JP3677145B2 - 回転制御装置及び回転制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機の感光ドラムを駆動する電動モータの回転制御に使用され、特に、高精度回転が必要なディジタル複写機の感光ドラムを駆動する電動モータに使用される回転制御装置及び回転制御方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、従来の複写機の感光ドラムを駆動する電動モータの回転制御に使用される回転制御装置の構成例を示すブロック図である。複写機の感光ドラムである回転体７６を駆動する直流電動モータ９の回転運動は、ギヤ機構で構成される減速機７５を介して、回転体７６の回転軸７７に減速して伝達されており、この回転制御装置は、直流電動モータ９の回転軸に取り付けられた回転速度センサ７４（ロータリエンコーダ）の検出パルスが、周波数差検出器７２と位相差検出器７１とに与えられている。
【０００３】
周波数差検出器７２及び位相差検出器７１には、また、基準パルスが与えられ、周波数差検出器７２にはクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器７０により分周したパルスである。分周器７０は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに回転速度センサ７４が出力する検出パルスに同期させるべく、クロックを分周する。
周波数差検出器７２は、回転速度センサ７４の検出パルス列と基準パルス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号をトルク可変手段７３に与える。
【０００４】
位相差検出器７１は、検出パルスと基準パルスとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号をトルク可変手段７３に与える。
トルク可変手段７３は、周波数差検出器７２及び位相差検出器７１から与えられたそれぞれの信号に基づいて、直流電動モータ９に流す電流を増減し、その回転トルクを増減する。これにより、この回転制御装置は、直流電動モータ９に、基準パルスに同期した回転速度を与え、回転体７６が所定の回転速度で回転するように作動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにギヤ機構で構成される減速機７５を使用する場合、ギヤの噛み合いにより生じる角速度変動が、回転体７６の回転速度変動を生じさせ、回転体７６が複写機の感光ドラムである場合には、コピー紙面上におけるにじみ及びギヤマーク（上述した角速度変動の影響で生じる縞模様）の原因となっており、回転速度センサ７４の検出パルスにより、直流電動モータ９の回転速度の精度を上げても、回転体７６の回転速度の精度はよくならない問題があった。
この問題を解決するものとして、回転体７６にフライホイールを取り付け、その慣性力により、回転体７６の回転速度変動を吸収する回転制御装置があるが、装置が大型化し、また、重くなる問題がある。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１発明では、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる回転制御装置を提供することを目的とする。第２発明では、第１発明で使用するロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる回転制御装置を提供することを目的とする。第３〜６発明では、第２発明で実現したことを、より単純な構成で、より安価に達成することができる回転制御装置を提供することを目的とする。第７発明では、伝達手段には、潤滑油を介した転がり摩擦伝導のトラクション減速機を使用して、ギヤ減速機その他の伝達手段に起因する角速度変動が解消される回転制御装置を提供することを目的とする。第８発明では、伝達手段としてウォームホイル及びウォームギヤからなるウォーム減速機を使用して、同じく角速度変動が解消される回転制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
第９発明では、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる回転制御方法を提供することを目的とする。第１０発明では、第９発明で使用するロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる回転制御方法を提供することを目的とする。第１１〜１３発明では、第１０発明で実現したことを、より単純な構成で、より安価に達成することができる回転制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る回転制御装置は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される感光体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する画像形成装置の回転制御装置において、前記回転駆動源としてモータ単体で速度のマイナーループを構成しない直流電動モータを備えると共に、前記伝達手段としてトラクション減速機を備え、前記トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダと、該ロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差検出手段と、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備えることを特徴とする。本発明の回転制御装置は、回転駆動源としてモータ単体で速度のマイナーループを構成しない直流電動モータを備えると共に、伝達手段としてトラクション減速機を備え、トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダを介して、検出した周波数差と位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減するように構成されているので、感光体の回転速度と位相を精度よく制御できるとともに、トラクション減速機における動力伝達部の滑りも低減でき、大きく重いフライホーイルを必要とすることなく、角速度変動の少ない速度制御が可能となる。そして、画像形成装置において、品質の優れた画像を得ることができる。また、感光体を複数内蔵するカラー画像形成装置において、フライホイールを必要とせず、小形化、軽量化が容易になる。
【０００９】
第２発明に係る回転制御装置は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御装置において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有し、前記回転体の回転速度を検出するために設けられたロータリエンコーダと、前記２つのセンサが出力する検出パルス列に基づき、前記回転体の平均回転速度を求め、該平均回転速度に応じた速度検出パルス列を出力する速度平均化手段と、該速度平均化手段が出力した速度検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差検出手段と、前記速度検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備え、前記速度平均化手段は、前記基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列が入力され、前記２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく前記クロックパルスにより１つ宛サンプリングするサンプリング手段と、該サンプリング手段の出力を所定の分周比に分周する分周手段とを有し、該分周手段が出力したパルス列を前記速度検出パルス列とすることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る回転制御装置では、基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダが、回転体の回転速度を検出する。そして、速度平均化手段が、２つのセンサが出力する検出パルス列に基づき、回転体の平均回転速度を求め、平均回転速度に応じた速度検出パルス列を出力する。周波数差検出手段は、この速度平均化手段が出力した速度検出パルス列と基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出手段は、速度検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。回転速度増減手段は、これらの周波数差と位相差とに基づいて、回転駆動源の回転速度を増減する。
【００１１】
これにより、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。
また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる。
【００１２】
また、第２発明に係る回転制御装置は、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号に基づいて速度制御が実施でき、感光体の１回転周期の速度変動を低減できる。そして、この結果、画像形成装置において、感光体上に、感光体１回転周期の描画むらが低減された高精度の静電潜像を形成でき、画像品質を向上させることができる。
【００１３】
第３発明に係る回転制御装置は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御装置において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有し、前記回転体の回転速度を検出するために設けられたロータリエンコーダと、前記センサが出力する検出パルス列の周波数と前記基準パルス列の周波数との差を検出する周波数差検出手段と、前記２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と前記基準パルスの位相との差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備え、前記周波数差検出手段は、前記基準パルス列の所定数倍周波数のクロックを出力するクロック出力手段と、前記２つのセンサがそれぞれ出力した検出パルス列のそれぞれの１周期が互いに重なる状態と重ならない状態とを検出する第１状態検出手段と、第１状態検出手段が前記重なる状態を検出している時は、前記クロック出力手段が出力したクロックを計数し、第１状態検出手段が前記重ならない状態を検出している時は、前記クロックの２分周のクロックを計数する計数手段と、前記所定数と該計数手段の計数結果との差を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
これにより、第３発明に係る回転制御装置は、周波数差検出手段の中で、自動的に、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号の各１パルスの周期情報だけで速度の平均化処理ができるので、比較的分解能が低いセンサを用いても精度の優れた速度制御ができる。
【００１５】
第４発明に係る回転制御装置は、請求項３に記載の回転制御装置において、前記位相差検出手段は、前記２つのセンサが出力した２つの検出パルス及び前記基準パルスの重なり状態を検出する第２状態検出手段と、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて該状態の時間を計時する計時手段とを有し、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて、前記計時手段が計時した時間、前記回転駆動源の回転速度を増加又は減少させるべき信号を出力すべくなしたことを特徴とする。
【００１６】
第４発明に係る回転制御装置では、前記位相差検出手段は、第２状態検出手段が、２つのセンサが出力した２つの検出パルス及び基準パルスの重なり状態を検出し、計時手段が、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じてその状態の時間を計時する。そして、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて、計時手段が計時した時間、回転駆動源の回転速度を増加又は減少させるべき信号を出力する。これにより、２つのセンサの各１パルスの位相情報だけで、感光体の位相と基準パルスの位相とのズレを検出できる。そして、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくできて、その結果、複数の感光体を内蔵するカラー画像形成装置において、各感光体に、該感光体の１回転周期の描画ズレのない静電潜像を形成できて各感光体間の描画ブレを低減でき、品質の優れたカラー画像を得ることができる。
【００１７】
第５発明に係る回転制御装置は、請求項４に記載の回転制御装置において、前記位相差検出手段は、第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、前記計時手段が計時した第３状態の時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、第２状態検出手段が、前記基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力し、第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に前記基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、前記計時手段が計時した第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、前記計時手段が計時した第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力することを特徴とする。これにより、デジタル論理回路だけで回転速度増減手段や速度平均化手段を構成でき、ＣＰＵなどの高価な部品を使用することなく比較的安価なゲートアレーを使用し、高精度の回転速度制御ができる。
【００１８】
第６発明に係る回転制御装置は、請求項５に記載の回転制御装置において、前記半分の信号は、前記回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させるべき信号、又は当該出力の出力時間を半減させるべき信号であることを特徴とする。これにより、簡素な回路で容易に前記半分の信号をつくることができる。
【００１９】
第７発明に係る回転制御装置は、請求項２〜６の何れか記載の回転制御装置において、前記伝達手段は、トラクション減速機であることを特徴とする。
【００２０】
第７発明に係る回転制御装置では、伝達手段に、潤滑油を介した転がり摩擦伝導のトラクション減速機を使用しているので、モータ単体での速度のマイナーループを必要とせず、精度が優れた速度制御が可能となり、且つ、ロータリエンコーダの回転に基づいて感光体の回転速度が制御されることにより、トラクション減速機における回転運動の伝達部の滑りも補正され、角速度変動が少ない速度制御が可能となり、小形化も可能となる。また、第８発明に係る回転制御装置は、前記伝達手段としてウォーム減速機を用いることを特徴とする。第８発明に係る回転制御装置では、伝達手段にウォーム減速機を使用しているので、遊星歯車減速機や親子歯車減速機などの歯車間の噛合による高い周波数の速度変動がなく、且つ、バックラッシュを低減できるので、トラクション減速機と同様に、角速度変動が少ない速度制御が可能となる。
【００２１】
第９発明に係る回転制御方法は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される感光体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、前記回転駆動源としてモータ単体でマイナーループを構成しない直流電動モータを用いると共に、前記伝達手段としてトラクション減速機を用い、前記トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とする。
【００２２】
第９発明に係る回転制御方法は、回転駆動源としてモータ単体でマイナーループを構成しない直流電動モータを用いると共に、伝達手段としてトラクション減速機を用い、前記回転体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減するので、第１発明の回転制御装置と同じように、感光体の回転速度と位相を精度よく制御できるとともに、トラクション減速機における動力伝達部の滑りも低減でき、大きく重いフライホーイルを必要とすることなく、角速度変動の少ない速度制御が可能となる。そして、画像形成装置において、品質の優れた画像を得ることができる。また、感光体を複数内蔵するカラー画像形成装置において、フライホイールを必要としないので、小形化、軽量化が容易になる。
【００２３】
第１０発明に係る回転制御方法は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダを、前記回転体に取り付け、前記基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列により、前記２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく１つ宛サンプリングして、前記２つのセンサの検出パルス列を合成して合成パルス列を作成し、該合成パルス列を所定の分周比に分周して速度検出パルス列を作成し、該速度検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記速度検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と該位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とする。
【００２４】
第１０発明に係る回転制御方法では、基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダが、回転体の回転速度を検出する。そして、本発明の回転制御方法では、基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列により、２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく１つ宛サンプリングして２つのパルス列を合成し、この合成した合成パルス列を所定の分周比に分周して速度検出パルス列を作成する。
【００２５】
周波数差検出手段は、この速度検出パルス列と基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出手段は、速度検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。回転速度増減手段は、これらの周波数差と位相差とに基づいて、回転駆動源の回転速度を増減する。これにより、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる。また、本発明に係る回転制御方法によれば、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号に基づいて速度制御が実施でき、感光体の１回転周期の速度変動を低減できる。そして、この結果、画像形成装置において、感光体上に、感光体１回転周期の描画むらが低減された高精度の静電潜像を形成でき、画像品質を向上させることができる。
【００２６】
第１１発明に係る回転制御方法は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダを、前記回転体に取り付け、前記センサが出力する検出パルス列の周波数と前記基準パルス列の周波数との差を検出し、前記２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と前記基準パルスの位相との差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転制御方法であって、前記周波数差は、前記２つのセンサがそれぞれ出力した検出パルス列のそれぞれの１周期が互いに重なる状態と重ならない状態とを検出し、該重なる状態を検出している時は、前記基準パルス列の所定数倍周波数のクロックを計数し、前記重ならない状態を検出している時は、前記クロックの２分周のクロックを計数し、前記所定数とその計数したクロック数との差を演算することにより検出することを特徴とする。
【００２７】
第１１発明に係る回転制御方法では、基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダが、回転体の回転速度を検出する。そして、センサが出力する検出パルス列の周波数と基準パルス列の周波数との差を検出し、２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と基準パルスの位相との差を検出する。次いで、検出した周波数差と検出した位相差とに基づいて、回転駆動源の回転速度を増減する。
【００２８】
これにより、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。
また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より安価により高精度の回転速度制御を、より単純な構成でより安価に実現することができる。
【００２９】
また、第１１発明に係る回転制御方法では、第３発明に係る回転制御装置と同じように、周波数差検出手段の中で自動的に、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号の各１パルスの周期情報だけで速度の平均化処理ができるので、比較的分解能が低いセンサを用いても精度の優れた速度制御ができる。
【００３２】
第１２発明に係る回転制御方法は、第１１発明の回転制御方法において、前記位相差に基づいて実施する回転駆動源の回転速度の調整は、前記検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、第３状態の時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、前記基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に前記検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力し、前記検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に前記基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力することにより実施されることを特徴とする。
【００３３】
第１２発明に係る回転制御方法では、検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、計時した第３状態の時間、回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力する。そして、基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、その状態の間、回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、その状態の間、回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する。
【００３４】
また、検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、計時した第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力する。一方、計時した第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する。これにより、第５発明の回転制御装置と同じように、デジタル論理回路だけで回転速度増減手段や速度平均化手段を構成でき、ＣＰＵなどの高価な部品を使用することなく比較的安価なゲートアレーを使用し、高精度の速度制御ができる。
【００３５】
第１３発明に係る回転制御方法は、請求項１２記載の回転制御方法において、前記半分の信号は、前記回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させる信号、又は当該出力の出力時間を半減させる信号であることを特徴とする。これにより、簡素な回路で容易に前記半分の信号をつくることができる。
【００３６】
第１３発明に係る回転制御方法では、半分の信号は、回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させるべき信号、又は当該出力の出力時間を半減させるべき信号であり、この両信号が回転駆動源の回転速度に及ぼす影響は略同じである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。回転体（図示せず）を駆動する直流電動モータ（本発明の駆動源である）９の回転運動は、ギヤが使用されていないトラクション減速機８を介して、回転体の回転軸１０に減速して伝達されており、この回転制御装置は、回転体の回転軸１０に取り付けられたロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ（スケール）が回転することにより、センサホイールＳＷの縁辺に取り付けられたセンサＳが出力した検出パルスが、周波数差検出器４と位相差検出器３とに与えられている。また、回転体は、画像形成装置における感光体（感光ドラム）であって、直流電動モータ９には、モータ単体での速度のマイナーループが構成されていないものを用いている。
【００３８】
周波数差検出器４及び位相差検出器３には、また、基準パルスが与えられ、周波数差検出器４にはクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器２により分周したパルスである。分周器２は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときにセンサＳが出力する検出パルスに同期させるべく、例えば１／４０９６にクロックを分周する。
周波数差検出器４は、センサＳの検出パルス列と基準パルス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号を出力増減手段であるチャージポンプ回路５に与える。
【００３９】
位相差検出器３は、検出パルスと基準パルスとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号をチャージポンプ回路５に与える。
チャージポンプ回路５は、周波数差検出器４及び位相差検出器３それぞれからの入力信号に応じた電圧信号を出力し、ローパスフィルタ６を介してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路７に与える。ＰＷＭ回路７は、与えられた電圧信号に応じて、出力するパルス列のパルス幅を拡縮することにより、直流電動モータ９に流す電流を増減して、回転速度（出力）を増減制御する。
【００４０】
図２は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ及びセンサＳとトラクション減速機８と直流電動モータ９との構成を示した側面図である。直流電動モータ９の回転運動は、隣接するトラクション減速機８により減速され、トラクション減速機８の出力側の回転軸と同心に取り付けられた、回転体の回転軸１０に伝達される。回転軸１０にはセンサホイールＳＷが、それぞれの回転中心が同心になるように取り付けられ、センサホイールＳＷの縁辺の適当な箇所にその縁辺を挟む形態でセンサＳが取り付けられている。
【００４１】
図３は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷの形態を示した正面図である。センサホイールＳＷには、その周方向に沿って多数のスリット１１が、所定のピッチｐを保って形成されている。光検出器であるセンサＳは、このスリットの列を挟む位置に設けられた光源からの、スリット列で断続された光を受光した時に検出パルスを出力する。
【００４２】
図４は、チャージポンプ回路５の構成を示すブロック図である。チャージポンプ回路５は、非反転入力端子に２．５Ｖの電圧を印加されたオペアンプＡＰ、オペアンプＡＰに負帰還をかけるコンデンサＣ及び反転入力端子に接続された抵抗Ｒにより構成される積分回路と、その入力電圧を５Ｖ又は０Ｖ（接地）に切り換えるスイッチ回路１２とで構成してある。
尚、チャージポンプ回路５にローパスフィルタ６を兼ねさせて、ローパスフィルタ６を省略しても良い。
【００４３】
図５は、位相差検出器３の動作を示すタイミングチャートである。位相差検出器３は、分周器２から与えられた基準パルス（ａ）の立ち上がり時点又は立ち下がり時点と、センサＳが出力した検出パルス（ｂ）の立ち上がり時点又は立ち下がり時点とを比較する。そして、基準パルス（ａ）より検出パルス（ｂ）が、立ち上がり時点又は立ち下がり時点で進みがあるときは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）を与える。
基準パルス（ａ）より検出パルス（ｂ）が、立ち上がり時点又は立ち下がり時点で遅れがあるときは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）を与える。
【００４４】
図６は、周波数差検出器４の構成例を示すブロック図である。この周波数差検出器４は、発振器１（図１）からのクロックがカウンタ１５、ダウンカウンタ２０及びフリップフロップ回路２２に与えられている。カウンタ１５のリセット端子には、立ち上がり回路１７により検出された、センサＳからの検出パルスの立ち上がり信号が、遅延回路１８を介して与えられている。
カウンタ１５のクロック計数値は、レジスタ１６に与えられ、レジスタ１６のラッチ信号として、立ち上がり回路１７から立ち上がり信号が与えられている。レジスタ１６がラッチした計数値は演算器１９に与えられる。演算器１９は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器２の分周比）から、レジスタ１６がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
【００４５】
一方、分周器２（図１）からの基準パルスが、２分周器１３により２分周され、立ち上がり回路１４と立ち下がり回路１４ａとに与えられている。立ち上がり回路１４が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ２０のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロップ回路２２のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路２１とに与えられている。立ち下がり回路１４ａが出力する立ち下がり信号は、周波数差検出器４のリセット信号として使用される。
【００４６】
演算器１９の演算結果は、ダウンカウンタ２０に与えられ、ダウンカウンタ２０が０を計数した時の０信号が、フリップフロップ回路２２のリセット端子Ｒに与えられている。フリップフロップ回路２２のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ２０のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート２４，２５それぞれの一方の入力端子とに与えられている。
【００４７】
演算器１９の演算結果の正／負を示す信号がラッチ回路２１に与えられており、ラッチ回路２１の出力は、ＡＮＤゲート２５の他方の入力端子と、インバータ２３を介してＡＮＤゲート２４の他方の入力端子とに与えられている。
ＡＮＤゲート２４からは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）が出力され、ＡＮＤゲート２５からは、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力される。
【００４８】
以下に、このような構成の周波数差検出器４の動作を、その動作を示す図７のタイミングチャートに基づき説明する。
カウンタ１５は、検出パルス（ｃ）の立ち上がりにより、リセットされクロックの計数を開始する（ｄ）。この計数値は、次の検出パルスの立ち上がりにより、レジスタ１６にラッチされ、演算器１９に与えられる。
演算器１９は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６から、レジスタ１６がラッチした計数値を差し引き、その演算結果の正／負を示す信号をラッチ回路２１に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ２０に与える。
【００４９】
一方、基準パルス（ｂ）が２分周器１３により２分周された２分周パルス（ａ）の立ち上がりにより、ダウンカウンタ２０がプリセットされ、フリップフロップ回路２２がセットされ、ラッチ回路２１がラッチする。
ラッチ回路２１は、ラッチすると、その時点で入力されていた、正／負を示す信号を出力し続ける。つまり、ラッチ回路２１は、検出パルス１周期が基準パルス１周期より短いときは、正を示す信号を出力し続け、検出パルス１周期が基準パルス１周期より長いときは、負を示す信号を出力し続ける。
【００５０】
フリップフロップ回路２２は、セットされると、ダウンカウンタ２０にカウントイネーブル信号を与え続ける。
ダウンカウンタ２０は、上述した演算結果の絶対値をプリセットし、カウントイネーブル信号を与えられている間、プリセットした値からカウントダウンする。カウントダウン値が０に達すると、フリップフロップ回路２２がリセットされ、カウントイネーブル信号が出力されなくなる。つまり、ダウンカウンタ２０が、カウントダウンしている間、カウントイネーブル信号は出力される。
【００５１】
ラッチ回路２１が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート２４，２５に互いに反転して与えられ、何れかオンである方が、上述したカウントイネーブル信号を出力する。
これにより、ＡＮＤゲート２４は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）を出力する。ＡＮＤゲート２５は、正／負を示す信号が正のときに、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）を出力する。
この周波数差検出器４は、立ち下がり回路１４ａが出力する立ち下がり信号によりリセットされ、上述した動作は、基準パルスが２分周されたパルスの１周期毎に行われる。
【００５２】
以上に述べたような構成の第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法は、周波数差検出器４（周波数差検出手段）が、センサＳが出力する検出パルスと基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出器３（位相差検出手段）が、検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。そして、回転速度増減手段であるチャージポンプ回路５、ローパスフィルタ６及びＰＷＭ回路７により、その周波数差とその位相差とに基づいて、直流電動モータ９の回転速度を増減する。
【００５３】
図８は、本発明の第２、７発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。回転体（図示せず）を駆動する直流電動モータ９の回転運動は、ギヤが使用されていないトラクション減速機８を介して、回転体の回転軸１０に減速して伝達されており、この回転制御装置は、回転体の回転軸１０に取り付けられたロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ（スケール）が回転することにより、センサホイールＳＷの縁辺に取り付けられた２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 が出力した検出パルスが、速度平均化器２７に与えられている。
【００５４】
速度平均化器２７が求めた回転体の回転速度は、分周された検出パルスとして周波数差検出器２９及び位相差検出器２８に与えられる。
周波数差検出器２９及び位相差検出器２８には、また、基準パルスが与えられ、周波数差検出器２９にはクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器２６により分周したパルスである。分周器２６は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに速度平均化器２７が出力する分周された検出パルスに同期させるべく、例えば１／８１９２にクロックを分周する。
速度平均化器２７には、発振器１が出力するクロックが与えられている。
【００５５】
周波数差検出器２９は、速度平均化器２７が出力した分周された検出パルス列と基準パルス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号を出力増減手段であるチャージポンプ回路５に与える。
【００５６】
位相差検出器２８は、速度平均化器２７が出力した分周された検出パルス列と基準パルスとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号をチャージポンプ回路５に与える。
チャージポンプ回路５は、周波数差検出器２９及び位相差検出器２８それぞれからの入力信号に応じた電圧信号を出力し、ローパスフィルタ６を介してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路７に与える。ＰＷＭ回路７は、与えられた電圧信号に応じて、出力するパルス列のパルス幅を拡縮することにより、直流電動モータ９に流す電流を増減して、回転速度（出力）を増減制御する。チャージポンプ回路５及びローパスフィルタ６の構成は、上述した図４のチャージポンプ回路５と同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
図９は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ及び２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 とトラクション減速機８と直流電動モータ９との構成を示した側面図である。直流電動モータ９の回転運動は、隣接するトラクション減速機８により減速され、トラクション減速機８の出力側の回転軸と同心に取り付けられた、回転体の回転軸１０に伝達される。回転軸１０にはセンサホイールＳＷが、それぞれの回転中心が同心になるように取り付けられている。
２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに、速度平均化器２７が出力する分周された検出パルスが基準パルスに同期するように、センサホイールＳＷの縁辺の対向する位置にその縁辺を挟む形態で取り付けられている。
【００５８】
図１０は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷの形態を示した正面図である。センサホイールＳＷには、その周方向に沿って多数のスリット１１が、所定のピッチｐを保って形成されている。光検出器であるセンサＳ1 ，Ｓ2 は、このスリットの列を挟む位置に設けられた光源からの、スリット列で断続された光を受光した時にそれぞれ検出パルスを出力する。
【００５９】
図１１は、センサホイールＳＷが偏心せずに、回転軸１０に取り付けられた場合の、センサＳ1 ，Ｓ2 のそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。（ａ）に示すセンサホイールＳＷが回転したときに、１°ｄｅｇ毎にセンサＳ1 ，Ｓ2 がそれぞれ検出するパルス数Ｎ1 ，Ｎ2 は等しく、（ｂ）に示すように、０〜３６０°ｄｅｇの各角度（頂点を０°ｄｅｇとする）におけるパルス数Ｎ1 ，Ｎ2 の積算値を表示したグラフは直線を描く。
【００６０】
ところが、図１２（ａ）に強調して示すように、センサホイールＳＷのスリット１１の列による円の半径をｒ、センサホイールＳＷの中心Ｂが回転軸１０の中心Ａから長さｘ偏心して、回転軸１０の中心Ａから、スリット１１の列により形成される円上の任意の１点迄の長さＲ、センサホイールＳＷの中心Ｂにおける０°ｄｅｇから点Ｄ迄の角度β（正負は問わない）、回転軸１０の中心Ａにおける０°ｄｅｇから点Ｄ迄の角度α（同）とすると、関係式Ｒ・ｓｉｎα＝ｒ・ｓｉｎβ、ｘ＝Ｒ・ｃｏｓα−ｒ・ｃｏｓβとなり、これからＲを消去すると、ｔａｎα＝ｓｉｎβ／（ｘ／ｒ＋ｃｏｓβ）となる。
【００６１】
図１２（ｂ）は、縦軸−横軸にα−βを取って、α，βを０〜３６０°ｄｅｇ変化させた場合に、ｔａｎα＝ｓｉｎβ／（ｘ／ｒ＋ｃｏｓβ）が、ｘ／ｒ＝０．１，０．２のときに描くグラフである。つまり、偏心の割合がｘ／ｒのときに、回転軸１０の中心Ａが角度α回転するのに対して、センサホイールＳＷの中心Ｂが角度β回転することを示している。
【００６２】
ここで、偏心の割合ｘ／ｒ＝０のときは、グラフは直線になる筈であるが、ｘ／ｒが大きくなる程、０〜１８０°ｄｅｇの間は、角度βが角度αより大きくなり、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は、角度βが角度αより小さくなることが分かる。
つまり、０°ｄｅｇ方向に偏心している場合、０〜１８０°ｄｅｇの間は、検出角速度が真の角速度より大きくなり、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は、検出角速度が真の角速度より小さくなることが分かる。
【００６３】
図１３は、図１１，１２で説明したことを、センサホイールＳＷ及び２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 に当てはめて説明するための説明図である。（ａ）に示すように、センサホイールＳＷが０°ｄｅｇ方向に偏心している場合、センサホイールＳＷの頂点（０°ｄｅｇ）に取り付けられたセンサＳ1 は、角度βに相当するパルスを検出するから、０〜１８０°ｄｅｇの間は、真の角速度を示すパルス数より多いパルス数を検出し、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は、真の角速度を示すパルス数より少ないパルス数を検出する。従って、その積算値は、（ｂ）に示すように、縦軸−横軸に積算パルス数（積算値）−回転角度を取ると、０〜１８０°ｄｅｇの間は真の積算値を上回り、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は真の積算値を下回る。
【００６４】
一方、センサホイールＳＷの底点（１８０°ｄｅｇ）に取り付けられたセンサＳ2 は、センサＳ1 とは逆になるから、その検出パルスの積算値は、（ｂ）に示すように、０〜１８０°ｄｅｇの間は真の積算値を下回り、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は真の積算値を上回る。
センサＳ1 の検出パルスの積算値が真の積算値を上（下）回る値と、センサＳ2 の検出パルスの積算値が真の積算値を下（上）回る値とは、それらの位置の対称性から略等しいと考えられるから、真の積算値は、センサＳ1 の積算値とセンサＳ2 の積算値との略中間値（平均値）であると考えられる。
【００６５】
図１４は、この関係を単位角度当たりの計数値で示したグラフであり、例えばセンサホイールＳＷが１秒間に１回転する場合、縦軸−横軸にパルス数（計数値）−回転角度を取ると、単位回転角度当たりのセンサＳ1 の検出パルスの計数値Ｎ1 とセンサＳ2 の検出パルスの計数値Ｎ2 との平均値は、横軸に平行な直線となり、単位回転角度当たりの真の計数値であると推定されることを示している。従って、センサＳ1 の検出パルスの計数値とセンサＳ2 の検出パルスの計数値を平均することにより、偏心の影響を打ち消して、略真の回転速度を演算することが可能である。
【００６６】
図１５は、速度平均化器２７の構成例を示すブロック図である。この速度平均化器２７は、クロックが２分周器３０と、ＮＯＲゲート３１，３３それぞれの一方の入力端子とに与えられる。２分周器３０により２分周されたクロックパルスは、ＮＯＲゲート３１の他方の入力端子と、インバータ３２を介して、ＮＯＲゲート３３の他方の入力端子とに与えられる。
【００６７】
ＮＯＲゲート３１，３３それぞれの出力端子は、同期微分手段３４，３５（サンプリング手段）に接続されている。同期微分手段３４，３５には、センサＳ1 及びセンサＳ2 の検出パルスがそれぞれ与えられる。同期微分手段３４，３５の各出力は、ＯＲゲート３６（合成手段）に与えられ、ＯＲゲート３６の出力は、分周器３７（分周手段）に与えられ、分周器３７により分周されたパルス列は速度検出パルスとして出力される。
【００６８】
以下に、このような構成の速度平均化器２７の動作を、その動作を示す図１６，１７のタイミングチャートに基づいて説明する。
速度平均化器２７は、クロック（図１６（ａ））が２分周器３０と、ＮＯＲゲート３１，３３それぞれの一方の入力端子とに与えられる。２分周器３０により２分周されたクロック（ｂ）は、ＮＯＲゲート３１の他方の入力端子（ｂ）と、インバータ３２を介して、ＮＯＲゲート３３の他方の入力端子（ｃ）とに与えられ、これにより、ＮＯＲゲート３１，３３は、クロックが１／２に分周され、互いに逆位相の、パルス幅がクロックと同じパルス列（ｄ，ｅ）を、それぞれ、同期微分手段３４，３５に与える。
【００６９】
同期微分手段３４，３５には、センサＳ1 及びセンサＳ2 の検出パルス（クロックが１／４０９６に分周されたパルス列に同期可能）（ｆ，ｇ）がそれぞれ与えられ、同期微分手段３４，３５は、検出パルスより十分高い周波数の互いに逆位相のパルス列（ｄ，ｅ）により、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス（ｆ，ｇ）毎について、それぞれ１つ宛サンプリングする（ｈ，ｉ）。
同期微分手段３４，３５により、それぞれ、サンプリングされた各パルス列は、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス列の計数値であり、また、互いに重ならない。そのため、サンプリングされた各パルス列をＯＲゲート３６で合成しても（ｊ）、重なるところが無く、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス列の計数値の合計値となり、それらの平均値の２倍である。つまり、それらの平均値に比例するものである。
【００７０】
従って、この合成したパルス列（図１６（ｊ）＝図１７（ａ））が、分周器３７により、例えば１／４に分周され、デューティファクタを略５０％にされた速度検出パルス列（図１７（ｂ））となっており、その位相及び周波数は、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス列の位相及び周波数をそれぞれ平均したものと見做すことができる。分周器３７により１／４に分周され、デューティファクタを略５０％にされた速度検出パルス列は、周波数差検出器２９及び位相差検出器２８に与えられる。周波数差検出器２９及び位相差検出器２８の構成及び動作は、上述した第１，７発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法の実施の形態の周波数差検出器４及び位相差検出器３の構成及び動作と、基準パルスの周波数が異なる他は同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
以上に述べたような構成の第２、７発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法は、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力する検出パルスに基づき、速度平均化器２７（速度平均化手段）が回転体の回転速度を求め、回転速度に応じた速度検出パルスを出力する。周波数差検出器２９（周波数差検出手段）は、この速度平均化器２７が出力した速度検出パルスと基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出器２８（位相差検出手段）は、速度検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。そして、回転速度増減手段であるチャージポンプ回路５、ローパスフィルタ６及びＰＷＭ回路７により、その周波数差とその位相差とに基づいて、直流電動モータ９の回転速度を増減する。
【００７２】
図１８は、本発明の第３〜７発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。この回転制御装置及び回転制御方法は、上述した第２発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法の速度平均化器２７を省略すべく考案されたものである。回転体（図示せず）を駆動する直流電動モータ９の回転運動は、ギヤが使用されていないトラクション減速機８を介して、回転体の回転軸１０に減速して伝達されており、この回転制御装置は、回転体の回転軸１０に取り付けられたロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ（スケール）が回転することにより、センサホイールＳＷの縁辺に取り付けられた２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 が出力した検出パルスが、周波数差検出器３９及び位相差検出器３８に与えられる。
【００７３】
周波数差検出器３９及び位相差検出器３８には、また、基準パルス及びクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器２により分周したパルスである。分周器２は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力した検出パルスに同期させるべく、例えば１／４０９６にクロックを分周する。
【００７４】
周波数差検出器３９は、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力した各検出パルス列と基準パルス列との平均化された周波数差を、各検出パルス列の平均化のための演算を行わないで、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号を出力増減手段であるチャージポンプ回路５に与える。
位相差検出器３８は、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力した各検出パルス列と基準パルスとの平均化された位相差を、各検出パルス列の平均化のための演算を行わないで検出し、その位相差に応じた信号をチャージポンプ回路５に与える。
【００７５】
チャージポンプ回路５は、周波数差検出器３９及び位相差検出器３８それぞれからの入力信号に応じた電圧信号を出力し、ローパスフィルタ６を介してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路７に与える。ＰＷＭ回路７は、与えられた電圧信号に応じて、出力するパルス列のパルス幅を拡縮することにより、直流電動モータ９に流す電流を増減して、回転速度（出力）を増減制御する。チャージポンプ回路５及びローパスフィルタ６の構成は、上述した図４のチャージポンプ回路５と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ及び２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 とトラクション減速機８と直流電動モータ９との構成は、上述した図９のそれらの構成と同様であるので、説明を省略する。
ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷの形態は、上述した図１０のセンサホイールＳＷの形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
図１９は、位相差検出器３８の構成例を示したブロック図である。この位相差検出器３８は、発振器１（図１８）からのクロックがカウンタ４０（計時手段）に与えられ、分周器２からの基準パルスがステートマシン４１（第２状態検出手段）に与えられている。
ステートマシン４１には、センサＳ1 ，Ｓ2 からの各検出パルスが与えられ、ステートマシン４１からカウンタ４０には、カウントイネーブル信号、リセット信号及びカウントアップ／カウントダウンの指示信号が与えられる。カウンタ４０からステートマシン４１には、カウントダウン時の０通知信号が与えられる。
ステートマシン４１からは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）と、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）とが出力される。
直流電動モータ９の回転速度を増速または減速させるための半分の信号は、ステートマシン４１内のチョッパーにより、出力指令を半減する。
【００７８】
このような構成の位相差検出器３８の動作を、その動作を示すタイミングチャート、図２０〜２３に基づいて説明する。
図２０は、ステートマシン４１が、検出パルスの一方が最初に入力し（ｂ）、次に他方が入力した（ｃ）状態を検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
ステートマシン４１は、センサＳ1 ，Ｓ2 からの各検出パルスの何れか一方（この例ではセンサＳ1 からの検出パルス）が最初に入力した時（ｂ）、カウンタ４０にカウントアップ信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントアップを開始する（ｈ）。
【００７９】
次にセンサＳ2 からの検出パルスが入力した時（ｃ）、ステートマシン４１は、カウンタ４０にカウントアップ信号とカウントイネーブル信号とを与えるのを停止する。検出パルスの両方が重なっている状態（ｂ，ｃ）は、平均化された検出パルスが確実に進んでいる状態であり、ステートマシン４１は、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号（減速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
次に，基準パルスが入力した時（ａ）、ステートマシン４１は、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号の出力を停止し、カウンタ４０にカウントダウン信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントダウンを開始する（ｈ）。ステートマシン４１は、カウンタ４０がカウントダウンし０に達するまで（ｈ）、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき半分の信号（減速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する（ｆ）。
【００８０】
この場合、両検出パルスのエッジの中間時点がシミュレートされる真のエッジであるから、（ｄ）に示すように、その時点から直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号を出力すべきであるが、その時点では、基準パルス及びセンサＳ2 からの検出パルスの何れが先に入力するかは不明であるので出力できない。
ここで、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号（ｄ）は、低減すべき半分の信号を、低減すべき信号の２倍時間出力する信号（ｅ）と、また、低減すべき信号の出力時点を遅延させた信号（ｇ）と、それぞれ直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられるから、出力時点を遅延させ、低減すべき信号の２倍時間出力する低減すべき半分の信号（ｆ）を出力させる。
【００８１】
図２１は、ステートマシン４１が、基準パルス（ａ）が最初に入力した状態を検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
ステートマシン４１は、基準パルス（ａ）が入力した時、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号（増速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）の出力を開始し、検出パルスの一方（この例ではセンサＳ1 からの検出パルス）が入力した時（ｂ）、その信号の出力を停止し、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号（増速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）の出力を開始する（ｅ）。
ステートマシン４１は、検出パルスの他方が入力した時（ｃ）、その増加すべき半分の信号の出力を停止する（ｅ）。
【００８２】
この場合、（ｄ）に示すように、両検出パルスのエッジの中間時点がシミュレートされる真のエッジであるから、その時点迄、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号を出力すべきであるが、センサＳ2 からの検出パルスが入力する迄、中間時点は確定できない。
そこで、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号は、増加すべき半分の信号を、増加すべき信号の２倍時間出力する信号と直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられるから、センサＳ2 からの検出パルスが入力する迄、増加すべき信号の２倍時間出力する増加すべき半分の信号（ｅ）を出力させる。
【００８３】
図２２，２３は、ステートマシン４１が、検出パルスの一方が最初に入力し（ｂ）、次に基準パルスが入力した（ａ）状態を検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
ステートマシン４１は、検出パルスの一方（この例ではセンサＳ1 からの検出パルス）が最初に入力した時（ｂ）、カウンタ４０にカウントアップ信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントアップを開始する（図２２（ｇ），図２３（ｆ））。
【００８４】
次に、基準パルスが入力した時（ａ）、ステートマシン４１は、カウンタ４０にカウントダウン信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントダウンを開始する（図２２（ｇ），図２３（ｆ））。
ステートマシン４１は、次にセンサＳ2 からの検出パルスが入力した時（ｃ）、カウンタ４０がカウントダウンを終了していないとき（図２２（ｇ））は、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき半分の信号の出力を開始する（ｆ）。ステートマシン４１は、カウンタ４０がカウントダウンし０に達するまで（ｇ）、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき半分の信号を出力する（ｆ）。
【００８５】
この場合、（ｄ）に示すように、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスのエッジの中間時点から基準パルスが入力する迄（ａ）、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号を出力すべきであるが、その時点では、基準パルス及びセンサＳ2 からの検出パルスの何れが先に入力するかは不明であるので出力できない。
ここで、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号（ｄ）は、低減すべき半分の信号を、低減すべき信号の２倍時間出力する信号（ｆ）と、また、低減すべき信号の出力時点を遅延させた信号（ｅ）と、それぞれ直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられるから、出力時点を遅延させ、低減すべき信号の２倍時間出力する低減すべき半分の信号（ｆ）を出力させる。
【００８６】
ステートマシン４１は、検出パルスの他方が入力していないとき（ｃ）に、カウンタ４０がカウントダウンを終了した時（図２３（ｆ））、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号の出力を開始する（ｅ）。ステートマシン４１は、センサＳ2 からの検出パルスが入力するまで（ｃ）、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する（ｅ）。
【００８７】
この場合、（ｄ）に示すように、基準パルスが入力してから（ａ）、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスのエッジの中間時点迄（ｃ）、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号を出力すべきであるが、センサＳ2 からの検出パルスが入力する迄、中間時点は確定できない。
ここで、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号（ｄ）は、増加すべき半分の信号を、増加すべき信号の２倍時間出力する信号（ｅ）と、また、増加すべき信号の出力時点を遅延させた信号と、それぞれ直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられる。
そのため、基準パルスが入力してから（ａ）両検出パルスのエッジの中間時点迄（ｃ）の２倍の時間、つまり、カウンタ４０がカウントダウンを終了してから、センサＳ2 からの検出パルスが入力するまで（ｃ）、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する（ｅ）。
【００８８】
図２４は、上述したような位相差検出器３８のステートマシン４１の状態遷移図である。ステートマシン４１は、検出パルス及び基準パルスがＬレベル（入力されない）のときは、状態０に留まっている。状態０で検出パルスの何れかがＨレベル（入力される）になると状態１に遷移し、カウンタ４０にカウントアップさせる。
状態１で基準パルスがＨレベルになると、状態２に遷移し、カウンタ４０をカウントダウンさせる。
状態１で両検出パルスがＨレベルになると、状態７に遷移し、低減すべき信号（減速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
【００８９】
状態２で両検出パルスがＨレベルになると、状態３に遷移し、低減すべき半分の信号（減速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
状態２でカウンタ４０が０に達すると、状態５に遷移し、増加すべき半分の信号（増速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
【００９０】
状態３でカウンタ４０が０に達すると、状態４に遷移する。
状態５で両検出パルスがＨレベルになると、状態６に遷移する。
状態７で基準パルスがＨレベルになると、状態８に遷移し、低減すべき半分の信号を出力する。
状態８でカウンタ４０が０に達すると、状態９に遷移する。
【００９１】
状態０で基準パルスがＨレベルになると、状態Ａに遷移し、増加すべき信号（増速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
状態Ａで検出パルスの何れかがＨレベルになると、状態Ｂに遷移し、増加すべき半分の信号を出力する。
状態Ｂで両検出パルスがＨレベルになると、状態Ｃに遷移する。
状態４，６，９，Ｃの何れかで、基準パルスが立ち下がれば、カウンタ４０をリセットし、状態０に戻る。
【００９２】
図２５は、周波数差検出器３９の構成例を示すブロック図である。この周波数差検出器３９は、センサＳ1 からの検出パルスが与えられる１０系ステートマシン４７の出力と、センサＳ2 からの検出パルスが与えられる２０系ステートマシン４８の出力とが、論理回路４９に与えられる。
発振器１（図１８）からのクロックが２分周器４５、カウンタ５０、ダウンカウンタ５３及びフリップフロップ回路５４に与えられている。
【００９３】
カウンタ５０のクロック計数値は、レジスタ５１に与えられ、レジスタ５１のラッチ信号として、論理回路４９から信号が与えられている。また、この信号は、短時間の遅延回路１００を介してカウンタリセット入力でカウンタ５０をリセットする。レジスタ５１がラッチした計数値は演算器５２に与えられる。演算器５２は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器２の分周比）から、レジスタ５１がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
カウンタ５０のイネーブル端子ＣＥはスイッチ回路４６に接続され、論理回路４９から与えられる信号により、スイッチ回路４６は、イネーブル端子ＣＥへの接続を５Ｖ電源又は２分周器４５に切り換える。
【００９４】
一方、分周器２（図１）からの基準パルスが、２分周器４２により２分周され、立ち上がり回路４３と立ち下がり回路４４とに与えられている。立ち上がり回路４３が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ５３のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロップ回路５４のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路５５とに与えられている。立ち下がり回路４４が出力する立ち下がり信号は、周波数差検出器３９のリセット信号として使用される。
【００９５】
演算器５２の演算結果は、ダウンカウンタ５３に与えられ、ダウンカウンタ５３が０を計数した時の０信号が、フリップフロップ回路５４のリセット端子Ｒに与えられている。フリップフロップ回路５４のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ５３のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート５７，５８それぞれの一方の入力端子とに与えられている。
【００９６】
周波数差検出器３９は、センサＳ1 からの検出パルスが与えられる１０系ステートマシン４７の出力と、センサＳ2 からの検出パルスが与えられる２０系ステートマシン４８の出力とが、論理回路４９に与えられる。
ＡＮＤゲート５７からは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）が出力され、ＡＮＤゲート５８からは、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力される。
【００９７】
以下に、このような構成の周波数差検出器３９の動作を、その動作を示す図２６のタイミングチャート及び図２７の１０系ステートマシン４７、２０系ステートマシン４８の状態遷移図に基づき説明する。
図２７（ａ）は、１０系ステートマシン４７の状態遷移図であり、１０系ステートマシン４７は、センサＳ1 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態００から状態１０になり、次のセンサＳ1 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態１１になり、状態１１のときに基準パルスの２分周パルスの立ち下がりにより、状態００に戻る。つまり、図２６（ａ）において、センサＳ1 からの検出パルスが立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間、状態１０である。
【００９８】
図２７（ｂ）は、２０系ステートマシン４８の状態遷移図であり、２０系ステートマシン４８は、センサＳ2 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態００から状態２０になり、次のセンサＳ2 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態２１になり、状態２１のときに基準パルスの２分周パルスの立ち下がりにより、状態００に戻る。つまり、図２６（ｂ）において、センサＳ2 からの検出パルスが立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間、状態２０である。
【００９９】
論理回路４９は、１０系ステートマシン４７と２０系ステートマシン４８から状態１０かつ状態２０である信号が入力されたとき、スイッチ回路４６に５Ｖ電源へ切り換えるべき信号を与え、状態１０又は状態２０の信号が入力されたとき、又は状態１１又は状態２１の信号が入力されたとき、スイッチ回路４６に２分周器４５へ切り換えるべき信号を与える。
これにより、カウンタ５０は、図２６（ｃ）において、両検出パルスの各１周期が重なるときは、クロックを計数し、両検出パルスの各１周期が重ならず、何れかがその周期（状態１０，２０）のとき、クロックの１／２を計数するので、両検出パルスの平均周期（シミュレートされる真の周期）に応じたクロック数を計数できる。
論理回路４９は、状態１１と状態２１の信号が入力されたとき、レジスタ５１にラッチ信号を与える。
【０１００】
カウンタ５０は、２分周器４５又は５Ｖ電源からのイネーブル信号に応じて、クロックを計数する。この計数値は、次の両検出パルスの立ち上がり時点、すなわち、１０系ステートマシン４７が１１の状態となり、かつ、２０系ステートマシン４８が２１の状態となった時点で、レジスタ５１にラッチされ、演算器５２に与えられて、ほどなく遅延回路１００を介してリセットされる。
演算器５２は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６から、レジスタ５１がラッチした計数値を差し引き、その演算結果の正／負を示す信号をラッチ回路５５に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ５３に与える。
【０１０１】
一方、基準パルスが２分周器４２により２分周された２分周パルスの立ち上がりにより、ダウンカウンタ５３がプリセットされ、フリップフロップ回路５４がセットされ、ラッチ回路５５がラッチする。
ラッチ回路５５は、ラッチすると、その時点で入力されていた、正／負を示す信号を出力し続ける。つまり、ラッチ回路５５は、平均化された検出パルス１周期が基準パルス１周期より短いときは、正を示す信号を出力し続け、検出パルス１周期が基準パルス１周期より長いときは、負を示す信号を出力し続ける。
【０１０２】
フリップフロップ回路５４は、セットされると、ダウンカウンタ５３にカウントイネーブル信号を与え続ける。
ダウンカウンタ５３は、上述した演算結果の絶対値をプリセットし、カウントイネーブル信号を与えられている間、プリセットした値をカウントダウンする。カウントダウン値が０に達すると、フリップフロップ回路５４がリセットされ、カウントイネーブル信号が出力されなくなる。つまり、ダウンカウンタ５３が、カウントダウンしている間、カウントイネーブル信号は出力される。
【０１０３】
ラッチ回路５５が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート５７，５８に互いに反転して与えられ、何れかオンである方が、上述したカウントイネーブル信号を出力する。
これにより、ＡＮＤゲート５７は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）を出力する。ＡＮＤゲート５８は、正／負を示す信号が正のときに、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）を出力する。
この周波数差検出器３９は、立ち下がり回路４４が出力する立ち下がり信号によりリセットされ、上述した動作は、基準パルスが２分周されたパルスの１周期毎に行われる。
【０１０４】
以上に述べたような構成の第３〜７発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法は、周波数差検出器３９が、２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 がそれぞれ出力する検出パルス列の周波数と基準パルス列の周波数との差を検出し、位相差検出器３８が、２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 が出力する検出パルス列の平均位相と基準パルスの位相との差を検出する。そして、回転速度増減手段であるチャージポンプ回路５、ローパスフィルタ６及びＰＷＭ回路７により、その周波数差とその位相差とに基づいて、直流電動モータ９の回転速度を増減する。なお、前述の実施の形態においては伝達手段としてトラクション減速機を使用したが、これに代えてウォームホイル及びウォームギヤからなるウォーム減速機を用いてもよく同効を奏する。
【０１０５】
【発明の効果】
第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法によれば、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、減速比が固定していないトラクション減速機を使用した場合でも、回転体の回転速度をフィードバック信号として使用しているので、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法によれば、伝達手段にバックラッシュのないトラクション減速機を備えるとともに、マイナーループを構成しないＤＣモータを備え、周波数差検出手段が検出した周波数差と位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備えているので、感光体の回転速度を精度よく制御できるとともに、トラクション減速機における動力伝達部の滑りも低減でき、大きく重いフライホーイルを必要とすることなく、角速度変動の少ない速度制御が可能となる。そして、画像形成装置において、品質の優れた画像を得ることができる。
【０１０６】
第２発明に係る回転制御装置及び第１２発明に係る回転制御方法によれば、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる。また、第２発明に係る回転制御装置及び第１２発明に係る回転制御方法によれば、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号に基づいて速度制御が実施でき、感光体の１回転周期の速度変動を低減できる。そして、この結果、画像形成装置において、感光体による高精度の静電潜像を形成でき、各画像品質を向上させることができる。
【０１０７】
第３〜６発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法によれば、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を、より単純な構成でより安価に実現することができる。
【０１０８】
第７発明に係る回転制御装置によれば、トラクション減速機を使用しているので、伝導部に介在する潤滑油のダンパー効果により、ギヤ減速機その他の伝達手段に起因する角速度変動が解消される。第８発明に係る回転制御装置によれば、ウォーム減速機を使用しているので回転角速度変動が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ロータリエンコーダのセンサホイール及びセンサとトラクション減速機と直流電動モータとの構成を示した側面図である。
【図３】ロータリエンコーダのセンサホイールの形態を示した正面図である。
【図４】チャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
【図５】位相差検出器の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】周波数差検出器の構成を示すブロック図である。
【図７】周波数差検出器の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２、７発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図９】ロータリエンコーダのセンサホイール及びセンサとトラクション減速機と直流電動モータとの構成を示した側面図である。
【図１０】ロータリエンコーダのセンサホイールの形態を示した正面図である。
【図１１】センサホイールが偏心していない場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１２】センサホイールが偏心している場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１３】センサホイールが偏心している場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１４】センサホイールが偏心している場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１５】速度平均化器の構成を示すブロック図である。
【図１６】速度平均化器の動作を示すタイミングチャートである。
【図１７】速度平均化器の動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第３〜７発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１９】位相差検出器の構成を示したブロック図である。
【図２０】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２１】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２２】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２３】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２４】ステートマシンの状態遷移図である。
【図２５】周波数差検出器の構成を示すブロック図である。
【図２６】周波数差検出器の動作を示すタイミングチャートである。
【図２７】１０系ステートマシン、２０系ステートマシンの状態遷移図である。
【図２８】従来の回転制御装置の構成例を示すブロック図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機の感光ドラムを駆動する電動モータの回転制御に使用され、特に、高精度回転が必要なディジタル複写機の感光ドラムを駆動する電動モータに使用される回転制御装置及び回転制御方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、従来の複写機の感光ドラムを駆動する電動モータの回転制御に使用される回転制御装置の構成例を示すブロック図である。複写機の感光ドラムである回転体７６を駆動する直流電動モータ９の回転運動は、ギヤ機構で構成される減速機７５を介して、回転体７６の回転軸７７に減速して伝達されており、この回転制御装置は、直流電動モータ９の回転軸に取り付けられた回転速度センサ７４（ロータリエンコーダ）の検出パルスが、周波数差検出器７２と位相差検出器７１とに与えられている。
【０００３】
周波数差検出器７２及び位相差検出器７１には、また、基準パルスが与えられ、周波数差検出器７２にはクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器７０により分周したパルスである。分周器７０は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに回転速度センサ７４が出力する検出パルスに同期させるべく、クロックを分周する。
周波数差検出器７２は、回転速度センサ７４の検出パルス列と基準パルス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号をトルク可変手段７３に与える。
【０００４】
位相差検出器７１は、検出パルスと基準パルスとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号をトルク可変手段７３に与える。
トルク可変手段７３は、周波数差検出器７２及び位相差検出器７１から与えられたそれぞれの信号に基づいて、直流電動モータ９に流す電流を増減し、その回転トルクを増減する。これにより、この回転制御装置は、直流電動モータ９に、基準パルスに同期した回転速度を与え、回転体７６が所定の回転速度で回転するように作動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにギヤ機構で構成される減速機７５を使用する場合、ギヤの噛み合いにより生じる角速度変動が、回転体７６の回転速度変動を生じさせ、回転体７６が複写機の感光ドラムである場合には、コピー紙面上におけるにじみ及びギヤマーク（上述した角速度変動の影響で生じる縞模様）の原因となっており、回転速度センサ７４の検出パルスにより、直流電動モータ９の回転速度の精度を上げても、回転体７６の回転速度の精度はよくならない問題があった。
この問題を解決するものとして、回転体７６にフライホイールを取り付け、その慣性力により、回転体７６の回転速度変動を吸収する回転制御装置があるが、装置が大型化し、また、重くなる問題がある。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１発明では、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる回転制御装置を提供することを目的とする。第２発明では、第１発明で使用するロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる回転制御装置を提供することを目的とする。第３〜６発明では、第２発明で実現したことを、より単純な構成で、より安価に達成することができる回転制御装置を提供することを目的とする。第７発明では、伝達手段には、潤滑油を介した転がり摩擦伝導のトラクション減速機を使用して、ギヤ減速機その他の伝達手段に起因する角速度変動が解消される回転制御装置を提供することを目的とする。第８発明では、伝達手段としてウォームホイル及びウォームギヤからなるウォーム減速機を使用して、同じく角速度変動が解消される回転制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
第９発明では、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる回転制御方法を提供することを目的とする。第１０発明では、第９発明で使用するロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる回転制御方法を提供することを目的とする。第１１〜１３発明では、第１０発明で実現したことを、より単純な構成で、より安価に達成することができる回転制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る回転制御装置は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される感光体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する画像形成装置の回転制御装置において、前記回転駆動源としてモータ単体で速度のマイナーループを構成しない直流電動モータを備えると共に、前記伝達手段としてトラクション減速機を備え、前記トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダと、該ロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差検出手段と、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備えることを特徴とする。本発明の回転制御装置は、回転駆動源としてモータ単体で速度のマイナーループを構成しない直流電動モータを備えると共に、伝達手段としてトラクション減速機を備え、トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダを介して、検出した周波数差と位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減するように構成されているので、感光体の回転速度と位相を精度よく制御できるとともに、トラクション減速機における動力伝達部の滑りも低減でき、大きく重いフライホーイルを必要とすることなく、角速度変動の少ない速度制御が可能となる。そして、画像形成装置において、品質の優れた画像を得ることができる。また、感光体を複数内蔵するカラー画像形成装置において、フライホイールを必要とせず、小形化、軽量化が容易になる。
【０００９】
第２発明に係る回転制御装置は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御装置において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有し、前記回転体の回転速度を検出するために設けられたロータリエンコーダと、前記２つのセンサが出力する検出パルス列に基づき、前記回転体の平均回転速度を求め、該平均回転速度に応じた速度検出パルス列を出力する速度平均化手段と、該速度平均化手段が出力した速度検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差検出手段と、前記速度検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備え、前記速度平均化手段は、前記基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列が入力され、前記２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく前記クロックパルスにより１つ宛サンプリングするサンプリング手段と、該サンプリング手段の出力を所定の分周比に分周する分周手段とを有し、該分周手段が出力したパルス列を前記速度検出パルス列とすることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る回転制御装置では、基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダが、回転体の回転速度を検出する。そして、速度平均化手段が、２つのセンサが出力する検出パルス列に基づき、回転体の平均回転速度を求め、平均回転速度に応じた速度検出パルス列を出力する。周波数差検出手段は、この速度平均化手段が出力した速度検出パルス列と基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出手段は、速度検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。回転速度増減手段は、これらの周波数差と位相差とに基づいて、回転駆動源の回転速度を増減する。
【００１１】
これにより、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。
また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる。
【００１２】
また、第２発明に係る回転制御装置は、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号に基づいて速度制御が実施でき、感光体の１回転周期の速度変動を低減できる。そして、この結果、画像形成装置において、感光体上に、感光体１回転周期の描画むらが低減された高精度の静電潜像を形成でき、画像品質を向上させることができる。
【００１３】
第３発明に係る回転制御装置は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御装置において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有し、前記回転体の回転速度を検出するために設けられたロータリエンコーダと、前記センサが出力する検出パルス列の周波数と前記基準パルス列の周波数との差を検出する周波数差検出手段と、前記２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と前記基準パルスの位相との差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備え、前記周波数差検出手段は、前記基準パルス列の所定数倍周波数のクロックを出力するクロック出力手段と、前記２つのセンサがそれぞれ出力した検出パルス列のそれぞれの１周期が互いに重なる状態と重ならない状態とを検出する第１状態検出手段と、第１状態検出手段が前記重なる状態を検出している時は、前記クロック出力手段が出力したクロックを計数し、第１状態検出手段が前記重ならない状態を検出している時は、前記クロックの２分周のクロックを計数する計数手段と、前記所定数と該計数手段の計数結果との差を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
これにより、第３発明に係る回転制御装置は、周波数差検出手段の中で、自動的に、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号の各１パルスの周期情報だけで速度の平均化処理ができるので、比較的分解能が低いセンサを用いても精度の優れた速度制御ができる。
【００１５】
第４発明に係る回転制御装置は、請求項３に記載の回転制御装置において、前記位相差検出手段は、前記２つのセンサが出力した２つの検出パルス及び前記基準パルスの重なり状態を検出する第２状態検出手段と、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて該状態の時間を計時する計時手段とを有し、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて、前記計時手段が計時した時間、前記回転駆動源の回転速度を増加又は減少させるべき信号を出力すべくなしたことを特徴とする。
【００１６】
第４発明に係る回転制御装置では、前記位相差検出手段は、第２状態検出手段が、２つのセンサが出力した２つの検出パルス及び基準パルスの重なり状態を検出し、計時手段が、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じてその状態の時間を計時する。そして、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて、計時手段が計時した時間、回転駆動源の回転速度を増加又は減少させるべき信号を出力する。これにより、２つのセンサの各１パルスの位相情報だけで、感光体の位相と基準パルスの位相とのズレを検出できる。そして、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくできて、その結果、複数の感光体を内蔵するカラー画像形成装置において、各感光体に、該感光体の１回転周期の描画ズレのない静電潜像を形成できて各感光体間の描画ブレを低減でき、品質の優れたカラー画像を得ることができる。
【００１７】
第５発明に係る回転制御装置は、請求項４に記載の回転制御装置において、前記位相差検出手段は、第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、前記計時手段が計時した第３状態の時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、第２状態検出手段が、前記基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力し、第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に前記基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、前記計時手段が計時した第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、前記計時手段が計時した第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力することを特徴とする。これにより、デジタル論理回路だけで回転速度増減手段や速度平均化手段を構成でき、ＣＰＵなどの高価な部品を使用することなく比較的安価なゲートアレーを使用し、高精度の回転速度制御ができる。
【００１８】
第６発明に係る回転制御装置は、請求項５に記載の回転制御装置において、前記半分の信号は、前記回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させるべき信号、又は当該出力の出力時間を半減させるべき信号であることを特徴とする。これにより、簡素な回路で容易に前記半分の信号をつくることができる。
【００１９】
第７発明に係る回転制御装置は、請求項２〜６の何れか記載の回転制御装置において、前記伝達手段は、トラクション減速機であることを特徴とする。
【００２０】
第７発明に係る回転制御装置では、伝達手段に、潤滑油を介した転がり摩擦伝導のトラクション減速機を使用しているので、モータ単体での速度のマイナーループを必要とせず、精度が優れた速度制御が可能となり、且つ、ロータリエンコーダの回転に基づいて感光体の回転速度が制御されることにより、トラクション減速機における回転運動の伝達部の滑りも補正され、角速度変動が少ない速度制御が可能となり、小形化も可能となる。また、第８発明に係る回転制御装置は、前記伝達手段としてウォーム減速機を用いることを特徴とする。第８発明に係る回転制御装置では、伝達手段にウォーム減速機を使用しているので、遊星歯車減速機や親子歯車減速機などの歯車間の噛合による高い周波数の速度変動がなく、且つ、バックラッシュを低減できるので、トラクション減速機と同様に、角速度変動が少ない速度制御が可能となる。
【００２１】
第９発明に係る回転制御方法は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される感光体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、前記回転駆動源としてモータ単体でマイナーループを構成しない直流電動モータを用いると共に、前記伝達手段としてトラクション減速機を用い、前記トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とする。
【００２２】
第９発明に係る回転制御方法は、回転駆動源としてモータ単体でマイナーループを構成しない直流電動モータを用いると共に、伝達手段としてトラクション減速機を用い、前記回転体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減するので、第１発明の回転制御装置と同じように、感光体の回転速度と位相を精度よく制御できるとともに、トラクション減速機における動力伝達部の滑りも低減でき、大きく重いフライホーイルを必要とすることなく、角速度変動の少ない速度制御が可能となる。そして、画像形成装置において、品質の優れた画像を得ることができる。また、感光体を複数内蔵するカラー画像形成装置において、フライホイールを必要としないので、小形化、軽量化が容易になる。
【００２３】
第１０発明に係る回転制御方法は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダを、前記回転体に取り付け、前記基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列により、前記２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく１つ宛サンプリングして、前記２つのセンサの検出パルス列を合成して合成パルス列を作成し、該合成パルス列を所定の分周比に分周して速度検出パルス列を作成し、該速度検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記速度検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と該位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とする。
【００２４】
第１０発明に係る回転制御方法では、基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダが、回転体の回転速度を検出する。そして、本発明の回転制御方法では、基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列により、２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく１つ宛サンプリングして２つのパルス列を合成し、この合成した合成パルス列を所定の分周比に分周して速度検出パルス列を作成する。
【００２５】
周波数差検出手段は、この速度検出パルス列と基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出手段は、速度検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。回転速度増減手段は、これらの周波数差と位相差とに基づいて、回転駆動源の回転速度を増減する。これにより、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる。また、本発明に係る回転制御方法によれば、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号に基づいて速度制御が実施でき、感光体の１回転周期の速度変動を低減できる。そして、この結果、画像形成装置において、感光体上に、感光体１回転周期の描画むらが低減された高精度の静電潜像を形成でき、画像品質を向上させることができる。
【００２６】
第１１発明に係る回転制御方法は、回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダを、前記回転体に取り付け、前記センサが出力する検出パルス列の周波数と前記基準パルス列の周波数との差を検出し、前記２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と前記基準パルスの位相との差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転制御方法であって、前記周波数差は、前記２つのセンサがそれぞれ出力した検出パルス列のそれぞれの１周期が互いに重なる状態と重ならない状態とを検出し、該重なる状態を検出している時は、前記基準パルス列の所定数倍周波数のクロックを計数し、前記重ならない状態を検出している時は、前記クロックの２分周のクロックを計数し、前記所定数とその計数したクロック数との差を演算することにより検出することを特徴とする。
【００２７】
第１１発明に係る回転制御方法では、基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダが、回転体の回転速度を検出する。そして、センサが出力する検出パルス列の周波数と基準パルス列の周波数との差を検出し、２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と基準パルスの位相との差を検出する。次いで、検出した周波数差と検出した位相差とに基づいて、回転駆動源の回転速度を増減する。
【００２８】
これにより、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。
また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より安価により高精度の回転速度制御を、より単純な構成でより安価に実現することができる。
【００２９】
また、第１１発明に係る回転制御方法では、第３発明に係る回転制御装置と同じように、周波数差検出手段の中で自動的に、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号の各１パルスの周期情報だけで速度の平均化処理ができるので、比較的分解能が低いセンサを用いても精度の優れた速度制御ができる。
【００３２】
第１２発明に係る回転制御方法は、第１１発明の回転制御方法において、前記位相差に基づいて実施する回転駆動源の回転速度の調整は、前記検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、第３状態の時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、前記基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に前記検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力し、前記検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に前記基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力することにより実施されることを特徴とする。
【００３３】
第１２発明に係る回転制御方法では、検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、計時した第３状態の時間、回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力する。そして、基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、その状態の間、回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、その状態の間、回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する。
【００３４】
また、検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、計時した第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力する。一方、計時した第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する。これにより、第５発明の回転制御装置と同じように、デジタル論理回路だけで回転速度増減手段や速度平均化手段を構成でき、ＣＰＵなどの高価な部品を使用することなく比較的安価なゲートアレーを使用し、高精度の速度制御ができる。
【００３５】
第１３発明に係る回転制御方法は、請求項１２記載の回転制御方法において、前記半分の信号は、前記回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させる信号、又は当該出力の出力時間を半減させる信号であることを特徴とする。これにより、簡素な回路で容易に前記半分の信号をつくることができる。
【００３６】
第１３発明に係る回転制御方法では、半分の信号は、回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させるべき信号、又は当該出力の出力時間を半減させるべき信号であり、この両信号が回転駆動源の回転速度に及ぼす影響は略同じである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。回転体（図示せず）を駆動する直流電動モータ（本発明の駆動源である）９の回転運動は、ギヤが使用されていないトラクション減速機８を介して、回転体の回転軸１０に減速して伝達されており、この回転制御装置は、回転体の回転軸１０に取り付けられたロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ（スケール）が回転することにより、センサホイールＳＷの縁辺に取り付けられたセンサＳが出力した検出パルスが、周波数差検出器４と位相差検出器３とに与えられている。また、回転体は、画像形成装置における感光体（感光ドラム）であって、直流電動モータ９には、モータ単体での速度のマイナーループが構成されていないものを用いている。
【００３８】
周波数差検出器４及び位相差検出器３には、また、基準パルスが与えられ、周波数差検出器４にはクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器２により分周したパルスである。分周器２は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときにセンサＳが出力する検出パルスに同期させるべく、例えば１／４０９６にクロックを分周する。
周波数差検出器４は、センサＳの検出パルス列と基準パルス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号を出力増減手段であるチャージポンプ回路５に与える。
【００３９】
位相差検出器３は、検出パルスと基準パルスとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号をチャージポンプ回路５に与える。
チャージポンプ回路５は、周波数差検出器４及び位相差検出器３それぞれからの入力信号に応じた電圧信号を出力し、ローパスフィルタ６を介してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路７に与える。ＰＷＭ回路７は、与えられた電圧信号に応じて、出力するパルス列のパルス幅を拡縮することにより、直流電動モータ９に流す電流を増減して、回転速度（出力）を増減制御する。
【００４０】
図２は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ及びセンサＳとトラクション減速機８と直流電動モータ９との構成を示した側面図である。直流電動モータ９の回転運動は、隣接するトラクション減速機８により減速され、トラクション減速機８の出力側の回転軸と同心に取り付けられた、回転体の回転軸１０に伝達される。回転軸１０にはセンサホイールＳＷが、それぞれの回転中心が同心になるように取り付けられ、センサホイールＳＷの縁辺の適当な箇所にその縁辺を挟む形態でセンサＳが取り付けられている。
【００４１】
図３は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷの形態を示した正面図である。センサホイールＳＷには、その周方向に沿って多数のスリット１１が、所定のピッチｐを保って形成されている。光検出器であるセンサＳは、このスリットの列を挟む位置に設けられた光源からの、スリット列で断続された光を受光した時に検出パルスを出力する。
【００４２】
図４は、チャージポンプ回路５の構成を示すブロック図である。チャージポンプ回路５は、非反転入力端子に２．５Ｖの電圧を印加されたオペアンプＡＰ、オペアンプＡＰに負帰還をかけるコンデンサＣ及び反転入力端子に接続された抵抗Ｒにより構成される積分回路と、その入力電圧を５Ｖ又は０Ｖ（接地）に切り換えるスイッチ回路１２とで構成してある。
尚、チャージポンプ回路５にローパスフィルタ６を兼ねさせて、ローパスフィルタ６を省略しても良い。
【００４３】
図５は、位相差検出器３の動作を示すタイミングチャートである。位相差検出器３は、分周器２から与えられた基準パルス（ａ）の立ち上がり時点又は立ち下がり時点と、センサＳが出力した検出パルス（ｂ）の立ち上がり時点又は立ち下がり時点とを比較する。そして、基準パルス（ａ）より検出パルス（ｂ）が、立ち上がり時点又は立ち下がり時点で進みがあるときは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）を与える。
基準パルス（ａ）より検出パルス（ｂ）が、立ち上がり時点又は立ち下がり時点で遅れがあるときは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）を与える。
【００４４】
図６は、周波数差検出器４の構成例を示すブロック図である。この周波数差検出器４は、発振器１（図１）からのクロックがカウンタ１５、ダウンカウンタ２０及びフリップフロップ回路２２に与えられている。カウンタ１５のリセット端子には、立ち上がり回路１７により検出された、センサＳからの検出パルスの立ち上がり信号が、遅延回路１８を介して与えられている。
カウンタ１５のクロック計数値は、レジスタ１６に与えられ、レジスタ１６のラッチ信号として、立ち上がり回路１７から立ち上がり信号が与えられている。レジスタ１６がラッチした計数値は演算器１９に与えられる。演算器１９は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器２の分周比）から、レジスタ１６がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
【００４５】
一方、分周器２（図１）からの基準パルスが、２分周器１３により２分周され、立ち上がり回路１４と立ち下がり回路１４ａとに与えられている。立ち上がり回路１４が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ２０のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロップ回路２２のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路２１とに与えられている。立ち下がり回路１４ａが出力する立ち下がり信号は、周波数差検出器４のリセット信号として使用される。
【００４６】
演算器１９の演算結果は、ダウンカウンタ２０に与えられ、ダウンカウンタ２０が０を計数した時の０信号が、フリップフロップ回路２２のリセット端子Ｒに与えられている。フリップフロップ回路２２のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ２０のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート２４，２５それぞれの一方の入力端子とに与えられている。
【００４７】
演算器１９の演算結果の正／負を示す信号がラッチ回路２１に与えられており、ラッチ回路２１の出力は、ＡＮＤゲート２５の他方の入力端子と、インバータ２３を介してＡＮＤゲート２４の他方の入力端子とに与えられている。
ＡＮＤゲート２４からは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）が出力され、ＡＮＤゲート２５からは、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力される。
【００４８】
以下に、このような構成の周波数差検出器４の動作を、その動作を示す図７のタイミングチャートに基づき説明する。
カウンタ１５は、検出パルス（ｃ）の立ち上がりにより、リセットされクロックの計数を開始する（ｄ）。この計数値は、次の検出パルスの立ち上がりにより、レジスタ１６にラッチされ、演算器１９に与えられる。
演算器１９は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６から、レジスタ１６がラッチした計数値を差し引き、その演算結果の正／負を示す信号をラッチ回路２１に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ２０に与える。
【００４９】
一方、基準パルス（ｂ）が２分周器１３により２分周された２分周パルス（ａ）の立ち上がりにより、ダウンカウンタ２０がプリセットされ、フリップフロップ回路２２がセットされ、ラッチ回路２１がラッチする。
ラッチ回路２１は、ラッチすると、その時点で入力されていた、正／負を示す信号を出力し続ける。つまり、ラッチ回路２１は、検出パルス１周期が基準パルス１周期より短いときは、正を示す信号を出力し続け、検出パルス１周期が基準パルス１周期より長いときは、負を示す信号を出力し続ける。
【００５０】
フリップフロップ回路２２は、セットされると、ダウンカウンタ２０にカウントイネーブル信号を与え続ける。
ダウンカウンタ２０は、上述した演算結果の絶対値をプリセットし、カウントイネーブル信号を与えられている間、プリセットした値からカウントダウンする。カウントダウン値が０に達すると、フリップフロップ回路２２がリセットされ、カウントイネーブル信号が出力されなくなる。つまり、ダウンカウンタ２０が、カウントダウンしている間、カウントイネーブル信号は出力される。
【００５１】
ラッチ回路２１が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート２４，２５に互いに反転して与えられ、何れかオンである方が、上述したカウントイネーブル信号を出力する。
これにより、ＡＮＤゲート２４は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）を出力する。ＡＮＤゲート２５は、正／負を示す信号が正のときに、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）を出力する。
この周波数差検出器４は、立ち下がり回路１４ａが出力する立ち下がり信号によりリセットされ、上述した動作は、基準パルスが２分周されたパルスの１周期毎に行われる。
【００５２】
以上に述べたような構成の第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法は、周波数差検出器４（周波数差検出手段）が、センサＳが出力する検出パルスと基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出器３（位相差検出手段）が、検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。そして、回転速度増減手段であるチャージポンプ回路５、ローパスフィルタ６及びＰＷＭ回路７により、その周波数差とその位相差とに基づいて、直流電動モータ９の回転速度を増減する。
【００５３】
図８は、本発明の第２、７発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。回転体（図示せず）を駆動する直流電動モータ９の回転運動は、ギヤが使用されていないトラクション減速機８を介して、回転体の回転軸１０に減速して伝達されており、この回転制御装置は、回転体の回転軸１０に取り付けられたロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ（スケール）が回転することにより、センサホイールＳＷの縁辺に取り付けられた２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 が出力した検出パルスが、速度平均化器２７に与えられている。
【００５４】
速度平均化器２７が求めた回転体の回転速度は、分周された検出パルスとして周波数差検出器２９及び位相差検出器２８に与えられる。
周波数差検出器２９及び位相差検出器２８には、また、基準パルスが与えられ、周波数差検出器２９にはクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器２６により分周したパルスである。分周器２６は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに速度平均化器２７が出力する分周された検出パルスに同期させるべく、例えば１／８１９２にクロックを分周する。
速度平均化器２７には、発振器１が出力するクロックが与えられている。
【００５５】
周波数差検出器２９は、速度平均化器２７が出力した分周された検出パルス列と基準パルス列との周波数差を、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号を出力増減手段であるチャージポンプ回路５に与える。
【００５６】
位相差検出器２８は、速度平均化器２７が出力した分周された検出パルス列と基準パルスとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号をチャージポンプ回路５に与える。
チャージポンプ回路５は、周波数差検出器２９及び位相差検出器２８それぞれからの入力信号に応じた電圧信号を出力し、ローパスフィルタ６を介してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路７に与える。ＰＷＭ回路７は、与えられた電圧信号に応じて、出力するパルス列のパルス幅を拡縮することにより、直流電動モータ９に流す電流を増減して、回転速度（出力）を増減制御する。チャージポンプ回路５及びローパスフィルタ６の構成は、上述した図４のチャージポンプ回路５と同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
図９は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ及び２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 とトラクション減速機８と直流電動モータ９との構成を示した側面図である。直流電動モータ９の回転運動は、隣接するトラクション減速機８により減速され、トラクション減速機８の出力側の回転軸と同心に取り付けられた、回転体の回転軸１０に伝達される。回転軸１０にはセンサホイールＳＷが、それぞれの回転中心が同心になるように取り付けられている。
２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに、速度平均化器２７が出力する分周された検出パルスが基準パルスに同期するように、センサホイールＳＷの縁辺の対向する位置にその縁辺を挟む形態で取り付けられている。
【００５８】
図１０は、ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷの形態を示した正面図である。センサホイールＳＷには、その周方向に沿って多数のスリット１１が、所定のピッチｐを保って形成されている。光検出器であるセンサＳ1 ，Ｓ2 は、このスリットの列を挟む位置に設けられた光源からの、スリット列で断続された光を受光した時にそれぞれ検出パルスを出力する。
【００５９】
図１１は、センサホイールＳＷが偏心せずに、回転軸１０に取り付けられた場合の、センサＳ1 ，Ｓ2 のそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。（ａ）に示すセンサホイールＳＷが回転したときに、１°ｄｅｇ毎にセンサＳ1 ，Ｓ2 がそれぞれ検出するパルス数Ｎ1 ，Ｎ2 は等しく、（ｂ）に示すように、０〜３６０°ｄｅｇの各角度（頂点を０°ｄｅｇとする）におけるパルス数Ｎ1 ，Ｎ2 の積算値を表示したグラフは直線を描く。
【００６０】
ところが、図１２（ａ）に強調して示すように、センサホイールＳＷのスリット１１の列による円の半径をｒ、センサホイールＳＷの中心Ｂが回転軸１０の中心Ａから長さｘ偏心して、回転軸１０の中心Ａから、スリット１１の列により形成される円上の任意の１点迄の長さＲ、センサホイールＳＷの中心Ｂにおける０°ｄｅｇから点Ｄ迄の角度β（正負は問わない）、回転軸１０の中心Ａにおける０°ｄｅｇから点Ｄ迄の角度α（同）とすると、関係式Ｒ・ｓｉｎα＝ｒ・ｓｉｎβ、ｘ＝Ｒ・ｃｏｓα−ｒ・ｃｏｓβとなり、これからＲを消去すると、ｔａｎα＝ｓｉｎβ／（ｘ／ｒ＋ｃｏｓβ）となる。
【００６１】
図１２（ｂ）は、縦軸−横軸にα−βを取って、α，βを０〜３６０°ｄｅｇ変化させた場合に、ｔａｎα＝ｓｉｎβ／（ｘ／ｒ＋ｃｏｓβ）が、ｘ／ｒ＝０．１，０．２のときに描くグラフである。つまり、偏心の割合がｘ／ｒのときに、回転軸１０の中心Ａが角度α回転するのに対して、センサホイールＳＷの中心Ｂが角度β回転することを示している。
【００６２】
ここで、偏心の割合ｘ／ｒ＝０のときは、グラフは直線になる筈であるが、ｘ／ｒが大きくなる程、０〜１８０°ｄｅｇの間は、角度βが角度αより大きくなり、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は、角度βが角度αより小さくなることが分かる。
つまり、０°ｄｅｇ方向に偏心している場合、０〜１８０°ｄｅｇの間は、検出角速度が真の角速度より大きくなり、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は、検出角速度が真の角速度より小さくなることが分かる。
【００６３】
図１３は、図１１，１２で説明したことを、センサホイールＳＷ及び２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 に当てはめて説明するための説明図である。（ａ）に示すように、センサホイールＳＷが０°ｄｅｇ方向に偏心している場合、センサホイールＳＷの頂点（０°ｄｅｇ）に取り付けられたセンサＳ1 は、角度βに相当するパルスを検出するから、０〜１８０°ｄｅｇの間は、真の角速度を示すパルス数より多いパルス数を検出し、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は、真の角速度を示すパルス数より少ないパルス数を検出する。従って、その積算値は、（ｂ）に示すように、縦軸−横軸に積算パルス数（積算値）−回転角度を取ると、０〜１８０°ｄｅｇの間は真の積算値を上回り、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は真の積算値を下回る。
【００６４】
一方、センサホイールＳＷの底点（１８０°ｄｅｇ）に取り付けられたセンサＳ2 は、センサＳ1 とは逆になるから、その検出パルスの積算値は、（ｂ）に示すように、０〜１８０°ｄｅｇの間は真の積算値を下回り、１８０°〜３６０°ｄｅｇの間は真の積算値を上回る。
センサＳ1 の検出パルスの積算値が真の積算値を上（下）回る値と、センサＳ2 の検出パルスの積算値が真の積算値を下（上）回る値とは、それらの位置の対称性から略等しいと考えられるから、真の積算値は、センサＳ1 の積算値とセンサＳ2 の積算値との略中間値（平均値）であると考えられる。
【００６５】
図１４は、この関係を単位角度当たりの計数値で示したグラフであり、例えばセンサホイールＳＷが１秒間に１回転する場合、縦軸−横軸にパルス数（計数値）−回転角度を取ると、単位回転角度当たりのセンサＳ1 の検出パルスの計数値Ｎ1 とセンサＳ2 の検出パルスの計数値Ｎ2 との平均値は、横軸に平行な直線となり、単位回転角度当たりの真の計数値であると推定されることを示している。従って、センサＳ1 の検出パルスの計数値とセンサＳ2 の検出パルスの計数値を平均することにより、偏心の影響を打ち消して、略真の回転速度を演算することが可能である。
【００６６】
図１５は、速度平均化器２７の構成例を示すブロック図である。この速度平均化器２７は、クロックが２分周器３０と、ＮＯＲゲート３１，３３それぞれの一方の入力端子とに与えられる。２分周器３０により２分周されたクロックパルスは、ＮＯＲゲート３１の他方の入力端子と、インバータ３２を介して、ＮＯＲゲート３３の他方の入力端子とに与えられる。
【００６７】
ＮＯＲゲート３１，３３それぞれの出力端子は、同期微分手段３４，３５（サンプリング手段）に接続されている。同期微分手段３４，３５には、センサＳ1 及びセンサＳ2 の検出パルスがそれぞれ与えられる。同期微分手段３４，３５の各出力は、ＯＲゲート３６（合成手段）に与えられ、ＯＲゲート３６の出力は、分周器３７（分周手段）に与えられ、分周器３７により分周されたパルス列は速度検出パルスとして出力される。
【００６８】
以下に、このような構成の速度平均化器２７の動作を、その動作を示す図１６，１７のタイミングチャートに基づいて説明する。
速度平均化器２７は、クロック（図１６（ａ））が２分周器３０と、ＮＯＲゲート３１，３３それぞれの一方の入力端子とに与えられる。２分周器３０により２分周されたクロック（ｂ）は、ＮＯＲゲート３１の他方の入力端子（ｂ）と、インバータ３２を介して、ＮＯＲゲート３３の他方の入力端子（ｃ）とに与えられ、これにより、ＮＯＲゲート３１，３３は、クロックが１／２に分周され、互いに逆位相の、パルス幅がクロックと同じパルス列（ｄ，ｅ）を、それぞれ、同期微分手段３４，３５に与える。
【００６９】
同期微分手段３４，３５には、センサＳ1 及びセンサＳ2 の検出パルス（クロックが１／４０９６に分周されたパルス列に同期可能）（ｆ，ｇ）がそれぞれ与えられ、同期微分手段３４，３５は、検出パルスより十分高い周波数の互いに逆位相のパルス列（ｄ，ｅ）により、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス（ｆ，ｇ）毎について、それぞれ１つ宛サンプリングする（ｈ，ｉ）。
同期微分手段３４，３５により、それぞれ、サンプリングされた各パルス列は、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス列の計数値であり、また、互いに重ならない。そのため、サンプリングされた各パルス列をＯＲゲート３６で合成しても（ｊ）、重なるところが無く、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス列の計数値の合計値となり、それらの平均値の２倍である。つまり、それらの平均値に比例するものである。
【００７０】
従って、この合成したパルス列（図１６（ｊ）＝図１７（ａ））が、分周器３７により、例えば１／４に分周され、デューティファクタを略５０％にされた速度検出パルス列（図１７（ｂ））となっており、その位相及び周波数は、センサＳ1 ，Ｓ2 の各検出パルス列の位相及び周波数をそれぞれ平均したものと見做すことができる。分周器３７により１／４に分周され、デューティファクタを略５０％にされた速度検出パルス列は、周波数差検出器２９及び位相差検出器２８に与えられる。周波数差検出器２９及び位相差検出器２８の構成及び動作は、上述した第１，７発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法の実施の形態の周波数差検出器４及び位相差検出器３の構成及び動作と、基準パルスの周波数が異なる他は同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
以上に述べたような構成の第２、７発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法は、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力する検出パルスに基づき、速度平均化器２７（速度平均化手段）が回転体の回転速度を求め、回転速度に応じた速度検出パルスを出力する。周波数差検出器２９（周波数差検出手段）は、この速度平均化器２７が出力した速度検出パルスと基準パルス列との周波数差を検出し、位相差検出器２８（位相差検出手段）は、速度検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する。そして、回転速度増減手段であるチャージポンプ回路５、ローパスフィルタ６及びＰＷＭ回路７により、その周波数差とその位相差とに基づいて、直流電動モータ９の回転速度を増減する。
【００７２】
図１８は、本発明の第３〜７発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。この回転制御装置及び回転制御方法は、上述した第２発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法の速度平均化器２７を省略すべく考案されたものである。回転体（図示せず）を駆動する直流電動モータ９の回転運動は、ギヤが使用されていないトラクション減速機８を介して、回転体の回転軸１０に減速して伝達されており、この回転制御装置は、回転体の回転軸１０に取り付けられたロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ（スケール）が回転することにより、センサホイールＳＷの縁辺に取り付けられた２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 が出力した検出パルスが、周波数差検出器３９及び位相差検出器３８に与えられる。
【００７３】
周波数差検出器３９及び位相差検出器３８には、また、基準パルス及びクロックが与えられている。基準パルスは、水晶振動子を備えた発振器１が出力するクロックを、分周器２により分周したパルスである。分周器２は、直流電動モータ９が所定の回転速度で回転しているときに、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力した検出パルスに同期させるべく、例えば１／４０９６にクロックを分周する。
【００７４】
周波数差検出器３９は、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力した各検出パルス列と基準パルス列との平均化された周波数差を、各検出パルス列の平均化のための演算を行わないで、両パルス列の周期の差をクロックで計数することにより検出し、その周波数差に応じた信号を出力増減手段であるチャージポンプ回路５に与える。
位相差検出器３８は、センサＳ1 ，Ｓ2 が出力した各検出パルス列と基準パルスとの平均化された位相差を、各検出パルス列の平均化のための演算を行わないで検出し、その位相差に応じた信号をチャージポンプ回路５に与える。
【００７５】
チャージポンプ回路５は、周波数差検出器３９及び位相差検出器３８それぞれからの入力信号に応じた電圧信号を出力し、ローパスフィルタ６を介してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路７に与える。ＰＷＭ回路７は、与えられた電圧信号に応じて、出力するパルス列のパルス幅を拡縮することにより、直流電動モータ９に流す電流を増減して、回転速度（出力）を増減制御する。チャージポンプ回路５及びローパスフィルタ６の構成は、上述した図４のチャージポンプ回路５と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷ及び２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 とトラクション減速機８と直流電動モータ９との構成は、上述した図９のそれらの構成と同様であるので、説明を省略する。
ロータリエンコーダのセンサホイールＳＷの形態は、上述した図１０のセンサホイールＳＷの形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
図１９は、位相差検出器３８の構成例を示したブロック図である。この位相差検出器３８は、発振器１（図１８）からのクロックがカウンタ４０（計時手段）に与えられ、分周器２からの基準パルスがステートマシン４１（第２状態検出手段）に与えられている。
ステートマシン４１には、センサＳ1 ，Ｓ2 からの各検出パルスが与えられ、ステートマシン４１からカウンタ４０には、カウントイネーブル信号、リセット信号及びカウントアップ／カウントダウンの指示信号が与えられる。カウンタ４０からステートマシン４１には、カウントダウン時の０通知信号が与えられる。
ステートマシン４１からは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）と、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）とが出力される。
直流電動モータ９の回転速度を増速または減速させるための半分の信号は、ステートマシン４１内のチョッパーにより、出力指令を半減する。
【００７８】
このような構成の位相差検出器３８の動作を、その動作を示すタイミングチャート、図２０〜２３に基づいて説明する。
図２０は、ステートマシン４１が、検出パルスの一方が最初に入力し（ｂ）、次に他方が入力した（ｃ）状態を検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
ステートマシン４１は、センサＳ1 ，Ｓ2 からの各検出パルスの何れか一方（この例ではセンサＳ1 からの検出パルス）が最初に入力した時（ｂ）、カウンタ４０にカウントアップ信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントアップを開始する（ｈ）。
【００７９】
次にセンサＳ2 からの検出パルスが入力した時（ｃ）、ステートマシン４１は、カウンタ４０にカウントアップ信号とカウントイネーブル信号とを与えるのを停止する。検出パルスの両方が重なっている状態（ｂ，ｃ）は、平均化された検出パルスが確実に進んでいる状態であり、ステートマシン４１は、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号（減速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
次に，基準パルスが入力した時（ａ）、ステートマシン４１は、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号の出力を停止し、カウンタ４０にカウントダウン信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントダウンを開始する（ｈ）。ステートマシン４１は、カウンタ４０がカウントダウンし０に達するまで（ｈ）、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき半分の信号（減速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する（ｆ）。
【００８０】
この場合、両検出パルスのエッジの中間時点がシミュレートされる真のエッジであるから、（ｄ）に示すように、その時点から直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号を出力すべきであるが、その時点では、基準パルス及びセンサＳ2 からの検出パルスの何れが先に入力するかは不明であるので出力できない。
ここで、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号（ｄ）は、低減すべき半分の信号を、低減すべき信号の２倍時間出力する信号（ｅ）と、また、低減すべき信号の出力時点を遅延させた信号（ｇ）と、それぞれ直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられるから、出力時点を遅延させ、低減すべき信号の２倍時間出力する低減すべき半分の信号（ｆ）を出力させる。
【００８１】
図２１は、ステートマシン４１が、基準パルス（ａ）が最初に入力した状態を検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
ステートマシン４１は、基準パルス（ａ）が入力した時、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号（増速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）の出力を開始し、検出パルスの一方（この例ではセンサＳ1 からの検出パルス）が入力した時（ｂ）、その信号の出力を停止し、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号（増速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）の出力を開始する（ｅ）。
ステートマシン４１は、検出パルスの他方が入力した時（ｃ）、その増加すべき半分の信号の出力を停止する（ｅ）。
【００８２】
この場合、（ｄ）に示すように、両検出パルスのエッジの中間時点がシミュレートされる真のエッジであるから、その時点迄、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号を出力すべきであるが、センサＳ2 からの検出パルスが入力する迄、中間時点は確定できない。
そこで、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号は、増加すべき半分の信号を、増加すべき信号の２倍時間出力する信号と直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられるから、センサＳ2 からの検出パルスが入力する迄、増加すべき信号の２倍時間出力する増加すべき半分の信号（ｅ）を出力させる。
【００８３】
図２２，２３は、ステートマシン４１が、検出パルスの一方が最初に入力し（ｂ）、次に基準パルスが入力した（ａ）状態を検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
ステートマシン４１は、検出パルスの一方（この例ではセンサＳ1 からの検出パルス）が最初に入力した時（ｂ）、カウンタ４０にカウントアップ信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントアップを開始する（図２２（ｇ），図２３（ｆ））。
【００８４】
次に、基準パルスが入力した時（ａ）、ステートマシン４１は、カウンタ４０にカウントダウン信号とカウントイネーブル信号とを与え、カウンタ４０は、カウントダウンを開始する（図２２（ｇ），図２３（ｆ））。
ステートマシン４１は、次にセンサＳ2 からの検出パルスが入力した時（ｃ）、カウンタ４０がカウントダウンを終了していないとき（図２２（ｇ））は、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき半分の信号の出力を開始する（ｆ）。ステートマシン４１は、カウンタ４０がカウントダウンし０に達するまで（ｇ）、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき半分の信号を出力する（ｆ）。
【００８５】
この場合、（ｄ）に示すように、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスのエッジの中間時点から基準パルスが入力する迄（ａ）、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号を出力すべきであるが、その時点では、基準パルス及びセンサＳ2 からの検出パルスの何れが先に入力するかは不明であるので出力できない。
ここで、直流電動モータ９の回転速度を低減すべき信号（ｄ）は、低減すべき半分の信号を、低減すべき信号の２倍時間出力する信号（ｆ）と、また、低減すべき信号の出力時点を遅延させた信号（ｅ）と、それぞれ直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられるから、出力時点を遅延させ、低減すべき信号の２倍時間出力する低減すべき半分の信号（ｆ）を出力させる。
【００８６】
ステートマシン４１は、検出パルスの他方が入力していないとき（ｃ）に、カウンタ４０がカウントダウンを終了した時（図２３（ｆ））、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号の出力を開始する（ｅ）。ステートマシン４１は、センサＳ2 からの検出パルスが入力するまで（ｃ）、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する（ｅ）。
【００８７】
この場合、（ｄ）に示すように、基準パルスが入力してから（ａ）、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスのエッジの中間時点迄（ｃ）、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号を出力すべきであるが、センサＳ2 からの検出パルスが入力する迄、中間時点は確定できない。
ここで、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき信号（ｄ）は、増加すべき半分の信号を、増加すべき信号の２倍時間出力する信号（ｅ）と、また、増加すべき信号の出力時点を遅延させた信号と、それぞれ直流電動モータ９の回転速度に及ぼす影響は略同じであると考えられる。
そのため、基準パルスが入力してから（ａ）両検出パルスのエッジの中間時点迄（ｃ）の２倍の時間、つまり、カウンタ４０がカウントダウンを終了してから、センサＳ2 からの検出パルスが入力するまで（ｃ）、直流電動モータ９の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する（ｅ）。
【００８８】
図２４は、上述したような位相差検出器３８のステートマシン４１の状態遷移図である。ステートマシン４１は、検出パルス及び基準パルスがＬレベル（入力されない）のときは、状態０に留まっている。状態０で検出パルスの何れかがＨレベル（入力される）になると状態１に遷移し、カウンタ４０にカウントアップさせる。
状態１で基準パルスがＨレベルになると、状態２に遷移し、カウンタ４０をカウントダウンさせる。
状態１で両検出パルスがＨレベルになると、状態７に遷移し、低減すべき信号（減速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
【００８９】
状態２で両検出パルスがＨレベルになると、状態３に遷移し、低減すべき半分の信号（減速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
状態２でカウンタ４０が０に達すると、状態５に遷移し、増加すべき半分の信号（増速させるトルクの半分のトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
【００９０】
状態３でカウンタ４０が０に達すると、状態４に遷移する。
状態５で両検出パルスがＨレベルになると、状態６に遷移する。
状態７で基準パルスがＨレベルになると、状態８に遷移し、低減すべき半分の信号を出力する。
状態８でカウンタ４０が０に達すると、状態９に遷移する。
【００９１】
状態０で基準パルスがＨレベルになると、状態Ａに遷移し、増加すべき信号（増速させるトルクを直流電動モータ９に与えるための信号）を出力する。
状態Ａで検出パルスの何れかがＨレベルになると、状態Ｂに遷移し、増加すべき半分の信号を出力する。
状態Ｂで両検出パルスがＨレベルになると、状態Ｃに遷移する。
状態４，６，９，Ｃの何れかで、基準パルスが立ち下がれば、カウンタ４０をリセットし、状態０に戻る。
【００９２】
図２５は、周波数差検出器３９の構成例を示すブロック図である。この周波数差検出器３９は、センサＳ1 からの検出パルスが与えられる１０系ステートマシン４７の出力と、センサＳ2 からの検出パルスが与えられる２０系ステートマシン４８の出力とが、論理回路４９に与えられる。
発振器１（図１８）からのクロックが２分周器４５、カウンタ５０、ダウンカウンタ５３及びフリップフロップ回路５４に与えられている。
【００９３】
カウンタ５０のクロック計数値は、レジスタ５１に与えられ、レジスタ５１のラッチ信号として、論理回路４９から信号が与えられている。また、この信号は、短時間の遅延回路１００を介してカウンタリセット入力でカウンタ５０をリセットする。レジスタ５１がラッチした計数値は演算器５２に与えられる。演算器５２は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器２の分周比）から、レジスタ５１がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
カウンタ５０のイネーブル端子ＣＥはスイッチ回路４６に接続され、論理回路４９から与えられる信号により、スイッチ回路４６は、イネーブル端子ＣＥへの接続を５Ｖ電源又は２分周器４５に切り換える。
【００９４】
一方、分周器２（図１）からの基準パルスが、２分周器４２により２分周され、立ち上がり回路４３と立ち下がり回路４４とに与えられている。立ち上がり回路４３が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ５３のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロップ回路５４のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路５５とに与えられている。立ち下がり回路４４が出力する立ち下がり信号は、周波数差検出器３９のリセット信号として使用される。
【００９５】
演算器５２の演算結果は、ダウンカウンタ５３に与えられ、ダウンカウンタ５３が０を計数した時の０信号が、フリップフロップ回路５４のリセット端子Ｒに与えられている。フリップフロップ回路５４のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ５３のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート５７，５８それぞれの一方の入力端子とに与えられている。
【００９６】
周波数差検出器３９は、センサＳ1 からの検出パルスが与えられる１０系ステートマシン４７の出力と、センサＳ2 からの検出パルスが与えられる２０系ステートマシン４８の出力とが、論理回路４９に与えられる。
ＡＮＤゲート５７からは、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）が出力され、ＡＮＤゲート５８からは、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力される。
【００９７】
以下に、このような構成の周波数差検出器３９の動作を、その動作を示す図２６のタイミングチャート及び図２７の１０系ステートマシン４７、２０系ステートマシン４８の状態遷移図に基づき説明する。
図２７（ａ）は、１０系ステートマシン４７の状態遷移図であり、１０系ステートマシン４７は、センサＳ1 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態００から状態１０になり、次のセンサＳ1 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態１１になり、状態１１のときに基準パルスの２分周パルスの立ち下がりにより、状態００に戻る。つまり、図２６（ａ）において、センサＳ1 からの検出パルスが立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間、状態１０である。
【００９８】
図２７（ｂ）は、２０系ステートマシン４８の状態遷移図であり、２０系ステートマシン４８は、センサＳ2 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態００から状態２０になり、次のセンサＳ2 からの検出パルスの立ち上がりにより、状態２１になり、状態２１のときに基準パルスの２分周パルスの立ち下がりにより、状態００に戻る。つまり、図２６（ｂ）において、センサＳ2 からの検出パルスが立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間、状態２０である。
【００９９】
論理回路４９は、１０系ステートマシン４７と２０系ステートマシン４８から状態１０かつ状態２０である信号が入力されたとき、スイッチ回路４６に５Ｖ電源へ切り換えるべき信号を与え、状態１０又は状態２０の信号が入力されたとき、又は状態１１又は状態２１の信号が入力されたとき、スイッチ回路４６に２分周器４５へ切り換えるべき信号を与える。
これにより、カウンタ５０は、図２６（ｃ）において、両検出パルスの各１周期が重なるときは、クロックを計数し、両検出パルスの各１周期が重ならず、何れかがその周期（状態１０，２０）のとき、クロックの１／２を計数するので、両検出パルスの平均周期（シミュレートされる真の周期）に応じたクロック数を計数できる。
論理回路４９は、状態１１と状態２１の信号が入力されたとき、レジスタ５１にラッチ信号を与える。
【０１００】
カウンタ５０は、２分周器４５又は５Ｖ電源からのイネーブル信号に応じて、クロックを計数する。この計数値は、次の両検出パルスの立ち上がり時点、すなわち、１０系ステートマシン４７が１１の状態となり、かつ、２０系ステートマシン４８が２１の状態となった時点で、レジスタ５１にラッチされ、演算器５２に与えられて、ほどなく遅延回路１００を介してリセットされる。
演算器５２は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６から、レジスタ５１がラッチした計数値を差し引き、その演算結果の正／負を示す信号をラッチ回路５５に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ５３に与える。
【０１０１】
一方、基準パルスが２分周器４２により２分周された２分周パルスの立ち上がりにより、ダウンカウンタ５３がプリセットされ、フリップフロップ回路５４がセットされ、ラッチ回路５５がラッチする。
ラッチ回路５５は、ラッチすると、その時点で入力されていた、正／負を示す信号を出力し続ける。つまり、ラッチ回路５５は、平均化された検出パルス１周期が基準パルス１周期より短いときは、正を示す信号を出力し続け、検出パルス１周期が基準パルス１周期より長いときは、負を示す信号を出力し続ける。
【０１０２】
フリップフロップ回路５４は、セットされると、ダウンカウンタ５３にカウントイネーブル信号を与え続ける。
ダウンカウンタ５３は、上述した演算結果の絶対値をプリセットし、カウントイネーブル信号を与えられている間、プリセットした値をカウントダウンする。カウントダウン値が０に達すると、フリップフロップ回路５４がリセットされ、カウントイネーブル信号が出力されなくなる。つまり、ダウンカウンタ５３が、カウントダウンしている間、カウントイネーブル信号は出力される。
【０１０３】
ラッチ回路５５が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート５７，５８に互いに反転して与えられ、何れかオンである方が、上述したカウントイネーブル信号を出力する。
これにより、ＡＮＤゲート５７は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路５に直流電動モータ９の回転速度を増速させるための信号（増速指令）を出力する。ＡＮＤゲート５８は、正／負を示す信号が正のときに、直流電動モータ９の回転速度を減速させるための信号（減速指令）を出力する。
この周波数差検出器３９は、立ち下がり回路４４が出力する立ち下がり信号によりリセットされ、上述した動作は、基準パルスが２分周されたパルスの１周期毎に行われる。
【０１０４】
以上に述べたような構成の第３〜７発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法は、周波数差検出器３９が、２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 がそれぞれ出力する検出パルス列の周波数と基準パルス列の周波数との差を検出し、位相差検出器３８が、２つのセンサＳ1 ，Ｓ2 が出力する検出パルス列の平均位相と基準パルスの位相との差を検出する。そして、回転速度増減手段であるチャージポンプ回路５、ローパスフィルタ６及びＰＷＭ回路７により、その周波数差とその位相差とに基づいて、直流電動モータ９の回転速度を増減する。なお、前述の実施の形態においては伝達手段としてトラクション減速機を使用したが、これに代えてウォームホイル及びウォームギヤからなるウォーム減速機を用いてもよく同効を奏する。
【０１０５】
【発明の効果】
第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法によれば、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、減速比が固定していないトラクション減速機を使用した場合でも、回転体の回転速度をフィードバック信号として使用しているので、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法によれば、伝達手段にバックラッシュのないトラクション減速機を備えるとともに、マイナーループを構成しないＤＣモータを備え、周波数差検出手段が検出した周波数差と位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備えているので、感光体の回転速度を精度よく制御できるとともに、トラクション減速機における動力伝達部の滑りも低減でき、大きく重いフライホーイルを必要とすることなく、角速度変動の少ない速度制御が可能となる。そして、画像形成装置において、品質の優れた画像を得ることができる。
【０１０６】
第２発明に係る回転制御装置及び第１２発明に係る回転制御方法によれば、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を実現することができる。また、第２発明に係る回転制御装置及び第１２発明に係る回転制御方法によれば、スケール上に対向して配置された２個のセンサ信号に基づいて速度制御が実施でき、感光体の１回転周期の速度変動を低減できる。そして、この結果、画像形成装置において、感光体による高精度の静電潜像を形成でき、各画像品質を向上させることができる。
【０１０７】
第３〜６発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法によれば、フライホイールに頼ることなく回転速度変動を小さくでき、高精度の回転速度制御を実現することができ、小型化、軽量化を図ることができる。また、ロータリエンコーダのスケールの軸偏心の影響による回転速度検出値の誤差を小さくし、より高精度の回転速度制御を、より単純な構成でより安価に実現することができる。
【０１０８】
第７発明に係る回転制御装置によれば、トラクション減速機を使用しているので、伝導部に介在する潤滑油のダンパー効果により、ギヤ減速機その他の伝達手段に起因する角速度変動が解消される。第８発明に係る回転制御装置によれば、ウォーム減速機を使用しているので回転角速度変動が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１発明に係る回転制御装置及び第９発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ロータリエンコーダのセンサホイール及びセンサとトラクション減速機と直流電動モータとの構成を示した側面図である。
【図３】ロータリエンコーダのセンサホイールの形態を示した正面図である。
【図４】チャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
【図５】位相差検出器の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】周波数差検出器の構成を示すブロック図である。
【図７】周波数差検出器の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２、７発明に係る回転制御装置及び第１０発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図９】ロータリエンコーダのセンサホイール及びセンサとトラクション減速機と直流電動モータとの構成を示した側面図である。
【図１０】ロータリエンコーダのセンサホイールの形態を示した正面図である。
【図１１】センサホイールが偏心していない場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１２】センサホイールが偏心している場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１３】センサホイールが偏心している場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１４】センサホイールが偏心している場合の、２つのセンサのそれぞれの検出パルス数を説明するための説明図である。
【図１５】速度平均化器の構成を示すブロック図である。
【図１６】速度平均化器の動作を示すタイミングチャートである。
【図１７】速度平均化器の動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第３〜７発明に係る回転制御装置及び第１１〜１３発明に係る回転制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１９】位相差検出器の構成を示したブロック図である。
【図２０】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２１】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２２】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２３】ステートマシンの動作を示すタイミングチャートである。
【図２４】ステートマシンの状態遷移図である。
【図２５】周波数差検出器の構成を示すブロック図である。
【図２６】周波数差検出器の動作を示すタイミングチャートである。
【図２７】１０系ステートマシン、２０系ステートマシンの状態遷移図である。
【図２８】従来の回転制御装置の構成例を示すブロック図である。
Claims (13)
- 回転駆動源により伝達手段を介して回転される感光体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する画像形成装置の回転制御装置において、
前記回転駆動源としてモータ単体で速度のマイナーループを構成しない直流電動モータを備えると共に、前記伝達手段としてトラクション減速機を備え、
前記トラクション減速機の出力側に装着されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダと、
該ロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差検出手段と、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備えることを特徴とする回転制御装置。 - 回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御装置において、
前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有し、前記回転体の回転速度を検出するために設けられたロータリエンコーダと、前記２つのセンサが出力する検出パルス列に基づき、前記回転体の平均回転速度を求め、該平均回転速度に応じた速度検出パルス列を出力する速度平均化手段と、該速度平均化手段が出力した速度検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出する周波数差検出手段と、前記速度検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備え、前記速度平均化手段は、前記基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列が入力され、前記２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく前記クロックパルスにより１つ宛サンプリングするサンプリング手段と、該サンプリング手段の出力を所定の分周比に分周する分周手段とを有し、該分周手段が出力したパルス列を前記速度検出パルス列とすることを特徴とする回転制御装置。 - 回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御装置において、
前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有し、前記回転体の回転速度を検出するために設けられたロータリエンコーダと、前記センサが出力する検出パルス列の周波数と前記基準パルス列の周波数との差を検出する周波数差検出手段と、前記２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と前記基準パルスの位相との差を検出する位相差検出手段と、前記周波数差検出手段が検出した周波数差と前記位相差検出手段が検出した位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転速度増減手段とを備え、
前記周波数差検出手段は、前記基準パルス列の所定数倍周波数のクロックを出力するクロック出力手段と、前記２つのセンサがそれぞれ出力した検出パルス列のそれぞれの１周期が互いに重なる状態と重ならない状態とを検出する第１状態検出手段と、第１状態検出手段が前記重なる状態を検出している時は、前記クロック出力手段が出力したクロックを計数し、第１状態検出手段が前記重ならない状態を検出している時は、前記クロックの２分周のクロックを計数する計数手段と、前記所定数と該計数手段の計数結果との差を演算する演算手段とを有することを特徴とする回転制御装置。 - 前記位相差検出手段は、前記２つのセンサが出力した２つの検出パルス及び前記基準パルスの重なり状態を検出する第２状態検出手段と、第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて該状態の時間を計時する計時手段とを有し、
第２状態検出手段が検出した重なり状態に応じて、前記計時手段が計時した時間、前記回転駆動源の回転速度を増加又は減少させるべき信号を出力すべくなした請求項３に記載の回転制御装置。 - 前記位相差検出手段は、第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、前記計時手段が計時した第３状態の時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、第２状態検出手段が、前記基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力し、第２状態検出手段が、前記検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に前記基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、前記計時手段が計時した第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、前記計時手段が計時した第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する請求項４記載の回転制御装置。
- 前記半分の信号は、前記回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させるべき信号、又は当該出力の出力時間を半減させるべき信号である請求項５記載の回転制御装置。
- 前記伝達手段は、トラクション減速機である請求項２〜６の何れかに記載の回転制御装置。
- 前記伝達手段は、ウォーム減速機である請求項２〜６の何れかに記載の回転制御装置。
- 回転駆動源により伝達手段を介して回転される感光体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、
前記回転駆動源としてモータ単体で速度のマイナーループを構成しない直流電動モータを用いると共に、前記伝達手段としてトラクション減速機を用い、
前記トラクション減速機の出力側に配設されて前記感光体の回転速度を検出するためのロータリエンコーダを装着し、該ロータリエンコーダが出力する検出パルス列と前記基準パルス列との周波数差を検出し、前記検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とする回転制御方法。 - 回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、
前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダを、前記回転体に取り付け、
前記基準パルス列より高い周波数のクロックパルス列により、前記２つのセンサが出力する検出パルスのそれぞれについて、重なることなく１つ宛サンプリングして、前記２つのセンサの検出パルス列を合成して合成パルス列を作成し、該合成パルス列を所定の分周比に分周して速度検出パルス列を作成し、該速度検出パルス列と前記基準パルス列との周 波数差を検出し、前記速度検出パルスと前記基準パルスとの位相差を検出し、前記周波数差と該位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減することを特徴とする回転制御方法。 - 回転駆動源により伝達手段を介して回転される回転体の回転速度を、パルス出力手段が出力する周期的な基準パルス列に同期させるべく、前記回転駆動源を回転制御する回転制御方法において、
前記基準パルス列に同期した検出パルス列を出力すべく、スケール上の対向する位置に設けられた２つのセンサを有するロータリエンコーダを、前記回転体に取り付け、
前記センサが出力する検出パルス列の周波数と前記基準パルス列の周波数との差を検出し、前記２つのセンサが出力する検出パルス列の平均位相と前記基準パルスの位相との差を検出し、前記周波数差と前記位相差とに基づいて、前記回転駆動源の回転速度を増減する回転制御方法であって、
前記周波数差は、前記２つのセンサがそれぞれ出力した検出パルス列のそれぞれの１周期が互いに重なる状態と重ならない状態とを検出し、該重なる状態を検出している時は、前記基準パルス列の所定数倍周波数のクロックを計数し、前記重ならない状態を検出している時は、前記クロックの２分周のクロックを計数し、前記所定数とその計数したクロック数との差を演算することにより検出することを特徴とする回転制御方法。 - 前記位相差に基づいて実施する回転駆動源の回転速度の調整は、前記検出パルスの一方が最初に入力した第３状態、次に他方が入力した第４状態を検出したときは、第４状態の間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき信号を出力し、第３状態の時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、
前記基準パルスが最初に入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき信号を出力し、次に前記検出パルスの一方が入力した状態を検出したときは、該状態の間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力し、
前記検出パルスの一方が最初に入力した第５状態、次に前記基準パルスが入力した第６状態を検出した場合、第５状態の時間が第６状態の時間より大きいときは、前者から後者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を低減すべき半分の信号を出力し、
第５状態の時間が第６状態の時間より小さいときは、後者から前者を差し引いた時間、前記回転駆動源の回転速度を増加すべき半分の信号を出力する請求項１１記載の回転制御方法。 - 前記半分の信号は、前記回転駆動源の回転速度を増加又は低減させる当該出力の出力レベルを半減させるべき信号、又は当該出力の出力時間を半減させるべき信号である請求項１２記載の回転制御方法。
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