(57)【要約】【課題】容易かつ高精度に回転速度や回転数を検出することができる回転数検出装置を得る。【解決手段】モータ１２が回転されると、連結されたエンコーダ１４から回転角度に応じた検出信号が出力され、これを回転数検出センサ１６で検出し、パルス周期計算部３２でパルス周期を求め、デューティ値計算部３６でパルス毎の周期を求める。また、エンコーダ１４には回転基準位置を検出する基準位置検出センサ１８が内蔵されており、その基準位置を基準として各パルスのデューティ値をメモリ３４に記憶する。偏芯方向＆偏芯量検出部２８ではデューティ値の最大値及び平均値から偏芯方向と偏芯量を求め、パルス周期補正部３０においてパルス周期を補正して、モータ１２を安定回転させるように、フィードバックする。【選択図】      図２
2004219362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた中心位置から半径方向の所定範囲内に放射状に複数配置されたスリット及び予め定めた基準位置に設けられた基準スリットを有する回転体と、前記回転体と相対的に移動可能に設けられかつ前記スリット及び前記基準スリットへ光を照射して前記スリット及び前記基準スリットを介した前記照射光の光量変動を検出して検出した前記スリットの検出信号及び前記基準スリットの基準信号を出力する検出手段と、を有する回転センサと、
前記基準信号及び前記検出信号から前記スリットの各々に対応する検出信号のデューティを求めるデューティ演算手段と、
前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの最大値及び最小値から、前記中心位置から前記回転体の回転軸までの偏芯量及び偏芯方向を求める偏芯演算手段と、
前記スリットの各々に対応する検出信号を、偏芯量及び偏芯方向が相殺されるように補正する補正手段と、
を備えた回転数検出装置。
【請求項２】
前記偏芯演算手段は、前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの変動量から偏芯量を求める偏芯量演算手段と、前記最大値または最小値に対応するスリットの位置から偏芯方向を求める偏芯方向演算手段とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の回転数検出装置。
【請求項３】
前記偏芯演算手段は、前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの各演算値から１回転のデューティ変動周期を求めて該デューティ変動周期の最大値を前記デューティの最大値とすることを特徴とする請求項２に記載の回転数検出装置。
【請求項４】
前記スリットの各々は、前記中心位置を通過する直線上に縁部が形成された扇型形状から前記縁部を半径方向の中心位置側が接近するように傾けた扇型形状に形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の回転数検出装置。
【請求項５】
前記スリットは、光の透過量が異なる第１透過部位と第２透過部位が隣接して繰り返し配置された明暗パターンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転数検出装置。
【請求項６】
前記明暗パターンは、光の反射量が異なる第１反射部位と第２反射部位が隣接して繰り返し配置されたことを特徴とする請求項３に記載の回転数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転数検出装置に係り、特に、画像処理装置の感光ドラムなどの回転駆動部の回転数を検出する回転数検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置では、カラープリントなどを鮮明かつ迅速に得ることを可能とするために、高速化及び高画質化が図られている。例えば４色（黒、黄、青、赤）の感光ドラムを備え、各感光ドラムを回転させつつ単色の画像を形成して各単色画像を合成（転写）することで、多色画像が形成されたカラープリントを得る画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置では、４色の各感光ドラムを回転するために、ギアやベルトなどで１つのモータに４つの感光ドラムを連結し、同時回転可能にしていた。ところが、ベルトのたわみやギアのバックラッシ及び機差などで、４色の各感光ドラムの回転を高精度にすることは困難であった。例えば、４色の各感光ドラムの回転精度は、回転むらとして捉えると、０．１％以下の精度が要求されることが多く、この精度で４色の各感光ドラムを回転させるためには、複雑な機構や制御技術が必要であった。
【０００４】
そこで、４色の各感光ドラムを独立して回転させて各感光ドラムを０．１％以下の精度となるように回転駆動制御していた。この回転駆動制御では、モータ自身の回転を正確に検出する必要がある。この検出にはロータリーエンコーダで代表される回転センサが知られており、スリットが同心円上に設けられた回転円盤とフォトインタラプタから構成されている。この回転センサは、回転円盤がモータの回転軸に取り付けられ、モータケースなど非回転部分にフォトインタラプタが取り付けられることで、モータの回転に応じてスリットがフォトインタラプタを横切り、パルス信号を出力する。
【０００５】
しかしながら、回転円盤とモータ回転軸との取り付けが同軸上でなく偏芯している場合、回転円盤上におけるフォトインタラプタの検出位置が中心から偏芯した位置を中心とした円になるので、その検出位置はスリットの半径方向で異なる位置となる。従って、回転円盤の１回転の周期では留守信号のパルス幅が変動することになる。この変動したパルス信号によりモータを回転制御しようとすると、モータに回転むらが生じることになる。
【０００６】
この問題を解決するために、複数のセンサを配置することで回転むらを相殺する回転制御装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、回転円盤上の対向する位置の各々にセンサを配置し、各々のセンサから出力される位相がずれた信号を用いて、偏芯した回転円盤による回転むらを相殺している。
【０００７】
また、回転むらを排除するために、回転むら専用のセンサを配置する技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。この技術では、回転体の偏芯量を回転体の回転位置に対応して検出し、その偏芯量及び回転位置から回転速度を一定となるべく調整している。さらに、回転角度を検出してその偏芯成分の補正値でモータ回転数を制御する制御装置が知られている（例えば、特許文献３を参照）。この技術では、回転角度の検出値の偏芯成分の補正値を予め記憶しておき、回転角度に対応する補正値でモータ回転数を制御している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２１５５９３号公報  （第１０−１１頁、図１３）
【特許文献２】
特開平１１−１６４５７８号公報  （第４−５頁、図２）
【特許文献３】
特開平１０−３３７０７１号公報  （第３−４頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏芯検出のためにフォトインタラプタを追加すると、配線数の増加や製造工程の複雑化になると共に、信号入力数の増加によってコスト高になる。また、回転角度の検出値の偏芯成分の補正値を予め記憶する場合、回転角度の検出値を高精度で検出しなければならず、結果的には高精度のセンサが要求される。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して、容易かつ高精度に回転速度や回転数を検出することができる回転数検出装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の回転数検出装置は、予め定めた中心位置から半径方向の所定範囲内に放射状に複数配置されたスリット及び予め定めた基準位置に設けられた基準スリットを有する回転体と、前記回転体と相対的に移動可能に設けられかつ前記スリット及び前記基準スリットへ光を照射して前記スリット及び前記基準スリットを介した前記照射光の光量変動を検出して検出した前記スリットの検出信号及び前記基準スリットの基準信号を出力する検出手段と、を有する回転センサと、前記基準信号及び前記検出信号から前記スリットの各々に対応する検出信号のデューティを求めるデューティ演算手段と、前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの最大値及び最小値から前記中心位置から前記回転体の回転軸までの偏芯量及び偏芯方向を求める偏芯演算手段と、前記スリットの各々に対応する検出信号を、偏芯量及び偏芯方向が相殺されるように補正する補正手段と、を備えている。
【００１２】
回転センサは、回転体と検出手段とが相対的に回転されることにより、検出信号及び基準信号を出力する。すなわち、回転センサの回転体は、中心位置から半径方向の所定範囲内に放射状に複数配置されたスリットと、基準位置に基準スリットとを有している。この回転体と相対的に移動可能に設けられた検出手段は、スリット及び基準スリットへの照射光の光量変動を検出して検出して、スリットの検出信号と基準スリットの基準信号を出力する。
【００１３】
デューティ演算手段は、基準信号による基準スリットを基準とした位置に対応するスリットの各々に対応する検出信号のデューティを求める。このデューティは、回転体の回転中心と前記中心位置とが離間（偏芯）した場合に変動する。すなわち、スリットは放射状に形成されているので、偏芯されたときの回転角度に応じてデューティが変動し、回転中心と中心位置を結ぶ直線上に位置するスリットで、デューティが最大または最小になる。また、基準スリットと最大または最小のデューティであるスリットとの位置関係から偏芯方向を特定できる。
【００１４】
そこで、偏芯演算手段は、回転センサの回転体が１回転したときのデューティの最大値及び最小値から中心位置から回転体の回転軸までの偏芯量及び偏芯方向を求める。求めた偏芯量及び偏芯方向が相殺されるように、補正手段は、スリットの各々に対応する検出信号を補正する。この補正では、偏芯量及び偏芯方向により変動するデューティを、回転体の回転中心と前記中心位置とが一致したときに得られるべきデューティに補正する。すなわち、偏芯量及び偏芯方向が定まれば、そのスリットに対応する検出信号の本来の検出信号を得ることができるので、この検出信号のデューティに変更する。
【００１５】
従って、回転センサが、回転体の回転中心とスリットの中心位置とが離間して偏芯した場合であっても、正規の位置すなわち回転体の回転中心とスリットの中心位置とが一致したときに出力されるべき検出信号を得ることができる。
【００１６】
前記偏芯演算手段は、前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの変動量から偏芯量を求める偏芯量演算手段と、前記最大値または最小値に対応するスリットの位置から偏芯方向を求める偏芯方向演算手段とから構成したことを特徴とする。
【００１７】
偏芯量は、回転センサの回転体が１回転したときデューティの変動量に対応する。この偏芯量に対応する変動量は、デューティの最大値と最小値の差分値の半値、デューティの平均値から最大値または最小値までの差分値が対応される。すなわち、デューティの最大値と最小値の中間、または平均が中心に対応する。これらの値を偏芯量演算手段で求め、最大値または最小値に対応するスリットの位置から偏芯方向として偏芯方向演算手段で求めれば、偏芯量及び偏芯方向を容易に求めることができる。
【００１８】
前記偏芯演算手段は、前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの各演算値から１回転のデューティ変動周期を求めて該デューティ変動周期の最大値を前記デューティの最大値とすることを特徴とする。
【００１９】
回転センサは、回転体の１回転毎にほぼ同一の検出信号を出力する。そこで、前記回転センサの回転体が１回転したときの前記デューティの各演算値から１回転のデューティ変動周期を求めて、デューティ変動周期の最大値をデューティの最大値とする。このデューティ変動周期を求めるのには、デューティの各演算値と、相関関係が高い正弦波の周期を求め、求めた周期の正弦波の最大値を、デューティの最大値とすることができる。これによって、高精度の偏芯量及び偏芯方向を容易に求めることができる。
【００２０】
前記スリットの各々は、前記中心位置を通過する直線上に縁部が形成された扇型形状から前記縁部を半径方向の中心位置側が接近するように傾けた扇型形状に形成したことを特徴とする。
【００２１】
スリットは、中心位置を通過する直線上に縁部が形成された扇型形状に形成されることで、中心位置を回転軸として回転体が回転されたとき、照射光の位置が中心位置からの距離に影響されることがない安定的なデューティの検出信号が得られる。ところが、偏芯した場合には、その偏芯量に対するデューティの変動量が小さい。そこで、スリットの各々を、中心位置を通過する直線上に縁部が形成された扇型形状から縁部を半径方向の中心位置側が接近するように傾けた扇型形状に形成することで、偏芯量に対するデューティの変動量が顕著に現れることとなり、高精度で偏芯量を求めることができる。
【００２２】
前記スリットは、光の透過量が異なる第１透過部位と第２透過部位が隣接して繰り返し配置された明暗パターンであることを特徴とする。
【００２３】
スリットは、光量変動が得られるものであればよく、開口に限定されない。すなわち、ガラス材などの透明媒体に所定透過光量のスリット領域を設けた明暗パターンを用いてもよい。また、光学板などの所定の透過光量の媒体にその所定光量と異なる透過光量のスリット領域を設けた明暗パターンを用いてもよい。さらに、透明媒体や所定透過光量の媒体に、これらと異なる第１透過光量の第１透過部位と第２透過光量の第２透過部位が隣接して繰り返し配置された明暗パターンを用いてもよい。
【００２４】
前記明暗パターンは、光の反射量が異なる第１反射部位と第２反射部位が隣接して繰り返し配置されたことを特徴とする請求項３に記載の回転数検出装置。
【００２５】
また、スリットは、光を透過するものに限定されない。すなわち、ガラス材などの透明媒体に所定反射光量のスリット領域を設けた明暗パターンを用いてもよい。また、光学板などの所定の反射光量の媒体にその反射光量と異なる反射光量のスリット領域を設けた明暗パターンを用いてもよい。さらに、透明媒体や所定反射光量の媒体に、これらと異なる第１反射光量の第１反射部位と第２反射光量の第２反射部位が隣接して繰り返し配置された明暗パターンを用いてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は、４色の感光ドラムを備えて各感光ドラムを独立して回転させることでカラー画像を形成するカラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置の駆動装置に本発明を適用したものである。
【００２７】
〔第１実施の形態〕
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、赤、青、黄、黒に対応した４つの感光ドラム４０、４２、４４、４６を備えている。各感光ドラム４０、４２、４４、４６は、軸心廻りに回転することで、それぞれ形成された各色に対応したトナー像を転写体に転写するようになっている。
【００２８】
各感光ドラム４０、４２、４４、４６には、それぞれモータ１２が接続されている。具体的には、モータ１２の出力軸５０が各感光ドラム４０、４２、４４、４６の回転軸に直結されている。
【００２９】
各モータ１２は、それぞれステータハウジング５２が画像処理装置の筐体５４に固定されており、通電により出力軸５０が所定方向に回転されて各感光ドラム４０、４２、４４、４６を回転駆動する構成である。このモータ１２を小型で高トルクに構成することで、モータ１２を感光ドラム４０等に直結すると、ギヤやベルト等を介して感光ドラム７０等を回転駆動する必要がないため、感光ドラム等の回転むらが抑止され、画質が向上する。すなわち、画像処理装置の高精度化が図られる。
【００３０】
各感光ドラムに直結されたモータ１２にはエンコーダ１４が連結されており、これらのモータ１２及びエンコーダ１４の各々は、駆動装置１０に接続されている。
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置１０は、図示を省略したＣＰＵ等を有するコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵからのモータ１２の目標回転数の指示値を入力するための入力部３８を備えている。入力部３８は、補正値合成部２２を介して回転数制御部２４に接続されている。回転数制御部２４は、モータ１２へ電力を供給するためのモータ駆動回路２６を介してモータ１２に接続されている。
【００３２】
回転数制御部２４は、後述するパルス周期補正部３０からの補正値と入力部３８からの指示値を合成して回転すべき回転数値を出力するものであり、回転数制御部２４は入力された回転数に対する駆動値を出力するものである。この回転数制御部２４からの出力によりモータ駆動回路２６は、モータ１２へ電力を供給する。
【００３３】
モータ１２にはエンコーダ１４が連結されており、モータ１２の回転数に応じた出力信号がエンコーダ１４から出力される。エンコーダ１４は回転数検出センサ１６及び基準位置検出センサ１８を備えている。回転数検出センサ１６はパルス周期計算部３２を介してパルス周期補正部３０に接続されると共に、デューティ値計算部３６を介して１周期のデューティ値を記憶したメモリ３４に接続されている。基準位置検出センサ１８は、モータ駆動回路２６に接続されると共に、メモリ３４にも接続されている。このメモリ３４の出力側は、偏芯方向＆偏芯量検出部２８を介してパルス周期補正部３０に接続されている。
【００３４】
上記エンコーダ１４は、本発明の回転センサに相当し、デューティ値計算部３６は本発明のデューティ演算手段に相当する。また、偏芯方向＆偏芯量検出部２８は本発明の偏芯演算手段に相当し、パルス周期補正部３０は本発明の補正手段に相当する。
【００３５】
図３に示すように、エンコーダ１４は、スリット円板６０を備えており、スリット円板６０は、その中心部から放射状に外方へ延出された複数のスリット６２と、予め定めたスリット円板６０の回転基準位置に基準スリット６４とを備えている。スリット円板６０の中心部付近には、モータ１２の出力軸５０に連結するための回転出力軸６６が取り付けられている。このように、スリット円板６０は、回転出力軸６６に軸支されており、回転出力軸６６の回転によりスリット円板６０が回転される。
【００３６】
すなわち、複数のスリット６２が、周方向に沿って等間隔に設けられている。各スリット６２は、各々スリット円板６０の中心付近を基端及び外周付近を終端とした扇形状に構成されている。各スリット６２は、スリット円板６０のスリット６２以外の領域と、反射率または透過率に差異が設けられており、スリット円板６０が回転することにより、スリット６２が通過した位置の透過光量または反射光量が変動するように構成された明暗パターンとなるように形成されている。
【００３７】
本実施の形態では、スリット円板６０の一方側でスリット６２に対応する位置にフォトインタラプタ等の回転数検出センサ１６を設けて、この回転数検出センサ１６がスリット６２を通過するときの光量変動を検出して検出信号を出力する。また、スリット円板６０の一方側で基準スリット６４に対応する位置にフォトインタラプタ等の基準位置検出センサ１８を設けて、基準位置検出センサ１８が基準スリット６４を通過するときの光量変動を検出して基準信号を出力する。
【００３８】
ここで、スリット６２が回転出力軸６６に対して偏芯した場合における、スリット円板６０と回転数検出センサ１６との関係を説明する。
【００３９】
スリット６２が回転出力軸６６に対して偏芯して取り付けられると、回転数検出センサ１６を基準としたスリット６２の挙動は楕円軌道となる。このとき、回転数検出センサ１６が出力するパルス信号である検出信号は、１回転で１周期の変動が生じる。このときに、モータ１２の回転数を指示値に制御しようとすると、すなわち回転数検出センサ１６の検出信号（パルス信号）を常時同一周期に制御しようとすると、１回転で１周期の回転むらが生じることになる。
【００４０】
図４に示すように、スリット円板６０の中心位置と回転数検出センサ１６がスリット６２を通過する位置との距離は、スリット円板６０の回転角度に応じて変動する。この場合、回転数検出センサ１６において検出されるスリット６２の通過速度が変動することに相当する。
【００４１】
図５に示すように、スリット円板６０の中心位置と回転中心位置とが、０．１％偏芯した場合を想定する。この場合、スリット６２の移動距離は０．１％増減する。
【００４２】
すなわち、回転角度をθ、スリット円板６０の中心位置から回転数検出センサ１６がスリット６２を通過する位置とまでの距離をＬ，回転角度θによる正規のスリット６２の移動距離をＡとすると、ｔａｎθ＝Ａ／Ｌ、が成立するため、距離Ｌが０．１％増加すると回転速度が０．１％速くなる。一方、距離Ｌが０．１％減少すると回転速度が０．１％遅くなる。従って、スリット円板６０の中心位置と回転中心位置とが、０．１％偏芯すると、１回転の速度変動が±０．１％変動する。この変動は、回転むらとなる、画質精度の悪化を招くことになる。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、スリット円板６０の偏芯量及び偏芯方向を検出し、その検出値から回転速度を補正するものである。このスリット円板６０の偏芯量及び偏芯方向を高精度に検出する検出原理、及び補正原理を説明する。
【００４４】
図６に示すように、通常、スリット円板６０におけるスリット６２の形状は、回転中心Ｏｃ（基点Ｏｓ）からの放射状の延長線上を縁とした扇型の形状に形成する。扇の基点Ｏｓと回転中心Ｏｃとが一致している。これにより、スリット円板６０の回転による回転数検出センサ１６からの出力である検出信号は、スリット６２の何れの位置を通過するように取り付けても、すなわち位置Ａ及び位置Ｂで同一の周期（Ｔａ＝Ｔｂ）のパルス信号になる。ところが、上述のように偏芯した場合には、パルス信号の周期が変動する。
【００４５】
図７に示すように、扇の基点Ｏｓと回転中心Ｏｃとが離間した場合、位置Ａにおけるパルス信号の周期Ｔａに対して、位置Ｂにおけるパルス信号の周期Ｔｂは、小さくなる（Ｔａ＞Ｔｃ）。従って、周期が変動することになる。
【００４６】
そこで、まず、図８に示すように、本実施の形態のスリット円板６０におけるスリット６２の形状は、偏芯量を高精度で検出するために、図７に示す形状に対して（図８では点線で示した）、基点Ｏｓからの放射状の延長線上から傾斜した扇型の形状（図８では実線で示した）に形成する。
【００４７】
なお、上記の傾斜該当縁は、スリット６２の何れか一方の縁または双方の縁でもよい。また、傾斜量は、回転数検出センサ１６が読み取り可能な最小幅までに形成すればよい。
【００４８】
一例として、回転中心Ｏｃからの距離に対して０．１％に相当するスリット６２の半径方向の長さについて、この間にデューティが１％の差が生じるように傾斜を付与するものとする。これにより、スリット円板６０が回転中心Ｏｃに対して０．１％の偏芯があるとき、パルス周期の変動は、±０．１％であっても、デューティ変動が±１％に拡大されて検出することができる。
【００４９】
そして、デューティの変動は、スリット６２と回転数検出センサ１６との位置関係にのみ関係し、回転数の変動には関係しない。これは、回転変動が生じても、パルス周期は変動するが、デューティが変動しないからである。これにより、回転ムラの影響を受けずに高精度の検出が可能となる。
【００５０】
より具体的には、図１０（Ａ）に示すように、半径２５ｍｍのスリット円板６０に１０００個のスリット６２を設けた場合、半径２０ｍｍから半径２５ｍｍまでの間にスリット６２を設ける。この場合、スリット６２
内周側の長さＡは０．０６２８ｍｍ｛＝ｔａｎ（３６０度／２０００）・２０｝であり、外周側の長さＢは０．０７８５ｍｍ｛＝ｔａｎ（３６０度／２０００）・２５｝である。
【００５１】
スリット円板６０の半径に対して０．１％の偏芯が生じているとき、回転数検出センサ１６の検出位置（スリット６２の通過位置）は、図１０（Ｂ）に示すように、位置Ｃであったものから位置Ｄへ移動する。このため、スリット６２を通過するスリット幅は、０．０００１ｍｍ減少する。スリット間の幅が０．１４１４ｍｍであることから約０．１％幅が狭くなる。このことは、図１０（Ｂ）に細線で示した。
【００５２】
そこで、スリット６２の１辺Ａの長さを０．０６２８ｍｍから０．０３１４ｍｍに短く形成した扇型を強くすると、０．１％の偏芯に対してスリット幅は０．０００３ｍｍ減少する。このことは、図１０（Ｂ）に実線で示した。このとき、スリット６２の幅は約０．３％狭くなることに相当する。このように、扇型の辺の傾斜を２倍にすると、デューティの変動率が３倍になり、偏芯量の検出感度が３倍になることになる。
【００５３】
次に、デューティ変動から偏芯量及び偏芯方向を求める計算について説明する。
【００５４】
まず、予めモータ１２の１回転について、基準スリット６４を読み取ると共に、各スリット６２のデューティ値を読み取り、基準スリット６４を基準としたスリット６２の順序で、各スリット６２のデューティ値を記憶する。これにより、スリット円板６０の回転角と、その位置のスリット６２のデューティ値を得ることができる。
【００５５】
次に、記憶したデューティ値の最大値とその位置、全スリット６２のデューティの平均値を求める。例えば、スリット円板６０に１０００個のスリット６２が設けられた場合、１スリット６２の回転角度は、０．３６度（＝３６０度／１０００）である。従って、デューティ値の最大値を記憶したメモリの位置が５０番目であるときは、回転角度が１８度（＝０．３６・５０）である。
【００５６】
ここで、デューティ値が最大である回転角度では、回転中心Ｏｃと基点Ｏｓとか最も離間しているので、デューティの最大値が平均値に対して１％の差があるとき、ずれ量すなわち偏芯量は０．１％である。これを一般化すると次の（１）式で表すことができる。
【００５７】
Ｚ＝Ｄｔ／Ｊ  ・・・（１）
ただし、偏芯量（％）をＺ、デューティ値の最大値と平均値との差（％）をＤｔ、スリット６２の傾斜量による検出倍率をＪと表記している。
【００５８】
図９に示すように、記憶したデューティ値の分布は、正弦波形となる。ここで、デューティ値の最大値を記憶したメモリの位置が５０番目であり、このスリット６２から得られるパルス周期を補正するのには、検出したデューティ値に偏芯量の比率を与えればよい。従って、補正パルス周期は、次の（２）式で求めることができる。
【００５９】
Ｔｓ＝Ｔｘ・（１−０．０００１）  ・・・（２）
ただし、Ｔｓは補正パルス周期、Ｔｘは検出パルス周期である。
【００６０】
任意の回転角度における補正パルス周期を求めるのには、余弦成分を考慮すればよいため、次の（３）式で表すことができる。
【００６１】
Ｔｓ＝Ｔｘ・｛１−０．０００１・ｃｏｓ（ｎ・０．３６−１８）｝…（３）
ただし、ｎはスリット６２の位置（記憶位置）を表す値である。
【００６２】
以上のことにより、補正パルス周期を一般化すると、次の（４）式で表すことができる。
【００６３】
Ｔｓ＝Ｔｘ・｛１−ｗ・ｃｏｓ（ｎ・Ｃｐ−Ｄｍ・Ｃｐ）｝  …（４）
ただし、ｗはずれ量（Ｚ／１００）、Ｄｍは最大デューティの位置を表す序列値、Ｃｐは１スリット６２による回転角度（３６０度／総スリット数）である。
【００６４】
なお、上記（３）式や（４）式における演算を予め実行し、テーブルとしてメモリに記憶することで、そのテーブルを参照することにより、補正パルス周期を容易に導出することができる。
【００６５】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００６６】
まず、駆動装置１０では、モータ１２を予め定めた回転数による一定回転させるための指示値によって、モータ１２を自立回転させる。これは、電源投入直後など、画像形成装置において印刷処理を実施していない時期にモータ１２を回転させることに相当する。この回転動作時に図１１及び図１２に示す処理が実行される。
【００６７】
まず、図１１のステップ１０２では基準スリット６４が検出されるまで否定判断を繰り返し、肯定されると、ステップ１０４において回転数検出センサ１６からの検出信号であるパルス信号を検出する。次のステップ１０６では、検出したパルス信号のデューティ値を算出し、次のステップ１０８において、メモリ３４に格納する。スリット円板６０上の全スリット６２（１回転分のスリット６２）について終了すると（ステップ１１０で肯定判断）、ステップ１１２においてデューティ値の最大値を求め、次のステップ１１４において記憶済みの全デューティ値の平均値を求める。
【００６８】
次のステップ１１６では、求めたデューティ値の最大値と平均値とから図１２に示す処理に従って、補正パルス周期を求めたのちに本ルーチンを終了する。
【００６９】
図１２のステップ１２２では、上記説明したように、デューティの最大値及び平均値からズレ量である偏芯量を求め、次のステップ１２４において、カウンタ変数ｎをリセット（ｎ＝０）する。次のステップ１２６では、カウンタ変数ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し、次のステップ１２８においてｎ番目のスリット６２についての検出パルス周期Ｔｘを求める。この検出パルス周期Ｔｘは、デューティ値を読み取って、そのデューティ値から求めることができる。
【００７０】
次のステップ１３０では、上述の（３）式、または（４）式を用いて補正パルス周期を求める。次のステップ１３２では、記憶したデューティ値の全てについて上記処理が終了したか否かを判断し、否定されるとステップ１２６へ戻り、肯定されると本ルーチンを終了する。すなわち、ステップ１３２の判断は、カウンタ変数ｎの値が全スリット数を越えたか否かを基準に採用することができる。
【００７１】
なお、上記ステップ１３０の演算結果をメモリに記憶して、実回転時に読み出すようにしてもよい。また、実回転時に上記ステップ１２８及びステップ１３０を実行するようにしてもよい。
【００７２】
従って、上記ステップ１０２における基準スリット６４の検出が基準位置検出センサ１８の作動に相当し、ステップ１０４のパルス検出が回転数検出センサ１６の作動に相当する。また、ステップ１０６の処理は、デューティ値計算部３６の作動に相当し、ステップ１０８の処理は、メモリ３４にデューティ値を記憶することに相当する。ステップ１１２、１１４、１２２の処理は、偏芯方向＆偏芯量検出部２８の作動に相当する。さらに、ステップ１２８の処理は、パルス周期計算部３２の作動に相当し、ステップ１３０の処理はパルス周期補正部３０の処理に相当する。
【００７３】
このように、本実施の形態では、スリット６２のデューティから偏芯量及びデューティの最大値から偏芯方向を検出する。そして、検出した偏芯量及び偏芯方向から回転速度の検出値を補正するので、回転ムラを抑制してモータ１２を回転させることができる。
【００７４】
また、スリット円板６０に形成するスリット６２の形状を２辺による角度を鋭角に形成することで、偏芯量を増幅して検出することができ、より高精度に偏芯量を検出することができる。
【００７５】
なお、回転数検出センサ１６や基準位置検出センサ１８に採用するフォトインタラプタの読み取り誤差やスリットの印刷誤差（形成誤差）によって検出するデューティ値に変動が生じる場合がある。この場合には、最大値を誤って求めることにつながる。そこで、最大値を検出する以前に１０パルス程度の移動平均などのフィルタリング処理を行うことで、上記誤差に起因する精度低下を抑制することができる。
【００７６】
また、上記実施の形態では、１回転分のデューティ値を記憶した場合を説明したが、２回転以上すなわち複数回転のデューティ値を各スリット毎に平均した平均値を記憶するようにしてもよい。
【００７７】
〔第２実施の形態〕
上記実施の形態ではデューティ値の大小を比較することで、デューティの最大値を検出する場合を説明したが、最大値の読み取り誤差は、動作不良（回転ムラ等）に至る。そこで、本実施の形態では、回転数検出センサ１６や基準位置検出センサ１８に採用するフォトインタラプタの読み取り誤差やスリットの印刷誤差（形成誤差）によって検出するデューティ値に変動が生じる場合であっても、正確に最大値を検出するものである。
【００７８】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と同様の構成であるため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７９】
図１３に示すように、スリット６２の形状等にばらつきがある場合にスリット円板６０の１回転分のデューティ値の分布は、そのスリット６２毎に変動するものの（図１３では実線で示した）、交流成分としては正弦波形（図１３では点線で示した）となる。すなわち、デューティ値にばらつきがあっても、１回転の全てのデューティ値にはスリット６２の形状等にばらつきに関与しない偏芯についてのみの正弦波形の成分が内在されている。そこで、本実施の形態では、この内在した正弦波形成分を特定し、利用するものである。
【００８０】
ここで、誤差に影響されずにスリット円板６０の偏芯量及び偏芯方向を高精度に検出する検出原理を説明する。
【００８１】
まず、１回転のデータ数が所定値（本実施の形態では、１０００個）であり、これを１周期とする基準の正弦波形を想定する。この基準の正弦波形と、実測したデューティ値による検出波形との相関関係を求める。この関係は、実際の１回転のデューティ値のデータをＸ（ｎ）｛ｎ＝１〜１０００｝とし、１回転のデータ数が１周期である正弦波形の特性をＹ（ｍ）｛ｍ＝１〜２０００｝とすると、正弦波形Ｙの振幅は、任意の測定器でデューティを測定した検出波形Ｘ（ｎ）の振幅の平均値とほぼ一致する。この場合の相関関係Ｃ（ｔ）は、次の（５）式で表すことができる。
【００８２】
Ｃ（ｔ）＝ΣＸ（ｎ）・Ｙ（ｎ＋ｔ）  ・・・（５）
ただし、ｎ＝１〜１０００、ｔ＝０〜９９９の間で変動するものとする。
【００８３】
相関関係Ｃ（ｔ）は、エンコーダ１４の中心が偏芯、すなわち基点Ｏｓと回転中心Ｏｃとがずれている場合、１回転のデータ中に必ずピーク（最大値及び最小値）を有する。そのピークに対応する正弦波形Ｙの位置からの範囲が実測したデューティ値による検出波形Ｘに相関が高い。
【００８４】
図１４に示すように、相関関係Ｃ（０）は、検出波形Ｘ（ｎ）の全てのデータと矢印▲１▼から矢印▲２▼で示した正弦波形Ｙ（ｍ）の範囲のデータを上記（５）式に従って計算して求めたものである。相関関係Ｃ（ａ）は、同様に検出波形Ｘ（ｎ）の全てのデータと矢印▲３▼と矢印▲４▼で示した正弦波形Ｙ（ｍ）の範囲のデータを上記（５）式に従って計算して求めたものである。相関関係Ｃ（ｔ）が、ｔ＝ａにおいて最大値を有するということは、検出波形Ｘ（ｎ）に含まれる正弦波が、正弦波形Ｙ（ｍ）についてｍ＝ａ〜ａ＋１０００の範囲の正弦波に最も一致することを示している。このように、任意の周期の正弦波との相関関係を求めることは、その周期の周波数成分を抽出するきわめて感度が高いフィルタ効果を期待できるということである。
【００８５】
検出波形Ｘ（ｎ）が正弦波形Ｙ（ａ）〜Ｙ（ａ＋１０００）の正弦波に最も高い相関関係を示すということは、正弦波形Ｙ（ｍ）の最大値と同位置に検出波形Ｘ（ｎ）が最大値を有することに相当する。正弦波形Ｙ（ｍ）は、ｍ＝ａ〜ａ＋１０００においてｍ＝１０００のときに最大になる。従って、検出波形Ｘ（ｎ）については、ｎ＝１０００−ａにおいて最大になる。
【００８６】
これにより、ｎ＝０が基準スリットの位置であるので、１０００−ａ番目のスリットの位置の角度で、回転中心が回転数検出センサ１６のあるスリット６２から離れる方向にずれていることになる。こズレ量の計算は次のようになる。
【００８７】
まず、正弦波形Ｙ（ｍ）のｍ＝ａ〜ａ＋１０００の範囲のデータ列について次の相関Ｐ（ｋ）を求める。なお、正弦波形Ｙ（ｍ）の振幅をｋとして、その振幅ｋを所定範囲において相関Ｐを求めるものとする。
【００８８】
Ｐ（ｋ）＝ΣＹ（ａ＋ｎ）・Ｘ（ｎ）・・・（６）
ただし、ｎ＝０〜１０００の範囲で計算を実施する。
【００８９】
（６）式による相関Ｐ（ｋ）は、任意の振幅ｋにおいて最大値を有する。この場合の振幅ｋの値がデューティ値の検出波形Ｘ（ｎ）における最大値である。従って、ズレ量Ｓは次の（７）式で表すことができる。
【００９０】
Ｓ＝Ｒ・ｋ／｛Ｘ（ｎ）の平均値｝  ・・・（７）
ただし、Ｒはスリット６２の形状により定まる係数である。例えば、スリット６２の回転半径の０．１％ずれて取り付けられたとき、スリット６２の辺の傾斜によりデューティが０．５％変化した場合には、Ｒ＝０．２となる。
【００９１】
これによって、モータ１２の回転中におけるパルス検出毎の中心位置からのずれを補正するための演算式は、次の（８）式で表すことができる。
【００９２】
Ｔｓ＝Ｔｘ・｛１−Ｓ・ｃｏｓ（ｎ・０．３６−（１０００−ａ）・０．３６）｝…（８）
ただし、Ｓはずれ量、Ｔｓは補正パルス周期、Ｔｘは検出パルス周期である。ｎは基準パルスからのスリット６２の位置を表す値である。
【００９３】
以上のことにより、補正パルス周期を一般化すると、次の（９）式で表すことができる。
【００９４】
Ｔｓ＝Ｔｘ・｛１−Ｓ・ｃｏｓ（ｎ・Ｃｐ−Ｄｍ・Ｃｐ）｝  …（９）
ただし、Ｄｍは最大デューティの位置を表す序列値（ここでは、１０００−ａ）、Ｃｐは１スリット６２による回転角度（３６０度／総スリット数）である。
【００９５】
このように、本実施の形態では、１回転分の全てのデータを用いて正弦波形と相関を求めることで、特定の周波数の信号を検出するフィルタ処理に相当する処理を行うことができるので、高精度でデューティ値の最大値を導出することができる。
【００９６】
なお、相関関係Ｃ（ａ）の最大値が、予め定めた所定値より小さく、検出波形Ｘ（ｎ）と十分な相関を得ることができない場合がある。この場合、偏芯量が十分に小さく補正が不要であることを示すことになるので、印刷実行中（モータ１２の回転中）に補正計算を不要とする処理を付加することができる。
【００９７】
上記実施の形態では、回転数検出センサ１６及び基準位置検出センサ１８として反射型センサや透過型センサの何れを採用することも可能である。また、スリット円板６０にスリット６２を形成するのには、スリット孔、切り欠きなどの穴でもよく、蒸着による反射部分と透過部分を繰り返し設ける明暗パターンでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の感光ドラム周辺構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るエンコーダの概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るエンコーダにおいてスリット円板が偏芯して回転することを説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施の形態のエンコーダにおいてスリット円板が偏芯して回転するときにスリットの通過距離を説明するための説明図である。
【図６】本発明の実施の形態のエンコーダにおいてスリット円板に形成されたスリットの通過距離説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施の形態のエンコーダにおいてスリット円板が偏芯して回転するときの１スリットの通過距離を説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施の形態のエンコーダにおいてスリット円板が偏芯して回転するときの１スリットのデューティを説明するための説明図である。
【図９】本発明の第１実施の形態のエンコーダにおいてスリット円板が偏芯して１回転するときのデューティ分布を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施の形態のエンコーダにおいてスリット形状を変更したときの作動を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る駆動装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１１のステップ１１６の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施の形態のエンコーダにおいてスリット円板が偏芯して１回転するときのデューティ分布を示す特性図である。
【図１４】本発明の第２実施の形態においてデューティの最大値を求める過程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ｏｓ…基点、Ｏｃ…回転中心、１０…駆動装置、１２…モータ、１４…エンコーダ、１６…回転数検出センサ、１８…基準位置検出センサ、２４…回転数制御部２６…モータ駆動回路、２８…偏芯方向＆偏芯量検出部、３０…パルス周期補正部、３２…パルス周期計算部、３４…メモリ、３６…デューティ値計算部、３８…入力部、６０…スリット円板、６２…スリット、６４…基準スリット、６６…回転出力軸
【図１】
2004219362.tif 000003
【図２】
2004219362.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004219362.tif 000008
【図７】
2004219362.tif 000009
【図８】
2004219362.tif 000010
【図９】
2004219362.tif 000011
【図１０】
2004219362.tif 000012
【図１１】
2004219362.tif 000013
【図１２】
2004219362.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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