特許 7533199 画像形成装置および画像形成装置のメモリ管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】画像形成装置および画像形成装置のメモリ管理方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 12/02 20060101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

G06F12/02 510A

G06F12/02 530A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020211184

(22)【出願日】2020-12-21

(65)【公開番号】P2022097927

(43)【公開日】2022-07-01

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】澤田 夕暉

(72)【発明者】

【氏名】高橋 耶真人

(72)【発明者】

【氏名】土佐 茂

(72)【発明者】

【氏名】西崎 浩平

【審査官】北村 学

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５８－１７１７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０１９９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１１５２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１６０８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２１２８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６４６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０６Ｆ １２／００ － １２／０６

Ｇ０６Ｆ ３／０６

Ｇ０６Ｆ １６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メモリを使用して画像データの形成を制御する画像制御部と、
前記画像制御部で使用する前記メモリの使用領域毎および空き領域毎に、メモリ領域のメモリサイズとメモリアドレスとが格納されるノードが割り当てられるメモリ管理リストと、
所定範囲のメモリサイズ毎に割り当てられた複数の配列を有し、配列毎に、メモリアドレスが最小の空き領域に対応するノードを示すノード情報が格納される空きノード管理配列と、
前記画像制御部からのメモリ確保要求またはメモリ解放要求に応じて、前記メモリ管理リストと前記空きノード管理配列とを使用して、前記メモリに対するメモリ領域の確保または解放を管理するメモリ管理部と、
を有し、
前記メモリ管理部は、
前記メモリ確保要求に基づいて、前記メモリ確保要求に含まれるメモリサイズに対応する配列を探索し、探索により得た配列に保持されたノード情報に基づいてメモリ領域を確保し、
確保したメモリ領域に基づいて前記メモリ管理リストを更新し、
更新した前記メモリ管理リストに基づいて前記空きノード管理配列を更新する
画像形成装置。

【請求項2】

前記メモリ管理部は、前記メモリ確保要求に含まれるメモリサイズに対応する配列が、空き領域が存在しないことを示す未登録情報を保持する場合、前記メモリ確保要求に含まれるメモリサイズより大きいメモリサイズに対応する配列を順次探索し、探索により得た配列に保持されたノード情報に基づいてメモリ領域を確保する
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記メモリ管理部は、前記空きノード管理配列を更新する場合、
メモリ領域の確保時に参照した配列に保持されているノード情報を未登録情報に書き換え、
メモリ領域の確保により前記メモリ管理リストに新たな空き領域に対応する新たなノードが登録された場合であって、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列に未登録情報が保持されている場合、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列に新たな空き領域に対応するノード情報を格納し、
メモリ領域の確保により前記メモリ管理リストに新たな空き領域に対応する新たなノードが登録された場合であって、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列にノード情報が保持されている場合、新たな空き領域のメモリアドレスが、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列に保持されているノード情報に対応する空き領域のメモリアドレスより小さいときに、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列に保持されているノード情報を、新たなノードのノード情報に書き換える
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記メモリ管理部は、前記空きノード管理配列を更新する場合、さらに、
メモリ領域の確保により前記メモリ管理リストに新たな空き領域に対応する新たなノード情報が登録された場合であって、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列より大きいメモリサイズに対応する配列に保持されるノード情報に対応する空き領域のメモリアドレスが、新たな空き領域のメモリアドレスより小さい場合、新たな空き領域のメモリサイズに対応する配列に保持されている未登録情報を維持する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記メモリ管理部は、前記空きノード管理配列を更新する場合、さらに、
新たな空き領域に対応するノードを示すノード情報を格納した配列より小さいメモリサイズに対応する配列に保持されているノード情報に対応する空き領域のメモリアドレスが、新たな空き領域のメモリアドレスより大きい場合、当該配列に保持されているノード情報を未登録情報に書き換える
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記メモリ管理リストは、線形連結リストである
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項7】

メモリを使用して画像データの形成を制御する画像制御部と、前記画像制御部で使用する前記メモリの使用領域毎および空き領域毎に、メモリ領域のメモリサイズとメモリアドレスとが格納されるノードが割り当てられるメモリ管理リストと、所定範囲のメモリサイズ毎に割り当てられた複数の配列を有し、配列毎に、メモリアドレスが最小の空き領域に対応するノードを示すノード情報が格納される空きノード管理配列と、を有し、前記画像制御部からのメモリ確保要求またはメモリ解放要求に応じて、前記メモリ管理リストと前記空きノード管理配列とを使用して、前記メモリに対するメモリ領域の確保または解放を管理する画像形成装置のメモリ管理方法であって、
前記メモリ確保要求に基づいて、前記メモリ確保要求に含まれるメモリサイズに対応する配列を探索し、探索により得た配列に保持されたノード情報に基づいてメモリ領域を確保し、
確保したメモリ領域に基づいて前記メモリ管理リストを更新し、
更新した前記メモリ管理リストに基づいて前記空きノード管理配列を更新する
画像形成装置のメモリ管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置および画像形成装置のメモリ管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

様々なサイズのデータを処理するシステムは、データのサイズに対応するメモリ領域を動的に割り当てる。例えば、メモリ領域を動的に割り付けるメモリ管理システムは、最多の要求サイズと要求サイズとの比較に基づいて、最適化空き領域サーチポインタが示す空き領域管理リストまたは空き領域管理リストチェインの先頭の空き領域管理リストから空き領域を探索する。そして、メモリ管理システムは、一定時間ごとに、アドレス的に連続しているが異なる複数の空き領域管理リストで別個に管理されている複数の空き領域を１つにマージする。さらに、メモリ管理システムは、空き領域のサイズをキーとして空き領域管理リストを昇順にソートする。この後、メモリ管理システムは、統計情報テーブルに基づいて、現時点で使用回数が最多の要求サイズのメモリ領域を管理する空き領域管理リストが示されるように最適化空き領域サーチポインタを再設定する（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、別のメモリ管理システムは、論理パーテーション管理部と、物理パーテーション管理部と、変換部とを有する。論理パーテーション管理部は、論理アドレス空間における仮想メモリの割当と解放とを管理する。物理パーテーション管理部は、物理アドレス空間における実メモリの割当と解放とを管理する。変換部は、論理アドレス空間と物理アドレス空間との間のアドレス変換を行う。そして、物理パーテーション管理部は、物理パーテーションの未使用領域をサイズ毎に分類しておき、メモリ割当要求の際に当該割当要求のサイズを含む、分類された未使用領域から未使用領域を探索して選択する（例えば、特許文献２参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

デジタル複合機等の画像形成装置は、画像データを制御するために画像制御デバイスとメインＣＰＵ（Central Processing Unit）のメモリとの間で画像データを高速に転送し、例えば、画像データ毎にメモリ領域の動的な確保と解放とを実施する。この際、メモリ領域の動的な確保と解放との管理を容易にするために、線形連結リストが使用される場合がある。

【0005】

しかしながら、線形連結リストを使用する場合、確保したいサイズの空き領域が見つかるまでリストの先頭から順次探索する必要がある。このため、確保されたメモリ領域の数が増加することでリストのノード数が増加した場合、確保できる空き領域を見つけるまでの時間が長くなるという問題がある。空き領域を見つけるまでの時間が掛かる場合、画像形成装置による画像処理速度が低下し、画像形成装置の性能が低下するおそれがある。

【0006】

開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、確保されたメモリ領域の数にかかわらずメモリ領域の確保に掛かる時間を短縮することで、画像形成装置による画像処理速度の低下を抑止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の画像形成装置は、メモリを使用して画像データの形成を制御する画像制御部と、前記画像制御部で使用する前記メモリの使用領域毎および空き領域毎に、メモリ領域のメモリサイズとメモリアドレスとが格納されるノードが割り当てられるメモリ管理リストと、所定範囲のメモリサイズ毎に割り当てられた複数の配列を有し、配列毎に、メモリアドレスが最小の空き領域に対応するノードを示すノード情報が格納される空きノード管理配列と、前記画像制御部からのメモリ確保要求またはメモリ解放要求に応じて、前記メモリ管理リストと前記空きノード管理配列とを使用して、前記メモリに対するメモリ領域の確保または解放を管理するメモリ管理部と、を有し、前記メモリ管理部は、前記メモリ確保要求に基づいて、前記メモリ確保要求に含まれるメモリサイズに対応する配列を探索し、探索により得た配列に保持されたノード情報に基づいてメモリ領域を確保し、確保したメモリ領域に基づいて前記メモリ管理リストを更新し、更新した前記メモリ管理リストに基づいて前記空きノード管理配列を更新する。

【発明の効果】

【0008】

確保されたメモリ領域の数にかかわらずメモリ領域の確保に掛かる時間を短縮することで、画像形成装置による画像処理速度の低下を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態における画像形成装置の全体構成の一例を示す図である。

【図2】図１の画像処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図２のメモリ管理リストおよび空きノード管理配列の一例を示す図である。

【図4】図２の画像制御部からのメモリ確保要求に基づいて、メモリ管理部が画像データ記憶領域にメモリ領域を確保する一例を示すシーケンス図である。

【図5】図２の画像制御部からの解放要求に基づいて、メモリ管理部が画像データ記憶領域からメモリ領域を解放する一例を示すシーケンス図である。

【図6】図２のメモリ管理リストおよび空きノード管理配列の別の例を示す図である。

【図7】図６の状態において、画像制御部２０から１００ＫＢのメモリ確保要求が発行された場合の状態の変化の例を示す図である。

【図8】図７でのメモリ領域の確保後、さらに１９０ＫＢのメモリ確保要求が発行された場合の状態の変化の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における画像形成装置の全体構成の一例を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、例えば、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能等を有するデジタル複合機である。画像形成装置１は、図示しない操作部のアプリケーション切り替えキーにより、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のいずれかに動作モードを切り替えることが可能である。なお、画像形成装置１は、複写機またはプリンタでもよい。

【0012】

例えば、画像形成装置１は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ；Auto Document Feeder）２、画像読み取り部３、書き込みユニット４、プリンタユニット５および画像処理部１０を有する。プリンタユニット５は、感光体ドラム６（感光体）、現像装置７、搬送ベルト８および定着装置９等を有する。プリンタユニット５は、画像情報に基づいて紙媒体等に転写するトナー像を作成する。以下、画像形成装置１での画像形成の流れの一例として、動作モードが複写モードに設定されている場合について簡単に説明する。

【0013】

複写モードでは、複写の対象である複数枚の原稿が自動原稿送り装置２にセットされる。図示しない操作部のスタートボタンが押されると、自動原稿送り装置２は、原稿を１枚ずつ画像読み取り部３に送る。画像読み取り部３は、自動原稿送り装置２から順に送られる各原稿の画像情報を読み取る。読み取られた画像情報は、画像処理部１０により処理される。

【0014】

書き込みユニット４は、画像処理部１０により処理された画像情報を光情報に変換する。感光体ドラム６は、図示しない帯電器により一様に帯電された後、書き込みユニット４により変換された光情報を含むレーザ光により露光される。露光により、感光体ドラム６上には静電潜像が形成される。

【0015】

現像装置７は、感光体ドラム６上の静電潜像を現像し、感光体ドラム６上にトナー像を形成する。搬送ベルト８は、トナー像を転写紙等の媒体に転写する。定着装置９は、トナー像を転写紙上に定着させる。そして、原稿の画像が複写された転写紙は、排出部から排出される。

【0016】

図２は、図１の画像処理部１０の機能構成の一例を示すブロック図である。画像処理部１０は、画像制御部２０、メモリ管理部３０およびメモリ４０を有する。メモリ４０には、メモリ管理リスト５０、空きノード管理配列６０および画像データ記憶領域７０が割り当てられる。なお、メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０は、画像データ記憶領域７０が割り当てられるメモリと別のメモリに割り当てられてもよい。

【0017】

画像制御部２０は、図１の画像形成装置１内で処理する画像データの生成および出力等の処理を制御することで、画像の形成を制御する。画像制御部２０は、画像データを処理する場合、画像データ記憶領域７０に画像データの処理に使用するメモリ領域を確保するためのメモリ確保要求をメモリ管理部３０に発行する。また、画像制御部２０は、画像データの処理後、画像データ記憶領域７０に確保していたメモリ領域を解放するためのメモリ解放要求をメモリ管理部３０に発行する。

【0018】

メモリ管理部３０は、画像制御部２０からのメモリ確保要求に基づいて、メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０を使用して、画像制御部２０が使用する所定のメモリサイズのメモリ領域を画像データ記憶領域７０に確保する。メモリ管理部３０は、画像制御部２０からのメモリ解放要求に基づいて、画像制御部２０が使用していたメモリ領域を画像データ記憶領域７０から解放する。また、メモリ管理部３０は、メモリ領域の確保後およびメモリ領域の開放後に、メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０を更新する更新処理をそれぞれ実施する。メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０の例は、図３で説明する。

【0019】

図３は、図２のメモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０の一例を示す図である。図３に示す例では、画像データ記憶領域７０に割り当てられるメモリサイズは１ＧＢであり、確保可能なメモリ領域の最小ブロックサイズは４ＫＢである。画像データ記憶領域７０の先頭のメモリアドレス（物理アドレス）は、０ｘ４２９０＿００００である。しかしながら、画像データ記憶領域７０のサイズは、１ＧＢに限定されず、最小ブロックサイズは４ＫＢに限定されない。また、画像データ記憶領域７０の先頭のメモリアドレスは、０ｘ４２９０＿００００に限定されない。なお、符号"０ｘ"は、その後の数値が１６進数であることを示し、符号"＿"は、４バイトアドレスにおいて２バイトの区切りを示す。

【0020】

図３では、画像制御部２０は、画像処理を実施するために、画像データ記憶領域７０の１２ＫＢのメモリ領域と８Ｂのメモリ領域とを確保済み（使用中）である。１２ＫＢのメモリ領域のメモリアドレス範囲は、０ｘ４２９０＿００００～０ｘ４２９０＿２ＦＦＦである。８ＫＢのメモリ領域のメモリアドレス範囲は、０ｘ４２９０＿４０００～０ｘ４２９０＿５ＦＦＦである。画像データ記憶領域７０において、確保済みのメモリ領域は、網掛けで示される。

【0021】

このため、メモリアドレス範囲が０ｘ４２９０＿３０００～０ｘ４２９０＿３ＦＦＦの４ＫＢのメモリ領域と、メモリアドレス範囲が０ｘ４２９０＿６０００以降の"１０４８５５２ＫＢ（＝１ＧＢと２４ＫＢの差）"のメモリ領域は、確保されていない空き領域である。

【0022】

メモリ管理リスト５０は、線形連結リストのデータ構造を有しており、図３では、各ノード（配列）の情報が１行で表されている。各ノードは、自ノードに割り当てられたアドレス（仮想アドレス）と、状態と、メモリ領域の先頭アドレス（物理アドレス）と、メモリサイズと、次ノードに割り当てられたアドレス（仮想アドレス）とが格納される領域を有する。以下では、ノードに割り当てられた仮想アドレスは、ノードアドレスとも称される。

【0023】

"状態"は、各ノードにより管理されるメモリ領域が使用中であるか空きであるかを示す。"次ノード"の"ＮＵＬＬ"は、次に連結されるノードがないことを示す未登録情報の一例である。図３の下側に示すかぎ括弧内は、メモリ管理リスト５０による線形連結リストのイメージを示す。

【0024】

空きノード管理配列６０は、２のべき乗の範囲で示されるメモリサイズ（以下、空きサイズとも称する）に対応する複数の配列Ｅｍｐｔｙを有する。各配列Ｅｍｐｔｙには、対応する空きサイズのメモリ領域のうちで最も小さい物理アドレス（すなわち、先頭アドレスに近い物理アドレス）に対応するノードアドレスが格納される。

【0025】

例えば、空きノード管理配列６０は、メモリ領域のメモリサイズの上限がそれぞれ８ＫＢ（＝２＾３）～１０２４ＭＢ（＝２＾２０）の１８個の配列Ｅｍｐｔｙ「０」～Ｅｍｐｔｙ［１７］を有する。符号"＾"は、べき乗を示す。なお、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙの数は、図３に限定されず、画像データ記憶領域７０の全体サイズに応じて変化する。例えば、画像データ記憶領域７０の全体サイズが１ＭＢの場合、８個の配列Ｅｍｐｔｙ［０］～Ｅｍｐｔｙ［７］が使用される。また、各配列Ｅｍｐｔｙに割り当てられるメモリサイズの範囲の上限は、２のべき乗に限定されない。但し、配列Ｅｍｐｔｙに割り当てられるメモリサイズは、メモリサイズが大きいほど、メモリサイズの範囲が大きく設定されることが好ましい。

【0026】

図３に示す状態では、メモリ管理リスト５０により管理される空き領域のメモリサイズは、４ＫＢと１０４８５５２ＫＢの２つである。このため、メモリ管理リスト５０における４ＫＢの空き領域を管理するノードのノードアドレス（０ｘＦ５５６＿ＣＡＦＥ）が、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙ［０］に格納される。また、メモリ管理リスト５０における１０４８５５２ＫＢの空き領域を管理するノードのノードアドレス（０ｘＦ５５６＿ＦＡＣＥ）が、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙ［１７］に格納される。なお、空きノード管理配列６０において、配列Ｅｍｐｔｙに対応する範囲のメモリサイズの空き領域が存在しない場合、当該配列Ｅｍｐｔｙには、"ＮＵＬＬ"が格納される。以下では、メモリ管理リスト５０において"空き"状態を示すノードは、空きノードとも称される。

【0027】

例えば、図２の画像制御部２０がメモリ確保要求をメモリ管理部３０に発行した場合、メモリ管理部３０は、要求されたメモリ領域のメモリサイズを含む、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙを参照する。メモリ管理部３０は、参照した配列Ｅｍｐｔｙに格納されたノードアドレスが示すメモリ管理リスト５０のノードを参照し、空き領域のメモリサイズを確認する。メモリ管理部３０は、空き領域のメモリサイズが確保を要求されたメモリサイズ以上の場合、当該ノードで示される空き領域を使用してメモリ領域を確保する。

【0028】

メモリ管理部３０は、ノードに保持されている空き領域のメモリサイズがメモリ確保要求により要求されたメモリサイズより小さい場合、当該ノードに保持されている空き領域ではメモリ領域を確保できないと判断する。そして、メモリ管理部３０は、ノードアドレスが格納された配列Ｅｍｐｔｙを見つけるまで（すなわち、空きノードを見つけるまで）、配列Ｅｍｐｔｙの番号を順次インクリメントする。

【0029】

なお、メモリ管理部３０は、要求されたメモリ領域のメモリサイズを含む、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙに"ＮＵＬＬ"が格納されていた場合、当該メモリサイズを含む所定範囲のメモリサイズの空き領域がないと判定する。この場合にも、メモリ管理部３０は、ノードアドレスが格納された配列Ｅｍｐｔｙを見つけるまで、配列Ｅｍｐｔｙの番号を順次インクリメントすることで、メモリ領域を確保することができる。

【0030】

メモリ管理部３０は、メモリ領域の確保後、確保したメモリ領域に応じてメモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０を更新する。そして、メモリ管理部３０は、メモリ領域の確保の完了を画像制御部２０に応答する。メモリ管理部３０によるメモリ領域の確保時のメモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０の管理の例は、図４および図６以降で説明される。

【0031】

なお、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の全ての配列Ｅｍｐｔｙを参照しても、確保可能な空き領域を見つけられない場合、メモリ領域を確保できないことを示すエラーを画像制御部２０に応答する。この場合、画像制御部２０は、例えば、所定時間の経過後、メモリ領域の確保をメモリ管理部３０に再び要求する。なお、画像データ記憶領域７０は、画像形成装置１がフル稼働する場合にもある程度の空き領域が存在するように設計されるため、画像形成装置１の故障等を除き、メモリ領域を確保できない不具合が発生する可能性は低い。

【0032】

このように、メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０のノード数（配列数）にかかわらず、最大で１８個の空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙを参照することで、メモリ領域を確保することができる。なお、メモリ管理部３０は、１００ＫＢのメモリ領域を確保する場合、１００ＫＢの空きサイズを含む配列Ｅｍｐｔｙ［４］から参照を開始してもよい。この場合、１つのメモリ領域を確保する場合の配列Ｅｍｐｔｙの参照数の平均を１８個より少なくすることができる。

【0033】

これに対して、例えば、メモリ管理リスト５０のみを参照して空き領域を探索し、メモリ領域を確保する場合、メモリ管理リスト５０の次ノードアドレスを順番に参照していくため、空き領域を確保するまでの時間は、ノード数の増加に依存して増加する。例えば、画像形成装置１による画像のスキャン動作等では、画像を１ラインずつ走査して画像データを生成するため、メモリサイズの小さいメモリ領域が大量に確保された状態が発生しやすい。このような状況で、メモリ管理リスト５０のみを参照して空き領域を探索する場合、メモリ領域を確保するまでに時間が掛かり、画像形成装置１の動作速度の低下の要因となる。

【0034】

一方、この実施形態では、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０において小さいメモリサイズに対応する配列Ｅｍｐｔｙから順に参照していく。このため、メモリサイズの小さいメモリ領域が大量に確保されている場合に、メモリ領域を確保するまでの時間を、メモリ管理リスト５０のみを参照する場合に比べて短縮することができる。さらに、既存のメモリ管理リスト５０をそのまま利用でき、空きノード管理配列６０の各配列Ｅｍｐｔｙのサイズは、ノードアドレスを格納する４バイトで済むため、メモリコスト、変更コストを抑えて、空き領域を高速で探索することができる。

【0035】

なお、メモリ管理部３０は、メモリ領域の確保後、メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０を更新する前に、メモリ領域の確保の完了を画像制御部２０に応答してもよい。この場合、メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０の更新処理を、画像処理部１０による画像処理のバックグラウンドで実施することができ、更新処理に掛かる時間が画像処理の性能に影響することを防止できる。

【0036】

画像制御部２０が、確保していたメモリ領域を解放するメモリ解放要求をメモリ管理部３０に発行した場合、メモリ管理部３０は、メモリ領域を解放した後、メモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０を更新する。メモリ管理部３０によるメモリ領域の解放時のメモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０の管理の例は、図５で説明される。

【0037】

図４は、図２の画像制御部２０からのメモリ確保要求に基づいて、メモリ管理部３０が画像データ記憶領域７０にメモリ領域を確保する一例を示すシーケンス図である。すなわち、図４は、画像形成装置１のメモリ管理方法の一例を示す。図４において、符号ｓｄは、枠内がシーケンス図（Sequence Diagram）であることを示す。符号ａｌｔは、条件分岐処理（alternative）を示し、符号ｌｏｏｐは、反復処理を示す。実線の矢印は、メッセージを示し、破線の矢印は、応答を示す。

【0038】

画像制御部２０は、例えば、画像処理を実施する場合、メモリ管理部３０にメモリ確保要求を発行する(図４（ａ）)。メモリ管理部３０は、メモリ確保要求に基づいて、空きノード管理配列６０を探索し（空きノード取得要求）、空きノードの情報を取得する（図４（ｂ））。メモリ管理部３０は、取得した空きノードの情報に基づいてメモリ領域を確保し、メモリ管理リスト５０のノードを更新する（図４（ｃ））。

【0039】

例えば、メモリ管理部３０は、確保したメモリ領域に対応するノードの"状態"を"空き"から"使用"に変更し、"メモリサイズ"を確保したメモリサイズに変更する。確保したメモリ領域のメモリサイズが、ノードに格納されているメモリサイズより小さい場合、空き領域が残る。この場合、メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０に空きノードを追加し、追加した空きノードに残りの空き領域に対応する情報を登録する。次に、メモリ管理部３０は、"使用"に変更したノードに対応する空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙを"ＮＵＬＬ"に変更することで、メモリ領域の確保前に存在していた空きノードを削除する（図４（ｄ））。

【0040】

画像制御部２０は、メモリ管理リスト５０のノードが更新された後、確保されたメモリ領域を使用して画像処理を実施可能である。このため、メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を更新したことに基づいて、画像制御部２０に空き領域の確保を通知してもよい。メモリ管理部３０による空きノード管理配列６０の参照は、図３に示す例では、最大で１８回であり、メモリ管理リスト５０の更新は、連結リストにノードを挿入することで完了する。このため、メモリ管理リスト５０自体を探索する場合に比べて、メモリ領域の確保に要する時間を短縮することができる。

【0041】

メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の空きノードの削除後、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙの情報を更新するためにノードを探索するループ処理を実施する（図４（ｅ））。空きノード管理配列６０の更新処理では、メモリ管理部３０は、メモリ領域の確保に使用したノードに保持されていたメモリサイズ、または新たに追加されたノードに保持されているメモリサイズに対応する配列Ｅｍｐｔｙから探索を開始する。そして、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０へのノードアドレスの追加処理を実施する。メモリ管理部３０は、追加処理において、空きノード管理配列６０にノードを追加できるか否かを判定し、追加できるノードがある場合、対象の配列Ｅｍｐｔｙにノードアドレスを追加する（図４（ｆ））。

【0042】

ノードアドレスの追加の条件は、追加しようとしている空き領域よりメモリサイズが大きく、かつ、追加しようとしている空き領域の物理アドレスより小さい物理アドレスの空き領域が存在しないことである。換言すれば、追加しようとしているノードの空き領域よりメモリサイズの大きい空き領域の物理アドレスが、追加しようとしているノードの空き領域の物理アドレスより小さい場合、ノードアドレスは、配列Ｅｍｐｔｙに追加されない。追加しようとしているノードの空き領域よりメモリサイズの大きい空き領域の物理アドレスが、追加しようとしているノードの空き領域の物理アドレスより大きい場合、ノードアドレスは、配列Ｅｍｐｔｙに追加される。

【0043】

メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙへのノードアドレスの追加処理の後、配列Ｅｍｐｔｙの更新処理を実施する（図４（ｇ））。更新処理では、配列Ｅｍｐｔｙに追加したノードアドレスのノードに登録された空き領域のメモリサイズより小さいメモリサイズの配列Ｅｍｐｔｙに、空き領域の物理アドレスが大きい空きノードが登録されている場合、そのノードアドレスは削除される。

【0044】

例えば、配列Ｅｍｐｔｙ［５］に２００ＫＢの空き領域のノードアドレスが追加されたとき、２００ＫＢの空き領域のメモリアドレスよりメモリアドレスが大きい１２８ＫＢの空き領域に対応して配列Ｅｍｐｔｙ［４］に登録されているノードアドレスは削除される。これにより、メモリ領域の確保時に、メモリ空間の先頭に近い物理アドレスの領域を優先的に使用することができる。

【0045】

図５は、図２の画像制御部２０からの解放要求に基づいて、メモリ管理部３０が画像データ記憶領域７０からメモリ領域を解放する一例を示すシーケンス図である。図４と同様の動作については、詳細な説明は省略する。

【0046】

画像制御部２０は、例えば、画像処理が完了した場合、メモリ管理部３０にメモリ解放要求を発行する(図５（ａ）)。メモリ管理部３０は、メモリ解放要求に基づいてメモリ領域を解放し、メモリ管理リスト５０のノードを更新する（図５（ｂ））。

【0047】

次に、メモリ管理部３０は、解放したメモリ領域に応じて、空きノード管理配列６０へのノードの追加処理を実施する。メモリ管理部は、追加処理において、空きノード管理配列６０にノードを追加できるか否かを判定し、追加できるノードがある場合、対象の配列Ｅｍｐｔｙにノードアドレスを追加する（図５（ｃ））。メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙへのノードアドレスの追加処理の後、配列Ｅｍｐｔｙの更新処理を実施する（図５（ｄ））。空きノード管理配列６０へのノードの追加処理は、図５の空きノード管理配列６０へのノードの追加処理と同様である。

【0048】

図６は、図２のメモリ管理リスト５０および空きノード管理配列６０の別の例を示す図である。図３と同様の要素については詳細な説明は省略する。画像データ記憶領域７０およびメモリ管理リスト５０において、確保済み（使用中）のメモリ領域は、網掛けで示される。

【0049】

説明を分かりやすくするため、図６では、メモリ管理リスト５０の各ノード（行）の自ノードアドレスおよび次ノードアドレスをアルファベットで示す。画像データ記憶領域７０のメモリサイズは、１０２４ＫＢ（＝１ＭＢ）であり、確保可能なメモリ領域の最小ブロックサイズは１ＫＢであるとする。このため、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙの数は、８個である。画像データ記憶領域７０の各メモリ領域のメモリサイズの後の括弧内に示すアルファベットは、対応するメモリ管理リスト５０のノードのノードアドレスを示す。

【0050】

空きノード管理配列６０において、空き領域のメモリサイズが８ＫＢまでの配列Ｅｍｐｔｙ［０］には、３つの３ＫＢの空き領域のうち、最も物理アドレスが小さい空き領域に対応するノードのノードアドレスＡが格納される。例えば、ノードアドレスＡに対応する空き領域が画像処理用に確保された場合、配列Ｅｍｐｔｙ［０］には、物理アドレスが次に小さい空き領域に対応するノードのノードアドレスＣが格納される。

【0051】

空き領域のメモリサイズが１７ＫＢから３２ＫＢまでの配列Ｅｍｐｔｙ［２］には、２０ＫＢの空き領域に対応するノードのノードアドレスＧが格納される。空き領域のメモリサイズが２５７ＫＢから５１２ＫＢまでの配列Ｅｍｐｔｙ［６］には、３００ＫＢの空き領域に対応するノードのノードアドレスＩが格納される。空き領域のメモリサイズが５１３ＫＢから１０２４ＫＢまでの配列Ｅｍｐｔｙ［７］には、５２０ＫＢの空き領域に対応するノードのノードアドレスＭが格納される。

【0052】

空き領域のメモリサイズが６５ＫＢから１２８ＫＢまでの配列Ｅｍｐｔｙ［４］には、１２８ＫＢの空き領域に対応するノードのノードアドレスＫは登録されない。これは、１２８ＫＢより大きく、かつ、１２８Ｋの空き領域の物理アドレスより小さい物理アドレスに割り当てられた３００ＫＢの空き領域があるためである。これにより、例えば、２０ＫＢより大きく、１２８ＫＢ以下のメモリ領域のメモリ確保要求が発行された場合、物理アドレスが小さい３００ＫＢの空き領域から優先してメモリ領域を確保することができる。

【0053】

物理アドレスが小さい空き領域からメモリ領域を順に確保することで、画像データ記憶領域７０において物理アドレスが小さい上位側の領域からメモリ領域を確保することができる。これにより、画像データ記憶領域７０の全体にわたってメモリ領域が分散して確保される可能性を低くすることができ、メモリ管理部３０によるメモリ領域の管理を容易にすることができる。

【0054】

図７は、図６の状態において、画像制御部２０から１００ＫＢのメモリ確保要求が発行された場合の状態の変化の例を示す図である。すなわち、図７は、画像形成装置１のメモリ管理方法の一例を示す。図７に示す太枠は、状態が変化したことを示す。メモリ確保要求を受信したメモリ管理部３０は、例えば、空きノード管理配列６０を配列Ｅｍｐｔｙ［０］から順に探索し、確保するメモリ領域のメモリサイズに対応する配列Ｅｍｐｔｙ［６］を見つける。そして、メモリ管理部３０は、図６に示す配列Ｅｍｐｔｙ［６］に格納されたノードアドレスＩで示されるノードに対応する空き領域を使用してメモリ領域を確保することを決定する。以下では、ノードアドレスＩで示されるノードは、ノードＩとも称される。

【0055】

確保するメモリ領域のメモリサイズに対応する配列Ｅｍｐｔｙを見つけるまでの最大の探索回数は、配列Ｅｍｐｔｙの総数である。図７に示す例では、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０を最大で８回探索することにより、メモリ領域の確保に使用する空き領域の情報が登録されたノードを見つけることができる。

【0056】

メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を更新し、ノードＩに対応する３００ＫＢの空き領域を使用して１００ＫＢのメモリ領域を確保し、空き領域の残りを２００ＫＢとする（図７（ａ））。図７に示す例では、メモリ管理部３０は、１００ＫＢの使用領域の情報をノードＩに格納し、２００ＫＢの空き領域の情報を新たに追加したノードＮに格納する。

【0057】

次に、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙ［６］に"ＮＵＬＬ"を格納することで、配列Ｅｍｐｔｙ［６］に設定されていた空き情報を削除する(図７（ｂ）)。

【0058】

次に、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙへのノードの追加処理を実施する。メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を探索し、新たに空き領域となった２００ＫＢよりメモリサイズが大きい空き領域で、物理アドレスが２００ＫＢの物理アドレスより小さい空き領域が存在するか否かを判定する。図７に示す例では、２００ＫＢよりメモリサイズが大きい空き領域で、物理アドレスが２００ＫＢの物理アドレスより小さい空き領域が存在しないため、メモリ管理部３０は、２００ＫＢの空き領域を配列Ｅｍｐｔｙ［５］に登録する（図７（ｃ））。

【0059】

もし、２００ＫＢよりメモリサイズが大きい空き領域で、２００ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが小さい空き領域が存在する場合、メモリ管理部３０は、２００ＫＢの空き領域に対応するノード情報を配列Ｅｍｐｔｙ［５］に登録しない。これにより、空き領域のメモリサイズにかかわりなく、物理アドレスが小さい空き領域から優先して空き領域を確保することができる。

【0060】

なお、配列Ｅｍｐｔｙ［５］に新たな２００ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが小さい空き領域に対応するノード情報が保持されている場合、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙ［５］に既に登録されているノード情報を維持する。また、配列Ｅｍｐｔｙ［５］に新たな２００ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが大きい空き領域に対応するノード情報が保持されている場合、メモリ管理部３０は、２００ＫＢの空き領域に対応するノード情報を配列Ｅｍｐｔｙ［５］に登録する。これによっても、空き領域のメモリサイズにかかわりなく、物理アドレスが小さい空き領域から優先して空き領域を確保することができる。

【0061】

次に、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙの更新処理を実施する。メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を探索し、新たに空き領域となった２００ＫＢよりメモリサイズが小さい空き領域で、２００ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが大きい空き領域が存在するか否かを判定する。メモリ管理部３０は、新たに空き領域となった２００ＫＢよりメモリサイズが小さい空き領域で、物理アドレスが２００ＫＢの空き領域の物理アドレスより大きい空き領域が存在する場合、その空き領域に対応するノードを配列Ｅｍｐｔｙから削除する。

【0062】

これにより、例えば、次に１００ＫＢの空き領域を確保するメモリ確保要求があった場合、物理アドレスが大きい空き領域でなく、メモリアドレスが小さい２００ＫＢの空き領域から１００ＫＢを確保することができる。すなわち、物理アドレスが小さい空き領域から優先して空き領域を確保することができる。

【0063】

図７に示す例では、２００ＫＢよりメモリサイズが小さい空き領域で、２００ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが大きい空き領域１２８ＫＢ（ノードＫ）が存在する。しかしながら、ノードＫに対応する配列Ｅｍｐｔｙ［４］は"ＮＵＬＬ"に設定されているため、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙ［４］の情報の削除処理を実施しない。そして、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙの更新処理を終了し、１００ＫＢのメモリ領域を確保する処理を完了する。

【0064】

図８は、図７でのメモリ領域の確保後、さらに１９０ＫＢのメモリ確保要求が発行された場合の状態の変化の例を示す図である。すなわち、図８は、画像形成装置１のメモリ管理方法の一例を示す。図７と同様の処理については、詳細な説明は省略する。

【0065】

メモリ確保要求を受信したメモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０を探索し、確保する１９０ＫＢのメモリ領域のメモリサイズに適合する配列Ｅｍｐｔｙ［５］を見つける。メモリ管理部３０は、図７に示す配列Ｅｍｐｔｙ［５］に格納されたノードアドレスＮで示されるノードＮに対応する空き領域を使用してメモリ領域を確保することを決定する。

【0066】

メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を更新し、ノードＮに対応する２００ＫＢの空き領域を使用して１９０ＫＢのメモリ領域を確保し、空き領域の残りを１０ＫＢにする（図８（ａ））。図８に示す例では、メモリ管理部３０は、１９０ＫＢの使用領域の情報をノードＮに格納し、１０ＫＢの空き領域の情報を新たに追加したノードＯに格納する。

【0067】

次に、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙ［５］に"ＮＵＬＬ"を格納することで、配列Ｅｍｐｔｙ［５］に設定されていた空き情報を削除する(図８（ｂ）)。

【0068】

次に、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙへのノードの追加処理を実施する。メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を探索し、新たに空き領域となった１０ＫＢよりメモリサイズが大きい空き領域で、１０ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが小さい空き領域が存在するか否かを判定する。図８に示す例では、１０ＫＢよりメモリサイズが大きい２０ＫＢの空き領域で、１０ＫＢの空き領域の物理アドレスより物理アドレスが小さい空き領域（ノードＧ）が存在する。このため、メモリ管理部３０は、１０ＫＢの空き領域を配列Ｅｍｐｔｙ［１］に登録せず、配列Ｅｍｐｔｙ［１］の"ＮＵＬＬ"を維持する（図８（ｃ））。

【0069】

また、メモリ管理部３０は、空き領域として空きノード管理配列６０に登録されていないノードＣ、Ｅ、Ｏ、Ｋを抽出し、ノードＣ、Ｅ、Ｏ、Ｋのノードアドレスが配列Ｅｍｐｔｙに登録可能か否かを判定する。ノードＣ、Ｅが示す空き領域のサイズ（３ＫＢ）に対応する配列Ｅｍｐｔｙ［０］にはノードＡのノードアドレスが登録されている。また、ノードＡが示す空き領域の物理アドレスは、ノードＣ、Ｅｍｐｔｙが示す空き領域の物理アドレスより小さい。このため、メモリ管理部３０は、ノードＣ、Ｅのノードアドレスを登録できないと判定する。

【0070】

メモリ管理部３０は、ノードＯを追加処理で配列Ｅｍｐｔｙ［１］に登録しないと判定したため、登録の判定対象から除外する。ノードＫが示す空き領域のサイズ（１２８ＫＢ）に対応する配列Ｅｍｐｔｙ［４］にはノードアドレスが登録されていない（ＮＵＬＬ）。ノードＫが示す空き領域のメモリサイズ（１２８ＫＢ）と物理アドレスとは、他の空きノードに対するメモリサイズと物理アドレスとの関係を満たす。このため、メモリ管理部３０は、ノードＫのノードアドレスの配列Ｅｍｐｔｙ［４］への登録を決定し、登録する（図８（ｄ））。

【0071】

なお、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙ［４］に既に登録されているノードがある場合、物理アドレスが小さい空き領域に対応するノードを優先的に配列Ｅｍｐｔｙ［４］に登録する。例えば、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙ［４］にノードＫの１２８ＫＢの空き領域より物理アドレスが小さい６５ＫＢから１２８ＫＢの範囲内の空き領域に対応するノードが登録されている場合、ノードＫを配列Ｅｍｐｔｙ［４］に登録しない。一方、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙ［４］にノードＫの１２８ＫＢの空き領域より物理アドレスが大きい６５ＫＢから１２８ＫＢの範囲内の空き領域に対応するノードが登録されている場合、ノードＫを配列Ｅｍｐｔｙ［４］に登録する。

【0072】

次に、メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙの更新処理を実施する。メモリ管理部３０は、メモリ管理リスト５０を探索し、新たに空き領域となった１０ＫＢよりメモリサイズが小さい空き領域で、物理アドレスが１０ＫＢの物理アドレスより大きい空き領域が存在するか否かを判定する。図８に示す例では、１０ＫＢよりメモリサイズが小さい空き領域で、物理アドレスが１０ＫＢの物理アドレスより大きい空き領域は存在しない。このため、メモリ管理部３０は、配列Ｅｍｐｔｙの更新処理を終了し、１９０ＫＢのメモリ領域を確保する処理を完了する。

【0073】

以上、この実施形態では、最大で１８個の空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙを参照することで、メモリ領域を確保することができる。したがって、メモリ管理リスト５０自体を探索する場合に比べて、メモリ領域の確保に要する時間を短縮することができる。すなわち、確保されたメモリ領域の数にかかわらずメモリ領域の確保に掛かる時間を短縮することができ、画像形成装置による画像処理速度の低下を抑止することができる。

【0074】

メモリ管理部３０は、空きノード管理配列６０において小さいメモリサイズに対応する配列Ｅｍｐｔｙから順に参照していく。このため、メモリサイズの小さいメモリ領域が大量に確保されている場合に、メモリ領域を確保するまでの時間を、メモリ管理リスト５０のみを参照する場合に比べて短縮することができる。

【0075】

さらに、既存のメモリ管理リスト５０をそのまま利用することができ、空きノード管理配列６０の各配列Ｅｍｐｔｙのサイズは、４バイトで済むため、メモリコスト、変更コストを抑えて、空き領域を高速で探索することができる。

【0076】

空きノード管理配列６０の配列Ｅｍｐｔｙに"ＮＵＬＬ"が格納されていた場合にも、メモリ管理部３０は、ノードアドレスが格納された配列Ｅｍｐｔｙを見つけるまで、配列Ｅｍｐｔｙの番号を順次インクリメントすることで、メモリ領域を確保することができる。

【0077】

新たな空き領域より物理アドレスが小さい空き領域に対応するノード情報が対応する配列Ｅｍｐｔｙに保持されている場合、メモリ管理部３０は、当該配列Ｅｍｐｔｙに既に登録されているノード情報を維持する。また、新たな空き領域より物理アドレスが大きい空き領域に対応するノード情報が、対応する配列Ｅｍｐｔｙに保持されている場合、メモリ管理部３０は、当該配列Ｅｍｐｔｙを新たな空き領域に対応するノード情報に書き換える。これにより、空き領域のメモリサイズにかかわりなく、物理アドレスが小さい空き領域から優先して空き領域を確保することができる。

【0078】

確保したメモリ領域よりメモリサイズが大きい配列Ｅｍｐｔｙに対応する登録済みの空き領域の物理アドレスが、確保したメモリ領域の物理アドレスより小さい場合、メモリ管理部３０は、確保したメモリ領域を配列Ｅｍｐｔｙに登録しない。確保したメモリ領域よりメモリサイズが小さい配列Ｅｍｐｔｙに対応する登録済みの空き領域の物理アドレスが、確保したメモリ領域の物理アドレスより大きい場合、メモリ管理部３０は、登録済みの空き領域を確保している配列Ｅｍｐｔｙを"ＮＵＬＬ"に書き換える。これにより、空き領域のメモリサイズにかかわりなく、物理アドレスが小さい空き領域から優先して空き領域を確保することができる。

【0079】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 画像形成装置
２ 自動原稿送り装置
３ 画像読み取り部
４ 書き込みユニット
５ プリンタユニット
６ 感光体ドラム
７ 現像装置
８ 搬送ベルト
９ 定着装置
１０ 画像処理部
２０ 画像制御部
３０ メモリ管理部
４０ メモリ
５０ メモリ管理リスト
６０ 空きノード管理配列
７０ 画像データ記憶領域

【先行技術文献】

【特許文献】

【0081】

【文献】特開平９－０１６４６３号公報

【文献】特開２０１０－２０４７６２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】