レコードプレーヤー
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
レコードプレーヤー（Phonograph）は、レコード用の再生装置のことで、一般には、レコードを載せて回転させるターンテーブル、レコード表面の音溝の振幅を電気信号に変換するピックアップ（針）と、これを支えるトーンアーム、そしてこの電気信号を外部に出力する機構を一体化したものをさす場合が多い。
目次 |
[編集] 概要
レコードプレーヤーから出力される信号は、他のオーディオ機器に比べて微弱であるため、オーディオアンプ（プリアンプ、パワーアンプ）で増幅して、最終的に人間に聞こえる音圧レベルの音声信号としてスピーカーやヘッドフォンなどに出力する。
レコードプレーヤーには、前述のような微弱な信号だけを出力するだけのもの（いわゆるオーディオコンポの一機器）と、イコライザアンプ(後述)を含むプリアンプを備えカセットデッキなどの出力信号と同等の強さの信号を出力するもの、さらにパワーアンプとスピーカまでを備えて単独でレコードの音楽などを再生できるもの等がある。1960年代あたりまでは「電蓄」（電気蓄音機の意）という呼ばれ方もした。2006年現在はレーザー光をレコード針とするレコードプレーヤーも商品化されている。但しプレーヤー自体が高価のため日本国外の公共機関や一部のオーディオマニアに愛用されている。
現在、日本を含む主要先進国では、一般向けに新譜レコードが(一部のCDショップを除き)殆ど市販されていないため、プレーヤーも主に古いレコードの再生を目的とした、一部のオーディオマニア向けの製品か、通信販売などで見られるような極安価な製品、DJ向けにピッチコントロールなどを搭載したほとんど楽器に近い製品などである。近年ではヒップホップＤＪのスクラッチプレイのために、音楽の再生という本来の目的よりも完全に楽器として設計された機種なども登場している。 ここでは、主として一般向けの単体レコードプレーヤーについて説明する。
[編集] 構成
レコードプレーヤーは次のような主要部分からなる。
- ターンテーブル
- トーンアーム
- カートリッジ
- イコライザアンプ
(1)ターンテーブル、(2)トーンアーム、(3)カートリッジ
[編集] ターンテーブル
レコード盤を水平に載せて一定速度で回転する回転台。一般に使われる回転数は、33と1/3、45、78r.p.m.である。フォノモータとも称した。
モーター（電動機）で駆動するが、レコード盤を一定速度で回転させるために、モーターの回転数を規整しなければならない。初期には、電力会社の供給する交流電源の商用電源周波数（50/60Hz）を基準として、同期モーターで一定回転を得ていた。この場合は電源周波数の異なる東日本/西日本を移動する場合に、回転数の変化に応じた調整改造を受ける必要があった。以後、モーターサーボ回路やPLLなどの電子技術によって、独自にモーターの回転数を制御できるようになり、回転数の安定とレコード盤に応じた回転数切り替えなどもモーター側で行えるようになった。
回転をターンテーブルに伝えるための方法として次のような方式がある。
アイドラー方式（アイドラードライブ）
- モーター軸（プーリー）→ゴム製の円盤（アイドラー：減速切り替えも兼ねる）→ターンテーブル内周に回転を伝える
- この方式の多くは、モーター軸に段状に直径の違う、速度切り替え用スリーブを取り付けておき、メカ的にアイドラーの接する位置を切り替えることで、減速比を変えて必要な回転数に対応する。また同期モーター時代は、そのスリーブも交流電源周波数に応じて、二種類用意されていて、周波数の違う地域への引っ越し時には交換する必要があった。構造が簡単なため、安価な機器で使われていたが、モータの不要な振動音を拾ってしまうという欠点もあった。
ベルト方式（ベルトドライブ）
- モーター軸（プーリー）→ゴムベルト→ターンテーブルと回転を伝える（減速も兼ねる）
- アイドラー方式と同様に、段付きプーリーを用いて回転数を切り替え、電源周波数への対応も同じ手法を用いる物が存在したが、後のモーター側で回転数制御を行なう物には、ベルト掛け替え機構は無い。
- ゴムベルトが中間に入るため、モーターの振動をターンテーブルに伝えにくいという特長があり、高級ターンテーブルでも利用された。ターンテーブルの慣性モーメントが大きい程回転むらが減るため、重量級の製品がマニアに愛好された。
- この方式の欠点としては、ゴムベルトが伸びる、硬化するなどの経年劣化により回転むらが起きやすくなったり、回転速度が変わってしまったりということがある。
直結方式（ダイレクトドライブ）
- 最終回転数で回転するモーターの軸に直接ターンテーブルを結合する。あるいは、ターンテーブルそのものがモーターの一部になっている方式である。減速機構に起因する機械的振動や劣化は軽減できたが、低速で回転するモーターの回転を滑らかにするため回転子・固定子の極数を増やす、ターンテーブルの質量を増やして慣性による平滑化をはかる、サーボ制御に起因するジッタを低減するなどの工夫を要し、コストが高いため、比較的高級なプレーヤーにだけ用いられたが、後年では比較的安価な製品にも用いられるようになった。部品点数が他の機構に比べて少ないのもその一因である。モーターにはACモーターとDCモーターの二種類が使われ、前者はコギング（ジッタ、細かなトルク変動）が少ない事が利点であり、後者は起動トルクが大きいことが利点である。また、DJ用のモデルでは、そのDJプレイの上で強力なトルクとすばやい立ち上がりが必要とされるため、殆どの機種がダイレクトドライブを採用している。
[編集] カートリッジ
カートリッジ
レコード表面の音溝の振幅を、電気信号に変換する装置である。音溝をトレースする「針（スタイラス）」と、これを支える「カンチレバー」、カンチレバー後端に置かれる発電コイル、信号出力用の接点（ピン）で構成される。なお、ステレオの場合は、出力ピンが4本（L+/L-/R+/R-）、モノラルの場合は2本（+/-）になる。
スタイラス（針）は、ダイアモンド、ルビー、サファイアなどの硬度の高い物質で作られており、断面の形状は、円形、楕円形、ラインコンタクト等がある。レコード盤面に接触するため機械的な摩擦や摩擦熱（メーカーによれば数百度）などにより消耗・摩滅する。消耗が進んだ針の使用はレコード盤を傷める原因となるため、一定時間（メーカーによればダイヤモンド針で200時間）での交換が推奨される。
カンチレバーは、先端にスタイラスを装着した細長い棒で、スタイラスと反対側に発電機構を備える。スタイラスをレコード音溝に押し付ける機能と、音溝の振幅に正確に追従し電気信号に変換する2つの機能を持つ重要な部品である。
発電方式によって、MM(Moving Magnet)型とMC(Moving Coil)型に大きく分けられる。
- MM型
- カートリッジ内部に差し込まれたカンチレバー後端部分に永久磁石を取り付け、その周囲に置かれたコイルに発生した起電力を再生出力とする方式。
- MC型
- カートリッジ内部に差し込まれたカンチレバー後端部分にコイルを取り付け、その周囲に置かれた永久磁石に発生した起電力を再生出力とする方式。
両者では、構造が簡単なMM型はパワフル、振動部分の質量を小さくできるMC型は繊細で高音質とされる（製品によって傾向は異なる）。しかしMC型は構造上コイルを大きくすることができないため出力電圧が小さく、イコライザアンプ（後述）の前段に低雑音の前段増幅器(ヘッドアンプ）または昇圧トランスを必要とする。また、スタイラスが磨耗した場合に、構造上MM型がスタイラス（針）のみの交換であるのに対し、MC型はカートリッジ全体の交換となるため、交換時の費用はMC型のほうが大きくなる。このように、コスト的にはMMに分があることもあり、一般用の製品は殆どMM型である。
写真のカートリッジは、本体(1)がシェル(3)に取り付けられている。(2)がカンチレバーとレコード針（スタイラス）の部分。シェルは(4)の部分でトーンアームに取り付ける。(5)は指掛けである。
そのほか、安価なプレーヤー用には、圧電素子を用いるセラミックカートリッジやクリスタルカートリッジもあり、これらは出力が大きく、素子が容量性の特性をもつことからイコライザアンプを省略することができるため、アンプの製造コストを下げられるという利点がある。また、スタイラスの振動に伴う静電容量の変化を用いたコンデンサ型や、磁気抵抗の変化を検出するIM(Induced Magnet)型、MI(Moving Iron)型も作られた。
2005年現在、レコード針を生産するメーカーが激減し（かつての主要メーカーで、倒産した「ナガオカ」のOB社員によって1990年に再設立された「ナガオカトレーディング」、audio-technica、デノンがある程度）、消耗品である針（を含むカートリッジ）の入手は「ナガオカトレーディング」で生産・販売する少数の製品や、放送局で使われるDENON製MC型カートリッジ「DL103」（NHKとDENONの共同開発品。audio-technica社製のMC型、MM（VM＝PATのオリジナル発電方式）型数機種）など一部を除き困難になっている。マニア向け一部高級品の流通在庫が細々と一部の販売店やインターネットオークションで販売されている状況となり、一時期、普及型のプレーヤーの針は入手が絶望的な状況とさえ言われた。現在、レコード専門店のアーピス・ジャパン[1]が、互換針・針一体カートリッジの製造・販売を行っている。なお、1970年代の一時期に生産されていた4チャンネル針はまず入手不可能である。
このことなどから、かつてレコードを大量に再生していた放送局などでは、レコードを含む過去のアナログ音源のデジタル化の作業が進められている。
[編集] トーンアーム
カートリッジをレコード盤に対して適切な位置関係で保持しつつ再生する溝に追従してレコードの外周から内周に動かす機構で、針を溝に対して適切な力（針圧）で接触させる機構も有する。カートリッジ取り付け部と反対側の一端に設けた回転軸を中心にスイングする方式が主流だが、レコードの半径方向に直線状に移動させるリニアトラッキング方式と称する方式もあった。これはサーボ機構でトラッキングおよび針圧の制御を行う等、メカトロニクス技術によって初めて実現できたものである。なお、トーンアームで溝をトレースしつつ、針は溝の振動を拾うため、溝の内周への動きに相当する周波数をカートリッジで拾ってしまうとアームが溝をトレースできなくなる。従って、カートリッジで再生できる周波数には下限があり、カンチレバーを含めた振動系のコンプライアンス（振動系の「柔らかさ」の指数）とアームのそれを適切に設定する必要がある。
トーンアームには、その形状によって「S字」「J字」「ストレート」等があるが、すべてに共通することは、先端カートリッジ中心軸はトーンアーム中心軸に対して若干内側に曲がっている点である（ストレートアームでは、角度のついたシェルを使用する）。これはトーンアームの構造上、円弧を描いて移動するカートリッジ中心軸と音溝の相対角度をできるだけ無くす目的のためである。2.と3.をひとまとめにして「ピックアップ」と呼ぶこともあり、安価なプレーヤーでは両者は一体化され交換できない。
[編集] イコライザアンプ
プレーヤーの一部であることは稀だが、レコード再生には必須なため、ここで説明しておく。機械的な振動を用いるレコードの場合、自然の音声の周波数分布において、高音域は音圧レベルが低く、記録波形の振幅も小さくなり、ホコリの影響や電気的ノイズに記録音声が埋もれてしまいやすい。一方、低音域の音圧レベルは高く、波形の振幅が過大であると隣接する音溝にも影響し、盤面の溝の送りピッチを大きくする必要が生じて、収録時間が短くなる。そのため、レコードでは原盤のカッティング時に、低音域を減衰させ高音域を強調して記録し、再生時に記録時と逆の周波数特性をもつ補正増幅器、すなわちイコライザアンプを通して再生することで、再生される周波数特性が平坦になるような手法を用いた。イコライジング特性は、当初レコードレーベルごとに統一性のないものが用いられたが、後にRIAAの定めたカーブに統一された。このため、レコード用のイコライザの特性を「RIAAカーブ」と呼ぶ。
前述のようにセラミックカートリッジやクリスタルカートリッジは、適正な入力インピーダンスで信号を受け取った場合に、ほぼRIAAカーブに近似した出力特性を持つため、高忠実度再生を要求されない安価なレコードプレーヤーでは、イコライザアンプを省略できるため、コストダウンが可能となった。
しかし、後にハイファイステレオでは、イコライザアンプはアンプ側に搭載することが標準となった。この当時の家庭用オーディオアンプには、上位下位の区別無く「PHONE」というレコードプレーヤー専用のディレクションと、イコライザアンプ用のアース端子が設けられている。
ところが、世がCD全盛の時代になり、ミニコンポが家庭用ステレオコンポーネントの主流になると、これらのアンプはコストダウンの為イコライザアンプを省略した。その為、市販モデルのレコードプレーヤーをそのまま接続できなくなってしまったのである。しかし、逆にセラミックカートリッジやクリスタルカートリッジを単品プレーヤーに採用すると、今度は従来型のアンプのPHONE端子が使えなくなってしまう。結局、各メーカーはイコライザアンプをプレーヤー側に搭載し、そのON／OFFスイッチを搭載することで解決した。その為、現在は廉価版のプレーヤーほどイコライザアンプを内蔵し、逆に高価な（イコライザアンプを持つ）アンプに接続されるであろう高級機ほどイコライザアンプ省略と言う、逆転現象が起こっている。
[編集] 筐体
ターンテーブルとトーンアームを保持する基盤を中心とする箱。外部からの振動を回避するため、メカニズムをばね等で浮かす方式や、逆に重量のある頑丈な筐体にしっかり固定して振動を押さえ込む方式など各種ある。また筐体底面の足にも防振ゴムやばね機構などを複合したインシュレータと呼ばれる機構など様々な工夫がされる。
[編集] 付属機構
トーンアームの上げ下げには、レコードの溝を傷つけないように、コツが要る。すこしでも扱いを容易にするため、モーター制御でアームを自動的にレコード盤の最外周に降ろしたり、再生終了あるいは任意の時点でアームを上げてもとの位置に戻す機構を備えたプレーヤー（オートプレーヤー）も多かった。オーディオマニア用には、余計な機構は好まれないため、アームの上下だけを行うメカニズム（アームリフタ）のみを装備するのが普通であった。
ターンテーブルの回転数を切り替える仕組みは大抵のプレーヤーにある。また、モーターとして同期モーターを用いるものでは、回転数は電源周波数に同期するため、地域によって異なるモーター回転数を補正するための機構を持っていた。
さらに、ダイレクトドライブ方式など、電源非同期のモーターを使った場合には、回転数の微調整を行なう機構（ピッチコントロール）を用意しているものもある。
