JP2011215265A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転制御が適正に開始できないことを抑制することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、光源１５、感光体１０、ブラシレスモータ３３、ブラシレスモータによって回転駆動され、光源から発光された光ビームＬを周期的に偏向し、感光体上に走査ラインを形成する回転多面鏡１６、各コイルへの通電をオンオフする通電切替部３７Ａ、ロータの回転によってコイルに発生する誘起電圧に基づく検出信号を出力する電圧検出部、前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電のオンオフを制御するモータ制御部３８、走査ラインの形成時に動作する電装品２８、ブラシレスモータの回転制御を開始するための検出信号の検出期間には、検出期間後における走査ラインの形成時よりも電装品への電力供給量を軽減する電力供給制御部２１を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、回転多面鏡を回転駆動させるブラシレスモータに関する。

電子写真方式の画像形成装置には、光源からの光ビームを偏向して感光体上に照射するための回転多面鏡を有する光走査機構を備えるものがある。また、回転多面鏡を回転駆動するための駆動モータとして、ブラシレスモータが使用されることがある。ブラシレスモータでは、ロータの位置を検出して各コイルへの通電タイミングを制御する必要がある。従来の画像形成装置では、ロータの近傍に複数のホール素子を配置し、各ホール素子からの出力信号に基づきロータの位置を検出していた（特許文献１参照）。

ところが、上記従来の画像形成装置では、ロータに対する各ホール素子の配置バラツキ等によってロータの位置を精度よく検出できず、ブラシレスモータの回転制御が不安定になるおそれがあった。

そこで、本願の出願人は、ホール素子を利用せずにブラシレスモータの回転制御を実行することが可能な画像形成装置について既に開発した（特願２００９−８８４０４号）。具体的には、この画像形成装置は、ブラシレスモータの各コイルへの通電をオンオフする通電切替部と、ロータの回転によってコイルに発生する誘起電圧に基づく検出信号を出力する電圧検出部と、検出信号に基づき通電切替部による通電のオンオフを制御するモータ制御部と、を備える。

特開平１１−１２９５３８号公報

ところで、ホール素子を利用しない上記画像形成装置では、ブラシレスモータが停止あるいは低速状態（以下、「停止等の状態」という）から上記回転制御を開始する場合、上記検出信号が検出できない。このため、ロータの初期位置を検出できず各コイルを適正に励磁して回転制御を行うことができない。そこで、次のようにしている。即ち、まず各コイルにパルス電流を流すことにより、ローラ３６の位置に応じて変化する上記検出信号に基づきロータの初期位置を検出し、その初期位置の検出結果を踏まえて各コイルへの通電を順次オンオフして強制的に通電を行い、ロータの回転駆動を試みる（いわゆる「強制転流」ともいう）。

ところが、上記回転制御の開始において、他の電装品の駆動によりブラシレスモータに十分な電力が供給されないなど、種々の要因により、ブラシレスモータのトルクが小さく検出信号を精度よく検出できず、回転制御を適正に開始できないという問題があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、回転制御が適正に開始できないことを抑制することが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１発明に係る画像形成装置は、光ビームを発光する光源と、感光体と、複数のコイルが配置されたステータ、及び、磁石が配置されたロータを有するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータによって回転駆動され、前記光源から発光された光ビームを周期的に偏向し、前記感光体上に走査ラインを形成する回転多面鏡と、前記各コイルへの通電をオンオフする通電切替部と、前記ロータの回転によって前記コイルに発生する誘起電圧に基づく検出信号を出力する電圧検出部と、前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電のオンオフを制御するモータ制御部と、前記走査ラインの形成時に動作する電装品と、前記モータ制御部が前記ブラシレスモータの回転制御を開始するための前記検出信号の検出期間には、前記検出期間後における前記走査ラインの形成時よりも前記電装品への電力供給量を軽減する電力供給制御部と、を備える。

この発明によれば、ブラシレスモータの回転制御を開始するための検出信号の検出期間には、その後の走査ラインの形成時（電装品の動作時）よりも電装品への電力供給量を軽減する。従って、検出期間と走査ラインの形成時とで電装品への電力供給量が同じである構成に比べて、検出期間においてブラシレスモータに大きな電力を供給して検出信号の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。

第２発明は、第１の発明の画像形成装置であって、前記モータ制御部は、前記検出期間には、前記走査ラインの形成時よりも前記各コイルへの供給電力の上限値を高くする。

この発明によれば、検出期間には、走査ラインの形成時よりも前記各コイルへの供給電力の上限値を高くする。従って、検出期間と走査ラインの形成時とで供給電力の上限値が同じである構成に比べて、検出期間においてブラシレスモータに大きな電力を供給して検出信号の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の画像形成装置であって、前記電装品は、前記感光体を回転させる駆動モータである。

感光体を回転させる駆動モータは、消費電力が特に大きい。このため、この発明のように、この駆動モータへの電力供給量を検出期間において走査ラインの形成時よりも軽減すれば、ブラシレスモータへの電力供給量を効果的に確保することができ、回転制御が適正に開始できないことを、より確実に抑制することができる。

第４の発明に係る画像形成装置は、光ビームを発光する光源と、感光体と、複数のコイルが配置されたステータ、及び、磁石が配置されたロータを有するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータによって回転駆動され、前記光源から発光された光ビームを周期的に偏向し、前記感光体上に走査ラインを形成する回転多面鏡と、前記各コイルへの通電をオンオフする通電切替部と、前記ロータの回転によって前記コイルに発生する誘起電圧に基づく検出信号を出力する電圧検出部と、前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電のオンオフを制御するモータ制御部と、を備え、前記モータ制御部は、前記ブラシレスモータの回転制御を開始するための前記検出信号の検出期間には、前記検出期間後における前記走査ラインの形成時よりも前記各コイルへの供給電力の上限値を高くする。

この発明によれば、検出期間には、走査ラインの形成時よりも前記各コイルへの供給電力の上限値を高くする。従って、検出期間と走査ラインの形成時とで供給電力の上限値が同じである構成に比べて、検出期間においてブラシレスモータに大きな電力を供給して検出信号の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記走査ラインの形成時に動作する電装品と、前記ブラシレスモータの回転制御エラーを検知するエラー検知部と、を備え、前記回転制御エラーが検知された場合、前記モータ制御部が前記ブラシレスモータの回転制御をリトライするための前記検出信号の検出期間と、前記電装品が起動され前記走査ラインの形成時の動作状態になるまでの動作準備期間とは異なる。

この発明によれば、回転制御エラーが検知された場合、ブラシレスモータの回転制御をリトライするための検出信号の検出期間と、電装品が起動され走査ラインの形成時の動作状態になるまでの動作準備期間とは異なる。動作準備期間には、電装品に特に多くの電力が供給されるから、この期間を避けて、ブラシレスモータの回転制御をリトライするための検出信号の検出を行うことにより、検出信号の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。

第６の発明は、第５の発明の画像形成装置であって、前記リトライするための前記検出信号の検出期間は、前記動作準備期間の後である。

この発明によれば、電装品が走査ラインの形成時の動作状態になった後に、回転制御のリトライを行うので、そのリトライによりブラシレスモータの回転速度が安定した後、早期に走査ラインの形成を開始でき、画像形成の開始の遅れを抑制することができる。

第７の発明は、第１から第６のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記ブラシレスモータの回転制御エラーを検知するエラー検知部を備え、前記回転制御エラーが検知された場合、前記モータ制御部は、前記ブラシレスモータの回転制御をリトライするための前記検出信号の検出期間には、前記オンオフの制御の周波数、進角、前記各コイルへの供給電力の上限値の少なくとも１つを増減させる。

この発明によれば、回転制御エラーが検知された場合、ブラシレスモータの回転制御をリトライするための検出信号の検出期間には、オンオフの制御の周波数、進角、各コイルへの供給電力の上限値の少なくとも１つを増減させる。好ましくは、前回の検出期間よりも誘起電圧が大きくなる方向に増減させる。従って、前回の検出期間とリトライ時の検出期間で上記周波数等が同じである構成に比べて、リトライ時においてブラシレスモータに大きな電力を供給して検出信号の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。

第８の発明は、第７の発明の画像形成装置であって、前記モータ制御部は、前記オンオフの制御の周波数、進角、前記各コイルへの供給電力の上限値の少なくとも２つを含む予め定めた組合せパターン全てをリトライしても、前記回転制御エラーが検知された場合には、前記リトライを中止する。

オンオフの制御の周波数、進角、各コイルへの供給電力の上限値の少なくとも２つを含む予め定めた組合せパターン全てをリトライしたが、回転制御エラーが検知された場合には、これ以上リトライを続けても回転制御エラーが解消されない可能性が高い。そこで、この発明では、このような場合にはリトライを中止することで不必要にリトライを繰り返すことを回避することができる。

第９の発明は、第１から第８のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記ブラシレスモータの回転制御エラーを検知するエラー検知部と、前記ブラシレスモータの回転制御を開始するための前記検出信号の検出期間において前記回転制御エラーが検知されなかったことを条件に、前記光源を発光させる光源制御部と、を備える。

この発明によれば、ブラシレスモータの回転制御を開始するための検出信号の検出期間において回転制御エラーが検知されなかったことを条件に、光源を発光させる。従って、回転制御エラーが発生しているにもかかわらず、光源からの光が感光体に照射されて感光体を傷めることを抑制することができる。

本発明によれば、回転制御が適正に開始できないことを抑制することが可能である。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図 レーザプリンタの電気的構成を例示するブロック図 スキャナ部の構成を示す模式図 ＦＧ信号及び通電オンオフ信号の波形を示すタイムチャート 回転制御処理を示したフローチャート ブラシレスモータの制御モード、電流リミットの設定値及び各モータの動作状態等の関係を示すタイムチャート（回転制御成功時） ブラシレスモータの制御モード、電流リミットの設定値及び各モータの動作状態等の関係を示すタイムチャート（回転制御失敗時） 通電オンオフ信号の周波数、モータ進角、電流リミットの３つの組合せパターンの説明図 誘起電圧の検出と受光センサでの受光のタイミングパターンを示したタイムチャート

本発明の一実施形態について図１〜図９を参照しつつ説明する。
（１）レーザプリンタの構成
図１は、レーザプリンタ１（本発明の「画像形成装置」の一例）の要部側断面図である。以下、同図の紙面右方を、レーザプリンタ１の前方として説明する。レーザプリンタ１は、本体フレーム２内に、用紙等のシート３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙されたシート３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

なお、レーザプリンタ１は、単色プリンタだけでなく、２色以上のカラープリンタでもよい。また、画像形成（印刷）機能を有していれば、例えば、ファクシミリ機能、コピー機能、読み取り機能（スキャナ機能）等を備えた複合機であってもよい。

フィーダ部４は、トレイ６、押圧板７、ピックアップローラ８、一対のレジストレーションローラ９，９を備えている。押圧板７は、その後端部を中心に回転可能とされており、押圧板７上の最上位にあるシート３がピックアップローラ８に向かって押圧されている。そして、シート３は、ピックアップローラ８の回転によって１枚毎に取り出される。

取り出されたシート３は、レジストレーションローラ９，９によってレジストされた後に転写位置に送られる。転写位置は、シート３に感光体１０上のトナー像を転写する位置であって、感光体１０と転写ローラ１１との接触位置である。

画像形成部５は、例えば、スキャナ部１２、プロセスカートリッジ１３および定着器１４を備えている。スキャナ部１２は、光源１５（図３参照）、及び、ポリゴンミラー１６（本発明の「回転多面鏡」の一例）等を備えている。光源１５から発光されたレーザ光Ｌ（本発明の「光ビーム」の一例）は、ポリゴンミラー１６によって周期的に偏向されつつ感光体１０の表面上に照射される。スキャナ部１２の詳細については後述する。

また、プロセスカートリッジ１３は、感光体１０（ドラムタイプに限らずベルトタイプでもよい）、及びスコロトロン型の帯電器１７、現像ローラ１８を備えている。帯電器１７は、感光体１０の表面を一様に正極性に帯電させる。帯電された感光体１０の表面は、スキャナ部１２からのレーザ光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ１８の表面上に担持されるトナーが、感光体１０上に形成された静電潜像に供給され現像化されトナー像が形成される。

トナー像が形成されたシート３は、そのトナー像が定着器１４によって熱定着され、排紙パス１９を介して排紙トレイ２０上に排紙される。

（２）レーザプリンタの電気的構成
図２は、レーザプリンタ１の電気的構成を例示するブロック図である。
レーザプリンタ１は、ＣＰＵ２１（本発明の「電力供給制御部」の一例）、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＥＥＰＲＯＭ２４、フィーダ部４、画像形成部５、各種ランプや液晶パネルなどからなる表示部２５、入力パネルなどの操作部２６、温度センサ２７、メインモータ２８、高電圧回路２９などを備えている。これら以外にも、外部機器と接続するための図示しないネットワークインタフェースなどが設けられている。

メインモータ２８（本発明の「駆動モータ、電装品」の一例）は、前述したフィーダ部４の各種の搬送ローラ８，９等、感光体１０、転写ローラ１１を回転駆動するためのモータであり、後述するスキャナ部１２に備えられたブラシレスモータ３３とは異なる。高電圧回路２９（本発明の「電装品」の一例）は、帯電器１７、現像ローラ１８、転写ローラ１１それぞれに高電圧を印加するための回路である。なお、メインモータ２８及び高電圧回路２９は、いずれもブラシレスモータ３３と共通の電源から電力供給される構成である。

（３）スキャナ部の構成
図３は、スキャナ部１２の構成を示す模式図である。スキャナ部１２は、レーザ光Ｌを発光する光源（例えば半導体レーザ）１５、第１レンズ部３０、ポリゴンミラー１６、第２レンズ部３１、受光センサ３２、ブラシレスモータ（ポリゴンモータ）３３、制御基板３４等を備える。

第１レンズ部３０は、コリメータレンズやシリンドリカルレンズなどで構成されており、光源１５から発光されたレーザ光Ｌを透過してポリゴンミラー１６に照射させる。第２レンズ部３１は、ｆθレンズやシリンドリカルレンズなどで構成されており、ポリゴンミラー１６にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌを透過して感光体１０上に照射させる。

ポリゴンミラー１６は、複数（本実施形態では例えば６つ）のミラー面で構成されており、ブラシレスモータ３３によって高速で回転駆動される。ポリゴンミラー１６は、高速回転されることで、光源１５から発光されたレーザ光Ｌを周期的に偏向し、第２レンズ部３１を介して感光体１０上に走査ラインを順次形成する。なお、走査ラインは、画像データの各ラインデータに応じたドット状の露光ラインであり、各ラインデータが画像の空白部分に対応する場合には走査ラインは形成されない。

ブラシレスモータ３３は、例えば３相のブラシレスＤＣモータであり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルが配置されたステータ（固定子）３５、及び、界磁用永久磁石（本実施形態では例えば１０極）が配置されたロータ（回転子）３６を有する。また、ブラシレスモータ３３は、各コイルがスター結線で配置されている。そして、ポリゴンミラー１６は、ロータ３６と共に一体的に回転する。

制御基板３４には、ブラシレスモータ３３を回転駆動する駆動回路３７、及び、制御回路３８（本発明の「モータ制御部、エラー検知部、光源制御部」の一例）等が実装されている。駆動回路３７は、例えばインバータ３７Ａ（本発明の「通電切替部」の一例）を備え、各コイルへの通電をオンオフ（入り切り）する。制御回路３８は、例えばＡＳＩＣで構成されており、上記ＣＰＵ２１からの指示に基づき光源１５の発光制御と、ブラシレスモータ３３（ポリゴンミラー１６）の回転制御とを行う。

受光センサ３２は、ポリゴンミラー１６で偏向されたレーザ光Ｌが感光体１０に達する前に当該レーザ光Ｌを受光する位置に配置されている。受光センサ３２は、レーザ光Ｌによる各走査ラインの書き出しタイミングを決定するためのものであって、光源１５から発光されたレーザ光Ｌを受光してＢＤ（Beam Detect）信号を制御回路３８に出力する。なお、受光センサ３２は、レーザ光Ｌが感光体１０を通過した後に当該レーザ光Ｌを受光する位置に配置してもよい。

（４）ロータの位置検出のための構成
制御回路３８は、ホール素子等の位置検出素子を利用せずにロータ３６の位置を検出する。即ち、ステータ３５に対するロータ３６の回転に伴って各コイルに発生する誘起電圧に基づきロータ３６の位置を検出する。

ロータ３６の回転により、各コイルには、Ｓ極の磁石とＮ極の磁石とが交互に接近（着磁）し、これに伴ってコイル中の磁束が変化して各コイルに誘起電圧が発生する。また、各コイルのインピーダンスは、その接近する磁石がＳ極かＮ極かによって異なる。従って、誘起電圧は、Ｓ極が接近したときとＮ極が接近したときとで異なるレベルに周期的に変化した波形（例えば正弦波）を示す。従って、この誘起電圧を検出することにより、ロータ３６の位置（各コイルにどの極性の磁石が接近しているか）を検出することが可能になる。

誘起電圧を検出するための構成は次の通りである。図３に示すように、駆動回路３７は、各コイルに対応する３つの電圧検出回路３９，３９，３９（本発明の「電圧検出部」の一例）を備える。各電圧検出回路３９は、対応するコイルの端点Ｐ（駆動回路３７と接続される側のコイルの端部）とスター結線の中位点Ｏとの間の電圧差（誘起電圧を含む）に応じた検出信号を出力する。駆動回路３７は、各検出信号を、例えば図示しないコンパレータを介して、誘起電圧の変化（各コイルに接近する磁石の極性の入れ替わり）に応じてレベル反転するハイロー信号（以下、ＦＧ信号という）に変換して制御回路３８に与える。

図４は、ＦＧ信号及び通電オンオフ信号の波形を示すタイムチャートである。同図に示すように、各相に対応するＦＧ信号は、互いに略１２０度ずつ位相がずれた波形として制御回路３８に与えられる。そして、制御回路３８は、各ＦＧ信号に応じた通電オンオフ信号を駆動回路３７に与えて各コイルへの通電の入り切りを制御し、これにより、ブラシレスモータ３３を回転駆動することができる。通電オン期間のうち、ＰＷＭ信号の振幅が徐々に増加／減少している箇所は、他の相のコイルに通電した時に通電される。ＰＷＭ信号の振幅が一定の箇所は、自身の相のコイルに通電した時である。そして、誘起電圧は、通電オン期間のうち、ＰＷＭ信号の振幅が徐々に増加している期間において、チョッピングのオフ期間に検出される。

また、制御回路３８は、例えばパルス幅変調によって通電オン時の通電量を調整することにより、ブラシレスモータ３３の回転速度を変更することができる。具体的には、図４に示すように、制御回路３８は通電オン時にＰＷＭ信号に基づきインバータ３７Ａをチョッピング制御しつつ、このＰＷＭ値（デューティ比）を変更することによりブラシレスモータ３３の回転速度を変更する。

なお、上記後続のパルス群は、段階的に振幅が高くなり、その後、段階的に振幅が低くなっている。このため、通電オンオフの切り替え時におけるノイズ発生を抑制することができる。

また、図３に示すように、制御基板３４は、ブラシレスモータ３３（ポリゴンミラー１６）の設置場所から離間した位置に配置されており、制御基板３４とブラシレスモータ３３とは、３つのコイルの端点Ｐ及び中位点０とそれぞれ接続された４本の信号線のみによって接続されている。

（５）ブラシレスモータの回転制御
図５はブラシレスモータ３３の回転制御処理を示すフローチャートであり、図６，７はブラシレスモータ３３の制御モード、電流リミットの設定値及び各モータの動作状態等の関係を示すタイムチャートである。例えば、ユーザが操作部２６にて印刷要求のための入力操作をしたり、図示しない外部機器（例えばパーソナルコンピュータ）がレーザプリンタ１に印刷要求（印刷データを含んでもよい）を送信したりすると、ＣＰＵ２１は、その印刷要求に基づき、制御回路３８にポリゴンミラー１６の回転開始指令を送信する。制御回路３８は、その回転開始指令を受けたときに、図５に示す回転制御処理を実行する。この回転制御処理では、起動時処理、回転方向検知処理、定速時処理を順次実行する。

（５−１）起動時処理
制御回路３８は、起動時処理において、まず、例えばＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されたリトライ回数をゼロに初期化し、ＰＷＭ周波数を低レベル（例えば１２５[kHz]）に設定し、更に電流リミットの設定値を第１レベル（例えば１．８［Ａ］）に設定する（Ｓ１）。

ここでＰＷＭ周波数とは、上記ＰＷＭ信号のパルスの周波数であり、上記通電オン時のチョッピング制御の周波数である。また、電流リミット（本発明の「供給電力の上限値」の一例）とは、ブラシレスモータ３３の各コイルに流すことができる電流の上限値であり、これにより回転制御時においてブラシレスモータ３３に過電流が流れることを規制することができる。第１レベルは、本回転制御処理終了後の印刷処理（走査ラインの形成）時の通常レベル（図６，７参照 例えば１．４［Ａ］）よりも高いレベルである。ブラシレスモータ３３の起動時（低速時）は、ブラシレスモータ３３のトルクが大きいため、電流リミットを印刷処理時（高速時）よりも高くしても過電流が流れる可能性は小さい。

次に、制御回路３８はロータ３６の初期位置（起動前の停止位置）を検出する（Ｓ３）。具体的には、駆動回路３７を制御して、各コイルにパルス電流を流すことにより、コイル中の磁束がロータ３６の位置に応じて変化し、コイルのインダクタンスの変化に伴って変化するコイル電圧を検出することにより、ロータ３６の初期位置を検出することができる。

ここで、コイルにパルス電流を流しても、例えばブラシレスモータ３３のトルク不足等により各コイル電圧の変化が微少であるため、制御回路３８が、ロータ３６の初期位置を検出することができないことがある。このため、制御回路３８は、例えばコイル電圧の変化レベルに基づきロータ３６の初期位置を検出可能であるか否かを判断する（Ｓ５）。このとき制御回路３８は、本発明の「エラー検知部」として機能する。

本実施形態では、ロータ３６の初期位置検出の実行期間（本発明の「検出期間」の一例）では、上述したように、電流リミットが印刷処理時の通常レベルよりも高い第１レベルに設定されている。これにより、初期位置検出の実行期間と印刷処理時とで電流リミットが同じ値に設定されている構成に比べて、初期位置検出の実行期間においてブラシレスモータ３３に大きな電力を供給してコイル電圧の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。

更に、初期位置検出の実行期間では、メインモータ２８及び高電圧回路２９（以下、まとめて「メインモータ２８等」ともいう）は、ＣＰＵ２１により電力供給（通電）がオフされており、停止状態にある。換言すれば、初期位置検出の実行期間では、印刷処理時よりもメインモータ２８等への電力供給量が軽減されている。従って、初期位置検出の実行期間と印刷処理時とでメインモータ２８等への電力供給量が同じである構成に比べて、初期位置検出の実行期間においてブラシレスモータ３３に大きな電力を供給してコイル電圧の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。このときＣＰＵ２１は本発明の「電力供給制御部」として機能する。

しかも、感光体１０等を回転させるメインモータ２８は、消費電力が特に大きい。このため、本実施形態のように、このメインモータ２８への電力供給量を、初期位置検出の実行期間において印刷処理時よりも軽減すれば、ブラシレスモータ３３への電力供給量を効果的に確保することができ、回転制御が適正に開始できないことを、より確実に抑制することができる。

しかし、電流リミットを高くしたり、メインモータ２８等をオフしたりしても、コイル電圧の変化レベルが所定値未満であり、初期位置を検出できない場合があり得る。このような初期位置を検出不可（本発明の「回転制御エラー」の一例）である場合（Ｓ５：ＮＯ）、Ｓ１７に進む。この際、制御回路３８はエラー発生をＣＰＵ２１に通知し、ＣＰＵ２１は、メインモータ２８等への通電をオンして駆動制御を開始する。具体的には、ＣＰＵ２１は、図６に示すようにメインモータ２８の回転速度を、目標速度（印刷処理時の速度）に向かって上昇させ、その後、当該目標速度を維持するように定速制御を行う。なお、回転制御エラーが発生した場合、ブラシレスモータ３３の再起動（リトライ）を行う前にメインモータ２８の回転制御を行う理由は、後述する。

コイル電圧の変化レベルが所定値以上であり、初期位置を検出可能であれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、次に制御回路３８は強制転流（強制通電）を実行する（Ｓ７）。なお、この強制転流の実行期間（本発明の「検出期間」の一例）でも、電流リミットが通常レベルよりも高い第１レベル（例えば１．６［Ａ］）に設定されている。また、メインモータ２８等は停止状態のままである。

具体的には、制御回路３８は、上記初期位置の検出結果を踏まえて、駆動回路３７により各コイルへの通電を順次オンオフして強制的に通電を行い、ロータ３６の回転駆動を試みる。そして、誘起電圧が検出できる回転数に到達すると（Ｓ９：ＹＥＳ）、各コイルに生じる誘起電圧がＦＧ信号に反映されるから、このＦＧ信号に基づきロータ３６の位置及びロータ３６の回転速度を検出することが可能になる。一方、ロータ３６の回転が確認できない場合（本発明の「回転制御エラー」の一例）には（Ｓ９：ＮＯ）、Ｓ１７に進む。この際、制御回路３８は、Ｓ５で「ＮＯ」の場合と同様、エラー発生をＣＰＵ２１に通知し、ＣＰＵ２１は、メインモータ２８等への通電をオンして駆動制御を開始する。

また、制御回路３８は、チョッピング制御中におけるオフ期間に誘起電圧の読み出しを行う。そこで、制御回路３８は、上記Ｓ１で設定した低レベルのＰＷＭ周波数のＰＷＭ信号を駆動回路３７に与えて各コイルへの通電のオンオフを制御し、ＦＧ信号に基づく回転速度制御を実行することで、ブラシレスモータ３３の本格的な起動を試みる。なお、ＦＧ信号は、誘起電圧より検出した信号の一部から生成される。相の切替タイミングは、誘起電圧（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に基づいて決定され、ロータ３６の回転速度制御は、誘起電圧（Ｕ）から生成されたＦＧ信号によって行われる。

誘起電圧が検出できる回転数に到達すると（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御回路３８はＦＧ信号に基づく回転速度制御によりブラシレスモータ３３の回転速度が安定しているか否かを判断する（Ｓ１５）。具体的には上記３つのＦＧ信号のうち少なくとも１つの信号（本実施形態では１つのＦＧ信号）のオンオフ周期に基づきブラシレスモータ３３の回転速度を検出し、その検出した回転速度が所定の目標速度範囲内（例えば４００００［ｒｐｍ］との差が所定値以内）になっているか否かを判断する。

検出した回転速度が目標速度範囲外（本発明の「回転制御エラー」の一例）であれば（Ｓ１５：ＮＯ）、回転速度が不安定であるとする。例えば上記Ｓ３でロータ３６の初期位置の誤検出が生じていた場合、Ｓ７の強制転流後、ブラシレスモータ３３が正常に回転駆動されず、回転速度が不安定になり、起動に失敗することがある。この場合には、Ｓ１７に進む。この際、制御回路３８は、Ｓ５で「ＮＯ」の場合と同様、エラー発生をＣＰＵ２１に通知し、ＣＰＵ２１は、メインモータ２８等への通電をオンして駆動制御を開始する。

上記各回転制御エラーが発生すると、制御回路３８は、起動パラメータ（通電オンオフ信号の周波数（強制転流時の周波数 上記ＰＷＭ周波数とは異なる）、モータ進角、ＰＷＭ値（モータ電流値）、電流リミット）の少なくも２つの組合せパターンを全て実行したかどうか、すなわち、現在のリトライ回数が上限回数に達しているか否かを判断する（Ｓ１７）。図８には、通電オンオフ信号の周波数、モータ進角、電流リミットの３つの組合せパターンが例示されている。これらの組合せパターンは、通電オンオフ信号の周波数、モータ進角、電流リミットの３つからなるパターンであって、少なくとも１つが互いに異なり、例えばＥＥＰＲＯＭ２４に予め記憶されている。なお、図８の例では、初期値であるパターン１を除くパターン２からパターン４によってリトライすることができるので、リトライ回数の上限は、３回となる。

制御回路３８は、全パターンを全て実行していなければ（Ｓ１７：ＮＯ）、リトライ回数に１加算し（Ｓ３９）、ブラシレスモータ３３を停止させる（Ｓ１９）。この際に例えば逆電流を流してブラシレスモータ３３にブレーキをかける。これにより、素早くブラシレスモータ３３を停止させ、リトライに備えることができる。

また、制御回路３８は、現在設定されているパターンから、他のパターンに変更する（Ｓ１９）。例えば通電オンオフ信号の周波数、モータ進角や電流リミットを大きくしたり、ＰＷＭ値を増大させて起動電流を大きくしたりするとブラシレスモータ３３がより起動し易くなる。

そして、制御回路３８は、メインモータ２８が、回転速度が目標値に安定した安定状態になったか否かを、ＣＰＵ２１からの情報に基づき判断し（Ｓ２１）、安定状態になったことを条件に（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ３に戻り、ブラシレスモータ３３の再起動、即ち、ロータ３６の初期位置検出をリトライする。このような構成により、ロータ３６の初期位置検出のリトライ期間（本発明でいう「ブラシレスモータの回転制御をリトライするための検出信号の検出期間」の一例）と、メインモータ２８が安定状態になるまでの期間（本発明の「動作準備期間」の一例）とが異なる（図７参照）。

メインモータ２８が安定状態になるまでの期間には、当該メインモータ２８に特に多くの電力が供給されるから、この期間を避けて、ロータ３６の初期位置検出（ブラシレスモータ３３の回転制御）をリトライするためのＦＧ信号の検出を行うことにより、ＦＧ信号の検出精度を向上させることができ、回転制御が適正に開始できないことを抑制することができる。さらに、ブラシレスモータ３３のリトライを行う前にメインモータ２８の回転制御を行い、安定状態にさせるので、ブラシレスモータ３３のリトライによるブラシレスモータ３３の回転速度安定後、直ちにフィーダ部４の搬送ローラ８，９によってシート３を搬送させることができ、印刷開始遅れを抑制することができる。

制御回路３８は、Ｓ１７で全パターンを実行済と判断すれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、エラー処理（Ｓ４１）として、例えばブラシレスモータ３３の回転制御を停止したり、エラーに関する情報を表示部２５に表示させたりして本回転制御処理を終了し、その後、ＣＰＵ２１は、メインモータ２８の回転制御を停止させる。全パターンについてリトライしたが、回転制御エラーが検知された場合には、これ以上リトライを続けても回転制御エラーが解消されない可能性が高い。そこで、このような場合にはリトライを中止することで不必要にリトライを繰り返すことを回避することができる。また、Ｓ１５で、検出した回転速度が目標速度範囲内であれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、回転速度が安定しているとし、回転方向検知処理に移行する。

（５−２）回転方向検知処理
制御回路３８は、この回転方向検知処理を実行することにより、ロータ３６の回転方向が、感光体１０に対する走査方向（主走査方向）に対応した方向に回転しているか否かを検知する。以下、主走査方向（図３の矢印方向）に対応する方向を「正回転方向」といい、その反対方向を「逆回転方向」という。

制御回路３８は、回転方向検知処理において、まず光源１５の発光を開始させる（Ｓ２３）。これにより、受光センサ３２は、ポリゴンミラー１６にて偏向されたレーザ光Ｌを周期的に受光し、その受光タイミングに応じてＢＤ信号を出力するようになる。このように、ブラシレスモータ３３の回転速度が安定したことを条件に（Ｓ１５：ＹＥＳ）、光源１５を発光させる。従って、回転制御エラーが発生しているにもかかわらず、光源１５からの光が感光体１０に照射されて感光体１０を傷めることを抑制することができる。

次に、制御回路３８はＢＤ信号チェックを行う（Ｓ２５）。具体的には、ＢＤ信号の有無、ＢＤ信号の周期に基づくポリゴンミラー１６の回転速度（以下、ＢＤ回転速度ということがある）が上記目標速度範囲内か否かを判断する。ＢＤ信号を検知できなかったり、ＢＤ回転速度が不安定であったりするなど、異常であると判断した場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、エラー処理をし（Ｓ４１）、本回転制御処理を終了する。一方、正常であると判断した場合には（Ｓ２７：ＮＯ）Ｓ２９に進む。

次に、制御回路３８は、現在受けている１つのＦＧ信号及びＢＤ信号に基づき、誘起電圧の検出と受光センサ３２での受光とのタイミングパターンを測定する（Ｓ２９）。上記タイミングパターンは、ロータ３６とポリゴンミラー１６との配置関係によって決まるものであり、通常、回転方向によって異なるパターンとなる。従って、このタイミングパターンに基づきロータ３６の回転方向を検知することができる。

具体的には、ＦＧ信号の変化タイミング（立上りまたは立下りタイミング）と、ＢＤ信号の変化タイミング（立上りまたは立下りタイミング）との時間差を所定数（１つ以上）分算出し、その算出した時間差を、上記タイミングパターンとする。

図９は誘起電圧の検出と受光センサ３２での受光のタイミングパターンを示したタイムチャートである。図中のα、βは、ＦＧ信号の立上りタイミングから、ＢＤ信号の立下りタイミングまでの時間差を示し、αはロータ３６が正回転方向に回転した場合の時間差であり、βはロータ３６が逆回転方向に回転した場合の時間差である。

制御回路３８は、図９に示すように、ロータ３６が正回転方向に回転している場合、α１、α２、α３、α４、α５の順で時間差を周期的に算出することになる。一方、ロータ３６が逆方向に回転している場合、β１、β２、β３、β４、β５の順で時間差を周期的に算出することになる。

一方、例えばＥＥＰＲＯＭ２４には、基本パターンデータが予め記憶されている。この基本パターンデータには、正回転方向のパターンデータ（α１、α２、α３、α４、α５）と、逆回転方向のパターンデータ（β１、β２、β３、β４、β５）が含まれる。なお、基本パターンデータは、例えばレーザプリンタ１の製造段階で、ポリゴンミラー１６を目標速度範囲内で安定回転させた状態で実験的に測定されたタイミングパターンに基づき生成されたものである。

制御回路３８は、現在測定したタイミングパターンと基準パターンとを比較し、その比較結果に基づきロータ３６の回転方向を検知する（Ｓ３１）。具体的には、測定したタイミングデータが、正回転方向のパターンデータに一致する場合には正回転方向であると判断し、逆回転方向のパターンデータに一致する場合には逆回転方向であると判断する。そして、正回転方向であると判断した場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、定速時処理に移行する。

逆回転方向であると判断した場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、逆順印刷モードが設定されているか否かを判断する（Ｓ３３）。逆順印刷モードは、ロータ３６（ポリゴンミラー１６）が逆回転していても、正回転時と同じ方向の画像を強制的に印刷するモードである。

この逆順印刷モードは、例えばユーザにより操作部２６にて入力指示がされた場合や、レーザプリンタ１に設けられた温度センサ２７による測定温度（環境温度）が所定温度以下である場合に設定される。環境温度がある程度低い場合には、ブラシレスモータ３３内の潤滑油が硬化し円滑な回転制御ができなくなるおそれがあるため、リトライ処理を行うと時間が長くかかり好ましくないからである。

逆順印刷モードが設定されていれば（Ｓ３３：ＹＥＳ）、画像データの各ラインデータにおける読み出し順序の設定を逆順に変更し（Ｓ３５）、定速時処理に移行する。これにより印刷処理の実行時には、制御回路３８は、各ラインデータに基づく光源１５の発光制御を、ポリゴンミラー１６が正回転方向に回転している場合とは逆転させたパターンで実行する。これにより、逆回転時でも、正回転時とほぼ同一の画像を強制的に印刷することができる。

図３に示すように、ポリゴンミラー１６が正回転（反時計回り）するときに感光体１０上に露光ライン１ライン分形成する場合、ポリゴンミラー１６の一面において、光源１５からのレーザ光Ｌが照射される始点をPs、反射光が受光センサ３２に受光される点をPbd、終点をPg、とする。また、前記一面において、ラインデータの読み出し開始タイミングでのレーザ光Ｌが照射される点をQs、読み出し終了タイミングでのレーザ光Ｌが照射される点をQgする。このとき、ポリゴンミラー１６が正回転する場合、ラインデータの読み出し開始タイミングは、受光センサ３２による受光タイミングからレーザ光Ｌが線分PbdQsの長さだけ進むのに要する時間経過後となるが、ポリゴンミラー１６が逆回転する場合、ラインデータの読み出し開始タイミングは、受光タイミングからレーザ光Ｌが線分（PbdPS＋PgQg）の長さだけ進むのに要する時間経過後となる。

なお、制御回路３８は、画像データの展開処理において、各ラインデータを正回転時とは逆順で展開したドットパターンを生成し、そのドットパターンに従った順序で光源１５を発光制御する構成でもよいし、また、通常の展開処理がされたドットパターンを読み出す際に、その読み出し順序を正回転時とは逆順とし、その逆順のドットパターンに基づき光源１５を発光制御する構成でもよい。

Ｓ３３で逆順印刷モードが設定されていなければ（Ｓ３３：ＮＯ）、現在のリトライ回数が上限回数に達しているか否かを判断し（Ｓ３７）、達していなければ（Ｓ３７：ＮＯ）、リトライ処理を実行する。具体的には、リトライ回数に１加算し（Ｓ３９）、Ｓ１９に戻り、上記Ｓ１９以降の処理を再び繰り返す。

現在のリトライ回数が上限回数に達していれば（Ｓ３７：ＹＥＳ）、エラー処理を実行し（Ｓ４１）、本回転制御処理を終了する。

（５−３）定速時処理
制御回路３８は、定速時処理において、ＦＧ信号に基づく回転速度制御から、ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替え、ポリゴンミラー１６の回転速度が安定しているか否かを判断する（Ｓ４３）。具体的にはＢＤ信号のオンオフ周期に基づきポリゴンミラー１６の回転速度を検出し、その検出した回転速度が上記目標速度範囲内であるか否かを判断し、目標速度範囲外であれば（Ｓ４３：ＮＯ）、回転速度が不安定であるとしてＳ１９に戻る。

検出した回転速度が目標速度範囲内であれば（Ｓ４３：ＹＥＳ）、回転速度が安定しているとし、ＰＷＭ周波数を高レベル（例えば２５０[kHz]）に切り替える（Ｓ４５）。そして、再び、ＢＤ信号に基づき回転速度が目標速度内であるか否かを判断し（Ｓ４７）、目標速度範囲外であれば（Ｓ４３：ＮＯ）、回転速度が不安定であるとしてＳ１９に戻る。一方、目標速度範囲内であれば（Ｓ４７：ＹＥＳ）、回転速度が安定しているとし、本回転制御処理を終了し、これにより印刷処理の準備が完了する。その後に、ＣＰＵ２１は、メインモータ２８の回転制御を開始し、メインモータ２８の回転速度安定後、フィーダ部４及び画像形成部５に印刷処理を開始させる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。

（１）上記実施形態のブラシレスモータは、３相、アウターロータ型、且つ、スター結線を採用したものであったが、本発明はこれに限られない。２相、或いは、４相以上であってもよい。また、インナーロータ型であってもよく、デルタ結線であってもよい。なお、デルタ結線の場合、例えば各コイルの端子間電圧に基づき、誘起電圧に応じた検出信号を得ることができる。

（２）上記実施形態では、６面のポリゴンミラー１６と１０極のブラシレスモータ３３を使用したが、本発明はこれに限られない。６面以外の面数を有するポリゴンミラー、１０極以外の極数（ポール数）を有するブラシレスモータであってもよい。なお、上記回転方向検知処理における時間差データα、βの最低必要数はポリゴンミラーの面数（Ｎ）とブラシレスモータの極数（Ｍ）から求めることができる。即ち、面数（Ｎ）と、極数（Ｍ）の半数（Ｍ／２）との最小比（Ａ：Ｂ）を算出し、その最小比のうち小さい方の値（Ａ又はＢ）が最低必要数である。従って、面数（Ｎ）と極数の半数（Ｍ／２）とが一致すれば、１つの時間差データで回転方向の検知が可能である。

（３）上記実施形態では、ＦＧ信号を利用してブラシレスモータ３３の回転速度を制御する例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えばＦＧ信号に基づきブラシレスモータ３３の回転数を監視し、当該回転数が基準回数に達したことを条件に、光源１５の発光を開始したり、シート３を画像形成部５へ搬送させたりする等、印刷処理における各種の動作を開始させる構成であってもよい。コイルへの通電タイミングを制御する構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、安定時にＢＤ信号に基づく回転速度制御に移行する構成としたが、ＦＧ信号に基づく回転速度制御を続行してもよい。但し、安定時には、比較的にノイズによる影響が小さくなるので、周波数を高くしてブラシレスモータ３３の回転制御の追従性を高くすることが好ましい。

（５）上記実施形態では、回転制御処理において、ＢＤ信号に基づき回転速度が安定したことを確認した後（図５のＳ４３：ＹＥＳ）にＰＷＭ周波数を高いレベルに変更した（Ｓ４５）が、本発明はこれに限られない。ＦＧ信号に基づき回転速度が安定したことを確認した後（Ｓ１５：ＹＥＳ）にＰＷＭ周波数を高いレベルに変更してもよい。但し、上記実施形態の方が、信頼性が高い。

（６）上記実施形態では、上記実施形態では、逆電流を流してブラシレスモータ３３にブレーキをかけたが、これに限らず、例えばロータに対する機械（物理）的接触によってブラシレスモータ３３にブレーキをかける構成でもよい。

（７）上記実施形態では、本発明の「電装品」の例として、メインモータ２８、高電圧回路２９を例に挙げたが、本発明はこれに限られず、例えばスキャナ部１２の走査ライン形成時に既に動作（発熱）している定着器１４や図示しない冷却用ファンなどでもよい。要するに「走査ラインの形成時に動作するものであれば、本発明の「電装品」に含まれる。

（８）上記実施形態では、起動時処理には、メインモータ２８や高電圧回路２９などの電装品は停止状態であったが、本発明はこれに限られない。走査ラインの形成時よりも低い消費電力で動作していればよい。

（９）上記実施形態では、メインモータ２８を起動してその回転速度が安定した後に、ブラシレスモータ３３の回転制御のリトライを行ったが、本発明はこれに限られない。ブラシレスモータ３３の回転制御のリトライ後にメインモータ２８の回転制御を開始する構成でもよく、この構成の場合は、ブラシレスモータ３３の回転速度安定を確実に確認してから印刷処理を開始させることができる。

１...レーザプリンタ
１０...感光体
１５...光源
１６...ポリゴンミラー
２１...ＣＰＵ
２８...メインモータ
２９...高電圧回路
３３...ブラシレスモータ
３５...ステータ
３６...ロータ
３７Ａ...インバータ
３８...制御回路
３９...電圧検出回路
Ｌ...レーザ光

Claims (9)

1. 光ビームを発光する光源と、
   感光体と、
   複数のコイルが配置されたステータ、及び、磁石が配置されたロータを有するブラシレスモータと、
   前記ブラシレスモータによって回転駆動され、前記光源から発光された光ビームを周期的に偏向し、前記感光体上に走査ラインを形成する回転多面鏡と、
   前記各コイルへの通電をオンオフする通電切替部と、
   前記ロータの回転によって前記コイルに発生する誘起電圧に基づく検出信号を出力する電圧検出部と、
   前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電のオンオフを制御するモータ制御部と、
   前記走査ラインの形成時に動作する電装品と、
   前記モータ制御部が前記ブラシレスモータの回転制御を開始するための前記検出信号の検出期間には、前記検出期間後における前記走査ラインの形成時よりも前記電装品への電力供給量を軽減する電力供給制御部と、を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記モータ制御部は、前記検出期間には、前記走査ラインの形成時よりも前記各コイルへの供給電力の上限値を高くする、画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記電装品は、前記感光体を回転させる駆動モータである、画像形成装置。
4. 光ビームを発光する光源と、
   感光体と、
   複数のコイルが配置されたステータ、及び、磁石が配置されたロータを有するブラシレスモータと、
   前記ブラシレスモータによって回転駆動され、前記光源から発光された光ビームを周期的に偏向し、前記感光体上に走査ラインを形成する回転多面鏡と、
   前記各コイルへの通電をオンオフする通電切替部と、
   前記ロータの回転によって前記コイルに発生する誘起電圧に基づく検出信号を出力する電圧検出部と、
   前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電のオンオフを制御するモータ制御部と、を備え、
   前記モータ制御部は、前記ブラシレスモータの回転制御を開始するための前記検出信号の検出期間には、前記検出期間後における前記走査ラインの形成時よりも前記各コイルへの供給電力の上限値を高くする、画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記走査ラインの形成時に動作する電装品と、
   前記ブラシレスモータの回転制御エラーを検知するエラー検知部と、を備え、
   前記回転制御エラーが検知された場合、前記モータ制御部が前記ブラシレスモータの回転制御をリトライするための前記検出信号の検出期間と、前記電装品が起動され前記走査ラインの形成時の動作状態になるまでの動作準備期間とは異なる、画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置であって、
   前記リトライするための前記検出信号の検出期間は、前記動作準備期間の後である、画像形成装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記ブラシレスモータの回転制御エラーを検知するエラー検知部を備え、
   前記回転制御エラーが検知された場合、前記モータ制御部は、前記ブラシレスモータの回転制御をリトライするための前記検出信号の検出期間には、前記オンオフの制御の周波数、進角、前記各コイルへの供給電力の上限値の少なくとも１つを増減させる、画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置であって、
   前記モータ制御部は、前記オンオフの制御の周波数、進角、前記各コイルへの供給電力の上限値の少なくとも２つを含む予め定めた組合せパターン全てをリトライしても、前記回転制御エラーが検知された場合には、前記リトライを中止する、画像形成装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記ブラシレスモータの回転制御エラーを検知するエラー検知部と、
   前記ブラシレスモータの回転制御を開始するための前記検出信号の検出期間において前記回転制御エラーが検知されなかったことを条件に、前記光源を発光させる光源制御部と、を備える画像形成装置。

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