(57)【要約】【課題】より精度の高いセンサレスベクトル制御を可能とする。【解決手段】センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置は、モータの回転子の回転速度を推定する推定手段と、回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、推定手段により推定される回転速度を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、を有する。導出手段は、画像を形成した際に推定された推定回転速度を取得する第１の取得手段と、画像を解析して得られる実回転速度を取得する第２の取得手段と、推定回転速度と実回転速度との差分に基づいて所与のパラメータを決定する決定手段と、を有する。【選択図】図２
2019187115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの回転子の回転速度を推定する推定手段と、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、
前記推定手段により推定される回転速度を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、
を有し、
前記導出手段は、
前記画像形成手段が前記画像を形成した際に前記推定手段により推定された前記回転子の推定回転速度を取得する第１の取得手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実回転速度を取得する第２の取得手段と、
前記回転子の位相毎の前記推定回転速度と前記実回転速度との差分に基づいて前記所与のパラメータを決定する決定手段と、
を有する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記所与のパラメータは、前記回転子の位相毎の前記差分の符号を反転させたものであり、
前記推定手段は、前記推定された回転速度に前記所与のパラメータを加算する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記画像形成手段は、電子写真方式により画像を形成し、
前記回転体は、レーザの照射及び現像によりトナー像が表面に形成される感光ドラムであり、
前記第２の取得手段は、前記トナー像を解析することにより前記回転子の実回転速度を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記画像形成手段は、電子写真方式により画像を形成し、
前記回転体は、レーザの照射及び現像によりトナー像が表面に形成される感光ドラムであり、
前記第２の取得手段は、前記トナー像が転写され定着された印刷用紙上の画像を解析することにより前記回転子の実回転速度を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの回転子の位相を推定する推定手段と、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、
前記センサレスベクトル制御において使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、
を有し、
前記導出手段は、
前記画像形成手段が前記画像を形成した際に前記推定手段により推定された前記回転子の推定位相を取得する第１の取得手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実位相を取得する第２の取得手段と、
前記回転子の位相毎の前記推定位相と前記実位相との差分に基づいて前記所与のパラメータを決定する決定手段と、
を有する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
前記所与のパラメータは、前記センサレスベクトル制御において使用される回転座標変換で参照される正弦値及び余弦値のルックアップテーブルである
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの誘起電圧を推定するオブザーバ手段と、
前記モータの回転子の回転速度を推定する推定手段と、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、
前記オブザーバ手段により推定される誘起電圧を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、
を有し、
前記導出手段は、
前記画像形成手段が前記画像を形成した際に前記オブザーバ手段により推定された前記モータの誘起電圧の履歴を取得する第１の取得手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実回転速度の履歴を取得する第２の取得手段と、
前記モータの誘起電圧の履歴と前記回転子の実回転速度の履歴とに基づいて、前記所与のパラメータを決定する決定手段と、
を有する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
前記所与のパラメータは、抵抗値及びインダクタンス値である
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記画像は、第１の方向に所定の長さを有するラインを、該第１の方向に直交する第２の方向に繰り返し配置したパターン画像である
事を特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置の制御方法であって、該モータ制御装置は、前記モータの回転子の回転速度を推定する推定手段を有し、前記制御方法は、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成工程と、
前記推定手段により推定される回転速度を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出工程と、
を含み、
前記導出工程は、
前記画像形成工程において前記画像を形成した際に前記推定手段により推定された前記回転子の推定回転速度を取得する第１の取得工程と、
前記画像形成工程により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実回転速度を取得する第２の取得工程と、
前記回転子の位相毎の前記推定回転速度と前記実回転速度との差分に基づいて前記所与のパラメータを決定する決定工程と、
を含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御方法。
【請求項１１】
センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置の制御方法であって、該モータ制御装置は、前記モータの回転子の位相を推定する推定手段を有し、前記制御方法は、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成工程と、
前記センサレスベクトル制御において使用される所与のパラメータを導出する導出工程と、
を含み、
前記導出工程は、
前記画像形成工程において前記画像を形成した際に前記推定手段により推定された前記回転子の推定位相を取得する第１の取得工程と、
前記画像形成工程により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実位相を取得する第２の取得工程と、
前記回転子の位相毎の前記推定位相と前記実位相との差分に基づいて前記所与のパラメータを決定する決定工程と、
を含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御方法。
【請求項１２】
センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置の制御方法であって、該モータ制御装置は、前記モータの誘起電圧を推定するオブザーバ手段と、前記モータの回転子の回転速度を推定する推定手段と、を有し、前記制御方法は、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成工程と、
前記オブザーバ手段により推定される誘起電圧を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出工程と、
を含み、
前記導出工程は、
前記画像形成工程において前記画像を形成した際に前記オブザーバ手段により推定された前記モータの誘起電圧の履歴を取得する第１の取得工程と、
前記画像形成工程により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実回転速度の履歴を取得する第２の取得工程と、
前記モータの誘起電圧の履歴と前記回転子の実回転速度の履歴とに基づいて、前記所与のパラメータを決定する決定工程と、
を含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項１乃至９の何れか１項に記載のモータ制御装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのセンサレスベクトル制御、特にモータの回転速度を推定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタにおいて、感光ドラムや転写ベルトの駆動にブラシレスＤＣモータなどが使用されている。一般的に、ブラシレスＤＣモータにはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相のステータがあり、これらに印加する電圧を制御することで回転子を回転させている。このとき、負荷等に応じて変化する回転速度を検知し制御にフィードバックすることにより安定した回転速度を実現している。また、従来はホールセンサ等を用いて回転子の回転速度を測定していたが、近年はセンサを用いずに回転子の回転速度を推定する手法が用いられてきている。特許文献１には、三相の電流値から回転速度を推定し、印加する電圧を制御する手法（センサレスベクトル制御）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１３３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、センサレスベクトル制御において、推定された回転速度には一般に誤差が含まれる。誤差の要因には、固定的な要因、ノイズのようにランダムな要因、温度特性など動作環境に応じて決まる要因、インダクタンスの突極性や偏芯といった回転子の位相によって決まる要因などが含まれる。更に、これら要因には個体差があり、摩耗などにより経年変化するものも含まれる。誤差が大きい場合には回転子の回転むらが増大することになり、例えば消費電力の増大をもたらすことになる。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、より精度の高いセンサレスベクトル制御を可能とする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の問題点を解決するため、本発明に係るモータ制御装置は以下の構成を備える。すなわち、センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置は、
前記モータの回転子の回転速度を推定する推定手段と、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、
前記推定手段により推定される回転速度を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、
を有し、
前記導出手段は、
前記画像形成手段が前記画像を形成した際に前記推定手段により推定された前記回転子の推定回転速度を取得する第１の取得手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実回転速度を取得する第２の取得手段と、
前記回転子の位相毎の前記推定回転速度と前記実回転速度との差分に基づいて前記所与のパラメータを決定する決定手段と、
を有する。
【０００７】
又は、センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置は、
前記モータの回転子の位相を推定する推定手段と、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、
前記センサレスベクトル制御において使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、
を有し、
前記導出手段は、
前記画像形成手段が前記画像を形成した際に前記推定手段により推定された前記回転子の推定位相を取得する第１の取得手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実位相を取得する第２の取得手段と、
前記回転子の位相毎の前記推定位相と前記実位相との差分に基づいて前記所与のパラメータを決定する決定手段と、
を有する。
【０００８】
更にまた、センサレスベクトル制御によりモータを制御するモータ制御装置は、
前記モータの誘起電圧を推定するオブザーバ手段と、
前記モータの回転子の回転速度を推定する推定手段と、
前記回転子により駆動される回転体に画像を形成する画像形成手段と、
前記オブザーバ手段により推定される誘起電圧を補正するために使用される所与のパラメータを導出する導出手段と、
を有し、
前記導出手段は、
前記画像形成手段が前記画像を形成した際に前記オブザーバ手段により推定された前記モータの誘起電圧の履歴を取得する第１の取得手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像を解析して得られる前記回転子の実回転速度の履歴を取得する第２の取得手段と、
前記モータの誘起電圧の履歴と前記回転子の実回転速度の履歴とに基づいて、前記所与のパラメータを決定する決定手段と、
を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より精度の高いセンサレスベクトル制御を可能とする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成を例示的に示す図である。
【図２】モータ制御部のブロック図である。
【図３】第１実施形態における推定演算器およびパラメータ算出器の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態におけるパラメータ補正のフローチャートである。
【図５】テストパターンの例を示す図である。
【図６】第２実施形態における推定演算器およびパラメータ算出器の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態におけるパラメータ補正のフローチャートである。
【図８】第３実施形態における推定演算器およびパラメータ算出器の詳細構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態の一例を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明に係るモータ制御装置の第１実施形態として、電子写真方式の画像形成装置を例に挙げて以下に説明する。
【００１３】
＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置１０の構成を例示的に示す図である。画像形成装置１０は、画像形成プロセス部１００および制御部１２０から構成される。
【００１４】
画像形成プロセス部１００は、像担持体としての感光ドラム１０１、露光用レーザ１０２、ポリゴンミラー１０３、帯電ローラ１０４、現像器１０５、転写ベルト１０６、センサ１０７、定着器１１０で構成される。
【００１５】
画像形成プロセス部１００による画像形成の一連のプロセスについて概説する。まず、帯電ローラ１０４で感光ドラム１０１表面を帯電し、ポリゴンミラー１０３を介して露光用レーザ１０２を、モータにより駆動される回転体である感光ドラム１０１に照射し、静電潜像を作成する。次に、現像器１０５により感光ドラム１０１上にトナー像を形成し、当該トナー像を転写ベルト１０６に転写する。更に、転写ベルト１０６上のトナー像を印刷用紙１０９に転写し、最後に定着器１１０を用いてトナー像を印刷用紙１０９に定着させる。
【００１６】
センサ１０７は、トナー量や色ずれ（カラー機の場合）のキャリブレーションなどの目的のため、転写ベルト１０６上のトナー像をキャプチャする機能部である。制御部１２０は、帯電、露光、現像、転写、定着といった各種プロセスを制御する機能部である。また、制御部１２０は、ブラシレスＤＣモータ（不図示）の回転を制御して、感光ドラム１０１の回転および転写ベルト１０６の搬送の制御を行う。以下では、制御部１２０に含まれるモータ制御部２００について更に説明する。
【００１７】
＜モータ制御部＞
ブラシレスＤＣモータは、通常、三相のステータに印加する電圧を制御することで、回転子の所望の回転速度を実現する。ここでは、三相の電流値を取得し、これを用いたセンサレスベクトル制御により、ブラシレスＤＣモータを制御することを想定する。
【００１８】
図２は、制御部１２０に含まれるモータ制御部２００のブロック図である。
【００１９】
モータ制御部２００は、入力された速度指令値と三相の電流値とに基づき、ブラシレスＤＣモータ２０を駆動するための三相の電流操作量を出力する。電流操作量とは、印加すべき電圧を示す電圧指令値を意味している。ここでは、入力ポート２０５から入力される速度指令値をｗｔ、入力ポート２１０から入力される三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流値をｉｕ、ｉｖ、ｉｗとする。また、出力ポート２９０から出力する三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流操作量をｖｕ、ｖｖ、ｖｗとする。
【００２０】
モータ制御部２００が上述の制御を所定の周期（例えば５０μｓ）で繰り返し実行することにより安定的な回転を実現する。なお、ここでは、プロセッサ（ＣＰＵ）がプログラムを実行することでモータ制御部２００をソフトウェアにより実現することを想定する。ただし、一部または全部をＦＰＧＡやカスタムＬＳＩなどのハードウェアにより実現するよう構成してもよい。
【００２１】
三相二相変換器２２０は、入力されたＵ相電流値ｉｕ、Ｖ相電流値ｉｖ、Ｗ相電流値ｉｗに対して座標変換処理を行い、α軸電流値ｉａとβ軸電流値ｉｂを求める。ここで、α−β軸は静止座標系である。例えば、α軸をいずれかの相方向、例えば、Ｕ相方向とし、β軸をα軸と直交する方向とすることができる。なお、ｉｕ，ｉｖ、ｉｗの任意の二相の電流値からｉａとｉｂを求める構成としても良い。
【００２２】
回転座標変換器２３０は、座標変換処理により、α軸電流ｉａ及びβ軸電流値ｉｂから、ｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑを求める。ここで、ｄ−ｑ軸は回転座標系である。例えば、ｄ軸を回転子の所定の方向、例えば、Ｎ極方向とし、ｑ軸をｄ軸に直交する方向とすることができる。なお、回転座標変換器２３０は、座標変換処理において、推定演算器２４０が出力する位相（すなわちα軸とｄ軸との位相差）に対する回転行列の要素（ｓｉｎθｅおよびｃｏｓθｅ）を使用する。
【００２３】
ベクトル制御器２６０は、速度指令値ｗｔと、推定演算器２４０が出力する回転子の推定速度ｗｅとから、回転子の速度を調整するためのｑ軸電流指令値を決定する。そして、ｑ軸電流指令値とｄ軸電流値ｉｄ、ｑ軸電流値ｉｑとからｄ軸電流操作量ｖｄとｑ軸電流操作量ｖｑを求めて静止座標変換器２７０に出力する。
【００２４】
静止座標変換器２７０は、推定演算器２４０からの回転行列に基づき座標変換処理を行う。具体的には、座標変換処理により、ｄ軸電流操作量ｖｄとｑ軸電流操作量ｖｑから、α軸電流操作量ｖａとβ軸電流操作量ｖｂとを求める。二相三相変換器２８０は、α軸電流操作量ｖａとβ軸電流操作量ｖｂに対して座標変換処理を行い、Ｕ相電流操作量ｖｕ、Ｖ相電流操作量ｖｖ、Ｗ相電流操作量ｖｗを求める。
【００２５】
推定演算器２４０は、α軸電流操作量ｖａ、β軸電流操作ｖｂ、α軸電流値ｉａ、β軸電流値ｉｂから、推定速度および回転行列を求めて出力する。この際、パラメータ算出器２５０から入力された推定パラメータを用いて推定速度を算出する。詳しくは後述するが、第１実施形態ではパラメータ算出器２５０において推定パラメータ（後述する補正項ｃ（θｅ））を決定し、推定演算器２４０は当該推定パラメータを用いて推定速度を導出する。
【００２６】
図３は、第１実施形態における推定演算器２４０およびパラメータ算出器２５０の詳細構成を示すブロック図である。
【００２７】
オブザーバ３１０は、電流操作量ｖａ、ｖｂ、電流値ｉａ、ｉｂ、および推定速度ｗｅを用いて、モータに生じる誘起電圧ｅａ、ｅｂを推定する。この推定においては、数式（１）で示されるモータモデルの回路方程式をベースとし、Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒオブザーバなどを用いることができる。
【００２８】
【数１】
2019187115.tif 000003
【００２９】
ここで、Ｖ＝［ｖａ、ｖｂ］、Ｉ＝［ｉａ、ｉｂ］、Ｅ＝［ｅａ、ｅｂ］であり、Ｒ及びＬはそれぞれモータの抵抗値及びインダクタンス値である。
【００３０】
位相算出部３２０は、数式（２）を用い、誘起電圧ｅａ，ｅｂの値から推定位相θｅを求める。
【００３１】
【数２】
2019187115.tif 000004
【００３２】
上述の演算は、例えば公知のＣＯＲＤＩＣアルゴリズムを用いて計算することができる。
【００３３】
速度算出部３３０は、数式（３）に示したように推定位相θｅを微分し、更に補正項ｃ（θｅ）を加算する事で推定速度ｗｅを求める。なお、補正項ｃ（θｅ）はθｅの関数であり、誤差解析部３７０から設定される。
【００３４】
【数３】
2019187115.tif 000005
【００３５】
なお、ここでは位相を微分して速度を算出しているが、先に速度を求めてその積分値で位相を算出する構成としても良い。
【００３６】
三角関数部３４０は、推定位相θｅに対して、ｓｉｎθｅ（正弦値）、ｃｏｓθｅ（余弦値）を求める。例えば、三角関数部３４０は、θｅを引数として所与のルックアップテーブルを参照することで正弦値および余弦値を求める事ができる。
【００３７】
なお、推定演算器２４０内の各部の間に（例えば位相算出部３２０の後段など）フィルタ等を追加して、ノイズ成分を除去する構成としてもよい。
【００３８】
中間変数記憶部３５０は、速度算出部３３０から推定速度ｗｅを制御周期ごとに受けとり、中間変数としてメモリに記憶する。測定値取得部３６０は、回転子の回転速度の実測値ｗｍを取得し、これを真値（正解）として誤差解析部３７０へ送る。ここでは、対象とするモータにより搬送される印刷用紙上にテストパターンを印刷し、当該印刷用紙をスキャンしたスキャン画像に基づいて実測値ｗｍを算出する。詳細については後述する。
【００３９】
誤差解析部３７０は、推定速度ｗｅと実測値ｗｍとを比較する事で、数式（３）の補正項ｃ（θｅ）を決定し、速度算出部３３０へ出力する。
【００４０】
＜推定パラメータ決定の動作＞
図４は、第１実施形態における推定パラメータ決定のフローチャートである。上述のように、第１実施形態では、推定パラメータとして補正項ｃ（θｅ）を決定する。
【００４１】
ステップＳ４１０では、制御部１２０は、画像形成プロセス部１００を制御してテストパターンを印刷する。この時、印刷中における制御周期ごとの推定速度ｗｅの推移（推定回転速度の履歴）を中間変数記憶部３５０へ保存しておく。
【００４２】
図５は、テストパターンの例を示す図である。図５（ａ）〜図５（ｄ）の４種類のテストパターンの例が示されているが、以下の説明では、図５（ａ）のテストパターンを利用する場合について説明する。
【００４３】
図５（ａ）のテストパターンは、印刷用紙５００に対し、直線（ライン）状の画像を主走査方向にＮ分割（Ｎは２以上の整数）し副走査方向にずらしたものを、副走査方向に繰り返して形成したパターン画像である。理想的には、印刷された副走査方向のライン間隔（間隔５１０、間隔５２０など）は全てＮライン分となる。ここでは、Ｎ＝４として説明する。なお、主走査方向とは、露光用レーザ１０２による記録走査の方向であり、ここでは印刷用紙５００の短手の辺に沿った方向である。副走査方向とは、印刷用紙５００の搬送方向であり、ここでは印刷用紙５００の長手の辺に沿った方向である。
【００４４】
ステップＳ４２０では、制御部１２０は、Ｓ４１０で印刷した印刷用紙５００をスキャンして得られるスキャン画像（デジタル画像）を取得する。画像形成装置１０にスキャナが接続されている場合、制御部１２０が当該スキャナを制御してスキャンするよう構成してもよい。また、外部のスキャナでスキャンされたスキャン画像を、制御部１２０が、ネットワークなどを介して取得する構成としても良い。
【００４５】
ステップＳ４３０では、制御部１２０は、Ｓ４２０で取得したスキャン画像を用いて、Ｓ４１０でテストチャートを印刷した時の回転子の回転速度の実測値ｗｍを求める。まず、ライン間隔（間隔５１０、５２０など）をスキャン画像から計測し、これをＳとする。ここでＳの単位は副走査方向のライン数とする。ライン間隔は例えば各ラインの重心位置を求め、重心と重心の距離として求める事ができる。次に、実測値ｗｍを、モータの速度指令値ｗｔを用いて数式（４）で求める。
【００４６】
【数４】
2019187115.tif 000006
【００４７】
全てのライン間隔に対して上述の測定を行い、副走査方向の実測値ｗｍの推移（実回転速度の履歴）を得る。例えば、ライン間隔５１０を用いて測定した実測値ｗｍは、４行目〜８行目を露光した際の平均速度とすることが出来、ライン間隔５２０を用いて測定した実測値ｗｍは、５行目〜９行目を露光した際の平均速度とすることが出来る。
【００４８】
なお、ポリゴンミラー１０３が主走査方向に走査する周波数を用いて実測値ｗｍを計算しても良い。また、これら時系列データに対して更にフィルタ処理による外乱要因の除去などを行っても良い。更に、Ｓ４３０は制御部１２０で実行しても良いし、画像形成装置１０と接続されている外部機器（ＰＣなど）で実行する構成としても良い。測定値取得部３６０が測定結果である実測値ｗｍを取得可能な構成であれば足りる。
【００４９】
ステップＳ４４０では、誤差解析部３７０は、Ｓ４１０で保存した推定速度ｗｅの推移を中間変数記憶部３５０から取得し、Ｓ４３０で測定した実測値ｗｍの推移を測定値取得部３６０から取得する。これらを用いて、同じ時刻でのデータ同士を比較し、差分である推定誤差ｗｄの推移を求める。なお、同じ時刻のデータが無い場合は、周辺のデータから補間によりデータを生成しても良い。
【００５０】
ステップＳ４５０では、誤差解析部３７０は、Ｓ４４０で求めた推定誤差ｗｄの統計処理を行う。統計は回転子の位相毎に行うとする。例えば、印刷用紙５００の印刷中に回転子が２０回転しているとすれば、各位相に対して約２０回分の速度測定が可能なので、２０回分の推定誤差ｗｄを平均する。これにより、回転子位相θと推定誤差ｗｄとの関係性ｗｄ（θ）が得られる。
【００５１】
ステップＳ４６０では、誤差解析部３７０は、Ｓ４５０で得られた関係性ｗｄ（θ）の符号を反転したものを速度算出部３３０で用いる補正項ｃ（θｅ）として決定する。これにより、速度算出部３３０は、推定速度ｗｅから推定誤差ｗｄを減算した補正推定速度ｗｅ’を算出することが可能となる。なお、モータの極対数が２以上の場合は、ｗｄ（θ）とｃ（θｅ）との間で極対数に応じた換算が必要になる。
【００５２】
なお、上述の説明では、図５（ａ）のテストパターンを用いる例について説明したが、他のテストパターンを用いてもよい。例えば図５（ｂ）〜（ｄ）に示したテストパターンを用いても良い。
【００５３】
図５（ｂ）に示すテストパターン５３０は、濃度プロファイルが搬送方向（副走査方向）で正弦波状のグラデーションとなるよう構成された繰り返しパターンである。なお、実際の印刷時には更にハーフトーン処理されることになる。このパターンの正弦波におけるピークからピークまでの搬送方向の間隔５４０を計測する事で、図５（ａ）のパターンと同様に回転子の回転速度を得る事ができる。
【００５４】
図５（ｃ）に示すテストパターン５５０は、パッチ（マーカー）を搬送方向に所定の間隔で配置したパターンである。パッチには位置合わせに適した模様を用いるとよい。パッチの位置合わせによって搬送方向のパッチの間隔５６０を計測することで、回転子の回転速度を得る事ができる。
【００５５】
図５（ｄ）に示すテストパターン５７０は、カラーを印刷可能な場合のテストパターンであり、ＣＭＹＫの各色に対して図５（ａ）のパターンを１ラインずつずらして重畳させたパターンである。同一色の搬送方向のラインの間隔５８０を計測する事で、回転子の回転速度を得る事ができる。
【００５６】
なお、速度計測に関して副走査方向の解像度が不足している場合には、補間などを用いても良い。またこれらテストパターンを混在させて用いても良いし、他の目的のテストパターンと混在させても良い。
【００５７】
以上説明したとおり第１実施形態によれば、テストパターン印刷により得られた回転子の回転速度の実測値を用いて位相θに依存した推定誤差を決定する。速度算出部３３０は、位相θに依存した推定誤差を用いることにより、より精度の高い速度（補正推定速度ｗｅ’）を導出することが可能となる。その結果、より良好なセンサレスベクトル制御を行うことが可能となり、回転むら低減や消費電力低減に繋がる。レーザビームプリンタでは回転むらは形成画像の画質に対する悪影響としてもあらわれるため、画質向上へも寄与することになる。
【００５８】
なお、上述の推定パラメータ決定の動作は、任意のタイミングで実施することができる。例えば、工場出荷時に実施しても良いし、メンテナンス時にサービスマンが実施を指示しても良い。また、カートリッジ交換時などにユーザが実施を指示しても良い。
【００５９】
なお、上述の説明では、テストパターンを１枚印刷し統計処理を行うよう説明したが、テストパターンは複数枚印刷し統計処理を行うよう構成してもよい。これにより、Ｓ４５０にて統計をとるデータの母数を増やす事ができるので、より高精度な補正が可能となる。なお、このとき、１枚ごとに推定パラメータや他のパラメータ（ベクトル制御器２６０で用いるフィードバックのゲイン値など）を変えても良い。
【００６０】
また、テストパターンの印刷と補正を何回か繰り返しても良い。例えば、補正項ｃ（θｅ）として、関係性ｗｄ（θ）に所定の重み係数ｋ（０＜ｋ＜１）をかけた値を設定し補正を繰り返す事で推定誤差を収束するようにしても良い。一度のみの補正でかつ誤差要因が推定演算と独立でない場合、ある時刻の補正がフィードバックによって次の状態推定に影響することになり、そこに更に補正が入ると過剰な補正となる可能性がある。上述の繰り返し処理ではこのような過剰な補正を低減することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態では、三角関数部６４０に推定パラメータを提供する形態について説明する。なお、装置構成（図１）及びモータ制御部の構成（図２）については第１実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００６２】
図６は、第２実施形態における推定演算器２４０およびパラメータ算出器２５０の詳細構成を示すブロック図である。上述したように、第２実施形態では、パラメータ算出器２５０は、推定パラメータを三角関数部６４０に提供する。
【００６３】
また、三角関数部６４０は、推定位相θｅを中間変数として中間変数記憶部６５０に送る。誤差解析部６７０は、三角関数部６４０の参照するルックアップテーブルの中身を補正後の値に置き換える。なお、速度算出部６３０における補正項ｃ（θｅ）は０（ゼロ）とする。
【００６４】
このような構成により、推定速度ｗｅを直接補正する代わりに、回転座標変換に用いる推定位相の誤差を低減することが可能となる。座標変換の精度が上がれば、結果としてモータ制御全体での誤差低減に繋がる。更に、ルックアップテーブルの中身を事前に書き換えるだけであるため、補正演算をすることなく実施可能であるという演算コスト・実装コスト上のメリットがある。
【００６５】
＜推定パラメータ決定の動作＞
図７は、第２実施形態における推定パラメータ決定のフローチャートである。上述のように、第２実施形態では、推定パラメータとして、ルックアップテーブルの中身を決定するための補正位相を決定する。
【００６６】
Ｓ７１０〜Ｓ７２０、Ｓ７４０〜Ｓ７６０は、第１実施形態（図４）のＳ４１０〜Ｓ４２０、Ｓ４４０〜Ｓ４６０はほぼ同じであり、ステップＳ７３０のみが主に異なる。具体的には、第１実施形態ではラインの間隔５１０から回転速度を算出していたが、第２実施形態では位相に換算する。例えば、位相は回転速度の積分値として算出される。
【００６７】
その後、誤差解析部６７０は、推定位相の履歴と測定位相（実位相）の履歴とを比較し、推定誤差を求める。なお、推定位相と測定位相とでオフセット成分（初期位相）がずれている場合がある。そのため、推定誤差の合計が最小になるようにオフセットを調整するよう構成してもよい。推定位相と推定誤差の対応が決まると、推定位相から推定誤差を減算して、補正位相が決まることになる。三角関数部６４０は、推定位相を引数として参照することにより補正位相の正弦値、余弦値が得られるようにルックアップテーブルの中身を更新する。
【００６８】
以上説明したとおり第２実施形態によれば、テストパターン印刷により得られた回転子の位相の実測値を用いて位相θに依存した補正位相を決定し、三角関数部６４０が参照するルックアップテーブルの中身を更新する。これにより、回転座標変換に用いる推定位相の誤差を低減することが可能となる。座標変換の精度が上がれば、結果としてモータ制御全体での誤差低減に繋がることになる。
【００６９】
（第３実施形態）
第３実施形態では、オブザーバ８１０に推定パラメータを提供する形態について説明する。なお、装置構成（図１）及びモータ制御部の構成（図２）については第１実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００７０】
図８は、第３実施形態における推定演算器２４０およびパラメータ算出器２５０の詳細構成を示すブロック図である。上述したように、第３実施形態では、パラメータ算出器２５０は、推定パラメータをオブザーバ８１０に提供する。
【００７１】
また、オブザーバ８１０は、オブザーバ８１０への入力（すなわち電流操作量ｖａ、ｖｂ、電流値ｉａ、ｉｂ、および推定速度ｗｅ）を中間変数として中間変数記憶部８５０に送る。誤差解析部８７０は、オブザーバ８１０の参照するパラメータである抵抗値Ｒ、およびインダクタンス値Ｌ（数式（１）参照）の補正値を推定パラメータとして提供する。
【００７２】
オブザーバ８１０への入力を全て中間変数記憶部８５０に保存しているため、誤差解析部８７０は、推定演算器２４０の演算を全てシミュレートすることが可能である。そのため、誤差解析部８７０は、Ｒ、Ｌの値を変化（ランダムもしくは所定の範囲内を網羅的に）させて推定速度ｗｅの値を調べ、推定誤差（推定速度ｗｅと実測値ｗｍの差）が最も小さくなるＲ、Ｌの値を導出することができる。導出されたＲ、Ｌの値をオブザーバ８１０に設定することにより、推定誤差の低減が実現できる。
【００７３】
なお、上述の手法は他のパラメータの補正に対して適用することもできる。例えば、オブザーバ８１０で用いるオブザーバゲインやローパスフィルタの係数、位相算出部８２０のオフセット値などに用いても良い。また、インダクタンス値Ｌを、Ｌ（θ）など関数として表現し、位相に応じた変化分を考慮した構成としても良い。また、求めるパラメータ数に応じて焼きなまし法（ＳＡ：Simulated Annealing）などのパラメータ最適化手法を用いても良い。
【００７４】
以上説明したとおり第３実施形態によれば、テストパターン印刷により得られた回転子の回転速度の実測値を用いて推定誤差が最も小さくなるＲ、Ｌの値を導出する。これにより、オブザーバ８１０は、誤差の低減された誘起電圧ｅａ、ｅｂを推定することが可能となる。結果として、モータ制御全体での誤差低減に繋がることになる。
【００７５】
（変形例１）
上述の第１〜第３実施形態では、推定パラメータを導出するにあたって専用のページ（テストパターン）を印刷出力する必要があり、そのための印刷用紙及びトナーを消費することになる。
【００７６】
ところで、転写ベルト１０６上に形成されたテストパターン（トナー像）からも、回転子位相に対応する速度を導出することが可能である。そこで、印刷用紙上に形成されたテストパターンをスキャン（図４のＳ４２０）する代わりに、センサ１０７で転写ベルト上のテストパターンを検出（キャプチャ）する。すなわち、転写ベルト１０６上のテストパターン（トナー像）を印刷用紙１０９には転写しない。
【００７７】
この構成では、装置内で転写ベルト１０６上のトナー像をクリーニングすることにより、ユーザの目にふれることなく第１〜第３実施形態と同等の補正処理を実行することが可能となる。また、印刷用紙を消費することなく補正処理を行うことが可能となる。なお、一般的にはセンサ１０７の解像度はスキャナに比べて低い。そのため、第１実施形態で説明したテストパターンの印刷と補正を繰り返す構成とするとよい。
【００７８】
（変形例２）
上述の第１〜第３実施形態では、推定パラメータを導出するにあたって専用のテストパターン（図５）を印刷出力する必要があり、そのための印刷用紙及びトナーを消費することになる。しかしながら、専用のテストパターンを用いなくとも、印刷内容によってはユーザ文書からも回転子位相に対応する速度を導出することが可能である。
【００７９】
例えば、文字の大きさや行間の間隔がそろった印刷物（オフィス文書など）をスキャナで取り込むことで回転子の回転速度の実測値を取得することが出来る。ただし、このような印刷物では測定可能な場所が限定される可能性が高い。そのため、第１実施形態で説明したテストパターンの印刷と補正を繰り返す構成とするとよい。
【００８０】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００８１】
２０  ブラシレスＤＣモータ；  ２００  モータ制御部；  ２２０  三相二相変換器；  ２３０  回転座標変換器；  ２４０  推定演算器；  ２５０  パラメータ算出器；  ２６０  ベクトル制御器；  ２７０  静止座標変換器；  ２８０  二相三相変換器
【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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