JP4574404B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真式複写装置、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、印刷装置等の画像形成装置に関し、詳しくは操作部の角度可変機構に関する。

従来の電子写真式複写装置、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、印刷装置等の画像形成装置では、操作時におけるオペレータの視線位置及び操作のし易さ等を考慮して、操作部（操作パネル）が装置本体の外装パネルに対して所定角度傾斜した状態で固定されている場合が多い。しかし固定された操作部では、操作部に設けられた各種表示を行う表示部において、室内灯の映り込みや反射等で視認性が低下するという問題点があった。また、近年では車椅子使用者の社会進出が進んでいるが、上述した画像形成装置の操作部は装置上面に設置されている場合が多く、車椅子使用者では操作部の設置位置が高すぎて操作できないという問題点があった。そこで、操作部を装置本体の外装パネルに対し角度可変となるように角度可変機構を備えた画像形成装置が、例えば「特許文献１」あるいは「特許文献２」において提案されている。

特開２００３−３４５０８７号公報 特開２００３−３３７５０６号公報

しかし「特許文献１」に開示された技術では、操作部を装置本体に対して回動可能に設け、操作部と装置本体との間に角度保持部材を挿入しているため、角度設定作業が面倒であるという問題点がある。また、「特許文献２」に開示された技術では、操作部を手動により角度変化させ、トルクリミッタ等を有する角度保持部によって操作部を現在位置に保持する構成であるため、操作部を所定の位置に調整する際の再現性がなく、さらにトルクリミッタによる保持力以上の力を作用させ続けて操作部を移動させる必要があるため、操作部の角度調整が簡単ではないという問題点がある。

本発明は上述の問題点を解決し、操作部の角度調整を簡単に行うことができると共に、調整された角度に再現性を持たせることが可能な画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、装置の操作を行う操作部を有し、前記操作部が装置本体に揺動自在に支持された画像形成装置において、前記操作部を前記装置本体に対して所定の角度で保持する操作部保持手段と、前記操作部に作用する前記揺動方向の外力を検知する外力検知手段と、前記操作部を前記外力の方向に向けて揺動させる操作部揺動手段と、前記外力検知手段により前記外力が検知された際に前記操作部揺動手段を作動させる制御手段と、前記操作部が操作されていることを検知する操作部検知手段とを有し、前記制御手段は前記操作部検知手段により前記操作部の操作が検知されている間は前記外力検知手段による前記外力の検知を無効とすることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに前記制御手段は、前記外力検知手段により前記外力が検知されているときにのみ前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに前記操作部の揺動時における複数の停止位置を検知する位置検知手段を有し、前記制御手段は、前記外力検知手段により前記外力が検知された際に、前記操作部が前記位置検知手段により最初の前記停止位置であると検知される位置まで前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに前記操作部の揺動時における複数の停止位置を検知する位置検知手段を有し、前記制御手段は、前記外力検知手段により前記外力が検知された際に、前記操作部が前記位置検知手段により所定の前記停止位置であると検知される位置まで前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに前記外力検知手段は、前記操作部に所定値以上の力が作用した際に該所定値以上の力を前記外力として検知することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、さらに前記外力検知手段は、前記操作部の自重により作用した力を前記外力として検知しないことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに前記外力検知手段により前記外力が検知された後、所定時間以内に前記操作部検知手段により前記操作部の操作が検知されない場合に、前記制御手段は前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１または７記載の画像形成装置において、さらに前記操作部揺動手段の作動中に前記操作部検知手段により前記操作部の操作が検知された場合には、前記制御手段は前記操作部の操作を無視して前記操作部揺動手段の作動を継続させることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに前記操作部揺動手段の作動に制動をかける制動手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、操作部に対して外力が作用している間は操作部揺動手段が作動して操作部が外力と同じ方向に揺動するので、操作部をオペレータの所望の位置に簡単に位置決めすることができる。また、外力検知手段が操作部に所定値以上の力が作用した際にこれを外力として検知する構成とすることにより、オペレータの負担となることなく、かつオペレータの意図に応じて操作部を揺動することができる。

本発明によれば、制御手段が位置検知手段からの検知信号に基づいた停止位置で操作部を位置決めするので、操作部の停止位置に再現性を持たせることができると共に操作性を向上することが可能となる。

また、操作部の自重により作用した力を外力として検知しない構成とすることにより、オペレータは操作部の下向きの揺動及び上向きの揺動をそれぞれ同じ感覚で行うことが可能となる。

また、操作部が操作されていることを検知する操作部検知手段を設け、操作部検知手段により操作部の操作が検知されている間は外力検知手段による外力の検知を無効とすることにより、操作のために操作部が押圧されても操作部が揺動することが防止され、操作性を向上することができると共に、操作部の不意の揺動によりオペレータに危険が及ぶことを防止できる。

さらに、操作部揺動手段の作動に制動をかける制動手段を設けることにより、操作部を意図した位置で停止させることが可能となり、操作部の位置決め精度を向上できる。

図１は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略図である。同図において電子写真複写装置である画像形成装置１は、図２に示すように、原稿画像を読み取るスキャナ部３、画像出力を行うプリンタ部４等を装置本体２の内部に有しており、図１には示していないがスキャナ部３の上部には原稿を連続的に読み取るＡＤＦ装置５が、また画像形成された用紙が排出される排紙部には用紙を丁合するソータ装置６がそれぞれ付設されている。スキャナ部３、プリンタ部４、ＡＤＦ装置５、ソータ装置６はそれぞれスキャナ駆動部７、プリンタ駆動部８、ＡＤＦ駆動部９、ソータ駆動部１０によって駆動され、各駆動部７〜１０の作動は本体制御部１１によって制御される。本体制御部１１には第１記憶部１２が接続されており、第１記憶部１２には本体制御部１１が実行するシーケンス制御のプログラム及び後述する操作パネル１５からの入力信号を解釈するためのファイル等が記憶されている。また、本実施形態においては本体制御部１１に画像処理部１３が接続されており、スキャナ部３で読み込んだ画像データに対してＵＣＲや輪郭強調、拡大縮小等の画像処理が可能な構成となっている。さらに本体制御部１１には、ＬＡＮやファクス等を利用した画像通信のための通信制御部１４が接続されている。

装置本体２の前部には操作部としての操作パネル１５が配設されている。操作パネル１５には、図２に示すように、ＬＣＤ１６、タッチパネル１７、ハードキー１８、ＬＥＤ１９等が上面に設けられており、これらの制御部である表示制御部２０、入力制御部２１、キーマトリクス２２、ＬＥＤマトリクス２３等が内部に配設されている。また、各制御部２０，２１及び各マトリクス２２，２３を統括して制御する制御手段としての操作制御部２４及び第２記憶部２５等も設けられており、操作制御部２４は本体制御部１１と通信を行って入力情報及び表示データ等の受け渡しを行っている。操作制御部２４は、図４に示すように、後述するモータ３０の作動を制御するモータ駆動部３３及び後述するトルクセンサ３２からの信号処理を行うセンサ信号処理部３４に接続されている。

操作パネル１５は、図３（ａ）に示すように、揺動軸２６を一体的に有しており、揺動軸２６は装置本体２に設けられた支持部材２７によって回転自在に支持されている。揺動軸２６の一端にはウォームホイール２８が取り付けられており、装置本体２にはウォームホイール２８と噛合するウォーム２９を出力軸に有する正逆回転可能なモータ３０が配設されている。この構成より、操作パネル１５は、モータ３０が不作動の場合はその位置で保持され、モータ３０が作動することによって、図１に示すようにその上面と装置本体２の上面とがほぼ水平をなす水平位置とその上面が装置本体２の前面とほぼ平行となる垂直位置との間を揺動する。上述の構成中、ウォームホイール２８とウォーム２９とによって操作部保持手段３１が構成され、モータ３０が操作部揺動手段として機能する。モータ３０の作動はモータ駆動部３３を介して操作制御部２４によって制御される。

揺動軸２６には外力検知手段としてのトルクセンサ３２が取り付けられている。トルクセンサ３２は、操作パネル１５の上面から下向きのあるいは下面から上向きの外力が作用した際に、この外力を揺動軸２６に対する回転力としてその方向及び大きさを検知することが可能な周知のトルクセンサである。トルクセンサ３２は、図４に示すように、センサ信号処理部３４を介して操作制御部２４に接続されており、外力の方向及び大きさに応じた極性及び大きさの電圧を操作制御部２４に対して出力する。

上述の構成より、画像形成装置１を使用するオペレータが操作パネル１５の上面を下向きに、あるいは下面を上向きに押圧することにより、この押圧力が外力としてトルクセンサ３２によって検知され、トルクセンサ３２から外力に応じた極性及び大きさの検知電圧が操作制御部２４に出力される。操作制御部２４はこの検知電圧に基づき、モータ３０を極性に応じて正転あるいは逆転させることにより、操作パネル１５を外力に応じた方向に揺動させる。そして、オペレータによる操作パネル１５の押圧が停止されると、トルクセンサ３２が外力を検知しなくなることから操作制御部２４に送られていた検知電圧が途絶え、操作制御部２４はモータ３０の作動を停止させる。

この構成によれば、オペレータが操作パネル１５に対して外力を与えている間はモータ３０が作動して操作パネル１５が外力と同じ方向に揺動するので、操作パネル１５をオペレータの所望の位置に簡単に位置決めすることができる。この構成において、トルクセンサ３２から操作制御部２４に送られる検知電圧の大きさが、オペレータの負担とならない程度である適度の押圧力に応じた電圧の大きさ以上となったときにモータ３０を作動させる構成とすることにより、オペレータの負担となることなく、かつオペレータの意図に応じて操作パネル１５を揺動することができる。また、上述の構成において、揺動軸２６の回転角度を検知する図示しないエンコーダを設け、揺動軸２６の回転角度から操作パネル１５の角度をＬＣＤ１６等に表示する構成とすることにより、角度調整に再現性を持たせることが可能となり、操作性を向上することができる。

上記実施形態では、操作パネル１５の上面を下向きにあるいは下面を上向きに押圧する押圧力を外力とする例を示したが、操作パネル１５の上面及び／または下面に図示しない取っ手を設け、上面を上向きにあるいは下面を下向きに引っ張る引張力を外力としてもよい。

図５は、本発明の第２の実施形態に用いられる位置検知手段としての位置センサ３５と遮光板３６とを示している。この第２の実施形態は、位置センサ３５及び遮光板３６を用いる点、操作制御部２４の制御が異なる点を除いて第１の実施形態と同様の構成である。

透過型センサである位置センサ３５は発光素子と受光素子とを有しており、各素子は所定の間隔を置いて装置本体２に取り付けられている。一方、揺動軸２６には、装置本体２側に向けて突出した遮光板３６が取り付けられている。遮光板３６は位置センサ３５の各素子間に位置するように配置されており、そこには所定の角度（図５では１５度）毎に孔３６ａが穿設されている。位置センサ３５は、遮光板３６の孔３６ａと対応する位置に操作パネル１５が位置したときに信号を発し、発せられた信号は図４に示すように操作制御部２４に入力される。

操作制御部２４は、操作パネル１５に対して外力が付加されてトルクセンサ３２から検知電圧が送られたときに、モータ３０を作動させて操作パネル１５を外力の方向に揺動させる。この揺動は、位置センサ３５から発せられた信号が各素子間に遮光板３６が入り込むことによって途絶えた後、次の孔３６ａが各素子間に位置することで位置センサ３５から信号が再び発せられるまで行われる。このとき各孔３６ａは、操作パネル１５の複数の停止位置として機能する。そして、位置センサ３５から再び信号が発せられると、この信号を受けて操作制御部２４はモータ３０の作動を停止させる。この構成により、オペレータは操作パネル１５を押圧し続けることなく操作パネル１５を所定の角度だけ揺動させることができ、操作パネル１５の停止位置に再現性を持たせることができると共に操作性が向上する。

上述の実施形態の変形例として、操作パネル１５上で各孔３６ａの間隔に応じた所定の揺動角度（本実施形態では１５度毎）を設定し、これを第２記憶部２５に記憶させ、設定された揺動角度に応じた角度まで操作制御部２４がモータ３０を駆動させる構成としてもよい。この場合、設定された角度が４５度の場合は位置センサ３５からの信号が３回途絶えた後に入力された際にモータ３０を停止させればよく、設定された角度が７５度の場合は位置センサ３５からの信号が５回途絶えた後に入力された際にモータ３０を停止させればよい。この構成により、操作パネル１５を１回の動作によって所定の角度まで揺動させることができ、操作パネル１５の停止位置に再現性を持たせることができると共に操作性をさらに向上することができる。

上述した各実施形態では、トルクセンサ３２によって検知される外力がオペレータの負担とならない程度である適度の押圧力に応じた所定値以上となったときにモータ３０を作動させれば、オペレータの負担を軽くすることができるということを述べた。しかし、揺動軸２６には操作パネル１５の自重による外力が働いており、トルクセンサ３２からはこの自重に応じた検知電圧が出力されているため、これを補正しておかないと操作制御部２４は常に下側に向けた外力が作用していると判断してモータ３０を駆動してしまう。

この補正として、図６に示すように、トルクセンサ３２からの検知電圧に対して不感帯領域Ａ，Ｂを設け、所定値以上の電圧が検知電圧として出力された際に意図した外力が作用したものと判断する。また、下向き及び上向き双方の揺動に対して同一量の補正を行うと、上述した操作パネル１５の自重により上向きに揺動させる場合の方が下向きに揺動させる場合よりも大きな外力を付加しなくてはならなくなるため、オペレータの感覚と不一致となる。これを解決するため、図７に示すように、操作パネル１５の自重を考慮した閾値を設定して補正を行うことにより、オペレータは下向きの揺動及び上向きの揺動をそれぞれ同じ感覚で行うことが可能となる。

また、上記各実施形態では、操作パネル１５上に設けられているタッチパネル１７及びハードキー１８等をオペレータが押圧して画像形成装置１の操作を行う場合に、この押圧力を外力としてトルクセンサ３２が誤検知してモータ３０が作動し、操作パネル１５が下向きに揺動してしまう虞がある。

これを補正するため、タッチパネル１７及びハードキー１８等の、画像形成装置１の操作に必要な部位が押圧された際にこれを検知する操作部検知手段としての操作部センサ３７を操作パネル１５内に設け、図４に示すように、操作部センサ３７からの信号が操作制御部２４に入力される構成とする。操作制御部２４は、図８に示すように、操作部センサ３７からの信号が入力されている間はトルクセンサ３２からの信号を無効とする。この構成により、操作パネル１５を揺動させる場合の押圧力以上の押圧力で操作のために操作パネル１５を押圧した場合であっても操作パネル１５が揺動することが防止され、操作性を向上することができると共に、操作パネル１５の不意の揺動によりオペレータに危険が及ぶことを防止することができる。

この変形例として、図９に示すように、トルクセンサ３２によって外力が検知された後、所定時間Ｃ内に操作部センサ３７からの信号が入力された場合に操作制御部２４はモータ３０の作動を禁止し、所定時間Ｃ内に操作部センサ３７からの信号が入力されない場合に操作制御部２４はモータ３０の作動を許容する構成としてもよい。この構成により、操作パネル１５を揺動させようとした後に画像形成装置１の操作を行おうとした場合には操作パネル１５の揺動が行われないので、オペレータに危険が及ぶことを防止することができる。

さらに他の変形例として、トルクセンサ３２により外力が検知され操作制御部２４がモータ３０を作動させて操作パネル１５が揺動しているときに、操作部センサ３７からの信号が操作制御部２４に入力された際にこれを無視してモータ３０の作動を継続させる構成、操作部センサ３７からの信号が操作制御部２４に入力された際にモータ３０を非常停止させる構成としてもよい。

上述した各実施形態では、モータ３０の出力軸にウォーム２９を取り付け、揺動軸２６に取り付けたウォームホイール２８とで減速機構である操作部保持手段３１を構成しているため、モータ３０と操作部保持手段３１との間での慣性力が大きくなり、外力が解除されてもあるいは位置センサ３５からの信号が入力されても操作パネル１５の揺動がすぐには停止せず、揺動角度が意図した角度よりも大きくなってしまう。

これを補正するため、モータ３０を停止させる際にモータ３０に制動をかける制動手段を付加することにより、操作パネル１５を意図した位置で停止させることが可能となり位置決め精度が向上する。制動手段としては、メカ的な摩擦力をモータに与えるもの、電磁ブレーキ、モータ３０に逆相の電圧を与えることによる逆回転ブレーキ等が挙げられる。図１０にモータ３０に対して逆回転ブレーキをかける場合のモータ３０の制御波形を示す。また、モータ端子間を短絡することによってモータに制動をかけることができることも周知であり、図１０に示すタイミングでモータ３０の端子間を短絡しても同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施形態では画像形成装置として電子写真式複写装置を用いた例を示したが、画像形成装置としてはこの限ではなく、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、印刷装置等の、操作部を有する画像形成装置であればどのようなものにおいても本発明を適用することが可能である。

本発明の第１及び第２の実施形態を採用した画像形成装置の概略図である。 本発明の第１及び第２の実施形態を採用した画像形成装置の全体制御ブロック図である。 本発明の第１及び第２の実施形態に用いられる操作部の揺動機構を説明するための（ａ）概略平面図（ｂ）概略側面図（ｃ）概略斜視図である。 本発明の第１及び第２の実施形態に用いられる操作部の制御ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に用いられる位置センサ及び遮光板を説明するための概略図である。 本発明の各実施形態の変形例におけるモータの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の各実施形態の変形例におけるトルクセンサの検知閾値を説明するための概略図である。 本発明の各実施形態の他の変形例におけるモータの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の各実施形態の他の変形例におけるモータの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の各実施形態のさらに他の変形例におけるモータの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置（電子写真複写装置）
２ 装置本体
１５ 操作部（操作パネル）
２４ 制御手段（操作制御部）
３０ 操作部揺動手段（モータ）
３１ 操作部保持手段
３２ 外力検知手段（トルクセンサ）
３５ 位置検知手段（位置センサ）
３６ａ 複数の停止位置（孔）
３７ 操作部検知手段（操作部センサ）
Ｃ 所定時間

Claims (9)

1. 装置の操作を行う操作部を有し、前記操作部が装置本体に揺動自在に支持された画像形成装置において、
   前記操作部を前記装置本体に対して所定の角度で保持する操作部保持手段と、前記操作部に作用する前記揺動方向の外力を検知する外力検知手段と、前記操作部を前記外力の方向に向けて揺動させる操作部揺動手段と、前記外力検知手段により前記外力が検知された際に前記操作部揺動手段を作動させる制御手段と、前記操作部が操作されていることを検知する操作部検知手段とを有し、前記制御手段は前記操作部検知手段により前記操作部の操作が検知されている間は前記外力検知手段による前記外力の検知を無効とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記外力検知手段により前記外力が検知されているときにのみ前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記操作部の揺動時における複数の停止位置を検知する位置検知手段を有し、前記制御手段は、前記外力検知手段により前記外力が検知された際に、前記操作部が前記位置検知手段により最初の前記停止位置であると検知される位置まで前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記操作部の揺動時における複数の停止位置を検知する位置検知手段を有し、前記制御手段は、前記外力検知手段により前記外力が検知された際に、前記操作部が前記位置検知手段により所定の前記停止位置であると検知される位置まで前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記外力検知手段は、前記操作部に所定値以上の力が作用した際に該所定値以上の力を前記外力として検知することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記外力検知手段は、前記操作部の自重により作用した力を前記外力として検知しないことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記外力検知手段により前記外力が検知された後、所定時間以内に前記操作部検知手段により前記操作部の操作が検知されない場合に、前記制御手段は前記操作部揺動手段を作動させることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１または７記載の画像形成装置において、
   前記操作部揺動手段の作動中に前記操作部検知手段により前記操作部の操作が検知された場合には、前記制御手段は前記操作部の操作を無視して前記操作部揺動手段の作動を継続させることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし８の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記操作部揺動手段の作動に制動をかける制動手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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