(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵と、弦または被打撃体と、前記鍵の動きに応じて前記弦を打撃するハンマまたは前記被打撃体を打撃する疑似ハンマと有するハンマアクション機構とを備えた鍵盤楽器に装着され、前記ハンマアクション機構の運動状態を検出するハンマセンサであって、
当該ハンマセンサが装着される鍵盤楽器の固定部材に一端側が取り付けられるとともに、他端側が前記ハンマアクション機構の動作する部位に取り付けられる、もしくは当接させられる可撓性を有するフィルム状部材と、
前記フィルム状部材の一方の面上に設けられる圧電素子と、
前記圧電素子に生じる電気エネルギーに基づいて、前記ハンマアクション機構の運動状態を検出する運動検出手段と
を具備することを特徴とするハンマセンサ。
【請求項２】
前記運動検出手段は、前記ハンマアクション機構の動作速度を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のハンマセンサ。
【請求項３】
前記フィルム状部材の一端側が、当該ハンマセンサが装着されるグランドピアノのシャンクレールに支持部材を介して取り付けられ、前記フィルム状部材の他端側が前記グランドピアノのハンマシャンクに取り付けられる、もしくは当接させられる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハンマセンサ。
【請求項４】
前記フィルム状部材の一端側が、当該ハンマセンサが装着されるアップライトピアノのダンパストップレールに取り付けられ、前記フィルム状部材の他端側が前記アップライトピアノのハンマシャンクに取り付けられる、もしくは当接させられる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハンマセンサ。
【請求項５】
一端部が鍵盤楽器の固定部に、他端部が鍵盤楽器のアクション機構の動作する部位に取り付けられる、もしくは当接させられる可撓性を有するフィルム状部材と、当該フィルム状部材の一方の面上に設けられる圧電素子とを備えたハンマセンサを製造する方法であって、
前記一方の面上に導電材の薄膜が形成された可撓性を有するフィルム状部材における前記導電材の薄膜上に、少なくとも１つの面上に電極が形成されたフィルム状の圧電素子を、前記電極が形成された面と反対の面と前記導電材の薄膜とが面接触するように取り付ける
ことを特徴とするハンマセンサの製造方法。
【請求項６】
一端部が固定部に取り付けられ、他端部が検出対象となる変位部に取り付けられる、もしくは当接させられる可撓性を有するフィルム状部材と、当該フィルム状部材の一方の面上に設けられる圧電素子とを備えた運動検出センサを製造する方法であって、
前記一方の面上に導電材の薄膜が形成された可撓性を有するフィルム状部材における前記導電材の薄膜上に、少なくとも１つの面上に電極が形成されたフィルム状の圧電素子を、前記電極が形成された面と反対の面と前記導電材の薄膜とが面接触するように取り付ける
ことを特徴とする運動検出センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍵盤楽器のハンマアクション機構の動作を検出するハンマセンサ、ハンマセンサの製造方法および運動検出センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鍵の動きをセンサで検知し、これを演奏データとして記録したり、電子音源に供給して楽音を電子的に発生するといった機能を備えた鍵盤楽器が用いられている。
【０００３】
この種の鍵盤楽器においては、例えば、光センサなどのセンサを各鍵の下側に配置し、このセンサで鍵の下面に取り付けたシャッタの動作のタイミングおよび動作速度を検出するキーセンサ方式が採用されている。
【０００４】
しかしながら、鍵の操作とハンマの動作とは必ずしも一致しないため、上記キーセンサ方式では、連打などの特殊な打鍵を行った場合に発音のタイミングがずれたり楽音の強弱が不正確になったりするという問題があった。たとえば、鍵を小刻みに動かして連打する場合には、打鍵ストロークが短いためアコースティックピアノではさほど大きな楽音は発生しないが、鍵の動作速度が速いためキーセンサ方式ではその速度に応じた大きな楽音を発生してしまうことがある。
【０００５】
そこで、ハンマの動作を検出するハンマセンサを設け、このハンマセンサの検出結果等に基づき打弦直前のハンマの速度を測定したりするものがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、鍵盤楽器におけるハンマアクション機構は、多数の部材が絡み合うと複雑な構造であり、鍵盤楽器の内部には、複雑な構造のハンマアクション機構が限られたスペースの中に設置されている。したがって、ハンマセンサとして使用されるセンサは、小型化が容易、かつ簡易な構成でありながら、優れた検出精度を有するものが要求される。
【０００７】
また、上記のように小型化が容易、かつ簡易な構成で優れた検出精度を有するセンサを安価に製造することができることが好ましい。
【０００８】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、小型化が容易、かつ簡易な構成でありながら、優れた検出精度を有するハンマセンサ、当該ハンマセンサの製造を容易とするハンマセンサの製造方法、および運動検出センサの製造方法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】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載のハンマセンサは、鍵と、弦または被打撃体と、前記鍵の動きに応じて前記弦を打撃するハンマまたは前記被打撃体を打撃する疑似ハンマを有するハンマアクション機構とを備えた鍵盤楽器に装着され、前記ハンマアクション機構の運動状態を検出するハンマセンサであって、
当該ハンマセンサが装着される鍵盤楽器の固定部材に一端側が取り付けられるとともに、他端側が前記ハンマアクション機構の動作する部位に取り付けられる、もしくは当接させられる可撓性を有するフィルム状部材と、
前記フィルム状部材の一方の面上に設けられる圧電素子と、
前記圧電素子に生じる電気エネルギーに基づいて、前記ハンマアクション機構の運動状態を検出する運動検出手段とを具備することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載のハンマセンサは、請求項１に記載のハンマセンサにおいて、
前記運動検出手段は、前記ハンマアクション機構の動作速度を検出することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３に記載のハンマセンサは、請求項１または２に記載のハンマセンサにおいて、
前記フィルム状部材の一端側が、当該ハンマセンサが装着されるグランドピアノのシャンクレールに支持部材を介して取り付けられ、前記フィルム状部材の他端側が前記グランドピアノのハンマシャンクに取り付けられる、もしくは当接させられることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４に記載のハンマセンサは、請求項１または２に記載のハンマセンサにおいて、
前記フィルム状部材の一端側が、当該ハンマセンサが装着されるアップライトピアノのダンパストップレールに取り付けられ、前記フィルム状部材の他端側が前記アップライトピアノのハンマシャンクに取り付けられる、もしくは当接させられることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載のハンマセンサの製造方法は、一端部が鍵盤楽器の固定部に、他端部が鍵盤楽器のアクション機構の動作する部位に取り付けられる、もしくは当接させられる可撓性を有するフィルム状部材と、当該フィルム状部材の一方の面上に設けられる圧電素子とを備えたハンマセンサを製造する方法であって、
前記一方の面上に導電材の薄膜が形成された可撓性を有するフィルム状部材における前記導電材の薄膜上に、少なくとも１つの面上に電極が形成されたフィルム状の圧電素子を、前記電極が形成された面と反対の面と前記導電材の薄膜とが面接触するように取り付けることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６に記載の運動検出センサの製造方法は、一端部が固定部に取り付けられ、他端部が検出対象となる変位部に取り付けられる、もしくは当接させられる可撓性を有するフィルム状部材と、当該フィルム状部材の一方の面上に設けられる圧電素子とを備えた運動検出センサを製造する方法であって、
前記一方の面上に導電材の薄膜が形成された可撓性を有するフィルム状部材における前記導電材の薄膜上に、少なくとも１つの面上に電極が形成されたフィルム状の圧電素子を、前記電極が形成された面と反対の面と前記導電材の薄膜とが面接触するように取り付けることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．グランドピアノの主要部概略構成
まず、図１は本発明の一実施形態に係るハンマセンサが装着されるグランドピアノの主要部の概略構成を示す。同図に示すように、このグランドピアノは、鍵１の運動をハンマ２に伝達するハンマアクション機構３と、ハンマ２によって打撃される弦４と、鍵１を駆動するソレノイド５と、弦４の振動を止めるためのダンパ６とを備えており、これらの構成は一般的なグランドピアノと同様である。これらの機構以外にも、このグランドピアノは、通常のアコースティックピアノに搭載される機構と同様のもの備えているが、その説明は省略する。
【００１６】
また、このグランドピアノは、記録メディアあるいはリアルタイム通信装置等から供給される演奏データに基づいて、ソレノイド５を駆動するための制御信号を生成するコントローラ１０と、コントローラ１０から供給される制御信号に応じた励磁電流をソレノイド５に供給する駆動回路１１とを有している。
【００１７】
この構成の下、演奏データに基づいて、コントローラ１０が駆動回路１１を制御し、この結果、駆動回路１１から供給される励磁電流によってソレノイド５のプランジャが上昇させられる。このようなソレノイド５のプランジャ上昇動作によって鍵１の後端部（演奏者と反対側の端部）が突き上げられ、鍵１があたかも演奏者によって押下された時のように動作し、ハンマアクション機構３がこれに連動してハンマ２によって弦４が打撃されるようになっている。このように演奏データに基づいて自動的に鍵１が駆動されてハンマ２が弦４を打撃することにより楽音を発生するモードが自動演奏モードである。
【００１８】
また、コントローラ１０は、上述したような自動演奏モードを実現するための制御に加え、演奏者が鍵１を押下操作しても弦４をハンマ２が打撃することによる楽音発生（機械的な楽音発生）を行わないようにする消音演奏モードを実現する制御を行えるように構成されている。消音演奏モードでは、図示せぬストッパ部材を例えばハンマシャンクの移動範囲の位置に侵入させ、ハンマ２が弦４を打撃する直前の位置でハンマアクション機構３の動作を停止させる。一方、コントローラ１０は、鍵１の押下操作に応じて運動するハンマアクション機構３の運動状態を検出するハンマセンサ２６の検出結果に基づいて、電子楽音発生部２５を制御し、鍵１の押下操作内容、すなわち演奏内容に応じた楽音を電子的に発生させる。
【００１９】
さらに、コントローラ１０は、上記自動演奏モードおよび消音演奏モードを実現するための制御に加え、演奏者による当該グランドピアノの演奏内容を記録する演奏記録モードを実現するための制御を行うように構成されている。演奏記録モードでは、演奏者により演奏（鍵１の押下操作）によって動作するハンマアクション機構３の運動状態をハンマセンサ２６が検出し、この検出結果に基づいて演奏者の演奏内容に応じた演奏情報がコントローラ１０によって作成され、この演奏情報がＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブやフロッピーディスクドライブ等の書込装置２７に供給される。このようにコントローラ１０から供給された演奏情報が書込装置２７によって記録メディアに書き込まれ、演奏者の演奏に応じた演奏情報を記録することができるようになっている。
【００２０】
このグランドピアノは、上記のようにコントローラ１０の制御の下、様々な機能を実現することが可能となっている。そして、上記消音演奏モードにおける電子的な楽音発生処理や、演奏記録モードにおける演奏情報の作成処理の際には、押鍵操作に応じて動作するハンマアクション機構３の運動状態を検出するハンマセンサ２６の検出結果を利用するようにしている。これは、鍵１の操作とハンマ２の動作とは必ずしも一致しないため、鍵１の動作を検出して利用すると、連打などの特殊な打鍵を行った場合に、検出結果を利用した楽音発生と実際に発生する楽音との間で発音のタイミングがずれたり楽音の強弱が不正確になったりするという問題があるからである。このような問題に鑑み、本実施形態では、実際の楽音発生を行うハンマ２の動作に関する情報を取得するハンマセンサ２６の検出結果を利用することにより、演奏者の演奏内容により忠実にしたがった電子楽音発生処理や演奏情報作成処理処理の実行を可能としている。
【００２１】
このようにハンマセンサ２６を利用することでより正確な演奏内容が検出されるので、上記の電子楽音発生処理や演奏記録処理を行う上での効果が得られるが、ハンマアクション機構３は複雑な構造であり、ハンマセンサ２６としては、小型化が容易、かつ簡易な構成であることが要求される。本実施形態に係るハンマセンサ２６は、このような要求に応じた小型化が容易な簡易な構成となっており、以下、ハンマセンサ２６について詳細に説明する。
【００２２】
Ｂ．ハンマセンサ
図２および図３に示すように、ハンマセンサ２６は、各ハンマアクション機構３毎に設けられるフィルム状センサ２００と、これらのフィルム状センサ２００の一端側を保持する保持部材２１０とを有している。保持部材２１０は、当該グランドピアノの鍵盤の配列方向（図２の紙面垂直方向）に沿って延在するシャンクレール１８に取り付けられている。周知の通り、グランドピアノのシャンクレール１８には、ハンマフレンジ１９が固定されており、このハンマフレンジ１９に、ハンマ２が先端に取り付けられたハンマシャンク２１が上下方向に回動自在に取り付けられている。
【００２３】
保持部材２１０は、鍵１（図１参照）の配列方向（図２の紙面垂直方向）に延在する部材であり、シャンクレール１８の演奏者側（図の右側）の面に取り付けられる取付部２１０ａと、取付部２１０ａの上端からハンマ２側（図の左側）に延出するセンサ保持部２１０ｂとから構成される側面形状が略Ｌ字状の部材である。取付部２１０ａは、シャンクレール１８の演奏者側の面と密着させられた状態でネジ２１０ｃによってシャンクレール１８にネジ止めされることにより、保持部材２１０が固定されている。
【００２４】
このように固定されている保持部材２１０のセンサ保持部２１０ｂの先端（ハンマ２側）には、フィルム状センサ２００の一端が取り付けられている。フィルム状センサ２００の他端は押鍵動作に伴ってハンマフレンジ１９側を中心として上下方向に回動するハンマシャンク２１の上面に取り付けられている。このようにフィルム状センサ２００は、一端がセンサ保持部２１０ｂに取り付けられ、他端がハンマシャンク２１に取り付けられている。したがって、図２に示すレストポジションにあるハンマアクション機構３が、押鍵によって動作してハンマ２が弦４を打撃する位置まで移動した場合には、図３に示すように、フィルム状センサ２００は変形することになる。ハンマセンサ２６は、このようなハンマシャンク２１の移動に伴うフィルム状センサ２００の変形によってハンマシャンク２１の運動状態を検出する。
【００２５】
ここで、図４にフィルム状センサ２００の構成を模式的に示す。同図に示すように、フィルム状センサ２００は、フィルム状の基材２０１の下面全面に導電材からなる導電薄膜２０２が形成されたフィルム状部材２０３と、圧電素子２０４とを有している。
【００２６】
フィルム状部材２０３は、その一端部２０３ａがセンサ保持部２１０ｂに取り付けられ、他端部２０３ｂがハンマシャンク２１の上面に取り付けられている。基材２０１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やマイラー（Du Pont社の商標）などの樹脂材料や、リン青銅などの可撓性を有する材料から構成される。導電薄膜２０２は、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、錫、ニッケル鋼、カーボン等の導電性の材料が用いられ、例えば蒸着等の方法により基材２０１の面上に形成される。
【００２７】
圧電素子２０４は、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、またはポリγ−メチルグルタメート等から構成されており、その上下面に電極２０５，２０６が形成されている。圧電素子２０４は、その上面側に形成された電極２０５がフィルム状部材２０３の導電薄膜２０２に面接触するように貼り付けられている。なお、図においては、圧電素子２０４はフィルム状部材２０３とほぼ同等の厚みを有しているが、本実施形態では、フィルム上の圧電素子の上下面に電極が形成されたフィルム状のもの（例えば、呉羽化学工業（株）のＫＦピエゾフィルム（商品名））が用いられており、圧電素子２０４を貼り付けることが、ハンマシャンク２１の移動に伴うフィルム状部材２０３の変形に影響を与えないようにしている。
【００２８】
このような構成のフィルム状センサ２００では、フィルム状部材２０３の撓み、すなわち機械的なエネルギーが圧電素子２０４によって電気エネルギーに変換されることになる。上述したように押鍵動作によって運動するハンマシャンク２１の運動状態に応じてフィルム状部材２０３の変形具合は変動し、これにより圧電素子２０４によって得られる電気エネルギー量も変動することになる。本実施形態では、このようにハンマシャンク２１の運動によって変動する圧電素子２０４から得られる電気エネルギーに基づいてハンマシャンク２１の運動状態を検出している。具体的には、圧電素子２０４の下面に設けられた電極２０６の電位と、導電薄膜２０２の電位との差、すなわち電圧をモニタリングすることにより、ハンマシャンク２１の運動状態を検出している。
【００２９】
上記構成のフィルム状センサ２００によって得られる電圧値は、ハンマシャンク２１の移動速度に比例することになるが、この原理について図５を参照しながら簡単に説明する。
【００３０】
図５は、上記フィルム状センサ２００と同様に、一端が固定され、他端が変位するといった片持ち梁構造における梁５１の固定端側に圧電素子５０を設けた構造を模式的に示す。ここで、圧電素子５０の厚みＴ1は梁５１の厚みＴ2に対して微小であり、梁５１の歪みに影響を与えないものとする
【００３１】
まず、この構造において、梁５１の自由端微小時間に微小負荷ｄＦ／ｄｔが加わった場合の、Ｘ＝０における微小撓み速度ｄｕ／ｄｔを考える。以下に示す材料力学の基礎式（１）を用い、ｄｕ／ｄｔは次のように算出される。
【数１】
0004207382.tif 000002
【００３２】
ここで、Ｍはｘ断面の曲げモーメント、Ｉは断面二次係数を示す。
次に、微小時間に微小負荷ｄＦ／ｄｔが加わった場合の梁５１表面の微小歪み速度ｄε／ｄｔを考える。以下に示す材料力学の基礎式（５）、（６）を用い、ｄε／ｄｔは、次のように算出される。
【数２】
0004207382.tif 000003
【００３３】
そして、（４）式／（９）式により、自由端での撓み速度ｄｕ／ｄｔは、次式のように表される。
【数３】
0004207382.tif 000004
【００３４】
上記（１０）式から、梁５１の自由端での撓み速度と、梁５１の表面歪み速度が比例関係にあることが分かる。これを本実施形態のフィルム状センサ２００に当てはめると、自由端である他端部２０３ｂの撓み速度、すなわちハンマシャンク２１の移動速度と、圧電素子２０４が貼り付けられたフィルム状部材２０３の表面の歪み速度とが比例しており、この結果、圧電素子２０４にはハンマシャンク２１の移動速度に比例した電気エネルギーが得られることになる。すなわち、電極２０６と導電薄膜２０２との電位差である電圧値はハンマシャンク２１の移動速度に比例しており、この電圧を用いてハンマシャンク２１の運動を検出しているのである。また、片持ち梁構造では、固定端側の歪みが大きくなることは周知の通りである。このため、圧電素子を固定端側に設けることによって、より大きな電気エネルギーが得られることになる。したがって、本実施形態では、上述したように圧電素子２０４をフィルム状部材２０３上における固定端である端部２０３ａ側に設けるようにし、より大きな出力電圧が得られるようにしている。大きな出力電圧を得ることができると、出力値が微小である場合よりも、検出結果を用いた後の処理における正確性を向上させることができる。
【００３５】
図４に戻り、上記のようなハンマシャンク２１の移動速度に比例する電圧の波形信号は、マルチプレクサ２２０に入力され、Ａ／Ｄ変換回路２２１に供給されてディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回路２２１から出力される電圧値を示すディジタル信号は、運動状態検出部２２２に供給される。なお、マルチプレクサ２２０には、他のハンマアクション機構に対応して設けられたフィルム状センサ２００から検出された電圧波形信号も入力される。
【００３６】
運動状態検出部２２２は、ピーク値検出部２２２ａと、タイミング検出部２２２ｂとを有している。ピーク値検出部２２２ａは、押鍵動作に応じたハンマシャンク２１の運動に応じてフィルム状センサ２００によって取得された電圧波形のピーク値（ハンマシャンク２１の最大移動速度に比例）を保持する。タイミング検出部２２２ｂは、上記電圧波形からハンマ２によって弦４が打撃されたタイミング、すなわち打弦タイミングを検出する。例えば、１つの押鍵動作に応じて図６に示すような電圧波形が取得された場合には、初期値（ハンマシャンク２１停止時の電圧値）から電圧値が上昇し、ピーク値（ピーク値検出部２２２ａがホールドする）に達した時点を打弦タイミングとして検出する。すなわち、押鍵による一連の動作では、まずハンマシャンク２１が移動速度を上げてハンマ２が弦４に向けて移動し、ハンマ２が弦４を打撃すると、ハンマシャンク２１の移動速度が急減速して停止した後、逆方向へ移動を開始することになる。したがって、上記のようにハンマシャンク２１が急減速を開始したタイミングが、ハンマ２が弦４を打撃したタイミングであると判別できるのである。
【００３７】
このように検出されたピーク電圧値を示す情報および打弦タイミングを示す情報は、運動状態検出部２２２からコントローラ１０へ出力される。この際、当該ピーク値およびタイミングを示す情報を取得したフィルム状センサ２００を識別する情報があわせて送信される。
【００３８】
図１に示すコントローラ１０は、予め用意している電圧値を楽音の強弱を示すベロシティ値に変換するテーブルを参照し、運動状態検出部２２２から供給されたピーク電圧値をベロシティ値に変換する。ここで、上記電圧値はハンマシャンク２１の移動速度である打弦速度、すなわち楽音のベロシティに比例したものであり、上記変換テーブルには電圧値とベロシティ値が一対一で対応付けられて記憶されている。このような変換テーブルを参照することにより、運動状態検出部２２２から供給されるピーク電圧値に基づいて、コントローラ１０はベロシティ値を求めることができる。
【００３９】
また、コントローラ１０は、運動状態検出部２２２から供給されるタイミング情報から楽音を発生させるべきタイミングを求めることができる。さらに、フィルム状センサ２００を識別する情報から、どのハンマアクション機構３の動きに応じた情報であるかを認識することができる。すなわち、どの音高の楽音を発生すべきであるかといった情報を取得することができる。このようにコントローラ１０は、運動状態検出部２２２から供給される情報に基づいて、音高、発音タイミング、ベロシティ値といった情報を取得することができ、この情報に基づいて上述した電子楽音発生処理や、演奏情報作成処理を行う。
【００４０】
このようにハンマセンサ２６を用いることにより、キーセンサ方式を用いる場合と比較して、実際の演奏の打弦タイミングをより正確に検出することができ、またハンマ２が弦４を打撃する強さもより正確に検出することができる。また、本実施形態に係るハンマセンサ２６は、より正確な演奏内容の検出が可能であるとともに、フィルム状部材２０３に圧電素子２０４を貼り付けるといった簡易で小型化が容易な構成のフィルム状センサ２００を採用している。したがって、限られたスペースの中に複雑な構造のハンマアクション機構３が配置されるといったハンマアクション機構３の周辺への取り付け作業が容易であるといった効果も得られる。
【００４１】
Ｃ．ハンマセンサの製造方法
上述したようにハンマセンサ２６は、より正確に演奏内容を検出することが可能であるとともに、小型化が容易であり、かつ構成が簡易である。このように優れた性能を有するハンマセンサ２６を安価に製造することができると、安価での製品提供が可能であり、製品としての魅力がより一層向上する。そこで、本実施形態に用いられるハンマセンサ２６では、次に説明する製造方法によって製造されたフィルム状センサ２００を用いており、これにより安価でハンマセンサ２６を提供することが可能となる。
【００４２】
図７に示すように、基材２０１の一方の面上に導電薄膜２０２が形成されたフィルム状部材２０３と、上下面に電極２０５，２０６が形成された圧電素子２０４とを用意する。そして、フィルム状部材２０３の導電薄膜２０２の面上に、いずれかの電極を貼り合わせるようにして圧電素子２０４をフィルム状部材２０３に貼り付けて固着する。このようにしてフィルム状センサ２００を製造するのである。
【００４３】
現在では、基材２０１の一方の面上に導電薄膜２０２が形成されたフィルム状部材２０３は、本実施形態のようなセンサに用いる部材ではなく、他の用途で利用されており、市販品として流通している。また、上述した呉羽化学工業（株）のＫＦピエゾフィルムといったように上下面に電極が形成された圧電素子も、他の用途で利用される市販品として流通しているものである。上記製造方法では、このように現在市販されている汎用品を購入等して用意し、上述したように両者を貼り付ける工程を行うといった簡単な作業でフィルム状センサ２００を製造することができるのである。
【００４４】
ＰＥＴ等の樹脂からなる基材と、圧電素子とを用意し、これらを用いてフィルム状センサ２００と同様の構成のセンサを製造する方法としては、図８に示すような方法も考えられる。まず、基材８０の一方の面上に印刷等により電極８１を形成する。そして、導電膜８１上に圧電素子８２の一方の面を貼り着けた後、印刷等の技術を用いて圧電素子８２の他方の面上に電極８３を形成する。この方法では、上記図７に示す方法と比較し、加工工数が多くなる。また、センサとして使用する場合には電極８１と電極８３との電位差を取るために、両電極が互いに接触しないようにする必要があり、圧電素子８２の上下面全面の各々に電極８１および電極８３を形成しようとすると、精密な印刷技術が要求され、実際には実現が困難である。したがって、図８に示すように、電極８１および電極８３との間隔を隔てて形成することになるが、この場合、圧電素子８２と電極との接触面積が小さく、センサとして取得できる出力電圧が小さくなってしまうといった問題が生じる。これに対し、図７に示す方法では、圧電素子の上下面全面に電極が形成されたものを用いているので、十分な出力電圧を得ることができる。
【００４５】
Ｄ．変形例
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【００４６】
（変形例１）
また、上述した実施形態では、本発明をグランドピアノに適用した場合について説明したが、他の種類の鍵盤楽器にも本発明を適用することができる。例えば、アップライトピアノに本発明を適用する場合の構成を図９に示す。
【００４７】
同図に示すアップライトピアノは、通常の一般的なアップライトピアノと同様に、鍵３１０と、この鍵３１０の動作により駆動されるアクション機構３１５とを備えている。アクション機構３１５は、ウイペン３２３と、ウイペン３２３の動作により駆動されるジャック３２６により駆動されて弦Ｓを打撃するハンマアセンブリ３４０と、ウイペン３２３の動作により駆動される弦Ｓを押さえるダンパアセンブリ３５０とを備えている。そして、押下操作により鍵３１０の後端部（図９において右端部）が上昇し、そこに固定されたキャプスタン３１２がウイペン３２３を押し上げるようになっている。
【００４８】
符号３４１は、ハンマアセンブリ４０の基部を構成するバットを示す。バット４１は、センターレール３１６に固定されたバットフレンジ３４２にセンターピン３４２ａを介して回転自在に取り付けられている。バット４１には、斜め上方へ向けて延在するハンマシャンク３４３が固定され、ハンマシャンク３４３の上端部にはハンマ３４４が固定されている。押鍵時にはハンマシャンク３４３が図中時計回りに回動させられ、ハンマ３４４が弦Ｓを打撃する。
【００４９】
また、センターレール３１６には、ダンパフレンジ３５１が取り付けられ、ダンパフレンジ３５１には長手方向を上下方向へ向けたダンパレバー３５２が回動自在に支持され、ダンパレバー３５２の上端部には、ダンパワイヤ３５３を介してダンパ３５４が取り付けられている。
【００５０】
符号３６０は、鍵３１０の配列方向に沿って延在するダンパストップレールを示し、ダンパストップレール３６０は図示せぬアクションブラケットに取り付けられている。ダンパストップレール３６０の演奏者と反対側（図の右側）には、ダンパワイヤ３５３が当接したときに衝撃を緩衝する緩衝部材３６０ａが取り付けられている。
【００５１】
このような一般的な構成を有するアップライトピアノにおいて、上記実施形態のフィルム状センサ２００と同様の構成を備えたフィルム状センサ２００’を取り付ける場合に、この例では、ダンパストップレール３６０を利用している。具体的には、フィルム状センサ２００’の圧電素子２０４が設けられた側の端部２００ａを支持板３８０を介してダンパストップレール３６０に取り付けて固定している。一方、フィルム状センサ２００’の他端部２００ｂは、ハンマシャンク３４３に取り付けられている。このようにフィルム状センサ２００’の圧電素子２０４が設けられている側の端部２００ａを固定するとともに、上記実施形態と同様に他端部２００ｂを検出対象であるハンマシャンク３４３に取り付けることにより、このフィルム状センサ２００’からは上記実施形態と同様の出力電圧波形が得られることになる。すなわち、鍵３１０の押下操作によってハンマシャンク３４３が移動した場合には、その移動速度に応じた電圧をフィルム状センサ２００’から取得することができる。
【００５２】
（変形例２）
また、上述した実施形態においては、ハンマが弦を打撃して楽音を発生するといったアコースティック鍵盤楽器に本発明を適用した場合について説明したが、これ以外にも、鍵の押下操作に応じて弦以外の被打撃体を打撃するハンマ、いわゆる疑似ハンマを有する鍵盤装置（特開平９−１７９５４５号公報、特願２０００−８９７６１号公報、および特願２０００−２８９３５２号の明細書参照）に本発明を適用することも可能である。
【００５３】
（変形例３）
また、図１０に示すように、無負荷状態でほぼ平板状のフィルム状センサ２００の弾性力を利用し、フィルム状センサ２００とハンマシャンク２１とが当接するようような状態でフィルム状センサ２００を装着するようにしてもよい。同図に示すように、この例では、センサ保持部２１０ｂ’の先端には、レストポジションにある場合のハンマシャンク２１（図示の位置）よりも水平方向に対して下方側に傾斜する傾斜面２１０ｄが設けられており、センサ保持部２１０ｂ’の傾斜面２１０ｄにフィルム状センサ２００の一端側が取り付けられている。これにより、フィルム状センサ２００のハンマシャンク２１側の端部は、フィルム状センサ２００の弾性力によってハンマシャンク２１を押圧した状態でハンマシャンク２１に密着する。この状態でハンマシャンク２１とフィルム状センサ２００の端部を接着すれば、両者が剥離してしまうといったことを抑制することができる。
【００５４】
（変形例４）
また、上述した実施形態においては、フィルム状センサ２００から出力される電圧を用いて、打弦タイミングと打弦強度（ベロシティ）を求めるようにしていたが、このフィルム状センサ２００の出力結果は、他の用途に利用するようにしてもよい。例えば、押鍵動作時のハンマシャンク２１の運動状態を連続的に検出するために使用してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型化が容易、かつ簡易な構成でありながら、優れた検出精度でハンマアクション機構の運動状態を検出することができる。また、ハンマセンサや、ハンマセンサに用いられるセンサの製造を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るハンマセンサが装着されるグランドピアノの主要部の構成を示す図である。
【図２】  ハンマがレストポジションにあるときの前記グランドピアノのハンマアクション機構を示す側断面図である。
【図３】  ハンマが弦を打撃しているときの前記グランドピアノのハンマアクション機構を示す側断面図である。
【図４】  前記ハンマセンサの構成を示す図である。
【図５】  前記ハンマセンサのフィルム状センサによる検出原理を説明するための図である。
【図６】  前記フィルム状センサの出力電圧波形の一例を示す図である。
【図７】  前記フィルム状センサの製造方法を説明するための図である。
【図８】  前記フィルム状センサの他の製造方法を説明するための図である。
【図９】  前記ハンマセンサが装着されるアップライトピアノのハンマアクション機構を示す側断面図である。
【図１０】  他の装着方法により前記ハンマセンサが装着されたグランドピアノのハンマアクション機構を示す側断面図である。
【符号の説明】
１……鍵、２……ハンマ、３……ハンマアクション機構、４……弦、１０……コントローラ、２５……電子楽音発生部、２６……ハンマセンサ、２００……フィルム状センサ、２００’……フィルム状センサ、２０１……基材、２０２……導電薄膜、２０３……フィルム状部材、２０４……圧電素子、２０５，２０６……電極、２０３ａ……端部、２０３ｂ……他端部、２１０……保持部材
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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