JP2006107370A - 情報処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実際の機械装置の動作に忠実な動作を確認可能なデバッグシステムを提供する。
【解決手段】 本発明による情報処理方法は以下の構成を備える。即ち、機械装置のソフトウェア動作をシミュレーションし、機械部品の動作を制御するための制御信号を出力するソフトウェアシミュレーション工程と、前記機械部品の特性に基づいて前記制御信号を変換し、変換された制御信号を出力する制御信号変換工程と、前記変換された制御信号に基づいて前記機械部品のシミュレーション動作を実行する機械部品シミュレーション工程とを備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、機械装置のソフトウェアをデバッグする技術に関する。

従来より、コンピュータシステム上で機械装置のソフトウェアのデバッグを行うデバッグシステムが知られている（特許文献１）。特許文献１には、ＣＰＵシミュレータと機構モデルシミュレータを中間インターフェース部を経由して接続したデバッグシステムが示されている。このデバッグシステムは、ＣＰＵシミュレータに機械装置のソフトウェアを読み込ませた上で、ＣＰＵシミュレータと中間インターフェース部、機構モデルシミュレータとで同期をとりながら、機構モデルシミュレータに機械装置の仮想動作をさせることで、機械装置のソフトウェアデバッグを容易にしている。
特開平１１−３２７９５６号公報

実際の機械装置の機械部品（ＤＣモータ、ステッピングモータ、ソレノイド、クラッチ、センサ等）に信号を入力してその動作を制御する場合、動作信号を入力してから動作を行うまでに応答遅延時間が存在する。例えば、実際のクラッチにおいては、クラッチの駆動信号をＯＮにしてからクラッチが連結するまでや、クラッチの駆動信号をＯＦＦにしてからクラッチの連結が解放されるまでにそれぞれ遅延が存在する。同様に、ＤＣモータの駆動や、ソレノイド、センサ等においても同様の遅延が存在する。

しかしながら、従来の機械装置のソフトウェアのデバッグシステムはこの遅延時間を忠実にシミュレートするものではなかった。このため、ＣＰＵシミュレータと機構モデルシミュレータでのシミュレーションでの仮想動作が、実際の機械装置の動作と一致せず、精度の高いシミュレーションデバッグができないという問題があった。

また、機械装置の動作を制御する場合において、ＯＮとＯＦＦの駆動信号を高周波で繰り返して制御する、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動方式を用いる場合がある。ＰＷＭ駆動方式は昇温防止性能等に優れている。ＰＷＭ駆動方式を用いた制御においては、ＯＮとＯＦＦの駆動信号を高周波で繰り返すことによって定常的な出力を得ることができる。例えば、ソレノイドをフラッパ切り替えにおいて用いた場合、ＯＮとＯＦＦの繰り返しで構成されている駆動信号を用いて、フラッパの位置をＯＮ側、又は、ＯＦＦ側のいずれかに固定させるように制御することができる。

しかしながら、従来の機構モデルシミュレータでは、ＰＷＭ駆動のＯＮとＯＦＦが繰り返されるたびに、フラッパが切り替えられていたため、シミュレーションの仮想動作と、実際の機械装置の動作と一致せず、シミュレーションデバッグができないという問題があった。

また、ステッピングモータでは、励磁パターンを切替えながら駆動出力し、スローアップ、定常回転、スローダウンといった細かな駆動制御を行う。しかしながら、従来の機構モデルシミュレータでは、このような励磁パターンに対応していなかったため、シミュレーションができないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、実際の機械装置の動作に忠実な動作を確認可能なデバッグシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、例えば本発明による情報処理方法は以下の構成を備える。即ち、
機械装置のソフトウェア動作をシミュレーションし、機械部品の動作を制御するための制御信号を出力するソフトウェアシミュレーション工程と、
前記機械部品の特性に基づいて前記制御信号を変換し、変換された制御信号を出力する制御信号変換工程と、
前記変換された制御信号に基づいて前記機械部品のシミュレーション動作を実行する機械部品シミュレーション工程とを備える。

本発明によれば、実際の機械装置の動作に忠実な動作を確認可能なデバッグシステムを提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、機械装置として画像形成装置のシミュレーションデバッグを行うシミュレーションデバッグシステムの例である。

＜装置構成＞
本実施形態のシミュレーションデバッグシステムは、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置（以下、コンピュータシステムと呼ぶ）で実行されるプログラムとして実現される。図２はシミュレーションデバッグシステムに用いられるコンピュータシステムの装置構成を模式的に示す図である。

コンピュータシステム２０１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵと呼ぶ）、主記憶装置（以下、ＲＡＭと呼ぶ）、ハードディスク（外部記憶装置）等を内蔵した本体部２０２、本体部２０２からの指示により画面表示を行う表示装置２０３、このコンピュータシステム２０１にユーザの指示や文字情報を入力するためのキーボード２０４、表示装置２０３上の任意の位置を指定することによりその位置に表示されていたアイコン等に応じた指示を入力するマウス（ポインティングデバイス）２０５を備えている。

本体部２０２のＣＰＵはハードディスクに格納されているプログラム、オペレーティングシステム（ＯＳ）等を実行し、ＲＡＭにプログラムの実行に必要な情報、ファイル等を一時的に格納する制御を行う。ＲＡＭは各種データを一時記憶するために用いられ、ＣＰＵの主メモリ、ワークエリア等として機能する。

ハードディスクには機械装置シミュレーションデバッグシステムの各機能を実現したプログラム、シミュレーションの対象となる機器の情報を含むシミュレーションのための各種データが格納される。本体部２０２のＣＰＵがハードディスクからこのプログラムを本体部２０２のＲＡＭにロードするように制御し、プログラムに基づいてコンピュータシステムを制御することによってシミュレーションが実行される。

＜機能構成＞
次に、本実施形態の機械装置シミュレーションデバッグシステムの機能構成について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の機械装置シミュレーションデバッグシステムの機能構成を示す図である。

図１のように、本実施形態の機器制御シミュレーションシステムはＣＰＵシミュレータ１０１と、機構モデルシミュレータ１０２から構成される。以下、これらをそれぞれ独立したプロセスとして動作するコンポーネントとして構成した場合について説明を行うが、これらを専用の装置として構成することも可能であることは言うまでもない。また、以下の処理は本体部２０２の中央処理装置によって制御されることは言うまでもない。

＜ＣＰＵシミュレータ＞
機器制御シミュレーションシステムの各構成要素の機能について説明する。ＣＰＵシミュレータ１０１は、シミュレーション対象となる機械装置の動作を制御するＣＰＵ（以下、ターゲットＣＰＵと呼ぶ）の動作を、コンピュータシステム２０１上で擬似的に再現するコンポーネントである。ここで、ターゲットＣＰＵは、コンピュータシステム２０１に搭載されているＣＰＵではなく、シミュレーションの対象となる機械装置（本実施形態では画像形成装置）に搭載され、この機械装置を制御するためのＣＰＵのことである。ＣＰＵシミュレータ１０１は、ターゲットＣＰＵの制御プログラム（以下、ターゲットファームウエアと呼ぶ）に従って、ターゲットＣＰＵの端子に対応して定義された仮想入力端子の情報を読み込み、仮想出力端子の出力を制御する。

また、ＣＰＵシミュレータ１０１は、ターゲットＣＰＵのアドレス空間に対応した仮想アドレス空間を用意している。仮想アドレス空間とは、ターゲットＣＰＵの管理するアドレス空間上の個々のメモリ領域と１対１で対応するメモリ領域をコンピュータシステム２０１のＲＡＭ上に定義したものである。

コンピュータシステム２０１上のＲＡＭに定義された仮想アドレス空間の実アドレス値は、ターゲットＣＰＵの扱うアドレス値とは一般に異なるため、ＣＰＵシミュレータ１０１は仮想アドレスと実アドレスの対応表を有している。そして、仮想アドレス空間上のアドレス値に対してターゲットファームウエアによりアクセス命令がなされた場合、ＣＰＵシミュレータ１０１はアドレスの対応表を参照し、本体部２０２のＲＡＭ上の対応するアドレス領域にアクセスするように制御する。同様に、ターゲットＣＰＵのレジスタ等も仮想アドレス空間上に対応する領域が設定されるため、ＣＰＵシミュレータ１０１はレジスタのアドレスと実アドレスの対応表を有しており、レジスタ等へのアクセスがなされた場合その対応表を参照し、本体部２０２のＲＡＭ上の対応するアドレス領域にアクセスするように制御する。

ＣＰＵシミュレータ１０１は外部インターフェースとしてのＩ／Ｏのメソッド、メモリ及びレジスタへアクセスするためのメソッドを有している。外部モジュールはこれらのメソッドを用いて先に述べた仮想アドレス空間へのアクセスを実行する。コンピュータシステム２０１においてターゲットファームウエアの処理をシミュレートする方法には、ターゲットファームウエアのソースプログラムをコンピュータシステム２０１のネイティブ言語に変換して実行する方式と、ターゲットＣＰＵの実行命令を１語ずつ解釈しコンピュータシステム２０１のＣＰＵに対応した実行命令に翻訳しながら実行する方式がある。本実施形態のシミュレーションデバッグシステムは何れかのＣＰＵシミュレーション方式を採用するものとする。

＜機構モデルシミュレータ＞
機構モデルシミュレータ１０２は、アクチュエータ、センサを含む複数の部品からなる機構モデルをコンピュータシステム２０１上で擬似的に動作させるコンポーネントである。機構モデルシミュレータ１０２は、機構モデルの各要素（以下、機械部品と呼ぶ）について、ユーザがその形状、種類、動作、機械部品間の干渉と連携条件等を定義・設定することができるように制御する。更に、センサ、アクチュエータ等については外部信号定義を行えるように制御する。尚、これら機械部品の定義はＣＡＤ図面から自動設定したり、或いは、専用の機構モデル作成ソフトウェアツールをユーザが操作することによって設定できるように制御する。

尚、このようにして構築された機械部品はオブジェクトコードとして実装され、機械部品の動作はオブジェクトコードのメソッドの実行として実装される。また、機械部品に定義された各情報はオブジェクトのパラメータとして設定され、機械部品間の連携等はオブジェクト間の通信によって実装される。このようなオブジェクトコードの実体は、本体部２０２のＲＡＭ、ハードディスク等の記憶領域の情報として存在する。

定義される機械部品には、機能定義がなされない部品と、機能定義がなされる部品（モータ、ソレノイド、クラッチ、センサ、歯車、カム、ローラ等）とがある。また、機械部品には、対象となる機構モデルの構成物ではないが、装置の動作シミュレーションに必要なもの（例えば、画像形成装置における用紙等）も含まれることに留意する。

このように構築された機構モデルは、コンピュータシステム２０１の表示装置２０３上に２次元、又は、３次元のグラフィックとして可視的に表示される。

機構モデルシミュレータ１０２は、ＣＰＵシミュレータ１０１から送られてきたアクチュエータ駆動信号に対応して、該当するアクチュエータの機構モデルを定義された動きで仮想的に動作させるように制御する。更に機構定義に基づきアクチュエータに連結された機械部品をアクチュエータの動作に関連付けて定義された動きで仮想的に動作させるように制御する。

また、キーボード２０４、マウス２０５等を用いたユーザの指示入力によりオペレータによる機械部品への操作を擬似的に再現し、擬似操作に応じて対象となる機械部品を定義された動きで仮想的に動作させるように制御する。更に、機械部品間の干渉、連携等の定義情報に従い、関連する全ての機械部品の動作が再現されるように制御する。

これら機械部品の動作は前記表示装置２０３に表示されたグラフィックとして再現されるように制御するとともに、機構モデルの動作の結果、センサとして定義された機構モデルにあらかじめ定義された作用が発生すると、作用に応じたセンサ信号を発生させ、そのセンサ信号をＣＰＵシミュレータ１０１に送信するように制御する。

＜画像形成装置の仮想動作例＞
次に、機構モデルシミュレータ１０２（に基づいて動作する本体部２０２のＣＰＵ）の制御によって表示装置２０３に表示される仮想メカの動作について、図３（図３Ａ〜図３Ｅ）を参照して説明する。図３は、表示装置２０３に２次元のグラフィックとして表示される、画像形成装置の仮想動作の例を示す図である。

ここでは画像形成装置において両面印刷を実行する場合の一連の動作について説明する。記録紙Ｐに対して両面印刷を実行する場合、コンピュータシステム２０１の表示装置２０３において、図３Ａ〜図３Ｅに示す画像形成装置の仮想的な動作が、時系列順にアニメーションのように変化して表示される。尚、表示装置２０３の表示制御、各機械部品の動作、連携等は本体部２０２のＣＰＵによって制御される。

図３Ａ（ａ）は、画像形成装置１の給紙カセット２３に記録用紙Ｐが格納されている初期状態を示している。

図３Ａ（ｂ）は、ピックアップローラ２および給紙ローラ３を回転させて、記録用紙Ｐを給紙し、給紙センサ４で記録用紙Ｐを検出して、給紙搬送ローラ５とレジスト前ローラ６を回転させ、記録用紙Ｐを搬送している状態を示している。

レジスト前センサ７が記録用紙Ｐを検出したら、所定時間後に各ローラを停止させ、記録用紙Ｐをレジストローラ８にループ作成した状態で突き当てて搬送停止する。その後、レジストローラ８、レジスト前ローラ６、給紙搬送ローラ５を回転させ、記録用紙Ｐを、回転している感光ドラム９に搬送して記録用紙Ｐに画像形成する。この状態を図３Ｂ（ａ）に示す。

さらに搬送を継続し、定着加圧ローラ１０で画像を記録用紙Ｐに加熱定着し、定着排紙ローラ１１で記録用紙Ｐを搬送し、定着排紙センサ１２で記録用紙Ｐを検出したら、フラッパ１３を駆動して反転引き込み側に導く。この状態を、図３Ｂ（ｂ）に示す。

次に、反転センサ１６で記録用紙Ｐを検出し、反転ローラ１７を反転引き込み方向に回転させる。そして、反転センサ１６で記録用紙Ｐの後端を検出したら、所定時間経過後に反転ローラ１７の回転を停止させる。この状態を図３Ｃ（ａ）に示す。

次に、反転ローラ１７を両面搬送方向に回転させ、記録用紙ＰをＤカットローラ１８に搬送させて、Ｄカットローラ１８の半月部分が記録用紙Ｐと接しないようにしながら、一旦停止させる。この状態を図３Ｃ（ｂ）に示す。

この状態で、横レジスト可動板２２で記録用紙Ｐを左右両側から挟み込むように制御して横レジスト位置調整を行う。その後、Ｄカットローラ１８、両面搬送ローラ１９で記録用紙Ｐの搬送を再開し、両面搬送センサ２０で記録用紙を検出し、再給紙ローラ２１の下流へ搬送する。この状態を図３Ｄ（ａ）に示す。

そして、２面目の印刷のため、再給紙ローラ２１、レジスト前ローラ６を回転させて記録用紙Ｐを再給紙させる。そして、１面目と同様に、再給紙した記録用紙Ｐをレジストローラ８でループ作成したのち、感光ドラム９で２面目の画像を形成する。この状態を図３Ｄ（ｂ）に示す。

次に、定着加圧ローラ１０、定着排紙ローラ１１を回転させて記録用紙Ｐを搬送し、定着排紙センサ１２で記録用紙Ｐを検出する。２面目は、排紙トレイ１５へ排出するので、フラッパ１３は駆動せず、記録用紙Ｐを排紙トレイ１５へ導く。この状態を図３Ｅ（ａ）に示す。

そして、排紙ローラ１４で、記録用紙Ｐを排紙トレイ１５へ排出する。この状態を図３Ｅ（ｂ）に示す。

以上のように、機構モデルシミュレータ１０２は、これら図３Ａ〜図３Ｅというように、記録用紙Ｐが搬送されていく様子を、アニメーションのように刻々と変化させて、表示装置２０３に表示する。ユーザは、記録用紙Ｐが所望の搬送動作になっているかを確認することによって、ターゲットファームウエアのデバッグを容易に行うことができる。

＜接続配線＞
第１の実施形態におけるＣＰＵシミュレータ１０１と機構モデルシミュレータ１０２の接続について図４を参照して説明する。図４はＣＰＵシミュレータ１０１と機構モデルシミュレータ１０２の接続配線を示す図である。尚、図４に示される各要素は、本実施形態においてはプログラムコードとして実装されるものであることは言うまでもない。

図４において、ＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアは機構モデルシミュレータ１０２へ駆動指示を伝える。一方、機構モデルシミュレータ１０２は、機構モデルシミュレータ１０２の機械部品の動作変化を、ＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアに伝える。

ターゲットファームウエアは、機械部品メインモータ３００（給紙搬送ローラ５、レジスト前ローラ６、レジストローラ８、感光ドラム９、定着加圧ローラ１０、定着排紙ローラ１１、排紙ローラ１４の回転を行う）の駆動指示を、メインモータ駆動信号（ＭＭＤ）を用いて行う。

同様に、機械部品給紙モータ３０１（ピックアップローラ２、給紙ローラ３の回転を行う）の駆動指示を、給紙モータ駆動信号（ＦＥＥＤＭＤ）を用いて行う。

同様に、機械部品反転モータ３０２（反転ローラ１７の回転を行う）の駆動指示を、反転モータ駆動信号（ＳＷＢＫＭＤ）と回転方向指示信号（ＳＢＤＩＲＤ）を用いて行う。

同様に、横レジモータ３０３（横レジスト可動板２２を広げたり狭めたりする）の駆動指示を、横レジモータ駆動信号（ＨＲＥＧＭＤ）と回転方向指示信号（ＨＲＤＩＲＤ）を用いて行う。

同様に、両面搬送モータ３０４（Ｄカットローラ１８、両面搬送ローラ１９の回転を行う）の駆動指示を、両面搬送モータ駆動信号（ＤＵＰＭＤ）を用いて行う。

同様に、再給紙モータ３０５（再給紙ローラ１９の回転を行う）の駆動指示を、再給紙モータ駆動信号（ＲＦＤＭＤ）を用いて行う。

同様に、給紙クラッチ３０６（メインモータ３００が回転駆動している時、給紙搬送ローラ５およびレジスト前ローラ６の回転／停止を選択する）の駆動指示を、給紙クラッチ駆動信号（ＦＥＥＤＣＬＤ）を用いて行う。

同様に、レジクラッチ３０７（メインモータ３００が回転駆動している時、レジストローラ８の回転／停止を選択する）の駆動指示を、レジクラッチ駆動信号（ＲＥＧＣＬＤ）を用いて行う。

同様に、フラッパソレノイド１３の駆動指示を、両面ソレノイド駆動信号（ＤＵＰＳＬＤ）を用いて行う。ここで、ＯＮ駆動はフラッパが記録用紙を両面行きへ導き、ＯＦＦ駆動はフラッパが記録用紙を排紙トレイ１５へ導くように動作することを意味するものとする。

一方、機構モデルシミュレータ１０２の給紙センサ４は、機構モデルシミュレータでの紙有無の検知情報を、給紙センサ信号（ＦＥＥＤＳ）を用いてＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアへ伝える。

同様に、レジスト前センサ７は、紙有無の検知情報を、レジスト前センサ信号（ＲＥＧＳ）を用いてＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアへ伝える。

同様に、定着排紙センサ１２は、紙有無の検知情報を、定着排紙センサ信号（ＦＰＯＵＴＳ）を用いてＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアへ伝える。

同様に、反転センサ１６は、紙有無の検知情報を、反転センサ信号（ＳＷＢＫＳ）を用いてＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアへ伝える。

同様に、両面搬送センサ２０は、紙有無の検知情報を、両面搬送センサ信号（ＤＵＰＳ）を用いてＣＰＵシミュレータ１０１上のターゲットファームウエアへ伝える。

＜応答特性変換＞
第１の実施形態では、機械装置の応答遅延特性を忠実にシミュレートするため、ＣＰＵシミュレータ１０１に、ＤＣモータ応答特性変換３０８、クラッチ応答特性変換３０９、ソレノイド応答特性変換３１０、センサ応答特性変換３１１を設けたことが、従来と異なる。それぞれの変換について図５（ａ）から図５（ｅ）を参照して説明する。

＜ＤＣモータ応答特性変換＞
まず、ＤＣモータ応答特性３０８について図５（ａ）を参照して説明する。図５（ａ）は、ＤＣモータ応答特性変換３０８のタイムチャートである。

実際のＤＣモータは、駆動開始を指示する駆動信号を入力してから実際に定常回転に到達するまでに立ち上がり時間が存在し、一方、定常回転している状態において駆動停止を指示する駆動信号を入力してから実際に停止するまでに立下り時間が存在する。そこで、あらかじめこのような応答特性をコンピュータシステム２０１に記憶させておく。

尚、応答特性は機械部品のスペックや、測定値によって求められる。他の機械部品についても同様である。

そして、メインモータ３００（ＤＣモータ）をＭＭＤにて駆動する状況においては、図５（ａ）に示すように、ＤＣモータ応答特性変換３０８は、ターゲットファームウエアから駆動ＯＮの駆動信号が入力された場合、立ち上がり時間だけ遅延させてから、仮想メインモータ（機械部品メインモータ３００）へ回転の指示を出力する。同様に、ターゲットファームウエアから駆動ＯＦＦの駆動信号が入力された場合、立下り時間だけ遅延させてから、仮想メインモータへ回転停止の指示を出力する。

本実施形態においては、他のモータ３０１〜３０５についてもこのＤＣモータ応答特性変換３０８と同様の変換を適用する。

従来のシミュレーションシステムにおいては、このような応答特性をシミュレートしていなかったため、ＤＣモータ駆動信号の入力と同時に仮想ＤＣモータにおいて記録用紙搬送が開始し、また、駆動停止信号の入力と同時に記録用紙の搬送が停止していた。このため、機構モデルシミュレータの動作が実際の機器の動作と一致せず、ターゲットファームウエアのデバッグを正確に行うことができなかった。本実施形態では、ＤＣモータの応答特性をもシミュレート可能とするため、正確なシミュレーションデバッグが可能である。

尚、このような応答特性変換を実施する上では、各ＤＣモータの応答特性をあらかじめコンピュータシステム２０１に記憶させておき、この応答特性をそれぞれのＤＣモータに対して適用にするようにすれば、より正確なシミュレーションを行うことができる。図４の例では、機械部品メインモータ３００、機械部品給紙モータ３０１、機械部品反転モータ３０２、横レジモータ３０３、両面搬送モータ３０４、再給紙モータ３０５のそれぞれについて、その応答特性をコンピュータシステム２０１に記憶させておき、ＤＣモータ応答特性変換３０８は、ＭＭＤ、ＦＥＥＤＭＤ、ＳＷＢＫＭＤ、ＨＲＥＧＭＤ、ＤＵＰＭＤ、ＲＦＤＭＤ等が入力されたとき、その対応する応答特性に基づいて遅延を発生させるように構成すれば、より正確なシミュレーションを行うことができる。

また、同じＤＣモータでも、複数の応答特性を記憶しておき、使用条件に応じた応答特性を適用するように構成すると、より正確なシミュレーションを行うことができる。例えば、ＨＲＥＧＭＤやＳＷＢＫＭＤのように、回転方向が正逆存在する場合には、正転用の応答特性と逆転用の応答特性とを記憶しておいて選択するように構成するとより好適である。また、ＤＣモータによって、回転速度を２種類持たせた場合には、高速回転用の応答特性と低速回転用の応答特性とを記憶しておいて、選択するように構成するとより好適である。

更に、ＤＣモータの応答特性を現実の特性に近づけると、より正確なシミュレーションを行うことができる。例えば、ＤＣモータの応答特性として、立ち上がりの速度上昇時間特性、立下りの速度下降時間特性を記憶し、駆動ＯＮしてから徐々に回転速度が上昇するように仮想ＤＣモータに通知したり、駆動ＯＦＦしてから徐々に回転速度が下降するように仮想ＤＣモータに通知するようにすると、より好適である。

＜クラッチ応答特性変換＞
次に、クラッチ応答特性変換３０９について図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）は、クラッチ応答特性変換３０９のタイムチャートである。

実際のクラッチは、駆動開始を指示する駆動信号を入力してから実際に駆動連結するまでに連結時間が存在し、一方、駆動連結状態に置いて駆動解放を指示する駆動信号を入力してから実際に駆動開放されるまでに開放時間が存在する。そこで、あらかじめこのような応答特性をコンピュータシステム２０１に記憶させておく。

そして、給紙クラッチ３０６をＦＥＥＤＣＬＤにて駆動する状況においては、図５（ｂ）に示すように、クラッチ応答特性変換３０９は、ターゲットファームウエアから駆動ＯＮの駆動信号が入力された場合、連結時間だけ遅延させてから、仮想給紙クラッチ３０６へ駆動の指示を出力する。同様に、ターゲットファームウエアから駆動ＯＦＦの駆動信号が入力された場合、開放時間だけ遅延させてから、仮想給紙クラッチ３０６へ駆動停止の指示を出力する。

本実施形態においては、レジクラッチ３０７についてもこのクラッチ応答特性変換３０９と同様の変換を適用する。

従来のシミュレーションシステムにおいては、このような応答特性をシミュレートしていなかったため、クラッチ駆動信号の入力と同時に仮想クラッチが連結してローラでの記録用紙搬送が開始し、また、駆動停止信号の入力と同時に仮想クラッチが解放して記録用紙の搬送が停止していた。このため、機構モデルシミュレータの動作が実際の機器の動作と一致せず、ターゲットファームウエアのデバッグを正確に行うことができなかった。本実施形態では、クラッチの応答特性をもシミュレート可能とするため、正確なシミュレーションデバッグが可能である。

尚、このような応答特性変換を実施する上では、各クラッチの応答特性をあらかじめコンピュータシステム２０１に記憶させておき、この応答特性をそれぞれのクラッチに対して適用にするようにすれば、より正確なシミュレーションを行うことができる。図４の例では、給紙クラッチ３０６、レジクラッチ３０７のそれぞれについて、その応答特性をコンピュータシステム２０１に記憶させておき、クラッチ応答特性変換３０９は、ＦＥＥＤＣＬＤ、ＲＥＧＣＬＤ等が入力されたとき、その対応する応答特性に基づいて遅延を発生させるように構成すれば、より正確なシミュレーションを行うことができる。

また、同じクラッチでも、複数の応答特性を記憶しておき、使用条件に応じた応答特性を適用するように構成すると、より正確なシミュレーションを行うことができる。

＜ソレノイド応答特性変換＞
次に、ソレノイド応答特性変換３１０について図５（ｃ）（ｄ）を参照して説明する。図５（ｃ）（ｄ）は、ソレノイド応答特性変換３１０のタイムチャートである。

実際のソレノイドは、駆動開始を指示する駆動信号を入力してから実際に動作するまでにＯＮ応答時間が存在し、一方、駆動停止を指示する駆動信号を入力してから実際に開放するまでＯＦＦ応答時間が存在する。そこで、あらかじめこのような応答特性をコンピュータシステム２０１に記憶させておく。

そして、フラッパソレノイド１３をＤＵＰＳＬＤにて駆動する状況においては、図５（ｃ）に示すように、ソレノイド応答特性変換３１０は、ターゲットファームウエアから駆動ＯＮの駆動信号が入力された場合、ＯＮ応答時間だけ遅延させてから、仮想フラッパソレノイド１３へ駆動の指示を出力する。同様に、ターゲットファームウエアから駆動ＯＦＦの駆動信号が入力された場合、ＯＦＦ応答時間だけ遅延させてから、仮想フラッパソレノイド１３へ駆動停止の指示を出力する。

従来のシミュレーションにおいては、このような応答特性をシミュレートしていなかったため、ソレノイド駆動や停止を指示する信号を入力すると同時に仮想フラッパで搬送路を切替えてしまっていた。このため、記録用紙の行き先について、機構モデルシミュレータの動作が実際の機器の動作と一致せず、ターゲットファームウエアのデバッグを正確に行うことができなかった。本実施形態では、ソレノイドに応答特性をもシミュレート可能とするため、正確なシミュレーションデバッグが可能である。

尚、このような応答特性変換を実施する上では、各ソレノイドの応答特性をあらかじめコンピュータシステム２０１に記憶させておき、この応答特性をそれぞれのソレノイドに対して適用にするようにすれば、より正確なシミュレーションを行うことができる。

また、同じソレノイドでも、複数の応答特性を記憶しておき、使用条件に応じた応答特性を適用するように構成すると、より正確なシミュレーションを行うことができる。

次に、フラッパソレノイド１３をＰＷＭ駆動する場合の応答特性変換について図５（ｄ）を参照して説明する。図５（ｄ）は、フラッパソレノイド１３をＰＷＭ駆動する場合のタイムチャートである。この場合も、あらかじめソレノイドＯＮ応答時間（ＯＮ応答時間）、ソレノイドＯＦＦ応答時間（ＯＦＦ応答時間）をコンピュータシステム２０１に記憶させておくことは同様である。

図５（ｄ）に示すように、フラッパソレノイドをＰＷＭ駆動する場合、ターゲットファームウエアは一定時間駆動ＯＮの信号を出力し、フラッパが十分に動作した後に、ＯＮ駆動とＯＦＦ駆動を繰返すＰＷＭ駆動の信号を出力し、定常状態を形成する。フラッパソレノイドを駆動停止させる場合、ＯＦＦ駆動停止の信号を出力する。

一方、ソレノイド応答特性変換３１０は、ターゲットファームウエアから駆動ＯＮの駆動信号が入力された場合、ＯＮ応答時間だけ遅延させてから、仮想フラッパソレノイド１３へ駆動の指示を出力する。また、ターゲットファームウエアから駆動ＯＦＦの駆動信号された場合、駆動ＯＦＦの信号の継続時間を測定し、その時間がＯＦＦ応答時間よりも短い間は仮想フラッパソレノイド１３に駆動停止を伝えないようにし、ＯＦＦ応答時間を超えた場合は仮想フラッパソレノイド１３に駆動停止を伝える。

従来のシミュレーションシステムにおいては、このようなＰＷＭ駆動特性をシミュレートしていなかったため、ソレノイドのＰＷＭ駆動を指示すると、記録用紙を搬送中に、ＰＷＭのＯＮ／ＯＦＦの繰返しに合わせて、仮想フラッパが搬送路を断続的に切替えてしまっていた。このため、機構モデルシミュレータの動作が実際の機器の動作と一致せず、ターゲットファームウエアのデバッグを正確に行うことができなかった。本実施形態では、ＰＷＭ駆動応答特性をもシミュレーションできるため、正確なシミュレーションデバッグが可能である。

＜センサ応答特性変換＞
次に、センサ応答特性変換３１１について図５（ｅ）を参照して説明する。図５（ｅ）は、センサ応答特性変換３１１のタイムチャートである。

実際のセンサは、記録用紙の先端がセンサ位置に到達して実際にＯＮ信号を出力するまでＯＮ反応応答時間が存在し、記録用紙の後端がセンサ位置に到達して実際にＯＦＦ信号を出力するまでにＯＦＦ反応応答時間が存在する。そこで、あらかじめこのような応答特性をコンピュータシステム２０１に記憶させておく。

そして、記録用紙の有無に関する検知情報をＦＥＥＤＳにて通知する状況においては、図５（ｅ）に示すように、センサ応答特性変換３１１は、給紙センサ４の仮想センサから、紙先端を検知したという検知ＯＮの情報が入力された場合、センサＯＮ応答時間だけ遅延させてから、ターゲットファームウエアへ検知ＯＮを通知する。同様に、仮想センサから紙後端を検知したという検知ＯＦＦの情報が入力された場合、センサＯＦＦ応答時間だけ遅延させてから、ターゲットファームウエアへ検知ＯＦＦを通知する。

本実施形態においては、他のセンサ７，１２，１６，２０についてもこのセンサ応答特性変換３１１と同様の変換を適用する。

従来のシミュレーションシステムにおいては、このような応答特性をシミュレートしていなかったため、記録用紙の先端が仮想センサに到達すると同時に検知ＯＮがターゲットファームウエアへ通知され、記録用紙の後端が仮想センサを通過すると同時に検知ＯＦＦが通知された。このため、機構シミュレータの動作が実際の機器の動作と一致せず、ターゲットファームウエアのデバッグを正確に行うことができなかった。本実施形態では、仮想センサの応答特性をもシミュレート可能とするため、正確なシミュレーションデバッグが可能である。

尚、このような応答特性変換を実施する上では、各センサの応答特性をあらかじめコンピュータシステム２０１に記憶させておき、この応答特性をそれぞれのセンサに対して適用にするようにすれば、より正確なシミュレーションを行うことができる。

また、同じセンサでも、複数の応答特性を記憶しておき、使用条件に応じた応答特性を適用するように構成すると、より正確なシミュレーションを行うことができる。

＜応答特性変換の処理の流れ＞
次に、本実施形態における機械部品駆動の応答特性変換の処理の詳細について図６と図７を参照して説明する。図６は、本実施形態でのＤＣモータ応答特性変換３０８、クラッチ応答特性変換３０９、ソレノイド応答特性変換３１０の各処理のフローチャートである。尚、以下では、ＯＮ応答時間とＯＦＦ応答時間があらかじめコンピュータシステム２０１に設定されているものとする。

まず、ステップＳ６０１において、応答特性変換に入力される機械部品の駆動信号がＯＮであるか否かを判定する。ＯＮの場合（ステップＳ６０１でＹＥＳ）、ステップＳ６０２へ進んでタイマカウンタ初期化を行い、更にステップＳ６０３へ進む。ＯＦＦの場合（ステップＳ６０１でＮＯ）、ステップＳ６０７へ進んでタイマカウンタの初期化を行い、更にステップＳ６０８へ進む。

ここで、タイマカウンタは、シミュレーションの実行に合わせてカウントアップする計時装置である。また、タイマカウンタの初期化とは、カウンタの値を０に設定することをいう。

ステップＳ６０３においては、タイマカウンタの値があらかじめ設定されたＯＮ応答時間を超えたか否かを判定する。超えた場合（ステップＳ６０３でＹＥＳ）ステップＳ６０５へ進み、超えていない場合（ステップＳ６０３でＮＯ）ステップＳ６０４へ進む。ステップＳ６０４においては、応答特性変換に入力される駆動信号がＯＮであるか否かを判定する。ＯＮの場合（ステップＳ６０４でＹＥＳ）ステップＳ６０３へ戻り、ＯＮではない場合（ステップＳ６０４でＮＯ）ステップＳ６０７へ進む。即ち、ステップＳ６０３、Ｓ６０４においては、ＯＮの駆動信号がＯＮ応答時間を超えるまで継続して入力されるというイベントを検知する処理を行っている。

ステップＳ６０５において、応答特性変換は駆動ＯＮを機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカへ出力し、ステップＳ６０６へ進む。そして、ステップＳ６０６において、応答特性変換に入力される駆動信号がＯＮであるか否かを判定する。ＯＮの場合（ステップＳ６０６でＹＥＳ）ステップＳ６０５へ進み、ＯＮではない場合（ステップＳ６０６でＮＯ）ステップＳ６０７へ進む。即ち、ステップＳ６０５、Ｓ６０６においては、応答特性変換に入力される駆動信号がＯＮの間（ステップＳ６０６）、駆動ＯＮ指示を機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカへ出力する処理を行っている。

ステップＳ６０７においては、タイマカウンタの初期化を行う。先に述べたように、Ｓ６０１、Ｓ６０４、Ｓ６０６において応答特性変換へ入力される駆動信号ＯＦＦであれば、ステップＳ６０７へ進みタイマカウンタ初期化を行うことになる。

ステップＳ６０８においては、タイマカウンタの値があらかじめ設定されたＯＦＦ応答時間を超えたか否かを判定する。超えた場合（ステップＳ６０８でＹＥＳ）ステップＳ６１０へ進み、超えていない場合（ステップＳ６０８でＮＯ）ステップＳ６０９へ進む。ステップＳ６０９においては、応答特性変換に入力される駆動信号がＯＦＦであるか否かを判定する。ＯＦＦの場合（ステップＳ６０９でＹＥＳ）ステップＳ６０８へ戻り、ＯＦＦではない場合（ステップＳ６０９でＮＯ）ステップＳ６０１へ進む。即ち、ステップＳ６０８、Ｓ６０９においては、ＯＦＦの駆動信号がＯＦＦ応答時間を超えるまで継続して入力されるというイベントを検知する処理を行っている。

ステップＳ６１０において、応答特性変換は駆動ＯＦＦを機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカへ出力し、ステップＳ６１１へ進む。そして、ステップＳ６１１において、応答特性変換に入力される駆動信号がＯＦＦであるか否かを判定する。ＯＦＦの場合（ステップＳ６１１でＹＥＳ）ステップＳ６１０へ進み、ＯＦＦではない場合（ステップＳ６１１でＮＯ）ステップＳ６０１へ進む。即ち、ステップＳ６１０、Ｓ６１１においては、応答特性変換に入力される駆動信号がＯＦＦの間（ステップＳ６１１）、駆動ＯＦＦ指示を機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカへ出力する処理を行っている。

以上のような処理を行うことによって、駆動ＯＮの駆動信号の入力について駆動ＯＮの応答特性時間だけ遅延させ、また、駆動ＯＦＦの駆動信号の入力について駆動ＯＦＦの応答時間だけ遅延させることができる。また、ステップＳ６０８、Ｓ６０９において、応答特性変換に駆動ＯＦＦが入力された場合においても、それがＯＦＦ応答時間を超える時間継続して入力されない限り、駆動ＯＦＦを機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカに出力しないことにより、前述したＰＷＭ駆動に対応することができる。

＜機械部品検知の応答特性変換の処理の流れ＞
次に、センサ応答特性変換３１１の処理の詳細について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態でのセンサ応答特性変換３１１の処理のフローチャートである。尚、以下では、ＯＮ応答時間とＯＦＦ応答時間があらかじめコンピュータシステム２０１に設定されていることは先と同様である。

まず、ステップＳ７０１において、応答特性変換に入力される機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカからのセンサ信号がＯＮであるか否かを判定する。ＯＮの場合（ステップＳ７０１でＹＥＳ）、ステップＳ７０２へ進んでタイマカウンタ初期化を行い、更にステップＳ７０３へ進む。ＯＦＦの場合（ステップＳ７０１でＮＯ）、ステップＳ７０７へ進んでタイマカウンタの初期化を行い、更にステップＳ７０８へ進む。

ここで、タイマカウンタは、シミュレーションの実行に合わせてカウントアップする計時装置であることは先と同様である。また、タイマカウンタの初期化とは、カウンタの値を０に設定することをいうことも同様である。

ステップＳ７０３においては、タイマカウンタの値があらかじめ設定されたＯＮ応答時間を超えたか否かを判定する。超えた場合（ステップＳ７０３でＹＥＳ）ステップＳ７０５へ進み、超えていない場合（ステップＳ７０３でＮＯ）ステップＳ７０４へ進む。ステップＳ７０４においては、応答特性変換に入力されるセンサ信号がＯＮであるか否かを判定する。ＯＮの場合（ステップＳ７０４でＹＥＳ）ステップＳ７０３へ戻り、ＯＮではない場合（ステップＳ７０４でＮＯ）ステップＳ７０７へ進む。即ち、ステップＳ７０３、Ｓ７０４においては、ＯＮのセンサ信号がＯＮ応答時間を超えるまで継続して入力されるというイベントを検知する処理を行っている。

ステップＳ７０５において、応答特性変換はＯＮのセンサ信号をターゲットファームウエアへ出力し、ステップＳ７０６へ進む。そして、ステップＳ７０６において、応答特性変換に入力されるセンサ信号がＯＮであるか否かを判定する。ＯＮの場合（ステップＳ７０６でＹＥＳ）ステップＳ７０５へ進み、ＯＮではない場合（ステップＳ７０６でＮＯ）ステップＳ７０７へ進む。即ち、ステップＳ７０５、Ｓ７０６においては、応答特性変換に入力されるセンサ信号がＯＮの間（ステップＳ７０６）、ＯＮのセンサ信号をターゲットファームウエアへ出力する処理を行っている。

ステップＳ７０７においては、タイマカウンタの初期化を行う。先に述べたように、Ｓ７０１、Ｓ７０４、Ｓ７０６において応答特性変換へ入力されるセンサ信号ＯＦＦであれば、ステップＳ７０７へ進みタイマカウンタ初期化を行うことになる。

ステップＳ７０８においては、タイマカウンタの値があらかじめ設定されたＯＦＦ応答時間を超えたか否かを判定する。超えた場合（ステップＳ７０８でＹＥＳ）ステップＳ７１０へ進み、超えていない場合（ステップＳ７０８でＮＯ）ステップＳ７０９へ進む。ステップＳ７０９においては、応答特性変換に入力されるセンサ信号がＯＦＦであるか否かを判定する。ＯＦＦの場合（ステップＳ７０９でＹＥＳ）ステップＳ７０８へ戻り、ＯＦＦではない場合（ステップＳ７０９でＮＯ）ステップＳ７０１へ進む。即ち、ステップＳ７０８、Ｓ７０９においては、ＯＦＦのセンサ信号がＯＦＦ応答時間を超えるまで継続して入力されるというイベントを検知する処理を行っている。

ステップＳ７１０において、応答特性変換はＯＦＦのセンサ信号をターゲットファームウエアへ出力し、ステップＳ７１１へ進む。そして、ステップＳ７１１において、応答特性変換に入力されるセンサ信号がＯＦＦであるか否かを判定する。ＯＦＦの場合（ステップＳ７１１でＹＥＳ）ステップＳ７１０へ進み、ＯＦＦではない場合（ステップＳ７１１でＮＯ）ステップＳ７０１へ進む。即ち、ステップＳ７１０、Ｓ７１１においては、応答特性変換に入力されるセンサ信号がＯＦＦの間（ステップＳ７１１）、ＯＦＦのセンサ信号をターゲットファームウエアへ出力する処理を行っている。

以上のような処理を行うことによって、ＯＮのセンサ信号の入力についてＯＮ応答時間だけ遅延させ、また、ＯＦＦのセンサ信号の入力についてＯＦＦ応答時間だけ遅延させることができる。

以上説明したように、従来のシミュレーションシステムにおいては、このような応答特性をシミュレートしていなかったため、シミュレーションの動作が実際の機械動作と一致せず、ターゲットファームウエアのデバッグを正確に行うことができなかった。本実施形態では、ＣＰＵシミュレータ１０１が応答特性をもシミュレートするため、実際の機械動作と同じような、精度良いシミュレーションを行うことが可能である。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に、機械装置として画像形成装置のシミュレーションデバッグを行うシミュレーションデバッグシステムの例である。

装置構成（図２）、機能構成（図１）は、シミュレーション表示例（図３）は、第１の実施形態と同様であり、すでに説明済みのため説明を省略する。ここでは、図８の接続配線図を参照し、第１の実施形態の接続配線図（図４）と異なる部分について説明する。 第１の実施形態では、機械装置の応答遅延特性を忠実にシミュレートするため、ＣＰＵシミュレータ１０１に、ＤＣモータ応答特性変換３０８、クラッチ応答特性変換３０９、ソレノイド応答特性変換３１０、センサ応答特性変換３１１を設けた。本実施形態では、これらを、機構モデルシミュレータ１０２に設けたところが、第１の実施形態と異なる。

ＤＣモータ応答特性変換３０８のタイムチャート（図５（ａ））、クラッチ応答特性変換３０９のタイムチャート（図５（ｂ））、ソレノイド応答特性変換３１０のタイムチャート（図５（ｃ）（ｄ））、センサ応答特性変換３１１のタイムチャート（図５（ｅ））、駆動部品応答特性変換の処理フローチャート（図６）、機械部品検知応答特性変換の処理フローチャート（図７）は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態においては、機構モデルシミュレータ１０２において応答特性をシミュレートするため、第１の実施形態と同様に、実際の機械動作と同じような精度よいシミュレーションを行うことが可能である。

［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１および第２の実施形態と同様に、機械装置として画像形成装置のシミュレーションデバッグを行うシミュレーションデバッグシステムの例である。

装置構成（図２）、シミュレーション表示例（図３）は、第１の実施形態と同様であり、すでに説明済みのため説明を省略する。図９の機能構成図を参照して、第１および第２の実施形態の機能構成（図１）と異なる部分について説明する。

本実施形態は、第１および第２の実施形態の機能構成に、中間インターフェース部１０３を追加したところが異なる。中間インターフェース部１０３は、ＣＰＵシミュレータ１０１と機構モデルシミュレータ１０２を、配線接続して同期処理を行うコンポーネントである。

中間インタフェース部１０３は、ＣＰＵシミュレータ１０１の仮想アドレス空間へアクセスし、ターゲットファームウエアから駆動信号を入力し、機構モデルシミュレータ１０２の仮想機器駆動部品へ所定の出力を行う。また、逆に、機構モデルシミュレータ１０２の仮想機器検知部品から検知（センサ）信号を入力し、ＣＰＵシミュレータ１０１のターゲットファームウエアの仮想アドレス空間へアクセスし、検知信号を出力する。更に、ＣＰＵシミュレータ１０１と、機構モデルシミュレータ１０２のタイマカウント値を用いて、シミュレーションの同期制御を行う。

本実施形態の接続配線を図１０を参照して説明する。図１０は、第３の実施形態における接続配線を示す図である。

第１の実施形態（図４）では、機械装置の応答遅延特性を忠実にシミュレーションするため、ＣＰＵシミュレータ１０１に、ＤＣモータ応答特性変換３０８、クラッチ応答特性変換３０９、ソレノイド応答特性変換３１０、センサ応答特性変換３１１を、ＣＰＵシミュレータ１０１に設けた。第２の実施形態（図８）では、これらを、機構モデルシミュレータ１０２に設けた。本実施形態では、これらを、中間インターフェース部１０３に設けたところが、第１および第２の実施形態と異なる。

第１の実施形態、及び、第２の実施形態の構成では、ＣＰＵシミュレータ１０１、或いは、機構モデルシミュレータ１０２の、それぞれの装置について応答特性変換を実装する必要がある。本実施形態では、中間インターフェース部１０３に応答特性変換を備えるため、ＣＰＵシミュレータ１０１や機構モデルシミュレータ１０２を交換したり複数接続したりすることができ、拡張性に優れている。

尚、ＤＣモータ応答特性変換３０８のタイムチャート（図５（ａ））、クラッチ応答特性変換３０９のタイムチャート（図５（ｂ））、ソレノイド応答特性変換３１０のタイムチャート（図５（ｃ）（ｄ））、センサ応答特性変換３１１のタイムチャート（図５（ｅ））、駆動部品応答特性変換の処理フローチャート（図６）、機械部品検知応答特性変換の処理フローチャート（図７）は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態では、中間インターフェース部１０３に応答特性変換を備えるため、実際の機械動作と同じような精度よいシミュレーションが可能である。

［第４の実施形態］
第４の実施形態は、第１、第２、第３の実施形態と同様に、機械装置として画像形成装置のシミュレーションデバッグを行うシミュレーションデバッグシステムの例である。本実施形態では、機械部品としてステッピングモータを用いた例について述べる。

本実施形態におけるシステムも、ＣＰＵシミュレータ１０１のターゲットファームウエアと機構モデルシミュレータ１０２の仮想メカとの間に応答特性変換を設けるものであり、第１の実施形態のようにＣＰＵシミュレータ１０１内に応答特性変換を備えた構成や、第２の実施形態のように機構モデルシミュレータ１０２内に応答特性変換を備えた構成も可能であるが、以下では、第３の実施形態と同様に、中間インターフェース部１０３に応答特性変換を備えた構成について説明する。

尚、ハードウェア構成（図２）、機能構成（図９）、シミュレーション表示例（図３）、ＤＣモータ応答特性変換３０８のタイムチャート（図５（ａ））、クラッチ応答特性変換３０９のタイムチャート（図５（ｂ））、ソレノイド応答特性変換３１０のタイムチャート（図５（ｃ）（ｄ））、センサ応答特性変換３１１のタイムチャート（図５（ｅ））、駆動部品応答特性変換の処理フローチャート（図６）、機械部品検知応答特性変換の処理フローチャート（図７）は、第３の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

＜接続配線＞
本実施形態の接続配線について、図１１を参照して第３の実施形態（図１０）と異なる部分を説明する。図１１は本実施形態における接続配線を示す図（図１１）である。

図１１において、反転モータ３０２はステッピングモータであり、ターゲットファームウエアから、通電信号ＳＷＢＫＭ−Ｉ、励磁パターンＡ相信号ＳＷＢＫＭ−Ａ、励磁パターンＢ相信号ＳＷＢＫＭ−Ｂ、励磁パターンＣ相信号ＳＷＢＫＭ−Ｃ、励磁パターンＤ相信号ＳＷＢＫＭ−Ｄの合計５つの信号を伝えることによって駆動指示を行うものとする。また、横レジストモータ３０３はステッピングモータであり、ターゲットファームウエアから、通電信号ＨＲＥＧＭ−Ｉ、励磁パターンＡ相信号ＨＲＥＧＭ−Ａ、励磁パターンＢ相信号ＨＲＥＧＭ−Ｂの合計３つの信号を伝えることによって駆動指示を行うものとする。

ターゲットＣＰＵは、ステッピングモータの各相に与える駆動パルス間隔を変化させることにより回転速度を制御し、また、駆動パルスを変化させる順序により回転方向を制御する。このような制御は、ステッピングモータドライバーＩＣを介して行われるが、ステッピングモータドライバーＩＣの種類によりターゲットＣＰＵによる制御方式も異なる。本実施形態では、ターゲットＣＰＵからステッピングモータドライバーＩＣへステッピングモータへの通電のＯＮ、ＯＦＦの指定信号と各相の駆動パルス信号を出力する方式について説明する。また、本実施形態においてシミュレートするステッピングモータは、１パルスあたりの回転角度が所定の値に定められているものとする。

また、本実施形態においては、中間インターフェース部１０３は、ＣＰＵシミュレータ１０１から反転モータ３０２へ出力される駆動パルス信号に対して、後述する所定の変換・中継処理を行うステッピングモータ応答特性変換３１２を有する。更に、ＣＰＵシミュレータ１０１から横レジモータ３０３へ出力される駆動パルス信号に対して、後述する所定の変換・中継処理を行うステッピングモータ応答特性変換３１３を有する。

本実施形態では、ステッピングモータ応答特性変換３１２、３１３は、入力された駆動パルス信号を解析し、反転モータ３０２については、回転速度と回転方向とを出力する。横レジモータ３０３については、回転角度と回転方向とを出力する。反転モータ３０２は、ステッピングモータ応答特性変換３１２より入力された回転速度と回転方向とに基づいて、回転の動作をシミュレートする。そして、横レジモータ３０３は、ステッピングモータ応答特性変換３１３より入力された回転角度と回転方向とに基づいて、回転の動作をシミュレートする。

＜ステッピングモータ応答特性変換＞
次に、ステッピングモータ応答特性変換３１２について図１２を参照して説明する。図１２は、ステッピングモータ応答特性変換３１２における励磁パターン信号の経時的変化を例示したものである。

図１２の表のそれぞれにおいて、表中のある列に示されている０と１の組み合わせは励磁状態のパターンを示しており、互いに隣り合う列のパターンは１同期時間前後のパターンの変化を示している。例えば、図１２（ａ）は、１同期時間置きに、パターン１、パターン２、パターン３、パターン４、パターン１、・・・と変換することを意味する。尚、表中の１は、ターゲットファームウエアから出力される励磁パターン信号がＯＮであることを意味し、０は、励磁パターン信号がＯＦＦであることを意味する。

尚、図１１中のＳＷＢＫＭ−Ｉは、励磁パターン信号の通電を制御する信号であり、ステッピングモータ応答特性変換３１２は、ＯＮのＳＷＢＫＭ−Ｉが入力されている時にのみ、励磁パターン信号ＳＷＢＫＭ−Ａ，ＳＷＢＫＭ−Ｂ，ＳＷＢＫＭ−Ｃ，ＳＷＢＫＭ−Ｄに基づいた解析と、反転モータ３０２への信号出力を行う。

図１２（ａ）のように励磁パターン信号ＳＷＢＫＭ−Ａ，ＳＷＢＫＭ−Ｂ，ＳＷＢＫＭ−Ｃ，ＳＷＢＫＭ−Ｄを、パターン１、パターン２、パターン３、パターン４、再びパターン１と繰返し変化させた場合は、反転モータ３０２を１相励磁で正回転させることを意味する。

同様に、図１２（ｂ）のように繰返し変化させた場合は、反転モータ３０２を１相励磁で逆回転させることを意味する。同様に、図１２（ｃ）のように繰返し変化させた場合は、反転モータ３０２を２相励磁で正回転させることを意味する。同様に、図１２（ｄ）のように繰返し変化させた場合は、反転モータ３０２を２相励磁で逆回転させることを意味する。同様に、図１２（ｅ）のように繰返し変化させた場合は、反転モータ３０２を１−２相励磁で正回転させることを意味する。同様に、図１２（ｆ）のように繰返し変化させた場合は、反転モータ３０２を１−２相励磁で逆回転させることを意味する。

このように、励磁パターン信号の変化を解析することで、回転方向等を知ることができる。

次に、ステッピングモータ応答特性変換３１３について図１３を参照して説明する。図１３は、ステッピングモータ応答特性変換３１３における励磁パターン信号の経時的変化を例示したものである。

図１３の表のそれぞれにおいて、表中のある列に示されている０と１の組み合わせは励磁状態のパターンを示しており、互いに隣り合う列のパターンは１同期時間前後のパターンの変化を示していることは図１２と同様である。

また、図１１中のＨＲＥＧＭ−Ｉは、励磁パターン信号の通電を制御する信号であり、ステッピングモータ応答特性変換３１３は、ＯＮのＨＲＥＧＭ−Ｉが入力されている時にのみ、励磁パターン信号ＨＲＥＧＭ−Ａ，ＨＲＥＧＭ−Ｂに基づいた解析と、横レジモータ３０３への信号出力を行う。

図１３（ａ）のように励磁パターン信号ＨＲＥＧＭ−Ａ，ＨＲＥＧＭ−Ｂを、パターン１、パターン２、パターン３、パターン４、再びパターン１と繰返し変化させた場合は、横レジモータ３０３を２相励磁で正回転させることを意味する。同様に、図１３（ｂ）のように繰り返し変化させた場合は、横レジモータ３０３を２相励磁で逆回転させることを意味する。

このように、図１２の場合と同様に、励磁パターン信号の変化を解析することで、回転方向等を知ることができる。

尚、図１３の場合においては、励磁パターンを２相励磁と固定としたため、Ｃ相、Ｄ相の駆動信号は不要である。また、ターゲットファームウエアにおいてはＡ相とＢ相の信号を出力するが、モータドライバでは／Ａ相、／Ｂ相を自動生成し、Ａ相、Ｂ相、／Ａ相（Ａ相の反転）、／Ｂ相（Ｂ相の反転）の４つの相を用いてモータを駆動させる。

シミュレータでは、Ａ相、Ｂ相の駆動信号パターンから回転方向等を知ることができる。

＜応答特性変換の処理の流れ＞
次に、本実施形態におけるステッピングモータ応答特性変換の処理の詳細について、図１４と図１５を参照して説明する。図１４は、ステッピングモータ応答特性変換３１２の処理のフローチャートである。尚、本実施形態においては、機構モデルシミュレータ１０２からターゲットファームウエアに対して、１同期間隔毎に同期信号が送出されるものとする。

まず、ステップＳ８０１においてパルスカウンターをクリアするように制御する。パルスカウンターは、ＣＰＵシミュレータ１０１からの励磁パルス出力から１同期間隔あたりのステッピングモータの動作量をカウントするために用いられるものである。カウント方法は後述する。

次に、ステップＳ８０２において、ステッピングモータ応答特性変換３１２へＯＮのステッピングモータ通電信号が入力されるまで待機するように制御する。ＯＮの通電信号が入力されると（ステップＳ８０２でＹＥＳ）ステップＳ８０３へ進む。

ステップＳ８０３において、ステッピングモータ応答特性変換３１２へ入力される、ステッピングモータ駆動パルス信号（パルス）として定義された各信号の変化があるまで待機するように制御する。駆動パルス信号にいずれかの変化があった場合（ステップＳ８０３でＹＥＳ）、ステップＳ８０４へ進む。

ステップＳ８０４において、パルスの変化を解析し、ステッピングモータの動作を解析する。即ち、例えば、図１２のようなパルスの変化を列挙した表をあらかじめコンピュータシステム２０１に記憶させておいたうえで、Ｓ８０３で観察されたパルスの変化が表中のどの変化に該当するかを判定し、ステッピングモータの回転方向を判定する。パルスの変化がステッピングモータを回転させるものではない場合はその旨を判定する。

次に、ステップＳ８０５において、ステップＳ８０４におけるパルス変化解析に基づいて、パルスカウンターのカウント処理を行う。即ち、ステップＳ８０４でのパルス変化解析の結果、パルス信号が正回転方向に変化している場合にはカウンターを１カウントアップし、逆回転方向に変化している場合にはカウンターを１カウントダウンする。パルス信号に変化がない場合や、パルス信号の変化が正しくモータを回転させることができないパターンの場合にはパルスカウンター値を変化させない。

次に、ステップＳ８０６において同期信号のチェック、即ち、同期信号を受けたか否かを判定する。同期信号は、ターゲットファームウエアが機構モデルシミュレータ１０２に対して出力した実行指示に対して、機構モデルシミュレータ１０２が１同期間隔毎に動作終了を通知する信号である。ステップＳ８０６で同期信号を受けていない場合（ステップＳ８０６でＮＯ）、ステップＳ８０２へ戻り、Ｓ８０２〜Ｓ８０５の処理を繰り返す。ステップＳ８０６で同期信号を受けている場合（ステップＳ８０６でＹＥＳ）、ステップＳ８０７に進む。ステップＳ８０６を設けることにより、１同期間隔毎にステップＳ８０７が実行されることになる。

ステップＳ８０７においては、機構モデルシミュレータ１０２のステッピングモータモデル（反転モータ３０２）に対してモータの回転方向と回転速度を指示する。モータの回転方向と回転速度はパルスカウンターの値から以下のように求める。

即ち、ステップＳ８０５のパルスカウントの処理により、パルスカウンター値が正の場合には正回転、負の場合には逆回転となるため、回転方向についてはパルスカウンター値の正負によって求める。

また、回転速度に関してはパルスカウンターの絶対値によって決める。先に述べたように、ステップＳ８０７は１同期間隔毎に実行されるため、この時点でのパルスカウンターの絶対値は１同期間隔内でのステッピングモータ駆動パルスの累積値である。従って、パルスカウンターの絶対値から１同期時間のモータ回転量が求まり、モータ回転速度が求まることになる。

例えば、本実施形態における１同期間隔の時間が仮想時間上の１ｍｓｅｃ、ステッピングモータの１パルスあたりの回転角度が７．５°、ある１同期間隔でのパルスカウンター値が２であった場合、回転速度は次のようになる。
（７．５×２）／３６０／（０．００１／６０）＝２５００［ｒｐｍ］
ステッピングモータ応答特性変換３１２は、このようにして求められた回転速度、及び、回転方向を機構モデルシミュレータ１０２へ出力する。

機構モデルシミュレータ１０２は、ステッピングモータ応答特性変換３１２から入力されたこのような情報に基づき、反転モータ３０２の回転動作を制御する。

次に、ステッピングモータ応答特性変換３１３の処理について説明する。図１５は、ステッピングモータ応答特性変換３１３の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ９０１〜Ｓ９０６における処理は図１４のステップＳ８０１〜Ｓ８０６における処理と同様である。即ち、この処理により１同期間隔毎にステップカウントを行う。 そして、ステップＳ９０７で機構モデルシミュレータ１０２のモータモデル駆動指示方式に合わせて、回転方向と回転角度を求める。回転方向については図１４と同様にパルスカウンター値の正負によって求まる。回転角度についてはパルスカウンターの絶対値と対象となるモータモデルの１パルスあたりの回転角度から求まる。

例えば、ある１同期間隔での前記パルスカウンター値が３、ステッピングモータの１パルスあたりの回転角度が７．５°であるとすると、回転角度は次のようになる。
７．５×３＝２２．５［°］
ステッピングモータ３１３は、このようにして求められた回転角度、及び、回転方向を機構モデルシミュレータ１０２へ出力する。

機構モデルシミュレータ１０２は、ステッピングモータ応答特性変換３１３から入力されたこのような情報に基づき、横レジモータ３０３の回転動作を制御する。

本実施形態では、ステッピングモータ応答特性変換を、パルス信号を入力し、回転速度と回転方向の組み合わせ、或いは、回転角度と回転方向の組み合わせを出力する例について述べたが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、パルスカウンター値と回転方向といった組み合わせにしてもよい。

また、これらのステッピングモータ応答特性変換３１２，３１３を、本実施形態では中間インターフェース部１０３に有する例で示したが、もちろん第１の実施形態や第２の実施形態のようにＣＰＵシミュレータ１０１や機構モデルシミュレータ１０２に有するような構成をとってもよい。

本実施形態においては、中間インターフェース部１０３にステッピングモータ応答特性変換を設けることにより、実際の機械動作と同じようなステッピングモータの精度よいシミュレーションが可能となった。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態例について詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様を取ることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給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場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含む。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。 また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、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などが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

第１及び第２の実施形態における機械装置シミュレーションデバッグシステムの機能構成を示す図である。 本実施形態における装置構成を模式的に示す図である。 本実施形態における機構モデルシミュレータのシミュレーション表示を例示的に示した図である。 本実施形態における機構モデルシミュレータのシミュレーション表示を例示的に示した図である。 本実施形態における機構モデルシミュレータのシミュレーション表示を例示的に示した図である。 本実施形態における機構モデルシミュレータのシミュレーション表示を例示的に示した図である。 本実施形態における機構モデルシミュレータのシミュレーション表示を例示的に示した図である。 第１の実施形態におけるＣＰＵシミュレータと機構モデルシミュレータの機械部品の接続配線を示す図である。 本実施形態における応答特性変換のタイムチャートを示す図である。 本実施形態における機械駆動部品の応答特性変換を処理するフローチャートを示す図である。 本実施形態における機械検知部品の応答特性変換を処理するフローチャートを示す図である。 第２の実施形態におけるＣＰＵシミュレータと機構モデルシミュレータの機械部品の接続配線を示す図である。 第３及び第４の実施形態における機能構成を示す図である。 第３の実施形態におけるＣＰＵシミュレータと機構モデルシミュレータの機械部品の接続配線を示す図である。 第４の実施形態におけるＣＰＵシミュレータと機構モデルシミュレータの機械部品の接続配線を示す図である。 第４の実施形態における反転モータの応答特性を示す図である。 第４の実施形態における横レジモータの応答特性を示す図である。 第４の実施形態における反転モータの応答特性変換の処理のフローチャートを示す図である。 第４の実施形態における横レジモータの応答特性変換の処理のフローチャートを示す図である。

Claims (19)

1. 機械装置のソフトウェア動作をシミュレーションし、機械部品の動作を制御するための制御信号を出力するソフトウェアシミュレーション工程と、
   前記機械部品の特性に基づいて前記制御信号を変換し、変換された制御信号を出力する制御信号変換工程と、
   前記変換された制御信号に基づいて前記機械部品のシミュレーション動作を実行する機械部品シミュレーション工程とを備えることを特徴とする情報処理方法。
2. 前記機械部品の特性に関する情報を特性情報として記憶手段に記憶する特性情報記憶工程を更に備え、
   前記制御信号変換工程は、前記機械部品に対応する前記記憶された特性情報を参照し、参照された特性情報に基づいて、前記制御信号を変換し、出力することを特徴とする請求項１に記載の情報処理方法。
3. 前記制御信号変換工程は、前記制御信号を前記機械部品の応答遅延時間特性に基づいて遅延させ、出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理方法。
4. 前記制御信号変換工程は、前記制御信号を、クラッチ、ソレノイド、及び、ＤＣモータの少なくともいずれかを含む前記機械部品の応答遅延時間特性に基づいて遅延させ、出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報処理方法。
5. 前記制御信号変換工程は、ＤＣモータを含む機械部品の速度変化特性に基づいて、前記制御信号から回転速度情報を導出し、該回転速度情報を出力することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の情報処理方法。
6. 機械部品のシミュレーション動作を実行し、該シミュレーション動作に関する検出信号を仮想の検出器より出力する機械部品シミュレーション工程と、
   前記検出信号を入力し、前記検出器の特性に基づいて前記検出信号を変換し、変換された検出信号を出力する検出信号変換工程と、
   前記変換された検出信号を入力し、機械装置のソフトウェア動作をシミュレーションするソフトウェアシミュレーション工程とを備える情報処理方法。
7. 前記検出器の特性に関する情報を特性情報として記憶手段に記憶する特性情報記憶工程を更に備え、
   前記検出信号変換工程は、前記検出器に対応する前記記憶された特性情報を参照し、参照された特性情報に基づいて、前記検出信号を変換し、出力することを特徴とする請求項６に記載の情報処理方法。
8. 前記検出信号変換工程は、前記検出信号を前記検出器の応答遅延時間特性に基づいて遅延させ、出力することを特徴とする請求項６又は７に記載の情報処理方法。
9. 前記動作情報変換工程は、前記検出信号を、センサを含む前記検出器の応答遅延時間特性に基づいて遅延させ、出力することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の情報処理方法。
10. 前記制御信号はＰＷＭ駆動信号を含み、
    前記制御信号変換工程は、前記制御信号の変化を検出し、該変化を検出してから所定の時間内に前記制御信号が更に変化しない場合に、検出された前記制御信号の変化を前記機械部品の応答遅延時間特性に基づいて遅延させ、出力することを特徴とする請求項３に記載の情報処理方法。
11. 前記制御信号変換工程は、ステッピングモータを含む前記機械部品の特性に基づいて、前記制御信号をステッピングモータの回転に関する回転情報に変換し、該回転情報を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理方法。
12. 前記回転情報はモータの回転速度と回転方向に関する情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の情報処理方法。
13. 前記回転情報はモータの回転角度と回転方向に関する情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の情報処理方法。
14. 機械装置のソフトウェア動作をシミュレーションし、機械部品の動作を制御するための制御信号を出力するソフトウェアシミュレーション手段と、
    前記機械部品の特性に基づいて前記制御信号を変換し、変換された制御信号を出力する制御信号変換手段と、
    前記変換された制御信号に基づいて前記機械部品のシミュレーション動作を実行する機械部品シミュレーション手段とを備えることを特徴とする情報処理装置。
15. 前記制御信号変換手段は前記ソフトウェアシミュレーション手段、又は、前記機械部品シミュレーション手段の一部を構成することを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
16. 機械部品のシミュレーション動作を実行し、該シミュレーション動作に関する検出信号を仮想の検出器より出力する機械部品シミュレーション手段と、
    前記検出信号を入力し、前記検出器の特性に基づいて前記検出信号を変換し、変換された検出信号を出力する検出信号変換手段と、
    前記変換された検出信号を入力し、機械装置のソフトウェア動作をシミュレーションするソフトウェアシミュレーション手段とを備える情報処理装置。
17. 前記検出信号変換手段は前記ソフトウェアシミュレーション手段、又は、前記機械部品シミュレーション手段の一部を構成することを特徴とする請求項１６に記載の情報処理装置。
18. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の情報処理方法を実行するためのコンピュータプログラム。
19. 請求項１８に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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