JP5256954B2 - 情報処理装置および設計検証シミュレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機など、機器内部を搬送される用紙の変形挙動を予測する計算機シミュレーション実行に必要な入力データファイル生成装置に関する。

複写機やプリンタなど、柔軟媒体を搬送する装置の設計評価に、シミュレーションを用いた検証が行われている。その評価項目は、柔軟媒体ジャムや搬送するローラでのスリップ量などである。従って、この検証には装置で使用する薄紙から厚紙、ジャムしやすいカール形状を入力してシミュレーションしなければならない。

特許文献１では、柔軟媒体搬送装置の断面領域でシミュレーションする場合、特に柔軟媒体を剛体線分と線分同士を回転バネを介して回転ジョイントで連結した計算モデルの場合、カールした柔軟媒体の搬送経路内における挙動を精度良くシミュレーションできる設計支援プログラムを提供している。ここには、前処理を行うＧＵＩにて媒体種類の選択箇所、や２次元的なカール形状の定義方法が示されている。
特開２００６−２４８７７０号公報

ところが、上述の従来技術では、媒体種類ごとに同様な設定が必要で作業の手間が多い、また、３次元シミュレーションには向かない、さらに、汎用の有限要素法シミュレーションプログラムには適していないといった問題点がある。

本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、一つの設計に対して実行する多くの検証シミュレーションの作業の手間を省くことができ、３次元シミュレーションに適したカール形状の設定装置等を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、シート状の柔軟媒体を搬送する搬送装置設計検証であって、搬送経路内を移動する前記柔軟媒体の挙動シミュレーションを行うために必要なシミュレーション情報を生成する情報処理装置において、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状の組み合わせによる多数のシミュレーションを実行する前に、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状のうち二つを行および列の何れかに配したマトリックスを表示し、該マトリックスにおける各行および各列の交点となる各マトリクス要素で該マトリックスに配されていない残りの一つに対する選択入力を受ける選択部と、シミュレーションを実行する情報処理実行部とを有し、該情報処理実行部にて実行される情報処理内容が、前記柔軟媒体の種類、サイズ、カール形状の条件に基づき、予めカール生成データファイル部に保存されているカール生成データを読み込み、フラット紙に残留応力を付与し、シミュレーションプログラムに渡すことを特徴とした情報処理装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、シート状の柔軟媒体を搬送する搬送装置設計検証であって、搬送経路内を移動する前記柔軟媒体の挙動シミュレーションを行うために必要なシミュレーション情報を生成する設計検証シミュレーション方法において、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状の組み合わせによる多数のシミュレーションを実行する前に、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状のうち二つを行および列の何れかに配したマトリックスを情報処理装置が表示する表示ステップと、該マトリックスにおける各行および各列の交点となる各マトリクス要素で該マトリックスに配されていない残りの一つに対する選択入力を前記情報処理装置が受ける選択ステップと、前記情報処理装置がシミュレーションを実行する情報処理実行ステップと、を含み、前記情報処理実行ステップでは、前記情報処理装置が、前記柔軟媒体種類、サイズ、およびカール形状の条件に基づき、予め保存されているカール生成データを読み込み、フラット紙に残留応力を付与し、該残留応力を付与したデータによりシミュレーションを行うことを特徴とした設計検証シミュレーション方法を提供する。

一つの設計に対して実行する多くの検証シミュレーションの作業の手間を省くことができ、３次元シミュレーションに適したカール形状の設定装置等を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図９を参照して詳細に説明する。

図１は装置構成である。通信ネットワークに接続した計算専用サーバー、ユーザが作業を行うクライアントＰＣがつながっている。

図２は情報処理装置の概念図である。
プログラム格納部よりシミュレーションプログラム、プリポストプログラムあるいは情報処理プログラムがファイルＩ／Ｏ部から読み出され、制御部にて実行される。プログラムへのキーボードあるいはマウス等のポインティングデバイスによる入力が入力部より、プログラムの実行画面が表示部に表示される。

プリポストプログラムはＣＡＤデータファイル部より設計情報を読み込み、有限要素法の節点・要素を生成し境界条件、柔軟媒体の有限要素が生成され、そのデータがシミュレーションのための情報ファイル部に保存される。

情報処理プログラムでは、ユーザは媒体種、サイズ、カール形状を選択すると、柔軟媒体特性ファイル部から、ヤング率、密度（坪量、体積密度など）、厚み、減衰定数を読込む。さらに、媒体種・サイズ・カール形状に一致するカール生成データをカール生成データファイル部より読込む。これらの情報を、先ほどのシミュレーションのための情報ファイル部に保存したファイルに追加し、シミュレーションケース毎に別ファイルとして保存する。

汎用プログラム部で実行されるシミュレーションプログラムは、先のシミュレーションのための情報ファイル部からケース毎にファイルを順次読み込みシミュレーションを実行し、その結果をシミュレーション結果ファイル部に保存する。

プリポストプログラムはシミュレーション結果ファイル部からデータを読み込み、媒体挙動のアニメーションや応力、摩擦力などの特性値を参照し設計検証を行う。

図３は柔軟媒体条件を設定する画面である。媒体種（行）とカール形状（列）のマトリックス表示となっている。

図４は図３のマトリックス一要素の拡大図である。
トグルボタンにサイズと送り方向が示されている。“Ｔ”や“Ｙ”はそれぞれ、縦送り、横送り。サイズは例として、Ａ５（Ａ５）、Ａ４（Ａ４）、レター（ＬＴ）、リーガル（ＲＧ）、Ａ３（Ａ３）、Ａ３のび（Ａ３のび）を示した。ここで、“Ａ４−Ｔ”、“ＬＴ−Ｙ”、“ＲＧ−Ｙ”が選択されている。

図示しないが、紙Ａ、紙Ｃ、紙Ｆ、カールａ、カールｄが交わる箇所で、図４の選択がなされていると、全部で３（紙）×２（カール）×サイズ（３）＝１８ケースになる。実行ボタンをクリックすると一度に１８ファイルが保存される。また、自動的にジョブ管理を行うプログラムと連動していれば、１８ケースを順次シミュレーションさせることができる。

ここでは各ケース毎にファイルを生成保存したが、これを行わずに図２のメモリ／プロセス間通信部を介して、各プログラムを起動したままシミュレーションを行う事もできる。

図５はフラット紙の場合のシミュレーションの初期状態概念図である。
フラット紙が搬送ローラに挟持されている。搬送ガイド間にフラット紙が搬送されて行くときの挙動解析ができる。

図６はカール紙の場合の従来シミュレーションの初期状態概念図である。
カール紙を搬送ローラで挟持した初期状態をシミュレーション内で再現するには、ローラを退避しておき、シミュレーション実行後ローラを元の位置に移動してカール紙を挟持する過程をシミュレーションし、次にローラを回転させてシミュレーションを行う２段階が必要である。

図７はカール紙の再現方法概念図である。
フラット紙に応力を付与すると、カール形状を再現する事ができる。予め応力を求めておき、カール生成データファイル部に保存しておく。

図８はカール紙の場合の新しいシミュレーションの初期状態概念図である。
図５のフラット紙の初期状態を用いる。シミュレーションのスタートと共に、残留応力を与えれば図６のように搬送ローラに関する２段階の処理を行うことなく、カール形状でのシミュレーションが実行できる。

図９は図３の実行ボタンをクリックし、ケース毎のシミュレーション情報ファイルにカール形状データを追加する時のフローを示す図である。例えば、実行ボタンをクリックすると、チェックされたカール形状データファイルから応力データの読込みを行い、シミュレーション情報ファイルへの追加書き出しを行う。

上記の本実施の形態によれば、マトリックス状の媒体種、カール形状選択部を有し、さらにそれぞれについてサイズ設定が行える。さらに、クリックするだけでシミュレーション検証に必要な多数のシミュレーションのための情報ファイルを一度に生成でき、作業の手間が省かれる。

さらに、カール形状を残留応力つきのフラット紙で再現することで、従来はカール紙シミュレーションの初期状態再現に２段階以上の処理が必要であったが、不要となったために作業数を省くことができる。

これらにより、設計者でもＧＵＩによる少ない処理回数で、柔軟媒体搬送装置設計における検証シミュレーション実行を格段に安易にした。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。

本発明の実施形態に係る装置構成図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置の概念図である。 柔軟媒体条件を設定する画面を示す図である。 図３のマトリックス一要素の拡大図である。 フラット紙の場合のシミュレーションの初期状態概念図である。 カール紙の場合の従来シミュレーションの初期状態概念図である。 カール紙の再現方法概念図である。 カール紙の場合の新しいシミュレーションの初期状態概念図である。 図３の実行ボタンをクリックし、ケース毎のシミュレーション情報ファイルにカール形状データを追加する時のフロー示す図である。

Claims (6)

1. シート状の柔軟媒体を搬送する搬送装置設計検証であって、搬送経路内を移動する前記柔軟媒体の挙動シミュレーションを行うために必要なシミュレーション情報を生成する情報処理装置において、
   前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状の組み合わせによる多数のシミュレーションを実行する前に、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状のうち二つを行および列の何れかに配したマトリックスを表示し、該マトリックスにおける各行および各列の交点となる各マトリクス要素で該マトリックスに配されていない残りの一つに対する選択入力を受ける選択部と、
   シミュレーションを実行する情報処理実行部とを有し、
   該情報処理実行部にて実行される情報処理内容が、前記柔軟媒体の種類、サイズ、カール形状の条件に基づき、予めカール生成データファイル部に保存されているカール生成データを読み込み、フラット紙に残留応力を付与し、シミュレーションプログラムに渡すことを特徴とした情報処理装置。
2. 自動的にジョブ管理を行うプログラムと連動させ、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状の組み合わせによる各ケースを順次シミュレーションさせることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. メモリ／プロセス間通信部を介して、各プログラムを起動したままシミュレーションを行うことを特徴とする請求項１または２記載の情報処理装置。
4. シート状の柔軟媒体を搬送する搬送装置設計検証であって、搬送経路内を移動する前記柔軟媒体の挙動シミュレーションを行うために必要なシミュレーション情報を生成する設計検証シミュレーション方法において、
   前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状の組み合わせによる多数のシミュレーションを実行する前に、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状のうち二つを行および列の何れかに配したマトリックスを情報処理装置が表示する表示ステップと、
   該マトリックスにおける各行および各列の交点となる各マトリクス要素で該マトリックスに配されていない残りの一つに対する選択入力を前記情報処理装置が受ける選択ステップと、
   前記情報処理装置がシミュレーションを実行する情報処理実行ステップと、を含み、
   前記情報処理実行ステップでは、前記情報処理装置が、前記柔軟媒体種類、サイズ、およびカール形状の条件に基づき、予め保存されているカール生成データを読み込み、フラット紙に残留応力を付与し、該残留応力を付与したデータによりシミュレーションを行うことを特徴とした設計検証シミュレーション方法。
5. 前記情報処理実行ステップでは、前記情報処理装置がジョブ管理を行い、前記柔軟媒体の種類、サイズ、およびカール形状の組み合わせによる各ケースについてシミュレーションを順次行うことを特徴とする請求項４記載の設計検証シミュレーション方法。
6. 前記情報処理実行ステップでは、前記情報処理装置が、メモリ／プロセス間通信部を介して、各プログラムを起動したままシミュレーションを行うことを特徴とする請求項４または５記載の設計検証シミュレーション方法。

Images