JP2002196632A

JP2002196632A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002196632A
Application number: JP2000396838A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tsunoda; 幸一角田; Satoshi Kanda; 聰神田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】稼働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、ラフネス値が１.４９（asper）以下の条件を満足
し、ラウドネス値及びシャープネス値を用いた式Ｚ＝
０.０１０２４２６９×（ラウドネス値）²＋０.３０９
９６７４４×（シャープネス値）−２.１３８６５１７
によって得られる不快指数Ｚが、Ｚ＜−０.３５５５を
満たすようにする。

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、ポリゴンモータ回転音や、ポリゴ
ンミラーの風切り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による評価とその
音響パワーレベルの低減だけではなく、音質の評価と改
善も同時に行っていく必要がある。音質の評価と改善を
行うためには、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、定量的な測定を行なうことができない。よっ
て、目標値の設定も困難である。

【０００７】人間による音質評価の場合、「音質が少し
改善された」，「かなり改善された」等、定性的な表現
しか行なえない。さらに、個人差があるために、人によ
って評価が異なったり、得られた結果が一般的に言える
のかどうかの判定が難しい場合がある。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。

【０００８】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、うなり感また、これ以外に、・インパルシブネス（iu）：衝撃性という心理音響パラメータも計測可能な機器が出てき
た。

【０００９】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。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】

【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、ラフネス値が
１.４９（asper）以下の条件を満足し、ラウドネス値及
びシャープネス値を用いた式Ｚ＝０.０１０２４２６９×（ラウドネス値）²＋０.３
０９９６７４４×（シャープネス値）−２.１３８６５
１７によって得られる不快指数Ｚが、Ｚ＜−０.３５５５を
満たすことを特徴としたものである。

【００１５】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Ｚが、Ｚ＜−０.６２９６を満たすこ
とを特徴としたものである。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ラフネス値および前記ラウドネス値および前記
シャープネス値は、前記当該装置の音をヘッドアコース
ティックス社製音響測定装置ＨＭＳIIIで採取し、ヘッ
ドアコースティックス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。

【００１７】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Ｚが、Ｚ＜−０.６２９６を満たすこ
とを特徴としたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される画像
形成装置の一例である電子複写機の概略を示す構成図で
あり、本発明の理解のため、まず、その全体の構成と作
用を簡単に説明する。図１に示した複写機は、一般に、
コンソールタイプの複写機と称せられているものであっ
て、床面に載置して使用できるように、全高が高く設定
され、その全体が上部１と下部２とから構成されてい
る。上部１は、ケース３内に光学要素を収容された光学
ユニット４と、その下方に位置する作像系の各ユニット
とを有し、下部２は、複数の給紙装置５を有しており、
図１に示した複写機は、上部１の最上部に自動原稿搬送
装置（ＡＤＦ）６が搭載されている。

【００１９】自動原稿搬送装置６の原稿台７に載置され
た原稿（図示せず）は、光学ユニット４のケース３に支
持されたコンタクトガラス８上に自動給送されて停止す
る。次いで、光学ユニット４の光源９が、図１に示した
位置から右方に移動し、このとき原稿面が光源９によっ
て照明され、その原稿画像が結像光学系１０によってＣ
ＣＤ１８上に結像される。

【００２０】ＣＣＤ１８に結像した原稿画像は、ＣＣＤ
１８にて光電変換されてアナログ電気信号となる。この
アナログ電気信号は、アナログ値をデジタル値に変換す
るＡ／Ｄコンバータによってデジタル電気信号に変換さ
れる。そのデジタル電気信号は、画像処理され、後述す
る書き込みユニット１９に送られる。そして、書き込み
ユニット１９からは、前記デジタル信号に基づく光ビー
ムが放射され、ミラー２０を介して感光体１１上に照射
される。

【００２１】感光体１１は、図１における時計方向
（Ｒ）に回転し、このとき、帯電チャージャ１２によっ
て表面が一様に帯電され、その帯電面に上述の光ビーム
によって原稿画像が結像される。これによって感光体１
１上に静電潜像が形成され、この潜像は現像ユニット１
３によってトナー像として可視像化される。

【００２２】一方、下部２に配置されたいずれかの給紙
装置５から、用紙１４が感光体１１に向けて給送され、
転写チャージャ１５によって感光体１１上のトナー像が
用紙１４に転写される。一枚目のコピー時間を極力短く
するため、給紙装置５で用紙が分離された後、搬送モー
タ（図示せず）の高速回転によって感光体１１まで高速
で搬送されるモードもある。この用紙１４が定着ユニッ
ト１６を通るとき、転写されたトナー像が用紙１４上に
定着され、次いで、用紙１４は、コピー紙として機外に
排出される。図１に示した複写機は、両面コピーも取れ
るように構成されているが、ここではその説明は省略す
る。トナー像転写後の感光体１１上に残留するトナー
は、クリーニングユニット１７によって除去される。

【００２３】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、算出さ
れた値で評価を行うことになる。

【００２４】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，
インパルシブネスなどが定義されている。

【００２５】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

【００２６】（１）画像形成装置稼動音の採取画像形成装置Ａ機（紙搬送速度３６２ｍｍ／ｓ），Ｂ機
（紙搬送速度２３０ｍｍ／ｓ），Ｃ機（紙搬送速度３０
５ｍｍ／ｓ），Ｄ機（紙搬送速度２７５ｍｍ／ｓ），Ｅ
機（紙搬送速度２３０ｍｍ／ｓ）の異なる５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Ｈ
ＭＳ（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。Ａ〜Ｅ機は、画像形成装置の画
像形成速度としては、１分間に約４５枚〜７５枚程度に
相当する。ダミーヘッドで録音すると、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。

【００２７】［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

【００２８】（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。

【００２９】（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〜Ｅ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。

【００３０】（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５はＡ機の原音である。

【００３１】

【表１】

【００３２】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。

【００３３】（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８９％
であった。これは、音の不快さは、ラウドネスとシャー
プネスが８９％寄与しているという意味である。残り１
１％は、他の要因で不快さを感じているということにな
る。

【００３４】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Ｚと名付ける。Ｚ値に単位はない。Ａ機
だけでなく、異なる機種のＢ〜Ｅ機の音も予測できたこ
とから、２３０〜３６２ｍｍ／ｓ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。Ｚ＝０.０１０２４２６９×（ラウドネス値）² ＋０.３０９９６７４４×（シャープネス値） −２.１３８６５１７・・・（ａ）ここで、２３０〜３６２ｍｍ／ｓ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、シャー
プネス（高周波成分の含有量、特に、４ｋＨｚ以上の周
波数）で表わされることがわかった。

【００３５】ところで、式（ａ）によると、他の心理音
響パラメータは不快とは関係ないか、または、他のパラ
メータの影響がラウドネスとシャープネスを通じて及ぼ
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シャープネス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シャープネ
ス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。

【００３６】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。・トーナリティが０.１０（tu）以下・ラフネスが１.４９(asper)以下・フラクチエーション・ストレングスが２.１９(vacil)
以下・インパルシブネスが０.６４（iu）以下

【００３７】図２は、主観評価値αと不快指数Ｚ（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Ｚ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。

【００３８】図３は、Ａ機の紙摺動音改善前後の各周波
数バンドにおける音圧レベルの比較を示したグラフで、
Ａ機の正面における騒音の周波数分析（１／３オクター
ブ分析）の結果である。図３に示したグラフから明らか
なように、紙摺動音改善の結果、６.３ｋＨｚ以上の周
波数帯域において、大きな改善がみられた。この周波数
帯域は、シャープネスに効果がある帯域であり、また、
高周波成分が改善されるとラウドネス（聞こえの大き
さ）値も小さくなることから、不快感を少なくすること
が可能である。

【００３９】のちに示す表２は、不快指数Ｚ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〜Ｅ機の計２１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。また、“××”は全員
が“×”と評価した音で、“○○”は全員が“○”と評
価した音である。

【００４０】この結果によれば、Ｚ＜−０.３５５５・・・（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
ネス値とシャープネス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、Ｚ＜−０.６２９６・・・（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。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【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。

【００４３】（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であ
る電子複写機の概略を示す構成図である。

【図２】主観評価値αと不快指数Ｚ（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。

【図３】Ａ機の紙摺動音改善前後の各周波数バンドに
おける音圧レベルの比較を示したグラフである。

【符号の説明】

１…上部、２…下部、３…ケース、４…光学ユニット、
５…給紙装置、６…自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）、７…
原稿台、８…コンタクトガラス、９…光源、１０…結像
光学系、１１…感光体、１２…帯電チャージャ、１３…
現像ユニット、１４…用紙、１５…転写チャージャ、１
６…定着ユニット、１７…クリーニングユニット、１８
…ＣＣＤ、１９…書き込みユニット、２０…ミラー。

Claims

【特許請求の範囲】

【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、ラフネス値が１.４９（asper）以下の条件を満足
し、ラウドネス値及びシャープネス値を用いた式Ｚ＝０.０１０２４２６９×（ラウドネス値）²＋０.３
０９９６７４４×（シャープネス値）−２.１３８６５
１７によって得られる不快指数Ｚが、Ｚ＜−０.３５５５を
満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記不快指数Ｚが、Ｚ＜−０.６２９６
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。
【請求項３】前記ラフネス値および前記ラウドネス値
および前記シャープネス値は、前記当該装置の音をヘッ
ドアコースティックス社製音響測定装置ＨＭＳIIIで採
取し、ヘッドアコースティックス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。
【請求項４】前記不快指数Ｚが、Ｚ＜−０.６２９６
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。