图像形成设备的制作方法

专利名称：图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及由包括具有分层结构的多个CPU组的分布式控制系统所实现的图像 形成设备。
背景技术：
针对使用电子照相系统的图像形成设备的打印机装置控制，进行使用一个CPU的 集中式控制。由于集中式控制因而使CPU负荷增加，这要求更高性能的CPU。另外，随着打 印机装置的负荷增加，需要从CPU板到远距离的负荷驱动器单元布置控制通信线束，并且 需要大量长的控制通信线。为了解决这些问题，高度关注将构成电子照相系统的控制模块 分配至子CPU的控制形式。在除复印机以外的几个控制设备产品领域中，已经提出了通过将各个部分模块控 制功能分布至多个CPU来构成控制系统的例子。例如，将分布式控制系统应用于车辆的系 统等。然而，与集中式控制不同，在该分布式控制系统中，需要严格检测错误以使多个板 (CPU)彼此协作地正常工作。例如，日本特开2006-191338提出了监视通过多个总线定期发送的定期消息、并 根据这些定期消息的通信状况检测故障装置的网关设备。日本特开2002-301997提出了用 于通过从故障诊断设备发送伪控制信息来容易地指定机动车的故障原因的技术。然而，这些传统技术具有以下问题。在多个CPU进行协作控制的分布式控制系统 中，分别检查进行协作控制的CPU的操作、并在发生错误时指定故障部位很重要。可以通过 布置集中监视故障的装置来确认故障节点。然而，需要监视专用的节点并且这增加了成本。 在具有分层结构的系统中，当仅使用上层的通信量来判断故障时，难以指定具体的故障部 位。在测试模式下检测故障部位是有效的。然而，当将测试模式应用于图像形成设备 时，在由于操作期间的故障因而发生卡纸时，测试的内容受到限制。此外，在发生动态时刻 错误时或在操作期间的紧急停止处理中，难以在测试模式下检测故障部位。

发明内容
本发明使得能够实现采用分布式控制系统并且提高了各控制单元的错误检测精 度的图像形成设备。本发明的一个方面提供一种图像形成设备，包括主控制单元，用于控制在打印材 料上形成图像的所述图像形成设备；子主控制单元，其由所述主控制单元经由第一信号线 控制，并用于控制用于进行图像形成的功能；从控制单元，其由所述子主控制单元经由第二 信号线控制，并用于控制用于实现所述功能的负荷；以及连接桥，其在所述主控制单元和所 述从控制单元之间连接，其中，所述主控制单元使用所述第一信号线、所述第二信号线和所 述连接桥至少之一进行针对所述图像形成设备的错误的诊断处理。本发明的另一个方面提供一种图像形成设备，包括主控制单元，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备；第一子主控制单元，其由所述主控制单元经由第一 信号线控制，并用于控制用于进行图像形成的功能；第一从控制单元，其由所述第一子主控 制单元经由第二信号线控制，并用于控制用于实现所述功能的负荷；第二子主控制单元，其 由所述主控制单元经由所述第一信号线控制，并用于控制用于进行图像形成的功能；第二 从控制单元，其由所述第二子主控制单元经由第三信号线控制，并用于控制用于实现所述 功能的负荷；以及连接桥，其在所述第一从控制单元和所述第二从控制单元之间连接，其 中，所述主控制单元使用所述第一信号线、所述第二信号线、所述第三信号线和所述连接桥 至少之一进行针对所述图像形成设备的错误的诊断处理。根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。


图1是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的概述的立体图；图2是示出根据第一实施例的图像形成单元300的配置的示例的截面图；图3是示意性示出根据第一实施例的主CPU、子主CPU和从CPU之间的连接的框 图；图4是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的控制板的示例的图；图5是示出根据第一实施例的从CPU 802的配置的示例和装置连接的图；图6是用于解释由根据第一实施例的CPU 1401对步进马达的控制的图；图7是用于解释由根据第一实施例的CPU 1401对电磁线圈的驱动的图；图8是示出根据第一实施例的从CPU 602和603的配置的示例以及装置连接的 图；图9A和9B是在根据第一实施例的操作检查时各个控制单元中的序列图；图10A和10B是示出根据第一实施例的详细诊断处理的序列的流程图；图11A和11B是示出当根据第一实施例诊断输送模块A 280时的命令流程的图；图12A和12B是示出当根据第一实施例诊断输送模块A 280时的命令流程的图； 以及图13是示出当根据第一实施例诊断图像形成模块282时的命令流程的图。
具体实施例方式现在将参考附图来详细说明本发明的实施例。应当注意，除非另外特别说明，在这 些实施例中陈述的组件的相对布置、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。第一实施例图像形成设备的配置以下将参考图1至13来说明第一实施例。图1是示出根据第一实施例的图像形 成设备1000的概述的立体图。图像形成设备1000包括自动原稿进给器(DF) 100、图像读取单元200、图像形成单 元300和操作单元10。如图1所示，将图像读取单元200安装在图像形成单元300上。将 自动原稿进给器100安装在图像读取单元200上。图像形成设备1000使用多个控制单元 (CPU)来实现分布式控制。后面将参考图3来说明各CPU的配置。
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自动原稿进给器100将原稿自动输送至原稿玻璃上。图像读取单元200通过读 取从自动原稿进给器100输送来的原稿，输出图像数据。图像形成单元300基于从自动原 稿进给器100输出的图像数据或者从经由网络所连接的外部设备输入的图像数据，在打印 材料上形成图像。操作单元10包括允许用户进行各种类型的操作的⑶I (Graphical User Interface,图形用户接口)。操作单元10包括触摸面板等的显示单元，并且可以向用户呈 现信息。图像形成单元将参考图2来详细说明图像形成单元300。图2是示出根据第一实施例的图像形 成单元300的配置的示例的截面图。根据本实施例的图像形成单元300采用电子照相系统。 注意，图2中作为附图标记的后缀的字母Y、M、C和K表示与黄色、品红色、青色和黑色调色 剂相对应的各个引擎。在以下说明中，将由不具有字母Y、M、C和K作为后缀的附图标记来 表示与所有类型的调色剂相对应的引擎。将由具有字母Y、M、C和K作为后缀的附图标记来 表示各个引擎。用于形成全色静电图像的、用作图像承载体的感光鼓(简称为“感光构件”)225被 设置为利用马达沿由箭头A所表示的方向转动。感光构件225被一次充电器221、曝光单元 218、显影单元223、转印单元220、清洁器单元222和除电器271所围绕。显影单元223K用于单色显影，并且利用K调色剂对感光构件225K上的潜像进行 显影。显影单元223Y、223M和223C用于全色显影，并且利用Y、M和C调色剂分别对感光构 件225Y、225M和225C上的潜像进行显影。转印单元220将以各颜色被显影在感光构件225 上的调色剂图像一次转印至用作中间转印构件的转印带226上。结果，重叠了四种颜色的 调色剂图像。转印带226跨越辊227、228和229。辊227用作连接至驱动源以驱动转印带226 的驱动辊。辊228用作用于调整转印带226的张力的张力辊。辊229用作作为二次转印单 元231的转印辊的垫辊。转印辊驱动单元250是用于使二次转印单元231接触转印带226 或与转印带226分离的驱动单元。在转印带226下方，在该带通过二次转印单元231的位 置之后布置有清洁器刮板232。该刮板从转印带226刮落残留调色剂。定位辊255、进给辊对235以及垂直路径辊对236和237将纸盒240和241以及手 动纸张进给单元253中所存储的打印材料(打印薄片)进给至作为二次转印装置231和转 印带226之间的接触部的辊隙部。此时，转印辊驱动单元250使二次转印单元231接触转 印带226。在该辊隙部处，转印带226上所形成的调色剂图像被转印至打印材料上。之后， 定影装置234对转印至打印材料上的调色剂图像进行热定影。然后，该打印材料被排出至 设备外部。纸盒240和241以及手动纸张进给单元253分别包括各自用于检测有无打印材料 的薄片缺失传感器243、244和245。此外，纸盒240和241以及手动纸张进给单元253分别 包括各自用于检测打印材料拾取失败的进给传感器247、248和249。以下将说明由图像形成单元300所进行的图像形成操作。在图像形成开始之后， 拾取辊238、239和254将纸盒240和241以及手动纸张进给单元253中所存储的打印材料 逐一输送至进给辊对235。当进给辊对235将打印材料输送至定位辊255时，位于紧挨定位 辊255之前的定位传感器256检测到打印材料通过。
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当定位传感器256检测到打印材料通过时，根据本实施例的设备在经过预定时间 段之后，暂时中断输送操作。结果，打印材料接触停止的定位辊255，并且输送操作停止。此 时，输送位置被固定，从而使打印材料的前端垂直于输送路径，由此校正打印材料的歪斜， 即打印材料的输送方向从输送路径偏移的状态。该处理将被称为位置校正。需要进行位置 校正，以使随后的图像形成方向相对于打印材料的倾斜最小化。在位置校正之后，启动定位 辊255以将打印材料供给至第二转印单元231。定位辊255连接至驱动源，并且在经由离合 器接收驱动力时被驱动转动。然后，通过对一次充电器221施加电压，将感光构件225的表面均勻地负充电至预 定电位。包括激光扫描器单元的曝光单元218对带电的感光构件225上的图像部进行曝光， 从而将该图像部设置为预定曝光电位，由此形成潜像。曝光单元218通过基于经由打印机 控制I/F 215从控制器460发送来的图像数据打开和关闭激光，形成与图像相对应的潜像。向显影单元223的显影辊施加针对各颜色预先设置的显影偏压。在潜像通过显影 辊位置时，利用调色剂对该潜像进行显影，并将其可视化为调色剂图像。转印单元220将该 调色剂图像转印至转印带226上。然后，二次转印单元231将该图像转印至由进给单元所 输送的打印材料上。该打印材料通过定位后输送路径268，并且经由定影输送带230被输送 至定影单元234。在定影单元234中，首先，定影前充电器251和252对打印材料充电，从而通过补 偿调色剂的吸附力来防止图像扰乱，并且定影辊233对调色剂图像进行热定影。之后，排出 挡板257将输送路径切换至排出路径258，并且排出辊270将打印材料排出至排出托盘242 上。清洁器单元222从感光构件225去除并回收残留调色剂。最终，除电器271从感光构 件225均勻去除电荷直至接近0伏，以为下一图像形成周期做准备。由于同时转印Y、M、C和K调色剂图像，因此图像形成设备1000的彩色图像形成开 始时刻允许在转印带226上的任意位置处形成图像。然而，需要在偏移时刻以消除感光构 件225Y、225M和225C上调色剂图像的转印位置的未对准的情况下确定图像形成开始时刻。在图像形成单元300中，可以从纸盒240和241以及手动纸张进给单元253连续 进给打印材料。在这种情况下，通过考虑前一打印材料的薄片长度，以这些打印材料未彼此 重叠的最短间隔从纸盒240和241以及手动纸张进给单元253进给打印材料。如上所述， 在位置校正之后启动定位辊255，并且定位辊255将打印材料供给至二次转印单元231。当 打印材料到达二次转印单元231时，定位辊255再次暂时停止，从而以与前一打印材料相同 的方式校正后一打印材料的位置。将详细说明用于在打印材料的反面上形成图像的操作。当在打印材料的反面上形 成图像时，首先在该打印材料的正面上形成图像。当仅在正面上形成图像时，定影单元234 首先对调色剂图像进行热定影，然后将该打印材料直接排出至排出托盘242。当要在反面上 连续形成图像时，在由传感器269检测到打印材料时，排出挡板257将输送路径切换至反面 路径259。与此同步，驱动反转辊260转动并将打印材料输送至正面/反面反转路径261。 在打印材料在正面/反面反转路径261中输送与进给方向上的宽度相对应的距离之后，驱 动反转辊260反向转动并切换打印材料的行进方向。在承载有图像的正面面朝下的情况 下，驱动正面/反面路径输送辊262以将打印材料输送至正面/反面路径263。沿正面/反面路径263将打印材料输送至再进给辊264，并且位于紧挨再进给辊264之前的再进给传感器265检测打印材料的通过。当再进给传感器265检测到打印材料 通过时，根据本实施例的设备在经过预定时间段之后，暂时中断输送操作。结果，打印材料 接触停止的再进给辊264，并且输送操作暂时停止。此时，打印材料的位置被固定，从而使该 打印材料的前端垂直于输送路径，由此校正打印材料的歪斜，即打印材料的输送方向从再 进给路径中的输送路径偏移的状态。该处理将被称为位置再校正。需要进行位置再校正，以使随后的图像形成方向相对于打印材料的反面的倾斜最 小化。在位置再校正之后，启动再进给辊264，以在正面和反面被反转的情况下沿进给路径 266输送打印材料。后续的图像形成操作与上述针对正面的图像形成操作相同，因此将不重 复对该操作的说明。排出挡板257将输送路径切换至排出路径258。然后，正面和反面上均 承载有图像的打印材料被排出至排出托盘242。注意，图像形成单元300还可以在双面打印模式下连续进给打印材料。然而，该设 备仅包括用于在打印材料上形成图像、对所形成的调色剂图像进行定影等的一个系统。因 此，不能够在正面和反面上同时进行打印。在双面打印模式下，图像形成单元300在从纸盒 240和241以及手动纸张进给单元253进给的打印材料上、以及为进行反面打印所反转的并 被再进给至图像形成单元的打印材料上，交替形成图像。在图像形成单元300中，图2所示的负荷被分组成后面所述的四个控制块，即输送 模块A 280、输送模块B 281、图像形成模块282和定影模块283，其中，自主地控制各个控制 块。图像形成单元300还包括用于综合控制这四个控制块、以使这些块作为图像形成设备 工作的主模块284。以下将参考图3来解释各模块的控制配置。图3是示意性示出根据第一实施例的主CPU、子主CPU和从CPU之间的连接的框 图。在本实施例中，主模块284中所设置的主CPU (主控制单元/第一层控制单元)1001基 于经由打印机控制I/F 215从控制器460发送来的指令和图像数据，控制整个图像形成设 备1000。用于执行图像形成的输送模块A 280、输送模块B281、图像形成模块282和定影模 块283分别包括用于控制各自的功能的子主CPU (子主控制单元/第二层控制单元)601、
901、701和801。主CPU1001控制子主CPU 601、901、701和801。各个功能模块包括用于 使负荷工作以执行各个功能的从CPU (从控制单元/第三层控制单元)602、603、604、605、
902、903、702、703、704、705、706、802和 803。子主 CPU 601 控制从 CPU 602、603、604 和 605。 子主 CPU 901 控制从 CPU 902 禾口 903。子主 CPU701 控制从 CPU 702、703、704、705 和 706。 子主CPU 801控制从CPU 802和803。如图3所示，主CPU 1001和子主CPU 601、701、801和901经由共用网络通信总线 (第一信号线)1002彼此连接。子主CPTO01、701、801和901也经由网络通信总线(第一 信号线)1002彼此连接。注意，主CPU 1001和子主CPU 601、701、801和901可以彼此环连 接。子主CPU 601经由高速串行通信总线(第二信号线)612、613、614和615进一步一对 一地连接(对等连接)至从CPU 602、603、604和605。同样，子主CPU 701经由高速串行通 信总线(第二信号线)711、712、713、714 和 715 连接至从 CPU702、703、704、705 和 706。子 主CPU 801经由高速串行通信总线(第二信号线)808和809连接至从CPU 802和803。子 主CPU 901经由高速串行通信总线(第二信号线)909和910连接至从CPU902和903。在 这种情况下，高速串行通信总线用于短距离的高速通信。在根据本实施例的图像形成设备1000中，对功能进行分割，以在由各个子主CPU综合控制的功能模块内实现要求依赖时刻的应答性的控制。因而，具有良好应答性的高速 串行通信总线用于在用于驱动末端负荷的从CPU和子主CPU之间的通信。换言之，使用与 第一信号线相比、数据传送的时刻精度更高的信号线来作为第二信号线。另一方面，在子主CPU 601、701、801和901与主CPU 1001之间仅控制无需精确的 控制时刻的图像形成操作的概要处理序列。例如，主CPU 1001指示子主CPU开始图像形成 前处理、进给前处理和图像形成后处理。在图像形成开始之前，主CPU1001向子主CPU发出 基于由控制器460所指定的模式(例如，单色模式和双面图像形成模式)的指令。此外，在 子主CPU 601、701、801和901之间仅执行无需精确的时刻控制的操作。即，图像形成设备 的控制被分成不相互要求精确的时刻控制的控制单位。各个子主CPU以精确的时刻控制各 个控制单位。因此，图像形成设备1000使通信业务量最小化，并且使得能够使用廉价的低 速网络通信总线1002进行连接。注意，无需总是将主CPU、子主CPU和从CPU安装在相同的 控制板上，并且可以根据与设备实现有关的情形，可变地布置主CPU、子主CPU和从CPU。将参考图4针对板配置来说明本实施例中主CPU、子主CPU和从CPU在板上的具体 位置。图4是示出根据第一实施例的图像形成设备1000的控制板的示例的图。如图4所示，本实施例可以采用各种控制板配置。例如，将子主CPU 601和从CPU 602、603、604和605安装在单个板上。如同子主CPU 701以及从CPU 702、703和704或者 子主CPU 801以及从CPU 802和803—样，可以将子主CPU和从CPU安装在独立的板上。如 同从CPU 705和706 —样，可以将一部分从CPU安装在单个板上。此外，如同子主CPU 901 和从CPU 902 一样，可以仅将一部分子主CPU和一部分从CPU安装在单个板上。如图4所示，各子模块的子主CPU和从CPU之间的串行总线连接至连接这些子模 块的连接桥(连接线)。该连接用于在发生错误时进行诊断处理。连接线612b将主CPU 1001和子主CPTO01的控制串行总线612相连接。连接线612a将子主CPU 601的控制串行 总线612和从CPU 706相连接。连接线711a将子主CPU701的控制串行总线711和从CPU 803相连接。连接线808a将子主CPU 801的控制串行总线808和从CPU 903相连接。连接 线909b将主CPU 1001和子主CPU 901的控制串行总线909相连接。串行总线612、711、808和909遵从准许多个总线主设备的接口形式。从CPU 706 在串行总线612上作为主设备运行。同样，从CPU 803、从CPU 903和主CPU 1001分别在串 行总线711、串行总线808以及串行总线612和909上作为主设备运行。从CPU将参考图5至8来解释由从CPU所进行的控制。图5是示出根据第一实施例的从 CPU 802的配置的示例和装置连接的图。图5详细示出图3中的主CPU 1001、子主CPU 801 以及从CPU 802和803。图5还示出从CPU 802的内部结构、装置连接、以及子主CPU 801 和从CPU 802的构成模式。从CPU 802控制如图5所示的装置。然而，该配置例子仅解释 控制内容，并且没有反映实际的装置配置。从CPU 802包括CPU 1401、闪速存储器1402、SRAM(静态随机存取存储器)1403、 监视计时器1404、中断控制器1405、通用计时器1406和1413、串行I/F 1407、D/A转换 器1408、A/D转换器1409、PWM(脉冲宽度调制)生成器1410和1411、以及GPIO(General Purpose 1/0，通用 1/0)1412。CPU 1401根据程序使用外围电路来连接各种装置。闪速存储器1402保持数据和
8由CPU 1401要进行的程序。SRAM 1403是CPU 1401用的工作存储器。监视计时器1404监视CPU 1401的操作状态。中断控制器1405在串行通信等的内 部状态变化和来自外部I/O的信号变化时，提示CPU 1401中断处理。中断控制器1405接 受用于切换处理的中断因子，并进行与状态变化相对应的处理。通用计数器1406用于1ms 周期的中断。通用计时器1413生成用于生成马达驱动信号的高速周期性中断。在该例子 中，通用计时器1413生成20y s周期的中断。串行I/F 1407用于在子主CPU 801和从CPU 803之间的串行通信。D/A转换器 1408将数字信号转换成模拟信号，并且具有多个通道。A/D转换器1409将模拟信号转换成 数字信号，并且具有多个通道。PWM生成器1410和1411使用通用计时器生成PWM信号。GPI0 1412具有多个通
用输入/输出端口。将说明连接至从CPU 802的负荷。模拟传感器1421将检测值输出为模拟值。马 达驱动器1422根据输入时钟频率更新马达的激励模式，并驱动步进马达。步进马达1423、 1430和1432包括多个线圈，并且根据流过这些线圈的电流的模式转动。电磁线圈驱动器 1424将输入电压转换成电流并驱动电磁线圈。电磁线圈1425根据流过线圈的电流生成磁 场并吸引内部致动器。风扇驱动器1426将输入电压转换成电流并驱动风扇。风扇1427用 于使设备冷却。光遮断器1428包括LED(发光二极管)和光电晶体管，并且根据入射到光 电晶体管上的光改变输出。马达驱动器1429和1431响应于多个相位激励模式信号的输入 来更新马达激励模式。在图5中，到马达驱动器的控制信号被输入至20 u s的通用计时器1413。然而，这 仅表示闪速存储器1402中所存储的固件使用来自通用计时器1413的中断生成时刻信号， 其中，通用计时器1413被设置为以20 y s的周期生成到马达驱动器1422的时刻信号。实 际上，到马达驱动器的控制信号被输入至GPI0 1412的端口。步进马达控制将说明CPU 1401的处理内容。首先将参考图6来解释步进马达控制。图6是用 于解释由根据第一实施例的CPU 1401对步进马达的控制的图。从CPU 802的CPU 1401按通用计时器1413的周期更新到马达驱动器1422的驱 动信号。CPU 1401在经由串行I/F 1407与子主CPU 801交换控制信息时，通过控制到马达 驱动器1422的驱动信号来控制步进马达1423、1430和1432的加速/减速。图6所示的stm_on和stm_stop命令是从子主CPU 801到从CPU 802的指示命令。 在马达停止时接收到stm_0n命令的情况下，CPU 1401进行初始保持并使该马达加速，从而 执行勻速输送。如果在勻速输送期间输入stm_Stop命令，则CPU 1401使该马达减速，并在 保持处理之后停止激励。电磁线圈驱动将参考图7来说明电磁线圈驱动。图7是用于解释由根据第一实施例的CPU 1401 对电磁线圈的驱动的图。图7所示的SL_on和SL_of f命令是从子主CPU 801到从CPU 802 的指示命令。CPU 1401在接收到SL_on命令时，以保持占空(holdduty) 1601进行PWM驱动。在 经过保持时间之后，CPU 1401以稳定驱动占空1602继续驱动。如果输入SL_off命令，则CPU 1401在如由附图标记1603所示逐渐减小ON占空时，进行控制以停止激励。在这种情 况下，以1ms的周期更新ON占空。图8是示出根据第一实施例的从CPU 602和603的配置的示例以及装置连接的 图。图8详细示出主CPU 1001、子主CPU 601和从CPU 602 605。图8还示出从CPU 602 和603的内部结构以及装置连接。向从CPU 602的内部组件以及连接至从CPU 602的装置 的附图标记添加后缀“a”。向从CPU 603的内部组件以及连接至从CPU 603的装置的附图 标记添加后缀“b”。从CPU 602具有用于驱动与盒240相关联的拾取辊238的驱动源马达606、薄片缺 失传感器243和进给传感器247作为控制负荷。从CPU 602进行控制，直到打印材料被输 送至进给路径266为止。从CPU 603具有用于驱动与盒241相关联的拾取辊239的驱动源 马达607、薄片缺失传感器244和进给传感器248作为控制负荷。从CPU 603进行控制，直 到打印材料被输送至进给路径266为止。从CPU 602和控制装置之间的连接线(信号线)的一部分连接至从CPU 603，以利 用从CPU 603来检查从CPU 602的操作。为了简便，检查用的连接图示出允许从CPU 603 监视在从CPTO02和装置之间的连接部分的连接。然而实际上，从CPU 602和603可以通过 使二者相连接、以使得从CPU 602可以监视在从CPU 603和装置之间的连接部分，来确认相 互的操作。将解释这些连接部分。注意，从CPU的配置与参考图5所述的配置相同，并且将 不重复对该配置的说明。连接线1802还允许A/D转换器1409b监视来自模拟传感器1421a的输出。连接 线1803还允许A/D转换器1409b监视从D/A转换器1408a到模拟传感器1421a的基准电 压输出。连接线1804用于将来自PWM生成器1411a的PWM波形供给至PWM生成器1410b。 连接线1805用于将来自进给传感器247的状态信号输入至GPIO 1412b。连接线1806允许 GPIO 1412b监视到马达驱动器1429a的控制输入。连接线1807用于监视来自马达驱动器 1429a的输出，并且经由电压转换器1801和连接线1808连接至GPI01412b。从CPU 602和603控制用于从不同的纸盒拾取打印薄片并输送这些打印薄片的处 理。因此，这两个从CPU 602和603基本排斥地工作。操作检杳控制将参考图9A和9B来解释本实施例中的操作检查控制。在该操作检查控制时，给 定的控制单元监视其它控制单元的操作并且检测错误。根据本实施例，监视其它工作的控 制单元的操作的控制单元是不工作的控制单元。为了该目的，各控制单元包括监视其它控 制单元的操作并进行错误诊断的监视单元。图9A和9B是在根据第一实施例的操作检查时 各个控制单元中的序列图。将说明当进行打印作业时由主CPU 1001、子主CPU 601、以及从 CPU 602、603和605所进行的处理。在步骤S2001中，主CPU 1001在从用户接受打印作业的开始时，开始该打印作业。 在步骤S2002中，主CPU 1001向子主CPU 601输出作业通知和操作请求。在步骤S2003中， 子主CPTO01向主CPU 1001发送回确认(Ack)。在步骤S2004中，子主CPTO01请求从CPU 603监视从CPU 602的操作。由于打印作业是基于经由从CPU 602控制纸张进给的前提，因 此子主CPU 601向从CPU 603发出监视请求。在步骤S2005中，从CPU 603向子主CPTO01 发送回针对监视请求的Ack。
在步骤S2006中，子主CPU 601向从CPU 602发送用于驱动马达、并且拾取并输送 薄片的请求(stm_on命令)。在步骤S 2007中，从CPU 602向子主CPU 601发送回Ack。在 步骤S2008和S2009中，从CPU 603监视在子主CPU 601和从CPU 602之间的通信。在图 9A和9B中，如同步骤S2008和S 2009 一样，由虚线箭头来表示从CPU 603的监视操作。在步骤S2010中，从CPU 602驱动马达607以拾取并输送薄片。在输送了薄片并 且检测到进给传感器247的电平变化(薄片检测状态；上升)之后，在步骤S2011中，从CPU 602向子主CPTO01通知进给传感器247的状态变化。在步骤S2012中，子主CPTO01向从 CPU 602发送回Ack。在步骤S2013和S2014中，从CPU603监视在子主CPU 601和从CPU 602之间交换的命令。在接收到进给传感器247的电平变化的通知时，在步骤S2015中，子主CPU 601向 从CPU 605通知马达609 611的驱动开始(stm_on命令)。在步骤S2016中，从CPU 605 向子主CPU 601发送回Ack。在步骤S2017中，从CPU 605开始驱动马达。如果检测到定 位传感器256的变化(薄片检测状态上升)，则在步骤S2018中，从CPU 605向子主CPU 601通知定位传感器256的状态变化。在步骤S2019中，子主CPU 601向从CPU 605发送回 Ack。在步骤S2020和S2022中，子主CPU 601向从CPU 605通知停止驱动马达609 611，并且向从CPU 602通知停止驱动马达607(stm_stop命令)。在步骤S2021和S2023 中，从CPU 605和602分别向子主CPU 601发送回Ack。在步骤S2024和S2025中，从CPU 603监视在子主CPU 601和从CPU 602之间交换的命令。在步骤S2026中，从CPU 603检测到从CPU 602尽管已接收到停止指令，但保持驱 动马达607。因而，在步骤S2027中，从CPU 603向子主CPU 601通知错误。在步骤S 2028 中，子主CPU601向从CPU 603发送回Ack。在接收到错误通知时，在步骤S2029中，子主CPU 601向主CPU 1001通知已检测 到错误。在步骤S2030中，主CPU 1001向子主CPU 601发送回Ack。在步骤S2031中，主 CPU 1001控制操作单元10以显示表示已检测到错误的信息。在步骤S2032中，子主CPU 601向从CPU 602发出用于紧急停止马达的硬件或命 令复位请求，由此提示紧急停止马达并强制断开马达电源。在步骤S2033中，从CPU 602向 子主CPU 601发送回Ack。在步骤S2034和S2035中，从CPU 603监视在子主CPU 601和从 CPU 602之间交换的命令。在步骤S2036和S2040中，子主CPU 601向从CPU 602和603通知详细诊断请求。 在步骤S2037和S2041中，从CPU 602和603分别向子主CPU 601发送回Ack。在步骤S2042 中，从CPU 602和603彼此协作地进行详细诊断。在该详细诊断时，例如，指定错误内容和 错误部位。在步骤S2043和S2045中，从CPU 602和603向子主CPU 601通知包含作为判断 结果的错误内容和错误部位的错误信息。在步骤S2044和S2046中，子主CPU 601分别向 从CPU 602和603发送回Ack。在步骤S2047中，子主CPU 601通过比较各个从CPU的通知 结果来具体判断故障部位，并向主CPU 1001通知判断结果。在步骤S2048中，主CPU 1001 在接收到该结果时向用户通知详细错误内容(例如，在显示单元上显示详细错误内容)，并 帮助该用户容易地校正错误。
在本实施例中，子模块外的从CPU或主CPU 1001通过使用图4所示的连接线 612b、612a、711a、808a和909b来监视该子模块的操作。例如，从CPU 705经由连接线612a 连接至子主CPTO01的控制串行总线612。从CPU 705负责与Y颜色有关的控制，并且在单 色模式下空闲。因此，在单色模式下，从CPU 705可以通过监视经由串行总线的通信来监视 子主CPU 601和从CPU602 605的操作状态。详细诊断处理将参考图10A和10B来说明图9A和9B的步骤S2042中的详细诊断处理。图10A 和10B是示出根据第一实施例的详细诊断处理的序列的流程图。在该详细诊断时，指定故 障的板或通信线。当系统中出现错误时，根据来自主CPU 1001的指令进行详细诊断处理。 该详细诊断处理包括第一诊断处理和第二诊断处理。在第一诊断处理中检查通信路径，并 且在第二诊断处理中指定故障部位。在详细诊断处理开始之后，在步骤S2100中，主CPU 1001通过检查其程序数据的 损坏、检查工作RAM的操作并检查与网络通信总线1002的连接，进行自我诊断。此外，主 CPU 1001判断诊断结果是否正常。如果诊断结果正常，则处理进入步骤S2101 ；如果诊断结 果不正常，则处理进入步骤S2160。在步骤S2160中，主CPU 1001向控制器460通知错误， 指示控制器460进行错误处理，并且强制停止供电并停止发出命令。如果诊断结果正常，则在步骤S2101中，主CPU 1001检查通过网络通信总线1002 的通信。在步骤S2102中，主CPU 1001判断主CPU 1001是否能够与上层网络上的所有节 点正常通信，即主CPU 1001是否能够与所有的子主CPU正常通信。如果与所有的子主CPU 的通信正常，则处理进入步骤S2103。如果与至少一个子主CPU的通信异常，则处理进入步 骤 S2120。在步骤S2103中，主CPU 1001用作确定单元并且确定诊断路径。更具体地，主CPU 1001确定连接包括主CPU、子主CPU和从CPU的这些CPU的连接线中的哪个连接线用于进 行详细诊断处理。在这种情况下，主CPU 1001经由子主CPU确定诊断路径。在确定了诊断 路径之后，在步骤S2104中，主CPU 1001用作进行单元，并且指示所有的子主CPU对各子模 块进行第一诊断处理。在第一诊断处理时，检查是否可以进行与子模块构成元件的通信，并 且子主CPU和从CPU进行自我诊断。在步骤S2105中，主CPU 1001判断第一诊断处理是否 结束。如果子主CPU和从CPU结束自身的第一诊断处理，则这些子主CPU和从CPU向主CPU 1001通知诊断结果。因此，主CPU 1001判断主CPU 1001是否已从所有的CPU接收到第一 诊断处理结束通知。如果所有的CPU已结束第一诊断处理，则处理进入步骤S 2106。在步 骤S2106中，主CPU 1001在操作单元10的显示单元上显示第一诊断处理的结果。在第一诊断处理结束之后，在步骤S2107中，主CPU 1001指示子主CPU进行第 二诊断处理，从而指定详细的故障部位。与第一诊断处理相同，如果在步骤S2108中主 CPU 1001判断为主CPU 1001已从子主CPU接收到第二诊断处理的结果，则处理进入步骤 S2109。主CPU 1001在操作单元10的显示单元上显示第二诊断处理的结果，从而结束详细 诊断处理。如果在步骤S2102中主CPU 1001判断为与至少一个子主CPU的通信异常，则在步 骤S2120中，主CPU 1001使用图4所示的连接线612b、612a、711a、808a和909b确定诊断路 径。在确定了诊断路径之后，在步骤S2121中，主CPU 1001经由多个所确定的诊断路径指示子模块进行第一诊断处理。在步骤S2122中，主CPU 1001判断对于所有子模块是否已结 束第一诊断处理。如果在步骤S2122中判断为“是”，则处理进入步骤S2123。在步骤S2123 中，主CPU 1001在操作单元10的显示单元上显示从子模块接收到的诊断结果。在步骤S2124中，主CPU 1001基于表示是否可以进行与各子主CPU的通信的信 息，判断各子主CPU是否可以进行第二诊断处理。如果主CPU 1001判断为存在能够进行第 二诊断处理的子主CPU，则处理进入步骤S2125。主CPU 1001指示能够进行第二诊断处理 的子主CPU进行第二诊断处理。在步骤S2126中，主CPU 1001判断所有的子主CPU是否已 结束第二诊断处理。如果在步骤S2126中判断为“是”，则处理进入步骤S2127。主CPU1001 在操作单元10的显示单元上显示诊断结果，从而结束详细诊断处理。在步骤S2128中，主CPU 1001在不对在步骤S2124中判断为不能够进行第二诊断 处理的子主CPU进行第二诊断处理的情况下，在操作单元10的显示单元上显示通信检查状 况。然后，详细诊断处理结束。将参考图11至13来解释根据故障状况在CPU之间进行诊断处理时的命令流程。 尽管所有的子模块均进行诊断处理，然而为了简便，将仅说明针对一个模块的诊断处理。图11A和11B是示出当根据第一实施例诊断输送模块A 280时的命令流程的图。 图11A和11B中的命令流程假定仅经由网络通信总线1002与子主CPU 601的通信已经断 开。注意，在图11A和11B中描述了针对各命令的确认(Ack)，然而为了说明方便，将不提及 该确认。在图11A和11B中，没有说明针对命令的Ack意味着命令通知失败。更具体地，在 步骤S2203和S2205中，针对命令通知没有回复正常的应答，因此这些命令通知失败。在步骤S2203中，主CPU 1001向综合控制输送模块A 280的子主CPU 601发出通 信检查请求。此时，子主CPU 601没有发送回针对该请求的应答。因而，在步骤S2204中， 主CPU 1001使用复位信号线向所有的子模块发出硬件复位。在步骤S2205中，主CPU 1001 向子主CPU 601再次发出通信检查请求。同样此时，子主CPU 601没有发送回应答。因此， 在步骤S2206中，主CPU1001将诊断路径切换至子主CPU 701，并且向子主CPU 701发出用 于检查与输送模块A 280的通信的请求。在接收到通信检查请求时，在步骤S2208中，子主CPU 701经由连接线612a向从 CPU 605发送通信检查请求。在接收到该通信检查请求时，在步骤S2209中，从CPU 605通 过检查其程序数据的损坏、检查工作RAM的操作并检查与串行总线612的连接，进行自我诊 断。在步骤S2220中，从CPU 605经由串行总线612尝试与子主CPU 601通信。在接收到 该命令时，在步骤S2221中子主CPU 601进行自我诊断，并且在步骤S2222中子主CPTO01 将Ack连同自我诊断结果一起发送回至从CPU 605。以相同的方式，在步骤S2223 S2231中，从CPU 605检查与连接至串行总线612 的从CPU 602 604的通信。各个从CPU进行自我诊断，并且将Ack连同自我诊断结果一 起发送回。在检查与输送模块A 280的所有装置的通信结束之后，在步骤S2232中，从CPU 605向子主CPU 701通知检查结果。在步骤S2234中，子主CPU 701向主CPU 1001通知所 接收到的检查结果。在通信检查结束之后，在步骤S2236中，主CPU 1001基于通信检查结果确定要诊 断的项，并经由通信检查用的路径请求子主CPU 701进行第二诊断处理。在步骤S2238中， 子主CPU 701请求从CPU 605进行第二诊断处理。在步骤S2240中，从CPU 605请求子主
13CPU 601进行第二诊断处理。在步骤S2242中，子主CPU 601经由通信检查用的路径检查发送/接收电平，以确 定与主CPU 1001的通信错误的原因。然后，子主CPU 601检查主CPU 1001和网络通信总 线1002之间的连接状态。在步骤S2243至S2252中，子主CPU 601请求从CPTO02 605 进行第二诊断处理，并且指示这些从CPU彼此协作地检查相互的操作。在步骤S2253中，输 送模块A 280整体进行诊断。在步骤S2260 S2268中，各个从CPU向子主CPU 601发送 诊断结果。在接收到诊断结果时，在步骤S2270中，子主CPU 601将这些诊断结果发送至从 CPU 605。在步骤S2272中，从CPU 605将这些诊断结果发送至子主CPU 701。在步骤S2274 中，子主CPU701将这些诊断结果发送至主CPU 1001。在步骤S2276中，主CPU 1001在操作 单元10的显示单元上显示这些诊断结果，并进行消除错误状态的处理以及例如部分断开 电源的错误处理。变形例将参考图12A和12B来解释图11A和11B的命令流程的变形例。图12A和12B是 示出当根据第一实施例诊断输送模块A 280时的命令流程的图。图12A和12B中的命令流 程假定经由网络通信总线1002的通信已完全断开。注意，在图12A和12B中描述了针对各 命令的确认(Ack)，然而为了说明方便，将不提及该确认。在图12A和12B中，没有描述针对 命令的Ack意味着命令通知失败。更具体地，在步骤S2303、S2305和S2306中针对命令通 知没有回复正常的应答，因此这些命令通知失败。在步骤S2303中，主CPU 1001向综合控制输送模块A 280的子主CPU 601发出通 信检查请求。此时，子主CPU 601没有发送回针对该请求的应答。因而，在步骤S2304中， 主CPU 1001使用复位信号线向所有的子模块发出硬件复位。在步骤S2305中，主CPU 1001 向子主CPU 601再次发出通信检查请求。同样此时，子主CPU 601没有发送回应答。因此， 在步骤S2306中，主CPU1001将诊断路径切换至子主CPU 701，并且向子主CPU 701发出用 于检查与输送模块A 280的通信的请求。由于子主CPU 701没有发送回应答，因此在步骤 S2308中，主CPU 1001经由连接线612b向从CPU 605发出用于检查与输送模块A 280的通 信的请求。在接收到通信检查请求时，在步骤S2309中，从CPU 605通过检查其程序数据的损 坏、检查工作RAM的操作并检查与串行总线612的连接，进行自我诊断。在步骤S2320中， 从CPU 605经由串行总线612尝试与子主CPU 601通信。在接收到该命令时，在步骤S2321 中子主CPU 601进行自我诊断，并且在步骤S2322中子主CPU 601将Ack连同自我诊断结 果一起发送回至从CPU 605。以相同的方式，在步骤S2323 S2331中，从CPU 605检查与连接至串行总线612 的从CPU 602 604的通信。各个从CPU进行自我诊断，并将Ack连同自我诊断结果一起发 送回。在检查与输送模块A 280的所有装置的通信结束之后，在步骤S2340中，从CPU 605 向主CPU 1001通知检查结果。在通信检查结束之后，在步骤S 2342中，主CPU 1001基于通信检查结果确定要诊 断的项，并经由通信检查用的路径请求从CPU 605进行第二诊断处理。在步骤S2344中，从 CPU 605请求子主CPU 601进行第二诊断处理。
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在步骤S2346中，子主CPU 601经由通信检查用的路径检查发送/接收电平，以确 定与主CPU 1001的通信错误的原因。然后，子主CPU 601检查主CPU 1001和网络通信总 线1002之间的连接状态。在步骤S2347 S2356中，子主CPU 601请求从CPU 602 605 进行第二诊断处理，并且指示这些从CPU彼此协作地检查相互的操作。在步骤S2357中，输 送模块A 280整体进行诊断。在步骤S2360 S2369中，各个从CPU向子主CPU 601发送 诊断结果。在步骤S2370中，子主CPU 601向从CPU 605发送所接收到的诊断结果。在步骤 S2372中，从CPU 605向主CPU 1001发送所接收到的诊断结果。在步骤S2374中，主CPU 1001在操作单元10的显示单元上显示所接收到的诊断结果，并进行消除错误状态的处理 以及例如部分断开电源的错误处理。将参考图13来说明图像形成模块中的详细诊断处理。图13是示出当根据第一 实施例诊断图像形成模块282时的命令流程的图。图13中的命令流程假定在网络通信总 线1002和图像形成模块282中已经发生通信错误。注意，图13中的基本流程与图11A和 11B以及图12A和12B中的基本流程相同，并且将简要说明该流程。在图13中描述了针对 各命令的确认(Ack)，然而为了说明方便，将不提及该确认。在图13中，没有说明针对命令 的Ack意味着命令通知失败。更具体地，在步骤S2403、S2408、S2410、S2411、S2420、S2425 和S2435中，针对命令通知没有回复正常的应答，因此这些命令通知失败。在步骤S2403中，主CPU 1001向综合控制图像形成模块282的子主CPU 701发出 通信检查请求。由于子主CPU 701没有发送回应答，因此在步骤S2404中主CPU 1001发出 硬件复位，并且在步骤S2408中主CPU 1001向子主CPU 701再次发出通信检查请求。同样 此时，子主CPU 701没有发送回应答，因此主CPU1001顺次切换通信检查用的路径并检查通
fn °在步骤S2410 S2414中，主CPU 1001检查与各个CPU的通信，并且指定能够进 行正常通信的CPU。假定主CPU 1001可以与从CPU 903正常通信。然后，在步骤S2420 S2440中，从CPU903检查与其它CPU的通信，并且在步骤S2442中从CPU 903向主CPU 1001 通知通信结果。在步骤S2444中，由于主CPU 1001不能够与子主CPU 701通信，因此主CPU 1001在不进行第二诊断处理的情况下，在操作单元10的显示单元上显示通信检查结果，并 且进行用于消除错误状态的处理以及用于例如部分断开电源的错误处理。如上所述，根据本实施例，正常操作时不使用的连接线612b、612a、711a、808a和 909b被配置为进行诊断。根据本实施例，即使在正常操作期间的通信时发生错误，也可以使 用这些连接线来确保用于进行诊断处理的通信路径。当简单布置了两个通信线时，这两个 通信线可以提供针对通信线的故障的保证。然而，在具有如本发明所述的分层结构的形式 中，使用多个通信路径可以应对各种情形下的错误，从而提高了发生故障时的诊断精度。根 据本实施例的图像形成设备可以通过最小限度的修复容易地从装置故障恢复。其它实施例将说明其它实施例。在第一实施例中，串行总线612、711、808和909采用准许多 个总线主设备的接口形式。从CPU 706在串行总线612上作为主设备运行。同样，从CPU 803、从CPU 903和主CPU 1001分别在串行总线711、串行总线808以及串行总线612和909 上作为主设备运行。
然而，本发明还采用遵从仅准许单个主设备的串行总线形式的总线。还可以在正 常操作时使CPU作为从设备工作，并且仅当在使用串行总线进行正常通信时各串行总线的 主设备失败时，才使CPU作为主设备工作。还可以通过读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能的系 统或设备的计算机(或者CPU或MPU等的装置)以及通过以下方法来实现本发明的方面， 其中，由系统或设备的计算机通过例如读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实 施例的功能，来进行该方法的步骤。为了该目的，例如，经由网络或者从用作存储装置的各 种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)向计算机提供该程序。尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的 典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构 和功能。
权利要求
一种图像形成设备，包括主控制单元，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备；子主控制单元，其由所述主控制单元经由第一信号线控制，并用于控制用于进行图像形成的功能；从控制单元，其由所述子主控制单元经由第二信号线控制，并用于控制用于实现所述功能的负荷；以及连接桥，其在所述主控制单元和所述从控制单元之间连接，其中，所述主控制单元使用所述第一信号线、所述第二信号线和所述连接桥至少之一进行针对所述图像形成设备的错误的诊断处理。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述主控制单元包括 确定单元，用于通过经由所述第一信号线、所述第二信号线和所述连接桥至少之一与所述子主控制单元和所述从控制单元通信，使用所述第一信号线、所述第二信号线和所述 连接桥之一来确定诊断路径；以及进行单元，用于根据由所述确定单元所确定的诊断路径进行针对错误的诊断处理。
3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述从控制单元包括监视单元，所述监视单元在所述从控制单元不工作时，监视工作 的第二从控制单元的操作并诊断错误，以及在所述监视单元向所述主控制单元通知由所述监视单元诊断出的错误时，所述主控制 单元进行针对错误的诊断处理。
4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述诊断处理指定错误的部位 和内容。
5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述主控制单元向用户通知所 述诊断处理的结果。
6.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第二信号线的数据传送时 刻精度高于所述第一信号线的数据传送时刻精度。
7.一种图像形成设备，包括主控制单元，用于控制在打印材料上形成图像的所述图像形成设备； 第一子主控制单元，其由所述主控制单元经由第一信号线控制，并用于控制用于进行 图像形成的功能；第一从控制单元，其由所述第一子主控制单元经由第二信号线控制，并用于控制用于 实现所述功能的负荷；第二子主控制单元，其由所述主控制单元经由所述第一信号线控制，并用于控制用于 进行图像形成的功能；第二从控制单元，其由所述第二子主控制单元经由第三信号线控制，并用于控制用于 实现所述功能的负荷；以及连接桥，其在所述第一从控制单元和所述第二从控制单元之间连接， 其中，所述主控制单元使用所述第一信号线、所述第二信号线、所述第三信号线和所述 连接桥至少之一进行针对所述图像形成设备的错误的诊断处理。
全文摘要
提供了采用分布式控制系统并提高各控制单元的错误检测精度的图像形成设备。为了实现此，该图像形成设备包括主控制单元，用于控制整个图像形成设备；多个子主控制单元，用于控制用于进行图像形成的多个功能；以及多个从控制单元，用于控制用于实现多个功能的负荷。主控制单元使用连接至各个控制单元的信号线和连接桥，确定用于进行针对错误的诊断处理的诊断路径。主控制单元根据所确定的诊断路径进行针对错误的诊断处理。
文档编号G03G15/00GK101866124SQ20101014982
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者关广高, 大谷笃志, 山本悟, 武田庄司, 畠茂雄, 酒井明彦, 高桥圭太 申请人:佳能株式会社