(57)【要約】【課題】画像形成装置内に発生する騒音のうちから消音対象音を限定することにより、フィードバック制御をすることなく簡易な構成でアクティブ消音音波を生成し、効果的な干渉効果を得ることを目的とする。【解決手段】装置内の作動音を音声入力手段で集音して、消音対象音を選択する。この消音対象音を基本としてアクティブ消音音波を生成する。その際に、その消音対象音の発生源の位置とアクティブ消音音波の出力位置との関係から予め位相調整量とゲイン調整量を定めておき、このデータテーブルに従って、消音対象音の基本波からアクティブ消音音波を生成して音声出力手段より出力する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内で発生する騒音の中から選択された消音対象音に対して、干渉音となるアクティブ消音音波を生成するアクティブ消音制御手段と、
前記装置に付設され、前記装置の使用方法等のガイダンスを音声にて出力する一または二以上の音声出力手段と、
前記音声出力手段の出力を制御する音声ガイダンス出力制御手段と、
を備えて構成された画像形成装置であって、
前記アクティブ消音制御手段によって生成される前記アクティブ消音音波を、前記音声出力手段から出力するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記消音対象音を発生させている駆動源が停止中は、前記アクティブ消音制御手段からの出力を停止し、前記音声出力手段からは前記音声ガイダンス出力制御手段からの出力のみが出力されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
装置内で発生する作動音の中から選択された消音対象音に対して、干渉音となるアクティブ消音音波を生成するアクティブ消音制御手段と
前記装置に付設された、一または二以上の音声入力手段と、
当該音声入力手段から入力された音声を認識して必要な指令に変換制御する音声認識手段と、を備えて構成された画像形成装置であって、
前記消音対象音を、前記音声認識手段の入力手段である前記音声入力手段により集音するように構成した画像形成装置。
【請求項４】
前記装置の任意の場所に付設された、一または二以上の音声出力手段と、
前記装置内の駆動源の近傍に配置され、前記駆動源の発生する作動音を集音する作動音入力手段と、
前記作動音入力手段によって集音された作動音の中から消音対象音のみを選択する選択手段と、
前記消音対象音に対して、干渉音となるアクティブ消音音波を生成するアクティブ消音制御手段と、を備えて構成された画像形成装置であって、
前記アクティブ消音制御手段は、位相遅延処理を行う位相補正制御手段と、振幅調整を行うゲイン補正制御手段とを備えて構成されており、前記消音対象音に対して各音声出力手段の設置位置に対応した位相補正、ゲイン補正を行って前記アクティブ消音音波を生成し、前記音声出力手段から出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記装置内の温度を検知する温度検知手段と、
予め計測された前記装置内の温度と位相補正量との関係、前記装置内の温度とゲイン補正量との関係を示すデータテーブルを記憶する記憶装置とを有し、
検出した前記装置内温度と前記データテーブルに基づき、前記アクティブ消音音波の位相補正、ゲイン補正を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記データテーブルが前記装置内温度と位相補正量、前記装置内温度とゲイン補正量の関係を表す算出式であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の駆動源等から発生する騒音に、生成した消音音波を干渉させて消音を行うアクティブ消音装置を備えた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、音を低減する方法として、パッシブ消音と呼ばれる技術が使われていた。これは自動車の消音器のように吸音材や反射板を用い、音を吸収させたり反射させたりすることで音を低減するものである。この方法は、高い周波数の音に対しては効果があったが、逆に低い周波数（５００Ｈｚ以下）の音は、吸音材の効果が低いことや反射板があっても隙間をすり抜けていく性質があるためなかなか低減できず、それを低減しようとすると、それだけ構造的に大きなものとなってしまうという欠点があった。
【０００３】
そこで、吸音材などを用いる受動的な騒音技術では効果薄であった低周波騒音での消音効果が期待できるアクティブ消音技術がディジタル信号処理技術の発展に伴って実用化された。これは、基本的には騒音に対して逆位相の音波をつくり、音波干渉によって結果的に騒音を低減させようとする制御技術である。アクティブ消音技術の一例として、周期音の能動消音装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２３６１８８号公報（図１参照）
【０００５】
この装置では、消音しようとする機器内騒音音波をディジタル信号に変換し、サンプリング・クロックによって周期長を検出する。検出された周期長を示すクロックのカウント値から、記憶されている所定分解能の正弦波データ列を選択して適応型ディジタルフィルタに出力する。適応型ディジタルフィルタでは、入力データに基づいて騒音音波と逆位相の波形を合成し、これを再びアナログ信号に変換してアクティブ消音音波を生成し、このアクティブ消音音波を機器内騒音音波と干渉させて消音効果を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなアクティブ消音装置には高速演算可能なＣＰＵや、Ｄ／Ａコンバータ，Ａ／Ｄコンバータ、適応型ディジタルフィルタ等の高価な構成要素が求められ、装置全体としてのコストアップは避けられなかった。
【０００７】
一方、画像形成装置において問題となる音源は、待機中は定着装置の冷却ファン音が挙げられ、稼動中は感光体ドラムや定着ローラ、搬送ローラ等を駆動するメインモータ系と画像形成部に使用されるポリゴンスキャンモータのような駆動系音が挙げられ、これらが低減されれば、かなりの範囲で低騒音化が実現できることが知られている。
【０００８】
本発明はこのような情況に鑑みてなされたものであり、消音対象音を限定することにより、より安価な構成で装置使用者が気になる装置内駆動音を消音抑制することのできる画像形成装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願第一の発明に係る画像形成装置は、アクティブ消音制御手段と、一または二以上の音声出力手段と、音声ガイダンス出力制御手段とを有して構成される。
【００１０】
アクティブ消音制御手段は、装置内で発生する作動音の中から消音すべきとして選択された消音対象音に対して、その干渉音となるアクティブ消音音波を生成する手段であり、音声出力手段は装置内に付設され、装置の使用方法等のガイダンスを音声にて出力する、いわゆるスピーカーである。音声ガイダンス出力制御手段は、その音声出力手段の出力を制御する手段である。
【００１１】
本願第一の発明においては、アクティブ消音制御手段によって生成されるアクティブ消音音波を専用の出力手段によらず、装置内に付設された音声ガイダンス用の音声出力手段から出力するように構成している。
【００１２】
このように消音対象を限定することにより、適応型ディジタルフィルタ等、高価な構成要素を使用せずに簡易な構成で消音効果を得ることができ、また装置内に既に付設されている音声出力手段を消音音波の出力手段として使用するため、コストの削減を図ることができる。
【００１３】
特に、装置内の消音対象音を発生させている駆動源が停止中はアクティブ消音制御手段からの出力も停止し、音声ガイダンス出力制御手段からの出力のみを通常どおり音声出力手段から出力させるように構成することが好ましい。このような構成にすれば、音声出力手段から不必要なアクティブ消音音波が出力されることはないので経済的であるだけでなく、不必要な音波を生成することもなく騒音の増大を防止することができる。
【００１４】
本願第二の発明に係る画像形成装置は、前述したアクティブ消音制御手段と、装置内に付設された一または二以上の音声入力手段、いわゆるマイクロフォンと、音声入力手段から入力された音声を認識して必要な指令に変換制御する音声認識手段とを有して構成され、装置内で発生する作動音の中から、消音すべき対象として選択した音を、音声認識手段の入力装置である音声入力手段により集音するように構成している。
【００１５】
このような構成により、第一の発明と同様、簡易な構成で消音効果を高めることができ、また装置内に既に付設されている音声入力手段を消音対象音の集音手段として使用するため、コストの削減を図ることができる。
【００１６】
本願第三の発明に係る画像形成装置は、装置内の任意の場所に付設された一または二以上の音声出力手段と、装置内の駆動源の近傍に配置され駆動源の発生する作動音を集音する作動音入力手段と、作動音入力手段によって集音された作動音の中から消音対象音のみを選択する選択手段と、消音対象音に対して干渉音となるアクティブ消音音波を生成するアクティブ消音制御手段とを備えて構成されている。
【００１７】
また、このアクティブ消音制御手段は、位相遅延処理を行う位相補正制御手段と、振幅調整を行うゲイン補正制御手段とを備えて構成されており、アクティブ消音音波の各音声出力手段からの出力に先立ち、消音対象音に対して各音声出力手段の設置位置に対応した位相補正、ゲイン補正を行ってアクティブ消音音波を生成している。
【００１８】
このような構成においては、消音対象音の発生源の位置と各音声出力手段の位置等に対応して補正量が予め決められており、それぞれ独立してアクティブ消音音波の位相補正、ゲイン補正ができるので、ユーザに対する消音効果をより高めることができる。
【００１９】
本願第三の発明に係る画像形成装置においては、さらに装置内の温度を検知する温度検知手段と、予め計測された装置内の温度と位相補正量との関係、装置内の温度とゲイン補正量との関係を示すデータテーブルを記憶する記憶装置とが設けられており、検出した装置内温度と該データテーブルに基づいて、アクティブ消音音波の位相補正、ゲイン補正を行うように構成している。
【００２０】
音の伝達は温度により変化するため、このように装置内温度に基づいた位相補正量、ゲイン補正量を定めておけば、位相補正、ゲイン補正を高価な構成を用いることなく容易にかつ効果的に実現できる。なお、装置内の温度と位相補正量との関係、装置内の温度とゲイン補正量との関係を示すデータテーブルの代わりに、それらの算出式を記憶し、演算して求める方法も効果的である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係る画像形成装置の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施態様である画像形成装置を示す概略全体構成図である。
【００２２】
このカラー画像形成装置１１は、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、複数のローラ群により張架され、周回駆動可能に支持された無端ベルト状の中間転写ベルト７を備えており、この中間転写ベルト７の外周面に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが縦列して配置されている。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、それぞれ表面に潜像が形成される像担持体としての感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを有しており、各感光体の外周面に沿って動作順に、この感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの表面をそれぞれほぼ一様に帯電する帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、各感光体表面上に静電潜像の書き込みを行う露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、感光体表面に形成された各潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、各感光体表面上のトナー像を中間転写ベルト７上に転写する一次転写装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及び転写後の感光体表面を清掃するクリーニング装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。
【００２４】
画像形成装置１１の上部に配置されている画像読取部４０は、原稿を照明する光源及びミラーからなる走査ユニット４１、二枚のミラーを有する走査ユニット４２、結像レンズ４３、撮像素子４４及び原稿載置部４５から構成されている。撮像素子４４は主にＣＣＤから構成され、走査ユニット４１の光源の走査により集められた画像ディジタル信号は画像処理部で各色毎の画像データに変換された後、露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋへ送られる。
【００２５】
露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋでは、この各画像データをもとに半導体レーザを電気的に変調し、コリメータレンズを通して多面体反射鏡（ポリゴンミラー）４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋとレンズ群によって副走査を行う。さらに感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを回転させることで主走査を行ない、静電潜像を感光体上に再現する。なお、図示しないポリゴンミラーは回転軸上に設置され、ポリゴンスキャナーモータ６０（図２参照）によって高速回転される。
【００２６】
露光に先立ち、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上には、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、レーザ光の照射により、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ，結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成される。静電潜像は、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋから供給された各色現像剤のトナーにより可視化されてトナー画像となる。
【００２７】
感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー画像は一次転写装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより回動する中間転写ベルト７上の同一位置に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００２８】
一方、記録紙Ｐを収容する給紙トレイ２０には、バネ等の付勢手段により常時その自由端が上方向に付勢される可動板２６が配置され、その上に配置される記録紙Ｐの最上位のものが給紙手段の一部を構成するピックアップローラ２１に接触するように構成されている。
【００２９】
ピックアップローラ２１に接触した記録紙Ｐは、その接触圧によって給紙トレイ２０から排出され、給紙手段の一部を構成するさばきローラ３１によって一枚ずつ分離されて送出される。このとき、記録紙Ｐの捌きを効果的にするため、図示しないさばきファンが設けられており、捌き用の風がさばきファンの駆動により記録紙Ｐの側面に向かって送出される。
【００３０】
送出された記録紙Ｐは複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄにガイドされてレジストローラ２３まで搬送される。搬送された記録紙Ｐはレジストローラ２３により給紙タイミングがとられて二次転写装置５Ａに送出され、中間転写ベルト７上の合成されたカラー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。転写後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト７は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００３１】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、搬送ガイド板３０に案内されながら、定着装置８に搬送される。記録紙Ｐ上のカラー画像は定着装置８により加熱定着処理される。現像剤像の溶融のため加熱された記録紙Ｐは、現像剤像の定着のため図示しない冷却ファン６１により冷却され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００３２】
なお，本願発明に係る画像形成装置１１では、その他に機器の使用方法，使用状態等について音声にて使用者にガイドする音声ガイダンス機能が設けられており、出力手段として一または複数のスピーカ５５が画像形成装置１１の箱体に取り付けられ、音声ガイダンス出力制御手段５３によって出力が制御されている。
【００３３】
以下、本願第一の発明に係る画像形成装置１１の一例として、そのブロック図を図２示す。画像形成装置１１内には種々の音源がある。例えば、画像形成装置１１の待機中は定着装置８の冷却ファン６１の音が挙げられ、稼動中は感光体ドラムや定着ローラ、搬送ローラ等を駆動するメインモータ系と画像形成部で使用されるポリゴンスキャンモータ６０のような駆動系音、重送を防止するための捌きファン６２の音などがあるが、これらは一例であって、本発明で対象とするものはこれらに限るものではない。
【００３４】
本願発明ではこのような音源の近傍にマイクロフォン５１を設置し、そこから発せられる消音対象音をマイクロフォン５１で集音している。集音した消音対象音はアクティブ消音制御手段５２に入力されて、そこで消音対象音に対する干渉音が生成される。通常、干渉音は消音対象音の逆位相として生成される。
【００３５】
生成された干渉音波は音声ガイダンスの出力手段であるスピーカ５５から出力される。このとき、アクティブ消音制御手段５２と音声ガイダンス出力制御手段５３は共に画像形成装置制御手段５４によってその動作が制御されており、情況に応じていずれかが選択され、あるいは両者が重畳されて出力される。
【００３６】
特に画像形成装置制御手段５４による制御は図３のフローチャートに示すように行うことが好ましい。例えば、装置内の消音対象音を発生させているモータやファンがすべて停止中はアクティブ消音制御手段５２の出力を停止し、音声ガイダンス出力制御手段５３からの出力のみをスピーカ５５から出力させ、モータやファンの一つでも動作中はアクティブ消音制御手段５２からの出力に音声ガイダンス出力を重畳して出力する。このようにすれば、スピーカ５５から不必要な干渉音波が出力されることはないので、無駄な干渉音を生成することがなく、騒音の増大を防止することができる。
【００３７】
本願第二の発明に係る画像形成装置１１の一例であるブロック図を図４に示す。本願第二の発明は装置に付設された一または二以上のいわゆるマイクロフォン５１と、マイクロフォン５１から入力された音声を認識して必要な指令に変換制御する音声認識手段５６とを有して構成される画像形成装置１１に係るものであり、装置内で発生する作動音の中から、消音すべき対象として選択した音を、当該音声認識手段５６の入力手段であるマイクロフォン５１を兼用して集音するように構成している。
【００３８】
すなわち、マイクロフォン５１で集音された音波入力は音声認識手段５６とアクティブ消音制御手段５２に入力され、それが音声の場合には音声認識手段５６により判断され、必要な指令を画像形成装置制御手段５４に与える。それが消音対象音の場合にはアクティブ消音制御手段５２によって消音対象音に対する干渉音が生成され、画像形成装置制御手段５４によって制御されつつ、スピーカ５５から出力される。
【００３９】
本願第三の発明に係る画像形成装置１１の一例であるブロック図を図５に示す。本願第三の発明は装置内の任意の場所に複数のスピーカ５５（図１参照）が配置されている画像形成装置１１に係るものである。
【００４０】
一実施態様を示す図５の画像形成装置１１では、音声出力手段である二つのスピーカ５５と、ポリゴンスキャンモータ６０の近傍に配置され、装置内の駆動源の発生する作動音を集音するマイクロフォン５１と、マイクロフォン５１によって集音された作動音の中から、特にポリゴンスキャンモータ６０の動作音のみを選択する帯域フィルタ５７と、ポリゴンスキャンモータ６０の動作音に対して、干渉音となるアクティブ消音音波を生成するアクティブ消音制御手段５２とを有して構成されている。
【００４１】
このアクティブ消音制御手段５２には、例えば入力信号に対して位相を時間Ｔだけ遅らせるような位相遅延処理を行う位相調整部５２２と、入力信号の振幅をＮ倍にするような振幅調整を行うゲイン調整部５２１とが複数個スピ−カ５５毎に備えられている。
【００４２】
以下、本発明の作用を説明すると、一の画像形成の指令が入力されると画像形成装置制御手段５４の制御フローに基づきポリゴンスキャンモータ６０が回転して作動音が発生する。この作動音は静環境の中では騒音として認識される。
【００４３】
この作動音をマイクロフォン５１で集音し、ポリゴンスキャンモータ６０の発する動作音の周波数帯域のみを通過させる帯域フィルタ５７を通して、その動作音の基本波を選択する。
【００４４】
この動作音の基本波は、アクティブ消音制御手段５２に入力され、各スピーカ５５位置でのポリゴンスキャンモータ６０の動作音に対して消音効果を発揮する干渉音が生成される。通常はスピーカ５５位置で前記動作音の基本波と逆位相、同振幅となるアクティブ消音音波を生成し、両波が互いに打ち消しあえるように調整を行う。
【００４５】
本発明に係る画像形成装置１１では、各スピーカ５５の位置は任意であり、その配置がそれぞれ異なるため、それぞれ独立してゲインと位相の調整が必要となる。そして、動作音の発生源であるポリゴンスキャンモータ６０の位置に配置されたマクロフォン５１とスピーカ５５までの距離に基づいて、予め測定された調整量を記憶部５９に記憶させておき、それに基づいて前記ポリゴンスキャンモータ６０の動作音の基本波に対して位相調整、ゲイン調整を行う。
【００４６】
スピーカ５５の位置ごとに位相調整，ゲイン調整されて生成されたアクティブ消音音波はそれぞれに対応するスピーカ５５から出力され、ポリゴンスキャンモータ６０の動作音が装置使用者の位置に到達する前に、この動作音と干渉することにより消音効果を発揮する。
【００４７】
また、本願第三の発明のより最適な実施の態様では、画像形成装置１１内に温度検知手段５８と記憶部５９とを設けて構成されている。音波の伝播は温度により変化するため、各スピーカ位置、装置内温度ごとに位相調整量、ゲイン調整量を予め測定しておき、これをデータテーブルとして記憶部５９に記憶させる。位相調整部５２２とゲイン調整部５２１は、このデータテーブルに従って調整量を補正できるようにしている。
【００４８】
なお、温度等と補正量に相関関係が認められるならば、請求項６に記載の画像形成装置１１のように、それを算出式として記憶部５９に記憶し、演算により調整量の補正値を算出することも可能である。このような構成にすれば、干渉音となるアクティブ消音音波の位相補正，ゲイン補正がより詳細に行えるので、ユーザに対する消音効果を高めることができる。
【００４９】
本実施例では、ポリゴンスキャンモータ６０の動作音に限定して説明したが、本発明はこれに限るものではなく、冷却ファン６１や捌きファン６２のような動作音に対しても同様に消音効果を発揮させることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る画像形成装置では、消音対象音を限定しているため位相調整量、ゲイン調整量を固定値として定めることができるので、適用フィルタのような高価な構成要素を使用せずに簡易な演算で消音効果を実現することができる。
【００５１】
また装置内に既に付設されている音声出力手段を消音音波の出力手段とし、音声入力手段を消音対象音の集音手段として使用するため、構成面よりコストの削減を図ることもできる。
【００５２】
さらに、消音対象音の発生源の位置と、各音声出力手段の位置等に対応して、それぞれ独立してアクティブ消音音波の位相補正、ゲイン補正ができるので、適用フィルタを用いなくても消音効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様である画像形成装置を示す概略全体構成図である。
【図２】本願第一の発明に係る画像形成装置の一実施態様を示すブロック図である。
【図３】本願第一の発明に係る画像形成装置の制御例を示すフローチャートである。
【図４】本願第二の発明に係る画像形成装置の一実施態様であるブロック図である。
【図５】本願第三の発明に係る画像形成装置の一実施態様であるブロック図である。
【符号の説明】
１        感光体
３        露光装置
８        定着装置
１０      画像形成部
１１      画像形成装置
４０      画像読取部
４６      ポリゴンミラー
５１      音声入力手段（マイクロフォン）
５２      アクティブ消音制御手段
５３      音声ガイダンス出力制御手段
５４      画像形成装置制御手段
５５      音声出力手段（スピーカ）
５６      音声認識手段
５７      選択手段（帯域フィルタ）
５８      温度検知手段
５９      記憶装置（記憶部）
６０      ポリゴンスキャンモータ
６１      冷却ファン
６２      捌きファン
５２１    ゲイン補正制御手段（ゲイン調整部）
５２２    位相補正制御手段（位相調整部）
【図１】
2004317896.tif 000003
【図２】
2004317896.tif 000004
【図３】
2004317896.tif 000005
【図４】
2004317896.tif 000006
【図５】
2004317896.tif 000007