鍵盤楽器の発音制御装置
【課題】バックチェックへのシャッタの接触を回避でき、それにより、発音タイミングを適切に設定できるとともに、タッチ感を良好に維持することができる鍵盤楽器の発音制御装置を提供する。
【解決手段】鍵４の回動に連動して回動するハンマー５に一体に設けられ、ハンマー５の回動経路を含む平面に沿って延び、鍵４の押鍵に伴うハンマー５の回動方向と反対側の端部に切欠き６ｃが形成されたシャッタ６と、回動経路の一方の側に配置され、光を出射する発光部７ａ，８ａと、回動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部７ｂ，８ｂとを有し、受光部の受光状態に応じた検出信号Ｓ１，Ｓ２を出力する光センサ７，８と、ハンマー５が回動する際、シャッタ６による光センサ７，８の光路の開閉に応じた検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する発音タイミング設定手段２３と、を備える。
【解決手段】鍵４の回動に連動して回動するハンマー５に一体に設けられ、ハンマー５の回動経路を含む平面に沿って延び、鍵４の押鍵に伴うハンマー５の回動方向と反対側の端部に切欠き６ｃが形成されたシャッタ６と、回動経路の一方の側に配置され、光を出射する発光部７ａ，８ａと、回動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部７ｂ，８ｂとを有し、受光部の受光状態に応じた検出信号Ｓ１，Ｓ２を出力する光センサ７，８と、ハンマー５が回動する際、シャッタ６による光センサ７，８の光路の開閉に応じた検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する発音タイミング設定手段２３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子ピアノなどの電子鍵盤楽器や、消音ピアノあるいは自動演奏ピアノなどの複合型ピアノに適用され、楽音の発音タイミングを設定する鍵盤楽器の発音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鍵盤楽器の発音制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この発音制御装置６１は、アップライト型の自動演奏ピアノに適用されており、図１４に示すように、回動自在の鍵（図示せず）と、鍵の押鍵に連動して、センターピン６８を中心として回動し、弦６２を打弦するハンマー６３と、ハンマー６３に取り付けられたシャッタ６４と、第１および第２センサ６５，６６などで構成されている。シャッタ６４は、円弧状に形成されており、その一端部がハンマーシャンク６３ａの前面に、他端部がキャッチャ６３ｂの上面にそれぞれ固定されている。また、シャッタ６４には、それに沿って円弧状のシャッタ窓６７が形成されている。このシャッタ窓６７は、上半部６７ａおよび下半部６７ｂで構成されており、下半部６７ｂは、上半部６７ａに対してハンマーシャンク６３ａ側、すなわち後側にずれている。
【０００３】
第１および第２センサ６５，６６は、シャッタ窓６７の上半部６７ａおよび下半部６７ｂに対応する位置に、隣り合った状態で配置されており、シャッタ６４の両側に配置された一対の発光部および受光部（ともに図示せず）でそれぞれ構成されている。
【０００４】
以上の構成により、図１４に実線で示す離鍵状態では、第１センサ６５の発光部からの光はシャッタ６４で遮断され、第２センサ６６の発光部からの光は、シャッタ窓６７の下半部６７ｂを通って受光部に到達する。この離鍵状態から、鍵の押鍵に連動し、ハンマー６３が図１４の反時計方向に回動するのに伴い、シャッタ６４がハンマー６３と一体に回動する。この回動に伴い、シャッタ６４のシャッタ窓６７の上半部６７ａの後端部が第１センサ６５に達することによって、その受光部へ光が到達する。ハンマー６３の回動が進むと、シャッタ窓６７の下半部６７ｂの前縁部が第２センサ６６を通過することによって、その発光部からの光が遮断される。ハンマー６３の回動がさらに進み、ハンマー６３が弦６２を打弦する直前に、シャッタ窓６７の上半部６７ａの前縁部が第１センサ６５を通過することによって、その発光部からの光が遮断される。一方、離鍵時には、第１および第２センサ６５，６６の検出信号は、上記と逆の順序で変化する。
【０００５】
この発音制御装置６１では、第２センサ６６の検出信号が光路の閉鎖状態を示し、かつ第１センサ６５の検出信号が開放状態から閉鎖状態に切り替わったタイミングを、自動演奏において楽音を発音すべき発音タイミングとして設定し、記録する。また、第２センサ６６の検出信号が開放状態を示し、かつ第１センサ６５の検出信号が開放状態から閉鎖状態に切り替わったタイミングを、止音タイミングとして設定し、記録する。また、ハンマー６３は、弦６２を打弦した後、図１４の時計方向に復帰回動し、その途中で、キャッチャ６３ｂがウイッペン（図示せず）に立設されたバックチェック６９に当接することによって、停止する。
【０００６】
しかし、従来の発音制御装置６１では、シャッタ６４がキャッチャ６３ｂに取り付けられているので、シャッタ６４がバックチェック６９に接触しやすく、ハンマー６３がリバウンドしやすくなる。このようなハンマー６３のリバウンドが生じると、シャッタ６４が第２センサ６６および第１センサ６５の順に、その光路を閉鎖することがある。その場合には、第１および第２センサ６５，６６から発音タイミング時と同じ検出信号が出力されることによって、押鍵動作を実際には行っていないにもかかわらず、誤った発音が行われてしまう。
【０００７】
また、シャッタ６４がバックチェック６９に接触することによって振動が発生し、その振動がアクションを介して鍵に伝達されるため、タッチ感が損なわれる。さらに、止音タイミングが前述したように設定されるため、離鍵状態において、第１センサ６５の光路を閉鎖し、かつ第２センサ６６の光路を開放するように、シャッタ６４を取り付ける必要があるため、その組み付けに手間がかかる。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、バックチェックへのシャッタの接触を回避でき、それにより、発音タイミングを適切に設定できるとともに、タッチ感を良好に維持することができる鍵盤楽器の発音制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１６０２９２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回動自在の鍵と、鍵の回動に連動して回動するハンマーと、このハンマーに一体に設けられ、ハンマーの回動経路を含む平面に沿って延び、鍵の押鍵に伴うハンマーの回動方向と反対側の端部に切欠きが形成された板状のシャッタと、シャッタの回動経路の一方の側に配置され、光を出射する発光部と、回動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部とを有し、受光部の受光状態に応じた検出信号を出力する光センサと、ハンマーが回動する際、シャッタによる光センサの発光部からの光の光路の開閉に応じた光センサの検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する発音タイミング設定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この鍵盤楽器の発音制御装置によれば、鍵の回動に連動してハンマーが回動すると、それに伴い、ハンマーに一体に設けられた板状のシャッタによって、光センサの発光部からの光の光路が開閉され、この開閉に応じて変化する受光部の受光状態に応じた検出信号が、光センサから出力される。発音タイミング設定手段は、この光センサの検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する。
【００１２】
本発明によれば、シャッタには、鍵の押鍵に伴うハンマーの回動方向と反対側の端部に切欠きが形成されている。このため、例えば、アップライト型のハンマーのキャッチャにシャッタの一端部を取り付けた場合でも、ハンマーが切欠き側に復帰回動し、キャッチャがバックチェックに当接する際に、切欠きが存在することによって、シャッタがバックチェックに接触するのを回避することができる。このため、シャッタがバックチェックに接触することによるハンマーのリバウンドと、それに起因する誤った発音を防止できるので、発音タイミングを適切に設定することができる。また、バックチェックへのシャッタの接触を回避することによって、それによる振動の発生を防止でき、その結果、タッチ感を良好に維持することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の鍵盤楽器の発音制御装置において、光センサの検出信号に基づいて、楽音を止音すべき止音タイミングを設定する止音タイミング設定手段をさらに備え、発音タイミング設定手段は、シャッタの切欠き側の縁部が光センサを通過することにより、検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、発音タイミングを設定し、止音タイミング設定手段は、シャッタの切欠きと反対側の縁部が光センサを通過することにより、検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、止音タイミングを設定することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、鍵の押鍵に伴ってハンマーが回動すると、シャッタが光センサの光路を遮断することにより、光センサの検出信号が閉状態になる。その後、ハンマーの回動がさらに進むと、シャッタの切欠き側の縁部が光センサを通過することにより、光センサの光路が開放され、検出信号が閉状態から開状態に変化し、このタイミングに基づいて、発音タイミング設定手段は、発音タイミングを設定する。
【００１５】
また、発音タイミングが設定された後、ハンマーが上記と反対方向に復帰回動すると、シャッタが光センサの光路を遮断することによって、検出信号が閉状態になる。その後、ハンマーの復帰回動がさらに進むと、シャッタの切欠きと反対側の縁部が光センサを通過することにより、光センサの光路が開放され、検出信号が閉状態から開状態に変化し、このタイミングに基づいて、止音タイミング設定手段は、止音タイミングを設定する。
【００１６】
以上のように、本発明では、シャッタの切欠き側の縁部を利用して、発音タイミングを設定するとともに、切欠きと反対側の縁部を利用して、止音タイミングを設定することができる。このため、従来の発音制御装置のようなシャッタ窓をシャッタに形成する必要がないので、その分、シャッタの形状を単純化することができる。また、シャッタ窓の省略によって、従来と異なり、離鍵状態において、第１センサの光路を閉鎖し、かつ第２センサの光路を開放するように、シャッタを取り付ける必要がないので、その組み付けを容易に行うことができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の鍵盤楽器の発音制御装置において、光センサは、回動経路に沿って配置された複数の光センサで構成されており、発音タイミングを設定した後、複数の光センサの検出信号がいずれも閉状態になるまでの間、発音タイミング設定手段による新たな発音タイミングの設定を禁止する発音禁止手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、発音タイミングを設定した後、回動経路に沿って配置された複数の光センサの検出信号がいずれも閉状態になるまでの間、発音禁止手段は、新たな発音タイミングの設定を禁止する。このため、例えば、ハンマーの復帰回動の途中で、ハンマーが反対方向に回動した場合や、途中の位置に留まっている場合でも、シャッタの切欠き側の縁部が光センサを通過し、検出信号が閉状態から開状態に変化したとしても、検出信号がすべて閉状態にならない限り、新たな発音タイミングが設定されることはないので、それに起因する誤った発音を防止することができる。このため、例えば、鍵が強く押鍵されたときに、ハンマーの復帰回動の途中で、キャッチャがバックチェックに勢いよく当接することで、ハンマーがリバウンドし、検出信号が閉状態から開状態に変化した場合に、発音タイミングの設定を禁止することができる。
【００１９】
また、ハンマーの回動を規定する構成部品、例えばバックチェックに経時的な摩耗などが生じた場合には、ハンマーの回動タイミングや停止位置がずれることによって、シャッタの切欠き側の縁部が光センサの光路上に留まり、検出信号がチャタリングを起こすことがある。このような場合でも、上述したように、検出信号がすべて閉状態にならない限り、新たな発音タイミングが設定されないので、誤った発音を防止することができる。さらに、ハンマーの復帰回動時には、復帰回動がある程度進むと、次の押鍵が可能になるため、連打を行うことができる。本発明によれば、検出信号がすべて閉状態になれば、新たな発音タイミングの設定が許容されるので、連打性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による発音制御装置１を適用したアップライト型の消音ピアノ２（鍵盤楽器）を示している。なお、以下の説明では、消音ピアノ２を演奏者から見た場合の手前側（図１の右側）を「前」、奥側（図１の左側）を「後」とし、さらに左側および右側をそれぞれ「左」および「右」として、説明を行うものとする。
【００２１】
図１に示すように、この消音ピアノ２は、棚板３に載置された複数（例えば８８個）の鍵４（１つのみ図示）と、鍵４の後部上方に設けられたアクション９と、鍵４ごとに設けられたハンマー５を備えている。また、消音ピアノ２は、ハンマー５に設けられたシャッタ６と、第１および第２光センサ７，８と、演奏音を電子的に発生させるための楽音発生装置１０（図７参照）などを備えている。この消音ピアノ２では、演奏モードが、ハンマー５による弦Ｓの打弦によってアコースティックな演奏音を発生させる通常演奏モードと、ハンマー５による打弦を阻止した状態で、楽音発生装置１０によって電子的な演奏音を発生させる消音演奏モードに、切り替えられる。
【００２２】
鍵４は、その中央に形成されたバランスピン孔（図示せず）を介して、棚板３上に設けられたバランスレール３ａに立設されたバランスピン１１に、回動自在に支持されている。
【００２３】
アクション９は、鍵４の押鍵に伴ってハンマー５を回動させるためのものであり、前後方向に延び、各鍵４の後部にキャプスタンスクリュー１２を介して載置されたウイッペン１３と、ウイッペン１３に取り付けられたジャック１４などを備えている。各ウイッペン１３は、その後端部においてセンターレール１５に回動自在に支持されている。ジャック１４は、上下方向に延びる突き上げ部１４ａと、その下端部から前方にほぼ直角に延びる係合部１４ｂとから、Ｌ字状に形成されており、その角部においてウイッペン１３に回動自在に取り付けられている。また、センターレール１５の後端部には、ダンパー１６が回動自在に取り付けられている。
【００２４】
ウイッペン１３には、バックチェック１７が立設されている。バックチェック１７は、ウイッペン１３の前端部から上方に延びるバックチェックワイヤ１７ａと、バックチェックワイヤ１７ａの上端部に取り付けられたバックチェック本体１７ｂと、バックチェック本体１７ｂの背面に取り付けられたバックチェックスキン１７ｃで構成されている。
【００２５】
一方、ハンマー５は、バット５ａと、バット５ａから上方に延びるハンマーシャンク５ｂと、ハンマーシャンク５ｂの上端部に取り付けられたハンマーヘッド５ｃと、バット５ａから前方に延びるキャッチャシャンク５ｄと、キャッチャシャンク５ｄの前端部に取り付けられたキャッチャ５ｅなどで構成されており、バット５ａの下端部において、センターピン１８ａを介して、バットフレンジ１８ｂに回動自在に支持されている。図１に示す離鍵状態では、バット５ａにジャック１４の突き上げ部１４ａの先端が係合しているとともに、ハンマーシャンク５ｂがハンマーレール１９に斜めに当接し、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓに対向している。
【００２６】
シャッタ６は、光を透過させない不透明な材料、例えば合成樹脂で構成されている。図１〜３に示すように、シャッタ６は、前後方向に延びる取付け部６ａと、取付け部６ａから上方に延びる板状の本体部６ｂで構成されている。取付け部６ａは、逆Ｕ字状の断面を有し、その内側の幅は、バット５ａおよびキャッチャ５ｅの幅よりも若干、小さい。シャッタ６は、取付け部６ａの前端部をキャッチャ５ｅに、後端部をバット５ａに、それぞれ上方から嵌め込むことによって、ハンマー５に取り付けられている。本体部６ｂの後縁（背面）６ｄは、前上がりに斜めにまっすぐ延びている。本体部６ｂの前部には、切欠き６ｃが形成されている。切欠き６ｃに臨む本体部６ｂの前縁６ｅの上部は、後縁６ｄとほぼ平行に斜めに延びている。
【００２７】
第１および第２光センサ７，８は、互いに同じ構成のフォトインタラプタで構成されている。図１および図４に示すように、第１光センサ７は、ケース７ｃと、このケース７ｃに、左右方向に互いに対向するように設けられた一対の発光ダイオード７ａ（発光部）およびフォトトランジスタ７ｂ（受光部）で構成されている。同様に、第２光センサ８は、ケース８ｃに、左右方向に対向するように設けられた一対の発光ダイオード８ａ（発光部）およびフォトトランジスタ８ｂ（受光部）で構成されている。第１および第２光センサ７，８は、基板２０に取り付けられており、シャッタ６の回動経路に沿って、前者７が下側に、後者８が上側に、配置されるとともに、発光ダイオード７ａ，８ａおよびフォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、シャッタ６の回動経路の両側に配置されている。この基板２０は、左右方向に延びており、棚板３の左右端部にそれぞれ設けられたブラケット（ともに図示せず）の間に渡された取付けレール２１に取り付けられている。
【００２８】
発光ダイオード７ａ，８ａは、ｐｎ接合されたダイオードで構成されており、それらのアノードおよびカソードはそれぞれ、基板２０に電気的に接続されている。これらの発光ダイオード７ａ，８ａは、それらのアノードに、後述するＣＰＵ２３から駆動信号が出力されることによって作動し、その発光面（図示せず）から光を、水平な光路に沿い、フォトトランジスタ７ｂ，８ｂに向かって出射する。
【００２９】
フォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、ｎｐｎ接合されたバイポーラトランジスタで構成されており、それらのコレクタおよびエミッタはそれぞれ、基板２０に電気的に接続されている。これらのフォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、それらのベースに相当する受光面（図示せず）で光を受光し、その光量（以下「受光量」という）が所定レベル以上のときに、コレクタ−エミッタ間が導通状態になり、エミッタからＨレベルの信号が出力される。一方、受光量が所定レベル未満のときに、コレクタ−エミッタ間が非導通状態になり、エミッタからＬレベルの信号が出力される。第１および第２光センサ７，８は、これらのＨレベルまたはＬレベルの信号を、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２としてそれぞれ出力する。
【００３０】
また、図１に示すように、ハンマー５と弦Ｓの間には、ストッパ３２が設けられている。このストッパ３２は、消音演奏モード時に、ハンマー５による弦Ｓの打弦を阻止するためのものであり、本体部３２ａと、その先端面に取り付けられたクッション（図示せず）などで構成されている。ストッパ３２は、本体部３２ａの基端部において支点３２ｂに回動自在に支持されており、モータ（図示せず）によって駆動される。ストッパ３２は、通常演奏モード時には、上下方向に延び、ハンマー５のハンマーシャンク５ｂの回動範囲内から退避した退避位置（図１の実線位置）に駆動され、一方、消音演奏モード時には、前後方向に延び、ハンマーシャンク５ｂの回動範囲内に進入した進入位置（図１の２点鎖線位置）に駆動される。なお、このモータは、ＣＰＵ２３からの駆動信号によって駆動される。
【００３１】
以上の構成により、鍵４が押鍵されると、鍵４はバランスピン１１を中心として図１の時計方向に回動し、この回動に伴ってウイッペン１３が反時計方向に回動する。このウイッペン１３の回動に伴い、ジャック１４がウイッペン１３と一緒に上方に移動し、その突き上げ部１４ａがバット５ａを突き上げることによって、ハンマー５が反時計方向に回動する。通常演奏モード時には、ストッパ３２が退避位置に位置することによって、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓを打弦する。一方、消音演奏モード時には、ストッパ３２が進入位置に位置することによって、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓを打弦する直前で、ハンマーシャンク５ｂがストッパ３２に当接し、打弦が阻止される。また、このハンマー５の回動に伴い、シャッタ６が第１および第２光センサ７，８の光路を開閉し、それに応じて、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。
【００３２】
図５は、押鍵に伴うハンマー５の回動位置を示し、図６は、ハンマー５の回動に伴う第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２のタイミングチャートを示している。まず、離鍵状態では、ハンマー５は、図５（ａ）に示す離鍵位置に位置しており、シャッタ６が第１および第２光センサ７，８の光路を開放することによって、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２は、ともにＨレベルになっている（タイミングｔ１以前）。この離鍵状態から鍵４が押鍵され、ハンマー５が図５の反時計方向に回動すると、その途中で、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７の光路に達したときに、その光路がシャッタ６で遮断されることによって、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ１）。ハンマー５の回動が進むと、シャッタ６の後縁６ｄが第２光センサ８の光路に達したときに（図５（ｂ））、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ２）。さらにハンマー５の回動が進むと、シャッタ６の前縁６ｅが第１光センサ７を通過することにより（図５（ｃ））、その光路が開放されることによって、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ３）。ハンマー５の回動がさらに進み、ハンマーシャンク５ｂがストッパ３２に当接する付近で、図３に２点鎖線で示すように、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過することにより（図５（ｄ））、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ４）。
【００３３】
その後、ハンマー５がさらに回動したときに、ハンマーシャンク５ｂがストッパ３２に当接することによって、ハンマー５が図５の時計方向に復帰回動し始め（図５（ｅ））、その復帰回動の途中で、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８の光路に達したときに、その光路が遮断されることによって、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ５）。復帰回動が進み、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に当接し、ハンマー５が停止する付近で、シャッタ６の前縁６ｅが第１光センサ７の光路に達することにより（図５（ｆ））、その光路が遮断され、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ６）。さらに復帰回動が進むと、シャッタ６の後縁６ｄが第２光センサ８を通過することにより、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに立ち上がり（ｔ７）、復帰回動がさらに進むと、図３に実線で示すように、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過することにより（図５（ｇ））、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ８）。その後、ハンマー５は、離鍵位置に復帰する（図５（ｈ））。
【００３４】
楽音発生装置１０は、消音演奏モード時に楽音を生成するものであり、図７に示すように、センサスキャン回路２２、ＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５、音源回路２６、波形メモリ２７、ＤＳＰ２８、Ｄ／Ａ変換器２９、パワーアンプ３０およびスピーカ３１などで構成されている。センサスキャン回路２２は、第１および第２光センサ７，８から出力された第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、鍵４のオン／オフ情報、およびオンまたはオフされた鍵４を特定するキーナンバ情報を検出するとともに、これらのオン／オフ情報およびキーナンバ情報を、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２とともに、鍵４の押鍵情報データとしてＣＰＵ２３に出力する。
【００３５】
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される制御プログラムの他、音量などを制御するための固定データなどを記憶している。また、ＲＡＭ２５は、消音演奏モード時の動作状態を表すステータス情報などを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ２３の作業領域としても使用される。
【００３６】
音源回路２６は、ＣＰＵ２３からの制御信号に従って、音源波形データおよびエンベロープデータを波形メモリ２７から読み出し、この読み出した音源波形データにエンベロープデータを付加することによって、原音となる楽音信号ＭＳを生成する。ＤＳＰ２８は、音源回路２６によって生成された楽音信号ＭＳに所定の音響効果を付加する。Ｄ／Ａ変換器２９は、ＤＳＰ２８によって音響効果が付加された楽音信号ＭＳを、デジタル信号からアナログ信号に変換する。パワーアンプ３０は、変換されたアナログ信号を所定の利得で増幅し、スピーカ３１は、増幅されたアナログ信号を再生し、楽音として放音する。
【００３７】
ＣＰＵ２３は、本実施形態において、発音タイミング設定手段、止音タイミング設定手段および発音禁止手段を構成するものであり、消音演奏モード時に、楽音発生装置１０の動作を制御する。ＣＰＵ２３は、第１および第２光センサ７，８の第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に応じて、発音タイミングおよび止音タイミングを設定するとともに、ハンマー５の回動速度Ｖに応じて音量を制御するためのベロシティを決定するなどの発音制御処理を実行する。
【００３８】
図８は、この発音制御処理のメインフローチャートである。この処理は、８８鍵すべての鍵４について順次、実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、鍵４のキーナンバｎ（ｎ＝１〜８８）を値１に初期化する。次に、今回のキーナンバｎに対する発音タイミングおよび止音タイミングなどを含む後述するタッチ検出処理を行う（ステップ２）。
【００３９】
次に、キーナンバｎをインクリメントする（ステップ３）とともに、インクリメントしたキーナンバｎが値８８よりも大きいか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＮＯのときには、前記ステップ２に戻り、ステップ２以降の処理を繰り返し実行する。一方、ステップ４の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち８８鍵すべてについて上記の処理が終了したときには、本処理を終了する。
【００４０】
図９は、前記ステップ２のタッチ検出処理を示すフローチャートである。本処理では、まずステップ１１において、第１光センサ７の第１検出信号Ｓ１がＨレベルであり、かつ第２光センサ８の第２検出信号Ｓ２がＨレベルであるか否かを判別する。
【００４１】
この判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、第１および第２光センサ７，８の光路がいずれも開放されているときには、カウンタ（図示せず）の値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しいか否かを判別する（ステップ１２）。
【００４２】
このカウンタ値ＣＮＴは、図１０の処理によって算出される。本処理では、まずステップ２１において、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、シャッタ６が第１光センサ７の光路を開放した直後のタイミングのときには、カウンタ値ＣＮＴを最大値ＣＭＡＸにセットし（ステップ２２）、本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ２１の判別結果がＮＯのときには、第１検出信号Ｓ１がＨレベルであり、かつ第２検出信号Ｓ２がＬレベルであるか否かを判別する（ステップ２３）。この判別結果がＹＥＳで、第１光センサ７の光路が開放され、かつ第２光センサ８の光路が遮断されているときには、カウンタ値ＣＮＴをデクリメントし（ステップ２４）、本処理を終了する。一方、ステップ２３の判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００４４】
以上のようにして算出したカウンタ値ＣＮＴは、図１１にも示すように、押鍵時にシャッタ６の前縁６ｅが、第１光センサ７を通過したときに（ｔ３）、最大値ＣＭＡＸにセットされ、第２光センサ８を通過するまで（ｔ４）、デクリメントされる。最大値ＣＭＡＸとｔ４におけるカウンタ値ＣＮＴとの差（＝ΔＣＮＴ）は、ハンマー５の回動速度Ｖに反比例する。その後、カウンタ値ＣＮＴは、その値が保持され、ハンマー５が復帰回動し、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したときに（ｔ８）、最大値ＣＭＡＸにセットされる。その後、ステップ２３の判別結果がＮＯになることで、カウンタ値ＣＮＴは、デクリメントされず、最大値ＣＭＡＸに維持される。
【００４５】
図９に戻り、前記ステップ１２の判別結果がＮＯで、カウンタ値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しくないとき、すなわち、押鍵によるハンマー５の回動に伴い、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過した直後のタイミング（図５（ｄ），ｔ４）のときには、楽音を発音すべき発音タイミングであると判定する。次に、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦが「０」であるか否かを判別する（ステップ１３）。この再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦは、電源（図示せず）をＯＮしたときに「０」に初期化されるものである。このため、ステップ１３の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ベロシティを決定する（ステップ１４）。
【００４６】
このベロシティは、図１２の処理によって決定される。本処理では、まずステップ３１において、第１および第２光センサ７，８間の回動ストロークＳＴを、図１０の処理で算出されたカウンタ値の差ΔＣＮＴで除算するとともに、除算した値に所定の係数Ｋを乗算することによって、ハンマー５の回動速度Ｖを算出する。そして、算出された回動速度Ｖに基づいて、ベロシティを決定し（ステップ３２）、本処理を終了する。
【００４７】
図９に戻り、前記ステップ１４に続くステップ１５では、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲを「１」にセットする。このように、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲが「１」にセットされると、発音を開始する制御信号が音源回路２６に出力されることによって、決定したベロシティなどに基づいて、発音が開始される。また、楽音の再発音を禁止するために、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「１」にセットし、本処理を終了する。
【００４８】
このステップ１５が実行されることにより、前記ステップ１３の判別結果がＮＯになり、その場合には、本処理を終了する。
【００４９】
一方、前記ステップ１１の判別結果がＮＯで、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２の少なくとも一方がＬレベルのときには、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＬレベルであるか否かを判別する（ステップ１６）。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。一方、ステップ１６の判別結果がＹＥＳで、第１および第２光センサ７，８の光路がいずれも遮断されているとき（図５（ｆ））には、再発音の禁止を解除するために、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ１７）、本処理を終了する。
【００５０】
前記ステップ１２の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、ハンマー５の復帰回動に伴い、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過した直後のタイミング（図５（ｇ），ｔ８）のときには、楽音を止音すべき止音タイミングであると判定する。次に、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ１８）。この判別結果がＹＥＳで、発音中のときには、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲを「０」にリセットする。このように、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲが「０」にリセットされると、発音を停止する制御信号が音源回路２６に出力されることによって、発音が停止される。また、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ１９）、本処理を終了する。一方、ステップ１８の判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、シャッタ６の前端部に、切欠き６ｃが形成されているので、ハンマー５が復帰回動し、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に当接する際、切欠き６ｃによって、シャッタ６がバックチェック１７に接触するのを回避することができる。このため、シャッタ６がバックチェック１７に接触することによるハンマー５のリバウンドと、それに起因する誤った発音を防止できるので、発音タイミングを適切に設定することができる。また、バックチェック１７へのシャッタ６の接触を回避することによって、それによる振動の発生を防止でき、その結果、タッチ感を良好に維持することができる。
【００５２】
また、鍵４の押鍵に伴うハンマー５の回動時には、シャッタ６の前縁６ｅを利用して、発音タイミングを設定するとともに、ハンマー５の復帰回動時には、後縁６ｄを利用して、止音タイミングを設定する。このため、従来の発音制御装置のようなシャッタ窓をシャッタに形成する必要がないので、その分、シャッタ６の形状を単純化することができる。また、シャッタ窓の省略によって、従来と異なり、離鍵状態において、第１光センサ７の光路を閉鎖し、かつ第２光センサ８の光路を開放するように、シャッタ６を取り付ける必要がないので、その組み付けを容易に行うことができる。
【００５３】
また、カウンタ値ＣＮＴは、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したときに、最大値ＣＭＡＸにセットされ、シャッタ６の前縁６ｅが、第１光センサ７を通過した後、第２光センサ８を通過するまでの間に限り、デクリメントされる。このため、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がともにＨレベルになり、かつそのときのカウンタ値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しくないとき（ステップ１１：ＹＥＳ，ステップ１２：ＮＯ）には、ハンマー５が後方に回動し、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過したとして、そのタイミングを発音タイミングとして設定する。また、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がともにＨレベルになり、かつそのときのカウンタ値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しいとき（ステップ１１，１２：ＹＥＳ）には、ハンマー５が前方に復帰回動し、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したとして、そのタイミングを止音タイミングとして設定する。以上のように、カウンタ値ＣＮＴと最大値ＣＭＡＸを比較することによって、第１および第２光センサ７，８を、シャッタ６の前縁６ｅまたは後縁６ｄのいずれが通過したかを正しく識別でき、発音タイミングおよび止音タイミングを適切に設定することができる。
【００５４】
さらに、発音タイミングを設定した後には、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＬレベルになり、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦが「０」にリセットされるまでの間、新たな発音タイミングの設定を禁止する（ステップ１３，１６，１７）。このため、ハンマー５の復帰回動の途中で、ハンマー５が反対方向に回動した場合や、途中の位置に留まっている場合でも、シャッタ６の前縁６ｅが第１および第２光センサ７，８を通過し、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＬレベルにならない限り、新たな発音タイミングが設定されることはないので、それに起因する誤った発音を防止することができる。例えば、ハンマー５の復帰回動の途中で、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過した後、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に勢いよく当接することで、ハンマー５がリバウンドし、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過することで、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに変化した場合にも、発音タイミングの設定を禁止することができる。
【００５５】
また、バックチェックスキン１７ｃの経時的な摩耗などによって、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に当接する位置がずれ、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８の光路上に留まり、第２検出信号Ｓ２がチャタリングを起こすことがある。このような場合でも、上述したように、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がすべてＬレベルにならない限り、新たな発音タイミングが設定されないので、誤った発音を防止することができる。さらに、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がすべてＬレベルになれば、新たな発音タイミングの設定が許容されるので、連打性能を確保することができる。
【００５６】
図１３は、本発明の第２実施形態によるタッチ検出処理を示すフローチャートである。本処理では、まずステップ４１において、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＨレベルに維持され、かつ第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに変化したか否かを判別する。この判別は、第１実施形態のステップ１１および１２に相当する。この判別結果がＹＥＳのときには、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過した直後のタイミングであると判定する。その後のステップ４２〜４４の実行内容は、第１実施形態のステップ１３〜１５と同じである。すなわち、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦが「０」であるか否かを判別し（ステップ４２）、その判別結果がＹＥＳのときには、第１実施形態と同様、図１０の処理によって算出されるカウンタ値ＣＮＴを用いて、ベロシティを決定する（ステップ４３）とともに、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲおよび再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「１」にセットし（ステップ４４）、本処理を終了する。このステップ４４の実行により、ステップ４２の判別結果がＮＯになり、その場合には、本処理を終了する。
【００５７】
一方、前記ステップ４１の判別結果がＮＯのときには、前回と今回の間で、第１検出信号がＬレベルからＨレベルに変化し、かつ第２検出信号Ｓ２がＨレベルに維持されているか否かを判別する（ステップ４５）。この判別は、第１実施形態のステップ１８に相当する。
【００５８】
この判別結果がＮＯのときには、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに変化し、かつ第２検出信号Ｓ２がＬレベルに維持されているか否かを判別する（ステップ４７）。この判別は、第１実施形態のステップ１６に相当する。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００５９】
一方、このステップ４７の判別結果がＹＥＳで、ハンマー５の復帰回動によって、第２光センサ８の光路の遮断に加えて、第１光センサ７の光路が遮断された直後のとき（図５（ｆ））には、第１実施形態と同様、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ４８）、本処理を終了する。
【００６０】
前記ステップ４５の判別結果がＹＥＳのときには、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したタイミングであると判定する。次に、第１実施形態のステップ１９と同様、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲおよび再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ４６）、本処理を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＨレベルに維持された状態で、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに変化したときに（ステップ４１：ＹＥＳ）、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過したとして、そのタイミングを発音タイミングとして設定する。また、第２検出信号Ｓ２がＨレベルに維持された状態で、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したときに（ステップ４５：ＹＥＳ）、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したとして、そのタイミングを止音タイミングとして設定する。以上のように、本実施形態では、カウンタ値ＣＮＴを用いずに、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＨレベルになったときに、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２のどちらかが変化したかによって、シャッタ６の前縁６ｅまたは後縁６ｄのどちらが通過したかを識別することができる。したがって、第１実施形態と同様、発音タイミングおよび止音タイミングを適切に設定することができる。
【００６２】
また、シャッタ６が第２光センサ８を遮断した状態で、第１光センサ７を遮断したときに（ステップ４７：ＹＥＳ）、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットするので、第１実施形態と同様、ハンマー５の復帰回動の途中で、ハンマー５が反対方向に回動した場合や、途中の位置に留まっている場合でも、それに起因する誤った発音を防止することができる。
【００６３】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、シャッタ６の回動経路に、２つの光センサを設けているが、それらの数は、これに限定されず、さらに増やしてもよい。
【００６４】
また、実施形態では、光センサとして、発光ダイオードおよびフォトトランジスタからなるフォトインタラプタを用いているが、他のタイプの適当な光センサを用いてもよく、例えば、発光部をレーザダイオードなどで構成し、受光部をフォトダイオードなどで構成してもよい。さらに、実施形態は、発光ダイオードやフォトトランジスタをケースに直接、設けた例であるが、ケースの発光側および受光側に光ファイバを互いに対向するようにそれぞれ設けるとともに、それらの光ファイバの延長上に発光素子および受光素子をそれぞれ設けてもよい。また、実施形態では、発音制御処理を、ＣＰＵ２３によって行っているが、これに代えて、センサスキャン回路２２で行ってもよい。
【００６５】
さらに、実施形態は、本発明をアップライト型の消音ピアノに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、グランド型の消音ピアノにも適用でき、さらには、自動演奏ピアノや電子ピアノなどの他のタイプの鍵盤楽器にも適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部を適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態による発音制御装置およびこれを適用した消音ピアノの概略構成を示す図である。
【図２】シャッタの（ａ）側面図および（ｂ）正面図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】第１および第２光センサの回路図である。
【図５】押鍵に伴うハンマーの回動位置を示す図である。
【図６】ハンマーの回動時における第１および第２検出信号のタイミングチャートを示している。
【図７】楽音発生装置の一部を示す図である。
【図８】図５のＣＰＵで実行される発音制御処理を示すメインフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態によるタッチ検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】カウンタ値の算出処理を示すフローチャートである。
【図１１】ハンマーの回動位置に対するカウンタ値の関係の一例を示す図である。
【図１２】ベロシティ決定処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施形態によるタッチ検出処理を示すフローチャートである。
【図１４】従来の発音制御装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 発音制御装置
２ 消音ピアノ（鍵盤楽器）
４ 鍵
５ ハンマー
６ シャッタ
６ｃ 切欠き
６ｄ 後縁（縁部）
６ｅ 前縁（縁部）
７ 第１光センサ
７ａ 発光ダイオード（発光部）
７ｂ フォトトランジスタ（受光部）
８ 第２光センサ
８ａ 発光ダイオード（発光部）
８ｂ フォトトランジスタ（受光部）
２３ ＣＰＵ（発音タイミング設定手段、止音タイミング設定手段および発音禁止手段）
Ｓ１ 第１検出信号
Ｓ２ 第２検出信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子ピアノなどの電子鍵盤楽器や、消音ピアノあるいは自動演奏ピアノなどの複合型ピアノに適用され、楽音の発音タイミングを設定する鍵盤楽器の発音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鍵盤楽器の発音制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この発音制御装置６１は、アップライト型の自動演奏ピアノに適用されており、図１４に示すように、回動自在の鍵（図示せず）と、鍵の押鍵に連動して、センターピン６８を中心として回動し、弦６２を打弦するハンマー６３と、ハンマー６３に取り付けられたシャッタ６４と、第１および第２センサ６５，６６などで構成されている。シャッタ６４は、円弧状に形成されており、その一端部がハンマーシャンク６３ａの前面に、他端部がキャッチャ６３ｂの上面にそれぞれ固定されている。また、シャッタ６４には、それに沿って円弧状のシャッタ窓６７が形成されている。このシャッタ窓６７は、上半部６７ａおよび下半部６７ｂで構成されており、下半部６７ｂは、上半部６７ａに対してハンマーシャンク６３ａ側、すなわち後側にずれている。
【０００３】
第１および第２センサ６５，６６は、シャッタ窓６７の上半部６７ａおよび下半部６７ｂに対応する位置に、隣り合った状態で配置されており、シャッタ６４の両側に配置された一対の発光部および受光部（ともに図示せず）でそれぞれ構成されている。
【０００４】
以上の構成により、図１４に実線で示す離鍵状態では、第１センサ６５の発光部からの光はシャッタ６４で遮断され、第２センサ６６の発光部からの光は、シャッタ窓６７の下半部６７ｂを通って受光部に到達する。この離鍵状態から、鍵の押鍵に連動し、ハンマー６３が図１４の反時計方向に回動するのに伴い、シャッタ６４がハンマー６３と一体に回動する。この回動に伴い、シャッタ６４のシャッタ窓６７の上半部６７ａの後端部が第１センサ６５に達することによって、その受光部へ光が到達する。ハンマー６３の回動が進むと、シャッタ窓６７の下半部６７ｂの前縁部が第２センサ６６を通過することによって、その発光部からの光が遮断される。ハンマー６３の回動がさらに進み、ハンマー６３が弦６２を打弦する直前に、シャッタ窓６７の上半部６７ａの前縁部が第１センサ６５を通過することによって、その発光部からの光が遮断される。一方、離鍵時には、第１および第２センサ６５，６６の検出信号は、上記と逆の順序で変化する。
【０００５】
この発音制御装置６１では、第２センサ６６の検出信号が光路の閉鎖状態を示し、かつ第１センサ６５の検出信号が開放状態から閉鎖状態に切り替わったタイミングを、自動演奏において楽音を発音すべき発音タイミングとして設定し、記録する。また、第２センサ６６の検出信号が開放状態を示し、かつ第１センサ６５の検出信号が開放状態から閉鎖状態に切り替わったタイミングを、止音タイミングとして設定し、記録する。また、ハンマー６３は、弦６２を打弦した後、図１４の時計方向に復帰回動し、その途中で、キャッチャ６３ｂがウイッペン（図示せず）に立設されたバックチェック６９に当接することによって、停止する。
【０００６】
しかし、従来の発音制御装置６１では、シャッタ６４がキャッチャ６３ｂに取り付けられているので、シャッタ６４がバックチェック６９に接触しやすく、ハンマー６３がリバウンドしやすくなる。このようなハンマー６３のリバウンドが生じると、シャッタ６４が第２センサ６６および第１センサ６５の順に、その光路を閉鎖することがある。その場合には、第１および第２センサ６５，６６から発音タイミング時と同じ検出信号が出力されることによって、押鍵動作を実際には行っていないにもかかわらず、誤った発音が行われてしまう。
【０００７】
また、シャッタ６４がバックチェック６９に接触することによって振動が発生し、その振動がアクションを介して鍵に伝達されるため、タッチ感が損なわれる。さらに、止音タイミングが前述したように設定されるため、離鍵状態において、第１センサ６５の光路を閉鎖し、かつ第２センサ６６の光路を開放するように、シャッタ６４を取り付ける必要があるため、その組み付けに手間がかかる。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、バックチェックへのシャッタの接触を回避でき、それにより、発音タイミングを適切に設定できるとともに、タッチ感を良好に維持することができる鍵盤楽器の発音制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１６０２９２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回動自在の鍵と、鍵の回動に連動して回動するハンマーと、このハンマーに一体に設けられ、ハンマーの回動経路を含む平面に沿って延び、鍵の押鍵に伴うハンマーの回動方向と反対側の端部に切欠きが形成された板状のシャッタと、シャッタの回動経路の一方の側に配置され、光を出射する発光部と、回動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部とを有し、受光部の受光状態に応じた検出信号を出力する光センサと、ハンマーが回動する際、シャッタによる光センサの発光部からの光の光路の開閉に応じた光センサの検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する発音タイミング設定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この鍵盤楽器の発音制御装置によれば、鍵の回動に連動してハンマーが回動すると、それに伴い、ハンマーに一体に設けられた板状のシャッタによって、光センサの発光部からの光の光路が開閉され、この開閉に応じて変化する受光部の受光状態に応じた検出信号が、光センサから出力される。発音タイミング設定手段は、この光センサの検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する。
【００１２】
本発明によれば、シャッタには、鍵の押鍵に伴うハンマーの回動方向と反対側の端部に切欠きが形成されている。このため、例えば、アップライト型のハンマーのキャッチャにシャッタの一端部を取り付けた場合でも、ハンマーが切欠き側に復帰回動し、キャッチャがバックチェックに当接する際に、切欠きが存在することによって、シャッタがバックチェックに接触するのを回避することができる。このため、シャッタがバックチェックに接触することによるハンマーのリバウンドと、それに起因する誤った発音を防止できるので、発音タイミングを適切に設定することができる。また、バックチェックへのシャッタの接触を回避することによって、それによる振動の発生を防止でき、その結果、タッチ感を良好に維持することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の鍵盤楽器の発音制御装置において、光センサの検出信号に基づいて、楽音を止音すべき止音タイミングを設定する止音タイミング設定手段をさらに備え、発音タイミング設定手段は、シャッタの切欠き側の縁部が光センサを通過することにより、検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、発音タイミングを設定し、止音タイミング設定手段は、シャッタの切欠きと反対側の縁部が光センサを通過することにより、検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、止音タイミングを設定することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、鍵の押鍵に伴ってハンマーが回動すると、シャッタが光センサの光路を遮断することにより、光センサの検出信号が閉状態になる。その後、ハンマーの回動がさらに進むと、シャッタの切欠き側の縁部が光センサを通過することにより、光センサの光路が開放され、検出信号が閉状態から開状態に変化し、このタイミングに基づいて、発音タイミング設定手段は、発音タイミングを設定する。
【００１５】
また、発音タイミングが設定された後、ハンマーが上記と反対方向に復帰回動すると、シャッタが光センサの光路を遮断することによって、検出信号が閉状態になる。その後、ハンマーの復帰回動がさらに進むと、シャッタの切欠きと反対側の縁部が光センサを通過することにより、光センサの光路が開放され、検出信号が閉状態から開状態に変化し、このタイミングに基づいて、止音タイミング設定手段は、止音タイミングを設定する。
【００１６】
以上のように、本発明では、シャッタの切欠き側の縁部を利用して、発音タイミングを設定するとともに、切欠きと反対側の縁部を利用して、止音タイミングを設定することができる。このため、従来の発音制御装置のようなシャッタ窓をシャッタに形成する必要がないので、その分、シャッタの形状を単純化することができる。また、シャッタ窓の省略によって、従来と異なり、離鍵状態において、第１センサの光路を閉鎖し、かつ第２センサの光路を開放するように、シャッタを取り付ける必要がないので、その組み付けを容易に行うことができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の鍵盤楽器の発音制御装置において、光センサは、回動経路に沿って配置された複数の光センサで構成されており、発音タイミングを設定した後、複数の光センサの検出信号がいずれも閉状態になるまでの間、発音タイミング設定手段による新たな発音タイミングの設定を禁止する発音禁止手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、発音タイミングを設定した後、回動経路に沿って配置された複数の光センサの検出信号がいずれも閉状態になるまでの間、発音禁止手段は、新たな発音タイミングの設定を禁止する。このため、例えば、ハンマーの復帰回動の途中で、ハンマーが反対方向に回動した場合や、途中の位置に留まっている場合でも、シャッタの切欠き側の縁部が光センサを通過し、検出信号が閉状態から開状態に変化したとしても、検出信号がすべて閉状態にならない限り、新たな発音タイミングが設定されることはないので、それに起因する誤った発音を防止することができる。このため、例えば、鍵が強く押鍵されたときに、ハンマーの復帰回動の途中で、キャッチャがバックチェックに勢いよく当接することで、ハンマーがリバウンドし、検出信号が閉状態から開状態に変化した場合に、発音タイミングの設定を禁止することができる。
【００１９】
また、ハンマーの回動を規定する構成部品、例えばバックチェックに経時的な摩耗などが生じた場合には、ハンマーの回動タイミングや停止位置がずれることによって、シャッタの切欠き側の縁部が光センサの光路上に留まり、検出信号がチャタリングを起こすことがある。このような場合でも、上述したように、検出信号がすべて閉状態にならない限り、新たな発音タイミングが設定されないので、誤った発音を防止することができる。さらに、ハンマーの復帰回動時には、復帰回動がある程度進むと、次の押鍵が可能になるため、連打を行うことができる。本発明によれば、検出信号がすべて閉状態になれば、新たな発音タイミングの設定が許容されるので、連打性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による発音制御装置１を適用したアップライト型の消音ピアノ２（鍵盤楽器）を示している。なお、以下の説明では、消音ピアノ２を演奏者から見た場合の手前側（図１の右側）を「前」、奥側（図１の左側）を「後」とし、さらに左側および右側をそれぞれ「左」および「右」として、説明を行うものとする。
【００２１】
図１に示すように、この消音ピアノ２は、棚板３に載置された複数（例えば８８個）の鍵４（１つのみ図示）と、鍵４の後部上方に設けられたアクション９と、鍵４ごとに設けられたハンマー５を備えている。また、消音ピアノ２は、ハンマー５に設けられたシャッタ６と、第１および第２光センサ７，８と、演奏音を電子的に発生させるための楽音発生装置１０（図７参照）などを備えている。この消音ピアノ２では、演奏モードが、ハンマー５による弦Ｓの打弦によってアコースティックな演奏音を発生させる通常演奏モードと、ハンマー５による打弦を阻止した状態で、楽音発生装置１０によって電子的な演奏音を発生させる消音演奏モードに、切り替えられる。
【００２２】
鍵４は、その中央に形成されたバランスピン孔（図示せず）を介して、棚板３上に設けられたバランスレール３ａに立設されたバランスピン１１に、回動自在に支持されている。
【００２３】
アクション９は、鍵４の押鍵に伴ってハンマー５を回動させるためのものであり、前後方向に延び、各鍵４の後部にキャプスタンスクリュー１２を介して載置されたウイッペン１３と、ウイッペン１３に取り付けられたジャック１４などを備えている。各ウイッペン１３は、その後端部においてセンターレール１５に回動自在に支持されている。ジャック１４は、上下方向に延びる突き上げ部１４ａと、その下端部から前方にほぼ直角に延びる係合部１４ｂとから、Ｌ字状に形成されており、その角部においてウイッペン１３に回動自在に取り付けられている。また、センターレール１５の後端部には、ダンパー１６が回動自在に取り付けられている。
【００２４】
ウイッペン１３には、バックチェック１７が立設されている。バックチェック１７は、ウイッペン１３の前端部から上方に延びるバックチェックワイヤ１７ａと、バックチェックワイヤ１７ａの上端部に取り付けられたバックチェック本体１７ｂと、バックチェック本体１７ｂの背面に取り付けられたバックチェックスキン１７ｃで構成されている。
【００２５】
一方、ハンマー５は、バット５ａと、バット５ａから上方に延びるハンマーシャンク５ｂと、ハンマーシャンク５ｂの上端部に取り付けられたハンマーヘッド５ｃと、バット５ａから前方に延びるキャッチャシャンク５ｄと、キャッチャシャンク５ｄの前端部に取り付けられたキャッチャ５ｅなどで構成されており、バット５ａの下端部において、センターピン１８ａを介して、バットフレンジ１８ｂに回動自在に支持されている。図１に示す離鍵状態では、バット５ａにジャック１４の突き上げ部１４ａの先端が係合しているとともに、ハンマーシャンク５ｂがハンマーレール１９に斜めに当接し、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓに対向している。
【００２６】
シャッタ６は、光を透過させない不透明な材料、例えば合成樹脂で構成されている。図１〜３に示すように、シャッタ６は、前後方向に延びる取付け部６ａと、取付け部６ａから上方に延びる板状の本体部６ｂで構成されている。取付け部６ａは、逆Ｕ字状の断面を有し、その内側の幅は、バット５ａおよびキャッチャ５ｅの幅よりも若干、小さい。シャッタ６は、取付け部６ａの前端部をキャッチャ５ｅに、後端部をバット５ａに、それぞれ上方から嵌め込むことによって、ハンマー５に取り付けられている。本体部６ｂの後縁（背面）６ｄは、前上がりに斜めにまっすぐ延びている。本体部６ｂの前部には、切欠き６ｃが形成されている。切欠き６ｃに臨む本体部６ｂの前縁６ｅの上部は、後縁６ｄとほぼ平行に斜めに延びている。
【００２７】
第１および第２光センサ７，８は、互いに同じ構成のフォトインタラプタで構成されている。図１および図４に示すように、第１光センサ７は、ケース７ｃと、このケース７ｃに、左右方向に互いに対向するように設けられた一対の発光ダイオード７ａ（発光部）およびフォトトランジスタ７ｂ（受光部）で構成されている。同様に、第２光センサ８は、ケース８ｃに、左右方向に対向するように設けられた一対の発光ダイオード８ａ（発光部）およびフォトトランジスタ８ｂ（受光部）で構成されている。第１および第２光センサ７，８は、基板２０に取り付けられており、シャッタ６の回動経路に沿って、前者７が下側に、後者８が上側に、配置されるとともに、発光ダイオード７ａ，８ａおよびフォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、シャッタ６の回動経路の両側に配置されている。この基板２０は、左右方向に延びており、棚板３の左右端部にそれぞれ設けられたブラケット（ともに図示せず）の間に渡された取付けレール２１に取り付けられている。
【００２８】
発光ダイオード７ａ，８ａは、ｐｎ接合されたダイオードで構成されており、それらのアノードおよびカソードはそれぞれ、基板２０に電気的に接続されている。これらの発光ダイオード７ａ，８ａは、それらのアノードに、後述するＣＰＵ２３から駆動信号が出力されることによって作動し、その発光面（図示せず）から光を、水平な光路に沿い、フォトトランジスタ７ｂ，８ｂに向かって出射する。
【００２９】
フォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、ｎｐｎ接合されたバイポーラトランジスタで構成されており、それらのコレクタおよびエミッタはそれぞれ、基板２０に電気的に接続されている。これらのフォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、それらのベースに相当する受光面（図示せず）で光を受光し、その光量（以下「受光量」という）が所定レベル以上のときに、コレクタ−エミッタ間が導通状態になり、エミッタからＨレベルの信号が出力される。一方、受光量が所定レベル未満のときに、コレクタ−エミッタ間が非導通状態になり、エミッタからＬレベルの信号が出力される。第１および第２光センサ７，８は、これらのＨレベルまたはＬレベルの信号を、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２としてそれぞれ出力する。
【００３０】
また、図１に示すように、ハンマー５と弦Ｓの間には、ストッパ３２が設けられている。このストッパ３２は、消音演奏モード時に、ハンマー５による弦Ｓの打弦を阻止するためのものであり、本体部３２ａと、その先端面に取り付けられたクッション（図示せず）などで構成されている。ストッパ３２は、本体部３２ａの基端部において支点３２ｂに回動自在に支持されており、モータ（図示せず）によって駆動される。ストッパ３２は、通常演奏モード時には、上下方向に延び、ハンマー５のハンマーシャンク５ｂの回動範囲内から退避した退避位置（図１の実線位置）に駆動され、一方、消音演奏モード時には、前後方向に延び、ハンマーシャンク５ｂの回動範囲内に進入した進入位置（図１の２点鎖線位置）に駆動される。なお、このモータは、ＣＰＵ２３からの駆動信号によって駆動される。
【００３１】
以上の構成により、鍵４が押鍵されると、鍵４はバランスピン１１を中心として図１の時計方向に回動し、この回動に伴ってウイッペン１３が反時計方向に回動する。このウイッペン１３の回動に伴い、ジャック１４がウイッペン１３と一緒に上方に移動し、その突き上げ部１４ａがバット５ａを突き上げることによって、ハンマー５が反時計方向に回動する。通常演奏モード時には、ストッパ３２が退避位置に位置することによって、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓを打弦する。一方、消音演奏モード時には、ストッパ３２が進入位置に位置することによって、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓを打弦する直前で、ハンマーシャンク５ｂがストッパ３２に当接し、打弦が阻止される。また、このハンマー５の回動に伴い、シャッタ６が第１および第２光センサ７，８の光路を開閉し、それに応じて、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。
【００３２】
図５は、押鍵に伴うハンマー５の回動位置を示し、図６は、ハンマー５の回動に伴う第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２のタイミングチャートを示している。まず、離鍵状態では、ハンマー５は、図５（ａ）に示す離鍵位置に位置しており、シャッタ６が第１および第２光センサ７，８の光路を開放することによって、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２は、ともにＨレベルになっている（タイミングｔ１以前）。この離鍵状態から鍵４が押鍵され、ハンマー５が図５の反時計方向に回動すると、その途中で、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７の光路に達したときに、その光路がシャッタ６で遮断されることによって、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ１）。ハンマー５の回動が進むと、シャッタ６の後縁６ｄが第２光センサ８の光路に達したときに（図５（ｂ））、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ２）。さらにハンマー５の回動が進むと、シャッタ６の前縁６ｅが第１光センサ７を通過することにより（図５（ｃ））、その光路が開放されることによって、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ３）。ハンマー５の回動がさらに進み、ハンマーシャンク５ｂがストッパ３２に当接する付近で、図３に２点鎖線で示すように、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過することにより（図５（ｄ））、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ４）。
【００３３】
その後、ハンマー５がさらに回動したときに、ハンマーシャンク５ｂがストッパ３２に当接することによって、ハンマー５が図５の時計方向に復帰回動し始め（図５（ｅ））、その復帰回動の途中で、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８の光路に達したときに、その光路が遮断されることによって、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ５）。復帰回動が進み、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に当接し、ハンマー５が停止する付近で、シャッタ６の前縁６ｅが第１光センサ７の光路に達することにより（図５（ｆ））、その光路が遮断され、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ６）。さらに復帰回動が進むと、シャッタ６の後縁６ｄが第２光センサ８を通過することにより、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに立ち上がり（ｔ７）、復帰回動がさらに進むと、図３に実線で示すように、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過することにより（図５（ｇ））、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ８）。その後、ハンマー５は、離鍵位置に復帰する（図５（ｈ））。
【００３４】
楽音発生装置１０は、消音演奏モード時に楽音を生成するものであり、図７に示すように、センサスキャン回路２２、ＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５、音源回路２６、波形メモリ２７、ＤＳＰ２８、Ｄ／Ａ変換器２９、パワーアンプ３０およびスピーカ３１などで構成されている。センサスキャン回路２２は、第１および第２光センサ７，８から出力された第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、鍵４のオン／オフ情報、およびオンまたはオフされた鍵４を特定するキーナンバ情報を検出するとともに、これらのオン／オフ情報およびキーナンバ情報を、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２とともに、鍵４の押鍵情報データとしてＣＰＵ２３に出力する。
【００３５】
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される制御プログラムの他、音量などを制御するための固定データなどを記憶している。また、ＲＡＭ２５は、消音演奏モード時の動作状態を表すステータス情報などを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ２３の作業領域としても使用される。
【００３６】
音源回路２６は、ＣＰＵ２３からの制御信号に従って、音源波形データおよびエンベロープデータを波形メモリ２７から読み出し、この読み出した音源波形データにエンベロープデータを付加することによって、原音となる楽音信号ＭＳを生成する。ＤＳＰ２８は、音源回路２６によって生成された楽音信号ＭＳに所定の音響効果を付加する。Ｄ／Ａ変換器２９は、ＤＳＰ２８によって音響効果が付加された楽音信号ＭＳを、デジタル信号からアナログ信号に変換する。パワーアンプ３０は、変換されたアナログ信号を所定の利得で増幅し、スピーカ３１は、増幅されたアナログ信号を再生し、楽音として放音する。
【００３７】
ＣＰＵ２３は、本実施形態において、発音タイミング設定手段、止音タイミング設定手段および発音禁止手段を構成するものであり、消音演奏モード時に、楽音発生装置１０の動作を制御する。ＣＰＵ２３は、第１および第２光センサ７，８の第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に応じて、発音タイミングおよび止音タイミングを設定するとともに、ハンマー５の回動速度Ｖに応じて音量を制御するためのベロシティを決定するなどの発音制御処理を実行する。
【００３８】
図８は、この発音制御処理のメインフローチャートである。この処理は、８８鍵すべての鍵４について順次、実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、鍵４のキーナンバｎ（ｎ＝１〜８８）を値１に初期化する。次に、今回のキーナンバｎに対する発音タイミングおよび止音タイミングなどを含む後述するタッチ検出処理を行う（ステップ２）。
【００３９】
次に、キーナンバｎをインクリメントする（ステップ３）とともに、インクリメントしたキーナンバｎが値８８よりも大きいか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＮＯのときには、前記ステップ２に戻り、ステップ２以降の処理を繰り返し実行する。一方、ステップ４の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち８８鍵すべてについて上記の処理が終了したときには、本処理を終了する。
【００４０】
図９は、前記ステップ２のタッチ検出処理を示すフローチャートである。本処理では、まずステップ１１において、第１光センサ７の第１検出信号Ｓ１がＨレベルであり、かつ第２光センサ８の第２検出信号Ｓ２がＨレベルであるか否かを判別する。
【００４１】
この判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、第１および第２光センサ７，８の光路がいずれも開放されているときには、カウンタ（図示せず）の値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しいか否かを判別する（ステップ１２）。
【００４２】
このカウンタ値ＣＮＴは、図１０の処理によって算出される。本処理では、まずステップ２１において、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、シャッタ６が第１光センサ７の光路を開放した直後のタイミングのときには、カウンタ値ＣＮＴを最大値ＣＭＡＸにセットし（ステップ２２）、本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ２１の判別結果がＮＯのときには、第１検出信号Ｓ１がＨレベルであり、かつ第２検出信号Ｓ２がＬレベルであるか否かを判別する（ステップ２３）。この判別結果がＹＥＳで、第１光センサ７の光路が開放され、かつ第２光センサ８の光路が遮断されているときには、カウンタ値ＣＮＴをデクリメントし（ステップ２４）、本処理を終了する。一方、ステップ２３の判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００４４】
以上のようにして算出したカウンタ値ＣＮＴは、図１１にも示すように、押鍵時にシャッタ６の前縁６ｅが、第１光センサ７を通過したときに（ｔ３）、最大値ＣＭＡＸにセットされ、第２光センサ８を通過するまで（ｔ４）、デクリメントされる。最大値ＣＭＡＸとｔ４におけるカウンタ値ＣＮＴとの差（＝ΔＣＮＴ）は、ハンマー５の回動速度Ｖに反比例する。その後、カウンタ値ＣＮＴは、その値が保持され、ハンマー５が復帰回動し、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したときに（ｔ８）、最大値ＣＭＡＸにセットされる。その後、ステップ２３の判別結果がＮＯになることで、カウンタ値ＣＮＴは、デクリメントされず、最大値ＣＭＡＸに維持される。
【００４５】
図９に戻り、前記ステップ１２の判別結果がＮＯで、カウンタ値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しくないとき、すなわち、押鍵によるハンマー５の回動に伴い、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過した直後のタイミング（図５（ｄ），ｔ４）のときには、楽音を発音すべき発音タイミングであると判定する。次に、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦが「０」であるか否かを判別する（ステップ１３）。この再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦは、電源（図示せず）をＯＮしたときに「０」に初期化されるものである。このため、ステップ１３の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ベロシティを決定する（ステップ１４）。
【００４６】
このベロシティは、図１２の処理によって決定される。本処理では、まずステップ３１において、第１および第２光センサ７，８間の回動ストロークＳＴを、図１０の処理で算出されたカウンタ値の差ΔＣＮＴで除算するとともに、除算した値に所定の係数Ｋを乗算することによって、ハンマー５の回動速度Ｖを算出する。そして、算出された回動速度Ｖに基づいて、ベロシティを決定し（ステップ３２）、本処理を終了する。
【００４７】
図９に戻り、前記ステップ１４に続くステップ１５では、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲを「１」にセットする。このように、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲが「１」にセットされると、発音を開始する制御信号が音源回路２６に出力されることによって、決定したベロシティなどに基づいて、発音が開始される。また、楽音の再発音を禁止するために、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「１」にセットし、本処理を終了する。
【００４８】
このステップ１５が実行されることにより、前記ステップ１３の判別結果がＮＯになり、その場合には、本処理を終了する。
【００４９】
一方、前記ステップ１１の判別結果がＮＯで、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２の少なくとも一方がＬレベルのときには、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＬレベルであるか否かを判別する（ステップ１６）。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。一方、ステップ１６の判別結果がＹＥＳで、第１および第２光センサ７，８の光路がいずれも遮断されているとき（図５（ｆ））には、再発音の禁止を解除するために、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ１７）、本処理を終了する。
【００５０】
前記ステップ１２の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、ハンマー５の復帰回動に伴い、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過した直後のタイミング（図５（ｇ），ｔ８）のときには、楽音を止音すべき止音タイミングであると判定する。次に、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ１８）。この判別結果がＹＥＳで、発音中のときには、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲを「０」にリセットする。このように、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲが「０」にリセットされると、発音を停止する制御信号が音源回路２６に出力されることによって、発音が停止される。また、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ１９）、本処理を終了する。一方、ステップ１８の判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、シャッタ６の前端部に、切欠き６ｃが形成されているので、ハンマー５が復帰回動し、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に当接する際、切欠き６ｃによって、シャッタ６がバックチェック１７に接触するのを回避することができる。このため、シャッタ６がバックチェック１７に接触することによるハンマー５のリバウンドと、それに起因する誤った発音を防止できるので、発音タイミングを適切に設定することができる。また、バックチェック１７へのシャッタ６の接触を回避することによって、それによる振動の発生を防止でき、その結果、タッチ感を良好に維持することができる。
【００５２】
また、鍵４の押鍵に伴うハンマー５の回動時には、シャッタ６の前縁６ｅを利用して、発音タイミングを設定するとともに、ハンマー５の復帰回動時には、後縁６ｄを利用して、止音タイミングを設定する。このため、従来の発音制御装置のようなシャッタ窓をシャッタに形成する必要がないので、その分、シャッタ６の形状を単純化することができる。また、シャッタ窓の省略によって、従来と異なり、離鍵状態において、第１光センサ７の光路を閉鎖し、かつ第２光センサ８の光路を開放するように、シャッタ６を取り付ける必要がないので、その組み付けを容易に行うことができる。
【００５３】
また、カウンタ値ＣＮＴは、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したときに、最大値ＣＭＡＸにセットされ、シャッタ６の前縁６ｅが、第１光センサ７を通過した後、第２光センサ８を通過するまでの間に限り、デクリメントされる。このため、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がともにＨレベルになり、かつそのときのカウンタ値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しくないとき（ステップ１１：ＹＥＳ，ステップ１２：ＮＯ）には、ハンマー５が後方に回動し、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過したとして、そのタイミングを発音タイミングとして設定する。また、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がともにＨレベルになり、かつそのときのカウンタ値ＣＮＴが最大値ＣＭＡＸと等しいとき（ステップ１１，１２：ＹＥＳ）には、ハンマー５が前方に復帰回動し、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したとして、そのタイミングを止音タイミングとして設定する。以上のように、カウンタ値ＣＮＴと最大値ＣＭＡＸを比較することによって、第１および第２光センサ７，８を、シャッタ６の前縁６ｅまたは後縁６ｄのいずれが通過したかを正しく識別でき、発音タイミングおよび止音タイミングを適切に設定することができる。
【００５４】
さらに、発音タイミングを設定した後には、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＬレベルになり、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦが「０」にリセットされるまでの間、新たな発音タイミングの設定を禁止する（ステップ１３，１６，１７）。このため、ハンマー５の復帰回動の途中で、ハンマー５が反対方向に回動した場合や、途中の位置に留まっている場合でも、シャッタ６の前縁６ｅが第１および第２光センサ７，８を通過し、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＬレベルにならない限り、新たな発音タイミングが設定されることはないので、それに起因する誤った発音を防止することができる。例えば、ハンマー５の復帰回動の途中で、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過した後、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に勢いよく当接することで、ハンマー５がリバウンドし、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過することで、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに変化した場合にも、発音タイミングの設定を禁止することができる。
【００５５】
また、バックチェックスキン１７ｃの経時的な摩耗などによって、キャッチャ５ｅがバックチェック１７に当接する位置がずれ、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８の光路上に留まり、第２検出信号Ｓ２がチャタリングを起こすことがある。このような場合でも、上述したように、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がすべてＬレベルにならない限り、新たな発音タイミングが設定されないので、誤った発音を防止することができる。さらに、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がすべてＬレベルになれば、新たな発音タイミングの設定が許容されるので、連打性能を確保することができる。
【００５６】
図１３は、本発明の第２実施形態によるタッチ検出処理を示すフローチャートである。本処理では、まずステップ４１において、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＨレベルに維持され、かつ第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに変化したか否かを判別する。この判別は、第１実施形態のステップ１１および１２に相当する。この判別結果がＹＥＳのときには、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過した直後のタイミングであると判定する。その後のステップ４２〜４４の実行内容は、第１実施形態のステップ１３〜１５と同じである。すなわち、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦが「０」であるか否かを判別し（ステップ４２）、その判別結果がＹＥＳのときには、第１実施形態と同様、図１０の処理によって算出されるカウンタ値ＣＮＴを用いて、ベロシティを決定する（ステップ４３）とともに、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲおよび再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「１」にセットし（ステップ４４）、本処理を終了する。このステップ４４の実行により、ステップ４２の判別結果がＮＯになり、その場合には、本処理を終了する。
【００５７】
一方、前記ステップ４１の判別結果がＮＯのときには、前回と今回の間で、第１検出信号がＬレベルからＨレベルに変化し、かつ第２検出信号Ｓ２がＨレベルに維持されているか否かを判別する（ステップ４５）。この判別は、第１実施形態のステップ１８に相当する。
【００５８】
この判別結果がＮＯのときには、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに変化し、かつ第２検出信号Ｓ２がＬレベルに維持されているか否かを判別する（ステップ４７）。この判別は、第１実施形態のステップ１６に相当する。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００５９】
一方、このステップ４７の判別結果がＹＥＳで、ハンマー５の復帰回動によって、第２光センサ８の光路の遮断に加えて、第１光センサ７の光路が遮断された直後のとき（図５（ｆ））には、第１実施形態と同様、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ４８）、本処理を終了する。
【００６０】
前記ステップ４５の判別結果がＹＥＳのときには、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したタイミングであると判定する。次に、第１実施形態のステップ１９と同様、発音実行フラグＦ＿ＭＳＴＲおよび再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットし（ステップ４６）、本処理を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、前回と今回の間で、第１検出信号Ｓ１がＨレベルに維持された状態で、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに変化したときに（ステップ４１：ＹＥＳ）、シャッタ６の前縁６ｅが第２光センサ８を通過したとして、そのタイミングを発音タイミングとして設定する。また、第２検出信号Ｓ２がＨレベルに維持された状態で、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したときに（ステップ４５：ＹＥＳ）、シャッタ６の後縁６ｄが第１光センサ７を通過したとして、そのタイミングを止音タイミングとして設定する。以上のように、本実施形態では、カウンタ値ＣＮＴを用いずに、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＨレベルになったときに、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２のどちらかが変化したかによって、シャッタ６の前縁６ｅまたは後縁６ｄのどちらが通過したかを識別することができる。したがって、第１実施形態と同様、発音タイミングおよび止音タイミングを適切に設定することができる。
【００６２】
また、シャッタ６が第２光センサ８を遮断した状態で、第１光センサ７を遮断したときに（ステップ４７：ＹＥＳ）、再発音禁止フラグＦ＿ＭＳＦを「０」にリセットするので、第１実施形態と同様、ハンマー５の復帰回動の途中で、ハンマー５が反対方向に回動した場合や、途中の位置に留まっている場合でも、それに起因する誤った発音を防止することができる。
【００６３】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、シャッタ６の回動経路に、２つの光センサを設けているが、それらの数は、これに限定されず、さらに増やしてもよい。
【００６４】
また、実施形態では、光センサとして、発光ダイオードおよびフォトトランジスタからなるフォトインタラプタを用いているが、他のタイプの適当な光センサを用いてもよく、例えば、発光部をレーザダイオードなどで構成し、受光部をフォトダイオードなどで構成してもよい。さらに、実施形態は、発光ダイオードやフォトトランジスタをケースに直接、設けた例であるが、ケースの発光側および受光側に光ファイバを互いに対向するようにそれぞれ設けるとともに、それらの光ファイバの延長上に発光素子および受光素子をそれぞれ設けてもよい。また、実施形態では、発音制御処理を、ＣＰＵ２３によって行っているが、これに代えて、センサスキャン回路２２で行ってもよい。
【００６５】
さらに、実施形態は、本発明をアップライト型の消音ピアノに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、グランド型の消音ピアノにも適用でき、さらには、自動演奏ピアノや電子ピアノなどの他のタイプの鍵盤楽器にも適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部を適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態による発音制御装置およびこれを適用した消音ピアノの概略構成を示す図である。
【図２】シャッタの（ａ）側面図および（ｂ）正面図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】第１および第２光センサの回路図である。
【図５】押鍵に伴うハンマーの回動位置を示す図である。
【図６】ハンマーの回動時における第１および第２検出信号のタイミングチャートを示している。
【図７】楽音発生装置の一部を示す図である。
【図８】図５のＣＰＵで実行される発音制御処理を示すメインフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態によるタッチ検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】カウンタ値の算出処理を示すフローチャートである。
【図１１】ハンマーの回動位置に対するカウンタ値の関係の一例を示す図である。
【図１２】ベロシティ決定処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施形態によるタッチ検出処理を示すフローチャートである。
【図１４】従来の発音制御装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 発音制御装置
２ 消音ピアノ（鍵盤楽器）
４ 鍵
５ ハンマー
６ シャッタ
６ｃ 切欠き
６ｄ 後縁（縁部）
６ｅ 前縁（縁部）
７ 第１光センサ
７ａ 発光ダイオード（発光部）
７ｂ フォトトランジスタ（受光部）
８ 第２光センサ
８ａ 発光ダイオード（発光部）
８ｂ フォトトランジスタ（受光部）
２３ ＣＰＵ（発音タイミング設定手段、止音タイミング設定手段および発音禁止手段）
Ｓ１ 第１検出信号
Ｓ２ 第２検出信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動自在の鍵と、
当該鍵の回動に連動して回動するハンマーと、
このハンマーに一体に設けられ、当該ハンマーの回動経路を含む平面に沿って延び、前記鍵の押鍵に伴う前記ハンマーの回動方向と反対側の端部に切欠きが形成された板状のシャッタと、
当該シャッタの前記回動経路の一方の側に配置され、光を出射する発光部と、前記回動経路の他方の側に配置され、前記発光部からの光を受光する受光部とを有し、当該受光部の受光状態に応じた検出信号を出力する光センサと、
前記ハンマーが回動する際、前記シャッタによる前記光センサの前記発光部からの光の光路の開閉に応じた前記光センサの検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する発音タイミング設定手段と、
を備えることを特徴とする鍵盤楽器の発音制御装置。
【請求項２】
前記光センサの検出信号に基づいて、楽音を止音すべき止音タイミングを設定する止音タイミング設定手段をさらに備え、
前記発音タイミング設定手段は、前記シャッタの前記切欠き側の縁部が前記光センサを通過することにより、前記検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、前記発音タイミングを設定し、
前記止音タイミング設定手段は、前記シャッタの前記切欠きと反対側の縁部が前記光センサを通過することにより、前記検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、前記止音タイミングを設定することを特徴とする、請求項１に記載の鍵盤楽器の発音制御装置。
【請求項３】
前記光センサは、前記回動経路に沿って配置された複数の光センサで構成されており、
前記発音タイミングを設定した後、前記複数の光センサの検出信号がいずれも閉状態になるまでの間、前記発音タイミング設定手段による新たな発音タイミングの設定を禁止する発音禁止手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の鍵盤楽器の発音制御装置。
【請求項１】
回動自在の鍵と、
当該鍵の回動に連動して回動するハンマーと、
このハンマーに一体に設けられ、当該ハンマーの回動経路を含む平面に沿って延び、前記鍵の押鍵に伴う前記ハンマーの回動方向と反対側の端部に切欠きが形成された板状のシャッタと、
当該シャッタの前記回動経路の一方の側に配置され、光を出射する発光部と、前記回動経路の他方の側に配置され、前記発光部からの光を受光する受光部とを有し、当該受光部の受光状態に応じた検出信号を出力する光センサと、
前記ハンマーが回動する際、前記シャッタによる前記光センサの前記発光部からの光の光路の開閉に応じた前記光センサの検出信号に基づいて、楽音を発音すべき発音タイミングを設定する発音タイミング設定手段と、
を備えることを特徴とする鍵盤楽器の発音制御装置。
【請求項２】
前記光センサの検出信号に基づいて、楽音を止音すべき止音タイミングを設定する止音タイミング設定手段をさらに備え、
前記発音タイミング設定手段は、前記シャッタの前記切欠き側の縁部が前記光センサを通過することにより、前記検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、前記発音タイミングを設定し、
前記止音タイミング設定手段は、前記シャッタの前記切欠きと反対側の縁部が前記光センサを通過することにより、前記検出信号が閉状態から開状態に変化したタイミングに基づいて、前記止音タイミングを設定することを特徴とする、請求項１に記載の鍵盤楽器の発音制御装置。
【請求項３】
前記光センサは、前記回動経路に沿って配置された複数の光センサで構成されており、
前記発音タイミングを設定した後、前記複数の光センサの検出信号がいずれも閉状態になるまでの間、前記発音タイミング設定手段による新たな発音タイミングの設定を禁止する発音禁止手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の鍵盤楽器の発音制御装置。
【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】
【公開番号】特開２００８−２６５７７（Ｐ２００８−２６５７７Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９８８００（Ｐ２００６−１９８８００）
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００１４１０）株式会社河合楽器製作所 (563)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００１４１０）株式会社河合楽器製作所 (563)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]