(57)【要約】【課題】複数種類の分解能に対応可能な回転角度検出装置を提供する。【解決手段】回転角度検出装置１において、回転角度検出部６が出力した検出角度θｄに基づいて、２相パルス生成部７が、２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成する際に、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅの値に応じて８ビットまたは７ビットの分解能で当該２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成している。【選択図】図１
2015105844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる位相差を有するように配置された複数のセンサが回転体の回転角度に応じてそれぞれ出力する正弦波状の信号に基づいて前記回転体の回転角度を検出する角度検出手段を有する回転角度検出装置において、
前記角度検出手段が検出した前記回転角度の分解能を変更し得る分解能設定手段を有することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記分解能設定手段で設定した前記分解能の前記回転角度に基づいて所定の出力信号に変換して出力する出力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記回転角度に対応する正弦波データが格納されている正弦波データ格納手段と、
前記分解能設定手段で設定した前記分解能の前記回転角度に基づいて前記正弦波データ格納手段から前記正弦波データを読み出して前記角度検出手段に出力する正弦波データ出力手段と、を有し、
前記角度検出手段が、前記正弦波状の信号および前記正弦波データに基づいて前記回転角度を検出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記出力手段は、前記角度検出手段が検出した前記回転角度に基づいて１／４周期ずれた２相パルス信号に変換して出力することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記出力手段は、前記角度検出手段が検出した前記回転角度に基づいて正方向または負方向を表わす２相パルス信号に変換して出力することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
前記出力手段は、前記角度検出手段が検出した前記回転角度に基づいて１相パルス信号および前記回転体の回転方向を示す方向指示信号に変換して出力することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度検出装置。
【請求項７】
前記出力手段は、前記角度検出手段が検出した前記回転角度に基づいてシリアル信号に変換して出力することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度検出装置。
【請求項８】
前記分解能設定手段の前記分解能を変更するための制御信号が外部から入力されていることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の回転角度検出装置。
【請求項９】
回転体の回転角度を回転角度検出部で検出して該回転体を回転制御し、該回転体の回転
を利用して駆動機構を駆動させて各種画像処理を施す画像処理装置において、
前記回転角度検出部は、請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の回転角度検出装置であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
互いに異なる位相差を有するように配置された複数のセンサが回転体の回転角度に応じてそれぞれ出力する正弦波状の信号に基づいて前記回転体の回転角度を検出する角度検出工程を含む回転角度検出方法において、
前記角度検出工程で検出した前記回転角度の分解能を変更し得る分解能設定工程を含むことを特徴とする回転角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の回転体の回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ装置、ファクシミリ装置、複写装置、スキャナ装置、複合装置等の画像処理装置においては、駆動モータによって駆動機構を駆動することで、画像読み取り動作や画像形成動作等の画像処理を行うのに必要な各部を所定速度で駆動させている。
【０００３】
そして、画像処理装置は、駆動モータを意図する速度で回転駆動するために、従来、駆動モータの回転軸（回転子）に、ロータリエンコーダを接続して、回転軸の回転角度、即ち、ロータリエンコーダの回転角度に応じて変化する１／４周期の位相差を有する２相パルス信号である検出信号を出力させる。画像処理装置は、該２相パルス信号のエッジ検出と２相のＨｉとＬｏの状態から相対的な回転角度を検出して、駆動モータの駆動信号を制御することで、駆動モータを意図する速度で回転駆動させている。
【０００４】
このロータリエンコーダは、例えば、光学式２相エンコーダでは、外周部に光学窓となるスリットが等間隔に設けられた円盤と、円盤のスリットピッチの１／４間隔で配置されている２個のフォトインタラプタと、を備えている。そして、この２個のフォトインタラプタの出力信号を２値化することで、２相パルス信号を得ることができる。
【０００５】
ところが、このような光学式エンコーダを用いた回転角度検出装置は、スリット円盤とフォトインタラプタ等の部品を必要とするだけでなく、これらの部品を高精度に駆動モータに組み付ける必要があり、大型化するとともに、コスト高となるという問題があった。
【０００６】
そこで、ほぼ直角のオフセット角で配置された２つの磁気センサからの出力により表現されるベクトルを用いて、前記磁気センサの磁界に対する相対的な回転角度を求める磁気センサ信号処理集積回路であって、所定の角度毎に正弦および余弦を記憶した記憶手段と、前記ベクトルを、前記記憶手段に記憶された正弦および余弦を用いて所定の角度ずつ回転させる手段と、該回転させる手段が前記ベクトルを基準位置まで回転させたときの回転角度の合計を検出する手段とを備えた磁気センサ信号処理集積回路が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
即ち、この従来技術は、ほぼ直角のオフセット角で配置された２つの磁気センサからの出力により表現されるベクトルを用いて、前記磁気センサの磁界に対する相対的な回転角度を求めるのに、予め所定の角度毎に正弦及び余弦を記憶手段に記憶する。そして、前記ベクトルと、この記憶手段の正弦及び余弦を用いて回転させ、該ベクトルを基準位置まで回転させたときの回転角度の合計を検出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、駆動モータ等を複数備える装置の場合、できるだけ同じモータを使用した方がコストを低下させることができる。しかしながら、複数のモータが異なる分解能で制御される場合、高い分解能で制御されるモータに合わせて制御回路等を設けると、低分解能で構わないモータにおいてはオーバースペックとなり、さらに高性能の制御回路が多く必要になるため結果的にコストアップになってしまう。
【０００９】
また、複数種類の分解能に合わせた制御回路を設けると制御回路の種類が増加し、やはりコストアップになってしまう。例えば、上述した特許文献１において、モータ毎に異なる分解能での角度検出を行う場合には、それぞれ異なる分解能の回転角度検出装置を用意する必要がある。
【００１０】
本発明はかかる問題を解決することを目的としている。
【００１１】
本発明は、複数種類の分解能に対応可能な回転角度検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記に記載された課題を解決するために請求項１に記載された発明は、互いに異なる位相差を有するように配置された複数のセンサが回転体の回転角度に応じてそれぞれ出力する正弦波状の信号に基づいて前記回転体の回転角度を検出する角度検出手段を有する回転角度検出装置において、前記角度検出手段が検出した前記回転角度の分解能を変更し得る分解能設定手段を有することを特徴とする回転角度検出装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、検出された回転角度の分解能を変更し得る分解能設定手段を有しているので、複数種類の分解能に対応することができ、容易に変更可能な異なる分解能で回転体の回転角度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる回転角度検出装置のブロック構成図である。
【図２】ＤＣブラシレスモータの概略構成図である。
【図３】ＵＶアナログホール信号の一例を示す図である。
【図４】図１に示されたベクトル成分生成部におけるベクトル生成処理の説明図である。
【図５】図１に示されたベクトル回転演算部の回路構成図である。
【図６】図１に示された回転角度検出部の回路構成図である。
【図７】２相のパルス信号の生成論理を示す図である。
【図８】初期回転角度検出処理の説明図である。
【図９】トリガｎ＋１回目の回転時における回転子ベクトルと回転変換ベクトルの説明図である。
【図１０】トリガｎ＋２回目の回転時における回転子ベクトルと回転変換ベクトルの説明図である。
【図１１】単位回転角度回転に伴う回転変換ベクトルの回転変換の説明図である。
【図１２】図１に示された回転角度検出装置から出力される２相パルス信号の波形例である。
【図１３】第１の実施形態の他の構成例にかかる回転角度検出装置のブロック構成図である。
【図１４】他の出力信号の例を示した説明図である。
【図１５】他の出力信号の例を示した説明図である。
【図１６】他の出力信号の例を示した説明図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態にかかる回転角度検出装置のブロック構成図である。
【図１８】図１７に示されたベクトル回転演算部の回路構成図である。
【図１９】図１７に示された回転角度検出部の回路構成図である。
【図２０】分解能変更処理と回転子ベクトル成分を変換軸成分へ変換する変換処理の説明図である。
【図２１】図１７に示された回転角度検出装置から出力される２相パルス信号の波形例である。
【図２２】図１や図１７に示された回転角度検出装置を備えるモータ駆動装置の全体構成図である。
【図２３】ホール信号を生成する条件を示す図である。
【図２４】図２２に示された駆動転流回路の上側アームの構成図である。
【図２５】図２２に示された変調部の動作を示す図である。
【図２６】ホール信号と矩形波駆動の相論理を示す図である。
【図２７】相論理とゲート信号の関係を示す図である。
【図２８】図２２に示された画像処理装置の一例を示す断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図１６を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる回転角度検出装置のブロック構成図である。図２は、ＤＣブラシレスモータの概略構成図である。図３は、ＵＶアナログホール信号の一例を示す図である。図４は、図１に示されたベクトル成分生成部におけるベクトル生成処理の説明図である。図５は、図１に示されたベクトル回転演算部の回路構成図である。図６は、図１に示された回転角度検出部の回路構成図である。図７は、２相のパルス信号の生成論理を示す図である。図８は、初期回転角度検出処理の説明図である。図９は、トリガｎ＋１回目の回転時における回転子ベクトルと回転変換ベクトルの説明図である。図１０は、トリガｎ＋２回目の回転時における回転子ベクトルと回転変換ベクトルの説明図である。図１１は、単位回転角度回転に伴う回転変換ベクトルの回転変換の説明図である。図１２は、図１に示された回転角度検出装置から出力される２相パルス信号の波形例である。図１３は、第１の実施形態の他の構成例にかかる回転角度検出装置のブロック構成図である。図１４は、他の出力信号の例を示した説明図である。図１５は、他の出力信号の例を示した説明図である。図１６は、他の出力信号の例を示した説明図である。
【００１６】
本実施形態にかかる回転角度検出装置１を図１に示す。図１において、回転角度検出装置１は、センサ部２から信号が入力される差動部３、ベクトル生成部４、ベクトル回転演算部５、回転角度検出部６及び２相パルス生成部７等を備えている。
【００１７】
センサ部２は、図２に示すＤＣブラシレスモータ１０に取り付けられており、３つの磁気センサ（回転検出手段）２ｕ、２ｖ、２ｗを備えている。
【００１８】
即ち、回転角度検出装置１は、ＤＣブラシレスモータ１０の回転体である回転子１１（図２参照）を検出対象として、該回転子１１の回転角度を検出する。
【００１９】
そして、ＤＣブラシレスモータ１０は、図２に示すように、通常、相互に１２０度の位相差を有し、Ｙ字結線されているＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイル１２と、該コイル１２と対向するとともにＳ極とＮ極が交互に並ぶ状態で位置に配置されている永久磁石である回転子１１と、を備えている。ＤＣブラシレスモータ１０は、端子１３からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動電流が、回転子１１の角度に応じて適切に転流されることで、回転駆動される。なお、ＤＣブラシレスモータ１０は、回転子１１を駆動するためには、磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗの検出する差動信号の出力方向及び磁束の方向に対して、垂直に電圧を印加する必要があるが、図２では省略している。
【００２０】
この回転角度検出装置１及びＤＣブラシレスモータ１０は、複合装置等の画像処理装置
に適用され、回転子１１である回転軸（図示略）には、画像処理装置の駆動機構が連結される。
【００２１】
そして、上記磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗは、例えば、ホール素子が用いられており、回転子１１の近傍の所定位置に固定配置されている。磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗは、回転子１１の磁界に応じて変化するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の差動信号（検出信号）ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−をそれぞれ出力する。磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗは、差動信号ＨＵ＋、／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−をシングルエンド化して、アナログ変換したアナログホール信号ＨＡＵ、ＨＡＶ、ＨＡＷが、相互に１２０度の位相差を持つ正弦波となる位置に固定配置されている。なお、本実施形態では、検出対象のＤＣブラシレスモータ１０の回転子１１の磁極数を、「８」（４ペア）としているが、磁極数は、「８」に限られるものではない。
【００２２】
即ち、差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−は、シングルエンド化（グラウンド（０Ｖ）を基準に電圧レベルで、「Ｌ」と「Ｈ」が決まる信号化）すると、回転子１１の回転角度に対して正弦波状に変化する。
【００２３】
本実施形態では、磁気センサ２ｕ、２ｖの出力する差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−のみを用いて、回転子１１の回転角度を検出する。この差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−を信号シングルエンド信号化すると、図３に示すような正弦波形となる。即ち、互いに異なる位相差を有するように配置された複数のセンサである磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗが回転体である回転子１１の回転角度に応じてそれぞれ正弦波状の信号を出力している。
【００２４】
上記アナログホール信号ＨＡＵ、ＨＡＶ、ＨＡＷは、次の（１）式により表すことができる。
【数１】
2015105844.tif 000003
【００２５】
本実施形態では、ＤＣブラシレスモータ１０の回転子１１の磁極数を「８」としているため、図３に示す正弦波は、回転子１１の１回転当たり４周期であり、回転子１１の１／４回転が、図３に示す正弦波１周期に相当する。なお、以下の説明において、角度θは、正弦波１周期を、３６０度として示すものとし、また、この角度θを回転子１１の角度として扱うものとする。
【００２６】
図１に示したセンサ部２は、上述のように、Ｕ相の磁気センサ２ｕとＶ相の磁気センサ２ｖを備え、磁気センサ２ｕ、２ｖは、それぞれ、回転子１１の回転角度θに応じて正弦波状に変化する差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−を、差動部３へ出力する。
【００２７】
差動部３は、差動アンプ３ａと差動アンプ３ｂとを備えており、差動アンプ３ａには、磁気センサ２ｕから差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−が、差動アンプ３ａには、磁気センサ２ｖから差動信号ＨＶ＋／ＨＶ−が、それぞれ入力される。
【００２８】
差動アンプ３ａは、差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−を、上述のように、シングルエンド化して、回転子１１の回転角度θに応じて正弦波状に変化するアナログホール信号ＨＵを、ベクトル生成部４へ出力する。
【００２９】
差動アンプ３ｂは、差動信号ＨＶ＋／ＨＶ−を、上述のように、シングルエンド化して、回転子１１の回転角度θに応じて正弦波状に変化するアナログホール信号ＨＶを、ベクトル生成部４へ出力する。
【００３０】
ベクトル生成部４は、減算アンプ４ａと加算アンプ４ｂを備えている。減算アンプ４ａは、そのプラス端子にアナログホール信号ＨＶが入力され、そのマイナス端子にアナログホール信号ＨＵが入力される。減算アンプ４ａは、アナログホール信号ＨＶからアナログホール信号ＨＵを減算して、回転子ベクトル成分Ｘを生成して、ベクトル回転演算部５へ出力する。加算アンプ４ｂは、そのプラス端子に、アナログホール信号ＨＶとアナログホール信号ＨＵが入力される。減算アンプ４ａは、アナログホール信号ＨＶとアナログホール信号ＨＵを加算して、回転子ベクトル成分Ｙを生成して、ベクトル回転演算部５へ出力する。上記回転子ベクトル成分Ｘ、Ｙで表されるベクトルを、以下、回転子ベクトル（検出ベクトル）という。
【００３１】
即ち、ベクトル生成部４は、その減算アンプ４ａによって、次の（２）式による演算を行って、回転子ベクトル成分Ｘ（以下、適宜、回転子ベクトルのＸ軸成分Ｘともいう。）を生成する。
【数２】
2015105844.tif 000004
【００３２】
また、ベクトル生成部４は、その加算アンプ４ｂによって、次の（３）式による演算を行って、回転子ベクトル成分Ｙ（以下、適宜、回転子ベクトルのＹ軸成分Ｙともいう。）を生成する。
【数３】
2015105844.tif 000005
【００３３】
即ち、ベクトル生成部４は、図４に示すようなＸＹ平面上に、Ｘ軸に対して、−３０度の方向にＵ軸を、Ｙ軸に対して、−６０度の方向にＶ軸を、それぞれとったＵ軸Ｖ軸上の長さ「１」の単位ベクトルＵ、Ｖを設定する。このＸＹ軸とＵＶ軸において、ベクトル（Ｕ＋Ｖ）がＹ軸上の単位ベクトルとなり、ベクトル（Ｕ−Ｖ）がＸ軸上の長さ√３のベクトルになる。そして、上記（２）式及び（３）式は、１２０度の角をなすＵＶ軸からＸＹ軸座標系への座標変換を示しており、変換後の長さを等しくするために、（ＨＵ−ＨＶ）に対しては、１／√３を乗算している。すなわち、ベクトル生成部４は、減算アンプ４ａのゲインが１／√３となるように、抵抗等（図示略）が設定されている。
【００３４】
ベクトル回転演算部（回転ベクトル生成手段、正弦波生成手段）５は、図５に示すように、乗算部２１、入力端子切替部２２、加減算部２３、可変ゲイン加減算部２４、符号切替信号生成部２５、正弦波生成部２６等を備えている。ベクトル回転演算部５には、上記ベクトル生成部４からの回転子ベクトル成分Ｘ、Ｙ、回転角度検出部６が検出した検出角度θｄが入力される。
【００３５】
正弦波生成部２６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリを備え、その不揮発性メモリに所定の単位回転角度（基準単位角度）θｓｔｅｐ（＝２π／（２＾Ｎ））毎の正弦振幅値に相当するデータ（正弦波データｓｉｎｄａｔ）が予め格納されている。なお、本実施形態においては、基準単位角度θｓｔｅｐ＝２π／（２＾８）とし、基準単位角度での検出分解能は８とする。また、「２＾８」は２の８乗を意味する。そして、正弦波生成部２６は、検出角度θｄが入力され、検出角度θｄに基づいて不揮発性メモリに格納されている正弦波データｓｉｎｄａｔ（基準正弦波データ）を読み出して、正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔとして、乗算部２１に出力する。
【００３６】
符号切替信号生成部２５は、後述する回転角度検出部６の出力する検出角度θｄ［Ｎ：
０］のうち、θｄ［Ｎ：Ｎ−１］に従って符号切替信号ｓｉｇｎを生成して、入力端子切替部２２に出力する。
【００３７】
乗算部２１は、４つの抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ（Digital Analog Convertor）２１ａ〜２１ｄが並列に配設されたものであり、ベクトル生成部４の減算アンプ４ａと加算アンプ４ｂから回転子ベクトル成分Ｘと回転子ベクトル成分Ｙが入力される。また、回転角度検出部６から入力される検出角度θｄは、デジタル値であるため、乗算に用いるアナログ値の三角関数の振幅値に変換するためには、ＤＡ（デジタル−アナログ）変換器が必要となる。そこで、本実施形態では、ＤＡ変換器と乗算器の両方を兼ね備えている抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄを用いている。この抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄは、抵抗とスイッチを用いた簡単な構成となっており、ＤＡ変換器とアナログ乗算器を用いた構成よりも、簡素で、安価なものとなっている。また、モノリシックＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いると、抵抗値を高精度に揃えることができ、アナログ乗算器を用いた場合よりも高精度の乗算処理を行うことができる。さらに、本実施形態の抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄは、ユニポーラモードが用いられており、より一層簡素な構成で、安価なものとなっている。なお、抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄとして、ユニポーラモードを用いると、三角関数の乗算においては、必須となる負の乗算を行うことはできないが、後段の入力端子切替部２２で、加減算部２３、可変ゲイン加減算部２４への入力信号を切り替えることで対応している。
【００３８】
乗算部２１は、後述する正弦波生成部２６から入力される正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔを元に演算して入力端子切替部２２に出力する。つまり、値に比例したアナログ値に変化させたアナログ正弦絶対値｜ｓｉｎ｜、アナログ余弦絶対値｜ｃｏｓ｜を、ベクトル生成部４からの回転子ベクトルのＸ軸成分ＸとＹ軸成分Ｙに乗算して、Ｘ・｜ｓｉｎ｜、Ｘ・｜ｃｏｓ｜、Ｙ・｜ｓｉｎ｜、Ｙ・｜ｃｏｓ｜を入力端子切替部２２に出力する。
【００３９】
入力端子切替部２２は、マルチプレクサ等が用いられ、乗算部２１からＸ・｜ｓｉｎ｜、Ｘ・｜ｃｏｓ｜、Ｙ・｜ｓｉｎ｜、Ｙ・｜ｃｏｓ｜が入力されるとともに、符号切替信号生成部２５からθｄ［Ｎ：０］に従って生成された符号切替信号ｓｉｇｎが入力される。入力端子切替部２２は、この符号切替信号ｓｉｇｎに従って、加減算部２３、可変ゲイン加減算部２４の正相入力端子、逆相入力端子に入力するＸ・｜ｓｉｎ｜、Ｘ・｜ｃｏｓ｜、Ｙ・｜ｓｉｎ｜、Ｙ・｜ｃｏｓ｜を切り替える。
【００４０】
加減算部２３は、乗算部２１における乗算結果のＸ・｜ｃｏｓ｜とＹ・｜ｓｉｎ｜が、入力端子切替部２２を介して、正相入力端子と、逆相入力端子に、切り替えて入力される。加減算部２３は、Ｘ・｜ｃｏｓ｜とＹ・｜ｓｉｎ｜を加減算して、回転変換ベクトルの変換Ｘ軸成分Ｘ’として出力する。
【００４１】
可変ゲイン加減算部２４は、乗算部２１における乗算結果のＸ・｜ｓｉｎ｜とＹ・｜ｃｏｓ｜が、入力端子切替部２２を介して、正相入力端子と、逆相入力端子に、切り替えて入力される。可変ゲイン加減算部２４は、Ｘ・｜ｓｉｎ｜とＹ・｜ｃｏｓ｜を加減算するとともに、所定のゲインを乗じて、回転変換ベクトルの変換Ｙ軸成分Ｙ’として出力する。
【００４２】
即ち、ベクトル回転演算部５は、ベクトル生成部４から入力される回転子ベクトル成分Ｘ、Ｙに対して、次の（４）式で示す演算を行って、変換Ｘ軸成分Ｘ’と変換Ｙ軸成分Ｙ’を生成して、回転角度検出部６へ出力する。
【数４】
2015105844.tif 000006
【００４３】
具体的には、例えば、検出角度θｄが、第３象限（１８０−２７０度）に相当する値である場合、回転子ベクトル成分Ｘ、回転子ベクトル成分Ｙに乗算されるべき三角関数は、−｜ｓｉｎθｄ｜、−｜ｃｏｓθｄ｜である。この場合、ベクトル回転演算部５は、変換Ｘ軸成分Ｘ’と変換Ｙ軸成分Ｙ’の演算を実現させるためには、入力端子切替部２２が、以下のように、入力先を切り替える必要がある。
【００４４】
即ち、入力端子切替部２２は、加減算部２３に対しては、Ｘ・｜ｃｏｓθｄ｜を、逆相入力端子へ、（Ｘ・（−｜ｃｏｓθｄ｜）として入力させ、Ｙ・｜ｓｉｎθｄ｜を、逆相入力端子へ、（Ｙ・（−｜ｓｉｎθｄ｜）として入力させる。
【００４５】
そして、加減算部２３は、Ｘ’＝（Ｘ・（−｜ｃｏｓθｄ｜）＋（Ｙ・（−｜ｓｉｎθｄ｜）を演算する。この場合、符号関係は一致している。
【００４６】
また、入力端子切替部２２は、可変ゲイン加減算部２４に対しては、Ｘ・｜ｓｉｎθｄ｜を、正相入力端子へ、Ｘ・｜ｓｉｎθｄ｜＝−Ｘ・（―｜ｓｉｎθｄ｜）として入力させ、Ｙ・｜ｃｏｓθｄ｜を、逆相入力端子へ、Ｙ・（−｜ｃｏｓθｄ｜）として入力させる。
【００４７】
そして、可変ゲイン加減算部２４は、Ｙ’＝−Ｘ・（−｜ｓｉｎθｄ｜）＋Ｙ・（−｜ｃｏｓθｄ｜）を演算する。この場合、符号関係は一致している。
【００４８】
即ち、ベクトル回転演算部５は、基準単位角度以上に大きな角度を処理単位角度である単位回転角θｓｔｅｐとして、該単位回転角θｓｔｅｐに応じた不揮発性メモリ２７の正弦波データｓｉｎｄａｔと検出ベクトルである回転子ベクトル（Ｘ、Ｙ）に基づいて、該回転子ベクトル（Ｘ、Ｙ）を該単位回転角θｓｔｅｐずつ回転させて、回転変換ベクトル（回転ベクトル）を生成する。なお、上記構成では、入力端子切替部２２及び符号切替信号生成部２５を、乗算部２１と加減算部２３及び可変ゲイン加減算部２４との間に配置しているが、差動部３の差動アンプ３ａと差動アンプ３ｂの前段、あるいは、ベクトル生成部４の減算アンプ４ａと加算アンプ４ｂの前段に配置してもよい。
【００４９】
そして、回転角度検出部（角度探索手段）６は、図６に示すように回路構成されており、比較器３１、３２と繰り返しカウンタ３３等を備えている。回転角度検出部６は、比較器３１、３２に、変換Ｙ軸成分Ｙ’が、入力されるとともに、２つの基準値＋α、−αが、入力される。また、回転角度検出部６は、繰り返しカウンタ３３に、変換Ｘ軸成分Ｘ’及び検出トリガｆｓが入力されるとともに、比較器３１、３２の比較結果であるカウントダウン指令ｄｎとカウントアップ指令ｕｐが入力される。
【００５０】
比較器（判定手段）３１は、変換Ｙ軸成分Ｙ’と基準値−αとの比較を行い、変換Ｙ軸成分Ｙ’が基準値−α未満であると（Ｙ’＜−α）、カウントダウン指令ｄｎをＨｉに、変換Ｙ軸成分Ｙ’が基準値−αを超えていると（Ｙ’＞−α）、カウントダウン指令ｄｎをＬｏにする。
【００５１】
比較器（判定手段）３２は、変換Ｙ軸成分Ｙ’と基準値＋αとの比較を行い、変換Ｙ軸成分Ｙ’が基準値＋αを超えていると（Ｙ’＞＋α）、カウントアップ指令ｕｐをＨｉに、変換Ｙ軸成分Ｙ’が基準値＋α未満であると（Ｙ’＜−α）、カウントアップ指令ｕｐをＬｏにする。
【００５２】
即ち、比較器３１、３２は、回転ベクトルの変換Ｙ軸成分Ｙ’が不感帯±α内に位置しているか否か判定している。
【００５３】
繰り返しカウンタ３３は、検出トリガｆｓが入力される毎に、比較器３１からのカウントダウン指令ｄｎと比較器３２からのカウントアップ指令ｕｐに応じて、検出角度θｄ［Ｎ：０］のカウントアップとカウントダウンを行う。本実施形態では、繰り返しカウンタ３３のカウント幅は８ビットとなっている。したがって、検出角度θｄ［７：０］として２相パルス生成部７やベクトル回転演算部５に出力される。即ち、この検出角度θｄ［７：０］が回転角度に相当する。
【００５４】
また、繰り返しカウンタ３３は、カウントアップ指令ｕｐ＝Ｌｏ、カウントダウン指令ｄｎ＝Ｈｉであると、検出角度θｄを１カウント減少させる。即ち、変換Ｙ軸成分Ｙ’が不感帯より小さい状態のときに、検出角度θｄをもとに回転演算すると、回転子ベクトルは、Ｘ軸に向かって反時計回りに、単位回転角θｓｔｅｐだけ回転する。
【００５５】
さらに、繰り返しカウンタ３３は、カウントアップ指令ｕｐ＝Ｌｏ、カウントダウン指令ｄｎ＝Ｌｏであると、検出角度θｄを維持する。即ち、変換Ｙ軸成分Ｙ’が不感帯内に存在する状態のときに、検出角度θｄをもとに回転演算すると、回転子ベクトルは、回転しない。
【００５６】
そして、繰り返しカウンタ３３は、カウントアップ指令ｕｐ＝Ｈｉ、カウントダウン指令ｄｎ＝Ｈｉであると、この状態は通常起こり得ないため、エラーと判定する。
【００５７】
回転角度検出装置１は、回転角度検出部６が検出した検出角度θｄを、ベクトル回転演算部５にフィードバックさせ、検出角度θｄの値を元に回転演算を行わせることで、回転変換ベクトルを、目標であるＸ軸へ単位回転角θｓｔｅｐずつ回転させ、Ｘ軸近傍まで回転させた後は、常にＸ軸に追従させる。
【００５８】
２相パルス生成部７には、回転角度検出部６から検出角度θｄが、外部から分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅが、それぞれ入力され、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに基づいて決定される検出角度θｄの２ビットに基づく分解能で、２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成する。本実施形態では、分解能を８ビット（＝１周期を２５６分割）、７ビット（＝１周期を１２７分割）の２種類備えているとする。つまり、８ビットまたは７ビットのいずれかの分解能に設定される。
【００５９】
２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢは、例えば図７に示したような論理で生成される。図７（ａ）は、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅがＬｏ（０）の場合の論理である。即ち、高分解能（８ビット）の場合である。高分解能の場合、θｄ［１：０］の値に基づいて２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成する。
【００６０】
一方、図７（ｂ）は、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅがＨｉ（１）の場合の論理である。即ち、低分解能（７ビット）の場合である。低分解能の場合、θｄ［２：１］の値に基づいて２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成する。なお、分解能の種類は２種類以上としてもよい。また、検出角度θｄのビット数（繰り返しカウンタ３３のカウント幅）が８ビット以上の場合は、そのビット数に合わせた分解能となる。
【００６１】
このようにすることで、検出角度θｄの分解能を変更することができる。即ち、２相パルス生成部７が、分解能を変更し得る分解能設定手段として機能する。また、２相パルス生成部７は、分解能設定手段で設定した分解能の回転角度に基づいて所定の出力信号に変換して出力する出力手段としても機能する。そして、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅは、分解能設定手段の分解能を変更するための制御信号として機能する。
【００６２】
なお、本実施形態においては、ベクトル回転演算部５の乗算部２１は、４つの抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄが並列に配設されたものであるが、乗算部２１の構成としては、上記の構成に限るものではなく、例えば、１つの乗算器を時系列で交互に使い回す構成であってもよい。
【００６３】
次に、本実施形態の作用について説明する。本実施形態の回転角度検出装置１は、回転体である回転子１１の回転角度を、構成を大きくすることなく、容易に変更可能な異なる分解能で安価に検出することができる。
【００６４】
回転角度検出装置１は、差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−を出力する磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗを備えているＤＣブラシレスモータ１０の回転子１１の回転角度を検出する。つまり、該磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗのうち、磁気センサ２ｕ、２ｖの出力する差動信号から該回転子１１の回転ベクトルを算出して、該回転ベクトルに基づいて該回転子１１の回転角度を検出する。
【００６５】
即ち、回転角度検出装置１は、ＤＣブラシレスモータ１０の磁気センサ２ｕ、２ｖに接続されている。回転角度検出装置１は、その差動部３の差動アンプ３ａに、Ｕ相の磁気センサ２ｕの出力する差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−が、その差動アンプ３ｂに、Ｖ相の差動信号ＨＶ＋／ＨＶ−が、それぞれ入力される。
【００６６】
差動部３は、差動アンプ３ａが、差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−を、シングルエンド化して、回転子１１の回転角度θに応じて正弦波状に変化するアナログホール信号ＨＵを、ベクトル生成部４へ出力する。また、差動部３は、差動アンプ３ｂが、差動信号ＨＶ＋／ＨＶ−を、シングルエンド化して、回転子１１の回転角度θに応じて正弦波状に変化するアナログホール信号ＨＶを、ベクトル生成部４へ出力する。
【００６７】
ベクトル生成部４は、その減算アンプ４ａが、アナログホール信号ＨＶからアナログホール信号ＨＵを減算して、回転子ベクトル成分Ｘを生成して、ベクトル回転演算部５へ出力する。ベクトル生成部４は、その加算アンプ４ｂが、アナログホール信号ＨＶとアナログホール信号ＨＵを加算して、回転子ベクトル成分Ｙを生成して、ベクトル回転演算部５へ出力する。すなわち、ベクトル生成部４は、その減算アンプ４ａによって、上記（２
）式による演算を行って、回転子ベクトル成分Ｘを生成し、その加算アンプ４ｂによって、上記（３）式による演算を行って、回転子ベクトル成分Ｙを生成する。
【００６８】
そして、ベクトル回転演算部５は、ベクトル生成部４から入力される回転子ベクトル成分Ｘ、Ｙに対して、上記（４）式で示した演算を行って、変換Ｘ軸成分Ｘ’と変換Ｙ軸成
分Ｙ’を生成して、回転角度検出部６へ出力する。
【００６９】
このベクトル回転演算部５は、その乗算部２１の抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄが、正弦波生成部２６から入力される正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔを元に演算を行って入力端子切替部２２に出力する。つまり、値に比例したアナログ値に変化させたアナログ正弦絶対値｜ｓｉｎ｜、アナログ余弦絶対値｜ｃｏｓ｜を、ベクトル生成部４からの回転子ベクトルのＸ軸成分ＸとＹ軸成分Ｙに乗算して、Ｘ・｜ｓｉｎ｜、Ｘ・｜ｃｏｓ｜、Ｙ・｜ｓｉｎ｜、Ｙ・｜ｃｏｓ｜を入力端子切替部２２に出力する。
【００７０】
即ち、正弦波生成部２６が備える不揮発性メモリは、上述のように、基準単位角度の分解能に対応する正弦波データｓｉｎｄａｔ（ｎ）を記憶している。いま、基準単位角度の分解能では、本実施形態の場合、８ビットであり、例えば、４分の１周期分の正弦波データｓｉｎｄａｔ（ｎ）が不揮発性メモリに格納されている。正弦波生成部２６は、不揮発性メモリの正弦波データｓｉｎｄａｔ（ｎ）をそのまま参照して、正弦波データｓｉｎｄａｔ（ｎ）を取り出して、乗算部２１へ出力する。例えば、正弦波生成部２６は、検出角度θｄ＝０００００１のときには、ｓｉｎｄａｔ（１）を、検出角度θｄ＝００１０００のときには、ｓｉｎｄａｔ（８）を、不揮発性メモリから読み出して、乗算部２１へ出力する。なお、θｄ＞６４で取り出す正弦波データｓｉｎｄａｔ（ｎ）は、正弦波の対称性を利用することで、正弦波データｓｉｎｄａｔ（０〜６４）から値を得ることができる。そして、余弦波データｃｏｓｄａｔについても同様に、正弦波の対称性を利用することで、正弦波データｓｉｎｄａｔ（０〜６４）から値を得ることができる。このようにして正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔが乗算部２１に出力される。
【００７１】
入力端子切替部２２は、符号切替信号生成部２５から入力されるθｄ［Ｎ：０］に従って、乗算部２１から入力されるＸ・｜ｓｉｎ｜、Ｘ・｜ｃｏｓ｜、Ｙ・｜ｓｉｎ｜、Ｙ・｜ｃｏｓ｜を、切り替えて、加減算部２３、可変ゲイン加減算部２４の正相入力端子、逆相入力端子へ入力する。
【００７２】
加減算部２３は、乗算部２１における乗算結果のＸ・｜ｃｏｓ｜とＹ・｜ｓｉｎ｜を加減算して、変換Ｘ軸成分Ｘ’として回転角度検出部６へ出力する。
【００７３】
可変ゲイン加減算部２４は、乗算部２１における乗算結果のＸ・｜ｓｉｎ｜とＹ・｜ｃｏｓ｜を、加減算するとともに、所定のゲインを乗じて、変換Ｙ軸成分Ｙ’として回転角度検出部６へ出力する。
【００７４】
即ち、ベクトル回転演算部５は、ベクトル生成部４から入力される回転子ベクトル成分Ｘ、Ｙに対して、上記（４）式で示す演算を行って、変換Ｘ軸成分Ｘ’と変換Ｙ軸成分Ｙ’を生成して、回転角度検出部６へ出力する。
【００７５】
そして、本実施形態の回転角度検出装置１は、上記ベクトル回転演算部５の演算結果に基づいて、回転角度検出部６が、回転子１１の回転角度θを検出して検出角度θｄとして出力する。
【００７６】
まず、初期回転角度検出について説明する。回転角度検出部６は、ＤＣブラシレスモータ１０及び回転角度検出装置１の電源がオン（ＯＮ）となってから回転子１１の回転が始まるまでの停止期間中に、初期回転角度検出処理を行う。なお、トリガｆｓの実行周期が、回転子ベクトルの回転速度に比較して、十分に遅いときには、回転子１１の回転が開始されても初期回転時に、初期回転角度検出処理を行うことができる。
【００７７】
この初期回転角度検出処理時においては、図８に示すように、回転子ベクトル成分Ｘと回転子ベクトル成分Ｙ及び変換Ｘ軸成分Ｘ’と変換Ｙ軸成分Ｙ’は、トリガｆｓ毎に単位回転角θｓｔｅｐずつ回転し、ｎ−１回目のトリガｆｓまでは、変換Ｙ軸成分Ｙ’＞基準値αである。したがって、回転角度検出部６は、検出角度θｄを、カウントアップし、回転演算によって、変換Ｘ軸成分Ｘ’と変換Ｙ軸成分Ｙ’を、Ｘ軸に近づくように、単位回転角θｓｔｅｐずつ時計回りに回転させる。
【００７８】
但し、初期回転角度検出処理においては、１８０度側の不感帯±αに回転ベクトルが存在する場合、回転角度検出部６は、初期回転角度検出処理の開始を行わない。そこで、回転角度検出部６は、初期回転角度検出処理の開始時に、回転子ベクトル成分Ｘ（Ｘ’（
０）＜０であると、回転角度θをカウントする繰り返しカウンタ３３を、２＾（Ｎ−１）カウントだけカウントアップする。
【００７９】
そして、回転角度検出部６は、ｎ回目のトリガｆｓによって回転変換ベクトル（Ｘ’、Ｙ’）が、不感帯±α内に収まり、初期回転角度検出処理が完了すると、図９から図１１に示すように、回転子１１の回転が始まったときの回転開始時回転角度検出処理を行う。なお、以下の説明において、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ、ｍ）、Ｙ’（ｎ、ｍ））と表記する場合、検出角度θｄ＝ｍであることを示している。
【００８０】
上記条件が整ったところで、ｎ回目のトリガｆｓが入力された後に、ｎ＋１回目のトリガｆｓが入力されると、回転子１１の回転に伴って、回転子ベクトル（Ｘ（ｎ）、Ｙ（ｎ））は、図９に示すように、回転子ベクトル（Ｘ（ｎ＋１）、Ｙ（ｎ＋１））へと回転する。
【００８１】
回転子ベクトル（Ｘ（ｎ）、Ｙ（ｎ））が、回転子ベクトル（Ｘ（ｎ＋１）、Ｙ（ｎ＋１））へと回転すると、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ、ｍ）、Ｙ’（ｎ、ｍ））は、図９に示すように、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋１、ｍ）、Ｙ’（ｎ＋１、ｍ））へと回転することになる。
【００８２】
ところが、ｎ＋１回目のトリガｆｓが入力された時点では、まだ、変換Ｙ軸成分Ｙ’（
ｎ＋１、ｍ）は、図９に示すように、不感帯±α内（−α＜Ｙ’（ｎ＋１、ｍ）＜＋α）
である。したがって、回転角度検出部６は、回転演算を行わない。
【００８３】
そして、ｎ＋２回目のトリガｆｓが入力されると、回転子１１の回転に伴って、回転子
ベクトル（Ｘ（ｎ＋１）、Ｙ（ｎ＋１））は、図１０に示すように、回転子ベクトル（Ｘ
（ｎ＋２）、Ｙ（ｎ＋２））へと回転する。
【００８４】
回転子ベクトル（Ｘ（ｎ＋１）、Ｙ（ｎ＋１））が、回転子ベクトル（Ｘ（ｎ＋２）、Ｙ（ｎ＋２））へと回転すると、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋１、ｍ）、Ｙ’（ｎ＋１、ｍ））は、図１０に示すように、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋２、ｍ）、Ｙ’（ｎ＋２、ｍ））へと回転することになる。
【００８５】
そして、ｎ＋２回目のトリガｆｓが入力された時点で、変換Ｙ軸成分Ｙ’（ｎ＋２、ｍ）は、図１０に示すように、不感帯±α外（Ｙ’（ｎ＋２、ｍ）＞＋α）に出る。したがって、回転角度検出部６は、回転演算を実行する。
【００８６】
このｎ＋２回目のトリガｆｓが入力されると、上述のように、変換Ｙ軸成分Ｙ’（ｎ＋２、ｍ）は、図１０に示すように、不感帯±αからでる（Ｙ’（ｎ＋２、ｍ）＞＋α）ので、回転角度検出部６は、回転演算を実行する。この回転演算によって、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋２）、ｍ）、Ｙ’（ｎ＋２、ｍ））は、図１１に示すように、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋２）、ｍ）、Ｙ’（ｎ＋２、ｍ））から回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋２）、ｍ＋１）、Ｙ’（ｎ＋２、ｍ＋１））へと回転する。
【００８７】
このとき、回転変換ベクトル（Ｘ’（ｎ＋２）、ｍ＋１）、Ｙ’（ｎ＋２、ｍ＋１））は、その変換Ｙ軸成分Ｙ’（ｎ＋２、ｍ＋１）は、不感帯内にあるので（−α＜Ｙ’（ｎ
＋２、ｍ＋１）＜＋α）、回転演算を行わない。
【００８８】
また、このとき、回転角度検出装置１は、不感帯の幅（不感帯幅）αを、Ｘ軸近傍で、単位回転角θｓｔｅｐ回転したときの回転子ベクトル成分Ｙの変化量以上に設定することで、Ｘ軸近傍でベクトルがチャタリングすることを防止することができる。
【００８９】
この場合の不感帯幅αは、次の（５）式に基づいて設定することが適切である。
【数５】
2015105844.tif 000007
【００９０】
以上の説明から明らかなように、ベクトル生成部４、ベクトル回転演算部５、回転角度検出部６が、角度検出手段として機能している。
【００９１】
そして、検出された検出角度θｄに基づいて２相パルス生成部７で、２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢが生成される。これは、図７に示したように分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに応じて設定される２つの分解能のいずれかで１／４周期ずれた２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成することができる。例えば、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅ＝０（高分解能）の場合は、図１２に示したように、検出角度θｄ［１：０］を基に９０度位相差を持った２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢが生成される。また、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅ＝１（低分解能）の場合は、図１２に示したように、検出角度θｄ［２：１］を基に９０度位相差を持った２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢが生成される。
【００９２】
即ち、検出角度θｄのビット幅（語長）を最大分解能として、その分解能を小さくするために、検出角度θｄのビット幅のうち参照するビット（２ビット）の位置を下位ビットから左シフトしている。左シフトすることで、検出角度θｄの最下位ビットの位置をずらすこととなるので、分解能を低下させることができる。そして、左シフトされた参照ビットに基づいて２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成する。
【００９３】
本実施形態によれば、回転角度検出装置１において、回転角度検出部６が出力した検出角度θｄの分解能が分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅで変更するように設定でき、その設定された分解能に基づいて２相パルス生成部７で２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成している。このようにすることにより、検出角度θｄの分解能に応じた２相パルスを生成することができる。したがって、複数種類の分解能に対応することができ、容易に変更可能な異なる分解能で回転子１１の回転角度を検出することができる。
【００９４】
また、回転角度検出装置１は１種類で複数の分解能に対応可能となり、画像処理装置等のコストダウンを図ることができる。
【００９５】
また、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅが外部から入力できるように構成されているので、製品化された後でもプログラマブルに変更ができ、容易に分解能を切り換えることができる。
【００９６】
また、本実施形態の回転角度検出装置１は、回転子（回転体）１１の回転角度に応じて正弦波状に変化するとともに、それぞれ位相の異なる複数の検出信号を出力する状態で配設されている複数の磁気センサ（回転検出手段）２ｕ、２ｖを備えている。また、複数の前記検出信号に基づいて、相互に９０度位相差を有するＸ軸信号とＹ軸信号からなる回転子ベクトル（検出ベクトル）を生成するベクトル生成部（ベクトル生成手段）４を備えている。また、所定の単位角度（基準単位角度）θｓｔｅｐ毎に正弦波データ（基準正弦波データ）を記憶する正弦波生成部２６を備えている。また、前記単位角度を処理単位角度として、該処理単位角度に応じた該正弦波データと前記回転子ベクトルに基づいて、該回転子ベクトルを該処理単位角度ずつ回転させて、回転変換ベクトル（回転ベクトル）を生成するベクトル回転演算部５（回転ベクトル生成手段）５を備えている。また、前記回転変換ベクトルが所定の不感帯領域±α内に位置するか否かを判定する比較器（判定手段）３１、３２を備えている。また、比較器３１、３２の判定結果に基づいて、前記回転変換ベクトルを前記不感帯領域内に位置させる方向に該回転変換ベクトルを回転させて、前記回転子ベクトルと該回転変換ベクトルとのなす角度を、前記回転子１１の回転角度（検出角度θｄ）として検出する回転角度検出部（角度探索手段）６を備えている。このようにすることにより、ＤＣブラシレスモータ１０にエンコーダを設けることなく、既存の磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗの出力信号を利用して、ＤＣブラシレスモータ１０の回転軸である回転子１１の回転角度を検出することができる。そして、ＤＣブラシレスモータ１０を回転駆動させるための１／４周期の位相差を有する２相パルス信号を生成することができる。
【００９７】
また、回転角度検出装置１は、回転子（回転体）１１の回転角度を回転角度検出部で検出して該回転子１１を回転制御し、該回転子１１の回転を利用して駆動機構を駆動させて各種画像処理を施す画像処理装置において、前記回転角度検出部として、適用されている。したがって、ＤＣブラシレスモータ１０等の回転子１１の回転を利用して画像形成動作や画像読み取り動作等の画像処理動作を行う場合の回転機構の回転角度を、容易に変更可能な異なる分解能で安価に検出することができる。
【００９８】
また、回転角度検出装置１は、前記ベクトル回転演算部５が、前記検出ベクトルと前記基準正弦波データｓｉｎｄａｔを積和して、前記回転ベクトルを生成している。したがって、簡単な演算処理により回転ベクトルを生成することができ、回転子１１の回転角度を、構成を大きくすることなく、容易に変更可能な異なる分解能でより一層安価に検出することができる。
【００９９】
また、回転角度検出装置１は、前記ベクトル回転演算部５が、抵抗ラダー方式乗算型ＤＡＣ２１ａ〜２１ｄと、加減算アンプとして加減算部２３、可変ゲイン加減算部２４を備え、前記積和演算を行っている。したがって、安価かつ簡単な構成で、高精度な三角関数の乗算を行って回転ベクトルを生成することができ、より一層小型に、異なる分解能で、安価に、回転子１１の回転角度を検出することができる。
【０１００】
また、回転角度検出装置１は、前記不感帯領域の上限値＋αと下限値−αを指定して該不感帯領域の範囲を設定する不感帯設定手段を、さらに備えている。したがって、分解能が変化しても、不感帯領域の範囲を調整することで、チャタリングを防止しつつ角度検出を行うことができる。
【０１０１】
なお、上述した実施形態では、２相パルス生成部７が分解能設定手段の機能を備えていたが、図１３に示すように、２相パルス生成部７の手前に分解能設定部８を設けるようにしてもよい。図１３に示した分解能設定部８は、検出角度θｄと、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅが入力される。そして、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに基づいて検出角度θｄのビット幅を変更する。
【０１０２】
例えば、８ビットの分解能の場合は、検出角度θｄをそのまま出力し、７ビットの分解能の場合は、検出角度θｄを１／２（右シフト）した値を出力する。そして、２相パルス生成部７は、設定した分解能の検出角度θｄ’を例えば図７（ａ）の論理にしたがって検出角度θｄ’［１：０］から２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを生成する。即ち、実質的に検出角度θｄのビット幅のうち参照するビット（２ビット）の位置を下位ビットから左シフトさせているのと同等の処理を２相パルス生成部７の前段で行っている。
【０１０３】
なお、上述した実施形態では、出力手段として、１／４周期ずれた２相パルス信号を生成する２相パルス生成部７を備えていたが、図１４〜図１６に示すような信号を出力するようにしてもよい。
【０１０４】
まず、図１４に示した例を説明する。図１４は、検出角度θｄに基づいて、検出角度の変化量が増加する場合は、正方向を示すパルス信号（ＰｕｌｓｅＡ）、検出角度の変化量が減少する場合は、負方向を示すパルス信号（ＰｕｌｓｅＢ）を出力する。即ち、角度検出手段が検出した回転角度に基づいて正方向または負方向を表わす２相パルス信号に変換して出力している。図１４の場合は、例えば８ビットの分解能（高分解能）の場合の波形である。７ビットの分解能（低分解能）の場合は、図７と同様の論理をＰｕｌｓｅＡ、ＰｕｌｓｅＢに適用することで、図１４の２倍の周期のパルス信号が生成される。
【０１０５】
図１４のような信号を出力することで、その信号の受け手側が正方向・負方向を表わす２相パルス信号入力の場合に互換性を持たせることができる。
【０１０６】
次に、図１５に示した例を説明する。図１５は、検出角度θｄに基づいて、検出角度の変化量を示すパルス信号と、回転方向を示す回転方向指示信号（ＤＩＲ）を出力する。図１５の例では、ＤＩＲがＨｉレベルの場合は正方向、Ｌｏレベルの場合は負方向としている。即ち、角度検出手段が検出した回転角度に基づいて１相パルス信号および回転体の回転方向を示す方向指示信号に変換して出力している。図１５の場合は、例えば８ビットの分解能（高分解能）の場合の波形である。７ビットの分解能（低分解能）の場合は、図７と同様の論理をパルスに適用することで、図１５の２倍の周期のパルス信号が生成される。
【０１０７】
図１５のような信号を出力することで、その信号の受け手側が検出角度の変化量を示すパルス信号と、回転方向を示す回転方向指示信号入力の場合に互換性を持たせることができる。
【０１０８】
次に、図１６に示した例を説明する。図１６は、検出角度θｄをシリアルデータに変換してシリアルデータとして出力する。シリアルデータの例としては、図１６に示したように、１ビットのスタートビット、８ビットのデータビット、１ビットのパリティビット、１ビットのストップビットの構成し、８ビットのデータビットに変換したデータを含める。即ち、角度検出手段が検出した回転角度に基づいてシリアル信号に変換して出力している。図１６の場合、８ビットの分解能（高分解能）の場合は、例えばθｄをそのままデータビットに含める。７ビットの分解能（低分解能）の場合は、検出角度θｄ［７：１］を下位７ビットに含めて、最上位ビットは「０」とすればよい。
【０１０９】
図１６のような信号を出力することで、その信号の受け手側がシリアル信号入力の場合に互換性を持たせることができる。
【０１１０】
なお、本実施形態は、角度検出手段としてベクトルを算出して算出されたベクトルを回転させることで回転子１１の回転角度を検出していたが、それに限らない。例えばベクトルのＸ成分、Ｙ成分の値からａｒｃｔａｎ（Ｙ／Ｘ）＝θとして回転角度を求めるようにしてもよい。また、ベクトルを用いた方法に限らず、磁気センサ２ｕ、２ｖの出力信号（あるいはシングルエンド化した信号）から検出角度θｄが求められれば他の方法でも良く、２相パルス生成部７で分解能を変更し得るように設定できればよい。
【０１１１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１７乃至図２１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図１７は、本発明の第２の実施形態にかかる回転角度検出装置のブロック構成図である。図１８は、図１７に示されたベクトル回転演算部の回路構成図である。図１９は、図１７に示された回転角度検出部の回路構成図である。図２０は、分解能変更処理と回転子ベクトル成分を変換軸成分へ変換する変換処理の説明図である。図２１は、図１７に示された回転角度検出装置から出力される２相パルス信号の波形例である。
【０１１２】
本実施形態は、分解能の切り替えを２相パルス生成部７ではなく、ベクトル回転演算部５と回転角度検出部６で行うことが特徴となっている。本実施形態にかかる回転角度検出装置１’を図１７に示す。図１７において、ベクトル回転演算部５’と、回転角度検出部６’と、２相パルス生成部７’以外は、図１に示した構成と同様である。
【０１１３】
ベクトル回転演算部５’の構成を図１８に示す。図１８において、正弦波生成部２６’以外の構成は図５に示した構成と同様である。正弦波生成部２６’は、乗算部２１に出力する正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔの分解能を分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに基づいて切り替えることが可能となっている。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に８ビットの分解能（高分解能）と７ビットの分解能（低分解能）の２種類を切り替えるものとする。
【０１１４】
正弦波生成部２６’が備えるＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリには、基準単位角度θｓｔｅｐ＝２π／（２＾８）の正弦波データｓｉｎｄａｔが予め格納されている。即ち、正弦波生成部２６’が正弦波データ格納手段として機能する。また、基準単位角度での検出分解能は第１の実施形態と同様の８となっている。正弦波生成部２６’は、入力された検出角度θｄに基づいて不揮発性メモリに格納されている正弦波データｓｉｎｄａｔ（基準正弦波データ）を読み出す。そして、読み出されたデータを正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔとして、乗算部２１に出力する。
【０１１５】
また、正弦波生成部２６’は、データ整形演算部２６ａを備えている。データ整形演算部２６ａは、入力される検出角度θｄを分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに基づいて、データ整形するか否かが切り替わり、データ整形する場合は、検出角度θｄを後述するように整形する。
【０１１６】
回転角度検出部６’の構成を図１９に示す。図１９において、繰り返しカウンタ３３’以外は図６に示した構成と同様である。繰り返しカウンタ３３’は、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに基づいて、カウント幅を分解能に応じて８ビットまたは７ビットに変更可能となっている。したがって、検出角度θｄは、設定された分解能に応じて８ビット（［７：０］）または７ビット（［６：０］）で出力される。
【０１１７】
２相パルス生成部７’は、第１の実施形態に記載した分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに基づいて２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢの分解能を切り替える機能が削除されている。
【０１１８】
次に、本実施形態の作用について説明する。なお、以下の説明では、上述した変更可能な２つの分解能それぞれの動作について説明する。
【０１１９】
まず、分解能が８ビット（高分解能）の場合、繰り返しカウンタ３３’は８ビットカウンタとして機能し、検出角度θｄは８ビットとして出力される。そして、正弦波生成部２６’では、データ整形演算部２６ａはデータ整形処理を行わず、入力された８ビットの検出角度θｄをそのまま参照して不揮発性メモリから正弦波データｓｉｎｄａｔ（基準正弦波データ）を読み出し、正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔとして、乗算部２１に出力する。例えば、図２０に示したように、検出角度θｄ＝０００００００１のときは、ｓｉｎ（１）を、θｄ＝００００１０００のときは、ｓｉｎ（８）を出力する。なお、図２０はθｄと正弦波データｓｉｎｄａｔとの対応例を示した図である。以上の説明から明らかなように、分解能が８ビットの場合は第１の実施形態と同様の動作をする。
【０１２０】
次に、分解能が７ビット（低分解能）の場合、繰り返しカウンタ３３’は７ビットカウンタとして機能し、検出角度θｄは７ビットとして出力される。そして、正弦波生成部２６’では、データ整形演算部２６ａはデータ整形処理を行う。データ整形演算部２６ａでは、データ語長が８ビットになるように下位１ビットにデータ「０」を追加する処理を行う。例えば、図２０に示したように、検出角度θｄ［６：０］＝００００００１が入力されると、データ整形演算後の検出角度θｄ[７：０]＝００００００１０に変換される。つまり、低分解能の場合、検出角度θｄ[７：０]は、００００００００、００００００１０、０００００１００と変化する。
【０１２１】
そして、データ整形処理が行われた検出角度θｄを参照して不揮発性メモリから正弦波データｓｉｎｄａｔ（基準正弦波データ）を読み出し、正弦波データｓｉｎｄａｔと余弦波データｃｏｓｄａｔとして、乗算部２１に出力する。例えば、繰り返しカウンタ３３’から入力された検出角度θｄ＝００００００１のときは、データ整形演算部２６ａでデータ整形処理を行ってｓｉｎ（２）を出力し、検出角度θｄ＝００００１００のときも同様に、データ整形演算部２６ａでデータ整形処理を行ってｓｉｎ（８）を出力する。
【０１２２】
つまり、繰り返しカウンタ３３’のカウント幅を少なくするように変更して検出角度θｄのビット幅を少なくし、その検出角度θｄを左シフトして最下位ビットに「０」を付加することで正弦波データｓｉｎｄａｔの分解能を変更している。即ち、データ整形演算部２６ａと繰り返しカウンタ３３’が、回転角度（検出角度θｄ）の分解能を変更し得る分解能設定手段として機能する。また、正弦波生成部２６’が、分解能設定手段が変更した分解能の回転角度に基づいて正弦波データ格納手段から正弦波データを読み出して角度検出手段に出力する正弦波データ出力手段として機能する。
【０１２３】
そして、正弦波生成部２６’から出力された正弦波データｓｉｎｄａｔ、余弦波データｃｏｓｄａｔは、第１の実施形態と同様に、乗算部２１で回転子ベクトル成分Ｘ、Ｙと乗算を行う。即ち、角度検出手段が、正弦波状の信号および正弦波データに基づいて回転角度を検出する。
【０１２４】
上述したように動作させることにより、図２１に示したように、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅに応じて２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢの分解能を変更することができる。
【０１２５】
本実施形態によれば、回転角度検出装置１において、回転角度検出部６が出力した検出角度θｄを生成する繰り返しカウンタ３３’のカウント幅を変更するように設定でき、正弦波生成部２６’にデータ整形演算部２６ａを備えている。そして、繰り返しカウンタ３３’のカウント幅は分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅによって変更でき、データ整形演算部２６ａでは、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅによって低分解能に設定された場合下位ビットに“０”を付加している。このようにすることにより、分解能切替信号ｐｒｅｃｉｓｅによる設定によって、複数種類の分解能に対応することができ、容易に変更可能な異なる分解能で検出することができる。
【０１２６】
また、データ整形演算部２６ａを備えることにより、正弦波生成部２６’の不揮発性メモリに分解能ごとのデータを記憶させる必要がなくなる。つまり、最高分解能のデータのみを記憶していればよい。
【０１２７】
なお、上述した２つの実施形態では分解能は２種類であったが３種類以上であってもよいことは言うまでもない。即ち、さらに低分解能に変更きるようにしてもよい。また、第２の実施形態では、１ビット分変更していたが２ビット分など変更するビット数は多ビットであってもよい。
【０１２８】
また、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせてもよい。例えば、２相パルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢの周期を２倍にするとともに、繰り返しカウンタ３３’のカウント幅を１ビット少なくするようにすれば、実質的に４分の１の分解能にすることができる。
【０１２９】
また、上述した実施形態では、図１、図１３、図１７等に示したようにハードウェアの構成で説明したが、ベクトル生成部４、ベクトル回転演算部５、回転角度検出部６及び２相パルス生成部７をそれぞれＣＰＵ等のコンピュータに機能させてもよい。即ち、角度検出工程と、分解能設定工程と、を含む回転角度検出方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして構成してもよい。
【０１３０】
最後に上述した２つの実施形態に示した回転角度検出装置１または１’を備えるモータ駆動装置、画像処理装置の例を示す。
【０１３１】
図２２に回転角度検出装置１を備えるモータ駆動装置５００を示す。回転角度検出装置１は上述した第１、第２の実施形態における回転角度検出装置１であり、回転子１１の回転角度の変化に応じて２相のパルスＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを出力する。なお、図２２における回転角度検出装置１は検出角度θｄを出力していないが、検出角度θｄを出力して位置制御や正弦波駆動等に利用するように構成してもよい。
【０１３２】
ＤＣブラシレスモータ１０及び回転角度検出装置１に接続したホールコンパレータ８３は、磁気センサ２ｕ、２ｖ、２ｗのそれぞれの差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−を、図２３に示す論理に従って２値化する比較器であり、２値化した信号をホール信号ＨＧ（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）として出力する。図２３中、例えば最上段のＨＧ（ＨＵ）は、ＨＵ＋がＨＵ−以上の場合ハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力し、ＨＵ＋がＨＵ−未満の場合ロー（Ｌｏｗ）レベルの信号を出力する。ＨＧ（ＨＶ）、ＨＧ（ＨＷ）のそれぞれについても同様である。
【０１３３】
駆動転流回路８５は、図２２及び図２４に示すように、電源Ｖｃｃに接続されたスイッチング素子８８とダイオード８９が並列に接続された上側アーム８６と、これと同様に構成されて、接地ＧＮＤに接続された下側アーム８７とが、３相接続されて構成されている。それぞれのスイッチング素子は、ゲート信号（ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ）により駆動され、ＤＣブラシレスモータ１０のコイル１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗにパルス幅変調された電圧を印加して、コイル１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗへ駆動電流を供給し、ＤＣブラシレスモータ１０を回転駆動する。
【０１３４】
変調部８０は、駆動電圧指令値Ｖａｍｐ＊をパルス幅変調（Pulse Wide Modulation：以下「ＰＷＭ」と呼ぶ）して、所定の論理に基づいてＰＷＭ相ゲート信号ＸＨ、ＸＬを生成する。
【０１３５】
以下では、図２５を用いて変調部８０の動作を説明する。
【０１３６】
図２５の１段目に示す搬送波Ｖｃは、所定のＰＷＭ周期の三角波であり、接地ＧＮＤから電源電圧Ｖｃｃまでの振幅を有するとする。変調部８０は、非負の値をとる振幅指令値Ｖａｍｐ＊と、搬送波Ｖｃの大小を比較して、２段目に示すＰＷＭ信号Ｘｏｎを生成する。
【０１３７】
次に、変調部８０は、図２５の３段目、４段目に示すように、ＰＷＭ信号Ｘｏｎに対してｔｄだけ遅れた信号である、上側アームのスイッチング素子８８のＰＷＭ相ゲート信号ＸＨを生成する。また、変調部８０は、ＰＷＭ信号Ｘｏｎを反転させ、かつ立ち上がり（Ｘｏｎでは立ち下がり部分）をｔｄの２倍だけ遅らせた信号である、下側アームのスイッチング素子のＰＷＭ相ゲート信号ＸＬを生成する。なお、ｔｄは、上側アームと下側アームのスイッチング素子の短絡防止を目的に設けられた短絡防止区間（デッドタイム）であり、ｔｐｗｍはＰＷＭ周期（搬送波Ｖｃの周期）の長さである。
【０１３８】
次に、転流制御部８１の構成及び動作を説明する。
【０１３９】
ＰＷＭ相ゲート信号ＸＨ、ＸＬを入力された転流制御部８１は、上記ホール信号ＨＧ（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）のＨｉｇｈ／Ｌｏｗの論理に基づいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに適切なゲート信号を選択して出力する。
【０１４０】
先ず、矩形波駆動でモータを回転駆動するためには、転流制御部８１は、図２６に示すようにホール信号ＨＧの状態に従って、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相をＰＷＭ相、ＬＯＷ相、ＨｉＺ相のいずれかの相状態に割り振る。そして、相状態毎に以下に示すゲート信号を出力する。
【０１４１】
即ち、図２７に示すように、転流制御部８１は、ＰＷＭ相の場合、上側アームのゲート信号ＹＨとしてＸＨを選択し、下側アームのゲート信号ＹＬとしてＸＬを選択する。ＬＯＷ相の場合、上側アームのゲート信号ＹＨは常にＬｏ（ロー、Ｌｏｗ）とし、下側アームのゲート信号ＹＬは常にＨｉ（ハイ、Ｈｉｇｈ）に設定する。ＨｉＺ相の場合は、上側アームのゲート信号ＹＨも下側アームのゲート信号ＹＬも、常にＬｏ（ロー、Ｌｏｗ）に設定する。なお駆動転流回路８５に含まれる各スイッチング素子は、印加されるゲート信号がＨｉの場合導通し、Ｌｏの場合遮断される。又ゲート信号ＹＨ、ＹＬは、それぞれ、Ｕ相の場合上記ゲート信号ＵＨ、ＵＬ、Ｖ相の場合上記ゲート信号ＶＨ、ＶＬ、Ｗ相の場合上記ゲート信号ＷＨ、ＷＬをそれぞれ意味する（図２２参照）。
【０１４２】
これらの選択は、前記ＰＷＭ周期の先頭において３相とも同時に更新される。回転方向を逆転する場合は、図２６においてＰＷＭ相とＬＯＷ相を入れ替えて選択すればよい。以下に駆動転流回路８５による転流動作の一例について説明を行う。
【０１４３】
例えば図２６中、最初のＰＷＭ周期の相論理はＵ相がＬＯＷ相、Ｖ相がＰＷＭ相、Ｗ相がＨｉｚ相である。この場合、図２７の関係に従い、Ｕ相では上側アーム８６のスイッチング素子８８が遮断されて下側アーム８７のスイッチング素子が導通する。又Ｖ相では図２５のＸＨ、ＸＬに従い、上側アーム８６のスイッチング素子８８が一定期間導通し、下側アーム８７のスイッチング素子は当該上側アームの一定期間の導通期間を含む一定期間遮断される。Ｗ相では上側アーム８６、下側アーム８７の双方のスイッチング素子が遮断される。その結果この場合、上記一定期間の導通期間の間、Ｖ相の上側アーム８６及びＵ相の下側アーム８７のそれぞれのスイッチング素子を介し、Ｖ相のコイル１２ＶからＵ相のコイル１２Ｕへ駆動電流が流れる。その結果、各コイル１２Ｖ、１２Ｕに流れる駆動電流と図１に示す回転子１１の永久磁石による磁界との関係で回転駆動力が生じ、回転子１１が駆動される。
【０１４４】
図２６中、次（２番目）のＰＷＭ周期の相論理は、Ｕ相がＬＯＷ相、Ｖ相がＨｉｚ相、Ｗ相がＰＷＭ相である。この場合上記同様の転流動作により、Ｗ相の上側アーム８６の一定期間の導通期間の間、当該上側アーム８６及びＵ相の下側アーム８７のそれぞれのスイッチング素子を介し、Ｗ相のコイル１２ＷからＵ相のコイル１２Ｕへ駆動電流が流れる。その結果、各コイル１２Ｗ、１２Ｕに流れる駆動電流と図２に示す回転子１１の永久磁石による磁界との関係で回転駆動力が生じ、回転子１１が駆動される。
【０１４５】
図２６中、更に次（３番目）のＰＷＭ周期の相論理は、Ｕ相がＨｉｚ相、Ｖ相がＬＯＷ相、Ｗ相がＰＷＭ相である。この場合上記同様の転流動作により、Ｗ相の上側のアーム８６の一定期間の導通期間の間、当該上側アーム８６及びＶ相の下側アーム８７のそれぞれのスイッチング素子を介し、Ｗ相のコイル１２ＷからＶ相のコイル１２Ｖへ駆動電流が流れる。その結果、各コイル１２Ｗ、１２Ｖに流れる駆動電流と図１に示す回転子１１の永久磁石による磁界との関係で回転駆動力が生じ、回転子１１が駆動される。
【０１４６】
以降、図２６中、４番目のＰＷＭ周期ではＵ相の上側アームの一定期間の導通期間の間、当該上側アーム８６及びＶ相の下側アーム８７のそれぞれのスイッチング素子を介し、Ｕ相のコイル１２ＵからＶ相のコイル１２Ｖへ駆動電流が流れる。５番目のＰＷＭ周期ではＵ相の上側アームの一定期間の導通期間の間、当該上側アーム８６及びＷ相の下側アーム８７のそれぞれのスイッチング素子を介し、Ｕ相のコイル１２ＵからＷ相のコイル１２Ｗへ駆動電流が流れる。６番目のＰＷＭ周期ではＶ相の上側アームの一定期間の導通期間の間、当該上側アーム８６及びＷ相の下側アーム８７のそれぞれのスイッチング素子を介し、Ｖ相のコイル１２ＶからＷ相のコイル１２Ｗへ駆動電流が流れる。以降、上述した、図２６に示す一連のＰＷＭ周期（６周期）のパターンが繰り返され、駆動転流回路８５の転流動作によってコイル１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗのそれぞれに適宜流される駆動電流により、回転子１１が連続して回転駆動される。即ち、ブラシレスモータ１０のコイル端子１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗに周期的に変化する駆動電圧を印加して回転駆動している。
【０１４７】
このようなモータ駆動装置５００によれば、ＤＣブラシレスモータ１０を駆動するモータ駆動装置５００において、角度検出装置２０を有することで、光学エンコーダ等の別個のセンサの追加が不要で、精度よく角度検出をすることができる。
【０１４８】
また、ＤＣブラシレスモータ１０の転流駆動のために必ず備えられているホール素子１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗの出力信号を以下に述べる用途に利用することができる。即ち、ホールコンパレータ８３、転流制御部８１、駆動転流回路８５及び変調部８０による転流タイミングの検出に利用するだけではなく、回転角度検出装置１による回転角度の検出にも利用する。その結果、光学エンコーダ等の別個のセンサの追加が不要となり、転流タイミングの検出のための構成とは別に角度検出のための構成を備えるモータ駆動装置５００を安価に構成することができる。ここで「転流タイミングの検出のための構成」とは、例えば図２２の場合、上記ホールコンパレータ８３、転流制御部８１、駆動転流回路８５及び変調部８０を含む構成であり、「角度検出のための構成」とは例えば上記回転角度検出装置１を含む構成である。
【０１４９】
次に、モータ駆動装置５００、即ち回転角度検出装置１を備える画像処理装置の一例を示す断面構成図である。図２８に示す画像処理装置１０００は、いわゆるタンデム型のフルカラー装置であり、画像読み取り部を備えて複写装置として構成されたものである。本例の複写装置は、給紙テーブル１２００の上に装置本体１１００を搭載し、装置本体１１００の最上部にはスキャナ１３００が配置され、さらにその上に自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１４００を設けてある。
【０１５０】
スキャナ１３００の内部には、照明用光源とミラーから構成された第一走行体１３１０と、ミラーを含む第二走行体１３２０とがコンタクトガラス１３３０に平行に移動可能に設けられている。第二走行体１３２０は、第一走行体１３１０の１／２の速度で移動する公知の光学系を採用しており、これらの第一走行体１３１０、第二走行体１３２０が移動しながらコンタクトガラス１３３０上に停止された原稿画像を走査する。光源で照明された原稿からの反射光は、集光レンズ１３４０で結像され、ＣＣＤ等の固体撮像素子１３５０に取り込まれる。そのデータは装置本体１１００の画像処理部（図示を省略）にて処理される。
【０１５１】
装置本体１１００のほぼ中央には、中間転写ベルト１０１０が配設されている。この中間転写ベルト１０１０の上辺に沿って４つの作像ユニット１０２０が並べて配置されている。各作像ユニット１０２０においては、感光体ドラム１０３０の周囲に電子写真プロセスに必要な各機器が配置されている。
【０１５２】
中間転写ベルト１０１０は、複数の支持ローラに張架されて図中時計回りに回転可能に設けられている。中間転写ベルト１０１０の内側で、各作像ユニットの感光体ドラム１０３０に対向する位置には、一次転写手段である転写ローラが配置されている。
【０１５３】
上記各作像ユニット１０２０の上方には露光装置１０４０が配設されている。露光装置１０４０からの書き込み光は、各作像ユニット１０２０の感光体ドラム１０３０にそれぞれ照射される。
【０１５４】
中間転写ベルト１０１０の下方には転写搬送ベルト１０５０が配置されている。転写搬送ベルト１０５０を支持する一方のローラが二次転写ローラとして機能し、中間転写ベルト１０１０上の画像を記録媒体（転写紙等）に二次転写する。
【０１５５】
転写搬送ベルト１０５０の左方には定着装置１０６０が設けられている。定着装置１０６０の左方の装置側面には排紙トレイ１０７０が設けられている。また、装置本体１１００の最下部には、シート反転部１０８０が設けられている。そして、給紙テーブル１２００には、２段の給紙カセット１２１０、１２２０が備えられている。
【０１５６】
さて、図２８に示したフルカラー複写装置を用いてコピーをとるときは、ユーザはＡＤＦ１４００の原稿テーブル又はスキャナのコンタクトガラス１３３０上に原稿をセットする。そして、図示しない操作パネル上に設けられたスタートスイッチを押すと、スキャナ１３００が駆動され、光源からの反射光をミラーで反射することにより集光レンズ１３４０を通して読取りセンサ（固体撮像素子１３５０）に入射させて原稿情報を読み取る。
【０１５７】
また、同じく操作パネル上に設けられたスタートスイッチを押すと、図示しない駆動モータで中間転写ベルト１０１０が回転駆動される。同時に、個々の作像ユニット１０２０において感光体ドラム１０３０が回転され、各感光体ドラム１０３０上にそれぞれ、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの単色画像が形成される。そして、それらの単色画像が中間転写ベルト１０１０上に順次転写されて合成カラー画像が形成される。
【０１５８】
ここで上記中間転写ベルト１０１０を回転駆動する図示しない駆動モータとして、図２２と共に上述したモータ駆動装置５００によって駆動されるＤＣブラシレスモータ１０を適用することができる。そして当該駆動モータとしてのＤＣブラシレスモータ１０を駆動するモータ駆動装置として、モータ駆動装置５００を適用することができる。その場合、図２８においては図示が省略されているが、モータ駆動装置５００が画像処理装置１０００に含まれる。
【０１５９】
また、スタートスイッチが押されると、給紙テーブル１２００から用紙が繰り出され、レジストローラ１２６０に突き当てられて一時停止される。
【０１６０】
そして、中間転写ベルト１０１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ１２６０が回転され、中間転写ベルト１０１０と転写搬送ベルト１０５０との間に用紙が送り込まれ、二次転写部で画像が転写されて用紙上にカラー画像が記録される。画像転写後の用紙は定着装置１０６０に送られ、トナー像が定着されて排紙トレイ１０７０に排出される。
【０１６１】
このような画像処理装置１０００によれば、画像処理装置１０００の中間転写ベルト１０１０等を回転駆動する駆動モータとしてＤＣブラシレスモータ１０を適用し、その駆動装置としてモータ駆動装置５００を用いている。そのため、光学エンコーダ等の別個のセンサの追加が不要で、精度よく角度検出をすることができる。したがって、画像処理装置１０００の駆動モータの駆動を精度よく行うことができる。
【０１６２】
なお、上述した各実施形態に記載したモータはアウタ・ロータ型に限らず、インナ・ロータ型も可能である。コイルの結線パターンもＹ字結線（スター結線）に限らずデルタ結線も可能である。モータ回転子の極数も８極に限らない。また、ホール素子の配置も１２０°の位相差を有するに限らない。
【０１６３】
また、本発明のモータ駆動装置は家電製品、ＯＡ機器等に好適に適用可能であるが、ＯＡ機器としては上述した画像形成装置の他にも画像読取装置等に適用することができる。
【０１６４】
また、画像処理装置においては、作像部の構成等は任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像処理装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【０１６５】
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の回転角度検出装置や画像処理装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１６６】
１                 回転角度検出装置
２                 センサ部
２ｕ、２ｖ         磁気センサ（複数のセンサ）
４                 ベクトル生成部（角度検出手段）
５                 ベクトル回転演算部（角度検出手段）
６                 回転角度検出部（角度検出手段）
７                 ２相パルス生成部（分解能設定手段、出力手段）
８                 分解能設定部（分解能設定手段）
１０               ＤＣブラシレスモータ
１１               回転子（回転体）
２６’             正弦波生成部（正弦波データ格納手段、正弦波データ出力手段）
２６ａ             データ整形演算部（分解能設定手段）
３３’             繰り返しカウンタ（分解能設定手段）
ｐｒｅｃｉｓｅ     制御信号
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６７】
【特許文献１】特開２００４−１９１１０１号公報
【図１】
2015105844.tif 000008
【図２】
2015105844.tif 000009
【図３】
2015105844.tif 000010
【図４】
2015105844.tif 000011
【図５】
2015105844.tif 000012
【図６】
2015105844.tif 000013
【図７】
2015105844.tif 000014
【図８】
2015105844.tif 000015
【図９】
2015105844.tif 000016
【図１０】
2015105844.tif 000017
【図１１】
2015105844.tif 000018
【図１２】
2015105844.tif 000019
【図１３】
2015105844.tif 000020
【図１４】
2015105844.tif 000021
【図１５】
2015105844.tif 000022
【図１６】
2015105844.tif 000023
【図１７】
2015105844.tif 000024
【図１８】
2015105844.tif 000025
【図１９】
2015105844.tif 000026
【図２０】
2015105844.tif 000027
【図２１】
2015105844.tif 000028
【図２２】
2015105844.tif 000029
【図２３】
2015105844.tif 000030
【図２４】
2015105844.tif 000031
【図２５】
2015105844.tif 000032
【図２６】
2015105844.tif 000033
【図２７】
2015105844.tif 000034
【図２８】
2015105844.tif 000035