(57)【要約】【課題】設計者による経験に頼っていた搬送径路の形状設計を誰でも簡単に行えるようにする。【解決手段】媒体軌跡設定処理（Ｓ１１）により、紙等のシート状の柔軟媒体の軌跡を直線、円弧を含む任意の形状で定義する。続く初期ガイド作成処理（Ｓ１２）では、柔軟媒体の軌跡に対して、上下に平行線を作成して初期のガイドを形成し、軌跡区間分割処理（Ｓ１３）では、軌跡を定義された間隔で等分割する。そしてガイド幅変更処理（Ｓ１４）では、分割された１区間の上流もしくは下流側のガイド幅を変更することで、柔軟媒体が通過可能なガイド形状になるように変更する。区間結合処理（Ｓ１５）では、変更されたガイド端部に繋がる次の区間の端部をそのガイド幅に合わせて結合する。【選択図】図２
2008139998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の柔軟媒体モデル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、
前記柔軟媒体モデルの軌跡を設定する軌跡設定手段と、
前記設定された軌跡に対して前記軌跡の両側にオフセットされた搬送経路のガイドモデルを作成するガイド設定手段と、
前記媒体軌跡を複数の区間に分割する軌跡区間分割手段と、
記憶手段によって記憶された柔軟媒体モデルの条件で実行されたシミュレーション結果に基づいて、前記軌跡区間分割手段によって分割された単位区間の端部のガイド幅を決定するガイド形状決定手段と、
前記ガイド形状決定手段によってガイド幅が変更された単位区間に隣接する区間の端部を前記変更されたガイド幅に合わせて結合する区間結合手段とを備えたことを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記ガイド形状決定手段は、前記単位区間の端部の複数のガイド幅と、前記ガイド幅のそれぞれに対して、柔軟媒体の複数の条件に基づいて複数の搬送シミュレーションを実行することでガイド幅を決定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】
前記ガイド形状決定手段は、柔軟媒体の先端と前記ガイドとが接触したときに、該柔軟媒体の先端質点の、少なくとも復元力、重力及び抵抗力の合力と、前記柔軟媒体の先端の接触抵抗力とを比較し、接触抵抗力の方が大きくなった場合は、柔軟媒体が搬送不可能と判定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】
前記搬送経路内の構成部品として搬送ローラを有し、
前記ガイド形状変更手段は、対象区間の上流側に位置する搬送ローラの搬送抵抗力をモニタし、その搬送抵抗力が少なく、かつ柔軟媒体による変動が少ないガイド形状を最適形状とすることを特徴とする請求項１乃至３に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
シート状の柔軟媒体モデル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シミュレーション方法において、
前記柔軟媒体モデルの軌跡を処理ユニットが設定する軌跡設定工程と、
前記軌跡に対して前記軌跡の両側にオフセットされた搬送経路のガイドモデルを処理ユニットが作成するガイド設定工程と、
前記媒体軌跡を処理ユニットが複数の区間に分割する軌跡区間分割工程と、
記憶手段によって記憶された柔軟媒体モデルの条件で実行されたシミュレーション結果に基づいて、前記軌跡区間分割工程において分割された単位区間の端部のガイド幅を処理ユニットが決定するガイド形状決定工程と、
前記ガイド形状決定工程において変更された単位区間の端部に隣接する区間の端部をそのガイド幅に合わせて処理ユニットが結合する区間結合工程とを有することを特徴とするシミュレーション装置のシミュレーション方法。
【請求項６】
請求項５に記載のシミュレーション方法をシミュレーション装置に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記憶することを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【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するための搬送経路の設計に利用可能なシミュレーション装置及びシミュレーション方法、並びにこれに関するプログラム、並びに前記プログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの装置においては、紙やフィルムなどを含むシート状の柔軟媒体がその搬送経路内を搬送される時の柔軟媒体の挙動を計算機シミュレーションにより解析して、搬送経路の最適設計を行うことが、従来より行われている。搬送経路の設計において、実物を作る前から様々な条件で設計物の機能を検討することは、試作品の製造や試験に要する工数を低減することがことでき、開発期間及び費用の点で望ましい。
【０００３】
このような目的で搬送経路内の柔軟媒体の挙動をシミュレーションする技術として、柔軟媒体を簡易的に質量とバネにより表現する手法が公開されている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００５−３４６５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような、搬送経路内の柔軟媒体の挙動をシミュレーションする技術において、柔軟媒体等のパラメータの変更と搬送径路形状の設計変更は、ユーザによる試行錯誤で行っていた。そのため、大量のモデルを作成することはユーザにとって大きな負荷であり、設定ミスも起こりやすかった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、搬送径路内における柔軟媒体の挙動を精度良くシミュレーションすることができ、搬送経路の形状設計を容易に自動作成することができるシミュレーション装置及びシミュレーション方法を提供することを目的とする。また、前記シミュレーション方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び該プログラムを記憶するための記憶媒体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】
【０００６】
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、搬送経路内における前記柔軟媒体の軌跡情報である媒体軌跡を設定する媒体軌跡設定手段と、前記媒体軌跡の上下に線分を描画してガイドを作成するガイド設定手段と、前記媒体軌跡を複数の区間に分割する軌跡区間分割手段と、前記軌跡区間分割手段によって分割された単位区間の上流または下流の端部のガイド幅を変更して、柔軟媒体が搬送可能なガイド形状に変更するガイド形状変更手段と、前記ガイド形状変更手段によって変更された上流または下流のガイド端部に接続される次の区間の端部をそのガイド幅に合わせて結合する区間結合手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
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シミュレーション方法において、搬送経路内における前記柔軟媒体の軌跡情報である媒体軌跡を設定する媒体軌跡設定工程と、前記媒体軌跡の上下に線分を描画してガイドを作成するガイド設定工程と、前記媒体軌跡を複数の区間に分割する軌跡区間分割工程と、前記軌跡区間分割工程によって分割された単位区間の上流または下流の端部のガイド幅を変更して、柔軟媒体が搬送可能なガイド形状に変更するガイド形状変更工程と、前記ガイド形状変更工程によって変更された上流または下流のガイド端部に接続される次の区間の端部をそのガイド幅に合わせて結合する区間結合工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、搬送径路内における柔軟媒体の挙動を精度良くシミュレーションすることができ、搬送経路の形状設計を容易に作成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
［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の構成を示すブロック図である。
【００１１】
このシミュレーション装置は、コンピュータで構成されている。このコンピュータは、図１に示すように、ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）２０１、キーボード２０４、ポインティングデバイス（ＰＤ）２０５、ＣＰＵ２０６、ＲＯＭ２０８、及びＲＡＭ２０９を有している。さらに、不揮発性の２次記憶媒体として、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２１０も備えている。そして、これらの各デバイスは、Ｉ／Ｏバス（アドレスバス、データバス及び制御バスから成る）２０７を介して接続されている。
【００１２】
ＣＰＵ２０６は、ＲＯＭ２０８に記憶された制御プログラム（搬送経路の設計を支援するための、本発明に関連した設計支援プログラム等）に基づいて本装置の各ユニットを制御する。ＲＡＭ２０９は、設計支援プログラム等をＣＰＵ２０６が実行するときのワークエリアやエラー処理時の一時退避エリアとして用いられる。ハードディスクドライブ２１０及びフロッピー(登録商標)ディスクドライブ２１１は、搬送経路設計支援用のデータベースやアプリケーションプログラムなどの保存用に用いられる。
【００１３】
ビデオＲＡＭ２０１は、ディスプレイ装置２０２の画面に表示される文字やイメージを展開記憶するメモリであり、キーボード２０４は、入力に関する各種キーを備え、ポインティングデバイス２０５は、画面上でアイコンなどを指し示すためのマウス等である。
【００１４】
上記構成のシミュレーション装置に電源を投入すると、ＣＰＵ２０６はＲＯＭ２０８のブートプログラムに従って装置を初期化する。そして、ＨＤＤ２１０からＯＳ（オペレーティング・システム）のロードを行い、その後に、以下で詳述する本実施の形態の処理を実現するために、設計支援プログラム等を動作させることになる。
【００１５】
なお、本実施形態に関連した設計支援プログラムは、ＲＯＭ２０８に記憶されているものとしたが、もちろんハードディスク２１０等に記憶させるようにしても良いし、記憶媒体によって本発明が限定されるものでもない。
【００１６】
［本実施の形態の処理］
以下、本実施の形態に係る一連の処理を説明する。なお、この一連の処理は、図１に示したシミュレーション装置の例えばＲＯＭ２０８に記憶された本実施の形態に係る設計支援プログラムをＣＰＵ２０６で実行することにより実現される。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る一連の処理を示すフローチャートである。
【００１８】
まず、ステップＳ１１の媒体軌跡設定処理において、ポインティングデバイス２０５の入力に応じて、ＣＰＵ２０６は、紙等のシート状の柔軟媒体モデル（以下、柔軟媒体として簡略化して称す）の軌跡を直線、円弧を含む任意の形状で作成する。続くステップＳ１２の初期ガイド作成処理において、ポインティングデバイス２０５の入力に応じて、ＣＰＵ２０６は、柔軟媒体を搬送する搬送経路のガイドモデル（以下、ガイドとして簡略化して称す）として、柔軟媒体の軌跡の両側に所定の距離オフセットした平行線を作成する。この上下２本の平行線が初期のガイドの形状となる。
【００１９】
次のステップＳ１３の軌跡区間分割処理において、ＣＰＵ２０６は、予め定義された間隔で軌跡を等分割する。そしてステップＳ１４のガイド幅変更処理では、軌跡区間分割処理により分割された任意の区間のガイド幅を変更することで、柔軟媒体が通過可能なガイド形状になるように変更する。
【００２０】
最後のステップＳ１５の区間結合処理において、ＣＰＵ２０６は、前記ガイド幅変更処理により変更されたガイド端部に隣接する区間の端部をそのガイド幅に合わせて結合する。ＣＰＵ２０６は、ステップＳ１４とステップＳ１５の処理を繰り返し、次々に区間を結合していくことで搬送経路を作成していく。
【００２１】
以下に、前記各処理について具体的に説明する。
【００２２】
（Ａ）媒体軌跡設定処理（Ｓ１１）
図３は、搬送径路最適化の一連の流れを実行するための画面構成を示す表示画面図である。
【００２３】
初めに柔軟媒体の軌跡の定義処理が実行される。まず、ＣＰＵ２０６は、軌跡を定義するメニューの中から直線ボタン２Ａ、円弧ボタン２Ｂ、及びスプラインボタン２Ｃのいずれかがポインティングデバイスを介して選択されたことを検出する。さらに、ＣＰＵ２０６は、選択された形状に応じて指定される、直線の場合における線分の始点と終点、円弧かスプラインの場合における所望の形状を形成するために必要な中間の点の指定を検出する。すると、ＣＰＵ２０６は、ディスプレイ装置２０２の画面上に指定された形状を表示させる。これら線分を組み合わせることにより、様々な柔軟媒体の軌跡が作成される。
【００２４】
図４に、最適化対象部位として２対のローラ間のＳ字カーブの柔軟媒体の軌跡３１を定義した図を示す。
【００２５】
（Ｂ）初期ガイド作成処理（Ｓ１２）
柔軟媒体の軌跡が定義後、ＣＰＵ２０６は、初期のガイドを形成する。初期ガイドは、ステップＳ１１において作成された柔軟媒体の軌跡３１の両側に所定距離オフセットされた該軌跡３１に平行な２本の線で定義される。２本の線の間隔は、初期値として最も良くあるパターンが設定されているが、後で任意の値に設定変更することもできる。
【００２６】
図５は、初期ガイド作成処理の概念を示す概念図である。図５の例では、初期のガイド間隔を５ｍｍとして、初期ガイド４１を定義したものである。また、ガイド間隔は他部材との干渉といった設計上の制約により、ある範囲までしか、広げられないことが考えられる。そこで本実施の形態では制約条件として、ガイド幅の上限と下限を設定する。図５では、ガイド幅が１０ｍｍを超えると他の部材４２と干渉するため、上限がガイド幅１０ｍｍの制約を設ける。
【００２７】
（Ｃ）区間分割処理（Ｓ１３）
初期ガイドが設定されると、次に区間分割処理に移る。
【００２８】
区間分割はボタン２Ｄの検出に応じて実行される。区間分割に関して、等間隔に分割する方法と、画面上において任意の箇所を選択して分割する手法とのいずれかが選択できる。等分割の選択を検出した場合、ＣＰＵ２０６は、直線、円弧、スプライン曲線を組み合わせた全長を等分割する。一方、画面上で任意の箇所を選択して分割する手法の選択を検出した場合、ＣＰＵ２０６は、カーソルを用いて指定された軌跡上の任意の点を分割点とする。
【００２９】
図６は、軌跡区間分割処理の概念を示す概念図である。図６の例では、軌跡を１０ｍｍ間隔で分割して得られた分割点に加え、さらに詳細な設計が必要な部分に分割点５１が指定されている。
【００３０】
（Ｄ）ガイド幅変更処理（Ｓ１４）
次にガイド幅変更処理に移る。
【００３１】
本処理では、分割点によって分割された１つの区間に着目する。この１つの区間の上流もしくは下流の分割点において、ＣＰＵ２０６は、ガイド幅を変更することで形状を決定していく。
【００３２】
図７は、ガイド幅変更処理の概念を示す概念図である。図７の例では、区間の下流側の分割点においてガイド幅が広く変更されている。そして、柔軟媒体の軌跡に平行な初期に設定された搬送経路６１が徐々に広くなる搬送経路６２に変更されている。このような処理によりガイドの幅が最適化される。以下にガイド幅最適化処理を具体的に示す。
【００３３】
（１）ガイド幅最適化処理の概要
以下、Ｓ１４におけるガイド幅の最適化について詳細に説明する。
【００３４】
最適化処理は、搬送される柔軟媒体の条件がばらついても、搬送性能が変わらないガイド幅を求めることを目標とする。本実施の形態では、ガイドを変更した搬送経路パターン１つに対し、柔軟媒体の条件を変更しながらシミュレーションが複数回行われ、それらによって得られた結果が統計的処理される。ＣＰＵ２０６は、統計処理された結果によりそのガイド幅を評価する。こうして、ガイド幅が変更されたいくつかの搬送経路パターンを比較し、最適なガイド幅が選択される。
【００３５】
ガイド幅を変更するには、モンテカルロ法に代表される乱数発生による方法、または、変更量の上下限を決め、範囲内を等間隔で変更するなどがある。柔軟媒体の条件はあらかじめ内部で自動的に設定されているか、ユーザに設定させるかどちらでも良い。柔軟媒体の条件は、柔軟媒体の種類、環境、カール形状などのパラメータを含む。
【００３６】
ユーザに設定させる方法において、図３のボタン２Ｅの選択の検出に応じて、図８に示すような柔軟媒体の条件を入力するための入力画面がディスプレイ装置２０２の画面上に表示される。図８は、柔軟媒体の条件設定を行うための行列表の画面である。
【００３７】
この画面では、縦の列に１組の柔軟媒体の条件を、横の列に柔軟媒体の環境や紙種、方向といった各パラメータ値をとっている。図８に示す例では、１列目の「柔軟媒体１」では環境にＨ／Ｈ、紙種が再生紙Ａ、方向が縦、カールの幅が１０、カールの高さとして５が入力されている。これにより、柔軟媒体１の条件が決定される。２列目以降も同様にパラメータを決定すると、列の数だけ柔軟媒体の条件が作成されることになる。これら設定された複数組の柔軟媒体の条件はＲＡＭ２０９に記憶される。
【００３８】
（２）ガイド幅最適化処理
柔軟媒体上に分割点を作成した後、図３に示すボタン２Ｆの選択の検出に応じて最適化処理を実行する。図９は、ガイド幅最適化処理をＣＰＵ２０６が実行するフローチャートである。
【００３９】
図９のステップＳ８１において、ＣＰＵ２０６は、搬送径路の形状（対象とする分割点におけるガイド幅）を変更する（開始時はステップＳ８１の処理は実行しない）。ガイド幅は、予め設定された範囲の複数の値を予めＲＡＭに記憶されているものとする。そして、ＣＰＵ２０６は、予め設定された複数組の柔軟媒体の条件のうちの１条件で、柔軟媒体の挙動シミュレーションを行い、その結果をＲＡＭ２０９に格納する（ステップＳ８２、Ｓ８３、Ｓ８４）。この処理を、ＣＰＵ２０６は、ステップＳ８５の分岐で示すように、１パターンの搬送経路に対し、複数組の柔軟媒体の条件で計算を繰り返し行う。そして、全条件を終了したら次のステップＳ８６に処理が移る。
【００４０】
ステップＳ８６では、ＣＰＵ２０６は、もし現在の搬送径路の設定が前回に計算した搬送径路の設定よりも良い結果が得られると判断したとすると、現在の搬送径路の設定を最適形状としてＲＡＭ２０９に格納する（ステップＳ８７）。この搬送経路の評価方法は後に説明する。
【００４１】
この処理を搬送径路の全ガイド幅を終了するまで繰り返す（ステップＳ８８）ことで、最適な搬送径路形状を求めていく。計算回数は、（搬送径路の変更回数）×（柔軟媒体の条件数）となる。ＣＰＵ２０６は、柔軟媒体の条件の組数が２０パターンあり、搬送径路の形状パターンが１０通りだとすると２００回の計算を連続で実行することになる。
【００４２】
（３）挙動計算の詳細
図１０は、ＣＰＵ２０６が実行する図９のステップＳ８３の挙動計算処理の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
図１０の処理において、柔軟媒体は複数のバネ−質量系に離散化して扱われる。まずステップＳ９１において、ＣＰＵ２０６は、キーボード２０４およびポインティングデバイス２０５の入力に応じて、柔軟媒体の運動を計算する実時間Ｔ及び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を設定する。
【００４４】
以降ステップＳ９２〜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、ＲＡＭ２０９に結果が保存される。
【００４５】
ステップＳ９２では、ＣＰＵ２０６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）が設定される。
【００４６】
次のステップＳ９３では、ＣＰＵ２０６は、柔軟媒体を形成する各質点に働く力を定義する。各質点に働く力力には回転モーメント、引張り力、接触力、摩擦力、重力、空気抵抗力、クーロン力があり、ＣＰＵ２０６は、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。
【００４７】
次のステップＳ９４において、ＣＰＵ２０６は、前記ステップＳ９３で求めた質点に働く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秒後の各質点の加速度を計算する。同様にして、ＣＰＵ２０６は、ステップＳ９５においてΔｔ秒後の各質点の速度を、ステップＳ９６においてΔｔ秒後の各質点の変位を計算する。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。
【００４８】
ステップＳ９７において、ＣＰＵ２０６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。
【００４９】
（４）搬送性能評価の詳細
次に、図９のステップＳ８６における搬送性能評価の一例を説明する。
【００５０】
搬送性能評価は、最適化対象区間の上流に位置するローラ３２の搬送抵抗を評価することによって実行される。図１０の挙動計算手法により、ローラ３２の部分に位置する質点に加わる力が計算される。この力を搬送抵抗として取得する。そして、この搬送抵抗を、柔軟媒体が対象区間を通過するシミュレーションの過程での最大値を記憶する。例えば１つのガイド幅に対して、柔軟媒体の条件を２０パターン計算したとすると、２０個の搬送抵抗が記憶されることになる。
【００５１】
図１１は、搬送抵抗を説明するための模式図である。
【００５２】
図１１の例では、柔軟媒体が搬送経路のカーブに差し掛かったとき、上流側にある搬送ローラ対１０１の直前の質点１０２に加わる力を計算したものである。図１１では、曲率の厳しいカーブにおいて、質点に加わる力も増し、搬送抵抗が上昇している。
【００５３】
そして、全柔軟媒体の条件を計算し終えたら、ＣＰＵ２０６は、２０個の搬送抵抗の平均値と標準偏差を計算する。標準偏差はばらつきの指標となる。ＣＰＵ２０６は、この平均値と標準偏差を１つの搬送径路についてＲＡＭ２０９に格納する。１つの搬送径路Ａの計算が終了したら、ガイド幅を変更した次の搬送径路Ｂについて、柔軟媒体条件を２０パターン計算する。この搬送径路での搬送抵抗でも２０個のデータから平均値と標準偏差を算出する。
【００５４】
次に、ＣＰＵ２０６は、搬送径路Ｂと搬送径路Ａにおける数値の比較を行う。まずは平均値の比較により、搬送抵抗が小さい方が最適な搬送径路として判断されるが、ばらつきが大きいものは、安定性が悪い。そのため、ＣＰＵ２０６は、搬送抵抗と安定性の面から総合的に比較する。
【００５５】
図１２は、搬送抵抗のばらつきを示すグラフである。図１２のような分布では、平均値ではＢの方が小さいが、ばらつきは大きくなっている。ばらつきが大きいと、場合によっては柔軟媒体が停留してしまう。本実施の形態では、ばらつきの許容限界が予め設定される。そして、ＣＰＵ２０６は、あるばらつき量を超えると不適格な搬送経路と判断する。
【００５６】
また、停留を自動認識する方法として、次のような方法と併用する。柔軟媒体の先端質点は運動計算手法による合力が計算される。この合力により柔軟媒体の先端の変位量が計算されるが、もし搬送経路のガイドと接触したときの接触抵抗力が、この合力より大きかったら、柔軟媒体の先端は抵抗に打ち勝てず、進むことができない。
【００５７】
よって柔軟媒体先端の合力と接触抵抗力は常にモニタしておき、接触抵抗力が大きくなっている状態が長い期間継続する搬送径路は、停留による不具合モデルとなりと判断される。すなわち、このような搬送径路は最適解から除外される。
【００５８】
図１３は、柔軟媒体の先端停留判断を説明するための模式図である。
【００５９】
先端の合力１２１と接触抵抗力１２２を比較し、接触抵抗力が大きくなっているため先端が停留している不具合事例である。このように分割された１つの区間でガイド幅が最適化される。
【００６０】
１つの区間のガイド幅最適化が行われたら、次の区間の最適化処理が実行される。
【００６１】
（Ｄ）区間結合処理（Ｓ１５）
区間同士は連続していなければならないので、隣接する区間の端部（分割点）を最適化された区間の端部のガイド幅に合わせる処理を行う。
【００６２】
図１４は、区間結合処理を説明するための模式図である。
【００６３】
図１４の例では、柔軟媒体が搬送される上流側の区間から最適化を初め、１番目の区間の下流側端部を最適化により広くし、隣接する２番目の区間の上流側の端部を１番目の下流側端部１３１の幅に合わせ結合し新たなガイド形状１３２を形成する。この処理を、全区間が終了するまで繰り返すことで最終的な全体の搬送経路を最適化することができる。図１５に、得られた最適形状の例を示す。
【００６４】
図１５は、搬送経路の最適形状の一例を示す模式図である。
【００６５】
前述した図６の例では初期ガイドの幅を一律５ｍｍとしたが、図１５の例では、カーブの部分では制約条件のガイド幅最大１０ｍｍ以内で幅を広くし、Ｓ字の曲率が大きくなっている。
【００６６】
図１６（ａ），（ｂ）は、柔軟媒体がカールしている場合の最適化結果の一例を示す模式図である。
【００６７】
柔軟媒体にカール１５１がついている場合はガイドの幅が広すぎると、図１６（ａ）に示すように、そのカールを潰せず却って先端停留が起こることが考えられる。図１６（ｂ）では、ガイド幅を広くし、カールによる先端停留を防ぐよう形状最適化が行われた例である。
【００６８】
図１７は、搬送径路の下流側の区間からガイド形状が最適化される例を示す模式図である。
【００６９】
図１７に示すように、ＣＰＵ２０６は、最下流の区間の上流側のガイド幅１６１を最適な幅に変更し、柔軟媒体１６３が搬送することができるように最適なガイド形状１６２を作成する。この場合、ＣＰＵ２０６は、１つ上流の区間の下流側ガイド幅をこの区間の上流側に合わせて結合する。そして、下流側から順に上流に遡ることで全区間の形状を決定して、同様のガイド形状が得られる。
【００７０】
［本実施の形態の利点］
（１）本実施の形態では、媒体軌跡設定処理（ステップＳ１１）により、紙等のシート状の柔軟媒体の軌跡を直線、円弧を含む任意の形状で定義する。続く初期ガイド作成処理（ステップＳ１２）では、柔軟媒体の軌跡に対して、上下に平行線を作成して初期のガイドを形成し、軌跡区間分割処理（ステップＳ１３）では、軌跡を定義された間隔で等分割する。そしてガイド幅変更処理（ステップＳ１４）では、分割された１区間の上流もしくは下流側のガイド幅を変更することで、柔軟媒体が通過可能なガイド形状になるように変更する。区間結合処理（ステップＳ１５）では、変更されたガイド端部に繋がる次の区間の端部をそのガイド幅に合わせて結合する。このようにして次々に区間を結合していくことで搬送経路を作成するようにしたので、設計者による経験に頼っていた搬送径路の形状設計を簡単に行うことができるようになる。
【００７１】
（２）軌跡区間分割処理により分割された１区間の上流または下流のガイド幅を変更することで複数のガイド形状を作成し、それら個々のガイド形状に対し、柔軟媒体を変更した複数の搬送シミュレーションを連続で実行する（図９参照）。これにより、１つの計算を行う度に、ユーザが手動で行っていた柔軟媒体の変更操作を省略でき、大幅に工数を削減できる。さらに、条件の抜けや設定ミスといった人為的ミスを防ぐことができる。
【００７２】
（３）柔軟媒体の先端とガイドが接触したとき、柔軟媒体の先端質点の合力と柔軟媒体の先端の接触抵抗力とを比較し、接触抵抗力の方が大きくなった場合、柔軟媒体が搬送不可能と判定する。これにより、従来の搬送シミュレーションのように、ユーザが実際に柔軟媒体の挙動を確認して不具合の有無を確認する作業を自動化することができる。そのため、ロバスト性評価において、多くの計算を繰り返し行わなければならないとき、個々の結果をチェックする作業の工数を大幅に軽減することができる。
【００７３】
（４）対象区間の上流側に位置する搬送ローラ対の搬送抵抗力をモニタし、その搬送抵抗力が少なく、かつ柔軟媒体による変動が少ないガイド形状を最適形状と判断する。これにより、搬送性能を定量的に比較することができ、コンピュータによる平均化、ばらつき評価を含む統計的処理により、多数の柔軟媒体のシミュレーション結果から簡単にロバスト性を評価することができる。
【００７４】
なお、本発明の目的は、前述した各実施の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憶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が前記プログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００７５】
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各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。
【００７６】
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、例えば次のようなものが挙げられる。即ち、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤＲＯＭ、ＣＤＲ、ＣＤＲＷ、ＤＶＤＲＯＭ、ＤＶＤＲＡＭ、ＤＶＤＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、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。
【００７７】
また、本発明は、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、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではない。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各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る一連の処理を示すフローチャートである。
【図３】搬送径路最適化の一連の流れを実行するための画面構成を示す表示画面図である。
【図４】最適化対象部位として２対のローラ間のＳ字カーブの柔軟媒体の軌跡を定義した図である。
【図５】初期ガイド作成処理の概念を示す概念図である。
【図６】軌跡区間分割処理の概念を示す概念図である。
【図７】ガイド幅変更処理の概念を示す概念図である。
【図８】柔軟媒体のばらつき設定を行うための行列表の画面図である。
【図９】ガイド幅最適化処理の全体フローを示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ８３の挙動計算処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】搬送抵抗を説明するための模式図である。
【図１２】搬送抵抗のばらつきを示すグラフである。
【図１３】柔軟媒体の先端停留判断を説明するための模式図である。
【図１４】区間結合処理を説明するための模式図である。
【図１５】搬送経路の最適形状の一例を示す模式図である。
【図１６】柔軟媒体がカールしている場合の最適化結果の一例を示す模式図である。
【図１７】搬送径路の下流側の区間からガイド形状を最適化していく例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７９】
６２  搬送経路
１６２  最適ガイド
１６３  柔軟媒体
２０４  キーボード
２０５  ポインティングデバイス（ＰＤ）
２０６  ＣＰＵ
２０８  ＲＯＭ
２０９  ＲＡＭ
２１０  ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
【図１】
2008139998.tif 000003
【図２】
2008139998.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の柔軟媒体モデル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、
前記柔軟媒体モデルの軌跡を設定する軌跡設定手段と、
前記設定された軌跡に対して前記軌跡の両側にオフセットされた搬送経路のガイドモデルを作成するガイド設定手段と、
前記媒体軌跡を複数の区間に分割する軌跡区間分割手段と、
記憶手段によって記憶された柔軟媒体モデルの条件で実行されたシミュレーション結果に基づいて、前記軌跡区間分割手段によって分割された単位区間の端部のガイド幅を決定するガイド形状決定手段と、
前記ガイド形状決定手段によってガイド幅が変更された単位区間に隣接する区間の端部を前記変更されたガイド幅に合わせて結合する区間結合手段とを備えたことを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記ガイド形状決定手段は、前記単位区間の端部の複数のガイド幅と、前記ガイド幅のそれぞれに対して、柔軟媒体の複数の条件に基づいて複数の搬送シミュレーションを実行することでガイド幅を決定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】
前記ガイド形状決定手段は、柔軟媒体の先端と前記ガイドモデルとが接触したときに、該柔軟媒体の先端質点の、少なくとも復元力、重力及び抵抗力の合力と、前記柔軟媒体の先端の接触抵抗力とを比較し、接触抵抗力の方が大きくなった場合は、柔軟媒体が搬送不可能と判定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】
前記搬送経路内の構成部品として搬送ローラを有し、
前記ガイド形状決定手段は、対象区間の上流側に位置する搬送ローラの搬送抵抗力を複数モニタし、その搬送抵抗力の平均値と変動幅に基づいて前記ガイドモデルの形状を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
シート状の柔軟媒体モデル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シミュレーション方法において、
前記柔軟媒体モデルの軌跡を処理ユニットが設定する軌跡設定工程と、
前記軌跡に対して前記軌跡の両側にオフセットされた搬送経路のガイドモデルを処理ユニットが作成するガイド設定工程と、
前記媒体軌跡を処理ユニットが複数の区間に分割する軌跡区間分割工程と、
記憶手段によって記憶された柔軟媒体モデルの条件で実行されたシミュレーション結果に基づいて、前記軌跡区間分割工程において分割された単位区間の端部のガイド幅を処理ユニットが決定するガイド形状決定工程と、
前記ガイド形状決定工程において変更された単位区間の端部に隣接する区間の端部をそのガイド幅に合わせて処理ユニットが結合する区間結合工程とを有することを特徴とするシミュレーション装置のシミュレーション方法。
【請求項６】
請求項５に記載のシミュレーション方法をシミュレーション装置に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記憶することを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、シート状の柔軟媒体モデル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、前記柔軟媒体モデルの軌跡を設定する軌跡設定手段と、前記設定された軌跡に対して前記軌跡の両側にオフセットされた搬送経路のガイドモデルを作成するガイド設定手段と、前記媒体軌跡を複数の区間に分割する軌跡区間分割手段と、記憶手段によって記憶された柔軟媒体モデルの条件で実行されたシミュレーション結果に基づいて、前記軌跡区間分割手段によって分割された単位区間の端部のガイド幅を決定するガイド形状決定手段と、前記ガイド形状決定手段によってガイド幅が変更された単位区間に隣接する区間の端部を前記変更されたガイド幅に合わせて結合する区間結合手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明は、シート状の柔軟媒体モデル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シミュレーション方法において、前記柔軟媒体モデルの軌跡を処理ユニットが設定する軌跡設定工程と、前記軌跡に対して前記軌跡の両側にオフセットされた搬送経路のガイドモデルを処理ユニットが作成するガイド設定工程と、前記媒体軌跡を処理ユニットが複数の区間に分割する軌跡区間分割工程と、記憶手段によって記憶された柔軟媒体モデルの条件で実行されたシミュレーション結果に基づいて、前記軌跡区間分割工程において分割された単位区間の端部のガイド幅を処理ユニットが決定するガイド形状決定工程と、前記ガイド形状決定工程において変更された単位区間の端部に隣接する区間の端部をそのガイド幅に合わせて処理ユニットが結合する区間結合工程とを有することを特徴とする。