(57)【要約】【課題】静音性に優れるとともに高い放熱性を備えた吸音構造体を提供する。【解決手段】音源及び熱源を有する基板に設けられる吸音構造体であって、音源及び熱源を囲うように配置された膜振動吸音材と、音源及び熱源の上面と膜振動吸音材との間に挟み入れられて熱源の熱を膜振動吸音材に伝える熱伝導体と、を備え、膜振動吸音材は、音源の周波数に応じて面積を変化させる孔部を有する枠体と、孔部を膜状の振動体で覆うことで形成される空気層とからなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源及び熱源を有する基板に設けられる吸音構造体であって、
前記音源及び熱源を囲うように配置された膜振動吸音材と、
前記音源及び熱源の上面と前記膜振動吸音材との間に挟み入れられて前記熱源の熱を前記膜振動吸音材に伝える熱伝導体と、を備えた、
ことを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
前記膜振動吸音材は、孔部を有する枠体と、前記孔部を膜状の振動体で覆うことで形成される空気層とからなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記孔部は、前記音源の周波数に応じて前記孔部の面積を変化させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記枠体は、熱伝導性が高い材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記熱伝導体は、前記音源及び熱源の前記上面と相補的な形状をもつ相補形状部を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の吸音構造体。
【請求項６】
前記熱伝導体は、絶縁性および熱伝導性が良好な材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の吸音構造体。
【請求項７】
前記材料は、ＰＰＳ樹脂である、
ことを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体。
【請求項８】
前記膜振動吸音材の上面にヒートシンク形状部分を設けた、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の吸音構造体。
【請求項９】
前記音源及び熱源が、トナー像を形成する画像形成装置の画像形成手段に印加する交流電圧を発生させる高圧電源装置に含まれるトランスである、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の吸音構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の開口を有する板状体で、樹脂薄膜を挟持してなる膜振動吸音材が知られている（特許文献１）。
金属基材と、金属基材上に形成され、絶縁性を有する樹脂からなる絶縁層と、金属基材上に絶縁層が形成されていない部分であり、かつ絶縁層の中心部分を囲うように連続して形成された絶縁層除去部とを有する熱伝導性封止部材も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８３３６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２２３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静音性に優れるとともに高い放熱性を備えた吸音構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の吸音構造体は、
音源及び熱源を有する基板の表面に設けられる吸音構造体であって、
前記音源及び熱源を囲うように配置された膜振動吸音材と、
前記音源及び熱源の上面と前記膜振動吸音材との間に挟み入れられて前記熱源の熱を前記膜振動吸音材に伝える熱伝導体と、を備えた、
ことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の吸音構造体において、
前記膜振動吸音材は、孔部を有する枠体と、前記孔部を膜状の振動体で覆うことで形成される空気層とからなる、
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の吸音構造体において、
前記孔部は、前記音源の周波数に応じて前記孔部の面積を変化させる、
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の吸音構造体において、
前記枠体は、熱伝導性が高い材料で形成されている、
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の吸音構造体において、
前記熱伝導体は、前記音源及び熱源の前記上面と相補的な形状をもつ相補形状部を有する、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の吸音構造体において、
前記熱伝導体は、絶縁性および熱伝導性が良好な材料で形成されている、
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の吸音構造体において、
前記材料は、ＰＰＳ樹脂である、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の吸音構造体において、
前記膜振動吸音材の上面にヒートシンク形状部分を設けた、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の吸音構造体において、
前記音源及び熱源が、トナー像を形成する画像形成装置の画像形成手段に印加する交流電圧を発生させる高圧電源装置に含まれるトランスである、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、放熱性を確保しつつ静音性の高い吸音構造体を提供することができる。
請求項２、３に記載の発明によれば、音源の周波数に応じて遮音することができる。
請求項４、５、６、７、８に記載の発明によれば、熱源の熱を効率的に放熱することができる。
請求項９に記載の発明によれば、静音性及び放熱性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は吸音構造体の外観を示す斜視図、（ｂ）はヒートシンク形状部分を有する蓋体を有する吸音構造体の外観を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は膜振動吸音材の概略平面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線における断面模式図である。
【図３】（ａ）は吸音構造体を音源及び熱源を有する基板上に取り付けた状態を示す縦断面模式図、（ｂ）は同横断面模式図である。
【図４】画像形成装置の内部構成を示す断面模式図である。
【図５】吸音構造体を固定配置した高圧電源の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００１７】
（１）吸音構造体の構成
図１（ａ）は吸音構造体１の外観を示す斜視図、（ｂ）はヒートシンク形状部分２１を有する蓋体２０を有する吸音構造体１の外観を示す斜視図、図２（ａ）は吸音構造体１を音源及び熱源を有する基板１４１上に取り付けた状態を示す縦断面模式図、（ｂ）は同横断面模式図、図３（ａ）は膜振動吸音材の概略平面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線における断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、吸音構造体１の構成について説明する。
【００１８】
（１．１）全体構成
吸音構造体１は、図１に示すように、膜振動吸音材１０と、蓋体２０と、熱伝導体３０（図３に図示）と、からなり、音源及び熱源の一例としての高圧電源２００の基板２１０上に配置されたトランスＴｒを囲むように固定配置された状態で使用される（図３（ａ）参照）。
【００１９】
（１．２）膜振動吸音材
膜振動吸音材１０は、図２に示すように、多数の孔部１２を有する枠体１１と、板状または膜状の振動体としての樹脂薄膜１３からなる。
枠体１１は、図２に示すように、外形形状が矩形で、枠体１１の板厚方向に貫通する多数（本実施形態においては１２個）の孔部１２が設けられている。枠体１１の材質は特に制限されないが、熱伝導率が高い材料、一例として、アルミニウムが好ましい。
【００２０】
孔部１２の形状は、本実施形態においては、ａ×ｂの大きさを有する矩形であるが、大きさは膜振動吸音材１０の孔部１２の面積（ａ×ｂ）と吸音周波数ｆとの相関を利用し、音源の周波数に応じて選択することができる。また、矩形に限らず、円形、多角形などの任意の形状とすることができる。
枠体１１の板厚によって、樹脂薄膜１３によって孔部１２内に画成される空気層の層厚Ｌが決定される。
【００２１】
樹脂薄膜１３（図１、図２（ａ）においては破線で図示）は、孔部１２を枠体１１の両面から塞いで孔部１２内に空気層を形成することができる非通気性のシートからなり、具体的には、熱可塑性樹脂のシートを用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アクリル樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、環状オレフィン、ポリ乳酸等から選ばれる１種または２種以上の樹脂が挙げられる。
上記に挙げた熱可塑性樹脂の中でも、強度、加工性に優れるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が好ましい。
【００２２】
樹脂薄膜１３は、面密度が低すぎると吸音周波数が高周波数側になり、吸音率は低下する。また、面密度が高すぎると吸音周波数が低周波数側になるが、膜振動が抑制されて吸音率は低下する。そのために、面密度は０．０５〜２．０［ｋｇ／ｍ２］が好ましい。
樹脂薄膜１３の膜厚ｈ（図２（ｂ）に図示）は、特に限定されないが、良好な膜振動を得て、吸音効果を得るためには、１０〜１００μｍ程度とするのが好ましい。
【００２３】
このような膜振動吸音材１０における吸音周波数ｆは下記式によって示されることが知られている。
ｆ＝１／２π［ρｃ２／ｍＬ＋（π４／ｍ）（Ｅｈ３／１２（１−ρ２））（（ｐ／ａ）２＋（ｑ／ａ）２）］１／２
上記式において、Ｌは空気層の層厚［ｍ］、ｍは樹脂薄膜の面密度［ｋｇ／ｍ２］、Ｅは樹脂薄膜のヤング率［Ｎ／ｍ２］、ｈは樹脂薄膜の膜厚［ｍ］、ｃは音速［ｍ／ｓｅｃ］、ａ、ｂは開口部の大きさ［ｍ］、ｐ、ｑは正整数、をそれぞれ示す。尚、上記式はhttp://esd.env.kitakyu-u.ac.jp/kuroki/KAANET_kaap/kuroki/text/txt21.htmlに記載の事項を参照及び引用したものである。
【００２４】
上記式より、枠体１１の板厚を厚くして空気層の層厚Ｌを大きくし、孔部１２の大きさ（ａ×ｂ）を大きくすると、吸音周波数ｆは低くなる。また、枠体１１の板厚を薄くして空気層の層厚Ｌを小さくし、孔部１２の大きさ（ａ×ｂ）を小さくすると、吸音周波数ｆは高くなる。
また、樹脂薄膜１３の膜厚ｈを薄くすると吸音周波数ｆは低くなり、樹脂薄膜１３の膜厚ｈを厚くすると吸音周波数ｆは高くなる。
【００２５】
このように構成される膜振動吸音材１０は、基板２１０にトランスＴｒを囲むように互いの膜振動吸音材１０が相対して固定配置される。それぞれの膜振動吸音材１０は、はんだ又は接着剤ＡＤを介して基板１４１に固定される。
尚、接着剤ＡＤとしては剥がれ防止及び基板２１０への熱伝導を抑制するために、耐熱性があり、熱伝導性の低いものが好ましい。また、図３（ｃ）に示すように、枠体１１の一端１１ａをフランジ状に形成して断熱材やウレタンシール材Ｓを介して基板１４１に対して取り外し可能に接着してもよい。
【００２６】
（１．３）蓋体
蓋体２０は、トランスＴｒを囲むように基板１４１に固定配置された膜振動吸音材１０に蓋をすることが可能な大きさの非通気性の放熱部材であり、熱伝導率が高い材料、一例として、アルミニウムの板部材が好ましい。尚、蓋体２０は膜振動吸音材１０の一つの枠体１１と一体に形成してもよい。
また、図１（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、蓋体２０の上面にはヒートシンク形状部分２１が設けられていることが好ましい。ヒートシンク形状部分２１を設けることで、熱源としてのトランスＴｒからの放熱を促進することができる。
【００２７】
（１．４）熱伝導体
熱伝導体３０は、トランスＴｒの上面と蓋体２０との間に挟み入れられて熱源としてのトランスＴｒの熱を蓋体２０に伝える熱的接続部材であり、絶縁性および熱伝導性が良好な材料の一例としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂で形成されていることが好ましい。
【００２８】
また、熱伝導体３０は、図３（ａ）に示すように、トランスＴｒの上面の形状と相補的な形状をもつ相補形状部３１を有することがより好ましい。トランスＴｒの上面の凹凸形状に合わせて嵌り合う凸凹形状を有することで、トランスＴｒで発生する熱を蓋体２０により効率的に伝達することができる。
【００２９】
熱伝導体３０と蓋体２０は、放熱シート３２を介して接着されることが好ましい。放熱シート３２は、図３（ａ）に示すように、粘着性を有する熱伝導性低硬度樹脂層３２ａと非粘着性の熱伝導性樹脂層３２ｂからなり、熱源としてのトランスＴｒと放熱部材としての蓋体２０との間に挟みこんでトランスＴｒの放熱効果を高めることができる。
また、放熱シート３２を用いて接着することで、保全のために蓋体２０を取り外すことができる。
【００３０】
（２）吸音構造体の作用・効果
以下、本実施形態に係る吸音構造体１の作用について画像形成装置１００を利用例に説明する。図４は本実施形態に係る吸音構造体１が用いられる一例としての画像形成装置１００の内部構成を示す断面模式図、図５は本実施形態に係る吸音構造体１を固定配置した高圧電源２００の斜視図である。
【００３１】
画像形成装置１００は、制御装置１１０、給紙装置１２０、感光体ユニット１３０、現像装置１４０、転写装置１５０、定着装置１６０を備えて構成されている。画像形成装置１００の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙Ｐが排出・収容される排出トレイ１００ａが形成されている。
【００３２】
制御装置１１０は、画像形成装置１００の動作を制御する画像形成装置制御部１１１と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ部１１２、露光装置ＬＨの点灯を制御する露光制御部１１３、電源装置１１４を有する。電源装置１１４は高圧電源２００を備え、帯電ローラ１３２、現像ローラ１４２、一次転写ローラ１５２、二次転写ローラ１５３等に画像形成動作時に必要な高圧電圧を印加する。
【００３３】
コントローラ部１１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置ＬＨに出力する。
【００３４】
回転する感光体ドラム１３１の表面は、帯電ローラ１３２により帯電され、露光装置ＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム１３１上に形成された静電潜像は現像ローラ１４２によりトナー像として現像される。
【００３５】
各感光体ユニット１３０の感光体ドラム１３１に形成された各色トナー像は、画像形成装置制御部１１１により制御される高圧電源２００から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ１５２により中間転写ベルト１５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
【００３６】
中間転写ベルト１５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト１５１の移動に伴って二次転写ローラ１５３が配置された領域（二次転写部ＴＲ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部ＴＲに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置１２０から用紙Ｐが二次転写部ＴＲに供給される。そして、二次転写ローラ１５３には、画像形成装置制御部１１１により制御される高圧電源２００から所定の転写電圧が印加され、給紙装置１２０から送り出された用紙Ｐに中間転写ベルト１５１上の多重トナー像が一括転写される。
【００３７】
転写装置１５０においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置１６０に搬送される。定着装置１６０に搬送された用紙Ｐは、一対の加熱モジュール１６１と加圧モジュール１６２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１００上面の排出トレイ１００ａに排出される。
【００３８】
このように構成される画像形成装置１００においては、画像形成動作を実行している間、現像ローラ４２には高圧電源２００から直流現像バイアスＶＤに交流現像バイアスＶＡが重畳された現像バイアスが印加される。交流現像バイアスＶＡは、主として画像形成装置１００のプロセススピードに応じて、交流現像バイアスＶＡの大きさ（ピークトゥピーク値）と周波数が決定され、周波数は３ｋＨｚないし９ｋＨｚ以下の範囲から選択される。
【００３９】
交流現像バイアスＶＡは高圧電源２００のトランスＴｒで生成される。一方、トランスＴｒは磁性材料からなるチョークコイルを有し、交流電流を流すことで磁性体に歪が生じる磁歪現象が発生するために、チュークコイルの伸び縮みが空気を振動させることで高周波の励磁音が発生する。
【００４０】
高圧電源２００に発生する高周波の励磁音が、画像形成装置１００の外部に漏れ出ると耳障りになることがある。一方、高圧電源２００のトランスＴｒは交流現像バイアスＶＡの生成時に発熱するために、励磁音を遮音するためにトランスＴｒの周囲を遮音材で覆うと放熱が妨げられる虞があった。
【００４１】
図５に示すように、本実施形態に係る吸音構造体１を高圧電源２００の基板２１０表面にトランスＴｒを囲むように固定配置した場合、吸音構造体１の膜振動吸音材１０でトランスＴｒから発生する励磁音を吸音しながら、トランスＴｒで発生する熱は熱伝導体３０を介してヒートシンク形状部分２１を有する蓋体２０から放熱する。
その結果、高圧電源２００のトランスＴｒに発生する熱を放熱しながら画像形成装置１００の外部に漏れ出る高周波の励磁音を吸音することができる。
【００４２】
「実施例」
本実施形態に係る吸音構造体１として、画像形成装置１００の交流現像バイアスＶＡの特定周波数に応じて、膜振動吸音材１０の開口部１２の大きさ（ａ×ｂ）と、空気層の層厚Ｌを設定し、樹脂薄膜１３を所定の膜厚ｈのＰＥＴ樹脂フィルムとして、高圧電源２００の基板２１０表面にトランスＴｒを囲むように固定配置した。その結果、特定周波数における高周波の励磁音の約９０％を吸音することができた。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・吸音構造体
１０・・・膜振動吸音材
１１・・・枠体
１２・・・孔部
１３・・・樹脂薄膜
２０・・・蓋体
２１・・・ヒートシンク形状部
３０・・・熱伝導体
３１・・・相補形状部
３２・・・放熱シート
１００・・・画像形成装置
２００・・・高圧電源
Ｔｒ・・・トランス
【図１】
2017207711.tif 000003
【図２】
2017207711.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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