JP4803277B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。

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、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順次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制御部と、を備える。

本発明によれば、ブラシレスモータのロータの回転によってコイルに誘起電圧が発生することに着目し、その誘起電圧に基づきロータの位置を検出する構成である。従って、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行うことが可能である。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置であって、前記コイルはスター結線で配置され、前記電圧検出部は、前記スター結線の中位点と前記各コイルの端点との間の電位差に基づく信号を前記検出信号として出力する構成である。
この発明によれば、各コイルに発生する誘起電圧を、中位点の電位を共通の基準として精度良く検出することができる。

第３の発明は、第２の発明の画像形成装置であって、前記ブラシレスモータから離間した位置に配置され、前記コイルの中位点及び端点のそれぞれに信号線を介して接続される制御基板を備え、前記通電切替部、前記電圧検出部及び前記制御部は、前記制御基板に搭載されている。

この発明によれば、ブラシレスモータ側に電圧検出部等を設けた構成に比べてブラシレスモータ付近の構成の小型化を図ることができる。また、ブラシレスモータと制御基板との間の信号線の数を、ホール素子を利用した構成に比べて低減することができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記制御部は、前記検出信号に基づき前記ブラシレスモータの回転速度を制御する。
この発明によれば、ホール素子を利用せずにブラシレスモータの回転速度を制御することができる。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、前記コイルへの通電オン時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オフ期間に前記検出信号を取得し、前記チョッピング制御の周波数を、前記ブラシレスモータの起動時に前記回転速度が目標速度範囲内にある安定時よりも低くする構成である。

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オン期間に検出信号を取得してもよいが、当該オン期間はコイルに大電流が流れることによりノイズが発生し、そ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オフ期間に検出信号を取得することが好ましい。但し、ブラシレスモータの起動時は、大きな起動電流をブラシレスモータに流す必要があるため、特にノイズによる影響を受け易い。

そこで、この発明では、起動時には、チョッピング制御の周波数を低くしてオフ期間を長くすることにより検出信号を精度よく取得する一方で、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の回転制御の追従性を高くするようにした。

第６の発明は、第４または第５の発明の画像形成装置であって、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出力するセンサを備え、前記制御部は、前記検出信号に基づく回転速度制御と、前記受光信号に基づく回転速度制御とを実行可能である。

この発明によれば、例えば光源を発光駆動していないときには検出信号に基づく回転速度制御を実行し、光源を発光駆動しているときには受光信号に基づく回転速度制御を実行することができる。

第７の発明は、第６の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、前記ブラシレスモータの起動時は、前記検出信号に基づく回転速度制御を実行し、前記回転速度が目標速度範囲内にある安定時には、前記受光信号に基づく回転速度制御に移行する。

ブラシレスモータの起動時は、回転多面鏡が比較的に低速で回転しているため、この時点で光源を発光させると、光ビームが感光体の所定箇所に長い時間照射されることにより感光体を傷めるおそれがある。そこで、この発明によれば、起動時は検出信号に基づく回転速度制御を実行し、回転速度が目標速度範囲内にある安定時に受光信号に基づく回転速度制御に移行するようにした。

第８の発明は、第７の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、前記検出信号に基づく回転速度制御中において、前記光源をオンして前記受光信号に基づき前記回転速度が目標速度範囲内にある安定状態か否かを判断し、肯定判断の場合に前記受光信号に基づく回転速度制御に移行する。

受光信号に基づきブラシレスモータが安定回転していることを確認した上で、検出信号に基づく回転速度制御から受光信号に基づく回転速度制御に移行することが好ましい。

第９の発明は、第８の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、否定判断をした場合に前記ブラシレスモータを停止させる。
この発明のように、回転速度が目標速度範囲内にない不安定状態の場合には、ブラシレスモータを停止することが好ましい。

第１０の発明は、第９の発明の画像形成装置であって、前記制御部は、前記ブラシレスモータを停止させた後、前記通電切替部の通電オンオフ制御に対するパラメータを変更して前記ブラシレスモータを再起動させる。
この発明によれば、回転速度が不安定であるためにブラシレスモータを停止した後、ブラシレスモータを安定回転させることが可能になる。

本発明によれば、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 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を図１〜図６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。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あってもよい。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、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る。

現像化されたシート３は、定着部１４によってトナーが熱定着され、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。

（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（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（センサの一例）、ブラシレスモータ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、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、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、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（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。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（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きりを制御し、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。

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、各ＰＷＭ信号の先頭パルスは、パルス幅及び振幅の少なくともいずれか一方が後続のパルス群よりも大きい値に設定されている。このため、各通電オン当初、ブラシレスモータ３３を円滑に回転駆動させることができる。また、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る。制御回路３８は、ＣＰＵ２１からポリゴンミラー１６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、各コイルに電流を流すことにより、コイル中の磁束が変化し、これに伴って変化する各ＦＧ信号に基づきロータ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、チョッピング制御中におけるオフ期間にＦＧ信号の読み出しを行う。

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。

次に、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４００００ｒｐｍ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してブラシレスモータ３３にブレーキをかけ、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。

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（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、次述する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あってもよいし、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あってもよい。

Ｓ１９で逆順印刷モードが設定されていなければ（Ｓ１９：ＮＯ）、リトライ処理を実行する。具体的には、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（Ｓ２９）。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（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。

（６）本実施形態の効果
本実施形態によれば、ブラシレスモータ３３のロータ３６の回転によってコイルに誘起電圧が発生することに着目し、その誘起電圧に基づきロータ３６の位置を検出する構成である。従って、ホール素子を利用せずにブラシレスモータ３３の回転制御（回転速度制御を含む）を行うことが可能である。

なお、ホール素子を利用しないため、ロータに対する各ホール素子の配置バラツキに起因して、ブラシレスモータに回転ムラが生じることを抑制できる。また、ホール素子の分だけ部品点数を低減でき、ひいてはスキャナ部１２の小型化、コストダウンが可能になる。

また、誘起電圧を検出する方法として、例えば各コイルの端点Ｐとグランドラインとの間に検出抵抗を個別に接続し、当該各検出抵抗の電圧に基づき誘起電圧を検出してもよい。しかし、本実施形態のように中位点Ｏと各端点Ｐとの間の電位差に基づき誘起電圧を検出する方法であれば、各コイルに発生した誘起電圧を、中位点の電位を共通の基準として精度良く検出することができる。

また、ブラシレスモータ３３の配置場所から離間した位置に制御基板３４を配置し、その制御基板３４に駆動回路３７及び制御回路３８を設けた構成である。従って、駆動回路３７等をブラシレスモータ３３側に設けた構成に比べてブラシレスモータ３３付近の構成の小型化を図ることができる。また、ブラシレスモータ３３と制御基板３４との間の信号線の数を、ホール素子を利用した構成に比べて低減することができる。

なお、ホール素子を利用すると次のような欠点がある。即ち、ホール素子をロータ３６の近傍に配置せざるを得ず、ブラシレスモータ３３の小型化の障害になり得る。ホール素子の数に応じて信号線の数が多く必要になる。ホール素子の出力信号は微小であるため、例えば信号線にのったノイズによってブラシレスモータ３３の回転制御が不安定になり易い。また、ホール素子は温度依存性が高く、例えば高温時には振幅が特に微小になり、ホール素子からの出力信号を制御基板３４側で検出できず、ブラシレスモータ３３の起動不良の原因になり得る。これに対し、本実施形態によれば上記欠点を克服することが可能である。

また、通電オン時にインバータ３７Ａ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オン期間にＦＧ信号を読み取る構成も可能である。しかし、当該オン期間はコイルに大電流が流れることによりノイズが発生し、そのノイズによりＦＧ信号に基づき誘起電圧を精度よく検出できないおそれがある。そこで、本実施形態では、チョッピング制御におけるオフ期間にＦＧ信号を読み取るようにした。

但し、ブラシレスモータ３３の起動時は、大きな起動電流をブラシレスモータに流す必要があるため、特にノイズによる影響を受け易い。そこで、本実施形態では、起動時には、ＰＷＭ周波数を低いレベルにしてオフ期間を長くすることによりＦＧ信号を精度よく読み取るようにし、安定時には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ようにした。

一方、ブラシレスモータ３３の起動時は、ポリゴンミラー１６が比較的に低速で回転しているため、この時点で光源１５を発光させると、レーザ光Ｌが感光体１０の特定箇所に長い時間照射されることにより感光体１０を傷めるおそれがある。そこで、本実施形態では、起動時にはＢＤ信号に基づく回転速度制御を実行し、安定時にＢＤ信号に基づく回転速度制御に移行するようにした。

また、本実施形態のように、ＢＤ信号に基づきブラシレスモータ３３が安定回転していることを確認した上で、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移行することが好ましい。

更に本実施形態によれば、ブラシレスモータ３３の回転位置の検出と受光センサ２３での受光とのタイミングパターンは、ロータ３６の回転方向によって異なることに着目し、このタイミングパターンに基づきブラシレスモータの回転方向を検知することができる。

しかも、制御回路３８は、測定したタイミングデータを、正回転方向のパターンデータ及び逆回転方向のパターンデータと比較するから、ブラシレスモータ３３がいずれの方向に回転しているかを正確に検知することが可能である。

また、制御回路３８は、ブラシレスモータ３３が逆方向に回転していると検知した場合、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、正回転時とほぼ画像を強制的に印刷することができる。

＜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）関連技術としては、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。

１・・・レーザプリンタ（画像形成装置）
１０・・・感光体
１５・・・光源
１６・・・ポリゴンミラー（回転多面鏡）
３２・・・受光センサ（センサ）
３３・・・ブラシレスモータ
３４・・・制御基板
３５・・・ステータ
３６・・・ロータ
３７Ａ・・・インバータ（通電切替部）
３８・・・制御回路（制御部）
３９・・・電圧検出回路（電圧検出部）
Ｌ・・・レーザ光（光ビーム）
Ｏ・・・中位点
Ｐ・・・端点

Claims (10)

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順次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をオンオフし、前記コイルへの通電オン時に前記通電切替部をチョッピング制御する制御部と、
   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出力するセンサと、を備え、
   前記制御部は、前記ブラシレスモータの起動時は、前記検出信号に基づく回転速度制御を実行し、前記回転速度が目標速度範囲内にある安定時には、前記受光信号に基づく回転速度制御に移行し、且つ、前記検出信号に基づく回転速度制御時に比べて、前記受光信号に基づく回転速度制御時の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。
2. 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順次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をオンオフし、前記コイルへの通電オン時に前記通電切替部をチョッピング制御する制御部と、
   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出力するセンサと、を備え、
   前記制御部は、前記光源を発光駆動していないときに前記検出信号に基づく前記ブラシレスモータの回転速度制御を、前記光源を発光駆動しているときに前記受光信号に基づく前記ブラシレスモータの回転速度制御を実行可能であり、且つ、前記検出信号に基づく回転速度制御時に比べて、前記受光信号に基づく回転速度制御時の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、
   前記制御部は、前記検出信号に基づく回転速度制御から前記受光信号に基づく回転速度制御に切り替えた後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。
4. 請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記検出信号に基づく回転速度制御から前記受光信号に基づく回転速度制御に切り替えた後、前記回転速度が目標速度範囲内に安定した場合に、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。
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、
   前記コイルはスター結線で配置され、
   前記電圧検出部は、前記スター結線の中位点と前記各コイルの端点との間の電位差に基づく信号を前記検出信号として出力する構成である、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、
   前記ブラシレスモータから離間した位置に配置され、前記コイルの中位点及び端点のそれぞれに信号線を介して接続される制御基板を備え、
   前記通電切替部、前記電圧検出部及び前記制御部は、前記制御基板に搭載されている、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、
   前記制御部は、前記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、前記チョッピング制御の周波数を、前記ブラシレスモータの起動時に前記回転速度が目標速度範囲内にある安定時よりも低くする構成である、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、
   前記制御部は、前記検出信号に基づく回転速度制御中において、前記光源をオンして前記受光信号に基づき前記回転速度が目標速度範囲内にある安定状態か否かを判断し、肯定判断をした場合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。
9. 請求項８に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、否定判断をした場合に前記ブラシレスモータを停止させる、画像形成装置。
10. 請求項９に記載の画像形成装置であって、
    前記制御部は、前記ブラシレスモータを停止させた後、前記通電切替部の通電オンオフ制御に対するパラメータを変更して前記ブラシレスモータを再起動させる、画像形成装置。

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