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JP2018062110A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 操作性を向上させるために操作部をスライド可能にした場合において、操作部の位置が変わっても、使用者以外の人を誤検知してしまうことを抑制する。ユーザー操作性を向上させるためにスライド可能な大型化された操作部が設置されている画像形成装置において、スライド移動する操作部の位置によらず、画像形成装置を使用するために操作部に向かってくるユーザーを、人感センサで検知できる画像形成装置を提供する。【解決手段】 操作部のスライド位置に伴って、超音波センサ161の検知エリアの一部を操作部で遮ることで、検知可能エリアを操作部の位置に応じて可変とする。【選択図】 図2

Description

本発明は、超音波センサ等の測距型センサを用いて人等の動体を検知するセンサを備えた画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置に人が近づいたことを検知して、Sleep状態からスタンバイ状態に復帰するための人感センサが設けられた画像形成装置があった。画像形成装置に設けられた人感センサは、検知精度を高めるためにスキャナ部に取り付けられるものがある(例えば、特許文献1)。
また、近年ユーザー操作性を向上させるため、画像形成装置の操作部が大型化している。更に操作部に、チルトやスライド等の機構があり、様々なユーザーに対する操作性を向上させているものがある(例えば、特許文献2)。
特開2015−180973号公報 特開2013−70279号公報
しかしながら、操作性を向上させるために操作部をスライド可能にした場合、以下のような課題があった。即ち、人感センサは、画像形成装置を使用する使用者を精度よく検知したい。このため、操作部に対して向かってくる使用者と、使用者以外の人を切り分けて検知したいが、操作部の位置が変わってしまう適切な検知エリアが変化してしまい、使用者以外の人を誤検知してしまう可能性がある。
上記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、
画像を形成する画像形成部と、
画像形成装置の胴内に配置され、前記画像形成部によって画像形成された記録材が積載されるトレイと、
送信波を送信する送信部と、該送信部から送信された送信波の反射波を受信する受信部と、を備え、画像形成装置の周囲の動体を検知するためのセンサと、
第1位置と第2位置との間をスライド可能に設けられ、画像形成装置の使用者が操作可能な操作部と、を有する画像形成装置において、
前記操作部は、前記送信部から送信される送信波が透過されないように構成され、前記操作部の位置に応じて、前記センサの検知エリアの一部を遮ることで前記センサの検知エリアが変更可能に構成されていることを特徴とする。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものである。即ち、スライド移動する操作部の位置によらず、画像形成装置を使用するために操作部に向かってくる使用者を、精度よく検知できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る画像形成装置10の正面図、及び右側面図 本発明に係る画像形成装置10の上視図 ホーン装着前、及びホーン装着後の超音波センサユニット16を示した図 本発明に係る画像形成装置10のハードウェア構成例を示すブロック図 本発明に係る超音波センサユニット16から照射される超音波の照射強度を示す図 本発明に係る操作部15の配置と、超音波センサユニット16から照射される超音波の照射強度を示す図
以下、本発明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に本発明に係る画像形成装置10の正面図、及び右側面図を示す。
画像形成装置10は、プリント機能、スキャナ機能、コピー機能、FAX機能などの複数の機能を有している。画像形成装置10は、記録材に画像を形成する画像形成部としてのプリンタ部13を有する。更に画像形成装置10は、操作するユーザーを検知するため人感センサとして、超音波センサユニット16を備えている。超音波センサユニット16は、ユーザー(使用者)に超音波を照射し、ユーザーからの反射波を検知することで、ユーザーの有無を判定している。
画像形成装置10は、ユーザーが操作可能な操作部15が取り付けられている。画像形成装置10の操作部15は、左右にスライドできる構成である。図1(a)は、操作部15が左にスライドした位置を、図1(b)は、操作部15が右にスライドした位置を示す。
本実施例では、プリンタ部13によって画像形成された記録紙を積載する排紙トレイ16が画像形成装置の胴内に配置されている。即ち、記録材を排出するための排出空間が、画像形成装置の胴内に配置されている。また、本実施例では、図1(a)の位置に操作部15がある状態で、小サイズの記録紙を出力した場合、排紙トレイ18に出力された記録紙が操作部15に隠れる構成となっている。即ち、排紙トレイに排紙された記録紙をユーザーが取る際において、ユーザーが記録材に対してアクセスする経路の一部が、操作部15によって遮られる構成となっている。このため、ユーザーから記録紙の視認性が悪く、記録紙が取り辛い場合がある。そこで本実施例では、操作部15の位置を、図1(a)の位置と、図1(a)の位置から退避した図1(b)の位置と、にスライド可能に構成されている。こうすることで、ユーザーから記録紙の視認性が向上し、記録紙の処理が容易になる。
一方、図1(b)の位置に操作部15がある場合、画像形成装置10の右側面をユーザーが通行する際、操作部15が画像形成装置10から飛び出しているため、ユーザーの通行の妨げになる。この時、図1(a)の位置に操作部15をスライドすることで、ユーザーの通行の妨げを解消できる。
このように、操作部15がスライドすることで、各々の位置でのデメリットを解消することができる。
次に超音波センサユニット16の配置に関して説明する。超音波センサユニット16は、ユーザーの検知精度を高めるために、ユーザーの胴体に超音波を照射する高さに配置される。自動原稿送り部19は、ユーザーがカバーを空けたまま使用する可能性があるため、超音波センサユニット16の配置としては望ましくない。また、画像形成装置10のプリンタ部13の前面に配置する場合、トナーボトル等の消耗品交換の際にユーザーが開閉する前面カバー部に取り付けるか、前面カバーにスリットを設け、前面カバーの内側のプリンタ部13に配置されることが考えられる。
超音波センサユニット16を前面カバー部に配置する場合、前面カバーの厚みが増し、画像形成装置10がサイズアップする可能性がある。また、トナーボトル等の消耗品交換の際に、ユーザーの前面カバーの開閉操作時、開閉時の衝撃等で故障しないように、超音波センサユニット16の取付け部に振動吸収部材等を追加し、コストアップ等が発生する可能性がある。
次に前面カバーにスリットを設け、前面カバーの内部のプリンタ部13に超音波センサユニット16を配置した場合、トナーボトルやドラムカートリッジ等の部品を避けて配置する必要がある。このため、超音波センサユニット16を配置するスペースを新たに設けることで、画像形成装置10がサイズアップする懸念がある。
以上より、本実施例では、超音波センサユニット16は、原稿読取部としてのスキャナ部12に配置されている。これによりユーザーを精度良く検知でき、画像形成装置10のサイズアップや、コストアップを抑制することができる。
図1(c)は、画像形成装置10の右側面図である。超音波センサユニット16はスキャナ部12に配置され、点線部A1の範囲に超音波を照射する。このように、ユーザーの胴体に超音波を照射することにより、超音波をユーザーで反射させた反射波を受信することができる。
図2は、本発明に係る画像形成装置10の上視図を示す。図2(a)は、操作部15が左にスライドした位置を、図2(b)は、操作部15が右にスライドした位置を示す。
本実施例では、上述した図1(c)のように、画像形成装置を操作部15のスライド方向(水平方向)からみたとき、超音波センサ161から点線部A1の範囲に超音波が照射される。このとき、操作部15が配置されている領域は、点線部A1の全てを遮る位置にある。即ち、操作部15は、点線部A1の範囲から上方に突出する位置から、下方に突出する位置に亘って配置されている。
このため、本実施例では、図2(a)のように、操作部15が図1(a)のスライド位置に位置しているときは、超音波センサ161が出力するエリア内に操作部15の一部が配置されている。即ち、画像形成装置を鉛直方向でみたとき、操作部15の少なくとも一部が超音波センサ161の最大検知可能エリアθ2の範囲内に侵入している。このため、画像形成装置を鉛直方向でみたとき、超音波センサ161から出力される出力波のうち、操作部15に向かう出力波は、全て操作部15に遮られる(図2(a)の斜線領域(θ2−θ1の領域))。言い換えれば、画像形成装置を鉛直方向からみたときに、図2(a)の斜線領域(θ2−θ1の領域)の出力波は、図1(c)のように画像形成装置の右側面からみたときは、操作部15の上方及び下方を通過しないように出力波の出力角度が調整されている。
一方、図2のように、操作部15の前方にある操作位置に向けて照射された超音波(図2(a)のθ1、図2(b)のθ2の範囲)は、操作部15に遮られることはない。このため、操作部15に向かってくる人(画像形成装置周囲のユーザの存在)を検知可能になっている。
超音波センサユニット16から照射される超音波は、図2(b)の角度θ2になるように設置される。この角度は、図3に示す超音波センサユニット16の取付け形状によって決められる。
超音波センサユニット16から照射される超音波は、操作部15を透過することはできないため、操作部15が図2(a)に示す左にスライドした位置の場合、超音波センサユニット16でユーザーを検知できる範囲は角度θ1となる。操作部15が図2(b)に示す右にスライドした位置の場合、超音波センサユニット16でユーザーを検知できる範囲は角度θ2となる。
図3は、ホーン装着前、及びホーン装着後の超音波センサユニット16を示した図である。
超音波センサユニット16は、スキャナ部12の内部のフレーム板金121に固定されている。また、超音波センサユニット16は、超音波センサ161、超音波センサ161の実装基板162、実装基板162の台座163、ホーン164、及び緩衝材165、緩衝材166で構成される。
超音波センサ161は、非可聴域の40KHzの送信波を出力し、物体に反射した反射波を受信することにより、画像形成装置の周囲の物体(動体)までの距離を測定可能な超音波センサである。即ち、超音波センサ161は、非可聴域の40KHzの送信波を送信する送信部として機能するとともに、送信波が物体に反射した際の反射波を受信する受信部として機能する。また、超音波センサ161はSMD(Surface Mount Device)型超音波センサであり、実装基板162に対して表面実装されている。
実装基板162は2層のガラスエキポシ基板であり、超音波センサ161のほか、超音波センサ161を駆動するための送信ドライバ167、超音波センサ161が受信した信号を増幅、二値化するためのアンプ/コンパレータ168が実装されている。
台座163は、ビス1631によって実装基板162を固定している。さらに、台座163は、超音波センサ161が操作部15の方向を向くように、実装基板162を操作部15の方向に傾けている。こうすることで、操作部15に近づく人(操作者)を有効に検知し、ユーザー以外の人を検知してしまうこと(誤検知)を抑制することができる。
ホーン164は、超音波センサ161から送信される超音波の指向性を決定するためのものである。ホーン164の装着によって、超音波センサ161の送受信感度が高まり、安定した物体検知が可能になる。このように、台座163とホーン164によって、図2(b)記載の超音波センサユニット16でユーザーを検知できる角度θ2が決定される。
緩衝材165は、ホーン164と、スキャナ部12の外装カバーの間の隙間を埋め、密閉性を高めるとともに、ホーン164から外装カバーへの超音波振動の伝搬を防ぐ。同様に、緩衝材166は、実装基板162と、ホーン164の間の隙間を埋め、密閉性を高めるとともに、実装基板162からホーン164への超音波振動の伝搬を防ぐ。緩衝材165、及び緩衝材166は、例えば、日東電工社製エプトシーラーや、イノアック社製カームフレックスのように、柔軟な素材で振動を伝えにくく、防音性能の高いものが望ましい。
図4は、画像形成装置10のハードウェア構成例を示すブロック図である。画像形成装置10は、画像形成装置10の動作を制御するコントローラ11、スキャナ部12、プリンタ部13、操作部15、超音波センサユニット16及び電源部17を備えている。
コントローラ11は、スキャナ部12、プリンタ部13、及び操作部15と通信可能である。コントローラ11は、CPU111、RAM112、ROM113、タイマ114、電源制御部115、及びLANコントローラ116を備え、それらはシステムバス117に接続されている。また、コントローラ11は、HDD(ハードディスクドライブ)120、画像処理部121を備え、それらは画像バス122に接続されている。
CPU111は、ROM113に格納された制御プログラム等のプログラムを読み出して実行することで、画像形成装置10内の各デバイスの動作を制御するとともに、コントローラ11において実行される処理を制御する。RAM112は、CPU111が動作するためのシステムワークメモリであり、画像データを一時的に保存するためにも用いられる。ROM113には、画像形成装置10のブートプログラム等のデータが格納されている。タイマ114は、CPU111で実行されるプログラムの指示によりクリア、カウント開始、カウント停止、現在のカウント値の確認、等の制御が可能なカウンタである。
電源制御部115は、CPU111からの指示、及びユーザーによる操作部15に対するユーザーによる操作(例えば、節電ボタンの操作)により、画像形成装置10の電源を制御する。電源制御部115は、電源スイッチに対する電源オフの操作を検出可能であり、その検出結果を、電源オフ要求としてCPU111に通知する。CPU111は、電源制御部115から電源オフ要求を受信すると、画像形成装置10を電源の停止が可能な状態に移行させ、電源制御部115に対して電源停止の指示を行う。
LANコントローラ116は、ネットワーク30を介して接続される外部装置20と通信する。HDD120には、システムソフトウェア、画像データ等の種々のデータが格納される。画像処理部121は、RAM112に格納された画像データを読み出して、JPEG、JBIG等の拡大または縮小及び色調整等の画像処理を行う。
スキャナ部12は、原稿から画像を光学的に読み取って画像データを生成する。スキャナ部12は、原稿から画像を読み取る読取ヘッドを移動させるための駆動部、原稿を読取位置まで搬送するための駆動部等(不図示)を含む。
プリンタ部13は、電子写真方式で記録紙に画像を形成する。プリンタ部13は、感光ドラムを回転させるためのモータ、定着器を加圧するための機構部、ヒータ等(不図示)を含む。
操作部15は、システムバス117と接続された操作部CPU151と、LCD、タッチパネル、ハードウェアキー、LED等の、ユーザーのための入力I/F及び出力(表示)I/F(不図示)とを備える。また、操作部CPU151は、超音波センサユニット16とも接続されている。
操作部CPU151はワンチップマイコンであり、内部にRAMやROM等のメモリ1511、及びタイマ1512を備える。なお、タイマ1512は、操作部CPU151が実行するプログラムによって実現される、ソフトウェアタイマであってもよい。
また、操作部CPU151はLCD、タッチパネル、ハードウェアキー、LED等(不図示)の制御を行うとともに、超音波センサユニット16の制御も担う。なお、超音波センサユニット16の制御は必ずしも操作部CPU151が担う必要はなく、別のCPUが超音波センサユニット16の制御を担っても良い。
ユーザーの行う操作は、操作部15等を通じてCPU111、及び操作部CPU151が検知可能である。
本実施形態の画像形成装置10は、電力モードとして、スタンバイ(Standby)モード及びスリープ(Sleep)モードを有する。CPU111は、電源制御部115を介して画像形成装置10の電力モードを設定することによって、画像形成装置10の電力制御を行う。
スタンバイモード(第1のモード)は、スキャナ部12によるスキャン動作、及びプリンタ部13によるプリント動作を実行可能な状態で動作するモードである。スリープモード(第2のモード)は、スタンバイモードよりも消費電力が少ない省電力状態で動作するモードである。スリープモードで動作中の画像形成装置10では、スリープモードからスタンバイモードに復帰するために必要なデバイスに電源から電力が供給される。スタンバイモードに復帰するために必要なデバイスは、LANコントローラ116、電源制御部115、超音波センサユニット16、及び操作部CPU151である。
CPU111は、画像形成装置10が使用されていない状態が所定時間、継続すると、画像形成装置10の電力モードをスタンバイモードからスリープモードに移行させる。例えば、CPU111は、操作部15がユーザーによって操作されず、かつ、外部装置20からジョブを受信しない状態で所定時間が経過すると、画像形成装置10の電力モードをスタンバイモードからスリープモードに移行させる。
超音波センサユニット16は、超音波センサ161、送信ドライバ167、及びアンプ/コンパレータ168を備えている。また、超音波センサユニット16は操作部CPU151と接続されている。
操作部CPU151は、送信ドライバ167を介して超音波センサ161を駆動する。超音波センサ161は送信ドライバ167によって与えられた電気信号を振動に変換し、超音波を画像形成装置10から前方に向けて送信する送信部を有する。また、超音波センサ161は、送信部から送信波を送信した際の、物体からの反射波を受信し電気信号に変換する受信部を有する。
アンプ/コンパレータ168は超音波センサ161から与えられた電気信号を増幅、二値化し、操作部CPU151が演算できる状態に変換する。操作部CPU151は、アンプ/コンパレータ168からの出力信号を、割り込みとして受信可能である。
なお、本実施形態における超音波センサ161は送受信で兼用されているが、必ずしも兼用する必要はない。すなわち、送信ドライバ167、アンプ/コンパレータ168に送信、受信用の超音波センサがそれぞれ接続される構成であってもよい。
このように画像形成装置10のスリープモード中に、画像形成装置10を使用するユーザーが操作部15に近づくことを、超音波センサユニット16で検知することで、自動でスタンバイモードに移行することができる。
図5に超音波センサユニット16から照射される超音波の照射強度を示す。超音波センサ161は90°〜−90°の平面に実装されている。この時、図3で示したホーン164を装着することで、照射する超音波の拡散を防止し、超音波センサ161の垂直方向(0°方向)をピークとした指向性を持った照射強度を得ることができる。
図6は、操作部15の配置と、超音波センサユニット16から照射される超音波の照射強度を示す。図6(a)は、操作部15が左にスライドした位置を、図6(b)は、操作部15が右にスライドした位置を示す。超音波センサユニット16は、図6(b)に示す角度θ2の中心線が、超音波センサ161の垂直方向(0°方向)となるように配置される。
図6(a)のように操作部15が左にスライドした場合、超音波センサユニット16から照射される超音波は、角度―(θ2/2)°から角度0°に向かって、図5に示す超音波センサ16の照射強度に応じた出力を得ることができ、角度0°で最大出力となる。その後、角度0°から角度θ1−(θ2/2)°まで同様に図5に示す超音波センサ16の照射強度に応じた出力となり、角度θ1−(θ2/2)°の位置で、操作部15に遮蔽され超音波が透過できないため出力が急激に低下する。このため、超音波センサユニット16で画像形成装置10を使用するユーザーを検知できる範囲は角度θ1となり、左にスライドした操作部15に向かってくるユーザーを検知することができる。即ち、センサによる検知エリアをθ1に絞り込むことで、操作部15に向かってくる使用者を精度よく検知することができる。
一方、図6(b)のように操作部15が右にスライドした場合、超音波センサユニット16から照射される超音波は、角度0°を最大出力とし、角度−(θ2/2)°〜(θ2/2)°の間で、図5に示す超音波センサ16の照射強度の出力を得ることができる。このため、超音波センサユニット16で画像形成装置10を使用するユーザーを検知できる範囲は角度θ2となり、右にスライドした操作部15に向かってくるユーザーを検知することができる。
以上のように、超音波センサユニット16をスキャナ部12に配置し、超音波センサユニット16から照射される超音波の照射範囲が角度θ2となるように配置する。こうすることで、スライド移動する操作部15のスライド位置によらず、画像形成装置10を使用するために操作部15に向かってくるユーザーを、超音波センサユニット16で精度良く検知することができる。
本実施例では、超音波センサユニット16の超音波の照射範囲をθ2にしたが、照射範囲をθ2より広い範囲に設定しても同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、操作部15による超音波センサの照射範囲を遮ることで検知エリアを変更する構成を説明したが、例えば、操作部15の位置に応じて、超音波センサの出力角度を変更することで検知エリアを変更してもよい。
ここで、超音波センサユニット16による検知エリアの測定方法について一例を示す。ここでは、超音波センサユニット16による画像形成装置のスリープモードからスタンバイモードへ復帰する範囲を検出することで、検知エリアを明確にする。
まず、超音波センサユニット16から所定距離離れた位置に、所定サイズ(例えば100mm×1000mm)の反射板を配置する。この反射板を、超音波センサユニット16方向へ向かって、所定量(例えば50mm)ずつ近づけていき、画像形成装置がスリープモードからスタンバイモードへ復帰する位置(距離)を検出する。この結果、超音波センサユニット16からの検知距離を明確にすることができる。このとき、反射板の向きは、常に反射板の法線が超音波センサユニット16の超音波が送信される送信部を向くように設定する。
次に、この反射板を検知可能な距離の範囲内で、図2または図6に示す角度θ方向に所定量(例えば50mm)ずつ移動させ、画像形成装置がスリープモードからスタンバイモードへ復帰する位置を検出する。こうすることで、超音波センサユニット16の検知角度を明確にすることができる。同様に、この反射板を検知可能な距離の範囲内で、上下方向に移動させることで検知することができる。このように所定サイズの反射板を用いることで、超音波センサユニット16の検知エリアを明確にすることができる。
10 画像形成装置
11 コントローラ
12 スキャナ部
13 プリンタ部
15 操作部
16 超音波センサユニット
161 超音波センサ

Claims (7)

  1. 画像を形成する画像形成部と、
    画像形成装置の胴内に配置され、前記画像形成部によって画像形成された記録材が積載されるトレイと、
    送信波を送信する送信部と、該送信部から送信された送信波の反射波を受信する受信部と、を備え、画像形成装置の周囲の動体を検知するためのセンサと、
    スライド可能に設けられ、画像形成装置の使用者が操作可能な操作部と、を有する画像形成装置において、
    前記操作部は、前記送信部から送信される送信波が透過されないように構成され、前記操作部の位置に応じて、前記センサの検知エリアの一部を遮ることで前記センサの検知エリアが変更可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記操作部が第1位置に位置するときは、前記操作部の少なくとも一部が前記送信部から送信される送信波の一部を遮るように構成され、前記操作部が第2位置に位置するときは、前記操作部が前記第1位置に位置するときよりも前記操作部が前記センサから退避され、前記センサの検知エリアは、前記操作部が前記第1位置に位置するときよりも前記第2位置に位置するときの方が広いことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記センサは、超音波を送信する送信部と、該超音波の反射波を受信する受信部を備え、該受信部が受信した信号に基づいて、前記画像形成装置の周囲の使用者を検知することを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  4. 原稿を読み取る読取部を備え、前記センサは、前記読取部に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記操作部が前記第1位置に位置しているとき、前記送信部から前記操作部に向けて送信される送信波は、前記操作部の上方及び下方を通過しないように前記送信部からの出力角度が設定されている、ことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記送信部は、前記送信部から送信される送信波の強度が最大となる向きが、前記操作部が配置されている側に傾いて配置されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の画像形成装置。
  7. 画像形成装置の胴内に配置され、前記画像形成部によって画像形成された記録材が積載されるトレイと、を備え、
    前記第1位置は、前記トレイにアクセスする経路の一部を遮る位置であり、前記第2位置は、前記第1位置よりも前記トレイから退避する位置であることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の画像形成装置。
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