JP2012045020A

JP2012045020A - ミシン

Info

Publication number: JP2012045020A
Application number: JP2010186853A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Higashikura; 仁東倉
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-08
Also published as: US20120048162A1; US8763541B2; EP2423365A1

Abstract

【課題】標識を検出するための撮影対象範囲を適切に設定可能なミシンを提供すること。
【解決手段】刺繍枠をミシン本体に対して移動させる移動機構と、移動機構の駆動を制御する移動制御手段と、撮影手段とを備えたミシンにおいて、刺繍模様を縫製するための刺繍データが取得される（Ｓ１０）。刺繍枠に保持された縫製対象物に、刺繍模様を縫製可能な範囲である縫製可能範囲が設定される（Ｓ３０）。縫製対象物に配置される標識に対する、刺繍模様の位置及び角度の少なくともいずれかの設定が基準設定として取得される（Ｓ４０）。少なくとも縫製可能範囲と、刺繍データと、基準設定とに基づいて、標識が配置されると予想される範囲が撮影手段の撮影対象範囲として特定される（Ｓ６０）。
【選択図】図７

Description

本発明は、撮影手段を備えたミシンに関する。

従来、カメラ等の撮影手段を備えたミシンが知られている。撮影手段が生成した画像データは、例えば、縫製対象物上に配置された標識の位置を検出する処理に用いられる（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のミシンは、特定された標識の位置に基づき、刺繍模様の縫製位置を決定する。

特開２００９−１７２１２３号公報

上記従来のミシンでは、刺繍枠の内側の範囲（特に、縫製可能範囲）を撮影対象範囲とする。撮影対象範囲の大きさが、撮影手段の撮影可能範囲よりも大きい場合には、ミシンは、撮影手段と刺繍枠との相対位置が異なる条件で、複数回に分けて撮影対象を撮影する。このため、刺繍枠の大きさが大きいほど、撮影回数が増え、標識の位置を検出する処理に時間がかかる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、標識を検出するための撮影対象範囲を適切に設定可能なミシンを提供することを目的とする。

本態様のミシンは、縫製対象物を保持する刺繍枠が着脱可能に装着され、前記刺繍枠をミシン本体に対して移動させる移動機構と、前記移動機構の駆動を制御する移動制御手段と、前記刺繍枠に保持された前記縫製対象物を撮影する撮影手段と、を備えたミシンにおいて、刺繍模様を縫製するための刺繍データを取得するデータ取得手段と、前記刺繍枠に保持された前記縫製対象物に、前記刺繍模様を縫製可能な範囲である縫製可能範囲を設定する範囲設定手段と、前記縫製対象物に配置される標識に対する、前記刺繍模様の位置及び角度の少なくともいずれかの設定を基準設定として取得する設定取得手段と、前記範囲設定手段によって設定された前記縫製可能範囲と、前記データ取得手段によって取得された前記刺繍データと、前記設定取得手段によって取得された前記基準設定とを含む条件に基づいて、前記標識が配置されると予想される範囲を前記撮影手段の撮影対象範囲として特定する範囲特定手段とを備える。本態様のミシンは、標識が配置されると予想される範囲を撮影可能範囲に設定することができる。即ち、本態様のミシンは、標識が配置されないと予想される範囲を撮影可能範囲から除くことで、標識を検出するための撮影対象範囲を適切に設定することができる。

本態様のミシンにおいて、前記範囲特定手段は、前記縫製可能範囲と、前記刺繍データと、前記基準設定とに基づき、前記縫製可能範囲内に前記刺繍模様を配置する場合に、前記標識を配置可能な範囲を前記撮影対象範囲として特定してもよい。この場合のミシンは、縫製可能範囲内に刺繍模様を配置するための撮影可能範囲をより適切に設定することができる。

本態様のミシンにおいて、前記範囲特定手段は、前記縫製可能範囲と、前記刺繍データと、前記基準設定とに加え、前記標識の大きさに基づいて、前記撮影対象範囲を特定してもよい。この場合のミシンは、標識の大きさを考慮して、標識が配置されると予想される範囲を撮影可能範囲として設定することができる。

本態様のミシンにおいて、前記移動制御手段は、前記移動機構を制御して、前記範囲特定手段によって特定された前記撮影対象範囲を前記撮影手段が撮影可能な位置に前記刺繍枠を移動させ、前記撮影手段によって前記撮影対象範囲を撮影した画像データに基づき、前記撮影対象範囲内に配置された前記標識の位置及び角度の少なくともいずれかを検出する検出手段をさらに備えてもよい。この場合のミシンは、標識が配置されないと予想される範囲が撮影可能範囲に含まれる場合に比べ、効率的に標識を検出することができる。

多針ミシン１の斜視図である。針棒ケース２１の内部にある針棒駆動機構８５を示す斜視図である。針棒ケース移動機構４０の平面図である。刺繍枠移動機構１１の平面図である。多針ミシン１の電気的構成を示すブロック図である。標識１８０の説明図であるメイン処理のフローチャートである。

以下、本発明を具現化した一実施の形態である多針ミシン１（以下、単に「ミシン１」と言う。）について、図面を参照して説明する。参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いるものであり、記載している装置の構成、フローチャート等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

図１から図４を参照して、ミシン１の物理的構成について説明する。以下の説明では、図１の左斜め下側、右斜め上側、左斜め上側、右斜め下側をそれぞれ、ミシン１の前方、後方、左側、右側とする。

図１のように、ミシン１のミシン本体２０は、支持部２と、脚柱部３と、アーム部４とを備える。支持部２は、平面視逆Ｕ字形に形成され、ミシン１全体を支持する。支持部２の上面には、前後方向に伸びる、左右一対のガイド溝２５がある。脚柱部３は、支持部２の後端部から上方へ立設されている。アーム部４は、脚柱部３の上端部から前方に延びる。アーム部４の先端には、針棒ケース２１が左右方向に移動可能に装着されている。針棒ケース２１と、針棒ケース２１を移動させる針棒ケース移動機構４０（図３参照）との詳細については後述する。

アーム部４の前後方向中央部の右側には、操作部６が設けられている。操作部６は、上下方向に伸びる軸（図示せず）を回転軸として、アーム部４に回転可能に支持されている。操作部６は、液晶ディスプレイ７（以下、「ＬＣＤ７」と言う。）と、タッチパネル８と、コネクタ９とを備える。ＬＣＤ７には、例えば、ユーザが指示を入力するための操作画像が表示される。タッチパネル８は、ユーザからの指示を受け付けるために用いられる。ＬＣＤ７に表示された入力キー等を表す画像の位置に対応したタッチパネル８の箇所を、指又は専用のタッチペンを用いて押圧操作すること（以下、この操作を「パネル操作」と言う。）によって、ユーザは縫製模様及び縫製に関わる各種条件を選択できる。コネクタ９は、ＵＳＢ規格のコネクタであり、ＵＳＢデバイス１６０（図５参照）と接続可能である。

アーム部４の下方には、脚柱部３の下端部から前方へ延びる筒状のシリンダベッド１０が設けられている。シリンダベッド１０の先端部の内部には、釜（図示せず）が設けられている。釜には、下糸（図示せず）が巻回されたボビン（図示せず）が収納される。また、シリンダベッド１０の内部には、釜駆動機構（図示せず）がある。釜駆動機構は、釜を回転駆動する。シリンダベッド１０の上面には、平面視矩形の針板１６がある。針板１６には、縫針３５が挿通される針穴３６が設けられている。

アーム部４の下方には、刺繍枠移動機構１１のＹキャリッジ２３が設けられている。ミシン１は、刺繍枠移動機構１１のＸ軸モータ１３２（図５参照）及びＹ軸モータ１３４（図５参照）によって刺繍枠８４を前後左右に移動させながら、刺繍枠８４に装着された縫製対象物３９に刺繍模様を縫製する。縫製対象物３９は、例えば、加工布である。刺繍枠移動機構１１の詳細については後述する。

アーム部４の上面の背面側には、左右一対の糸駒台１２が設けられている。各糸駒台１２には、３本の糸立棒１４が設けられている。糸立棒１４は、上下方向に伸びる棒である。糸立棒１４は、糸駒１３を支持する。一対の糸駒台１２には、針棒３１の数と同じ６個の糸駒１３を設置可能である。上糸１５は、糸駒台１２に設置された糸駒１３から供給される。上糸１５は、糸案内１７と、糸調子器１８と、天秤１９とを経由して、針棒３１の下端に装着された各縫針３５の目孔（図示せず）に供給される。

次に、図２を参照して、針棒ケース２１の内部構成について説明する。図２のように、針棒ケース２１内には、鉛直方向に伸びる６本の針棒３１が左右方向に等間隔Ｘで設けられている。各針棒３１には、個々の針棒３１を識別するための針棒番号が付与されている。本実施形態では、図中右側から順に針棒番号１番から６番が付与されている。針棒３１は、針棒ケース２１のフレーム８０に固定された上下２個の固定部材（図示せず）によって上下方向に摺動可能に支持されている。各針棒３１の上半部には針棒押しバネ７２が設けられ、下半部には押えバネ７３がそれぞれ設けられている。針棒押しバネ７２と、押えバネ７３との間には、針棒抱き７９が設けられ、押えバネ７３の下には押え抱き８３が設けられている。針棒３１は、針棒駆動機構８５によって、上下方向に摺動される。針棒駆動機構８５は、主軸モータ１２２（図５参照）と、天秤駆動カム７５と、連結部材７６と、伝達部材７７と、ガイド棒７８と、連結ピン（図示せず）とを備える。主軸モータ１２２は、針棒駆動機構８５の駆動源である。針棒３１の下端には、縫針３５（図１参照）が装着されている。押え足７１は、押え抱き８３から縫針３５の下端部（先端部）よりも僅かに下方に伸びるように形成され、針棒３１の上下動と連動して、間欠的に縫製対象物３９（図１参照）を下方へ押圧する。

フレーム８０の右側面下部には、イメージセンサ保持機構１５０が取り付けられている。イメージセンサ保持機構１５０は、イメージセンサ１５１と、ホルダ１５２と、支持部材１５３と、中継基板１５４とを備える。イメージセンサ１５１は、周知のＣＭＯＳイメージセンサである。ホルダ１５２は、イメージセンサ１５１を、イメージセンサ１５１のレンズ（図示せず）を下側に向けた状態で支持する。イメージセンサ１５１のレンズの中心は、最も右側の針棒３１から距離２Ｘ離れた位置にある。支持部材１５３は、正面視Ｌ字状であり、中継基板１５４と、ホルダ１５２とを支持する。支持部材１５３は、螺子１５６によって、フレーム８０の右側面下部に固定されている。ホルダ１５２は、螺子１５７によって支持部材１５３の下面に固定されている。中継基板１５４は、正面視Ｌ字状の基板であり、後述する制御部１４０（図５参照）と、イメージセンサ１５１とを電気的に接続させる。中継基板１５４は、螺子１５５によって、支持部材１５３の正面に固定されている。イメージセンサ保持機構１５０は、カバー３８（図１参照）によって、正面と、上面と、右側面とが覆われている。

次に、図２及び図３を参照して、針棒ケース２１を移動させる針棒ケース移動機構４０について説明する。図３の紙面下側、上側、左側、右側を、それぞれミシン１の前方、後方、左方、右方とする。

図３のように、針棒ケース移動機構４０は、係合コロ部４０１と、針棒ケース駆動部４０２とを備える。係合コロ部４０１は、板４１と、係合コロ４２と、ナット４３と、段付螺子４４とを備える。板４１は、図２及び図３のようにフレーム８０の上部後端に取り付けられている。板４１は、左右方向に長い板状である。板４１の背面には、８つの係合コロ４２がそれぞれ段付螺子４４によって取り付けられている。係合コロ４２は、詳しくは図示しないが円筒状であり、段付螺子４４によって回転可能、且つ係合コロ４２の軸方向には移動不能に支持されている。段付螺子４４は、板４１の孔（図示せず）に差し込まれ、ナット４３によって固定されている。係合コロ４２の中心軸線の間隔はすべて、針棒３１の間隔と同じＸである。８つの係合コロ４２の取り付け高さは全て同一である。

針棒ケース駆動部４０２は、アーム部４（図１参照）の内部であって、板４１の後方となる位置にある。針棒ケース駆動部４０２は、針棒ケース用モータ４５と、ギア部４６と、回転軸４７と、螺旋カム４８とを備える。針棒ケース用モータ４５は、パルスモータである。針棒ケース用モータ４５は、出力軸（図示せず）の軸方向が左右方向となる向きに固定されている。針棒ケース用モータ４５は、ギア部４６を介して動力を回転軸４７に伝達させることによって、螺旋カム４８を所定量回転させる。回転軸４７は、針棒ケース用モータ４５の出力軸と平行に軸支されている。螺旋カム４８は、回転軸４７の外周に固定されており、８つの係合コロ４２のいずれか１つと常に係合する。螺旋カム４８は、位置決め部４８１を備える。回転軸４７の回転が停止されている場合には、８つの係合コロ４２のいずれか１つが螺旋カム４８の位置決め部４８１と係合する。位置決め部４８１は、回転軸４７が所定角度回転された場合にも、螺旋カム４８に係合された係合コロ４２の左右方向の位置が変わらないように形成されている。螺旋カム４８と係合する係合コロ４２と、螺旋カム４８との位置関係は、係合コロ４２によらず同じである。

次に、図２及び図３を参照して、針棒ケース２１の移動動作について説明する。針棒ケース２１は、針棒ケース移動機構４０によって、ミシン本体２０（図１参照）に対して左右方向（水平方向）に移動される。針棒ケース移動機構４０は、螺旋カム４８を１回転させる毎に、針棒ケース２１を距離Ｘだけ左右方向に移動させることができる。針棒ケース２１の移動方向は、螺旋カム４８の回転方向に応じて決まる。螺旋カム４８が右側面視反時計回りに回転された場合には、針棒ケース２１は左方に移動する。螺旋カム４８が右側面視時計回りに回転された場合には、針棒ケース２１は右方に移動する。

係合コロ４２の配置に応じて、各係合コロ４２に左側から順に１番から８番の番号を付与する。ここで、例えば６番の係合コロ４２と螺旋カム４８の位置決め部４８１とが係合している場合を初期位置とする。このとき、針棒番号１番の針棒３１が、針穴３６の鉛直上方に配置される。螺旋カム４８が右側面視時計回りに回転されると、６番の係合コロ４２が螺旋カム４８によって右側にスライドし、フレーム８０がミシン本体２０（図１参照）に対して右方への移動を開始する。次に、６番の係合コロ４２の螺旋カム４８への係合が解除され、５番の係合コロ４２が螺旋カム４８と係合する。このように、初期位置から螺旋カム４８が右側面視時計回りに１回転すると、フレーム８０は距離Ｘだけ右方に移動し、針棒番号２番の針棒３１が、針穴３６の鉛直上方に配置される。一方、螺旋カム４８が右側面視反時計回りに１回転されると、フレーム８０はミシン本体２０に対して左方に距離Ｘだけ移動する。このように、針棒ケース移動機構４０は、螺旋カム４８を１回転させる毎に、螺旋カム４８の回転方向に応じて左方又は右方にフレーム８０を距離Ｘだけ移動させることができる。

イメージセンサ保持機構１５０は、フレーム８０に固定されているので、針棒ケース２１を移動させることにより、ミシン本体２０に対するイメージセンサ１５１の位置が変更される。イメージセンサ１５１が刺繍枠８４に保持された縫製対象物３９を撮影する場合、針棒ケース２１は、８番の係合コロ４２が、螺旋カム４８の位置決め部４８１と係合する位置に移動される。

次に、図４を参照して、刺繍枠８４と、刺繍枠移動機構１１とについて説明する。刺繍枠８４は、外枠８１と、内枠８２と、左右１対の連結部８９とを備える。刺繍枠８４は、外枠８１と、内枠８２とで縫製対象物３９を挟持する。連結部８９は、平面視矩形の中央部が矩形に切り抜かれた形状の板部材である。一方の連結部８９は、内枠８２の右部に螺子９５によって固定され、他方の連結部８９は、内枠８２の左部に螺子９４によって固定されている。ミシン１は、刺繍枠８４の他、大きさ及び形状が異なる複数種類の他の刺繍枠を装着可能である。刺繍枠８４は、ミシン１で使用される刺繍枠のうち、左右方向の幅（左右の連結部８９間の距離）が一番大きな刺繍枠である。縫製可能範囲８６は、刺繍枠８４の種類に応じて内枠８２の内側となる位置に設定される。

刺繍枠移動機構１１は、ホルダ２４と、Ｘキャリッジ２２と、Ｘ軸駆動機構（図示せず）と、Ｙキャリッジ２３と、Ｙ軸移動機構（図示せず）と、検出器８８とを備える。ホルダ２４は、刺繍枠８４を着脱可能に支持する。ホルダ２４は、取付部９１と、右腕部９２と、左腕部９３と、被検出部８７とを備える。取付部９１は、左右方向に長い平面視矩形の板部材である。右腕部９２は、前後方向に伸びる板部材であり、取付部９１の右端に固定されている。左腕部９３は、前後方向に伸びる板部材である。左腕部９３は、取付部９１の左部にあって、取付部９１に対する左右方向の位置が調整可能に固定される。右腕部９２は、刺繍枠８４の一方の連結部８９と係合し、左腕部９３は、他方の連結部８９と係合する。

左右の連結部８９間の距離は、ホルダ２４に固定される刺繍枠の種類に応じて異なる。ユーザは、使用する刺繍枠に応じて左腕部９３の左右方向の位置を調整した後、その位置を固定する。被検出部８７は、左腕部９３に設けられた左右方向に伸長する細長い板状部材である。被検出部８７は、左腕部９３の左右方向の位置が調整されるときに、左腕部９３と一体的に左右方向に移動する。被検出部８７には、後述する検出器８８の検出子（図示せず）と接触する段部（図示せず）が複数個形成されている。段部の高さは夫々異なり、段部は階段状になっている。

検出器８８は、Ｙキャリッジ２３に固定されている。検出器８８は、回転型ポテンショメータである。詳しい図示は省略するが、ポテンショメータの回転軸には検出子が設けられる。検出子の先端部は被検出部８７の段部と択一的に接触し、検出器８８は検出子の回転角度に応じた電気信号を出力する。被検出部８７の段部の高さは、取付部９１に対する左腕部９３の左右方向の位置、即ち、刺繍枠８４の種類毎に異なる。このため、検出器８８によって出力される電気信号に基づき、刺繍枠移動機構１１に取り付けられた刺繍枠８４の種類を特定することができる。上述の検出器８８及び被検出部８７の構成については、特開２００４−２５４９８７号公報に記載の構成と同様であるので、詳細については当該公報を参照されたい。

Ｘキャリッジ２２は、左右方向に長い板部材であり、一部分がＹキャリッジ２３の正面から前方に突出している。Ｘキャリッジ２２には、ホルダ２４の取付部９１が取り付けられる。Ｘ軸駆動機構（図示せず）は、Ｘ軸モータ１３２（図５参照）と、直線移動機構（図示せず）とを備える。Ｘ軸モータ１３２は、ステッピングモータである。直線移動機構は、タイミングプーリ（図示せず）と、タイミングベルト（図示せず）とを備え、Ｘ軸モータ１３２を駆動源として、Ｘキャリッジ２２を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる。

Ｙキャリッジ２３は、左右方向に長い箱状である。Ｙキャリッジ２３は、Ｘキャリッジ２２を左右方向に移動可能に支持する。Ｙ軸移動機構（図示せず）は、左右一対の移動体２６（図１参照）と、Ｙ軸モータ１３４（図５参照）と、直線移動機構（図示せず）とを備える。移動体２６は、Ｙキャリッジ２３の左右両端の下部に連結され、ガイド溝２５を上下に貫通している。Ｙ軸モータ１３４は、ステッピングモータである。直線移動機構は、タイミングプーリ（図示せず）と、タイミングベルト（図示せず）とを備え、Ｙ軸モータ１３４を駆動源として、移動体２６をガイド溝２５に沿って前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる。

刺繍枠８４は、刺繍枠移動機構１１の座標系（以下、「刺繍座標系」と言う。）で表されるデータに従って、刺繍枠移動機構１１によって所定の２方向（左右方向及び前後方向）に移動される。本実施形態の刺繍座標系は、ワールド座標系と対応付けられている。ワールド座標系は、空間全体を示す座標系である。ワールド座標系は、撮影対象物の重心等の影響を受けることのない座標系である。刺繍座標系（Ｘｅ，Ｙｅ）は、例えば、図４のように、縫製可能範囲８６の左上を原点として設定される。刺繍座標系は、１ｍｍを１ｕｎｉｔとする座標で表される。左から右に向かう方向は、Ｘｅプラス方向である。後ろから前に向かう方向は、Ｙｅプラス方向である。

次に、刺繍枠８４に装着された縫製対象物３９に縫目を形成する動作について図１から図５を参照して説明する。縫製対象物３９を保持した刺繍枠８４は、刺繍枠移動機構１１（図１及び図４参照）に装着される。まず、針棒ケース２１が左右に移動することで、６本の針棒３１のうち１本が選択される。刺繍枠移動機構１１によって、刺繍枠８４が所定の位置に移動される。主軸モータ１２２によって主軸７４が回転駆動されると、針棒駆動機構８５が駆動される。主軸７４の回転駆動は、天秤駆動カム７５を介して連結部材７６に伝達され、連結部材７６が枢支されている伝達部材７７が針棒３１と平行に配置されたガイド棒７８にガイドされて上下駆動される。そして、その上下駆動が連結ピン（図示せず）を介して針棒３１に伝達され、縫針３５が装着される針棒３１が上下駆動される。また、天秤駆動カム７５の回転によって、詳しくは図示しないリンク機構を介して天秤１９が上下駆動される。一方、主軸７４の回転が釜駆動機構（図示せず）に伝達され釜（図示せず）が回転駆動される。このように、縫針３５と天秤１９と釜とが同期して駆動され、縫製対象物３９に縫目が形成される。

次に、ミシン１の制御全般を司る電気的構成について図５を参照して説明する。図５のように、ミシン１は、縫針駆動部１２０と、縫製対象駆動部１３０と、操作部６と、検出器８８と、イメージセンサ１５１と、制御部１４０とを備える。以下、ミシン１が備える縫針駆動部１２０と、縫製対象駆動部１３０と、操作部６と、制御部１４０とのそれぞれを詳述する。

縫針駆動部１２０は、主軸モータ１２２と、駆動回路１２１と、針棒ケース用モータ４５と、駆動回路１２３と、針孔糸通し機構１２６と、駆動回路１２５とを備える。主軸モータ１２２は、針棒３１を上下方向に往復移動させる。駆動回路１２１は、制御部１４０からの制御信号に従って主軸モータ１２２を駆動する。針棒ケース用モータ４５は、針棒ケース２１を左右方向に移動させる。駆動回路１２３は、制御部１４０からの制御信号に従って針棒ケース用モータ４５を駆動する。針孔糸通し機構１２６は、詳しくは図示しないが、アーム部４の前方先端の下方に設けられており、針穴３６の直上に位置している針棒３１の縫針３５の針孔（図示せず）に、上糸１５（図１参照）を挿通させるための機構である。駆動回路１２５は、制御部１４０からの制御信号に従って針孔糸通し機構１２６を駆動する。

縫製対象駆動部１３０は、Ｘ軸モータ１３２と、駆動回路１３１と、Ｙ軸モータ１３４と、駆動回路１３３とを備える。Ｘ軸モータ１３２は、刺繍枠８４（図２参照）を左右方向に移動させる。駆動回路１３１は、制御部１４０からの制御信号に従ってＸ軸モータ１３２を駆動する。Ｙ軸モータ１３４は、刺繍枠８４を前後方向に移動させる。駆動回路１３３は、制御部１４０からの制御信号に従ってＹ軸モータ１３４を駆動する。

操作部６は、タッチパネル８と、コネクタ９と、駆動回路１３５と、ＬＣＤ７とを備える。駆動回路１３５は、制御部１４０からの制御信号に従ってＬＣＤ７を駆動する。コネクタ９は、ＵＳＢデバイス１６０と接続する機能を備える。ＵＳＢ１６０としては、例えば、ＰＣと、ＵＳＢメモリと、他のミシン１とが挙げられる。

制御部１４０は、ＣＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２と、ＲＡＭ１４３と、ＥＥＰＲＯＭ１４４と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）１４６とを備え、これらはバス１４５によって相互に接続されている。Ｉ／Ｏ１４６には、縫針駆動部１２０と、縫製対象駆動部１３０と、操作部６と、イメージセンサ１５１と、検出器８８とがそれぞれ接続されている。以下、ＣＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２と、ＲＡＭ１４３と、ＥＥＰＲＯＭ１４４とについて詳述する。

ＣＰＵ１４１は、ミシン１の主制御を司り、ＲＯＭ１４２のプログラム記憶エリア（図示せず）に記憶された各種プログラムに従って、縫製に関わる各種演算及び処理を実行する。なお、プログラムはフレキシブルディスク等の外部記憶装置に記憶されていてもよい。

ＲＯＭ１４２は、図示しないが、プログラム記憶エリアと、模様記憶エリアとを含む複数の記憶エリアを備える。プログラム記憶エリアには、メインプログラムを含む、ミシン１を動作させるための各種プログラムが記憶されている。メインプログラムは、後述するメイン処理を実行するためのプログラムである。模様記憶エリアには、刺繍模様を縫製するための刺繍データが、模様ＩＤと対応づけられて記憶されている。模様ＩＤは、刺繍模様を特定する処理に用いられる。

ＲＡＭ１４３は、任意に読み書き可能な記憶素子であり、ＣＰＵ１４１が演算処理した演算結果等を収容する記憶エリアが必要に応じて設けられる。ＥＥＰＲＯＭ１４４には、読み書き可能な記憶素子であり、ミシン１が各種処理を実行するための各種パラメータが記憶されている。

次に、図６を参照して、標識１８０について説明する。図６の紙面左右方向、上下方向を、それぞれ標識１８０の左右方向、上下方向とする。標識１８０は、例えば、刺繍模様を縫製する縫製対象物３９上の位置を特定するために、縫製対象物３９の上面に貼り付けられる。図６のように、標識１８０は、縦が１０ｍｍ，横が１０ｍｍの正方形の透明な薄板状の基材シート９６の表面に、模様が描かれたものである。具体的には、基材シート９６には、第一円１０１と、第二円１０２とが描かれている。第二円１０２は、第一円１０１の上方に配置され、第一円１０１よりも小さい直径を有する。基材シート９６には、さらに、線分１０３から１０５が描かれている。線分１０３は、第一円１０１の中心１１０と、第二円１０２の中心１１１とを通り、標識１８０の上端から下端まで伸びる直線である。線分１０４は、第一円１０１の中心１１０を通り、且つ、線分１０３に直交する直線であり、標識１８０の右端から左端まで伸びる。線分１０５は、第二円１０２の中心１１１を通り、且つ、線分１０３に直交する直線であり、標識１８０の右端から左端まで伸びる。

第一円１０１の円周と、線分１０３と、線分１０４とで囲まれた４つの領域のうち、右上部１０８と左下部１０９とは黒色に塗りつぶされ、右下部１１３と左上部１１４とは白色に塗りつぶされている。同様に、第二円１０２と、線分１０３と、線分１０５とで囲まれた４つの領域のうち、右上部１０６と左下部１０７とは黒色に塗りつぶされ、右下部１１５と左上部１１６とは白色に塗りつぶされている。標識１８０の模様が描かれている面のうち、その他の部分は透明である。標識１８０の裏面には透明の粘着剤が塗られている。未使用時には、標識１８０の下面には剥離紙（図示せず）に貼り付けられている。ユーザは、剥離紙から標識１８０を剥がして、標識１８０を縫製対象物３９に貼り付ける。

次に、図７を参照して、メイン処理を説明する。メイン処理は、ユーザが選択した刺繍模様の配置を、縫製対象物３９の表面に配置された標識１８０に基づき設定するための処理である。図７のメイン処理は、ユーザがパネル操作によって刺繍模様を選択した後、パネル操作によって開始の指示を入力した場合に実行される。図７のメイン処理を実行させるプログラムは、図５のＲＯＭ１４２に記憶されており、ＣＰＵ１４１が実行する。以下の説明において、Ｙｅ軸方向の長さを「幅」とも言い、Ｘｅ軸方向の長さを「高さ」とも言う。具体例として、刺繍枠８４に保持された縫製対象物３９の表面に配置された標識１８０に基づき、幅ＰＷ＝１００ｍｍ，高さＰＨ＝５０ｍｍの大きさの刺繍模様の配置を設定する場合を説明する。針棒ケース２１は、メイン処理開始時には、８番の係合コロ４２が、螺旋カム４８の位置決め部４８１と係合する位置に移動されているものとする。

図７に示すように、メイン処理では、ユーザが選択した刺繍模様を縫製するための刺繍データがＲＯＭ１４２から取得され、取得された刺繍データはＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ１０）。刺繍データは、ユーザが選択した刺繍模様の初期配置及び初期の大きさを規定する。具体例では、幅ＰＷ＝１００ｍｍ，高さＰＨ＝５０ｍｍの大きさの刺繍模様を縫製するための刺繍データが取得される。次に、検出器８８からの電気信号に基づき、刺繍枠移動機構１１に装着されている刺繍枠８４の種類が取得され、取得された刺繍枠８４の種類はＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ２０）。次に、ステップＳ２０で取得された刺繍枠８４の種類に対応する縫製可能範囲が設定され、設定された縫製可能範囲はＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ３０）。刺繍枠の種類と、縫製可能範囲との対応関係は、予めＥＥＰＲＯＭ１４４に記憶されている。具体例では、刺繍枠８４の種類に対応する縫製可能範囲８６（幅ＦＷ＝２００ｍｍ，高さＦＨ＝３００ｍｍ）を表す座標（Ｘｅ，Ｙｅ）＝（０，０）、（０，２００）、（３００，０）、（３００，２００）が、ＥＥＰＲＯＭ１４４に記憶された対応関係に基づき設定される。

次に、基準設定が取得され、取得された基準設定はＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ４０）。基準設定は、刺繍枠８４に保持された縫製対象物３９に配置される標識１８０に対する、刺繍模様の位置及び角度の少なくともいずれかの設定である。本実施形態の基準設定は、標識１８０に対する、刺繍模様の位置及び角度である。具体的には、基準設定は、標識１８０の第一円１０１の中心１１０の刺繍座標系の座標（以下、単に「標識１８０の位置」と言う。）を、刺繍模様の中心とする。基準設定は、標識１８０の第一円１０１の中心１１０から第二円１０２の中心１１１に向かうベクトルと、Ｘｅプラス方向とがなす角の角度（以下、単に「標識１８０の角度」と言う。）を、刺繍模様の角度とする。基準設定は、予め設定されＥＥＰＲＯＭ１４４に記憶されていてもよいし、メイン処理が実行される毎にユーザが指定してもよい。次に、標識１８０の大きさが取得され、取得された大きさはＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ５０）。具体例では、予めＥＥＰＲＯＭ１４４に記憶された標識１８０の大きさ（一辺の長さＭＳ＝１０ｍｍ）が取得される。

次に、イメージセンサ１５１の撮影対象範囲が特定され、特定された撮影対象範囲はＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ６０）。撮影対象範囲は、少なくともステップＳ３０で取得した縫製可能範囲と、ステップＳ１０で取得された刺繍データと、ステップＳ４０で取得された基準設定とに基づいて、標識１８０が配置されると予想される範囲である。本実施形態では、ＣＰＵ１４１は、上記項目に加え、ステップＳ５０で取得した標識１８０の大きさに基づき、縫製可能範囲８６内に刺繍模様を配置する場合に、標識１８０を配置可能な範囲を撮影対象範囲として特定する。

具体的には、以下の手順で撮影対象範囲が特定される。まず、ステップＳ１０で取得され刺繍データに基づき模様サイズが算出される。模様サイズは、刺繍模様が初期配置に対して回転して配置される場合を考慮して撮影対象範囲を計算するための刺繍模様の大きさである。具体的には、ＣＰＵ１４１は、模様サイズの幅ＰＣＷを、刺繍模様の幅及び高さのうちの小さい値とする。ＣＰＵ１４１は、模様サイズの高さＰＣＨを、刺繍模様の幅及び高さのうちの小さい値とする。具体例では、模様サイズの幅ＰＣＷ及び高さＰＣＨは、それぞれ５０ｍｍである。次に、矩形状の撮影対象範囲の幅ＳＷ及び高さＳＨが算出される。撮影対象範囲の幅ＳＷは、式（撮影対象範囲の幅ＳＷ）＝（縫製可能範囲の幅ＦＷ）−（模様サイズの幅ＰＣＷ）＋（一辺の長さＭＳ）／２に基づき算出される。撮影対象範囲の高さＳＨは、式（撮影対象範囲の高さＳＨ）＝（縫製可能範囲の高さＦＨ）−（模様サイズの高さＰＣＨ）＋（一辺の長さＭＳ）／２に基づき算出される。前述の通り、本実施形態の基準設定は、標識１８０の第一円１０１の中心１１０の座標を、刺繍模様の中心とする。したがって、具体例では、撮影対象範囲１９０として、縫製可能範囲８６の中心（１５０，１００）を中心とする、幅ＳＷ＝１５５ｍｍ，高さＳＨ＝２５５ｍｍの範囲を表す座標（Ｘｅ，Ｙｅ）＝（２２．５，２２．５）、（２２．５，１７７．５）、（２７７．５，２２．５）、（２７７．５，１７７．５）が特定される。

次に、ステップＳ６０で特定された撮影対象範囲１９０を撮影するための刺繍枠位置が設定され、設定された刺繍枠位置がＲＡＭ１４３に設定される（Ｓ７０）。刺繍枠位置は、イメージセンサ１５１の撮影範囲内にステップＳ６０で特定された撮影対象範囲を収めるための刺繍枠８４の移動位置である。ステップＳ７０の処理は、公知の方法を用いて実行される。イメージセンサ１５１が１度に撮影可能な範囲が、幅６０ｍｍ，高さ８０ｍｍである場合、具体例では、刺繍枠位置は１２個設定される。各刺繍枠位置は、移動順序と対応付けられてＲＡＭ１４３に記憶される。次に、刺繍枠位置を移動順序に従って読み出すための変数Ｎに１が設定され、設定された変数ＮはＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ８０）。次に、駆動回路１３１及び駆動回路１３３に制御信号が出力され、刺繍枠８４がＮ番目の刺繍枠位置に移動される（Ｓ９０）。次に、イメージセンサ１５１が生成した画像データが取得され、取得された画像データはＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ１００）。次に、ステップＳ１００で取得した画像データに基づき、標識１８０を探索する処理が実行される（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０で実行される処理は、公知技術（例えば、特開２００９−１７２１２３号公報に記載の方法）に従って実行されればよい。ステップＳ１１０では、標識１８０が探索された場合、画像データに基づき、標識１８０の位置及び角度が算出される。

ステップＳ１１０において、標識１８０が探索された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、標識１８０の位置及び角度に基づき、ユーザが選択した刺繍模様の配置が実行される（Ｓ１４０）。具体例では、標識１８０の位置が、刺繍模様の中心となり、標識１８０の角度が、刺繍模様の角度となるように、ステップＳ１０で取得された刺繍データが補正される。ステップＳ１４０で実行される処理は、公知技術（例えば、特開２００９−１７２１２３号公報に記載の方法）に従って実行されればよい。

ステップＳ１１０において、標識１８０が探索されなかった場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｎが最後の移動順序であるか否かが判断される（Ｓ１３０）。Ｎが最後の移動順序ではない場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｎはインクリメントされ、インクリメントされたＮはＲＡＭ１４３に記憶される（Ｓ１４０）。次に処理は、ステップＳ９０に戻る。Ｎが最後の移動順序である場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、駆動回路１３５に制御信号が出力され、ＬＥＤ７にメッセージが表示される（Ｓ１６０）。ステップＳ１６０では、例えば、メッセージ「標識が見つかりませんでした。標識の配置を確認してください。」がＬＥＤ７に表示される。ステップＳ１４０又はステップＳ１６０の次に、メイン処理は終了する。

上記実施形態のミシン１において、刺繍枠移動機構１１は、本発明の「移動機構」に相当する。イメージセンサ１５１は、本発明の「撮影手段」に相当する。ステップＳ１０の処理を実行するＣＰＵ１４１は、本発明の「データ取得手段」として機能する。ステップＳ３０の処理を実行するＣＰＵ１４１は、本発明の「範囲設定手段」として機能する。ステップＳ４０の処理を実行するＣＰＵ１４１は、本発明の「設定取得手段」として機能する。ステップＳ６０の処理を実行するＣＰＵ１４１は、本発明の「範囲特定手段」として機能する。ステップＳ９０の処理を実行するＣＰＵ１４１は、本発明の「移動制御手段」として機能する。ステップＳ１６０の処理を実行するＣＰＵ１４１は、本発明の「検出手段」として機能する。

上述の具体例では、縫製可能範囲８６全体を撮影対象範囲とする場合、撮影回数は最大で１６回に及ぶ。これに対し、本実施形態のミシン１は、標識１８０の大きさを考慮して、標識１８０が配置されると予想される、縫製可能範囲８６よりも狭い範囲を撮影可能範囲として設定するため、上述の具体例では、撮影回数は最大で１２回である。即ち、ミシン１は、標識１８０が配置されないと予想される範囲を撮影可能範囲から除くことで、縫製可能範囲８６全体を撮影対象範囲とする場合に比べ、標識１８０を検出するための撮影対象範囲を適切に設定することができる。ミシン１は、標識１８０が配置されないと予想される範囲が撮影可能範囲に含まれる場合に比べ、効率的に標識１８０を検出することができる。

本発明のミシンは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、以下の（Ａ）から（Ｃ）までの変形を適宜加えてもよい。

（Ａ）ミシン１の構成は適宜変更可能である。ミシン１は、家庭用ミシン及び工業用ミシンのいずれかであってもよい。他の例では、イメージセンサ１５１の種類と、配置とは適宜変更してもよい。例えば、イメージセンサ１５１は、ＣＣＤカメラ等、ＣＭＯＳイメージセンサ以外の撮影素子であってもよい。他の例では、刺繍枠移動機構１１が、刺繍枠８４を移動させる方向は適宜変更可能である。

（Ｂ）標識の構成は、適宜変更してよい。標識の構成には、例えば、模様と、色と、形状と、大きさと、材質と、配置と、数とが含まれる。基準設定は、縫製対象物に配置される標識に対する、刺繍模様の位置及び角度の少なくともいずれかの設定であればよく、適宜変更されてよい。例えば、基準設定は、標識１８０の第一円１０１の中心１１０の位置を、刺繍模様の所定点としてもよい。所定点として、例えば、刺繍模様が矩形である場合、刺繍模様の中心と、矩形の４つの頂点の内のいずれかと、ユーザが指定した点とが挙げられる。刺繍模様の大きさは、刺繍データに基づき特定されればよく、矩形で特定されなくてもよい。

（Ｃ）メイン処理は必要に応じて変更されてもよい。メイン処理に含まれる特徴的な処理を組み合わせた処理が実行されてもよい。メイン処理に以下の変更が加えられてもよい。

（Ｃ−１）ステップＳ２０では、ユーザがパネル操作等によって指定した刺繍枠の種類が取得されてもよい。ステップＳ３０では、ユーザがパネル操作等によって指定した縫製可能範囲が取得されてもよい。ステップＳ５０では、ユーザがパネル操作等によって指定した標識１８０の大きさが取得されてもよい。

（Ｃ−２）撮影対象範囲は、少なくとも縫製可能範囲と、刺繍データと、基準設定とを含む条件に基づいて、特定されればよく、撮影対象範囲の特定方法は適宜変更されてよい。例えば、標識１８０の大きさを無視しても差し支えない場合には、標識１８０の大きさに基づかずに、撮影対象範囲が特定されてよい。この場合ステップＳ５０の処理は省略されてもよい。他の例では、標識１８０の配置に基づき刺繍模様の位置のみが設定される場合、模様サイズに代えて、刺繍模様の大きさを用いて、例えば、次のように撮影対象範囲の幅ＳＷ及び高さＳＨが特定されてもよい。基準設定が上記実施形態と同じ場合、撮影対象範囲の幅ＳＷは、式（撮影対象範囲の幅ＳＷ）＝（縫製可能範囲の幅ＦＷ）−（刺繍模様の幅ＰＷ）＋（一辺の長さＭＳ）／２に基づき算出されてもよい。撮影対象範囲の高さＳＨは、式（撮影対象範囲の高さＳＨ）＝（縫製可能範囲の高さＦＨ）−（刺繍模様の高さＰＨ）＋（一辺の長さＭＳ）／２に基づき算出されてもよい。

（Ｃ−３）針棒ケース２１を移動させることによって、イメージセンサ１５１の撮影範囲内に、撮影対象範囲が配置されてもよい。また、刺繍枠８４の移動と、針棒ケース２１の移動とを組み合わせて、イメージセンサ１５１の撮影範囲内に、撮影対象範囲が配置されてもよい。

１多針ミシン
１１刺繍枠移動機構
２０ミシン本体
２２Ｘキャリッジ
２３Ｙキャリッジ
３９縫製対象物
８４刺繍枠
１４１ＣＰＵ
１４２ＲＯＭ
１４３ＲＡＭ
１５１イメージセンサ
１８０標識

Claims

縫製対象物を保持する刺繍枠が着脱可能に装着され、前記刺繍枠をミシン本体に対して移動させる移動機構と、前記移動機構の駆動を制御する移動制御手段と、前記刺繍枠に保持された前記縫製対象物を撮影する撮影手段と、を備えたミシンにおいて、
刺繍模様を縫製するための刺繍データを取得するデータ取得手段と、
前記刺繍枠に保持された前記縫製対象物に、前記刺繍模様を縫製可能な範囲である縫製可能範囲を設定する範囲設定手段と、
前記縫製対象物に配置される標識に対する、前記刺繍模様の位置及び角度の少なくともいずれかの設定を基準設定として取得する設定取得手段と、
前記範囲設定手段によって設定された前記縫製可能範囲と、前記データ取得手段によって取得された前記刺繍データと、前記設定取得手段によって取得された前記基準設定とを含む条件に基づいて、前記標識が配置されると予想される範囲を前記撮影手段の撮影対象範囲として特定する範囲特定手段と
を備えたことを特徴とするミシン。
前記範囲特定手段は、前記縫製可能範囲と、前記刺繍データと、前記基準設定とに基づき、前記縫製可能範囲内に前記刺繍模様を配置する場合に、前記標識を配置可能な範囲を前記撮影対象範囲として特定する請求項１に記載のミシン。
前記範囲特定手段は、前記縫製可能範囲と、前記刺繍データと、前記基準設定とに加え、前記標識の大きさに基づいて、前記撮影対象範囲を特定する請求項１又は２に記載のミシン。
前記移動制御手段は、前記移動機構を制御して、前記範囲特定手段によって特定された前記撮影対象範囲を前記撮影手段が撮影可能な位置に前記刺繍枠を移動させ、
前記撮影手段によって前記撮影対象範囲を撮影した画像データに基づき、前記撮影対象範囲内に配置された前記標識の位置及び角度の少なくともいずれかを検出する検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のミシン。