JP5637130B2 - 音響出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、機器で発生する雑音をマスキングするマスカ（マスキング音）を出力する音響出力装置に関する。

従来、例えば画像形成装置等で発生する雑音対策としては、動作音自体を低減する所謂「静音化技術」が採用されてきた。静音化の結果、動作音の音圧レベルは低減できたが、動作音から受ける「耳障り感」や「不快感」という問題は解決し切れていない。

また、静音化技術とは別に、雑音を低減する（雑音を気にならなくする）技術として、サウンドマスキング技術が提案されている。サウンドマスキングとは、耳に一定の大きさの音が流れているときに、他の音が聞き取りにくくなる現象（サウンドマスキング効果）を利用した方法であり、主に周波数マスキングと時間マスキングとがある。より具体的には、主に周波数帯が雑音と似通った音（マスカ，マスキング音）が雑音に重畳され、これによって、この雑音を聞こえにくくし、耳障り感や不快感を低減することができる。

従来、サウンドマスキング技術を応用した音響出力装置として、以下の特許文献１に記載された騒音マスキング装置がある。この騒音マスキング装置は、動作時に騒音（雑音）の発生源となる駆動機構を有する画像形成装置等に搭載され、前記騒音をマスキングするマスキング音を発生する発音体と、前記発音体を制御し、前記騒音の主成分周波数を含む範囲の周波数のマスキング音を発生させるマスキング音制御手段とを備える。マスキング音制御手段は、騒音の主成分周波数の臨界帯域周波数の下限周波数から上限周波数の範囲の周波数のマスキング音を発生させる。

特開平９−１９３５０６号公報

しかしながら、マスキング音は、雑音と周波数特性が似ており、ユーザには聴き慣れない音であることが多く、騒音マスキング装置からマスキング音が出力されると、ユーザは違和感を覚えるという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、マスキング音に対するユーザの違和感を低減可能な音響出力装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の形態は、機器で発生する動作音をマスキングする音響出力装置であって、前記機器での所定動作中に発生する動作音を雑音としてマスキングするマスキング音、およびＢＧＭを再生する音響再生手段と、前記音響再生手段により再生される前記マスキング音および前記ＢＧＭを出力する音響出力手段と、を備え、前記マスキング音を出力する前に前記ＢＧＭを出力すると共に、前記所定動作の開始前に前記マスキング音を出力し、かつ少なくとも前記マスキング音の出力音圧レベルを出力開始後、徐々に大きくすることを特徴とする。

第１の形態によれば、ユーザの意識は、先に出力されたＢＧＭに引っ張られるため、その後に出力されるマスキング音に対する違和感が低減される。

本発明の第１実施形態に係る音響出力装置の構成を示すブロック図である。 マスキングの基本的な概念を示す図である。 画像形成装置の一連の動作に対するＢＧＭ、マスキング音の音圧レベルの変化の一例を示す図である。 供給開始時間に基づき変更されるマスキング音の出力タイミング及び出力音量の変化量を示す図である。 画像形成装置の一連の動作に対するＢＧＭ、マスキング音の音圧レベルの変化の他の例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る音響出力装置の構成を示すブロック図である。

（画像形成装置について）
本発明の第１及び第２実施形態に係る音響出力装置の説明に先立ち、各音響出力装置が搭載される機器の一例としての画像形成装置２について説明する。図１において、画像形成装置２は、例えば、電子写真方式及びタンデム方式を採用した複合機やカラープリンタ等であり、大略的には、操作手段２１と、画像形成手段２２と、制御手段２３と、を備えている。

操作手段２１は、例えば、画像形成装置２の前面上部に設けられ、ユーザにより操作される操作ボタンを含んでいる。操作ボタン等の典型例としては、ユーザが印刷開始を画像形成装置２に対し指示するための印刷開始ボタンがある。操作手段２１は、ユーザ操作に従って、印刷開始コマンドを制御手段２３に送信する。

画像形成手段２２においては、帯電器により感光体ドラム周面を帯電させた後に、画像データで変調された光ビームが光学系により該周面に照射される。これにより、感光体ドラム周面に静電潜像が形成される。ここで、画像データは、例えば原稿読取り手段３２（後述）や、画像形成装置２に接続されたパーソナルコンピュータ（図示せず）から送信されてくる。また、画像形成手段２２において、現像器は、静電潜像が形成された感光体ドラム周面にトナーを供給し、該感光体ドラム周面にトナー画像を生成する。画像形成手段２２において、一次転写ローラは、感光体ドラム周面のトナー画像を転写ベルトに転写する。トナー画像としては、例えば、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色のものが生成される。転写ベルトには、これらトナー画像が互いに重なり合うよう転写され、これにより、合成トナー画像が担持される。

また、画像形成手段２２には、供給トレイ（図示せず）から記録媒体（例えば用紙）が搬送されてくる。画像形成手段２２において、二次転写ローラは、搬送されてきた記録媒体に、転写ベルト上の合成トナー画像を転写する。定着装置は、二次転写ローラから送られてくる記録媒体を加熱・加圧して、合成トナー画像を記録媒体に定着させる。定着処理済みの記録媒体は、画像形成装置２の排出ローラを介して排出トレイに排出され載置される。

制御手段２３は、ＣＰＵやメインメモリからなり、メインメモリに格納されたプログラムに従って動作して、画像形成手段２２の構成各部や周辺機器の動作を制御する。具体例を一つ挙げると、制御手段２３は、画像形成手段２２の各部を駆動するモータ（図示せず）等に制御信号を与える。

（画像形成装置の周辺機器について）
次に、画像形成装置２の周辺機器について説明する。本実施形態では、周辺機器として、ＡＤＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）３が例示される。ＡＤＦ３は、画像形成装置２の上部に設けられ、大略的には、原稿搬送手段３１と、原稿読取り手段３２と、を備えている。原稿搬送手段３１は、上述の制御手段２３の制御下で、ＡＤＦ３のトレイ上にセットされた原稿画像を原稿読取り手段３２に搬送する。原稿読取り手段３２は、光学的なスキャナであり、原稿搬送手段３１から送られてきた原稿画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色で表す画像データを生成して、画像形成装置２内の制御手段２３に送信する。このＲＧＢの画像データは、前述の制御手段２３により、ＹＭＣＫの画像データに変換される。

（第１実施形態）
次に、第１実施形態に係る音響出力装置１について説明する。音響出力装置１は、画像形成装置２に搭載され、記憶手段１１と、前述の制御手段２３に例えばソフトウェア的に組み込まれる音響再生手段１２と、ＢＧＭ出力手段又はマスキング音出力手段としての音響出力手段１３と、を備えている。

記憶手段１１は、例えばフラッシュメモリからなり、少なくとも１個のマスキング音Ｍを表すデータを記憶している。マスキング音Ｍは、画像形成装置２の一連の動作で発生する動作音（雑音）をマスキングする。本実施形態ではより好ましい例として、マスキング音Ｍは、画像形成装置２の一連の動作の中で、記録媒体の供給開始から印刷終了までの動作音をマスキング可能である。換言すると、マスキング音Ｍは、記録媒体の供給前の動作中（例えばウォームアップ中）に発生する動作音をマスキングしない。また、マスキング音Ｍは、例えば環境音やピンクノイズの周波数を加工して、動作音の周波数特性に似せた音である。以上のようなマスキング音Ｍは、ユーザには機械音として認識不能であるが、ユーザにとって意味をなさない音である。マスキングの基本的な概念は周知ではあるが、以下、図２を参照しつつ、画像形成装置２の動作音を用いて詳細に説明する。

図２において、横軸は周波数［Ｈｚ］を表し、縦軸はスペクトルレベル［ｄＢＰａ］を表す。スペクトルレベルは、音の周波数成分をスペクトル分布として表したときに、対応する周波数の音圧レベルである。曲線Ｃ１は、例えば記録媒体の供給開始から印刷終了までの動作音（雑音）の周波数特性を示す。また、曲線Ｃ２は、所謂ホワイトノイズの周波数特性であり、周波数に関わらずほぼ一定のスペクトルレベルを有する。また、曲線Ｍｆは、曲線Ｃ１で示される動作音に対するマスキング音の周波数特性である。

動作音にホワイトノイズを重畳して人に聴かせた場合、動作音の耳障り感が残るのに対し、マスキング音を動作音に重畳した場合、耳障り感が大幅に軽減できる。マスキング音は、図２に示すように、動作音のスペクトルレベル（音圧レベル）よりもある程度大きなスペクトルレベル（音圧レベル）を有していれば、マスキング効果を発揮できる。

マスキング音Ｍはユーザに対し違和感を与えてしまうので、本実施形態では、記憶手段１１にはさらに、１又は複数のＢＧＭα１〜Ｂｍ（ｍは１以上の自然数）を表すデータが準備されている。各ＢＧＭα１〜Ｂｍは、少なくともリズム及びメロディーからなり、ハーモニーを持つ場合もある。また、ＢＧＭα１〜αｍは、人間により作成された音楽に限らず、ユーザが楽しめたり、意味を感じたりすることができれば、環境音や自然音でも良い。

以下、図３を参照して、音響再生手段１２により再生され音響出力手段１３から出力されるマスキング音Ｍ及びＢＧＭαの時間変化の一例を説明する。

まず、曲線Ｎは、画像形成装置２で１枚印刷が実行される場合の動作音（雑音）の時間変化を示している。制御手段２３は、前述のように、原稿読取り手段３２や図示しないパーソナルコンピュータから、印刷処理の対象となる画像データを受信する。以下、画像データ受信時を時刻Ｔ０とする。その後、時刻Ｔ１からＴ２の間、制御手段２３は、画像形成装置２のウォームアップ等（印刷準備）を行う。ウォームアップ中、動作音の音圧レベルは相対的に小さい。時刻Ｔ２から、制御手段２３の制御下で、記録媒体の供給が始まり、それ以降、時刻Ｔ３までの間、記録媒体の供給→画像形成→記録媒体の排出という一連の印刷処理が行われるため、動作音の音圧レベルは大きくなる。また、搬送される記録媒体の衝突音が時折発生するため、動作音の音圧レベルは突発的に大きくなる。時刻Ｔ３以降は、印刷処理が終了しているため、動作音の音圧レベルは相対的に小さい。

上述の動作音は、画像形成装置２がユーザ側で使用される場合であっても、ユーザへの納品前（使用前）であっても実質的に変わらない。それゆえ、ユーザ側での使用前にサプライヤー（メーカー）側での実験で動作音が取得され、取得した動作音に基づき、上述のようなマスキング音Ｍが生成され、記憶手段１１に格納される。

１枚印刷実行時、音響再生手段１２は、記憶手段１１から読み出したマスキング音Ｍを再生し、時刻Ｔ１に、マスキング音出力手段としての音響出力手段（スピーカ）１４からの出力を開始する。ここで、時刻Ｔ１での出力音圧レベルは、画像形成装置２の周囲の所定位置にて、予め定められた初期レベル値になるように調整される。この初期レベルは、相対的に小さな音圧レベルに設定される。

時刻Ｔ１以降、マスキング音Ｍの出力音圧レベルは徐々に大きくなるよう調整される。時刻Ｔ２で上記所定位置にて基準レベル値となるように、出力音圧レベルは調整される。ここで、基準レベル値は、動作音の音圧レベルよりも大きく、かつ上述の初期レベルよりも大きな音圧レベルに設定される。以降、時刻Ｔ３までの間、マスキング音Ｍの出力音圧レベルは、動作音の音圧レベルよりも大きくなるよう調整される。時刻Ｔ３の後、マスキング音Ｍの出力音圧レベルは徐々に小さく調整され、時刻Ｔ４でマスキング音の出力は停止させられる。

次に、ＢＧＭαについて説明する。音響再生手段１２は、制御手段２３が画像データを受信すると動作を開始し、まず、記憶手段１１から読み出したＢＧＭαを再生し、時刻Ｔ０に、つまりマスキング音Ｍよりも先に、ＢＧＭ出力手段としての音響出力手段１３からの出力を開始する。時刻Ｔ０以降、ＢＧＭαの出力音圧レベルは徐々に大きくなるよう調整される。本実施形態において、時刻Ｔ１〜Ｔ４の間、マスキング音ＭとＢＧＭαとは音響出力手段１３から合成出力される。また、時刻Ｔ１〜Ｔ４の間、ＢＧＭαの出力音圧レベルがマスキング音Ｍのそれよりも大きくなるよう、両者の出力音圧レベルは調整される。また、時刻Ｔ３以降、ＢＧＭαの出力音圧レベルは徐々に小さくなるよう調整され、時刻Ｔ５で（つまりマスキング音の出力停止後に）ＢＧＭαの出力は停止させられる。

（第１実施形態の作用・効果）
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、記憶手段１１には、予め作成されたマスキング音Ｍ及びＢＧＭαが格納されている。音響再生手段１２は、画像形成装置２に画像データが到着すると、記憶手段１１から読み出したＢＧＭαを、音響出力手段１３から出力させ、その後、記憶手段１１から読み出したマスキング音Ｍを、音響出力手段１３から出力させる。このように、ＢＧＭαがマスキング音Ｍよりも先に出力されるため、ユーザの意識は、先に出力されたＢＧＭαに引っ張られるため、その後に出力されるマスキング音Ｍに対する違和感が低減される。これにより、ユーザが違和感を持たない音響出力装置１を提供することが可能となる。

また、マスキング音Ｍは、画像形成装置２における所定動作中、つまり印刷処理中に発生する音圧レベルの大きな動作音（雑音）をマスキングするよう生成される。画像形成装置２の印刷処理が開始される前に、マスキング音Ｍが出力されている。これにより、ユーザに大きな雑音とマスキング音Ｍの両方をいきなり聞かせることを防止できるため、違和感をより低減することが可能となる。

また、もし、ＢＧＭ又はマスキング音の出力音圧レベルがそれぞれの出力開始後いきなり大きくなると、ユーザに違和感を与えてしまう。そこで、本実施形態では、ＢＧＭ又はマスキング音の出力音圧レベルは、それぞれの出力開始後、徐々に大きくなるように制御される。これにより、ユーザのＢＧＭやマスキング音に対する違和感をより低減することが可能となる。

また、本実施形態では、音響再生手段１２は、マスキング音Ｍの出力を停止させた後、ＢＧＭαの出力を停止させる。このように、マスキング音Ｍが先に停止させられるので、ユーザはマスキング音Ｍを意識せずに済む。これにより、ユーザが違和感をより持たないようにすることができる。

また、本実施形態では、ＢＧＭαの出力音圧レベルは、マスキング音Ｍの出力音圧レベルよりも大きい。これにより、ユーザの意識はよりＢＧＭαに引っ張られるため、ユーザが違和感をより持たないようにすることができる。

（第１変形例）
ところで、画像形成装置２には、スリープモード、低電力モード、スタンバイモード等、複数の待機状態がある。画像データの受信から供給開始までの時間（Ｔ２−Ｔ１）は、待機状態毎で変わってくる。前述のように、時刻Ｔ１からＴ２にかけてマスキング音Ｍの出力音圧レベルを、初期レベル値から基準レベル値まで変化させるには、画像データ受信時の待機状態に応じて、マスキング音Ｍの出力タイミングを、音響再生手段１２が変更することが好ましい。例えば、スリープモード時に画像データを受信した場合、音響再生手段１２は、図４に示すように、時刻Ｔ２のｔ１秒前にマスキング音Ｍの出力を開始する。また、低電力モード及びスタンバイモードの場合には、時刻Ｔ２のｔ２秒及びｔ３秒前にマスキング音Ｍの出力を開始する。ここで、本実施形態では、ｔ１、ｔ２及びｔ３は、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３を満たす。

以上のように、本変形例では、画像形成装置２の動作開始から印刷処理の開始時間に基づき、マスキング音Ｍの出力開始タイミングが制御される。同様にして、マスキング音Ｍの単位時間あたりの出力音圧レベルの変化量も制御可能である。これにより、待機状態毎に適切なタイミング又は変化量でマスキング音Ｍが出力されるので、ユーザがより違和感を持たないようにすることができる。また、マスキング音Ｍの出力音圧レベルは徐々に上げられることが望ましいので、印刷処理開始までの時間に対応してマスキング音Ｍの出力開始タイミングを早めにして、単位時間あたりの変化量を極力小さくすることが好ましい。なお、本変形例において、ＢＧＭαの出力開始は、マスキング音Ｍの出力開始から例えば０．５秒程度前としても良いし、第１実施形態で説明した通り、画像データ受信直後でも構わない。

（第２変形例）
第１の変形例の説明では、複数の待機状態毎に、マスキング音Ｍの出力開始タイミングやマスキング音Ｍの単位時間あたりの出力音圧レベルの変化量が調整されていた。しかし、これに限らず、例えば、図５に示されるように、複数の待機状態にかかわらず、マスキング音Ｍの出力開始タイミング等は固定値でも構わない。例えば、図５の例では、ＢＧＭαの出力は時刻Ｔ０に始まり、その０．２秒後の時刻Ｔ１’に、マスキング音Ｍの出力が始まる。マスキング音Ｍの音圧レベルは、例えば、時刻Ｔ１’から１．５秒後の時刻Ｔ２にて前述の基準レベル値に到達するよう調整される。この場合でも、待機状態に関係なくマスキング効果を時刻Ｔ２にて得られるよう、待機状態毎に、印刷準備の開始タイミングや記録媒体の供給開始タイミングが調整される。

（付記）
以上の説明では、ＢＧＭαは画像データ受信直後に出力されるようになっていた。しかし、これに限らず、ＢＧＭαは、例えばタイマー設定された時間になると出力され始めても構わない。ＢＧＭαの出力最中に、画像形成装置２が動作を開始すると、音響出力手段１３は、上述の同様の手順でマスキング音を出力する。

また、記憶手段１１には、複数のＢＧＭα１〜αｍを格納している場合がある。この場合、音響再生手段１２は、ユーザが操作手段２１を操作して指定したＢＧＭαを、記憶手段１１から読み出し再生し、音響出力手段１３から出力させても構わない。

また、以上の説明では、マスキング音Ｍは、画像形成装置２の動作音をマスキングしていた。しかし、これに限らず、マスキング音Ｍは、画像形成装置２及びその周辺機器としてのＡＤＦ３の動作音をマスキングしても構わない。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る音響出力装置６の構成を示している。音響出力装置６は、前述の音響出力装置１と比較すると、記憶手段１１に周波数マスキング音ＦＭと時間マスキング音ＴＭとが格納されている点で相違する。それ以外に両音響出力装置１，６の間に相違点はないので、図６において図１の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

周波数マスキング音ＦＭは、第１実施形態におけるマスキング音Ｍと同様であるため、その説明を省略する。

時間マスキング音ＴＭは、第１実施形態におけるマスキング音Ｍと同様に、サプライヤー（メーカー）側での実験で動作音が取得され、取得した動作音に基づき生成される。具体的には、第１実施形態で説明した通り、動作音の中には、記録媒体の衝突音等により突発的に音圧レベルが大きくなる部分がある。この部分を時間マスキングするために、時間マスキング音ＴＭは、例えば、ＢＧＭや環境音を加工する等して生成され、動作音中で音圧レベルが大きな部分を基準として時間的に順方向及び逆方向に音圧レベルの大きな音を含んでいる。この時間マスキング音ＴＭは、第１実施形態のＢＧＭαの代わりに、音響再生手段１２の制御下で音響出力手段１３から出力される。

（第２実施形態の作用・効果）
本実施形態では、第１マスキング音出力手段としての音響出力手段１３から周波数マスキング音ＦＭが出力されるため、画像形成装置２の動作音（雑音）を低減可能である。また、第２マスキング音出力手段としての音響出力手段１３から時間マスキング音ＴＭが出力されるため、突発的な大きな動作音（雑音）がユーザには聞こえにくくなる。さらに、時間マスキング音ＴＭは、ＢＧＭや環境音に基づき作成されるので、ユーザの意識は、周波数マスキング音ＦＭよりも時間マスキング音ＴＭに引っ張られる。これにより、第１実施形態と同様に、周波数マスキング音ＦＭに対する違和感を低減することが可能となる。

（付記）
なお、記憶手段１１には、複数の周波数マスキング音ＦＭ及び複数の時間マスキング音ＴＭが記憶されていても構わない。

本発明に係る音響出力装置は、マスキング音に対するユーザの違和感を低減可能であり、プリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの複合機のような画像形成装置等に好適である。

１，６ 音響出力装置
１１ 記憶手段
１２ 音響再生手段
１３ 音響出力手段（ＢＧＭ出力手段，マスキング音出力手段，第１及び第２マスキング音出力手段）
２ 画像形成装置
３ ＡＤＦ（周辺機器）

Claims (6)

1. 機器で発生する動作音をマスキングする音響出力装置であって、
   前記機器での所定動作中に発生する動作音を雑音としてマスキングするマスキング音、およびＢＧＭを再生する音響再生手段と、
   前記音響再生手段により再生される前記マスキング音および前記ＢＧＭを出力する音響出力手段と、を備え、
   前記マスキング音を出力する前に前記ＢＧＭを出力すると共に、前記所定動作の開始前に前記マスキング音を出力し、かつ少なくとも前記マスキング音の出力音圧レベルを、出力開始後、徐々に大きくすることを特徴とする音響出力装置。
2. 前記マスキング音出力手段は、前記所定動作の終了後、マスキング音の出力を停止し、
   前記ＢＧＭ出力手段は、前記マスキング音の出力停止後に、ＢＧＭの出力を停止する、請求項１に記載の音響出力装置。
3. 前記ＢＧＭの出力音圧レベルは、前記マスキング音の出力音圧レベルよりも大きい、請求項１または２に記載の音響出力装置。
4. 前記マスキング音は、前記機器での所定動作中に発生する動作音を雑音としてマスキングするよう生成され、
   前記機器の動作開始から雑音発生までの時間に基づき、前記マスキング音の出力開始タイミング、又は該マスキング音の出力音量の変化量が制御される、請求項１〜３のいずれかに記載の音響出力装置。
5. 複数の前記ＢＧＭを格納する記憶手段と、
   前記記憶手段からＢＧＭを選択して、前記ＢＧＭ出力手段から出力させる音響再生手段と、をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の音響出力装置。
6. 前記機器は、画像形成装置又はその周辺機器である、請求項１〜５のいずれかに記載の音響出力装置。

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