JP2002195875A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 稼動時に発生する音の周波数成分分布を改善
することにより、心理的に不快な音を緩和した画像形成
装置を提供する。 【解決手段】 当該装置の端面から１ｍ離れた位置にお
ける当該装置の音から得られる心理音響パラメータのう
ち、シャープネス値が２.７（acum）以下の条件を満足
し、ラウドネス値およびトーナリティ値を用いた式Ｓ＝
０.３１３５×（ラウドネス値）＋３.４８２４×（トー
ナリティ値）−３.１４６０によって得られる不快指数
Ｓが、Ｓ＜−０.６を満たすようなラウドネス値，トー
ナリティ値となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置、よ
り詳細には、動作時に、モータ駆動音や、クラッチ，ソ
レノイドの作動音や、帯電音などの騒音を発生する電子
複写機，レーザービームプリンタ等の画像形成装置にお
ける不快音の改善方法に関し、ＯＡ機器一般に応用可能
な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境へのやさしさの観点から、騒
音問題への関心が高まってきており、オフィスにおいて
もＯＡ機器に対しての騒音問題解決の要望は多い。その
ため、ＯＡ機器の静音化が進められており、以前に比べ
て相当の静音化を達成してきている。

【０００３】上述のような騒音問題解決に対する発明と
して、例えば、特開平９−１９３５０６号公報に開示さ
れたものがある。この発明は、レーザービームプリンタ
や複写機などの騒音マスキング装置に関するものであ
り、動作時に騒音の発生源となる駆動機構に対してこの
騒音をマスキングするマスキング音を発生する発音体
と、この発音体を制御して前記騒音の主成分周波数を含
む範囲の周波数のマスキング音を発生させるマスキング
音制御手段とを有し、騒音の不快感を低減するものであ
る。

【０００４】しかしながら、上記特開平９−１９３５０
６号公報に開示されたものは、本来から機能上発生して
いる音を低減することなく、この発生音に更にマスキン
グ音を加えることになり、騒音レベルが上昇し、聞く人
によっては、うるさく、不快に感じることもあるという
欠点がある。また、マスキング音を発生させるための発
音体と、マスキングされる音の発生時間の間のみにマス
キング音を発生させるための制御装置が必要となり、機
械のレイアウト上、余分なスペースを要し、更に、大幅
にコストが上がるという欠点がある。

【０００５】現在、ＯＡ機器では、騒音を評価する方法
として、一般的に、音響パワーレベル（ＩＳＯ７７７
９）が用いられている。しかしながら、音響パワーレベ
ルは、複写機やプリンタなどのオフィス機器から発生す
る音響エネルギーの値であるため、騒音に対する人間の
主観的な不快感との相関があまり良くない場合がある。
例えば、音響パワーレベルが同じである音を比較して聞
いた場合、不快さに差があることがあるし、また、音響
パワーレベルの値は小さくても、非常に不快な音もあ
る。

【０００６】したがって、今後のオフィス環境改善のた
めには、ＯＡ機器の音響パワーレベルを低減させるだけ
でなく、音質の改善を行っていく必要がある。音質改善
のためには、現状把握のための音質の定量的な計測と、
改善前後においてどのくらいの改善がなされたのかの計
測をする必要がある。ところが、音質は物理量ではない
ため、定量的な測定ができない。耳で比較しても、人に
よって評価が異なる場合がある。また、「音質が少し改
善された」や、「かなり改善された」等の定性的な表現
しかできない。音の質を物理的特性で定量的に表わさな
ければ、対策が本当に効果があったのか、また、どのく
らいの効果があったのか、客観的な評価は不可能であ
る。

【０００７】ところで、音質を評価する物理量として、
心理音響パラメータというものがある。代表的なものは
以下の通りである（例えば、日本機械学会「第７回設計
工学・システム部門講演会“２１世紀に向けて設計、シ
ステムの革新的飛躍を目指す！”」’９７年１１月１０
日、１１日「音・振動と設計、色と設計（１）」部門第
０８９Ｂを参照。尚、括弧内は単位。）。 ・ラウドネス（sone） ：聞こえの大きさ ・シャープネス（acum） ：高周波成分の相対的な分布量 ・トーナリティ（tu） ：調音性、純音成分の含有量 ・ラフネス（asper） ：音の粗さ感 ・フラクチエーション・ストレングス（vacil）：変動強度、うなり感

【０００８】上記パラメータは、どのパラメータも、値
が増すと不快感が増す傾向にある。この中で、ラウドネ
スだけがＩＳＯ５３２Ｂで規格化されている。他のパラ
メータについては、基本的な考え方は同じであるが、各
計測器メーカによる独自の研究によってプログラムや計
算方法が異なるため、メーカによって測定値が若干異な
るのが普通である。これらの心理音響パラメータを全て
低減するように努力すれば、音質を改善することができ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、心理音
響パラメータの全てについて対策を構じるには大きな労
力が必要である。複写機やプリンタなどのＯＡ機器から
発生する騒音は、機構の複雑さから、多くの音色の騒音
によって構成されており、例えば、低周波の重苦しい
音，高周波の甲高い音，衝撃的に発生する音などが、モ
ータ，紙，ソレノイド等の複数の音源から時間的に変化
しながら発生する。

【００１０】人間は、これらの音を総合的に判断し、不
快かどうかの判定を行っているが、どの部分が特に不快
と関係があるかの重み付けを行って判定していると考え
られる。つまり、不快に対して影響の大きい心理音響パ
ラメータと、影響の小さい心理音響パラメータとが存在
する。しかも、これは機械の音色によって異なる。例え
ば、高速で衝撃音の発生回数が多いプリンタでは、衝撃
音を最も不快と感じ、低速で比較的静かなデスクトップ
プリンタでは、衝撃音の発生が少ないので、ＡＣ帯電時
に発生する帯電音を最も不快と感じる場合がある。この
ように、不快に感じる部分が異なってくる。よって、低
速機と高速機では、音質改善をする部分が異なる場合が
ある。このことより、不快に対して改善効果の大きい心
理音響パラメータを探し出し、そのパラメータを改善す
ることによって効率良く音質改善を行えば労力も少なく
なる。

【００１１】よって、不快に対して改善効果の大きい心
理音響パラメータを組み合わせて、パラメータに重み付
けを行い、音質評価式化して不快に対する主観評価値を
算出することにより、客観的な音質の評価が可能にな
り、音質改善を行うことができる。さらに、不快に対す
る主観評価値をどのぐらいにすれば不快感がなくなるか
を判定し、その値以下となるような音質改善を行った装
置を提供すれば、オフィス内での騒音に関する問題は解
決されることになる。

【００１２】本発明は、上述のような不快音の問題に対
し、稼動時に発生する音の周波数成分分布を改善するこ
とにより、心理的に不快感を緩和した画像形成装置を提
供することを目的としてなされたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、当該
装置の端面から１ｍ離れた位置における当該装置の音か
ら得られる心理音響パラメータのうち、シャープネス値
が２.７（acum）以下の条件を満足し、ラウドネス値お
よびトーナリティ値を用いた式 Ｓ＝０.３１３５×（ラウドネス値） ＋３.４８２４×（トーナリティ値） −３.１４６０ （−１≦Ｓ≦１） によって得られる不快指数Ｓが、Ｓ＜−０.６を満たす
ことを特徴としたものである。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記不快指数Ｓが、Ｓ＜−０.７を満たすことを特
徴としたものである。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記シャープネス値および前記ラウドネス値および
前記トーナリティ値は、前記当該装置の音をヘッドアコ
ースティック社製音響測定装置ＨＭＳIIIで採取し、ヘ
ッドアコースティック社製音響解析装置によって解析し
て得られる値であることを特徴としたものである。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記不快指数Ｓが、Ｓ＜−０.７を満たすことを特
徴としたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される画像
形成装置の一例を説明するための要部構成図である。図
１に示した画像形成装置には、本体トレー４，バンク給
紙トレー５，手差しトレー６，給紙ローラ１０，レジス
トローラ１１などの給紙搬送系が配設されており、転写
紙は、給紙搬送系からプロセスカートリッジ３を通っ
て、定着ユニット７，排紙ローラ１２を経て排紙トレイ
９に搬送される。また、プロセスカートリッジ３の上方
には、ＬＤユニット，ポリゴンミラー，ｆθミラー（図
示せず）等から構成される画像の書き込みユニット８が
配設されている。また、この他に、感光ドラム１や、ロ
ーラの回転駆動のための駆動モータ，ソレノイド，クラ
ッチ（図示せず）を含む駆動伝達系が設けられている。
このような構成において、画像形成時には、前記駆動モ
ータと駆動伝達系の駆動音や、ソレノイド，クラッチの
動作音や、紙搬送音や、帯電音などが放射される。

【００１８】ところで、機械音の不快の程度を客観的に
評価する場合に、不快さを計測するものさしが必要とな
る。音のエネルギーを評価する場合に騒音計で測定する
のと同じように、不快さを評価する場合には、音のある
物理量を測定してその値を音質評価式に代入して算出し
た値で評価を行うことになる。

【００１９】音の不快さを予測する音質評価式は、人間
による主観評価実験を行い、複数の心理音響パラメータ
を使用して統計解析して作成する。音質評価式は、統計
的に９５％以上有意である必要がある。なお、心理音響
パラメータには、ラウドネス，トーナリティ，シャープ
ネス，ラフネス，フラクチエーション・ストレングスな
どが定義されている。

【００２０】ここで、本発明者らによる不快音の音質評
価試験の実施例について説明する。実験の流れは以下の
通りである。 （１）画像形成装置稼動音の採取 （２）上記稼動音の加工（加工音（供試音）を複数作
成） （３）作成した供試音の心理音響パラメータの測定 （４）供試音による一対比較法実験→不快に対する主観
評価値算出 （５）不快に対する主観評価値と心理音響パラメータ測
定値による重回帰分析→音質評価式導出

【００２１】（１）画像形成装置稼動音の採取 画像形成装置Ａ機（２０ｐｐｍ），Ｂ機（１６ｐｐ
ｍ），Ｃ機（１６ｐｐｍ）の異なる３機種の前面の稼動
音をヘッドアコースティクス社製ダミーヘッドＨＭＳ
（Head Measurement System）IIIで音を採取し、デジタ
ルオーディオテープ（以下、ＤＡＴ）にバイノーラル
（両耳覚）録音した。このようにして録音すると、専用
ヘッドホンで再生することにより、人間が機械の音を実
際に聞いた感覚で再現することができる。

【００２２】 ［測定条件］ ・録音環境 ：半無響室（標準台使用） ・ダミーヘッドの耳の位置 ：高さ１.２ｍ，機器端面からの水平距離１ｍ ・録音モード ：ＦＦ（フリー・フィールド→無響室用） ・ＨＰフィルター ：２２Ｈｚ

【００２３】（２）稼動音の加工（加工音（供試音）を
複数作成） Ａ機の稼動音をヘッドアコースティック社製音響解析装
置ＢＡＳ（Binaural Analysis System）によって加工し
た。加工方法としては、録音した稼動音から、周波数軸
上または時間軸上で画像形成装置の各音源に関わる部分
を除去、または、音圧レベルを強調した。

【００２４】（３）作成した供試音の心理音響パラメー
タの測定 Ａ機の稼動音を加工した音と、Ｂ，Ｃ機の音を、ヘッド
アコースティックス社製音響解析装置ＢＡＳによって心
理音響パラメータを求めた。

【００２５】（４）供試音によるシェッフェの一対比較
法（浦の変法）実験→不快に対する主観評価値算出 供試音を評価してもらう被験者を集め、供試音を一対比
較してどちらが不快かを判定してもらった。浦の変法と
は、以下のような一対比較法である。比較順序を考慮
し、かつ、一人の被験者が全ての組合せを一回ずつ比較
する。具体的には、ｔ個の資料から２つずつの組合せを
作り、Ｎ人の被験者が組合せの（ｉ，ｊ）と（ｊ，ｉ）
を全て比較する。これにより、各供試音の主観評価値を
求め、順位付けを行う。例えば、供試音１と供試音２を
比較した場合（供試音１を基準）、供試音１の主観評価
値は、供試音１が不快であった場合は１点、供試音２が
不快であった場合は−１点というように計算した。結果
を集計し、統計処理した結果、各供試音の主観評価値α
（−１≦α≦１）を得た。主観評価値αが大きい方が不
快である。結果は表１の通りである。なお、供試音１は
Ａ機の原音である。

【００２６】

【表１】

【００２７】ところで、心理音響パラメータ中で、ラウ
ドネスだけがＩＳＯ５３２Ｂで規格化されている。他の
パラメータについては、基本的な考え方は同じである
が、各計測器メーカによる独自の研究によってプログラ
ムや計算方法が異なるため、メーカによって測定値が若
干異なるのが普通である。本実験は、特に、ヘッドアコ
ースティクス社製ダミーヘッドＨＭＳIIIおよびヘッド
アコースティックス社製音響解析装置ＢＡＳを使用して
実験を行った。

【００２８】（５）不快に対する主観評価値と心理音響
パラメータ測定値による重回帰分析 主観評価値と心理音響パラメータとで重回帰分析を行
い、主観評価値を心理音響パラメータで予測する音質評
価式を導出した結果、主観評価値αはのちに示す式
（ａ）で予測できることが判った。統計的に９５％有意
な結果である。また、式の精度を表わす寄与率は９７％
であった。これは、音の不快さは、ラウドネスとトーナ
リティが９７％寄与しているという意味である。残り３
％は、他の要因で不快さを感じているということにな
る。

【００２９】この音質評価式による主観評価値αの予測
値を、不快指数Ｓと名付ける。Ｓ値に単位はない。Ａ機
だけでなく、異なる機種のＢ，Ｃ機の音も予測できたこ
とから、１６〜２０ｐｐｍ程度の複数の画像形成装置
（機械）について、一般的に成り立つ評価式であるとい
える。 Ｓ＝０.３１３５×（ラウドネス値） ＋３.４８２４×（トーナリティ値） −３.１４６０ （−１≦Ｓ≦１） ・・・（ａ） ここで、１６〜２０ｐｐｍクラスの画像形成装置の騒音
の不快さは、ラウドネス（聞こえの大きさ）と、トーナ
リティ（純音成分の含有量）で表わされることがわかっ
た。

【００３０】ところで、式（ａ）によると、不快に対し
て、他の心理音響パラメータは関係ないか、または、他
のパラメータの影響はラウドネスとトーナリティを通じ
て及ぼされているということになる。現状では不快と関
係ない心理音響パラメータでも、現状よりさらに大きな
値をとると不快に対して影響が出てくる可能性がある。
また、現在はラウドネスとトーナリティを通じて不快さ
に関係がある心理音響パラメータが、現状よりさらに大
きな値を取ると、不快に対する影響がラウドネスやトー
ナリティと逆転して最も不快な心理音響パラメータに代
わる可能性がある。

【００３１】よって、表１より、以下の条件を満たす範
囲で式（ａ）は成り立つといえる。・シャープネスが
２.７（acum）以下 ・ラフネスが１.２４(asper)以下 ・フラクチエーション・ストレングスが１.３１(vacil)
以下

【００３２】図２は、主観評価値αと不快指数Ｓ（音質
評価式による予測値）との関係をプロットした散布図で
ある。人間による主観評価実験の結果である主観評価値
αとＳ値とは相関がよく、音質評価式を用いることによ
り、今後は客観的に不快感を評価することが可能になっ
た。

【００３３】のちに示す表２は、不快指数Ｓが、どのく
らいの値になると不快ではなくなるのかを実験した結果
を集計してまとめたものである。被験者にＡ機の稼動音
を加工した供試音１〜供試音１７とＢ機，Ｃ機の音を聞
いてもらい、不快さについて３段階評価してもらった。
表２中、“○”は評価の良い音，“×”は評価の悪い
音，“△”はその中間である。

【００３４】表２の結果によれば、 Ｓ＜−０.６ ・・・（ｂ） を満足すれば、不快感が緩和されていることになる。つ
まり、条件（ｂ）を満足するように、式（ａ）のラウド
ネス値とトーナリティ値を設定することができれば、不
快感が緩和される画像形成装置を提供することができ
る。さらに、 Ｓ＜−０.７ ・・・（ｃ） を満足すれば、ほとんど不快さを感じない音の画像形成
装置を提供することができる。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】（１）請求項１，３の発明に対する効果 画像形成装置から発せられる騒音の不快感を緩和するこ
とができる。

【００３７】（２）請求項２，４の発明に対する効果 請求項１，３の発明の効果より更に画像形成装置から発
せられる騒音の不快感を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される画像形成装置の一例を説
明するための要部断面図である。

【図２】 主観評価値αと不快指数Ｓ（音質評価式によ
る予測値）との関係をプロットした散布図である。

【符号の説明】

１…感光ドラム、３…プロセスカートリッジ、４…本体
トレー、５…バンク給紙トレー、６…手差しトレー、７
…定着ユニット、８…書き込みユニット、９…排紙トレ
イ、１０…給紙ローラ、１１…レジストローラ、１２…
排紙ローラ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 当該装置の端面から１ｍ離れた位置にお
   ける当該装置の音から得られる心理音響パラメータのう
   ち、シャープネス値が２.７（acum）以下の条件を満足
   し、ラウドネス値およびトーナリティ値を用いた式 Ｓ＝０.３１３５×（ラウドネス値） ＋３.４８２４×（トーナリティ値） −３.１４６０ （−１≦Ｓ≦１） によって得られる不快指数Ｓが、Ｓ＜−０.６を満たす
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記不快指数Ｓが、Ｓ＜−０.７を満た
   すことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記シャープネス値および前記ラウドネ
   ス値および前記トーナリティ値は、前記当該装置の音を
   ヘッドアコースティック社製音響測定装置ＨＭＳIIIで
   採取し、ヘッドアコースティック社製音響解析装置によ
   って解析して得られる値であることを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記不快指数Ｓが、Ｓ＜−０.７を満た
   すことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。