JP4218605B2 - スイッチ装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用者の押圧操作によりスイッチング動作を行うスイッチ装置、及び、こうしたスイッチ装置を操作用スイッチとして備えた画像形成装置に関する。

従来より、使用者が押圧操作するためのボタンキー（キートップ及びステム）と、ボタンキーの下方に配置され、ボタンキーが使用者に押圧操作されたときにそのボタンキーにより接触押下されてオンするスイッチ（スイッチ部）と、を備えたスイッチ装置が知られている。

そして、この種のスイッチ装置において、スイッチは、使用者の押圧操作によって確実にオンすることができるように、押圧されたボタンキーの押圧力が加わる真下に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

尚、背景技術において、括弧内のキートップ，ステム，及びスイッチ部は、特許文献１に記載された考案の構成要素を表しており、その括弧の前に記載されたスイッチ装置の構成要素に相当している。つまり、ボタンキーが特許文献１のキートップ及びステムに相当し、スイッチが特許文献１のスイッチ部に相当している。
実開平１−７５９３４号公報

ところで、従来のスイッチ装置によれば、使用者の押圧操作に応じて確実にスイッチング動作をすることができるものの、その押圧力がスイッチに直接加わるため、スイッチ（詳しくは、作動する部分）にかかる負荷が大きくなってしまい、劣化しやすくなってしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ボタンキーを介してスイッチを操作するように構成されたスイッチ装置において、押圧操作時にボタンキーからスイッチにかかる負荷を軽減することを目的としている。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のスイッチ装置は、押圧方向に変位可能に支持されたボタンキーと、ボタンキーと連動して押圧方向に変位する変位部と、ボタンキーの押圧方向の下流側に配置され、ボタンキーが押圧操作された際に、変位部に押されることでスイッチング動作を行うスイッチとを備える。
さらに、ボタンキーの押圧方向と交差するように配置され、ボタンキーの外縁を支持するようにボタンキーと一体に形成された板状のキーフレームと、キーフレームと対向するように、ボタンキーの押圧方向の下流側に配置された板状の支持フレームと、キーフレームの一端に設けられた軸部と、支持フレームに設けられ、軸部の両端を受けることにより、キーフレームを支持フレームとの間をあけて回動可能に支持する受け部と、キーフレームと支持フレームとのうちの一方に設けられ、キーフレームにおけるボタンキーに対して軸部側とは反対側の位置で、キーフレームを、支持フレームとの間をあけて支持する支持部とを備える。

そして特に、変位部は、ボタンキーに対して、その押圧方向から軸部の軸方向へはずれた位置でキーフレームに設けられており、キーフレームには、ボタンキーと変位部との間を分断する第１の切り欠きがボタンキーよりも軸部側にまで形成されている。
以上のような請求項１に記載のスイッチ装置によれば、ボタンキーが押圧操作されると、スイッチが、変位部に押されることでスイッチング動作を行うことについては従来のスイッチ装置と変わりないが、使用者がボタンキーを押圧した際に、スイッチは、使用者からの押圧力をダイレクトに受けないこととなるため、スイッチが受ける押圧力を緩和することができる。

また、変位部が、キーフレームにおいてボタンキーから離れた位置に設けられているほど、スイッチにかかる負荷は軽減される。

また、キーフレームがボタンキーと一体に形成されていれば、部品点数を削減することができる。また、キーフレームは、ボタンキーだけでなく、変位部とも一体に形成されていれば、更に部品点数を削減することができる。

ところで、キーフレームの材料が例えば木や金属等の剛体である場合、キーフレームは、使用者の押圧操作終了後に、スイッチの復帰力により押圧操作前の初期位置まで戻る程度の重量であれば良い。しかし、この場合、スイッチが、自らの復帰力でキーフレームを初期位置まで戻さなければならないため、当該スイッチにかかる負荷が大きくなってしまう。

そこで、この問題を防止するためには、キーフレームに対して、スイッチの復帰力方向に力を与えるバネを設ければ良いが、このようにすると、部品点数が多くなってしまう。
そこで、このような問題を解決するために、キーフレームは、請求項２に記載の如く、可撓性を有する材料で構成されていることが好ましい。

これによれば、使用者が押圧操作を終了すると、撓んだ状態にあるキーフレームには復元力が働くため、キーフレームは、その復元力で初期位置まで戻ることとなる。このため、請求項２に記載のスイッチ装置によれば、部品点数を多くすることなくスイッチにかかる負荷を軽減することができる。また、キーフレームが可撓性を有する材料で構成されていることにより、使用者がボタンキーを押圧した場合、キーフレームはボタンキーが配置されている部位から変位部にかけて撓んでいくため、使用者からの押圧力をキーフレームを介して緩和することができ、スイッチにかかる負荷を効率的に軽減することができる。

また、請求項２に記載のスイッチ装置において、キーフレームを構成する材料は、請求項３に記載の如く、可撓性を有する樹脂であれば、射出成形によりキーフレームを簡単に構成することができる。

また、請求項１に記載のスイッチ装置は、キーフレームに、ボタンキーと変位部との間を分断する第１の切り欠きがボタンキーよりも軸部側にまで形成されている。

これによれば、ボタンキーと変位部との間は、第１の切り欠きにより分断されているため、ボタンキーが押圧操作された際にスイッチが受ける押圧力を、より効果的に緩和することができる。

また、請求項１に記載の如く、軸部の両端と支持部とによりキーフレームがボタンキーの周囲の少なくとも３点で支持されていれば、安定した状態で支持されることとなる。

ところで、キーフレームは、使用者によるボタンキーへの押圧操作に応じて、昇降するように支持されていても良いし、回動するように支持されていても良い。

そして、キーフレームが回動可能となるように支持される場合、板状の支持フレームを、キーフレームと対向するように、ボタンキーの押圧方向の下流側に配置し、軸部を、キーフレームの一端に設け、軸部の両端を受けることによりキーフレームを支持フレームとの間をあけて回動可能に支持する受け部を、支持フレームに設け、キーフレームにおけるボタンキーに対して軸部側とは反対側の位置で、キーフレームを支持フレームとの間をあけて支持する支持部を、キーフレームと支持フレームとのうちの一方に設ける。

このようにすれば、キーフレームは、使用者の押圧操作に応じて回動可能となり、更に、支持フレームは、キーフレームを安定した状態で支持することができる。
また、請求項１〜３の何れかに記載のスイッチ装置は、請求項４に記載の如く、キーフレームにボタンキーの外周に沿って第２の切り欠きを形成しても良い。

このようにすれば、押圧操作時におけるボタンキーのストロークをかせぐことができるので、使用者に操作感を与えることができる。
また、請求項４に記載のスイッチ装置において、第２の切り欠きは、請求項５に記載の如く、ボタンキーの外周を、少なくとも１／２周切り欠いていることが好ましい。

このようにすれば、スイッチ装置は、使用者に対して、より適度な操作感を与えることができる。
また、請求項１〜５の何れかに記載のスイッチ装置は、請求項６に記載の如く、キーフレームが支持フレームに当接したときに、スイッチが変位部に押されることが好ましい。即ち、請求項６に記載のスイッチ装置は、キーフレームが支持フレームに当接したときにスイッチがスイッチング動作を行うように、スイッチが変位部に押される位置が決められている。

このようにすれば、スイッチに加えられる押圧力をキーフレームにより規制することができるため、使用者は、どんなに強い力でボタンキーを押したとしてもスイッチを破損させてしまうことはない。

ところで、本発明のスイッチ装置は、操作用のスイッチを備える装置であれば、何でも適用することができ、例えば、請求項７に記載の如く、外部から受信した画像データ、あるいは原稿を読み取って得られた画像データに基づいて被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。

そして、このような画像形成装置に本発明のスイッチ装置を適用した場合においても、スイッチ装置は、押圧操作された際にスイッチにかかる負荷を軽減することができるため、当該スイッチ装置の寿命、延いては、画像形成装置の寿命を長くすることができる。

以下に、本発明が適用された実施形態のスイッチ装置について、図面を用い説明する。本実施形態のスイッチ装置は、図１に示すようなプリンタ１０１（画像形成装置に相当）に、その操作用のスイッチとして適用されたものであり、例えば、使用者がプリンタ１０１の印刷開始や印刷停止などの入力操作を行うためのスイッチである。

尚、図１は、本実施形態のスイッチ装置１を備えたプリンタ１０１の外観を表す斜視図である。また、プリンタ１０１は、筐体１０２内部に、レーザ光を照射するスキャナユニット、スキャナユニットから照射されたレーザ光により静電潜像が形成される感光ドラム、感光ドラムに形成された静電潜像を現像剤で現像して可視像化する現像ローラ、現像ローラにより感光ドラムに形成された可視像を被記録媒体に転写する転写ローラ、及び、転写ローラにより被記録媒体に転写された可視像をその被記録媒体に定着させる定着ローラ等を備えている。

スイッチ装置１は、使用者の押圧操作に応じてスイッチング動作を行うものであり、図１に示すように、プリンタ１０１の筐体１０２内部に組み込まれているが、使用者によって押圧操作される後述のボタンキー３の上面は、プリンタ１０１の上面に露出している。

そして、図２に示すように、スイッチ装置１は、プリンタ１０１の筐体１０２内部に配置され、使用者の押圧操作に応じて変位する円柱状のボタンキー３と、ボタンキー３の底面の外縁を支持する板状のキーフレーム５と、キーフレーム５の面のうち、ボタンキー３が形成された面とは反対側の面（即ち、プリンタ１０１の底面側の面）に形成され、押圧操作されたボタンキー３と連動してその押圧方向Ｙに変位する円柱状の変位部７と、キーフレーム５よりもプリンタ１０１の底面側に配置され、キーフレーム５を支持する板状の支持フレーム９と、キーフレーム５よりもプリンタ１０１の底面側に配置され、ボタンキー３が押圧操作された際に、変位部７に押されることでスイッチング動作を行うスイッチ１１と、を備えている。即ち、本発明のスイッチ装置１におけるスイッチ１１は、変位部７と接触して動作する接触型のスイッチである。

尚、図２は、スイッチ装置１の斜視図である。また、支持フレーム９とスイッチ１１は、プリンタ１０１の筐体１０２内部の側面に設けられた基板１０３に取り付けられている。

キーフレーム５は、ボタンキー３及び変位部７と一体で形成されていると共に、可撓性を有した樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）からなり、変位部７は、キーフレーム５において、ボタンキー３よりも基板１０３側に形成されている。

そして、図３に示すように、キーフレーム５の一端には、当該キーフレーム５に沿って、ボタンキー３と変位部７とが並んでいる方向に対して平行な軸部１３が形成されている。尚、図３は、キーフレーム５の説明をする説明図であり、同図（ａ）はその斜視図であり、同図（ｂ）は平面図である。

また、キーフレーム５の端のうち、ボタンキー３に対して軸部１３側とは反対側で、且つ、ボタンキー３に対して変位部７側とは反対側の端には、当該キーフレーム５を、支持フレーム９との間をあけて支持する円筒状の支持柱１５が形成されている。

更に、キーフレーム５には、ボタンキー３と変位部７との間を分断する第１切り欠き１７と、ボタンキー３の外周に沿った部分のうちの支持柱１５側を１／２周程度切り欠く第２切り欠き１９と、が形成されている。即ち、第２切り欠き１９は、ボタンキー３を取り囲む円周のうち、その１／２の長さを切り欠いたものである。

これにより、キーフレーム５の外縁のうち、第２切り欠き１９に沿った縁の部分２０は、使用者の押圧操作によりボタンキー３にかかる押圧力をほとんど受けない部分となる。尚、以下の説明では、このキーフレーム５の外縁のうち、第２切り欠き１９に沿った縁の部分２０をアーム部２０という。

また、キーフレーム５は、支持フレーム９の上面（即ち、キーフレーム５側の面）に対して所定の間隔をあけて配置されており、その間隔は、ボタンキー３が押圧操作されることで当該キーフレーム５の変位部７側の面が支持フレーム９に当接した時に、変位部７がスイッチ１１を押す程度である。

一方、図４に示すように、支持フレーム９には、軸部１３の両端を受けることにより、キーフレーム５を当該支持フレーム９との間をあけて回動可能に支持する受け部２１が形成されている。尚、図４は、スイッチ装置１の説明をする説明図であり、図４（ａ）はその平面図であり、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａにおける断面図であり、図４（ｃ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂにおける断面図である。

そして、受け部２１は、図４（ｂ）に示すように、キーフレーム５が着脱可能となるよう、プリンタ１０１の上面側の端から内部にかけて形成された溝を有している。
スイッチ１１は、図４（ｃ）に示すように、変位部７に押されることでスイッチング動作を行うボタン部１１ａを備え、ボタン部１１ａは、押されなくなると自動復帰して初期位置に戻る。

また、スイッチ１１は、図４（ｃ）に示すように、押圧操作前においては、変位部７の底面（スイッチ１１側の面）に対して所定の間隔をあけて配置されている。
次に、本実施形態のスイッチ装置１の動作について、図５を用い説明する。

まず、ボタンキー３が使用者によって押圧操作されると（例えば、使用者が指でボタンキー３を押すと）、図５（ａ）に示すように、キーフレーム５において、アーム部２０を残して第２切り欠き１９よりも軸部１３側の部分が、使用者の押圧力によって撓みながら支持フレーム９側（プリンタ１０１の底面側）に回動する。このとき、キーフレーム５にて第１切り欠き１７よりも変位部７側の部分も、キーフレーム５にて第２切り欠き１９よりも軸部１３側の部分に追従して同じ方向に回動する。

そして更に、キーフレーム５の面のうち、変位部７側の面が、支持フレーム９に当接するまでボタンキー３が押圧操作されると、図５（ｂ）に示すように、キーフレーム５の回動動作によりボタン部１１ａに接触した変位部７が、スイッチ１１（詳しくは、ボタン部１１ａ）を押す。

すると、スイッチ１１は、スイッチング動作を行うこととなる。
そして、この状態から使用者がボタンキー３の押圧をやめると（例えば、指でボタンキー３を押していた使用者が、指を離すと）、撓んだ状態にあるキーフレーム５が、自己の復元力により撓む前の初期位置まで戻ることとなる。このため、変位部７に押された状態であったスイッチ１１のボタン部１１ａも、自己の復元力により、押される前の初期位置まで戻ることとなる。

以上のような本実施形態のスイッチ装置１によれば、変位部７は、ボタンキー３の押圧方向Ｙにおいて、そのボタンキー３からはずれた位置に配置されているため、使用者がボタンキー３を押圧した際に、スイッチ１１は、使用者からの押圧力をダイレクトに受けないこととなり、スイッチ１１が受ける押圧力を緩和することができる。即ち、図４（ａ）における平面視では、ボタンキー３と変位部７とは重なっていないため、スイッチ１１には、使用者からの押圧力が緩和されて伝達される。

また、ボタンキー３と変位部７との間は、第１切り欠き１７により分断されているため、ボタンキー３が押圧操作された際にスイッチ１１が受ける押圧力を、より効果的に緩和することができる。

また、キーフレーム５には、第２切り欠き１９が形成されているため、押圧操作時におけるボタンキー３のストロークをかせぐことができ、使用者に操作感を与えることができる。

更に、本スイッチ装置１では、キーフレーム５が支持フレーム９に当接したときにスイッチ１１がスイッチング動作を行うように、スイッチ１１が変位部７に押される位置が決められているため、スイッチ１１に加えられる押圧力を制限することができる。よって、使用者は、どんなに強い力でボタンキー３を押したとしてもスイッチ１１を破損させてしまうことはない。

また、キーフレーム５は、支持フレーム９（詳しくは、受け部２１）から取り外すことが可能であるため、使用者は、キーフレーム５を、当該使用者の好みの色に着色された他のキーフレームに変更することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
本実施形態では、スイッチ１１は、変位部７との間をあけて配置されていたが、予め変位部７と当接していても良い。この場合、ボタンキー３が押圧操作されていない初期状態において、変位部７がスイッチ１１に対して与える負荷は、スイッチング動作をさせない程度であれば良い。

また、キーフレーム５には、変位部７が形成されていなくても良い。この場合、キーフレーム５がスイッチ１１を押すこととなるため、その押す部分が、変位部に相当することとなる。

また、キーフレーム５の材料は、樹脂に限らず、例えば、木や金属等の剛体であっても良い。この場合、キーフレーム５は、使用者の押圧操作終了後に、スイッチ１１の復帰力により押圧操作前の初期位置まで戻る程度の重量であれば良い。そして更に、この変形例のスイッチ装置は、キーフレーム５に対して、スイッチ１１の復帰力方向に力を与えるバネを備えていれば、スイッチ１１にかかる負荷を軽減することができる。

しかし、本実施形態のスイッチ装置１の方が、この変形例のスイッチ装置よりも部品点数を多くすることなくスイッチ１１にかかる負荷を軽減することができるという点で有利である。

また、本実施形態では、キーフレーム５に軸部１３を設け、支持フレーム９にその軸部１３を受ける受け部２１を設けていたが、これに限らず、受け部２１をキーフレーム５に設け、軸部１３を支持フレーム９に設けても良い。このように構成しても、キーフレーム５は、軸部１３を軸として回動可能となる。

また、本実施形態では、スイッチ装置１をプリンタ１０１の操作用のスイッチとして適用したが、これに限らず、スイッチ装置１は、例えばパソコンのキーボード等の操作用のスイッチとして適用されていても良い。

本実施形態のスイッチ装置を備えたプリンタの外観を表す斜視図である。 同実施形態のスイッチ装置の斜視図である。 キーフレームの説明をする説明図である。 スイッチ装置の説明をする説明図である。 スイッチ装置の動作を説明する説明図である。

符号の説明

１…スイッチ装置、３…ボタンキー、５…キーフレーム、７…変位部、９…支持フレーム、１１…スイッチ、１３…軸部、１５…支持柱、１７…第１切り欠き、１９…第２切り欠き、２０…アーム部、２１…受け部、１０１…プリンタ

Claims (7)

1. 押圧方向に変位可能に支持されたボタンキーと、
   前記ボタンキーと連動して前記押圧方向に変位する変位部と、
   前記ボタンキーの押圧方向の下流側に配置され、前記ボタンキーが押圧操作された際に、前記変位部に押されることでスイッチング動作を行うスイッチと、
   を備えたスイッチ装置において、
   前記ボタンキーの押圧方向と交差するように配置され、前記ボタンキーの外縁を支持するように前記ボタンキーと一体に形成された板状のキーフレームと、
   前記キーフレームと対向するように、前記ボタンキーの押圧方向の下流側に配置された板状の支持フレームと、
   前記キーフレームの一端に設けられた軸部と、
   前記支持フレームに設けられ、前記軸部の両端を受けることにより、前記キーフレームを前記支持フレームとの間をあけて回動可能に支持する受け部と、
   前記キーフレームと前記支持フレームとのうちの一方に設けられ、前記キーフレームにおける前記ボタンキーに対して前記軸部側とは反対側の位置で、前記キーフレームを、前記支持フレームとの間をあけて支持する支持部と、
   を備え、
   前記変位部は、前記ボタンキーに対して、前記押圧方向から前記軸部の軸方向へはずれた位置で前記キーフレームに設けられており、
   前記キーフレームには、前記ボタンキーと前記変位部との間を分断する第１の切り欠きが前記ボタンキーよりも前記軸部側にまで形成されていること、
   を特徴とするスイッチ装置。
2. 前記キーフレームを構成する材料は、可撓性を有する材料で構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記キーフレームを構成する材料は、可撓性を有する樹脂であること、
   を特徴とする請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記キーフレームには、前記ボタンキーの外周に沿って第２の切り欠きが形成されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のスイッチ装置。
5. 前記第２の切り欠きは、前記ボタンキーの外周を、少なくとも１／２周切り欠いていること、
   を特徴とする請求項４に記載のスイッチ装置。
6. 前記キーフレームが前記支持フレームに当接したときに、前記スイッチが前記変位部に押されること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のスイッチ装置。
7. 外部から受信した画像データ、あるいは原稿を読み取って得られた画像データに基づいて被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
   当該画像形成装置の操作用のスイッチ装置として、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のスイッチ装置を備えたこと、
   を特徴とする画像形成装置。

Images