シミュレーション装置およびプログラム
【課題】柔軟媒体の挙動を良好にシミュレートすることができるシミュレーション装置およびプログラムを提供する。
【解決手段】経路作成部１１は、ＲＡＭ２０に格納された位置情報格納テーブル２１に基づいて、配置空間に搬送経路を作成する。モデル作成部１２は、ＲＡＭ２０に格納されたモデル情報格納テーブル２２に基づいて、柔軟媒体のモデルを作成する。柔軟媒体のモデルが、搬送パラメータに従い、複数の搬送要素により搬送される場合において、運動演算部１４は、この柔軟媒体のモデルの運動の時間的変化を演算する。パラメータ演算部１３は、搬送装置で用いられる搬送パラメータを演算する。
【解決手段】経路作成部１１は、ＲＡＭ２０に格納された位置情報格納テーブル２１に基づいて、配置空間に搬送経路を作成する。モデル作成部１２は、ＲＡＭ２０に格納されたモデル情報格納テーブル２２に基づいて、柔軟媒体のモデルを作成する。柔軟媒体のモデルが、搬送パラメータに従い、複数の搬送要素により搬送される場合において、運動演算部１４は、この柔軟媒体のモデルの運動の時間的変化を演算する。パラメータ演算部１３は、搬送装置で用いられる搬送パラメータを演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするシミュレーション装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェブ搬送装置で搬送される柔軟媒体（例えば、一方向に延びる連続用紙および縦横サイズが規格化された固定サイズの用紙等）について、この柔軟媒体の搬送挙動をシミュレーションする技術が、知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の技術において、柔軟媒体は、質量を有する複数の剛体と、複数のバネ要素と、に分割されており、複数の剛体のうち隣接する２つは、対応するバネ要素により連結されている。そして、対応するバネ要素により運動させられる各剛体の挙動が解析されることによって、柔軟媒体の挙動がシミュレートされる。
【０００４】
また、回転するローラにより柔軟媒体が搬送される時に、柔軟媒体およびローラの間に空気が巻き込まれることによって、ローラに対する搬送媒体の摩擦係数が変化することも、従来より知られている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０-２８２６５０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】橋本 巨著「ウェブハンドリングの基礎理論と応用」加工技術研究会、２００８年４月１日、ｐ．４６〜４７、ｐ．７８〜８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および非特許文献１のいずれの技術によっても、ウェブ搬送装置により搬送される柔軟媒体の挙動を、この摩擦係数の変化に基づいてシミュレートすることができなかった。その結果、柔軟媒体の搬送状態がシミュレーションとウェブ装置とで相違するという問題が、生じていた。
【０００８】
そこで、本発明では、柔軟媒体の挙動を良好にシミュレートすることができるシミュレーション装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするシミュレーション装置であって、前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、前記モデルは、複数の質点と、各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネとを有し、前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する経路作成部と、モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、前記モデルが前記搬送パラメータに従って、前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する運動演算部とを備え、前記パラメータ演算部は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のシミュレーション装置において、前記運動演算部により演算された前記モデルの運動の時間的変化を、前記柔軟媒体の挙動として表示させる表示部、をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、前記モデルは、複数の質点と、各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネとを有し、前記コンピュータによる前記プログラムの実行は、前記コンピュータに(a)前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する機能と、(b)モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、(c)前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、(d)前記モデルが、前記搬送パラメータに従って前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する機能とを実現させ、前記機能(c)は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば、各時刻における摩擦係数は、モデルの各質点と搬送ローラの表面との間の浮上量に従って演算される。これにより、搬送ローラ付近における柔軟媒体の挙動を、浮上量および摩擦係数の変化に応じて把握することができる。そのため、柔軟媒体の挙動を、より正確にシミュレートすることが可能となる。
【００１３】
特に、請求項２に記載の発明によれば、柔軟媒体の挙動を表示部に表示することができる。そのため、使用者は、柔軟媒体の挙動を視覚的に観察することができ、柔軟媒体の挙動を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるシミュレーション装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】搬送経路の一例を示す正面図である。
【図３】運動演算部により演算された柔軟媒体の搬送速度と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【図４】搬送ローラ付近の構成の一例を示す正面図である。
【図５】パラメータ演算部により演算された浮上量の平均値および有効摩擦係数と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【図６】運動演算部により演算された柔軟媒体の搬送速度と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【図７】解析例および実機試験の試験条件を説明するための図である。
【図８】解析例および実機試験の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
＜１．シミュレーション装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態におけるシミュレーション装置１の構成の一例を示すブロック図である。シミュレーション装置１は、ウェブ搬送装置で搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートする。
【００１７】
図１に示すように、シミュレーション装置１は、主として、ＣＰＵ１０と、ＲＡＭ２０と、ＲＯＭ３０と、大容量記憶部４０と、表示処理部５０と、入出力部６０と、を有している。また、ＣＰＵ１０と、ＲＡＭ２０と、ＲＯＭ３０と、大容量記憶部４０と、表示処理部５０と、入出力部６０と、は、バス８を介して電気的に接続されている。
【００１８】
ＲＡＭ（Random Access Memory）２０は、揮発性の記憶部であり、例えば、ＣＰＵ１０の演算で使用されるデータが格納されている。また、図１に示すように、ＲＡＭ２０は、位置情報格納テーブル２１およびモデル情報格納テーブル２２を記憶する。
【００１９】
位置情報格納テーブル２１は、柔軟媒体の搬送に用いられる各搬送要素（例えば、搬送ローラ、直線ガイド、または円弧ガイド等）と、対応する位置情報と、を関連付けて格納する。ここで、搬送要素は、例えば、上述の搬送ローラ、直線ガイド、または円弧ガイド等を含み、柔軟媒体が搬送される搬送経路を形成する。
【００２０】
モデル情報格納テーブル２２は、柔軟媒体を模倣するためのモデルに関する情報を格納している。ここで、柔軟媒体のモデルは、主として、複数の質点と、各々が複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネと、を有している。
【００２１】
ＲＯＭ（Read Only Memory）３０は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、例えば、プログラム３１が格納されている。なお、ＲＯＭ３０としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００２２】
大容量記憶部４０は、シリコンディスクドライブやハードディスクドライブ等のようにＲＡＭ２０と比較して記憶容量の大きな素子により構成された記憶部であり、必要に応じてＲＡＭ２０との間でデータの授受を行う。
【００２３】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０は、ＲＯＭ３０のプログラム３１に従った動作制御やデータ処理を実行する。また、図１中のＣＰＵ１０内に記載されているブロック（それぞれ符号１１〜１４が付与されている）に対応する演算機能は、ＣＰＵ１０により実現される。なお、各ブロック１１〜１４に対応する演算機能については後述する。
【００２４】
表示処理部５０は、いわゆるビデオコントローラにより構成されており、信号線５０ａを介して表示部５１と電気的に接続されている。表示処理部５０は、描画処理を実行することにより表示部５１の画面に文字や図形等を表示させる。
【００２５】
入出力部６０は、いわゆるＩ／Ｏポート（Input/Output Port）により構成されており、信号線６０ａを介してシミュレーション装置１の入出力機器（例えば、キーボードやタッチパッドを有する操作部６１）と電気的に接続されている。したがって、入出力部６０は、ＣＰＵ１０と入出力機器との間でデータの授受を実行する。
【００２６】
＜２．ＣＰＵにより実現される演算機能＞
図２は、搬送経路７０ｂの一例を説明するための正面図である。図３は、運動演算部１４により演算された柔軟媒体８０の搬送速度と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。ここでは、図１から図３を参照しつつ、経路作成部１１、モデル作成部１２、パラメータ演算部１３、および運動演算部１４に対応する機能を説明する。
【００２７】
なお、図２および以降の各図には、方向関係を明確にすべく必要に応じて適宜、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が、付されている。
【００２８】
経路作成部１１は、ＲＡＭ２０に格納された位置情報格納テーブル２１に基づいて、配置空間７０ａに搬送経路７０ｂを作成する。例えば、図２に示すように、複数の搬送要素（従動ローラ７１〜７３、テンションローラ７４、および搬送ローラ７５等）のそれぞれは、対応する位置情報にしたがって配置空間７０ａ内に配置される。これにより、従動ローラ７１〜７３、テンションローラ７４、および搬送ローラ７５に沿った搬送経路７０ｂが形成される。
【００２９】
モデル作成部１２は、ＲＡＭ２０に格納されたモデル情報格納テーブル２２に基づいて、柔軟媒体８０のモデルを作成する。例えば、図２の柔軟媒体８０は、上述のように、複数の質点と、複数のバネと、によって模倣される。
【００３０】
ここで、経路作成部１１で用いられる位置情報格納テーブル２１と、モデル作成部１２で用いられるモデル情報格納テーブル２２は、シミュレーション装置１において、操作部６１を介したシミュレーション装置１の使用者の指示に従い作成されても良い。また、位置情報格納テーブル２１およびモデル情報格納テーブル２２は、シミュレーション装置１とは異なった情報処理装置で、その情報処理装置の使用者により作成されても良い。さらに、位置情報格納テーブル２１およびモデル情報格納テーブル２２は、シミュレーションにより作成されてもよい。
【００３１】
パラメータ演算部１３は、搬送装置で用いられる搬送パラメータを演算する。例えば、パラメータ演算部１３は、搬送パラメータのうち、柔軟媒体８０のモデルの各質点と、搬送ローラ７５の表面と、の間の有効摩擦係数μeffを演算する。なお、パラメータ演算部１３によって実行される演算の詳細は、後述する。
【００３２】
運動演算部１４は、柔軟媒体８０のモデルが搬送パラメータに従って複数の搬送要素により搬送される場合において、この柔軟媒体８０のモデルの運動の時間的変化を演算する。例えば、図３には、有効摩擦係数μeffの時間的変化を考慮した場合における柔軟媒体８０のモデルの搬送速度の時間的変化と、有効摩擦係数μeffの時間的変化を考慮しない場合における柔軟媒体８０のモデルの搬送速度の時間的変化と、が、示されている。
【００３３】
そして、表示部５１は、運動演算部１４により演算された柔軟媒体モデルの運動の時間的変化に基づいて、柔軟媒体の挙動を表示する。例えば、図３に示すように、運動演算部１４は、各時刻ｔにおける柔軟媒体の速度を、表示部５１に表示させることができる。すなわち、表示部５１は、運動演算部１４により演算されたモデルの運動の時間的変を、柔軟媒体の挙動として表示することができる。そのため、シミュレーション装置１の使用者は、柔軟媒体の挙動を視覚的に観察することができ、容易に柔軟媒体の挙動を把握することができる。
【００３４】
＜３．パラメータ演算部による演算＞
図４は、搬送ローラ７５付近の構成の一例を示す正面図である。ここでは、図４を参照しつつ、有効摩擦係数μeff（ｔ）の演算手法について説明する。
【００３５】
ここで、図４に示すように、搬送ローラ７５が矢印Ｒ１方向に回転することによって、柔軟媒体８０が矢印ＡＲ１方向（以下、「搬送方向」とも称する）に搬送される場合、搬送ローラ７５の周速度Ｕrによっては、搬送ローラ７５と柔軟媒体８０の間に空気が巻き込まれる。その結果、柔軟媒体８０が搬送ローラ７５に対して浮上する。
【００３６】
この場合において、搬送ローラ７５に対する柔軟媒体８０の浮上量ｈが大きくなるに従って、柔軟媒体８０と搬送ローラ７５の表面との間の摩擦係数は小さくなる。そして、浮上量ｈの値が一定値以上となると、この摩擦係数が「０」になり、柔軟媒体８０に対して搬送ローラ７５が空転する。
【００３７】
また、この浮上量ｈは、柔軟媒体８０のモデルの各質点と搬送ローラ７５の表面との間の距離であり、式（１）のように表すことができる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ただし、式（１）中において、
ａ）Ｒは、搬送ローラ７５の半径を、
ｂ）Θは、巻角を、
ｃ）σは、柔軟媒体８０および搬送ローラ７５の間の合成表面粗さを、
ｄ）ηは、空気粘度を、
ｅ）Ｕrは、搬送ローラ７５の周速度を、
ｆ）Ｕwは、搬送経路７０ｂに沿った柔軟媒体８０の搬送速度を、
ｇ）Ｔ1は、柔軟媒体８０に負荷される張力を、
ｈ）ｋは、柔軟媒体８０の透気率を、
ｉ）ｔwは、柔軟媒体８０の厚さを、
ｉ）ｘは、搬送経路７０ｂ上における位置を、
それぞれ示すものである。
【００４０】
なお、式（１）中の位置ｘの値は、原点Ｐ０より搬送方向下流側（巻付開始位置Ｐ１側）が負数、原点Ｐ０より搬送方向上流側（巻付終了位置Ｐ２側）が正数となるように、設定されている。
【００４１】
また、搬送ローラ７５の周速度Ｕrおよび柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwは、時刻ｔの関数と見ることができる。したがって、式（１）は、式（２）のように変形することができ、浮上量ｈは、各位置ｘにおいて時刻ｔ毎に演算できる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
ただし、式（２）のａ、ｂ、ｃ、ｐ（ｔ）、およびｑ（ｔ）は、それぞれ式（３）、式（４）、式（５）、式（６）、および式（７）のように表される。
【００４４】
【数３】
【００４５】
【数４】
【００４６】
【数５】
【００４７】
【数６】
【００４８】
【数７】
【００４９】
したがって、巻付開始位置Ｐ１から巻付終了位置Ｐ２までの浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）は、式（８）のように表される。
【００５０】
【数８】
【００５１】
ただし、式（８）中において、
ｊ）μsは、初期摩擦係数を、
示すものである。
【００５２】
また、搬送ローラ７５に対する柔軟媒体８０の摩擦係数μ1は、 式（９）のように表すことができる。
【００５３】
【数９】
【００５４】
よって、式（９）に式（８）を代入すると、有効摩擦係数μeff（ｔ）は、式（１０）のように表すことができる。
【００５５】
【数１０】
【００５６】
式（１０）から分かるように、パラメータ演算部１３は、予め定められた初期摩擦係数μsと、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）と、から有効摩擦係数μeff（ｔ）を演算することができる。すなわち、パラメータ演算部１３は、有効摩擦係数μeff（ｔ）を浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）に従って時刻ｔ毎に演算することができる。
【００５７】
これにより、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮した柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを、容易に演算することができる。そのため、柔軟媒体８０の挙動を、計算コストを増大させることなく、正確にシミュレートすることができる。
【００５８】
なお、「空気浮上」とは、搬送ローラ７５および柔軟媒体８０の間に空気が巻き込まれ、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が浮上することを言うものとする。
【００５９】
＜４．シミュレーション結果＞
図５は、パラメータ演算部１３により演算された浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）および有効摩擦係数μeff（ｔ）と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。図６は、運動演算部１４により演算された柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwと、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【００６０】
図５において、横軸は時刻ｔを示す。また、図５において、左側の縦軸は、有効摩擦係数μeff（ｔ）を示し、点線が対応する。一方、右側の縦軸は、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）を示し、実線が対応する。
【００６１】
図３および図６において、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを示す。また、図３および図６中の点線は、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮した場合おける柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを示す。一方、図３および図６中の実線は、空気浮上を考慮しない場合における柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを示す。
【００６２】
なお、「空気浮上」とは、搬送ローラ７５および柔軟媒体８０の間に空気が巻き込まれ、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が浮上することを言うものとする。また、本シミュレーションにおいて、合成表面粗さσの値は、「０．５８３」（μｍ）に設定されている。
【００６３】
図５および図６に示すように、時刻ｔ１において、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が浮上し始める。ただし、時刻ｔ１において、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ１）は合成表面粗さσより小さいため、有効摩擦係数μeff（ｔ１）は、初期摩擦係数μsとなる。この場合において、搬送ローラ７５の周速度Ｕrと、柔軟媒体８０の周速度Ｕrは、同一値である。
【００６４】
次に、時刻ｔ２において、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ２）は合成表面粗さσ以上となり、有効摩擦係数μeffが減少し始める。また、図６に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、搬送ローラ７５の周速度Ｕrと、柔軟媒体８０の周速度Ｕrと、は、同一値となる。
【００６５】
続いて、時刻ｔ３において、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が滑り始める。これにより、図６に示すように、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwが、搬送ローラ７５の周速度Ｕr以下となる。
【００６６】
続いて、時刻ｔ４において、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ４）は、合成表面粗さσの３倍となり、有効摩擦係数μeffが「０」となる。すなわち、時刻ｔ５において、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwが一定値となる。すなわち、少なくとも時刻ｔ５から時刻ｔ７において、搬送ローラ７５の周速度Ｕrが増大しても、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwは変化しない。
【００６７】
そして、時刻ｔ６において搬送ローラ７５の周速度Ｕrが一定になると（図３参照）、時刻ｔ７以降において浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ７）は一定値となる。
【００６８】
＜５．本実施の形態のシミュレーション装置の利点＞
以上のように、本実施の形態のシミュレーション装置１は、各時刻における有効摩擦係数μeffは、柔軟媒体８０のモデルの各質点と搬送ローラ７５の表面との間の浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）に従って演算される。
【００６９】
これにより、搬送ローラ７５付近における柔軟媒体８０の挙動を、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）および有効摩擦係数μeffの変化に応じて把握することができる。例えば、有効摩擦係数μeffを考慮に入れた柔軟媒体８０の搬送速度を求めることが可能となる。そのため、柔軟媒体８０の挙動が、より正確にシミュレートできる。
【００７０】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００７１】
（１）本実施の形態のシミュレーションでは、一方向に延びる連続用紙（図２参照）が柔軟媒体８０として用いられているが、これに限定されるものでない。例えば、縦横サイズが規格化された固定サイズの用紙が、柔軟媒体８０として用いられても良い。
【００７２】
（２）また、本実施の形態において、経路作成部１１、モデル作成部１２、パラメータ演算部１３、および運動演算部１４により実現される機能は、いずれもＣＰＵ１０によりソフトウェア的に実現されるものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、これらの機能は、電子回路等のハードウェアによって実現されてもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００７４】
＜実施例１＞
図２は、搬送経路７０ｂの一例を示すとともに、本実施の形態の有効性の確認を行うための「実機試験」を実行した実験装置７０の構成の一例を示す正面図である。図７は、解析例および実機試験の試験条件を説明するための図である。図８は、解析例および実機試験の試験結果を示すグラフである。
【００７５】
ここで、図８において、解析例と実機試験の駆動ローラの速度Ｕrは同じ破線で表す。実線および点線は、それぞれ解析例および実機試験のウェブ速度Ｕwを示す。また、図７に示すように、解析例および実機試験では、ＰＴＭＥ(Poly Tetramethylene Ether)で形成された連続用紙が柔軟媒体８０として使用されている。
【００７６】
また、解析例は、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮して、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwをシミュレートし、その演算結果をグラフにプロットしたものである。さらに、実機試験は、実験装置７０により計測された柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwをプロットしたものである。
【００７７】
図８に示すように、実機試験の試験結果は、解析例の試験結果に符合した。このように、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮することによって、柔軟媒体８０の挙動が、より正確にシミュレートできた。
【符号の説明】
【００７８】
１ シミュレーション装置
１０ ＣＰＵ
１１ 経路作成部
１２ モデル作成部
１３ パラメータ演算部
１４ 運動演算部
２０ ＲＡＭ
２１ 位置情報格納テーブル
２２ モデル情報格納テーブル
３０ ＲＯＭ
３１ プログラム
５０ 表示処理部
５１ 表示部
６０ 入出力部
６１ 操作部
７０ 実験装置
７０ｂ 搬送経路
７５ 搬送ローラ
８０ 柔軟媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするシミュレーション装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェブ搬送装置で搬送される柔軟媒体（例えば、一方向に延びる連続用紙および縦横サイズが規格化された固定サイズの用紙等）について、この柔軟媒体の搬送挙動をシミュレーションする技術が、知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の技術において、柔軟媒体は、質量を有する複数の剛体と、複数のバネ要素と、に分割されており、複数の剛体のうち隣接する２つは、対応するバネ要素により連結されている。そして、対応するバネ要素により運動させられる各剛体の挙動が解析されることによって、柔軟媒体の挙動がシミュレートされる。
【０００４】
また、回転するローラにより柔軟媒体が搬送される時に、柔軟媒体およびローラの間に空気が巻き込まれることによって、ローラに対する搬送媒体の摩擦係数が変化することも、従来より知られている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０-２８２６５０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】橋本 巨著「ウェブハンドリングの基礎理論と応用」加工技術研究会、２００８年４月１日、ｐ．４６〜４７、ｐ．７８〜８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および非特許文献１のいずれの技術によっても、ウェブ搬送装置により搬送される柔軟媒体の挙動を、この摩擦係数の変化に基づいてシミュレートすることができなかった。その結果、柔軟媒体の搬送状態がシミュレーションとウェブ装置とで相違するという問題が、生じていた。
【０００８】
そこで、本発明では、柔軟媒体の挙動を良好にシミュレートすることができるシミュレーション装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするシミュレーション装置であって、前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、前記モデルは、複数の質点と、各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネとを有し、前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する経路作成部と、モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、前記モデルが前記搬送パラメータに従って、前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する運動演算部とを備え、前記パラメータ演算部は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のシミュレーション装置において、前記運動演算部により演算された前記モデルの運動の時間的変化を、前記柔軟媒体の挙動として表示させる表示部、をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、前記モデルは、複数の質点と、各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネとを有し、前記コンピュータによる前記プログラムの実行は、前記コンピュータに(a)前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する機能と、(b)モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、(c)前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、(d)前記モデルが、前記搬送パラメータに従って前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する機能とを実現させ、前記機能(c)は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば、各時刻における摩擦係数は、モデルの各質点と搬送ローラの表面との間の浮上量に従って演算される。これにより、搬送ローラ付近における柔軟媒体の挙動を、浮上量および摩擦係数の変化に応じて把握することができる。そのため、柔軟媒体の挙動を、より正確にシミュレートすることが可能となる。
【００１３】
特に、請求項２に記載の発明によれば、柔軟媒体の挙動を表示部に表示することができる。そのため、使用者は、柔軟媒体の挙動を視覚的に観察することができ、柔軟媒体の挙動を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるシミュレーション装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】搬送経路の一例を示す正面図である。
【図３】運動演算部により演算された柔軟媒体の搬送速度と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【図４】搬送ローラ付近の構成の一例を示す正面図である。
【図５】パラメータ演算部により演算された浮上量の平均値および有効摩擦係数と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【図６】運動演算部により演算された柔軟媒体の搬送速度と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【図７】解析例および実機試験の試験条件を説明するための図である。
【図８】解析例および実機試験の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
＜１．シミュレーション装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態におけるシミュレーション装置１の構成の一例を示すブロック図である。シミュレーション装置１は、ウェブ搬送装置で搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートする。
【００１７】
図１に示すように、シミュレーション装置１は、主として、ＣＰＵ１０と、ＲＡＭ２０と、ＲＯＭ３０と、大容量記憶部４０と、表示処理部５０と、入出力部６０と、を有している。また、ＣＰＵ１０と、ＲＡＭ２０と、ＲＯＭ３０と、大容量記憶部４０と、表示処理部５０と、入出力部６０と、は、バス８を介して電気的に接続されている。
【００１８】
ＲＡＭ（Random Access Memory）２０は、揮発性の記憶部であり、例えば、ＣＰＵ１０の演算で使用されるデータが格納されている。また、図１に示すように、ＲＡＭ２０は、位置情報格納テーブル２１およびモデル情報格納テーブル２２を記憶する。
【００１９】
位置情報格納テーブル２１は、柔軟媒体の搬送に用いられる各搬送要素（例えば、搬送ローラ、直線ガイド、または円弧ガイド等）と、対応する位置情報と、を関連付けて格納する。ここで、搬送要素は、例えば、上述の搬送ローラ、直線ガイド、または円弧ガイド等を含み、柔軟媒体が搬送される搬送経路を形成する。
【００２０】
モデル情報格納テーブル２２は、柔軟媒体を模倣するためのモデルに関する情報を格納している。ここで、柔軟媒体のモデルは、主として、複数の質点と、各々が複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネと、を有している。
【００２１】
ＲＯＭ（Read Only Memory）３０は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、例えば、プログラム３１が格納されている。なお、ＲＯＭ３０としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００２２】
大容量記憶部４０は、シリコンディスクドライブやハードディスクドライブ等のようにＲＡＭ２０と比較して記憶容量の大きな素子により構成された記憶部であり、必要に応じてＲＡＭ２０との間でデータの授受を行う。
【００２３】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０は、ＲＯＭ３０のプログラム３１に従った動作制御やデータ処理を実行する。また、図１中のＣＰＵ１０内に記載されているブロック（それぞれ符号１１〜１４が付与されている）に対応する演算機能は、ＣＰＵ１０により実現される。なお、各ブロック１１〜１４に対応する演算機能については後述する。
【００２４】
表示処理部５０は、いわゆるビデオコントローラにより構成されており、信号線５０ａを介して表示部５１と電気的に接続されている。表示処理部５０は、描画処理を実行することにより表示部５１の画面に文字や図形等を表示させる。
【００２５】
入出力部６０は、いわゆるＩ／Ｏポート（Input/Output Port）により構成されており、信号線６０ａを介してシミュレーション装置１の入出力機器（例えば、キーボードやタッチパッドを有する操作部６１）と電気的に接続されている。したがって、入出力部６０は、ＣＰＵ１０と入出力機器との間でデータの授受を実行する。
【００２６】
＜２．ＣＰＵにより実現される演算機能＞
図２は、搬送経路７０ｂの一例を説明するための正面図である。図３は、運動演算部１４により演算された柔軟媒体８０の搬送速度と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。ここでは、図１から図３を参照しつつ、経路作成部１１、モデル作成部１２、パラメータ演算部１３、および運動演算部１４に対応する機能を説明する。
【００２７】
なお、図２および以降の各図には、方向関係を明確にすべく必要に応じて適宜、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が、付されている。
【００２８】
経路作成部１１は、ＲＡＭ２０に格納された位置情報格納テーブル２１に基づいて、配置空間７０ａに搬送経路７０ｂを作成する。例えば、図２に示すように、複数の搬送要素（従動ローラ７１〜７３、テンションローラ７４、および搬送ローラ７５等）のそれぞれは、対応する位置情報にしたがって配置空間７０ａ内に配置される。これにより、従動ローラ７１〜７３、テンションローラ７４、および搬送ローラ７５に沿った搬送経路７０ｂが形成される。
【００２９】
モデル作成部１２は、ＲＡＭ２０に格納されたモデル情報格納テーブル２２に基づいて、柔軟媒体８０のモデルを作成する。例えば、図２の柔軟媒体８０は、上述のように、複数の質点と、複数のバネと、によって模倣される。
【００３０】
ここで、経路作成部１１で用いられる位置情報格納テーブル２１と、モデル作成部１２で用いられるモデル情報格納テーブル２２は、シミュレーション装置１において、操作部６１を介したシミュレーション装置１の使用者の指示に従い作成されても良い。また、位置情報格納テーブル２１およびモデル情報格納テーブル２２は、シミュレーション装置１とは異なった情報処理装置で、その情報処理装置の使用者により作成されても良い。さらに、位置情報格納テーブル２１およびモデル情報格納テーブル２２は、シミュレーションにより作成されてもよい。
【００３１】
パラメータ演算部１３は、搬送装置で用いられる搬送パラメータを演算する。例えば、パラメータ演算部１３は、搬送パラメータのうち、柔軟媒体８０のモデルの各質点と、搬送ローラ７５の表面と、の間の有効摩擦係数μeffを演算する。なお、パラメータ演算部１３によって実行される演算の詳細は、後述する。
【００３２】
運動演算部１４は、柔軟媒体８０のモデルが搬送パラメータに従って複数の搬送要素により搬送される場合において、この柔軟媒体８０のモデルの運動の時間的変化を演算する。例えば、図３には、有効摩擦係数μeffの時間的変化を考慮した場合における柔軟媒体８０のモデルの搬送速度の時間的変化と、有効摩擦係数μeffの時間的変化を考慮しない場合における柔軟媒体８０のモデルの搬送速度の時間的変化と、が、示されている。
【００３３】
そして、表示部５１は、運動演算部１４により演算された柔軟媒体モデルの運動の時間的変化に基づいて、柔軟媒体の挙動を表示する。例えば、図３に示すように、運動演算部１４は、各時刻ｔにおける柔軟媒体の速度を、表示部５１に表示させることができる。すなわち、表示部５１は、運動演算部１４により演算されたモデルの運動の時間的変を、柔軟媒体の挙動として表示することができる。そのため、シミュレーション装置１の使用者は、柔軟媒体の挙動を視覚的に観察することができ、容易に柔軟媒体の挙動を把握することができる。
【００３４】
＜３．パラメータ演算部による演算＞
図４は、搬送ローラ７５付近の構成の一例を示す正面図である。ここでは、図４を参照しつつ、有効摩擦係数μeff（ｔ）の演算手法について説明する。
【００３５】
ここで、図４に示すように、搬送ローラ７５が矢印Ｒ１方向に回転することによって、柔軟媒体８０が矢印ＡＲ１方向（以下、「搬送方向」とも称する）に搬送される場合、搬送ローラ７５の周速度Ｕrによっては、搬送ローラ７５と柔軟媒体８０の間に空気が巻き込まれる。その結果、柔軟媒体８０が搬送ローラ７５に対して浮上する。
【００３６】
この場合において、搬送ローラ７５に対する柔軟媒体８０の浮上量ｈが大きくなるに従って、柔軟媒体８０と搬送ローラ７５の表面との間の摩擦係数は小さくなる。そして、浮上量ｈの値が一定値以上となると、この摩擦係数が「０」になり、柔軟媒体８０に対して搬送ローラ７５が空転する。
【００３７】
また、この浮上量ｈは、柔軟媒体８０のモデルの各質点と搬送ローラ７５の表面との間の距離であり、式（１）のように表すことができる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ただし、式（１）中において、
ａ）Ｒは、搬送ローラ７５の半径を、
ｂ）Θは、巻角を、
ｃ）σは、柔軟媒体８０および搬送ローラ７５の間の合成表面粗さを、
ｄ）ηは、空気粘度を、
ｅ）Ｕrは、搬送ローラ７５の周速度を、
ｆ）Ｕwは、搬送経路７０ｂに沿った柔軟媒体８０の搬送速度を、
ｇ）Ｔ1は、柔軟媒体８０に負荷される張力を、
ｈ）ｋは、柔軟媒体８０の透気率を、
ｉ）ｔwは、柔軟媒体８０の厚さを、
ｉ）ｘは、搬送経路７０ｂ上における位置を、
それぞれ示すものである。
【００４０】
なお、式（１）中の位置ｘの値は、原点Ｐ０より搬送方向下流側（巻付開始位置Ｐ１側）が負数、原点Ｐ０より搬送方向上流側（巻付終了位置Ｐ２側）が正数となるように、設定されている。
【００４１】
また、搬送ローラ７５の周速度Ｕrおよび柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwは、時刻ｔの関数と見ることができる。したがって、式（１）は、式（２）のように変形することができ、浮上量ｈは、各位置ｘにおいて時刻ｔ毎に演算できる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
ただし、式（２）のａ、ｂ、ｃ、ｐ（ｔ）、およびｑ（ｔ）は、それぞれ式（３）、式（４）、式（５）、式（６）、および式（７）のように表される。
【００４４】
【数３】
【００４５】
【数４】
【００４６】
【数５】
【００４７】
【数６】
【００４８】
【数７】
【００４９】
したがって、巻付開始位置Ｐ１から巻付終了位置Ｐ２までの浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）は、式（８）のように表される。
【００５０】
【数８】
【００５１】
ただし、式（８）中において、
ｊ）μsは、初期摩擦係数を、
示すものである。
【００５２】
また、搬送ローラ７５に対する柔軟媒体８０の摩擦係数μ1は、 式（９）のように表すことができる。
【００５３】
【数９】
【００５４】
よって、式（９）に式（８）を代入すると、有効摩擦係数μeff（ｔ）は、式（１０）のように表すことができる。
【００５５】
【数１０】
【００５６】
式（１０）から分かるように、パラメータ演算部１３は、予め定められた初期摩擦係数μsと、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）と、から有効摩擦係数μeff（ｔ）を演算することができる。すなわち、パラメータ演算部１３は、有効摩擦係数μeff（ｔ）を浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）に従って時刻ｔ毎に演算することができる。
【００５７】
これにより、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮した柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを、容易に演算することができる。そのため、柔軟媒体８０の挙動を、計算コストを増大させることなく、正確にシミュレートすることができる。
【００５８】
なお、「空気浮上」とは、搬送ローラ７５および柔軟媒体８０の間に空気が巻き込まれ、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が浮上することを言うものとする。
【００５９】
＜４．シミュレーション結果＞
図５は、パラメータ演算部１３により演算された浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）および有効摩擦係数μeff（ｔ）と、時刻ｔとの関係を示すグラフである。図６は、運動演算部１４により演算された柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwと、時刻ｔとの関係を示すグラフである。
【００６０】
図５において、横軸は時刻ｔを示す。また、図５において、左側の縦軸は、有効摩擦係数μeff（ｔ）を示し、点線が対応する。一方、右側の縦軸は、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）を示し、実線が対応する。
【００６１】
図３および図６において、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを示す。また、図３および図６中の点線は、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮した場合おける柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを示す。一方、図３および図６中の実線は、空気浮上を考慮しない場合における柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwを示す。
【００６２】
なお、「空気浮上」とは、搬送ローラ７５および柔軟媒体８０の間に空気が巻き込まれ、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が浮上することを言うものとする。また、本シミュレーションにおいて、合成表面粗さσの値は、「０．５８３」（μｍ）に設定されている。
【００６３】
図５および図６に示すように、時刻ｔ１において、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が浮上し始める。ただし、時刻ｔ１において、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ１）は合成表面粗さσより小さいため、有効摩擦係数μeff（ｔ１）は、初期摩擦係数μsとなる。この場合において、搬送ローラ７５の周速度Ｕrと、柔軟媒体８０の周速度Ｕrは、同一値である。
【００６４】
次に、時刻ｔ２において、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ２）は合成表面粗さσ以上となり、有効摩擦係数μeffが減少し始める。また、図６に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間において、搬送ローラ７５の周速度Ｕrと、柔軟媒体８０の周速度Ｕrと、は、同一値となる。
【００６５】
続いて、時刻ｔ３において、搬送ローラ７５に対して柔軟媒体８０が滑り始める。これにより、図６に示すように、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwが、搬送ローラ７５の周速度Ｕr以下となる。
【００６６】
続いて、時刻ｔ４において、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ４）は、合成表面粗さσの３倍となり、有効摩擦係数μeffが「０」となる。すなわち、時刻ｔ５において、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwが一定値となる。すなわち、少なくとも時刻ｔ５から時刻ｔ７において、搬送ローラ７５の周速度Ｕrが増大しても、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwは変化しない。
【００６７】
そして、時刻ｔ６において搬送ローラ７５の周速度Ｕrが一定になると（図３参照）、時刻ｔ７以降において浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ７）は一定値となる。
【００６８】
＜５．本実施の形態のシミュレーション装置の利点＞
以上のように、本実施の形態のシミュレーション装置１は、各時刻における有効摩擦係数μeffは、柔軟媒体８０のモデルの各質点と搬送ローラ７５の表面との間の浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）に従って演算される。
【００６９】
これにより、搬送ローラ７５付近における柔軟媒体８０の挙動を、浮上量ｈの平均値ｈave（ｔ）および有効摩擦係数μeffの変化に応じて把握することができる。例えば、有効摩擦係数μeffを考慮に入れた柔軟媒体８０の搬送速度を求めることが可能となる。そのため、柔軟媒体８０の挙動が、より正確にシミュレートできる。
【００７０】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００７１】
（１）本実施の形態のシミュレーションでは、一方向に延びる連続用紙（図２参照）が柔軟媒体８０として用いられているが、これに限定されるものでない。例えば、縦横サイズが規格化された固定サイズの用紙が、柔軟媒体８０として用いられても良い。
【００７２】
（２）また、本実施の形態において、経路作成部１１、モデル作成部１２、パラメータ演算部１３、および運動演算部１４により実現される機能は、いずれもＣＰＵ１０によりソフトウェア的に実現されるものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、これらの機能は、電子回路等のハードウェアによって実現されてもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００７４】
＜実施例１＞
図２は、搬送経路７０ｂの一例を示すとともに、本実施の形態の有効性の確認を行うための「実機試験」を実行した実験装置７０の構成の一例を示す正面図である。図７は、解析例および実機試験の試験条件を説明するための図である。図８は、解析例および実機試験の試験結果を示すグラフである。
【００７５】
ここで、図８において、解析例と実機試験の駆動ローラの速度Ｕrは同じ破線で表す。実線および点線は、それぞれ解析例および実機試験のウェブ速度Ｕwを示す。また、図７に示すように、解析例および実機試験では、ＰＴＭＥ(Poly Tetramethylene Ether)で形成された連続用紙が柔軟媒体８０として使用されている。
【００７６】
また、解析例は、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮して、柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwをシミュレートし、その演算結果をグラフにプロットしたものである。さらに、実機試験は、実験装置７０により計測された柔軟媒体８０の搬送速度Ｕwをプロットしたものである。
【００７７】
図８に示すように、実機試験の試験結果は、解析例の試験結果に符合した。このように、空気浮上により有効摩擦係数μeff（ｔ）が変化することを考慮することによって、柔軟媒体８０の挙動が、より正確にシミュレートできた。
【符号の説明】
【００７８】
１ シミュレーション装置
１０ ＣＰＵ
１１ 経路作成部
１２ モデル作成部
１３ パラメータ演算部
１４ 運動演算部
２０ ＲＡＭ
２１ 位置情報格納テーブル
２２ モデル情報格納テーブル
３０ ＲＯＭ
３１ プログラム
５０ 表示処理部
５１ 表示部
６０ 入出力部
６１ 操作部
７０ 実験装置
７０ｂ 搬送経路
７５ 搬送ローラ
８０ 柔軟媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするシミュレーション装置であって、
前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、
前記モデルは、
複数の質点と、
各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネと、
を有し、
(a) 前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する経路作成部と、
(b) モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、
(c) 前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、
(d) 前記モデルが前記搬送パラメータに従って前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する運動演算部と、
を備え、
前記パラメータ演算部は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、
前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシミュレーション装置において、
(e) 前記運動演算部により演算された前記モデルの運動の時間的変化を、前記柔軟媒体の挙動として表示させる表示部、
をさらに備えることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項３】
搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、
前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、
前記モデルは、
複数の質点と、
各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネと、
を有し、
前記コンピュータによる前記プログラムの実行は、前記コンピュータに
(a) 前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する機能と、
(b) モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、
(c) 前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、
(d) 前記モデルが、前記搬送パラメータに従って前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する機能と、
を実現させ、
前記機能(c) は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、
前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするシミュレーション装置であって、
前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、
前記モデルは、
複数の質点と、
各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネと、
を有し、
(a) 前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する経路作成部と、
(b) モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、
(c) 前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、
(d) 前記モデルが前記搬送パラメータに従って前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する運動演算部と、
を備え、
前記パラメータ演算部は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、
前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシミュレーション装置において、
(e) 前記運動演算部により演算された前記モデルの運動の時間的変化を、前記柔軟媒体の挙動として表示させる表示部、
をさらに備えることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項３】
搬送パラメータに従い搬送経路に沿って搬送される柔軟媒体の挙動を、モデルによりシミュレートするコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、
前記搬送経路は、搬送ローラを含む複数の搬送要素により形成されており、
前記モデルは、
複数の質点と、
各々が、前記複数の質点のうち隣接する２つの質点の間を連結する複数のバネと、
を有し、
前記コンピュータによる前記プログラムの実行は、前記コンピュータに
(a) 前記複数の搬送要素のそれぞれを、対応する位置情報にしたがって配置することにより、前記搬送経路を作成する機能と、
(b) モデル情報に基づいて前記モデルを作成するモデル作成部と、
(c) 前記搬送パラメータのうち、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の摩擦係数を演算するパラメータ演算部と、
(d) 前記モデルが、前記搬送パラメータに従って前記複数の搬送要素により搬送される場合において、前記モデルの運動の時間的変化を演算する機能と、
を実現させ、
前記機能(c) は、前記摩擦係数を、浮上量に従って時刻毎に演算するとともに、
前記浮上量は、前記モデルの各質点と前記搬送ローラの表面との間の距離として、時刻毎に演算されることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４０６０（Ｐ２０１３−４０６０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８１８４（Ｐ２０１１−１３８１８４）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]