JP6516150B2 - 吸音装置、電子機器及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置、並びにこれを用いた電子機器及び画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置では、画像形成時に各種駆動部の駆動音やポリゴンミラーが回転するときの音などが発生する。画像形成時に発生する音を吸音することが可能な構成として、特許文献1及び2には、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置を備えた画像形成装置が記載されている。
ヘルムホルツ共鳴器は、ある程度の容積を持った空洞部と、この空洞部と外部とを連通する連通部とによって形成される。そして、空洞部の体積を「V」、連通部の開口面積を「S」、連通部の連通方向の長さを「H」とし、音速を「c」とすると、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置によって吸音される音の周波数「f」は、以下の(1)式によって求められる。
Figure 0006516150
(Δr:開口端補正)
ヘルムホルツ共鳴器を備える吸音装置について、本発明者らが鋭意検討を重ねたところ次のような課題を見出した。
すなわち、ある周波数の音を吸音するヘルムホルツ共鳴器を備えた吸音装置を配置したところ、その吸音装置が備えるヘルムホルツ共鳴器の吸音対象となる周波数の音の音量は低減した。ところが、吸音対象となる周波数とは異なる周波数の音について、吸音装置を設置する前よりも音量が大きくなるという不具合が生じた。
このような問題は、吸音装置が備える吸音部がヘルムホルツ共鳴器であるものに限らず生じ得る問題である。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、吸音部を備えた吸音装置で、吸音部が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能な吸音装置、並びにこれを備えた電子機器及び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、請求項1の発明は、複数の吸音部を備えた吸音装置において、前記複数の吸音部のうちの少なくとも一つの吸音部は、その吸音部を設けたことで音量が小さくなる周波数と、他の吸音部を設けたことで音量が大きくなる音の周波数と、の少なくとも一部の周波数が重なる構成であることを特徴とするものである。
本発明によれば、吸音部を備えた吸音装置で、吸音部が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となるという優れた効果がある。
実施例1の吸音装置の概略断面図。 実施形態に係る複写機の概略構成図。 同複写機における感光体近傍の概略構成図。 同複写機の前面開閉カバーを開放した状態の斜視説明図。 図4に示す状態から左側面外装カバーを取り外した複写機の斜視図。 図5の状態の複写機について、前面インナーカバーが固定される前面筐体形成板の内側の面を視認可能な角度から見た斜視説明図。 前面インナーカバーにおける吸音装置の取り付け位置の説明図。 ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置の模式図。 実施例1の吸音装置の拡大斜視図。 樹脂材料のみからなる吸音装置の有無による吸音効果を確認した実験結果を示すグラフ。 図10に示すグラフに、吸音周波数が900[Hz]及び850[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器を機能させた状態での吸音効果を確認した実験結果を追記したグラフ。 実施例2の吸音装置の斜視説明図。 実施例2の吸音装置の概略断面図。 金属材料を含む吸音装置の有無による吸音効果を確認した実験結果を示すグラフ。 変形例1の吸音装置の概略斜視図、(a)は、吸音カバー部材と吸音本体部材とを組み付けた状態の説明図、(b)は、分解図。 パターン1とパターン2とのそれぞれの状態について七つのヘルムホルツ共鳴器のそれぞれの吸音周波数の算出結果をプロットしたグラフ。 吸音周波数を自動で変更できる吸音装置の概略説明図。 図17に示す吸音装置の吸音本体部材回転モータの制御系を示すブロック図。 変形例2の吸音装置の概略斜視図、(a)は、吸音カバー部材と吸音本体部材とを組み付けた状態の説明図、(b)は、分解図。 吸音周波数が異なる二つのヘルムホルツ共鳴器の吸音効果を模式的に示したグラフ、(a)は、吸音周波数を930[Hz]に設定したグラフ、(b)は、吸音周波数を770[Hz]に設定したグラフ。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の複写機(以下、単に「複写機500」という。)の一実施形態について説明する。本実施形態では、複写機500として、モノクロ画像形成装置を例に挙げて説明するが、公知のカラー画像形成装置についても同様に適用することができる。
まず、複写機500の構成について説明する。
図2は、本実施形態に係る複写機500全体の概略構成図である。図2において、複写機500の複写機本体100の上に画像読取装置200が取り付けられ、複写機本体100は記録紙バンク300上に載置されている。画像読取装置200の上には、背面側(図中紙面奥側)を支点にして回動自在に構成された自動原稿搬送装置400が取り付けられている。
複写機本体100の内部には、潜像担持体としてドラム状の感光体10が設けられている。図3は、感光体10の近傍を拡大した概略構成図である。感光体10の周りには図3に示すように、除電ランプ9、帯電ローラを用いた帯電装置11、現像装置12、転写ユニット13、感光体クリーニングブレード8を有したクリーニング装置14が配置されている。現像装置12は、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像剤担持体としての現像ローラ121を用いて感光体10上の静電潜像に付着させて、これを可視像化する。
転写ユニット13は、第一ベルト張架ローラ15及び第二ベルト張架ローラ16との二つのローラ部材に掛け回された転写ベルト17を備えており、この転写ベルト17は、転写位置Bで感光体10の周面に押し当てられている。
記録紙Pが分離した後の転写ベルト17上に残った残留トナーや紙粉等の異物は、転写ベルトクリーニング部Cに設けられ、転写ベルト17を介して第一ベルト張架ローラ15に当接したベルトクリーニングブレード18によって掻き落とされる。
また、複写機本体100には、帯電装置11及びクリーニング装置14の図中左側に、現像装置12に新しいトナーを補給するトナー補給装置20が設けられている。
さらに複写機本体100には、記録紙バンク300の記録紙カセット61から送り出された記録紙Pを、転写位置Bを経て排出スタック部39まで搬送する記録紙搬送装置60が設けられている。この記録紙搬送装置60は、供給路R1または手差し供給路R2、及び、記録紙搬送路Rに沿って、記録紙Pを搬送する。記録紙搬送路R上には、転写位置Bに対して記録紙搬送方向の上流側にレジストローラ対21が設けられている。
一方、転写位置Bに対して記録紙搬送路Rの記録紙搬送方向下流側には、熱定着装置22が設けられている。この熱定着装置22には、加熱部材である加熱ローラ30と加圧部材である加圧ローラ32との間に記録紙Pを挟み込んで加熱加圧定着を行う。
熱定着装置22の更に記録紙搬送方向下流側には、排出分岐爪34、排出ローラ35、第一加圧ローラ36、第二加圧ローラ37及びコシ付ローラ38が設けられている。また、熱定着装置22を経た画像形成済みの記録紙Pをスタックする排出スタック部39も設けられている。
また、複写機本体100には、図中右側に、スイッチバック装置42が設けられている。このスイッチバック装置42は、記録紙搬送路Rの排出分岐爪34が配置された位置から分岐した反転路R3と、この反転路R3を通ってきた記録紙Pを再び記録紙搬送路Rのレジストローラ対21の位置まで導く再搬送路R4とに沿って記録紙Pを搬送する。反転路R3にはスイッチバックローラ対43が設けられており、再搬送路R4には、複数の記録紙搬送ローラ対66が設けられている。
図2に示すように、複写機本体100には、現像装置12の図中左側に、レーザー書込装置47が設けられている。このレーザー書込装置47は、レーザー光源、走査用の回転多面鏡であるポリゴンミラー48、ポリゴンモータ49、及び、fθレンズ等の走査光学系を備えている。
また、画像読取装置200は、光源53、複数のミラー54、結像用光学レンズ55及びCCDイメージセンサなどのイメージセンサ56等を備えており、その上面にはコンタクトガラス57が設けられている。
また、自動原稿搬送装置400には、原稿セット台が設けられており、原稿の排出位置には、原稿スタック台が設けられている。自動原稿搬送装置400は、複数の原稿搬送ローラを備えており、この原稿搬送ローラによって、原稿は、原稿セット台から画像読取装置200のコンタクトガラス57上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送される。
記録紙バンク300には、内部に、記録材である紙やOHPフィルム等の記録紙Pを収納する記録紙カセット61が複数重ねて設けられている。各記録紙カセット61には、それぞれ呼出ローラ62、供給ローラ63、分離ローラ64が設けられている。記録紙カセット61の図中右側には、複写機本体100の記録紙搬送路Rへと通じる上述した供給路R1が形成されている。この供給路R1にも、記録紙Pを搬送するいくつかの記録紙搬送ローラ対66が設けられている。
複写機本体100には、図2中の右側に、手差し給紙部68が設けられている。この手差し給紙部68には、手差しトレイ67が開閉自在に設けられており、その手差しトレイ67上にセットした記録紙Pを記録紙搬送路Rへと導く上述した手差し供給路R2が形成されている。この手差し給紙部68にも、記録紙カセット61と同様に、呼出ローラ62、供給ローラ63及び分離ローラ64が設けられている。
次に、複写機500の動作について説明する。
複写機500を用いてコピーをとるとき、まず、メインスイッチをオンにするとともに、自動原稿搬送装置400の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置400を開いて画像読取装置200のコンタクトガラス57上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置400を閉じてそれで押える。
その後、スタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置400に原稿をセットしたときは、その原稿を原稿搬送ローラにより原稿搬送路を通してコンタクトガラス57上へと移動させてから画像読取装置200を駆動する。そして、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。
一方、コンタクトガラス57上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置200を駆動して原稿内容を読み取る。
原稿内容を読み取る際、画像読取装置200は、光源53をコンタクトガラス57に沿って移動させながら、その光源53からの光をコンタクトガラス57上の原稿面に照射する。そして、その反射光を複数のミラー54で結像用光学レンズ55まで案内してイメージセンサ56に入れ、そのイメージセンサ56で原稿内容を読み取る。
複写機500では、原稿内容の読み取りと同時に、感光体駆動モータによって感光体10を回転させる。そして、まず、帯電装置11により感光体10の表面を例えば−1000[V]前後に一様に帯電する。次いで上述の画像読取装置200で読み取った原稿内容に応じてレーザー書込装置47から感光体10にレーザー光を照射してレーザー書込みを行い、感光体10の表面に静電潜像を形成する。レーザー光が照射された部分(潜像部)の表面電位は例えば0[V]〜−200[V]となる。その後、その静電潜像に現像装置12でトナーを付着させてこれを可視像化する。
複写機500では、スタートスイッチを押したと同時に、記録紙バンク300が備える複数の記録紙カセット61のうち選択サイズに対応するものから、呼出ローラ62により記録紙Pを送り出す。そして、送り出された記録紙Pを供給ローラ63及び分離ローラ64で一枚ずつ分離して、その一枚を供給路R1へ案内し、記録紙搬送ローラ対66で記録紙搬送路Rへと導く。記録紙搬送路Rへ搬送された記録紙Pは、レジストローラ対21に突き当たって止められる。
手差し給紙部68を使う場合、手差しトレイ67を開けてこれに記録紙Pをセットする。この場合も、手差しトレイ67上にセットされた記録紙Pは、呼出ローラ62、供給ローラ63及び分離ローラ64によって一枚だけ手差し供給路R2へ搬送され、記録紙搬送ローラ対66で記録紙搬送路Rへと導かれる。記録紙搬送路Rに導かれた記録紙Pは、レジストローラ対21に突き当たって止められる。
このようにして、レジストローラ対21に止められた記録紙Pは、上述した感光体10の可視像化したトナー像の先端が転写位置Bへ進入するタイミングに合わせて回転を開始するレジストローラ対21によって、その転写位置Bへ送り込まれる。
転写位置Bへと送り込まれた記録紙Pは、転写ユニット13により感光体10上のトナー像が転写され、その表面にトナー像を担持する。転写後の感光体10は、その表面に残留した残留トナーがクリーニング装置14で除去され、除電ランプ9により感光体10上の残留電位も除去される。残留電位が除去されることで、表面電位が0[V]〜−150[V]の基準電位に平均化され、帯電装置11からはじまる次の画像形成に備える。
一方、トナー像を担持した記録紙Pは、転写ベルト17により搬送されて熱定着装置22に入る。そして、加熱ローラ30と加圧ローラ32との間を搬送されながら熱と圧力とが加えられて、記録紙P上のトナー像が定着する。その後、記録紙Pは、排出ローラ35、第一加圧ローラ36、第二加圧ローラ37及びコシ付ローラ38により、コシを付けられ、排出スタック部39上に排出され、そこにスタックされる。
記録紙Pの両面に画像を形成する場合には、排出分岐爪34を切り替え、記録紙Pの片面にトナー像を転写して定着した後、この記録紙Pを記録紙搬送路Rから反転路R3に入れる。反転路R3に入れた記録紙Pは、記録紙搬送ローラ対66で搬送してスイッチバック位置44へ入れた後、スイッチバックローラ対43でスイッチバックし、今度は再搬送路R4に入れ、記録紙搬送ローラ対66で再び記録紙搬送路Rに導く。そして、再搬送路R4を通過した記録紙Pの反対面にも上述と同様にしてトナー像を転写する。
図4は、複写機500の前面開閉カバー101を開放した状態の斜視説明図である。
図4に示す複写機500は、自動原稿搬送装置400と画像読取装置200の内部の光学系とは取り外した状態である。また、外装カバーである前面開閉カバー101を開放することで、内装カバーである前面インナーカバー102が露出している。さらに、図4に示す複写機500は、トナー補給装置20が備えるトナーボトルが抜かれた状態であり、前面インナーカバー102におけるトナーボトルが挿入される部分であるボトルセット穴20aが開口した状態となっている。また、複写機500における前面開閉カバー101の下方には記録紙カセット61を引き出すための取っ手部を備えた記録紙カセット外装カバー61aが配置されている。
図5は、図4に示す状態から左側面外装カバー103を取り外して、左側面筐体520が露出した複写機500の斜視図である。図6は、図5の状態の複写機500について、前面インナーカバー102の内側に設けられ、前面インナーカバー102が固定される前面筐体510の内側の面を視認可能な角度から見た斜視説明図である。
図6に示すように、複写機500は、前面の内側のレーザー書込装置47と対向する位置に、詳細は後述するヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置600を備える。
図7は、前面インナーカバー102における吸音装置600の取り付け位置の説明図である。図7に示すように、前面インナーカバー102は、その内側の面に吸音装置設置部160を備える。そして、図7中の矢印で示すように吸音装置600を吸音装置設置部160に取り付けて固定し、前面インナーカバー102を前面筐体510に固定する。これにより、図6に示すように、前面筐体510に形成された開口部である吸音装置設置用開口部510aから吸音装置600が内側に突き出る状態となる。吸音装置600は、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置である。
図8は、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置600の模式図である。
図8に示すように、ヘルムホルツ共鳴器は、入り口が狭まった容器のような形状であり、ある程度の体積を有する空洞部601と、それよりも小さい連通部603とによって構成され、連通部603に入ってくる特定の周波数の音を吸音する。
空洞部601の体積を「V」、連通部603における開口部602の開口面積を「S」、連通部603の長さを「H」、音速を「c」とし、吸音装置600での吸音周波数を「f」とすると、以下の(1)式が成り立つ。
Figure 0006516150
(Δr:開口端補正)
(1)式における「Δr」は開口端補正であり、一般に連通部603の断面が円形のときの半径を「r」としたときに、「Δr=0.6r」を用いる。
(1)式に示すように、吸音装置600によって吸音する音の周波数は、空洞部601の体積V、連通部603の長さH及び連通部603の開口面積Sによって求めることができる。
複写機500では、各種ローラに回転駆動を伝達する駆動モータの駆動音や、各種ローラ等の移動部材の移動音、レーザー書込装置47のポリゴンミラー48の回転音等の様々な音が発生する。このような音が複写機500の外部に伝達し、周辺の人に不快感を与える騒音となることがある。このような騒音となり得る音のうち外部への伝達を抑制したい音の周波数に合わせて吸音装置600を形成することで、騒音となり得る音を吸音装置600で吸音することができる。
複写機500は外装カバーを備えているため、ある程度の音漏れは防止することができる。本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、次のことが分かった。すなわち、1500[Hz]よりも周波数の高いような、ある程度周波数が高い音は、外装カバーによって外部への音漏れを十分に抑制することができる。しかし、1500[Hz]以下の周波数が低い音は外装カバーだけでは外部への音漏れを十分に抑制することができない。
このため、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置600で吸音する音の周波数(吸音周波数)を1500[Hz]以下に設定することで、外装カバーでは音漏れを十分に抑制できない周波数の音の音漏れを抑制することが可能となる。
また、人間の耳は低周波の音を聞き取り難く、通常の画像形成装置では200[Hz]以上の騒音が問題となることが大半であり、100[Hz]以下を吸音する吸音装置は設定が困難であるため、吸音装置600の吸音周波数は100[Hz]以上に設定する。
〔実施例1〕
以下、本実施形態の吸音装置600の一つ目の実施例(以下、「実施例1」とよぶ)について説明する。
図9は、実施例1の吸音装置600の拡大斜視図であり、図1は、実施例1の吸音装置600を前面インナーカバー102に取り付けた状態の概略断面図である。実施例1の吸音装置600は、図6及び図7に示す吸音装置600に本実施形態の特徴的な構成を適用したものである。図9及び図1に示すように、吸音装置600は、吸音本体部材610、吸音カバー部材620及び吸音キャップ部材630との三つの部材からなる三体構成の吸音装置である。吸音カバー部材620はカバー固定ねじ640によって吸音本体部材610に固定され、吸音本体部材610は、本体固定ねじ650によって前面インナーカバー102に固定される。
図1に示すように、吸音装置600は、一組の吸音カバー部材620と吸音本体部材610とによって、三つのヘルムホルツ共鳴器670(第一共鳴器670a、第二共鳴器670b、第三共鳴器670c)を形成する。
吸音本体部材610は、各ヘルムホルツ共鳴器670の空洞部601(601a〜601c)の側面を形成する本体側壁部611(611a〜611c)を備える。一方、吸音カバー部材620は、各ヘルムホルツ共鳴器670の空洞部601(601a〜601c)の上面を形成する空洞上面部623(623a〜623c)を備える。また、吸音カバー部材620に形成された三つの開口部のそれぞれに、吸音キャップ部材630(630a〜630c)を取り付ける。
図1に示す吸音装置600は、連通部603(603a〜603c)が設けられた壁面を形成する吸音カバー部材620と、連通部603を形成する吸音キャップ部材630(630a〜630c)とを別部材としている。これにより、形状の異なる吸音キャップ部材630と取り替えることで、上記(1)式における連通部603の長さHや連通部603の開口面積Sの値を容易に変更することができ、安価で簡単に吸音周波数が変更できる。
ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置600は、電子機器の騒音対策として特定周波数の音を消音する。複数の印刷速度をもつ画像形成装置では、印刷速度によって騒音となり得る音の周波数が異なる。吸音装置600は、空洞部601の壁面を形成する吸音本体部材610及び吸音カバー部材620に対して吸音キャップ部材630を別部材とする構成である。このような吸音装置600では、吸音キャップ部材630を交換することで、それぞれの印刷速度に応じた吸音周波数に安価で簡単に変更することができる。
また、図1に示す吸音装置600のように、空洞部601の壁面を吸音本体部材610と吸音カバー部材620との二つの部材で形成する構成では、部材の製造誤差や組み付け誤差によって接合部に隙間が生じるおそれがある。接合部に隙間が生じると、空洞部601の密閉性が確保できず、所望の吸音効果を得ることができなくなる。
このような問題に対して、吸音カバー部材620における吸音本体部材610との接合部に凹形状部を設け、この凹形状部に弾性材料からなる密閉部材を設けることが考えられる。凹形状部に密閉部材を設けることで、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを接合したときに、密閉部材が二つの部材の間で挟まれて加圧されることによって吸音カバー部材620及び吸音本体部材610の表面に沿って変形し、隙間を塞ぐことができる。
しかし、凹形状部に密閉部材を設けただけでは、吸音カバー部材620が吸音本体部材610に対して振動したときに、空洞部601の形状が変化したり、接合部に隙間が生じたりして、所望の吸音効果を得ることができなくなるおそれがある。
図1に示す吸音装置600では、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とによって密閉部材を挟んで、加圧前よりも密閉部材を変形させた状態で吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを固定するカバー固定ねじ640を備える。
吸音カバー部材620と吸音本体部材610とをカバー固定ねじ640によって固定することによって、吸音カバー部材620と吸音本体部材610との接合部に圧力がかかる。そして、接合部である凹形状部に配置された密閉部材がつぶれて吸音カバー部材620と吸音本体部材610との接合部の隙間を塞ぎ、空洞部601の密閉性を高めることができ、吸音効果が高まる。
また、弾性材料からなる密閉部材がつぶれて吸音カバー部材620と吸音本体部材610とが固定されることにより、吸音カバー部材620の吸音本体部材610に対する振動を低減できるので、より高い吸音効果を期待できるようになる。
カバー固定ねじ640などの固定部材が空洞部601の内部にあるとヘルムホルツ共鳴器としての機能が低下してしまう。図1に示す吸音装置600では、固定部材であるカバー固定ねじ640を空洞部601の外側に設置しているため、固定部材を設けることに起因してヘルムホルツ共鳴器としての機能が低下することを防止できる。
図1に示す吸音装置600では密閉部材が、吸音本体部材610の空洞部601を形成する部分である本体側壁部611の先端に押され、その表面に沿うように変形し、本体側壁部611の側面にまで接触している。これにより、吸音本体部材610の本体側壁部611と吸音カバー部材620の凹形状部との間の隙間を密閉部材が塞ぐような状態となる。
吸音カバー部材620、吸音本体部材610及び吸音キャップ部材630の材料としては、ポリカーボネートやABS樹脂等の樹脂材料を用いることができるが、これらに限るものではない。
次に、実施例1の吸音装置600の特徴部について説明する。
吸音装置600では、三つのヘルムホルツ共鳴器670のうちの第二共鳴器670bの吸音周波数が第一共鳴器670aを設けることによって音量が大きくなる音の周波数に設定されている。さらに、第三共鳴器670cの吸音周波数が第二共鳴器670bを設けることによって音量が大きくなる音の周波数に設定されている。具体的には、第一共鳴器670aの吸音周波数を900[Hz]、第二共鳴器670bの吸音周波数を850[Hz]、第三共鳴器670cの吸音周波数を800[Hz]に設定している。
図10は、吸音周波数を900[Hz]に設定した樹脂材料のみからなる吸音装置600の有無による吸音効果を確認した実験結果を示すグラフである。図10に示すグラフは、広域の音を発するスピーカーの前の吸音装置600を配置し、吸音装置600を挟んでスピーカーの反対側に測定装置としてのマイクロフォンを配置して測定した。図10中の横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数の音量(音圧)の測定結果を示す。図10中の太字実線で示すグラフは、吸音装置600の連通部603に蓋をしてヘルムホルツ共鳴器として機能しない状態としたときの測定結果である。また、図10中の破線で示すグラフは、吸音装置600の連通部603から蓋を取り外して、吸音周波数が900[Hz]となるヘルムホルツ共鳴器として機能する状態としたときの測定結果である。
図10に示すグラフでは、吸音周波数となる900[Hz]の付近の音はヘルムホルツ共鳴器を用いることで音量が低減しているが、周波数が830[Hz]〜870[Hz]程度の音は、ヘルムホルツ共鳴器を用いない状態よりも音量が増加している。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置600を設けることで、ある範囲の周波数の音については吸音効果が悪化することが分かる。
本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、ヘルムホルツ共鳴器は、吸音周波数に対して50[Hz]〜200[Hz]程度低い周波数の音に対して、吸音効果が悪化する、すなわち、音量が大きくなってしまうことがあることが分かった。さらに、本発明らが鋭意検討を重ねたところ、吸音効果が悪化する音の周波数は、ヘルムホルツ共鳴器を形成する部材の材料に依存する傾向があることを見出した。具体的には、実施例1の吸音装置600のように、樹脂材料のみからなる吸音装置600では、吸音周波数よりも30[Hz]〜70[Hz]程度低い周波数の音では吸音効果が悪化した。また、後述する実施例2の吸音装置600のように金属材料を含む吸音装置600では、吸音周波数よりも70[Hz]〜200[Hz]程度低い周波数の音では吸音効果が悪化した。
図11は、図10に示すグラフに、吸音周波数を900[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器と、吸音周波数を850[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器とを機能させた状態での吸音効果を確認した実験結果を細字実線で追記したグラフである。図11中の太字実線で示すグラフと破線で示すグラフとは図10に示すグラフと同じものである。
図11に示すように、吸音周波数を850[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器を追加することで、吸音周波数を900[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器のみでは吸音効果が悪化していた周波数の音量の増加を抑制することができる。
実施例1の吸音装置600では、三つのヘルムホルツ共鳴器670を備えており、ヘルムホルツ共鳴器670の吸音周波数を特定の間隔(50[Hz])に設定している。これにより、吸音周波数が一番高い第一共鳴器670aを設けることで吸音効果が悪化する周波数の音を第二共鳴器670bで吸音し、第二共鳴器670bを設けることで吸音効果が悪化する周波数の音を第三共鳴器670cで吸音することができる。よって、実施例1の吸音装置600では、ヘルムホルツ共鳴器670を備えた構成で、一つのヘルムホルツ共鳴器670では吸音効果が悪化する周波数を補うように吸音し、吸音周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。
吸音周波数が一つのみであると、広域に渡る周波数の音の吸音については全体としての効果が薄れてしまう。実施例1の吸音装置600は、吸音周波数が異なる複数のヘルムホルツ共鳴器を備えることで、特定の周波数だけでなく、広域に渡る周波数の音に対して吸音効果を得ることができる。実施例1の吸音装置600では、三つのヘルムホルツ共鳴器670を備えるが、一つのヘルムホルツ共鳴器670が他のヘルムホルツ共鳴器670で吸音効果が悪化する周波数の音を吸音する構成であれば二つでもよく、また、四つ以上でもよい。
〔実施例2〕
以下、本実施形態の吸音装置600の二つ目の実施例(以下、「実施例2」とよぶ)について説明する。
図12は、実施例2の吸音装置600の斜視説明図であり、図13は、図12中のd−d断面における実施例2の吸音装置600の概略断面図である。実施例2の吸音装置600は、樹脂材料からなる吸音本体部材610と金属材料(板金)からなる吸音カバー部材620との二つの部材によって構成される。また、一組の吸音カバー部材620と吸音本体部材610とによって、複数のヘルムホルツ共鳴器670(図13に示す断面では四つ)を形成する。
図13に示すように、板金からなる吸音カバー部材620には複数の連通部603を形成するフランジ部625が設けられている。実施例2の吸音装置600は、吸音カバー部材620の板状の部分に対して、連通方向に立ち上がるように立設部であるフランジ部625が設けられており、空洞部601に対して内側に向けてフランジ部625が立設している。
樹脂材料からなる吸音本体部材610は複数の空洞部601を形成するための仕切りである本体側壁部611が設けられている。それぞれの連通部603と空洞部601とで一つのヘルムホルツ共鳴器670が形成され、形状によって吸音する対象となる音の周波数(吸音周波数)が決まる。
実施例2の吸音装置600では、四つのヘルムホルツ共鳴器670のうちの第二共鳴器670bの吸音周波数が第一共鳴器670aを設けることによって音量が大きくなる音の周波数に設定されている。また、第三共鳴器670cの吸音周波数が第二共鳴器670bを設けることによって音量が大きくなる音の周波数に設定されている。さらに、第四共鳴器670dの吸音周波数が第三共鳴器670cを設けることによって音量が大きくなる音の周波数に設定されている。具体的には、第一共鳴器670aの吸音周波数を800[Hz]、第二共鳴器670bの吸音周波数を700[Hz]、第三共鳴器670cの吸音周波数を600[Hz]、第四共鳴器670dの吸音周波数を500[Hz]に設定している。
吸音カバー部材620は、バーリングによってフランジ部625が形成されており、このフランジ部625の内側が開口面積S、長さHの連通部603となる。吸音カバー部材620と吸音本体部材610とはネジ止めやインサート成型等で密着させており、この密着により体積Vの空洞部601を形成する。
ここで、バーリングとは、板材に下穴と呼ばれる穴を開け、下穴よりも径の大きなパンチを下穴に押し込んで、下穴の縁を広げながら立て、開口部の周りにフランジを形成する加工方法である。バーリングによって連通部603を形成することで、空洞部601を形成する壁面の一部を形成する吸音カバー部材620に対して連通部603を形成するための部材を別途に設けることなく、開口部602を有する連通部603を形成することが出来る。
また、実施例2の吸音装置600では、バーリングの高さ(図13中のt1、t2、t3及びt4)の値を異ならせることで、四つのヘルムホルツ共鳴器670のそれぞれの吸音周波数を異ならせている。空洞部601の形状を変更することなく吸音周波数を異ならせることができるため、複数のヘルムホルツ共鳴器670を等間隔で効率よく配置できる。
図14は、吸音カバー部材620に板金を用い、吸音本体部材610に樹脂材料を用いた構成で、吸音周波数を930[Hz]に設定した吸音装置600の有無による吸音効果を確認した実験結果を示すグラフである。図14に示すグラフは、図10に示すグラフと同様に、広域の音を発するスピーカーの前の吸音装置600を配置し、吸音装置600を挟んでスピーカーの反対側に測定装置としてのマイクロフォンを配置して測定した。
図14中の横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数の音量(音圧)の測定結果を示す。図14中の太字実線で示すグラフは、吸音装置600の連通部603に蓋をしてヘルムホルツ共鳴器として機能しない状態としたときの測定結果である。また、図14中の破線で示すグラフは、吸音装置600の連通部603から蓋を取り外して、吸音周波数が930[Hz]となるヘルムホルツ共鳴器として機能する状態としたときの測定結果である。
図14に示すグラフでは、吸音周波数となる930[Hz]の付近の音はヘルムホルツ共鳴器を用いることで音量が低減しているが、周波数が700[Hz]〜830[Hz]程度の音は、ヘルムホルツ共鳴器を用いない状態よりも音量が増加している。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音装置600を設けることで、ある範囲の周波数の音については吸音効果が悪化することが分かる。
実施例2のように吸音カバー部材620に金属材料を用いた吸音装置600では、図14に示すように、吸音周波数よりも70[Hz]〜200[Hz]程度低い周波数の音では吸音効果が悪化する。このような吸音効果が悪化する範囲の周波数の音を吸音するために実施例2の吸音装置600の図13に示す断面の四つのヘルムホルツ共鳴器670は、吸音周波数を特定の間隔(100[Hz])に設定している。
これにより、吸音周波数が一番高い第一共鳴器670aを設けることで吸音効果が悪化する周波数の音を第二共鳴器670bで吸音し、第二共鳴器670bを設けることで吸音効果が悪化する周波数の音を第三共鳴器670cで吸音することができる。さらに、第三共鳴器670cを設けることで吸音効果が悪化する周波数の音を第四共鳴器670dで吸音することができる。よって、実施例2の吸音装置600では、ヘルムホルツ共鳴器670を備えた構成で、一つのヘルムホルツ共鳴器670では吸音効果が悪化する周波数の音を補うように吸音し、吸音周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。
実施例2の吸音装置600の吸音本体部材610に用いる樹脂材料としては、ポリカーボネートやABS樹脂を用いることができるが、これらに限るものではない。また、実施例2の吸音装置600の吸音カバー部材620に用いる板金としては、亜鉛めっき鋼板等の鉄板を用いることができるが、アルミニウム製等、他の金属からなるものを用いてもよい。
実施例2の吸音装置600は、複写機500の前面開閉カバー101等の外装カバーに取り付けることができる。この場合、樹脂材料によって形成される吸音本体部材610を樹脂材料からなる外装カバーの内側の面に一体的に形成し、外装カバーに形成された吸音本体部材610に吸音カバー部材620を固定する構成としてもよい。外装カバーに吸音装置600を設けることで外装カバーを透過して外部に漏れ出ようとする音を吸音することができる。さらに、吸音装置600の少なくとも一部を外装カバーの一部として一体的形成することで部品点数の削減を図ることができる。
実施例1及び実施例2の吸音装置600では、第一共鳴器670aを配置することで吸音効果が悪化する周波数の音を吸音する第二共鳴器670bを第一共鳴器670aの隣に第二共鳴器670bを配置している。また、第三共鳴器670c及び第四共鳴器670dの配置についても同様である。これにより、あるヘルムホルツ共鳴器で吸音効果が悪化した周波数の音を別のヘルムホルツ共鳴器で吸音し易くなる。
実施例1や実施例2では、複数のヘルムホルツ共鳴器同士の吸音周波数の特定の間隔を、ヘルムホルツ共鳴器を形成する部材の材料によって決定している。具体的には、樹脂材料のみからなる実施例1の吸音装置600では吸音周波数の特定の間隔を50[Hz]に設定しており、金属材料を含む実施例2の吸音装置600では吸音周波数の特定の間隔を100[Hz]に設定している。ヘルムホルツ共鳴器同士の吸音周波数の特定の間隔としてはヘルムホルツ共鳴器を形成する部材の材料によって決定するものに限らない。
例えば、次のように決定してもよい。まず、音源から生じる音における最も吸音したい音の周波数が吸音周波数となるように作成したヘルムホルツ共鳴器を用いたときに、音量が大きくなる音の周波数を実験によって測定する。この測定によって音量が大きくなる音の周波数が吸音周波数となるように別のヘルムホルツ共鳴器を作成し、このヘルムホルツ共鳴器を用いたときに、音量が大きくなる音の周波数を実験によってさらに測定する。このようにヘルムホルツ共鳴器で実際に音量が大きくなる周波数を実験によって測定し、その周波数が吸音周波数となるヘルムホルツ共鳴器を作成して組み合わせる構成する。
実施例1の吸音装置600は、図6に示すようにレーザー書込装置47と対向する位置に配置しており、レーザー書込装置47のポリゴンミラー48の回転音やポリゴンモータ49の駆動音を効率的に吸音することができる。本実施形態の特徴的な構成を備えた吸音装置としては、実施例2の外装カバーのように画像形成装置の他の位置に適宜配置してもよい。
〔変形例1〕
次に、本実施形態の特徴的な構成を適用可能な吸音装置として、吸音装置600の一つ目の変形例(以下、「変形例1」とよぶ)について説明する。
図15は、変形例1の吸音装置600の概略斜視図であり、図15(a)は、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを組み付けた状態の説明図、図15(b)は、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを分解した状態の説明図である。
図15に示すように、変形例1の吸音装置600は、ヘルムホルツ共鳴器を用いた円筒状の吸音装置である。
吸音カバー部材620は、ヘルムホルツ共鳴器の空洞部601を形成する壁面のうち外部と連通する連通部603が設けられた壁面を形成し、この連通部603となる穴部を形成する首部1603(1603a〜1603d)を複数(四つ)設けられている。
吸音本体部材610は、空洞部601を形成する壁面のうち連通部603を備える壁面以外の壁面を本体側壁部611によって形成する。また、吸音本体部材610には、本体側壁部611の壁面によって囲まれ、吸音カバー部材620で開口部を塞がれることで空洞部601となる開口空間部1601(1601a〜1601d)が複数(四つ)形成されている。
変形例1の吸音装置600では、一つの首部1603と一つの開口空間部1601とが対向するように吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを組み付けることで、一つのヘルムホルツ共鳴器670を形成する。変形例1では四つの首部1603(1603a〜1603d)が四つの開口空間部1601(1601a〜1601d)とそれぞれ対向するように組み付けることで四つのヘルムホルツ共鳴器670を形成する。
首部1603によって形成される穴部の開口面積が、組み付け時の連通部603の開口面積となり、上記(1)式の「S」となる。また、首部1603によって形成される穴部の長さが、組み付け時の連通部603の長さとなり、上記(1)式の「H」となる。さらに、開口空間部1601の体積が、組み付け時の空洞部601の体積となり、上記(1)式の「V」となる。
そして、上記(1)式より、音速「c」を除くこの三つのパラメーターによって、一つのヘルムホルツ共鳴器670での吸音周波数(共鳴周波数)が決定される。
変形例1では、首部1603のパラメーター(上記「S」または「H」)、或いは、開口空間部1601のパラメーター(上記「V」)の何れか、または、両方のパラメーターが異なるように設定する。首部1603のパラメーターが異なるとは、四つの首部1603のうちの一つは他の三つの首部1603のうちの少なくとも一つと穴部の開口面積(上記「S」)または長さ(上記「H」)の少なくとも一方のパラメーターが異なる状態である。また、開口空間部1601のパラメーターが異なるとは、四つの開口空間部1601のうちの一つは他の三つの開口空間部1601のうちの少なくとも一つと体積(上記「V」)のパラメーターが異なる状態である。
図15(a)中の矢印αで示すように、首部1603が設けられた吸音カバー部材620に対して開口空間部1601が形成された吸音本体部材610を回転させることで、或る一つの首部1603と対向する開口空間部1601の組み合わせが変わる。これにより、或る一つの首部1603によって形成される一つのホルムヘルツ共鳴器の吸音周波数を変えることができる。
図15では、吸音カバー部材620に対して吸音本体部材610を回転させる構成だが、吸音本体部材610に対して吸音カバー部材620を回転させる構成としてもよい。
変形例1と同様の吸音装置600で、首部1603と開口空間部1601とをそれぞれ七つずつ備える構成で、首部1603と開口空間部1601との組み合わせを変更させたときに吸音周波数が変化する例を表1に示す。
Figure 0006516150
表1では、開口空間部1601を(1)〜(7)で示し、首部1603を(a)〜(g)で示す。表1に示す例の吸音本体部材610は、体積が8000[mm]の開口空間部1601を四つと、体積が16000[mm]の開口空間部1601を三つとを備え、七つの開口空間部1601を円周状に配置したものである。また、表1に示す吸音カバー部材620は、穴部の長さが全て2[mm]で、穴部の直径が全て異なる七つの首部1603を備え、これらを円周上に配置したものである。
パターン1の状態では、(1)の開口空間部1601が、(a)の首部1603と対向し、同様に(2)〜(7)の開口空間部1601が、(b)〜(g)の首部1603とそれぞれ対向する。そして、パターン1の状態から吸音本体部材610または吸音カバー部材620を回転させて、(1)の開口空間部1601が、(g)の首部1603と対向する状態としたものがパターン2である。
図16は、パターン1とパターン2とのそれぞれの状態について、(1)〜(7)の開口空間部1601によって形成される七つのヘルムホルツ共鳴器670のそれぞれの吸音周波数の算出結果をプロットしたグラフである。
図16に示すように、パターン1とパターン2とでは、より多くのヘルムホルツ共鳴器670の吸音周波数を含む周波数の範囲が異なる。そして、パターン1であれば1500[Hz]〜2600[Hz]の範囲で、パターン2であれば2300[Hz]〜3400[Hz]の範囲で、大きな吸音効果が期待できる。
従来のヘルムホルツ共鳴器では単一の周波数しか吸音することができない。このため、あるヘルムホルツ共鳴器について、吸音したい音の周波数(吸音周波数)を変更する場合は吸音周波数を決める連通部603の開口面積、連通部603の長さ及び空洞部601の体積の何れかを変更する必要がある。これらを変更するには、ヘルムホルツ共鳴器を形成する部材の形状を変更する必要があり、ヘルムホルツ共鳴器を形成する部材の取り替え等で変更するしかなかった。
変形例1の吸音装置600では、ヘルムホルツ共鳴器670を形成することができる開口空間部1601と首部1603とをそれぞれ複数用意し、それぞれ複数のパラメーターを用意している。そして、開口空間部1601と首部1603との組み合わせを切り替えることで、ヘルムホルツ共鳴器670を構成する部材を取り替えることなく吸音装置600において形成されるヘルムホルツ共鳴器670の吸音周波数を変更できる。
また、変形例1の吸音装置600では複数のヘルムホルツ共鳴器670の吸音周波数を一度に変更することができる。
図17は、変形例1の吸音装置600に音検出手段であるマイクロフォン1607と、吸音本体部材610を移動させる空洞形成部材移動手段である吸音本体部材回転モータ1606とを追加し、吸音周波数を自動で変更できる構成の概略説明図である。吸音本体部材回転モータ1606は、回転軸1606aを中心に吸音本体部材610を周方向に移動させることで、吸音本体部材610を吸音カバー部材620に対して相対的に移動させる駆動源である。
図18は、図17に示す吸音装置600の吸音本体部材回転モータ1606の制御系を示すブロック図である。
空洞形成部材移動制御手段である制御部1650は、マイクロフォン1607の検出結果に基づいて吸音本体部材回転モータ1606を制御し、吸音カバー部材620に対する吸音本体部材610の相対的な位置を変化させる。
また、図17に示す吸音装置600は、吸音カバー部材620に対する吸音本体部材610の回転方向の位置を検出する回転位置検知センサ1670を備える。図17に示す吸音装置600では、四つの開口空間部1601及び四つの首部1603によって四つのヘルムホルツ共鳴器670が形成される。そして、開口空間部1601と首部1603とが対向する吸音カバー部材620と吸音本体部材610との位置関係としては、四通りの位置関係に設定することが可能である。四通りの位置関係のそれぞれについて四つのヘルムホルツ共鳴器670の吸音周波数を予め記憶部1680に記憶しておく。そして、マイクロフォン1607によって検出された音に対して吸音効果の高い四つのヘルムホルツ共鳴器670を形成できる吸音カバー部材620と吸音本体部材610との位置関係を算出する。そして、算出した位置関係と、回転位置検知センサ1670によって検出された位置関係とを比較し、算出した位置関係になるように吸音本体部材回転モータ1606を駆動して、吸音本体部材610を周方向に移動させる。
このような構成では、マイクロフォン1607によって吸音装置600の近くで発生している音を収集し、収集した音に含まれる吸音したい周波数の中で、特に音量が大きくなっている周波数を検出する。そして、その検出結果に合わせ吸音本体部材回転モータ1606が吸音本体部材610を回転させ、吸音したい周波数に最も近くなるようヘルムホルツ共鳴器を自動的に最適化することができる。
吸音本体部材610を回転させる構成の場合、首部1603を備える吸音カバー部材620は、別の部材(画像形成装置であれば装置内ステーなど)に固定されているものとする。空洞形成部材移動手段によって動かすものは開口空間部1601を形成する吸音本体部材610に限らず、首部1603を備える吸音カバー部材620を動かすものであってもよい。この場合は、吸音本体部材610を装置本体に固定する。
〔変形例2〕
次に、本実施形態の特徴的な構成を適用可能な吸音装置として、吸音装置600の二つ目の変形例(以下、「変形例2」とよぶ)について説明する。
図19は、変形例2の吸音装置600の概略斜視図であり、図19(a)は、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを組み付けた状態の説明図、図19(b)は、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを分解した状態の説明図である。
図19に示すように、変形例2の吸音装置600は、複数のヘルムホルツ共鳴器を直線状に配置した吸音装置である。変形例2の吸音装置600は、吸音カバー部材620と吸音本体部材610との一方を他方に対してスライドさせて形成するヘルムホルツ共鳴器670の吸音周波数を変化させる構成である。
吸音カバー部材620は、ヘルムホルツ共鳴器の空洞部601を形成する壁面のうち外部と連通する連通部603が設けられた壁面を形成し、この連通部603となる穴部を形成する首部1603(1603a〜1603f)を複数(六つ)設けられている。
吸音本体部材610は、空洞部601を形成する壁面のうち連通部603を備える壁面以外の壁面を本体側壁部611によって形成する。また、吸音本体部材610には、本体側壁部611の壁面によって囲まれ、吸音カバー部材620で開口部を塞がれることで空洞部601となる開口空間部1601(1601a〜1601f)が複数(六つ)形成されている。
変形例2の吸音装置600では、変形例1と同様に、一つの首部1603と一つの開口空間部1601とが対向するように吸音カバー部材620と吸音本体部材610とを組み付けることで、一つのヘルムホルツ共鳴器670を形成する。また、変形例2では、図19(a)に示すように、六つの首部1603(1603a〜1603f)が六つの開口空間部1601(1601a〜1601f)とそれぞれ対向するように組み付けることで六つのヘルムホルツ共鳴器670を形成する。
変形例2では、六つの首部1603のうちの一つは他の五つの首部1603のうちの少なくとも一つと穴部の開口面積(上記「S」)または長さ(上記「H」)の少なくとも一方のパラメーターが異なる。また、変形例2では、六つの開口空間部1601のうちの一つは他の五つの開口空間部1601のうちの少なくとも一つと体積(上記「V」)のパラメーターが異なる。
そして、変形例2の吸音装置600は、首部1603を備える吸音カバー部材620と、開口空間部1601を形成する吸音本体部材610との一方を他方に対して図19中の矢印βで示すようにスライドさせる。これにより、変形例1の吸音装置600と同様に、或る一つの首部1603によって形成される一つのホルムヘルツ共鳴器の吸音周波数を変えることができる。
変形例2では、吸音カバー部材620または吸音本体部材610をスライドさせ、首部1603と開口空間部1601との組み合わせを変えることで、吸音装置600で形成する吸音周波数を変えることができる。
また、変形例2のように、吸音カバー部材620または吸音本体部材610をスライドさせる構成であっても、何れかの部材を直線往復運動させることが可能な駆動源を設けてもよい。これにより、図17に示した吸音装置600と同様に、吸音したい周波数に最も近くなるようヘルムホルツ共鳴器を自動的に最適化することができる。
変形例1及び変形例2の吸音装置600では、吸音カバー部材620と吸音本体部材610との一方を磁石とし、他方を強磁性体としてもよい。変形例1及び変形例2の吸音装置600では、吸音カバー部材620と吸音本体部材610との一方を他方に対して移動させる構成であるため、吸音カバー部材620と吸音本体部材610とをネジ等によって固定することができない。これらを固定しない吸音カバー部材620と吸音本体部材610との接合部に隙間が生じ、所望の吸音効果を得ることができなくなるおそれがある。これに対して、吸音カバー部材620と吸音本体部材610との一方を磁石とし、他方を強磁性体とすることで、二つの部材が相対的に移動可能な構成であっても、互いに引き付け合うため、接合部での密閉性の向上を図ることができる。
ヘルムホルツ共鳴器670では、連通部603の長さ、あるいは開口面積が異なれば吸音周波数が変わる。また空洞部601の容積も異なればさらに吸音周波数を変えることができる。連通部603となる穴部を形成する首部1603と空洞部601となる開口空間部1601との組み合わせを切り替えられる構成にすることで、ヘルムホルツ共鳴器670を形成する部材の形状を変化させることなく吸音周波数を変えることができる。
また、変形例1や変形例2の吸音装置600においても、複数のヘルムホルツ共鳴器のうちの少なくとも一つのヘルムホルツ共鳴器の吸音周波数を、他のヘルムホルツ共鳴器を設けることによって音量が大きくなる音の周波数に設定する構成としてもよい。これにより、吸音周波数を容易に変更することができるとともに、あるヘルムホルツ共鳴器が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。
図20は、吸音周波数が異なる二つのヘルムホルツ共鳴器の吸音効果を模式的に示したグラフである。図20(a)は、吸音周波数を930[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器の一例のグラフであり、図20(b)は、吸音周波数を770[Hz]に設定したヘルムホルツ共鳴器の一例のグラフである。
図20では、吸音部の開口部(連通部603)に蓋をしてヘルムホルツ共鳴器として機能しない状態としたときの音を標準音とし、便宜的に直線状の破線で示しているが、実際の標準音は図10等に示すように、周波数によって音圧が異なる。
また、図20では、吸音部の開口部の蓋を外してヘルムホルツ共鳴器として機能させた状態での測定音を曲線状の実線で示している。ヘルムホルツ共鳴器として機能させた状態での測定音も図10等に示すように、周波数によって音圧が異なる。図20では、ヘルムホルツ共鳴器として機能させた状態での測定音と標準音との音量(音圧)の差が分かり易いように模式的に示している。図20中の斜線で示す領域は、ヘルムホルツ共鳴器として機能させた状態で音量の低減効果があった領域であり、図20中の格子で示す領域は、ヘルムホルツ共鳴器として機能させた状態で音量が大きくなり、音の低減が悪化した領域である。
ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音部は、上記(1)式の「S」、「V」及び「H」の値を定めることで周波数が930[Hz]の音を吸音するように設計することができる。しかしながら、図20(a)に示す例では、標準音(吸音部が無い場合の音)に対して周波数が930[Hz]付近の音は吸音効果が得られるが、周波数が700〜830[Hz]の範囲の音は、音量が増加してしまう。
そこで、上述した実施形態の吸音装置600のように、複数のヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音部を備える構成で、図20(a)に示す吸音効果が得られる吸音部に併設(隣でなくてもよい)して、図20(b)に示す吸音効果が得られる吸音部を配置する。図20(b)に示す吸音周波数が770[Hz]の吸音部を設けることで、図20(a)に示す吸音周波数が930[Hz]の吸音部を設けることによって増加した音を吸音することができる。
図20(b)に示すように、吸音周波数が770[Hz]のヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音部を設けたことで音量が増加する音(周波数が500〜600[Hz]の音)は、この周波数帯の音を吸音する吸音部をまた別に設ければ良い。
また、周波数が500〜600[Hz]の音を音源が発生しないのであれば、新たな吸音部を設ける必要はない。
次に、ヘルムホルツ共鳴器を用いた吸音部を複数備える吸音装置が、本実施形態に係る吸音装置600の特徴部を備えるか否かを確認する手順について説明する。
(1)スピーカーなどから様々な周波数の音(ホワイトノイズ)を発生させる。
(2)吸音装置が備える複数の吸音部の全ての開口部に蓋をした状態で、音を測定して「データ1」を得る。
(3)吸音装置が備える複数の吸音部のうちの一つの開口部の蓋を外した状態で、音を測定して「データ2」を得る。
(4)「データ1」と「データ2」との差分から蓋を外した吸音部について、図20のグラフで示すような吸音効果の情報を取得する。
吸音装置が備えるヘルムホルツ共鳴器を用いた複数の吸音部に対して、一つ一つの吸音効果の情報を取得する。そして、その中で、ある一つの吸音部の「悪化領域」と、他の吸音部の「低減効果あり領域」との周波数が重複していれば、その吸音装置は、本実施形態に係る吸音装置600の特徴部を備える吸音装置に該当する。
本実施形態では、吸音装置を備える電子機器が画像形成装置である場合について説明したが、動作時に音を発生する音源部と、この音源部から発する音を吸音する吸音装置とを備える構成であれば画像形成装置以外の電子機器でも本実施形態の特徴的な構成は適用可能である。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
第一共鳴器670a、第二共鳴器670b及び第三共鳴器670c等の複数の吸音部を配置した吸音装置600等の吸音装置において、複数の吸音部のうちの第二共鳴器670b等の少なくとも一つの吸音部は、その吸音部を設けたことで音量が小さくなる音の周波数と、第一共鳴器670a等の他の吸音部を設けたことで音量が大きくなる音の周波数と、の少なくとも一部の周波数が重なる構成である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、ある吸音部を設けることによって音量が大きくなる周波数の音を別の吸音部で吸音することができる。これにより、ある吸音部が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。
(態様B)
態様Aにおいて、吸音部は、ヘルムホルツ共鳴器670等のヘルムホルツ共鳴器の構成を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、あるヘルムホルツ共鳴器を設けることによって音量が大きくなる周波数の音を別のヘルムホルツ共鳴器で吸音することができる。これにより、あるヘルムホルツ共鳴器が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。
(態様C)
態様Bにおいて、ヘルムホルツ共鳴器670等のヘルムホルツ共鳴器を形成する部材が樹脂材料によって構成され、第一共鳴器670a等の一つのヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数と、第二共鳴器670b等の他のヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数との間隔が30[Hz]〜70[Hz]である。
これによれば、上記実施例1について説明したように、樹脂材料のみからなる吸音装置で、あるヘルムホルツ共鳴器を設けることによって音量が大きくなる周波数の音を別のヘルムホルツ共鳴器で吸音することができる。
(態様D)
態様Bにおいて、ヘルムホルツ共鳴器670等のヘルムホルツ共鳴器を形成する部材が板金等の金属材料からなる部材を含み、第一共鳴器670a等の一つのヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数と、第二共鳴器670b等の他のヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数との間隔が70[Hz]〜200[Hz]である。
これによれば、上記実施例2について説明したように、金属材料を含む吸音装置で、あるヘルムホルツ共鳴器を設けることによって音量が大きくなる周波数の音を別のヘルムホルツ共鳴器で吸音することができる。
(態様E)
態様Dにおいて、ヘルムホルツ共鳴器670等の空洞部601等の空洞部を形成する壁のうち外部と連通する連通部603等の連通部が設けられた壁を形成する吸音カバー部材620等の第一部材と、空洞部の他の壁面を形成する吸音本体部材610等の第二部材とを備え、第一部材は板金等の金属材料からなり、連通部は板状の金属材料に対してバーリング加工を施すことによって形成する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、空洞部を形成する壁面の一部を形成する第一部材に対して連通部を形成するための部材を別途に設けることなく、連通部を形成することが出来る。
(態様F)
態様B乃至Eの何れかの態様において、第一共鳴器670a等の一つのヘルムホルツ共鳴器と第二共鳴器670b等の他のヘルムホルツ共鳴器とが隣接して配置されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、あるヘルムホルツ共鳴器で吸音効果が悪化した周波数の音を別のヘルムホルツ共鳴器で吸音し易くなる。
(態様G)
態様B乃至Fの何れかの態様において、ヘルムホルツ共鳴器670等のヘルムホルツ共鳴器の空洞部601等の空洞部を形成する壁のうち外部と連通する連通部603等の連通部の長さを異ならせることで、第一共鳴器670a、第二共鳴器670b及び第三共鳴器670c等の複数のヘルムホルツ共鳴器同士での吸音する音の周波数を異ならせている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、空洞部の形状を変更することなく吸音周波数を異ならせることができるため、複数のヘルムホルツ共鳴器を等間隔で効率よく配置できる。
(態様H)
態様B乃至Gの何れかの態様において、第一共鳴器670a、第二共鳴器670b及び第三共鳴器670c等の複数のヘルムホルツ共鳴器のうちの少なくとも一つが吸音する音の周波数が、100[Hz]以上、1500[Hz]以下の範囲である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、外装カバー等の遮蔽部材のみでは音漏れを十分に抑制できない周波数の音の音漏れを抑制することが可能となる。
(態様I)
態様B乃至Hの何れかの態様において、ヘルムホルツ共鳴器の空洞部を形成する壁面のうち外部と連通する連通部が設けられた壁面を形成する吸音カバー部材620等の第一部材と、空洞部の他の壁面を形成する吸音本体部材610等の第二部材とを備え、第一部材は連通部となる首部1603の穴部等の穴部が複数設けられ、第二部材は他の壁面によって囲まれ、第一部材で開口部を塞がれることで空洞部となる開口空間部1601等の開口空間部が複数形成され、複数の穴部と複数の開口空間部とがそれぞれが対向するように第一部材と該第二部材とを組み付けることで複数のヘルムホルツ共鳴器を形成するものであって、複数の穴部のうちの少なくとも一つは他の穴部と長さまた径が異なり、複数の開口空間部のうちの少なくとも一つは他の開口空間部と体積が異なり、互いに対向する穴部と開口空間部との組み合わせを切り替え可能な構成である。
これによれば、上記変形例1及び変形例2について説明したように、互いに対向する穴部と開口空間部との組み合わせを切り替えることで、ヘルムホルツ共鳴器を構成する部材を取り替えることなく吸音装置において形成されるヘルムホルツ共鳴器の吸音周波数を変更できる。
(態様J)
態様Iにおいて、吸音カバー部材620等の第一部材に対する吸音本体部材610等の第二部材の相対的な位置を変化させることにより、互いに対向する首部1603の穴部等の穴部と開口空間部1601等の開口空間部との組み合わせを切り替える。
これによれば、上記変形例1及び変形例2について説明したように、第一部材及び第二部材の一方を他方に対して相対的に移動させることによって、吸音装置において形成されるヘルムホルツ共鳴器の吸音周波数を変更できる構成を実現することができる。
(態様K)
態様Jにおいて、吸音カバー部材620等の第一部材に配置され音を検出するマイクロフォン1607等の音検出手段と、第一部材または吸音本体部材610等の第二部材の一方を他方に対して相対的に移動させる吸音本体部材回転モータ1606等の空洞形成部材移動手段と、音検出手段の検出結果に基づいて空洞形成部材移動手段を制御し、第一部材に対する第二部材の相対的な位置を変化させる制御部1650等の空洞形成部材移動制御手段と、を備える。
これによれば、上記変形例1及び変形例2について説明したように、吸音周波数が吸音したい周波数に最も近くなるようヘルムホルツ共鳴器を自動的に最適化することができる。
(態様L)
態様JまたはKの何れかの態様において、複数の首部1603の穴部等の穴部及び開口空間部1601等の開口空間部をそれぞれ円周状に配置する。
これによれば、上記変形例1について説明したように、吸音カバー部材620等の第一部材及び吸音本体部材610等の第二部材の一方を他方に対して回転させることで、吸音装置において形成されるヘルムホルツ共鳴器の吸音周波数を変更できる。また、回転させて吸音周波数を変更できるので、ヘルムホルツ吸音器を備える吸音装置全体の体積が変わることがないため決められたスペースで最大限利用してヘルムホルツ共鳴器を配置することが出来る。
(態様M)
態様JまたはKの何れかの態様において、複数の首部1603の穴部等の穴部及び開口空間部1601等の開口空間部をそれぞれ直線状に配置する。
これによれば、上記変形例2について説明したように、吸音カバー部材620等の第一部材及び吸音本体部材610等の第二部材の一方を他方に対して直線的にスライドさせることで、吸音装置において形成されるヘルムホルツ共鳴器の吸音周波数を変更できる。また、スライドさせて吸音周波数を変更できるので、細長いスペースしかない場合であっても吸音周波数を変更可能な吸音装置が設置可能となる。
(態様N)
態様I乃至Mの何れかの態様において、吸音カバー部材620等の第一部材と吸音本体部材610等の第二部材とのうち、一方は磁石であり、他方は強磁性体である。
これによれば、上記変形例1及び変形例2について説明したように、第一部材と第二部材とを磁力によって密着させることができる。これいより、ヘルムホルツ共鳴器の空洞部密閉性を確保しつつ、首部1603の穴部等の穴部及び開口空間部1601等の開口空間部との組み合わせを変えることが可能となる。
(態様O)
動作時の音を吸音する吸音手段を備えた複写機500等の電子機器において、吸音手段として、態様A乃至Nの何れかの態様に係る吸音装置600等の吸音装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、電子機器の動作時に生じる音をヘルムホルツ共鳴器670等の吸音部で吸音しつつ、吸音部が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。これにより、電子機器の動作時に生じる音の吸音効果を高めることができる。
(態様P)
複写機500等の電子写真方式の画像形成装置において、態様Oに記載の電子機器の構成を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成装置の動作時に生じる音をヘルムホルツ共鳴器等の吸音部で吸音しつつ、吸音部が吸音する対象の周波数以外の周波数の音が大きくなることを抑制可能となる。これにより、画像形成装置の動作時に生じる音の吸音効果を高めることができる。
8 感光体クリーニングブレード
9 除電ランプ
10 感光体
11 帯電装置
12 現像装置
13 転写ユニット
14 クリーニング装置
15 第一ベルト張架ローラ
16 第二ベルト張架ローラ
17 転写ベルト
18 ベルトクリーニングブレード
20 トナー補給装置
20a ボトルセット穴
21 レジストローラ対
22 熱定着装置
30 加熱ローラ
32 加圧ローラ
34 排出分岐爪
35 排出ローラ
36 第一加圧ローラ
37 第二加圧ローラ
38 コシ付ローラ
39 排出スタック部
42 スイッチバック装置
43 スイッチバックローラ対
44 スイッチバック位置
47 レーザー書込装置
48 ポリゴンミラー
49 ポリゴンモータ
53 光源
54 ミラー
55 結像用光学レンズ
56 イメージセンサ
57 コンタクトガラス
60 記録紙搬送装置
61 記録紙カセット
61a 記録紙カセット外装カバー
62 呼出ローラ
63 供給ローラ
64 分離ローラ
66 記録紙搬送ローラ対
67 手差しトレイ
68 手差し給紙部
100 複写機本体
101 前面開閉カバー
102 前面インナーカバー
103 左側面外装カバー
121 現像ローラ
160 吸音装置設置部
200 画像読取装置
300 記録紙バンク
400 自動原稿搬送装置
500 複写機
510 前面筐体
510a 吸音装置設置用開口部
520 左側面筐体
600 吸音装置
601 空洞部
602 開口部
603 連通部
610 吸音本体部材
611 本体側壁部
620 吸音カバー部材
623 空洞上面部
625 フランジ部
630 吸音キャップ部材
670 ヘルムホルツ共鳴器
670a 第一共鳴器
670b 第二共鳴器
670c 第三共鳴器
670d 第四共鳴器
1601 開口空間部
1603 首部
1606 吸音本体部材回転モータ
1606a 回転軸
1607 マイクロフォン
1650 制御部
1670 回転位置検知センサ
1680 記憶部
B 転写位置
C 転写ベルトクリーニング部
P 記録紙
R 記録紙搬送路
R1 供給路
R2 手差し供給路
R3 反転路
R4 再搬送路
特開2000−235396号公報 特開2000−112306号公報 特許第3816678号公報 特開2007−146852号公報

Claims (16)

  1. 複数の吸音部を備えた吸音装置において、
    前記複数の吸音部のうちの少なくとも一つの吸音部は、
    その吸音部を設けたことで音量が小さくなる音の周波数と、
    他の吸音部を設けたことで音量が大きくなる音の周波数と、の少なくとも一部の周波数が重なる構成であることを特徴とする吸音装置。
  2. 請求項1の吸音装置において、
    前記吸音部は、ヘルムホルツ共鳴器の構成を備えることを特徴とする吸音装置。
  3. 請求項2の吸音装置において、
    前記ヘルムホルツ共鳴器を形成する部材が樹脂材料によって構成され、前記一つの吸音部の前記ヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数と、前記他の吸音部の前記ヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数との間隔が30[Hz]〜70[Hz]であることを特徴とする吸音装置。
  4. 請求項2の吸音装置において、
    前記ヘルムホルツ共鳴器を形成する部材が金属材料からなる部材を含み、前記一つの吸音部の前記ヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数と、前記他の吸音部の前記ヘルムホルツ共鳴器が吸音する音の周波数との間隔が70[Hz]〜200[Hz]であることを特徴とする吸音装置。
  5. 請求項4の吸音装置において、
    前記ヘルムホルツ共鳴器の空洞部を形成する壁のうち外部と連通する連通部が設けられた壁を形成する第一部材と、前記空洞部の他の壁面を形成する第二部材とを備え、
    前記第一部材は金属材料からなり、前記連通部は板状の金属材料に対してバーリング加工を施すことによって形成することを特徴とする吸音装置。
  6. 請求項2乃至5の何れかに記載の吸音装置において、
    前記一つの吸音部の前記ヘルムホルツ共鳴器と前記他の吸音部の前記ヘルムホルツ共鳴器とが隣接して配置されていることを特徴とする吸音装置。
  7. 請求項2乃至6の何れかに記載の吸音装置において、
    前記ヘルムホルツ共鳴器の空洞部を形成する壁のうち外部と連通する連通部の長さを異ならせることで、複数のヘルムホルツ共鳴器同士での吸音する音の周波数を異ならせていることを特徴とする吸音装置。
  8. 請求項2乃至7の何れかに記載の吸音装置において、
    複数の前記ヘルムホルツ共鳴器のうちの少なくとも一つが吸音する音の周波数が、100[Hz]以上、1500[Hz]以下の範囲であることを特徴とする吸音装置。
  9. 請求項2乃至8の何れかに記載の吸音装置において、
    前記ヘルムホルツ共鳴器の空洞部を形成する壁面のうち外部と連通する連通部が設けられた壁面を形成する第一部材と、前記空洞部の他の壁面を形成する第二部材とを備え、
    前記第一部材は前記連通部となる穴部が複数設けられ、前記第二部材は前記他の壁面によって囲まれ、前記第一部材で開口部を塞がれることで前記空洞部となる開口空間部が複数形成され、
    複数の穴部と複数の開口空間部とがそれぞれが対向するように前記第一部材と前記第二部材とを組み付けることで複数の前記ヘルムホルツ共鳴器を形成するものであって、
    前記複数の穴部のうちの少なくとも一つは他の穴部と長さまた径が異なり、前記複数の開口空間部のうちの少なくとも一つは他の開口空間部と体積が異なり、
    互いに対向する前記穴部と前記開口空間部との組み合わせを切り替え可能な構成であることを特徴とする吸音装置。
  10. 請求項9の吸音装置において、
    前記第一部材に対する前記第二部材の相対的な位置を変化させることにより、互いに対向する前記穴部と前記開口空間部との組み合わせを切り替えることを特徴とする吸音装置。
  11. 請求項10に記載の吸音装置において、
    前記第一部材に配置され音を検出する音検出手段と、
    前記第一部材または前記第二部材の一方を他方に対して相対的に移動させる空洞形成部材移動手段と、
    前記音検出手段の検出結果に基づいて前記空洞形成部材移動手段を制御し、前記第一部材に対する前記第二部材の相対的な位置を変化させる空洞形成部材移動制御手段と、を備えることを特徴とする吸音装置。
  12. 請求項10または11の何れかに記載の吸音装置において、
    複数の前記穴部及び前記開口空間部をそれぞれ円周状に配置していることを特徴とする吸音装置。
  13. 請求項10または11の何れかに記載の吸音装置において、
    複数の前記穴部及び前記開口空間部をそれぞれ直線状に配置していることを特徴とする吸音装置。
  14. 請求項9乃至13の何れかに記載の吸音装置において、
    前記第一部材と前記第二部材とのうち、一方は磁石であり、他方は強磁性体であることを特徴とする吸音装置。
  15. 動作時の音を吸音する吸音手段を備えた電子機器において、
    前記吸音手段として、請求項1乃至14の何れかに記載の吸音装置を用いることを特徴とする電子機器。
  16. 電子写真方式の画像形成装置において、
    請求項15に記載の電子機器の構成を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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