CN103685807B - 显示输入装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供显示输入装置和图像形成装置。该显示输入装置包括显示部、压电元件、驱动部和检测部。所述显示部包含用于检测显示面上的触摸位置的触摸面板。所述压电元件设置于所述触摸面板，使所述触摸面板振动。所述驱动部接收对所述触摸面板进行的触摸，向所述压电元件施加电压而使所述压电元件振动。当对所述触摸面板进行触摸时，所述检测部检测通过向所述压电元件施加压力而在所述压电元件中产生的电压的电压值。所述检测部检测到的电压值越小，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的电压越大，并且所述检测部检测到的电压值越大，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的电压越小。

Description

显示输入装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及显示输入装置和图像形成装置。

背景技术

图像形成装置具有执行作业时能够改变设定值的多个设定项目。因此，通常的图像形成装置包括用于接收设定值变更指示等的显示输入装置。

在图像形成装置的显示输入装置中，除了硬键以外，有时还设置有显示软键或菜单等的带有触摸面板的显示部。在这种显示输入装置中，用于接收各种设定的软键或菜单等显示在显示部上，并基于触摸面板的输出，检测通过触摸面板触摸的触摸位置(软键)。

但是，当利用对触摸面板进行的触摸操作接收各种设定时，用户不能得到按压硬键时那样的感觉(触感)。因此，用户不能瞬间判断是否可靠地接收到对触摸面板进行的触摸操作，操作性较差。

存在一种公知的显示输入装置，在用户对触摸面板进行触摸时能够向用户赋予触感。上述显示输入装置接收用户对触摸面板进行的触摸，使触摸面板振动。具体地说，在触摸面板上设置有压电元件，当用户对触摸面板进行触摸时压电元件振动。由此，触摸面板振动。

通常，在所述公知的显示输入装置中，为了使压电元件不会显示在显示画面上，仅在触摸面板的一部分(离开有效显示区域的部分)上设置压电元件。因此，当用户对触摸面板进行触摸时，有时压电元件设置部位的附近位置成为触摸位置，有时离开压电元件设置部位的位置成为触摸位置。

在这种情况下，如果触摸位置位于压电元件设置部位的附近位置，则压电元件的振动容易传递到用户的手指。但是，如果触摸位置是离开压电元件设置部位的位置，则压电元件的振动难以传递到用户的手指。即，用户对触摸面板进行触摸时感觉到的触感(对压电元件发出的振动的感受)为触摸位置越接近压电元件的设置部位越强，并且触摸位置越远离压电元件的设置部位越弱。因此，当用户对触摸面板进行触摸时，因触摸位置不同而导致用户感觉到的触感产生偏差。

发明内容

为了解决上述课题，本发明的目的在于提供显示输入装置和图像形成装置，当通过向进行触摸操作的用户传递压电元件的振动来赋予触感(按下硬键时那样的感觉)时，能够抑制用户感觉到的触感(对压电元件发出的振动的感受)产生偏差。

本发明一个方面的显示输入装置包括：显示部，包含用于检测显示面上的触摸位置的触摸面板；压电元件，设置于所述触摸面板，用于使所述触摸面板振动；驱动部，接收对所述触摸面板进行的触摸，向所述压电元件施加电压而使所述压电元件振动；以及检测部，当对所述触摸面板进行触摸时，所述检测部检测通过向所述压电元件施加与所述触摸面板上的触摸位置、触摸时的按压力以及所述压电元件对所述触摸面板的安装精度对应的压力而在所述压电元件中产生的电压的电压值，其中，所述驱动部在所述检测部检测到的电压值处于预先确定的电压范围时，将向所述压电元件施加的施加电压设定为预先确定的基准值，在所述检测部检测到的电压值低于所述电压范围时，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的施加电压大于所述基准值，且所述检测部检测到的电压值越小，向所述压电元件施加的施加电压越大，在所述检测部检测到的电压值超过所述电压范围时，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的施加电压小于所述基准值，并且所述检测部检测到的电压值越大，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的电压越小。

本发明另一方面的图像形成装置包括所述显示输入装置。

按照本发明，在通过向进行触摸操作的用户传递压电元件的振动来赋予触感(按下硬键时那样的感觉)的显示输入装置中，能够抑制用户感觉到的触感(对压电元件发出的振动的感受)产生偏差。

本发明内容适当地参照附图，通过使对以下详细说明中记载的概念进行总结的内容简略化后的形态来进行介绍。本发明内容的意图并不是限定权利要求中记载的主题的重要特征和本质特征，此外，意图也不是限定权利要求中记载的主题范围。此外，在权利要求中记载的对象，并不限定于解决本发明中任意部分中记载的一部分或全部缺点的实施方式。

附图说明

图1是具有本发明一种实施方式的显示输入装置的图像形成装置的简图。

图2是图1所示图像形成装置所具有的显示输入装置的详图。

图3是用于说明图1所示图像形成装置的硬件结构的框图。

图4是用于说明图2所示显示输入装置的硬件结构的框图。

图5是用于说明设置在图2所示显示输入装置的触摸面板上的压电元件配置位置的图。

图6是用于说明设置在图2所示显示输入装置的触摸面板上的压电元件特性的曲线图。

图7是用于说明向对图2所示显示输入装置的触摸面板进行触摸操作的用户赋予触感时的动作的流程图。

具体实施方式

下面，以能够执行复印、扫描和传真等多个作业的图像形成装置(数码复合机)为例，对具有本发明一种实施方式的显示输入装置的图像形成装置进行说明。

(图像形成装置的整体结构)

如图1所示，本实施方式的图像形成装置100包括：操作面板101(相当于本发明的“显示输入装置”)、图像读取部102、供纸部103、送纸部104、图像形成部105和定影部106。

如图2所示，操作面板101包括液晶显示部11(相当于本发明的“显示部”)。液晶显示部11具有液晶显示面板12和触摸面板13，液晶显示面板12的显示面12a被触摸面板13覆盖。液晶显示面板12在显示面12a上显示有用于接收各种设定的软键或菜单。并且，触摸面板13设置成用于检测液晶显示面板12的显示面12a上的触摸位置。

此外，液晶显示部11(液晶显示面板12和触摸面板13)被成为操作面板101外轮廓的箱体14保持。在上述箱体14上形成有开口14a。在液晶显示部11被箱体14保持的状态下，液晶显示面板12的有效显示区域从箱体14的开口14a露出。

另外，作为硬键，在操作面板101上设置有用于接收数值输入的数字键15以及用于接收作业执行指示的开始键16等。

如图1所示，图像读取部102读取原稿并生成需要形成的图像的图像数据。在上述图像读取部102中虽然未图示，但是设置有曝光灯、反射镜、透镜和图像传感器等光学系统元件。并且，图像读取部102向放置在接触玻璃21上的原稿照射光。图像读取部102通过对接收到来自上述原稿的反射光的图像传感器的输出值进行A/D转换，从而生成图像数据。由此，图像形成装置100可以基于图像数据进行印刷，该图像数据利用由图像读取部102进行的原稿读取动作(扫描)来得到。此外，图像形成装置100还可以存储利用扫描而得到的图像数据。另外，在图像读取部102中设置有原稿按压装置22，用于按压放置在接触玻璃21上的原稿。

供纸部103具有收容纸P的盒31，并将上述盒31内的纸P提供到送纸通道。上述供纸部103包括用于将盒31内的纸P一张张地提供到送纸通道的搓辊32和分离辊对33等。搓辊32将盒31内的纸P抽出。分离辊对33抑制纸P的重叠输送。

送纸部104沿送纸通道(朝向出纸盘41)输送提供到送纸通道的纸P。上述送纸部104包括多个输送辊对42，上述多个输送辊对42在送纸通道内设置成能够转动。此外，送纸部104包括对准辊对43，该对准辊对43设置在图像形成部105的送纸方向上流侧的位置(即将到达图像形成部105的位置)上。上述对准辊对43使纸P在图像形成部105的前方待机，并计算时机将纸P向图像形成部105送出。

图像形成部105基于需要形成的图像的图像数据来形成调色剂像，并将上述调色剂像转印到纸P上。上述图像形成部105包括：感光鼓51、带电装置52、曝光装置53、显影装置54、转印辊55和清洁装置56。

并且，在形成图像时，首先驱动感光鼓51使其转动，带电装置52使上述感光鼓51的表面以规定电位带电。此外，曝光装置53基于需要形成的图像数据输出光束L，并对感光鼓51的表面进行扫描曝光。由此，在感光鼓51的表面上形成静电潜影。显影装置54向形成在感光鼓51表面上的静电潜影提供调色剂来进行显影。

转印辊55与感光鼓51的表面压力接触且能够转动。并且，对准辊对43计算时机，使纸P进入转印辊55和感光鼓51之间。此时，向转印辊55施加转印电压。由此，感光鼓51表面的调色剂像被转印到纸P上。此后，清洁装置56除去残留在感光鼓51表面上的调色剂等。

定影部106对转印在纸P上的调色剂像加热、加压来进行定影。上述定影部106包括加热辊61和加压辊62。加热辊61内置有加热器63。加压辊62与加热辊61压力接触。并且，通过使转印有调色剂像的纸P通过加热辊61和加压辊62之间，对其进行加热、加压。由此，将调色剂像定影在纸P上，并结束印刷。此后，利用输送辊对42将印刷结束后的纸P送向出纸盘41。

(图像形成装置的硬件结构)

如图3所示，图像形成装置100包括进行装置整体控制的主控制部110。主控制部110包括：CPU111、图像处理部112和存储部113。图像处理部112由图像处理专用的ASIC(专用集成电路)和存储器等构成，对图像数据进行各种图像处理(放大/缩小、浓度转换和数据形式转换等)。存储部113由ROM、RAM和HDD等构成。例如，将执行作业所需要的程序和数据存储在ROM内，并将上述程序和数据扩展到RAM内。

图像读取部102、供纸部103、送纸部104、图像形成部105和定影部106与主控制部110连接，并基于主控制部110的指示进行动作。此外，主控制部110与通信部120连接，控制与外部设备200(例如个人计算机、服务器和传真机等)之间进行的通信。

此外，如图4所示，操作面板101包括与主控制部110连接的面板控制部130。面板控制部130包括CPU133和存储部134。并且，面板控制部130从主控制部110接收指示，来控制操作面板101的显示动作。例如，面板控制部130让用于接收各种设定的软键和菜单显示在液晶显示面板12上，如果实施了对触摸面板13进行触摸的触摸操作，则基于触摸面板13的输出检测触摸位置的坐标。另外，表示触摸面板13的输出与触摸位置坐标之间的对应关系的数据存储在存储部134内。

(在触摸操作时赋予触感)

为了在从用户接收到触摸操作时向用户赋予如按下硬键时那样的感觉(触感)，操作面板101使触摸面板13振动。具体地说，将用于使触摸面板13振动的压电元件17设置在触摸面板13上。上述压电元件17例如配置在液晶显示面板12和触摸面板13之间。并且，当面板控制部130检测到对触摸面板13进行了触摸时，用于驱动压电元件17的驱动部131向压电元件17施加电压，使压电元件17振动。这样，由于对触摸面板13进行触摸时，设置有压电元件17的触摸面板13也振动，所以用户能够得到触感。

压电元件17具有如下结构：由一对电极夹持PZT(锆钛酸铅)等压电陶瓷构成的压电体。这种压电元件17对应于施加电压而位移(弯曲)。例如，压电元件17因被施加有规定电压而弯曲后，通过使施加电压变低而使弯曲变小，如果解除施加电压，则恢复原有形状。因此，当使压电元件17振动时，驱动部131使向压电元件17施加的电压周期性变化(使向压电元件17施加的电压的波形为矩形波、正弦波、锯齿波和三角波等)。由此，压电元件17振动，并且设置有压电元件17的触摸面板13也振动。

此外，如图5所示，在触摸面板13上(液晶显示面板12和触摸面板13之间)设置有多个压电元件17。作为一个例子，图5中图示了将六个压电元件17设置在触摸面板13上的情况。另外，压电元件17的设置数量并没有特别限定，设置数量可以是一个～五个，也可以是七个以上。

例如俯视观察时，多个压电元件17在触摸面板13的相互平行的一组对边侧(图5中为上边和下边)分别配置三个。此外，多个压电元件17以压电元件17不会显示在画面上的方式，配置在比有效显示区域(由虚线包围的区域)靠向外侧的区域内。

(修正向压电元件施加的电压)

用户对触摸面板13进行触摸时感觉到的触感(对压电元件17发出的振动的感受)为触摸位置越接近压电元件17的设置部位越强，并且触摸位置越远离压电元件17的设置部位越弱。或者是如果用户强有力地对触摸面板13进行触摸，则由于振动容易传递到手指，所以触感变强，如果用户轻轻地对触摸面板13进行触摸，则振动难以传递到手指而触感变弱。

另外，在将多个压电元件17设置在触摸面板13上的结构中，多个压电元件17有时相对于触摸面板13的安装精度会产生偏差。在这种情况下，当用户触摸安装精度较低的压电元件17(例如在与触摸面板13之间产生了间隙的压电元件17)的设置部位的附近时、或用户触摸安装精度较高的压电元件17的设置部位的附近时，即使触摸位置都在压电元件17的设置部位的附近，用户感觉到的触感也会产生偏差。即，与触摸安装精度较高的压电元件17的设置部位的附近时相比，当触摸安装精度较低的压电元件17的设置部位的附近时，用户感觉到的触感较弱(因在压电元件17与触摸面板13之间产生间隙而导致压电元件17发出的振动难以传递到手指)。

在此，如果用户对触摸面板13进行触摸，则通过向压电元件17施加压力而使压电元件17位移。此时，压电元件17产生电荷。即，压电元件17产生电压。并且，如图6所示，压电元件17的位移量越大，压电元件17产生的电压越大。因此，当用户对触摸面板13进行触摸时，触摸位置越接近压电元件17的设置部位、或者是触摸时的按压力越大，向压电元件17施加的压力(压电元件17的位移量)越大，压电元件17产生的电压越大。此外，压电元件17的安装精度越高，向压电元件17施加的压力(压电元件17的位移量)越大，压电元件17产生的电压越大。

因此，在本实施方式中，为了降低用户对触摸面板13进行触摸时感觉到的触感偏差，以与用户对触摸面板13进行触摸时压电元件17产生的电压对应的方式，使压电元件17振动时向压电元件17施加的电压变化(让用于使压电元件17振动的驱动电压不固定)。

例如图4所示，压电元件17与电压检测部132连接，电压检测部132用于检测压电元件17产生的电压的电压值。当用户对触摸面板13进行触摸时，上述电压检测部132将压电元件17产生的电荷转换成电压，并将上述电压放大后向面板控制部130输出。面板控制部130接收来自上述电压检测部132的输出信号，检测用户对触摸面板13进行触摸时压电元件17产生的电压的电压值(振幅的最大值)。另外，在这种结构中，与电压检测部132连接的面板控制部130相当于本发明的“检测部”。

并且，用户对触摸面板13进行触摸时检测到的电压值越小，面板控制部130让用于使压电元件17振动时向压电元件17施加的电压越大。即，当使压电元件17振动时，驱动部131使向压电元件17施加的电压的振幅(最大电压值)变大。另一方面，用户对触摸面板13进行触摸时检测到的电压值越大，面板控制部130让用于使压电元件17振动时向压电元件17施加的电压越小。即，当使压电元件17振动时，驱动部131使向压电元件17施加的电压的振幅(最大电压值)变小。

由此，当用户对触摸面板13进行触摸时，在从压电元件17发出的振动容易传递到用户手指的情况下，压电元件17的振动变小，而在从压电元件17发出的振动难以传递到用户手指的情况下，压电元件17的振动变大。其结果，可以抑制用户感觉到的触感(对压电元件17发出的振动的感受)产生偏差。

作为一个例子，如果由面板控制部130检测到的电压值进入图6所示的电压范围RS内，则驱动部131使向压电元件17施加的电压的振幅(最大电压值)保持为预先确定的基准值。并且，如果由面板控制部130检测到的电压值低于电压范围RS，则驱动部131使向压电元件17施加的电压的振幅(最大电压值)大于基准值。另一方面，如果由面板控制部130检测到的电压值超过电压范围RS，则驱动部131使向压电元件17施加的电压的振幅(最大电压值)小于基准值。

由此，例如当用户对触摸面板13进行触摸时，距触摸位置距离越近的压电元件17，被提供的电压越小(压电元件17的振动越小)。另一方面，距触摸位置距离越远的压电元件17，被提供的电压越大(压电元件17的振动越大)。此外，如果由面板控制部130检测到的电压值在规定电压范围RS内，则向压电元件17施加的电压被保持为基准值。

但是，例如即使是距触摸位置距离近的压电元件17，如果触摸时的按压力较小，则压电元件17也不会产生较大的位移。因此，有时由面板控制部130检测到的电压值(压电元件17产生的电压)低于电压范围RS。另外，如果安装精度较低的压电元件17的附近成为触摸位置，则同样有时由面板控制部130检测到的电压值(压电元件17产生的电压)低于电压范围RS。并且，在这种情况下，即使是距触摸位置距离近的压电元件17，向该压电元件17提供的电压也变大(压电元件17的振动变大)。即，在本实施方式中，以与触摸位置、触摸时的按压力和压电元件17的安装精度等对应的方式，使压电元件17振动时向压电元件17施加的电压变化。

并且，如图5所示，有时将多个压电元件17设置在触摸面板13上。在这种情况下，当对触摸面板13进行触摸时，面板控制部130接收电压检测部132的输出信号，并全面检测多个压电元件17产生的各电压的电压值。并且，驱动部131根据多个压电元件17产生的各电压的电压值，分别调整向多个压电元件17施加的电压。此时，驱动部131使向多个压电元件17中的、由面板控制部130检测到的电压值低于电压范围RS的压电元件17施加的电压大于基准值。并且，驱动部131使向由面板控制部130检测到的电压值超过电压范围RS的压电元件17施加的电压小于基准值。

由此，对于多个压电元件17中的、由面板控制部130检测到的电压值低于规定电压范围RS的压电元件17，可以使其振动变大，并且对于由面板控制部130检测到的电压值超过规定电压范围RS的压电元件17，可以使其振动变小。

此外，每次对触摸面板13进行触摸操作时，触摸位置和触摸时的按压力不同。因此，每当对触摸面板13进行触摸时，驱动部131基于面板控制部130检测到的电压值，来调整向压电元件17施加的电压。由此，即使用户连续对触摸面板13进行触摸，也可以抑制此时用户感觉到的触感产生偏差。

接着，按照图7所示的流程图，说明对进行触摸操作的用户赋予触感时的流程。

首先，在图7的流程图的开始时刻，接通图像形成装置100的主电源，使需要由触摸操作输入的菜单画面和设定画面等显示在操作面板101(液晶显示面板12)上。并且，当用户对触摸面板13进行触摸时，开始图7的流程图。另外，如果用户对触摸面板13进行触摸，则通过向压电元件17施加压力而使压电元件17位移，从而使压电元件17产生电压。

在步骤S1中，面板控制部130取得来自电压检测部132的输出信号(表示压电元件17产生的电压的电压值的信号)。在步骤S2中，面板控制部130基于电压检测部132的输出，来检测压电元件17产生的电压的电压值(振幅的最大值)。此时，如果在触摸面板13上设置有多个压电元件17，则面板控制部130全面检测多个压电元件17产生的各电压的电压值。

在步骤S3中，面板控制部130判断检测到的电压值是否是预先确定的规定电压范围RS内的值。如果判断的结果为检测到的电压值是在规定电压范围RS内的值，则转移至步骤S4。如果转移至步骤S4，则面板控制部130将使压电元件17振动时的电压值(向压电元件17施加的电压)设定为预先确定的基准值。另一方面，如果检测到的电压值不是在规定电压范围RS内的值，则转移至步骤S5。

如果转移至步骤S5，则面板控制部130判断检测到的电压值是否是低于规定电压范围RS的值。如果判断的结果为检测到的电压值是低于规定电压范围RS的值，则转移至步骤S6。另一方面，如果检测到的电压值不是低于规定电压范围RS的值、即检测到的电压值是超过规定电压范围RS的值，则转移至步骤S7。

并且，如果从步骤S5转移至步骤S6，则面板控制部130将使压电元件17振动时的电压值设定为大于基准值的值(预先确定的值)。另一方面，如果从步骤S5转移至步骤S7，则面板控制部130将使压电元件17振动时的电压值设定为小于基准值的值(预先确定的值)。

在步骤S4、步骤S6和步骤S7之后，转移至步骤S8。如果转移至步骤S8，则面板控制部130向驱动部131发出指示，向压电元件17施加设定的电压，从而使压电元件17(触摸面板13)振动。例如，面板控制部130使压电元件17振动，直到经过了预先确定的时间为止。或者是操作面板130使压电元件17振动，直到解除对触摸面板13的触摸为止。

在步骤S9中，操作面板101基于触摸面板13的输出，判断是否再次对触摸面板13进行了触摸。如果判断的结果为再次对触摸面板13进行了触摸，则转移至步骤S1，如果未再次对触摸面板13进行触摸则结束。

在本实施方式的操作面板101(显示输入装置)中，当用户对触摸面板13进行触摸时，在从压电元件17发出的振动容易传递到用户手指的情况下，压电元件17的振动变小，而在从压电元件17发出的振动难以传递到用户手指的情况下，压电元件17的振动变大。其结果，可以抑制用户感觉到的触感(对压电元件17发出的振动的感受)产生偏差。

由于本发明的范围并不由说明书公开的详细内容而定，而是由权利要求的记载来定义，所以本说明书记载的实施方式应该被理解为只是举例说明而并非进行限定。因此，所有不脱离权利要求的范围、界限的变更或与所述范围、界限等同的内容都包含在权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种显示输入装置，其特征在于包括：

显示部，包含用于检测显示面上的触摸位置的触摸面板；

压电元件，设置于所述触摸面板，用于使所述触摸面板振动；

驱动部，接收对所述触摸面板进行的触摸，向所述压电元件施加电压而使所述压电元件振动；以及

检测部，当对所述触摸面板进行触摸时，所述检测部检测通过向所述压电元件施加第而在所述压电元件中产生的电压的电压值，其中，

所述驱动部在所述检测部检测到的电压值处于预先确定的电压范围内时，将向所述压电元件施加的施加电压设定为预先确定的基准值，

在所述检测部检测到的电压值低于所述电压范围时，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的施加电压大于所述基准值，且所述检测部检测到的电压值越小，向所述压电元件施加的施加电压越大，

在所述检测部检测到的电压值超过所述电压范围时，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的施加电压小于所述基准值，并且所述检测部检测到的电压值越大，所述驱动部让用于使所述压电元件振动时向所述压电元件施加的电压越小。

2.根据权利要求1所述的显示输入装置，其特征在于，

在所述触摸面板上设置有多个所述压电元件，

当对所述触摸面板进行触摸时，所述检测部检测多个所述压电元件产生的各电压的电压值，

所述驱动部根据多个所述压电元件产生的各电压的电压值，分别调整向多个所述压电元件施加的电压。

3.根据权利要求2所述的显示输入装置，其特征在于，每当对所述触摸面板进行触摸时，所述驱动部基于所述检测部检测到的电压值，调整向所述压电元件施加的电压。

4.根据权利要求1或2所述的显示输入装置，其特征在于，每当对所述触摸面板进行触摸时，所述驱动部基于所述检测部检测到的电压值，调整向所述压电元件施加的电压。

5.一种图像形成装置，其特征在于包括权利要求1～4中任意一项所述的显示输入装置。