JP2017097374A - 鍵盤楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】３以上の箇所における検知結果を監視して適切な楽音制御に役立てる。【解決手段】ＣＰＵ４５は、検知部ＳＷが２つ検知ＯＮとなった場合は、１番目ＳＷが検知ＯＮとなってから２番目ＳＷが検知ＯＮとなるまでの時間差Δｔ１に基づいて、発音の予測タイミングまでの時間Ｔｓを算出し、タイマＴｍの計時をスタートさせる。ＣＰＵ４５は、押鍵行程において、予測タイミングよりも早く（Ｔｓ≧Ｔｍ）、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となった場合は、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となったタイミングを発音タイミングとして決定する。一方、ＣＰＵ４５は、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となる前に予測タイミングが訪れた場合（Ｔｓ＜Ｔｍ）は予測タイミングを発音タイミングとして決定する。【選択図】図７

Description

本発明は、鍵の押下操作により鍵によって直接的または間接的に駆動されて変位する変位部材を有する鍵盤楽器に関する。

従来、鍵の押下操作により鍵によって直接的または間接的に駆動されて往方向に変位（動作）するハンマ等の変位部材を有した鍵盤楽器が知られている。この種の楽器において、鍵または変位部材の動作を検知し、その検知結果に基づき楽音を制御する鍵盤楽器も知られている。例えば、下記特許文献１の楽器では、押鍵操作に応じて順次オンする接点部を３つ以上設け、指定した演奏形態に対応する２つの接点部が順次オンすることにより押鍵ベロシティや発音タイミングを制御するようにしている。

一般に、鍵に連動するハンマのような変位部材の動作を楽音制御に利用する楽器においては、変位部材は、あらゆる演奏形態において鍵に対して変位部材がほぼ正確に連動するという暗黙の前提の下に制御がなされている。

特開２０１０−１６０２６３号公報

しかし実際には、例えば鍵とハンマとは必ずしも正確に連動せず、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。このような場合に、ハンマが往方向において特定の場所に達したことを検知したタイミングを発音タイミングとする等、ハンマ動作の検知結果だけに基づき楽音を制御したとすると、必ずしも正確な楽音制御ができない場合がある。例えば、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。

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、３以上の箇所における検知結果を監視して適切な楽音制御に役立て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、鍵と、前記鍵の押下操作により前記鍵によって直接的または間接的に駆動されて往方向に動作する少なくとも１つの変位部材と、前記鍵の状態の遷移を検知すると状態遷移検知状態となる検知部及び前記変位部材の状態の遷移を検知すると状態遷移検知状態となる検知部を含む３つ以上の検知部を対象検知部として有する検知手段と、押鍵往行程において、前記検知手段の全ての対象検知部のうち１つの対象検知部を残して他の対象検知部が状態遷移検知状態となった場合に、前記他の対象検知部のうち２つの対象検知部を組み合わせて１つの組となる少なくとも１つ以上の検知部組の検知結果に基づいて、発音の予測タイミング（Ｔｓ）を決定する第１の決定手段（４５）と、押鍵往行程において、前記第１の決定手段により決定された予測タイミングよりも早く、前記検知手段のうち押鍵往行程において最後の対象検知部が状態遷移検知状態となった場合は、前記最後の対象検知部が状態遷移検知状態となったタイミングを発音タイミングとして決定する一方、前記検知手段のうち前記最後の対象検知部が状態遷移検知状態となる前に前記決定された予測タイミングが訪れた場合は、前記決定された予測タイミングを発音タイミングとして決定する第２の決定手段（４５）と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、３以上の箇所における検知結果を監視した上で楽音を生成し、適切な楽音制御に役立てることができる。

請求項２、３によれば、奏者の意図に沿って押鍵ベロシティを適切に決定することができる。請求項４によれば、発音タイミングをより適切に決定することができる。

本発明の第１の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。 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。 対象検知部の動作検知状態を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態における各鍵の発音処理を示すフローチャートである。 ハンマの回動動作を検知する検知部を２つ配した例を示す模式図（図（ａ））、対象検知部の動作検知状態を示すタイムチャートである（図（ｂ））。 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。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の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７５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によって回動を規制され、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。可動する構成体のうち鍵Ｋを除くものは変位部材に該当し得る。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。

本鍵盤楽器は、検知部ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７を含む複数の検知部ＳＷ（検知部ＳＷ２〜ＳＷ８）を、鍵Ｋに対応して複数備える。検知部ＳＷは、鍵Ｋや変位部材の動作を直接検知するか、または係合関係となり得る構成体同士の係合状態を検知することを介してそれらの動作を間接的に検知するものである。

本実施の形態では、押鍵操作により鍵Ｋによって直接的または間接的に駆動されて往方向に変位（動作）すると共に、鍵Ｋの離操作により復方向に動作する「変位部材」に着目する。そして、鍵Ｋ及び変位部材の動作検知に基づき押鍵ベロシティを含む楽音情報を生成すると共に、発音タイミングを決定する。変位部材として、まずはハンマ１１を例にとって考える。鍵Ｋの押下動作を検知部ＳＷ５、ＳＷ６で検知すると共に、ハンマ１１の回動動作を検知部ＳＷ７で検知し、これら３つの検知部ＳＷ５〜ＳＷ７の検知結果を監視した上で、それらの監視結果に基づいて発音タイミングの決定等を行う。

検知部ＳＷ２〜ＳＷ８については、鍵Ｋや変位部材の動作を検知できる構成であればよく、配置の場所に合わせた構成を採用できる。例えば、検知部ＳＷ７は消音用ストッパ６０の下面に配設される。従って、消音モード時には、ハンマ１１は、検知部ＳＷ７に当接し、検知部ＳＷ７を介して消音用ストッパ６０に間接的に当接する。検知部ＳＷ５、ＳＷ６（図１）は、鍵支点部７０の前方に配置され、いずれも、押下操作される鍵Ｋに押下されるとＯＮとなる。検知部ＳＷ５の方が検知部ＳＷ６よりも突出しており、押鍵往行程において先にＯＮとなる。

検知部ＳＷ５〜ＳＷ８は、一般的なドーム型メイクスイッチであり、押圧されると可動接点と固定接点とが当接して電気的にＯＮとなる。例えば、消音モード時において、検知部ＳＷ７は、ハンマ１１によって押圧されるとＯＮとなり、押圧が解除されるとＯＦＦとなる。従って、検知部ＳＷ７にハンマ１１が当接して、検知部ＳＷ７を介して消音用ストッパ６０によって往方向の変位終了位置を規制されるのとほぼ同時に検知部ＳＷ７はＯＮとなる。検知部ＳＷ８（図２）も検知部ＳＷ７と同様の構成となっている。検知部ＳＷ８は、ストップレール８１の下部に配置される。検知部ＳＷ８は、往方向に回動するダンパレバー６７によって押圧されてＯＮとなる。

検知部ＳＷ２〜ＳＷ４については、接触または圧力変化によりＯＮとなる一般的なスイッチ構成を採用してもよいが、本実施の形態では、一例として、構成体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構成としている。具体的には、構成体における相互に係合する係合部の各々を、導電性を有する構成とし、ＣＰＵ４５（図３（ａ））は、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。

いくつか代表例として挙げると、検知部ＳＷ２では、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）をいずれも導電体で構成する。検知部ＳＷ３では、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。検知部ＳＷ４では、バックレールクロス６５と鍵Ｋ（の導電部６６）をいずれも導電体で構成する。これら以外の構成体同士にも同様の構成を適用可能である。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。

検知部ＳＷは、導通となると電気的にＯＮ、非導通となると電気的にＯＦＦ（オフ）となる。しかし本実施の形態では、鍵Ｋや変位部材に関する検知部ＳＷについては、押鍵の往行程において、変位部材の状態が遷移したことを検知した場合、例えば、変位部材が、ある位置よりも往方向に位置したことを検知した場合を「動作検知状態」（状態遷移検知状態）と称することとする。例えば、検知部ＳＷ７、ＳＷ８については、電気的にＯＮとなった状態が動作検知状態に該当する。

一方、検知部ＳＷ４のように、バックレールクロス６５と鍵Ｋの導電部６６とは、少しでも押鍵がされると離間し、検知部ＳＷ４が電気的にはＯＦＦとなる。このように、非押鍵状態で電気的にＯＮとなっている検知部については、電気的にＯＦＦとなることで押鍵操作が検知されることになるので、電気的にＯＦＦになったことを動作検知状態と称する。以降、動作検知状態のことを「検知ＯＮ」と略記することもある。

なお、検知部ＳＷ２〜ＳＷ８の構成に限定はなく、磁気式、光学式等を採用してもよい。検知部ＳＷ２〜ＳＷ８の全てが必要ではなく、鍵Ｋの動作を検知する検知部と変位部材の動作を検知する検知部を含む、最低限３つの検知部ＳＷを備えれば、本発明を適用できる。

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ＳＷ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。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、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。なお、検知情報が利用されない検知部ＳＷについては記憶する必要はない。

図４（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ＳＷを走査して、走査結果（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において状態変化、すなわちＯＮとＯＦＦとの変化が生じ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の発音処理を実行し（ステップＳ１０３）、次に、各鍵Ｋの消音処理（図４（ｂ））を実行して（ステップＳ１０４）、図４（ａ）の処理を終了させる。

楽音制御は、複数の検知部ＳＷの検知結果に基づいて行える。また、それらの検知部ＳＷ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できる。楽音制御や演奏データの記録に用いる検知部ＳＷに限定はない。すなわち、発音トリガや押鍵ベロシティを決定する楽音情報生成用の検知部ＳＷには、いずれの検知部ＳＷを採用してもよい。また、発音した楽音を消音する消音対応の検知部ＳＷには、いずれの検知部ＳＷを採用してもよい。

本実施の形態では、代表として、鍵Ｋの動作を検知する検知部ＳＷ５、ＳＷ６と変位部材としてのハンマ１１の動作を検知する検知部ＳＷ７の、３つの検知部ＳＷを用いて発音処理と消音処理の双方を行う例を説明する。これら３つの楽音情報生成用の検知部ＳＷを、検知手段としての対象検知部とし、「対象ＳＷ」と称する。また、消音対応の検知部ＳＷとしては、検知部ＳＷ５を例示する。

図４（ｂ）は、図４（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５は、図４（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５のステップＳ３０１では、ＣＰＵ４５は、対象ＳＷの全て、すなわち、検知部ＳＷ５〜ＳＷ７の３つ全部の状態が動作検知状態（検知ＯＮ）となったか否かを判別する。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、対象ＳＷのうち１つでも、検知ＯＮでない（動作非検知状態（ＯＦＦ）である）検知部ＳＷがある場合は、発音すべきタイミングでないので、発音がなされることなく図５の処理は終了する。

ところで、通常の押鍵態様においては、検知部ＳＷ５→ＳＷ６→ＳＷ７の順で検知ＯＮとなるので、検知部ＳＷ７が検知ＯＮとなったときに対象ＳＷの全てが検知ＯＮとなる。すなわち、検知部ＳＷ７は、押鍵往行程における最後に検知ＯＮとなる検知部ＳＷとなる。しかし、押鍵初期にだけ強く鍵Ｋを押下し、その後ゆっくり押下したような場合は、検知部ＳＷ５→ＳＷ７→ＳＷ６の順、あるいは検知部ＳＷ７→ＳＷ５→ＳＷ６の順で検知ＯＮとなる場合もあり得る。これらのような場合は、検知部ＳＷ６が検知ＯＮとなったときに対象ＳＷの全てが検知ＯＮとなる。

対象ＳＷの全てが動作検知状態（検知ＯＮ）となった場合は、押鍵による発音の意図があると判断できるので、ＣＰＵ４５は、楽音情報を生成する（ステップＳ３０２）。この楽音情報の生成の態様についてはいくつか考えられるが、ここでは図６を参照して５つの態様例を説明しておく。

図６は、検知部ＳＷ５〜ＳＷ７の動作検知状態を示すタイムチャートである。検知部ＳＷ５〜ＳＷ７につき、押鍵往行程において検知ＯＮとなった順に、１番目ＳＷ、２番目ＳＷ、３番目ＳＷと称する。１番目ＳＷが検知ＯＮとなった時点をｔ１、２番目ＳＷが検知ＯＮとなった時点をｔ２、３番目ＳＷが検知ＯＮとなった時点をｔ３とする。時点ｔ１〜時点ｔ２の時間差をΔｔ１、時点ｔ２〜時点ｔ３の時間差をΔｔ２、時点ｔ１〜時点ｔ３の時間差をΔｔ３とする。ＣＰＵ４５は、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３の少なくともいずれか１つに基づいて、押鍵ベロシティを決定し、楽音情報を生成する。

まず、楽音情報の生成の第１の態様では、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３のうち最も短いものを選択し、選択した時間差Δｔの逆数に係数を乗じたものを押鍵ベロシティとする。奏者は、鍵Ｋに対して復方向の加速度を与えることはできないため、検知部ＳＷ間で変位が最速のものを選択するのが奏者の意図に沿う可能性が高いからである。楽音情報の生成の第２の態様では、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３のうち中央のものを選択し、選択した時間差Δｔの逆数に係数を乗じたものを押鍵ベロシティとする。

また、楽音情報の生成の第３の態様では、第１または第２の態様で押鍵ベロシティを決定するのに加えて、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３のうち中央の値から音色も決定する。楽音情報の生成の第４の態様では、第１または第２の態様で押鍵ベロシティを決定するのに加えて、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３のうち最大の値から音色も決定する。

また、楽音情報の生成の第５の態様では、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３の少なくとも２つを按分した値に基づいて押鍵ベロシティや音色を決定する。例えば、本鍵盤楽器の機構の特性に応じて係数ａ、ｂ、ｃを予め設定しておく。そして、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３の３つ全てを用いる場合は、「ａ×Δｔ１＋ｂ×Δｔ２＋ｃ×Δｔ３」の逆数を押鍵ベロシティとして決定する。また、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３のうち２つを用いる場合は、例えば、「ａ×Δｔ１＋ｂ×Δｔ２」、「ａ×Δｔ１＋ｃ×Δｔ３」、「ｂ×Δｔ２＋ｃ×Δｔ３」のいずれかの逆数を押鍵ベロシティとして決定する。音色決定においても同様の算出式を応用できる。音色決定においては、別途設定した係数を用いてもよい。また、係数ａ、ｂ、ｃについては、固定値にすることは必須でなく、最初に得られる時間差Δｔ１に基づいて動的に算出してもよい。

楽音情報が生成されると、次に、ＣＰＵ４５は、生成した楽音情報に基づき発音を開始する（ステップＳ３０３）。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・音色で発音するよう、音源回路５３及び効果回路５４等を制御する。その後、図５の処理が終了する。

このように、本実施の形態では、２つの検知部ＳＷを組み合わせて１つの組となる少なくとも１つ以上の検知部組の検知結果に基づいて楽音情報を生成している。そして、対象ＳＷのうち押鍵往行程における最後の検知部ＳＷが動作検知状態（検知ＯＮ）となったタイミングが発音開始タイミングとなる。

図４（ｂ）の各鍵Ｋの消音処理において、ステップＳ２０１では、ＣＰＵ４５は、消音対応の検知部ＳＷ（検知部ＳＷ５）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ＳＷ５の状態がＯＮである場合は、ＣＰＵ４５は、消音を開始することなく図４（ｂ）の処理を終了させる。一方、検知部ＳＷ５の状態がＯＦＦである場合は、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４（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）。

なお、消音対応の検知部ＳＷとして、対象ＳＷのうちの１つを採用したが、対象ＳＷとは別の検知部ＳＷを採用してもよい。例えば、消音対応の検知部ＳＷとして検知部ＳＷ２を採用すれば、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）との離間が消音タイミングとなる。この場合、弦１９に対してダンパ７９が離間するタイミングと略一致するので、より自然な消音となる。

本実施の形態によれば、押鍵行程において、対象ＳＷの全ての検知部ＳＷが動作検知状態となった場合に、少なくとも１つ以上の検知部組の検知結果に基づいて楽音情報が生成される。これにより、鍵Ｋとハンマ１１における３以上の箇所における検知結果を監視した上で楽音を生成し、適切な楽音制御に役立てることができる。

また、押鍵往行程において対象ＳＷのうち最後の検知部ＳＷが動作検知状態（検知ＯＮ）となったタイミングを発音タイミングとして決定するので、奏者の意図に沿って発音タイミングを適切に決定することができる。また、少なくとも１つ以上の検知部組における対象検知部同士の動作検知状態となったタイミングの時間差（Δｔ１等）に基づいて押鍵ベロシティが決定される。特に、２つ以上の検知部組を選択し、該選択した検知部組の各々における検知部同士の動作検知状態となったタイミングの時間差を按分した値に基づいて押鍵ベロシティを決定することで、奏者の意図に沿って押鍵ベロシティを適切に決定することができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、押鍵往行程において対象ＳＷのうち最後の検知部ＳＷが動作検知状態（検知ＯＮ）となったタイミングを発音トリガとした。これに対し、本発明の第２の実施の形態では、予測した発音タイミングと最後の検知部ＳＷの動作検知状態のうち先に訪れたタイミングを発音トリガとする。従って、図５に代えて図７を用いて第２の実施の形態を説明する。

図７は、第２の実施の形態において図４（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、ＣＰＵ４５は、対象ＳＷを１つずつスキャンし、対象ＳＷが１つを残して全て検知ＯＮとなったか否かを判別する（ステップＳ４０１）。ここでは、検知部ＳＷが２つ検知ＯＮとなったか否かが判別される。その判別の結果、検知ＯＮの検知部ＳＷが１つ以下の場合は、図７の処理が終了する。一方、１番目だけでなく２番目の検知部ＳＷまでが検知ＯＮとなった場合は、ＣＰＵ４５は、図６に示した時間差Δｔ１に基づいて、発音の予測タイミングまでの時間Ｔｓを算出する（ステップＳ４０２）（第１の決定手段）。例えば、時間差Δｔ１に係数を乗じたものを時間Ｔｓとする。

次に、ＣＰＵ４５は、タイマＴｍに初期値を設定して計時をスタートさせ（ステップＳ４０３）、タイマＴｍの値が時間Ｔｓを超えたか（Ｔｓ＜Ｔｍ）否かを判別する（ステップＳ４０４）。その判別の結果、タイマＴｍの値が時間Ｔｓを超える前（Ｔｓ≧Ｔｍ）であれば、ＣＰＵ４５は、対象ＳＷのうち押鍵往行程において最後の検知部ＳＷ（ここでは３番目の検知部ＳＷ）が検知ＯＮとなったか否かを判別する（ステップＳ４０５）。そして、最後の検知部ＳＷが検知ＯＮとなるまでステップＳ４０４、Ｓ４０５を繰り返し、もし、タイマＴｍの値が時間Ｔｓを超える前に最後の検知部ＳＷが検知ＯＮとなった場合は、ＣＰＵ４５は、ステップＳ４０６で楽音情報を生成する。一方、最後の検知部ＳＷが検知ＯＮになることなくタイマＴｍの値が時間Ｔｓを超えてしまった（Ｔｓ＜Ｔｍ）場合は、ＣＰＵ４５は、ステップＳ４０８で楽音情報を生成する。

ステップＳ４０６では、ＣＰＵ４５は、図５のステップＳ３０２と同様に、例示される態様で、時間差Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３の少なくともいずれか１つに基づいて、押鍵ベロシティを決定し、楽音情報を生成する。その際、態様によっては音色も決定する。その後、ＣＰＵ４５は、図５のステップＳ３０３と同様に、生成した楽音情報に基づき発音を開始する（ステップＳ４０７）。従って、対象ＳＷのうち最後の検知部ＳＷが動作検知状態（検知ＯＮ）となったタイミングが発音開始タイミングとなる（第２の決定手段）。発音開始タイミングの決定に関しては第１の実施の形態と同様となる。

一方、ステップＳ４０８では、３番目の検知部ＳＷの検知結果は得られていないので、ＣＰＵ４５は、既に得られている検知部ＳＷの検知結果に基づいて楽音情報を生成する。例えば、時間差Δｔ１の逆数に係数を乗じたものを押鍵ベロシティとして決定する。その後、ＣＰＵ４５は、生成した楽音情報に基づき発音を開始する（ステップＳ４０７）。従って、この場合は、最後の検知部ＳＷが動作検知状態（検知ＯＮ）となるのを待たず、予測タイミングが発音開始タイミングとなる（第２の決定手段）。ステップＳ４０６、Ｓ４０８の処理後、図７の処理が終了する。

本実施の形態によれば、押鍵行程において、時間差Δｔ１に基づいて決定した予測タイミングよりも早く（Ｔｓ≧Ｔｍ）、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となった場合は、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となったタイミングを発音タイミングとして決定する。一方、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となる前に予測タイミングが訪れた場合（Ｔｓ＜Ｔｍ）は予測タイミングを発音タイミングとして決定する。これにより、鍵Ｋとハンマ１１における３以上の箇所における検知結果を監視した上で発音タイミングを決定し、適切な楽音制御に役立てることができる。

特に、最後の検知部ＳＷが検知ＯＮにならなくても、タイマＴｍの値が時間Ｔｓを超えればそのタイミングで発音がなされるので、非常にゆっくりと押鍵した場合でも、楽音を発生させることはできる。

また、予測タイミングよりも早く、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となった場合は、時間差Δｔ１〜Δｔ３の少なくともいずれか１つに基づいて、押鍵ベロシティを決定し、楽音情報を生成する一方、最後の検知部ＳＷが動作検知状態となる前に予測タイミングが訪れた場合は、時間差Δｔ１に基づいて押鍵ベロシティを決定するので、奏者の意図に沿って押鍵ベロシティを適切に決定することができる。

なお、第１、第２の実施の形態において、対象ＳＷの検知部ＳＷ７に代えて検知部ＳＷ８を用いたとしても、十分に適切な発音タイミングを決定できる。この場合、ダンパレバー６７が変位部材となる。

なお、第１、第２の実施の形態においては、対象ＳＷは３つとしたが、鍵Ｋの動作を検知する検知部ＳＷと変位部材の動作を検知する検知部ＳＷを含む、３つ以上の検知部ＳＷを対象ＳＷとすることができる。例えば、検知部ＳＷ５〜ＳＷ８の４つを対象ＳＷとしてもよい。図８で、対象ＳＷを４つとする他の例を説明する。

図８（ａ）は、ハンマ１１の回動動作を検知する検知部ＳＷ７を２つ配した例を示す模式図である。消音用ストッパ６０の下面に検知部ＳＷ７Ａと検知部ＳＷ７Ｂの２つが配設される。消音用ストッパ６０の下面からの突出高さは検知部ＳＷ７Ａの方が高く、従って、検知部ＳＷ７Ａの方が先にメイクする。

ここでは代表として、鍵Ｋの動作を検知する検知部ＳＷ５、ＳＷ６と変位部材としてのハンマ１１の動作を検知する検知部ＳＷ７Ａ、ＳＷＢの、４つの検知部ＳＷを「対象ＳＷ」とし、消音対応の検知部ＳＷは検知部ＳＷ５とする。

図８（ｂ）は、対象ＳＷの動作検知状態を示すタイムチャートである。押鍵往行程において１番目ＳＷ、２番目ＳＷ、３番目ＳＷ、４番目ＳＷが検知ＯＮとなった時点をそれぞれｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ１４とする。時点ｔ１１〜時点ｔ１２の時間差をΔｔ１１、時点ｔ１２〜時点ｔ１３の時間差をΔｔ１２、時点ｔ１３〜時点ｔ１４の時間差をΔｔ１３とする。時点ｔ１１〜時点ｔ１３の時間差をΔｔ１４、時点ｔ１１〜時点ｔ１４の時間差をΔｔ１５、時点ｔ１２〜時点ｔ１４の時間差をΔｔ１６とする。

対象ＳＷが４つである構成を第１の実施の形態に適用した場合は、図５のステップＳ３０２で、ＣＰＵ４５は、時間差Δｔ１１〜Δｔ１６の少なくともいずれか１つに基づいて、押鍵ベロシティを決定し、楽音情報を生成する。例えば、時間差Δｔの選択において、時間差Δｔ１１、Δｔ１２、Δｔ１３のうち最も短いものまたは中央のものを選択する。あるいは時間差Δｔ１４、Δｔ１６のうち短い方を選択する。あるいは時間差Δｔ１５を選択する。そして、選択した時間差Δｔの逆数に係数を乗じたものを押鍵ベロシティとする。また、押鍵ベロシティを決定するのに加えて、時間差Δｔ１１〜Δｔ１６の少なくともいずれか１つに基づいて、必要に応じて音色も決定してもよい。例えば、時間差Δｔ１１〜Δｔ１３のうち中央値または最大値から音色を決定する。２以上の時間差Δｔから楽音を生成する場合は、２以上の時間差Δｔを適切な係数にて按分した値に基づいて押鍵ベロシティや音色を決定してもよい。

対象ＳＷが４つである構成を第２の実施の形態に適用した場合、図７のステップＳ４０６では、第１の実施の形態に適用した場合と同様に、ＣＰＵ４５は、時間差Δｔ１１〜Δｔ１６の少なくともいずれか１つに基づいて、押鍵ベロシティを決定し、楽音情報を生成する。また、図７のステップＳ４０８では、時点ｔ１４が訪れないので、ＣＰＵ４５は、時間差Δｔ１１、Δｔ１２、Δｔ１４の少なくともいずれか１つに基づいて、押鍵ベロシティを決定し、楽音情報を生成し、必要に応じて音色も決定する。

上記各実施の形態では、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、押離鍵操作により往方向及び復方向に変位（動作）する変位部材を有すればよく、アクション機構を有しなくてもよい。

また、図９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。

図９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９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。消音用ストッパ８２は、消音用ストッパ６０と同様に、消音モード時用に位置を切り替えできるようになっている。

かかる構成において、例えば消音用ストッパ８２に、検知部ＳＷ７（または検知部ＳＷ７Ａ及びＳＷ７Ｂ）を設けてもよい。また、バット１２６とジャック１２０との間、レギュレーティングボタン１４０とジャック１２０との間、鍵Ｋの下面（の導電部１６６）とキーバックレールクロス１６５との間、等に、検知部ＳＷ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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

ＳＷ 検知部（検知手段、検知部）、 １１ ハンマ（変位部材）、 ４５ ＣＰＵ（生成手段）、 ６７ ダンパレバー（変位部材）

Claims (4)

1. 鍵と、
   前記鍵の押下操作により前記鍵によって直接的または間接的に駆動されて往方向に動作する少なくとも１つの変位部材と、
   前記鍵の状態の遷移を検知すると状態遷移検知状態となる検知部及び前記変位部材の状態の遷移を検知すると状態遷移検知状態となる検知部を含む３つ以上の検知部を対象検知部として有する検知手段と、
   押鍵往行程において、前記検知手段の全ての対象検知部のうち１つの対象検知部を残して他の対象検知部が状態遷移検知状態となった場合に、前記他の対象検知部のうち２つの対象検知部を組み合わせて１つの組となる少なくとも１つ以上の検知部組の検知結果に基づいて、発音の予測タイミングを決定する第１の決定手段と、
   押鍵往行程において、前記第１の決定手段により決定された予測タイミングよりも早く、前記検知手段のうち押鍵往行程において最後の対象検知部が状態遷移検知状態となった場合は、前記最後の対象検知部が状態遷移検知状態となったタイミングを発音タイミングとして決定する一方、前記検知手段のうち前記最後の対象検知部が状態遷移検知状態となる前に前記決定された予測タイミングが訪れた場合は、前記決定された予測タイミングを発音タイミングとして決定する第２の決定手段と、を有することを特徴とする鍵盤楽器。
2. 前記第２の決定手段は、押鍵往行程において、前記第１の決定手段により決定された予測タイミングよりも早く、前記最後の対象検知部が状態遷移検知状態となった場合は、前記他の対象検知部のうち２つの対象検知部を組み合わせて１つの組となる少なくとも１つ以上の検知部組における対象検知部同士の状態遷移検知状態となったタイミングの時間差に基づいて、押鍵ベロシティを決定することを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器。
3. 前記第２の決定手段は、押鍵往行程において、前記最後の対象検知部が状態遷移検知状態となる前に前記決定された予測タイミングが訪れた場合は、前記最後の対象検知部を含めた前記検知手段における２つの対象検知部を組み合わせて１つの組となる少なくとも１つ以上の検知部組における対象検知部同士の状態遷移検知状態となったタイミングの時間差に基づいて、押鍵ベロシティを決定することを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器。
4. 前記検知手段の前記対象検知部には、前記変位部材が往方向の変位終了位置を規制されると状態遷移検知状態となる検知部が含まれ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。