(57)【要約】【課題】位相遅れを抑制して制御安定性を向上させたモータを提供する。【解決手段】第１回転センサ４０Ａ及び第２回転センサ４０Ｂにより各々コードホイール３６の回転速度を各々検出し、各々検出されたコードホイール３６の回転速度から当該コードホイール３６の偏芯、楕円化による誤差成分を除去し、誤差成分が除去された２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差が求め、当該偏差に応じて被検出部材の回転速度を目標回転速度に一致させるように回転軸２６の回転速度のフィードバック制御を行う。【選択図】図５
2009183112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回転体に連結される回転軸と、
円板状に形成され、前記回転軸または被回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材と、
前記被検出部材の周方向に所定の間隔で配置され、各々当該被検出部材の回転速度を検出する第一回転検出器及び第二回転検出器と、
前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出された前記被検出部材の回転速度から当該被検出部材の偏芯、楕円化による誤差成分を除去する除去手段と、
前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出されて前記除去手段により前記誤差成分が除去された２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差を求め、当該偏差に応じて前記被検出部材の回転速度を前記目標回転速度に一致させるように前記回転軸の回転速度のフィードバック制御を行う制御手段と、
を備えたモータ。
【請求項２】
前記フィードバック制御は、前記２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差を時間微分する微分計算、前記除去手段により前記誤差成分が除去された一方の回転速度と前記目標回転速度との偏差の比例計算、当該一方の回転速度と前記目標回転速度との偏差を時間積分する積分計算を行い、当該比例計算、積分計算、及び微分計算により求められる比例値と積分値と微分値に基づいて前記回転軸の回転速度を制御するＰＩＤ制御である
請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記除去手段は、前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出される前記被検出部材の回転速度を少なくとも前記被検出部材１回転分それぞれ記憶し、当該記憶した前記第一回転検出器及び第二回転検出器による回転速度の同一回転角毎の差を２で除して前記被検出部材１回転分の速度の変動波形を求め、当該変動波形に含まれる前記被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と前記被検出部材の１回転で２周期の誤差成分を抽出して当該１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分の振幅及び位相を、前記第一回転検出器と前記第二回転検出器の前記周方向のなす角に応じて各々補正することにより回転角毎の速度検出誤差を求め、前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出される前記被検出部材の回転速度から当該被検出部材の回転角に応じた速度検出誤差を減ずることにより前記誤差成分を除去する
請求項１又は請求項２記載のモータ。
【請求項４】
前記記憶した前記第一回転検出器による回転速度をＥ１ｏｌｄ（θ）、
前記記憶した前記第二回転検出器による回転速度をＥ２ｏｌｄ（θ）、
前記第一回転検出器により検出される前記被検出部材の回転速度をＥ１ｎｅｗ（θ）、
前記第二回転検出器により検出される前記被検出部材の回転速度をＥ２ｎｅｗ（θ）、
前記第一回転検出器と前記第二回転検出器の前記周方向のなす角をθｉ、
前記平均値をＥａ（θ）としたときに、
【数１】
2009183112.tif 000012
ただし、
【数２】
2009183112.tif 000013
前記除去手段は、上記式（１−１）、（１−２）、（２−１）、（２−２）、（３）〜（８）、（９−１）、（９−２）、（１０−１）、（１０−２）に基づいて前記被検出部材の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）から当該被検出部材の偏芯、楕円化による誤差成分を除去し、
前記制御手段は、上記式（１７）に基づいて回転速度の平均値Ｅａ（θ）を求めて、前記フィードバック制御を行う
請求項３の何れか１項記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸または回転軸に連結される被回転体の回転速度を制御可能なモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カラー複写機やカラープリンタ等の画像処理装置（画像形成装置）は、４色（黒、黄、青、赤）の感光ドラムをそれぞれ備えており、これらの各感光ドラムは、モータによって低速（４０ｒｐｍ乃至１００ｒｐｍ）で回転される。感光ドラムを回転駆動するモータには、上記の如き低回転速度において、画像悪化の原因となる回転むらを生じないことが望まれている。
【０００３】
このため、モータの回転軸、または当該回転軸に連結される感光ドラムの連結軸の回転速度を検出するエンコーダを設け、当該エンコーダからの出力信号に基づいて感光ドラム（直接的にはモータ回転軸または連結軸）の回転速度を求め、感光ドラム（直接的にはモータ）の回転速度を目標回転速度に一致させるようにフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）が行なわれている。このエンコーダとしては、例えば、周方向に等間隔で配置された多数のスリットから成る光学パターンが形成されたコードホイールを上記回転軸等に同軸的に取り付けると共に、当該光学パターンを挟んで発光素子と受光素子（以下、まとめて回転検出器という）とを配置し、回転検出器がコードホイールの回転に伴う受光の有無に応じて出力信号としてパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を出力する光学式のエンコーダが採用されている。このパルス信号は、回転軸の回転速度に応じてパルス幅（ＯＮ／ＯＦＦの切り換り時間）または単位時間当りのパルス数が変わるため、パルス信号を検出することにより回転軸の回転速度を求めることができる。
【０００４】
また、エンコーダによる回転検出精度を向上するために、１つのコードホイールに対し２つの回転検出器を備えた構成が知られている。
【０００５】
ところで、このようなコードホイールは、例えば、安価なＰＥＴ（ポリエチレンテレフラレート）にて構成した場合、縦方向と横方向との膨張率の相違によって歪みが生じ略楕円状に変形する場合がある。これにより、エンコーダから出力されるパルス信号から求められる回転速度には、回転軸が１回転する毎に１周期の誤差成分と２周期の誤差成分を発生して、感光ドラムの回転速度に回転むらが発生する場合がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、特許文献１に、回転むらの発生を抑制する技術として、コードホイールに対し円板状のコードホイールの周方向に９０°間隔で２つの回転検出器を配置し、この２つの回転検出器から各々出力されるパルス信号から各々求められる回転軸の回転速度の差からコードホイールの偏芯、楕円化などによる誤差成分を求め、当該誤差成分をキャンセルすることにより正確な回転数制御を行う技術を開示した（特許文献１参照。）。
【０００７】
図１８には、特許文献１の技術を用いてモータの回転速度を制御する流れを模式的に示した模式図が示されている。
【０００８】
エンコーダ３４’は、内蔵された２つの回転検出器から各々パルス信号を出力する。出力された２つのパルス信号は制御部５２’に入力する。
【０００９】
制御部５２’は、入力する２つのパルス信号のパルス幅または単位時間当りのパルス数から各々回転軸の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、Ｅ２ｎｅｗ（θ）を求め、誤差補正処理を行って当該回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、Ｅ２ｎｅｗ（θ）からコードホイールの偏芯、楕円化などによる検出誤差による誤差成分を求めて、回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）から当該誤差成分をキャンセルすることにより正確な回転速度Ｅ（θ）を導出する。
【００１０】
そして、制御部５２’は、導出された回転速度Ｅ（θ）を目標回転速度と比較して偏差（速度差）を求め、この偏差に基づいてモータの回転速度のＰＩＤ制御を行う。
【００１１】
このＰＩＤ制御は、Ｐ制御（比例制御）とＩ制御（積分制御）とＤ制御（微分制御）を併用したフィードバック制御であり、例えば、目標回転速度に対する偏差の比例計算、偏差を時間積分する積分計算、及び偏差を時間微分する微分計算を行い、この比例計算、積分計算、及び微分計算により求められる比例値と積分値と微分値とを加算して得られる値に対して所定のゲイン係数を乗算し、当該乗算により得られた値に基づいてドライバ５４’からモータ部１０Ａ’へ供給する電流を制御することによりモータの回転速度を制御している。
【特許文献１】特開２００７−７８５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、Ｅ２ｎｅｗ（θ）には、上記したコードホイールの偏芯、楕円化などによる検出誤差による誤差成分の他に高周波ノイズが含まれる場合があり、上記特許文献１の技術では、検出誤差による誤差成分を除去できるが、高周波ノイズを低減することはできない。このため、偏差には高周波ノイズが含まれることとなる。ＰＩＤ制御では、偏差に高周波ノイズが含まれると、微分計算により求まる微分値が大きな値となって高周波ノイズに過敏に反応するようになるため、モータの回転速度の制御が不安定になる。
【００１３】
そこで、図１８に示すＰＩＤ制御では、高周波ノイズに過敏に反応する微分計算の前に低域フィルタによる演算を行うようにしており、比例・積分計算では偏差をそのまま用いるが、微分計算では、低域フィルタによって偏差に含まれる高周波ノイズを低減させた後に微分計算を行っている。
【００１４】
図１９には、図１８に示すような構成において低域フィルタが有る場合と低域フィルタが無い場合の回転数制御の伝達特性を示したボード線図が示されている。
【００１５】
同図に示されるように、低域フィルタが有る場合は、低域フィルタが無い場合に比べ高周波でゲインが減少しているが、同時に高周波で位相遅れが発生する。
【００１６】
このため、これ以上ゲインを上げると、この位相遅れの影響で制御安定性（位相余裕・ゲイン余裕）が損なわれ発振する。このため、ゲインは同図に示す低域フィルタが有る場合のゲインが減少し始めるあたりが限界である。
【００１７】
しかし、このゲインでは、モータが高トルクリップルの場合など制御対象となる回転むらが大きい場合に、回転むらを許容レベルまで抑制することはできない場合がある。
【００１８】
本発明は、上記事実を鑑みてなされたものであり、位相遅れを抑制して制御安定性を向上させたモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係るモータは、被回転体に連結される回転軸と、円板状に形成され、前記回転軸または被回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材と、前記被検出部材の周方向に所定の間隔で配置され、各々当該被検出部材の回転速度を検出する第一回転検出器及び第二回転検出器と、前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出された前記被検出部材の回転速度から当該被検出部材の偏芯、楕円化による誤差成分を除去する除去手段と、前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出されて前記除去手段により前記誤差成分が除去された２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差を求め、当該偏差に応じて前記被検出部材の回転速度を前記目標回転速度に一致させるように前記回転軸の回転速度のフィードバック制御を行う制御手段と、を備えている。
【００２０】
請求項１記載モータは、円板状に形成され、被回転体に連結される回転軸または被回転体に同軸的に取り付けられる被検出部材の周方向に、第一回転検出器及び第二回転検出器が所定の間隔で配置され、当該第一回転検出器及び第二回転検出器により各々当該被検出部材の回転速度が検出されている。
【００２１】
そして、請求項１記載モータは、除去手段により、第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出された被検出部材の回転速度から当該被検出部材の偏芯、楕円化による誤差成分が除去されており、制御手段により、第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出されて除去手段により誤差成分が除去された２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差が求められて、当該偏差に応じて被検出部材の回転速度を目標回転速度に一致させるように回転軸の回転速度のフィードバック制御が行われている。
【００２２】
このように、請求項１記載のモータは、第一回転検出器及び第二回転検出器により各々被検出部材の回転速度を各々検出し、各々検出された被検出部材の回転速度から当該被検出部材の偏芯、楕円化による誤差成分を除去し、誤差成分が除去された２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差が求めるため、低域フィルタが無くても、高周波ノイズを低減させることができ、当該偏差に応じて被検出部材の回転速度を目標回転速度に一致させるように回転軸の回転速度のフィードバック制御を行うことにより、位相遅れが抑制されれて発振が発生しないため、制御安定性が向上する。
【００２３】
なお、本発明のフィードバック制御は、請求項２記載のように、前記２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差を時間微分する微分計算、前記除去手段により前記誤差成分が除去された一方の回転速度と前記目標回転速度との偏差の比例計算、当該一方の回転速度と前記目標回転速度との偏差を時間積分する積分計算を行い、当該比例計算、積分計算、及び微分計算により求められる比例値と積分値と微分値に基づいて前記回転軸の回転速度を制御するＰＩＤ制御としてもよい。
【００２４】
この請求項２記載の発明によれば、ＰＩＤ制御の微分値を、２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差を時間微分する微分計算を行って求めるので、高周波ノイズによって回転速度の制御が不安定になることを抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の前記除去手段は、請求項３記載のように、前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出される前記被検出部材の回転速度を少なくとも前記被検出部材１回転分それぞれ記憶し、当該記憶した前記第一回転検出器及び第二回転検出器による回転速度の同一回転角毎の差を２で除して前記被検出部材１回転分の速度の変動波形を求め、当該変動波形に含まれる前記被検出部材の１回転で１周期の誤差成分と前記被検出部材の１回転で２周期の誤差成分を抽出して当該１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分の振幅及び位相を、前記第一回転検出器と前記第二回転検出器の前記周方向のなす角に応じて各々補正することにより回転角毎の速度検出誤差を求め、前記第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出される前記被検出部材の回転速度から当該被検出部材の回転角に応じた速度検出誤差を減ずることにより前記誤差成分を除去してもよい。
【００２６】
この請求項３記載の発明によれば、変動波形に含まれる１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分を抽出して当該１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分の振幅及び位相を各々補正して回転角毎の速度検出誤差を求め、第一回転検出器及び第二回転検出器により各々検出される被検出部材の回転速度から当該被検出部材の回転角に応じた速度検出誤差を減じているので、回転軸または被回転体の現実の回転速度を精度良く検出することができる。
【００２７】
また、本発明は、請求項４記載のように、前記記憶した前記第一回転検出器による回転速度をＥ１ｏｌｄ（θ）、前記記憶した前記第二回転検出器による回転速度をＥ２ｏｌｄ（θ）、前記第一回転検出器により検出される前記被検出部材の回転速度をＥ１ｎｅｗ（θ）、前記第二回転検出器により検出される前記被検出部材の回転速度をＥ２ｎｅｗ（θ）、前記第一回転検出器と前記第二回転検出器の前記周方向のなす角をθｉ、前記平均値をＥａ（θ）としたときに、
【００２８】
【数１】
2009183112.tif 000003
ただし、
【００２９】
【数２】
2009183112.tif 000004
前記除去手段は、上記式（１−１）、（１−２）、（２−１）、（２−２）、（３）〜（８）、（９−１）、（９−２）、（１０−１）、（１０−２）に基づいて前記被検出部材の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）から当該被検出部材の偏芯、楕円化による誤差成分を除去し、前記制御手段は、上記式（１７）に基づいて回転速度の平均値Ｅａ（θ）を求めて、前記フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００３０】
この請求項４記載の発明によれば、誤差成分を除去すると共に、高周波ノイズを低減させることができ、制御安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、本発明を、アウタロータ型モータ１０に適用した場合について説明する。
（アウタロータ型モータの概略全体構成）
図１には、アウタロータ型モータ１０が側断面にて示されている。この図に示される如く、アウタロータ型モータ１０は、モータ部１０Ａと、後述する回転制御部１０Ｂとで構成されている。モータ部１０Ａは、ステータ１２を備えており、ステータ１２はステータベース１４を備えている。ステータベース１４は、略円筒状に形成されたセンタ筒部１６と、センタ筒部１６の一端部における外周部から軸直角方向に張り出した平板状のステータハウジング１８とで構成されている。
【００３２】
センタ筒部１６の外周部には、ステータコア２０が圧入、接着、またはねじ止め等によって固着されている。このステータコア２０には、コイル２２が巻装されている。また、センタ筒部１６の内部は、当該センタ筒部１６を軸方向に貫通する軸孔１６Ａとされている。一方、ステータハウジング１８は、センタ筒部１６側と反対側に突出した複数の取付部１８Ａを有しており、各取付部１８Ａは装置への固定用とされている。また、ステータハウジング１８には、センタ筒部１６の径方向外側で板厚方向に貫通する複数（本実施の形態では３つ）のセンサ孔１８Ｂが設けられている。
【００３３】
また、アウタロータ型モータ１０は、ロータ２４と当該ロータ２４と一体に回転する回転軸２６とを備えている。回転軸２６は、センタ筒部１６の軸孔１６Ａ内に配置された２つの軸受２８を介して当該センタ筒部１６に対し同軸的かつ回転自在に支持されている。回転軸２６は、その両端部がそれぞれ軸孔１６Ａ（ステータ１２）から突出している。この回転軸２６は、回転制御部１０Ｂによる回転速度の制御対象である。
【００３４】
ロータ２４は、ロータハウジング３０と、当該ロータハウジング３０に固着されたマグネット３２とを備えている。ロータハウジング３０は、全体として略有底円筒状に形成されており、底部３０Ａと、当該底部３０Ａの外周に沿って立設された円筒部３０Ｂと、底部３０Ａの軸心部に設けられた円筒状のボス部３０Ｃとを有して構成されている。このロータハウジング３０は、ボス部３０Ｃに回転軸２６を挿入させた状態で、当該回転軸２６に同軸的に固定されている。また、円筒部３０Ｂは、ステータ１２のコイル２２を径方向外側から覆っており、その内面にマグネット３２を固着させてコイル２２に対向させている。
【００３５】
以上により、本実施の形態におけるアウタロータ型モータ１０は、マグネットロータを有するブラシレスモータとされており、コイル２２に電流が供給されると、当該コイル２２及びマグネット３２の磁力によって、装置に固定されるステータ１２に対しロータ２４及び回転軸２６が回転する構成である。
【００３６】
（回転制御部の構成）
このアウタロータ型モータ１０は、回転軸２６の回転速度を制御するための回転制御部１０Ｂを備えている。回転制御部１０Ｂは、回転軸２６の回転速度を検出するためのエンコーダ３４と、エンコーダ３４の出力に基づいて回転軸２６の回転速度を制御するためのコントローラ５０（図４参照）とを主要構成要素として構成されている。
【００３７】
（エンコーダの構成）
エンコーダ３４は被検出部材としてのコードホイール３６を備えている。コードホイール３６は、回転軸２６に同軸的に固定されて当該回転軸２６における回転速度の被検出部を構成する。具体的には、コードホイール３６は、円環板状（円板状）に形成されており、その軸心部にはボス部材３８が固着されている。そして、このボス部材３８が回転軸２６に嵌着されることで、コードホイール３６が回転軸２６に同軸的かつ一体回転可能に取り付けられている。この状態で、コードホイール３６は、ステータハウジング１８に対しセンタ筒部１６と反対側に位置している。
【００３８】
このコードホイール３６の外周近傍には、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示される如く、所定数のスリット３６Ａが周方向に等間隔で全周に亘り形成されており、被検出パターンである光学パターン３７を構成している。各スリット３６Ａは、コードホイール３６の板厚方向に光を透過可能に設けられており、本実施の形態ではスリット３６Ａのスリット数は１５００とされている。
【００３９】
より具体的に説明すると、コードホイール３６は、透明な樹脂材であるポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）にて構成されており、その外周近傍に所定数（１５００本）の非導光部としての光不透過部３６Ｂが全周に亘り周方向に等間隔に設けられることで、各光不透過部３６Ｂ間にそれぞれ光透過部である導光部としてのスリット３６Ａが形成されている。本実施の形態では、各光不透過部３６Ｂは、コードホイール３６の表面に不透明なインク等にて印刷されることで不透明に設けられている。図３（Ｂ）に示される如く、各光不透過部３６Ｂは、コードホイール３６の径方向の外縁が当該コードホイール３６の外周縁にて規定されると共に、径方向の内縁がコードホイール３６と同軸的な仮想円Ｃに沿う円弧状とされている。また、光不透過部３６Ｂの周方向の両縁は、当該コードホイール３６の半径方向（放射方向）に沿う直線形状とされている。以上により、各光不透過部３６Ｂの形状は、扇型の径方向内側を相似形状の扇型にて切り取った如き形状に形成されている。そして、互いに同形状の光不透過部３６Ｂが周方向の幅の２倍のピッチで当該周方向に等間隔に配置されることで、各光不透過部３６Ｂ間には、各光不透過部３６Ｂと略同形状のスリット３６Ａが形成されている。
【００４０】
本実施形態では、スリット３６Ａと光不透過部３６Ｂとをコードホイール３６の周方向に交互に配置することで、スリット３６Ａがコードホイール３６の全周に亘り等間隔で１周あたり１５００本設けられて、上記光学パターン３７を構成している。したがって、スリット３６Ａを形成する光不透過部３６Ｂも、一周あたり１５００本だけ設けられている。なお、図３（Ａ）に示すコードホイール３６の軸心部を貫通する貫通孔３６Ｃは、ボス部材３８の嵌合用である。
【００４１】
また、エンコーダ３４は、回転検出器として２つの回転センサ４０を備えている。図２（Ｂ）に示される如く、各回転センサ４０は、それぞれ一対のアーム４２、４４を有する断面視で略「コ」字状に形成された透過型フォトインタラプタ（フォトＩＣ）であり、当該アーム４２、４４間にコードホイール３６におけるスリット３６Ａ形成部位を非接触状態で位置させている。
【００４２】
そして、各回転センサ４０は、それぞれ一方のアーム４２に発光素子が設けられると共に、他方のアーム４４に受光素子（何れも図示省略）が設けられている。これにより、各回転センサ４０は、それぞれ発光素子が発した光がスリット３６Ａを通過して受光素子で受光されるか否かに応じてパルス（ＯＮ／ＯＦＦ）信号を出力する構成である。したがって、各回転センサ４０は、それぞれ回転軸２６の１回転（３６０°）当り１５００パルスを発生するようになっており、このパルス数がコードホイール３６の回転角に対応し、パルス幅（ＯＮ／ＯＦＦの切り換り時間）または単位時間当りのパルス数がコードホイール３６の回転速度に対応する。
【００４３】
これらの回転センサ４０はそれぞれ基板４６に実装されており、基板４６はステータハウジング１８におけるセンタ筒部１６側の面に固定されている。これにより、各回転センサ４０は、ステータ１２に対し不動とされている。また、各回転センサ４０は、ステータハウジング１８のセンサ孔１８Ｂを挿通しており、それぞれのアーム４２、４４間にコードホイール３６のスリット３６Ａ形成部位を入り込ませている。これにより、各回転センサ４０は、回転軸２６の回転に伴いアーム４２、４４間を相対移動するコードホイール３６の回転速度に応じたパルス信号を出力するようになっている。
【００４４】
そして、図２（Ａ）に示される如く、各回転センサ４０は、それぞれ回転軸２６の軸心を向いた状態で、コードホイール３６の周方向に沿って９０°間隔で配置されている。以下、各回転センサ４０を区別して説明する場合には、図２（Ａ）に示す相対角０°に配置された回転センサ４０を第１回転センサ４０Ａ、相対角９０°に配置された回転センサ４０を第２回転センサ４０Ｂと言うこととする。
【００４５】
また、アウタロータ型モータ１０は、エンコーダ３４を覆うカバー部材４５を備えている。カバー部材４５は、軸心部に設けられた透孔４６Ａから回転軸２６を突出させた状態で、ステータハウジング１８におけるセンサ孔１８Ｂの内縁に嵌合してステータ１２に固定されている。これにより、エンコーダ３４（各回転センサ４０によるコードホイール３６の回転速度検出部位）は、カバー部材４５によって外部からの光や異物の侵入が防止されている。
【００４６】
なお、各回転センサ４０を実装した基板４６には、ステータ１２のセンタ筒部１６が軸直角方向に移動することを許容する切欠きまたは長孔が設けられており、ステータハウジング１８のセンサ孔１８Ｂは上記センタ筒部１６の移動方向に沿って回転センサ４０の移動を許容する長孔とされている。これにより、各回転センサ４０がコードホイール３６に干渉しないように、各回転センサ４０を実装した基板４６の切欠きまたは長孔にセンタ筒部１６を挿入し、その後基板４６をステータ１２に対し回転軸２６の軸直角方向（図２に示す矢印Ａ方向）に移動することで、各回転センサ４０のアーム４２、４４間にコードホイール３６を入り込ませることができる構成とされている。なお、この構成に代えて、基板４６を複数に分割した構成を採用することも可能である。
【００４７】
また、各回転センサ４０を実装した基板４６には、コネクタ付配線を介して外部電源（何れも図示省略）に電気的に接続されるコネクタ４８が設けられている。そして、この基板４６には、ロータ２４の磁極位置を検出するホール素子（図示省略）、コイル２２への通電制御用のコントローラ５０等、アウタロータ型モータ１０（モータ部１０Ａ）の駆動・制御に要する全ての電気部品を実装している。なお、基板４６に実装される電気部品のうち、モータ部１０Ａの駆動に供する部品はモータ部１０Ａに属すると把握することも可能である。
【００４８】
（コントローラの構成）
図４に示される如く、コントローラ５０は、制御部５２とドライバ５４とから構成されている。ドライバ５４は、モータ部１０Ａのコイル２２及び外部電源（コネクタ４８）とそれぞれ電気的に接続されており、コイル２２に電流を供給するようになっている。
【００４９】
制御部５２は、各回転センサ４０及び外部電源（コネクタ４８）とそれぞれ電気的に接続されており、各回転センサ４０からパルス信号及び外部から目標回転速度を示す回転数指令信号がそれぞれ入力されるようになっている。制御部５２は、演算装置であるＣＰＵや記憶装置であるＲＡＭ、ＲＯＭ等を含んで構成されており、各回転センサ４０から入力するパルス信号及び外部から入力する回転数指令信号に基づいてドライバ５４を介したコイル２２への給電の有無、供給電流の大きさを制御するようになっている。
【００５０】
すなわち、制御部５２は、各回転センサ４０から入力するパルス信号のパルス数をカウントすることにより回転軸２６の回転角θを検出すると共に、当該パルス信号のパルス幅または単位時間当りのパルス数を検出することにより回転軸２６の回転速度を検出しており、当該検出した回転速度を回転数指令信号により示される目標回転速度と比較してこれらの差がなくなるように、ドライバ５４によるコイル２２へ供給する電流を制御する構成とされている。
【００５１】
この回転軸２６の回転角θは、例えば、制御部５２に電力が供給されて制御部５２で所定の初期処理が終了した時点の回転軸２６の回転角θを０°とし、回転センサ４０からパルスが入力すると当該回転センサ４０で検出される回転軸２６の回転角θを０．２４°（＝３６０°／１５００）ずつ増加させて、回転角θが３６０°となった時点で０°にすることにより検出できる。なお、回転軸２６の回転角θは、各回転センサ４０毎に別々に検出してもよく、また、一方の回転センサ４０で検出された回転角θを他方の回転センサ４０で用いもよい。また、別途、回転軸２６やコードホイール３６にマークを設け、当該マークをセンサにより検出し、当該センサからの信号により回転角θを０°にするようにしてもよい。
【００５２】
以下、制御部５２による回転軸２６の回転速度の検出について詳細に説明する。なお、以下の説明では、第１回転センサ４０Ａからのパルス信号から求められる回転角θでの回転速度をＥ１（θ）と言い、第１回転センサ４０Ｂからのパルス信号から求められる回転角θでの回転速度をＥ２（θ）と言うこととする。
【００５３】
図５には、制御部５２による回転速度の制御の流れを模式的に示した模式図が示されている。
【００５４】
制御部５２は、第１回転センサ４０Ａ及び第２回転センサ４０Ｂから入力されるパルス信号から回転軸２６の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）を求める。そして、制御部５２は、後述する誤差補正処理を行って回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）からコードホイール３６の偏芯、楕円化などによる検出誤差による誤差成分を求め、回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）から誤差成分をキャンセルして正確な回転速度Ｅ１（θ）を導出し、また、回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）から誤差成分をキャンセルして正確な回転速度Ｅ２（θ）を導出する。
【００５５】
制御部５２は、導出された回転速度Ｅ１（θ）を目標回転速度と比較して偏差を求め、当該偏差の比例計算、偏差を時間積分する積分計算を行う一方、導出された回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の平均値Ｅａ（θ）を求めて当該平均値Ｅａ（θ）を目標回転速度と比較して偏差を求め、当該偏差を時間微分する微分計算を行う。そして、制御部５２は、比例計算、積分計算、及び微分計算により求められる比例値と積分値と微分値とを加算することにより得られる値に対して所定のゲイン係数を乗算し、当該乗算により得られた値に基づいてドライバ５４によるコイル２２へ供給する電流を制御することにより回転軸２６の回転速度を制御している。
【００５６】
次に、誤差補正処理について説明する。
【００５７】
コードホイール３６の回転中心と回転軸２６の回転中心とが完全に一致しており、かつスリット３６Ａが当該一致した回転中心を中心とする真円に沿って形成されていれば、各回転センサ４０からのパルス信号から求められる回転速度Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ回転軸２６の真の回転速度に正確に対応する。
【００５８】
ところが、図６（Ａ）に示される如くコードホイール３６と回転軸２６との間に心ずれがあると、図６（Ｃ）に実線にて示される如く、コードホイール３６の１回転（１５００パルス）で１周期の正弦波状の誤差成分（以下、１周期成分という）が生じる。また、例えばコードホイール３６（スリット３６Ａ）が歪みよって図６（Ｂ）に示される如く楕円化すると、図６（Ｃ）に二点鎖線にて示される如く、コードホイール３６の１回転で２周期の正弦波状の誤差成分（以下、２周期成分という）が生じる。したがって、１周期成分はＡｓｉｎθとして表わすことができ、２周期成分は、１周期成分との位相差をαとするとＢｓｉｎ（２θ＋α）として表わすことができる。
【００５９】
このコードホイール３６と回転軸２６との間に心ずれは、例えばコードホイール３６の回転軸２６への取付誤差等に起因して生じ、コードホイール３６の楕円化（歪み）は、例えば縦横で膨張率の異なる材料にてコードホイール３６を構成した場合に、高温環境下で顕著となる。そして、本実施の形態に係るコードホイール３６は、ＰＥＴにて構成されているため、縦横の熱膨張率が異なり、７０℃以上の環境下で楕円化が生じやすい構成とされている。
【００６０】
なお、図６（Ｃ）は、基準のパルス幅（例えば、回転軸が一定速度で回転している場合の誤差のないパルス信号１周期の時間）を１としたときの誤差量を縦軸に、回転センサ４０が検出する累積パルス数を横軸にとり、１周期成分の誤差ピークが基準パルス幅の０．３５％（最大振幅Ａ＝０．００３５）、２周期成分の誤差ピークが基準パルス幅の０．１５％（最大振幅Ｂ＝０．００１５）である場合の、単一の回転センサ４０のパルス信号（生波形）に含まれる１周期成分及び２周期成分を示している。
【００６１】
以上により、図７（Ａ）に示される如く、コードホイール３６が回転軸２６に対し偏心しかつ楕円化している場合には、例えば、コードホイール３６の１回転分の回転速度Ｅ１には、図７（Ｂ）に示される如く、１周期成分１Ｆと２周期成分２Ｆとが重ね合わされた誤差波形Ｅｅが生じる。また、コードホイール３６の１回転分の回転速度Ｅ１，Ｅ２と、回転軸２６の回転むら（モータ実回転速度）Ｍｅとの関係は、図７（Ｃ）に示される。
【００６２】
このとき、第１回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の回転速度Ｅ１（θ）と、第２回転センサ４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の回転速度Ｅ２（θ）との同一回転角毎の差を２で除したｅ（θ）の演算を行うと、このｅ（θ）には、図８（Ａ）に示される如く、１周期成分１Ｆと２周期成分２Ｆが含まれる。
【００６３】
そこで、制御部５２は、回転速度Ｅ１、及び回転速度Ｅ２を少なくともコードホイール３６の１回転分記憶する。以下、この記憶された１回転分の回転速度Ｅ１を回転速度Ｅ１ｏｌｄ（θ）とし、記憶された１回転分の回転速度Ｅ２を回転速度Ｅ２ｏｌｄ（θ）とする。なお、この回転速度Ｅ１ｏｌｄ（θ）及び回転速度Ｅ２ｏｌｄ（θ）は、第１回転センサ４０Ａ及び第２回転センサ４０Ｂから入力されるパルス信号からコードホイール３６の１回転分の回転速度Ｅ１及び回転速度Ｅ２が新たに求まる毎に適宜更新するものとしてもよい。
【００６４】
そして、制御部５２は、当該記憶した回転速度Ｅ１ｏｌｄ（θ）及び回転速度Ｅ２ｏｌｄ（θ）に基づいて１周期成分１Ｆと２周期成分２Ｆを求め、第１回転センサ４０Ａ及び第２回転センサ４０Ｂから入力されるパルス信号から求められる現在の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）から回転角θでの１周期成分１Ｆと２周期成分２Ｆを減算することにより、誤差成分を除去している。
【００６５】
なお、以下では回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）から誤差成分を除去する場合を例として説明する。
【００６６】
コードホイール３６の偏芯、楕円化などによる回転角毎の速度検出誤差をｈ（θ）とした場合、以下の式（１）に示すように、コードホイール３６の回転時に第１回転センサ４０Ａから入力されるパルス信号から求められる現在の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）から回転角θでの速度検出誤差ｈ（θ）を減算すれば、この演算結果は、図８（Ｂ）に示されるように、誤差成分Ｅｅが除去された回転軸の回転むらＭｅ（θ）の波形（図７（Ｃ）参照）そのものとなる。
【００６７】
【数３】
2009183112.tif 000005
ここで、上記式（３）〜式（６）では、フーリエ級数展開によって（Ｅ１ｏｌｄ（θ）−Ｅ２ｏｌｄ（θ））／２の中に含まれる１周期成分１Ｆ、２周期成分２Ｆを抽出している。ａ１は１周期成分１Ｆの正弦成分であり、ｂ１は１周期成分１Ｆの余弦成分であり、ａ２は２周期成分２Ｆの正弦成分であり、ｂ２は２周期成分２Ｆの余弦成分である。
【００６８】
この式（３）〜式（６）に示すａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２を用いて、回転速度Ｅ１内に含まれる誤差成分波形を表現したものが、式（２）に示す速度検出誤差ｈ（θ）である。
【００６９】
なお、このａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２で表わされる波形には、実際に回転速度Ｅ１内に含まれる誤差量に対して、振幅・位相共に差が生じている。このため、振幅の大きさを振幅補正係数ｋ１、ｋ２の値で調整し、位相を位相補正量△θ１、△θ２の値で調整している。
【００７０】
この振幅補正係数ｋ１、ｋ２、及び位相補正量△θ１、△θ２は、図９に示すように、エンコーダ３４の第１回転センサ４０Ａを基準とする第２回転センサ４０Ｂのコードホイール３６の周方向のなす角θｉ（以下、「ピッチ角θｉ」という。）によって定まり、式（７）〜式（１０）によって求められる。
【００７１】
本実施の形態では、図２に示すように、ピッチ角θｉ＝９０°（＝π／２）である。このため、式（３）〜式（６）により、ｋ１＝√２、ｋ２＝１、△θ１＝−π／４、△θ２＝０となり、上記式（２）は特許文献１に示した演算式（２）と等価となる。なお、特許文献１では、２周期成分２Ｆの調整が不要であることから、２周期成分２Ｆのフーリエ係数の演算を省略した構成となっている。
【００７２】
次に、上記の式（１）〜（１０）に示した演算式の導出について記す。
【００７３】
回転センサ４０Ａ、４０Ｂのピッチ角をθｉとし、回転角θにおける回転軸２６の回転速度をω（θ）とし、１周期成分１Ｆの正弦成分をｅＳ１、１周期成分１Ｆの余弦成分をｅＣ１とし、２周期成分２Ｆの正弦成分をｅＳ２、２周期成分２Ｆの余弦成分をｅｃ２とすると、回転センサ４０Ａ、４０Ｂから入力されるパルス信号から求められる回転速度Ｅ１（θ）、Ｅ２（θ）は、以下の式（１２）（１３）のように示される。
【００７４】
【数４】
2009183112.tif 000006
この回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の同一回転角θ毎の差を２で除する演算を行うと、この演算結果は、以下の式（１４）のように速度の変動波形ｅ（θ）となる。
【００７５】
【数５】
2009183112.tif 000007
さらに、変動波形ｅ（θ）に含まれる１周期成分１Ｆの正弦成分及び余弦成分について以下に示すＫ１倍して位相をΔθ１だけシフトさせ、２周期成分２Ｆの正弦成分及び余弦成分について以下に示すＫ２倍して位相をΔθ２だけシフトさせたものをｈ（θ）とすると、以下の式（１５）のようになる。
【００７６】
【数６】
2009183112.tif 000008
【００７７】
この式（１５）は、式（１２）に示される回転速度Ｅ１（θ）に含まれる誤差成分そのものである。
【００７８】
従って、変動波形ｅ（θ）に含まれる１周期成分１Ｆの正弦成分及び余弦成分をＫ１倍して位相をΔθ１だけシフトさせ、２周期成分２Ｆの正弦成分及び余弦成分をＫ２倍して位相をΔθ２だけシフトさせてｈ（θ）を求め、以下の式（１６）に示すように、回転速度Ｅ１（θ）からｈ（θ）を減ずることにより、モータの回転速度ω（θ）を求めることができる。
Ｅ（θ）＝Ｅ１（θ）−ｈ（θ）＝ω（θ）・・・（１６）
なお、このｈ（θ）の生成は、上述の下記の演算の通り、（Ｅ１ｏｌｄ（θ）−Ｅ２ｏｌｄ（θ））／２の中に含まれる１周期成分１Ｆ、２周期成分２Ｆの各成分をフーリエ級数展開によって抽出し、各成分の振幅、位相を前記Ｋ１、Ｋ２、△θ１、△θ２を用いて調整することで可能になる。
【００７９】
【数７】
2009183112.tif 000009
このように、式（２）〜式（６）の演算によって速度検出誤差ｈ（θ）を求め、回転センサ４０Ａから入力されるパルス信号から求められる現在の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）から速度検出誤差ｈ（θ）を減算することにより、正確な回転速度Ｅ（θ）を得ることができる。
【００８０】
本実施の形態に係る制御部５２は、上述した式（３）〜式（８）を実行可能に記憶している。また、制御部５２は、上述した式（１）、式（２）、式（９）、式（１０）を、回転速度Ｅ１補正用に対応させて変形した式（１−１）、式（２−１）、式（９−１）、式（１０−１）と、回転速度Ｅ２補正用に対応させて変形した式（１−２）、式（２−２）、式（９−２）、式（１０−２）とを実行可能に記憶している。
【００８１】
なお、式（１−１）、式（２−１）、式（９−１）、及び式（１０−１）は、上述した式（１）、式（２）、式（９）、式（１０）のｈ（θ）、Δθ１及びΔθ２に添え字「ｅ１」を追加したものである。また、式（１−２）、式（２−２）、式（９−２）、及び式（１０−２）は、上述した式（１）、式（２）のｈ（θ）、Δθ１及びΔθ２に添え字「ｅ２」を追加し、さらに、第２回転センサ４０Ｂを基準とする第１回転センサ４０Ａのピッチ角θｉに合わせて補正したものである。
【００８２】
【数８】
2009183112.tif 000010
次に本実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０の作用について説明する。
【００８３】
上記構成のアウタロータ型モータ１０は、コントローラ５０が作動してドライバ５４からコイル２２に通電されると、ロータ２４、回転軸２６、コードホイール３６が共に回転する。
【００８４】
回転軸２６が回転すると、エンコーダ３４の第１回転センサ４０Ａ、及び第２回転センサ４０Ｂは、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じて各々パルス信号を出力する。出力されたパルス信号は基板４６に実装されたコントローラ５０の制御部５２に入力する。
【００８５】
制御部５２は、第１回転センサ４０Ａ及び第２回転センサ４０Ｂからパルス信号が入力されると、当該パルス信号から回転軸２６の回転角θを検出すると共に、当該回転角θでの回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）、及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）を随時検出する。そして、制御部５２は、回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）及びＥ２ｎｅｗ（θ）を少なくともコードホイール３６の１回転分記憶し、記憶した回転速度Ｅ１ｏｌｄ（θ）及び回転速度Ｅ２ｏｌｄ（θ）を用いて式（３）〜式（８）の演算を行ってａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２を求める。
【００８６】
その後、制御部５２は、第１回転センサ４０Ａから入力されるパルス信号から求められる現在の回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）に対して式（１−１）、式（２−１）、式（９−１）及び式（１０−１）の演算を実行して回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）から速度検出誤差ｈｅ１（θ）を減算し、また、第２回転センサ４０Ｂから入力されるパルス信号から求められる現在の回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）に対して式（１−２）、式（２−２）、式（９−２）及び式（１０−２）の演算を実行して、回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）から速度検出誤差ｈｅ２（θ）を減算することにより、正確な回転速度Ｅ１（θ）及び回転速度Ｅ２（θ）を導出する。
【００８７】
制御部５２は、導出された正確な回転速度Ｅ１（θ）を目標回転速度と比較して偏差を求め、当該偏差の比例計算、偏差を時間積分する積分計算を行う一方、正確な回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の平均値Ｅａ（θ）を求めて当該平均値Ｅａ（θ）を目標回転速度と比較して偏差を求め、当該偏差を時間微分する微分計算を行う。
【００８８】
そして、制御部５２は、比例計算、積分計算、及び微分計算により求められた比例値と積分値と微分値とを加算することにより得られる値に対して所定のゲイン係数を乗算し、当該乗算により得られた値に基づいてドライバ５４に制御信号を出力する。
【００８９】
ドライバ５４は、この制御信号に応じてコイル２２に電流を供給する。すなわち、コントローラ５０によって、モータ部１０Ａの回転軸２６の回転速度に対するフィードバック制御が為される。
【００９０】
これにより、回転軸２６、すなわち回転軸２６に連結される被回転体（例えば、感光ドラム）が回転数指令信号に基づく設定速度に精度良く保持される。
【００９１】
ここで、式（１−１）及び式（１−２）の第１項のＥ１ｎｅｗ（θ）とＥ２ｎｅｗ（θ）には、高周波ノイズが含まれている。また、第２項のｈｅ１（θ）とｈｅ２（θ）は、コードホイール３６の偏心・楕円化による誤差成分でしかない。よって、式（１−１）及び式（１−２）により導出される回転速度Ｅ１（θ）及び回転速度Ｅ２（θ）には高周波ノイズが含まれる。
【００９２】
そこで、本実施の形態では、この高周波ノイズを除去するために、以下の式（１７）に示すように、回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）を平均化している。
【００９３】
【数１０】
2009183112.tif 000011
ここで、以下に回転速度を平均化する作用について説明する。
【００９４】
図１０は、本実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０を駆動させた場合の回転速度の平均値Ｅａ（θ）と回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の経時的な変化の一例を示すグラフである。なお、図１０の縦軸は、各回転センサ４０から入力するパルス信号のパルス幅をＣＰＵのクロックでカウントしたカウント値であり、回転速度を示している。
【００９５】
同図に示されるように、回転速度の平均値Ｅａ（θ）は、回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の中心値になる。
【００９６】
このように平均化することにより、図１０のＴ１に示すように、回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）が同じ方向に変化した場合はＥa（θ）が変化し、図１０のＴ２に示すように、回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）が異なる方向に変化した場合にＥa（θ）が変化しない。
【００９７】
つまり、２つの回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の平均を求めることにより有効な回転検出信号と無効な高周波ノイズを切り分けることができる。
【００９８】
また、本実施の形態では、回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）に対して式（１−１）の演算を実行し、回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）に対して式（１−２）の演算を実行してコードホイール３６の偏芯、楕円化などによる速度検出誤差ｈｅ１（θ）、ｈｅ２（θ）を除去した後に平均値Ｅａ（θ）を求めている。
【００９９】
ここで、例えば、速度検出誤差ｈｅ１（θ）、ｈｅ２（θ）を除去せずに、回転速度Ｅ１ｎｅｗ（θ）及び回転速度Ｅ２ｎｅｗ（θ）によりＰＩＤ制御を行うものとした場合、図１１に示すように、ＰＩＤ制御の微分計算により求められる微分値に残留誤差成分が残ってしまい、回転むらを悪化させてしまう。
【０１００】
このため、本実施の形態では、速度検出誤差ｈｅ１（θ）、ｈｅ２（θ）を除去した回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）によってＰＩＤ制御を行っている。
【０１０１】
図１２には、背景技術で説明した図１８に示すＰＩＤ制御の微分計算で求められる微分値を周波数分析した結果の一例が示されており、図１３には、本実施の形態のＰＩＤ制御の微分計算で求められる微分値を周波数分析した結果の一例が示されている。
【０１０２】
図１３に示されるように、本実施の形態のＰＩＤ制御では、図１２と比較して微分計算で求められる微分値から高周波ノイズが低減されている。
【０１０３】
図１４には、背景技術で説明した図１８に示すＰＩＤ制御と本実施の形態に係るＰＩＤ制御の伝達特性を示したボード線図が示されている。
【０１０４】
同図に示すように、本実施の形態のアウタロータ型モータ１０では、低域フィルタが有る場合に比べて位相遅れが抑制されるため、制御安定性が向上する。また、本実施の形態のアウタロータ型モータ１０では、低域フィルタが有る場合に比べてゲインを上げることができる。
【０１０５】
図１５には、本実施の形態のアウタロータ型モータ１０を背景技術で説明した図１８に示した低域フィルタが有るＰＩＤ制御により回転速度を一定速度に制御した場合の回転むらを周波数分析した結果の一例が示されており、図１６には、本実施の形態のアウタロータ型モータ１０を本実施の形態のＰＩＤ制御により回転速度を一定速度に制御した場合の回転むらを周波数分析した結果の一例が示されている。
【０１０６】
図１５に示すように、図１８に示した低域フィルタが有るＰＩＤ制御では、２４次の回転むら成分が顕著に現れていが、図１６に示すように、本実施の形態のＰＩＤ制御では、これらの回転むら成分がほぼ半分に抑制できる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態によれば、第１回転センサ４０Ａ及び第２回転センサ４０Ｂにより各々コードホイール３６の回転速度を各々検出し、各々検出されたコードホイール３６の回転速度から当該コードホイール３６の偏芯、楕円化による誤差成分を除去し、誤差成分が除去された２つの回転速度の平均値と目標回転速度との偏差が求めるため、低域フィルタが無くても、高周波ノイズを低減させることができ、当該偏差に応じて被検出部材の回転速度を目標回転速度に一致させるように回転軸２６の回転速度のフィードバック制御を行うことにより、位相遅れが抑制されれて発振が発生しないため、制御安定性が向上する。
【０１０８】
また、本実施の形態のようにＰＩＤ制御において、平均値Ｅａ（θ）を目標回転速度と比較して偏差を求め、当該偏差を時間微分する微分計算を行うことにより、回転速度の検出に別途ノイズ対策を施すことがないため、製造コストの増加を抑えることができる。
【０１０９】
（アウタロータ型モータの適用例）
次に、上記実施の形態または変形例に係るアウタロータ型モータ１０がカラープリンタやカラーコピー機等の画像処理装置（画像形成装置）に適用された例を示す。
【０１１０】
図１７に示される如く、画像処理装置は、それぞれ赤、青、黄、黒に対応した４つの感光ドラム７０、７２、７４、７６を備えている。各感光ドラム７０、７２、７４、７６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。各感光ドラム７０、７２、７４、７６には、それぞれ回転駆動手段としてのアウタロータ型モータ１０が接続されている。具体的には、アウタロータ型モータ１０の回転軸２６が各感光ドラム７０、７２、７４、７６に一体回転可能に直結されている。各アウタロータ型モータ１０は、それぞれステータ１２（ステータハウジング１８）が画像処理装置の筐体７８に固定されており、コイル２２に通電することで、ロータ２４が所定方向に回転して各感光ドラム７０、７２、７４、７６を回転駆動する構成である。
【０１１１】
ここで、アウタロータ型モータ１０は、小型で低回転速度域において高トルクを発生する特性を有するため、画像処理装置の感光ドラム７０等に直結されても、当該感光ドラム７０等を十分なトルクで回転駆動でき、画像処理装置を大型化させることもない。特に、アウタロータ型モータ１０では、薄型（扁平）構造であるため、各感光ドラム７０等の背面（軸方向端部）における狭いスペースに好適に配置される。また、アウタロータ型モータ１０は、上記の通りマグネットロータを有するブラシレスモータであるため、低コストで製造することができ画像処理装置を高コスト化することもない。
【０１１２】
そして、このように小型で高トルクのアウタロータ型モータ１０を感光ドラム７０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７０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。特に、アウタロータ型モータ１０は、２つの回転センサ４０（上記実施の形態）または４つの回転センサ４０（上記変形例）を備え、上記の通り高精度で回転軸２６すなわち感光ドラム７０等の回転速度制御行なうため、感光ドラム７０等の回転むらが一層抑止される。
【０１１３】
このように、画像処理装置の感光ドラム７０等に直結され、当該感光ドラム７０等を回転駆動するアウタロータ型モータ１０では、画像処理装置を大型化及び高コスト化することなく、感光ドラム７０等の回転むらを抑止できる。
【０１１４】
なお、上記実施の形態では、回転制御部１０Ｂ（エンコーダ３４、６０、コントローラ５０）がアウタロータ型モータ１０を構成するようにした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、回転制御部１０Ｂ（エンコーダ３４、６０）を、被回転体である感光ドラム等に取り付け、アウタロータ型モータ１０とは独立して構成しても良い。
【０１１５】
さらに、上記実施の形態では、回転速度の平均値Ｅａ（θ）と目標回転速度との偏差を微分計算する一方、正確な回転速度Ｅ１（θ）と目標回転速度との偏差を比例計算、積分計算するＰＩＤ制御の例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、回転速度の平均値Ｅａ（θ）と目標回転速度との偏差を比例計算、積分計算するように構成しても良い。また、例えば、積分計算を行わないＰＤ制御としてもよい。
【０１１６】
さらに、上記の実施の形態では、回転軸２６の回転速度を所定の速度に保持するためにコードホイール３６の回転速度における１周期成分及び２周期成分を除去する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、回転軸２６の回転角に対応したコードホイール３６の回転角を精度良く検出するようにしても良い。したがって、本発明におけるアウタロータ型モータ１０、コントローラ５０、制御部５２は、画像処理装置に適用されて回転ドラムの回転数制御を行うことには限定されず、あらゆる用途に適用可能であることはいうまでもない。
【０１１７】
さらに、上記の実施の形態では、エンコーダ３４、６０が、光を透過可能なスリット３６Ａを有するコードホイール３６と、透過型フォトインタラプタ（光学式センサ）である各回転センサ４０とで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、エンコーダとして、例えば、エンコーダとして反射型のフォトインタラプタを備えた構成としても良く、その他電磁式、磁気抵抗式、ホール効果式等の各種エンコーダを採用することができる。
【０１１８】
さらにまた、上記の実施の形態では、モータとしてブラシレスのアウタロータ型モータ１０を採用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、モータとしてインナロータ型モータやブラシを有するモータ、交流モータ等、如何なる形式のモータを採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】実施の形態に係るアウタロータ型モータの概略構成を示す側断面図である。
【図２】実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するエンコーダを示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するコードホイールを示す図であって、（Ａ）は全体を示す正面図、（Ｂ）は一部拡大して示す正面図である。
【図４】実施の形態に係るアウタロータ型モータの概略の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係る制御部による回転速度の制御の流れを模式的に示した模式図である。
【図６】（Ａ）はコードホイールの偏心状態を示す正面図、（Ｂ）はコードホイールの変形状態を示す正面図、（Ｃ）はコードホイールの回転に含まれる誤差成分のうち１周期成分及び２周期成分を分けて示す線図である。
【図７】実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するエンコーダのコードホイールが回転軸に対し偏心しかつ変形した状態における、（Ａ）は各回転センサの配置を示す正面図、（Ｂ）は各回転センサの誤差成分を示す線図、（Ｃ）はモータ回転むらと各回転センサの出力信号を示す線図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は実施の形態に係る制御部の演算結果を示す線図である。
【図９】実施の形態に係る２つの回転センサのピッチ角θｉを示す図である。
【図１０】実施の形態に係るアウタロータ型モータを駆動させた場合の回転速度の平均値Ｅａ（θ）と回転速度Ｅ１（θ）と回転速度Ｅ２（θ）の経時的な変化の一例を示す線図である。
【図１１】速度検出誤差を除去せずにアウタロータ型モータを駆動させた場合のＰＩＤ制御の微分計算により求められる微分値を周波数分析した結果の一例を示す線図である。
【図１２】従来のＰＩＤ制御の微分計算で求められる微分値を周波数分析した結果の一例を示す線図である。
【図１３】本実施の形態に係るＰＩＤ制御の微分計算で求められる微分値を周波数分析した結果の一例を示す線図である。
【図１４】従来のＰＩＤ制御と本実施の形態に係るＰＩＤ制御の伝達特性を示したボード線図である。
【図１５】従来のＰＩＤ制御により回転速度を一定速度に制御した場合の回転むらを周波数分析した結果の一例を示す線図である。
【図１６】本実施の形態に係るＰＩＤ制御により回転速度を一定速度に制御した場合の回転むらを周波数分析した結果の一例を示す線図である。
【図１７】本発明実施の形態または変形例に係るアウタロータ型モータの画像処理装置への適用例を示す概略の斜視図である。
【図１８】従来の制御部による回転速度の制御の流れを模式的に示した模式図である。
【図１９】低域フィルタが有る場合と低域フィルタが無い場合のＰＩＤ制御の伝達特性を示したボード線図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…アウタロータ型モータ（モータ）、２６…回転軸（回転体）、３６…コードホイール（被検出部材）、４０…回転センサ（回転検出器）、５０…コントローラ（除去手段、制御手段）、５２…制御部（除去手段、制御手段）、７０・７２・７４・７６…感光ドラム（被回転体）
【図１】
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【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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