(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に同期し回転するホイール部の円周上に、所定の中心点から放射状に且つ所定角度間隔に形成される複数のパターンと、
該パターンが配列された半径の同心円上に重ねられて配置される帯状部と、
前記パターン及び前記帯状部に光を照射する発光手段と、
前記ホイール部の回転動作に伴い、前記パターンに照射された前記発光手段の透過光又は反射光の光量変化を検出して当該光量変化に基づく前記ホイール部の回転量を検出して回転信号を出力する受光手段を備え、
前記パターンは特定の形状に着色され又は特定形状に開口され、
前記帯状部は、前記パターンの中心点より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割帯状部であり、
前記受光手段は、
複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、前記色分割帯状部の境界を跨いだときに生じる複数の波長光を独立して検出することにより前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の偏心量を示す偏心信号を出力することを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項２】
回転体に同期し回転するホイール部の円周上に、所定の中心点から放射状に且つ所定角度間隔に形成される複数のパターンと、
該パターンが配列された半径の同心円上に重ねられて配置される帯状部と、
前記パターン及び前記帯状部に光を照射する発光手段と、
前記ホイール部の回転動作に伴い、前記パターンに照射された前記発光手段の透過光又は反射光の光量変化を検出して当該光量変化に基づく前記ホイール部の回転量を検出して回転信号を出力する受光手段と、を備え、
前記パターンは、特定の形状で、前記ホイール部の中心より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割パターンであり、
前記受光手段は、
複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、前記色分割帯状部の境界を跨いだときに生じる複数の波長光を独立して検出することにより前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の偏心量を示す偏心信号を出力することを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項３】
回転体に同期し回転するホイール部の円周上に、所定の中心点から放射状に且つ所定角度間隔に形成される複数のパターンと、
該パターンが配列された半径の同心円上に重ねられて配置される帯状部と、
前記パターン及び前記帯状部に光を照射する発光手段と、
前記ホイール部の回転動作に伴い、前記パターンに照射された前記発光手段の透過光又は反射光の光量変化を検出して当該光量変化に基づく前記ホイール部の回転量を検出して回転信号を出力する受光手段と、を備え、
前記パターンは、特定の形状で、前記パターンの中心点より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割パターンであり、
前記帯状部は、前記前記パターンの中心点より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割帯状部であり、
前記受光手段は、複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、前記色分割帯状部か、前記色分割パターンか、或いは両方の色分割境界を跨いだときに生じた複数の波長光を独立して検出することにより前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の偏心量を示す偏心信号を出力することを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記受光手段は、前記パターンにおける透過光か、或いは反射光の何れかを１個の光センサにより受光し、前記ホイール部の回転に伴う光量変化を２値化したパルス信号として取り出し、回転角度に対するＨ及びＬレベルパルス幅の比率に応じて前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の取り付け偏心量と、偏心位相を検出する偏心量位相検出手段を備え、
検出された前記取り付け偏心量と前記偏心位相に応じて、偏心の無い取付け時に得られる回転パルス信号と成る様に補正することを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記回転信号と目標値との差分から、モータによって駆動される回転体の駆動を制御する制御指令値を生成するコントローラと、前記偏心信号を用いて偏心補正を行う偏心補正機構と、を備えた回転体駆動制御装置を備えたことを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記偏心補正機構は、前記コントローラの直後に備えられていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項７】
請求項５に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記偏心補正機構は、前記計測信号をフィードバックするフィードバック機構に備えられていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項８】
請求項５に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記偏心補正機構は前記目標値を生成する機構に備えられていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした透過率の異なるパターンであり、
前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの遮光又は遮光の状態変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、
前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線に対して一定の角度で傾斜した形状を有し、
同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした反射率の異なるパターンであり、
前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの反射光量変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、
前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線に対して一定の角度で傾斜した形状を有し、
同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした透過率の異なるパターンであり、
前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの遮光又は遮光の状態変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、
前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線から前記ホイール部の中心を始点として成す角度と、前記ホイール部の中心を中心とする半径の増減とが比例する同心円との連続した交点から成る曲線である形状を有し、
同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした反射率の異なるパターンであり、
前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの反射光量変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、
前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線から前記ホイール部の中心を始点として成す角度と、前記ホイール部の中心を中心とする半径の増減とが比例する同心円との連続した交点から成る曲線である形状を有し、
同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ装置。
【請求項１３】
前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも内側で交差し、隣接するパターン同士が先端でつながり同一円周上に等間隔に配列されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のロータリエンコーダ装置。
【請求項１４】
前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも外側で交差し、当該交差位置よりも外側の半径方向の位置で外輪状につながった形状を有することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置。
【請求項１５】
前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも内側で交差し、隣接する前記パターン同士が先端でつながり同一円周上に等間隔に配列されていることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置。
【請求項１６】
前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも外側で交差し、当該交差位置よりも外側の半径方向の位置で外輪状につながった形状を有することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置。
【請求項１７】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が転写ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が感光体ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
ベルト、又はローラを回転させて紙を搬送する紙搬送装置において、前記紙搬送装置の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角変位または角速度を高精度で計測し、ローラ・ベルト駆動装置における位置、速度計測又は制御に使用するエンコーダ装置、回転体駆動制御装置、画像形成装置、ロータリエンコーダホイール、及びロータリエンコーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な角変位または角速度制御装置の構成において、回転体の同軸上にロータリエンコーダを取り付け、ロータリエンコーダより計測された信号を用いて駆動制御を行う方法がある。
従来から用いられている回転体の角変位または角速度変動計測装置として、光学式のロータリエンコーダがある。光学式ロータリエンコーダは、一定の周期でスリット状の光透過部または光反射部と遮光部または無反射部からなるパターンを設けたホイール部と、前記ホイール部を挟む、又は対向して配置された光学手段と受光手段によりデータを得る。
しかし、その回転軸に対してロータリエンコーダのホイール部が偏心して取り付けられると、取り付け偏心により本来回転軸に無いはずの回転変動が見かけ上現れ、角変位または角速度変動として計測されてしまう。
【０００３】
一般に、ロータリエンコーダのホイール部を軸へ取り付ける際に、厳密に軸の偏心がないようにするのは非常に難しく、あるいは、偏心の無い様にするには厳密な調整を行う必要があり、このような要求に応えるには、どうしても製造コストが高くなってしまう。また、たとえ軸を正確に中心に取り付けることができたとしても、軸と軸受けとの間に隙間があるので、軸に加わる荷重によって軸は特定の方向から力を受け、どうしても偏心が生じることになる。
更には、ホイール部自体も、ホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との何らかの偏心があればそれも同様に偏心となる。
つまり総括すれば、ロータリエンコーダのパターンの中心が理想的には被計測物である回転体の軸心と一致していない限り、取り付け偏心や、ホイールパターン加工時の偏心や経時変化による変形偏心を含む全ての偏心成分が誤差となる。
【０００４】
ロータリエンコーダによりパターンを読み取り、駆動状態を計測する技術は従来から幾つか知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特許文献１のロータリエンコーダでは、半径方向に配置されたラインセンサを用い、パターンが半径方向に対して傾きを持って構成され、このパターンを読み取り駆動状態を計測する。さらに、円パターンが形成され、これも同時にラインセンサで計測し、その信号を読み取ることで偏心量を計測している。
特許文献２のロータリエンコーダでは、ホイール部上に放射状スケールと円環状スケールを持ち、それぞれセンサで計測して、放射状スケールからは回転体の駆動状態、円環状スケールからは円環状スケールの縁に光を当てて、そのエッジ部分の変位量で偏心量を計測している。
特許文献３のロータリエンコーダおよびその偏心補正方法では、ディスク上に回転角度を検出するメインスリットパターンと偏心を検出するための同心円状の補助スリットを設け、それぞれを計測して補正している。
【０００５】
また、スケールパターンを任意の面積を持つ光と受光素子により読み込み、パターンの有無で回転体の駆動状態を計測し、受光素子が受光する光の強度変化により偏心量を検出している回転量検出装置及び回転体駆動装置も存在している。さらに、ベルトの駆動方向に対して平行に検出波長帯域の異なるスケールを複数設けて、ベルトの蛇行量を検出して蛇行補正を行う回転体駆動検出装置も存在している。
また、従来の一般的なロータリエンコーダでは回転軸心とホイール部の放射状スケール板の中心とが一致していないと（偏心している状態だと）、回転軸の回転角度に対して等間隔のパルス信号が得られず、そのパルスに基づいて回転軸を等各速度で回転するための拠りどころとする信号としては相応しくないため、ロータリエンコーダのホイール部は極力回転軸中心と高精度に合せる必要があった。
【０００６】
ところで、このロータリエンコーダのホイール部は回転軸と高精度に芯合せをして接合するためには、一台ずつ高精度組立をする必要があり、高額な組立装置が必要となったり、組立工程や検査工程が長くなり、人件費が嵩む問題がある。
また、ひとたび高精度にホイール部が回転軸芯と高精度に組み立てられたとしても、市場にて扱われる環境変化、経時変化や、修理などの保守作業による再組み付けなどにより初期の高精度の組立状態が外的要因により確保できなくなる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、駆動計測にパターン、偏心量計測に円パターンと２種類のパターンが必要であり、さらに計測用にラインセンサが必要となる。偏心量が多くなればなるほど、ラインセンサ幅が広い必要があり、センサコストが上がる。逆に低コストのラインセンサを用いる場合には、ロータリエンコーダ偏心量をラインセンサで計測可能な範囲内に収める必要があり、ロータリエンコーダを計測対象に取り付ける際の製造コストが上がってしまうという欠点がある。
また、特許文献２では、ホイール部に放射状スケールと円環状スケールを持ち、それぞれセンサで計測して、放射状スケールからは回転体の駆動状態、円環状スケールからは円環状スケールの縁に光を当てて、そのエッジ部分の変位量で偏心量を計測しており、少なくとも２種類のパターンと受光部が必要になり、部品コストがかかるという欠点がある。
【０００８】
同様に、特許文献３のロータリエンコーダおよびその偏心補正方法では、ディスク上に回転角度を検出するメインスリットパターンと偏心を検出するための同心円状の補助スリットを設け、それぞれを計測して補正している。この場合も同様に、パターン及びセンサがそれぞれ２つずつ必要となり、単純に部品点数が増えるためにコスト増加になるという欠点がある。
また、上述した回転量検出装置及び回転体駆動装置では、受光素子が受光する光の強度変化により偏心量を検出しているが、しかし、実際の偏心量は数μｍ〜十数μｍであり、光の強度変化は非常に小さく、ＳＮ比が小さいために高精度に偏心量を検出することができないという欠点がある。
【０００９】
従来の課題を解決するために例えば、特許文献３などの様に、ロータリエンコーダのホイール部に第１と第２のトラックを備えそれぞれを９０度位相をずらした２個の光センサで検出し、第１のセンサは角度パルス信号を取り出し、第２のセンサは偏心量検出を行うことにより、初期のセットアップ状態からベアリング磨耗などによる経時劣化で偏心量が経時に変化しても補正できる方法が考案されているが、２系統のスケール（トラック）と２個の光センサが必要となり部品コストが嵩む問題がある。
また、特許文献４でもパルス板と称するロータリエンコーダのホイール部に、パルス板の進行方向に向かって角度を設けたスリットパターンの列と、中心から放射状に形成されたスリットパターン列の２つのスケール（トラック）を２個の光センサを同じ位相に設けた方式もあるが同様に部品コストが嵩む問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、回転体の駆動計測または駆動制御において、特殊な装置や高精度な組み付けなどを必要とすることなく、カラーセンサと色分割部分を持つスケールパターン、帯によって回転体の駆動計測と同時に回転体への取り付け偏心も同時に計測し、回転体の駆動計測または計測に基づいた駆動制御を行い、かつ、エンコーダの取り付け偏心も検出または補正制御可能とするロータリエンコーダ装置、角変位または角速度制御装置、回転体駆動制御装置、及びこれを使用する画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
また、他の目的は、転体の駆動計測または駆動制御において、特殊な装置や高精度な組み付けなどを必要とすることなく、カラーセンサと色分割部分を持つスケールパターン、帯によって回転体の駆動計測と同時に回転体への取り付け偏心も同時に計測し、回転体の駆動計測または計測に基づいた駆動制御を行い、かつ、ロータリエンコーダの取り付け偏心も検出または補正制御可能とするロータリエンコーダホイール、ロータリエンコーダ装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転体に同期し回転するホイール部の円周上に、所定の中心点から放射状に且つ所定角度間隔に形成される複数のパターンと、該パターンが配列された半径の同心円上に重ねられて配置される帯状部と、前記パターン及び前記帯状部に光を照射する発光手段と、前記ホイール部の回転動作に伴い、前記パターンに照射された前記発光手段の透過光又は反射光の光量変化を検出して当該光量変化に基づく前記ホイール部の回転量を検出して回転信号を出力する受光手段を備え、前記パターンは特定の形状に着色され又は特定形状に開口され、前記帯状部は、前記パターンの中心点より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割帯状部であり、前記受光手段は、複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、前記色分割帯状部の境界を跨いだときに生じる複数の波長光を独立して検出することにより前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の偏心量を示す偏心信号を出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項２は、回転体に同期し回転するホイール部の円周上に、所定の中心点から放射状に且つ所定角度間隔に形成される複数のパターンと、該パターンが配列された半径の同心円上に重ねられて配置される帯状部と、前記パターン及び前記帯状部に光を照射する発光手段と、前記ホイール部の回転動作に伴い、前記パターンに照射された前記発光手段の透過光又は反射光の光量変化を検出して当該光量変化に基づく前記ホイール部の回転量を検出して回転信号を出力する受光手段と、を備え、前記パターンは、特定の形状で、前記ホイール部の中心より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割パターンであり、前記受光手段は、複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、前記色分割帯状部の境界を跨いだときに生じる複数の波長光を独立して検出することにより前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の偏心量を示す偏心信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
請求項３は、回転体に同期し回転するホイール部の円周上に、所定の中心点から放射状に且つ所定角度間隔に形成される複数のパターンと、該パターンが配列された半径の同心円上に重ねられて配置される帯状部と、前記パターン及び前記帯状部に光を照射する発光手段と、前記ホイール部の回転動作に伴い、前記パターンに照射された前記発光手段の透過光又は反射光の光量変化を検出して当該光量変化に基づく前記ホイール部の回転量を検出して回転信号を出力する受光手段と、を備え、前記パターンは、特定の形状で、前記パターンの中心点より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割パターンであり、前記帯状部は、前記前記パターンの中心点より１つ以上の特定半径を境界にして色分割された色分割帯状部であり、前記受光手段は、複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、前記色分割帯状部か、前記色分割パターンか、或いは両方の色分割境界を跨いだときに生じた複数の波長光を独立して検出することにより前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の偏心量を示す偏心信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項４は、請求項１乃至３の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、前記受光手段は、前記パターンにおける透過光か、或いは反射光の何れかを１個の光センサにより受光し、前記ホイール部の回転に伴う光量変化を２値化したパルス信号として取り出し、回転角度に対するＨ及びＬレベルパルス幅の比率に応じて前記ホイール部の回転中心に対する前記パターンの中心点の取り付け偏心量と、偏心位相を検出する偏心量位相検出手段を備え、検出された前記取り付け偏心量と前記偏心位相に応じて、偏心の無い取付け時に得られる回転パルス信号と成る様に補正することを特徴とする。
請求項５は、請求項４に記載のロータリエンコーダ装置において、前記回転信号と目標値との差分から、モータによって駆動される回転体の駆動を制御する制御指令値を生成するコントローラと、前記偏心信号を用いて偏心補正を行う偏心補正機構と、を備えた回転体駆動制御装置を備えたこと特徴とする。
請求項６は、請求項５に記載のロータリエンコーダ装置において、前記偏心補正機構は、前記コントローラの直後に備えられていることを特徴とする。
請求項７は、請求項５に記載のロータリエンコーダ装置において、前記偏心補正機構は、前記計測信号をフィードバックするフィードバック機構に備えられていることを特徴とする。
請求項８は、請求項５に記載のロータリエンコーダ装置において、前記偏心補正機構は前記目標値を生成する機構に備えられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９は、請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、
前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした透過率の異なるパターンであり、前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの遮光又は遮光の状態変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線に対して一定の角度で傾斜した形状を有し、同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする。
請求項１０は、請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした反射率の異なるパターンであり、前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの反射光量変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線に対して一定の角度で傾斜した形状を有し、同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１は、請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした透過率の異なるパターンであり、前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの遮光又は遮光の状態変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線から前記ホイール部の中心を始点として成す角度と、前記ホイール部の中心を中心とする半径の増減とが比例する同心円との連続した交点から成る曲線である形状を有し、同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする。
請求項１２は、請求項１乃至８の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置において、前記パターンは、当該パターンの中心点から放射する法線を基線とした反射率の異なるパターンであり、前記ホイール部の回転動作に応じて、固定配置された１つの光学センサにより、各パターンの反射光量変化が検出される前記ホイール部の径方向における光学検出域において、前記パターンは、一辺が前記ホイール部の前記法線上にあるとともに、前記一辺に対向する他方の一辺が前記法線から前記ホイール部の中心を始点として成す角度と、前記ホイール部の中心を中心とする半径の増減とが比例する同心円との連続した交点から成る曲線である形状を有し、同一形状の前記パターンが、前記法線の中心点から一定の半径位置で、回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする。
請求項１３は、前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも内側で交差し、隣接するパターン同士が先端でつながり同一円周上に等間隔に配列されている請求項９又は１０に記載のロータリエンコーダ装置を特徴とする。
請求項１４は、前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも外側で交差し、当該交差位置よりも外側の半径方向の位置で外輪状につながった形状を有する請求項９乃至１１の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置を特徴とする。
請求項１５は、前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも内側で交差し、隣接する前記パターン同士が先端でつながり同一円周上に等間隔に配列されている請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置を特徴とする。
【００１８】
請求項１６は、前記パターンにおける対向する２辺が交差する位置が、前記光学センサが検出する半径位置よりも外側で交差し、当該交差位置よりも外側の半径方向の位置で外輪状につながった形状を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１７は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が感光体ドラムである画像形成装置を特徴とする。
請求項１８は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が転写ドラムである画像形成装置を特徴とする。
請求項１９は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が感光体ベルトである画像形成装置を特徴とする。
請求項２０は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を請求項１乃至１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行い、前記像担持体が転写ベルトである画像形成装置を特徴とする。
請求項２１は、ベルト、又はローラを回転させて紙を搬送する紙搬送装置において、前記紙搬送装置の駆動制御を請求項１乃１６の何れか一項に記載のロータリエンコーダ装置により行う画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、パターンと重なるよう円周方向に帯状で、光検出手段が複数の特定波長帯域の光量を独立して検出する感度特性を持ち、その感度特性の波長帯域に応じて独立して検出可能となる色分割帯状部分を少なくとも２つ備え、前記受光手段が前記色分割帯状部分を検出することにより、ロータリエンコーダホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心量を示す偏心信号を出力する機能を有しすることにより、高精度な駆動計測を行いつつ、駆動以外の信号も得ることができる。
【００２１】
また、簡便なロータリエンコーダホイール部の組み付け方式であっても、実際の回転体の角速度に対し、ロータリエンコーダホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心の影響によるロータリエンコーダパルスの角速度の誤差（ずれ）を補正し、正確な角速度が得られる事により、回転体を所望の角速度に正確に制御駆動させる事が出来る。また、ひとたび高精度にホイール部が回転軸芯と高精度に組み立てられた後に、市場にて扱われる環境変化、経時変化や、修理などの保守作業による再組み付けなどにより初期の高精度の組立状態が外的要因により変化したとしても、影響を受けることなく偏心補正し、正確な角速度による駆動を制御する事が出来る。また、２系統のスケール（トラック）と２個の光センサが必要では無くとも簡単な構成（１スケール、１センサだけ）でも正確な角速度による駆動を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の以後の幾つかの実施の形態において使用する回転体駆動装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の以後の幾つかの実施の形態において使用するベルト駆動装置を示す概略斜視図である。
【図３】図１及び図２におけるパターン検出の簡単な原理構成を示す概略図である。
【図４】ロータリエンコーダ装置から得た信号をパルス波にする方法を示す波形図である。
【図５】モータの角変位をモータ軸エンコーダの出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】ＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】モータを回転させて駆動させる基本的な制御を示すブロック線図である。
【図８】ロータリエンコーダ装置のホイール部の取り付け偏心が存在し、それによって発生する角速度変動または角変位変動について示す説明図である。
【図９】パターンと重なるように円周方向に設けた反射光の色成分が色分割帯状部とパルスを示す概略図である。
【図１０】半径方向で分けられた無反射パターンと色分割パターンにより１つとして形成されるパターンを示す概略図である。
【図１１】パターンと重なるように円周方向に設けた反射光の色成分が色分割帯状部とパルスを示す概略図である。
【図１２】ロータリエンコーダ装置のホイール部の取り付け偏心を計測する具体的な方法の一例を示す波形図である。
【図１３】偏心量を作り出す部分を示すブロック線図である。
【図１４】コントローラの出力値に補正処理を行う駆動制御系の第１の実施の形態のブロック線図である。
【図１５】ＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。
【図１６】ロータリエンコーダのホイール部の取り付け偏心位相を検知して、フィードバック値へ補正処理を行う駆動制御系の第２の実施の形態を示すブロック線図である。
【図１７】ＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。
【図１８】モータを回転させて駆動させる本発明の第３の実施の形態の制御を示すブロック線図である。
【図１９】ＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。
【図２０】回転体駆動装置の例を示す図である。
【図２１】回転体駆動装置の他の例を示す図である。
【図２２】ロータリエンコーダのホイール部偏心取り付けの回転の様子を示す図である。
【図２３】ロータリエンコーダのホイール部偏心取り付けの回転の様子を示す図である。
【図２４】本発明の実施例の詳細図である。
【図２５】本発明の実施例の詳細図である。
【図２６】本発明の実施例の詳細図である。
【図２７】本発明の実施例の詳細図である。
【図２８】本発明の実施例の詳細図である。
【図２９】本発明の実施例の詳細図である。
【図３０】本発明の実施例の詳細図である。
【図３１】本発明の実施例の詳細図である。
【図３２】本発明の実施例の詳細図である。
【図３３】従来のロータリエンコーダパターンによるホイール部取付け偏心のない正常な状態でのパルス出力波形を示す図である。
【図３４】従来のロータリエンコーダのホイール部が偏心して取り付けられたときのパルス出力波形を示す図である。
【図３５】本発明でのパターン形状によるロータリエンコーダのホイール部を偏心させて取り付けた際のパルス出力波形を示す図である。
【図３６】一週分のパルス幅同士の関係を示す図である。
【図３７】代表的なパターンでの（Ｈ＋Ｌ）パターン間パルス幅に対するＨのパルス幅との比率を示す図である。
【図３８】代表的なパターンでの（Ｈ＋Ｌ）パターン間パルス幅に対するＨのパルス幅との比率を示す図である。
【図３９】ロータリエンコーダパルスＮｏ．とＨ／（Ｈ＋Ｌ）との関係を示す図である。
【図４０】本発明の実施例を示すシステムのブロック図である。
【図４１】本発明の第４の実施の形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。
【図４２】本発明の第５の実施の形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。
【図４３】本発明による第６の実施の形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の以後の幾つかの実施の形態において使用する回転体駆動装置を示す概略斜視図である。
図１の回転体駆動装置１において、ギヤ２と同軸となるように駆動対象３が取り付けられている。モータ４はギヤ５を介して駆動対象３を駆動させる。ホイール部６Ａが、駆動対象３のモータ４とは逆側に、同軸となるように取り付けられている。このホイール部Ａ６上のパターン６ａ、６ｂをセンサ７が読み込むことで駆動対象３の駆動状態を計測する。
センサ７の計測した値を基に制御信号を生成し、モータ４を回転させることで駆動対象３が駆動する。図１では、モータ４と逆側にホイール部６Ａを取り付けたが、これは、モータ４と同じ側、つまり、ギヤ２側に取り付けても良い。
【００２４】
図２は本発明の以後の幾つかの実施の形態において使用するベルト駆動装置を示す概略斜視図である。図２のベルト駆動装置８において、ギヤ２と同軸となるように駆動軸９が取り付けられている。
モータ４はギヤ５と同軸となるように取り付けられており、モータ４からギヤ５、ギヤ２を介して駆動力が伝達されて駆動軸９を駆動させる。この駆動軸９とテンションローラ１０と従動軸１１に駆動対象のベルト１２が架けられていて、テンションローラ１０によって一定の張力が掛かるようになっている。
従動軸１１には同軸となるようにホイール部６Ａが取り付けられており、このホイール部６Ａ上のパターン６ａ、６ｂをセンサ７が読み込むことでベルト１２の駆動状態を計測する。
センサ７の計測した値を基に制御信号を生成し、駆動源であるモータ４を回転させることで駆動対象のベルト１２が駆動する。ここでは、ベルト１２は従動軸１１にホイール部６Ａを取り付けているが、システム上問題なければテンションローラ１０と同軸に取り付けても良い。
【００２５】
図３は図１及び図２におけるパターン検出の簡単な原理構成を示す概略図である。図３において、ロータリエンコーダ装置６のホイール部６Ａ上に反射光の光量の異なる２種類のパターン６ａ、６ｂが構成されている。
パターンの作り方としてはホイール部６Ａ上に反射光の異なるパターン６ａ、６ｂをすでに構成してあるものを貼り付けるか、ホイール部６Ａ上に直接に印刷するか、又はホイール部６Ａを金属の板とし、これにエッチング加工する方法でも良い。
センサ７の本体は発光部７ａと受光部７ｂを有しており、発光部７ａから光が出力される。出力された光がホイール部６Ａ上に当たり、その反射波を受光部７ｂの受光素子（図示せず）が受ける。
ホイール部６Ａ上には反射光の光量の異なるパターン６ａ、６ｂがある。このため、これらのパターン６ａ、６ｂそれぞれで受光される光の強さの違いを読み取ることによって、例えば、正弦波状などの波形を得ることができ、回転体の駆動状態を計測することが可能となる。ここでは、反射型の説明を行ったが同様の性能が得られるならば透過型でもかまわない。ただし、以降では反射型としての説明を行う。
【００２６】
図４はロータリエンコーダ装置から得た信号をパルス波にする方法を示す波形図である。図４において、図３のロータリエンコーダ装置６のセンサ７の発光部７ａから出力された光がエンコーダのパターン６ａ、６ｂに当たり、反射光を受光部７ｂが受け取ると、反射率の違いにより受光部７ｂでは正弦波状の信号１２が得られる。
この信号１２に対して任意のしきい電圧値１３を設け、しきい電圧値１３より高ければＨ信号、しきい電圧値１３よりも低ければＬ信号とすることで矩形波状のパルス１４を得ることができる。
【００２７】
図５はモータの角変位をモータ軸ロータリエンコーダの出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示すブロック図である。図５において、マイクロコンピュータ３０はマイクロプロセッサ３１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３を含んでいる。マイクロプロセッサ３１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３がそれぞれバス３４を介して接続されている。
指令発生装置３５はモータ４の角変位を指令する状態指令信号を出力し、かつ目標角変位指令信号を発生する。この指令発生装置３５の出力側もバス３４へ接続されている。検出用インターフェース装置３６はロータリエンコーダ６の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。
【００２８】
この検出用インターフェース装置３６はロータリエンコーダ６の出力パルスを計数するカウンタ（図示せず）を備えており、このカウンタのカウントした数値に、予め定められたパルス数対角変位の変換定数を掛けてモータ軸の角変位に変換する。電流センサ３７からはモータ駆動電流がＩ／Ｏ３８を介してマイクロコンピュータ３０に取り込まれる。
同様に、検出用インターフェース装置２８は検出装置２９の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。この検出用インターフェース装置２８は、検出装置４２の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタのカウントした数値に、予め定められたパルス数対角変位の変換定数を掛けて検出装置４２を取り付けた軸の角変位に変換する。
【００２９】
直流電動機駆動用のインターフェース３９は、モータ軸角変位、及び目標角変位により、マイクロコンピュータ３０による以降の実施の形態に示すフィードバック制御系の計算結果を、モータ（直流電動機）駆動装置４０を構成するパワー半導体、例えば、トランジスタを動作させるパルス状信号（制御信号）に変換する。
直流電動機駆動装置４０は直流電動機駆動用のインターフェース３９からのパルス状信号に基づき動作し、モータ４に印加する電圧を制御する。この結果、モータ４は指令発生装置３５による所定の角変位に追値制御される。
モータ４の角変位は、モータ軸ロータリエンコーダ６とインターフェ−ス装置３６、検出装置２９とインターフェース装置２８により検出され、マイクロコンピュータ３０に取り込まれ、制御が繰り返される。
ここでは、検出装置２９とモータ軸ロータリエンコーダ６の両方からの角変位を検出しているが、設計者の意図する駆動制御系によってはどちらをメインの計測信号とするか選択することができる。また、角変位ではなく角速度でも同様に考えることができる。また、ここでは電流制御系について説明したが、制御系が電圧制御系であってもかまわない。
【００３０】
図６はＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。図６において、モータ４の駆動が伝達されて回転体が駆動し、その回転体の駆動に応じてロータリエンコーダ６よりパルス波４１が出力され、アンプ部４２へ入力される。アンプ部４２ではロータリエンコーダ６からの出力からノイズを除去し、波形整形した信号を速度制御系ＰＬＬ４３と速度ディスクリ部４４へ出力する。
一方、基準クロック４５がＶＣＯ系ＰＬＬ部４６へ入力され、基準クロック４５を任意の逓倍数へ逓倍したクロックを速度ディスクリ部４４へ出力する。また、同時に、基準クロック４５はそのまま速度制御系ＰＬＬ部４３へも入力される。
【００３１】
速度ディスクリ部４４では、パルス波４１の周期ごとに基準クロック４５との速度差を出力しており、速度制御系ＰＬＬ部４３ではパルス波４１の周期ごとに基準クロック４５との位相差を出力している。それぞれの出力が積分アンプ部４７へ入力される。
積分アンプ部４７では速度差の出力と位相差の出力を積分、加算してトルク指令値を生成して出力駆動回路４８へ出力する。この出力駆動回路４８ではＰＷＭ制御を用いてモータトルクを調整している。
トルク指令値と三角波を比較し、大小関係によりＰＷＭ制御のデューティを変化させ、モータ４からのロータ位置を検出したホール信号４９からモータ４の駆動相のどの相を駆動するかを決定している。モータ４は、ドライバ５０を介して、出力駆動回路４８から得られた信号を駆動する。
【００３２】
図７はモータを回転させて駆動させる基本的な制御を示すブロック線図である。図７には、図１及び図２に示した回転体３及びベルト１２に対して、モータ４を回転させて駆動させる基本的な制御ブロック線図を示している。
通常のフィードバック制御の場合、コントローラ５１から制御信号が出力され、その制御信号を受けてドライバ５２では制御信号を満たすようにモータ４（図１）が動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。
ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示すようなモータ４により駆動される回転体３やベルト１２全体のことである。この回転体３やベルト１２の駆動状態を回転体３と同軸に取り付けたロータリエンコーダ装置６やベルト１２の従動軸と同軸に取り付けられたロータリエンコーダ装置６が計測することで信号値５４が得られる。
この信号値５４がフィードバックされ、規範信号５５と減算器で比較され、現在の変位または速度と目標変位または速度との偏差５６が求められる。この偏差５６をコントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これが通常の基本的なフィードバック制御系である。
【００３３】
しかし、ロータリエンコーダ装置６による駆動計測では、ロータリエンコーダホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心自体を通常は検知できないため、ロータリエンコーダホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心の影響を避けることはできない。そのため、前述の通常のフィードバック制御のみであった場合、本来ならば存在しない変動であるロータリエンコーダ装置６のロータリエンコーダホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心を検知し、それを補正するように駆動するためにロータリエンコーダ装置６を取り付けた回転体自体の周期変動が発生してしまう。
そこで、後述する本発明の第１の実施の形態では、ロータリエンコーダ６装置からの計測信号をフィードバックして回転体を駆動させる駆動制御系に対し、ロータリエンコーダ装置６自体のホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心又は回転体への取り付け偏心を検知し、コントローラ５１の出力値に補正するようにしている。色分割帯状部色分割パターン
【００３４】
図８はロータリエンコーダ装置のホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心が存在し、それによって発生する角速度変動または角変位変動について示す説明図である。図８において、ホイール部６Ａ上にパターン６ａが形成されている。このパターン６ａをここでは図示しないセンサが計測位置１４で読み込んでいる。
この時、ホイール部６Ａの回転中心を１５とすると、取り付け偏心により回転中心１５は符号１６に示すように偏心分回転してしまう。この偏心分の回転により実際の回転半径と計測による回転半径が異なり、例えば、位置１７では計測半径が最も短く、位置１８では計測半径が最も長くなってしまう。これにより、目標の角速度または角変位１９に対して、ロータリエンコーダ装置の回転周期で角速度または角変位は正弦波２０のように変動してしまう。
【００３５】
図９はパターンと重なるように円周方向に設けた反射光の色成分が色分割帯状部とパルスを示す概略図である。図９において、ロータリエンコーダのホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心取り付け偏心量を検知するために、全反射するホイール部６Ａ上に無反射パターン２１を形成し、この無反射パターン２１と重なるように円周方向に反射光の色成分が色分割帯状部を設けている。
ここでは一例として外側に赤帯状部２２（点線帯片）、内側に青帯状部２３（実線帯片）を設けたとする。ここで、色分割帯状部分とはその色のみ反射しないものとする。つまり、赤帯状部２２では反射光にＲ波長帯域成分が含まれず、青帯状部２３では反射光にＢ波長帯域成分が含まれないことを意味する。
【００３６】
また、赤帯状部２２と青帯状部２３には隙間２４を設けており、ここはホイール部６Ａが露出している。ここに白色光を当てた場合のＲ波長帯域成分とＢ波長帯域成分の波形について説明する。
ただし、ここでは説明の簡略化のためにＲ成分とＢ成分で説明するが、その他の色分割帯状部分を用いれば他の色成分でも良く、少なくとも２種類以上が検出可能であれば良い。ただし、以降の説明においてはＲ波長帯域成分と、Ｂ波長帯域成分を用いて説明する。また、ここでは隙間２４を設けることにより計測されるパルス波の変化を分かり易くしているが、隙間２４を設けない構成としても良い。
仮に、センサ位置が見かけ上、偏心の影響によりパターン上の軌跡２５（実線の細い帯片）を通るとする。この時のＲ波長帯域成分とＢ波長帯域成分それぞれから得られるパルス波は図９の下段に示してある。
【００３７】
まず、軌跡２６部分では、赤帯状部２２と無反射パターン２１をセンサが検出するため、Ｂ成分はパルス波が得られるが、Ｒ波長帯域成分は常に無反射であるためにパルス波が得られない。その後、軌跡２７部分に移動すると隙間２４と無反射パターン２１をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分ともにパルス波が得られる。
その後、軌跡６６部分へ移動すると青帯状部２３と無反射パターン２１をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分はパルス波が得られるが、Ｂ波長帯域成分は常に無反射であるためにパルス波が得られない。そして、軌跡６７では軌跡２７部分、軌跡６８では軌跡２６部分と同様の波形がそれぞれから得られる。
この軌跡２６部分から軌跡６８部分までのＲ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分の波形はそれぞれ６９、７０のパルス波となる。ここで、色分割帯状部分の作り方の１つの例として、色分割帯状部分にカラーフィルムを貼り付ける方法がある。
【００３８】
図１０は半径方向で分けられた無反射パターンと色分割パターンにより１つとして形成されるパターンを示す概略図である。図１０において、全反射するホイール部６Ａ上に半径方向で分けられた無反射パターン７１、７２と色分割パターン７３、７４により１つとして形成されるパターンを設けている。
ここでは一例として無反射パターン７２について説明すれば、無反射パターン７２上には、軌跡２５の細い実線の帯片、その次の外側の色分割パターンである点線の帯片からなる赤色パターン７３、内側の色分割パターンである実線の帯片の青色パターン７４で構成している。
【００３９】
仮に、センサ位置が見かけ上、偏心の影響によりパターン上の軌跡２５を通るとする。この時のＲＢ成分それぞれから得られるパルス波を図１０の下段に示している。まず、軌跡２６部分では、ホイール部６Ａ上と無反射パターン７１をセンサが検出するため、Ｒ成分及びＢ成分ともにパルス波が得られる。
その後、軌跡２７部分に移動するとホイール部６Ａ上の赤色パターン７３をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分はパルス波が得られるが、Ｂ波長帯域成分は全てが反射光となるためパルス波が得られない。
その後、軌跡６６部分へ移動するとホイール部６Ａ上と青色パターン７４をセンサが検出するため、Ｂ波長帯域成分はパルス波が得られるが、Ｒ波長帯域成分は全てが反射光となるためパルス波が得られない。
【００４０】
その後、軌跡６７部分へ移動するとホイール部６Ａ上と無反射パターン７２をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分ともにパルス波が得られる。そして、軌跡６８では軌跡６６部分、軌跡７５では軌跡２７部分、軌跡７６では軌跡２６部分と同様の波形がそれぞれから得られる。
この軌跡２６部分から軌跡７６部分までのＲ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分の波形はそれぞれ７７、７８のパルス波となる。ここで、色分割帯状部の一例として、色分割帯状部にカラーフィルムを貼り付ける方法がある。
【００４１】
図１１はパターンと重なるように円周方向に設けた反射光の色成分が色分割帯状部とパルスを示す概略図である。次に、図１１には、全反射するホイール部６Ａ上に半径方向で分けられた無反射パターン２１と色分割パターン２３により１つとして形成されるパターンを設け、パターンと重なるように円周方向に反射光の色成分が色分割帯状部を設けている。
ここでは一例として赤色パターン２３（無反射パターン２１の半分の点線部分）、色分割帯状部を青帯状部７９（実線の円周方向帯片）を設けたものとする。仮にセンサ位置が見かけ上、偏心の影響によりパターン上の軌跡２５を通るとする。
この時のＲ波長帯域成分と、Ｂ波長帯域成分それぞれから得られるパルス波を図１１の下段に示している。まず軌跡２６部分では、ホイール部６Ａ上と無反射パターン２１をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分ともにパルス波が得られる。
【００４２】
その後、軌跡２７部分に移動すると青帯状部７９と無反射パターン２１をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分はパルス波が得られるが、Ｂ波長帯域成分は反射光がないため信号が得られない。その後、軌跡６６部分へ移動するとホイール部６Ａ上と赤色パターン２３をセンサが検出するため、Ｒ波長帯域成分はパルス波が得られるが、Ｂ波長帯域成分は全て光が反射されるためパルス波が得られない。
そして、軌跡６７では軌跡２７部分、軌跡６８では軌跡２６部分と同様の波形がそれぞれから得られる。この軌跡２６部分から軌跡６８部分までのＲ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分の波形はそれぞれ８０、８１のパルス波となる。ここで、色分割帯状部または色分割パターン部の作り方の一例として、色分割部位領域にカラーフィルムを貼り付ける方法がある。
図９から図１１のロータリエンコーダ装置からのパルス波より回転体の駆動計測とロータリエンコーダ装置のホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心を計測するやり方として、まず、駆動計測はそれぞれＲ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分から得られたパルス波両方を足し合わせることで１つの連続したパルス波を得ることができることから、それを駆動計測に用いる。基本的に同じセンサによって同じパターンを読み込んでいるため、計測する反射光の波長が異なるだけであり、パルス波の周期及びタイミングはＲ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分で同じになる。
【００４３】
図１２はロータリエンコーダ装置のホイール部回転中心に対する、ホイールパターン中心点との偏心を計測する具体的な方法の一例を示す波形図である。ここでは一例として図９の下段のパルス波を用いて説明するが、同じようなタイミング検出により図１０の下段、図１１の下段のパルス波でも同様に偏心を計測することができる。ロータリエンコーダホイール部の偏心周期はロータリエンコーダ装置自体の回転周期であり、形は正弦波と考えることができる。
そのため偏心の基本的な形は正弦波８２で表される。この正弦波８２はホイール部の偏心位置を表しており、そのまま偏心の波形となる。つまり、振幅０ではパターンが規定位置であり、上のピークでは偏心により実際の半径は最大、下のピークでは偏心により実際の半径は最小となる。
【００４４】
Ｒ成分のパルス波がなく、Ｂ波長帯域成分のみパルス波が存在する場合は、偏心によりセンサ位置が２３の位置に来ている時である。そこから、Ｒ波長帯域成分及びＢ波長帯域成分ともにパルス波が得られるタイミング８３はセンサの位置が２３から隙間へ移動したことを示す。
また、その後にＲ波長帯域成分はパルス波が得られるが、Ｂ波長帯域成分のパルス波が得られなくなるタイミング８４はセンサの位置が隙間から７９へ移動したことを示す。さらに、再びＢ波長帯域成分が得られるタイミング８５ではセンサの位置が７９から、再び隙間に移動したことを示す。
その後、Ｒ波長帯域成分のパルス波が得られなくなるタイミング８６ではセンサの位置が隙間から２３に移動することを示す。ここで、隙間の間隔は設計段階から予め明確であり、また、正弦波８２の周期はロータリエンコーダ装置の回転周期であること、さらに、タイミング８３、８４、８５、８６から正弦波８２の振幅と現在の位相は一意に決定される。
このようにして偏心の形を求めることができる。ただし、ここで、開始タイミングでなくても、例えば、タイミング８５から計測が開始されたとしても同様に偏心量を求めることができる。また、より高精度に偏心量を検出するためにはた色分割帯状部または色分割パターン部位の分割数とその密度を上げるほど色分割域を跨ぐ頻度が多くなり、検知の分解能を向上させ、且つ精度良く検知することができる。
【００４５】
図１３は偏心量を作り出す部分を示すブロック線図である。図１３では、図１２のＲ波長帯域成分パルス波８７とＢ波長帯域成分パルス波８８が入力信号９０として比較演算部９１へ入力される。比較演算部９１へは基本的な偏心を表す正弦波が記憶されているメモリ９２から、その情報が入力されている。
比較演算部９１では図１２の説明で行ったとおり、Ｒ波長帯域成分パルス波８７とＢ波長帯域成分パルス波８９から必要なタイミングとメモリ９２からの正弦波の比較を行い、現在の計測における偏心振幅と位相を求め、偏心量９３として出力し、以降で図示する補正部に入力される。この偏心量９３は正弦波のままの場合や、後段の機構によりパルス波と変えられて出力されても良い。
【００４６】
図１４はコントローラの出力値に補正処理を行う駆動制御系の第１の実施の形態のブロック線図である。図１４では、図９から図１１のロータリエンコーダを用いて駆動制御を行い、ロータリエンコーダのホイール部の取り付け偏心位相を検知して、コントローラの出力値に補正処理を行うようにしている。
コントローラ５１から制御信号が出力されている。またロータリエンコーダ装置からの偏心を示すパルス波９３が補正部５７へ入力されている。補正部５７では図１３で示したような構成も含まれており、さらに制御信号と加算することが可能でかつロータリエンコーダのホイール部の取り付け偏心成分を相殺することができる信号に変換されている。
補正部５７からの信号とコントローラ５１からの制御信号が加算されてドライバ５２に入力される。このドライバ５２では制御信号を満たすようにモータが動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。
【００４７】
ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示すようなモータにより駆動される回転体やベルト全体のことである。この回転体やベルトの駆動状態を回転体と同軸上のロータリエンコーダやベルトの従動軸に取り付けられたロータリエンコーダを読み取ることで信号値５４が得られる。
この信号値５４がフィードバックされ、規範信号５５と減算器で比較され、現在の角変位または角速度と目標角変位または角速度との偏差５６が求められる。この偏差５６をコントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これがロータリエンコーダのホイール部の取り付け偏心も考慮したフィードバック制御系である。
【００４８】
図１５はＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。図１５において、モータ４の駆動が伝達されて回転体が駆動し、その回転体の駆動に応じてロータリエンコーダ６よりパルス波４１が出力され、アンプ部４２へ入力される。アンプ部４２ではロータリエンコーダ装置６からの出力からノイズを除去し、波形整形した信号を速度制御系ＰＬＬ４３と速度ディスクリ部４４へ出力する。
一方、基準クロック４５がＶＣＯ系ＰＬＬ部４６へ入力され、基準クロック４５を任意の逓倍数へ逓倍したクロックを速度ディスクリ部４４へ出力する。また、同時に、基準クロック４５はそのまま速度制御系ＰＬＬ部４３へも入力される。
速度ディスクリ部４４では、パルス波４１の周期ごとに基準クロック４５との速度差を出力しており、速度制御系ＰＬＬ部４３ではパルス波４１の周期ごとに基準クロック４５との位相差を出力している。それぞれの出力が積分アンプ部４７へ入力される。
【００４９】
積分アンプ部４７では速度差の出力と位相差の出力を積分、加算してトルク指令値を生成する。生成されたトルク指令値は偏心補正部５７へ入力される。偏心補正部５７へはロータリエンコーダ６より偏心信号５８もフィードバックされて入力されている。
偏心補正部５７では偏心信号５８と逆位相となり、必要な振幅へ増幅させた信号を生成する。偏心補正部５７で生成された新しいトルク指令値は出力駆動回路４８へ出力される。この出力駆動回路４８ではＰＷＭ制御を用いてモータトルクを調整している。
トルク指令値と三角波を比較し、大小関係によりＰＷＭ制御のデューティを変化させ、モータ４からのロータ位置を検出したホール信号４９からモータ４の駆動相のどの相を駆動するかを決定している。出力駆動回路４８から得られた信号を、ドライバ５０を介してモータ４が駆動する。
上述したように構成された第１の実施の形態によれば、ロータリエンコーダ装置のホイール部の偏心や回転体への取り付け偏心が存在しても、回転体３、ベルト１２へ偏心の影響を与えることなく高精度に駆動することができる。
【００５０】
図１６はロータリエンコーダのホイール部の取り付け偏心位相を検知して、フィードバック値へ補正処理を行う駆動制御系の第２の実施の形態を示すブロック線図である。この第２の実施の形態では、ロータリエンコーダ装置からの計測信号をフィードバックして回転体を駆動させる駆動制御系に対し、ロータリエンコーダ装置自体の偏心や回転体への取り付け偏心を検知し、フィードバック値へ補正する。偏心を求めるロータリエンコーダ装置の構成方法は第１の実施の形態と同様に考えることができる。
ロータリエンコーダ装置のホイール部の取り付け偏心位相を検知して、フィードバック値へ補正処理を行う第２の実施の形態では、コントローラ５１から制御信号が出力されてドライバ５２に入力される。ドライバ５２では制御信号を満たすようにモータが動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。
ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示したようなモータ４により駆動される回転体３やベルト１２全体のことである。この回転体３やベルト１２の駆動状態を回転体３と同軸上のロータリエンコーダ装置やベルト１２の従動軸１１に取り付けられたロータリエンコーダ装置を読み取ることで信号値５４が得られる。この信号値５４がフィードバックされ、補正部５７へ入力される。
【００５１】
補正部５７へは別途、ロータリエンコーダ装置からの偏心を示すパルス波９３が入力されており、補正部５７では図１３で示したような構成も含まれており、信号値５４にロータリエンコーダのホイール部の取り付け偏心成分も加算され、補正フィードバック値９４が出力される。
この補正フィードバック値９４は規範信号５５と減算器で比較され、現在の角変位または角速度と目標角変位または角速度との偏差５６が求められる。この偏差５６をコントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これがロータリエンコーダ装置のホイール部の取り付け偏心も考慮したフィードバック制御系である。
【００５２】
図１７はＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。図１７には、また、図１６と同様のことをアナログであるＰＬＬ駆動で構成した場合を示している。
図１７において、モータ４の駆動が伝達されて回転体が駆動し、その回転体の駆動に応じてロータリエンコーダ装置６よりパルス波４１が出力され、偏心補正部５７へ入力される。偏心補正部５７へはロータリエンコーダ装置６より偏心信号５８もフィードバックされて入力されている。
偏心補正部５７ではロータリエンコーダ装置６で計測された現在の駆動状態に偏心情報も追加することで、本来は計測することのできない偏心情報も含んだ新しいパルス波６４が作られる。偏心補正部５７から新しいパルス波６４を出力し、アンプ部４２へ入力される。アンプ部４２ではロータリエンコーダ６からの出力からノイズを除去し、波形整形した信号を速度制御系ＰＬＬ４３と速度ディスクリ部４４へ出力する。
一方、基準クロック４５がＶＣＯ系ＰＬＬ部４６へ入力され、基準クロック４５を任意の逓倍数へ逓倍したクロックを速度ディスクリ部４４へ出力する。また、同時に、基準クロック４５はそのまま速度制御系ＰＬＬ部４３へも入力される。
【００５３】
速度ディスクリ部４４では、パルス波４１の周期ごとに基準クロック４５との速度差を出力しており、速度制御系ＰＬＬ部４３ではパルス波４１の周期ごとに基準クロック４５との位相差を出力している。それぞれの出力が積分アンプ部４７へ入力される。
積分アンプ部４７では速度差の出力と位相差の出力を積分、加算してトルク指令値を生成して出力駆動回路４８へ出力する。この出力駆動回路４８ではＰＷＭ制御を用いてモータトルクを調整している。
トルク指令値と三角波を比較し、大小関係によりＰＷＭ制御のデューティを変化させ、モータ４からのロータ位置を検出したホール信号４９からモータ４の駆動相のどの相を駆動するかを決定している。モータ４は、ドライバ５０を介して、出力駆動回路４８から得られた信号を駆動する。偏心信号をパルス波などのデジタル信号として生成する方法は第１の実施の形態と同様に考えることができる。
上述したように構成された第２の実施の形態によれば、ロータリエンコーダ装置のホイール部自体の偏心や回転体への取り付け偏心が存在しても、回転体３、ベルト１２へ偏心の影響を与えることなく高精度に駆動することができる。
【００５４】
図１８はモータを回転させて駆動させる本発明の第３の実施の形態の制御を示すブロック線図である。図１８には、ロータリエンコーダ装置のホイール部の取り付け偏心位相を検知して、目標値へ補正処理を行う駆動制御系のブロック線図を示している。
第３の実施の形態では、コントローラ５１から制御信号が出力されてドライバ５２に入力される。ドライバ５２では制御信号を満たすようにモータが動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。
ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示したようなモータにより駆動される回転体３やベルト１２全体のことである。この回転体３やベルト１２の駆動状態を回転体と同軸上のロータリエンコーダ装置やベルトの従動軸に取り付けられたロータリエンコーダ装置を読み取ることで信号値５４が得られる。
【００５５】
この信号値５４はフィードバック減算器に入力される。一方、ロータリエンコーダ装置からの偏心を示すパルス波９３が補正部５７へ入力されており、補正部５７では図１３で示したような構成も含まれており、目標値５５と加算が可能で、ロータリエンコーダの取り付け偏心を補正できるような波形へ整形されて出力され、実際に目標値５５と加算されて補正目標値を生成している。
この補正目標値と信号値５４と減算器で比較され、現在の角変位または角速度と目標角変位または角速度との偏差５６が求められる。この偏差５６をコントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これがロータリエンコーダ装置のホイール部の取り付け偏心も考慮したフィードバック制御系である。
【００５６】
図１９はＰＬＬ駆動系でのアナログ制御系の構成を示すブロック図である。図１９には、また、図１８と同様のことをアナログであるＰＬＬ駆動で構成した場合を示している。
図１９において、モータ４の駆動が伝達されて回転体が駆動し、その回転体の駆動に応じてロータリエンコーダ装置６よりパルス波４１が出力されアンプ部４２へ入力される。アンプ部４２ではロータリエンコーダ装置６からの出力からノイズを除去し、波形整形した信号を速度制御系ＰＬＬ４３と速度ディスクリ部４４へ出力する。
一方、基準クロック４５が偏心補正部５７へ入力され、同時にロータリエンコーダ装置６より偏心信号５８も入力される。偏心補正部５７では偏心信号５８による偏心成分も含んだ信号を生成し、基準クロック４５へ加算または減算可能なパルス波へ変換され、新しい基準クロック６５を出力する。
【００５７】
新しい基準クロック６５はＶＣＯ系ＰＬＬ部４６へ入力され、基準クロック４５を任意の逓倍数へ逓倍したものを速度ディスクリ部４４へ出力する。また同時に新しい基準クロック６５はそのまま速度制御系ＰＬＬ部４３へも入力される。
速度ディスクリ部４４ではパルス波４１の周期ごとに新しい基準クロック６５との速度差を出力しており、速度制御系ＰＬＬ部４３ではパルス波４１の周期ごとに新しい基準クロック６５との位相差を出力している。それぞれの出力が積分アンプ部４７へ入力される。
積分アンプ部４７では速度差の出力と位相差の出力を積分、加算してトルク指令値を生成して出力駆動回路４８へ出力する。出力駆動回路４８ではＰＷＭ制御を用いてモータトルクを調整している。
【００５８】
トルク指令値と三角波を比較し、大小関係によりＰＷＭ制御のデューティを変化させ、モータ４からのロータ位置を検出したホール信号４９からモータ４の駆動相のどの相を駆動するかを決定している。モータ４は、ドライバ５０を介して、出力駆動回路４８からの信号を駆動する。偏心信号をパルス波などのデジタル信号として生成する方法は第１の実施の形態と同様に考えることができる。
上述したように構成された第３の実施の形態によれば、ロータリエンコーダ装置のホイール部の偏心や回転体への取り付け偏心が存在しても回転体３、ベルト１２へ偏心の影響を与えることなく高精度に駆動することができる。
【００５９】
図２０は回転体駆動装置の例を示す図である。１０１：モータの回転トルクを１０２：モータ歯車、により１１３：ローラ歯車を介して１１４：駆動ローラを駆動している。１１４：駆動ローラと平行に１１５：テンションローラ、１１６：ローラ、１０２：モータ歯車に対向する１０５：回転体軸先端の１０６：ホイール取付軸部へ１０８：ロータリエンコーダホイールの中心と同軸の１０７：ホイールボス部を挿入し、図示していない接合手段（ねじ締結、接着、圧入など）により固定されている。１０８：ロータリエンコーダホイールの周囲に等角度ピッチに配列された１０９：パターン部があり、それを固定位置の１１０：光センサにより回転角度により変化する光量変化を光電変換し、角度検出を行っている。
【００６０】
図２１は回転体駆動装置の他の例を示す図である。１０１：モータの回転トルクを１０２：モータ歯車、により１１１：ローラ歯車を介して１１２：駆動ローラを駆動している。１１２：駆動ローラと平行して、１１３：テンションローラ、１１４：従動ローラがそれぞれの機能する位置に配列し、互いの外周面に無端状の１１５：ベルトが摩擦接触して掛けられており、中でも１１３：テンションローラでは、図示していない張力付与手段（コイルばねなど）で両端軸部に均等な張力荷重を付与する事により１１５：ベルトに搬送力を与え、更に１１４：従動ローラを回転させるトルクを伝達している。１１４：従動ローラの１１６：ローラ軸先端の１１７：ホイール取付軸部へ１０８：ロータリエンコーダホイールの中心と同軸の１０７：ホイールボス部を挿入し、図示していない接合手段（ねじ締結、接着、圧入など）により固定されている。１０７：ロータリエンコーダホイールの周囲に等角度ピッチに配列された１０９：パターン部があり、それを固定位置の１１０：光センサにより回転角度により変化する光量変化を光電変換し、角度検出を行っている。この１２１：ロータリエンコーダホイールの１０９：パターン部を１１０：光センサが検出する事で１１５：ベルトの搬送線速を計測する。１１０：光センサが検出したパルス信号に基づきベルト搬送速度の制御信号を作り、駆動源である１０１：モータを回転させる回転角速度を制御する事で所望の１１５：ベルトの搬送線速を得る事が出来る。
【００６１】
尚、図２１では１１２：従動ローラの軸上に１０８：ロータリエンコーダホイールを取り付けているが、システム上問題なければ１１３：テンションローラ軸上に取り付けても構わない。
また、図２０、図２１における１０８：ロータリエンコーダホイールの１０９：パターン部を１１０：光センサでは、透過率の違いをパターン認識し、Ｈ、Ｌ、２値のデジタル信号に変換しているが、透過型の光センサに限らず、図示していない反射型の光センサを用いて、反射率の異なるパターンを認識する方式であっても構わない。
図２２−ａ、ｂ、ｃ、ｄはローラリーエンコーダ偏心取り付けの回転の様子を示す図である。比較の為に従来例図２３−ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ａ’、ｃ’のロータリエンコーダを併記しているが、いずれもロータリエンコーダの取り付けが、回転中心に対して偏心して取り付けられた状態を９０度ずつ回転位相をずらして示している。
【００６２】
尚従来のロータリエンコーダのパターン（図２２）のエッジは、中心から放射状に形成されているのに対して、図２３（詳細は図２３−ａ’、ｃ’）で示すとおり、のロータリエンコーダのパターンのエッジの一辺は法線上に（ロータリエンコーダの有効パターン域において）ｃ点とｄ点を結ぶ線であって、対向するもう一辺はａ点とｂ点を結ぶ線で、これは法線に対して図示のとおりθ２の角度を設けている。（θ１は複数パターンの配列ピッチ角度を示す。）
尚図２２−ａと図２３−ａは共に光センサの位置に外側に偏心したロータリエンコーダの角度位相上になるパターンを便宜的にパターン１と呼称し、それを基点にして反時計回りにパターン２、３、４・・・７２まで分割している。図２２−ｂと図２３−ｂはロータリエンコーダが９０度時計方向に回転した状態をしめし、順次図２２−ｃと図２３−ｃは１８０度、図２２−ｄと図２３−ｄは２７０度回転した状態を示す。
【００６３】
図２４は、本発明の実施例の詳細図である。１０９Ｓ：パターン部の形状が、ホイール中心点（Ｏ）を通る法線上の辺（法線部）と、もう一方の辺が或る一定の傾斜角度（θａ）を持った直線であり、その二辺の交点は図示ではパターン部より外側にある交点：Ｘｏｕｔを通過しているが、特に交点位置をパターン部に対して内側か外側かを特にはまだ限定しておらず、法線に対する角度（θ）を持った事が特徴としている。
【００６４】
図２５は、本発明の実施例の詳細図である。１０９Ｒ：パターン部の形状が、ホイール中心点（Ｏ）を通る法線上の辺（法線部）と、もう一方の辺が法線を基準線とするα、β、γ、δなる角度を成す別の法線に対してパターン部の斜辺部が各々異なる半径位置ア、イ、ウ、エのいずれにおいても接線角度が一定であることを示しており、従ってこの斜辺部は直線とはならず接線傾斜角一定の連続した曲線となる。（インボリュート曲線）
ここで、図２４で示すホイール中心点（Ｏ）を通る法線上の辺（法線部）と、もう一方の辺が法線を基準線とするα、β、γ、δなる角度を成す別の法線に対して１０９Ｓ：パターン部の斜辺部が各々異なる半径位置ア、イ、ウ、エでの交点は図２６とは異なり、当然直線（傾斜直線部）であれば半径が小さくなる（中心：Ｏに近づくほど）接線角度が大きくなることを示しており、この点が本発明では接線の傾斜が一定になる曲線にしていることが異なる重要な点である。
【００６５】
図２６は、本発明の実施例の詳細図である。１０９Ｔ：パターン部の形状が、ホイール部中心点（Ｏ）を通る法線上の辺（法線部）と、もう一方の辺が或る一定の傾斜角度（θｂ）を持った直線であり、その二辺の交点は図示ではパターン部より外側にある交点：Ｘｉｎを通過している。
【００６６】
図２７は本発明の実施例の詳細図である。光の透過率の高い透明樹脂やガラスなど透明な円盤状の板でできた１０８Ａ：ホイール部透明板には、１１０Ｔ：透過型光センサにより検出（識別）できる透過率の低い（透過率の異なる）１０９Ａ：パターン（着色）を、印刷やエッチング、または焼き付けなど手段を問わない方法にて描かれており、パターンの一辺はホイールの法線上にあって、もう一方の辺は、ホイール部の法線上にあって、もう一方の辺は直線或いは曲線となる二辺に挟まれたパターンと成っている。
【００６７】
図２８は本発明の実施例の詳細図である。光の透過率の低い着色樹脂や金属など不透明な円盤状の板でできた１０８Ｂ：ホイール部には、１１０Ｔ：透過型光センサにより検出（識別）できる開口した１０９Ｂ：パターン（開口）部を、プレス加工や、エッチング、レーザ加工など加工手段を問わない方法にて形成されており、特徴的なのは、１０９Ｂ：パターン部の交点は、１１０Ｔ：透過型光センサが検出する半径よりも内側にあることであり、そのため形状はあたかも鋸歯状に記されているが、必ずしもこのような形状である必要はなく、たとえば透明な材質（ガラスや透明樹脂）の円盤に１０８Ｂ：ホイール部となるようなパターンを印刷やエッチングまたは焼き付けなど手段を問わない方法にて描いてあってもかまわない。
【００６８】
図２９本発明の実施例の詳細図である。光の透過率の低い着色樹脂や金属など不透明な円盤状の板でできた１０８Ｃ：ホイール部には、１１０Ｔ：透過型光センサにより検出（識別）できる開口した１０９Ｃ：パターン（開口）部を、プレス加工や、エッチング、レーザ加工など加工手段を問わない方法にて形成されており、特徴的なのは、１０９Ｃ：パターン部の交点は、１１０Ｔ：透過型光センサが検出する半径よりも外側にあることであり、そのため形状は三角三角穴の蓮根状に記されており、三角穴の１０９Ｃ：パターン部は開口しているためその外側に１２０：ホイール外輪部を設けないと隣接する１０９Ｃ：パターン部間の遮光領域の形状が中心寄りが細くなり強度が確保しにくいため曲がり易くなり不都合であるために設けたものである。
【００６９】
図３０は本発明の実施例の詳細図である。光の反射率の低い着色の樹脂や金属板に着色やめっき処理などを施すなど手段は限定しない手段で反射率を低減させた１０８Ｄ：ホイール部にはとして印刷やめっき、など限定しない手段にて反射率を高めることにより、少なくとも１１０Ｈ：反射型光センサにより検出（識別）できる反射率の高くなるような明度を持った透過反射率の高い（反射率の異なる）１０９Ｄ：パターン部が、印刷やエッチング、または焼き付けなど手段を問わない方法にて描かれており、本発明のパターンの一辺はホイール部の法線上にあって、もう一方の辺は、ホイール部の法線上にあって、もう一方の辺は或いは曲線となる二辺に挟まれたパターンと成っている。
【００７０】
図３１は本発明の実施例の詳細図である。光の反射率の高い着色樹脂や金属など円盤状の板でできた１０８Ｅ：ホイール部には、１１０Ｈ：反射型光センサにより検出（識別）できる開口した１０９Ｅ：パターン（開口）部を、プレス加工や、エッチング、レーザ加工など加工手段を問わない方法にて形成されており、特徴的なのは、１０９Ｅ：パターン部の交点は、１１０Ｈ：反射型光センサが検出する半径よりも内側にあることであり、そのため形状はあたかも鋸歯状に記されているが、必ずしもこのような形状である必要はなく、たとえば透明な材質（ガラスや透明樹脂）の円盤に１０８Ｅ：ホイール部となるようなパターンを印刷やエッチングまたは焼き付けなど手段を問わない方法にて描いてあってもかまわない。
【００７１】
図３２は本発明の実施例の詳細図である。光の反射率の高い着色樹脂や金属など円盤状の板でできた１０８Ｆ：ホイール部には、１１０Ｈ：反射型光センサにより検出（識別）できる開口した１０９Ｆ：パターン（開口）部を、プレス加工や、エッチング、レーザ加工など加工手段を問わない方法にて形成されており、特徴的なのは、１０９Ｆ：パターン部の交点は、１１０Ｈ：反射型光センサが検出する半径よりも外側にあることであり、そのため形状は三角三角穴の蓮根状に記されており、三角穴の１０９Ｆ：パターン部は開口しているためその外側に１２０：ホイール外輪部を設けないと隣接する１０９Ｆ：パターン部間の遮光領域の形状が中心寄りが細くなり強度が確保しにくいため曲がり易くなり不都合であるために設けたものである。
【００７２】
図３３は、従来のパターン（図２２で示すようなパターンのエンコーダ）による取付け偏心のない正常な状態でのパルス出力波形を示し、図３６はその一週分のパルス幅同士の関係を示す式である。
まず図３３ではエンコーダパターン１から一周１分のパターン７２までのＨレベル（以降Ｈと称す）またはＬレベル（以降ｌと称す）のパルス幅は均等であり、図３６で示す式（１）のとおりとなる。
【００７３】
図３４は、従来のロータリエンコーダのホイール部が偏心して取り付けられたときのパルス出力波形を示し、図３７はそのときの代表的なパターンでの（Ｈ＋Ｌ）パターン間パルス幅に対するＨのパルス幅との比率を示している。（Ｐ１は図２２ａで示すエンコーダホイールの取り付けが回転中心に対して外側に最も変心した状態、Ｐ１９は図２２−ｂで示すとおり図２２ａの状態から９０度時計方向に回転した状態、Ｐ３７は図２２ｃで示すとおり図２２ａの状態から１８０度時計方向に回転した状態、Ｐ５５は図２２ｄで示すとおり図２２ａの状態から２７０度時計方向に回転した状態）Ｐ１は、最も粗なパルス幅の状態であるが、Ｈ／（Ｈ＋Ｌ）の比率は他のＰ１９や最も密なＰ３７や、Ｐ５５と同じになっていることを示している。
【００７４】
図３５は、本発明でのパターン形状によるロータリエンコーダを偏心させて取り付けた際のパルス出力波形を示し、図３８はそのときの代表的なパターンでの（Ｈ＋Ｌ）パターン間パルス幅に対するＨのパルス幅との比率を示している。（Ｐ１は図２３ａで示すエンコーダホイールの取り付けが回転中心に対して外側に最も変心した状態、Ｐ１９は図２３ｂで示すとおり図２３ａの状態から９０度時計方向に回転した状態、Ｐ３７は図２３ｃで示すとおり図２３ａの状態から１８０度時計方向に回転した状態、Ｐ５５は図２３ｄで示すとおり図２３ａの状態から２７０度時計方向に回転した状態）Ｐ１は、最も粗なパルス幅の状態であるが、Ｈ／（Ｈ＋Ｌ）の比率はＰ１９や最も密なＰ３７や、Ｐ５５と同じになっていることを示している。
【００７５】
ロータリエンコーダパターンによる正常取付け状態での代表的パルス幅の関係は、
Ｈ１／（Ｈ１＋Ｌ１）＜Ｈ１９／（Ｈ１９＋Ｌ１９）＜Ｈ３７／（Ｈ３７＋Ｌ３７）
Ｈ１９／（Ｈ１９＋Ｌ１９）＝Ｈ５５／（Ｈ５５＋Ｌ５５）
但し、
Ｈ１＞Ｈ１９＞Ｈ３７＞、Ｈ１９＝Ｈ５５
Ｌ１＞Ｌ１９＞Ｌ３７＞、Ｌ１９＝Ｌ５５
Ｐ１〜Ｐ１９〜Ｐ３７〜Ｐ５５〜Ｐ１でのＨレベルのパルス幅率はＳｉｎ関数で変動することを示している。（図３９で示す『ロータリエンコーダパルスＮｏ．とＨ／（Ｈ＋Ｌ）との関係』より、Ｈ／（Ｈ＋Ｌ）の比率の平均値が０．５で０．４（Ｍｉｎ．）から０．６（Ｍａｘ．）の間で変動した状態を仮定し、０．４はパルスＮｏ．１９、０．６はパルスＮｏ．５５で発生するのであれば、ロータリエンコーダの偏心位相はパターン５５の位相で外側に偏心している事に成る。）
【００７６】
図４０は本発明のロータリエンコーダ偏心信号の抽出と、偏心補正による正規化されたパルス生成を行うシステムの一実施例を示すブロック図である。先ず（１５０）では、ロータリエンコーダからのアナログ出力を（１５１）でＡ／Ｄ変換し、（１５２）でＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・Ｐ７２等のパターンごとに出力される（１５３）回転パルス信号成分抽出と、（１５４）偏心信号成分抽出を行っており、具体的には、偏心による『当該ロータリエンコーダにおいて、回転角度に対するＨとＬレベルパルス幅の比率に応じて回転軸芯に対するロータリエンコーダの取り付け偏心量と、偏心位相を検出する偏心量位相検出手段』のロータリエンコーダ１周分（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・Ｐ７２）のパターンから得られるＨ／（Ｈ＋Ｌ）のＳｉｎ関数の周期変動の振幅と位相を求め、その変動成分を分離（フィルタリング）する事により求められる。
【００７７】
またこの変動成分（振幅）を知り得たことで、予めテーブル化されている（１５５）偏心量算出参照テーブルからロータリエンコーダの偏心量が求まると同時に、（１５４）にて前記Ｓｉｎ関数のピーク値（Ｍａｘ．またはＭｉｎ．を）を示したパターンのＮｏ．を知ることにより、（１５７）偏心位相が検出され、（１５６）で求めた偏心量と（１５７）で求めた偏心位相に基づき、（１５３）で得た回転パルス信号成分にパルス幅の補正を掛ける事で（１５９）回転信号パルス幅補正出力を実行する。例えば前記図２０、１０４：回転体や図２１、１１６：従動ローラの回転をこれら各々のローラに取り付けられた１０８：ロータリエンコーダが仮に偏心した状態で取り付けられたとしても、これら一連のブロック図で示す１０１：モータの回転速度を制御することにより、これらの回転体を正確に等角速度運転することができるようになる。
尚これら一連（１５２から１５９）のデジタル処理部は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）など高速に演算処理できるデバイスなどを使用する事が考えられるが、同様の回路が簡単に構成できるならばこれに限らない。
【００７８】
図４１は本発明の第４の実施の形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。図４１において、符号１１０は第４の実施の形態の装置本体である。この装置本体１１０は、その外装ケース１１１内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としてのドラム状の感光体（感光体ドラム）３１２を備えている。
感光体３１２の周りには、その上に設置されている帯電器１１３から矢印の回転方向（反時計方向）へ順に、現像手段としての回転型現像装置１１４、中間転写ユニット１１５、クリーニング装置１１６、除電器１１７などが配置されている。
これらの帯電器１１３、回転型現像装置１１４、クリーニング装置１１６、除電器１１７の上には、露光手段としての光書き込み装置、例えばレーザ書き込み装置１１８が設置されている。
【００７９】
回転型現像装置１１４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ１２１を有する現像器１２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを備え、中心軸まわりに回転して各色の現像器１２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを選択的に感光体３１２の外周に対向する現像可能となる角変位へ移動させる。
中間転写ユニット１１５は複数のローラ１２３に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば、中間転写ベルト３２４が掛け渡され、この中間転写ベルト３２４は感光体３１２に当接される。中間転写ベルト３２４の内側には転写装置１２５が設置され、中間転写ベルト３２４の外側には転写装置１２６及びクリーニング装置１２７が設置されている。クリーニング装置１２７は中間転写ベルト３２４に対して接離自在に設けられる。
レーザ書き込み装置１１８は、画像読み取り装置１２９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Ｌを一様帯電状態の感光体３１２に照射してこの感光体３１２を露光することによって感光体３１２上に静電潜像を形成する。
【００８０】
画像読み取り装置１２９は装置本体１１０の上面に設けられた原稿台１３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録媒体搬送路１３２は右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。
記録媒体搬送路１３２には、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より上流側にレジストローラ１３３が設置され、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より下流側に搬送ベルト１３４、定着装置１３５、排紙ローラ１３６が配置されている。
装置本体１１０は給紙装置１５０上に載置される。給紙装置１５０内には、複数の給紙カセット１５１が多段に設けられ、給紙ローラ１５２のいずれか１つが選択的に駆動されて給紙カセット１５１のいずれか１つから記録媒体が送り出される。この記録媒体は装置本体１１０内の自動給紙路１３７を通して記録媒体搬送路１３２へ搬送される。
また、装置本体１１０の右側には、手差しトレイ１３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ１３８から挿入された記録媒体は装置本体１１０内の手差し給紙路１３９を通して記録媒体搬送路１３２へ搬送される。装置本体１１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録媒体搬送路１３２を通して排紙ローラ１３６により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
【００８１】
この第４の実施の形態において、カラーコピーを採る時には、原稿台１３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読み取り装置１２９が原稿台１３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置１５０内の給紙カセット１５１から給紙ローラ１５２で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路１３７を通してレジストローラ１３３に突き当たって止まる。
感光体３１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ１２３のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト３２４が時計方向へ回転する。感光体３１２は回転に伴い、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書き込み装置１１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の１色目の現像器１２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体３１２上の１色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト３２４に転写される。感光体３１２は、１色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００８２】
続いて、感光体３１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の２色目の現像器１２０Ｂにより現像されて２色目の画像となり、この感光体３１２上の２色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト３２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体３１２は、２色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
次に、感光体３１２は帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書き込み装置１１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の３色目の現像器１２０Ｃにより現像されて３色目の画像となり、この感光体３１２上の３色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト３２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体３１２は、３色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００８３】
さらに、感光体３１２は帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書き込み装置１１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
この感光体３１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の４色目の現像器１２０Ｄにより現像されて４色目の画像となる。この感光体３１２上の４色目の画像が転写装置１２５により中間転写ベルト３２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体３１２は、４色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
そして、レジストローラ１３３がタイミングをとって回転して記録媒体が送り出され、この記録媒体は転写装置１２６により中間転写ベルト３２４上のフルカラー画像が転写される。この記録媒体は搬送ベルト１３４で搬送されて定着装置１３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ１３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト３２４は、フルカラー画像の転写後に、クリーニング装置１２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００８４】
以上４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体３１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト３２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。
２色重ね画像を形成する場合には感光体３１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト３２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体３１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト３２４上に転写された後に記録媒体に転写される。
このようなカラー複写機においては、感光体３１２、レジストローラ１３３、中間転写ベルト３２４、搬送ベルト１３４の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響する。従って、より高精度な感光体３１２、レジストローラ１３３、中間転写ベルト３２４、搬送ベルト１３４の駆動が望まれる。
そこで、この第４の実施の形態では、感光体３１２とレジストローラ１３３、を図１の駆動対象３となるような駆動装置の構成とし、中間転写ベルト３２４と搬送ベルト１３４を図２のベルト１２となるような駆動装置の構成とすることにより、感光体３１２、レジストローラ１３３、中間転写ベルト３２４、搬送ベルト１３４の駆動精度が向上し、画像形成時における変動が減少することから、高品質な画像を得ることができる。
【００８５】
図４２は本発明の第５の実施の形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。像担持体としての感光体１６１は、閉ループ状のベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された感光体ベルトである。この感光体１６１は、３本の感光体搬送ローラ１６２〜１６４によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。
感光体１６１の周りには、矢印Ａで示す感光体１６１の回転方向へ順に、帯電器１６５、露光手段としての露光光学系（以下、ＬＳＵという）１６６、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像器１６７〜１７０、中間転写ユニット１７１、感光体クリーニング手段１７２及び除電器１７３が設けられている。帯電器１６５は数ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体１６１の帯電器１６５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
【００８６】
ＬＳＵ１６６はレーザ駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ（図示せず）を駆動することにより露光光線１７４を得、この露光光線１７４により感光体１６１を走査してこの感光体１６１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。
各現像器１６７〜１７０はそれぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体１６１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体１６１に当接し、この感光体１６１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
【００８７】
中間転写ユニット１７１はアルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いた中間転写体としての転写ドラム１７７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段１７８とを含んでいる。中間転写体１７７上に４色重ねの画像が形成されている間、中間転写体クリーニング手段１７８は中間転写体１７７から離間している。
中間転写体クリーニング手段１７８は中間転写体１７７をクリーニングする時のみこの中間転写体１７７に当接し、中間転写体１７７から記録媒体としての記録紙１７９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙１７９は、記録紙カセット１８０から給紙ローラ１８１によって１枚ずつ用紙搬送路１８２に送り出される。
【００８８】
転写手段としての転写ユニット１８３は中間転写体１７７上のフルカラー画像を記録紙１７９に転写するものである。この転写ユニット１８３は導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト１８４と、中間転写体１７７上のフルカラー画像を記録紙１７９に転写するための転写バイアスを転写ベルト１８４に印加する転写器１８５と、記録紙１７９にフルカラー画像が転写された後に記録紙１７９が中間転写体１７７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写体１７７に印加する分離器１８６とから構成されている。
定着器１８７は内部に熱源を有するヒートローラ１８８及び加圧ローラ１８９によって構成されている。記録紙１７９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ１８８と加圧ローラ１８９との記録紙挟持回転に伴い、圧力と熱を記録紙１７９に加えて記録紙１７９にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。
以上のように構成された第５の実施の形態について、以下その動作を説明する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
【００８９】
感光体１６１と中間転写体１７７は、それぞれの駆動源（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器１６５に数ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。
感光体１６１にＬＳＵ１６６からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００９０】
一方、ブラック現像器１６７は所定のタイミングで感光体１６１に当接される。ブラック現像器１６７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
ブラック現像器１６７により感光体１６１の表面に形成されたブラックトナー像は中間転写体１７７に転写される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
【００９１】
次に、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。感光体１６１にＬＳＵ１６６からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体１６１には所定のタイミングでシアン現像器１６８が当接される。シアン現像器１６８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
【００９２】
シアン現像器１６８により感光体１６１の表面に形成されたシアントナー像は中間転写体１７７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
次に、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。感光体１６１にＬＳＵ１６６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体１６１には所定のタイミングでマゼンタ現像器１６９が当接される。マゼンタ現像器１６９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
【００９３】
マゼンタ現像器１６９により感光体１６１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体１７７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
さらに、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。感光体１６１にＬＳＵ１６６からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体１６１には所定のタイミングでイエロー現像器１７０が当接される。イエロー現像器１７０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
【００９４】
イエロー現像器１７０により感光体１６１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体１７７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体１７７上にフルカラー画像が形成される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
中間転写体１７７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体１７７から離間していた転写ユニット１８３が中間転写体１７７に接触し、転写器１８５に数ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット１８０から用紙搬送路１８２に沿って搬送されてきた記録紙１７９へ転写器１８５により一括して転写される。
また、分離器１８６には記録紙１７９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙１７９が中間転写体１７７から剥離される。続いて、記録紙１７９は、定着器１８７に送られ、ここでヒートローラ１８８と加圧ローラ１８９とによる挟持圧、ヒートローラ１８８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ１９０により排紙トレイ１９１へ排出される。
【００９５】
また、転写ユニット１８３により記録紙１７９上に転写されなかった中間転写体１７７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段１７８により除去される。中間転写体クリーニング手段１７８はフルカラー画像が得られるまで中間転写体１７７から離間した角変位にある。フルカラー画像が記録紙１７９に転写された後に中間転写体１７７に接触して中間転写体１７７上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。
このようなカラー複写機においては、感光体ベルト１６１や転写ドラム１７７、転写ベルト１８４の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、特に高精度な感光体ベルト１６１、転写ベルト１８４の高精度駆動が望まれる。
そこで、この第５の実施の形態では、感光体ベルト１６１、転写ベルト１８４を図２のベルト１２となるような駆動装置の構成とし、転写ドラム１７７を図１の駆動対象３となるような構成とすることにより、感光体ベルト１６１、転写ベルト１８４、転写ドラム１７７の駆動精度が向上し、画像形成時における変動が減少することから、高品質な画像を得ることができる。
【００９６】
図４３は本発明による第６の実施の形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。この第６の実施の形態は、タンデム方式の画像形成装置の例である。この第６の実施の形態においては、複数色、例えば、ブラック（以下、Ｂｋという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）、シアン（以下、Ｃという）の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット２２１Ｂｋ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃが垂直方向に配列されている。
この画像形成ユニット２２１Ｂｋ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃは、それぞれドラム状の感光体からなる像担持体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ、帯電装置（例えば、接触帯電装置）２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃ、クリーニング装置２２５Ｂｋ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃなどから構成される。
【００９７】
感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、無端状搬送ベルト２２６と対向して垂直方向に配列され、この搬送ベルト２２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、それぞれ、帯電装置２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃにより均一に帯電された後に、光書き込み装置からなる露光手段２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
光書き込み装置２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラー２２９Ｂｋ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃにより偏向走査する。
【００９８】
このポリゴンミラー２２９Ｂｋ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃに結像することにより、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。
この感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃにより現像されてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。
従って、帯電装置２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、光書き込み装置２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃ及び現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃは、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上にＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。
【００９９】
一方、普通紙、ＯＨＰシートなどの記録紙は本実施の形態の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置２３０から記録紙搬送路に沿ってレジストローラ２３１に向かって給紙される。
レジストローラ２３１は１色目の画像形成ユニット（記録紙に最初に感光体上の画像を転写する画像形成ユニット）２２１Ｂｋにおける感光体２２２Ｂｋ上のトナー像とタイミングを合わせて記録紙を搬送ベルト２２６と感光体２２２Ｂｋとの転写ニップ部へ送出する。
搬送ベルト２２６は垂直方向に配列された駆動ローラ２３２及び従動ローラ２３３に掛け渡され、駆動ローラ２３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送ベルト２２６が感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃと同じ周速で回転する。
【０１００】
レジストローラ２３１から送り出された記録紙は、搬送ベルト２２６により搬送され、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上のＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段２３４Ｂｋ、２３４Ｍ、２３４Ｙ、２３４Ｃにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成され、それと同時に、搬送ベルト２２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。
この記録紙は、分離チャージャからなる分離手段２３６により徐電されて搬送ベルト２２６から分離された後に、定着装置２３７によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ２３８により本実施の形態の上部に設けられている排紙部２３９へ排出される。また、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、トナー像転写後に、クリーニング装置２２５Ｂｋ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
【０１０１】
このようなカラー複写機においては、搬送ベルト２２６、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な搬送ベルト２２６、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの駆動が望まれる。
そこで、この第６の実施の形態では、搬送ベルト２２６を図２のベルト１２となるような駆動装置の構成とし、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを図１の駆動対象３となるような構成とすることにより、搬送ベルト２２６、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの駆動精度が向上し、画像形成時における変動が減少することから、高品質な画像を得ることができる。
また、ここでは複写機などの構成で説明をしているが、インクジェットの紙搬送装置において、例えば、図２に示すような搬送ベルト構成や、図１の搬送ローラ構成とすることで副走査方向の紙搬送を高精度に行なうことも可能である。
【０１０２】
本発明は、角変位または角速度の高精度計測装置、又はその計測に基づく高精度駆動装置、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive）、ロボット等の位置検出または位置決め制御装置、電子写真方式を用いた転写ベルト駆動装置、転写・感光体ドラム駆動装置における位置または速度計測や制御装置、印刷機や出力機におけるベルト駆動、ローラ駆動装置における位置または速度計測や制御装置、紙搬送装置におけるローラ・ベルト駆動装置における位置または速度計測や制御装置に使用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  回転体駆動装置、３  回転体（駆動対象）、４  モータ、６  ロータリエンコーダ（装置）、６Ａ  ホイール部、６ａ  パターン、６ｂ  パターン、７  センサ（光検出手段）、７ａ  発光部、７ｂ  受光部、８  ベルト駆動装置、  １２  ベルト（駆動対象）、  ２４  無反射パターン、  ５１  コントローラ、  ５７  偏心補正部（偏心補正機構）、２１２  像担持体（感光体ドラム）、２２４  中間転写ベルト、１６１  像担持体（感光体ベルト）、１７７  像担持体（転写ドラム）、２２２Ｂｋ  像担持体（感光体ドラム）、２２６  搬送ベルト（紙搬送装置）、１０１  モータ、１０２  モータ歯車、１０３  回転体歯車、１０４  回転体、１０５  回転体軸、１０６  ホイール取付軸部、１０７  ホイールボス部、１０８  ロータリエンコーダホイール、１０９  パターン部、１１０  光センサ、１１１  ローラ歯車、１１２  駆動ローラ、１１３  テンションローラ、１１４  従動ローラ、１１５  ベルト、１１６  ローラ軸、１１７  ホイール取付軸部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０４】
【特許文献１】特開平１０−２８１８１１号公報
【特許文献２】特許第２７１５５６２号
【特許文献３】特開２００１−２６４１１９公報
【特許文献４】特開２００４−１０９０７４公報
【図１】
0005387729.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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