CN101852918A - 成像设备 - Google Patents

Abstract

一种成像设备包括：光源，发射光束；感光构件；无刷马达，包括放置有多个线圈的定子和放置有多个磁体的转子；旋转多面反射镜，由无刷马达旋转且使从光源发射的光束周期性地偏转，以在感光构件上顺序形成扫描行；通电切换单元，打开和关闭线圈的通电；电压检测单元，基于通过转子的旋转而在线圈中产生的感生电压输出检测信号；和控制单元，基于检测信号通过通电切换单元来控制通电的打开/关闭。根据本发明，考虑到通过无刷马达的转子的旋转而在线圈产生感生电压的现象，基于感生电压来检测转子的位置。因此，能在不使用霍尔元件的情况下进行对无刷马达的旋转控制。

Description

成像设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年3月31日提交的日本专利申请No.2009-088404的优先权，该日本专利申请的全部主题在此通过引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及一种成像设备，尤其涉及一种用于使旋转多面反射镜旋转的无刷马达。

背景技术

以电子照相方式形成图像的一些成像设备包括光学扫描机构，该光学扫描机构具有使来自光源的光束偏转以照射感光构件的旋转多面反射镜。无刷马达有时用作使旋转多面反射镜旋转的驱动马达。在无刷马达中，需要检测转子的位置，以控制各线圈的通电定时。已提出了一种已知的成像设备，在该成像设备中，多个霍尔元件被放置在转子附近，并基于霍尔元件的输出信号来检测转子的位置(例如，参见JP-A-11-129538)。

发明内容

在已知的成像设备中，由于霍尔元件相对于转子的放置离差(placement dispersion)等，所以难于精确地检测转子的位置。因此，对无刷马达的旋转控制可能不稳定。

因此，本发明的说明性方面提供了一种成像设备，该成像设备能在不使用霍尔元件的情况下进行对无刷马达的旋转控制。

根据本发明的一个说明性方面，提供了一种成像设备，包括：光源，该光源发射光束；感光构件；无刷马达，该无刷马达包括放置有多个线圈的定子和放置有多个磁体的转子；旋转多面反射镜，该旋转多面反射镜由无刷马达旋转，并且该旋转多面反射镜使从光源发射的光束周期性地偏转，以在感光构件上顺序形成扫描行；通电切换单元，该通电切换单元打开和关闭线圈的通电；电压检测单元，该电压检测单元输出检测信号，该检测信号基于通过转子的旋转而在线圈中产生的感生电压；和控制单元，该控制单元基于检测信号通过通电切换单元来控制通电的打开/关闭。

根据本发明的说明性方面，考虑到通过无刷马达的转子的旋转而在线圈产生感生电压的现象，基于感生电压来检测转子的位置。因此，能在不使用霍尔元件的情况下进行对无刷马达的旋转控制。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例的成像设备的示意性侧剖视图；

图2是示例性示出成像设备的电气构造的框图；

图3是示出成像设备的扫描器单元的构造的示意图；

图4是示出FG信号和通电开/关信号的波形的时间图；

图5是示出旋转控制处理的流程图；以及

图6是示出感生电压的检测和受光传感器的光接收的定时图案(timing pattern)的时间图。

具体实施方式

现在将参考附图来描述本发明的示例性实施例。

(1)成像设备

如图1所示，成像设备1在本体框架2中包括：馈送器单元4，该馈送器单元4馈送诸如记录纸张的纸张3；成像单元5，该成像单元5在纸张3上形成图像等。顺便提及，激光打印机是成像设备1的一个示例。

成像设备1可以是单色激光打印机或使用两种或更多种颜色的彩色激光打印机。例如，该成像设备可以是具有传真功能、复印功能、读取功能(扫描仪功能)等的多功能装置，只要该装置具有成像(打印)功能即可。

馈送器单元4包括托盘6、挤压板7、拾取辊8和一对对准辊9、9。挤压板7可绕后端部摆动，以朝向拾取辊8挤压该挤压板7上的纸张3中最上面的一张纸。通过拾取辊8的旋转每次一张地拾取纸张3。

然后，纸张3通过对准辊9、9对准，并被馈送至转印位置。该转印位置是这样一种位置：在该位置处，感光构件10上的调色剂图像被转印至纸张3，并且感光构件10接触转印辊11。

成像单元5包括扫描器单元12、处理盒13和定影单元14。扫描器单元12包括光源15(见图3)、多面反射镜16(旋转多面反射镜的一个示例)等。由光源15发射的激光束L(光束的一个示例)在被多面反射镜16周期性地偏转的同时照射感光构件10的表面。稍后将详细描述扫描器单元12。

处理盒13包括感光构件10、晕光型充电器17和显影辊18。充电器17使感光构件10的表面均匀充电成正极性。感光构件10的充电表面暴露于来自光源15的激光束L，以形成静电潜像。然后，承载在显影辊18的表面上的调色剂被供应至形成在感光构件10上的静电潜像，并且调色剂图像在该感光构件10上显影。然后，通过使用转印辊11，调色剂图像被从感光构件10转印至纸张3。

其上转印有调色剂图像的纸张3被馈送至定影单元14，并且调色剂被热定影到纸张上。然后，纸张3被输送至排出通路19，并排出到排纸托盘20。

(2)成像设备的电气构造

如图2所示，成像设备1包括CPU21、ROM22、RAM23、EEPROM24、馈送器单元4、成像单元5、由各种灯、液晶面板等构成的显示单元25、诸如输入面板的操作单元26、温度传感器27等。另外，成像设备1包括网络接口(未示出)等，成像设备1通过该网络接口连接至外部设备。

(3)扫描器单元

如图3所示，扫描器单元12包括发射激光束L的光源(即激光二极管)15、第一透镜单元30、多面反射镜16、第二透镜单元31、受光传感器32(传感器的一个示例)、无刷马达33、控制电路板34等。

第一透镜单元30由准直透镜、柱面透镜等构成。第一透镜单元30允许从光源15发射的激光束L通过，以照射多面反射镜16。第二透镜单元31由fθ透镜、柱面透镜等构成。第二透镜单元31允许由多面反射镜16偏转(反射)的激光束L通过，以照射感光构件10。

多面反射镜16例如由六个镜面构成。多面反射镜16由无刷马达33以高速旋转。当以高速旋转时，多面反射镜16使从光源15发射的激光束L周期性地偏转，以通过第二透镜单元31在感光构件10上顺序形成扫描行。扫描行是与图像数据的行数据对应的点状露光线(exposure lines)。在行数据对应于图像的空白部的情况下，不形成扫描行。

无刷马达33是三相无刷直流马达。无刷马达33具有：定子35，在该定子35上布置有U相、V相和W相线圈；和转子36，在该转子36上布置有界磁永磁体(field permanent magnets)(在该示例性实施例中，例如为十极)。在无刷马达33中，线圈布置成星形连接。多面反射镜16与转子36一体地旋转。

在控制电路板34上安置有用于使无刷马达33旋转的驱动电路37、控制电路38(控制单元的一个示例)等。驱动电路37包括逆变器37A(通电切换单元的一个示例)，以打开或关闭线圈的通电。控制电路38例如由ASIC构成，并基于来自CPU21的指令来控制光源15的发光和多面反射镜16的旋转。

受光传感器32被放置在由多面反射镜16偏转的激光束L到达感光构件10之前激光束L被接收的位置。受光传感器32用于确定利用激光束L写入各扫描行的定时，接收从光源15发射的激光束L，并向控制电路38输出BD(束检测)信号(光接收信号的一个示例)。替代性地，受光传感器32可放置在激光束L通过感光构件10之后激光束L被接收的位置。

(4)用于检测转子的位置的构造

控制电路38在不使用诸如霍尔元件的位置检测元件的情况下检测转子36的位置。也就是说，控制电路38基于根据转子36相对于定子35的旋转而在线圈中产生的感生电压来检测转子36的位置。

当转子36旋转时，S极磁体和N极磁体交替接近(磁化)每个线圈，线圈中的磁通量相应地改变，并在线圈中产生感生电压。各线圈的阻抗根据所述接近磁体的极性、即S极或N极而不同。因此，感生电压具有周期性地改变为不同电平的波形(例如正弦波)，该不同电平分别与S极和N极的接近的定时相对应。因此，通过检测感生电压，能够检测转子36的位置(即接近各线圈的磁体的极性)。

将描述用于检测感生电压的构造。如图3所示，驱动电路37包括分别与线圈对应的三个电压检测电路39、39、39(电压检测单元的一个示例)。每个电压检测电路39均输出与对应线圈的端点P(即线圈的与驱动电路37连接的一侧的端部)和星形连接的中性点O之间的电压差(包括感生电压)对应的检测信号。驱动电路37将每个检测信号转换成高/低电平信号(以下称为FG信号)，该高/低电平信号的电平例如通过比较器(未示出)根据感生电压的变化(即接近线圈的磁体的极性的切换)被反转，并且该驱动电路37向控制电路38供应信号。顺便提及，FG信号也可称为检测信号。

图4是示出FG信号和通电开/关信号的波形的时间图，如图4所示，分别与相位对应的FG信号被作为波形供应到控制电路38，在该波形中，相位彼此偏移大约120度。控制电路38将分别与FG信号对应的通电开/关信号供应至驱动电路37，以控制线圈通电的打开/关闭。因此，能控制无刷马达33的旋转。

控制电路38例如通过脉宽调制来调节通电开时间内的电流量，使得能改变无刷马达33的旋转速度。如图4所示，具体地，控制电路38基于PWM信号在通电开时间期间、通过对逆变器37A进行斩波控制来改变PWM值(占空比)，由此改变无刷马达33的旋转速度。

将每个PWM信号的起始脉冲设定为使得脉冲宽度和振幅中的至少一个大于随后的脉冲群。因此，即使在各通电开时间的初始阶段，也能使无刷马达33平滑地旋转。在随后的脉冲群中，逐步提高振幅，然后逐步降低振幅。因此，在通电的开/关切换中，能抑制噪音的产生。

如图3所示，控制电路板34被放置在与无刷马达33(多面反射镜16)所安装的位置分开的位置上，并仅通过四根信号线连接至无刷马达33，该四根信号线分别连接至线圈的三个端点P及中性点O。

无刷马达的旋转的控制处理

参考图5，将描述对无刷马达33的旋转进行控制的处理。当控制电路38从CPU21接收到用于开始多面反射镜16的旋转的指令时，该电路执行图5所示的旋转控制处理。在该旋转控制处理中，顺序执行起动处理、旋转方向检测处理和恒定速度处理。

(5-1)起动处理

在起动处理中，首先，控制电路38将例如存储在EEPROM24中的重试数初始化为零，并将PWM频率设定为低的水平(例如125[kHz])(S1)。该PWM频率是PWM信号的脉冲频率，并且等于在通电开时间期间的斩波控制的频率。

]接下来，控制电路38检测转子36的初始位置(即起动之前的停止位置)(S3)。具体地，该电路控制驱动电路37，使得电流流过线圈，并且线圈中的磁通量发生变化。基于根据该变化而改变的FG信号，能检测出转子36的初始位置。

接下来，控制电路38执行强制通电(S5)。具体地，基于初始位置的检测结果，控制电路38控制驱动电路37，以便通过顺序打开和关闭线圈的通电来对线圈进行强制通电，由此尝试使转子36旋转。如果基于FG信号确认转子36开始旋转(S6：是)，则由于在线圈中产生的感生电压反映在FG信号中，所以能基于FG信号检测出转子36的位置和旋转速度。如果不能确认转子36的旋转(S6：否)，则该控制进行到S27。

控制电路38在斩波控制的关时期期间读出FG信号。

然后，控制电路38将在S 1中被设定为低水平的PWM频率的PWM信号供应至驱动电路37，以控制线圈通电的开/关，并基于FG信号执行旋转速度控制，从而尝试进行无刷马达33的满刻度(full scale)起动。

接下来，控制电路38判定通过基于FG信号的旋转速度控制是否使无刷马达33的旋转速度稳定(S7)。具体地，基于三个FG信号中的至少一个FG信号(在示例性实施例中，一个FG信号)的开/关周期检测出无刷马达33的旋转速度，并判定所检测出的旋转速度是否达到预定的目标速度范围(例如，相对于40,000rpm的差小于预定值)。

如果检测出的旋转速度在该范围之外(S7：否)，则判定旋转速度不稳定。例如，在S3中错误地检测转子36的初始位置的情况下，无刷马达33在S5中的强制通电之后并未正常旋转，旋转速度变得不稳定，并且起动操作有时失败。在该情况下，停止无刷马达33。例如，使逆电流流动，以对无刷马达33施加断路作用(breaking action)，并且当达到检测不出感生电压的状态时，取消该断路作用。根据该构造，能迅速停止无刷马达33，并准备重试操作。

然后，改变一部分或所有起动参数(通电开/关信号的频率、马达超前角、和PWM值(马达电流))(S9)，并且该控制返回至S3，以重试无刷马达33的起动。例如，增大通电开/关信号的频率和马达超前角(将预定通电的定时提前)、或提高PWM值以增大起动电流，从而便于无刷马达33的起动。

如果检测出的旋转速度在目标速度范围内(S7：是)，则判定旋转速度稳定，并且该控制处理转移(切换)至旋转方向检测处理。

(5-2)旋转方向检测处理

控制电路38执行旋转方向检测处理，以检测转子36相对于感光构件10是否在与扫描方向(主扫描方向)对应的方向上旋转。此时，控制电路38用作“检测单元”。以下，与主扫描方向对应的旋转方向(即图3中箭头的方向)被称为“正旋转方向”，而与正旋转方向相反的旋转方向被称为“逆旋转方向”。

在旋转方向检测处理中，控制电路38控制光源15，以便开始光发射(S11)。因此，受光传感器32周期性地接收由多面反射镜16偏转的激光束L，并根据光接收定时来输出BD信号。

接下来，控制电路38检查BD信号(S13)。具体地，该控制电路判定基于BD信号的周期的、多面反射镜16的旋转速度(以下，该速度有时被称为BD旋转速度)是否在目标速度范围内。如果判定出现诸如不能检测出BD信号或BD旋转速度不稳定的异常(S14：是)，则进行诸如停止对无刷马达33的旋转控制和显示与该错误有关的信息的错误处理(S27)。相反，如果判定该处理正常进行(S14：否)，则该控制进行到S15。

接下来，基于在该时刻接收的一个FG信号和BD信号，控制电路38测量感生电压的检测和受光传感器32的光接收的定时图案(S15)。该定时图案由转子36与多面反射镜16之间的位置关系确定，并且通常根据旋转方向而不同。因此，基于该定时图案，能检测出转子36的旋转方向。

具体地，计算FG信号的变化定时(上升沿或下降沿)与BD信号的变化定时(上升沿或下降沿)之间的(一个或多个)预定数量的时间差。所计算出的时间差被设定为定时图案。

图6是示出感生电压的检测和受光传感器32的光接收的定时图案的时间图。在该图中，α和β分别表示从FG信号的上升沿到BD信号的下降沿的时间差，其中α(α1、α2、α3、α4和α5)表示在转子36沿正旋转方向旋转的情况下的时间差，而β(β1、β2、β3、β4和β5)表示在转子36沿逆旋转方向旋转的情况下的时间差。

如图6所示，在转子36沿正旋转方向旋转的情况下，控制电路38以α1、α2、α3、α4和α5的顺序周期性地计算时间差。相反，在转子36沿逆旋转方向旋转的情况下，控制电路38以β1、β2、β3、β4和β5的顺序周期性地计算时间差。

另一方面，例如，EEPROM24预先存储基准图案数据。该基准图案数据包括正旋转方向的基准图案数据(α1、α2、α3、α4和α5)和逆旋转方向的基准图案数据(β1、β2、β3、β4和β5)。顺便提及，基于在使多面反射镜16在目标速度范围内稳定旋转的状态下通过试验测量出的定时图案，在成像设备1的生产阶段准备该基准图案数据。

控制电路38将当前测量出的定时图案与基准图案数据(基准图案)相比较，并基于该比较结果检测转子36的旋转方向(S17)。具体地，当测量出的定时图案数据与正旋转方向的图案数据一致时，判定该转子沿正旋转方向旋转，而当定时图案数据与逆旋转方向的图案数据一致时，判定该转子沿逆旋转方向旋转。如果判定该转子沿正旋转方向旋转(S17：是)，则该控制处理转移(切换)至恒定速度处理。

如果判定该转子沿逆旋转方向旋转(S17：否)，则判定是否设定逆序打印模式(S19)。在逆序打印模式中，即使在使转子36(多面反射镜16)逆旋转时，也强制打印与正旋转时处于相同方向上的图像。

在用户通过操作单元26输入指令或者由设置在成像设备1中的温度传感器27测量出的温度(环境温度)等于或低于预定温度的情况下，设定逆序打印模式，理由如下。在环境温度低至某一程度的情况下，存在如下可能性：无刷马达33中的润滑剂硬化且不能平滑地控制旋转。当在这种情形下进行重试处理(稍后将对其进行描述)时，需要一个长的时间段。这不是优选的。

如果设定了逆序打印模式(S19：是)，则逆序设定图像数据的各行数据中的读取顺序(S21)，并且该控制处理转移(切换)至恒定速度处理。因此，当执行该打印处理时，控制电路38基于如下图案中的行数据来控制光源15的光发射，该图案与在多面反射镜16沿正旋转方向旋转的情况下的图案是逆转的。即使在逆旋转的情况下，也能强制打印与正旋转时的图像大致相同的图像。此时，控制电路38用作“光发射控制单元”。

如图3所示，在使多面反射镜16沿正方向(逆时针方向)旋转并且在感光构件10上形成对于一根露光线而言的潜像的情况下，用来自光源15的激光束L开始照射多面反射镜16的一个表面的起点由Ps表示，由受光传感器32接收反射光的点由Pbd表示，而终点由Pg表示。在多面反射镜16的一个表面中，在开始读取行数据的时刻被激光束L照射的点由Qs表示，而在结束读取行数据的时刻被激光束L照射的点由Qg表示。在使多面反射镜16沿正方向旋转的情况下，从受光传感器32的光接收定时起，在激光束L走过线段PbdQs的长度所需的时间段已经过去之后，开始读取行数据。相反，在使多面反射镜16沿逆方向旋转的情况下，从受光传感器32的光接收定时起，在激光束L走过线段(PbdQs+PgQg)的长度所需的时间段已经过去之后，开始读取行数据。

控制电路38可构造成使得在展开图像数据的处理中，形成以与正旋转的情况下相逆的顺序展开行数据的点图案(dot pattern)，并根据该点图案来控制光源15的光发射。替代性地，该控制电路可构造成使得当待读出已经历通常的展开处理的点图案时，以与正旋转的情况下相逆的顺序进行读取，并根据逆序的点图案来控制光源15的光发射。

如果在S19中判定未设定逆序打印模式(S19：否)，则进行重试处理。具体地，判定当前的重试数是否达到上限数(S23)。如果未达到(S23：否)，则使重试数增一(S25)，该控制处理返回至S9，并重复S9之后的处理。

如果当前的重试数达到了上限数(S23：是)，则执行错误处理(S27)，并且该旋转控制处理结束。

(5-3)恒定速度处理

在恒定速度处理中，控制电路38将旋转速度控制从基于FG信号的旋转速度控制切换到基于BD信号的旋转速度控制，并判定多面反射镜16的旋转速度是否稳定(S29)。具体地，基于BD信号的开/关周期检测出多面反射镜16的旋转速度，并判定所检测出的旋转速度是否在预定的目标速度范围内。如果检测出的旋转速度在目标速度范围之外(S29：否)，则判定旋转速度不稳定，并且该控制处理返回至S9。

如果多面反射镜16的检测出的旋转速度在目标速度范围内(S29：是)，则判定旋转速度稳定，并将PWM频率切换至高的水平(例如250[kHz])(S31)。然后，基于BD信号，再次判定旋转速度是否在预定的目标速度范围内(S33)。如果检测出的旋转速度在目标速度范围之外(S33：否)，则判定旋转速度不稳定，并且该控制处理返回至S9。相反，如果检测出的旋转速度在目标速度范围内(S33：是)，则判定旋转速度稳定，并且该旋转控制处理结束，从而完成打印处理的准备。

根据示例性实施例的成像设备1被构造成使得专注于通过无刷马达33的转子36的旋转而在线圈中产生感生电压的现象，并基于该感生电压检测转子36的位置。因此，能在不使用霍尔元件的情况下进行对无刷马达33的旋转控制(包括旋转速度控制)。

由于不使用霍尔元件，所以能抑制由于霍尔元件相对于转子的放置离差而在无刷马达中产生不均匀旋转的现象。此外，能使部件的数量减少与霍尔元件对应的数量，因此，使得能够实现扫描器单元12的尺寸减小和成本降低。

作为检测感生电压的方法，例如，可采用一种方法，在该方法中，将检测电阻器分别连接在线圈的端点P与接地线之间，并基于检测电阻器的电压来检测出感生电压。然而，在如上述示例性实施例中基于中性点O与端点P之间的电位差检测出感生电压的方法中，能通过使用中性点的电位作为共同基准来更精确地检测出在线圈中产生的感生电压。

根据示例性实施例的成像设备1被构造成使得控制电路板34被放置在与无刷马达33所安装的位置分开的位置上，并且驱动电路37和控制电路38被设置在控制电路板34上。因此，与驱动电路37等被设置在无刷马达33侧的结构相比，能减小无刷马达33附近的构造的尺寸。此外，与使用霍尔元件的构造相比，能减小无刷马达33与控制电路板34之间的信号线的数量。

使用霍尔元件的构造具有以下缺点。霍尔元件不可避免地设置在转子36附近，因此会阻碍无刷马达33的尺寸减小。必须与霍尔元件的数量对应地增加信号线的数量。由于霍尔元件的输出信号弱，例如，对无刷马达33的旋转控制容易因在信号线中出现的噪音而变得不稳定。霍尔元件与温度高度相关，并且例如在高温下，输出信号的振幅尤其低。在控制电路板34侧可能检测不出霍尔元件的输出信号，并且霍尔元件的输出信号可导致无刷马达33的起动失败。相反，根据本发明的示例性实施例，能够克服这些缺点。

在通电开时间期间对逆变器37A进行斩波控制的情况下，在斩波控制的开时期期间读出FG信号的构造是可能的。在开时期中，流过线圈的大电流产生噪音，并存在由于噪音而不能精确地进行基于FG信号检测出感生电压的可能性。因此，根据示例性实施例，在斩波控制的关时期期间读取FG信号。

然而，在无刷马达33起动时，必需使大电流流向无刷马达，因此该控制尤其易受噪音影响。因此，根据示例性实施例，在起动时期期间将PWM频率设定为低的水平以延长关时期，使得能精确地读取FG信号，并且在稳定时期将频率设定为高的水平，从而提高无刷马达33的旋转控制的随动性。

另一方面，在无刷马达33的起动中，使多面反射镜16以相对低的速度旋转。因此，当光源15发射激光束L时，感光构件10的特定部分被激光束照射一个长的时间段，因此可能损坏感光构件10。因此，根据示例性实施例，在起动时期期间执行基于FG信号的旋转速度控制，而在稳定时期中，该控制处理转移(切换)至基于BD信号的旋转速度控制。

优选地，如在示例性实施例中，基于BD信号确认无刷马达33进行稳定旋转，然后，基于FG信号的旋转速度控制转移(切换)至基于BD信号的旋转速度控制。

此外，在示例性实施例中，专注于无刷马达33的旋转位置的检测和受光传感器32的光接收的定时图案根据转子36的旋转方向而不同的现象，并且能基于该定时图案检测出无刷马达的旋转方向。

此外，控制电路38将测量出的定时数据与正旋转方向上的图案数据和逆旋转方向上的图案数据相比较，因此能正确地检测出无刷马达33旋转的方向。

在检测出无刷马达33沿逆方向旋转的情况下，控制电路38基于如下图案中的行数据来控制光源15的光发射，该图案与在多面反射镜16沿正旋转方向旋转的情况下的图案是逆转的。因此，即使在逆旋转的情况下，也能强制打印与正旋转时的图像大致相同的图像。

(6)示例性实施例的变型

本发明不限于上述示例性实施例。例如，以下各种实施例也在本发明的范围内。具体地，在示例性实施例的部件中，除本发明最重要的部件之外的部件为附加部件，因此可适当地省略。

在上述示例性实施例中，无刷马达为具有星形连接线圈的三相外转子型马达。本发明不限于此。例如，马达的相数可以是两相、四相或四相以上。可采用内转子型马达，或者可采用三角形连接马达。在三角形连接的情况下，例如基于线圈的端子间电压，能获得与感生电压对应的检测信号。

在上述示例性实施例中，使用具有六个镜面的多面反射镜16和具有十极的无刷马达33。然而，本发明不限于此。可采用具有除六个以外的镜面数的镜面的多面反射镜、或者具有除十极以外的极数的无刷马达。从多面反射镜的镜面数(N)和无刷马达的极数(M)，能获得旋转方向检测处理中的时间差数据α、β的最小必要数。也就是说，计算出镜面数(N)与极数(M)的一半(M/2)的最小比(A∶B)，该最小比中的较小值(A或B)为最小必要数。因此，在镜面数(N)等于极数的一半(M/2)的情况下，能从一组时间差数据检测出旋转方向。

在上述示例性实施例中，通过使用FG信号来控制无刷马达33的旋转速度。然而，本发明不限于此。例如，可采用基于FG信号监控无刷马达33的旋转数的构造，并且在旋转数达到基准数的条件下，可开始打印处理中的各种操作，例如，开始光源15的光发射，和将纸张3馈送至成像单元5。可采用对通电线圈的定时进行控制的构造。

在上述示例性实施例中，在稳定时期中，所述控制处理转移(切换)至基于BD信号的旋转速度控制。替代性地，基于FG信号的旋转速度控制可以继续。顺便提及，在稳定时期中，由于噪音所引起的影响相对减小，因此，优选提高频率，使得能提高无刷马达33的旋转控制的随动性。

在上述示例性实施例中，在稳定时期中，所述控制处理转移(切换)至基于BD信号的旋转速度控制。替代性地，如果没有检测出BD信号，则该控制处理可以再次转移至基于FG信号的旋转速度控制，以维持无刷马达33的旋转速度。在这种情况下，当通过基于FG信号的旋转速度控制使得无刷马达33的旋转速度稳定时，该控制处理可以转移至基于BD信号的旋转速度控制。顺便提及，如果在没有检测出BD信号的情况下使该控制处理再次转移至基于FG信号的旋转速度控制，则与基于BD信号的旋转速度控制相比，对无刷马达33的旋转控制可能不稳定，被供应到无刷马达33的电流的波动可能增大，因而该控制可能易受噪音影响。因此，与稳定状态下的频率例如无刷马达33起动时的频率相比，可以降低PWM频率。

在上述示例性实施例中，在旋转控制处理中，在基于BD信号确认旋转速度稳定之后(图5中的S29：是)，将PWM频率切换至高的水平(S31)。然而，本发明不限于此。在基于FG信号确认旋转速度稳定之后(S7：是)，可将PWM频率切换至高的水平。顺便提及，在可靠性方面，可优选根据上述示例性实施例将PWM频率切换至高的水平。

根据本发明的另一说明性方面，在成像设备中，其中多个线圈被星形连接，并且，其中电压检测单元输出基于该星形连接的中性点与多个线圈的端点之间的电位差的信号作为检测信号。

据此，能通过使用中性点的电位作为共同基准来精确检测出在线圈中产生的感生电压。

根据本发明的又一说明性方面，该成像设备还包括：控制电路板，该控制电路板被放置在与无刷马达分开的位置上，并且该控制电路板经由信号线连接至所述多个线圈的中性点和端点，其中通电切换单元、电压检测单元和控制单元被安置在该控制电路板上。

据此，与电压检测单元等被设置在无刷马达侧的构造相比，能减小无刷马达附近的构造的尺寸。此外，与使用霍尔元件的构造相比，能减小无刷马达与控制电路板之间的信号线的数量。

根据本发明的又一说明性方面，在该成像设备中，其中控制单元基于所述检测信号来控制无刷马达的旋转速度。

据此，能在不使用霍尔元件的情况下控制无刷马达的旋转速度。

根据本发明的又一说明性方面，在该成像设备中，其中控制单元在多个线圈的通电开时间期间进行对通电切换单元的斩波控制，其中控制单元在斩波控制的关时期期间获得检测信号，并且其中在无刷马达的起动处理中，与旋转速度处于目标速度范围内的稳定时间段中的频率相比，所述控制单元降低斩波控制的频率。

在进行斩波控制的情况下，可在斩波控制中的开时期期间获得检测信号。然而，在开时期中，流过线圈的大电流产生噪音，并存在由于噪音而不能精确地获得检测信号的可能性。因此，优选在斩波控制中的关时期期间获得检测信号。然而，在无刷马达的起动中，必需使大电流流向无刷马达，因此该控制尤其易受噪音影响。

因此，根据本发明，在起动处理中将斩波控制的频率设定为低的水平以延长关时期，使得能精确地获得检测信号，并且在稳定时期，由于噪音影响相对低，所以将该频率设定为高的水平，从而提高无刷马达的旋转控制的随动性。

根据本发明的又一说明性方面，该成像设备还包括：传感器，该传感器接收由旋转多面反射镜偏转的光束，并且该传感器输出光接收信号，其中控制单元执行：基于检测信号的旋转速度控制；和基于光接收信号的旋转速度控制。

据此，当不操作所述光源以发射光时，能进行基于检测信号的旋转速度控制。此外，当操作所述光源以发射光时，能进行基于光接收信号的旋转速度控制。

根据本发明的又一说明性方面，在该成像设备中，其中在无刷马达的起动处理中，控制单元执行基于检测信号的旋转速度控制，并且其中在旋转速度处于目标速度范围内的稳定时间段中，控制单元执行基于光接收信号的旋转速度控制。此外，当在无刷马达的起动处理之后该无刷马达的旋转速度达到目标速度范围时，控制单元从执行基于检测信号的旋转速度控制切换至执行基于光接收信号的旋转速度控制。

在无刷马达的起动中，使旋转多面反射镜以相对低的速度旋转。因此，当光源在该时刻发射光束时，感光构件的特定部分被光束照射一个长的时间段，从而产生损坏感光构件的可能性。因此，根据本发明，在起动时期期间执行基于检测信号的旋转速度控制，而在旋转速度处于目标速度范围内的稳定时期中，该控制转移(切换)至基于光接收信号的旋转速度控制。

根据本发明的又一说明性方面，在该成像设备中，其中在基于检测信号的旋转速度控制期间，控制单元打开光源并基于光接收信号判定无刷马达是否处于旋转速度在目标速度范围内的稳定状态，并且其中如果控制单元判定无刷马达处于稳定状态，则该控制单元切换至执行基于光接收信号的旋转速度控制。

优选地，基于光接收信号确认无刷马达进行稳定旋转，然后将基于检测信号的旋转速度控制转移(切换)至基于光接收信号的旋转速度控制。

根据本发明的又一说明性方面，在该成像设备中，其中如果控制单元判定无刷马达不处于稳定状态，则该控制单元停止无刷马达。

据此，在旋转速度不处于目标速度范围内的不稳定状态中，停止无刷马达。

根据本发明的又一说明性方面，在该成像设备中，其中在停止无刷马达之后，控制单元改变用于通电切换单元的通电开/关控制的参数，并重新起动无刷马达。

据此，在由于无刷马达不稳定旋转而停止无刷马达之后，能够使该无刷马达稳定地旋转。

Claims (11)

1.一种成像设备，包括：

光源，所述光源发射光束；

感光构件；

无刷马达，所述无刷马达包括放置有多个线圈的定子和放置有多个磁体的转子；

旋转多面反射镜，所述旋转多面反射镜由所述无刷马达旋转，并且所述旋转多面反射镜使从所述光源发射的光束周期性地偏转，以在所述感光构件上顺序形成扫描行；

通电切换单元，所述通电切换单元打开和关闭所述线圈的通电；

电压检测单元，所述电压检测单元基于通过所述转子的旋转而在所述线圈中产生的感生电压输出检测信号；和

控制单元，所述控制单元基于所述检测信号来控制通过所述通电切换单元打开/关闭通电。

2.根据权利要求1所述的成像设备，

其中所述多个线圈被星形连接，并且

其中所述电压检测单元输出基于所述星形连接的中性点与所述多个线圈的端点之间的电位差的信号作为所述检测信号。

3.根据权利要求2所述的成像设备，还包括：

控制电路板，所述控制电路板被放置在与所述无刷马达分开的位置处，并且所述控制电路板经由信号线连接至所述多个线圈的中性点和端点，

其中所述通电切换单元、所述电压检测单元和所述控制单元被安置在所述控制电路板上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成像设备，

其中所述控制单元基于所述检测信号来控制所述无刷马达的旋转速度。

5.根据权利要求4所述的成像设备，

其中所述控制单元在所述多个线圈的通电开时间期间对所述通电切换单元进行斩波控制，

其中所述控制单元在所述斩波控制的关时期期间获得所述检测信号，并且

其中在所述无刷马达的起动处理中，与所述旋转速度处于目标速度范围内的稳定时间段中的频率相比，所述控制单元降低所述斩波控制的频率。

6.根据权利要求4所述的成像设备，还包括：

传感器，所述传感器接收由所述旋转多面反射镜偏转的所述光束，并且所述传感器输出光接收信号，

其中所述控制单元执行：

基于所述检测信号的旋转速度控制；和

基于所述光接收信号的旋转速度控制。

7.根据权利要求6所述的成像设备，

其中在所述无刷马达的起动处理中，所述控制单元执行基于所述检测信号的旋转速度控制，并且

其中在所述旋转速度处于目标速度范围内的稳定时间段中，所述控制单元执行基于所述光接收信号的旋转速度控制。

8.根据权利要求7所述的成像设备，

其中当在所述无刷马达的起动处理之后所述无刷马达的旋转速度达到所述目标速度范围时，所述控制单元从执行基于所述检测信号的旋转速度控制切换至执行基于所述光接收信号的旋转速度控制。

9.根据权利要求7所述的成像设备，

其中在基于所述检测信号的旋转速度控制期间，所述控制单元打开所述光源，并基于所述光接收信号判定所述无刷马达是否处于所述旋转速度在所述目标速度范围内的稳定状态，并且

其中如果所述控制单元判定所述无刷马达处于所述稳定状态，则所述控制单元切换至执行基于所述光接收信号的旋转速度控制。

10.根据权利要求9所述的成像设备，

其中如果所述控制单元判定所述无刷马达不处于所述稳定状态，则所述控制单元停止所述无刷马达。

11.根据权利要求10所述的成像设备，

其中在停止所述无刷马达之后，所述控制单元改变用于所述通电切换单元的通电开/关控制的参数，并重新起动所述无刷马达。

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