(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被縫製物を載置する送り台と、前記送り台を直交する第１移動方向と第２移動方向で移動させる送り台移動機構と、を備えたミシンにおいて、
前記送り台移動機構は、
前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に対応して複数位置で原点信号を検出する変位検出手段を備え、
前記第１移動方向において前記変位検出手段が前記原点信号を検出する複数位置のいずれか１つを当該第１移動方向における第１基準位置に設定し、
前記送り台が、前記第１基準位置上で前記第２移動方向に沿って移動した際に、当該送り台の前記第２移動方向における第２基準位置への到達を検出できる到達検出手段を備えており、
前記到達検出手段は、
前記送り台が前記第１移動方向で前記第１基準位置に位置し、かつ、前記第２移動方向で前記第２基準位置に位置している際に、当該送り台の所定部分に近接する位置に設けられた近接センサである
ことを特徴とするミシン。
【請求項２】
請求項１記載のミシンにおいて、
前記第１基準位置は、前記第１移動方向の一方側の端部から他方側へ向けて送り台を移動させ、最初に前記変位検出手段が前記原点信号を検出する位置に設定していることを特徴とするミシン。
【請求項３】
請求項１又は２記載のミシンにおいて、
前記第１移動方向で前記第１基準位置から任意の第１オフセット量だけずれた第１オフセット基準位置と、前記第２移動方向で前記第２基準位置から任意の第２オフセット量だけずれた第２オフセット基準位置、とを設定入力可能な操作手段を備えたことを特徴とするミシン。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のミシンにおいて、
前記変位検出手段は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で前記原点信号を検出するロータリエンコーダで構成することを特徴とするミシン。
【請求項５】
請求項４記載のミシンにおいて、
前記ロータリエンコーダは、所定の１箇所の第１内周角範囲とそれ以外の第２内周角範囲とを区別して検出でき、当該ロータリエンコーダの回転方向と前記２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって前記原点信号を検出することを特徴とするミシン。
【請求項６】
請求項１記載のミシンにおいて、
前記変位検出手段は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で前記原点信号を検出するロータリエンコーダで構成し、
前記ロータリエンコーダは、所定の１箇所の第３内周角範囲と、それ以外で均等に所定数で区分可能な第４内周角範囲とを区別して検出でき、当該ロータリエンコーダの回転方向と前記２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって前記原点信号を検出し、
前記第１基準位置は、前記第１移動方向の一方側の端部から他方側へ向けて送り台を移動させ、最初に前記変位検出手段が前記原点信号を検出する位置に設定し、
前記第１移動方向の一方側の端部から前記第１基準位置までの範囲に前記第４内周角範囲が対応している
ことを特徴とするミシン。
【請求項７】
請求項１記載のミシンにおいて、
前記変位検出手段は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で前記原点信号を検出するロータリエンコーダで構成し、
前記ロータリエンコーダは、所定の１箇所の第５内周角範囲と、それ以外で均等に所定数で区分可能な第６内周角範囲とを区別して検出でき、当該ロータリエンコーダの回転方向と前記２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって前記原点信号を検出し、
前記第１基準位置は、前記第１移動方向の一方側の端部から他方側へ向けて送り台を移動させ、最初に前記変位検出手段が前記原点信号を検出する位置に設定し、
前記第１移動方向の一方側の端部から前記第１基準位置までの範囲に前記第５内周角範囲が対応している
ことを特徴とするミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンに係わり、特に、被縫製物の移動位置を管理するミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被縫製物を水平移動させて模様縫いを行う模様縫いミシンは、被縫製物の布を保持させた布保持体を固定する送り台、直交する２方向で移動させる移動機構を有している。当該移動機構は、細かい模様を正確に縫製するために、上記２方向のそれぞれの送り台の移動位置を高い精度で管理する必要がある。しかし、縫製作業を終了してミシンの電源を落としている間は、各移動方向に対応する駆動モータにおいても通電が停止して制動トルクが消失するため、送り台が自由に移動してしまう。電源が落ちている間は、送り台の移動の検出と位置の管理もできない。このため、ミシンの起動時には、送り台を一度所定の原点位置に位置決めさせる必要がある。
【０００３】
従来では、各移動方向に対応する２つの原点センサを設け、それぞれの検出結果に基づいて送り台の各移動方向における原点位置への到達を検出していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、２つのセンサを備える分だけ構成が複雑となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、簡易な構成で送り台の移動原点への位置決めを容易に行えるミシンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、被縫製物を載置する送り台と、前記送り台を直交する第１移動方向と第２移動方向で移動させる送り台移動機構と、を備えたミシンにおいて、前記送り台移動機構は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に対応して複数位置で原点信号を検出する変位検出手段を備え、前記第１移動方向において前記変位検出手段が前記原点信号を検出する複数位置のいずれか１つを当該第１移動方向における第１基準位置に設定し、前記送り台が、前記第１基準位置上で前記第２移動方向に沿って移動した際に、当該送り台の前記第２移動方向における第２基準位置への到達を検出できる到達検出手段を備えており、前記到達検出手段は、前記送り台が前記第１移動方向で前記第１基準位置に位置し、かつ、前記第２移動方向で前記第２基準位置に位置している際に、当該送り台の所定部分に近接する位置に設けられた近接センサであることを特徴とする。
【０００８】
本願第１発明のミシンは、送り台移動機構が、直交する第１移動方向と第２移動方向で規定される平面上で被縫製物を載置した送り台を移動させながら縫針が上下動することにより、被縫製物に対し縫製を行う。このときの縫製を高い精度で行うためには、当該ミシンの起動時に、第１移動方向と第２移動方向のそれぞれに対応する第１基準位置と第２基準位置で規定される移動原点に、送り台を正確に位置決めする必要がある。
【０００９】
移動原点に位置決めする場合、上記第１移動方向の範囲と上記第２移動方向の範囲で限定される送り台の移動可能範囲内において、送り台を一方の移動方向で最小移動単位長でずらしつつ他方の移動方向で往復動させるよう当該移動可能範囲の全域を走査することで、上記移動原点の１点を探索することは可能である。しかしながら、この方法では時間がかかりすぎて実用的ではない。他にも、各移動方向の基準位置をそれぞれに対応するセンサを用いて探索する方法もあるが、この場合には２つのセンサを備える分だけ構成が複雑となってしまう。
【００１０】
これに対し、本願第１発明においては、送り台移動機構が、第１移動方向に沿った送り台の移動に対応して複数位置で原点信号を検出する変位検出手段を備えている。さらに、当該送り台移動機構では、第１移動方向において変位検出手段が原点信号を検出する複数位置のいずれか一つを当該第１移動方向における送り台の第１基準位置に設定している。これにより、変位検出手段が原点信号を検出する複数位置のいずれかで第１基準位置の探索を絞り込むことができるため、第１基準位置を検出する効率が格段に向上する。尚、上記変位検出手段は、送り台を高い精度で移動させるために従来から設置が必要となっている部位である。
【００１１】
また、本願第１発明においては、送り台が第１基準位置上で第２移動方向に沿って移動した際に、当該送り台の第２移動方向における第２基準位置への到達を検出できる到達検出手段を備えている。これにより、送り台を第１基準位置上で第２移動方向に沿ってその範囲を往復移動させるだけで、第２基準位置も容易に検出できる。
【００１２】
本願第１発明のミシンは、上記のようにして、送り台の到達を検出する到達検出手段のセンサを１つだけ設けただけで、送り台の第１基準位置と第２基準位置の両方の位置決めが可能となる。この結果、簡易な構成で送り台の移動原点への位置決めを容易に行うことができる。
また、到達検出手段が送り台の所定部分に近接する位置に設けられた近接センサであることにより、送り台と送り台移動機構との間の非接触の状態を維持したまま、送り台の第２基準位置の位置決めが可能となる。この結果、送り台の位置決め制御を行った場合でも、送り台の位置検出の精度への影響を抑えることができる。
【００１３】
第２発明は、上記第１発明において、前記第１基準位置は、前記第１移動方向の一方側の端部から他方側へ向けて送り台を移動させ、最初に前記変位検出手段が前記原点信号を検出する位置に設定していることを特徴とする。
【００１４】
これにより、変位検出手段が原点信号を検出する複数位置のうちから第１基準位置を容易に特定することができ、また最も早く送り台を当該第１基準位置へ到達させることができる。
【００１７】
第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記第１移動方向で前記第１基準位置から任意の第１オフセット量だけずれた第１オフセット基準位置と、前記第２移動方向で前記第２基準位置から任意の第２オフセット量だけずれた第２オフセット基準位置、とを設定入力可能な操作手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
これにより、ユーザが任意に指定した位置に移動原点を設定できる。
【００１９】
第４発明は、上記第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記変位検出手段は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で前記原点信号を検出するロータリエンコーダで構成することを特徴とする。
【００２０】
これにより、第１移動方向で送り台を移動させる駆動アクチュエータに回転モータを利用する場合に、その駆動力の伝達経路中に変位検出手段としてのロータリエンコーダを組み込むことが容易となる。また、当該ロータリエンコーダが１回転に１回だけ原点信号を検出するため、変位検出手段が原点信号を検出する複数位置の間隔を最も広く開けることができる。言い換えると、第１移動方向の範囲内でロータリエンコーダが原点信号を検出する複数位置の数、つまり第１基準位置の探索候補の数を少なくできるため、第１基準位置を検出する効率が向上する。
【００２１】
第５発明は、上記第４発明において、前記ロータリエンコーダは、所定の１箇所の第１内周角範囲とそれ以外の第２内周角範囲とを区別して検出でき、当該ロータリエンコーダの回転方向と前記２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって前記原点信号を検出することを特徴とする。
【００２２】
これにより、変位検出手段として設けた当該ロータリエンコーダを、原点信号の検出以外にも、送り台の第１移動方向での移動に同期させて行う他のタイミング制御にも利用できる。また、そのような利用においても、原点信号の検出周期を、当該ロータリエンコーダの１回転に１回だけに維持できる。
【００２３】
第６発明は、上記第１発明において、前記変位検出手段は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で前記原点信号を検出するロータリエンコーダで構成し、前記ロータリエンコーダは、所定の１箇所の第３内周角範囲と、それ以外で均等に所定数で区分可能な第４内周角範囲とを区別して検出でき、当該ロータリエンコーダの回転方向と前記２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって前記原点信号を検出し、前記第１基準位置は、前記第１移動方向の一方側の端部から他方側へ向けて送り台を移動させ、最初に前記変位検出手段が前記原点信号を検出する位置に設定し、前記第１移動方向の一方側の端部から前記第１基準位置までの範囲に前記第４内周角範囲が対応していることを特徴とする。
【００２４】
これにより、前記第１移動方向の一方側の端部から前記第１基準位置までの範囲において、ロータリエンコーダの第４内周角範囲内の所定数の区分に同期させて行う他のタイミング制御に利用できる。
【００２５】
第７発明は、上記第１発明において、前記変位検出手段は、前記第１移動方向に沿った前記送り台の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で前記原点信号を検出するロータリエンコーダで構成し、前記ロータリエンコーダは、所定の１箇所の第５内周角範囲と、それ以外で均等に所定数で区分可能な第６内周角範囲とを区別して検出でき、当該ロータリエンコーダの回転方向と前記２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって前記原点信号を検出し、前記第１基準位置は、前記第１移動方向の一方側の端部から他方側へ向けて送り台を移動させ、最初に前記変位検出手段が前記原点信号を検出する位置に設定し、前記第１移動方向の一方側の端部から前記第１基準位置までの範囲に前記第５内周角範囲が対応していることを特徴とする。
【００２６】
これにより、前記第１移動方向の一方側の端部から前記第１基準位置までの範囲において、ロータリエンコーダの第５内周角範囲内の区別に同期させて行う他のタイミング制御に利用できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、簡易な構成で送り台の移動原点への位置決めを容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態であるミシンの外観構成を表す斜視図である。
【図２】布送り装置を備えるベッド部の平面図である。
【図３】布送り装置を備えるベッド部を斜め前方から見た斜視図である。
【図４】布送り装置を備えるベッド部を斜め後方から見た斜視図である。
【図５】ミシンの電気的構成を表す機能ブロック図である。
【図６】Ｙ軸パルスモータの構成を表す軸側面図と軸断面図である。
【図７】ディスク板の構成を表す図である。
【図８】ベッド部における配置設定を表す図である。
【図９】移動原点から離間した移動体の初期位置例を表す図である。
【図１０】後端への移動体の後退移動を表す図である。
【図１１】Ｙ基準位置への移動体の前進移動を表す図である。
【図１２】Ｘ基準位置への移動体の左方移動を表す図である。
【図１３】電源投入後に実行する処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図１４】ベッド部における配置設定の変形例を表す図である。
【図１５】ディスク板の構成の変形例を表す図である。
【図１６】ベッド部における配置設定の変形例を表す図である。
【図１７】ベッド部における配置設定の変形例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１に示すように、ミシン１は、ベッド部２と、脚柱部３と、アーム部４と、操作パネル７とを有している。図１中において左手前側に向かう方向が当該ミシン１の前方に相当し、右手前側に向かう方向が右方向に相当する。脚柱部３はベッド部２の後端部に立設しており、その脚柱部３の上端部からベッド部２と対向するように前方へ延びるアーム部４を設けている。
【００３１】
脚柱部３及びアーム部４には、針棒６を介して縫針を上下駆動する為のドライブモータ（図５参照）と、そのドライブモータの駆動力を主軸（図示略）を介して縫針(図示略)に伝達する駆動力伝達機構（図示略）などを設けている。アーム部４の前端内部に、針棒６を上下動させる針棒上下動機構（図示略）を設けている。これら駆動力伝達機構や針棒上下動機構については、公知の技術であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３２】
ベッド部２には、後述する布保持機構１０と、この布保持機構１０をＸ方向（左右方向）及びＹ方向（前後方向）に移動させる後述の布送り装置３０に加え、縫針の上下動と同期して縫目を形成する全回転釜（図示略）と、モータの回転駆動力を主軸を介して全回転釜に伝達する下軸２５（図２参照）と、縫製終了時に上糸と下糸を同時に切断する糸切り機構(図示略)などを設けている。尚、上記布送り装置３０が各請求項記載の送り台移動機構に相当し、上記Ｙ方向が各請求項記載の第１移動方向に相当し、上記Ｘ方向が各請求項記載の第２移動方向に相当する。
【００３３】
ベッド部２の上方位置において被縫製物である布地を保持する布保持機構１０は、後述する布送り装置３０の移動体５２（図２参照）に連結してＸ方向及びＹ方向に移動可能となっている。
【００３４】
図示するように、側面視にて湾曲状で片持ち状に支持した押え腕１１の基端部（後端部）が後述する移動体５２の上面に固定している。その押え腕１１の先端部には、平面視にて矩形枠状の布保持体１５を上下動可能に案内する為のガイド部１１ａを備えている。布保持体１５は布地を押圧保持する水平な枠状保持部１５ａとこの後端部から立設した縦向きの支持部１５ｂとからなり、その支持部１５ｂがガイド部１１ａに上下移動可能に支持している。
【００３５】
布保持体１５はガイド部１１ａに沿った上下動により、下側の布受け板１６との間に布地（図示略）を保持できる。布受け板１６はその後端部において移動体５２に連結している。故に、布地は布保持体１５と布受け板１６との協働により、Ｘ方向とＹ方向とに移動する。布保持体１５と布受け板１６等が、布保持体１４を構成している。
【００３６】
次に、図２〜図４を用いて布送り装置３０について説明する。尚、図２中の下側に向かう方向が前方向に相当し、図２中の右側に向かう方向が右方向に相当する。
【００３７】
平面視にて略矩形状のベッドフレーム３１内に、下軸２５がＹ方向（前後方向）に沿って配設するとともに、Ｙ方向移動体３６をＹ方向に移動させるＹ方向移動機構３２と、移動体５２をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構３３等を設けている。先ずＹ方向移動機構３２について説明する。
【００３８】
ベッドフレーム３１内部の略前半部分に、左右１対のＹ方向レール部材３５が前後方向に向けて平行に配設し、各Ｙ方向レール部材３５はその前後両端部においてベッドフレーム３１にそれぞれ固着している。これら１対のＹ方向レール部材３５は、左右方向に延びるＹ方向移動体３６を吊り下げ状態で支持している。Ｙ方向移動体３６は、上記１対のＹ方向レール部材３５の側面の係合溝（図示略）にそれぞれ係合した左右１対のスライドベアリング６０を介して連結しており、Ｙ方向に移動できる。
【００３９】
ベッドフレーム３１前端部に従動プーリ３８が左右方向向きの支持軸で回転可能に支持するとともに、ベッドフレーム３１の後端側に左右方向向きの駆動プーリ３９を回転可能に設けている。両プーリ３８、３９に渡って幅広でゴム製のＹ方向タイミングベルト４０は前後方向向きに掛装している。駆動プーリ３９の軸に従動ギヤ４１が固着するとともに、Ｙ軸パルスモータ６４の駆動軸に固着した駆動ギヤ４３がその従動ギヤ４１に噛合している。Ｙ方向タイミングベルト４０の一部は固定金具（図示略）でＹ方向移動体３６の一部に固定している。
【００４０】
Ｙ軸パルスモータ６４の駆動により、これら１対のギヤ４１、４３及びプーリ３８、３９を介してＹ方向タイミングベルト４０がＹ方向に移動し、それにともなってＹ方向移動体３６がＹ方向レール部材３５に沿ってＹ方向に移動する。
【００４１】
次に、Ｘ方向移動機構３３について説明する。前述したＹ方向移動体３６の上面側に、前後１対のＸ方向レール部材５０が左右方向に向けて平行に配設し、Ｙ方向移動体３６の上側に固着（連結）している。これら１対のＸ方向レール部材５０の各々の上側に、これらに嵌合した前後１対のスライドベアリング５１を介して移動体５２がＸ方向に移動可能に配設している。
【００４２】
Ｙ方向移動体３６の右端側に従動プーリ５３が前後方向向きの支持軸で回転可能に支持するとともに、ベッドフレーム３１の左端側に前後方向向きのスプライン軸５４を回転可能に設けている。Ｙ方向移動体３６はスプライン軸５４の外周部にスプライン軸５４に係合する外筒部材５５を有している。外筒部材５５は、無限直線運動が可能なボールスプラインで構成しており、Ｙ方向移動体３６とスプライン軸５４との接触抵抗が無視できるようになっている。
【００４３】
外筒部材５５と従動プーリ５３とに渡って幅広でゴム製のＸ方向タイミングベルト５６はＸ方向向きに掛装している。スプライン軸５４の後端部に従動ギヤ５７が固着するとともに、Ｘ軸パルスモータ６３の駆動軸に固着した駆動ギヤ５９がその従動ギヤ５７に噛合している。Ｘ方向タイミングベルト５６の一部が固定金具で移動体５２の一部に固定している。
【００４４】
Ｘ軸パルスモータ６３の駆動により、これら１対のギヤ５７、５９とスプライン軸５４と外筒部材５５を介してＸ方向タイミングベルト５６はＸ方向に移動する。故に、送り台としての移動体５２はＸ方向レール部材５０に沿ってＸ方向に移動する。
【００４５】
本実施形態のミシン１においては、上記移動体５２の下面の後端位置から左方向に突出するように金属製の舌片８１を設け、またベッド部２の後述する所定位置（図８参照）にこの舌片８１の近接を検出するＸ軸原点センサ７１を設けている。
【００４６】
本実施形態のミシン１は、図５の機能ブロック図に示すような電気的構成を備えている。
【００４７】
図５において、ミシン１は、制御装置６１と、ドライブモータ６２と、Ｘ軸パルスモータ６３と、Ｙ軸パルスモータ６４と、各モータの駆動回路６５、６６、６７と、ドライブモータのエンコーダ６８と、Ｘ軸パルスモータ６３のＸ軸エンコーダ６９と、Ｙ軸パルスモータ６４のＹ軸エンコーダ７０と、Ｘ軸原点センサ７１と、操作パネル７とを有している。
【００４８】
制御装置６１は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、フラッシュメモリ７４及び入出力インターフェース７５等を備えている。
【００４９】
ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ７２に予め記憶したプログラムに従って信号処理を行いミシン１全体の制御を行う。ＲＯＭ７２には、制御上必要な各種のプログラムを格納している。フラッシュメモリ７４は、不揮発性の記憶媒体であり、後述するユーザ設定移動原点（後述の変形例で説明）の座標位置などの各種の情報を記憶する。
【００５０】
入出力インターフェース７５には、それぞれ駆動回路６５、６６、６７を介してドライブモータ６２、Ｘ軸パルスモータ６３、及びＹ軸パルスモータ６４を接続している。ドライブモータ６２はその回転位置と回転量を検出するエンコーダ６８を設けており、同様に入出力インターフェース７５に接続している。このエンコーダ６８は、Ｘ軸パルスモータ６３及びＹ軸パルスモータ６４の駆動による布地の移動に同期して縫針が布地から抜け出している状態を確認したり、縫針を上死点や下死点で停止させたりする目的で設けたものである。駆動手段としてのＸ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４にもそれぞれの回転位置と回転量を検出するＸ軸エンコーダ６９及びＹ軸エンコーダ７０を設けており、入出力インターフェース７５に接続している。尚、Ｙ軸パルスモータ６４及びＹ軸エンコーダ７０の構成については、後に詳述する。
【００５１】
入出力インターフェース７５は、前述の操作パネル７とＸ軸原点センサ７１を接続している。操作パネル７は、例えば図１に示すような複数の操作スイッチで構成する操作部７ｂと、例えばＬＣＤディスプレイで構成する報知手段としての表示部７ａとを備えており、手動でミシン１の作動を制御したり、ミシン１の制御手順や各種パラメータなどを入力するために使用する。操作スイッチとしては、例えば布保持体１５の上下動を操作するスイッチ、縫製作業の開始を指示するための起動スイッチ、及び上記ユーザ設定移動原点を入力するためのスイッチ等がある。尚、この操作部７ｂが、各請求項記載の操作手段に相当する。
【００５２】
到達検出手段であるＸ軸原点センサ７１は、例えば電磁コイルなどを利用した近接センサであり、上記移動体５２に設けた舌片８１が当該Ｘ軸原点センサ７１の上方に位置した際にその近接状態を検出する。これにより、ＣＰＵ７１は、その時点で移動体５２がＸ方向において原点座標に相当するＸ基準位置に位置しているか否かを判定できる。
【００５３】
本実施形態のミシン１は、所定の順序で列記した複数の指令データに基づいて上記布保持体１４のＸ−Ｙ方向の移動と、上記針棒６を介した縫針の上下動を行うことにより、布地に対して縫目を形成する。この縫目形成時に、ミシン１は上記Ｘ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４を駆動して当該布保持体１４のＸ−Ｙ方向の移動を行い、上記Ｘ軸エンコーダ６９及び上記Ｙ軸エンコーダ７０によって当該Ｘ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４の回転位置と回転量を検出し、管理する。
【００５４】
Ｘ軸エンコーダ６９及びＹ軸エンコーダ７０を備えるＸ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４の構成を図６、図７に示す。尚、各図にはＹ軸パルスモータ６４のみを示すが、Ｘ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４はそれぞれの構成が同じである。
【００５５】
出力軸９１を図中の左右方向に沿って配置した図６（ａ）の側面図に示すように、出力軸９１の一端部（図中の右端部）に上記駆動ギヤ９２が固着し、他端部（図中の左端部）にディスク板９３が軸方向と直交して固定部材９４で固定している。さらに図６（ａ）中の矢視VIb−VIbの断面を示す図６（ｂ）の断面図に示すように、上記ディスク板９３の外周に沿って、回転位置検出器９５と原点信号検出器９６をそれぞれ当該ディスク板９３の外周縁部の両面を挟むように設けている。これら回転位置検出器９５と原点信号検出器９６は、１枚の固定板９７と３つの固定ネジ９８を介してＸ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４に固定され、コネクタ９９を介して入出力インターフェース７５と電気的に接続している。カバー部材１００は、ディスク板９３、回転位置検出器９５、及び原点信号検出器９６の全体を覆っている。尚、ディスク板９３、回転位置検出器９５、及び原点信号検出器９６が、ロータリエンコーダとしてのＸ軸エンコーダ６９及びＹ軸エンコーダ７０を構成している。また、Ｙ軸エンコーダ７０が、各請求項記載の変位検出手段に相当する。
【００５６】
ディスク板９３は、図７に示すように、外周部の原点信号検出部９３ａと内周部の回転位置検出部９３ｂとの同軸二重構造となっている。外周部の原点信号検出部９３ａは、全周３６０°のうちの内周角１８０°の範囲（図中の左側半分）にだけ遮蔽部９３ｃを設けた構成である。上記原点信号検出器９６は、この原点信号検出部９３ａにおける光の通過の有無を検出し、つまり遮蔽部９３ｃが光を遮蔽しているか、または光が通過するかを検出する。この例では、ディスク板９３を正回転方向（図中の時計回り方向）に回転した際に、通過状態から遮蔽状態に切り替えられるディスク板９３の回転位置（図中の最上方点の位置）を原点信号検出位置とし、原点信号検出器９６がこれを検出した際の検出信号を原点信号とする。尚、ディスク板９３を逆回転方向（図中の反時計回り方向）に回転した場合には、遮蔽状態から通過状態に切り替えられるディスク板９３の回転位置（図中の最上方点の位置）が原点信号検出位置となる。尚、遮蔽部９３ｃを備える内周角範囲が各請求項記載の第１内周角範囲に相当し、それ以外の内周角範囲が各請求項記載の第２内周角範囲に相当する。
【００５７】
内周部の回転位置検出部９３ｂは、この例では全周に渡って４００個のスリット９３ｄを均等な間隔で設けている。上記回転位置検出器９５は、この回転位置検出部９３ｂにおける光の遮蔽と通過を検出し、ディスク板９３の相対的な回転量を検出する。
【００５８】
以上のような構成において、縫製を高い精度で行うためには、当該ミシン１の起動時に、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれに対応するＸ基準位置とＹ基準位置で規定される移動原点に、移動体５２を正確に位置決めする必要がある。
【００５９】
ここで、上記Ｘ方向の範囲と上記Ｙ方向の範囲で限定される移動体５２の移動可能範囲内において、移動体５２を一方の移動方向で最小移動単位長でずらしつつ他方の移動方向で往復動させるよう当該移動可能範囲の全域を走査することで、上記移動原点の１点を探索することは可能である。しかしながら、この方法では時間がかかりすぎて実用的ではない。他にも、各移動方向の基準位置をそれぞれに対応する原点センサを用いて探索する方法もあるが、この場合には２つの近接センサを備える分だけ構成が複雑となってしまう。
【００６０】
本実施形態では、以下に説明する設定及び動作手順を行うことで、１つのＸ軸原点センサ７１だけで移動体５２の移動原点への位置決めを行う。この設定及び手順については、上記図２のベッド部２の平面図に対応して、当該ベッド部２の移動体５２の可動範囲を模式的に示した図８〜図１２を用いて説明する。
【００６１】
図８において、最も外側の矩形枠が移動体５２の可動範囲Ｒ０を示し、その内側の矩形枠が当該移動体５２の中心点Ｃの可動範囲Ｒ１を示している。以下においては、この中心点Ｃとその可動範囲Ｒ１内との対比で説明する。この例では、Ｙ軸パルスモータ６４を正回転させることで移動体５２をＹ方向に沿って前進移動（図中の上方から下方に移動）させることができる。また、移動体５２を中心点可動範囲Ｒ１の後端に位置させた際には、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が原点信号を検出する直前の状態となる。そこから移動体５２を出発させて前端に向けてＹ方向に前進移動させた際に、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６は、まず遮蔽状態（図中の範囲Ｓ）となってその後に通過状態（図中の範囲Ｔ）に切り替わる。そしてこの前進移動において、この遮蔽状態と通過状態を等間隔で４回ずつ切り替え、特に通過状態から遮蔽状態へ切り替わる位置（図中のＰ位置）で、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が原点信号を検出する。
【００６２】
本実施形態の例では、上記の行程において移動体５２が中心点可動範囲Ｒ１の後端位置から前進を開始した後で、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が２回目の原点信号を検出する位置、つまり中心点可動範囲Ｒ１の中央位置に、移動原点Ｏｍを設定している。この移動原点ＯｍのＸ方向の座標位置がＸ基準位置、Ｙ方向の座標位置がＹ基準位置となる。以上から、Ｙ基準位置は、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が原点信号Ｐを検出する位置に設定している。これらの位置設定は、Ｘ軸及びＹ軸エンコーダ６９，７０の位相設定、各部の寸法設定、及び各ギヤやスプラインの噛み合い設定などでハードウェア的に設定できる。また、移動体５２の中心点Ｃと上記舌片８１との間のオフセットＸｏ、Ｙｏに対応して、移動原点Ｏｍから同じオフセットＸｏ、Ｙｏで離間した位置にＸ軸原点センサ７１の検出点７１ｐを設定している。尚、上記Ｙ基準位置が各請求項記載の第１基準位置に相当し、上記Ｘ基準位置が各請求項記載の第２基準位置に相当する。
【００６３】
縫製作業を終了してミシン１の電源を落としている間は、各移動方向に対応するＸ軸及びＹ軸パルスモータ６３、６４においても通電が停止して制動トルクが消失するため、例えば図９に示すような移動原点Ｏｍから離れた位置に移動体５２の中心点Ｃが移動してしまう。また、上述した構成のＸ軸及びＹ軸エンコーダ６９，７０は相対的な回転量（移動量）しか計測できないため、一度電源を落とした後では、中心点可動範囲Ｒ１内における移動体５２の中心点Ｃの絶対位置を検出できない。
【００６４】
このような初期位置状態において、ミシン１の電源を投入した際には、まず図１０に示すように移動体５２をＹ方向の後端位置まで一旦後退移動させる。移動体５２がＹ方向の後端位置に位置した際には、上述したように、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が原点信号を検出する直前の状態となる。
【００６５】
次に、図１１に示すように、移動体５２をＹ方向の後端位置から前進を開始して、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が２回目の原点信号を検出するまで前進させる。
【００６６】
その後に、図１２に示すように、移動体５２をＸ方向に移動させる。このとき、移動体５２はＹ方向におけるＹ基準位置上で、Ｘ方向に沿って左右両端部の間を往復動させる。そして、Ｘ軸原点センサ７１が検出点７１ｐで舌片８１の近接を検出した際に、移動体５２が移動原点Ｏｍに位置する。このようにして、移動体５２の中心点Ｃを移動原点Ｏｍへ位置決めさせる。
【００６７】
次に、ミシン１のＣＰＵ７１が実行する処理の制御内容を、図１３を用いて説明する。尚、ミシン１の電源をオンすることにより、このフローが開始する（例えば上記図９の状態）。
【００６８】
ステップＳＳ５で、ＣＰＵ７１は、Ｙ軸パルスモータ６４（図中ではＹモータと略記）を逆回転させて、移動体５２（図中では送り台と略記）をＹ方向の後端位置へ向けて後退移動させる。
【００６９】
その後、ステップＳＳ１０に移り、ＣＰＵ７１は、移動体５２がＹ方向の後端に接触したか否かを判定する。例えば、Ｙ軸エンコーダ７０の回転位置検出器９５が、スリット９３ｄ移動による光の遮断状態と通過状態との切り替えを一定時間以上検出しないことで、移動体５２が接触により移動停止したことを判定する。移動体５２がＹ方向の後端に接触していない場合、判定は満たされず、ステップＳＳ５に戻って同様の手順を繰り返す。一方、移動体５２がＹ方向の後端に接触した場合、判定が満たされ、次のステップＳＳ１５へ移る。尚、以上のステップＳＳ５、ステップＳＳ１０の手順で行う動作が、上記図１０の動作に対応する。
【００７０】
ステップＳＳ１５では、ＣＰＵ７１は、カウンタ変数Ｎの値を０にリセットする。
【００７１】
その後、ステップＳＳ２０に移り、ＣＰＵ７１は、Ｙ軸パルスモータ６４を正回転させて、移動体５２を前進移動させる。
【００７２】
その後、ステップＳＳ２５に移り、ＣＰＵ７１は、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が原点信号を検出したか否かを判定する。原点信号を検出していない場合、判定は満たされず、このステップＳＳ２５の手順を繰り返す。一方、原点信号を検出した場合、判定が満たされ、次のステップＳＳ３０へ移る。
【００７３】
ステップＳＳ３０では、ＣＰＵ７１は、カウンタ変数Ｎの値を１増加する。
【００７４】
その後、ステップＳＳ３５に移り、ＣＰＵ７１は、カウンタ変数Ｎの値が２であるか否かを判定する。言い換えると、移動体５２がＹ方向のＹ基準位置に到達したか否かを判定する。カウンタ変数Ｎの値が２でない場合、判定は満たされず、上記ステップＳＳ２５へ戻って、同様の手順を繰り返す。一方、カウンタ変数Ｎの値が２である場合、判定が満たされ、次のステップＳＳ４０へ移る。尚、以上のステップＳＳ１５〜ステップＳＳ３５の手順で行う動作が、上記図１１の動作に対応する。
【００７５】
その後、ステップＳＳ４０に移り、ＣＰＵ７１は、ＣＰＵ７１は、Ｘ軸パルスモータ６３をこの例の逆回転させて、移動体５２を左方へ移動させる。
【００７６】
その後、ステップＳＳ４５に移り、ＣＰＵ７１は、タイマ（特に図示せず）をリセットする。
【００７７】
その後、ステップＳＳ５０に移り、ＣＰＵ７１は、タイマが自動的に計時した経過時間が所定時間を超過したか否かを判定する。言い換えると、移動体５２が何らかの障害物に接触しているなどの原因により、移動原点Ｏｍに到達できない状態であるか否かを判定する。尚、この所定時間は、移動体５２が、Ｘ方向の両端部の間を１往復分移動するのに必要な時間より適宜長く設定する。タイマが所定時間を超過していない場合には、判定は満たされず、ステップＳＳ５５へ移る。
【００７８】
ステップＳＳ５５では、ＣＰＵ７１は、移動体５２がＸ方向の両端部のいずれかに接触したか否かを判定する。例えば、Ｘ軸エンコーダ６９の回転位置検出器９５が、スリット９３ｄ移動による光の遮断状態と通過状態との切り替えを一定時間以上検出しないことで、移動体５２が接触により移動停止したことを判定する。移動体５２がＸ方向の両端部のいずれかに接触していない場合、判定は満たされず、ステップＳＳ６０へ移る。
【００７９】
ステップＳＳ６０では、ＣＰＵ７１は、Ｘ軸原点センサ７１が舌片８１の近接を検出したか否かを判定する。言い換えると、移動体５２がＸ方向のＸ基準位置に到達したか否かを判定する。Ｘ軸原点センサ７１が舌片８１の近接を検出した場合、判定が満たされ、このフローを終了する。このとき、移動原点Ｏｍへの位置決めが完了したものと見なされ、特に図示していないが、フローの終了とともに、Ｘ軸パルスモータ６３の回転も停止する。
【００８０】
一方、上記ステップＳＳ５０の判定において、タイマが所定時間を超過した場合には、判定が満たされ、ステップＳＳ６５へ移る。
【００８１】
ステップＳＳ６５では、ＣＰＵ７１は、移動体５２が何らかの障害物に接触している、又はＹ基準位置を誤った位置とした等の原因により移動原点Ｏｍに到達できない状態であることを、表示部などを介して作業者に報知するエラー処理を行い、このフローを終了する。
【００８２】
一方、上記ステップＳＳ５５の判定において、移動体５２がＸ方向の両端部のいずれかに接触した場合、判定が満たされ、ステップＳＳ７０へ移る。
【００８３】
ステップＳＳ７０では、ＣＰＵ７１は、Ｘ軸パルスモータ６３の回転方向を反転させて、それまでの移動方向と逆の方向に移動体５２を移動させる。そしてステップＳＳ５０へ戻り、同様の手順を繰り返す。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態のミシン１においては、布送り装置３０が、Ｙ方向に沿った移動体５２の移動に対応して複数位置で原点信号を検出するＹ軸エンコーダ７０を備えている。さらに、当該布送り装置３０では、Ｙ方向においてＹ軸エンコーダ７０が原点信号を検出する複数位置のいずれか一つを当該Ｙ方向における移動体５２のＹ基準位置に設定している。これにより、Ｙ軸エンコーダ７０が原点信号を検出する複数位置のいずれかでＹ基準位置の探索を絞り込むことができるため、Ｙ基準位置を検出する効率が格段に向上する。尚、上記Ｙ軸エンコーダ７０は、移動体５２を高い精度で移動させるために元から設置が必要となっている部位である。
【００８５】
また、本実施形態においては、移動体５２がＹ基準位置上でＸ方向に沿って移動した際に、当該移動体５２のＸ方向におけるＸ基準位置への到達を検出できるＸ軸原点センサ７１を備えている。これにより、移動体５２をＹ基準位置上でＸ方向に沿ってその範囲を往復移動させるだけで、Ｘ基準位置も容易に検出できる。
【００８６】
本実施形態のミシン１は、上記のようにして、移動体５２の到達を検出するＸ軸原点センサ７１の近接センサを１つだけ設けただけで、移動体５２のＹ基準位置とＸ基準位置の両方の位置決めが可能となる。この結果、簡易な構成で移動体５２の移動原点Ｏｍへの位置決めを容易に行うことができる。尚、本実施形態では、Ｙ基準位置以外の原点信号検出位置ではＸ基準位置を検出できないので、障害物があったときなど、誤ってＸ基準位置を検出しない効果も有する。
【００８７】
また、本実施形態では特に、Ｘ軸原点センサ７１は、移動体５２がＹ方向でＹ基準位置に位置し、且つＸ方向でＸ基準位置に位置している際に、当該移動体５２の舌片８１に近接する位置に設けられた近接センサである。これにより、移動体５２とその他の布送り装置３０との間の非接触の状態を維持したまま、移動体５２のＸ基準位置の位置決めが可能となる。この結果、移動体５２の位置決め制御を行った場合でも、移動体５２の位置検出の精度への影響を抑えることができる。
【００８８】
また、本実施形態では特に、Ｙ軸エンコーダ７０は、Ｙ移動方向に沿った移動体５２の移動に連動して回転し、その全周のうちの１箇所の回転位置で原点信号を検出するロータリエンコーダで構成している。これにより、Ｙ方向で移動体５２を移動させる駆動アクチュエータに回転モータを利用する場合に、その駆動力の伝達経路中にＹ軸エンコーダ７０としてロータリエンコーダを組み込むことが容易となる。また、当該ロータリエンコーダが１回転に１回だけ原点信号を検出するため、Ｙ軸エンコーダ７０が原点信号を検出する複数位置の間隔を最も広く開けることができる。言い換えると、Ｙ方向の範囲内でＹ軸エンコーダ７０が原点信号を検出する複数位置の数、つまりＹ基準位置の探索候補の数を少なくできるため、Ｙ基準位置を検出する効率が向上する。
【００８９】
また、本実施形態では特に、Ｙ軸エンコーダ７０のディスク板９３は、所定の１箇所に設けた遮蔽部９３ｃに対応する内周角範囲と、それ以外の内周角範囲とを区別して検出でき、当該Ｙ軸エンコーダ７０の回転方向と２つの内周角範囲の切り替え順序との組み合わせによって原点信号を検出する。これにより、Ｙ軸エンコーダ７０を、原点信号の検出以外にも、移動体５２のＹ方向での移動に同期させて行う他のタイミング制御にも利用できる。また、そのような利用においても、原点信号の検出周期を、当該Ｙ軸エンコーダ７０の１回転に１回だけに維持できる。
【００９０】
尚、上記実施形態では、上記図１１に示すように、移動体５２をＹ方向の後端位置から前進を開始して、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が２回目の原点信号を検出したＹ方向位置をＹ基準位置としていた。しかし、本発明はこれに限られず、他にも図１４に示すように、Ｙ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が最初の原点信号を検出したＹ方向位置をＹ基準位置に設定してもよい。この場合、上記図１３のフローにおけるステップＳＳ１５、ステップＳＳ３０、ステップＳＳ３５の手順を省略すればよい。この場合、Ｙ軸エンコーダ７０が原点信号を検出する複数位置のうちからＹ基準位置を容易に特定することができ、また最も早く移動体５２を当該Ｙ基準位置へ到達させることができる。
【００９１】
また、特に図示しないが、上記図８におけるＹ軸エンコーダ７０の原点信号検出器９６が検出する遮蔽状態（図中の範囲Ｓ）と通過状態（図中範囲Ｔ）の配置を逆転させてもよい。
【００９２】
また、特に図示しないが、操作パネル７の操作部７ｂにおいて、Ｙ方向でＹ基準位置から任意のＹオフセット量だけずれたＹオフセット基準位置と、Ｘ方向でＸ基準位置から任意のＸオフセット量だけずれたＸオフセット基準位置、とを設定入力可能としてもよい。これにより、ユーザが任意に指定したＸオフセット基準位置とＹオフセット基準位置とで規定する位置に、ユーザ設定移動原点を設定できる。尚、Ｙオフセット量が各請求項記載の第１オフセット量に相当し、Ｙオフセット基準位置が第１オフセット基準位置に相当し、Ｘオフセット量が第２オフセット量に相当し、Ｘオフセット基準位置が第２オフセット基準位置に相当する。
【００９３】
また、図１５に示すように、Ｙ軸エンコーダ７０のディスク板９３Ａにおける外周部の原点信号検出部９３ａで、遮蔽部９３ｃを設けている内周角範囲（図中の右側半分）以外の内周角範囲（図中の左側半分）にも、例えば２００個のスリット９３ｅを設けてもよい。これらのスリット９３ｅを設けた箇所は、均等な２００箇所を区分できることで、原点信号検出部９３ａの光を部分的に通過させる半通過状態となる。図示する例では、ディスク板９３Ａを正回転方向（図中の時計回り方向）に回転した場合には、遮蔽状態から半通過状態に切り替えられるディスク板９３Ａの回転位置（図中の最上方点の位置）が原点信号検出位置となる。
【００９４】
このディスク板９３Ａを設けたＹ軸エンコーダ７０を、図１６に示すように、移動体５２をＹ方向の後端位置から前進を開始した直後から順に遮蔽状態（図中の範囲Ｓ）と半通過状態（図中の範囲Ｈ）とを交互に切り替える配置設定に適用してもよい。尚この場合には、遮蔽部９３ｃを備える内周角範囲が第５内周角範囲に相当し、それ以外のスリット９３ｅを備える内周角範囲が第６内周角範囲に相当する。これにより、Ｙ移動方向の後端部からＹ基準位置までの範囲において、Ｙ軸エンコーダ７０の遮蔽状態に同期させて行う他のタイミング制御に利用できる。
【００９５】
また、上記図１６の配置設定に対して、図１７に示すように、遮蔽状態（図中の範囲Ｓ）と半通過状態（図中の範囲Ｈ）の配置を逆転させてもよい。尚、遮蔽部９３ｃを備える内周角範囲が第３内周角範囲に相当し、それ以外のスリット９３ｅを備える内周角範囲が第４内周角範囲に相当する。またこの場合には、特に図示しないが、ディスク板９３Ａを正回転方向に回転した際に、半通過状態から遮蔽状態に切り替えられるディスク板９３Ａの回転位置を原点信号検出位置とする。これにより、Ｙ移動方向の後端部からＹ基準位置までの範囲において、Ｙ軸エンコーダ７０の半通過状態に同期させて行う他のタイミング制御に利用できる。移動体５２をＹ方向の後端位置から前進を開始すると、半通過状態では遮蔽と透過が交互に現れ遮蔽状態と半通過状態の区切りであるか否かが判断できない。故に、遮断状態が透過状態よりも長く継続した場合、Ｙ軸パルスモータ６４を逆回転（移動体５２を後端方向に移動）させて、最初の透過状態の位置をＹ基準位置とする必要がある。
【符号の説明】
【００９６】
１                ミシン
７                操作パネル
７ａ              表示部
７ｂ              操作部（操作手段）
１４              布保持体
３０              布送り装置（送り台移動機構）
３２              Ｙ方向移動機構
３３              Ｘ方向移動機構
５２              移動体（送り台）
６１              制御装置
６２              ドライブモータ
６３              Ｘ軸パルスモータ
６４              Ｙ軸パルスモータ
６９              Ｘ軸エンコーダ（ロータリエンコーダ）
７０              Ｙ軸エンコーダ（変位検出手段、ロータリエンコーダ）
７１              Ｘ軸原点センサ（到達検出手段）
８１              舌片
９３，９３Ａ      ディスク板
９３ａ            原点信号検出部
９３ｂ            回転位置検出部
９３ｃ            遮蔽部
９３ｄ            スリット
９３ｅ            スリット
９５              回転位置検出器
９６              原点信号検出器
Ｏｍ              移動原点
Ｐ                原点信号検出位置
Ｓ                遮蔽状態範囲
Ｔ                通過状態範囲
Ｈ                半通過状態範囲
Ｒ０              移動体可動範囲
Ｒ１              中心点可動範囲
【図１】
0005626704.tif 000002
【図２】
0005626704.tif 000003
【図３】
0005626704.tif 000004
【図４】
0005626704.tif 000005
【図５】
0005626704.tif 000006
【図６】
0005626704.tif 000007
【図７】
0005626704.tif 000008
【図８】
0005626704.tif 000009
【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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【図１６】
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【図１７】
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