(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転状態に応じて発生する予め設定した位相差を持たせた複数の検出信号に基づいて、前記回転状態を検出して制御する回転制御装置であって、
所定の周波数の基準クロック信号を発生するクロック発生手段と、
前記基準クロック信号を前記予め設定した位相差に応じて遅延させた遅延クロック信号を発生するクロック遅延手段と、
前記複数の検出信号のうちのいずれか１つの信号を基準信号とし、前記基準クロック信号と前記基準信号との位相差を検出すると共に、前記遅延クロック信号と前記他の検出信号との位相差を検出し、該検出した各位相差に応じて前記回転体の回転状態を示す回転検出信号を生成する回転検出信号生成手段と、
前記回転検出信号に応じて前記回転体の回転を制御する第１の制御手段と、
を備えて構成されることを特徴とする回転制御装置。
【請求項２】
前記回転検出信号生成手段は、前記複数の検出信号から複数の逓倍信号を生成する逓倍信号生成手段と、前記複数の逓倍信号のうちのいずれか１つの信号を基準逓倍信号とし、前記基準クロック信号と前記基準逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号を所定の増幅度で増幅して重み付けを行う第１の基準信号制御手段と、前記遅延クロック信号と前記他の逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号を前記所定の増幅度よりも小さい増幅度で増幅して重み付けを行う第１の他信号制御手段と、前記第１の基準信号制御手段及び前記第１の他信号制御手段で生成された信号を合成して前記回転検出信号を生成する第１の信号合成手段と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転制御装置。
【請求項３】
前記回転検出信号生成手段は、前記複数の検出信号から複数の逓倍信号を生成する逓倍信号生成手段と、前記複数の逓倍信号のうちのいずれか１つの信号を基準逓倍信号とし、前記基準クロック信号と前記基準逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号の直流成分及び交流成分を出力する第２の基準信号制御手段と、前記遅延クロック信号と前記他の逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号の交流成分のみを出力する第２の他信号制御手段と、前記第２の基準信号制御手段及び前記第２の他信号制御手段で生成された信号を合成して前記回転検出信号を生成する第２の信号合成手段と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、画像形成装置のドラム、ローラや、モータ装置等の回転状態を検出して制御する装置に関し、特に、回転状態を示す検出信号の位相補正を行う回転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転体の回転を制御する場合に用いられる従来の回転検出手段としては、例えば、画像形成装置のドラムやローラ等の回転状態を検出する検出器や、モータの回転数を制御するために使用される検出器等がある。このような回転検出器では、通常、ドラム等の回転体の回転状態を検出するためにスリットを用いたオプティカル・エンコーダが使用される。このスリットを用いたオプティカル・エンコーダは、スリットの１つのエッジにおいて発光素子から放射される光のＯＮ／ＯＦＦ（あるいは光の強弱）を受光素子で検出し、受光素子で発生する信号の変化を基にドラムの回転数を求めるものである。
【０００３】
また、オプティカル・エンコーダの他にも、モータの回転数検出等にＦＧパターン・エンコーダが使用されることも多い。このＦＧパターン・エンコーダは、円周方向に多極着磁された磁気パターンをモータと共に回転させ、この磁気パターンの対向位置に形成された円周状くし歯形状の線路（ＦＧパターン）に誘導起電力を生じさせてモータの回転数を検出するものである。
【０００４】
上記のような回転検出器は、高い精度で回転状態を検出できることが要求される。このためには、回転検出器で発生する回転状態を示す検出信号のパルス数を多くして検出精度を高くすることが有効である。例えば、オプティカル・エンコーダでは、複数のオプティカル・エンコーダを各検出信号の位相がずれるように配設し、各々の検出信号から逓倍の検出信号を生成してパルス数を増加させたものがある。また、ＦＧパターン・エンコーダでは、例えば、特開平４−１４００８８号公報等で開示された装置において、位相をずらした複数のＦＧパターンを形成し、その複数のＦＧパターンで発生する位相のずれた信号から逓倍の検出信号を生成して検出精度を向上させたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように複数の信号から逓倍の検出信号を生成して回転状態を検出する場合、オプティカル・エンコーダでは、スリットの精度等が原因で、予め設定した各検出信号の位相差に誤差が発生してしまい検出精度が低下してしまう。
【０００６】
また、ＦＧパターン・エンコーダでは、例えば、ＦＧパターンを形成する際の加工精度、各ＦＧパターンで発生した信号を波形成形する際の閾値の設定や、各信号の振幅差等が原因で、オプティカル・エンコーダの場合と同様に予め設定した位相差に誤差が生じ検出精度が低下してしまう問題がある。
例えば、各ＦＧパターンで発生した振幅に差異のある信号を波形成形する場合について説明すると、図１６（ａ）に示すように、発生した信号は高周波のノイズ成分を含んでいる。この信号についてグランドレベルを閾値として閾値判定を行うと、信号の中心値がグランドレベルにならなくてもノイズ成分を拾うことによって、波形成形後の信号にグリッジ（チャタリング）が発生したり、立ち上がりや立ち下がりの位置がずれたりする。このため、信号がグランドレベルに達したことを確実に判定できなくなる。信号がグランドレベルに達したことを確実に判定するためには、閾値をグランドレベルよりもずらして設定する必要が生じる。例えば、図１６（ｂ）に示すように、閾値をグランドレベルよりも高くすれば、信号がグランドレベル以上になったことを確実に判定できる。ところが、閾値をグランドレベルよりも高くすると、ＦＧパターンで発生する信号の振幅の差異によって矩形波の立ち上がり及び立ち下がりのエッジがずれて矩形波に位相ずれが発生してしまう。図１６（ｃ）に、振幅に差異のある信号を波形成形した後の信号を示す。また、図１６（ｄ）に示すように、立ち上がり時と立ち下がり時に個別の閾値を設けてヒステリシスをつけた場合にも、閾値をグランドレベルより高くした場合と同様に矩形波に位相ずれが発生する。図１６（ｅ）に、この場合の波形成形後の信号を示す。
【０００７】
更に、ＦＧパターン・エンコーダ、磁気エンコーダやレゾルバ等の検出信号として正弦波を出力する従来の回転検出器では、検出信号を波形成形する場合に、オフセット調整が正しく調整されていないと波形成形後の信号のデューティが５０％にならない。このような信号から、例えば、逓倍の信号を合成すると信号の立ち上がりと立ち下がりに位相差（ジッタ）が発生してしまい、高い精度で回転検出することが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は上述したような問題点に着目してなされたもので、回転状態を示す検出信号に位相差の誤差が発生しても高い精度で回転状態を検出して確実に回転を制御できる回転制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため請求項１に記載の第１の発明では、回転体の回転状態に応じて発生する予め設定した位相差を持たせた複数の検出信号に基づいて、前記回転状態を検出して制御する回転制御装置であって、所定の周波数の基準クロック信号を発生するクロック発生手段と、前記基準クロック信号を前記予め設定した位相差に応じて遅延させた遅延クロック信号を発生するクロック遅延手段と、前記複数の検出信号のうちのいずれか１つの信号を基準信号とし、前記基準クロック信号と前記基準信号との位相差を検出すると共に、前記遅延クロック信号と前記他の検出信号との位相差を検出し、該検出した各位相差に応じて前記回転体の回転状態を示す回転検出信号を生成する回転検出信号生成手段と、前記回転検出信号に応じて前記回転体の回転を制御する第１の制御手段と、を備えて構成されることを特徴とする。
【００１０】
また請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明の具体的な構成として、前記回転検出信号生成手段が、前記複数の検出信号から複数の逓倍信号を生成する逓倍信号生成手段と、前記複数の逓倍信号のうちのいずれか１つの信号を基準逓倍信号とし、前記基準クロック信号と前記基準逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号を所定の増幅度で増幅して重み付けを行う第１の基準信号制御手段と、前記遅延クロック信号と前記他の逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号を前記所定の増幅度よりも小さい増幅度で増幅して重み付けを行う第１の他信号制御手段と、前記第１の基準信号制御手段及び前記第１の他信号制御手段で生成された信号を合成して前記回転検出信号を生成する第１の信号合成手段と、を備えて構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明の他の具体的な構成として、前記回転検出信号生成手段は、前記複数の検出信号から複数の逓倍信号を生成する逓倍信号生成手段と、前記複数の逓倍信号のうちのいずれか１つの信号を基準逓倍信号とし、前記基準クロック信号と前記基準逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号の直流成分及び交流成分を出力する第２の基準信号制御手段と、前記遅延クロック信号と前記他の逓倍信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号の交流成分のみを出力する第２の他信号制御手段と、前記第２の基準信号制御手段及び前記第２の他信号制御手段で生成された信号を合成して前記回転検出信号を生成する第２の信号合成手段と、を備えて構成されることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、検出信号の位相差を基準クロック信号及び遅延クロック信号に基づいて検出し、検出した位相差に基づいて、位相差の誤差の影響を小さくした合成信号が生成されるようになる。
【００１８】
【発明の効果】
このように、請求項１、２又は３に記載の第１の発明は、検出信号に位相差の誤差が含まれても、基準クロック信号及び遅延クロック信号を用いて検出信号の位相差を検出し、該検出した位相差に応じて位相差の誤差を補正することによって、高い精度で回転状態を検出できるため、確実に回転を制御することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態では、例えば、電子写真装置の感光体ドラムの回転を制御するために請求項２に記載の回転制御装置を適用した場合を説明する。
図２は、電子写真装置の概略構成を示す図である。
【００２２】
図２において、電子写真装置の感光体ドラム１０は駆動モータＭによってドラム軸１１を中心に回転し画像の記録や読み取りを行う。また、感光体ドラム１０の回転状態を検出する回転検出部２０がドラム軸１１上に設置される。
感光体ドラム１０は、例えば、中空の円筒形状で、図３の断面図に示すように、円筒端面にはドラムフランジ１２が固定され、ドラム軸１１がドラムフランジ１２の中心に固定される。ドラム軸１１の両端はドラム軸取付け用側板１３に回転自由に支持される。感光体ドラム１０は、駆動モーターＭで発生した駆動力がドラム軸１１の一端に伝達されて回転する。
【００２３】
回転検出部２０は、ドラム軸１１と同軸上でドラムフランジ１２の外側面に固定された磁気パターン部２１と、磁気パターン部２１と対向し一定の隙間を有する位置で側板１３に固定されたＦＧパターン部２２と、ＦＧパターン部２２で発生する出力信号を処理する信号処理部２３とで構成される。
磁気パターン部２１は、例えば、円周形状をしたゴム材にフェライト粉を混ぜて成形したゴム磁石等が用いられ、図４のように、円周方向に複数の磁極Ｐが略等間隔で着磁される。尚、磁気パターン部２１は、ドラムフランジ１２に磁性層を塗布して形成されたものや、ナイロン等の樹脂にフェライト粉を混ぜて成形したプラスティックマグネット等を用いても良い。
【００２４】
ＦＧパターン部２２は、例えば、プリント・サーキット・ボード（以下、ＰＣＢとする）２２Ａの同一平面上で、図５のように、半径の異なる２つのＦＧパターン２２Ｂ１  ，２２Ｂ２  が中心を同じ位置にし位相を９０度ずらして形成される。ＦＧパターン２２Ｂ１  ，２２Ｂ２  は、それぞれ磁気パターン部２１の磁極数と同数の凹凸パターンを有する円形くし歯形状をした線路である。ここで、前記位相は、ＦＧパターンの１つの凹凸パターンの位相を  ３６０度として考える。また、ＰＣＢ２２Ａは、図３に示したように、磁気パターン部２１との間隔を一定に調整できるように調整ネジ１４を介して側板１３に固定される。ＦＧパターン２２Ｂ１  ，２２Ｂ２  で発生した信号は、各ＦＧパターン２２Ｂ１  ，２２Ｂ２  の両端を引き出した出力端子から出力される。それぞれの出力端子は信号処理部２３の入力端子に接続される。
【００２５】
信号処理部２３は、信号増幅回路２３Ａと、波形成形回路２３Ｂとで構成される。信号増幅回路２３Ａは後述する各ＦＧパターン２２Ｂ１  ，２２Ｂ２  で発生した微小な電圧信号をそれぞれ増幅して正弦波を出力する。波形成形回路２３Ｂは、例えば、シュミットトリガやコンパレータ等を用いて、増幅された正弦波信号をそれぞれ波形成形して矩形波を出力する。
【００２６】
ここで、回転検出部２０の動作を説明する。
電子写真装置が作動すると、駆動モーターＭで駆動力が発生する。その駆動力はドラム軸１１に伝達されて感光体ドラム１０を回転させる。感光体ドラム１０の回転に伴いドラムフランジ１２に固定された磁気パターン部２１が感光体ドラム１０の回転状態と同じ状態で回転する。磁気パターン部２１が回転すると、側板１３に固定されたＦＧパターン部２２では磁気パターン部２１の磁界とＦＧパターン２２Ｂが錯交し誘導起電力が生じる。この誘導起電力によって、ＦＧパターン２２Ｂ１  の出力端子に微小な電圧信号が発生すると共に、ＦＧパターン２２Ｂ２  の出力端子にＦＧパターン２２Ｂ１  で発生する電圧信号と位相が９０度ずれた微小な電圧信号が発生する。各電圧信号は、磁気パターン部２１が１回転する毎に磁極数の１／２の周波数をもつ正弦波の信号である。ＦＧパターン部２２で発生した各電圧信号は、それぞれ信号増幅回路２３Ａで増幅され、また、必要に応じてデューティ比が調整される。そして、増幅回路２３Ａの各々の出力信号は、波形成形回路２３Ｂで位相が９０度ずれた２つの矩形波に成形される。
【００２７】
次に、回転検出部２０で発生した２つの矩形波信号を基に回転検出信号を生成し、ドラムの回転を制御する本発明に係る回転制御装置について説明する。
図１は、回転制御装置の構成を示すブロック図である。
図１において、回転制御装置１は、回転検出部２０からの２つの矩形波信号を合成して後述する２つの２逓倍信号を生成する逓倍信号生成手段としての逓倍回路２と、所定の周波数の基準クロック信号ＣＬＫ１を発生するクロック発生手段としての発振器３と、基準クロック信号ＣＬＫ１を遅延させて遅延クロック信号ＣＬＫ２を発生するクロック遅延手段としてのディレイ回路４と、基準クロック信号ＣＬＫ１と逓倍回路２で生成された一方の信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号を後述する所定の増幅度で増幅（重み付け）する第１の基準信号制御手段としての基準信号制御回路５Ａと、遅延クロック信号ＣＬＫ２と逓倍回路２で生成された他方の信号との位相差に応じた信号を生成して、該信号を後述する所定の増幅度で増幅（重み付け）する第１の他信号制御手段としての他信号制御回路５Ｂと、基準信号制御回路５Ａの出力信号の周波数領域のゲインと位相とを調整する位相補償回路６Ａと、他信号制御回路５Ｂの出力信号の周波数領域のゲインと位相とを調整する位相補償回路６Ｂと、位相補償回路６Ａ，６Ｂの出力信号を合成する第１の信号合成手段としての信号合成回路７と、信号合成回路７から出力される信号に応じて、電子写真装置の駆動モータＭを制御する第１の制御手段としての制御部１７とを備えて構成される。
【００２８】
ここで、回転制御装置１の動作を説明する。
図６は、回転制御装置１の動作を示すフローチャートである。
図６において、感光体ドラム１０が回転して、ＦＧパターン部２２より予め設定された位相差が９０度の２つの矩形波信号が発生すると、
ステップ１０１  では、逓倍回路２において、それぞれの信号を２逓倍した信号ｆＡ  ，ｆＢ  が生成される。信号ｆＡ  は、回転検出部２０からの矩形波信号の一方を基準相Ａの信号とし他方を他相Ｂの信号として、基準相Ａの信号の立ち上がり及び立ち下がりを基にした２逓倍の信号である。また、信号ｆＢ  は、他相Ｂの信号の立ち上がり及び立ち下がりを基にした２逓倍の信号である。この信号ｆＡ  ，ｆＢ  の生成方法は、例えば、基準相Ａの信号と他相Ｂの信号との排他的論理和を求めて２つの信号を合成し２逓倍の信号ｆＡ  を生成し、また、基準相Ａの信号と他相Ｂの信号との排他的論理和の否定を求めて２つの信号を合成し２逓倍の信号ｆＢ  を生成する。図７の（Ａ）に位相が９０度ずれた２つの矩形波信号の波形を示し、図７の（Ｂ）に２逓倍の信号ｆＡ  ，ｆＢ  の波形を示す。このように、信号ｆＡ  の立ち上がりは、基準相Ａの立ち上がりに起因する。また、信号ｆＢ  の立ち上がりは、他相Ｂの立ち上がりに起因する。
【００２９】
ここで、基準相Ａの信号と他相Ｂの信号は位相が９０度ずれるように予め設定されているが、パターンの加工精度等によって正確に位相が９０度ずれておらず誤差（パターン絶対位置からの位相誤差）を含んでいる可能性がある。ここでは、仮に基準相Ａの信号を基準とし、他相Ｂの信号に誤差が含まれているものと考える。この場合、他相Ｂの誤差によって、例えば感光体ドラム１０の回転が一定状態のとき、基準相Ａの信号立ち上がり及び立ち下がりを基にした２逓倍の信号ｆＡ  の各立ち上がりと、他相Ｂの信号立ち上がり及び立ち下がりを基にした２逓倍の信号ｆＢ  の各立ち上がりとの位相差が一定にならず誤差が生じる。従って、２逓倍の信号ｆＡ  ，ｆＢ  の位相差は必ずしも正確に  １８０度とは限らないことになる。
【００３０】
ステップ１０２  では、発振器３で一定の周波数の基準クロック信号ＣＬＫ１が生成される。この基準クロック信号ＣＬＫ１の周波数精度（ジッタ）は、検出しようとする回転速度むらに対する精度の１０〜３０倍程度高くするのが好ましい。また、基準クロック信号ＣＬＫ１の周波数は、回転検出部２０のパルスレートの  １００倍以上が望ましい。
【００３１】
ステップ１０３  では、ディレイ回路４においてステップ１０２  で生成された基準クロック信号ＣＬＫ１の位相を  １８０度ずらした遅延クロック信号ＣＬＫ２が生成される。尚、遅延クロック信号ＣＬＫ２は、基準クロック信号ＣＬＫ１を反転させて生成することもできる。
ステップ１０４  では、基準信号制御回路５Ａにおいて、２逓倍信号ｆＡ  を入力信号とし基準クロック信号ＣＬＫ１を制御信号として、例えば、位相比較器を用いて各信号間の位相差に応じたアナログ信号を生成する。また、生成された信号は一定の増幅度で増幅（重み付け）される。
【００３２】
ステップ１０５  では、位相補償回路６Ａにおいて、ステップ１０４  で生成された信号の周波数領域のゲインと位相とをフィルタによって調整する。これは、駆動モータＭを制御する際に駆動モータＭのハンチングを防ぐために行われる。
ステップ１０６  では、他信号制御回路５Ｂにおいて、２逓倍信号ｆＢ  を入力信号とし遅延クロック信号ＣＬＫ２を制御信号として、ステップ１０４  と同様に、例えば、位相比較器を用いて各信号間の位相差に応じたアナログ信号を生成する。また、生成された信号は、時間領域において基準信号制御回路５Ａでの増幅度よりも小さい増幅度で増幅（重み付け）される。
【００３３】
生成したアナログ信号は、上記のように感光体ドラム１０の回転が一定状態であっても、２逓倍信号ｆＢ  に含まれるパターン絶対位置からの位相誤差のため、基準となる遅延クロック信号ＣＬＫ２と２逓倍信号ｆＢ  との位相差により、上述した位相誤差（バイアス分）が載る。この信号が位置の正しい基準相Ａに基づく信号ｆＡ  と同じレベルで合成されてしまうと、位相差の誤差を含むアナログ値がモータに伝達される。これは、即ち、感光体ドラム１０の回転が一定しているにも拘わらず、アナログ信号が位相差の誤差を含むことから、感光体ドラム１０が正しい制御量で回転せず回転むらを発生している状態になってしまう。従って、２逓倍の信号ｆＡ  に基づくアナログ信号と、２逓倍の信号ｆＢ  に基づく誤差を含んだアナログ信号とから感光体ドラム１０の回転状態を判断すると制御の精度が低下することになる。
【００３４】
そこで、回転状態を判断する場合に、基準になる信号に大きな重みを付けて判断するようにする。このため、２逓倍の信号ｆＢ  に基づくアナログ信号を２逓倍の信号ｆＡ  に基づくアナログ信号の増幅度よりも小さい増幅度で増幅する。
ステップ１０７  では、位相補償回路６Ｂにおいて、ステップ１０５  と同様に、ステップ１０６  で生成された信号の周波数領域のゲインと位相とをフィルタによって調整する。
【００３５】
ステップ１０８  では、信号合成回路７において、ステップ１０５  及びステップ１０７  で生成された信号をアナログ的に合成して、各信号の出力レベルの平均値を示す回転検出信号が生成される。この回転検出信号は、例えば、感光体ドラム１０が一定の回転数で回転している場合には、主に重み付けの大きい２逓倍の信号ｆＡ  に基づいた出力レベルを示すため、信号ｆＢ  の位相誤差の影響が小さいものとなる。一方、感光体ドラム１０の回転状態が大きく変動した場合には、２逓倍の信号ｆＢ  の検出周期に変動が発生したときでも、その変動は信号ｆＡ  の次の検出周期で検出される前に信号ｆＢ  で検出されるので、応答性の速い回転検出信号が生成される。
【００３６】
ステップ１０９  では、制御部１７において、ステップ１０８  で生成された回転検出信号に応じてモータＭの駆動状態を制御する制御信号が生成される。該制御信号は電力増幅された後、モータＭに送られて駆動状態が制御され感光体ドラム１０の回転が補正される。
上述のように、第１の実施形態によれば、回転検出部２０の２つの検出信号から生成される２逓倍信号の位相差を基準クロック信号及び遅延クロック信号に基づいて検出し、基準になる信号に大きな重み付けを行い、他の信号には小さな重み付けを行なって位相差の誤差の影響を小さくした回転検出信号を生成することによって、回転検出部２０から発生する検出信号の位相差に誤差が発生する場合にも感光体ドラム１０の回転状態を高い精度で検出でき、確実に回転を制御できる。
【００３７】
尚、上記第１の実施形態では、基準信号制御回路５Ａ及び他信号制御回路５Ｂにおいて、重み付けとして生成されたアナログ信号を所定の増幅度で増倍する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば、請求項３に記載の発明に対応するものとして、基準クロック信号と基準逓倍信号との位相差に応じて生成されたアナログ信号のＤＣ成分（定常的な回転状態を示す）及びＡＣ成分（回転むら等の変化を示す）を出力する第２の基準信号制御手段としての基準信号制御回路と、遅延クロック信号と他の逓倍信号との位相差に応じて生成されたアナログ信号のＡＣ成分だけを出力する第２の他信号制御手段としての他信号制御回路とを用い、それぞれの出力を第２の信号合成部で合成する構成としても良い。この場合、他信号制御回路で生成されたアナログ信号からは回転状態の変化を示すＡＣ成分のみが抽出されるため、回転状態が変動するときには、その大きな変化が他信号制御回路で生成されたアナログ信号で検出されて応答性の速い回転検出信号が生成される。一方、回転状態が一定ときには、他信号制御回路で生成されたアナログ信号のＤＣ成分が抽出されないため、位相差の誤差の影響は小さくなる。
【００３８】
また、第１の実施形態のステップ１０６  で生成された信号のレベルをゲイン・コントローラ等を用いて調整可能にしても良い。更に、ステップ１０６  の位相制御の位相に対するゲインを調整可能にしても良い。
加えて、第１の実施形態では、回転検出部２０の出力信号を回転制御装置１の逓倍回路２で逓倍して制御する構成としたが、例えば、回転検出部２０の出力信号を逓倍せずに基準信号制御回路５Ａ及び他信号制御回路５Ｂの入力として制御することも応用可能である。また、回転制御装置１が、検出信号を用いて位相制御を行う場合を説明したが、これと同様に考えて、例えば、検出信号を用いて回転速度を検出し基準クロックより求まる速度と比較して速度制御を行うようにすることも応用可能である。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、第１の実施形態の電子写真装置の感光体ドラム１０を所定の回転数で回転させ、回転検出部２０で生成される検出信号から合成される逓倍のパルス信号のパルス間隔のずれ量を予め測定し、そのずれ量に応じてパルス信号を補正する請求項６に記載の発明に対応する場合について説明する。尚、電子写真装置及び回転検出部の構成は第１の実施形態と同じため説明を省略する。
【００４０】
図８は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
図８において、第２の実施形態は、回転検出部２０からの検出信号をマイコン８を用いて演算処理し、第２の制御手段としての制御部１７’でマイコン８で発生する信号に応じてモータＭを制御する制御信号を生成し電力増幅する。該制御信号によってモータＭを駆動制御し感光体ドラムの回転を制御する構成である。
【００４１】
図９は、マイコン８の動作を示すフローチャートである。
図９において、ステップ２０１  では、感光体ドラム１０を、例えば、通常使用する回転数で回転させる。感光体ドラム１０が回転すると回転検出部２０から位相が略９０度ずれた２つの矩形波信号が出力される。
ステップ２０２  では、回転検出部２０で発生する２相の検出信号の、例えば、排他的論理和を求めて２つの信号を合成した２逓倍のパルス信号が生成される。図１０にこの２逓倍の信号波形を示す。
【００４２】
ステップ２０３Ａでは、ステップ２０２  で生成された２逓倍の信号のパルス間隔のうちの立ち上がりから立ち下がりまでの間隔Ａをクロック信号を用いて計数する。ただし、ここで用いるクロック信号は間隔Ａよりもクロック間隔が短い信号を用いる。そして、ステップ２０４Ａに移り、計数された間隔Ａのカウント数がｍ回メモリされ間隔Ａのカウント数の平均値ＣＡ  が算出される。
【００４３】
ステップ２０３Ｂでは、２逓倍の信号の立ち下がりから立ち上がりまでの間隔Ｂがクロック信号を用いて計数される。そして、ステップ２０４Ｂに移り、計数された間隔Ｂのカウント数がｍ回メモリされ間隔Ｂのカウント数の平均値ＣＢ  が算出される。
ステップ２０５  では、ステップ２０４Ａ，２０４Ｂ  で求めた平均値ＣＡ  ，ＣＢ  の大小関係が比較され、間隔の短い方、即ち、カウント数の平均値が小さい方の間隔、例えば、図１０に示す信号波形では間隔Ｂを判別する。
【００４４】
ステップ２０６  では、ステップ２０４Ａ，２０４Ｂ  で求めた平均値ＣＡ  ，ＣＢ  の差を  １／２倍したずれ量Ｄ（＝（ＣＡ  −ＣＢ  ）／２）が算出される。このずれ量Ｄは、正しく２逓倍されたパルス信号のデューティ５０％からのずれ量に相当する。算出されたずれ量Ｄはステップ２０１  で予め設定した回転数に対応して記憶される。
上記ステップ２０１  〜ステップ２０６  の動作は、例えば本装置の設置時あるいは定期的に実施され、本装置のずれ量が検出される。
【００４５】
ステップ２０７  では、実際に回転検出部２０で回転を検出する際に、ステップ２０６  で判別した短い方の間隔のカウント数を基準として、ここでは間隔Ｂのカウント数の平均値ＣＢ  に、ステップ２０６  で求めたずれ量Ｄに対応する計数パルスを加算し、また、間隔Ａのカウント数の平均値ＣＡ  から、ずれ量Ｄに対応する計数パルスを減算して２逓倍の信号を補正する。図１０に補正後の２逓倍の信号波形を示す。補正後の各間隔のカウント数は共に（ＣＡ  ＋ＣＢ  ）／２となる。即ち、デューティ５０％の２逓倍の信号となる。この補正した２逓倍の信号の間隔Ａ，Ｂの各カウント数が回転検出信号として出力される。
【００４６】
尚、このとき感光体ドラム１０が、ステップ２０１  で設定した回転数と異なる回転数で使用される場合、例えば、ステップ２０１  で設定した回転数の２倍の回転数で使用されるときには、２逓倍の信号のパルス間隔が１／２  倍となるのでステップ２０６  で求めたずれ量Ｄを１／２  倍してパルス間隔を補正する。また、ステップ２０７  は間隔Ａ，Ｂの各カウント数を補正する代わりに、２逓倍の信号のパルス間隔を補正しても良い。ただし、パルス間隔を補正する場合には、２つのＦＧパターンの位相差を９０度以下（ｎ個のＦＧパターンを用いるときには１８０／ｎ度以下）に設定する。また、ｎ個のＦＧパターンを用いるときには、最も短い間隔を基準としてパルス間隔の補正を行う。
【００４７】
ステップ２０８  では、ステップ２０７  で生成された回転検出信号が制御部１７’に送出され、回転検出信号に基づいてモータＭの駆動状態を制御する制御信号が生成される。該制御信号は電力増幅された後モータＭに送出されてモータＭの駆動を制御し感光体ドラム１０の回転が補正される。
このように、マイコン８は、位相誤差検出手段のパルス信号生成手段、第１及び第２のパルス間隔を計測する手段、ずれ量検出手段、及び補正手段としての機能を有する。
【００４８】
上述のように、第２の実施形態によれば、回転検出部２０の検出信号より生成される誤差を含んだ２逓倍信号のパルス間隔が略等しくなる、即ち、２逓倍信号のデューティが略５０％に補正されるため、回転検出部２０の検出信号の位相誤差の影響が低減されて、高い精度で感光体ドラム１０の回転状態を検出することができ、感光体ドラム１０の回転制御が安定化する。
【００４９】
尚、第２の実施形態のステップ２０１  で設定した感光体ドラム１０の回転数は、回転速度むらの少ない回転数とすることが好ましい。回転速度むらの少ない回転数を検出する方法としては、例えば、図１１のフローチャートに示すように、まず、ステップ４０１  で感光体ドラムを任意の回転数で回転させて、ステップ４０２  でパルス間隔をｍ回計数して記憶する。ステップ４０３  でその記憶したカウント数のうちから最大値と最小値とを求めその差を感光体ドラムの回転数に対応させて記憶する。ステップ４０４，４０５  で上記動作を複数の回転数で感光体ドラムを回転させて行い、ステップ４０６  で記憶した最大値と最小値の差が最小のときの回転数を回転速度むらの少ない回転数として決定するような方法等がある。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態では、ＦＧパターンを半径方向に多重化してｎ重（ｎ≧２）のＦＧパターンを形成した回転検出部を用い、その回転検出部で発生する検出信号を処理する請求項８に記載の発明に対応する場合について説明する。
図１２は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【００５１】
図１２において、第３の実施形態の構成は回転検出部３０からの検出信号をマイコン８’を用いて演算処理し、制御部１７’で、マイコン８’で発生する信号に応じてモータＭを制御する制御信号を生成し電力増幅する。該制御信号によってモータＭを駆動制御し感光体ドラムの回転を制御する構成である。
まず、ｎ重のＦＧパターンを形成した回転検出部３０の概略について説明する。
【００５２】
回転検出部３０が第１の実施形態の回転検出部２０の構成と異なる部分は、ＦＧパターン部２２に代えてＦＧパターン部３２を用いた点である。他の構成及び動作は回転検出部２０の構成と同一であるため説明を省略する。
図１３は、ＦＧパターン部３２の拡大図を示す。
図１３において、ＦＧパターン部３２は、磁気パターン部２１の磁極数と同数の凹凸パターンを有する円形くし歯形状をした半径の異なるｎ個のＦＧパターン３２Ｂ１  ，３２Ｂ２  ，・・・，３２Ｂｎ  がＰＣＢの同一平面上で中心を同じ位置にして形成される（図では直線的に表したが実際は円形）。また、隣接するＦＧパターンは、それぞれ位相を１８０／ｎ  度ずらして配設される。このＦＧパターン部３２が、回転検出部２０と同様に、磁気パターン部２１に対向し間隔が一定となる側板１３に固定される。各ＦＧパターン３２Ｂ１  〜３２Ｂｎ  で発生した信号は図示されていないが各ＦＧパターン３２Ｂ１  〜３２Ｂｎ  それぞれの両端を引き出した出力端子から出力されて信号処理部２３の入力端子に接続される。
【００５３】
次に、回転検出部３０で発生したｎ個の矩形波信号を制御するマイコン８’の動作について説明する。
図１４は、マイコン８’の動作示すフローチャートである。
図１４において、ステップ３０１  で、感光体ドラム１０を、例えば通常使用する回転数で回転させると、回転検出部３０から位相のずれたｎ個の検出信号が出力される。
【００５４】
ステップ３０２  では、回転検出部３０のＦＧパターン３２Ｂ１  〜３２Ｂｎ  のうちの任意の１パターン、例えば、ＦＧパターン３２Ｂ１  を基準相とし、ＦＧパターン３２Ｂ１  から発生する検出信号のパルス間隔を計測する。ここでのパルス間隔は、検出信号の１つの立ち上がりから次の立ち上がりまでの間の間隔とする。このパルス間隔は、クロック信号を用いて計数する。ただし、ここで用いるクロック信号は、第１の実施形態の基準クロック信号と同様に、パルス間隔よりもクロック間隔が短く周波数精度（ジッタ）の高い信号を用い、その周波数は逓倍された信号に対して  １００倍以上がとするのが望ましい。
【００５５】
ステップ３０３  では、ステップ３０２  で計測されたパルス間隔をｍ回記憶してパルス間隔の平均値を算出し、そのパルス間隔の平均値を１／２ｎ倍（ｎはＦＧパターン数）した値（以下、基準間隔Ｋ１  とする）を求める。この基準間隔Ｋ１  はＦＧパターン形成時に設定した各ＦＧパターンで発生する信号間の位相差に相当する間隔と一致する。
【００５６】
ステップ３０４  では、前記基準相の信号の立ち上がりと、基準相以外のいずれか１つの他相、例えば、ＦＧパターン３２Ｂ２  から発生する信号の立ち上がりとの間隔（以下、他相間隔Ｋ２  とする）を計測する。この他相間隔Ｋ２  は、クロック信号を用いて計数する。ただし、ここで用いるクロック信号は、ステップ３０２  で用いたクロック信号と同一のクロック信号で、他相間隔Ｋ２  よりもクロック間隔が短い信号を用いる。また、他のＦＧパターンで発生する信号についても、上記と同様にして、前記基準相の信号の立ち上がりと他相の信号の立ち上がりの間隔が計測される（順次、計測された間隔を他相間隔Ｋ３  ，・・・，Ｋｎ  とする）。
【００５７】
ステップ３０５  では、ステップ３０４  で計測された他相間隔Ｋ２  〜Ｋｎ  それぞれをｍ回記憶して各他相間隔Ｋ２  〜Ｋｎ  の各平均値が算出される。
ステップ３０６  では、ステップ３０３  で求めた基準間隔Ｋ１  とステップ３０５  で求めた各他相間隔Ｋ２  〜Ｋｎ  の各平均値とから、基準相に対する各他相に対応した位相差の誤差が算出される。例えば、基準相の信号とＦＧパターン３２Ｂ２  相の信号の位相差の誤差は、ステップ３０３  で算出した基準間隔Ｋ１  と、ステップ３０５  で算出した他相間隔Ｋ２  との差で求められ、また、基準相の信号とＦＧパターン３２Ｂｎ  相の信号の位相差の誤差は、基準間隔Ｋ１  を（ｎ−１）倍した値と他相間隔Ｋｎ  との差で求められる。この位相差の誤差はステップ３０１  で予め設定した回転数に対応して記憶される。
【００５８】
上記ステップ３０１  〜ステップ３０６  の動作が、例えば本装置の設置時あるいは定期的に実施され、本装置の位相差の誤差が検出される。
ステップ３０７  では、実際に回転検出部３０で回転を検出するときに、ステップ３０６  で記憶したそれぞれの位相差の誤差に応じて各他相の信号の位相が補正される。このとき、感光体ドラム１０が、ステップ３０１  で設定した回転数と異なる回転数で使用される場合には、ステップ３０６  で求めた位相ずれ量の誤差の値をその回転数での値に変換して各他相の信号の位相が補正されるようにする。
【００５９】
ステップ３０８  では、制御部１７’において第２の実施形態と同様に、ステップ３０７  で補正された信号に基づいて制御信号を生成及び増幅して、該制御信号によりモータＭの駆動状態を制御して感光体ドラム１０の回転が補正される。
このように、マイコン８’は、位相誤差検出手段の基準位相差算出手段、位相差算出手段、誤差算出手段、及び補正手段としての機能を有する。
【００６０】
上述のように、第３の実施形態によれば、回転検出部３０で発生する位相のずれたｎ個の検出信号それぞれについて位相差の誤差が補正されることによって、回転状態の検出精度を向上させることができ、感光体ドラム１０の回転制御が安定なものになる。
尚、上記第３の実施形態のステップ３０１  で設定した感光体ドラム１０の回転数は、第２の実施形態で説明したのと同様に、回転速度むらの少ない回転数とすることが好ましい。
【００６１】
また、上述の第１、２の実施形態では、２重のＦＧパターンを備えた回転検出部としたが、多重化したｎ重（ｎ≧３）のＦＧパターンを備えた回転検出部としても良い。更に、回転検出部はＦＧパターンを用いたものに限らず、他の形式の回転検出器、例えば、オプティカル・エンコーダや磁気エンコーダ等で位相のずれた信号を基に回転検出を行う回転検出器であっても良い。
【００６２】
加えて、上記第１〜３の実施形態では、回転検出部が感光体ドラム１０の回転状態を検出する場合を説明したが、回転検出部を駆動モーターＭに設け、駆動モーターＭの回転状態を検出する構成であっても良い。また、感光体ドラム１０に回転検出部を設ける場合、感光体ドラム１０の終端部に回転検出部を設置することも勿論可能である。
【００６３】
また、上記第１〜３の実施形態で用いた感光体ドラムの構造は、例えば図１５のように、ドラム軸１１が側板１３に固定され、感光体ドラム１０及びドラムフランジ１２がドラムギアＧによって回転駆動される構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図
【図２】同上第１の実施形態の電子写真装置の概略構成を示す図
【図３】同上第１の実施形態の感光体ドラム付近の断面図
【図４】同上第１の実施形態の磁気パターン部を示す図
【図５】同上第１の実施形態のＦＧパターン部を示す図
【図６】同上第１の実施形態の動作を示すフローチャート
【図７】同上第１の実施形態の信号波形を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図
【図９】同上第２の実施形態の動作を示すフローチャート
【図１０】同上第２の実施形態の信号波形を示す図
【図１１】回転むらの小さい回転数を検出する方法のフローチャート
【図１２】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図
【図１３】同上第３の実施形態のＦＧパターン部の拡大図
【図１４】同上第３の実施形態の動作を示すフローチャート
【図１５】感光体ドラムの他の構造を示す例示図
【図１６】振幅の異なる検出信号を波形成形する場合の位相ずれを説明する図
【符号の説明】
１            回転制御装置
２            逓倍回路
３            発振器
４            ディレイ回路
５Ａ          基準信号制御回路
５Ｂ          他信号制御回路
６Ａ，６Ｂ    位相補償回路
７            信号合成回路
８，８’      マイコン
１７，１７’      制御部
２０，３０        回転検出部
【図１】
0003574259.tif 000002
【図２】
0003574259.tif 000003
【図３】
0003574259.tif 000004
【図４】
0003574259.tif 000005
【図５】
0003574259.tif 000006
【図６】
0003574259.tif 000007
【図７】
0003574259.tif 000008
【図８】
0003574259.tif 000009
【図９】
0003574259.tif 000010
【図１０】
0003574259.tif 000011
【図１１】
0003574259.tif 000012
【図１２】
0003574259.tif 000013
【図１３】
0003574259.tif 000014
【図１４】
0003574259.tif 000015
【図１５】
0003574259.tif 000016
【図１６】
0003574259.tif 000017