JP4070302B2 - 摩擦伝動手段を備える回転駆動装置 - 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などの回転体の回転駆動に用いられ、特に、高回転精度が要求されるディジタルカラー複写機の感光体ドラムを回転駆動させる回転駆動装置に関し、特に、摩擦伝動手段を備える回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転駆動装置においては、従来のカラー複写機の各色毎の複数の感光体ドラムを電動モータで回転駆動させ、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像を、各色毎の印刷にずれが発生しないように精度よく順次重ね印刷を施すようになっている。その説明を簡略化するために１つの感光体ドラムを回転駆動させる場合について、以下、図３３を用いて説明する。
【０００３】
図３３は、従来の回転駆動装置の概略構成例を示すブロック図である。図３３において、この回転駆動装置１００は、回転駆動源である直流電動モータ１０１と、この直流電動モータ１０１の回転力を、ギヤ機構を介して複写機の感光ドラムである回転体１０２の回転軸１０３に減速させて伝達する減速ギヤ１０４と、直流電動モータ１０１の回転軸に取り付けられたロータリエンコーダ１０５からの検出パルスに基づいて直流電動モータ１０１の回転速度が基準回転速度になるように制御を行う回転制御装置１０６とを有している。
【０００４】
この回転制御装置１０６は、水晶振動子より構成され所定周波数のクロック信号を出力する発振器１０７と、このクロック信号の周波数を基準パルスの周波数に分周する分周器１０８と、この分周器１０８からの基準パルスとロータリエンコーダ１０５からの検出パルスとの位相差を検出する位相差検出器１０９と、発振器１０７からのクロック信号に基づいて、分周器１０８からの基準パルスとロータリエンコーダ１０５からの検出パルスとの周期差を検出する周期差検出器１１０と、これらの位相差および周期差に応じた信号に基づいて直流電動モータ１０１への回転トルクを可変するトルク可変手段１１１とを有している。このとき、基準パルスは、直流電動モータ１０１が所定の回転速度で回転しているときに、ロータリエンコーダ１０５から出力される検出パルスと同期するようになっている。
【０００５】
この周期差検出器１１０は、ロータリエンコーダ１０５からのパルス列と基準パルス列との両パルス列の周期差を、発振器１０７からのクロック信号によって計数することにより検出し、その周期差に応じた信号をトルク可変手段１１１に出力するようになっている。
【０００６】
また、このトルク可変手段１１１は、周期差検出器１１０および位相差検出器１０９からの信号に基づいて、直流電動モータ１０１に出力する駆動電流を増減してその回転トルクを増減するようになっている。よって、この回転制御装置１０６は、直流電動モータ１０１に対して基準パルスに同期した回転速度を与え、回転体１０２が所定の回転速度で回転するように作動するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のギヤ機構による減速ギヤ１０４を使用する場合には、ギヤの噛み合いが断続的に起るために、駆動対象である回転体１０２ではギヤの噛み合いに基づく角速度変動が発生する。この回転体１０２がカラー複写機の感光体ドラムの場合、この角速度変動は、コピー紙面上におけるにじみおよびギヤマーク（上述した角速度変動の影響で生じる縞模様）の原因になっている。このロータリエンコーダ１０５からの検出パルスを回転制御装置１０６にフィードバックすることで直流電動モータ１０１の回転速度の精度を上げたとしても、減速ギヤ１０４による角速度変動によって回転体１０２の回転速度の精度はよくならない。
【０００８】
したがって、駆動対象の回転体１０２にフライホイールを取り付け、その慣性力によって、回転体１０２の回転速度変動を吸収するようにし、これによって、ギヤの噛み合いによる角速度変動の影響を抑制することが実施されていた。ところが、このフライホイールは、複写機などのシステムの大きさを大型化させたり、重量を増大させたりする。また、運転開始時など、回転の加減速時にフライホイールを加減速するためのトルクが更に必要となって、以下のように対策する必要があった。例えば直流電動モータ１０１の容量が同じ場合に、フライホイールが有れば加減速に時間をより長く取る必要がある。また、例えば加減速時間が同じ場合には、直流電動モータ１０１の容量を大型化する必要がある。
【０００９】
また、回転駆動源としての直流電動モータ１０１に代えて、駆動パルスによって一定角度づつ回転駆動するより安価なステッピングモータを使用する場合には、加減速時のトルクが、ステッピングモータが脱調を引き起こすことがないように、時間をかけて制御することが必要である。このとき、例えばシステムのスタート／ストップ時に無駄な待ち時間が発生したり、瞬時に速度を変更したりするような用途には、このステッピングモータは使用できなかった。
【００１０】
さらに、角速度変動を軽減する手段として上記フライホイールの他に、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することも考えられるが、この場合には、ギヤ減速機などの伝達手段に起因した角速度変動は解消されるものの、トラクション減速機に特有のすべりの問題があり、そのすべりに対する補正が難しい。つまり、モータ側からはトラクション減速機で発生したすべり量については全く把握できないのが現状である。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、回転速度変動を軽減し高精度の回転速度を実現でき、かつ小型、軽量化可能でより安価な回転駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転駆動装置は、駆動パルス数に比例した量の回転駆動を行う回転駆動源と、この回転駆動源の回転を回転体に伝達する摩擦伝動手段と、周期的な基準パルス列を出力する基準パルス出力手段と、回転体の回転に応じた検出パルスを出力する回転検出手段と、この回転検出手段から出力される検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号に応じた駆動パルスを前記回転駆動源へ出力する駆動パルス出力手段とを備えており、さらに、前記基準パルス出力手段が、所定周波数のクロック信号を出力する発振器と、この発振器からクロック信号を基準パルスに分周する分周器と有しており、前記駆動パルス出力手段は、前記発振器から出力されるクロック信号に基づいて駆動パルスを出力し、かつ、前記位相差検出手段から出力される位相差に応じた信号に基づいて、この位相差が零になるように前記駆動パルスを増減することを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、装置を大型で重量化する要因の回転速度変動吸収用のフライホイールを用いる代りに摩擦伝動手段を用いることで、ギア機構による回転速度変動が抑制可能であり、装置の小型化、軽量化が図られる。また、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源の制御が為されるので、回転駆動源として駆動パルス数に比例した量の回転駆動が為される安価なステッピングモータを脱調なく用いることが可能となって、より安価な回転駆動装置となる。さらに、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するようにしたので、回転体は摩擦伝動手段のすべり分が補正されて高精度の回転となり、回転速度変動が抑制可能となる。
【００１４】
また、本発明の回転駆動装置において、回転検出手段から出力される検出パルスと基準パルスとの周期差を検出する周期差検出手段を有し、駆動パルス出力手段は、周期差検出手段で検出した周期差が零になるように回転駆動源への駆動パルスを増減するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
この構成により、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差に加えて、基準周期との周期差も零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するようにすれば、回転体は摩擦伝動手段のすべり分がより正確に補正されてより高精度の回転となり、回転速度変動が抑制可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の回転駆動装置における回転検出手段は、回転体と共回りする円形のパルス板の対向する位置に設けられた２つのセンサから検出パルスが出力され、周期差検出手段および位相差検出手段の少なくともいずれかが、２つのセンサからの各検出パルスを用いてそれぞれ平均化された周期差および／または位相差に応じた信号を出力する構成としたことを特徴とするものである。より具体的には、本発明の回転駆動装置における周期差検出手段は、２つのセンサの一方から出力される検出パルスの基準パルスの周期に対する周期差を検出し、位相差検出手段は、２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差に応じた信号を出力する構成としたことを特徴とするものである。
【００１７】
この構成により、２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差または／および周期差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するので、回転体の軸心の偏心による検出パルスの誤差が相殺されて、摩擦伝動手段のすべり分がより正確に補正され更に高精度な回転体の回転制御が可能となり、回転速度変動が抑制可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の回転駆動装置における駆動パルス出力手段は、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号を発生する基準駆動信号生成手段と、周期差検出手段および／または前記位相差検出手段で検出した周期差および／または位相差に応じた補正信号を出力する補正信号生成手段と、基準駆動信号に補正信号を合成する合成手段と、この合成手段からの出力に応じて駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段とを有することを特徴とするものである。また、より具体的には、本発明の回転駆動装置において、アナログ構成の場合、合成手段で例えば基準駆動信号に補正信号を加算したり、合成手段で例えば基準駆動信号に補正係数を乗算したりし、その出力レベルをレベルに応じた周波数信号に変換するパルス変換手段を有し、基準駆動信号生成手段は基準駆動信号としてレベル信号を出力するように構成され、補正信号生成手段は、位相差および／または周期差に応じたレベルの補正信号を出力する。また、デジタル構成の場合、基準駆動信号生成手段は基準駆動パルスを生成するものであり、補正信号生成手段は、位相差および／または周期差に応じた周波数の補正パルスを生成する。
【００１９】
この構成により、周期差および／または位相差に応じた補正信号を基準駆動信号に合成して駆動パルスを得るだけのより簡単な構成で、高精度な回転体の回転制御が可能となる。また、アナログ構成の場合、デジタル構成のように整数比で処理されることに起因した桁落ちはなく、補正ゲインなど微調整が可能である。また、デジタル構成の場合、その回路構成を１チップ化することができて省スペースで低コストである。
【００２０】
さらに、本発明の回転駆動装置において、位相差検出手段および／または周期差検出手段の少なくとも一方は、検出パルスと基準パルスとから周期差および／または位相差に応じた信号を出力するＰＬＬ回路で構成され、補正信号生成手段は、ＰＬＬ回路の出力信号を積算して補正信号を生成することを特徴とするものである。
【００２１】
この構成により、より簡単なＰＬＬ回路構成でより正確な補正信号が得られる。
【００２２】
さらに、本発明の回転駆動装置において、少なくとも補正信号生成手段の後段に補正信号を所定レベル以下に制限するリミッタ手段を有する。
【００２３】
この構成により、リミッタ手段で補正信号を所定値以下に制限するようにすれば、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に回転駆動源が脱調して制御不能になることが防止され得る。これによって、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることが可能となる。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の回転駆動装置における基準駆動信号生成手段は、駆動開始、停止および変速時に過渡的な駆動を行わせる立ち上げ／立ち下げ手段を有している。
【００２５】
この構成により、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に、回転駆動源が脱調しないように立上り信号を形成するので、回転駆動源が脱調して制御不能になることが防止され得る。これによって、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることが可能となる。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の回転駆動装置における回転駆動源は、ステッピングモータである。
【００２７】
この構成により、回転駆動源をステッピングモータとすれば、より容易に周波数による制御が為されると共に、より安価に構成可能となる。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の回転駆動装置における摩擦伝動手段は、トラクション減速機である。
【００２９】
この構成により、摩擦伝動手段をトラックション減速機とすれば、より簡単な構成で回転駆動源から回転体に減速した回転力がより正確かつ容易に伝達可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転駆動装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す各実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。図１において、この回転駆動装置１は、所定周波数のクロック信号ａを出力する水晶振動子を備えた発振器２と、この発振器２からクロック信号ａを基準パルスｂに分周する分周器３と、このクロック信号ａに基づいて定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号に応じた駆動パルスｄを出力する駆動パルス出力手段４と、この駆動パルスｄに基づいて回転駆動を行う回転駆動源５と、この回転駆動源５の回転を、例えばカラー複写機の感光ドラムなどの回転体６に伝達する摩擦伝動手段７とを有している。また、回転駆動装置１は、回転体６の回転に応じた検出パルスｅを出力する回転検出手段８と、この回転検出手段８から出力される検出パルスｅと基準パルスｂの位相差を検出し、この位相差に応じた信号ｆを出力する位相差検出手段９と、この位相差に応じた信号ｆに基づいてその位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する駆動パルス出力手段４とを有している。
【００３２】
これらの発振器２および分周器３により基準パルス出力手段１０が構成されており、周期的な基準パルス列を出力するようになっている。この基準パルス列は、後述するステピングモータ１１が所定の回転速度で回転しているときに、回転検出手段８からの検出パルスｅと同期させるべく、例えば１／４０９６の分周比率でクロック信号ａを分周器３で分周するように構成している。
【００３３】
また、回転駆動源５はステピングモータユニットであり、駆動パルス出力手段４からの駆動パルスｄに基づいてステピングモータ駆動用のドライバ装置１２と、このドライバ装置１２からの回転制御パルスのパルス数に比例した量の回転駆動を行うステピングモータ１１とで構成されている。
【００３４】
さらに、摩擦伝動手段７は、図２〜図４に示すように、トラクション減速機７ａで構成されており、ステピングモータ１１のモータ軸１１ａによる回転力をトラクション減速機７ａを介してその出力軸７ｂと同心に取り付けられた回転体６の回転軸６ａに所定の割合で減速させて伝達するようになっている。このトラクション減速機７ａには、ステピングモータ１１のモータ軸１１ａを太陽ローラとしてこれを３方から挾み込んで回転する３つの遊星ローラ７ｃを有している。また、３つの遊星ローラ７ｃはそれらの外周側が固定弾性リング部材７ｄの内周面で規制されている。さらに、固定弾性リング部材７ｄの回転中心位置には出力軸７ｂが回転可能に支承されており、モータ軸１１ａの軸心と出力軸７ｂの軸心とは一致するようになっている。よって、トラクション減速機７ａは、太陽ローラであるモータ軸１１ａが回転すると、モータ軸１１ａと固定弾性リング部材７ｄに挾まれた３つの遊星ローラ７ｃを摩擦伝動で回転させて出力軸７ｂから回転体６の回転軸６ａを減速回転させるようになっている。
【００３５】
さらに、回転検出手段８は、図５に示すように、回転体６の回転軸６ａと回転中心が同心に共回りする円形のパルス板（センサホイールＳＷ）８ａと、このパルス板８ａの外周縁を挾むように取り付けられたセンサ８ｂとを有するロータリエンコーダで構成されている。このパルス板８ａにはその周方向に沿って多数のスリット８ｃが、所定のピッチｐを保って形成されている。また、センサ８ｂは投光器と受光器などで構成される光検出器であり、回転体６の回転軸６ａと共にパルス板８ａが回転時に、これらのスリット８ｃの列を挟む位置に設けられた光源からの、スリット８ｃの列で断続された光を受光した時に検出パルスｅを出力するようになっている。
【００３６】
さらに、位相差検出手段９は検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号を駆動パルス出力手段４に与えるようになっている。このような位相差検出手段９の動作を図６のタイミングチャートに示している。図６に示すように、位相差検出手段９は、分周器３から与えられた基準パルスｂの立ち上がり時点と、センサ８ｂが出力した検出パルスｅの立ち上がり時点とを比較することで位相差を検出し、基準パルスｂよりも検出パルスｅが、立ち上がり時点で位相に進みがあるときは、駆動パルス出力手段４にステピングモータ１１の回転速度を減速させるための、その位相進み（位相差）に応じた信号（減速指令）を与えるようになっている。また、基準パルスｂよりも検出パルスｅが、立ち上がり時点で位相に遅れがあるときは、駆動パルス出力手段４にステピングモータ１１の回転速度を増速させるための、その位相遅れ（位相差）に応じた信号（増速指令）を与えるようになっている。
【００３７】
このように、位相差検出手段９は、検出パルスｅと基準パルスｂとから位相差に応じた信号を出力するＰＬＬ回路で構成されている。
【００３８】
さらに、駆動パルス出力手段４は、図７に示すように、クロック信号ａをレベル信号に変換するレベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段４ａと、このレベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段４ａからのレベル信号の電圧レベルを滑らかに上げるモータ脱調防止用の立ち上がり駆動波形（例えばランプ状に電圧レベルが立ち上がり、時間に対して波形が台形状をしている）を出力するアナログフィルタ回路である台形波回路４ｂとを有している。これらのレベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段４ａおよび台形波回路４ｂにより基準駆動信号生成手段が構成されており、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号ｃ１を発生するようになっている。また、この台形波回路４ｂは、駆動開始時、停止時および速度変更時に過渡的な起動を行わせる立ち上げ手段を構成している。
【００３９】
また、駆動パルス出力手段４は、図７に示すように、位相差検出手段９からの入力信号（位相差に応じた信号）に応じたレベル信号を出力するチャージポンプ回路４ｃと、このレベル信号を入力して補正信号ｃ２を出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）４ｄと、この補正信号ｃ２をステピングモータ１２が脱調しない程度の所定値以下に制限するリミッタ手段４ｅと、このリミッタ手段４ｅからの補正信号ｃ２に基準駆動信号ｃ１を合成する合成手段としての加算器４ｆと、この加算器４ｆからのレベル信号をそれに応じた周波数信号に変換して駆動パルスｄとして出力する駆動パルス生成手段（本実施形態１ではパルス変換手段Ｖ／Ｆ）４ｇとを有している。これらのチャージポンプ回路４ｃおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）４ｄにより補正信号生成手段が構成されており、上記ＰＬＬ回路の出力信号、つまり、位相差検出手段９の出力信号を積算して補正信号ｃ２を出力するようになっている。なお、この加算器４ｆは、基準駆動信号ｃ１に補正信号ｃ２を付加するように構成したが、加算器４ｆに代えて例えば基準駆動信号ｃ１に補正係数である補正信号ｃ２を乗算する乗算手段としてもよい。これらの乗算手段や加算器４ｆを合成手段とする。
【００４０】
このチャージポンプ回路４ｃは、図８に示すように、非反転入力端子に２．５Ｖの電圧が印加されたオペアンプＡＰ、このオペアンプＡＰに負帰還をかけるコンデンサＣおよ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、その入力電圧を入力信号（増速指令または減速指令）に応じて５Ｖまたは０Ｖ（接地電圧）に切り換えるスイッチ回路とで構成されている。なお、図８に示すようなチャージポンプ回路４ｃは、入力信号（増速指令または減速指令）によってスイッチ回路を導通させる時間を変えることにより、それぞれからの入力信号に応じた出力をできるようにしてもよい。さらに、チャージポンプ回路４ｃにローパスフィルタ４ｄを兼ねさせて、次段のローパスフィルタ４ｄを省略するようにしてもよい。
【００４１】
以上のように、装置を大型で重量化する要因の回転速度変動吸収用のフライホイールを用いる代りに摩擦伝動手段７を用いることで、ギア機構による回転速度変動が抑制可能であり、装置の小型化、軽量化を図ることができる。この摩擦伝動手段７がトラックション減速機７ａであるため、より簡単な構成で回転駆動源５から回転体６に減速した回転力をより正確かつ容易に伝達させることができる。また、回転駆動源５として駆動パルス数に比例した量の回転駆動が為される比較的安価なステッピングモータ１１を用いているため、より安価な回転駆動装置１とすることができる。さらに、回転駆動源５から摩擦伝動手段７を介して回転体６に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体６の回転に応じた検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するようにしたため、回転体６は摩擦伝動手段７のすべり分を補正して高精度の回転とすることができる。
【００４２】
また、回転駆動源５による回転体６の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に、回転駆動源５が脱調しないように、アナログフィルタによる台形波回路４ｂによって立上り信号を形成したり、また、リミッタ手段４ｅで補正信号ｃ２を所定値以下に制限するようにした上で駆動パルスｄを出力しているため、回転駆動源５として周波数制御が容易で安価なステッピングモータ１１を用いても、回転体６の回転起動または停止時や、回転速度の増減時にステッピングモータ１１が脱調して制御不能になることがない。さらに、摩擦伝動手段７をトラックション減速機７ａとすれば、より簡単な構成で回転駆動源５から回転体６に減速した回転力がより正確かつ容易に伝達することができる。
【００４３】
（実施形態２）
上記実施形態１では、位相差検出手段９で回転検出手段８から出力される検出パルスｅと基準パルスｂの位相差を検出し、この位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するように構成したが、本実施形態２では、この位相差検出手段９に加えて図９に示すように回転駆動装置２０に周期差検出手段２１を設けている。この周期差検出手段２１で回転検出手段８から出力される検出パルスｅと基準パルスｂとの周期差を検出し、さらに周期差検出手段２１で検出した周期差および、位相差検出手段９で検出した位相差が共に零になるように、駆動パルス出力手段２２から回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するように構成した場合である。図９では、図１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
この周期差検出手段２１は、センサ８ｂからの検出パルス列と基準パルス列との両パルス列の周期差をクロック信号ａで計数することにより検出し、その周期差に応じた入力信号（増速指令または減速指令）を駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃに与えるようになっている。この駆動パルス出力手段２２の基本構成は図７の駆動パルス出力手段４の基本構成と略同様であるが、駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃには位相差に応じた入力信号だけではなく周期差に応じた入力信号も入力され、これらの入力信号に応じたレベル信号を出力するようになっている点が異なっている。
【００４５】
図１０は、図９の周期差検出手段２１の構成例を示すブロック図である。図１０において、この回転駆動周期差検出手段２１は、発振器２からのクロック信号ａがカウンタ２３、ダウンカウンタ２４およびフリップフロツプ回路２５に与えられている。このカウンタ２３のリセット端子ＲＥＳには、立ち上がり回路２６により検出された、センサ８ｂからの検出パルスｅの立ち上がり信号が、遅延回路２７を介して与えられている。また、このカウンタ２３のクロック計数値は、レジスタ２８に与えられ、このレジスタ２８のラッチ信号として、立ち上がり回路２６から立ち上がり信号が与えられている。さらに、このレジスタ２７がラッチした計数値は演算器２９に与えられる。この演算器２９は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器３の分周比）から、レジスタ２８がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
【００４６】
一方、分周器３からの基準パルスｂが、２分周器３０により２分周され、立ち上がり回路３１と立ち下がり回路３２とに与えられている。この立ち上がり回路３１が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ２４のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロツプ回路２５のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路３３に与えられている。
【００４７】
また、演算器２９の演算結果は、ダウンカウンタ２４に与えられ、ダウンカウンタ２４が０を計数した時の０信号が、フリップフロツプ回路２５のリセット端子Ｒに与えられている。このフリップフロツプ回路２５のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ２４のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート３４，３５それぞれの一方の入力端子に与えられている。この演算器２９の演算結果の正／負を示す信号がラッチ回路３３に与えられており、ラッチ回路３３の出力は、ＡＮＤゲート３５の他方の入力端子と、インバータ３６を介してＡＮＤゲート３４の他方の入力端子に与えられている。このＡＮＤゲート３４からは、駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を増速させるための信号（増速指令）が出力され、また、ＡＮＤゲート３５からも、駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力されるようになっている。
【００４８】
上記構成により、以下にその動作を、図１１のタイミングチャートを参照して説明する。まず、カウンタ２３は、検出パルスｅの立ち上がりによりリセットされクロック信号ａの計数を開始する。この計数値は、次の検出パルスｅの立ち上がりエッジによりレジスタ２８にラッチされて演算器２９に与えられる。この演算器２９では、基準パルス１周期分のクロック数４０９６から、レジスタ２８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３３に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ２４に与える。
【００４９】
一方、基準パルスｂが２分周器３０により２分周された２分周パルスｇの立ち上がりエッジにより、ダウンカウンタ２４がプリセットされ、フリップフロツプ回路２５がセットされてラッチ回路３３がラッチされる。
【００５０】
このラッチ回路３３がラッチされると、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３３は、検出パルスｅの１周期が基準パルスｂの１周期より短いときは正を示す信号を出力し続け、また、検出パルスｅの１周期が基準パルスｂの１周期より長いときには、負を示す信号を出力し続ける。
【００５１】
また、フリップフロツプ回路２５がセットされると、ダウンカウンタ２４にカウントイネーブル信号を出力し続ける。
【００５２】
さらに、ダウンカウンタ２４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が与えられている間、プリセットした値からカウントダウンする。その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２５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２４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ことになる。
【００５３】
このラッチ回路３３が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート３４，３５に対して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。
【００５４】
これにより、ＡＮＤゲート３４は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を増速させるための信号（増速指令）を出力する。また、ＡＮＤゲート３５は、正／負を示す信号が正のときに、チャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）を出力する。
【００５５】
さらに、この周期差検出手段２１は、上述した動作と同様の動作が、基準パルスｂが２分周されたパルスの１周期毎に行われる。
【００５６】
以上のように、クロック信号ａを所定周期の基準パルスｂに変換し、かつ回転体６の回転に応じた検出パルスｅを得、これらの基準パルスｂと検出パルスｅとの位相差を位相差検出手段９で検出すると共に、検出パルスｅと基準パルスｂ（または基準周期）との周期差を周期差検出手段２１で検出し、これらの位相差および周期差が共に零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する。これによって、回転駆動源５から摩擦伝動手段７を介して回転体６に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体６の回転に応じた検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差および、基準周期との周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するようにしたため、回転体６は摩擦伝動手段７のすべり分が補正されて、より高精度の回転とすることができる。
【００５７】
なお、本実施形態２では、位相差検出手段９および周期差検出手段２１を設け、回転検出手段８の１つのセンサ８ｂから出力される検出パルスｅを用いて基準パルスｂとの位相差および周期差を検出し、その位相差および周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する構成としたが、これに限らず、周期差検出手段２１だけを設け、回転検出手段８の１つのセンサ８ｂから出力される検出パルスｅを用いて基準パルスｂとの周期差だけを検出し、その周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する構成としてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態１，２においては、検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差および／または基準周期との周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するようにしたが、検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差および／または基準周期との周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減するようにしてもよい。ここで、駆動パルスｄを増減するとは、単位時間当たりのパルス数の増減であって、単位時間において、所定周期の駆動パルスをそれよりも長いかまたは短い周期の駆動パルスとする場合や、所定周期の駆動パルスの間に新たに駆動パルスを挿入する場合などを含んでいる。
【００５９】
（実施形態３）
上記実施形態１，２では、回転検出手段８の１つのセンサ８ｂから出力される検出パルスｅを用いて基準パルスｂとの位相差または、その位相差および周期差を検出し、その位相差または、その位相差および周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する構成としたが、本実施形態３では、２つのセンサから出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて各検出パルスｅ1，ｅ2の位相の平均位置（平均立ち上がりエッジまたは平均立ち下がりエッジ）と基準パルスｂとの位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減する場合である。
【００６０】
図１２は、本発明の実施形態３に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図であり、図１および図９と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図１２において、この回転駆動装置４０は、回転体６と共回りする円形のパルス板８ａの対向する位置に２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2が設けられ、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から回転体６の回転に応じた検出パルスｅ1，ｅ2を出力するロータリエンコーダなどの回転検出手段４１と、センサ８ｂ1から出力される検出パルスｅ1の、基準周期に対する周期差を検出する周期差検出手段２２と、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2の位相の平均位置（平均立ち上がりエッジまたは平均立ち下がりエッジ）と基準パルスｂの位相との位相差を検出する位相差検出手段４２と、この周期差検出手段２２で検出した周期差および、位相差検出手段４２で検出した位相差が共に零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減する駆動パルス出力手段２２とを有している。
【００６１】
この回転検出手段４１に２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2を設けたのは、回転体６の回転軸６ａの軸心に偏心があった場合には、その軸心の偏心による検出パルスｅに誤差が生じるが、その検出パルスｅの誤差を補正するためである。このことについて以下に詳細に説明する。
【００６２】
図１３に示すように、回転体６の回転軸６ａの中心よりもパルス板８ａの中心が例えば上側に扁心している場合、このパルス板８ａの上側の角度０〜１８０度の間は、センサ８ｂ1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、検出角速度が真の角速度より大きくなる。次の下側の角度１８０〜３６０度の間は、センサ８ｂ1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し、検出角速度が真の角速度より小さくなることが分かる。その積算値は、図１４に示すように、縦軸に積算パルス数（積算値）、横軸に回転体６の回転軸６ａの回転角度を取ると、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1において回転角度が上記０〜１８０度の間は真の積算値を上回り、回転角度が上記１８０〜３６０度の間は真の積算値を下回り、また、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2においてはセンサ８ｂ1の場合とは逆になる。
【００６３】
このように、センサ８ｂlの検出パルスｅ1の積算値が真の積算値を上（下）回る値と、センサ８ｂ2の検出パルスｅ2の積算値が真の積算値を下（上）回る値とは、それらの位置に対称性があって略等しい。したがって、真の積算値は、センサ８ｂlの積算値とセンサ８ｂ2の積算値との略中間値（平均値）である。よって、センサ８ｂlの検出パルスｅ1の計数値とセンサ８ｂ2の検出パルスｅ2の計数値を平均することにより、回転体６の回転軸６ａとパルス板８ａとの軸心の偏心の影響（検出パルスｅの単位時間当たりのパルス数が異なること）を打ち消して、略真の回転体６の回転速度を各検出パルスｅ1，ｅ2から得ることができる。これら２つのセンサ８ｂl，８ｂ2が出力した検出パルスｅ1，ｅ2は、位相差検出手段４２に与えられる。
【００６４】
図１５は、図１２の位相差検出手段４２の構成例を示したブロック図である。図１５において、位相差検出手段４２の信号入出力の関係は、発振器２からのクロック信号ａがカウンタ（計時手段）４３に与えられ、分周回路３からの基準パルスｂがステートマシン４４に与えられるようになっている。また、このステートマシン４４には、センサ８ｂl，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2が与えられ、ステートマシン４４からカウンタ４３には、カウントイネーブル信号（ＣＥ）、リセット信号（ｒｅｓ）およびカウントアップ／カウントダウンの指示信号（Ｕ／Ｄ）が与えられるようになっている。さらに、カウンタ４３からステートマシン４４には、カウントダウン時の０通知信号が与えられるようになっている。さらに、このステートマシン４４からは、駆動パルス出力手段２２に対して、各検出パルスｅ1，ｅ2の平均位相と基準パルスｂの位相との位相差に応じて、モータ回転速度を増速させるための信号（増速指令）と、モータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）とが出力されるようになっている。
【００６５】
このような位相差検出手段４２の動作を、以下に、図１６〜図１９のタイミングチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６６】
図１６は、一方の検出パルスｅ1が最初に入力し、次に他方の検出パルスｅ2が入力した状態を図１５のステートマシン４４が検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
【００６７】
図１６に示すように、センサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2の何れか一方（本実施形態３ではセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1）が最初に入力し、さらに、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が入力し、その後、基準パルスｂが入力した場合、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点がシミュレートされる真の立ち上がりエッジであるから、図１６の減速指令Ｌに示すように、ステートマシン４４は、その中間時点からモータ回転速度を減速すべき信号を出力すべきである。ところが、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が入力した時点では、次にセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2および基準パルスｂの何れが先に入力するかは不明であるので図１６の減速指令Ｌは出力できない。
【００６８】
したがって、ステートマシン４４は、センサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2の何れか一方（本実施形態３ではセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1）が最初に入力したとき、カウンタ４３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４３は、図１６のＣ１に示すようにカウントアップを開始する。
【００６９】
さらに、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が入力したとき、ステートマシン４４は、カウンタ４３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ことを停止する。このとき、ステートマシン４４は駆動パルス出力手段２２に対して、モータ回転速度を減速させるためのフルレベル（２倍）のレベル信号を出力する。
【００７０】
さらに、基準パルスｂが入力したとき、ステートマシン４４は、モータ回転速度を低減すべきフルレベルのレベル信号の出力を停止する。このとき、ステートマシン４４は、カウンタ４３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４３は、図１６のＣ２に示すようにカウントダウンを開始し、そのカウントダウンを０に達するまで行う。このとき、ステートマシン４４は駆動パルス出力手段２２に対して、減速指令Ｌと等価の指令Ｌ２のような、モータ回転速度を減速させるための半分のレベル信号Ｅ２の出力を開始する。
【００７１】
というのは、検出パルスｅ1の立ち上がりエッジから検出パルスｅ2の立ち上がりエッジまでの斜線で示す半分のレベル信号Ｅ１は、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点が立ち上がりエッジとなって検出パルスｅ2の立ち上がりエッジまでのフルレベルの真のレベル信号と等価となっている。このとき、図１６に斜線で示す半分のレベル信号Ｅ１は、フルレベルの真のレベル信号に比べて２倍の出力時間を有していることになるが、半分のレベル信号Ｅ２は半分のレベル信号Ｅ１と等価の補正をカウンタを用いて時間をずらして出力することになっている。つまり、図１６の等価の指令Ｌ２を出力する場合には、基準パルスｂが入力したときに、ステートマシン４４はカウンタ４３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４３は、図１６のＣ２に示すようにカウントダウンを開始する。このとき、ステートマシン４４は、検出パルスｅ2の立ち上がりエッジで出力を開始したモータ回転速度を低減すべきフルレベルのレベル信号の出力を、モータ回転速度を減速させるための半分のレベルのレベル信号Ｅ２の出力に変更し、そのカウントダウンが０に達するまで、駆動パルス出力手段２２に対して、その半分のレベル信号Ｅ２の出力を行う。
【００７２】
なお、本実施形態３では、図１６の減速指令Ｌの代りにそれと上記等価の指令Ｌ２を出力するようにしたが、モータ回転速度を低減すべき信号（減速指令Ｌ）として、図１６に示すような減速指令Ｌと等価の指令Ｌ３であってもよい。
【００７３】
また、図１６の等価の指令Ｌ３を出力する場合、ステートマシン４４は、検出パルスｅ2の立ち上がりエッジで出力を開始したモータ回転速度を低減すべきフルレベルのレベル信号の出力を、基準パルスｂの入力時点で停止または変更せずに、カウンタ４３が、図１６のＣ１に示すようにカウントアップした時間の半分の時間だけそのまま継続した後にその出力を停止させる。
【００７４】
図１７は、基準パルスｂが最初に入力した状態を図１５のステートマシン４４が検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
【００７５】
図１７に示すように、ステートマシン４４は、両検出パルスｅ1，ｅ2よりも先に基準パルスｂが入力した場合には、モータ回転速度を増加すべき信号（増速指令Ｈ）を、駆動パルス出力手段２２に対して出力する。
【００７６】
このとき、両検出パルスｅ1，ｅ2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ため、基準パルスｂの立ち上がりエッジからその中間時点まで、モータ回転速度を増加すべき信号（増速指令Ｈ）を出力すべきであるが、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が入力するまで、その中間時点は確定できないため、増速指令Ｈを出力することはできない。
【００７７】
そこで、モータ回転速度を増加すべき信号（増速指令Ｈ）と等価（モータ回転速度に及ぼす影響は略同じである）の、増速指令Ｈに比べて半分のレベルで、検出パルスｅ1の立ち上がりエッジから両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点までの時間に比べて２倍の時間出力するレベル信号Ｅ３を出力することになる。基準パルスｂの立ち上がりエッジからセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力されるまで、増速指令Ｈと等価の指令Ｈ１を出力させる。このように、図１６に斜線で示す半分のレベル信号Ｅ３は、フルレベルの真のレベル信号に比べて２倍の出力時間を有している。
【００７８】
したがって、ステートマシン４４は、基準パルスｂが入力したとき、モータ回転速度を増加すべき信号の増速指令Ｈと等価の指令Ｈ１のフルのレベル信号を出力し、一方の検出パルスｅ1が入力したときに、その等価の指令Ｈ１のフルのレベルのレベル信号から半分のレベル信号Ｅ３に変更し、さらに、他方の検出パルスｅ2が入力したときに、その半分のレベル信号Ｅ３の出力を停止する。
【００７９】
図１８および図１９は、検出パルスｅ1，ｅ2の一方が最初に入力し、次に基準パルスｂが入力した状態をステートマシン４４が検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
【００８０】
まず、ステートマシン４４は、検出パルスｅ1，ｅ2の一方（本実施形態３ではセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1）の立ち上がりエッジが最初に入力したとき、カウンタ４３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４３はカウントアップを開始する。
【００８１】
次に、基準パルスｂの立ち上がりエッジが入力したとき、ステートマシン４４は、カウンタ４３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４３はカウントダウンを開始する。
【００８２】
さらに、ステートマシン４４は、次にセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力したとき、カウンタ４３がカウントダウンを終了していない場合（図１８）は、モータ回転速度を低減すべき半分のレベル信号の出力を開始する。ステートマシン４４は、カウンタ４３がカウントダウンして０に達するまで、モータ回転速度を低減すべき半分のレベル信号を出力する。
【００８３】
この場合、出力したい減速指令として、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点から基準パルスｂの立ち上がりエッジが入力するまで、モータ回転速度を低減すべき信号（出したい指令Ｌ１１）を出力すべきであるが、その中間時点では、基準パルスｂおよびセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の何れが先に入力するかは不明であるので、その減速指令は出力できない。
【００８４】
ここで、モータ回転速度を低減すべき信号（減速指令Ｌ１１）は、低減すべき半分のレベル信号を、低減すべき信号の２倍の時間出力する信号Ｌ１３と、また、低減すべき信号の出力時点を遅延させた信号Ｌ１２と、それぞれモータ回転速度に及ぼす影響は略同じであるから、出力時点を遅延させ、低減すべき信号の２倍の時間出力する低減すべき半分のレベル信号Ｌ１３を出力させる。
【００８５】
次に、図１９に示すように、出力したい増速指令Ｈ１１として、基準パルスｂの立ち上がりエッジが入力してから、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点まで、モータ回転速度を増加すべきレベル信号Ｈ１１を出力すべきであるが、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力するまで、その中間時点は確定できない。
【００８６】
そこで、モータ回転速度を増加すべき信号Ｈ１１は、増加すべき半分のレベル信号を、増加すべきレベル信号の２倍の時間出力し、かつ、増加すべきレベル信号の出力時点を遅延させた信号Ｈ１２と、それぞれモータ回転速度に及ぼす影響は略同じである。このため、基準パルスｂが入力してから両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点までの２倍の時間、つまり、カウンタ４３がカウントダウンを終了してから、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力するまで、モータ回転速度を増加すべき半分のレベル信号Ｈ１２を出力する。
【００８７】
つまり、ステートマシン４４は、他方の検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力されていないときに、カウンタ４３がカウントダウンを終了したとき、モータ回転速度を増加すべき半分のレベル信号Ｈ１２の出力を開始する。ステートマシン４４は、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力するまで、モータ回転速度を増加すべき半分のレベル信号Ｈ１２を出力する。
【００８８】
図２０は、上述したような位相差検出手段４２のステートマシン４４の状態遷移図である。図２０において、このステートマシン４４は、検出パルスｅおよび基準パルスｂ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４３にカウントアップさせる。
【００８９】
この状態１で基準パルスｂがＨレベルになると、状態２に遷移し、カウンタ４３をカウントダウンさせる。
【００９０】
この状態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（減速させるレベルをモータに与えるための信号）を出力する。
【００９１】
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、低減すべき半分のレベル信号（減速させるレベルの半分のレベルをモータに与えるための信号）を出力する。また、状態２でカウンタ４３が０に達すると、状態５に遷移し、増加すべき半分のレベル信号（増速させるレベルの半分のレベルをモータに与えるための信号）を出力する。
【００９２】
状態３でカウンタ４３が０に達すると、状態４に遷移する。
【００９３】
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。
【００９４】
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、低減すべき半分のレベル信号を出力する。
【００９５】
状態８でカウンタ４３が０に達すると、状態９に遷移する。
【００９６】
状憑０で基準パルスがＨレベルになると、状態Ａに遷移し、増加すべきレベル信号（増速させるレベルをモータに与えるための信号）を出力する。
【００９７】
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、増加すべき半分のレベル信号を出力する。
【００９８】
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。
【００９９】
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４３をリセットし、状態０に戻る。
【０１００】
なお、本実施形態３においては、上記フルレベルおよび半分のレベルのコントロールは電圧レベルの高さで構成したが、出力される補正の増／減速パルスに比較して十分に周波数が高い、デューティ５０パーセントのマスク用パルス列を用意し、半分のレベルを出力したい場合には、補正の増／減速パルスにデューティ５０パーセントのマスク用パルス列をＡＮＤして出力しても、補正量の平均値は所定電圧レベルの高さの半分の電圧レベルを出力した場合と同じであるため、同様の効果を奏する。
【０１０１】
（実施形態４）
本実施形態４では、周期差検出手段および位相差検出手段が、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2を用いてそれぞれ平均化された基準パルスｂとの周期差および位相差に応じた信号を出力する場合である。
【０１０２】
図２１は、本発明の実施形態４に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図であり、図１２と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図２１において、この回転駆動装置５０は、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された周期と基準周期との周期差を検出し、その周期差に応じた信号を出力する周期差検出手段５１と、この周期差検出手段５１で検出した周期差および、位相差検出手段４２で検出した位相差が共に零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減する駆動パルス出力手段２２とを有している。
【０１０３】
この周期差検出手段５１は、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力された各検出パルス列の平均化された周期と基準パルス列の周期との周期差を、各検出パルス列の平均化のための演算を行わないで、その周期差をクロック信号ａで計数することにより検出し、その周期差に応じた信号を駆動パルス出力手段２２の積分手段としてのチャージポンプ回路２２ｃに与えるようになっている。
【０１０４】
図２２は、図２１の周期差検出手段５１の構成例を示すブロック図である。図２２の周期差検出手段５１において、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が与えられる１０系ステートマシン５２の出力と、センサ８ｂ2からめ挨出パルスが与えられる２０系ステートマシン５３の出力とが、論理回路５４に与えられている。また、発振器２からのクロック信号ａは２分周器５５、カウンタ５６、ダウンカウンタ５７およびフリップフロツプ回路５８に与えられている。
【０１０５】
このカウンタ５６のクロック計数値は、レジスタ５９に与えられ、レジスタ５９のラッチ信号として論理回路５４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６０を介してカウンタリセット入力でカウンタ５６をリセットする。また、レジスタ５９がラッチした計数値は演算器６１に与えられている。この演算器６１は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器３の分周比）から、レジスタ５９がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
【０１０６】
また、カウンタ５６のイネーブル端子ＣＥはスイッチ回路６２に接続され、論理回路５４から与えられる信号により、スイッチ回路６２は、イネーブル端子ＣＥへの接続を５Ｖ電源または２分周器５５に切り換えるようになっている。
【０１０７】
一方、分周器３からの基準パルスｂが、２分周器６３により２分周され、立ち上がり回路６４と立ち下がり回路６５とに与えられている。立ち上がり回路６４が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ５７のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロツプ回路５８のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路６６とに与えられている。また、立ち下がり回路６５が出力する立ち下がり信号は、周期差検出手段５１のリセット信号として使用されている。
【０１０８】
さらに、演算器６１の演算結果は、ダウンカウンタ５７に与えられ、このダウンカウンタ５７が０を計数したときの０信号が、フリップフロツプ回路５８のリセット端子Ｒに与えられている。このフリップフロツプ回路５８のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ５７のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート６７，６８それぞれの一方の入力端子とに与えられている。また、ラッチ回路６６からの出力信号は、ＡＮＤゲート６８の他方の入力端子に与えられると共に、インバータ６９を介して反転した信号がＡＮＤゲート６７の他方の入力端子に与えられるようになっている。
【０１０９】
以上により、周期差検出手段５１は、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が与えられる１０系ステートマシン５２の出力と、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が与えられる２０系ステートマシン５３の出力とが、論理回路５４に与えられ、ＡＮＤゲート６７からは、チャージポンプ回路２２ｃにモータ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６８からは、モータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力されるように構成されている。
【０１１０】
このような構成の周期差検出手段５１の動作を、以下に、図２３のタイミングチャートおよび図２４の１０系ステートマシン５２、２０系ステートマシン５３の状態遷移図に基づいて説明する。
【０１１１】
図２４（ａ）は１０系ステートマシン５２の状態選移図であり、この１０系ステートマシン５２は、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1の立ち上がりエッジにより、状態「００」から状態「１０」になり、次のセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1の立ち上がりエッジにより、状態「１１」になり、この状態「１１」のときに基準パルスｂの２分周パルスの立ち下がりエッジにより、状態「００」に戻る。つまり、図２３（ａ）において、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間が、状態「１０」である。
【０１１２】
また、図２４（ｂ）は、２０系ステートマシン５３の状態遷移図であり、この２０系ステートマシン５３は、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジにより、状態「００」から状態「２０」になり、次のセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジにより状態「２１」になり、この状態「２１」のときに基準パルスｂ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２３（ｂ）において、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間が、状態「２０」である。
【０１１３】
次に、論理回路５４は、状態「１０」、状態「２０」の各信号が入力されたとき、スイッチ回路６２に５Ｖ電源へ切り換えるべき信号を与え、また、状態「１０」または状態「２０」の信号が入力されたとき、または、状態「１１」または状態「２１」の信号が入力されたとき、スイッチ回路６２に２分周器５５側に切り換えるべき信号を与える。
【０１１４】
これにより、カウンタ５６は、図２３（ｃ）において、両検出パルスの各１周期が重なるときは、クロック信号ａを計数し、両検出パルスｅ1，ｅ2の各１周期が重ならず、何れかがその周期（状態「１０」，状態「２０」）のとき、クロック信号ａの１／２を計数するので、両検出パルスｅ1，ｅ2の平均周期（シミュレートされる真の周期）に応じたクロック信号ａのクロック数を計数することができる。
【０１１５】
論理回路５４は、状態「１１」と状態「２１」の信号が入力されたとき、レジスタ５９にラッチ信号を与える。
【０１１６】
また、カウンタ５６は、２分周器５５または５Ｖ電源からのイネーブル信号に応じて、クロック信号ａを計数する。この計数値は、次の両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりにより、レジスタ５９にラッチされ、演算器６１に与えられて、ほどなく遅延回路６０を介してリセットされる。
【０１１７】
さらに、演算器６１は、基準パルス１周期分（基準周期）のクロック数４０９６から、レジスタ５９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６６に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ５７に与える。
【０１１８】
一方、基準パルスｂが２分周器６３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５７がプリセットされ、フリップフロツプ回路５８がセットされ、ラッチ回路６６がラッチされる。
【０１１９】
このラッチ回路６６がラッチすると、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６６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。
【０１２０】
さらに、フリップフロツプ回路５８はセットされると、ダウンカウンタ５７にカウントイネーブル信号を与え続ける。このダウンカウンタ５７は、上述した演算桔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。そのカウントダウン値が０に達すると、フリップフロツプ回路５８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。
【０１２１】
このラッチ回路６６が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート６７，６８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する。
【０１２２】
これにより、ＡＮＤゲート６７は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を増速させるための信号（増速指令：周期差に応じた信号）を出力する。また、ＡＮＤゲート６８は、正／負を示す信号が正のときに、モータ回転速度を減速させるための信号（滅速指令：周期差に応じた信号）を出力する。
【０１２３】
さらに、この周期差検出手段５１は、立ち下がり回路６５が出力する立ち下がり検知信号によりリセットされ、上述した動作は、基準パルスｂが２分周されたパルスの１周期毎に行われることになる。
【０１２４】
なお、上記実施形態３では、位相差検出手段４２だけが２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された基準パルスｂとの位相差に応じた信号を出力する構成とし、また、本実施形態４では、周期差検出手段５１および位相差検出手段４２が、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2を用いてそれぞれ平均化された基準パルスｂとの周期差および位相差に応じた信号を出力する構成としが、これらに限らず、周期差検出手段５１だけが２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された基準パルスｂとの位相差に応じた信号を出力する構成としてもよい。要は、周期差検出手段５１および位相差検出手段４２の少なくともいずれかが、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された基準パルスｂとの周期差および／または位相差に応じた信号を出力する構成であればよい。
【０１２５】
（実施形態５）
本実施形態５では、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力された偏心補正用の各検出パルスｅ1，ｅ2の平均化を予め行った後に、その平均化された検出パルスｅを図９に示すような位相差検出手段９および／または周期差検出手段２１に入力するような場合である。
【０１２６】
この平均化を行う平均化手段（図示せず）には、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力された偏心補正用の各検出パルスｅ1，ｅ2が与えられ、クロック信号ａが与えられている。平均化手段（図示せず）で平均化された検出パルスｅは、位相差検出手段９および／または周期差検出手段２１に、後で詳細に説明するが、分周された検出パルスとして与えられるようになっている。
【０１２７】
図２５は、この平均化手段の構成例を示すブロック図である。図２５において、クロック信号ａが２分周器７０と、ＮＯＲゲート７１，７２それぞれの一方の入力端子とに与えられている。この２分周器７０により２分周されたパルスクロックは、ＮＯＲゲート７１の他方の入力端子と、インバータ７３を介してＮＯＲゲート７２の他方の入力端子とに与えられるようになっている。
【０１２８】
これらのＮＯＲゲート７１，７２それぞれの出力端子は、サンプリング手段としての同期微分手段７４，７５に接続されている。この同期微分手段７４には、センサ８ｂ1から出力された偏心補正用の検出パルスｅ1が入力され、また、同期微分手段７５には、センサ８ｂ2から出力された偏心補正用の各検出パルスｅ2が入力されるようになっている。これらの同期微分手段７４，７５の各出力は、合成手段としてのＯＲゲート７６に与えられ、このＯＲゲート７６の出力は、分周手段としての分周器６７に与えられ、この分周器７７により分周されたパルス列が、位相および周波数が平均化された検出パルスｅとして出力されるようになっている。以上により、平均化演算手段７８が構成され、センサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2の位相および周波数の平均化が行われている。
【０１２９】
以下に、このような構成の平均化手段７８の動作を、図２６および図２７のタイミングチャートに基づいて説明する。
【０１３０】
図２６（ａ）に示すようなクロック信号ａが２分周器７０と、ＮＯＲゲート７１，７２それぞれの一方の入力端子とに与えられる。この２分周器７０により２分周された図２６（ｂ）に示す２分周クロックは、ＮＯＲゲート７１の他方の入力端子と、インバータ７３を介して反転された図２６（ｃ）に示す２分周クロックとしてＮＯＲゲート７２の他方の入力端子とに与えられる。これにより、ＮＯＲゲート７１，７２は、クロック信号ａが１／２に分周され、互いに逆位相の、パルス幅がクロック信号ａと同じ図２６（ｄ）に示すサンプリングパルス列を同期微分手段７４に、図２６（ｅ）に示すサンプリングパルス列を同期微分手段７５に与える。
【０１３１】
これら同期微分手段７４，７５には、センサ８ｂ1，８ｂ2からの、図２６（ｆ）および図２６（ｇ）に示す各検出パルスｅ1，ｅ2（クロック信号ａが１／４０９６に分周されたパルス列に同期可能）がそれぞれ与えられ、同期微分手段７４，７５は、検出パルスｅ1，ｅ2より十分高い周波数の互いに逆位相の図２６（ｄ）および図２６（ｅ）に示すサンプリングパルスにより、センサ８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2毎に、図２６（ｈ）および図２６（ｉ）に示すようにそれぞれ１つサンプリングする。
【０１３２】
これらの同期微分手段７４，７５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８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2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、図２６（ｊ）に示すようにＯＲゲート７６で合成しても、重なるところが無く、センサ８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2の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。
【０１３３】
したがって、この合成したパルス列（図２６（ｊ）＝図２７（ａ））が、分周器７７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％にされた検出パルス列（図２７（ｂ））となっており、その位相および周波数は、センサ８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2のパルス列の位相および周波数をそれぞれ平均したものとすることができる。
【０１３４】
このように、分周器７７により１／４に分周され、デューティファクタを略５０％にされた検出パルス列は、上記周期差検出手段２１および位相差検出手段９に与えられる。この周期差検出手段２１は、この平均化手段７８から出力した検出パルスｅと基準パルスｂとの周期差を検出し、その検出周期差に応じた信号を出力する。また、位相差検出手段９は、平均化手段７８から出力した検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差を検出し、その検出位相差に応じた信号する。これらの検出周期差に応じた信号と検出位相差に応じた信号が駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃに与えられる。
【０１３５】
（実施形態６）
上記実施形態１〜５では、図７で代表して説明すると、駆動パルス出力手段４として、加算手段４ｆの出力レベルを、そのレベルに応じた周波数信号に変換するパルス変換手段４ｇを有しており、基準駆動信号生成手段は基準駆動信号としてレベル信号ｃ１を出力するように構成され、補正信号生成手段は、位相差および／または周期差に応じたレベルの補正信号を出力するようなアナログ構成としたが、本実施形態６では、駆動パルス出力手段として、基準駆動信号生成手段は基準駆動パルスを生成し、補正信号生成手段は位相差および／または周期差に応じた周波数の補正パルスを生成する一部デジタル構成とした場合である。
【０１３６】
図２８は図７の駆動パルス出力手段４とは別のデジタル構成例を示すブロック図であり、図７と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３７】
図２８において、駆動パルス出力手段８０は、基準駆動パルスを生成する基準駆動パルス生成手段８０ａと、駆動開始時および駆動終了時に過渡的な起動および停止（滑らかに周波数を漸増または漸減制御）を行わせるためのモータ脱調防止用のパルス立ち上げ／立ち下げ手段８０ｂと、リミッタ手段４ｅの後段に設けられ、リミッタ手段４ｅからの補正用のレベル信号ｃ２をそれに応じたパルス信号に変換するパルス信号変換手段８０ｃと、パルス信号変換手段８０ｃからの補正用のパルス信号ｃ３を、パルス立ち上げ／立ち下げ手段８０ｂからの基準駆動パルスｃ４に加算（パルス信号ｃ３を基準駆動パルスｃ４を増減）する合成手段８０ｄと、合成手段８０ｄからの合成パルスを所定の割合で分周する分周器８０ｅとを有している。この分周器８０ｅは例えば１／１６に分周しており、合成手段８０ｄで１パルス分が増減すると１／１６の周期分がパルス的に増減する。
【０１３８】
なお、本実施形態６では、リミッタ手段４ｅまでをアナログ構成で、それ以降をデジタル構成としたが、図２８のチャージポンプ回路４ｃおよびローパスフィルタ４ｄに代えて図２９に示すように、ＰＬＬ構成（位相差検出手段および／または周期差検出手段）からの出力信号の極性を反映した出力信号の出力時間に比例したパルス信号に変換した上で、上記極性によって可逆カウンタ（図示せず）で上記パルス信号をカウントすることによって積算して補正信号を生成する積分手段のデジタル回路８１ａで構成すれば、駆動パルス出力手段８１を全てデジタル構成とすることもできる。この場合、リミッタ手段４ｅは、この可逆カウンタ（図示せず）を有効数上限および下限を越えて動作させないような構成とすればよい。この場合のパルス合成手段８０ｄは、基準駆動パルスｃ４を、カウンタの積算値に応じて基準パルスｂが入力される毎に誤差であるカウンタの積算値が０に近づくように増減するようなデジタル回路で構成される。
【０１３９】
このように、デジタル構成とすれば、回路構成を１チップ化することができて省スペースで低コストである。一方、上記実施形態１〜５のようなアナログ構成では、デジタル構成のように整数比で処理されることに起因した桁落ちはなく、補正ゲインなどの微調整が可能である。
【０１４０】
以上の実施形態１〜６によれば、駆動パルス数に比例した量の回転駆動を行う回転駆動源５を摩擦伝動手段７を介して減速回転させて回転体６を回転駆動させるに際して、クロック信号ａを分周器３を介して所定周期の基準パルスｂに変換し、かつ回転体６の回転に応じた検出パルスを得、これらの基準パルスｂと検出パルスとを用いたＰＬＬ構成で位相差および／または周期差を検出し、位相差および／または周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減するようにしたため、回転駆動源５から摩擦伝動手段７を介して回転体６に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、ＰＬＬ構成で高精度に補正をかけることができて高精度の回転を実現できて、モータに安価なステッピングモータを用いことができる。また、この高精度の回転制御と摩擦伝動手段７によって回転速度変動を軽減することができる。さらに、従来のようにフライホイールを用いないために、小型、軽量化や俊敏な応答性を実現できる。
【０１４１】
このトラクション減速機７ａの回転体は、その伝動面が円形であるので歯車に比べれば加工精度もよく、減速ギヤよりも製造が容易である。その結果、トラクション減速機７ａは減速ギヤよりも偏心も少なく回転速度変動も少ない。
【０１４２】
本発明のＰＬＬ制御構成を用いずにトラクション減速機７ａを用いた場合のパルス集積誤差を図３０に、また、本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いた場合（アナログ構成）のパルス集積誤差を図３１に、さらに、本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いた場合（デジタル構成）のパルス集積誤差を図３２に示している。これらの図３０〜図３２において、トラクション減速機７ａの出力軸の１回転で８１０００パルスの検出パルスを出力するエンコーダを外部に設置し、時々刻々トラクション減速機７ａの回転軌跡が等速円運動の軌跡からどれだけのパルス分ずれるかを示しており、トラクション減速機７ａを用いただけの図３０では（４０〜６０）パルス／８１０００パルスのずれか生じているが、トラクション減速機７ａを用い、かつ本発明のＰＬＬ制御をかけると、５〜７パルス／８１０００パルスのずれとなって大幅に減少していることが判る。
【０１４３】
なお、前述した実施形態１〜６においては摩擦伝動手段としてトラクション減速機を用いたが、これに代えて摩擦伝動手段としてプーリ伝動機構やベルト伝動機構であってもよい。さらには、ウォームホイルおよびウォームギヤからなるウォーム減速機を用いても減速ギヤ伝動機構に比べて回転速度変動を抑えることができる。
【０１４４】
また、前述した実施形態１〜６においてはステッピングモータを用いたが、これに代えてパルスフィードバックのサーボモータであってもよい。要は、パルスを指令としてそれに応じた量の回転をするモータであればよい。
【０１４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１によれば、装置を大型で重量化する要因の回転速度変動吸収用のフライホイールを用いる代りに摩擦伝動手段を用いているため、ギア機構による回転速度変動を抑制することができ、装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源の制御を行うため、回転駆動源として駆動パルス数に比例した量の回転駆動が為される安価なステッピングモータを脱調なく用いることができて、より安価な回転駆動装置とすることができる。さらに、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するようにしたため、回転体は摩擦伝動手段のすべり分が補正されて高精度の回転とすることができ、回転速度変動を抑制することができて、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像で、各色毎の印刷ずれや、回転速度変動に起因した縞を防止することができる。
【０１４６】
また、本発明の請求項２によれば、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差に加えて、基準周期との周期差も零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するため、回転体は摩擦伝動手段のすべり分をより正確に補正してより高精度の回転とすることができ、回転速度変動を抑制することができて、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像で、各色毎の印刷ずれや、回転速度変動に起因した縞を防止することができる。
【０１４７】
さらに、本発明の請求項３，４によれば、２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差または／および周期差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するため、回転体の軸心の偏心による検出パルスの誤差を相殺して、摩擦伝動手段のすべり分をより正確に補正でき、更に高精度な回転体の回転制御を行うことができ、回転速度変動を抑制することができて、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像で、各色毎の印刷ずれや、回転速度変動に起因した縞を防止することができる。
【０１４８】
さらに、本発明の請求項５，７，８によれば、周期差および／または位相差に応じた補正信号を基準駆動信号に加算して駆動パルスを得るため、より簡単な構成で、高精度な回転体の回転制御を行うことができる。また、本発明の請求項７のようにアナログ構成とすれば、デジタル構成のように整数比で処理されることに起因した桁落ちはなく、補正ゲインなどの微調整が可能である。また、本発明の請求項８のようにデジタル構成とすれば、その回路構成を１チップ化することができて省スペースで低コストである。
【０１４９】
さらに、本発明の請求項６によれば、より簡単なＰＬＬ回路構成でより正確な補正信号を得ることができる。
【０１５０】
さらに、本発明の請求項９によれば、リミッタ手段で補正信号を所定値以下に制限するため、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に回転駆動源が脱調して制御不能になることを防止することができ、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることができる。
【０１５１】
さらに、本発明の請求項１０によれば、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に、回転駆動源が脱調しないように立上り信号を形成するため、回転駆動源が脱調して制御不能になることを防止することができ、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることができる。
【０１５２】
さらに、本発明の請求項１１によれば、回転駆動源をステッピングモータとするため、より容易に周波数による制御を行うと共に、より安価に構成とすることができる。
【０１５３】
さらに、本発明の請求項１２によれば、摩擦伝動手段をトラックション減速機とするため、より簡単な構成で回転駆動源から回転体に減速した回転力をより正確かつ容易に伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転駆動装置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パルス板およびセンサとトラクション減速器とモータとの概略構成を示した側面図である。
【図３】図２のトラクション減速器の内部構成を示す図である。
【図４】図３のトラクション減速器のＶＶ線縦断面図である。
【図５】図２のロータリエンコーダのパルス板およびセンサを示した正面図である。
【図６】図１の位相差検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図１の駆動パルス出力手段の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７のチャージポンプ回路の構成例を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の周期差検出手段の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の周期差検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施形態３に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のパルス板が軸心に対して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】図１２のパルス板が軸心に対して偏心している場合の回転角と積算パルス数を示す図である。
【図１５】図１２の位相差検出手段の構成例を示したブロック図である。
【図１６】図１５の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１７】図１５の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１８】図１５の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１９】図１５の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２０】図１５のステートマシンの状態遷移図である。
【図２１】本発明の実施形態４に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１の周期差検出手段の構成例を示すブロック図である。
【図２３】図２１の周期差検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図２４】図２２の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２５】本発明の実施形態５における平均化演算手段の構成例を示す回路図である。
【図２６】図２５の平均化演算手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図２７】図２５の平均化演算手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図２８】本発明の実施形態６における駆動パルス出力手段の構成例を示すブロック図である。
【図２９】図２８の駆動パルス出力手段とは別の構成例を示すブロック図である。
【図３０】本発明のＰＬＬ制御構成を用いずにトラクション減速機７ａを用いた場合のパルス集積誤差を示す図である。
【図３１】本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いたアナログ構成の場合のパルス集積誤差を示す図である。
【図３２】本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いたデジタル構成の場合のパルス集積誤差を示す図である。
【図３３】従来の回転制御装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 回転駆動装置
４，２２，８０，８１ 駆動パルス出力手段
４ａ レベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段
４ｂ 台形波回路
４ｃ，２２ｃ チャージポンプ回路
４ｅ リミッタ手段
４ｆ 加算器
４ｇ 駆動パルス生成手段
５ 回転駆動源
６ 回転体
７ 摩擦伝動手段
７ａ トラクション減速器
８，４１ 回転検出手段
８ｂ，８ｂ1，８ｂ2 センサ
９，４２ 位相差検出手段
１０ 基準パルス出力手段
１１ ステピングモータ
２１，５１ 周期差検出手段
７８ 平均化演算手段
８０ａ 基準駆動パルス生成手段
８０ｂ パルス立ち上げ／立ち下げ手段
８０ｃ パルス信号変換手段
８０ｄ 合成手段
８０ｅ 分周器
８１ａ デジタル回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機の感光ドラムなどの回転体の回転駆動に用いられ、特に、高回転精度が要求されるディジタルカラー複写機の感光体ドラムを回転駆動させる回転駆動装置に関し、特に、摩擦伝動手段を備える回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転駆動装置においては、従来のカラー複写機の各色毎の複数の感光体ドラムを電動モータで回転駆動させ、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像を、各色毎の印刷にずれが発生しないように精度よく順次重ね印刷を施すようになっている。その説明を簡略化するために１つの感光体ドラムを回転駆動させる場合について、以下、図３３を用いて説明する。
【０００３】
図３３は、従来の回転駆動装置の概略構成例を示すブロック図である。図３３において、この回転駆動装置１００は、回転駆動源である直流電動モータ１０１と、この直流電動モータ１０１の回転力を、ギヤ機構を介して複写機の感光ドラムである回転体１０２の回転軸１０３に減速させて伝達する減速ギヤ１０４と、直流電動モータ１０１の回転軸に取り付けられたロータリエンコーダ１０５からの検出パルスに基づいて直流電動モータ１０１の回転速度が基準回転速度になるように制御を行う回転制御装置１０６とを有している。
【０００４】
この回転制御装置１０６は、水晶振動子より構成され所定周波数のクロック信号を出力する発振器１０７と、このクロック信号の周波数を基準パルスの周波数に分周する分周器１０８と、この分周器１０８からの基準パルスとロータリエンコーダ１０５からの検出パルスとの位相差を検出する位相差検出器１０９と、発振器１０７からのクロック信号に基づいて、分周器１０８からの基準パルスとロータリエンコーダ１０５からの検出パルスとの周期差を検出する周期差検出器１１０と、これらの位相差および周期差に応じた信号に基づいて直流電動モータ１０１への回転トルクを可変するトルク可変手段１１１とを有している。このとき、基準パルスは、直流電動モータ１０１が所定の回転速度で回転しているときに、ロータリエンコーダ１０５から出力される検出パルスと同期するようになっている。
【０００５】
この周期差検出器１１０は、ロータリエンコーダ１０５からのパルス列と基準パルス列との両パルス列の周期差を、発振器１０７からのクロック信号によって計数することにより検出し、その周期差に応じた信号をトルク可変手段１１１に出力するようになっている。
【０００６】
また、このトルク可変手段１１１は、周期差検出器１１０および位相差検出器１０９からの信号に基づいて、直流電動モータ１０１に出力する駆動電流を増減してその回転トルクを増減するようになっている。よって、この回転制御装置１０６は、直流電動モータ１０１に対して基準パルスに同期した回転速度を与え、回転体１０２が所定の回転速度で回転するように作動するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のギヤ機構による減速ギヤ１０４を使用する場合には、ギヤの噛み合いが断続的に起るために、駆動対象である回転体１０２ではギヤの噛み合いに基づく角速度変動が発生する。この回転体１０２がカラー複写機の感光体ドラムの場合、この角速度変動は、コピー紙面上におけるにじみおよびギヤマーク（上述した角速度変動の影響で生じる縞模様）の原因になっている。このロータリエンコーダ１０５からの検出パルスを回転制御装置１０６にフィードバックすることで直流電動モータ１０１の回転速度の精度を上げたとしても、減速ギヤ１０４による角速度変動によって回転体１０２の回転速度の精度はよくならない。
【０００８】
したがって、駆動対象の回転体１０２にフライホイールを取り付け、その慣性力によって、回転体１０２の回転速度変動を吸収するようにし、これによって、ギヤの噛み合いによる角速度変動の影響を抑制することが実施されていた。ところが、このフライホイールは、複写機などのシステムの大きさを大型化させたり、重量を増大させたりする。また、運転開始時など、回転の加減速時にフライホイールを加減速するためのトルクが更に必要となって、以下のように対策する必要があった。例えば直流電動モータ１０１の容量が同じ場合に、フライホイールが有れば加減速に時間をより長く取る必要がある。また、例えば加減速時間が同じ場合には、直流電動モータ１０１の容量を大型化する必要がある。
【０００９】
また、回転駆動源としての直流電動モータ１０１に代えて、駆動パルスによって一定角度づつ回転駆動するより安価なステッピングモータを使用する場合には、加減速時のトルクが、ステッピングモータが脱調を引き起こすことがないように、時間をかけて制御することが必要である。このとき、例えばシステムのスタート／ストップ時に無駄な待ち時間が発生したり、瞬時に速度を変更したりするような用途には、このステッピングモータは使用できなかった。
【００１０】
さらに、角速度変動を軽減する手段として上記フライホイールの他に、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することも考えられるが、この場合には、ギヤ減速機などの伝達手段に起因した角速度変動は解消されるものの、トラクション減速機に特有のすべりの問題があり、そのすべりに対する補正が難しい。つまり、モータ側からはトラクション減速機で発生したすべり量については全く把握できないのが現状である。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、回転速度変動を軽減し高精度の回転速度を実現でき、かつ小型、軽量化可能でより安価な回転駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転駆動装置は、駆動パルス数に比例した量の回転駆動を行う回転駆動源と、この回転駆動源の回転を回転体に伝達する摩擦伝動手段と、周期的な基準パルス列を出力する基準パルス出力手段と、回転体の回転に応じた検出パルスを出力する回転検出手段と、この回転検出手段から出力される検出パルスと基準パルスとの位相差を検出する位相差検出手段と、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号に応じた駆動パルスを前記回転駆動源へ出力する駆動パルス出力手段とを備えており、さらに、前記基準パルス出力手段が、所定周波数のクロック信号を出力する発振器と、この発振器からクロック信号を基準パルスに分周する分周器と有しており、前記駆動パルス出力手段は、前記発振器から出力されるクロック信号に基づいて駆動パルスを出力し、かつ、前記位相差検出手段から出力される位相差に応じた信号に基づいて、この位相差が零になるように前記駆動パルスを増減することを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、装置を大型で重量化する要因の回転速度変動吸収用のフライホイールを用いる代りに摩擦伝動手段を用いることで、ギア機構による回転速度変動が抑制可能であり、装置の小型化、軽量化が図られる。また、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源の制御が為されるので、回転駆動源として駆動パルス数に比例した量の回転駆動が為される安価なステッピングモータを脱調なく用いることが可能となって、より安価な回転駆動装置となる。さらに、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するようにしたので、回転体は摩擦伝動手段のすべり分が補正されて高精度の回転となり、回転速度変動が抑制可能となる。
【００１４】
また、本発明の回転駆動装置において、回転検出手段から出力される検出パルスと基準パルスとの周期差を検出する周期差検出手段を有し、駆動パルス出力手段は、周期差検出手段で検出した周期差が零になるように回転駆動源への駆動パルスを増減するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
この構成により、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差に加えて、基準周期との周期差も零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するようにすれば、回転体は摩擦伝動手段のすべり分がより正確に補正されてより高精度の回転となり、回転速度変動が抑制可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の回転駆動装置における回転検出手段は、回転体と共回りする円形のパルス板の対向する位置に設けられた２つのセンサから検出パルスが出力され、周期差検出手段および位相差検出手段の少なくともいずれかが、２つのセンサからの各検出パルスを用いてそれぞれ平均化された周期差および／または位相差に応じた信号を出力する構成としたことを特徴とするものである。より具体的には、本発明の回転駆動装置における周期差検出手段は、２つのセンサの一方から出力される検出パルスの基準パルスの周期に対する周期差を検出し、位相差検出手段は、２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差に応じた信号を出力する構成としたことを特徴とするものである。
【００１７】
この構成により、２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差または／および周期差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するので、回転体の軸心の偏心による検出パルスの誤差が相殺されて、摩擦伝動手段のすべり分がより正確に補正され更に高精度な回転体の回転制御が可能となり、回転速度変動が抑制可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の回転駆動装置における駆動パルス出力手段は、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号を発生する基準駆動信号生成手段と、周期差検出手段および／または前記位相差検出手段で検出した周期差および／または位相差に応じた補正信号を出力する補正信号生成手段と、基準駆動信号に補正信号を合成する合成手段と、この合成手段からの出力に応じて駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段とを有することを特徴とするものである。また、より具体的には、本発明の回転駆動装置において、アナログ構成の場合、合成手段で例えば基準駆動信号に補正信号を加算したり、合成手段で例えば基準駆動信号に補正係数を乗算したりし、その出力レベルをレベルに応じた周波数信号に変換するパルス変換手段を有し、基準駆動信号生成手段は基準駆動信号としてレベル信号を出力するように構成され、補正信号生成手段は、位相差および／または周期差に応じたレベルの補正信号を出力する。また、デジタル構成の場合、基準駆動信号生成手段は基準駆動パルスを生成するものであり、補正信号生成手段は、位相差および／または周期差に応じた周波数の補正パルスを生成する。
【００１９】
この構成により、周期差および／または位相差に応じた補正信号を基準駆動信号に合成して駆動パルスを得るだけのより簡単な構成で、高精度な回転体の回転制御が可能となる。また、アナログ構成の場合、デジタル構成のように整数比で処理されることに起因した桁落ちはなく、補正ゲインなど微調整が可能である。また、デジタル構成の場合、その回路構成を１チップ化することができて省スペースで低コストである。
【００２０】
さらに、本発明の回転駆動装置において、位相差検出手段および／または周期差検出手段の少なくとも一方は、検出パルスと基準パルスとから周期差および／または位相差に応じた信号を出力するＰＬＬ回路で構成され、補正信号生成手段は、ＰＬＬ回路の出力信号を積算して補正信号を生成することを特徴とするものである。
【００２１】
この構成により、より簡単なＰＬＬ回路構成でより正確な補正信号が得られる。
【００２２】
さらに、本発明の回転駆動装置において、少なくとも補正信号生成手段の後段に補正信号を所定レベル以下に制限するリミッタ手段を有する。
【００２３】
この構成により、リミッタ手段で補正信号を所定値以下に制限するようにすれば、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に回転駆動源が脱調して制御不能になることが防止され得る。これによって、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることが可能となる。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の回転駆動装置における基準駆動信号生成手段は、駆動開始、停止および変速時に過渡的な駆動を行わせる立ち上げ／立ち下げ手段を有している。
【００２５】
この構成により、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に、回転駆動源が脱調しないように立上り信号を形成するので、回転駆動源が脱調して制御不能になることが防止され得る。これによって、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることが可能となる。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の回転駆動装置における回転駆動源は、ステッピングモータである。
【００２７】
この構成により、回転駆動源をステッピングモータとすれば、より容易に周波数による制御が為されると共に、より安価に構成可能となる。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の回転駆動装置における摩擦伝動手段は、トラクション減速機である。
【００２９】
この構成により、摩擦伝動手段をトラックション減速機とすれば、より簡単な構成で回転駆動源から回転体に減速した回転力がより正確かつ容易に伝達可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転駆動装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す各実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。図１において、この回転駆動装置１は、所定周波数のクロック信号ａを出力する水晶振動子を備えた発振器２と、この発振器２からクロック信号ａを基準パルスｂに分周する分周器３と、このクロック信号ａに基づいて定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号に応じた駆動パルスｄを出力する駆動パルス出力手段４と、この駆動パルスｄに基づいて回転駆動を行う回転駆動源５と、この回転駆動源５の回転を、例えばカラー複写機の感光ドラムなどの回転体６に伝達する摩擦伝動手段７とを有している。また、回転駆動装置１は、回転体６の回転に応じた検出パルスｅを出力する回転検出手段８と、この回転検出手段８から出力される検出パルスｅと基準パルスｂの位相差を検出し、この位相差に応じた信号ｆを出力する位相差検出手段９と、この位相差に応じた信号ｆに基づいてその位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する駆動パルス出力手段４とを有している。
【００３２】
これらの発振器２および分周器３により基準パルス出力手段１０が構成されており、周期的な基準パルス列を出力するようになっている。この基準パルス列は、後述するステピングモータ１１が所定の回転速度で回転しているときに、回転検出手段８からの検出パルスｅと同期させるべく、例えば１／４０９６の分周比率でクロック信号ａを分周器３で分周するように構成している。
【００３３】
また、回転駆動源５はステピングモータユニットであり、駆動パルス出力手段４からの駆動パルスｄに基づいてステピングモータ駆動用のドライバ装置１２と、このドライバ装置１２からの回転制御パルスのパルス数に比例した量の回転駆動を行うステピングモータ１１とで構成されている。
【００３４】
さらに、摩擦伝動手段７は、図２〜図４に示すように、トラクション減速機７ａで構成されており、ステピングモータ１１のモータ軸１１ａによる回転力をトラクション減速機７ａを介してその出力軸７ｂと同心に取り付けられた回転体６の回転軸６ａに所定の割合で減速させて伝達するようになっている。このトラクション減速機７ａには、ステピングモータ１１のモータ軸１１ａを太陽ローラとしてこれを３方から挾み込んで回転する３つの遊星ローラ７ｃを有している。また、３つの遊星ローラ７ｃはそれらの外周側が固定弾性リング部材７ｄの内周面で規制されている。さらに、固定弾性リング部材７ｄの回転中心位置には出力軸７ｂが回転可能に支承されており、モータ軸１１ａの軸心と出力軸７ｂの軸心とは一致するようになっている。よって、トラクション減速機７ａは、太陽ローラであるモータ軸１１ａが回転すると、モータ軸１１ａと固定弾性リング部材７ｄに挾まれた３つの遊星ローラ７ｃを摩擦伝動で回転させて出力軸７ｂから回転体６の回転軸６ａを減速回転させるようになっている。
【００３５】
さらに、回転検出手段８は、図５に示すように、回転体６の回転軸６ａと回転中心が同心に共回りする円形のパルス板（センサホイールＳＷ）８ａと、このパルス板８ａの外周縁を挾むように取り付けられたセンサ８ｂとを有するロータリエンコーダで構成されている。このパルス板８ａにはその周方向に沿って多数のスリット８ｃが、所定のピッチｐを保って形成されている。また、センサ８ｂは投光器と受光器などで構成される光検出器であり、回転体６の回転軸６ａと共にパルス板８ａが回転時に、これらのスリット８ｃの列を挟む位置に設けられた光源からの、スリット８ｃの列で断続された光を受光した時に検出パルスｅを出力するようになっている。
【００３６】
さらに、位相差検出手段９は検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差を検出し、その位相差に応じた信号を駆動パルス出力手段４に与えるようになっている。このような位相差検出手段９の動作を図６のタイミングチャートに示している。図６に示すように、位相差検出手段９は、分周器３から与えられた基準パルスｂの立ち上がり時点と、センサ８ｂが出力した検出パルスｅの立ち上がり時点とを比較することで位相差を検出し、基準パルスｂよりも検出パルスｅが、立ち上がり時点で位相に進みがあるときは、駆動パルス出力手段４にステピングモータ１１の回転速度を減速させるための、その位相進み（位相差）に応じた信号（減速指令）を与えるようになっている。また、基準パルスｂよりも検出パルスｅが、立ち上がり時点で位相に遅れがあるときは、駆動パルス出力手段４にステピングモータ１１の回転速度を増速させるための、その位相遅れ（位相差）に応じた信号（増速指令）を与えるようになっている。
【００３７】
このように、位相差検出手段９は、検出パルスｅと基準パルスｂとから位相差に応じた信号を出力するＰＬＬ回路で構成されている。
【００３８】
さらに、駆動パルス出力手段４は、図７に示すように、クロック信号ａをレベル信号に変換するレベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段４ａと、このレベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段４ａからのレベル信号の電圧レベルを滑らかに上げるモータ脱調防止用の立ち上がり駆動波形（例えばランプ状に電圧レベルが立ち上がり、時間に対して波形が台形状をしている）を出力するアナログフィルタ回路である台形波回路４ｂとを有している。これらのレベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段４ａおよび台形波回路４ｂにより基準駆動信号生成手段が構成されており、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号ｃ１を発生するようになっている。また、この台形波回路４ｂは、駆動開始時、停止時および速度変更時に過渡的な起動を行わせる立ち上げ手段を構成している。
【００３９】
また、駆動パルス出力手段４は、図７に示すように、位相差検出手段９からの入力信号（位相差に応じた信号）に応じたレベル信号を出力するチャージポンプ回路４ｃと、このレベル信号を入力して補正信号ｃ２を出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）４ｄと、この補正信号ｃ２をステピングモータ１２が脱調しない程度の所定値以下に制限するリミッタ手段４ｅと、このリミッタ手段４ｅからの補正信号ｃ２に基準駆動信号ｃ１を合成する合成手段としての加算器４ｆと、この加算器４ｆからのレベル信号をそれに応じた周波数信号に変換して駆動パルスｄとして出力する駆動パルス生成手段（本実施形態１ではパルス変換手段Ｖ／Ｆ）４ｇとを有している。これらのチャージポンプ回路４ｃおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）４ｄにより補正信号生成手段が構成されており、上記ＰＬＬ回路の出力信号、つまり、位相差検出手段９の出力信号を積算して補正信号ｃ２を出力するようになっている。なお、この加算器４ｆは、基準駆動信号ｃ１に補正信号ｃ２を付加するように構成したが、加算器４ｆに代えて例えば基準駆動信号ｃ１に補正係数である補正信号ｃ２を乗算する乗算手段としてもよい。これらの乗算手段や加算器４ｆを合成手段とする。
【００４０】
このチャージポンプ回路４ｃは、図８に示すように、非反転入力端子に２．５Ｖの電圧が印加されたオペアンプＡＰ、このオペアンプＡＰに負帰還をかけるコンデンサＣおよ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、その入力電圧を入力信号（増速指令または減速指令）に応じて５Ｖまたは０Ｖ（接地電圧）に切り換えるスイッチ回路とで構成されている。なお、図８に示すようなチャージポンプ回路４ｃは、入力信号（増速指令または減速指令）によってスイッチ回路を導通させる時間を変えることにより、それぞれからの入力信号に応じた出力をできるようにしてもよい。さらに、チャージポンプ回路４ｃにローパスフィルタ４ｄを兼ねさせて、次段のローパスフィルタ４ｄを省略するようにしてもよい。
【００４１】
以上のように、装置を大型で重量化する要因の回転速度変動吸収用のフライホイールを用いる代りに摩擦伝動手段７を用いることで、ギア機構による回転速度変動が抑制可能であり、装置の小型化、軽量化を図ることができる。この摩擦伝動手段７がトラックション減速機７ａであるため、より簡単な構成で回転駆動源５から回転体６に減速した回転力をより正確かつ容易に伝達させることができる。また、回転駆動源５として駆動パルス数に比例した量の回転駆動が為される比較的安価なステッピングモータ１１を用いているため、より安価な回転駆動装置１とすることができる。さらに、回転駆動源５から摩擦伝動手段７を介して回転体６に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体６の回転に応じた検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するようにしたため、回転体６は摩擦伝動手段７のすべり分を補正して高精度の回転とすることができる。
【００４２】
また、回転駆動源５による回転体６の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に、回転駆動源５が脱調しないように、アナログフィルタによる台形波回路４ｂによって立上り信号を形成したり、また、リミッタ手段４ｅで補正信号ｃ２を所定値以下に制限するようにした上で駆動パルスｄを出力しているため、回転駆動源５として周波数制御が容易で安価なステッピングモータ１１を用いても、回転体６の回転起動または停止時や、回転速度の増減時にステッピングモータ１１が脱調して制御不能になることがない。さらに、摩擦伝動手段７をトラックション減速機７ａとすれば、より簡単な構成で回転駆動源５から回転体６に減速した回転力がより正確かつ容易に伝達することができる。
【００４３】
（実施形態２）
上記実施形態１では、位相差検出手段９で回転検出手段８から出力される検出パルスｅと基準パルスｂの位相差を検出し、この位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するように構成したが、本実施形態２では、この位相差検出手段９に加えて図９に示すように回転駆動装置２０に周期差検出手段２１を設けている。この周期差検出手段２１で回転検出手段８から出力される検出パルスｅと基準パルスｂとの周期差を検出し、さらに周期差検出手段２１で検出した周期差および、位相差検出手段９で検出した位相差が共に零になるように、駆動パルス出力手段２２から回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するように構成した場合である。図９では、図１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
この周期差検出手段２１は、センサ８ｂからの検出パルス列と基準パルス列との両パルス列の周期差をクロック信号ａで計数することにより検出し、その周期差に応じた入力信号（増速指令または減速指令）を駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃに与えるようになっている。この駆動パルス出力手段２２の基本構成は図７の駆動パルス出力手段４の基本構成と略同様であるが、駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃには位相差に応じた入力信号だけではなく周期差に応じた入力信号も入力され、これらの入力信号に応じたレベル信号を出力するようになっている点が異なっている。
【００４５】
図１０は、図９の周期差検出手段２１の構成例を示すブロック図である。図１０において、この回転駆動周期差検出手段２１は、発振器２からのクロック信号ａがカウンタ２３、ダウンカウンタ２４およびフリップフロツプ回路２５に与えられている。このカウンタ２３のリセット端子ＲＥＳには、立ち上がり回路２６により検出された、センサ８ｂからの検出パルスｅの立ち上がり信号が、遅延回路２７を介して与えられている。また、このカウンタ２３のクロック計数値は、レジスタ２８に与えられ、このレジスタ２８のラッチ信号として、立ち上がり回路２６から立ち上がり信号が与えられている。さらに、このレジスタ２７がラッチした計数値は演算器２９に与えられる。この演算器２９は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器３の分周比）から、レジスタ２８がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
【００４６】
一方、分周器３からの基準パルスｂが、２分周器３０により２分周され、立ち上がり回路３１と立ち下がり回路３２とに与えられている。この立ち上がり回路３１が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ２４のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロツプ回路２５のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路３３に与えられている。
【００４７】
また、演算器２９の演算結果は、ダウンカウンタ２４に与えられ、ダウンカウンタ２４が０を計数した時の０信号が、フリップフロツプ回路２５のリセット端子Ｒに与えられている。このフリップフロツプ回路２５のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ２４のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート３４，３５それぞれの一方の入力端子に与えられている。この演算器２９の演算結果の正／負を示す信号がラッチ回路３３に与えられており、ラッチ回路３３の出力は、ＡＮＤゲート３５の他方の入力端子と、インバータ３６を介してＡＮＤゲート３４の他方の入力端子に与えられている。このＡＮＤゲート３４からは、駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を増速させるための信号（増速指令）が出力され、また、ＡＮＤゲート３５からも、駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力されるようになっている。
【００４８】
上記構成により、以下にその動作を、図１１のタイミングチャートを参照して説明する。まず、カウンタ２３は、検出パルスｅの立ち上がりによりリセットされクロック信号ａの計数を開始する。この計数値は、次の検出パルスｅの立ち上がりエッジによりレジスタ２８にラッチされて演算器２９に与えられる。この演算器２９では、基準パルス１周期分のクロック数４０９６から、レジスタ２８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３３に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ２４に与える。
【００４９】
一方、基準パルスｂが２分周器３０により２分周された２分周パルスｇの立ち上がりエッジにより、ダウンカウンタ２４がプリセットされ、フリップフロツプ回路２５がセットされてラッチ回路３３がラッチされる。
【００５０】
このラッチ回路３３がラッチされると、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３３は、検出パルスｅの１周期が基準パルスｂの１周期より短いときは正を示す信号を出力し続け、また、検出パルスｅの１周期が基準パルスｂの１周期より長いときには、負を示す信号を出力し続ける。
【００５１】
また、フリップフロツプ回路２５がセットされると、ダウンカウンタ２４にカウントイネーブル信号を出力し続ける。
【００５２】
さらに、ダウンカウンタ２４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が与えられている間、プリセットした値からカウントダウンする。その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２５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２４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ことになる。
【００５３】
このラッチ回路３３が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート３４，３５に対して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。
【００５４】
これにより、ＡＮＤゲート３４は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を増速させるための信号（増速指令）を出力する。また、ＡＮＤゲート３５は、正／負を示す信号が正のときに、チャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）を出力する。
【００５５】
さらに、この周期差検出手段２１は、上述した動作と同様の動作が、基準パルスｂが２分周されたパルスの１周期毎に行われる。
【００５６】
以上のように、クロック信号ａを所定周期の基準パルスｂに変換し、かつ回転体６の回転に応じた検出パルスｅを得、これらの基準パルスｂと検出パルスｅとの位相差を位相差検出手段９で検出すると共に、検出パルスｅと基準パルスｂ（または基準周期）との周期差を周期差検出手段２１で検出し、これらの位相差および周期差が共に零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する。これによって、回転駆動源５から摩擦伝動手段７を介して回転体６に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体６の回転に応じた検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差および、基準周期との周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するようにしたため、回転体６は摩擦伝動手段７のすべり分が補正されて、より高精度の回転とすることができる。
【００５７】
なお、本実施形態２では、位相差検出手段９および周期差検出手段２１を設け、回転検出手段８の１つのセンサ８ｂから出力される検出パルスｅを用いて基準パルスｂとの位相差および周期差を検出し、その位相差および周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する構成としたが、これに限らず、周期差検出手段２１だけを設け、回転検出手段８の１つのセンサ８ｂから出力される検出パルスｅを用いて基準パルスｂとの周期差だけを検出し、その周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する構成としてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態１，２においては、検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差および／または基準周期との周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減するようにしたが、検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差および／または基準周期との周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減するようにしてもよい。ここで、駆動パルスｄを増減するとは、単位時間当たりのパルス数の増減であって、単位時間において、所定周期の駆動パルスをそれよりも長いかまたは短い周期の駆動パルスとする場合や、所定周期の駆動パルスの間に新たに駆動パルスを挿入する場合などを含んでいる。
【００５９】
（実施形態３）
上記実施形態１，２では、回転検出手段８の１つのセンサ８ｂから出力される検出パルスｅを用いて基準パルスｂとの位相差または、その位相差および周期差を検出し、その位相差または、その位相差および周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄを増減する構成としたが、本実施形態３では、２つのセンサから出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて各検出パルスｅ1，ｅ2の位相の平均位置（平均立ち上がりエッジまたは平均立ち下がりエッジ）と基準パルスｂとの位相差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減する場合である。
【００６０】
図１２は、本発明の実施形態３に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図であり、図１および図９と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図１２において、この回転駆動装置４０は、回転体６と共回りする円形のパルス板８ａの対向する位置に２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2が設けられ、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から回転体６の回転に応じた検出パルスｅ1，ｅ2を出力するロータリエンコーダなどの回転検出手段４１と、センサ８ｂ1から出力される検出パルスｅ1の、基準周期に対する周期差を検出する周期差検出手段２２と、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2の位相の平均位置（平均立ち上がりエッジまたは平均立ち下がりエッジ）と基準パルスｂの位相との位相差を検出する位相差検出手段４２と、この周期差検出手段２２で検出した周期差および、位相差検出手段４２で検出した位相差が共に零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減する駆動パルス出力手段２２とを有している。
【００６１】
この回転検出手段４１に２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2を設けたのは、回転体６の回転軸６ａの軸心に偏心があった場合には、その軸心の偏心による検出パルスｅに誤差が生じるが、その検出パルスｅの誤差を補正するためである。このことについて以下に詳細に説明する。
【００６２】
図１３に示すように、回転体６の回転軸６ａの中心よりもパルス板８ａの中心が例えば上側に扁心している場合、このパルス板８ａの上側の角度０〜１８０度の間は、センサ８ｂ1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、検出角速度が真の角速度より大きくなる。次の下側の角度１８０〜３６０度の間は、センサ８ｂ1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し、検出角速度が真の角速度より小さくなることが分かる。その積算値は、図１４に示すように、縦軸に積算パルス数（積算値）、横軸に回転体６の回転軸６ａの回転角度を取ると、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1において回転角度が上記０〜１８０度の間は真の積算値を上回り、回転角度が上記１８０〜３６０度の間は真の積算値を下回り、また、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2においてはセンサ８ｂ1の場合とは逆になる。
【００６３】
このように、センサ８ｂlの検出パルスｅ1の積算値が真の積算値を上（下）回る値と、センサ８ｂ2の検出パルスｅ2の積算値が真の積算値を下（上）回る値とは、それらの位置に対称性があって略等しい。したがって、真の積算値は、センサ８ｂlの積算値とセンサ８ｂ2の積算値との略中間値（平均値）である。よって、センサ８ｂlの検出パルスｅ1の計数値とセンサ８ｂ2の検出パルスｅ2の計数値を平均することにより、回転体６の回転軸６ａとパルス板８ａとの軸心の偏心の影響（検出パルスｅの単位時間当たりのパルス数が異なること）を打ち消して、略真の回転体６の回転速度を各検出パルスｅ1，ｅ2から得ることができる。これら２つのセンサ８ｂl，８ｂ2が出力した検出パルスｅ1，ｅ2は、位相差検出手段４２に与えられる。
【００６４】
図１５は、図１２の位相差検出手段４２の構成例を示したブロック図である。図１５において、位相差検出手段４２の信号入出力の関係は、発振器２からのクロック信号ａがカウンタ（計時手段）４３に与えられ、分周回路３からの基準パルスｂがステートマシン４４に与えられるようになっている。また、このステートマシン４４には、センサ８ｂl，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2が与えられ、ステートマシン４４からカウンタ４３には、カウントイネーブル信号（ＣＥ）、リセット信号（ｒｅｓ）およびカウントアップ／カウントダウンの指示信号（Ｕ／Ｄ）が与えられるようになっている。さらに、カウンタ４３からステートマシン４４には、カウントダウン時の０通知信号が与えられるようになっている。さらに、このステートマシン４４からは、駆動パルス出力手段２２に対して、各検出パルスｅ1，ｅ2の平均位相と基準パルスｂの位相との位相差に応じて、モータ回転速度を増速させるための信号（増速指令）と、モータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）とが出力されるようになっている。
【００６５】
このような位相差検出手段４２の動作を、以下に、図１６〜図１９のタイミングチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６６】
図１６は、一方の検出パルスｅ1が最初に入力し、次に他方の検出パルスｅ2が入力した状態を図１５のステートマシン４４が検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
【００６７】
図１６に示すように、センサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2の何れか一方（本実施形態３ではセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1）が最初に入力し、さらに、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が入力し、その後、基準パルスｂが入力した場合、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点がシミュレートされる真の立ち上がりエッジであるから、図１６の減速指令Ｌに示すように、ステートマシン４４は、その中間時点からモータ回転速度を減速すべき信号を出力すべきである。ところが、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が入力した時点では、次にセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2および基準パルスｂの何れが先に入力するかは不明であるので図１６の減速指令Ｌは出力できない。
【００６８】
したがって、ステートマシン４４は、センサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2の何れか一方（本実施形態３ではセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1）が最初に入力したとき、カウンタ４３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４３は、図１６のＣ１に示すようにカウントアップを開始する。
【００６９】
さらに、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が入力したとき、ステートマシン４４は、カウンタ４３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ことを停止する。このとき、ステートマシン４４は駆動パルス出力手段２２に対して、モータ回転速度を減速させるためのフルレベル（２倍）のレベル信号を出力する。
【００７０】
さらに、基準パルスｂが入力したとき、ステートマシン４４は、モータ回転速度を低減すべきフルレベルのレベル信号の出力を停止する。このとき、ステートマシン４４は、カウンタ４３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４３は、図１６のＣ２に示すようにカウントダウンを開始し、そのカウントダウンを０に達するまで行う。このとき、ステートマシン４４は駆動パルス出力手段２２に対して、減速指令Ｌと等価の指令Ｌ２のような、モータ回転速度を減速させるための半分のレベル信号Ｅ２の出力を開始する。
【００７１】
というのは、検出パルスｅ1の立ち上がりエッジから検出パルスｅ2の立ち上がりエッジまでの斜線で示す半分のレベル信号Ｅ１は、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点が立ち上がりエッジとなって検出パルスｅ2の立ち上がりエッジまでのフルレベルの真のレベル信号と等価となっている。このとき、図１６に斜線で示す半分のレベル信号Ｅ１は、フルレベルの真のレベル信号に比べて２倍の出力時間を有していることになるが、半分のレベル信号Ｅ２は半分のレベル信号Ｅ１と等価の補正をカウンタを用いて時間をずらして出力することになっている。つまり、図１６の等価の指令Ｌ２を出力する場合には、基準パルスｂが入力したときに、ステートマシン４４はカウンタ４３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４３は、図１６のＣ２に示すようにカウントダウンを開始する。このとき、ステートマシン４４は、検出パルスｅ2の立ち上がりエッジで出力を開始したモータ回転速度を低減すべきフルレベルのレベル信号の出力を、モータ回転速度を減速させるための半分のレベルのレベル信号Ｅ２の出力に変更し、そのカウントダウンが０に達するまで、駆動パルス出力手段２２に対して、その半分のレベル信号Ｅ２の出力を行う。
【００７２】
なお、本実施形態３では、図１６の減速指令Ｌの代りにそれと上記等価の指令Ｌ２を出力するようにしたが、モータ回転速度を低減すべき信号（減速指令Ｌ）として、図１６に示すような減速指令Ｌと等価の指令Ｌ３であってもよい。
【００７３】
また、図１６の等価の指令Ｌ３を出力する場合、ステートマシン４４は、検出パルスｅ2の立ち上がりエッジで出力を開始したモータ回転速度を低減すべきフルレベルのレベル信号の出力を、基準パルスｂの入力時点で停止または変更せずに、カウンタ４３が、図１６のＣ１に示すようにカウントアップした時間の半分の時間だけそのまま継続した後にその出力を停止させる。
【００７４】
図１７は、基準パルスｂが最初に入力した状態を図１５のステートマシン４４が検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
【００７５】
図１７に示すように、ステートマシン４４は、両検出パルスｅ1，ｅ2よりも先に基準パルスｂが入力した場合には、モータ回転速度を増加すべき信号（増速指令Ｈ）を、駆動パルス出力手段２２に対して出力する。
【００７６】
このとき、両検出パルスｅ1，ｅ2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ため、基準パルスｂの立ち上がりエッジからその中間時点まで、モータ回転速度を増加すべき信号（増速指令Ｈ）を出力すべきであるが、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が入力するまで、その中間時点は確定できないため、増速指令Ｈを出力することはできない。
【００７７】
そこで、モータ回転速度を増加すべき信号（増速指令Ｈ）と等価（モータ回転速度に及ぼす影響は略同じである）の、増速指令Ｈに比べて半分のレベルで、検出パルスｅ1の立ち上がりエッジから両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点までの時間に比べて２倍の時間出力するレベル信号Ｅ３を出力することになる。基準パルスｂの立ち上がりエッジからセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力されるまで、増速指令Ｈと等価の指令Ｈ１を出力させる。このように、図１６に斜線で示す半分のレベル信号Ｅ３は、フルレベルの真のレベル信号に比べて２倍の出力時間を有している。
【００７８】
したがって、ステートマシン４４は、基準パルスｂが入力したとき、モータ回転速度を増加すべき信号の増速指令Ｈと等価の指令Ｈ１のフルのレベル信号を出力し、一方の検出パルスｅ1が入力したときに、その等価の指令Ｈ１のフルのレベルのレベル信号から半分のレベル信号Ｅ３に変更し、さらに、他方の検出パルスｅ2が入力したときに、その半分のレベル信号Ｅ３の出力を停止する。
【００７９】
図１８および図１９は、検出パルスｅ1，ｅ2の一方が最初に入力し、次に基準パルスｂが入力した状態をステートマシン４４が検出したときの動作を示すタイミングチャートである。
【００８０】
まず、ステートマシン４４は、検出パルスｅ1，ｅ2の一方（本実施形態３ではセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1）の立ち上がりエッジが最初に入力したとき、カウンタ４３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４３はカウントアップを開始する。
【００８１】
次に、基準パルスｂの立ち上がりエッジが入力したとき、ステートマシン４４は、カウンタ４３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４３はカウントダウンを開始する。
【００８２】
さらに、ステートマシン４４は、次にセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力したとき、カウンタ４３がカウントダウンを終了していない場合（図１８）は、モータ回転速度を低減すべき半分のレベル信号の出力を開始する。ステートマシン４４は、カウンタ４３がカウントダウンして０に達するまで、モータ回転速度を低減すべき半分のレベル信号を出力する。
【００８３】
この場合、出力したい減速指令として、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点から基準パルスｂの立ち上がりエッジが入力するまで、モータ回転速度を低減すべき信号（出したい指令Ｌ１１）を出力すべきであるが、その中間時点では、基準パルスｂおよびセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の何れが先に入力するかは不明であるので、その減速指令は出力できない。
【００８４】
ここで、モータ回転速度を低減すべき信号（減速指令Ｌ１１）は、低減すべき半分のレベル信号を、低減すべき信号の２倍の時間出力する信号Ｌ１３と、また、低減すべき信号の出力時点を遅延させた信号Ｌ１２と、それぞれモータ回転速度に及ぼす影響は略同じであるから、出力時点を遅延させ、低減すべき信号の２倍の時間出力する低減すべき半分のレベル信号Ｌ１３を出力させる。
【００８５】
次に、図１９に示すように、出力したい増速指令Ｈ１１として、基準パルスｂの立ち上がりエッジが入力してから、シミュレートされる真のエッジである、両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点まで、モータ回転速度を増加すべきレベル信号Ｈ１１を出力すべきであるが、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力するまで、その中間時点は確定できない。
【００８６】
そこで、モータ回転速度を増加すべき信号Ｈ１１は、増加すべき半分のレベル信号を、増加すべきレベル信号の２倍の時間出力し、かつ、増加すべきレベル信号の出力時点を遅延させた信号Ｈ１２と、それぞれモータ回転速度に及ぼす影響は略同じである。このため、基準パルスｂが入力してから両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりエッジの中間時点までの２倍の時間、つまり、カウンタ４３がカウントダウンを終了してから、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力するまで、モータ回転速度を増加すべき半分のレベル信号Ｈ１２を出力する。
【００８７】
つまり、ステートマシン４４は、他方の検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力されていないときに、カウンタ４３がカウントダウンを終了したとき、モータ回転速度を増加すべき半分のレベル信号Ｈ１２の出力を開始する。ステートマシン４４は、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジが入力するまで、モータ回転速度を増加すべき半分のレベル信号Ｈ１２を出力する。
【００８８】
図２０は、上述したような位相差検出手段４２のステートマシン４４の状態遷移図である。図２０において、このステートマシン４４は、検出パルスｅおよび基準パルスｂ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４３にカウントアップさせる。
【００８９】
この状態１で基準パルスｂがＨレベルになると、状態２に遷移し、カウンタ４３をカウントダウンさせる。
【００９０】
この状態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（減速させるレベルをモータに与えるための信号）を出力する。
【００９１】
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、低減すべき半分のレベル信号（減速させるレベルの半分のレベルをモータに与えるための信号）を出力する。また、状態２でカウンタ４３が０に達すると、状態５に遷移し、増加すべき半分のレベル信号（増速させるレベルの半分のレベルをモータに与えるための信号）を出力する。
【００９２】
状態３でカウンタ４３が０に達すると、状態４に遷移する。
【００９３】
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。
【００９４】
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、低減すべき半分のレベル信号を出力する。
【００９５】
状態８でカウンタ４３が０に達すると、状態９に遷移する。
【００９６】
状憑０で基準パルスがＨレベルになると、状態Ａに遷移し、増加すべきレベル信号（増速させるレベルをモータに与えるための信号）を出力する。
【００９７】
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、増加すべき半分のレベル信号を出力する。
【００９８】
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。
【００９９】
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４３をリセットし、状態０に戻る。
【０１００】
なお、本実施形態３においては、上記フルレベルおよび半分のレベルのコントロールは電圧レベルの高さで構成したが、出力される補正の増／減速パルスに比較して十分に周波数が高い、デューティ５０パーセントのマスク用パルス列を用意し、半分のレベルを出力したい場合には、補正の増／減速パルスにデューティ５０パーセントのマスク用パルス列をＡＮＤして出力しても、補正量の平均値は所定電圧レベルの高さの半分の電圧レベルを出力した場合と同じであるため、同様の効果を奏する。
【０１０１】
（実施形態４）
本実施形態４では、周期差検出手段および位相差検出手段が、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2を用いてそれぞれ平均化された基準パルスｂとの周期差および位相差に応じた信号を出力する場合である。
【０１０２】
図２１は、本発明の実施形態４に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図であり、図１２と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図２１において、この回転駆動装置５０は、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された周期と基準周期との周期差を検出し、その周期差に応じた信号を出力する周期差検出手段５１と、この周期差検出手段５１で検出した周期差および、位相差検出手段４２で検出した位相差が共に零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減する駆動パルス出力手段２２とを有している。
【０１０３】
この周期差検出手段５１は、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力された各検出パルス列の平均化された周期と基準パルス列の周期との周期差を、各検出パルス列の平均化のための演算を行わないで、その周期差をクロック信号ａで計数することにより検出し、その周期差に応じた信号を駆動パルス出力手段２２の積分手段としてのチャージポンプ回路２２ｃに与えるようになっている。
【０１０４】
図２２は、図２１の周期差検出手段５１の構成例を示すブロック図である。図２２の周期差検出手段５１において、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が与えられる１０系ステートマシン５２の出力と、センサ８ｂ2からめ挨出パルスが与えられる２０系ステートマシン５３の出力とが、論理回路５４に与えられている。また、発振器２からのクロック信号ａは２分周器５５、カウンタ５６、ダウンカウンタ５７およびフリップフロツプ回路５８に与えられている。
【０１０５】
このカウンタ５６のクロック計数値は、レジスタ５９に与えられ、レジスタ５９のラッチ信号として論理回路５４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６０を介してカウンタリセット入力でカウンタ５６をリセットする。また、レジスタ５９がラッチした計数値は演算器６１に与えられている。この演算器６１は、基準パルス１周期分のクロック数４０９６（＝分周器３の分周比）から、レジスタ５９がラッチした計数値を差し引く演算を行う。
【０１０６】
また、カウンタ５６のイネーブル端子ＣＥはスイッチ回路６２に接続され、論理回路５４から与えられる信号により、スイッチ回路６２は、イネーブル端子ＣＥへの接続を５Ｖ電源または２分周器５５に切り換えるようになっている。
【０１０７】
一方、分周器３からの基準パルスｂが、２分周器６３により２分周され、立ち上がり回路６４と立ち下がり回路６５とに与えられている。立ち上がり回路６４が出力する立ち上がり信号は、ダウンカウンタ５７のプリセット端子ＰＲＥとフリップフロツプ回路５８のセット端子Ｓと、ラッチ信号としてラッチ回路６６とに与えられている。また、立ち下がり回路６５が出力する立ち下がり信号は、周期差検出手段５１のリセット信号として使用されている。
【０１０８】
さらに、演算器６１の演算結果は、ダウンカウンタ５７に与えられ、このダウンカウンタ５７が０を計数したときの０信号が、フリップフロツプ回路５８のリセット端子Ｒに与えられている。このフリップフロツプ回路５８のＱ端子からの出力信号は、ダウンカウンタ５７のカウントイネーブル端子ＣＥと、ＡＮＤゲート６７，６８それぞれの一方の入力端子とに与えられている。また、ラッチ回路６６からの出力信号は、ＡＮＤゲート６８の他方の入力端子に与えられると共に、インバータ６９を介して反転した信号がＡＮＤゲート６７の他方の入力端子に与えられるようになっている。
【０１０９】
以上により、周期差検出手段５１は、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が与えられる１０系ステートマシン５２の出力と、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が与えられる２０系ステートマシン５３の出力とが、論理回路５４に与えられ、ＡＮＤゲート６７からは、チャージポンプ回路２２ｃにモータ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６８からは、モータ回転速度を減速させるための信号（減速指令）が出力されるように構成されている。
【０１１０】
このような構成の周期差検出手段５１の動作を、以下に、図２３のタイミングチャートおよび図２４の１０系ステートマシン５２、２０系ステートマシン５３の状態遷移図に基づいて説明する。
【０１１１】
図２４（ａ）は１０系ステートマシン５２の状態選移図であり、この１０系ステートマシン５２は、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1の立ち上がりエッジにより、状態「００」から状態「１０」になり、次のセンサ８ｂ1からの検出パルスｅ1の立ち上がりエッジにより、状態「１１」になり、この状態「１１」のときに基準パルスｂの２分周パルスの立ち下がりエッジにより、状態「００」に戻る。つまり、図２３（ａ）において、センサ８ｂ1からの検出パルスｅ1が立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間が、状態「１０」である。
【０１１２】
また、図２４（ｂ）は、２０系ステートマシン５３の状態遷移図であり、この２０系ステートマシン５３は、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジにより、状態「００」から状態「２０」になり、次のセンサ８ｂ2からの検出パルスｅ2の立ち上がりエッジにより状態「２１」になり、この状態「２１」のときに基準パルスｂ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２３（ｂ）において、センサ８ｂ2からの検出パルスｅ2が立ち上がってから、次に立ち上がるまでの１周期の間が、状態「２０」である。
【０１１３】
次に、論理回路５４は、状態「１０」、状態「２０」の各信号が入力されたとき、スイッチ回路６２に５Ｖ電源へ切り換えるべき信号を与え、また、状態「１０」または状態「２０」の信号が入力されたとき、または、状態「１１」または状態「２１」の信号が入力されたとき、スイッチ回路６２に２分周器５５側に切り換えるべき信号を与える。
【０１１４】
これにより、カウンタ５６は、図２３（ｃ）において、両検出パルスの各１周期が重なるときは、クロック信号ａを計数し、両検出パルスｅ1，ｅ2の各１周期が重ならず、何れかがその周期（状態「１０」，状態「２０」）のとき、クロック信号ａの１／２を計数するので、両検出パルスｅ1，ｅ2の平均周期（シミュレートされる真の周期）に応じたクロック信号ａのクロック数を計数することができる。
【０１１５】
論理回路５４は、状態「１１」と状態「２１」の信号が入力されたとき、レジスタ５９にラッチ信号を与える。
【０１１６】
また、カウンタ５６は、２分周器５５または５Ｖ電源からのイネーブル信号に応じて、クロック信号ａを計数する。この計数値は、次の両検出パルスｅ1，ｅ2の立ち上がりにより、レジスタ５９にラッチされ、演算器６１に与えられて、ほどなく遅延回路６０を介してリセットされる。
【０１１７】
さらに、演算器６１は、基準パルス１周期分（基準周期）のクロック数４０９６から、レジスタ５９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６６に与え、演算結果の絶対値をダウンカウンタ５７に与える。
【０１１８】
一方、基準パルスｂが２分周器６３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５７がプリセットされ、フリップフロツプ回路５８がセットされ、ラッチ回路６６がラッチされる。
【０１１９】
このラッチ回路６６がラッチすると、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６６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。
【０１２０】
さらに、フリップフロツプ回路５８はセットされると、ダウンカウンタ５７にカウントイネーブル信号を与え続ける。このダウンカウンタ５７は、上述した演算桔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。そのカウントダウン値が０に達すると、フリップフロツプ回路５８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。
【０１２１】
このラッチ回路６６が出力し続ける正／負を示す信号は、ＡＮＤゲート６７，６８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する。
【０１２２】
これにより、ＡＮＤゲート６７は、正／負を示す信号が負のときに、チャージポンプ回路２２ｃにモータ回転速度を増速させるための信号（増速指令：周期差に応じた信号）を出力する。また、ＡＮＤゲート６８は、正／負を示す信号が正のときに、モータ回転速度を減速させるための信号（滅速指令：周期差に応じた信号）を出力する。
【０１２３】
さらに、この周期差検出手段５１は、立ち下がり回路６５が出力する立ち下がり検知信号によりリセットされ、上述した動作は、基準パルスｂが２分周されたパルスの１周期毎に行われることになる。
【０１２４】
なお、上記実施形態３では、位相差検出手段４２だけが２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された基準パルスｂとの位相差に応じた信号を出力する構成とし、また、本実施形態４では、周期差検出手段５１および位相差検出手段４２が、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2を用いてそれぞれ平均化された基準パルスｂとの周期差および位相差に応じた信号を出力する構成としが、これらに限らず、周期差検出手段５１だけが２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された基準パルスｂとの位相差に応じた信号を出力する構成としてもよい。要は、周期差検出手段５１および位相差検出手段４２の少なくともいずれかが、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力される各検出パルスｅ1，ｅ2を用いて平均化された基準パルスｂとの周期差および／または位相差に応じた信号を出力する構成であればよい。
【０１２５】
（実施形態５）
本実施形態５では、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力された偏心補正用の各検出パルスｅ1，ｅ2の平均化を予め行った後に、その平均化された検出パルスｅを図９に示すような位相差検出手段９および／または周期差検出手段２１に入力するような場合である。
【０１２６】
この平均化を行う平均化手段（図示せず）には、２つのセンサ８ｂ1，８ｂ2から出力された偏心補正用の各検出パルスｅ1，ｅ2が与えられ、クロック信号ａが与えられている。平均化手段（図示せず）で平均化された検出パルスｅは、位相差検出手段９および／または周期差検出手段２１に、後で詳細に説明するが、分周された検出パルスとして与えられるようになっている。
【０１２７】
図２５は、この平均化手段の構成例を示すブロック図である。図２５において、クロック信号ａが２分周器７０と、ＮＯＲゲート７１，７２それぞれの一方の入力端子とに与えられている。この２分周器７０により２分周されたパルスクロックは、ＮＯＲゲート７１の他方の入力端子と、インバータ７３を介してＮＯＲゲート７２の他方の入力端子とに与えられるようになっている。
【０１２８】
これらのＮＯＲゲート７１，７２それぞれの出力端子は、サンプリング手段としての同期微分手段７４，７５に接続されている。この同期微分手段７４には、センサ８ｂ1から出力された偏心補正用の検出パルスｅ1が入力され、また、同期微分手段７５には、センサ８ｂ2から出力された偏心補正用の各検出パルスｅ2が入力されるようになっている。これらの同期微分手段７４，７５の各出力は、合成手段としてのＯＲゲート７６に与えられ、このＯＲゲート７６の出力は、分周手段としての分周器６７に与えられ、この分周器７７により分周されたパルス列が、位相および周波数が平均化された検出パルスｅとして出力されるようになっている。以上により、平均化演算手段７８が構成され、センサ８ｂ1，８ｂ2からの各検出パルスｅ1，ｅ2の位相および周波数の平均化が行われている。
【０１２９】
以下に、このような構成の平均化手段７８の動作を、図２６および図２７のタイミングチャートに基づいて説明する。
【０１３０】
図２６（ａ）に示すようなクロック信号ａが２分周器７０と、ＮＯＲゲート７１，７２それぞれの一方の入力端子とに与えられる。この２分周器７０により２分周された図２６（ｂ）に示す２分周クロックは、ＮＯＲゲート７１の他方の入力端子と、インバータ７３を介して反転された図２６（ｃ）に示す２分周クロックとしてＮＯＲゲート７２の他方の入力端子とに与えられる。これにより、ＮＯＲゲート７１，７２は、クロック信号ａが１／２に分周され、互いに逆位相の、パルス幅がクロック信号ａと同じ図２６（ｄ）に示すサンプリングパルス列を同期微分手段７４に、図２６（ｅ）に示すサンプリングパルス列を同期微分手段７５に与える。
【０１３１】
これら同期微分手段７４，７５には、センサ８ｂ1，８ｂ2からの、図２６（ｆ）および図２６（ｇ）に示す各検出パルスｅ1，ｅ2（クロック信号ａが１／４０９６に分周されたパルス列に同期可能）がそれぞれ与えられ、同期微分手段７４，７５は、検出パルスｅ1，ｅ2より十分高い周波数の互いに逆位相の図２６（ｄ）および図２６（ｅ）に示すサンプリングパルスにより、センサ８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2毎に、図２６（ｈ）および図２６（ｉ）に示すようにそれぞれ１つサンプリングする。
【０１３２】
これらの同期微分手段７４，７５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８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2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、図２６（ｊ）に示すようにＯＲゲート７６で合成しても、重なるところが無く、センサ８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2の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。
【０１３３】
したがって、この合成したパルス列（図２６（ｊ）＝図２７（ａ））が、分周器７７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％にされた検出パルス列（図２７（ｂ））となっており、その位相および周波数は、センサ８ｂ1，８ｂ2の各検出パルスｅ1，ｅ2のパルス列の位相および周波数をそれぞれ平均したものとすることができる。
【０１３４】
このように、分周器７７により１／４に分周され、デューティファクタを略５０％にされた検出パルス列は、上記周期差検出手段２１および位相差検出手段９に与えられる。この周期差検出手段２１は、この平均化手段７８から出力した検出パルスｅと基準パルスｂとの周期差を検出し、その検出周期差に応じた信号を出力する。また、位相差検出手段９は、平均化手段７８から出力した検出パルスｅと基準パルスｂとの位相差を検出し、その検出位相差に応じた信号する。これらの検出周期差に応じた信号と検出位相差に応じた信号が駆動パルス出力手段２２のチャージポンプ回路２２ｃに与えられる。
【０１３５】
（実施形態６）
上記実施形態１〜５では、図７で代表して説明すると、駆動パルス出力手段４として、加算手段４ｆの出力レベルを、そのレベルに応じた周波数信号に変換するパルス変換手段４ｇを有しており、基準駆動信号生成手段は基準駆動信号としてレベル信号ｃ１を出力するように構成され、補正信号生成手段は、位相差および／または周期差に応じたレベルの補正信号を出力するようなアナログ構成としたが、本実施形態６では、駆動パルス出力手段として、基準駆動信号生成手段は基準駆動パルスを生成し、補正信号生成手段は位相差および／または周期差に応じた周波数の補正パルスを生成する一部デジタル構成とした場合である。
【０１３６】
図２８は図７の駆動パルス出力手段４とは別のデジタル構成例を示すブロック図であり、図７と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３７】
図２８において、駆動パルス出力手段８０は、基準駆動パルスを生成する基準駆動パルス生成手段８０ａと、駆動開始時および駆動終了時に過渡的な起動および停止（滑らかに周波数を漸増または漸減制御）を行わせるためのモータ脱調防止用のパルス立ち上げ／立ち下げ手段８０ｂと、リミッタ手段４ｅの後段に設けられ、リミッタ手段４ｅからの補正用のレベル信号ｃ２をそれに応じたパルス信号に変換するパルス信号変換手段８０ｃと、パルス信号変換手段８０ｃからの補正用のパルス信号ｃ３を、パルス立ち上げ／立ち下げ手段８０ｂからの基準駆動パルスｃ４に加算（パルス信号ｃ３を基準駆動パルスｃ４を増減）する合成手段８０ｄと、合成手段８０ｄからの合成パルスを所定の割合で分周する分周器８０ｅとを有している。この分周器８０ｅは例えば１／１６に分周しており、合成手段８０ｄで１パルス分が増減すると１／１６の周期分がパルス的に増減する。
【０１３８】
なお、本実施形態６では、リミッタ手段４ｅまでをアナログ構成で、それ以降をデジタル構成としたが、図２８のチャージポンプ回路４ｃおよびローパスフィルタ４ｄに代えて図２９に示すように、ＰＬＬ構成（位相差検出手段および／または周期差検出手段）からの出力信号の極性を反映した出力信号の出力時間に比例したパルス信号に変換した上で、上記極性によって可逆カウンタ（図示せず）で上記パルス信号をカウントすることによって積算して補正信号を生成する積分手段のデジタル回路８１ａで構成すれば、駆動パルス出力手段８１を全てデジタル構成とすることもできる。この場合、リミッタ手段４ｅは、この可逆カウンタ（図示せず）を有効数上限および下限を越えて動作させないような構成とすればよい。この場合のパルス合成手段８０ｄは、基準駆動パルスｃ４を、カウンタの積算値に応じて基準パルスｂが入力される毎に誤差であるカウンタの積算値が０に近づくように増減するようなデジタル回路で構成される。
【０１３９】
このように、デジタル構成とすれば、回路構成を１チップ化することができて省スペースで低コストである。一方、上記実施形態１〜５のようなアナログ構成では、デジタル構成のように整数比で処理されることに起因した桁落ちはなく、補正ゲインなどの微調整が可能である。
【０１４０】
以上の実施形態１〜６によれば、駆動パルス数に比例した量の回転駆動を行う回転駆動源５を摩擦伝動手段７を介して減速回転させて回転体６を回転駆動させるに際して、クロック信号ａを分周器３を介して所定周期の基準パルスｂに変換し、かつ回転体６の回転に応じた検出パルスを得、これらの基準パルスｂと検出パルスとを用いたＰＬＬ構成で位相差および／または周期差を検出し、位相差および／または周期差が零になるように回転駆動源５への駆動パルスｄの周期を増減するようにしたため、回転駆動源５から摩擦伝動手段７を介して回転体６に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、ＰＬＬ構成で高精度に補正をかけることができて高精度の回転を実現できて、モータに安価なステッピングモータを用いことができる。また、この高精度の回転制御と摩擦伝動手段７によって回転速度変動を軽減することができる。さらに、従来のようにフライホイールを用いないために、小型、軽量化や俊敏な応答性を実現できる。
【０１４１】
このトラクション減速機７ａの回転体は、その伝動面が円形であるので歯車に比べれば加工精度もよく、減速ギヤよりも製造が容易である。その結果、トラクション減速機７ａは減速ギヤよりも偏心も少なく回転速度変動も少ない。
【０１４２】
本発明のＰＬＬ制御構成を用いずにトラクション減速機７ａを用いた場合のパルス集積誤差を図３０に、また、本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いた場合（アナログ構成）のパルス集積誤差を図３１に、さらに、本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いた場合（デジタル構成）のパルス集積誤差を図３２に示している。これらの図３０〜図３２において、トラクション減速機７ａの出力軸の１回転で８１０００パルスの検出パルスを出力するエンコーダを外部に設置し、時々刻々トラクション減速機７ａの回転軌跡が等速円運動の軌跡からどれだけのパルス分ずれるかを示しており、トラクション減速機７ａを用いただけの図３０では（４０〜６０）パルス／８１０００パルスのずれか生じているが、トラクション減速機７ａを用い、かつ本発明のＰＬＬ制御をかけると、５〜７パルス／８１０００パルスのずれとなって大幅に減少していることが判る。
【０１４３】
なお、前述した実施形態１〜６においては摩擦伝動手段としてトラクション減速機を用いたが、これに代えて摩擦伝動手段としてプーリ伝動機構やベルト伝動機構であってもよい。さらには、ウォームホイルおよびウォームギヤからなるウォーム減速機を用いても減速ギヤ伝動機構に比べて回転速度変動を抑えることができる。
【０１４４】
また、前述した実施形態１〜６においてはステッピングモータを用いたが、これに代えてパルスフィードバックのサーボモータであってもよい。要は、パルスを指令としてそれに応じた量の回転をするモータであればよい。
【０１４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１によれば、装置を大型で重量化する要因の回転速度変動吸収用のフライホイールを用いる代りに摩擦伝動手段を用いているため、ギア機構による回転速度変動を抑制することができ、装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源の制御を行うため、回転駆動源として駆動パルス数に比例した量の回転駆動が為される安価なステッピングモータを脱調なく用いることができて、より安価な回転駆動装置とすることができる。さらに、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するようにしたため、回転体は摩擦伝動手段のすべり分が補正されて高精度の回転とすることができ、回転速度変動を抑制することができて、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像で、各色毎の印刷ずれや、回転速度変動に起因した縞を防止することができる。
【０１４６】
また、本発明の請求項２によれば、回転駆動源から摩擦伝動手段を介して回転体に回転力を伝えるときにすべりが生じたとしても、回転体の回転に応じた検出パルスと基準パルスとの位相差に加えて、基準周期との周期差も零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するため、回転体は摩擦伝動手段のすべり分をより正確に補正してより高精度の回転とすることができ、回転速度変動を抑制することができて、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像で、各色毎の印刷ずれや、回転速度変動に起因した縞を防止することができる。
【０１４７】
さらに、本発明の請求項３，４によれば、２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差または／および周期差が零になるように回転駆動源への駆動パルスの周期を増減するため、回転体の軸心の偏心による検出パルスの誤差を相殺して、摩擦伝動手段のすべり分をより正確に補正でき、更に高精度な回転体の回転制御を行うことができ、回転速度変動を抑制することができて、各色毎の感光体ドラム毎に複写画像に応じたカラー画像で、各色毎の印刷ずれや、回転速度変動に起因した縞を防止することができる。
【０１４８】
さらに、本発明の請求項５，７，８によれば、周期差および／または位相差に応じた補正信号を基準駆動信号に加算して駆動パルスを得るため、より簡単な構成で、高精度な回転体の回転制御を行うことができる。また、本発明の請求項７のようにアナログ構成とすれば、デジタル構成のように整数比で処理されることに起因した桁落ちはなく、補正ゲインなどの微調整が可能である。また、本発明の請求項８のようにデジタル構成とすれば、その回路構成を１チップ化することができて省スペースで低コストである。
【０１４９】
さらに、本発明の請求項６によれば、より簡単なＰＬＬ回路構成でより正確な補正信号を得ることができる。
【０１５０】
さらに、本発明の請求項９によれば、リミッタ手段で補正信号を所定値以下に制限するため、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に回転駆動源が脱調して制御不能になることを防止することができ、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることができる。
【０１５１】
さらに、本発明の請求項１０によれば、回転駆動源による回転体の回転起動または停止時や、回転速度の増減時に、回転駆動源が脱調しないように立上り信号を形成するため、回転駆動源が脱調して制御不能になることを防止することができ、回転駆動源として安価なステッピングモータを用いることができる。
【０１５２】
さらに、本発明の請求項１１によれば、回転駆動源をステッピングモータとするため、より容易に周波数による制御を行うと共に、より安価に構成とすることができる。
【０１５３】
さらに、本発明の請求項１２によれば、摩擦伝動手段をトラックション減速機とするため、より簡単な構成で回転駆動源から回転体に減速した回転力をより正確かつ容易に伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転駆動装置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パルス板およびセンサとトラクション減速器とモータとの概略構成を示した側面図である。
【図３】図２のトラクション減速器の内部構成を示す図である。
【図４】図３のトラクション減速器のＶＶ線縦断面図である。
【図５】図２のロータリエンコーダのパルス板およびセンサを示した正面図である。
【図６】図１の位相差検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図１の駆動パルス出力手段の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７のチャージポンプ回路の構成例を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の周期差検出手段の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の周期差検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施形態３に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のパルス板が軸心に対して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】図１２のパルス板が軸心に対して偏心している場合の回転角と積算パルス数を示す図である。
【図１５】図１２の位相差検出手段の構成例を示したブロック図である。
【図１６】図１５の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１７】図１５の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１８】図１５の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１９】図１５の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２０】図１５のステートマシンの状態遷移図である。
【図２１】本発明の実施形態４に係る回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１の周期差検出手段の構成例を示すブロック図である。
【図２３】図２１の周期差検出手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図２４】図２２の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２５】本発明の実施形態５における平均化演算手段の構成例を示す回路図である。
【図２６】図２５の平均化演算手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図２７】図２５の平均化演算手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図２８】本発明の実施形態６における駆動パルス出力手段の構成例を示すブロック図である。
【図２９】図２８の駆動パルス出力手段とは別の構成例を示すブロック図である。
【図３０】本発明のＰＬＬ制御構成を用いずにトラクション減速機７ａを用いた場合のパルス集積誤差を示す図である。
【図３１】本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いたアナログ構成の場合のパルス集積誤差を示す図である。
【図３２】本発明のＰＬＬ制御構成を用いトラクション減速機７ａを用いたデジタル構成の場合のパルス集積誤差を示す図である。
【図３３】従来の回転制御装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 回転駆動装置
４，２２，８０，８１ 駆動パルス出力手段
４ａ レベル信号変換（Ｆ／Ｖ）手段
４ｂ 台形波回路
４ｃ，２２ｃ チャージポンプ回路
４ｅ リミッタ手段
４ｆ 加算器
４ｇ 駆動パルス生成手段
５ 回転駆動源
６ 回転体
７ 摩擦伝動手段
７ａ トラクション減速器
８，４１ 回転検出手段
８ｂ，８ｂ1，８ｂ2 センサ
９，４２ 位相差検出手段
１０ 基準パルス出力手段
１１ ステピングモータ
２１，５１ 周期差検出手段
７８ 平均化演算手段
８０ａ 基準駆動パルス生成手段
８０ｂ パルス立ち上げ／立ち下げ手段
８０ｃ パルス信号変換手段
８０ｄ 合成手段
８０ｅ 分周器
８１ａ デジタル回路
Claims (12)
- 駆動パルス数に比例した量の回転駆動を行う回転駆動源と、
この回転駆動源の回転を回転体に伝達する摩擦伝動手段と、
周期的な基準パルス列を出力する基準パルス出力手段と、
前記回転体の回転に応じた検出パルスを出力する回転検出手段と、
この回転検出手段から出力される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、
定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号に応じた駆動パルスを前記回転駆動源へ出力する駆動パルス出力手段と
を備えており、
さらに、前記基準パルス出力手段が、所定周波数のクロック信号を出力する発振器と、この発振器からクロック信号を基準パルスに分周する分周器と有しており、
前記駆動パルス出力手段は、前記発振器から出力されるクロック信号に基づいて駆動パルスを出力し、かつ、前記位相差検出手段から出力される位相差に応じた信号に基づいて、この位相差が零になるように前記駆動パルスを増減することを特徴とする回転駆動装置。 - 前記回転検出手段から出力される検出パルスと前記基準パルスとの周期差を検出する周期差検出手段を有し、
前記駆動パルス出力手段は、前記周期差検出手段で検出した周期差が零になるように前記回転駆動源への駆動パルスを増減するようにしたことを特徴とする請求項１記載の回転駆動装置。 - 前記回転検出手段は、前記回転体と共回りする円形のパルス板の対向する位置に設けられた２つのセンサから前記検出パルスが出力され、前記周期差検出手段および位相差検出手段の少なくともいずれかが、前記２つのセンサからの各検出パルスを用いてそれぞれ平均化された周期差および／または位相差に応じた信号を出力する構成としたことを特徴とする請求項１または２記載の回転駆動装置。
- 前記周期差検出手段は、前記２つのセンサの一方から出力される検出パルスの前記基準パルスの周期に対する周期差を検出し、前記位相差検出手段は、前記２つのセンサから出力される各検出パルスを用いて平均化された位相差に応じた信号を出力する構成としたことを特徴とする請求項３記載の回転駆動装置。
- 前記駆動パルス出力手段は、定周期の基準駆動パルスに相当する基準駆動信号を発生する基準駆動信号生成手段と、
前記周期差検出手段および／または前記位相差検出手段からの周期差および／または位相差に応じた補正信号を出力する補正信号生成手段と、
前記基準駆動信号に前記補正信号を合成する合成手段と、
この合成手段からの出力に応じて前記駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれに記載の回転駆動装置。 - 前記位相差検出手段および／または周期差検出手段の少なくとも一方は、前記検出パルスと基準パルスとから周期差および／または位相差に応じた信号を出力するＰＬＬ回路で構成され、
前記補正信号生成手段は、前記ＰＬＬ回路の出力信号を積算して補正信号を生成することを特徴とする請求項５記載の回転駆動装置。 - 前記合成手段の出力レベルを該レベルに応じた周波数信号に変換するパルス変換手段を有し、前記基準駆動信号生成手段は基準駆動信号としてレベル信号を出力するように構成され、
前記補正信号生成手段は、前記位相差および／または周期差に応じたレベルの補正信号を出力する構成としたことを特徴とする請求項５または６記載の回転駆動装置。 - 前記基準駆動信号生成手段は、基準駆動パルスを生成するものであり、
前記補正信号生成手段は、前記位相差および／または周期差に応じた周波数の補正パルスを生成することを特徴とする請求項５または６記載の回転駆動装置。 - 少なくとも前記補正信号生成手段の後段に補正信号を所定レベル以下に制限するリミッタ手段を有したことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の回転駆動装置。
- 前記基準駆動信号生成手段は、駆動開始、停止および変速時に過渡的な駆動を行わせる立ち上げ／立ち下げ手段を有していることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の回転駆動装置。
- 前記回転駆動源は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の回転駆動装置。
- 前記摩擦伝動手段は、トラクション減速機であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の回転駆動装置。
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