(57)【要約】【課題】糸調子の判定及び調整を自動で行うことが可能なものにあって、糸調子の判定の正確性を十分に高いものとし、糸調子の調整を良好に行う。【解決手段】縫目形成直後の加工布の縫目を、上面（表面）側から撮影する第１のカメラ３９を頭部５に設けると共に、加工布の縫目を下面（裏面）側から撮影する第２のカメラ４０をミシンベッド２に設ける。ミシン本体１の制御装置は、糸調子調整プログラムの実行により、加工布の縫目の糸調子の判定及び自動調整の処理を次のように行う。カメラ３９，４０により、加工布の表面側及び裏面側の双方から撮影された縫目の画像データを夫々取込み、それら画像データから交絡点に現れた反対側の糸の領域を抽出する。抽出した糸の領域の面積を算出し、糸調子率を判定する。その判定結果に基づいて、糸調子調整機構の糸調子調整用パルスモータを制御する。【選択図】図２
2010184033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工布を移送する送り手段と、前記送り手段により前記加工布を移送して上糸と下糸とを交絡させながら縫目を形成する縫目形成手段と、前記上糸と前記下糸とに付与される張力の少なくとも一方の張力を調整する糸調子調整手段と、を備えたミシンにおいて、
前記加工布に形成された縫目を撮影可能な位置に配置され、前記加工布の表裏両面側の少なくとも一方から前記縫目を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された前記縫目の画像データから前記上糸と前記下糸との交絡点に現れた反対側の糸の領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記糸の領域の面積を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された面積に基づいて前記上糸と前記下糸との張力バランスである糸調子を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記縫目形成手段により形成される縫目の糸調子を補正するように前記糸調子調整手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記撮影手段は、前記加工布の縫目を表面側及び裏面側の双方に関して撮影し、
前記算出手段は、前記抽出手段により抽出された前記糸の領域内の画素数に基づいて面積を夫々算出し、
前記判定手段は、前記算出手段により算出された前記面積を比較することにより、前記糸調子を判定することを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記判定手段は、一つの画像データ中に含まれた複数個の交絡点に現れた糸の各領域の面積に基づいて、前記糸調子を判定することを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【請求項４】
前記判定手段は、前記撮影手段の複数回の撮影による複数の画像データの交絡点に現れた糸の各領域の面積に基づいて、前記糸調子を判定することを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【請求項５】
各種の縫製情報を表示可能な表示装置と、
前記表示装置に、前記判定手段の判定結果を表示すると共に、前記撮影手段による撮影画像を表示する表示制御手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のミシン。
【請求項６】
前記糸調子調整手段は、前記上糸に張力を付与する張力付与手段と、前記張力を調整する調整機構と、前記調整機構を駆動する駆動手段とを備え、
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に応じて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のミシン。
【請求項７】
前記請求項１から６のいずれかに記載のミシンの各処理手段として、ミシンに内蔵されたコンピュータを機能させるための糸調子調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上糸と下糸とに付与される張力のうち少なくとも一方の張力を調整する糸調子調整手段を備えたミシン、及び、ミシンのコンピュータに糸調子を自動で調整する処理を実行させるための糸調子調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上糸と下糸とにより加工布を縫製（縫目を形成）するミシンにあっては、アーム部の上糸経路中に、上糸の張力を調整するための糸調子装置が設けられている。ユーザがこの糸調子装置を操作して、加工布の種類に応じて上糸と下糸との張力バランスである糸調子を適切なものに調整することにより、良好な縫製作業を行うことができる。従来では、ユーザが、ミシンで実際に縫製（試し縫い）された加工布の縫目を目視にて観察し、糸調子を判断して糸調子装置の調整を行うようにしていた。
【０００３】
しかしながら、糸調子の判断基準がユーザの主観に依るので、判断が曖昧になってしまう。また、縫製作業の経験が少ないユーザにとっては、糸調子を的確に判断することが困難である。このため、結局、適切でない糸調子で縫製作業を行ってしまうケースも多くなる。そこで、近年では、例えば特許文献１に示されるように、上糸縫目検出器及び下糸縫目検出器を備え、加工布の布厚に対する縫目の縫合点（交絡点）の深さを光学的に検出し、その結果に基づいて糸調子装置を自動で調整するようにした自動糸調子ミシンが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３１３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１における上糸縫目検出器及び下糸縫目検出器は、光源からのスリット光を、加工布の縫目部分に照射し、その反射光をラインセンサで検出することに基づき、縫目の糸の盛上り高さを検出し、その盛上り高さから縫合点（交絡点）の深さを求めるようにしている。しかしながら、そのような反射式の検出器で糸の盛上り高さを検出するような手法では、周囲の外乱光や、加工布の色柄及び表面の光沢度合等の影響を受けやすい事情があり、交絡点の深さの検出精度を向上させることができず、ひいては、糸調子の判定に関して十分に高い正確性が得られなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、糸調子の判定及び調整を自動で行うことが可能なものにあって、糸調子の判定の正確性を十分に高いものとすることができ、糸調子の調整を良好に行うことができるミシン及び糸調子調整プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図６は、例えばミシンによって加工布Ｗに形成された縫目の様子（断面図）を模式的に示している。ここで、縫目は、加工布Ｗの表面（上面）側の上糸ＮＴと、加工布の裏面（下面）側の下糸ＢＴとを、交絡点Ｓで交絡させながら形成される。このとき、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの張力バランスが良好であれば、図６（ａ）に示すように、それらの交絡部が、加工布Ｗの厚み方向の中間部に来るようになる。これに対し、上糸ＮＴの張力が適切値より大きい上糸調子の場合には、図６（ｂ）に示すように、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの交絡部が加工布Ｗの上面側に来るようになる。加工布Ｗの上面側からその縫目を見ると、交絡点Ｓにおいて、反対側の糸である下糸ＢＴが比較的大きな領域（面積）で現れるようになる。
【０００８】
同様に、上糸ＮＴの張力が適切値より小さい（下糸ＢＴ側の張力が相対的に大きい）下糸調子の場合には、図６（ｃ）に示すように、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの交絡部が加工布Ｗの下面側に来るようになる。このときには、加工布Ｗの上面側からその縫目を見ると、交絡点Ｓにおいて、反対側の糸である下糸ＢＴはほとんど現れることがなく、加工布Ｗの下面側から縫目を見ると、交絡点Ｓにおいて、反対側の糸である上糸ＮＴが比較的大きな領域（面積）で現れるようになる。本発明者等は、このような加工布Ｗの交絡点Ｓにおける上糸ＮＴと下糸ＢＴとの見え方が、糸調子に応じて相違してくる点に着目し、本発明を成し遂げたのである。
【０００９】
即ち、本発明の請求項１のミシンは、加工布を移送する送り手段と、前記送り手段により前記加工布を移送して上糸と下糸とを交絡させながら縫目を形成する縫目形成手段と、前記上糸と前記下糸とに付与される張力の少なくとも一方の張力を調整する糸調子調整手段とを備えたミシンにおいて、前記加工布に形成された縫目を撮影可能な位置に配置され前記加工布の表裏両面側の少なくとも一方から前記縫目を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された前記縫目の画像データから前記上糸と前記下糸との交絡点に現れた反対側の糸の領域を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記糸の領域の面積を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された面積に基づいて前記上糸と前記下糸との張力バランスである糸調子を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて前記縫目形成手段により形成される縫目の糸調子を補正するように前記糸調子調整手段を制御する制御手段とを具備するところに特徴を有する。
【００１０】
上記構成によれば、送り手段及び縫目形成手段により加工布に縫目が形成されると、
撮影手段により、その加工布の縫目の画像が撮影され、抽出手段により、縫目の画像データから交絡点に現れた反対側の糸の領域が抽出され、算出手段により、前記糸の領域の面積が算出される。ここで、上述のように、この糸の面積は、上糸と下糸との張力のバランスに応じて変動するものとなるから、算出された面積に基づいて、判定手段により糸調子を十分な確かさで判定することができる。そして、判定手段による判定結果に基づいて、制御手段により、糸調子調整手段が制御される。
【００１１】
この場合、人の主観によるものではなく、縫目を撮影した画像データに基づいて面積を算出し、その面積に基づいて糸調子の判定を自動で行うものであるから、反射式の検出器で糸の盛上り高さ（交絡点の深さ）を検出するものと異なり、外乱光や加工布の色、材質などの影響を受けにくいものとなり、糸調子の判定の正確性を十分に向上させることができる。これにより、糸調子の調整を良好に行うことができ、しかも例えば縫製作業の途中であっても、糸調子の調整を自動で速やかに行うことができる。
【００１２】
本発明においては、縫目を加工布の表裏両面側から撮影することにより、両者の面積の差に基づいて張力バランスを判定することができるが、一方側（例えば上側）からのみ撮影する場合であっても、予め求められた基準となる面積の値（しきい値）を記憶させておき、算出された面積を基準となる面積と比較することに基づいて、糸調子を判定することができる。尚、請求項に記載された「交絡点に現れた反対側の糸」とは、上糸による縫目が形成される加工布の表面（上面）側については、下糸を意味しており、下糸による縫目が形成される加工布の裏面（下面）側については、上糸を意味している。
【００１３】
請求項２のミシンは、請求項１の発明において、前記撮影手段は、前記加工布の縫目を表面側及び裏面側の双方に関して撮影し、前記算出手段は、前記抽出手段により抽出された前記糸の領域内の画素数に基づいて面積を夫々算出し、前記判定手段は、前記算出手段により算出された前記面積を比較することにより、前記糸調子を判定するように構成されているところに特徴を有する。
【００１４】
請求項３のミシンは、請求項１又は２の発明において、前記判定手段は、一つの画像データ中に含まれた複数個の交絡点に現れた糸の各領域の面積に基づいて、前記糸調子を判定するところに特徴を有する。
【００１５】
請求項４のミシンは、請求項１又は２の発明において、前記判定手段は、前記撮影手段の複数回の撮影による複数の画像データの交絡点に現れた糸の各領域の面積に基づいて、前記糸調子を判定するところに特徴を有する。
【００１６】
請求項５のミシンは、請求項１から４のいずれかの発明において、各種の縫製情報を表示可能な表示装置と、前記表示装置に、前記判定手段の判定結果を表示すると共に、前記撮影手段による撮影画像を表示する表示制御手段とを備えているところに特徴を有している。
【００１７】
請求項６のミシンは、請求項１から５のいずれかの発明において、前記糸調子調整手段は、前記上糸に張力を付与する張力付与手段と、前記張力を調整する調整機構と、前記調整機構を駆動する駆動手段とを備え、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に応じて前記駆動手段を制御するように構成されているところに特徴を有する。
【００１８】
本発明の請求項７の糸調子調整プログラムは、請求項１から６のいずれかに記載のミシンの各処理手段として、ミシンに内蔵されたコンピュータを機能させるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１のミシンによれば、糸調子の判定及び調整を自動で行うことが可能なものにあって、加工布に形成された縫目の画像を表裏両面側の少なくとも一方から撮影する撮影手段と、縫目の画像データから交絡点に現れた反対側の糸の面積を算出する算出手段と、算出された面積に基づいて糸調子を判定する判定手段と、判定結果に基づいて糸調子調整手段を制御する制御手段とを具備するので、糸調子の判定の正確性を十分に高いものとすることができ、糸調子の調整を良好に行うことができるという優れた効果を奏する。
【００２０】
請求項２のミシンによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、撮影手段により撮影された加工布の表面側及び裏面側の双方の画像データから、算出手段により交絡点に現れる反対側の糸の画素数が夫々算出され、判定手段がそれら糸の画素数を比較することにより糸調子を判定するように構成されているので、比較的簡単な処理で、高精度に糸調子を判定することができる。
【００２１】
請求項３のミシンによれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、判定手段は、一つの画像データ中に含まれた複数個の交絡点に現れた糸の各領域の面積に基づいて、糸調子を判定するように構成されているので、各領域の面積のばらつき、即ち糸調子のばらつきによる影響を低減でき、糸調子の判定の精度をより一層高めることができる。
【００２２】
請求項４のミシンによれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、判定手段は、撮影手段の複数回の撮影による複数の画像データの交絡点に現れた糸の各領域の面積に基づいて、糸調子を判定するように構成されているので、例えば周囲の外乱光等による撮影条件のばらつきによる影響を低減でき、糸調子の判定の精度をより一層高めることができる。
【００２３】
請求項５のミシンによれば、請求項１から４のいずれかに記載の発明の効果に加え、表示装置の画面に、判定手段の判定結果が表示されると共に、撮影手段による撮影画像をも表示されるように構成されているので、ユーザに対して判りやすい表示を行うことができる。
【００２４】
請求項６のミシンによれば、請求項１から５のいずれかに記載の発明の効果に加え、糸調子調整手段が、駆動手段の駆動制御により、調整機構を介して張力付与手段の張力を調整するように構成され、制御手段は、判定手段による判定結果に応じて駆動手段を制御するように構成されているので、駆動手段に対する簡単な制御で、糸調子の調整を良好に行うことができる。
【００２５】
請求項７の糸調子調整プログラムによれば、請求項１から６のいずれかに記載のミシンの各処理手段として、ミシンに内蔵されたコンピュータを機能させるように構成されているので、糸調子の判定及び調整を自動で行うことが可能なものにあって、糸調子の判定の正確性を十分に高いものとすることができ、糸調子の調整を良好に行うことができるという優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、ミシン本体の外観構成を示す斜視図
【図２】カメラの位置を示すためのミシン本体の左側面図
【図３】糸調子調整機構の構成を示す平面図
【図４】回転釜機構及び送り歯駆動機構部分の斜視図
【図５】ミシンの電気的構成を示すブロック図
【図６】加工布に形成された縫目を、適切な糸調子の場合（ａ）、上糸の張力が大きい場合（ｂ）、下糸の張力が大きい場合（ｃ）について模式的に示す拡大縦断面図
【図７】加工布の表面側における縫目の様子及び抽出された糸の領域（ａ）と、加工布の裏面側における縫目の様子及び抽出された糸の領域（ｂ）とを示す図
【図８】制御装置が実行する糸調子調整の全体の処理の手順を示すフローチャート
【図９】図８のステップＳ３の糸調子判定の処理の手順を示すフローチャート
【図１０】図９のステップＳ１２の処理の詳細を示フローチャート
【図１１】図９のステップＳ１４の処理の詳細を示フローチャート
【図１２】図９のステップＳ１５の処理の詳細を示フローチャート
【図１３】図８のステップＳ４の糸調子調整の処理の手順を示すフローチャート
【図１４】補正用データテーブルを示す図
【図１５】本発明の他の実施形態を示すもので、表示装置に表示される糸調子判定結果の画面の例を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を、例えば家庭用の電子ミシンに適用した一実施形態について、図１から図１４を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るミシンの全体の外観を、正面（ユーザ側）から見た様子を示している。ミシンの本体１は、左右方向に延びるミシンベッド２と、このミシンベッド２の右端部から上方に延びる脚柱部３と、この脚柱部３の上端から図で左方に延びるアーム部４とを一体的に有して構成されている。アーム部４の先端部が、頭部５とされている。尚、ミシン本体１を操作するユーザが位置する側を前方とし、その反対側を後方とする。また、脚注部３が位置する側を右側とし、その反対側を左側とする。
【００２８】
図２にも示すように、前記アーム部４の先端の頭部５には、針棒６が上下動及び左右方向への揺動可能に設けられている。この針棒６の下端部には、縫針７が装着されている。また、図２に示すように、前記頭部５には、針棒６（縫針７）の後側に位置して、押え棒８が設けられ、その下端部に、加工布Ｗ（図６参照）を後述の針板上に押えるための押え足９が取付けられている。また、図１に示すように、前記アーム部４の上部には、カバー４ａが開閉可能に設けられている。カバー４ａの内側には、上糸ＮＴ（図６参照）を供給する上糸駒１０がセットされるようになっている。
【００２９】
前記アーム部４の前面部には、前記上糸駒１０から引出された上糸ＮＴを、前記縫針７に導く上糸経路を構成する糸案内溝１１が縦方向に延びて設けられており、アーム部４内には、糸調子調整手段としての糸調子調整機構１２（図３参照）が設けられている。詳しくは後述するように、この糸調子調整機構１２は、糸案内溝１１内を通された上糸ＮＴに張力を付与すると共に、その張力を自動調整することが可能に構成されている。前記上糸駒１０からの上糸ＮＴは、糸案内溝１１内を通されて糸調子調整機構１２により張力が付与され、さらに、図示しない糸取りばねや天秤を通って、前記縫針７の目孔（図示せず）に通されるようになっている。
【００３０】
詳しく図示はしないが、前記アーム部４内には、ミシンモータ１３（図５参照）により回転駆動されるミシン主軸が設けられている。アーム部４内には、そのミシン主軸の駆動力により前記針棒６を上下動させる針棒駆動機構や、針振り用パルスモータ１５（図５参照）を駆動源として針棒６を左右方向（Ｘ方向）に揺動させる針棒揺動機構、天秤駆動機構等が設けられている。前記ミシン主軸部分には、該ミシン主軸の回転角度ひいては針棒６の上下位置を検出する主軸角度検出器１６（図５参照）が設けられている。
【００３１】
図１に示すように、アーム部４の前面部には、縫製作業の起動と停止を指令する起動・停止キー１７ａを含む複数個のキースイッチ１７が操作可能に設けられている。前記脚柱部３の前面には、大型で縦長形状をなしフルカラー表示が可能な表示装置としての液晶ディスプレイ１８が設けられている。この液晶ディスプレイ１８の表面にはタッチパネル１９（図５参照）が設けられている。液晶ディスプレイ１８には、実用模様や刺繍模様等の多数の縫目模様、縫製作業に必要な各種の機能を実行させる機能名、各種のメッセージなどの縫製情報が表示されるようになっている。
【００３２】
前記ミシンベッド２の上面には、図１、図４に示すように、前記針棒６に対向して針板２０が設けられている。図４に示すように、この針板２０には、前記縫針７が貫通する針穴２０ａや、加工布Ｗ（図６等参照）を１ピッチずつ後方に移送するための送り歯２１が上下に出没及び前後動作する開口部２０ｂが設けられている。また、図示はしないが。ミシンベッド２内には、前記ミシンモータ１３によって前記ミシン主軸と同期駆動される下軸が左右方向に延びて設けられている。
【００３３】
そして、図４に示すように、ミシンベッド２内には、前記針板２０の下側に位置して、前記縫針７と協働して縫目を形成するための水平釜機構２３や、前記針棒６の上下動と同期して送り歯２１を駆動させる送り歯駆動機構２４が、全体としてほぼ矩形枠状のフレーム２５に組付けられてユニット化された状態で設けられる。前記針棒駆動機構や水平釜機構２３などから縫目形成手段が構成され、また、送り歯駆動機構２４等から送り手段が構成される。
【００３４】
前記水平釜機構２３は、周知のように、前記下軸の回転がギヤ機構（図示せず）を介して垂直軸周りの回転に変換されて回転駆動される外釜２６と、その外釜２６内に回転不能に設けられた内釜２２とを備えている。図示はしないが、前記内釜２２内には、下糸ＢＴ（図６等参照）が巻回された下糸ボビンが着脱可能にセットされる。前記内釜２２には、板ばね等からなる張力付与部（図示せず）が設けられており、下糸ボビンから引出される下糸ＢＴは、前記張力付与部によって所定の（固定的な）張力が付与された状態で縫製に供されるようになっている。
【００３５】
また、詳しい図示及び説明は省略するが、前記送り歯駆動機構２４は、周知のように、前記送り歯２１を、フレーム２５に支持する送り歯支持機構２７、この送り歯支持機構２７による布送り量を調節する送り調節機構２８を備えている。前記送り歯支持機構２７は、前記下軸の駆動力を送り歯２１の上下方向移動に変換する上下動機構と、前記下軸の駆動力を送り歯２１の前後方向移動に変換する前後送り機構とを含んで構成されている。前記送り調節機構２８は、送り量調整用パルスモータ２９を駆動源として前記送り歯２１の布送り量（前後方向移動量）を調整（変更）するように構成されている。
【００３６】
これにより、ミシンモータ１３が駆動されてミシン本体１の縫製動作が実行されると、ミシンベッド２上の加工布Ｗが、送り歯２１により１ピッチずつ後方（図２で左側）に送られながら、針棒６及び回転釜機構２３が駆動されることにより、図６に示すように、加工布Ｗに対し、上糸ＮＴと下糸ＢＴとを交絡させながら縫目が形成されるのである。このとき、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの張力バランスである糸調子は、前記糸調子調整機構１２によって調整可能に構成されている。
【００３７】
図３は、前記アーム部４内に組込まれる糸調子調整機構１２の構成を示している。この糸調子調整機構１２は、アーム部４内に設けられた取付板３０に組付けられ、前記糸案内溝１１の奥部に位置して、該糸案内溝１１内に通された上糸ＮＴを、左右から挟み付けることによって張力を付与する張力付与手段たる固定及び可動の２枚の糸調子皿３１及び３２を有している。これと共に、糸調子調整用パルスモータ３３を駆動手段として、それら２枚の糸調子皿３１，３２による挟み付け力を調整する調整機構を備えて構成される。
【００３８】
即ち、前記取付板３０は、前後方向を向き左右方向に延びる主部の左端部に、糸案内溝１１の左側に臨む位置に、左右方向を向き前方に延びる折曲部３０ａを有している。折曲部３０ａの右側面には、糸調子軸３４が右方に延びて取付けられている。前記糸調子皿３１，３２は、中心に糸調子軸３４に挿通される穴を有する円板状をなし、そのうち、固定糸調子皿３１が糸調子軸３４の左端部に固定的に取付けられ、その右側に可動糸調子皿３２が、左右方向に移動可能に挿通されている。
【００３９】
前記取付板３０の前面側には、上面から見てＬ字状をなす調整板３５が、左右方向に移動可能に支持されている。この調整板３５の左端部に設けられ、前方に延びるばね受け部３５ａが、前記糸調子軸３４の右端側に挿通されている。糸調子軸３４には、前記可動糸調子皿３２と、調整板３５のばね受け部３５ａとの間に位置して、圧縮コイルばね３６が嵌挿されている。そして、前記取付板３０に取付けられた糸調子調整用パルスモータ３３の出力軸には、小径のギヤ３７が取付けられ、取付板３０に回転可能に取付けられた大径の駆動ギヤ３８に噛み合っている。
【００４０】
詳しく図示はしないが、前記駆動ギヤ３８の側面部（図で背面）には、螺旋カム溝が設けられており、この螺旋カム溝に、前記調整板３５の右端側に設けられた係合ピンが係合されている。これにて、糸調子調整用パルスモータ３３が駆動されると、駆動ギヤ３８の回転に伴って、螺旋カム溝内を係合ピンが移動することによって、調整板３５が左右方向に位置調整され、これにより、圧縮コイルばね３６のばね力（可動糸調子皿３２を固定糸調子皿３１に向けて押し付ける力）が変動され、もって糸調子が調整されるのである。この場合、例えば、糸調子調整用パルスモータ３３がマイナス方向のパルス数で駆動されると、調整板３５が右方に変位し、上糸ＮＴの張力が弱まり、プラス方向のパルス数で駆動されると、調整板３５が左方に変位し、上糸ＮＴの張力が強くなる。
【００４１】
さて、本実施形態では、前記ミシン本体１には、加工布Ｗに形成された縫目の糸調子を判定し、適切な糸調子（張力バランス）となるように、前記糸調子調整機構１２による上糸ＮＴの張力を自動調整するために、図２に示すように、撮影手段としての第１のカメラ３９及び第２のカメラ４０が設けられる。そのうち第１のカメラ３９は、例えば２００万画素程度のＣＭＯＳ型のカメラ（イメージセンサ）からなり、前記頭部５内の底部に、前記押え棒８の後方に位置して下向きに設けられ、前記針棒６及び回転釜機構２３によって形成された縫目形成直後の加工布Ｗの縫目を、上面（表面）側から撮影するようになっている。
【００４２】
また、前記第２のカメラ４０は、例えば２００万画素程度のＣＭＯＳ型のカメラ（イメージセンサ）からなり、前記ミシンベッド２の上部の針板２０の後部に、第１のカメラ３９と対向するように上向きに設けられ、前記針棒６及び回転釜機構２３によって形成された縫目形成直後の加工布Ｗの縫目を、下面（裏面）側から撮影するようになっている。図５に示すように、これら第１のカメラ３９及び第２のカメラ４０により撮影された縫目の画像データは、制御手段としての制御装置４１に入力されるようになっている。
【００４３】
図５は、本実施形態に係るミシンの電気的構成を、ミシン本体１全体を制御する制御装置４１を中心にして概略的に示している。前記制御装置４１は、コンピュータ（マイコン）を主体として構成され、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、ＥＥＰＲＯＭ４５、入力インターフェース４６、出力インターフェース４７などを、バス４８により相互に接続して構成されている。前記ＲＯＭ４２には、縫製動作を制御するための制御プログラムや、後述する糸調子調整プログラムが記憶されていると共に、縫製動作に必要な縫目データ、糸調子の補正用データ（図１４参照）等の各種のデータが記憶されている。
【００４４】
この制御装置４１の入力インターフェース４６には、前記起動・停止キー１７ａを含む各種のキースイッチ１７、タッチパネル１９が接続され、それらの操作信号が入力されるようになっている。これと共に、主軸角度検出器１６が接続され、その検出信号が入力されるようになっている。そして、上記のように、入力インターフェース４６には、前記第１のカメラ３９及び第２のカメラ４０が接続され、それらの撮影画像のデータが入力されるようになっている。
【００４５】
また、制御装置４１の出力インターフェース４７には、駆動回路４９を介して前記液晶ディスプレイ１８が接続されており、制御装置４１は液晶ディスプレイ１８の表示を制御する表示制御手段として機能する。これと共に、前記出力インターフェース４７には、駆動回路５０，５１，５２，５３を夫々介して、糸調子調整用パルスモータ３３,送り量調整用パルスモータ２９，ミシンモータ１３，針振り用パルスモータ１５が接続され、制御装置４１は、それらを制御して縫製動作等を実行するようになっている。
【００４６】
そして、本実施形態では、後の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、制御装置４１は、そのソフトウエア的構成（糸調子調整プログラムプログラムの実行）により、抽出手段、算出手段、判定手段、制御手段として機能し、加工布Ｗの縫目における、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの張力バランスである糸調子を判定し、適切な糸調子（張力バランス）となるように、前記糸調子調整機構１２による上糸ＮＴの張力を自動調整する処理を実行する。尚、この糸調子調整プログラムは、記録媒体（例えば、光ディスク、磁気ディスク、カード型やスティック型の小型メモリ等）を介して外部から与えられるようにしても良い。
【００４７】
具体的には、まず、第１及び第２のカメラ３９及び４０により、加工布Ｗの表面側及び裏面側の双方から撮影された縫目の画像データを夫々取込む画像取込みのルーチンが実行される。次に、取込まれた加工布Ｗの表裏両面双方の縫目の画像データから、画像処理により上糸ＮＴと下糸ＢＴとの交絡点Ｓに現れた反対側の糸の領域を抽出するルーチンが実行される。次いで、抽出された前記糸の領域の面積を算出するルーチンが実行される。本実施形態においては、この面積の算出の処理は、例えば、抽出された糸の領域内の画素数をカウントすることにより行われるようになっている。
【００４８】
ここで、図６は、ミシン１によって加工布Ｗに形成された縫目の様子（断面図）を模式的に示しており、縫目は、加工布Ｗの表面（上面）側の上糸ＮＴと、加工布の裏面（下面）側の下糸ＢＴとを、交絡点Ｓで交絡させながら形成される。このとき、図７にも示すように、交絡点Ｓにおいては、加工布Ｗの表面（上面）側では、下糸ＢＴが現れ（図７（ａ）参照）、加工布Ｗの裏面（下面）側では、上糸ＮＴが現れるようになる（図７（ｂ）参照）。尚、本実施形態では、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの色が互いに相違している場合を具体例としており、図６、図７では、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの色が異なることを表すために、便宜上、下糸ＢＴ側にハッチングを付して示すこととする。
【００４９】
従って、交絡点Ｓに現れた反対側の糸とは、上糸ＮＴによる縫目が形成される加工布Ｗの表面（上面）側については、下糸ＢＴを意味しており、図７（ａ）に示すように、第１のカメラ３９の加工布Ｗの表面側の撮影画像データから、交絡点Ｓに現れる下糸ＢＴの領域が抽出され、面積Ｉが算出される。下糸ＢＴによる縫目が形成される加工布Ｗの裏面（下面）側については、上糸ＮＴを意味しており、図７（ｂ）に示すように、第２のカメラ４０の加工布Ｗの裏面側の撮影画像データから、交絡点Ｓに現れる上糸ＮＴの領域が抽出され、面積Ｊが算出される。
【００５０】
次に、上記算出のルーチンにおいて算出された面積Ｉ，Ｊに基づいて、糸調子を判定するルーチンが実行される。本実施形態では、この糸調子の判定は、表面側の交絡点Ｓに現れた下糸ＢＴの面積Ｉと、裏面側の交絡点Ｓに現れた上糸ＮＴの面積Ｊとを比較して、糸調子率Ｋ（Ｋ＝Ｊ／Ｉ）を算出することにより行われる。面積Ｉと面積Ｊとが同等（適正範囲）ならば、適切な糸調子であると判定され、面積Ｉの方が大きい場合には、上糸調子（上糸ＮＴの方の張力が大きい）と判定され、面積Ｊの方が大きい場合には、下糸調子（下糸ＢＴの方の張力が大きい）と判定される。
【００５１】
最後に、その判定結果（糸調子率Ｋ）に基づいて、糸調子調整機構１２（糸調子調整用パルスモータ３３）を制御して、適正な糸調子となるように上糸ＮＴの糸調子を補正するルーチンが実行される。この補正は、予め記憶されている補正用データテーブル（図１４）を参照して、求められた糸調子率Ｋに応じた補正量（パルス数）だけ、糸調子調整用パルスモータ３３を駆動することにより行われる。このとき、糸調子率Ｋが適正範囲よりも小さいときには、上糸ＮＴの張力を弱める方向に補正し、糸調子率Ｋが適正範囲よりも大きいときには、上糸ＮＴの張力を強める方向に補正することは勿論である。
【００５２】
次に、上記構成を備える本実施形態のミシンの本体１の作用について、図８から図１４も参照して述べる。尚、本実施形態では、例えば、加工布Ｗに対する縫製動作の実行時に、常に、糸調子の判定及び糸調子調整機構１２による上糸ＮＴの張力の自動調整を行うものとしている。またここでは、例えば白色の加工布Ｗに対し、互いに色の異なる上糸ＮＴと下糸ＢＴとを用いて縫製を行う場合を例としており、より具体的には、上糸ＮＴが、例えば青色とされ、下糸ＢＴは例えば赤色とされる。
【００５３】
図８のフローチャートは、上記した糸調子調整プログラムにより制御装置４１が実行する糸調子判定及び糸調子の自動調整の処理の全体の流れを示している。図９のフローチャートは、図８のステップＳ３における糸調子率判定処理の流れを示しており、また、図１０、図１１、図１２のフローチャートは、夫々、図９におけるステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１５の処理の更に詳細な内容を示している。そして、図１３のフローチャートは、図８のステップＳ４における、糸調子調整用パルスモータ３３の駆動処理の流れを示している。
【００５４】
図８において、まずステップＳ１では、縫製動作中かどうか、つまりミシンモータ１３の駆動により主軸が回転しているかどうかが判断される。縫製動作中である場合には（ステップＳ１にてＹｅｓ）、次のステップＳ２にて、主軸角度検出器１６の検出信号に基づいて、針下検出信号がある（縫針７が加工布Ｗに刺さる針下位置にある）かどうかが判断される。針下検出信号がある場合には（ステップＳ２にてＹｅｓ）、送り歯駆動機構２４による布送りがない状態（加工布Ｗが針板２０上で停止しているタイミング）であると判断され、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、糸調子の判定（糸調子率Ｋの算出）の処理が実行される。この糸調子の判定処理は、図９に示す手順で行われる。
【００５５】
ここで、本実施形態において用いられる糸調子判定の原理について予め述べておく。図６は、ミシン本体１によって加工布Ｗに形成された縫目の様子（断面図）を模式的に示している。ここで、縫目は、加工布Ｗの表面（上面）側の上糸ＮＴと、加工布の裏面（下面）側の下糸ＢＴとを、交絡点Ｓで交絡させながら形成される。このとき、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの張力バランスが良好であれば、図６（ａ）に示すように、それらの交絡部が、加工布Ｗの厚み方向の中間部に来るようになる。これに対し、上糸ＮＴの張力が適切値より大きい上糸調子の場合には、図６（ｂ）に示すように、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの交絡部が加工布Ｗの上面側に来るようになる。このとき、加工布Ｗの上面側から縫目を見ると、交絡点Ｓにおいて、反対側の糸である下糸ＢＴが比較的大きな領域（面積）で現れるようになる。
【００５６】
同様に、上糸ＮＴの張力が適切値より小さい（下糸ＢＴ側の張力が相対的に大きい）下糸調子の場合には、図６（ｃ）に示すように、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの交絡部が加工布Ｗの下面側に来るようになる。このときには、加工布Ｗの上面側から縫目を見ると、交絡点Ｓにおいて、反対側の糸である下糸ＢＴはほとんど現れることがなく、加工布Ｗの下面側から縫目を見ると、交絡点Ｓにおいて、反対側の糸である上糸ＮＴが比較的大きな領域（面積）で現れるようになる。このように、加工布Ｗの表裏両面の交絡点Ｓにおける上糸ＮＴと下糸ＢＴとの見え方が、糸調子に応じて相違してくる点を利用して、糸調子の判定が可能となるのである。
【００５７】
図９において、まずステップＳ１１では、第１のカメラ３９により、加工布Ｗの表面側の縫目の画像（図７（ａ）参照）が撮影され、その画像データ（縫目上面画像）が取込まれる。ステップＳ１２では、縫目上面画像から、一つの交絡点Ｓに現れる下糸ＢＴの領域を抽出し、その領域の面積Ｉ（ドット数）を算出する処理が実行される。図１０のフローチャートは、上記ステップＳ１２の処理の詳細を示している。
【００５８】
この図１０において、ステップＳ２１では、取得した縫目上面画像のデータを、１ドット毎のＲＧＢ配列に変換する処理が行われる。ここでは、１ドット毎に、ＲＧＢの夫々について０〜２５５の範囲の値が付される。ステップＳ２２では、下糸（赤色）ドット数カウンタＩに、０がセットされる。次のステップＳ２３では、１ドット毎に、そのドットが赤色かどうかの判定が行われる。この判定は、しきい値によってフィルタリングすることにより行われ、例えば、Ｒの値が１００以上で且つ、Ｂ，Ｇの値が共に９９以下のときに、赤色であると判断される。
【００５９】
当該ドットが、赤色であると判断されたときには（ステップＳ２３にてＹｅｓ）、ステップＳ２４に進み、下糸（赤色）ドット数カウンタＩが１だけインクリメントされる。これに対し、上記ドットが赤色と判断されなかったときには（ステップＳ２３にてＮｏ）、そのままステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、全てのドットに関して赤色かどうかの判定が終了したかどうかが判断され、全てが終了していないときには（Ｎｏ）、ステップＳ２３に戻る。全てのドットについての判定が終了した場合には（ステップＳ２５にてＹｅｓ）、この処理を終了し図９に戻る。この図１０の処理により、表面側の交絡点Ｓに現れた下糸ＢＴの領域の面積Ｉ（ドット数）が算出されるのである。
【００６０】
図９に戻り、ステップＳ１３では、第２のカメラ４１により、加工布Ｗの裏面（下面）側の縫目の画像（図７（ｂ）参照）が撮影され、その画像データ（縫目下面画像）が取込まれる。ステップＳ１４では、縫目下面画像から、一つの交絡点Ｓに現れる上糸ＮＴの領域を抽出し、その領域の面積Ｊ（ドット数）を算出する処理が、図１１に示すように実行される。図１１において、ステップＳ４１では、取得した縫目下面画像のデータを、１ドット毎のＲＧＢ配列に変換する処理が行われる。ステップＳ４２では、上糸（青色）ドット数カウンタＪに、０がセットされる。次のステップＳ４３では、１ドット毎に、そのドットが青色かどうかの判定が行われる。
【００６１】
当該ドットが、青色であると判断されたときには（ステップＳ４３にてＹｅｓ）、ステップＳ４４に進み、上糸（青色）ドット数カウンタＪが１だけインクリメントされる。これに対し、上記ドットが青色と判断されなかったときには（ステップＳ４３にてＮｏ）、そのままステップＳ４５に進む。ステップＳ４５では、全てのドットに関して青色かどうかの判定が終了したかどうかが判断され、全てが終了していないときには（Ｎｏ）、ステップＳ４３に戻る。全てのドットについての判定が終了した場合には（ステップＳ４５にてＹｅｓ）、この処理を終了し、図９に戻る。この図１１の処理により、裏面側の交絡点Ｓに現れた上糸ＮＴの領域の面積Ｊ（ドット数）が算出されるのである。
【００６２】
図９に戻り、次のステップＳ１５では、上記のように算出された下糸ドット数Ｉ及び上糸ドット数Ｊから、糸調子の判定（糸調子率Ｋを算出）する処理が実行される。図１２は、その処理の具体的な手順を示している。図１２において、まずステップＳ５１では、上糸ドット数Ｊと下糸ドット数Ｉとの比率である糸調子率Ｋの算出が行われる。次のステップＳ５２では、糸調子率Ｋの値が、０．９５以上、１．０５以下の範囲にあるかどうかが、つまり上糸ドット数Ｊと下糸ドット数Ｉとがほぼ均等かどうかが判断される。糸調子率Ｋの値がその範囲内であれば（ステップＳ５２にてＹｅｓ）、上記した図６（ａ）のように、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの張力バランスが良好であり、適正な糸調子であると判定される（ステップＳ５３）。
【００６３】
これに対し、糸調子率Ｋの値が、０．９５以上、１．０５以下の範囲から外れている場合には（ステップＳ５２にてＮｏ）、ステップＳ５４にて、糸調子率Ｋの値が０．９５よりも小さいかどうかが判断される。糸調子率Ｋの値が０．９５よりも小さい場合には（Ｙｅｓ）、下糸ドット数Ｉの値が大きい、つまり、図６（ｂ）に示した上糸ＮＴの張力が大きい上糸調子であると判定される（ステップＳ５５）。糸調子率Ｋの値が１．０５を越えていた場合には（ステップＳ５４にてＮｏ）、下糸ドット数Ｉの値が小さい、つまり、図６（ｃ）に示した下糸ＢＴの張力が相対的に大きい下糸調子であると判定される（ステップＳ５６）。
【００６４】
このようにして図９に示す糸調子の判定の処理（図８のステップＳ３の処理）が終了すると、図８に戻って、次のステップＳ４では、糸調子調整機構１２の糸調子調整用パルスモータ３３の位置変更処理（糸調子の調整の処理）が行われる。この処理の詳細は、図１３に示すように、まずステップＳ６１にて、補正用データテーブル（図１４）を参照して、糸調子率Ｋに応じた糸調子調整用パルスモータ３３の移動量（移動パルス数）が取得される。次いで、ステップＳ６２にて、取得した移動量分（パルス数）だけ糸調子調整用パルスモータ３３を駆動することが行われる。
【００６５】
この場合、図１４に示すように、糸調子率Ｋが、０．９５以上、１．０５以下の範囲にある場合には、適切な糸調子であるため、補正量（パルス数）は０となる。糸調子率Ｋが、０．９４よりも小さいときには、補正量（パルス数）がマイナス方向（上糸ＮＴの張力を弱める方向）とされ、糸調子率Ｋが小さいほどマイナスの補正量（パルス数）が大きくなる。糸調子率Ｋが、１．０６よりも大きいときには、補正量（パルス数）がプラス方向（上糸ＮＴの張力を強める方向）とされ、糸調子率Ｋが大きいほどプラスの補正量（パルス数）が大きくなる。
【００６６】
上記のように糸調子の調整（補正）が行なわれることにより、適正範囲から外れていた場合には、糸調子調整機構１２による上糸ＮＴの糸調子が適正範囲となる方向に補正される。この図１４の処理（図８のステップＳ４の処理）が終了すると、図８のステップＳ５にて、送り歯駆動機構２４による加工布Ｗの搬送が行われる。この後、ステップＳ１に戻って、糸調子の判定の処理及び糸調子の調整の処理が繰返され、適切な糸調子にて縫製作業が行われるようになるのである。
【００６７】
このような本実施形態によれば、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの張力のバランスに応じて、交絡点Ｓに現れる反対側の糸の領域の面積が変動することを利用し、ミシン本体１に設けられた第１及び第２のカメラ３９及び４０によって加工布Ｗの縫目の画像を撮影し、交絡点Ｓに現れた反対側の糸の領域を抽出し、その糸の領域の面積を算出することに基づいて、糸調子を十分な確かさで判定することができるようになった。この場合、人の主観によるものではなく、縫目を撮影した画像データに基づいて糸の領域ひいては面積を算出し、その面積に基づいて糸調子の判定を自動で行うものであるから、反射式の検出器で糸の盛上り高さ（交絡点の深さ）を検出するものと異なり、外乱光や加工布Ｗの色、材質などの影響を受けにくいものとなる。
【００６８】
従って、糸調子の判定及び調整を自動で行うことが可能なものにあって、糸調子の判定の正確性を十分に高いものとすることができ、糸調子の調整を良好に行うことができるという優れた効果を得ることができる。特に本実施形態では、２個のカメラ３９、４０により加工布Ｗの表面側及び裏面側の双方の縫目を撮影し、表裏両面の交絡点Ｓに現れる反対側の糸の領域に関し画素数Ｉ，Ｊをカウントしそれらを比較することにより糸調子を判定するようにしたので、比較的簡単な処理で、高精度に糸調子を判定することができる。さらに、糸調子調整機構１２の糸調子パルスモータ３３に対する簡単な制御で、糸調子の調整を良好に行うことができるといった利点も得ることができる。
【００６９】
図１５は、本発明の他の実施形態を示すものであり、液晶ディスプレイ１８の画面表示の一例を示している。この実施形態では、上記した糸調子の判定処理時（図８のステップＳ３）に、表示装置としての液晶ディスプレイ１８に、糸調子判定結果を表示すると共に、前記カメラ３９,４０による撮影画像を表示するようにしている。この液晶ディスプレイ１８の表示は、表示制御手段としての制御装置４１によって制御される。
【００７０】
この液晶ディスプレイ１８の画面においては、画面の一番右側の欄には、糸調子の判定結果である、糸調子率Ｋの値がパーセント表示（図の例では「１２０％」）されていると共に、上段に下糸ドット数Ｉ、下段に上糸ドット数Ｊ等も併せて表示される。また、この実施形態では画面の左側の欄に、第１のカメラ３９及び第２のカメラ４０の撮影画像が上下段に表示されると共に、中央の欄に、それら撮影画像から抽出された交絡点Ｓにおける下糸ＢＴ及び上糸ＮＴの領域が上下段に表示されている。これにより、糸調子の判定が行われていることや、その判定結果をユーザに対し判りやすく表示することができる。
【００７１】
尚、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な拡張、変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、縫目の１箇所の交絡点Ｓについて、反対側の糸の領域の面積を算出して糸調子の判定を行うようにしたが、撮影手段の１回の撮影によって複数の交絡点Ｓを撮影し、一つの画像データ中に含まれたそれら複数個の交絡点Ｓに現れた糸の各領域の面積に基づいて、糸調子を判定するように構成することができる。或いは、撮影手段の複数回の撮影による複数の画像データの各交絡点Ｓに現れた糸の各領域の面積に基づいて、糸調子を判定するように構成しても良い。これらによれば、縫製結果に現れる糸調子のばらつきによる影響を低減でき、糸調子の判定の精度を一層高めることができる。尚、この場合、面積の平均を用いるのではなく、中央値（メジアン）を用いる方が好ましい。
【００７２】
また、上記した各実施形態では、上糸ＮＴと下糸ＢＴとの色を変えて、糸の色によって糸の領域（面積）を抽出する場合を例として説明したが、モノクロの画像データを用いて、各ドット毎の明暗（濃淡）値を用いて加工布Ｗ中の反対側の糸の領域を抽出するようにしても良い。その際の画像処理の手法としても、エッジ検出をおこなって面積を求めるようにすることもできる。これによれば、少なくとも上糸ＮＴ及び下糸ＢＴと加工布Ｗとのコントラストが異なれば、同様に糸調子の判定及び自動調整が可能となり、また、より安価な撮像手段を採用することもできる。
【００７３】
上記実施形態では、加工布Ｗの表裏両面側から縫目を撮影して両者の面積の比較に基づいて張力バランスを判定するようにしたが、加工布Ｗの表裏のうち一方側からのみ撮影するように構成しても良い。この場合、基準となる面積の値（しきい値）を予め求めておき、その値をＲＯＭ４３に記憶させておく。そして、算出された面積と基準となる面積とを比較することにより、糸調子を判定する。この場合、撮影手段（カメラ）が１個で済み、また判定のために要する処理も簡単に済むことは勿論である。また、撮影手段（カメラ）は、ミシン本体１の外面部に外付けする構成であっても良い。
【００７４】
上記実施形態では、ユーザによるミシン本体１の実使用時に糸調子の判定及び自動調整を行う場合を例としたが、ミシンの生産時（工場出荷時）やメンテナンス時においても、同様における糸調子の自動調整を行うことができることは勿論である。その他、ミシン本体の全体の構成や、糸調子調整機構の構成、表示装置に表示する画面構成についても、種々の変更が可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【符号の説明】
【００７５】
１  ミシン本体
２  ミシンベッド
４  アーム部
５  頭部
６  針棒
７  縫針
１１  糸案内溝
１２  糸調子調整機構（糸調子調整手段）
１８  液晶ディスプレイ（表示装置）
２１  送り歯
２３  回転釜機構
２４  送り歯駆動機構
３１  固定糸調子皿
３２  可動糸調子皿
３３  糸調子調整用パルスモータ（駆動手段）
３５  調整板
３６  圧縮コイルばね
３９  第１のカメラ（撮影手段）
４０  第２のカメラ（撮影手段）
４１  制御装置（抽出手段、算出手段、判定手段、制御手段、表示制御手段）
Ｗ  加工布
Ｓ  交絡点
ＮＴ  上糸
ＢＴ  下糸
【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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【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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