JP2018084920A - 作業補助システム、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視覚的、聴覚的な誘導がなくとも、力覚提示装置を装着したユーザが円滑に作業を進めることができる作業補助システム、および画像形成装置を提供する。【解決手段】次に行う作業に係る作業箇所と、力覚提示装置の相対位置を取得する。そして、ユーザが装着している力覚提示装置から作業箇所への方向に向けての仮想力覚を、該力覚提示装置に発生させる。これにより、視覚的、聴覚的な誘導がなくとも、力覚提示装置を装着したユーザが円滑に作業を進めることができる。力覚提示装置の装着場所は、腕や手に限らず、腰や足などであってもよい。【選択図】図５

Description

本発明は、作業が円滑に進むように作業者を補助する作業補助システム、および画像形成装置に関する。

人間の触覚特性の非線形性を利用した仮想力覚と呼ばれる錯覚技術があり、これを使用して疑似的な牽引力を発生させる手法、装置が提案されている。

仮想力覚を発生させる具体的な方法を説明する。アクチュエータと呼ばれる装置により第１方向に「短時間の大きな加速度」とその逆方向に「長時間の小さな加速度」を周期的に繰り返す。物理的には２方向（たとえば前と後ろ）に力が発生するが、前述した非線形性により、第１方向の力として脳に知覚させることができる。これにより仮想力覚が発生する。通常、力覚（手応え）を生成するためには支点が必要となるが、仮想力覚であればどこにも固定されていない装置で実現可能となる。

図１０は仮想力覚を発生させるアクチュエータ９０の構造の例である。マグネット９１、バネ９３、コイル９２で構成されている。駆動信号として周期信号をあたえることで、電磁的にコイル９２が振動し、さらにバネ９３の共振により振動を大きくしている。駆動信号としてデューティー比0.5のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を入力させると一定周期の振動を起こす事が可能となる。しかし一定周期の振動では仮想力覚は発生しない。

仮想力覚を発生させるために、駆動信号を例えばデューティー比0.8にすることで非対称な加速度の振動を起こすことが可能となり、仮想力覚を発生させることができる。また、デューティー比0.8のときの方向に対して、デューティー比0.2は反対方向の仮想力覚を発生させることができる。図中の矢印の向きは仮想力覚を人間が知覚する方向となる。

図１１は仮想力覚を発生させる装置の一例である力覚提示装置７０の概略図である。力覚提示装置７０は、全体が腕輪型の形状をした装置であり、仮想力覚の発生源としてアクチュエータ９０が搭載されている、アクチュエータ９０は、発生させた振動が装置全体に伝搬されるように腕輪部分に接着されている。アクチュエータ９０は、１つで１軸の方向に仮想力覚を発生させることができ、駆動信号のデューティー比を切り替えることで前方向、後ろ方向など向きを切り替えることもできる。図中では、力覚提示装置７０内にアクチュエータ９０が３台あり、それぞれが異なる軸の方向に仮想力覚を発生させることができるように搭載されている。図中の矢印の向きは、各アクチュエータ９０は発生させることが可能な仮想力覚の方向を示している。

力覚提示装置７０は、各アクチュエータ９０の仮想力覚を駆動電圧の大きさで制御し仮想力覚のベクトルを合成することで、任意の方向の仮想力覚を発生させることができる。

図１２は、ユーザが力覚提示装置７０を装着した状態を示す。力覚提示装置７０は腕輪型の装置なので、仮想力覚を発生させると、ユーザは、力覚提示装置７０を装着している腕が該仮想力覚の方向に牽引されたように錯覚する。

ところで、現在、一般に普及しているＭＦＰ（Multi Function Peripheral）は、メンテナンスの作業を行う場合に、作業手順や作業の進捗、注意事項等を表示部に表示するガイダンス機能を持っていることが多い。該ガイダンス機能では、メンテナンスの作業の順番ごとに、作業箇所の絵とその作業の実行方法を表示する。たとえば、作業対象の扉とそれを開く方向を表示したり、詰まっている用紙を引き抜く方向等を表示したりする。さらに、「扉を開ける」などの作業動作を検出したら、自動的に次の作業手順のガイダンスに表示を切り替えたりする。ユーザは表示部に表示されたガイダンスを参照しながら作業を行うことで、該作業を円滑に進めることができる。

メンテナンスの作業の補助を行う技術については他にも多数提案されている。たとえば、下記特許文献１には、ＭＦＰにおいてジャムが発生し、装置内に複数枚の用紙が詰まってしまった場合に、その詰まった用紙枚数を通知したり、除去すべき用紙の枚数を音声等で通知したりすることで、用紙の取り忘れを防止する方法が記載されている（特許文献１参照）。

特開２００６−２１８６３７号公報 特開２０１１−０２８２７５号公報

しかし、前述したように表示部にガイドラインを表示させたとしても作業を行う位置が表示部から離れている場合は、該表示部の表示内容を確認しつつ作業を行うことが困難になる。また、特許文献１に記載の方法では、音声で残っている用紙の枚数が通知されるが、該用紙が詰まっている箇所については通知されないので、ユーザは用紙が詰まっている箇所を探し出さなくてはならない。なお、作業箇所の名称を音声で通知されたとしても、ユーザがその名称の箇所を把握していなければ、その箇所を探し出さなくてはならない。このような事象は、ＭＦＰのメンテナンス作業に限定されず、各種の作業を行う際に、作業者を的確に誘導して補助するシステムが望まれる。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、視覚的、聴覚的な誘導がなくとも、力覚提示装置を装着したユーザが円滑に作業を進めることができる作業補助システム、および画像形成装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］作業者に装着され仮想力覚を発生させる力覚提示装置と、
作業箇所と前記力覚提示装置との相対位置を検出する相対位置検出部と、
前記相対位置検出部が検出した相対位置に基づいて、力覚提示装置に対する前記作業箇所の方向を算出し、該方向に向かう仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する力覚指示部と、
を有する
ことを特徴とする作業補助システム。

上記発明では、作業箇所と力覚提示装置の相対位置を取得し、力覚提示装置から作業箇所への方向に向けての仮想力覚を発生させる。これにより、力覚提示装置を装着しているユーザは、発生した仮想力覚に従うことで簡易に作業箇所へと到達することができ、ユーザの利便性が向上する。作業箇所は、たとえば、特定の装置内の一部であったり、広いエリアのうちの一部分であったりする。作業の内容としてはたとえば、特定の装置のメンテナンスや、組み立て、点検などが挙げられる。

[２]前記相対位置検出部は、前記作業箇所の位置情報を取得する位置取得部と、前記力覚提示装置の位置および向きを検出する検出部を備え、
前記力覚提示装置は、前記作業箇所の位置情報と前記検出部が検出した前記力覚提示装置の位置および向きから前記力覚提示装置に対する前記作業箇所の方向を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の作業補助システム。

上記発明では、作業箇所と力覚提示装置の位置および向きを取得し、その取得した情報に基づいて、力覚提示装置に対する作業箇所の方向を算出する。

［３］前記力覚提示装置と前記作業箇所を撮影するカメラ部を更に有し、
前記相対位置検出部は、前記カメラ部が撮影して得た画像を解析して前記相対位置を取得する
ことを特徴とする［１］または[２]に記載の作業補助システム。

上記発明では、カメラが力覚提示装置と作業箇所を撮影して得た画像を解析し、力覚提示装置と作業箇所の相対位置を取得する。たとえば、画像内の特定の箇所を基準点として力覚提示装置と作業箇所の相対位置を算出する。

［４］対象物までの距離を取得する深度センサを更に有し、
前記相対位置検出部は、前記解析および、前記深度センサが取得した前記力覚提示装置および前記作業箇所までの距離に基づいて前記相対位置を取得する
ことを特徴とする［３］に記載の作業補助システム。

上記発明では、カメラから得た画像の解析とともに、深度センサが取得した力覚提示装置および作業箇所までの距離に基づいて、力覚提示装置と作業箇所の相対位置を取得する。

［５］前記作業箇所は、作業対象装置の中の特定箇所であり、
前記作業対象装置の中での前記作業箇所の位置を示す位置情報が格納された記憶部を更に有し、
前記相対位置検出部は、前記記憶部に格納された位置情報と前記作業対象装置の位置とに基づいて前記作業箇所の位置を取得する
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の作業補助システム。

[６]一連の作業の中で次に作業すべき作業箇所を示すガイダンスを表示する表示部を更に備え、
前記力覚指示部は、前記ガイダンスに応じて前記力覚提示装置に前記仮想力覚の発生を指示する
ことを特徴とする[１]乃至[５]のいずれか1つに記載の作業補助システム。

上記発明では、表示部に、一連の作業の中で次に作業すべき作業箇所を示すガイダンスが表示される。そして、該ガイダンスに応じた仮想力覚を発生させる。ガイダンスの内容と仮想力覚が連動するので、ユーザは次に行う作業箇所をより直感的に理解することができる。

[７]前記力覚指示部は、前記力覚提示装置が前記作業箇所に達したら、次の作業箇所の方向を算出し、該方向に向かう仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する
ことを特徴とする[１]乃至[６]のいずれか1つに記載の作業補助システム。

上記発明では、力覚提示装置の位置が作業箇所に達したら、次の作業箇所への方向を算出して、その方向に向けての仮想力覚を発生させる。

[８]前記力覚指示部は、前記力覚提示装置が前記作業箇所に達したとき、前記作業箇所で行う作業を誘導する方向の仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する
ことを特徴とする[１]乃至[７]のいずれか1つに記載の作業補助システム。

上記発明では、力覚提示装置の位置が作業箇所に達したら、その作業箇所で次に行う作業を誘導するように仮想力覚を発生させる。

[９]前記力覚指示部は、前記力覚提示装置が前記作業箇所に達したとき、次に行う作業が、作業対象箇所を所定の方向に移動させるものである場合は、その移動方向に向けての仮想力覚を前記力覚提示装置に発生させる
ことを特徴とする[８]に記載の作業補助システム。

[１０]前記力覚指示部は、前記作業者から作業移行指示を受けた場合に、次の作業箇所の方向を算出し、該方向に向かう仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する
ことを特徴とする[１]乃至[６]のいずれか1つに記載の作業補助システム。

上記発明では、作業を完了したか否かを力覚指示部が判断できない場合であっても、ユーザから次の作業への移行指示を受けることで、確実に該作業を完了したことを確認してから次の作業に係る仮想力覚を発生させることができる。

[１１]危険箇所を取得する危険箇所取得部を更に備え、
前記力覚指示部は、前記危険箇所から一定距離内を通らないようにして、前記力覚提示装置から前記作業箇所までの経路を算出するとともに、該経路を通って前記作業箇所に向かうように仮想力覚の発生を前記力覚提示装置に指示する
ことを特徴とする[１]乃至[１０]のいずれか1つに記載の作業補助システム。

上記発明では、危険箇所から一定距離内を通らないようにして力覚提示装置から作業箇所までの経路を算出し、該経路を通って作業箇所に向かうよう仮想力覚を発生させる。ユーザは仮想力覚に従って動作することで、危険箇所を避けることができる。

[１２][１]乃至[１１]のいずれか１つに記載の作業補助システムと、
画像形成部を備え、
前記作業箇所は、自装置内の一部とする
ことを特徴とする画像形成装置。

本発明に係る作業補助システム、および画像形成装置によれば、視覚的、聴覚的な誘導がなくとも、力覚提示装置を装着したユーザが円滑に作業を進めることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置と補助装置を含む作業補助システムを示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である 本発明の実施の形態に係る補助装置の概略構成を示すブロック図である 補助装置内の各アクチュエータが仮想力覚を発生させることが可能な軸を示す図である。 画像形成装置が補助装置に仮想力覚を発生させる処理を示す流れ図である。 紙詰まりを解消するメンテナンスを開始する場合に、表示部に表示されるガイダンスの一例を示す図である。 次の作業が「扉を開ける」である場合のガイダンスの一例を示す図である。 メンテナンス中に画像形成装置が行う処理を示す流れ図である。 危険箇所を避けるように経路を設定し、該経路を通過して作業箇所へと向かうよう仮想力覚を発生させる様子を示す図である。 アクチュエータの内部構造の概略を示す図である。 アクチュエータを備える力覚提示装置の例を示す図である。 図１１に示す力覚提示装置をユーザが装着した場合の様子を示す図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る作業補助システムの一例としての作業補助システム７を示す。作業補助システム７は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを通じて、画像形成装置１０と補助装置５０を通信可能に接続して構成される。また画像形成装置１０には、２台のカメラ８が有線で通信可能に接続されている。作業補助システム７では、補助装置５０を装着したユーザが画像形成装置１０に対してメンテナンス（一または複数の一連の作業）を行い、補助装置５０は該メンテナンスが円滑に進むよう補助する。

画像形成装置１０は、原稿を光学的に読み取ってその複製画像を記録紙に印刷するコピージョブ、読み取った原稿の画像データをファイルにして保存したり外部装置へ送信したりするスキャンジョブ、外部のＰＣ（Personal Computer）や携帯端末等から送出されたデータに係る画像を記録紙に印刷して出力するプリントジョブなどのジョブを実行する機能を備えた、所謂、複合機である。画像形成装置１０は、後述する表示部３１（図２参照）と操作部３２を備える操作パネル３０を有しており、ユーザはこの操作パネル３０で各種の操作を行う。

補助装置５０は、図１１、図１２で説明した力覚提示装置７０と同じく、それぞれが異なる軸の方向(互いに直交する３軸、Ｘ、Ｙ、Ｚ)に仮想力覚を発生させるように３台のアクチュエータ９０を備えた腕輪型の仮想力覚発生装置である。各アクチュエータ９０に発生させる仮想力覚の強さを駆動電圧の大きさで制御し仮想力覚のベクトルを合成することで、任意の方向の仮想力覚を発生させることができる。図中では、補助装置５０はユーザの腕に装着されている。

カメラ８は、画像形成装置１０と、画像形成装置１０にメンテナンスを行う作業者（補助装置５０）が映るように予め設置されており、画像形成装置１０と補助装置５０を撮影した画像を画像形成装置１０に送信する。また、本発明の実施の形態では、カメラ８は、自装置から目標物までの距離を計測する深度センサを搭載しており、その深度センサが計測した距離を示す深度情報も画像形成装置１０に送信する。距離を計測する手段はレーダーによる計測等、適当な方法であればよい。

本発明の実施の形態では、画像形成装置１０は、紙詰まり解消や部品交換などのような、１または複数の作業を順次実行する一連のメンテナンスをユーザ（作業者）が行う場合に、カメラ８から送信された画像等に基づいて、直近に実行すべき作業に係る作業箇所と補助装置５０の相対位置を認識する。そして、その相対位置に基づいて、補助装置５０から作業箇所への方向を算出するとともに、該方向に向けての仮想力覚を発生するように補助装置５０に指示する。これにより、補助装置５０が、直近に実行すべき作業に係る作業箇所の方向にユーザの腕を疑似的に牽引するので、メンテナンス時のユーザの利便性が向上する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置１０は、当該画像形成装置１０の動作を統括的に制御するＣＰＵ(Central Processing Unit)１１を有している。マイクロプロセッサを含むＣＰＵ１１にはバスを通じてＲＯＭ(Read Only Memory)１２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)１３と、不揮発メモリ１４と、ハードディスク装置１５と、画像処理部１６と、画像読取部１７と、プリンタ部１８と、ファクシミリ通信部１９と、ネットワーク通信部２０と、自動原稿搬送部２１と、センサ監視ＩＣ２２と、有線通信部２３と、電源制御部２４と、操作パネル３０とを備えている。

ＣＰＵ１１は、ＯＳ（Operating System）プログラムをベースとし、その上で、ミドルウェアやアプリケーションプログラムなどを実行する。また、ＣＰＵ１１は、操作パネル３０の表示内容を制御する制御部としての機能を果たす。

ＲＯＭ１２には、各種のプログラムが格納されており、これらのプログラムに従ってＣＰＵ１１が各種処理を実行することで画像形成装置１０の各機能が実現される。また、ＲＯＭ１２には、画像形成装置１０の一連の制御をＣＰＵ１１が実行するためのプログラムが格納されている。

ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１がプログラムに基づいて処理を実行する際に各種のデータを一時的に格納するワークメモリや画像データを格納する画像メモリなどとして使用される。

不揮発メモリ１４は、電源をオフにしても記憶内容が破壊されないメモリ（フラッシュメモリ）であり、各種設定情報の保存などに使用される。

ハードディスク装置１５は、大容量の不揮発の記憶装置であり、ＯＳプログラムや各種アプリケーションプログラム、印刷データや画像データ、ジョブに係る情報履歴などが保存される。

本発明の実施の形態では、メンテナンスを行う場合に各作業の作業箇所となる自装置内の位置が登録された作業箇所情報データベース２５と、メンテナンス時に触れたら危険な箇所の位置情報が登録された危険箇所位置データベース２６が保存されている。

画像処理部１６は、画像の拡大縮小、回転などの処理のほか、印刷データをイメージデータに変換するラスタライズ処理、画像データの圧縮、伸張処理などを行う。

画像読取部１７は、原稿を光学的に読み取って画像データを取得する機能を果たす。画像読取部１７は、例えば、原稿に光を照射する光源と、その反射光を受けて原稿を幅方向に１ライン分読み取るラインイメージセンサと、ライン単位の読取位置を原稿の長さ方向に順次移動させる移動ユニットと、原稿からの反射光をラインイメージセンサに導いて結像させるレンズやミラーなどからなる光学経路と、ラインイメージセンサの出力するアナログ画像信号をデジタルの画像データに変換する変換部などを備えて構成される。

プリンタ部１８は、画像データに応じた画像を記録紙上に画像形成する機能を果たす。ここでは、記録紙の搬送装置と、感光体ドラムと、帯電装置と、レーザーユニットと、現像装置と、転写分離装置と、クリーニング装置と、定着器とを有し、電子写真プロセスによって画像形成を行う、所謂、レーザープリンタとして構成されている。画像形成は、定着器を通過する方式であれば他の方式でもかまわない。

ファクシミリ通信部１９は、ファクシミリ機能を備えた外部装置と公衆回線を通じて画像データを送受信する機能を果たす。

ネットワーク通信部２０は、ＬＡＮ(Local Area Network)などのネットワークを通じて携帯端末やその他の外部装置との間でデータを通信する機能を果たす。

自動原稿搬送部２１は、所謂、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）であり、原稿台にセットされた原稿をその最上のものから１枚ずつ順に繰り出して搬送し、画像読取部１７の読み取り位置を通過させて所定の排紙位置へ排紙する機能を果たす。

センサ監視ＩＣ２２は、カメラ８から受信した画像、および深度情報を解析して、補助装置５０の位置および向きを検出する役割を果たす。

有線通信部２３は、伝送ケーブルを通じてカメラ８に接続されており、画像および深度情報を受信する。

電源制御部２４は、省電力モードに対応するために、自装置の各部に対して商用電源など外部から供給された電力を供給するか否かを部分毎に独立に切り換える役割を果たす。

操作パネル３０は、表示部３１と、操作部３２とを備えている。このうち操作部３２はスタートボタンやキャンセル釦、テンキー、十字キーなど物理的なボタンで構成される。表示部３１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ…Liquid Crystal Display）などで構成され、各種の操作画面、設定画面などを表示する機能を果たす。操作パネル３０が表示する表示内容の制御、操作パネル３０による操作の受け付けに関する制御はＣＰＵ１１が行う。

なお、本発明の実施の形態では、メンテナンス中の画像形成装置１０は、該メンテナンスにおいて実行すべき直近の作業の内容を示すガイダンスを表示部３１に表示する。

図３は、補助装置５０の概略構成を示す。補助装置５０は、全体制御部５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、操作部５４、無線通信部５５、電源部５６、力覚制御部５７、力覚提示部５８、加速度取得部５９で構成される。

全体制御部５１は、補助装置５０の全体を統括制御する。ＲＯＭ５２には、補助装置５０の一連の制御を全体制御部５１が実行するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭ５３は、全体制御部５１がプログラムに基づいて処理を実行する際に各種のデータを一時的に格納するワークメモリとして使用される。

操作部５４は、電源ボタンや、無線通信の接続ボタン、接続解除ボタン等の物理的なスイッチで構成される。本発明の実施の形態では、次の作業に移行する指示を画像形成装置１０に送信する作業移行指示ボタンが設置されている。

無線通信部５５は、画像形成装置１０とＬＡＮ等のネットワークを通じて無線で通信を行う。

電源部５６は、バッテリーから、補助装置５０を駆動させるための電源を各部に供給する。

力覚提示部５８は、３台のアクチュエータ９０を備えて構成される。一台のアクチュエータ９０はＸ軸の方向に仮想力覚を発生させるように、一台のアクチュエータ９０はＹ軸（Ｘ軸に直交する）の方向に仮想力覚を発生させるように、一台のアクチュエータ９０はＺ軸（Ｘ軸およびＹ軸に直交する）の方向に仮想力覚を発生させるように、設置されている。図４は、補助装置５０内の各アクチュエータ９０が仮想力覚を発生させる軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を示す。各アクチュエータ９０に発生させる仮想力覚の大きさは駆動電圧の大きさで制御する。また、各軸の＋方向に仮想力覚を発生させるか−方向に仮想力覚を発生させるかはＰＷＭ変調のデューティー比で制御する。装着者は、３つのアクチュエータ９０が発生する仮想力覚がベクトル合成された仮想力覚を知覚する。３つのアクチュエータ９０に発生させる仮想力覚を制御することで、任意の方向への仮想力覚を発生させることができる。

図３に戻って説明を継続する。力覚制御部５７は、任意の方向の仮想力覚を発生させるように、力覚提示部５８内の各アクチュエータの駆動電圧およびＰＷＭ変調を制御する。

加速度取得部５９は、加速度センサによって、自装置の向いている方向や、自装置が移動したことを検知する。

次に、作業補助システム７において、メンテナンス中に画像形成装置１０が行う処理について図５を参照しつつ説明する。まず、画像形成装置１０は、メンテナンスが開始されたら、カメラ８から画像および深度情報を取得する（ステップＳ１０１）。

受信した画像を解析し、補助装置５０（図中ではＭ補助装置と記す）と自装置の双方が検出されるまで（ステップＳ１０２；Ｎｏ）ステップＳ１０１に戻って処理を継続する。補助装置５０と自装置の双方が検出されたら（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、カメラ画像の座標系における補助装置５０の位置の座標を特定する（ステップＳ１０３）。

その後、直近の作業に係る作業箇所の位置情報を、作業箇所情報データベース２５（図２参照）から取得するとともに、カメラから得た画像を解析して、カメラ画像の座標系における自装置の位置を特定し、自装置の位置と、作業箇所情報データベース２５から取得した自装置内での作業箇所を示す情報とから、カメラ画像の座標系における作業箇所の座標を特定する（ステップＳ１０４）。

次に、特定された補助装置５０の座標と作業箇所の座標とに基づいて両者の相対位置を取得するとともに、補助装置５０から作業箇所への方向を算出する（ステップＳ１０５）。

次に、補助装置５０の傾き(向き)を加味して、補助装置５０の座標系で、ステップＳ１０５にて算出した方向への仮想力覚のベクトルを算出し、このベクトルをＸ、Ｙ、Ｚの各成分に分解し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれに取り付けられているアクチュエータ９０の力覚駆動パラメータ（電圧の強さ、ＰＷＭ信号のデューティー比）を決定する（ステップＳ１０６）。

その後、ステップＳ１０６で決定した力覚駆動パラメータを補助装置５０に送信して、補助装置５０に該力覚駆動パラメータに基づいて仮想力覚を発生させ（ステップＳ１０７）、本処理を終了する。

ステップＳ１０７にて力覚駆動パラメータを受信した補助装置５０は、該力覚駆動パラメータに従って各アクチュエータ９０の駆動電圧の大きさや、ＰＷＭ信号のデューティー比を調整する。これにより、各アクチュエータ９０が発生させたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸への仮想力覚のベクトルを合成すると、ステップＳ１０５にて算出した方向への仮想力覚が発生する。

作業補助システム７では、画像形成装置１０がメンテナンス時に表示するガイダンスと、補助装置５０が発生させる仮想力覚は連動する。該連動の内容について具体例を挙げて説明する。

（具体例１、作業を行う位置に向かう場合）
図６は、紙詰まりに起因するメンテナンスを行う際に、画像形成装置１０が表示部３１に表示するガイダンスの例である。図６では、直近の作業は「扉を開ける」であり、扉を開ける為のレバーの位置が動画のガイダンスで表示されている。ガイダンスでは、前述のレバーの位置は点滅線で囲って表示されており、この部分が「扉を開ける」作業の作業箇所となる

前述のレバーの位置情報は作業箇所情報データベース２５に格納されており、図６で表示中のガイダンスと紐付けられている。画像形成装置１０は、図６に示すガイダンスを表示するタイミングになったら、作業箇所情報データベース２５の中から、自装置の座標系におけるレバーの座標を取得する。そして、自装置の座標系でのレバーの座標を、カメラ画像の座標系での座標へと変換する。そして、カメラ画像の座標系でのレバーの座標と補助装置５０の座標によって、補助装置５０が向かうべき方向を算出する。

（具体例２、次に行う作業を誘導する場合）
図７は、図６のガイダンスの表示中に、補助装置５０（補助装置５０を装着したユーザの腕）が、レバーの位置まで達した後に表示される次のガイダンスを示す。

図７のガイダンスでは、扉を開放する方向が示されている。ここでの作業は、扉を右方向に開放するという手の移動を伴った内容となる。この場合は、まず次の作業箇所を破線で囲った丸印のところに設定する。そして白抜きで示した矢印のように、次の作業を誘導する経路を設定し、この経路を通過するように仮想力覚の向きを設定する（白線丸枠は、途中で通過する位置を示す）。

たとえば、画像形成装置１０は次の作業箇所までの経路を設定した場合は、補助装置５０の位置を監視し、該経路の終点に補助装置５０が達するまで、補助装置５０から該経路の終点に向けての仮想力覚を継続して発生させる。

このように、補助装置５０（補助装置５０を装着したユーザの腕）が、一の作業箇所に到達したとき、次に行う作業が、到達した作業箇所から離れるものである場合、たとえば作業対象箇所（この場合は扉）を所定の方向に移動させるものである場合は、その離れていく方向に向けての仮想力覚を発生させる。

補助装置５０（補助装置５０を装着したユーザの腕）が、一の作業箇所に到達したとき、次の作業をその場で行う場合も、その作業を誘導する方向の仮想力覚を発生させるようにしてもよい。たとえば、一の作業箇所に到達した後、その場で次に行う作業が「ダイヤルを捻る」、「レバーを引く」、「ボタンを押す」等である場合は、その作業の方向への仮想力覚を発生させるようにしてもよい。

画像形成装置１０は、扉が開けられたことをセンサで検知可能であるため、図６、図７の例のように、レバーの位置に到達した後で行われる「扉を右方向に開放する」の作業が完了したことをセンサの出力から認識することができる。画像形成装置１０は、一の作業箇所に到達した後で行われた作業が完了したことを認識したら、ガイダンスを次に進めるとともに、次の作業箇所の位置情報を取得する。

一の作業箇所に到達した後で行われる作業が、その作業が完了したことを画像形成装置１０が検知できない作業（たとえば、注油する、汚れを取る、部品を交換する等）である場合は、ユーザから作業完了ボタンが押下され、作業完了の報告を受けた場合に該作業が完了したと判断する

図８は、画像形成装置１０がメンテナンス中に実施する処理であって、図５の処理によって発生させた仮想力覚に従って、補助装置５０が一の作業箇所に到達した場合に行う処理のフローを示す。

まず、図５に示す処理によって、一の作業箇所へと向かうように仮想力覚を発生させる（ステップＳ２０１）。補助装置５０（図中ではＭ補助装置と記す。）の位置（座標）が、作業箇所（の座標）に達するまでは（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻って処理を継続する。

補助装置５０の位置（座標）が、作業箇所（の座標）に達したら（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、メンテナンスの内容（またはガイダンスの示す内容）から、次に行われる作業がステップＳ２０２にて到達した作業箇所から離れる作業であるか否かを調べる（ステップＳ２０３）。

到達した作業箇所から離れる作業である場合は（ステップＳ２０３;Ｙｅｓ）、その移動方向への力覚提示を行って該作業が完了するのを待ち、所定の位置へ移動したら、該作業が完了したと判断する（ステップＳ２０４）。

その後、ガイダンスを進めるとともに、次の作業箇所を特定して（ステップＳ２０５）、本処理を終了する。該特定は、作業箇所情報データベース２５やガイダンス等に基づいて行われる。

ボタンを押す、レバーを引く、注油する、汚れを取るなど、次に行われる作業がステップＳ２０２にて到達した作業箇所で行われるものである場合は（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、自装置のセンサ等がその作業の終了を検知する、もしくは、ユーザにより作業移行指示ボタンが押下されるのを待つ(ステップＳ２０６；Ｎｏ、ステップＳ２０７；Ｎｏ)。

自装置のセンサ等にて該作業の終了を検知した場合は（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、もしくは、ユーザにより作業移行指示ボタンが押下されて補助装置５０から作業移行指示を受けた場合は（ステップＳ２０７;Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、ガイダンスを進めるとともに、次の作業箇所を特定して、本処理を終了する。

図８の処理は、一連のメンテナンス作業が完了するまで、繰り返し実行される。ステップＳ２０５もしくはステップＳ２０８にて次に行う作業が無い場合は、一連のメンテナンス作業が完了したと判断して処理を終了する。

作業補助システム７では、メンテナンス時にユーザが触れたら危険な箇所を避けるように仮想力覚を発生させる。図９は、補助装置５０から作業箇所まで一直線に進むと危険箇所１００の付近を通過する場合の例を示す。危険箇所１００は、たとえば温度や電圧などが高く、触れたら危険な位置である。

このような場合は、この危険箇所１００を避けるようにして作業箇所に到達する為の経路を算出し、その経路を通過するように仮想力覚を発生させる。具体的には、まず補助装置５０の現在位置から作業箇所までの方向を決定する場合に、危険箇所位置データベース２６から危険箇所を取得し、補助装置５０から作業箇所までの経路は、その危険箇所から一定の距離が確保されているかどうかを確認する。

補助装置５０の現在位置から作業箇所までの経路において、危険箇所から一定の距離が確保されない部分がある場合は、その危険箇所から一定距離内を通らないようにして、補助装置５０から作業箇所までの経路を算出する。たとえば、危険箇所から一定以上の距離だけ離れた中継箇所１１０（図中の破線丸印部分）を設定し、この中継箇所を経由して作業箇所に向かう経路を算出する。これにより、仮想力覚の牽引に従って作業箇所に向かえば、危険箇所を避けることができる。

このように、作業補助システム７では、画像形成装置１０のメンテナンスを行う場合に、補助装置５０から該メンテナンスにおける直近の作業に係る作業箇所の方向に仮想力覚を発生させ、ユーザによるメンテナンスを補助する。たとえば、作業を行う位置に誘導するように仮想力覚を発生させたり、次の作業が作業対象を移動させるものである場合は、その移動方向に仮想力覚を発生させたりする。これにより、メンテナンス時におけるユーザの利便性が向上する。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

本発明の実施の形態では、画像形成装置１０が、本発明におけるメンテナンス対象装置、相対位置情報取得部、力覚指示部、危険箇所取得部としての役割を果たしていたが、メンテナンス対象装置、相対位置情報取得部、力覚指示部、危険箇所取得部としての役割を画像形成装置１０とは別に設けた他の装置が果たしてもよい。

本発明の実施の形態では、危険箇所位置データベース２６から危険箇所の位置を取得していたが、各種のセンサ等、他の手段によって危険箇所の位置を取得してもよい。

本発明の実施の形態では、カメラと深度センサは一体の装置であったが、別体であってもよい。

作業者に装着される補助装置自体に、カメラを取り付けてもよい。この場合、補助装置の位置＝カメラの位置なので、カメラ画像から作業箇所の位置を特定すれば、補助装置から作業箇所の方向を算出できる。

作業はメンテナンスに限定されない。たとえば、何らかの装置の組み立て作業に係る動きを誘導するようにしてもよい。

補助装置は手や腕に装着されるものに限定されない。たとえば、作業者の腰に装着され、広いエリアを次々に移動して作業を行うような場合に作業者を次の作業場所に誘導するといった用途でもよい。このような場合、ＧＰＳ（Global Positioning System）で作業者の位置を検出して、目的の場所に向かうように誘導すればよい。

７…作業補助システム
８…カメラ
１０…画像形成装置
１１…ＣＰＵ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
１４…不揮発メモリ
１５…ハードディスク装置
１６…画像処理部
１７…画像読取部
１８…プリンタ部
１９…ファクシミリ通信部
２０…ネットワーク通信部
２１…自動原稿搬送部
２２…センサ監視ＩＣ
２３…有線通信部
２４…電源制御部
２５…作業箇所情報データベース
２６…危険箇所位置データベース
３０…操作パネル
３１…表示部
３２…操作部
５０…補助装置
５１…全体制御部
５２…ＲＯＭ
５３…ＲＡＭ
５４…操作部
５５…無線通信部
５６…電源部
５７…力覚制御部
５８…力覚提示部
５９…加速度取得部
７０…力覚提示装置
９０…アクチュエータ
９１…マグネット
９２…コイル
９３…バネ
１００…危険箇所
１１０…中継箇所

Claims (12)

1. 作業者に装着され仮想力覚を発生させる力覚提示装置と、
   作業箇所と前記力覚提示装置との相対位置を検出する相対位置検出部と、
   前記相対位置検出部が検出した相対位置に基づいて、力覚提示装置に対する前記作業箇所の方向を算出し、該方向に向かう仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する力覚指示部と、
   を有する
   ことを特徴とする作業補助システム。
2. 前記相対位置検出部は、前記作業箇所の位置情報を取得する位置取得部と、前記力覚提示装置の位置および向きを検出する検出部を備え、
   前記力覚提示装置は、前記作業箇所の位置情報と前記検出部が検出した前記力覚提示装置の位置および向きから前記力覚提示装置に対する前記作業箇所の方向を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業補助システム。
3. 前記力覚提示装置と前記作業箇所を撮影するカメラ部を更に有し、
   前記相対位置検出部は、前記カメラ部が撮影して得た画像を解析して前記相対位置を取得する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業補助システム。
4. 対象物までの距離を取得する深度センサを更に有し、
   前記相対位置検出部は、前記解析および、前記深度センサが取得した前記力覚提示装置および前記作業箇所までの距離に基づいて前記相対位置を取得する
   ことを特徴とする請求項３に記載の作業補助システム。
5. 前記作業箇所は、作業対象装置の中の特定箇所であり、
   前記作業対象装置の中での前記作業箇所の位置を示す位置情報が格納された記憶部を更に有し、
   前記相対位置検出部は、前記記憶部に格納された位置情報と前記作業対象装置の位置とに基づいて前記作業箇所の位置を取得する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1つに記載の作業補助システム。
6. 一連の作業の中で次に作業すべき作業箇所を示すガイダンスを表示する表示部を更に備え、
   前記力覚指示部は、前記ガイダンスに応じて前記力覚提示装置に前記仮想力覚の発生を指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1つに記載の作業補助システム。
7. 前記力覚指示部は、前記力覚提示装置が前記作業箇所に達したら、次の作業箇所の方向を算出し、該方向に向かう仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1つに記載の作業補助システム。
8. 前記力覚指示部は、前記力覚提示装置が前記作業箇所に達したとき、前記作業箇所で行う作業を誘導する方向の仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか1つに記載の作業補助システム。
9. 前記力覚指示部は、前記力覚提示装置が前記作業箇所に達したとき、次に行う作業が、作業対象箇所を所定の方向に移動させるものである場合は、その移動方向に向けての仮想力覚を前記力覚提示装置に発生させる
   ことを特徴とする請求項８に記載の作業補助システム。
10. 前記力覚指示部は、前記作業者から作業移行指示を受けた場合に、次の作業箇所の方向を算出し、該方向に向かう仮想力覚を発生するように前記力覚提示装置に指示する
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1つに記載の作業補助システム。
11. 危険箇所を取得する危険箇所取得部を更に備え、
    前記力覚指示部は、前記危険箇所から一定距離内を通らないようにして、前記力覚提示装置から前記作業箇所までの経路を算出するとともに、該経路を通って前記作業箇所に向かうように仮想力覚の発生を前記力覚提示装置に指示する
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか1つに記載の作業補助システム。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の作業補助システムと、
    画像形成部を備え、
    前記作業箇所は、自装置内の一部とする
    ことを特徴とする画像形成装置。