CN102207704A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成装置。该图像形成装置包括：发射光束的光源；光敏元件；包括定子和转子的无刷电机；由无刷电机旋转的旋转多棱镜；开启和关闭线圈的通电的通电切换单元；输出基于通过转子的旋转而在定子的线圈中产生的感应电压的检测信号的电压检测单元；以及基于检测信号，通过通电切换单元控制通电的开启/关闭的电机控制单元。在一个图像形成操作之后的非图像形成时段中，电机控制单元执行低速处理，其中，电机控制单元将无刷电机的转速保持为比在图像形成操作中的速度低的速度，并且电压检测单元对于在该速度的感应电压是可检测的。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置，具体涉及用于使旋转多棱镜旋转的无刷电机。

背景技术

一些以电子照相形成图像的图像形成装置包括：具有旋转多棱镜的光学扫描机构，旋转多棱镜偏转从光源发射的光束来照射光敏元件。有时将无刷电机用作为用于使旋转多棱镜旋转的驱动电机。在无刷电机中，必须检测转子的位置，以控制每个线圈的通电时刻。有人提出一种已知的图像形成装置，其中在转子附近放置了多个霍尔元件，并且基于霍尔元件的输出信号检测转子的位置(例如，见JP-A-11-129538)。

在该已知的图像形成装置中，由于霍尔元件相对转子的布置偏移等，难以准确检测电机的位置。因此，对无刷电机的旋转控制可能是不稳定的。

发明内容

本发明的申请人已经开发出这样一种图像形成装置(日本专利申请2009-88404)，其中，可以在无需使用霍尔元件的情况下，即可执行对无刷电机的旋转控制。具体而言，该图像形成装置包括：开启和关闭无刷电机的线圈的通电的通电切换单元；输出基于由转子的旋转在线圈中产生的感应电压的检测信号的电压检测单元；以及基于检测信号，控制通过通电切换单元进行的通电的开启/关闭的控制单元。

在不使用霍尔元件的图像形成装置中，当基于一个图像形成指令的图像形成操作结束之后，无刷电机由惯性旋转，例如，无刷电机的转速经常降低到不能检测到感应电压的水平。此时，由于无刷电机是惯性旋转的，另外不能检测到感应电压，因此，难以正确地控制无刷电机的旋转。进一步，当在该状态下，给出下一图像形成指令时，也难以正确地控制无刷电机的旋转，因此基于该下一图像形成指令来开始图像形成操作可能被延迟。可以设想在图像形成操作结束之后，还继续对无刷电机进行旋转控制。在该情形中，在接收到下一图像形成指令之前，可能耗费大量电力。

本发明的说明性方面提供了一种图像形成装置，其中，在获得省电的同时，可以抑制从图像形成操作结束之后接收到下一图像形成指令到开始图像形成操作的时间被延长。

根据本发明的一个说明性方法，提供了一种图像形成装置，包括：发射光束的光源；承载调色剂图像的光敏元件；无刷电机，包括：其中放置多个线圈的定子；以及其中放置多个磁体的转子；旋转多棱镜，其由无刷电机旋转，并且其周期性地偏转从光源发射的光束，以在光敏元件上顺序地形成扫描线；开启和关闭线圈的通电的通电切换单元；输出基于由转子的旋转在线圈中产生的感应电压的检测信号的电压检测单元；以及基于检测信号，控制通过通电切换单元进行的通电的开启/关闭的电机控制单元，其中，在一次图像形成操作结束之后的非图像形成时段内，电机控制单元执行低速处理，并且其中，在低速处理中，电机控制单元将无刷电机的转速保持为低于在图像形成操作中速度的速度，并且在该速度上，电压检测单元可以检测到感应电压。

根据本发明的一个说明性方面，在一次图像形成操作结束之后的非图像形成时段内，执行低速处理，并且其中将无刷电机的转速保持为低于在图像形成操作中速度的速度，并且在该速度上，电压检测单元可以检测到感应电压。以此方式，非图像形成时段内的转速低于图像形成操作中的转速。因此，与也在非图像形成时段内保持图像形成操作中的速度的配置相比，可以获得省电。进一步，即使在非打印时段内发出了用于开始下一图像形成操作的指令的实例中，另外，也可以检测到感应电压，并且无刷电机可以基于检测信号正常旋转。因此，与其中允许无刷电机的转速降低到不能检测到感应电压的水平的实例相比，可以更早地开始下一图像形成操作。

根据本发明的说明性方法，可以抑制从图像形成操作结束之后接收到下一图像形成指令至开始下一图像形成操作的时段被延长。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例的图像形成装置的示意性侧截面视图；

图2是示例性示出图像形成装置的电配置的框图；

图3是示出扫描器单元的配置的图；

图4是示出FG信号和通电开启/关闭信号的波形的时间图；

图5A和5B是示出旋转控制处理的流程图；

图6是示出光接收传感器的光接收和感应电压检测的时序图的时间图；

图7是示出无刷电机的低速处理的流程图；而

图8是示出在非打印时段，定影单元的温度和无刷电机的转速的变化的时间图。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明的示例性实施例。

(1)图像形成装置

图1是图像形成装置1的示意性侧截面视图。以下，将这张附图的右侧假定为图像形成装置1的正面。图像形成装置1在机架2中包括：馈送诸如纸张(图像形成介质的一个示例)这样的片材3的馈送单元4，在馈送的片材3上形成图像的图像形成单元5等。顺带地，激光打印机是图像形成装置1的一个示例。

图像形成装置1可以是单色激光打印机或者使用两种或更多种颜色的彩色激光打印机。例如，图像形成装置可以是多功能设备，该设备除了具有图像形成(打印)功能外，还具有传真功能、复印功能、读功能(扫描器功能)等。

馈送单元4包括：托盘6、压板7、拾取辊8和一对定位辊9，9。压板7可以绕着后端部分摆动，以将压板7上的最上面一个片材3压向拾取辊8。通过拾取辊8的旋转，一次拾取一个片材3。

随后，片材3由定位辊9，9进行定位，并被馈送到转印位置。转印位置是光敏元件10上的调色剂图像转印到片材3并且光敏元件10与转印辊11接触位置。

图像形成单元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)、多棱镜16(旋转多棱镜的一个示例)等。从光源15发射的激光束L(光束的一个示例)照射光敏元件10的表面，同时由多棱镜16周期性偏转。以下将具体描述扫描器单元12。

处理盒13包括光敏元件10(其不受限于鼓型，而是可以是带型)、高压舱型(scorotron-type)充电器17和显影辊18。充电器17对光敏元件10的表面均匀充正电。光敏元件10的充电表面被曝光于来自扫描器单元12的激光束L，以形成静电潜像。随后，将在显影辊18表面上携带的调色剂提供给在光敏元件10上形成的静电潜像，并且图像被显影。

将在其上形成调色剂图像的片材3馈送到定影单元14，在那里将调色剂图像热定影到片材上。随后，通过排出路径19，片材3被排出到片材排出托盘20上。

(2)图像形成装置的电配置

如图2所示，图像形成装置1包括：CPU 21、ROM 22、RAM 23、EEPROM 24、馈送单元4、图像形成单元5、由各种灯、液晶面板等配置的显示单元25、诸如输入面板的操作单元26、温度传感器27等。另外，图像形成装置1包括网络接口(未示出)，图像形成装置1通过该网络接口连接到外部装置等。

温度传感器27被布置在定影单元14的加热辊14A的附近。温度传感器27检测加热辊14A的温度(定影单元的温度的一个示例)，并输出对应于检测温度的温度检测信号。在执行打印处理期间，CPU 21启动执行定影温度控制，在定影温度控制中，基于来自温度传感器27的温度检测信号，对定影单元14进行控制，从而加热辊14A的温度保持在可定影温度值Tt[℃]上。此时，CPU 21作用为热控制单元。可定影温度值Tt[℃](例如，200[℃])是由处理盒13转印的调色剂图像可以被热定影到片材3的温度。

(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、多棱镜16、第二透镜单元31、光接收传感器32、无刷电机(多棱电机)33、控制电路板34等。

通过准直透镜、柱状透镜等来配置第一透镜单元30。第一透镜单元30允许从光源15发射的激光束L通过，以照射多棱镜16。通过fθ透镜、柱状透镜等来配置第二透镜单元31。第二透镜单元31允许被多棱镜16偏转(反射)的激光束L通过，以照射光敏元件10。

例如通过多个镜面(在示例性实施例中，六个镜面)配置多棱镜16。由无刷电机33以高速旋转多棱镜16。当以高速旋转时，多棱镜16将从光源15发射的激光束L周期性偏转，以通过第二透镜单元31，在光敏元件10上顺序地形成扫描线。扫描线是与图像数据的线数据对应的点状曝光线。在线数据对应于图像的空白部分的情形中，不形成扫描线。

无刷电机33是三相无刷直流电机。无刷电机33具有定子35，之上布置了U、V和W相线圈，还具有转子36，之上布置了磁场永磁体(在示例性实施例中，例如10个磁极)。在无刷电机33中，将线圈布置为星型连接。多棱镜16与转子36一体旋转。

驱动电路37、控制电路38(电机控制单元的一个示例)等被安装在控制电路板34上。驱动电路37使无刷电机33旋转。驱动电路37包括例如逆变器37A(通电切换单元的一个示例)以开启或关闭线圈的通电。控制电路38由例如ASIC配置。控制电路38基于来自CPU 21的指令，控制光源15的光发射和无刷电机33(多棱镜16)的旋转。

光接收传感器32被放置在这样的位置上，即，在由多棱镜16偏转的激光束L到达光敏元件10之前，在该位置接收到激光束L。光接收传感器32被用于确定用激光束L写每个扫描线的时刻，接收从光源15发射的激光束L，并将BD(光束检测)信号输出到控制电路38。替代性地，光接收传感器32可以被放置在这样的位置上，即，在激光束L通过光敏元件10之后，在该位置接收到激光束L。

(4)用于检测转子位置的配置

控制电路38无需使用诸如霍尔元件这样的位置检测元件，即可检测转子36的位置。也就是，控制电路38基于感应电压，检测转子36的位置，所述感应电压根据转子36相对定子35的旋转而在线圈中产生。

当转子36旋转时，S极和N极磁体交替靠近(磁化)每个线圈，线圈中的磁通量相应改变，并且感应电压在线圈中产生。根据靠近磁体的极性，即S极或N极，每个线圈的阻抗不同。因此，感应电压具有分别和S极和N极靠近的时刻相对应的被周期性地变化为不同电平的波形(例如，正弦波)。因此，通过检测感应电压，可以检测转子36的位置(即，靠近每个线圈的磁体的极性)。

将描述用于检测感应电压的配置。如图3所示，驱动电路37包括分别对应于线圈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输出与在对应线圈的端点P(即线圈的在连接到驱动电路37一侧的端)和星型连接的中性点(neutral point)O之间的电压差(包括感应电压)对应的检测信号。驱动电路37将每个检测信号转换为高/低信号(以下，称为FG信号)，通过例如比较器(未示出)来根据感应电压的变化(即，靠近线圈的磁体的极性的切换)将检测信号的电平进行反转，并将该信号提供给控制电路38。顺带地，也可以将FG信号称为检测信号。

图4是示出FG信号和通电开启/关闭信号的波形的时序图。如图4所示，分别对应于相位的FG信号以其中相位相互之间移位约120度的波形，被提供给控制电路38。控制电路38将分别对应于FG信号的通电开启/关闭信号提供给驱动电路37，以控制线圈的通电的开启/关闭。因此，可以控制无刷电机33的旋转。在通电开启时段中，当另一相位的线圈通电时，其中PWM信号的幅度逐渐增加/减小的部分是通电的。PWM信号的幅度不变的部分对应于其中自身相位的线圈通电的时段。在通电开启时段中，在其中PWM信号的幅度逐渐增加的时段内，在斩波的断开时段内检测到每个感应电压。

控制电路38通过例如脉宽调制来调整通电开启时间中的电流量，从而无刷电机33的转速可以被改变。如图4所示，具体而言，控制电路38基于PWM信号，在通电开启时间期间，通过对逆变器37A执行斩波控制来改变PWM值(占空比)，从而改变无刷电机33的转速。

将每个PWM信号的初始脉冲设置为比后续的脉冲组在脉冲宽度或幅度中的至少一个上要大。因此，在每个通电开启时间的初始阶段，相对较大的驱动电流流动，从而令无刷电机33可以平滑旋转。在后续脉冲组中，幅度步进提高，然后步进降低。因此，在通电的开启/关闭切换中，可以抑制噪声产生。

如图3所示，控制电路板34被放置在与安装无刷电机33(多棱镜16)的位置相分离的位置上，并且仅通过四个信号线连接到无刷电机33，该四个信号线分别连接到线圈的三个端点P和中性点O。

(5)控制无刷电机的旋转

图5A和5B是示出控制无刷电机33的旋转的处理的流程图。例如，用户通过操作单元26执行输入操作，用于请求打印处理，或者外部装置(例如，个人计算机)(未示出)向图像形成装置1发送打印请求。打印请求可以包括打印数据。然后，基于打印请求，CPU 21将用于多棱镜16的旋转开始指令(例如，在本发明中“用于开始图像形成操作的指令”的示例)发送到控制电路38。一旦接收到旋转开始指令，控制电路38执行图5A和5B所示的旋转控制处理。在旋转控制处理中，顺序执行启动处理、旋转方向检测处理和恒速处理。

(5-1)启动处理

在启动处理中，首先，控制电路38将例如存储在EEPROM 24中的重试次数初始化为0，并将PWM频率设置为低水平(例如，125[kHz])(S1)。PWM频率是PWM信号的脉冲的频率，并且等于在通电开启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(在启动之前的停止位置)(S3)。具体而言，电路控制驱动电路37，从而电流流过线圈，并且线圈中的磁通量根据转子36的位置而改变。与此相伴，FG信号改变。因此，可以基于FG信号，检测转子36的初始位置。

接下来，控制电路38执行强制通电(S5)。具体而言，基于对初始位置的检测结果，控制电路38控制驱动电路37，以通过顺序地开启和关闭线圈的通电，而强制通电线圈，由此尝试旋转转子36。如果基于FG信号，确认转子36开始旋转(S6：是)，则可以基于FG信号，检测转子36的位置和转速，因为线圈中产生的感应电压被反映在FG信号中。如果不能确认转子36的旋转(S6：否)，则控制继续到S27。

在斩波控制中的关闭时段期间，控制电路38读出FG信号。然后，控制电路38将在S1中被设置为低水平的PWM频率的PWM信号提供给驱动电路37，以控制线圈通电的开启/关闭，并基于FG信号执行转速控制，从而尝试执行无刷电机33的满标度启动。

接下来，控制电路38确定无刷电机33的转速是否通过基于FG信号的转速控制而被稳定(S7)。具体而言，基于三个FG信号中的至少一个(在示例性实施例中，一个FG信号)的开启/关闭周期，检测无刷电机33的转速，并且确定检测到的转速是否达到预定的目标速度范围(例如，相对40,000[rpm]的差异等于或小于预定值)(在图像形成操作中的速度的一个示例)

如果检测到的转速在目标速度范围之外(S7：否)，则确定转速是不稳定的。在以上S3中错误检测转子36的初始位置的情形中，例如，在S5中的强制通电之后无刷电机33不正常旋转，转速变得不稳定，并且启动操作经常失败。在该情形中，无刷电机33停止。例如，引起反向电流流动，以对于无刷电机33施加制动作用。因此，无刷电机33可以立即停止，并准备重试操作。

然后，执行重试处理。具体而言，重试次数逐一递增(S25)，并且部分或所有启动参数(通电开启/关闭信号的频率、电机超前角、和PWM值(电机电流))被改变(S9)。控制返回到S3，以重试无刷电机33的启动。例如，通电开启/关闭信号的频率和电机超前角增加(预计通电的时刻提前)，或者PWM值提高以增加启动电流，从而促进无刷电机33的启动。

如果检测到的转速在目标速度范围内(S7：是)，则确定转速是稳定的，并且控制处理转换(切换)到旋转方向检测处理。

(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是否相对光敏元件10在对应于扫描方向(主扫描方向)的方向上旋转。此时，控制电路作用为“检测单元”。此后，将对应于主扫描方向的旋转方向(即，图3箭头的方向)称为“正向旋转方向”，而将与正向旋转方向相反的旋转方向称为“反向旋转方向”。

在旋转方向检测处理中，控制电路38控制光源15，以启动光发射(S11)。因此，光接收传感器32周期性接收由多棱镜16偏转的激光束L，并根据光接收时刻，输出BD信号。

接着，控制电路38检查BD信号(S13)。具体而言，控制电路基于BD信号的周期，确定多棱镜16的转速(以下，有时也将速度称为BD转速)是否处于目标速度范围内。如果确定了异常情况，诸如不能检测到BD信号，或者BD转速不稳定发生(S14：是)，则执行错误处理(S27)，诸如对无刷电机33停止旋转控制，并显示与错误相关的信息。相反，如果确定处理正常执行(S14：否)，则控制继续到S15。

接着，基于在该时刻接收到的一个FG信号和BD信号，控制电路38测量感应电压的检测和光接收传感器32的光接收的时序图(S15)。时序图由转子36和多棱镜16之间的位置关系来确定，并且通常根据旋转方向而不同。因此，基于时序图，可以检测转子36的旋转方向。

具体而言，计算FG信号的改变时刻(上升时刻或下降时刻)和BD信号的改变时刻(上升时刻或下降时刻)之间的预定数量(一个或多个)的时间差。将计算出的各时间差设置为时序图。

图6是示出感应电压的检测和光接收传感器32的光接收的时序图的时间图。在附图中，α和β分别指示从FG信号的上升时刻开始并且到BD信号的下降时刻为止的时间差，其中α(α1，α2，α3，α4和α5)指示其中转子36在正向旋转方向上旋转的情形中的时间差，而β(β1，β2，β3，β4和β5)指示其中转子36在反向旋转方向上旋转的情形中的时间差。

如图6所示，在其中转子36在正向旋转方向上旋转的情形中，控制电路38按照顺序α1，α2，α3，α4和α5周期性地计算时间差。相反，在其中转子36在反向旋转方向上旋转的情形中，控制电路38按照顺序β1，β2，β3，β4和β5周期性地计算时间差。

另一方面，例如，EEPROM 24事先存储基准图数据。基准图数据包括：正向旋转方向的基准图数据(α1，α2，α3，α4，α5)和反向旋转方向的基准图数据(β1，β2，β3，β4，β5)。顺带地，基于在多棱镜16在目标速度范围内稳定旋转的状态中实验性测得的时序图，在图像形成装置1的制造阶段中准备基准图数据。

控制电路38将当前测得的时序图与基准图数据(基准图)进行比较，并且基于比较的结果，检测转子36的旋转方向(S17)。具体而言，当测得的时序图数据与正向旋转方向的图数据一致时，确定转子在正向旋转方向上旋转，并且当时序图数据与反向旋转方向的图数据一致时，确定转子在反向旋转方向上旋转。如果确定转子在正向旋转方向上旋转(S17：是)，则控制处理转换(切换)到恒速处理。

如果确定转子在反向旋转方向上旋转(S17：否)，则确定是否设置了反向打印模式(S19)。在反向打印模式中，即使当转子36(多棱镜16)反向旋转时，也强制打印与正向旋转相同方向的图像。

在如下情形中设置反向打印模式，即，用户经由操作单元26输入指令，或者由于以下原因，由布置在图像形成装置1中的温度传感器27测得的温度(环境温度)等于或低于预定温度。在环境温度低至某种程度的情形中，可能使无刷电机33中的润滑油硬化，并且不能平滑控制旋转。当在该情形下执行重试处理时，需要很长时段。这不是优选的。

如果设置了反向打印模式(S19：是)，则反向设置图像数据的每一线数据的读取顺序(S21)，并将控制处理转换(切换)到恒速处理。因此，当执行打印处理时，基于与在正向旋转方向上旋转的多棱镜的情形中的相反的图中的线数据，控制电路38控制光源15的光发射。即使在反向旋转中，也可以强制打印与正向旋转中的基本相同的图像。此时，控制电路38作用为“光发射控制单元”。

如图3所示，在多棱镜16以正向方向(逆时针方向)旋转，并且用于一条曝光线的潜像被形成在光敏元件10上的情形中，用Ps指示多棱镜16的一个表面开始受到来自光源15的光束L照射的起始点，用Pbd指示光接收传感器32接收到反射光的点，用Pg指示终点。在多棱镜16的一个表面中，用Qs指示在开始读取线数据的时刻处被激光束L照射的点，用Qg指示在结束读取线数据的时刻处被激光束L照射的点。在多棱镜16以正向方向旋转的情形中，在从光接收传感器32的光接收时刻开始，已经过去用于激光束L前进线段PbdQs的长度所需的时段之后，开始读取线数据。相反，在多棱镜16以反向方向旋转的情形中，在从光接收传感器32的光接收时刻开始，已经过去用于激光束L前进线段(PbdPs+PgQg)的长度所需的时段之后，开始读取线数据。

可以对控制电路38进行配置，从而在扩展图像数据的处理中，形成如下的点图，即，其中，线数据以与正向旋转的情形相反的顺序扩展，并且根据该点图控制光源15的光发射。替代性地，可以对控制电路进行配置，从而当将要读出已经经过正向扩展处理的点图时，按照与正向旋转的情形相反的顺序执行读取，并且根据反向顺序的点图控制光源15的光发射。

如果在S19中确定未设置反向打印模式(S19：否)，则确定当前重试次数是否达到上限次数(S23)。如果当前重试次数未达到上限次数(S23：否)，则执行重试处理。具体而言，重试次数逐一递增(S25)，控制处理返回到S9，并且重复S9之后的处理。

如果当前重试次数达到上限次数(S23：是)，则执行错误处理(S27)，并结束旋转控制处理。

(5-3)恒速处理

在恒速处理中，控制电路38将转速控制从基于FG信号的一个切换到基于BD信号的一个，并且确定多棱镜16的转速是否稳定(S29)。具体而言，基于BD信号的开启/关闭周期，检测多棱镜16的转速，并确定检测到的转速是否处于预定的目标速度范围内。如果检测到的转速处于目标速度范围之外(S29：否)，则确定转速不稳定，并且控制处理返回到S25。

如果检测到的多棱镜16的转速处于目标速度范围之内(S29：是)，则确定转速稳定，并且PWM频率被切换到高水平(例如，250[kHz])(S31)。然后，基于BD信号，再次确定转速是否处于预定目标速度范围内(S33)。如果检测到的转速处于目标速度范围之外(S33：否)，则确定转速不稳定，并且控制处理返回到S9。相反，如果检测到的转速处于目标速度范围之内(S33：是)，则确定转速是稳定的，并且旋转控制处理结束，从而完成对打印处理的准备。此后，CPU 21使馈送单元4和图像形成单元5开始打印处理。

(5-4)低速处理

图7是示出无刷电机33的低速处理的流程图，而图8是示出在打印处理处理结束之后，在非打印时段(非图像形成时段的一个示例)中，定影单元14的温度和无刷电机33的转速的改变的时间图。在图8中，Vt指示在目标速度范围内的转速(例如，40,000[rpm]以上)，而Tt指示可定影温度。

在非打印时段中，CPU 21停止对定影单元14的定影温度控制，并向控制电路38通知打印处理的终止。CPU 21通过将下述用作为触发器来确定转换到非打印时段，即：从例如布置在定影单元14和片材排出托盘20之间的片材排出传感器(未示出)接收到指示片材3的后端通过后端的检测区域的信号。

因此，控制电路38停止对光源15的光发射控制，并执行低速处理。通过执行低速处理，控制电路38对逆变器37A进行控制，从而无刷电机33的转速保持在低于目标速度值Vt的速度上，并且在该速度上，电压检测电路39可以检测到感应电压。换言之，控制电路控制逆变器37A，从而无刷电机33的转速不低至感应电压不能由电压检测电路39检测到的速度。在示例性实施例中，感应电压可以被检测到的速度的下限值为例如2,000[rpm](以下将要描述的第四转速值Vd)。在低速处理的执行期间控制电路38接收到下一旋转开始指令的情形中，控制电路中止低速处理并转换到启动处理的S6。

具体而言，在紧跟打印处理之后，首先，控制电路38基于FG信号，控制逆变器37A，从而无刷电机33的转速变为低于目标速度值Vt[rpm]的第一旋转速度值Va(例如，30,000[rpm])。当定影温度控制停止时，定影单元14的温度随时间降低(见图8上部中的时间图的实线图)。控制电路38直接从温度传感器27或间接经过CPU 21接收温度检测信号，并开始对定影单元14的温度进行监视。

在定影单元14的温度高于第一温度值Ta[℃]的示例中(S1：是)，控制电路38控制逆变器37A，从而无刷电机33的转速保持为第一转速值Va(例如，30,000[rpm])(S3)。当定影单元14的温度随后等于或低于第一温度值Ta[℃](S1：否，且S5：是)，无刷电机33的转速变为低于第一转速值Va[rpm]的第二转速值Vb(例如，20,000[rpm])(S7)。当定影单元14的温度随后等于或低于第二温度值Tb[℃](S5：否，且S9：是)，无刷电机33的转速变为低于第二转速值Vb[rpm]的第三转速值Vc(例如，10,000[rpm])(S11)。

当定影单元14的温度等于或低于第三温度值Tc[℃](S9：否，且S13：是)时，控制电路38将无刷电机33的转速改变为低于第三转速值Vc[rpm]的第四转速值Vd(可以检测到感应电压的速度的下限值)(S15)。如图8所示，第四转速值Vd略高于不能检测到感应电压的速度范围(图中的阴影部分)。例如，可以从实验获取该值。

当定影单元14的温度随后等于或低于第四温度值Td[℃](阈值温度的一个示例)时(S13：否)，控制逆变器37A，从而令用于使电机以与当前方向相反的方向旋转的反向电流流动，以对无刷电机33施加制动作用(可强制停止的一个示例)(S17)，接着，低速处理结束。

如上所述，当进入非图像形成时段时，控制电路38根据定影单元14的温度的降低，步进降低无刷电机33的转速(见图8下部中的时间图的实线图)。在各步中，在定影单元14的温度和无刷电机33的转速之间的关系如下所示。

(i)第一步：在紧跟打印处理之后，无刷电机33的转速＝第一转速值Va

在第一步中，定影单元14的温度基本未降低。因此，在第一步中的任意时刻中，要求获得在通过重新启动定影温度控制来将定影单元14的温度从当前温度恢复到可定影温度值Tt[℃]之前经过的时间，以及在通过逆变器37A的控制使无刷电机33的转速从第一转速值Va恢复到目标速度值Vt[rpm]之间经过的时间之间的大致相等(以下，将该关系称为“关系1”)。

(ii)第二步：无刷电机33的转速＝第二转速值Vb

在第二步中，在通过重新启动定影温度控制来将定影单元14的温度从第一温度值Ta[℃]恢复到可定影温度值Tt[℃]之前经过的时间，大致等于在通过逆变器37A的控制使无刷电机33的转速从第二转速值Vb[rpm]恢复到目标速度值Vt[rpm]之前经过的时间(见图8中的虚线图和ΔT1，以下，将该关系称为“关系2”)。因此，即使当控制电路38在第二步中由于下一打印请求而接收到下一旋转开始指令时，最迟要在定影单元14的温度达到可定影温度值Tt[℃]之前，控制电路可以使无刷电机33的转速变为目标速度值Vt[rpm]。如上所述，在打印处理中，在扫描器单元12的曝光之后，由定影单元14执行热定影。据此，可以防止因在过早时刻处将定影单元14的温度提高到可定影温度值Tt[℃]上而造成电力浪费。

(iii)第三步：无刷电机33的转速＝第三转速值Vc

在第三步中，在通过重新启动定影温度控制来将定影单元14的温度从第二温度值Tb[℃]恢复到可定影温度值Tt[℃]之前经过的时间，大致等于在通过逆变器37A的控制使无刷电机33的转速从第三转速值Vc[rpm]恢复到目标速度值Vt[rpm]之前经过的时间(见图8中的虚线图和ΔT2，以下，将该关系称为“关系3”)。因此，即使当控制电路38在第三步中由于下一打印请求而接收到下一旋转开始指令时，最迟在定影单元14的温度达到可定影温度值Tt[℃]之前，控制电路也可以使无刷电机33的转速达到目标速度值Vt[rpm]。

(iv)第四步：无刷电机33的转速＝第四转速值Vd

在第四步中，在通过重新启动定影温度控制来将定影单元14的温度从第三温度值Tc[℃]恢复到可定影温度值Tt[℃]之前经过的时间，大致等于在通过逆变器37A的控制使无刷电机33的转速从第四转速值Vc[rpm]恢复到目标速度值Vt[rpm]之前经过的时间(见图8中的虚线图和ΔT3，以下，将该关系称为“关系4”)。因此，即使当控制电路38在第四步中由于下一打印请求而接收到下一旋转开始指令时，最迟在定影单元14的温度达到可定影温度值Tt[℃]之间，控制电路也可以使无刷电机33的转速达到目标速度值Vt[rpm]。

(v)第五步：无刷电机33停止

在第五步中，在通过重新启动定影温度控制来将定影单元14的温度从第四温度值Td[℃]恢复到可定影温度值Tt[℃]之前经过的时间，大致等于在通过逆变器37A的控制使无刷电机33的转速从0[rpm](停止状态)恢复到目标速度值Vt[rpm]之前经过的时间(见图8中的虚线图和ΔT4，以下，将该关系称为“关系5”)。因此，在低速处理停止之后，在无刷电机33停止的状态下，即使当控制电路38由于下一打印请求而接收到下一旋转开始指令时，在定影单元14的温度达到可定影温度值Tt[℃]之前，无刷电机33的转速也可以达到目标速度值Vt[rpm]。

在本示例性实施例中，无刷电机的转速值Va至Vd[rpm]可以是预定的固定值。替代性地，这些值可以是如下的可变值。在上一次或前一次打印处理中(例如，在图像形成装置1开机之后的第一打印处理)，对受到逆变器37A控制的无刷电机33的转速的每单位时间的变化量(倾斜)进行测量，并且对受到定影温度控制的定影单元14的温度的每单元时间的变化量(倾斜)进行测量。将测得的量存储在例如EEPROM 24中。在低速处理的每一步中，当定影单元14的温度达到温度值Ta至Td[℃]时，控制电路38参考无刷电机33的转速和定影单元14的温度的倾斜信息，并计算满足以上关系1至5的无刷电机33的转速值Va至Vd[rpm]。结果，即使当图像形成装置1的周围环境(温度等)变化，也可以将转速值Va至Vd[rpm]调整为正确值。

(6)示例性实施例的效果

根据示例性实施例，在非打印时段内，执行低速处理，其中，无刷电机33的转速保持在转速值Va至Vd[rpm]上，转速值Va至Vd低于目标速度值Vt[rpm]，并且在转速值Va至Vd[rpm]上，电压检测电路39可以检测到感应电压。因此，即使在非打印时段中发出了下一旋转开始指令的情形中，也可以检测到感应电压，并且无刷电机33可以基于FG信号正常旋转。因此，与其中允许无刷电机33的转速降低到不能检测到感应电压的水平的情形相比，可以更早地开始下一图像形成操作。

在非打印时段，可以继续低速处理。然而，当该状态保持了长时间时，可能产生不期望的情形，例如，用于低速处理的功耗增加。因此，在示例性实施例中，在非打印时段中，当在定影单元14的温度降低至第四温度值Td[℃]之后已经经过预定时间时，低速处理停止，从而抑制了功耗。顺带地，从一个打印处理结束到当定影单元14的温度降低为低于第四温度值Td[℃]时的时刻的时间是基准时间的一个示例。

在当非图像形成时段中定影单元14的温度降低至某种程度的情形下，当发出下一打印请求时，定影单元14的温度达到可定影温度值Tt[℃]需要时间。因此，在该情形中，可以处理以下情形，即，其中，相比无刷电机33的旋转控制的快速，优先考虑停止定影温度控制并且执行省电。

进一步，当在定影单元14的温度降低到第四温度值Td[℃]之后已经经过预定时间时，低速处理停止。因此，与其中在当定影单元14的温度降低到第四温度值Td[℃]时的时刻处停止低速处理的配置相比，由于到无刷电机33的指令传输的时间滞后(跟随延迟)，无刷电机33的启动相对于定影单元14的温度上升有所延迟的事件可以减少。

当无刷电机33将要停止时，无刷电机33不是由于惯性而是由于施加到电机上的制动操作而停止。因此，即使在紧跟着在低速处理停止之后接收到由于下一打印请求而引起的旋转开始指令的情形中，旋转处于不能检测到感应电压的速度的时段也比无刷电机33通过惯性旋转的情形要短。因此，可以增加准确地检测转子36的初始位置的可能性。因此，可以稳定和快速地执行无刷电机33的旋转控制。

在示例性实施例中，当在因一个打印请求引起的打印处理结束之后，在预定等候时间内没有发出下一打印请求时，CPU 21将模式转换为省电模式，其中功耗与打印操作相比更加减少。此时，CPU 21作用为转换单元。在执行省电模式的时段期间，控制电路38不执行低速处理。当在省电模式中执行低速处理时，处理可能阻碍省电。因此，当模式转换为省电模式时，优选地是不执行低速处理。

<对示例性实施例的修改>

本发明不受限于上述示例性实施例。例如，以下各种实施例处于本发明的范围之内。在示例性实施例的组件内，具体而言，除了本发明最为重要的组件之外的那些组件是附加组件，并且因此可以被适当地省略。

(1)在上述示例性实施例中，无刷电机是具有星型连接线圈的三相外转子型电机。本发明并不受限于此。例如，电机的相位数可以是两个、或四个或者更多。可以采用内转子型电机，或者可以使用Δ连接型电机。在Δ连接的情形中，基于线圈的端子间电压，例如，可以获取对应于感应电压的检测信号。

(2)在上述示例性实施例中，使用具有六个镜面的多棱镜16以及具有10个极的无刷电机33。然而，本发明并不受限于此。可以采用具有除了六个以外镜面的多棱镜或者具有除了10个以外极数的无刷电机。可以从多棱镜的表面数(N)和无刷电机的极数(M)获得在旋转方向检测处理中的时间差数据α，β的最小要求数。也就是，计算表面数(N)对极数(M)的一半(M/2)的最小比值(A∶B)，在最小比值中的较小值(A或B)是最小要求数。因此，在表面数(N)等于极数的一半(M/2)的情形中，可以从一组时间差数据检测出旋转方向。

(3)在上述示例性所述两种，通过使用FG信号来控制无刷电机33的转速。然而，本发明并不受限于此。例如，可以采用这样一种配置，其中基于FG信号，监视无刷电机33的旋转次数，并且在旋转次数达到基准次数的条件下，启动打印处理中的各种操作，诸如光源15的光发射，并且可以启动将片材3馈送到图像形成单元5。可以采用其中对线圈通电的时刻进行控制的配置。

(4)在上述示例性实施例中，在稳时刻段内，将控制处理转换(切换)到基于BD信号的转速控制。替代性地，可以继续基于FG信号的转速控制。顺带地，在稳时刻段内，因噪声造成的影响相对降低，并且因此优选的是提高频率，从而无刷电机33中的旋转控制的跟随属性得以增强。

(5)在上述示例性实施例中，在旋转控制处理中，在基于BD信号确认转速稳定之后(图5B中的S29：是)，将PWM频率切换到高水平(S31)。然而，本发明并不受限于此。在基于FG信号确认转速稳定之后(S7：是)，可以将PWM频率切换到高水平。顺带地，在稳定性方面，优选地是根据上述示例性实施例，将PWM频率切换到高水平。

(6)在上述示例性实施例中，令反向电流流动，以对于无刷电机33施加制动作用。然而，“可强制停止”的方法并不受限于此。例如，可以通过与转子机械(物理)接触，来将制动作用施加到无刷电机33上。

(7)在上述示例性实施例中，无刷电机33的转速步进降低。然而，本发明并不受限于此。例如，转速可以连续地向第四转速值Vd[rpm]降低，或者可以在紧跟着打印处理的结束之后，一下降低到第四转速值Vd[rpm]。

(8)在上述示例性实施例中，可以根据定影单元14的温度降低，改变低速处理的持续时间。然而，“基准时间”并不受限于此。例如，该时间可以是固时刻间。替代性地，当定影单元14的温度降低至第四温度值Td[℃]时，可以停止低速处理。在上述示例性实施例中，可以在相对于定影单元14的温度降低的适当时刻处，结束低速处理。

根据本发明的另一说明性方面，在图像形成装置中，其中即使在非图像形成时段内，当在一个图像形成操作结束之后已经过基准时间时，电机控制单元也停止低速处理。

据此，在非图像形成时段内，在一个图像形成操作结束之后经过基准时间之前，执行低速操作，并且保持如下状态，即在其中一旦接收到用于开始下一图像形成操作的指令，则可以提早开始操作。然而，当该状态保持了长时间，可能产生不期望的实例，例如，用于低速处理的功耗增加。

因此，在本发明中，当在一个图像形成操作结束之后经过基准时间时，低速处理停止。据此，可以抑制功耗。

根据本发明的又一说明性方面，在图像形成装置中，其中电机控制单元可强制停止无刷电机，以停止低速处理。

据此，当低速处理停止时，无刷电机不是因惯性停止，而是可因例如流动的反向电流而停止。因此，即使在紧跟着低速处理停止之后，接收到用于开始下一图像形成操作的指令的情形中，与无刷电机因惯性旋转的情形相比，也可以准确获知转子的初始位置。因此，可以稳定和快速地执行无刷电机的旋转控制。

根据本发明的又一方面，图像形成装置进一步包括：将从光敏元件转印到记录介质的调色剂图像进行热定影的定影单元；以及热控制单元，被配置为：在图像形成操作期间，执行热温度控制，其中将定影单元的温度保持在可定影温度上，并且在非图像形成时段，停止定影温度控制，其中基准时间是在非图像形成时段内，定影单元的温度降低到低于可定影温度的阈值温度的时间(或者当定影单元的温度降低至阈值温度之后已经经过预定时间的时间)。

在非图像形成时段内，在定影单元的温度降低至某种程度的情形中，当发出用于开始下一图像形成操作的指令时，定影单元的温度达到可定影温度需要时间。因此，在该情形中，可以处理以下情形，即，其中，相比于无刷电机的快速旋转控制，优先考虑停止定影温度控制并且执行省电的情形。

根据本发明的又一说明性方法，在图像形成装置中，其中在由定影温度控制，将定影单元的温度从阈值温度提高所述可定影温度之前经过的时间等于或大于由电机控制使无刷电机从停止状态变为其中无刷电机以在图像形成操作中的转速旋转的旋转状态之前经过的时间。

据此，即使在定影单元的温度降低到阈值温度或更低并且低速处理停止之后，在无刷电机停止的状态中接收到用于开始下一图像形成操作的指令，可以在定影单元的温度达到可定影温度之前，使无刷电机变为其中无刷电机以图像形成操作中的转速旋转的旋转状态。

根据本发明的又一说明性方面，在图像形成装置中，其中在非图像形成时段内，电机控制单元以如下的转速控制无刷电机的旋转驱动，以使得：根据定影单元的温度降低，来降低该转速；并且当接收到用于开始图像形成操作的指令时，最迟在通过定影温度控制使定影单元的温度达到可定影温度之前，通过电机控制能够使转速恢复到在图像形成操作中的转速。

据此，即使在非图像形成时段内接收到用于开始下一图像形成操作的指令的实例中，在定影单元的温度达到可定影温度之前，也可以使无刷电机变为其中无刷电机以图像形成操作中的转速旋转的旋转状态。

根据本发明的又一说明性方面，图像形成装置进一步包括：转换单元，于在图像形成操作结束之后的预定时间内，没有发出用于开始下一图像形成操作的指令的情形下，将图像形成装置转换为省电模式，在省电模式中，相比于图像形成操作，功耗进一步降低，其中在省电模式的执行期间，电机控制单元不执行所述低速处理。

当在省电模式中执行低速处理以时，处理可能阻碍省电。因此，当模式转换为省电模式时，优选地是不执行低速处理。

Claims (7)

1.一种图像形成装置，其包括：

光源，其用于发射光束；

光敏元件，其用于承载调色剂图像；

无刷电机，其包括：

定子，在该定子中布置有多个线圈；以及

转子，在该转子中布置有多个磁体；

旋转多棱镜，该旋转多棱镜由所述无刷电机旋转，并且其周期性地偏转从所述光源发射的光束，以在所述光敏元件上顺序地形成扫描线；

通电切换单元，用于开启和关闭所述线圈的通电；

电压检测单元，其用于输出基于通过所述转子的旋转而在所述线圈中产生的感应电压的检测信号；以及

电机控制单元，其基于所述检测信号来控制通过所述通电切换单元所进行的通电的开启/关闭，

其中，在一个图像形成操作结束之后的非图像形成时段中，所述电机控制单元执行低速处理，并且，

其中，在所述低速处理中，所述电机控制单元将所述无刷电机的转速保持为比在所述图像形成操作中的速度低的速度，并且所述电压检测单元对于在该速度时的所述感应电压是可检测的。

2.如权利要求1所述的图像形成装置，

其中，即使在所述非图像形成时段中，当在所述一个图像形成操作的结束之后已经经过基准时间时，所述电机控制单元停止所述低速处理。

3.如权利要求2所述的图像形成装置，

其中，所述电机控制单元强制地停止所述无刷电机，以停止所述低速处理。

4.如权利要求2所述的图像形成装置，还包括：

定影单元，其用于对从所述光敏元件转印到记录介质的所述调色剂图像进行热定影；以及，

热控制单元，其被配置为：

在所述图像形成操作期间，执行用于将所述定影单元的温度保持在可定影温度上的定影温度控制，并且

在所述非图像形成时段中，停止所述定影温度控制，

其中，所述基准时间是在所述非图像形成时段中的所述定影单元的温度降低到阈值温度的时间，该阈值温度低于所述可定影温度。

5.如权利要求4所述的图像形成装置，

其中，在通过所述定影温度控制将所述定影单元的温度从所述阈值温度提高所述可定影温度之前经过的时间等于或大于在通过所述电机控制将所述无刷电机从停止状态变为使得所述无刷电机以在所述图像形成操作中的转速进行旋转的旋转状态之前经过的时间。

6.如权利要求4所述的图像形成装置，

其中，在所述非图像形成时段中，所述电机控制单元以这样的转速来控制所述无刷电机的旋转驱动以使得：

根据所述定影单元的温度降低，来降低该转速；以及，

当接收到用于开始所述图像形成操作的指令时，最迟在通过所述定影温度控制使所述定影单元的温度达到所述可定影温度之前，通过所述电机控制能够将该转速恢复到在所述图像形成操作中的转速。

7.如权利要求1到6任何一个所述的图像形成装置，进一步包括：

转换单元，在当所述图像形成操作结束之后的预定时间内没有发出用于开始下一图像形成操作的指令的情形下，该转换单元将所述图像形成装置转换为省电模式，在该省电模式下的功耗相比于所述图像形成操作时进一步降低，

其中，在所述省电模式的执行期间，所述电机控制单元不执行所述低速处理。

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