(57)【要約】【課題】回転部材の偏心及び楕円化に伴う誤差成分だけでなく、ＦＭ変調誤差を排除し、正確な補正波形を出力することで、回転むら抑制能力を向上させて検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出する。【解決手段】モータに取り付けられたコードホイール３６の周方向に９０°間隔で配置された２つの回転センサ４０は、各々コードホイール３６の回転速度に応じた信号を出力する。コードホイール３６は出力軸２６に対し偏心すると１回転で１周期の誤差成分、楕円状に変形すると１回転で２周期の誤差成分が生じる。第１の制御手段は、コードホイール３６の１回転分の各回転センサ４０の出力信号の差の１／２である演算信号のうち１周期成分を回転センサ４０からの出力信号の１周期成分の振幅、位相に一致させると共に補正出力波形を生成することによってＦＭ変調誤差を補正する。【選択図】図２
2009183113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、
前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ前記回転部材の前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第１の制御手段と、
を備えたモータ。
【請求項２】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、
前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ前記回転部材の前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第１の制御手段と、
前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出し、前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第２の制御手段と、
を備えたモータ。
【請求項３】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、
前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置され、それぞれ前記回転部材の前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第１の制御手段と、
前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出し、前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第２の制御手段と、
を備えたモータ。
【請求項４】
前記ピッチ角をθｉ、
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記演算信号をｅ（θ）、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数１】
2009183113.tif 000018
前記第１の制御手段は、式（２）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）に基づいて、式（３）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータ。
【請求項５】
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の基準回転数をω０、
前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、
１以上の整数をｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、
前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、
前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、
前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数２】
2009183113.tif 000019
前記第２の制御手段は、式（１）から式（１１）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（１２）、式（１４）、及び式（１５）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（１３）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することを特徴とする請求項４記載のモータ。
【請求項６】
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記演算信号をｅ（θ）、
前記演算信号ｅ（θ）のうち前記回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、
前記回転部材の基準回転数をω０、
前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、
１以上の整数をｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、
前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、
前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、
前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数３】
2009183113.tif 000020
前記第１の制御手段は、式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出し、
【数４】
2009183113.tif 000021
前記第２の制御手段は、式（１６）から式（２０）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（２２）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することを特徴とする請求項３記載のモータ。
【請求項７】
前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、
前記回転部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項記載のモータ。
【請求項８】
前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項７記載のモータ。
【請求項９】
前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項７又は請求項８記載のモータ。
【請求項１０】
前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、請求項７から請求項９の何れか１項記載のモータ。
【請求項１１】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、
前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ該回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する第１の回転補正部と、
前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記第１の回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する第１の制御部と、
を備えた回転制御装置。
【請求項１２】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、
前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ該回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する第１の回転補正部と、
前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記第１の回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する第１の制御部と、
前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する第２の回転補正部と、
前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記補正波形を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第２の制御信号を出力する第２の制御部と、
を備えた回転制御装置。
【請求項１３】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、
前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置され、それぞれ該回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する第１の回転補正部と、
前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記第１の回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する第１の制御部と、
前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する第２の回転補正部と、
前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記補正波形を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第２の制御信号を出力する第２の制御部と、
を備えた回転制御装置。
【請求項１４】
前記ピッチ角をθｉ、
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記演算信号をｅ（θ）、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数５】
2009183113.tif 000022
前記第１の回転補正部は、式（２）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）に基づいて、式（３）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出することを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の回転制御装置。
【請求項１５】
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の基準回転数をω０、
前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、
１以上の整数をｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、
前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、
前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、
前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数６】
2009183113.tif 000023
前記第２の回転補正部は、式（１）から式（１１）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（１２）、式（１４）、及び式（１５）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（１３）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することを特徴とする請求項１４記載の回転制御装置。
【請求項１６】
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記演算信号をｅ（θ）、
前記演算信号ｅ（θ）のうち前記回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、
前記回転部材の基準回転数をω０、
前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、
１以上の整数をｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、
前記回転角θにおける前記回転部材の瞬時回転数をω（θ）、
前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、
前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、
前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数７】
2009183113.tif 000024
前記第１の回転補正部は、式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出し、
【数８】
2009183113.tif 000025
前記第２の回転補正部は、式（１６）から式（２０）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（２２）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することを特徴とする請求項１３記載の回転制御装置。
【請求項１７】
前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、
前記回転部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、
ことを特徴とする請求項１１から請求項１６の何れか１項記載の回転制御装置。
【請求項１８】
前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項１７記載の回転制御装置。
【請求項１９】
前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、請求項１７又は請求項１８記載の回転制御装置。
【請求項２０】
前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、請求項１７から請求項１９の何れか１項記載の回転制御装置。
【請求項２１】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び前記第１回転検出器とは異なる別の前記複数の回転検出器の１つである第２回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに対応する各出力信号を入力し、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する、
ことを特徴とする回転検出回路。
【請求項２２】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び前記第１回転検出器とは異なる別の前記複数の回転検出器の１つである第２回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに対応する各出力信号を入力し、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、
前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する、
ことを特徴とする回転検出回路。
【請求項２３】
被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置された複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び前記第１回転検出器とは異なる別の前記複数の回転検出器の１つである第２回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに対応する各出力信号を入力し、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出し、
前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する、
ことを特徴とする回転検出回路。
【請求項２４】
前記ピッチ角をθｉ、
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記演算信号をｅ（θ）、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数９】
2009183113.tif 000026
式（２）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）に基づいて、式（３）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出することを特徴とする請求項２１又は請求項２２記載の回転検出回路。
【請求項２５】
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、
前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の基準回転数をω０、
前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、
１以上の整数をｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、
前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、
前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、
前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数１０】
2009183113.tif 000027
式（１）から式（１１）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（１２）、式（１４）、及び式（１５）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（１３）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することを特徴とする請求項２４記載の回転検出回路。
【請求項２６】
前記回転部材の回転角をθ、
前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、
前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、
前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、
前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、
前記演算信号をｅ（θ）、
前記演算信号ｅ（θ）のうち前記回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、
前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、
前記回転部材の基準回転数をω０、
前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、
１以上の整数をｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、
前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、
前記回転角θにおける前記回転部材の瞬時回転数をω（θ）、
前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、
前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、
前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、
前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【数１１】
2009183113.tif 000028
式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出し、
【数１２】
2009183113.tif 000029
式（１６）から式（２０）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（２２）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することを特徴とする請求項２３記載の回転検出回路。
【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または回転角を制御可能なモータに関する。また、本発明は、回転軸及び被回転体の回転速度または回転角を制御するための回転制御装置に関する。さらに、本発明は、回転軸及び被回転体の回転速度または回転角を検出するための回転検出回路に関する。
【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から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、該エンコーダ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）の回転速度を制御することが行なわれている。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エンコーダプレートを上記回転軸等に同軸的に取り付けると共に、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、回転検出器がエンコーダプレートの回転に伴う受光の有無に応じたパルス信号（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。
【０００４】
モータに内蔵されたエンコーダ信号（パルス出力）のパルス周期によって得られる回転数情報を基に、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ（比例）  Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ（微分））制御による回転数制御を行っている。モータの相抵抗アンバランスによるトルクリップル等、モータの磁気回路構造に起因する回転数変動大きい場合、ＰＩＤ制御ゲインを高める必要があるが、ＰＩＤ制御ゲインには限界があり、ゲインを極端に大きな値に設定すると、制御安定性が低下し、発振などの現象が発生してしまう。従って、極力コギング、又はトルクリップルの小さな磁気回路構造を有するモータを設計又は設計する必要がある。また、コギング又はトルクリップルによる回転むら成分をモータ単品の状態で抑制するためには、マグネットを偏肉形状にする、スキューを与える、フライホイールを付加して高イナーシャ化するなどの手段があるが、いずれもモータ効率の低下、又は大型化などのデメリットがある。
【０００５】
そして、エンコーダによる回転検出精度を向上するために、１つのエンコーダプレートに対し２つの回転検出器を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示される如く、エンコーダ２００は、回転軸２０２に同軸的に取り付けられ該回転軸２０２と一体に回転するエンコーダプレート２０４と、エンコーダプレート２０４の外周近傍に周方向に等間隔で多数形成されたスリット（光学パターン）２０４Ａと、回転軸２０２の軸心に対し対称となる２箇所に配置された回転検出器２０６、２０８とを備えて構成されている。
【０００６】
また、エンコーダ２００に電気的に接続された制御装置は、回転検出器２０６、２０８の出力信号がそれぞれ入力されるようになっており、これらの出力信号を平均化することで、エンコーダプレート２０４の回転軸２０２に対する取り付け誤差（偏心）等の影響を除去するようになっている。すなわち、上記取り付け誤差に基づく回転検出誤差は、回転軸２０２の１回転に１回の周期を有する正弦波状に生じるため、１８０°対極した位置に配置された２つの回転検出器２０６、２０８の出力信号を平均化することで除去される。これにより、該エンコーダ２００及び制御装置を備えた構成（回転検出方法）では、上記取り付け誤差に起因する誤差成分を除去した真の回転速度（角速度）が得られるとされている。
【０００７】
ところで、例えばエンコーダプレート２０４を安価なＰＥＴ（ポリエチレンテレフラレート）にて構成すると、このエンコーダプレート２０４は、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。このＰＥＴ製エンコーダプレート２０４の変形は、７０℃程度の高温環境下で顕著となる。このようなエンコーダプレート２０４の変形に基づく回転検出誤差は、回転軸２０２の１回転に２回の周期を有する正弦波状に生じるため、上記の如き従来の技術では除去することが不可能であった。このため、高温環境下で使用されるエンコーダ２００には、従来、高価なガラス製のエンコーダプレート２０４を用いる等の対策が必要であった。
【０００８】
この事実を考慮して、本発明者らは回転部材の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるモータ、回転制御装置、及び回転検出回路を提案している（特許文献２参照）。
【０００９】
この特許文献２に記載の例では、モータの出力軸に取り付けられた円板状のコードホイールの周方向に９０°間隔で３つの回転センサが配置されている。そして、制御手段は、第１回転センサと第２回転センサの出力信号とを平均化して２周期成分を除去した第１補正信号と、第１回転センサと第３回転センサの出力信号との差分により２周期成分を除去した第２補正信号とを、残留する１周期成分の位相及び振幅を合わせて減算または加算することで誤差成分を除去し回転検出信号を算出している。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の例では、上述の如く、回転検出信号を算出するためには、３つの回転センサが必要であった。
【００１１】
この事実を考慮して、特許文献２よりも少ない回転センサで回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるモータ、回転制御装置、及び回転検出回路を提案している（特許文献３参照）。
【００１２】
この特許文献３に記載の例では、モータの出力軸に取り付けられた円板状のコードホイールの周方向に９０°間隔で配置された２つの回転センサは、それぞれコードホイールの回転速度に応じた信号を出力する。コードホイールは、出力軸に対し偏心すると１回転で１周期の誤差成分（１周期成分）が生じ、楕円状に変形すると１回転で２周期の誤差成分（２周期成分）が生じる。制御手段は、コードホイールの１回転分の各回転センサの出力信号の差を２で除した演算信号のうち１周期成分を、回転センサからの出力信号のうち１周期成分の振幅及び位相に一致させて誤差補正量を算出し、コードホイールの回転時に回転センサから得られる出力信号から誤差補正量を減算することで回転検出信号を算出する。
【特許文献１】特開平７−１４０８４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１６８２８０号公報
【特許文献３】特開２００７−０７８５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献３に記載の例において、回転数の検出は、図１０（Ａ）の波形（１）及び図１０（Ｂ）の波形（１）で示されている第１回転センサの出力パルスエッジのタイミングで行われる。なお、図１０の横軸はモータの回転角である。また、図１０（Ａ）はエンコーダ誤差なし（理想状態）、図１０（Ｂ）はエンコーダ誤差ありの状態を示している。さらに、図１０（Ａ）、（Ｂ）の波形（１）はエンコーダパルス（読み取りタイミング）、図１０（Ａ）、（Ｂ）の波形（２）は回転むら波形（制御対象）、図１０（Ａ）、（Ｂ）の波形（３）は読み取り結果、図１０（Ａ）、（Ｂ）の波形（４）は補正の状態を示している。
【００１４】
検出される回転数の値は、特許文献３に示された演算式に基づいて補正されるため、コードホイールの偏心及び楕円化等の誤差がキャンセルされ、正確な瞬時回転数が得られている。しかしながら、特許文献３に示された演算式では、偏心・楕円化によるパルスエッジの位置ずれまでは補正されていないため、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が読み取った値は、図１０（Ｂ）の波形（３）に示されるような、ＦＭ変調を含んだ波形となる。この読み取りデータを基に、特許文献３に示された演算式を用いてＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算、補正波形生成の演算を行うと、各演算のステップにおいて誤差が生じ、図１０（Ｂ）の波形（３）に示されるように回転むらを完全に抑制できない、あるいは逆に悪化させてしまう結果となる可能性がある。
【００１５】
本発明は、上記事実を考慮して、コードホイールの偏心及び楕円化に伴う誤差成分だけでなく、周波数変調分の誤差をも含めた誤差成分であるＦＭ変調誤差を排除し、正確な補正波形を出力することで、回転むら抑制能力を向上させて検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるモータ、回転制御装置、及び回転検出回路を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ前記回転部材の前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第１の制御手段と、を備えている。
【００１７】
請求項１記載モータでは、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置されている複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器がそれぞれ回転部材の識別符号の読み取りに応じた信号を第１の制御手段に出力する。
【００１８】
各回転検出器の出力信号が入力された第１の制御手段は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第１回転検出器とは異なる第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御する。
【００１９】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。なお、請求項１に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。
【００２０】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。
【００２１】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸または被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。
【００２２】
このように、請求項１記載のモータでは、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と、１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸または被回転体の回転速度または回転角を第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度にかかわらず（０°よりも大きく１８０°以内の範囲内）高精度で検出することができる。そして、例えば、制御手段が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御することで、該回転軸すなわち被回転体の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、回転検出信号を算出する際に、任意のピッチ角で２つの回転検出器（例えば、エンコーダＩＣ）を配置することができるので、２つの回転検出器の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない２つの回転検出器の配置設計が可能となると共に、モータのシステム全体（回転軸、被回転体、及び回転検出器）の小型化が可能となる。
【００２３】
上記目的を達成するために請求項２記載の発明に係るモータは、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ前記回転部材の前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第１の制御手段と、前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出し、前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第２の制御手段と、を備えている。
【００２４】
請求項２記載モータでは、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の検出手段の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器、及び第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器がそれぞれ回転部材の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号を第１の制御手段に出力する。
【００２５】
各回転検出器の出力信号が入力された第１の制御手段は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御する。
【００２６】
そして、第２の制御手段は、誤差補正量に基づいて回転部材が１周するときの出力信号の周波数特性を求め、周波数特性に基づいて、少なくとも識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出し、回転軸の回転速度または回転角を制御する。
【００２７】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。さらに、モータの回転数の検出は回転検出器（エンコーダ）のパルスエッジで行われており、偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも含まれる。なお、請求項２に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。また、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれのため、ＣＰＵが読み取った回転数（モータの検出された回転数）の値は、ＦＭ変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：周波数変調）を含んだ波形となる。
【００２８】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。さらに、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれは、読み取りデータにおけるＦＭ変調誤差の要因となる。
【００２９】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致させるための誤差補正量を算出する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸または被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。さらに、ＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）演算及び補正波形生成の各ステップにおいて生じる誤差を排除して、正確な補正波形を出力するので、回転むら抑制能力を向上させることができる。
【００３０】
このように、請求項２記載のモータでは、回転部材の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、及び周波数変調分の誤差成分（ＦＭ変調誤差成分）を含めた誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸または被回転体の回転速度または回転角を第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度にかかわらず（０°よりも大きく１８０°以内の範囲内）高精度で検出することができる。そして、例えば、制御手段が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御することで、該回転軸すなわち被回転体の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、回転検出信号を算出する際に、任意のピッチ角で２つの回転検出器（例えば、エンコーダＩＣ）を配置することができるので、２つの回転検出器の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない２つの回転検出器の配置設計が可能となると共に、モータのシステム全体（回転軸、被回転体、及び回転検出器）の小型化が可能となる。そして、被回転体（例えば、コードホイール）の偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれによるＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、正確な補正波形を出力し、回転むら抑制能力を向上させることができる。また、効率及びモータの体格を犠牲にすることなく低回転むらを抑制してモータの性能を向上させることができる。
【００３１】
上記目的を達成するために請求項３記載の発明に係るモータは、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置され、それぞれ前記回転部材の前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、該回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第１の制御手段と、前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出し、前記回転軸の回転速度または回転角を制御する第２の制御手段と、を備えている。
【００３２】
請求項３記載モータでは、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置された複数の検出手段の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器、及び第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器がそれぞれ回転部材の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号を第１の制御手段に出力する。
【００３３】
各回転検出器の出力信号が入力された第１の制御手段は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御する。
【００３４】
そして、第２の制御手段は、誤差補正量に基づいて回転部材が１周するときの出力信号の周波数特性を求め、周波数特性に基づいて、少なくとも識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出し、回転軸の回転速度または回転角を制御する。
【００３５】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。さらに、モータの回転数の検出は回転検出器のパルスエッジで行われており、偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも含まれる。なお、請求項２に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。また、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれのため、ＣＰＵが読み取った回転数の値は、ＦＭ変調を含んだ波形となる。
【００３６】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。さらに、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれは、読み取りデータにおけるＦＭ変調誤差の要因となる。
【００３７】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致させるための誤差補正量を算出する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸または被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。さらに、ＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、ＤＦＴ演算及び補正波形生成の各ステップにおいて生じる誤差を排除して、正確な補正波形を出力するので、回転むら抑制能力を向上させることができる。
【００３８】
このように、請求項３記載のモータでは、回転部材の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、及び周波数変調分の誤差成分（ＦＭ変調誤差成分）を含めた誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸または被回転体の回転速度または回転角を高精度で検出することができる（第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度は９０°）。そして、例えば、制御手段が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御することで、該回転軸すなわち被回転体の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、被回転体（例えば、コードホイール）の偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれによるＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、正確な補正波形を出力し、回転むら抑制能力を向上させることができる。また、効率及びモータの体格を犠牲にすることなく低回転むらを抑制してモータの性能を向上させることができる。
【００３９】
また、このとき、請求項４記載のように、より具体的には、以下のようにして回転検出信号が算出される。すなわち、請求項１及び請求項２記載のモータにおいて、前記ピッチ角をθｉ、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記演算信号をｅ（θ）、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【００４０】
【数１】
2009183113.tif 000003
前記第１の制御手段は、式（２）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）に基づいて、式（３）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出する。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｅ（θ）が得られる。
【００４１】
さらに、このとき、請求項５記載のように、より具体的には、以下のようにして補正出力波形が算出される。すなわち、請求項４記載のモータにおいて、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の基準回転数をω０、前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【００４２】
【数２】
2009183113.tif 000004
前記第２の制御手段は、式（１）から式（１１）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（１２）、式（１４）、及び式（１５）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（１３）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。これにより、ＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）が得られる。
【００４３】
そして、このとき、請求項６記載のように、より具体的には、以下のようにして回転検出信号と共に補正出力波形が算出される。すなわち、請求項３記載のモータにおいて、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記演算信号をｅ（θ）、前記演算信号ｅ（θ）のうち前記回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、前記回転部材の基準回転数をω０、前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【００４４】
【数３】
2009183113.tif 000005
前記第１の制御手段は、式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出し、
【００４５】
【数４】
2009183113.tif 000006
前記第２の制御手段は、式（１６）から式（２０）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（２２）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｅ（θ）と共に、ＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）が得られる。
【００４６】
請求項７記載の発明に係るモータは、請求項１から請求項６の何れか１項記載のモータにおいて、前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、前記回転部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、ことを特徴としている。
【００４７】
請求項７記載のモータでは、回転部材が円板状に形成された樹脂製のコードホイールとされており、コードホイールには、所定数の導光部と非導光部とが周方向に沿って交互にかつ等間隔に設けられて構成されている。回転検出器である各光学式回転センサは、照射部がコードホイールの光学パターンに光を照射し、受光部による受光有無に応じた信号、すなわちパルス信号を出力する。第１の制御手段及び第２の制御手段のいずれか少なくとも一方は、各光学式回転センサからのパルス信号のパルス数やパルス周期等を入力信号として上記演算に用いる。例えば、光学式回転センサが透過型センサである場合、導光部は透明または半透明の光透過部（スリットなど）とされると共、非導光部は不透明の光不透過部とされる。また例えば、光学式回転センサが反射型センサである場合、導光部は光を反射する反射部とされると共に、非導光部は光を吸収または拡散する部分とされる。
【００４８】
請求項８記載の発明に係るモータは、請求項７記載のモータにおいて、前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。
【００４９】
請求項８記載のモータでは、それぞれコードホイール一周あたり１０００個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、各回転検出器は、回転軸の１回転当たり１０００以上のパルスを発生し、感度（分解能）が高い。このため、各回転検出器は、例えばコードホイールの回動軸に対する偏心や、コードホイール自体のひずみの影響を受けて１周期成分と２周期成分、及びＦＭ変調成分の誤差を生じやすいが、第１の制御手段及び第２の制御手段のいずれか少なくとも一方の演算によって１周期成分と２周期成分、及びＦＭ変調成分のいずれか少なくとも一方が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。
【００５０】
なお、光学パターンは、コードホイール一周あたり１２００個以上の導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが好ましく、コードホイール一周あたり１５００個以上導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが一層好ましい。すなわち、各回転検出器の感度が高いほど、本発明が好適に適用される。
【００５１】
請求項９記載の発明に係るモータは、請求項７又は請求項８記載のモータにおいて、前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。
【００５２】
請求項９記載のモータでは、コードホイールにおける単位周長２５．４ｍｍ（１インチ）あたりに、それぞれ１５０個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、光学パターンは、１５０個／インチ以上の導光部を有して構成されており、各回転検出器は、上記単位周長に対応する回転軸の回転角ごとに１５０以上のパルスを発生する。なお、光学パターンは、１８０個／インチ以上の導光部を有して構成されることが好ましく、３００個／インチ以上の導光部を有して構成されることが一層好ましい。
【００５３】
請求項１０記載の発明に係るモータは、請求項７から請求項９の何れか１項記載のモータにおいて、前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、ことを特徴としている。
【００５４】
請求項１０記載のモータでは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて構成されたコードホイールは、縦方向と横方向との膨張率の相違によって高温環境下で楕円状に歪みが生じ易く、この楕円状の歪みは２周期成分の誤差及びＦＭ変調誤差を各回転検出器に生じさせる原因となるが、第１の制御手段及び第２の制御手段のいずれか少なくとも一方の演算によって１周期成分と共に２周期成分、及びＦＭ変調成分誤差のいずれか少なくとも一方が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。これにより安価なＰＥＴによってコードホイールを構成することができる。特に、ＰＥＴは透明にすることができるため、透過型の光学式回転センサを用いる構成においては、例えば、コードホイールに、非導光部である光不透過部を周方向に等間隔に全周に亘り印刷等により設けることで、これら光不透過部の間が光透過部として形成されるので、容易に光学パターンを得ることができる。
【００５５】
上記目的を達成するために請求項１１記載の発明に係る回転制御装置は、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ該回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する第１の回転補正部と、前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記第１の回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する第１の制御部と、を備えている。
【００５６】
請求項１１記載の回転制御装置では、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置されている複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器と、第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器がそれぞれ回転部材の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号を回転補正部に出力する。
【００５７】
各回転検出器の出力信号が入力された第１の回転補正部は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。そして、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出する。第１の回転補正部から回転検出信号が入力された第１の制御部は、この回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）、回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御するための信号を出力する。
【００５８】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。なお、請求項１１に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。
【００５９】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。
【００６０】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。
【００６１】
このように、請求項１１記載の回転制御装置では、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と、１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸の回転速度または回転角を第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度にかかわらず（０°よりも大きく１８０°以内の範囲内）高精度で検出することができる。そして、例えば制御部が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御する信号を出力することで、回転軸の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、回転検出信号を算出する際に、任意のピッチ角で２つの回転検出器（例えば、エンコーダＩＣ）を配置することができるので、２つの回転検出器の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない２つの回転検出器の配置設計が可能となると共に、モータのシステム全体（回転軸、被回転体、及び回転検出器）の小型化が可能となる。
【００６２】
上記目的を達成するために請求項１２記載の発明に係る回転制御装置は、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置され、それぞれ該回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する第１の回転補正部と、前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記第１の回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する第１の制御部と、前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する第２の回転補正部と、前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記補正波形を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第２の制御信号を出力する第２の制御部と、を備えている。
【００６３】
請求項１２記載の回転制御装置では、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置されている複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器と、第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器がそれぞれ回転部材の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号を第１の回転補正部に出力する。
【００６４】
各回転検出器の出力信号が入力された第１の回転補正部は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出する。第１の回転補正部から回転検出信号が入力された第１の制御部は、この回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）、回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する。
【００６５】
そして、第２の回転補正部は、誤差補正量に基づいて回転部材が１周するときの出力信号の周波数特性を求め、周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する。第２の回転補正部から回転検出信号が入力された第２の制御部は、この角度軸のひずみが補正された補正波形を用いて（角度軸のひずみが補正された補正波形に基づいて）、回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御するための第２の制御信号を出力する。
【００６６】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。さらに、回転制御装置の回転数の検出は回転検出器のパルスエッジで行われており、偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも含まれる。なお、請求項１２に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。また、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれのため、ＣＰＵが読み取った回転数（モータの検出された回転数）の値は、ＦＭ変調を含んだ波形となる。
【００６７】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。さらに、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれは、読み取りデータにおけるＦＭ変調誤差の要因となる。
【００６８】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。さらに、ＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、ＤＦＴ演算及び補正波形生成の各ステップにおいて生じる誤差を排除して、正確な補正波形を出力するので、回転むら抑制能力を向上させることができる。
【００６９】
このように、請求項１２記載の回転制御装置では、回転部材の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、及び周波数変調分の誤差成分（ＦＭ変調誤差成分）を共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸の回転速度または回転角を第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度にかかわらず（０°よりも大きく１８０°以内の範囲内）高精度で検出することができる。そして、例えば第１の制御部が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御する信号を出力することで、回転軸の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、回転検出信号を算出する際に、任意のピッチ角で２つの回転検出器（例えば、エンコーダＩＣ）を配置することができるので、２つの回転検出器の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない２つの回転検出器の配置設計が可能となると共に、モータのシステム全体（回転軸、被回転体、及び回転検出器）の小型化が可能となる。そして、被回転体（例えば、コードホイール）の偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれによるＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、正確な補正波形を出力し、回転むら抑制能力を向上させることができる。また、効率及びモータの体格を犠牲にすることなく低回転むらを抑制してモータの性能を向上させることができる。
【００７０】
上記目的を達成するために請求項１３記載の発明に係る回転制御装置は、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材と、前記回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置され、それぞれ該回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに応じた出力信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第１回転検出器とは異なる別の前記検出手段の１つである第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する第１の回転補正部と、前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記第１の回転検出信号を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する第１の制御部と、前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する第２の回転補正部と、前記回転軸の駆動装置に電気的に接続され、前記補正波形を用いて前記回転軸の回転速度または回転角を制御するための第２の制御信号を出力する第２の制御部と、を備えている。
【００７１】
請求項１３記載の回転制御装置では、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置されている複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器と、第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器がそれぞれ回転部材の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号を第１の回転補正部に出力する。
【００７２】
各回転検出器の出力信号が入力された第１の回転補正部は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出する。第１の回転補正部から回転検出信号が入力された第１の制御部は、この回転検出信号を用いて（回転検出信号に基づいて）、回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御するための第１の制御信号を出力する。
【００７３】
そして、第２の回転補正部は、誤差補正量に基づいて回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、周波数特性に基づいて、少なくとも識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する。第２の回転補正部から回転検出信号が入力された第２の制御部は、この角度軸のひずみが補正された補正波形を用いて（角度軸のひずみが補正された補正波形に基づいて）、回転軸すなわち被回転体の回転速度または回転角を制御するための第２の制御信号を出力する。
【００７４】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。さらに、回転制御装置の回転数の検出は回転検出器のパルスエッジで行われており、偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも含まれる。なお、請求項１３に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。また、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれのため、ＣＰＵが読み取った回転数（モータの検出された回転数）の値は、ＦＭ変調を含んだ波形となる。
【００７５】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。さらに、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれは、読み取りデータにおけるＦＭ変調誤差の要因となる。
【００７６】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。さらに、ＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、ＤＦＴ演算及び補正波形生成の各ステップにおいて生じる誤差を排除して、正確な補正波形を出力するので、回転むら抑制能力を向上させることができる。
【００７７】
このように、請求項１３記載の回転制御装置では、回転部材の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、及び周波数変調分の誤差成分（ＦＭ変調誤差成分）を共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸の回転速度または回転角を高精度で検出することができる（第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度は９０°）。そして、例えば第１の制御部が回転検出信号を０とするように回転軸の回転を制御する信号を出力することで、回転軸の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、被回転体（例えば、コードホイール）の偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれによるＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、正確な補正波形を出力し、回転むら抑制能力を向上させることができる。また、効率及びモータの体格を犠牲にすることなく低回転むらを抑制してモータの性能を向上させることができる。
【００７８】
また、このとき、請求項１４記載のように、より具体的には、以下のようにして回転検出信号が算出される。すなわち、請求項１１又は請求項１２記載の回転制御装置において、前記ピッチ角をθｉ、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記演算信号をｅ（θ）、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【００７９】
【数５】
2009183113.tif 000007
前記第１の回転補正部は、式（２）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）に基づいて、式（３）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出する。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｅ（θ）が得られる。
【００８０】
さらに、このとき、請求項１５記載のように、より具体的には、以下のようにして補正出力波形が算出される。すなわち、請求項１４記載の回転制御装置において、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の基準回転数をω０、前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【００８１】
【数６】
2009183113.tif 000008
前記第２の回転補正部は、式（１）から式（１１）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（１２）、式（１４）、及び式（１５）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（１３）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。これにより、ＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）が得られる。
【００８２】
そして、このとき、請求項１６記載のように、より具体的には、以下のようにして回転検出信号と共に補正出力波形が算出される。すなわち、請求項１３記載の回転制御装置において、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記演算信号をｅ（θ）、前記演算信号ｅ（θ）のうち前記回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、前記回転部材の基準回転数をω０、前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、前記回転角θにおける前記回転部材の瞬時回転数をω（θ）、前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【００８３】
【数７】
2009183113.tif 000009
前記第１の回転補正部は、式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出し、
【００８４】
【数８】
2009183113.tif 000010
前記第２の回転補正部は、式（１６）から式（２０）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（２２）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｅ（θ）と共に、ＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）が得られる。
【００８５】
請求項１７記載の発明に係るモータは、請求項１１から請求項１６の何れか１項記載の回転制御装置において、前記各回転検出器は、それぞれ照射部が照射した光の受光部による受光有無に応じた信号を出力する光学式回転センサであり、前記回転部材は、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導く導光部と、前記光学式回転センサが照射した光を前記受光部に導かない非導光部とを周方向に沿って全周に亘り交互にかつ等間隔に設けて構成された光学パターンを有する、樹脂製のコードホイールである、ことを特徴としている。
【００８６】
請求項１７記載の回転制御装置では、回転部材が円板状に形成された樹脂製のコードホイールとされており、コードホイールには、所定数の導光部と非導光部とが周方向に沿って交互にかつ等間隔に設けられて構成されている。回転検出器である各光学式回転センサは、照射部がコードホイールの光学パターンに光を照射し、受光部による受光有無に応じた信号、すなわちパルス信号を出力する。第１の制御手段及び第２の制御手段のいずれか少なくとも一方は、各光学式回転センサからのパルス信号のパルス数やパルス周期等を入力信号として上記演算に用いる。例えば、光学式回転センサが透過型センサである場合、導光部は透明または半透明の光透過部（スリットなど）とされると共、非導光部は不透明の光不透過部とされる。また例えば、光学式回転センサが反射型センサである場合、導光部は光を反射する反射部とされると共に、非導光部は光を吸収または拡散する部分とされる。
【００８７】
請求項１８記載の発明に係るモータは、請求項１７記載の回転制御装置において、前記コードホイールの光学パターンは、それぞれ一周あたり１０００個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。
【００８８】
請求項１８記載の回転制御装置では、それぞれコードホイール一周あたり１０００個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、各回転検出器は、回転軸の１回転当たり１０００以上のパルスを発生し、感度（分解能）が高い。このため、各回転検出器は、例えばコードホイールの回動軸に対する偏心や、コードホイール自体のひずみの影響を受けて１周期成分と２周期成分、及びＦＭ変調成分の誤差を生じやすいが、第１の制御手段及び第２の制御手段のいずれか少なくとも一方の演算によって１周期成分と２周期成分、及びＦＭ変調成分のいずれか少なくとも一方が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。
【００８９】
なお、光学パターンは、コードホイール一周あたり１２００個以上の導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが好ましく、コードホイール一周あたり１５００個以上導光部と非導光部とを交互に配置して構成することが一層好ましい。すなわち、各回転検出器の感度が高いほど、本発明が好適に適用される。
【００９０】
請求項１９記載の発明に係る回転制御装置は、請求項１７又は請求項１８記載の回転制御装置において、前記コードホイールの光学パターンは、前記コードホイールにおける光学パターン形成部位の周長２５．４ｍｍあたり、それぞれ１５０個以上の前記導光部と前記非導光部とを交互に配置して構成されている、ことを特徴としている。
【００９１】
請求項１９記載の回転制御装置では、コードホイールにおける単位周長２５．４ｍｍ（１インチ）あたりに、それぞれ１５０個以上の導光部と非導光部とが交互に配置されて上記光学パターンが構成されている。すなわち、光学パターンは、１５０個／インチ以上の導光部を有して構成されており、各回転検出器は、上記単位周長に対応する回転軸の回転角ごとに１５０以上のパルスを発生する。なお、光学パターンは、１８０個／インチ以上の導光部を有して構成されることが好ましく、３００個／インチ以上の導光部を有して構成されることが一層好ましい。
【００９２】
請求項２０記載の発明に係るモータは、請求項１７から請求項１９の何れか１項記載の回転制御装置において、前記コードホイールを構成する樹脂材は、ポリエチレンテレフタレートである、ことを特徴としている。
【００９３】
請求項２０記載の回転制御装置では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて構成されたコードホイールは、縦方向と横方向との膨張率の相違によって高温環境下で楕円状に歪みが生じ易く、この楕円状の歪みは２周期成分の誤差及びＦＭ変調誤差を各回転検出器に生じさせる原因となるが、第１の制御手段及び第２の制御手段のいずれか少なくとも一方の演算によって１周期成分と共に２周期成分、及びＦＭ変調成分誤差のいずれか少なくとも一方が除去されるので、精度の高い回転検出、及びこれに基づく回転制御を行うことができる。これにより安価なＰＥＴによってコードホイールを構成することができる。特に、ＰＥＴは透明にすることができるため、透過型の光学式回転センサを用いる構成においては、例えば、コードホイールに、非導光部である光不透過部を周方向に等間隔に全周に亘り印刷等により設けることで、これら光不透過部の間が光透過部として形成されるので、容易に光学パターンを得ることができる。
【００９４】
上記目的を達成するために請求項２１記載の発明に係る回転検出回路は、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び前記第１回転検出器とは異なる別の前記複数の回転検出器の１つである第２回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに対応する各出力信号を入力し、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する、ことを特徴としている。
【００９５】
請求項２１記載の回転検出回路では、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が、回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器と、第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器から、それぞれ被回転体の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号が入力される。各回転検出器の出力信号が入力された回転検出回路は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。そして、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出する。
【００９６】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。なお、請求項２１に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。
【００９７】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。
【００９８】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸及び被回転体の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸及び被回転体の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸及び被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。
【００９９】
このように、請求項２１記載の回転検出回路では、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と、１回転で２周期の誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸及び被回転体の回転速度または回転角を第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度にかかわらず（０°よりも大きく１８０°以内の範囲内）高精度で検出することができる。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、回転検出信号を算出する際に、任意のピッチ角で２つの回転検出器（例えば、エンコーダＩＣ）を配置することができるので、２つの回転検出器の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない２つの回転検出器の配置設計が可能となると共に、モータのシステム全体（回転軸、被回転体、及び回転検出器）の小型化が可能となる。
【０１００】
上記目的を達成するために請求項２２記載の発明に係る回転検出回路は、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び前記第１回転検出器とは異なる別の前記複数の回転検出器の１つである第２回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに対応する各出力信号を入力し、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出し、前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する、ことを特徴としている。
【０１０１】
請求項２２記載の回転検出回路では、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が、回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように０°よりも大きく１８０°以内の範囲で任意に設定されているピッチ角の間隔で配置された複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器と、第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器から、それぞれ被回転体の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号が入力される。各回転検出器の出力信号が入力された回転検出回路は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。そして、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出する。そして、誤差補正量に基づいて回転部材が１周するときの出力信号の周波数特性を求め、周波数特性に基づいて、少なくとも識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する。
【０１０２】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。さらに、モータの回転数の検出は回転検出器（エンコーダ）のパルスエッジで行われており、偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも含まれる。なお、請求項２２に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。また、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれのため、ＣＰＵが読み取った回転数（モータの検出された回転数）の値は、ＦＭ変調を含んだ波形となる。
【０１０３】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。さらに、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれは、読み取りデータにおけるＦＭ変調誤差の要因となる。
【０１０４】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸及び被回転体の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸及び被回転体の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸及び被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。さらに、ＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、ＤＦＴ演算及び補正波形生成の各ステップにおいて生じる誤差を排除して、正確な補正波形を出力するので、回転むら抑制能力を向上させることができる。
【０１０５】
このように、請求項２２記載の回転検出回路では、回転部材の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、及び周波数変調分の誤差成分（ＦＭ変調誤差成分）を含めた誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸及び被回転体の回転速度または回転角を第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度にかかわらず（０°よりも大きく１８０°以内の範囲内）高精度で検出することができる。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、回転検出信号を算出する際に、任意のピッチ角で２つの回転検出器（例えば、エンコーダＩＣ）を配置することができるので、２つの回転検出器の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない２つの回転検出器の配置設計が可能となると共に、モータのシステム全体（回転軸、被回転体、及び回転検出器）の小型化が可能となる。そして、被回転体（例えば、コードホイール）の偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれによるＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、正確な補正波形を出力し、回転むら抑制能力を向上させることができる。また、効率及びモータの体格を犠牲にすることなく低回転むらを抑制してモータの性能を向上させることができる。
【０１０６】
上記目的を達成するために請求項２３記載の発明に係る回転検出回路は、被回転体、或いは前記被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置された複数の回転検出器の任意の１つである第１回転検出器、及び前記第１回転検出器とは異なる別の前記複数の回転検出器の１つである第２回転検出器がそれぞれ出力する、それぞれ前記回転部材の回転速度または回転角を示す前記識別符号の読み取りに対応する各出力信号を入力し、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号と、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、前記第１回転検出器からの出力信号に含まれる前記回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出し、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号を前記誤差補正量に基づいて補正することで第１の回転検出信号を算出し、前記誤差補正量に基づいて前記回転部材が１周するときの前記出力信号の周波数特性を求め、前記周波数特性に基づいて、少なくとも前記識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する、ことを特徴としている。
【０１０７】
請求項２３記載の回転検出回路では、被回転体、或いは被回転体に連結される回転軸に対して同軸回転するように取り付けられ、同心円に沿って等ピッチで識別符号が付与された回転部材が、回転軸及び被回転体と一体に回転する。回転部材の周縁部にそれぞれ同心円上となるように９０°間隔で配置された複数の回転検出器の任意のそれぞれ別々の２つの回転検出器、すなわち、複数の検出手段の任意の１つである第１回転検出器と、第１回転検出器とは異なる別の検出手段の１つである第２回転検出器から、それぞれ被回転体の回転速度または回転角を示す識別符号の読み取りに応じた信号が入力される。各回転検出器の出力信号が入力された回転検出回路は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分の振幅及び位相に一致させる誤差補正量を算出する。そして、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号を誤差補正量に基づいて補正することで回転検出信号を算出する。そして、誤差補正量に基づいて回転部材が１周するときの出力信号の周波数特性を求め、周波数特性に基づいて、少なくとも識別符号のピッチ単位での、回転むらを打ち消すような回転数変動の振幅及び位相を求めて排除することによって角度軸のひずみが補正された補正波形を算出する。
【０１０８】
ここで、回転部材に偏心があると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で１周期の誤差成分が生じ、回転部材が楕円化すると各回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に回転部材の１回転で２周期の誤差成分が生じる。このとき、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号と、第２回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号との差の１／２である演算信号の演算を行うと、この演算信号には、回転部材の１回転で１周期の誤差成分と回転部材の１回転で２周期の誤差成分が含まれる。さらに、モータの回転数の検出は回転検出器（エンコーダ）のパルスエッジで行われており、偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも含まれる。なお、請求項２３に記載の演算信号に含まれる回転部材の１回転で１周期となる誤差成分とは、回転部材に偏心がある場合の１回転で１周期の誤差成分、及び回転部材に楕円化がある場合の１回転で２周期の誤差成分を含んでいる。また、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれのため、ＣＰＵが読み取った回転数（モータの検出された回転数）の値は、ＦＭ変調を含んだ波形となる。
【０１０９】
ところが、この演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相をずらしたものに相当する。また、この演算信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号のうち回転部材の１回転で２周期の誤差成分に相当する。さらに、偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれは、読み取りデータにおけるＦＭ変調誤差の要因となる。
【０１１０】
従って、演算信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分を、第１回転検出器からの出力信号のうち回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅及び位相に一致させる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量は、第１回転検出器から得られる回転部材の１回転分の出力信号に生じた誤差成分と一致する。これにより、回転部材の回転時に第１回転検出器から得られる出力信号から誤差補正量を減算すれば、この演算結果は、回転部材の偏心及び楕円化に伴う１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分をも含めた誤差成分が除去された回転軸及び被回転体の回転むら波形そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号として用いれば、この回転検出信号には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき回転軸及び被回転体の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、回転軸及び被回転体の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。さらに、ＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、ＤＦＴ演算及び補正波形生成の各ステップにおいて生じる誤差を排除して、正確な補正波形を出力するので、回転むら抑制能力を向上させることができる。
【０１１１】
このように、請求項２３記載の回転検出回路では、回転部材の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、及び周波数変調分の誤差成分（ＦＭ変調誤差成分）を含めた誤差成分とを共に除去して、回転部材が取り付けられる検出対象である回転軸及び被回転体の回転速度または回転角を高精度で検出することができる（第１回転検出器及び第２回転検出器間のピッチ間の角度は９０°）。また、回転検出信号を算出するためには、２つの回転検出器を用いるだけで、回転部材が取り付けられる検出対象の回転速度または回転角を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。さらに、被回転体（例えば、コードホイール）の偏心及び楕円化によるエンコーダのパルスエッジの位置ずれによるＦＭ変調を含んだ回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、正確な補正波形を出力し、回転むら抑制能力を向上させることができる。また、効率及びモータの体格を犠牲にすることなく低回転むらを抑制してモータの性能を向上させることができる。
【０１１２】
また、このとき、請求項２４記載のように、より具体的には、以下のようにして回転検出信号が算出される。すなわち、請求項２１又は請求項２２記載の回転検出回路において、前記ピッチ角をθｉ、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記演算信号をｅ（θ）、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【０１１３】
【数９】
2009183113.tif 000011
式（２）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）に基づいて、式（３）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出する。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｅ（θ）が得られる。
【０１１４】
さらに、このとき、請求項２５記載のように、より具体的には、以下のようにして補正出力波形が算出される。すなわち、請求項２４記載の回転検出回路において、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の基準回転数をω０、前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【０１１５】
【数１０】
2009183113.tif 000012
式（１）から式（１１）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（１２）、式（１４）、及び式（１５）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（１３）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。これにより、ＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）が得られる。
【０１１６】
そして、このとき、請求項２６記載のように、より具体的には、以下のようにして回転検出信号と共に補正出力波形が算出される。すなわち、請求項２３記載の回転検出回路において、前記回転部材の回転角をθ、前記第１回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、前記第２回転検出器から得られる前記回転部材の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、前記被回転体の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、前記被回転体の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、前記演算信号をｅ（θ）、前記演算信号ｅ（θ）のうち前記回転部材の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、前記回転部材の回転時に前記第１回転検出器から得られる出力信号をＥ１new（θ）、前記回転部材の基準回転数をω０、前記誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の正弦成分をａｎ、前記回転部材の回転数変動波形に含まれる前記ｎ次成分の余弦成分をｂｎ、前記回転角θにおける前記回転部材の瞬時回転数をω（θ）、前記ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、前記ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、前記ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、前記回転検出信号をＥ（θ）としたときに、
【０１１７】
【数１１】
2009183113.tif 000013
式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された前記誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって前記回転検出信号Ｅ（θ）を算出し、
【０１１８】
【数１２】
2009183113.tif 000014
式（１６）から式（２０）に基づいて得られた前記誤差補正量ｈ（θ）及び前記回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた前記角度誤差量ｈＦＭ（θ）を加味した式（２２）によって補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。これにより、１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号Ｅ（θ）と共に、ＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るモータであるアウタロータ型モータ１０について、図１から図１２に基づいて説明する。先ず、アウタロータ型モータ１０のモータ部１０Ａの概略全体構成を説明し、次いで本発明の要部である回転制御装置としての回転制御部１０Ｂ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。
【０１２０】
センタ筒部１６の外周部には、ステータコア２０が圧入、接着、又は、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、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り付け部１８Ａを有しており、各取り付け部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。
【０１２１】
また、アウタロータ型モータ１０は、ロータ２４と該ロータ２４と一体に回転する出力軸２６とを備えている。出力軸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。出力軸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。この出力軸２６は、回転制御部１０Ｂによる回転速度の制御対象であり、本発明における回転軸または被回転体に相当する。
【０１２２】
ロータ２４は、ロータハウジング３０と、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、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に出力軸２６を挿入させた状態で、該出力軸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。
【０１２３】
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、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及び出力軸２６が回転する構成である。
【０１２４】
（回転制御部の構成）
このアウタロータ型モータ１０は、出力軸２６の回転速度を制御するための回転制御装置としての回転制御部１０Ｂを備えている。回転制御部１０Ｂは、出力軸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の出力に基づいて出力軸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。
【０１２５】
（エンコーダの構成）
エンコーダ３４は回転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、出力軸２６に同軸的に固定されて該出力軸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が出力軸２６に嵌着されることで、コードホイール３６が出力軸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。
【０１２６】
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（識別符号）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。
【０１２７】
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におけるヘッドランプクリーナの周方向の両縁は、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。
【０１２８】
本実施形態では、コードホイール３６の外径Ｄｏが４４．５ｍｍ、各光不透過部３６Ｂの径方向内縁を結ぶ上記仮想円Ｃの直径Ｄｉが３６．５ｍｍとされている。また、コードホイール３６の周方向に沿う各スリット３６Ａの幅Ｗ、ピッチＰ（＝２Ｗ）は、コードホイール３６の径方向各部において、以下のように設定されている。各スリット３６Ａ（光不透過部３６Ｂ）の径方向中央部を結ぶコードホイール３６と同軸的なピッチ円Ｃｐ（直径Ｄｓｃ＝４０．４２５ｍｍ）が横切る部分では、それぞれ各スリット３６Ａの幅Ｗ＝４２．３μｍ、ピッチＰ＝８４．７μｍとされている。また、各スリット３６Ａの径方向内縁近傍を通るコードホイール３６と同軸的な仮想円Ｃｉ（直径Ｄｓｉ＝直径３７ｍｍ）が横切る部分では、それぞれ各スリット３６Ａの幅Ｗ＝３８．７μｍ、ピッチＰ＝７７．５μｍとされている。さらに、各スリット３６Ａの径方向外縁近傍を通るコードホイール３６と同軸的な仮想円Ｃｏ（直径Ｄｓｏ＝直径４４ｍｍ）が横切る部分では、それぞれ各スリット３６Ａの幅Ｗ＝４６．１μｍ、ピッチＰ＝９２．２μｍとされている。したがって、上記の如くそれぞれ扇型の径方向内側を扇型にて切り取った如き形状の各スリット３６Ａ（光不透過部３６Ｂ）は、実質的には略矩形（長方形）としても評価できる形状に形成されている。
【０１２９】
そして、上記寸法のスリット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。また、上記ピッチ円Ｃｐの周長２５．４ｍｍ（１インチ）あたりのスリット３６Ａの数は、３００本とされている。換言すれば、ピッチ円Ｃｐの１周長は５インチである。以上により、この実施形態では、スリット３６Ａの数が１０００本以上である１５００本とされ、単位周長あたりのスリット３６Ａの数が１５０ライン／インチ（１５０本／２５．４ｍｍ）以上である３００ライン／インチとされている。したがって、スリット３６Ａを形成する光不透過部３６Ｂも、３００ライン／インチの密度で、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。
【０１３０】
また、エンコーダ３４は、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じた信号を出力する回転検出器としての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、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。
【０１３１】
そして、各回転センサ４０（検出手段）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、それぞれ出力軸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。
【０１３２】
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、出力軸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。
【０１３３】
そして、図２（Ａ）に示される如く、各回転センサ４０は、それぞれ出力軸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（第１回転検出器）、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（第２回転検出器）と言うこととする。
【０１３４】
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から出力軸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。
【０１３５】
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に対し出力軸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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
（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、演算装置であるＣＰＵ５２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。ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０の出力信号及び外部からの回転数指令信号がそれぞれ入力されるようになっており、これらの情報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。
【０１３８】
すなわち、ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０の出力信号に基づいて出力軸２６の回転速度を検出し、該検出結果を回転数指令信号と比較してこれらの差がなくなるように、ドライバ５４がコイル２２へ供給する電流を制御（フィードバック制御）する構成とされている。以下、ＣＰＵ５２による出力軸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の出力信号をＥ１、第２回転センサ４０Ｂの出力信号をＥ２と言うこととする。
【０１３９】
ここで、コードホイール３６の回転中心と出力軸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の出力信号Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ出力軸２６の真の回転速度に正確に対応する。
【０１４０】
ところが、図５（Ａ）に示される如くコードホイール３６と出力軸２６との間に偏心があると、図５（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１Ｆ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５（Ｂ）に示される如く楕円化すると、図５（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２Ｆという）が生じる。したがって、コードホイール３６の回転角をθとすると、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Ｂｓｉｎ２（θ＋α）として表わすことができる。
【０１４１】
そして、コードホイール３６と出力軸２６との間に偏心は、例えばコードホイール３６の出力軸２６への取り付け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。
【０１４２】
なお、図５（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の出力信号（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。
【０１４３】
以上により、図６（Ａ）に示される如く、コードホイール３６が出力軸２６に対し偏心しかつ楕円化している場合には、例えば回転センサ４０Ａの出力信号Ｅ１には、図６（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、各回転センサ４０Ａ，４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ１，Ｅ２と、回転軸２６の回転むら（モータ実回転速度）Ｍｅ（θ）との関係は、図６（Ｃ）に示される。
【０１４４】
このとき、回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ１old（θ）と、回転センサ４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ２old（θ）との差を２で除した演算信号ｅ（θ）の演算を行うと、この演算信号ｅ（θ）には、図７（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。
【０１４５】
ところが、この演算信号ｅ（θ）のうち１周期成分１Ｆは、回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ１old（θ）のうち１周期成分１Ｆの振幅及び位相をずらしたもの、つまり、振幅を１／√２倍して位相をπ／４シフトさせたものに相当する。また、この演算信号ｅ（θ）のうち２周期成分２Ｆは、回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ１old（θ）のうち２周期成分２Ｆに相当する。
【０１４６】
従って、演算信号ｅ（θ）のうち１周期成分１Ｆを、回転センサ４０Ａからの出力信号Ｅ１のうち１周期成分１Ｆの振幅及び位相に一致させる演算、すなわち、該１周期成分１Ｆの振幅を√２倍し位相を−π／４シフトさせる演算を行えば、この演算によって求められた誤差補正量ｈ（θ）は、図７（Ｂ）に示されるように、回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ１に生じた誤差成分Ｅｅ（図６（Ｂ）参照）と一致する。
【０１４７】
そして、図９に示されるブロック図に基づき、モータのコギング、トルクリップルによる回転むら成分を読み取り、それを打ち消す補正波形を制御出力に加算することで、回転むらを抑制する。
【０１４８】
図９は、本発明における制御ブロック図であり、ＣＰＵ５２、インバータ回路９１０、モータ１０Ａ、及びエンコーダ３４で構成されている。さらに、ＣＰＵ５２は、補正回路９２０、ＰＩＤ制御器９７０、ＤＦＴ９３０、ｎ１次成分の位相・振幅調整９４０ｎ１、…、ｎｉ次成分の位相・振幅調整９４０ｎｉ、積算９５０ｎ１、…、積算９５０ｎｉ、ｎ１次成分の補正波形生成９６０ｎ１、…、ｎｉ次成分の補正波形生成９６０ｎｉで構成されている。なお、ｎ１、…、ｎｉは１以上の整数で１、２、３、…、ｉ（ｉは１以上の整数）とインクリメントしていく。
【０１４９】
ＣＰＵ５２の補正回路９２０では、式（１）から式（１１）の処理、又は、式（１６）から式（２０）の処理を行い、回転検出信号Ｅ（θ）を演算するための回路であり、フィードバック制御の一種のＰＩＤ制御を行う。また、ＣＰＵ５２のＤＦＴ９３０、ｎ１次成分の位相・振幅調整９４０ｎ１、…、ｎｉ次成分の位相・振幅調整９４０ｎｉ、積算９５０ｎ１、…、積算９５０ｎｉ、ｎ１次成分の補正波形生成９６０ｎ１、…、ｎｉ次成分の補正波形生成９６０ｎｉでは、式（１２）から式（１５）の処理、又は、式（２１）から式（２４）の処理を行い、角度誤差量ｈＦＭ（θ）を用いて補正出力波形ｈｎ（θ）を生成するものである。そして、ＦＭ変調成分誤差の周波数成分を補正したい場合は、その周波数が指定する次数分だけ代入して補正波形を生成して、ＰＩＤ制御器９７０の出力後にマイナスして加えるように制御する。
【０１５０】
また、式（３）及び式（１７）に示される誤差補正量ｈ（θ）は角度θにおける回転数検出誤差量を示すものであり、積分処理を加え、１／ω０を積算して演算することにより、角度θにおける角度誤差量ｈＦＭ（θ）が求められる。式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（１２）、又は、式（１９）、式（２０）、式（２１）は、基本波形の角度軸を−ｈＦＭ（θ）で与えられる角度だけシフトさせたものであり、この角度軸シフトによって、コードホイールの偏心、楕円化によるＦＭ変調誤差を補正することができる。これは、図１０（Ｂ）の波形（３）に示された変調波形の角度軸を修正し、図１０（Ａ）の波形（３）に示された正しい波形に変換することに相当する。
【０１５１】
これにより、コードホイール３６の回転時に回転センサ４０Ａから得られる出力信号Ｅ１new（θ）から誤差補正量ｈ（θ）を減算すれば、この演算結果は、図７（Ｃ）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６（Ｃ）参照）そのものとなる。すなわち、この演算結果を回転検出信号Ｅ（θ）として用いれば、この回転検出信号Ｅ（θ）には、制御目標に対する誤差としては、上記検出すべき出力軸２６の真の回転誤差のみが含まれ得ることとなり、出力軸の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。また、回転部材の偏心及び楕円化に伴う周波数変調分の誤差を排除し、正確な補正波形を出力することで、従来よりも回転むら抑制能力を向上させることができる。
【０１５２】
そして、ＣＰＵ５２は、以下に示す式（１６）から式（２４）を実行可能に記憶しており、各回転センサ４０から入力する信号Ｅ１、Ｅ２を用いて式（１６）から式（２４）の演算を実行することで、１周期成分及び２周期成分を除去した回転検出信号Ｅ（θ）、及びＦＭ変調誤差成分が除去された補正出力波形ｈｎ（θ）を算出するようになっている。
【０１５３】
すなわち、コードホイール３６の回転角をθ、回転検出器４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、回転検出器４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、コードホイール３６の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、コードホイール３６の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、コードホイール３６の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、コードホイール３６の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、演算信号をｅ（θ）、演算信号ｅ（θ）のうちコードホイール３６の１回転で１周期の誤差成分の振幅を√２倍すると共に位相を−π／４シフトさせた誤差補正量をｈ（θ）、光学パターン３７の基準回転数をω０、誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、光学パターン３７の回転数変動波形に含まれるｎ次成分の正弦成分をａｎ、光学パターン３７の回転数変動波形に含まれるｎ次成分の余弦成分をｂｎ、回転角θにおける光学パターン３７のｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、回転角θにおける光学パターン３７のｎ次成分の振幅係数をｋｎ、回転角θにおける光学パターン３７のｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、コードホイール３６の回転時に回転検出器４０Ａから得られる出力信号をＥ１new（θ）、回転検出信号をＥ（θ）としたときに、ＣＰＵ５２は、課題を解決するための手段に記載の式（１６）から式（２４）の演算を行なうことにより、回転検出信号Ｅ（θ）、及び補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する構成とされている。
【０１５４】
従って、ＣＰＵ５２は、式（１６）、式（１９）、及び式（２０）に基づいて、式（１７）から算出された誤差補正量ｈ（θ）を加味した式（１８）によって、回転検出信号Ｅ（θ）を算出する。また、回転検出信号Ｅ（θ）を算出すると共に、式（１６）から式（２０）に基づいて得られた誤差補正量ｈ（θ）及び回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた補正出力波形ｈｎ（θ）を算出する。なお、ＣＰＵ５２は、回転検出器４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ１old（θ）、及び回転検出器４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号Ｅ２old（θ）を、コードホイール３６の１回転毎に記憶領域にメモリし、次の回転時には、このメモリから出力信号Ｅ１old（θ）及び出力信号Ｅ２old（θ）を読み出して、式（１６）に代入する。
【０１５５】
そして、このＣＰＵ５２は、式（１８）による演算結果である回転検出信号Ｅ（θ）、すなわち、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）が０となるように（基準パルス幅と一致するように）ドライバ５４に制御信号を出力する構成とされている。このＣＰＵ５２が本発明における第１の制御手段、第２の制御手段、第１の回転補正部、第２の回転補正部、第１の制御部、第２の制御部、又は回転検出回路に相当する。
【０１５６】
以上説明したアウタロータ型モータ１０は、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）に、該画像処理装置を構成する４色（黒、黄、青、赤）の感光ドラムに各１つ取り付けられて適用される。そして、アウタロータ型モータ１０は、減速機等を介することなく、感光ドラムを直接的かつ一定の回転速度（４０ｒｐｍ乃至１００ｒｐｍ）で回転駆動するようになっている。
【０１５７】
なお、アウタロータ型モータ１０では、感光ドラムにおける出力軸２６との連結部である連結軸を、ステータハウジング１８のカバー部材４５内で出力軸２６に連結し、該連結軸にコードホイール３６を同軸的に取り付ける構成とすることも可能である。
【０１５８】
次に、本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。
【０１５９】
上記構成のアウタロータ型モータ１０では、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、出力軸２６、コードホイール３６が共に回転する。このとき、各回転センサ４０は、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じたパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を、基板４６に実装されたコントローラ５０のＣＰＵ５２に出力する。
【０１６０】
ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０から入力した信号Ｅ１、Ｅ２を用いて式（１６）から式（２４）の演算を行ない、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）のみを含み得る回転検出信号Ｅ（θ）を得る。そして、ＣＰＵ５２は、この回転検出信号Ｅ（θ）を現実の出力軸２６の回転速度として回転数指令信号（に対応する制御目標である回転速度）と比較し、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするようにドライバ５４に制御信号を出力する。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の出力軸２６の回転速度に対するフィードバック制御が為される。また、回転検出信号Ｅ（θ）を算出すると共に、式（１６）から式（２０）に基づいて得られた誤差補正量ｈ（θ）及び回転検出信号Ｅ（θ）を用いて、式（２１）、式（２３）、及び式（２４）から求められた補正出力波形ｈｎ（θ）を算出することにより、ＦＭ変調誤差成分を除いた波形（補正出力波形ｈｎ（θ））がドライバ５４に出力される。
【０１６１】
これにより、出力軸２６、すなわち出力軸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。さらに、被回転体（例えば、感光ドラム）のコードホイール３６の偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれも補正されるので、ＤＦＴ演算及び補正出力波形生成の各ステップにおいてＦＭ誤差成分が生じなくなる。従って、回転むらをできる限り抑制させることができる。
【０１６２】
ここで、アウタロータ型モータ１０、アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２では、それぞれコードホイール３６の周方向（回転方向）に９０°間隔で配置された２つの回転センサ４０からの信号Ｅ１、Ｅ２を用いて式（１６）から式（２０）の演算を実行することによって、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。すなわち、出力軸２６に取り付けられ各回転センサ４０による直接的な回転速度の検出対象であるコードホイール３６が出力軸２６に対し偏心したり、歪みによって楕円化したりしても、偏心に基づく検出誤差である１周期成分、楕円化に基づく検出誤差である２周期成分、及びＦＭ変調誤差成分（周波数変調によるパルスエッジのずれを補正出力波形によって補正されるため）が、式（１６）から式（２０）の演算によって共に除去されるため、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。
【０１６３】
このように、本実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２（回転速度の検出方法）では、コードホイール３６の１回転で１周期の誤差成分と、１回転で２周期の誤差成分とを共に（同時に）除去して、ＦＭ変調誤差成分を補正出力波形によって補正されるので、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。
【０１６４】
また、図１１（Ａ）は、コギングの大きなモータを、従来制御方法を用いて一定速度に制御した場合に得られる回転むら波形データを周波数分析したものであり、図１１（Ｂ）は、本発明の制御方式を適用したものである。なお、横軸は周波数、縦軸は回転むらを示している。従来制御方式においては、１６、２４、３２、４８次の回転むら成分が顕著に現れている。これらは、モータのコギング、磁気回路アンバランス、相抵抗アンバランスなどによって発生するむら成分である。これに対し、本発明を適用した制御の場合は、これらの成分が完全に抑制できている。従って、本発明に示した制御方式によれば、効率・体格を犠牲にすることなく、低回転むらを抑制することができる。
【０１６５】
そして、第１の制御手段又は第１の回転補正部がモータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするように出力軸２６の回転を制御し、ＦＭ変調誤差成分を補正出力波形によって補正するためのすることで、該出力軸２６（が連結される感光ドラム等の被回転体）の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、上記の如くして周期成分を除去することができるため、７０℃程度を超える高温環境下で使用されるコードホイール３６を安価なＰＥＴにて構成することが可能である。
【０１６６】
また、さらに、本実施の形態では、回転検出信号Ｅ（θ）及び補正出力波形ｈｎ（θ）を算出するためには、２つの回転センサ４０を用いるだけで良く、従来よりも少ない回転センサでコードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。
【０１６７】
また、コードホイール３６の光学パターン３７は、スリット３６Ａの数が１５０ライン／インチ以上とされているため、実用的な全ての種類のエンコーダ３４（各回転センサ４０とコードホイールとの組み合わせであって、特に、透過型フォトインタラプタ）に本発明を適用して、コードホイール３６の１周期成分と２周期成分とを共に除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。
【０１６８】
さらに、１周期成分及び２周期成分を除去し、ＦＭ変調誤差成分を補正する本発明では、上記の通り安価なＰＥＴにてコードホイール３６を構成することができる。そして、ＰＥＴは透明樹脂であるため、上記の通り光不透過部３６Ｂをコードホイール３６の周方向に等間隔で全周に亘り印刷することで、光学パターン３７を容易に得ることができる。このため、コードホイール３６は、材料だけではなく、製造コストも安価になる。
【０１６９】
なお、各回転センサ４０を３個配置した場合においても、３個中２個の信号を用いて演算を行えば同等の効果を得ることができる。
【０１７０】
また、９０°ピッチで回転センサ４０を２個又は３個配置は、偏心及び楕円化による１周期成分１Ｆ及び２周期成分２Ｆの誤差の同時キャンセルを目的としているが、楕円化などによる２周期成分２Ｆの誤差発生要因が無視できる場合には、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように１８０°ピッチで２個配置して単純に平均化することもできる。
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１７１】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態で説明した構成と同一構成については、同一符号を付して、その構成を省略する。
【０１７２】
本発明の第１の実施の形態である図２（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、回転センサ４０Ａ、４０Ｂの２個の出力を用いた補正演算処理は、回転センサ４０Ａ、４０Ｂの取り付けピッチ角が９０°に限定されている。しかしながら、本発明の第２の実施の形態では、図１２（Ａ）に示されているように９０°ピッチに設定されている回転センサ４０Ａ、４０Ｂを、図１２（Ｂ）に示されているように０°＜θｉ≦１８０°（０°よりも大きく１８０°以内）の範囲内において、９０°よりも小さく角度を任意に設定してもよい。
【０１７３】
本発明の第２の実施形態を図１２（Ｂ）の配置構造の回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力を用いて、上記までの本発明の第１の実施の形態と同等の効果を得る為の演算処理内容を説明する。
【０１７４】
コードホイール３６の偏心及び楕円化に伴って回転センサ４０Ａ、４０Ｂの回転速度検出値に重畳する誤差量を、回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力信号の差の値から抽出し、この誤差量を用いて回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力を補正し、正確な回転数情報を得る方法において、回転センサ４０Ａ、４０Ｂのピッチ角を任意の角度に変更した場合の演算処理方法は、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）に示されている。
【０１７５】
回転センサ４０Ａ、４０Ｂ間のピッチ角をθｉ、コードホイール３６の回転角をθ、回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、回転センサ４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）としている。Ｅ１ｏｌｄ（θ）及びＥ２ｏｌｄ（θ）は、回転角θにおける各回転センサ４０（回転センサ４０Ａ、４０Ｂ）の回転速度検出値データである。演算信号ｅ（θ）＝（Ｅ１ｏｌｄ（θ）−Ｅ２ｏｌｄ（θ））／２（Ｅ１ｏｌｄ（θ）とＥ２ｏｌｄ（θ）の出力差の１／２）には、Ｅ１信号に含まれているコードホイール３６の偏心等に伴う１回転に１回（１周期成分１Ｆ）の誤差成分と、楕円化に伴う１回転に２回（２周期成分２Ｆ）の誤差成分の情報が含まれている。式（４）から式（７）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はコードホイール３６の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分、ｂ１はコードホイール３６の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分、ａ２はコードホイール３６の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分、ｂ２はコードホイール３６の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分である。
【０１７６】
これら、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２の各フーリエ係数を用いて、Ｅ１信号内に含まれる誤差成分波形を表現したのが、式（３）で示すｈ（θ）である。ここで、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２で表現される表現される波形は、実際にＥ１信号内に含まれる誤差量に対して、振幅及び位相共に差が生じているため、振幅の大きさを振幅補正係数ｋ１、ｋ２、の値で位相を位相補正量Δθ１、Δθ２の値で調整している。
【０１７７】
詳細には、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、前記Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）としている。
【０１７８】
振幅補正係数をｋ１、ｋ２、位相補正量Δθ１、Δθ２は、ピッチ角θｉによって定まり、式（８）から式（１１）によって求められる。
【０１７９】
コードホイール３６の回転時に回転センサ４０Ａから得られる出力信号をＥ１new（θ）、回転検出信号をＥ（θ）としたときに、式（２）から式（１１）の演算によって得られたＥ１信号内に含まれる速度検出誤差量ｈ（θ）の値を、現在のＥ１回転速度検出値から減じることで正確な回転検出信号である回転速度情報Ｅ（θ）を得ることができる（式（１））。
【０１８０】
ここで、本発明の第１の実施の形態で示した９０°ピッチの場合（ピッチ角θｉ＝９０°＝π／２）について、式（４）から式（７）を計算すると、振幅補正係数ｋ１＝√２、振幅補正係数ｋ２＝１、位相補正量Δθ１＝−π／４、位相補正量Δθ２＝０となり、本発明の第１の実施の形態で示した演算式と等価となる。なお、本発明の第１の実施の形態の場合（ピッチ角θｉ＝９０°＝π／２）では、振幅補正係数ｋ２＝１、位相補正量Δθ２＝０となり、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。
【０１８１】
従って、従来技術（特許文献３）及び本発明の第１の実施の形態に示されている、２個の回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力を用いた補正演算処理は、回転センサ４０Ａ、４０Ｂの取り付けピッチ角θｉが９０°に限定されているが、本発明の第２の実施の形態は、この限定を排除し、任意のピッチ角θｉで配置された回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力を用いて、回転軸または被回転体であるコードホイール３６の現実の回転速度または回転角を精度良く検出することができる。
【０１８２】
次に、式（１）から式（１１）の演算式導出について記す。
【０１８３】
２個の回転センサ４０Ａ、４０Ｂのピッチ角をθｉ、
回転角θにおけるモータの回転速度をω（θ）、
コードホイール３６の１回転で１周期の回転センサ４０（エンコーダ）の誤差成分のうち正弦成分をｅs1、
コードホイール３６の１回転で１周期の回転センサ４０（エンコーダ）の誤差成分のうち余弦成分をｅc1、
コードホイール３６の１回転で２周期の回転センサ４０（エンコーダ）の誤差成分のうち正弦成分をｅs2、
コードホイール３６の１回転で２周期の回転センサ４０（エンコーダ）の誤差成分のうち余弦成分をｅc2、とすると、
各回転センサ４０Ａ，４０Ｂの出力信号（速度検出値）Ｅ１（θ）、Ｅ２（θ）は、
【０１８４】
【数１３】
2009183113.tif 000015
ここで、Ｅ１（θ）とＥ２（θ）との差の１／２をｅ（θ）とすると、
【０１８５】
【数１４】
2009183113.tif 000016
さらに、ｅ（θ）に含まれる１周期の誤差成分（１周期成分１Ｆ）、及び２周期の誤差成分（２周期成分２Ｆ）の各成分について、
１周期成分１Ｆの振幅をｋ１倍、位相をΔθ１シフト、
２周期成分２Ｆの振幅をｋ２倍、位相をΔθ２シフト、
なお、
【０１８６】
【数１５】
2009183113.tif 000017
なお、ｈ（θ）の生成は、下記の演算の通り、ｅ（θ）＝（Ｅ１−Ｅ２）／２に含まれる１周期成分１Ｆ、２周期成分２Ｆ成分をフーリエ級数展開にて抽出し、各成分の振幅、位相をｋ１、ｋ２、Δθ１、Δθ２を用いて調整することで可能になり、課題を解決するための手段に記載の式（３）から式（７）を得る。
【０１８７】
以上、一連の演算をまとめると、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）のようになる。
【０１８８】
次に、本発明の第２の実施の形態の作用を説明する。
【０１８９】
上記構成のアウタロータ型モータ１０では、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、出力軸２６、コードホイール３６が共に回転する。このとき、各回転センサ４０は、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じたパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を、基板４６に実装されたコントローラ５０のＣＰＵ５２に出力する。
【０１９０】
ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０から入力した信号Ｅ１、Ｅ２を用いて、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）の演算を行ない、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）のみを含み得る回転検出信号Ｅ（θ）を得る。そして、ＣＰＵ５２は、この回転検出信号Ｅ（θ）を現実の出力軸２６の回転速度として回転数指令信号（に対応する制御目標である回転速度）と比較し、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするようにドライバ５４に制御信号を出力する。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の出力軸２６の回転速度に対するフィードバック制御が為される。
【０１９１】
これにより、出力軸２６、すなわち出力軸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。
【０１９２】
ここで、アウタロータ型モータ１０、アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２では、それぞれコードホイール３６の周方向（回転方向）にピッチ角をθｉ間隔で配置された２つの回転センサ４０からの信号Ｅ１、Ｅ２を用いて、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）の演算を実行することによって、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。すなわち、出力軸２６に取り付けられ各回転センサ４０による直接的な回転速度の検出対象であるコードホイール３６が出力軸２６に対し偏心したり、歪みによって楕円化したりしても、偏心に基づく検出誤差である１周期成分と、楕円化に基づく検出誤差である２周期成分とが、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）の演算によって共に除去されるため、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。
【０１９３】
このように、本実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２（回転速度の検出方法）では、コードホイール３６の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に（同時に）除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。
【０１９４】
また、本発明の第２の実施の形態に示した制御方式によれば、任意のピッチ角θｉ間隔で配置された２つの回転センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）を自由に配置することができると共に、低回転むらを抑制することかできる。
【０１９５】
従って、任意のピッチ角θｉ間隔で配置された２つの回転センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）を自由に配置することにより、従来技術及び本発明の第１の実施の形態のようにピッチ角θｉを９０°に限定されず、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である回転センサ４０の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない回転センサ４０の配置設計が可能となる。また、ピッチ角θｉを９０°以下の値で回転センサ４０の設計を行えば、９０°ピッチの場合より投影面積が減少し、モータ全体の小型化が可能になる。
【０１９６】
そして、第１の制御手段又は第１の回転補正部がモータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするように出力軸２６の回転を制御することで、該出力軸２６（が連結される感光ドラム等の被回転体）の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、上記の如くして周期成分を除去することができるため、７０℃程度を超える高温環境下で使用されるコードホイール３６を安価なＰＥＴにて構成することが可能である。
【０１９７】
また、さらに、本実施の形態では、回転検出信号Ｅ（θ）を算出するためには、２つの回転センサ４０を用いるだけで良く、従来よりも少ない回転センサでコードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。
【０１９８】
また、コードホイール３６の光学パターン３７は、スリット３６Ａの数が１５０ライン／インチ以上とされているため、実用的な全ての種類のエンコーダ３４（各回転センサ４０とコードホイールとの組み合わせであって、特に、透過型フォトインタラプタ）に本発明を適用して、コードホイール３６の１周期成分と２周期成分とを共に除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。
【０１９９】
さらに、１周期成分と２周期成分とを除去する本発明では、上記の通り安価なＰＥＴにてコードホイール３６を構成することができる。そして、ＰＥＴは透明樹脂であるため、上記の通り光不透過部３６Ｂをコードホイール３６の周方向に等間隔で全周に亘り印刷することで、光学パターン３７を容易に得ることができる。このため、コードホイール３６は、材料だけではなく、製造コストも安価になる。
【０２００】
なお、各回転センサ４０を任意のピッチ角θｉで均等に３個配置した場合においても、３個中２個の信号を用いて演算を行えば同等の効果を得ることができる。
【０２０１】
また、任意のピッチ角θｉで均等に回転センサ４０を２個又は３個配置することは、偏心及び楕円化による１周期成分１Ｆ及び２周期成分２Ｆの誤差の同時キャンセルを目的としているが、楕円化などによる２周期成分２Ｆの誤差発生要因が無視できる場合には、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように１８０°ピッチで２個配置して単純に平均化することもできる。
【０２０２】
ところで、一連の演算処理の過程で、周波数成分の抽出処理が行われる。本発明の第２の実施の形態ではフーリエ級数展開を使用しているが、その他の直行変換手法（離散コサイン変換、アダマール変換など）を用いても良い。
（第３の実施の形態）
以下に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０２０３】
第３の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態で説明した構成と同一構成については、同一符号を付して、その構成を省略する。
【０２０４】
第１の実施の形態では、トルクリップル成分などのモータ固有の回転むら周波数成分の回転むらをフーリエ展開によって抽出し、これを打ち消す補正波形を回転数制御出力に加算する操作を繰り返していくことで回転むらを抑制する制御手法をとっている。この際に、回転センサ４０Ａ、４０Ｂの出力パルスエッジの角度ずれによって発生する回転速度検出値のＦＭ変調を、２個の回転センサの出力信号の値から抽出した角度誤差量を用いて補正し、正確な補正波形を生成することで回転むら抑制効果を向上させている。
【０２０５】
本発明の第３の実施の形態では、第２の実施の形態のようにピッチ角θｉを任意の角度に変更した場合に、第１の実施の形態のＦＭ変調誤差の補正出力波形を得てコードホイール３６の偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれを補正する効果を得るために、角度誤差量ｈＦＭ（θ）によって求められる補正出力波形ｈｎ（θ）を第２の実施の形態の式に加える処理を行えばよい。
【０２０６】
本発明の第３の実施の形態の演算式は、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１５）に示されている。なお、式（１）から式（１１）は第２の実施の形態のようにピッチ角θｉを任意の角度に変更した場合に偏心に基づく検出誤差である１周期成分と、楕円化に基づく検出誤差である２周期成分とが共に除去される回転検出信号Ｅ（θ）を生成する。また、１周期成分と２周期成分とが共に除去される回転検出信号Ｅ（θ）の生成後、式（１２）から式（１５）によって第１の実施の形態のＦＭ変調誤差の補正出力波形を得てコードホイール３６の偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれを補正するために角度誤差量ｈＦＭ（θ）を用いて補正出力波形ｈｎ（θ）を生成する。
【０２０７】
その際、回転センサ４０Ａ、４０Ｂの間の任意のピッチ角をθｉ、コードホイール３６の回転角をθ、回転センサ４０Ａから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号をＥ１old（θ）、回転センサ４０Ｂから得られるコードホイール３６の１回転分の出力信号をＥ２old（θ）、コードホイール３６の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の正弦成分をａ１、コードホイール３６の偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の余弦成分をｂ１、コードホイール３６の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の正弦成分をａ２、コードホイール３６の楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の余弦成分をｂ２、演算信号をｅ（θ）、Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ１、Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の振幅成分を補正するための振幅補正係数をｋ２、Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して偏心に伴う１回転に１周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ１、Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差量に対して楕円化に伴う１回転に２周期の誤差成分の位相成分を補正するための位相補正量をΔθ２、Ｅ１old（θ）の信号内に含まれる誤差補正量をｈ（θ）、コードホイール３６の制御回転数（基準回転数）をω０、誤差補正量ｈ（θ）に積分処理を加えて１／ω０倍させた角度誤差量をｈＦＭ（θ）、１以上の整数をｎ、コードホイール３６の回転数変動波形に含まれるｎ次成分の正弦成分をａｎ、コードホイール３６の回転数変動波形に含まれるｎ次成分の余弦成分をｂｎ、コードホイール３６の回転角θにおけるコードホイール３６の瞬時回転数をω（θ）、ｎ次成分の補正出力波形をｈｎ（θ）、ｎ次成分の振幅係数をｋｎ、ｎ次成分の位相調整量をΔθｎ、コードホイール３６の回転時に回転センサ４０Ａから得られる出力信号をＥ１new（θ）、回転検出信号である回転速度情報をＥ（θ）としている。
【０２０８】
式（１）から式（１１）に基づいて回転検出信号である回転速度情報Ｅ（θ）を算出すると１周期成分及び２周期成分が共に除去された回転検出信号である回転速度情報Ｅ（θ）が得られる。また、回転検出信号Ｅ（θ）の生成後、式（１２）から式（１５）によってＦＭ変調誤差の補正出力波形を得てコードホイール３６の偏心及び楕円化によるパルスエッジの位置ずれを補正する角度誤差量ｈＦＭ（θ）を用いて補正出力波形ｈｎ（θ）を生成する。従って、任意の角度ピッチであるピッチ角θｉ（回転センサ４０Ａ、４０Ｂの間の任意のピッチ角）での回転センサ４０Ａ、４０Ｂの配置が実現可能となる。
【０２０９】
従って、従来技術及び本発明の第１の実施の形態において、９０°ピッチに限定されていたピッチ角θｉの配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない回転センサ４０Ａ、４０Ｂの配置設計が可能となる。また、ピッチ角θｉを９０°以下の値で回転センサ４０Ａ、４０Ｂの配置設計を行えば、ピッチ角θｉが９０°ピッチの場合より投影面積が減少し、モータ全体の小型化可能になる。
【０２１０】
次に、本発明の第３の実施の形態の作用を説明する。
【０２１１】
上記構成のアウタロータ型モータ１０では、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、出力軸２６、コードホイール３６が共に回転する。このとき、各回転センサ４０は、それぞれコードホイール３６の回転速度に応じたパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を、基板４６に実装されたコントローラ５０のＣＰＵ５２に出力する。
【０２１２】
ＣＰＵ５２は、各回転センサ４０から入力した信号Ｅ１、Ｅ２を用いて、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）の演算を行ない、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）のみを含み得る回転検出信号Ｅ（θ）を得て、式（１２）から式（１５）によって角度誤差量ｈＦＭ（θ）を用いて補正出力波形ｈｎ（θ）を生成する。そして、ＣＰＵ５２は、この回転検出信号Ｅ（θ）を現実の出力軸２６の回転速度として回転数指令信号（に対応する制御目標である回転速度）と比較し、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするようにドライバ５４に制御信号を出力する。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の出力軸２６の回転速度に対するフィードバック制御が為される。さらに、ＣＰＵ５２は、この角度誤差量ｈＦＭ（θ）を用いて補正出力波形ｈｎ（θ）を生成してＦＭ変調誤差を補正する。
【０２１３】
これにより、出力軸２６、すなわち出力軸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。
【０２１４】
ここで、アウタロータ型モータ１０、アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２では、それぞれコードホイール３６の周方向（回転方向）にピッチ角をθｉ間隔で配置された２つの回転センサ４０からの信号Ｅ１、Ｅ２を用いて、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１５）の演算を実行することによって、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。すなわち、出力軸２６に取り付けられ各回転センサ４０による直接的な回転速度の検出対象であるコードホイール３６が出力軸２６に対し偏心したり、歪みによって楕円化したりしても、偏心に基づく検出誤差である１周期成分と、楕円化に基づく検出誤差である２周期成分が、課題を解決するための手段に記載の式（１）から式（１１）の演算によって共に除去され、補正出力波形ｈｎ（θ）によってＦＭ変調誤差を補正するため、出力軸２６の回転速度を精度良く検出することができる。
【０２１５】
このように、本実施の形態に係るアウタロータ型モータ１０アウタロータ型モータ１０を構成する回転制御部１０Ｂ、回転制御部１０Ｂを構成するＣＰＵ５２（回転速度の検出方法）では、コードホイール３６の１回転で１周期の誤差成分と１回転で２周期の誤差成分とを共に（同時に）除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。
【０２１６】
また、本発明の第３の実施の形態に示した制御方式によれば、任意のピッチ角θｉ間隔で配置された２つの回転センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）を自由に配置することができると共に、ＦＭ変調誤差を含んだ低回転むらを抑制することかできる。なお、コードホイールの偏心、楕円化によるＦＭ変調誤差を補正することとは、図１０（Ｂ）の波形（３）に示された変調波形の角度軸を修正し、図１０（Ａ）の波形（３）に示された正しい波形に変換することに相当する。その後（正しい波形に変換後）、エンコーダ誤差がなくなるので、モータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするようにドライバ５４に制御信号を出力する（偏心に基づく検出誤差である１周期成分、及び楕円化に基づく検出誤差である２周期成分によるモータの回転むらをなくす）。また、図１１（Ａ）に示されるように１６、２４、３２、４８次の回転むら成分が顕著に現れているが、第３の実施の形態を適用した制御の場合は、図１１（Ｂ）に示されるように、これらの回転むら成分が完全に抑制されるため、効率・体格を犠牲にすることなく、低回転むらを抑制することができる。なお、例えば、１６、２４、３２、４８次の回転むら成分をなくす場合は、図９の制御ブロック図のｎｉ次成分の位相・振幅調整と接続されているｎｉ次成分の補正波形生成のところに、４つの次数（１６、２４、３２、４８次）を代入して制御させる。具体的には、１６次成分の位相・振幅調整して積算後に１６次成分の補正波形生成、２４次成分の位相・振幅調整して積算後に２４次成分の補正波形生成、３２次成分の位相・振幅調整して積算後に３２次成分の補正波形生成、４８次成分の位相・振幅調整して積算後に４８次成分の補正波形生成の４つだけをＤＦＴ演算（フーリエ展開）させる。また、これらの次数については周波数によって変更されるため、さまざまな装置によって変わってくるが、本発明におけるモータでは、図１１（Ａ）に示されているように、２４次成分を中心に、１６次、３２次、４８次の補正が必要になっている。さらに、同じモータを用いたとしても差は出るが、次数は変わらず、その動作状態によってピークの高さと位相はずれる（例えば、図１１（Ａ）のスペクトルの高さが変わる）。
【０２１７】
従って、任意のピッチ角θｉ間隔で均等に配置された２つの回転センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）を自由に配置することにより、従来技術及び本発明の第１の実施の形態のようにピッチ角θｉを９０°に限定されず、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である回転センサ４０の配置設計の自由度が増し、構造上の制約にとらわれない回転センサ４０の配置設計が可能となる。また、ピッチ角θｉを９０°以下の値で回転センサ４０の設計を行えば、９０°ピッチの場合より投影面積が減少し、モータ全体の小型化が可能になり、ＦＭ変調誤差を含んだモータの低回転むらを抑制できる。
【０２１８】
そして、第１の制御手段又は第１の回転補正部がモータ実回転速度Ｍｅ（θ）を０とするように出力軸２６の回転を制御し、補正出力波形を生成してＦＭ変調誤差を補正することで、該出力軸２６（が連結される感光ドラム等の被回転体）の回転むらの発生が防止されるかまたは著しく抑制される。また、上記の如くして周期成分を除去することができるため、７０℃程度を超える高温環境下で使用されるコードホイール３６を安価なＰＥＴにて構成することが可能である。
【０２１９】
また、さらに、本実施の形態では、回転検出信号Ｅ（θ）を算出するためには、２つの回転センサ４０を用いるだけで良く、従来よりも少ない回転センサでコードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができるので、システム全体のコストも低く抑えることができる。
【０２２０】
また、コードホイール３６の光学パターン３７は、スリット３６Ａの数が１５０ライン／インチ以上とされているため、実用的な全ての種類のエンコーダ３４（各回転センサ４０とコードホイールとの組み合わせであって、特に、透過型フォトインタラプタ）に本発明を適用して、コードホイール３６の１周期成分と２周期成分とを共に除去して、コードホイール３６が取り付けられる検出対象である出力軸２６の回転速度を高精度で検出することができる。
【０２２１】
さらに、１周期成分と２周期成分とを除去し、ＦＭ変調誤差を含んだモータの低回転むらを抑制する本発明では、上記の通り安価なＰＥＴにてコードホイール３６を構成することができる。そして、ＰＥＴは透明樹脂であるため、上記の通り光不透過部３６Ｂをコードホイール３６の周方向に等間隔で全周に亘り印刷することで、光学パターン３７を容易に得ることができる。このため、コードホイール３６は、材料だけではなく、製造コストも安価になる。
【０２２２】
なお、各回転センサ４０を任意のピッチ角θｉで均等に３個配置した場合においても、３個中２個の信号を用いて演算を行えば同等の効果を得ることができる。
【０２２３】
また、任意のピッチ角θｉで均等に回転センサ４０を２個又は３個配置することは、偏心及び楕円化による１周期成分１Ｆ及び２周期成分２Ｆの誤差の同時キャンセルすると共に補正出力波形を生成してＦＭ変調誤差を補正することを目的としているが、楕円化などによる２周期成分２Ｆの誤差発生要因が無視できる場合には、従来技術の図１３（Ａ）、（Ｂ）に示されているように１８０°ピッチで２個配置して、単純に平均化してもよい。
【０２２４】
ところで、一連の演算処理の過程で、周波数成分の抽出処理が行われる。本発明の第３の実施の形態ではフーリエ級数展開を使用しているが、その他の直行変換手法（離散コサイン変換、アダマール変換など）を用いても良い。
【０２２５】
（アウタロータ型モータの適用例）
次に、第１から第３の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。
【０２２６】
図８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の出力軸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。
【０２２７】
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、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。
【０２２８】
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出力軸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。
【０２２９】
このように、画像処理装置の感光ドラム７０等に直結され、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。
【０２３０】
なお、上記実施の形態では、回転制御部１０Ｂ（エンコーダ３４、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）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。
【０２３１】
さらに、上記の実施の形態では、出力軸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、出力軸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、ＣＰＵ５２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。
【０２３２】
さらに、第１から第３の実施の形態では、エンコーダ３４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。
【０２３３】
そして、第１から第３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】
【０２３４】
【図１】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】（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６】本発明の第１の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７】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施の形態に係るＣＰＵの演算結果を示す線図である。
【図８】本発明の第１から第３の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９】本発明の第１から第３の実施の形態に係る制御ブロック図である。
【図１０】（Ａ）はエンコーダ誤差なしの条件であり、（Ｂ）はエンコーダ誤差ありの条件での本発明の第１及び第３の実施の形態に係る読み込み誤差説明図である。
【図１１】（Ａ）は従来制御時の回転むら波形、（Ｂ）は本発明の第１及び第３の実施の形態の適用時の回転むら波形である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２及び第３の実施の形態に係るエンコーダ構造である。
【図１３】従来のお互いに対向した場所に配置された（互いに１８０°の位置に配置された）２つの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。
【符号の説明】
【０２３５】
１０…アウタロータ型モータ（モータ）、１０Ｂ…回転制御部（回転制御装置）、２６…出力軸（回転軸）、３６…コードホイール（回転部材）、３６Ａ…スリット（導光部）、３６Ｂ…光不透過部（非導光部）、３７…光学パターン、４０…回転センサ（検出手段）、４０Ａ…回転センサ（第１回転検出器）、４０Ｂ…回転センサ（第２回転検出器）、５０…コントローラ（制御手段）、５２…ＣＰＵ（第１の制御手段、第２の制御手段、第１の回転補正部、第２の回転補正部、第１の制御部、第２の制御部、回転検出回路）、７０・７２・７４・７６…感光ドラム（被回転体）
【図１】
2009183113.tif 000030
【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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