JP6652381B2 - Analysis apparatus, analysis method, and analysis program - Google Patents
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Description
本発明は、長尺帯状の基材の搬送状態をコンピュータを用いて解析する解析装置、解析方法、および解析プログラムに関する。 The present invention relates to an analysis device, an analysis method, and an analysis program for analyzing the transport state of a long strip-shaped substrate using a computer.
従来、柔軟媒体である印刷用紙の搬送状態をコンピュータを用いて解析するシミュレーション装置が知られている。例えば、特許文献1の搬送経路設計支援装置では、柔軟媒体をバネ−質量系に離散化した上で、柔軟媒体の挙動をシミュレーションしている。また、特許文献2のシミュレーション装置では、複数の剛体要素間をバネで連結することによって柔軟媒体のモデルを作成し、柔軟媒体の運動を時系列に計算している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a simulation apparatus that analyzes a conveyance state of a printing medium as a flexible medium using a computer. For example, in the transport route design support apparatus of
特許文献1の搬送経路設計支援装置および特許文献2のシミュレーション装置は、いずれも、前端および後端を有する印刷用紙の搬送(いわゆる枚葉搬送)を対象としている。枚葉搬送の場合、フィーダから搬送経路に1枚ずつ印刷用紙が供給される。一方、商業用のインクジェットプリンタでは、複数のローラの間で長尺帯状の印刷用紙を長手方向に搬送(いわゆるロールトゥロール搬送)しつつ、印刷を行う。ロールトゥロール搬送の場合、搬送前の初期状態において、予め搬送経路の全域に印刷用紙が掛け渡される。このため、特許文献1および特許文献2のような枚葉搬送のシミュレーション手法を、そのままロールトゥロール搬送に適用することはできない。
Both the transport route design support device of
また、印刷装置以外にも、長尺帯状の基材をロールトゥロール搬送しながら基材を処理する種々の装置が提案されている。これらの装置においても、基材の搬送状態を精度よく解析することが求められている。 In addition to the printing apparatus, various apparatuses for treating a long strip-shaped substrate while performing roll-to-roll transport of the substrate have been proposed. Also in these devices, it is required to accurately analyze the transport state of the base material.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、搬送経路の全域に長尺帯状の基材が掛け渡された状態から基材の搬送を開始するロールトゥロール搬送を対象として、基材の搬送状態を精度よく解析できる解析装置、解析方法、および解析プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is directed to a roll-to-roll conveyance in which the transfer of a base material is started from a state in which a long strip-shaped base material is stretched over the entire transfer path. An object of the present invention is to provide an analysis device, an analysis method, and an analysis program that can accurately analyze a transport state of a material.
上記課題を解決するため、本願の第1発明は、長尺帯状の基材の搬送状態をコンピュータを用いて解析する解析装置であって、基材を繰り出す巻き出し部および基材を巻き取る巻き取り部と、複数のローラとを含む基材の搬送経路を設定するパス設定部と、基材の特性を設定する基材設定部と、前記パス設定部および前記基材設定部の設定値に基づき、搬送装置の仮想モデルを作成するモデル作成部と、前記仮想モデルにおいて、搬送開始前の基材に生じる力を計算する初期状態計算部と、前記初期状態計算部によって算出される前記力を用いつつ、搬送開始後の基材の搬送状態を解析する搬送状態解析部と、を備え、前記搬送状態解析部が算出する前記力は、前記巻き出し部および前記巻き取り部によって前記基材に発生する初期張力を含み、前記仮想モデルは、基材の搬送方向に対して垂直な幅方向の広がりをもつ三次元モデルであり、前記初期状態計算部は、前記搬送方向および前記幅方向について前記基材に生ずる力を計算する。
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present application is an analysis device that analyzes a transport state of a long strip-shaped substrate using a computer, and includes an unwinding unit that unwinds the substrate and a winding unit that winds the substrate. Take-off unit, a path setting unit that sets the transport path of the substrate including a plurality of rollers, a substrate setting unit that sets the characteristics of the substrate, and a set value of the path setting unit and the substrate setting unit. A model creation unit that creates a virtual model of the transfer device, an initial state calculation unit that calculates a force generated on the base material before the start of transfer in the virtual model, and the force calculated by the initial state calculation unit. While using, comprising a transfer state analysis unit for analyzing the transfer state of the base material after the start of transfer, the force calculated by the transfer state analysis unit, the unwinding unit and the winding unit to the base material including the initial tension generated , The virtual model is a three-dimensional model having a width in the width direction perpendicular to the transport direction of the substrate, the initial state calculation unit, the force generated in the substrate in the transport direction and the width direction, Calculate .
本願の第2発明は、第1発明の解析装置であって、前記パス設定部は、少なくとも、複数の前記ローラのそれぞれについて、位置、大きさ、および回転の向きの情報を設定する。
The second shot light of the present application is a analysis apparatus of the first invention, the path setting unit, at least, for each of a plurality of said rollers, the position, set size, and the information of the rotation direction.
本願の第3発明は、第1発明または第2発明の解析装置であって、前記パス設定部は、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である。
The third shot Ming of the present application is a first invention or the second shot Ming analysis apparatus, the path setting unit, a part of the set value, it is possible to set additional information of the error.
本願の第4発明は、第1発明から第3発明までのいずれか1発明の解析装置であって、前記パス設定部は、基材の特性を変化させる特性変化位置を設定可能である。
The fourth shot Ming of the present application is a analyzing device according to any one invention of the first invention to the third shot bright, the path setting unit is capable of setting the characteristic change position to alter the properties of the substrate .
本願の第5発明は、第1発明から第4発明までのいずれか1発明の解析装置であって、前記基材設定部は、少なくとも、基材の厚さ、幅、およびヤング率を設定する。
The fifth shots light of the present application is a analyzing device according to any one invention of the first invention through the fourth rounds bright, the substrate setting unit, at least, the thickness of the substrate, a width, and a Young's modulus Set.
本願の第6発明は、第1発明から第5発明までのいずれか1発明の解析装置であって、前記基材設定部は、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である。
The sixth shot light of the present application is a analyzing device according to any one invention of the first invention to the fifth rounds bright, the substrate setting unit, a part of the set value, it can be added setting information error It is.
本願の第7発明は、第1発明から第6発明までのいずれか1発明の解析装置であって、前記初期状態計算部は、略平坦な状態を自然状態として、基材の前記ローラに接触する部分に発生する復元力を算出する。
Seventh rounds light of the present application is a analyzing device according to any one invention of the first invention to the sixth rounds bright, the initial state calculation section, a substantially flat condition as a natural state, the roller base member Calculate the restoring force generated in the portion that comes into contact with the.
本願の第8発明は、第1発明から第7発明までのいずれか1発明の解析装置であって、前記搬送状態解析部は、機構解析により基材の搬送状態を解析し、前記機構解析の一要素である基材に生じる応力および変形を有限要素法により算出する。
Eighth rounds light of the present application is a analyzing device according to any one invention of the first invention to the seventh rounds bright, the transport state analyzer analyzes the transport state of the substrate by mechanical analysis, the mechanism The stress and deformation generated in the base material, which are one element of the analysis, are calculated by the finite element method.
本願の第9発明は、第1発明から第8発明までのいずれか1発明の解析装置であって、前記仮想モデル内の前記巻き出し部および前記巻き取り部の少なくとも一方において、基材は同一の径で多重に巻かれている。
Ninth rounds light of the present application is a analyzing device according to any one invention of the first invention to eighth rounds bright, at least one of said unwinding unit and the winding unit in the virtual model, the base material Are wound multiple times with the same diameter.
本願の第10発明は、長尺帯状の基材の搬送状態をコンピュータを用いて解析する解析方法であって、a)基材を繰り出す巻き出し部および基材を巻き取る巻き取り部と、複数のローラとを含む基材の搬送経路を設定する工程と、b)基材の特性を設定する工程と、c)前記工程a)および前記工程b)の設定値に基づき、搬送装置の仮想モデルを作成する工程と、d)前記仮想モデルにおいて、搬送開始前の基材に生じる力を計算する工程と、e)前記工程d)によって算出される前記力を用いつつ、搬送開始後の基材の搬送状態を解析する工程と、を有し、前記工程e)が算出する前記力は、前記巻き出し部および前記巻き取り部によって前記基材に発生する初期張力を含み、前記仮想モデルは、基材の搬送方向に対して垂直な幅方向の広がりをもつ三次元モデルであり、前記工程d)は、前記搬送方向および前記幅方向について前記基材に生ずる力を計算する工程を含む。
The tenth invention of the present application is an analysis method for analyzing the transport state of a long strip-shaped substrate using a computer, comprising: a) an unwinding unit for unwinding the substrate and a winding unit for unwinding the substrate; Setting a transfer route of the base material including the rollers described above, b) setting the characteristics of the base material, and c) setting a virtual model of the transfer device based on the set values of the steps a) and b). D) calculating a force generated on the base material before the start of the transfer in the virtual model, and e) setting the base material after the start of the transfer using the force calculated in the step d) It includes a step of analyzing the conveyance state of the said force which the step e) is calculated, see contains the initial tension generated on the substrate by the unwinding unit and the winding unit, the virtual model , In the width direction perpendicular to the transport direction of the substrate A three-dimensional model with rising, the step d), including the step of calculating the force generated in the base material for the conveying direction and the width direction.
本願の第11発明は、第10発明の解析方法であって、前記工程a)では、少なくとも、複数の前記ローラのそれぞれについて、位置、大きさ、および回転の向きの情報を設定する。
Eleventh invention of the present application relates to a solution析方method of the tenth aspect of the present invention, in the step a), at least for each of a plurality of said rollers, the position, size, and sets the information of the rotation direction.
本願の第12発明は、第10発明または第11発明の解析方法であって、前記工程a)では、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である。
Twelfth invention of the present application relates to a tenth rounds bright or solutions析方method of the eleventh invention, in the step a), a part of the set value, it is possible to set additional information of the error.
本願の第13発明は、第10発明から第12発明までのいずれか1発明の解析方法であって、前記工程a)において、基材の前記特性を変化させる特性変化位置を設定する。
13th invention of the present application relates to a method for analyzing any one invention of the first 10 rounds light to the twelfth aspect, in the step a), a set of characteristic change position for changing the properties of the substrate.
本願の第14発明は、第10発明から第13発明までのいずれか1発明の解析方法であって、前記工程b)では、少なくとも、基材の厚さ、幅、およびヤング率を設定する。
A fourteenth invention of the present application is the analysis method according to any one of the tenth to thirteenth inventions, wherein at least the thickness, width, and Young's modulus of the base material are set in the step b).
本願の第15発明は、第10発明から第14発明までのいずれか1発明の解析方法であって、前記工程b)では、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である。
The fifteenth invention of the present application is the analysis method according to any one of the tenth invention to the fourteenth invention, and in the step b), error information can be additionally set to some set values.
本願の第16発明は、第10発明から第15発明までのいずれか1発明の解析方法であって、前記工程d)では、略平坦な状態を自然状態として、基材の前記ローラに接触する部分に発生する復元力を算出する。
The sixteenth invention of the present application is the analysis method according to any one of the tenth invention to the fifteenth invention, wherein in the step d), the substantially flat state is set to a natural state and the base material comes into contact with the roller. Calculate the restoring force generated in the part.
本願の第17発明は、第10発明から第16発明までのいずれか1発明の解析方法であって、前記工程e)では、有限要素法を用いて、基材の搬送状態を解析する。
A seventeenth invention of the present application is the analysis method according to any one of the tenth to sixteenth inventions, wherein in the step e), the transport state of the base material is analyzed using a finite element method.
本願の第18発明は、第10発明から第17発明までのいずれか1発明の解析方法であって、前記仮想モデル内の前記巻き出し部および前記巻き取り部の少なくとも一方において、基材は同一の径で多重に巻かれている。
An eighteenth invention of the present application is the analysis method according to any one of the tenth invention to the seventeenth invention, wherein at least one of the unwinding unit and the winding unit in the virtual model has the same base material. It is wound multiple times with the diameter.
本願の第19発明は、解析プログラムであって、コンピュータによって実行されることにより、第10発明から第18発明までのいずれか1発明の解析方法を実現させる。
A nineteenth invention of the present application is an analysis program, and when executed by a computer, realizes the analysis method of any one of the tenth to eighteenth inventions.
本願の第1発明〜第20発明によれば、初期状態において基材に生じる力を考慮しつつ、基材の搬送状態を解析できる。
According to the first to twentieth aspects of the present invention, the transport state of the base material can be analyzed while considering the force generated in the base material in the initial state.
また、本願の第1発明〜第20発明によれば、基材の幅方向の伸縮や蛇行の様子を解析できる。
Further, according to the first shot bright to twentieth aspect of the present invention can be analyzed how the width direction of the expansion and meandering of the base material.
特に、本願の第3発明および第12発明によれば、誤差を考慮した基材の搬送状態を解析できる。
In particular, according to the third shot bright and twelfth invention of the present application, it can be analyzed transport state of the substrate in consideration of an error.
特に、本願の第4発明および第13発明によれば、搬送の途中で基材の特性が変化したときの基材の搬送状態を解析できる。
In particular, according to the fourth shot bright and the thirteenth invention of the present application, it can be analyzed conveyance state of a substrate when the properties of the substrate in the middle of the transport is changed.
特に、本願の第6発明および第15発明によれば、誤差を考慮した基材の搬送状態を解析できる。
In particular, according to the sixth shot light and the fifteenth aspect of the present application, it can be analyzed transport state of the substrate in consideration of an error.
特に、本願の第9発明および第18発明によれば、渦巻き状に基材が巻かれたモデルを作成する場合よりも、解析処理の演算負担を減らすことができる。 In particular, according to the ninth rounds light and eighteenth aspect of the present application, than to create a model substrate is wound spirally, it is possible to reduce the operation load of the analysis process.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.解析装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る解析装置1のハードウエア構成を示した図である。この解析装置1は、長尺帯状の柔軟な基材の搬送状態を解析するための装置である。例えば、商業印刷用のインクジェットプリンタでは、長尺帯状の基材である印刷用紙を長手方向に搬送しながら、印刷用紙の表面にインクを吐出することによって、印刷用紙の表面に画像を記録する。また、化学電池の製造工程では、長尺帯状の基材である電解質膜や金属箔を長手方向に搬送しながら、基材の表面に電極となる材料を塗布する。また、印刷および燃料電池以外の分野においても、長尺帯状の基材を搬送する種々の搬送装置が知られている。解析装置1は、このような基材の搬送装置の仮想モデルをコンピュータ上で作成し、当該搬送装置における基材の搬送状態を解析(シミュレーション)する機能を有する。
<1. Configuration of analysis device>
FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of an
図1に示すように、本実施形態の解析装置1は、コンピュータ本体10、ディスク読取部20、表示部30、および入力部40を有する。ディスク読取部20、表示部30、および入力部40は、それぞれ、コンピュータ本体10との間で、有線または無線により通信可能に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
コンピュータ本体10は、CPU等の演算処理部11、RAM等のメモリ12、およびハードディスクドライブ等の記憶部13を有する。記憶部13には、解析処理を実行するためのコンピュータプログラムPが、インストールされている。コンピュータプログラムPは、例えば、CDやDVDなどのコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体Dからディスク読取部20を介して読み取られ、コンピュータ本体10内の記憶部13に記憶される。コンピュータ本体10にコンピュータプログラムPがインストールされると、コンピュータ本体10内において、解析処理に必要な機能が実現される。
The computer
表示部30は、解析装置1の処理に関わる種々の情報を表示するための部位である。表示部30には、例えば、液晶ディスプレイが使用される。入力部40は、コンピュータ本体10に対して種々の情報を入力するための部位である。入力部40には、例えば、キーボードやマウスが使用される。解析装置1のユーザは、表示部30を確認しながら、入力部40を操作することによって、コンピュータ本体10に解析処理の実行を指示することができる。
The
なお、表示部30および入力部40の機能は、タッチパネル式のディスプレイなどの単一のデバイスにより、実現されていてもよい。
The functions of the
図2は、解析装置1において実現される機能を、概念的に示したブロック図である。図2に示すように、本実施形態の解析装置1は、パス設定部51、基材設定部52、モデル作成部53、初期状態計算部54、および搬送状態解析部55を有する。これらの各部の機能は、コンピュータ本体10が、記憶部13から読み出されたコンピュータプログラムPを実行することによって実現される。
FIG. 2 is a block diagram conceptually showing the functions realized in the
パス設定部51では、解析対象となる搬送装置内の搬送経路に関する情報が設定される。基材設定部52では、搬送される基材の特性が設定される。モデル作成部53では、パス設定部51および基材設定部52の設定値に基づいて、搬送装置の仮想モデルが作成される。初期状態計算部54では、搬送開始前の基材に生じる力が計算される。搬送状態解析部55では、搬送開始後の基材の搬送状態が解析される。
In the
図3は、解析装置1を用いて、基材の搬送状態を解析するときの処理の流れを示したフローチャートである。以下では、図2および図3を参照しつつ、解析処理の流れについて説明する。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of processing when analyzing the transport state of the base material using the
解析処理を行うときには、まず、解析装置1のユーザが、入力部40を操作して、コンピュータプログラムPを起動させる。解析装置1は、起動したコンピュータプログラムPに基づいて、まず、ユーザに、基材の搬送経路に関する情報の入力を要求する。
When performing the analysis process, first, the user of the
ユーザは、入力部40を操作して、基材の搬送経路に関する情報を入力する。基材の搬送装置では、複数のローラに掛け渡された基材が、ローラの回転によって、長手方向に搬送される。ユーザは、例えば、複数のローラの各々の位置、大きさ、および回転の向きを入力する。また、ユーザは、基材を繰り出す巻き出し部の位置、巻き出し部に巻かれた基材の長さ、基材を巻き取る巻き取り部の位置も入力する。パス設定部51は、入力された情報を、記憶部13に記憶させる。これにより、複数のローラによる基材の搬送経路が設定される(ステップS1)。
The user operates the
なお、パス設定部51は、複数のローラの各々の位置、大きさ、および回転の向きの他、摩擦係数等の設定値を入力可能に設けてもよい。また、パス設定部51は、複数のローラの位置や大きさなどの一部の設定値に、誤差の情報を追加設定できるようになっていてもよい。また、ローラの表面の回転軸に対する微小な傾きなどを、誤差として追加設定できるようになっていてもよい。誤差の情報を設定すれば、後述するステップS4において、誤差を考慮した計算を行うことができる。また、後述するステップS5において、誤差を考慮した搬送状態の解析を行うことができる。
Note that the
また、基材の搬送経路には、搬送用の単純なローラだけではなく、基材の搬送方向を切り替えるターンバーなどの切り替え装置や、基材の蛇行を補正する補正装置や、基材の張力を調整する張力調整装置などが設けられる場合がある。パス設定部51は、これらの装置に関する情報を、さらに設定できるようになっていてもよい。
In addition, not only simple rollers for transport, but also switching devices such as turn bars that switch the transport direction of the substrate, correction devices that correct the meandering of the substrate, and tension In some cases, a tension adjusting device or the like for adjustment is provided. The
次に、解析装置1は、ユーザに、搬送される基材の特性に関する情報の入力を要求する。ユーザは、入力部40を操作して、基材の特性に関する情報を入力する。ユーザは、例えば、基材の厚さ、幅、およびヤング率(縦弾性係数)を入力する。また、ユーザは、これらの情報の他に、基材の減衰係数や摩擦係数を入力してもよい。基材設定部52は、入力された情報を、記憶部13に記憶させる。これにより、解析対象となる基材の特性が設定される(ステップS2)。
Next, the
なお、基材設定部52は、基材の厚さや幅などの一部の設定値に、誤差の情報を追加設定できるようになっていてもよい。また、基材の両側縁部の形状の周期的なうねりや、搬送方向のカール、すなわち初期状態での湾曲形状などを、誤差として追加設定できるようになっていてもよい。誤差の情報を設定すれば、後述するステップS4において、誤差を考慮した計算を行うことができる。また、後述するステップS5において、誤差を考慮した搬送状態の解析を行うことができる。
Note that the base
なお、ステップS1とステップS2の順序は、逆であってもよい。すなわち、基材の特性を設定した後に、基材の搬送経路を設定してもよい。 Note that the order of step S1 and step S2 may be reversed. That is, after setting the characteristics of the base material, the transfer route of the base material may be set.
基材の搬送経路および基材の特性が設定されると、次に、モデル作成部53が、搬送装置の仮想モデルMを作成する(ステップS3)。図4は、仮想モデルMの例を示した図である。図3に示すように、本実施形態の仮想モデルMは、基材9の搬送方向および搬送方向に対して垂直な幅方向の広がりをもつ三次元モデルである。図3の例では、巻き出し部81、複数のローラ82、巻き取り部83、および基材9により、仮想モデルMが構成されている。
After the transfer route of the base material and the characteristics of the base material are set, the
仮想モデルM中の複数のローラ82の各々の位置、大きさ、および回転の向きは、パス設定部51の設定値に基づいて決定される。また、仮想モデルM中の基材9の幅は、基材設定部52の設定値に基づいて決定される。
The position, size, and rotation direction of each of the plurality of
後述するステップS5では、機構解析と有限要素法(Finite Element Method)を用いて基材の搬送状態が解析される。より詳細には、機構解析により基材の搬送状態を解析し、機構解析の一要素である基材の変形および基材に生じる応力を、有限要素法により算出する。 In step S5 described later, the transport state of the base material is analyzed using a mechanism analysis and a finite element method (Finite Element Method). More specifically, the transport state of the base material is analyzed by mechanism analysis, and the deformation of the base material and the stress generated in the base material, which are elements of the mechanism analysis, are calculated by the finite element method.
図5は、仮想モデルMの巻き出し部81の構成を示した図である。この仮想モデルMでは、基材9の端部は、巻き出し部81の中心軸810に接続されている。基材9は、中心軸810から径方向外側へ延びる接続部9aと、接続部9aの外側の端部から、中心軸810を中心として円弧状に延びる巻き付け部9bとを有する。実際の基材搬送装置の巻き出し部81では、巻き芯ローラの周囲に基材が渦巻き状に(徐々に径を変化させながら)巻き付けられる。しかしながら、この仮想モデルMでは、基材9同士の摩擦を考慮しておらず、基材9の巻き付け部9bが、中心軸810を中心とする同一の径で、多重に巻かれている。したがって、基材9の搬送が進んでも、巻き出し部81から基材9が繰り出される位置は変化しない。このようにすれば、渦巻き状に基材が巻かれたモデルを作成する場合よりも、解析処理にかかる演算負担を減らすことができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the unwinding
なお、本実施形態では、巻き取り部83においても、基材9は、同様に中心軸を中心とする同一の径で多重に巻かれたモデルとなっている。巻き出し部81および巻き取り部83は、必ずしもこのようなモデルでなくてもよいが、巻き出し部81および巻き取り部83の少なくとも一方において、基材9を同一の径で多重に巻いたモデルとすれば、解析処理にかかる演算負担を減らすことができる。
Note that, in the present embodiment, also in the winding
仮想モデルMが作成されると、続いて、初期状態計算部54が、仮想モデルMにおいて、搬送開始前の基材9に生じる力を計算する(ステップS4)。この計算においては、有限要素法を用いて、基材9に負荷される搬送開始前の初期張力や、復元力、すなわちローラ82での曲げにより基材9に生じる応力および変形(ひずみ)を計算する。図6は、仮想モデルM中のローラ82付近の構成を示した図である。基材9が湾曲すると、基材9を平坦に戻そうとする弾性力が発生する。すなわち、仮想モデルM中の基材9は、平坦な状態を自然状態としている。したがって、基材9のローラ82に接触する部分には、図6中に矢印で示したように、ローラ82から離れる方向の復元力Fが発生する。初期状態計算部54は、このように、初期状態の基材9の各所に発生する復元力Fを、有限要素法を用いて算出する。算出された復元力Fは、記憶部13に記憶される。
When the virtual model M is created, subsequently, the initial
また、初期状態計算部54は、初期状態の基材9の各所に発生する初期張力も算出する。例えば巻き出し部81の回転を固定した状態で、巻き取り部83を所定量だけ回転させることにより基材9を所定量だけ巻き取り、基材9へ負荷される搬送開始前の初期張力を算出する。算出された初期張力は、記憶部13に記憶される。
In addition, the initial
その後、ユーザは、入力部40を操作して、解析処理を開始する旨のコマンドを入力する。すると、搬送状態解析部55が、仮想モデルMにおいて、基材9の搬送を仮想的に開始させるとともに、基材9の搬送状態を解析する(ステップS5)。具体的には、巻き出し部81、複数のローラ82、および巻き取り部83の回転に伴う基材9の動きを、機構解析と有限要素法を用いて解析する。その際、ステップS4において算出された、初期状態において基材9に生じる復元力Fおよび初期張力が考慮される。また、搬送開始後も、基材9の複数のローラ82に接触する部分には、復元力Fが発生する。搬送状態解析部55は、当該復元力Fを考慮しつつ、基材9の搬送状態を解析する。
Thereafter, the user operates the
このように、この解析装置1では、初期状態において基材9に生じる力を考慮しつつ、基材9の搬送状態を解析する。これにより、長尺帯状の基材の搬送状態を、精度よく解析することができる。特に、本実施形態の解析装置1では、搬送方向だけではなく、幅方向の広がりをもつ三次元モデルを作成し、当該三次元モデルにおいて基材9の搬送状態を解析する。このため、基材9の幅方向の伸縮や、搬送に伴う基材9の蛇行または斜行の様子も解析できる。
As described above, the
<2.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
<2. Modification>
As described above, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above embodiment.
図7は、解析装置1により作成される仮想モデルMの変形例を示した図である。図7の仮想モデルMでは、搬送経路の途中に、基材9のヤング率を変化させる特性変化位置84が設定されている。インクジェットプリンタでは、インクを吐出する前とインクを吐出した後とで、印刷用紙のヤング率が変化する。また、インクの乾燥の前後でも、印刷用紙のヤング率が変化する。図7の仮想モデルMでは、このような搬送途中における基材9のヤング率の変化を考慮した解析を行うことができる。なお、特性変化位置84は、例えば、上述したステップS1において、パス設定部51における設定値の1つとして、設定すればよい。また、仮想モデルMの搬送経路上に、複数の特性変化位置84を設定してもよい。また、搬送経路の途中に、基材9のヤング率以外の特性(例えば摩擦係数)を変化させる特性変化位置を設定してもよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating a modified example of the virtual model M created by the
本発明の解析装置は、印刷用紙の搬送だけではなく、フィルム、化学電池用の電解質膜または金属箔、薄板ガラスなどの長尺帯状の基材の搬送を解析するものであってもよい。 The analysis device of the present invention may analyze not only the conveyance of the printing paper but also the conveyance of a long strip-shaped base material such as a film, an electrolyte membrane for a chemical battery or a metal foil, and a thin glass plate.
また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 In addition, the elements appearing in the above-described embodiments and the modified examples may be appropriately combined as long as no contradiction occurs.
1 解析装置
9 基材
9a 接続部
9b 巻き付け部
10 コンピュータ本体
11 演算処理部
12 メモリ
13 記憶部
20 ディスク読取部
30 表示部
40 入力部
51 パス設定部
52 基材設定部
53 モデル作成部
54 初期状態計算部
55 搬送状態解析部
81 巻き出し部
82 ローラ
83 巻き取り部
84 特性変化位置
810 中心軸
D 記憶媒体
F 復元力
M 仮想モデル
P コンピュータプログラム
DESCRIPTION OF
Claims (19)
基材を繰り出す巻き出し部および基材を巻き取る巻き取り部と、複数のローラとを含む基材の搬送経路を設定するパス設定部と、
基材の特性を設定する基材設定部と、
前記パス設定部および前記基材設定部の設定値に基づき、搬送装置の仮想モデルを作成するモデル作成部と、
前記仮想モデルにおいて、搬送開始前の基材に生じる力を計算する初期状態計算部と、
前記初期状態計算部によって算出される前記力を用いつつ、搬送開始後の基材の搬送状態を解析する搬送状態解析部と、
を備え、
前記搬送状態解析部が算出する前記力は、前記巻き出し部および前記巻き取り部によって前記基材に発生する初期張力を含み、
前記仮想モデルは、基材の搬送方向に対して垂直な幅方向の広がりをもつ三次元モデルであり、
前記初期状態計算部は、前記搬送方向および前記幅方向について前記基材に生ずる力を計算する、解析装置。 An analysis device for analyzing the transport state of the long strip-shaped substrate using a computer,
An unwinding unit that unwinds the substrate and a winding unit that winds the substrate, and a path setting unit that sets a transport path of the substrate including a plurality of rollers,
A base material setting section for setting the characteristics of the base material,
Based on the set values of the path setting unit and the base material setting unit, a model creating unit that creates a virtual model of the transfer device,
In the virtual model, an initial state calculation unit that calculates a force generated in the base material before the start of transport,
While using the force calculated by the initial state calculation unit, a transfer state analysis unit that analyzes the transfer state of the base material after the start of transfer,
With
The force which the conveying state analyzer is calculated, look including the initial tension generated on the substrate by the unwinding unit and the winding unit,
The virtual model is a three-dimensional model having a spread in the width direction perpendicular to the transport direction of the base material,
The analysis device , wherein the initial state calculation unit calculates a force generated on the base material in the transport direction and the width direction .
前記パス設定部は、少なくとも、複数の前記ローラのそれぞれについて、位置、大きさ、および回転の向きの情報を設定する解析装置。 A serial mounting of the analysis apparatus in claim 1,
An analyzer that sets the position, size, and rotation direction information for at least each of the plurality of rollers.
前記パス設定部は、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である解析装置。 The analysis device according to claim 1 or 2 , wherein:
An analyzer in which the path setting unit can additionally set error information to some set values.
前記パス設定部は、基材の特性を変化させる特性変化位置を設定可能である解析装置。 A analyzing apparatus according to any one of the claims 3 or claim 1,
An analysis apparatus, wherein the path setting unit is capable of setting a characteristic change position for changing a characteristic of a base material.
前記基材設定部は、少なくとも、基材の厚さ、幅、およびヤング率を設定する解析装置。 A analyzing apparatus according to any one of the claims 4 or claims 1,
An analysis device for setting at least a thickness, a width, and a Young's modulus of the base material, wherein the base material setting unit is used.
前記基材設定部は、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である解析装置。 A analyzing apparatus according to any one of the claims 5 or claim 1,
An analysis apparatus in which the base material setting unit can additionally set error information to some set values.
前記初期状態計算部は、略平坦な状態を自然状態として、基材の前記ローラに接触する部分に発生する復元力を算出する解析装置。 A analyzing apparatus according to any one of the claims 6 or claim 1,
The analysis device, wherein the initial state calculation unit calculates a restoring force generated in a portion of the base material that comes into contact with the roller by setting a substantially flat state to a natural state.
前記搬送状態解析部は、機構解析により基材の搬送状態を解析し、前記機構解析の一要素である基材に生じる応力および変形を有限要素法により算出する解析装置。 A analyzing apparatus according to any one of the claims 7 or claim 1,
An analysis apparatus, wherein the transport state analysis unit analyzes a transport state of a substrate by a mechanism analysis, and calculates stress and deformation generated in the substrate, which is one element of the mechanism analysis, by a finite element method.
前記仮想モデル内の前記巻き出し部および前記巻き取り部の少なくとも一方において、
基材は同一の径で多重に巻かれている解析装置。 A analyzing apparatus according to any one of until claims 1 to 8,
In at least one of the unwinding unit and the winding unit in the virtual model,
An analyzer in which the base material is wound multiple times with the same diameter.
a)基材を繰り出す巻き出し部および基材を巻き取る巻き取り部と、複数のローラとを含む基材の搬送経路を設定する工程と、
b)基材の特性を設定する工程と、
c)前記工程a)および前記工程b)の設定値に基づき、搬送装置の仮想モデルを作成する工程と、
d)前記仮想モデルにおいて、搬送開始前の基材に生じる力を計算する工程と、
e)前記工程d)によって算出される前記力を用いつつ、搬送開始後の基材の搬送状態を解析する工程と、
を有し、
前記工程e)が算出する前記力は、前記巻き出し部および前記巻き取り部によって前記基材に発生する初期張力を含み、
前記仮想モデルは、基材の搬送方向に対して垂直な幅方向の広がりをもつ三次元モデルであり、
前記工程d)は、前記搬送方向および前記幅方向について前記基材に生ずる力を計算する工程を含む、解析方法。 An analysis method for analyzing the transport state of the long strip-shaped substrate using a computer,
a) setting an unwinding unit for unwinding the base material, a winding unit for winding the base material, and a conveyance path of the base material including a plurality of rollers;
b) setting the properties of the substrate;
c) creating a virtual model of the transport device based on the set values of the steps a) and b);
d) calculating, in the virtual model, a force generated on the base material before the start of the transfer;
e) analyzing the transfer state of the base material after the start of transfer while using the force calculated in the step d);
Has,
Wherein the force step e) is calculated, see contains the initial tension generated on the substrate by the unwinding unit and the winding unit,
The virtual model is a three-dimensional model having a spread in a width direction perpendicular to the transport direction of the base material,
The analysis method, wherein the step d) includes a step of calculating a force generated on the substrate in the transport direction and the width direction .
前記工程a)では、少なくとも、複数の前記ローラのそれぞれについて、位置、大きさ、および回転の向きの情報を設定する解析方法。 The analysis method according to claim 10 , wherein
In the step (a), an analysis method for setting at least information on a position, a size, and a rotation direction of each of the plurality of rollers.
前記工程a)では、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である解析方法。 An analysis method according to claim 10 or claim 11 , wherein
An analysis method in which, in the step a), error information can be additionally set to some set values.
前記工程a)において、基材の前記特性を変化させる特性変化位置を設定する解析方法。 The analysis method according to any one of claims 10 to 12 , wherein:
An analysis method for setting a characteristic change position at which the characteristic of the base material is changed in the step a).
前記工程b)では、少なくとも、基材の厚さ、幅、およびヤング率を設定する解析方法。 The analysis method according to any one of claims 10 to 13 , wherein:
In the step b), an analysis method for setting at least a thickness, a width, and a Young's modulus of the substrate.
前記工程b)では、一部の設定値に、誤差の情報を追加設定可能である解析方法。 The analysis method according to any one of claims 10 to 14 , wherein:
In the step b), an analysis method in which error information can be additionally set to some set values.
前記工程d)では、略平坦な状態を自然状態として、基材の前記ローラに接触する部分に発生する復元力を算出する解析方法。 The analysis method according to any one of claims 10 to 15 , wherein
In the step (d), an analysis method for calculating a restoring force generated in a portion of the base material that comes into contact with the roller, with the substantially flat state as a natural state.
前記工程e)では、有限要素法を用いて、基材の搬送状態を解析する解析方法。 The analysis method according to any one of claims 10 to 16 , wherein:
In the step e), an analysis method for analyzing a transport state of the base material using a finite element method.
前記仮想モデル内の前記巻き出し部および前記巻き取り部の少なくとも一方において、基材は同一の径で多重に巻かれている解析方法。 The analysis method according to any one of claims 10 to 17 , wherein
An analysis method in which the base material is wound multiple times with the same diameter in at least one of the unwinding portion and the winding portion in the virtual model.
An analysis program which is executed by a computer to realize the analysis method according to any one of claims 10 to 18 .
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