JP2016142972A

JP2016142972A - 鍵盤楽器

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Publication number: JP2016142972A
Application number: JP2015020120A
Authority: JP
Inventors: 大須賀　一郎; Ichiro Osuga; 一郎大須賀; 播本　寛; Hiroshi Harimoto; 寛播本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-08
Anticipated expiration: 2035-02-04
Also published as: JP6485082B2; US20160225360A1; US9613608B2

Abstract

【課題】押鍵感触に与える影響を小さくしつつ、演奏操作状態を正確に推測して楽音パラメータを決定する鍵盤楽器を提供する。【解決手段】押離鍵行程において互いに係合しあう関係となる、可動構成体と対応構成体とからなる係合組のそれぞれに対応して検知部ＳＷが設けられる。各組における可動構成体と対応構成体との係合部同士は、当接した係合状態になると電気的に導通する。係合部の、互いが係合する領域に導電材が施され、それらの導通状態から係合状態が検知される。複数の検知部ＳＷの検知結果に基づいて楽音パラメータが決定される。ＣＰＵは、通常押鍵の場合は、検知部ＳＷ３のＯＮ→検知部ＳＷ１のＯＦＦの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。【選択図】図６

Description

本発明は、押鍵操作によりハンマが駆動され、且つ、押離鍵行程において鍵体に対してハンマ体が連動しない場合があり得る鍵盤楽器に関する。

従来、ハンマアクションまたは擬似ハンマアクションを有した鍵盤楽器に代表されるように、押離鍵行程において鍵体に対してハンマ体が連動しない場合があり得る鍵盤楽器が知られている。この種の楽器では、鍵とハンマとの動きとが必ずしも連動せず、押鍵強さや押鍵深さ、離鍵のタイミング等、様々な押離鍵の態様によって、鍵とハンマとの相対的な関係は複雑なものとなる。そのため、鍵またはハンマのいずれかのみの動きを検知して、その結果に応じて楽音を電子的に発生させたとすると、奏者にとって、押鍵と発音とのタイミングが合わない、あるいは押鍵強さと発音音量とが一致しない、等の違和感が生じる場合がある。そこで、構成部品間の係合を２箇所以上で検知し、検知結果を楽音制御に反映させる鍵盤楽器が知られている。

例えば、下記特許文献１では、レギュレーティングボタン相当部材にジャックテールセンサを設けると共に、レギュレーティングレールにジャックセンサを設け、レギュレーティングボタン相当部材とジャック相当部材との当接タイミングと、レギュレーティングレールとジャック相当部材との当接タイミングとを検知する。そしてこれら２つのセンサの検知結果に基づいて楽音を制御することで、正確なタッチレスポンスを得る。

特開平９−１２０２８９号公報

しかしながら、上記特許文献１では、当接タイミングを検知するセンサは、ゴム製の中空体や、金属バネでなるリーフスイッチとして構成されるため、それらが発生させる反力が押鍵感触に少なからず影響を与える。従って、鍵の様々な操作状態を適切に推測して、楽音制御に反映させたり演奏データを生成したりできるようにするにあたって、押鍵感触には極力影響が生じないことが望まれる。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、押鍵感触に与える影響を小さくしつつ、演奏操作状態を正確に推測して楽音パラメータを決定することができる鍵盤楽器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の鍵盤楽器は、係合関係となる対象に対する係合状態が押離鍵行程において変化し得る構成体として、鍵体、複数の部品構成体及びハンマ体を有し、前記鍵体の押下操作によりハンマ体が駆動され、且つ、押離鍵行程において前記鍵体に対して前記ハンマ体が連動しない場合があり得る鍵盤楽器であって、前記鍵体、前記複数の部品構成体及び前記ハンマ体のうち、可動する可動構成体と該可動構成体に対して係合し得る対応構成体とからなる第１の組に対応して設けられ、前記第１の組における可動構成体と対応構成体との係合状態を検知する第１の検知手段（ＳＷ１）と、前記鍵体、前記複数の部品構成体及び前記ハンマ体のうち、可動する可動構成体と該可動する可動構成体に対して係合し得る対応構成体とからなり前記第１の組とは異なる組み合わせとなる第２の組に対応して設けられ、前記第２の組における可動構成体と対応構成体との係合状態を検知する第２の検知手段（ＳＷ２〜ＳＷ４）と、前記第１の検知手段による検知結果と前記第２の検知手段による検知結果とに基づいて楽音制御のための楽音パラメータを決定する決定手段と、を有し、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段のうち少なくとも一方の検知手段に対応する組における可動構成体と対応構成体の互いが係合する係合部同士は、当接した係合状態となると電気的に導通するように構成され、前記少なくとも一方の検知手段は、前記係合部同士の間の電気的な導通の状態により前記可動構成体と前記対応構成体との係合状態を検知することを特徴とする。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、押鍵感触に与える影響を小さくしつつ、演奏操作状態を正確に推測して楽音パラメータを決定することができる。

請求項２によれば、構成が簡単である。請求項３によれば、演奏操作状態を一層正確に推測して楽音パラメータを決定することができる。請求項４によれば、演奏操作状態を正確に推測して発音トリガや押鍵ベロシティを決定することができる。請求項５によれば、演奏操作状態を一層正確に推測することができる。

本発明の一実施の形態に係る鍵盤楽器の縦断面図である。１つのアクション機構及びその周辺要素の側面図である。鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図（図(ａ)）、レジスタに記憶される検知部における検知結果の情報を示す概念図（図（ｂ））である。通常押離鍵時における、押鍵ストロークに対する押鍵反力の推移を示す図である。メイン処理（図（ａ））、各鍵の消音処理（図（ｂ））を示すフローチャートである。各鍵の発音処理を示すフローチャートである。変形例の導電構成を示す図である（図（ａ）〜（ｃ））。アップライトピアノのアクション機構の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る鍵盤楽器の縦断面図である。図１では主に、１つの鍵Ｋとそれに対応するアクション機構ＡＣＴ等の構成を示している。

この鍵盤楽器はグランドピアノ型の電子鍵盤楽器として構成され、白鍵及び黒鍵である鍵Ｋが複数並列に配列される。鍵Ｋの後端部の上方に、各鍵Ｋに対応してアクション機構ＡＣＴが設けられる。各鍵Ｋは各々、鍵支点部７０におけるバランスピン７４近傍の部分を支点として図１の時計及び反時計方向に回動自在に配設される。図１の右側が奏者側であって前方、左側が後方である。鍵Ｋの前部が押離操作される。

この鍵盤楽器はハンマ１１による弦１９の打撃によって発音することができると共に、アクション機構ＡＣＴ等における構成要素の移動や位置を検知して電子的に発音することも可能となっている。なお、消音用ストッパ６０が、鍵盤筬を含むベース部７６に対して位置を可変に取り付けられ、不図示の操作子の操作により消音用ストッパ６０の位置を切り替えできるようになっている。通常の発弦による演奏を行う場合は、ハンマ１１が当接しない位置に消音用ストッパ６０を位置させ、消音モードで演奏するときには、消音用ストッパ６０をハンマ１１と当接する位置に位置させてハンマ１１が弦１９に当接しないようにすることができる。

鍵Ｋの前部下部にフロントブッシングクロス６４Ａ、６４Ｂが設けられている。ベース部７６には、フロントブッシングクロス６４Ａ、６４Ｂの位置に対応して、フロントパンチングクロス６３Ａ、６３Ｂが配設されている。押鍵操作によって、フロントパンチングクロス６３Ａ、６３Ｂにフロントブッシングクロス６４Ａ、６４Ｂが当接することで、鍵Ｋの回動終了位置（エンド位置）が規制される。フロントピン７５Ａ、７５Ｂによって、押鍵操作時に各鍵Ｋの前部の鍵並び方向への移動が規制される。

鍵Ｋの後部の下部に導電部６６が設けられている。ベース部７６には、導電部６６に対応して、バックレールアンダーフェルトを介してバックレールクロス６５が配設されている。鍵Ｋの後部の下面がバックレールクロス６５に当接することで導電部６６がバックレールクロス６５に当接し、非押鍵状態における鍵Ｋの初期位置、すなわち回動開始位置（レスト位置）が規制される。

ベース部７６に対して電気回路基板６１が固定的に配設される。また、アクションブラケット７７に対して電気回路基板６２が固定的に配設される。電気回路基板はこの他にも存在するが、それらの図示は省略する。

図２は、１つのアクション機構ＡＣＴ及びその周辺要素の側面図である。

鍵Ｋの後端部上面には、キャプスタンスクリュ４が植設されている。鍵Ｋの後端部上部には、バックチェック３５が設けられる。鍵Ｋの後方にあるダンパレバーフレンジ７８にダンパレバー６７が軸支される。また、ダンパブロック６９にダンパレバー６７が軸支され、ダンパブロック６９にダンパ７９が固定される。

アクション機構ＡＣＴは、ウィッペン５、ジャック６、レペティションレバー８等を主に備える。ウィッペン５は、その後端部５ａの回動支点２３が、サポートレール３に固定されたサポートフレンジ２に軸支され、自由端である前端５ｂが、回動支点２３を中心として上下方向に回動自在にされている。ウィッペン５の回動支点２３側の上面には、ハンマシャンクストップフェルト２０が配設される。ウィッペン５の前半部上部には、ジャックストップ３３が突設されている。

ウィッペン５の前後方向中央においてレペティションレバーフレンジ７が上方に突設される。レペティションレバー８は、レペティションレバーフレンジ７の上端部の回動支点７ａを中心に、同図時計及び反時計方向に回動自在に支持される。ジャック６は、略上方に延びた垂直部６ａと略水平方向前方に延びたジャック小６ｂとを有して側面視略Ｌ字形を呈する。ジャック６は、ウィッペン５の前端５ｂの回動支点３６に、図２の時計及び反時計方向に回動自在に配設される。

ジャックストップ３３は、ジャックボタンスクリュ３２と、ジャックボタンスクリュ３２の後端部に設けられたジャックボタン３１とを有している。非押鍵状態（離鍵状態）においては、ジャックボタン３１にジャック６が当接して、ジャック６の初期位置が規制され、その初期位置は、ジャックボタンスクリュ３２で調節することができる。

シャンクレール１０にはシャンクフレンジ９が固定されている。シャンクレール１０に取り付けられたレギュレーティングレール１００に対して、レギュレーティングボタン２５が高さ調節自在に設けられている。シャンクフレンジ９の下部には、レペティションスクリュ３４が設けられている。ハンマ１１は、レペティションレバー８の上方に配設される。ハンマ１１のハンマシャンク１６の前端部が、シャンクフレンジ９に対して、回動中心１３を中心として上下方向に回動自在に枢支される。ハンマシャンク１６の後端である自由端にハンマウッド１７が取り付けられている。ハンマウッド１７の上端にハンマフェルト１８が取り付けられている。ハンマシャンク１６の前端部近傍にハンマローラ１４が設けられる。

非押鍵状態において、レペティションレバー８は、その前端部上面にてハンマローラ１４を下方より受け止め、該ハンマ１１を初期位置に規制する。一方、レペティションレバー８の後端部にはレペティションレバーボタン１５が高さ調整自在に配設されている。このボタン１５はウィッペン５の後端部５ａの上面に当接し、これによってレペティションレバー８の反時計方向への回動が規制され、レペティションレバー８が初期位置に規制される。

レペティションレバー８の前端部には、長孔２１が形成されている。ジャック６の垂直部６ａが長孔２１内に挿通され、垂直部６ａの頂端面２２がレペティションレバー８の上面とほぼ面一になっている。

かかる構成において、非押鍵状態から鍵Ｋが押鍵操作される通常の押鍵往行程においては、キャプスタンスクリュ４の上昇によってウィッペン５が突き上げられ、回動支点２３を中心として往方向である反時計方向に回動する。ウィッペン５が突き上げられることにより、レペティションレバー８及びジャック６がウィッペン５と一緒に上方に回動する。これらの回動に伴い、まず、レペティションレバー８及びジャック６の垂直部６ａが、ハンマローラ１４を回転乃至摺動させながら、ハンマローラ１４を介してハンマ１１を押し上げ、上方に回動させる。

一方、鍵Ｋの往方向への回動に伴い、鍵Ｋの後端部上部に設けられたダンパレバークッション６８がダンパレバー６７の前端部を押し上げる。するとダンパブロック６９を介してダンパ７９が上昇し、やがて弦１９からダンパ７９（厳密にはダンパ７９の下部に設けられたダンパフェルト）が離間する。

次いで、レペティションレバー８がレペティションスクリュ３４に当接係合することにより、レペティションレバー８の反時計方向への変位（上限位置）が規制されると、ジャック６の垂直部６ａの頂端面２２がレペティションレバー８の長孔２１を通じて突出し、ハンマローラ１４が頂端面２２によって駆動されて、ハンマ１１が突き上げられる。

ウィッペン５がさらに往方向に回動すると、その回動途中でジャック６のジャック小６ｂがレギュレーティングボタン２５（厳密にはレギュレーティングボタンパンチング）の下面に当接してその上昇が阻止される。しかしウィッペン５自身はなおも回動するので、ジャック６は回動支点３６を中心に時計方向に回動する。そのため、ジャック６の垂直部６ａの頂端面２２がハンマローラ１４の下方から前方に抜けて、脱進する。これにより、ハンマ１１は、ジャック６との係合を解かれ、自由回動状態で弦１９を打弦する。ハンマ１１は、打弦後は、自重と弦１９の反撥力とによって回動復帰する。なお、消音モード時には、ハンマ１１のハンマシャンク１６が消音用ストッパ６０の下面に当接し、弦１９には当接しない。

押鍵終了後、その押鍵状態が維持されているときは、弦１９で跳ね返ったハンマ１１は、そのハンマウッド１７がバックチェック３５（厳密にはバックチェッククロス３５ａ）に受け止められ、静止している。鍵Ｋが離鍵され、バックチェック３５とハンマ１１との係合が解かれると、レペティション付勢部１２ｂの付勢力によって、レペティションレバー８が反時計方向に回動すると共に、ハンマローラ１４がレペティションレバー８に支えられる。

また、ジャック６は、打弦動作後、ウィッペン５の回動復帰に伴ってレギュレーティングボタン２５から解放され、ジャック付勢部１２ａの付勢力により反時計方向に回動復帰して、初期位置に戻る。ジャック６の垂直部６ａの頂端面２２がハンマローラ１４の下側位置に速やかに復帰することによって、鍵Ｋが非押鍵位置まで完全に戻らなくても、再押鍵による次の打弦動作が行えるようになる。つまり、速い連弾が可能となる。

ところで、本鍵盤楽器において、係合関係となる対象に対する係合状態が押離鍵動作の行程において変化し得る構成要素を「構成体」と称する。構成体には、部品単体だけでなく、一体として構成される部品構成体、あるいは一体として可動する構成体が含まれる。例えば、鍵Ｋ（鍵体）、ハンマ１１（ハンマ体）のほか、鍵Ｋからハンマ１１までの系に介在する構成要素、あるいは、鍵Ｋやハンマ１１の回動開始位置や回動終了位置を規制する構成要素が該当する。具体的には、これらのほか、符号で挙げると、構成要素５、６、７、８、９、１１、１５、１９、２０、２５、３１、３４、３５、６０、６３、６５、７９等が、構成体に該当し得る。なお、構成要素６４、６６、６８は鍵Ｋの一部として把握してもよい。構成要素１４、１６、１７、１８はハンマ１１の一部として把握してもよい。構成体はこれら例示したものに限定されるものではない。

上記例示した複数の構成体のうち、隣接配置される等により、押離鍵行程において互いに係合しあう関係となる構成体がある。特に、可動する構成体と該可動する「可動構成体」に対して係合し得る「対応構成体」とからなる組み合わせを「係合組」と称する。ここで、可動構成体は、押離鍵操作に伴って変位し、位置や姿勢を変える構成体である。対応構成体も可動であってもよい。

例えば、押鍵行程の途中で、ジャック６の垂直部６ａの頂端面２２はハンマ１１のハンマローラ１４（厳密にはハンマローラスキン）と係合し得るから、ジャック６とハンマ１１とでなる組は係合組である。ジャック６もハンマ１１も可動であるので、いずれか一方を可動構成体として把握し、他方を対応構成体として把握できる。

また、バックレールクロス６５と鍵Ｋの導電部６６とは非押鍵状態において当接し、押鍵されると離間するから、バックレールクロス６５と鍵Ｋとは係合組である。押鍵途中でダンパレバークッション６８はダンパレバー６７の当接部６７ａに当接し得るから、鍵Ｋとダンパレバー６７とは係合組である。また、押鍵途中でジャック６のジャック小６ｂは、レギュレーティングボタン２５（厳密にはレギュレーティングボタンパンチング）に当接し得るから、ジャック６とレギュレーティングボタン２５とは係合組である。

このほか、フロントパンチングクロス６３Ａ、６３Ｂとフロントブッシングクロス６４Ａ、６４Ｂを有する鍵Ｋとの組（図１）、レペティションレバーボタン１５とウィッペン５との組、レペティションスクリュ３４とレペティションレバー８との組もそれぞれ係合組である。さらに、ハンマ１１（特にハンマウッド１７のバックチェッククロス３５ａと当接する部分１７ａ）とバックチェック３５（特にバックチェッククロス３５ａ）との組、ジャックボタン３１とジャック６との組、ハンマシャンク１６を有するハンマ１１と消音用ストッパ６０との組もそれぞれ係合組である。さらに、弦１９とハンマフェルト１８との組、弦１９とダンパ７９との組もそれぞれ係合組となり得る。

本実施の形態では、係合組における可動構成体と対応構成体との係合状態を検知する検知手段を係合組ごとに備え、しかもそれらを鍵Ｋごとに備える。検知手段は、後述するＣＰＵ４５と協働して、可動構成体と対応構成体との、互いに係合する係合部同士の間の電気的な導通の状態により、両者の係合状態を検知する。具体的には、係合部の各々を、導電性を有する構成とし、両者が当接すれば導通、離間すれば非導通となることを利用して、両者の係合状態を検知する。

このような導通構成を簡単に実現するためには、例えば、係合部の、互いが係合する領域に導電材を施す。導電材としては、黒鉛、導電性ゴム、導電不織布、銅板、導電塗装（導電性グリス）等を、係合する領域の少なくとも表面や係合面に施す。クロス等に適用する場合は、クロス全体を導電材で構成してもよい。あるいは、可動構成体及び対応構成体の、全体または少なくとも各々の係合部を導電体や導電部材で構成してもよい。例えば、構成体の全体または係合部を導電樹脂で成形する。導電性を持たせるための構成は、可動構成体と対応構成体とで異なっていてもよい。

各係合部の導通構成についていくつか代表例を挙げる。ジャック６とハンマローラ１４とをいずれも導電体で構成する。あるいは、ジャック６については、少なくとも垂直部６ａの頂端面２２に導電材を施してもよい。レギュレーティングボタン２５とジャック６をいずれも導電体で構成する。ジャック６については、垂直部６ａとジャック小６ｂとを一体の導電体としてもよいが、両者を電気的に絶縁してもよい。バックレールクロス６５には、導電性の緩衝材等を用い、導電部６６は導電体で構成する。

なお、必要な領域にだけ導電性を持たせれば十分であり、例えば、消音用ストッパ６０と係合するハンマシャンク１６については、ハンマシャンク１６のうち消音用ストッパ６０と当接し得る領域（上側）だけ導電性を有するように構成してもよい。ダンパレバー６７については、ダンパレバークッション６８と当接し得る当接部６７ａだけ導電性を有するように構成してもよい。

導電性を有した導電部は、電気回路基板に対して電気的に接続されている。図２では電気回路基板の図示を省略している。図１に示すように、例えば、ジャック６の導電部がフレキシブルリード等の配線７２で電気回路基板６２に接続され、ハンマローラ１４も配線７３で電気回路基板６２に接続される。また、電気回路基板６１には、フロントブッシングクロス６４Ａ、６４Ｂが配線７１で接続されると共に、フロントパンチングクロス６３Ａ、６３Ｂも不図示の配線によって接続される。他の係合部の導電部についても、電気回路基板６１、６２または不図示の電気回路基板に対して適宜、配線接続されている。

本実施の形態では、複数の係合組における係合状態を、それぞれ対応する検知手段によって検知し、それらの検知結果に基づいて、楽音制御を行える。また、それらの検知結果は、楽音制御に限られず、演奏を楽音制御用の演奏データとして記録することにも利用される。楽音制御や演奏データの記録に用いる係合組に限定はないが、本実施の形態では、代表として、４つの係合組を考える。

まず、ジャック６（の頂端面２２）とハンマ１１（のハンマローラ１４）との組を第１の組とする。鍵Ｋ（のダンパレバークッション６８）とダンパレバー６７（の当接部６７ａ）との組を第２の組とする。レギュレーティングボタン２５とジャック６（のジャック小６ｂ）との組を第３の組とする。バックレールクロス６５と鍵Ｋの下面（の導電部６６）との組を第４の組とする。各係合組における検知手段を検知部ＳＷと記す。例えば、第１、第２、第３、第４の組に対応する検知手段をそれぞれ、検知部ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４と記す。これらの検知部ＳＷは、導通となるとＯＮ、非導通となるとＯＦＦとなる。例えば、ジャック６の頂端面２２とハンマ１１のハンマローラ１４とが接触すれば検知部ＳＷ１がＯＮとなり、離間すれば検知部ＳＷ１がＯＦＦとなる。

図３（ａ）は、鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。本鍵盤楽器は、検出回路４３、検出回路４４、ＲＯＭ４６、ＲＡＭ４７、タイマ４８、表示装置４９、外部記憶装置５０、各種インターフェイス（Ｉ／Ｆ）５１、音源回路５３及び効果回路５４が、バス５６を介してＣＰＵ４５にそれぞれ接続されて構成される。

さらに、検出回路４４には、検知部４２が接続される。各種操作子４１には、鍵Ｋ等の演奏操作子も含まれる。検知部４２は上述した複数の検知部ＳＷにおける各係合組の導電部に相当する。ＣＰＵ４５にはタイマ４８が接続され、音源回路５３には効果回路５４を介してサウンドシステム５５が接続されている。

検出回路４３は各種操作子４１の操作状態を検出する。検出回路４４は検知部ＳＷにおける導通状態を検知し、その検知結果をＣＰＵ４５に供給する。ＣＰＵ４５は、本装置全体の制御を司る。ＲＯＭ４６は、ＣＰＵ４５が実行する制御プログラムや各種テーブルデータ等を記憶する。ＲＡＭ４７は、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶する。タイマ４８は、タイマ割り込み処理における割り込み時間や各種時間を計時する。各種Ｉ／Ｆ５１には、ＭＩＤＩ−Ｉ／Ｆや通信Ｉ／Ｆが含まれる。音源回路５３は、各種操作子４１や検知部４２から入力された演奏データや予め設定された演奏データ等を楽音信号に変換する。効果回路５４は、音源回路５３から入力される楽音信号に各種効果を付与し、ＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）やアンプ、スピーカ等のサウンドシステム５５は、効果回路５４から入力される楽音信号等を音響に変換する。

図３（ｂ）は、ＲＡＭ４７内のレジスタに記憶される検知部ＳＷにおける検知結果の情報を示す概念図である。検知部ＳＷにおける検知結果の情報は、ＯＮかＯＦＦかを示す導通状態と、ＯＮとＯＦＦとが切り替わった変化時刻とを示す情報であり、全ての検知部ＳＷについて、鍵ＫごとにＲＡＭ４７のレジスタに記憶される。

図４は、通常押離鍵時における、押鍵ストロークに対する押鍵反力の推移を示す図である。通常押離鍵時は、最も多い操作態様であって、一般的な強さでエンド位置まで押鍵されてから、レスト位置まで離鍵される態様である。

まず、押鍵による往行程において、レスト状態から押鍵が開始されると、バックレールクロス６５と鍵Ｋの導電部６６とが離間し、反力は急激に上昇する。検知部ＳＷ４の検知結果（ＯＮ→ＯＦＦ）を用いて、押鍵開始タイミングを把握できる。

時刻ｔ１で、ダンパ７９が弦１９に対する離間を開始し、両者間の接触圧が徐々に下がり始める。このタイミングは、鍵Ｋがダンパレバー６７を押し上げ始めたタイミングであり、ダンパレバークッション６８とダンパレバー６７の当接部６７ａとの当接タイミングとして検知部ＳＷ２の検知結果（ＯＦＦ→ＯＮ）から把握できる。消音モードでは、検知部ＳＷ２の検知結果を用いて、例えば、レゾナンス音を反映させて表現力を向上させることが可能である。

次に、時刻ｔ２では、レギュレーティングボタン２５とジャック６（のジャック小６ｂ）とが当接し、ジャック６がウィッペン５に対して図２の時計方向に回動し始める。このタイミングは検知部ＳＷ３の検知結果（ＯＦＦ→ＯＮ）で把握できる。また、これとほぼ同時に、レペティションレバー８がレペティションスクリュ３４に当接する。これらの検知部ＳＷ３等による検知結果を用いれば、例えば、ジャック６とレペティションレバー８とによるいわゆるダブルエスケープメント動作開始を把握することも可能である。なお、ジャック６とレペティションレバー８の動きは鍵Ｋと連動しているので、結果として鍵Ｋの回動位置も把握可能となる。

次に、時刻ｔ３は、ハンマローラ１４からのジャック６の抜け始めのタイミングである。このタイミングでは、レギュレーティングボタン２５とジャック６との当接圧力が極大となる。時刻ｔ３の後で時刻ｔ４の前において、ハンマローラ１４からジャック６が離脱する。この離脱のタイミングは、検知部ＳＷ１の検知結果（ＯＮ→ＯＦＦ）を用いて把握できる。時刻ｔ４は、ハンマローラ１４からジャック６の抜け切った直後のタイミングである。フロントパンチングクロス６３Ａ、６３Ｂにフロントブッシングクロス６４Ａ、６４Ｂが当接して鍵Ｋの制動が開始され、ハンマ１１は、通常、弦１９を打撃して戻り動作の途中にある。次に、時刻ｔ５では、鍵Ｋの押し切り状態、すなわち、エンド状態となる。

次に、離鍵による復行程において、時刻ｔ６は、レギュレーティングボタン２５とジャック６との離脱開始のタイミングであり、検知部ＳＷ３の検知結果（ＯＮ→ＯＦＦ）を用いて把握できる。時刻ｔ７では、レペティションレバー８がレペティションスクリュ３４から離脱する。このタイミングでは、機構的にはジャック６がハンマローラ１４の下方の位置に復帰しているので、レスト位置まで復帰させない連打の準備が整った状態であると解釈することができる。従って、消音モードでの楽音制御において、このタイミングを検知してベロシティや発音トリガの決定に用いれば、自然な表現が実現可能となる。すなわち、確実な演奏の手応えがあるのに発音がされない、といった従来の問題を解消できる。

次に、時刻ｔ８では、ダンパ７９が弦１９に対する接触を開始し、両者間の接触圧が徐々に上がり始める。弦１９が振動している場合は、振動が減衰し始める。消音モードにおいては、検知部ＳＷ２の検知結果を用いて、消音開始やレゾナンス音等を制御できる。次に、時刻ｔ９では、ダンパ７９が弦１９に対して完全に接触し、消音する。このタイミングは、ダンパレバークッション６８がダンパレバー６７の当接部６７ａから離間するタイミングとして検知部ＳＷ２の検知結果（ＯＮ→ＯＦＦ）から把握できる。その後、レスト状態に復帰する。

ところで、押鍵態様は、通常押鍵だけでなく、押鍵強さ（速さ）や押鍵深さも様々で、例えば、スタッカートのように、エンド位置まで押鍵されないが発音がなされる操作態様もある。そこで、一例として、図５、図６で、検知部ＳＷ１〜ＳＷ４の検知結果を用いた楽音制御を示す。

図５（ａ）は、メイン処理を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば、１００μ秒ごと）間隔で実行される。まず、ＣＰＵ４５は、各鍵Ｋにおける検知部ＳＷ１〜ＳＷ４を走査して、走査結果（導通状態、すなわちＯＮかＯＦＦか）をレジスタに鍵Ｋごとに記憶する（ステップＳ１０１）。次に、ＣＰＵ４５は、各検知部ＳＷにおいて導通状態が変化した場合はその変化時刻も記憶する（ステップＳ１０２）。これにより、検知結果の情報（図３（ｂ））が鍵Ｋごとに記憶され、随時更新される。なお、各検知部ＳＷの走査の処理と状態をレジスタに記憶する処理とは、ハードウェアで逐次自動的に行うようにしてもよい。

次に、ＣＰＵ４５は、各鍵Ｋの発音処理（図６）を実行し（ステップＳ１０３）、次に、各鍵Ｋの消音処理（図５（ｂ））を実行して（ステップＳ１０４）、図５（ａ）の処理を終了させる。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のステップＳ１０４で実行される各鍵Ｋの消音処理を示すフローチャートである。図６は、図５（ａ）のステップＳ１０３で実行される各鍵Ｋの発音処理を示すフローチャートである。

まず、図６のステップＳ３０１では、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ４の状態がＯＦＦであるか否かを判別する。この判別は、検知結果の情報（図３（ｂ））を参照することでなされ、以降でも同様である。その判別の結果、検知部ＳＷ４の状態がＯＦＦであれば、バックレールクロス６５と鍵Ｋの導電部６６とが離間しており、鍵Ｋが少しでも押下された状態と判断できるので、処理をステップＳ３０２に進める。一方、検知部ＳＷ４がＯＮ状態であれば、レスト状態であると判断できるので、発音がなされることなく図６の処理は終了する。

ステップＳ３０２では、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ１の状態がＯＮからＯＦＦへと変化したか否かを判別する。その判別の結果、検知部ＳＷ１の状態がＯＮからＯＦＦへと変化した場合は、ハンマローラ１４からジャック６が離脱したことになるので、処理はステップＳ３０３に進む。これは、アコースティックピアノにおいてもハンマが弦を叩くときは、大ジャックとハンマローラスキンとが必ず離間するからであり、このような場合には発音処理に移行する必要があるからである。従って、検知部ＳＷ１の状態がＯＮからＯＦＦへと変化したことで、発音トリガ（発音タイミング）が規定されることになる。一方、検知部ＳＷ１の状態がＯＮからＯＦＦへと変化していない場合は、発音する必要がないので、図６の処理は終了する。

ステップＳ３０３では、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ３の状態がＯＦＦであるか否かを判別する。その判別の結果、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ３の状態がＯＮである場合は、レギュレーティングボタン２５にジャック６（のジャック小６ｂ）が当接していることになるので、通常の押鍵状態に相当すると判断して、処理をステップＳ３０７に進める。ステップＳ３０７では、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ３の状態がＯＮになってから検知部ＳＷ１の状態がＯＦＦになるまでの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。次に、ステップＳ３０８では、発音を開始する。すなわち、ＣＰＵ４５は、今回処理の対象となっている鍵Ｋの音高の楽音を、当該鍵Ｋに対応して現在決定されているベロシティで発音するよう、音源回路５３及び効果回路５４等を制御する。

一方、ステップＳ３０３の判別の結果、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ３の状態がＯＦＦである場合は、レギュレーティングボタン２５とジャック６とが離間していることになるので、処理をステップＳ３０４に進める。この場合、検知部ＳＷ３がＯＦＦであるのに、検知部ＳＷ１はＯＦＦであることから、通常の押鍵態様ではなく、例えば、スタッカートまたはスタッカート気味に押鍵した状態と判断できる。すなわち、スタッカートやそれに近い演奏においては、ジャック６またはレペティションレバー８がハンマローラ１４を強く押し上げ、レギュレーティングボタン２５とジャック６とが当接することなくハンマ１１が往方向に回動していってしまう。そこで、通常押鍵とは異なる制御を行うのが適切である。

ステップＳ３０４では、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ２の状態がＯＦＦであるか否かを判別する。その判別の結果、検知部ＳＷ２の状態がＯＮである場合は、ダンパレバークッション６８とダンパレバー６７（の当接部６７ａ）とが当接していることになる。この場合、押鍵態様はスタッカート気味ではあるけれども、ある程度の深さまでは押鍵している状態であると判断できる。そこで、ＣＰＵ４５は、ステップＳ３０６で、検知部ＳＷ２の状態がＯＮになってから検知部ＳＷ１の状態がＯＦＦになるまでの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。その後、処理はステップＳ３０８に進み、発音開始がなされる。

一方、ステップＳ３０４の判別の結果、検知部ＳＷ２の状態がＯＦＦである場合は、ダンパレバークッション６８とダンパレバー６７（の当接部６７ａ）とが離間していることになる。この場合は、押鍵態様は、わずかのストロークしか押鍵していないが強い押鍵である、極端なスタッカート演奏と判断できる。弦１９からダンパ７９が離間することなくハンマ１１が弦１９または消音用ストッパ６０に当接する。そこでＣＰＵ４５は、ステップＳ３０５で、検知部ＳＷ４の状態がＯＦＦになってから検知部ＳＷ１の状態がＯＦＦになるまでの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。その後、処理はステップＳ３０８に進み、発音開始がなされる。

以上を整理すると次のようになる。通常押鍵の場合は、検知部ＳＷ３がＯＮになった後に検知部ＳＷ１がＯＦＦになるので、検知部ＳＷ３のＯＮ→検知部ＳＷ１のＯＦＦの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。スタッカート気味の演奏の場合は、検知部ＳＷ３や検知部ＳＷ２がＯＮにならない場合があるので、検知部ＳＷ２がＯＮになった場合、検知部ＳＷ２のＯＮ→検知部ＳＷ１のＯＦＦの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。極端なスタッカート演奏の場合は、検知部ＳＷ２すらもＯＮにならない場合があるので、その場合は、検知部ＳＷ４のＯＦＦ→検知部ＳＷ１のＯＦＦの時間差に基づいて押鍵ベロシティを決定する。

このように、本来ならば最終的にハンマ１１が弦１９を叩く直前の状態からベロシティを算出したいので、ＳＷ３のＯＮ→ＳＷ４のＯＦＦの時間差を用いたいところだが、検知部ＳＷ３がＯＮにならない場合がある。そのため、検知部ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の検知結果に基づいて、いずれの検知部の検知結果を押鍵ベロシティ決定のために採用するかを定めるようにしている。

なお、図６の例では、検知部ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４に対応する第２、第３、第４の組の３つのうちいずれかの組を、押鍵ベロシティを決定するための組として定めたが、第２、第３、第４の組のうちいずれか２つの組のいずれかを、押鍵ベロシティを決定するための組として定めてもよい。また、図５、図６に例示した４つの組に限られず、他の係合組を判断の対象にしてもよい。すなわち、他の組の検知部ＳＷの検知結果を適宜組み合わせて楽音制御や演奏データの記録に用いてもよい。また、検知部ＳＷの検知結果を用いて行う内容は、楽音制御のための楽音パラメータを決定するという処理を最低限含めばよい。決定する楽音パラメータの種類として押鍵ベロシティは例示であり、他のパラメータであってもよいし、押鍵ベロシティに加えて他のパラメータも決定してもよい。また、発音処理まで行うことは必須でなく、上記したように演奏データを記録するためだけに利用してもよい。

図５（ｂ）の各鍵Ｋの消音処理において、ステップＳ２０１では、ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷ２の状態がＯＦＦであるか否かを判別する。その判別の結果、検知部ＳＷ２の状態がＯＮである場合は、ダンパレバークッション６８とダンパレバー６７（の当接部６７ａ）とが当接していることになる。この場合、弦１９に対してダンパ７９が離間しているので、ＣＰＵ４５は、消音を開始することなく図５（ｂ）の処理を終了させる。

一方、検知部ＳＷ２の状態がＯＦＦである場合は、弦１９にダンパ７９が当接しているので、ＣＰＵ４５は、処理をステップＳ２０２に進め、今回処理の対象の鍵Ｋに対応する音高が発音中か否かを判別する。その判別の結果、ＣＰＵ４５は、発音中でない場合は図５（ｂ）の処理を終了させる一方、発音中である場合は、発音中の楽音の消音を開始する（ステップＳ２０３）。

ところで、図６のステップＳ３０５を経由して発音がされた場合においては、図５のステップＳ２０１で直ちに検知部ＳＷ２の状態がＯＦＦと判別されて消音開始となる。このような状態は、アコースティックピアノでいうと、ダンパが上がっていない状態でハンマだけが飛んで行って弦を叩いた状態に該当する。すなわち、弦は、ハンマによって叩かれるときにはダンパにて押さえつけられた状態なので、長くは響かず、すぐに消音されることになる。従って、発音処理後、すぐに消音処理が実行されることは、理にかなっているのである。

本実施の形態によれば、係合組における可動構成体と対応構成体の互いが係合する係合部同士を、当接した係合状態となると電気的に導通するように構成し、両者の係合状態を、係合部同士の間の電気的な導通の状態により検知して、その検知結果に基づいて楽音制御のための楽音パラメータを決定する。これにより、従来のゴム製のセンサやリーフスイッチセンサ等のような構造とは異なり、可動構成体と対応構成体との当接タイミングを検知する際に押鍵に対して特別な反力を発生させない。よって、押鍵感触に与える影響を小さくしつつ、演奏操作状態を正確に推測して楽音パラメータを決定することができる。また、検知結果を楽音制御に反映させることで、押鍵感触と発音タイミングとの違和感がなくなり、演奏態様に応じた自然な楽音が発生する。

なお、本実施の形態では、４つの組の導通状態を検知することで、演奏操作状態を推測するようにしたが、推測に用いる組は１つ以上であればよく、多いほど、推測の信頼性が高くなる。

なお、これまで示した係合組においては、検知部ＳＷがＯＮまたはＯＦＦのいずれであるかを検知する構成であった。しかしこれに限るものでなく、係合部間の電気的な導通の状態により、可動構成体と対応構成体との係合状態の変化を複数段階または連続的に検知し、その検知結果を楽音制御等に利用する構成としてもよい。このような変形例を図７（ａ）〜（ｃ）で示す。

例えば、図７（ａ）に示すように、鍵Ｋの前部において、フロントピン７５Ｂに係合するガイドブシュ９３を導電体で構成する。フロントピン７５Ｂについてはカーボンで形成し、可変抵抗として機能するように構成する。押鍵深さによって、ガイドブシュ９３のフロントピン７５Ｂに対する係合位置が相対的に変化する。そのため、両者間の導通状態において、押離鍵操作によって抵抗値が連続的に変化するため、押鍵深さの程度に応じた信号を取得できる。フロントピン７５Ａについてもフロントピン７５Ｂと同様に考えることができる。

あるいは、図７（ｂ）に示すように、鍵支点部７０（図１）におけるバランスピン７４を導体で構成すると共に、バランスブッシングクロス９４を可変抵抗として機能するように構成する。押鍵による鍵Ｋの揺動によって、バランスブッシングクロス９４に対するバランスピン７４の係合位置が相対的に変化する。そのため、押鍵深さの程度に応じた信号を取得できる。

また、図７（ｃ）に示すように、ジャック６のジャック小６ｂにおける、レギュレーティングボタン２５に対して対向する曲面に、黒鉛等で複数の帯状の導通部９５を施してもよい。導通部９５同士は離間させ電気的に絶縁しておく。押離鍵行程において、ジャック６は回転動作をするため、ジャック小６ｂはレギュレーティングボタン２５に対して当接する位置を徐々に変化させていく。従って、複数の導通部９５のうち、レギュレーティングボタン２５が実際に当接した導通部９５とレギュレーティングボタン２５との間の導通状態を検知することで、ジャック６の回転位置を複数段階で把握できる。

これらの係合組以外にも、係合関係となる対象に対して摺動または回転変位等によって係合位置が変化する係合組については、可変抵抗や帯状の導通部を適用できる。このように、係合状態の変化を複数段階または連続的に検知することで、演奏操作状態を一層正確に推測することができる。

また、本実施の形態では、グランドピアノ型のアクション機構ＡＣＴを有する鍵盤楽器への本発明の適用を例示したが、このような構成に限られない。すなわち、鍵体の押下操作によりハンマ体が駆動され、且つ、押離鍵行程において鍵体に対してハンマ体が連動しない場合があり得る鍵盤楽器であれば本発明を適用可能である。また、図８に示すようなアップライト型のアクション機構ＡＣＴを有する鍵盤楽器にも本発明を適用可能である。あるいは、アクション機構を有するが弦を有しないような電子鍵盤楽器にも本発明を適用可能である。

図８は、アップライトピアノのアクション機構ＡＣＴ２の側面図である。通常の押鍵操作においては、鍵Ｋを押下操作すると、ウイペン１１２が突き上げられて回動し、ジャック１２０を上昇させる。また、ジャック１２０が上昇すると、バット１２６はジャック１２０によって突き上げられてハンマ１３０を図８の反時計方向に回動させる。ジャック１２０は上昇回動し、その途中でレギュレーティングボタン１４０に当接して時計方向に回動することによりバット１２６の下部から一時的に脱進する。また、ウイペン１１２が上昇回動すると、ダンパースプーン１５６はダンパレバー１５２を時計方向に回動させてダンパ１５５を弦１９から離間させる。

そして、ダンパ１５５が弦１９から離間した後、ハンマ１３０が弦１９を打撃し、ハンマ１３０は、跳ね返ってキャッチャ１３３がバックチェック１４４に弾性的に受け止められる。ジャック１２０は、離鍵操作に伴うウイペン１１２の回動下降によりレギュレーティングボタン１４０から解放されることにより回動復帰して、その上端が再びバット１２６の下部に入り込む。それにより、同一鍵Ｋによる次の打弦動作が可能になる。

棚板１０６に対して固定的に、キーバックレールクロス１６５が配設され、鍵Ｋの後部の下部に導電部１６６が設けられている。

かかる構成において、例えば、バット１２６とジャック１２０との組、レギュレーティングボタン１４０とジャック１２０との組、鍵Ｋの下面（の導電部１６６）とキーバックレールクロス１６５との組、等が係合組として考えられる。なお、図８の構成においても、消音用ストッパ６０に相当する部材を設けてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

ＳＷ１検知部（第１の検知手段）、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４検知部（第２の検知手段）、４５ＣＰＵ（決定手段）、６ジャック、１１ハンマ、２５レギュレーティングボタン、６５バックレールクロス、６６導電部、６７ダンパレバー、６８ダンパレバークッション

Claims

係合関係となる対象に対する係合状態が押離鍵行程において変化し得る構成体として、鍵体、複数の部品構成体及びハンマ体を有し、前記鍵体の押下操作によりハンマ体が駆動され、且つ、押離鍵行程において前記鍵体に対して前記ハンマ体が連動しない場合があり得る鍵盤楽器であって、
前記鍵体、前記複数の部品構成体及び前記ハンマ体のうち、可動する可動構成体と該可動構成体に対して係合し得る対応構成体とからなる第１の組に対応して設けられ、前記第１の組における可動構成体と対応構成体との係合状態を検知する第１の検知手段と、
前記鍵体、前記複数の部品構成体及び前記ハンマ体のうち、可動する可動構成体と該可動する可動構成体に対して係合し得る対応構成体とからなり前記第１の組とは異なる組み合わせとなる第２の組に対応して設けられ、前記第２の組における可動構成体と対応構成体との係合状態を検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段による検知結果と前記第２の検知手段による検知結果とに基づいて楽音制御のための楽音パラメータを決定する決定手段と、を有し、
前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段のうち少なくとも一方の検知手段に対応する組における可動構成体と対応構成体の互いが係合する係合部同士は、当接した係合状態となると電気的に導通するように構成され、前記少なくとも一方の検知手段は、前記係合部同士の間の電気的な導通の状態により前記可動構成体と前記対応構成体との係合状態を検知することを特徴とする鍵盤楽器。
前記少なくとも一方の検知手段に対応する組における可動構成体及び対応構成体の各々の係合部は、導電部材で構成されるかまたは、係合する領域に導電材が施されていることを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器。
前記決定手段は、前記第１の検知手段により検知された、前記第１の組における可動構成体と対応構成体との係合状態の変化のタイミングと、前記第２の検知手段により検知された、前記第２の組における可動構成体と対応構成体との係合状態の変化のタイミングとに基づいて、前記楽音パラメータを決定することを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤楽器。
前記第２の組には、前記鍵体とバックレールクロスとからなる組、ダンパレバークッションを有する前記鍵体とダンパレバーとからなる組、並びに前記ジャックとレギュレーティングボタンとからなる組のうち、少なくとも２つの組が含まれ、
前記決定手段は、前記第１の検知手段による検知結果と前記第２の検知手段による検知結果とに基づいて押鍵ベロシティを決定し、
前記決定手段は、前記第２の検知手段による前記少なくとも２つの組におけるそれぞれの可動構成体と対応構成体との係合状態の検知結果に基づいて、前記少なくとも２つの組のうち１つの組を、前記押鍵ベロシティを決定するための組として定めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍵盤楽器。
前記少なくとも一方の検知手段に対応する組における可動構成体の係合部と対応構成体の係合部とは、前記可動構成体と前記対応構成体との相対的な位置によって互いの係合位置が変化し、前記少なくとも一方の検知手段は、前記係合部間の電気的な導通の状態により前記可動構成体と前記対応構成体との係合状態の変化を複数段階または連続的に検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍵盤楽器。