JPH11120220A - シート物シミュレーションのためのデータ処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作性にすぐれ実用性の高い、シート物のシ
ミュレーションのためのデータ処理方法および装置を提
供する。 【解決手段】 幾何形状を描画する描画領域１０と、幾
何形状を操作するための操作領域１３と、シミュレーシ
ョンの入力情報またはシミュレーション結果情報を表示
する表示領域１２とが画面９上に設けられ、かつ、描画
領域１０に幾何形状を描画する描画手段４１と、操作領
域１３において幾何形状を操作するための操作手段４２
と、操作領域１３内に配置され、操作手段４２を選択実
行するインターフェース４３と、シミュレーション入力
情報またはシミュレーション結果情報の表示領域１２へ
の表示手段４４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ処理方法お
よび装置に関し、とりわけ複写機、プリンター、原稿送
り装置や印刷機などの中を搬送される用紙などシート物
を対象にして、シートの挙動を計算機によりシミュレー
ション解析した結果を表示するための、データ処理方法
および装置に関するものである。

【０００２】また上記機器以外でも、シート物を移動さ
せる特徴を持つ、キャシュディスペンサー、抄紙機など
で搬送されるシート物の挙動を、計算機にて解析した結
果を表示するためのデータ処理方法および装置に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】近年のコンピューター性能の向上と共
に、機械設計のための一手法として計算機シミュレーシ
ョンが広く行われるようになり、その重要性は年々増大
している。設計段階すなわち、実際に物を作る前からさ
まざまな条件にて設計物の機能を検討することは、製品
の開発段階における試作数を減少させることなどにより
開発コストや期間を削減でき、企業活動に有益であるば
かりでなく、資源の節約など地球環境に対する配慮も可
能となり好ましい。こうした計算機シミュレーション用
のシステムは、ソルバー部やエンジン部、さらにプリポ
スト処理部など機能毎の開発が多くなされてきた。

【０００４】ところで、これまでに製品化された計算機
シミュレーションシステムは多々あるが、汎用的なもの
には必要な機能がなかったり、解析機能が不足して解析
ができない上、ユーザーにとって使い難いといった欠点
があった。そこで近年、特定の現象解析専用の装置やシ
ステムが開発されるに至った。

【０００５】たとえば、骨組構造物の応答シミュレーシ
ョン表示システムとして、特開平８−１２９５７８号公
報で開示されているものは、骨組構造物の地震に対する
応答シミュレーションの表示システムである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の装置と方法は、特定の専門分野に限定されたも
のであり、シミュレーション対象とその現象が異なる別
の分野に適用するには困難があった。すなわち、このよ
うな従来の装置と方法は、本発明が対象にする、シート
物のシミュレーションおよびその結果の表示に適するも
のではなかった。このように、従来では、複写機、プリ
ンター、原稿送り装置や印刷機などの中を搬送される用
紙などシートの挙動を計算機シミュレーションにて解析
するためのシステムは実現されていなかった。

【０００７】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、シミュレーショ
ン機能ばかりでなく、操作性にもすぐれた実用性の高
い、シート物のシミュレーションのためのデータ処理方
法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
決するため、本発明の請求項１に係るデータ処理装置
は、シート物を解析モデルとし、シート物が搬送されて
いく過程を時系列的にシミュレーションした数値に基づ
き、画面上に表示するデータ処理装置において、幾何形
状を描画するための描画領域と、前記描画された幾何形
状を操作するための操作領域と、前記シミュレーション
のための入力情報またはシミュレーション結果の情報を
表示する表示領域とが前記画面上に設けられ、かつ、前
記描画領域に前記幾何形状を描画する描画手段と、前記
操作領域において前記描画された幾何形状を操作するた
めの操作手段と、前記操作手段を選択し実行するための
インターフェースと、前記シミュレーションのための入
力情報またはシミュレーション結果の情報の前記表示領
域への表示手段とを有していることを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項２に係るデータ処理装置
は、請求項１に示したデータ処理装置の前記操作領域内
に配置されたインターフェースが、入力デバイスの任意
キーもしくはボタンとポインティングデバイスのカーソ
ルの位置の組み合わせをインターフェースとする手段を
備え、かつ上記インターフェースを通して、時刻毎の結
果を順方向に連続して描画する順方向連続描画手段と、
時刻毎の結果を順方向に１ステップのみ描画する順方向
逐次描画手段と、時刻毎の結果を逆方向に連続して描画
する逆方向連続描画手段と、時刻毎の結果を逆方向に１
ステップのみ描画する逆方向逐次描画手段と、連続描画
中に選択された時刻で連続描画を止め、その時刻を描画
しつづけるスチル描画手段と、初期状態を描画する初期
状態描画手段との、少なくとも二つの組み合わせを有す
ることを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項３に係るデータ処理方法
は、請求項１記載のデータ処理装置に適用されるデー夕
処理方法であって、シミュレーション結果の情報を表示
する際に、基準となる時刻から所定の時刻までにシート
物が新たに搬送された量を計数して、その値を表示する
ことを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項４に係るデータ処理方法
は、請求項３記載のデータ処理方法において、基準とな
る時刻が、上流側にあるシート物搬送部に到達した時刻
であることを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項５に係るデータ処理装置
は、請求項１記載の描画手段を選択し実行するため操作
領域に配置されたインターフェースにおいて、入力デバ
イスの任意キーまたはボタンと ポインティングデバイ
スのカーソルの位置の組み合わを対応させる対応手段
と、幾何形状を描画する視点を移動する視点移動手段
と、描画される幾何形状の大きさを表示デバイスに対し
て変化させる寸法調整手段とのうち少なくともひとつを
有することを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項６に係るデータ処理方法
は、請求項１記載のデータ処理装置に適用されるデー夕
処理方法であって、描画領域内にあるポインティングデ
バイスのカーソル位置を検知し、幾何形状が定義される
座標系において、前記カーソル位置が示す座標値を計数
し、この座標位置と描画領域の任意位置が一致するよう
に、幾何形状を再描画することを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項７に係るデータ処理方法
は、請求項１記載のデータ処理装置に適用されるデー夕
処理方法であって、描画領域に描画される幾何形状のう
ち、シート物に相当する形状と、それ以外の構造物に相
当する形状とを異なる色で描画することを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項８に係るデータ処理方法
は、請求項１記載のデータ処理装置に適用されるデー夕
処理方法であって、描画領域に描画される幾何形状上
の、シート物と他の構造物が接触する位置に、新たにマ
ーカーを描画することを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項９に係るデータ処理方法
は、請求項８記載のデータ処理方法において、シート物
と他の構造物との接触時に作用し合う接触力の分力とし
て、接触する面に対して垂直方向の抗力と、接触する面
に対して接線方向の摩擦力とを、接触位置を起点とし、
分力の向きと同じ向きの矢印によって描画することを特
徴とする。

【００１７】本発明の請求項１０に係るデータ処理方法
は、請求項９記載のデータ処理方法において、力の大き
さと描画する矢印の長さの変換比率を設定し、この比率
に基づき分力を表す矢印を描画することを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項１１に係るデータ処理装置
は、請求項１記載のデータ処理装置において、任意時刻
における計算結果である数値の少なくとも一部をファイ
ル化するための手段と、前記のフアイル化の実行を行う
インターフェースとを有していることを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項１２に係るデータ処理装置
は、請求項１記載のデータ処理装置において、計算結果
である数値の少なくとも特定された一部を、時刻に対応
した数値としてファイル化するための手段と、前記のフ
アイル化の実行を行うインターフェースとを有している
ことを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項１３に係るデータ処理方法
は、請求項１記載のデータ処理装置に適用されるデー夕
処理方法であって、描画領域におけるポインティングデ
バイスのカーソル位置を検知し、この位置に関連した計
算結果値を選択し、前記値を表示することを特徴とす
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の好適な実施形態の説明
に先立って、シミュレーション解析モデルにつき概説す
る。複写機・プリンター・原稿送り装置や印刷機などの
中を搬送される用紙などシート物の挙動を計算機シミュ
レーションするためには、シート物の運動を記述する運
動方程式を解く必栗がある。実際にこの方程式を解くた
めには、空間と時間それぞれを有限の量として代数式に
近似し、計算機にて連立方程式を解くことになる。空間
に関しては、代表的な手法として差分法や有限要素法が
ある。一方、時間に関しては、ルンゲクッタ法、線形加
速度法（ニューマークのベータ法を含む）や、ウィルソ
ンのシータ法、フーボルト法など直接時間積分法が数多
くある。

【００２２】本発明は手法に限定されず、結果として任
意時刻でのシート物の代表点における変位とシート物と
機器（その他の構造物）とが接触する時に作用し合う力
が得られるモデルであればその全てに適用できる。尚上
記で、代表点は初期形状に関して固定された位置にある
必要はなく、その任意時刻それぞれにおいて再設定され
るものでもよい。さらに変位は、任意空間における変形
後の座標値でも差し支えない。

【００２３】また、操作技術と表示技術については、最
近のコンピュータシステムの操作性は、Ｘウィンドウや
マイクロソフト社のウィンドウズなどのマルチウィンド
ウシステムにより、飛躍的に向上している。例えば、ウ
ィンドウ上に配置されたボタンをクリックすることや、
任意の位置をダブルクリックすることなどにより、イベ
ントが発生し、これを受けてある所定の処理の実行が可
能になっている。本発明はこのようなリソーセズを利用
する。

【００２４】以下、この発明の好適な実施形態を添付図
を参照して説明する。

【００２５】図１は、本発明に係るデータ処理装置の一
実施形態のブロック図である。図１に示されるように、
本発明に係るデータ処理装置Ｃは、情報を入力するため
の入力部１と、各種処理のための演算、論理判定などを
行うＣＰＵ２と、計算結果および入力情報等を表示する
表示部３と、処理手順を含むプログラムが格納されるプ
ログラムメモリ４と、各種処理で生じたデータを格納す
るデータメモリ５と、シミュレーションタにより得られ
たデータが保存されている外部記憶装置６とが、バス７
を介して接続されている。バス７を介して、ＣＰＵ２の
制御の対象となる構成要素の指示用アドレス信号、各構
成要素の制御のためのコントロール信号、各構成機器相
互間でやり取りされるデータ転送が行われる。

【００２６】入力部１は、データやコマンドキー入力す
るためのキーボード、タプレット、マウスなどである。
ＣＰＵ２は、各処理手段を実行してバス７に接続された
各構成要素を制御する。さらに表示部３はディスプレイ
などで構成される。一方、プログラムメモリ４は、ＲＯ
Ｍであってもよいし、外部記憶装置６などからプログラ
ムがロードされるＲＡＭであってもよい。データメモリ
５は、通常、ＲＡＭで構成される。外部記憶装置６は通
常、ＨＤＤで構成される。

【００２７】ここで、表示部３には、幾何形状を描画す
るための描画領域１０と、この描画された幾何形状を操
作するための操作領域１３と、シミュレーションのため
の入力情報またはシミュレーション結果の情報を表示す
る表示領域１２とが画面上に設けられている。かつ、プ
ログラムメモリ４には、描画領域１０に幾何形状を描画
する描画手段４１と、描画された幾何形状を操作領域１
３において操作するための操作手段４２と、操作手段４
２を選択し実行するためのインターフェース４３と、シ
ミュレーションのための入力情報またはシミュレーショ
ン結果の情報を表示領域１２へ表示させる表示手段４４
が備えられている。

【００２８】また、シミュレーションの実行によって各
時刻毎のデータが順次保存されていくため、データファ
イルのサイズは、計算した時刻の数に比例するように大
きくなる。そこで、本発明によるデータ処理装置Ｃで
は、ある時刻におげるシート物の変位図などを描画する
際には、その都度、外部記憶装置６に保存されているデ
ータファイルをアクセスし、データを読み込む。この外
部記憶装置６には、前述されたように本発明の各種処理
手順を、ここから読み出すようにしてもよい。上記のよ
うに構成することにより、シート物の拳動をシミュレー
ションした結果データを、効果的に表示し可視化するこ
とができる。

【００２９】このシミュレーションのフローを図２に示
す。開始後、機器にて構成されるシート物搬送に寄与す
る搬送ガイドの形状や座標値などからなる搬送ガイドデ
ータ、シート物のヤング率やシート厚さ・幅などから決
まる剛性や密度などの各種特性データ、計算に必要なパ
ラメータなどがファイルなどから入力される。またこれ
らは、直接キーボードやポインティングデバイスなどで
プログラムの中から指定するようなプログラム構造にし
ても良い。

【００３０】計算条件の入力後、所定の変数などに値を
代入する等によって、搬送ガイドとシート物のモデリン
グを行う。このプログラムでは、初期状態から任意時間
後のシート物の状態を順次計算していく。例えば時刻に
相当する第ｎ十１ステップの計算は、第ｎステップ後の
結果を元に行われる。この計算は、非線形解析であるた
めに結果が収束するまで反復して行われる。

【００３１】さらに、シート物と搬送ガイドとの接触を
判定し、これを基に全体の連立方程式が作成される。こ
れは計算過程ではマトリックス演算となり、シート物あ
るいは搬送ガイドの任意位置での変位 （もしくは新規
座標値）と両者が接触していればそこで作用し合う接触
力（抗力と摩擦力）が計算される。一つの時刻での計算
が終了した後、結果（データ）をファイルに書き出す。
もし、終了時刻に達していれば終了し、達していなけれ
ば次の時間ステップΔｔを設定し次の時刻での計算を行
う。また、反復計算でも収束しないと判断した場合は、
このステップで使用した時間ステップをより小さく再設
定し、収束するまで繰り返す必要がある。

【００３２】このプログラムにより、得られる結果のデ
ータはシート物あるいは搬送ガイドの任意位置での変位
（もしくは変形後の座標値）と、両者が接触していれば
その作用位置とそこで作用し合う接触力ベクトル（抗力
と摩擦力）となる。また、この解析モデルとして３次元
解析、２次元解析に区別を設ける必要はない。

【００３３】図３は、シミュレーション結果のデータの
表示部３の例としてディスプレイ画面の一例である。８
はディスプレイ全体であり、マルチウィンドウのＯＳを
使用し、結果麦示するためのプログラムによりウィンド
ウ９が生成されている。このウィンドウ９中にはメニュ
ー領域１１、計算結果の表示に必要な描画領域１０と、
計算に関した情報表示領域１２と描画操作領域１３があ
る。これらにより、計算による各時間毎のシート物の変
形状態やガイド板の状態を描画領域１０にて描画し、そ
の時の各種数値情報などを情報表示領域１２に表示する
ことで計算結果を効果的に可視化することができる。

【００３４】ここでは、一つのウィンドウ内に各領域１
０〜１３を区切ったが、それぞれの領域は分割されてウ
ィンドウ内に分散されていても良い。また、各領域毎に
一つの子ウィンドウを生成して、ウィンドウ間にてデー
タをやり取りすることで前述した機能を持たせても良
い。

【００３５】図４には、本発明に係る他の実施の形態と
して、効果的に描画を操作するための構成が示されてい
る。これは、図３で示された描画操作領域１３に、各種
機能を持つボタンを配置するものである。また、入力デ
バイスである任意キーもしくはボタンとポインティング
デバイスのカーソルの位置の組み合わせをインターフェ
ースとする手段が備えられている。このボタンは、マウ
スなどのボインティングデバイスのカーソルで指示し、
例えばマウスボタンのダウンとアップイベントが同時に
発生すれば、所定の処理が実行される。処理の実行を制
御するためのイベントは、ここに示したボタンでなくと
も、例えば所定領域をマウスダウンすることでも良く、
ダブルクリックでも良く、その操作種類にはよらない。

【００３６】ボタン１８は順方向に連続して描画を行う
ボタンであり、このボタン１８は順方向連続描画手段と
連動して、各時刻でのシート物の変形状態とガイド板の
状態などを順次描画する。ボタン１６はポーズボタンで
あり、このボタン１６はスチル描画手段と連動して、連
続描画中でボタンが押されたときの時刻でのシート物変
形図を、スチル描画し続ける。またこの状態から再度ポ
ーズボタンを押すと、順連続描画が再開されるように構
成できる。ボタン１７は順方向１ステップ描画ボタンで
あり、このボタン１７は順方向逐次描画手段と連動し
て、このボタンが押される毎に１ステップ（計算の時間
ステップ）だけ次の時刻の、シート物変形状態などを描
画する。

【００３７】ボタン１４は、逆方向連続描画手段と連動
する逆方向の連続描画ボタン、ボタン１５は、逆方向逐
次描画手段と連動する逆方向の１ステップ描画ボタンで
ある。また、ボタン１９は初期状態描画ボタンで、初期
状態描画手段と連動し、押されるとどのような時でも描
画を止め初期状態を描画して止まる。これらのボタン操
作のみにより、容易に時刻毎の計算結果を描画しアニメ
ーション表示することが可能となる。また、所定の時
刻、状態でのシート物の変形状憇のを観察でき、効果的
に計算結果が検討できる。なお本装置は上記各ボタンの
少なくとも二つの組み合わせにより構成するものとす
る。

【００３８】図５は、本発明に係るデータ処理方法の一
実施の形態である、シミュレーション結果の情報を表示
する際に、基準となる時刻から所定の時刻までにシート
物が新たに搬送された量を計数して、その値を表示する
方法の説明図である。すなわち、シート物が搬送部など
からどれだけの長さ搬送されているのかを、計算に関し
た情報表示領域１２（図３参照）に表示する。先ず、基
準となる時刻を設定する。この時の搬送部２０における
シート物２１の位置を確認する。例えば、図５では２次
元的な描画で、シート物２１は搬送ガイド２２と接触し
て変形しているその様子が表示されている。

【００３９】基準となる時刻Ｔ０（左）で搬送部２０か
らシート物２１の先端までの長さをＬ０とする。任意の
時刻Ｔｎでは、搬送部２０から先端までの長さはＬｎと
なつている。従つて、基準時刻Ｔ０から新たに搬送され
たシート物の距離はＬ＝Ｌｎ−Ｌ０となる。この値を例
えば図６のように画面表示することで、シート物の変形
状態を検討するのにより有効となる。

【００４０】また、前記の表示手段において、特に、シ
ート物先端が上流側である搬送部（例えば中継ローラ
ー）に到達したときを基準とする。複写機、プリンター
などでは画像形成部の手前のローラーは用紙が到達する
まで停止しており、到達後にこのローラーが回転し用紙
を搬送する機構となっている場合が多い。これは、この
ローラーに用紙が到達する時刻のバラツキを抑え、画像
形成部とのタイミングをとるためである。従って、この
ローラーに用紙先端が到達するとその先端は静止する
が、さらに下流側のローラーは用紙を送り続け、余分な
用紙が送り込まれる。これより、用紙はこのローラー間
で押し込まれ変形することになる。この変形を許容でき
る搬送経路が形成されていないと、用紙の搬送ジャムが
発生する確率が高くなる。そこで、本実施の形態のよう
に基準をとることで、上述した画像形成部手前のローラ
ーとその下流側のローラー間での用紙の変形状態を、用
紙先端静止後の下流側ローラーの送り出し量で把握する
ことができ、有効な設計支援となる。

【００４１】シート物の変形状態を詳細に検討するため
には、局所的な領域にてシート物の変形状態を描画する
必要がある。本発明に係るデータ処理装置の他の実施の
形態では、図７に示されるように、描画操作領域１３
に、シート物や搬送ガイドの状態図を拡大・縮小、移動
（もしくは視点の移動）させるための操作領域がインタ
ーフェースとして設けられる。すなわち、本実施の形態
では、入力デバイスの任意キーまたはボタンとポインテ
ィングデバイスのカーソルの位置の組み合わを対応させ
る対応手段と、幾何形状を描画する視点を移動する視点
移動手段と、描画される幾何形状の大きさを表示デバイ
スに対して変化させる寸法調整手段とのうち少なくとも
ひとつを有する構成とされる。

【００４２】図７に示されるように、２次元的な描画の
場合、縦方向の描画を移動させるスクロールバ−２３と
横方向のスクロールバ−２４により、視点を２次元的に
移動することで描画領域に対するシート物の変形やガイ
ドが移動し描画される。また、自動描画ボタン２５をク
リックすることで、シート物全体と全搬送ガイドの座標
値を計算し、全体が描画領域に描画されるよう自動的な
スケールにて再描画される。

【００４３】２６は固定のスケール選択領域で、どれか
をクリックすることでそこに示されたスケールにて再描
画される。ここでは、１ピクセルあたりの実座標スケー
ルのミリメートル表示になっているが、単位系は問わな
い。固定スケールの選択は容易であるが、さらに細かな
設定をするときは、例えば任意スケール値入力ボックス
２７に値を代入し、任意スケール描画の実行ボタン２８
をクリックすることで再描画される。このような、描画
の視点の移動、描画スケールの変更を実行する操作部を
設けることで、詳細なシート物の変形状態などを検討す
ることが可能となる。

【００４４】また、描画領域内にあるポインティングデ
バイスのカーソル位置を検知し、幾何形状が定義される
座標系において、前記カーソル位置が示す座標値を計数
し、この座標位置と描画領域の任意位置が一致するよう
に、幾何形状を再描画する処理方法で構成することもで
きる。

【００４５】特に、２次元描画での視点の移動に関し
て、ポインティングデバイスのカーソルと任意キーの組
み合わせにより指定する。例えば、マウスのカーソルを
視点の中心としたい描画領域に移動し、マウスボタンを
ダプルクリックする。マウスカーソルの現在位置を検出
し、ここを描画の中心として再描画することで、シート
物の変形を検討する時の描画の移動操作が簡単となり操
作性が向上する。

【００４６】また、描画領域に描画される幾何形状のう
ち、シート物に相当する形状と、それ以外の構造物に相
当する形状とを異なる色で描画する処理方法で構成する
こともできる。これによればシート物と搬送ガイドをは
っきり区別するために、それぞれの描画には異なる配色
を行う。この結果、シート物の変形が明瞭となり、効果
的な検討が可能となる。

【００４７】つぎに、シート物と搬送ガイドが接触して
いるのかを知ることは、搬送路などの設計変更などには
非常に重要な情報となる。図８は、これに対応するもの
として、他の実施形態の構成を示す説明図である。この
デー夕処理方法では、描画領域に描画される幾何形状上
の、シート物と他の構造物が接触する位置に、新たにマ
ーカーを描画する。

【００４８】例えば図８で、搬送部２９であるローラー
によりシート物が右方向に搬送され、搬送ガイド３０に
接触し変形している様子が２次元にて描画されている。
ここで、シート物３１が搬送ガイドと接触している箇所
には接触を示すマーカ−３２として、円が配置されてい
る。このマーカーの形状や塗りつぷしの有無、色などは
特に限定されない。このようにシート物と搬送ガイドの
接触がある場合に、これらマーカーを表示することで搬
送ガイドの形状変更などに非常に有用な情報が視覚化で
きる。

【００４９】さらに、上記においてシート物と他の構造
物との接触時に作用し合う接触力の分力として、接触す
る面に対して垂直方向の抗力と、接触する面に対して接
線方向の摩擦力とを、接触位置を起点とし、分力の向き
と同じ向きの矢印によって描画する方法にすると、さら
に効果的となる。

【００５０】図９は、このようなデータ処理方法に依る
もので、接触位置を単にマーカーで示すだけでなく、接
触により用紙が受ける接触力を、面 (ガイド面もしくは
シート物面) に対して垂直な抗力と摩擦力に分解し、作
用する向きに矢印で示している (接触力の分力を示す矢
印３３）。ここでは、シート物が受ける力として示した
が、搬送ガイドがシート物から受ける力としても良く、
これは単純に逆向きとなる。 また単純に接触位置だけ
を示すのではなく、シート物に作用する力の向きを示す
ことで、より詳細なシート物の変形状態の検討が可能と
なる。また、摩擦力は進行方向と逆向きに作用するの
で、シート物の挙動把握にも有用である。

【００５１】ところで前記図９においては、接触力の分
力とそれを示す矢印の向きは一致していた。そこでつぎ
の実施の形態では、力の大きさと描画する矢印の長さの
変換比率を設定し、この比率に基づき分力を表す矢印を
描画するようにする。これによれば、その矢印の長さが
分力の大きさに相当するようになる。すなわち、力の単
位あたりの矢印の描画する長さ（力スケール）を決め
る。

【００５２】図１０は、このようなデータ処理方法に依
るもので、接触力の分力を示す矢印３４が、力スケール
３５（１Ｎ）に比例した長さに換算して示される。これ
より、接触力の絶対値の概算もできると共に、全接触力
の中で、どれが最も優位であり考慮すべき力などかが一
目で把握でき、詳細かつ有効な検討が可能となる。なお
力スケール３５は、描画領域もしくは計算に関する情報
表示領域のどちらに表示しても良い。

【００５３】さらにまた、シート物の変形状態をさらに
詳細に検討するには、シート物の変位量などを数値とし
てファイル化することが有用である。そこで、任意時刻
におけるシート物の変位（もしくは変形後の全体座標に
対する座標値）や、搬送ガイドとの接触の有無、接触し
ていれば接触位置とその接触力の大きさや向きなどの計
算結果を、データとしてファイル化 (ファイル形式は問
わず) するために、図３のメニュー領域１１にファイル
化のためのメニューを配置しておき、コマンドが選択実
行された時に、ファイル化がなされるようにする。ま
た、描画操作領域１３などに作成用のボタンなどを配置
しておき、これを操作するようにしても良い。またこの
時、図４におけるポーズボタンにて所定の変形状態にな
るように操作しておくことが好ましい。

【００５４】上記の実施の形態では、任意時刻におけ
る、計算結果であるデータのファイル化であったが、こ
こでは、シート物の固定された位置における状態（変位
もしくは変形後の座標、接触状態）、あるいは、搬送部
が用紙に与える力など、ある固定された種類のデータの
時刻歴（時刻に対して前記したデータ）をファイル化す
る。これをグラフ化することで、容易1に時間推移を把
握することができる。

【００５５】上記の二つの実施の形態によれば、計算結
果であるデータをファイル化し数値として読み取ること
が可能であった。そこでさらに、例えば一度ファイル化
したあと、別途手段によりその数値を読み取る替わり
に、より容易な方法を採用することもできる。ここで
は、一部の情報にかぎられるが、容易に計算結果である
データを把握できる方法を示す。ボインティングデバイ
スのカーソルを、描画領域のシート物の変形図や、接触
位置を示す前記のマーカ−３２や接触力の分力を示す矢
印３３、３４に近づける。

【００５６】データ処理プログラムはカーソルの位置を
検知し、最も近いシート物の計算を行った点（有限要素
法などで計算していれば節点）での変位（もしくは変形
後の座標）を、接触位置を示すマーカーや接触力の分力
を示す矢印に近ければ、その接触力の値・向き、作用位
置などの数値を、自動的に計算に関した情報表示領域に
示すものである。これにより、変形状態を確かめなが
ら、注目する箇所の計算結果であるデータを閲覧するこ
とができ、操作性、有用性が向上する。

【００５７】上記のように本発明のデータ処理装置およ
びその処理方法は、複写機・プリンター・原稿送り装置
や印刷機などの中を搬送される用紙などシート物の拳動
を計算機でシミュレーションした結果を、マルチウィン
ドウシステム上にて処理するものであるから、シミュレ
ーション機能ばかりでなく、操作性についても、専用オ
ペレーターによるのではなく設計者の誰もが容易に操作
できる構成とすることができ、実用性の高いシステムを
実現することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
の構成によれば、シート物を解析モデルとし、シート物
が搬送されていく過程を、時刻毎にシミュレーション
し、その結果得られた解（数値）を処理し、画面上に表
示するデータ処理装置において、画面上に計算結果を処
理し幾何形状を描画することで、シート物などの変形状
態を可視化することができ、操作部により描画を簡単に
操作でき、さらに、計算結果に加えて計算に入力した値
などの情報をも同一画面上にて確認でき、操作性、簡易
性、有用性が向上したデータ処理装置を実現できる。

【００５９】本発明の請求項２の構成によれば、カーソ
ルなどで描画手段を選択・実行でき、さらに、注目した
い時刻のシート物の変形状態などを描画することが可能
となり、操作性の向上と、効果的な結果の検討を可能に
するデータ処理装置を実現できる。

【００６０】本発明の請求項３のデータ処理方法によれ
ば、所定の時間内に搬送されるシート物の送り出し量を
知ることができる。シート物の長さが異なる場合など
は、再計算などを行わなくても、これらの情報を用いる
ことで対応でき、時間・資源の節約ができる。

【００６１】本発明の請求項４のデータ処理方法によれ
ば、実際の機械における搬送量のバラツキ量に対して、
許容度の高い搬送路設計を行うために、シート物の変形
状態を、送り出し量によって容易に評価することができ
る。

【００６２】本発明の請求項５のデータ処理装置によれ
ば、シート物の変形状態のうち、詳細に検討したい箇所
を拡大して画面上に描画することができ、設計レイアウ
トの評価検討に有用な情報を得ることができる。

【００６３】本発明の請求項６のデータ処理装置によれ
ば、簡単な操作により、注目したい箇所を描画領域の中
心に再描画することができ、設計レイアウトの評価検對
が容易となる。

【００６４】本発明の請求項７のデータ処理装置によれ
ば、シート物の変形状態を可視化するうえで、その他の
構造物との違いが明瞭になり、評価検討し易くなる。

【００６５】本発明の請求項８のデータ処理装置によれ
ば、シート物と接触する箇所が可視化され、容易にイメ
ージできるようになる。また、設計変更など評価検討す
る際に有用な情報が得られる。

【００６６】本発明の請求項９のデータ処理方法によれ
ば、接触する位置だけでなく、シート物が受ける力の方
向も同時に可視化することができ、評価検討のためのよ
り多くの情報が得られる。

【００６７】本発明の請求項１０のデータ処理方法によ
れば、請求項９の効果に加え、接触力の大きさも可視化
され、評価検討のためのさらに多い情報が得られる。

【００６８】本発明の請求項１１のデータ処理装置によ
れば、任意時刻におけるシート物の変形状態などについ
て、数値レペルでの詳細な検討ができるようになる。

【００６９】本発明の請求項１２のデータ処理装置によ
れば、特定の特性値（変位や接触力など）の時刻歴を数
値レペルで詳細に検討できるようになる。

【００７０】本発明の請求項１３のデータ処理方法によ
れば、得たい情報を、簡単な操作で、即座に同一画面上
にて確認することができ、シート物の変形などを確認し
つつ、数値レベルの情報が確認できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ処理装置の一実施の形態におけ
るブロック構成図である。

【図２】シート物の挙動シミュレーションのフロー図で
ある。

【図３】本発明のデータ処理装置の一実施の形態におけ
る画面構成の説明図である。

【図４】本発明のデータ処理装置の他の実施の形態にお
ける画面上の描画操作領域の説明図である。

【図５】本発明のデータ処理方法の他の実施の形態にお
ける描画例の説明図である。

【図６】図５に示される描画に関する情報表示部の説明
図である。

【図７】本発明のデータ処理装置の他の実施の形態にお
ける画面上の描画操作領域の説明図である。

【図８】本発明のデータ処理方法の他の実施の形態にお
ける描画例の説明図である。

【図９】本発明のデータ処理方法の他の実施の形態にお
ける描画例の説明図である。

【図１０】本発明のデータ処理方法の他の実施の形態に
おける描画例の説明図である。

【符号の説明】

１ 入力部 ２ ＣＰＵ ３ 表示部 ４ プログラムメモリ ５ データメモリ ６ 外部記憶装置 ７ バス １０ 描画領域 １２ 情報表示領域 １３ 操作領域 ４１ 描画手段 ４２ 操作手段 ４３ インターフェース ４４ 表示手段

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート物を解析モデルとし、シート物が
   搬送されていく過程を時系列的にシミュレーションした
   数値に基づき、画面上に表示するデータ処理装置におい
   て、 幾何形状を描画するための描画領域と、 前記描画された幾何形状を操作するための操作領域と、 前記シミュレーションのための入力情報またはシミュレ
   ーション結果の情報を表示する表示領域と、 が前記画面上に設けられ、かつ、 前記描画領域に前記幾何形状を描画する描画手段と、 前記操作領域において前記描画された幾何形状を操作す
   るための操作手段と、 前記操作領域内に配置され、前記操作手段を選択し実行
   するためのインターフェースと、 前記シミュレーションのための入力情報またはシミュレ
   ーション結果の情報の前記表示領域への表示手段と、を
   有していることを特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 前記操作領域内に配置されたインターフ
   ェースが、入力デバイスの任意キーもしくはボタンとポ
   インティングデバイスのカーソルの位置の組み合わせを
   インターフェースとする手段を備え、 かつ上記インターフェースを通して、 時刻毎の結果を順方向に連続して描画する順方向連続描
   画手段と、 時刻毎の結果を順方向に１ステップのみ描画する順方向
   逐次描画手段と、 時刻毎の結果を逆方向に連続して描画する逆方向連続描
   画手段と、 時刻毎の結果を逆方向に１ステップのみ描画する逆方向
   逐次描画手段と、 連続描画中に選択された時刻で連続描画を止め、その時
   刻を描画しつづけるスチル描画手段と、 初期状態を描画する初期状態描画手段と、の少なくとも
   二つの組み合わせを有することを特徴とする請求項１記
   載のデータ処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のデータ処理装置に適用さ
   れるデー夕処理方法であって、 シミュレーション結果の情報を表示する際に、基準とな
   る時刻から所定の時刻までにシート物が新たに搬送され
   た量を計数して、その値を表示することを特徴とするデ
   ータ処理方法。
4. 【請求項４】 前記データ処理方法において、 基準となる時刻が、上流側にあるシート物搬送部に到達
   した時刻であることを特徴とする請求項３記載のデータ
   処理方法。
5. 【請求項５】 前記データ処理装置の描画手段を選択し
   実行するため操作領域に配置されたインターフェースに
   おいて、 入力デバイスの任意キーまたはボタンとポインティング
   デバイスのカーソルの位置の組み合わを対応させる対応
   手段と、 幾何形状を描画する視点を移動する視点移動手段と、 描画される幾何形状の大きさを表示デバイスに対して変
   化させる寸法調整手段と、のうち少なくともひとつを有
   することを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のデータ処理装置に適用さ
   れるデー夕処理方法であって、 描画領域内にあるポインティングデバイスのカーソル位
   置を検知し、幾何形状が定義される座標系において、前
   記カーソル位置が示す座標値を計数し、この座標位置と
   描画領域の任意位置が一致するように、幾何形状を再描
   画することを特徴とするデータ処理方法。
7. 【請求項７】 請求項１記載のデータ処理装置に適用さ
   れるデー夕処理方法であって、 描画領域に描画される幾何形状のうち、シート物に相当
   する形状と、それ以外の構造物に相当する形状とを異な
   る色で描画することを特徴とするデータ処理方法。
8. 【請求項８】 請求項１記載のデータ処理装置に適用さ
   れるデー夕処理方法であって、 描画領域に描画される幾何形状上の、シート物と他の構
   造物が接触する位置に、新たにマーカーを描画すること
   を特徴としたデータ処理方法。
9. 【請求項９】 前記データ処理方法において、 シート物と他の構造物との接触時に作用し合う接触力の
   分力として、接触する面に対して垂直方向の抗力と、接
   触する面に対して接線方向の摩擦力とを、接触位置を起
   点とし、分力の向きと同じ向きの矢印によって描画する
   ことを特徴とした請求項８記載のデータ処理方法。
10. 【請求項１０】 前記データ処理方法において、力の大
    きさと描画する矢印の長さの変換比率を設定し、この比
    率に基づき分力を表す矢印を描画することを特徴とする
    請求項９記載のデータ処理方法。
11. 【請求項１１】 前記データ処理装置は、 任意時刻における計算結果である数値の少なくとも一部
    をファイル化するための手段と、 前記のフアイル化の実行を行うインターフェースと、 を有していることを特徴とする請求項１記載のデータ処
    理装置。
12. 【請求項１２】 前記データ処理装置は、 計算結果である数値の少なくとも特定された一部を、時
    刻に対応した数値としてファイル化するための手段と、 前記のフアイル化の実行を行うインターフェースと、を
    有していることを特徴とする請求項１記載のデータ処理
    装置。
13. 【請求項１３】 請求項１記載のデータ処理装置に適用
    されるデー夕処理方法であって、描画領域におけるポイ
    ンティングデバイスのカーソル位置を検知し、この位置
    に関連した計算結果値を選択し、前記値を表示すること
    を特徴としたデー夕処理方法。