JP4481137B2 - モータ、回転制御装置、及び回転検出回路 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸または回転軸に連結される被回転体の回転速度または回転角を制御可能なモータに関する。また、本発明は、回転体の回転速度または回転角を制御するための回転制御装置に関する。さらに、本発明は、回転体の回転速度または回転角を検出するための回転検出回路に関する。

例えば、カラー複写機やカラープリンタ等の画像処理装置（画像形成装置）は、４色（黒、黄、青、赤）の感光ドラムをそれぞれ備えており、これらの各感光ドラムは、モータによって低速（４０ｒｐｍ乃至１００ｒｐｍ）で回転される。感光ドラムを回転駆動するモータには、上記の如き低回転速度において、画像悪化の原因となる回転むらを生じないことが望まれている。

このため、モータの回転軸、または該回転軸に連結される感光ドラムの連結軸の回転速度を検出するエンコーダを設け、該エンコーダの出力信号に基づいて感光ドラム（直接的にはモータ回転軸または連結軸）の回転速度を制御することが行なわれている。エンコーダとしては、例えば、周方向に等間隔で配置された多数のスリットから成る光学パターンが形成されたエンコーダプレートを上記回転軸等に同軸的に取り付けると共に、該光学パターンを挟んで発光素子と受光素子（以下、まとめて回転検出器という）とを配置し、回転検出器がエンコーダプレートの回転に伴う受光の有無に応じたパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を出力する光学式のエンコーダが採用されている。

そして、エンコーダによる回転検出精度を向上するために、１つのエンコーダプレートに対し２つの回転検出器を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示される如く、エンコーダ２００は、回転軸２０２に同軸的に取り付けられ該回転軸２０２と一体に回転するエンコーダプレート２０４と、エンコーダプレート２０４の外周近傍に周方向に等間隔で多数形成されたスリット（光学パターン）２０４Ａと、回転軸２０２の軸心に対し対称となる２箇所に配置された回転検出器２０６、２０８とを備えて構成されている。

また、エンコーダ２００に電気的に接続された制御装置は、回転検出器２０６、２０８の出力信号がそれぞれ入力されるようになっており、これらの出力信号を平均化することで、エンコーダプレート２０４の回転軸２０２に対する取付誤差（偏心）等の影響を除去するようになっている。すなわち、上記取付誤差に基づく回転検出誤差は、回転軸２０２の１回転に１回の周期を有する正弦波状に生じるため、１８０°対極した位置に配置された２つの回転検出器２０６、２０８の出力信号を平均化することで除去される。これにより、該エンコーダ２００及び制御装置を備えた構成（回転検出方法）では、上記取付誤差に起因する誤差成分を除去した真の回転速度（角速度）が得られるとされている。

ところで、例えばエンコーダプレート２０４を安価なＰＥＴ（ポリエチレンテレフラレート）にて構成すると、このエンコーダプレート２０４は、縦方向と横方向との膨張率の相違によって歪みが生じ略楕円状に変形する。このＰＥＴ製エンコーダプレート２０４の変形は、７０℃程度の高温環境下で顕著となる。このようなエンコーダプレート２０４の変形に基づく回転検出誤差は、回転軸２０２の１回転に２回の周期を有する正弦波状に生じるため、上記の如き従来の技術では除去することが不可能であった。このため、高温環境下で使用されるエンコーダ２００には、従来、高価なガラス製のエンコーダプレート２０４を用いる等の対策が必要であった。
特開平７−１４０８４４号公報

本発明は、上記事実を考慮して、被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、被検出部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるモータ、回転制御装置、及び回転検出回路を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係るモータは、被回転体に連結される回転軸と、円板状に形成され、前記回転軸または被回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材と、前記被検出部材の周方向に９０°間隔で配置され、それぞれ該被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を出力する３つまたは４つの回転検出器と、前記各回転検出器の出力信号を入力可能に設けられ、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する制御手段と、を備えている。

請求項１記載モータでは、回転軸が回転することで該回転軸に連結された被回転体を回転駆動する。このとき、回転軸または被回転体に同軸的に取り付けられた円板状の被検出部材が該回転軸及び被回転体と一体に回転し、３つまたは４つの回転検出器がそれぞれ被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を制御手段に出力する。

各回転検出器の出力信号が入力された制御手段は、各回転検出器のうち２つの回転検出器から入力した検出信号を加算して得られる第１補正信号と、上記２つの前記回転検出器とは異なる組合せの２つの回転検出器から入力した検出信号を加算または減算して得られる第２補正信号とを、必要に応じてそれぞれ残留する周期成分の位相及び振幅（最大振幅）を互いに一致させて加算または減算することで回転検出信号を算出する。そして、この回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）、回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御する。

ここで、それぞれ被検出部材の周方向（回転方向）に９０°間隔で配置された各回転検出器のうちの２つの出力信号は、位相が９０°または１８０°ずれているため、これらの出力信号を加算または減算することで、回転軸（被検出部材）の１回転に２周期の誤差成分（以下、２周期成分という）を除去することができる。すなわち、２周期成分は、回転軸の１８０°の回転で１周期であり、その正弦波上における９０°（半周期）の位相差がある２点の大きさが同じで正負が逆であるため、９０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を加算すれば除去される。同様に、２周期成分は、その正弦波上における１８０°（１周期）の位相差がある２点の大きさ及び正負が共に同じであるため、１８０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を減算すれば除去される。したがって、２つの信号を加算した第１補正信号は、回転軸の１回転に１周期の誤差成分（以下、１周期成分という）と、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれ、２周期成分を除去したものとなる。また、２つの信号を加算した第２補正信号は１周期成分と真の回転誤差とを含み、２つの信号を減算した第２補正信号は１周期成分のみを含み、何れにしても２周期成分を除去したものとなる。

そして、上記第１補正信号と第２補正信号とを、必要に応じて互いの位相及び振幅（１周期成分の位相及び最大振幅）を一致させ、かつ上記真の回転誤差（を含む実回転速度）を打ち消さないように加算または減算することで、１周期成分を除去した回転検出信号を得ることができる。具体的には、本モータでは、制御手段は、３つまたは４つの回転検出器のうち９０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を加算することで、２周期成分を除去した第１補正信号を得る。この第１補正信号には、上記の通り１周期成分と、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれている。また、制御手段は、３つまたは４つの回転検出器のうち１８０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を減算することで、２周期成分を除去した第２補正信号を得る。この第２補正信号には、１周期成分のみが含まれている。そして、制御手段は、第１補正信号と第２補正信号とを用いて、例えば、第１補正信号と第２補正信号とがそれぞれ含む１周期成分の位相及び振幅を一致させて差分をとることで、これらが共に含む１周期成分を除去した回転検出信号を算出する。これにより、制御目標に対する誤差として回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得る回転検出信号を得ることができる。すなわち、回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸または被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。

なお、制御手段は、回転検出信号を算出する演算式に第１補正信号及び第２補正信号を算出する項（回路等）を含んでいれば足り、これら第１補正信号及び第２補正信号を独立して算出しなくても良いことは言うまでもない。

このように、請求項１記載のモータでは、被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、被検出部材が取り付けられる検出対象である回転軸または被回転体の回転速度または回転角を高精度で検出することができる。そして、例えば、制御手段が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御することで、該回転軸すなわち被回転体の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。

上記目的を達成するために請求項２記載の発明に係るモータは、回転軸が画像処理装置の感光ドラムに一体回転可能に連結され、該感光ドラムを回転駆動するモータであって、円板状に形成され、前記回転軸に同軸的に取り付けられる被検出部材と、記被検出部材の周方向に９０°間隔で配置され、それぞれ該被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を出力する３つまたは４つの回転検出器と、前記各回転検出器の出力信号を入力可能に設けられ、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する制御手段と、を備えている。

請求項２記載モータでは、回転軸が回転することで該回転軸に連結された感光ドラムを回転駆動する。このとき、回転軸に同軸的に取り付けられた円板状の被検出部材が該回転軸及び感光ドラムと一体に回転し、３つまたは４つの回転検出器がそれぞれ被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を制御手段に出力する。

各回転検出器の出力信号が入力された制御手段は、各回転検出器のうち２つの回転検出器から入力した検出信号を加算して得られる第１補正信号と、上記２つの前記回転検出器とは異なる組合せの２つの回転検出器から入力した検出信号を加算または減算して得られる第２補正信号とを、必要に応じてそれぞれ残留する周期成分の位相及び振幅（最大振幅）を互いに一致させて加算または減算することで回転検出信号を算出する。そして、この回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）、回転軸すなわち感光ドラムの回転速度または回転角を制御する。

ここで、それぞれ被検出部材の周方向（回転方向）に９０°間隔で配置された各回転検出器のうちの２つの出力信号は、位相が９０°または１８０°ずれているため、これらの出力信号を加算または減算することで、回転軸（被検出部材）の１回転に２周期の誤差成分（以下、２周期成分という）を除去することができる。すなわち、２周期成分は、回転軸の１８０°の回転で１周期であり、その正弦波上における９０°（半周期）の位相差がある２点の大きさが同じで正負が逆であるため、９０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を加算すれば除去される。同様に、２周期成分は、その正弦波上における１８０°（１周期）の位相差がある２点の大きさ及び正負が共に同じであるため、１８０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を減算すれば除去される。したがって、２つの信号を加算した第１補正信号は、回転軸の１回転に１周期の誤差成分（以下、１周期成分という）と、検出すべき回転軸（感光ドラム）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれ、２周期成分を除去したものとなる。また、２つの信号を加算した第２補正信号は１周期成分と真の回転誤差とを含み、２つの信号を減算した第２補正信号は１周期成分のみを含み、何れにしても２周期成分を除去したものとなる。

そして、上記第１補正信号と第２補正信号とを、必要に応じて互いの位相及び振幅（１周期成分の位相及び最大振幅）を一致させ、かつ上記真の回転誤差（を含む実回転速度）を打ち消さないように加算または減算することで、１周期成分を除去した回転検出信号を得ることができる。具体的には、本モータでは、制御手段は、３つまたは４つの回転検出器のうち９０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を加算することで、２周期成分を除去した第１補正信号を得る。この第１補正信号には、上記の通り１周期成分と、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれている。また、制御手段は、３つまたは４つの回転検出器のうち１８０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を減算することで、２周期成分を除去した第２補正信号を得る。この第２補正信号には、１周期成分のみが含まれている。そして、制御手段は、第１補正信号と第２補正信号とを用いて、例えば、第１補正信号と第２補正信号とがそれぞれ含む１周期成分の位相及び振幅を一致させて差分をとることで、これらが共に含む１周期成分を除去した回転検出信号を算出する。これにより、制御目標に対する誤差として回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得る回転検出信号を得ることができる。すなわち、回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸すなわち感光ドラムの現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。

なお、制御手段は、回転検出信号を算出する演算式に第１補正信号及び第２補正信号を算出する項（回路等）を含んでいれば足り、これら第１補正信号及び第２補正信号を独立して算出しなくても良いことは言うまでもない。

このように、請求項２記載のモータでは、被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、被検出部材が取り付けられる検出対象である回転軸または感光ドラムの回転速度または回転角を高精度で検出することができる。そして、例えば、制御手段が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御することで、該回転軸すなわち感光ドラムの回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。このため、画像処理装置にて処理する画像の画質が向上する。

請求項３記載の発明に係るモータは、請求項１または請求項２記載のモータにおいて、前記各回転検出器は、前記被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号として、該被検出部材に同軸的に設けられた共通の回転検出パターンに応じたパルス信号を出力する、ことを特徴としている。

請求項４記載の発明に係るモータは、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のモータにおいて、前記回転検出器を３つ備え、第１の回転検出器の出力信号をＥ１、該第１の回転検出器から９０°の位置に配置された第２の回転検出器の出力信号をＥ２、前記第１の回転検出器から１８０°の位置に配置された第３の回転検出器の出力信号をＥ３、前記回転検出信号をＰ（θ）としたときに、前記制御手段は、Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝として前記回転検出信号を算出する、ことを特徴としている。

請求項４記載のモータでは、制御手段は、上式の右辺第１項において、９０°の位相差を有する第１の回転検出器及び第２の回転検出器の出力信号を加算（平均化）して、２周期成分を除去した第１補正信号を得ている。また、制御手段は、上式の右辺第２項において、１８０°の位相差を有する第１の回転検出器及び第３の回転検出器の出力信号を減算して、２周期成分を除去した第２補正信号を得ている。第２補正信号は、第１補正信号と位相を合わせるために該第１補正信号に対し位相をπ／４だけ進められると共に、演算後に含まれる１周期成分の振幅を第１補正信号における１周期成分の振幅と合わせるために係数（√２／４）が乗じられ、第１補正信号から差し引かれている。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｐ（θ）が得られる。

請求項５記載の発明に係るモータは、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のモータにおいて、前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、前記被検出部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、ことを特徴としている。

請求項５記載のモータでは、被検出部材が円板状に形成された樹脂製のコードホイールとされており、コードホイールには、所定数の導光部と非導光部とが周方向に沿って交互にかつ等間隔に設けられて構成されている。回転検出器である各光学式回転センサは、照射部がコードホイールの光学パターンに光を照射し、受光部による受光有無に応じた信号、すなわちパルス信号を出力する。制御手段は、各光学式回転センサからのパルス信号のパルス数やパルス周期等を入力信号として上記演算に用いる。例えば、光学式回転センサが透過型センサである場合、導光部は透明または半透明の光透過部（スリットなど）とされると共、非導光部は不透明の光不透過部とされる。また例えば、光学式回転センサが反射型センサである場合、導光部は光を反射する反射部とされると共に、非導光部は光を吸収または拡散する部分とされる。

請求項６記載の発明に係るモータは、請求項５記載のモータにおいて、前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。

請求項６記載のモータでは、それぞれコードホイール一周あたり１０００個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、各回転検出器は、回転軸の１回転当たり１０００以上のパルスを発生し、感度（分解能）が高い。このため、各回転検出器は、例えばコードホイールの回動軸に対する偏心や、コードホイール自体のひずみの影響を受けて１周期成分、２周期成分の誤差を生じやすいが、上記制御手段の演算によって１周期成分、２周期成分が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。

なお、光学パターンは、コードホイール一周あたり１２００個以上の導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが好ましく、コードホイール一周あたり１５００個以上導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが一層好ましい。すなわち、各回転検出器の感度が高いほど、本発明が好適に適用される。

請求項７記載の発明に係るモータは、請求項５または請求項６記載のモータにおいて、前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。

請求項７記載のモータでは、コードホイールにおける単位周長２５．４ｍｍ（１インチ）あたりに、それぞれ１５０個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、光学パターンは、１５０個／インチ以上の導光部を有して構成されており、各回転検出器は、上記単位周長に対応する回転軸の回転角ごとに１５０以上のパルスを発生する。なお、光学パターンは、１８０個／インチ以上の導光部を有して構成されることが好ましく、３００個／インチ以上の導光部を有して構成されることが一層好ましい。

請求項８記載の発明に係るモータは、請求項５乃至請求項７の何れか１項記載のモータにおいて、前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、ことを特徴としている。

請求項８記載のモータでは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて構成されたコードホイールは、縦方向と横方向との膨張率の相違によって高温環境下で楕円状に歪みが生じ易く、この楕円状の歪みは２周期成分の誤差を各回転検出器に生じさせる原因となるが、上記制御手段の演算によって１周期成分と共に２周期成分が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。これにより安価なＰＥＴによってコードホイールを構成することができる。特に、ＰＥＴは透明にすることができるため、透過型の光学式回転センサを用いる構成においては、例えば、コードホイールに、非導光部である光不透過部を周方向に等間隔に全周に亘り印刷等により設けることで、これら光不透過部の間が光透過部として形成されるので、容易に光学パターンを得ることができる。

上記目的を達成するために請求項９記載の発明に係る回転制御装置は、円板状に形成され、回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材と、前記被検出部材の周方向に９０°間隔で配置され、それぞれ該被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を出力する３つまたは４つの回転検出器と、前記各回転検出器の出力信号を入力可能に設けられ、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出する回転補正部と、前記回転体の駆動装置に電気的に接続され、前記回転検出信号を用いて前記回転体の回転速度または回転角を制御するための制御信号を出力する制御部と、を備えている。

請求項９記載の回転制御装置では、円板状の被検出部材が同軸的に取り付けられた回転体が該被検出部材と共に回転すると、３つまたは４つの回転検出器がそれぞれ被回転体の回転速度または回転角に応じた信号を回転補正部に出力する。各回転検出器の出力信号が入力された回転補正部は、各回転検出器のうち２つの回転検出器から入力した検出信号を加算得られる第１補正信号と、上記２つの前記回転検出器とは異なる組合せの２つの回転検出器から入力した検出信号を加算または減算して得られる第２補正信号とを、必要に応じてそれぞれ残留する周期成分の位相及び振幅（最大振幅）を互いに一致させて加算または減算することで回転検出信号を算出する。回転補正部から回転検出信号が入力された制御部は、この回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）、回転体の回転速度または回転角を制御するための信号を出力する。

ここで、それぞれ被検出部材の周方向（回転方向）に９０°間隔で配置された各回転検出器のうちの２つの出力信号は、位相が９０°または１８０°ずれているため、これらの出力信号を加算または減算することで、回転体（被検出部材）の１回転に２周期の誤差成分（以下、２周期成分という）を除去することができる。すなわち、２周期成分は、回転体の１８０°の回転で１周期であり、その正弦波上における９０°（半周期）の位相差がある２点の大きさが同じで正負が逆であるため、９０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を加算すれば除去される。同様に、２周期成分は、その正弦波上における１８０°（１周期）の位相差がある２点の大きさ及び正負が共に同じであるため、１８０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を減算すれば除去される。したがって、２つの信号を加算した第１補正信号は、回転軸の１回転に１周期の誤差成分（以下、１周期成分という）と、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれ、２周期成分を除去したものとなる。また、２つの信号を加算した第２補正信号は１周期成分と真の回転誤差とを含み、２つの信号を減算した第２補正信号は１周期成分のみを含み、何れにしても２周期成分を除去したものとなる。

以上により、回転補正部は、上記第１補正信号と第２補正信号とを、必要に応じて互いの位相及び振幅（１周期成分の位相及び最大振幅）を一致させ、かつ上記真の回転誤差（を含む実回転速度）を打ち消さないように加算または減算することで、１周期成分を除去した回転検出信号を得ることができる。具体的には、本回転制御装置では、回転補正部は、３つまたは４つの回転検出器のうち９０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を加算することで、２周期成分を除去した第１補正信号を得る。この第１補正信号には、上記の通り１周期成分というと、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれている。また、回転補正部は、３つまたは４つの回転検出器のうち１８０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を減算することで、２周期成分を除去した第２補正信号を得る。この第２補正信号には、１周期成分のみが含まれている。そして、回転補正部は、第１補正信号と第２補正信号とを用いて、例えば、第１補正信号と第２補正信号とがそれぞれ含む１周期成分の位相及び振幅を一致させて差分をとることで、これらが共に含む１周期成分を除去した回転検出信号を算出する。これにより、制御目標に対する誤差として回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得る回転検出信号を得ることができる。すなわち、回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸すなわち被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。

なお、制御手段は、回転検出信号を算出する演算式に第１補正信号及び第２補正信号を算出する項（回路等）を含んでいれば足り、これら第１補正信号及び第２補正信号を独立して算出しなくても良いことは言うまでもない。

このように、請求項９記載の回転制御装置では、被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、被検出部材が取り付けられる検出対象である回転体の回転速度または回転角を高精度で検出することができる。そして、例えば制御手段が回転検出信号を０とするように回転体の回転を制御する信号を出力することで、該回転体の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。

請求項１０記載の発明に係る回転制御装置は、請求項９記載の回転制御装置において、前記各回転検出器は、前記被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号として、該被検出部材に同軸的に設けられた共通の回転検出パターンに応じたパルス信号を出力する、ことを特徴としている。

請求項１１記載の発明に係る回転制御装置は、請求項９または請求項１０記載の回転制御装置において、前記回転検出器を３つ備え、第１の回転検出器の出力信号をＥ１、該第１の回転検出器から９０°の位置に配置された第２の回転検出器の出力信号をＥ２、前記第１の回転検出器から１８０°の位置に配置された第３の回転検出器の出力信号をＥ３、前記回転検出信号をＰ（θ）としたときに、前記回転補正部は、Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝として前記回転検出信号を算出する、ことを特徴としている。

請求項１１記載の回転制御装置では、回転補正部は、上式の右辺第１項において、９０°の位相差を有する第１の回転検出器及び第２の回転検出器の出力信号を加算（平均化）して、２周期成分を除去した第１補正信号を得ている。また、回転補正部は、上式の右辺第２項において、１８０°の位相差を有する第１の回転検出器及び第３の回転検出器の出力信号を減算して、２周期成分を除去した第２補正信号を得ている。第２補正信号は、第１補正信号と位相を合わせるために該第１補正信号に対し位相をπ／４だけ進められると共に、演算後に残留する１周期成分の振幅を第１補正信号における１周期成分の振幅と合わせるために係数（√２／４）を乗じられ、第１補正信号から差し引かれている。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｐ（θ）が得られる。

請求項１２記載の発明に係る回転制御装置は、請求項９乃至請求項１１の何れか１項記載の回転制御装置において、前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、前記被検出部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、ことを特徴としている。

請求項１２記載の回転制御装置では、被検出部材が円板状に形成された樹脂製のコードホイールとされており、コードホイールには、所定数の導光部と非導光部とが周方向に沿って交互にかつ等間隔に設けられて構成されている。回転検出器である各光学式回転センサは、照射部がコードホイールの光学パターンに光を照射し、受光部による受光有無に応じた信号、すなわちパルス信号を出力する。回転補正部は、各光学式回転センサからのパルス信号のパルス数やパルス周期等を入力信号として上記演算に用いる。例えば、光学式回転センサが透過型センサである場合、導光部は透明または半透明の光透過部（スリットなど）とされると共、非導光部は不透明の光不透過部とされる。また例えば、光学式回転センサが反射型センサである場合、導光部は光を反射する反射部とされると共に、非導光部は光を吸収または拡散する部分とされる。

請求項１３記載の発明に係る回転制御装置は、請求項１２記載の回転制御装置において、前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。

請求項１３記載の回転制御装置では、それぞれコードホイール一周あたり１０００個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、各回転検出器は、回転軸の１回転当たり１０００以上のパルスを発生し、感度（分解能）が高い。このため、各回転検出器は、例えばコードホイールの回動軸に対する偏心や、コードホイール自体のひずみの影響を受けて１周期成分、２周期成分の誤差を生じやすいが、上記回転補正部の演算によって１周期成分、２周期成分が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。

なお、光学パターンは、コードホイール一周あたり１２００個以上の導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが好ましく、コードホイール一周あたり１５００個以上導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが一層好ましい。すなわち、各回転検出器の感度が高いほど、本発明が好適に適用される。

請求項１４記載の発明に係る回転制御装置は、請求項１２または請求項１３記載の回転制御装置において、前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。

請求項１４記載の回転制御装置では、コードホイールにおける単位周長２５．４ｍｍ（１インチ）あたりに、それぞれ１５０個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、光学パターンは、１５０個／インチ以上の導光部を有して構成されており、各回転検出器は、上記単位周長に対応する回転軸の回転角ごとに１５０以上のパルスを発生する。なお、光学パターンは、１８０個／インチ以上の導光部を有して構成されることが好ましく、３００個／インチ以上の導光部を有して構成されることが一層好ましい。

請求項１５記載の発明に係る回転制御装置は、請求項１２乃至請求項１４の何れか１項記載の回転制御装置において、前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、ことを特徴としている。

請求項１５記載の回転制御装置では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて構成されたコードホイールは、縦方向と横方向との膨張率の相違によって高温環境下で楕円状に歪みが生じ易く、この楕円状の歪みは２周期成分の誤差を各回転検出器に生じさせる原因となるが、上記回転補正部の演算によって１周期成分と共に２周期成分が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。これにより安価なＰＥＴによってコードホイールを構成することができる。特に、ＰＥＴは透明にすることができるため、透過型の光学式回転センサを用いる構成においては、例えば、コードホイールに、非導光部である光不透過部を周方向に等間隔に全周に亘り印刷等により設けることで、これら光不透過部の間が光透過部として形成されるので、容易に光学パターンを得ることができる。

上記目的を達成するために請求項１６記載の発明に係る回転検出回路は、回転体に対し同軸的に一体回転する円板状の被検出部材の周方向に９０°間隔で配置された３つまたは４つの回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記被検出部材の回転速度または回転角に対応する各信号を入力し、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出する、ことを特徴としている。

請求項１６記載の回転検出回路では、円板状の被検出部材が同軸的に取り付けられた回転体が該被検出部材と共に回転すると、３つまたは４つの回転検出器から、それぞれ被回転体の回転速度または回転角に応じた信号が入力される。各回転検出器の出力信号が入力された回転検出回路は、各回転検出器のうち２つの回転検出器から入力した検出信号を加算得られる第１補正信号と、上記２つの前記回転検出器とは異なる組合せの２つの回転検出器から入力した検出信号を加算または減算して得られる第２補正信号とを、必要に応じてそれぞれ残留する周期成分の位相及び振幅（最大振幅）を互いに一致させて加算または減算することで回転検出信号を算出する。

ここで、それぞれ被検出部材の周方向（回転方向）に９０°間隔で配置された各回転検出器のうちの２つの出力信号は、位相が９０°または１８０°ずれているため、これらの出力信号を加算または減算することで、回転体（被検出部材）の１回転に２周期の誤差成分（以下、２周期成分という）を除去することができる。すなわち、２周期成分は、回転体の１８０°の回転で１周期であり、その正弦波上における９０°（半周期）の位相差がある２点の大きさが同じで正負が逆であるため、９０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を加算すれば除去される。同様に、２周期成分は、その正弦波上における１８０°（１周期）の位相差がある２点の大きさ及び正負が共に同じであるため、１８０°の位相差がある２つの回転検出器の出力信号を減算すれば除去される。したがって、２つの信号を加算した第１補正信号は、回転軸の１回転に１周期の誤差成分（以下、１周期成分という）と、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれ、２周期成分を除去したものとなる。また、２つの信号を加算した第２補正信号は１周期成分と真の回転誤差とを含み、２つの信号を減算した第２補正信号は１周期成分のみを含み、何れにしても２周期成分を除去したものとなる。

以上により、回転検出回路は、上記第１補正信号と第２補正信号とを、必要に応じて互いの位相及び振幅（１周期成分の位相及び最大振幅）を一致させ、かつ上記真の回転誤差（を含む実回転速度）を打ち消さないように加算または減算することで、１周期成分を除去した回転検出信号を得ることができる。具体的には、本回転検出回路では、３つまたは４つの回転検出器のうち９０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を加算することで、２周期成分を除去した第１補正信号を得る。この第１補正信号には、上記の通り１周期成分というと、検出すべき回転軸（被回転体）の真の回転誤差（制御目標値に対する実回転の誤差）とが含まれている。また、本回転検出回路は、３つまたは４つの回転検出器のうち１８０°間隔で配置された２つの回転検出器の信号を減算することで、２周期成分を除去した第２補正信号を得る。この第２補正信号には、１周期成分のみが含まれている。そして、本回転検出回路は、第１補正信号と第２補正信号とを用いて、例えば、第１補正信号と第２補正信号とがそれぞれ含む１周期成分の位相及び振幅を一致させて差分をとることで、これらが共に含む１周期成分を除去した回転検出信号を算出する。これにより、制御目標に対する誤差として回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得る回転検出信号を得ることができる。すなわち、回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸すなわち被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。

なお、本発明に係る回転検出回路は、回転検出信号を算出する演算式（演算回路）に第１補正信号及び第２補正信号を算出する項（演算要素等）を含んでいれば足り、これら第１補正信号及び第２補正信号を独立して算出しなくても良いことは言うまでもない。

このように、請求項１６記載の回転検出回路では、被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、被検出部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができる。

請求項１７記載の発明に係る回転検出回路は、請求項１６記載の回転検出回路において、前記各回転検出器から、前記被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号として、該被検出部材に同軸的に設けられた共通の回転検出パターンに応じたパルス信号を入力する、ことを特徴としている。

請求項１８記載の発明に係る回転検出回路は、請求項１６または請求項１７記載の回転検出回路において、第１の回転検出器の出力信号をＥ１、該第１の回転検出器から９０°の位置に配置された第２の回転検出器の出力信号をＥ２、前記第１の回転検出器から１８０°の位置に配置された第３の回転検出器の出力信号をＥ３、前記回転検出信号をＰ（θ）としたときに、Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝として前記回転検出信号を算出する、ことを特徴としている。

請求項１８記載の回転検出回路では、上式の右辺第１項において、９０°の位相差を有する第１の回転検出器及び第２の回転検出器の出力信号を加算（平均化）して、２周期成分を除去した第１補正信号を得ている。また、本回転検出回路は、上式の右辺第２項において、１８０°の位相差を有する第１の回転検出器及び第３の回転検出器の出力信号を減算して、２周期成分を除去した第２補正信号を得ている。第２補正信号は、第１補正信号と位相を合わせるために該第１補正信号に対し位相をπ／４だけ進められると共に、演算後に残留する１周期成分の振幅を第１補正信号における１周期成分の振幅と合わせるために係数（√２／４）を乗じられ、第１補正信号から差し引かれている。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｐ（θ）が得られる。

本発明の実施の形態に係るモータであるアウタロータ型モータ１０について、図１乃至図８に基づいて説明する。先ず、アウタロータ型モータ１０のモータ部１０Ａの概略全体構成を説明し、次いで本発明の要部である回転制御装置としての回転制御部１０Ｂについて説明する。
（アウタロータ型モータの概略全体構成）
図１には、アウタロータ型モータ１０が側断面にて示されている。この図に示される如く、アウタロータ型モータ１０は、モータ部１０Ａと、後述する回転制御部１０Ｂとで構成されている。モータ部１０Ａは、ステータ１２を備えており、ステータ１２はステータベース１４を備えている。ステータベース１４は、略円筒状に形成されたセンタ筒部１６と、センタ筒部１６の一端部における外周部から軸直角方向に張り出した平板状のステータハウジング１８とで構成されている。

センタ筒部１６の外周部には、ステータコア２０が圧入、接着、またはねじ止め等によって固着されている。このステータコア２０には、コイル２２が巻装されている。また、センタ筒部１６の内部は、該センタ筒部１６を軸方向に貫通する軸孔１６Ａとされている。一方、ステータハウジング１８は、センタ筒部１６側と反対側に突出した複数の取付部１８Ａを有しており、各取付部１８Ａは装置への固定用とされている。また、ステータハウジング１８には、センタ筒部１６の径方向外側で板厚方向に貫通する複数（本実施の形態では３つ）のセンサ孔１８Ｂが設けられている。

また、アウタロータ型モータ１０は、ロータ２４と該ロータ２４と一体に回転する出力軸２６とを備えている。出力軸２６は、センタ筒部１６の軸孔１６Ａ内に配置された２つの軸受２８を介して該センタ筒部１６に対し同軸的かつ回転自在に支持されている。出力軸２６は、その両端部がそれぞれ軸孔１６Ａ（ステータ１２）から突出している。この出力軸２６は、回転制御部１０Ｂによる回転速度の制御対象であり、本発明における回転軸または回転体に相当する。

ロータ２４は、ロータハウジング３０と、該ロータハウジング３０に固着されたマグネット３２とを備えている。ロータハウジング３０は、全体として略有底円筒状に形成されており、底部３０Ａと、該底部３０Ａの外周に沿って立設された円筒部３０Ｂと、底部３０Ａの軸心部に設けられた円筒状のボス部３０Ｃとを有して構成されている。このロータハウジング３０は、ボス部３０Ｃに出力軸２６を挿入させた状態で、該出力軸２６に同軸的に固定されている。また、円筒部３０Ｂは、ステータ１２のコイル２２を径方向外側から覆っており、その内面にマグネット３２を固着させてコイル２２に対向させている。

以上により、本実施の形態におけるアウタロータ型モータ１０は、マグネットロータを有するブラシレスモータとされており、コイル２２に電流が供給されると、該コイル２２及びマグネット３２の磁力によって、装置に固定されるステータ１２に対しロータ２４及び出力軸２６が回転する構成である。

（回転制御部の構成）
このアウタロータ型モータ１０は、出力軸２６の回転速度を制御するための回転制御装置としての回転制御部１０Ｂを備えている。回転制御部１０Ｂは、出力軸２６の回転速度を検出するためのエンコーダ３４と、エンコーダ３４の出力に基づいて出力軸２６の回転速度を制御するためのコントローラ５０（図４参照）とを主要構成要素として構成されている。

（エンコーダの構成）
エンコーダ３４は被検出部材としてのコードホイール３６を備えている。コードホイール３６は、出力軸２６に同軸的に固定されて該出力軸２６における回転速度の被検出部を構成する。具体的には、コードホイール３６は、円環板状（円板状）に形成されており、その軸心部にはボス部材３８が固着されている。そして、このボス部材３８が出力軸２６に嵌着されることで、コードホイール３６が出力軸２６に同軸的かつ一体回転可能に取り付けられている。この状態で、コードホイール３６は、ステータハウジング１８に対しセンタ筒部１６と反対側に位置している。

このコードホイール３６の外周近傍には、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示される如く、所定数のスリット３６Ａが周方向に等間隔で全周に亘り形成されており、被検出パターンである光学パターン３７を構成している。各スリット３６Ａは、コードホイール３６の板厚方向に光を透過可能に設けられており、本実施の形態ではスリット３６Ａのスリット数は１５００とされている。

より具体的に説明すると、コードホイール３６は、透明な樹脂材であるポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）にて構成されており、その外周近傍に所定数（１５００本）の非導光部としての光不透過部３６Ｂが全周に亘り周方向に等間隔に設けられることで、各光不透過部３６Ｂ間にそれぞれ光透過部である導光部としてのスリット３６Ａが形成されている。本実施の形態では、各光不透過部３６Ｂは、コードホイール３６の表面に不透明なインク等にて印刷されることで不透明に設けられている。図３（Ｂ）に示される如く、各光不透過部３６Ｂは、コードホイール３６の径方向の外縁が該コードホイール３６の外周縁にて規定されると共に、径方向の内縁がコードホイール３６と同軸的な仮想円Ｃに沿う円弧状とされている。また、光不透過部３６Ｂにおけるヘッドランプクリーナ３６の周方向の両縁は、該コードホイール３６の半径方向（放射方向）に沿う直線形状とされている。以上により、各光不透過部３６Ｂの形状は、扇型の径方向内側を相似形状の扇型にて切り取った如き形状に形成されている。そして、互いに同形状の光不透過部３６Ｂが周方向の幅の２倍のピッチで該周方向に等間隔に配置されることで、各光不透過部３６Ｂ間には、各光不透過部３６Ｂと略同形状のスリット３６Ａが形成されている。

本実施形態では、コードホイール３６の外径Ｄｏが４４．５ｍｍ、各光不透過部３６Ｂの径方向内縁を結ぶ上記仮想円Ｃの直径Ｄｉが３６．５ｍｍとされている。また、コードホイール３６の周方向に沿う各スリット３６Ａの幅Ｗ、ピッチＰ（＝２Ｗ）は、コードホイール３６の径方向各部において、以下のように設定されている。各スリット３６Ａ（光不透過部３６Ｂ）の径方向中央部を結ぶコードホイール３６と同軸的なピッチ円Ｃｐ（直径Ｄｓｃ＝４０．４２５ｍｍ）が横切る部分では、それぞれ各スリット３６Ａの幅Ｗ＝４２．３μｍ、ピッチＰ＝８４．７μｍとされている。また、各スリット３６Ａの径方向内縁近傍を通るコードホイール３６と同軸的な仮想円Ｃｉ（直径Ｄｓｉ＝直径３７ｍｍ）が横切る部分では、それぞれ各スリット３６Ａの幅Ｗ＝３８．７μｍ、ピッチＰ＝７７．５μｍとされている。さらに、各スリット３６Ａの径方向外縁近傍を通るコードホイール３６と同軸的な仮想円Ｃｏ（直径Ｄｓｏ＝直径４４ｍｍ）が横切る部分では、それぞれ各スリット３６Ａの幅Ｗ＝４６．１μｍ、ピッチＰ＝９２．２μｍとされている。したがって、上記の如くそれぞれ扇型の径方向内側を扇型にて切り取った如き形状の各スリット３６Ａ（光不透過部３６Ｂ）は、実質的には略矩形（長方形）としても評価できる形状に形成されている。

そして、上記寸法のスリット３６Ａと光不透過部３６Ｂとをコードホイール３６の周方向に交互に配置することで、スリット３６Ａがコードホイール３６の全周に亘り等間隔で１周あたり１５００本設けられて、上記光学パターン３７を構成している。また、上記ピッチ円Ｃｐの周長２５．４ｍｍ（１インチ）あたりのスリット３６Ａの数は、３００本とされている。換言すれば、ピッチ円Ｃｐの１周長は５インチである。以上により、この実施形態では、スリット３６Ａの数が１０００本以上である１５００本とされ、単位周長あたりのスリット３６Ａの数が１５０ライン／インチ（１５０本／２５．４ｍｍ）以上である３００ライン／インチとされている。したがって、スリット３６Ａを形成する光不透過部３６Ｂも、３００ライン／インチの密度で、一周あたり１５００本だけ設けられている。なお、図３（Ａ）に示すコードホイール３６の軸心部を貫通する貫通孔３６Ｃは、ボス部材３８の嵌合用である。

また、エンコーダ３４は、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じた信号を出力する回転検出器としての３つの回転センサ４０を備えている。図２（Ｂ）に示される如く、各回転センサ４０は、それぞれ一対のアーム４２、４４を有する断面視で略「コ」字状に形成された透過型フォトインタラプタ（フォトＩＣ）であり、該アーム４２、４４間にコードホイール３６におけるスリット３６Ａ形成部位を非接触状態で位置させている。

そして、各回転センサ４０は、それぞれ一方のアーム４２に発光素子が設けられると共に、他方のアーム４４に受光素子（何れも図示省略）が設けられている。これにより、各回転センサ４０は、それぞれ発光素子が発した光がスリット３６Ａを通過して受光素子で受光されるか否かに応じてパルス（ＯＮ／ＯＦＦ）信号を出力する構成である。したがって、各回転センサ４０は、それぞれ出力軸２６の１回転（３６０°）当り１５００パルスを発生するようになっており、このパルス数がコードホイール３６の回転角に対応し、パルス幅（ＯＮ／ＯＦＦの切り換り時間）または単位時間当りのパルス数がコードホイール３６の回転速度に対応する。

これらの回転センサ４０はそれぞれ基板４６に実装されており、基板４６はステータハウジング１８におけるセンタ筒部１６側の面に固定されている。これにより、各回転センサ４０は、ステータ１２に対し不動とされている。また、各回転センサ４０は、ステータハウジング１８のセンサ孔１８Ｂを挿通しており、それぞれのアーム４２、４４間にコードホイール３６のスリット３６Ａ形成部位を入り込ませている。これにより、各回転センサ４０は、出力軸２６の回転に伴いアーム４２、４４間を相対移動するコードホイール３６の回転速度に応じたパルス信号を出力するようになっている。

そして、図２（Ａ）に示される如く、各回転センサ４０は、それぞれ出力軸２６の軸心を向いた状態で、コードホイール３６の周方向に沿って９０°間隔で配置されている。以下、各回転センサ４０を区別して説明する場合には、図２（Ａ）に示す相対角０°に配置された回転センサ４０を第１回転センサ４０Ａ、相対角９０°に配置された回転センサ４０を第２回転センサ４０Ｂ、相対角１８０°に配置された回転センサ４０を第３回転センサ４０Ｃと言うこととする。

また、アウタロータ型モータ１０は、エンコーダ３４を覆うカバー部材４５を備えている。カバー部材４５は、軸心部に設けられた透孔４６Ａから出力軸２６を突出させた状態で、ステータハウジング１８におけるセンサ孔１８Ｂの内縁に嵌合してステータ１２に固定されている。これにより、エンコーダ３４（各回転センサ４０によるコードホイール３６の回転速度検出部位）は、カバー部材４５によって外部からの光や異物の侵入が防止されている。

なお、各回転センサ４０を実装した基板４６には、ステータ１２のセンタ筒部１６が軸直角方向に移動することを許容する切欠きまたは長孔が設けられており、ステータハウジング１８のセンサ孔１８Ｂは上記センタ筒部１６の移動方向に沿って回転センサ４０の移動を許容する長孔とされている。これにより、各回転センサ４０がコードホイール３６に干渉しないように、各回転センサ４０を実装した基板４６の切欠きまたは長孔にセンタ筒部１６を挿入し、その後基板４６をステータ１２に対し出力軸２６の軸直角方向（図２に示す矢印Ａ方向）に移動することで、各回転センサ４０のアーム４２、４４間にコードホイール３６を入り込ませることができる構成とされている。なお、この構成に代えて、基板４６を複数に分割した構成を採用することも可能である。

また、各回転センサ４０を実装した基板４６には、コネクタ付配線を介して外部電源（何れも図示省略）に電気的に接続されるコネクタ４８が設けられている。そして、この基板４６には、ロータ２４の磁極位置を検出するホール素子（図示省略）、コイル２２への通電制御用のコントローラ５０等、アウタロータ型モータ１０（モータ部１０Ａ）の駆動・制御に要する全ての電気部品を実装している。なお、基板４６に実装される電気部品のうち、モータ部１０Ａの駆動に供する部品はモータ部１０Ａに属すると把握することも可能である。

（コントローラの構成）
図４に示される如く、コントローラ５０は、演算装置であるＣＰＵ５２とドライバ５４とから構成されている。ドライバ５４は、モータ部１０Ａのコイル２２及び外部電源（コネクタ４８）とそれぞれ電気的に接続されており、コイル２２に電流を供給するようになっている。ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０の出力信号及び外部からの回転数指令信号がそれぞれ入力されるようになっており、これらの情報に基づいてドライバ５４を介したコイル２２への給電の有無、供給電流の大きさを制御するようになっている。

すなわち、ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０の出力信号に基づいて出力軸２６の回転速度を検出し、該検出結果を回転数指令信号と比較してこれらの差がなくなるように、ドライバ５４がコイル２２へ供給する電流を制御（フィードバック制御）する構成とされている。以下、ＣＰＵ５２による出力軸２６の回転速度の検出について詳細に説明する。なお、以下の説明では、第１回転センサ４０Ａの出力信号をＥ１、第２回転センサ４０Ｂの出力信号をＥ２、第３回転センサ４０Ｃの出力信号をＥ３と言うこととする。

ここで、コードホイール３６の回転中心と出力軸２６の回転中心とが完全に一致しており、かつスリット３６Ａが該一致した回転中心を中心とする真円に沿って形成されていれば、各回転センサ４０の出力信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、それぞれ出力軸２６の真の回転速度に正確に対応する。

ところが、図５（Ａ）に示される如くコードホイール３６と出力軸２６との間に心ずれがあると、図５（Ｃ）に実線にて示される如く、出力軸２６の１回転（１５００パルス）で１周期の正弦波状の誤差成分（以下、１周期成分という）が生じる。また、例えばコードホイール３６（スリット３６Ａ）が歪みよって図５（Ｂ）に示される如く楕円化すると、図５（Ｃ）に二点鎖線にて示される如く、出力軸２６の１回転で２周期の正弦波状の誤差成分（以下、２周期成分という）が生じる。したがって、出力軸２６の回転角をθとすると、１周期成分はＡｓｉｎθとして表わすことができ、２周期成分は、１周期成分との位相差をαとするとＢｓｉｎ２（θ＋α）として表わすことができる。

そして、コードホイール３６と出力軸２６との間に心ずれは、例えばコードホイール３６の出力軸２６への取付誤差等に起因して生じ、コードホイール３６の楕円化（歪み）は、例えば縦横で膨張率の異なる材料にてコードホイール３６を構成した場合に、高温環境下で顕著となる。そして、本実施の形態に係るコードホイール３６は、ＰＥＴにて構成されているため、縦横の熱膨張率が異なり、７０℃以上の環境下で楕円化が生じやすい構成とされている。

なお、図５（Ｃ）は、基準のパルス幅（例えば、回転軸が一定速度で回転している場合の誤差のないパルス信号１周期の時間）を１としたときの誤差量を縦軸に、回転センサ４０が検出する累積パルス数を横軸にとり、１周期成分の誤差ピークが基準パルス幅の０．３５％（最大振幅Ａ＝０．００３５）、２周期成分の誤差ピークが基準パルス幅の０．１５％（最大振幅Ｂ＝０．００１５）である場合の、単一の回転センサ４０（図６（Ｂ）との関係では、第１回転センサ４０Ａ）の出力信号（生波形）に含まれる１周期成分及び２周期成分を示している。

以上により、図６（Ａ）に示される如く、コードホイール３６が出力軸２６に対し偏心しかつ楕円化している場合には、図６（Ｂ）に示される如く、１周期成分と２周期成分とが重ね合わされた誤差波形Ｅｅが生じる。各回転センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの出力信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３に含まれる誤差波形Ｅｅは、各回転センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの配置によって９０°ずつ位相がずれており、それぞれＥｅ（θ）、Ｅｅ（θ＋π／２）、Ｅｅ（θ＋π）で表される。

そして、ＣＰＵ５２は、以下に示す式（１）を実行可能に記憶しており、各回転センサ４０から入力する信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を用いて式（１）の演算を実行することで、１周期成分及び２周期成分を除去した回転検出信号Ｐ（θ）を算出するようになっている。

Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２
−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝ …式（１）
式（１）の右辺第１項は、第１回転センサ４０Ａの信号Ｅ１と、該第１回転センサ４０Ａとは９０°位相をずらして配置された第２回転センサ４０Ｂの信号Ｅ２とを平均するものであり、この算出結果（独立して算出することはない）が本発明における第１補正信号に相当する。この式（１）の右辺第１項は、図５（Ｃ）に示される如く、正弦波状の２周期成分において半周期に相当する９０°（３７５パルス）の位相差がある２点の大きさが同じで正負が逆である（極大と極小との位相差が９０°である）ことから、９０°の位相差を有する２つの回転センサ４０Ａ、４０Ｂの信号Ｅ１、Ｅ２を平均化する（９０°ずらして重ね合わせる）ことで、２周期成分を除去（キャンセル）している。

具体的には、回転数指令信号に基づく回転速度と出力軸２６の現実の回転速度との差、すなわち検出すべき出力軸２６の回転誤差を含む真の回転速度（以下、モータ実回転速度という）をＭｅとすると、モータ実回転速度Ｍｅは、回転センサ４０の位置（位相）には依存しないため、誤差成分を含む信号Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ以下の通り表される。

Ｅ１（θ）＝Ｅｅ（θ）＋Ｍｅ（θ）
＝Ａｓｉｎθ＋Ｂｓｉｎ２（θ＋α）＋Ｍｅ（θ） …式（２）
Ｅ２（θ）＝Ｅｅ（θ＋π／２）＋Ｍｅ（θ）
＝Ａｓｉｎ（θ＋π／２）＋Ｂｓｉｎ２（θ＋α＋π／２）＋Ｍｅ（θ）
…式（３）
これらの式（２）と式（３）とを、それぞれ式（１）の右辺第１項に代入して計算することで、該式（１）の右辺第１項は、
｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２
＝Ａｓｉｎ（π／４）×ｓｉｎ（θ＋π／４）＋Ｍｅ（θ） …式（４）
で表され、誤差成分としては１周期成分及びモータ実回転速度Ｍｅに含まれる回転誤差のみを含む信号（第１補正信号）が得られる。

一方、式（１）の右辺第２項は、基本的に、第１回転センサ４０Ａの信号Ｅ１と、該第１回転センサ４０Ａとは１８０°位相をずらして配置された第３回転センサ４０Ｃの信号Ｅ３との差分を算出するものであり、この算出結果（独立して算出することはない）が本発明における第２補正信号に相当する。この式（１）の右辺第２項は、図５（Ｃ）に示される如く、正弦波状の２周期成分において１周期に相当する１８０°（７５０パルス）の位相差がある２点の大きさ及び正負が共に同じであるため、１８０°の位相差を有する２つの回転センサ４０Ａ、４０Ｃの信号Ｅ１、Ｅ３の差分をとる（１８０°ずらして差し引く）ことで、２周期成分を除去（キャンセル）している。

具体的には、信号Ｅ１は上式（２）で表され、信号Ｅ３は以下の通り表される。

Ｅ３（θ）＝Ｅｅ（θ＋π）＋Ｍｅ（θ）
＝Ａｓｉｎ（θ＋π）＋Ｂｓｉｎ２（θ＋α＋π）＋Ｍｅ（θ） …式（５）
これらの式（２）と式（５）とから、信号Ｅ１とＥ３との差分は、
Ｅ１（θ）−Ｅ３（θ）＝２Ａｓｉｎ（θ） …式（６）
で表され、誤差成分としては１周期成分のみが含まれる信号が得られる。式（６）を式（４）と比較すると、式（６）における１周期成分は、式（４）における１周期成分に対し位相がπ／４（４５°、本実施形態では１８８パルス）だけ遅れ、ｓｉｎ（π／４）：２、すなわち√２／２：２の比で振幅が異なることが判る。そこで、式（１）の右辺第２項では、右辺第１項に対し位相を合わせるためにπ／４だけ進めると共に振幅を合わせるために係数（√２／４）を乗じている。

以上により、ＣＰＵ５２は、式（１）の演算を行なうことにより、すなわち、右辺第１項から右辺第２項を差し引くことで、１周期成分が除去（キャンセル）され、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）のみが含まれる回転検出信号Ｐ（θ）が得られる構成とされている。

なお、ＣＰＵ５２は、本実施の形態では、右辺第２項の演算を、右辺第１項を演算するデータに対し角度的にπ／４（１８８パルス）前のデータを用いて行なうことで、換言すれば、π／４前のデータの位相をリアルタイムのデータに合わせるように進めることで、右辺第２項の位相を右辺第１項の位相に合わせている。このため、ＣＰＵ５２は、信号Ｅ１及びＥ３のπ／４前までのデータを、そのデータ領域に常にメモリしている。

そして、このＣＰＵ５２は、式（１）による演算結果である回転検出信号Ｐ（θ）すなわち、モータ実回転速度Ｍｅに基づいて、該モータ実回転速度Ｍｅが１となるように（基準パルス幅と一致するように）ドライバ５４に制御信号を出力する構成とされている。このＣＰＵ５２が本発明における制御手段、回転補正部及び制御部、または回転検出回路に相当する。

以上説明したアウタロータ型モータ１０は、例えばカラー複写機やカラープリンタ等の画像処理装置（画像形成装置）に、該画像処理装置を構成する４色（黒、黄、青、赤）の感光ドラムに各１つ取り付けられて適用される。そして、アウタロータ型モータ１０は、減速機等を介することなく、感光ドラムを直接的かつ一定の回転速度（４０ｒｐｍ乃至１００ｒｐｍ）で回転駆動するようになっている。

なお、アウタロータ型モータ１０では、感光ドラムにおける出力軸２６との連結部である連結軸を、ステータハウジング１８のカバー部材４５内で出力軸２６に連結し、該連結軸にコードホイール３６を同軸的に取り付ける構成とすることも可能である。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

上記構成のアウタロータ型モータ１０では、コントローラ５０が作動してドライバ５４からコイル２２に通電されると、ロータ２４、出力軸２６、コードホイール３６が共に回転する。このとき、各回転センサ４０は、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じたパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を、基板４６に実装されたコントローラ５０のＣＰＵ５２に出力する。

ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０から入力した信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を用いて式（１）の演算を行ない（右辺第２項については角度的にπ／４前の信号を用いて演算を行ない）、モータ実回転速度Ｍｅのみを含み得る回転検出信号Ｐ（θ）を得る。そして、ＣＰＵ５２は、この回転検出信号Ｐ（θ）を現実の出力軸２６の回転速度として回転数指令信号（に対応する制御目標である回転速度）と比較し、モータ実回転速度Ｍｅを１とするようにドライバ５４に制御信号を出力する。ドライバ５４は、この制御信号に応じてコイル２２に電流を供給する。すなわち、コントローラ５０によって、モータ部１０Ａの出力軸２６の回転速度に対するフィードバック制御が為される。

これにより、出力軸２６、すなわち出力軸２６に連結される被回転体（例えば、感光ドラム）が回転数指令信号に基づく設定速度に精度良く保持される。

ここで、アウタロータ型モータ１０、アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２では、それぞれコードホイール３６の周方向（回転方向）に９０°間隔で配置された３つの回転センサ４０から信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３用いて式（１）の演算を実行することによって、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。すなわち、出力軸２６に取り付けられ各回転センサ４０による直接的な回転速度の検出対象であるコードホイール３６が出力軸２６に対し偏心（心ずれ）したり、歪みによって楕円化したりしても、偏心に基づく検出誤差である１周期成分と、楕円化に基づく検出誤差である２周期成分とが、式（１）の演算によって共に除去されるため、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。

より具体的には、図７に示される如く、式（１）の右辺第１項の算出結果（式（４）右辺の波形）と、式（１）の右辺第２項の算出結果（式（６）の右辺に負の符号を付した波形）とを重ね合わせることで、式（１）の演算結果である回転検出信号Ｐ（θ）は、基準パルス幅１にほぼ一致する。このため、回転検出信号Ｐ（θ）は、モータ実回転速度Ｍｅに含まれる真の誤差以外の誤差を殆ど含むことがないため、ＣＰＵ５２は、該モータ実回転速度Ｍｅを１（真の誤差を０）とするようにドライバ５４に制御信号を出力することで、出力軸２６の回転速度を、速度指令信号に基づく一定速度に高精度で保持することができる。

そして、出力軸２６の回転速度（回転数指令信号に基づく設定速度）が略９０ｒｐｍである場合における、ＣＰＵ５２による演算結果である回転検出信号Ｐ（θ）を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して図示すると、図８（Ａ）に示される如く、１周期成分及び２周期成分が共に無視することができる程度（両振幅で略０．００８％、すなわち片振幅で略０．００４％）に低減されていることが判る。すなわち、ＣＰＵ５２が各回転センサ４０の信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を用いて式（１）の演算を行なうことにより、出力軸２６の回転速度を実用上全く問題のない極めて高い精度で検出することができる。なお、図８（Ｂ）は、比較のために示した１つの回転センサ４０の出力信号（例えばＥ１の生波形）を高速フーリエ変換したＦＦＴ波形であり、該出力信号には１周期成分及び２周期成分が共に高い割合で（片振幅で、１周期成分が略０．０４％、２周期成分が略０．０２％）含まれていることが判る。すなわち、各回転センサ４０の信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３にそれぞれ含まれている１周期成分及び２周期成分が、ＣＰＵ５２が実行する式（１）の演算により図８（Ａ）の如く除去される。

このように、本実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２（回転速度の検出方法）では、コードホイール３６の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に（同時に）除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。

そして、制御手段がモータ実回転速度Ｍｅを１とするように出力軸２６の回転を制御することで、該出力軸２６（が連結される感光ドラム等の被回転体）の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、上記の如くして周期成分を除去することができるため、７０℃程度を超える高温環境下で使用されるコードホイール３６を安価なＰＥＴにて構成することが可能である。

なお、上記の実施の形態では、スリット３６Ａの数が１５００であるコードホイール３６を採用しているため、式（１）の右辺第２項におけるＥ１、Ｅ３に代入する角度的にπ／４前のデータとして１８８（≒７５０／４）パルス前の信号を用いる必要があり、回転検出信号Ｐ（θ）には１周期成分がわずかながら残留していた（図７参照）が、例えば、スリット３６Ａの数（１回転当りのパルス数）を８の倍数である１４９６または１５０４とすることにより、より正確にπ／４前のデータを用いた式（１）の演算を可能とし、出力軸２６の回転速度をより正確に検出するようにしても良い。

また、ＣＰＵ５２は、式（１）に代えて、例えば、以下に参考例として示す式（７）を用いた演算により、１周期成分及び２周期成分を共に除去することも可能である。

Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２
＋｛Ｅ２（θ＋π／２）＋Ｅ３（θ＋π／２）｝／２ …式（７）
この式（７）は、右辺第１項が互いに９０°の位相差がある回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力信号Ｅ１、Ｅ２の平均化であり、右辺第２項が互いに９０°の位相差がある回転センサ４０Ｂ、４０Ｃの出力信号Ｅ１、Ｅ２の平均化である。各項において２周期成分が除去されることは式（１）の右辺第１項と同様である。式（７）の右辺第２項では、右辺第１項と位相を合わせる（正確には１８０°ずらす）ために、角度的にπ／２（３７５パルス）前のデータを用いている。これにより、右辺第２項は、符号を＋としつつ図７に破線にて示す波形となり、右辺第１項と重ね合わされることにより、１周期成分が除去される。このため、式（７）では、右辺第１項と第２項との差分を取ることでモータ実回転速度Ｍｅまでも除去してしまうことが防止されている。

なお、回転センサ４０を３つ備えた場合におけるＣＰＵ５２の演算式は、式（１）には限定されず、９０°間隔で配置された２つの回転センサ４０の各出力信号を加算することにより２周期成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの回転センサ４０の各出力信号を減算することにより２周期成分を除去した第２補正信号を得、これらの第１補正信号及び第２補正信号を、モータ実回転速度Ｍｅを打ち消さないように減算することにより１周期成分を除去するものであれば、如何なる演算式であっても良い。

特に、アウタロータ型モータ１０、回転制御部１０Ｂを構成するコードホイール３６が、それぞれ１周あたり１０００本以上である１５００本のスリット３６Ａと光不透過部３６Ｂとで構成される光学パターン３７を有するため、各回転センサ４０の回転軸２６の回転速度に対する感度（分解能）が高く、各回転センサ４０の単独の出力Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３はコードホイール３６の出力軸２６に対する偏心や楕円化の影響を受けやすいが、上記の通り３つの信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を用いた演算を行うことで偏心による１周期成分、楕円化による２周期成分がともに除去されるため、１周あたりのスリット３６Ａの数に応じた（光学パターン３７の分解能に対する要求通りの）高い回転検出精度で回転軸２６の回転速度を検出することができ、該高精度の回転速度検出結果に基づいて回転軸２６を精度良く制御する（設定速度に維持する）ことができる。

また、コードホイール３６の光学パターン３７は、スリット３６Ａの数が１５０ライン／インチ以上とされているため、実用的な全ての種類のエンコーダ３４（各回転センサ４０とコードホイールとの組み合わせであって、特に、透過型フォトインタラプタ）に本発明を適用して、コードホイール３６の１周期成分と２周期成分とを共に除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。

さらに、１周期成分と２周期成分とを除去する本発明では、上記の通り安価なＰＥＴにてコードホイール３６を構成することができる。そして、ＰＥＴは透明樹脂であるため、上記の通り光不透過部３６Ｂをコードホイール３６の周方向に等間隔で全周に亘り印刷することで、光学パターン３７を容易に得ることができる。このため、コードホイール３６は、材料だけではなく、製造コストも安価になる。

（コントローラの参考例）
次に、アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂの参考例を説明する。なお、上記実施の形態と基本的に同一の部品・部分については上記実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示される如く、参考例に係る回転制御部１０Ｂは、エンコーダ３４に代えて、エンコーダ６０を備えている。エンコーダ６０は、回転センサ４０を４つ備えている点でエンコーダ３４とは異なる。各回転センサ４０は、コードホイール３６の周方向に９０°間隔で配置されている。この場合、各回転センサ４０を実装する基板４６は、ステータハウジング１８への組み付けのために、適宜分割されている。以下、相対位置２７０°に配置された回転センサ４０を第４回転センサ４０Ｄ、第４回転センサ４０Ｄの出力信号をＥ４として説明する。

一方、本参考例に係る回転制御部１０Ｂを構成するコントローラ５０のＣＰＵ５２は、式（１）に代えて、以下に示す式（８）が実行可能に記憶されている。

Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）＋Ｅ３（θ）＋Ｅ４（θ）｝／４ …式（８）
すなわち、式（８）は、各回転センサ４０の信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を単に平均化するものである。ここで、Ｅ１（θ）、Ｅ２（θ）、Ｅ３（θ）は、上記式（２）、式（３）、式（５）により表され、Ｅ４（θ）は以下の式（９）にて表される。

Ｅ４（θ）＝Ｅｅ（θ＋３π／２）＋Ｍｅ（θ）
＝Ａｓｉｎ（θ＋３π／２）＋Ｂｓｉｎ２（θ＋α＋３π／２）＋Ｍｅ（θ）
…式（９）
したがって、式（８）の演算結果である回転検出信号Ｐ（θ）は、式（１）の場合と同様に、１周期成分及び２周期成分が同時に除去されてモータ実回転速度Ｍｅのみを含み得る（Ｐ（θ）＝Ｍｅ（θ））となる。これは、例えば、｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝、すなわち９０°の位相差を有する２信号の重ね合わせによって、２周期成分を除去した第１補正信号
Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）
＝２Ａｓｉｎ（π／４）×ｓｉｎ（θ＋π／４）＋２Ｍｅ（θ） …式（１０）
を算出すると共に、｛Ｅ３（θ）＋Ｅ４（θ）｝、すなわち９０°の位相差を有する２信号の重ね合わせによって、２周期成分を除去した第２補正信号
Ｅ３（θ）＋Ｅ４（θ）
＝２Ａｓｉｎ（π／４）×ｓｉｎ（θ＋３π／４）＋２Ｍｅ（θ） …式（１１）
を算出し、これらπ（１８０°）だけ位相がずれた第１補正信号と第２補正信号とを重ね合わせ（加算し）て１周期成分を除去していると把握することができる。

また例えば、式（８）は、｛Ｅ１（θ）＋Ｅ３（θ）｝、すなわち１８０°の位相差を有する２信号の重ね合わせによって、１周期成分を除去した第１補正信号
Ｅ１（θ）＋Ｅ３（θ）
＝−２Ｂｓｉｎ２（θ＋α＋π／２）＋２Ｍｅ（θ） …式（１２）
を算出すると共に、｛Ｅ２（θ）＋Ｅ４（θ）｝、すなわち１８０°の位相差を有する２信号の重ね合わせによって、１周期成分を除去した第２補正信号
Ｅ２（θ）＋Ｅ４（θ）
＝−２Ｂｓｉｎ２（θ＋α＋π）＋２Ｍｅ（θ） …式（１３）
を算出し、これらπ／２（９０°）だけ位相がずれた第１補正信号と第２補正信号とを重ね合わせ（加算し）て２周期成分を除去していると把握することも可能である。

このように、本参考例に係る構成（回転速度の検出方法）によっても、１周期成分及び２周期成分を共に除去してモータ部１０Ａの出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。なお、回転センサ４０を４つ備えたエンコーダ６０の出力信号が入力されるＣＰＵ５２が、式（１）または式（７）を実行して回転検出信号Ｐ（θ）を算出しても良い。この場合、第４回転センサ４０Ｄを予備センサとすることもできる。

（アウタロータ型モータの適用例）
次に、上記実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０がカラープリンタやカラーコピー機等の画像処理装置（画像形成装置）に適用された例を示す。

図１０に示される如く、画像処理装置は、それぞれ赤、青、黄、黒に対応した４つの感光ドラム７０、７２、７４、７６を備えている。各感光ドラム７０、７２、７４、７６は、軸心廻りに回転することで、それぞれ形成された各色に対応したトナー像を転写体に転写するようになっている。各感光ドラム７０、７２、７４、７６には、それぞれ回転駆動手段としてのアウタロータ型モータ１０が接続されている。具体的には、アウタロータ型モータ１０の出力軸２６が各感光ドラム７０、７２、７４、７６に一体回転可能に直結されている。各アウタロータ型モータ１０は、それぞれステータ１２（ステータハウジング１８）が画像処理装置の筐体７８に固定されており、コイル２２に通電することで、ロータ２４が所定方向に回転して各感光ドラム７０、７２、７４、７６を回転駆動する構成である。

ここで、アウタロータ型モータ１０は、小型で低回転速度域において高トルクを発生する特性を有するため、画像処理装置の感光ドラム７０等に直結されても、該感光ドラム７０等を十分なトルクで回転駆動でき、画像処理装置を大型化させることもない。特に、アウタロータ型モータ１０では、薄型（扁平）構造であるため、各感光ドラム７０等の背面（軸方向端部）における狭いスペースに好適に配置される。また、アウタロータ型モータ１０は、上記の通りマグネットロータを有するブラシレスモータであるため、低コストで製造することができ画像処理装置を高コスト化することもない。

そして、このように小型で高トルクのアウタロータ型モータ１０を感光ドラム７０等に直結すると、ギヤやベルト等を介して感光ドラム７０等を回転駆動する必要がないため、感光ドラム７０等の回転むらが抑止され、画質が向上する。すなわち、画像処理装置の高精度化が図られる。特に、アウタロータ型モータ１０は、３つの回転センサ４０（上記実施の形態）または４つの回転センサ４０を備え、上記の通り高精度で出力軸２６すなわち感光ドラム７０等の回転速度制御行なうため、感光ドラム７０等の回転むらが一層抑止される。

このように、画像処理装置の感光ドラム７０等に直結され、該感光ドラム７０等を回転駆動するアウタロータ型モータ１０では、画像処理装置を大型化及び高コスト化することなく、感光ドラム７０等の回転むらを抑止できる。

なお、上記実施の形態では、回転制御部１０Ｂ（エンコーダ３４、コントローラ５０）がアウタロータ型モータ１０を構成するようにした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、回転制御部１０Ｂ（エンコーダ３４）を、被回転体である感光ドラム等に取り付け、アウタロータ型モータ１０とは独立して構成しても良い。

また、上記実施の形態では、演算式（１）等を実行可能に記憶したＣＰＵ５２がドライバ５４と共に基板４６に実装された好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、回転検出回路としてのＣＰＵ５２（の機能）はアウタロータ型モータ１０が適用される装置（画像処理装置等）を制御する制御装置に組み込まれていても良い。また、演算式（１）等は、ＣＰＵ５２にて実行される好ましい構成には限定されず、例えば、加算器、減算器、遅延回路等を組み合わせた電気回路（回転検出回路）にて演算されても良い。

さらに、上記の実施の形態では、出力軸２６の回転速度を所定の速度に保持するためにコードホイール３６の回転速度における１周期成分及び２周期成分を除去する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、出力軸２６の回転角に対応したコードホイール３６の回転角を精度良く検出するようにしても良い。したがって、本発明におけるアウタロータ型モータ１０、コントローラ５０、ＣＰＵ５２は、画像処理装置に適用されて回転ドラムの回転数制御を行うことには限定されず、あらゆる用途に適用可能であることはいうまでもない。

さらに、上記の実施の形態では、エンコーダ３４が、光を透過可能なスリット３６Ａを有するコードホイール３６と、透過型フォトインタラプタ（光学式センサ）である各回転センサ４０とで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、エンコーダとして、例えば、エンコーダとして反射型のフォトインタラプタを備えた構成としても良く、その他電磁式、磁気抵抗式、ホール効果式等の各種エンコーダを採用することができる。

さらにまた、上記の実施の形態では、モータとしてブラシレスのアウタロータ型モータ１０を採用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、モータとしてインナロータ型モータやブラシを有するモータ、交流モータ等、如何なる形式のモータを採用することも可能である。

本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータの該略構成を示す側断面図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するエンコーダを示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するコードホイールを示す図であって、（Ａ）は全体を示す正面図、（Ｂ）は一部拡大して示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータの概略の電気的構成を示すブロック図である。 （Ａ）はコードホイールの偏心状態を示す正面図、（Ｂ）はコードホイールの変形状態を示す正面図、（Ｃ）はコードホイールの回転に含まれる誤差成分のうち１周期成分及び２周期成分を分けて示す線図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するエンコーダのコードホイールが回転軸に対し偏心しかつ変形した状態における、（Ａ）は各回転センサの配置を示す正面図、（Ｂ）は各回転センサの出力信号を示す線図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰＵの演算による回転速度検出結果を示す線図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態に係るＣＰＵの演算による回転速度検出結果を高速フーリエ変換したＦＦＴ波形を示す線図、（Ｂ）は、比較のために示した回転センサの生波形を高速フーリエ変換したＦＦＴ波形を示す線図である。 参考例に係るエンコーダを示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明実施の形態に係るアウタロータ型モータの画像処理装置への適用例を示す概略の斜視図である。 従来のエンコーダを示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

符号の説明

１０…アウタロータ型モータ（モータ）、１０Ｂ…回転制御部（回転制御装置）、２６…出力軸（回転軸、回転体）、３６…コードホイール（被検出部材）、３６Ａ…スリット（導光部）、３６Ｂ…光不透過部（非導光部）、３７…光学パターン、４０…回転センサ（回転検出器）、５０…コントローラ（制御手段）、５２…ＣＰＵ（制御手段、回転補正部、制御部、回転検出回路）、７０・７２・７４・７６…感光ドラム（被回転体）

Claims (18)

1. 被回転体に連結される回転軸と、
   円板状に形成され、前記回転軸または被回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材と、
   前記被検出部材の周方向に９０°間隔で配置され、それぞれ該被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を出力する３つまたは４つの回転検出器と、
   前記各回転検出器の出力信号を入力可能に設けられ、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する制御手段と、
   を備えたモータ。
2. 回転軸が画像処理装置の感光ドラムに一体回転可能に連結され、該感光ドラムを回転駆動するモータであって、
   円板状に形成され、前記回転軸に同軸的に取り付けられる被検出部材と、
   前記被検出部材の周方向に９０°間隔で配置され、それぞれ該被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を出力する３つまたは４つの回転検出器と、
   前記各回転検出器の出力信号を入力可能に設けられ、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する制御手段と、
   を備えたモータ。
3. 前記各回転検出器は、前記被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号として、該被検出部材に同軸的に設けられた共通の回転検出パターンに応じたパルス信号を出力する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のモータ。
4. 前記回転検出器を３つ備え、第１の回転検出器の出力信号をＥ１、該第１の回転検出器から９０°の位置に配置された第２の回転検出器の出力信号をＥ２、前記第１の回転検出器から１８０°の位置に配置された第３の回転検出器の出力信号をＥ３、前記回転検出信号をＰ（θ）としたときに、
   前記制御手段は、
   Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝
   として前記回転検出信号を算出する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のモータ。
5. 前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、
   前記被検出部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のモータ。
6. 前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項５記載のモータ。
7. 前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項５または請求項６記載のモータ。
8. 前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、請求項５乃至請求項７の何れか１項記載のモータ。
9. 円板状に形成され、回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材と、
   前記被検出部材の周方向に９０°間隔で配置され、それぞれ該被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号を出力する３つまたは４つの回転検出器と、
   前記各回転検出器の出力信号を入力可能に設けられ、９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得ると共に、１８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出する回転補正部と、
   前記回転体の駆動装置に電気的に接続され、前記回転検出信号を用いて前記回転体の回転速度または回転角を制御するための制御信号を出力する制御部と、
   を備えた回転制御装置。
10. 前記各回転検出器は、前記被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号として、該被検出部材に同軸的に設けられた共通の回転検出パターンに応じたパルス信号を出力する、ことを特徴とする請求項９記載の回転制御装置。
11. 前記回転検出器を３つ備え、第１の回転検出器の出力信号をＥ１、該第１の回転検出器から９０°の位置に配置された第２の回転検出器の出力信号をＥ２、前記第１の回転検出器から１８０°の位置に配置された第３の回転検出器の出力信号をＥ３、前記回転検出信号をＰ（θ）としたときに、
    前記回転補正部は、
    Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝
    として前記回転検出信号を算出する、ことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の回転制御装置。
12. 前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、
    前記被検出部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、
    ことを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れか１項記載の回転制御装置。
13. 前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項１２記載の回転制御装置。
14. 前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項１２または請求項１３記載の回転制御装置。
15. 前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、請求項１２乃至請求項１４の何れか１項記載の回転制御装置。
16. 回転体に対し同軸的に一体回転する円板状の被検出部材の周方向に９０°間隔で配置された３つまたは４つの回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記被検出部材の回転速度または回転角に対応する各信号を入力し、
    ９０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を加算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第１補正信号を得、
    １８０°間隔で配置された２つの前記回転検出器から入力した信号を減算することで、前記回転軸の１回転で２周期の誤差成分を除去した第２補正信号を得、
    かつ、前記第１補正信号と第２補正信号とを互いの位相及び振幅を一致させて減算することで、前記回転軸の１回転で１周期の誤差成分を除去した回転検出信号を算出する、
    ことを特徴とする回転検出回路。
17. 前記各回転検出器から、前記被検出部材の回転速度または回転角に応じた信号として、該被検出部材に同軸的に設けられた共通の回転検出パターンに応じたパルス信号を入力する、ことを特徴とする請求項１６記載の回転検出回路。
18. 第１の回転検出器の出力信号をＥ１、該第１の回転検出器から９０°の位置に配置された第２の回転検出器の出力信号をＥ２、前記第１の回転検出器から１８０°の位置に配置された第３の回転検出器の出力信号をＥ３、前記回転検出信号をＰ（θ）としたときに、
    Ｐ（θ）＝｛Ｅ１（θ）＋Ｅ２（θ）｝／２−√２／４×｛Ｅ１（θ＋π／４）−Ｅ３（θ＋π／４）｝
    として前記回転検出信号を算出する、ことを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の回転検出回路。

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