KR102009281B1

KR102009281B1 - 설계 지원 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102009281B1
Application number: KR1020160035051A
Authority: KR
Inventors: 타카아키 쓰치야; 하야토 코가; 켄지 타키
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2019-08-09
Also published as: US10572781B2; KR20160117214A; US20160292326A1; JP6592267B2; JP2016192191A

Abstract

화상형성장치의 반송 경로를 이동하는 인쇄 매체의 거동의 시뮬레이션이 행해진다. 그 시뮬레이션의 결과에 근거해 인쇄 매체의 반송 오차가 취득되고, 그 반송 오차는, 외란이 없는 이상적인 반송 상태에 있어서 반송 경로를 이동하는 상기 인쇄 매체의 자세와, 그 인쇄 매체의 시뮬레이트된 자세와의 사이의 편차를 나타낸다. 기하특성 화면은 상기 취득된 반송 오차를 제시하도록 생성된다.

Description

설계 지원 장치 및 그 방법{DESIGN SUPPORT APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은, 화상형성장치 등의 반송 경로를 통해 반송된 인쇄 매체의 거동을 해석하고, 반송 경로 설계를 지원하는 기술에 관한 것이다.

프린터에 있어서의 인쇄 매체의 반송 경로를 설계할 때, 여러 가지 조건하에서 설계된 구조물의 기능이 검토된다. 이에 따라 시작품의 제작과 시험에 필요로 하는 작업 부하를 줄이고, 개발 기간 및 개발 비용을 삭감할 수 있다. 이 목적으로, 반송 경로내에 있어서의 종이의 거동을 시뮬레이션하는 설계 지원 시스템이 제안되어 있다. 설계 지원 시스템은, 유한요소법(FEM)의 유한요소에 의해 서지를 표현하고, 종이와 반송 경로의 반송 가이드나 반송롤러간의 접촉을 판단하고, 운동 방정식을 수치적으로 푸는 것에 의해, 종이와 반송 가이드간의 반송 저항이나 접촉각을 평가한다. 추가로, 보다 간단히 질량과 스프링에 의하여 종이를 표현함으로써, 계산 속도를 향상하는 수법이 공개되어 있다(예를 들면, 문헌1).

문헌1: Katsuhito Sudan, "Modeling a String from Observing the Real Object", Proceedings of 6th International Conference on Virtual Systems and Multimedia(VSMM2000), pp.544-553, 2000

종이의 운동을 풀기 위해서는, 오일러법, 뉴마크β법, 윌슨θ법 등이 알려져 있다. 이것들 수법에 의하면, 유한요소 또는 질량-스프링계로 이산적으로 표현된 종이의 운동 방정식을 만들어 낸다. 해석 시간을 유한한 폭을 각기 갖는 시간 스텝들로 분할하고, 시간 0으로부터 시간 스텝마다 미지수인 가속도, 속도 및 변위를 순차로 구하는 수치시간 적분을 행한다.

설계 지원 시스템에 있어서, 시뮬레이션 결과의 대표적인 검증 방법으로서, 애니메이션 표시나 그래픽 표시에 의한 종이의 변형 거동이 관찰된다. 그 관찰에 의해, 종이의 변형 상태를 파악할 수 있고, 반송 경로의 요철부에 달라붙은 종이, 접힌 종이의 구석, 종이의 잼 등의 설계 결함의 요인을, 효과적으로 특정할 수 있다.

일본 특허공개2010-072853호 공보는, 2차원 시뮬레이션 표시보다 해석 내용이 더 복잡한 3차원 시뮬레이션 표시를 사용하여, 작업자가 착안하는 부분(종이의 선단 등)의 거동을, 효과적으로 표시하는 수법을 제안하고, 설계 결함의 간과의 방지와 작업 부하의 경감을 꾀한다.

그러나, 최근 요구의 고품질 인쇄물에 대응하기 위한 설계 문제(인쇄 정밀도 등)의 평가는, 작업자가 착안하는 부분의 거동 관측만으로는 곤란하다. 급지부터 배지까지의 반송 경로에 있어서, 종이는 다수의 반송롤러에 의해 동시에 꽉 물린다. 이 때문에, 간단한 애니메이션 표시나 종이의 궤적을 관찰하는 것만으로는, 종이의 미소한 기울기 또는 종이의 횡 편차를 평가할 수 없다. 바꿔 말하면, 인쇄 매체의 약간의 반송 편차가 어떻게 변화될지를 정량적으로 파악하고 오차의 발생 장소와 오차의 요인을 특정할 수 없다.

설계 지원 시스템은, 예를 들면, 반송 가이드에 걸린 종이, 또는, 반송 부하가 큰 경로에 있어서의 반송롤러의 슬립에 의해 생긴 종이 정류와 같은 경로상의 결함을 검출할 수 있다. 그러나, 설계의 문제는 시각적으로 인식 가능한 결함에 한정되지 않는다. 인쇄 정밀도에 있어서는 종이의 작은 반송 오차가 문제가 된다.

상기한 시뮬레이션 기술에 의하면, 어떤 시간의 종이의 위치, 자세, 속도의 정보를 얻을 수 있다. 그러나, 종이의 위치, 자세, 속도의 정보는, 0.1mm단위의 오차를 평가하는데 필요한, 종이 경로 전역의 기하특성(종이의 기울기, 횡 편차의 상황)을 얻고 그 오차의 요인을 특정하기에는, 충분하지 않다.

일 측면에서, 설계 지원 장치는, 화상형성장치의 반송 경로를 이동하는 인쇄 매체의 거동의 시뮬레이션을 행하는 시뮬레이션부; 상기 시뮬레이션의 결과에 근거해 상기 인쇄 매체의 반송 오차인, 외란이 없는 이상적인 반송 상태에 있어서 상기 반송 경로를 이동하는 상기 인쇄 매체의 자세와 상기 인쇄 매체의 시뮬레이트된 자세간의 편차를 나타내는 상기 반송 오차를, 취득하는 취득부; 및 상기 취득된 반송 오차를 제시하기 위한 기하특성 화면을 생성하는 생성부를 구비하고, 상기 시뮬레이션부, 상기 취득부 또는 상기 생성부 중 적어도 하나가 하나의 프로세서를 사용하여 구현된다.

상기 측면에 의하면, 반송 경로상의 인쇄 매체의 기하특성을 제시할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1a 내지 1c는 인쇄 매체의 반송 편차가 생기는 상태를 설명하는 도다.
도 2a 및 2b는 인쇄 정밀도를 설명하는 도다.
도 3은 실시예에 따른 설계 지원 장치로서 동작하는 정보처리 장치의 구성을 나타내는 블록도다.
도 4는 설계 지원 프로그램의 처리 구성을 설명하는 블록도다.
도 5는 시뮬레이션을 실행할 때에 화면생성부가 생성한 화면의 예를 나타내는 도다.
도 6은 인쇄 매체의 등록 다이얼로그 박스의 일례를 나타내는 도다.
도 7은 반송롤러의 반송 조건의 설정 다이얼로그 박스의 일례를 나타내는 도다.
도 8은 인쇄 매체의 운동의 시뮬레이션 및 시뮬레이션 결과의 표시를 설명하는 흐름도다.
도 9는 애니메이션 표시와 함께 제공된 다이얼로그 박스의 일례를 나타내는 도다.
도 10a 및 1Ob는 기울기 양의 산출을 설명하는 도다.
도 11은 횡 편차량의 산출을 설명하는 도다.
도 12는 선단길이의 산출을 설명하는 도다.
도 13은 화면생성부가 생성하는 기하특성 화면을 설명하는 도다.
도 14는 기하특성 화면의 생성 처리를 설명하는 흐름도다.
도 15a 내지 15d는 기하특성 화면의 묘화상태를 설명하는 도다.
도 16은 화면생성부가 실행하는 영향 파라미터의 제시를 설명하는 도다.
도 17은 경고 메시지의 표시 예를 나타내는 도다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 설계 지원 장치 및 설계 지원 방법을 첨부도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 이때, 이하의 실시예는 첨부된 청구항의 범위를 한정하려고 하는 것이 아니고, 또한, 그 실시예에서 설명한 특징들의 조합 모두가 본 발명의 해결에 반드시 필수적인 것은 아니다.

[반송 편차와 인쇄 정밀도]

도 1a 내지 1c를 참조하여 화상형성장치의 반송 경로에 존재하는 리브(rib)나 기계부품에 의해 인쇄 매체의 반송 편차가 생기는 상태를 설명한다. 도 1a는, 반송 방향에 직교하는 방향(인쇄 매체(11)의 폭방향)으로 불균일한 반송 저항이 발생하고, 반송 도중의 인쇄 매체(11)가 기우는 상태를 나타낸다. 반송 저항의 불균일한 요인은, 반송 경로의 리브(12)나 접촉형 센서(13)와 같은 기계부품이다.

도 1b는, 반송롤러 쌍에 가해진 압력의 변화나, 축의 휨의 영향 때문에 축방향으로 균등하게 압력이 가해지지 않은 상태를 나타낸다. 도 1c는, 반송롤러 쌍의 축의 평행이 무너진 상태를 나타낸다. 도 1b 또는 도 1c에 나타낸 변동 요인에 의해, 반송롤러 단독으로도, 인쇄 매체의 회전이나 반송 편차 등의 반송 오차가 생긴다. 반송 오차가 발생하면, 인쇄 매체에 전사된 화상의 위치가 벗어나고, 인쇄 매체에 대한 화상의 기울기나 화상의 왜곡 등, 인쇄 정밀도의 저하가 발생한다.

도 2a 및 2b를 참조하여 인쇄 정밀도를 설명한다. 도 2a 및 2b는 인쇄 매체(21)에 인쇄된 패턴을 나타낸다. 목적대로(이상적인 상태) 인쇄를 행하면, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 인쇄 매체(21)의 정점과 변의 근방에 패턴이 인쇄된다. 반송 오차가 발생하면, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 패턴의 인쇄 위치가 벗어나, 화상에 왜곡이 발생한다. 이상적인 상태로부터의 0.1mm의 편차는 제품의 품질에 중요한 문제가 된다. 시뮬레이션을 사용해서 반송 오차를 평가하고, 이를 이용하여 최적설계에 이르는 것이 필요하다.

[장치의 구성]

도 3의 블록도에 의해 상기 실시예에 따른 설계 지원 장치로서 동작하는 정보처리 장치의 구성을 나타낸다. 마이크로프로세서(CPU)(31)는, 랜덤 액세스 메모리(RAM)(35)를 워크 메모리로서 사용하여, 판독전용 메모리(ROM)(34)나 기억부(33)에 기억된 오퍼레이팅 시스템(OS)이나 각종 프로그램을 실행해서, 정보처리 장치 전체를 제어한다. 기억부(33)는, 하드디스크 드라이브(HDD)나 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)이며, (후술하는) 설계 지원 프로그램을 포함하는 각종 프로그램, 각종 데이터, 해석 결과의 정보 등을 기억하고 있다.

CPU(31)는, 실행된 프로그램에 따라 표시부(32)에 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 표시한다. 유저는, 키보드(36)나 포인팅 디바이스(37)를 조작하여서 GUI를 통하여, 각종 조건을 상기 설계 지원 장치에 입력하고, GUI에 표시된 해석 결과 등을 참조한다.

도시되지 않았지만, CPU(31)는, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 서버 장치에 액세스하고, 그 서버 장치에/로부터 각종 프로그램이나 각종 데이터를 송/수신할 수 있다. 또한, CPU(31)는, 서버 장치의 데이터베이스에 액세스할 수도 있다.

본 실시예에 따른 설계 지원 장치는, 화상형성장치의 반송 경로상에서 반송된 인쇄 매체의 거동을 시뮬레이션(이하, 간단히 "시뮬레이션")하는 처리를 실행하는 컴퓨터다. 시뮬레이션은, 반송 경로 및 인쇄 매체를 정의하고, 반송 경로상에서 반송된 인쇄 매체의 운동을 계산함으로써 실현된다. 이하, 반송 경로, 인쇄 매체, 반송 조건의 정의와, 운동 계산의 처리에 대해서 설명한다. 이때, 그 정의와 처리는, CPU(31)가 설계 지원 프로그램을 실행할 때 실현된다.

[설계 지원 프로그램의 개요]

도 4의 블록도를 참조하여 설계 지원 프로그램의 처리 구성을 설명한다. 조건설정부(41)는, 반송 경로의 정의, 인쇄 매체의 정의, 반송 조건의 일련의 예비처리를 행한다. 시뮬레이션 실행부(42)는, 조건설정부(41)가 설정한 조건에 따른 인쇄 매체의 운동을 계산한다. 계산 결과독입부(43)는, 시뮬레이션 실행부(42)가 산출한 좌표의 변위나 속도를 시뮬레이션 결과로서 독입한다.

반송 오차 취득부(44)는, 반송 경로에 배치된 반송롤러의 축에 대하여, 반송롤러 쌍에 의해 꽉 물린 인쇄매체의 각도나 횡 편차를 나타내는 정보(반송 오차)를 취득한다. 바꿔 말하면, 반송 오차 취득부(44)는, 외란이 없는 이상적인 반송 상태에 있어서 반송 경로상에서 반송된 인쇄 매체의 자세에 대하여, 인쇄 매체의 기울기나 변위(반송 오차)를 상기 시뮬레이션 결과로부터 취득한다.

화면생성부(45)는, 조건설정 화면, 시계열로 시뮬레이션 결과를 나타내는 애니메이션 표시 화면, 반송 오차 취득부(44)가 취득한 반송 오차를 시계열로 그래픽 표시하는, (후술하는) 기하특성 화면 등을 생성한다. 그 화면들은, CPU(31)에 의해 GUI(46)에 표시된다.

또한, 조건설정부(41)는 설정된 조건을 기억부(33)에 기억할 수 있다. 계산 결과 독입부(43)는 시뮬레이션 결과를 기억부(33)에 기억할 수 있다. 반송 오차 취득부(44)는 반송 오차를 기억부(33)에 기억할 수 있다. 따라서, 시뮬레이션 실행부(42)는, 기억부(33)로부터 취득한 조건에 근거하여, 시뮬레이션을 실행할 수 있다. 반송 오차 취득부(44)는, 기억부(33)로부터 취득한 시뮬레이션 결과에 근거하여, 반송 오차를 취득할 수 있다. 마찬가지로, 화면생성부(45)는, 기억부(33)로부터 취득한 시뮬레이션 결과 및 반송 오차에 근거하여, 애니메이션 표시 화면이나 기하특성 화면을 생성할 수 있다.

· 조건설정

도 5는 시뮬레이션을 실행할 때에 화면생성부(45)가 생성한 화면의 예를 나타낸다. 도 5에 나타낸 화면은, 주로 순서를 전환하는데 사용된 메뉴 바(51), 정의된 반송 경로나 결과를 표시하는 그래픽 윈도우(52), 및 프로그램 메시지의 표시 및 필요에 따라서 유저가 수치입력을 행하기 위한 커맨드란(53)을 가진다. 이하에서는, 그래픽 윈도우(52)를 "애니메이션 표시 화면"이라고 부르는 경우가 있다. 유저가 메뉴 바(51)의 각종 버튼을 누르면, 각 순서의 서브메뉴가 표시된다. 또한, 커맨드란(53)을 사용하여, 시뮬레이션의 초기 시간Ts, 계산 종료 시간Te, 및 시간간격 Δt가 입력된다.

반송 경로는, 외부 데이터를 독입하여서 정의된다. 유저는, 메뉴 바(51)의 "파일" 버튼을 눌러, 3차원 컴퓨터 지원 설계 장치(3D CAD)나 기억부(33)로부터 3차원 형상정보를 독입하는 것을 CPU(31)에 지시한다. 애니메이션 표시 화면(52)에는, 독입된 3차원 형상정보가 나타낸 반송 경로의 형상이 표시된다.

인쇄 매체, 인쇄 매체를 선택하여서 정의된다. 유저가 메뉴 바(51)의 "매체 정의" 버튼을 누르면, 인쇄 매체의 등록 다이얼로그 박스가 GUI(46)에 표시된다. 도 6은 인쇄 매체의 등록 다이얼로그 박스의 일례를 나타낸다. 등록 다이얼로그 박스는, 인쇄 매체의 사이즈를 선택하는 선택 박스61과, 인쇄 매체의 종류를 선택하는 선택 박스62를 가진다. 도 6은, 사이즈로서 "A4"가 선택되고, 종류로서 "인쇄 매체B"가 선택된 예를 나타낸다.

인쇄 매체가 선택되면, CPU(31)는, 기억부(33)등에 기억된 데이터베이스에 액세스하고, 선택된 인쇄 매체의 물성값의 영(Ｙｏｕｎｇ)율, 두께, 밀도 등을 나타내는 인쇄 매체정보를 취득하고, 그 인쇄 매체정보를 RAM(35)에 기억한다. 추가로, CPU(31)는, 인쇄 매체를 FEM의 복수의 요소로 분할해서 모델화한다.

반송 조건은, 외부 데이터의 독입 또는 유저 입력에 의해 정의된다. 유저가 메뉴 바(51)의 "반송 조건" 버튼을 누르면, 반송 조건의 설정 다이얼로그 박스가 GUI(46)에 표시된다. 도 7은, 반송롤러의 반송 조건의 설정 다이얼로그 박스의 일례를 나타낸다. 유저는, 설정 다이얼로그 박스를 사용하여, 롤러번호에 대응하는 반송롤러마다 구동의 시작 시간, 구동의 종료 시간, 회전속도를 입력한다.

상기 정의된 반송 경로의 최상류측에 위치된 반송롤러에 최소의 롤러번호가 할당되고, 인쇄 매체의 배출롤러 또는 양면인쇄용의 리턴 경로의 최후부에 위치된 반송롤러에 최대의 롤러번호가 할당된다. 이때, 도 7에는 나타내지 않았지만, 설정 다이얼로그 박스에 "독입"버튼을 설치할 때, 반송 조건을 나타내는 외부 데이터를 기억부(33)등으로부터 독입할 수 있다.

·시뮬레이션의 실행

다음에, 시뮬레이션 실행부(42)에 의해 실행된 운동 계산 처리에 대해서 설명한다. CPU(31)는, 조건설정부(41)에 의해 설정된 초기 시간Ts로부터 계산 종료 시간Te까지, 시간간격 Δt에서, 인쇄 매체의 운동 계산을 실행한다.

도 8의 흐름도를 참조하여 인쇄 매체의 운동의 시뮬레이션 및 시뮬레이션 결과의 표시를 설명한다. 시뮬레이션 실행부(42)는, 우선, 상기 계산의 초기값으로서, Δt뒤의 운동 계산에 필요한 초기 가속도, 초기 속도 및 초기 변위를 설정한다(S81). 이 값들로서는, 운동 계산의 1사이클의 종료 때마다, 그 계산 결과(즉, 전회의 사이클의 계산 값을 초기값으로서 설정한다)가 설정된다.

다음에, 시뮬레이션 실행부(42)는, 유연 매체(인쇄 매체)를 구성하는 각 질점에 작용하는 힘을 정의한다(S82). 계산에 사용된 힘은, 회전 모멘트, 인장력으로 나타낸 복원력, 접촉력, 마찰력, 중력, 공기 저항력, 및 쿨롱(Coulomb)력이 있다. CPU(31)는, 각 질점에 작용하는 힘을 계산하고, 그 후, 그 결과로 얻어진 그 힘을 최종적으로 유연 매체에 작용하는 힘으로서 정의한다.

다음에, 시뮬레이션 실행부(42)는, 단계S82에서 구한 각 질점에 작용하는 총력을 질점의 질량으로 제산한다. 시뮬레이션 실행부(42)는, 제산결과에 초기 가속도를 가산하여서, Δt뒤의 해당 질점의 가속도를 구한다(S83). 그리고, 시뮬레이션 실행부(42)는, 가속도에 Δt를 곱한 승산결과에 초속도를 가산하고, Δt뒤의 해당 질점의 속도를 구한다(S84). 다음에, 시뮬레이션 실행부(42)는, 속도에 Δt를 곱한 승산결과에 초기 변위를 가산하여서, Δt뒤의 해당 질점의 변위를 구한다(S85).

본 실시예에서는, 단계S83 내지 S85에 있어서, Δt뒤의 일련의 물리량의 계산에 오일러의 시간적분 수법을 이용한다. 그렇지만, Kutta-Merson법, 뉴마크β법, 또는 윌슨θ법등의 다른 시간적분 수법을 이용해도 좋다.

다음에, 시뮬레이션 실행부(42)는, 유연 매체를 구성하는 모든 질점에 대해서 단계S83 내지 S85의 계산이 종료한 것인가 아닌가를 판정한다(S86). 계산이 미완된 질점이 있으면, 처리를 단계S82에 되돌아가, 단계S83 내지 S85의 계산을 반복한다. 모든 질점에 대해서 계산이 종료하면, 시뮬레이션 실행부(42)는, 계산 시간이 계산 종료 시간Te에 도달한 것인가 아닌가를 판정한다(S87). 계산 시간이 아직 계산 종료 시간Te에 도달하지 않으면, 처리를 단계S81에 되돌아가고, 단계S81 내지 S86의 처리를 반복한다. 계산 시간이 계산 종료 시간Te에 도달하면, 시뮬레이션 실행부(42)는, 운동 계산 처리를 종료한다.

·시뮬레이션 결과의 출력

운동 계산 처리의 종료 후, 유저가 도 5에 나타낸 메뉴 바(51)의 "결과표시" 버튼을 누르면(S88), 화면생성부(45)는, 운동 계산 결과(시뮬레이션 결과)를 제시하는 애니메이션 표시 화면(52)을 생성한다(S89).

도 9는 애니메이션 표시 화면(52)과 함께 제공된 다이얼로그 박스(56)의 일례를 나타낸다. 유저는, 다이얼로그 박스(56)의 재생 버튼(92)의 조작에 의해, 초기 시간Ts로부터 계산 종료 시간Te까지, 시간간격Δt에서의 애니메이션 표시의 시작과 정지를 지시한다. 또한, 유저는, 프레임 이송 버튼(91 및 93)의 조작에 의해, 애니메이션 표시의 프레임을 피드 포워드하거나(+Δt), 프레임을 피드백하는(-Δt) 것을 지시한다. 또한, 유저는, 리턴 버튼(90)의 조작에 의해, 초기 단계(초기 시간Ts)에 되돌아가는 것을 지시한다.

상술한 것처럼, 유저는, 다이얼로그 박스(56)의 각 버튼의 조작에 의해, 애니메이션 표시 화면(52)에, 초기 시간Ts로부터 계산 종료 시간Te까지, 시간간격Δt에서 임의의 시간에 있어서의 계산 결과로서, 인쇄 매체의 거동을 표시시킬 수 있다.

·반송 오차의 취득

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 인쇄 매체는, 반송 도중에 기우는 등, 이상적인 반송 상태로부터 벗어난다. 이 실시예에서는, 인쇄 매체의 이상적인 반송 상태로부터의 편차(반송 오차)를, 각 반송롤러를 기준으로 한 기울기량 및 횡 편차량을 사용하여 산출한다.

도 10a 및 1Ob를 참조하여 기울기량의 산출을 설명한다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 반송 오차 취득부(44)는, 반송롤러 쌍(101)에 의해 꽉 물린 인쇄 매체의 부위(실선의 직사각형으로 나타낸 유한요소)를 검출하고, 각도를 산출한다. 도 10b는 반송부의 확대도다. 도 10a 및 1Ob 양쪽은, 인쇄 매체가 오른쪽에서 왼쪽으로 반송되는 경우를 나타낸다. 도 10b는, (점선의 직사각형으로 나타낸) 반송부에 의해 꽉 물린 유한요소 각 변이 (일점쇄선으로 나타낸) 축(102)에 수직한 방향에 대해 이루는 각도φ를 산출하는 경우를 나타낸다. 반송 오차 취득부(44)는, 각도φ를, 각 반송롤러의 니프부의 각 접촉점에서 발생된 기울기량으로서 취득한다.

도 11을 참조하여 횡 편차량의 산출을 설명한다. 도 11은 인쇄 매체가 아래에서 위로 반송되는 경우를 나타낸다. 도 11은, 반송롤러 쌍(111)에 의해 꽉 물린 인쇄 매체의 (일점쇄선으로 나타낸) 중심선(112)과 반송롤러 쌍(111)의 축방향의 (점선으로 나타낸) 중심위치(113)와의 사이의 거리S를 산출하는 예를 나타낸다. 반송 오차 취득부(44)는, 거리S를 횡 편차량으로서 취득한다.

반송 오차 취득부(44)는, 한층 더, 상기 반송 롤러를 기준으로 한, 인쇄 매체의 선단까지의 거리(이하, "선단길이"라고 함), 인쇄 매체의 후단까지의 거리(이하, "후단길이"라고 함), 및 (후술하는) 중앙 선단 길이를 취득한다.

도 12를 참조하여 선단길이의 산출을 설명한다. 도 12는 인쇄 매체가 아래에서 위로 반송되는 경우를 나타낸다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 반송롤러 쌍(122)에 의해 꽉 물린 인쇄 매체의 유한요소(121)의 각 접촉점으로부터 인쇄 매체의 선단까지의 (점선 화살표로 나타낸) 거리D가 산출된다. 이 거리D가, 각 반송롤러의 니프부의 각 접촉점에서 발생된 "선단길이"에서 산출된다. 동시에, 인쇄 매체의 반송 방향의 길이L과 상기 선단길이D간의 차이(L-D)는, 각 반송롤러의 니프부의 각 접촉점에서 발생된 "후단길이"로서 산출된다. 즉, 반송롤러 쌍(122)에 의해 꽉 물린 인쇄 매체의 부위와 반송 방향의 하류측에 위치된 인쇄 매체의 선단부와의 사이의 거리, 및, 해당 부위와 반송 방향의 상류측에 위치된 인쇄 매체의 후단부와의 사이의 거리가, 취득된다.

또한, 횡 편차량S를 없앤 상태에 있어서의, 인쇄 매체의 선단의 직선(인쇄 매체의 변)상의 (꽉 찬 원으로 나타낸) 중점과 반송롤러 쌍(122)의 축상의 (꽉 찬 원으로 나타낸) 중점과의 사이의 거리(123)가 "중앙선단 길이"로서 산출된다.

·기하특성 화면

도 13을 참조하여 화면생성부(45)가 생성하는 기하특성 화면을 설명한다. 기하특성 화면은, 종이의 기울기, 횡 편차의 상황(기하특성)등을 제시하는데 사용된 화면이다. 유저가 다이얼로그 박스(56)의 "오차표시" 체크 박스를 체크하여, 애니메이션 표시의 시작을 지시하면, 화면생성부(45)는, 시뮬레이션 결과의 제시에 동기해서 반송 오차를 제시하는데 사용된 그래픽 윈도우(54)를 생성한다. 이 그래픽 윈도우(54)가 "기하특성 화면"에 해당하고, 이하 기하특성 화면이라고 부른다. 이때, 도 13에 나타낸 "영향 표시" 체크 박스의 기능은 후술한다.

도 14의 흐름도를 참조하여 기하특성 화면(54)의 생성 처리를 설명한다. 또한, 도 15a 내지 15d를 참조하여 기하특성 화면(54)의 묘화상태를 설명한다. "오차표시" 체크 박스가 체크된 상태로 애니메이션 표시의 시작이 지시되면, 화면생성부(45)는, 애니메이션 표시 화면(52)을 생성하고, 기하특성 화면(54)의 생성을 시작한다(S141). 유저가 지정하는 배율에 근거하여 기울기량φ과 횡 편차량S의 배율을 설정한다(S142). 이때, 배율은, 그래픽 표시에 있어서 기울기량φ과 횡 편차량S의 유저 인식을 쉽게 하도록 설정된다.

다음에, 화면생성부(45)는, 이상적인 반송 상태와 시뮬레이션 결과로부터 얻어진 반송 오차를 비교 제시하기 위해서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 기하특성 화면(54)에 이상적인 반송 상태의 인쇄 매체를 나타내는 직사각형(55)을 묘화한다(S143). 이하, 직사각형(55)을 "이상적인 상태"라고 부른다. 그리고, 제시한 이상적인 상태(55)의 상부선단을 기준으로, 반송 오차 취득부(44)가 취득한 중앙 선단 길이(123)로부터, 그 반송롤러 쌍의 상대 위치를 산출하고, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 기하특성 화면(54)에 반송롤러 쌍을 묘화한다(S144).

다음에, 화면생성부(45)는, 기울기량φ와 횡 편차량S에 근거하여, 반송롤러 쌍(152)의 위치에 있어서의 인쇄 매체의 단부의, 반송 방향에 직교하는 방향(이하, "횡방향"이라고 함)의 위치와 기울기를 산출한다. 그리고, 선단길이D에 근거하여, 반송롤러 쌍(152)에 대하여 하류측의 인쇄 매체의 선단부(151)의 외형을 직선으로 보간하고, 기하특성 화면(54)에 선단부(151)를 묘화한다(S145). 도 15a는 여기까지의 묘화를 나타낸다.

다음에, 화면생성부(45)는, 반송롤러 중 상류의 반송롤러 쌍(157)에 있어서의 기울기량φ와 횡 편차량S에 근거하여, 반송롤러 쌍(157)의 위치에 있어서의 인쇄 매체의 단부의 횡방향의 위치와 기울기를 산출한다. 화면생성부(45)는, 후단길이(L-D)에 근거하여, 반송롤러 쌍(157)에 대하여 상류측의 인쇄 매체의 후단부(154)의 외형을 직선으로 보간하고, 기하특성 화면(54)에 후단부(154)를 묘화한다(S146). 도 15b는 여기까지의 묘화를 나타낸다.

다음에, 화면생성부(45)는, 각 반송롤러 쌍의 위치에 있어서의 인쇄 매체의 횡방향의 기울기량φ와 횡 편차량S에 근거해 보간곡선(예를 들면, 에르미트(Hermitian) 보간곡선)을 산출한다. 그리고, 화면생성부(45)는, 그 보간곡선에 의해 반송롤러 쌍 사이의 인쇄 매체의 자세(155)를 묘화한다(S147). 도 15c는 여기까지의 묘화를 나타낸다. 그렇지만, 인쇄 매체 위에 반송롤러들의 1조만이 있는 경우, 단계S147은 실행되지 않고, 도 15d에 나타낸 묘화상태가 얻어진다.

다음에, 화면생성부(45)는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 평가 파라미터(롤러명칭, 속도, 횡 편차량, 기울기량 등)를 기하특성 화면(54)에 제시한다(S148). 화면생성부(45)는, 애니메이션 표시를 계속할 것인가 아닌가, 바꿔 말하면 계산 종료 시간Te 또는 유저가 지정하는 시간에 도달한 것인가 아닌가를 판정한다(S149). 애니메이션 표시를 계속하기 위해서는, 화면생성부(45)는, 시간 단계를 갱신하고(S150), 처리를 단계S144로 되돌아가, 시간간격 Δt뒤의 기하특성 화면(54)을 생성한다.

이렇게, 2차원의 기하특성 화면(54)을 사용하여, 복잡한 반송 경로 중에서 동시에 복수의 반송롤러에 의해 꽉 물린 인쇄 매체의 거동의 상세한 그래픽 표시를 행할 수 있다. 이 때문에, 간단한 애니메이션 표시나 인쇄 매체의 궤적만으로는 평가될 수 없는 반송 경로 전역의 기하특성(기울기량, 횡 편차량)의 상황과, 그 요인을 수치적이며 직관적으로 파악할 수 있다.

·영향 파라미터의 제시

"영향 표시"체크 박스가 체크되었을 경우, 화면생성부(45)는, 영향 파라미터의 제시를 실행한다. 인쇄 매체의 기하특성과 함께, 유저가 선택한 영향 파라미터를 제시하면, 그 영향 파라미터의 영향을 보다 직관적으로 평가할 수 있다.

도 16을 참조하여 화면생성부(45)가 실행한 영향 파라미터의 제시를 설명한다. 유저는, 다이얼로그 박스(56)의 "오차표시"체크 박스와 "영향 표시"체크 박스의 양쪽을 체크한다. 또한, 유저는, 드롭 박스에 의해 영향 파라미터와 그 표시 방법을 선택하고, 애니메이션 표시의 시작을 지시한다. 선택 가능한 영향 파라미터와 그 표시 방법에는, 다음 물리량과 표시 방법이 포함된다:

반송롤러의 인장 분포의 벡터 표시,

반송롤러의 반송 속도 분포의 벡터 표시,

인쇄 매체의 주 응력의 벡터 표시, 및

인쇄 매체의 접촉력의 콘투어(contour) 표시.

이때, "인장"은 인쇄 매체로부터 반송롤러에 가해진 가압력과 인장력에 해당하고, "주 응력"은 인쇄 매체의 인장 및 압축의 상태와 방향을 나타낸다.

애니메이션 표시의 시작이 지시되면, 화면생성부(45)는, 애니메이션 표시 화면(52)상의 시뮬레이션 결과의 제시에 동기해서 기하특성 화면(54)을 생성하고, 도 16에 나타낸 바와 같이, 물리량을 나타내는 정보(벡터나 콘투어)를 묘화한다. 또한, 도 16에는 물리량을 벡터 표시하는 예를 나타낸다. 그렇지만, 물리량을 콘투어로서 표시할 수도 있다.

유저는, 영향 파라미터가 제시되면, 인쇄 매체의 인성(toughness)이나 인장에 의한 롤러부하(슬립에 영향을 주는)를 파악할 수 있고, 영향 파라미터가 인쇄 매체의 변동에 어떻게 기여할지를 직관적으로 평가할 수 있다. 그 영향 파라미터로서 반송 속도 분포의 벡터 표시를 선택하면, 유저는, 반송롤러의 슬립, 반송롤러의 공차에 의해 생긴 반송 방향과 속도의 변화를 파악할 수 있다. 그 영향 파라미터로서 인쇄 매체의 주 응력의 벡터 표시를 선택하면, 유저는 인쇄 매체의 인장 및 압축의 상태와 방향을 파악할 수 있다. 영향 파라미터로서 인쇄 매체의 접촉력의 콘투어 표시를 선택하면, 유저는 인쇄 매체의 접촉 상태를 파악할 수 있다. 즉, 각 영향 파라미터(물리량)가 인쇄 매체의 변동에 어떻게 기여하고, 어떻게 반송 오차의 요인이 될지를 직관적으로 평가하는 것이 가능하다.

·경고 메시지

화면생성부(45)는, 반송 오차가, 유저가 미리 설정한 역치나 허용량을 초과했을 경우, 인쇄 매체의 기울기, 횡 편차 및 각 영향 파라미터의 발생량과 발생 시간을 유저에게 명시하는 경고 메시지를 출력할 수 있다. 도 17은 경고 메시지의 표시 예를 나타낸다. 화면생성부(45)는, 예를 들면, 애니메이션 표시중의 인쇄 매체에 큰 기울기나, 인쇄 매체의 선단부가 하류의 반송롤러에 의해 꽉 물린 기울기와 상류의 반송롤러로 발생한 기울기와의 사이에서 발생된 큰 차이를 검출한다. 그리고, 화면생성부(45)는, 반송 오차의 발생 타이밍을 포함하는 경고 메시지를 메시지란(57)에 표시한다.

도 17은, 제품에 대한 허용 값인 예를 들면 기울기량 0.2도를 초과하는 기울기가 발생한 타이밍에서, 애니메이션 표시와 동기해서 경고 메시지를 표시하는 예를 나타낸다. 경고 메시지에 의해, 유저는, 허용량으로부터의 편차를 인지하고, 반송 경로설계가 적절한가를 판단할 수 있다. 또한, 반송 오차가 크게 변동하는 시간이 추출되면, 유저는, 반송동안에 결함이 발생하기 쉬운 시간이나 장소를 파악할 수 있다. 이때, 그 경고 메시지는 도 17에 나타낸 윈도우와는 다른 윈도우에 출력되어도 되거나, 음성 메시지가 출력되어도 된다.

이렇게, 급지로부터의 사행, 반송롤러간의 상호 인장(슬립), 반송롤러의 공차 등에 의해 생긴 기하특성(기울기량, 횡 편차량)을 재현하고, 반송 경로설계를 평가하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다. 추가로, 인쇄 매체에서 생성된 기하형상과, 그 기하형상에 영향을 주는 파라미터를 제시할 때, 급지로부터 배지까지 반송 경로상의 인쇄 매체의 기울기나 변위를 일으키는 장소와 요인은 직관적으로 평가될 수 있다.

그 밖의 실시예

또한, 본 발명의 실시예(들)는, 기억매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기억매체'라고도 함)에 레코딩된 컴퓨터 실행가능한 명령어들(예를 들면, 하나 이상의 프로그램)을 판독하고 실행하여 상술한 실시예(들)의 하나 이상의 기능을 수행하는 것 및/또는 상술한 실시예(들)의 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 회로(예를 들면, 주문형 반도체(ASIC))를 구비하는 것인, 시스템 또는 장치를 갖는 컴퓨터에 의해 실현되고, 또 예를 들면 상기 기억매체로부터 상기 컴퓨터 실행가능한 명령어를 판독하고 실행하여 상기 실시예(들)의 하나 이상의 기능을 수행하는 것 및/또는 상술한 실시예(들)의 하나 이상의 기능을 수행하는 상기 하나 이상의 회로를 제어하는 것에 의해 상기 시스템 또는 상기 장치를 갖는 상기 컴퓨터에 의해 행해지는 방법에 의해 실현될 수 있다. 상기 컴퓨터는, 하나 이상의 프로세서(예를 들면, 중앙처리장치(CPU), 마이크로처리장치(MPU))를 구비하여도 되고, 컴퓨터 실행 가능한 명령어를 판독하여 실행하기 위해 별개의 컴퓨터나 별개의 프로세서의 네트워크를 구비하여도 된다. 상기 컴퓨터 실행가능한 명령어를, 예를 들면 네트워크나 상기 기억매체로부터 상기 컴퓨터에 제공하여도 된다. 상기 기억매체는, 예를 들면, 하드 디스크, 랜덤액세스 메모리(RAM), 판독전용 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)®등), 플래시 메모리 소자, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 구비하여도 된다.

본 발명을 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형예, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.

Claims

화상형성장치의 반송 경로를 이동하는 인쇄 매체의 거동의 시뮬레이션을 행하는 시뮬레이션부;
상기 시뮬레이션의 결과에 근거해 상기 인쇄 매체의 반송 오차인, 외란이 없는 이상적인 반송 상태에 있어서 상기 반송 경로를 이동하는 상기 인쇄 매체의 자세와 상기 인쇄 매체의 시뮬레이트된 자세간의 편차를 나타내는 상기 반송 오차를, 취득하는 취득부; 및
배율 및 상기 배율의 값에 의해 기하학적으로 확대된 상기 편차를 나타내는 상기 취득된 반송 오차를 제시하기 위한 기하특성 화면을 생성하는 생성부;
를 구비하고,
상기 시뮬레이션부, 상기 취득부 또는 상기 생성부 중 적어도 하나가 하나의 프로세서를 사용하여 구현되는, 설계 지원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생성부는, 상기 시뮬레이션 결과를 제시하기 위한 애니메이션 표시 화면을 한층 더 생성하는, 설계 지원 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 애니메이션 표시 화면은 시계열로 상기 시뮬레이션 결과를 제시하고, 상기 기하특성 화면은 상기 시뮬레이션 결과의 제시에 동기하여 상기 반송 오차를 제시하는, 설계 지원 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 애니메이션 표시 화면, 또는, 상기 애니메이션 표시 화면 및 상기 기하특성 화면을 표시하는 표시부를 더 구비하는, 설계 지원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 취득부는, 상기 시뮬레이션 결과에 근거하여, 상기 반송 경로에 배치된 반송롤러 쌍 사이에 꽉 물린 상기 인쇄 매체의 부위를 검출하고, 상기 반송롤러 쌍의 축과 관련하여 해당 검출 부위에 있어서의 상기 인쇄 매체의 기울기량을 상기 반송 오차로서 취득하는, 설계 지원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 취득부는, 상기 시뮬레이션 결과에 근거하여, 상기 반송 경로에 배치된 반송롤러 쌍 사이에 꽉 물린 상기 인쇄 매체의 부위를 검출하고, 상기 반송롤러 쌍의 축의 중심위치와 해당 검출 부위에 있어서의 상기 인쇄 매체의 중심선과의 사이의 거리를 상기 반송 오차로서 취득하는, 설계 지원 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 취득부는, 상기 검출 부위와, 반송 방향의 하류에 위치된 상기 인쇄 매체의 선단부와의 사이의 제1 거리를 취득하고, 상기 검출 부위와, 상기 반송 방향의 상류에 위치된 상기 인쇄 매체의 후단부와의 사이의 제2 거리를 취득하는, 설계 지원 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 생성부는, 상기 제1 및 제2 거리에 근거해 상기 이상적인 반송 상태의 상기 인쇄 매체 및 상기 인쇄 매체를 꽉 무는 상기 반송롤러 쌍을 묘화하고, 상기 반송 오차에 근거하는 상기 인쇄 매체의 시뮬레이트된 자세를 묘화하여, 상기 기하특성 화면을 생성하는, 설계 지원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생성부는, 상기 반송 오차의 요인인 물리량을 나타내는 정보를 묘화한 상기 기하특성 화면을 생성하는, 설계 지원 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생성부는, 상기 반송 오차가 허용량 또는 역치량을 초과했을 경우, 초과를 나타내는 메시지를 출력하는, 설계 지원 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 메시지에는, 상기 반송 오차가 상기 허용량 또는 상기 역치량을 초과한 시간을 나타내는 정보가 포함되는, 설계 지원 장치.
프로세서를 사용하여,
화상형성장치의 반송 경로를 이동하는 인쇄 매체의 거동의 시뮬레이션을 행하는 단계;
상기 시뮬레이션의 결과에 근거해 상기 인쇄 매체의 반송 오차인, 외란이 없는 이상적인 반송 상태에 있어서 상기 반송 경로를 이동하는 상기 인쇄 매체의 자세와 상기 인쇄 매체의 시뮬레이트된 자세간의 편차를 나타내는 상기 반송 오차를, 취득하는 단계; 및
배율 및 상기 배율의 값에 의해 기하학적으로 확대된 상기 편차를 나타내는 상기 취득된 반송 오차를 제시하기 위한 기하특성 화면을 생성하는 단계를 행하는 것을 포함하는, 설계 지원 방법.
컴퓨터에 설계 지원 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독 가능한 기억매체로서, 상기 방법은,
화상형성장치의 반송 경로를 이동하는 인쇄 매체의 거동의 시뮬레이션을 행하는 단계;
상기 시뮬레이션의 결과에 근거해 상기 인쇄 매체의 반송 오차인, 외란이 없는 이상적인 반송 상태에 있어서 상기 반송 경로를 이동하는 상기 인쇄 매체의 자세와 상기 인쇄 매체의 시뮬레이트된 자세간의 편차를 나타내는 상기 반송 오차를, 취득하는 단계; 및
배율 및 상기 배율의 값에 의해 기하학적으로 확대된 상기 편차를 나타내는 상기 취득된 반송 오차를 제시하기 위한 기하특성 화면을 생성하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 기억매체.
제 11항에 있어서,
상기 배율은, 유저에 의해 지정되는, 설계 지원 장치.