(57)【要約】【課題】モータコイルが融解するようなことを防ぐ。【解決手段】モータコイル６２Ａは、電力が供給され続けると、温度が上昇する。温度が上昇すると、抵抗値が増すため、モータコイル６２Ａに流れる電流が小さくなる。抵抗１５５にかかる電圧は、モータコイル６２Ａに流れる電流値に対応して小さくなる。抵抗１５５の電圧値Ｖと、所定の値のしきい値Ａとが比較部１５２により比較される。比較部１５２による比較結果を用いて、制御部１５３は、トランジスタ１５４のオン、オフを制御する。このトランジスタ１５４のオン、オフにより、モータコイル６２Ａに流れる電流が制御され、所定の温度以上にならないように管理される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗にかかる電圧値を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記電圧値としきい値を比較する比較手段と、
前記比較手段により前記電圧値が前記しきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御する制御手段と
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記モータに接続されているトランジスタのオン、オフを切り換えることにより、前記モータに供給される電力の制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記比較手段は、前記電圧値を第１のしきい値と第２のしきい値、それぞれと比較し、
前記制御手段は、前記電圧値が前記第１のしきい値より小さくかつ前記第２のしきい値より大きいと判断された場合、前記モータに供給される電力が小さくなるように制御し、前記電圧値が前記第１のしきい値より大きいか、または、前記電圧値が前記第２のしきい値より小さいと判断された場合、前記モータに供給される電力が変化しないように制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
抵抗にかかる電圧値を測定する測定ステップと、
前記測定ステップの処理で測定された前記電圧値としきい値を比較する比較ステップと、
前記比較ステップの処理で前記電圧値が前記しきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御する制御ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項５】
抵抗にかかる電圧値を測定する測定ステップと、
前記測定ステップの処理で測定された前記電圧値としきい値を比較する比較ステップと、
前記比較ステップの処理で前記電圧値が前記しきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御する制御ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、ステッピングモータなどを用いる際に用いて好適な制御装置および方法、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクなどに対してデータを書き込んだり、データを読み出したりする際などに、ヘッドをディスク上の所定の位置まで移動させたり、画像読み取り装置などで、原稿を所定の位置に移動させるなどの処理を実行するために、ステッピングモータなどと称されるモータが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ステッピングモータは、パルス信号が供給されることにより駆動される。パルス信号が供給されることにより駆動されることが前提とされているため、ステッピングモータ（以下、適宜モータと略記する）に連続な電流（信号）が入力されると、不都合が発生する可能性があった。
【０００４】
例えば、パルス信号の供給を制御しているＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が何らかの原因で、破損してしまったような場合、パルス信号を制御できなくなり、連続的に電力がモータに供給されてしまうようなことが考えらる。また、開発支援装置を接続したような場合に、プログラムがロードされていない状態ではハイレベルが出力され続けてしまうような（連続的に電力が供給されてしまうような）ことが考えられる。
【０００５】
このように、連続的に電力がモータに供給されるような状況が発生したような場合、モータ内のコイルが発熱し、最終的に融解し短絡してしまう可能性があり、さらに、モータが短絡してしまうと、モータドライバにも許容範囲外の電流が流れてしまうため、モータドライバも破損されてしまう可能性があるという課題があった。
【０００６】
また、温度センサを用いて、モータ内のコイルの発熱を管理することにより、モータが融解してしまうといったようなことを防ぐことが提案されているが、温度センサは、モータの外側の面の温度しか測定できず、コイル自体の温度の測定は困難であるといった課題があり、そのために、モータの外側の面と、コイルの温度差が大きいと、結果としてコイルが融解してしまう可能性があるという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、トランジスタを設け、そのトランジスタのオン、オフにより、モータのコイルに供給される電流を制御するようにすることで、コイルが融解してしまうといった不都合を回避することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の制御装置は、抵抗にかかる電圧値を測定する測定手段と、測定手段により測定された電圧値としきい値を比較する比較手段と、比較手段により電圧値がしきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記制御手段は、モータに接続されているトランジスタのオン、オフを切り換えることにより、モータに供給される電力の制御を行うようにすることができる。
【００１０】
前記比較手段は、電圧値を第１のしきい値と第２のしきい値、それぞれと比較し、前記制御手段は、電圧値が第１のしきい値より小さくかつ第２のしきい値より大きいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御し、電圧値が第１のしきい値より大きいか、または、電圧値が第２のしきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が変化しないように制御するようにすることができる。
【００１１】
本発明の制御方法は、抵抗にかかる電圧値を測定する測定ステップと、測定ステップの処理で測定された電圧値としきい値を比較する比較ステップと、比較ステップの処理で電圧値がしきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御する制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明のプログラムは、抵抗にかかる電圧値を測定する測定ステップと、測定ステップの処理で測定された電圧値としきい値を比較する比較ステップと、比較ステップの処理で電圧値がしきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御する制御ステップとをコンピュータに実行させる。
【００１３】
本発明の制御装置および方法、並びにプログラムにおいては、抵抗にかかる電圧値が測定され、その測定された電圧値がしきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用した画像入力装置を含む画像処理システムの構成例を示す図である。画像入力制御装置１は画像入力装置２に接続され、画像入力装置２を制御する。画像入力装置２は、画像入力制御装置１の制御により、透過原稿の画像を読み取り、画像入力制御装置１に出力する。
【００１５】
図２は、図１の画像入力制御装置１の構成例を示す図である。図２において、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２に記憶されているプログラム、または記憶部２４からＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ１３にはまた、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、およびＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。このバス１４にはまた、入出力インタフェース２０も接続されている。
【００１６】
入出力インタフェース２０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部２１、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ  ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などよりなるディスプレイ、スピーカ、並びにプリンタなどよりなる出力部２２、ハードディスクなどより構成される記憶部２３、画像入力装置２との通信を行う通信部２４が接続されている。
【００１７】
入出力インタフェース２０にはまた、必要に応じてドライブ３０が接続され、磁気ディスク４１、光ディスク４２、光磁気ディスク４３、或いは半導体メモリ４４などが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２３にインストールされる。
【００１８】
図３は、図１の画像入力装置２の構成例を示す図である。画像読み取り部６０は、原稿載置部６１の原稿台１０４に載置された透過原稿に、光を照射する光源部１０１、透過原稿を透過した光をセンサ部１０３に投影する投影レンズ１０２、および透過光より透過原稿の画像を読み取るセンサ部１０３を有している。
【００１９】
光源部１０１には、赤色発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、緑色発光するＬＥＤ、および、青色発光するＬＥＤ（いずれも不図示）が、それぞれ設けられ、この３色のＬＥＤは、ＣＰＵ８１の制御により、各色の光を発光する。各ＬＥＤより出射された光は、原稿載置部６１の透明な原稿台１０４に載置された透過原稿１１１を透過し、投影レンズ１０２により、センサ部１０３に投影される。センサ部１０３内のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）（不図示）は、入射された光を光電変換する。センサ部１０３内のＣＣＤは、光電変換素子によるモノクロリニアＣＣＤであり、３ライン同時に透過原稿の画像情報を光電変換する。
【００２０】
モータ駆動回路６３は、ＣＰＵ８１にバス７０を介して制御され、モータ６２の駆動を制御し、画像読み取り部６０の透過原稿１１１に対する相対的位置を制御する。センサ駆動回路６４は、ＣＰＵ８１にバス７０を介して制御され、センサ部１０３のＣＣＤを駆動する。また同様に、光源駆動回路６５は、ＣＰＵ８１にバス７０を介して制御され、光源部１０１のＬＥＤの発光を制御する。
【００２１】
Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ／  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器７１は、センサ部１０３のＣＣＤより出力されたアナログ信号をデジタル信号化し、デジタルテーブル回路７２に出力する。デジタルテーブル回路７２は、Ａ／Ｄ変換器７１より出力されたデジタル信号に基づいて、デジタル画像データを作成する。
【００２２】
ＣＰＵ８１は、バス７０に接続され、各回路を制御し、各種の処理を実行する。ＲＡＭ８２は、バス７０に接続され、ＣＰＵ８１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどを適宜記憶する。このバス７０はまた、画像入力制御装置１の通信部２４と通信する通信部９０にも接続されている。
【００２３】
次に、動作について説明する。画像入力装置２のＣＰＵ８１は、通信部９０を介して、画像入力制御装置１のＣＰＵ１１が通信部２４から出力した画像読み取り処理の要求を取得すると、モータ駆動回路６３を制御して、画像読み取り部６０を原稿読み取り開始位置に移動させ、その後、画像読み取り部６０を、透過原稿１１１の、いわゆる副走査方向に移動させる。
【００２４】
ＣＰＵ８１はまた、光源駆動回路６５およびセンサ駆動回路６４を制御し、ＬＥＤに光を発生させるとともに、ＣＣＤに信号転送処理を実行させることで、いわゆる主走査方向の読み取り動作を実行させる。これにより、原稿載置部６１の原稿台１０４に載置された透過原稿１１１の画像情報が読み取られる。
【００２５】
センサ部１０３のＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器７１に供給され、デジタル化される。デジタルテーブル回路７２は、Ａ／Ｄ変換器７１より出力されたデジタル信号に基づいて、画像情報を作成する。ＣＰＵ８１は、デジタルテーブル回路７２により作成された画像情報にシェーディング補正を行い、補正した画像情報を、通信部９０を介して、画像入力制御装置１に供給する。
【００２６】
図４は、モータ駆動回路６３に含まれ、モータ６２内のモータコイルの温度上昇を管理する温度管理部１５１の構成例を示す図である。図４に示した温度管理部１５１は、比較部１５２、制御部１５３、トランジスタ１５４、および抵抗１５５から構成されている。トランジスタ１５４は、ＮＰＮ型のトランジスタであり、そのベース側が制御部１５３と、エミッタ側が抵抗１５５と、コレクタ側がモータコイル６２Ａと、それぞれ接続されている。
【００２７】
比較部１５２には、しきい値Ａと抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが入力される。しきい値Ａは、比較部１５２に保持されていても良い。比較部１５２による比較結果は、制御部１５３に供給される。制御部１５３は、比較部１５２からの比較結果に応じて、入力される電力をトランジスタ１５４に供給するか否か（トランジスタをオンの状態にするか否か）を判断する。
【００２８】
トランジスタ１５４がオンの状態にされているときは、モータ６２内のモータコイル６２Ａに電力が供給されるが、トランジスタ１５４がオフの状態にされているときは、モータコイル６２Ａに電力は供給されない。電力が供給されないときは、モータコイル６２Ａが所定の温度、換言すれば、モータコイル６２Ａが融解する可能性がある温度に達してしまったときである。
【００２９】
モータコイル６２Ａが融解する可能性がある温度に達してしまった場合、トランジスタ１５４がオフの状態にされることにより、電力の供給がストップされ、その結果、モータコイル６２Ａの温度が、それ以上上昇してしまうようなことを防ぐ。
【００３０】
モータコイル６２Ａの抵抗値Ｒは、次式（１）により算出される。
Ｒ＝Ｒ０（１＋α（ｔ−２０））    ・・・（１）
式（１）において、Ｒ０は、温度が２０度のときのコイルの抵抗値であり、ｔは、コイルの温度、αは導体抵抗温度係数である。式（１）において、Ｒ０とαは固定値であるので、温度ｔが上昇すると、モータコイル６２Ａの抵抗値Ｒが大きくなることがわかる。
【００３１】
モータコイル６２Ａに供給される電圧値Ｖは、変化しないので、抵抗値Ｒが大きくなると、モータコイル６２Ａを流れる電流値が小さくなる。このことを利用し、モータコイル６２Ａに流れる電流値の変化を監視し、その電流値が、所定の値以下になるとモータコイル６２Ａの温度が上昇し、融解する可能性のある温度に達したと判断し、モータコイル６２Ａへの電力の供給を停止するようにする。
【００３２】
ここでは、モータコイル６２Ａ自体の流れる電流を測定するのではなく、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖを測定することにより、モータコイル６２Ａの温度上昇を監視する。すなわち、抵抗１５５は、固定値の抵抗であり、そこに流れる電流が小さくなると、電圧＝電流×抵抗の関係式からわかるように、電圧が小さくなる。
【００３３】
比較部１５２では、しきい値Ａと抵抗１５５にかかる電圧値Ｖを比較し、制御部１５３では、比較部１５２の比較結果を用いて、しきい値Ａの方が電圧値Ｖよりも高いと判断された場合、トランジスタ１５４をオフの状態にすることにより、モータコイル６２Ａへの電力供給を停止し、温度上昇を防ぐようにする。
【００３４】
制御部１５２は、トランジスタ１５４のオン、オフを制御することによりモータコイル６２Ａに流れる電流を制御するようにしたが、例えば、スイッチにし、トランジスタ１５４に電力の供給を接続を切り換えることにより行うようにしても良い。
【００３５】
図５は、温度管理部１５１の具体的な構成を示した図である。図５における温度管理部７１は、図４における比較部１５２と制御部１５３が、コンパレータ回路１６１−１，１６１−２、恒等回路１６２、および論理和回路１６３とから構成されている。図５に示した温度管理部１５１は、より精度良くトランジスタ１５４のオン、オフの状態を切り換えるために（モータコイル６４Ａの温度上昇を管理するために）、２つのしきい値Ｖｒｅｆ１としきい値Ｖｒｅｆ２を用いる。
【００３６】
しきい値Ｖｒｅｆ１は、設定温度時の抵抗値を式（１）で求め、そのときのモータコイル６４Ａに流れる電流値から、抵抗１５５にかかる電圧値を求めたものである。しきい値Ｖｒｅｆ２は、０＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ１を満たす電圧値である。また、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ２＜電圧値Ｖ＜しきい値Ｖｒｅｆ１の関係にある場合、モータコイル６２Ａが融解する可能性がある温度に達していることを示し、しきい値Ｖｒｅｆ１＜電圧値Ｖ、または、しきい値Ｖｒｅｆ２＞電圧値Ｖの関係にある場合、モータコイル６２Ａは融解する可能性がない温度であることを示している。
【００３７】
そこで、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ２＜電圧値Ｖ＜しきい値Ｖｒｅｆ１の関係にある場合、トランジスタ１５４をオフの状態とし、しきい値Ｖｒｅｆ１＜電圧値Ｖ、または、しきい値Ｖｒｅｆ２＞電圧値Ｖの関係にある場合、トランジスタ１５４をオンの状態とする。
【００３８】
図６に、しきい値と各回路の出力の関係を示す。状態１は、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ１よりも大きい状態である。そのような状態のとき、コンパレータ回路１６１−１とコンパレータ回路１６１−２からは、それぞれ０が出力される。従って、恒等回路１６２からは、１が出力される。論理和回路１６３には、恒等回路１６２からの１と、入力としての１が供給されるので、結果として、１が出力される。その出力に対応し、トランジスタ１５４は、オンの状態とされる。
【００３９】
状態２は、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ１よりも小さいが、しきい値Ｖｒｅｆ２よりは大きいという状態である。そのような状態のとき、コンパレータ回路１６１−１からは１が、コンパレータ回路１６１−２からは０が、それぞれ出力される。従って、恒等回路１６２からは、０が出力される。論理和回路１６３には、恒等回路１６２からの０と、入力としての１が供給されるので、結果として、０が出力される。その出力に対応し、トランジスタ１５４は、オフの状態とされる。
【００４０】
状態３は、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ２よりも小さい状態である。そのような状態のとき、コンパレータ回路１６１−１とコンパレータ回路１６１−２からは、それぞれ１が出力される。従って、恒等回路１６２からも、１が出力される。論理和回路１６３には、恒等回路１６２からの１と、入力としての１が供給されるので、結果として、１が出力される。その出力に対応し、トランジスタ１５４は、オンの状態とされる。
【００４１】
状態１の状態で、モータコイル６２Ａに電力が供給されると、上述したように、モータコイル６２Ａの温度が上昇し、所定の温度になると、そのことが検出され、状態２の状態に変更される。状態が状態２に変更されると、トランジスタ１５４はオフの状態とされるので、モータコイル６２Ａに流れる電流が少なくなるため、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ２以下になり、結果として、状態３の状態に変更される。
【００４２】
このような状態１、状態２、および状態３の状態が、繰り返され、コイルの励磁のオン、オフが繰り返されることにより、モータコイル６２Ａに流れる電流が制限され、結果として、モータコイル６２Ａの温度が一定以上に上昇しないように抑えることが可能となる。
【００４３】
図７のフローチャートを参照して、温度管理部１５１の動作について説明する。ステップＳ１において、画像入力装置２（図３）の電源がオンされることにより、モータ駆動回路６３内の温度管理部１５１（図５）によるモータコイル６４Ａの、上述したような温度の管理が開始される。ステップＳ２において、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖは、しきい値Ｖｒｅｆ１よりも小さいか否か（状態１であるか否か）が判断される。
【００４４】
ステップＳ２の処理は、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖが、しきい値Ｖｒｅｆ１よりも小さいと判断されるまで繰り返し行われ、しきい値Ｖｒｅｆ１よりも小さいと判断された場合（状態２になったと判断された場合）、ステップＳ３に進み、トランジスタ１５４がオフの状態にされる。
【００４５】
ステップＳ４において、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖは、しきい値Ｖｒｅｆ２よりも小さいか否かが判断され、小さいと判断されるまで、ステップＳ４の処理が繰り返される。ステップＳ４において、抵抗１５５にかかる電圧値Ｖは、しきい値Ｖｒｅｆ２よりも小さいと判断された場合（状態３になったと判断された場合）、ステップＳ５に進み、トランジスタ１５４がオンの状態にされる。
【００４６】
ステップＳ２乃至Ｓ５の処理が、画像入力装置２の電源がオンにされている間繰り返されることにより、モータコイル６２Ａの温度が上昇し、融解してしまうような不都合が防がれる。
【００４７】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【００４８】
その記録媒体は、図２に示すように、パーソナルコンピュータ（画像入力装置１に相当する）とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク４０（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク４１（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）を含む）、光磁気ディスク４２（ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｃ）（登録商標）を含む）、若しくは半導体メモリ４３などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記憶されているＲＯＭ１２や記憶部２３が含まれるハードディスクなどで構成される。
【００４９】
なお、本明細書において、媒体により提供されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に従って、時系列的に行われる処理は勿論、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００５０】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の制御装置および方法、並びにプログラムにおいては、抵抗にかかる電圧値を測定し、その測定された電圧値がしきい値より小さいと判断された場合、モータに供給される電力が小さくなるように制御するようにしたので、モータの温度が上昇し、モータコイルが融解してしまうといったような不都合を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像処理システムの一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】画像入力制御装置１の内部構成例を示す図である。
【図３】画像入力装置２の内部構成例を示す図である。
【図４】温度管理部１５１の構成例を示す図である。
【図５】温度管理部１５１の具体的な構成を示す図である。
【図６】温度管理部１５１内の各回路からの出力とトランジスタ１５４の状態との関係を示す図である。
【図７】温度管理部１５１の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  画像入力制御装置
２  画像入力装置
６２  モータ
６３  モータ駆動回路
１５１  温度管理部
１５２  比較部
１５３  制御部
１５４  トランジスタ
１５５  抵抗
１６１  コンパレータ回路
１６２  恒等回路
１６３  論理和回路
【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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