JP6264079B2

JP6264079B2 - 画像形成装置，画像形成装置の制御方法，および記憶媒体

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Publication number: JP6264079B2
Application number: JP2014027321A
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Inventors: 裕徳平田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2018-01-24
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Description

本発明は，画像形成装置に関する。さらに詳細には，光ビームを反射する回転多面鏡と，その回転多面鏡を回転させるブラシレスモータとを備える画像形成装置，画像形成装置の制御方法，および記憶媒体に関するものである。

従来から，光ビームを反射する回転多面鏡と，その回転多面鏡を回転させるブラシレスモータとを備える電子写真方式の画像形成装置が実用化されている。この回転多面鏡の駆動源となるブラシレスモータの技術としては，ホール素子を利用せずに回転制御を行う技術が知られている。

前述したブラシレスモータの技術に関連する文献としては，例えば，特許文献１がある。特許文献１には，誘起電圧に基づいてロータの位置を特定することや，回転開始時は誘起電圧に基づく回転速度制御を行い，目標回転速度に達した後は，回転多面鏡によって偏向された光ビームを受光するセンサから得られる信号（ＢＤ信号）に基づく回転速度制御を行う技術が開示されている。

特開２０１０−２３７６２２号公報

しかしながら，前記した従来の技術には，次のような問題があった。すなわち，誘起電圧に基づく回転速度制御では，回転速度が速いほど誘起電圧の検出精度が低い傾向にある。一方で，ＢＤ信号に基づく回転速度制御を低回転速度のうちから開始すると，光ビームが感光体上を低速で移動することになり，感光体へのダメージが懸念される。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，回転多面鏡を駆動するブラシレスモータを備える画像形成装置について，好適なタイミングで回転速度制御を切り替える技術を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた画像形成装置は，光ビームを発光する光源と，前記光源から発光された光ビームを反射する回転多面鏡と，前記回転多面鏡を回転させるブラシレスモータと，前記回転多面鏡によって反射された光ビームを受光する受光部と，制御部とを備え，前記制御部は，前記ブラシレスモータの回転中，前記ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値を参照し，当該検出値が基準値に達したタイミングに基づいて相切替を行う相切替処理と，前記ブラシレスモータを停止状態から目標回転速度まで立ち上げる期間である立上期間内であって，非通電期間の開始から前記検出値が前記基準値に達するタイミングまでの長さが，前記相切替処理での相切替に起因する回生電流による誘起電圧の参照不可期間の長さよりも短くならない回転速度の領域である特定領域で，前記相切替処理による誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える制御切替処理とを実行することを特徴としている。

本明細書に開示される画像形成装置は，ブラシレスモータを駆動源とする回転多面鏡を備え，ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値を参照する，誘起電圧に基づく回転速度制御を行う。さらに，画像形成装置は，ブラシレスモータの立上期間中，コイルの非通電期間の開始から検出値が基準値に達するタイミングまでの長さが，回生電流による誘起電圧の参照不可期間（回生期間）の長さよりも短くならない回転速度のうちに，誘起電圧に基づく回転速度制御から，光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える。

すなわち，通電状態の変化に伴って，コイルには回生電流が生じる。そのため，非通電期間にて誘起電圧に関連する検出値を取得するにあたって，非通電期間にはその開始時から回生電流による誘起電圧の参照不可期間が存在する。この参照不可期間は，回転速度が上昇するに連れて，非通電期間内に占める割合が大きくなる。そのため，本明細書に開示される画像形成装置では，参照不可期間の影響を受け難い特定領域のうちに，誘起電圧に基づく回転速度制御から光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える。これにより，検知精度が低下する前で回転速度制御が切り替わり，その結果として回転速度が安定する。

また，前記制御部は，前記参照不可期間の長さを，前記ブラシレスモータのコイルに流す電流値の上限値（制限電流）と，前記ブラシレスモータのコイルに印加する電圧値と，前記ブラシレスモータのコイルのインダクタンスとから特定するとよい。参照不可期間を，上述の３つの要素から特定することで，高精度に切り替えタイミングを制御できる。

また，前記ブラシレスモータは，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，前記制御部は，前記相切替処理では，ＰＷＭ周波数の周期に基づいて前記検出値を参照し，前記参照不可期間の２倍の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間よりも非通電期間が長いことを，前記特定領域の要件に含めるとよい。ＰＷＭ周波数の周期で誘起電圧に関連する検出値を参照する場合，検出値が基準値を超えるタイミングと検出値を参照するタイミングとには誤差がある。このことから，ＰＷＭ周波数の周期も要件に含めることで，より高精度な制御が期待できる。

また，前記ブラシレスモータは，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，前記制御部は，前記相切替処理では，ＰＷＭ周波数の周期に基づいて前記検出値を参照し，前記目標回転速度での１回の非通電期間の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間よりも非通電期間が長いことを，前記特定領域の要件に含めるとよい。ＰＷＭ周波数の周期で誘起電圧に関連する検出値を参照する場合，検出値が基準値を超えるタイミングと検出値を参照するタイミングとには誤差がある。このことから，ＰＷＭ周波数の周期も要件に含めることで，より高精度な制御が期待できる。

また，前記ブラシレスモータは，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，前記制御部は，前記相切替処理では，ＰＷＭ周波数の周期に基づいて前記検出値を参照し，前記参照不可期間の２倍の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間と，前記目標回転速度での１回の非通電期間の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間とのうち，長い方の時間よりも１回の非通電期間が長いことを，前記特定領域の要件に含めるとよい。目標回転速度での非通電期間は目標回転速度が速いほど短い。そこで，目標回転速度に応じて特定領域の要件を変更することで，より安定した回転制御が期待できる。

また，前記制御部は，前記特定領域にて，前記ブラシレスモータのコイルに流れる電流の上限値を下げる電流低下処理を実行するとよい。ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替える前に，制限電流を低下させる（すなわち回生電流による参照不可期間を短くする）ことで，ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替えるまでの回転速度制御をより安定させることが期待できる。

また，前記制御部は，前記相切替処理による誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える前に，前記光源に光ビームを発光させる発光処理を実行するとよい。回転速度制御を切り替える前，すなわち目標回転速度に到達する前から光ビームを発光することで，光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に確実に切り替えることができる。

また，本明細書には，光ビームを発光する光源と，前記光源から発光された光ビームを反射する回転多面鏡と，前記回転多面鏡を回転させるブラシレスモータと，前記回転多面鏡によって反射された光ビームを受光する受光部と，制御部とを備え，前記制御部は，前記ブラシレスモータの回転中，前記ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値を参照し，当該検出値が基準値に達したタイミングに基づいて相切替を行う相切替処理と，前記ブラシレスモータを停止状態から目標回転速度まで立ち上げる期間である立上期間内であって，非通電期間の開始から前記検出値が前記基準値に達するタイミングまでの長さが，前記相切替処理での相切替に起因する回生電流による誘起電圧の参照不可期間の長さよりも短くならない回転速度の領域である特定領域で，前記ブラシレスモータのコイルに流れる電流の上限値を下げる電流低下処理とを実行することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

また，本明細書には，光ビームを発光する光源と，前記光源から発光された光ビームを反射する回転多面鏡と，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，前記回転多面鏡を回転させるブラシレスモータと，前記回転多面鏡によって反射された光ビームを受光する受光部と，制御部とを備え，前記制御部は，前記ブラシレスモータの回転中，前記ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値をＰＷＭ周波数の周期に基づいて参照し，当該検出値が基準値に達したタイミングに基づいて相切替を行う相切替処理と，前記ブラシレスモータを停止状態から目標回転速度まで立ち上げる期間である立上期間内であって，前記目標回転速度での１回の非通電期間の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間よりも１回の非通電期間が長い回転速度の領域である特定領域で，前記相切替処理による誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える制御切替処理とを実行することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

また，上記画像形成装置の機能を実現するための制御方法，コンピュータプログラム，および当該コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記憶媒体も，新規で有用である。

本発明によれば，回転多面鏡を駆動するブラシレスモータを備える画像形成装置について，好適なタイミングで回転速度制御を切り替える技術が実現される。

実施の形態にかかるプリンタの電気的構成を示すブロック図である。図１に示したプリンタの内部構成を示す図である。露光装置の構成を示す模式図である。Ｕ相電圧およびＵ相電圧から取得されるＦＧ信号の波形を示すタイミングチャートである。Ｖ相からＷ相に向かう電流への切り替え直後の回生電流の概念を示す図である。実施の形態のプリンタにて実行されるモータ立上げ処理の手順を示すフローチャートである。応用形態のプリンタにて実行されるモータ立上げ処理の手順を示すフローチャートである。

以下，本発明にかかる印刷装置を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式によって画像を形成するプリンタに本発明を適用したものである。

本形態のプリンタ１００は，図１に示すように，ＣＰＵ３１と，ＲＯＭ３２と，ＲＡＭ３３と，ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）３４と，ＡＳＩＣ３５とを有するコントローラ３０を備えている。また，プリンタ１００は，電子写真方式によって画像を形成する画像形成部１０と，ユーザからの入力操作を受け付ける操作部４０と，外部デバイスと接続するための通信インターフェース３７とを備え，これらがＣＰＵ３１によって制御される。なお，図１中のコントローラ３０は，ＣＰＵ３１等，プリンタ１００の制御に利用されるハードウェアを纏めた総称であって，実際にプリンタ１００に存在する単一のハードウェアを表すとは限らない。

ＲＯＭ３２には，プリンタ１００を制御するための制御プログラムであるファームウェアや各種設定，初期値等が記憶されている。ＲＡＭ３３は，各種制御プログラムが読み出される作業領域として，あるいは画像データを一時的に記憶する記憶領域として利用される。

ＣＰＵ３１は，ＲＯＭ３２から読み出した制御プログラムや各種センサから送られる信号に従って，その処理結果をＲＡＭ３３またはＮＶＲＡＭ３４に記憶させながら，プリンタ１００の各構成要素を制御する。ＣＰＵ３１は，制御部の一例である。なお，コントローラ３０が制御部であってもよいし，ＡＳＩＣ３５が制御部であってもよい。

通信インターフェース３７は，他の装置との通信を可能にするハードウェアである。具体的な通信インターフェース３７としては，例えば，ネットワークインターフェース，シリアル通信インターフェース，パラレル通信インターフェースが該当する。プリンタ１００は，画像形成部１０での印刷対象となる画像データを，通信インターフェース３７を介して外部デバイスから受信できる。

操作部４０は，プリンタ１００の外装に設けられ，ユーザからの入力操作を受け付ける各種のボタンや，メッセージや設定内容を表示するタッチパネルを有している。各種のボタンとしては，例えば，画像処理の開始指示を入力する実行ボタンや，画像処理のキャンセル指示を入力するキャンセルボタンがある。また，操作部４０は，ユーザがタッチパネルに指を接触させることによっても，各種の入力を受け付ける。

続いて，プリンタ１００の画像形成部１０の構成について，図２を参照しつつ説明する。画像形成部１０は，電子写真方式によってトナー像を形成し，そのトナー像を用紙に転写するプロセス部５０と，プロセス部５０に光を照射する露光装置３と，プロセス部５０の転写位置に用紙を搬送する搬送ベルト７と，用紙上の未定着のトナーを定着させる定着装置８と，画像転写前の用紙を載置する給紙トレイ９１と，画像転写後の用紙を載置する排紙トレイ９２とを備えている。

また，画像形成部１０内には，底部に位置する給紙トレイ９１に収容された用紙が，給紙ローラ７１，レジストローラ７２，プロセス部５０，定着装置８を通り，排紙ローラ７６を介して上部の排紙トレイ９２への導かれるように，略Ｓ字形状の搬送路７０（図２中の一点鎖線）が設けられている。

プロセス部５０は，ドラム状の感光体１と，感光体１の表面を一様に帯電する帯電装置２と，静電潜像に対してトナーによる現像を行う現像装置４と，感光体１上のトナー像をシートに転写させる転写装置５とを有している。感光体１および転写装置５は，搬送ベルト７に対して接触配置されている。

プロセス部５０では，感光体１の表面が帯電装置２によって一様に帯電される。その後，露光装置３からの光により露光され，用紙に形成すべき画像の静電潜像が感光体１の表面に形成される。次いで，現像装置４を介して，トナーが感光体１に供給される。これにより，感光体１上の静電潜像は，トナー像として可視像化される。

画像形成部１０は，給紙トレイ９１に載置されている用紙を１枚ずつ取り出し，その用紙を搬送ベルト７上に搬送する。そして，プロセス部５０にて形成されたトナー像をその用紙に転写する。その後は，トナー像が転写された用紙を定着装置８に搬送し，トナー像をその用紙に熱定着させる。そして，定着後の用紙を排紙トレイ９２に排出する。

続いて，プリンタ１００の露光装置３の構成について，図３を参照しつつ説明する。露光装置３は，レーザ光Ｌを発光するレーザダイオード（ＬＤ）１１と，第１レンズ部１２と，ポリゴンミラー１３と，第２レンズ部１４と，ビームディテクタ（ＢＤ）１５と，ブラシレスモータ２０と，制御基板２１とを備える。ＬＤ１１は，光源の一例である。ポリゴンミラー１３は，回転多面鏡の一例である。ＢＤ１５は，受光部の一例である。

第１レンズ部１２は，コリメータレンズやシリンドリカルレンズ等で構成され，ＬＤ１１から発光されたレーザ光Ｌを透過してポリゴンミラー１３に照射させる。第２レンズ部１４は，ｆθレンズやシリンドリカルレンズで構成され，ポリゴンミラー１３にて反射されたレーザ光Ｌを透過して感光体１上に照射させる。

ポリゴンミラー１３は，６つのミラー面で構成され，ブラシレスモータ２０によって回転駆動される。ポリゴンミラー１３が高速回転することで，ＬＤ１１から発光されたレーザ光Ｌが周期的に偏向され，第２レンズ部１４を介して感光体１上に走査ラインが順次に形成される。

ＢＤ１５は，ポリゴンミラー１３によって偏向されたレーザ光Ｌが感光体１に達する前に当該レーザ光Ｌを受光できる位置に配置されている。ＢＤ１５は，レーザ光Ｌを受光した状態と受光していない状態とで出力値が異なるＢＤ信号を出力する。ＢＤ信号は，例えば，レーザ光Ｌによる各走査ラインの書き出しタイミングの決定に利用される。なお，ＢＤ１５は，ポリゴンミラー１３によって偏向されたレーザ光Ｌが感光体１に達した後に当該レーザ光Ｌを受光できる位置に配置されてもよい。

ブラシレスモータ２０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２２と，永久磁石が配置されたロータ２３とを備えている。また，ブラシレスモータ２０は，各コイルがスター結線で電気的に接続されている。ポリゴンミラー１３は，ロータ２３と共に一体的に回転する。

制御基板２１は，ブラシレスモータ２０の各コイルへの通電を切り替えるインバータ２４１を含み，ブラシレスモータ２０の駆動制御を行う駆動回路２４と，ブラシレスモータ２０の各コイルに生じた誘起電圧を検出する電圧検出回路２５と，フィードバック回路２６１およびＰＷＭ変調回路２６２を含み，ブラシレスモータ２０の回転速度を調整する速度調整回路２６と，速度調整回路２６に入力する実速度の入力信号を切り替える切替回路２７とを備えている。制御基板２１に含まれる回路は，１ないし複数のＡＳＩＣによって構成される。制御基板２１は，ＣＰＵ３１からの指示に応じて，ＬＤ１１の発光制御や，ブラシレスモータ２０の回転速度制御を行う。

また，プリンタ１００は，ホール素子等の位置検出素子を利用せずにロータ２３の位置を検出する。具体的に制御基板２１は，ステータ２２に対するロータ２３の回転に伴って各コイルに発生する誘起電圧に基づいて，ロータ２３の位置を検出する。

ここで，誘起電圧に基づくロータ２３の位置検出について説明する。ロータ２３が回転すると，ステータ２２を構成する各コイルにＳ極の磁石とＮ極の磁石とが交互に接近することになる。これに伴って，コイル中の磁束が変化し，各コイルに誘起電圧が発生する。誘起電圧は，Ｓ極が接近した場合とＮ極が接近した場合とで異なるレベルに周期的に変化した波形を示す。そのため，この誘起電圧を検出することにより，ロータ２３の位置，すなわち各コイルにどの極性の磁石が接近しているかを検出できる。

前述した誘起電圧を検出するため，電圧検出回路２５は，各コイルに対応する３つの検出器を備えている。各検出器は，対応するコイルの端点Ｐ（制御基板２１と接続される側のコイルの端部）と，スター結線の中位点Ｑとの間の電位差に応じた検出信号を出力する。制御基板２１は，各検出器からの検出信号を，コンパレータ等を介して誘起電圧の変化，すなわち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信号（以下，「ＦＧ信号」とする）に変換して利用する。

図４は，Ｕ相の検出電圧およびＵ相の検出電圧から取得されるＦＧ信号の波形を示している。図４に示すように，Ｕ相に対応するＦＧ信号は，Ｕ相のコイルの非通電期間の検出電圧が閾値を上回ることによってオフからオンに変化し，下回ることによってオンからオフに変化する。電圧検出回路２５は，ＰＷＭ周期の特定のタイミングに合わせて各相の電圧値を検出し，相ごとのＦＧ信号を生成する。

制御基板２１は，ブラシレスモータ２０の回転速度を制御するにあたって，各コイルに生じる誘起電圧に基づく回転速度制御と，レーザ光Ｌの受光タイミングとなるＢＤ信号に基づく回転速度制御との，２種類の回転速度制御が可能である。

誘起電圧に基づく回転速度制御を行う場合，制御基板２１は，切替回路２７にて，速度調整回路２６に入力される信号をＦＧ信号に切り替える。そして，速度調整回路２６は，フィードバック回路２６１にて，目標回転速度に対する調整値として，ＦＧ信号によって得られる回転速度に応じた調整値を出力する。そして，速度調整回路２６は，ＰＷＭ変調回路２６２にて，その調整値に応じた通電オンオフ信号を生成し，その通電オンオフ信号を駆動回路２４に入力する。駆動回路２４は，通電オンオフ信号に基づいてインバータ２４１を制御し，各コイルへの通電状態を切り替える。これにより，ロータ２３が回転し，ポリゴンミラー１３が回転駆動される。

一方，ＢＤ信号に基づく回転速度制御を行う場合，制御基板２１は，切替回路２７にて，速度調整回路２６に入力される信号をＢＤ信号に切り替える。そして，ＬＤ１１の点灯を開始する。そして，速度調整回路２６は，ＢＤ信号によって得られる回転速度に応じた通電オンオフ信号を生成し，その通電オンオフ信号を駆動回路２４に入力する。駆動回路２４は，その通電オンオフ信号に基づいて，各コイルへの通電状態を切り替える。なお，回転速度制御の切り替えについては後述する。

続いて，ブラシレスモータ２０の回転速度制御について詳説する。ブラシレスモータ２０の回転速度制御では，誘起電圧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る回転速度となる切替回転速度を決定する。そして，起動から切替回転速度に達するまでは誘起電圧に基づく回転速度制御を行い，切替回転速度に達した後はＢＤ信号に基づく回転速度制御を行う。

ポリゴンミラー１３を回転駆動するブラシレスモータ２０を回転させる場合，低速領域にてＢＤ信号に基づく回転速度制御を行うと，レーザ光Ｌが感光体１上を低速で移動することになり，感光体１へのダメージが懸念される。そのため，ブラシレスモータ２０の回転速度制御では，起動時は誘起電圧に基づく回転速度制御を行う。

一方で，高速領域にて誘起電圧に基づく回転速度制御を行うと，ジッタが大きく，ＦＧ信号が低精度となる。ジッタが大きくなる要因の１つとしては，コイルへの通電状態を切り替える際に発生する回生電流が考えられる。

例えば，図４に示したように，Ｕ相のコイルへの通電をオフにすると，Ｕ相の非通電期間のうちオフした直後には，回生電流が発生する期間である回生期間がある。この回生期間では，電圧値が固定され，誘起電圧を正常に検出できない。すなわち，非通電期間の開始直後には，誘起電圧を検出できない期間が生じる。回生期間は，参照不可期間の一例である。

上述した回生期間の長さは，次のように求められる。例えば，Ｖ相からＷ相に向かう電流への切り替え直後のＵ相には，図５に示すように中位点に向かう逆極性の回生電流が生じる。本形態のブラシレスモータ２０のように，３相の各コイルのインダクタンスＬが同じであれば，中位点の電圧はおよそ電源電圧ＶＭの１／３となる。よって，Ｕ相のコイルにかかる電圧はおよそＶＭ／３となる。そして，Ｖ＝ＬｄＩ／ｄｔより，電流は，Ｖ／３Ｌで変化することになる。直前のＵ相からＷ相に向かう電流の通電時に，コイルに流す電流値の上限電流（以下，「制限電流Ｉ」とする）が流れていたとすると，Ｕ相に流れる電流が０になる時間は，３ＩＬ／Ｖとなる。この時間が，回生期間の長さＴｒｅｇとなる。

上述した回生期間の長さＴｒｅｇ（＝３ＩＬ／Ｖ）は，ブラシレスモータ２０の回転速度とは無関係の値である。つまり，回転速度が速くなっても回生期間の長さＴｒｅｇは変わらない。一方で，１回の非通電期間の長さは，回転速度が速くなるほど短くなる。つまり，回転速度が速くなるほど，非通電期間中の回生期間の割合が大きくなり，ＦＧ信号の精度が低下する傾向にある。

そこで，プリンタ１００は，先ず，誘起電圧に基づく回転速度制御によってブラシレスモータ２０を起動する。そして，ブラシレスモータ２０が目標回転速度に達する前であっても，回生期間の影響が強くなる前に，ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替える。

上述した回転速度制御を実現するモータ立上げ処理の手順を，図６のフローチャートを参照しつつ説明する。このモータ立上げ処理は，ブラシレスモータ２０が停止した状態で，ブラシレスモータ２０の起動命令が入力されたことを契機に，ＣＰＵ３１あるいは制御基板２１によって実行される。

モータ立上げ処理では，先ず，誘起電圧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る回転速度である切替回転速度Ｙを決定する（Ｓ０１）。この切替回転速度Ｙは，最終的な目標回転速度とは異なる速度である。さらに，非通電期間の開始から誘起電圧が閾値に達するタイミングまでの長さが，回生期間の長さＴｒｅｇよりも短くならない回転速度である。具体的には，誘起電圧が閾値に達するタイミングを非通電期間のおよそ中間時として，切替回転速度Ｙは，１回の非通電期間の長さがＴｒｅｇの２倍の長さ（Ｔｒｅｇ×２）よりも短くならない回転速度であればよい。

切替回転速度Ｙの決定後は，ブラシレスモータ２０の回転を開始する（Ｓ０２）。このとき，誘起電圧に基づく回転速度制御を行う。そして，ブラシレスモータ２０の現在の回転速度が，切替回転速度Ｙを超えたか否かを判断する（Ｓ０３）。回転速度が切替回転速度Ｙを超えるまでは（Ｓ０３：ＮＯ），誘起電圧に基づく回転速度制御を継続する。

切替回転速度Ｙを超えた場合には（Ｓ０３：ＹＥＳ），ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替える（Ｓ０４）。すなわち，回生電流の影響を受け易くなる前に，ＬＤ１１の点灯を開始して，ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替える。

Ｓ０４の後，回転速度が目標回転速度に達したことを契機に，定速回転制御に移行する（Ｓ０５）。回転速度が目標回転速度に達することで，ブラシレスモータ２０の立上げ期間が終了する。Ｓ０５の後は，モータ立上げ処理を終了する。なお，目標回転速度が切替回転速度よりも遅い場合には，目標回転速度に達した時点でＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替えてモータ立上げ処理を終了してもよいし，目標回転速度に達した後も誘起電圧に基づく回転速度制御を継続するものとしてモータ立上げ処理を終了してもよい。

なお，前述したモータ立上げ処理では，切替回転速度Ｙを超えたタイミングでＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替えることで，回生電流の影響を抑制しているが，さらに回生期間の影響が強くなる回転速度（本形態では，１回の非通電期間の長さが回生期間の長さの２倍の長さよりも短くなる回転速度）となる前のタイミング，例えば回転速度が切替回転速度Ｙを超える前までのタイミングで，制限電流Ｉを小さくしてもよい。前述したように，回生期間の長さＴｒｅｇは３ＩＬ／Ｖによって決まる。そのため，制限電流Ｉを小さくすることで，回生期間を短くすることができる。その結果として，非通電期間中の回生期間の割合が小さくなり，回生電流の影響をさらに抑制できる。

続いて，前述したモータ立上げ処理のＳ０１で決定される切替回転速度Ｙの具体例につ
いて説明する。

ブラシレスモータ２０を，電機子が３相，９スロット，界磁が１２極永久磁石のモータとした場合，９と１２の最小公倍数である３６回／１周期で，通電相が切り替わる。つまり，１つの通電相の連続通電時間は，回転速度Ｘ［ｒｐｍ］のときに，
１／（Ｘ／６０）／３６＝５／３Ｘ
となる。例えば，Ｘ＝２００００［ｒｐｍ］のときには，１つの通電相の連続通電時間は，
１／（２００００／６０）／３６＝８３．３３［ｕｓ］
となる。この連続通電時間は，１回の非通電期間の長さと同じである。

また，例えば，制限電流を２Ａとした制御で，コイルのインダクタンスを１００ｕＨ，電源電圧ＶＭを２４Ｖとすると，回生期間の長さとなるＴｒｅｇは，
Ｔｒｅｇ＝３ＩＬ／Ｖ＝３×２［Ａ］×１００［ｕＨ］／２４［Ｖ］＝２５［ｕｓ］
となる。

理想的な誘起電圧の検出タイミングは非通電期間の中間時であることから，回生時間が非通電期間の中間時を超えると，検出精度が低下する可能性が高くなる。そこで，前述したように，１回の非通電期間の長さがＴｒｅｇ×２となる回転速度を，誘起電圧の検出精度が低下する回転速度と定義する。そこで，本形態のブラシレスモータ２０に，上述した制限電流が２Ａ，コイルのインダクタンスが１００ｕＨ，電源電圧が２４Ｖの構成を当てはめると，
５／（２５［ｕｓ］×２）×３＝３３３３３．３３［ｒｐｍ］
が，誘起電圧の検出精度が低下する回転速度となる。そこで，当該回転速度よりも低速の回転速度を，Ｓ０１で決定される回転切替速度Ｙとする。

続いて，ジッタが大きくなる他の要因，すなわちＦＧ信号の精度が低下する他の要因について説明する。ジッタが大きくなる要因としては，回生期間以外にも，電圧検出回路２５の分解能不足が挙げられる。

図４に示したように，電圧検出回路２５は，ＰＷＭ周期の特定のタイミングに合わせて各相の電圧値を検出する。例えば，ＰＷＭ周波数を１２５ｋＨｚとした場合，８ｕｓ周期で各コイルの電圧値を検出することになる。

ブラシレスモータ２０が前述した構成（電機子が３相，９スロット，界磁が１２極永久磁石のモータ）であった場合，回転速度が２００００ｒｐｍの時点では非通電期間が８３．３３ｕｓとなる。そのため，当該回転速度時には，（８ｕｓ／８３．３３ｕｓ×１００）％の検出誤差が含まれることになる。この検出誤差も，回転速度が速いほど非通電期間が短くなる。このことから，回転速度が速くなるにつれてＦＧ信号の精度への影響が大きくなる。

そこで，モータ立上げ処理におけるＳ０１での切替回転速度の決定の際に，電圧検出回路２５の検出周期，すなわちＰＷＭ周波数の周期Ｔｐｗｍを加味するとよい。本形態では，Ｓ０１にて１回の非通電期間の長さがＴｒｅｇ×２よりも短くならない回転速度と定義していることから，１回の非通電期間の長さがＴｒｅｇ×２＋Ｔｐｗｍよりも短くならない回転速度とすればよい。これにより，回生期間の影響に加え，電圧検出回路２５の分解能不足の影響を抑制できる。

上述したように電圧検出回路２５の分解能不足によるＦＧ信号の精度低下は，回転速度が速いほど顕著になる。そこで，目標回転速度に基づく切替回転速度を定義し，回生期間に基づく切替回転速度との比較で，その速度がより低速の方を基準として切替回転速度Ｙを決定してもよい。

目標回転速度に基づく切替回転速度としては，目標回転速度での１回の非通電期間の長さをＴｔａｒｇとし，ＰＷＭ周波数の周期をＴｐｗｍとして，１回の非通電期間の長さがＴｔａｒｇ＋Ｔｐｒｍよりも短くならない回転速度と定義すればよい。

具体的に，例えばブラシレスモータ２０を前述した構成（電機子が３相，９スロット，界磁が１２極永久磁石のモータ）として，目標回転速度を２１０００ｐｒｍとした場合，ＦＧ信号の精度が低下すると想定される回転速度は，
５／（（５／（３×２１０００）＋８ｕｓ）×３）＝１７１６９３．３［ｒｐｍ］
となる。また，目標回転速度を４００００ｐｒｍとした場合，
５／（（５／（３×４００００）＋８ｕｓ）×３）＝３０２０１３．４［ｒｐｍ］
となる。このＦＧ信号の精度が低下すると想定される回転速度に達する前に，ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替える。

図７は，目標回転速度に基づく切替回転速度を利用したモータ立上げ処理の動作を示している。図７のモータ立上げ処理は，切替回転速度の決定手順が図６のモータ立上げ処理と異なる。

図７のモータ立上げ処理では，先ず，回生期間に基づく切替基準速度での１回の非通電期間の長さＴ１と，目標回転速度に基づく切替基準速度での１回の非通電期間の長さＴ２とを取得する（Ｓ１１）。具体的に，各非通電期間の長さＴ１，Ｔ２は，次のように定義される。
Ｔ１＝Ｔｒｅｇ×２＋Ｔｐｗｍ
Ｔ２＝Ｔｔａｒｇ＋Ｔｐｒｍ

Ｓ１１の後，Ｔ１がＴ２よりも短いか否かを判断する（Ｓ１２）。Ｔ１がＴ２よりも短い場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ），非通電期間の長さがＴ２よりも長くなる回転速度を，本処理での切替回転速度Ｙに決定する（Ｓ１３）。一方，Ｔ１がＴ２よりも短くない場合には（Ｓ１２：ＮＯ），非通電期間の長さがＴ１よりも長くなる回転速度を，本処理での切替回転速度Ｙに決定する（Ｓ１４）。

Ｓ１３ないしＳ１４の後は，Ｓ０２に移行し，Ｓ０２以降の処理は，図６のモータ立上げ処理と同じである。図７のモータ立上げ処理のように，目標回転速度に基づく切替回転速度と回生期間に基づく切替回転速度との比較で切替回転速度Ｙを決定することで，よりＦＧ信号の精度低下を抑制できる。

以上詳細に説明したように本形態のプリンタ１００では，ブラシレスモータ２０の回転速度制御について，ブラシレスモータ２０の立上げ期間中，回転速度が回生期間の影響を受け難い切替回転速度に達するまでは誘起電圧に基づく回転速度制御を行い，切替回転速度に達した後はＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替える。すなわち，目標回転速度に達して定速回転制御に移行する前に，ＬＤ１１を点灯してＢＤ信号に基づく回転速度制御を開始する。これにより，検知精度が低下する前で回転速度制御が切り替わり，その結果として回転速度が安定する。なお，回転速度制御が切り替わる前の低速領域では誘起電圧に基づく回転速度制御を行っていることから，レーザ光Ｌの照射先となる感光体１へのダメージは少ない。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，画像形成装置は，プリンタに限らず，コピー機，ＦＡＸ装置，複合機等，印刷機能を備えるものであれば適用可能である。また，実施の形態のプリンタ１００は，モノクロプリンタであり，プロセス部５０を１つしか有していないが，複数のプロセス部を備えるカラープリンタであってもよい。

また，実施の形態では，コイルに生じる誘起電圧を取得するにあたって，コイルの端点Ｐとスター結線の中位点Ｑとの間の電位差を検出している，つまり誘起電圧そのものを検出しているが，必ずしも誘起電圧そのものを検出しなくてもよい。例えば，中位点Ｑの電位は他相が通電されている間は大きな変動がないため，コイルの端点Ｐの電位のみを参照しても誘起電圧は推測できる。すなわち，誘起電圧そのものでなくても，誘起電圧に関連する値を参照すればよい。

また，実施の形態のモータ立上げ処理では，ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替えを，回転速度が切替回転速度Ｙを超えた時点で行っているが，目標回転速度に達した時点であってもよい。この場合，回転速度が切替回転速度を超えた時点では，制限電流を小さくすることで，回生電流の影響を抑制すればよい。すなわち，切替回転速度Ｙを超えた時点で，ＢＤ信号に基づく回転速度制御への切り替え以外の方法で回生電流による影響を抑制する処理を行っていれば，ＢＤ信号に基づく回転速度制御に切り替えを，切替回転速度Ｙを超えた時点で行わなくてもよい。

また，実施の形態のモータ立上げ処理では，回生期間の長さＴｒｅｇを利用して切替回転速度Ｙを決定しているが，回生期間の長さＴｒｅｇを利用せずに，目標回転速度から切替回転速度Ｙを決定してもよい。すなわち，切替回転速度を，Ｔｔａｒｇ＋Ｔｐｒｍよりも短くならない回転速度としてもよい。

また，実施の形態では，１回の非通電期間の長さがＴｒｅｇの２倍の長さ（Ｔｒｅｇ×２）よりも短くならない回転速度等，回転速度の上限値を規定し，その条件を満たす回転速度の領域であれば，切替回転速度の条件を満たすとしてるが，下限値を規定してもよい。下限値としては，感光体１へのダメージが許容される値であればよい。

また，実施の形態に開示されている処理は，単一のＣＰＵ，複数のＣＰＵ，ＡＳＩＣなどのハードウェア，またはそれらの組み合わせで実行されてもよい。また，実施の形態に開示されている処理は，その処理を実行するためのプログラムを記録した記録媒体，または方法等の種々の態様で実現することができる。

１感光体
３露光装置
１１ＬＤ（レーザダイオード）
１３ポリゴンミラー
１５ＢＤ（ビームディテクタ）
２０ブラシレスモータ
２１制御基板
３１ＣＰＵ
１００プリンタ

Claims

光ビームを発光する光源と，
前記光源から発光された光ビームを反射する回転多面鏡と，
前記回転多面鏡を回転させるブラシレスモータと，
前記回転多面鏡によって反射された光ビームを受光する受光部と，
制御部と，
を備え，
前記制御部は，
前記ブラシレスモータの回転中，前記ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値を参照し，当該検出値が基準値に達したタイミングに基づいて相切替を行う相切替処理と，
前記ブラシレスモータを停止状態から目標回転速度まで立ち上げる期間である立上期間内であって，非通電期間の開始から前記検出値が前記基準値に達するタイミングまでの長さが，前記相切替処理での相切替に起因する回生電流による誘起電圧の参照不可期間の長さよりも短くならない回転速度の領域である特定領域で，前記相切替処理による誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える制御切替処理と，
を実行することを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記制御部は，
前記参照不可期間の長さを，前記ブラシレスモータのコイルに流す電流値の上限値と，前記ブラシレスモータのコイルに印加する電圧値と，前記ブラシレスモータのコイルのインダクタンスとから特定することを特徴とする画像形成装置。
請求項１または請求項２に記載する画像形成装置において，
前記ブラシレスモータは，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，
前記制御部は，
前記相切替処理では，ＰＷＭ周波数の周期に基づいて前記検出値を参照し，
前記参照不可期間の２倍の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間よりも非通電期間が長いことを，前記特定領域の要件に含めることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記ブラシレスモータは，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，
前記制御部は，
前記相切替処理では，ＰＷＭ周波数の周期に基づいて前記検出値を参照し，
前記目標回転速度での１回の非通電期間の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間よりも非通電期間が長いことを，前記特定領域の要件に含めることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記ブラシレスモータは，ＰＷＭ制御によって回転駆動され，
前記制御部は，
前記相切替処理では，ＰＷＭ周波数の周期に基づいて前記検出値を参照し，
前記参照不可期間の２倍の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間と，前記目標回転速度での１回の非通電期間の長さとＰＷＭ周波数の周期とを合算した時間とのうち，長い方の時間よりも１回の非通電期間が長いことを，前記特定領域の要件に含めることを特徴とする画像形成装置。
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載する画像形成装置において，
前記制御部は，
前記特定領域にて，前記ブラシレスモータのコイルに流れる電流の上限値を下げる電流低下処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載する画像形成装置において，
前記制御部は，
前記相切替処理による誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える前に，前記光源に光ビームを発光させる発光処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
光ビームを発光する光源と，
前記光源から発光された光ビームを反射する回転多面鏡と，
前記回転多面鏡を回転させるブラシレスモータと，
前記回転多面鏡によって反射された光ビームを受光する受光部と，
を備える画像形成装置の制御方法において，
前記ブラシレスモータの回転中，前記ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値を参照し，当該検出値が基準値に達したタイミングに基づいて相切替を行う相切替ステップと，
前記ブラシレスモータを停止状態から目標回転速度まで立ち上げる期間である立上期間内であって，非通電期間の開始から前記検出値が前記基準値に達するタイミングまでの長さが，前記相切替ステップでの相切替に起因する回生電流による誘起電圧の参照不可期間の長さよりも短くならない回転速度の領域である特定領域で，前記相切替ステップによる誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える制御切替ステップと，
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
光ビームを発光する光源と，
前記光源から発光された光ビームを反射する回転多面鏡と，
前記回転多面鏡を回転させるブラシレスモータと，
前記回転多面鏡によって反射された光ビームを受光する受光部と，
を備える画像形成装置に，
前記ブラシレスモータの回転中，前記ブラシレスモータのあるコイルへの非通電期間に当該コイルに生じる誘起電圧に関連する検出値を参照し，当該検出値が基準値に達したタイミングに基づいて相切替を行う相切替処理と，
前記ブラシレスモータを停止状態から目標回転速度まで立ち上げる期間である立上期間内であって，非通電期間の開始から前記検出値が前記基準値に達するタイミングまでの長さが，前記相切替処理での相切替に起因する回生電流による誘起電圧の参照不可期間の長さよりも短くならない回転速度の領域である特定領域で，前記相切替処理による誘起電圧に基づく回転速度制御から，前記受光部の光ビームの受光タイミングに基づく回転速度制御に切り替える制御切替処理と，
を実行させるプログラムが記憶されたことを特徴とする記憶媒体。