(57)【要約】    【課題】  柔軟媒体の挙動シミュレーションの結果から搬送経路長等のパラメータ情報を容易に取り出して別のシミュレータに引き渡すことができるシミュレーション装置を提供する。    【解決手段】  搬送される柔軟媒体の挙動予測を運動方程式により行う物理的挙動シミュレータに、搬送経路から所望の区間を指定する機能を設け、その指定した区間において物理的挙動シミュレーションを行い、そのシミュレーション結果に基づいて、通過時間や通過距離（搬送経路長）などの区間通過情報を表示する。また、得られた区間通過情報を電磁的に読み取り可能な方式（ファイルなど）で出力する。【選択図】      図２
2006338621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置において、
予め定義された搬送経路の区域を設定する搬送経路設定手段と、
前記搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する搬送条件設定手段と、
前記搬送条件設定手段の設定結果に基づいて、前記搬送経路設定手段において設定された区域における前記柔軟媒体の挙動を求める運動計算手段と、
前記運動計算手段によって得られた柔軟媒体の挙動を表示する結果表示手段と
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】
前記結果表示手段は、前記搬送経路の所定の区間を前記柔軟媒体が通過するのに要する時間である通過時間を表示す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】
前記結果表示手段は、前記搬送経路の所定の区間を前記柔軟媒体が通過するのに要する距離である通過距離を表示することを特徴とする請求項１または２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記通過時間及び前記通過距離を、当該シミュレーション装置によるシミュレーションとは異なるシミュレーションのパラメータとして外部へ出力する手段を有することを特徴とする請求項３に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置の制御方法であって、
予め定義された搬送経路の区域を設定する搬送経路設定工程と、
前記搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する搬送条件設定工程と、
前記搬送条件設定工程の設定結果に基づいて、前記搬送経路設定工程において設定された区域における前記柔軟媒体の挙動を求める運動計算工程と、
前記運動計算工程によって得られた柔軟媒体の挙動を表示する結果表示工程と
を順次実行することを特徴とするシミュレーション装置の制御方法。
【請求項６】
搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置の制御方法を実行するための、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、
予め定義された搬送経路の区域を設定する搬送経路設定ステップと、
前記搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する搬送条件設定ステップと、
前記搬送条件設定ステップの設定結果に基づいて、前記搬送経路設定ステップにおいて設定された区域における前記柔軟媒体の挙動を求める運動計算ステップと、
前記運動計算ステップによって得られた柔軟媒体の挙動を表示する結果表示ステップと
を有することを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙やフィルムなどのシート状の柔軟媒体を搬送経路に沿って搬送する柔軟媒体搬送装置の設計に利用可能なシミュレーション装置及びその制御方法、並びに前記制御方法を実現するための制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザービームプリンタなどの装置に設置されて、紙やＯＨＰシートのような柔軟媒体を搬送経路に沿って搬送する柔軟媒体搬送装置は、従来より知られている。このの柔軟媒体搬送装置の設計において、実物を製造する前から様々な条件で設計物の機能や制御スケジュールを検討することは、試作品の製造や試験に要する工数を低減でき、開発期間及び費用を低減することができる。
【０００３】
このような目的で、搬送経路内を移動する柔軟媒体の物理的挙動をシミュレーションする技術（以下、物理的挙動シミュレーションと記す）として、特許文献１がある。
【０００４】
柔軟媒体の運動を解くにあたっては、有限要素或いは質量−バネ系で離散的に表現された柔軟媒体の運動方程式を立て、解析対象時間を有限の幅を持つ時間ステップに分割し、時間０から時間ステップ毎に未知数である加速度、速度、変位を順次求める数値時間積分により達成される。この手法には、ニューマークのβ法、ウイルソンのθ法、オイラー法、Ｋｕｔｔａ−ｍｅｒｓｏｎ法などが広く知られている。
【特許文献１】特開２００４−１７１４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記柔軟媒体搬送装置では、多様な環境において多種の媒体が使用されることから、制御シミュレーションにおいても、それらを考慮したものでなくてはならない。したがって、それぞれの多様な物理的条件下でもシーケンスが成立するかを検証する必要がある。しかしながら、様々な物理的条件下を想定した物理的挙動シミュレーションの結果を用いて、制御シミュレーションを行うことは、今までは充分に行われてきたとは言えなかった。
【０００６】
例えば、柔軟媒体の搬送過程で働く力により柔軟媒体がどのような挙動をするかを容易に予測することができない部位があった場合には、設計者が空想的に設定した挙動を用いて、制御シミュレーションが行われることもあり、このようなことから、制御シミュレーションの精度に大きな問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するには、制御シミュレーション自体において、柔軟媒体が固定的に設定された経路上を搬送されるのではなく、ガイド面等の搬送要素によって挟持されて物理則によりガイドされながら搬送されるようなシミュレーションを行うことが望ましい。しかし、現状の計算機能力の制約上から、そのようなシミュレーションを行うことは、極めて困難である。そのため、物理的挙動シミュレーションと制御シミュレーションとは、切り離された別のシミュレーションとして実施せざるを得ないのが実情である。即ち、物理的挙動シミュレーションを行う挙動シミュレータで得られた挙動情報等を使用して、別の制御シミュレータで制御シミュレーションが行われている。
【０００８】
このような実情において制御シミュレーションを精度良く実施するには、物理的挙動シミュレーションから得られる情報として、柔軟媒体の詳細な挙動情報のみならず、ローラやセンサ等の搬送要素により区切ることができる所望の搬送区間を柔軟媒体が通過するのに要する通過距離、つまり搬送経路長も重要な要素となる。
【０００９】
しかし、従来では、柔軟媒体の物理的挙動シミュレーションの結果から前記搬送経路長を容易に取り出して制御シミュレータに渡すことができなかった。そのため、例えば、柔軟媒体が通過する全搬送経路のうち、柔軟媒体の軌跡を容易に予測できない搬送経路が存在した場合に、正確な制御シミュレーションを行うのは容易なことではなかった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、柔軟媒体の物理的挙動シミュレーションの結果から搬送経路長等のパラメータ情報を容易に取り出して別のシミュレータに引き渡すことができるシミュレーション装置及びその制御方法、並びに制御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】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するため、搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置において、予め定義された搬送経路の区域を設定する搬送経路設定手段と、前記搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する搬送条件設定手段と、前記搬送条件設定手段の設定結果に基づいて、前記搬送経路設定手段において設定された区域における前記柔軟媒体の挙動を求める運動計算手段と、前記運動計算手段によって得られた柔軟媒体の挙動を表示する結果表示手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置の制御方法であって、予め定義された搬送経路の区域を設定する搬送経路設定工程と、前記搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する搬送条件設定工程と、前記搬送条件設定工程の設定結果に基づいて、前記搬送経路設定工程において設定された区域における前記柔軟媒体の挙動を求める運動計算工程と、前記運動計算工程によって得られた柔軟媒体の挙動を表示する結果表示工程とを順次実行することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置の制御方法を実行するための、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、予め定義された搬送経路の区域を設定する搬送経路設定ステップと、前記搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する搬送条件設定ステップと、前記搬送条件設定ステップの設定結果に基づいて、前記搬送経路設定ステップにおいて設定された区域における前記柔軟媒体の挙動を求める運動計算ステップと、前記運動計算ステップによって得られた柔軟媒体の挙動を表示する結果表示ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、柔軟媒体が通過する全搬送経路のうち、柔軟媒体の軌跡を容易に予測できない搬送経路が存在しても、少ない計算負荷で柔軟媒体の軌跡を正確に評価することができ、設計段階から様々な条件下で搬送経路の機能評価が可能になる。
【００１５】
また、指定された搬送経路内において定義された柔軟媒体の挙動シミュレーションの結果から、このシミュレーションとは異なるシミュレーション（例えば制御シミュレーション）のために必要なパラメータ情報を容易に取り出すことができる。これにより、様々な条件下における正確な制御シミュレーションを容易に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のシミュレーション装置及びその制御方法、並びに制御プログラムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
＜装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るシミュレーション装置を構成するコンピュータの概略的なハードウエア構成を示すブロック図である。
【００１８】
このコンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０２と、ＲＡＭ９０３と、入力装置であるマウス９０９ａ及びキーボード９０９ｂからの指示入力を制御する入力装置コントローラ（ＫＢＣ）９０５と、ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）９１０の表示を制御するＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）９０６と、ハードディスク（ＨＤ）９１１及びフレキシブルディスク（ＦＤ）９１２に対するアクセス動作を制御するディスクコントローラ（ＤＫＣ）９０７と、ネットワーク９２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）９０８とが、システムバス９０４を介して互いに通信可能に接続された構成となっている。
【００１９】
ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭ９０２或いはＨＤ９１１に記憶されたソフトウェア、或いはＦＤ９１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス９０４に接続された各構成部を総括的に制御する。即ち、ＣＰＵ９０１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ９０２、ＨＤ９１１或いはＦＤ９１２から読み出して実行することで、本実施の形態での動作を実現するための制御を行う。ＲＡＭ９０３は、ＣＰＵ９０１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。
【００２０】
ＨＤ９１１及びＦＤ９１２には、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、及びネットワーク管理プログラムのほか、本実施の形態に係る設計支援プログラム（後述する図２と図１１の処理を実現するプログラム）等が記憶される。
【００２１】
なお、図示していないが、ハードディスクやフレキシブルディスク以外にも光学的記録装置などの他のデバイスが接続されても良いのは言うまでもない。また、本発明のシミュレーション装置を実現するために必要なコンピュータ構成は、図１に示した構成に限定されることがないのは言うまでもない。
【００２２】
＜本実施の形態に係る処理フローの概要＞
図２は、図１に示したシミュレーション装置の処理の概要を示すフローチャートである。この処理は上述したハードウエア構成によって達成される。
【００２３】
処理がスタートすると、先ず搬送経路を構成する機構部品を定義する（搬送経路定義処理、ステップＳ１０１）。
【００２４】
次に、定義された搬送経路から所望の部分を指定する（搬送経路指定処理、ステップＳ１０２）。即ち、定義された搬送経路に対し、柔軟媒体の搬送過程で働く力、例えば重力や、空気抵抗力、摩擦力、搬送力、張力、曲げ力などにより柔軟媒体がどのような挙動をするかについて容易に予測できない部位を指定する。
【００２５】
続いて、定義された搬送経路内を搬送する柔軟媒体のモデルを作成する（柔軟媒体モデル作成処理、ステップＳ１０３）。即ち、指定された搬送経路内において、柔軟媒体を複数の質量を持った剛体要素に分割し、分割された各剛体要素間をバネで連結することで、弾性体として表現する。
【００２６】
さらに、予め定義された搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の搬送条件を設定する（搬送条件設定処理、ステップＳ１０４）。搬送条件としては、ローラ駆動の方法や、ローラまたは搬送ガイドと柔軟媒体との摩擦係数などがある。
【００２７】
次に、上記のように搬送経路の定義、柔軟媒体モデル、及び搬送条件がそれぞれ決定されると、それらの条件を基に運動計算を行う（運動計算処理、ステップＳ１０５）。即ち、前記搬送条件に基づいて、柔軟媒体の挙動を数値シミュレーションによって時系列的に求める。
【００２８】
そして、運動計算が終了すると、その運動計算によって得られた柔軟媒体の挙動をディスプレイ９１０に表示する（結果表示処理、ステップＳ１０６）。即ち、例えば、指定した区間を柔軟媒体が通過するのに要した時間を算出し表示する。或いは指定した柔軟媒体上の質点の軌跡を基に柔軟媒体の搬送経路長を算出し表示する。
【００２９】
その後、必要に応じてディスプレイ９１０に表示された運動計算結果をプリンタやプロッタを通じて出力する。或いはコンピュータが解釈可能な電磁的な手法で出力する（結果出力処理、ステップＳ１０７）。
【００３０】
＜本実施の形態の処理の詳細＞
上述した本実施の形態の処理について、以下、さらに詳細に説明する。
【００３１】
（Ａ）搬送経路定義処理（ステップＳ１０１）
図３は、搬送経路定義処理時に表示される画面の一例を示す画面表示図である。
【００３２】
同図に示すように、本画面は、主に処理の切り替えを行うメニューバー１と、各処理のサブ構成メニュー２と、定義した搬送経路や結果が表示されるグラフィック画面３と、システムメッセージの出力及び必要に応じ数値入力を行うコマンド欄４とを有する。
【００３３】
まず、搬送経路定義処理について説明する。搬送経路の定義を行うため、メニューバー１中の「搬送経路」ボタン１ａを選択すると、搬送経路の定義処理のサブ構成メニュー２が図３に示すように画面の左側に所望の範囲領域を持って表示される。サブ構成メニュー２には、２つローラで一対の搬送ローラを定義するローラ対定義ボタン２Ａと、１つのローラを単独で定義するローラ定義ボタン２Ｂと、直線の搬送ガイドを定義する直線ガイド定義ボタン２Ｃと、円弧の搬送ガイドを定義する円弧ガイド定義ボタン２Ｄと、スプライン曲線で搬送ガイドを定義するスプラインガイド定義ボタン２Ｅと、柔軟媒体が搬送される経路の分岐を行うフラッパ（ポイント）を定義するフラッパ定義ボタン２Ｆと、柔軟媒体が搬送経路内の所定の位置にあるか否かを検出するセンサを定義するセンサ定義ボタン２Ｇ等を表示することができる。
【００３４】
これらの各ボタン２Ａ〜２Ｇは、実際の複写機やプリンタの搬送経路を構成する部品である。したがって、紙などの柔軟媒体の搬送経路を構成するために必要な部品の全てが揃っていることが望ましい。各構成部品の定義をサブ構成メニュー２により実施すると、グラフィック画面３上にその位置形状が反映される。
【００３５】
図４は、図３の画面においてセンサ定義ボタン２Ｇを選択した時に表示されるセンサ定義画面の一例を示す画面表示図である。
【００３６】
同図に示すように、コマンド欄４には、柔軟媒体の通過を検知するセンサ線の定義を促すメッセージが表示される。この図４の例では、センサの定義が搬送経路を区間に区切る線の概念として入力することが示されている。このセンサ線は複数の定義が可能で、利用者は必要な数のセンサ線の入力が可能である。
【００３７】
センサ線の定義は、両端の座標を数値で入力するか、マウス９０９ａによってグラフィック画面３に直接指示しても良い。グラフィック画面３中に直接指示した場合は、一方の端部の座標を指示した後、他方の端部の座標を規定した時点で、グラフィック画面３上には両端部３１を結ぶ直線（破線）３２ａが引かれ、センサ線がどのように搬送経路内に設置されているかを確認することができる。また、センサ線の定義は、マウス９０９ａによってグラフィック画面３上のローラ対を指定することによっても可能であって、この場合はローラ対各々のローラ中心座標がセンサ線の端部として入力されたものとして、定義可能である（図４中の波線３２ｂ）。また、このセンサ定義は、必ずしも搬送経路定義処理（ステップＳ１０１）で行う必要はなくそれ以降でも必要に応じて定義は可能である。
【００３８】
（Ｂ）搬送経路指定処理（ステップＳ１０２）
搬送経路定義処理による搬送経路の定義が終了した後は、搬送経路指定処理へ移る。搬送経路指定処理では、前記搬送経路定義処理で定義された搬送経路中において、柔軟媒体の搬送過程で働く力（例えば重力、空気抵抗力、摩擦力、搬送力、張力、曲げ力など）により柔軟媒体がどのような挙動をするかについて容易に予測することができない部位を指定する。
【００３９】
図５は、搬送経路指定処理時の指定操作の一例を示す画面表示図である。
【００４０】
運動計算処理で計算する柔軟媒体の搬送区域６をマウス９０９ａを用いて指定する。このようにして、搬送経路指定処理により柔軟媒体の物理挙動を計算する対象が指定された後、柔軟媒体モデル作成処理（ステップＳ１０３）へ移る。
【００４１】
（Ｃ）柔軟媒体モデル作成処理（ステップＳ１０３）
図６は、柔軟媒体モデル作成処理時に表示される媒体配置画面の一例を示す画面表示図である。
【００４２】
柔軟媒体モデル作成処理への移行は、図６に示されるメニューバー１中の「媒体定義」ボタン１ｂを選択することで実施され、同時にサブ構成メニュー２には、媒体種選択画面２Ｉと分割法選択画面２Ｊが表示される。
【００４３】
まず、搬送経路内での柔軟媒体の位置を決定するために、コマンド欄４には、柔軟媒体の両端部の座標値の入力を促すメッセージが表示される。座標値は、コマンド欄４で数値入力するか、マウス９０９ａによってグラフィック画面３に直接指示しても良い。グラフィック画面３中に直接指示した場合は、一方の端部の座標を指示した後、他方の端部の座標を規定した時点で、グラフィック画面３上には両端部３３を結ぶ直線（図６の例では破線）３４が引かれ、柔軟媒体がどのように搬送経路内に設置されているかを確認することができる。柔軟媒体の配置が完了すると、図７に示すモデル定義画面に変わる。
【００４４】
図７は、柔軟媒体モデル作成処理時に表示されるモデル定義画面の一例を示す画面表示図であり、柔軟媒体をシステム上で曲げと引っ張りの力に反応する弾性体としてモデル定義するための画面表示である。
【００４５】
柔軟媒体の配置が終わると、次に直線（破線）３４で表現されている柔軟媒体を複数のバネ−質量系に離散化する。その際、分割数ｎの入力を促すメッセージがコマンド欄４に表示されるので、ユーザは前記コマンド欄４に分割数ｎを入力する。本実施の形態では分割数を１０とした例を示している。
【００４６】
また同時に、媒体種選択画面２Ｉには代表的な媒体種名が予め登録してあり、計算しようとしている柔軟媒体の種類をクリックして選択することができる。搬送経路内での柔軟媒体の運動を計算するために必要な計算パラメータは、柔軟媒体のヤング率、密度、厚さの情報であり、媒体種選択画面２Ｉ中に表示される媒体種には前記パラメータがデータベースとして割り当てられている。
【００４７】
図７の例では、媒体種に代表的な再生紙として「再生紙１」を選択しているが、同操作により計算内部では「再生紙１」のヤング率（例えば５４０９Ｍｐａ）、密度、紙厚（例えば０．０９５１ｍｍ）に対応する値がデータベースから選択される。
【００４８】
図７に示されるように、分割法選択画面２Ｊ内の「等分割」を選択することで、グラフィック画面３に図６の直線（破線）３４を等間隔で１０に区分する位置に質点３５が配置され、同時に質点間が回転バネ３６及び並進バネ３７により連結したモデルが表示される。質点間を結ぶ回転バネ３６は、柔軟媒体を弾性体と見なした際の曲げ剛性を表現し、また並進バネ３７は引っ張り剛性を表現する。両バネ定数は弾性理論から導くことが可能である。回転バネ定数ｋｒ、及び並進バネ定数ｋｓは、ヤング率Ｅ、幅ｗ、紙厚ｔ及び質点間の距離ΔＬを用いて、次式によって与えられる。
【００４９】
【数１】
2006338621.tif 000003
【００５０】
質点の質量ｍは、柔軟媒体の長さＬ、幅ｗ、紙厚ｔ、密度ρ、分割数ｎとすると、次式により計算される。
［数２］
ｍ＝Ｌｗｔρ／（ｎ−１）
以上の作業により、柔軟媒体が、システム上で曲げと引っ張りの力に反応する弾性体としてモデル定義される。柔軟媒体モデル作成処理によるバネ−質量要素への離散化の後は、搬送条件設定処理（ステップＳ１０４）へ移る。
【００５１】
（Ｄ）搬送条件設定処理（ステップＳ１０４）
搬送条件設定処理では、搬送ローラの駆動条件、搬送経路の分岐を行うフラッパの制御、及び搬送ガイド／ローラと柔軟媒体との接触時の摩擦係数を定義する。
【００５２】
図８は、搬送条件設定処理時（ステップＳ１０４）に使用される画面一例を示す画面表示図である。
【００５３】
図８におけるメニューバー１中の「搬送条件」ボタン１ｃを選択することで搬送条件設定の実施画面が表示され、同時にサブ構成メニュー２に駆動条件及び摩擦係数を定義する画面が現れる。同図ではローラの駆動制御の入力例を示しており、サブ構成メニュー２の駆動条件「ローラ」を選択した段階で、グラフィック画面３に表示してある搬送ローラの中から駆動条件を定義するローラを選択する。
【００５４】
図９は、ローラの時間経過に対する回転数のグラフ表示の一例を示す画面表示図である。
【００５５】
図８のサブ構成メニュー２おいて、「駆動制御」から「ローラ」の選択をすると、グラフィック画面３には、時間経過を示す横軸（ここでは時間［ｓｅｃ］）とローラの回転数を示す縦軸（ここでは回転数［ｒｐｍ］）が表示される。ここで、所望の条件を入力すると、時間に対するローラの回転数を示すグラフが表示されるようになっている。
【００５６】
具体的には、コマンド欄４から所望の設定条件（ここでは時間、回転数）を適宜入力すると、グラフィック画面３にグラフが作成される。本実施の形態では、０秒→１秒までに直線的に回転数を０ｒｐｍ→１２０ｒｐｍに上昇させ、１秒→３秒までは１２０ｒｐｍを維持し、３秒→４秒の間に１２０ｒｐｍ→０ｒｐｍ秒に減速する例を示している。
【００５７】
分岐経路に使用するフラッパの制御定義についても、縦軸が回転数から角度に変わるだけで、ローラと同様に経過時間に対するフラッパの角度を設定することでグラフ化を行うことができる。
【００５８】
摩擦係数の定義をする場合も、サブ構成メニュー２の「摩擦係数」を選択した段階で、グラフィック画面３に表示してあるローラまたはガイドを個々に選択し、柔軟媒体との摩擦係数μをコマンド欄４より入力する。ここで入力された摩擦計数μにより、柔軟媒体の質点８１とローラ８２またはガイド８３との接触計算により垂直抗力Ｎが得られる。これを図１０に示すように、柔軟媒体の搬送方向とは逆向きに摩擦力μＮが働くように設定される。
【００５９】
（Ｅ）運動計算処理（ステップＳ１０５）
搬送条件設定処理が終了すると、次に運動計算処理（ステップＳ１０５）へ移る。運動計算処理では、柔軟媒体モデルに働く種々の力を考慮し、運動方程式を解くことで搬送経路内の柔軟媒体の挙動を求める。
【００６０】
図１１は、本実施の形態に係るシミュレーション装置の運動計算処理を示すフローチャートである。この処理は上述したハードウエア構成によって達成される。
【００６１】
まずステップＳ９１では、運動計算の実時間Ｔと、運動方程式の解を数値的に求める際に使用する数値時間積分の時間刻みΔｔとを設定する。以降ステップＳ９２〜ステップＳ９７が数値時間積分のループであり、柔軟媒体の運動は初期時間からΔｔ毎に計算され、ＲＡＭ９０３に結果が保存される。
【００６２】
ステップＳ９２では、Δｔ秒後の計算を行う際に必要な初期加速度、初期速度、初期変位を設定する。これらの値は１サイクル終わる毎にその計算結果（即ち前回のサイクルの計算値を初期値とする）が投入される。
【００６３】
続くステップＳ９３では、柔軟媒体を形成する各質点に働く力を定義する。この力には、回転モーメント、引っ張り力で表される復元力、接触力、摩擦力、重力、空気抵抗力、及びクーロン力があり、個々の質点に対し働く力を計算した後、その合力を最終的に柔軟媒体に加わる力として定義する。
【００６４】
次のステップＳ９４では、前記ステップＳ９３で求めた各質点に働く力の合力を質点の質量で除し、さらに初期加速度を加算することでΔｔ秒後の加速度を計算し、さらにステップＳ９５では速度を、ステップＳ９６では変位を計算する。即ち、ステップＳ９５では、加速度にΔｔを乗算し、さらに初速度を加算することでΔｔ秒後の速度を計算し、ステップＳ９６では、速度にΔｔを乗算し、さらに初期変位を加算することでΔｔ秒後の変位を計算する。
【００６５】
なお、本実施の形態ではステップＳ９３〜ステップＳ９６の一連のΔｔ秒後の物理量計算にＥｕｌｅｒの時間積分手法を採用しているが、Ｋｕｔｔａ−ｍｅｒｓｏｎ、Ｎｅｗｍａｒｋ−β法、Ｗｉｌｌｓｏｎ−θ法等、他の時間積分手法を採用しても良い。
【００６６】
そして、ステップＳ９７では、計算時刻がステップＳ９１で設定した実時間Ｔに到達したか否かを判断し、到達していれば当該運動計算処理を終了する。到達していない場合は再度ステップＳ９２に戻り、時間積分を繰り返す。
【００６７】
（Ｆ）結果表示処理
結果表示処理は、メニューバー１中の「結果表示」ボタン１ｄを押すことで実施され、同時に図１２に示すようにサブ構成メニュー２に動画メニュー画面とプロットメニュー画面が表示される。
【００６８】
図１２は、結果表示処理時に表示される動画メニュー画面の一例を示す画面表示図である。
【００６９】
動画メニュー画面は、再生ボタン、停止ボタン、ポーズ、早送り、及び巻き戻しボタン等の動画の制御を行うべく機能的もので構成され、これらのボタンによりグラフィック画面３で柔軟媒体３８の挙動を可視化できる。
【００７０】
図１３は、結果表示処理時に表示されるプロットメニュー画面の一例を示す画面表示図である。
【００７１】
柔軟媒体の挙動をより定量的に行うため、ガイドやローラの搬送負荷、柔軟媒体の加速度、速度、及び変位等が時間に対しグラフ表示される。このように結果表示処理により、種々の搬送経路内の評価が可能となる。なお、図１３の例では、ガイドに対する柔軟媒体の抵抗の時間変化を表示している。
【００７２】
図１４は、結果表示処理時に表示されるプロットメニュー画面の他の例を示す画面表示図であり、サブ構成メニュー２から「区間通過」２Ｗを選択した場合に表示される画面の一例を示している。
【００７３】
サブ構成メニュー２から「区間通過」２Ｗを指定すると、図１４に示すように、コマンド欄４に必要項目の入力を促す画面が表示される。即ち、区間通過情報を収集する区間は１つまたは複数指定することが可能てあるが、その区間毎に、区間始点（始線）となるセンサ線と、区間終点（終線）となるセンサ線と、その区間速度とを指定するように使用者に促す。センサ線の指定は、マウス９０９ａで、グラフィック画面３上の表示を、直接指示することにより行うことができる。
【００７４】
区間速度の指定は、具体的な速度を数値で行っても良いが、マウス９０９ａを用いて、グラフィック画面３上で柔軟媒体の搬送速度を律するローラを指定しても良い。
【００７５】
これらの必要項目の入力が完了した状態で、コマンド欄４の「表示」ボタン４ａをクリックすると、グラフィック画面３上に図１５に示すような区間情報表示画面が別に開き、区間通過情報を収集した結果が表示される。
【００７６】
指定した区間５Ａ毎に、区間始点（始線）となるセンサ線を柔軟媒体が初めて通過した時刻（ｔ１）５Ｂと、区間終点（終線）となるセンサ線を柔軟媒体が初めて通過した時刻（ｔ２）５Ｃが、それぞれ収集され表示される。通過時間５Ｄには、時刻５Ｃから時刻５Ｂを減じた値が演算され表示される。速度５Ｅには、利用者が数値で指定した値、または利用者が指定したローラの駆動条件を参照しそれより平均速度を演算した値が表示される。この平均速度演算は、ユーザが事前に入力したローラ径と駆動条件グラフ（図９）を用い、ローラ周速を時刻５Ｂから時刻５Ｃまで積分した値を、その所要時間で除することにより行う。経路距離５Ｆは、時刻５Ｄの値に時刻５Ｅを乗じた値が表示される。
【００７７】
この様に表示された区間通過情報は、「ファイル保存」ボタン５Ｇによりファイルで保存することが可能である。本実施の形態では、ｃｓｖやｓｙｌｋ形式等の汎用的なテキスト形式のファイルを採用することができ、受け取るシミュレータが読み易い汎用的でないファイル形式とすることもできる。その際、図１５で示すように表示した全ての項目の情報をそのファイルの情報に含めるようにしても良い。
【００７８】
（Ｇ）結果出力処理（ステップＳ１０７）
図１６は、結果出力処理時に表示される保存項目選択画面の一例を示す画面表示図である。
【００７９】
同図に示すように、前述した区間通過情報の各項目（項目名、区間Ｎｏ．、時刻ｔ１、時刻ｔ２、通過時間、速度、経路距離）をそれぞれ選択的に、例えばフレキシブルディスク（ＦＤ）９１２等の記録媒体に保存（出力）可能になっている。
【００８０】
本実施の形態では、出力方式としてファイルという手法で説明したが、これは、ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等によって外部のシミュレータに直接的に情報を渡す手法であっても構わない。
【００８１】
＜本実施の形態の利点＞
本実施の形態では、搬送される柔軟媒体の挙動予測を運動方程式により行う物理的挙動シミュレータに、搬送経路から所望の区間を指定する機能（図５を参照）を設け、その指定した区間において物理的挙動シミュレーションを行い、そのシミュレーション結果に基づいて、図１５に示すような区間通過情報を表示する。また、得られた区間通過情報を電磁的に読み取り可能な方式（ファイルなど）で出力する。これにより、利用者は、制御シミュレーションで必要となる搬送経路長（経路距離）等のパラメータ情報を、柔軟媒体の物理的挙動シミュレーションの結果から容易に取り出し、簡単に制御シミュレータに引き渡すことができる。
【００８２】
例えば、柔軟媒体が通過する全搬送経路のうち、柔軟媒体の物理的な挙動によって該柔軟媒体の軌跡が容易に予測できない搬送経路が存在しても、この搬送経路を指定して本実施の形態の物理的挙動シミュレーションを行うことにより、制御シミュレーションで必要となる搬送経路長（経路距離）や通過時間等のパラメータ情報を容易に取り出し、簡単に制御シミュレータに引き渡すことができる。
【００８３】
これにより、少ない計算負荷で柔軟媒体の軌跡を正確に評価することが可能になり、柔軟媒体搬送装置の設計シミュレーション全体の効率が向上する。さらには、例えば設計者が制御シミュレーションに空想的な挙動設定を用いるといったことも未然に避けることができ、正確な制御シミュレーションを行うことが可能になる。
【００８４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲において適宜変形、組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【００８５】
また、本発明の目的は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００８６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８７】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしても良い。
【００８８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８９】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９０】
この場合、上記プログラムは、該プログラムを記憶した記憶媒体から直接、またはインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態に係るシミュレーション装置を構成するコンピュータの概略的なハード構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したシミュレーション装置の処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】搬送経路定義処理時に表示される画面の一例を示す画面表示図である。
【図４】センサ定義画面の一例を示す画面表示図である。
【図５】搬送経路指定処理時の指定操作の一例を示す画面表示図である。
【図６】柔軟媒体モデル作成処理時に表示される媒体配置画面の一例を示す画面表示図である。
【図７】柔軟媒体モデル作成処理時に表示されるモデル定義画面の一例を示す画面表示図である。
【図８】搬送条件設定処理時に使用される画面一例を示す画面表示図である。
【図９】ローラの時間経過に対する回転数のグラフ表示の一例を示す画面表示図である。
【図１０】搬送条件設定処理時の摩擦係数の説明図である。
【図１１】本実施の形態に係る運動計算処理を示すフローチャートである。
【図１２】結果表示処理時に表示される動画メニュー画面の一例を示す画面表示図である。
【図１３】結果表示処理時に表示されるプロットメニュー画面の一例を示す画面表示図である。
【図１４】結果表示処理時に表示されるプロットメニュー画面の他の例を示す画面表示図である。
【図１５】区間通過情報の画面表示図である。
【図１６】結果出力処理時に表示される保存項目選択画面の一例を示す画面表示図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  メニューバー
２  サブ構成メニュー
３  グラフィック画面
４  コマンド欄
３１  センサ線の端部座標
３２  センサ線の表現線
３３  柔軟媒体の端部座標
３４  柔軟媒体の表現線
３５  質点
３６  回転バネ
３７  並進バネ
３８  柔軟媒体
８１  質点
８２  ローラ
８３  ガイド
９０１  ＣＰＵ
９０２  ＲＯＭ
９０３  ＲＡＭ
９０９ａ  マウス
９０９ｂ  キーボード
９１０  ＣＲＴディスプレイ
９１１  ハードディスク
９１２  フレキシブルディスク
【図１】
2006338621.tif 000004
【図２】
2006338621.tif 000005
【図３】
2006338621.tif 000006
【図４】
2006338621.tif 000007
【図５】
2006338621.tif 000008
【図６】
2006338621.tif 000009
【図７】
2006338621.tif 000010
【図８】
2006338621.tif 000011
【図９】
2006338621.tif 000012
【図１０】
2006338621.tif 000013
【図１１】
2006338621.tif 000014
【図１２】
2006338621.tif 000015
【図１３】
2006338621.tif 000016
【図１４】
2006338621.tif 000017
【図１５】
2006338621.tif 000018
【図１６】
2006338621.tif 000019