鍵盤装置
【課題】鍵の操作に対する力覚制御と発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うことができる電子鍵盤楽器の提供。
【解決手段】鍵２０の押離鍵過程において鍵２０に対して直接的に駆動力を付与する電磁アクチュエータ４０と、電磁アクチュエータ４０で付与する駆動力を制御する制御手段と、を備えた電子鍵盤楽器において、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付与する駆動力ｆは、鍵２０のストローク位置及び発音状態に応じて算出した力覚用の駆動力Ｆ１と振動用の駆動力Ｆ２とを合算した駆動力とした。振動用の駆動力Ｆ２は、押鍵過程において鍵２０に対応する楽音の発音が開始された時点、及び離鍵過程において鍵２０に対応する楽音の発音を停止する止音時から所定時間が経過するまでの間などに発生させる。これにより、アコースティックピアノにおける弦振動に基づく鍵振動を再現するように構成した。
【解決手段】鍵２０の押離鍵過程において鍵２０に対して直接的に駆動力を付与する電磁アクチュエータ４０と、電磁アクチュエータ４０で付与する駆動力を制御する制御手段と、を備えた電子鍵盤楽器において、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付与する駆動力ｆは、鍵２０のストローク位置及び発音状態に応じて算出した力覚用の駆動力Ｆ１と振動用の駆動力Ｆ２とを合算した駆動力とした。振動用の駆動力Ｆ２は、押鍵過程において鍵２０に対応する楽音の発音が開始された時点、及び離鍵過程において鍵２０に対応する楽音の発音を停止する止音時から所定時間が経過するまでの間などに発生させる。これにより、アコースティックピアノにおける弦振動に基づく鍵振動を再現するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子鍵盤楽器などが備える鍵盤装置に関し、特に、鍵の操作感覚及び動作を制御するための力覚制御及び動作制御の機能を備えた鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマーが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマーの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットでは、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。
【０００３】
一方、電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるスプリングや質量体（擬似ハンマー）などを備えており、それらの反力によって自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。しかしながら、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、実際に打弦して発音する機構を有しないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。そのため、自然鍵盤楽器のアクション機構で生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれず、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。
【０００４】
そこで、電子鍵盤楽器では、自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的として、押鍵に対する反力を変化させる鍵駆動装置や制御装置（力覚制御手段）が提案されている。これに関して、特許文献１に記載の鍵盤装置は、押鍵方向バネと離鍵方向バネとにより、鍵が押鍵方向と離鍵方向の双方向に付勢されてレスト位置にバランスされていると共に、当該鍵を駆動する双方向駆動型の電磁アクチュエータを備えている。したがって、鍵を双方向駆動型の電磁アクチュエータで駆動することで、押鍵操作に対する力覚制御と自動演奏の両方を可能としている。
【０００５】
一方、アコースティックピアノでは、鍵が押された際、当該鍵に対応するハンマーが弦を叩くことで所定の楽音が発生するようになっているが、このとき、弦の振動が鍵に伝達されて鍵が振動する。この振動は、鍵を操作する演奏者の指に伝わる。このような弦からの振動は、押鍵時だけでなく、離鍵時にダンパーが弦に当接して止音される際にも、ハンマーを経由して鍵に伝わる。これらの発音に伴う振動は、アコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器に独特のものである。そこで、電子鍵盤楽器においてこれらの振動を再現するための従来技術として、特許文献２，３に記載の鍵盤装置がある。特許文献２に記載の鍵盤装置は、鍵盤の下方全体を覆う薄い金属振動板の左右両端にドライバを取り付け、音源から出力される楽音信号をこのドライバに出力するように構成したものである。また、この鍵盤装置では、鍵盤全体を４区域に分け、各区域にドライバを取り付けた振動板を配置し、楽音信号を各音域に応じたフィルタを通してドライバに出力するように構成している。また、特許文献３に記載の鍵盤装置は、鍵の下面側を覆うフレームに振動発生器を取り付け、各鍵に対応する複数のキースイッチの少なくとも１つが作動したときに機械振動を発生させるように構成している。
【０００６】
しかしながら、特許文献２，３の鍵盤装置では、鍵に対して振動を付与するための振動板と振動発生手段とを備えている。そのため、振動板及び振動発生手段によって鍵盤装置の部品点数が増え、構成の複雑化につながるおそれがある。また、これらの鍵盤装置では、低音域から高音域に配列した複数の鍵それぞれに付与する振動の振幅・周波数に変化をつけるためには、複数の振動板を設置する必要がある。そうすると、振動板の数が多くなり、部品点数の増加につながる。さらに、低音域の鍵に特徴的である止音時にダンパーが弦振動を止める振動を再現しようとする場合、対象となる低音域の鍵に対してのみ選択的に当該振動を付与できるように構成することが困難であった。
【０００７】
そのうえ、これら特許文献２，３に記載の鍵盤装置は、いずれも鍵に対して発生する楽音に基づいた振動のみを付与する構成であって、鍵に対して力覚制御用の荷重を付加するための構成は備えておらず、鍵の力覚制御を行うものではない。
【０００８】
これに対して、特許文献４に記載の電子鍵盤楽器では、鍵を電磁的に駆動する駆動手段を備えており、当該駆動手段によって、鍵の操作に対する力覚制御と、発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うように構成している。この鍵盤装置によれば、鍵の操作に対する力覚制御と、発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うことで、より自然鍵盤楽器に近い鍵の操作感覚を得られるようになる。
【０００９】
しかしながら、特許文献４に記載の電子鍵盤装置では、鍵を駆動する駆動装置は、フレームに取り付けた電磁石で鍵側に固定した永久磁石に駆動力を付与する構成である。すなわち、鍵に対して非接触でいわば間接的に駆動力を付与する構成である。したがって、鍵に対して駆動力及び振動を直接的に付与することができず、駆動力や振動の伝達効率があまり良くなく、十分な振動エネルギーを伝達させるためには大電力を要するという問題がある。また、消費電力を少なく抑えようとすると、自然鍵盤楽器に近い鍵の操作感覚を良好に得ることができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許３６４４１３６号公報
【特許文献２】特開２００８−４６３７０号公報
【特許文献３】特許２８０８６１７号公報
【特許文献４】特開２００６−２４３５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、鍵に対して直接的に駆動力を付与でき、鍵の操作に対する力覚制御と発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うことができる電子鍵盤楽器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明にかかる電子鍵盤楽器は、複数の鍵（２０）を有する鍵盤（１０）と、前記鍵（２０）の操作に応じた楽音を発音する発音手段(５０，６４，６５)と、前記鍵（２０）の押離鍵過程において電磁アクチュエータ（４０）で前記鍵（２０）に対して直接的に駆動力を付与する駆動力付与手段（４０，４２）と、前記駆動力付与手段（４０，４２）で付与する駆動力を制御する制御手段（５０）と、を備え、前記制御手段（５０）は、前記複数の鍵（２０）それぞれの押離鍵動作におけるストローク位置に対応する力覚値を格納した力覚付与テーブル（８０）と、前記力覚付与テーブル（８０）に基づいて前記鍵（２０）に付加するための力覚用の駆動力（Ｆ１）を算出する力覚値算出手段（５１）と、前記複数の鍵（２０）それぞれに対して所定の振動を付与するための振動付与テーブル（９０）と、前記振動付与テーブル（９０）に基づいて前記鍵（２０）に付加するための振動用の駆動力（Ｆ２）を算出する振動値算出手段（５１）と、を含み、前記駆動力付与手段（４０、４２）で前記鍵（２０）に付与する駆動力（ｆ）は、前記鍵（２０）のストローク位置及び前記発音手段による発音状態に応じて、前記力覚値算出手段（５１）で算出した力覚用の駆動力（Ｆ１）と、前記振動値算出手段（５１）で算出した振動用の駆動力（Ｆ２）とを合算した駆動力であることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、駆動力付与手段で鍵に付与する駆動力は、鍵のストローク位置及び発音手段による発音状態に応じて、力覚値算出手段で算出した力覚用の駆動力と、振動値算出手段で算出した振動用の駆動力とを合算した駆動力なので、電磁アクチュエータの駆動で、鍵操作に対する力覚を生じさせることができると共に、押鍵過程及び離鍵過程における発音・止音に伴う振動を鍵に直接付加することができる。したがって、演奏操作に対する力覚制御を行うことができると共に、演奏者の指に発音又は止音に伴う振動を知覚させることができる。これにより、電子鍵盤楽器の鍵盤に対して、アコースティックピアノの演奏時に感じるアクション機構による力覚だけでなく、響板や弦の振動に起因する振動も再現できるので、より忠実なタッチ感を演出することができる。
また、本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、上記の力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力とを共通の電磁アクチュエータで発生させることができる。そしてこの電磁アクチュエータは、鍵に対して直接的に駆動力を付与する構成である。したがって、電子鍵盤楽器の構成を簡単にしながらも、鍵に対して力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力との両方を良好に付与することができる。
【００１４】
また、上記の電子鍵盤楽器では、前記鍵（２０）の押鍵過程において、前記振動用の駆動力（Ｆ２）は、前記発音手段（５０，６４，６５）で該鍵（２０）に対応する楽音の発音が開始された時点で発生させるとよい。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に発音が開始された時点でハンマーによる打弦でアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を、電子鍵盤楽器で忠実に再現することが可能となる。
【００１５】
あるいは、前記鍵（２０）の押鍵過程において、前記振動用の駆動力（Ｆ２）は、前記鍵（２０）のストロークがエンド位置に達した時点で発生させるとよい。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に鍵が棚板に当接するエンド位置に達した時点でアクション機構を介して鍵に伝達される響板などの振動を、電子鍵盤楽器で忠実に再現することが可能となる。
【００１６】
あるいは、前記鍵（２０）の離鍵過程において、前記振動用の駆動力（Ｆ２）は、前記発音手段(５０，６４，６５)で該鍵（２０）に対応する楽音の発音を停止する止音時に発生させ、該止音時から所定時間（Ｔ0）が経過するまで継続させるとよい。そして、この場合の所定時間（Ｔ0）は、前記鍵（２０）に対応する楽音又は前記鍵（２０）が属する音域に応じて重み付けがなされた時間であるとよい。これによれば、アコースティックピアノの離鍵時にダンパーフェルトが弦に当接する位置に達した時点で、ダンパー及びアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を、電子鍵盤楽器で忠実に再現することが可能となる。また、当該振動の継続時間は、鍵に対応する音階又は鍵が属する音域に応じて重み付けがされた時間であれば、アコースティックピアノの各鍵における弦振動に基づく鍵振動をより忠実に再現することができる。
【００１７】
また、上記の電子鍵盤楽器では、前記鍵（２０）は、支点（１２）を中心に回動可能に支持されており、前記鍵（２０）に連動して該鍵（２０）にその押離鍵操作に対する反力を与える質量体（３０）と、前記鍵（２０）と前記質量体（３０）との間に配置されて前記鍵（２０）と前記質量体（３０）の一方からの駆動力を他方に伝達する伝達部材（４２）と、を備え、前記電磁アクチュエータは、前記伝達部材（４２）を駆動することで、前記鍵（２０）及び前記質量体（３０）に対して直接的に駆動力を付与するようにしてよい。この構成によれば、アコースティックピアノにおける押鍵時あるいは離鍵時にハンマーや質量体などアクション機構の各部に伝わる振動をより忠実に再現することが可能となるので、電子鍵盤楽器において、自然鍵盤楽器により近い鍵振動を創生することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の説明において対応する構成要素に付した符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、簡単な構成で、鍵に対して直接的に駆動力を付与でき、鍵の操作に対する力覚制御と発生する楽音に応じた振動の付与との両方を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。
【図２】鍵盤装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【図３】電磁アクチュエータ及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。
【図４】鍵及び質量体の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵が非押鍵位置にある状態、（ｂ）は、鍵が押鍵位置にある状態を示す図である。
【図５】（ａ）は、駆動制御回路を含む鍵盤装置の概略構成を示す図、（ｂ）は、力覚付与テーブルを示す図である。
【図６】アコースティックピアノのアクション機構を示す図である。
【図７】アコースティックピアノにおける鍵操作に対する反力（静的反力）の特性を示すグラフである。
【図８】力覚付与テーブルの具体的内容の一例を示す図で、（ａ）は、押鍵用指示値テーブル、（ｂ）は、離鍵用指示値テーブルである。
【図９】指示値テーブルによる反力プロファイルを示すグラフであり、（ａ）は、押鍵用反力プロファイル、（ｂ）は、離鍵用反力プロファイルである。
【図１０】振動パラメータの具体的内容の一例を示す図で、（ａ）は、発音時の振動パラメータの表、（ｂ）は、止音時の振動パラメータの表である。
【図１１（ａ）】鍵に対する駆動力付与の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１（ｂ）】鍵に対する駆動力付与の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】押鍵開始からの経過時間と押鍵操作をする指にかかる反力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器１は、後述する複数の鍵２０を有してなる鍵盤装置１０と、ペダル装置５２と、鍵盤装置１０やペダル装置５２を含む電子鍵盤楽器１の全体を制御するための主制御部５０とを備えている。鍵盤装置１０とペダル装置５２及び主制御部５０など電子鍵盤楽器１の各部は、バス５１を介して互いに接続されている。
【００２１】
図２は、鍵盤装置１０を示す図であり、鍵２０及びその周辺の概略側面図である。また、図３は、鍵盤装置１０が備える後述する電磁アクチュエータ４０及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。また、図４は、鍵盤装置１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵２０が非押鍵位置にある状態を示し、（ｂ）は、鍵２０が押鍵位置にある状態を示している。鍵盤装置１０は、電子鍵盤楽器１の一部である平板状のフレーム１１と、それぞれがフレーム１１に対して回動可能に支持された鍵２０及び質量体（擬似ハンマー）３０と、鍵２０と質量体３０の間に設置した電磁アクチュエータ（駆動力付与手段）４０とを備えて構成されている。なお、以下の説明では、鍵２０の長手方向における両側のうち、電子鍵盤楽器１の演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。なお、図２では、鍵盤装置１０が備える並設された複数の鍵２０のうち、１個の鍵２０及びその周辺の構成部品を示している。また、同図では、鍵２０が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。なお、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、鍵２０の動作に応じた楽音を発生させるように、鍵２０の動作を電気的な出力に変換するためのキースイッチ１６が設けられている。このキースイッチ１６は、複数接点からなる時間差スイッチによるタッチレスポンススイッチであってよい。また、このキースイッチ１６は、押鍵行程の途中でオンされるものであるが、このオンに基づいて後述する力覚を発生させるようにしてもよいし、押鍵の初期段階で力覚を発生させる場合は、全行程センシングセンサに代えて、所定の位置に応じて力覚を発生させるように構成してもよい。また、後述の位置センサ４７をキースイッチの代わりに使用してもよい。
【００２２】
鍵２０は、前後方向の中間の位置がフレーム１１上の鍵支点部材１２に支持されている。鍵支点部材１２は、フレーム１１上で鍵２０の配列方向に沿って延びるバランスレール１２ａの上に立設した支点ピン１２ｂを備えており、鍵２０は、支点ピン１２ｂに支持されている。鍵２０は、前端２０ａ及び後端２０ｂが支点ピン１２ｂを中心に上下方向へ回動可能であり、演奏者による押鍵部２０ｃへの押鍵操作に応じて回動するようになっている。また、鍵２０の前端２０ａの下方には、フロントピン１３が立設されている。フロントピン１３は、その上端が鍵２０の裏面側に挿入されており、回動する鍵２０の前端２０ａの横方向の振れを規制するものである。
【００２３】
鍵２０の後端２０ｂの下方には、鍵上限ストッパー２１が設置されており、前端２０ａの下方には、鍵下限ストッパー２２が設置されている。鍵上限ストッパー２１及び鍵下限ストッパー２２は、いずれもフレーム１１の上面に固定されたフェルトなどの緩衝材を備えて構成されている。鍵上限ストッパー２１は、図４（ａ）に示す非押鍵位置にある鍵２０の後端２０ｂの下面に当接し、鍵２０の回動を非押鍵位置で規制する。一方、鍵下限ストッパー２２は、図４（ｂ）に示す押鍵位置にある鍵２０の前端２０ａの下面に当接し、鍵２０の回動を押鍵位置で規制する。
【００２４】
また、鍵支点部材１２より後方のフレーム１１上には、質量体３０を支持するための柱状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、フレーム１１上で隣接する鍵２０の間から各鍵２０の真上に張り出している。この支持部１４は、所定間隔で前後に配置された前壁１４ａと後壁１４ｂを備えている。前壁１４ａと後壁１４ｂは、いずれも垂直に立設されて、鍵２０よりも高い位置まで延びている。
【００２５】
支持部１４に支持された質量体３０は、各鍵２０に対応して設置されており、鍵支点部材１２よりも後側の真上位置に設置されている。質量体３０は、支持部１４の前壁１４ａの上端に設けた質量体支点３１から後方に延びる直線棒状のシャンク部３２と、該シャンク部３２の先端に取り付けた所定の質量を有する質量部（錘）３３とを備えて構成されている。シャンク部３２は、質量体支点３１に回動自在に支持されており、鍵２０の長手方向に沿う垂直面内で上下に回動するようになっている。質量部３３は、シャンク部３２の先端においてその回動方向に沿って延びる棒状に形成されている。この質量体３０は、質量体支点３１を中心にシャンク部３２を腕として質量部３３が鍵２０の後端近傍の上方で上下方向に回動するようになっている。
【００２６】
支持部１４の後壁１４ｂには、質量体３０の回動を規制するための質量体上限ストッパー３４及び質量体下限ストッパー３５が設けられている。質量体下限ストッパー３５は、下限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものであり、質量体上限ストッパー３４は、上限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものである。これら質量体下限ストッパー３５及び質量体上限ストッパー３４によって、質量体３０は、図４（ａ）に示すように、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の斜め下方向に延びる下限位置と、図４（ｂ）に示すように、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の略水平方向に延びる上限位置との間で回動するように規制される。質量体３０は、後述するプランジャ４２を介して鍵２０の動作に連動するようになっており、電磁アクチュエータ４０との協働によって、鍵２０にその演奏操作に対する反力を与えるものである。
【００２７】
鍵２０及び質量体３０に所定の駆動力を付与するための電磁アクチュエータ（駆動力付与手段）４０は、鍵支点部材１２より後側の鍵２０の上面と、質量体３０のシャンク部３２との間に設置されている。電磁アクチュエータ４０は、双方向駆動型のアクチュエータであり、上下に同軸状に並べて設置した往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの二個のソレノイドコイルと、往動コイル（上ソレノイド）４１ａ及び復動コイル（下ソレノイド）４１ｂの内側に嵌挿された１本のプランジャ４２とを備えて構成されている。また、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの外周には、それらを囲むヨーク４０ａ，４０ｂが設置されている。
【００２８】
ヨーク４０ａ，４０ｂは、その後側面が平板状のプレート１５を介して支持部１４の後壁１４ｂの前面に固定されている。したがって、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂは、固定側である支持部１４及びフレーム１１に対して固定されている。プランジャ４２は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側で上下方向に摺動（往復動）自在に設置された柱状の強磁性体からなる胴部４２ａと、胴部４２ａの上端に連結した第１ロッド４２ｂ及び下端に連結した第２ロッド４２ｃを備えている。胴部４２ａと第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの軸芯は、垂直方向に向かって一直線状に配列されている。第１ロッド４２ｂの上端には、後述する位置センサ４７を取り付けるための平板状の板部材４３が固定されている。板部材４３は、合成樹脂材などからなる比較的軽量な部材で、第１ロッド４２ｂの上端に固定された水平面状の本体部４３ａと、該本体部４３ａの前端から垂直下方に延びる前辺４３ｂとを有し、横断面が略Ｌ字型に形成されている。板部材４３の本体部４３ａの上面には、水平面状の上面を有する台部材４４が固定されている。一方、質量体３０のシャンク部３２における台部材４４に対向する位置には、円筒状のローラ３６が取り付けられている。ローラ３６は、軸方向が鍵２０の配列方向に沿う水平向きで、下側面（円筒面）が台部材４４の上面に当接している。一方、プランジャ４２の第２ロッド４２ｃの下端には、緩衝及び摺動作用を有するキャップ状のカバー部材４５が取り付けられており、カバー部材４５の下端が対向する鍵２０の上面に設けたスクリュー（ネジ）２５の頭部に当接して載置される。
【００２９】
上記のプランジャ４２（胴部４２ａ、第１ロッド４２ｂ、第２ロッド４２ｃ）及び板部材４３と台部材４４とで、鍵２０と質量体３０のいずれか一方からの負荷（質量による荷重負荷あるいは回動動作に伴う慣性負荷）を他方に伝達するためのプランジャ４２が構成されている。プランジャ４２は、質量体３０の自重による負荷で、質量体３０と鍵２０の間に挟まれた状態で配置されている。
【００３０】
電磁アクチュエータ４０は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されることで、プランジャ４２（プランジャ４２）を双方向へ駆動するようになっている。すなわち、復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されると、プランジャ４２は下側へ移動する。これにより、プランジャ４２から鍵２０の鍵支点部材１２よりも後側に対して下向きの荷重が付与されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が増加する。一方、往動コイル４１ａに駆動電流が供給されると、プランジャ４２は上側へ移動する。これにより、プランジャ４２から鍵２０の支点ピン１２ｂよりも後側に対して下向きにかかる荷重が軽減されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が減少する。
【００３１】
すなわち、鍵２０は、プランジャ４２を介して質量体３０からかかる荷重（質量体３０の質量による荷重）で離鍵方向へ付勢されており、該鍵２０は、電磁アクチュエータ４０の駆動による質量体３０からの荷重の低減に伴い、押鍵方向に回動するように構成されている。この場合、鍵２０は、非押鍵時には、自重による押鍵方向への付勢力よりも質量体３０からの離鍵方向への荷重の方が大きいため、押鍵方向への付勢力が打ち消された状態で離鍵位置に停止している。そして、電磁アクチュエータ４０の駆動力による質量体３０からの荷重の低減に伴い、鍵２０の自重による押鍵方向への付勢力が次第に質量体３０からの離鍵方向への荷重よりも大きくなることで、押鍵位置へ回動するようになっている。
【００３２】
ここで、鍵２０と質量体３０はそれぞれ、支点ピン１２ｂと質量体支点３１を中心とした回動動作を行う一方、プランジャ４２（プランジャ４２）は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側で軸方向に直動動作を行う。したがって、鍵２０、質量体３０、プランジャ４２が一体的に動作する際には、プランジャ４２の上端（台部材４４の上面）と質量体３０のローラ３６が当接する第１当接部４８では、上下に直動するプランジャ４２の上端が、質量体３０の動作に伴って回動するローラ３６の側面に対して摺接移動する。また、同様に、プランジャ４２の下端と鍵２０のスクリュー２５が当接する第２当接部４９では、上下に直動するプランジャ４２の下端が鍵２０の動作に伴って回動するスクリュー２５の上面に対して摺接移動する。
【００３３】
また、本実施形態の鍵盤装置１０では、プランジャ４２は、鍵２０または質量体３０に対してそれらの動作に応じて分離可能な状態で当接しているとよい。ここでいう分離可能な状態での当接とは、通常の鍵２０及び質量体３０の動作のときは、プランジャ４２は、その両端が鍵２０及び質量体３０に常に当接してそれらと一体に動作するようになっているが、鍵２０が強い力で急激に押鍵されたり、非常に早い速度で押鍵あるいは離鍵された場合、プランジャ４２に生じる加速度と鍵２０あるいは質量体３０に生じる加速度との方向が異なると、瞬間的にプランジャ４２と鍵２０との間、又はプランジャ４２と質量体３０との間が離れることがあることを示す。なお、プランジャ４２と鍵２０または質量体３０とは必ずしも分離可能である必要はなく、プランジャ４２から鍵２０または質量体３０への動力伝達が可能な構成でさえあれば、プランジャ４２と鍵２０または質量体３０とが分離不能な状態で連結（リンク接合など）されていてもよい。
【００３４】
また、鍵盤装置１０には、プランジャ４２（プランジャ４２）の位置を検出するための位置センサ（動作検出手段）４７が設置されている。位置センサ４７は、図３に示すように、ヨーク４０ａ，４０ｂの前側面に設けた発光部と受光部とが交互に隣接配置された光センサ４７ａと、板部材４３の前辺４３ｂにおける光センサ４７ａに対向する位置に設けた反射面４７ｂとを備え、反射面４７ｂで反射した光を光センサ４７ａで受光するように構成した反射式センサである。反射面４７ｂは、上下方向の各位置の反射光量が連続的に変化するように構成されている。したがって、光センサ４７ａの出力信号に基づいてプランジャ４２の位置を一義的に特定できる。
【００３５】
なお、位置センサ４７は、プランジャ４２（プランジャ４２）の位置を検出できるものであれば、上記のような反射式センサ以外にも、図示は省略するが、他の構成の光学式センサや、光学式以外のセンサでもよい。また、位置センサ４７に代えて、位置検出用のスイッチなどを設置してもよい。またここでは、プランジャ４２の動作を検出する動作検出手段の一例として、位置を検出する位置センサ４７を設置しているが、それ以外にも、プランジャ４２の速度、加速度などを検出する速度センサ、加速度センサのいずれか、あるいはこれらの複数を設置することも可能である。
【００３６】
またここでは、プランジャ４２の動作（変位や速度など）を検出し、当該検出結果にもとづいて鍵２０の位置（押鍵量）や速度の情報を取得して、電磁アクチュエータ４０の駆動制御を行うように構成している。しかしながら、これ以外にも、鍵２０あるいは質量体３０の動作（位置、速度、加速度など）を検出する動作検出手段を備え、当該動作検出手段で検出した鍵２０あるいは質量体３０の動作に基づいて、電磁アクチュエータ４０の駆動制御を行うようにしてもよい。さらに、プランジャ４２、鍵２０、質量体３０の少なくともいずれかの動作を検出する一又は複数の動作検出手段を備え、当該一又は複数の動作検出手段のいずれかを電磁アクチュエータ４０の駆動制御用とし、他の動作検出手段を電子音源の発音制御用として使用することも可能である。もちろん、一の動作検出手段を駆動制御用と発音制御用の両方に兼用することも可能である。
【００３７】
次に、図１に示す主制御部５０について説明する。主制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５４を備えている。また、ＣＰＵ５１にはタイマ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０を含む電子鍵盤楽器１全体の制御を司る。なお、ＣＰＵ５１は、後述するように、力覚付与テーブル８０に基づいて鍵２０に付加するための力覚用の駆動力Ｆ１を算出する力覚値算出手段、及び振動付与テーブル９０に基づいて鍵２０に付加するための振動用の駆動力Ｆ２を算出する振動値算出手段として機能する。ＲＯＭ５２やフラッシュメモリ５４には、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル８０、振動パラメータ９０及び自動演奏データ８５が記憶されている。ＲＡＭ５３は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ５５は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。
【００３８】
また、電子鍵盤楽器１には、主制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、外部記憶装置６６、ＨＤＤ６７、通信インターフェイス６８、ＭＩＤＩインターフェイス６９などが設けられている。通信インターフェイス６８には、外部装置７１を接続でき、ＭＩＤＩインターフェイス６９には、ＭＩＤＩ機器７２を接続できる。また、通信インターフェイス６８は、インターネットなどの通信ネットワーク７３を介して外部のサーバ装置７４との間で通信を行えるようになっている。設定操作部６１には、演奏者が設定操作情報を入力するために用いる不図示の各種スイッチなどが含まれ、スイッチの操作による信号がＣＰＵ５１に供給されるようになっている。外部記憶装置６６やＨＤＤ６７は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５１に接続されており、音声出力部６５は、音源回路６４を介してバス５１に接続されている。
【００３９】
図５（ａ）は、鍵２０の駆動を制御するための駆動制御回路を含む鍵盤装置１０の概略構成を示す図であり、（ｂ）は、力覚付与テーブル８０を示す概念図である。図５（ａ）に示すように、鍵盤装置１０の駆動制御回路は、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じて電磁アクチュエータ４０の往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９を備えている。主制御部５０は、図１に示す構成であって、力覚付与テーブル８０及び振動パラメータ（振動付与テーブル）９０と、自動演奏データ８５とを記憶したＲＯＭ５２を備えている。力覚付与テーブル８０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき力覚制御用の駆動力のパターンを格納したテーブルである。この力覚付与テーブル８０には、押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２が用意されており、さらに押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２はそれぞれ、発生すべき駆動力のパターンを記憶した駆動力パターンテーブル８１ａ，８２ａと、当該駆動力を発生させるための指示値を記憶した指示値テーブル８１ｂ，８２ｂとからなる。なお、上記の力覚付与テーブル８０に含まれる各テーブルの内容は、複数の鍵２０のうちいずれかに対応するものを例示的に示したものであり、実際の各テーブルの具体的な数値は、鍵２０ごとに異なるものである。また、振動パラメータ９０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき鍵２０に対する振動付加用の駆動力の算出に用いるパラメータである。上記の指示値テーブル８１ｂ，８２ｂ及び振動パラメータ９０の具体的内容及びそれらを用いた駆動力の算出方法については、後述する。
【００４０】
位置センサ４７によって検出された鍵２０の位置及び動作に関する情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に入力される。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９は、主制御部５０からの制御信号に基づいて、電磁アクチュエータ４０の往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動電流を供給する。この駆動電流は、グランド（Ｇ）と所定電圧（＋）とが交互に切り換わるＰＷＭ信号によって発生する電流で、デューティ比を変更制御することにて、任意の駆動力を発生することができるようになっている。
【００４１】
次に、上記構成の鍵盤装置１０の動作について説明する。鍵２０は、鍵支点部材１２の前後の質量（自重）バランスによって生じる押鍵方向への付勢力と、プランジャ４２を介してかかる質量体３０からの荷重との大小関係によって、押鍵力が作用していない状態では、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接し、前端２０ａの押鍵部２０ｃが最上位置に上昇しており、図４（ａ）に示す非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、シャンク部３２が質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。一方、非押鍵位置にある鍵２０が押鍵操作されると、鍵２０は、プランジャ４２を介して質量体３０を押し上げながら支点ピン１２ｂを中心に押鍵方向へ回動する。こうして、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する位置まで回動し、図４（ｂ）に示す押鍵位置となる。鍵２０が押鍵位置のとき、プランジャ４２を介して鍵２０によって押し上げられた質量体３０は、シャンク部３２が質量体上限ストッパー３４に当接する上限位置にある。そして、鍵２０に対する押鍵力が解除されると、鍵２０には、自重で下方へ回動する質量体３０からプランジャ４２を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方によって非押鍵位置へ復帰する。
【００４２】
このような質量体３０の慣性質量を利用した鍵２０の動作が行われる際に、電磁アクチュエータ４０でプランジャ４２を双方向へ駆動することで、鍵２０の演奏操作に対してかかる反力をアシストあるいは軽減することができる。したがって、主制御部５０により電磁アクチュエータ４０の駆動を制御することで、押鍵操作に対する力覚制御を行うことができる。それに加えて、電磁アクチュエータ４０の駆動でプランジャ４２を介して鍵２０に所定のタイミングで所定の振動を付加することで、アコースティックピアノにおける発音時あるいは止音時に弦から鍵に伝達される振動を再現することができる。以下、押鍵操作に対する力覚制御と振動付加について順に説明する。
【００４３】
まず、押鍵操作に対する力覚制御について説明する。ここでは、鍵２０の力覚制御を説明するにあたって、アコースティックピアノのアクション機構の動作について簡単に説明する。図６は、アコースティックピアノのアクション機構の外観図である。同図に示すアクション機構１００では、鍵１０２が押鍵されると、まず、キャプスタン１０３によるアクション１０４の持ち上げが開始される。続いて、鍵１０２の後端がダンパー１０５を押し上げてゆく。アクション１０４が持ち上げられると、ジャック１０６がハンマーローラー１０７を突き上げ、これにより、ハンマー１０８が弦１０９に向けて回動を開始する。さらに、鍵１０２を押し下げてゆくと、ジャック１０６がハンマーローラー１０７をさらに突き上げてからハンマーローラー１０７から外れ（脱進）、これによりハンマー１０８が弦１０９を打弦する。打弦を終えたハンマー１０８は、弦１０９の反力および自重で落下する。次に、鍵１０２を戻して離鍵過程に入ると、鍵１０２の後端がダンパー１０５を徐々に下げてから離れ、次いで、鍵１０２がレスト位置に戻り、一連の動作が終了する。
【００４４】
図７は、上記構成のアクション機構１００を備えるアコースティックピアノにおいて、鍵１０２を静かに押し下げ、押し切った後に静かに元の位置（レスト位置）に戻した場合の反力（静的反力）の特性を示すグラフであり、横軸が押鍵量、縦軸が荷重（反力）である。なお、ここでは、ダンパーペダル（図示せず）を踏んでダンパー１０５を持ち上げた状態（ダンパー１０５の反力が鍵１０２にかからないようにした状態）での静的反力は考慮していない。
【００４５】
図７のグラフに示すように、押鍵工程では、鍵１０２を押し始めた直後のＡ点は、鍵１０２やアクション１０４などの静荷重が加わった状態であり、Ｂ点は、ダンパー１０５の荷重が加わった状態である。また、Ｃ点は、アクション機構１００の各部の摩擦などによるアクション荷重がかかり始めた状態である。D点は、ジャック１０６の嵌合が抜け始める状態であり、Ｆ点は、ジャック１０６が完全に抜けた状態である。また、ＢＣ間とＦ点との間の所定位置、例えばＦ点に打弦点が位置する。なお、中程度以上の打鍵の場合、ハンマー１０８が打弦に向かうＦ点では、反力が急激に小さくなり、その後、鍵１０２がエンド位置に達すると棚板に当接するために大きな反力が生じる。
【００４６】
一方、離鍵過程では、ジャック１０６が戻る際にかかる荷重（戻りジャック荷重）が付与されるＨ点、アクション機構１００の各部の摩擦などによるアクション荷重がかかるＩ点、ダンパー１０５の荷重が加わるＪ点、鍵１０２やアクション機構１００などの静荷重が加わった状態のＫ点を経由して初期位置に戻る。このように、アコースティックピアノの鍵１０２は、アクション機構１００の動きや各部品の自重によって、鍵１０２の位置に応じて多様に変化する反力を演奏者の指に与えるようになっている。
【００４７】
本実施形態の鍵盤装置１０では、上記のアクション機構１００の作用に基づいて指に感じられる、アコースティックピアノに独特の鍵タッチ感（抵抗感）を再現すべく、電子鍵盤楽器１の演奏時に電磁アクチュエータ４０でプランジャ４２を駆動することで、アコースティックピアノの鍵タッチ感に相当する反力特性を鍵２０に付与するようになっている。この反力特性は、鍵２０の押離鍵方向の位置及び速度に応じて刻々と変化するものである。したがって、上記の力覚制御を行う際には、位置センサ４７の検出値に基づく鍵２０の位置情報に応じた駆動力の付与が行われる。
【００４８】
すなわち、図５（ａ）に示すように、位置センサ４７による検出データが主制御部５０に出力される。主制御部５０は、位置センサ４７の検出データに基づく鍵２０の位置情報と、ＲＯＭ５２に記憶された力覚付与テーブル８０とを参照することにより、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に対する指令を出す。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９は、主制御部５０の指令に基づいて、往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動電流を供給する。こうして、往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂの駆動で、プランジャ４２に質量体３０側又は鍵２０側への駆動力が付与される。
【００４９】
図８は、図５に示す力覚付与テーブル８０に含まれる指示値テーブル８１ｂ，８２ｂの具体的内容の一例を示す表であり、（ａ）は、押鍵用テーブル８１の指示値テーブル８１ｂを示す表、（ｂ）は、離鍵用テーブル８２の指示値テーブル８２ｂを示す表である。また、図９は、指示値テーブル８１ｂ，８２ｂに基づく反力プロファイルを示すグラフであり、（ａ）は、指示値テーブル８１ｂに基づく押鍵用反力プロファイル、（ｂ）は、指示値テーブル８２ｂに基づく離鍵用反力プロファイルである。図９のグラフでは、押鍵量（非押鍵位置からの鍵２０の移動量）を横軸に取り、電磁アクチュエータ４０から鍵２０にかかる荷重の合計値を縦軸に取っている。図９のグラフでは、電磁アクチュエータ４０で発生する荷重の合計値が正の値であれば、鍵２０の押鍵操作に対して質量体３０から加わる反力を助長する向きの駆動力（鍵操作に対する反力）が作用することを意味し、負の値であれば、鍵２０の押鍵操作に対して質量体３０から加わる反力を軽減する向きの駆動力（鍵操作に対する助力）が作用することを意味する。
【００５０】
図８（ａ），（ｂ）の指示値テーブル８１ｂ，８２ｂ、及びそれらに基づいて生成する図９（ａ）、（ｂ）の反力プロファイルについて詳細に説明する。まず、図８（ａ）の押鍵用指示値テーブル８１ｂ及び図９（ａ）の押鍵用反力プロファイルについて説明すると、押鍵時に電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重の内訳は、押鍵開始直後の押鍵初期段階から付与される押鍵第１荷重Ｐ１、押鍵の途中で順次に付与される押鍵第２荷重Ｐ２及び押鍵第３荷重Ｐ３、さらに、押鍵の終期近くで付与が開始される押鍵第４荷重Ｐ４の四種類になっている。したがって、押鍵時に電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重は、これら四種類の荷重の中から鍵１０の位置に応じて発生している荷重を合計したものとなる。以下、上記の四種類の荷重について説明する。
【００５１】
押鍵第１荷重Ｐ１は、図６のアクション機構１００を備えたアコースティックピアノの反力特性において、押鍵の初期段階で静止状態の鍵１０２及びハンマー１０８の持ち上げに要する静荷重を再現するための荷重であり、質量体３０による慣性力を調整するための荷重である。この押鍵第１荷重Ｐ１の指示値は、押鍵速度に依存しない一定の値であり、本実施形態の例では、開始位置が押鍵量０．５ｍｍ、指示値が−０．２Ｎになっている。すなわちここでは、押鍵第１荷重Ｐ１の指示値が負の値になっている。したがって、押鍵第１荷重Ｐ１の付与が開始された押鍵量０．５ｍｍの位置から押鍵第２荷重Ｐ２の付与が開始される押鍵量３．０ｍｍまで領域では、電磁アクチュエータ４０によって、鍵２０に対して質量体３０から加わる反力を軽減する向きの駆動力（鍵操作に対する助力）が加わるようになっている。
【００５２】
押鍵第２荷重Ｐ２は、アコースティックピアノのアクション機構１００で鍵１０２によるダンパー１０５の持ち上げが開始される際に鍵１０２にかかる荷重を再現するための荷重である。ここでは、押鍵第２荷重Ｐ２の指示値は、押鍵速度に依存しない一定の値であり、本実施形態の例では、開始位置が押鍵量３．０ｍｍで、指示値が＋０．５Ｎである。
【００５３】
押鍵第３荷重Ｐ３は、アコースティックピアノでの押鍵途中にアクション機構１００の各部が動作することで鍵１０２に付与される荷重を再現するためのものである。この押鍵第３荷重Ｐ３の指示値は、押鍵速度に依存しない一定値であり、本実施形態の例では、開始位置が押鍵量５．２ｍｍで、指示値が+０．３Ｎである。
【００５４】
押鍵第４荷重Ｐ４は、アコースティックピアノのアクション機構１００において、ジャック嵌合状態からのジャック抜けに伴う鍵１０２にかかる負荷の急激な変化を再現するための荷重である。この押鍵第４荷重Ｐ４の指示値は、開始位置が押鍵量６ｍｍ、最大値が１．５Ｎになっている。以上の内容の押鍵用指示値テーブル８１ｂによって、図９（ａ）に示す押鍵用反力プロファイルが生じるようになっている。
【００５５】
次に、図８（ｂ）に示す離鍵用指示値テーブル８２ｂ及び図９（ｂ）の反力プロファイルについて説明する。離鍵時に電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重の内訳は、離鍵の開始から終了まで付与される離鍵第１荷重Ｐ５と、離鍵の途中で順次に付与が終了する離鍵第２荷重Ｐ６、離鍵第３荷重Ｐ７、離鍵第４荷重Ｐ８の四種類になっている。したがって、離鍵時においても、電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重は、これら四種類の荷重の中から鍵１０の位置に応じて発生している荷重を合計したものとなる。以下、上記の四種類の荷重について説明する。
【００５６】
離鍵第１荷重Ｐ５は、離鍵時の鍵２０にかかる静荷重を調整するための荷重であって、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量０ｍｍ、指示値が０Ｎになっている。すなわち、この例では、離鍵時には、電磁アクチュエータ４０から静荷重を調整するための荷重が実質的には付与されず、離鍵の終期に近付くと、鍵２０にかかる反力が質量体３０の荷重のみで賄われるようになっている。また、離鍵第２荷重Ｐ６は、アコースティックピアノにおける離鍵時のダンパー１０５の持ち上げによる荷重を再現するためのもので、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量３．０ｍｍで、指示値が０．５Ｎである。離鍵第３荷重Ｐ７は、離鍵時のアクション機構１００の動作による荷重を再現するためのもので、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量５．２ｍｍで、指示値が０．３Ｎである。
【００５７】
離鍵第４荷重Ｐ８は、鍵２０を初期位置に戻すために必要な荷重であるが、アコースティックピアノのアクション機構１００で生じる荷重としては、いずれにも分類されない荷重である。この離鍵第４荷重Ｐ８は、離鍵速度に依存した反力分布を有しており、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量１ｍｍ、指示値の最大値が１Ｎであり、図９（ｂ）に示す具体例では、押鍵量に正比例して荷重が変化（減少）する線形の分布になっている。以上の内容の離鍵用指示値テーブル８２ｂによって、図９（ｂ）に示す離鍵用反力プロファイルが生じるようになっている。
【００５８】
なお、図８（ａ）、（ｂ）に示す指示値テーブル８１ｂ，８２ｂと、図９（ａ）、（ｂ）に示す押鍵用反力プロファイル及び離鍵用反力プロファイルとはいずれも一例であり、実際には、鍵２０の速度に応じて変化する指示値テーブルに応じて、異なる複数種類の押鍵用反力プロファイル及び離鍵用反力プロファイルが生成する。すなわち、鍵２０の速度が正であるときは、鍵２０が押鍵されてゆく向きに移動しているときであり、その場合の反力プロファイルとして、鍵２０の速度が正の領域で当該速度の大きさ（絶対値）に応じた複数種類の押鍵用反力プロファイルが生成する。一方、鍵２０の速度が負であるときは、鍵２０が離鍵されてゆく向きに移動しているときであり、その場合の反力プロファイルとして、鍵２０の速度が負の領域で当該速度の大きさ（絶対値）に応じた複数種類の離鍵用反力プロファイルが生成する。また、図８（ａ），（ｂ）の指示値テーブル８１ｂ，８２ｂに含まれる具体的な数値は一例であり、これらの数値は、例えば、鍵２０や質量体３０の質量などの要素に応じて異なった値となる。
【００５９】
次に、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付加する振動の算出手順について詳細に説明する。図１０は、振動パラメータ９０の具体例を示す表で、同図（ａ）は、発音時の振動パラメータ９０ａ、同図（ｂ）は、止音時の振動パラメータ９０ｂである。同図に示す振動パラメータ９０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき鍵２０に対する振動付加用の駆動力の算出に用いるパラメータである。この振動パラメータ９０は、同図に示すように、各鍵２０ごと（鍵番号ごと）にそれぞれ異なる値が設定されている。ここで、発音時の振動パラメータ９０ａと止音時の振動パラメータ９０ｂが別個に用意されているのは、アコースティックピアノにおいて発音時と止音時とで発生する振動の態様が異なるため、それを忠実に再現できるようにするためである。
【００６０】
また、ここでいう発音時とは、アコースティックピアノの押鍵過程でのハンマーによる打弦を想定した発音開始時点である。そして、本実施形態の鍵盤装置１０では、押鍵過程において発音時であるか否かは、キースイッチ１６がオンしたか否かで判断することができる。あるいは、押鍵開始時点からの経過時間、又は押鍵開始位置からの鍵２０の変位量（ストローク量）に基づいて判断することも可能である。また、ここでいう止音時とは、アコースティックピアノの離鍵過程でダンパーが弦に当接して弦の押さえが開始される時点である。そして、本実施形態の鍵盤装置１０では、離鍵過程において止音位置であるか否かは、キースイッチがオフしたか否かで判断することができる。あるいは、押鍵開始時点からの経過時間、又は押鍵開始位置からの鍵２０の変位量（ストローク量）に基づいて判断することも可能である。
【００６１】
また、図１０（ａ）に示す発音時の振動パラメータ９０が有する乗算係数は、鍵２０に付与する振動の振幅の最大値に比例する値である。すなわち、同図の例で１番鍵が１であるのに対して８８番鍵が０．１であることは、１番鍵の振幅に対して８８番鍵の振幅が１／１０であること意味する。また、振動パラメータ９０における各鍵番号に対応する周波数は、アコースティックピアノの鍵が有する固有振動数に一致させることが望ましいが、必ずしも一致させる必要はなく、図示するように、それに近い値（数個ずつの鍵２０で同じ値など）を用いてもよい。
【００６２】
発音時の振動パラメータ９０ａでは、低音域〜高音域で電磁アクチュエータ４０に与える振幅・周波数を鍵２０ごとに個別に差を付けている。これにより、発音時の振動パラメータ９０ａは、低音側の鍵２０の方が高音側の鍵２０よりも大きな振幅を与えられるようになっている。また、止音時の振動パラメータ９０ｂは、少なくとも低音側の所定個数の鍵（例えば最低音から２０番目までの鍵）に、止音のタイミングで振動を加算するように設定することが望ましい。なお、止音時の振動パラメータ９０ｂで最高音域の鍵２０に対応する周波数が定められてない（加算値が０になっている）のは、アコースティックピアノでは、７０番鍵以上の鍵に対してはダンパー機構が存在しないため、その鍵域の鍵２０に対しては、ダンパー機構による止音時の振動を考慮する必要が無いからである。
【００６３】
次に、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力の算出方法について説明する。本実施形態の電子鍵盤楽器１において、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力は、力覚制御用の駆動力（Ｆ１）と、楽音に応じた振動を付加するための振動付加用の駆動力（Ｆ２）とを合計した駆動力となる。したがって、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆ（Ｎ）は、下記の（式１）で表すことができる。
ｆ＝（Ｆ１）＋（Ｆ２）＝｛（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４）ｏｒ（Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ８）｝＋（Ｆ×Ｓ×Ｋ×sin２πｆｔ）・・・（式１）
ここで、
Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ５〜Ｐ８：図８（ａ），（ｂ）に示す力覚制御用の指示値テーブルに含まれる指示値（Ｎ）
Ｆ：振動用の駆動力（指示値）の有効／無効フラグ
S：正規化した鍵の速度（ベロシティ）
K：鍵番号（キーナンバー）に対応する指数
Ｆ１＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４：押鍵時）ｏｒ（Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ８：離鍵時）：力覚制御用の駆動力
Ｆ２＝（Ｆ×Ｓ×Ｋ×sin２πｆｔ）：振動付加用の駆動力（Ｎ）
ｔ：押鍵開始時点からの経過時間（ｍｓ）
なお、上記の鍵番号Ｋは、どの鍵２０の駆動力であるかを表す鍵番号（キーナンバー）に対応する数であると共に、楽音発生／消音時の鍵２０の指定にも使われる楽音パラメータである。
【００６４】
（式１）に示す電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆを算出するには、力覚制御用の駆動力Ｆ１と、振動付加用の駆動力Ｆ２との合計駆動力を算出して行う。なお、実際に算出した駆動力で電磁アクチュエータ４０の上下ソレノイドコイル４１ａ，４１ｂを駆動する態様は、押鍵開始時点からの経過時間に応じて時々刻々と変化するものである。そのため、上記の駆動力ｆの算出は、主制御部５０の処理速度に応じて所定時間ごとに行われる。したがってここでは、下記の３点での駆動力を一例として示す。また、本実施形態では、一例として、押鍵過程において、押鍵初期位置からの押鍵量７ｍｍの位置で鍵２０の押鍵に伴う発音が開始されるように設定した場合について説明する。
【００６５】
（１）まず、押鍵初期位置を０〔ｍｍ〕として、押鍵量５ｍｍでの駆動力（反力）を図８（ａ）に基づいて（式１）から算出すると、次のようになる。
ｆ＝｛〔−０．２〕＋〔０．５〕＋〔０〕＋〔０〕｝＋〔０〕×Ｓ×Ｋsin２πｆｔ＝０．３（Ｎ）
押鍵量５ｍｍの鍵位置では、まだ発音状態でない。したがってＦ＝０であり、Ｆ２（振動付加用の駆動力）＝０である。これにより、押鍵量５ｍｍの位置では、電磁アクチュエータ４０の駆動力は、力覚制御用の駆動力Ｆ１のみであり、振動付加用の駆動力Ｆ２は含まれない。つまり、押鍵量５ｍｍの鍵位置では、鍵２０に対して振動は付加されない。
【００６６】
（２）次に、押鍵量７ｍｍに達した後の駆動力を図８（ａ）に基づいて（式１）から算出する。押鍵量７ｍｍに達した後の鍵位置では、発音状態になっている。ここでは、押鍵量７ｍｍに達してから一定時間が経過した時点（押鍵開始時点からの経過時間ｔ）での駆動力を算出する。また、ここでは、鍵番号４（音程Ｃ１）の鍵２０における反力を算出した場合を例示する。
ｆ＝｛〔−０．２〕＋〔０．５〕＋〔０．３〕＋〔０．９〕｝＋〔１〕×〔０．５〕×〔１〕×sin（２π×２９×ｔ）
このように、発音開始位置（押鍵量７ｍｍの位置）に達した後の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に対して、経過時間ｔに応じて所定の振幅で振動する振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、力覚制御用の駆動力Ｆ１に対して増減方向に振動する駆動力が出力される。これにより、アコースティックピアノでの押鍵過程における楽音発生後の振動が再現され、鍵動作に所定の振動が付加されることになる。
【００６７】
（３）次に、離鍵過程において止音位置に達した後、所定時間が経過する前の駆動力ｆを算出する。ここでは、止音位置に達してから一定の時間が経過した時点（押鍵開始時点からの経過時間ｔ）での駆動力を算出する。また、ここでは、鍵番号４（音程Ｃ１）の鍵２０における反力を算出した場合を例示する。
ｆ＝｛〔０〕＋〔０．５〕＋〔０．３〕＋〔１〕｝＋〔１〕×〔１〕×〔０．３〕×sin（２π×２９×ｔ）
すなわち、離鍵過程において止音位置に達した後は、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１と振動付加用の駆動力Ｆ２とを合算した値となる。そして、この場合も、振動付加用の駆動力Ｆ２は、経過時間ｔに応じて所定の振幅で振動する値である。したがって、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に対して、経過時間ｔに応じて所定の振幅で振動する振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。これにより、アコースティックピアノでの離鍵過程における止音後の振動が再現され、鍵２０に所定の振動が付加されることになる。
【００６８】
そして、この振動付加用の駆動力Ｆ２は、止音開始時点から所定時間Ｔ0が経過するまで継続するようになっている。この所定時間Ｔ0は、鍵２０に対応する楽音又は鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間であるとよい。具体的には、低音域の鍵２０に対しては長い時間とし、高音域になるに連れて次第に短い時間となるように設定することができる。
【００６９】
次に、上記内容で行われる鍵２０の押離鍵過程における駆動力制御の手順について説明する。図１１（ａ），（ｂ）は、当該駆動力制御の手順を説明するためのフローチャートである。ここでは、まず、位置センサ４７の検出に基づいて、鍵２０に関する位置データ及び速度データを取得する（ステップＳＴ１）。なお、ここでの速度データは、位置センサ４７で検出した位置データの変化量から計算で求めたものの他、速度センサを備えている場合には、当該速度センサで検出した速度データでもよい。また、押鍵開始時点からの経過時間を計測するため、現時刻の取得を行う（ステップＳＴ２）。そして、ステップＳＴ１で取得した速度データが正の値か否かを判断する（ステップＳＴ３）。その結果、取得した速度データが正の値であれば（ＹＥＳ）、鍵２０がレスト位置からエンド位置に向けて押し下げられる押鍵過程にあるので、図８（ａ）に示す押鍵用指示値テーブル８１ｂを参照する（ステップＳＴ４）。そして、押鍵用指示値テーブル８１ｂに基づいて、取得した位置での押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の指示値をそれぞれ取得する（ステップＳＴ５）。なお、上記の押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の各指示値は、取得した鍵２０の位置によっては、いずれかの値のみが存在する場合があり、すべての値が常に存在する訳ではない。
【００７０】
その後、鍵２０に対する発音状態であるか否か、すなわち、発音開始位置を通過したか否かを判定する（ステップＳＴ６）。ここでの発音開始位置を通過したか否かの判断は、押鍵初期位置からの鍵２０のストローク量が所定量に達したか否か、あるいは経過時間が所定時間に達したか否かに基づいて判断する。その結果、鍵２０が発音状態にある場合（ＹＥＳ）は、続けてキーオンタイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。キーオンタイミングであれば（ＹＥＳ）、対応する鍵番号及び鍵速度（イニシャルタッチ）のデータを音源回路６４に送出し、音声出力部６５から鍵２０に対応する楽音を発生させる（ステップＳＴ８）。そしてこの場合は、振動付加用の駆動力（指示値）の有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの指示値として、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値を算出する。これにより、押鍵過程において発音開始位置を経過した後は、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１と振動付加用の駆動力Ｆ２とを合算した駆動力となる。
【００７１】
一方、先のステップＳＴ６で発音状態でない場合（ＮＯ）は、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを無効化（Ｆ←０）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆに、振動付加用の駆動力（Ｆ２）を加算しない。また、この場合、消音のためのキーオフ処理を行う（ステップＳＴ１１）。なお、ここでいうキーオフ処理とは、再発音を可能にするための処理（例えば、エンベロープの急減衰化など）である。
【００７２】
その後、上記で算出した押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の指示値による力覚制御用の駆動力（Ｆ１）と、振動付加用の駆動力（Ｆ２）とを合算して、ステップＳＴ１で取得した鍵位置において電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの合計値を算出する（ステップＳＴ１２）。そして、この算出した合計値が正の値であるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。その結果、合計値が正の値であれば（ＹＥＳ）、当該合計値に基づいて下ソレノイド（復動コイル）４１ｂの駆動量を算出し（ステップＳＴ１４）、算出した駆動量で下ソレノイド４１ｂを駆動する（ステップＳＴ１５）。一方、合計値が負の値であれば（ＮＯ）、当該合計値に基づいて上ソレノイド（往動コイル）４１ａの駆動量を算出し（ステップＳＴ１６）、算出した駆動量で上ソレノイド４１ａを駆動する（ステップＳＴ１７）。
【００７３】
一方、先のステップＳＴ３で、取得した速度データが負の値であれば（ＮＯ）、鍵２０がエンド位置からレスト位置（初期位置）に戻る離鍵過程にあるので、図８（ｂ）に示す離鍵用指示値テーブル８２ｂの内容を参照する（ステップＳＴ１８）。そして、この離鍵用指示値テーブル８２ｂに基づいて、ステップＳＴ１で取得した鍵位置における離鍵第１乃至第４荷重Ｐ５〜Ｐ８の指示値をそれぞれ取得する（ステップＳＴ１９）。なお、ここでも、上記の離鍵第１乃至第４荷重Ｐ５〜Ｐ８の各指示値は、取得した位置によっては、いずれかの値のみが存在する場合があり、すべての値が常に存在する訳ではない。
【００７４】
その後、離鍵過程において、鍵２０が止音位置を通過したか否かを判断する（ステップＳＴ２０）。ここでいう止音位置を通過したか否かの判断は、キースイッチ１６がオフした否かに基づいて判断する。その結果、鍵２０が止音位置を通過していれば（ＹＥＳ）、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの指示値として、振動算出用指示値を加算する（ステップＳＴ２１）。一方、鍵２０が止音位置を通過していなければ（ＮＯ）、振動算出用指示値を加算は行わない。さらに、止音位置を通過後、所定時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。その結果、止音位置を通過後、所定時間を経過していれば（ＹＥＳ）、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを無効化（Ｆ←０）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆへの振動算出用指示値の加算を行わない（ステップＳＴ２３）。一方、所定時間を経過していなければ（ＮＯ）、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）のままとし、振動算出用指示値の加算を行う。
【００７５】
その後、押鍵過程と同様に、鍵２０に対応する楽音の発音状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ６）。発音状態である場合（ＹＥＳ）は、続けてキーオンタイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。キーオンタイミングであれば（ＹＥＳ）、対応する鍵番号及び鍵速度（イニシャルタッチ）のデータを音源に送出して、音源から鍵２０に対応する楽音を発生させる（ステップＳＴ８）。その後、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆに振動付加用の駆動力（Ｆ２）を加算する。これにより、発音に応じた振動が鍵２０に付加される。
【００７６】
一方、先のステップＳＴ６で発音状態でない場合（ＮＯ）は、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを無効化（Ｆ←０）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆに振動付加用の駆動力（Ｆ２）を加算しない。また、消音のためのキーオフ処理を行う（ステップＳＴ１１）。
【００７７】
その後、上記で算出した押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の指示値による力覚制御用の駆動力（Ｆ１）と、振動付加用の駆動力（Ｆ２）とを合算して、当該取得した位置での電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの合計値を算出する（ステップＳＴ１２）。そして、この算出した合計値が正の値であるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。その結果、合計値が正の値であれば（ＹＥＳ）、当該合計値に基づいて下ソレノイド（復動コイル）４１ｂの駆動量を算出し（ステップＳＴ１４）、算出した駆動量で下ソレノイド４１ｂを駆動する（ステップＳＴ１５）。一方、合計値が負の値であれば（ＮＯ）、当該合計値に基づいて上ソレノイド（往動コイル）４１ａの駆動量を算出し（ステップＳＴ１６）、算出した駆動量で上ソレノイド４１ａを駆動する（ステップＳＴ１７）。
【００７８】
図１２は、上記内容で力覚制御を行った場合の押鍵開始からの経過時間と鍵２０から押鍵操作をする指にかかる反力との関係を示すグラフである。なお、同図のグラフは、いずれかの鍵２０を比較的ゆっくりと押鍵したときの反力分布（いわゆる静特性）を示している。同図に示すように、本実施形態の鍵盤装置１０における鍵２０の駆動制御では、押鍵過程において、発音開始時点を経過するまでは、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１のみである。そして、発音開始時点を経過したときに、振動付加用の駆動力Ｆ２が発生する。これにより、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、同図に示すように、鍵２０の操作に対する反力に所定の振動が付加された状態となる。さらに、鍵２０の押鍵過程において鍵２０がエンド位置に達した時点でも、振動付加用の駆動力Ｆ２が発生する。これにより、鍵２０がエンド位置にある状態での電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、同図のグラフに示すように、鍵操作に対する反力に所定の振動が付加された状態となる。
【００７９】
また、離鍵過程において、止音開始時点までは、既述のように、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１のみである。そして、止音開始時点を経過したときに、振動付加用の駆動力Ｆ２が発生する。これにより、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、同図のグラフに示すように、鍵操作に対する反力に所定の振動が付加された状態となる。そして、この振動付加用の駆動力Ｆ２は、止音開始時点から所定時間Ｔ0が経過するまで継続するようになっている。この所定時間Ｔ0は、既述のように、鍵２０に対応する楽音又は鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間である。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の電子鍵盤楽器１によれば、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付与する駆動力は、鍵２０のストローク位置及び発音状態に応じて算出した力覚用の駆動力Ｆ１と振動用の駆動力Ｆ２とを合算した駆動力なので、電磁アクチュエータ４０の駆動で、鍵２０の操作に対する力覚を生じさせることができると共に、押鍵過程及び離鍵過程における発音・止音に伴う振動を鍵２０に付加することができる。したがって、演奏操作に対する力覚制御を行うことができると共に、演奏者の指に発音又は止音に伴う振動を知覚させることができる。これにより、電子鍵盤楽器１の鍵盤１０に対して、アコースティックピアノの演奏時に感じるアクション機構による力覚だけでなく、響板や弦の振動に起因する振動も再現できるので、より忠実なタッチ感を演出することができる。
【００８１】
また、本発明にかかる電子鍵盤楽器１によれば、上記の力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力とを共通の電磁アクチュエータ４０で発生させることができる。そしてこの電磁アクチュエータ４０は、鍵２０に対して直接的に駆動力を付与する構成である。したがって、電子鍵盤楽器１の構成を簡単にしながらも、鍵２０に対して力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力との両方を良好に付与することができる。
【００８２】
また、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、振動用の駆動力Ｆ２は、鍵２０の押鍵過程において、発音手段で該鍵２０に対応する楽音の発音が開始された時点で発生させるようになっている。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に発音が開始された時点で、ハンマーによる打弦でアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を忠実に再現することが可能となる。
【００８３】
また、振動付加用の駆動力Ｆ２は、鍵２０の押鍵過程において、鍵２０のストロークがエンド位置に達した時点で発生させるようになっている。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に鍵が棚板に当接するエンド位置に達した時点で、アクション機構を介して鍵に伝達される響板などの振動を忠実に再現することが可能となる。
【００８４】
また、振動付加用の駆動力Ｆ２は、鍵２０の離鍵過程において、該鍵２０に対応する楽音の発音を停止する止音時に発生させ、該止音時から所定時間（Ｔ0）が経過するまで継続させるようにしている。また、この場合の所定時間（Ｔ0）は、鍵２０に対応する音階又は前記鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間である。これによれば、電子鍵盤楽器１においてアコースティックピアノにおける離鍵時にダンパーフェルトが弦に当接する位置に達した時点で、ダンパー及びアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を忠実に再現することが可能となる。また、当該振動の継続時間を鍵２０に対応する音階又は鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間としていることで、アコースティックピアノにおける弦振動に基づく鍵振動をより忠実に再現することができる。
【００８５】
また、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、鍵２０は、支点１２を中心に回動可能に支持されており、鍵２０に連動して該鍵２０にその押離鍵操作に対する反力を与える質量体３０と、鍵２０と質量体３０との間に配置されて鍵２０と質量体３０の一方からの駆動力を他方に伝達するプランジャ４２とを備え、電磁アクチュエータ４０は、当該プランジャ４２を駆動することで、鍵２０及び質量体３０に対して直接的に駆動力を付与するようにしている。この構成によれば、アコースティックピアノにおける押鍵時あるいは離鍵時にハンマーや質量体などアクション機構の各部に伝わる振動をより忠実に再現することが可能となるので、電子鍵盤楽器１において、自然鍵盤楽器により近いタッチ感を創生することができる。
【００８６】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態に示す鍵２０の動作に対して付加する振動の具体的な波形やその大きさは一例であり、上記以外の波形や大きさの振動を付加することも可能である。また、振動を付加するタイミングも一例であり、他のタイミングで振動を付加するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１ 電子鍵盤楽器
１０ 鍵盤装置
１２ 鍵支点
１６ キースイッチ
２０ 鍵
３０ 質量体
３１ 質量体支点
４０ 電磁アクチュエータ
４１ コイル
４１ａ 往動コイル（上ソレノイド）
４１ｂ 復動コイル（下ソレノイド）
４２ プランジャ
４６ 伝達部材
４７ 位置センサ（位置情報取得手段）
５０ 主制御部（制御手段）
５８ 制御ドライバ
５９ ＰＷＭスイッチング回路
８０ 力覚付与テーブル
８１ 押鍵用テーブル
８２ 離鍵用テーブル
８１ａ，８２ａ 駆動力パターンテーブル
８１ｂ，８２ｂ 指示値テーブル
９０ 振動パラメータ（振動付与テーブル）
９０ａ 発音時の振動パラメータ
９０ｂ 止音時の振動パラメータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子鍵盤楽器などが備える鍵盤装置に関し、特に、鍵の操作感覚及び動作を制御するための力覚制御及び動作制御の機能を備えた鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマーが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマーの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットでは、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。
【０００３】
一方、電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるスプリングや質量体（擬似ハンマー）などを備えており、それらの反力によって自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。しかしながら、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、実際に打弦して発音する機構を有しないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。そのため、自然鍵盤楽器のアクション機構で生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれず、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。
【０００４】
そこで、電子鍵盤楽器では、自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的として、押鍵に対する反力を変化させる鍵駆動装置や制御装置（力覚制御手段）が提案されている。これに関して、特許文献１に記載の鍵盤装置は、押鍵方向バネと離鍵方向バネとにより、鍵が押鍵方向と離鍵方向の双方向に付勢されてレスト位置にバランスされていると共に、当該鍵を駆動する双方向駆動型の電磁アクチュエータを備えている。したがって、鍵を双方向駆動型の電磁アクチュエータで駆動することで、押鍵操作に対する力覚制御と自動演奏の両方を可能としている。
【０００５】
一方、アコースティックピアノでは、鍵が押された際、当該鍵に対応するハンマーが弦を叩くことで所定の楽音が発生するようになっているが、このとき、弦の振動が鍵に伝達されて鍵が振動する。この振動は、鍵を操作する演奏者の指に伝わる。このような弦からの振動は、押鍵時だけでなく、離鍵時にダンパーが弦に当接して止音される際にも、ハンマーを経由して鍵に伝わる。これらの発音に伴う振動は、アコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器に独特のものである。そこで、電子鍵盤楽器においてこれらの振動を再現するための従来技術として、特許文献２，３に記載の鍵盤装置がある。特許文献２に記載の鍵盤装置は、鍵盤の下方全体を覆う薄い金属振動板の左右両端にドライバを取り付け、音源から出力される楽音信号をこのドライバに出力するように構成したものである。また、この鍵盤装置では、鍵盤全体を４区域に分け、各区域にドライバを取り付けた振動板を配置し、楽音信号を各音域に応じたフィルタを通してドライバに出力するように構成している。また、特許文献３に記載の鍵盤装置は、鍵の下面側を覆うフレームに振動発生器を取り付け、各鍵に対応する複数のキースイッチの少なくとも１つが作動したときに機械振動を発生させるように構成している。
【０００６】
しかしながら、特許文献２，３の鍵盤装置では、鍵に対して振動を付与するための振動板と振動発生手段とを備えている。そのため、振動板及び振動発生手段によって鍵盤装置の部品点数が増え、構成の複雑化につながるおそれがある。また、これらの鍵盤装置では、低音域から高音域に配列した複数の鍵それぞれに付与する振動の振幅・周波数に変化をつけるためには、複数の振動板を設置する必要がある。そうすると、振動板の数が多くなり、部品点数の増加につながる。さらに、低音域の鍵に特徴的である止音時にダンパーが弦振動を止める振動を再現しようとする場合、対象となる低音域の鍵に対してのみ選択的に当該振動を付与できるように構成することが困難であった。
【０００７】
そのうえ、これら特許文献２，３に記載の鍵盤装置は、いずれも鍵に対して発生する楽音に基づいた振動のみを付与する構成であって、鍵に対して力覚制御用の荷重を付加するための構成は備えておらず、鍵の力覚制御を行うものではない。
【０００８】
これに対して、特許文献４に記載の電子鍵盤楽器では、鍵を電磁的に駆動する駆動手段を備えており、当該駆動手段によって、鍵の操作に対する力覚制御と、発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うように構成している。この鍵盤装置によれば、鍵の操作に対する力覚制御と、発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うことで、より自然鍵盤楽器に近い鍵の操作感覚を得られるようになる。
【０００９】
しかしながら、特許文献４に記載の電子鍵盤装置では、鍵を駆動する駆動装置は、フレームに取り付けた電磁石で鍵側に固定した永久磁石に駆動力を付与する構成である。すなわち、鍵に対して非接触でいわば間接的に駆動力を付与する構成である。したがって、鍵に対して駆動力及び振動を直接的に付与することができず、駆動力や振動の伝達効率があまり良くなく、十分な振動エネルギーを伝達させるためには大電力を要するという問題がある。また、消費電力を少なく抑えようとすると、自然鍵盤楽器に近い鍵の操作感覚を良好に得ることができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許３６４４１３６号公報
【特許文献２】特開２００８−４６３７０号公報
【特許文献３】特許２８０８６１７号公報
【特許文献４】特開２００６−２４３５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、鍵に対して直接的に駆動力を付与でき、鍵の操作に対する力覚制御と発生する楽音に応じた振動の付与との両方を行うことができる電子鍵盤楽器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明にかかる電子鍵盤楽器は、複数の鍵（２０）を有する鍵盤（１０）と、前記鍵（２０）の操作に応じた楽音を発音する発音手段(５０，６４，６５)と、前記鍵（２０）の押離鍵過程において電磁アクチュエータ（４０）で前記鍵（２０）に対して直接的に駆動力を付与する駆動力付与手段（４０，４２）と、前記駆動力付与手段（４０，４２）で付与する駆動力を制御する制御手段（５０）と、を備え、前記制御手段（５０）は、前記複数の鍵（２０）それぞれの押離鍵動作におけるストローク位置に対応する力覚値を格納した力覚付与テーブル（８０）と、前記力覚付与テーブル（８０）に基づいて前記鍵（２０）に付加するための力覚用の駆動力（Ｆ１）を算出する力覚値算出手段（５１）と、前記複数の鍵（２０）それぞれに対して所定の振動を付与するための振動付与テーブル（９０）と、前記振動付与テーブル（９０）に基づいて前記鍵（２０）に付加するための振動用の駆動力（Ｆ２）を算出する振動値算出手段（５１）と、を含み、前記駆動力付与手段（４０、４２）で前記鍵（２０）に付与する駆動力（ｆ）は、前記鍵（２０）のストローク位置及び前記発音手段による発音状態に応じて、前記力覚値算出手段（５１）で算出した力覚用の駆動力（Ｆ１）と、前記振動値算出手段（５１）で算出した振動用の駆動力（Ｆ２）とを合算した駆動力であることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、駆動力付与手段で鍵に付与する駆動力は、鍵のストローク位置及び発音手段による発音状態に応じて、力覚値算出手段で算出した力覚用の駆動力と、振動値算出手段で算出した振動用の駆動力とを合算した駆動力なので、電磁アクチュエータの駆動で、鍵操作に対する力覚を生じさせることができると共に、押鍵過程及び離鍵過程における発音・止音に伴う振動を鍵に直接付加することができる。したがって、演奏操作に対する力覚制御を行うことができると共に、演奏者の指に発音又は止音に伴う振動を知覚させることができる。これにより、電子鍵盤楽器の鍵盤に対して、アコースティックピアノの演奏時に感じるアクション機構による力覚だけでなく、響板や弦の振動に起因する振動も再現できるので、より忠実なタッチ感を演出することができる。
また、本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、上記の力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力とを共通の電磁アクチュエータで発生させることができる。そしてこの電磁アクチュエータは、鍵に対して直接的に駆動力を付与する構成である。したがって、電子鍵盤楽器の構成を簡単にしながらも、鍵に対して力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力との両方を良好に付与することができる。
【００１４】
また、上記の電子鍵盤楽器では、前記鍵（２０）の押鍵過程において、前記振動用の駆動力（Ｆ２）は、前記発音手段（５０，６４，６５）で該鍵（２０）に対応する楽音の発音が開始された時点で発生させるとよい。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に発音が開始された時点でハンマーによる打弦でアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を、電子鍵盤楽器で忠実に再現することが可能となる。
【００１５】
あるいは、前記鍵（２０）の押鍵過程において、前記振動用の駆動力（Ｆ２）は、前記鍵（２０）のストロークがエンド位置に達した時点で発生させるとよい。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に鍵が棚板に当接するエンド位置に達した時点でアクション機構を介して鍵に伝達される響板などの振動を、電子鍵盤楽器で忠実に再現することが可能となる。
【００１６】
あるいは、前記鍵（２０）の離鍵過程において、前記振動用の駆動力（Ｆ２）は、前記発音手段(５０，６４，６５)で該鍵（２０）に対応する楽音の発音を停止する止音時に発生させ、該止音時から所定時間（Ｔ0）が経過するまで継続させるとよい。そして、この場合の所定時間（Ｔ0）は、前記鍵（２０）に対応する楽音又は前記鍵（２０）が属する音域に応じて重み付けがなされた時間であるとよい。これによれば、アコースティックピアノの離鍵時にダンパーフェルトが弦に当接する位置に達した時点で、ダンパー及びアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を、電子鍵盤楽器で忠実に再現することが可能となる。また、当該振動の継続時間は、鍵に対応する音階又は鍵が属する音域に応じて重み付けがされた時間であれば、アコースティックピアノの各鍵における弦振動に基づく鍵振動をより忠実に再現することができる。
【００１７】
また、上記の電子鍵盤楽器では、前記鍵（２０）は、支点（１２）を中心に回動可能に支持されており、前記鍵（２０）に連動して該鍵（２０）にその押離鍵操作に対する反力を与える質量体（３０）と、前記鍵（２０）と前記質量体（３０）との間に配置されて前記鍵（２０）と前記質量体（３０）の一方からの駆動力を他方に伝達する伝達部材（４２）と、を備え、前記電磁アクチュエータは、前記伝達部材（４２）を駆動することで、前記鍵（２０）及び前記質量体（３０）に対して直接的に駆動力を付与するようにしてよい。この構成によれば、アコースティックピアノにおける押鍵時あるいは離鍵時にハンマーや質量体などアクション機構の各部に伝わる振動をより忠実に再現することが可能となるので、電子鍵盤楽器において、自然鍵盤楽器により近い鍵振動を創生することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の説明において対応する構成要素に付した符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、簡単な構成で、鍵に対して直接的に駆動力を付与でき、鍵の操作に対する力覚制御と発生する楽音に応じた振動の付与との両方を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。
【図２】鍵盤装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【図３】電磁アクチュエータ及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。
【図４】鍵及び質量体の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵が非押鍵位置にある状態、（ｂ）は、鍵が押鍵位置にある状態を示す図である。
【図５】（ａ）は、駆動制御回路を含む鍵盤装置の概略構成を示す図、（ｂ）は、力覚付与テーブルを示す図である。
【図６】アコースティックピアノのアクション機構を示す図である。
【図７】アコースティックピアノにおける鍵操作に対する反力（静的反力）の特性を示すグラフである。
【図８】力覚付与テーブルの具体的内容の一例を示す図で、（ａ）は、押鍵用指示値テーブル、（ｂ）は、離鍵用指示値テーブルである。
【図９】指示値テーブルによる反力プロファイルを示すグラフであり、（ａ）は、押鍵用反力プロファイル、（ｂ）は、離鍵用反力プロファイルである。
【図１０】振動パラメータの具体的内容の一例を示す図で、（ａ）は、発音時の振動パラメータの表、（ｂ）は、止音時の振動パラメータの表である。
【図１１（ａ）】鍵に対する駆動力付与の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１（ｂ）】鍵に対する駆動力付与の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】押鍵開始からの経過時間と押鍵操作をする指にかかる反力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器１は、後述する複数の鍵２０を有してなる鍵盤装置１０と、ペダル装置５２と、鍵盤装置１０やペダル装置５２を含む電子鍵盤楽器１の全体を制御するための主制御部５０とを備えている。鍵盤装置１０とペダル装置５２及び主制御部５０など電子鍵盤楽器１の各部は、バス５１を介して互いに接続されている。
【００２１】
図２は、鍵盤装置１０を示す図であり、鍵２０及びその周辺の概略側面図である。また、図３は、鍵盤装置１０が備える後述する電磁アクチュエータ４０及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。また、図４は、鍵盤装置１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵２０が非押鍵位置にある状態を示し、（ｂ）は、鍵２０が押鍵位置にある状態を示している。鍵盤装置１０は、電子鍵盤楽器１の一部である平板状のフレーム１１と、それぞれがフレーム１１に対して回動可能に支持された鍵２０及び質量体（擬似ハンマー）３０と、鍵２０と質量体３０の間に設置した電磁アクチュエータ（駆動力付与手段）４０とを備えて構成されている。なお、以下の説明では、鍵２０の長手方向における両側のうち、電子鍵盤楽器１の演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。なお、図２では、鍵盤装置１０が備える並設された複数の鍵２０のうち、１個の鍵２０及びその周辺の構成部品を示している。また、同図では、鍵２０が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。なお、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、鍵２０の動作に応じた楽音を発生させるように、鍵２０の動作を電気的な出力に変換するためのキースイッチ１６が設けられている。このキースイッチ１６は、複数接点からなる時間差スイッチによるタッチレスポンススイッチであってよい。また、このキースイッチ１６は、押鍵行程の途中でオンされるものであるが、このオンに基づいて後述する力覚を発生させるようにしてもよいし、押鍵の初期段階で力覚を発生させる場合は、全行程センシングセンサに代えて、所定の位置に応じて力覚を発生させるように構成してもよい。また、後述の位置センサ４７をキースイッチの代わりに使用してもよい。
【００２２】
鍵２０は、前後方向の中間の位置がフレーム１１上の鍵支点部材１２に支持されている。鍵支点部材１２は、フレーム１１上で鍵２０の配列方向に沿って延びるバランスレール１２ａの上に立設した支点ピン１２ｂを備えており、鍵２０は、支点ピン１２ｂに支持されている。鍵２０は、前端２０ａ及び後端２０ｂが支点ピン１２ｂを中心に上下方向へ回動可能であり、演奏者による押鍵部２０ｃへの押鍵操作に応じて回動するようになっている。また、鍵２０の前端２０ａの下方には、フロントピン１３が立設されている。フロントピン１３は、その上端が鍵２０の裏面側に挿入されており、回動する鍵２０の前端２０ａの横方向の振れを規制するものである。
【００２３】
鍵２０の後端２０ｂの下方には、鍵上限ストッパー２１が設置されており、前端２０ａの下方には、鍵下限ストッパー２２が設置されている。鍵上限ストッパー２１及び鍵下限ストッパー２２は、いずれもフレーム１１の上面に固定されたフェルトなどの緩衝材を備えて構成されている。鍵上限ストッパー２１は、図４（ａ）に示す非押鍵位置にある鍵２０の後端２０ｂの下面に当接し、鍵２０の回動を非押鍵位置で規制する。一方、鍵下限ストッパー２２は、図４（ｂ）に示す押鍵位置にある鍵２０の前端２０ａの下面に当接し、鍵２０の回動を押鍵位置で規制する。
【００２４】
また、鍵支点部材１２より後方のフレーム１１上には、質量体３０を支持するための柱状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、フレーム１１上で隣接する鍵２０の間から各鍵２０の真上に張り出している。この支持部１４は、所定間隔で前後に配置された前壁１４ａと後壁１４ｂを備えている。前壁１４ａと後壁１４ｂは、いずれも垂直に立設されて、鍵２０よりも高い位置まで延びている。
【００２５】
支持部１４に支持された質量体３０は、各鍵２０に対応して設置されており、鍵支点部材１２よりも後側の真上位置に設置されている。質量体３０は、支持部１４の前壁１４ａの上端に設けた質量体支点３１から後方に延びる直線棒状のシャンク部３２と、該シャンク部３２の先端に取り付けた所定の質量を有する質量部（錘）３３とを備えて構成されている。シャンク部３２は、質量体支点３１に回動自在に支持されており、鍵２０の長手方向に沿う垂直面内で上下に回動するようになっている。質量部３３は、シャンク部３２の先端においてその回動方向に沿って延びる棒状に形成されている。この質量体３０は、質量体支点３１を中心にシャンク部３２を腕として質量部３３が鍵２０の後端近傍の上方で上下方向に回動するようになっている。
【００２６】
支持部１４の後壁１４ｂには、質量体３０の回動を規制するための質量体上限ストッパー３４及び質量体下限ストッパー３５が設けられている。質量体下限ストッパー３５は、下限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものであり、質量体上限ストッパー３４は、上限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものである。これら質量体下限ストッパー３５及び質量体上限ストッパー３４によって、質量体３０は、図４（ａ）に示すように、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の斜め下方向に延びる下限位置と、図４（ｂ）に示すように、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の略水平方向に延びる上限位置との間で回動するように規制される。質量体３０は、後述するプランジャ４２を介して鍵２０の動作に連動するようになっており、電磁アクチュエータ４０との協働によって、鍵２０にその演奏操作に対する反力を与えるものである。
【００２７】
鍵２０及び質量体３０に所定の駆動力を付与するための電磁アクチュエータ（駆動力付与手段）４０は、鍵支点部材１２より後側の鍵２０の上面と、質量体３０のシャンク部３２との間に設置されている。電磁アクチュエータ４０は、双方向駆動型のアクチュエータであり、上下に同軸状に並べて設置した往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの二個のソレノイドコイルと、往動コイル（上ソレノイド）４１ａ及び復動コイル（下ソレノイド）４１ｂの内側に嵌挿された１本のプランジャ４２とを備えて構成されている。また、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの外周には、それらを囲むヨーク４０ａ，４０ｂが設置されている。
【００２８】
ヨーク４０ａ，４０ｂは、その後側面が平板状のプレート１５を介して支持部１４の後壁１４ｂの前面に固定されている。したがって、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂは、固定側である支持部１４及びフレーム１１に対して固定されている。プランジャ４２は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側で上下方向に摺動（往復動）自在に設置された柱状の強磁性体からなる胴部４２ａと、胴部４２ａの上端に連結した第１ロッド４２ｂ及び下端に連結した第２ロッド４２ｃを備えている。胴部４２ａと第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの軸芯は、垂直方向に向かって一直線状に配列されている。第１ロッド４２ｂの上端には、後述する位置センサ４７を取り付けるための平板状の板部材４３が固定されている。板部材４３は、合成樹脂材などからなる比較的軽量な部材で、第１ロッド４２ｂの上端に固定された水平面状の本体部４３ａと、該本体部４３ａの前端から垂直下方に延びる前辺４３ｂとを有し、横断面が略Ｌ字型に形成されている。板部材４３の本体部４３ａの上面には、水平面状の上面を有する台部材４４が固定されている。一方、質量体３０のシャンク部３２における台部材４４に対向する位置には、円筒状のローラ３６が取り付けられている。ローラ３６は、軸方向が鍵２０の配列方向に沿う水平向きで、下側面（円筒面）が台部材４４の上面に当接している。一方、プランジャ４２の第２ロッド４２ｃの下端には、緩衝及び摺動作用を有するキャップ状のカバー部材４５が取り付けられており、カバー部材４５の下端が対向する鍵２０の上面に設けたスクリュー（ネジ）２５の頭部に当接して載置される。
【００２９】
上記のプランジャ４２（胴部４２ａ、第１ロッド４２ｂ、第２ロッド４２ｃ）及び板部材４３と台部材４４とで、鍵２０と質量体３０のいずれか一方からの負荷（質量による荷重負荷あるいは回動動作に伴う慣性負荷）を他方に伝達するためのプランジャ４２が構成されている。プランジャ４２は、質量体３０の自重による負荷で、質量体３０と鍵２０の間に挟まれた状態で配置されている。
【００３０】
電磁アクチュエータ４０は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されることで、プランジャ４２（プランジャ４２）を双方向へ駆動するようになっている。すなわち、復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されると、プランジャ４２は下側へ移動する。これにより、プランジャ４２から鍵２０の鍵支点部材１２よりも後側に対して下向きの荷重が付与されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が増加する。一方、往動コイル４１ａに駆動電流が供給されると、プランジャ４２は上側へ移動する。これにより、プランジャ４２から鍵２０の支点ピン１２ｂよりも後側に対して下向きにかかる荷重が軽減されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が減少する。
【００３１】
すなわち、鍵２０は、プランジャ４２を介して質量体３０からかかる荷重（質量体３０の質量による荷重）で離鍵方向へ付勢されており、該鍵２０は、電磁アクチュエータ４０の駆動による質量体３０からの荷重の低減に伴い、押鍵方向に回動するように構成されている。この場合、鍵２０は、非押鍵時には、自重による押鍵方向への付勢力よりも質量体３０からの離鍵方向への荷重の方が大きいため、押鍵方向への付勢力が打ち消された状態で離鍵位置に停止している。そして、電磁アクチュエータ４０の駆動力による質量体３０からの荷重の低減に伴い、鍵２０の自重による押鍵方向への付勢力が次第に質量体３０からの離鍵方向への荷重よりも大きくなることで、押鍵位置へ回動するようになっている。
【００３２】
ここで、鍵２０と質量体３０はそれぞれ、支点ピン１２ｂと質量体支点３１を中心とした回動動作を行う一方、プランジャ４２（プランジャ４２）は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側で軸方向に直動動作を行う。したがって、鍵２０、質量体３０、プランジャ４２が一体的に動作する際には、プランジャ４２の上端（台部材４４の上面）と質量体３０のローラ３６が当接する第１当接部４８では、上下に直動するプランジャ４２の上端が、質量体３０の動作に伴って回動するローラ３６の側面に対して摺接移動する。また、同様に、プランジャ４２の下端と鍵２０のスクリュー２５が当接する第２当接部４９では、上下に直動するプランジャ４２の下端が鍵２０の動作に伴って回動するスクリュー２５の上面に対して摺接移動する。
【００３３】
また、本実施形態の鍵盤装置１０では、プランジャ４２は、鍵２０または質量体３０に対してそれらの動作に応じて分離可能な状態で当接しているとよい。ここでいう分離可能な状態での当接とは、通常の鍵２０及び質量体３０の動作のときは、プランジャ４２は、その両端が鍵２０及び質量体３０に常に当接してそれらと一体に動作するようになっているが、鍵２０が強い力で急激に押鍵されたり、非常に早い速度で押鍵あるいは離鍵された場合、プランジャ４２に生じる加速度と鍵２０あるいは質量体３０に生じる加速度との方向が異なると、瞬間的にプランジャ４２と鍵２０との間、又はプランジャ４２と質量体３０との間が離れることがあることを示す。なお、プランジャ４２と鍵２０または質量体３０とは必ずしも分離可能である必要はなく、プランジャ４２から鍵２０または質量体３０への動力伝達が可能な構成でさえあれば、プランジャ４２と鍵２０または質量体３０とが分離不能な状態で連結（リンク接合など）されていてもよい。
【００３４】
また、鍵盤装置１０には、プランジャ４２（プランジャ４２）の位置を検出するための位置センサ（動作検出手段）４７が設置されている。位置センサ４７は、図３に示すように、ヨーク４０ａ，４０ｂの前側面に設けた発光部と受光部とが交互に隣接配置された光センサ４７ａと、板部材４３の前辺４３ｂにおける光センサ４７ａに対向する位置に設けた反射面４７ｂとを備え、反射面４７ｂで反射した光を光センサ４７ａで受光するように構成した反射式センサである。反射面４７ｂは、上下方向の各位置の反射光量が連続的に変化するように構成されている。したがって、光センサ４７ａの出力信号に基づいてプランジャ４２の位置を一義的に特定できる。
【００３５】
なお、位置センサ４７は、プランジャ４２（プランジャ４２）の位置を検出できるものであれば、上記のような反射式センサ以外にも、図示は省略するが、他の構成の光学式センサや、光学式以外のセンサでもよい。また、位置センサ４７に代えて、位置検出用のスイッチなどを設置してもよい。またここでは、プランジャ４２の動作を検出する動作検出手段の一例として、位置を検出する位置センサ４７を設置しているが、それ以外にも、プランジャ４２の速度、加速度などを検出する速度センサ、加速度センサのいずれか、あるいはこれらの複数を設置することも可能である。
【００３６】
またここでは、プランジャ４２の動作（変位や速度など）を検出し、当該検出結果にもとづいて鍵２０の位置（押鍵量）や速度の情報を取得して、電磁アクチュエータ４０の駆動制御を行うように構成している。しかしながら、これ以外にも、鍵２０あるいは質量体３０の動作（位置、速度、加速度など）を検出する動作検出手段を備え、当該動作検出手段で検出した鍵２０あるいは質量体３０の動作に基づいて、電磁アクチュエータ４０の駆動制御を行うようにしてもよい。さらに、プランジャ４２、鍵２０、質量体３０の少なくともいずれかの動作を検出する一又は複数の動作検出手段を備え、当該一又は複数の動作検出手段のいずれかを電磁アクチュエータ４０の駆動制御用とし、他の動作検出手段を電子音源の発音制御用として使用することも可能である。もちろん、一の動作検出手段を駆動制御用と発音制御用の両方に兼用することも可能である。
【００３７】
次に、図１に示す主制御部５０について説明する。主制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５４を備えている。また、ＣＰＵ５１にはタイマ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０を含む電子鍵盤楽器１全体の制御を司る。なお、ＣＰＵ５１は、後述するように、力覚付与テーブル８０に基づいて鍵２０に付加するための力覚用の駆動力Ｆ１を算出する力覚値算出手段、及び振動付与テーブル９０に基づいて鍵２０に付加するための振動用の駆動力Ｆ２を算出する振動値算出手段として機能する。ＲＯＭ５２やフラッシュメモリ５４には、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル８０、振動パラメータ９０及び自動演奏データ８５が記憶されている。ＲＡＭ５３は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ５５は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。
【００３８】
また、電子鍵盤楽器１には、主制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、外部記憶装置６６、ＨＤＤ６７、通信インターフェイス６８、ＭＩＤＩインターフェイス６９などが設けられている。通信インターフェイス６８には、外部装置７１を接続でき、ＭＩＤＩインターフェイス６９には、ＭＩＤＩ機器７２を接続できる。また、通信インターフェイス６８は、インターネットなどの通信ネットワーク７３を介して外部のサーバ装置７４との間で通信を行えるようになっている。設定操作部６１には、演奏者が設定操作情報を入力するために用いる不図示の各種スイッチなどが含まれ、スイッチの操作による信号がＣＰＵ５１に供給されるようになっている。外部記憶装置６６やＨＤＤ６７は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５１に接続されており、音声出力部６５は、音源回路６４を介してバス５１に接続されている。
【００３９】
図５（ａ）は、鍵２０の駆動を制御するための駆動制御回路を含む鍵盤装置１０の概略構成を示す図であり、（ｂ）は、力覚付与テーブル８０を示す概念図である。図５（ａ）に示すように、鍵盤装置１０の駆動制御回路は、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じて電磁アクチュエータ４０の往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９を備えている。主制御部５０は、図１に示す構成であって、力覚付与テーブル８０及び振動パラメータ（振動付与テーブル）９０と、自動演奏データ８５とを記憶したＲＯＭ５２を備えている。力覚付与テーブル８０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき力覚制御用の駆動力のパターンを格納したテーブルである。この力覚付与テーブル８０には、押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２が用意されており、さらに押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２はそれぞれ、発生すべき駆動力のパターンを記憶した駆動力パターンテーブル８１ａ，８２ａと、当該駆動力を発生させるための指示値を記憶した指示値テーブル８１ｂ，８２ｂとからなる。なお、上記の力覚付与テーブル８０に含まれる各テーブルの内容は、複数の鍵２０のうちいずれかに対応するものを例示的に示したものであり、実際の各テーブルの具体的な数値は、鍵２０ごとに異なるものである。また、振動パラメータ９０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき鍵２０に対する振動付加用の駆動力の算出に用いるパラメータである。上記の指示値テーブル８１ｂ，８２ｂ及び振動パラメータ９０の具体的内容及びそれらを用いた駆動力の算出方法については、後述する。
【００４０】
位置センサ４７によって検出された鍵２０の位置及び動作に関する情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に入力される。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９は、主制御部５０からの制御信号に基づいて、電磁アクチュエータ４０の往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動電流を供給する。この駆動電流は、グランド（Ｇ）と所定電圧（＋）とが交互に切り換わるＰＷＭ信号によって発生する電流で、デューティ比を変更制御することにて、任意の駆動力を発生することができるようになっている。
【００４１】
次に、上記構成の鍵盤装置１０の動作について説明する。鍵２０は、鍵支点部材１２の前後の質量（自重）バランスによって生じる押鍵方向への付勢力と、プランジャ４２を介してかかる質量体３０からの荷重との大小関係によって、押鍵力が作用していない状態では、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接し、前端２０ａの押鍵部２０ｃが最上位置に上昇しており、図４（ａ）に示す非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、シャンク部３２が質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。一方、非押鍵位置にある鍵２０が押鍵操作されると、鍵２０は、プランジャ４２を介して質量体３０を押し上げながら支点ピン１２ｂを中心に押鍵方向へ回動する。こうして、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する位置まで回動し、図４（ｂ）に示す押鍵位置となる。鍵２０が押鍵位置のとき、プランジャ４２を介して鍵２０によって押し上げられた質量体３０は、シャンク部３２が質量体上限ストッパー３４に当接する上限位置にある。そして、鍵２０に対する押鍵力が解除されると、鍵２０には、自重で下方へ回動する質量体３０からプランジャ４２を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方によって非押鍵位置へ復帰する。
【００４２】
このような質量体３０の慣性質量を利用した鍵２０の動作が行われる際に、電磁アクチュエータ４０でプランジャ４２を双方向へ駆動することで、鍵２０の演奏操作に対してかかる反力をアシストあるいは軽減することができる。したがって、主制御部５０により電磁アクチュエータ４０の駆動を制御することで、押鍵操作に対する力覚制御を行うことができる。それに加えて、電磁アクチュエータ４０の駆動でプランジャ４２を介して鍵２０に所定のタイミングで所定の振動を付加することで、アコースティックピアノにおける発音時あるいは止音時に弦から鍵に伝達される振動を再現することができる。以下、押鍵操作に対する力覚制御と振動付加について順に説明する。
【００４３】
まず、押鍵操作に対する力覚制御について説明する。ここでは、鍵２０の力覚制御を説明するにあたって、アコースティックピアノのアクション機構の動作について簡単に説明する。図６は、アコースティックピアノのアクション機構の外観図である。同図に示すアクション機構１００では、鍵１０２が押鍵されると、まず、キャプスタン１０３によるアクション１０４の持ち上げが開始される。続いて、鍵１０２の後端がダンパー１０５を押し上げてゆく。アクション１０４が持ち上げられると、ジャック１０６がハンマーローラー１０７を突き上げ、これにより、ハンマー１０８が弦１０９に向けて回動を開始する。さらに、鍵１０２を押し下げてゆくと、ジャック１０６がハンマーローラー１０７をさらに突き上げてからハンマーローラー１０７から外れ（脱進）、これによりハンマー１０８が弦１０９を打弦する。打弦を終えたハンマー１０８は、弦１０９の反力および自重で落下する。次に、鍵１０２を戻して離鍵過程に入ると、鍵１０２の後端がダンパー１０５を徐々に下げてから離れ、次いで、鍵１０２がレスト位置に戻り、一連の動作が終了する。
【００４４】
図７は、上記構成のアクション機構１００を備えるアコースティックピアノにおいて、鍵１０２を静かに押し下げ、押し切った後に静かに元の位置（レスト位置）に戻した場合の反力（静的反力）の特性を示すグラフであり、横軸が押鍵量、縦軸が荷重（反力）である。なお、ここでは、ダンパーペダル（図示せず）を踏んでダンパー１０５を持ち上げた状態（ダンパー１０５の反力が鍵１０２にかからないようにした状態）での静的反力は考慮していない。
【００４５】
図７のグラフに示すように、押鍵工程では、鍵１０２を押し始めた直後のＡ点は、鍵１０２やアクション１０４などの静荷重が加わった状態であり、Ｂ点は、ダンパー１０５の荷重が加わった状態である。また、Ｃ点は、アクション機構１００の各部の摩擦などによるアクション荷重がかかり始めた状態である。D点は、ジャック１０６の嵌合が抜け始める状態であり、Ｆ点は、ジャック１０６が完全に抜けた状態である。また、ＢＣ間とＦ点との間の所定位置、例えばＦ点に打弦点が位置する。なお、中程度以上の打鍵の場合、ハンマー１０８が打弦に向かうＦ点では、反力が急激に小さくなり、その後、鍵１０２がエンド位置に達すると棚板に当接するために大きな反力が生じる。
【００４６】
一方、離鍵過程では、ジャック１０６が戻る際にかかる荷重（戻りジャック荷重）が付与されるＨ点、アクション機構１００の各部の摩擦などによるアクション荷重がかかるＩ点、ダンパー１０５の荷重が加わるＪ点、鍵１０２やアクション機構１００などの静荷重が加わった状態のＫ点を経由して初期位置に戻る。このように、アコースティックピアノの鍵１０２は、アクション機構１００の動きや各部品の自重によって、鍵１０２の位置に応じて多様に変化する反力を演奏者の指に与えるようになっている。
【００４７】
本実施形態の鍵盤装置１０では、上記のアクション機構１００の作用に基づいて指に感じられる、アコースティックピアノに独特の鍵タッチ感（抵抗感）を再現すべく、電子鍵盤楽器１の演奏時に電磁アクチュエータ４０でプランジャ４２を駆動することで、アコースティックピアノの鍵タッチ感に相当する反力特性を鍵２０に付与するようになっている。この反力特性は、鍵２０の押離鍵方向の位置及び速度に応じて刻々と変化するものである。したがって、上記の力覚制御を行う際には、位置センサ４７の検出値に基づく鍵２０の位置情報に応じた駆動力の付与が行われる。
【００４８】
すなわち、図５（ａ）に示すように、位置センサ４７による検出データが主制御部５０に出力される。主制御部５０は、位置センサ４７の検出データに基づく鍵２０の位置情報と、ＲＯＭ５２に記憶された力覚付与テーブル８０とを参照することにより、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に対する指令を出す。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９は、主制御部５０の指令に基づいて、往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動電流を供給する。こうして、往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂの駆動で、プランジャ４２に質量体３０側又は鍵２０側への駆動力が付与される。
【００４９】
図８は、図５に示す力覚付与テーブル８０に含まれる指示値テーブル８１ｂ，８２ｂの具体的内容の一例を示す表であり、（ａ）は、押鍵用テーブル８１の指示値テーブル８１ｂを示す表、（ｂ）は、離鍵用テーブル８２の指示値テーブル８２ｂを示す表である。また、図９は、指示値テーブル８１ｂ，８２ｂに基づく反力プロファイルを示すグラフであり、（ａ）は、指示値テーブル８１ｂに基づく押鍵用反力プロファイル、（ｂ）は、指示値テーブル８２ｂに基づく離鍵用反力プロファイルである。図９のグラフでは、押鍵量（非押鍵位置からの鍵２０の移動量）を横軸に取り、電磁アクチュエータ４０から鍵２０にかかる荷重の合計値を縦軸に取っている。図９のグラフでは、電磁アクチュエータ４０で発生する荷重の合計値が正の値であれば、鍵２０の押鍵操作に対して質量体３０から加わる反力を助長する向きの駆動力（鍵操作に対する反力）が作用することを意味し、負の値であれば、鍵２０の押鍵操作に対して質量体３０から加わる反力を軽減する向きの駆動力（鍵操作に対する助力）が作用することを意味する。
【００５０】
図８（ａ），（ｂ）の指示値テーブル８１ｂ，８２ｂ、及びそれらに基づいて生成する図９（ａ）、（ｂ）の反力プロファイルについて詳細に説明する。まず、図８（ａ）の押鍵用指示値テーブル８１ｂ及び図９（ａ）の押鍵用反力プロファイルについて説明すると、押鍵時に電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重の内訳は、押鍵開始直後の押鍵初期段階から付与される押鍵第１荷重Ｐ１、押鍵の途中で順次に付与される押鍵第２荷重Ｐ２及び押鍵第３荷重Ｐ３、さらに、押鍵の終期近くで付与が開始される押鍵第４荷重Ｐ４の四種類になっている。したがって、押鍵時に電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重は、これら四種類の荷重の中から鍵１０の位置に応じて発生している荷重を合計したものとなる。以下、上記の四種類の荷重について説明する。
【００５１】
押鍵第１荷重Ｐ１は、図６のアクション機構１００を備えたアコースティックピアノの反力特性において、押鍵の初期段階で静止状態の鍵１０２及びハンマー１０８の持ち上げに要する静荷重を再現するための荷重であり、質量体３０による慣性力を調整するための荷重である。この押鍵第１荷重Ｐ１の指示値は、押鍵速度に依存しない一定の値であり、本実施形態の例では、開始位置が押鍵量０．５ｍｍ、指示値が−０．２Ｎになっている。すなわちここでは、押鍵第１荷重Ｐ１の指示値が負の値になっている。したがって、押鍵第１荷重Ｐ１の付与が開始された押鍵量０．５ｍｍの位置から押鍵第２荷重Ｐ２の付与が開始される押鍵量３．０ｍｍまで領域では、電磁アクチュエータ４０によって、鍵２０に対して質量体３０から加わる反力を軽減する向きの駆動力（鍵操作に対する助力）が加わるようになっている。
【００５２】
押鍵第２荷重Ｐ２は、アコースティックピアノのアクション機構１００で鍵１０２によるダンパー１０５の持ち上げが開始される際に鍵１０２にかかる荷重を再現するための荷重である。ここでは、押鍵第２荷重Ｐ２の指示値は、押鍵速度に依存しない一定の値であり、本実施形態の例では、開始位置が押鍵量３．０ｍｍで、指示値が＋０．５Ｎである。
【００５３】
押鍵第３荷重Ｐ３は、アコースティックピアノでの押鍵途中にアクション機構１００の各部が動作することで鍵１０２に付与される荷重を再現するためのものである。この押鍵第３荷重Ｐ３の指示値は、押鍵速度に依存しない一定値であり、本実施形態の例では、開始位置が押鍵量５．２ｍｍで、指示値が+０．３Ｎである。
【００５４】
押鍵第４荷重Ｐ４は、アコースティックピアノのアクション機構１００において、ジャック嵌合状態からのジャック抜けに伴う鍵１０２にかかる負荷の急激な変化を再現するための荷重である。この押鍵第４荷重Ｐ４の指示値は、開始位置が押鍵量６ｍｍ、最大値が１．５Ｎになっている。以上の内容の押鍵用指示値テーブル８１ｂによって、図９（ａ）に示す押鍵用反力プロファイルが生じるようになっている。
【００５５】
次に、図８（ｂ）に示す離鍵用指示値テーブル８２ｂ及び図９（ｂ）の反力プロファイルについて説明する。離鍵時に電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重の内訳は、離鍵の開始から終了まで付与される離鍵第１荷重Ｐ５と、離鍵の途中で順次に付与が終了する離鍵第２荷重Ｐ６、離鍵第３荷重Ｐ７、離鍵第４荷重Ｐ８の四種類になっている。したがって、離鍵時においても、電磁アクチュエータ４０から鍵２０に付与される荷重は、これら四種類の荷重の中から鍵１０の位置に応じて発生している荷重を合計したものとなる。以下、上記の四種類の荷重について説明する。
【００５６】
離鍵第１荷重Ｐ５は、離鍵時の鍵２０にかかる静荷重を調整するための荷重であって、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量０ｍｍ、指示値が０Ｎになっている。すなわち、この例では、離鍵時には、電磁アクチュエータ４０から静荷重を調整するための荷重が実質的には付与されず、離鍵の終期に近付くと、鍵２０にかかる反力が質量体３０の荷重のみで賄われるようになっている。また、離鍵第２荷重Ｐ６は、アコースティックピアノにおける離鍵時のダンパー１０５の持ち上げによる荷重を再現するためのもので、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量３．０ｍｍで、指示値が０．５Ｎである。離鍵第３荷重Ｐ７は、離鍵時のアクション機構１００の動作による荷重を再現するためのもので、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量５．２ｍｍで、指示値が０．３Ｎである。
【００５７】
離鍵第４荷重Ｐ８は、鍵２０を初期位置に戻すために必要な荷重であるが、アコースティックピアノのアクション機構１００で生じる荷重としては、いずれにも分類されない荷重である。この離鍵第４荷重Ｐ８は、離鍵速度に依存した反力分布を有しており、本実施形態の例では、終了位置が押鍵量１ｍｍ、指示値の最大値が１Ｎであり、図９（ｂ）に示す具体例では、押鍵量に正比例して荷重が変化（減少）する線形の分布になっている。以上の内容の離鍵用指示値テーブル８２ｂによって、図９（ｂ）に示す離鍵用反力プロファイルが生じるようになっている。
【００５８】
なお、図８（ａ）、（ｂ）に示す指示値テーブル８１ｂ，８２ｂと、図９（ａ）、（ｂ）に示す押鍵用反力プロファイル及び離鍵用反力プロファイルとはいずれも一例であり、実際には、鍵２０の速度に応じて変化する指示値テーブルに応じて、異なる複数種類の押鍵用反力プロファイル及び離鍵用反力プロファイルが生成する。すなわち、鍵２０の速度が正であるときは、鍵２０が押鍵されてゆく向きに移動しているときであり、その場合の反力プロファイルとして、鍵２０の速度が正の領域で当該速度の大きさ（絶対値）に応じた複数種類の押鍵用反力プロファイルが生成する。一方、鍵２０の速度が負であるときは、鍵２０が離鍵されてゆく向きに移動しているときであり、その場合の反力プロファイルとして、鍵２０の速度が負の領域で当該速度の大きさ（絶対値）に応じた複数種類の離鍵用反力プロファイルが生成する。また、図８（ａ），（ｂ）の指示値テーブル８１ｂ，８２ｂに含まれる具体的な数値は一例であり、これらの数値は、例えば、鍵２０や質量体３０の質量などの要素に応じて異なった値となる。
【００５９】
次に、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付加する振動の算出手順について詳細に説明する。図１０は、振動パラメータ９０の具体例を示す表で、同図（ａ）は、発音時の振動パラメータ９０ａ、同図（ｂ）は、止音時の振動パラメータ９０ｂである。同図に示す振動パラメータ９０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき鍵２０に対する振動付加用の駆動力の算出に用いるパラメータである。この振動パラメータ９０は、同図に示すように、各鍵２０ごと（鍵番号ごと）にそれぞれ異なる値が設定されている。ここで、発音時の振動パラメータ９０ａと止音時の振動パラメータ９０ｂが別個に用意されているのは、アコースティックピアノにおいて発音時と止音時とで発生する振動の態様が異なるため、それを忠実に再現できるようにするためである。
【００６０】
また、ここでいう発音時とは、アコースティックピアノの押鍵過程でのハンマーによる打弦を想定した発音開始時点である。そして、本実施形態の鍵盤装置１０では、押鍵過程において発音時であるか否かは、キースイッチ１６がオンしたか否かで判断することができる。あるいは、押鍵開始時点からの経過時間、又は押鍵開始位置からの鍵２０の変位量（ストローク量）に基づいて判断することも可能である。また、ここでいう止音時とは、アコースティックピアノの離鍵過程でダンパーが弦に当接して弦の押さえが開始される時点である。そして、本実施形態の鍵盤装置１０では、離鍵過程において止音位置であるか否かは、キースイッチがオフしたか否かで判断することができる。あるいは、押鍵開始時点からの経過時間、又は押鍵開始位置からの鍵２０の変位量（ストローク量）に基づいて判断することも可能である。
【００６１】
また、図１０（ａ）に示す発音時の振動パラメータ９０が有する乗算係数は、鍵２０に付与する振動の振幅の最大値に比例する値である。すなわち、同図の例で１番鍵が１であるのに対して８８番鍵が０．１であることは、１番鍵の振幅に対して８８番鍵の振幅が１／１０であること意味する。また、振動パラメータ９０における各鍵番号に対応する周波数は、アコースティックピアノの鍵が有する固有振動数に一致させることが望ましいが、必ずしも一致させる必要はなく、図示するように、それに近い値（数個ずつの鍵２０で同じ値など）を用いてもよい。
【００６２】
発音時の振動パラメータ９０ａでは、低音域〜高音域で電磁アクチュエータ４０に与える振幅・周波数を鍵２０ごとに個別に差を付けている。これにより、発音時の振動パラメータ９０ａは、低音側の鍵２０の方が高音側の鍵２０よりも大きな振幅を与えられるようになっている。また、止音時の振動パラメータ９０ｂは、少なくとも低音側の所定個数の鍵（例えば最低音から２０番目までの鍵）に、止音のタイミングで振動を加算するように設定することが望ましい。なお、止音時の振動パラメータ９０ｂで最高音域の鍵２０に対応する周波数が定められてない（加算値が０になっている）のは、アコースティックピアノでは、７０番鍵以上の鍵に対してはダンパー機構が存在しないため、その鍵域の鍵２０に対しては、ダンパー機構による止音時の振動を考慮する必要が無いからである。
【００６３】
次に、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力の算出方法について説明する。本実施形態の電子鍵盤楽器１において、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力は、力覚制御用の駆動力（Ｆ１）と、楽音に応じた振動を付加するための振動付加用の駆動力（Ｆ２）とを合計した駆動力となる。したがって、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆ（Ｎ）は、下記の（式１）で表すことができる。
ｆ＝（Ｆ１）＋（Ｆ２）＝｛（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４）ｏｒ（Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ８）｝＋（Ｆ×Ｓ×Ｋ×sin２πｆｔ）・・・（式１）
ここで、
Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ５〜Ｐ８：図８（ａ），（ｂ）に示す力覚制御用の指示値テーブルに含まれる指示値（Ｎ）
Ｆ：振動用の駆動力（指示値）の有効／無効フラグ
S：正規化した鍵の速度（ベロシティ）
K：鍵番号（キーナンバー）に対応する指数
Ｆ１＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４：押鍵時）ｏｒ（Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ８：離鍵時）：力覚制御用の駆動力
Ｆ２＝（Ｆ×Ｓ×Ｋ×sin２πｆｔ）：振動付加用の駆動力（Ｎ）
ｔ：押鍵開始時点からの経過時間（ｍｓ）
なお、上記の鍵番号Ｋは、どの鍵２０の駆動力であるかを表す鍵番号（キーナンバー）に対応する数であると共に、楽音発生／消音時の鍵２０の指定にも使われる楽音パラメータである。
【００６４】
（式１）に示す電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆを算出するには、力覚制御用の駆動力Ｆ１と、振動付加用の駆動力Ｆ２との合計駆動力を算出して行う。なお、実際に算出した駆動力で電磁アクチュエータ４０の上下ソレノイドコイル４１ａ，４１ｂを駆動する態様は、押鍵開始時点からの経過時間に応じて時々刻々と変化するものである。そのため、上記の駆動力ｆの算出は、主制御部５０の処理速度に応じて所定時間ごとに行われる。したがってここでは、下記の３点での駆動力を一例として示す。また、本実施形態では、一例として、押鍵過程において、押鍵初期位置からの押鍵量７ｍｍの位置で鍵２０の押鍵に伴う発音が開始されるように設定した場合について説明する。
【００６５】
（１）まず、押鍵初期位置を０〔ｍｍ〕として、押鍵量５ｍｍでの駆動力（反力）を図８（ａ）に基づいて（式１）から算出すると、次のようになる。
ｆ＝｛〔−０．２〕＋〔０．５〕＋〔０〕＋〔０〕｝＋〔０〕×Ｓ×Ｋsin２πｆｔ＝０．３（Ｎ）
押鍵量５ｍｍの鍵位置では、まだ発音状態でない。したがってＦ＝０であり、Ｆ２（振動付加用の駆動力）＝０である。これにより、押鍵量５ｍｍの位置では、電磁アクチュエータ４０の駆動力は、力覚制御用の駆動力Ｆ１のみであり、振動付加用の駆動力Ｆ２は含まれない。つまり、押鍵量５ｍｍの鍵位置では、鍵２０に対して振動は付加されない。
【００６６】
（２）次に、押鍵量７ｍｍに達した後の駆動力を図８（ａ）に基づいて（式１）から算出する。押鍵量７ｍｍに達した後の鍵位置では、発音状態になっている。ここでは、押鍵量７ｍｍに達してから一定時間が経過した時点（押鍵開始時点からの経過時間ｔ）での駆動力を算出する。また、ここでは、鍵番号４（音程Ｃ１）の鍵２０における反力を算出した場合を例示する。
ｆ＝｛〔−０．２〕＋〔０．５〕＋〔０．３〕＋〔０．９〕｝＋〔１〕×〔０．５〕×〔１〕×sin（２π×２９×ｔ）
このように、発音開始位置（押鍵量７ｍｍの位置）に達した後の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に対して、経過時間ｔに応じて所定の振幅で振動する振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、力覚制御用の駆動力Ｆ１に対して増減方向に振動する駆動力が出力される。これにより、アコースティックピアノでの押鍵過程における楽音発生後の振動が再現され、鍵動作に所定の振動が付加されることになる。
【００６７】
（３）次に、離鍵過程において止音位置に達した後、所定時間が経過する前の駆動力ｆを算出する。ここでは、止音位置に達してから一定の時間が経過した時点（押鍵開始時点からの経過時間ｔ）での駆動力を算出する。また、ここでは、鍵番号４（音程Ｃ１）の鍵２０における反力を算出した場合を例示する。
ｆ＝｛〔０〕＋〔０．５〕＋〔０．３〕＋〔１〕｝＋〔１〕×〔１〕×〔０．３〕×sin（２π×２９×ｔ）
すなわち、離鍵過程において止音位置に達した後は、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１と振動付加用の駆動力Ｆ２とを合算した値となる。そして、この場合も、振動付加用の駆動力Ｆ２は、経過時間ｔに応じて所定の振幅で振動する値である。したがって、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に対して、経過時間ｔに応じて所定の振幅で振動する振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。これにより、アコースティックピアノでの離鍵過程における止音後の振動が再現され、鍵２０に所定の振動が付加されることになる。
【００６８】
そして、この振動付加用の駆動力Ｆ２は、止音開始時点から所定時間Ｔ0が経過するまで継続するようになっている。この所定時間Ｔ0は、鍵２０に対応する楽音又は鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間であるとよい。具体的には、低音域の鍵２０に対しては長い時間とし、高音域になるに連れて次第に短い時間となるように設定することができる。
【００６９】
次に、上記内容で行われる鍵２０の押離鍵過程における駆動力制御の手順について説明する。図１１（ａ），（ｂ）は、当該駆動力制御の手順を説明するためのフローチャートである。ここでは、まず、位置センサ４７の検出に基づいて、鍵２０に関する位置データ及び速度データを取得する（ステップＳＴ１）。なお、ここでの速度データは、位置センサ４７で検出した位置データの変化量から計算で求めたものの他、速度センサを備えている場合には、当該速度センサで検出した速度データでもよい。また、押鍵開始時点からの経過時間を計測するため、現時刻の取得を行う（ステップＳＴ２）。そして、ステップＳＴ１で取得した速度データが正の値か否かを判断する（ステップＳＴ３）。その結果、取得した速度データが正の値であれば（ＹＥＳ）、鍵２０がレスト位置からエンド位置に向けて押し下げられる押鍵過程にあるので、図８（ａ）に示す押鍵用指示値テーブル８１ｂを参照する（ステップＳＴ４）。そして、押鍵用指示値テーブル８１ｂに基づいて、取得した位置での押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の指示値をそれぞれ取得する（ステップＳＴ５）。なお、上記の押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の各指示値は、取得した鍵２０の位置によっては、いずれかの値のみが存在する場合があり、すべての値が常に存在する訳ではない。
【００７０】
その後、鍵２０に対する発音状態であるか否か、すなわち、発音開始位置を通過したか否かを判定する（ステップＳＴ６）。ここでの発音開始位置を通過したか否かの判断は、押鍵初期位置からの鍵２０のストローク量が所定量に達したか否か、あるいは経過時間が所定時間に達したか否かに基づいて判断する。その結果、鍵２０が発音状態にある場合（ＹＥＳ）は、続けてキーオンタイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。キーオンタイミングであれば（ＹＥＳ）、対応する鍵番号及び鍵速度（イニシャルタッチ）のデータを音源回路６４に送出し、音声出力部６５から鍵２０に対応する楽音を発生させる（ステップＳＴ８）。そしてこの場合は、振動付加用の駆動力（指示値）の有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの指示値として、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値を算出する。これにより、押鍵過程において発音開始位置を経過した後は、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１と振動付加用の駆動力Ｆ２とを合算した駆動力となる。
【００７１】
一方、先のステップＳＴ６で発音状態でない場合（ＮＯ）は、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを無効化（Ｆ←０）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆに、振動付加用の駆動力（Ｆ２）を加算しない。また、この場合、消音のためのキーオフ処理を行う（ステップＳＴ１１）。なお、ここでいうキーオフ処理とは、再発音を可能にするための処理（例えば、エンベロープの急減衰化など）である。
【００７２】
その後、上記で算出した押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の指示値による力覚制御用の駆動力（Ｆ１）と、振動付加用の駆動力（Ｆ２）とを合算して、ステップＳＴ１で取得した鍵位置において電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの合計値を算出する（ステップＳＴ１２）。そして、この算出した合計値が正の値であるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。その結果、合計値が正の値であれば（ＹＥＳ）、当該合計値に基づいて下ソレノイド（復動コイル）４１ｂの駆動量を算出し（ステップＳＴ１４）、算出した駆動量で下ソレノイド４１ｂを駆動する（ステップＳＴ１５）。一方、合計値が負の値であれば（ＮＯ）、当該合計値に基づいて上ソレノイド（往動コイル）４１ａの駆動量を算出し（ステップＳＴ１６）、算出した駆動量で上ソレノイド４１ａを駆動する（ステップＳＴ１７）。
【００７３】
一方、先のステップＳＴ３で、取得した速度データが負の値であれば（ＮＯ）、鍵２０がエンド位置からレスト位置（初期位置）に戻る離鍵過程にあるので、図８（ｂ）に示す離鍵用指示値テーブル８２ｂの内容を参照する（ステップＳＴ１８）。そして、この離鍵用指示値テーブル８２ｂに基づいて、ステップＳＴ１で取得した鍵位置における離鍵第１乃至第４荷重Ｐ５〜Ｐ８の指示値をそれぞれ取得する（ステップＳＴ１９）。なお、ここでも、上記の離鍵第１乃至第４荷重Ｐ５〜Ｐ８の各指示値は、取得した位置によっては、いずれかの値のみが存在する場合があり、すべての値が常に存在する訳ではない。
【００７４】
その後、離鍵過程において、鍵２０が止音位置を通過したか否かを判断する（ステップＳＴ２０）。ここでいう止音位置を通過したか否かの判断は、キースイッチ１６がオフした否かに基づいて判断する。その結果、鍵２０が止音位置を通過していれば（ＹＥＳ）、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの指示値として、振動算出用指示値を加算する（ステップＳＴ２１）。一方、鍵２０が止音位置を通過していなければ（ＮＯ）、振動算出用指示値を加算は行わない。さらに、止音位置を通過後、所定時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。その結果、止音位置を通過後、所定時間を経過していれば（ＹＥＳ）、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを無効化（Ｆ←０）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆへの振動算出用指示値の加算を行わない（ステップＳＴ２３）。一方、所定時間を経過していなければ（ＮＯ）、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）のままとし、振動算出用指示値の加算を行う。
【００７５】
その後、押鍵過程と同様に、鍵２０に対応する楽音の発音状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ６）。発音状態である場合（ＹＥＳ）は、続けてキーオンタイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。キーオンタイミングであれば（ＹＥＳ）、対応する鍵番号及び鍵速度（イニシャルタッチ）のデータを音源に送出して、音源から鍵２０に対応する楽音を発生させる（ステップＳＴ８）。その後、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを有効化（Ｆ←１）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆに振動付加用の駆動力（Ｆ２）を加算する。これにより、発音に応じた振動が鍵２０に付加される。
【００７６】
一方、先のステップＳＴ６で発音状態でない場合（ＮＯ）は、振動付加用の駆動力（Ｆ２）の指示値に対する有効／無効フラグＦを無効化（Ｆ←０）することで、電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆに振動付加用の駆動力（Ｆ２）を加算しない。また、消音のためのキーオフ処理を行う（ステップＳＴ１１）。
【００７７】
その後、上記で算出した押鍵第１乃至第４荷重Ｐ１〜Ｐ４の指示値による力覚制御用の駆動力（Ｆ１）と、振動付加用の駆動力（Ｆ２）とを合算して、当該取得した位置での電磁アクチュエータ４０で発生する駆動力ｆの合計値を算出する（ステップＳＴ１２）。そして、この算出した合計値が正の値であるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。その結果、合計値が正の値であれば（ＹＥＳ）、当該合計値に基づいて下ソレノイド（復動コイル）４１ｂの駆動量を算出し（ステップＳＴ１４）、算出した駆動量で下ソレノイド４１ｂを駆動する（ステップＳＴ１５）。一方、合計値が負の値であれば（ＮＯ）、当該合計値に基づいて上ソレノイド（往動コイル）４１ａの駆動量を算出し（ステップＳＴ１６）、算出した駆動量で上ソレノイド４１ａを駆動する（ステップＳＴ１７）。
【００７８】
図１２は、上記内容で力覚制御を行った場合の押鍵開始からの経過時間と鍵２０から押鍵操作をする指にかかる反力との関係を示すグラフである。なお、同図のグラフは、いずれかの鍵２０を比較的ゆっくりと押鍵したときの反力分布（いわゆる静特性）を示している。同図に示すように、本実施形態の鍵盤装置１０における鍵２０の駆動制御では、押鍵過程において、発音開始時点を経過するまでは、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１のみである。そして、発音開始時点を経過したときに、振動付加用の駆動力Ｆ２が発生する。これにより、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、同図に示すように、鍵２０の操作に対する反力に所定の振動が付加された状態となる。さらに、鍵２０の押鍵過程において鍵２０がエンド位置に達した時点でも、振動付加用の駆動力Ｆ２が発生する。これにより、鍵２０がエンド位置にある状態での電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、同図のグラフに示すように、鍵操作に対する反力に所定の振動が付加された状態となる。
【００７９】
また、離鍵過程において、止音開始時点までは、既述のように、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１のみである。そして、止音開始時点を経過したときに、振動付加用の駆動力Ｆ２が発生する。これにより、電磁アクチュエータ４０の駆動力ｆは、力覚制御用の駆動力Ｆ１に振動付加用の駆動力Ｆ２が加算された値となる。したがって、同図のグラフに示すように、鍵操作に対する反力に所定の振動が付加された状態となる。そして、この振動付加用の駆動力Ｆ２は、止音開始時点から所定時間Ｔ0が経過するまで継続するようになっている。この所定時間Ｔ0は、既述のように、鍵２０に対応する楽音又は鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間である。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の電子鍵盤楽器１によれば、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付与する駆動力は、鍵２０のストローク位置及び発音状態に応じて算出した力覚用の駆動力Ｆ１と振動用の駆動力Ｆ２とを合算した駆動力なので、電磁アクチュエータ４０の駆動で、鍵２０の操作に対する力覚を生じさせることができると共に、押鍵過程及び離鍵過程における発音・止音に伴う振動を鍵２０に付加することができる。したがって、演奏操作に対する力覚制御を行うことができると共に、演奏者の指に発音又は止音に伴う振動を知覚させることができる。これにより、電子鍵盤楽器１の鍵盤１０に対して、アコースティックピアノの演奏時に感じるアクション機構による力覚だけでなく、響板や弦の振動に起因する振動も再現できるので、より忠実なタッチ感を演出することができる。
【００８１】
また、本発明にかかる電子鍵盤楽器１によれば、上記の力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力とを共通の電磁アクチュエータ４０で発生させることができる。そしてこの電磁アクチュエータ４０は、鍵２０に対して直接的に駆動力を付与する構成である。したがって、電子鍵盤楽器１の構成を簡単にしながらも、鍵２０に対して力覚制御のための駆動力と振動発生用の駆動力との両方を良好に付与することができる。
【００８２】
また、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、振動用の駆動力Ｆ２は、鍵２０の押鍵過程において、発音手段で該鍵２０に対応する楽音の発音が開始された時点で発生させるようになっている。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に発音が開始された時点で、ハンマーによる打弦でアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を忠実に再現することが可能となる。
【００８３】
また、振動付加用の駆動力Ｆ２は、鍵２０の押鍵過程において、鍵２０のストロークがエンド位置に達した時点で発生させるようになっている。これによれば、アコースティックピアノにおける押鍵時に鍵が棚板に当接するエンド位置に達した時点で、アクション機構を介して鍵に伝達される響板などの振動を忠実に再現することが可能となる。
【００８４】
また、振動付加用の駆動力Ｆ２は、鍵２０の離鍵過程において、該鍵２０に対応する楽音の発音を停止する止音時に発生させ、該止音時から所定時間（Ｔ0）が経過するまで継続させるようにしている。また、この場合の所定時間（Ｔ0）は、鍵２０に対応する音階又は前記鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間である。これによれば、電子鍵盤楽器１においてアコースティックピアノにおける離鍵時にダンパーフェルトが弦に当接する位置に達した時点で、ダンパー及びアクション機構を介して鍵に伝達される弦の振動を忠実に再現することが可能となる。また、当該振動の継続時間を鍵２０に対応する音階又は鍵２０が属する音域に応じて重み付けがされた時間としていることで、アコースティックピアノにおける弦振動に基づく鍵振動をより忠実に再現することができる。
【００８５】
また、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、鍵２０は、支点１２を中心に回動可能に支持されており、鍵２０に連動して該鍵２０にその押離鍵操作に対する反力を与える質量体３０と、鍵２０と質量体３０との間に配置されて鍵２０と質量体３０の一方からの駆動力を他方に伝達するプランジャ４２とを備え、電磁アクチュエータ４０は、当該プランジャ４２を駆動することで、鍵２０及び質量体３０に対して直接的に駆動力を付与するようにしている。この構成によれば、アコースティックピアノにおける押鍵時あるいは離鍵時にハンマーや質量体などアクション機構の各部に伝わる振動をより忠実に再現することが可能となるので、電子鍵盤楽器１において、自然鍵盤楽器により近いタッチ感を創生することができる。
【００８６】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態に示す鍵２０の動作に対して付加する振動の具体的な波形やその大きさは一例であり、上記以外の波形や大きさの振動を付加することも可能である。また、振動を付加するタイミングも一例であり、他のタイミングで振動を付加するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１ 電子鍵盤楽器
１０ 鍵盤装置
１２ 鍵支点
１６ キースイッチ
２０ 鍵
３０ 質量体
３１ 質量体支点
４０ 電磁アクチュエータ
４１ コイル
４１ａ 往動コイル（上ソレノイド）
４１ｂ 復動コイル（下ソレノイド）
４２ プランジャ
４６ 伝達部材
４７ 位置センサ（位置情報取得手段）
５０ 主制御部（制御手段）
５８ 制御ドライバ
５９ ＰＷＭスイッチング回路
８０ 力覚付与テーブル
８１ 押鍵用テーブル
８２ 離鍵用テーブル
８１ａ，８２ａ 駆動力パターンテーブル
８１ｂ，８２ｂ 指示値テーブル
９０ 振動パラメータ（振動付与テーブル）
９０ａ 発音時の振動パラメータ
９０ｂ 止音時の振動パラメータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍵を有する鍵盤と、
前記鍵の操作に応じた楽音を発音する発音手段と、
前記鍵の押離鍵過程において電磁アクチュエータで前記鍵に対して直接的に駆動力を付与する駆動力付与手段と、
前記駆動力付与手段で付与する駆動力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の鍵それぞれの押離鍵動作におけるストローク位置に対応する力覚値を格納した力覚付与テーブルと、前記力覚付与テーブルに基づいて前記鍵に付加するための力覚用の駆動力を算出する力覚値算出手段と、
前記複数の鍵それぞれに対して所定の振動を付与するための振動付与テーブルと、前記振動付与テーブルに基づいて前記鍵に付加するための振動用の駆動力を算出する振動値算出手段と、を含み、
前記駆動力付与手段で前記鍵に付与する駆動力は、前記鍵のストローク位置及び前記発音手段による発音状態に応じて、前記力覚値算出手段で算出した力覚用の駆動力と、前記振動値算出手段で算出した振動用の駆動力とを合算した駆動力である
ことを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項２】
前記鍵の押鍵過程において、前記振動用の駆動力は、前記発音手段で該鍵に対応する楽音の発音が開始された時点で発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項３】
前記鍵の押鍵過程において、前記振動用の駆動力は、前記鍵のストロークがエンド位置に達した時点で発生させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項４】
前記鍵の離鍵過程において、前記振動用の駆動力は、前記発音手段で該鍵に対応する楽音の発音を停止する止音時に発生させ、該止音時から所定時間が経過するまで継続させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
【請求項５】
前記所定時間は、前記鍵に対応する楽音又は前記鍵が属する音域に応じて重み付けがなされた時間である
ことを特徴とする請求項４に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項６】
前記鍵は、支点を中心に回動可能に支持されており、
前記鍵に連動して該鍵にその押離鍵操作に対する反力を与える質量体と、
前記鍵と前記質量体との間に配置されて前記鍵と前記質量体の一方からの駆動力を他方に伝達する伝達部材と、
を備え、
前記電磁アクチュエータは、前記伝達部材を駆動することで、前記鍵及び前記質量体に対して直接的に駆動力を付与する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
【請求項１】
複数の鍵を有する鍵盤と、
前記鍵の操作に応じた楽音を発音する発音手段と、
前記鍵の押離鍵過程において電磁アクチュエータで前記鍵に対して直接的に駆動力を付与する駆動力付与手段と、
前記駆動力付与手段で付与する駆動力を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の鍵それぞれの押離鍵動作におけるストローク位置に対応する力覚値を格納した力覚付与テーブルと、前記力覚付与テーブルに基づいて前記鍵に付加するための力覚用の駆動力を算出する力覚値算出手段と、
前記複数の鍵それぞれに対して所定の振動を付与するための振動付与テーブルと、前記振動付与テーブルに基づいて前記鍵に付加するための振動用の駆動力を算出する振動値算出手段と、を含み、
前記駆動力付与手段で前記鍵に付与する駆動力は、前記鍵のストローク位置及び前記発音手段による発音状態に応じて、前記力覚値算出手段で算出した力覚用の駆動力と、前記振動値算出手段で算出した振動用の駆動力とを合算した駆動力である
ことを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項２】
前記鍵の押鍵過程において、前記振動用の駆動力は、前記発音手段で該鍵に対応する楽音の発音が開始された時点で発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項３】
前記鍵の押鍵過程において、前記振動用の駆動力は、前記鍵のストロークがエンド位置に達した時点で発生させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項４】
前記鍵の離鍵過程において、前記振動用の駆動力は、前記発音手段で該鍵に対応する楽音の発音を停止する止音時に発生させ、該止音時から所定時間が経過するまで継続させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
【請求項５】
前記所定時間は、前記鍵に対応する楽音又は前記鍵が属する音域に応じて重み付けがなされた時間である
ことを特徴とする請求項４に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項６】
前記鍵は、支点を中心に回動可能に支持されており、
前記鍵に連動して該鍵にその押離鍵操作に対する反力を与える質量体と、
前記鍵と前記質量体との間に配置されて前記鍵と前記質量体の一方からの駆動力を他方に伝達する伝達部材と、
を備え、
前記電磁アクチュエータは、前記伝達部材を駆動することで、前記鍵及び前記質量体に対して直接的に駆動力を付与する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１（ａ）】
【図１１（ｂ）】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１（ａ）】
【図１１（ｂ）】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２３７４９３（Ｐ２０１１−２３７４９３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６８１８（Ｐ２０１０−１０６８１８）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]