CN1991611A - 图像处理装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像处理装置，包括：CPU(401)，设置其激活条件以根据所设置的激活条件控制对图像数据的处理速度；FPGA(403)用作激活模式设置电路，用于将存储在PROM(402)中的激活数据加载到电路设置存储器(404)中，并在激活CPU(401)时设置激活模式。FPGA(403)向CPU(401)输出激活模式设置信号，并且CPU被以所设置的激活模式激活。CPU(401)在被激活后，遵循预定的处理步骤，并执行控制操作，将存储在存储部分(410)中的电路设置数据加载到电路设置存储器(404)中。因此，FPGA(403)构造为具有期望的功能的电路，在激活CPU时还构造为激活模式设置电路。

Description

图像处理装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种包括控制器的图像处理装置和图像形成装置，其中，设置控制器的激活(activation)条件以根据所设置的激活条件来控制对图像数据的处理速度。

背景技术

近年来，随着由因特网所表现出来的信息处理速度的增加或者信息量的增加，具有扫描功能、打印机功能、传真机功能等的、诸如数字复合机或打印机的图像形成装置被应用于各种商业场合，并且被许多用户使用在从小型办公室到大型机构的场所中。

另一方面，由于用户对于图像形成装置的需求的多样性，图像形成装置具有多种多样的功能，并且仍存在着对更多产品的需求。这种产品的例子包括具有低打印或复印速度的相对低价格、小尺寸的装置；能够执行高速处理并具有诸如通信网络功能的许多功能的高价格、大尺寸装置；位于两者之间的中等尺寸的装置；或者彩色或纯黑白装置。

传统上，这种图像形成装置由多个单元构成，例如用于读取文档的扫描部分、用于在记录纸上打印图像的打印部分、以及用于控制扫描部分和打印部分并处理图像数据的图像处理部分。具有最佳规格的扫描部分和打印部分是根据图像形成装置的类型从各种规格的扫描部分和打印部分中选择出来的。因此，为了不考虑扫描部分和打印部分在功能或规格上的差异而对扫描部分和打印部分进行控制，图像处理部分包括以预设激活条件激活的CPU，并且由所述CPU来对整个图像处理部分进行控制。

此外，在多个单元组合的情况下，为了简化对装置中的程序或数据的管理，举例来说，提出了一种图像形成装置，其能够简化对多个单元之间的存储设备中的程序或数据的管理，并且能够通过在图像形成设备的主机或主设备中提供集中存储用来控制其它单元的程序或数据的存储器设备、并在初始化时将所存储的程序或数据传输到另一单元中的可重写存储器设备中，来避免诸如与单元部分改变相关的错误操作的麻烦(例如，见日本专利申请公开文件No.5-297654(1993))。

发明内容

但是，在日本专利申请公开文件No.5-297654(1993)的图像形成装置中，由于在图像形成装置的主机中集中管理用于控制其它单元的程序或数据，因此必须预先存储大量程序和数据以控制不同种类的外部单元，因此存在安装的存储器的容量显著增加且成本提高的可能性。

并且，在传统的例子中，为了根据扫描部分和打印部分的功能或规格设置CPU的激活条件，需要专门用来设置CPU激活条件的设置电路，因此存在硬件资源增加且成本提高的可能性。

为解决上述问题而提出本发明，本发明的目的是提供一种图像处理装置和图像形成装置，其包括集成电路元件，所述集成电路元件具有存储器，并且能够被设置，以便根据要写到存储器中的信息起作用，并且，能够通过根据由所述集成电路元件写在存储器中的信息设置所述控制器的激活条件来有效地利用硬件资源。

本发明的另一个目的是提供一种图像处理装置，即使在该装置位于较远的位置时，其也能够通过使控制器从外部源获得信息而被容易地维护。

本发明的再一个目的是提供一种图像处理装置，其能够通过使控制器确定该控制器是否被以设置的激活条件激活，来确认该装置是否根据设置而运行并能够提高该装置的质量。

本发明的再一个目的是提供一种图像处理装置，其中，当控制器不是被以设置的激活条件激活时，即使在出现了控制器没有被以期望的激活条件激活的异常状态时，该控制器也能够获得用于设置激活条件的信息，并将获得的信息写到存储器中，以使控制器返回到期望的激活条件，从而能够进一步提高维护性能。

根据本发明的一种图像处理装置的特征在于包括：控制器，能够被以多种激活条件设置，用于根据设置的激活条件来控制对图像数据的处理速度；以及集成电路元件，其具有存储器，并且能够被设置，以便根据写到存储器中的信息而起作用，其中所述集成电路元件根据写到存储器中的信息来设置所述控制器的激活条件。

根据本发明的图像处理装置的特征在于，控制器从外部源获得信息。

根据本发明的图像处理装置的特征在于，由控制器确定该控制器是否被以设置的激活条件激活。

根据本发明的图像处理装置的特征在于，如果控制器不是被以设置的激活条件激活，则该控制器获得用于设置激活条件的信息，并将所获得的信息写到存储器中。

根据本发明的图像处理装置的特征在于，所述集成电路元件是FPGA(现场可编程门阵列)。

一种根据本发明的图像形成装置的特征在于，包括：上述图像处理装置，用于通过处理图像数据来生成图像形成数据；以及图像形成部分，用于根据由该图像处理装置生成的图像形成数据形成图像。

在本发明中，当控制器(例如，CPU)被以期望的激活条件(例如，由CPU的操作时钟频率显示的条件)激活时，集成电路元件(诸如例如FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件))将信息写到配备在该集成电路元件上的存储器中，以便集成电路元件被构造(construct)为用于设置控制器的激活条件的设置电路。由此，集成电路元件以期望的激活条件激活控制器。当控制器被激活时，如果重新写入信息以使集成电路元件实现另一个期望的功能，则集成电路元件不仅被用作用来设置控制器的激活条件的电路，而且还用作用来实现期望的功能的电路。因此，无需提供专门用来设置激活条件的设置电路。

在本发明中，从外部源获得信息。例如，通过网络、通信线等获得存储在外部存储设备中的信息。

在本发明中，控制器确定该控制器是否被以设置的激活条件激活。因此，如果需要将集成电路元件构造成用于设置控制器的激活条件的电路，则会确认控制器是否被根据设置而激活。

在本发明中，当控制器不是被以设置的激活条件激活时，控制器获得用于设置激活条件的信息。控制器将所获得的信息写到存储器中。从而，即使在出现了控制器没有被以期望的激活条件激活的异常条件时，控制器也能返回到期望的激活条件。

根据本发明，通过包括具有存储器且能够被设置，以根据写到存储器中的信息而运行的集成电路元件，以及通过由所述集成电路元件根据写在存储器中的信息来设置所述控制器的激活条件，可以将集成电路元件不仅作为用于设置控制器的激活条件的电路，而且作为用于实现期望的功能的电路，并且可以消除对于专门用来设置激活条件的电路的需要，并可以有效地利用硬件资源。

根据本发明，由于控制器从外部源获得信息，因此可以通过例如网络、通信线等获得存储在外部存储设备中的信息。因此，即使在装置位于较远的位置时，也可以容易地改变集成电路的功能，并可以容易地维护。

根据本发明，由于控制器确定该控制器是否被以设置的条件激活，因此可以确认控制器是否是按照设置工作，从而可以提高装置的质量。

根据本发明，如果控制器不是处于设置的激活条件，则获得用于设置激活条件的信息，并且将所获得的信息写到存储器中。因此，即使在出现了没有以期望的激活条件激活控制器的异常情况时，也可以将控制器返回到期望的激活条件，从而可以进一步提高维护性能。

从以下的具体说明和附图，本发明的上述和其它目的和特征将更加全面地变得清楚。

附图说明

图1是作为根据本发明的包括图像处理装置的图像形成装置的一个例子的数字复合机的前侧的示意图；

图2示出作为根据本发明的包括图像处理装置的图像形成装置的一个例子的数字复合机的内部结构的方框图；

图3示出作为根据本发明的图像处理装置的一个例子的图像处理控制器的内部结构的方框图；以及

图4示出图像处理控制器的处理步骤的流程图。

具体实施方式

下面的描述将根据附图示出的本发明的实施例来解释本发明。图1是作为根据本发明的包括图像处理装置的图像形成装置的一个例子的数字复合机的前侧的示意图；在图1中，1是用于放置文档的玻璃台板。自动文档馈送器2安装在台板1上方。图像读取部分100被设置在台板1下方，并且图像形成部分200被放置在图像形成部分100的下方。

图像读取部分100包括：以往复的方式平行于台板1的下表面移动的扫描单元3和4；光学透镜5；作为光电转换元件的CCD行传感器6；以及图像读取控制器30等。扫描单元3包括用于将激光照射到放置在台板1上的文档上的光源3a，用于将文档反射的激光引导到预定光学路径的镜子3b等。此外，扫描单元4包括用于将文档反射的激光引导到预定光学路径的镜子4a和4b等。

光学透镜5将从扫描单元4引导来的激光聚焦到CCD行传感器6的预定位置上。CCD行传感器6对聚焦的光学图像进行光电转换，并输出电信号。CCD行传感器6读取彩色图像，并向图像读取控制器30输出通过将该彩色图像分解成R(红)、G(绿)和B(蓝)色彩分量而获得的图像数据。图像读取控制器30控制整个图像读取部分100。后面会对图像读取控制器30的细节进行描述。

图像形成部分200在中央包括分别与黑色(K)、青色(C)、洋红色(M)和黄色(Y)相对应的图像形成站(station)Sa、Sb、Sc和Sd。图像形成站Sa、Sb、Sc和Sd在水平方向上从纸张传送路径的上游侧以Sa、Sb、Sc和Sd的顺序排列。与黑色相对应的图像形成站Sa包括被动旋转的光敏鼓8a、用于在光敏鼓8a的表面上均匀地充以单一极性的电荷的充电器9a、用于通过光电导作用在光敏鼓8a的表面上形成静电潜像的光学写单元7a、用于对形成在光敏鼓8a的表面上的静电潜像进行显影的显影设备10a、以及用于将光敏鼓8a表面上的调色剂图像转印到中间(intermediate)转印带18上的转印放电器12a、用于去除残留在光敏鼓8a上的调色剂的清洗设备11a等。

光学写单元7a包括用于发射根据图像形成数据调制的点光(dot light)的半导体激光元件(未示出)、用于使由半导体激光元件发射的激光偏转到主扫描方向的多面镜(polygon mirror)71a、用于将由多面镜71a偏转的激光聚焦到光敏鼓8a的表面上的透镜72a、镜子73a和74a等。由于光学写单元7b、7c和7d具有与光学写单元7a类似的结构，因此省略对它们的解释。

注意，可以使用由发光二极管阵列和聚焦透镜阵列构成的LED头(光学写光学系统)来代替使用半导体激光元件的光学写单元7a。LED头与使用半导体激光元件的光学写单元7a相比具有更小的尺寸，并且由于LED头没有可移动部件，因而其没有噪声。因此，对于需要多个光学写单元的图像形成设备，诸如串联式数字彩色复合机，可以适当地使用LED头。

由于分别与青色、洋红色和黄色相对应的图像形成站Sb、Sc和Sd具有与图像形成站Sa相似的功能，因此省略对它们的解释。

转印和传送带机构25设置在图像形成部分Sa、Sb、Sc和Sd的下方。转印和传送带机构25包括驱动辊14、从动辊15、备份(backup)辊16、绕在各个辊上的中间转印带18等。中间转印带18在转印放电器12a、12b、12c和12d附近与光敏鼓8a、8b、8c和8d接触。用于去除残留在中间转印带18上调色剂的清洗设备17，被设置在从动辊15下方。

在转印和传送带机构25的下方配备了纸张馈送机构21。纸张馈送机构21将存放在纸盘中的一堆纸一次分离出一张，并将其提供给第二转印和传送带单元22。第二转印和传送带单元22根据图像形成时序将纸张提供和传送给其上形成图像的中间转印带18，以便由设置在备份辊16附近的第二转印放电器20将图像从中间转印带18转印到纸张上。在第二转印和传送带单元22下游侧配备有定影设备19，其用于将再次转印和形成的调色剂图像定影在纸张上。由排出辊23将通过定影设备19的定影辊的纸张排出到排纸盘24上。

图像处理控制器40控制整个图像形成装置，并且图像形成控制器50控制整个图像形成部分200。后面将说明图像处理控制器40和图像形成控制器50的细节。

图2是示出作为根据本发明的包括图像处理装置的图像形成装置的一个例子的数字复合机的内部结构的方框图，而图3是示出作为根据本发明的图像处理装置的一个例子的图像处理控制器40的内部结构的方框图。

图像读取控制器30包括微控制器301、读取图像处理部分302、存储部分303、接口部分304等，并将通过读取文档获得的图像数据通过读取图像处理部分302输出到图像处理控制器40。

读取图像处理部分302将从CCD行传感器6输出的模拟电信号转换成数字信号，并将转换后的图像数据输出到图像处理控制器40。存储部分303存储用来对图像读取控制器30的操作进行控制的程序和数据。

接口部分304输出控制信号，以用于驱动和控制用来驱动扫描单元3和4的马达(未示出)，并且接口部分304还从图像读取部分100中的各种传感器(例如文档传送检测传感器、激光接收传感器等)获得信号。

微控制器301控制整个图像读取控制器30，并向图像处理控制器40给出信号和从图像处理控制器40接收信号。

图像处理控制器40包括CPU 401(控制器)、PROM 402、FPGA(现场可编程门阵列)403、接口部分405、网络接口部分406、信号发送和接收部分407、图像处理单元408、图像存储器409、存储部分410等；图像处理控制器40根据从图像读取控制器30获得的图像数据，或者根据通过计算机网络从外部个人计算机等获得的图像数据，生成用于形成图像的图像形成数据，并将生成的图像形成数据输出到图像形成控制器50。

PROM 402预先存储激活数据，该激活数据用于在图像形成装置被提供以电源时设置CPU 401的激活模式(例如，用于确定CPU 401的内部时钟与CPU总线的操作时钟之间的比率，CPU总线上的数据类型的差等)。当提供电源时，存储在PROM 402中的激活数据被加载到FPGA 403中。注意，在FPGA 403中预先构造了用于向FPGA 403加载激活数据的加载电路。

FPGA 403包括电路设置存储器404，并且，FPGA 403例如具有如下结构，其中，使用能够生成任意逻辑电路的功能生成器作为一个逻辑块，许多逻辑块被排列和连接在网格状线路中，并且由FPGA 403控制的开关连接到线路的交叉点。因此，通过改变要加载到电路设置存储器404中的数据，可以实现任意逻辑功能。

通过将存储在PROM 402上的激活数据加载到电路设置存储器404，FPGA 403用作激活模式设置电路，以用于设置激活CPU 401时的激活模式。被构造为激活模式设置电路的FPGA 403向CPU 401输出激活模式设置信号。结果，CPU 401被以所设置的激活模式激活。

通过根据激活模式改变CPU 401的操作时钟的频率，可以改变图像处理控制器40的处理速度。例如，可以将从图像读取控制器30输入图像数据时的输入速度(图像数据的转印速度)和向图像形成控制器50输出在图像处理控制器40中生成的图像形成数据时的输出速度(图像形成数据的转印速度)设置为期望的值。因此，即使在图像读取部分100的文档读取速度或图像形成部分200的图像形成速度(打印速度)根据功能或规格而变化时，也可以将图像处理控制器40设置到最佳处理速度。

操作部分26是触摸板类型的操作板，并且包括各种键和开关，用于从用户或服务人员接收操作指令(例如，接通电源、终止处理等)；以及液晶显示器，用于向用户显示给出的显示信息。当执行供电的操作时，操作信号通过操作部分26输出到FPGA 403，并且存储在PROM 402中的激活数据被加载到FPGA 403。

接口部分405具有向数字复合机中的各种类型的传感器以及电源监控电路(未示出)给出信号、并从它们接收信号的接口功能。

网络接口部分406具有通信功能，用于向外部个人计算机(下文中称为“PC”)给出图像数据，并从PC接收图像数据。图像处理控制器40通过网络接口部分406接收由PC创建的图像数据，并将所接收的图像数据输出到图像处理单元408。

存储部分410由快闪EEPROM、HDD等构成，并且存储用于对图像处理控制器40的操作进行控制的程序和数据。并且，存储部分410存储用于构造FPGA 403的电路设置数据，FPGA 403被设计成激活模式设置电路以及用于在CPU 401激活之后实现另一个期望的功能的电路。激活的CPU 401遵循预定的处理步骤，并执行控制操作，以将存储在存储部分410中的电路设置数据加载到电路设置存储器404中。因此，不仅可以在激活CPU 401之后将FPGA 403构造为具有期望的功能的电路，而且还可以在激活CPU 401时将其构造成CPU 401的激活模式设置电路，并且，可以有效地利用硬件资源。

信号发送和接收部分407向图像读取控制器30和图像形成控制器50中的微控制器301和501给出信号，并从它们接收信号。因此，图像处理控制器40控制图像读取控制器30和图像形成控制器50的操作。

图像处理单元408通过对通过图像读取控制器30或网络接口部分406获得的图像数据执行诸如浓度转换、色调校正和滤波的期望的处理，来生成用于打印的图像形成数据，并将所生成的图像形成数据输出到图像形成控制器50。此外，图像处理单元408将正在处理的图像数据适当地存储到图像存储器409中。

CPU 401不仅控制图像处理控制器40的所有操作，而且还控制图像形成装置的所有操作。换言之，CPU 401根据由存储在存储部分410中的控制程序示出的控制步骤来对图像处理控制器40和图像形成装置的操作进行控制。

CPU 401在被以激活模式激活之后，使用安装在CPU 401中的性能确认电路，并自行检查是否被以设置的激活模式激活。如果CPU 401没有备以设置的激活模式激活，则其报告激活模式(例如，通过操作部分26)，通过网络接口部分406获得存储在预定外部存储设备(未示出)中的激活数据，并将获得的激活数据加载到电路设置存储器404，以便再次将FPGA 403构造成激活设置电路。结果，以预定激活模式重新激活CPU 401。注意，除了通过网络接口部分406使用外部存储设备获得激活数据之外，还可以使用USB存储器获得激活数据。

图像形成控制器50包括微控制器501、光学写单元控制器502、存储部分503、接口部分504等，并且图像形成控制器50获得从图像处理控制器40输出的图像形成数据。

光学写单元控制器502将从图像处理控制器40输出的图像形成数据输出到光学写单元7a、7b、7c和7d。

存储部分503存储用于对图像形成控制器50的操作进行控制的程序和数据。

接口部分504给出和接收用于对显影设备10a到10d、光敏鼓8a到8d、转印放电器12a到12d、定影设备19以及诸如转印和传送带机构25的传送系统进行控制的信号。

微控制器501控制整个图像形成控制器50，并且还向图像处理控制器40给出信号，并从其接收信号。

接下来将解释图像处理控制器40的操作。图4示出图像处理控制器40的处理步骤的流程图。图像处理控制器40确定是否执行了接通电源的操作(S11)。如果没有执行接通电源的操作(S11：否)，则图像处理控制器40继续步骤S11的操作，并一直等到执行了接通电源的操作。

如果执行了接通电源的操作(S11：是)，则图像处理控制器40将存储在PROM 402上的激活数据加载到电路设置存储器404(S12)。从而图像处理控制器40将FPGA 403构造为激活模式设置电路(S13)。

根据从FPGA 403输出的激活模式设置信号，图像处理控制器40激活CPU 401(S14)。利用激活的CPU 401的自检功能，图像处理控制器40确定CPU 401是否被以设置的激活模式激活(S15)。如果CPU 401不是以设置的激活模式激活(S15：否)，则图像处理控制器40报告激活模式(S16)，通过网络接口部分406获得激活数据(S17)，并继续执行步骤S12及之后的处理。

如果CPU 401被以设置的激活模式激活(S15：是)，则图像处理控制器40将存储在存储部分410中的用来实现预定功能的电路设置数据加载到电路设置存储器404中(S18)。从而，图像处理控制器40将FPGA 403构造成预定功能电路(S19)。

图像处理控制器40确定是否存在图像数据(S20)。如果存在图像数据(S20：是)，则图像处理控制器40获得图像数据(S21)，并通过对所获得的图像数据执行预定处理来生成图像形成数据(S22)。图像处理控制器40输出图像形成数据(S23)，并确定是否存在终止处理的请求(S24)。如果没有终止处理的请求(S24：否)，则图像处理控制器40继续步骤S20及之后的处理。

另一方面，如果不存在图像数据(S20：否)，则图像处理控制器40继续步骤S24及之后的处理。如果存在终止处理的请求(S24：是)，则图像处理控制器40终止处理。

如以上所解释的，在本发明中，通过在激活CPU 401时使用FPGA 403，不仅可以将FPGA 403用作CPU 401的激活模式设置电路，还可以在激活CPU401之后将其用作用于实现期望的功能的电路，因此可以消除对于专门用作激活模式设置电路的电路需要，并且可以有效地利用硬件资源。此外，可以通过网络、通信线等获得存储在外部存储设备中的激活数据，并且，即使在数字复合机位于较远位置时，也可以容易地改变FPGA 403的功能，并且可以容易地进行维护。此外，可以确认CPU 401是否是以设置的激活模式被激活，并且可以提高数字复合机的质量。并且，即使在出现了CPU 401没有以期望的激活模式激活的异常状态时，也可以使CPU 401返回到期望的激活模式，从而进一步提高维护性能。

在上述实施例中，图像处理控制器40的结构仅仅是一个例子，而本发明并不局限于此。例如，在图像处理控制器40中，可以由FPGA 403来实现在激活CPU 401后开始操作的部件的一部分(例如，功能电路等)。还可以构造图像处理控制器40，以使其适当地分担由CPU 401执行的处理和由FPGA 403执行的处理。

尽管上述实施例示出了使用FPGA(现场可编程门阵列)作为集成电路元件的结构，但是本发明并不局限于此，而是也可以使用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和其它器件，只要作为硬件结构其可以重复地改变。

尽管上述实施例示出了存储器部分410、接口部分405等连接到CPU总线地结构，但是本发明并非局限于此，而是可以将芯片组连接到CPU总线，并通过通用总线将存储器部分410、接口部分405等连接到该芯片组。在这种情况下，可以统一并简化CPU 401与芯片组之间的CPU总线以获得高速度，并且芯片组可以通过通用总线来控制各个部分之间的信号发送和接收。

尽管上述实施例示出了诸如中间转印类型的数字彩色复印机的图像形成装置，但是本发明并不局限于此，而是可以应用于直接转印类型的图像形成装置。此外，尽管解释了所谓的多级类型图像形成装置，但是本发明并不局限于此，而是可以是单一型图像形成装置。

Claims (6)

1、一种图像处理装置，包括：

控制器，能够被以多种激活条件设置，用于根据设置的激活条件来控制对图像数据的处理速度；以及

集成电路元件，其具有存储器，并且能够被设置以根据写到该存储器中的信息而起作用，其中

所述集成电路元件根据写到所述存储器中的信息来设置所述控制器的激活条件。

2、如权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述控制器从外部源获得信息。

3、如权利要求1或2所述的图像处理装置，其中，所述控制器确定该控制器是否被以设置的激活条件激活。

4、如权利要求3所述的图像处理装置，其中，如果所述控制器不是被以设置的激活条件激活，则所述控制器获得用于设置激活条件的信息，并将所获得的信息写到所述存储器中。

5、如权利要求1或2所述的图像处理装置，其中，所述集成电路元件是现场可编程门阵列。

6、一种图像形成装置，包括：

如权利要求1或2所述的图像处理装置，用于通过处理图像数据来生成图像形成数据；以及

图像形成部分，用于根据由所述图像处理装置生成的图像形成数据形成图像。

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