モータ制御装置、光学走査装置、画像形成装置およびプリント基板
【課題】コストを削減しつつ、回転方向の検出時間の短縮も可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１は、回転多面鏡によって偏向された光束の検知タイミングと、磁気検知素子５の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば、モータが正回転していると判定し、時間差が所定範囲内でなければモータが逆回転していると判定する。これにより、３相の誘起電圧を検出する検出回路が不要となるため、コストを削減できるようになる。さらに、３相のそれぞれについて誘起電圧を検出する必要はなくなり、単に、時間差を検出するだけで十分なため、回転方向の検出時間の短縮が可能となる。
【解決手段】ＣＰＵ１は、回転多面鏡によって偏向された光束の検知タイミングと、磁気検知素子５の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば、モータが正回転していると判定し、時間差が所定範囲内でなければモータが逆回転していると判定する。これにより、３相の誘起電圧を検出する検出回路が不要となるため、コストを削減できるようになる。さらに、３相のそれぞれについて誘起電圧を検出する必要はなくなり、単に、時間差を検出するだけで十分なため、回転方向の検出時間の短縮が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、それを搭載した光学走査装置、画像形成装置およびプリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、レーザ光を回転多面鏡によって偏向しながら像担持体上を走査することで、像担持体上に潜像を形成する。この回転多面鏡は常に一方向に回転するモータによって駆動される。モータの回転方向を検出するには、従来、３つのホール素子が必要であった。ホール素子の数を１個に減らすことができれば、製造コストを削減できるが、逆回転の検知に時間がかかってしまう。
【０００３】
そこで、特許文献１では、３相のいずれか２つの相に微弱な電流を流したときに残りの１つの相に誘起される電圧の極性を検出し、３相の検出結果のうち２相の検出結果が予想された結果と一致すれば、残り１相の検出結果を無視してロータを回転させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９３５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の発明では３相の誘起電圧を検出する検出回路にコストがかかるだけでなく、検出するための時間もかかるといった課題があった。そこで、本発明は、コストを削減しつつ、回転方向の検出時間の短縮も可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、
光源から出力された光束を偏向する回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光束を検知し、第１の検知信号を出力する光検知素子と、
前記モータに対して設けられ、当該モータが回転することで第２の検知信号を出力する磁気検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していると判定する回転方向判定回路と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の観点によれば、
モータを駆動するモータ駆動回路と、当該モータの回転方向を検知する磁気検知素子とを同一の半導体集積回路パッケージに封入したことを特徴とするモータ制御装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の観点によれば、
プリント基板であって、
モータと、
前記モータの回転方向を検知する磁気検知素子が封入された半導体集積回路パッケージと
を備え、
前記モータの回転軸の中心から、前記磁気検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積回路パッケージが斜めに搭載されていることを特徴とするプリント基板が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の観点によれば、回転多面鏡によって偏向された光束の検知タイミングと、磁気検知素子の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば、モータが正回転していると判定し、時間差が所定範囲内でなければモータが逆回転していると判定する回転方向判定部が設けられる。これにより、３相の誘起電圧を検出する検出回路が不要となるため、コストを削減できるようになる。特許文献１では、３相のそれぞれについて誘起電圧を検出しなければならないため処理時間が長くなりやすい。本願発明であれば、３相のそれぞれについて誘起電圧を検出する必要はなくなり、単に、時間差を検出するだけで十分なため、回転方向の検出時間の短縮が可能となる。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、モータ駆動回路と磁気検知素子とを同一の半導体集積回路パッケージに封入することで、モータの駆動に関連した回路群の小型化を達成できる。
【００１１】
本発明の第３の観点によれば、回路配置に関連した制約によって、半導体集積回路パッケージをプリント基板に対して平行に搭載できない場合であっても、モータの回転軸の中心から磁気検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、プリント基板に対して半導体集積回路パッケージが斜めに搭載される。これにより、モータ駆動回路と磁気検知素子とを封入した同一の半導体集積回路パッケージをプリント基板に搭載できるため、モータの駆動に関連した回路群の小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】光学走査装置の概略を示す平面図
【図２】偏向走査装置の概略を示す断面図
【図３】実施例１ないし３における３相のブラシレスモータおよびその制御回路群を示す図
【図４】実施例１ないし３における半導体集積回路パッケージを示す図
【図５】実施例１、２におけるプリント基板に対するモータ制御装置のレイアウト図
【図６】実施例１における正回転と逆回転との違いを説明するタイミングチャート
【図７】実施例１におけるモータ制御処理を示すフローチャート
【図８】実施例２におけるモータ制御処理を示すフローチャート
【図９】実施例３におけるプリント基板に対するモータ制御装置のレイアウト図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の構成に必須のものとは限らない。
【００１４】
［実施例１］
図１は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる一般的な光学走査装置１００を示している。光学走査装置１００は、像担持体に対して光を照射して潜像を形成する装置である。半導体レーザユニット３１はレーザ光束Ｌを発生する。レーザ光束Ｌは、シリンドリカルレンズ３２を通過して回転多面鏡３３の反射面によって偏向される。回転多面鏡３３は偏向走査装置３４に駆動される。偏向走査装置３４は、３相のブラシレスモータで構成される。偏向走査装置３４は、光束を偏向しながら像担持体上を光束で走査することからスキャナモータと呼ばれることもある。このように、偏向走査装置３４は、光源から出力された光束を偏向する回転多面鏡を駆動するモータの一例である。回転多面鏡３３によって偏向されたレーザ光束Ｌは、Ｆθレンズ３５を通過し、折り返しミラー３６によって偏向される。Ｆθレンズ３５は第１のレンズ３５１と第２のレンズ３５２を備えている。第１のレンズ３５１は球面レンズまたはトーリックレンズである。第２のレンズ３５２はトーリックレンズである。偏向されたレーザ光束Ｌは、感光体ドラム３７の表面を走査する。感光体ドラム３７の表面には、画像が形成される有効画像領域と、その外側の領域であって画像が形成されない非画像領域とが存在する。この非画像領域に向かう光路上には、レーザ光束Ｌの一部を反射する信号検知ミラー３８が配置されている。信号検知ミラー３８の反射方向の光路上には結像レンズ３９と信号検知センサ３１０が設けられている。信号検知センサ３１０は、レーザ光速Ｌが入射するたびに、水平同期信号（ＢＤ信号）を出力する。このように信号検知センサ３１０は、回転多面鏡３３によって偏向された光束を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子（光検知素子）の一例である。光学箱３１１は、これらの光学部材を収容する箱である。
【００１５】
図２は偏向走査装置３４の概略断面を示す図である。偏向走査装置３４には、高速回転する回転多面鏡３３を支える軸受部として動圧軸受を採用すると、安定した滑らかな回転が得られる。スリーブ１３０は、軸９９を軸受孔内に回転自在に支持する。スラストカバー１０３は、スリーブ１３０の下端に固定されて軸受孔を封鎖する。スラスト板１０４は、スラストカバー１０３に支持されている。スリーブ１３０の軸受孔の内側面と軸９９の外側面の間や、スラスト板１０４と軸９９の端面の間には、オイルが充填されている。軸９９の端面はスラスト板１０４とともにピボットスラスト軸受を構成している。動圧発生溝１０５１、１０５２は、ヘリングボーン状の動圧発生溝である。軸９９が正方向に回転すると、軸９９の回転を利用して動圧発生溝１０５１、１０５２にオイルが集められ、精度よくシャフトを支持する。軸９９の上部にはフランジ部材１１０が固定されている。反射面１１１１を有する回転多面鏡３３は、フランジ部材１１０上に載置され、押えバネによってフランジ部材１１０へ押圧されてフランジ部材１１０およびロータ１１２と一体的に結合されている。なお、回転多面鏡３３の中心穴１１１２の内径は、軸９９の外径より０．０５ｍｍ程度大であり、ロータ１１２に対する回転多面鏡３３の組付けは、回転多面鏡の中心穴１１１２に軸９９を遊嵌させて行われる。
【００１６】
偏向走査装置３４の主要部であるロータ１１２は、永久磁石１１２１とこれを支持するヨーク１１２２を有する。スリーブ１３０にはプリント回路基板１１４が固定されている。プリント回路基板１１４にはステータ１１３のステータコア１１３２が支持される。ステータコア１１３２に巻回されたステータコイル１１３１は、ロータ１１２の永久磁石１１２１に対向している。これらによって回転多面鏡３３を回転駆動する偏向走査装置３４が構成されている。
【００１７】
図３は３相のブラシレスモータの構成を示す図である。ＣＰＵ１はワンチップマイクロコンピュータであり、偏向走査装置３４の速度が予め設定された目標速度に一致するように速度情報から制御量を演算し、制御量に応じた制御信号である加速信号や減速信号をプリドライバ２へ送信する。プリドライバ２はＣＰＵ１から送信された加速信号や減速信号を積分器３に出力する。積分器３は、加速信号や減速信号を積分して積分結果をプリドライバ２に返す。この積分結果は、モータのトルク指令に相当する。磁気検知素子５は、ホール素子などであり、モータの永久磁石の位置から３相コイル７へ電流を流すタイミング信号を生成する。このように、磁気検知素子５は、モータに対して設けられ、当該モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子（磁気検知素子）の一例である。各相ごとに設けられたスイッチ４は、タイミング信号に応じてオンオフする。スイッチ４は、たとえば、ＦＥＴなどのスイッチ素子である。ここで、駆動制御ＩＣ１０１は、３相ブラシレスモータの駆動制御回路である。駆動制御ＩＣ１０１には、プリドライバ２、スイッチ４、積分器３および磁気検知素子５が封入されている。
【００１８】
図４は、駆動制御ＩＣ１０１のパッケージレイアウトを示す図である。駆動制御回路半導体チップ１０２は、プリドライバ２、スイッチ４、積分器３および磁気検知素子５を備えている。つまり、駆動制御回路半導体チップ１０２は、磁気検知素子とモータ駆動回路とを備えた半導体チップである。スイッチ４は、ＦＥＴ回路ブロック４１、４２で構成されている。出力ピン列１２１と、入力ピン列１２２はボンディングワイヤで駆動制御回路半導体チップ１０２と接続されている。このように、モータを駆動するモータ駆動回路であるＦＥＴ回路ブロック４１、４２と、磁気検知素子５とが、同一の半導体集積回路パッケージ（半導体集積ユニット）に封入される。
【００１９】
図４が示すように、出力ピン列１２１は半導体チップの一方の側に配置された出力ピン群であり、入力ピン列１２２は半導体チップの他方の側に配置された入力ピン群である。図４の中央には、縦線と横線が引かれている。縦線は、半導体集積回路パッケージの４つの辺のうち出力ピン列１２１が配置された辺と、入力ピン列１２２が配置された辺に対して平行な線であって、駆動制御回路半導体チップ１０２の中心を通る線である。横線は、半導体集積回路パッケージの４つの辺のうち出力ピン列１２１も入力ピン列１２２も配置されていない残りの２つの辺と平行な線であって、駆動制御回路半導体チップ１０２の中心を通る線である。つまり、縦線と横線とは直交している。とりわけ、縦線によって駆動制御回路半導体チップ１０２を分割して得られる２つの領域のうち一方の領域（図４の左側の領域）に、磁気検知素子５と、モータ駆動回路のうち主体となる回路群（ＦＥＴ回路ブロック４１、４２）とが配置されている。また、磁気検知素子５は横線上に配置されている。このようなレイアウトを採用することで、磁気検知素子５の位置決めがしやすくなるとともに、半導体チップの小型化を図りやすくなる。
【００２０】
図５（Ａ）は、４つの反射面を有した回転多面鏡３３を含むモータユニットの正面図である。図５（Ｂ）はその側面図である。プリント回路基板１１４は、片面に銅箔パターンが形成され、半導体集積回路パッケージとモータとを搭載したプリント基板である。コネクタ２１３は、ＣＰＵ１を搭載した不図示のコントロール基板から延びるケーブル接続するコネクタである。つまり、コネクタ２１３を介して、加速信号や減速信号がＣＰＵ１から入力され、モータの回転速度を示す速度情報がＣＰＵ１へ出力される。駆動制御ＩＣ１０１は、偏向走査装置３４のロータ１１２の外周の内側に備えられた永久磁石１１２１とプリント回路基板１１４との間に挟まれるように配置されている。
【００２１】
図６は、本実施例における正回転と逆回転との違いを説明するタイミングチャートである。図中Ｈは、ハイレベルを示し、Ｌは、ローレベルを示す。ＢＤ信号の立下りエッジが画像の書き出し基準タイミングとして利用される。ホール信号は、磁気検知素子５が出力するアナログ差動信号である。図６は、このアナログ差動信号を２値化した波形を示している。図６において、＜正回転時＞は、モータが正常な回転をしているときのタイミングチャートである。＜逆回転時＞は、モータが正常でない回転をしているときのタイミングチャートである。＜正回転時＞では、ＢＤ信号が立ち下がってから１００μ秒（以後、秒の単位をｓと記す）±５μｓ後にホール信号が立ち上がる。一方、＜逆回転時＞では、ＢＤ信号が立ち下がってから、３００μｓ前後にホール信号が立ち上がる。ＣＰＵ１は、この違いを検知して、モータが正回転しているか逆回転しているかを判定する。逆回転時には、回転数が特定できないので、タイミングチャート上では、破線で示している。偏向走査装置３４は、オイル軸受けを備えている。そのため、モータが逆回転をしばらく継続すると、ヘリングボーン型の動圧発生溝１０５１、１０５２からオイルが吐き出される。吐き出されたオイルは、軸受の外部に漏れてしまう。よって、モータの回転方向を短時間で検出することで、オイルの漏れを低減することが望まれる。
【００２２】
図７は、実施例１のモータ制御を示すフローチャートである。上述したようにモータの逆回転は望ましくない結果をもたらすことがある。そこで、ＣＰＵ１は、モータの逆回転を検知すると、モータを一旦停止させ、再度起動させる。ＣＰＵ１は、偏向走査装置３４の回転開始タイミングになったところで加速信号をローレベルにする。本実施例では、加速信号と減速信号は、ローアクティブである。
【００２３】
Ｓ１０１で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を制御して、モータのＵ相からＶ相に流れるようにスイッチ４を切り替えることで、５０ｍｓにわたって励磁をホールドする。Ｓ１０２で、ＣＰＵ１は加速信号を出力することで、駆動制御ＩＣ１０１はモータの加速を開始する。Ｓ１０３で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じて磁気検知素子５が出力するホール信号の検知を開始する。Ｓ１０４で、ＣＰＵ１は、半導体レーザユニット３１を強制的に点灯させる。Ｓ１０５で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じて信号検知センサ３１０が出力するＢＤ信号の検知を開始する。
【００２４】
Ｓ１０６で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の周期を計測し、周期が所定範囲（例：４８０μｓ±５μｓ）に収まっているか判定する。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の周期を監視し、第１の検知信号の周期が所定範囲内に収まったかどうかを判定する周期判定部として機能する。ＢＤ信号の周期が所定範囲に収まっていない場合、Ｓ１０７に進む。
【００２５】
Ｓ１０７で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の検知を開始したときから所定時間（例：３秒）が経過したかどうかを判断する。ＣＰＵ１は、計時のためのカウンタやタイマーを内蔵しているものとする。ＢＤ信号の検知を開始したときから所定時間が経過していれば、何らかの異常が発生している可能性がある。そこで、Ｓ１１０に進み、ＣＰＵ１は、エラー処理を行う。
【００２６】
一方で、ＢＤ信号の周期が所定範囲に収まっている場合、Ｓ１０９に進む。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の周期が所定範囲内に収まったと判定すると、モータの回転方向の判定を開始する。Ｓ１０９で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の立下りからホール信号の立ち上がりまでの時間差が所定範囲（例：１００μｓ±５μｓ）に収まっているか判定する。時間差が所定範囲でなかった場合、逆回転している可能性が高いため、Ｓ１１１に進む。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の出力タイミングと第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内でなければモータが逆回転していると判定する回転方向判定部として機能する。
【００２７】
Ｓ１１１で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１に停止信号を出力することで、駆動制御ＩＣ１０１がモータを一旦停止させる。Ｓ１１２で、ＣＰＵ１は、所定時間にわたって待機する。これは、モータの回転数が落ちるのを待つためである。次に、Ｓ１０１に戻り、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１に、再度、励磁をホールドさせる。以下の動作は、すでに説明したとおりである。
【００２８】
一方、Ｓ１０９で、時間差が所定範囲であった場合、ＣＰＵ１は、モータが正回転していると判定し、Ｓ１１３に進む。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の出力タイミングと第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であればモータが正回転していると判定する回転方向判定回路として機能する。Ｓ１１３で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じてＢＤ信号の周期をモニタし、ＢＤ周期が所定範囲に収まるように加速信号や減速信号を出力する。駆動制御ＩＣ１０１は、加速信号や減速信号にしたがって、モータの回転数を制御する。
【００２９】
本実施例によれば、磁気検知素子５を１個だけ使用してモータを制御できるため、３個のホール素子を使用する従来技術と比較して、コストダウンを達成できる。また、本実施例では、３相の誘起電圧を検出する検出回路を使用することなく、ＣＰＵ１がＢＤ信号のタイミングとホール信号のタイミングとの時間差から回転方向を検出できる。ここで、ＢＤ信号を検知する素子やホール信号を出力する磁気検知素子は、通常、光学走査装置や画像形成装置にとって必須とされる素子である。つまり、素子を追加せずに、ＣＰＵ１の演算処理だけで、回転方向を検知できるため、コストダウンを図りやすい。また、３相の誘起電圧を検出する検出回路では、３相から２相を選択して通電し、残りの１層に誘起される電圧を検出するため、３回の検出処理を実行しなければならない。よって、検出時間が長くなりやすい。一方で、本実施例では、ＣＰＵ１がＢＤ信号のタイミングとホール信号のタイミングとの時間差から回転方向を検出できるため、処理時間を短縮しやすい。さらに、本実施例では、駆動制御ＩＣ１０１内に、プリドライバ２、積分器３、スイッチ４および磁気検知素子５をワンパッケージ化しているため、小形化とコストダウンを達成できる。
【００３０】
［実施例２］
実施例２では、モータの加速途中でホール信号の周期を検知し、その周期が定格回転の半分の速度に対応した周期なったところで回転方向を検知することを特徴とする。なお、実施例１と共通する事項については、同一の記号を付して説明の簡潔化を図ることにする。
【００３１】
図８は、実施例２のモータ制御を示すフローチャートである。Ｓ１０１ないしＳ１０３を実行すると、Ｓ２１０に進む。
【００３２】
Ｓ２０１で、ＣＰＵ１は、ホール信号周期が所定周期（例：９６０μｓ）になったかを判定する。モータを回転速度が上昇するにつれて、ホール信号の周期は徐々に短くなってゆく。つまり、モータの回転速度（回転数）とホール信号の周期は反比例している。ホール信号周期が所定周期以下になると、Ｓ２０２に進む。このように、ＣＰＵ１は、第２の検知信号の周期を監視し、第２の検知信号の周期が所定値以下になったかどうかを判定する周期判定回路として機能する。また、ＣＰＵ１は、第２の検知信号の周期が所定値以下になったと周期判定回路が判定すると、モータの回転方向の判定を開始する。Ｓ２０２で、ＣＰＵ１は、半導体レーザユニット３１を強制的に点灯させる。Ｓ２０３で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じて信号検知センサ３１０が出力するＢＤ信号の検知を開始する。
【００３３】
Ｓ２０４で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の立下りからホール信号の立ち上がりまでの時間差が所定値（例：１２０μｓ）以下になっているか判定する。時間差が所定値以下になっていなかった場合、モータが逆回転している可能性が高いため、Ｓ１１１に進む。一方で、時間差が所定値以下になっていた場合、Ｓ１１３に進む。
【００３４】
Ｓ２０１で、ＣＰＵ１が、ホール信号周期が所定周期（例：９６０μｓ）になっていないと判定すると、Ｓ２０５に進む。Ｓ２０５で、ＣＰＵ１は、ホール信号の検知を開始したタイミングから所定時間が経過したかどうかを判定する。所定時間が経過していなければ、Ｓ２０１に戻る。一方で、所定時間が経過していれば、何からのエラーが発生しているため、Ｓ１１０に進む。
【００３５】
このように実施例２によれば、ＣＰＵ１は、モータが所定回転数（例：目標回転数の半分）に達したところで、モータの回転方向を検知する。そのため、モータの回転数が目標回転数に到達してから回転方向を検知する発明と比較して、実施例２では、モータの回転方向をより早く検知できるようになる。つまり、実施例２では、逆回転の時間をさらに短縮できる。
【００３６】
［実施例３］
以下、実施例３を図９に示す外観図に基づいて詳細に説明する。なお、実施例１や２と共通する事項については、同一の記号を付して説明の簡潔化を図る。
【００３７】
図５（Ａ）と図９とを比較するとわかるように、実施例３では、偏向走査装置３４の配置の都合により、プリント回路基板１１４の一部が欠けている。たとえば、回転多面鏡３３により偏向された光束が通過するレンズなどの光学部品を配置するためのスペースとして、このような切り欠き部が必要となることがある。プリント回路基板１１４の形状がこのような基板形状になると、プリント回路基板１１４の長手方向に対して駆動制御ＩＣ１０１を斜めに配置しなければならない。これは、駆動制御ＩＣ１０１の銅箔パターンの制約に起因している。なお、斜めとは、プリント回路基板１１４の主要な辺と駆動制御ＩＣ１０１の辺とが平行でもなければ、直交してもいないことをいう。よって、斜めとは、プリント回路基板１１４の平面と、駆動制御ＩＣ１０１の平面とが傾いていることを意味しているわけではない。図９においては、プリント基板の長手方向に対して駆動制御ＩＣ１０１の短手方向が約５°の角度だけ斜めに、駆動制御ＩＣ１０１がプリント回路基板１１４上に配置されている。ここで、回転多面鏡３３の回転軸の中心から、駆動制御ＩＣ１０１の中心までの距離が一定の所定距離に維持されるよう、駆動制御ＩＣ１０１を回転多面鏡３３の周方向に移動させる。つまり、モータの回転軸の中心から磁気検知素子５の中心までの距離が一定距離Ｄに維持される。これにより、図３に示した磁気検知素子５とモータとの位置関係が維持されるため、上述した実施例１や実施例２の処理をそのまま適用できるようになる。
【００３８】
このように、プリント回路基板１１４に対して駆動制御ＩＣ１０１を斜めに配置しなければならない場合には、回転多面鏡３３の回転軸の中心から、駆動制御ＩＣ１０１の中心までの距離が所定距離に維持されるよう、駆動制御ＩＣ１０１を回転多面鏡３３の周方向に移動させる。つまり、モータの回転軸の中心から磁気検知素子５の中心までの距離が一定距離Ｄに維持される。これにより、上述した実施例１や実施例２の処理をそのまま適用できるようになる。また、駆動制御ＩＣ１０１を斜めに配置することで、プリント回路基板１１４上に空きスペースを確保できるようになる。よって、この空きスペースに光学部品を配置することで、光走査装置を全体として小型化できる。
【００３９】
［その他の実施例］
実施例１ないし３では、画像形成装置に搭載される光学走査装置に本発明を適用した事例を紹介した。しかし、本発明は、プリンタだけでなく、画像形成機能を有する任意の機器、例えば複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、それを搭載した光学走査装置、画像形成装置およびプリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、レーザ光を回転多面鏡によって偏向しながら像担持体上を走査することで、像担持体上に潜像を形成する。この回転多面鏡は常に一方向に回転するモータによって駆動される。モータの回転方向を検出するには、従来、３つのホール素子が必要であった。ホール素子の数を１個に減らすことができれば、製造コストを削減できるが、逆回転の検知に時間がかかってしまう。
【０００３】
そこで、特許文献１では、３相のいずれか２つの相に微弱な電流を流したときに残りの１つの相に誘起される電圧の極性を検出し、３相の検出結果のうち２相の検出結果が予想された結果と一致すれば、残り１相の検出結果を無視してロータを回転させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９３５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の発明では３相の誘起電圧を検出する検出回路にコストがかかるだけでなく、検出するための時間もかかるといった課題があった。そこで、本発明は、コストを削減しつつ、回転方向の検出時間の短縮も可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、
光源から出力された光束を偏向する回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光束を検知し、第１の検知信号を出力する光検知素子と、
前記モータに対して設けられ、当該モータが回転することで第２の検知信号を出力する磁気検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していると判定する回転方向判定回路と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の観点によれば、
モータを駆動するモータ駆動回路と、当該モータの回転方向を検知する磁気検知素子とを同一の半導体集積回路パッケージに封入したことを特徴とするモータ制御装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の観点によれば、
プリント基板であって、
モータと、
前記モータの回転方向を検知する磁気検知素子が封入された半導体集積回路パッケージと
を備え、
前記モータの回転軸の中心から、前記磁気検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積回路パッケージが斜めに搭載されていることを特徴とするプリント基板が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の観点によれば、回転多面鏡によって偏向された光束の検知タイミングと、磁気検知素子の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば、モータが正回転していると判定し、時間差が所定範囲内でなければモータが逆回転していると判定する回転方向判定部が設けられる。これにより、３相の誘起電圧を検出する検出回路が不要となるため、コストを削減できるようになる。特許文献１では、３相のそれぞれについて誘起電圧を検出しなければならないため処理時間が長くなりやすい。本願発明であれば、３相のそれぞれについて誘起電圧を検出する必要はなくなり、単に、時間差を検出するだけで十分なため、回転方向の検出時間の短縮が可能となる。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、モータ駆動回路と磁気検知素子とを同一の半導体集積回路パッケージに封入することで、モータの駆動に関連した回路群の小型化を達成できる。
【００１１】
本発明の第３の観点によれば、回路配置に関連した制約によって、半導体集積回路パッケージをプリント基板に対して平行に搭載できない場合であっても、モータの回転軸の中心から磁気検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、プリント基板に対して半導体集積回路パッケージが斜めに搭載される。これにより、モータ駆動回路と磁気検知素子とを封入した同一の半導体集積回路パッケージをプリント基板に搭載できるため、モータの駆動に関連した回路群の小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】光学走査装置の概略を示す平面図
【図２】偏向走査装置の概略を示す断面図
【図３】実施例１ないし３における３相のブラシレスモータおよびその制御回路群を示す図
【図４】実施例１ないし３における半導体集積回路パッケージを示す図
【図５】実施例１、２におけるプリント基板に対するモータ制御装置のレイアウト図
【図６】実施例１における正回転と逆回転との違いを説明するタイミングチャート
【図７】実施例１におけるモータ制御処理を示すフローチャート
【図８】実施例２におけるモータ制御処理を示すフローチャート
【図９】実施例３におけるプリント基板に対するモータ制御装置のレイアウト図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の構成に必須のものとは限らない。
【００１４】
［実施例１］
図１は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる一般的な光学走査装置１００を示している。光学走査装置１００は、像担持体に対して光を照射して潜像を形成する装置である。半導体レーザユニット３１はレーザ光束Ｌを発生する。レーザ光束Ｌは、シリンドリカルレンズ３２を通過して回転多面鏡３３の反射面によって偏向される。回転多面鏡３３は偏向走査装置３４に駆動される。偏向走査装置３４は、３相のブラシレスモータで構成される。偏向走査装置３４は、光束を偏向しながら像担持体上を光束で走査することからスキャナモータと呼ばれることもある。このように、偏向走査装置３４は、光源から出力された光束を偏向する回転多面鏡を駆動するモータの一例である。回転多面鏡３３によって偏向されたレーザ光束Ｌは、Ｆθレンズ３５を通過し、折り返しミラー３６によって偏向される。Ｆθレンズ３５は第１のレンズ３５１と第２のレンズ３５２を備えている。第１のレンズ３５１は球面レンズまたはトーリックレンズである。第２のレンズ３５２はトーリックレンズである。偏向されたレーザ光束Ｌは、感光体ドラム３７の表面を走査する。感光体ドラム３７の表面には、画像が形成される有効画像領域と、その外側の領域であって画像が形成されない非画像領域とが存在する。この非画像領域に向かう光路上には、レーザ光束Ｌの一部を反射する信号検知ミラー３８が配置されている。信号検知ミラー３８の反射方向の光路上には結像レンズ３９と信号検知センサ３１０が設けられている。信号検知センサ３１０は、レーザ光速Ｌが入射するたびに、水平同期信号（ＢＤ信号）を出力する。このように信号検知センサ３１０は、回転多面鏡３３によって偏向された光束を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子（光検知素子）の一例である。光学箱３１１は、これらの光学部材を収容する箱である。
【００１５】
図２は偏向走査装置３４の概略断面を示す図である。偏向走査装置３４には、高速回転する回転多面鏡３３を支える軸受部として動圧軸受を採用すると、安定した滑らかな回転が得られる。スリーブ１３０は、軸９９を軸受孔内に回転自在に支持する。スラストカバー１０３は、スリーブ１３０の下端に固定されて軸受孔を封鎖する。スラスト板１０４は、スラストカバー１０３に支持されている。スリーブ１３０の軸受孔の内側面と軸９９の外側面の間や、スラスト板１０４と軸９９の端面の間には、オイルが充填されている。軸９９の端面はスラスト板１０４とともにピボットスラスト軸受を構成している。動圧発生溝１０５１、１０５２は、ヘリングボーン状の動圧発生溝である。軸９９が正方向に回転すると、軸９９の回転を利用して動圧発生溝１０５１、１０５２にオイルが集められ、精度よくシャフトを支持する。軸９９の上部にはフランジ部材１１０が固定されている。反射面１１１１を有する回転多面鏡３３は、フランジ部材１１０上に載置され、押えバネによってフランジ部材１１０へ押圧されてフランジ部材１１０およびロータ１１２と一体的に結合されている。なお、回転多面鏡３３の中心穴１１１２の内径は、軸９９の外径より０．０５ｍｍ程度大であり、ロータ１１２に対する回転多面鏡３３の組付けは、回転多面鏡の中心穴１１１２に軸９９を遊嵌させて行われる。
【００１６】
偏向走査装置３４の主要部であるロータ１１２は、永久磁石１１２１とこれを支持するヨーク１１２２を有する。スリーブ１３０にはプリント回路基板１１４が固定されている。プリント回路基板１１４にはステータ１１３のステータコア１１３２が支持される。ステータコア１１３２に巻回されたステータコイル１１３１は、ロータ１１２の永久磁石１１２１に対向している。これらによって回転多面鏡３３を回転駆動する偏向走査装置３４が構成されている。
【００１７】
図３は３相のブラシレスモータの構成を示す図である。ＣＰＵ１はワンチップマイクロコンピュータであり、偏向走査装置３４の速度が予め設定された目標速度に一致するように速度情報から制御量を演算し、制御量に応じた制御信号である加速信号や減速信号をプリドライバ２へ送信する。プリドライバ２はＣＰＵ１から送信された加速信号や減速信号を積分器３に出力する。積分器３は、加速信号や減速信号を積分して積分結果をプリドライバ２に返す。この積分結果は、モータのトルク指令に相当する。磁気検知素子５は、ホール素子などであり、モータの永久磁石の位置から３相コイル７へ電流を流すタイミング信号を生成する。このように、磁気検知素子５は、モータに対して設けられ、当該モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子（磁気検知素子）の一例である。各相ごとに設けられたスイッチ４は、タイミング信号に応じてオンオフする。スイッチ４は、たとえば、ＦＥＴなどのスイッチ素子である。ここで、駆動制御ＩＣ１０１は、３相ブラシレスモータの駆動制御回路である。駆動制御ＩＣ１０１には、プリドライバ２、スイッチ４、積分器３および磁気検知素子５が封入されている。
【００１８】
図４は、駆動制御ＩＣ１０１のパッケージレイアウトを示す図である。駆動制御回路半導体チップ１０２は、プリドライバ２、スイッチ４、積分器３および磁気検知素子５を備えている。つまり、駆動制御回路半導体チップ１０２は、磁気検知素子とモータ駆動回路とを備えた半導体チップである。スイッチ４は、ＦＥＴ回路ブロック４１、４２で構成されている。出力ピン列１２１と、入力ピン列１２２はボンディングワイヤで駆動制御回路半導体チップ１０２と接続されている。このように、モータを駆動するモータ駆動回路であるＦＥＴ回路ブロック４１、４２と、磁気検知素子５とが、同一の半導体集積回路パッケージ（半導体集積ユニット）に封入される。
【００１９】
図４が示すように、出力ピン列１２１は半導体チップの一方の側に配置された出力ピン群であり、入力ピン列１２２は半導体チップの他方の側に配置された入力ピン群である。図４の中央には、縦線と横線が引かれている。縦線は、半導体集積回路パッケージの４つの辺のうち出力ピン列１２１が配置された辺と、入力ピン列１２２が配置された辺に対して平行な線であって、駆動制御回路半導体チップ１０２の中心を通る線である。横線は、半導体集積回路パッケージの４つの辺のうち出力ピン列１２１も入力ピン列１２２も配置されていない残りの２つの辺と平行な線であって、駆動制御回路半導体チップ１０２の中心を通る線である。つまり、縦線と横線とは直交している。とりわけ、縦線によって駆動制御回路半導体チップ１０２を分割して得られる２つの領域のうち一方の領域（図４の左側の領域）に、磁気検知素子５と、モータ駆動回路のうち主体となる回路群（ＦＥＴ回路ブロック４１、４２）とが配置されている。また、磁気検知素子５は横線上に配置されている。このようなレイアウトを採用することで、磁気検知素子５の位置決めがしやすくなるとともに、半導体チップの小型化を図りやすくなる。
【００２０】
図５（Ａ）は、４つの反射面を有した回転多面鏡３３を含むモータユニットの正面図である。図５（Ｂ）はその側面図である。プリント回路基板１１４は、片面に銅箔パターンが形成され、半導体集積回路パッケージとモータとを搭載したプリント基板である。コネクタ２１３は、ＣＰＵ１を搭載した不図示のコントロール基板から延びるケーブル接続するコネクタである。つまり、コネクタ２１３を介して、加速信号や減速信号がＣＰＵ１から入力され、モータの回転速度を示す速度情報がＣＰＵ１へ出力される。駆動制御ＩＣ１０１は、偏向走査装置３４のロータ１１２の外周の内側に備えられた永久磁石１１２１とプリント回路基板１１４との間に挟まれるように配置されている。
【００２１】
図６は、本実施例における正回転と逆回転との違いを説明するタイミングチャートである。図中Ｈは、ハイレベルを示し、Ｌは、ローレベルを示す。ＢＤ信号の立下りエッジが画像の書き出し基準タイミングとして利用される。ホール信号は、磁気検知素子５が出力するアナログ差動信号である。図６は、このアナログ差動信号を２値化した波形を示している。図６において、＜正回転時＞は、モータが正常な回転をしているときのタイミングチャートである。＜逆回転時＞は、モータが正常でない回転をしているときのタイミングチャートである。＜正回転時＞では、ＢＤ信号が立ち下がってから１００μ秒（以後、秒の単位をｓと記す）±５μｓ後にホール信号が立ち上がる。一方、＜逆回転時＞では、ＢＤ信号が立ち下がってから、３００μｓ前後にホール信号が立ち上がる。ＣＰＵ１は、この違いを検知して、モータが正回転しているか逆回転しているかを判定する。逆回転時には、回転数が特定できないので、タイミングチャート上では、破線で示している。偏向走査装置３４は、オイル軸受けを備えている。そのため、モータが逆回転をしばらく継続すると、ヘリングボーン型の動圧発生溝１０５１、１０５２からオイルが吐き出される。吐き出されたオイルは、軸受の外部に漏れてしまう。よって、モータの回転方向を短時間で検出することで、オイルの漏れを低減することが望まれる。
【００２２】
図７は、実施例１のモータ制御を示すフローチャートである。上述したようにモータの逆回転は望ましくない結果をもたらすことがある。そこで、ＣＰＵ１は、モータの逆回転を検知すると、モータを一旦停止させ、再度起動させる。ＣＰＵ１は、偏向走査装置３４の回転開始タイミングになったところで加速信号をローレベルにする。本実施例では、加速信号と減速信号は、ローアクティブである。
【００２３】
Ｓ１０１で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を制御して、モータのＵ相からＶ相に流れるようにスイッチ４を切り替えることで、５０ｍｓにわたって励磁をホールドする。Ｓ１０２で、ＣＰＵ１は加速信号を出力することで、駆動制御ＩＣ１０１はモータの加速を開始する。Ｓ１０３で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じて磁気検知素子５が出力するホール信号の検知を開始する。Ｓ１０４で、ＣＰＵ１は、半導体レーザユニット３１を強制的に点灯させる。Ｓ１０５で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じて信号検知センサ３１０が出力するＢＤ信号の検知を開始する。
【００２４】
Ｓ１０６で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の周期を計測し、周期が所定範囲（例：４８０μｓ±５μｓ）に収まっているか判定する。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の周期を監視し、第１の検知信号の周期が所定範囲内に収まったかどうかを判定する周期判定部として機能する。ＢＤ信号の周期が所定範囲に収まっていない場合、Ｓ１０７に進む。
【００２５】
Ｓ１０７で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の検知を開始したときから所定時間（例：３秒）が経過したかどうかを判断する。ＣＰＵ１は、計時のためのカウンタやタイマーを内蔵しているものとする。ＢＤ信号の検知を開始したときから所定時間が経過していれば、何らかの異常が発生している可能性がある。そこで、Ｓ１１０に進み、ＣＰＵ１は、エラー処理を行う。
【００２６】
一方で、ＢＤ信号の周期が所定範囲に収まっている場合、Ｓ１０９に進む。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の周期が所定範囲内に収まったと判定すると、モータの回転方向の判定を開始する。Ｓ１０９で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の立下りからホール信号の立ち上がりまでの時間差が所定範囲（例：１００μｓ±５μｓ）に収まっているか判定する。時間差が所定範囲でなかった場合、逆回転している可能性が高いため、Ｓ１１１に進む。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の出力タイミングと第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内でなければモータが逆回転していると判定する回転方向判定部として機能する。
【００２７】
Ｓ１１１で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１に停止信号を出力することで、駆動制御ＩＣ１０１がモータを一旦停止させる。Ｓ１１２で、ＣＰＵ１は、所定時間にわたって待機する。これは、モータの回転数が落ちるのを待つためである。次に、Ｓ１０１に戻り、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１に、再度、励磁をホールドさせる。以下の動作は、すでに説明したとおりである。
【００２８】
一方、Ｓ１０９で、時間差が所定範囲であった場合、ＣＰＵ１は、モータが正回転していると判定し、Ｓ１１３に進む。このように、ＣＰＵ１は、第１の検知信号の出力タイミングと第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であればモータが正回転していると判定する回転方向判定回路として機能する。Ｓ１１３で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じてＢＤ信号の周期をモニタし、ＢＤ周期が所定範囲に収まるように加速信号や減速信号を出力する。駆動制御ＩＣ１０１は、加速信号や減速信号にしたがって、モータの回転数を制御する。
【００２９】
本実施例によれば、磁気検知素子５を１個だけ使用してモータを制御できるため、３個のホール素子を使用する従来技術と比較して、コストダウンを達成できる。また、本実施例では、３相の誘起電圧を検出する検出回路を使用することなく、ＣＰＵ１がＢＤ信号のタイミングとホール信号のタイミングとの時間差から回転方向を検出できる。ここで、ＢＤ信号を検知する素子やホール信号を出力する磁気検知素子は、通常、光学走査装置や画像形成装置にとって必須とされる素子である。つまり、素子を追加せずに、ＣＰＵ１の演算処理だけで、回転方向を検知できるため、コストダウンを図りやすい。また、３相の誘起電圧を検出する検出回路では、３相から２相を選択して通電し、残りの１層に誘起される電圧を検出するため、３回の検出処理を実行しなければならない。よって、検出時間が長くなりやすい。一方で、本実施例では、ＣＰＵ１がＢＤ信号のタイミングとホール信号のタイミングとの時間差から回転方向を検出できるため、処理時間を短縮しやすい。さらに、本実施例では、駆動制御ＩＣ１０１内に、プリドライバ２、積分器３、スイッチ４および磁気検知素子５をワンパッケージ化しているため、小形化とコストダウンを達成できる。
【００３０】
［実施例２］
実施例２では、モータの加速途中でホール信号の周期を検知し、その周期が定格回転の半分の速度に対応した周期なったところで回転方向を検知することを特徴とする。なお、実施例１と共通する事項については、同一の記号を付して説明の簡潔化を図ることにする。
【００３１】
図８は、実施例２のモータ制御を示すフローチャートである。Ｓ１０１ないしＳ１０３を実行すると、Ｓ２１０に進む。
【００３２】
Ｓ２０１で、ＣＰＵ１は、ホール信号周期が所定周期（例：９６０μｓ）になったかを判定する。モータを回転速度が上昇するにつれて、ホール信号の周期は徐々に短くなってゆく。つまり、モータの回転速度（回転数）とホール信号の周期は反比例している。ホール信号周期が所定周期以下になると、Ｓ２０２に進む。このように、ＣＰＵ１は、第２の検知信号の周期を監視し、第２の検知信号の周期が所定値以下になったかどうかを判定する周期判定回路として機能する。また、ＣＰＵ１は、第２の検知信号の周期が所定値以下になったと周期判定回路が判定すると、モータの回転方向の判定を開始する。Ｓ２０２で、ＣＰＵ１は、半導体レーザユニット３１を強制的に点灯させる。Ｓ２０３で、ＣＰＵ１は、駆動制御ＩＣ１０１を通じて信号検知センサ３１０が出力するＢＤ信号の検知を開始する。
【００３３】
Ｓ２０４で、ＣＰＵ１は、ＢＤ信号の立下りからホール信号の立ち上がりまでの時間差が所定値（例：１２０μｓ）以下になっているか判定する。時間差が所定値以下になっていなかった場合、モータが逆回転している可能性が高いため、Ｓ１１１に進む。一方で、時間差が所定値以下になっていた場合、Ｓ１１３に進む。
【００３４】
Ｓ２０１で、ＣＰＵ１が、ホール信号周期が所定周期（例：９６０μｓ）になっていないと判定すると、Ｓ２０５に進む。Ｓ２０５で、ＣＰＵ１は、ホール信号の検知を開始したタイミングから所定時間が経過したかどうかを判定する。所定時間が経過していなければ、Ｓ２０１に戻る。一方で、所定時間が経過していれば、何からのエラーが発生しているため、Ｓ１１０に進む。
【００３５】
このように実施例２によれば、ＣＰＵ１は、モータが所定回転数（例：目標回転数の半分）に達したところで、モータの回転方向を検知する。そのため、モータの回転数が目標回転数に到達してから回転方向を検知する発明と比較して、実施例２では、モータの回転方向をより早く検知できるようになる。つまり、実施例２では、逆回転の時間をさらに短縮できる。
【００３６】
［実施例３］
以下、実施例３を図９に示す外観図に基づいて詳細に説明する。なお、実施例１や２と共通する事項については、同一の記号を付して説明の簡潔化を図る。
【００３７】
図５（Ａ）と図９とを比較するとわかるように、実施例３では、偏向走査装置３４の配置の都合により、プリント回路基板１１４の一部が欠けている。たとえば、回転多面鏡３３により偏向された光束が通過するレンズなどの光学部品を配置するためのスペースとして、このような切り欠き部が必要となることがある。プリント回路基板１１４の形状がこのような基板形状になると、プリント回路基板１１４の長手方向に対して駆動制御ＩＣ１０１を斜めに配置しなければならない。これは、駆動制御ＩＣ１０１の銅箔パターンの制約に起因している。なお、斜めとは、プリント回路基板１１４の主要な辺と駆動制御ＩＣ１０１の辺とが平行でもなければ、直交してもいないことをいう。よって、斜めとは、プリント回路基板１１４の平面と、駆動制御ＩＣ１０１の平面とが傾いていることを意味しているわけではない。図９においては、プリント基板の長手方向に対して駆動制御ＩＣ１０１の短手方向が約５°の角度だけ斜めに、駆動制御ＩＣ１０１がプリント回路基板１１４上に配置されている。ここで、回転多面鏡３３の回転軸の中心から、駆動制御ＩＣ１０１の中心までの距離が一定の所定距離に維持されるよう、駆動制御ＩＣ１０１を回転多面鏡３３の周方向に移動させる。つまり、モータの回転軸の中心から磁気検知素子５の中心までの距離が一定距離Ｄに維持される。これにより、図３に示した磁気検知素子５とモータとの位置関係が維持されるため、上述した実施例１や実施例２の処理をそのまま適用できるようになる。
【００３８】
このように、プリント回路基板１１４に対して駆動制御ＩＣ１０１を斜めに配置しなければならない場合には、回転多面鏡３３の回転軸の中心から、駆動制御ＩＣ１０１の中心までの距離が所定距離に維持されるよう、駆動制御ＩＣ１０１を回転多面鏡３３の周方向に移動させる。つまり、モータの回転軸の中心から磁気検知素子５の中心までの距離が一定距離Ｄに維持される。これにより、上述した実施例１や実施例２の処理をそのまま適用できるようになる。また、駆動制御ＩＣ１０１を斜めに配置することで、プリント回路基板１１４上に空きスペースを確保できるようになる。よって、この空きスペースに光学部品を配置することで、光走査装置を全体として小型化できる。
【００３９】
［その他の実施例］
実施例１ないし３では、画像形成装置に搭載される光学走査装置に本発明を適用した事例を紹介した。しかし、本発明は、プリンタだけでなく、画像形成機能を有する任意の機器、例えば複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出力された光を偏向する回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子と、
前記モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していると判定する回転方向判定部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記第１の検知信号の周期を監視し、当該第１の検知信号の周期が所定範囲内に収まったかどうかを判定する周期判定部をさらに備え、
前記回転方向判定部は、前記第１の検知信号の周期が前記所定範囲内に収まったと前記周期判定部が判定すると、前記モータの回転方向の判定を開始することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記第２の検知信号の周期を監視し、当該第２の検知信号の周期が所定値以下になったかどうかを判定する周期判定部をさらに備え、
前記回転方向判定部は、前記第２の検知信号の周期が前記所定値以下になったと前記周期判定部が判定すると、前記モータの回転方向の判定を開始することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータを駆動するモータ駆動回路をさらに備え、
前記第２検知素子と前記モータ駆動回路とを同一の半導体集積ユニットに設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記半導体集積ユニットと前記モータとを搭載したプリント基板をさらに備え、
前記モータの回転軸の中心から前記半導体集積ユニットに設けられた前記第２検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積ユニットが斜めに搭載されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記半導体集積ユニットは、
前記第２検知素子と前記モータ駆動回路とを備えた半導体チップと、
当該半導体チップの一方の側に配置された出力ピン群と、
当該半導体チップの他方の側に配置された入力ピン群と
を備え、
前記半導体集積ユニットの４つの辺のうち前記出力ピン群が配置された辺と、前記入力ピン群が配置された辺に対して平行な線であって、前記半導体チップの中心を通る線で当該半導体チップを分割して得られる２つの領域のうち一方の領域に、前記第２検知素子と、前記モータ駆動回路の一部を配置したことを特徴とする請求項４または５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
光源と、
前記光源から出力された光を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子と、
前記モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していることを特徴とすると判定する回転方向判定部と
を備えた、光学走査装置。
【請求項８】
像担持体と、
前記像担持体に対して光を照射して潜像を形成する光学走査装置と
を備え、
前記光学走査装置は、
光源と、
前記光源から出力された光を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子と、
前記モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していると判定する回転方向判定部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
モータを駆動するモータ駆動回路と、当該モータの回転方向を検知する検知素子とを同一の半導体集積ユニットに封入したことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１０】
プリント基板であって、
モータと、
前記モータの回転方向を検知する検知素子と、
前記検知素子からの信号に応じて前記モータの駆動を制御するための半導体集積ユニットとを備え、
前記モータの回転軸の中心から、前記検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積ユニットが斜めに搭載されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項１１】
前記半導体集積ユニットに前記検知素子が設けられたことを特徴とする請求項１０に記載のプリント基板。
【請求項１２】
モータを駆動するための駆動回路が搭載されたプリント基板であって、
前記モータの回転方向を検知する検知素子と、
前記検知素子からの信号に応じて前記モータの駆動を制御するための半導体集積ユニットと、を備え、
前記モータの回転軸の中心から、前記検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積ユニットが斜めに搭載されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項１３】
前記半導体集積ユニットに前記検知素子が設けられたことを特徴とする請求項１２に記載のプリント基板。
【請求項１】
光源から出力された光を偏向する回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子と、
前記モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していると判定する回転方向判定部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記第１の検知信号の周期を監視し、当該第１の検知信号の周期が所定範囲内に収まったかどうかを判定する周期判定部をさらに備え、
前記回転方向判定部は、前記第１の検知信号の周期が前記所定範囲内に収まったと前記周期判定部が判定すると、前記モータの回転方向の判定を開始することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記第２の検知信号の周期を監視し、当該第２の検知信号の周期が所定値以下になったかどうかを判定する周期判定部をさらに備え、
前記回転方向判定部は、前記第２の検知信号の周期が前記所定値以下になったと前記周期判定部が判定すると、前記モータの回転方向の判定を開始することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータを駆動するモータ駆動回路をさらに備え、
前記第２検知素子と前記モータ駆動回路とを同一の半導体集積ユニットに設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記半導体集積ユニットと前記モータとを搭載したプリント基板をさらに備え、
前記モータの回転軸の中心から前記半導体集積ユニットに設けられた前記第２検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積ユニットが斜めに搭載されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記半導体集積ユニットは、
前記第２検知素子と前記モータ駆動回路とを備えた半導体チップと、
当該半導体チップの一方の側に配置された出力ピン群と、
当該半導体チップの他方の側に配置された入力ピン群と
を備え、
前記半導体集積ユニットの４つの辺のうち前記出力ピン群が配置された辺と、前記入力ピン群が配置された辺に対して平行な線であって、前記半導体チップの中心を通る線で当該半導体チップを分割して得られる２つの領域のうち一方の領域に、前記第２検知素子と、前記モータ駆動回路の一部を配置したことを特徴とする請求項４または５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
光源と、
前記光源から出力された光を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子と、
前記モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していることを特徴とすると判定する回転方向判定部と
を備えた、光学走査装置。
【請求項８】
像担持体と、
前記像担持体に対して光を照射して潜像を形成する光学走査装置と
を備え、
前記光学走査装置は、
光源と、
前記光源から出力された光を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された光を検知し、第１の検知信号を出力する第１検知素子と、
前記モータが回転することで第２の検知信号を出力する第２検知素子と、
前記第１の検知信号の出力タイミングと前記第２の検知信号の出力タイミングとの時間差が所定範囲内であれば前記モータが正回転していると判定し、当該時間差が当該所定範囲内でなければ前記モータが逆回転していると判定する回転方向判定部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
モータを駆動するモータ駆動回路と、当該モータの回転方向を検知する検知素子とを同一の半導体集積ユニットに封入したことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１０】
プリント基板であって、
モータと、
前記モータの回転方向を検知する検知素子と、
前記検知素子からの信号に応じて前記モータの駆動を制御するための半導体集積ユニットとを備え、
前記モータの回転軸の中心から、前記検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積ユニットが斜めに搭載されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項１１】
前記半導体集積ユニットに前記検知素子が設けられたことを特徴とする請求項１０に記載のプリント基板。
【請求項１２】
モータを駆動するための駆動回路が搭載されたプリント基板であって、
前記モータの回転方向を検知する検知素子と、
前記検知素子からの信号に応じて前記モータの駆動を制御するための半導体集積ユニットと、を備え、
前記モータの回転軸の中心から、前記検知素子までの距離が所定距離に維持されるよう、前記プリント基板に対して前記半導体集積ユニットが斜めに搭載されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項１３】
前記半導体集積ユニットに前記検知素子が設けられたことを特徴とする請求項１２に記載のプリント基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０１３０７（Ｐ２０１３−１０１３０７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７１４９６（Ｐ２０１２−１７１４９６）
【出願日】平成２４年８月１日（２０１２．８．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１日（２０１２．８．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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