JP2018063651A - 操作パネルおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量型スイッチのキー中央部とキーエッジ部とで検出される感度を均一にすることが可能な静電容量型スイッチを備える、操作パネルおよびその操作パネルを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】操作用の静電容量型スイッチを有する操作パネルであって、静電容量型スイッチは、上方に凸となる領域を有する表面シートキー１ｓと、表面シートキー１ｓの移動により静電容量変化を検出するため、表面シートキー１ｓに対向配置された電極ＳＷとを備え、操作パネル１は、静電容量型スイッチの操作時に、静電容量変化の検出感度値を出力する検出手段とを含み、静電容量型スイッチは、表面シートキー１ｓの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されていることで、表面シートキー１ｓの中央部とキーエッジ部との操作時に、検出手段から出力される検出感度値が均一となる。【選択図】図１２

Description

本発明は、操作表示部に静電容量型スイッチが採用された操作パネルおよびその操作パネルを有する画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、ネットワーク機能、ボックス機能、および、プリンターとしての機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。

近年、複合機などの画像形成装置には、操作パネルが備え付けられている。操作パネルは、物理的な装置として設けられたハードウェアキーと、ソフトウェアにより再現されたキーであるソフトウェアキーとを含んでいる。ユーザーは操作パネルのキーをタッチすることで、画像形成装置を操作することができる。

操作パネルは、ユーザーからの操作を受け付ける入力装置と、ユーザーへ各種情報を出力する出力装置とを含んでいる。入力装置は、タッチパネルやハードウェアキーなどで構成されており、出力装置はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などで構成されている。

現在のハードウェアキーの多くは、押し下げの力が加えられるキートップと、キートップの下面に設けられたタクトスイッチとにより構成されている。近年、デザイン性やスイッチの保護という観点から、ハードウェアキーとして静電容量型スイッチを用いた構成が採用されつつある。操作者の指がキーを操作する際に、キーに対応して設けられた電極の静電容量の変化を、電極が接続されたチャンネルを通じて検出し、それによってキーへの操作を検出するものである。

ハードウェアキーとして静電容量型スイッチを用いた技術が、特開２０１２−１３３７１５号公報（特許文献１）、特開２０１１−１９２５５４号公報（特許文献２）、特開２０１１−１１３８９３号公報（特許文献３）、および、特開２０１１−０９６３６９号公報（特許文献４）に開示されている。

図１９は、従来の操作パネル５０１の内部に設けられた静電スイッチの制御構成を示すブロック図である。同図を参照して、従来の操作パネル５０１は、複数の電極５２０と、静電スイッチ制御部５１０と、パネルユニット制御部５６０とを備えている。複数の電極５２０の各々は、複数のキーの各々に対応して設けられている。

静電スイッチ制御部５１０は、複数のチャンネル５４０と、出力制御回路５５０とを含んでいる。チャンネル５４０は、接続された電極５２０の静電容量の変化を検出し、出力制御回路５５０の入力端５５１に出力する。出力制御回路５５０は、複数のチャンネル５４０からの入力に基づいて、キーへの操作を検知し、操作されたキーの情報をパネルユニット制御部５６０に出力する。

キートップでは樹脂状のものが一般的であるが、表面シートキーを用いている製品も出回っている。風呂給湯器、ガスコンロ、炊飯ジャーなどの操作部に適用されている。この表面シートを使用することでのメリットとしては、（ｉ）ほこりや湿気などの外部接触不良要因から保護しやすい、（ｉｉ）密閉構造のため静電気が侵入しにくく、沿面／空間距離の確保が不要なので全体の薄型化／省スペース化がしやすい、（ｉｉｉ）シートの裏面から印刷することで、印刷のかすれがない、などがある。

特開２０１２−１３３７１５号公報 特開２０１１−１９２５５４号公報 特開２０１１−１１３８９３号公報 特開２０１１−０９６３６９号公報

画像形成装置では、誰もが使用可能とするためユニバーサルデザインへの対応が必要である。特に身体障害者の人に対する配慮として、以下のような要件が必要である。

＜要件ａ＞
肢体の不自由な人がマウススティックで操作する場合に、マウススティックがキーに引っ掛かり、キーを押せること。

＜要件ｂ＞
静電検知できない義手やマウススティック等でも、キー操作が出来るようにすること。

＜要件ｃ＞
キーのどこを押しても、キー操作が均一に操作できること。

静電容量型スイッチを用いる場合、キー操作する指から基板上の電極までの位置関係（基板上の電極から指までの距離、電極パターンにかかる面積）が違ってくるため、生成される静電容量値が変わる。その結果、ボタンキーのエッジ部分と中央部分で感度特性が異なってしまう。

このため、ユニバーサルデザインの対応要件となる＜要件ｃ＞に対して、静電容量型スイッチのキー中央とキーエッジ部で検出される感度を均一にすることが重要となる。

この発明は以上のような実状に鑑みなされたもので、静電容量型スイッチのキー中央部とキーエッジ部とで検出される感度を均一にすることが可能な静電容量型スイッチを備える、操作パネルおよびその操作パネルを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

この操作パネルは、操作用の静電容量型スイッチを有する操作パネルを備える画像形成装置であって、上記静電容量型スイッチは、上方に凸となる領域を有する表面シートキーと、上記表面シートキーの移動により静電容量変化を検出するため、上記表面シートキーに対向配置された電極とを備える。

上記操作パネルは、上記静電容量型スイッチの操作時に、静電容量変化の検出感度値を出力する検出手段とを含み、上記静電容量型スイッチは、上記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されていることで、上記表面シートキーの中央部とキーエッジ部との操作時に、上記検出手段から出力される検出感度値が均一となる。

他の形態においては、上記表面シートキーの下方に上記電極が配置され、上記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように上記電極のパターンが構成されていることで、上記表面シートキーの中央部とキーエッジ部との操作時に、上記検出手段から出力される検出感度値が均一となる。

他の形態においては、上記電極が、上記表面シートキーのキーエッジ部に対向する領域に設けられ、中央部に対向する領域には設けられていないパターンを有することにより、上記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されている。

他の形態においては、上記表面シートキーと上記電極との間に、誘電体部材を配置することにより、上記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されている。

他の形態においては、上記誘電体部材は、比誘電率が１より大きい材料であり、上記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が厚く設けられている。

他の形態においては、上記電極のサイズは、上記表面シートキーのサイズと同等またはそれ以下である。

他の形態においては、上記操作パネルは、当該画像生成装置を操作させるための電源キーおよび複数の上記静電容量型スイッチを含み、上記電源キーには、上記静電容量型スイッチが用いられていない。

他の形態においては、上記表面シートキーの内部にＧＮＤ電極がさらに設けられ、上記ＧＮＤ電極は、上記表面シートキーの内面に導電体部材が印刷されるか、または、上記表面シートキーの内面に沿った曲面状の金属部材で構成されている。

他の形態においては、上記ＧＮＤ電極のサイズは、上記表面シートキーのサイズと同等または上記表面シートキーのサイズ以下である。

この画像形成装置は、上述のいずれかに記載の操作パネルを備える。

この発明によれば、静電容量型スイッチのキー中央部とキーエッジ部とで検出される感度を均一にすることが可能な静電容量型スイッチを有する操作パネルおよびそれを備える画像形成装置の提供を可能とする。

実施の形態１の画像形成装置の外観を模式的に示す斜視図である。 実施の形態１の操作パネルの構成を模式的に示す図である。 実施の形態１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 実施の形態１の操作パネルの制御構成を示すブロック図である。 式２は、静電容量（感度）Ｃの計算式である。 式３は、総静電容量Ｃ_ＴＯＴの計算式である。 静電センサーにおけるセンサーと指との静電関係を示す模式図である。 静電容量型スイッチの断面構造を模式的に示す図である。 表面シートキーの構成例を示す図である。 表面シートキーの中央部を使用者の指が押す場合を示す模式図である。 表面シートキーのキーエッジ部を使用者の指が押す場合を示す模式図である。 表面シートキーの中心部とキーエッジ部と感度特性の比較を示す図である。 実施例１の静電容量型スイッチの構成例を示す断面図である。 実施例１の電極のパターンを示す図である。 実施例２の静電容量型スイッチの構成例を示す図である。 実施例３の静電容量型スイッチの構成例を示す図である。 実施の形態２の静電容量型スイッチの構成例を示す図である。 実施の形態３の画像形成装置の動作フローチャートを示す図である。 従来の画像形成装置の操作パネルの内部に設けられた静電容量型スイッチの制御構成を示すブロック図である。

本発明に基づいた実施の形態における操作パネルおよび画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、図面においては、実際の寸法の比率に従って図示しておらず、構造の理解を容易にするために、構造が明確となるように比率を変更して図示している箇所がある。

以下の実施の形態では、操作検知装置が画像形成装置の操作パネルである場合について説明する。

画像形成装置としては、たとえばＭＦＰ、プリンター、複写機、またはファクシミリなどが挙げられる。操作検知装置は、たとえば画像読取装置、携帯電話、スマートフォン、または自動販売機などの、画像形成装置以外の装置に搭載されたものであってもよい。

（実施の形態１：画像形成装置１００の外観）
図１を参照して、画像形成装置１００の外観について説明する。図１は、本実施の形態の画像形成装置１００の外観を模式的に示す斜視図である。

本実施の形態における画像形成装置１００は、ＭＦＰであり、操作パネル１と、スキャナー部２と、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）４と、プリントエンジン部６（画像形成手段の一例）と、排紙トレイ８と、複数の給紙トレイ９とを主に備えている。

ＡＤＦ４は、画像形成装置１００の最上部に設けられている。ＡＤＦ４は、読み取り対象となる原稿をスキャナー部２に送る。スキャナー部２は、ＡＤＦ４の下に設けられている。スキャナー部２は、原稿を光学的に読取って画像データを得る。排紙トレイ８は、スキャナー部２の下部であって、プリントエンジン部６の上面に設けられている。排紙トレイ８には、画像が形成された用紙が排出される。

プリントエンジン部６は、画像形成装置１００の中央部に設けられている。プリントエンジン部６は、画像データに基づいて用紙上に画像を印刷する。複数の給紙トレイ９は、プリントエンジン部６の下部に設けられている。複数の給紙トレイ９の各々には、画像形成の対象となる用紙が収納されている。操作パネル１は、スキャナー部２の前面側（ユーザーが対向する側）に装着されている。操作パネル１は、各種情報を表示し、各種操作を受け付ける。

（操作パネル１の構成）
図２を参照して、本実施の形態の操作パネル１の構成について説明する。図２は、本実施の形態の操作パネル１の構成を模式的に示す図である。

操作パネル１は、電源用のキーＫＹと、ハードウェアキーである複数のキーＫＹ１〜ＫＹ８と、各種情報を表示し、各種操作を受け付ける表示部１ａと、外装ケースＣＰとを含んでいる。外装ケースＣＰの表面には操作面が設けられている。

複数のキーＫＹ１〜ＫＹ８は、操作部（ユーザーの指など）による各種の指示、数字、文字、または記号などの入力操作を受け付けるキーであり、操作面に存在している。操作面はたとえば平面である。複数のキーＫＹ１〜ＫＹ６は、表示部１ａの下部に設けられている。複数のキーＫＹ７およびＫＹ８は、表示部１ａの右側に設けられている。複数のキーＫＹ１〜ＫＹ８自体は、操作面に描かれた記号または絵柄にすぎない。複数のキーＫＹ１〜ＫＹ８の各々の下には電極が設けられている。

キーＫＹは、電源キーであり、画像形成装置１００の電源のオンオフの操作を受け付けるキーである。キーＫＹ１〜キーＫＹ３の各々は、機能キーであり、コピーまたはファックスなどの予め設定された条件を呼び出すためのキーである。キーＫＹ４は、スタートキーであり、各種ジョブの実行指示を受け付けるキーである。キーＫＹ５は、クリアキーであり、操作パネル１でそれまでに行なった設定をクリアする操作を受け付けるキーである。キーＫＹ６は、リセットキーである。キーＫＹ７は、メニューであり、画像形成装置１００の操作方法の説明を要求する操作を受け付けるキーである。キーＫＹ８は、ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）キーであり、ユーザーがＩＤを入力する際に操作されるキーである。

キーＫＹの電源キーには、キートップ式のハードキーが用いられ、キーＫＹ１からキーＫＹ９の機能キーには、以下に示す構造の静電容量型スイッチが用いられる。

表示部１ａは操作面の上部に設けられている。表示部１ａは、表示部１ａへの操作を検知するタッチパネルを含んでいる。表示部１ａは、ユーザーからの各種操作（タッチ操作）を受け付ける画面であるメニュー画面（操作画面）などを表示し、受け付けた操作の位置を取得し、取得した位置に応じた入力情報を取得する。表示部１ａは、ユーザーから受け付けた操作に応じて各種情報を表示する。

操作パネル１は、ユーザーが画像形成装置１００の前に立った状態で操作しやすいように、操作面が水平面に対して傾斜するように、画像形成装置１００に取り付けられている。また操作パネル１は、車いすのユーザーが低い位置から操作する場合を配慮して、操作面の角度を調節することが可能である。

（画像形成装置１００の制御構成）
図３を参照して、画像形成装置１００の制御構成について説明する。図３は、本実施の形態の画像形成装置１００の制御構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、システムコントローラー１０１と、メモリ１０２と、ネットワークインターフェース１０３と、出力画像処理部１０４と、記憶装置１０５と、入力画像処理部１０６とを備えている。システムコントローラー１０１には、メモリ１０２、ネットワークインターフェース１０３、出力画像処理部１０４、記憶装置１０５、入力画像処理部１０６、操作パネル１、スキャナー部２、およびプリントエンジン部６の各々が接続されている。

システムコントローラー１０１は、スキャナジョブ、コピージョブ、メール送信ジョブ、およびプリントジョブなどの各種ジョブについて、画像形成装置１００全体の制御を行なう。システムコントローラー１０１は、ＣＰＵ１２１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２２などを含んでいる。
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２２に記憶された制御プログラムを実行する。ＲＯＭ１２２は、画像形成装置１００の動作を行なうための各種プログラムと、各種固定データとを格納している。システムコントローラー１０１は、所定の処理を行なうことにより、メモリ１０２からのデータの読み込みや、メモリ１０２へのデータの書き込みを行なう。

メモリ１０２は、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）よりなっている。メモリ１０２は、ＣＰＵ１２１が制御プログラムを実行する際に必要なデータや画像データを一時的に記憶する。ネットワークインターフェース１０３は、システムコントローラー１０１からの指示に従って、ネットワークを介して外部機器との通信を行なう。出力画像処理部１０４は、画像の印刷を行なう場合などに、その画像データの形式を印刷データに変換する変換処理を行なう。

記憶装置１０５は、たとえばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）よりなっている。記憶装置１０５は、画像形成装置１００の動作に関わる各種データを記憶する。さらに記憶装置１０５は、操作パネル１に表示する画面の画像データを記憶している。入力画像処理部１０６は、スキャナー部２で画像を読み取った場合などに、その画像データの形式を変換する変換処理を行なう。

プリントエンジン部６は、操作パネル１で受け付けた操作に基づいて、出力画像処理部１０４にて処理された印刷データを用いて、用紙などへ画像を形成する（プリントジョブを行なう）。特に画像形成装置１００がプリンターとして動作する場合、プリントエンジン部６は画像を印刷し、画像形成装置１００が複写機として動作する場合、プリントエンジン部６はスキャナー部２で読み取った画像を印刷する。

プリントエンジン部６は、おおまかに、トナー像形成部、定着装置、および用紙搬送部などで構成される。プリントエンジン部６は、たとえば電子写真方式で用紙に画像を形成する。トナー像形成部は、いわゆるタンデム方式で４色の画像を合成し、用紙（記録媒体）にカラー画像を形成する。

トナー像形成部は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色について設けられた感光体と、感光体からトナー像が転写（１次転写）される中間転写ベルトと、中間転写ベルトから用紙に画像を転写（２次転写）する転写部などで構成される。

定着装置は、加熱ローラーおよび加圧ローラーを有する。定着装置は、加熱ローラーと加圧ローラーとでトナー像が形成された用紙を挟みながら搬送し、その用紙に加熱および加圧を行なう。これにより、定着装置は、用紙に付着したトナーを溶融させて用紙に定着させ、用紙に画像を形成する。

用紙搬送部は、給紙ローラー、搬送ローラー、およびそれらを駆動するモーターなどで構成されている。用紙搬送部は、用紙を給紙カセットから給紙して、画像形成装置１００の筐体の内部で搬送する。また、用紙搬送部は、画像が形成された用紙を画像形成装置１００の筐体から排紙トレイ８などに排出する。

（操作パネル１の制御構成を示すブロック図）
図２および図４を参照して、操作パネル１の制御構成について説明する。図４は、本実施の形態の操作パネルの制御構成を示すブロック図である。操作パネル１は、静電スイッチ制御部１０と、キー基板２０と、タッチパネル部３０と、ＬＣＤ部４０とを含んでいる。

キー基板２０は、４つの検出線ＬＮ１〜ＬＮ４を含んでいる。検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々には、少なくとも１つの電極ＳＷが接続されている。キーＫＹ１〜ＫＹ９の各々には、検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々に接続された電極ＳＷのうち少なくとも１つの電極が対応して設けられている。検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々に接続された電極ＳＷの数（合計数）は、検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の数（ここでは４つ）よりも多い。

静電スイッチ制御部１０は、操作パネル１全体を制御する。特に静電スイッチ制御部１０は、検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々が対象物との間で構成する容量素子の静電容量に相当する情報に基づいて、操作部による操作を受け付けたキーを判断する。

以降、検出線が対象物との間で構成する容量素子の静電容量を、その検出線の静電容量と記すことがある。電極が対象物との間で構成する容量素子の静電容量を、その電極の静電容量と記すことがある。検出線の静電容量は、その検出線に接続された電極の静電容量の合計値にほぼ等しくなる。

静電スイッチ制御部１０は、ＣＰＵ１１（判断手段の一例）と、ＲＯＭ１２（記憶装置の一例）と、メモリ１３と、静電スイッチドライバー１４（容量出力手段の一例）とを含んでいる。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２、メモリ１３、静電スイッチドライバー１４、タッチパネル部３０、およびＬＣＤ部４０の各々と接続されている。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２、メモリ１３、静電スイッチドライバー１４、タッチパネル部３０、およびＬＣＤ部４０の各々と通信を行なうことで、操作パネル１全体を制御する。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムを記憶する。メモリ１３は、ＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１が制御プログラムを実行する際に必要なデータを一時的に記憶するメモリ１３と、静電スイッチドライバー１４とを含んでいる。

静電スイッチドライバー１４のポートＰＴ１〜ＰＴ４の各々には、検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々が接続されている。静電スイッチドライバー１４は、検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々に対応するポート情報の各々をポートＰＴ１〜ＰＴ４の各々からＣＰＵ１１に出力する。ポート情報とは、対応する検出線の静電容量に相当する情報である。

具体的には、静電スイッチドライバー１４は、ポートＰＴ１〜ＰＴ４の各々を通じて検出線ＬＮ１〜ＬＮ４の各々の静電容量を計測し、計測した静電容量を電圧値に変換し、変換後の電圧値に対してＡＤ変換（アナログ−デジタル変換）を行なう。さらに静電スイッチドライバー１４は、ＡＤ変換後の電圧値を「０」または「１」というポート情報に変換してＣＰＵ１１に出力する。

ＣＰＵ１１は、静電スイッチドライバー１４から出力された検出線ＬＮ１〜ＬＮ４のポート情報に基づいて、キーＫＹ１〜ＫＹ９の中から操作部による操作を受け付けたキーを判断する。

タッチパネル部３０は、タッチパネル（ＴＰ）ドライバー３１と、タッチパネル３２とを含んでいる。タッチパネル３２は表示部１ａに対して行われた操作を検知する。タッチパネル（ＴＰ）ドライバー３１は、タッチパネル３２での検知結果に基づいて、表示部１ａに対して行われた操作を判断する。

ＬＣＤ部４０は、ＬＣＤドライバー４１と、ＬＣＤ４２とを含んでいる。ＬＣＤ４２は表示部１ａに設けられている。ＬＣＤドライバー４１は、ＬＣＤ４２に表示する画像を制御する。

（静電容量の検知における原理）
図５から図７を参照して、静電容量の検知における原理を説明する。図５に示す式２は、静電容量（感度）Ｃの計算式であり、図６に示す式３は、総静電容量Ｃ_ＴＯＴの計算式であり、図７は、静電センサーにおけるセンサーと指との静電関係を示す模式図である。

図５の式２に示すように、静電容量Ｃの計算式は、静電検知の感度を示す関係となる。静電容量Ｃは、εｒ：カバーの比誘電率、ε０：空間の誘電率、Ａ：指とセンサーが重なる面積に比例し、指とセンサーの距離ｄに反比例する。たとえば、指とセンサーの距離ｄの間隔が半分になると感度は２倍になる。センサーの面積が２倍になると、感度も２倍になる。

静電容量は、指が近づくことで生成される静電容量以外に機器構成に依存して生成される寄生容量（ＣＰ）が存在する。総静電容量Ｃ_ＴＯＴは、図６の式３で示され、図７に示す関係から、使用者の指ＨＦが近づくことで、ＣＰは固定値、ＣＦが可変し、感度検出が行なわれる。

図８に、静電容量型スイッチの断面構造を模式的に示す。操作時のキー操作感（クリック感）を保持するために曲面上に形成された表面シートキー１ｓが配置される。電極ＳＷは、ＣＰＵ１１に連結され、電極ＳＷは、ユニットケース１ｃに設けられた開口１ｈから露出している。表面シートキー１ｓの上方に凸の曲面部は、電極ＳＷの上方に位置するように配置されている。表面シートキー１ｓは、操作時のキー操作感（クリック感）を保持するために、上方に凸の曲面形状に形成されている。図９に、表面シートキーの構成例を示す。図２に示した表面シートキーの構成と同じである。

表面シートは操作パネルの上側から、ユニットケースに対して両面テープで貼り合わせされている。表面シートキーには、画像生成装置を操作させるための複数のキーがあり、電源用のキーＫＹ以外の箇所において表面シートキー（静電容量型スイッチ）が適用されている。電源キーでは、スリープ復帰用のため、コントローラＩＣへの電源供給が必要なため表面シートキーを適用しておらず、キートップ式のハードキーを用いている。

表面シートキーの真下に電極パターン（静電タッチキー）が配置されており、指の接近により、図７に示したとおりの静電容量が生成される。検出した静電容量値をＣＰＵで検出し、検出したレベルが閾値以上になった時、キー操作が可能になる。

図１０および図１１を用いて、静電容量の違い（キー中央部／キーエッジ部）を説明する。図１０は、表面シートキー１ｓの中央部を使用者の指ＨＦが押す場合を示し、図１１は、表面シートキー１ｓのキーエッジ部を使用者の指ＨＦが押す場合を示す。表面シートキー１ｓを押下する箇所が異なると、生成される静電容量値が異なってくる。電極ＳＷから指ＨＦまでの距離ｈと、指ＨＦにおける電極にかかる面積ｓが異ってくるため、上述の図５中の式２で示したように、静電容量値が異なってくる。

図１２に、表面シートキー１ｓの中心部とキーエッジ部と感度特性の比較を示す。この感度特性より、表面シートキー１ｓの押下時における、キー中央部とキーエッジ部で感度特性が異なっていることがわかる。感度特性では、キーエッジ部の感度が弱く、キー中央部の感度が強いことが特徴である。

ここで、仮に押下力（３０ｇ）でキー検出させる場合を考える。キーエッジ部では押下力（３０ｇ）がかかる表面シートキー１ｓの高さが０．２５〜０．５ｍｍであり、感度閾値は８０程度で設定されることが予測される。

一方、キー中央部では押下力（３０ｇ）がかかる表面シートキー１ｓの高さが１．２５〜１．５ｍｍであり、感度閾値は２０程度で設定されることが予測される。しかしながら、同一のキーを用いているため、感度閾値を両立させることが不可能である。このため、表面シートキー１ｓのキー中央部とキーエッジ部とで検出される感度を均一にする必要があり、具体的な手段について以下にて説明する。

感度特性では、キーエッジ部の感度が弱く、キー中央部の感度が強いことが特徴であることから、キー中央部の感度を抑え、キーエッジ部の感度に合わせる方策が挙げられる。これを実現させるために、静電容量型スイッチの構成を以下に示す各実施例のように考慮する。

（実施例１）
実施例１における静電容量型スイッチの構成例を図１３および図１４に示す。図１３は、静電容量型スイッチの構成例を示す断面図、図１４は、実施例１の電極ＳＷのパターン構成を示す図である。図１３および図１４に示すように、実施例１における静電容量型スイッチにおいては、電極ＳＷは、表面シートキー１ｓのキーエッジ部に対向する領域に設けられ、中央部に対向する領域には設けられていないパターンを有する。これにより、中央部の感度を抑制することができる。その結果、図８の感度特性で示したキー中央部の特性が左側にシフトし、キーエッジ部の感度特性に均一化されることになる。

図１４には、表面シートキー１ｓの形状が円形である場合に、電極ＳＷのパターンも円形の環状パターンとなる場合を示している。表面シートキー１ｓの形状が角形である場合には、電極ＳＷのパターンも角型の環状パターンとなり、図１４に示す形状には限定されない。電極ＳＷのパターンの大きさは、隣接する電極ＳＷのとの誤検出を防止させるため、表面シートキー１ｓのサイズと同等またはそれ以下であるように設定するとよい。

（実施例２）
実施例２における静電容量型スイッチの構成例を図１５に示す。図１５に示すように表面シートキー１ｓの上方に凸の曲面部と電極ＳＷのパターンとの間に、誘電体部材１ｍを配置し、表面シートキー１ｓの中央部よりキーエッジ部の方が、感度が良くなるように、誘電体部材１ｍの高さが中央部では低く、キーエッジ部では高い構成としている。誘電体部材１ｍとしては空気の比誘電率１よりも大きい材料を用いるとよい。

この構成により、表面シートキー１ｓの中央部とキーエッジ部での操作感度が均一になるようになる。例えば、誘電体部材の材料として、アクリル樹脂を使うことで比誘電率が２．７〜４．５で、誘電体部材の高さを調整することで感度の均一化を図ることができるようになる。なお、図１５においては、誘電体部材１ｍの表面が下方に凹む湾曲面形状としているが、この形状に限定されることはなく、誘電体部材１ｍの高さが中央部では低く、キーエッジ部では高い構成であれば、他の構成を採用することもできる。

（実施例３）
実施例３における静電容量型スイッチの構成例を図１６に示す。この実施例では、表面シートキー１ｓの中央部よりキーエッジ部の方が、感度が良くなるように、図１６に示すように表面シートキー１ｓの厚みを変化させ、表面シートキー１ｓの中央部が最も薄くなる厚み（ｔ１）とし、キーエッジ部の方に向うにしたがって厚く（ｔ２）なる構成としている。この構成によっても、感度の均一化を図ることができるようになる。

（実施の形態２）
図１７に、他の実施の形態における静電容量型スイッチの構成例を示す。この静電容量型スイッチにおいては、ＧＮＤ電極１ｐの電極パターンの構成を特徴としている。ＧＮＤ電極１ｐの電極パターンは、指とは異なり、静電検知できない義手やマウススティック等でも静電検知できるようにするため、曲面上に形成された表面シートキー１ｓの内面に沿って、電極パターンが配置されている。

表面シートキー１ｓ内のＧＮＤ電極１ｐは、導電体部材（銀、銅）で印刷、または、表面シートキー１ｓに沿った曲面状の金属部材で形成されている。隣接する表面シートキーによる誤検出を防止するため、ＧＮＤ電極１ｐのパターンのサイズは、表面シートキー１ｓのサイズと同等またはそれ以下であるように設定されるとよい。

（実施の形態３）
図１８に、本実施の形態における画像形成装置の動作フローチャートを示す。画像形成装置の動作モードがスリープ中であれば、電源キー以外の押下は受け付けされない（Ｓ１０）。動作モードが通常モード時において、静電容量型スイッチの静電容量が検出される（Ｓ２０）。検出した静電容量が閾値より小さければ、静電容量値を監視し続ける（Ｓ３０）。

検出した静電容量が閾値以上であれば、静電容量型スイッチのキー押下であると判断して（Ｓ４０）、操作キーに対応した画像形成装置の操作制御が行われる（Ｓ５０）。各キーの閾値は、均一ではなく、それぞれキーごとで設定された閾値を所持するとよい。

以上、本実施の形態に基づいた画像形成装置によれば、画像形成装置の操作パネル上に配置された各静電容量型スイッチのキー押下において、キー中央部とキーエッジ部とで検出感度が均一な操作が可能となる。

今回開示された各実施の形態および各実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，５０１ 操作パネル、１ａ 表示部、１ｃ ユニットケース、１ｈ 開口、１ｍ 誘電体部材、１ｐ ＧＮＤ電極、１ｓ 表面シートキー、２ スキャナー部、６ プリントエンジン部、８ 排紙トレイ、９ 給紙トレイ、１０ 静電スイッチ制御部、１２，１２２ ＲＯＭ、１３，１０２ メモリ、１４ 静電スイッチドライバー、２０ キー基板、３０ タッチパネル部、３１，４１ ドライバー、３２ タッチパネル、１００ 画像形成装置、１０１ システムコントローラー、１０３ ネットワークインターフェース、１０４ 出力画像処理部、１０５ 記憶装置、１０６ 入力画像処理部、５４０ チャンネル、５５０ 出力制御回路、５５１ 入力端、５６０ パネルユニット制御部、ＳＷ 電極。

Claims (10)

1. 操作用の静電容量型スイッチを有する操作パネルであって、
   前記静電容量型スイッチは、
   上方に凸となる領域を有する表面シートキーと、
   前記表面シートキーの移動により静電容量変化を検出するため、前記表面シートキーに対向配置された電極と、を備え、
   前記操作パネルは、
   前記静電容量型スイッチの操作時に、静電容量変化の検出感度値を出力する検出手段と、を含み、
   前記静電容量型スイッチは、
   前記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されていることで、前記表面シートキーの中央部とキーエッジ部との操作時に、前記検出手段から出力される検出感度値が均一となる、操作パネル。
2. 前記表面シートキーの下方に前記電極が配置され、前記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように前記電極のパターンが構成されていることで、前記表面シートキーの中央部とキーエッジ部との操作時に、前記検出手段から出力される検出感度値が均一となる、請求項１に記載の操作パネル。
3. 前記電極が、前記表面シートキーのキーエッジ部に対向する領域に設けられ、中央部に対向する領域には設けられていないパターンを有することにより、前記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されている、請求項２に記載の操作パネル。
4. 前記表面シートキーと前記電極との間に、誘電体部材を配置することにより、前記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が検出感度値が良くなるように構成されている、請求項１に記載の操作パネル。
5. 前記誘電体部材は、比誘電率が１より大きい材料であり、前記表面シートキーの中央部よりキーエッジ部の方が厚く設けられている、請求項４に記載の操作パネル。
6. 前記電極のサイズは、前記表面シートキーのサイズと同等またはそれ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の操作パネル。
7. 前記操作パネルは、当該画像生成装置を操作させるための電源キーおよび複数の前記静電容量型スイッチを含み、
   前記電源キーには、前記静電容量型スイッチが用いられていない、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の操作パネル。
8. 前記表面シートキーの内部にＧＮＤ電極がさらに設けられ、
   前記ＧＮＤ電極は、前記表面シートキーの内面に導電体部材が印刷されるか、または、前記表面シートキーの内面に沿った曲面状の金属部材で構成されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の操作パネル。
9. 前記ＧＮＤ電極のサイズは、前記表面シートキーのサイズと同等または前記表面シートキーのサイズ以下である、請求項８に記載の操作パネル。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の操作パネルを備えた、画像形成装置。