画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置
【課題】不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにする画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価し、評価結果について因子分析し、音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析し、分析結果より、音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出し、画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び不快でない領域を設定することにより、不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにする。
【解決手段】画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価し、評価結果について因子分析し、音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析し、分析結果より、音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出し、画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び不快でない領域を設定することにより、不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置に関し、特に、ＯＡ機器全般、印刷機、家電機器等の画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィス等においては、複写機、プリンタまたはファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置を搭載した種々の装置が設置されている。この種の画像形成装置は、多くの部品が機械的に連結等されている。また、画像形成装置は、これらの機構等を駆動するためのモータを有しており、画像形成動作時には装置各部の動作音が発生し、この動作音がユーザ等に不快感を与える等、騒音問題になる場合もある。かつては、これらの機器は便利であれさえすれば良かったが、オフィス内の環境改善が進むに連れて、ＯＡ機器に対しての騒音問題解決の要望が多くなった。そのため、画像形成装置の静音化が進められ、以前に比べ、相当の静音化を達成してきている。現在、画像形成装置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や音圧レベル（ＩＳＯ７７７９）が用いられている。
【０００３】
特許文献１では、評価すべき音のデジタル信号が音質指数演算部に入力されると、波形前処理部で各種の音響指数の演算に必要な前処理を行った後、音響指数演算部で複数の音響指数を演算する。このとき、大きさ指数演算部で音の大きさ指数を演算するだけでなく、騒音の主観的なうるささや不快さに及ぼす影響を考慮し、高周波純音指数、広帯域雑音指数をそれぞれ高周波純音指数演算部、広帯域雑音指数演算部において演算する。そして、得られた大きさ指数、高周波純音指数、広帯域雑音指数に基づいて、総合音質指数演算部で総合音質指数を演算し、演算結果表示部に表示する。以上の処理により、事務機器等から生じる騒音などの音について、人の主観的な感覚に与える影響を考慮した総合的な音質の評価が可能な音質評価装置、及び音質評価方法が提案されている。
【０００４】
特許文献２では、音圧レベル値、心理音響パラメータのラウドネス値、シャープネス値、トーナリティ値、インパルシブネス値を用いた式によって算出される不快確率値が、所定の条件を満たす画像形成装置を提供することにより、低速〜高速で稼動する画像形成装置から発せられる音の不快確率を算出することが可能な音質評価式の導出を行い、画像形成装置の速度と不快感の許容値の関係を近似化し、低速機から中高速機までの画像形成装置に対する不快音源を、合理的に評価可能とし、かつ理解しやすい値で示した上で、改善することにより、心理的な不快感を緩和する画像形成装置、音質評価方法、画像形成装置の製造方法、及び画像形成装置の改造方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３３６９７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の発明は以下の問題を有している。
【０００６】
音響パワーレベルや音圧レベル（ＩＳＯ７７７９）は、複写機やプリンタ、複合機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相関があまり良くない場合がある。例えば、音圧レベル（等価騒音レベル Leq：測定時間全体についてエネルギー平均した値）の値が同じ音を比較して聞いた場合に、音の周波数分布の違いや衝撃音の有無で不快さに差があることがある。また、音圧レベルの値は小さくても、高周波成分や純音成分等が含まれていると不快に感じる場合がある。
【０００７】
したがって、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や音圧レベルでの評価と低減だけでなく、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・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、改善前後でどのくらい改善されたのか計測する必要がある。ところが、音質は物理量ではないため、定量的な測定を行う事ができない。よって、目標値の設定も困難である。また、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、定性的な表現となる。さらに個人差があるために、人によって評価が異なり、得られた結果が一般的に言えるのかどうか判定が難しい場合がある。よって、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。このため、主観評価実験を行い、その結果について統計処理を行って音質の定量化を行う必要がある。
【０００８】
主観評価にはＳＤ（Semantic Differential）法を用いて、供試音の印象を被験者に尋ねる方法が以前からよく行われている。具体的には、多数の刺激（供試音）に対して、対となる形容詞の段階評価を行い、その結果に対して主成分分析から因子分析を行い、複数の因子で刺激の定量的説明を行う。主観評価に用いる形容詞には不快さに関する内容も準備し、得られた複数因子と不快さの関係を重回帰分析によって求める。さらに、因子と音の音響物理量の関係についても因子分析を行い、最終的に物理量→因子→不快さというように、不快さを物理量で予測する。
【０００９】
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（括弧内は単位）。（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 『ダミーヘッドを用いた音質評価システム』 参照）
【００１０】
・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、純音成分の相対的な分布量
・ラフネス（asper）：音の粗さ感
・フラクチュエーション・ストレングス（vacil）：変動強度、うなり感
・インパルシブネス（iu）：衝撃性
以上の心理音響パラメータも計測可能な機器が提案されている。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、基本的な考え方や定義は同じであるが、計測器メーカー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、メーカーによって測定値が若干異なるのが普通である。また、インパルシブネスの様に、計測器メーカー独自で開発したオリジナルなパラメータもある。
【００１１】
複写機やプリンタ、複合機などの画像形成装置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。人間はこれらの音を総合的に判断して不快かどうかの判定を行っているが、音の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、機械の音色によって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が存在する。これらの心理音響パラメータや音圧レベルを組み合わせて、因子を説明し、不快さを予測している。
【００１２】
しかし、上記のように段階的に印象と因子、因子と不快さ、因子と物理量の関係を求めて、最終的に繋ぎ合わせて物理量から不快さを予測するやり方は、以下の２つの不具合がある。
【００１３】
（１）全体モデルの誤差を推定できない。印象と因子、因子と物理量、因子と不快さの関係というように、複数のステップで不快さを推定しているため、因子と物理量の関係、因子と不快さの関係等、それぞれの誤差は出せるが、物理量、因子、不快さについて、全体での評価をしていないため、全体モデルの誤差を推定できない。よって、従来の方法では、モデル全体の精度が良いのか悪いのか、判定できない。
【００１４】
（２）図１６及び１８に示す従来のモデルにおいて、本来は物理量や印象によって不快さをコントロールすることができない。図１６及び１８に示すように、矢印の向きが物理量や印象からＹに向いていない（ただし、因子からＹを推定することは正しい）。
【００１５】
因子分析は、様々な形容詞の印象から、背後に潜む潜在的な真値を発見するための方法である。つまり、因子が因果関係の原因で、結果が印象（形容詞）となる。これは刺激に対する複数の形容詞（印象）の場合だけでなく、刺激に対する複数の物理量の因子分析についても、潜在的な真値を発見する。
【００１６】
ここで、図１７と図１８に示すモデルの違いを説明する。例えば、表１のような３６音の供試音の音響物理量データを用意する。これは後述するＳＤ法実験で、実際に用いた供試音である。このデータを用いて、主成分分析から因子分析を行う。統計解析ソフトＪＭＰを用い、主成分を３つ、因子も３つとして機械的に主成分分析と因子分析を行った。表２は主成分分析と因子分析の結果であり、図１９は因子分析結果のイメージ図である。
【００１７】
【表１】
【表２】
【００１８】
ここで、因子から物理量に対する矢印を逆転させた場合の因子分析について説明する。
【００１９】
図１９に示すように、音圧レベル、ラウドネス、トーナリティの真値が因子１である。よって、ここでは、ラウドネスと因子１とを例にして説明を行う。ラウドネスと因子１の関係で、ｘ→ｙ、ｙ→ｘにおける回帰係数を比較する。つまり、因子１とラウドネスの関係の散布図より回帰係数を比較する。図２１及び２２は、ｘ軸とｙ軸を逆転させた散布図である。
【００２０】
図２２より、因子１=２．０３１１×ラウドネス＋７．８９６９・・・・・（式６）
図２１より、ラウドネス=０．３８８９×因子−３．０７１３・・・・・（式７）
が得られる。
【００２１】
（式６）をラウドネスの式に変換すると、
ラウドネス＝０．４９２３４４０５×因子−３．８８７９９１７２９・・・・・（式８）
が得られる。
【００２２】
ここで、（式８）と（式７）とを比較すると、因子を目的変数、ラウドネスを説明変数にして解析した場合と異なることが分かる。よって、回帰分析において、目的変数と説明変数の役割を逆にして解析して、得られた式上で、役割を逆にしてはいけないことが分かる。つまり、図１８を図１７として使用すると、間違った結果が得られるということになる。
【００２３】
そこで、（１）及び（２）の不具合を解決するために、１ステップで一気にモデルの分析を行い矢印も図１５及び図１７に示す方向に向かっているモデルを提供する。そのために、共分散構造分析（構造方程式モデリング：Structural Equation Modeling、ＳＥＭ）を用いる。共分散構造分析の多重指標モデルを利用すると、数ステップに分けて分析検討していた関係性を、一度の分析で数値化し求めることができる上に、仮説ロジックを全体として評価して統計的に検証することが可能である。
【００２４】
つまり、共分散構造分析の多重指標モデルでは、複数の因子分析や重回帰分析を織り交ぜたようなモデルを、1つにまとめて分析することができる。因子分析の結果をさらに回帰分析にかけるというようなことを繰り返すと、誤差が蓄積して分析全体の精度が落ちるとともに、モデル全体での誤差を明らかにすることができない。
【００２５】
一方、共分散構造分析ではモデル全体を丸ごと1度に分析することができ、推定精度が高まり、その上データとモデルの適合の程度を評価することも可能である。
【００２６】
そこで、本発明は、上記のような不快音の問題に対し、複数の音響物理量を動かした場合の因子空間での効果に基づく不快感モデルを作成するとともに、不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにすることができる画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
請求項１記載の発明は、画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する評価方法であって、画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数１】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の音質評価方法において、不快でない領域を（式４）により設定したことを特徴とする。
【数２】
【００２９】
請求項３記載の発明は、画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する評価方法であって、画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数３】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び誤差を考慮して不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の音質評価方法において、誤差を考慮して設定される不快でない領域は（式５）によって設定されることを特徴とする。
【数４】
【００３１】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１から４のいずれか１項記載の音質評価方法により設定された不快でない領域の音を発生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、複数の音響物理量を動かした場合の因子空間での効果に基づく不快感モデルを作成するとともに、不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態に係わる画像形成装置の音質評価方法について説明する。
【００３４】
＜画像形成装置の構成＞
画像形成装置には画像形成速度や構造体、装置のサイズが異なる様々な形態があり、代表的な物を以下に示す。
【００３５】
（Ａ１）複数モードを持つ画像形成装置
図１は、本実施形態に係わる画像形成装置（複数モードを持つ機器）の全体構成例を示す説明図である。本発明は、このような一般的な画像形成装置が発する騒音を評価する方法であり、評価方法についての説明に先立ち、一般的な画像形成装置の構成について説明する。
【００３６】
図１に示す画像形成装置は、電子写真方式を採用したディジタルカラープリンタであり、光学ユニット１と、感光体ユニット３と、現像ユニット４と、転写ユニット５と、定着ユニット４６と、給紙部１１０とを備えている。
【００３７】
画像形成時には、当該画像形成装置の最下部に配置された給紙部１１０に収容された画像形成対象シート（印刷用紙やＯＨＰシート等も含むが、以下用紙とする）が図の右下側から左斜め上側へ上がる所定の搬送経路に沿って搬送させられる。このように搬送される用紙は、給紙部１１０から繰り出されて、給紙部１１０の上方側に図の右下から左上側への斜め方向の搬送経路に沿って搬送される。この間、用紙は同様に搬送経路に沿って並んで配置される４つの感光体ユニット３と、現像ユニット４と、転写ユニット５との間を通過させられ、所定の画像が転写される。かかる画像転写がなされた用紙は、感光体ユニット３、現像ユニット４、及び転写ユニット５のさらに左斜め上側に配置される定着ユニット４６へ搬送され、定着ユニット４６によって転写画像が定着させられる。
【００３８】
図２に示すように、光学ユニット１は、図２の右下から左上方向といった斜め方向である用紙搬送路に沿って延在するユニットであって、その方向に沿って配置されるハウジング１１を有している。ハウジング１１の上部には、４つの色毎のレーザダイオード（ＬＤ）１７（Ｂｋ：ブラック）、１８（Ｃ：シアン）、１９（Ｍ：マゼンダ）、２０（Ｙ：イエロー）が取り付けられている。
【００３９】
また、ハウジング１１には、主操作ライン操作のためのポリゴンミラーモータ２、ドット位置補正のための２層ｆθレンズ（２１、２２）、面倒れ補正を行うための長尺ＷＴＬレンズ（２３、２４、２５、２６）、図示せぬレーザビーム径補正のためのシリンダレンズ等が取り付けられている。
【００４０】
ポリゴンミラーモータ２には、上下２枚の６面ミラー２７が一体となって形成されており、このポリゴンミラー２７にＬＤ（１７、１８、１９、２０）が発したレーザ光が照射される。
【００４１】
各色に対応するＬＤ（１７、１８、１９、２０）は、用紙の搬送タイミングにあわせて発光し、その光（図中太線で示す）がシリンダレンズ、ポリゴンミラー２７、２層ｆθレンズ（２１、２２）、長尺ＷＴＬレンズ（２３、２４、２５、２６）を経由して各色の感光体ドラム２８に照射される。
【００４２】
なお、ブラックに対応するＬＤユニット１７については、２ビーム方式のものを採用することが好ましい。すなわち、２ビーム方式のＬＤを採用することで、モノクロ画像形成時に２ビームを同時に書き込むことができ、ポリゴンミラーモータ２の回転数を抑えながら、かつ迅速な書き込みを行うことができるからである。このようにポリゴンミラーモータ２の回転数を低減することで、騒音が抑制されるといった効果や、モータの寿命が延びるといった効果も得られる。例えば、カラーモードで印刷する場合にポリゴンミラー２７の回転数が２９５２８ｒｐｍ（revolutions per minute）で印刷速度２８ｐｐｍ（pages per minute）であるが、モノクロ印刷時にはポリゴンミラー２７の回転数が２１８５０ｒｐｍと回転速度が小さいにもかかわらず、印刷速度３８ｐｐｍとなるといった具合である。
【００４３】
図１に戻り、この画像形成装置における感光体ユニット３、現像ユニット４、及び転写ユニット５の構成について説明する。同図に示すように、この画像形成装置は、４連ドラムのタンデム作像方式を採用した装置であり、この方式を採用することでフルカラー印刷モード及びモノクロ印刷モードの印刷速度を向上させている。また、上述したように感光体ユニット３、現像ユニット４、及び転写ユニット５を斜めに配置することで設置スペースを小さくし、これにより装置全体を小型にしている。
【００４４】
感光体ユニット３、現像ユニット４は、それぞれ各色で独立したユニットとなっている。つまり、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４、シアン（Ｃ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４、イエロー（Ｙ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４、ブラック（Ｂｋ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４があり、これらが図１の右下側から左上側に上記順序で並んで配置されている。なお、Ｂｋ用を除いたＭ用、Ｃ用、Ｙ用の感光体ユニット３は全く同一の構成であるため、新しいユニットであればどの色用（Ｍ、Ｃ、Ｙ）に用いるようにしてもよい。
【００４５】
転写ユニット５は、上述した順序で斜め方向に配置される感光体ユニット３及び現像ユニット４の下方側に、当該斜め方向に沿って延在するユニットであり、その斜め方向に沿うよう配置されている。転写ユニット５は、複数のローラと、当該ローラに巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト２９とを有している。図示せぬモータによってローラが回転させられることにより転写ベルト２９が図中半時計回りに回転させられ、給紙部１１０から送り出された用紙はかかる転写ベルト２９に載って図の右下側から左上側に搬送させられる。また、転写ユニット５の搬送方向の下流側（図の左上側）には、Ｐセンサ６が配置されており、かかるＰセンサ６が転写ベルト２９上に形成されたＰセンサパターンの濃度を検知し、かかる検知結果が制御に利用される。
【００４６】
ここで、図３にある色に対応する感光体ユニット３及び現像ユニット４の断面図を示す。同図に示すように、感光体ユニット３は、感光体ドラム２８（例えばφ３０）を有している。感光体ドラム２８は中空円柱状であり、後述する駆動機構によって図中時計回りに回転させられるようになっている。
【００４７】
感光体ドラム２８の上方側には帯電ローラ３６（例えば、φ１１）が配置されている。帯電ローラ３６は、その表面が感光体ドラム２８の表面から０.０５ｍｍ程度離間した位置に配置されている。そして、帯電ローラ３６は、感光体ドラム２８と逆方向、つまり図中半時計周りに回転させられ、感光体ドラム２８の面上に均一な電荷を印加している。
【００４８】
また、帯電ローラ３６の上方側にはクリーニングブラシ３７が配置されている。感光体ドラム２８の左斜め上側にはクリーニングブラシ３９及びカウンターブレード３８が配置され、これらによって感光体ドラム２８のクリーニングがなされる。
【００４９】
また、クリーニングブラシ３９の左側には、廃トナー回収コイル４０が配置されており、かかる廃トナー回収コイル４０によって回収された廃トナーは、図１に示す廃トナーボルト１６に搬送されるようになっている。
【００５０】
次に、現像ユニット４は、乾式２成分磁気ブラシ現像方式を採用したものであり、現像ローラ３０と、現像ドクタ３１と、搬送スクリュー左３２と、搬送スクリュー右３３と、トナー濃度センサ３４と、剤カートリッジ３５とを備える。
【００５１】
次に、図４を参照しながら感光体ユニット３の駆動機構について説明する。感光体ユニット３は、各色毎に設けられており、４つのユニットがあるが、Ｍ用、Ｃ用、Ｙ用（カラー用）の３つの感光体ユニット３と、Ｂｋ用の感光体ユニット３とは別々の駆動機構によって駆動されるようになっている。すなわち、カラー用の感光体ユニット３の駆動は、カラードラム駆動モータ４１を駆動源とし、この駆動力を伝達するギヤ（４３、４４）、ジョイント４５とによって行われる。
【００５２】
一方、ブラック用の感光体ユニット３の駆動は、別の黒ドラム駆動モータ４２を駆動源とし、この駆動力を伝達する別のギヤ４４、ジョイント４５によって行われる。したがって、カラーモード印刷時には、カラードラム駆動モータ４１のみが動作し、黒ドラム駆動モータ４２は停止している。一方、モノクロモード印刷時には、黒ドラム駆動モータ４２のみが動作し、カラードラム駆動モータ４１は停止している。なお、カラードラム駆動モータ４１および黒ドラム駆動モータ４２はステッピングモータである。
【００５３】
図５及び６に示すように、この定着ユニット４６は、ベルト定着方式を採用したものであり、ベルトは定着ローラと比べて熱容量が小さいことから、この方式を採用することで、定着ローラを用いる方式よりもウォームアップ時間の短縮、待機時のローラ設定温度を低下できる等のメリットがある。
【００５４】
この定着ユニット４６は、画像が転写された用紙を加熱・加圧し、用紙上にトナー像を定着させるものであり、定着ベルト１３と、オイル塗布ユニット４７とを有している。オイル塗布ユニット４７内には、ジェルがオイルから染み出し、これが塗布フェルト４８から塗布ローラ４９に供給される。そして、塗布ローラ４９が回転しながら定着ベルト１３に微量のシリコーンオイルを塗布している。
【００５５】
このように定着ベルト１３にオイルを塗布することで、定着ベルト１３と用紙とが剥離しやすくなるようにしている。なお、かかるオイル塗布ユニット４７による塗布動作は、用紙が１枚搬送される毎になされるようになっており、図示せぬソレノイドやスプリングを有する機構によって、用紙１枚が搬送される都度オイル塗布ユニット４７が駆動され、定着ベルト１３と接触させられる。一方、用紙１枚が通過すると、上記機構によってオイル塗布ユニット４７が定着ベルト１３から離間させられるようになっている。
【００５６】
また、図５に示すように、定着ベルト１３の用紙搬送方向上流側には、クリーニングローラ５０が設けられており、かかるクリーニングローラ５０が定着ベルト１３上の汚れを吸着し、これによりベルトクリーニングがなされる。
【００５７】
以上が定着ユニット４６の構成であり、かかる定着ユニット４６を通過した用紙は、搬送ローラによって図１に示す本体トレー５１０に搬送される。
【００５８】
次に、図７を参照しながら給紙部１１０の構成について説明する。かかる給紙部１１０は、第１トレー９と、第２トレー１０と、手差し給紙トレー８といった３つのトレーを有している。これらの各トレーは、トレーに収容された用紙を送り出す方式として、ＦＲＲ給紙方式を採用している。ＦＲＲ給紙方式による送り出し機構は、給紙トレー内に積層された用紙束中から送り出された用紙を一枚づつに分離する為に、給紙方向に回転駆動される給紙コロに対して逆転コロを当接させた構成となっている。
【００５９】
この構成の下、逆転コロは、給紙コロとは逆方向へ向かう弱いトルクがトルクリミッタを介して付与されているため、給紙コロと接触している状態、或は一枚の用紙が両コロ間に進入した状態では給紙コロに連れ回りする一方で、給紙コロと離間した状態、或は２枚以上の用紙が両コロ間に進入した状態では逆回転する。このため、重送用紙の進入時には逆転コロに接する側の用紙は給紙方向下流側へ戻されて、重送が防止されることとなる。
【００６０】
第１トレー９に収容された用紙は、第１給紙ユニット５１によって１枚分離されて第１トレー９から送り出される。そして、送り出された用紙は、中継ローラ５３によって搬送され、搬送ローラ５５に到達する。ここで、用紙は搬送ローラ５５によってターンさせられながら、左斜め上方側のレジストローラ７に向けて搬送される。
【００６１】
搬送された用紙は、停止しているレジストローラ７に突き当たり、これにより用紙の斜行が補正される。そして、感光体ユニット３等による画像形成工程とのタイミング調整を行い、所定のタイミングで図示せぬレジストクラッチがつながれてレジストローラ７が駆動され、用紙が転写ユニットへ向けて搬送される。以降用紙は、上述したように転写ベルト２９によって搬送され、所定の画像転写等の処理がなされる。
【００６２】
なお、第２トレー１０に収容された用紙の送り出しは、第２給紙ユニット５２、中継ローラ５４によって搬送ローラ５５に向けて用紙が搬送され、その後は第１トレー９に収容された用紙と同様である。また、手差しトレー８にセットされた用紙は、給紙ユニット５６によってレジストローラ７に向けて搬送され、以降は上記第１トレー９からの用紙搬送と同様である。
【００６３】
次に、上述したように第１トレー９及び第２トレー１０から用紙を送り出す第１給紙ユニット５１及び第２給紙ユニット５２を駆動する構成について説明する。
【００６４】
図８に示すように、これらの両ユニットは、１つのステッピングモータ８３によって駆動されており、各々のユニットへの駆動力伝達は第１給紙クラッチ５７及び第２給紙クラッチ５８を介して行われる。すなわち、第１トレー９から用紙を送り出すときは第１給紙クラッチ５７のみがつながれた状態となり、第２トレー１０から用紙を送り出すときは第２給紙クラッチ５８のみがつながれた状態となる。
【００６５】
この画像形成装置は、上述したようにカラー用感光体ユニット３等を有しており、モノクロ印刷のみならず、カラー印刷もできるようになっている。より具体的には、表３に示すように、「モノクロモード」、「カラーモード１」、「カラーモード２」、「ＯＨＰ／厚紙モード」といった４つの印刷モードを有しており、ユーザが操作部等を操作してモードを選択した場合、その選択にしたがって図示せぬ当該画像形成装置の制御部（動作制御手段）が装置各部を制御し、その動作モードで各部を動作させる。この画像形成装置では、制御部がユーザに選択されたモードによって画像形成速度を３種類（１８２．５ｍｍ／ｓ＝３８ｐｐｍ（pages per minute）、１２５．０ｍｍ／ｓ＝２８ｐｐｍ、６２．５ｍｍ／ｓ＝１４ｐｐｍ）に切り替えるようになっている。
【００６６】
すなわち、選択された動作モードによってステッピングモータ８３、黒ドラム駆動モータ４２、カラードラム駆動モータ４１といったモータの回転速度を変化させるよう制御しているのである。なお、本実施形態においては、「ｐｐｍ」はＡ４横サイズの用紙の１分あたりの出力枚数である。
【００６７】
【表３】
【００６８】
ここで、高解像度の「カラーモード２」や「ＯＨＰ／厚紙モード」では、印刷速度（画像形成速度）が１４ｐｐｍであるのに対し、「モノクロモード」では印刷速度が３８ｐｐｍであり、３倍近い速度差がある。このような大きな速度差を１つのモータで実現するため、この画像形成装置では用紙搬送機構系等の駆動源としてステッピングモータを採用している。
【００６９】
（Ａ２）大型（コンソール型）画像形成装置の構成
図１３は、本実施形態に係わる画像形成装置（コンソール型）の構成例を示す説明図である。すなわち、床面に設置して使用されるように全高が高く設計され、その全体が上部（ＡＤＦ（自動原稿搬送装置）１３０、スキャナ１４０、書き込みユニット１６０、作像エンジン１５０）１２０、下部（バンク給紙ユニット１８０）とから構成されるコンソール型のデジタルＭＦＰ（マルチ・ファンクション・プリンタ）を示している。つまり、通常のコピー機能、パソコンからの指示によるプリンタ機能、さらにはファクシミリ機能を備える場合もある。
【００７０】
このようなタイプの画像形成装置は一般的に高速機である。上部１２０は、筐体内に光学要素（スキャナ１４０、書き込みユニット１３０）を収容した光学ユニットと、その下方に位置する作像エンジン１５０と、筐体上部に配置するＡＤＦ１３０と、を有している。
【００７１】
図１３において、符号１２１は静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム、符号１２２は帯電チャージャ、符号１２３は現像ユニット、符号１２４は転写・分離チャージャ、符号１２５はクリーニングユニット、符号１２６は定着ユニット、符号１２７はレジストローラ、符号１３１は原稿台、符号１３２はコンタクトガラス、符号１３３は露光ランプ、符号１３４は第１ミラー、符号１３５は第２ミラー、符号１３６は第３ミラー、符号１３７は結像レンズ、符号１３８はＣＣＤ、符号１３９はミラー、符号１９０はロック機能付きのキャスターである。
【００７２】
すなわち、スキャナ１４０は、原稿を載置するコンタクトガラス１３２と走査光学系で構成されている。走査光学系は、露光ランプ１３３と第１ミラー１３４を搭載した第１キャリッジと、第２ミラー１３５と第３ミラー１３６を保持する第２キャリッジと、結像レンズ１３７と、ＣＣＤ１３８と、を備えている。なお、原稿読み取り時にはステッピングモータにより駆動されて一定の速度で移動する第１キャリッジと、第１キャリッジの１／２の速度で駆動される第２キャリッジとを備えている。
【００７３】
この第１キャリッジ、第２キャリッジによりコンタクトガラス５１２上の原稿（不図示）が光学的に走査され、そこで得られた反射光は、露光ランプ１３３、第１ミラー１３４、第２ミラー１３５、第３ミラー１３６、結像レンズ１３７を介してＣＣＤ１３９上に結像され光電変換される。
【００７４】
書き込みユニット１６０は、レーザ出力ユニット、ｆθレンズ、ミラー（いずれも不図示）などを備えている。レーザ出力ユニットの内部には、レーザ光源であるレーザダイオードやポリゴンミラーが備わっている。
【００７５】
画像処理部から出力された画像信号は、書き込みユニット１６０により、この画像信号に対応した強度を有するレーザ光に変換され、コリメートレンズ、アパーチャー、シリンダレンズにより一定形状の光束に整形されてポリゴンミラーに照射され、出力される。書き込みユニット１６０から出力されたレーザ光は、ミラー１３９を介して感光体ドラム１２１に照射される。また、ｆθレンズを通過したレーザ光は、画像領域外に配置された主走査同期検知信号を発生するビームセンサー（不図示）に照射される。
【００７６】
ＡＤＦ１３０は、原稿台１３１にセットされた原稿を１枚ずつコンタクトガラス１３２へ搬送し、読み取り後に排紙する。すなわち、原稿は原稿台１３１にセットされ、サイドガイドにより幅方向が揃えられる。原稿台１３１上の原稿は、一番下の原稿から給紙ローラにより１枚づつ給紙され、搬送ベルトにより、コンタクトガラス１３２上に送られる。コンタクトガラス１３２上の原稿は読み取り終了後、搬送ベルトおよび排紙ローラにより排紙トレー上に排紙される。
【００７７】
バンク給紙ユニット１８０の、第１トレー１８１、第２トレー１８２、第３トレー１８３、第４トレー１８４に積載された記録紙は、それぞれ第１給紙装置１８５、第２給紙装置１８６、第３給紙装置１８７、第４給紙装置１８８によって給紙され、さらにバンク縦搬送ユニット１８９、本体縦搬送ユニット１７０によって搬送される。この記録紙の先端がレジストセンサー（不図示）で検出されると一定時間搬送された後、レジストローラ１２７のニップ部分で一旦停止して待機状態となる。
【００７８】
上記待機した記録紙は、画像有効信号のタイミングに合わせて感光体ドラム１２１側に送し出され、転写・分離チャージャ１２４の転写ｏｎにより感光体ドラム１２１に密着し、画像が転写される。さらに感光体ドラム１２１から分離ｏｎにより記録紙を感光体ドラム１２１から分離する。このトナー像が転写された記録紙は、搬送装置により搬送され、定着ローラおよび加圧ローラでなる定着ユニット１２６の熱・加圧作用により定着され、排紙ローラ１７１によって機外に排紙される。なお、図１３に示す画像形成装置の画像形成速度は、例えば３６２ｍｍ／ｓ程度である。
【００７９】
このように、感光体ドラム１２１への画像形成は、帯電チャージャ１２２によって感光体ドラム１２１上に帯電された電荷をレーザ光を照射することにより静電潜像を形成し、現像ユニット１２３によって感光体ドラム１２１上に画像を形成する。
【００８０】
両面ユニット１７３を使用して両面印刷を行う場合には、定着後の記録紙を、切り換え爪によって両面搬送路１７４に導き、フィードローラ、分離コロを通過して両面トレーに集積する。トレーに集積された記録紙は、トレーが上昇することによりフィードローラと接触し、フィードローラが回転することにより本体縦搬送ユニット１７０に送られ、レジストローラ１２７へ再給紙された後に裏面に対して印刷が行なわれる。
【００８１】
反転排紙を行う場合には、切り替え爪によって記録紙を反転専用トレー方向に導き、さらに記録紙の後端が反転検知センサを通過すると、搬送コロが逆転し、排紙トレー方向に導き、あらかじめ設定したトレーに排紙する。
【００８２】
＜音質評価手法＞
次に、上述した画像形成装置が発する騒音を評価し、その評価に基づき当該騒音が人に与える不快感を低減する方法について説明する。
【００８３】
画像形成装置の音質評価実験と不快音源の特定および、音質評価式導出の流れは以下のとおりである。
（１）画像形成装置の動作音の採取
（２）動作音の分析
（３）採取した動作音から供試音の作成
（４）供試音の音響物理量（心理音響パラメータ、音圧レベル）の測定
（５）ＳＤ法実験のための形容詞選定
（６）被験者を集め、供試音提示によるＳＤ法実験
（７）ＳＤ法実験結果の主成分分析
（８）ＳＤ法実験結果の因子分析
（９）変量の合成による因子推定
（１０）共分散構造分析
（１１）予測値と実測値の比較
（１２）不快さマッピング
【００８４】
以下、上記各過程の詳細について説明する。
【００８５】
（１）画像形成装置の動作音の採取
画像形成装置の動作音の採取は、ヘッドアコースティックス社製ダミーヘッドＨＭＳ（Head Measurement System）ＩＩＩを用い、バイノーラル（両耳覚）録音を行った。このようにバイノーラル録音を行い、専用ヘッドフォンで再生することで、実際に人間が機械の発生する音を聞いたときの感覚で再現できるからである。
【００８６】
また、主観評価対象とする画像形成装置は、複数モード（３種類の画像形成速度で画像形成動作を行う）を持つ画像形成装置と、高速の単独の画像形成速度の画像形成装置を用い、これらの２機種で４つの画像形成速度の動作音について採取、測定を行った。複数モードを持つ画像形成装置の画像形成速度は１４ｐｐｍ、１８ｐｐｍ、３８ｐｐｍ、高速の画像形成装置の画像形成速度は６５ｐｐｍである。つまり、低速域から高速域までの供示音を用意する。なお、複数モードを持つ画像形成装置はカラーの画像形成装置であり、１４ｐｐｍ、２８ｐｐｍ時はカラーモード、３８ｐｐｍ時はモノクロモードという仕様の装置を使用した。
【００８７】
測定条件は以下の通りである（図９参照）。
【００８８】
・録音環境‥‥半無響室
・ダミーヘッド２０３の耳の位置（収音位置）２０４‥‥高さ１.２ｍ
被測定機器２０１端面からの水平距離１ｍ（１±０.０３）、幅方向は機器中央位置
・録音方向‥‥前面（画像形成装置の操作部２０２がある面）、後面、左右面の４方向
・録音モード‥‥ＦＦ（フリー・フィールド：無響室用）
・ＨＰフィルタ‥‥２２Ｈｚ
なお、ダミーヘッドの高さを１.２ｍとしたのは、最近の画像形成装置の利用の仕方として、ユーザが着席した状態でパーソナルコンピュータ等から画像形成の指示を出すケースが多いことを考慮したものである。もちろん、人間が立っている状態を考慮して１.５ｍの高さにダミーヘッドを設置してもよい。
【００８９】
ところで、画像形成装置が発する音は、方向ごとに異なるのが通常である。種々のモータの配置位置や、用紙の搬送経路、排紙口の位置などが装置中心にあるわけではなく、分散配置されているからである。よって、ある音源（モータ等）が発する音は右面側ではよく聞こえるが、左面側ではよく聞こえないといったように各方向ごとに採取される音も異なるものとなる。後述する実験に使用する供試音はどの方向で採取したものであってもよいが、音質評価実験を行う際にはいずれか１つの方向で採取したものに統一した方がよい。そこで、本実験では、前面側においてユーザが最も聞く機会が多いと考えられる一方で、通常画像形成装置の後面側は壁にあわせて設置されるため、後面側の音を聞く機会がほとんどないと考えられるので、前面側で採取したものを供試音として利用することとした。
【００９０】
（２）動作音の分析
次に、上述したように採取した画像形成装置の動作音の分析を行った。まず、複数モードを持つ画像形成装置において、カラー２８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度が２８ｐｐｍで動作したときの騒音を分析すると、図１０に示すような分析結果が得られた。図１０（ａ）は時間軸上において、採取した音を表現したものであり、図１０（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表現したものである。この結果から、７つの主要な音源を抽出した。まず、時間軸上で定着ユニット４６の定着オイル塗布衝撃音を抽出した。そして、周波数軸上では、カラー現像駆動系音、給紙ステッピングモータ音、帯電音、ドラム駆動ステッピングモータ音、ポリゴンミラーモータ音、用紙摺動音を抽出した。
【００９１】
次に、カラー１４ｐｐｍのとき、つまり印刷速度が１４ｐｐｍで動作したときの騒音を分析すると、図１１に示すような分析結果が得られた。図１１（ａ）は時間軸上において、採取した音を表現したものであり、図１１（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表現したものである。この結果から、主要な音源として、時間軸上では定着オイル塗布衝撃音を抽出し、周波数軸上では給紙ステッピングモータ音、帯電音、ドラム駆動モータ音、ポリゴンミラーモータ音、用紙摺動音を抽出した。
【００９２】
次に、モノクロ３８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度３８ｐｐｍで動作したときの騒音を分析すると、図１２に示すような分析結果が得られた。図１２（ａ）は時間軸上において、採取した音を表したものであり、図１２（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表したものである。この結果から、主要な音源として、時間軸上では定着オイル塗布衝撃音を抽出し、周波数軸上では、現像駆動系音、帯電音、ドラム駆動ステッピングモータ音、用紙摺動音を抽出した。
【００９３】
次に、高速画像形成装置（６５ｐｐｍ）が動作したときの騒音を分析すると、図１４に示すような分析結果が得られた。図１４（ａ）は時間軸上において、採取した音を表現したものであり、図１４（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表現したものである。この結果から、主要な音源として、時間軸上では紙衝撃音と金属（クラッチ・ソレノイド）衝撃音を抽出し、周波数軸上では紙衝撃音、バンクモータ音、現像モータ音、メインモータ音、紙摺動音を抽出した。
【００９４】
（３）採取した動作音から供試音の作成
次に、上述したように機器前面側の位置で採取した音をヘッドアコースティックス社製の音質解析ソフトウェアである「ArtemiS」を利用し、採取した音の加工を行った。本実験において行った音の加工方法としては、採取した原音から印刷動作１サイクル期間中の音を切り出した。そして、１サイクル期間中の音のうち、上述したように抽出した主要音源に関する部分に対して周波数軸上または時間軸上でフィルタ処理を施し、これらの部分を減衰または強調する処理を行った。すなわち、１つのモードで抽出された音源の音につき３つの水準の音（強調・原音・減衰）を作成した。作成した供試音を被験者に提示する場合、１サイクルの音を聞かせたのでは時間が短すぎて判定が難しいので数サイクルの音にして提示を行う。
【００９５】
なお、上述したように画像形成装置の前後左右側で採取される音は各々異なるが、このような４方向の音から得られる心理音響パラメータ値の範囲よりも、本実験で作成した前面側で採取した音を強調、減衰して得られる３つの供試音から得られる心理音響パラメータ値の範囲の方が広いことが確認されている。すなわち、本実験のように前面側で採取した音を強調、減衰して得られる３つの音を用いて主観的評価実験を行うことで、４方向で採取した音から得られる音の特性をカバーできる。
【００９６】
以上のように前面側で採取した音を元に、画像形成装置ごとに抽出した主要音源の発する音から３つの水準の音（強調、原音、減衰）を作成すると、各画像形成時に発生する音について抽出した音源の水準が異なる組み合わせをＬ９直行表に基づいて９音作成した。
【００９７】
まず、複数モードを有する画像形成装置を説明する。表４〜７は複数モードを有する画像形成装置のそれぞれのモードに関する説明である。
【００９８】
ここで、表４は複数モードを有する画像形成装置のカラー２８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度２８ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（７つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けて９つの供試音を作成した結果を示す。このように直行表に割り付けることで、音源の水準変化の間に相関がないため、他の音源の変化を無視して分析が可能となる。
【００９９】
【表４】
【０１００】
上記表（以下の表も同様）において、「−１」は音をほぼ聞こえなくなるまで減衰して作成した音であり、「０」は原音そのままのレベルの音であり、「１」は原音と比較してレベルの違いがはっきりとわかるまで強調した音である。例えば、表４における供試音「カラー２８ｐｐｍ（９）」は、すべての音源について「０」がついているので、すべてが原音のままであることを示す。
【０１０１】
次に、表５はカラー１４ｐｐｍのとき、つまり印刷速度１４ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（６つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けた結果を示す。ただし、帯電音、ドラム駆動ステッピングモータ音、ポリゴンミラーモータ音は、同じトーナリティ成分の音であるため、各々の供試音について同水準のレベルとした。給紙ステッピングモータ音もトーナリティ成分であるが、これについては間欠的に発生する音であるため、上記のモータ音とは個別に水準を振ることとした。
【０１０２】
【表５】
【０１０３】
また、表６はモノクロ３８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度３８ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（５つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けた結果を示す。ただし、帯電音およびドラム駆動ステッピングモータ音は同じトーナリティ成分の音であるため、各々の供試音について同水準のレベルとした。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
同様に、他の速度の画像形成装置においても同様の作業を行った。表７はモノクロ６５ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（６つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けた結果を示す。
【０１０６】
【表７】
【０１０７】
以上が採取した動作音から供試音を作成し、実験を組む過程の詳細である。
【０１０８】
（４）供試音の音響物理量（心理音響パラメータ、音圧レベル）の測定
次に、上述したように作成した供試音について、上記ヘッドアコースティックス社製の音質解析ソフトウェア「ArtemiS」を用い心理音響パラメータを求めた。この音質解析ソフトウェアでは、心理音響パラメータを求める際に、様々な設定を選択することができるのであるが、今回の実験ではデフォルトの設定を採用した。
【０１０９】
例えば、ラウドネスについては、「Caluculation method」として「ＦＥＴ／ＩＳＯ０５３２」、「Ｆｉｌｔｅｒ／ＩＳＯ０５３２」および「ＦＥＴ／ＨＥＡＤ」が選択できるが、デフォルトの「ＦＥＴ／ＩＳＯ０５３２」を採用し、「Spectrum Size」はデフォルトの「４０９６」で行った。シャープネスについては、「Caluculation method」としてデフォルトの「ＦＥＴ／ＩＳＯ０５３２」を採用し、「Sharpness method」として「Aures」、「von Bismarck」のうち、デフォルトの「Aures」を採用した。「Spectrum Size」はデフォルトの「４０９６」で行った。他の心理音響パラメータはラウドネスと相関があり、ラウドネスの設定によって自動的に変化する。
【０１１０】
以上のように設定した音質解析ソフトウェアを用い、上記（３）の過程で作成した供試音の心理音響パラメータ値を求めた。その結果を表１に示す。なお、表１の結果は、ＰＰＭ値は小数点以下第一位で、それ以外は小数点以下第二位で四捨五入した結果である。
【０１１１】
（５）ＳＤ法実験のための形容詞選定
画像形成装置の稼動音の不快モデルの仮説を立て、想定される因子とその因子を表現する形容詞をピックアップした。
【０１１２】
画像形成装置の稼動音の音質評価因子として３因子を想定した。なお、各因子の右の表記はヒントとした心理音響パラメータである。
（ｉ）因子１（衝撃感因子）：ラウドネス、インパルシブネス
（ｉｉ）因子２（金属性因子）：トーナリティ、（シャープネス）
（ｉｉｉ）因子３（こすれ感因子）：シャープネス
さらに、上記３因子からの総合的な評価としての因子「総合不快」があるという仮説を立てた。その概念を図２０に示す。
【０１１３】
実際の主観評価に使用するプリンタ音を聴きながら、各因子を表現すると考えられる形容詞の候補を選定した。形容詞の候補と各因子の関係は図２０に示す通りとなる。
【０１１４】
図２０において、不快の印象の因子は「真値」であり、直接観測できない潜在的な変数である。被験者には不快の印象を形容詞で答えてもらう。この形容詞は直接的に観測可能な「観測変数」であるが、観測には「誤差」が伴う。形容詞（観測変数）の共通成分である因子（真値）だけでは説明できない外部の影響が「誤差」であり、誤差は直接観測できない。
【０１１５】
形容詞を最終的に以下の１６語に絞り、決定した。
・激しい
・金属性の
・大きい
・こもった
・キンキンする
・ガチャガチャする
・こすれ感のある
・いらだつ
・衝撃感のある
・かん高い
・力強い
・鋭い
・シャーシャーする
・うるさい
・うねりのある
・不快な
特に、「いらだつ」及び「不快な」は総合的な不快さを評価する形容詞と想定した。
【０１１６】
（６）被験者を集め、供試音提示によるＳＤ法実験
ＳＤ（semantic differential）法は形容詞対を用いた両極法が一般的であるが、対の形成が難しい形容詞も多いため、今回のＳＤ法では単極法を採用した。単極法とは、被験者に供試音を提示して、聞いた印象で１６語の形容詞について５段階評価してもらう。５段階評価は例えば、『激しい』という形容詞は、聞いた印象が激しいと思うほど５に近い評価で、激しいと思わなければ１に近い評価をしてもらう、ということで評価してもらった。
【０１１７】
被験者は４１人集まった。実験により得られた評点データは、散布図行列、残差プロットなどによりモニタリングを行い、外れ値を除外した。その結果、被験者データは１人のデータを除く４０人分を使用することとした。解析に使用した評点データの総数は次のとおりである。
評点データ数：被験者４０人×３６音×１６形容詞＝２３０４０
【０１１８】
（７）ＳＤ法実験結果の主成分分析
主成分分析は、市販されている種々の表計算ソフトウェアや統計解析ソフトウェアを利用して行うことができる。例えば、統計解析ソフト「ＪＭＰ（ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｉｎｃの登録商標）」又は「ＳＰＳＳ（ＳＰＳＳ Ｉｎｃの登録商標）」を使用することができる。なお、本実施形態においてはＪＭＰを使用した。
【０１１９】
総合不快指標である「いらだつ」「不快な」以外の形容詞について分析した。個人の誤差を除くために、被験者の平均データを用いて分析を行った。
【０１２０】
統計解析ソフト「ＪＭＰ」を用いて、１４の形容詞についての関係を、散布図と相関係数行列により調べた。図２３は相関図行列、表８は相関係数行列である。
【０１２１】
激しい・大きい・力強い・うるさいには互いに強い正の相関があり、激しいとガチャガチャする・シャーシャーする・こすれ感のある・衝撃感のある・鋭い・うるさい・うねりには正の相関が見られる。
【０１２２】
また、金属性の・キンキンする・かん高いには互いに強い正の相関があり、これらの形容詞は鋭いとの正の相関がある。うねりのある・こもったには弱い負の相関がある。その他の関係は無相関に近い。また、プロットには大きな外れ値は無いように見える。
【０１２３】
【表８】
【０１２４】
ここで相関行列より主成分分析を行った。表９は、主成分分析結果である（第５主成分まで表示する）。
【０１２５】
【表９】
【０１２６】
表９より、主成分の解釈を行う。第１主成分の固有値は約７．７で、最も大きい。寄与率も約５５％である。激しい、ガチャガチャする、衝撃感のある、力強い、鋭い、こすれ感がある、うるさいの固有ベクトルが少しずつ入っているので衝撃・音量を表す成分と考えられる。
【０１２７】
第２主成分の固有値は約４．２である。寄与率は約３０％である。金属性、キンキンする、かん高いの固有ベクトルが少しずつ入り、こもったの負の固有ベクトルがあるので金属成分と考えられる。
【０１２８】
第３主成分の固有値は約１．１である。寄与率は約８％である。固有ベクトルの大きさから擦れ感の成分と考えられる。
【０１２９】
第４主成分以下は固有値が１以下で寄与率も４％程度以下なので、残差として扱う。
【０１３０】
（８）ＳＤ法実験結果の因子分析
主成分分析の解釈を行う場合、対立概念にスマートなキャッチフレーズを付けるのは難しい。バリマックス回転という方法を用いて主成分の回転を行う。回転により得られた新たな成分は因子と呼ばれ、個別能力−変量分類が引き出されて構造が単純化される。つまり、主成分の回転により対立概念を消すことが可能となり、因子の解釈が容易になる。この様な方法は因子分析（Factor Analysis）と呼ばれている。
【０１３１】
ここで、主成分分析を基に因子分析を行う。回転させたい主成分を３までと設定して因子分析を行った。まず、因子分析の結果であるが、その因子負荷量（バリマックス回転）の一覧を表１０に示す。
【０１３２】
【表１０】
【０１３３】
主成分の表９の第３成分までの累積寄与率と、表１０の第３因子までの累積寄与率を比較すると、９２．３１％で一致している。これは、回転によって情報量は変化しないことを意味している。
【０１３４】
第３因子の累積寄与率は９０％以上であり、因子分析の結果からプリンタの音質は３つの因子でほぼ説明できると考えられる。よって、因子数を仮に３と想定する。
【０１３５】
また、表１０において、因子負荷量が低い形容詞および因子負荷量は高いが複数の成分にまたがっている形容詞は、今回の印象の観測には適当でない形容詞と判断して除外することとした。よって、網掛け部分の形容詞「こもった」「鋭い」「うるさい」「うねりのある」は除外した。
【０１３６】
（９）変量の合成による因子推定
各形容詞には誤差が含まれているため、真値としての因子間の構造を分析するためには、形容詞から因子を推定する必要がある。そこで、偏相関分析で得られた各グループの形容詞に対し、因子分析を用いて合成変量化することにより印象因子を推定し、各因子を定義した。
【０１３７】
図２４は衝撃感因子、図２５は金属性因子、図２６はこすれ感因子、図２７は総合不快の説明図である。
【０１３８】
（１０）共分散構造分析
推定した概念の検証を行った。ＳＰＳＳ社製ソフトＡｍｏｓ（構造方程式モデリングソフト）を用いた共分散構造分析を行った。試行錯誤の結果、こすれ感因子の存在がモデル全体の精度を下げていると予想されるため、２因子モデルとしてモデルを修正した。さらに、形容詞「ガチャガチャする」「衝撃感のある」「キンキンする」はモデル全体への適合度を下げているため除外し、再構築したモデルに対して精度の検証を行った。
【０１３９】
図２８は再構築したモデルである。図２８中の「e」は誤差である。パス係数は標準偏回帰係数で示され、絶対値が大きいほど関連が大きいことを示す。パス係数が負の符号となっているものもあるが、これは心理音響パラメータに互いに相関が高いものがあるため、調整因子的な作用として生じているものと考えられる。例えば、ラウドネスと音圧レベルは互いに相関が高いため、二つのパラメータの衝撃感因子に及ぼす影響には、音圧レベルの方が調整因子として働いていると見ることができる。
【０１４０】
モデル全体の適合度の目安としてはＧＦＩ、ＡＧＦＩを使用した。得られたモデル全体のあてはまり精度はＡＧＦＩで０．９４２であり、精度の高いモデルと言える。よって、プリンタ音の因果モデルを２因子モデルと推定した。主な印象因子としては「衝撃感因子」「金属性因子」を抽出した。
ＧＦＩ（Goodness of Fit Index：適合度指標）
ＡＧＦＩ(Ajusted Goodness of Fit Index：修正適合度指標)
であり、ともに値が１に近いほどデータへの当てはまりが良い。ＡＧＦＩは自由度について調整した値と見なすことができ、「ＧＦＩ≧ＡＧＦＩ」であり、ＧＦＩよりも厳しい指標である。
【０１４１】
（１１）予測値と実測値の比較
ここで、図２８のモデルに基づき、総合不快の計算を行う。音響物理量は、計測した値そのものではなく、標準化した値を用いる。標準化とは平均値や標準偏差が異なるデータを同じ土俵の上で見るための操作である。具体的には、(個々のデータ−平均値)／標準偏差を計算する（式１）。
【０１４２】
【数５】
【０１４３】
モデルによって算出される不快さと、被験者によるＳＤ法実験の結果の不快さを比較する。ここでは、『不快な』についての比較を行う。
『不快な』はモデルより、０．９×総合不快、である。
これは標準化された値なので、ＳＤ法の実測値と比較するために元の値に戻す必要がある。このモデルによって予測される『不快な』は、標準化の逆変換を行う。よって、『不快な』の、平均値＋標準化『不快な』×標準偏差、を求める。
【０１４４】
これらの計算結果を表にまとめたのが、表１１〜１３である。表１１は、音響物理量を標準化した結果であり、表１２は標準化した結果を用いて各因子と不快さを計算した結果であり、表１３は平均値と標準偏差をまとめたものである。
【０１４５】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【０１４６】
図２９は、モデルによる予測値と、ＳＤ法による実測値の散布図である。散布図の傾きは１で、寄与率Ｒ2＝０．７３である。ＳＤ法の結果としては精度が高いほうである。よって、（式１）により、音響物理量から音の不快さを算出できるようになった。
【０１４７】
（１２）不快さ許容領域
今回は、得られたモデルに対して、ｎ＝１００００のデータを用いてシミュレーションを行った。まず、シミュレーションの方法を説明する。総合不快因子は、衝撃感因子と金属性因子で求められるので、衝撃感因子と金属性因子に対してそれぞれｎ＝１０００のランダムなデータを入力し、総合不快因子を算出する。
【０１４８】
表１４でこの計算を詳細に説明する。実際に１０００のシミュレーションデータを列挙するのは無意味なので、説明のためにその一部を示す。まず、Ａ列、Ｂ列に正規乱数を入れる。これは正規分布（０を中心として左右対称の山型の分布）になるような乱数である。これは、因子分析の仮定に合わせるためである。正規乱数はエクセルの分析ツールより発生させることが出来る。
【０１４９】
図２８のモデルより、衝撃感因子と金属性因子の間には０．４６の相関がある。モデルでは衝撃感因子と金属性因子の誤差同士に０．４６の相関がついているが、今、Ａ列、Ｂ列は正規乱数を入れているので無相関である。
【０１５０】
ここで、モデルに合わせた形態にするため、Ａ列、Ｂ列に０．４６の相関を持たせるための変換を行う。そのため、主成分分析の考え方を用いた。主成分は互いに無相関（直交）するように求められる。また、元の変量と主成分の相関係数を因子負荷量といい、元の変量と主成分得点の関係は、相関係数（因子負荷量）を用いて表すことが出来る。この関係を用いて、正規乱数Ａ、Ｂが無相関を確認して、主成分得点から相関係数を用いて逆算し、Ａ列、Ｂ列が０．４６の相関を持つ様に変換を行った。
【０１５１】
具体的には（式２）、（式３）で変換を行っている。ＡはＡ列の値、ＢはＢ列の値、ｒは相関係数０．４６である。得られた結果は乱数を元に算出しているので衝撃性因子と金属性因子は、どちらを使用しても良い。本シミュレーションでは、表１４の様に衝撃性因子と金属性因子を決めた。
【０１５２】
【数６】
【数７】
【０１５３】
図３０にＡ列とＢ列の散布図、図３１に変換した結果を示す。図３０より、散布状態は無相関であり寄与率Ｒ2もほぼ０である。図３１は散布状態に変化が見られ、寄与率Ｒ2は０．２０４９である。相関係数はＲなので、寄与率Ｒ2より計算するとＲ＝０．４５３となり、ほぼ正しいのでこれを使用する。
【０１５４】
総合不快因子は今決めた衝撃性因子と金属性因子の列に対して、総合不快因子＝０．５１×衝撃感因子＋０．３２×金属性因子、に従って求める。
【０１５５】
ここで、衝撃性因子、金属性因子、総合不快の関係を、図５４の等高線図に示した。矢印は不快さの方向である。図２８のモデル図および（式１）より、総合不快因子への係数が金属性因子が０．３２に対し、衝撃感因子が０．５１なので、約３：５の割合で衝撃感因子のほうが不快さへの寄与が高い。
【０１５６】
本方法では金属因子と衝撃感因子は互いに相関があるため、存在可能な音として、まず図５４の様な相関関係に囲まれた領域を指定できる。つまり、金属感因子＝−３．０、衝撃性因子＝＋１．０のような値を取るような画像形成装置の音は、現在のところ、ほぼ存在しない事を意味する。
【０１５７】
等高線は総合不快の値を０．５ずつ区切っている。この等高線の傾きは、不快の矢印と垂直である。原点を通過する等高線は総合不快が０（式４）の境界線であり、総合不快がゼロ以下（不快さが平均より小さい、つまり不快ではない領域）は、（式４）の直線と、相関で結ばれた領域で囲まれた部分（図５４の黒い矢印で示す方向）となる。つまり、画像形成装置の音をこの領域内に入れるような設計をすれば、不快と感じない音になる。
【０１５８】
【数８】
【０１５９】
ところで、図２８のモデルによると、総合不快には誤差ｅ０が付いている。誤差は、個人差や測定していない因子、非線形関係等考えられる。誤差を考慮した不快ではない領域を考えてみる。
【０１６０】
表１４において、誤差は制御不可能なので、このシミュレーションではＣ列として正規乱数を入れた。発生させた正規乱数を、このモデルで使用できるように変換させる。不快因子の平均はゼロで、標準偏差は１という仮定がある。その変動は、全平方和＝（ｎ−１）×１＾２となる。モデルの平方和を計算し、全平方和からモデルの平方和を引いた残りが、誤差の平方和となる。そこから、標準偏差を計算して、正規化したのが総合不快誤差の列である。総合不快に総合不快誤差を加えたのが総合不快実測置と名称がついている列である。
【０１６１】
ここで、誤差を含んだ不快ではない領域を考える。誤差は誤差を含まないデータの両側に発生する。つまり、より不快になる誤差と、快になる誤差である。快になる誤差は今回考えなくて良く、誤差によって不快な領域がひろがってしまう部分を考える。
【０１６２】
これは、原点を通る境界直線（式４）に平行に、誤差の１．６４倍の標準偏差（＝約９５％信頼率）を取った距離を平行移動すればよい。本実施形態では、エクセルで１０００個の総合不快誤差の標準偏差を計算させた。その結果、標準偏差は０．７であった。
【０１６３】
つまり、（式４）と平行に、標準誤差０．７×１．６４＝１．１５の距離を移動した境界線と、相関で結ばれた領域で囲まれた部分が誤差を考慮した不快ではない領域である。図５５で示す領域がその領域になる。
【０１６４】
誤差を含んだ境界線は、傾きは（式４）と同じで、切片が異なる。式４からの平行移動距離が１．１５であることから、誤差を含んだ境界線はの縦軸、横軸の交点を計算すると、縦軸との交点は約−２．１６、横軸との交点は約−１．３６となった。ここで、誤差を含んだ境界線の式を（式５）とした。つまり、画像形成装置の音をこの領域内に入れるような設計をすれば、誤差があったとしても不快と感じない音になる。
【０１６５】
【数９】
【０１６６】
＜改造方法＞
上述したように本発明は、上記のような画像形成装置が発する騒音を評価し、その評価に基づき当該騒音が人に与える不快感を低減するための対策をなす改造方法であり、以下、上記構成の画像形成装置を改造し、画像形成装置が発する音が人に不快感を与えることを低減するための対策の具体例について説明する。
【０１６７】
まず、画像形成装置が発する音を評価するため、上述した（１）と同様の手法で画像形成装置が発する音を採取する。ここで、採取位置は、ＩＳＯ７７７９に規定されている近在者位置（図９参照）であり、基準箱の水平面の投影から１．００±０．０３ｍの距離で、高さは床上１．２±０．０３ｍ、又は１．５０±０．０３ｍの位置である。
【０１６８】
また、図９に示すように、操作部のある前面、左右面および後面といった４面側すべてについて音の採取を行い、各々の収音結果から音響物理量を取得して総合不快を上記音質評価式により求め、各面ごとの総合不快が許容値内か否かを判定するようにしてもよいし、前面のみ、あるいはいずれか１の面側のみで採取した収音結果から総合不快を求めて判定を行うようにしてもよい。
【０１６９】
また、４面側で採取した音から得られた音響物理量の平均値を導出し、かかる平均値から求めた総合不快が許容値内か否かを判定するようにしてもよい。なお、４面側のいずれに位置する人が不快さを感じないようにさせるためには４面側すべての位置で音を採取することが好ましいが、１面のみ、特に最も人が位置する可能性が高い前面側での音を採取することでも十分な評価ができる。
【０１７０】
以上のようにして求めた総合不快が上述した許容領域外になる場合は、人が不快であると感じているおそれが非常に高いので、かかる総合不快が許容領域内となるよう装置各部に種々の改造を施す。一方、総合不快が許容領域内である場合には、人が不快に感じるおそれは少なく、特に騒音対策を施す必要はないと判断することができる。上述したように総合不快は、金属性因子、衝撃感因子をそれぞれ小さくすることで、人に与える不快さを低減できることになる。
【０１７１】
図２８より、金属性因子は音響物理量のラウドネス、音圧レベル、シャープネス、トーナリティ、インパルシブネスに関係し、中でもトーナリティとの関係が大きい。また、衝撃感因子はラウドネス、音圧レベル、インパルシブネスに関係している。よって、以下においては、図１の画像形成装置を例に、上記の因子を低減させるための具体的な対策例について説明する。
【０１７２】
１．金属性因子の低減対策
（１）トーナリティ：純音成分の低減
（ｉ）ドラム駆動ステッピングモータ音の低減
まず、純音成分の低減対策について説明する。純音成分の低減対策としては、ドラム駆動ステッピングモータ音を低減する方法がある。図１０、図１１、及び図１２に示すように、いずれの動作モードにおいてもドラム駆動モータの音が発生している。そして、この音はステッピングモータへの入力パルスの周波数成分を多く含むものである。
【０１７３】
図３２及び図３３は、改造前のカラードラム駆動モータ４１と黒ドラム駆動モータ４２とを含むドラム駆動機構を示す図である。これらの図に示すように、カラードラム駆動モータ４１、黒ドラム駆動モータ４２、及びギヤ（４３、４４）は、モータブラケット５９によって保持されている。
【０１７４】
モータブラケット５９は、板金を絞り加工等で強度を持たせた部材である。そして、曲げ加工により当該画像形成装置の筐体取り付け部（ねじ穴等）が形成されており、モータブラケット５９はこの取り付け部において筐体に固定されている。
【０１７５】
モータブラケット５９には、並んで配置される４つのギヤ４４が回転可能に保持されている。これらのギヤ４４のうち、図３２の右端のギヤ４４と黒ドラム駆動モータ４２のモータ軸に取り付けられたギヤ６１とが歯合されている。これにより黒ドラム駆動モータ４２によってギヤ４４が回転し、これに伴ってモノクロ画像形成用の感光体ドラム２８（図３に示す）が回転する。
【０１７６】
また、上記のギヤ４４以外のギヤ４４のうち、図３２の左から２つのギヤ４４は、カラードラム駆動モータ４１のモータ軸６２によって回転する。また、左から２番目のギヤ４４と３番目のギヤ４４とはともに中継ギヤ４３に歯合されており、これにより２番目のギヤ４４の回転に伴って３番目のギヤ４４が回転する。つまり、カラードラム駆動モータ４１の回転に伴って３つのギヤ４４が回転し、これによりＣ・Ｍ・Ｙの感光体ドラム２８（図３に示す）が同時に回転する。
【０１７７】
感光体ドラム２８を駆動するギヤは、モジュール０．５でギヤの軸間距離を設計値に正確にあわせることができるよう、モータの取り付けに対して特殊な防振構造等を採用していない。つまり、黒ドラム駆動モータ４２及びカラードラム駆動モータ４１は、直接モータブラケット５９に取り付けられて固定されている。
【０１７８】
このように、モータをモータブラケット５９に直接取り付けることによって動作時のモータの振動がモータブラケット５９に固体伝搬し、増幅されて放射される。これに起因して発せられる音は、ドラム駆動モータであるステッピングモータの駆動周波数成分を多く含む音である。
【０１７９】
このようなステッピングモータの駆動周波数成分が顕著な音の発生を低減するため、図３４に示すように、カラードラム駆動モータ４１及び黒ドラム駆動モータ４２を、防振ゴムマウント６０を介してモータブラケット６５に取り付ける。すなわち、この防振ゴムマウント６０は、モータの振動により発生する音を低減させる手段となる。
【０１８０】
防振ゴムマウント６０としては、例えば、株式会社ＮＯＫ製のステッピングモータマウントを使用することができ、後述する騒音対策による効果を試す試験においては当該ステッピングモータマウントを使用している。
【０１８１】
次に、モータブラケット６５とドラム駆動モータとの間に防振ゴムマウント６０を介在させたドラム駆動機構について図３５及び図３６を参照して説明する。
【０１８２】
防振ゴムマウント６０をドラム駆動モータとモータブラケット６５の間に介在させると、各ギヤの軸間距離の精度が悪化する。このため、このドラム駆動機構では、モータ軸を直接ギヤに歯合させるのではなく、モータ軸からタイミングベルト機構を介してギヤ４４等に駆動力を伝達する構成とした。
【０１８３】
より具体的には、カラードラム駆動モータ４１及び黒ドラム駆動モータ４２のモータ軸にはそれぞれタイミングプーリ（６６、６７）を取り付け、かかるタイミングプーリ（６６、６７）に巻きかけられたタイミングベルト７０によって二段ギヤ／プーリ（６３、６４）にモータの駆動力を伝達する。つまり、モータ軸の回転に伴って二段ギヤ／プーリ（６３、６４）を回転させる。
【０１８４】
かかる二段ギヤ／プーリのギヤは上述したドラム駆動用のギヤ４４に歯合されている。これにより上記改造前の構成と同様、ドラム駆動モータの回転に伴ってギヤ４４を回転させることができ、感光体ドラム２８（図３に示す）を回転させることができる。
【０１８５】
モータブラケット６５は、モータを保持する部分（図３６の下側の部分）がその上の部分よりもモータと反対側に突出するよう曲げ加工がなされている。かかる突出部分にできた空間に防振ゴムマウント６０がモータブラケット６５と接するよう配置され、防振ゴムマウント６０のモータブラケット６５と反対側に、モータ（４１、４２）のモータ軸がモータブラケット６５の反対側（図３６の左側）の面に突出するよう配置される。このようにモータブラケット６５とモータとを直接保持する構造とせず、防振ゴムマウント６０を介在させて保持する構造としている。
【０１８６】
本構成では、二段ギヤ／プーリ（６３、６４）をモータブラケット６５の図３６の左側（ギヤ４４が配置される側）に配置することにより、モータ軸をその分だけ図３６の左側の位置まで突出させる必要がある。しかしながら、上記のようにモータブラケット６５に突出部分を作ることで、モータの配置位置を図３６の左側にすることでき、これによりモータ軸を長くする必要がなくなる。よって、モータ軸を長くすることで生じるおそれのあるモータ軸の偏心やそれに起因した騒音発生等を抑制することができる。
【０１８７】
なお、本構成においては、二段ギヤ／プーリ（６３、６４）を取り付けるためのスタッド６９の強度を大きくすることが好ましい。スタッド６９の強度が不足すると、ギヤ４４と二段ギヤ／プーリ（６３、６４）とが偏心しながら噛み合うこととなり、ベアリング７０を介してドラム軸６８も偏心することになる。ドラム軸６８の偏心は用紙に形成される画像に影響を与えることがあり、かかる不具合を起こさないため、スタッド６９の強度を大きくすることが好ましい。また、上述した防振ゴムマウント６０以外にも、モータの振動をある程度吸収することができる弾性体を用いるようにしてもよい。以上の構成により、ドラム駆動ステッピングモータ音の低減する。
【０１８８】
（ｉｉ）給紙用ステッピングモータ音の低減
次に、給紙用のステッピングモータ音の低減対策について説明する。上述したように上記画像形成装置の給紙用のモータは、ステッピングモータ８３であり（図８に示す）、かかるステッピングモータの駆動を制御することでトレーからの用紙搬送を行う。このモータ音の低減対策としては、ステッピングモータ８３の駆動制御内容を以下のようにする方法があり、以下その制御内容について説明する。
【０１８９】
図３７は、ステップ角θ0で駆動されるステッピングモータのロータの動きを説明するための図である。ステッピングモータのステップ角は機械構造的に決められるものであり、通常はかかるステップ角θ0づつロータが一度に移動するため、かかるステップ角θ0が大きい場合にはその動きが滑らかではなく、振動等が生じ、騒音の原因となる。
【０１９０】
そこで、本構成では、図示のように電子回路による制御によって機械的構造によってきめられているステップ角θ0よりも小さいステップ角でステッピングモータを駆動する（いわゆるマイクロステップ駆動）。すなわち、励磁相の１相に供給する電流値を徐々に増加させる一方で、他の１相へ供給する電流値を徐々に低下させるといった電流供給制御を行うことで（図３７（ａ）〜（ｅ）に示す）、ステップ角θ0よりも小さいステップ角での駆動を可能とし、その動きを滑らかにして騒音を低減する。
【０１９１】
また、図３８は、ステッピングモータのマイクロステップ駆動の１つである１−２相励磁のシーケンスを示す図である。１−２相励磁は、コイルを１相づつ励磁する１相励磁と、コイルを２相づつ励磁する２相励磁を交互に繰り返す励磁方式であり、この励磁方式を用いてステッピングモータを駆動した場合、モータのステップ角が１／２となり、通常の駆動を行うよりもロータの動きが滑らかになり、振動を低減することができる。
【０１９２】
（ｉｉｉ）ポリゴンミラーモータ音の低減（トーナリティ：純音成分の低減）
次に、ポリゴンミラーモータが発する音を低減するための対策について、図３９を参照して説明する。同図に示すように、この対策では、ポリゴンミラーモータ２の近傍にヘルムホルツ共鳴器７１を取り付けている。より具体的には、ポリゴンミラーモータ２を保持するハウジング１１の上部にヘルムホルツ共鳴器７１を取り付けている。
【０１９３】
ヘルムホルツ共鳴器７１は、体積Ｖ１の空洞７２を形成するための空洞形成部材７２ａを有している。空洞形成部材７２ａはハウジング１１と一体になって形成されており、そのポリゴンミラーモータに対向する位置にある部分には空洞７２に通じる開口穴７３（断面積Ｓｂ）が形成されている。ここで、開口穴７３が形成された部分の板厚がＴｂであるとすると、かかる開口穴７３は一般的なヘルムホルツ共鳴器における、長さＴｂ、開口面積Ｓｂの短管に相当することになり、この構造体はヘルムホルツ共鳴器７１として機能するのである。
【０１９４】
この構成の下、ポリゴンミラーモータ２が駆動され、その振動によって開口穴７３の入り口に音圧が作用すると、開口穴７３（短管）内の空気（媒質）が一体運動を行い、空洞７２内の空気に圧力変化を生じさせる。このような現象は、開口穴７３（短管）内の空気を質点、空洞７２内の空気の体積変化による圧力変化をバネと仮定すると、力学系の質点−バネモデルと等価となり、後述する周波数（ヘルムホルツ共鳴周波数）に対して共振（共鳴）が生じることとなる。つまり、このヘルムホルツ共鳴周波数の音響エネルギーが空洞７２に閉じ込められるので外部空間にとっては音が低減されることになるのである。
【０１９５】
ここで、ヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈ（Ｈｚ）は次式により算出される。
Ｆｈ＝Ｃ／２π（Ｓｂ／（Ｖ１・Ｔｂ））１／２、Ｃ：音速
【０１９６】
すなわち、開口穴７３の開口面積Ｓｂ、長さＴｂ（つまりハウジング１１の開口穴７３が設けられる部分の板厚）、空洞形成部材７２ａによって形成される空洞７２の体積Ｖ１を変化させることによって共鳴周波数Ｆｈ、つまり低減させたい音の周波数を変化させることができる。そこで、ポリゴンミラーモータ２を駆動したときに発生する音のうち、最もレベルが大きくなる周波数に合致するよう上記各部の寸法等を設計することにより、ポリゴンミラーモータ２の発する音を効果的に低減させることができる。
【０１９７】
なお、上述した騒音測定結果（図１０〜１２に示す）に示すように、カラーモード時にはポリゴンミラーモータ音が騒音として抽出されるものの、モノクロモード時には当該音はあまり騒音としては目立ったものとなっていない。このような場合、上記のようにカラーモード時にポリゴンミラーモータが発する音のうち、最もレベルが大きくなる周波数にヘルムホルツ共鳴周波数が合致するよう各部の寸法等を決定すればよい。一方、モノクロモード時に他の周波数のレベルが大きいような場合には、この周波数が共鳴周波数となるようなヘルムホルツ共鳴器を別途設けるようにすればよい。
【０１９８】
また、上記のように対応する周波数ごとにヘルムホルツ共鳴器を併設するようにしてもよいが、カラーモード時とモノクロモード時で開口穴７３の開口面積Ｓｂを変化させる機構を設けるようにしてもよい。例えば、開口穴７３をある程度ふさぐ位置とふさがない位置との間で移動可能な蓋部材等を設け、かかる蓋部材をモードに応じて移動させることで、各々のモード時における共鳴周波数を各々のモード時にレベルが大きくなる周波数と合致するよう可変させるようにしてもよい。
【０１９９】
（ｉｖ）帯電音の低減
次に、帯電音の低減対策について説明する。帯電音とは、以下のようにして発生する音である。すなわち、帯電ローラ３６が感光体ドラム２８を帯電する際（図３に示す）、一般にバイアス電圧の交流成分に起因して帯電ローラ３６の表面と感光体ドラム２８の表面との間に引力と斥力が交互に作用し、両者の間に振動を生じさせる。この振動によって感光体ドラム２８ が放射する音が帯電音であり、当該音は周杷数の高い耳障りな純音であり、一般的に交流成分の周波数とその整数倍の周波数成分（高調波成分）からなる。
【０２００】
このような帯電音の低減対策について図４０及び４１を参照して説明する。図４０に示すように、帯電音対策がなされた感光体ドラム２８の中空部分には、制振部材７４が配置されている。制振部材７４は、感光体ドラム２８の軸方向に延びる中空円筒状の基部７５と、当該基部７５から放射状に突出する複数の羽根部７６とを有しており、基部７５の中心軸が感光体ドラム２８の中心軸と略一致するよう配置される。
【０２０１】
制振部材の各羽根部７６の先端が感光体ドラム２８の内面に圧接しており、これにより制振部材７４が感光体ドラム２８内において保持されている。ここで、羽根部７６は、ゴム、樹脂またはこれらを含む材料、例えばウレタンゴムを含む材料、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂材料等の弾性材料によって構成されていることが好ましい。羽根部７６として弾性材料を用いることによって、羽根部７６の先端がその弾性力によって感光体ドラム２８に圧接され、保持される。したがって、接着剤等による接着作業や位置だし作業が不要であるので、取り付け作業および取り出し作業が容易となるからである。
【０２０２】
上記のように感光体ドラム２８の内面側に羽根部７６が圧接するよう制振部材７４を配置することで、かかる制振部材７４が感光体ドラム２８の振動を抑制するよう作用する。したがって、上述した帯電ローラ３６による帯電の際に生じる感光体ドラム２８の振動を抑制することができる。また、このように感光体ドラム２８の振動を抑制するための部材が感光体ドラム２８の内部に設置されているので、新たに制振部材を設置するスペースをとる等の対策を施す必要がない。
【０２０３】
なお、感光体ドラム２８の振動を抑制して騒音を低減する手段としては、上記構成の制振部材７４に限らず、感光体ドラム２８の中空部分に金属柱を嵌合するといった対策を施すようにしてもよく、市販されている制振材（例えば、横浜ゴム株式会社製ハマダンパーなど）を貼り付ける等するようにしてもよい。
【０２０４】
（２）シャープネス：高周波成分の低減
（ｉ）用紙摺動音の低減
次に、シャープネス（高周波成分）の低減対策について説明する。シャープネスの低減対策としては、用紙摺動音を低減する方法がある。なお、用紙摺動音とは、搬送される用紙が部材等と摺動することによって生じる音である。
【０２０５】
上述したように、複数モードを有する画像形成装置の第１トレー９又は第２トレー１０に収容された用紙は、第１給紙ユニット５１又は第２給紙ユニット５２によって各トレーから繰り出され、中継ローラ５３及び搬送ローラ５５によってレジストローラ７の位置まで搬送される（図７に示す）。
【０２０６】
図４２は、第１トレー９又は第２トレー１０に収容された用紙を搬送して画像形成を行うとき（通常のプリント時）と、用紙を搬送せずにプリントを行うとき（フリーラン時）とで画像形成装置が発する騒音を測定して周波数分析（１／３オクターブバンド分析）した結果である。図４３は、図４２に示す分析結果に示される通常のプリント時とフリーラン時の騒音から得られる各周波数帯域の音圧レベル差を示すグラフである。
【０２０７】
すなわち、図４３に示す周波数帯域ごとの音圧レベルは、用紙を第１トレー９又は第２トレー１０から送り出して搬送するか否かに起因する画像形成装置が発する騒音内容の差であり、用紙を搬送することによって各周波数帯域で音圧レベルが増加していることがわかる。
【０２０８】
図４３に示すグラフから、通常のプリント時とフリーラン時とで３（ｄＢ）以上の差があるのは、２００〜２５０Ｈｚを中心とした帯域と、３．１５ｋＨｚ以上の帯域の２つである。なお、３ｄＢ以上の差は、音響エネルギーが２倍以上の差があることになる。
【０２０９】
以上の分析結果を検討すると、２００〜２５０Ｈｚを中心とした帯域の成分は、用紙とレジストローラ７が衝突する際に発生する音に起因するものであることがわかった。一方、３．１５ｋＨｚ以上の周波数帯域の成分は、用紙搬送時に用紙が部材等に摺動することで発生する音に起因するものであることがわかった。
【０２１０】
また、１２．５ｋＨｚ〜１６ｋＨｚを中心とした帯域では、７（ｄＢ）以上の差があり、またこの帯域はシャープネス値に与える影響が大きい。このことから、用紙摺動音の低減を図ることが騒音対策として効果的であることがわかる。
【０２１１】
以下、給紙ユニット、中継ローラ５３、及び搬送ローラ５５によって搬送される用紙の摺動音を低減するための対策について図４４を参照して説明する。
【０２１２】
同図に示すように、搬送ローラ５５は、複数のコロを軸に通したローラであり、用紙搬送路を挟んで対向配置されるローラ５５ａとローラ５５ｂとを有している。そして、搬送路Ａに沿って搬送される用紙（第１トレー９から繰り出された用紙）、又は搬送路Ｂに沿って搬送される用紙（第２トレー１０から繰り出された用紙）はかかるローラ（５５ａ、５５ｂ）間に案内され、ローラ（５５ａ、５５ｂ）によってレジストローラ７に向けて搬送される。
【０２１３】
搬送ローラ５５の近傍には、用紙を所定の経路に沿って搬送するためのガイド部材（８０、８１、８２）が配置されている。ガイド部材８０は、ローラ５５ａとともに搬送路Ａに沿って搬送される用紙をローラ（５５ａ、５５ｂ）間に案内する空間を形成する。また、ガイド部材８０は、ガイド部材８１とともに搬送路Ｂに沿って搬送される用紙をローラ（５５ａ、５５ｂ）間に向けて案内する空間を形成する。ガイド部材８０の搬送方向下流側（図４４の上側）の部分には、用紙搬送方向（図の上下方向）に延びる可踏性シート（例えばマイラーシート）からなる案内部材７７が取り付けられている。この案内部材７７は搬送路（Ａ、Ｂ）から搬送される用紙をローラ（５５ａ、５５ｂ）間に向けて案内する。
【０２１４】
図４５に示すように、案内部材７７の先端部分におけるローラ５５ａと交錯しないように、ローラ５５ａが配置される位置には、切り欠き部分７７ａが裁断等することで形成されており、これにより用紙をその先端部分に接触させて確実にローラ（５５ａ、５５ｂ）間に向けて案内する。
【０２１５】
したがって、図４６に示すように搬送路Ａからの用紙は、案内部材７７の先端部分に摺動しながら搬送されることになる。従来の一般的な案内部材７７は、可撓性シートを所定形状にせん断することによって作製されており、その先端部分（せん断部分）にはバリが出ているのが通常である。このようなバリを１枚づつ取り除くのは非常に困難な作業であり、コストと時間を要する。したがって、通常はこのような作業は行われず、バリがある先端部分と用紙が摺動し、耳障りな騒音が発生していた。
【０２１６】
そこで、本構成では、図４７に示す構成の案内部材７８を採用することで、上記のような用紙と案内部材７７の先端部分が摺動することに起因する耳障りな騒音を低減することができる。
【０２１７】
図４８に示すように、従来の可撓性シートからなる案内部材７７は、所定の形状にせん断した厚さｔの可撓性シートをそのまま案内部材７７としているものであり、用紙が摺動する先端部分はせん断部分となっている。これに対し、図４７に示す構成では、厚さｔ／２の可撓性シートを折り曲げて２枚重ねとしその折り曲げ部分が案内部材７７の先端部分となるようにしている。このような構成の案内部材７８を採用することで、上記のように搬送される用紙が摺動する先端部分は折り曲げ部分であり、せん断加工がなされていない部分であり、かつ滑らかなＲ形状となる。よって、上記のようなせん断加工部分にみられるバリに起因する耳障りな騒音の発生を低減することができるのである。また、２枚重ねとした厚みも従来の案内部材７７と同様の厚みとなるため、必要とされる弾性力を発揮することもでき、案内部材としての機能に支障をきたすこともない。
【０２１８】
２．衝撃性因子の低減対策
上記構成の画像形成装置においては、インパルシブネスの発生はほとんど定着オイル塗布音に起因するものである（図１０〜図１２に示す）。定着オイル塗布音は、上述した構成の画像形成装置では、オイル消費量の増加を抑制するため、用紙が搬送されると、その都度、オイル塗布ユニット４７を駆動して定着ベルト１３と接触させる構成を採用している（図６に示す）。このような用紙が搬送される度に発生する接触・離間の音が、衝撃的に発生するので不快感を与えることになる。
【０２１９】
このような定着オイル塗布音による騒音問題は、画像形成のために用いるトナーとして、オイルレストナーを使用することで解消することができる。すなわち、かかるオイルレストナーは、トナーにワックスが包含されているので、上述したようにオイル塗布作業を行わなくても、定着ベルトと用紙との乖離性がよい。このため、オイル塗布ユニット４７を利用する必要がなく、上述したオイル塗布ユニット４７と定着ベルト１３との接離に起因する衝撃音の発生を防止することができる。なお、オイルレストナーを使用するにあたっては、感光体ユニット３等の作像プロセス構成をオイルレストナーに適するよう修正する必要がある。
【０２２０】
これらの音源を低減することで、ラウドネス、音圧レベルの様な聞こえの大きさ、音のエネルギーも自動的に低減できる。
【０２２１】
以上が総合不快を低減する対策の具体例の一例である。以下に、上記のような対策を施した画像形成装置が発する音を、対策前の画像形成装置が発する音を測定した際と同様の条件で測定した結果である。なお、以下において比較する測定結果は、画像形成装置をカラー２８ｐｐｍで動作させたときの音を採取することで得られたものである。
【０２２２】
図４９に、カラー２８ｐｐｍ機の対策後における騒音の分析結果を示す。上側が時間軸の音圧の変化、下側が周波数軸の音圧レベルを示している。同図に示す対策後の分析結果と、対策前の分析結果（図１０に示す）とを比較すると、周波数軸の比較より、給紙ステッピングモータ音は１０（ｄＢ）程度低減され、帯電音は約５（ｄＢ）、ドラム駆動モータ音は約８（ｄＢ）低減され、ポリゴンミラーモータ音も１０（ｄＢ）程度低減されている。
【０２２３】
また、時間軸の音圧の比較より、定着オイル塗布音もなくなった。以上のことから、上記対策を施すことによって各音源の発する音を低減させることができることがわかる。
【０２２４】
図５０〜図５３は、カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を、対策前後で比較した結果である。各方向とも純音成分が低減している。また、４方向で原因は不明だが４００Ｈｚが上昇した。
【０２２５】
表１４〜１７に、カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の改造前後における音響物理量、金属性因子、衝撃性因子、総合不快の値をまとめた結果を示す。表１４は、カラー２８ｐｐｍの対策前後の音響物理量であり、表１５は、カラー２８ｐｐｍの対策前後の標準化音響物理量であり、表１６は、カラー２８ｐｐｍの対策前後の金属性因子、衝撃性因子、総合不快である。これらの表からわかるように、各方向、４方向の平均値とも対策後の方が総合不快の値が下がっている。
【０２２６】
【表１４】
【表１５】
【表１６】
【表１７】
【０２２７】
図５６は、シミュレーションによる音のプロットである。図５７は、表１６におけるマシンの改造前後の値をプロットした図であり、丸いプロットがマシン改造前のプロットであり、バツのプロットがマシン改造後のプロットである。
【０２２８】
また、図５６及び５７において、（式４）は誤差を含まない場合の境界であり、（式５）は誤差を含んだ場合の境界である。誤差を含まなければ、ほとんど不快感を与えることなく画像形成装置の改造がなされ、４方向の平均値でもほとんど不快さを感じない画像形成装置となったといえる。一方、誤差を考慮すると、図５０〜図５３の結果より、原因不明の４００Ｈｚを低減する事でさらに音質改善が期待でき、外装材によるさらなる遮音、吸音材の使用等、音源対策のほかに、空気伝搬音、固体伝搬音の対策を行うことで誤差を含んだ状態でもほとんど不快さを感じない画像形成装置となったといえる。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【図１】本実施形態に係わる画像形成装置の概略図である。
【図２】光学ユニットの概略図である。
【図３】感光体ユニット及び現像ユニットの断面図である。
【図４】感光体ユニットの構造を示す図である。
【図５】定着ユニットの外観図である。
【図６】定着ユニットの断面図である。
【図７】給紙部の構成を示す断面図である。
【図８】給紙部の構造を示す概略図である。
【図９】画像形成装置が発する騒音を検出する際の測定条件を示す図である。
【図１０】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１１】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１２】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１３】本実施形態に係わる画像形成装置の概略図である。
【図１４】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１５】因子分析のモデル図である。
【図１６】因子分析のモデル図である。
【図１７】因子分析のモデル図である。
【図１８】因子分析のモデル図である。
【図１９】因子分析のモデル図である。
【図２０】因子分析のモデル図である。
【図２１】因子とラウドネスの関係を示す散布図である。
【図２２】因子とラウドネスの関係を示す散布図である。
【図２３】１４の形容詞についての関係を示す相関図行列である。
【図２４】衝撃感因子の説明図である。
【図２５】金属性因子の説明図である。
【図２６】こすれ感因子の説明図である。
【図２７】総合不快の説明図である。
【図２８】共分散構造分析結果の再構築したモデル図である。
【図２９】モデルによる予測値とＳＤ法による実測値の散布図である。
【図３０】Ａ列とＢ列の散布図である。
【図３１】Ａ列とＢ列の散布図を変換した結果を示す図である。
【図３２】改造前のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３３】改造前のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３４】改造後のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３５】改造後のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３６】改造後のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３７】ステップ角θ0で駆動されるステッピングモータのロータの動きを説明する図である。
【図３８】ステッピングモータのマイクロステップ駆動の１つである１−２相励磁のシーケンスを示す図である。
【図３９】ポリゴンミラーモータの近傍にヘルムホルツ共鳴器を取り付けた機構を示す図である。
【図４０】帯電音対策がなされた感光体ユニットの断面図である。
【図４１】帯電音対策がなされた感光体ドラムの外観図である。
【図４２】通常のプリント時とフリーラン時とで画像形成装置が発する騒音を測定して周波数分析した結果である。
【図４３】図４２に示す分析結果に示される通常のプリント時とフリーラン時の騒音から得られる各周波数帯域の音圧レベル差を示すグラフである。
【図４４】用紙の摺動音を低減するための対策を施した搬送ユニットの概略図である。
【図４５】用紙の摺動音を低減するための対策を施した搬送ユニットの構造図である。
【図４６】用紙の摺動音を低減するための対策を施した搬送ユニットの構造図である。
【図４７】案内部材の具体的な構造を示す図である。
【図４８】案内部材の具体的な構造を示す図である。
【図４９】カラー２８ｐｐｍ機の騒音対策後における騒音の分析結果である。
【図５０】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５１】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５２】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５３】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５４】衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【図５５】衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【図５６】シミュレーションによる衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【図５７】表１６に示す改造前後の衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【符号の説明】
【０２３０】
１ 光学ユニット
２ ポリゴンミラーモータ
３ 感光体ユニット
４ 現像ユニット
５ 転写ユニット
６ Ｐセンサ
７ レジストローラ
８ 給紙トレー
９ 第１トレー
１０ 第２トレー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置に関し、特に、ＯＡ機器全般、印刷機、家電機器等の画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィス等においては、複写機、プリンタまたはファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置を搭載した種々の装置が設置されている。この種の画像形成装置は、多くの部品が機械的に連結等されている。また、画像形成装置は、これらの機構等を駆動するためのモータを有しており、画像形成動作時には装置各部の動作音が発生し、この動作音がユーザ等に不快感を与える等、騒音問題になる場合もある。かつては、これらの機器は便利であれさえすれば良かったが、オフィス内の環境改善が進むに連れて、ＯＡ機器に対しての騒音問題解決の要望が多くなった。そのため、画像形成装置の静音化が進められ、以前に比べ、相当の静音化を達成してきている。現在、画像形成装置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や音圧レベル（ＩＳＯ７７７９）が用いられている。
【０００３】
特許文献１では、評価すべき音のデジタル信号が音質指数演算部に入力されると、波形前処理部で各種の音響指数の演算に必要な前処理を行った後、音響指数演算部で複数の音響指数を演算する。このとき、大きさ指数演算部で音の大きさ指数を演算するだけでなく、騒音の主観的なうるささや不快さに及ぼす影響を考慮し、高周波純音指数、広帯域雑音指数をそれぞれ高周波純音指数演算部、広帯域雑音指数演算部において演算する。そして、得られた大きさ指数、高周波純音指数、広帯域雑音指数に基づいて、総合音質指数演算部で総合音質指数を演算し、演算結果表示部に表示する。以上の処理により、事務機器等から生じる騒音などの音について、人の主観的な感覚に与える影響を考慮した総合的な音質の評価が可能な音質評価装置、及び音質評価方法が提案されている。
【０００４】
特許文献２では、音圧レベル値、心理音響パラメータのラウドネス値、シャープネス値、トーナリティ値、インパルシブネス値を用いた式によって算出される不快確率値が、所定の条件を満たす画像形成装置を提供することにより、低速〜高速で稼動する画像形成装置から発せられる音の不快確率を算出することが可能な音質評価式の導出を行い、画像形成装置の速度と不快感の許容値の関係を近似化し、低速機から中高速機までの画像形成装置に対する不快音源を、合理的に評価可能とし、かつ理解しやすい値で示した上で、改善することにより、心理的な不快感を緩和する画像形成装置、音質評価方法、画像形成装置の製造方法、及び画像形成装置の改造方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３３６９７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の発明は以下の問題を有している。
【０００６】
音響パワーレベルや音圧レベル（ＩＳＯ７７７９）は、複写機やプリンタ、複合機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相関があまり良くない場合がある。例えば、音圧レベル（等価騒音レベル Leq：測定時間全体についてエネルギー平均した値）の値が同じ音を比較して聞いた場合に、音の周波数分布の違いや衝撃音の有無で不快さに差があることがある。また、音圧レベルの値は小さくても、高周波成分や純音成分等が含まれていると不快に感じる場合がある。
【０００７】
したがって、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や音圧レベルでの評価と低減だけでなく、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・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、改善前後でどのくらい改善されたのか計測する必要がある。ところが、音質は物理量ではないため、定量的な測定を行う事ができない。よって、目標値の設定も困難である。また、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、定性的な表現となる。さらに個人差があるために、人によって評価が異なり、得られた結果が一般的に言えるのかどうか判定が難しい場合がある。よって、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。このため、主観評価実験を行い、その結果について統計処理を行って音質の定量化を行う必要がある。
【０００８】
主観評価にはＳＤ（Semantic Differential）法を用いて、供試音の印象を被験者に尋ねる方法が以前からよく行われている。具体的には、多数の刺激（供試音）に対して、対となる形容詞の段階評価を行い、その結果に対して主成分分析から因子分析を行い、複数の因子で刺激の定量的説明を行う。主観評価に用いる形容詞には不快さに関する内容も準備し、得られた複数因子と不快さの関係を重回帰分析によって求める。さらに、因子と音の音響物理量の関係についても因子分析を行い、最終的に物理量→因子→不快さというように、不快さを物理量で予測する。
【０００９】
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（括弧内は単位）。（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 『ダミーヘッドを用いた音質評価システム』 参照）
【００１０】
・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、純音成分の相対的な分布量
・ラフネス（asper）：音の粗さ感
・フラクチュエーション・ストレングス（vacil）：変動強度、うなり感
・インパルシブネス（iu）：衝撃性
以上の心理音響パラメータも計測可能な機器が提案されている。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、基本的な考え方や定義は同じであるが、計測器メーカー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、メーカーによって測定値が若干異なるのが普通である。また、インパルシブネスの様に、計測器メーカー独自で開発したオリジナルなパラメータもある。
【００１１】
複写機やプリンタ、複合機などの画像形成装置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。人間はこれらの音を総合的に判断して不快かどうかの判定を行っているが、音の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、機械の音色によって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が存在する。これらの心理音響パラメータや音圧レベルを組み合わせて、因子を説明し、不快さを予測している。
【００１２】
しかし、上記のように段階的に印象と因子、因子と不快さ、因子と物理量の関係を求めて、最終的に繋ぎ合わせて物理量から不快さを予測するやり方は、以下の２つの不具合がある。
【００１３】
（１）全体モデルの誤差を推定できない。印象と因子、因子と物理量、因子と不快さの関係というように、複数のステップで不快さを推定しているため、因子と物理量の関係、因子と不快さの関係等、それぞれの誤差は出せるが、物理量、因子、不快さについて、全体での評価をしていないため、全体モデルの誤差を推定できない。よって、従来の方法では、モデル全体の精度が良いのか悪いのか、判定できない。
【００１４】
（２）図１６及び１８に示す従来のモデルにおいて、本来は物理量や印象によって不快さをコントロールすることができない。図１６及び１８に示すように、矢印の向きが物理量や印象からＹに向いていない（ただし、因子からＹを推定することは正しい）。
【００１５】
因子分析は、様々な形容詞の印象から、背後に潜む潜在的な真値を発見するための方法である。つまり、因子が因果関係の原因で、結果が印象（形容詞）となる。これは刺激に対する複数の形容詞（印象）の場合だけでなく、刺激に対する複数の物理量の因子分析についても、潜在的な真値を発見する。
【００１６】
ここで、図１７と図１８に示すモデルの違いを説明する。例えば、表１のような３６音の供試音の音響物理量データを用意する。これは後述するＳＤ法実験で、実際に用いた供試音である。このデータを用いて、主成分分析から因子分析を行う。統計解析ソフトＪＭＰを用い、主成分を３つ、因子も３つとして機械的に主成分分析と因子分析を行った。表２は主成分分析と因子分析の結果であり、図１９は因子分析結果のイメージ図である。
【００１７】
【表１】
【表２】
【００１８】
ここで、因子から物理量に対する矢印を逆転させた場合の因子分析について説明する。
【００１９】
図１９に示すように、音圧レベル、ラウドネス、トーナリティの真値が因子１である。よって、ここでは、ラウドネスと因子１とを例にして説明を行う。ラウドネスと因子１の関係で、ｘ→ｙ、ｙ→ｘにおける回帰係数を比較する。つまり、因子１とラウドネスの関係の散布図より回帰係数を比較する。図２１及び２２は、ｘ軸とｙ軸を逆転させた散布図である。
【００２０】
図２２より、因子１=２．０３１１×ラウドネス＋７．８９６９・・・・・（式６）
図２１より、ラウドネス=０．３８８９×因子−３．０７１３・・・・・（式７）
が得られる。
【００２１】
（式６）をラウドネスの式に変換すると、
ラウドネス＝０．４９２３４４０５×因子−３．８８７９９１７２９・・・・・（式８）
が得られる。
【００２２】
ここで、（式８）と（式７）とを比較すると、因子を目的変数、ラウドネスを説明変数にして解析した場合と異なることが分かる。よって、回帰分析において、目的変数と説明変数の役割を逆にして解析して、得られた式上で、役割を逆にしてはいけないことが分かる。つまり、図１８を図１７として使用すると、間違った結果が得られるということになる。
【００２３】
そこで、（１）及び（２）の不具合を解決するために、１ステップで一気にモデルの分析を行い矢印も図１５及び図１７に示す方向に向かっているモデルを提供する。そのために、共分散構造分析（構造方程式モデリング：Structural Equation Modeling、ＳＥＭ）を用いる。共分散構造分析の多重指標モデルを利用すると、数ステップに分けて分析検討していた関係性を、一度の分析で数値化し求めることができる上に、仮説ロジックを全体として評価して統計的に検証することが可能である。
【００２４】
つまり、共分散構造分析の多重指標モデルでは、複数の因子分析や重回帰分析を織り交ぜたようなモデルを、1つにまとめて分析することができる。因子分析の結果をさらに回帰分析にかけるというようなことを繰り返すと、誤差が蓄積して分析全体の精度が落ちるとともに、モデル全体での誤差を明らかにすることができない。
【００２５】
一方、共分散構造分析ではモデル全体を丸ごと1度に分析することができ、推定精度が高まり、その上データとモデルの適合の程度を評価することも可能である。
【００２６】
そこで、本発明は、上記のような不快音の問題に対し、複数の音響物理量を動かした場合の因子空間での効果に基づく不快感モデルを作成するとともに、不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにすることができる画像形成装置の音質評価方法、及び画像形成装置を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
請求項１記載の発明は、画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する評価方法であって、画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数１】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の音質評価方法において、不快でない領域を（式４）により設定したことを特徴とする。
【数２】
【００２９】
請求項３記載の発明は、画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する評価方法であって、画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数３】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び誤差を考慮して不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の音質評価方法において、誤差を考慮して設定される不快でない領域は（式５）によって設定されることを特徴とする。
【数４】
【００３１】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１から４のいずれか１項記載の音質評価方法により設定された不快でない領域の音を発生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、複数の音響物理量を動かした場合の因子空間での効果に基づく不快感モデルを作成するとともに、不快さを精度よく予測し、かつ、どの様な不快さなのかを物理量から明らかにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態に係わる画像形成装置の音質評価方法について説明する。
【００３４】
＜画像形成装置の構成＞
画像形成装置には画像形成速度や構造体、装置のサイズが異なる様々な形態があり、代表的な物を以下に示す。
【００３５】
（Ａ１）複数モードを持つ画像形成装置
図１は、本実施形態に係わる画像形成装置（複数モードを持つ機器）の全体構成例を示す説明図である。本発明は、このような一般的な画像形成装置が発する騒音を評価する方法であり、評価方法についての説明に先立ち、一般的な画像形成装置の構成について説明する。
【００３６】
図１に示す画像形成装置は、電子写真方式を採用したディジタルカラープリンタであり、光学ユニット１と、感光体ユニット３と、現像ユニット４と、転写ユニット５と、定着ユニット４６と、給紙部１１０とを備えている。
【００３７】
画像形成時には、当該画像形成装置の最下部に配置された給紙部１１０に収容された画像形成対象シート（印刷用紙やＯＨＰシート等も含むが、以下用紙とする）が図の右下側から左斜め上側へ上がる所定の搬送経路に沿って搬送させられる。このように搬送される用紙は、給紙部１１０から繰り出されて、給紙部１１０の上方側に図の右下から左上側への斜め方向の搬送経路に沿って搬送される。この間、用紙は同様に搬送経路に沿って並んで配置される４つの感光体ユニット３と、現像ユニット４と、転写ユニット５との間を通過させられ、所定の画像が転写される。かかる画像転写がなされた用紙は、感光体ユニット３、現像ユニット４、及び転写ユニット５のさらに左斜め上側に配置される定着ユニット４６へ搬送され、定着ユニット４６によって転写画像が定着させられる。
【００３８】
図２に示すように、光学ユニット１は、図２の右下から左上方向といった斜め方向である用紙搬送路に沿って延在するユニットであって、その方向に沿って配置されるハウジング１１を有している。ハウジング１１の上部には、４つの色毎のレーザダイオード（ＬＤ）１７（Ｂｋ：ブラック）、１８（Ｃ：シアン）、１９（Ｍ：マゼンダ）、２０（Ｙ：イエロー）が取り付けられている。
【００３９】
また、ハウジング１１には、主操作ライン操作のためのポリゴンミラーモータ２、ドット位置補正のための２層ｆθレンズ（２１、２２）、面倒れ補正を行うための長尺ＷＴＬレンズ（２３、２４、２５、２６）、図示せぬレーザビーム径補正のためのシリンダレンズ等が取り付けられている。
【００４０】
ポリゴンミラーモータ２には、上下２枚の６面ミラー２７が一体となって形成されており、このポリゴンミラー２７にＬＤ（１７、１８、１９、２０）が発したレーザ光が照射される。
【００４１】
各色に対応するＬＤ（１７、１８、１９、２０）は、用紙の搬送タイミングにあわせて発光し、その光（図中太線で示す）がシリンダレンズ、ポリゴンミラー２７、２層ｆθレンズ（２１、２２）、長尺ＷＴＬレンズ（２３、２４、２５、２６）を経由して各色の感光体ドラム２８に照射される。
【００４２】
なお、ブラックに対応するＬＤユニット１７については、２ビーム方式のものを採用することが好ましい。すなわち、２ビーム方式のＬＤを採用することで、モノクロ画像形成時に２ビームを同時に書き込むことができ、ポリゴンミラーモータ２の回転数を抑えながら、かつ迅速な書き込みを行うことができるからである。このようにポリゴンミラーモータ２の回転数を低減することで、騒音が抑制されるといった効果や、モータの寿命が延びるといった効果も得られる。例えば、カラーモードで印刷する場合にポリゴンミラー２７の回転数が２９５２８ｒｐｍ（revolutions per minute）で印刷速度２８ｐｐｍ（pages per minute）であるが、モノクロ印刷時にはポリゴンミラー２７の回転数が２１８５０ｒｐｍと回転速度が小さいにもかかわらず、印刷速度３８ｐｐｍとなるといった具合である。
【００４３】
図１に戻り、この画像形成装置における感光体ユニット３、現像ユニット４、及び転写ユニット５の構成について説明する。同図に示すように、この画像形成装置は、４連ドラムのタンデム作像方式を採用した装置であり、この方式を採用することでフルカラー印刷モード及びモノクロ印刷モードの印刷速度を向上させている。また、上述したように感光体ユニット３、現像ユニット４、及び転写ユニット５を斜めに配置することで設置スペースを小さくし、これにより装置全体を小型にしている。
【００４４】
感光体ユニット３、現像ユニット４は、それぞれ各色で独立したユニットとなっている。つまり、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４、シアン（Ｃ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４、イエロー（Ｙ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４、ブラック（Ｂｋ）用の感光体ユニット３及び現像ユニット４があり、これらが図１の右下側から左上側に上記順序で並んで配置されている。なお、Ｂｋ用を除いたＭ用、Ｃ用、Ｙ用の感光体ユニット３は全く同一の構成であるため、新しいユニットであればどの色用（Ｍ、Ｃ、Ｙ）に用いるようにしてもよい。
【００４５】
転写ユニット５は、上述した順序で斜め方向に配置される感光体ユニット３及び現像ユニット４の下方側に、当該斜め方向に沿って延在するユニットであり、その斜め方向に沿うよう配置されている。転写ユニット５は、複数のローラと、当該ローラに巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト２９とを有している。図示せぬモータによってローラが回転させられることにより転写ベルト２９が図中半時計回りに回転させられ、給紙部１１０から送り出された用紙はかかる転写ベルト２９に載って図の右下側から左上側に搬送させられる。また、転写ユニット５の搬送方向の下流側（図の左上側）には、Ｐセンサ６が配置されており、かかるＰセンサ６が転写ベルト２９上に形成されたＰセンサパターンの濃度を検知し、かかる検知結果が制御に利用される。
【００４６】
ここで、図３にある色に対応する感光体ユニット３及び現像ユニット４の断面図を示す。同図に示すように、感光体ユニット３は、感光体ドラム２８（例えばφ３０）を有している。感光体ドラム２８は中空円柱状であり、後述する駆動機構によって図中時計回りに回転させられるようになっている。
【００４７】
感光体ドラム２８の上方側には帯電ローラ３６（例えば、φ１１）が配置されている。帯電ローラ３６は、その表面が感光体ドラム２８の表面から０.０５ｍｍ程度離間した位置に配置されている。そして、帯電ローラ３６は、感光体ドラム２８と逆方向、つまり図中半時計周りに回転させられ、感光体ドラム２８の面上に均一な電荷を印加している。
【００４８】
また、帯電ローラ３６の上方側にはクリーニングブラシ３７が配置されている。感光体ドラム２８の左斜め上側にはクリーニングブラシ３９及びカウンターブレード３８が配置され、これらによって感光体ドラム２８のクリーニングがなされる。
【００４９】
また、クリーニングブラシ３９の左側には、廃トナー回収コイル４０が配置されており、かかる廃トナー回収コイル４０によって回収された廃トナーは、図１に示す廃トナーボルト１６に搬送されるようになっている。
【００５０】
次に、現像ユニット４は、乾式２成分磁気ブラシ現像方式を採用したものであり、現像ローラ３０と、現像ドクタ３１と、搬送スクリュー左３２と、搬送スクリュー右３３と、トナー濃度センサ３４と、剤カートリッジ３５とを備える。
【００５１】
次に、図４を参照しながら感光体ユニット３の駆動機構について説明する。感光体ユニット３は、各色毎に設けられており、４つのユニットがあるが、Ｍ用、Ｃ用、Ｙ用（カラー用）の３つの感光体ユニット３と、Ｂｋ用の感光体ユニット３とは別々の駆動機構によって駆動されるようになっている。すなわち、カラー用の感光体ユニット３の駆動は、カラードラム駆動モータ４１を駆動源とし、この駆動力を伝達するギヤ（４３、４４）、ジョイント４５とによって行われる。
【００５２】
一方、ブラック用の感光体ユニット３の駆動は、別の黒ドラム駆動モータ４２を駆動源とし、この駆動力を伝達する別のギヤ４４、ジョイント４５によって行われる。したがって、カラーモード印刷時には、カラードラム駆動モータ４１のみが動作し、黒ドラム駆動モータ４２は停止している。一方、モノクロモード印刷時には、黒ドラム駆動モータ４２のみが動作し、カラードラム駆動モータ４１は停止している。なお、カラードラム駆動モータ４１および黒ドラム駆動モータ４２はステッピングモータである。
【００５３】
図５及び６に示すように、この定着ユニット４６は、ベルト定着方式を採用したものであり、ベルトは定着ローラと比べて熱容量が小さいことから、この方式を採用することで、定着ローラを用いる方式よりもウォームアップ時間の短縮、待機時のローラ設定温度を低下できる等のメリットがある。
【００５４】
この定着ユニット４６は、画像が転写された用紙を加熱・加圧し、用紙上にトナー像を定着させるものであり、定着ベルト１３と、オイル塗布ユニット４７とを有している。オイル塗布ユニット４７内には、ジェルがオイルから染み出し、これが塗布フェルト４８から塗布ローラ４９に供給される。そして、塗布ローラ４９が回転しながら定着ベルト１３に微量のシリコーンオイルを塗布している。
【００５５】
このように定着ベルト１３にオイルを塗布することで、定着ベルト１３と用紙とが剥離しやすくなるようにしている。なお、かかるオイル塗布ユニット４７による塗布動作は、用紙が１枚搬送される毎になされるようになっており、図示せぬソレノイドやスプリングを有する機構によって、用紙１枚が搬送される都度オイル塗布ユニット４７が駆動され、定着ベルト１３と接触させられる。一方、用紙１枚が通過すると、上記機構によってオイル塗布ユニット４７が定着ベルト１３から離間させられるようになっている。
【００５６】
また、図５に示すように、定着ベルト１３の用紙搬送方向上流側には、クリーニングローラ５０が設けられており、かかるクリーニングローラ５０が定着ベルト１３上の汚れを吸着し、これによりベルトクリーニングがなされる。
【００５７】
以上が定着ユニット４６の構成であり、かかる定着ユニット４６を通過した用紙は、搬送ローラによって図１に示す本体トレー５１０に搬送される。
【００５８】
次に、図７を参照しながら給紙部１１０の構成について説明する。かかる給紙部１１０は、第１トレー９と、第２トレー１０と、手差し給紙トレー８といった３つのトレーを有している。これらの各トレーは、トレーに収容された用紙を送り出す方式として、ＦＲＲ給紙方式を採用している。ＦＲＲ給紙方式による送り出し機構は、給紙トレー内に積層された用紙束中から送り出された用紙を一枚づつに分離する為に、給紙方向に回転駆動される給紙コロに対して逆転コロを当接させた構成となっている。
【００５９】
この構成の下、逆転コロは、給紙コロとは逆方向へ向かう弱いトルクがトルクリミッタを介して付与されているため、給紙コロと接触している状態、或は一枚の用紙が両コロ間に進入した状態では給紙コロに連れ回りする一方で、給紙コロと離間した状態、或は２枚以上の用紙が両コロ間に進入した状態では逆回転する。このため、重送用紙の進入時には逆転コロに接する側の用紙は給紙方向下流側へ戻されて、重送が防止されることとなる。
【００６０】
第１トレー９に収容された用紙は、第１給紙ユニット５１によって１枚分離されて第１トレー９から送り出される。そして、送り出された用紙は、中継ローラ５３によって搬送され、搬送ローラ５５に到達する。ここで、用紙は搬送ローラ５５によってターンさせられながら、左斜め上方側のレジストローラ７に向けて搬送される。
【００６１】
搬送された用紙は、停止しているレジストローラ７に突き当たり、これにより用紙の斜行が補正される。そして、感光体ユニット３等による画像形成工程とのタイミング調整を行い、所定のタイミングで図示せぬレジストクラッチがつながれてレジストローラ７が駆動され、用紙が転写ユニットへ向けて搬送される。以降用紙は、上述したように転写ベルト２９によって搬送され、所定の画像転写等の処理がなされる。
【００６２】
なお、第２トレー１０に収容された用紙の送り出しは、第２給紙ユニット５２、中継ローラ５４によって搬送ローラ５５に向けて用紙が搬送され、その後は第１トレー９に収容された用紙と同様である。また、手差しトレー８にセットされた用紙は、給紙ユニット５６によってレジストローラ７に向けて搬送され、以降は上記第１トレー９からの用紙搬送と同様である。
【００６３】
次に、上述したように第１トレー９及び第２トレー１０から用紙を送り出す第１給紙ユニット５１及び第２給紙ユニット５２を駆動する構成について説明する。
【００６４】
図８に示すように、これらの両ユニットは、１つのステッピングモータ８３によって駆動されており、各々のユニットへの駆動力伝達は第１給紙クラッチ５７及び第２給紙クラッチ５８を介して行われる。すなわち、第１トレー９から用紙を送り出すときは第１給紙クラッチ５７のみがつながれた状態となり、第２トレー１０から用紙を送り出すときは第２給紙クラッチ５８のみがつながれた状態となる。
【００６５】
この画像形成装置は、上述したようにカラー用感光体ユニット３等を有しており、モノクロ印刷のみならず、カラー印刷もできるようになっている。より具体的には、表３に示すように、「モノクロモード」、「カラーモード１」、「カラーモード２」、「ＯＨＰ／厚紙モード」といった４つの印刷モードを有しており、ユーザが操作部等を操作してモードを選択した場合、その選択にしたがって図示せぬ当該画像形成装置の制御部（動作制御手段）が装置各部を制御し、その動作モードで各部を動作させる。この画像形成装置では、制御部がユーザに選択されたモードによって画像形成速度を３種類（１８２．５ｍｍ／ｓ＝３８ｐｐｍ（pages per minute）、１２５．０ｍｍ／ｓ＝２８ｐｐｍ、６２．５ｍｍ／ｓ＝１４ｐｐｍ）に切り替えるようになっている。
【００６６】
すなわち、選択された動作モードによってステッピングモータ８３、黒ドラム駆動モータ４２、カラードラム駆動モータ４１といったモータの回転速度を変化させるよう制御しているのである。なお、本実施形態においては、「ｐｐｍ」はＡ４横サイズの用紙の１分あたりの出力枚数である。
【００６７】
【表３】
【００６８】
ここで、高解像度の「カラーモード２」や「ＯＨＰ／厚紙モード」では、印刷速度（画像形成速度）が１４ｐｐｍであるのに対し、「モノクロモード」では印刷速度が３８ｐｐｍであり、３倍近い速度差がある。このような大きな速度差を１つのモータで実現するため、この画像形成装置では用紙搬送機構系等の駆動源としてステッピングモータを採用している。
【００６９】
（Ａ２）大型（コンソール型）画像形成装置の構成
図１３は、本実施形態に係わる画像形成装置（コンソール型）の構成例を示す説明図である。すなわち、床面に設置して使用されるように全高が高く設計され、その全体が上部（ＡＤＦ（自動原稿搬送装置）１３０、スキャナ１４０、書き込みユニット１６０、作像エンジン１５０）１２０、下部（バンク給紙ユニット１８０）とから構成されるコンソール型のデジタルＭＦＰ（マルチ・ファンクション・プリンタ）を示している。つまり、通常のコピー機能、パソコンからの指示によるプリンタ機能、さらにはファクシミリ機能を備える場合もある。
【００７０】
このようなタイプの画像形成装置は一般的に高速機である。上部１２０は、筐体内に光学要素（スキャナ１４０、書き込みユニット１３０）を収容した光学ユニットと、その下方に位置する作像エンジン１５０と、筐体上部に配置するＡＤＦ１３０と、を有している。
【００７１】
図１３において、符号１２１は静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム、符号１２２は帯電チャージャ、符号１２３は現像ユニット、符号１２４は転写・分離チャージャ、符号１２５はクリーニングユニット、符号１２６は定着ユニット、符号１２７はレジストローラ、符号１３１は原稿台、符号１３２はコンタクトガラス、符号１３３は露光ランプ、符号１３４は第１ミラー、符号１３５は第２ミラー、符号１３６は第３ミラー、符号１３７は結像レンズ、符号１３８はＣＣＤ、符号１３９はミラー、符号１９０はロック機能付きのキャスターである。
【００７２】
すなわち、スキャナ１４０は、原稿を載置するコンタクトガラス１３２と走査光学系で構成されている。走査光学系は、露光ランプ１３３と第１ミラー１３４を搭載した第１キャリッジと、第２ミラー１３５と第３ミラー１３６を保持する第２キャリッジと、結像レンズ１３７と、ＣＣＤ１３８と、を備えている。なお、原稿読み取り時にはステッピングモータにより駆動されて一定の速度で移動する第１キャリッジと、第１キャリッジの１／２の速度で駆動される第２キャリッジとを備えている。
【００７３】
この第１キャリッジ、第２キャリッジによりコンタクトガラス５１２上の原稿（不図示）が光学的に走査され、そこで得られた反射光は、露光ランプ１３３、第１ミラー１３４、第２ミラー１３５、第３ミラー１３６、結像レンズ１３７を介してＣＣＤ１３９上に結像され光電変換される。
【００７４】
書き込みユニット１６０は、レーザ出力ユニット、ｆθレンズ、ミラー（いずれも不図示）などを備えている。レーザ出力ユニットの内部には、レーザ光源であるレーザダイオードやポリゴンミラーが備わっている。
【００７５】
画像処理部から出力された画像信号は、書き込みユニット１６０により、この画像信号に対応した強度を有するレーザ光に変換され、コリメートレンズ、アパーチャー、シリンダレンズにより一定形状の光束に整形されてポリゴンミラーに照射され、出力される。書き込みユニット１６０から出力されたレーザ光は、ミラー１３９を介して感光体ドラム１２１に照射される。また、ｆθレンズを通過したレーザ光は、画像領域外に配置された主走査同期検知信号を発生するビームセンサー（不図示）に照射される。
【００７６】
ＡＤＦ１３０は、原稿台１３１にセットされた原稿を１枚ずつコンタクトガラス１３２へ搬送し、読み取り後に排紙する。すなわち、原稿は原稿台１３１にセットされ、サイドガイドにより幅方向が揃えられる。原稿台１３１上の原稿は、一番下の原稿から給紙ローラにより１枚づつ給紙され、搬送ベルトにより、コンタクトガラス１３２上に送られる。コンタクトガラス１３２上の原稿は読み取り終了後、搬送ベルトおよび排紙ローラにより排紙トレー上に排紙される。
【００７７】
バンク給紙ユニット１８０の、第１トレー１８１、第２トレー１８２、第３トレー１８３、第４トレー１８４に積載された記録紙は、それぞれ第１給紙装置１８５、第２給紙装置１８６、第３給紙装置１８７、第４給紙装置１８８によって給紙され、さらにバンク縦搬送ユニット１８９、本体縦搬送ユニット１７０によって搬送される。この記録紙の先端がレジストセンサー（不図示）で検出されると一定時間搬送された後、レジストローラ１２７のニップ部分で一旦停止して待機状態となる。
【００７８】
上記待機した記録紙は、画像有効信号のタイミングに合わせて感光体ドラム１２１側に送し出され、転写・分離チャージャ１２４の転写ｏｎにより感光体ドラム１２１に密着し、画像が転写される。さらに感光体ドラム１２１から分離ｏｎにより記録紙を感光体ドラム１２１から分離する。このトナー像が転写された記録紙は、搬送装置により搬送され、定着ローラおよび加圧ローラでなる定着ユニット１２６の熱・加圧作用により定着され、排紙ローラ１７１によって機外に排紙される。なお、図１３に示す画像形成装置の画像形成速度は、例えば３６２ｍｍ／ｓ程度である。
【００７９】
このように、感光体ドラム１２１への画像形成は、帯電チャージャ１２２によって感光体ドラム１２１上に帯電された電荷をレーザ光を照射することにより静電潜像を形成し、現像ユニット１２３によって感光体ドラム１２１上に画像を形成する。
【００８０】
両面ユニット１７３を使用して両面印刷を行う場合には、定着後の記録紙を、切り換え爪によって両面搬送路１７４に導き、フィードローラ、分離コロを通過して両面トレーに集積する。トレーに集積された記録紙は、トレーが上昇することによりフィードローラと接触し、フィードローラが回転することにより本体縦搬送ユニット１７０に送られ、レジストローラ１２７へ再給紙された後に裏面に対して印刷が行なわれる。
【００８１】
反転排紙を行う場合には、切り替え爪によって記録紙を反転専用トレー方向に導き、さらに記録紙の後端が反転検知センサを通過すると、搬送コロが逆転し、排紙トレー方向に導き、あらかじめ設定したトレーに排紙する。
【００８２】
＜音質評価手法＞
次に、上述した画像形成装置が発する騒音を評価し、その評価に基づき当該騒音が人に与える不快感を低減する方法について説明する。
【００８３】
画像形成装置の音質評価実験と不快音源の特定および、音質評価式導出の流れは以下のとおりである。
（１）画像形成装置の動作音の採取
（２）動作音の分析
（３）採取した動作音から供試音の作成
（４）供試音の音響物理量（心理音響パラメータ、音圧レベル）の測定
（５）ＳＤ法実験のための形容詞選定
（６）被験者を集め、供試音提示によるＳＤ法実験
（７）ＳＤ法実験結果の主成分分析
（８）ＳＤ法実験結果の因子分析
（９）変量の合成による因子推定
（１０）共分散構造分析
（１１）予測値と実測値の比較
（１２）不快さマッピング
【００８４】
以下、上記各過程の詳細について説明する。
【００８５】
（１）画像形成装置の動作音の採取
画像形成装置の動作音の採取は、ヘッドアコースティックス社製ダミーヘッドＨＭＳ（Head Measurement System）ＩＩＩを用い、バイノーラル（両耳覚）録音を行った。このようにバイノーラル録音を行い、専用ヘッドフォンで再生することで、実際に人間が機械の発生する音を聞いたときの感覚で再現できるからである。
【００８６】
また、主観評価対象とする画像形成装置は、複数モード（３種類の画像形成速度で画像形成動作を行う）を持つ画像形成装置と、高速の単独の画像形成速度の画像形成装置を用い、これらの２機種で４つの画像形成速度の動作音について採取、測定を行った。複数モードを持つ画像形成装置の画像形成速度は１４ｐｐｍ、１８ｐｐｍ、３８ｐｐｍ、高速の画像形成装置の画像形成速度は６５ｐｐｍである。つまり、低速域から高速域までの供示音を用意する。なお、複数モードを持つ画像形成装置はカラーの画像形成装置であり、１４ｐｐｍ、２８ｐｐｍ時はカラーモード、３８ｐｐｍ時はモノクロモードという仕様の装置を使用した。
【００８７】
測定条件は以下の通りである（図９参照）。
【００８８】
・録音環境‥‥半無響室
・ダミーヘッド２０３の耳の位置（収音位置）２０４‥‥高さ１.２ｍ
被測定機器２０１端面からの水平距離１ｍ（１±０.０３）、幅方向は機器中央位置
・録音方向‥‥前面（画像形成装置の操作部２０２がある面）、後面、左右面の４方向
・録音モード‥‥ＦＦ（フリー・フィールド：無響室用）
・ＨＰフィルタ‥‥２２Ｈｚ
なお、ダミーヘッドの高さを１.２ｍとしたのは、最近の画像形成装置の利用の仕方として、ユーザが着席した状態でパーソナルコンピュータ等から画像形成の指示を出すケースが多いことを考慮したものである。もちろん、人間が立っている状態を考慮して１.５ｍの高さにダミーヘッドを設置してもよい。
【００８９】
ところで、画像形成装置が発する音は、方向ごとに異なるのが通常である。種々のモータの配置位置や、用紙の搬送経路、排紙口の位置などが装置中心にあるわけではなく、分散配置されているからである。よって、ある音源（モータ等）が発する音は右面側ではよく聞こえるが、左面側ではよく聞こえないといったように各方向ごとに採取される音も異なるものとなる。後述する実験に使用する供試音はどの方向で採取したものであってもよいが、音質評価実験を行う際にはいずれか１つの方向で採取したものに統一した方がよい。そこで、本実験では、前面側においてユーザが最も聞く機会が多いと考えられる一方で、通常画像形成装置の後面側は壁にあわせて設置されるため、後面側の音を聞く機会がほとんどないと考えられるので、前面側で採取したものを供試音として利用することとした。
【００９０】
（２）動作音の分析
次に、上述したように採取した画像形成装置の動作音の分析を行った。まず、複数モードを持つ画像形成装置において、カラー２８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度が２８ｐｐｍで動作したときの騒音を分析すると、図１０に示すような分析結果が得られた。図１０（ａ）は時間軸上において、採取した音を表現したものであり、図１０（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表現したものである。この結果から、７つの主要な音源を抽出した。まず、時間軸上で定着ユニット４６の定着オイル塗布衝撃音を抽出した。そして、周波数軸上では、カラー現像駆動系音、給紙ステッピングモータ音、帯電音、ドラム駆動ステッピングモータ音、ポリゴンミラーモータ音、用紙摺動音を抽出した。
【００９１】
次に、カラー１４ｐｐｍのとき、つまり印刷速度が１４ｐｐｍで動作したときの騒音を分析すると、図１１に示すような分析結果が得られた。図１１（ａ）は時間軸上において、採取した音を表現したものであり、図１１（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表現したものである。この結果から、主要な音源として、時間軸上では定着オイル塗布衝撃音を抽出し、周波数軸上では給紙ステッピングモータ音、帯電音、ドラム駆動モータ音、ポリゴンミラーモータ音、用紙摺動音を抽出した。
【００９２】
次に、モノクロ３８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度３８ｐｐｍで動作したときの騒音を分析すると、図１２に示すような分析結果が得られた。図１２（ａ）は時間軸上において、採取した音を表したものであり、図１２（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表したものである。この結果から、主要な音源として、時間軸上では定着オイル塗布衝撃音を抽出し、周波数軸上では、現像駆動系音、帯電音、ドラム駆動ステッピングモータ音、用紙摺動音を抽出した。
【００９３】
次に、高速画像形成装置（６５ｐｐｍ）が動作したときの騒音を分析すると、図１４に示すような分析結果が得られた。図１４（ａ）は時間軸上において、採取した音を表現したものであり、図１４（ｂ）は周波数軸上において、採取した音を表現したものである。この結果から、主要な音源として、時間軸上では紙衝撃音と金属（クラッチ・ソレノイド）衝撃音を抽出し、周波数軸上では紙衝撃音、バンクモータ音、現像モータ音、メインモータ音、紙摺動音を抽出した。
【００９４】
（３）採取した動作音から供試音の作成
次に、上述したように機器前面側の位置で採取した音をヘッドアコースティックス社製の音質解析ソフトウェアである「ArtemiS」を利用し、採取した音の加工を行った。本実験において行った音の加工方法としては、採取した原音から印刷動作１サイクル期間中の音を切り出した。そして、１サイクル期間中の音のうち、上述したように抽出した主要音源に関する部分に対して周波数軸上または時間軸上でフィルタ処理を施し、これらの部分を減衰または強調する処理を行った。すなわち、１つのモードで抽出された音源の音につき３つの水準の音（強調・原音・減衰）を作成した。作成した供試音を被験者に提示する場合、１サイクルの音を聞かせたのでは時間が短すぎて判定が難しいので数サイクルの音にして提示を行う。
【００９５】
なお、上述したように画像形成装置の前後左右側で採取される音は各々異なるが、このような４方向の音から得られる心理音響パラメータ値の範囲よりも、本実験で作成した前面側で採取した音を強調、減衰して得られる３つの供試音から得られる心理音響パラメータ値の範囲の方が広いことが確認されている。すなわち、本実験のように前面側で採取した音を強調、減衰して得られる３つの音を用いて主観的評価実験を行うことで、４方向で採取した音から得られる音の特性をカバーできる。
【００９６】
以上のように前面側で採取した音を元に、画像形成装置ごとに抽出した主要音源の発する音から３つの水準の音（強調、原音、減衰）を作成すると、各画像形成時に発生する音について抽出した音源の水準が異なる組み合わせをＬ９直行表に基づいて９音作成した。
【００９７】
まず、複数モードを有する画像形成装置を説明する。表４〜７は複数モードを有する画像形成装置のそれぞれのモードに関する説明である。
【００９８】
ここで、表４は複数モードを有する画像形成装置のカラー２８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度２８ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（７つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けて９つの供試音を作成した結果を示す。このように直行表に割り付けることで、音源の水準変化の間に相関がないため、他の音源の変化を無視して分析が可能となる。
【００９９】
【表４】
【０１００】
上記表（以下の表も同様）において、「−１」は音をほぼ聞こえなくなるまで減衰して作成した音であり、「０」は原音そのままのレベルの音であり、「１」は原音と比較してレベルの違いがはっきりとわかるまで強調した音である。例えば、表４における供試音「カラー２８ｐｐｍ（９）」は、すべての音源について「０」がついているので、すべてが原音のままであることを示す。
【０１０１】
次に、表５はカラー１４ｐｐｍのとき、つまり印刷速度１４ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（６つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けた結果を示す。ただし、帯電音、ドラム駆動ステッピングモータ音、ポリゴンミラーモータ音は、同じトーナリティ成分の音であるため、各々の供試音について同水準のレベルとした。給紙ステッピングモータ音もトーナリティ成分であるが、これについては間欠的に発生する音であるため、上記のモータ音とは個別に水準を振ることとした。
【０１０２】
【表５】
【０１０３】
また、表６はモノクロ３８ｐｐｍのとき、つまり印刷速度３８ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（５つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けた結果を示す。ただし、帯電音およびドラム駆動ステッピングモータ音は同じトーナリティ成分の音であるため、各々の供試音について同水準のレベルとした。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
同様に、他の速度の画像形成装置においても同様の作業を行った。表７はモノクロ６５ｐｐｍで動作したときに採取された音から抽出された主要音源（６つ）について作成した３水準の音を、Ｌ９直行表に基づいて割り付けた結果を示す。
【０１０６】
【表７】
【０１０７】
以上が採取した動作音から供試音を作成し、実験を組む過程の詳細である。
【０１０８】
（４）供試音の音響物理量（心理音響パラメータ、音圧レベル）の測定
次に、上述したように作成した供試音について、上記ヘッドアコースティックス社製の音質解析ソフトウェア「ArtemiS」を用い心理音響パラメータを求めた。この音質解析ソフトウェアでは、心理音響パラメータを求める際に、様々な設定を選択することができるのであるが、今回の実験ではデフォルトの設定を採用した。
【０１０９】
例えば、ラウドネスについては、「Caluculation method」として「ＦＥＴ／ＩＳＯ０５３２」、「Ｆｉｌｔｅｒ／ＩＳＯ０５３２」および「ＦＥＴ／ＨＥＡＤ」が選択できるが、デフォルトの「ＦＥＴ／ＩＳＯ０５３２」を採用し、「Spectrum Size」はデフォルトの「４０９６」で行った。シャープネスについては、「Caluculation method」としてデフォルトの「ＦＥＴ／ＩＳＯ０５３２」を採用し、「Sharpness method」として「Aures」、「von Bismarck」のうち、デフォルトの「Aures」を採用した。「Spectrum Size」はデフォルトの「４０９６」で行った。他の心理音響パラメータはラウドネスと相関があり、ラウドネスの設定によって自動的に変化する。
【０１１０】
以上のように設定した音質解析ソフトウェアを用い、上記（３）の過程で作成した供試音の心理音響パラメータ値を求めた。その結果を表１に示す。なお、表１の結果は、ＰＰＭ値は小数点以下第一位で、それ以外は小数点以下第二位で四捨五入した結果である。
【０１１１】
（５）ＳＤ法実験のための形容詞選定
画像形成装置の稼動音の不快モデルの仮説を立て、想定される因子とその因子を表現する形容詞をピックアップした。
【０１１２】
画像形成装置の稼動音の音質評価因子として３因子を想定した。なお、各因子の右の表記はヒントとした心理音響パラメータである。
（ｉ）因子１（衝撃感因子）：ラウドネス、インパルシブネス
（ｉｉ）因子２（金属性因子）：トーナリティ、（シャープネス）
（ｉｉｉ）因子３（こすれ感因子）：シャープネス
さらに、上記３因子からの総合的な評価としての因子「総合不快」があるという仮説を立てた。その概念を図２０に示す。
【０１１３】
実際の主観評価に使用するプリンタ音を聴きながら、各因子を表現すると考えられる形容詞の候補を選定した。形容詞の候補と各因子の関係は図２０に示す通りとなる。
【０１１４】
図２０において、不快の印象の因子は「真値」であり、直接観測できない潜在的な変数である。被験者には不快の印象を形容詞で答えてもらう。この形容詞は直接的に観測可能な「観測変数」であるが、観測には「誤差」が伴う。形容詞（観測変数）の共通成分である因子（真値）だけでは説明できない外部の影響が「誤差」であり、誤差は直接観測できない。
【０１１５】
形容詞を最終的に以下の１６語に絞り、決定した。
・激しい
・金属性の
・大きい
・こもった
・キンキンする
・ガチャガチャする
・こすれ感のある
・いらだつ
・衝撃感のある
・かん高い
・力強い
・鋭い
・シャーシャーする
・うるさい
・うねりのある
・不快な
特に、「いらだつ」及び「不快な」は総合的な不快さを評価する形容詞と想定した。
【０１１６】
（６）被験者を集め、供試音提示によるＳＤ法実験
ＳＤ（semantic differential）法は形容詞対を用いた両極法が一般的であるが、対の形成が難しい形容詞も多いため、今回のＳＤ法では単極法を採用した。単極法とは、被験者に供試音を提示して、聞いた印象で１６語の形容詞について５段階評価してもらう。５段階評価は例えば、『激しい』という形容詞は、聞いた印象が激しいと思うほど５に近い評価で、激しいと思わなければ１に近い評価をしてもらう、ということで評価してもらった。
【０１１７】
被験者は４１人集まった。実験により得られた評点データは、散布図行列、残差プロットなどによりモニタリングを行い、外れ値を除外した。その結果、被験者データは１人のデータを除く４０人分を使用することとした。解析に使用した評点データの総数は次のとおりである。
評点データ数：被験者４０人×３６音×１６形容詞＝２３０４０
【０１１８】
（７）ＳＤ法実験結果の主成分分析
主成分分析は、市販されている種々の表計算ソフトウェアや統計解析ソフトウェアを利用して行うことができる。例えば、統計解析ソフト「ＪＭＰ（ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｉｎｃの登録商標）」又は「ＳＰＳＳ（ＳＰＳＳ Ｉｎｃの登録商標）」を使用することができる。なお、本実施形態においてはＪＭＰを使用した。
【０１１９】
総合不快指標である「いらだつ」「不快な」以外の形容詞について分析した。個人の誤差を除くために、被験者の平均データを用いて分析を行った。
【０１２０】
統計解析ソフト「ＪＭＰ」を用いて、１４の形容詞についての関係を、散布図と相関係数行列により調べた。図２３は相関図行列、表８は相関係数行列である。
【０１２１】
激しい・大きい・力強い・うるさいには互いに強い正の相関があり、激しいとガチャガチャする・シャーシャーする・こすれ感のある・衝撃感のある・鋭い・うるさい・うねりには正の相関が見られる。
【０１２２】
また、金属性の・キンキンする・かん高いには互いに強い正の相関があり、これらの形容詞は鋭いとの正の相関がある。うねりのある・こもったには弱い負の相関がある。その他の関係は無相関に近い。また、プロットには大きな外れ値は無いように見える。
【０１２３】
【表８】
【０１２４】
ここで相関行列より主成分分析を行った。表９は、主成分分析結果である（第５主成分まで表示する）。
【０１２５】
【表９】
【０１２６】
表９より、主成分の解釈を行う。第１主成分の固有値は約７．７で、最も大きい。寄与率も約５５％である。激しい、ガチャガチャする、衝撃感のある、力強い、鋭い、こすれ感がある、うるさいの固有ベクトルが少しずつ入っているので衝撃・音量を表す成分と考えられる。
【０１２７】
第２主成分の固有値は約４．２である。寄与率は約３０％である。金属性、キンキンする、かん高いの固有ベクトルが少しずつ入り、こもったの負の固有ベクトルがあるので金属成分と考えられる。
【０１２８】
第３主成分の固有値は約１．１である。寄与率は約８％である。固有ベクトルの大きさから擦れ感の成分と考えられる。
【０１２９】
第４主成分以下は固有値が１以下で寄与率も４％程度以下なので、残差として扱う。
【０１３０】
（８）ＳＤ法実験結果の因子分析
主成分分析の解釈を行う場合、対立概念にスマートなキャッチフレーズを付けるのは難しい。バリマックス回転という方法を用いて主成分の回転を行う。回転により得られた新たな成分は因子と呼ばれ、個別能力−変量分類が引き出されて構造が単純化される。つまり、主成分の回転により対立概念を消すことが可能となり、因子の解釈が容易になる。この様な方法は因子分析（Factor Analysis）と呼ばれている。
【０１３１】
ここで、主成分分析を基に因子分析を行う。回転させたい主成分を３までと設定して因子分析を行った。まず、因子分析の結果であるが、その因子負荷量（バリマックス回転）の一覧を表１０に示す。
【０１３２】
【表１０】
【０１３３】
主成分の表９の第３成分までの累積寄与率と、表１０の第３因子までの累積寄与率を比較すると、９２．３１％で一致している。これは、回転によって情報量は変化しないことを意味している。
【０１３４】
第３因子の累積寄与率は９０％以上であり、因子分析の結果からプリンタの音質は３つの因子でほぼ説明できると考えられる。よって、因子数を仮に３と想定する。
【０１３５】
また、表１０において、因子負荷量が低い形容詞および因子負荷量は高いが複数の成分にまたがっている形容詞は、今回の印象の観測には適当でない形容詞と判断して除外することとした。よって、網掛け部分の形容詞「こもった」「鋭い」「うるさい」「うねりのある」は除外した。
【０１３６】
（９）変量の合成による因子推定
各形容詞には誤差が含まれているため、真値としての因子間の構造を分析するためには、形容詞から因子を推定する必要がある。そこで、偏相関分析で得られた各グループの形容詞に対し、因子分析を用いて合成変量化することにより印象因子を推定し、各因子を定義した。
【０１３７】
図２４は衝撃感因子、図２５は金属性因子、図２６はこすれ感因子、図２７は総合不快の説明図である。
【０１３８】
（１０）共分散構造分析
推定した概念の検証を行った。ＳＰＳＳ社製ソフトＡｍｏｓ（構造方程式モデリングソフト）を用いた共分散構造分析を行った。試行錯誤の結果、こすれ感因子の存在がモデル全体の精度を下げていると予想されるため、２因子モデルとしてモデルを修正した。さらに、形容詞「ガチャガチャする」「衝撃感のある」「キンキンする」はモデル全体への適合度を下げているため除外し、再構築したモデルに対して精度の検証を行った。
【０１３９】
図２８は再構築したモデルである。図２８中の「e」は誤差である。パス係数は標準偏回帰係数で示され、絶対値が大きいほど関連が大きいことを示す。パス係数が負の符号となっているものもあるが、これは心理音響パラメータに互いに相関が高いものがあるため、調整因子的な作用として生じているものと考えられる。例えば、ラウドネスと音圧レベルは互いに相関が高いため、二つのパラメータの衝撃感因子に及ぼす影響には、音圧レベルの方が調整因子として働いていると見ることができる。
【０１４０】
モデル全体の適合度の目安としてはＧＦＩ、ＡＧＦＩを使用した。得られたモデル全体のあてはまり精度はＡＧＦＩで０．９４２であり、精度の高いモデルと言える。よって、プリンタ音の因果モデルを２因子モデルと推定した。主な印象因子としては「衝撃感因子」「金属性因子」を抽出した。
ＧＦＩ（Goodness of Fit Index：適合度指標）
ＡＧＦＩ(Ajusted Goodness of Fit Index：修正適合度指標)
であり、ともに値が１に近いほどデータへの当てはまりが良い。ＡＧＦＩは自由度について調整した値と見なすことができ、「ＧＦＩ≧ＡＧＦＩ」であり、ＧＦＩよりも厳しい指標である。
【０１４１】
（１１）予測値と実測値の比較
ここで、図２８のモデルに基づき、総合不快の計算を行う。音響物理量は、計測した値そのものではなく、標準化した値を用いる。標準化とは平均値や標準偏差が異なるデータを同じ土俵の上で見るための操作である。具体的には、(個々のデータ−平均値)／標準偏差を計算する（式１）。
【０１４２】
【数５】
【０１４３】
モデルによって算出される不快さと、被験者によるＳＤ法実験の結果の不快さを比較する。ここでは、『不快な』についての比較を行う。
『不快な』はモデルより、０．９×総合不快、である。
これは標準化された値なので、ＳＤ法の実測値と比較するために元の値に戻す必要がある。このモデルによって予測される『不快な』は、標準化の逆変換を行う。よって、『不快な』の、平均値＋標準化『不快な』×標準偏差、を求める。
【０１４４】
これらの計算結果を表にまとめたのが、表１１〜１３である。表１１は、音響物理量を標準化した結果であり、表１２は標準化した結果を用いて各因子と不快さを計算した結果であり、表１３は平均値と標準偏差をまとめたものである。
【０１４５】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【０１４６】
図２９は、モデルによる予測値と、ＳＤ法による実測値の散布図である。散布図の傾きは１で、寄与率Ｒ2＝０．７３である。ＳＤ法の結果としては精度が高いほうである。よって、（式１）により、音響物理量から音の不快さを算出できるようになった。
【０１４７】
（１２）不快さ許容領域
今回は、得られたモデルに対して、ｎ＝１００００のデータを用いてシミュレーションを行った。まず、シミュレーションの方法を説明する。総合不快因子は、衝撃感因子と金属性因子で求められるので、衝撃感因子と金属性因子に対してそれぞれｎ＝１０００のランダムなデータを入力し、総合不快因子を算出する。
【０１４８】
表１４でこの計算を詳細に説明する。実際に１０００のシミュレーションデータを列挙するのは無意味なので、説明のためにその一部を示す。まず、Ａ列、Ｂ列に正規乱数を入れる。これは正規分布（０を中心として左右対称の山型の分布）になるような乱数である。これは、因子分析の仮定に合わせるためである。正規乱数はエクセルの分析ツールより発生させることが出来る。
【０１４９】
図２８のモデルより、衝撃感因子と金属性因子の間には０．４６の相関がある。モデルでは衝撃感因子と金属性因子の誤差同士に０．４６の相関がついているが、今、Ａ列、Ｂ列は正規乱数を入れているので無相関である。
【０１５０】
ここで、モデルに合わせた形態にするため、Ａ列、Ｂ列に０．４６の相関を持たせるための変換を行う。そのため、主成分分析の考え方を用いた。主成分は互いに無相関（直交）するように求められる。また、元の変量と主成分の相関係数を因子負荷量といい、元の変量と主成分得点の関係は、相関係数（因子負荷量）を用いて表すことが出来る。この関係を用いて、正規乱数Ａ、Ｂが無相関を確認して、主成分得点から相関係数を用いて逆算し、Ａ列、Ｂ列が０．４６の相関を持つ様に変換を行った。
【０１５１】
具体的には（式２）、（式３）で変換を行っている。ＡはＡ列の値、ＢはＢ列の値、ｒは相関係数０．４６である。得られた結果は乱数を元に算出しているので衝撃性因子と金属性因子は、どちらを使用しても良い。本シミュレーションでは、表１４の様に衝撃性因子と金属性因子を決めた。
【０１５２】
【数６】
【数７】
【０１５３】
図３０にＡ列とＢ列の散布図、図３１に変換した結果を示す。図３０より、散布状態は無相関であり寄与率Ｒ2もほぼ０である。図３１は散布状態に変化が見られ、寄与率Ｒ2は０．２０４９である。相関係数はＲなので、寄与率Ｒ2より計算するとＲ＝０．４５３となり、ほぼ正しいのでこれを使用する。
【０１５４】
総合不快因子は今決めた衝撃性因子と金属性因子の列に対して、総合不快因子＝０．５１×衝撃感因子＋０．３２×金属性因子、に従って求める。
【０１５５】
ここで、衝撃性因子、金属性因子、総合不快の関係を、図５４の等高線図に示した。矢印は不快さの方向である。図２８のモデル図および（式１）より、総合不快因子への係数が金属性因子が０．３２に対し、衝撃感因子が０．５１なので、約３：５の割合で衝撃感因子のほうが不快さへの寄与が高い。
【０１５６】
本方法では金属因子と衝撃感因子は互いに相関があるため、存在可能な音として、まず図５４の様な相関関係に囲まれた領域を指定できる。つまり、金属感因子＝−３．０、衝撃性因子＝＋１．０のような値を取るような画像形成装置の音は、現在のところ、ほぼ存在しない事を意味する。
【０１５７】
等高線は総合不快の値を０．５ずつ区切っている。この等高線の傾きは、不快の矢印と垂直である。原点を通過する等高線は総合不快が０（式４）の境界線であり、総合不快がゼロ以下（不快さが平均より小さい、つまり不快ではない領域）は、（式４）の直線と、相関で結ばれた領域で囲まれた部分（図５４の黒い矢印で示す方向）となる。つまり、画像形成装置の音をこの領域内に入れるような設計をすれば、不快と感じない音になる。
【０１５８】
【数８】
【０１５９】
ところで、図２８のモデルによると、総合不快には誤差ｅ０が付いている。誤差は、個人差や測定していない因子、非線形関係等考えられる。誤差を考慮した不快ではない領域を考えてみる。
【０１６０】
表１４において、誤差は制御不可能なので、このシミュレーションではＣ列として正規乱数を入れた。発生させた正規乱数を、このモデルで使用できるように変換させる。不快因子の平均はゼロで、標準偏差は１という仮定がある。その変動は、全平方和＝（ｎ−１）×１＾２となる。モデルの平方和を計算し、全平方和からモデルの平方和を引いた残りが、誤差の平方和となる。そこから、標準偏差を計算して、正規化したのが総合不快誤差の列である。総合不快に総合不快誤差を加えたのが総合不快実測置と名称がついている列である。
【０１６１】
ここで、誤差を含んだ不快ではない領域を考える。誤差は誤差を含まないデータの両側に発生する。つまり、より不快になる誤差と、快になる誤差である。快になる誤差は今回考えなくて良く、誤差によって不快な領域がひろがってしまう部分を考える。
【０１６２】
これは、原点を通る境界直線（式４）に平行に、誤差の１．６４倍の標準偏差（＝約９５％信頼率）を取った距離を平行移動すればよい。本実施形態では、エクセルで１０００個の総合不快誤差の標準偏差を計算させた。その結果、標準偏差は０．７であった。
【０１６３】
つまり、（式４）と平行に、標準誤差０．７×１．６４＝１．１５の距離を移動した境界線と、相関で結ばれた領域で囲まれた部分が誤差を考慮した不快ではない領域である。図５５で示す領域がその領域になる。
【０１６４】
誤差を含んだ境界線は、傾きは（式４）と同じで、切片が異なる。式４からの平行移動距離が１．１５であることから、誤差を含んだ境界線はの縦軸、横軸の交点を計算すると、縦軸との交点は約−２．１６、横軸との交点は約−１．３６となった。ここで、誤差を含んだ境界線の式を（式５）とした。つまり、画像形成装置の音をこの領域内に入れるような設計をすれば、誤差があったとしても不快と感じない音になる。
【０１６５】
【数９】
【０１６６】
＜改造方法＞
上述したように本発明は、上記のような画像形成装置が発する騒音を評価し、その評価に基づき当該騒音が人に与える不快感を低減するための対策をなす改造方法であり、以下、上記構成の画像形成装置を改造し、画像形成装置が発する音が人に不快感を与えることを低減するための対策の具体例について説明する。
【０１６７】
まず、画像形成装置が発する音を評価するため、上述した（１）と同様の手法で画像形成装置が発する音を採取する。ここで、採取位置は、ＩＳＯ７７７９に規定されている近在者位置（図９参照）であり、基準箱の水平面の投影から１．００±０．０３ｍの距離で、高さは床上１．２±０．０３ｍ、又は１．５０±０．０３ｍの位置である。
【０１６８】
また、図９に示すように、操作部のある前面、左右面および後面といった４面側すべてについて音の採取を行い、各々の収音結果から音響物理量を取得して総合不快を上記音質評価式により求め、各面ごとの総合不快が許容値内か否かを判定するようにしてもよいし、前面のみ、あるいはいずれか１の面側のみで採取した収音結果から総合不快を求めて判定を行うようにしてもよい。
【０１６９】
また、４面側で採取した音から得られた音響物理量の平均値を導出し、かかる平均値から求めた総合不快が許容値内か否かを判定するようにしてもよい。なお、４面側のいずれに位置する人が不快さを感じないようにさせるためには４面側すべての位置で音を採取することが好ましいが、１面のみ、特に最も人が位置する可能性が高い前面側での音を採取することでも十分な評価ができる。
【０１７０】
以上のようにして求めた総合不快が上述した許容領域外になる場合は、人が不快であると感じているおそれが非常に高いので、かかる総合不快が許容領域内となるよう装置各部に種々の改造を施す。一方、総合不快が許容領域内である場合には、人が不快に感じるおそれは少なく、特に騒音対策を施す必要はないと判断することができる。上述したように総合不快は、金属性因子、衝撃感因子をそれぞれ小さくすることで、人に与える不快さを低減できることになる。
【０１７１】
図２８より、金属性因子は音響物理量のラウドネス、音圧レベル、シャープネス、トーナリティ、インパルシブネスに関係し、中でもトーナリティとの関係が大きい。また、衝撃感因子はラウドネス、音圧レベル、インパルシブネスに関係している。よって、以下においては、図１の画像形成装置を例に、上記の因子を低減させるための具体的な対策例について説明する。
【０１７２】
１．金属性因子の低減対策
（１）トーナリティ：純音成分の低減
（ｉ）ドラム駆動ステッピングモータ音の低減
まず、純音成分の低減対策について説明する。純音成分の低減対策としては、ドラム駆動ステッピングモータ音を低減する方法がある。図１０、図１１、及び図１２に示すように、いずれの動作モードにおいてもドラム駆動モータの音が発生している。そして、この音はステッピングモータへの入力パルスの周波数成分を多く含むものである。
【０１７３】
図３２及び図３３は、改造前のカラードラム駆動モータ４１と黒ドラム駆動モータ４２とを含むドラム駆動機構を示す図である。これらの図に示すように、カラードラム駆動モータ４１、黒ドラム駆動モータ４２、及びギヤ（４３、４４）は、モータブラケット５９によって保持されている。
【０１７４】
モータブラケット５９は、板金を絞り加工等で強度を持たせた部材である。そして、曲げ加工により当該画像形成装置の筐体取り付け部（ねじ穴等）が形成されており、モータブラケット５９はこの取り付け部において筐体に固定されている。
【０１７５】
モータブラケット５９には、並んで配置される４つのギヤ４４が回転可能に保持されている。これらのギヤ４４のうち、図３２の右端のギヤ４４と黒ドラム駆動モータ４２のモータ軸に取り付けられたギヤ６１とが歯合されている。これにより黒ドラム駆動モータ４２によってギヤ４４が回転し、これに伴ってモノクロ画像形成用の感光体ドラム２８（図３に示す）が回転する。
【０１７６】
また、上記のギヤ４４以外のギヤ４４のうち、図３２の左から２つのギヤ４４は、カラードラム駆動モータ４１のモータ軸６２によって回転する。また、左から２番目のギヤ４４と３番目のギヤ４４とはともに中継ギヤ４３に歯合されており、これにより２番目のギヤ４４の回転に伴って３番目のギヤ４４が回転する。つまり、カラードラム駆動モータ４１の回転に伴って３つのギヤ４４が回転し、これによりＣ・Ｍ・Ｙの感光体ドラム２８（図３に示す）が同時に回転する。
【０１７７】
感光体ドラム２８を駆動するギヤは、モジュール０．５でギヤの軸間距離を設計値に正確にあわせることができるよう、モータの取り付けに対して特殊な防振構造等を採用していない。つまり、黒ドラム駆動モータ４２及びカラードラム駆動モータ４１は、直接モータブラケット５９に取り付けられて固定されている。
【０１７８】
このように、モータをモータブラケット５９に直接取り付けることによって動作時のモータの振動がモータブラケット５９に固体伝搬し、増幅されて放射される。これに起因して発せられる音は、ドラム駆動モータであるステッピングモータの駆動周波数成分を多く含む音である。
【０１７９】
このようなステッピングモータの駆動周波数成分が顕著な音の発生を低減するため、図３４に示すように、カラードラム駆動モータ４１及び黒ドラム駆動モータ４２を、防振ゴムマウント６０を介してモータブラケット６５に取り付ける。すなわち、この防振ゴムマウント６０は、モータの振動により発生する音を低減させる手段となる。
【０１８０】
防振ゴムマウント６０としては、例えば、株式会社ＮＯＫ製のステッピングモータマウントを使用することができ、後述する騒音対策による効果を試す試験においては当該ステッピングモータマウントを使用している。
【０１８１】
次に、モータブラケット６５とドラム駆動モータとの間に防振ゴムマウント６０を介在させたドラム駆動機構について図３５及び図３６を参照して説明する。
【０１８２】
防振ゴムマウント６０をドラム駆動モータとモータブラケット６５の間に介在させると、各ギヤの軸間距離の精度が悪化する。このため、このドラム駆動機構では、モータ軸を直接ギヤに歯合させるのではなく、モータ軸からタイミングベルト機構を介してギヤ４４等に駆動力を伝達する構成とした。
【０１８３】
より具体的には、カラードラム駆動モータ４１及び黒ドラム駆動モータ４２のモータ軸にはそれぞれタイミングプーリ（６６、６７）を取り付け、かかるタイミングプーリ（６６、６７）に巻きかけられたタイミングベルト７０によって二段ギヤ／プーリ（６３、６４）にモータの駆動力を伝達する。つまり、モータ軸の回転に伴って二段ギヤ／プーリ（６３、６４）を回転させる。
【０１８４】
かかる二段ギヤ／プーリのギヤは上述したドラム駆動用のギヤ４４に歯合されている。これにより上記改造前の構成と同様、ドラム駆動モータの回転に伴ってギヤ４４を回転させることができ、感光体ドラム２８（図３に示す）を回転させることができる。
【０１８５】
モータブラケット６５は、モータを保持する部分（図３６の下側の部分）がその上の部分よりもモータと反対側に突出するよう曲げ加工がなされている。かかる突出部分にできた空間に防振ゴムマウント６０がモータブラケット６５と接するよう配置され、防振ゴムマウント６０のモータブラケット６５と反対側に、モータ（４１、４２）のモータ軸がモータブラケット６５の反対側（図３６の左側）の面に突出するよう配置される。このようにモータブラケット６５とモータとを直接保持する構造とせず、防振ゴムマウント６０を介在させて保持する構造としている。
【０１８６】
本構成では、二段ギヤ／プーリ（６３、６４）をモータブラケット６５の図３６の左側（ギヤ４４が配置される側）に配置することにより、モータ軸をその分だけ図３６の左側の位置まで突出させる必要がある。しかしながら、上記のようにモータブラケット６５に突出部分を作ることで、モータの配置位置を図３６の左側にすることでき、これによりモータ軸を長くする必要がなくなる。よって、モータ軸を長くすることで生じるおそれのあるモータ軸の偏心やそれに起因した騒音発生等を抑制することができる。
【０１８７】
なお、本構成においては、二段ギヤ／プーリ（６３、６４）を取り付けるためのスタッド６９の強度を大きくすることが好ましい。スタッド６９の強度が不足すると、ギヤ４４と二段ギヤ／プーリ（６３、６４）とが偏心しながら噛み合うこととなり、ベアリング７０を介してドラム軸６８も偏心することになる。ドラム軸６８の偏心は用紙に形成される画像に影響を与えることがあり、かかる不具合を起こさないため、スタッド６９の強度を大きくすることが好ましい。また、上述した防振ゴムマウント６０以外にも、モータの振動をある程度吸収することができる弾性体を用いるようにしてもよい。以上の構成により、ドラム駆動ステッピングモータ音の低減する。
【０１８８】
（ｉｉ）給紙用ステッピングモータ音の低減
次に、給紙用のステッピングモータ音の低減対策について説明する。上述したように上記画像形成装置の給紙用のモータは、ステッピングモータ８３であり（図８に示す）、かかるステッピングモータの駆動を制御することでトレーからの用紙搬送を行う。このモータ音の低減対策としては、ステッピングモータ８３の駆動制御内容を以下のようにする方法があり、以下その制御内容について説明する。
【０１８９】
図３７は、ステップ角θ0で駆動されるステッピングモータのロータの動きを説明するための図である。ステッピングモータのステップ角は機械構造的に決められるものであり、通常はかかるステップ角θ0づつロータが一度に移動するため、かかるステップ角θ0が大きい場合にはその動きが滑らかではなく、振動等が生じ、騒音の原因となる。
【０１９０】
そこで、本構成では、図示のように電子回路による制御によって機械的構造によってきめられているステップ角θ0よりも小さいステップ角でステッピングモータを駆動する（いわゆるマイクロステップ駆動）。すなわち、励磁相の１相に供給する電流値を徐々に増加させる一方で、他の１相へ供給する電流値を徐々に低下させるといった電流供給制御を行うことで（図３７（ａ）〜（ｅ）に示す）、ステップ角θ0よりも小さいステップ角での駆動を可能とし、その動きを滑らかにして騒音を低減する。
【０１９１】
また、図３８は、ステッピングモータのマイクロステップ駆動の１つである１−２相励磁のシーケンスを示す図である。１−２相励磁は、コイルを１相づつ励磁する１相励磁と、コイルを２相づつ励磁する２相励磁を交互に繰り返す励磁方式であり、この励磁方式を用いてステッピングモータを駆動した場合、モータのステップ角が１／２となり、通常の駆動を行うよりもロータの動きが滑らかになり、振動を低減することができる。
【０１９２】
（ｉｉｉ）ポリゴンミラーモータ音の低減（トーナリティ：純音成分の低減）
次に、ポリゴンミラーモータが発する音を低減するための対策について、図３９を参照して説明する。同図に示すように、この対策では、ポリゴンミラーモータ２の近傍にヘルムホルツ共鳴器７１を取り付けている。より具体的には、ポリゴンミラーモータ２を保持するハウジング１１の上部にヘルムホルツ共鳴器７１を取り付けている。
【０１９３】
ヘルムホルツ共鳴器７１は、体積Ｖ１の空洞７２を形成するための空洞形成部材７２ａを有している。空洞形成部材７２ａはハウジング１１と一体になって形成されており、そのポリゴンミラーモータに対向する位置にある部分には空洞７２に通じる開口穴７３（断面積Ｓｂ）が形成されている。ここで、開口穴７３が形成された部分の板厚がＴｂであるとすると、かかる開口穴７３は一般的なヘルムホルツ共鳴器における、長さＴｂ、開口面積Ｓｂの短管に相当することになり、この構造体はヘルムホルツ共鳴器７１として機能するのである。
【０１９４】
この構成の下、ポリゴンミラーモータ２が駆動され、その振動によって開口穴７３の入り口に音圧が作用すると、開口穴７３（短管）内の空気（媒質）が一体運動を行い、空洞７２内の空気に圧力変化を生じさせる。このような現象は、開口穴７３（短管）内の空気を質点、空洞７２内の空気の体積変化による圧力変化をバネと仮定すると、力学系の質点−バネモデルと等価となり、後述する周波数（ヘルムホルツ共鳴周波数）に対して共振（共鳴）が生じることとなる。つまり、このヘルムホルツ共鳴周波数の音響エネルギーが空洞７２に閉じ込められるので外部空間にとっては音が低減されることになるのである。
【０１９５】
ここで、ヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈ（Ｈｚ）は次式により算出される。
Ｆｈ＝Ｃ／２π（Ｓｂ／（Ｖ１・Ｔｂ））１／２、Ｃ：音速
【０１９６】
すなわち、開口穴７３の開口面積Ｓｂ、長さＴｂ（つまりハウジング１１の開口穴７３が設けられる部分の板厚）、空洞形成部材７２ａによって形成される空洞７２の体積Ｖ１を変化させることによって共鳴周波数Ｆｈ、つまり低減させたい音の周波数を変化させることができる。そこで、ポリゴンミラーモータ２を駆動したときに発生する音のうち、最もレベルが大きくなる周波数に合致するよう上記各部の寸法等を設計することにより、ポリゴンミラーモータ２の発する音を効果的に低減させることができる。
【０１９７】
なお、上述した騒音測定結果（図１０〜１２に示す）に示すように、カラーモード時にはポリゴンミラーモータ音が騒音として抽出されるものの、モノクロモード時には当該音はあまり騒音としては目立ったものとなっていない。このような場合、上記のようにカラーモード時にポリゴンミラーモータが発する音のうち、最もレベルが大きくなる周波数にヘルムホルツ共鳴周波数が合致するよう各部の寸法等を決定すればよい。一方、モノクロモード時に他の周波数のレベルが大きいような場合には、この周波数が共鳴周波数となるようなヘルムホルツ共鳴器を別途設けるようにすればよい。
【０１９８】
また、上記のように対応する周波数ごとにヘルムホルツ共鳴器を併設するようにしてもよいが、カラーモード時とモノクロモード時で開口穴７３の開口面積Ｓｂを変化させる機構を設けるようにしてもよい。例えば、開口穴７３をある程度ふさぐ位置とふさがない位置との間で移動可能な蓋部材等を設け、かかる蓋部材をモードに応じて移動させることで、各々のモード時における共鳴周波数を各々のモード時にレベルが大きくなる周波数と合致するよう可変させるようにしてもよい。
【０１９９】
（ｉｖ）帯電音の低減
次に、帯電音の低減対策について説明する。帯電音とは、以下のようにして発生する音である。すなわち、帯電ローラ３６が感光体ドラム２８を帯電する際（図３に示す）、一般にバイアス電圧の交流成分に起因して帯電ローラ３６の表面と感光体ドラム２８の表面との間に引力と斥力が交互に作用し、両者の間に振動を生じさせる。この振動によって感光体ドラム２８ が放射する音が帯電音であり、当該音は周杷数の高い耳障りな純音であり、一般的に交流成分の周波数とその整数倍の周波数成分（高調波成分）からなる。
【０２００】
このような帯電音の低減対策について図４０及び４１を参照して説明する。図４０に示すように、帯電音対策がなされた感光体ドラム２８の中空部分には、制振部材７４が配置されている。制振部材７４は、感光体ドラム２８の軸方向に延びる中空円筒状の基部７５と、当該基部７５から放射状に突出する複数の羽根部７６とを有しており、基部７５の中心軸が感光体ドラム２８の中心軸と略一致するよう配置される。
【０２０１】
制振部材の各羽根部７６の先端が感光体ドラム２８の内面に圧接しており、これにより制振部材７４が感光体ドラム２８内において保持されている。ここで、羽根部７６は、ゴム、樹脂またはこれらを含む材料、例えばウレタンゴムを含む材料、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂材料等の弾性材料によって構成されていることが好ましい。羽根部７６として弾性材料を用いることによって、羽根部７６の先端がその弾性力によって感光体ドラム２８に圧接され、保持される。したがって、接着剤等による接着作業や位置だし作業が不要であるので、取り付け作業および取り出し作業が容易となるからである。
【０２０２】
上記のように感光体ドラム２８の内面側に羽根部７６が圧接するよう制振部材７４を配置することで、かかる制振部材７４が感光体ドラム２８の振動を抑制するよう作用する。したがって、上述した帯電ローラ３６による帯電の際に生じる感光体ドラム２８の振動を抑制することができる。また、このように感光体ドラム２８の振動を抑制するための部材が感光体ドラム２８の内部に設置されているので、新たに制振部材を設置するスペースをとる等の対策を施す必要がない。
【０２０３】
なお、感光体ドラム２８の振動を抑制して騒音を低減する手段としては、上記構成の制振部材７４に限らず、感光体ドラム２８の中空部分に金属柱を嵌合するといった対策を施すようにしてもよく、市販されている制振材（例えば、横浜ゴム株式会社製ハマダンパーなど）を貼り付ける等するようにしてもよい。
【０２０４】
（２）シャープネス：高周波成分の低減
（ｉ）用紙摺動音の低減
次に、シャープネス（高周波成分）の低減対策について説明する。シャープネスの低減対策としては、用紙摺動音を低減する方法がある。なお、用紙摺動音とは、搬送される用紙が部材等と摺動することによって生じる音である。
【０２０５】
上述したように、複数モードを有する画像形成装置の第１トレー９又は第２トレー１０に収容された用紙は、第１給紙ユニット５１又は第２給紙ユニット５２によって各トレーから繰り出され、中継ローラ５３及び搬送ローラ５５によってレジストローラ７の位置まで搬送される（図７に示す）。
【０２０６】
図４２は、第１トレー９又は第２トレー１０に収容された用紙を搬送して画像形成を行うとき（通常のプリント時）と、用紙を搬送せずにプリントを行うとき（フリーラン時）とで画像形成装置が発する騒音を測定して周波数分析（１／３オクターブバンド分析）した結果である。図４３は、図４２に示す分析結果に示される通常のプリント時とフリーラン時の騒音から得られる各周波数帯域の音圧レベル差を示すグラフである。
【０２０７】
すなわち、図４３に示す周波数帯域ごとの音圧レベルは、用紙を第１トレー９又は第２トレー１０から送り出して搬送するか否かに起因する画像形成装置が発する騒音内容の差であり、用紙を搬送することによって各周波数帯域で音圧レベルが増加していることがわかる。
【０２０８】
図４３に示すグラフから、通常のプリント時とフリーラン時とで３（ｄＢ）以上の差があるのは、２００〜２５０Ｈｚを中心とした帯域と、３．１５ｋＨｚ以上の帯域の２つである。なお、３ｄＢ以上の差は、音響エネルギーが２倍以上の差があることになる。
【０２０９】
以上の分析結果を検討すると、２００〜２５０Ｈｚを中心とした帯域の成分は、用紙とレジストローラ７が衝突する際に発生する音に起因するものであることがわかった。一方、３．１５ｋＨｚ以上の周波数帯域の成分は、用紙搬送時に用紙が部材等に摺動することで発生する音に起因するものであることがわかった。
【０２１０】
また、１２．５ｋＨｚ〜１６ｋＨｚを中心とした帯域では、７（ｄＢ）以上の差があり、またこの帯域はシャープネス値に与える影響が大きい。このことから、用紙摺動音の低減を図ることが騒音対策として効果的であることがわかる。
【０２１１】
以下、給紙ユニット、中継ローラ５３、及び搬送ローラ５５によって搬送される用紙の摺動音を低減するための対策について図４４を参照して説明する。
【０２１２】
同図に示すように、搬送ローラ５５は、複数のコロを軸に通したローラであり、用紙搬送路を挟んで対向配置されるローラ５５ａとローラ５５ｂとを有している。そして、搬送路Ａに沿って搬送される用紙（第１トレー９から繰り出された用紙）、又は搬送路Ｂに沿って搬送される用紙（第２トレー１０から繰り出された用紙）はかかるローラ（５５ａ、５５ｂ）間に案内され、ローラ（５５ａ、５５ｂ）によってレジストローラ７に向けて搬送される。
【０２１３】
搬送ローラ５５の近傍には、用紙を所定の経路に沿って搬送するためのガイド部材（８０、８１、８２）が配置されている。ガイド部材８０は、ローラ５５ａとともに搬送路Ａに沿って搬送される用紙をローラ（５５ａ、５５ｂ）間に案内する空間を形成する。また、ガイド部材８０は、ガイド部材８１とともに搬送路Ｂに沿って搬送される用紙をローラ（５５ａ、５５ｂ）間に向けて案内する空間を形成する。ガイド部材８０の搬送方向下流側（図４４の上側）の部分には、用紙搬送方向（図の上下方向）に延びる可踏性シート（例えばマイラーシート）からなる案内部材７７が取り付けられている。この案内部材７７は搬送路（Ａ、Ｂ）から搬送される用紙をローラ（５５ａ、５５ｂ）間に向けて案内する。
【０２１４】
図４５に示すように、案内部材７７の先端部分におけるローラ５５ａと交錯しないように、ローラ５５ａが配置される位置には、切り欠き部分７７ａが裁断等することで形成されており、これにより用紙をその先端部分に接触させて確実にローラ（５５ａ、５５ｂ）間に向けて案内する。
【０２１５】
したがって、図４６に示すように搬送路Ａからの用紙は、案内部材７７の先端部分に摺動しながら搬送されることになる。従来の一般的な案内部材７７は、可撓性シートを所定形状にせん断することによって作製されており、その先端部分（せん断部分）にはバリが出ているのが通常である。このようなバリを１枚づつ取り除くのは非常に困難な作業であり、コストと時間を要する。したがって、通常はこのような作業は行われず、バリがある先端部分と用紙が摺動し、耳障りな騒音が発生していた。
【０２１６】
そこで、本構成では、図４７に示す構成の案内部材７８を採用することで、上記のような用紙と案内部材７７の先端部分が摺動することに起因する耳障りな騒音を低減することができる。
【０２１７】
図４８に示すように、従来の可撓性シートからなる案内部材７７は、所定の形状にせん断した厚さｔの可撓性シートをそのまま案内部材７７としているものであり、用紙が摺動する先端部分はせん断部分となっている。これに対し、図４７に示す構成では、厚さｔ／２の可撓性シートを折り曲げて２枚重ねとしその折り曲げ部分が案内部材７７の先端部分となるようにしている。このような構成の案内部材７８を採用することで、上記のように搬送される用紙が摺動する先端部分は折り曲げ部分であり、せん断加工がなされていない部分であり、かつ滑らかなＲ形状となる。よって、上記のようなせん断加工部分にみられるバリに起因する耳障りな騒音の発生を低減することができるのである。また、２枚重ねとした厚みも従来の案内部材７７と同様の厚みとなるため、必要とされる弾性力を発揮することもでき、案内部材としての機能に支障をきたすこともない。
【０２１８】
２．衝撃性因子の低減対策
上記構成の画像形成装置においては、インパルシブネスの発生はほとんど定着オイル塗布音に起因するものである（図１０〜図１２に示す）。定着オイル塗布音は、上述した構成の画像形成装置では、オイル消費量の増加を抑制するため、用紙が搬送されると、その都度、オイル塗布ユニット４７を駆動して定着ベルト１３と接触させる構成を採用している（図６に示す）。このような用紙が搬送される度に発生する接触・離間の音が、衝撃的に発生するので不快感を与えることになる。
【０２１９】
このような定着オイル塗布音による騒音問題は、画像形成のために用いるトナーとして、オイルレストナーを使用することで解消することができる。すなわち、かかるオイルレストナーは、トナーにワックスが包含されているので、上述したようにオイル塗布作業を行わなくても、定着ベルトと用紙との乖離性がよい。このため、オイル塗布ユニット４７を利用する必要がなく、上述したオイル塗布ユニット４７と定着ベルト１３との接離に起因する衝撃音の発生を防止することができる。なお、オイルレストナーを使用するにあたっては、感光体ユニット３等の作像プロセス構成をオイルレストナーに適するよう修正する必要がある。
【０２２０】
これらの音源を低減することで、ラウドネス、音圧レベルの様な聞こえの大きさ、音のエネルギーも自動的に低減できる。
【０２２１】
以上が総合不快を低減する対策の具体例の一例である。以下に、上記のような対策を施した画像形成装置が発する音を、対策前の画像形成装置が発する音を測定した際と同様の条件で測定した結果である。なお、以下において比較する測定結果は、画像形成装置をカラー２８ｐｐｍで動作させたときの音を採取することで得られたものである。
【０２２２】
図４９に、カラー２８ｐｐｍ機の対策後における騒音の分析結果を示す。上側が時間軸の音圧の変化、下側が周波数軸の音圧レベルを示している。同図に示す対策後の分析結果と、対策前の分析結果（図１０に示す）とを比較すると、周波数軸の比較より、給紙ステッピングモータ音は１０（ｄＢ）程度低減され、帯電音は約５（ｄＢ）、ドラム駆動モータ音は約８（ｄＢ）低減され、ポリゴンミラーモータ音も１０（ｄＢ）程度低減されている。
【０２２３】
また、時間軸の音圧の比較より、定着オイル塗布音もなくなった。以上のことから、上記対策を施すことによって各音源の発する音を低減させることができることがわかる。
【０２２４】
図５０〜図５３は、カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を、対策前後で比較した結果である。各方向とも純音成分が低減している。また、４方向で原因は不明だが４００Ｈｚが上昇した。
【０２２５】
表１４〜１７に、カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の改造前後における音響物理量、金属性因子、衝撃性因子、総合不快の値をまとめた結果を示す。表１４は、カラー２８ｐｐｍの対策前後の音響物理量であり、表１５は、カラー２８ｐｐｍの対策前後の標準化音響物理量であり、表１６は、カラー２８ｐｐｍの対策前後の金属性因子、衝撃性因子、総合不快である。これらの表からわかるように、各方向、４方向の平均値とも対策後の方が総合不快の値が下がっている。
【０２２６】
【表１４】
【表１５】
【表１６】
【表１７】
【０２２７】
図５６は、シミュレーションによる音のプロットである。図５７は、表１６におけるマシンの改造前後の値をプロットした図であり、丸いプロットがマシン改造前のプロットであり、バツのプロットがマシン改造後のプロットである。
【０２２８】
また、図５６及び５７において、（式４）は誤差を含まない場合の境界であり、（式５）は誤差を含んだ場合の境界である。誤差を含まなければ、ほとんど不快感を与えることなく画像形成装置の改造がなされ、４方向の平均値でもほとんど不快さを感じない画像形成装置となったといえる。一方、誤差を考慮すると、図５０〜図５３の結果より、原因不明の４００Ｈｚを低減する事でさらに音質改善が期待でき、外装材によるさらなる遮音、吸音材の使用等、音源対策のほかに、空気伝搬音、固体伝搬音の対策を行うことで誤差を含んだ状態でもほとんど不快さを感じない画像形成装置となったといえる。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【図１】本実施形態に係わる画像形成装置の概略図である。
【図２】光学ユニットの概略図である。
【図３】感光体ユニット及び現像ユニットの断面図である。
【図４】感光体ユニットの構造を示す図である。
【図５】定着ユニットの外観図である。
【図６】定着ユニットの断面図である。
【図７】給紙部の構成を示す断面図である。
【図８】給紙部の構造を示す概略図である。
【図９】画像形成装置が発する騒音を検出する際の測定条件を示す図である。
【図１０】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１１】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１２】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１３】本実施形態に係わる画像形成装置の概略図である。
【図１４】画像形成装置から発せられる騒音の測定結果である。
【図１５】因子分析のモデル図である。
【図１６】因子分析のモデル図である。
【図１７】因子分析のモデル図である。
【図１８】因子分析のモデル図である。
【図１９】因子分析のモデル図である。
【図２０】因子分析のモデル図である。
【図２１】因子とラウドネスの関係を示す散布図である。
【図２２】因子とラウドネスの関係を示す散布図である。
【図２３】１４の形容詞についての関係を示す相関図行列である。
【図２４】衝撃感因子の説明図である。
【図２５】金属性因子の説明図である。
【図２６】こすれ感因子の説明図である。
【図２７】総合不快の説明図である。
【図２８】共分散構造分析結果の再構築したモデル図である。
【図２９】モデルによる予測値とＳＤ法による実測値の散布図である。
【図３０】Ａ列とＢ列の散布図である。
【図３１】Ａ列とＢ列の散布図を変換した結果を示す図である。
【図３２】改造前のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３３】改造前のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３４】改造後のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３５】改造後のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３６】改造後のカラードラム駆動モータと黒ドラム駆動モータとを含むドラム駆動機構を示す図である。
【図３７】ステップ角θ0で駆動されるステッピングモータのロータの動きを説明する図である。
【図３８】ステッピングモータのマイクロステップ駆動の１つである１−２相励磁のシーケンスを示す図である。
【図３９】ポリゴンミラーモータの近傍にヘルムホルツ共鳴器を取り付けた機構を示す図である。
【図４０】帯電音対策がなされた感光体ユニットの断面図である。
【図４１】帯電音対策がなされた感光体ドラムの外観図である。
【図４２】通常のプリント時とフリーラン時とで画像形成装置が発する騒音を測定して周波数分析した結果である。
【図４３】図４２に示す分析結果に示される通常のプリント時とフリーラン時の騒音から得られる各周波数帯域の音圧レベル差を示すグラフである。
【図４４】用紙の摺動音を低減するための対策を施した搬送ユニットの概略図である。
【図４５】用紙の摺動音を低減するための対策を施した搬送ユニットの構造図である。
【図４６】用紙の摺動音を低減するための対策を施した搬送ユニットの構造図である。
【図４７】案内部材の具体的な構造を示す図である。
【図４８】案内部材の具体的な構造を示す図である。
【図４９】カラー２８ｐｐｍ機の騒音対策後における騒音の分析結果である。
【図５０】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５１】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５２】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５３】カラー２８ｐｐｍ機の前後左右４方向別の周波数分布を対策前後で比較した結果である。
【図５４】衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【図５５】衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【図５６】シミュレーションによる衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【図５７】表１６に示す改造前後の衝撃性因子、金属性因子、及び総合不快の関係を示す等高線図である。
【符号の説明】
【０２３０】
１ 光学ユニット
２ ポリゴンミラーモータ
３ 感光体ユニット
４ 現像ユニット
５ 転写ユニット
６ Ｐセンサ
７ レジストローラ
８ 給紙トレー
９ 第１トレー
１０ 第２トレー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する音質評価方法であって、
画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、
前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、
音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、
前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数１】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする音質評価方法。
【請求項２】
不快でない領域を（式４）により設定したことを特徴とする請求項１記載の音質評価方法。
【数２】
【請求項３】
画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する音質評価方法であって、
画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、
前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、
音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、
前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数３】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び誤差を考慮して不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする音質評価方法。
【請求項４】
誤差を考慮して設定される不快でない領域は（式５）によって設定されることを特徴とする請求項３記載の音質評価方法。
【数４】
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の音質評価方法により設定された不快でない領域の音を発生することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する音質評価方法であって、
画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、
前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、
音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、
前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数１】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする音質評価方法。
【請求項２】
不快でない領域を（式４）により設定したことを特徴とする請求項１記載の音質評価方法。
【数２】
【請求項３】
画像形成装置が画像形成動作時に発する音を評価する音質評価方法であって、
画像形成時に発生される複数種類の音をＳＤ法により評価する評価工程と、
前記評価工程による評価結果について因子分析する因子分析工程と、
音の音響物理量と、因子と、不快さとについて共分散構造分析する共分散構造分析工程と、
前記共分散構造分析工程による分析結果より、前記音響物理量と、一つ以上の音質にかかわる因子と、不快さ因子との関係を説明するモデル、及び音質にかかわる因子と不快さ因子との関係を表す（式１）を導出する工程と、
【数３】
画像形成時に発生される音の音響物理量から実在する音の領域、及び誤差を考慮して不快でない領域を設定する工程を有することを特徴とする音質評価方法。
【請求項４】
誤差を考慮して設定される不快でない領域は（式５）によって設定されることを特徴とする請求項３記載の音質評価方法。
【数４】
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の音質評価方法により設定された不快でない領域の音を発生することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【公開番号】特開２００７−２０５７２７（Ｐ２００７−２０５７２７Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１５５３（Ｐ２００６−２１５５３）
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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