WO2013111653A1 - タッチパネル装置およびこれを備える電子機器 - Google Patents

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WO2013111653A1
WO2013111653A1 PCT/JP2013/050694 JP2013050694W WO2013111653A1 WO 2013111653 A1 WO2013111653 A1 WO 2013111653A1 JP 2013050694 W JP2013050694 W JP 2013050694W WO 2013111653 A1 WO2013111653 A1 WO 2013111653A1
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function
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unit
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朗彦 黒木
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京セラドキュメントソリューションズ株式会社
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    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel device in which a touch panel is provided on a display unit, and in particular, to a touch panel device having a function of feeding back a tactile sensation to an operator by vibrating the touch panel, and an electronic device including the touch panel device.
  • Patent Document 1 a technique called force feedback that feeds back a sense of pressing an operation key to an operator by tactile sensation has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the piezoelectric element is provided on the touch panel.
  • the touch panel is vibrated by contracting and deforming the piezoelectric element by applying a voltage to the piezoelectric element in response to the operator touching the operation surface of the touch panel. provide feedback.
  • Patent Literature 2 There has also been proposed a technique in which a pressing force applied to an operation key is detected by a pressure sensor, a predetermined function is selected and executed, and a function characteristic is adjusted and changed according to the detected pressing force. (For example, refer to Patent Document 2).
  • the technique of Patent Literature 2 notifies the operator of the selected function or its characteristics by generating vibration every time the pressing force exceeds a preset threshold value.
  • An object of the present invention is to provide a touch panel device in which an operator can discriminate between vibration that gives a tactile sensation when an operation key is pressed and vibration that notifies execution of a selected function.
  • the touch panel device includes a display unit, a touch panel, a pressing force detection unit, a vibration drive unit, and a control unit.
  • the display unit displays a function selection execution key that accepts selection and execution of a plurality of functions.
  • the touch panel is arranged on the display surface of the display unit, and accepts an operation on the function selection execution key.
  • the pressing force detection unit detects the pressing force on the touch panel when the function selection execution key is operated.
  • the vibration driving unit vibrates the touch panel.
  • the control unit changes the function selected by the operation of the function selection execution key according to the pressing force detected by the pressing force detection unit, and when an arbitrary function continues to be selected for a preset period, Perform the function that continues to be selected.
  • the control unit vibrates the touch panel with the first vibration pattern by controlling the vibration driving unit every time the function is changed, and controls the vibration driving unit when the function is executed.
  • the touch panel is vibrated with a second vibration pattern different from the vibration pattern.
  • the function is changed according to the pressing force by the operation of the function selection execution key, and when the same function is continuously selected for a preset period, the selected function is executed, Whenever the function is changed, the touch panel is vibrated with the first vibration pattern, and when the function is executed, the vibration driving unit is controlled to vibrate the touch panel with a second vibration pattern different from the first vibration pattern.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an image forming apparatus equipped with a touch panel device according to an embodiment of the present invention. It is a front view which shows the touchscreen apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow A-A ′ shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. It is a figure which shows the example of the 1st vibration pattern of the touch panel shown in FIG. 2, FIG. It is a figure which shows the example of the 2nd vibration pattern of the touch panel shown in FIG. 2, FIG. It is a figure which shows an example of the pressing force at the time of operation of the function selection execution key shown in FIG. It is a figure which shows the other example of the pressing force at the time of operation of the function selection execution key shown in FIG.
  • the image forming apparatus 100 on which the touch panel device 10 of this embodiment is mounted is a copying machine.
  • the image forming apparatus 100 includes a document reading unit 120, a document feeding unit 130, and a recording unit 140.
  • the document reading unit 120 is disposed above the recording unit 140.
  • the document feeding unit 130 is disposed on the upper part of the document reading unit 120.
  • the image forming apparatus 100 will be described using a copying machine, but a scanner, a multifunction peripheral, and the like are also included in the image forming apparatus 100.
  • the touch panel device 10 for setting and operating instructions of the image forming apparatus 100 is provided on the front side (front side in FIG. 1) of the image forming apparatus 100.
  • the touch panel device 10 includes a display unit 11 and a touch panel 12.
  • the display unit 11 displays various operation keys that accept operation inputs.
  • the touch panel 12 is provided on the display surface of the display unit 11.
  • the touch panel 12 receives an operation to an operation key displayed on the display unit 11 by detecting an input by pressing an operator's fingertip or stylus and outputting a signal corresponding to a position where the input is detected.
  • a liquid crystal display panel can be used as the display unit 11.
  • a resistive film type or capacitive type touch panel can be used as the touch panel 12.
  • a touch panel having a structure that bends (distorts) a small amount in accordance with the pressing force when pressed is used in this embodiment.
  • the display unit 11 is arranged and held in the housing 13.
  • the touch panel 12 is held on the display unit 11 via the elastic member 14.
  • An upper cover that covers the peripheral area of the display unit 11 and the touch panel 12 is provided in the housing 13.
  • the elastic member 15 is provided between the upper cover and the touch panel 12.
  • the strain gauge sensor 16 is attached to the surface of the touch panel 12 in a region covered with the upper cover of the housing 13.
  • the band-shaped piezoelectric element 17 is attached to the back surface of the touch panel 12.
  • the strain gauge sensor 16 functions as a pressing force detection unit that detects the pressing force applied to the touch panel 12.
  • the piezoelectric element 17 functions as a vibration unit that vibrates the touch panel 12.
  • the touch panel device 10 includes a permanent operation key, a function selection execution key 18, and a function-specific operation key display area 19.
  • Permanent operation keys include a numeric keypad, a reset key, a stop key, a start key, and the like.
  • the numeric keypad is a key for inputting numerical values such as the number of printed sheets.
  • the reset key is a key for inputting an instruction to initialize the setting information.
  • the stop key is a key for stopping the copying operation or erasing the input numerical value.
  • the start key is a key for inputting an output instruction for starting a printing operation.
  • the function selection execution key 18 switches the function mode according to the pressing force applied to the touch panel 12.
  • the function-specific operation keys corresponding to the function mode switched by the function selection execution key 18 are displayed in the function-specific operation key display area 19.
  • the document reading unit 120 includes a scanner 121, a platen glass 122, and a document reading slit 123.
  • the scanner 121 includes an exposure lamp, a CCD (Charge-Coupled Device) sensor, and the like, and is movable along the conveyance direction of the document MS by the document feeding unit 130.
  • the platen glass 122 is a document table made of a transparent member such as glass.
  • the document reading slit 123 has a slit extending along a direction orthogonal to the direction in which the document MS is conveyed by the document feeding unit 130.
  • the scanner 121 When reading the document MS placed on the platen glass 122, the scanner 121 is moved to a position facing the platen glass 122. The scanner 121 scans the document MS placed on the platen glass 122 to read the document MS and acquire image data. The scanner 121 outputs the acquired image data to the recording unit 140. On the other hand, when reading the document MS conveyed by the document feeding unit 130, the scanner 121 is moved to a position facing the document reading slit 123. The scanner 121 reads the document MS through the document reading slit 123 in synchronization with the transport operation of the document MS by the document feeding unit 130 and acquires image data. The scanner 121 outputs the acquired image data to the recording unit 140.
  • the document feeding unit 130 includes a document placing unit 131, a document discharge unit 132, and a document transport mechanism 133.
  • the document transport mechanism 133 sequentially feeds the documents MS placed on the document placement unit 131 one by one.
  • the document MS fed by the document transport mechanism 133 is transported to a position facing the document reading slit 123 of the document reading unit 120, and is then discharged to the document discharge unit 132.
  • the front side of the document feeder 130 can be lifted upward. By lifting the front side of the document feeder 130 upward, the upper surface of the platen glass 122 can be opened.
  • the recording unit 140 includes an image forming unit 150, and includes a paper feeding unit 160, a conveyance path 170, a conveyance roller 181, a discharge roller 182, and a discharge tray 190.
  • the paper feed unit 160 includes a plurality of paper feed cassettes 161a to 161d and a paper feed roller 162.
  • the recording paper P is stored in the paper feed cassettes 161a to 161d.
  • the paper feed roller 162 feeds the recording paper P from the paper feed cassettes 161a to 161d one by one to the transport path 170.
  • the paper feed roller 162, the transport roller 181 and the discharge roller 182 function as a transport unit, and the recording paper P is transported by the transport unit.
  • the recording paper P fed to the transport path 170 by the paper feed roller 162 is transported to the image forming unit 150 by the transport roller 181.
  • the recording paper P on which the image data is recorded by the image forming unit 150 is output to the outside by the discharge roller 182.
  • the recording paper P on which the image data is recorded is guided to the discharge roller 182 and output to the discharge tray 190.
  • the image forming unit 150 includes a photosensitive drum 151, a charging unit 152, an exposure unit 153, a developing unit 154, a transfer unit 155, a cleaning unit 156, and a fixing unit 157.
  • the exposure unit 153 is an optical unit that includes a laser device, a mirror, and the like.
  • the exposure unit 153 outputs laser light based on the image data to expose the surface of the photosensitive drum 151.
  • the surface of the photosensitive drum 151 is charged by the charging unit 152 prior to exposure. Therefore, the electrostatic latent image is formed on the exposed surface of the photosensitive drum 151.
  • the developing unit 154 is a developing unit that develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 151 using toner.
  • a toner image based on the electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 151 by the developing unit 154.
  • the transfer unit 155 transfers the toner image formed on the photosensitive drum 151 by the developing unit 154 to the recording paper P.
  • the fixing unit 157 fixes the toner image on the recording paper P by heating the recording paper P on which the toner image is transferred by the transfer unit 155.
  • the touch panel device 10 the document reading unit 120, the document feeding unit 130, the image forming unit 150, and the transport unit (paper feed roller 162, transport roller 181, discharge roller 182) are connected to the control unit 1.
  • the operation is controlled by the control unit 1.
  • the storage unit 2 and the image processing unit 3 are also connected to the control unit 1.
  • the control unit 1 is an information processing unit such as a microcomputer including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • a control program for controlling the operation of the image forming apparatus 100 is stored in the ROM.
  • the control unit 1 reads out a control program stored in the ROM and develops the control program in the RAM, thereby controlling the entire apparatus according to predetermined instruction information input from the touch panel device 10.
  • the storage unit 2 includes a semiconductor memory or an HDD (Hard Disk Drive).
  • the image data acquired by reading the document in the document reading unit 120 is stored in the storage unit 2.
  • the image processing unit 3 performs predetermined image processing on the image data. For example, the image processing unit 3 performs enlargement / reduction processing and image improvement processing such as density adjustment and gradation adjustment.
  • the touch panel device 10 includes a pressing force detection unit 20 and a vibration drive unit 21.
  • the pressing force detection unit 20 detects the pressing force applied to the touch panel 12 based on the output of the strain gauge sensor 16 (the output average value of the four strain gauge sensors 16), and outputs the detected pressing force to the control unit 1.
  • the detection of the pressing force by the pressing force detector 20 is always performed.
  • the control unit 1 monitors temporal changes in the pressing force applied to the touch panel 12.
  • the vibration drive unit 21 applies a voltage signal to the piezoelectric element 17 based on the control by the control unit 1, and as a result, vibrates the touch panel 12.
  • the image forming apparatus 100 is configured to operate in four function modes of “copy”, “transmission / fax”, “document box”, and “status check”. Each function mode is switched by a function selection execution key 18. As shown in FIG. 2, permanent operation keys such as a numeric keypad, a reset key, a stop key, and a start key used in any function mode are assigned to the touch panel device 10. A function-specific operation key display area 19 in which function-specific operation keys corresponding to the function mode are displayed is also assigned to the touch panel device 10. Permanent operation keys require a sense of operation because they are operated more frequently than function-specific operation keys.
  • the physical key is used as a permanent operation key.
  • the control unit 1 when the permanent operation key is also assigned to the touch panel 12, when the operation of the area to which the permanent operation key is assigned on the touch panel 12 is received, the control unit 1 is driven by vibration.
  • the touch panel 12 is vibrated by controlling the unit 21.
  • the tactile sensation due to the vibration of the touch panel 12 is fed back to the operator.
  • the vibration driving unit 21 applies a voltage signal of one pulse to the piezoelectric element 17. Then, as shown in FIG. 5A, the touch panel 12 vibrates so that the operation surface side is raised once (hereinafter referred to as a first vibration pattern).
  • the control unit 1 does not vibrate the touch panel 12 when receiving an operation of the function-specific operation key area displayed in the function-specific operation key display area 19.
  • the operational feeling between the permanent operation keys and the function-specific operation keys is made different.
  • the touch panel 12 may vibrate with a vibration pattern different from the first vibration pattern by the operation of the permanent operation key.
  • the touch panel 12 When accepting the operation of the permanent operation key area, the touch panel 12 is vibrated with the first vibration pattern when the operation is accepted. On the other hand, when the operation of the area of the function selection execution key 18 is accepted, the touch panel 12 is vibrated with the first vibration pattern every time the function mode is changed. Specifically, the touch panel 12 is vibrated with the first vibration pattern every time the pressing force exceeds a preset threshold, that is, every time the function mode selected by the operation of the function selection execution key 18 is changed.
  • a preset threshold that is, every time the function mode selected by the operation of the function selection execution key 18 is changed.
  • the function modes are assigned according to the pressing force for operating the function selection execution key 18, that is, the pressing force received by the area to which the function selection execution key 18 is assigned on the touch panel 12.
  • the range from the threshold P0 to P1 is “copy”
  • the range from the threshold P1 to P2 is “transmission / fax”
  • the range from the threshold P2 to P3 is “document box”.
  • the ranges from the thresholds P3 to P4 are assigned to “status check”, respectively.
  • the function mode selection operation will be described with reference to FIG.
  • the operation is accepted when the pressing force reaches the threshold value P0.
  • the position information of the function selection execution key 18 is notified from the touch panel 12 to the control unit 1.
  • the control unit 1 controls the vibration driving unit 21 to vibrate the touch panel 12 with the first vibration pattern.
  • the control unit 1 monitors the pressing force detected by the pressing force detection unit 20. Therefore, the control unit 1 controls the vibration driving unit 21 to vibrate the touch panel 12 with the first vibration pattern every time the pressing force exceeds the threshold values P0, P1, P2, and P3.
  • the operator can grasp
  • the control unit 1 monitors the pressing force detected by the pressing force detection unit 20. Therefore, when the same function mode is continuously selected for a preset period T0, the control unit 1 executes switching to the function mode. For example, as indicated by a solid line in FIG. 7, the operator presses the function selection execution key 18 and maintains the pressing force between the threshold values P2 and P3 (that is, selects “document box”). When the preset period T0 has elapsed, the control unit 1 executes switching to the function mode “document box”. Moreover, the control part 1 controls the vibration drive part 21 at the time of switching of a function mode, and vibrates the touch panel 12 with the 2nd vibration pattern different from a 1st vibration pattern.
  • the control unit 1 notifies the operator of the switching of the function mode.
  • the second vibration pattern a plurality of vibrations having a short cycle are used. Specifically, a plurality of pulse voltage signals weaker than the first vibration pattern are applied to the piezoelectric element 17 by the vibration driving unit 21. Then, as illustrated in FIG. 5B, the touch panel 12 vibrates so that the operation surface side continuously rises a plurality of times. At this time, one vibration cycle T2 of the second vibration pattern is shorter than the vibration cycle T1 of the first vibration pattern. Thereby, the operator can grasp the tactile sensation different from the tactile sensation of operating the function selection execution key 18 by the vibration caused by the function mode switching.
  • the range where the pressing force for pressing the function selection execution key 18 exceeds the threshold value P4 is assigned to “reset”. That is, the range exceeding the range of the pressing force to which the selection of the function mode is assigned is assigned to “reset” that invalidates the switching of the function mode. Accordingly, as indicated by the one-dot chain line in FIG. 7, after the switch to the function mode “document box” is executed, when the function selection execution key 18 is further pressed and the pressing force exceeds the threshold value P4, The control unit 1 invalidates the switching to the function mode “document box” and returns to the initial function mode (for example, “copy”). As a result, even when the operator accidentally switches to an undesired function mode, the function mode switching can be easily invalidated by pressing the function selection execution key 18.
  • the function mode is switched by operating the function selection execution key 18.
  • the function selection execution key 18 may be used as a key for instructing switching to the sleep mode.
  • a range where the pressing force of the function selection execution key 18 is weak may be assigned to a shallow sleep
  • a range where the pressing force is strong may be assigned to a deep sleep.
  • the display unit 11, the touch panel 12, the pressing force detection unit 20 (strain gauge sensor 16), the vibration drive unit 21 (piezoelectric element 17), and the control unit 1 are provided.
  • the display unit 11 displays a function selection execution key 18 that accepts selection and execution of a plurality of functions.
  • the touch panel 12 is disposed on the display surface of the display unit 11 and receives an operation on the function selection execution key 18.
  • the pressing force detection unit 20 detects the pressing force on the touch panel 12 when the function selection execution key 18 is operated.
  • the vibration drive unit 21 vibrates the touch panel 12.
  • the display unit 11 changes the function selected by the operation of the function selection execution key 18 according to the pressing force detected by the pressing force detection unit 20, and during a period T0 in which an arbitrary function is set in advance.
  • the control unit 1 vibrates the touch panel 12 with the first vibration pattern by controlling the vibration driving unit 21 every time the function is changed, and controls the vibration driving unit 21 when the function is executed.
  • the touch panel 12 is vibrated with a second vibration pattern different from the first vibration pattern. Accordingly, since it is possible to notify the operator of the execution of the selected function at the timing when the operator does not need the tactile sensation of pressing the operation key, the vibration that gives the tactile sensation of pressing the operation key is selected. There is an effect that the operator can discriminate the vibration for notifying the execution of the function.
  • the vibration driving unit 21 vibrates the touch panel 12 so that the operation surface side of the touch panel 12 is raised once in the first vibration pattern, and the operation surface side of the touch panel 12 is moved in the second vibration pattern.
  • the touch panel 12 is vibrated so as to rise several times. Thereby, the tactile sensation of pressing the operation key can be given to the operator through the first vibration pattern, and the operator can be notified of the execution of the selected function through the second vibration pattern. Play.
  • control unit 1 invalidates the execution of the plurality of functions when the pressing force detected by the pressing force detection unit 20 exceeds the range in which the plurality of functions are allocated. Thus, even if an undesired function is executed by mistake, the operator can easily invalidate the execution of the function.
  • the touch panel device 10 according to the present invention is applied as one component of the image forming apparatus 100 and performs setting and operation instructions of the image forming apparatus 100.
  • the application of the touch panel device 10 according to the present invention is not limited to the image forming apparatus 100.
  • the present invention can be widely applied to various electronic devices such as mobile phones, smartphones, and tablet terminals.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention.
  • the number, position, shape, and the like of each component described above are not limited to the embodiment, and a suitable number, position, shape, and the like can be selected in carrying out the present invention.
  • the same components are denoted by the same reference numerals.

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Abstract

　歪みゲージセンサー１６と、圧電素子１７と、制御部１と、を備える。歪みゲージセンサー１６は、機能選択実行キー１８を操作する際のタッチパネル１２に対する押圧力を検出する。圧電素子１７は、タッチパネル１２を振動させる。制御部１は、押圧力検出部２０によって検出される押圧力に応じて、機能選択実行キー１８の操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間Ｔ０の間選択され続ける場合に、選択され続ける機能を実行させる。制御部は、機能を変更させる毎に、圧電素子１７を制御することにより第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させ、そして、機能を実行させる場合に、圧電素子１７を制御することにより第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。

Description

タッチパネル装置およびこれを備える電子機器
　本発明は、表示部上にタッチパネルが設けられたタッチパネル装置に関し、詳細には、タッチパネルを振動させることにより操作者に触感をフィードバックする機能を有するタッチパネル装置、およびこれを備える電子機器に関する。
　近年、表示部上にタッチパネルが設けられたタッチパネル装置において、操作キーを押した感覚を操作者へ触感でフィードバックするフォースフィードバックと呼ばれる技術は、提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１において、圧電素子は、タッチパネルに設けられている。特許文献１の技術は、操作者がタッチパネルの操作面をタッチするのに応じて、圧電素子に電圧を印加して圧電素子を収縮変形させることにより、タッチパネルを振動させて、操作者に触感をフィードバックする。
　操作キーに対して加えられた押圧力を感圧センサーによって検出し、検出した押圧力に応じて、所定の機能の選択及び実行、並びに機能の特性の調整変更を行う技術も、提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の技術は、押圧力が予め設定された閾値を超える毎に振動を発生させることにより、選択された機能又はその特性を操作者に報知する。
特開２０１１－１７５３６４号公報 特開２００２－２４４７８９号公報
　タッチパネル装置においても、加えられた押圧力に応じて機能を選択及び実行させることは、検討されている。しかし、特許文献１の技術及び特許文献２の技術を併用することは、困難である。すなわち、特許文献１のフォースフィードバック技術を採用した場合には、タッチパネルの振動が、操作キーを押した触感を操作者に与えるためのものか、それとも機能の実行を操作者に報知するためのものかを操作者が判別することは、困難である。
　本発明の目的は、操作キーを押下した触感を与える振動と、選択された機能の実行を報知する振動とを、操作者が判別することのできるタッチパネル装置を提供することにある。
　本発明によるタッチパネル装置は、表示部と、タッチパネルと、押圧力検出部と、振動駆動部と、制御部と、を備える。表示部は、複数の機能の選択及び実行を受け付ける機能選択実行キーを表示する。タッチパネルは、表示部の表示面上に配置され、機能選択実行キーに対する操作を受け付ける。押圧力検出部は、機能選択実行キーが操作される際に、タッチパネルに対する押圧力を検出する。振動駆動部は、タッチパネルを振動させる。制御部は、押圧力検出部によって検出される押圧力に応じて、機能選択実行キーの操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間選択され続ける場合に、選択され続ける機能を実行させる。制御部は、機能を変更させる毎に、振動駆動部を制御することにより第１の振動パターンでタッチパネルを振動させ、そして、機能を実行させる場合に、振動駆動手段を制御することにより第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンでタッチパネルを振動させる。
　本発明によれば、機能選択実行キーの操作による押圧力に応じて機能を変更させると共に、同じ機能が予め設定されている期間継続して選択されると、選択されている機能を実行させ、機能を変更させる毎に、第１の振動パターンでタッチパネルを振動させると共に、機能を実行させると、振動駆動手段を制御して第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンでタッチパネルを振動させるように構成することにより、第１の振動パターンで操作キーを押下した触感を得ることができると共に、操作キーを押下した触感を必要としないタイミングに、第２の振動パターンで選択された機能の実行を報知することができるため、操作キーを押下した触感と、選択された機能の実行を報知する振動とを判別することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るタッチパネル装置が搭載された画像形成装置を示す概略的縦断面図である。 図１に示すタッチパネル装置を示す正面図である。 図２に示すＡ－Ａ’矢示による断面図である。 図１に示す画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 図２、図３に示すタッチパネルの第１の振動パターンの例を示す図である。 図２、図３に示すタッチパネルの第２の振動パターンの例を示す図である。 図２に示す機能選択実行キーの操作時の押圧力の一例を示す図である。 図２に示す機能選択実行キーの操作時の押圧力の他の例を示す図である。
　次に、本発明の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。
　本実施形態のタッチパネル装置１０が搭載された画像形成装置１００は、複写機である。図１を参照すると、画像形成装置１００は、原稿読取部１２０と、原稿給送部１３０と、記録部１４０と、を備えている。原稿読取部１２０は、記録部１４０の上部に配設されている。原稿給送部１３０は、原稿読取部１２０の上部に配設されている。本明細書では、画像形成装置１００を複写機により説明するが、スキャナー、複合機等もまた画像形成装置１００に含まれる。
　画像形成装置１００の設定及び動作指示を行うタッチパネル装置１０は、画像形成装置１００の前面側（図１において手前側）に設けられている。図２及び図３に示すように、タッチパネル装置１０は、表示部１１と、タッチパネル１２と、を備えている。表示部１１は、操作入力を受け付ける各種の操作キーを表示する。タッチパネル１２は、表示部１１の表示面上に設けられる。タッチパネル１２は、操作者の指先やスタイラス等の押圧による入力を検知し、そして入力が検知された位置に対応する信号を出力することにより、表示部１１に表示された操作キーへの操作を受け付ける。例えば、液晶表示パネルは、表示部１１として用いることができる。例えば、抵抗膜方式又は静電容量方式等のタッチパネルは、タッチパネル１２として用いることができる。押圧される場合にその押圧力に応じて微少量撓む（歪む）構造のタッチパネルは、本実施形態において用いられている。
　図３に示すように、表示部１１は、筐体１３内に配置されて、保持されている。タッチパネル１２は、弾性部材１４を介して、表示部１１上に保持されている。表示部１１及びタッチパネル１２の周辺領域を覆うアッパカバーは、筐体１３に設けられている。弾性部材１５は、アッパカバーとタッチパネル１２との間に設けられている。歪みゲージセンサー１６は、筐体１３のアッパカバーで覆われた領域において、タッチパネル１２の表面に貼着されている。帯状の圧電素子１７は、タッチパネル１２の裏面に貼着されている。歪みゲージセンサー１６は、タッチパネル１２に加えられた押圧力を検出する押圧力検出部として機能する。圧電素子１７は、タッチパネル１２を振動させる振動部として機能する。
　図２に示すように、タッチパネル装置１０は、常設操作キーと、機能選択実行キー１８と、機能別操作キー表示領域１９と、を備えている。常設操作キーは、テンキー、リセットキー、ストップキー、及びスタートキー等を含む。テンキーは、印刷枚数等の数値を入力するためのキーである。リセットキーは、設定情報を初期化させる指示を入力するためのキーである。ストップキーは、複写動作を停止させ、又は入力された数値を消去させるためのキーである。スタートキーは、印刷動作を開始させる出力指示を入力するためのキーである。機能選択実行キー１８は、タッチパネル１２に加えられた押圧力に応じて機能モードを切り換える。機能選択実行キー１８によって切り換えられた機能モードに応じた機能別操作キーは、機能別操作キー表示領域１９に表示される。
　図１に示すように、原稿読取部１２０は、スキャナー１２１と、プラテンガラス１２２と、原稿読取スリット１２３と、を備える。スキャナー１２１は、露光ランプ、及びＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー等から構成されて、原稿給送部１３０による原稿ＭＳの搬送方向に沿って移動可能である。プラテンガラス１２２は、ガラス等の透明部材からなる原稿台である。原稿読取スリット１２３は、原稿給送部１３０による原稿ＭＳの搬送方向と直交する方向に沿って延びるスリットを有する。
　プラテンガラス１２２に載置された原稿ＭＳを読み取る場合には、スキャナー１２１は、プラテンガラス１２２と対向する位置に移動される。スキャナー１２１は、プラテンガラス１２２に載置された原稿ＭＳを走査することにより原稿ＭＳを読み取って画像データーを取得する。スキャナー１２１は、取得した画像データーを記録部１４０に出力する。一方、原稿給送部１３０により搬送される原稿ＭＳを読み取る場合には、スキャナー１２１は、原稿読取スリット１２３と対向する位置に移動される。スキャナー１２１は、原稿読取スリット１２３を介して、原稿給送部１３０による原稿ＭＳの搬送動作と同期して原稿ＭＳを読み取って画像データーを取得する。スキャナー１２１は、取得した画像データーを記録部１４０に出力する。
　原稿給送部１３０は、原稿載置部１３１と、原稿排出部１３２と、原稿搬送機構１３３と、を備えている。原稿搬送機構１３３は、原稿載置部１３１に載置された原稿ＭＳを１枚ずつ順に繰り出す。原稿搬送機構１３３によって繰り出された原稿ＭＳは、原稿読取部１２０の原稿読取スリット１２３と対向する位置へ搬送され、次いで、原稿排出部１３２に排出される。原稿給送部１３０の手前側は、上方に持ち上げることが可能である。原稿給送部１３０の手前側を上方に持ち上げることにより、プラテンガラス１２２の上面は、開放されることができる。
　記録部１４０は、画像形成部１５０を備えると共に、給紙部１６０と、搬送路１７０と、搬送ローラー１８１と、排出ローラー１８２と、排出トレイ１９０と、を備えている。
　給紙部１６０は、複数の給紙カセット１６１ａ～１６１ｄと、給紙ローラー１６２と、を備えている。記録紙Ｐは、給紙カセット１６１ａ～１６１ｄに収納される。給紙ローラー１６２は、給紙カセット１６１ａ～１６１ｄから記録紙Ｐを１枚ずつ搬送路１７０に繰り出す。給紙ローラー１６２、搬送ローラー１８１及び排出ローラー１８２は、搬送部として機能し、搬送部により、記録紙Ｐは搬送される。給紙ローラー１６２によって搬送路１７０に繰り出された記録紙Ｐは、搬送ローラー１８１によって画像形成部１５０に搬送される。画像形成部１５０によって画像データを記録された記録紙Ｐは、排出ローラー１８２によって機外に出力される。画像データを記録された記録紙Ｐは、排出ローラー１８２に導かれて、排出トレイ１９０に出力される。
　画像形成部１５０は、感光体ドラム１５１と、帯電部１５２、露光部１５３と、現像部１５４と、転写部１５５と、クリーニング部１５６と、定着部１５７と、を備えている。露光部１５３は、レーザー装置及びミラー等を備えた光学ユニットである。露光部１５３は、画像データーに基づいてレーザー光を出力して、感光体ドラム１５１の表面を露光する。感光体ドラム１５１の表面は、露光に先立って帯電部１５２により帯電されている。そのため、静電潜像は、露光された感光体ドラム１５１の表面に形成される。現像部１５４は、感光体ドラム１５１の表面に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する現像ユニットである。現像部１５４により、静電潜像に基づくトナー像は、感光体ドラム１５１上に形成される。転写部１５５は、現像部１５４によって感光体ドラム１５１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写させる。定着部１５７は、転写部１５５によってトナー像が転写された記録紙Ｐを加熱することにより、トナー像を記録紙Ｐに定着させる。
　次に、画像形成装置１００の制御系について、図４を参照して説明する。
　画像形成装置１００において、タッチパネル装置１０、原稿読取部１２０、原稿給送部１３０、画像形成部１５０、及び搬送部（給紙ローラー１６２、搬送ローラー１８１、排出ローラー１８２）は、制御部１に接続されていて、制御部１によって動作を制御される。また、記憶部２及び画像処理部３もまた、制御部１に接続されている。
　制御部１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。画像形成装置１００の動作制御を行うための制御プログラムは、ＲＯＭに記憶されている。制御部１は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して、制御プログラムをＲＡＭに展開させることにより、タッチパネル装置１０から入力された所定の指示情報等に応じて装置全体の制御を行う。
　記憶部２は、半導体メモリ又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）等からなる。原稿読取部１２０において原稿を読み取ることにより取得された画像データーは、記憶部２に記憶される。
　画像処理部３は、画像データーに対して所定の画像処理を行う。例えば、拡大縮小処理、及び、濃度調整、階調調整等の画像改善処理は、画像処理部３によって行われる。
　図４に示すように、タッチパネル装置１０は、押圧力検出部２０と、振動駆動部２１と、を備えている。押圧力検出部２０は、歪みゲージセンサー１６の出力（４個の歪みゲージセンサー１６の出力平均値）に基づいて、タッチパネル１２に加わる押圧力を検出し、そして制御部１に出力する。押圧力検出部２０による押圧力の検出は、常時行われている。制御部１は、タッチパネル１２に加わる押圧力の時間的な変化を監視している。振動駆動部２１は、制御部１による制御に基づいて、圧電素子１７に電圧信号を印加し、その結果タッチパネル１２を振動させる。
　次に、本実施形態のタッチパネル装置１０の操作について、図５Ａ乃至図７を参照して詳細に説明する。
　画像形成装置１００は、「コピー」、「送信／ファクス」、「文書ボックス」、「状態確認」の４つの機能モードで動作するように構成されている。各機能モードは、機能選択実行キー１８によって切り換えられる。図２に示すように、いずれの機能モードでも使用されるテンキー、リセットキー、ストップキー、スタートキー等の常設操作キーは、タッチパネル装置１０に割り当てられている。機能モードに応じた機能別操作キーが表示される機能別操作キー表示領域１９もまた、タッチパネル装置１０に割り当てられている。常設操作キーは、機能別操作キーに比べて操作回数が多いために、操作感が求められている。そのため、多くの場合において、物理キーは常設操作キーに用いられる。これに対し、本実施形態では、常設操作キーもまた、タッチパネル１２に割り当てられている、タッチパネル１２において常設操作キーが割り当てられている領域の操作を受け付ける場合には、制御部１は、振動駆動部２１を制御して、タッチパネル１２を振動させる。タッチパネル１２の振動による触感は、操作者にフィードバックされる。常設操作キーの領域の操作による振動の場合には、振動駆動部２１は、圧電素子１７に１パルスの電圧信号を印加する。すると、図５Ａに示すように、タッチパネル１２は、操作面側が１回盛り上がるように振動する（以下、第１の振動パターンと称する）。これにより、操作者は、あたかも物理キーを操作したような触感を得ることができる。本実施形態では、機能別操作キー表示領域１９に表示される機能別操作キーの領域の操作を受け付ける場合には、制御部１は、タッチパネル１２を振動させない。これにより、常設操作キーと機能別操作キーとの操作感に違いを持たせている。これに代えて、機能別操作キーの領域の操作を受け付ける場合には、タッチパネル１２は、常設操作キーの操作による第１の振動パターンとは異なる振動パターンで振動してもよい。
　常設操作キーの領域の操作を受け付ける場合には、操作の受け付け時に、第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。これに対して、機能選択実行キー１８の領域の操作を受け付ける場合には、機能モードが変更される毎に、第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。具体的には、押圧力が予め設定された閾値を超えるタイミング毎に、すなわち機能選択実行キー１８の操作によって選択される機能モードが変更される毎に、第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。本実施形態では、図６に示すように、４つの機能モードに合わせて４つの閾値Ｐ１～Ｐ４は、設定されている。機能選択実行キー１８を操作する押圧力、すなわちタッチパネル１２において機能選択実行キー１８が割り当てられている領域が受け付ける押圧力に応じて、機能モードは、割り付けられている。本実施形態では、受け付ける押圧力が閾値Ｐ０からＰ１までの範囲は「コピー」に、閾値Ｐ１からＰ２までの範囲は「送信／ファクス」に、閾値Ｐ２からＰ３までの範囲は「文書ボックス」に、閾値Ｐ３からＰ４までの範囲は「状態確認」に、それぞれ割り付けられている。
　図６に基づいて、機能モードの選択動作について説明する。操作者が機能選択実行キー１８を押下すると、押圧力が閾値Ｐ０に達することにより、操作は受け付けられる。機能選択実行キー１８の位置情報は、タッチパネル１２から制御部１に通知される。制御部１は、振動駆動部２１を制御して、第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。このとき、制御部１は、押圧力検出部２０によって検出される押圧力を監視している。そのため、制御部１は、押圧力が閾値Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を超える毎に、振動駆動部２１を制御して、第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。これにより、操作者は、第１の振動パターンの振動回数によって、選択している機能モードを把握することができる。すなわち、機能選択実行キー１８を押下して、第１の振動パターンでタッチパネル１２が１回振動すると「コピー」が、２回振動すると「送信／ファクス」が、３回振動すると「文書ボックス」が、４回振動すると「状態確認」が、それぞれ選択されていることを操作者は理解する。このように、各機能モードが選択される度に第１の振動パターンでタッチパネル１２が振動するため、操作者は、あたかも多段階スイッチを操作するような触感を得ることができる。
　次に、図７に基づいて、機能モードの切り換えを実行する機能実行動作について説明する。制御部１は、押圧力検出部２０によって検出される押圧力を監視している。そのため、同じ機能モードが予め設定されている期間Ｔ０の間継続して選択されている場合に、制御部１は、当該機能モードへの切り換えを実行する。例えば図７に実線で示すように、操作者が機能選択実行キー１８を押下して、押圧力を閾値Ｐ２からＰ３までの間に維持（すなわち「文書ボックス」を選択）している状態で、予め設定されている期間Ｔ０が経過した場合には、制御部１は、機能モード「文書ボックス」への切り換えを実行する。また、制御部１は、機能モードの切り換え時に、振動駆動部２１を制御して、第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。これにより、制御部１は、機能モードの切り換えを操作者に報知する。第２の振動パターンとしては、周期の短い複数の振動を用いる。具体的には、振動駆動部２１によって圧電素子１７に、第１の振動パターンよりも弱い複数パルスの電圧信号を印加する。すると、図５Ｂに示すように、タッチパネル１２を操作面側は、複数回連続して盛り上がるように振動する。このとき、第２の振動パターンの１回の振動周期Ｔ２は、第１の振動パターンの振動周期Ｔ１よりも短い。これにより、操作者は、機能選択実行キー１８を操作する触感とは別の触感を、機能モード切り換えによる振動によって把握することができる。
　機能選択実行キー１８を押下する押圧力が閾値Ｐ４を超える範囲は、「リセット」に割り付けられている。すなわち、機能モードの選択が割り付けられている押圧力の範囲を超える範囲は、機能モードの切り換えを無効にする「リセット」に割り付けられている。従って、図７に一点鎖線で示すように、機能モード「文書ボックス」への切り換えが実行された後、機能選択実行キー１８がさらに押し込まれて、押圧力が閾値Ｐ４を超えた場合には、制御部１は、機能モード「文書ボックス」への切り換えを無効にし、そして初期の機能モード（例えば「コピー」）に戻す。これにより、操作者は、誤って所望しない機能モードに切り換えられた場合でも、機能選択実行キー１８を押し込むことにより、機能モードの切り換えを簡単に無効化することができる。
　本実施形態では、機能選択実行キー１８の操作によって機能モードの切り換えは、行われる。しかし、機能選択実行キー１８の操作によって選択及び実行される機能に制限は特にない。例えば、機能選択実行キー１８をスリープモードへの切り換えを指示するキーとして用いてもよい。この場合、機能選択実行キー１８の押圧力が弱い範囲を浅いスリープに、押圧力が強い範囲を深いスリープに、それぞれ割り付けてもよい。
　以上説明したように、本実施形態において、表示部１１と、タッチパネル１２と、押圧力検出部２０（歪みゲージセンサー１６）と、振動駆動部２１（圧電素子１７）と、制御部１と、を備える。表示部１１は、複数の機能の選択及び実行を受け付ける機能選択実行キー１８を表示する。タッチパネル１２は、表示部１１の表示面上に配置され、機能選択実行キー１８に対する操作を受け付ける。押圧力検出部２０は、機能選択実行キー１８が操作される際に、タッチパネル１２に対する押圧力を検出する。振動駆動部２１は、タッチパネル１２を振動させる。表示部１１は、押圧力検出部２０によって検出される押圧力に応じて、機能選択実行キー１８の操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間Ｔ０の間選択され続ける場合に、選択され続ける機能を実行させる。制御部１は、機能を変更させる毎に、振動駆動部２１を制御することにより第１の振動パターンでタッチパネル１２を振動させ、そして、機能を実行させる場合に、振動駆動部２１を制御することにより第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンでタッチパネル１２を振動させる。これにより、操作者が操作キーを押下した触感を必要としないタイミングに、選択された機能の実行を操作者に報知することができるため、操作キーを押下した触感を与える振動と、選択された機能の実行を報知する振動とを、操作者が判別することができるという効果を奏する。
　また、本実施形態において、振動駆動部２１は、第１の振動パターンにおいて、タッチパネル１２の操作面側が１回盛り上がるようにタッチパネル１２を振動させ、第２の振動パターンにおいて、タッチパネル１２の操作面側が複数回盛り上がるようにタッチパネル１２を振動させる。これにより、第１の振動パターンを通じて、操作キーを押下した触感を操作者に与えることができ、第２の振動パターンを通じて、選択された機能の実行を操作者に報知することができるという効果を奏する。
　さらに、本実施形態において、制御部１は、押圧力検出部２０によって検出される押圧力が、複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、複数の機能の実行を無効にする。これにより、誤って所望しない機能が実行されても、操作者は、簡単に機能の実行を無効化することができる。
　なお、本明細書において、本発明によるタッチパネル装置１０は、画像形成装置１００の一つの構成要素として適用されて、画像形成装置１００の設定及び動作指示を行う。しかしながら、本発明によるタッチパネル装置１０の用途は、画像形成装置１００に制限されない。例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の各種の電子機器に広く適用されることができる。
　また、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において適宜変更され得ることは、明らかである。また、上記の各構成要素の個数、位置、形状等は、実施形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な個数、位置、形状等を選択することができる。なお、各図において、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
　１　制御部
　２　記憶部
　３　画像処理部
　１０　タッチパネル装置
　１１　表示部
　１２　タッチパネル
　１３　筐体
　１４、１５　弾性部材
　１６　歪みゲージセンサー
　１７　圧電素子
　１８　機能選択実行キー
　１９　機能別操作キー表示領域
　２０　押圧力検出部
　２１　振動駆動部
　１００　画像形成装置
　１２０　原稿読取部
　１２１　スキャナー
　１２２　プラテンガラス
　１２３　原稿読取スリット
　１３０　原稿給送部
　１３１　原稿載置部
　１３２　原稿排出部
　１３３　原稿搬送機構
　１４０　記録部
　１５０　画像形成部
　１５１　感光体ドラム
　１５２　帯電部
　１５３　露光部
　１５４　現像部
　１５５　転写部
　１５６　クリーニング部
　１５７　定着部
　１６０　給紙部
　１６１ａ～１６１ｄ　給紙カセット
　１６２　給紙ローラー
　１７０　搬送路
　１８１　搬送ローラー
　１８２　排出ローラー
　１９０　排出トレイ

Claims (10)

  1. 　複数の機能の選択及び実行を受け付ける機能選択実行キーを表示する表示部と、
    　前記表示部の表示面上に配置され、前記機能選択実行キーに対する操作を受け付けるタッチパネルと、
    　前記機能選択実行キーが操作される際に、前記タッチパネルに対する押圧力を検出する押圧力検出部と、
    　前記タッチパネルを振動させる振動駆動部と、
    　前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力に応じて、前記機能選択実行キーの操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間選択され続ける場合に、前記選択され続ける機能を実行させる制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記機能を変更させる毎に、前記振動駆動部を制御することにより第１の振動パターンで前記タッチパネルを振動させ、そして、前記機能を実行させる場合に、前記振動駆動部を制御することにより前記第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンで前記タッチパネルを振動させる、ことを特微とするタッチパネル装置。
  2. 　前記振動駆動部、前記第１の振動パターンにおいて、前記タッチパネルの操作面側が１回盛り上がるように前記タッチパネルを振動させ、前記第２の振動パターンにおいて、前記タッチパネルの操作面側が複数回盛り上がるように前記タッチパネルを振動させる、ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
  3. 　前記制御部は、前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力が、前記複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、前記複数の機能の実行を無効にする、ことを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
  4. 　前記制御部は、前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力が、前記複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、前記複数の機能の実行を無効にする、ことを特徴とする請求項２記載のタッチパネル装置。
  5. 　複数の機能の選択及び実行を受け付ける機能選択実行キーを表示する表示部と、
    　前記表示部の表示面上に配置され、前記機能選択実行キーに対する操作を受け付けるタッチパネルと、
    　前記機能選択実行キーが操作される際に、前記タッチパネルに対する押圧力を検出する押圧力検出部と、
    　前記タッチパネルを振動させる振動駆動部と、
    　前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力に応じて、前記機能選択実行キーの操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間選択され続ける場合に、前記選択され続ける機能を実行させる制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力が、前記複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、前記複数の機能の実行を無効にする、ことを特徴とするタッチパネル装置。
  6. 　複数の機能の選択及び実行を受け付ける機能選択実行キーを表示する表示部と、
    　前記表示部の表示面上に配置され、前記機能選択実行キーに対する操作を受け付けるタッチパネルと、
    　前記機能選択実行キーが操作される際に、前記タッチパネルに対する押圧力を検出する押圧力検出部と、
    　前記タッチパネルを振動させる振動駆動部と、
    　前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力に応じて、前記機能選択実行キーの操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間選択され続ける場合に、前記選択され続ける機能を実行させる制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記機能を変更させる毎に、前記振動駆動部を制御することにより第１の振動パターンで前記タッチパネルを振動させ、そして、前記機能を実行させる場合に、前記振動駆動部を制御することにより前記第１の振動パターンとは異なる第２の振動パターンで前記タッチパネルを振動させる、ことを特微とするタッチパネル装置を備える電子機器。
  7. 　前記振動駆動部、前記第１の振動パターンにおいて、前記タッチパネルの操作面側が１回盛り上がるように前記タッチパネルを振動させ、前記第２の振動パターンにおいて、前記タッチパネルの操作面側が複数回盛り上がるように前記タッチパネルを振動させる、ことを特徴とする請求項６記載のタッチパネル装置を備える電子機器。
  8. 　前記制御部は、前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力が、前記複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、前記複数の機能の実行を無効にする、ことを特徴とする請求項６記載のタッチパネル装置を備える電子機器。
  9. 　前記制御部は、前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力が、前記複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、前記複数の機能の実行を無効にする、ことを特徴とする請求項７記載のタッチパネル装置を備える電子機器。
  10. 　複数の機能の選択及び実行を受け付ける機能選択実行キーを表示する表示部と、
    　前記表示部の表示面上に配置され、前記機能選択実行キーに対する操作を受け付けるタッチパネルと、
    　前記機能選択実行キーが操作される際に、前記タッチパネルに対する押圧力を検出する押圧力検出部と、
    　前記タッチパネルを振動させる振動駆動部と、
    　前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力に応じて、前記機能選択実行キーの操作によって選択される機能を変更させ、そして、任意の機能が予め設定された期間選択され続ける場合に、前記選択され続ける機能を実行させる制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記押圧力検出部によって検出される前記押圧力が、前記複数の機能が割り付けられている範囲を上回る場合に、前記複数の機能の実行を無効にする、ことを特徴とするタッチパネル装置を備える電子機器。
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