(57)【要約】【課題】回転体の回転に応じて出力される信号の高周波ノイズによるチャタリングを解消すること。【解決手段】ローター２００の回転に応じて出力され、ローター２００の回転周期に応じた周期を有する波形に基づいてローター２００の回転を検知する回転検知方法であって、位相の異なる２つの波形の信号であって、ローター２００の回転角度において所定角度以上離れた位置において夫々ローター２００の回転が検知されて出力された波形の信号を取得し、２つの波形の信号に基づいてローター２００の回転角度に応じたベクトルを求め、求められたベクトルに基づいてローター２００が回転したことを示すＵＰ信号、ＤＮ信号を出力し、定められた期間内にＵＰ信号及びＤＮ信号が交互に取得された場合に、ローター２００の回転状態の更新を保留することを特徴とする。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転に応じて出力され、回転体の回転周期に応じた周期の波形を有する信号に基づいて前記回転体の回転を検知する回転検知装置であって、
位相の異なる２つの前記信号を取得する信号取得部と、
前記２つの信号に基づいて前記回転体の回転角度に応じたベクトルを求めるベクトル演算部と、
前記回転体が正方向に所定角度回転したことを示す正回転信号及び前記回転体が逆方向に所定角度回転したことを示す逆回転信号を、求められた前記ベクトルに基づいて出力する回転状態検知部と、
出力された前記正回転信号及び前記逆回転信号を取得し、前記回転体の回転状態を更新するための回転検知信号として出力すると共に、定められた期間内に前記正回転信号及び逆回転信号が交互に取得された場合に、前記回転検知信号の出力を保留するノイズ除去部とを含むことを特徴とする回転検知装置。
【請求項２】
前記ノイズ除去部は、
前記正回転信号を取得した場合には前記回転体が正方向に所定角度回転したように前記回転体の回転状態を更新するための回転検知信号を出力し、
前記逆回転信号を取得した場合には前記回転体が逆方向に所定角度回転したように前記回転体の回転状態を更新するための回転検知信号を出力し、
前記正回転信号及び前記逆回転信号を定められた期間以内の間隔で連続して交互に取得したことにより前記回転検知信号の出力を保留し、前記正回転信号及び前記逆回転信号夫々に基づく前記回転検知信号の出力を保留した場合、正回転信号と逆回転信号とを相殺して破棄することを特徴とする請求項１に記載の回転検知装置。
【請求項３】
前記ノイズ除去部は、前記正回転信号及び前記逆回転信号のいずれか一方に基づいて前記回転検知信号を出力し、その後前記正回転信号及び前記逆回転信号を定められた期間以内の間隔で連続して交互に取得したことにより前記回転検知信号の出力を保留し、最後に出力した回転検知信号の元となった信号とは回転方向が逆を示す信号を取得してからいずれの信号も取得することなく定められた期間が経過した場合、前記回転方向が逆を示す信号に基づいて前記回転検知信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の回転検知装置。
【請求項４】
前記ノイズ除去部は、前記正回転信号及び前記逆回転信号のいずれか１種の信号を取得した後、定められた期間内に同種の信号を取得した場合、保留することなく前記回転検知信号を出力することを特徴とする請求項２または３に記載の回転検知装置。
【請求項５】
前記ノイズ除去部は、前記回転体の回転速度に応じて定められた期間内に前記正回転信号及び逆回転信号が交互に取得された場合に、前記回転検知信号の出力を保留することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の回転検知装置。
【請求項６】
前記ノイズ除去部は、前記回転体の回転速度が低速であるほど長い期間として定められた期間内に前記正回転信号及び逆回転信号が交互に取得された場合に、前記回転検知信号の出力を保留することを特徴とする請求項５に記載の回転検知装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか１項に記載の回転検知装置による検知結果に基づいて前記回転体を回転駆動する回転駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回転駆動装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
回転体の回転に応じて出力され、回転体の回転周期に応じた周期の波形を有する信号に基づいて前記回転体の回転を検知する回転検知方法であって、
位相の異なる２つの前記信号を取得し、
前記２つの信号に基づいて前記回転体の回転角度に応じたベクトルを求め、
前記回転体が正方向に所定角度回転したことを示す正回転信号及び前記回転体が逆方向に所定角度回転したことを示す逆回転信号を、求められた前記ベクトルに基づいて出力し、
出力された前記正回転信号及び前記逆回転信号を取得し、前記回転体の回転状態を更新するための回転検知信号として出力すると共に、定められた期間内に前記正回転信号及び逆回転信号が交互に取得された場合に、前記回転検知信号の出力を保留することを特徴とする回転検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回転検知装置、回転駆動装置、画像形成装置及び回転検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータ等において回転体の角度を検知する方法として、印加される磁界に応じた振幅の信号を出力するホール素子等の磁電変換素子を用いる方法がある。例えば、回転体に対して異なる位置に配置された２つの素子から位相の異なる正弦波信号を取得し、その正弦波を演算することにより回転体の回転に応じて回転するベクトルを生成する方法が従来用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された発明において用いられているホール素子から得られるホール信号は、高周波ノイズを含む場合がある。従って、ホール信号から得られる値が検知角度の最小単位の閾値を超える際、高周波ノイズによって閾値との交差が繰り返されるチャタリングと呼ばれる現象が発生する可能性がある。このチャタリングは、モータの回転が低速である場合に特に発生しやすい。
【０００４】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、回転体の回転に応じて出力される信号の高周波ノイズによるチャタリングを解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、回転体の回転に応じて出力され、回転体の回転周期に応じた周期の波形を有する信号に基づいて前記回転体の回転を検知する回転検知装置であって、位相の異なる２つの前記信号を取得する信号取得部と、前記２つの信号に基づいて前記回転体の回転角度に応じたベクトルを求めるベクトル演算部と、前記回転体が正方向に所定角度回転したことを示す正回転信号及び前記回転体が逆方向に所定角度回転したことを示す逆回転信号を、求められた前記ベクトルに基づいて出力する回転状態検知部と、出力された前記正回転信号及び前記逆回転信号を取得し、前記回転体の回転状態を更新するための回転検知信号として出力すると共に、定められた期間内に前記正回転信号及び逆回転信号が交互に取得された場合に、前記回転検知信号の出力を保留するノイズ除去部とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回転体の回転に応じて出力される信号の高周波ノイズによるチャタリングを解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係るブラシレスモータにおけるローターと磁気センサとの配置関係を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るホール信号であって位相の異なる２つの信号の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る高周波ノイズの例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る回転検知装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係るベクトル角度の例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るベクトル角度に応じた角度検知の概念を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る比較器の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る角度調整器の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係るチャタリング除去器の機能構成を示す図である。
【図１０】本実施形態に係るチャタリングの態様を概念的に示す図である。
【図１１】本実施形態に係るチャタリングの態様を概念的に示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るステート制御部の機能を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る角度検知信号の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るチャタリング除去の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るチャタリング除去の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る回転駆動装置及びモータ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、３相１２極のブラシレスモータにおいて、回転体であるローターの回転位置を検知する回転検知装置を例として説明する。本実施形態に係る回転検知装置は、ローターの回転位置に応じて配置された磁気センサの出力信号に基づいて角度を検知する際に、出力信号の高周波ノイズによるチャタリングを解消するための構成に特徴を有する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る３相１２極のブラシレスモータにおいて、ローター２００に対するホール素子の配置態様を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る３相１２極のブラシレスモータにおいては、３０°毎にＳ極とＮ極とが入れ替わるように磁石が円状に構成されたローター２００に対して、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相のホール素子２０１ａ〜２０１ｉ（以降、総じて「ホール素子２０１」とする）が、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の順番に４０°毎に配置されている。
【００１０】
尚、本実施形態におけるホール素子の配置は４０°毎に一周にわたって配置されているが、これは一例である。３相ブラシレスモータに求められる構成として、Ｓ極とＮ極との１周期分の角度に対して２π／３ずつ位相がずれた位置にＵ相、Ｗ相、Ｖ相のホール素子が配置されていれば良い。
【００１１】
図２は、３相のホール信号のうち、ｕ相、ｖ相のホール信号を示す図である。図２においては、ｕ相を破線で、ｖ相を実線で示している。図２に示すように、ｕ相、ｖ相のホール信号は互いに位相が１２０°ずれた状態のサインカーブとなる。各ホール素子が出力するサインカーブは、図１に示すローター２００を構成する磁石のＳ極及びＮ極が１つのホール素子を通過する毎に１周期分の信号を出力する。従って、ホール素子が出力するホール信号は、回転体であるローター２００の回転周期に応じた周期位の波形となり、図２に示すサインカーブ６周期分で、ローター２００の１回転分となる。
【００１２】
図３は、図２において点線の丸で囲まれた部分を拡大した状態を示す図である。図３に示すように、ホール信号には高周波ノイズが重畳されている。そのため、本来であればｕ相の信号とｖ相の信号とが交差する際、交点は１つしか発生しないが、高周波ノイズの影響により、複数の好転が発生することとなる。
【００１３】
このような影響は、ｕ相及びｖ相のホール信号に基づいて算出された値と何らかの閾値を比較することによってローター２００の回転を検知する際にも発生する。即ち、ホール信号に基づいて算出された値が所定の閾値を超えた場合にローター２００の回転位置の検知状態を更新する場合、図３に示すような高周波ノイズの影響により、閾値を超えた状態と超えていない状態とが短期間に繰り返される。そのような影響が、本実施形態において解消するべきチャタリングである。
【００１４】
次に、本実施形態に係る回転検知装置１００の構成について図４を参照して説明する。図４に示すように、本実施形態に回転検知装置１００は、図１において説明したホール素子２０１ａ〜２０１ｉのうち、ｕ相及びｖ相のホール素子２０１から出力されるホール信号を用いる。そして、回転検知装置１００は、ホール素子２０１の差動信号出力が夫々差動アンプ２０２によってシングルエンド化されたセンサ信号Ｈｕ、Ｈｖに基づいてローター２００の回転位置を検知する。
【００１５】
回転検知装置１００に入力されたセンサ信号Ｈｕ、Ｈｖは、夫々Ａ／Ｄ変換器１０１ｕ、１０1ｖによってデジタル信号Ｄｕ、Ｄｖに変換され、夫々加算アンプ１０２Ｘ、差動ゲインアンプ１０２Ｙに入力される。即ち、Ａ／Ｄ変換器１０１ｕ、１０１ｖが信号取得部として機能する。
【００１６】
加算アンプ１０２Ｘは、入力される信号Ｄｕ、Ｄｖに基づき、下記の式（１）の計算を行ってＤｘ信号を出力する。他方、差動ゲインアンプ１０２Ｙは、入力される信号Ｄｕ、Ｄｖに基づき、下記の式（２）の計算を行ってＤｙ信号を出力する。
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2017003467.tif 000004
【００１７】
ここで、式（２）の“Ｋ”は、ＤｕとＤｖとの位相差によって決定され、Ｄｘの振幅とＤｙの振幅とが等しくなるように設定されるゲインの係数である。ＤｕとＤｖとの位相差が１２０°の場合、Ｋ＝１である。
【００１８】
このようにして生成された信号Ｄｘ、Ｄｙは互いに直交の関係となっており、且つ振幅のピーク値が一致する信号である。従って、ＤｘとＤｙとで示されるベクトルの角度によって、図５に示すようにローター２００の回転位置θを表現することが可能となる。この信号Ｄｘ、Ｄｙは、検知角度乗算器１０３に夫々入力される。
【００１９】
検知角度乗算器１０３において、入力された信号Ｄｘは正弦波乗算器１０３ａ及び余弦波乗算器１０３ｂに入力され、信号Ｄｙは余弦波乗算器１３６ｃ及び正弦波乗算器１０３ｄに入力される。検知角度乗算器１０３には、回転検知装置１００の動作状態に応じて設定されている検知角度θＰに基づいてｓｉｎθＰ、ｃｏｓθＰが入力されている。
【００２０】
正弦波乗算器１０３ａは、入力される信号ＤｘにｓｉｎθＰを乗算して出力する。余弦波乗算器１０３ｂは、入力される信号ＤｘにｃｏｓθＰを乗算して出力する。余弦波乗算器１０３ｃは、入力される信号ＤｙにｃｏｓθＰを乗算して出力する。正弦波乗算器１０３ｄは、入力される信号ＤｙにｓｉｎθＰを乗算して出力する。
【００２１】
正弦波乗算器１０３ａ、余弦波乗算器１０３ｃから出力された信号は、減算アンプ１０４に入力される。減算アンプ１０４は、以下の式（３）の計算を行い、算出されたＹ´の信号を出力する。
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【００２２】
余弦波乗算器１０３ｃ、正弦波乗算器１０３ｄから出力された信号は、加算アンプ１０６に入力される。加算アンプ１０６は、以下の式（４）の計算を行い、算出されたＸ´の信号を出力する。
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【００２３】
上記式（３）、（４）の計算は、Ｄｘ、Ｄｙによって示されるベクトルをθＰだけ時計回りに回転させるための計算である。従って、Ｘ´、Ｙ´によって示されるベクトルは、図６に示すように、Ｄｘ、Ｄｙによって示されるベクトルを時計回りにθＰ回転させたベクトルとなる。
【００２４】
即ち、θ＝θＰであれば、Ｙ´の値はゼロであり、Ｘ´の値は、ホール信号のデジタル信号Ｄｕ、Ｄｖの振幅のピーク値Ａである。本実施形態においては、この原理を用いて、θＰを調整しながら算出されるＸ´、Ｙ´の値を監視し、常にＹ´＝０、Ｘ´＝ＡとなるようにθＰを設定しながら、そのθＰの値に基づいてローターの検知角度を求める。
【００２５】
尚、本実施形態においては、θ＝θＰである場合、即ち、基準角度が０°である場合を例とする。しかしながら、図５、図６に示す角度そのものには意味はなく、図５、図６に示す角度の変化が、回転体であるローター２００の回転角度に応じていることに意味がある。従って、基準角度は０°には限らない。このように、本実施形態においては、加算アンプ１０２Ｘ、作動ゲインアンプ１０２Ｙ、検知角度乗算器１０３、減算アンプ１０４及び加算アンプ１０６がベクトル演算部として機能する。
【００２６】
減算アンプ１０４から出力された信号Ｙ´は比較器１０５に入力される。比較器１０５は、上述したように信号Ｙ´の値がゼロであるか否かを判断し、その判断結果に応じてθＰの設定値を変更するための信号を出力する。図７を参照して、比較器１０５の動作について説明する。
【００２７】
図７に示すように、比較器１０５は減算アンプ１０４から信号Ｙ´の出力値を取得すると（Ｓ７０１）、Ｙ´の絶対値が所定の閾値αを超えているか否か判断する（Ｓ７０２）。この所定の閾値αは、Ｙ´の値が略ゼロであるか否かを判断するための閾値である。
【００２８】
Ｙ´の値がゼロであることを厳格に判断すると、わずかでもゼロからのずれがあった場合に、θＰの設定値を頻繁に変更する必要があり、θＰの値が安定しない。そのような状態を防ぐために閾値αを設けて、Ｙ´のゼロからのずれが許容範囲内であればゼロであるとみなす。αの値は、ホール信号のピーク値Ａに応じて定められるが、例えば、Ａの１％〜５％の範囲で定めることが出来る。
【００２９】
また、上記αの値は、ローター２００の角度を示す信号の分解能に応じて定めても良い。例えば、ローター２００の角度を８ｂｉｔの信号で表現する場合、その最小単位は３６０／２５６≒１．４で、１．４°である。従って、０°を中心とする１．４°の範囲、即ち、−０．７°から０．７°の範囲を０°とみなす場合には、α＝ｃｏｓ（０．７°）である。
【００３０】
Ｙ´の絶対値がα以下である場合（Ｓ７０２／ＮＯ）、比較器１０５は、在のθＰの設定値はローターの回転位置を正確に表していると判断し、処理を終了する。他方、Ｙ´の絶対値がαを超えている場合（Ｓ７０２／ＹＥＳ）、次に比較器１０５は、Ｙ´が正の値であるか負の値であるかを判断する（Ｓ７０３）。
【００３１】
Ｓ７０３の判断の結果、Ｙ´が正の値であった場合（Ｓ７０３／ＹＥＳ）、図６に示すようなベクトルの回転において、θＰの値がθの値よりも小さい状態である。従って、比較器１０５は、θＰの値を増加させるための命令であるＵＰ信号を出力し（Ｓ７０４）、処理を終了する。
【００３２】
Ｓ７０３の判断の結果、Ｙ´が負の値であった場合（Ｓ７０３／ＮＯ）、図６に示すようなベクトルの回転において、θＰの値がθの値よりも大きい状態である。従って、比較器１０５は、θＰの値を減少させるための命令であるＤＮ信号を出力し（Ｓ７０５）、処理を終了する。このＵＰ信号及びＤＮ信号が、検知角度であるθＰを加減算することを命令するための信号である。
【００３３】
換言すると、ＵＰ信号は、回転体であるローター２００が、正方向に所定角度であるθＰ回転したことを示す正回転信号である。ＤＮ信号は、回転体であるローター２００が、逆方向に所定角度であるθＰ回転したことを示す逆回転信号である。尚、本実施形態においては、ＵＰ信号の方向を正回転、ＤＮ信号の方向を逆回転として説明するが、これは便宜的なものであり、ローター２００の回転方向として一の方向と逆の方向とを示しているのみである。従って、ＤＮ信号の方向を正回転、ＵＰ信号の方向を逆回転としても良い。
【００３４】
比較器１０５が、このような処理を高速で繰り返すことにより、θＰの設定値が常にローターの回転角度θに合わせられることとなる。比較器１０５が出力するＵＰ信号及びＤＮ信号は、角度設定器１０８及びチャタリング除去器３００に入力される。即ち、比較器１０５が回転状態検知部として機能する。比較器１０５は、このような処理を演算周期Ｔｆｓで繰り返す。即ち、比較器１０５は、演算周期Ｔｆｓ毎に、減算アンプ１０４からＹ´の値を取得し、図７に示す処理を実行する。従って、比較器１０５は、ローター２００の回転により検知角度が変化する場合には、演算周期Ｔｆｓ毎にＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する。
【００３５】
加算アンプ１０６から出力された信号Ｘ´は角度調整器１０７に入力される。角度調整器１０７は、上述したような信号Ｙ´の値に応じたθＰの設定の補助を行うブロックである。図７において説明したような動作の場合、上記式（３）、（４）の計算により回転処理されたベクトルの角度が１８０°である場合にも、０°である場合と同様の判断が行われてしまう。即ち、θＰの設定値に１８０°の誤差が生じてしまう場合がある。
【００３６】
これに対して、回転後の角度を０°に合わせて、θＰの設定値の誤差を解消するため、角度調整器１０７は、Ｘ´の値を監視する。図８を参照して、角度調整器１０７の動作を説明する。図８に示すように、角度調整器１０７は加算アンプ１０６から信号Ｘ´の出力値を取得すると（Ｓ８０１）、Ｘ´の値の正負を確認する（Ｓ８０２）。
【００３７】
Ｓ８０２の判断の結果、Ｘ´の値が正である場合、（Ｓ８０２／ＮＯ）、そのまま図７において説明した動作を継続すれば、θＰの設定値は好適に設定されるため、角度調整器１０７はそのまま処理を終了する。
【００３８】
他方、Ｘ´の値が負である場合（Ｓ８０２／ＹＥＳ）、図６に示すような回転後のベクトルが１８０°に近い側であることがわかる。この場合、角度調整器１０７は、θＰの設定値を１８０°回転させるための信号である＋１８０°信号を出力し（Ｓ８０３）、処理を終了する。このような処理により、θＰの設定値に１８０度の誤差が生じてしまう状態を防ぐことが出来る。角度調整器１０７が出力する＋１８０°信号は、角度設定器１０８に入力される。
【００３９】
角度設定器１０８は、θＰを調整する際の単位であるθｓｔｅｐを参照し、比較器１０５から入力されるＵＰ信号、ＤＮ信号及び角度調整器１０７から入力される＋１８０°信号に基づいてθＰの値を調整して出力する。θＳＴＥＰは、上述したαの値に関連しており、上述したようにローター２００の角度を８ｂｉｔの２５６階調で表現する場合には、その１階調、即ち、約１．４°である。角度設定器１０８は、基本的な動作として、θＰの初期値の出力を開始した後、ＵＰ信号を取得した場合には出力中のθＰにθＳＴＥＰを加算し、ＤＮ信号を取得した場合には出力中のθＰからθＳＴＥＰを減算する。
【００４０】
また、角度設定器１０８は、図８において説明した角度調整器１０７の動作により＋１８０°信号が出力され、＋１８０°信号を取得すると現在のθＰの設定値に１８０°分の角度を加算する。その結果、θＰが３６０°を超えた場合、角度設定器１０８は、θＰから３６０°を引く。
【００４１】
このような処理を角度設定器１０８が繰り返すことにより、比較器１０５及び角度調整器１０７の動作に応じてθＰの設定値が調整され、ローター２００の回転位置に応じたθＰの値が出力される。角度設定器１０８がこのような動作を繰り返す周期も、比較器１０５が図７の動作を繰り返す周期と同じ演算周期Ｔｆｓである。
【００４２】
角度設定器１０８から出力されたθＰの値は、正弦波生成器１０９に入力される。正弦波生成器１０９は、入力されたθＰの値に応じてｓｉｎθＰ、ｃｏｓθＰの値を出力する。正弦波生成器１０９は、例えば、様々な角度に応じた正弦、余弦のルックアップテーブルに基づき、入力されたθＰに応じたｓｉｎθＰ、ｃｏｓθＰの値を出力する。このｓｉｎθＰ、ｃｏｓθＰの値は検知角度乗算器に入力され、上述した正弦波乗算器１０３ａ、余弦波乗算器１０３ｂ、余弦波乗算器１０３ｃ、正弦波乗算器１０３ｄの乗算処理が実行される。
【００４３】
従来であれば、このような構成において角度設定器１０８が出力するθＰに基づき、ローター２００の回転角度が検知されていた。尚、図１及び図２において説明したように、ローター２００の１周期は、ホール素子２０１が出力するサインカーブの６周期に相当する。
【００４４】
そして、角度設定器１０８が出力するθＰの値は、ホール素子２０１の出力信号に基づいて求められた角度であるため、ローター２００の回転角度ではなく、図２に示すサインカーブ１周期における位相を示す角度である。従って、ローター２００の回転角度の検知に際しては、θＰが示す角度がホール素子によって出力される信号のサインカーブの位相であることを前提として検知が行われる。
【００４５】
他方、ホール素子２０１が出力する信号は、図３において説明したように高周波ノイズを含む。そのため、図４に示す構成において高周波ノイズの影響によってＹ´が高周波で振動し、図７の処理により、ＵＰ信号とＤＮ信号とが繰り返し出力される状態が発生する。この状態がチャタリングである。
【００４６】
そのようなチャタリングを解消するため、本実施形態に係る回転検知装置１００においては、チャタリング除去器３００がＵＰ信号及びＤＮ信号に基づいてチャタリング除去を行った上で角度検知信号θを出力する。即ち、チャタリング除去器３００がノイズ除去部として機能する。以下、本実施形態に係るチャタリング除去器３００の機能について説明する。
【００４７】
図９は、本実施形態に係るチャタリング除去器３００の機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、本実施形態に係るチャタリング除去器３００は、論理和回路３０１、タイマ３０２、ステート制御部３０３及び角度設定器３０４を含む。
【００４８】
チャタリング除去器３００に入力されたＵＰ信号、ＤＮ信号は、夫々論理和回路３０１及びステート制御部３０３に入力される。これにより、論理和回路３０１は、ＵＰ信号及びＤＮ信号のいずれかが入力された場合、即ち“Ｈｉｇｈ”となった場合に、タイマ３０２に対して“Ｈｉｇｈ”のｔｒｇ信号を出力する。
【００４９】
本実施形態に係るチャタリング除去器３００は、ＵＰ信号、ＤＮ信号が短期間に繰り返し入力された場合に、それをチャタリングの影響であると判断して角度検出の結果を制御する。タイマ３０２は、そのような短期間を判断するためのカウントを行い、そのカウント結果に応じた信号であるカウント中信号ｔｍｏ及びタイムアウト信号ｔｍｏ１を出力する。
【００５０】
タイマ３０２は、通常はｔｍｏとして“Ｈｉｇｈ”を出力している。その状態においてｔｒｇとして“Ｈｉｇｈ”を受信すると、ｔｍｏを“Ｌｏｗ”に切り替えると共にカウントを開始する。そして、予め定められた期間Ｎをカウントすると、タイマ３０２はカウントを終了してｔｍｏ１として“Ｈｉｇｈ”を出力すると共に、ｔｍｏを“Ｌｏｗ”に切り替える。
【００５１】
また、タイマ３０２は、ｔｍｏとして“Ｌｏｗ”を出力してカウントを行っている際に再度ｔｒｇとして“Ｈｉｇｈ”を受信すると、カウント値をリセットする。即ち、タイマ３０２がカウントする期間Ｎが、短期間にＵＰ信号、ＤＮ信号が入力されたためにチャタリングの影響であると判断する期間である。タイマ３０２が出力するｔｍｏ及びｔｍｏ１は、ステート制御部３０３に入力される。
【００５２】
そのため、タイマ３０２には、比較器１０５や角度設定器１０８が演算を行う周期毎に発生する周期信号ｆｓが入力される。また、期間Ｎの設定値が入力される。タイマ３０２は、この周期信号ｆｓをカウントし、そのカウント値が設定された期間Ｎとなったらタイムアウト信号ｔｍｏ１を出力すると共に、“Ｌｏｗ”であったｔｍｏを“Ｈｉｇｈ”に切り替える。
【００５３】
仮に、ＵＰ信号、ＤＮ信号が連続して繰り返されており、チャタリングの影響であると判断する期間Ｎが演算周期Ｔｆｓの１周期分であれば、期間Ｎは「１」である。その場合、タイマ３０２は、ｔｒｇが“Ｈｉｇｈ”となってカウントを開始した後、周期信号ｆｓを１カウントしたら上記の動作を行う。
【００５４】
また、チャタリングの影響であると判断する期間Ｎが演算周期Ｔｆｓの３周期分であれば、期間Ｎは「３」である。その場合、タイマ３０２は、ｔｒｇが“Ｈｉｇｈ”となってカウントを開始した後、周期信号ｆｓを３カウントしたら上記の動作を行う。
【００５５】
ステート制御部３０３は、入力されるＵＰ信号、ＤＮ信号及びｔｍｏ、ｔｍｏ１に基づき、入力されたＵＰ信号、ＤＮ信号がチャタリングの影響であるか否かを判断して、修正されたＵＰ信号、ＤＮ信号であるｅｕｐ及びｅｄｎを出力する。このｅｕｐ、及びｅｄｎが、ＵＰ信号、ＤＮ信号に替わってローター２００の回転状態を更新するための回転検知信号として用いられる。ここで、本実施形態に係るチャタリング除去の原理について、図１０を参照して説明する。
【００５６】
図１０は、減算アンプ１０４によって算出されるＹ´の値がローター２００の回転に応じて減少していく状態を概念的に示す図である。上述したように、高周波ノイズの影響によってＹ´の値は高周波で振動している。図１０においては、図７のＳ７０２において判断される閾値であるαが破線で示されている。
【００５７】
図１０に示すように、Ｙ´の値はタイミングｔ１において−αを下回る。これにより、図７のＳ７０５によりＤＮ信号が出力されてθＰが更新されるため、Ｙ´の値は、＋α側に近い値となるが、図１０においては図示の容易化のために連続した値として示している。
【００５８】
その後、高周波ノイズによる上昇の影響がローターの回転による減少分よりも上回り、Ｙ´の値はタイミングｔ２において＋αを上回る。これにより、図７のＳ７０４によりＵＰ信号が出力されてθＰが更新されるため、Ｙ´の値は再び−α側に近い値となる。以降、タイミングｔ３においては、ｔ１と同様にＹ´が−αを下回ってＤＮ信号が出力され、タイミングｔ４においてｔ２と同様にＹ´が＋αを上回ってＵＰ信号が出力される。
【００５９】
その後、タイミングｔ５においてｔ１と同様にＹ´が−αを下回ってＤＮ信号が出力され、以降は高周波ノイズの影響によってＹ´の値が閾値をまたぐ状態は発生しない。図１１は、図１０とは逆にＹ´の値がローター２００の回転に応じて増大していく状態を示す図である。図１１の場合は、ＵＰ信号とＤＮ信号とが逆になるのみで図１０同様の減少が発生する。図１０、図１１に示す現象は、ローター２００が回転することにより角度の検知結果の最小単位が更新される場合に発生する。
【００６０】
図１０においては、本来であればＤＮ信号が１回発生すれば良いにも関わらず、ＤＮ信号が３回、ＵＰ信号が２回発生している。ＤＮ信号とＵＰ信号とが１つずつ相殺されることにより、タイミングｔ５以降の角度の検知結果は正しい状態になるが、タイミングｔ１からタイミングｔ５の間における角度の検知結果が不安定な状態である。
【００６１】
同様に、図１１においては、本来であればＵＰ信号が１回発生すれば良いにも関わらず、ＵＰ信号が３回、ＤＮ信号が２回発生している。ＤＮ信号とＵＰ信号とが１つずつ相殺されることにより、タイミングｔ５以降の角度の検知結果は正しい状態になるが、タイミングｔ１からタイミングｔ５の間における角度の検知結果が不安定な状態である。
【００６２】
図１０、図１１に示すような弊害は、ローター２００が高速で回転している場合には発生する可能性が低い。回転検知装置１００が図７や図８において説明した処理を行ってＵＰ信号、ＤＮ信号を出力する周期（以降、「角度更新周期」とする）の間に図１０、図１１に示すような高周波ノイズによるチャタリングが発生するＹ´の領域を通り過ぎるからである。
【００６３】
他方、ローター２００が低速で回転する場合、図１０、図１１に示すような高周波ノイズによるチャタリングが発生するＹ´の領域を通り過ぎる間に、角度更新周期が何回も含まれる場合、図１０、図１１に示すような問題が発生する。
【００６４】
本実施形態に係るステート制御部３０３は、このような弊害を解消するため、ＵＰ信号、ＤＮ信号、ｔｍｏ、ｔｍｏ１に基づいて図１０、図１１に示すｔ２〜ｔ５の検知を無視し、タイミングｔ１の検知のみを有効な検知とする。即ち、タイミングｔ１の検知において修正された信号であるｅｄｎ信号を出力し、ｔ２〜ｔ５においては何ら信号を出力しない。
【００６５】
図１２は、ステート制御部３０３による処理を概念的に示す図である。図１２に示すように、本実施形態に係るステート制御部３０３は、Ｓ０〜Ｓ５の６つの状態を有し、夫々の状態及びｔｍｏ、ｔｍｏ１の信号状態に応じて修正された信号であるｅｕｐ、ｅｄｎ信号を出力する。
【００６６】
ステート制御部３０３は、動作開始した後、最初に取得した信号に基づいてＳ０、Ｓ１のいずれかの状態を選択する。最初に取得した信号がＵＰ信号である場合、ステート制御部３０３はＳ０を選択する。他方、最初に取得した信号がＤＮ信号である場合、ステート制御部３０３はＳ１を選択する。
【００６７】
Ｓ０は、継続してＵＰ信号が入力される状態である。Ｓ０の場合、ＵＰ信号が入力された場合には、ローター２００が継続して同方向に回転していると判断されるため、ステート制御部３０３はｅｕｐ信号を出力する。特に、ローター２００が高速で回転しているような場合、この処理が繰り返される。
【００６８】
Ｓ０において、ｔｍｏが“Ｈｉｇｈ”の状態でＤＮ信号が入力されると、ステート制御部３０３は、ｅｄｎ信号を出力する。ｔｍｏが“Ｈｉｇｈ”の状態とは、即ち、タイマがＮカウントする期間よりも長い期間ｔｒｇが“Ｈｉｇｈ”になっていない状態である。この場合、ローター２００の回転方向が変わり、最初のＤＮ信号であることが予測され、図１０におけるタイミングｔ１のＤＮ信号であると予測される。従って、ステート制御部３０３は、ｅｄｎを出力すると共に、回転方向が変わったと判断して状態をＳ１に遷移させる。
【００６９】
Ｓ０においてｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態でＤＮ信号が入力されると、ステート制御部３０３は、その信号を一時保留し、状態をＳ２に遷移させる。ｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態とは、即ち、タイマがＮカウントする前に再度ｔｒｇが“Ｈｉｇｈ”になった状態であり、短期間にＵＰ、ＤＮが繰り返された状態である。
【００７０】
この場合、例えば図１１に示すタイミングｔ２のＤＮ信号であることが予測される。そのため、ステート制御部３０３は、信号の出力を保留すると共に、最後に入力された信号がＤＮ信号であることを示す状態であるＳ２に遷移させる。
【００７１】
Ｓ２は、ＵＰ信号が継続していたことを前提として、チャタリングの可能性のある短期間のＵＰ信号とＤＮ信号との入力が発生し、最後に入力された信号がＤＮ信号である状態である。Ｓ２において、ｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＤＮ信号が入力された場合には、ＤＮ信号が連続して入力された状態であるため、ステート制御部３０３は、ｅｄｎを出力する。この場合、回転方向が変わった後、高速でローター２００が回転を開始したことが考えられる。
【００７２】
Ｓ２においてｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＵＰ信号が入力された場合には、短期間でＤＮ信号とＵＰ信号が繰り返された状態であるため、ステート制御部３０３は、信号出力を保留して状態をＳ４に遷移させる。これは、図１１のタイミングｔ３やｔ５のＵＰ信号に相当する。
【００７３】
Ｓ２においてｔｍｏ１が“Ｈｉｇｈ”となった場合には、ＤＮ信号が入力されて保留されていた後、他の信号が入力されずに一定時間が経過したことを示している。その場合、ステート制御部３０３は、状態をＤＮ信号の入力が継続する状態であるＳ１に遷移させると共に、保留していた信号をｅｄｎとして出力する。
【００７４】
Ｓ４は、ＵＰ信号が継続していたことを前提として、チャタリングの可能性のある短期間のＵＰ信号とＤＮ信号との入力が発生し、最後に入力された信号がＵＰ信号である状態である。Ｓ４において、ｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＵＰ信号が入力された場合には、ＵＰ信号が連続して入力された状態であるため、ステート制御部３０３は、ｅｕｐを出力する。この場合、回転方向が変わった後、高速でローター２００が回転を開始したことが考えられる。
【００７５】
Ｓ４においてｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＤＮ信号が入力された場合には、短期間でＵＰ信号とＤＮ信号が繰り返された状態であるため、ステート制御部３０３は、信号出力を保留して状態をＳ２に遷移させる。これは、図１１のタイミングｔ４のＤＮ信号に相当する。このように、図１１のタイミングｔ２〜ｔ５においては、Ｓ２とＳ４との間を行き来するのみでｅｕｐ、ｅｄｎを出力しないため、チャタリングが低減される。
【００７６】
Ｓ４においてｔｍｏ１が“Ｈｉｇｈ”となった場合には、ＵＰ信号が入力されて保留されていた後、他の信号が入力されずに一定時間が経過したことを示している。その場合、ステート制御部３０３は、状態をＵＰ信号の入力が継続する状態であるＳ０に遷移させる。これは、図１１のタイミングｔ５の後にＮカウントが行われた状態に相当する。
【００７７】
Ｓ１は、継続してＤＮ信号が入力される状態である。Ｓ１の場合、ＤＮ信号が入力された場合には、ローター２００が継続して同方向に回転していると判断されるため、ステート制御部３０３はｅｄｎ信号を出力する。特に、ローター２００が高速で回転しているような場合、この処理が繰り返される。
【００７８】
Ｓ１において、ｔｍｏが“Ｈｉｇｈ”の状態でＵＰ信号が入力されると、ステート制御部３０３は、ｅｕｐ信号を出力する。ｔｍｏが“Ｈｉｇｈ”の状態とは、即ち、タイマがＮカウントする期間よりも長い期間ｔｒｇが“Ｈｉｇｈ”になっていない状態である。この場合、ローター２００の回転方向が変わり、最初のＵＰ信号であることが予測され、図１１におけるタイミングｔ１のＤＮ信号であると予測される。従って、ステート制御部３０３は、ｅｕｐを出力すると共に、回転方向が変わったと判断して状態をＳ０に遷移させる。
【００７９】
Ｓ１においてｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態でＵＰ信号が入力されると、ステート制御部３０３は、その信号を一時保留し、状態をＳ３に遷移させる。ｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態とは、即ち、タイマがＮカウントする前に再度ｔｒｇが“Ｈｉｇｈ”になった状態であり、短期間にＵＰ、ＤＮが繰り返された状態である。
【００８０】
この場合、例えば図１０に示すタイミングｔ２のＤＮ信号であることが予測される。そのため、ステート制御部３０３は、信号の出力を保留すると共に、最後に入力された信号がＵＰ信号であることを示す状態であるＳ３に遷移させる。
【００８１】
Ｓ３は、ＤＮ信号が継続していたことを前提として、チャタリングの可能性のある短期間のＵＰ信号とＤＮ信号との入力が発生し、最後に入力された信号がＵＰ信号である状態である。Ｓ３において、ｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＵＰ信号が入力された場合には、ＵＰ信号が連続して入力された状態であるため、ステート制御部３０３は、ｅｕｐを出力する。この場合、回転方向が変わった後、高速でローター２００が回転を開始したことが考えられる。
【００８２】
Ｓ３においてｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＤＮ信号が入力された場合には、短期間でＤＮ信号とＵＰ信号が繰り返された状態であるため、ステート制御部３０３は、信号出力を保留して状態をＳ５に遷移させる。これは、図１０のタイミングｔ３やｔ５のＵＰ信号に相当する。
【００８３】
Ｓ３においてｔｍｏ１が“Ｈｉｇｈ”となった場合には、ＵＰ信号が入力されて保留されていた後、他の信号が入力されずに一定時間が経過したことを示している。その場合、ステート制御部３０３は、状態をＵＰ信号の入力が継続する状態であるＳ０に遷移させると共に、保留していた信号をｅｕｐとして出力する。
【００８４】
Ｓ５は、ＤＮ信号が継続していたことを前提として、チャタリングの可能性のある短期間のＵＰ信号とＤＮ信号との入力が発生し、最後に入力された信号がＤＮ信号である状態である。Ｓ５において、ｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＤＮ信号が入力された場合には、ＤＮ信号が連続して入力された状態であるため、ステート制御部３０３は、ｅｄｎを出力する。この場合、回転方向が変わった後、高速でローター２００が回転を開始したことが考えられる。
【００８５】
Ｓ５においてｔｍｏが“Ｌｏｗ”の状態においてＵＰ信号が入力された場合には、短期間でＵＰ信号とＤＮ信号が繰り返された状態であるため、ステート制御部３０３は、信号出力を保留して状態をＳ３に遷移させる。これは、図１０のタイミングｔ４のＵＰ信号に相当する。このように、図１０のタイミングｔ２〜ｔ５においては、Ｓ２とＳ４との間を行き来するのみでｅｕｐ、ｅｄｎを出力しないため、チャタリングが低減される。
【００８６】
Ｓ５においてｔｍｏ１が“Ｈｉｇｈ”となった場合には、ＤＮ信号が入力されて保留されていた後、他の信号が入力されずに一定時間が経過したことを示している。その場合、ステート制御部３０３は、状態をＤＮ信号の入力が継続する状態であるＳ１に遷移させる。これは、図１０のタイミングｔ５の後にＮカウントが行われた状態に相当する。
【００８７】
このようなステート制御部３０３の機能により、回転検知装置１００において発生したＵＰ信号、ＤＮ信号のうち、図１０、図１１のタイミングｔ２〜ｔ５のようなチャタリングの影響であると判断される信号は無視される。そして、タイミングｔ１のような、採用するべき信号のみがｅｕｐ、ｅｄｎとして出力される。
【００８８】
図１２に示すようなステート制御部３０３の機能は、換言すると、短期間にＵＰ信号とＤＮ信号とが交互に入力された場合、ＵＰ信号とＤＮ信号とを１対１で相殺させる処理に等しい。以下、夫々の場合について説明する。
【００８９】
例えば、Ｓ２及びＳ４の状態は、ＵＰが入力されてｅｕｐを出力した後、期間Ｎ内にＤＮが入力されてその信号を保留し、以降、期間Ｎ内にＵＰ信号とＤＮ信号とが交互に入力さる限り延々と繰り返される。その間、期間Ｎ内であっても、ＵＰ信号、ＤＮ信号のいずれかが連続して入力された場合には、検知角度を更新する必要があるくらいローター２００が回転したことを示すため、連続して入力された２回目の信号については採用してｅｕｐ若しくはｅｄｎが出力される。
【００９０】
そして、最後にＵＰが入力された状態でタイムアウトした場合には、保留されているＵＰ信号とＤＮ信号とが同数であるため、結果的に検知角度は変化していないことになる。その場合、ステート制御部３０３は、それら同数のＵＰ信号及びＤＮ信号を無視するため、高周波ノイズの影響によって閾値との交差を繰り返すことによって発生するＵＰ信号及びＤＮ信号が無視され、結果的に高周波ノイズの影響が除去される。
【００９１】
次に、Ｓ３及びＳ５の状態は、ＤＮが入力されてｅｄｎを出力した後、期間Ｎ内にＵＰが入力されてその信号を保留し、以降、期間Ｎ内にＤＮ信号とＵＰ信号とが交互に入力さる限り延々と繰り返される。その間、期間Ｎ内であっても、ＵＰ信号、ＤＮ信号のいずれかが連続して入力された場合には、検知角度を更新する必要があるくらいローター２００が回転したことを示すため、連続して入力された２回目の信号については採用してｅｕｐ若しくはｅｄｎが出力される。
【００９２】
そして、最後にＤＮが入力された状態でタイムアウトした場合には、保留されているＵＰ信号とＤＮ信号とが同数であるため、結果的に検知角度は変化していないことになる。その場合、ステート制御部３０３は、それら同数のＵＰ信号及びＤＮ信号を無視するため、高周波ノイズの影響によって閾値との交差を繰り返すことによって発生するＵＰ信号及びＤＮ信号が無視され、結果的に高周波ノイズの影響が除去される。
【００９３】
角度設定器３０４は、このようにしてステート制御部３０３から出力されるｅｕｐ、ｅｄｎに基づき、ローター２００の回転角度を示す角度検知信号θを生成して出力する。角度設定器３０４がｅｕｐ、ｅｄｎに基づいてθを生成する処理は、図４に示す角度設定器１０８がＵＰ、ＤＮに基づいてθＰを生成する処理と同様である。ただし、ｅｕｐ、ｅｄｎはチャタリングの影響が除去された信号であるため、角度設定器３０４は、チャタリングの影響が除去された角度検知信号を出力する。
【００９４】
尚、角度検知信号θとしては、上述したθＰと同様にローター２００の回転角度を示す信号を用いることが出来る。その他、例えば角度検知信号θを２ｂｉｔの信号としてローター２００の回転方向及び回転度合いのみを表現し、角度検知信号θを受け取る側のモジュールがその２ｂｉｔの信号によって回転角度を認識しても良い。
【００９５】
図１３は、角度検知信号θをＥＮＣＡ、ＥＮＣＢの２ｂｉｔの信号とし、ローター２００の回転角度を２５６ｂｉｔで表現する場合の、ローター２００の回転角度とＥＮＣＡ、ＥＮＢとの関係を示す図である。図１３においては、０〜２５５の２５６階調で表現されたローター２００の回転角度が、２５５、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９の方向に回転し、その後８、７、６、５と逆回転する態様を示している。
【００９６】
このように、ＥＮＣＡ、ＥＮＣＢの“Ｈｉｇｈ”、“Ｌｏｗ”の変化により１階調毎のローター２００の回転及び回転方向を表現し、ＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを受信するモジュール側で回転角度の階調を認識することにより、情報伝送量を低減することが出来る。
【００９７】
次に、本実施形態に係る回転検知装置１００により、チャタリングによって生じたＵＰ信号ＤＮ信号が間引きされる態様について、期間Ｎに応じて説明する。図１４は、期間Ｎが「１」である場合の態様を示す図である。図１４に示すように、ｆｓを１カウントする毎にＵＰとＤＮが繰り返されるような場合には、その繰り返しの信号は無視され、頻繁に発生していたＵＰ、ＤＮ信号が間引かれてｅｕｐ、ｅｄｎとして出力される。
【００９８】
図１５は、期間Ｎが「３」である場合の態様を示す図である。図１５に示すように、ｆｓを３カウントする間にＵＰとＤＮが繰り返されるような場合には、その繰り返しの信号は無視され、頻繁に発生していたＵＰ、ＤＮ信号が間引かれてｅｕｐ、ｅｄｎとして出力される。
【００９９】
図１４、図１５に示すように、Ｎの値を大きくすることによって、間引かれる信号が多くなる。このような態様は、例えばローター２００の回転速度に応じて使い分けることが好ましい。ローター２００の回転速度遅くなると、チャタリングによって発生するＵＰ信号、ＤＮ信号の繰り返しの間隔も長くなるため、Ｎ＝１ではチャタリングを除去しきれない場合がある。従って、ローター２００の回転速度が遅い程、Ｎの値は小さく設定される必要がある。このような設定は、図９に示すようにタイマ３０２に対する期間Ｎの設定値によって行うことが可能である。
【０１００】
以上、説明したように、本実施形態に係る回転検知装置１００においては、定められた期間Ｎ内に、ＵＰ信号とＤＮ信号とが交互に繰り返されるような場合、最後に入力された信号の種類を記憶しつつ検知角度の更新を保留する。そして、その後に入力された信号の種類や信号が入力されずに経過した期間に応じて検知角度を更新し、若しくは入力された信号を破棄する。このような処理により、回転体の回転に応じて出力される信号の高周波ノイズによるチャタリングを解消することが出来る。
【０１０１】
尚、上記実施形態においては、図１２において説明したように、Ｓ０においてＤＮが入力された場合や、Ｓ１においてＵＰが入力された場合、回転方向が反転した後の最初の検知信号であり、検知角度の更新を行う場合を例として説明した。換言すると、図１０、図１１に示すタイミングｔ１の信号を採用し、タイミングｔ２〜ｔ５の信号を破棄する場合を例として説明した。
【０１０２】
この他、例えば、図１０、図１１においてタイミングｔ１〜ｔ４の信号を破棄し、タイミングｔ５の信号を採用する態様でも、同様の効果を得ることが可能である。この場合、図１２においては、Ｓ０からＳ１、Ｓ１からＳ０への遷移が無くなることとなる。Ｓ０の場合、ステート制御部３０３は、ｔｍｏ信号の状態に関わらず、ＤＮが入力された場合には、Ｓ２に遷移する。
【０１０３】
その後、ＵＰ信号、ＤＮ信号が繰り返されることにより、ステート制御部３０３は、Ｓ２とＳ４の状態を交互に遷移するが、図１０の態様の場合、最後にＤＮ信号で終わることとなる。この場合、ステート制御部３０３は、Ｓ２の状態においてｔｍｏ１が“Ｈｉｇｈ”となることを検知することとなる。その結果、ステート制御部３０３は、ｅｄｎ信号を出力して状態をＳ１に遷移させる。これにより、ステート制御部３０３は、図１０において、タイミングｔ１〜ｔ４の信号を破棄し、タイミングｔ５の信号を採用する処理に相当する処理を実行することとなる。
【０１０４】
他方、Ｓ１の場合、ステート制御部３０３は、ｔｍｏ信号の状態に関わらず、ＵＰが入力された場合には、Ｓ３に遷移する。その後、ＵＰ信号、ＤＮ信号が繰り返されることにより、ステート制御部３０３は、Ｓ３とＳ５の状態を交互に遷移するが、図１１の態様の場合、最後にＵＰ信号で終わることとなる。
【０１０５】
この場合、ステート制御部３０３は、Ｓ３の状態においてｔｍｏ１が“Ｈｉｇｈ”となることを検知することとなる。その結果、ステート制御部３０３は、ｅｕｐ信号を出力して状態をＳ０に遷移させる。これにより、ステート制御部３０３は、図１１において、タイミングｔ１〜ｔ４の信号を破棄し、タイミングｔ５の信号を採用する処理に相当する処理を実行することとなる。
【０１０６】
尚、本実施形態に係る回転検知装置１００は、回転体の制御に用いられる装置として広く用いることが可能であるが、主として、モータ駆動装置の一部として用いられる。図１６は、本実施形態に係る回転検知装置１００を含むモータ駆動装置の構成を示す図である。
【０１０７】
図１に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置は、上述したローラ２００、ホール素子２０１、回転検知装置１００に加えて、モータ制御コントローラ４００及びモータ駆動部５００を含む。モータ制御コントローラ４００は、図１３において説明したような２ｂｉｔの角度検知信号ＥＮＣＡ、ＥＮＣＢを回転検知装置１００から取得し、モータ駆動部５００に入力するためのＰＷＭ信号を生成して出力する一般的なコントローラである。
【０１０８】
モータ駆動部５００は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を夫々駆動するためのスイッチ信号をモータ制御コントローラ４００から入力されるＰＷＭ信号に基づいて生成し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相夫々に対応するスイッチ素子のオンオフを切り替えてローター２０を回転駆動する。
【０１０９】
図１６に示す構成のうち、回転検知装置１００、モータ制御コントローラ４００が回転駆動装置として機能し、モータ駆動部５００及びローター２００やホール素子２０１を含む構成がモータ装置として用いられる。このような回転駆動装置及びモータ装置においては、本実施形態に係る回転検知装置１００の機能により、チャタリングの除去された角度検知信号ＥＮＣＡ、ＥＮＣＢに基づいてローター２００を回転駆動するためのＰＷＭ信号が生成される。そのため、ローター２００の回転を高精度に制御することが可能となる。
【０１１０】
また、このようなモータ駆動装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置において回転体を制御するための装置に用いることが可能である。その場合、例えば、画像形成装置において用紙を搬送するローラや、感光体ドラム、現像ローラ等の各種の回転体を回転駆動するモータの制御機構に用いることが可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  回転検知装置
１０１ｕ、１０１ｖ  Ａ／Ｄ変換器
１０２Ｘ  加算アンプ
１０２Ｙ  作動ゲインアンプ
１０３  検知角度乗算器
１０３ａ、１０３ｄ  正弦波乗算器
１０３ｂ、１０３ｃ  余弦波乗算器
１０４  減算アンプ
１０５  比較器
１０６  加算アンプ
１０７  角度調整器
１０８  角度設定器
１０９  正弦波生成器
２００  ローター
２０１  ホール素子
２０２  作動アンプ
３００  チャタリング除去器
３０１  論理和回路
３０２  タイマ
３０３  ステート制御部
３０４  角度設定器
４００  モータ制御コントローラ
５００  モータ駆動部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１２】
【特許文献１】特開２０１３−１０８９７１号公報
【図１】
2017003467.tif 000007
【図２】
2017003467.tif 000008
【図３】
2017003467.tif 000009
【図４】
2017003467.tif 000010
【図５】
2017003467.tif 000011
【図６】
2017003467.tif 000012
【図７】
2017003467.tif 000013
【図８】
2017003467.tif 000014
【図９】
2017003467.tif 000015
【図１０】
2017003467.tif 000016
【図１１】
2017003467.tif 000017
【図１２】
2017003467.tif 000018
【図１３】
2017003467.tif 000019
【図１４】
2017003467.tif 000020
【図１５】
2017003467.tif 000021
【図１６】
2017003467.tif 000022