JP2012011632A - 画像形成装置及びブラシレスモータ制御プログラム - Google Patents

画像形成装置及びブラシレスモータ制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】ロータの回転位置の検出精度低下を抑えつつ、無駄な電力消費を抑制することが可能な画像形成装置及びブラシレスモータ制御プログラムを提供する。
【解決手段】レーザプリンタ1は、受光センサ32,電圧検出回路39により検出されたFG信号、BD信号に基づきインバータ37Aによる通電をオンオフさせ、且つ、その通電オン期間にインバータ37Aをチョッピング制御し、当該チョッピング制御におけるデューティ比を変えることで目標値に近づくようブラシレスモータ33の回転速度を制御する制御回路38を備え、制御回路38は、当該チョッピング制御におけるオフ期間にFG信号、BD信号を取得し、設定されている目標値が小さいほど、チョッピング制御の周波数を低くする構成である。
【選択図】図7

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)。
特開平11−129538号公報
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、ロータの回転位置に応じた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制御部と、を備える。制御部は、コイルへの通電オン期間に通電切替部をチョッピング制御し、そのチャッピング制御のデューティ比を変えることによりブラシレスモータの回転速度を変更可能としている。
ところで、ホール素子を利用しない上記画像形成装置において、通電切替部をチョッピング制御する場合、当該チョッピング制御におけるデューティオン期間に検出信号を取得してもよいが、当該デューティオン期間のノイズにより検出信号を精度よく取得できないおそれがある。このため、チョッピング制御におけるデューティオフ期間に検出信号を取得することが好ましい。
このようにデューティオフ期間に検出信号を取得する場合、チョッピング制御の周波数が低いと、その分、長い時間間隔でしか検出信号を取得できないため、ロータの1回転周期内において検出信号を取得する回転角度間隔が大きくなり、ロータの回転位置の検出精度が低下してしまう。しかし、だからといってチョッピング制御の周波数を安易に高くすれば、その分だけ無駄に電力を消費するおそれがある。
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、ロータの回転位置の検出精度低下を抑えつつ、無駄な電力消費を抑制することが可能な画像形成装置及びブラシレスモータ制御プログラム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、前記ロータの回転位置に応じた検出信号を出力する検出部と、前記ブラシレスモータの回転速度の目標値を設定する設定部と、前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電をオンオフさせ、且つ、その通電オン期間に前記通電切替部をチョッピング制御し、当該チョッピング制御におけるデューティ比を変えることで前記設定部が設定した目標値に近づくよう前記ブラシレスモータの回転速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、当該チョッピング制御におけるオフ期間に前記検出信号を取得し、前記設定部が設定した目標値が小さいほど、前記チョッピング制御の周波数を低くする構成である。
例えばロータの回転速度を所定速度から遅くした場合、それに応じてチョッピング制御の周波数を低くしても、ロータの回転位置の検出精度は、所定速度の回転時と同等程度に維持することが可能である。
そこで、この発明によれば、ロータの回転速度の目標値が小さいほど、チョッピング制御の周波数を低くする構成とした。これにより、目標値が大きい場合には、それに応じてチョッピング制御の周波数を高くしてロータの回転位置の検出程度低下を抑制する一方で、目標値が小さい場合には、チョッピング制御の周波数を低くすることで無駄な電力消費を抑制することができる。
第2の発明は、第1の発明の画像形成装置であって、前記設定部が前記目標値をより大きい値に変更する場合、前記制御部は、前記ロータの回転速度と変更後の目標値との差が所定値以下になった時以降に、前記チョッピング制御の周波数を高くする。
この発明によれば、ロータの回転速度の目標値をより大きい値に変更する場合、ロータの回転速度と変更後の目標値との差が所定値以下になるまで、チョッピング制御の周波数を変更しないことにより、ロータの回転速度を変更後の目標値に早期に安定させることができる。
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、前記設定部が前記目標値をより小さい値に変更する場合、前記制御部が前記チョッピング制御の周波数を低くした時以降に、前記設定部は前記目標値の変更を行う。
この発明によれば、ロータの回転速度の目標値をより小さい値に変更する場合、その変更以前(変更時またはそれよりも前)に、チョッピング制御の周波数を低くすることにより、消費電力を早期に低減することができる。また、安定後、切替が不要なので、速やかに画像形成処理に移行することができる。
第4の発明は、第1から第3のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記設定部は、少なくとも第1目標値と、当該第1目標値よりも大きい第2目標値とを選択的に設定可能とされ、前記制御部は、前記ブラシレスモータの起動時と前記第1目標値に設定した時とで前記チョッピング制御の周波数が同じである。
この発明によれば、ブラシレスモータの起動時と第1目標値設定時とでチョッピング制御の周波数を同じにすることで、ロータの回転速度を、ブラシレスモータの起動時から第1目標値に円滑に近づけることができる。
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、前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、前記制御部は、前記ブラシレスモータの起動時には、前記電圧信号に基づく回転速度制御を実行し、前記ロータの回転速度と前記目標値との差が所定値以下となった時以降に、前記受光信号に基づく回転速度制御に移行する。
この発明によれば、ブラシレスモータの起動時から、ロータの回転速度と目標値との差が所定値以下となった時以降まで、電圧信号に基づく回転速度制御を実行することにより、光源を発光駆動することによる消費電力を抑制することができる。
第6の発明は、第1から第5のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、前記制御部は、前記受光信号に基づき回転速度制御を実行中に前記設定部が前記目標値を変更した場合、少なくとも、前記ロータの回転速度と変更後の目標値との差が所定値以下になるまで前記受光信号に基づく回転速度制御を継続する。
この発明によれば、目標値の変更時も受光信号に基づく回転速度制御を維持することにより、目標値の変更時に電圧信号に基づく回転速度制御に切り替える構成に比べて、円滑に回転速度の変更を行うことができる。
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、前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、前記制御部は、前記受光信号に基づき回転速度制御から前記電圧信号に基づく回転速度制御に移行する場合、その移行以前に、前記チョッピング制御の周波数を低くする。
この発明によれば、受光信号に基づき回転速度制御から電圧信号に基づく回転速度制御に移行する以前に、チョッピング制御の周波数を低くすることにより、高周波数によるノイズを抑制して円滑に電圧信号に基づく回転速度制御に移行することができる。
第8の発明に係るブラシレスモータ制御プログラムは、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、前記ロータの回転位置に応じた検出信号を出力する検出部と、を有する画像形成装置に、前記ブラシレスモータの回転速度の目標値を設定する設定処理と、前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電をオンオフさせ、且つ、その通電オン期間に前記通電切替部をチョッピング制御し、当該チョッピング制御におけるデューティ比を変えることで前記設定部が設定した目標値に近づくよう前記ブラシレスモータの回転速度を制御する制御処理と、を実行させ、前記制御処理では、当該チョッピング制御におけるオフ期間に前記検出信号を取得し、前記設定処理で設定した目標値が小さいほど、前記チョッピング制御の周波数を低くする。
本発明によれば、ロータの回転位置の検出精度低下を抑えつつ、無駄な電力消費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 第1回転制御処理を示したフローチャート 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 第2回転制御処理を示したフローチャート 制御モード、PWM周波数等を示すタイムチャート(中速モードから高速モードへの切り替え時) 制御モード、PWM周波数等を示すタイムチャート(高速モードから中速モードへの切り替え時) 光源オフ時処理を示したフローチャート 光源オン時処理を示したフローチャート 制御モード、PWM周波数等を示すタイムチャート(光源オンオフ時) 制御モード、PWM周波数等を示すタイムチャート(ブラシレスモータの一時停止時)
本発明の一実施形態について図1〜図12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(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および定着部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(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(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、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。EEPROM24には、後述する第1回転制御処理、第2回転制御処理、光源オンオフ時処理を実行するためのブラシレスモータ制御プログラムが記憶されている。
メインモータ28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とは独立に回転駆動する。
(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(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(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(「検出部、センサ」の一例)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(検出信号、受光信号の一例)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の位置を検出することが可能である。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(「検出部、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(検出信号、電圧信号の一例、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きりを制御(チョッピング制御)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。各相のコイルに対してチョッピング制御を実行して積極的に通電をしている通電オン期間(チョッピングオン期間)は、図4に示す山形のオンオフ波形のうち、PWM信号の振幅が一定になっている期間である。なお、各相における上記オンオフ波形のうち、PWM信号の振幅が徐々に増加/減少している期間は、当該相の通電オフ期間であり、他の相のコイルへの通電により生じた信号レベルが現れているに過ぎない。
そして、誘起電圧は、通電オン期間のうち、通電オンオフ信号がローレベル(ゼロ[V])の期間(「チョッピング制御におけるオフ期間」の一例 以下、「デューティオフ期間」という)に検出される。なお、以下、通電オン期間のうち、通電オンオフ信号がハイレベルの期間を「デューティオン期間」という。
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期間内の通電量を調整することにより、ブラシレスモータ33(ポリゴンミラー16)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は通電オン期間に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、換言すればデューティオン期間とデューティオフ期間との比率)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。
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(起動時から速度安定時まで)
図5はブラシレスモータ33の第1回転制御処理を示すフローチャートである。例えば、ユーザが操作部26にて印刷要求(印刷ジョブ)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に示す第1回転制御処理を実行する。この第1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周波数を中レベル(例えば125[kHz])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。
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。
次に、制御回路38は強制通電を実行する(S5)。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、FG信号に基づきロータ36が回転し始めたことを確認すると(S6: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。なお、ロータ36の回転が確認できない場合には(S6:NO)、S27に進む。
また、制御回路38は、上記通電オン期間におけるデューティオフ期間にFG信号を読み出す。そして、制御回路38は、上記S1で設定した中レベルの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、ブラシレスモータ33(ロータ36)の回転速度制御は、例えば誘起電圧(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(S6: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(S7)。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(例えば回転速度の目標値との差が所定値以内)になっているか否かを判断する。所定値は、例えば目標値の5%が好ましい。
ここで、例えばEEPROM2には、互いに異なる複数の目標値、具体的には、高速目標値(例えば44,000[rpm])、中速目標値(例えば22,000[rpm])、低速目標値(例えば18,000[rpm])が記憶されている。制御回路38は、これらの目標値のいずれかを選択することにより、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値を設定することができる(「設定処理」の一例)。このとき、制御回路38は「設定部」として機能する。
検出した回転速度が目標速度範囲外であれば(S7: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、S5の強制通電後、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、ブラシレスモータ33を停止させる。この際に例えば逆電流を流す、或いは、ブラシレスモータ33の両端子同士をショートしてブラシレスモータ33にブレーキ(ショートブレーキ)をかけ、誘起電圧が検出されない状態になったらブレーキを解除することが好ましい。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。
続いて、起動パラメータ(通電オンオフ信号の周波数、モータ進角やPWM値(モータ電流値))の一部または全部を変更し(S9)、S3に戻り、ブラシレスモータ33の再起動を試みる。例えば通電オンオフ信号の周波数やモータ進角を大きく(予測通電のタイミングを早く)したり、PWM値を増大させて起動電流を大きくしたりしてブラシレスモータ33をより起動し易くする。
検出した回転速度が目標速度範囲内であれば(S7: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(S11)。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(S13)。具体的には、BD信号の有無、BD信号の周期に基づくブラシレスモータ33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(S14:YES)、エラー処理(S27)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に表示させたりする。一方、正常であると判断した場合には(S14:NO)S15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(S15)。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6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6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(S17)。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(S17: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(S17:NO)、逆順印刷モードが設定されているか否かを判断する(S19)。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(S19: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(S21)、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。
S19で逆順印刷モードが設定されていなければ(S19: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(S23)、達していなければ(S23: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(S25)、S9に戻り、上記S9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(S23:YES)、エラー処理を実行し(S27)、本第1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、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(S29)。具体的にはBD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(S29:NO)、回転速度が不安定であるとしてS9に戻る。
検出した回転速度が目標速度範囲内であれば(S29: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(S31)。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(S33)、目標速度範囲外であれば(S33:NO)、回転速度が不安定であるとしてS9に戻る。一方、目標速度範囲内であれば(S33:YES)、回転速度が安定しているとし、本第1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の回転速度が安定した後、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。
(6)ブラシレスモータの回転制御(制御モード切り替え時)
図7はブラシレスモータ33の第2回転制御処理を示すフローチャートである。図8,9は、ブラシレスモータの制御モード、PWM周波数、回転速度の目標値、回転位置検出方法の切り替え、及び、ブラスレスモータ33の回転速度変化を示すタイムチャートである。
制御回路38は、解像度や印刷速度などの印刷条件に応じて異なる複数の制御モードで印刷処理を行うことができる。複数の制御モードには、例えば「高速モード」、「中速(通常)モード」、「低速(低騒音)モード」が含まれ、各制御モードの具体的内容は次の通りである。
「高速モード」:高解像度(例えば1200dpi)で印刷処理を行う場合に設定されるモードであり、このとき、制御回路38は、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値を上記高速目標値に設定する。
「中速モード」:通常解像度(高速モード時よりも低い解像度 例えば600dpi)で印刷処理を行う場合に設定されるモードであり、このとき、制御回路38は、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値を上記中速目標値に設定する。
「低速モード」:通常解像度で印刷処理を行いつつ、レーザプリンタ1が印刷動作時に生じる音(特にシート3の搬送時に生じる音)を抑制したい場合に設定されるモードであり、このとき、制御回路38は、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値を上記低速目標値に設定する。また、制御回路38は、メインモータ28の回転速度、換言すれば、シート3の搬送速度を、上記「高速モード」、「中速(通常)モード」時よりも遅くする。これにより、「高速モード」、「中速(通常)モード」時に比べて印刷動作時の音を抑制することができる。
制御回路38は、ユーザが操作部26での入力操作や、外部機器からの印刷要求に含まれる情報に応じてこれらの制御モードのいずれかを選択する。例えば印刷条件が互いに異なる複数の印刷要求ジョブについて連続して印刷処理を行う場合、制御回路38は、各印刷要求ごとに制御モードを適宜切り替える。制御回路38は、前述した定速時処理後において、制御モードが切り替わると、図7に示す第2回転制御処理を実行する(制御処理の一例)。このとき制御回路38は「制御部」として機能する。
制御回路38は、まずブラシレスモータ33の回転速度の目標値がより大きい制御モードに切り替えられたかどうか、換言すれば、切り替え後の制御モードが、切り替え前のものよりも、回転速度の目標値が大きいかどうかを判断する(S101)。
(6−1)回転速度の目標値がより大きい制御モードへの切り替え時
制御回路38は、回転速度の目標値がより大きい制御モードに切り替えられた、と判断した場合(S101:YES)、EEPROM2を参照して、回転速度の目標値を、切り替え後の制御モードに対応した値に変更する(S103)。例えば低速モード或いは中速モードから高速モードに切り替えられた場合や、低速モードから中速モードに切り替えられた場合は、回転速度の目標値がより速い制御モードに切り替えられた、と判断する。
図8は、中速モードから高速モードに切り替えられた場合のタイムチャートである。この場合、制御回路38は、回転速度の目標値を中速目標値から高速目標値に設定変更する。そして、前述したS33の処理と同様、BD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どうかを判断する(S105)。
そして、ブラシレスモータ33の回転速度が高速目標値を基準とする目標範囲内に安定すれば(S105:YES)、制御回路38は、PWM周波数を、より高い値に設定変更し(S107)、本第2回転制御処理を終了する。
ここで、中速モード時では、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値が22,000[rpm]であり、PWM周波数は125[kHz]であるのに対し、高速モード時では、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値が44,000[rpm]であり、PWM周波数は250[kHz]である。従って、両モード間で、ブラシレスモータ33の1回転周期内においてBD信号を取得する回転位置(角度)間隔は略同一である。従って、両モード間で、ブラシレスモータ33の回転位置の検出精度は略同等である。なお、低速モードの場合にはPWM周波数は100[kHz]に設定されるため、回転速度の検出精度はやや低くなる。
また、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値とPWM周波数を同時に変更してもよいが、この場合、両者の変更によりブラシレスモータ33の回転制御が極端に不安定になるおそれがある。そこで、本実施形態では、回転速度の目標値の変更タイミングと、PWM周波数の変更タイミングとをずらしている。これにより、両変更を同時に行う場合に比べて、ブラシレスモータ33の回転制御が不安定になることを抑制することができる。
更に、先にPWM周波数を変更し、その後に回転速度の目標値を変更してもよいが、PWM周波数を高くすれば、その分だけ消費電力が増大する。また、低速時にPWM周波数を高くすると、BD信号のジッターが大きくなり、ブラシレスモータ33の回転位置の検出精度に悪影響を与えるおそれがある。そこで、本実施形態では、上述したように、先に回転速度の目標値をより大きい値に変更し、ブラシレスモータ33の回転速度が安定した時、或いはそれよりも後に、PWM周波数を変更する。これにより、PWM周波数を早期に高くすることによる電力消費、及び、ブラシレスモータ33の回転位置の検出精度への悪影響を抑制することができる。
なお、前述したように、中速モードでは、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値は中速目標値に設定され、この中速目標値は比較的に低いため、PWM周波数を、第1回転制御処理における起動時処理時と同等レベルに設定しても、ブラシレスモータ33の回転位置の検出精度はそれほど相違しない。そこで、中速モードでは、PWM周波数を、起動時処理時と同等レベルに設定している(図8,9参照)。
従って、起動時処理から中速モードに移行する場合に、PWM周波数を変更する必要がなくなるため、ブラシレスモータ33の回転速度を、起動時から中速目標値に円滑に近付けることができる。本実施形態では、低速モード時も、PWM周波数を、起動時処理時と同等レベルに設定している。
(6−2)回転速度の目標値がより小さい制御モードへの切り替え時
制御回路38は、回転速度の目標値がより小さい制御モードに切り替えられた、と判断した場合(S101:NO)、まずPWM周波数を、より低い値に設定変更する(S109)。次に、そのPWM周波数の変更時或いはそれよりも後に、EEPROM2を参照して、回転速度の目標値を、切り替え後の制御モードに対応した値に変更する(S111)。例えば高速モード或いは中速モードから低速モードに切り替えられた場合や、中速モードから低速モードに切り替えられた場合は、回転速度の目標値がより遅い制御モードに切り替えられた、と判断する。
図9は、高速モードから中速モードに切り替えられた場合のタイムチャートである。この場合、制御回路38は、回転速度の目標値を高速目標値から中速目標値に設定変更する。そして、前述したS33の処理と同様、BD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どうかを判断し(S113)、安定したと判断すれば(S113:YES)、本第2回転制御処理を終了する。
ここで、高速モードから中速モードに切り替える場合も、前述した中速モードから高速モードに切り替える場合と同様、切り替え前後でブラシレスモータ33の回転位置の検出精度は略同等である。
また、回転速度の目標値の変更タイミングと、PWM周波数の変更タイミングとをずらすことが好ましい。これにより、両変更を同時に行う場合に比べて、ブラシレスモータ33の回転制御が不安定になることを抑制することができる。
更に、回転速度の目標値をより小さい値に変更した時、或いは、それよりも前に、PWM周波数を低くすることにより消費電力を早期に低減することができる。なお、PWM周波数を早期に低くすれば、PWM周波数が高いときに比べて、ブラシレスモータ33の回転速度が遅くなったときでもBD信号にジッターが生じにくくなり、ブラシレスモータ33の回転位置の検出精度の低下を抑制することができる。
前述したように、例えばブラシレスモータ33の回転速度の目標値を小さくした場合、それに応じてPWM周波数を低くしても、ブラシレスモータ33の回転位置の検出精度は、目標値を小さくする前と同等程度に維持することが可能である。
そこで、上記第2回転制御処理を実行することにより、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値が小さいほど、PWM周波数を低くする。これにより、目標値が大きい場合には、それに応じてPWM周波数を高くしてブラシレスモータ33の回転位置の検出程度低下を抑制する一方で、目標値が小さい場合には、PWM周波数を低くすることで無駄な電力消費を抑制することができる。
また、図8,9に示すように、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値の変更時もBD信号に基づく回転速度制御を維持することにより、目標値の変更時にFG信号に基づく回転速度制御に切り替える構成に比べて、円滑に回転速度の変更を行うことができる。
(6−3)光源オンオフ時
制御回路38は、定速時処理後、BD信号に基づく回転速度制御中に光源15をオフする場合がある。例えば前回の印刷要求の印刷処理から、次の印刷要求の受け付けを待つ待機状態が所定時間以上継続した場合、低速度印刷時や両面印刷時など、印刷すべきシート3が画像形成部5に搬送される時間間隔が長い場合には、光源15を一時的にオフして消費電力を抑制することがある。
光源15をオフする際には、BD信号に基づく回転速度制御からFG信号に基づく回転速度制御に切り替える必要がある。図10は光源オフ時処理を示すフローチャートであり、図11は光源オン時処理を示すフローチャートである。図12は、光源オンオフ時における、ブラシレスモータの制御モード、PWM周波数、回転速度の目標値、回転位置検出方法の切り替え、及び、ブラスレスモータ33の回転速度変化を示すタイムチャートである。
光源オフ時処理では、制御回路38は、まず現在のPWM周波数が、FG信号に基づく回転速度制御においてノイズ発生等によりブラシレスモータ33の回転位置を精度よく検出できないほど、高いかどうかを判断する。PWM周波が高レベルであれば(S201:YES)、FG信号に基づく回転速度制御においてブラシレスモータ33の回転位置を精度よく検出できる程度に、PWM周波数を低くする(S203)。
そして、PWM周波数の変更と同時或いはそれより後に、BD信号に基づく回転速度制御からFG信号に基づく回転速度制御に切り替えて(S207)、本光源オフ時処理を終了する。図12は、高速モード時において光源15をオフする場合を示しており、この図の例では、BD信号に基づく回転速度制御中にPWM周波数が高レベル周波数であるので、先に中レベル周波数に変更した後に、光源15をオフし、FG信号に基づく回転速度制御に移行している。
このように、BD信号に基づき回転速度制御からFG信号に基づく回転速度制御に移行する以前に、PWM周波数を低くすることにより、高周波数によるノイズを抑制して円滑にFG信号に基づく回転速度制御に移行することができる。
一方、制御回路38は、例えば中速モードや低速モードの実行中など、現在のPWM周波数が既に中レベルまたは低レベルであれば(S201:NO)、PWM周波数を変更せずに光源15をオフして(S205)、FG信号に基づく回転速度制御に移行し(S207)、本光源オフ時処理を終了する。
上記光源オフ時処理の実行後、例えば印刷要求を受け付けたときには、制御回路38は、図11に示す光源オン時処理を実行する。制御回路38は、まず光源15をオンして(S301)、BD信号に基づく回転速度制御に切り替える(S303)。その後、受け付けた印刷要求に対して高速モードを実行すべき場合には(S305:YES)、PWM周波数を高レベル周波数に変更し(S307)、本光源オン時処理を終了する。これにより、高速モードにおいてブラシレスモータ33の回転位置を高精度で検出し、回転速度を早期に安定させることができる。
一方、受け付けた印刷要求に対して中速モードまたは低速モードを実行すべき場合には(S305:NO)、PWM周波数を変更せずに本光源オン時処理を終了する。
<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。この場合、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値が高くなっても、PWM周波数は高くしない(例えば125[kHzを維持])ことが好ましい。PWM周波数が高くなると、FG信号にジッターが生じやすくなり、回転位置精度に悪影響を与えるおそれがあるからである。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、その影響が小さければ、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、第1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S29:YES)にPWM周波数を高いレベルに変更した(S31)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(S7: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、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)上記実施形態において、ブラシレスモータ33の回転速度の目標値を変更する際に、ブラシレスモータ33を一時停止させる構成でもよい。これにより、ブラシレスモータ33を一時停止せずに目標値を変更する構成に比べて、ブラシレスモータ33がアンダーシュート或いはオーバーシュートしてうなり音を発することを抑制することができる。
図13には、高速モードから中速モードに切り替える際に、ブラシレスモータ33を一時的させる場合のタイムチャートである。同図によれば、制御回路38は、高速モードから中速モードに切り替える際、まずブラシレスモータ33に前述のブレーキをかける。また、制御回路38は、PWM周波数を中レベル以下に変更しつつ、FG信号に基づく回転速度制御を実行可能な状態にする。
その後、制御回路38は、FG信号に基づき誘起電圧が検出できなくなったときに、再度、前述の第1回転制御処理を実行してブラシレスモータ33を再起動させる。ここで、ブラシレスモータ33にブレーキをかけずに自然に停止させてもよいが、そうすると、ブラシレスモータ33の個体差や周囲環境等によってブラシレスモータ33が停止するまでの時間がばらつき、その結果、再起動のタイミングが遅れて印刷処理を早期に開始できなくなるおそれがある。
これに対し、図13の例では、ブラシレスモータ33にショートブレーキをかけて停止させるので、再起動タイミング、印刷処理開始タイミングのバラツキを抑制することができる。
(8)上記実施形態では、第1回転速度処理、第2回転速度処理、光源オンオフ時処理を全て、制御回路38が実行する例を説明したが、本発明はこれに限れない。各処理、或いは、各処理中の各ステップを、互いに異なる制御回路にて実行する構成でもよい。なお、制御回路は、ASICに限らず、汎用のハード回路から構成したものでもよく、また、演算素子(CPU)及び記憶素子から構成されたものでもよい。
(参考例)
本発明に関連し、次のような構成にすることもできる。
「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、
前記ロータの回転位置に応じた検出信号を出力する検出部と、
前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電をオンオフさせ、且つ、その通電オン期間に前記通電切替部をチョッピング制御し、当該チョッピング制御におけるデューティ比を変えることで前記ブラシレスモータの回転速度を制御する制御部と、を備え、
前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、
前記制御部は、前記受光信号に基づき回転速度制御から前記電圧信号に基づく回転速度制御に移行する場合、その移行以前に、前記チョッピング制御の周波数を低くする、画像形成装置。」
この構成によれば、受光信号に基づき回転速度制御から電圧信号に基づく回転速度制御に移行する以前に、チョッピング制御の周波数を低くすることにより、高周波数によるノイズを抑制して円滑に電圧信号に基づく回転速度制御に移行することができる。
具体的な構成は、上記実施形態の光源オフ時処理に記載されており、第2回転速度処理等をしない構成でもよい。
1:レーザプリンタ
10:感光体
15:光源
16:ポリゴンミラー
32:受光センサ
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 (8)

  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、
    前記ロータの回転位置に応じた検出信号を出力する検出部と、
    前記ブラシレスモータの回転速度の目標値を設定する設定部と、
    前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電をオンオフさせ、且つ、その通電オン期間に前記通電切替部をチョッピング制御し、当該チョッピング制御におけるデューティ比を変えることで前記設定部が設定した目標値に近づくよう前記ブラシレスモータの回転速度を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、当該チョッピング制御におけるオフ期間に前記検出信号を取得し、前記設定部が設定した目標値が小さいほど、前記チョッピング制御の周波数を低くする構成である、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、
    前記設定部が前記目標値をより大きい値に変更する場合、前記制御部は、前記ロータの回転速度と変更後の目標値との差が所定値以下になった時以降に、前記チョッピング制御の周波数を高くする、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、
    前記設定部が前記目標値をより小さい値に変更する場合、前記制御部が前記チョッピング制御の周波数を低くした時以降に、前記設定部は前記目標値の変更を行う、画像形成装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
    前記設定部は、少なくとも第1目標値と、当該第1目標値よりも大きい第2目標値とを選択的に設定可能とされ、
    前記制御部は、前記ブラシレスモータの起動時と前記第1目標値に設定した時とで前記チョッピング制御の周波数が同じである、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、
    前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、
    前記制御部は、前記ブラシレスモータの起動時には、前記電圧信号に基づく回転速度制御を実行し、前記ロータの回転速度と前記目標値との差が所定値以下となった時以降に、前記受光信号に基づく回転速度制御に移行する、画像形成装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
    前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、
    前記制御部は、前記受光信号に基づき回転速度制御を実行中に前記設定部が前記目標値を変更した場合、少なくとも、前記ロータの回転速度と変更後の目標値との差が所定値以下になるまで前記受光信号に基づく回転速度制御を継続する、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、
    前記検出部は、前記回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光して受光信号を前記検出信号として出力するセンサ、及び、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電圧信号を前記検出信号として出力する電圧検出部を有し、
    前記制御部は、前記受光信号に基づき回転速度制御から前記電圧信号に基づく回転速度制御に移行する場合、その移行以前に、前記チョッピング制御の周波数を低くする、画像形成装置。
  8. 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、
    前記ロータの回転位置に応じた検出信号を出力する検出部と、を有する画像形成装置に、
    前記ブラシレスモータの回転速度の目標値を設定する設定処理と、
    前記検出信号に基づき前記通電切替部による通電をオンオフさせ、且つ、その通電オン期間に前記通電切替部をチョッピング制御し、当該チョッピング制御におけるデューティ比を変えることで前記設定部が設定した目標値に近づくよう前記ブラシレスモータの回転速度を制御する制御処理と、を実行させ、
    前記制御処理では、当該チョッピング制御におけるオフ期間に前記検出信号を取得し、前記設定処理で設定した目標値が小さいほど、前記チョッピング制御の周波数を低くする、ブラシレスモータ制御プログラム。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015104263A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 キヤノン株式会社 モータ制御装置及び画像形成装置
JP2015152802A (ja) * 2014-02-17 2015-08-24 ブラザー工業株式会社 画像形成装置,画像形成装置の制御方法,および記憶媒体
JP2015226450A (ja) * 2014-05-30 2015-12-14 ローム株式会社 モータ駆動装置
US9229355B2 (en) 2013-09-02 2016-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus that identifies a reflection surface of a rotating polygon mirror on which a light beam is incident
JP2016029463A (ja) * 2014-07-17 2016-03-03 ブラザー工業株式会社 画像形成装置、その制御方法およびコンピュータプログラム
JP2016049702A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
US9454717B2 (en) 2014-08-29 2016-09-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming system, integrated circuit chip, and image forming apparatus
US9873262B2 (en) 2013-09-04 2018-01-23 Canon Kabushiki Kaisha Driving device of rotating polygonal mirror and image forming apparatus including the driving device
JP2018069689A (ja) * 2016-11-03 2018-05-10 ブラザー工業株式会社 画像形成装置および画像形成装置の制御方法
JP2020060713A (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 キヤノン株式会社 画像形成装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191590A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法
JPH08223971A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法
JPH08223972A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法およびその装置
JP2004048928A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータとディスク装置
JP2004252059A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Canon Inc 画像形成装置
JP2005341749A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ駆動装置
JP2006094623A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Hitachi Home & Life Solutions Inc 冷蔵庫用dcインバータ駆動装置
JP2006149097A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 Sharp Corp モータ制御装置
JP2010017044A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hitachi Ltd モータ制御装置,電力変換装置及びハイブリッド車両

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191590A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法
JPH08223971A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法
JPH08223972A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法およびその装置
JP2004048928A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータとディスク装置
JP2004252059A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Canon Inc 画像形成装置
JP2005341749A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ駆動装置
JP2006094623A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Hitachi Home & Life Solutions Inc 冷蔵庫用dcインバータ駆動装置
JP2006149097A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 Sharp Corp モータ制御装置
JP2010017044A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hitachi Ltd モータ制御装置,電力変換装置及びハイブリッド車両

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9229355B2 (en) 2013-09-02 2016-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus that identifies a reflection surface of a rotating polygon mirror on which a light beam is incident
US9873262B2 (en) 2013-09-04 2018-01-23 Canon Kabushiki Kaisha Driving device of rotating polygonal mirror and image forming apparatus including the driving device
JP2015104263A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 キヤノン株式会社 モータ制御装置及び画像形成装置
JP2015152802A (ja) * 2014-02-17 2015-08-24 ブラザー工業株式会社 画像形成装置,画像形成装置の制御方法,および記憶媒体
JP2015226450A (ja) * 2014-05-30 2015-12-14 ローム株式会社 モータ駆動装置
JP2016029463A (ja) * 2014-07-17 2016-03-03 ブラザー工業株式会社 画像形成装置、その制御方法およびコンピュータプログラム
US9443172B2 (en) 2014-08-29 2016-09-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
US9454717B2 (en) 2014-08-29 2016-09-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming system, integrated circuit chip, and image forming apparatus
JP2016049702A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ブラザー工業株式会社 画像形成装置
JP2018069689A (ja) * 2016-11-03 2018-05-10 ブラザー工業株式会社 画像形成装置および画像形成装置の制御方法
US10274861B2 (en) 2016-11-03 2019-04-30 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and method of controlling image forming apparatus including exposure lighting and mirror rotation control
JP2020060713A (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP7195864B2 (ja) 2018-10-11 2022-12-26 キヤノン株式会社 画像形成装置

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