JP4724553B2 - 消音装置及び消音システム - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置と、該駆動装置から発生する音のレベルを低減する消音装置からなる消音システムに関する。

近年、オフィス環境におけるの騒音の問題は従来にも増して重要視されてきている。オフィスにおける騒音の原因としては、複写機やプリンタ等（以下、画像形成装置）のような内部に複数の負荷を有する駆動装置において、負荷を駆動する際に騒音が発生することが原因である。

そこで、ユーザーの作業環境改善のため、画像形成装置から発生する騒音を遮るべく防音壁を画像形成装置とユーザーとの間に設置するなどして、画像形成装置から発生する騒音がユーザーの作業の妨げにならないようにしている。

しかしながら、防音壁で遮ることのできる騒音には限度がある。また、画像形成装置は印刷の速度により発生する騒音が大きく異なる。例えばエコマークに代表される環境規格の規定では、サウンドパワーレベルという騒音指標で３０枚／分の画像形成装置で６６［ｄＢ］、６０枚／分の画像形成装置で７８［ｄＢ］となっている。

従来３０枚／分の画像形成装置を用いていたオフィス環境で、業務効率向上のため６０枚／分の画像形成装置を導入する場合＋１２［ｄＢ］もの騒音増大となり、防音壁を用いてもユーザー作業環境における大幅な騒音増大は避けられない。

そこで、防音壁にノイズキャンセラーの機能を搭載しユーザー作業環境における画像形成装置の騒音低減を行うことが解決案として考えられる。ノイズキャンセラー付の防音壁（以下、消音装置）としては、車両走行音の騒音低減を目的としたものや（例えば、特許文献１参照）、工場内の設備騒音低減を目的としたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００３−２５３６２８号公報 特開平６−１６１４７４号公報

上記特許文献１及び２においては、ノイズキャンセラーの機能実現のために騒音低減の対象の音を収録するマイクと、対象の音を消音させるための打ち消し音を発生させるスピーカが用いられる。

しかしながら、画像形成装置の騒音低減に適用する場合、ユーザーの作業環境と消音装置が近くに設置されることもある。この場合、マイクにユーザーの会話や作業音まで収録されてしまい、消音装置からユーザーの会話や作業音を打ち消す音も発生されてしまう。このため、ユーザーに対して不快感を与えてしまうという問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、ユーザーから発する音が消音装置により打ち消されることを防止するとともに、騒音を効果的に低減することが可能な消音装置及び消音システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る消音装置は、負荷を駆動する駆動手段を有する駆動装置と接続され、該駆動手段から発生する音のレベルを低減させる消音装置において、前記駆動手段の動作状態を前記駆動装置から受信する受信手段と、前記駆動手段の動作時に発生する音の周波数を記憶する記憶手段と、外部の音を収録する音収録手段と、外部へ音を発生する音発生手段と、前記受信手段により受信された前記動作状態に基づいて動作している駆動手段を特定し、該特定された駆動手段に対応する周波数を前記記憶手段から取得し、該取得された周波数の音を前記音収録手段により収録された音から抽出し、該抽出された音に対して逆位相の音声信号を生成し、該生成された音声信号に基づいて前記音発生手段により音を発生させる制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る消音システムは、負荷を駆動する駆動手段を有する駆動装置と、該駆動装置から発生する音のレベルを低減させる消音装置とからなる消音システムにおいて、前記駆動手段の動作状態を前記駆動装置から受信する受信手段と、前記駆動手段の動作時に発生する音の周波数を記憶する記憶手段と、外部の音を収録する音収録手段と、外部へ音を発生する音発生手段と、前記受信手段により受信された前記動作状態に基づいて動作している駆動手段を特定し、該特定された駆動手段に対応する周波数を前記記憶手段から取得し、該取得された周波数の音を前記音収録手段により収録された音から抽出し、該抽出された音に対して逆位相の音声信号を生成し、該生成された音声信号に基づいて前記音発生手段により音を発生させる制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、騒音を発する駆動装置と消音装置とが別々に設けられた場合に、ユーザーから発する音が消音装置により打ち消されることを防止するとともに、駆動装置から発する騒音を効果的に低減することが可能となる消音装置及び消音システムを提供することができる。

以下に本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態においては、消音装置が消音の対象とする駆動装置として、画像形成装置を例に挙げて説明する。

図１は、画像形成装置と消音装置から構成される消音システムの構成を示す説明図である。

画像形成装置１、消音装置３、ユーザー２が図に示すような位置関係になっている。消音装置３は防音壁１１、マイク１２、スピーカ１３で構成される。そして、画像形成装置１と消音装置３はケーブル２０で接続されている。

また、図２に示すように、画像形成装置１の制御手段１００と消音装置３の制御手段１０１がケーブル２０で接続され、マイク１２とスピーカ１３は制御手段１０１に接続されている。

画像形成装置からは騒音５０が発生している。この騒音５０は待機時や画像形成時、調整動作時など画像形成装置１の状態で回転するモータやファンの種類、回転数が異なるため様々に変化する。モータやファンの制御は制御手段１００によって行われている。

制御手段１００は、制御手段１０１からの情報要求の信号を受けて、画像形成装置１の動作状態に応じて騒音５０の要因となる各モータの動作状態や、各モータの動作時に発生する騒音の周波数を送信する。送信する情報としては、例えば以下の情報が挙げられる。
（１）ギアを回転させるパルスモータの起動・停止を示す動作状態、パルスモータの回転周波数及びギアの噛み合い音に対応した周波数
（２）ファンを回転させるファンモータの起動・停止を示す動作状態、ファンモータの回転周波数及びファンモータの回転周波数にファンの羽の枚数を掛け合わせた周波数
（３）ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータの起動・停止を示す動作状態、ポリゴンモータの回転周波数及びポリゴンモータの回転周波数にポリゴンミラー面数を掛け合わせた周波数
図３は、制御手段１０１より情報要求の信号を受けた場合に、制御手段１００が送信する情報の例である。表の情報のうち信号として送信されるのは周波数と動作状態（ＯＦＦ／ＯＮを０／１に対応）の数値情報である。周波数情報は情報要求のあった最初に送信され、送信された周波数情報は制御手段１０１が有する不図示のメモリ１０２に記憶される。その後は動作状態の情報のみをリアルタイム（所定のタイミングで同期）で送信し、周波数情報はメモリ１０２から取得する。

制御手段１０１は、周波数情報をメモリ１０２にマッピングし、動作状態の情報を逐次書き換える。これによって、通信の情報量を減らして応答性を向上させている。

騒音５０は、マイク１２で収録され制御手段１０１へ入力される。この時ユーザー２の会話や作業に伴って発生しているユーザー騒音５１についてもマイク１２に収録されてしまう。そこで、制御手段１０１はマイク１２から入力された音信号に対して、制御手段１００から送信された動作状態やメモリ１０２に記憶された周波数情報を元に、特定の周波数（画像形成装置１から発生された騒音の周波数）に対してのみ、逆位相かつ同一音圧の音となる信号を生成する。

具体的な制御手段１０１の処理内容について、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、制御手段１０１は、制御手段１００から送信されたモータ等の動作状態を受信する（Ｓ１）。ここで、メモリ１０２にマッピングされた情報を受信した動作状態に基づき更新する。

そして、受信した動作状態に基づいて、動作しているモータを特定し、特定されたモータに対応する周波数をメモリ１０２から取得する（Ｓ２）。

その後、制御手段１０１は、マイク１２により収録された音からメモリ１０２から取得された周波数の音を抽出し（Ｓ４）、抽出された音に対して逆位相かつ同一音圧の音声信号を生成する（Ｓ５）。この音声信号がスピーカ１３より打ち消し音として発せられることによって、騒音５０は騒音５０ａと大幅に低減する（Ｓ６）。

ユーザー騒音５１については打ち消し音の生成は行われないため、スピーカ１３からユーザー騒音５１に関連する音の発生はなく、違和感や不快感をユーザー２に与えることはない。

制御手段１００から送信される特定の周波数の情報は、モータやファンに回転数のフィードバック機能がない場合仕様で定めた固定値が用いられる。しかし、個体差や経年変化により回転数が若干異なることで周波数が異なる場合も考えられる。そのため、マイク１２で収録された音信号に制御手段１００から送信された周波数の情報が厳密に一致しない場合でも、その近傍にある周波数で音の大きいものに対して打ち消し音の生成を行う。これによって、個体差や経年劣化にも対応可能な柔軟性のある消音システムにしている。

画像形成装置１は、複数のモータやファンで構成されていることが多い。しかし、その中で全てのモータやファンがユーザー２に聞こえるほど大きな音を発生させているわけではない。高回転で駆動されるポリゴンスキャナモータや、速度制御を行う紙搬送のパルスモータ、本体排熱に用いられる大型ファンや定着後の紙の冷却に用いる排紙ファン等が主要因で、その他は駆動していても機外にはほとんど音が漏れてこないものもある。そのため、制御手段１００が送信する周波数の情報を騒音に特に関係の深い周波数に絞り込むことで、制御手段１０１の信号生成の計算負荷を低減させてもよい。

制御手段１０１が打ち消し音の信号を生成するには所定の時間がかかり、制御手段１０１の応答性能から所定時間以下で動作状態が変化する場合追従することができず、効果的な打ち消し音の生成ができない場合がある。そのため、制御手段１０１に所定時間以下で動作状態が変化する信号が入力された場合、その動作状態に関連する周波数に関しては打ち消し音の信号生成を行わないようにすることが望ましい。

上記実施形態で用いているスピーカ１３は、制御手段１００の生成する信号の周波数の音を発生できるものであれば種類は問わない。ただし、点音源となるスピーカよりもライン状スピーカの方がより広範囲で消音効果が期待できる。

上記実施形態では画像形成装置１の右側面に消音装置３を設置したが、画像形成装置１の背面や左側面等に設置しても同様の効果を発揮する。

また、上記実施形態では制御手段１００と制御手段１０１の接続にケーブル２０を用いたが、制御手段１００と制御手段１０１とが情報のやり取りを出来る手段であればよい。したがって、例えば無線の送受信機能を制御手段にもたせることで情報の伝達を行ってもよい。

画像形成装置と消音装置から構成される消音システムの構成を示す説明図。 消音システムの制御ブロック図。 画像形成装置と消音装置の間で送受信する情報の説明図。 制御手段１０１の処理内容を示すフローチャート。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ ユーザー
３ 消音装置
１１ 防音壁
１２ マイク
１３ スピーカ
２０ ケーブル
５０ 騒音
５０ａ 騒音
５１ ユーザー騒音
１００ 制御手段
１０１ 制御手段
１０２ メモリ

Claims (12)

1. 負荷を駆動する駆動手段を有する駆動装置と接続され、該駆動手段から発生する音のレベルを低減させる消音装置において、
   前記駆動手段の動作状態を前記駆動装置から受信する受信手段と、
   前記駆動手段の動作時に発生する音の周波数を記憶する記憶手段と、
   外部の音を収録する音収録手段と、
   外部へ音を発生する音発生手段と、
   前記受信手段により受信された前記動作状態に基づいて動作している駆動手段を特定し、該特定された駆動手段に対応する周波数を前記記憶手段から取得し、該取得された周波数の音を前記音収録手段により収録された音から抽出し、該抽出された音に対して逆位相の音声信号を生成し、該生成された音声信号に基づいて前記音発生手段により音を発生させる制御手段と、を有することを特徴とする消音装置。
2. 前記駆動装置は、シートに画像を形成する画像形成装置であることを特徴とする請求項１記載の消音装置。
3. 前記駆動手段は、ギアを回転させるパルスモータであり、
   前記受信手段により受信される動作状態は、前記パルスモータの起動・停止を示す情報であり、
   前記記憶手段に記憶される周波数は、前記パルスモータの回転周波数及び前記ギアの噛み合い音に対応した周波数の情報であることを特徴とする請求項２記載の消音装置。
4. 前記駆動手段は、ファンを回転させるファンモータであり、
   前記受信手段により受信される動作状態は、前記ファンモータの起動・停止を示す情報であり、
   前記記憶手段に記憶される周波数は、前記ファンモータの回転周波数及び前記ファンモータの回転周波数に前記ファンの羽の枚数を掛け合わせた周波数の情報であることを特徴とする請求項２記載の消音装置。
5. 前記駆動手段は、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータであり、
   前記受信手段により受信される動作状態は、前記ポリゴンモータの起動・停止を示す情報であり、
   前記記憶手段に記憶される周波数は、前記ポリゴンモータの回転周波数及び前記ポリゴンモータの回転周波数に前記ポリゴンミラー面数を掛け合わせた周波数の情報であることを特徴とする請求項２記載の消音装置。
6. 前記記憶手段から取得された周波数に対して前記音収録手段により収録された音声信号の周波数のピークがずれている場合、ずれた位置がピークとなる周波数に対して前記制御手段による音声信号の生成行うことを特徴とする請求項１記載の消音装置。
7. 前記音発生手段は、ライン状スピーカであることを特徴とする請求項１記載の消音装置。
8. 前記駆動装置内に前記駆動手段が複数存在し、該複数の駆動手段のうち、一部の駆動手段に限定して動作状態が前記受信手段により受信されることを特徴とする請求項１記載の消音装置。
9. 前記駆動装置から発生する音の伝達を遮断する壁面を有することを特徴とする請求項１記載の消音装置。
10. 前記受信手段により受信される前記駆動手段の動作状態が予め定められた時間以下で変化する場合には、前記制御手段による音声信号の作成を行わないことを特徴とする請求項１記載の消音装置。
11. 前記記憶手段に記憶された周波数情報は、前記駆動装置から受信した情報であることを特徴とする請求項１記載の消音装置。
12. 負荷を駆動する駆動手段を有する駆動装置と、該駆動装置から発生する音のレベルを低減させる消音装置とからなる消音システムにおいて、
    前記駆動手段の動作状態を前記駆動装置から受信する受信手段と、
    前記駆動手段の動作時に発生する音の周波数を記憶する記憶手段と、
    外部の音を収録する音収録手段と、
    外部へ音を発生する音発生手段と、
    前記受信手段により受信された前記動作状態に基づいて動作している駆動手段を特定し、該特定された駆動手段に対応する周波数を前記記憶手段から取得し、該取得された周波数の音を前記音収録手段により収録された音から抽出し、該抽出された音に対して逆位相の音声信号を生成し、該生成された音声信号に基づいて前記音発生手段により音を発生させる制御手段と、を有することを特徴とする消音システム。

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