JP2015141614A - タッチパネル装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗膜方式のタッチパネルにおいて正確なタッチ位置を取得すること。【解決手段】操作部４７は、タッチパネル４７３ａと同等の温度係数を持つ基準抵抗Ｒｓを有する。そして図略の電源が基準抵抗Ｒｓに予め定められた値の基準電圧を印加し、基準抵抗測定部３４が基準抵抗Ｒｓの両端の電圧を測定して、測定結果をタッチ位置検出部１００へ出力する。タッチ位置検出部１００は、予め定められた温度時において基準抵抗Ｒｓに所定電圧が印加されたときの基準抵抗Ｒｓの両端の電圧（規定電圧）を予め記憶しており、この規定電圧と基準抵抗測定部３４が測定した電圧とを比較する。この比較結果を用いて、タッチ位置検出部１００がタッチパネル４７３ａの出力電圧を補正する。【選択図】図２

Description

本発明は、抵抗膜方式を用いたタッチパネル装置と、このタッチパネル装置を備えた画像形成装置に関する。

電子機器の一例である画像形成装置は、タッチパネル機能を有する表示部を備えるが、ほぼ全ての機能使用時にパネル操作が行われており、タッチパネルの使用頻度は高い。画像形成装置の操作部に搭載されるタッチパネルは、静電容量方式と抵抗膜方式に大別される。特に抵抗膜方式は最も歴史が長く、これまで数多くの機器に用いられてきた。その特徴は、ハードウェアが安価である、タッチパネルの機能を実現するためのアルゴリズムが複雑ではない、入力インターフェイスや制御回路に高性能のＩＣや部品を用いる必要がなく消費電力が少ないということが挙げられる。

特許文献１〜３には、抵抗膜方式のタッチパネルに関する技術について記載されている。

特開２０１２−２３４４１９号公報 特開２００４−２４０７７６号公報 特開２００２−２８７８８９号公報

抵抗膜方式のタッチパネルは、アナログ制御であるため、温度変化や経時変化により抵抗膜の特性が変化してしまい、センサー出力値が変化する。すなわち、タッチパネルが操作者によるタッチ位置を誤検出する。このため、実際のタッチ位置と検出されたタッチ位置との間に生じる誤差（位置ずれ）が問題となっていた。上記特許文献にはこの位置ずれを解決するための記載はされていない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、抵抗膜方式のタッチパネルにおいて正確なタッチ位置を取得することを目的とする。

本発明におけるタッチパネル装置は、文字や画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの上面に配設される抵抗膜方式のタッチパネルと、前記タッチパネルの表面が押下された際に当該タッチパネルより出力される出力電圧を取得し、当該出力電圧を用いて前記押下された位置であるタッチ位置を検出するタッチ位置検出部と、前記タッチパネルを構成する抵抗膜の温度係数と同等の係数を持つ基準抵抗と、前記基準抵抗に予め定められた基準電圧が印加された際の当該基準抵抗の両端の電圧を測定する基準抵抗測定部と、を備え、前記タッチ位置検出部は予め定められた温度下において前記所定電圧が前記基準抵抗に印加されたときの当該基準抵抗の両端の電圧を予め記憶しており、当該記憶された電圧と前記基準抵抗測定部が測定した電圧とを比較して、当該比較結果に基づいて前記タッチパネルの出力電圧を補正する。

本発明によれば、タッチパネルと同等の特性を持つ基準抵抗を備え、その基準抵抗に予め定められた温度下で予め定められた電圧を印加したときの両端の電圧を測定してタッチ位置検出部が記憶する。そして、タッチパネルの使用直前等において、タッチパネルの出力電圧とタッチ位置検出部が記憶する基準抵抗の電圧を比較し、この比較結果を用いてタッチパネルの出力電圧を補正する。これにより、実際のタッチ位置と検出されたタッチ位置の位置ずれを補正することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 表示部の構成を説明するための図である。 表示部の概略断面図である。 分圧電圧を生成するためにタッチパネル内に設けられている各抵抗及び接続の例を示す図である。 分圧電圧を生成するためにタッチパネル内に設けられている各抵抗及び接続の他の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。

本実施の形態における画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。尚、コピー機能やプリンター機能等、各機能を単独で有する装置であっても構わない。

画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６及び原稿読取部５等を備えて構成されている。操作部４７は、操作者への操作案内等の各種表示を行う表示パネルと、操作者が触れることで入力操作を行うことができるタッチパネルとが一体的に構成されている表示部４７３を備えている。尚、本実施の形態におけるタッチパネルは、抵抗膜方式のタッチパネルである。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。画像形成部１２の画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び１２Ｂｋは、感光体ドラム１２１と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、現像装置１２２と、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び１２Ｂｋの各現像装置１２２は、静電潜像現像用のトナーを収容している。現像装置１２２は、当該トナーを、上記帯電装置１２３による帯電及び上記露光装置１２４による露光が完了した感光体ドラム１２１表面に供給する。

カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、トナー像を１次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５ａ及び従動ローラー１２５ｂに張架されている中間転写ベルト（転写ベルト）１２５上に転写させる。

尚、中間転写ベルト１２５、１次転写ローラー１２６、駆動ローラー１２５ａ及び従動ローラー１２５ｂは、中間転写ユニットに実装されている。

中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定され、感光体ドラム１２１の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１と同期しながら、駆動ローラー１２５ａと従動ローラー１２５ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を熱定着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

図２は、画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。尚、図１にて説明した構成要素と同じ要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

画像形成装置１は、原稿給送部６、原稿読取部５、画像形成部１２、画像メモリー１２、操作部４７、画像処理部３１及び制御部１０を備える。画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存したりする領域である。

画像処理部３１は、原稿読取部５で読み取られた画像の画像データを必要に応じて画像処理する。例えば、画像処理部３１は、原稿読取部５により読み取られた画像が画像形成部１２により画像形成された後の品質を向上させるために、シェーディング補正等の予め定められた画像処理を行う。

制御部１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司るものであり、タッチ位置検出部１００を有する。このタッチ位置検出部１００は、後ほど詳しく説明する。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者からの指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３、基準抵抗Ｒｓ及び基準抵抗測定部３４を備える。表示部４７３は、抵抗膜方式のタッチパネル４７３ａとＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成された表示パネル４７３ｂとを備える。タッチパネル４７３ａは、表示パネル４７３ｂの上に重ねて配置されている。

図３は、表示部４７３の一部構成を説明するための図である。表示部４７３は、ＰＥＴ等の上部フィルム９１と表示パネル４７３ｂの上面を構成する下部ガラス９９の間に、透明導電物質である例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などからなる上部抵抗膜９２と下部抵抗膜９３が設けられる。上部抵抗膜９２のＸ座標軸方向に電圧が印加されるように、Ｘ座標軸方向の両端に電極Ｘ１及びＸ２が形成される。また、下部抵抗膜９３には、Ｙ座標軸方向に電圧が印加されるように、Ｙ座標軸方向の両端に電極Ｙ１及びＹ２が形成される。

図４は表示部４７３の概略断面図である。上部抵抗膜９２と下部抵抗膜９３の間には、スペーサー９４が等間隔で配置されており、互いがスペーサー９４によって離隔される。スペーサー９４のわずかな隙間によって、上部抵抗膜９２と下部抵抗膜９３とは絶縁されているが、上部抵抗膜９２が上部から押圧されることにより、押圧点で上部抵抗膜９２と下部抵抗膜９３とが接触する。

押下された位置、即ちタッチ位置のＸ座標は、上部抵抗膜９２の電極Ｘ１と電極Ｘ２に電圧を印加したときの下部抵抗膜９３の電極Ｙ１又は電極Ｙ２からの出力電圧に基づき定まる。一方、タッチ位置のＹ座標は、下部抵抗膜９３の電極Ｙ１と電極Ｙ２に電圧を印加したときの上部抵抗膜９２の電極Ｘ１と電極Ｘ２からの出力電圧に基づき定まる。

そして、タッチ位置検出部１００が各電極からの出力電圧を取得し、出力電圧に基づいてタッチ位置の座標値を決定する。例えば、タッチ位置検出部１００は、上記各電極からの出力電圧の値と、各値入力対応する座標値との関係を示すデータテーブルを保有しており、当該テーブルに基づいて、上記各電極からの出力電圧に対応する座標位置をタッチ位置として検出する。

ここで、上部抵抗膜９２及び下部抵抗膜９３は、温度によって電気抵抗の値が変化する特性を持つ。つまり、同じ位置を押下しても、その時の温度の違いによって各電極からの出力電圧の値が異なってしまい、実際のタッチ位置とタッチ位置検出部１００が検出したタッチ位置とに誤差（位置ずれ）が生じる。

そのタッチ位置の誤差を補正するために、図５に示すように、上部抵抗膜９２及び下部抵抗膜９３と同等の温度係数を持つ抵抗として基準抵抗Ｒｓを設ける。図５は分圧電圧を生成するためにタッチパネル４７３ａ内に設けられている各抵抗及び接続を示す図である。そして図略の電源が予め定められた電圧を印加し、基準抵抗測定部３４が基準抵抗Ｒｓの電圧Ｖ２（例えば図５における接点Ｓ２における電圧）を測定して、測定結果をタッチ位置検出部１００へ出力する。

タッチ位置検出部１００は、予め定められた温度時に所定電圧が印加されたときの基準抵抗Ｒｓの電圧Ｖｄ（規定電圧とする。例えば図５における接点Ｓ２における電圧）を予め記憶しており、基準抵抗測定部３４から測定結果として電圧Ｖ２が出力されると、この測定結果の電圧Ｖ２と規定電圧Ｖｄを比較する。そして、この比較結果を用いて、タッチ位置検出部１００がタッチパネル４７３ａの出力電圧Ｖ１（例えば図５における接点Ｓ１における電圧）を補正する。

例えば、予め定められた温度を２５℃とし、タッチ位置検出部１００は２５℃の時に基準抵抗Ｒｓに所定電圧が印加されたときの基準抵抗Ｒｓの電圧を規定電圧Ｖｄとして記憶する。そして、仮に画像形成装置１の設置環境が２５℃である場合、基準抵抗測定部３４が測定した電圧Ｖ２と規定電圧Ｖｄは一致するため、タッチパネル４７３ａの出力電圧Ｖ１を補正する必要はない。

しかし、画像形成装置１の設置環境が３０℃になった場合、２５℃の時に比べて基準抵抗Ｒｓの抵抗値は上昇し、接点Ｓ２５での電圧Ｖ２も増加する。タッチ位置検出部１００は、基準抵抗測定部３４が測定した電圧と規定電圧を比較し、この比較結果に基づいてタッチ位置検出部１００がタッチパネル４７３ａの出力電圧Ｖ１を補正する。

基準抵抗Ｒｓについて説明する。基準抵抗Ｒｓは、上部抵抗膜９２及び下部抵抗膜９３と同等の温度係数を持つ抵抗体で構成されており、タッチパネル４７３ａ外となる領域であって、タッチパネル４７３ａ周辺に近接して配置される。そして、例えば、画像形成装置１の電源投入によってタッチパネル４７３ａがオン状態になった直後や、タッチパネル４７３ａが待機状態から通常状態に復帰した直後に、図略の電源がタッチパネル４７３ａ及び基準抵抗Ｒｓに所定電圧を印加する。基準抵抗測定部３４は、このときの基準抵抗Ｒｓの電圧Ｖ２を測定し、測定結果をタッチ位置検出部１００へ出力する。

タッチ位置検出部１００は、ある定められた温度時に前記所定電圧が印加されたときの基準抵抗Ｒｓの出力電圧を規定電圧Ｖｄとして予め記憶しており、この規定電圧Ｖｄと基準抵抗測定部３４が測定した測定結果としての電圧Ｖ２とを比較する。例えば、双方の電圧値が一致する、又は予め定められた許容範囲内の差であれば、タッチ位置検出部１００は、上部抵抗膜９２及び下部抵抗膜９３からの出力電圧Ｖ１を補正しない。

一方、タッチ位置検出部１００は、双方の電圧値Ｖｄ，Ｖ２の差が許容範囲外であれば、タッチ操作によって上部抵抗膜９２及び下部抵抗膜９３から出力した出力電圧Ｖ１を補正する。例えば、(1)タッチ位置検出部１００は、保有している上述のデータテーブルに記憶されている出力電圧とこれに対応する座標位置について、当該出力電圧を、上記規定電圧Ｖｄに対する基準抵抗測定部３４が測定した測定結果の電圧Ｖ２との比率と同様の比率で変更することで、上記補正を行う。または、(2)上記データテーブルに記憶されている上記出力電圧の値を、基準抵抗測定部３４が測定した測定結果としての電圧Ｖ２に書き換えることにより、上記補正を行う。

また、上記のように基準抵抗Ｒｓとタッチパネル４７３を別体にする他、図６に示すように、例えば、タッチパネル４７３内であって、上部抵抗膜９２又は下部抵抗膜９３の操作面上におけるあまり操作に使用されない範囲（例えば、外周に近い外端部領域）に配置されている抵抗（予め定められた基準の抵抗値を有する）を基準抵抗Ｒｓとして用いてもよい。例えば、この基準抵抗Ｒｓとして上部抵抗膜９２又は下部抵抗膜９３の一部を用いてもよいし、タッチパネル４７３内に新たに基準抵抗Ｒｓとしての抵抗を追加してもよい（図６には当該構成を示している）。そして基準抵抗測定部３４は、当該基準抵抗Ｒｓの電圧Ｖ２（接点Ｓ２における電圧）を測定し、測定結果をタッチ位置検出部１００へ出力する。このように、上部抵抗膜９２又は下部抵抗膜９３の一部等を基準抵抗Ｒｓとすることで、当然お互いの温度特性が同一であるため、より正確にタッチ位置の誤差を補正できる。

以上、説明したように、基準抵抗Ｒｓを用いて温度の違いによって発生するタッチ位置の検出誤差を補正することで、どのような温度環境下であってもタッチ位置を正確に割り出すことができ、タッチパネル４７３ａの信頼性を向上させることができる。

尚、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、実施形態として画像形成装置に限られず、タッチパネル機構を有する他の電子機器、例えば、医療機器、パーソナルコンピューター、銀行ＡＴＭ装置等の電子機器であってもよい。

１ 画像形成装置
１００ タッチ位置検出部
３４ 基準抵抗測定部
４７ 操作部
４７３ 表示部
４７３ａ タッチパネル
４７３ｂ 表示パネル
Ｒｓ 基準抵抗

Claims (4)

1. 文字や画像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネルの上面に配設される抵抗膜方式のタッチパネルと、
   前記タッチパネルの表面が押下された際に当該タッチパネルより出力される出力電圧を取得し、当該出力電圧を用いて前記押下された位置であるタッチ位置を検出するタッチ位置検出部と、
   前記タッチパネルを構成する抵抗膜の温度係数と同等の係数を持つ基準抵抗と、
   前記基準抵抗に予め定められた所定電圧が印加された際の当該基準抵抗の両端の電圧を測定する基準抵抗測定部とを備え、
   前記タッチ位置検出部は予め定められた温度下において前記所定電圧が前記基準抵抗に印加されたときの当該基準抵抗の両端の電圧を予め記憶しており、当該記憶された電圧と前記基準抵抗測定部が測定した電圧とを比較して、当該比較結果に基づいて前記タッチパネルの出力電圧を補正するタッチパネル装置。
2. 前記基準抵抗は、前記タッチパネル外であって、当該タッチパネルに近接する位置に配置されているものである請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 前記基準抵抗は、前記タッチパネル内における予め定められた領域に配置されている抵抗を用いたものである請求項１に記載のタッチパネル装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のタッチパネル装置を備えた画像形成装置。

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