(57)【要約】【課題】スピーカー装置において、小型のエンクロージャーであっても前面から指向性が少なく、低音から高音までほぼフラットな特性を得ること。【解決手段】密閉型のエンクロージャー２０の正面に設けたバッフル板２１の内側にスピーカーユニット１１を取り付けたスピーカー装置。エンクロージャー２０のスピーカーユニット１１の背部に相当する部分に第１容積部２５を設け、エンクロージャー２０のスピーカーユニット１１の周部に相当する部分にスピーカーユニット１１の奥行き方向以下の第２容積部２７を設け、第１容積部２５であってスピーカーユニット１１の背部から第２容積部２６に連なる壁部２７を設けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型のエンクロージャーの正面に設けたバッフル板の内側にスピーカーユニットを取り付けたスピーカー装置において、
前記エンクロージャーの前記スピーカーユニットの背部に相当する部分に第１容積部を設け、
前記エンクロージャーの前記スピーカーユニットの周部に相当する部分に前記スピーカーユニットの奥行き方向以下の第２容積部を設け、
第１容積部であって前記スピーカーユニットの背部から第２容積部に連なる壁部を設けたこと、
を特徴とするスピーカー装置。
【請求項２】
前記壁部が第２容積部に連なる部分は断面円弧状であること、を特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。
【請求項３】
前記エンクロージャーの奥行き方向の寸法は、前記スピーカーユニットの実効振動半径の１０倍以下であること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスピーカー装置。
【請求項４】
前記壁部の起点は、前記スピーカーユニットの外径部から中心部までの間に配置されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスピーカー装置。
【請求項５】
前記エンクロージャーの第２容積部の背部に該エンクロージャーよりも剛性の高い部材が取り付けられていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のスピーカー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカー装置、特に、パーソナルコンピュータ、プリンタや複写機などに搭載されるスピーカー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータや携帯電話機など様々な機器にスピーカーが搭載されている。これらの機器は小型化が要求されており、スピーカーにあっては、低音の再現性が損なわれる。低音を再現するためには、エンクロージャーが必要となるが、機器の小型化にともなってエンクロージャーの容積も小さくせざるを得ない。
【０００３】
一方、プリンタや複写機などの画像形成装置にもスピーカーの搭載が要求されている。この種の機器は、オフィス環境や図書館、病院などの空間演出のために、ＢＧＭなどを流すこともある。ＢＧＭは、音源（スピーカー）からの距離に依存することなく、聞こえ方が均一になることが望ましい。音源から離れると、特にオフィス環境では、デスクやキャビネットなどが障害となり、周波数の長い低音が遠くまで伝わらず、高音のみが聞こえて不自然な聞こえ方になる。また、スピーカーには指向性があり、通常のエンクロージャーでは高音がスピーカーユニットの前面から、低音がエンクロージャーから発生し、音波が空間を均一に伝搬することもない。
【０００４】
ところで、スピーカー装置には、種々のタイプのものが開発されており、例えば、密閉型、バスレフ型、バックロード型などが代表的である。いずれもエンクロージャー内の空気の共振を利用して低音を増強している。密閉型では、閉じ込められた空気がバネの作用をして、スピーカーユニットの振動板の動きをコントロールする。このため、タイトでダンピングのいい、締まった低音が得やすい。図８に示す周波数特性から分かるように、密閉型では低音域が下がりながらもバスレフ型よりも低い方に伸びている。但し、密閉型で十分な低音を得るにはエンクロージャーに大きな容積を必要する。
【０００５】
バスレフ型においては、エンクロージャーの容積が小さい場合、共振周波数を低くするには、共鳴管を小型で細長くしなければならず、空気抵抗が大きくなって低音増強機能が著しく低下する。また、共鳴管を通過する空気の速度が非常に速くなるために笛のような風切り音が発生するという問題点を有している。
【０００６】
スピーカー装置の前記各特性を踏まえ、特許文献１には、遊戯機器の内部に搭載するのに適したエンクロージャーを備えたスピーカー装置が記載されている。図９に示すように、このスピーカー装置１００では、エンクロージャー１０１に収容したスピーカーユニット１０５の背面から放射される低音をダクト１０３を有する空間部１０２に導いている。しかしながら、スピーカーユニット１０５の背面に十分な空間が存在し、また、低音振動部が遊戯機器の内部に収まっているため、前面にフラットな特性を得ることができていなかった。また、エンクロージャーの構造によって低音を増強する構成としては、特許文献２，３に記載の技術が知られている。
【０００７】
近年では、イコライザーなどを用いて高音を改善しフラットな特性を得ている。しかし、小型のスピーカー装置では本来的に低音が発生していないため、フラットな特性を得ようとしても、音が歪むなど限界を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０８７４４号公報
【特許文献２】特開平６−２３３３６８号公報
【特許文献３】特開２００７−１９４８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、小型のエンクロージャーであっても前面から指向性が少なく、低音から高音までほぼフラットな特性を有するスピーカー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態であるスピーカー装置は、
密閉型のエンクロージャーの正面に設けたバッフル板の内側にスピーカーユニットを取り付けたスピーカー装置において、
前記エンクロージャーの前記スピーカーユニットの背部に相当する部分に第１容積部を設け、
前記エンクロージャーの前記スピーカーユニットの周部に相当する部分に前記スピーカーユニットの奥行き方向以下の第２容積部を設け、
第１容積部であって前記スピーカーユニットの背部から第２容積部に連なる壁部を設けたこと、
を特徴とする。
【００１１】
前記スピーカー装置において、エンクロージャーは密閉型であり、スピーカーユニットの正面（エンクロージャーの正面でもある）からは主に高音が放射され、背面から放射された低音は第１容積部から壁部を通じて第２容積部に導かれ、バッフル板からエンクロージャーの正面に放射される。それゆえ、小型のエンクロージャーであっても前面から指向性が少なく、低音から高音までほぼフラットな特性を有することになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型のエンクロージャーであっても前面から指向性が少なく、低音から高音までほぼフラットな特性を有する音を放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成システムを示す外観斜視図である。
【図２】スピーカー装置の取付け状態を示す斜視図である。
【図３】一実施例であるスピーカー装置を示す外観斜視図である。
【図４】前記スピーカー装置の断面図（図１のＸ−Ｘ断面）である。
【図５】１／３オクターブ解析を示すグラフである。
【図６】前記スピーカー装置の第１変形例を模式的に示す断面図である。
【図７】前記スピーカー装置の第２変形例を模式的に示す断面図である。
【図８】バスレフ型及び密閉型のスピーカー装置における周波数に対する音圧を示すグラフである。
【図９】特許文献１に記載のスピーカー装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るスピーカー装置の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（画像形成装置、図１及び図２参照）
図１に示す画像形成システムは、電子写真方式による画像形成装置１と、画像形成装置１の上部に設置された画像読取り装置２と、画像形成装置１から排出された用紙に穴開け処理や綴じ処理などを施す後処理装置３とから構成されている。
【００１６】
画像形成装置１は、従来周知のタンデム方式によってカラーのトナー画像を形成する。画像を形成された用紙は、中間搬送ユニット４から後処理装置３に送られる。また、画像形成装置１は、両面プリントを実行するための循環搬送ユニット３５、及び、はがきなどを給紙するための手差し給紙部３６を備えている。
【００１７】
後処理装置３は、用紙をトレイ５１にストレートに排出する搬送経路、複数枚の用紙を端部でステープルしてトレイ５２に排出する搬送経路、及び、複数枚の用紙を中央部でステープルして折り畳んでトレイ５３に排出する搬送経路を有している。
【００１８】
画像読取り装置２は、原稿をトレイ４１から湾曲させて搬送しつつ図示しない読取り光学系にてその画像を読み取り、トレイ４２上に排出する。また、原稿読取り装置２は、読取り光学系を一方向に移動させて図示しないプラテンガラス上に載置された原稿の画像を読み取る。
【００１９】
ＢＧＭなどを流す以下に詳述するスピーカー装置１０Ａは、前記画像形成システムのいずれの箇所に設置してもよいが、好ましくは、図２に示すように、操作パネル６０の直下であって外装カバー６５の内側に設置されることが好ましい。画像形成装置１の操作をサポートするための音声ガイダンスをスピーカー装置１０Ａから流す場合などを考慮すると、操作パネル６０の直下や画像形成装置１の前面に配置することが望ましい。
【００２０】
（スピーカー装置、図３及び図４参照）
図３及び図４に示すように、一実施例であるスピーカー装置１０Ａは、スピーカーユニット１１をエンクロージャー２０に収容したものである。スピーカーユニット１１は、振動板、ボイスコイル、マグネットなどを備えた周知のものであり、例えば、ユニットの直径は５ｃｍ、実効振動半径は２ｃｍの小口径であり、エンクロージャー２０の前面に設けたバッフル板２１にビス止めされている。また、スピーカーユニット１１の前面にはバッフル板２１に設けたカバー２２（図４参照、図３では図示を省略している）が設置されている。エンクロージャー２０は、ＡＢＳやポリカーボネートなどの樹脂材にて形成されている。
【００２１】
エンクロージャー２０は、内部が密閉された概略直方体形状をなし、スピーカーユニット１１の前面（振動板１２）から放射される高周波と、スピーカーユニット１１の背面から放射される低周波を空間的に分離する構造を備えている。具体的には、スピーカーユニット１１の背部に相当する部分に第１容積部２５が形成されており、スピーカーユニット１１の周部に相当する部分にスピーカーユニット１１の奥行き方向以下の第２容積部２６が形成されている。第１容積部２５であってスピーカーユニット１１の背部から第２容積部２６に連なる壁部２７が設けられている。そして、壁部２７が第２容積部２６に連なる部分は断面円弧状部分２７ａとされている。
【００２２】
このようなスピーカー装置１０Ａにあっては、スピーカーユニット１１の振動板１２の表面から発せられる音をカバー２２から正面に放射するとともに、振動板１２の裏面から発せられる音を第１容積部２５から第２容積部２６へ導き（矢印Ａ参照）、バッフル板２１を振動させて正面に放射する。即ち、エンクロージャー２０は、密閉型であって、スピーカーユニット１１の表と裏の空間をバッフル板２１にて仕切ることにより、表と裏で互いに逆位相となる振動が打ち消し合うことを防止してスピーカーユニット１１単体での動作に比べて高音から低音まで広い範囲での周波数の音を発生する。
【００２３】
エンクロージャー２０はスピーカーユニット１１から振動が加えられるため、共振による無用な騒音の発生を防ぐために強固に保持される必要がある。それゆえ、スピーカー装置１０Ａは、駆動回路（図示しない）を取り付けた、エンクロージャーよりも剛性の高い（例えば、金属製の板金部材からなる）ブラケット３０で第２容積部２６の背面が補強されていることが好ましい。また、ブラケット３０の突片３０ａ（図示しないが複数の突片が設けられている）にて、プリンタや複写機などの前記画像形成装置１の本体を構成する構造部材にビス３１を介して結合されている。
【００２４】
なお、エンクロージャー２０自体が十分な剛性を有するのであれば、エンクロージャー２０自体を直接的に構造部材にビス止めしてもよい。また、第２容積部２６の背面は必ずしも板金部材で補強されている必要はない。
【００２５】
以下に、エンクロージャー２０の形状などについてその特徴を説明する。スピーカーユニット１１の特性値を、
ｆ0：最低共振周波数
Ｑ0：共振尖鋭度
ｍ0：等価質量
ａ：実効振動半径
としたとき、スピーカーユニット１１の背面の高さＴ１（奥行き方向の寸法）は、実効振動半径ａの１０倍以下であることが好ましい。本実施例で使用されているスピーカーユニット１１を例にすると、直径は５ｃｍで実効振動半径ａは２ｃｍであるので、５×５×（２×１０）＝５００ｃｍ3を超えると、背圧が弱くなり、第２容積部２６への空気の流れ（矢印Ａ参照）が弱くなる。
【００２６】
また、壁部２７はスピーカーユニット１１の外径部から中心部までの間に配置することが好ましい。つまり、寸法Ｗはユニット１１の外径部から中心部までの寸法以下であることが好ましい。これにて、背圧が第２容積部２６に効率よく伝わり、バッフル板２１をよく振動させることができる。また、壁部２７の第２容積部２６への連通部分２７ａは可能な限り大きな円弧形状とすることで、スムーズな音の伝達が可能となる。
【００２７】
エンクロージャー２０の容積Ｖ（ｃｍ3）は以下の式にて計算することができる。
Ｖ＝（３５５×α4）／（α×ｆ02×ｍ0）
【００２８】
Ｑ0は０．７程度、αは０．３〜３が安定している。ここで、ｆ0＝２００Ｈｚ、Ｑ0＝０．７４、ｍ0＝０．８６、ａ＝２ｃｍとすると、エンクロージャー２０の容積Ｖは５０〜５００ｃｍ3が一般的には望ましい。
【００２９】
また、第２容積部２６の高さＴ２（奥行き方向の寸法）は、スピーカーユニット１１の奥行き方向の寸法以下に設定されている。これにて、背圧が第２容積部２６に効率よく伝わり、バッフル板２１をよく振動させることができる。特に、高さＴ２は実効振動半径ａの２倍以下であることが望ましく、背圧が第２容積部２６に一層効率よく伝わる。
【００３０】
ここで、スピーカー装置１０Ａのスピーカー特性（１／３オクターブ解析）を図５に示す。図５には、比較のため、図９に示すスピーカー装置１００の特性も併せて示す。両者を比較すると明らかなように、スピーカー装置１０Ａにあっては、８０〜１６０Ｈｚの出力が改善されており、小型のスピーカーユニット及びエンクロージャーであっても前面から、低音から高音までほぼフラットな特性を有している。従って、スピーカー装置１０Ａは、パーソナルコンピュータ、プリンタや複写機などにＢＧＭを流すために搭載するのに最適である。
【００３１】
（第１変形例、図６参照）
第１変形例であるスピーカー装置１０Ｂを図６に模式的に示す。このスピーカー装置１０Ｂは、壁部２７をエンクロージャー２０の奥行き方向に対して傾斜して配置している。この場合、壁部２７の起点２７ｂをスピーカーユニット１１の外径部から中心部までの間に設定することで、前記スピーカー装置１０Ａと同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（第２変形例、図７参照）
第２変形例であるスピーカー装置１０Ｃを図７に模式的に示す。このスピーカー装置１０Ｃは、第２容積部２６をスピーカーユニット１１の全周部に配置し、壁部２７をスピーカーユニット１１と同心上に位置するテーパー状としている。この場合も、壁部２７の起点２７ｂをスピーカーユニット１１の外径部から中心部までの間に設定することで、前記スピーカー装置１０Ａと同様の効果を得ることができる。
【００３３】
（他の実施例）
なお、本発明に係るスピーカー装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３４】
特に、エンクロージャーの細部の構成は任意であり、スピーカーユニットの取付け構造なども任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明は、スピーカー装置に有用であり、特に、小型のエンクロージャーであっても前面から指向性が少なく、低音から高音までほぼフラットな特性を有する点で優れている。
【符号の説明】
【００３６】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…スピーカー装置
１１…スピーカーユニット
１２…振動板
２０…エンクロージャー
２１…バッフル板
２５…第１容積部
２６…第２容積部
２７…壁部
２７ａ…円弧形状部分
３０…ブラケット（板金部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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