情報処理装置及びプログラム
【課題】シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬する情報処理装置を提供する。
【解決手段】情報処理装置は、ＣＰＵシミュレータ１０１と、シート材搬送シミュレータ４０２とを有し、シート材搬送シミュレータ４０２は、シート材と、シート材を搬送するピックアップローラ３０２との距離である離間距離を算出する離間距離算出部１０７と、離間距離算出部１０７が算出する離間距離から、ピックアップローラ３０２による速度伝達率を算出する速度伝達率算出部１０８と、ピックアップローラ３０２の速度と、ピックアップローラ３０２の速度伝達率から、ピックアップローラ３０２による搬送されるシート材の速度を算出するシート材速度算出部１０３と、を備えている。
【解決手段】情報処理装置は、ＣＰＵシミュレータ１０１と、シート材搬送シミュレータ４０２とを有し、シート材搬送シミュレータ４０２は、シート材と、シート材を搬送するピックアップローラ３０２との距離である離間距離を算出する離間距離算出部１０７と、離間距離算出部１０７が算出する離間距離から、ピックアップローラ３０２による速度伝達率を算出する速度伝達率算出部１０８と、ピックアップローラ３０２の速度と、ピックアップローラ３０２の速度伝達率から、ピックアップローラ３０２による搬送されるシート材の速度を算出するシート材速度算出部１０３と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材搬送装置における制御シーケンスを、コンピュータで検証、評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙やフィルムなどのシート材の搬送を行うシート材搬送装置におけるシート材搬送制御の検証、評価のため、コンピュータによるシミュレーションが利用されている。なお、シート材搬送装置とは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等である。特許文献１は、シート材を搬送する搬送機構の速度の情報と、搬送機構がシート材に搬送力を与えるか否かの２つの情報により、シート材の搬送をシミュレーションすることを開示している。具体的には、搬送機構の状態として、搬送機構がシート材に搬送力を与える作用状態と、与えない浮動状態の２つの状態を定義する。そして、作用状態の場合には、シート材が搬送機構の速度で搬送され、浮動状態の場合には、シート材が搬送機構により搬送されていないものとしてシミュレーションを行っている。
【０００３】
また、特許文献２は、モータ制定時間、クラッチ動作の遅延、ローラとシート材との間のスリップ率といった各種パラメータを定義し、これらの値を変化させることによって、実際のシート材搬送装置の動作をシミュレーションすることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０９６６５号公報
【特許文献２】特開２００５−８５００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シート材搬送装置においては、シート材の搬送のために、部材をシート材に対して当接／離間させる機能（以下、シート材離接機構と呼ぶ）を有するものが存在する。このような装置においては、装置の制御ソフトウエアが、必要に応じてシート材離接機構の制御を行う。従って、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の制御シーケンスの評価、検証においては、シート材離接機構の状態に応じたシート材の搬送挙動を模擬しなければならない。
【０００６】
特許文献１は、作用状態又は浮動状態の２つの状態を定義することを開示している。しかし、シート材離接機構は所定のシーケンスに従って制御されるので、単なる作用状態と浮動状態の切替では、シーケンスの正当性を評価できない。また、シート材離接機構がシート材に当接する過程においてはシート材との滑り率が段階的に変化するが、特許文献１に記載の装置ではこれらを模擬することができない。さらに、特許文献２も、シート材離接機構の制御シーケンスに応じたシート材の搬送挙動を模擬することを開示するものではない。
【０００７】
本発明は、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬する情報処理装置及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】
【０００８】
本発明による情報処理装置は、シート材搬送装置を制御する制御部の動作を模擬する第１のシミュレータと、該シート材搬送装置のシート材の搬送部の動作を模擬する第２のシミュレータと、を有する情報処理装置であって、第２のシミュレータは、第１のシミュレータが出力する制御信号から、シート材と、シート材を搬送する搬送部材との距離である離間距離を算出する距離算出手段と、距離算出手段が算出する離間距離から、搬送部材による速度伝達率を算出する伝達率算出手段と、搬送部材の速度と、搬送部材の速度伝達率から、搬送部材により搬送されるシート材の速度を算出する速度算出手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
シート材離接機構による搬送部材とシート材の離間距離を算出し、離間距離から速度伝達率を算出してシート材が搬送される速度を算出することで、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態におけるシート材搬送解析部のブロック図。
【図２】一実施形態における情報処理装置の実行環境であるコンピュータシステムのブロック図。
【図３】模擬対象であるシート材搬送装置のブロック図。
【図４】シート材搬送装置における制御シーケンスを示すタイミングチャート。
【図５】シート材搬送装置のシート材離接機構の各位置に関する用語の説明図。
【図６】一実施形態における情報処理装置のブロック図。
【図７】シート材搬送装置のピックアップカム機構定義部が有する例示的な情報の説明図。
【図８】一実施形態における離間距離算出処理のフローチャート。
【図９】例示的な離間距離と速度伝達率の関係を示す図。
【図１０】一実施形態における速度伝達率算出処理のフローチャート。
【図１１】シート材離接機構における搬送限界の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一実施形態）以下の説明において、模擬対象装置において進行する時間を模擬時間と呼ぶものとする。例えば、搬送速度１００ｍｍ／秒での搬送動作を模擬する場合において、シート材の１００ｍｍの移動を模擬した場合、模擬動作に実際に要した時間、つまり、実時間に拘わらず模擬時間は１秒進行することになる。さらに、以下の説明において、特に明記しない場合や、文脈から実時間を指していることが明らかな場合を除き、模擬時間を単に時間と表記する。
【００１２】
本実施形態による情報処理装置は、図２に示すコンピュータで実行されるプログラムとして実現され得る。図２において、中央処理装置（ＣＰＵ）２０１は、バス２１０を介して、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、入力インタフェース２０４、出力インタフェース２０６、外部記憶装置インタフェース２０８と接続されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３に記憶されたプログラムに従い動作する。また、ＣＰＵ２０１は、入力インタフェース２０４、外部記憶装置インタフェース２０８経由で受け取る外部入力に対する情報処理を行い、結果を出力インタフェース２０６、外部記憶装置インタフェース２０８経由で出力する。入力インタフェース２０４は、キーボード、マウス等の入力装置２０５を介してユーザからの入力を受け取る。出力インタフェース２０６は、ＬＣＤや、プリンタ、プロッタ等の出力装置２０７に対しデータの表示や出力を行う。外部記憶装置インタフェース２０８は、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶装置２０９に対するデータの入出力を行う。
【００１３】
ＣＰＵ２０１は、外部記憶装置２０９に保存されている処理プログラム２０９ａ及び各種設定データ２０９ｂをＲＡＭ２０３にロードして実行することで、本実施形態による情報処理装置として機能し、模擬動作のためファームウェア２０９ｃを実行する。つまり、ファームウェア２０９ｃは、シミュレーション対象のシート材搬送装置に実際に組み込まれる制御ソフトウエアである。
【００１４】
図３は、本実施形態における模擬対象であるシート材搬送装置の搬送部と、搬送部を制御するＣＰＵ３０７とを示している。図３のカセット３０１は、シート材の積載部材であり、シート材を積載する中板３０６と、中板３０６を昇降させるリフタ機構３０９と、積載しているシート材を検出するセンサ３１５と、を備えている。また、シート材の搬送のため、シート材の搬送部材であるピックアップローラ３０２、給送ローラ３０３、レジストレーションローラ３０４が設けられている。また、レジストレーションローラ３０４の下流にはシート材を検出するセンサ３０５が設けられている。例えば、画像形成装置ではセンサ３０５の下流に画像形成部が設けられ、レジストレーションローラ３０４及びセンサ３０５によって位置決めされたシート材を所定のタイミングで画像形成部に送り込むことによりシート材に画像を形成する。
【００１５】
リフタモータ３０８は、リフタ機構３０９を駆動し、給送モータ３１３は、ピックアップローラ３０２及び搬送ローラ３０３を駆動する。また、レジストレーションモータ３１４は、レジストレーションローラ３０４の駆動を行う。ピックアップローラ３０２は、ピックアップカム機構３１２によって昇降する構成となっている。ピックアップモータ３１１は、ピックアップカム機構３１２を駆動するものであり、ピックアップソレノイド３１０の駆動をトリガとして１周期分のピックアップローラ３０２の昇降動作を行う。この様に、中板３０６及びピックアップローラ３０２を昇降させる機構が、シート材離接機構を構成している。
【００１６】
ＣＰＵ３０７は、ファームウェア２０９ｃを実行し、各モータやソレノイド３１０を制御する。以下、図３の構成におけるシート材離接機構の制御について、図４を用いて説明する。ＣＰＵ３０７は、ピックアップモータ３１１と給送モータ３１３を駆動する。次に、ピックアップモータ３１１の駆動開始からＴ１時間後にピックアップソレノイド３１０をＴ２時間だけ駆動する。なお、Ｔ１はピックアップモータ３１１の立上げに十分な時間とする。また、Ｔ２はピックアップカム機構３１２のロックを外し、ピックアップローラ３０２の下降動作を開始するのに十分な時間とする。
【００１７】
ピックアップソレノイド３１０の駆動に応じて、タイミングｔ１からピックアップローラ３０２がシート面への下降をはじめ、タイミングｔ２でシート面に圧接する。ピックアップローラ３０２とシート面の圧接により最上位のシート材の搬送がタイミングｔ５で開始される。理想的に動作した場合、タイミングｔ２とｔ５は同じである。そして、タイミングｔ６でシート材は給送ローラ３０３のニップに到達し、以後、シート材は給送ローラ３０３により搬送される。タイミングｔ３で、ピックアップカム機構３１２は、ピックアップローラ３０２を上昇させはじめる。タイミングｔ４で、ピックアップカム機構３１２は上昇位置に達しロックされる。ＣＰＵ３０７は、ピックアップソレノイド３１０の駆動からＴ３時間後にピックアップモータ３１１を停止する。Ｔ３はピックアップカム機構３１２が１周期の動作を終え、ロックされるまでに十分な時間に設定されている。
【００１８】
次に、リフタ機構３０９による制御について、図５を用いて説明する。シート材は、カセット３０１の中板３０６上に積載される。中板３０６上のシート材の高さ、つまり、中板３０６の表面から積載しているシート材の最上位の位置３１７までの距離ｈｓｄは、シート材が消費されるに従い減少する。
【００１９】
シート材は、ピックアップローラ３０２を接触させることにより送りだされるが、ピックアップローラ３０２が下降できる範囲は限定されている。したがって、最上位のシート材の位置３１７が低すぎると、ピックアップローラ３０２がシート材に接触できないか、接触できたとしても十分な摩擦力を確保できず、よって、シート材を送り出すことができない。
【００２０】
したがって、ＣＰＵ３０７は、シート材の消費によってｈｓｄが減少した場合でも、シート材の最上位の位置３１７が一定範囲の高さとなる様に中板３０６を制御する。具体的には、ＣＰＵ３０７は、センサ３１５の信号を監視し、ｈｓｄの減少によりセンサ３１５がシート材を検知しなくなった場合に、リフタモータ３０８を駆動してリフタ機構３０９により中板３０６を上昇させる。ＣＰＵ３０７は、センサ３１５によりシート材が検出された時点から所定量、具体的には、図５の｜ｈｓｎｓ｜＋｜ｈｃｎｔ｜に相当する量だけ中板３０６を上昇させてリフタモータ３０８を停止する。
【００２１】
図５において、搬送基準位置は、以下に説明する各位置の基準点である。以下の説明において、特に記載しない限り、各位置は、搬送基準位置を基準とした相対位置で表す。このとき、搬送基準位置より上方向、つまり、ピックアップローラ３０２の方向を正とする。なお、以下の説明において、各位置のことを搬送基準位置に対する距離とも表現する。図５に示す様に、センサ３１５のシート材検出位置は、ｈｓｎｓであり、中板３０６を上昇させる制御を終了した時点での最上位のシート材の位置はｈｃｎｔである。なお、ｈｓｎｓは負の値である。この場合、最上位のシート材の位置ｈｓは、
ｈｓｎｓ≦ｈｓ≦ｈｃｎｔ （１）
の範囲で制御される。
【００２２】
図６は、本実施形態による情報処理装置の機能ブロック図である。ＣＰＵシミュレータ１０１（第１のシミュレータ）は、模擬対象のシート材搬送装置の制御部であるＣＰＵ３０７の動作を模擬する。つまり、ファームウェア２０９ｃを実行するシミュレータである。また、シート材搬送シミュレータ４０２（第２のシミュレータ）は、シート材搬送装置のシート材の搬送部の動作を模擬する。
【００２３】
ピックアップカム機構定義部４０７（第１のデータ）は、ピックアップカム機構３１２の動作を規定又は特定する情報を保持している。図７は、ピックアップカム機構定義部４０７が保持する情報の例を示す。図７において、回転角はピックアップカム機構３１２のカムの回転角であり、カムのホームポジション、つまり、カムがロックされる位置を回転角＝０°としている。また、位置は、対応する回転角におけるピックアップローラ３０２の最も中板３０６側の位置、つまり、図５のｈｒである。さらに、カムの回転条件として、駆動源のモータを特定する情報、駆動源モータとの回転比、及び、ロック条件が定義される。例えば、本実施形態において、駆動源のモータは、ピックアップモータ３１１（第１の駆動源）であり、ロック条件は、ピックアップソレノイド３１０がオフである。なお、ロック条件は回転角が０°のとき有効となる。すなわち、カムの回転条件は回転角が０°以外のときは駆動源のモータが駆動中のときであり、回転角が０°のときは駆動源のモータが駆動中であり、かつ、ロック条件が不成立のときとなる。なお、回転量は駆動源のモータとの回転比によって決まる。さらに、ピックアップカム機構定義部４０７は、初期角度を示す初期角度情報を有している。
【００２４】
リフタ機構定義部４０８（第２のデータ）は、リフタ機構３０９の動作を規定又は定義する情報を保持している。具体的には、駆動源モータを示す情報や、駆動源モータの駆動量と中板３０６の移動量との関係や、中板３０６の初期位置の情報等を保持している。なお、本実施形態において駆動源モータは、リフタモータ３０８（第２の駆動源）である。例えば、駆動源モータが１００回転する度に１ｍｍだけ中板３０６が上昇又は下降する機構で、中板の初期位置が搬送基準位置の下５００ｍｍの場合、リフタ機構定義部４０８は、以下の情報を有する。
＜駆動源＞：リフタモータ
＜動作＞：０．０１（ｍｍ）
＜中板初期位置＞：−５００（ｍｍ）
【００２５】
シート材搬送解析部４０３は、シート材搬送機構の各部の動作と、シート材の挙動を解析する。シート材モデル部４０５は、搬送されるシート材についての属性情報４１３を保持している。ここで、シート材属性情報４１３とは、シート材の大きさや、厚さや、種別の情報である。さらに、シート材モデル部４０５は、シート材搬送解析部４０３によるシート材の挙動に関する解析結果であるシート材の先端位置情報４１１及び後端位置情報４１２を保持する。さらに、カセット情報生成部４０４は、中板３０６に積載されているシート材の高さと、中板３０６の位置を管理し、シート材の高さ情報４０９及び中板位置情報４１０を保持する。なお、シート材の高さは、シート材の枚数と、シート材モデル部４０５が保持するシート材の厚さから求める。
【００２６】
センサ信号生成部４０６は、センサ３１５を模擬するものであり、中板３０６の位置及び中板３０６に積載されているシート材の高さに応じて、シート材の検出又は非検出を判定してＣＰＵシミュレータ１０１に判定結果を通知する。ＣＰＵシミュレータ１０１は、センサ信号生成部４０６がシート材を検出しなくなった場合、中板３０６を上昇させる制御信号を出力し、シート材搬送解析部４０３は、中板３０６の上昇動作を模擬して、中板位置情報４１０を更新する。
【００２７】
図１は、シート材搬送解析部４０３の構成を示している。ＣＰＵシミュレータ１０１は、搬送機能速度算出部１０２に、図３の給送モータ３１３、レジストレーションモータ３１４を制御するための制御信号を出力し、搬送機能速度算出部１０２は、制御信号に基づき各ローラといった搬送部材の搬送機能速度を算出する。つまり、搬送機能速度算出部１０２は、ピックアップローラ３０２や給送ローラ３０３の回転による速度を算出する。なおこのとき、搬送機能速度算出部１０２は、予め設定されている搬送機能特性情報１１５を使用する。搬送機能特性情報１１５とは、ＣＰＵシミュレータ１０１の制御信号から、ピックアップローラ３０２や給送ローラ３０３の挙動を特定するためのデータであり、モータの制定時間、クラッチの遅延特性、ローラ径等の情報を含んでいる。
【００２８】
シート材速度算出部１０３は、速度伝達率算出部１０８が出力する、搬送部材の作用点における速度伝達率を示す情報と、搬送機能速度算出部１０２からの搬送機能速度情報に基づき、各ローラの作用点でのシート材が搬送される速度を求めて出力する。具体的には、例えば、ピックアップローラ３０２の搬送機能速度がＡであり、ピックアップローラ３０２の速度伝達率がαである場合、ピックアップローラ３０２によりシート材は、αＡの速度で搬送されるものとして、αＡをシート材速度情報として出力する。
【００２９】
シート材位置算出部１０４は、シート材速度情報に基づきシート材の各模擬時刻での位置を判定し、判定した位置情報をＧＵＩ部１０５及びセンサ状態算出部１０６に出力する。また、シート材モデル部４０５のシート材先端位置情報４１１及びシート材後端位置情報４１２を更新する。ＧＵＩ部１０５は、シート材の位置をユーザに表示するためのものであり、センサ状態算出部１０６は、レジストレーションセンサ３０５等、シート材の搬送経路上にあるセンサのシート材の検出状態を判定する。センサ状態算出部１０６は、シート材の検出の判定結果、つまり、検出状態であるか否かをＣＰＵシミュレータ１０１に通知する。
【００３０】
本実施形態において、ＣＰＵシミュレータ１０１は、離間距離算出部１０７にピックアップモータ３１１、ピックアップソレノイド３１０及びリフタモータ３０８の制御信号を出力する。離間距離算出部１０７は、シート材高さ情報４０４、中板位置情報４１０、ピックアップカム機構定義部４０７の情報に基づき、ピックアップローラ３０２の周面とシート材との距離ｈｒｓを離間距離として求める。
【００３１】
図８は、離間距離算出部１０７における離間距離算出処理のフローチャートである。ステップＳ１において、離間距離算出部１０７は初期化処理を行う。具体的には、ピックアップカム機構定義部４０７やリフタ機構定義部４０８の情報に基づき、ピックアップカム機構３１２の角度情報、中板３０６の位置情報等を、指定された初期値に設定する。また、これらの情報と、シート材高さ情報４０４から、離間距離ｈｒｓの初期値を求める。ここで、ピックアップローラ３０２の周面位置ｈｒの初期値は、図７に示す様に、ピックアップカム機構３１２の初期角度情報から求めることができる。また、積載シートの最上位の位置ｈｓは、中板位置情報４１０とシート材高さ情報４０９が示すｈｓｄから以下のように求めることができる。
ｈｓ＝ｈｓｄ＋［中板位置情報］ （２）
【００３２】
次に、Ｓ２で模擬時刻の進行を待つ。模擬時刻はシミュレーション開始時に０、又は、初期値に設定され、模擬動作は模擬時間での１単位時間ずつ進行する。Ｓ２で模擬時刻が１単位時間進行するとＳ３に進み、離間距離算出部１０７は、ＣＰＵシミュレータ１０１からの制御信号を取得する。Ｓ４で、離間距離算出部１０７は、制御信号に基づきピックアップローラ３０２の周面位置ｈｒを求め、Ｓ５で積載シートの最上位の位置ｈｓを求める。ピックアップローラ３０２の周面位置ｈｒは、制御信号が示すピックアップモータ３１１の駆動状態等に基づき、ピックアップカム機構３１２のカムの回転角を求めることにより決定できる。また、積載シートの最上位の位置ｈｓは、リフタモータ３０８の駆動状態により求めた中板３０６の位置と、カセット情報生成部４０４が保持するシート材高さ情報ｈｓｄから求めることができる。
【００３３】
そして、離間距離算出部１０７は、Ｓ６において、離間距離ｈｒｓを、
ｈｒｓ＝ｈｒ−ｈｓ （３）
として求める。
【００３４】
図１に戻り、速度伝達率算出部１０８は、離間距離情報に基づき、速度伝達率を求める。本実施形態においては、ピックアップローラ３０２の離間距離ｈｒｓに搬送可能範囲を定義し、その範囲内でのみ搬送可能、すなわち、速度伝達率１００％、範囲外では搬送不能、すなわち、速度伝達率０％とする処理を行う。搬送可能範囲は、速度伝達率算出部１０８に対してあらかじめ定義されている。搬送可能範囲の上限値をｈｅｎｂとすると速度伝達率は以下のように定義される。
ｈｒｓ ＞ ｈｅｎｂ：速度伝達率：０％
ｈｒｓ ≦ ｈｅｎｂ：速度伝達率：１００％
【００３５】
例えば、ＣＰＵシミュレータ１０１が、図４に示すタイミングチャートに従って搬送機構の各部を制御するものとする。離間距離算出部１０７は、単位時間毎に離間距離ｈｒｓを求める。例えば、ピックアップソレノイド３１０の駆動から模擬時間上のＴｘ時間（Ｔｘ＜Ｔ３）後の時点で、ピックアップカム機構３１２の回転角が１１５°であったとする。この場合、ピックアップローラ３０２の位置ｈｒは図７より０．４３ｍｍとなる。一方、この時点での積載シート最上位の位置置ｈｓが−０．８ｍｍであったとする。この場合、離間距離算出部１０７は離間距離としてｈｒｓ＝１．２３ｍｍを出力する。
【００３６】
例えば、ｈｅｎｂが１．００ｍｍであるとすると、速度伝達率算出部１０８は、ｈｒｓ＝１．２３ｍｍから、速度伝達率を０％と判定する。よって、シート材速度算出部１０３が出力するピックアップローラ３０２によるシート材の速度は０となる。１単位時間後にピックアップカム機構３１２の回転角が１１７°であるものとすると、ピックアップローラ３０２の位置ｈｒは０ｍｍとなる。一方、この間、リフタモータ３０８の駆動が無く、シート材の消費もない場合、積載シート材の最上位の位置ｈｓは変わらず−０．８ｍｍとなる。この場合、離間距離算出部１０７は離間距離としてｈｒｓ＝０．８ｍｍを出力する。したがって、速度伝達率算出部１０８は、速度伝達率を１００％と判定する。よって、シート材速度算出部１０３は、シート材がピックアップローラ３０２の搬送機能速度で搬送されているものとしてシート材速度情報を出力する。
【００３７】
（第二実施形態）第一実施形態において、速度伝達率算出部１０８は、ピックアップローラ３０２の離間距離ｈｒｓが搬送可能範囲内にあるときは速度伝達率を１００％とし、範囲外では速度伝達率を０％とする処理を行っている。
【００３８】
しかし、実際の装置においてはピックアップローラ３０２がシート材に接触する過程の接触圧が低い状態では滑りが発生する。すなわち、実際の装置においてはピックアップローラ３０２の下降過程において搬送機能の速度伝達率が０％から直ちに１００％に変化することはほとんどなく、ピックアップローラ３０２の離間距離が小さくなるに従い速度伝達率は徐々に上昇する。
【００３９】
本実施形態において、速度伝達率算出部１０８は、ピックアップローラ３０２の離間距離に応じて速度伝達率を段階的に変化させ、より実際に近い動作を模擬する。以下、第一実施形態との相違点について説明する。図９は、本実施形態における、例示的な、離間距離ｈｒｓと速度伝達率の関係（第３のデータ）を示している。図９においては、搬送可能範囲の上限値ｈｅｎｂの１／１０刻みで速度伝達率を変更している。負の値の離間距離は、ピックアップローラ３０２がシート材を押しつけている状態である。
【００４０】
図１０は、本実施形態における速度伝達率算出部１０８での伝達率算出処理のフローチャートである。速度伝達率算出部１０８は、Ｓ１１で模擬時刻の進行を待ち、模擬時刻が１単位進行すると、Ｓ１２で、離間距離情報を取得する。速度伝達率算出部１０８は、Ｓ１３で離間距離ｈｒｓと上限値ｈｅｎｂを比較する。離間距離ｈｒｓが上限値ｈｅｎｂより大きい場合、速度伝達率算出部１０８は、Ｓ１６において速度伝達率を０とする。一方、Ｓ１３で離間距離ｈｒｓが上限値ｈｅｎｂ以内である場合、速度伝達率算出部１０８は、図９に示す関係から、速度伝達率を算出する。最後に速度伝達率算出部１０８は、速度伝達率を示す速度伝達率情報をＳ１５において出力する。
【００４１】
上記実施形態においては、離間距離の変化に対して速度伝達率を一定比率で変化させているが、変化のさせ方は任意である。また、例えば、以下の計算式により速度伝達率を変化させる形態であっても良い。
［速度伝達率］＝１００×（１−ｈｒｓ／ｈｅｎｂ）
さらに、シート材の種類に応じても速度伝達率を変化させる形態とすることもできる。
【００４２】
（第三実施形態）第一実施形態及び第二実施形態では、ピックアップローラ３０２の離間距離に応じて速度伝達率を算出していた。しかし、実際の装置においてはシート材と他のシート材離接機構の部材との位置関係によってシート材の搬送に関する挙動が変化する場合がある。
【００４３】
例えば、図１１において、最上位のシート材、つまり搬送対象のシート材が分離斜面３１６より低い場合、ピックアップローラ３０２が十分な搬送力をシート材に伝達したとしても、カセット先端部に用紙が引っかかってしまいシート材を送り出すことができない。また、シート材の位置が高すぎると周囲の部材との干渉や、分離斜面３１６でシート材を適切に捌くことができないことによる重送の発生等により正常な給送が行えなくなる。
【００４４】
このように、カセット３０１には、正常なシート材の給送処理を可能とする範囲が規定される。図１１において、搬送基準位置に対して正負側の給送限界位置をそれぞれｈｕｌ（第１の閾値）、ｈｌｌ（第２の閾値）とすると、
ｈｌｌ≦ｈｓ≦ｈｕｌ （４）
であることが正常なシート材給送を保証する条件となる。
【００４５】
よって、センサ３１５の検出位置ｈｓｎｓは、
ｈｌｌ＜ｈｓｎｓ＜ｈｕｌ （５）
の範囲内となる。
【００４６】
シート材搬送装置は、センサ３１５の信号を監視し、ｈｓｄの減少によりセンサ３１５がシート材を検知しなくなった場合、リフタモータ３０８を駆動してリフタ機構３０９により中板３０６を上昇させる。そして、センサ３１５がシート材を検出した後から所定量だけ中板３０６の上昇を継続させて停止する。また、中板３０６の上昇制御を行った直後の最上位のシート材の位置ｈｃｎｔは、以下の条件を満たす必要がある。
ｈｃｎｔ＜ｈｕｌ （６）
【００４７】
本実施形態において、離間距離算出部１０７は、離間距離ｈｒｓに加えて、積載シートの最上位の位置ｈｓを示す情報も出力する。
【００４８】
速度伝達率算出部１０８は、例えば、伝達率を以下のように決定する。なお、給送限界位置ｈｌｌ及びｈｕｌは、カセットの仕様に応じてあらかじめ定めておく。
ｈｓ ＞ ｈｕｌ：伝達率：０％
ｈｓ ＜ ｈｌｌ：伝達率：０％
ｈｌｌ ≦ ｈｓ ≦ ｈｕｌ：伝達率：１００％
【００４９】
なお、第ニ実施形態と同様に、ｈｓに応じて複数の伝達率を使用する形態であっても良い。
【００５０】
なお、ピックアップローラ３０２によるシート材の給送により本発明を説明したが、本発明は、シート材と、シート材の搬送部材との距離を制御し、距離に応じて搬送挙動が変化するシート材搬送装置の模擬を行う情報処理装置に適用できる。また、第三実施形態においては、カセット３０１のシート材の最上位の位置により本発明を説明した。しかしながら、本発明は、シート材の搬送方向と異なる方向に対するシート材の位置により搬送挙動が変化するあらゆるシート材搬送装置の模擬を行う情報処理装置に適用できる。
【００５１】
以上、離間距離算出部１０７が、シート材とピックアップローラ３０２との離間距離を算出し、算出した離間距離から、ピックアップローラ３０２の速度伝達率を算出して、ピックアップローラ３０２による搬送されるシート材の速度を算出する。この構成により、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬することが可能となる。
【００５２】
なお、ピックアップローラ３０２をシート材の方向に移動させるピックアップカム機構３１２の状態とピックアップローラ３０２のシート材の方向における位置の関係を示すデータを予めピックアップカム機構定義部４０７に保存しておく。この構成により離間距離を簡易に算出することができる。また、中板３０６をピックアップローラ３０２の方向に移動させるリフタモータ３０８の駆動量と、中板３０６の移動量との関係を示すデータを予めリフタ機構定義部４０８に保存しておく。この構成により離間距離を簡易に算出することができる。
【００５３】
さらに、速度伝達率は、離間距離と速度伝達率の関係を示す第３のデータを予め保存しておくことで、或いは、離間距離と速度伝達率の関係を示す計算式から簡易に計算することができる。さらに、中板３０６に積載される搬送対象のシート材の、ピックアップローラ３０２の方向における位置を算出し、この位置が所定の範囲にない場合、速度伝達率を０とすることで、より正確な模擬動作が可能になる。
【００５４】
（その他の実施形態）また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材搬送装置における制御シーケンスを、コンピュータで検証、評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙やフィルムなどのシート材の搬送を行うシート材搬送装置におけるシート材搬送制御の検証、評価のため、コンピュータによるシミュレーションが利用されている。なお、シート材搬送装置とは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等である。特許文献１は、シート材を搬送する搬送機構の速度の情報と、搬送機構がシート材に搬送力を与えるか否かの２つの情報により、シート材の搬送をシミュレーションすることを開示している。具体的には、搬送機構の状態として、搬送機構がシート材に搬送力を与える作用状態と、与えない浮動状態の２つの状態を定義する。そして、作用状態の場合には、シート材が搬送機構の速度で搬送され、浮動状態の場合には、シート材が搬送機構により搬送されていないものとしてシミュレーションを行っている。
【０００３】
また、特許文献２は、モータ制定時間、クラッチ動作の遅延、ローラとシート材との間のスリップ率といった各種パラメータを定義し、これらの値を変化させることによって、実際のシート材搬送装置の動作をシミュレーションすることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０９６６５号公報
【特許文献２】特開２００５−８５００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シート材搬送装置においては、シート材の搬送のために、部材をシート材に対して当接／離間させる機能（以下、シート材離接機構と呼ぶ）を有するものが存在する。このような装置においては、装置の制御ソフトウエアが、必要に応じてシート材離接機構の制御を行う。従って、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の制御シーケンスの評価、検証においては、シート材離接機構の状態に応じたシート材の搬送挙動を模擬しなければならない。
【０００６】
特許文献１は、作用状態又は浮動状態の２つの状態を定義することを開示している。しかし、シート材離接機構は所定のシーケンスに従って制御されるので、単なる作用状態と浮動状態の切替では、シーケンスの正当性を評価できない。また、シート材離接機構がシート材に当接する過程においてはシート材との滑り率が段階的に変化するが、特許文献１に記載の装置ではこれらを模擬することができない。さらに、特許文献２も、シート材離接機構の制御シーケンスに応じたシート材の搬送挙動を模擬することを開示するものではない。
【０００７】
本発明は、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬する情報処理装置及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】
【０００８】
本発明による情報処理装置は、シート材搬送装置を制御する制御部の動作を模擬する第１のシミュレータと、該シート材搬送装置のシート材の搬送部の動作を模擬する第２のシミュレータと、を有する情報処理装置であって、第２のシミュレータは、第１のシミュレータが出力する制御信号から、シート材と、シート材を搬送する搬送部材との距離である離間距離を算出する距離算出手段と、距離算出手段が算出する離間距離から、搬送部材による速度伝達率を算出する伝達率算出手段と、搬送部材の速度と、搬送部材の速度伝達率から、搬送部材により搬送されるシート材の速度を算出する速度算出手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
シート材離接機構による搬送部材とシート材の離間距離を算出し、離間距離から速度伝達率を算出してシート材が搬送される速度を算出することで、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態におけるシート材搬送解析部のブロック図。
【図２】一実施形態における情報処理装置の実行環境であるコンピュータシステムのブロック図。
【図３】模擬対象であるシート材搬送装置のブロック図。
【図４】シート材搬送装置における制御シーケンスを示すタイミングチャート。
【図５】シート材搬送装置のシート材離接機構の各位置に関する用語の説明図。
【図６】一実施形態における情報処理装置のブロック図。
【図７】シート材搬送装置のピックアップカム機構定義部が有する例示的な情報の説明図。
【図８】一実施形態における離間距離算出処理のフローチャート。
【図９】例示的な離間距離と速度伝達率の関係を示す図。
【図１０】一実施形態における速度伝達率算出処理のフローチャート。
【図１１】シート材離接機構における搬送限界の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一実施形態）以下の説明において、模擬対象装置において進行する時間を模擬時間と呼ぶものとする。例えば、搬送速度１００ｍｍ／秒での搬送動作を模擬する場合において、シート材の１００ｍｍの移動を模擬した場合、模擬動作に実際に要した時間、つまり、実時間に拘わらず模擬時間は１秒進行することになる。さらに、以下の説明において、特に明記しない場合や、文脈から実時間を指していることが明らかな場合を除き、模擬時間を単に時間と表記する。
【００１２】
本実施形態による情報処理装置は、図２に示すコンピュータで実行されるプログラムとして実現され得る。図２において、中央処理装置（ＣＰＵ）２０１は、バス２１０を介して、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、入力インタフェース２０４、出力インタフェース２０６、外部記憶装置インタフェース２０８と接続されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３に記憶されたプログラムに従い動作する。また、ＣＰＵ２０１は、入力インタフェース２０４、外部記憶装置インタフェース２０８経由で受け取る外部入力に対する情報処理を行い、結果を出力インタフェース２０６、外部記憶装置インタフェース２０８経由で出力する。入力インタフェース２０４は、キーボード、マウス等の入力装置２０５を介してユーザからの入力を受け取る。出力インタフェース２０６は、ＬＣＤや、プリンタ、プロッタ等の出力装置２０７に対しデータの表示や出力を行う。外部記憶装置インタフェース２０８は、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶装置２０９に対するデータの入出力を行う。
【００１３】
ＣＰＵ２０１は、外部記憶装置２０９に保存されている処理プログラム２０９ａ及び各種設定データ２０９ｂをＲＡＭ２０３にロードして実行することで、本実施形態による情報処理装置として機能し、模擬動作のためファームウェア２０９ｃを実行する。つまり、ファームウェア２０９ｃは、シミュレーション対象のシート材搬送装置に実際に組み込まれる制御ソフトウエアである。
【００１４】
図３は、本実施形態における模擬対象であるシート材搬送装置の搬送部と、搬送部を制御するＣＰＵ３０７とを示している。図３のカセット３０１は、シート材の積載部材であり、シート材を積載する中板３０６と、中板３０６を昇降させるリフタ機構３０９と、積載しているシート材を検出するセンサ３１５と、を備えている。また、シート材の搬送のため、シート材の搬送部材であるピックアップローラ３０２、給送ローラ３０３、レジストレーションローラ３０４が設けられている。また、レジストレーションローラ３０４の下流にはシート材を検出するセンサ３０５が設けられている。例えば、画像形成装置ではセンサ３０５の下流に画像形成部が設けられ、レジストレーションローラ３０４及びセンサ３０５によって位置決めされたシート材を所定のタイミングで画像形成部に送り込むことによりシート材に画像を形成する。
【００１５】
リフタモータ３０８は、リフタ機構３０９を駆動し、給送モータ３１３は、ピックアップローラ３０２及び搬送ローラ３０３を駆動する。また、レジストレーションモータ３１４は、レジストレーションローラ３０４の駆動を行う。ピックアップローラ３０２は、ピックアップカム機構３１２によって昇降する構成となっている。ピックアップモータ３１１は、ピックアップカム機構３１２を駆動するものであり、ピックアップソレノイド３１０の駆動をトリガとして１周期分のピックアップローラ３０２の昇降動作を行う。この様に、中板３０６及びピックアップローラ３０２を昇降させる機構が、シート材離接機構を構成している。
【００１６】
ＣＰＵ３０７は、ファームウェア２０９ｃを実行し、各モータやソレノイド３１０を制御する。以下、図３の構成におけるシート材離接機構の制御について、図４を用いて説明する。ＣＰＵ３０７は、ピックアップモータ３１１と給送モータ３１３を駆動する。次に、ピックアップモータ３１１の駆動開始からＴ１時間後にピックアップソレノイド３１０をＴ２時間だけ駆動する。なお、Ｔ１はピックアップモータ３１１の立上げに十分な時間とする。また、Ｔ２はピックアップカム機構３１２のロックを外し、ピックアップローラ３０２の下降動作を開始するのに十分な時間とする。
【００１７】
ピックアップソレノイド３１０の駆動に応じて、タイミングｔ１からピックアップローラ３０２がシート面への下降をはじめ、タイミングｔ２でシート面に圧接する。ピックアップローラ３０２とシート面の圧接により最上位のシート材の搬送がタイミングｔ５で開始される。理想的に動作した場合、タイミングｔ２とｔ５は同じである。そして、タイミングｔ６でシート材は給送ローラ３０３のニップに到達し、以後、シート材は給送ローラ３０３により搬送される。タイミングｔ３で、ピックアップカム機構３１２は、ピックアップローラ３０２を上昇させはじめる。タイミングｔ４で、ピックアップカム機構３１２は上昇位置に達しロックされる。ＣＰＵ３０７は、ピックアップソレノイド３１０の駆動からＴ３時間後にピックアップモータ３１１を停止する。Ｔ３はピックアップカム機構３１２が１周期の動作を終え、ロックされるまでに十分な時間に設定されている。
【００１８】
次に、リフタ機構３０９による制御について、図５を用いて説明する。シート材は、カセット３０１の中板３０６上に積載される。中板３０６上のシート材の高さ、つまり、中板３０６の表面から積載しているシート材の最上位の位置３１７までの距離ｈｓｄは、シート材が消費されるに従い減少する。
【００１９】
シート材は、ピックアップローラ３０２を接触させることにより送りだされるが、ピックアップローラ３０２が下降できる範囲は限定されている。したがって、最上位のシート材の位置３１７が低すぎると、ピックアップローラ３０２がシート材に接触できないか、接触できたとしても十分な摩擦力を確保できず、よって、シート材を送り出すことができない。
【００２０】
したがって、ＣＰＵ３０７は、シート材の消費によってｈｓｄが減少した場合でも、シート材の最上位の位置３１７が一定範囲の高さとなる様に中板３０６を制御する。具体的には、ＣＰＵ３０７は、センサ３１５の信号を監視し、ｈｓｄの減少によりセンサ３１５がシート材を検知しなくなった場合に、リフタモータ３０８を駆動してリフタ機構３０９により中板３０６を上昇させる。ＣＰＵ３０７は、センサ３１５によりシート材が検出された時点から所定量、具体的には、図５の｜ｈｓｎｓ｜＋｜ｈｃｎｔ｜に相当する量だけ中板３０６を上昇させてリフタモータ３０８を停止する。
【００２１】
図５において、搬送基準位置は、以下に説明する各位置の基準点である。以下の説明において、特に記載しない限り、各位置は、搬送基準位置を基準とした相対位置で表す。このとき、搬送基準位置より上方向、つまり、ピックアップローラ３０２の方向を正とする。なお、以下の説明において、各位置のことを搬送基準位置に対する距離とも表現する。図５に示す様に、センサ３１５のシート材検出位置は、ｈｓｎｓであり、中板３０６を上昇させる制御を終了した時点での最上位のシート材の位置はｈｃｎｔである。なお、ｈｓｎｓは負の値である。この場合、最上位のシート材の位置ｈｓは、
ｈｓｎｓ≦ｈｓ≦ｈｃｎｔ （１）
の範囲で制御される。
【００２２】
図６は、本実施形態による情報処理装置の機能ブロック図である。ＣＰＵシミュレータ１０１（第１のシミュレータ）は、模擬対象のシート材搬送装置の制御部であるＣＰＵ３０７の動作を模擬する。つまり、ファームウェア２０９ｃを実行するシミュレータである。また、シート材搬送シミュレータ４０２（第２のシミュレータ）は、シート材搬送装置のシート材の搬送部の動作を模擬する。
【００２３】
ピックアップカム機構定義部４０７（第１のデータ）は、ピックアップカム機構３１２の動作を規定又は特定する情報を保持している。図７は、ピックアップカム機構定義部４０７が保持する情報の例を示す。図７において、回転角はピックアップカム機構３１２のカムの回転角であり、カムのホームポジション、つまり、カムがロックされる位置を回転角＝０°としている。また、位置は、対応する回転角におけるピックアップローラ３０２の最も中板３０６側の位置、つまり、図５のｈｒである。さらに、カムの回転条件として、駆動源のモータを特定する情報、駆動源モータとの回転比、及び、ロック条件が定義される。例えば、本実施形態において、駆動源のモータは、ピックアップモータ３１１（第１の駆動源）であり、ロック条件は、ピックアップソレノイド３１０がオフである。なお、ロック条件は回転角が０°のとき有効となる。すなわち、カムの回転条件は回転角が０°以外のときは駆動源のモータが駆動中のときであり、回転角が０°のときは駆動源のモータが駆動中であり、かつ、ロック条件が不成立のときとなる。なお、回転量は駆動源のモータとの回転比によって決まる。さらに、ピックアップカム機構定義部４０７は、初期角度を示す初期角度情報を有している。
【００２４】
リフタ機構定義部４０８（第２のデータ）は、リフタ機構３０９の動作を規定又は定義する情報を保持している。具体的には、駆動源モータを示す情報や、駆動源モータの駆動量と中板３０６の移動量との関係や、中板３０６の初期位置の情報等を保持している。なお、本実施形態において駆動源モータは、リフタモータ３０８（第２の駆動源）である。例えば、駆動源モータが１００回転する度に１ｍｍだけ中板３０６が上昇又は下降する機構で、中板の初期位置が搬送基準位置の下５００ｍｍの場合、リフタ機構定義部４０８は、以下の情報を有する。
＜駆動源＞：リフタモータ
＜動作＞：０．０１（ｍｍ）
＜中板初期位置＞：−５００（ｍｍ）
【００２５】
シート材搬送解析部４０３は、シート材搬送機構の各部の動作と、シート材の挙動を解析する。シート材モデル部４０５は、搬送されるシート材についての属性情報４１３を保持している。ここで、シート材属性情報４１３とは、シート材の大きさや、厚さや、種別の情報である。さらに、シート材モデル部４０５は、シート材搬送解析部４０３によるシート材の挙動に関する解析結果であるシート材の先端位置情報４１１及び後端位置情報４１２を保持する。さらに、カセット情報生成部４０４は、中板３０６に積載されているシート材の高さと、中板３０６の位置を管理し、シート材の高さ情報４０９及び中板位置情報４１０を保持する。なお、シート材の高さは、シート材の枚数と、シート材モデル部４０５が保持するシート材の厚さから求める。
【００２６】
センサ信号生成部４０６は、センサ３１５を模擬するものであり、中板３０６の位置及び中板３０６に積載されているシート材の高さに応じて、シート材の検出又は非検出を判定してＣＰＵシミュレータ１０１に判定結果を通知する。ＣＰＵシミュレータ１０１は、センサ信号生成部４０６がシート材を検出しなくなった場合、中板３０６を上昇させる制御信号を出力し、シート材搬送解析部４０３は、中板３０６の上昇動作を模擬して、中板位置情報４１０を更新する。
【００２７】
図１は、シート材搬送解析部４０３の構成を示している。ＣＰＵシミュレータ１０１は、搬送機能速度算出部１０２に、図３の給送モータ３１３、レジストレーションモータ３１４を制御するための制御信号を出力し、搬送機能速度算出部１０２は、制御信号に基づき各ローラといった搬送部材の搬送機能速度を算出する。つまり、搬送機能速度算出部１０２は、ピックアップローラ３０２や給送ローラ３０３の回転による速度を算出する。なおこのとき、搬送機能速度算出部１０２は、予め設定されている搬送機能特性情報１１５を使用する。搬送機能特性情報１１５とは、ＣＰＵシミュレータ１０１の制御信号から、ピックアップローラ３０２や給送ローラ３０３の挙動を特定するためのデータであり、モータの制定時間、クラッチの遅延特性、ローラ径等の情報を含んでいる。
【００２８】
シート材速度算出部１０３は、速度伝達率算出部１０８が出力する、搬送部材の作用点における速度伝達率を示す情報と、搬送機能速度算出部１０２からの搬送機能速度情報に基づき、各ローラの作用点でのシート材が搬送される速度を求めて出力する。具体的には、例えば、ピックアップローラ３０２の搬送機能速度がＡであり、ピックアップローラ３０２の速度伝達率がαである場合、ピックアップローラ３０２によりシート材は、αＡの速度で搬送されるものとして、αＡをシート材速度情報として出力する。
【００２９】
シート材位置算出部１０４は、シート材速度情報に基づきシート材の各模擬時刻での位置を判定し、判定した位置情報をＧＵＩ部１０５及びセンサ状態算出部１０６に出力する。また、シート材モデル部４０５のシート材先端位置情報４１１及びシート材後端位置情報４１２を更新する。ＧＵＩ部１０５は、シート材の位置をユーザに表示するためのものであり、センサ状態算出部１０６は、レジストレーションセンサ３０５等、シート材の搬送経路上にあるセンサのシート材の検出状態を判定する。センサ状態算出部１０６は、シート材の検出の判定結果、つまり、検出状態であるか否かをＣＰＵシミュレータ１０１に通知する。
【００３０】
本実施形態において、ＣＰＵシミュレータ１０１は、離間距離算出部１０７にピックアップモータ３１１、ピックアップソレノイド３１０及びリフタモータ３０８の制御信号を出力する。離間距離算出部１０７は、シート材高さ情報４０４、中板位置情報４１０、ピックアップカム機構定義部４０７の情報に基づき、ピックアップローラ３０２の周面とシート材との距離ｈｒｓを離間距離として求める。
【００３１】
図８は、離間距離算出部１０７における離間距離算出処理のフローチャートである。ステップＳ１において、離間距離算出部１０７は初期化処理を行う。具体的には、ピックアップカム機構定義部４０７やリフタ機構定義部４０８の情報に基づき、ピックアップカム機構３１２の角度情報、中板３０６の位置情報等を、指定された初期値に設定する。また、これらの情報と、シート材高さ情報４０４から、離間距離ｈｒｓの初期値を求める。ここで、ピックアップローラ３０２の周面位置ｈｒの初期値は、図７に示す様に、ピックアップカム機構３１２の初期角度情報から求めることができる。また、積載シートの最上位の位置ｈｓは、中板位置情報４１０とシート材高さ情報４０９が示すｈｓｄから以下のように求めることができる。
ｈｓ＝ｈｓｄ＋［中板位置情報］ （２）
【００３２】
次に、Ｓ２で模擬時刻の進行を待つ。模擬時刻はシミュレーション開始時に０、又は、初期値に設定され、模擬動作は模擬時間での１単位時間ずつ進行する。Ｓ２で模擬時刻が１単位時間進行するとＳ３に進み、離間距離算出部１０７は、ＣＰＵシミュレータ１０１からの制御信号を取得する。Ｓ４で、離間距離算出部１０７は、制御信号に基づきピックアップローラ３０２の周面位置ｈｒを求め、Ｓ５で積載シートの最上位の位置ｈｓを求める。ピックアップローラ３０２の周面位置ｈｒは、制御信号が示すピックアップモータ３１１の駆動状態等に基づき、ピックアップカム機構３１２のカムの回転角を求めることにより決定できる。また、積載シートの最上位の位置ｈｓは、リフタモータ３０８の駆動状態により求めた中板３０６の位置と、カセット情報生成部４０４が保持するシート材高さ情報ｈｓｄから求めることができる。
【００３３】
そして、離間距離算出部１０７は、Ｓ６において、離間距離ｈｒｓを、
ｈｒｓ＝ｈｒ−ｈｓ （３）
として求める。
【００３４】
図１に戻り、速度伝達率算出部１０８は、離間距離情報に基づき、速度伝達率を求める。本実施形態においては、ピックアップローラ３０２の離間距離ｈｒｓに搬送可能範囲を定義し、その範囲内でのみ搬送可能、すなわち、速度伝達率１００％、範囲外では搬送不能、すなわち、速度伝達率０％とする処理を行う。搬送可能範囲は、速度伝達率算出部１０８に対してあらかじめ定義されている。搬送可能範囲の上限値をｈｅｎｂとすると速度伝達率は以下のように定義される。
ｈｒｓ ＞ ｈｅｎｂ：速度伝達率：０％
ｈｒｓ ≦ ｈｅｎｂ：速度伝達率：１００％
【００３５】
例えば、ＣＰＵシミュレータ１０１が、図４に示すタイミングチャートに従って搬送機構の各部を制御するものとする。離間距離算出部１０７は、単位時間毎に離間距離ｈｒｓを求める。例えば、ピックアップソレノイド３１０の駆動から模擬時間上のＴｘ時間（Ｔｘ＜Ｔ３）後の時点で、ピックアップカム機構３１２の回転角が１１５°であったとする。この場合、ピックアップローラ３０２の位置ｈｒは図７より０．４３ｍｍとなる。一方、この時点での積載シート最上位の位置置ｈｓが−０．８ｍｍであったとする。この場合、離間距離算出部１０７は離間距離としてｈｒｓ＝１．２３ｍｍを出力する。
【００３６】
例えば、ｈｅｎｂが１．００ｍｍであるとすると、速度伝達率算出部１０８は、ｈｒｓ＝１．２３ｍｍから、速度伝達率を０％と判定する。よって、シート材速度算出部１０３が出力するピックアップローラ３０２によるシート材の速度は０となる。１単位時間後にピックアップカム機構３１２の回転角が１１７°であるものとすると、ピックアップローラ３０２の位置ｈｒは０ｍｍとなる。一方、この間、リフタモータ３０８の駆動が無く、シート材の消費もない場合、積載シート材の最上位の位置ｈｓは変わらず−０．８ｍｍとなる。この場合、離間距離算出部１０７は離間距離としてｈｒｓ＝０．８ｍｍを出力する。したがって、速度伝達率算出部１０８は、速度伝達率を１００％と判定する。よって、シート材速度算出部１０３は、シート材がピックアップローラ３０２の搬送機能速度で搬送されているものとしてシート材速度情報を出力する。
【００３７】
（第二実施形態）第一実施形態において、速度伝達率算出部１０８は、ピックアップローラ３０２の離間距離ｈｒｓが搬送可能範囲内にあるときは速度伝達率を１００％とし、範囲外では速度伝達率を０％とする処理を行っている。
【００３８】
しかし、実際の装置においてはピックアップローラ３０２がシート材に接触する過程の接触圧が低い状態では滑りが発生する。すなわち、実際の装置においてはピックアップローラ３０２の下降過程において搬送機能の速度伝達率が０％から直ちに１００％に変化することはほとんどなく、ピックアップローラ３０２の離間距離が小さくなるに従い速度伝達率は徐々に上昇する。
【００３９】
本実施形態において、速度伝達率算出部１０８は、ピックアップローラ３０２の離間距離に応じて速度伝達率を段階的に変化させ、より実際に近い動作を模擬する。以下、第一実施形態との相違点について説明する。図９は、本実施形態における、例示的な、離間距離ｈｒｓと速度伝達率の関係（第３のデータ）を示している。図９においては、搬送可能範囲の上限値ｈｅｎｂの１／１０刻みで速度伝達率を変更している。負の値の離間距離は、ピックアップローラ３０２がシート材を押しつけている状態である。
【００４０】
図１０は、本実施形態における速度伝達率算出部１０８での伝達率算出処理のフローチャートである。速度伝達率算出部１０８は、Ｓ１１で模擬時刻の進行を待ち、模擬時刻が１単位進行すると、Ｓ１２で、離間距離情報を取得する。速度伝達率算出部１０８は、Ｓ１３で離間距離ｈｒｓと上限値ｈｅｎｂを比較する。離間距離ｈｒｓが上限値ｈｅｎｂより大きい場合、速度伝達率算出部１０８は、Ｓ１６において速度伝達率を０とする。一方、Ｓ１３で離間距離ｈｒｓが上限値ｈｅｎｂ以内である場合、速度伝達率算出部１０８は、図９に示す関係から、速度伝達率を算出する。最後に速度伝達率算出部１０８は、速度伝達率を示す速度伝達率情報をＳ１５において出力する。
【００４１】
上記実施形態においては、離間距離の変化に対して速度伝達率を一定比率で変化させているが、変化のさせ方は任意である。また、例えば、以下の計算式により速度伝達率を変化させる形態であっても良い。
［速度伝達率］＝１００×（１−ｈｒｓ／ｈｅｎｂ）
さらに、シート材の種類に応じても速度伝達率を変化させる形態とすることもできる。
【００４２】
（第三実施形態）第一実施形態及び第二実施形態では、ピックアップローラ３０２の離間距離に応じて速度伝達率を算出していた。しかし、実際の装置においてはシート材と他のシート材離接機構の部材との位置関係によってシート材の搬送に関する挙動が変化する場合がある。
【００４３】
例えば、図１１において、最上位のシート材、つまり搬送対象のシート材が分離斜面３１６より低い場合、ピックアップローラ３０２が十分な搬送力をシート材に伝達したとしても、カセット先端部に用紙が引っかかってしまいシート材を送り出すことができない。また、シート材の位置が高すぎると周囲の部材との干渉や、分離斜面３１６でシート材を適切に捌くことができないことによる重送の発生等により正常な給送が行えなくなる。
【００４４】
このように、カセット３０１には、正常なシート材の給送処理を可能とする範囲が規定される。図１１において、搬送基準位置に対して正負側の給送限界位置をそれぞれｈｕｌ（第１の閾値）、ｈｌｌ（第２の閾値）とすると、
ｈｌｌ≦ｈｓ≦ｈｕｌ （４）
であることが正常なシート材給送を保証する条件となる。
【００４５】
よって、センサ３１５の検出位置ｈｓｎｓは、
ｈｌｌ＜ｈｓｎｓ＜ｈｕｌ （５）
の範囲内となる。
【００４６】
シート材搬送装置は、センサ３１５の信号を監視し、ｈｓｄの減少によりセンサ３１５がシート材を検知しなくなった場合、リフタモータ３０８を駆動してリフタ機構３０９により中板３０６を上昇させる。そして、センサ３１５がシート材を検出した後から所定量だけ中板３０６の上昇を継続させて停止する。また、中板３０６の上昇制御を行った直後の最上位のシート材の位置ｈｃｎｔは、以下の条件を満たす必要がある。
ｈｃｎｔ＜ｈｕｌ （６）
【００４７】
本実施形態において、離間距離算出部１０７は、離間距離ｈｒｓに加えて、積載シートの最上位の位置ｈｓを示す情報も出力する。
【００４８】
速度伝達率算出部１０８は、例えば、伝達率を以下のように決定する。なお、給送限界位置ｈｌｌ及びｈｕｌは、カセットの仕様に応じてあらかじめ定めておく。
ｈｓ ＞ ｈｕｌ：伝達率：０％
ｈｓ ＜ ｈｌｌ：伝達率：０％
ｈｌｌ ≦ ｈｓ ≦ ｈｕｌ：伝達率：１００％
【００４９】
なお、第ニ実施形態と同様に、ｈｓに応じて複数の伝達率を使用する形態であっても良い。
【００５０】
なお、ピックアップローラ３０２によるシート材の給送により本発明を説明したが、本発明は、シート材と、シート材の搬送部材との距離を制御し、距離に応じて搬送挙動が変化するシート材搬送装置の模擬を行う情報処理装置に適用できる。また、第三実施形態においては、カセット３０１のシート材の最上位の位置により本発明を説明した。しかしながら、本発明は、シート材の搬送方向と異なる方向に対するシート材の位置により搬送挙動が変化するあらゆるシート材搬送装置の模擬を行う情報処理装置に適用できる。
【００５１】
以上、離間距離算出部１０７が、シート材とピックアップローラ３０２との離間距離を算出し、算出した離間距離から、ピックアップローラ３０２の速度伝達率を算出して、ピックアップローラ３０２による搬送されるシート材の速度を算出する。この構成により、シート材離接機構を有するシート材搬送装置の動作を模擬することが可能となる。
【００５２】
なお、ピックアップローラ３０２をシート材の方向に移動させるピックアップカム機構３１２の状態とピックアップローラ３０２のシート材の方向における位置の関係を示すデータを予めピックアップカム機構定義部４０７に保存しておく。この構成により離間距離を簡易に算出することができる。また、中板３０６をピックアップローラ３０２の方向に移動させるリフタモータ３０８の駆動量と、中板３０６の移動量との関係を示すデータを予めリフタ機構定義部４０８に保存しておく。この構成により離間距離を簡易に算出することができる。
【００５３】
さらに、速度伝達率は、離間距離と速度伝達率の関係を示す第３のデータを予め保存しておくことで、或いは、離間距離と速度伝達率の関係を示す計算式から簡易に計算することができる。さらに、中板３０６に積載される搬送対象のシート材の、ピックアップローラ３０２の方向における位置を算出し、この位置が所定の範囲にない場合、速度伝達率を０とすることで、より正確な模擬動作が可能になる。
【００５４】
（その他の実施形態）また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材搬送装置を制御する制御部の動作を模擬する第１のシミュレータと、該シート材搬送装置のシート材の搬送部の動作を模擬する第２のシミュレータと、を有する情報処理装置であって、
前記第２のシミュレータは、
前記第１のシミュレータが出力する制御信号から、シート材と、前記シート材を搬送する搬送部材との距離である離間距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段が算出する前記離間距離から、前記搬送部材による速度伝達率を算出する伝達率算出手段と、
前記搬送部材の速度と、前記搬送部材の速度伝達率から、前記搬送部材により搬送される前記シート材の速度を算出する速度算出手段と、
を備えていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記搬送部材を前記シート材の方向に移動させる第１の駆動源の状態と、前記搬送部材の前記シート材の方向における位置との関係を示す第１のデータを保持しており、
前記距離算出手段は、前記離間距離の算出に前記第１のデータを使用することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記シート材を積載する積載部材を前記搬送部材の方向に移動させる第２の駆動源の駆動量と、前記積載部材の移動量との関係を示す第２のデータを保持しており、
前記距離算出手段は、前記離間距離の算出に前記第２のデータを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記伝達率算出手段は、離間距離と速度伝達率の関係を示す第３のデータを保持しており、前記速度伝達率の算出に、前記第３のデータを使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記伝達率算出手段は、離間距離と速度伝達率の関係を示す計算式から前記速度伝達率を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記距離算出手段は、積載部材に積載される搬送対象のシート材の前記搬送部材の方向における位置を算出し、該搬送対象のシート材の前記搬送部材の方向における位置が所定の範囲にない場合、速度伝達率を０とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
シート材搬送装置を制御する制御部の動作を模擬する第１のシミュレータと、該シート材搬送装置のシート材の搬送部の動作を模擬する第２のシミュレータと、を有する情報処理装置であって、
前記第２のシミュレータは、
前記第１のシミュレータが出力する制御信号から、シート材と、前記シート材を搬送する搬送部材との距離である離間距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段が算出する前記離間距離から、前記搬送部材による速度伝達率を算出する伝達率算出手段と、
前記搬送部材の速度と、前記搬送部材の速度伝達率から、前記搬送部材により搬送される前記シート材の速度を算出する速度算出手段と、
を備えていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記搬送部材を前記シート材の方向に移動させる第１の駆動源の状態と、前記搬送部材の前記シート材の方向における位置との関係を示す第１のデータを保持しており、
前記距離算出手段は、前記離間距離の算出に前記第１のデータを使用することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記シート材を積載する積載部材を前記搬送部材の方向に移動させる第２の駆動源の駆動量と、前記積載部材の移動量との関係を示す第２のデータを保持しており、
前記距離算出手段は、前記離間距離の算出に前記第２のデータを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記伝達率算出手段は、離間距離と速度伝達率の関係を示す第３のデータを保持しており、前記速度伝達率の算出に、前記第３のデータを使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記伝達率算出手段は、離間距離と速度伝達率の関係を示す計算式から前記速度伝達率を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記距離算出手段は、積載部材に積載される搬送対象のシート材の前記搬送部材の方向における位置を算出し、該搬送対象のシート材の前記搬送部材の方向における位置が所定の範囲にない場合、速度伝達率を０とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させ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９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４３７２０（Ｐ２０１３−４３７２０Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０８４２（Ｐ２０１１−１８０８４２）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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