１８は、入力モジュール１２から入力される処理データの情報、例えば処理方法（カラーか白黒か、文字処理か絵処理か、圧縮データか非圧縮データかなど）やデータ量などを把握するとともに、各処理モジュール１４、１５の処理能力、各処理モジュール１４、１５へのデータ転送能力を含め最適な経路を探し、経路を割り当てる制御を行なう。
図１では経路制御部１８は入力モジュール１２との接続しか示していないが、各処理モジュール１４、１５やメモリ１６、１７などから処理状況や使用容量などの把握が行なわれる。このように経路制御部１８で最適な接続経路を選択することにより、待機時間のないより高速な処理を行なうことができる。
【０００７】
図２はパケットスイッチの構成図である。本発明で用いるパケットスイッチ１１の構成例について図２の４ポートのスイッチを用いて説明する。各ポート２１にはそれぞれ入力ポートと出力ポートが有り、ポート２１−１から入ったパケットはパケット内の転送先の情報を元に切り替えスイッチ２２を介して残るポート２１−２、２１−３、３１−４の何れかに送られる。
ポート２１−３が選択されたとすると、パケットはポート２１−３のセレクタ２３に入力される。このセレクタ２３にはポート２１−２、２１−４からのパケットも入力可能であるが、処理内容を決定すれば各使用経路も一意に決まるため、ポート２１−３のセレクタ２３では、ポート２１−１からのパケットのみをポート２１−３から出力するように設定すれば良い。
このとき、同時にポート２１−３からポート２１−４、ポート２１−２からポート２１−１、ポート２１−４からポート２１−２への経路も同時に設定でき、最大４つの経路を同時に設定でき、全体のデータ転送速度が大幅に向上する。また、切り替えスイッチ２２をどれか１つの出力ポート選択に使うのではなく、複数の出力ポートを同時に選択できるように使えば、複数のモジュールに同時に同じデータを送ることができる。
【０００８】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の概念図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態の単一のパケットスイッチ１１の代わりに、そのパケットスイッチ（ＰＳ）を複数（ＰＳ１〜ＰＳ７）用意して任意のパケットスイッチ間を独立した経路で結んだパケットスイッチ網に拡張したものである。その際に不必要な経路については省略して構わない。
モジュール間をすべて直接接続する何十ポートもある巨大なスイッチを開発するのは内部経路数が天文学的になるため実現不可能であるが、図３のような階層化したパケットスイッチ網を画像形成装置内部のデータ転送に用いることで、比較的小規模で非常に柔軟な画像形成装置を構成できる。
同一データを扱う処理モジュールをできるだけ近くのパケットスイッチに接続しておけば、遠方のモジュールへのデータ転送はさほど発生しないと考えられるので、スイッチ網レベルでの経路数はさらに削減できる。
なお、図３において同一機能の４つの処理モジュール１５が有り、それぞれに２つのポートが接続されているが、処理時間のかかるモジュールについてはこの様に複数の同一機能モジュールを用意して負荷分散し、ポートも増やして転送能力を増大することで、他の処理と同等の時間で処理が終わるよう調整できる。そのため、全体の処理能力を高められる。この場合も入力モジュール１２から入力される処理データの情報などから経路制御部１８が最適な接続経路を選択することにより、待機時間のないより高速な処理を行なう。
【０００９】
図３において入力モジュール１２は２つ示されているが、最近の画像形成装置が複写機、プリンタ、ＦＡＸなど入力モジュール１２が複数ある場合を示している。このように複数の入力モジュール１２がある場合には経路制御部１８はそれぞれの入力モジュール１２からの処理データの情報を取得し、装置全体としてもっとも効率の良い経路を定める。
また入力モジュール１２によって優先度を決めておいて、優先度の高い処理を先に行なうように経路を定めても良い。例えばＦＡＸなど即時性がないものは優先度を低くし、コピーなどすぐに画像を出力させたいものなどは優先度を高くしておく。
入力されるデータの種類によって優先度を定めても良い。データが処理に時間のかかるものと経路制御部１８が判断した場合には、それらを行なう処理を優先的に処理させるように経路を組む（例えばカラー処理と白黒処理）。また、他のデータ処理中に急ぎで印刷しなければならないデータが来た場合には、急ぎの印刷を優先し、それまでの処理はメモリ１６、１７に貯めるなどの経路を選択することもできる。優先度が高い印刷（急ぎの印刷）かどうかは、ユーザからの指定度コマンドを送ることにより判断（決定）することが可能となる。
上記優先度は必要に応じて動的に変えられるようにする。例えば、複数ページの印刷時に１枚だけカラー画像があった場合には、途中でカラー画像に対する処理経路を増やしパラレル処理で行なえるようにする。また、ＦＡＸ受信の出力中にコピーやプリンタなどの優先度が高いものが入力された場合には、途中でコピーなどの優先度が高いものに処理を割り振り出力できるようにする。このときＦＡＸ処理はメモリ１６、１７などに貯めておき、コピー処理が終わり次第出力する。
【００１０】
図４〜図６は本発明の画像形成装置におけるデータ転送経路変更の第１〜第３の例を示す説明図である。図４〜図６に示した画像形成装置は、スキャナ３１（入力モジュール１２）、プロッタ３２（出力モジュール１３）と外部端末３３を２つ（イーサーネット、ＦＡＸ端末）を持っており、スキャナ３１とプロッタ３２を結べはコピー、スキャナ３１とＦＡＸ端末を結べはＦＡＸ送信、イーサーネットとプロッタ３２を結べばプリンタ、ＦＡＸ端末とプロッタ３２を結べばＦＡＸ受信として使用できるような複合画像形成装置である。
図４はスキャナ３１からプロッタ３２へ画像データが送られて印刷を行なっている際に、イーサーネットとＦＡＸ端末からもデータが送られてきた場合を示している。
コピーへの優先順位が高いため、スキャナ３１からプロッタ３２へ画像データを送り続けるが、同時にＰＳ１１の切り替えによりＦＡＸ端末からのデータはメモリ１６（１７）へ、プリンタからのデータは処理２（例えば圧縮データの伸長）された後メモリ１６（１７）に格納されるような経路が選択される。
図５はスキャナ３１からのデータをイーサネット（登録商標）を通して外部へ送りながら、ＦＡＸ受信したデータをプロッタ３２へ出力させる経路を選んだ場合を示す。
図６は画処理部、処理１、２及びＰＳ１１が複数ポート持っており、並行処理が可能な装置の場合で、スキャナ３１から画像データが処理１、処理２の処理が行なわれてプロッタ３２へ送られる間に、イーサネット（登録商標）からプリンタデータが送られてきたところを示している。
この場合、スキャナ３１からの処理に余裕がある場合には、プリンタの処理（赤線）も処理２まで行なわせてメモリ１６（１７）またはＨＤＤに蓄えておくような経路が１つのライン分選択されている。その後プリンタデータの処理が終了しだい、プリンタ処理に使用されていた経路がスキャナ３１からプロッタ３２の接続に戻される。スキャナ３１からの処理が終了後プリンタデータが出力されるような経路が選択される。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項  １、２によれば、入力データの情報により、最適な処理経路が選択され高速に画像処理を行うことができる。
請求項２によれば、並列処理ができる場合には、そのような処理を行なわせるような処理経路を組むことで、より高速に画像処理を行うことができる。
請求項３によれば、複数の入力が同時に合った場合にも最適な処理経路を選択することができ、他の処理中にもある程度の画像処理ができる。
請求項４、５によれば、優先順位を定めることで、必要なものから画像処理できるようになる。
請求項６によれば、動的な切り替えを行なうことで、より高速な画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概念図である。
【図２】パケットスイッチの構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の概念図である。
【図４】本発明の画像形成装置におけるデータ転送経路変更の第１の例を示す説明図である。
【図５】本発明の画像形成装置におけるデータ転送経路変更の第２の例を示す説明図である。
【図６】本発明の画像形成装置におけるデータ転送経路変更の第３の例を示す説明図である。
【図７】従来例に係る画像形成装置の概念図である。
【符号の説明】
１１  パケットスイッチ
１２  入力モジュール
１３  出力モジュール
１４、１５  処理モジュール
１６、１７  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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