(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部操作により往復動させられる少なくとも１つの可動部材と、該可動部材を保持する保持フレームと、
相互に実質上同じ長さ及び膨張特性を有し前記保持フレームに支持された複数の張設材と、
前記可動部材が操作されたときに該可動部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように各張設材に設けられ、検出値を電子楽器の楽音制御用パラメータとして出力する検知部と、
前記保持フレームと前記各張設材の一端とに接続された弾性部材と、
前記検知部からの出力を校正するための基準値出力機構とを備えた電子楽器用操作機構であって、
前記可動部材は、前記張設材に対して少なくとも１本の張設材をオフ状態として残し、他の張設材と接触してこれをオン状態とするように配設されており、前記基準値出力機構は、前記可動部材が操作されたときに、前記オフ状態張設材の検知部の少なくとも１つからの出力を、前記オン状態張設材の検知部の出力校正用の基準値として出力することを特徴とする電子楽器用操作機構。
【請求項２】
発音のための外部操作により往復動させられる少なくとも１つの可動部材と、該可動部材を保持する保持フレームと、
該保持フレームに両端部を支持され前記可動部材に臨むように設けられた少なくとも１本の張設材と、
前記可動部材が操作されたときに該可動部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように前記張設材に設けられ、検出値を電子楽器の楽音制御用パラメータとして出力する検知部と、
前記張設材とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有し前記保持フレームにより前記張設材への引張り力を維持するように該張設材と実質上平行に支持された長尺の基準材とを備えたことを特徴とする電子楽器用操作機構。
【請求項３】
鍵を保持する保持フレームと、
鍵又は鍵と連動する部材に接し得る位置において前記保持フレームに支持され鍵並び方向に延びる検知用張設材と、
前記保持フレームに支持されて該検知用張設材とほぼ平行に延びる補償用張設材と、
押鍵時に鍵又は鍵と連動する部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように前記検知用張設材に設けられ、検出値を電子楽器の楽音制御用パラメータとして出力する検知部とを備え、
前記補償用張設材は、前記検知用張設材の長手方向の変化に対する外乱要因の影響を排除する基準材として設けられていることを特徴とする電子楽器用操作機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子楽器の楽音の音色、音量、各種効果等の楽音要素を制御するための操作機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子楽器には、電子オルガンやシンセサイザ等の電子鍵盤楽器の他、電子ドラム、リズムマシーン、シーケンサ、電子管楽器、ＭＩＤＩコントローラ等、操作子（操作キー）を備えたものが多種類存在する。
【０００３】
例えば、電子鍵盤楽器の鍵は、特定の音程の音を発生させる操作子として機能する他、発音時又は発音開始後に楽音の音量や音色を変化させたり、トレモロやビブラート、パン、連打音等の装飾的効果を加えたりする楽音多様化のための制御用操作子として使用されることもある。そして、鍵と別個にコントローラ等を設けた場合と異なり、演奏のための押鍵動作と同時に、例えばその押圧力を調整すれば、発音とその制御の双方を行なうことができ、いわゆるアフタータッチコントロールによる多様な思い通りの演奏が可能となる。このような制御を可能にする機構としては、並列された鍵全部又はある範囲の複数の鍵を制御用の操作子とし、押鍵時又は押鍵後の押鍵圧を圧力センサにより感知して、押鍵圧に応じた楽音制御を可能にしたものが多い。これらの機構においては、制御用の鍵又はその連動部材の並列幅に亘って延びる帯状の圧力センサが、押鍵圧を受ける位置に設置される。圧力センサは、制御用の鍵の内のいずれかに加えられた押鍵圧に対応した信号を出力し、制御部がその信号に応じて楽音を制御する。
【０００４】
しかしながら、このような帯状圧力センサは、通常、数鍵から数十鍵に亘る長さのものが使用されるので、圧力センサの製造、及び取り付けのコスト及び手間が増大するという問題があった。したがって、そのような圧力センサを使用した電子鍵盤楽器の製造コストをも増大させていた。
【０００５】
これに対し、複数の鍵に共通に作用するセンサを備えたアフタータッチコントロール機構が提案されている（特公昭５５−３５７１６号）。これは、鍵盤装置の鍵並び方向に延びる鍵盤支持フレームを上下方向に回動可能とし、この支持フレームの１箇所にシャッタ板を取り付け、楽器本体に取り付けられたランプ及び光導電体の間にシャッタ板を位置させて、センサ機構を構成している。この機構は、押鍵により支持フレームが回動すると、その回動量に応じてシャッタ板が回動してランプから光導電体に到達する光量を変化させるので、押鍵圧に応じた音量変化が得られるというものである。しかしながら、この機構では、鍵盤装置の鍵並び方向に延びる支持フレームを設けるので、押鍵時に常に支持フレームを動かすことになりタッチ感が重くなるという欠点があり、製造コストも高いものとなった。
【０００６】
この他、複数の操作子に共通に作用する部材を備えたスイッチ装置が提案されている（特開昭５９−１８９５１５号）。この装置においては、複数の操作子が、その並び方向に垂直にスライドされるスライドスイッチを構成しており、操作子の並び方向に延びるワイヤ、糸等の連動部材がばねにより張設され操作子に係合している。この装置においては、１つの操作子を中立位置からスライドさせると、連動部材がスライド方向にばね力に抗してＶ字状に曲げられ、さらに他の操作子をスライドさせるとその移動に伴って先の操作子が中立位置に引き戻されるという構造になっている。これにより、１つの操作子のみしかスライド位置に移動できないようになっており、電子楽器の音色選択のための構造が簡略化されている。しかしながら、このスイッチ装置は、操作子のスライドによるオン−オフの切換えのみの機能しかないので、押鍵圧に応じた正確なアフタータッチコントロールには向かない。
【０００７】
この他、電子楽器には、鍵盤以外の操作子を操作することにより音の強弱や装飾効果を制御することが行なわれており、その操作を簡便且つ確実に行なうことができる機構への要請がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これら従来の技術の問題を解消し、アフタータッチコントロールその他の楽音操作を、簡単な構造で正確に行なうことができる電子楽器用操作機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、発音のための外部操作により往復動させられる少なくとも１つの可動部材と、該可動部材を保持する保持フレームと、
相互に実質上同じ長さ及び膨張特性を有し前記保持フレームに支持された複数の張設材と、前記可動部材が操作されたときに該可動部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように各張設材に設けられた検知部と、前記保持フレームと前記各張設材の一端とに接続された弾性部材と、
前記検知部からの出力を校正するための基準値出力機構とを備えた電子楽器用操作機構であって、前記可動部材は、前記張設材に対して少なくとも１本の張設材をオフ状態として残し、他の張設材と接触してこれをオン状態とするように配設されており、前記基準値出力機構は、前記可動部材が操作されたときに、前記オフ状態張設材の検知部の少なくとも１つからの出力を、前記オン状態張設材の検知部の出力校正用の基準値として出力することを特徴とする電子楽器用操作機構を提供するものである（第１発明）。
【００１０】
本発明はまた、前記目的を達成するため、発音のための外部操作により往復動させられる少なくとも１つの可動部材と、該可動部材を保持する保持フレームと、
該保持フレームに両端部を支持され前記可動部材に臨むように設けられた少なくとも１本の張設材と、前記可動部材が操作されたときに該可動部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように前記張設材に設けられた検知部と、前記張設材とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有し前記保持フレームにより前記張設材への引張り力を維持するように該張設材と実質上平行に支持された長尺の基準材とを備えたことを特徴とする電子楽器用操作機構を提供するものである（第２発明）。
【００１１】
本発明はさらに、前記目的を達成するため、鍵を保持する保持フレームと、鍵又は鍵と連動する部材に接し得る位置において前記保持フレームに支持され鍵並び方向に延びる検知用張設材と、前記保持フレームに支持されて該検知用張設材とほぼ平行に延びる補償用張設材と、押鍵時に鍵又は鍵と連動する部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように前記検知用張設材に設けられ、検出値を電子楽器の楽音制御用パラメータとして出力する検知部とを備え、前記補償用張設材は、前記検知用張設材の長手方向の変化に対する外乱要因の影響を排除する基準材として設けられていることを特徴とする電子楽器用操作機構を提供するものである（第３発明）。
【００１２】
前記操作機構は、好ましくは、検知対象となる鍵又は鍵と連動する部材を挟むように離反した位置に検知用ばねと該検知用ばねよりばね力の強い取付け用ばねとが支持されており、前記検知用張設材は、一端を前記検知用ばね、他端を前記取付け用ばねに各々支持されて引張り力を付与され、前記補償用張設材は、一端を前記保持フレーム、他端を前記取付け用ばねに支持されて検知用張設材より大きな引張り力を付与されたものとされる。
【００１３】
前記検知用ばね及び取付け用ばねを備えた操作機構においては、前記検知部は、前記検知用ばねに結合された歪み計とすることができる。
【００１４】
また、前記検知用ばね及び取付け用ばねを備えた操作機構においては、前記補償用張設材は、前記検知用張設材より引っ張り剛性を高くするのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する複数の実施形態において、同一又は同種の部分には、同一番号を付す。
【００１６】
まず、図１を参照して、本発明に至る基本的な操作機構の構成を説明する。図１は、操作機構を模式的示しており、該機構は、操作子により構成され又は操作子と連動するように構成された可動部材１と、該可動部材により押圧される張設材２とを備えている。実施例の説明を通じて、図には簡略化のため１つの可動部材を示すが、一般には同様の可動部材が複数並べて使用される。可動部材１は、張設材を横切る方向に往復動可能に設けられる。張設材を横切る方向には、図の並列方向ｘに対して、これに垂直で且つ水平方向であるｙ方向、並列方向ｘに垂直で且つ鉛直方向であるｚ方向、乃至はこれらｙ方向及びｚ方向の中間の方向、さらには、これらｙｚ面に沿う方向成分とｘ方向成分とを含む方向のいずれをも含む。
【００１７】
可動部材１は、種々の電子楽器の楽音操作部分とすることができ、例えば、電子鍵盤楽器の鍵の他、指又は掌の操作でシンバルやハンドクランプ等の音を出す電子打楽器の操作キー、電子管楽器の指操作用キー、足で操作するフットボリューム、ペダル、スイッチ等、楽音を制御するために複数設けられる操作部分とすることができ、その操作は、押し下げ、引き上げ、ひねり等により、可動部材の直線運動、回動運動又はこれらの組み合わせ等、種々の動作を生じさせるものとすることができる。また、可動部材は、奏者が操作子に力を加えることにより、一つの方向へ動作した後、力を解除すれば元の位置に戻ることにより往復動をなすように、ばね力が作用しているのが一般的であるが、往復動とも奏者の操作により行なうようにしてもよい。なお、可動部材には、直接操作される部分の他、直接操作される部分からリンク機構、巻掛け機構、流体伝動装置等の機械的又は流体的伝動部を介して動作する部分が含まれる。
【００１８】
張設材２は、紐、ワイヤ、テープ、コイルばね等の種々の線条体により構成され得る。張設材２は、可動部材１に係合される結果、可動部材１又はその連動部材の移動方向に応じた種々の方向への撓みを生じ、操作の解除により弾性的に位置を復元する。張設材２は、複数の可動部材が操作された場合にも各々の可動部材又はその連動部材の移動方向に応じた撓みを生じる。
【００１９】
なお、可動部材が複数ある場合には、張設材２は、その並列方向に沿って張設される。図２は、電子鍵盤楽器の鍵盤を操作子とする場合の、張設材の種々の張設形態を示している。図示の例では、簡単のために、鍵盤下面のどこかが張設材に接することにより張設材を撓ませるようになっており、これにより、押鍵による発音に対する音質変化等の付加的制御を行なうようになっているものとする。図示のように、張設材２ａは、可動部材の並列方向に平行に配置されている場合を示す。張設材２ｂは、可動部材の並列方向に対して傾斜しているが、楽音制御用の可動部材の範囲Ａの動作を受け得る範囲に張設材２ｂが位置している。張設材２ｃは、可動部材の並列方向に平行であるが、楽音制御に寄与する可動部材の範囲Ｂに亘って延びている。このように、張設材の張設方向は、可動部材の並列方向に平行とするのが望ましいが、該並列方向もしくは上下方向に対して傾斜していても可動部材の動作を受けて撓みを生じ得る位置にある範囲であればよい。このように可動部材並列方向と張設材張設方向とを平行以外の方向に設けるという配置は、高音側と低音側とで感度を連続的に変化させるための有効な手段となる。また、張設材２の張設範囲は、可動部材１の動作を受け得る範囲であればよい。
【００２０】
したがって、例えば、電子鍵盤楽器において、鍵盤の下方に鍵の並列方向に張設され鍵の押圧動作に伴って撓み位置をとる張設材を設けるに当たり、張設材を鍵並列方向に対し平行以外の方向に設けることが可能である。
【００２１】
この操作機構は、可動部材により撓ませられた張設材の物理量の変化を検知部３により検知して楽音制御を行なうものである。制御される楽音には、発音、消音タイミング、音量、音色、音高、パンニング等、本機構が装着される電子楽器における種々の楽音制御に適用することができる。通常は、操作子の操作による発音と同時又は発音開始後の楽音の制御を対象とする。
【００２２】
ところで、この基本構造の操作機構においては、長尺の張設材が楽音制御に用いられる反面、正確な制御のためには、操作子による張設材の長手方向の極く小さい変化まで検知する必要がある。しかし、張設材に温度や湿度等の環境変化、或いは、楽器本体に対する操作機構の組付時の歪みや演奏時の外力等による外的負荷に起因して、張設材に伸び縮みが生じると、制御に誤差が生じ、正確な楽音制御ができなくなる。本発明は前記基本的機構を元に、環境変化や外的負荷による張設材の伸び縮みの影響を受け難い操作機構を実現するものである。以下、その実施形態について説明する。
【００２３】
図３は、操作機構を模式的に示しており、該機構は、演奏操作により往復動させられる複数の可動部材１と、該可動部材を保持する保持フレーム４と、相互に実質上同じ長さ及び膨張特性を有し前記保持フレームに支持された複数の張設材２とを備えている。膨張特性は、典型的には熱による線膨張係数であるが、使用する材質や環境によっては、湿度による膨張係数やその他の膨張特性を重視することもある。この例では、２本の張設材を備えたものを示す。張設材２は、例えば、ピアノ線等の金属製ストリングとすることができる。各張設材２には、その一端部に、可動部材１が操作されたときに該可動部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出するように検知部３が設けられている。検知部３は、張設材の長さ変化に伴う変位を検出する変位センサとし、或いは張設材の長さ変化と弾性部材５による引張り力によって生じる支持部での支持力の変化を検出する圧力センサとする等、種々のセンサを使用したものとすることができる。検知部３は、比較器、演算装置等を備えた制御部６に接続される。各張設材２は、一端を保持フレーム４に固定され、他端は、検知部３に内蔵された弾性部材５を介して保持フレーム４に支持されている。この実施形態では、操作子の操作時に、可動部材１が一方の張設材２ａのみに接触し、他方の張設材２ｂには接触しない。したがって、可動部材１と接触してオン状態を形成する張設材と、接触しないオフ状態を保つ張設材とが固定的に決まっている。この実施形態においては、張設材２ｂ及びこれに関連した弾性部材５、検知部３等、オフ状態張設材の出力を生じるための機構が、基準値出力機構７を構成している。ここで、オン状態とは、可動部材が張設材に接触した状態をいい、オフ状態とは、可動部材が張設材に接触しない状態をいう。
【００２４】
図３の操作機構は、以下のように作用する。操作子を操作して可動部材１が移動すると、張設材２ａに接触することにより張設材を撓ませる。その結果、図１について説明したのと同様にして、検知部３から張設材２の長手方向における変化に応じた出力が得られる。張設材２は、前述の通り環境変化や外的負荷により伸び縮みするので、操作子の操作及びこれに伴う可動部材１の移動状態が同じであっても、張設材が延びているときは操作後の変化が小さいかのように、また縮んでいるときは操作後の変化が大きいかのように、検知部３からの出力が得られる。
【００２５】
これに対し、図３の操作機構においては、基準値出力機構７による張設材２ｂからの出力は、可動部材１の接触圧を受けず、環境変化や外的負荷による伸び縮みを反映した出力として得られる。したがって、制御部６において、オフ状態張設材２ｂの検知部出力値を基準値として、オン状態張設材２ａの検知部出力から差し引くことにより、環境変化や外的負荷等の外乱要因に影響されない出力値が得られる。特に、２本の張設材２は、実質上同じ長さ・同じ膨張特性とされているので、外乱要因による影響も相互に同一であり、高い精度が保証される。
【００２６】
すなわち、操作子を操作したときのオン状態張設材２ａの検知部３ａ及びオフ状態張設材２ｂの検知部３ｂからの出力を各々Ｓａ, Ｓｂとすると、制御部６から出力される駆動信号Ｓを
Ｓ＝Ｓａ−Ｓｂ
として得ることにより、外乱要因が相殺され、外乱要因に影響されない純粋な可動部材の動作による出力値が得られる。出力Ｓｂは、張設材の端点間距離の変化の情報を含んでおり、これをオン状態張設材の検知部から差し引くことで、正確な出力値が得られるのである。
【００２７】
なお、このような出力値の処理は、上記のような差分アルゴリズムによる他、検知部３ｂの出力を検出している間は検知部３ａの出力を無視するようにすることも可能である。また、実装上の制約などで一方の張設材が他方の張設材より外乱要因の影響を受けやすい場合は、影響を受けやすい方の張設材の検知部について、その出力に感度を落とす係数を掛けて演算することも可能である。この場合にも、
Ｓ＝ｆ（Ｓａ、Ｓｂ）
として駆動信号Ｓを得ることができるという利点がある。
【００２８】
図４に示す操作機構は、可動部材１が、トグルスイッチのように、軸１ａを中心に回動可能となっており、操作子の操作により、いずれか一方が押し下げられる構造となっている。したがって、可動部材１の動作に応じて、接触する方の張設材２がオン状態、接触しない方の張設材２がオフ状態となる。基準値出力機構７は、制御部６に設けられた切り替え機構と協働して、可動部材１の動作に連動して、押し下げられない可動部材１の方にある張設材２からの出力をオン状態張設材の検知部３の出力校正用の基準値として出力する。可動部材１の動作と連動する切り替え機構は、可動部材１に連結されたリンク機構や、可動部材１の動作により切り替えられるスイッチを使用した機構等、種々のものとすることができる。
【００２９】
このように、図４に示した操作機構においては、押し下げられない方の張設材２の検知部出力値を基準値とし、オン状態張設材２ａの検知部出力から差し引くことにより、環境変化や外的負荷に影響されない出力値が得られる。
【００３０】
図５及び図６に示す操作機構は、張設材２が多数（図示例では４本）あり、各張設材２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに対応して可動部材１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆが配置されている。このように多数の張設材２を設けることにより、各張設材毎に操作子の操作に対する感度を変えたり、装飾効果の種類を変えたりすることができる。例えば、同一の張設材と接触する可動部材を１グループとし、これに対応して操作子をグループ化し鍵盤装置上での位置をグループ毎に決めることができる。これにより、鍵盤装置におけるエリア毎に、異なった装飾効果を設定することができる。
【００３１】
この操作機構においては、制御部６により、鋭い経時変化の無い張設材をオフ状態として判別し、その検知部の出力をオン状態張設材の検知部の出力校正用の基準値として出力させることができる。また、図４に示したように、いずれの操作子を操作しても、少なくともいずれか１つの張設材２が可動部材１と接触しない連動機構を設けてオフ状態を確保するようにしてもよい。或いは、音楽理論的に通常の演奏による操作子の組み合わせでは使用しない音の群に対応する操作子及び可動部材をグループ分けすることにより、オフ状態を確保するようにしてもよい。
【００３２】
このようにして図５及び図６に示した操作機構においては、オフ状態張設材の検知部の少なくとも１つからの出力を、オン状態張設材の検知部の出力校正用の基準値として出力することができる。
【００３３】
図７に示す操作機構は、可動部材１と、該可動部材を保持する保持フレーム４と、該保持フレームに両端部を支持され可動部材１に臨むように設けられた張設材２とを備えている。張設材２には、可動部材１が操作されたときに該可動部材と接触して生じる撓みによる張設材の長手方向における変化を検出する検知部３が設けられている。また、張設材に実質上平行に長尺の基準材８が配置されている。
【００３４】
基準材８は、張設材２とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有している。膨張特性、特に熱による線膨張係数を実質上同じにするには、例えば、張設材２をピアノ線、基準材８をステンレス製アングル材とすることができる。
この実施形態においては、基準材８は、断面矩形の棒状とされ、長手方向に伸縮できる自由度を持って保持フレーム４上に支持されている。基準材８の一端部は、張設材２の一端を固定的に支持しており、他端部には係止部９が設けられ、該係止部に弾性部材５を介して張設材２の他端が支持されている。このように、基準材８は、弾性部材５による張設材２の引張り力を維持するようにして、張設材２と実質上平行に保持フレーム４に支持されている。
【００３５】
検知部３は、張設材２における係止部９側の端部に設けられている。この実施形態では、検知部３は、基準材８に立設された柱状部の上端に設けられた筒状部に内蔵されている。検知部３は、前述同様、張設材の長さ変化に伴う変位を検出する変位センサとし、或いは張設材の長さ変化と弾性部材５による引張り力によって生じる支持部での支持力の変化を検出する圧力センサとする等、種々のセンサを使用したものとすることができる。
【００３６】
このように、図７に示す操作機構においては、基準材８は、張設材２を支持する基準材８は、張設材２とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有している張設材２に実質上並行に延びている。したがって、温度や湿度の環境変化が生じても張設材２を支持する基準材８も同じようにその環境変化を受ける。その結果、張設材２と基準材８との間では、環境変化による寸法変化は相殺され、検知部３には実質上表れない。また、外力の作用等の外的負荷に対しては、棒状の基準材８が高い剛性を有しているので、張設材２への影響を小さくとどめることができる。
【００３７】
図８に示す操作機構においては、基準材８も張設材で形成され、張設材２と共に、保持フレーム４上に支持されている。すなわち、これら各々の一端は、保持フレーム４に固定的に支持され、他端は中間部材１２の一側に支持されている。中間部材１２の他側は、取付け用ばね１３を介して保持フレーム４に結合されている。張設材２の一端部には検知部３が設けられている。検知部３の内部には、張設材２を張設するための弾性部材５が配設されている。したがって、基準材８は、弾性部材５による張設材２の引張り力を維持するようにして、保持フレーム４に支持されている。この実施形態においても、基準材８は、張設材２とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有している。取付け用ばね１３は、可動部材１の接触時に張設材２に作用する最大張力ｔmaxより高い張力Ｔを基準材８に与える（Ｔ＞ｔmax）。これにより、張設材２に最大張力が作用したときでも可動部材１が弛まない。
【００３８】
図８に示す操作機構においても、張設材２を支持する基準材８は、張設材２とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有し、張設材２に実質上並行に延びている。したがって、温度や湿度の環境変化が生じても、張設材２と基準材８との間では、環境変化による寸法変化は相殺され、検知部３には実質上表れない。また、外力の作用等の外的負荷は、取付け用ばね１３がある程度吸収するので、張設材２への影響を小さくとどめることができる。外的負荷吸収の程度を高くするには、取付け用ばね１３のばね力を強くし、張設時の変形量を大きくするのが望ましい。さらに、基準材８に高い剛性を持たせるのが、望ましい。
【００３９】
図９は、図８における弾性部材５を中間部材１２に支持された板ばねとし、検知部３を該板ばねの一面に取り付けられた歪みセンサ３ａにより構成したものである。したがって、図８の実施形態と同様に、検知部３からは、外乱要因に対して安定した出力を得ることができる。
【００４０】
図１０は、図９における中間部材１２及び取付け用ばね１３を検知部３とは反対側に設け、弾性部材５（板ばね）は、保持フレーム４に直接支持させたものである。この実施形態においても、図９と同様に、検知部３からは、外乱要因に対して安定した出力を得ることができる。
次に、本発明の一実施形態に係る操作機構を電子ピアノに組み入れた例について、添付図面を参照しつつ説明する。以下の図においては、鍵盤装置の演奏者側を前方、その反対側を後方と称する。
【００４１】
図１１、図１２，図１３は、各々電子ピアノ用鍵盤装置の平面図、右側面図、左側面図である。この鍵盤装置は、鍵全体が、鍵盤フレーム２０（保持フレームの一部）に支持され、鍵盤フレーム２０は、棚板２３に支持されている。鍵２２は、白鍵及び黒鍵からなっており、各鍵は、演奏者により操作される第１可動部材として機能し、鍵盤フレーム２０の後方で鍵並び方向に延びる支持部２７により、該支持部との接触点付近の回動中心Ｒ２０の回りに上下方向に回動可能に支持されている。鍵２２の下側では、第２可動部材３０が鍵盤フレーム２０により支持されている。この第２可動部材３０は、全体として前後方向にほぼ水平に延びており、鍵盤フレーム２０の前寄りの位置に立設された支持片２４及びこれを受け入れる凹部３１により、該支持片の先端部を回動中心Ｒ３０として回動する。これら支持片２４先端部及び凹部３１の係合状態を保持するために、Ｓ字状ばね４１の一端部が第２可動部材３０における凹部３１の背面側に設けられ両側部に形成した凹部からなるばね係止部３２を押圧している。このばね係止部３２は、第２可動部材の厚さ方向に一定幅を有したリブで形成され、ばね係止部３２内における該リブの幅方向中央部に薄板部が鉛直に延びている。該ばね係止部３２に係合するＳ字状ばね４１の端部は中央にスリットを有した二股になっており、そのスリットに前記薄板部を挿入させて係合している。ばね４１の中間部は鍵盤フレーム２０上部の前後方向ほぼ中央のばね通し孔４１１の縁部を押圧して接しており、ばね４１の他端部は、鍵後方下部のばね受け部を押圧するように構成されている。これにより、Ｓ字状ばね４１は、ばね係止部３２の位置で、第２可動部材３０を支持片２４先端部に押しつけると共に第２可動部材における回動中心Ｒ３０より後方部分を押し下げるように作用している。
【００４２】
第２可動部材３０は、前端部が鍵２２の垂下片２１の下端部に接しており、鍵２２の押鍵により該鍵と連動して回動する。第２可動部材３０前端下方付近には、スイッチ基板４２が鍵盤フレーム２０により支持され、該基板上にはドーム型のゴムで形成された鍵スイッチ４３が固定されている。第２可動部材３０の前部下面には、これら導通用部材４２に対応する位置で下方に延びる一対の脚部を備えたスイッチ駆動部３３が設けられている。これらスイッチ駆動部３３，スイッチ基板４２及び鍵スイッチ４３は、鍵スイッチ内の２つの接点距離の相違による押鍵時の導通開始時間差を利用して押鍵速度を感知する押鍵スイッチを構成している。
【００４３】
第２可動部材３０は、鍵盤フレーム２０後部まで延び、休止位置（非押鍵状態）において、鍵盤フレーム２０上に固定されたフェルト製ストッパ部材２５により、後端部付近を支持されている。鍵２２が押鍵されたとき、第２可動部材３０は、図１２に実線で示す休止位置から一点鎖線で示す押鍵位置に移動する。鍵盤フレーム２０における鍵２２の直ぐ後方には、ストッパ部材２６が保持されており、押鍵位置に至った第２可動部材３０をストップさせる役割を果たす。このストッパ部材２６は、緩衝用フェルト２６ａを保護シート２６ｂで覆い、第２可動部材３０の後端部が、保護シート２６ｂを介して緩衝用フェルト２６ａを押圧するようにされている。緩衝用フェルト２６ａは、第２可動部材３０後端部の衝突に対する緩衝作用と、奏者の手指に対する確実な停止感とを与えるように、通常は堅さの異なるフェルトを重ねて構成される。第２可動部材３０は、前部から回動中心Ｒ３０付近までをプラスチック製とされ、その後部から金属棒が延びるように形成されており、後方へ長く延びた金属棒の質量により、押鍵時の慣性抵抗を生じさせる。
【００４４】
鍵盤フレーム２０の後部において、本発明に係る操作機構５０が構成されている。この操作機構５０は、全体的には、２本の張設材を鍵盤の両側で支持した構造となっている。２本の張設材中、一方の張設材５１は、センシング用のものであり、ストッパ部材２６の緩衝用フェルト２６ａと保護シート２６ｂとの間に保持されて鍵盤装置の鍵並び方向に延びている。他方の張設材５２は、外乱要因の検知用張設材５１への影響を解消乃至低減するために設けられた補償用のためのものであり、図７〜図１０の例における基準材に相当する。この補償用張設材５２は、第２可動部材３０に接しないように、ストッパ部材２６から僅かに離れた位置で、検知用張設材５１と平行に延びている。
【００４５】
鍵盤列の左端外側には、鍵盤フレーム２０に支持された張設部６０が設けられている。張設部６０は、鍵盤フレーム２０に固定された保持部材６１と、該保持部材５３に取り付けられた取付け用板ばね６２とを備えている。この取付け用板ばね６２は、保持部材６１から後方へ延びた後、折り返されてＶ字状をなし、その自由端に小溝が形成され、検知用張設材５１及び補償用張設材５２の各一端部を引っ張るように支持している。
【００４６】
鍵盤列の右端外側には、鍵盤フレーム２０に支持された検知部７０が設けられている。検知部７０は、検知用回路基板７１から検知用板ばね７２が延びた構造を有している。検知用板ばね７２は、基端部を回路基板７１にねじ７８により固定され、先端部は小溝が形成されて検知用張設材５１の端部を引っ張るように支持している。検知用板ばね７２の基端部寄りには歪みセンサ７３が貼着されている。この例では、歪みセンサ７３は、ピエゾ素子を用いて構成されている。回路基板７１には、歪みセンサ７３からの出力信号を検出する回路（図示を省略）及びその微調整のための調整素子７４が設けられている。該回路はさらに、図外のアフタータッチコントローラに接続されている。鍵盤列右側における補償用張設材５２の端部は、鍵盤フレーム２０に固定的に支持されている。
【００４７】
操作機構５０においては、さらに以下のような設定がなされている。取付け用板ばね６２は、検知用板ばね７２よりばね力を強くされている。また、補償用張設材５２は、検知用張設材５１より引張り剛性を高くされている。すなわち、補償用張設材５２は、右端を鍵盤フレーム２０に固定的に支持され、左端を取付け用板ばね６２により引っ張られて、所定の延び状態となる。これに対し、検知用張設材５１は、図１１に示すように、板ばね６２を共通の保持部として補償用張設材５２と共に左端が保持され、右端は検知用板ばね７２を撓ませてその自由端に保持されている。したがって、補償用張設材５２を引っ張った状態で左端の位置を安定にするために、取付け用板ばね６２のばね力を強くし、検知用板ばね７２が大きく撓まないように、補償用張設材５２の引張り剛性が高くされる。
【００４８】
次に、この鍵盤装置の作動について説明する。図１１は、押鍵前の休止状態を示している。この状態から押鍵をすると、鍵２２が回動中心Ｒ２０を中心として下方へ回動し、垂下片２１が第２可動部材３０を押し下げる。これにより、第２可動部材３０は、回動中心Ｒ３０を中心に回動し、スイッチ駆動部３３は、鍵スイッチ４３に向かって下降して行く。そして、鍵２２のスイッチ駆動部３３は、鍵スイッチ４３と接し、押鍵スイッチをオンにし、発音機構を動作させて発音がなされる。この間、第２可動部材３０は、回動中心Ｒ３０より後方部分を上昇させる。そして、スイッチ駆動部３３が鍵スイッチ４３に接した直後に第２可動部材３０の後端部がストッパ部材２６に当接し、これにより第２可動部材３０及び鍵２２の回動が停止させられる。
【００４９】
操作機構５０は、次のように作用する。押鍵状態で鍵の押圧力を増減させると、第２可動部材３０の後端部はストッパ部材２６、特にその緩衝用フェルト２６ａの撓み量を変化させる。検知用張設材５１は、ストッパ部材２６の緩衝用フェルト２６ａと保護シート２６ｂとの間に保持されている。したがって、緩衝用フェルト２６ａの撓み量が変化すると、その撓みに伴う検知用張設材５１の蛇行量も変化する。蛇行量が増加すると、検知用張設材５１の端部間の距離は縮まり、これに伴って、検知用板ばね７２の撓みが増す。したがって、歪みセンサ７３の出力が増加する。この出力変化をピックアップすることにより、押鍵後の鍵への押圧力の変化を検出することができ、これに応じて音量、音質等を変化させれば、アフタータッチコントロールを行なうことができる。ストッパ部材２６の緩衝用フェルト２６ａ及び保護シート２６ｂの撓み性を適度に選択することにより、複数の鍵が押された状態であっても、各押鍵によるストッパ部材２６の撓みを検知用張設材５１の蛇行に反映させて、正確なアフタータッチコントロールを行なうことができる。
【００５０】
ところが、操作機構に用いられている張設材は、鍵盤列に沿って延びる長いものとなっている。したがって、鍵盤装置への取付け後の温度や湿度等の外乱要因による長さの変化も大きくなる。センシング用の張設材の両端部を鍵盤フレームに固定してしまうと、張設材と保持フレームとの膨張特性が異なるので、外乱要因によって、元の条件（温度、湿度等）が異なったものとなると、中間に介在させている歪みセンサの歪み量を乱してしまう。したがって、精度のよいアフタータッチコントロールのためには、これらの外乱要因への対処が必要である。この操作機構は、２本の張設材を用い、補償用張設材５２に並行して検知用張設材５１を設けている。そして、補償用張設材５２に取付け用板ばね６２のばね力を作用させて張設し、検知用張設材５１は、取付け用板ばね６２上で補償用張設材５２と同一の位置に一端を支持された状態で、検知用張設材５１自体は検知用板ばね７２のばね力を受ける。したがって、外乱要因が作用しても、その影響は、補償用張設材５２が吸収し、検知用張設材５１への波及が防止される。すなわち、鍵盤装置への取付け後に温度上昇による熱膨張が生じても、張設材が伸びた分だけ、取付け用板ばね６２による支持点が移動する。熱膨張量は、補償用張設材５２と検知用張設材５１とで同じであるので、補償用張設材５２の伸びにより移動した取付け用板ばね６２の位置で一端を支持される検知用張設材５１は、他端に熱膨張の影響を与えない。これの補償作用は、湿度による伸び率を揃えた補償用張設材５２と検知用張設材５１との間で、湿度の影響に対して同様に行なわれる。取付け時や演奏時の外力によって、鍵盤フレームが歪み張設材の張設長さが変化することがある。これに対しては、補償用張設材５２の引張り剛性を高くし、取付け用板ばねのばね力を強くしておくことにより、その影響を減少させることができる。
【００５１】
なお、本発明における操作機構においては、張設材（第２発明［実施形態：図７〜図１０］において、基準材を張設材で構成する場合を含む）の単位断面積当たりの張力をほぼ等しくするのが、望ましい。これは、例えば図１４(a),(b)に示すように、単一の線条材で各張設材Ｓ，Ｍを構成する場合に、各張設材に作用する張力ＴS，ＴM と断面積ＡS，ＡM の関係が
ＴS／ＡS≒ＴM／ＡM
となるようにすることを意味する。或いは、図１５(a),(b)に示すように、複数の線条材で１本の張設材を構成する場合は、１本の張設材の総断面積をＡS，ＡM
と捉えることで、前式を満足すればよい。
【００５２】
これは、張設材の張力に対する挙動が図１６に示す構造に基づいて行なわれるからである。図１６は、前述の図８に示した例に対応するものである。保持フレーム１２及び取付け用板ばね１３により張設された張設材は、各々の中間部に略記号で表したように、ばねとダンパ（ダッシュポット）とを並列させた構造として表される。すなわち、外力が歪み量に反映する弾性的要素（ばね）と、外力が歪み速度に反映する粘性的要素（ダンパ）との組み合わせで歪み状態が決まる。したがって、張設材Ｓ、Ｍの粘弾性的物性が近似している場合、単位断面積当たりの張力Ｔが同じであれば、張設材Ｓ、Ｍの伸縮時に、伸縮速度がゼロに落ち着くまでの時間が同じになる。
【００５３】
特に、図１５に示すように、複数の線条材で１本の張設材を構成する場合は、張設材が径の大小を大きく異ならせても、熱や湿度の影響を同じように受けることができる。すなわち、図１７(a)に示すように、１本の線条材で張設材を構成すると、径が大きいものは、小さいものに比べて熱や湿度の影響が内部に浸透し難く、環境の変化による張設材の伸縮反応が遅延する。その結果、張設材相互の伸縮状態の差が検知部のセンサ出力値のドリフトとして表れる。これに対して、図１７(b)［線条材同士の間隔を誇張して示す］のように、複数の線条材で１本の張設材を構成すると、周囲環境への接触面積が径の大小に拘わらずほぼ一定となり、環境の変化にほぼ同じ速度で追随するので、環境変化による影響が相殺される結果となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、以下の効果を奏する電子楽器用操作機構を提供することができる。
【００５５】
すなわち、本発明中、第１発明に係る操作機構は、可動部材を支持する保持フレームに、相互に実質上同じ長さ及び膨張特性を有した複数の張設材を弾性部材を介して支持し、各々に張設材の長手方向における変化を検出する検知部を設け、検知部からの出力を校正するための基準値出力機構とを備えている。そして、前記複数の可動部材は、前記張設材に対して少なくとも１本の張設材をオフ状態として残し、他の張設材と接触してこれをオン状態とするように配設されており、基準値出力機構は、可動部材が操作されたときに、前記オフ状態張設材の検知部の少なくとも１つからの出力を、前記オン状態張設材の検知部の出力校正用の基準値として出力する。したがって、実質上同じ長さ及び同じ膨張特性とされている張設材の内、オフ状態張設材の検知部の少なくとも１つからの出力を、オン状態張設材の検知部の出力校正用の基準値として出力することができ、これに基づき、外乱要因を相殺して精度の高いアフタータッチコントロール等の楽音制御を行なうことができる。
【００５６】
本発明中、第２発明に係る操作機構は、可動部材を支持する保持フレームに、少なくとも一本の張設材を弾性部材を介して支持し、張設材の長手方向における変化を検出する検知部を設け、張設材とほぼ同じ長さ及び膨張特性を有し保持フレームにより張設材への引張り力を維持するように張設材と実質上平行に支持された長尺の基準材を備えている。したがって、温度や湿度の環境変化が生じても張設材を支持する基準材も同じようにその環境変化を受け同じように伸び縮みする。その結果、張設材と基準材との間では、環境変化による寸法変化は相殺され、検知部には実質上表れない。また、外力の作用等の外的負荷に対しては、高い剛性の基準材を用いることにより、張設材への影響を低減することができる。
【００５７】
本発明中、第２発明に係る操作機構は、保持フレームに支持され鍵並び方向に延びる検知用張設材及び補償用張設材と、押鍵時の張設材の長手方向における変化を検出するように前記検知用張設材に設けられた検知部とを備え、補償用張設材は、前記検知用張設材の長手方向の変化に対する外乱要因の影響を排除する基準材として設けられている。したがって、検知用張設材に設けられた検知部は、補償用張設材の作用により検知用張設材の長手方向の変化に対する外乱要因の影響を排除した出力をなすことができ、精度の高いアフタータッチコントロール等の楽音制御を行なうことができる。
【００５８】
また、前記いずれの発明においても、張設材の撓み変形を利用して可動部材の操作を検知するので、構造が簡単であり、可動部材が複数になっても検知機構を共通化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に至る基本的構造の電子楽器用操作機構を模式的に示す斜視図である。
【図２】  本発明に係る電子楽器用操作機構を電子ピアノに取付ける際の位置を例示する平面図。
【図３】  本発明（第１発明）に係る電子楽器用操作機構の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】  本発明（第１発明）に係る電子楽器用操作機構の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図５】  本発明（第１発明）に係る電子楽器用操作機構のさらに他の例を模式的に示す底面図である。
【図６】  図５に示す操作機構の横断面図である。
【図７】  本発明（第２発明）に係る電子楽器用操作機構の一例を模式的に示す斜視図である。
【図８】  本発明（第２発明）に係る電子楽器用操作機構の他の例を模式的に示す正面図である。
【図９】  本発明（第２発明）に係る電子楽器用操作機構のさらに他の例を模式的に示す平面図である。
【図１０】  本発明（第２発明）に係る電子楽器用操作機構のさらに他の例を模式的に示す平面図である。
【図１１】  本発明（第２発明、第３発明）に係る電子楽器用操作機構を電子ピアノに組み込んだ例の鍵盤装置部分で示す示す平面図である。
【図１２】  図１１の鍵盤装置部分の右側面図である。
【図１３】  図１１の鍵盤装置部分の左側面図である。
【図１４】  本発明に係る操作機構に使用する張設材の１例の説明図である。
【図１５】  本発明に係る操作機構に使用する張設材の他の例の説明図である。
【図１６】  図１４，図１５の張設材の挙動の説明図である。
【図１７】  図１４，図１５の張設材に対する環境の影響の説明図である。
【符号の説明】
１：可動部材、  ２，２ａ，２ｂ：張設材、  ３，３ａ，３ｂ：検知部、  ４：保持フレーム、  ５：弾性部材、  ７：基準値出力機構、  ８：基準材、  １３：取付け用板ばね、  ２０：鍵盤フレーム（保持フレーム）、  ２２：鍵、
【図１】
0003675726.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003675726.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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