(57)【要約】【課題】針穴と縫針との相対的な位置関係を精度よく検出し、針落ち位置の正規位置からのずれに起因する針板と縫針との干渉等の不具合を未然に防止する。【解決手段】頭部４の下端部に、縫針７と針穴１１とを前方右斜め上方から撮影するイメージセンサ２３を設ける。このイメージセンサ２３により撮影された画像に、二値化処理や輪郭（エッジ）抽出処理といった画像処理を行い、縫針７および針穴１１の輪郭画像を抽出する。この輪郭画像に基づいて、縫針７（針棒５）と針穴１１との相対的位置関係を検出する。【選択図】図２
2010201012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫針が装着される針棒と、
前記針棒を揺動させる針棒揺動機構と、
前記縫針が挿通可能な針穴を有する針板と、を備えたミシンにおいて、
前記針穴と前記縫針とを撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された画像に基づいて、前記針穴と前記縫針との輪郭画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された輪郭画像に基づいて、前記針穴に対する前記縫針の針落ち位置が予め設定された正規位置であるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果に応じて、前記縫針の針落ち位置を前記正規位置に補正するように、前記針棒揺動機構を駆動制御して前記針棒を移動させる補正制御手段と、を備えることを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記判断手段は、前記縫針の針落ち位置が左基線位置または右基線位置のとき、
前記抽出手段により抽出された輪郭画像に基づいて、前記針穴の左端部または右端部と前記縫針との間の左右方向の間隔と、前記縫針の太さ寸法と、を算出すると共に、
算出された前記間隔と前記縫針の太さ寸法とに基づいて、前記針落ち位置が正規位置にあるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記判断手段は、前記抽出手段により抽出された輪郭画像に基づいて、
前記縫針の針落ち位置が左基線位置のときの前記縫針と前記針穴の左端部との間の左側間隔と、前記縫針の針落ち位置が右基線位置のときの前記縫針と前記針穴の右端部との間の右側間隔と、を算出し、
算出された前記左側間隔と前記右側間隔とに基づいて前記針落ち位置が正規位置にあるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項４】
報知手段を備え、前記判断手段が前記針落ち位置が異常と判断した場合、前記報知手段により警告を報知する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。
【請求項５】
記憶手段を備え、前記判断手段の判断に基づいた補正後の針落ち位置の位置データを前記記憶手段に記憶す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針棒を揺動させる針棒揺動機構を備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば家庭用ミシンにあっては、一般に、ステッピングモータを駆動源として針棒を左右に揺動する針棒揺動機構を備え、針棒を左右に揺動させながら加工布に千鳥縫い（ジグザグ縫い）模様を縫製することができる。この場合、針板に形成される針穴は、針棒（縫針）の揺動に対応して左右方向に横長な形状とされている。また、上記千鳥縫いを行う場合以外でも、縫目模様の種類に応じて、針棒（縫針）を、基準位置（中基線位置）から左方に所定量だけ移動させた左基線位置、あるいは右方に所定量だけ移動させた右基線位置で縫製を行う場合も有る。
【０００３】
ところで、上記左基線位置および右基線位置は、縫針の針落ち位置が針穴の左右縁部に対し所定の間隔を有する（針板に干渉しない）ように予め所定位置に設定されることは勿論である。ところが、例えばミシン本体に大きな衝撃（落下等）が与えられたり、機構部分のねじの緩みがあったりした場合には、縫針の針落ち位置が正規位置からずれてしまう虞がある。このような針落ち位置のずれが発生すると、良好な縫製作業ができなくなったり、ひどい場合には、縫針が針板に干渉して、針折れ等を招く虞もある。
【０００４】
このため従来では、例えば、針板の針穴部分に基準マークを付しておき、縫針の針落ち位置がその基準マークに一致するかを、作業者が目視にて確認することが行われていた。しかし、作業者の目視では、針落ち位置のずれを正確（客観的）に判断することはできず、信頼性に劣るものとなっていた。そこで、例えば特許文献１では、針棒揺動機構のステッピングモータの駆動力を針棒に伝達する連杆部分に近接センサを設け、針棒の揺動位置をこの近接センサにより検出し、針棒の揺動量を調整するミシンが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３-２２５４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ミシンは、近接センサが連杆の被検出部を検出することに基づいて、針穴に対する縫針の揺動位置を間接的に検出しているため、針穴に対する縫針の揺動位置を精度よく設定することが困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、針穴と縫針との相対的な位置関係を精度よく検出することができ、針落ち位置の正規位置からのずれに起因する針板と縫針との干渉等の不具合を未然に防止することができるミシンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明の請求項１のミシンは、縫針が装着される針棒と、前記針棒を揺動させる針棒揺動機構と、前記縫針が挿通可能な針穴を有する針板と、を備えたミシンにおいて、前記針穴と前記縫針とを撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像に基づいて、前記針穴と前記縫針との輪郭画像を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された輪郭画像に基づいて、前記針穴に対する前記縫針の針落ち位置が予め設定された正規位置であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に応じて、前記縫針の針落ち位置を前記正規位置に補正するように、前記針棒揺動機構を駆動制御して前記針棒を移動させる補正制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、針穴と縫針とを撮影し、これら針穴と縫針との輪郭画像を抽出することにより、これら針穴と縫針との実際の位置関係を直接的に検出することができる。このため、縫針の針落ち位置が正規位置であるか否かを精度よく判断することができ、針落ち位置にずれが生じていた場合には、補正制御手段により、確実に縫針の針落ち位置を正規位置に補正することができる。
【０００９】
請求項２のミシンは、請求項１のミシンにおいて、前記判断手段は、前記縫針の針落ち位置が左基線位置または右基線位置のとき、前記抽出手段により抽出された輪郭画像に基づいて、前記針穴の左端部または右端部と前記縫針との間の左右方向の間隔と、前記縫針の太さ寸法と、を算出すると共に、算出された前記間隔と前記縫針の太さ寸法とに基づいて、前記針落ち位置が正規位置にあるか否かを判断することを特徴とする。
【００１０】
請求項３のミシンは、請求項１のミシンにおいて、前記判断手段は、前記抽出手段により抽出された輪郭画像に基づいて、前記縫針の針落ち位置が左基線位置のときの前記縫針と前記針穴の左端部との間の左側間隔と、前記縫針の針落ち位置が右基線位置のときの前記縫針と前記針穴の右端部との間の右側間隔と、を算出し、算出された前記左側間隔と前記右側間隔とに基づいて前記針落ち位置が正規位置にあるか否かを判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項４のミシンは、請求項１から３のいずれかに記載のミシンにおいて、報知手段を備え、前記判断手段が前記針落ち位置が異常と判断した場合、前記報知手段により警告を報知することを特徴とする。
請求項５のミシンは、請求項１から４のいずれかに記載のミシンにおいて、記憶手段を備え、前記判断手段の判断に基づいた補正後の針落ち位置の位置データを前記記憶手段に記憶することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のミシンによれば、撮影された針穴と縫針との画像に基づいて、それら針穴と縫針との実際の位置関係を直接的に検出することができるので、縫針の針落ち位置が正規位置であるか否かを精度よく判断することができ、針落ち位置の正規位置からのずれに起因する針板と縫針との干渉等の不具合を未然に防止することができるという優れた効果を得ることができる。
【００１３】
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、縫針と針穴端部との間隔と、縫針の太さ寸法との算出に基づいて、針落ち位置が正規位置にあるか否かを確実に判断することができる。
請求項３のミシンによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、上記左側間隔と上記右側間隔との算出に基づいて、針落ち位置が正規位置に有るか否かを確実に判断することができる。
【００１４】
請求項４のミシンによれば、請求項１から３のいずれかに記載の発明の効果に加え、上記縫針の針落ち位置が異常である場合、上記報知手段の報知によりユーザは該異常に気づき適切な処置を行うことができる。
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、補正後の縫針の針落ち位置の位置データを記憶するので、針落ち位置が正規位置に補正された状態を常に維持して縫製作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すもので、ミシンの斜視図
【図２】縫針部分を拡大して示す斜視図
【図３】針棒揺動機構部分の構成を示す正面図
【図４】縫針が装着された針棒と針穴との関係を示す拡大正面図
【図５】針板の平面図
【図６】針穴と針落ち位置（３つの基線位置）との関係を表す図
【図７】ミシンの電気的構成を概略的に示すブロック図
【図８】制御装置が実行するミシンの通常使用時の全体手順を示すフローチャート
【図９】図８の針落ち位置補正判断処理の詳細を示すフローチャート
【図１０】制御装置が実行するミシンのテストモード時の全体手順を示すフローチャート
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る図６相当図
【図１２】図８相当図
【図１３】図１２の針落ち位置補正判断処理の詳細を示すフローチャート
【図１４】図１０相当図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）第１の実施形態
以下、本発明を、例えば家庭用ミシンに適用した第１の実施形態について、図１から図１０を参照しながら説明する。なお、この実施形態は、請求項１、２、４、５に対応している。図１は、本実施形態に係るミシンＭの全体の外観を示している。
【００１７】
ここで、ミシンＭの本体は、左右方向（Ｘ方向）に延びるミシンベッド１と、このミシンベッド１の右端部から上方に延びる脚柱部２と、この脚柱部２の上端部から図で左方に延びるアーム部３とを一体的に有して構成されている。アーム部３の先端部が、頭部４とされている。また、上記アーム部３の上部には、上糸駒（図示せず）を収容する糸駒収容部（図示せず）を開閉可能に覆うカバー３ａが設けられている。なお、ミシンＭを操作するユーザが位置する側を前方とし、その反対方向を後方とする。また、脚柱部２が位置する側を右側とし、その反対側を左側とする。
【００１８】
図２に示すように、上記アーム部３の先端の頭部４には、針棒５が上下動および左右方向（Ｘ方向）へ揺動可能に設けられている。図３に示すように、この針棒５は、針棒台４５に支持されている。この針棒５の下端部５１には、図３、４に示すように、縫針７が針止め部材８を介して装着されている。なお、上記縫針７としては、種々の太さ寸法のものが用意され、交換可能とされているが、ここでは、太さ寸法が０．９ｍｍの縫針７が装着されているものとする。周知のように、上記針止め部材８の右端部には、針止めネジ９が設けられており、ユーザは、針止めネジ９を回動操作して縫針７の着脱（交換）を行うことができるようになっている。
【００１９】
図２に示すように、上記頭部４には、針棒５（縫針７）の下方に位置して押え足６が設けられている。さらに、針棒５（縫針７）の左側には、上糸駒からの上糸Ｔを上記縫針７の目孔（図示せず）に通すための糸通し装置（図示せず）が設けられている。
【００２０】
詳しく図示はしないが、アーム部３内には、ミシンモータ１２（図７参照）により回転駆動されるミシン主軸が設けられている。さらに、アーム部３内には、そのミシン主軸の駆動力により上記針棒５を上下動させる針棒駆動機構、ステッピングモータ１３（図３、７参照）を駆動源として針棒５を左右方向（Ｘ方向）に揺動させる針棒揺動機構１４（図３参照）、針棒５の上下動に同期して天秤（図示せず）を上下動させる天秤駆動機構、上糸の張力を調整する糸調子装置等が設けられている。上記針棒揺動機構１４については後述する。
【００２１】
なお、上記ミシン主軸には、詳しくは図示しないが、主軸と一体的に回転する扇形形状のシャッター（遮蔽板）が設けられている。また、上記シャッターの回転状態を光学的に検出するフォトインタラプタが、ミシン機枠（図示せず）に設けられている。このシャッターとフォトインタラプタとから主軸角度検出機１５（図７参照）が構成されている。この主軸角度検出器１５により、主軸の角度が検出されることで、主軸により上下駆動される針棒５の上下位置が判別できるようになっている。そして、後述する起動・停止キー１６ａが操作されて縫製作業を停止した時には、針棒５は針上位置（上下動の略最上位置）で停止するように設定されている。
【００２２】
図１に示すように、アーム部３の前面側には、複数個のキースイッチ１６が操作可能に設けられている。詳しい説明は省略するが、このキースイッチ１６には、縫製作業の起動と停止を指令する起動・停止キー１６ａ、返し縫いキー、針上下キー、糸切りキー、スピード調整つまみ等が含まれている。上記脚柱部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液晶ディスプレイ１７が設けられている。
【００２３】
上記液晶ディスプレイ１７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、各種のメッセージ情報等が表示されるようになっている。また、液晶ディスプレイ１７の表面にはタッチパネル１８（図７参照）が設けられており、このタッチパネル１８により、所望の縫目模様を選択したり、必要な機能を実行操作できるようになっている。このとき、後述するように、液晶ディスプレイ１７には、縫針７に異常があると判断されたときに、エラーメッセージ（警告）が表示されるようになっており、報知手段の一部を構成するようになっている。
【００２４】
一方、上記ミシンベッド１の上面には、針板１０（図１、図５参照）が設けられている。図示はしないが、ミシンベッド１内には、その針板１０の下側に位置して、上記針棒５の上下動と同期して送り歯を駆動させる送り歯駆動機構、下糸ボビンを収容し縫針７と協働して縫目を形成する水平釜、上糸および下糸を切断する糸切り機構等が設けられている。このミシンベッド１の左前方部分には、図１に示すように、上記送り歯で加工布（図示せず）を移送して実用模様の縫製を行う際に使用する実用縫製用のテーブル１９が着脱可能に装着される。
【００２５】
なお、上記ミシンベッド１の左側部分には、上記実用縫製用のテーブル１９を取り外した状態で、周知の刺繍機（刺繍枠移動装置）２０（図７参照）が着脱可能に装着される。詳しくは図示しないが、この刺繍機２０は、加工布を保持した刺繍枠を、ミシンベッド１（針板１０）上において、Ｘ方向（左右方向）およびそれとは直交するＹ方向（前後方向）に自在に移送させるように構成されている。この刺繍機２０は、ミシンベッド１に装着された状態で、ミシンベッド１に設けられたコネクタ２１（図７にのみ図示）を介して、後述するミシンの制御装置２２（コントロールユニット）に電気的に接続される。
【００２６】
図５に針板１０の平面図を示す。針板１０は、全体として略矩形板状をなしており、ミシンベッド１に固定される金属製の第１針板３５と、第１針板３５に対して着脱可能に装着される合成樹脂製の第２針板３６とを備えている。
第１針板３５には、縫針７が貫通可能な針穴１１と、上記加工布を送る上記送り歯が出没可能な複数（例えば７つ）の角穴３７とが形成されている。針穴１１は、針棒５（縫針７）の揺動に対応して左右方向に横長な形状をしている。角穴３７は夫々前後方向に細長い直線状をなして針穴１１を囲むように設けられている。
【００２７】
一方、第２針板３６には、下糸ボビンを水平釜機構に投入するためのボビン投入口を上側から覆う透明な合成樹脂製の針板蓋３９が着脱自在に取付けられている。また、第２針板３６の上面で針板蓋３９の左側には、下糸を案内する案内溝４２や下糸を切断する為の切断刃４３が設けられている。
【００２８】
次に、針棒５を左右方向（Ｘ方向）に揺動させる針棒揺動機構１４について説明する。図３に示すように、上記頭部４内には、針棒５を支持する針棒台４５の上端部がミシン機枠（図示せず）に枢支されており、左右方向に揺動可能になっている。上記針棒５は、上記針棒台４５の右側部の上下２箇所に設けられた支持部４８、４９によって上下動自在に支持され、それら支持部４８、４９の略中間部にて、針棒抱き２５により上記針棒揺動機構１４に連結されている。
【００２９】
針棒揺動機構１４は、ミシン機枠（図示せず）に設けられた、針棒台４５、揺動レバー４６、上記ステッピングモータ１３、このステッピングモータ１３により回転される揺動カム４７等を有する。
揺動レバー４６は針棒台４５と略平行に上下方向に伸長する形状で、上下方向の略中央部が枢支ピン５０によってミシン機枠（図示せず）に揺動可能に枢支されており、その下端部５１が針棒台４５の下端部５１に固定されたカム体５２に当接している。揺動レバー４６の上端部にはピン５４が固着され、針棒台４５を左右方向に揺動させる揺動カム４７のカム面５５に当接している。針棒台４５は図示しないコイルバネによりその下端部５１が左向き方向に付勢され、夫々の当接状態が保持されるように構成されている。
【００３０】
ミシン機枠（図示せず）に固定されたステッピングモータ１３の出力軸には、駆動ギヤ５６が取り付けられ、揺動カム４７の外周部のギヤ部５３と噛合している。揺動カム４７のカム面５５は、回動軸心からの距離が大きい半径拡大カム面と回動軸心からの距離が小さい半径縮小カム面とを連続的に有している。これにて、ステッピングモータ１３の基準位置（原点位置）では、針棒５（縫針７）の中心軸線は針板３５の上面に対して垂直な状態にあり、この状態では、針棒５の上下動により、縫針７は、図６に示すように、針板１０の針穴１１の中央部を貫通しながら上下動する。この位置を中基線位置Ｃと称している。
【００３１】
これに対し、ステッピングモータ１３が、例えばプラス方向のパルスにより駆動されると、揺動カム４７の回転により、揺動レバー４６の上端部が左方向に移動する。このため、揺動レバー４６の下端部は右方向に移動し、針棒台４５は、針棒５とともに右方向に移動する。一方、ステッピングモータ１３がマイナス方向のパルスにより駆動されると、揺動カム４７の回転により、揺動レバー４６の上端部が右方向に移動する。このため、揺動レバー４６の下端部は左方向に移動し、針棒台４５は、針棒５とともに左方向に移動する。上記した針棒５の左右方向への揺動量は、印加されるパルス数に応じたものとなることは勿論である。
【００３２】
以上のようにしてミシンＭは、針棒揺動機構１４により針棒５（縫針７）を左右に揺動することによりジグザグ模様の縫製が可能となる。また、図６に示すように、直線模様でも、上記した中基線位置Ｃの他に、針棒５（縫針７）を左位置に移動させた状態で、針穴１１内の左端寄り部を縫針７が貫通する左基線位置Ｌや、針棒５（縫針7）を右位置に移動させた状態で、針穴11内の右端寄り部を縫針７が貫通する右基線位置Ｒで縫製することも可能となっている。
【００３３】
なお、このとき、ユーザによる縫目模様の選択に応じて、針棒５（縫針７）は、中基線位置Ｃ、左基線位置Ｌ、右基線位置Ｒのいずれかに移動している。なお、左基線位置では針穴１１の左端部と縫針７との間隔が０．５ｍｍとなる（正規位置）ように設定されており、右基線位置では針穴１１の右端部と縫針７との間隔が０．５ｍｍとなる（正規位置）ように設定されている。
【００３４】
さて、図２に示すように、頭部４の正面下端部で、縫針７に対しては前方斜め上方の位置には、上記縫針７と針穴１１との画像を撮影する撮影手段としてのイメージセンサ２３が設けられている。本実施形態では、イメージセンサ２３は、例えばＣＭＯＳ形の小型の撮像素子からなる。
【００３５】
上記縫針７（針棒５）は、縫製動作の停止時には針板１０から上昇した針上位置に停止するので、後述するようにミシンモータ１２が上記縫針７（針棒５）を針下位置（針落ち位置、上下動の略最下位置）に移動させた状態でイメージセンサ２３は、針下位置に停止した縫針７と針穴１１との画像を取り込むようになっている。
【００３６】
図７は、本実施形態に係るミシンの電気的構成を概略的に示している。ここで、上記制御装置２２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、ＣＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、ＥＥＰＲＯＭ２９などを含んでいる。上記ＲＯＭ２７には、縫製動作を制御するための制御プログラムや、縫製動作に必要な縫目データ、後述する縫針７の針落ち位置のずれ判断用プログラムやそのためのデータ、例えば左基線位置、中基線位置、右基線位置の夫々の縫針７の針落ちの正規位置のデータ（例えば、針穴１１の左端部からの間隔、以下、正規位置データという）などが記憶されている。
【００３７】
この制御装置２２には、上記起動・停止キー１６ａを含む各種のキースイッチ１６、タッチパネル１８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と共に、主軸角度検出器１５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、制御装置２２には画像処理回路２４が接続され、制御装置２２がイメージセンサ２３の制御を行うと共に、画像処理回路２４から縫針７および針穴１１の輪郭画像が入力されるようになっている。
【００３８】
また、制御装置２２には、駆動回路３０を介して上記液晶ディスプレイ１７が接続されていると共に、駆動回路３１、３２を夫々介してミシンモータ１２、ステッピングモータ１３が接続され、制御装置２２は、それらを制御して縫製動作を実行するようになっている。さらに、制御装置２２には、駆動回路３３を介して警報用のブザー３４が接続されている。なお、制御装置２２には、上記コネクタ２１も接続されている。
【００３９】
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）にて述べるように、制御装置２２は、そのソフトウエア的構成（針落ち位置のずれ判断プログラムの実行）により、上記縫針７の針穴１１に対する針落ち位置が正規位置であるか否かを自動で検出（判断）し、異常（ずれ）があった場合に補正するようになっている。
【００４０】
即ち、制御装置２２は、ミシンＭが実際に縫製動作を開始する前に、イメージセンサ２３により縫針７および針穴１１の画像を撮影させ、その画像データに基づいて画像処理回路２４により輪郭画像を抽出させる。そして、制御装置２２は、上記縫針７および針穴１１の輪郭画像に基づいて、針穴１１に対する縫針７の針落ち位置が予め設定された正規位置であるか否かを判断し、ずれがあった場合には、縫針７の針落ち位置を正規位置に補正するようにステッピングモータ１３を駆動するようになっている。
【００４１】
より具体的には、本実施形態では、図６に示すように、該縫針７の太さ寸法Ｂおよび針穴１１の端部、例えば左端部と該縫針７との左側間隔Ａを求める。そして、該太さ寸法Ｂおよび該左側間隔Ａに基づき実際の縫針７の針落ち位置を、正規位置データと比較して、実際の縫針７の針落ち位置が正規位置にあるか否かを判断する。このとき、本実施形態では、実際の針落ち位置にずれがあった場合には、そのずれ量が所定のしきい値以内であった場合には、実際の縫針７の針落ち位置を補正するのであるが、ずれ量がしきい値を超えるものであった場合には、修理が必要な程度の異常であると判断し、液晶ディスプレイ１７の画面に、縫針７に異常がある旨のメッセージを表示すると共に、ブザー３４を鳴動させて報知するようになっている。
【００４２】
従って、制御装置２２が判断手段および補正制御手段として機能し、また、制御装置２２が、液晶ディスプレイ１７やブザー３４等と共に報知手段を構成するようになっている。
次に、上記構成の作用（制御装置２２の制御内容）について、図８から図１０を参照して述べる。図８のフローチャートは、制御装置２２が実行するミシンの通常使用時の全体手順を示している。また、図９のフローチャートは、図８のフローチャート中の針落ち位置補正判断処理の処理内容を具体的に示している。なお、この縫針７の針落ち位置補正判断処理は、例えばミシンＭの電源オン直後に毎回実行してもよく、また、ミシンモータ１２の駆動時間（積算時間）が一定時間を超えたときや、ユーザのキー操作があったときに実行してもよい。
【００４３】
ミシンＭの電源オンにより、ミシンＭの制御装置２２は起動する。ここで、ミシンＭの電源オン時には、針棒５（縫針７）は、現在選択されている縫目模様に応じて、左基線位置Ｌ、中基線位置Ｃ、右基線位置Ｒのいずれかに対応した位置（針上位置）に停止している。先ず、ステップＳ１では、ユーザに押え足６（図１参照）を取り外すと共に、加工布を針板１０上面から離し、縫針７を装着することを促すため、駆動回路３０を介して液晶ディスプレイ１７にメッセージを表示する。
【００４４】
ステップＳ２において、駆動回路３１を介してミシンモータ１２を駆動し針棒５を降下させ、縫針７を針下（針落ち）位置へ移動させる。
ステップＳ３において、イメージセンサ２３（図２参照）により縫針７と針穴１１とを前方右斜め上方から撮影する。そして、その画像データを画像処理回路２４により、縫針７と針穴１１とを略正面から視た画像に変換し、二値化処理し輪郭（エッジ）を抽出するといった画像処理を行う。そして、図８に示すように、抽出された縫針７および針穴１１の輪郭画像に基づき、針穴１１の左端部と縫針７との左側間隔Ａ（図６参照）および縫針７の太さ寸法Ｂが求められる。
【００４５】
ステップＳ４にて、縫針７（針棒５）の針落ち位置補正判断処理を行う。この針落ち位置補正判断処理の説明は図９を参照して行う。
ステップＳ１０では、針棒５（縫針７）の位置が左基線位置であるか否かを判断する。左基線位置の場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１に移行し、演算された上記左側間隔Ａおよび寸法Ｂから算出した（Ａ＋１／２・Ｂ）の値と左基線位置の上記正規位置データとが等しいか否かを判断する。上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値と左基線位置の上記正規位置データとが等しい場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、縫針７の位置は正常であると判断される、この後、ステップＳ５（図８参照）に移行し、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作により、縫製をスタートさせる。なお、上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値は、針穴１１の左端部と縫針７の中心との距離を意味する。
【００４６】
上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値と左基線位置の上記正規位置データとが異なっている場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２に移行して、上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値と左基線位置の上記正規位置データとの差が例えば２ｍｍ以上か否かを判断する。上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値と左基線位置の上記正規位置データとの差が２ｍｍ以上の場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ミシンＭの針落ち位置補正処理の可能範囲を超えており異常であると判断する。このときには、ステップＳ１３に移行して異常である旨の警告を液晶ディスプレイ１７に表示しブザー３４を鳴動させて報知して、ユーザにミシンＭの修理を促し、ミシンＭはステップＳ１３に待機する。
【００４７】
上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値と左基線位置の上記正規位置データとの差が２ｍｍ未満の場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１４に移行して左基線位置の上記正規位置データが上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値より大きいか否かを判断する。左基線位置の上記正規位置データが上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値より大きい場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行して、上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値が上記正規データと等しくなるまで、駆動回路３２（図７参照）を介してステッピングモータ１３を駆動（プラス方向のパルスを印加）し、針棒５（縫針７）を右方向に移動させる。
【００４８】
ステップＳ１６に移行して、ステッピングモータ１３の駆動により移動した針棒５（縫針７）の移動量（補正パルス数）をＲＡＭ２８（図７参照）に記憶させる。次に、ステップＳ５に移行し、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作により、ミシンＭは縫製をスタートさせる。上記移動量はＲＡＭ２８に記憶されているため、ミシンＭの縫製中、針棒５（縫針７）の針落ち位置は左基線位置の上記正規位置に維持される。
【００４９】
ステップＳ１４において、左基線位置の上記正規位置データが上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値以下と判断させた場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１７に移行して、上記（Ａ＋１／２・Ｂ）の値が上記正規位置データと等しくなるまで、駆動回路３２（図７参照）を介してステッピングモータ１３を駆動（マイナス方向のパルスを印加）し、針棒５（縫針７）を左方向に移動させる。
【００５０】
ステップＳ１８に移行して、ステッピングモータ１３の駆動により移動した針棒５の移動量をＲＡＭ２８（図７参照）に記憶する。次に、ステップＳ５に移行し、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作により、ミシンＭが縫製動作をスタートすると（Ｓ５）、上記移動量はＲＡＭ２８に記憶されているため、ミシンＭの縫製中、針棒５（縫針７）の針落ち位置は左基線位置の正規位置に維持される。ユーザは所定の縫製作業を行い（Ｓ６）、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作によりミシンＭの縫製をストップする（Ｓ７）。
【００５１】
一方、ステップＳ１０において縫針７が左基線位置でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ１９に移行して針棒５（縫針７）が中基線位置か否かを判断する。縫針７が中基線位置の場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、縫針７の針下位置が左基線位置の場合と同様の処理を行う。ステップＳ２０からステップＳ２７では、正規位置データが異なるのみで、夫々ステップＳ１１からステップＳ１８と同様の処理を行っている。従って、詳しい説明は省略する。
【００５２】
さらに、縫針７が中基線位置ではない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、すなわち、縫針７が右基線位置の場合、やはり、縫針７の針下位置が左基線位置の場合と同様の処理を行う。ステップＳ２８からステップＳ３５では、正規位置データが異なるのみで、夫々ステップＳ１１からステップＳ１８と同様の処理を行っており、詳しい説明は省略する。
【００５３】
また、本実施形態では、ミシンＭは、図１０に示すような、テストモードを備える。具体的には、タッチパネル１８を操作してミシンＭのテストモードを起動させると（Ｓ４０）、上記と同様の針落ち位置補正判断処理（Ｓ４）が行われる。このようにテストモードを備えることにより、工場出荷時またはサービスマンの保守点検時などに針棒５（縫針７）の針落ち位置を予め定められた正規位置に補正をすることが可能となる。
【００５４】
以上に示した本実施形態では、イメージセンサ２３により撮影された針穴１１と縫針７との画像に基づいて、これら針穴１１と縫針７との実際の位置関係を直接的に検出することができ、縫針７が左基線位置、中基線位置、右基線位置のいずれに位置するときでも、正規位置であるか否かを精度よく判断することができ補正することができる。従って、縫針７の針落ち位置の正規位置からのずれに起因する針板１０と縫針７との干渉等の不具合を未然に防止することができる。
【００５５】
縫針７と針穴１１の左端部との間隔と、縫針７の太さ寸法との算出に基づいて、正規位置にあるか否かを判断するため、太さ寸法の異なる色々な縫針７に適応でき、縫針７が正規位置にあるか否かを確実に判断することができる。
縫針７が正規位置より２ｍｍ以上ずれがある場合には、液晶ディスプレイ１７およびブザー３４の報知手段により、異常をユーザに迅速に報知することができ、ユーザはこのような異常に対して適切な処置を行うことができる。
【００５６】
補正後の縫針７の針落ち位置の位置データ、すなわち、当該補正時の縫針７の針落ち位置の移動量をＲＡＭ２８に記憶するので、常に針棒５の位置が正規位置に補正された状態で縫製作業を行うことができる。
【００５７】
（２）第２の実施形態
以下、本発明の第２の実施形態について、主に図１１から１４を参照して説明する。なお、この実施形態は、請求項１、３、４、５に対応している。また、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。この第２の本実施形態においては、ミシンＭのハードウエア構成は第１の実施形態に係る構成と同一であるが、ソフトウエア構成（制御装置２２の制御内容）について、上記第１の実施形態と異なる。
【００５８】
この第２の実施形態においては、制御装置２２は、縫針７の針落ち位置を左基線位置に移動させた状態における、抽出された輪郭画像に基づいて、縫針７と針穴１１の左端部との間の左側間隔Ａを算出すると共に、縫針７の針落ち位置を右基線位置に移動させた状態における、抽出された輪郭画像に基づいて、縫針７と針穴１１の右端部との間の右側間隔Ｄを算出し、それら左側間隔Ａと右側間隔Ｄとに基づいて針落ち位置が正規位置にあるかを判断するようになっている。
【００５９】
図１２は、本実施形態に係る制御装置２２が実行するミシンＭの通常使用時の全体手順を示すフローチャートを示している。また、図１３は、図１２のステップＳ５４の処理内容の詳細を示すフローチャートを示している。
ミシンＭの電源オンにより、ミシンＭの制御装置２２は起動する。ここで、ミシンＭの電源オン時には、針棒５（縫針７）は、現在選択されている縫目模様に応じて、左基線位置Ｌ、中基線位置Ｃ、右基線位置Ｒのいずれかに対応した位置（針上位置）に停止している。先ず、ステップＳ１では、ユーザに押え足６（図１参照）を取り外すと共に、加工布を針板１０上面から離し、縫針７を装着することを促すため、駆動回路３０を介して液晶ディスプレイ１７にメッセージを表示する。
【００６０】
ステップＳ５０において、駆動回路３２を介して針棒揺動機構１４を駆動し針棒５を左基線位置に移動させ、駆動回路３１を介してミシンモータ１２を駆動し縫針７を針下（針落ち）位置へ降下させる。
ステップＳ５１において、イメージセンサ２３（図２参照）が縫針７と針穴１１とを撮影した画像を略正面視の画像に変換した後、輪郭（エッジ）抽出処理より得たデータを元に演算処理し、左基線位置にある縫針７および針穴１１の輪郭画像を得る。
【００６１】
ステップＳ５２において、駆動回路３２を介して針棒揺動機構１４を駆動し針棒５を右基線位置に移動させ、駆動回路３１を介してミシンモータ１２を駆動し縫針７を針下（針落ち）位置へ降下させる。
ステップＳ５３において、イメージセンサ２３（図２参照）が縫針７と針穴１１とを撮影した画像を略正面視の画像に変換した後、輪郭（エッジ）抽出処理より得たデータを元に演算処理し、右基線位置にある縫針７および針穴１１の輪郭画像を得る。
【００６２】
ステップＳ５４にて、縫針７（針棒５）の針落ち位置補正判断処理を行う。この針落ち位置補正判断処理の説明は図１３を参照して行う。ステップＳ５５では、ステップＳ５１にて得られた左基線位置にある縫針７および針穴１１の輪郭画像に基づいて、針穴１１左端部から縫針７までの左側間隔Ａ（図１１参照）を算出する。ステップＳ５６では、ステップＳ５３にて得られた右基線位置にある縫針７および針穴１１の輪郭画像に基づいて、針穴１１右端部から縫針７までの右側間隔Ｄ（図１１参照）を算出する。
【００６３】
続いて、左側間隔Ａと右側間隔Ｄの値とを比較し、その比較結果に応じた処理を行う。先ず、ステップＳ５７において、左側間隔Ａと右側間隔Ｄとが等しいが否かを判断する。左側間隔Ａと右側間隔Ｄとが等しいと判断された場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、縫針７（針棒５）の針落ち位置は正常（正規位置）であるとしてステップＳ５（図１２参照）に移行し、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作により、縫製をスタートさせる。左側間隔Ａと右側間隔Ｄとが相違する場合（Ｓ５７：ＮＯ）、ステップＳ５８へ移行する。
【００６４】
ステップＳ５８において、左側間隔Ａと右側間隔Ｄとの差が２ｍｍ以上か否か判断する。左側間隔Ａと右側間隔Ｄとの差が２ｍｍ以上の場合（Ｓ５８：ＹＥＳ）、ミシンＭが針落ち位置補正判断処理の可能範囲を超えており異常であると判断される。このときには、ステップＳ５９に移行して異常である旨の警告を液晶ディスプレイ１７に表示してブザー３４を鳴動させて報知して、ユーザにミシンＭの修理を促し、ミシンＭはステップＳ５９に待機する。左側間隔Ａと右側間隔Ｄとの差が２ｍｍ未満の場合（Ｓ５８：ＮＯ）、ステップＳ６０に移行する。
【００６５】
ステップＳ６０では、左側間隔Ａが右側間隔Ｄより大きいか否か判断する。左側間隔Ａが右側間隔Ｄより大きい場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、縫針７（針棒５）は正規位置より右側に位置しているため、左側間隔Ａが右側間隔Ｄと等しくなるまで駆動回路３２（図７参照）を介してステッピングモータ１３を駆動（マイナス方向のパルスを印加）し、針棒５（縫針７）を左方向に移動させる（Ｓ６１）。
【００６６】
ステップＳ６２に移行して、ステッピングモータ１３の駆動により移動した針棒５（縫針７）の移動量をＲＡＭ２８（図７参照）に記憶させる。次に、ステップＳ５に移行し、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作により、ミシンＭは縫製をスタートさせる。上記移動量はＲＡＭ２８に記憶されているため、ミシンＭの縫製中、針棒５（縫針７）の針落ち位置は上記正規位置に維持される。
【００６７】
左側間隔Ａが右側間隔Ｄより小さい場合（Ｓ６０：ＮＯ）、縫針７（針棒５）は上記正規位置より左側に位置しているため、左側間隔Ａが右側間隔Ｄと等しくなるまで駆動回路３２（図７参照）を介してステッピングモータ１３を駆動（プラス方向のパルスを印加）し、針棒５（縫針７）を右方向に移動させる（Ｓ６３）。
【００６８】
ステップＳ６４に移行して、ステッピングモータ１３の駆動により移動した針棒５（縫針７）の移動量をＲＡＭ２８に記憶させる。次に、ステップＳ５に移行し、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作により、ミシンＭは縫製をスタートさせる。上記移動量はＲＡＭ２８に記憶されているため、ミシンＭの縫製中、針棒５（縫針７）の針落ち位置は正規位置に維持される。
【００６９】
ステップＳ５において縫製はスタートし、ユーザは所定の縫製作業を行い（Ｓ６）、ユーザの起動・停止キー１６ａの操作によりミシンＭの縫製をストップする（Ｓ７）。
さらに、ミシンＭは、テストモードを備える。具体的には、図１４に示すように、タッチパネル１８を操作してミシンＭのテストモードを起動させ（Ｓ７０）、次に、針落ち位置補正判断処理（Ｓ５４）を行う。このようにテストモードを備えることにより、工場出荷時またはサービスマンの保守点検時などに針棒５（縫針７）の針落ち位置を予め定められた正規位置に補正をすることが可能となる。
【００７０】
以上に示した本実施形態では、左基線位置における縫針７（針棒５）と針穴１１左端部との左側間隔Ａと、右基線位置における縫針７（針棒５）と針穴１１右端部との右側間隔Ｄとを算出し、左側間隔Ａと右側間隔Ｄとの、一致および大小関係に基づいて、針落ち位置が上記正規位置か否かを確実に判断するため、縫針７（針棒５）を上記正規位置に確実に位置させることができる。
【００７１】
（３）その他の実施形態
本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
上述の第１、２の実施形態では、本発明を家庭用ミシンに適用した例を示したが、これに限らず、工業用ミシンに本発明を適用することが可能である。
【００７２】
上述の第１、２の実施形態では、針棒揺動機構１４の駆動源としてステッピングモータ１３を用いた例を示したが、これに限らず、例えば、ソレノイドを針棒揺動機構１４の駆動源に用いてもよい。
上述の第１、２の実施形態では、イメージセンサ２３にＣＭＯＳ形の小型の撮像素子を用いた例を示したが、これに限らず、ＣＣＤ形の小型の撮像素子を用いてもよい。
【００７３】
上述の第１、２の実施形態では、縫針７（針棒５）の移動量をＲＡＭ２８（図７参照）に記憶する例を示したが、これに限らず、ＥＥＰＲＯＭ２９に記憶してもよい。
上述の第１、２の実施形態における、縫針７の太さ寸法（０．９ｍｍ）や針落ち位置補正判断処理（Ｓ４、Ｓ５４）の針落ち位置の異常判断（Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２９、Ｓ５８）のしきい値（２ｍｍ）等の具体的数値はあくまでも一例を示したに過ぎず、例えば、ミシンの機種等の別によって種々のしきい値の設定が可能である。
【００７４】
上述の第１の実施形態では、左基線位置Ｌ、中基線位置Ｃ、右基線位置Ｒのいずれかに針棒５（縫針７）が位置したとき、これらの夫々の位置に対応する正規位置に対して針落ち位置補正判断処理（Ｓ４）を行っていたが、これに限ることはなく、左基線位置Ｌ、右基線位置Ｒのいずれかに針棒５（縫針７）が位置したとき、これらの夫々の位置に対応する正規位置対して針落ち位置補正判断処理（Ｓ４）を行ってもよい。すなわち、中基線位置Ｃに針棒５（縫針７）が位置したときは針落ち位置補正判断処理（Ｓ４）は行わないようにしてもよい。針棒５（縫針７）が中基線位置Ｃに位置しているときは、縫針７が針板１０に干渉することは殆ど無いからである。
【符号の説明】
【００７５】
Ｍ  ミシン
５  針棒
７  縫針
１０  針板
１１  針穴
１４  針棒揺動機構
１７  液晶ディスプレイ（報知手段）
２２  制御装置（補正制御手段）
２３  イメージセンサ（撮影手段）
２４  画像処理回路（抽出手段）
２６  ＣＰＵ（判断手段）
２８  ＲＡＭ（記憶手段）
２９  ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
３４  ブザー（報知手段）
【図１】
2010201012.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010201012.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010201012.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010201012.tif 000009
【図８】
2010201012.tif 000010
【図９】
2010201012.tif 000011
【図１０】
2010201012.tif 000012
【図１１】
2010201012.tif 000013
【図１２】
2010201012.tif 000014
【図１３】
2010201012.tif 000015
【図１４】
2010201012.tif 000016