(57)【要約】【課題】  装置の各部位の火傷の危険性のレベルを容易に把握するシミュレーション装置および方法を提供する。【解決手段】  解析対象の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとし、これらのパラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態をシミュレーションデータとして算出し、算出したシミュレーションデータ、または算出データに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する。本構成により、例えば画像処理装置など高温になる部位を有する装置における危険部位の抽出、火傷の危険度レベルの把握を効率的にかつ正確に行なうことが可能となる。【選択図】  図４
2006268657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シミュレーション装置であり、
解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力する入力部と、
前記パラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出するデータ処理部と、
前記データ処理部の算出したシミュレーションデータ、または該シミュレーションデータに基づいて前記データ処理部の生成する危険度レベルデータを表示する表示部と、
を有することを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記データ処理部は、
前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の危険性のレベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行する構成であり、
前記表示部は、
前記データ処理部の生成した危険度レベルを識別可能としたデータの表示処理を行なう構成であることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、
前記危険度レベルに応じて異なる色を設定した表示データを生成する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、
前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の発生する危険性のある構造体と人体との接触時間を算出し、算出した接触時間の長短に対応する危険度レベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
前記データ処理部は、
前記シミュレーションデータに基づいて、皮膚内部の各位置における温度変化を時間積分し火傷の程度や浸透深さを色分布で表示したデータを生成する構成であることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項６】
前記シミュレーション装置は、さらに、
材料別の時間および温度対応の火傷レベルデータを格納したデータベースを有し、
前記データ処理部は、
前記シミュレーションデータと、前記データベースの格納データとに基づいて、発生する可能性の火傷レベルを解析し、該解析結果を識別可能とした表示データを生成する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項７】
シミュレーション方法であり、
解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力する入力ステップと、
前記パラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出するデータ処理ステップと、
前記データ処理ステップにおいて算出したシミュレーションデータ、または該シミュレーションデータに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する表示ステップと、
を有することを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項８】
前記データ処理ステップは、
前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の危険性のレベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行し、
前記表示ステップは、
前記データ処理ステップにおいて生成した危険度レベルを識別可能としたデータの表示処理を行なうことを特徴とする請求項７に記載のシミュレーション方法。
【請求項９】
前記データ処理ステップは、
前記危険度レベルに応じて異なる色を設定した表示データを生成する処理を実行することを特徴とする請求項８に記載のシミュレーション方法。
【請求項１０】
前記データ処理ステップは、
前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の発生する危険性のある構造体と人体との接触時間を算出し、算出した接触時間の長短に対応する危険度レベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行することを特徴とする請求項７に記載のシミュレーション方法。
【請求項１１】
前記データ処理ステップは、
前記シミュレーションデータに基づいて、皮膚内部の各位置における温度変化を時間積分し火傷の程度や浸透深さを色分布で表示したデータを生成することを特徴とする請求項７に記載のシミュレーション方法。
【請求項１２】
前記データ処理ステップは、
前記シミュレーションデータと、材料別の時間および温度対応の火傷レベルデータに基づいて、発生する可能性の火傷レベルを解析し、該解析結果を識別可能とした表示データを生成する処理を実行することを特徴とする請求項７に記載のシミュレーション方法。
【請求項１３】
シミュレーション処理をコンピュータ上で実行させるコンピュータ・プログラムであり、
解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力する入力ステップと、
前記パラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出するデータ処理ステップと、
前記データ処理ステップにおいて算出したシミュレーションデータ、または該シミュレーションデータに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する表示ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シミュレーション装置、およびシミュレーション方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。特に、画像処理装置などの様々な装置の構成部位における温度上昇や、火傷発生の危険性などをシミュレーションして予測若しくは評価するシミュレーション装置、およびシミュレーション方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シミュレーションは、物理的、生態的、あるいは社会的に実行される挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステム挙動として例えばコンピュータ上で仮想的に実現する処理であり、シミュレーションによって現実的に発生し得る事態の予測や評価が可能となる。シミュレーション技術を利用することにより、さまざまな局面におけるシステムの挙動を現実に体験する前に予測することができる。
【０００３】
例えばシミュレーション処理によって得られたパラメータに基づいて、現実のシステムを制御することで、予測されるシステムのエラーや異常、あるいは事故を回避することができる。
【０００４】
シミュレーション・システムについては、既に様々な提案がなされている。例えば、特許文献１は、家屋内の任意の空間における騒音に対する遮音性を体験できるコンパクトなシミュレーション装置を開示している。また、特許文献２は、人間の視覚心理を考慮した照明状態を実現するシミュレーション装置を開示している。また、特許文献３は、建物の外壁からの反射光による発火などの発生を予測する構成を開示している。
【０００５】
このように、シミュレーション処理を利用した様々なシステムが提案されている。しかし、例えば、コピー機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像処理装置、その他の様々な情報処理装置、あるいは工作機械など、使用中に高温となる構成部位が存在する装置において、ユーザが火傷を発生させる危険性のある部位がどの部位であり、またどの程度の危険性があるかについて、効率的に解析するシミュレーション装置については提案されていない。
【特許文献１】特開平７−２１８３２９号公報
【特許文献２】特開２０００−３３９３５４号公報
【特許文献３】特開２００１−１５５０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、コピー機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像処理装置、その他の情報処理装置、あるいは工作機械など高温となる構成部位が存在する装置においてユーザが火傷を発生させる危険性のある部位や、危険性のレベルなどを効率的に解析することを可能としたシミュレーション装置、およびシミュレーション方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面は、シミュレーション装置であり、解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力する入力部と、前記パラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出するデータ処理部と、前記データ処理部の算出したシミュレーションデータ、または該シミュレーションデータに基づいて前記データ処理部の生成する危険度レベルデータを表示する表示部とを有することを特徴とするシミュレーション装置にある。
【０００８】
さらに、本発明のシミュレーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の危険性のレベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行する構成であり、前記表示部は、前記データ処理部の生成した危険度レベルを識別可能としたデータの表示処理を行なう構成であることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のシミュレーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、前記危険度レベルに応じて異なる色を設定した表示データを生成する処理を実行する構成であることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のシミュレーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の発生する危険性のある構造体と人体との接触時間を算出し、算出した接触時間の長短に対応する危険度レベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行する構成であることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のシミュレーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、前記シミュレーションデータに基づいて、皮膚内部の各位置における温度変化を時間積分し火傷の程度や浸透深さを色分布で表示したデータを生成する構成であることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のシミュレーション装置の一実施態様において、前記シミュレーション装置は、さらに、材料別の時間および温度対応の火傷レベルデータを格納したデータベースを有し、前記データ処理部は、前記シミュレーションデータと、前記データベースの格納データとに基づいて、発生する可能性の火傷レベルを解析し、該解析結果を識別可能とした表示データを生成する処理を実行する構成であることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の第２の側面は、シミュレーション方法であり、解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力する入力ステップと、前記パラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出するデータ処理ステップと、前記データ処理ステップにおいて算出したシミュレーションデータ、または該シミュレーションデータに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する表示ステップとを有することを特徴とするシミュレーション方法にある。
【００１４】
さらに、本発明のシミュレーション方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の危険性のレベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行し、前記表示ステップは、前記データ処理ステップにおいて生成した危険度レベルを識別可能としたデータの表示処理を行なうことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明のシミュレーション方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、前記危険度レベルに応じて異なる色を設定した表示データを生成する処理を実行することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明のシミュレーション方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、前記シミュレーションデータに基づいて、前記構造体の各部位についての火傷の発生する危険性のある構造体と人体との接触時間を算出し、算出した接触時間の長短に対応する危険度レベル分けを実行し、該危険度レベルを識別可能とした表示データを生成する処理を実行することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明のシミュレーション方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、前記シミュレーションデータに基づいて、皮膚内部の各位置における温度変化を時間積分し火傷の程度や浸透深さを色分布で表示したデータを生成することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明のシミュレーション方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、前記シミュレーションデータと、材料別の時間および温度対応の火傷レベルデータに基づいて、発生する可能性の火傷レベルを解析し、該解析結果を識別可能とした表示データを生成する処理を実行することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の第３の側面は、シミュレーション処理をコンピュータ上で実行させるコンピュータ・プログラムであり、解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力する入力ステップと、前記パラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出するデータ処理ステップと、前記データ処理ステップにおいて算出したシミュレーションデータ、または該シミュレーションデータに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する表示ステップとを有することを特徴とするコンピュータ・プログラムにある。
【００２０】
なお、本発明のコンピュータ・プログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能なコンピュータシステムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、ＣＤやＦＤ、ＭＯなどの記録媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータシステム上でプログラムに応じた処理が実現される。
【００２１】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成によれば、解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力し、これらのパラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出し、算出したシミュレーションデータ、またはシミュレーションデータに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する構成としたので、例えば画像処理装置など、高温になる部位を有する装置における危険な部位を効率的に抽出することが可能であり、また、材料、層構成などを変更した場合の危険度も即座に判定することが可能となり、火傷の危険度レベルの把握、安全な製品の設計を効率的にかつ正確に行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置、およびシミュレーション方法、並びにコンピュータ・プログラムについて説明する。本発明は、例えば、コピー機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像処理装置、その他の情報処理装置、あるいは工作機械など高温となる構成部位が存在する装置においてユーザが火傷を発生させる危険性のある部位や、危険性のレベルなどを効率的に解析することを可能としたものである。
【００２４】
例えば、コピー機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像処理装置には、定着部などの高温になる構成部が存在する。ユーザが誤ってこのような高温部に触れてしまうと火傷を発生させる危険性がある。本発明のシミュレーション装置は、例えば画像処理装置における処理を実行した場合の各構成部の温度変化や、高音部に触れたユーザの挙動などを数式化若しくはモデル化し、コンピュータ上でシミュレーションすることで、火傷の発生可能性や危険性を予測することを可能としている。また、投入する条件やパラメータを変えて、同じシミュレーション計算を繰り返し行なうことにより、さまざまな装置設計・制御体系の評価を可能とするものである。
【００２５】
まず、図１以下を参照して、本発明に係るシミュレーション処理の具体的な処理例について説明する。以下の実施例では、一処理例として、画像処理装置における定着ロールとその周辺部をシミュレーション対象の構造体として選択した処理例について説明する。
【００２６】
図１は、コピー機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像処理装置において共通に利用される定着ロール周辺部の構成を示している。図１には、定着ロール１００、ロールＡ１２１、ロールＢ１２２を示している。定着ロール上において、出力用紙に対する定着処理が高温化で実行される。定着ロール１００には、ヒータ１０１が備えられ、定着ロール１００は、定着処理に必要な温度に制御される。
【００２７】
シミュレーションは、例えば図１に示す構造体から、注目部位を選定して行なわれる。一例として、図に示す注目部位ａ１１０を選択したシミュレーション処理について説明する。
【００２８】
ここでは、ユーザの手、あるいはその他の人体の一部が接触する領域、すなわち、皮膚の接触面積に相当する面積を持つ領域を注目部位ａ１１０として設定している。次に注目部位ａ１１０の層構造を解析する。注目部位ａ１１０の層構造は、図１に示すように、ベルト１１１、表面層１１２、基材１１３の構成である。
【００２９】
このように解析された層構造と各層の温度情報を切り出し、この注目部位の表面上に人の皮膚構造の層を接触させ、６０歳男女の刺激に対する平均的反応時間０．５５秒保持し層方向の熱伝達計算を行った。
【００３０】
図２に、構造体（装置）の層構造と、構造体（装置）に接触した人体の皮膚の層構造を示す。装置の層構造は、図１に示すと同様、注目部位ａ１１０の層構造は、ベルト１１１、表面層１１２、基材１１３の構成を持つ。一方、人体の皮膚の層構造は、図２に示すように、表皮２０１、真皮２０２、脂肪層２０３、筋肉層２０４からなる。この層構造において、層方向の熱伝達計算を行った。熱伝達計算には、定着ロールの初期温度と各層の厚みと熱伝導率、熱容量等を与える。
【００３１】
すなわち、入力情報は、図３に示すように、
ａ）基材：厚みｔ１，熱伝導率ｐ１，熱容量ｑ１
ｂ）表面層：厚みｔ２，熱伝導率ｐ２，熱容量ｑ２
ｃ）ベルト：厚みｔ３，熱伝導率ｐ３，熱容量ｑ３
ｄ）表皮：厚みｔ４，熱伝導率ｐ４，熱容量ｑ４
ｅ）真皮：厚みｔ５，熱伝導率ｐ５，熱容量ｑ５
ｆ）脂肪層：厚みｔ６，熱伝導率ｐ６，熱容量ｑ６
ｇ）筋肉層：厚みｔ７，熱伝導率ｐ７，熱容量ｑ７
の材料関連の各パラメータと、その他計算を制御するために必要な各種設定条件である。
【００３２】
以上の入力情報によって、各層における熱伝達計算を実行する。皮膚と装置との接触時間は、６０歳男女の刺激に対する平均的反応時間０．５５秒とした。この接触時間（０．５５秒）における皮膚と装置各層の層方向の熱伝達計算を行い、さらに、接触時間（０．５５秒）経過後について、人体の皮膚構造のみについて熱伝達計算を実施した。このシミュレーション処理によって得られた各層の時間経過に伴う温度変化の推移を図４に示す。
【００３３】
図４には、装置の各層、すなわち、
ロール層：Ｍａ
ベルト層：Ｍｂと、
人体の各層、すなわち、
皮膚表面：Ｕ１
真皮表面：Ｕ２
脂肪層表面：Ｕ３
筋肉層表面：Ｕ４
の各層について、時間経過に伴う温度変化の推移を示している。
【００３４】
皮膚の表面温度（Ｕ１皮膚表面）に着目すると、ベルト表面（Ｍｂ）に触れた瞬間から急激に上昇し、ベルトから離れた瞬間から低下を始め、しばらくして平常の体温に戻る。火傷発生の定義を「皮膚表皮が６５℃以上に１秒間以上さらされたとき」とすると、６５℃以上の時間は１秒以内であった。すなわち、注目部位ａに平均的反射神経を持つ６０歳男女が誤って触れた場合、火傷は発生しないという推定が成り立つ。
【００３５】
しかしながら、構造体の構成や材料組成が異なる場合を想定して、同様のシミュレーションを実行すると、異なるシミュレーション結果が得られる。この結果を図５に示す。
【００３６】
図５に示すシミュレーションデータでは、定着ロールの制御温度を変更し、ロール表面の初期温度を２００度としている。図４に示すシミュレーションデータにおけるロール表面の初期温度（１７０度）より高い設定となっている。
【００３７】
この設定において得られた図５に示すシミュレーションデータにおいて、皮膚の表面温度（Ｕ１皮膚表面）に着目すると、ベルト表面（Ｍｂ）に触れた瞬間から急激に上昇し、ベルトから離れた瞬間から低下を始めるが、
前述した火傷発生の定義「皮膚表皮が６５℃以上に１秒間以上さらされたとき」との対比を行なうと、皮膚表面Ｕ１の温度が６５℃以上の時間［Ｔ］は、１秒以上であるので、平均的反射神経を持つ６０歳男女が誤って触れた場合、火傷が発生するという推定が成り立つ。
【００３８】
このようなシミュレーションによる火傷の発生危険性を図１に示す構造体の様々な注目すべき部位に対して繰り返し実行する。このシミュレーションの結果として、図１に示した構造体のどの部位に触ると火傷が発生するかについて、その危険性に応じた識別可能な構成、例えば、色分布情報として表示する。例えば、
低危険度（青）〜高危険度（赤）
などのような危険度レベルに応じた色分布として表示する。
【００３９】
危険度は、シミュレーションデータに応じて、皮膚の表面温度（Ｕ１皮膚表面）が６５℃以上の期間に基づいて決定する。例えば、
皮膚表面Ｕ１の６５℃以上の期間が１秒以上であれば、危険度＝高（赤）
皮膚表面Ｕ１の６５℃以上の期間が０．５〜１秒であれば、危険度＝中（紫）
皮膚表面Ｕ１の６５℃以上の期間が０．５秒未満であれば、危険度＝低（青）
というようなレベル分けによって、それぞれのレベルに応じて色分布などの識別可能な表示データを生成する。
【００４０】
このような表示データによって、この構造体の火傷危険度が一目で判断でき、有効な情報として活用できる。
【００４１】
また、上記のシミュレーションにおいては、人体と装置の接触時間を０．５５秒とした設定の下に行なったが、他の接触時間の設定条件の下に同様のシミュレーションを行なうことで、各部位で、火傷が発生する条件になる接触時間を算出することができる。
【００４２】
この接触時間に基づく危険度についても同様のレベルわけによる識別可能な情報として提示可能である。例えば、シミュレーションデータに応じて、接触時間に基づく危険度のレベルわけを行い、
接触時間０．５５秒以内で火傷の危険度がある（皮膚表面Ｕ１の６５℃以上の期間が１秒以上となる）場合は、危険度＝高（赤）
接触時間０．５５〜１秒で火傷の危険度がある（皮膚表面Ｕ１の６５℃以上の期間が１秒以上となる）場合は、危険度＝中（紫）
接触時間１秒以上で火傷の危険度がある（皮膚表面Ｕ１の６５℃以上の期間が１秒以上となる）場合は、危険度＝低（青）
というようなレベル分けによって、それぞれのレベルに応じて色分布などの識別可能な表示データを生成する。また、接触時間が延びて、火傷が発生する場合、皮膚内部の各位置における温度変化を時間積分し火傷の程度や浸透深さを色分布で表示する構成としてもよい。
【００４３】
なお、これらのシミュレーションにおいては、装置側の構成、素材を変更することによって、入力パラメータ、
ａ）基材：厚みｔ１，熱伝導率ｐ１，熱容量ｑ１
ｂ）表面層：厚みｔ２，熱伝導率ｐ２，熱容量ｑ２
ｃ）ベルト：厚みｔ３，熱伝導率ｐ３，熱容量ｑ３
が異なる設定となる。
このように装置の構造体の組成を変更して同様の計算、表示を行うことで、火傷が発生しない材料構成を検討することが可能となる。
【００４４】
さらに、あらかじめ、構造体（装置）に使用可能な材料とその温度、接触時間により、発生する火傷レベルを示したデータベースを用意し、上述のシミュレーション結果と、データベースの情報との照合によって、ある接触時間での火傷発生の有無、そのレベルを解析し、レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示することも可能である。また、データベースの格納情報に基づいて、特定の材料、温度で、火傷が発生する接触時間を算出し、接触時間に基づく危険度レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示することも可能である。
【００４５】
すなわち、例えば、データベースには、図６に示すように、材料対応の火傷危険度レベルデータのデータを格納する。例えば構造体（装置）の表面構成材として利用可能な材料、
金属ａ
金属ｂ
ゴムｃ
ゴムｄ
プラスチックｅ
プラスチックｆ
などの各材料について、温度と接触時間によって発生する火傷のレベルを登録情報として格納しておく。
【００４６】
このデータベースの格納情報と、上述のシミュレーション結果との照合によって、ある接触時間での火傷発生の有無、そのレベルを解析し、レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示する。また、このデータベースの格納情報に基づいて、特定の材料、温度で、火傷が発生する接触時間を算出し、接触時間に基づく危険度レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示する。
【００４７】
このような処理により、火傷の発生可能性の低い、すなわち安全性の高い材料を選択し構造体を設計する処理を効率的に行なうことが可能となる。
【００４８】
次に、図７を参照して、本発明のシミュレーション装置の構成について説明する。入力部３０１は、解析対象とする構造体の層構造情報、設定条件などの各種入力情報を入力する。すなわち、上述した実施例では、注目部位の層構造としての図１に示すベルト１１１、表面層１１２、基材１１３の構成情報、人体の皮膚の層構造情報と、これらの各層の厚みと熱伝導率、熱容量データをパラメータとして入力し、設定条件として接触時間＝０．５５秒などの設定条件を入力する。なお、これらのデータは、予めデータベース３０５に格納しておいてもよい。
【００４９】
データ処理部３０２は、入力部３０１から入力されたパラメータ、設定条件に基づくシミュレーション処理を実行しシミュレーションデータを生成する。例えば、時間経過に伴う熱伝達の計算を実行して、図４、図５に示すシミュレーションデータを生成し、表示部３０３に出力する。なお、シミュレーションの実行プログラムは、記憶部３０４あるいはデータベース３０５に格納されている。なお、記憶部３０４は、シミュレーション処理に伴う計算パラメータの一時的な記憶領域、ワークエリアとして利用される。
【００５０】
データ処理部３０２は、さらに、シミュレーション結果に基づいて、構造体の部位毎に危険度レベルを識別可能としたデータ、例えば色別の危険度レベルを設定した構造体データを生成して、表示部３０３に出力する。
【００５１】
データベース３０５には、上述した処理に適用するプログラム、解析対象となる構造体のデータの他、先に図６を参照して説明したデータ、すなわち様々な材料とその温度、接触時間により、発生する火傷レベルを示したデータを格納する。
【００５２】
データ処理部３０２は、シミュレーション結果と、データベース３０５の格納情報との照合によって、ある接触時間での火傷発生の有無、そのレベルを解析し、レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示する処理を行い、さらに、データベース３０５の格納情報に基づいて、特定の材料、温度で、火傷が発生する接触時間を算出し、接触時間に基づく危険度レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示する。
【００５３】
次に、図８を参照して、本発明のシミュレーション装置において実行する処理のシーケンスについて説明する。ステップＳ１０１において、解析対象とする構成体の層構造情報、設定条件などの各種入力情報を入力する。すなわち、上述した実施例では、注目部位の層構造としての図２に示すベルト１１１、表面層１１２、基材１１３の構成情報と、人体の皮膚の各層、すなわち、表皮２０１、真皮２０２、脂肪層２０３、筋肉層２０４、これら各層の厚みと熱伝導率、熱容量データ等をパラメータとして入力する。
【００５４】
次に、ステップＳ１０２では、接触時間を例えば０．５５秒などに規定して、熱伝達を計算し、ステップＳ１０３において、シミュレーションデータを生成する。例えば、時間経過に伴う熱伝達の計算を実行して、図４、図５に示すシミュレーションデータを生成し、表示部に出力する。
【００５５】
次にステップＳ１０４において、シミュレーション結果に基づいて、構造体の部位毎に危険度レベルを識別可能としたデータ、例えば色別の危険度レベルを設定した構造体データを生成して、表示部に出力する。
【００５６】
なお、フローには示していないが、さらに、データベース３０５の格納情報との照合によって、ある接触時間での火傷発生の有無、そのレベルを解析し、レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示する処理を行い、さらに、データベース３０５の格納情報に基づいて、特定の材料、温度で、火傷が発生する接触時間を算出し、接触時間に基づく危険度レベルに応じた識別データ（例えば色分布）として提示する処理実行してもよい。
【００５７】
最後に、上述した処理を実行するシミュレーション装置を構成する情報処理装置のハードウェア構成例について、図９を参照して説明する。ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１は、ＯＳ（Operating System)に対応する処理や、上述の実施例において説明した熱伝達の計算、シミュレーションデータの生成、危険度レベルに応じた識別データの生成、表示処理などを実行する。これらの処理は、情報処理装置のＲＯＭ、ハードディスクなどのデータ記憶部に格納されたコンピュータ・プログラムに従って実行される。
【００５８】
ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２は、ＣＰＵ５０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を格納する。ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３は、ＣＰＵ５０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を格納する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス５０４により相互に接続されている。
【００５９】
ホストバス５０４は、ブリッジ５０５を介して、ＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バス５０６に接続されている。
【００６０】
キーボード５０８、ポインティングデバイス５０９は、ユーザにより操作される入力デバイスである。ディスプレイ５１０は、液晶表示装置またはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などから成り、各種情報をテキストやイメージで表示する。
【００６１】
ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５１１は、ハードディスクを内蔵し、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ５０１によって実行するプログラムや情報を記録または再生させる。ハードディスクは、例えば、図６を参照して説明した材料対応の火傷のレベルデータ、各種パラメータ、構造体情報の格納手段などに利用され、さらに、データ処理プログラム等、各種コンピュータ・プログラムが格納される。
【００６２】
ドライブ５１２は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体５２１に記録されているデータまたはプログラムを読み出して、そのデータまたはプログラムを、インタフェース５０７、外部バス５０６、ブリッジ５０５、およびホストバス５０４を介して接続されているＲＡＭ５０３に供給する。
【００６３】
接続ポート５１４は、外部接続機器５２２を接続するポートであり、ＵＳＢ，ＩＥＥＥ１３９４等の接続部を持つ。接続ポート５１４は、インタフェース５０７、および外部バス５０６、ブリッジ５０５、ホストバス５０４等を介してＣＰＵ５０１等に接続されている。通信部５１５は、ネットワークに接続され、他の情報処理装置との通信を実行する。
【００６４】
なお、図９に示すシミュレーション装置として適用される情報処理装置のハードウェア構成例は、ＰＣを適用して構成した装置の一例であり、本発明のシミュレーション装置は、図９に示す構成に限らず、上述した実施例において説明した処理を実行可能な構成であればよい。
【００６５】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【００６６】
なお、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【００６７】
例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory)に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)，ＭＯ(Magneto optical)ディスク，ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。
【００６８】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、ＬＡＮ(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。
【００６９】
なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上、説明したように、本発明の構成によれば、解析対象となる構造体の注目部位の構成層と、人体の皮膚構成層の各層に対応する層厚み、熱伝導率および熱容量をパラメータとして入力し、これらのパラメータに基づいて、構造体と人体との接触時点以降の時間推移に対応する各層の熱伝達状態データをシミュレーションデータとして算出し、算出したシミュレーションデータ、またはシミュレーションデータに基づいて生成する危険度レベルデータを表示する構成としたので、例えば画像処理装置など、高温になる部位を有する装置における危険な部位を効率的に抽出することが可能であり、また、材料、層構成などを変更した場合の危険度も即座に判定することが可能となり、火傷の危険度レベルの把握、安全な製品の設計を効率的にかつ正確に行なうことが可能となるシミュレーション装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】シミュレーション処理対象としての定着ロール周辺部構成および注目部位と層構造を説明する図である。
【図２】注目部位の層構造および人体の皮膚の層構造について説明する図である。
【図３】シミュレーション処理において入力するパラメータのデータ例について説明する図である
【図４】熱伝達の計算に基づくシミュレーション結果のデータ例を示す図である。
【図５】熱伝達の計算に基づくシミュレーション結果のデータ例を示す図である。
【図６】データベースに格納される材料対応の火傷危険度レベルデータのデータ構成例を示した図である。
【図７】シミュレーション装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例に係るシミュレーション処理の手順を説明するフローチャートを示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置のハードウェア構成例について説明する図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００  定着ロール
１１０  注目部位ａ
１１１  ベルト
１１２  表面層
１１３  基材
１２１，１２２  ロール
２０１  表皮
２０２  真皮
２０３  脂肪層
２０４  筋肉層
３０１  入力部
３０２  データ処理部
３０３  表示部
３０４  記憶部
３０５  データベース
５０１  ＣＰＵ(Central Processing Unit)
５０２  ＲＯＭ（Read-Only-Memory）
５０３  ＲＡＭ（Random Access Memory）
５０４  ホストバス
５０５  ブリッジ
５０６  外部バス
５０７  インタフェース
５０８  キーボード
５０９  ポインティングデバイス
５１０  ディスプレイ
５１１  ＨＤＤ（Hard Disk Drive）
５１２  ドライブ
５１４  接続ポート
５１５  通信部
５２１  リムーバブル記録媒体
５２２  外部接続機器
【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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【図９】
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