(57)【要約】【課題】初期位置推定中の磁極位置の変位を低減して初期位置推定の精度を高める。【解決手段】センサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置であって、停止状態の回転子の磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部を有し、電気角３６０度の探索範囲を区分するｎ個の角度位置のそれぞれに初期位置を探索するためのパルス列ＰＡ１を電機子に印加する。パルス列ＰＡ１は、ｎ個の角度位置の１つにおける第１パルスＰ１と、当該第１パルスＰ１の印加により回転子を回転させるトルクが発生した場合にその回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクが生じる角度位置における複数の第２パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂと、を有する。【選択図】図１１
2019213351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子に流れる電流による回転磁界によって永久磁石を用いた回転子が回転するセンサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置であって、
前記電機子に電圧を印加して前記回転子を駆動する駆動部と、
停止状態の前記回転子の磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、
電気角３６０度の探索範囲を区分するｎ個の角度位置のそれぞれに前記初期位置を探索するための電圧パルスからなるパルス列を前記電機子に印加するよう前記駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記パルス列は、前記ｎ個の角度位置の１つにおける第１パルスと、当該第１パルスの印加により前記回転子を回転させるトルクが発生した場合にその回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクが生じる角度位置におけるパルスであって前記第１パルスにより発生するトルクよりも大きいトルクを発生させる第２パルスと、を有するパルス列である、
ことを特徴とする永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項２】
電機子に流れる電流による回転磁界によって永久磁石を用いた回転子が回転するセンサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置であって、
前記電機子に電圧を印加して前記回転子を駆動する駆動部と、
停止状態の前記回転子の磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、
電気角３６０度の探索範囲を区分するｎ個の角度位置のそれぞれに前記初期位置を探索するための電圧パルスからなるパルス列を前記電機子に印加するよう前記駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記パルス列は、前記ｎ個の角度位置の１つにおける第１パルスと、当該第１パルスの印加により前記回転子を回転させるトルクが発生した場合にその回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクが生じる角度位置における複数の第２パルスと、を有するパルス列である、
ことを特徴とする永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項３】
前記パルス列は、前記第１パルスと、前記複数の第２パルスと、前記第１方向に回転させようとするトルクが生じる角度位置における第３パルスとのグループが複数連なったパルス列である、
請求項２記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項４】
前記パルス列のパルス数は、前記角度位置の個数ｎと同数である
請求項３記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項５】
前記角度位置の個数ｎは、４の整数倍であり、
前記パルス列を構成するパルスはいずれも、他のパルスに対応しない角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものであり、
前記パルス列の各グループにおいて、
前記複数の第２パルスは、前記第１パルスに対応する角度位置である第１位置から±９０度以上離れた角度位置である第２位置におけるパルスと、当該第２位置に最も近い角度位置である第３位置におけるパルスとの２つであり、
前記第３パルスは、前記第３位置から±９０度以上離れた角度位置である第４位置におけるものである、
請求項４記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項６】
前記パルス列における前記グループの個数は、前記角度位置の個数ｎと同数であり、
前記パルス列の各グループにおいて、
前記第１パルスは、他のグループの第１パルスに対応しない角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものであり、
前記複数の第２パルスは、２つであって、前記第１パルスに対応する角度位置から±９０度以上離れた同じ角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものであり、
前記第３パルスは、当該第１パルスに対応する角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものである、
請求項３記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項７】
初期位置推定部は、前記パルス列における前記各グループの前記第１パルスが印加されたときに前記電機子に流れる電流に基づいて、前記初期位置を推定する、
請求項６記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項８】
前記パルス列における前記グループの個数は、前記角度位置の個数ｎよりも少なく、
前記パルス列の各グループにおいて、
前記第１パルスは、他のグループの第１パルスに対応しない角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものであり、
前記複数の第２パルスは、２つであって、前記第１パルスに対応する角度位置から±９０度以上離れた同じ角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものであり、
前記第３パルスは、当該第１パルスに対応する角度位置に最も近くかつ他のグループの第３パルスに対応しない角度位置に磁界ベクトルを生じさせるものである、
請求項３記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項９】
初期位置推定部は、前記パルス列における前記各グループの前記第１パルスが印加されたときおよび複数のグループの前記第３パルスが印加されたときにそれぞれ前記電機子に流れる電流に基づいて、前記初期位置を推定する、
請求項８記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項１０】
初期位置推定部は、前記パルス列における前記各グループの前記第１パルスが印加されたとき、複数のグループの前記２つの第２パルスのうちの一方が印加されたとき、および複数のグループの前記第３パルスが印加されたときにそれぞれ前記電機子に流れる電流に基づいて、前記初期位置を推定する、
請求項８記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の永久磁石同期電動機の制御装置を備えた画像形成装置であって、
印刷位置においてシートに画像を印刷するプリンタエンジンと、
前記制御装置により制御される前記センサレス型の永久磁石同期電動機により回転駆動されて前記シートを前記印刷位置へ搬送するローラと、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記永久磁石同期電動機は、インナーロータ型のブラシレスモータである、
請求項１１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石同期電動機の制御装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ：Permanent Magnet Synchronous Motor）は、捲線（電機子捲線）を有する固定子と永久磁石を用いた回転子とを有し、捲線に交流電流を流して回転磁界を発生させる。これにより、回転子は回転磁界に同期して回転する。
【０００３】
近年、センサレス型の永久磁石同期電動機が広く用いられている。センサレス型は、磁極位置を検出するための磁気センサやエンコーダを有していない。このため、センサレス型の永久磁石同期電動機の駆動には、回転中に捲線に発生する誘起電圧により流れる電流に基づいて回転子の磁極位置および回転速度を推定する方法が用いられる。
【０００４】
また、センサレス型の永久磁石同期電動機が停止しているときに回転子の磁極位置を推定するいわゆる初期位置推定の手法として、インダクティブセンシングと呼ばれる方法がある。この方法は、磁極位置によって捲線のインダクタンスが微妙に変化する性質を利用する方法であって、特許文献１に記載されるように、各相の励磁を順に行うように捲線に電圧を印加し、各相の励磁において捲線に流れる電流のピーク振幅値を比較することにより磁極位置を推定するものである。
【０００５】
初期位置推定を行うことにより、その後に回転子を回転させる際に、回転子の磁極位置に応じて適切に固定子を励磁することができる。
【０００６】
初期位置推定の精度を高めるための先行技術として、特許文献２に記載された技術がある。特許文献２には、初期位置推定のために電圧を印加する時間をモータが始動しない程度の時間に制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−０６９４８９号公報
【特許文献２】特開２０１６−８２６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インダクティブセンシングによる初期位置推定では、電気角で３６０度（２π）の角度位置範囲をｎ個の区画に区分するｎ個の角度位置ごとに磁界を発生させるよう捲線に電圧を印加する。印加は間隔をあけて複数回行い、印加ごとに捲線に流れる電流を測定する。そして、複数回の測定の結果に基づいて磁極位置を推定する。例えば、電流値が最も大きい角度位置を磁極位置と推定する。
【０００９】
初期位置推定のために印加する電圧は、測定する電流値に磁極位置に応じた有効な差異が生じる範囲内で低く設定され、印加時間は、測定が可能な範囲内で短く設定される。
【００１０】
しかし、発生させる磁界の方向とそのときの磁極位置との位置関係によっては、磁界により回転トルクが生じて僅かながら回転子が回転してしまう場合がある。回転を打ち消す方法として、奇数番目の印加の角度位置と偶数番目の印加の角度位置とを１８０度異ならせることが考えられる。
【００１１】
ところが、特に、インナーロータ型のモータにおいては、アウターロータ型と比べてイナーシャが小さいことから、奇数番目の印加が終了した後も惰性で回転し続けることがある。このため、回転中に偶数番目の印加が行われることになり、角度位置を１８０度異ならせた偶数番目の印加で生じる磁界の作用は、惰性回転を停止させるブレーキ作用に留まり、回転子を逆方向に回転させるものとはならない。つまり、回転子は、奇数番目の印加による回転で磁極位置が変化（微移動）した状態で停止する。
【００１２】
このような磁極位置の変位により初期位置推定の精度が低下するという問題があった。初期位置推定において角度位置を変えて磁界を発生させるごとに変位量が累積されて増加すると、初期位置推定の精度はさらに低下する。
【００１３】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、初期位置推定中の磁極位置の変位を低減して初期位置推定の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態に係る制御装置は、電機子に流れる電流による回転磁界によって永久磁石を用いた回転子が回転するセンサレス型の永久磁石同期電動機の制御装置であって、前記電機子に電圧を印加して前記回転子を駆動する駆動部と、停止状態の前記回転子の磁極位置である初期位置を推定する初期位置推定部と、電気角３６０度の探索範囲を区分するｎ個の角度位置のそれぞれに前記初期位置を探索するための電圧パルスからなるパルス列を前記電機子に印加するよう前記駆動部を制御する制御部と、を有し、前記パルス列は、前記ｎ個の角度位置の１つにおける第１パルスと、当該第１パルスの印加により前記回転子を回転させるトルクが発生した場合にその回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクが生じる角度位置におけるパルスであって前記第１パルスにより発生するトルクよりも大きいトルクを発生させる第２パルスと、を有するパルス列である。
【００１５】
また、前記パルス列は、前記ｎ個の角度位置の１つにおける第１パルスと、当該第１パルスの印加により前記回転子を回転させるトルクが発生した場合にその回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクが生じる角度位置における複数の第２パルスと、を有するパルス列としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、初期位置推定中の磁極位置の変位を低減して初期位置推定の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備えた画像形成装置の構成の概要を示す図である。
【図２】ブラシレスモータの構成を模式的に示す図である。
【図３】ブラシレスモータのｄ−ｑ軸モデルを示す図である。
【図４】モータ制御装置の機能的構成の例を示す図である。
【図５】モータ制御装置におけるモータ駆動部および電流検出部の構成の例を示す図である。
【図６】全探索による初期位置推定の処理の概要を示す図である。
【図７】全探索による初期位置推定において電機子に流れる電流の測定結果の例を示す図である。
【図８】磁極位置を探索するための電圧パルスの方向と回転子を回転させるトルクとの関係を示す図である。
【図９】磁極位置の変位を抑える基本的な探索順序を示す図である。
【図１０】図９の探索順序に係るパルス列の構成および作用を示す図である。
【図１１】給紙のためのローラの回転駆動シーケンスの例を示す図である。
【図１２】改良された探索順序の第１例を示す図である。
【図１３】図１２の第１例に係るパルス列の構成および作用を示す図である。
【図１４】改良された探索順序の第２例を示す図である。
【図１５】改良された探索順序の第２例を示す図である。
【図１６】図１４および図１５の第２例に係るパルス列の構成および作用を示す図である。
【図１７】改良された探索順序の第３例を示す図である。
【図１８】図１７の第３例に係るパルス列の構成および作用を示す図である。
【図１９】改良された探索順序の第４例を示す図である。
【図２０】図１９の第４例に係るパルス列の構成および作用を示す図である。
【図２１】モータ制御装置における処理の流れの概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１には本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備えた画像形成装置の構成の概要が示され、図２にはブラシレスモータ３の構成が模式的に示されている。
【００１９】
図１において、画像形成装置１は、タンデム型のプリンタエンジン１０を備えた電子写真方式のカラープリンタである。下側の部分１Ｂは、引出し式の給紙トレイ１３Ａ，１３Ｂを備える二段構成のシートキャビネトとなっている。
【００２０】
画像形成装置１は、ネットワークを介して外部のホスト装置から入力されるジョブに応じて、カラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１は、その動作を制御する制御回路１００を有している。制御回路１００は、制御プログラムを実行するプロセッサおよびその周辺デバイス（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を備えている。
【００２１】
プリンタエンジン１Ａは、４個のイメージングユニット１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋおよび中間転写ベルト１２などを有している。
【００２２】
イメージングユニット１１ｙ〜１１ｋの基本的な構成は同様であり、それぞれが筒状の感光体、帯電器、現像器、クリーナ、および露光用の光源などを有している。中間転写ベルト１２は、一対のローラ間に巻回されて回転する。中間転写ベルト１２の内側には、イメージングユニット１１ｙ〜１１ｋごとに一次転写ローラが配置されている。
【００２３】
カラー印刷モードにおいて、イメージングユニット１１ｙ〜１１ｋは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色のトナー像を並行して形成する。４色のトナー像は、回転中の中間転写ベルト１２に順次に一次転写される。最初にＹのトナー像が転写され、それに重なるようＭのトナー像、Ｃのトナー像、およびＫのトナー像が順次に転写される。
【００２４】
トナー像の形成と並行して、ジョブの指定に従って選択された一方の給紙トレイ１３からシート（記録用紙）２がピックアップローラ１４により引き出され、給紙ローラ１５によりレジストローラ１６へ送られる。
【００２５】
一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ１７と対向する印刷位置９０において、レジストローラ１６により搬送されてきたシート２に二次転写される。二次転写の後、シート２は、定着器１８の内部を通って上部の排紙トレイ１９へ送り出される。定着器１８を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像がシート２に定着する。
【００２６】
画像形成装置１は、感光体、現像器、および各種のローラなどの回転体を回転させる駆動源として、複数のモータを備えている。そのうちの１つであるモータ３Ａは、上段の給紙トレイ１３Ａのローラ群を回転駆動する。また、他の１つであるモータ３Ｂは、下段の給紙トレイ１３Ａのローラ群を回転駆動する。これらのモータ３Ａ，３Ｂは、モータ制御装置２１Ａ，２１Ｂによりそれぞれ制御される。モータ制御装置２１Ａ，２１Ｂは、制御回路１００からの指令に従ってモータ３Ａ，３Ｂを回転させたり停止させたりする。
【００２７】
以下において、モータ３Ａ，３Ｂを区別せずに「モータ３」と記し、モータ制御装置２１Ａ，２１Ｂを区別せずに「モータ制御装置２１」と記すことがある。
【００２８】
図２において、モータ３ａ，３ｂは、ＤＣブラシレスモータであり、詳しくはセンサレス型の永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ:Permanent Magnet Synchronous Motor)である。
【００２９】
図２（Ａ）に示すモータ３ａは、回転磁界を発生させる電機子としての固定子３１と、永久磁石を用いたインナー式の回転子３２とを備えている。固定子３１は、電気角１２０°間隔で配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコア３６，３７，３８、およびＹ結線された３つの捲線（コイル）３３，３４，３５を有している。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相交流電流を捲線３３〜３５に流してコア３６，３７，３８を順に励磁することによって回転磁界が生じる。回転子３２は、この回転磁界に同期して回転する。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すモータ３ｂは、回転磁界を発生させる固定子３１ｂと、永久磁石を用いたアウター式の回転子３２ｂとを備えている。固定子３１ｂは、電気角１２０°間隔で配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコア３６ｂ，３７ｂ，３８ｂ、およびＹ結線された３つの捲線３３ｂ，３４ｂ，３５ｂを有している。モータ３ｂもモータ３と同様に回転磁界に同期して回転する。
【００３１】
一般に、アウターロータ型のモータは、同級のインナーロータ型のモータと比べて、回転子（ロータ）のイナーシャーが大きいことから、定速回転時の安定性に優れている。これに対して、インナーロータ型のモータは、イナーシャーが小さいことから、応答性に優れている。
【００３２】
画像形成装置１においては、複数枚のシート２を使用するマルチプリントジョブにおいて、ピックアップローラ１４および給紙ローラ１５の起動と停止とを短時間内に繰り返す必要がある。このため、モータ３Ａ，３Ｂとして、応答性に優れるインナーロータ型のモータ３ａが用いられる。
【００３３】
図２（Ａ）に示す例では回転子３２の磁極数は４である。ただし、回転子３２の磁極数は４に限らず、２または６以上であってもよい。また、固定子３１のスロット数は６に限らない。いずれにしても、モータ３Ａ，３Ｂに対して、ｄ−ｑ軸座標系を基本とした制御モデルを用いて磁極位置および回転速度の推定を行うベクトル制御（センサレスベクトル制御）が、モータ制御装置２１Ａ，２１Ｂにより行われる。
【００３４】
なお、以下において、回転子３２のＳ極およびＮ極のうちの二重丸で示すＮ極の回転角度位置を、回転子３２の「磁極位置ＰＳ」ということがある。また、回転子３２の回転中心から磁極位置ＰＳへ向かう方向を「磁極方向」ということがある。
【００３５】
図３にはモータ３のｄ−ｑ軸モデルが示されている。モータ３のベクトル制御では、ブモータ３の捲線３３〜３５に流れる３相の交流電流を、回転子３２である永久磁石と同期して回転している２相の捲線に流す直流電流に変換して制御を簡単化する。
【００３６】
永久磁石の磁束方向（Ｎ極の方向）をｄ軸とし、ｄ軸から電気角でπ／２［ｒａｄ］（９０°）進んだ方向をｑ軸とする。ｄ軸およびｑ軸はモデル軸である。Ｕ相の捲線３３を基準とし、これに対するｄ軸の進み角をθと定義する。この角度θは、Ｕ相の捲線３３に対する磁極の角度位置（磁極位置ＰＳ）を示す。ｄ−ｑ座標系は、Ｕ相の捲線３３を基準としてこれより角度θだけ進んだ位置にある。
【００３７】
モータ３は回転子３２の角度位置（磁極位置）を検出する位置センサを有していないので、モータ制御装置２１において回転子３２の磁極位置ＰＳを推定する必要がある。その推定した磁極位置を示す推定角度θｍに対応してγ軸を定め、γ軸よりも電気角でπ／２進んだ位置をδ軸に定める。γ−δ座標系は、Ｕ相の捲線３３を基準としてこれより推定角度θｍだけ進んだ位置にある。角度θに対する推定角度θｍの遅れ量を、Δθと定義する。遅れ量Δθが零のときは、γ−δ座標系はｄ−ｑ座標系と一致する。
【００３８】
図４にはモータ制御装置２１の機能的構成の例が、図５にはモータ制御装置２１におけるモータ駆動部２６および電流検出部２７の構成の例が、それぞれ示されている。また、図６には全探索による初期位置推定の処理の概要が、図７には全探索による初期位置推定において電機子に流れる電流の測定結果の例が、それぞれ示されている。
【００３９】
図４に示すように、モータ制御装置２１は、ベクトル制御部２３、速度・位置推定部２４、初期位置推定部２５、モータ駆動部２６、および電流検出部２７などを有している。
【００４０】
モータ駆動部２６は、モータ３の捲線３３〜３５に電流を流して回転子３２を駆動する３相インバータである。図５のように、モータ駆動部２６は、相ごとに特性が揃ったトランジスタ（例えば、電界効果トランジスタ：ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６、およびプリドライブ回路２６５などを有する。
【００４１】
トランジスタＱ１〜Ｑ６によって、直流電源ライン２１１から接地ラインへ捲線３３〜３５を介して流れる電流Ｉが制御される。詳しくは、トランジスタＱ１，Ｑ２によって、捲線３３を流れる電流Ｉｕが制御され、トランジスタＱ３，Ｑ４によって、捲線３４を流れる電流Ｉｖが制御される。そして、トランジスタＱ５，Ｑ６によって、捲線３５を流れる電流Ｉｗが制御される。
【００４２】
図５において、プリドライブ回路２６５は、ベクトル制御部２３から入力される制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を、各トランジスタＱ１〜Ｑ６に適した電圧レベルに変換する。変換後の制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−が、トランジスタＱ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート）に入力される。
【００４３】
電流検出部２７は、Ｕ相電流検出部２７１およびＶ相電流検出部２７２を有し、捲線３３，３４に流れる電流Ｉｕ，Ｉｖを検出する。Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０であるので、検出した電流Ｉｕ，Ｉｖの値から計算によって電流Ｉｗを求めることができる。
【００４４】
Ｕ相電流検出部２７１およびＶ相電流検出部２７２は、電流Ｉｕ，Ｉｖの流路に挿入されているシャント抵抗による電圧降下を増幅してＡ／Ｄ変換し、電流Ｉｕ，Ｉｖの検出値として出力する。すなわち、２シャント方式の検出を行う。シャント抵抗の抵抗値は１／１０Ωオーダーの小さい値である。
【００４５】
図４に戻って、ベクトル制御部２３は、制御回路１００からの指令Ｓ１に含まれる速度指令値ω＊に応じて、モータ駆動部２６を制御する。制御回路１００は、ジョブを実行するとき、ジョブに応じて設定したプロセス速度に対応する速度指令値ω＊をベクトル制御部２３に与える。また、画像形成装置１の電源オン時、ジョブを実行するとき、または節電モードから通常モードに復帰するときなどに初期位置推定の実行を指令する。
【００４６】
ベクトル制御部２３は、起動が指令されると、それに先立って初期位置推定部２５により推定されて記憶されている初期位置から回転する回転磁界が生成されるようモータ駆動部２６を制御する。
【００４７】
ベクトル制御部２３は、速度制御部４１、電流制御部４２、出力座標変換部４３、ＰＷＭ変換部４４、および入力座標変換部４５を有する。これらの各部により、次のようにモータ３のベクトル制御のための処理が行われる。
【００４８】
速度制御部４１は、制御回路１００からの速度指令値ω＊と速度・位置推定部２４からの速度推定値ωｍとに基づいて、速度推定値ωｍが速度指令値ω＊に近づくようにγ−δ座標系の電流指令値Ｉγ＊，Ｉδ＊を決定する。
【００４９】
電流制御部４２は、電流指令値Ｉγ＊，Ｉδ＊に基づいて、γ−δ座標系の電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を決定する。
【００５０】
出力座標変換部４３は、速度・位置推定部２４からの推定角度θｍに基づいて、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊をＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。
【００５１】
ＰＷＭ変換部４４は、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を生成し、モータ駆動部２６へ出力する。制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−は、モータ３に供給する３相交流電力の周波数および振幅をパルス幅変調（PWM: Pulse Width Modulation ）により制御するための信号である。
【００５２】
入力座標変換部４５は、電流検出部２７により検出されたＵ相の電流ＩｕおよびＶ相の電流Ｉｖの各値からＷ相の電流Ｉｗの値を算出する。そして、速度・位置推定部２４からの推定角度θｍと３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの値とに基づいて、γ−δ座標系の推定電流値Ｉγ，Ｉδを算出する。つまり、電流について３相から２相への変換を行う。
【００５３】
速度・位置推定部２４は、入力座標変換部４５からの推定電流値Ｉγ，Ｉδと電流制御部４２からの電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊とに基づいて、いわゆる電圧電流方程式に従って速度推定値ωｍおよび推定角度θｍを求める。求められた速度推定値ωｍは、速度制御部４１に入力され、求められた推定角度θｍは、出力座標変換部４３および入力座標変換部４５に入力される。
【００５４】
初期位置推定部２５は、インダクティブセンシング法を用いて、停止状態の回転子３２の磁極位置ＰＳである初期位置ＰＳｓ（図６参照）を推定する。停止状態は、必ずしも書回転子３２が完全に静止している状態に限るものではなく、零に近い低速度で回転していたり小さく振動していたりする静止寸前の状態であってもよい。
【００５５】
初期位置ＰＳｓの推定の要領は次の通りである。
【００５６】
本実施形態における初期位置推定は、電気角３６０度の探索範囲をｎ個の区画に均等に区分するｎ個の角度位置ごとに初期位置を探索するための電圧パルスを印加する、いわゆる全探索の手法を用いる。
【００５７】
速度制御部４１は、全探索による初期位置推定の処理として、回転子３２が停止状態であるときに、図６（Ａ）（Ｂ）に示すパルスＰ（電圧パルスＶθ）を角度θを変えて多数回印加するよう、モータ駆動部２６を制御する。
【００５８】
図６（Ａ）において、パルスＰはベクトルであり、その方向、つまりパルスＰの角度θは、電気角で３６０度の探索範囲を１２等分した３０度ずつずれる方向に切り替えられる。つまり、３０度ずつずれる１２個の方向のそれぞれに対してパルスＰを印加する。
【００５９】
なお、以下において、初期位置ＰＳｓを推定するためにパルスＰの方向を変えて印加することを「探索」ということがある。
【００６０】
探索のためのパルスＰを印加すると、パルスＰの角度θに応じて、各捲線３３〜３５に電流が流れる。電流の大きさは、パルスＰの角度θに対応した捲線３３〜３５のインピーダンスに逆比例する。捲線３３〜３５のインピーダンスは、主としてそのインダクタンスに依っており、永久磁石のＮ極の方向であるｄ軸において最も低い。したがって、パルスＰの印加によって流れる電流が最も大きいときに、そのパルスＰの角度位置がｄ軸ということになる。パルスＰの角度θをＵ相の捲線３３に対する角度位置とした場合には、パルスＰの角度θがｄ軸となる。
【００６１】
そして、パルスＰの印加によって磁界（磁界ベクトル）が生じるので、それによって回転子３２を回転させるトルクが発生することがある。トルクが発生すると、回転子３２が回転して磁極位置が変わってしまうことがある。
【００６２】
本実施形態においては、回転子３２ができるだけ回転しないよう、第１のパルスＰの印加により発生したトルクによる回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクが生じる別の角度θに磁界ベクトルを生じさせるように、第２のパルスＰを発生させる。しかも、第２のパルスＰによるトルクを第１のパルスＰによるトルクよりも大きくするために、第２のパルスＰの個数を大きくするか、またはパルスＰの大きさを大きくする。
【００６３】
探索におけるベクトル制御では、モータ駆動部２６を制御するための実際の処理の上では、出力座標変換部４３に入力する電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を制御することにより、パルスＰを印加することができる。但し、探索においては、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊に代えて電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を用いる。つまり、この場合に、電圧指令値Ｖｑ＊を零とし、電圧指令値Ｖｄ＊を適当な大きさとし、角度θを指定することで、パルスＰを印加することができる。
【００６４】
また、電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊ではなく、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を電流制御部４２に与えるとともに、電流指令と電圧指令との角度差に応じて角度θを補正した上で、補正した角度θを電流制御部４２または出力座標変換部４３に入力してもよい。この場合に、電流制御部４２は、入力された電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に基づいて、パルスＰを印加するための電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を生成する。
【００６５】
例えば、速度制御部４１は、探索のための処理として、図４に示すように、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を電流制御部４２に与えるとともに、角度設定情報８０として記憶している角度θを出力座標変換部４３に入力する。角度θは、例えば０から始めて３０度（π／６）ずつ３３０度（１１π／６）まで、パルスＰの印加ごとに増加される。
【００６６】
電流制御部４２は、電流指令値Ｉγ＊，Ｉδ＊に代えて、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に基づいて、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を決定する。つまり、初期位置推定の処理において、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に対応して電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を決定する。電圧指令値Ｖｑ＊が０となるようにすれば、電圧指令値Ｖｄ＊の角度がパルスＰの角度θと一致する。
【００６７】
なお、上にも述べたように、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を用いることなく、電流制御部４２が電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を直接的に出力してパルスＰの位置および電圧値を設定するように構成してもよい。
【００６８】
出力座標変換部４３は、推定角度θｍに代えて、角度θに基づいて、電圧指令値Ｖγ＊，Ｖδ＊を電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。この電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、ＰＷＭ変換部４４が制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を生成し、制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−に従ってモータ駆動部２６がモータ３にパルスＰを印加する。
【００６９】
なお、図６（Ｂ）に示す各パルスＰの波形は単一の矩形からなるが、実際にモータ３に印加される電圧の波形は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の相ごとに１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのクロックの周期でパルス幅変調された多数の矩形からなる。
【００７０】
図６（Ｂ）に示すように、各パルスＰの印加に伴って捲線３３〜３５に流れる推定電流値Ｉγが増加し、各パルスＰの印加の終了に伴って減少する。増加および減少は、指数関数的な変化である。各パルスＰは、１つ前のパルスＰの印加により増加した推定電流値Ｉγが増加前のレベルにまで減少するタイミングで印加される。パルスＰの印加の周期Ｈは、例えば０．５〜１ｍｓ程度である。
【００７１】
初期位置推定部２５は、各パルスＰの立ち上りエッジからパルスＰのパルス幅よりも短い時間Ｔ０が経過した時点の推定電流値Ｉγ，Ｉδを、入力座標変換部４５から取り込む。パルスＰを１２回印加する場合には、１２個の推定電流値Ｉγを順に取り込む。推定電流値Ｉγ，Ｉδは、固定子３１の捲線３３〜３５に流れる電流Ｉに対応する。
【００７２】
図６（Ａ）に示す例では、初期位置ＰＳｓに対応する角度である初期角度θｓは、およそ４３度である。したがって、図７において、探索の角度θが初期角度θｓに近い３０度または６０度であるときの推定電流値Ｉγが、その他のとき、特に初期位置ＰＳｓと正反対の位置に近い２１０度または２４０度のときの推定電流値Ｉγよりも大きい。
【００７３】
初期位置推定部２５は、取り込んだ１２個の推定電流値Ｉγのうちの最大の推定電流値Ｉγに対応する角度θを初期角度θｓと推定する。または、１２個の推定電流値Ｉγのうち、大きいものから順に２以上の所定個を抽出し、抽出した所定個の推定電流値Ｉγに基づく補間演算により推定電流値Ｉγが最大となる角度を初期角度θｓとして算出する。
【００７４】
速度制御部４１は、通知された初期角度θｓを、回転子３２の回転を開始する際に推定角度θｍの初期値として出力座標変換部４３に入力する。これにより、推定した初期位置ＰＳｓから回転子３２が回転するようモータ駆動部２６が制御される。
【００７５】
図８には磁極位置ＰＳを探索するためのパルスＰ（電圧パルスＶθ）の方向と回転子３２を回転させるトルクＦ１，Ｆ２との関係が、図９には磁極位置ＰＳの変位を抑える基本的な探索順序が、図１０には図９の探索順序に係るパルス列ＰＡ０の構成および作用が、それぞれ示されている。
【００７６】
初期位置推定において、発生させるパルスＰの方向とそのときの磁極位置ＰＳとの位置関係によっては、回転子３２を回転させるトルクＦが生じる場合がある。すなわち、図８において、仮に、パルスＰによる磁界ベクトルの方向が磁極位置ＰＳを通るｄ軸と偶然に一致した場合は、トルクＦは発生せず、回転を抑える保持力が発生する。しかし、ｄ軸と一致しない場合は第１方向のトルクＦ１または第２方向のトルクＦ２が発生する。そして、そのトルクＦ１，Ｆ２は、磁界ベクトルの方向がｑ軸に近いほど大きい。
【００７７】
慣性力に打ち勝つ大きさのトルクＦが発生すると、回転子３２が回転して磁極位置ＰＳが変位する。磁極位置ＰＳの変位は、初期位置推定の精度を低下させる。精度の低下は、モータ３の起動時の立上りの遅れなどの原因となる。
【００７８】
初期位置推定の開始から終了までの間における磁極位置ＰＳの変位量を低減するために、図９に示すように奇数番目に発生させるパルスＰの方向（角度）と偶数番目に発生させるパルスＰの方向とを１８０度異ならせることが考えられる。
【００７９】
図９の例では、１番目、３番目、５番目、７番目、９番目、１１番目の角度θを順に０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°としている。そして、２番目、４番目、８番目、１０番目、１２番目の角度θを順に１８０°、２１０°、２４０°、２７０°、３００°、３３０°としている。すなわち、図１０に示す１２個のパルスＰ１１〜Ｐ２２で構成されるパルス列ＰＡ０を印加する。
【００８０】
このようなパルス列ＰＡ０を印加する探索において、例えば図１０のように１番目のパルスＰ１１を印加したときにトルクＦ１が発生した場合、２番目のパルスＰ１２を印加したときには反対方向のトルクＦ２が発生する。
【００８１】
モータ３がアウターロータ型であれば、トルクＦの発生により回転子３２が回転したとしても、各パルスＰ１１，Ｐ１２の印加終了に伴ってトルクＦが減少するにつれて回転速度が低下し、次のパルスが印加されるまでに回転が止まる。
【００８２】
ところが、上に述べた通りモータ３としてインナーロータ型モータを用いた場合には、１番目のパルスＰ１１の印加により動き出した回転子３２が、パルスＰ１１の印加終了後も惰性で回り続けることがある。ただし、パルス印加の周期は短いので、２番目のパルスＰ１２が印加されるまでの回転量は１°程度であって、探索範囲の分割角度（本例では３０°）よりも十分に小さい。
【００８３】
２番目のパルスＰ１２によるトルクＦ２の大きさは、１番目のパルスＰ１１によるトルクＦ１の大きさとほぼ等しい。
【００８４】
しかし、２番目のパルスＰ１２によるトルクＦ２は、回転子３２の惰性回転を停止させるブレーキとして作用するが、停止させてかつ逆回転させる駆動力にはならない。すなわち、惰性回転が停止するまでの磁極位置ＰＳの変位量は、パルスＰ１２を印加しても減らない。
【００８５】
回転子３２が停止した状態で３番目のパルスＰ１３が印加される。この印加による磁界ベクトルの方向が磁極方向と一致していない限り、多少なりともトルクＦが発生する。このトルクＦは、１番目のパルスＰ１１よるトルクＦ１よりも小さいこともあるし、大きいこともある。また、図では１番目とトルクＦ１と方向が同じであるが、１番目のトルクＦ１と方向が反対の場合もあり得る。
【００８６】
いずれにしても、新たに生じたトルクＦにより回転子３２が回転すると、１番目および２番目のパルス印加時と同様に、３番目および４番目のパルス印加時にも磁極位置ＰＳが変位し、かつ変位量は減らない。つまり、初期位置推定の開始からの変位量は増大する。
【００８７】
その後も奇数番目のパルスＰ１５，Ｐ１７，Ｐ１９，Ｐ２１を印加するごとに変位量は増大する。
【００８８】
初期位置推定中の磁極位置ＰＳの変位は、推定の精度を低下させるとともに、次に述べる通り、シート２の給紙制御のタイミング設定にも影響する。
【００８９】
図１１には給紙のためのローラの回転駆動シーケンスの例が示されている。詳しくは、図１１（Ａ）にはマルチプリントジョブにおける給紙動作の複数の段階が、図１１（Ｂ）にはローラ制御のタイミングが、図１１（Ｃ）には初期位置推定中のモータ３の回転によるシート２ａの変位の例が、それぞれ示されている。
【００９０】
図１１（Ａ）および（Ｂ）において、タイミングｔ０では給紙用ローラ群（ピックアップローラ１４と給紙ローラ１５との総称）およびレジストローラ１６は停止している。このとき、給紙用ローラ群を駆動するモータ３の初期位置ＰＳｓは既に推定されているものとする。
【００９１】
タイミングｔ１において、モータ３が起動されて給紙用ローラ群が回転を始める。タイミングｔ２では、給紙トレイ１３から最上のシート２ａが引き出されてレジストローラ１６へ向けて搬送されている。
【００９２】
この後、シート２ａがレジストローラ１６に到着すると、給紙用ローラ群は、停止する（タイミングｔ３）。給紙トレイ１３からレジストローラ１６までの搬送（給紙）の前半では生産性を高めるためにモータ３は高速回転とされ、後半ではシート２がレジストローラ１６の位置で停止するようモータ３を減速させる制御が行われる。減速は、例えば給紙ローラ１５の下流側近傍に配置されたシートセンサ５１の出力に基づく所定のタイミングで開始される。
【００９３】
二次転写における画像とシート２との位置合わせ（レジストレーション）に適したタイミングｔ４において、レジストローラ１６が回転を始め、シート２ａは印刷位置９０へ送られる。ことのき、給紙用ローラ群は停止している。
【００９４】
タイミングｔ４から遅れたタイミングｔ５において、再び給紙用ローラ群が回転し、２枚目のシート２ｂの給紙が始まる。タイミングｔ４からタイミングｔ５までの時間Ｔ４５の設定により、シート２ａとシート２ｂとの間の距離（紙間）を調整することができる。なお、給紙の再開に先立って、１枚目のシート２ａが給紙ローラ１５を通過し終えてからタイミングｔ５までの期間に、必要に応じてモータ３の初期位置ＰＳｓを改めて推定しておいてもよい。
【００９５】
タイミングｔ６において、シート２ｂがレジストローラ１６に到着すると、給紙用ローラ群は停止する。この後、１枚目と同様にシート２ｂは印刷位置９０へ送られ、３枚目のシート２ｃが給紙される。
【００９６】
さて、このような一連の給紙動作を開始する以前の初期位置推定においてモータ３の磁極位置ＰＳが変位すると、ピックアップローラ１４が回転する。このため、図１１（Ｃ）に示すように、タイミングｔ０においてシート２ａが長さｄ１だけ送り出されていることがある。この場合に、給紙における搬送距離Ｄ１が長さｄ１だけ短くなるので、シート２ａをレジストローラ１６の位置で停止させるために搬送速度を遅くする必要がある。搬送速度を遅くすると、後続のシート２ｂが重なるのを防ぐために紙間を拡げなければならない。したがって、マルチプリントの生産性が低下してしまう。
【００９７】
また、例えば上段の給紙トレイ１３Ａが日常的に使用され、下段の給紙トレイ１３Ｂが稀に使用される場合には、モータ３Ａ，３Ｂのうちのモータ３Ｂは、電源オン時などに初期位置推定が行われるだけで起動されないことが多い。つまり、毎回の初期位置推定での磁極位置ＰＳの変位量が累積され続ける。このため、稀に給紙トレイ１３Ｂを使用するときに、シート２が送り出されている長さｄ１が給紙トレイ１３Ａよりも大幅に長くなっており、そのためにシート２をレジストローラ１６に過剰に送り込んでしまってジャムを発生させるおそれがある。
【００９８】
そこで、画像形成装置１には、図９に示した探索順序を改良した順序で初期位置ＰＳｓ探索することにより磁極位置ＰＳの変位量を低減する機能が設けられている。以下、改良された探索順序を中心に画像形成装置１の構成および動作を説明する。
【００９９】
本実施形態においては、パルスＰを発生させる方向の個数ｎを４の整数倍の１２とし、電気角３６０の探索範囲の分割角度を３０°とするものとする。ただし、これに限らず、個数ｎを４の２倍以上の値、例えば７２〜８とすることができる。その場合、分割角度は５〜４５°の範囲内の値となる。
【０１００】
図１２には改良された探索順序の第１例が、図１３には図１２の第１例に係るパルス列ＰＡ１の構成および作用が、それぞれ示されている。
【０１０１】
図１２の第１例の順序で行う探索は、図１３に示すパルス列ＰＡ１を印加するものである。パルス列ＰＡ１のパスル数は、探索の角度θの個数と同じ１２である。つまり、パルス列ＰＡ１を構成する１２個のパルスはいずれも、他のパルスに対応しない角度θに磁界ベクトルを生じさせるものであり、パルスを印加するごとに捲線３３〜３５に流れる電流Ｉを測定することになる。図１２中の黒丸は、パルスの印加中に電流Ｉを測定することを表わしている。パルス数と電流Ｉの測定の回数が等しいことは、図９に示した順序による探索と同様である。
【０１０２】
パルス列ＰＡ１は、それぞれ４個のパルスＰ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３で構成される合計３個のグループＰｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３が連なったパルス列である。
【０１０３】
なお、図示のパルス列ＰＡ１は、実際にはＵ相、Ｖ相、およびＷ相の相ごとにパルス幅変調されてモータ３に印加される電圧の印加期間を模式的に表わしている。以下の他の例においても同様である。
【０１０４】
各グループＰｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３において、１番目のパルスＰ１は、１２個の角度θのうちの１つである第１角度θ１のパルスＰである第１パルスである。第１角度θ１は、他のグループの１番目のパルスＰ１に対応する第１角度θ１と重複しないよう定められる。
【０１０５】
２番目および３番目の２つのパルスＰ２ａ，Ｐ２ｂは、１番目のパルスＰ１の印加により回転子３２を回転させるトルクＦが発生した場合にその回転方向である第１方向と反対の第２方向に回転させようとするトルクＦが生じる第２角度θ２と第３角度θ３とに順に印加する第２パルスである。第２角度θ２は、第１角度θ１から±９０°以上（例えば１８０°）離れた角度θとされる。また、本例において、第３角度θ３は、他のグループのパルスに対応しない角度θのうちの第２角度θ２に最も近い角度θとされる。
【０１０６】
そして、４番目のパルスＰ３は、１番目のパルスＰ１による回転と同じ第１方向に回転させようとするトルクＦが生じる第４角度θ４に磁界ベクトルを生じさせる第３パルスである。第４角度θ４は、第３角度θ３から±９０°以上（例えば１８０°）離れた角度θである。
【０１０７】
本第１例において、グループＰｇ１の第１角度θ１、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４は、順に０°、１８０°、２１０°、および３０°とされている。グループＰｇ２では、同じく順に６０°、２４０°、２７０°、および９０°とされ、グループＰｇ３では、同じく順に１２０°、３００°、３３０°、および１５０°とされている。
【０１０８】
図１３に示す通り、例えば先頭のグループＰｇ１の１番目のパルスＰ１（第１パルス）を印加したときにトルクＦ１が発生すると、回転子３２が回転し出す。回転子３２は、パルスＰ１の印加終了後も惰性で回り続ける。
【０１０９】
２番目のパルスＰ２ａ（１つ目の第２パルス）を印加したときには反対方向のトルクＦ２が発生する。これにより、回転子３２の惰性回転が止まる。しかし、惰性回転が停止するまでの磁極位置ＰＳの変位量は、パルスＰ２ａによるトルクＦ２では減らすことができない。
【０１１０】
ここまでの状況は、図１０におけるパルスＰ１１，Ｐ１２を印加したとき状況と同様である。
【０１１１】
図１０の場合とは違って、３番目のパルスＰ２ｂ（２つ目の第２パルス）の印加によって、２番目のパルスＰ２ａによるトルクＦ２と同じ方向のトルクＦ２が発生する。これにより、発生のタイミングは異なるが、１番目のパルスＰ１により磁極位置ＰＳの変位が始まった後に発生して変位を抑えるよう作用するトルクＦ２の総量は増える。
【０１１２】
つまり、パルスＰ２ａによるトルクＦ２にパルスＰ２ｂによるトルクＦ２が加わることから、回転子３２の回転を停止させるだけに留まらずに停止させかつ逆回転させる作用が生じる。
【０１１３】
３番目のパルスＰ３の印加により始まる逆回転により、磁極位置ＰＳの変位量は減少する。ただし、パルスＰ３の印加が終了した後も、回転子３２は惰性で逆回転を続ける。
【０１１４】
４番目のパルスＰ４（第３パルス）を印加すると、１番目のパルスＰ１によるトルクＦ１と同じ方向のトルクＦ１が発生する。このトルクＦ１は、３番目のパルスＰ３による惰性の逆回転を停止させる。
【０１１５】
これにより、１番目および２番目のパルスＰ１，Ｐ２ａによる磁極位置ＰＳの変位を３番目および４番目のパルスＰ２ｂ，Ｐ３により打ち消す形で、磁極位置ＰＳがほぼ元の位置に戻る。完全には戻らなくても、少なくとも磁極位置ＰＳの変位量は減少する。
【０１１６】
先頭以外のグループＰｇ２，Ｐｇ３の構成は、各パルスに対応する角度θ１〜θ４の値が異なることを除いてグループＰｇ１の構成と基本的に同様である。すなわち、いずれのグループも、１つの角度θについて探索するための第１パルスであるパルスＰ１、回転を停止させてかつ逆回転させる第２パルスである２つのパルスＰ２ａ，Ｐ２ｂ、および逆回転を停止させるための第３パルスであるパルスＰ３から構成される。したがって、グループＰｇ２，Ｐｇ３においても、グループＰｇ１と同様に、各グループにおいて回転子３２を回転させる大きさのトルクが発生して磁極位置ＰＳが変位した場合に磁極位置ＰＳを元に戻す作用効果が得られる。
【０１１７】
グループＰｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３の配列順序は、例示のものに限らず、グループ単位で任意に入れ替えることができる。例えば、先頭をグループＰｇ３としてもよい。その場合に最初のパルスＰの角度θは、９０°となる。
【０１１８】
図１４および図１５には改良された探索順序の第２例が、図１６には図１４および図１５の第２例に係るパルス列ＰＡ２の構成および作用が、それぞれ示されている。
【０１１９】
第２例の順序で行う探索は、図１６に示すパルス列ＰＡ２を印加するものである。パルス列ＰＡ２のパスル数は、探索の角度θの個数ｎの１２よりも多い４８である。パルス列ＰＡ２には、電流Ｉの測定に必須の１２個のパルスの他に、磁極位置ＰＳの変位量を低減するために印加されるパルスを含んでいる。
【０１２０】
パルス列ＰＡ２は、探索の角度θの個数ｎと同数の１２個のグループＰｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３，Ｐｇ４，Ｐｇ５，Ｐｇ６，Ｐｇ７，Ｐｇ８，Ｐｇ９，Ｐｇ１０，Ｐｇ１１，Ｐｇ１２が連なったパルス列である。これらのグループＰｇ１〜Ｐｇ１２は、それぞれ４個のパルスＰ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３で構成される。
【０１２１】
上に述べた通り、パルスＰ１は、第１角度θ１における第１パルスであり、パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂは、第２角度θ２または第３角度θ３における第２パルスである。そして、パルスＰ３は、第４角度θ４における第３パルスである。
【０１２２】
本第２例のパルス列ＰＡ２のグループＰｇ１〜Ｐｇ１２と図１２に示した第１例のグループＰｇ１〜Ｐｇ３との差異は、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４の値である。
【０１２３】
上述の第１例では、第２角度θ２の値と第３角度θ３の値とが異なるのに対し、本第２例では、第１角度θ１から１８０°離れた同じ値とされる。また、上述の第１例では、第１角度θ１の値と第４角度θ４の値とが異なるのに対し、本第２例では、同じ値とされる。
【０１２４】
例えば、本第２例におけるグループＰｇ１の第１角度θ１、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４は、順に０°、１８０°、１８０°、および０°とされている。グループＰｇ２では、同じく順に３０°、２１０°、２１０°、および３０°とされ、最終のグループＰｇ１２では、同じく順に３３０°、１５０°、１５０°、および３３０°とされている。
【０１２５】
本第２例のパルス列ＰＡ２を印加する初期位置推定によると、各グループＰｇ１〜Ｐｇ１２において、パルスＰ１，Ｐ２ａによる磁界ベクトルとパルスＰ２ｂ，Ｐ３による磁界ベクトルとが真逆の関係になり、磁極位置ＰＳを変位させるトルクＦと変位を戻すトルクＦとが同等の大きさとなる。これにより、パルスＰ１の印加により磁極位置ＰＳが変位したとしてもパルスＰ３の印加が終了する頃には、磁極位置ＰＳがより確実に元の位置に戻る。
【０１２６】
４個のパルスＰ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３を組み合わせたことによりグループＰｇごとに磁極位置ＰＳの変位を打ち消す効果が得られるので、グループＰｇ１〜Ｐｇ１２の配列順序は、グループ単位で任意に入れ替えることができる。
【０１２７】
図１７には改良された探索順序の第３例が、図１８には図１７の第３例に係るパルス列ＰＡ３の構成および作用が、それぞれ示されている。
【０１２８】
第３例の順序で行う探索は、図１８に示すパルス列ＰＡ３を印加するものである。パルス列ＰＡ３のパスル数は、探索の角度θの個数ｎの１２よりも多いが上述の第２例よりは少ない２４である。パルス列ＰＡ３には、電流Ｉの測定に必須の１２個のパルスの他に、磁極位置ＰＳの変位量を低減するために印加されるパルスを含んでいる。
【０１２９】
パルス列ＰＡ３は、探索の角度θの個数ｎの１２よりも少ない６個のグループＰｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３，Ｐｇ４，Ｐｇ５，Ｐｇ６が連なったパルス列である。これらのグループＰｇ１〜Ｐｇ６は、それぞれ４個のパルスＰ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３で構成される。
【０１３０】
パルスＰ１は、第１角度θ１における第１パルスであり、パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂは、第２角度θ２または第３角度θ３における第２パルスである。そして、パルスＰ３は、第４角度θ４における第３パルスである。
【０１３１】
本第３例では、各グループＰｇ１〜Ｐｇ６において、第２角度θ２と第３角度θ３とが同じ値とされ、第１角度θ１と第４角度θ４とが異なる値とされる。例えば、先頭のグループＰｇ１の第１角度θ１、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４は、順に０°、１８０°、１８０°、および３０°とされている。最終のグループＰｇ５では、同じく順に３００°、１５０°、１５０°、および３３０°とされている。
【０１３２】
そして、図１７（Ｂ）によく示されるように、最終のグループＰｇ６以外のグループＰｇ１〜Ｐｇ５において、１番目のパルスＰ１を印加したとき、および４番目のパルスＰ３を印加したときに、電流Ｉを測定すると定められている。つまり、グループＰｇ１〜Ｐｇ５では、電流Ｉの測定が２回ずつ行われる。最終のグループＰｇ５では、１番目のパルスＰ１を印加したときの１回のみ電流Ｉを測定すると定められている。
【０１３３】
本第３例によると、第２例と比べてパルス数が少ない分だけ初期位置推定の所要時間を第２例による場合よりも短縮することができる。
【０１３４】
図１９には改良された探索順序の第４例が、図２０には図１９の第４例に係るパルス列ＰＡ４の構成および作用が、それぞれ示されている。
【０１３５】
第４例の順序で行う探索は、図２０に示すパルス列ＰＡ４を印加するものである。パルス列ＰＡ４のパスル数は、探索の角度θの個数ｎの１２よりも多いが上述の第３例よりは少ない２０である。パルス列ＰＡ４には、電流Ｉの測定に必須の１２個のパルスの他に、磁極位置ＰＳの変位量を低減するために印加されるパルスを含んでいる。
【０１３６】
パルス列ＰＡ４は、探索の角度θの個数ｎの１２よりも少ない５個のグループＰｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３，Ｐｇ４，Ｐｇ５が連なったパルス列である。これらのグループＰｇ１〜Ｐｇ５は、それぞれ４個のパルスＰ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３で構成される。
【０１３７】
パルスＰ１は、第１角度θ１における第１パルスであり、パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂは、第２角度θ２または第３角度θ３における第２パルスである。そして、パルスＰ３は、第４角度θ４における第３パルスである。
【０１３８】
本第４例では、各グループＰｇ１〜Ｐｇ５において、第２角度θ２と第３角度θ３とが同じ値とされている。この点は第３例と同様である。グループＰｇ１〜Ｐｇ４において、第１角度θ１と第４角度θ４とが異なる値とされ、グループＰｇ５において、第１角度θ１と第４角度θ４とが同じ値とされる。
【０１３９】
具体的には、先頭から３番目までのグループＰｇ１〜Ｐｇ３の第１角度θ１、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４は、第３例と同じ値とされている（図１７参照）。４番目のグループＰｇ４の第１角度θ１、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４は、順に２１０°、６０°、６０°、および２７０°とされている。最終のグループＰｇ５では、同じく順に３３０°、１５０°、１５０°、および３３０°とされている。
【０１４０】
そして、図１９（Ｂ）によく示されるように、グループＰｇ１〜Ｐｇ３においては、第１パルス（Ｐ１）を印加したとき、複数の第２パルスの一方（Ｐ２ｂ）を印加したとき、および第３パルス（Ｐ４）を印加したときに、電流Ｉを測定すると定められている。複数の第２パルス（Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ）のうち、後に印加するパルスＰ２ｂを印加したときの方が磁極位置ＰＳが元の位置に近いと考えられるので、このパルスＰ２ｂを印加したときに測定を行うのが好ましい。
【０１４１】
また、グループＰｇ４においては、第１パルス（Ｐ１）を印加したとき、第３パルス（Ｐ４）を印加したときに、電流Ｉを測定すると定められている。最終のグループＰｇ５においては、第１パルス（Ｐ１）を印加したときに電流Ｉを測定すると定められている。
【０１４２】
本第３例によると、第３例と比べてパルス数が少ない分だけ初期位置推定の所要時間を第３例による場合よりもさらに短縮することができる。
【０１４３】
図２１にはモータ制御装置２１における処理の流れの概要が示されている。
【０１４４】
制御回路１００からの起動指令の入力を待つ（＃１０１）。起動指令が入力されると（＃１０１でＹＥＳ）、初期位置推定処理を行い（＃１０２）、モータ３を回転させるモータ駆動の制御を行う（＃１０３）。制御回路１００から停止指令が入力されまでモータ駆動の制御を続ける（＃１４）。
【０１４５】
以上の実施形態によると、初期位置推定に際して、惰性で回転している回転子３２を逆回転させることが可能な大きなトルクを、１回のパルス印加により発生させる代わりに、２回のパルス印加により時間的にずらして発生させることができる。これにより、パルス列ＰＡの各グループＰｇにおいて磁極位置ＰＳが変位したとしても元に戻すことができ、初期位置推定における磁極位置ＰＳの変位量を低減して初期位置推定の精度を高めることができる。
【０１４６】
上に述べた実施形態において、磁界ベクトルによる惰性の回転が比較的に短時間で停止する場合などに、第３パルスの印加を省略することとし、パルス列ＰＡの各グループＰｇを第１パルスと複数の第２パルスとで構成してもよい。その場合も、第１パルスの印加により変位した磁極位置ＰＳを第２パルスの印加により元の位置に近づけることができ、初期位置推定中の磁極位置ＰＳの変位量を低減することができる。なお、パルス列ＰＡ１〜４は、磁極位置ＰＳの変位量を低減するためのパルスをも含めて、全体が、初期位置を探索するためのパルス列である。
【０１４７】
上に述べた実施形態において、探索の角度θを特定する角度設定情報８０を初期位置推定部２５に記憶させておき、初期位置推定部２５が速度制御部４１に対して角度θを指定するようにしてもよい。
【０１４８】
上に述べた実施形態においては、パルス列ＰＡの各グループＰｇにおける第２パルスの個数を３以上としてもよい。第１角度θ１、第２角度θ２、第３角度θ３、および第４角度θ４の具体的な値は、各グループＰｇにおいて磁極位置ＰＳの変位量を低減する効果が得られるよう定めればよく、例示の値に限らない。
【０１４９】
その他、画像形成装置１およびモータ制御装置２１のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミング、パルス列ＰＡにおけるパルス周期Ｈ、パルス幅などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１  画像形成装置
２  シート
３，３Ａ，３Ｂ  モータ（永久磁石同期電動機）
１０  プリンタエンジン
１５  給紙ローラ（ローラ）
２１，２１Ａ，２１Ｂ  モータ制御装置（制御装置）
２３  ベクトル制御部（制御部）
２５  初期位置推定部
２６  モータ駆動部（駆動部）
３１，３１ｂ  固定子（電機子）
３２，３２ｂ  回転子
９０  印刷位置
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２  トルク
Ｉ  電流
Ｐｇ１〜Ｐｇ１２  グループ
Ｐ１  パルス（第１パルス）
Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ  パルス（第２パルス）
Ｐ３  パルス（第３パルス）
ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４  パルス列
ＰＳ  磁極位置
ＰＳｓ  初期位置
θ  角度（角度位置）
θ１  第１角度（第１位置）
θ２  第２角度（第２位置）
θ３  第３角度（第３位置）
θ４  第４角度（第４位置）
【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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【図２０】
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【図２１】
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