KR100522619B1 - 매체반송 시뮬레이션 방법 및 장치 - Google Patents

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KR100522619B1 KR10-2003-0090010A KR20030090010A KR100522619B1 KR 100522619 B1 KR100522619 B1 KR 100522619B1 KR 20030090010 A KR20030090010 A KR 20030090010A KR 100522619 B1 KR100522619 B1 KR 100522619B1
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오가와마사히코
카와카미타쓰로
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

한 쌍의 반송 로울러로 구성된 반송경로를 따라 유연매체가 반송되는 움직임을 시뮬레이션하는 시뮬레이션방법은, 상기 반송 로울러 표면을 접촉영역과 비접촉영역으로 분할하고, 상기 접촉영역과 비접촉영역 각각에 대해 제 1 외주속도 및 제 2 외주속도를 설정하는 단계와, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 비접촉영역에 도달할 경우, 그 유연매체에 대하여 상기 제 2 외주속도와 그 유연매체의 이동속도의 차에 따른 반송력을 가한 조건과, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 접촉영역에 도달할 경우, 그 유연매체는 상기 제 1 외주속도로 반송된다고 하는 조건하에서 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

매체반송 시뮬레이션 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR SIMULATING CONVEYANCE OF MEDIUM}
본 발명은, 복사기와 프린터 등에서 용지의 움직임을 계산기 시뮬레이션 해석에 의거하여, 종이의 반송경로의 최적설계를 하기 위한 기술에 관한 것이다.
복사기, 레이저빔 프린터(LBP) 등에서 용지의 반송경로를 설계할 때에, 그 반송경로의 기능을 여러 가지 조건하에서 검토함으로써, 시제품의 제조, 시험에 필요한 공정 수를 감소할 수 있고, 개발기간 및 비용을 감소할 수 있다.
반송경로내의 유연매체(종이, 필름 등의 시이트형 기록매체)의 움직임을 시뮬레이션하는 기술의 일례로서, 일본 특개평 11-195052호 공보 및 특개평 11-116133호 공보에는, 유연매체를 유한요소법에 의한 유한요소로 표현하고, 반송경로내의 가이드들과 로울러들의 접촉여부를 판단하여, 운동방정식을 수치적으로 해결함으로써, 유연매체와 가이드간의 저항과 접촉각을 평가하는 설계 지원시스템이 개시되어 있다.
또한, 스프링-질량-빔 모델을 사용하여 시트 변형의 동적해석이 개시되어 있다(카즈시 요시다, 일본기계학회 회보, Vol.63, No.615C(1997-11), P230-236 논문 No.96-1530).
유연매체의 운동은, 이산유한요소 또는 질량 스프링 요소로 표현된 유연매체의 운동방정식을 얻어내고, 해석시간간격을 유한 폭을 갖는 시간스텝으로 분할하고, 시간 0부터 시작하는 수치 시간적분에 의해 시간스텝마다 미지값인 가속도, 속도 및 변위를 순차로 구한다. 예를 들면, 종래에는 뉴마크(newmark)의 β법, 윌슨(Wilson)의 θ법, 오일러(Euler)법, Kutta-merson법 등이 알려져 있다.
종래의 유연매체 반송 설계 지원시스템에서는, 유연매체를 유한개의 요소(유한요소 또는 질량-스프링 요소)로 표현한다. 요소의 대표점(그 요소가 질량-스프링 요소일 경우는 질점)에 대하여 도 2에 나타낸 것과 같은 반송 로울러의 속도와 유연매체의 속도 차이에 의존한 마찰계수 μ를 정의하고, 이 마찰계수 μ에 수직항력 N을 곱한 μN으로서 얻어진 반송력을 포함하는 조건하에서 유연매체의 운동을 계산한다.
이하, 종래의 유연매체 반송 설계 지원시스템에서 사용된 운동계산방식에 관해서, 도 17∼도 19를 참조하여 설명한다. 도 17 내지 도 19는 유연매체의 일반적인 반송방식을 도시한 도면이다. 예를 들면, 도 17에서, 도면부호 31, 32, 33은 질점(mass point)을, 34, 35는 질점 사이에 위치된 스프링, 36은 구동용 반송 로울러, 37은 종동용(driven) 반송 로울러를 나타낸다. 도 18 및 도 19에서도 마찬가지로, 도면부호 41, 42, 43 및 51, 52, 53은, 질점을 나타낸다.
이러한 계산방식에서는, 질점 31이 로울러들간의 접점(니핑(nipping)영역)에 도달한 시점에서의 로울러의 반송속도 Vr와 매체의 반송속도 Vp간의 속도차 △V를 하기식으로 구한다:
△V=Vr-Vp
그리고, 도 2로부터 그 구해진 △V에 의거하여 마찰계수 μ를 구하여, 상기 종동 로울러(37)에 의한 가압력 N에 의거하여 반송력 F=μN이 구해진다. 그래서, 이 반송력 F가 질점(31)에 대하여 가해진다.
이 반송력 F에 의해 매체는 더욱 이동하여 도 18에 도시된 상태가 된다. 다음 질점 42가 니핑영역에 들어갈 때까지는, 도 17에 도시된 상태에 의거하여 구한 반송력 F가 질점 41에 계속 가해지는 것으로 가정한다. 그리고, 도 19에 나타낸 것처럼, 다음의 질점(52)이 니핑영역에 들어갈 경우, 반송력 F는 갱신되고, 이 시점에서의 Vr와 Vp에 근거하여 새로운 반송력 F'가 산출된다.
상술한 계산방법을 사용하면, △V가 미소하더라도 질점에 대하여 큰 힘이 작용하게 되고, 이에 따라 매체의 속도는 크게 변동하여 계산된다. 게다가, 매체가 도 17의 상태로부터 도 19의 상태로 변하는 동안 가해진 힘이 일정하다고 가정하고 있다. 이 때문에, 매체의 요소분할 수를 매우 증가시키고 시간스텝 폭을 매우 감소시키지 않으면, 상기 로울러들의 외주속도 Vr가 일정하게 설정되더라도, 매체반송속도 Vp는 주기적으로 변화한다.
또한, 도 18에 나타낸 것처럼, 질점이 니핑영역에 없는 경우에, 매체에 가이드나 다른 로울러 등으로부터 비교적 큰 외력이 갑자기 가해지면, 그것에 매체가 저항할 수 없어, 매체와 로울러 사이에 잘못된 미끄러짐이 생긴다.
상술한 경우를 고려하여, 본 발명의 일 특징은, 매체가 반송 로울러에 의해 반송되는 반송조건을 안정된 강제속도로서 사용하여, 매체의 반송속도를 정확히 시뮬레이션하는 매체반송 시뮬레이션방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상술한 특징을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 국면에 따르면, 한 쌍의 반송 로울러로 구성된 반송경로를 따라 유연매체가 반송되는 움직임을 시뮬레이션하는 시뮬레이션방법은, 상기 반송 로울러 표면을 접촉영역과 비접촉영역으로 분할하고, 상기 접촉영역과 비접촉영역 각각에 대해 제 1 외주속도 및 제 2 외주속도를 설정하는 단계와, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 비접촉영역에 도달할 경우, 그 유연매체에 대하여 상기 제 2 외주속도와 그 유연매체의 이동속도의 차에 따른 반송력을 가하는 것을 필요로 하는 조건하에서 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 외주속도와 제 2 외주속도가 서로 다르다. 또한, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 접촉영역에 도달할 경우, 그 유연매체는 상기 제 1 외주속도로 반송되는데 필요한 조건하에서 시뮬레이션을 수행한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은, 이하의 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예로부터 명백해질 것이다.
[실시예]
도 20은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 매체반송 시뮬레이션 시스템을 실행하는 단말장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
중앙처리장치(CPU)(201)는, 주기억장치(203)에 전개된 프로그램에 따라서 단말장치 전체의 제어를 실행한다. 입력장치(202)는, 키보드, 마우스 등으로 구성되는 포인팅 마우스이다. 주기억장치(203)는, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 등으로 구성되고, 예를 들면 프로그램을 전개하기 위해서 작업 메모리로서 기능한다. 표시장치(204)는, 음극선관(CRT) 모니터, 액정 디스플레이 등으로 구성된다. 보조기억장치(205)는, 하드디스크 드라이브 등으로 구성되어, 서버(또는 단말장치)를 동작시키기 위한 각종 프로그램을 저장하거나, 각종 데이터베이스를 저장하거나 한다. 통신장치(206)는, 네트워크에 접속하기 위한 인터페이스이다.
도 1은 본 실시예의 매체반송 설계 지원시스템에서의 매체반송 시뮬레이션 처리를 나타낸 흐름도이다. 이 도 1에 도시된 것처럼, 매체반송 시뮬레이션처리는 수개의 단계로 구성된다. 도 3은 각 단계에서 표시장치(204)로 표시되는 화면의 구성예를 나타낸다. 그 화면은, 주로 화면의 내용을 전환하는 메뉴바(1), 메뉴마다 설치된 서브메뉴(2), 정의한 반송경로와 결과가 표시되는 그래픽 화면(3), 시스템으로부터의 메시지 출력 및 필요에 따라 수치입력을 행하는 코맨드란(4)으로 구성된다. 이하, 각 단계에 관해서 설명한다.
<반송경로정의>
먼저, 반송경로를 정의하는 단계(단계 S101)를 설명한다. 반송경로를 정의하기 위해서, 메뉴바(1)중 "반송경로"버튼을 선택하면, 반송경로정의용 서브메뉴(2)가, 도 3에 나타낸 것처럼 표시된다. 도 3에 나타낸 서브메뉴(2)는, 2개의 반송 로울러로 한 쌍의 반송 로울러를 정의하는 로울러쌍 버튼(2A), 하나의 로울러를 정의하는 로울러 버튼(2B), 직선의 반송 가이드를 정의하는 직선 가이드 버튼(2C), 원호의 반송가이드를 정의하는 원호 가이드 버튼(2D), 스플라인 곡선으로 반송가이드를 정의하는 스플라인 가이드 버튼(2E), 유연매체가 반송되는 반송경로를 전환하는 플래퍼(flapper)(포인트)를 정의하는 플래퍼 버튼(2F), 유연매체가 반송경로내의 소정의 위치에 있는지 아닌지를 검출하는 센서를 정의하는 센서 버튼(2G)을 구비한다. 그래서, 상기 서브메뉴(2)는, 실제의 복사기와 프린터의 반송경로를 구성하기 위한 부품에 대응한 버튼들을 구비한다.
서브메뉴(2)를 사용하여 그 부품들을 정의하면, 그래픽 화면(3)상에 그 정의한 반송경로의 형상과 위치가 표시된다. 이때, 이 단계에서 정의된 각 쌍의 반송 로울러 위치는, 로울러축간이 스프링 등의 가압부재에 의한 반송 로울러들의 축간 변위를 반영하지 않는 초기위치이다.
<유연매체 모델 작성>
반송경로의 정의단계(S101)가 종료하면, 유연매체 모델 작성단계(S102)를 수행한다. 이 유연매체 모델 작성 단계는, 도 4에 나타낸 메뉴바(1)중에서 "매체정의"버튼이 선택되는 경우 실시되고, 동시에 서브메뉴(2)에, 매체선택화면(2H)과 분할법 선택화면(2I)이 도시된다.
우선, 반송경로 내에서의 유연매체의 위치를 결정하기 위해서, 유연매체의 양단부의 좌표의 입력을 재촉하는 메시지가 코맨드란(4)에 표시된다. 이 좌표는, 코맨드란(4)에서의 수치를 입력하거나, 마우스 등의 컴퓨터에 부착된 포인팅 디바이스에 의해서 그래픽 화면(3) 상에서의 좌표위치를 직접 가리켜서 입력되어도 된다. 양단부의 좌표가 입력되면, 도 4에 나타낸 것처럼, 그래픽 화면(3)상에는 양단부(31)를 연결하는 직선(점선)(32)이 그려지고, 유연매체가 어떻게 반송경로 내에 설치되어 있는지 관찰할 수 있다.
다음에, 직선(점선)(32)으로 도시된 유연매체를 복수의 이산 질량-스프링 요소로 분할할 때에 사용된 요소의 수 n의 입력을 재촉하는 메시지가, 코맨드란(4)에 표시되고, 이것에 따라서 코맨드란(4)에 그 요소의 수 n이 입력된다. 본 실시예에서는, 요소 수 n을 10으로 예로 한다.
또한, 동시에, 매체선택화면(2H)에는 대표적인 유면매체의 종류명이 미리 등록되고 도시되어 있고, 해석하려고 하는 유연매체의 종류가 클릭에 의해서 선택된다. 여기서, 반송경로 내에서의 유연매체의 운동을 계산하기 위해 필요한 계산 파라미터는, 유연매체의 영율(Young'modulus), 밀도 및 두께가 있고, 매체선택화면(2H)에 열거된 각 유연매체의 종류에 대한 데이터베이스에는, 이 파라미터들이 저장된다. 도 4에서, 계산 파라미터의 예는 다음과 같다. 매체종류로서 대표적인 재생지인 EN100DK가 선택되고, EN100DK에 해당한 영율 5409Mpa, 밀도 6.8×10-7kg/mm3, 두께 0.0951mm이라는 값이 데이터베이스로부터 얻어진다.
<반송 조건 설정>
유연매체 모델 작성단계에서 유연매체가 이산 질양-스프링 요소로 분할된 후(S102), 반송조건 설정단계(S103)를 수행한다. 이 단계에서는, 반송 로울러의 구동조건, 반송경로를 전환하는 플래퍼의 제어, 및 유연매체와 반송가이드간의 마찰계수, 유연매체와 로울러간의 마찰계수를 정의한다.
메뉴바(1)로부터 "반송조건"버튼을 선택하면, 반송조건설정단계가 실시되고, 이때 도 5에 나타낸 것처럼, 서브메뉴(2)에 구동조건 및 마찰계수를 정의하는데 사용된 리스트가 표시된다.
마찰계수는, 서브메뉴(2)에 도시된 리스트로부터 커서(300)로 "마찰계수"를 선택하고, 그래픽 화면(3)에 표시된 로울러들과 가이드들 중 하나를 선택하고, 유연매체와 로울러 또는 가이드간의 속도차에 의존하는 상기 선택된 마찰계수 μ를 도 2에 나타낸 것처럼 입력함으로써 정의된다. 매체가 가이드들 중의 하나와 접촉한 경우에는, 접촉계산에 의해 얻어지는 수직항력을 N으로 하면, 도 6에 나타낸 것처럼, 반송방향과는 역방향으로 마찰력 μN이 작용하도록 설정된다. 또한, 매체가 비니핑 영역에서 로울러들 중 하나와 접촉한 경우에는, 로울러의 속도 Vr와 매체의 로울러 원주방향의 매체의 속도 Vp간의 속도차 △V를 계산한다. 그 구해진 △V에 근거하여, 도 2로부터 마찰계수 μ를 결정하고, 이 마찰계수 μ에 의거한 마찰력 μN이 작용하도록 설정된다.
따라서, 도 7a에 나타낸 것처럼, 시뮬레이션에서는, 로울러와 매체간의 마찰력 μN은, 로울러의 외주속도 Vr쪽이 매체속도 Vp보다 빠른 경우는, 도 2에 의해 마찰계수 μ가 양값이므로, 매체를 반송방향으로 가속하는 방향으로 작용한다. 도 7b에 나타낸 것처럼, 로울러의 외주속도 Vr가 매체속도 Vp보다 느린 경우는, 마찰계수 μ가 음값이므로, 마찰력 μN은 매체의 반송방향에 역??향으로 작용한다.
본 실시예는, 반송조건설정단계(S103)에서, 구동조건을 정의하는 것을 특징으로 한다. 이하, 구동조건의 정의방법에 관해서 상세히 설명한다.
도 8은 본 실시예에 따른 로울러 구동조건을 입력하는 화면의 일례를 나타낸다. 먼저, 서브메뉴(2)의 구동조건 "로울러"를 커서(300)의 이동조작에 의해서 선택하고, 그래픽 화면(3)에 표시된 반송 로울러쌍 중에서 구동조건의 정의 대상이 되는 로울러쌍 중의 하나를 선택한다. 로울러쌍 중의 하나가 선택될 때 도 9에 나타낸 화면이 표시되고, 그 로울러쌍의 어느 쪽이 구동 로울러인지를 결정한다. 나머지는 종동 로울러이다. 그리고, 2개의 로울러가 스프링 등에 의해 가압된 상태에서의 그 로울러쌍의 축간거리(141)를 입력한다. 이에 따라, 도 10에 나타낸 것처럼, 구동 로울러를 향하여 종동 로울러의 중심위치를 이동시켜, 로울러들의 축간거리는 입력된 축간거리(141)로 감소된다. 또한, 시스템 내부처리에서는 2개의 로울러를 나타낸 2개의 오버랩 원을, 접촉영역(니핑영역)(151)과 비니핑 영역의 로울러 표면(152)으로 분할한다.
다음에, 도 11에 나타낸 것처럼, 시간에 대한 로울러 반송속도 Vr를 나타낸 그래프가, 그래픽 화면(3)에 표시된다. 구체적으로는, 코맨드란(4)에서, 시간과 반송속도 Vr의 조합을 나타낸 특징점을 연속적으로 입력함에 따라, 그래픽 화면(3) 상에 그래프가 작성된다. 도 11은 매체가 비접촉영역에 있는 동안 0초 내지 1초의 시간간격으로 반송속도를 선형적으로 0mm/sec 내지 100mm/sec까지 증가시키는 경우를 나타낸다. 이때의 반송속도는, 매체가 접촉영역에 있는 동안 1초 내지 3초의 시간간격으로 100mm/sec로 일정하게 유지하고, 로울러로부터 매체가 출력된 후의 3초 내지 4초의 시간간격으로 100mm/sec로부터 0mm/sec로 감속한다.
<운동계산 및 요소 재분할>
이상과 같이, 단계 S103에서 여러 가지 반송조건(구동조건 및 마찰계수)이 설정되면, 매체의 운동계산단계(시뮬레이션)(S104)에서, 반송되는 매체의 운동이 계산된다. 본 실시예에서는, 매체가 그 로울러쌍 중 하나 근처의 위치로 반송되면, 우선 매체를 분할한 이산 질점들이 비니핑 영역에서 로울러 표면과 접촉하는지를 판정한다. 하나 이상의 질점이 로울러 표면과 접촉한 경우에, 그 로울러 표면과 접촉하고 있는 각 질점에 대하여, 로울러의 반송속도 Vr와 매체의 반송속도 Vp의 속도차 △V에 의거한 마찰력을 가한다. 그리고, 매체의 질점들이 비니핑 영역에서 로울러 표면을 따라 이동하여 니핑영역 내에 들어 갈 때, 매체의 질점이 반송속도 Vr에 의해 강제적으로 이동하는 경계조건은 부가된다.
이때, 단계 S104에서 수행된 시뮬레이션 처리는, 매체 재분할 단계 후 반복하여 수행된다. 이 재분할단계는, 종래의 유연매체 반송 시뮬레이션에서의 단계와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
<결과 표시>
이와 같이 하여 얻어진 매체반송의 시뮬레이션 결과는, 단계 S106에서, 표시장치(204) 상에 표시된다. 이 결과표시단계는, 메뉴바(1)중에서 "결과표시"버튼을 선택하면 실시되고, 도 12에 나타낸 것처럼 서브메뉴(2)에 동화상 메뉴와 플로트메뉴가 표시된다. 도 12에 나타낸 동화상 메뉴는, 재생버튼, 정지버튼, 일시정지버튼, 급속 전진 버튼 및 되감기 버튼을 갖고, 이 버튼들을 사용하여 그래픽 화면(3)에서 유연매체의 움직임을 가시화할 수 있다. 도 13은 본 실시예에 따른 플로트 화면을 나타낸다. 유연매체의 움직임을 보다 정량적으로 나타내기 위해서, 로울러들과 가이드들에 가해진 반송부하(가이드 저항), 유연매체의 가속도, 속도 및 변위 등이 시간에 대하여 나타낸 그래프가 표시된다. 따라서, 본 실시예에서는, 여러 가지의 반송경로가 상기 결과들을 표시함으로써 평가되어도 된다.
다음에, 이하, 본 발명의 제 2 실시예에 관해서 설명한다. 제 2 실시예에서의 매체반송 시뮬레이션 처리는, 상술한 제 1 실시예로 나타낸 도 1의 처리와 마찬가지이므로, 이하에서는 제 1 및 제 2 실시예간의 상이점에 관해서만 설명한다.
일반적으로, 반송 로울러는, 그 표면에 고무조각 등의 탄성부재가 장착되어 있고, 로울러들이 서로 가압될 때에 그 고무조각은 변형한다. 따라서, 이러한 고무조각의 변형, 환경변화, 매체에 가해진 외력 등으로 인해, 니핑영역의 반송 로울러들 사이에서 매체를 반송하는 속도는, 로울러들의 비니핑 영역에서의 외주속도와는 다르다.
그러므로, 제 2 실시예에 의하면, 이러한 매체의 실제 움직임을 정확하게 시뮬레이션하기 위해서, 단계 S103에서 로울러 구동조건을 입력할 때에, 도 14에 나타낸 것처럼, 니핑영역에서의 로울러의 반송속도 Vrn과 비니핑 영역에서의 로울러의 외주속도 Vro는 개별적으로 설정한다. 또한, 필요하면, 비니핑 영역의 외주속도를 구동 로울러의 외주속도 Vro1과 종동 로울러의 외주속도 Vro2는, 개별적으로 설정하여도 된다.
이와 같이 제 2 실시예에 의하면, 반송 로울러들의 외주속도는, 니핑영역과 비니핑영역으로 개별적으로 입력하여도 된다. 또한, 비니핑영역에서의 외주속도는, 한 쌍으로 구성되는 구동 로울러와 종동 로울러에 대해 개별적으로 입력하여도 된다. 따라서, 제 1 실시예보다도 더 정확히 매체의 반송속도를 시뮬레이션 할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 관해서 설명한다. 제 3 실시예에서의 매체반송 시뮬레이션 처리는, 상술한 제 1 실시예에서 나타낸 도 1의 처리와 마찬가지이기 때문에, 상기 제 1 실시예와 제 3 실시예간의 상이점에 관해서만 설명한다.
제 3 실시예에 의하면, 로울러 구동조건을 입력하는 단계(단계 S103)에서는, 반송 로울러들이 서로 가압된 상태에서의 니핑영역 및 로울러 중심위치를 구하기 위한 입력으로서, 제 1 실시예에서와 같은 로울러 축간거리(141)를 입력하는 대신에 니프(nip) 폭 W를 입력한다.
이 니프 폭 W의 예를 도 15에 나타낸다. 이 도 15를 참조하면, 니프 폭을 W, 2개의 로울러 반경을 R1, R2, 해당 로울러의 중심과 니프 폭 단부를 통과하는 직선과 2개의 로울러 중심을 연결하는 직선간에 이루는 각도를 각각 θ1, θ2로 하면, 로울러 축간거리 D는 다음과 같이 구해진다:
D=R1·cosθ1 + R2·cosθ2
θ1=sin-1(W/2R1), θ2=sin-1(W/2R2)
그리고, 종동 로울러의 중심을 로울러의 중심간 거리가 상기 구해진 거리 D로 감소되도록 이동하고, 2개의 로울러를 나타낸 원들을 니핑영역(181)과 비니핑영역(182)으로 분할한다. 매체의 반송은, 상기 제 1 실시예의 운동계산단계(S104)와 마찬가지로 계산한다.
그래서, 제 3 실시예에 의하면, 반송 로울러들에서의 니핑영역의 사이즈(폭)를 입력하고, 그 사이즈에 의거하여 로울러들의 축간거리를 산출한다. 따라서, 제 1 실시예와 마찬가지로, 매체의 반송속도를 정확히 시뮬레이션 할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 4 실시예에 관해서 설명한다. 제 4 실시예에서의 매체반송 시뮬레이션의 처리는, 상술한 제 1 실시예로 나타낸 도 1의 처리와 마찬가지이다. 제 4 실시예에서는, 반송 로울러에 대하여 제 1 실시예에서 설명한 것과 같은 반송조건을 준 경우의 반송 로울러에 가해진 부하 토오크를 계산하는 방법을 이하에서 설명한다.
도 16은 유연매체 반송시의 가이드와 유연매체의 접촉상태의 일례를 도시한 도면이다. 상기 매체는 요소로 분할되고, 질점(191)과 스프링(192)으로 모델링되어 있다. 도면에서, 도면부호 193은 한 쌍의 반송 로울러, 194는 가이드를 나타낸다. 이산 질점(191)이 가이드(194)와 접촉하면, 가이드(194)와 접촉된 질점(191)마다 도면에서 도면부호 195로 나타낸 개별적으로 접촉력 Fi를 받는다. 매체 반송시에 로울러(193)에 가해진 부하는, 이 접촉력 Fi의 합계의 반송방향성분이다. 그러므로, 반송 로울러에 가해진 부하 토오크는, 다음과 같이 구해진다:
여기서, R은 구동 로울러 반경, Fi는 각 질점에서의 접촉력, θi는 각 질점에서 접촉력이 가해지는 방향과 상기 반송방향이 이루는 각도이다. 그 반송방향은 상기 반송 로울러(193)의 로울러 중심을 연결하는 선에 수직한 방향이다.
또한, 제 4 실시예에서는, 상기와 같이 계산된 반송부하 토오크 Tp와 구동 로울러(193)의 구동 토오크 T를 서로 비교하여, 부하 토오크 Tp가 구동 토오크 T를 초과한 경우에는, 해당 구동모터의 탈조로서 경고를 출력한다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 제 4 실시예에 의하면, 반송 로울러들에 가해진 반송부하는, 유연매체가 비니핑영역에서 가이드 또는 로울러와 접촉할 때 그 유연매체에 가해지는 힘에 의거하여 반송 로울러에 가해진 부하 토오크를 산출함으로써 유연매체의 반송동안 감시된다. 그 산출된 부하 토오크가 구동 토오크를 초과한 경우에 경고하기 때문에, 구동 모터의 탈조 유무를 검출할 수 있다.
본 발명은, 복수의 기기(예를 들면, 호스트컴퓨터, 인터페이스기기, 판독기, 프린터 등)로 구성된 시스템에 적용하여도, 하나의 기기로 이루어진 장치(예를 들면, 복사기, 팩시밀리장치 등)에 적용하여도 된다.
또한, 본 발명의 목적은, 상술한 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램코드를 저장한 기록매체를, 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는, CPU 또는 MPU)가 기록매체에 저장된 프로그램코드를 판독 및 실행함으로써 달성되어도 된다.
이 경우, 기록매체로부터 판독된 프로그램코드 자체는, 상술한 실시예의 기능을 제공하고, 이와 같이 프로그램코드를 기록한 기록매체는 본 발명을 구성하게 된다.
프로그램코드를 저장하는 기록매체로서는, 예를 들면, 플로피 디스크, 하드디스크, 광디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, 자기테이프, 불휘발성 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 프로그램코드를 판독하여 실행함으로써, 상술한 실시예의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 그 프로그램코드의 지시에 근거하여, 컴퓨터상에서 가동하고 있는 운영체계(OS)가 일부의 처리를 실행하여, 상술한 실시예의 기능이 실현된다.
또한, 기록매체로부터 판독된 프로그램코드가, 컴퓨터에 삽입된 기능확장보드 또는 컴퓨터에 접속된 기능확장유니트에 구비된 메모리에 기록되고, 그 프로그램코드의 지시에 근거하여, 그 기능확장보드 또는 기능확장유니트에 구비된 CPU가 일부의 처리 또는 모든 처리를 실행하여, 상술한 실시예의 기능이 실현되기도 한다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 상술한 실시예들에 의하면, 매체가 반송 로울러에 의해 반송되는 반송조건으로서 안정된 강제속도를 사용하여, 매체의 반송속도를 정확히 시뮬레이션 할 수 있다.
본 발명은 상기의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예들로 한정되는 것은 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 한편, 본 발명은 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 포함된 다양한 변형 및 동등한 구성을 포함한다. 다음의 청구항들의 범위는, 상기와 같은 변형 및 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 아주 폭넓게 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유연매체의 반송 시뮬레이션 처리를 나타낸 흐름도,
도 2는 반송 로울러의 속도와 유연매체의 속도 차이에 의존하는 마찰계수 μ를 정의한 그래프,
도 3은 제 1 실시예에 따른 반송경로 정의단계에서의 표시 화면예를 나타낸 도면,
도 4는 제 1 실시예에 따른 유연매체 정의단계에서의 표시 화면예를 나타낸 도면,
도 5는 제 1 실시예에 따른 반송조건 정의단계에서의 마찰계수의 설정 화면예를 나타낸 도면,
도 6은 제 1 실시예에서의 마찰계수 μ에 의거한 마찰력을 적용한 동작을 나타낸 도면,
도 7은 제 1 실시예에 있어서 비니핑영역의 반송 로울러에 의해 매체에 마찰력을 가한 동작을 나타낸 도면,
도 8은 제 1 실시예에 따른 반송조건 정의단계에서의 반송 로울러의 구동조건 설정 화면예를 나타낸 도면,
도 9는 제 1 실시예에 따른 반송 로울러 축간거리의 설정 화면을 나타낸 도면,
도 10은 제 1 실시예에서의 반송 로울러 축간거리를 사용하여 니핑영역의 설정 동작을 나타낸 도면,
도 11은 제 1 실시예에 따른 반송조건 정의단계에서의 속도제어를 설정하는 동작의 일례를 도시한 도면,
도 12는 제 1 실시예에 따른 결과표시단계에서의 동화상 표시예를 나타낸 도면,
도 13은 제 1 실시예에서의 결과표시단계에서 표시된 플로트 메뉴의 예를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에서 로울러 반송속도를 정의하는 동작을 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 니핑폭을 사용한 반송 로울러들의 축간거리 산출방법을 설명하기 위한 도면,
도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반송 로울러들에 적용된 부하 계산 알고리즘을 설명하기 위한 도면,
도 17은 종래의 매체반송 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 도면,
도 18은 종래의 매체반송 시뮬레이션을 설명하기 위한 다른 도면,
도 19는 종래의 매체반송 시뮬레이션을 설명하기 위한 또 다른 도면,
도 20은 제 1 실시예에 따른 매체반송 시뮬레이션 시스템을 실행하기 위한 단말장치의 구성을 나타낸 블록도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
201 : CPU 202 : 입력장치
203 : 주기억장치 204 : 표시장치
205 : 보조기억장치 206 : 통신장치

Claims (11)

  1. 한 쌍의 반송 로울러로 구성된 반송경로를 따라 유연매체가 반송되는 움직임을 시뮬레이션하고,
    상기 반송 로울러 표면을 접촉영역과 비접촉영역으로 분할하고, 상기 접촉영역 및 상기 비접촉영역 각각에 대해 외주속도가 서로 다른 제 1 외주속도 및 제 2 외주속도를 설정하는 단계와,
    상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 비접촉영역에 도달할 경우, 상기 제 2 외주속도와 그 유연매체의 이동속도의 차에 대응한 반송력을 상기 유연매체에 가하고, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 접촉영역에 도달할 경우는, 상기 제 1 외주속도로 상기 유연매체를 반송하는 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 시뮬레이션방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 반송 로울러는, 구동 로울러와 종동 로울러로 구성되고, 상기 제 2 외주속도는 상기 구동 로울러와 종동 로울러에 대해 각각 개별적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    미리 설정된 니프 폭에 의거하여 상기 반송 로울러들의 축간거리가 산출되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유연매체가 상기 유연매체를 반송하기 위한 반송 가이드와 접촉할 때 생긴 접촉력에 의거하여 상기 반송 로울러에 가해진 부하 토오크를 산출하는 단계와,
    상기 산출된 부하 토오크가 미리 설정된 상기 반송 로울러의 구동 토오크보다 큰 경우, 경고를 발생하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 시뮬레이션방법.
  5. 한 쌍의 반송 로울러로 구성된 반송경로를 따라 유연매체가 반송되는 움직임을 시뮬레이션하고,
    제 1 외주속도와 제 2 외주속도를 저장하고, 상기 제 1 및 제 2 외주속도가, 서로 다르고 상기 반송 로울러 표면이 분할되는 접촉영역과 비접촉영역에 대해 각각 설정되는 기억장치와,
    상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 비접촉영역에 도달할 경우, 상기 제 2 외주속도와 그 유연매체의 이동속도의 차에 따른 반송력을 상기 유연매체에 가하는 조건과, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 접촉영역에 도달할 경우는, 상기 제 1 외주속도로 상기 유연매체를 반송하는 조건하에서, 시뮬레이션을 수행하는 프로세서를 구비한 것을 특징으로 하는 시뮬레이션장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 반송 로울러는 구동 로울러와 종동 로울러로 구성되고, 상기 기억장치는 상기 구동 로울러와 종동 로울러마다 상기 제 2 외주속도를 개별적으로 저장하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 미리 설정된 니프 폭에 의거하여 상기 반송 로울러들의 축간거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 유연매체가 상기 유연매체를 반송하기 위한 반송 가이드와 접촉할 때 생긴 접촉력에 의거하여 상기 반송 로울러에 가해진 부하 토오크를 산출하고, 상기 산출된 부하 토오크가 미리 설정된 상기 반송 로울러의 구동용 토오크보다 큰 경우, 경고를 발생하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션장치.
  9. 한 쌍의 반송 로울러로 구성된 반송경로를 따라 유연매체가 반송되는 움직임을 시뮬레이션하는 시뮬레이션방법을 실행하고,
    상기 반송 로울러 표면을 접촉영역과 비접촉영역으로 분할하고, 상기 접촉영역 및 상기 비접촉영역 각각에 대해 외주속도가 서로 다른 제 1 외주속도 및 제 2 외주속도를 설정하는 단계와,
    상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 비접촉영역에 도달할 경우, 상기 제 2 외주속도와 그 유연매체의 이동속도의 차에 대응한 반송력을 상기 유연매체에 가하는 조건과, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 접촉영역에 도달할 경우는, 상기 제 1 외주속도로 상기 유연매체를 반송하는 조건하에서 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함한 시뮬레이션 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 기록매체.
  10. 한 쌍의 반송 로울러로 구성된 반송경로를 따라 유연매체가 반송되는 움직임을 시뮬레이션하고,
    상기 반송 로울러 표면을 접촉영역과 비접촉영역으로 분할하고, 상기 접촉영역 및 상기 비접촉영역 각각에 대해 외주속도가 서로 다른 제 1 외주속도 및 제 2 외주속도를 설정하는 단계와,
    상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 비접촉영역에 도달할 경우, 상기 제 2 외주속도와 그 유연매체의 속도의 차에 대응한 반송력을 상기 유연매체에 가하고, 상기 유연매체가 상기 반송 로울러의 접촉영역에 도달할 경우는, 상기 제 1 외주속도로 상기 유연매체를 반송하는 시뮬레이션을 수행하는 단계와,
    상기 유연매체가 상기 유연매체를 반송하기 위한 반송 가이드와 접촉할 때 생긴 접촉력에 의거하여 상기 반송 로울러에 가해진 부하 토오크를 산출하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 시뮬레이션방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 반송 로울러는, 구동 로울러와 종동 로울러로 구성되고, 상기 제 2 외주속도는 상기 구동 로울러와 종동 로울러마다 개별적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션방법.
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