JP6131411B2 - 音響出力装置、およびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器の動作音（騒音）に対するマスク音を放射する音響出力装置、およびこれを用いた画像形成装置に関する。

従来、この種の音響出力装置としては、例えば特許文献１に記載の音補正装置がある。この音補正装置では、まず、再生音および周囲雑音のそれぞれについてマスキング特性が求められる。ここで、再生音において、再生音自体でマスクされる周波数成分は、周囲雑音が無くともユーザにより知覚されない。したがって、この周波数成分は、たとえ周囲雑音でマスクされるとしても増幅されない。それに対し、再生音において、再生音自体によってはマスクされないが、周囲雑音によってマスクされる周波数成分は、増幅される。以上の処理により、音量増幅を抑制している。

特開２００９−１７５４２０号公報

ところで、電子機器では、構成部品に経年による劣化や不具合等が発生すると、異音が発生する場合がある。上記音補正装置では、該装置が搭載される電子機器から異音が発生すると、この異音をマスクするために再生音量が増幅される場合がある。その結果、電子機器に不具合等が生じていることをユーザが気付きにくいという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、電子機器の構成部品の劣化や不具合等をユーザが早期に気づきやすい音響出力装置、およびこれを用いた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第一局面は、電子機器に搭載される音響出力装置であって、前記電子機器の動作音に対するマスク音を記憶する第一記憶手段と、前記電子機器の動作に合わせて、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を再生する音響再生手段と、前記音響再生手段によって再生されたマスク音を放射する音響出力手段と、前記電子機器を構成する部品の状態が正常か否かを判断する判断手段と、を備えている。

前記判断手段が正常と判断した場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を、所定の音圧レベルで再生する。それに対し、前記判断手段が正常で無いと判断した場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を、前記所定の音圧レベルよりも小さな音圧レベルで再生する。

また、本発明の第二局面は、第一局面の音響出力装置を備えた画像形成装置である。

上記各局面によれば、構成部品が正常で無い場合には、マスク音による動作音のマスキング効果が小さくなる。よって、動作音に含まれる異音がユーザによって知覚され易くなり、ユーザが電子機器の故障や不具合により気付きやすくなる。

本発明の一実施形態に係る音響出力装置を搭載した画像形成装置の外観を示す斜視図である。 図１の画像形成装置の内部構成を模式的に示す図である。 音響出力装置の構成を示すブロック図である。 マスク音の周波数特性を示すグラフである。 図３の音響出力装置の動作を示すフロー図である。 第二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。 図６の音響出力装置の動作を示すフロー図である。 図７のステップＳ１３による再生制御を示す図である。 変形例に係る再生制御を示す図である。

《第一実施形態》
以下、図面を参照して、一実施形態に係る音響出力装置、およびこれを備えた画像形成装置について詳説する。

《はじめに》
まず、図１，図２において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、画像形成装置の左右方向、前後方向および上下方向を示す。また、図２に示す構成の中には、参照番号の右側に添え字ａ，ｂ，ｃ，ｄが付加されるものがある。ａ，ｂ，ｃ，ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を意味する。例えば、感光体ドラム３１１ａは、イエローの感光体ドラム３１１を意味する。また、添え字無しは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色を意味する。例えば、感光体ドラム３１１は、各色の感光体ドラムを意味する。

《画像形成装置の構成》
まず、図１，図２には、電子機器の典型例としての画像形成装置１が示されている。本実施形態では、画像形成装置１は、電子写真方式及びタンデム方式を採用したＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。

画像形成装置１は、少なくとも、供給ユニット２と、印刷ユニット３と、を備えている。印刷ユニット３の前面には、操作パネル３１が備わる。操作パネル３１は、印刷条件等の情報入力のためにユーザによって操作される。また、画像形成装置１の右側面には、収録手段の典型例としてのマイクロフォン３２、その前面には、音響出力手段の典型例としてのスピーカ４１が設けられている。

供給ユニット２は、印刷時、内部に積載されたシート（典型的には用紙）を一枚ずつピックアップし、搬送経路Ｒ１（点線参照）に順次送り出す。

印刷ユニット３において、レジストローラ対３３は最初回転せずに停止している。供給ユニット２から送り出されたシートは、停止中のレジストローラ対３３に到達すると、ここで一旦停止する。その後、レジストローラ対３３は、コントローラ５２（図３参照）の制御下で、二次転写に合ったタイミングで回転し始めて、停止中のシートを搬送経路Ｒ１の下流の二次転写ニップに向けて送り出す。

また、画像形成手段３４は、レジストローラ対３３に対して搬送経路Ｒ１の直ぐ下流側に設けられ、光走査装置３５と、中間転写ベルト３６と、駆動ローラ３７と、従動ローラ３８と、二次転写ローラ３９と、各色の作像ユニット３１０と、を含んでいる。また、各色の作像ユニット３１０には、回転可能に構成された感光体ドラム３１１が備わる。

光走査装置３５は、印刷すべき画像データでスイッチングされた光ビームγａ〜γｄを、帯電した感光体ドラム３１１ａ〜３１１ｄの外周面に走査する。これにより、各外周面には、対応色の静電潜像が生成される。その後、各色用の静電潜像は対応色の現像器により現像され、対応色のトナー画像が生成される。

中間転写ベルト３６は無端ベルトであって、ローラ３７，３８間に張り渡され、矢印αの方向に回転する。この中間転写ベルト３６における所定エリアには、感光体ドラム３１１に担持された各トナー画像が順次転写され（一次転写）、各色のトナー画像が重なり合った合成トナー画像が形成される。合成トナー画像は、中間転写ベルト３６の回転により、二次転写ローラ３９に向けて搬送される。

二次転写ローラ３９は、中間転写ベルト３６と当接して二次転写ニップを形成する。二次転写ニップにはレジストローラ対３３からシートが送り込まれ、二次転写ニップを通過するシートに中間転写ベルト３６上の合成トナー画像が二次転写される。このシートは、二次転写ニップから搬送経路Ｒ１の下流の定着器３１２に向けて送り出される。

定着器３１２は、加熱ローラおよび加圧ローラを備えており、これらローラは定着ニップを形成する。二次転写済のシートは定着ニップに送り込まれ通過する。通過中、シートは加熱および加圧されて、合成トナー画像が印刷媒体上に定着する。その後、シートは、搬送経路Ｒ１の下流の排出ローラ対３１３を介して排出トレイ３１４に排出される。

また、印刷ユニット３には、ユニット２，３の構成各部を制御するための制御回路基板５が備わる。この基板５は、図３に示すように、記憶装置５０、コントローラ５２を含む。記憶装置５０は、フラッシュメモリ等であり、各種データを格納している。また、コントローラ５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等からなり、各種プログラムをＲＡＭ上で実行することで、印刷等を制御する。

《音響出力装置の構成》
また、画像形成装置１には、図３に示すような音響出力装置６が備わる。音響出力装置６は、大略的には、上述のマイクロフォン３２、スピーカ４１、記憶装置５０およびコントローラ５２を備えている。

マイクロフォン３２は、前述の通り、画像形成装置１が発生する動作音を収録する。ここで、画像形成装置１の周辺作業者の耳障り感を低減する目的から、マイクロフォン３２は、画像形成装置１の外装体（本実施形態では、印刷ユニット３の右側面）に設けられる。

スピーカ４１は、音響再生手段５２３からの入力音響信号により駆動されて、マスク音Ｍを画像形成装置１の周囲に向けて放射する。スピーカ４１は、画像形成装置１の前面に設けられることが好ましく、周辺作業者に向けてマスク音Ｍを放射する。

記憶装置５０は、まず、第一記憶手段５０１に、マスク音Ｍを表すデータを記憶する。マスク音Ｍは、画像形成装置１の動作音（つまり、雑音）をマスキング可能な音であり、より具体的には、例えば環境音やピンクノイズの周波数を加工した加工音であって、動作音の周波数特性と似た周波数特性を有し、ユーザにとって意味をなさない音である。以下、図４を参照して、マスキングについて詳説する。

図４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。曲線Ｃ１は、動作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ク音Ｍの周波数特性である。

動作音にホワイトノイズを重畳した場合、動作音の耳障り感が聴者には残る。それに対し、マスク音Ｍを動作音に重畳した場合、耳障り感が大幅に軽減できる。マスキング効果は、マスク音Ｍの音圧レベルを大きくすれば大きくなるが、マスク音Ｍの音圧レベルを大きくすると、マスク音Ｍ自体が耳障りなってしまう。それゆえ、マスク音Ｍは、動作音の音圧レベルの時間変化に相関し、かつ該動作音の音圧レベルと略同等かそれよりも数ｄＢ程度大きな音圧レベルを有する。

上記のような動作音を、製造者は出荷前の画像形成装置１を稼働させる等、実験により取得する。製造者は、取得した動作音に対応する時間変化および音圧レベルを有するマスク音Ｍを生成して、データ化して、第一記憶手段５０１に格納する。

また、記憶装置５０は、画像形成装置１を構成する部品のうち、経年変化により異音を発生し易いものの寿命を表す寿命情報Ｌを、第二記憶手段５０２に格納している。このような部品としては、歯車、モータ、ファンがある。

コントローラ５２は、図３に示すように、プログラムをＲＡＭ上で実行することで、カウント手段５２１、判断手段５２２および音響再生手段５２３として機能する。これら手段５２１〜５２３の詳細な処理や動作については後述する。

《音響出力装置の動作》
次に、図５のフロー図を参照して、第一実施形態に係る音響出力装置６の動作について詳説する。コントローラ５２に印刷ジョブが送られてくると、コントローラ５２は、印刷のために構成各部を制御し始める。また、その後、コントローラ５２は、画像形成装置１を構成する部品の現状が正常か否かを判断する（ステップＳ０１）。本実施形態では、カウント手段５２１は、上記異音を発生しやすい部品毎に（つまり、寿命情報Ｌが設定されている部品毎に）、使用開始から現在に至るまでの使用時間Ｔをカウントしている。判断手段５２２は、各使用時間Ｔと、対応する寿命情報Ｌとを比較することで、寿命に達した部品が有るか無いかを判断する。換言すると、判断手段５２２は、寿命に達していなければ、対象となる構成部品が正常であると判断する。それに対し、寿命に達していれば、対象となる構成部品が正常でないと判断する。

ステップＳ０１で正常と判断すると、音響再生手段５２３は、第一記憶手段５０１からマスク音Ｍのデータを読み出して、これを表す音響信号を再生する。この時、音響再生手段５２３は、マスク音Ｍの音圧レベルが所定の音圧レベルとなるように再生制御を行う。所定の音圧レベルとは、例えば、画像形成装置１の仕様により定められた動作音の音圧レベルよりも数ｄＢ程度大きな音圧レベルである。また、本実施形態では、マイクロフォン３２が備わっているため、実測した動作音の音圧レベルよりも数ｄＢ程度大きな音圧レベルに制御されても構わない。以上の音響信号によりスピーカ４１は駆動され、それによって、マスク音Ｍが空間に放射される（ステップＳ０２）。

ステップＳ０１で正常でないと判断すると、音響再生手段５２３は、第一記憶手段５０１からデータを読み出して音響信号を再生する。この時、マスク音Ｍの音圧レベルが、少なくとも、上記所定の音圧レベルよりも小さくなるよう再生制御が行われる。このような再生制御が行われるのは、いずれかの構成部品が正常でない場合、画像形成装置１からは異音が発生する可能性が高く、このような異音を画像形成装置１周辺で作業するユーザに気付かせるためである。かかる異音について大凡の音圧レベルを実験により予め知ることができるため、音圧レベルをどの程度小さくすればよいかも、ソフトウェアに予め設定されている。このような音響信号に基づき、スピーカ４１はマスク音Ｍを空間に放射する（ステップＳ０３）。

《作用・効果》
以上説明したように、本音響出力装置６によれば、構成部品が正常でない場合には、マスク音Ｍの再生音圧レベルを下げて、発生する可能性のある異音に対するマスキング効果を低減させる。これにより、ユーザは画像形成装置１の故障や不具合にいち早く気付きやすくなる。

《付記》
上記実施形態では、ステップＳ０２において、マスク音Ｍ全体の音圧レベルを所定の音圧レベルよりも小さくすると説明した。しかし、モータや歯車のように、構成部品毎で発する異音の周波数は異なる。よって、ステップＳ０２では、マスク音Ｍにおいて、寿命に達した部品から発する異音の周波数成分の音圧レベルを下げるような再生制御が行われても構わない。

《第二実施形態》
次に、本発明の第二実施形態に係る音響出力装置を、図６，図７を参照して説明する。

《音響出力装置の構成》
図６において、音響出力装置６Ａは、音響出力装置６と比較すると、記憶装置５０に格納されるデータ、ならびに、コントローラ５２の機能ブロックおよび動作が異なる点で相違する。それ以外に両音響出力装置６，６Ａの間に相違点は無い。それゆえ、図６において、図３に示す構成に相当するものには同一符号を付け、それぞれの説明を省略する。

記憶装置５０は、まず、第一記憶手段５０１に、マスク音Ｍを表すデータを記憶する点で、第一実施形態と同じである。しかし、本実施形態では、記憶装置５０は、寿命情報Ｌを第二記憶手段５０２に記憶するのでは無く、その代りに、全構成部品が正常な画像形成装置１の動作音の周波数特性を表す特性データＣを第三記憶手段５０３に記憶している。より具体的には、この特性データＣは、正常な動作音の周波数成分毎の音圧レベルを表している。

コントローラ５２は、プログラムをＲＡＭ上で実行することで、解析手段５２４、判断手段５２５および音響再生手段５２６として機能する。これら手段５２４〜５２６の詳細な処理や動作については後述する。

《音響出力装置の動作》
次に、図７のフロー図を参照して、音響出力装置６Ａの動作について詳説する。コントローラ５２に印刷ジョブが送られてくると、コントローラ５２は、印刷のために構成各部を制御し始めると共に、マスク音Ｍの再生を開始する。この時の再生音圧レベルは、第一実施形態で述べた所定の音圧レベルである。

その後、コントローラ５２は、一定期間ごとに、画像形成装置１を構成する部品の現状が正常か否かを判断する（ステップＳ１１）。本実施形態では、解析手段５２４は、画像形成装置１の印刷時にマイクロフォン３２が収録した音（つまり、画像形成装置１の動作音）を受け取り、現在の動作音の周波数特性を求める。判断手段５２５は、第三記憶手段５０３から特性データＣを読み出し、正常時の動作音の周波数特性と、求められた現在の動作音の周波数特性と、を比較する。これにより、正常でない部品が画像形成装置１に有るか無いかを判断する。

ステップＳ１１で正常と判断されると、第一実施形態のＳ０２と同様に、所定の音圧レベルを有するマスク音Ｍが空間に放射される（ステップＳ０２）。

ステップＳ１１で正常でないと判断すると、判断手段５２５は、現在の動作音には異音が含まれるため、この異音の周波数を特定する（ステップＳ１２）。その後、音響再生手段５２３は、第一記憶手段５０１からデータを読み出して音響信号を再生する。この時、周辺のユーザが異音に気づきやすくするために、マスク音Ｍにおいて、異音の周波数成分の音圧レベルが、少なくとも、ステップＳ０２での再生時よりも小さくなるよう再生制御が行われる。このような音響信号に基づき、スピーカ４１はマスク音Ｍを空間に放射する（ステップＳ１３）。

《作用・効果》
以上説明したように、本音響出力装置６Ａでも、構成部品が正常でない場合には、マスク音Ｍの再生音圧レベルを下げて、発生する可能性のある異音に対するマスキング効果を低減させる。より具体的には、図８の下段に示すように、Ｓ１３の再生制御によれば、マスク音Ｍにおいて、異音Ａの周波数成分の音圧レベルが小さくなるので、異音に対するマスキング効果が低減され、これにより、ユーザは画像形成装置１の故障や不具合にいち早く気付きやすくなる。それに対し、図８の上段に示すように、ステップＳ０２の再生制御では、異音がマスク音Ｍによりマスキングされるため、ユーザは画像形成装置１の故障や不具合に気付きにくくなる。

《付記》
ところで、画像形成装置１の構成部品毎で異音の周波数が異なることがある。よって、Ｓ１２で異音の周波数を特定できれば、故障等が発生している部品を特定することも可能である。この場合、故障等が発生している部品を、画像形成装置１は周辺ユーザに通知しても構わない。

また、上記実施形態では、図８の下段に示したように、マスク音Ｍにおいて異音周波数成分の音圧レベルを下げるとして説明した。しかし、これに限らず、第一実施形態と同様に、マスク音Ｍの全周波数帯域にわたって音圧レベルを下げても構わない。

《変形例》
ところで、画像形成装置１に故障や不具合等が発生しているか否かに関わらず、音響出力装置６Ａは、動作音Ｐに雑音Ｎ等が重畳された場合、図９の上段に示すように、マスク音Ｍ全体の音圧レベルを調整する場合がある。その結果、図９の中段に示すように、レベル調整されたマスク音Ｍによって、異音Ａがマスキングされる場合がある。このような状況も図７のフロー図を実行して、音響出力装置６Ａは、図９の下段左側に示すように、レベル調整済のマスク音Ｍにおいて、全体の音圧レベルを下げる。もしくは、図９の下段右側に示すように、レベル調整済のマスク音Ｍにおいて、異音Ａの周波数成分を下げる。

本発明に係る音響出力装置および画像形成装置は、電子機器の構成部品の劣化や不具合等をユーザが早期に気づきやすくなるという効果を奏し、動作音を発する電子機器、特に、プリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機（ＭＦＰ）等に好適である。

１ 画像形成装置
６，６Ａ 音響出力装置
３２ マイクロフォン
４１ スピーカ
５０ 記憶装置
５０１ 第一記憶手段
５０２ 第二記憶手段
５０３ 第三記憶手段
５２ コントローラ
５２１ カウント手段
５２２，５２５ 判断手段
５２３，５２６ 音響再生手段
５２４ 解析手段

Claims (7)

1. 電子機器に搭載される音響出力装置であって、
   前記電子機器の動作音に対するマスク音を記憶する第一記憶手段と、
   前記電子機器の動作に合わせて、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を再生する音響再生手段と、
   前記音響再生手段によって再生されたマスク音を放射する音響出力手段と、
   前記電子機器を構成する部品の状態が正常か否かを判断する判断手段と、を備え、
   前記判断手段が正常と判断した場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を、所定の音圧レベルで再生し、
   前記判断手段が正常で無いと判断した場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を、前記所定の音圧レベルよりも小さな音圧レベルで再生する、音響出力装置。
2. 前記音響出力装置は、さらに、
   前記部品の寿命を表す寿命情報を記憶する第二記憶手段と、
   前記部品の使用時間をカウントするカウント手段と、を備え、
   前記判断手段は、前記寿命情報と前記使用時間とに基づき、前記電子機器を構成する部品の状態が正常か否かを判断する、請求項１に記載の音響出力装置。
3. 前記音響出力装置は、さらに、
   前記電子機器の周囲音を収録する収録手段と、
   前記電子機器の正常動作音を記憶する第三記憶手段と、を備え、
   前記判断手段は、前記収録音および前記正常動作音それぞれの周波数特性を解析して、前記電子機器の構成部品の状態が正常か否かを判断すると共に、正常で無い構成部品が発する異音の周波数を特定し、
   前記判断手段が正常で無いと判断した場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音において前記異音が有する周波数成分の音圧レベルを、前記所定の音圧レベルよりも小さくする、請求項１に記載の音響出力装置。
4. 前記異音が前記再生中のマスク音によりマスクされない場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音を、所定の音圧レベルで再生する、請求項３に記載の音響出力装置。
5. 前記異音が前記再生中のマスク音によりマスクされる場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音の音圧レベルを、前記異音をマスク可能な音圧レベルに調整する、請求項３または４に記載の音響出力装置。
6. 前記判断手段は、前記寿命情報と前記使用時間とに基づき、前記電子機器を構成する部品の状態が正常か否かを判断すると共に、正常で無い構成部品が発すると想定される異音の周波数を特定し、
   前記判断手段が正常で無いと判断した場合、前記音響再生手段は、前記第一記憶手段に記憶されたマスク音において前記異音が有する周波数成分の音圧レベルを、前記所定の音圧レベルよりも小さくする、請求項２に記載の音響出力装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の音響出力装置を備えた、画像形成装置。

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