JP2016147451A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】速度入力信号を切り替えても回転多面鏡の回転速度を安定して制御することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】回転可能な感光ドラム２１と、光ビームＬを出射する光源３００と、光源から出射された光ビームが感光ドラムの表面を走査するように光ビームを偏向する回転多面鏡３０５と、回転多面鏡を回転させるモータ３０４と、回転多面鏡の回転速度に応じた第一信号３１７を出力する第一回転検出手段３３０と、回転多面鏡の回転速度に応じた第二信号３１６を出力する第二回転検出手段３１２と、第一信号に従ってモータの回転を制御するための第一ゲインと第二信号に従ってモータの回転を制御するための第二ゲインとを保存する記憶部２１１、２１３と、を備え、第一信号に従って第一ゲインに基づいてモータの回転を制御する第一制御と、第二信号に従って第二ゲインに基づいてモータの回転を制御する第二制御とを切り替える画像形成装置。【選択図】図３

Description

本発明は、回転可能な感光ドラムと回転多面鏡とを有する画像形成装置に関する。

カラー画像を形成するカラー画像形成装置（以下、画像形成装置という。）において、トナー像を担持する感光ドラムの表面速度が定速になるように感光ドラムを駆動することが求められている。感光ドラムの表面速度が変動すると、光ビームにより露光される感光ドラムの表面上の露光位置が本来露光されるべき位置からずれてしまう。そこで、感光ドラムの表面速度が定速になるように感光ドラムの回転速度が制御される。しかし、感光ドラムを駆動するモータの速度変動、感光ドラムの偏心、歯車のピッチムラ、感光ドラムへ搬送される記録媒体の突入ショック等により、感光ドラムの表面速度が変動することがある。

感光ドラムの表面速度が目標速度より速い場合、走査線間の距離が大きくなり単位面積当たりの積算露光光量が減少して現像コントラストが小さくなるので、画像濃度が低くなる。ここで、現像コントラストは、光ビームにより露光された感光体の表面電位と現像ローラに印加される現像バイアス電圧との差である。その上、光ビームは、感光ドラムの表面の移動方向（以下、副走査方向という。）において本来露光されるべき位置の上流の位置で感光ドラムの表面を露光するので、画像の位置が副走査方向において上流方向へずれてしまう。他方、感光ドラムの表面速度が目標速度より遅い場合、走査線間の距離が小さくなり単位面積当たりの積算露光光量が増加して現像コントラストが大きくなるので、画像濃度が高くなる。その上、光ビームは、副走査方向において本来露光されるべき位置の下流の位置で感光ドラムの表面を露光するので、画像の位置が副走査方向において下流方向へずれてしまう。

つまり、感光ドラムの表面速度の変動は、現像コントラストのムラ（画像濃度のムラ）を生じさせるだけでなく、副走査方向における画素密度のばらつきを生じさせる。現像コントラストのムラ及び画素密度のばらつきは、バンディング（周期的な帯状の濃度ムラ）、色ずれ（重ね合わされる色間の位置ずれ）等の画像不良を生じさせる。この問題に対処するために、感光ドラムの回転速度の周期的な変動に従って回転多面鏡の回転速度を変化させる技術が提案されている。感光ドラムの回転速度の変動に従って回転多面鏡の回転速度を変化させることにより、感光ドラムの回転速度の変動にかかわらず適切な現像コントラストを維持することができる。この場合、感光ドラムの回転速度の微細な変動に従って回転多面鏡の回転速度を変化させるために、回転多面鏡の回転速度をできる限り細かく制御することが望ましい。

回転多面鏡の回転速度を制御するために、回転多面鏡の回転速度を検出する必要がある。回転多面鏡の回転速度は、回転多面鏡を回転させるモータに設けられたホール素子又はＦＧセンサから出力される回転周期信号に基づいて検出することができる。また、画像形成時は、光源から出射され回転多面鏡により偏向された光ビームを検出する光ビーム検出センサから出力される光周期信号に基づいて回転多面鏡の回転速度を検出することができる。画像形成時に光周期信号に基づいて回転多面鏡の回転速度を制御する理由は、主走査方向における画像の書き出し位置を一定にするためである。回転多面鏡の回転速度の制御は、回転多面鏡の回転開始時にモータからの回転周期信号に基づいて行われる。回転多面鏡が目標回転速度で安定して回転し光源が点灯された後、回転多面鏡の回転速度の制御は、光周期信号に基づいて行われる。すなわち、回転多面鏡の回転速度の制御は、回転周期信号に基づく制御から光周期信号に基づく制御へ切り替えられる。

しかし、回転多面鏡の回転速度の制御を、回転周期信号に基づく制御から光周期信号に基づく制御へ切り替えるときに、遅延時間が大きくなるという問題がある。特許文献１は、この問題を解決するために、光周期信号に基づく制御がなされているときに、回転周期信号と基準信号との間の位相差及び周期差を求め、位相差及び周期差から制御指令信号を生成することを開示している。特許文献１によれば、光源が消灯されたときに、光周期信号に基づく制御から制御指令信号に基づく制御へ切り替えるので、遅延時間を短縮することができる。

特開２０１２−１３９９１５号公報

ところで、感光ドラムの回転速度の変動に従って回転多面鏡の回転速度を変化させる場合、回転多面鏡の回転速度と目標回転速度との偏差、偏差の時間積分及び偏差の微分に比例して回転速度を制御するＰＩＤ制御が行われる。しかし、回転多面鏡の回転速度をＰＩＤ制御する場合、特許文献１に開示されているような制御切り替えを行うと、図１０に示すように回転多面鏡の回転速度が安定しないという問題がある。図１０は、速度入力信号を切り替えたときの回転多面鏡の回転速度を示す図である。図１０は、回転周期信号に基づくＰＩＤ制御から光周期信号に基づくＰＩＤ制御へ切り替えたときの回転多面鏡の回転速度を示している。図１０からわかるように、ＰＩＤ制御のゲインを変更せずに、速度入力信号を回転周期信号から光周期信号へ切り替えると、回転多面鏡の回転速度が不安定になる。

そこで、本発明は、速度入力信号を切り替えても回転多面鏡の回転速度を安定して制御することができる画像形成装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、
回転可能な感光ドラムと、
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが前記感光ドラムの表面を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転させるモータと、
前記回転多面鏡の回転速度に応じた第一信号を出力する第一回転検出手段と、
前記回転多面鏡の回転速度に応じた第二信号を出力する第二回転検出手段と、
前記第一信号に従って前記モータの回転を制御するための第一ゲインと前記第二信号に従って前記モータの回転を制御するための第二ゲインとを保存する記憶部と、
を備え、
前記第一信号に従って前記第一ゲインに基づいて前記モータの回転を制御する第一制御と、前記第二信号に従って前記第二ゲインに基づいて前記モータの回転を制御する第二制御とを切り替える。

本発明によれば、速度入力信号を切り替えても回転多面鏡の回転速度を安定して制御することができる。

画像形成装置の断面図。 感光ドラムの駆動機構を示す図。 光走査装置の構成を示すブロック図。 実施例１によるＣＰＵの制御動作を示す流れ図。 実施例１によるモータと光源の制御動作を示す図。 実施例２によるＣＰＵの制御動作を示す流れ図。 実施例２によるモータと光源の制御動作を示す図。 実施例３によるＣＰＵの制御動作を示す流れ図。 実施例３によるＦＧ信号、ＢＤ信号及び補正ＦＧ信号を示す図。 速度入力信号を切り替えたときの回転多面鏡の回転速度を示す図。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。

（画像形成装置）
図１は、画像形成装置１００の断面図である。画像形成装置１００は、複数の画像形成部２０（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）を有する。画像形成部２０Ｙは、イエロートナーを用いてイエロー画像を形成する。画像形成部２０Ｍは、マゼンタトナーを用いてマゼンタ画像を形成する。画像形成部２０Ｃは、シアントナーを用いてシアン画像を形成する。画像形成部２０Ｋは、ブラックトナーを用いてブラック画像を形成する。４つの画像形成部２０は、現像剤（トナー）の色を除いて同一の構造を有するので、特に必要な場合を除き、以下の説明では、参照符号から添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

画像形成部２０は、像担持体としての回転可能な感光ドラム（感光体）２１を有する。感光ドラム２１の周りには、帯電装置２２、光走査装置１０１、現像装置２３、一次転写装置２４、及びドラムクリーニング装置２５が配置されている。感光ドラム２１の下方には、中間転写体としての中間転写ベルト（無端ベルト）１３が配置されている。

回転可能な中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１３ａ、二次転写対向ローラ１３ｂ及びテンションローラ１３ｃに張架されている。中間転写ベルト１３は、画像形成の際に図１の矢印Ｒで示す時計回り方向（以下、回転方向Ｒという。）に回転する。中間転写ベルト１３の回転方向Ｒに沿って、イエロー画像形成部２０Ｙ、マゼンタ画像形成部２０Ｍ、シアン画像形成部２０Ｃ及びブラック画像形成部２０Ｋが順に配置されている。

一次転写装置２４は、中間転写ベルト１３を介して感光ドラム２１に対向して配置され、中間転写ベルト１３と感光ドラム２１との間に一次転写部Ｔ１を形成している。二次転写ローラ４０は、中間転写ベルト１３を介して二次転写対向ローラ１３ｂに対向して配置されている。二次転写ローラ４０は、中間転写ベルト１３と二次転写ローラ４０との間に二次転写部Ｔ２を形成している。

転写紙（以下、記録媒体という。）Ｓの搬送方向において、二次転写部Ｔ２の下流に定着装置３５が設けられている。定着装置３５は、定着ローラ３５Ａと加圧ローラ３５Ｂとを有し、定着ローラ３５Ａと加圧ローラ３５Ｂとの間にニップが形成されている。

画像形成装置１００は、２つのカセット給紙部１、２と、１つの手差し給紙部３とを有する。給紙部１、２、３から選択的に記録媒体Ｓが給送される。記録媒体Ｓは、給紙部１のカセット４、給紙部２のカセット５及び給紙部３のトレイ６に積載されている。記録媒体Ｓは、ピックアップローラ７により最上位の記録媒体Ｓから順に給送される。ピックアップローラ７により給送された記録媒体Ｓは、搬送部材としての給送ローラ８Ａと分離部材としてのリタードローラ８Ｂからなる分離ローラ対８により一枚ずつ分離され、回転が停止しているレジストローラ対１２へ送られる。カセット４から給送された記録媒体Ｓは、複数の搬送ローラ対１０及び１１により搬送路上をレジストローラ対１２へ搬送される。カセット５から給送された記録媒体Ｓは、複数の搬送ローラ対９、１０及び１１により搬送路上をレジストローラ対１２へ搬送される。レジストローラ対１２へ搬送された記録媒体Ｓの先端部は、レジストローラ対１２のニップに突き当たり、記録媒体Ｓは、ループを形成し、一旦停止される。記録媒体Ｓがループを形成することにより、記録媒体Ｓの斜行は、補正される。

（画像形成プロセス）
次に、画像形成装置１００の画像形成プロセスを説明する。４つの画像形成部２０における画像形成プロセスは同一であるので、イエロー画像形成部２０Ｙにおける画像形成プロセスを説明する。マゼンタ画像形成部２０Ｍ、シアン画像形成部２０Ｃ、およびブラック画像形成部２０Ｋにおける画像形成プロセスの説明は、一部省略する。

帯電装置２２Ｙは、感光ドラム２１Ｙの表面を均一に帯電する。光走査装置１０１Ｙは、イエロー画像情報に従って変調されたレーザ光（以下、光ビームという。）ＬＹを、均一に帯電された感光ドラム２１Ｙの表面に照射し、感光ドラム２１Ｙ上に静電潜像を形成する。現像装置２３Ｙは、イエロートナー（現像剤）により静電潜像を現像してイエロートナー像にする。一次転写装置２４Ｙは、一次転写部Ｔ１Ｙにおいて感光ドラム２１Ｙ上のイエロートナー像を中間転写ベルト１３上に一次転写する。一次転写の後に感光ドラム２１Ｙ上に残ったトナーは、ドラムクリーニング装置２５Ｙによって除去され、感光ドラム２１Ｙは、次の画像形成に備える。

感光ドラム２１Ｙ上で光ビームＬＹの走査を開始してから所定時間経過後に、光走査装置１０１Ｍは、感光ドラム２１Ｍ上でマゼンタ画像情報に従って変調された光ビームＬＭの走査を開始し、感光ドラム２１Ｍ上に静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置２３Ｍによりマゼンタトナーで現像されて、マゼンタトナー像になる。マゼンタトナー像は、一次転写部Ｔ１Ｍにおいて一次転写装置２４Ｍにより中間転写ベルト１３上のイエロートナー像の上に精度よく重ねて転写される。

感光ドラム２１Ｍ上で光ビームＬＭの走査を開始してから所定時間経過後に、光走査装置１０１Ｃは、感光ドラム２１Ｃ上でシアン画像情報に従って変調された光ビームＬＣの走査を開始し、感光ドラム２１Ｃ上に静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置２３Ｃによりシアントナーで現像されて、シアントナー像になる。シアントナー像は、一次転写部Ｔ１Ｃにおいて一次転写装置２４Ｃにより中間転写ベルト１３上のマゼンタトナー像の上に精度よく重ねて転写される。

感光ドラム２１Ｃ上で光ビームＬＣの走査を開始してから所定時間経過後に、光走査装置１０１Ｋは、感光ドラム２１Ｋ上でブラック画像情報に従って変調された光ビームＬＫの走査を開始し、感光ドラム２１Ｋ上に静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置２３Ｋによりブラックトナーで現像されて、ブラックトナー像になる。ブラックトナー像は、一次転写部Ｔ１Ｋにおいて一次転写装置２４Ｋにより中間転写ベルト１３上のシアントナー像の上に精度よく重ねて転写される。

このようにして、中間転写ベルト１３上に４色のトナー像が重ね合わされる。給紙部１、２又は３から搬送された記録媒体Ｓは、レジストローラ対１２により中間転写ベルト１３上のトナー像とタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ搬送される。中間転写ベルト１３上に重ね合わされた４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２において二次転写ローラ４０により一括して記録媒体Ｓ上に二次転写される。

トナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着装置３５の定着ローラ３５Ａと加圧ローラ３５Ｂとで形成されるニップへ搬送される。定着装置３５は、記録媒体Ｓを加熱および加圧してトナー像を記録媒体Ｓに定着させる。このようにしてカラー画像が形成された記録媒体Ｓは、搬送ローラ対３６により排出ローラ対３７へ送られ、さらに機外の排出トレイ３８上へ排出される。

記録媒体Ｓの両面に画像を形成する両面モードが設定されている場合、搬送ローラ対３６により搬送された記録媒体Ｓは、フラッパ６０により搬送方向が切り替えられて、搬送ローラ対６１により反転搬送路５８へ搬送される。記録媒体Ｓは、搬送ローラ対６２、フラッパ６４及び搬送ローラ対６３により、一旦反転パス６５へ搬送される。その後、搬送ローラ対６３を逆回転し、フラッパ６４により記録媒体Ｓの搬送方向を切り替えて、記録媒体Ｓを反転パス６５から両面搬送パス６７へ搬送することにより、記録媒体Ｓの表裏面を反転する。記録媒体Ｓは、複数の搬送ローラ対６８により両面搬送パス６７から搬送ローラ対１１を介してレジストローラ対１２へ再度搬送される。二次転写部Ｔ２で、記録媒体Ｓの裏面へトナー像が転写される。トナー像は、定着装置３５で記録媒体Ｓの裏面に定着される。このようにして、両面に画像が形成された記録媒体Ｓは、排出ローラ対３７により排出トレイ３８上へ排出される。

（ロータリーエンコーダ）
図２は、感光ドラム２１の駆動機構２００を示す図である。４つの画像形成部２０の駆動機構２００は、同じであるので、参照符号から添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して説明する。感光ドラム２１は、カップリング２０２を有する。感光ドラム２１のカップリング２０２は、ドラム軸（回転軸）２０５に機械的に接続されている。ドラム軸２０５には、減速歯車２０４とロータリーエンコーダ（角位置検知装置）２０３とが固定して配置されている。減速歯車２０４は、モータ軸歯車２０６と噛み合っている。モータ軸歯車２０６は、駆動源としてのブラシレスＤＣモータ（以下、ドラムモータという。）２０７の回転軸２０７ａに固定されている。ドラムモータ２０７の回転は、モータ軸歯車２０６及び減速歯車２０４を介してドラム軸２０５へ伝達される。これにより、感光ドラム２１は、ドラムモータ２０７の駆動力によりロータリーエンコーダ２０３と一体に回転する。

回転位置検出部２０８は、ドラムモータ２０７の回転位置を検出して、回転位置信号２１６をドラムモータ駆動部２０９へ出力する。ドラムモータ駆動部２０９は、回転位置信号２１６に基づいて、ドラムモータ２０７へ流す相電流の相切り替えと、相電流の電流量の調整とを行う。このようにして、ドラムモータ駆動部２０９は、ＣＰＵ（制御部）２１２からの信号と回転位置信号２１６とに基づいて、ドラムモータ２０７の回転速度を制御することにより、感光ドラム２１の回転速度を制御する。

ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３、ドラムモータ駆動部２０９、ＲＯＭ（記憶部）２１１及びＲＡＭ（記憶部）２１３に電気的に接続されている。ロータリーエンコーダ２０３は、感光ドラム２１の回転速度に応じたエンコーダ信号（第三信号）２１４を出力する回転検出装置（第三回転検出手段）として機能する。ロータリーエンコーダ２０３は、回転する感光ドラム２１の角位置に従ってエンコーダ信号（角位置信号）２１４を出力する。ロータリーエンコーダ２０３は、感光ドラム２１の回転に従ってエンコーダ信号２１４をＣＰＵ２１２へ出力する。ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３からのエンコーダ信号２１４に基づいて感光ドラム２１の回転速度を検出する。

ロータリーエンコーダ２０３は、回転する感光ドラム２１の表面の移動距離（以下、表面移動距離という。）を検出する表面移動距離検出部として機能してもよい。感光ドラム２１の表面移動距離は、ロータリーエンコーダ２０３の代わりに図２に示すレーザドップラー速度計２０１を用いて、レーザドップラー速度計２０１からの速度信号に基づいて求めてもよい。また、感光ドラム２１の画像形成領域でない領域の表面に、感光ドラム２１の回転方向（副走査方向Ｃ）に沿って設けられた複数の印を光学センサ（検知手段）で検知してもよい。光学センサの検知信号に基づいて、感光ドラム２１の回転速度または表面移動距離を求めることもできる。あるいは、回転位置検出部２０８から出力される回転位置信号２１６に基づいて、感光ドラム２１の回転速度または表面移動距離を求めることもできる。この場合、ドラムモータ２０７の回転量と感光ドラム２１の回転量との関係を予め求めておけばよい。中間転写ベルト１３の画像形成領域でない領域の表面に、中間転写ベルト１３の回転方向Ｒに沿って設けられた複数の印を光学センサ（検知手段）で検知してもよい。この場合、中間転写ベルト１３を感光ドラム２１に滑りなく従動させるとよい。光学センサの検知信号に基づいて、中間転写ベルト１３の回転速度または表面移動距離を求め、中間転写ベルト１３の回転速度または表面移動距離から感光ドラム２１の回転速度または表面移動距離を求めることもできる。

（光走査装置）
図３は、光走査装置１０１の構成を示すブロック図である。光走査装置１０１は、半導体レーザ（以下、光源という。）３００と、光源３００から出射される光ビームＬを偏向する回転多面鏡（偏向部材）３０５と、回転多面鏡３０５を回転させるモータ３０４とを有する。光走査装置１０１は、回転多面鏡３０５により偏向された光ビームを感光ドラム２１の上に結像させる結像レンズ（ｆθレンズ）３０６を有する。光走査装置１０１は、また、光源３００を駆動する光源駆動部３１０と、モータ３０４を駆動するモータ駆動部３１３を有する。光走査装置１０１は、また、光ビーム検出器（以下、ＢＤセンサという。）３１２を有する。ＢＤ（Beam Detection）センサ（同期信号生成手段）３１２は、矢印Ｂで示す方向（以下、主走査方向Ｂという。）における感光ドラム２１の表面への光書き込み位置を一定にするための主走査方向Ｂの同期信号（以下、ＢＤ信号という。）３１６を出力する。回転多面鏡３０５の反射面の数をＮとすると、ＢＤセンサ３１２は、回転多面鏡３０５の一回転あたりＮ個のＢＤ信号３１６を出力する。すなわち、ＢＤセンサ３１２は、回転多面鏡３０５のＮ分の一回転に一つのＢＤ信号３１６を出力する。従って、ＢＤセンサ３１２は、回転多面鏡３０５の回転速度に応じたＢＤ信号（第二信号）３１６を出力するする回転検出装置（第二回転検出手段）として機能する。

図３において、光源３００から出射された光ビームＬは、コリメータレンズ３０１により略平行光とされる。絞り３０２は、略平行な光ビームＬを制限して光ビームＬのビーム形状を整形する。整形された光ビームＬは、半透鏡３０８へ入射する。半透鏡３０８により反射された光ビームＬの一部は、フォトダイオード（以下、ＰＤという。）３０９へ入射する。ＰＤ３０９は、光ビームＬの光量に対応する光量信号２１８を光源駆動部３１０へ出力する。光源駆動部３１０は、光量信号２１８に従って光源３００から出力される光ビームＬの光量のフィードバック制御を行う。光源駆動部３１０は、また、ＣＰＵ２１２からの発光制御信号３１４に従って光源３００の発光を制御する。

半透鏡３０８を透過した光ビームＬは、副走査方向Ｃのみに所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ３０３へ入射する。シリンドリカルレンズ３０３へ入射した光ビームＬは、主走査断面内において略平行な光ビームの状態のままで、副走査断面内において集光される。シリンドリカルレンズ３０３から出射された光ビームＬは、回転多面鏡３０５の反射面（偏向面）上に線状に結像される。

回転多面鏡３０５は、モータ３０４により矢印Ａで示す方向（以下、回転方向Ａという。）に回転させられる。光ビームＬは、回転している回転多面鏡３０５の反射面により反射すなわち偏向される。回転多面鏡３０５により偏向された光ビームＬは、ｆθ特性を有する結像レンズ（ｆθレンズ）３０６を透過し、反射鏡３０７を介して感光ドラム２１の表面（被走査面）上に結像される。光ビームＬは、副走査方向Ｃに回転している感光ドラム２１の表面上を主走査方向Ｂに等速で繰り返し走査され、感光ドラム２１の表面上に画像情報に従って静電潜像を形成する。

（モータの回転制御）
次に、本実施例におけるモータ３０４の回転制御について説明する。モータ３０４には、ＦＧセンサ３３０及びホールＩＣ（ホール素子）が設けられている。ＦＧセンサ３３０及びホールＩＣは、モータ３０４の回転速度に同期したパルスを発生するパルス発生手段である。ＣＰＵ２１２は、モータ３０４に内蔵されたＦＧセンサ３３０及びホールＩＣに電気的に接続されている。ＣＰＵ２１２は、ＦＧセンサ３３０からのＦＧ信号３１７及びホールＩＣからの信号３１８を受信する。回転多面鏡３０５は、モータ３０４により回転される。従って、ＦＧセンサ３３０又はホールＩＣは、回転多面鏡３０５の回転速度に応じたＦＧ信号（第一信号）３１７又は信号（第一信号）３１８を出力する回転検出装置（第一回転検出手段）として機能する。光源３００が消灯している間、ＣＰＵ２１２は、ＦＧセンサ３３０からのＦＧ信号３１７又はホールＩＣからの信号３１８に基づいてモータ３０４の回転速度をＰＩＤ制御する。本実施例においては、ＣＰＵ２１２は、ＦＧセンサ３３０からのＦＧ信号３１７及び第一ＰＩＤゲイン（第一ゲイン）に基づいてモータ３０４のＰＩＤ制御を行う。第一ＰＩＤゲインは、ＦＧ信号に従ってモータ３０４をＰＩＤ制御するための第一比例ゲインＫｐ、第一積分ゲインＫｉ及び第一微分ゲインＫｄを含む。第一ＰＩＤゲインは、ＲＯＭ２１１に予め保存されている。ＣＰＵ２１２は、ＦＧセンサ３３０からのＦＧ信号３１７及びＲＯＭ２１１から読み出した第一ＰＩＤゲインに基づいて加減速信号３１５を生成する。ＣＰＵ２１２は、モータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力する。モータ駆動部３１３は、加減速信号３１５に従ってモータ３０４の回転速度を変更する。

回転多面鏡３０５により偏向された光ビームＬは、ＢＤセンサ３１２へ入射する。ＢＤセンサ３１２は、光ビームＬを受光すると、ＢＤ信号３１６をＣＰＵ２１２へ出力する。モータ３０４が画像形成時の回転速度（以下、目標回転速度という。）Ｖｔで安定して回転し、光源３００が点灯されると、ＣＰＵ２１２は、ＢＤセンサ３１２からのＢＤ信号３１６に基づいてモータ３０４の回転速度をＰＩＤ制御する。本実施例において、ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６、エンコーダ信号２１４及び第二ＰＩＤゲイン（第二ゲイン）に基づいてモータ３０４のＰＩＤ制御を行う。第二ＰＩＤゲインは、ＢＤ信号３１６及びエンコーダ信号２１４に従ってモータ３０４をＰＩＤ制御するための第二比例ゲインＫｐ、第二積分ゲインＫｉ及び第二微分ゲインＫｄを含む。第二ＰＩＤゲインは、ＲＯＭ２１１に予め保存されている。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６、エンコーダ信号２１４及びＲＯＭ２１１から読み出した第二ＰＩＤゲインに基づいて加減速信号３１５を生成する。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６とエンコーダ信号２１４の周期と位相を比較し、比較結果に基づいて加減速信号３１５を生成する。ＣＰＵ２１２は、モータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力する。モータ駆動部３１３は、加減速信号３１５に従ってモータ３０４の回転速度を変更する。ＢＤ信号に基づくＰＩＤ制御において、ＣＰＵ２１２は、感光ドラム２１の回転速度または感光ドラム２１の表面移動距離に従って回転多面鏡３０５の回転速度を変化させる。

本実施例において、回転多面鏡３０５のモータ３０４の回転は、ＰＩＤ制御を用いて感光ドラム２１の回転に追従するように制御される。モータ３０４の回転を停止状態から所定回転速度へ加速するときは、モータ３０４に設けられたＦＧセンサ３３０からのＦＧ信号３１７に基づくＰＩＤ制御によりモータ３０４の回転が制御される。所定回転速度は、画像形成時の目標回転速度Ｖｔまたは目標回転速度Ｖｔよりも低い予備回転速度であってもよい。モータ３０４が所定回転速度で安定して回転し、光源３００が点灯されると、ＢＤセンサ３１２からのＢＤ信号３１６に基づくＰＩＤ制御によりモータ３０４の回転が制御される。

ＦＧ信号３１７は、モータ３０４のＦＧセンサ３３０から出力される信号で、回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＦＧ信号３１７の数Ｍは、ＦＧセンサ３３０のＦＧパターンにより異なる。ＢＤ信号３１６は、光走査装置１０１から出力される光ビームＬをＢＤセンサ３１２が検出したときに出力される信号で、回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＢＤ信号３１６の数Ｎは、回転多面鏡の反射面の数Ｎにより異なる。回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＦＧ信号３１７の数ＭとＢＤ信号３１６の数Ｎが同じであれば、ＰＩＤ制御における速度入力信号をＦＧ信号３１７からＢＤ信号３１６へ切り替えたときにモータ３０４の回転速度が不安定になるおそれは少ない。しかし、ＦＧ信号の数ＭとＢＤ信号の数Ｎが異なると、ＦＧ信号の周期（周波数）とＢＤ信号の周期（周波数）が異なるために、ＰＩＤ制御における速度入力信号をＦＧ信号３１７からＢＤ信号３１６へ切り替えたときにモータ３０４の回転速度が不安定になる。これは、例えば、ＰＩＤ制御の演算値をＦＧ信号３１７に合わせて調整した場合、ＦＧ信号３１７と異なる周期のＢＤ信号３１６が速度入力信号として入力されるとＢＤ信号３１６に最適な調整値にＰＩＤ制御の演算値を修正する必要があるからである。そこで、本実施例においては、ＰＩＤ制御を用いて回転多面鏡３０５の回転を制御する場合、速度入力信号の周期（周波数）に合わせた演算値調整（ゲイン調整）をする。本実施例によれば、異なる周期（周波数）の速度入力信号を切り替えたとしても、ＰＩＤ制御のゲイン調整を適切に行うことができる。従って、速度入力信号の切り替えが行われても、モータ３０４の回転速度を安定させることができる。以下、本実施例によるモータ３０４の回転速度の制御動作を説明する。

（ＣＰＵの制御動作）
図４は、実施例１によるＣＰＵ２１２の制御動作を示す流れ図である。画像形成装置１００が画像形成動作を開始すると、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１１から第一ＰＩＤゲイン（第一ゲイン）を読み出す（Ｓ００１）。ＣＰＵ２１２は、モータ３０４の回転開始を指示する制御信号をモータ駆動部３１３へ出力してモータ３０４の回転を開始する（Ｓ００２）。ＣＰＵ２１２は、モータ３０４のＦＧセンサ３３０からＦＧ信号３１７を入力する（Ｓ００３）。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７に従って第一ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御する（以下、ＦＧ制御（第一制御）という。）。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整し（Ｓ００４）、目標回転速度Ｖｔにする。

ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７に従ってモータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転しているか否かを判断する（Ｓ００５）。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転していない場合（Ｓ００５でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、Ｓ００４へ戻りモータ３０４の回転速度を調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している場合（Ｓ００５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、光源駆動部３１０を介して光源３００を点灯し（Ｓ００６）、光源３００から光ビームの出射を開始する。ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１１から第二ＰＩＤゲイン（第二ゲイン）を読み出す（Ｓ００７）。ＢＤセンサ３１２は、回転多面鏡３０５により偏向された光ビームを受光するとＢＤ信号３１６を出力する。ＣＰＵ２１２は、ＢＤセンサ３１２からＢＤ信号３１６を入力する（Ｓ００８）。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御する（以下、ＢＤ制御（第二制御）という。）。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整し（Ｓ００９）、目標回転速度Ｖｔにする。

ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってモータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転しているか否かを判断する（Ｓ０１０）。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転していない場合（Ｓ０１０でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、Ｓ００９へ戻りモータ３０４の回転速度を調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している場合（Ｓ０１０でＹＥＳ）、Ｓ０１１へ進む。Ｓ０１１において、ＣＰＵ２１２は、画像信号制御部（不図示）から出力される、ページ毎の画像の書き出しタイミングを表す画像書き出しタイミング制御信号（以下、ＴＯＰ信号という。）を検知したか否かを判断する。ＴＯＰ信号を検知しない場合（Ｓ０１１でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、ＴＯＰ信号を検知するまで待機する（Ｓ０１１）。ＴＯＰ信号を検知した場合（Ｓ０１１でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３からのエンコーダ信号２１４を入力する（Ｓ０１２）。

ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御する（ＢＤ制御）。ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整しつつ（Ｓ０１３）、露光動作を行う（Ｓ０１４）。その後、ＣＰＵ２１２は、画像形成終了か否かを判断する（Ｓ０１５）。そのページの画像形成が終了していないと判断した場合（Ｓ０１５でＮＯ）、Ｓ０１２へ戻りモータ３０４の回転速度を調整しつつ露光動作を継続する。そのページの画像形成が終了したと判断した場合（Ｓ０１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、残りのジョブが有るか否かを判断する（Ｓ０１６）。残りのジョブが有る場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、Ｓ０１１へ戻り、ＣＰＵ２１２は、画像形成動作を継続する。残りのジョブが無い場合（Ｓ１０６でＮＯ）、画像形成動作を終了する。

（モータの制御動作）
次に、図５を参照して、実施例１によるモータ３０４の制御動作を説明する。図５は、実施例１によるモータ３０４と光源３００の制御動作を示す図である。図５は、ＦＧ信号３１７に従って第一ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４のＰＩＤ制御を行うＦＧ制御からＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４のＰＩＤ制御を行うＢＤ制御へ切り替えた場合のモータ３０４の回転速度を示している。

制御期間Ｉにおいて、モータ３０４は、静止状態である。時刻Ｔ１において、ＣＰＵ２１２は、モータ駆動部３１３へモータ３０４の回転開始を指示して、制御期間IIへ移行する。制御期間IIにおいて、モータ３０４の回転が開始すると、ＣＰＵ２１２は、ＦＧセンサ３３０からＦＧ信号３１７を入力し、ＦＧ信号３１７に従ってモータ３０４を目標回転速度Ｖｔまで加速する。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７と目標回転速度Ｖｔとの差分を取得しながら、予めＲＯＭ２１１から読み出したＦＧ制御に最適化された第一ＰＩＤゲインに基づいて加減速信号３１５をモータ駆動部３１３へ出力する。

そして、モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転すると、ＣＰＵ２１２は、時刻Ｔ２で光源３００を点灯して、制御期間III へ移行する。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の制御期間IIにおいて、ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号に従ってモータ３０４のＦＧ制御を行う。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している状態で光源３００を点灯した時刻Ｔ２で、ＣＰＵ２１２は、モータ３０４の制御をＦＧ制御からＢＤ制御へ切り替える。

時刻Ｔ２で、ＣＰＵ２１２は、光源３００を点灯するとともに、第一ＰＩＤゲインを、ＲＯＭ２１１から読み出したＢＤ制御に最適化した第二ＰＩＤゲインへ変更する。制御期間III において、ＣＰＵ２１２は、ＢＤセンサ３１２からＢＤ信号３１６を入力し、ＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４のＢＤ制御を行い、モータ３０４の回転速度を目標回転速度Ｖｔへ調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転すると、ＣＰＵ２１２は、時刻Ｔ３で制御期間IVへ移行する。ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３からのエンコーダ信号２１４を入力する。制御期間IVにおいて、ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＢＤ制御を行いながら露光動作を行う。

本実施例によれば、モータ３０４の速度制御のための入力信号をＦＧ信号からＢＤ信号へ切り替えても、モータ３０４を目標回転速度Ｖｔまで安定して立ち上げることができる。本実施例によれば、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従ってモータ３０４のＰＩＤ制御を行うので、感光ドラム２１の回転変動に従う回転多面鏡３０５の回転制御の分解能を上げることができる。よって、回転多面鏡３０５の回転速度をより正確に感光ドラム２１の回転速度の変動に追従させることができる。本実施例によれば、感光ドラム２１の回転に追従するための回転多面鏡３０５の回転制御の分解能を上げつつ、異なる速度入力信号を切り替えても最適なＰＩＤ制御のゲイン調整を行うことができる。その結果として、バンディングや色ずれを防止し高品質の画像を提供することができる。

以下、実施例２を説明する。実施例２において、実施例１と同様の構造には同様の参照符号を付して説明を省略する。実施例２の画像形成装置１００、ロータリーエンコーダ２０３、及び光走査装置１０１は、実施例１と同様であるので説明を省略する。実施例２は、ＣＰＵ２１２の制御動作が実施例１と異なる。実施例１においては、ＢＤ制御のための第二ＰＩＤゲインを予めＲＯＭ２１１に記憶させている。これに対して、実施例２においては、ＦＧ制御を行う制御期間IIにおいて、モータ３０４の回転速度の起動プロファイルを取得し、起動プロファイルから第二ＰＩＤゲインを算出する点が実施例１と異なる。以下、実施例２によるＣＰＵ２１２の制御動作を説明する。

（ＣＰＵの制御動作）
図６は、実施例２によるＣＰＵ２１２の制御動作を示す流れ図である。画像形成装置１００が画像形成動作を開始すると、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１１から第一ＰＩＤゲイン（第一ゲイン）を読み出す（Ｓ１０１）。ＣＰＵ２１２は、モータ駆動部３１３へモータ３０４の回転開始を指示する制御信号を出力する（Ｓ１０２）。ＣＰＵ２１２は、回転開始を指示する制御信号から実際にモータ３０４が回転を開始するまでの無駄時間Ｌを測定する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ２１２は、モータ３０４のＦＧセンサ３３０からＦＧ信号３１７を入力する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７に従って第一ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＦＧ制御を行う。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４を目標回転速度Ｖｔへ向かって加速する。

ＣＰＵ２１２は、モータ３０４の起動プロファイルを取得し、起動プロファイルから時定数Ｔを取得する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ２１２は、無駄時間Ｌ、時定数Ｔ、定常値Ｋ（目標回転速度Ｖｔ）、ＦＧ信号の周波数（周期）及びＢＤ信号の周波数（周期）から第二ＰＩＤゲイン（第二ゲイン）を算出する（Ｓ１０６）。ＣＰＵ２１２は、算出した第二ＰＩＤゲインをＲＡＭ２１３に保存する（Ｓ１０７）。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整し（Ｓ１０８）、目標回転速度Ｖｔにする。

ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７に従ってモータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転しているか否かを判断する（Ｓ１０９）。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転していない場合（Ｓ１０９でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、Ｓ１０８へ戻りモータ３０４の回転速度を調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、光源駆動部３１０を介して光源３００を点灯し（Ｓ１１０）、光源３００から光ビームの出射を開始する。ＣＰＵ２１２は、ＲＡＭ２１３から第二ＰＩＤゲインを読み出す（Ｓ１１１）。ＢＤセンサ３１２は、回転多面鏡により偏向された光ビームを受光するとＢＤ信号３１６を出力する。ＣＰＵ２１２は、ＢＤセンサ３１２からＢＤ信号３１６を入力する（Ｓ１１２）。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＢＤ制御を行う。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整し（Ｓ１１３）、目標回転速度Ｖｔにする。

ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってモータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転しているか否かを判断する（Ｓ１１４）。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転していない場合（Ｓ１１４でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、Ｓ１１３へ戻りモータ３０４の回転速度を調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、画像信号制御部（不図示）から出力されるＴＯＰ信号を検知したか否かを判断する（Ｓ１１５）。ＴＯＰ信号を検知しない場合（Ｓ１１５でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、ＴＯＰ信号を検知するまで待機する（Ｓ１１５）。ＴＯＰ信号を検知した場合（Ｓ１１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３からのエンコーダ信号２１４を入力する（Ｓ１１６）。

ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＢＤ制御を行う。ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整しつつ（Ｓ１１７）、露光動作を行う（Ｓ１１８）。その後、ＣＰＵ２１２は、画像形成終了か否かを判断する（Ｓ１１９）。そのページの画像形成が終了していないと判断した場合（Ｓ１１９でＮＯ）、Ｓ１１６へ戻りモータ３０４の回転速度を調整しつつ露光動作を継続する。そのページの画像形成が終了したと判断した場合（Ｓ１１９でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、残りのジョブが有るか否かを判断する（Ｓ１２０）。残りのジョブが有る場合（Ｓ１２０でＹＥＳ）、Ｓ１１５へ戻り、ＣＰＵ２１２は、画像形成動作を継続する。残りのジョブが無い場合（Ｓ１２０でＮＯ）、画像形成動作を終了する。

（モータの制御動作）
次に、図７を参照して、実施例２によるモータ３０４の制御動作を説明する。図７は、実施例２によるモータ３０４と光源３００の制御動作を示す図である。図７は、モータ３０４を静止状態から目標回転速度Ｖｔへ加速するときのモータ３０４の回転速度と、第二ＰＩＤゲインの算出に必要な無駄時間Ｌ、時定数Ｔ及び定常値Ｋ（目標回転速度Ｖｔ）を示している。

制御期間Ｉにおいて、モータ３０４は、静止状態である。時刻Ｔ１において、ＣＰＵ２１２は、モータ駆動部３１３へモータ３０４の回転開始を指示する制御信号を出力して、制御期間IIへ移行する。ＣＰＵ２１２は、回転開始を指示する制御信号から実際にモータ３０４が回転を開始するまでの無駄時間Ｌを測定する。モータ３０４の回転が開始すると、ＣＰＵ２１２は、ＦＧセンサ３３０からＦＧ信号３１７を入力し、ＦＧ信号３１７に従ってモータ３０４を目標回転速度Ｖｔまで加速する。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７と目標回転速度Ｖｔとの差分を取得しながら、予めＲＯＭ２１１から読み出したＦＧ制御に最適化された第一ＰＩＤゲインに基づいて加減速信号３１５をモータ駆動部３１３へ出力する。

ＣＰＵ２１２は、図７に示す制御期間IIにおけるモータ３０４の回転速度の起動プロファイルを取得する。ＣＰＵ２１２は、起動プロファイルから時定数Ｔを取得する。ＣＰＵ２１２は、無駄時間Ｌ、時定数Ｔ及び予め定められた定常値Ｋ（目標回転速度Ｖｔ）から第二ＰＩＤゲインのチューニングを行う。以下に、第二ＰＩＤゲインのチューニングのための式の一例を示す。
Ｋｐ＝１．２Ｔ／（ＫＬ）
Ｋｉ＝２Ｌ
Ｋｄ＝０．５Ｌ
ここで、Ｋｐは、比例動作（Ｐ動作）の比例ゲインである。Ｋｉは、積分動作（Ｉ動作）の積分ゲインである。Ｋｄは、微分動作（Ｄ動作）の微分ゲインである。ＣＰＵ２１２は、算出した比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄを、第二ＰＩＤゲインとしてＲＡＭ２１３に保存する。

そして、モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転すると、ＣＰＵ２１２は、時刻Ｔ２で光源３００を点灯して、制御期間III へ移行する。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の制御期間IIにおいて、ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号に従ってモータ３０４のＦＧ制御を行う。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している状態で光源３００を点灯した時刻Ｔ２で、ＣＰＵ２１２は、モータ３０４の制御をＦＧ制御からＢＤ制御へ切り替える。

時刻Ｔ３で、ＣＰＵ２１２は、光源３００を点灯するとともに、制御期間IIで求めた第二ＰＩＤゲインをＲＡＭ２１３から読み出し、第一ＰＩＤゲインを第二ＰＩＤゲインへ変更する。制御期間III において、ＣＰＵ２１２は、ＢＤセンサ３１２からＢＤ信号３１６を入力し、ＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４のＢＤ制御を行い、モータ３０４の回転速度を目標回転速度Ｖｔへ調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転すると、ＣＰＵ２１２は、時刻Ｔ３で制御期間IVへ移行する。ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３からのエンコーダ信号２１４を入力する。制御期間IVにおいて、ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従って第二ＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＢＤ制御を行いながら露光動作を行う。従って、露光動作中に、感光ドラム２１の回転変動に従って回転多面鏡３０５の回転速度を調整することができる。

本実施例によれば、画像形成装置１００の環境変動に対しても常に最適な第二ＰＩＤゲインを設定することができるので、モータ３０４を目標回転速度Ｖｔまで安定して立ち上げることができる。本実施例によれば、実施例１と同様の効果を奏することができる。

以下、実施例３を説明する。実施例３において、実施例１と同様の構造には同様の参照符号を付して説明を省略する。実施例３の画像形成装置１００、ロータリーエンコーダ２０３、及び光走査装置１０１は、実施例１と同様であるので説明を省略する。実施例３は、ＣＰＵ２１２の制御動作が実施例１及び実施例２と異なる。実施例１及び実施例２においては、ＦＧ制御とＢＤ制御とでＰＩＤゲインを変更した。これに対して、実施例３においては、モータ３０４を回転させるためのＰＩＤゲインの変更は行わず、速度入力信号の周波数段差を無くすという点が実施例１及び実施例２と異なる。以下、実施例３によるＣＰＵ２１２の制御動作を説明する。

（ＣＰＵの制御動作）
図８は、実施例３によるＣＰＵ２１２の制御動作を示す流れ図である。画像形成装置１００が画像形成動作を開始すると、ＣＰＵ２１２は、ＲＯＭ２１１からＰＩＤゲイン（所定ゲイン）を読み出す（Ｓ２０１）。ＰＩＤゲインは、後述する補正ＦＧ信号およびＢＤ信号に従ってモータ３０４をＰＩＤ制御するための比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄを含む。ＣＰＵ２１２は、モータ３０４の回転開始を指示する制御信号をモータ駆動部３１３へ出力してモータ３０４の回転を開始する（Ｓ２０２）。ＣＰＵ２１２は、モータ３０４のＦＧセンサ３３０からＦＧ信号３１７を入力する（Ｓ２０３）。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７の周期を、モータ３０４を目標回転速度Ｖｔで回転させたときのＢＤ信号３１６の周期と同じになるように調整する（Ｓ２０４）。以下、図９を参照して、ＦＧ信号３１７の周期調整を説明する。

図９は、実施例３によるＦＧ信号３１７、ＢＤ信号３１６及び補正ＦＧ信号４１７を示す図である。ＦＧ信号３１７は、モータ３０４のＦＧセンサ３３０から出力される。回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＦＧ信号３１７の数Ｍは、ＦＧセンサ３３０のＦＧパターンにより異なる。また、ＢＤ信号３１６は、光源３００から出射され回転多面鏡３０５により偏向された光ビームがＢＤセンサ３１２を通過するときにＢＤセンサ３１２から出力される。回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＢＤ信号３１６の数Ｎは、回転多面鏡３０５の反射面の数Ｎにより異なる。

回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＦＧ信号３１７の数ＭとＢＤ信号３１６の数Ｎが同じであれば（Ｍ＝Ｎ）、ＦＧ信号３１７の周期ＴｆとＢＤ信号３１６の周期Ｔｂが同じになる。すなわち、ＦＧ信号の周波数とＢＤ信号３１６の周波数が同じであるので、ＰＩＤ制御のための速度入力信号をＦＧ信号３１７からＢＤ信号３１６へ切り替えても、モータ３０４の回転速度を安定して目標回転速度Ｖｔへ制御することができる。しかし、回転多面鏡３０５の一回転あたりに出力されるＦＧ信号３１７の数ＭとＢＤ信号３１６の数Ｎが異なると（Ｍ≠Ｎ）、図９に示すようにＦＧ信号３１７の周期ＴｆとＢＤ信号３１６の周期Ｔｂが異なる。すなわち、ＦＧ信号３１７の周波数とＢＤ信号３１６の周波数が異なる。ＰＩＤ制御のための速度入力信号をＦＧ信号３１７から周波数の異なるＢＤ信号３１６へ切り替えたときに同じＰＩＤゲインを用いていると、図１０に示したようにモータ３０４の回転速度が安定しないという問題を生じる。

そこで、実施例３において、ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７の周期Ｔｆを予め分周または逓倍することによりＢＤ信号３１６の周期Ｔｂと一致させる（Ｓ２０４）。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６の周期Ｔｂと同じ周期を有する補正ＦＧ信号４１７を生成する。ＣＰＵ２１２は、ＦＧ信号３１７の周期ＴｆとＢＤ信号３１６の周期Ｔｂが一致するようにＦＧ信号３１７の周期Ｔｆを変更する周期変更手段として機能する。ＣＰＵ２１２は、補正ＦＧ信号４１７に従ってＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＦＧ制御を行う。ＣＰＵ２１２は、補正ＦＧ信号４１７に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整し（Ｓ２０５）、目標回転速度Ｖｔにする。

ＣＰＵ２１２は、補正ＦＧ信号４１７に従ってモータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転していない場合（Ｓ２０６でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、Ｓ２０５へ戻りモータ３０４の回転速度を調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、光源駆動部３１０を介して光源３００を点灯し（Ｓ２０７）、光源３００から光ビームの出射を開始する。ＢＤセンサ３１２は、回転多面鏡３０５により偏向された光ビームを受光するとＢＤ信号３１６を出力する。ＣＰＵ２１２は、ＢＤセンサ３１２からＢＤ信号３１６を入力する（Ｓ２０８）。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＢＤ制御を行う。ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力してモータ３０４の回転速度を調整し（Ｓ２０９）、目標回転速度Ｖｔにする。

ＣＰＵ２１２は、ＢＤ信号３１６に従ってモータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転しているか否かを判断する（Ｓ２１０）。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転していない場合（Ｓ２１０でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、Ｓ２０９へ戻りモータ３０４の回転速度を調整する。モータ３０４が目標回転速度Ｖｔで安定して回転している場合（Ｓ２１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、ＴＯＰ信号を検知したか否かを判断する（Ｓ２１１）。ＴＯＰ信号を検知しない場合（Ｓ２１１でＮＯ）、ＣＰＵ２１２は、ＴＯＰ信号を検知するまで待機する（Ｓ２１１）。ＴＯＰ信号を検知した場合（Ｓ２１１でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、ロータリーエンコーダ２０３からのエンコーダ信号２１４を入力する（Ｓ２１２）。

ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従ってＰＩＤゲインを用いてモータ３０４をＰＩＤ制御するＢＤ制御を行う。ＣＰＵ２１２は、エンコーダ信号２１４及びＢＤ信号３１６に従ってモータ駆動部３１３へ加減速信号３１５を出力して モータ３０４の回転速度を調整しつつ（Ｓ２１３）、露光動作を行う（Ｓ２１４）。その後、ＣＰＵ２１２は、画像形成終了か否かを判断する（Ｓ２１５）。そのページの画像形成が終了していないと判断した場合（Ｓ２１５でＮＯ）、Ｓ２１２へ戻り、画像形成を終了すると判定された場合は残りのジョブの有無を確認（Ｓ２１７）する。モータ３０４の回転速度を調整しつつ露光動作を継続する。そのページの画像形成が終了したと判断した場合（Ｓ２１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１２は、残りのジョブが有るか否かを判断する（Ｓ２１６）。残りのジョブが有る場合（Ｓ２１６でＹＥＳ）、Ｓ２１１へ戻り、ＣＰＵ２１２は、画像形成動作を継続する。残りのジョブが無い場合（Ｓ２１６でＮＯ）、画像形成動作を終了する。

本実施例によれば、ＦＧ信号３１７の周期Ｔｆを分周または逓倍することによりＢＤ信号３１６の周期Ｔｂと同じ周期を有する補正ＦＧ信号４１７を生成することができる。補正ＦＧ信号とＢＤ信号は、同じ周期Ｔｂを有するので、ＰＩＤ制御のための速度入力信号を補正ＦＧ信号からＢＤ信号へ切り替えたときの周波数段差をなくすことができる。従って、補正ＦＧ信号からＢＤ信号への切り替えに伴いＰＩＤゲインを変更せずに同一のＰＩＤゲインを用いても、モータ３０４の回転速度を安定して制御することができる。

２１・・・感光ドラム
１００・・・画像形成装置
２１１・・・ＲＯＭ（記憶部）
２１２・・・ＣＰＵ
２１３・・・ＲＡＭ（記憶部）
３００・・・光源
３０４・・・モータ
３０５・・・回転多面鏡
３１２・・・ＢＤセンサ（第二回転検出手段）
３１６・・・ＢＤ信号（第二信号）
３１７・・・ＦＧ信号（第一信号）
３３０・・・ＦＧセンサ（第一回転検出手段）
Ｌ・・・光ビーム

Claims (7)

1. 回転可能な感光ドラムと、
   光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された前記光ビームが前記感光ドラムの表面を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を回転させるモータと、
   前記回転多面鏡の回転速度に応じた第一信号を出力する第一回転検出手段と、
   前記回転多面鏡の回転速度に応じた第二信号を出力する第二回転検出手段と、
   前記第一信号に従って前記モータの回転を制御するための第一ゲインと前記第二信号に従って前記モータの回転を制御するための第二ゲインとを保存する記憶部と、
   を備え、
   前記第一信号に従って前記第一ゲインに基づいて前記モータの回転を制御する第一制御と、前記第二信号に従って前記第二ゲインに基づいて前記モータの回転を制御する第二制御とを切り替える画像形成装置。
2. 前記第一ゲインおよび前記第二ゲインは、予め前記記憶部に保存されている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一制御において、前記第二ゲインを算出する請求項１に記載の画像形成装置。
4. 回転可能な感光ドラムと、
   光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された前記光ビームが前記感光ドラムの表面を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を回転させるモータと、
   前記回転多面鏡の回転速度に応じた第一信号を出力する第一回転検出手段と、
   前記回転多面鏡の回転速度に応じた第二信号を出力する第二回転検出手段と、
   前記第一信号の周期と前記第二信号の周期が一致するように前記第一信号の周期を変更する周期変更手段と、
   を備え、
   前記周期変更手段により変更された前記第一信号に従って前記モータの回転を制御する第一制御と、前記第二信号に従って前記モータの回転を制御する第二制御とを切り替える画像形成装置。
5. 前記第一回転検出手段は、前記モータに設けられたＦＧセンサまたはホールＩＣである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記第二回転検出手段は、前記回転多面鏡により偏向された前記光ビームを検出する光ビーム検出器である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記感光ドラムの回転速度に応じた第三信号を出力する第三回転検出手段を備え、
   前記第二信号および前記第三信号に従って前記モータの回転をＰＩＤ制御する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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