(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被刺繍物を張っておく刺繍枠と、往復動する針棒を有するヘッドと、刺繍枠とヘッドを相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸モータと、刺繍枠とヘッドを相対的にＹ軸方向に移動させるＹ軸モータと、Ｘ軸方向への相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向への相対移動量（ΔＹ）を対にし、その複数の対が順に並んでいるステッチデータ群を記憶しておく記憶手段を備えた刺繍ミシンにおいて、
刺繍を行う同期モードと、キルティング縫いを行う非同期モードとの間で切り換えるモード切換手段と、
同期モードが選択されている間、
前記針棒が前記被刺繍物を抜けてから次に刺さるまでの期間内に、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータに出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータに出力し、
前記針棒が前記被刺繍物に刺さってから抜けるまでの期間内は、Ｘ軸モータとＹ軸モータを停止させておく駆動信号を出力し、
非同期モードが選択されている間、
同一期間内におけるＸ軸方向とＹ軸方向の速度比がＸ軸方向の相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向の相対移動量（ΔＹ）の比と等しくなるように、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータに出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータに出力し、
かつ、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）のための駆動信号を出力する期間と次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）のための駆動信号を出力する期間の間に、Ｘ軸モータとＹ軸モータを停止させる駆動信号を出力しないように構成した駆動信号出力手段と、
が付加されていることを特徴とする刺繍ミシン。
【請求項２】
駆動信号出力手段は、Ｘ軸方向の相対移動量（ΔＸ）に反比例するパルス間隔でＸ軸モータにパルスを出力するとともに、Ｙ軸方向の相対移動量（ΔＹ）に反比例するパルス間隔でＹ軸モータにパルスを出力することを特徴とする請求項１記載の刺繍ミシン。
【請求項３】
駆動信号出力手段は、Ｘ軸モータに出力するパルス数の二乗とＹ軸モータに出力するパルス数の二乗の和が、単位時間当たり一定になるようにパルスを出力することを特徴とする請求項１または２記載の刺繍ミシン。
【請求項４】
被刺繍物を張っておく刺繍枠と、往復動する針棒を有するヘッドと、刺繍枠とヘッドを相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸モータと、刺繍枠とヘッドを相対的にＹ軸方向に移動させるＹ軸モータと、Ｘ軸方向への相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向への相対移動量（ΔＹ）を対にし、その複数の対が順に並んでいるステッチデータ群を記憶しておく記憶手段を備えた刺繍ミシンにおいて、
刺繍を行う同期モードと、キルティング縫いを行う非同期モードとの間で切り換えるモード切換手段と、
同期モードが選択されている間、
前記針棒が前記被刺繍物を抜けてから次に刺さるまでの期間内に、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータに出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータに出力し、
前記針棒が前記被刺繍物に刺さってから抜けるまでの期間内は、Ｘ軸モータとＹ軸モータを停止させておく駆動信号を出力し、
非同期モードが選択されている間、
同一期間内において相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータに出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータに出力し、
かつ、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）のための駆動信号を出力する期間と次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）のための駆動信号を出力する期間の間に、Ｘ軸モータとＹ軸モータを停止させる駆動信号を出力せず、
所定の条件を満たさない場合には、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に基づく駆動信号を出力した後に少なくとも針棒の往復動に要する期間以上は停止させておくためのＸ軸とＹ軸の駆動信号をそれぞれＸ軸モータとＹ軸モータに出力し、その後に次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に基づく駆動信号を出力するように構成した駆動信号出力手段と、
が付加されていることを特徴とする刺繍ミシン。
【請求項５】
所定の条件は、次の対のステッチデータの相対移動量の傾き（ΔＹ２／ΔＸ２）が一つの対のステッチデータの相対移動量の傾き（ΔＹ１／ΔＸ１）から所定の範囲以内であること、および／または、所定の移動条件が設定されたことを特徴とする請求項４記載の刺繍ミシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は刺繍ミシンに関し、特にステッチデータに従って刺繍を行うとともに、キルティング縫いを可能にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な刺繍ミシンでは、往復動する針棒を備えたヘッドの下方において、刺繍枠に保持された被刺繍物がＸＹ平面上で水平方向に移動するように構成されている。その刺繍枠の移動を制御するために、ＸＹ平面内の相対移動量を個々に数値化したステッチデータが用いられる。なお、ステッチデータを集合させ、柄の全体を刺繍するためのデータがステッチデータ群（他に、「柄データ」とも呼ぶ。）である。
ところで、刺繍ミシンで刺繍を行う際には、縫い針の往復動に同期させて刺繍枠を送る制御を行なっている。すなわち、針棒下端の縫い針が被刺繍物の面上に位置する間は刺繍枠を移動させ、縫い針が被刺繍物に刺さっている間は刺繍枠を一時的に停止させる。このように、刺繍ミシンでは被刺繍物を間欠的に送る制御（以下、「間欠送り制御」と呼ぶ。）が行われている。
【０００３】
上記のステッチデータに従って刺繍枠の移動を制御する刺繍ミシンについて、図１５乃至図１７を参照しつつ説明する。
まず、パルスモータに出力するパルスの総数Ｐｎと刺繍枠の基本移動量Ｄ（例えば、１mm）との関係について、図１５を参照しつつ説明する。図において、基本移動量Ｄに基づいてパルスモータにパルスを出力する。この場合、制御線ｆp に従って、始めには刺繍枠を加速させるためにパルスを次第に増やしながら出力し、中間点付近では時間的にほぼ一定数のパルスを出力し、終わりには刺繍枠を減速させるためにパルスを次第に減らしながら出力する。
【０００４】
こうして、パルスモータにパルスを総数Ｐｎだけ出力すると、刺繍枠は基本移動量Ｄを移動する。このとき、実際に出力されるパルスの総数Ｐｎはステッチデータで指定された相対移動量に従って増減し、刺繍枠を基本移動量Ｄだけ移動させるだけでも数十から数百になる。以下、説明を簡単にするために、本明細書では、パルスモータに１パルス出力すると、刺繍枠は基本移動量Ｄだけ移動するものとする。なお、上記の制御線ｆp に従って刺繍枠を移動させる制御は、横軸をサーボモータに出力する駆動電圧の総和とすれば、サーボモータでも実現することができる。
【０００５】
次に、パルスモータを用いて刺繍枠を移動させる場合について、図１６を参照しつつ説明する。図１６（Ａ）において、ある位置Ｐ１００から次の位置Ｐ１０２へ送り、その後次の位置Ｐ１０２から次々の位置Ｐ１０４へ刺繍枠を送る場合には、図１６（Ｂ）に示すようなパルスを出力する。すなわち、刺繍枠をＸ軸方向に移動させるＸ軸パルスモータとＹ軸方向に移動させるＹ軸パルスモータのそれぞれに、単位周期をΔＴとするパルスを移動距離に対応する個数分だけ送る。
【０００６】
すなわち、位置Ｐ１００から位置Ｐ１０２の間では、Ｘ軸パルスモータに４パルス送り、Ｙ軸パルスモータに６パルス送っている。同様に、位置Ｐ１０２から位置Ｐ１０４の間では、Ｘ軸パルスモータに６パルス送り、Ｙ軸パルスモータに４パルス送っている。
また、Ｘ軸とＹ軸のパルスモータに出力するパルスは、ともに図示する期間ΔＴ１の間に送られ、期間ΔＴ２の間には送られない。ここで、期間ΔＴ１は針棒が被刺繍物の上方にあって、針棒と被刺繍物の相対移動が可能な期間であり、これを「基本周期」という。また、期間ΔＴ２は針棒が被刺繍物に刺さっており、針棒と被刺繍物の相対移動が不適当な期間である。
【０００７】
ここで、位置Ｐ１００から位置Ｐ１０２へ送る際には、時刻ｔ１００から時刻ｔ１０２まではＸＹ同軸で送り（この結果、４５度方向に移動する）、時刻ｔ１０２から時刻ｔ１０４まではＹ軸方向にのみ送る。その後、時刻ｔ１０４から時刻ｔ１０６までは刺繍枠の移動を停止する。同様に、位置Ｐ１０２から位置Ｐ１０４へ送る際には、時刻ｔ１０６から時刻ｔ１０８まではＸＹ同軸で送り（この結果、４５度方向に移動する）、時刻ｔ１０８から時刻ｔ１１０までＸ軸方向にのみ送る。その後、時刻ｔ１１０から時刻ｔ１１２までは刺繍枠の移動を停止する。したがって、実際の刺繍枠は、図１６（Ａ）に破線で示すような軌跡でヘッドと相対的に送られる。この時刻ｔ１０４から時刻ｔ１０６までと、時刻ｔ１１０から時刻ｔ１１２までの間に縫い針が被刺繍物に刺さる。なお、実際の縫い目は、実線で示すものとなる。
【０００８】
さらに、サーボモータを用いて刺繍枠を移動させる場合について、図１７を参照しつつ説明する。なお、図１６と同一の要素や時刻には同一の番号を付し、説明を省略する。また、図１６（Ａ）に示す場合と同様に、刺繍枠はある位置Ｐ１００から次の位置Ｐ１０２へ送り、その後次の位置Ｐ１０２から次々の位置Ｐ１０４へ送るものとする。
この場合、図１７（Ｂ）に示すような加減速を伴う速度パターンｆxa，ｆyaに従って、Ｘ軸サーボモータとＹ軸サーボモータのそれぞれに駆動電圧を出力する。この駆動電圧が大きくなるにつれてサーボモータの回転数が高くなり、結果として刺繍枠の移動速度も比例して大きくなる。
【０００９】
具体的に、位置Ｐ１００から位置Ｐ１０２へ送る際には、時刻ｔ１００でＸＹ同軸で加速し始め、まずＸ軸サーボモータが時刻ｔ１０１で減速を終了し、その後にＹ軸サーボモータが時刻ｔ１０３で減速を終了する。同様に、位置Ｐ１０２から位置Ｐ１０４へ送る際には、時刻ｔ１０６でＸＹ同軸で加速し始め、まずＹ軸サーボモータが時刻ｔ１０７で減速を終了し、その後にＸ軸サーボモータが時刻ｔ１０９で減速を終了する。
上記のサーボモータの制御は最も簡単な制御法であり、実際の刺繍枠は図１７（Ａ）に破線で示すような軌跡でヘッドと相対的に送られることになる。しかし、パルスモータの場合と同様に、縫い針が被刺繍物に刺さるのは刺繍枠が停止しているときであるため、実際の縫い目は実線で示すものとなる。
【００１０】
ところで、キルティング縫いを専門に行うキルティングマシンでは、ステッチデータは通常２mm〜５mmの一定ピッチで走り縫い（直線縫い）を行うデータで構成され、合わせ縫いを行うようになっている。このピッチ幅は、刺繍と異なり必ずしも一定である必要がない。したがって、縫い針の往復動に同期させて被刺繍物を送る必要はないので、縫い針の往復動とは無関係に被刺繍物を連続的に送る制御（以下、「連続送り制御」と呼ぶ。）が行われている。この際、縫い針が被刺繍物に刺さってから抜けるまでの間も被刺繍物は送られるが、この縫い針が被刺繍物に刺さってから抜けるまでの時間はごく僅かである。このため、針板の針孔を若干大径にすることで針折れ等の支障がなくキルティング縫いを行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
間欠送り制御を前提とする刺繍ミシンを用いてキルティング縫いを行う際に、縫い加工の高速化のために通常のキルティングマシンが採用している連続送り制御を行うと次のような不都合が生ずる。
例えば、パルスモータを用いて図１６（Ｃ）に示す位置Ｐ１０６，Ｐ１０８，Ｐ１１０を通り、破線に示すような縫い目を形成する場合、刺繍枠の実際の移動軌跡が二点鎖線のものであっても、破線の縫い目が形成される。しかるに連続送り制御を行うと、縫い針の往復動のタイミングによって刺繍枠の移動軌跡のどこで縫い針が被刺繍物を刺すかが不確定である。例えば、図中の×印に示す位置で縫い針が被刺繍物を刺すと、実線に示すような縫い目ができる。このため、希望する縫い目（図中の破線に示す）に対してギザギザな縫い目になるという問題があった。このことは、サーボモータを用いてキルティング縫いを行なっても、図１７（Ｃ）に示すようにパルスモータの場合と同様の結果になる。
【００１２】
ところで、図１８に示すように、［ｘ，ｙ］＝［４，３］の方向に刺繍枠を移動させると、ちょうど位置Ｐ１２０，Ｐ１２２，Ｐ１２４の位置で針棒が被刺繍物を刺すため、刺繍枠を針棒の往復動のタイミングと同期させる必要がない場合もある。しかし、例えば［ｘ，ｙ］＝［８，３］の方向に刺繍枠を移動させた場合、希望する縫い目（図中の二点鎖線）に対しては、やはりギザギザな縫い目になってしまう。このように、針棒の往復動と同期するような一定の方向に刺繍枠を移動させる場合には問題がなくても、他の方向に刺繍枠を移動させた場合には綺麗な縫い目ができなくなり、その仕上がりの見た目も悪い。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その課題は、刺繍ミシンでキルティング縫いを行なった場合でも、希望する縫い目が確実にできるように、しかも綺麗に仕上がるようにすることである。また、他の課題は、連続送り制御を行うことにより、全体の刺繍時間を短縮することである。
【００１４】
【課題を解決するための第１の手段】
請求項１に記載された発明は、図１に模式的に示すように、被刺繍物６２を張っておく刺繍枠６０と、往復動する針棒４２を有するヘッド４０と、刺繍枠６０とヘッド４０を相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸モータ５０と、刺繍枠６０とヘッド４０を相対的にＹ軸方向に移動させるＹ軸モータ３０と、Ｘ軸方向への相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向への相対移動量（ΔＹ）を対にし、その複数の対が順に並んでいるステッチデータ群を記憶しておく記憶手段１０を備えた刺繍ミシンにおいて、
刺繍を行う同期モードと、キルティング縫いを行う非同期モードとの間で切り換えるモード切換手段２２と、同期モードが選択されている間、前記針棒４２が前記被刺繍物６２を抜けてから次に刺さるまでの期間内に、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータ５０に出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータ３０に出力し、前記針棒４２が前記被刺繍物６２に刺さってから抜けるまでの期間内は、Ｘ軸モータ５０とＹ軸モータ３０を停止させておく駆動信号を出力し、非同期モードが選択されている間、同一期間内におけるＸ軸方向とＹ軸方向の速度比がＸ軸方向の相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向の相対移動量（ΔＹ）の比と等しくなるように、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータ５０に出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータ３０に出力し、かつ、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）のための駆動信号を出力する期間と次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）のための駆動信号を出力する期間の間に、Ｘ軸モータ５０とＹ軸モータ３０を停止させる駆動信号を出力しないように構成した駆動信号出力手段２４とが付加されている。
【００１５】
ここで、「駆動信号」という場合には、パルスモータに出力するパルス列だけでなく、サーボモータに出力する駆動電圧を含むものとする。さらに、「被刺繍物」という場合には、刺繍を行う対象物に限らず、キルティング縫いを行う対象物をも含むものとする。
【００１６】
【第１の手段による作用】
請求項１の発明によれば、モード切換手段２２で切り換えられるモードに従って、同期モードでは針棒４２が被刺繍物６２に刺さっていない間は刺繍枠６０を一つの対のステッチデータ（ΔＸ，ΔＹ）で指定された相対移動量だけ移動させ、針棒４２が被刺繍物６２に刺さっている間は刺繍枠６０を移動させない。一方、非同期モードでは同一期間内に刺繍枠６０をＸ軸とＹ軸の同軸で移動させるとともに、各々の対のステッチデータに従って連続的に刺繍枠６０を移動させる。
このため、同期モードでは刺繍枠６０が針棒４２の往復動のタイミングに合わせて送られるので、刺繍が行われる。また、非同期モードでは刺繍枠６０が針棒４２の往復動と別のタイミングで送られるので、キルティング縫いが行われる。したがって、刺繍ミシンで刺繍を行うとともに、キルティング縫いを行うことができるようになる。
また駆動信号出力手段２４は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の速度比をＸ軸方向の相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向の相対移動量（ΔＹ）の比と等しくする。このため、Ｘ軸方向とＹ軸方向のいずれの方向も速度が零にならない。したがって、刺繍枠６０はＸ軸方向のみやＹ軸方向のみに移動することがなく、直線的にスムーズに移動する。
【００１７】
【課題を解決するための第２の手段】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、駆動信号出力手段２４は、Ｘ軸方向の相対移動量（ΔＸ）に反比例するパルス間隔でＸ軸モータ５０にパルスを出力するとともに、Ｙ軸方向の相対移動量（ΔＹ）に反比例するパルス間隔でＹ軸モータ３０にパルスを出力する。
【００１８】
【第２の手段による作用】
請求項２の発明によれば、駆動信号出力手段２４は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの相対移動量（ΔＸ，ΔＹ）に反比例するパルス間隔でＸ軸モータ５０とＹ軸モータ３０にパルスを出力する。このため、パルスによって移動制御を行なった場合でも、刺繍枠６０を直線的にスムーズに移動させることが可能になる。
【００１９】
【課題を解決するための第３の手段】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載された発明において、駆動信号出力手段２４は、Ｘ軸モータ５０に出力するパルス数の二乗とＹ軸モータ３０に出力するパルス数の二乗の和が、単位時間当たり一定になるようにパルスを出力する。
【００２０】
【第３の手段による作用】
請求項３の発明によれば、駆動信号出力手段２４は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のベクトル和の方向に対してパルス数が一定になるように、Ｘ軸モータ５０とＹ軸モータ３０のそれぞれにパルスを出力する。このため、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に基づいて移動する速度と、次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に基づいて移動する速度が等しくなる。したがって、刺繍枠６０は縫製の開始から終了まで等速度で移動する。
【００２１】
【課題を解決するための第４の手段】
請求項４に記載された発明は、被刺繍物６２を張っておく刺繍枠６０と、往復動する針棒４２を有するヘッド４０と、刺繍枠６０とヘッド４０を相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸モータ５０と、刺繍枠６０とヘッド４０を相対的にＹ軸方向に移動させるＹ軸モータ３０と、Ｘ軸方向への相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向への相対移動量（ΔＹ）を対にし、その複数の対が順に並んでいるステッチデータ群を記憶しておく記憶手段１０を備えた刺繍ミシンにおいて、
刺繍を行う同期モードと、キルティング縫いを行う非同期モードとの間で切り換えるモード切換手段２２と、同期モードが選択されている間、前記針棒４２が前記被刺繍物６２を抜けてから次に刺さるまでの期間内に、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータ５０に出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータ３０に出力し、前記針棒４２が前記被刺繍物６２に刺さってから抜けるまでの期間内は、Ｘ軸モータ５０とＹ軸モータ３０を停止させておく駆動信号を出力し、非同期モードが選択されている間、同一期間内におけるＸ軸方向とＹ軸方向の速度比がＸ軸方向の相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向の相対移動量（ΔＹ）の比と等しくなるように、相対移動量（ΔＸ）だけ移動させる駆動信号をＸ軸モータ５０に出力するとともに、相対移動量（ΔＹ）だけ移動させる駆動信号をＹ軸モータ３０に出力し、かつ、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）のための駆動信号を出力する期間と次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）のための駆動信号を出力する期間の間に、Ｘ軸モータ５０とＹ軸モータ３０を停止させる駆動信号を出力せず、所定の条件を満たさない場合には、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に基づく駆動信号を出力した後に少なくとも針棒４２の往復動に要する期間以上は停止させておくためのＸ軸とＹ軸の駆動信号をそれぞれＸ軸モータ５０とＹ軸モータ３０に出力し、その後に次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に基づく駆動信号を出力するように構成した駆動信号出力手段２４とが付加されている。
【００２２】
【第４の手段による作用】
請求項４の発明によれば、刺繍ミシンで刺繍を行うとともに、キルティング縫いを行うことができるようになる点については、請求項１の発明と同様である。
さらに、モード切換手段２２によって非同期モードが選択されている場合に所定の条件を満たさなければ、駆動信号出力手段２４は、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に基づく駆動信号を出力した後に、同期モードのように刺繍枠６０を一時的に停止させる。そして、その後に次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に基づく駆動信号を出力する。このため、所定の条件を満たす場合には刺繍枠６０が連続的に送られ、所定の条件を満たさない場合には刺繍枠６０が間欠的に送られる。したがって、所定の条件を満たさなければ針棒４２の往復動とのタイミングがとられるので、針棒４２を落とす位置を正確に制御することが可能になる。
【００２３】
【課題を解決するための第５の手段】
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、所定の条件は、次の対のステッチデータの相対移動量の傾き（ΔＹ２／ΔＸ２）が一つの対のステッチデータの相対移動量の傾き（ΔＹ１／ΔＸ１）から所定の範囲以内であること、および／または、所定の移動条件が設定されたことであるようにする。
【００２４】
【第５の手段による作用】
請求項５の発明によれば、相対移動量の傾きの変化（ΔＹ２／ΔＸ２−ΔＹ１／ΔＸ１）が所定の範囲以内である場合には刺繍枠６０が停止することなく連続的に送られ、相対移動量の傾きの変化が所定の範囲を超える場合には刺繍枠６０が間欠的（一つの対のステッチデータと次の対のステッチデータの間で、少なくとも針棒４２が被刺繍物６２に刺さってから抜けるまでの往復動に要する期間は停止される）に送られる。
また、所定の移動条件が設定された場合には刺繍枠６０が停止することなく連続的に送られ、所定の移動条件が設定されていない場合には刺繍枠６０が間欠的に送られる。
このため、折れ線状になる位置に達した場合や、オペレータによって所定の移動条件が設定された場合には、必ず針棒４２が被刺繍物６２に刺さるので、柄の模様がくずれてしまうことがない。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。まず、第１の実施例について説明する。
図２は、刺繍ミシンの構成を示すブロック図であって、本発明を実施するために必要な最小限の構成を示す。なお、この刺繍ミシンでは、Ｘ軸モータ５０としてＸ軸パルスモータ１４２を、Ｙ軸モータ３０としてＹ軸パルスモータ１３２をそれぞれ適用する。
図において、ミシン制御装置１００は、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０４、表示制御回路１０６、表示装置１０８、入力処理回路１１２、出力処理回路１１６およびバス１１４によって構成されている。
【００２８】
ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１０２に格納されたミシン制御プログラムに従ってミシン制御装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ１０２には、ＥＥＰＲＯＭが使用される。このＲＯＭ１０２には、上記ミシン制御プログラムの他に、後述する処理手順を制御するプログラム等が格納されている。なお、このＲＯＭ１０２はＥＥＰＲＯＭに限らず、ＰＲＯＭやＥＰＲＯＭおよびフラッシュＲＡＭ等の不揮発性メモリを使用してもよい。
ＲＡＭ１０４は記憶手段１０を具体化したものであって、アクセス速度やコストの面からＤＲＡＭが使用される。このＲＡＭ１０４には、Ｘ軸方向への相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向への相対移動量（ΔＹ）を対にし、その複数の対が順に並んでいるステッチデータ群、設定モード、タイムコンスタント、被刺繍物を送る際の送り速度等のような各種のデータあるいは入出力信号が格納される。なお、ＲＡＭ１０４はＤＲＡＭに限らず、ＳＲＡＭやフラッシュＲＡＭ等の揮発性メモリを使用してもよい。
【００２９】
表示制御回路１０６は、ＣＰＵ１１０からバス１１４を介して送られた表示制御データに従って、表示装置１０８の表示制御を行う回路である。すなわち、表示制御データに含まれるステッチデータ群（他に、「柄データ」とも呼ぶ。以下、本明細書において同じ。）に従って線分図形を順次描いてその柄を表示したり、現在の縫製状態などを表示したりする。この表示装置１０８には、筐体の大きさをコンパクトにし、消費電力を低く抑えるため、モノクロの液晶表示装置を使用するのが最適である。なお、この表示装置１０８にはモノクロの液晶表示装置に限らず、カラーの液晶表示装置やＣＲＴ、プラズマ表示装置およびＬＥＤ表示装置（ＬＥＤを矩形領域に格子状に配置した表示装置）等のように、柄が表示可能な他の表示装置を使用してもよい。
【００３０】
入力処理回路１１２には、ＫＥＹ（キーボード）１２０、ポインティングデバイス（pointing device ）１２２、外部記憶装置１２４、Ｘ軸用エンコーダ１４４およびＹ軸用エンコーダ１３４が接続されている。この入力処理回路１１２は、これらの装置等から送られたそれぞれのデータ信号を受けて、ミシン制御装置１００内で処理可能なデータ形式に変換し、バス１１４を介してＣＰＵ１１０又はＲＡＭ１０４へ転送する。ここで、Ｘ軸用エンコーダ１４４とＹ軸用エンコーダ１３４は、刺繍枠６０が所定の間隔（例えば、0.1mm ）ごとに移動すると、それぞれの軸方向成分について１個のパルスを発生する装置である。
【００３１】
なお、ポインティングデバイス１２２にはマウスを使用するのが最適であるが、トラックボール（track ball）、ライトペン、デジタイザ、タッチセンススクリーン（touch-sensitive screen）等を使用してもよい。これらのうち、トラックボールやライトペン、およびタッチセンススクリーンを適用すれば、カーソルを移動させるための場所をとらないため、省スペース化を図ることができる。
また、外部記憶装置１２４にはフレキシブルディスク装置（ＦＤＤ，FlexibleDisk Device）を使用するのが最適であるが、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、紙テープリーダ／パンチ装置等のように、大容量の記憶装置を使用してもよい。特に、ハードディスク装置を適用した場合にはアクセス速度が向上し、光磁気ディスク装置を適用した場合には膨大なデータ量を記憶させることができる。
【００３２】
出力処理回路１１６は、ＣＰＵ１１０からバス１１４を介して送られた駆動データを駆動装置１３０へ転送するためのインタフェースである。この駆動装置１３０は、上記の駆動データに従って主軸モータ１２８、Ｘ軸パルスモータ１４２およびＹ軸パルスモータ１３２を駆動させる。
ここで、主軸モータ１２８は駆動装置１３０から出力された制御電圧に従ってミシン本体１４０の主軸１２６を回転駆動させるサーボモータである。この主軸１２６の回転駆動により縫い針が往復動し、刺繍枠６０に保持されている被刺繍物６２を縫製する。また、Ｘ軸パルスモータ１４２は駆動装置１３０から出力されたパルス数に従って刺繍枠６０をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸パルスモータ１３２は駆動装置１３０から出力されたパルス数に従って刺繍枠６０をＹ軸方向に移動させる。さらに、ミシン本体１４０にはヘッド４０が形成されており、このヘッド４０には主軸１２６に同期して往復動する針棒４２が設けられている。
なお、上記各構成要素は、いずれもバス１１４に互いに結合されている。
【００３３】
次に、本発明を実行するための処理手順について、図３乃至図９を参照しつつ説明する。図３〜図５，図７，図９は本発明を実施するための処理手順を示すフローチャートであって、図１に示す枠移動手段２０を具体化した処理である。これらのフローチャートは、いずれも図２に示すＲＯＭ１０２に格納された処理プログラムをＣＰＵ１１０が実行することによって実現される。
なお、図４に示すステップＳ２２と図５に示すステップＳ４２はモード切換手段２２を具体化した処理ステップであり、図５に示すステップＳ３８乃至ステップＳ４６は駆動信号出力手段２４を具体化した処理ステップである。
【００３４】
図３において、まず、刺繍ミシンの動作を開始させるために必要な初期化処理を行う（ステップＳ１０）。この初期化処理の具体的な内容としては、例えば、刺繍枠６０を原点に戻したり、ＲＡＭ１０４の作業領域をクリアしたり、入力処理回路１１２や出力処理回路１１６に接続されている外部機器の有無をチェックしたりする。
そして、刺繍ミシンの停止処理を行う（ステップＳ１２）。この停止処理の具体的な処理内容について、図４を参照しつつ説明する。
【００３５】
図４において、まず安全のために、出力処理回路１１６に停止を指示する駆動データを送り、駆動装置１３０を介して主軸モータ１２８を停止させる（ステップＳ２０）。このステップの実行によって、針棒４２は確実に停止する。
その後、モード設定を行うとともに、ステッチデータ群の入力を行う（ステップＳ２２）。このモード設定は、例えばＫＥＹ１２０などを用いて「同期モード」あるいは「非同期モード」のいずれかに設定する。この設定によって、縫製を行うモードがＲＡＭ１０４に記憶される。
ここで、同期モードは、針棒４２の往復動のタイミングに合わせて刺繍枠６０を移動させ、刺繍を行うモードである。また、非同期モードは、針棒４２の往復動と刺繍枠６０の移動を独立させ、キルティング縫いを行うモードである。
【００３６】
また、ステッチデータ群の入力方法としては三通りあり、以下に具体的な入力方法を示す。なお、上記の「ステッチデータ群の入力」は、縫製を行う柄の全体についてデータを入力することである。
まず、第１の方法は、フレキシブルディスク装置（外部記憶装置１２４）からフレキシブルディスク内に記憶されている複数のステッチデータ群の一覧を表示装置１０８に表示し、この中から縫製を行うステッチデータ群を選択する方法である。選択されたステッチデータ群はフレキシブルディスク装置からＲＡＭ１０４の所定の作業領域に転送される。
【００３７】
また、第２の方法は、ＲＯＭ１０２にあらかじめ記憶されている複数のステッチデータ群の一覧を表示装置１０８に表示し、この中から縫製を行うステッチデータ群を選択する方法である。選択されたステッチデータ群はＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０４の所定の作業領域に転送される。これらの第１の方法と第２の方法では、ＫＥＹ１２０やポインティングデバイス１２２を用いて縫製を行うステッチデータ群の選択を行う。
さらに、第３の方法は、直接ＫＥＹ１２０やマウス（ポインティングデバイス１２２）を用いてステッチデータ群を入力し、設定する方法である。入力されたステッチデータ群は、ＲＡＭ１０４の所定の作業領域に設定される。
【００３８】
次に、ＫＥＹ１２０に設けられた枠移動指令ボタンが押された場合には、対応するスタート位置合わせを行う（ステップＳ２４）。この枠移動指令ボタンは、縫製を開始する前に刺繍枠６０を移動させるためのボタンである。ステップＳ２４の実行により、オペレータは刺繍枠６０を希望する位置に移動させることができる。
その後、縫製の始まりか否か、具体的にはＫＥＹ１２０に設けられた始動指令ボタンが押されたか否かを判別する（ステップＳ２６）。もし、始動指令ボタンが押されていない（ＮＯ）ならばステップＳ２２に戻り、ステッチデータ群の入力とスタート位置合わせを再び行う。一方、始動指令ボタンが押された（ＹＥＳ）ならば、縫製を行うため、本処理手順を終了する。
【００３９】
図３に戻り、ステップＳ１２で設定又は選択されたステッチデータ群に従って、刺繍処理を行う（ステップＳ１４）。この刺繍処理の具体的な処理内容について、図５を参照しつつ説明する。
【００４０】
図５において、まず、縫製を開始するために必要な初期化処理を行う（ステップＳ３０）。初期化処理の具体的な内容としては、例えば、刺繍枠６０を原点に戻したり、後述するステップＳ３６において取得するステッチデータを指すポインタをステッチデータ群の先頭に設定したりする。
次に、主軸モータ１２８に所定の制御電圧を出力し、低速回転｛例えば、３００［ｒｐｍ］｝で始動させた後（ステップＳ３２）、データエンド（具体的には、ポインタが最後のステッチデータを超えた位置を指している）か否かを判別する（ステップＳ３４）。なお、第１回目はポインタがステッチデータ群の先頭のステッチデータを指すためにデータエンドではなく（ＮＯ）、ステップＳ３６に進む。
【００４１】
そして、ポインタが指すステッチデータを取得し（ステップＳ３６）、このステッチデータで指定されたＸ軸方向への相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向への相対移動量（ΔＹ）に基づいて、タイムコンスタントＴx ，Ｔy を求める（ステップＳ３８）。
具体的には、図１に示すように、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に従って刺繍枠６０を移動させる場合のＸ軸方向タイムコンスタントＴx1とＹ軸方向タイムコンスタントＴy1、および、次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に従って刺繍枠６０を移動させる場合のＸ軸方向タイムコンスタントＴx2とＹ軸方向タイムコンスタントＴy2を求める。
ここで、上記のタイムコンスタントとは、図２に示すＸ軸パルスモータ１４２とＹ軸パルスモータ１３２に出力するパルスの一周期の長さである。このタイムコンスタントの値が小さいほど刺繍枠６０の送り速度は速くなり、逆に値が大きいほど刺繍枠６０の送り速度は遅くなる。
【００４２】
まず、ステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に従って刺繍枠６０を移動させる場合のＸ軸方向タイムコンスタントＴx1とＹ軸方向タイムコンスタントＴy1は、次の各式によって求められる。ここで、Ｘ軸方向送り速度をＶx1とし、Ｙ軸方向送り速度をＶy1とする。また、あらかじめ設定された刺繍枠６０の送り速度をＶとする。
Ｖx1＝Ｖ・［ΔＸ１／｛（ΔＸ１）2 ＋（ΔＹ１）2 ｝1/2 ］
Ｔx1＝１／Ｖx1
Ｖy1＝Ｖ・［ΔＹ１／｛（ΔＸ１）2 ＋（ΔＹ１）2 ｝1/2 ］
Ｔy1＝１／Ｖy1
【００４３】
また、ステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に従って刺繍枠６０を移動させる場合のＸ軸方向タイムコンスタントＴx2とＹ軸方向タイムコンスタントＴy2は、次の各式によって求められる。ここで、Ｘ軸方向送り速度をＶx2とし、Ｙ軸方向送り速度をＶy2とする。
Ｖx2＝Ｖ・［ΔＸ２／｛（ΔＸ２）2 ＋（ΔＹ２）2 ｝1/2 ］
Ｔx2＝１／Ｖx2
Ｖy2＝Ｖ・［ΔＹ２／｛（ΔＸ２）2 ＋（ΔＹ２）2 ｝1/2 ］
Ｔy2＝１／Ｖy2
【００４４】
次に、傾き演算処理を行う（ステップＳ４０）。具体的には、上記の例に従って、一つの対のステッチデータの相対移動量が（ΔＸ１，ΔＹ１）であり、次の対のステッチデータの相対移動量が（ΔＸ２，ΔＹ２）である場合には、一つの対のステッチデータの傾き（ΔＹ１／ΔＸ１）および次の対のステッチデータの傾き（ΔＹ２／ΔＸ２）を求める。
こうして求められた傾きによって、ステップＳ４２では、次の対のステッチデータの傾き（ΔＹ２／ΔＸ２）が一つの対のステッチデータの傾き（ΔＹ１／ΔＸ１）から所定の範囲以内である場合には連続刺繍処理を行うステップＳ４４に進み、それ以外は間欠刺繍処理を行うステップＳ４６に進む。すなわち、（ΔＹ２／ΔＸ２−ΔＹ１／ΔＸ１）を演算し、その演算結果が所定の範囲以内か否かで後の処理が異なる。
なお、上記の判定は非同期モードが設定された場合について行われ、同期モードが設定された場合には強制的に間欠刺繍処理を行うステップＳ４６に進む。
【００４５】
上記の制御によって、同期モードが設定された場合には間欠刺繍処理により縫製が行われる。また、非同期モードが設定された場合には、通常は連続刺繍処理によりキルティング縫いが行われ、ステップＳ４２の判定結果が「ＮＯ」であるときに間欠刺繍処理によりキルティング縫いが行われる。
例えば、図６（Ａ）に示すように、ある位置Ｐ１０から相対移動量（ΔＸ１０，ΔＹ１０）を隔てて位置Ｐ１２があり、この位置Ｐ１２から相対移動量（ΔＸ１２，ΔＹ１２）を隔てて位置Ｐ１４がある場合を仮定する。この場合、位置Ｐ１０と位置Ｐ１４を結ぶ直線上に位置Ｐ１２が位置する場合には、ステップＳ４０の実行結果は「ＹＥＳ」となる。この場合における連続刺繍処理の具体的な処理手順について、図７を参照しつつ説明する。
【００４６】
図７において、まず、主軸モータ１２８に所定の制御電圧を出力し、高速回転｛例えば、８５０［ｒｐｍ］｝させ（ステップＳ５０）、ステップＳ３８で算出されたタイムコンスタントＴx ，Ｔy に従って刺繍枠６０をある位置Ｐ１０から次の位置Ｐ１２へ移動させる（ステップＳ５２）。
具体的には、タイムコンスタントＴx ，Ｔy が図２に示す駆動装置１３０に送られる。タイムコンスタントＴx ，Ｔy を受けた駆動装置１３０では、このタイムコンスタントＴx ，Ｔy に示す期間ごとにパルスをＸ軸パルスモータ１４２とＹ軸パルスモータ１３２のそれぞれに出力し、刺繍枠６０を移動させる。
【００４７】
例えば、図６（Ａ）に示すような位置関係にあるステッチデータでは、上記のステップＳ５０を実行すると、図６（Ｂ）に示すようなパルスの出力制御が行われる。すなわち、時刻ｔ１０から時刻ｔ１８までの基本周期ΔＴ１２の間では、タイムコンスタントＴx1の周期でＸ軸パルスモータ１４２にパルスを８回連続的に出力し、タイムコンスタントＴy1の周期でＹ軸パルスモータ１３２にパルスを６回連続的に出力する。このようなパルスの出力制御により直線補間が実現され、刺繍枠６０をあらゆる方向に対しても直線的に移動させることができる。
【００４８】
また、時刻ｔ１８から時刻ｔ２２までの基本周期ΔＴ１４の間では、タイムコンスタントＴx2の周期でＸ軸パルスモータ１４２にパルスを４回連続的に出力し、タイムコンスタントＴy2の周期でＹ軸パルスモータ１３２にパルスを３回連続的に出力する。したがって、刺繍枠６０を位置Ｐ１２で一時的に停止させることなく縫製を行うので、全体のキルティング縫いに要する時間を短縮することができる。なお、この場合は位置Ｐ１０から位置Ｐ１４の間は直線的であるので、タイムコンスタントＴx1とタイムコンスタントＴx2が等しく、タイムコンスタントＴy1とタイムコンスタントＴy2が等しくなる。
【００４９】
そして、刺繍枠６０を移動させている間に、主軸モータ１２８の回転数に従って複数の縫い目の縫製を行う（ステップＳ５４）。
図６の例では、主軸モータ１２８は一定の回転速度で回転する（その回転周期をΔＴ１０とする）ので、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１０，ｔ１２，ｔ１４，ｔ１６，ｔ１８，ｔ２０，ｔ２２の各時刻で縫製を行う。このため、刺繍枠６０が移動する方向に沿って等間隔でキルティング縫いを行うことができる。
【００５０】
したがって、タイムコンスタントＴx1，Ｔy1に従ってパルスを出力することによって、ある位置Ｐ１０から次の位置Ｐ１２へ刺繍枠６０をＸＹ同軸で移動させる直線補間を行うことができる。このため、キルティングマシンで採用している連続送り制御を本発明の刺繍ミシンで実行しても、直線的な縫製では縫い目がギザギザにならず、ステッチデータ群で指定された位置に沿った縫い目を形成させることができる。
【００５１】
また、図６（Ａ）に示すような位置Ｐ１０と位置Ｐ１２の間、および、位置Ｐ１２と位置Ｐ１４の間において、移動量の傾きが等しい場合｛（ΔＹ１０／ΔＸ１０）＝（ΔＹ１２／ΔＸ１２）｝には位置Ｐ１０と位置Ｐ１４を結ぶ直線上に位置Ｐ１２が位置することになり、位置Ｐ１２で刺繍枠６０を連続的に送る。このため、間欠送り制御のような一時的に停止する期間がなくなるので、全体としてキルティング縫いに要する時間を短縮することができる。
【００５２】
さらに、Ｘ軸方向の移動量（ΔＸ１０，ΔＸ１２）に反比例するパルス間隔（タイムコンスタントＴx1）でＸ軸パルスモータ１４２にパルスを出力し、Ｙ軸方向の移動量（ΔＹ１０，ΔＹ１２）に反比例するパルス間隔（タイムコンスタントＴy1）でＹ軸パルスモータ１３２にパルスを出力するので、それぞれの軸について出力されるパルスの間隔が等しくなる。
このため、刺繍枠６０をあらゆる移動方向に対して、しかも等速度で移動させることができる。したがって、あらゆる移動方向の直線的な縫製を実行しても縫い目がギザギザにならず、ステッチデータ群で指定された位置に沿った縫い目を形成させることができる。
【００５３】
そして、送り速度Ｖに基づきタイムコンスタントＴx1，Ｔy1，Ｔx2，Ｔy2を求めているので、Ｘ軸パルスモータ１４２とＹ軸パルスモータ１３２に出力するパルス数の二乗の和（すなわち、Ｘ軸方向とＹ軸方向のベクトル和の方向に対してパルス数）を一定にすることができる。具体的には、図６に示す例において、位置Ｐ１０から位置Ｐ１２までの間の送り速度と、位置Ｐ１２から位置Ｐ１４までの間の送り速度が等しくなるため、全体として刺繍枠６０の送り速度を一定に維持することができる。
こうして、針棒４２が被刺繍物６２を刺す間隔（ピッチ）を一定にすることができる。したがって、縫い目のピッチが等間隔になるので、より綺麗な縫い目を形成することができる。
【００５４】
一方、ステッチデータが図８（Ａ）に示すように、位置Ｐ３２と位置Ｐ３４を結ぶ線分の傾きが位置Ｐ３０と位置Ｐ３２を結ぶ線分の傾きから所定の範囲を外れた場合には、図５に示すステップＳ４２の実行結果は「ＮＯ」となる。この場合における間欠刺繍処理の具体的な処理手順について、図９を参照しつつ説明する。
【００５５】
図９において、まず、主軸モータ１２８に所定の制御電圧を出力し、低速回転｛例えば、３００［ｒｐｍ］｝させる（ステップＳ６０）。その後、枠移動のタイミングを図って（ステップＳ６２）、停止している刺繍枠６０を位置Ｐ３２まで移動させる（ステップＳ６４）。さらに、針棒４２の往復動とのタイミングを図って（ステップＳ６６）、刺繍枠６０を停止させた状態で一針の縫製を行う（ステップＳ６８）。
【００５６】
例えば、図８（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３０から時刻ｔ３２の間（単位周期ΔＴ３０）に、Ｘ軸パルスモータ１４２とＹ軸パルスモータ１３２にそれぞれ必要なパルスを出力する。図では、Ｘ軸パルスモータ１４２に７パルスを、Ｙ軸パルスモータ１３２に３パルスを出力している。
また、低速になった主軸モータ１２８の回転速度（この場合の回転周期を図に示すようにΔＴ３４とする）に合わせるため、時刻ｔ３２から時刻ｔ３６の間は刺繍枠６０を一時的に停止させる。この停止制御により、時刻ｔ３４で一針の縫製を行うことができるので、位置Ｐ３０と位置Ｐ３２の間に直線的な縫い目を形成することができる。
その後、刺繍枠６０を位置Ｐ３４に移動させるため、時刻ｔ３６から時刻ｔ３８までの基本周期ΔＴ３２の間に、タイムコンスタントＴx3の周期でＸ軸パルスモータ１４２にパルスを３回連続的に出力し、タイムコンスタントＴy3の周期でＹ軸パルスモータ１３２にパルスを４回連続的に出力する。
【００５７】
したがって、第１の実施例では、位置Ｐ３２と位置Ｐ３４を結ぶ線分の傾きが位置Ｐ３０と位置Ｐ３２を結ぶ線分の傾きから所定の範囲を外れた場合には、次の位置Ｐ３２で刺繍枠６０を一時的に停止させることによって、確実に次の位置Ｐ３２で縫製させたい縫い目を形成することができる。このため、希望する縫い目に従って確実に縫製を行うことができる。
【００５８】
また、図６（Ａ）に示すように、位置Ｐ１０と位置Ｐ１４を結ぶ直線上に位置Ｐ１２が位置する場合（連続送りの場合）には主軸モータ１２８の回転速度を高速にし、図８（Ａ）に示すように位置Ｐ３２と位置Ｐ３４を結ぶ線分の傾きが位置Ｐ３０と位置Ｐ３２を結ぶ線分の傾きから所定の範囲を外れた場合（間欠送りの場合）には主軸モータ１２８の回転速度を低速にした。このため、連続送りの場合に刺繍枠６０を高速で送っても確実に縫い目ができ、その間隔も短くなるので縫い目がほつれにくくなる。さらに、間欠送りの場合には針棒４２の往復動とタイミングが取りやすくなり、縫製したい位置で刺繍やキルティング縫いのための縫製を確実に行うことができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。なお、物理的な構成は第１の実施例に示す図２と同一であり、また処理手順も図３〜図５，図７，図９と同一である。ただし、第１の実施例における図７のステップＳ５２に代えて、図１０（Ａ）に示す枠移動処理を実行する。以下、この枠移動処理の具体的な処理手順について説明する。
図１０（Ａ）において、まず、所定期間（例えば、０．１秒間）におけるＸ軸用エンコーダ１４４とＹ軸用エンコーダ１３４から出力されるパルスの数をカウントし（ステップＳ７０）、現在の刺繍枠６０の移動速度を算出する（ステップＳ７２）。
【００６０】
この刺繍枠６０の移動速度の算出は、次式によって行われる。なお、刺繍枠６０の移動速度をＶ、Ｘ軸用エンコーダ１４４から出力されるパルスの数をＣx 、Ｙ軸用エンコーダ１３４から出力されるパルスの数をＣy 、１パルス当たりの移動量をＬ、上記の所定期間をＴc 、Ｘ軸方向移動速度をＶx 、Ｙ軸方向移動速度をＶy とする。
Ｖx ＝（Ｃx ・Ｌ）／Ｔc
Ｖy ＝（Ｃy ・Ｌ）／Ｔc
Ｖ＝｛（Ｖx ）2 ＋（Ｖy ）2 ｝1/2 
【００６１】
そして、ステップＳ７２で算出された刺繍枠６０の移動速度Ｖに基づいて、主軸モータ１２８の回転数Ｎを次式により求める（ステップＳ７４）。なお、係数ｋは一定値である。
Ｎ＝ｋ・Ｖ
こうして算出された回転数Ｎに基づいて、主軸モータ１２８に出力する制御電圧Ｅを算出する。この制御電圧Ｅは、図１０（Ｂ）に示す１次関数のグラフに従って、次式によって算出される。ただし、係数ａ，ｂは主軸モータ１２８ごとに異なる固有の一定値である。
Ｅ＝ａＮ＋ｂ
こうして算出された制御電圧Ｅを主軸モータ１２８に出力し（ステップＳ７６）、主軸モータ１２８の回転数Ｎを制御する。その後、本処理手順を終了する。
【００６２】
上記の処理手順を実行することにより、例えば、図６（Ａ）に示すように、位置Ｐ１０と位置Ｐ１４を結ぶ直線上に位置Ｐ１２が位置する場合には、図１１に示すようなパルスの出力制御が行われる。
すなわち、第２の実施例を実行すると、基本周期ΔＴ５２は従来の単位周期と同様に常に一定の時間間隔（時刻ｔ５０と時刻ｔ５８の間、および、時刻ｔ５８と時刻ｔ６２の間）になる。
【００６３】
そして、時刻ｔ５０と時刻ｔ５８の間においては、ステップＳ７６で出力される制御電圧Ｅに従って主軸モータ１２８の回転速度が回転周期ΔＴ５０に調整され、時刻ｔ５０，ｔ５２，ｔ５４，ｔ５６の各時刻で縫製を行う。
また、時刻ｔ５８と時刻ｔ６２の間においては、ステップＳ７６で出力される制御電圧Ｅに従って主軸モータ１２８の回転速度が回転周期ΔＴ５４に調整され、時刻ｔ５８と時刻ｔ６０で縫製を行う。
なお、針棒４２は時刻ｔ５０で位置Ｐ１０に位置し、時刻ｔ５８で位置Ｐ１２に位置する。このため、刺繍枠６０が移動する方向に沿って等間隔で縫製を行うことができるので、仕上がりの見た目が綺麗になる。
【００６４】
図７に示すステップＳ５２を実行した場合には、移動方向に対する刺繍枠６０の送り速度を維持しながら、主軸モータ１２８の回転速度を一定に保っていた。これに対して、図１０（Ａ）に示す処理手順を実行すると、基本周期ΔＴ５２の時間間隔を一定に保ちながら、主軸モータ１２８の回転速度を変えている。したがって、第２の実施例は図６（Ａ）に示すように、移動方向に沿って等間隔（等ピッチ）で縫製を行うことができるので、第１の実施例と等価な技術である。
なお、第２の実施例では、制御電圧Ｅを１次関数のグラフに従って求めたが、主軸モータ１２８の実際の回転数Ｎに対応する制御電圧Ｅの特性に応じて、２次関数以上の多次関数のグラフに従って求めてもよい。この場合には、主軸モータ１２８ごとの特性に合わせて、より均一な間隔で縫製を行うことができる。したがって、仕上がりの見た目もより綺麗になる。
【００６５】
ここで、第１の実施例と第２の実施例では、Ｘ軸とＹ軸のモータにパルスモータを適用したが、Ｘ軸モータ３０としてＸ軸サーボモータ１５０を、Ｙ軸モータ４０としてＹ軸サーボモータ１６０をそれぞれ適用する第３の実施例について、図６（Ａ），図８（Ａ）と図１２を参照しつつ説明する。これらの三つの図において、同一の要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
【００６６】
なお、物理的な構成は第１の実施例に示す図２と同一であり、処理手順も図３〜図５，図７，図９と同一である。ただし、第１の実施例における枠移動処理（図７のステップＳ５２，図９のステップＳ６４）ではＸ軸モータ３０とＹ軸モータ４０にパルス列を出力する代わりに、駆動電圧を出力する。
また、図２に示す駆動装置１３０は、ＣＰＵ１１０からバス１１４を介して送られた駆動データに従って、Ｘ軸サーボモータ１５０とＹ軸サーボモータ１６０にそれぞれ駆動電圧を出力する。Ｘ軸サーボモータ１５０とＹ軸サーボモータ１６０は、この駆動電圧に応じて刺繍枠６０を移動させる。したがって、刺繍枠６０の移動速度は、Ｘ軸サーボモータ１５０とＹ軸サーボモータ１６０にそれぞれ出力する駆動電圧に比例する。
【００６７】
まず、図６（Ａ）に示すように、ある位置Ｐ１０、次の位置Ｐ１２および次々の位置Ｐ１４が直線上にあるときに刺繍枠６０を移動させる場合には、図１２（Ａ）に示すような駆動電圧の出力制御を行う。
すなわち、時刻ｔ１０から時刻ｔ２２までの間に、Ｘ軸サーボモータ１５０には制御線ｆx1に従って変化させた駆動電圧を出力し、Ｙ軸サーボモータ１６０には制御線ｆy1に従って変化させた駆動電圧を出力する。このとき、制御線ｆx1に従う駆動電圧と制御線ｆy1に従う駆動電圧はそれぞれ一定の値であり、これらの比は４：３である。このため、刺繍枠６０は次の位置Ｐ１２で停止することなく、ある位置Ｐ１０から次々の位置Ｐ１４へ等速度で移動する。
【００６８】
なお、ある位置Ｐ１０から刺繍枠６０を移動させ始める場合には、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までは、制御線ｆx1と制御線ｆy1ともに二点鎖線で示すように加速する。同様に、次々の位置Ｐ１４で刺繍枠６０を停止させる場合には、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までは、制御線ｆx1と制御線ｆy1ともに二点鎖線で示すように減速する。この加減速時においても制御線ｆx1に従う駆動電圧と制御線ｆy1に従う駆動電圧の比を４：３に維持することにより、加減速時の直線補間が可能となる。
【００６９】
また、図８（Ａ）に示すように、位置Ｐ３２と位置Ｐ３４を結ぶ線分の傾きが位置Ｐ３０と位置Ｐ３２を結ぶ線分の傾きから所定の範囲を外れたときに刺繍枠６０を移動させる場合には、図１２（Ｂ）に示すような駆動電圧の出力制御を行う。
すなわち、時刻ｔ３２まではＸ軸サーボモータ１５０には制御線ｆx2に従って変化させた駆動電圧を出力し、Ｙ軸サーボモータ１６０には制御線ｆy2に従って変化させた駆動電圧を出力する。この例では、時刻ｔ３１ｂまで等速度で移動し、時刻ｔ３１ｂから時刻ｔ３２まで減速している。このとき、制御線ｆx2に従う駆動電圧と制御線ｆy2に従う駆動電圧の比は、等速度時も加減速時も７：３である。
【００７０】
その後、時刻ｔ３２から時刻ｔ３６までは、針棒４２の往復動とのタイミングを図るために刺繍枠６０を一時的に停止させる。この例では、時刻ｔ３４で一針の縫製が行われている。
そして、時刻ｔ３６以後はＸ軸サーボモータ１５０には制御線ｆx3に従って変化させた駆動電圧を出力し、Ｙ軸サーボモータ１６０には制御線ｆy3に従って変化させた駆動電圧を出力する。この例では、時刻ｔ３７ａまで加速し、時刻ｔ３７ａ以後は等速度で移動している。このとき、制御線ｆx3に従う駆動電圧と制御線ｆy2に従う駆動電圧の比は、等速度時も加減速時も３：４である。
【００７１】
なお、ある位置Ｐ３０から刺繍枠６０を移動させ始める場合には、時刻ｔ３０から時刻ｔ３１ａまでは，制御線ｆx2と制御線ｆy2ともに二点鎖線で示すように加速する。同様に、次々の位置Ｐ３４で刺繍枠６０を停止させる場合には、時刻ｔ３７ｂから時刻ｔ３８までは、制御線ｆx3と制御線ｆy3ともに二点鎖線で示すように減速する。
【００７２】
ここで、上記図１５との関係では、図１５で示す基本移動量Ｄ（相対移動量）と出力する駆動電圧の総和との関係について、図１２では時間的な駆動電圧の変化を示している。すなわち、図１５に示す一般的な制御線ｆp について、図１２ではステッチデータに基づく相対移動量に従って変化させた具体的な制御線ｆx1，ｆx2，ｆy1，ｆy2をそれぞれ示しているものであり、両者は同種類のものである。
このため、図１３に示すように、同一時間内に加速し始めた後に減速し終える移動速度の加減速パターンを、予め移動量（ΔＸまたはΔＹ）ごとにＲＯＭ１０２（あるいはＲＡＭ１０４でもよい）に記憶する。こうして記憶された加減速パターン群の中からステッチデータで指定された相対移動量に応じて適切な加減速パターンを選択し、図１２に示すような駆動電圧の出力制御を行うこともできる。
【００７３】
例えば、図１３に示すように、移動速度の加減速パターン群（ｆp1〜ｆp8）は同一時間内（時間ｔc 内）に加速し始めた後に減速し終える移動速度の加減速パターンである。これらの全ての加減速パターンは、時刻ｔ0 で加速し始め、時刻ｔa で等速度で移動し始め、時刻ｔb で減速し始め、時刻ｔc で停止する。したがって、一つ一つの加減速パターンは、相対移動量に応じて駆動する電圧が異なる。なお、図示する移動速度の加減速パターン群（ｆp1〜ｆp8）は、その一例である。
【００７４】
ここで、仮に加減速パターンｆp3と加減速パターンｆp4の移動量の比が３：４であるときは、その駆動電圧の比も３：４になる。なお、仮に加減速パターンｆp3と加減速パターンｆp4の相対移動量の比が３：４であれば、その移動速度の比もまた３：４になる。したがって、加減速パターンｆp3と加減速パターンｆp4の各時刻における速度比もまた３：４になり、速度比が時間に対して不変となる。このため、相対移動量ごとに対する加減速パターンにおいて、ある一つの加減速パターンと他の一つの加減速パターンの速度比は、加速開始から減速終了まで変わらず、刺繍枠６０を直線的に移動させることができる。
【００７５】
したがって、上記の制御線ｆx1，ｆx2と制御線ｆy1，ｆy2に従って変化する駆動電圧をサーボモータに出力し、直線補間、すなわち刺繍枠６０をある位置から次の位置へＸＹ同軸で移動させることができる。このため、キルティング縫いを本発明の刺繍ミシンで実行しても、直線的な縫製ではその縫い目がギザギザにならず、またステッチデータ群で指定された位置に沿った縫い目を形成させることができる。
なお、第３の実施例を上記の第２の実施例に従って、針棒４２が被刺繍物６２を刺す時間的な周期である基本周期を一定に保ちながら、主軸モータ１２８の回転速度を変える構成としてもよい。この構成では、移動方向に沿って等間隔（等ピッチ）で縫製を行うことができるため、折れ線状の位置に沿った縫製でも縫い目を等間隔（等ピッチ）で形成することができる。
【００７６】
以上では刺繍ミシンの一実施例について説明したが、この刺繍ミシンにおけるその他の部分の構造、形状、大きさ、材質、個数、配置および動作条件等についても、本実施例に限定されるものでない。
例えば、上記の実施例では本発明を刺繍ミシンに適用したが、キルティング縫いを専門に行うキルティングマシンにも同様に本発明を適用することができる。なお、キルティングマシンでは全て連続送り制御で縫製が行えるため、キルティング縫いに要する時間を短縮することができる。
【００７７】
また、上記の実施例では、ある位置Ｐ１０と次々の位置Ｐ１４を結ぶ直線上に次の位置Ｐ１２が位置する場合には刺繍枠６０を連続的に送り、そうでない場合には間欠的に送る構成としたが、ＫＥＹ１２０に設けられた送り指令ボタンが「連続」あるいは「間欠」に設定されたか等のように、所定の移動条件が設定されたか否かで刺繍枠６０を連続的に送ったり、間欠的に送る構成としてもよい。
この構成によれば、多少のギザギザが問題にならない程度の縫製を行う場合には、上記の例のようにＫＥＹ１２０に設けられた送り指令ボタンを「連続」に設定することにより、終始連続送りでキルティング縫いが行われる。このため、最短時間でキルティング縫いを行うことができる。
【００７８】
さらに、上記の実施例では図５において、二つのステッチデータの傾きから連続刺繍処理を行うか間欠刺繍処理を行うかを、新たにステッチデータを取得するごとに判定する構成としていた（ステップＳ３４乃至ステップＳ４２）。この構成に代えて、図４のステップＳ２２に示すステッチデータ群の入力時に、複数のステッチデータ（あるいは全てのステッチデータ）についてあらかじめ上記の判定を行うように構成してもよい。この場合、各ステッチデータごとの判定結果をＲＡＭ１０４等に保持しておく必要がある。
この構成によれば、キルティング縫いを実行している際に直線性の検査を行う時間の分が少なくなるので、他の処理などに充てることができる。
【００７９】
そして、駆動信号出力手段２４はステッチデータに従って直線補間を行うように構成したが、曲線補間を行うように構成してもよい。すなわち、図１４（Ａ）に示すように、例えばある位置Ｐa から次の位置Ｐb へ被刺繍物６２を移動させる場合において、Ｘ軸パルスモータ５０とＹ軸パルスモータ３０にはそれぞれパルス間隔を変化させながらパルスを出力する。
具体的には、図１４（Ｂ）に示すように、Ｘ軸パルスモータ５０には、始めはパルス間隔を長くし、次第に短くしながらパルスを出力する。一方、Ｙ軸パルスモータ３０には、始めはパルス間隔を短くし、次第に長くしながらパルスをする。こうした三以上の位置に基づいて曲線補間を行う方法には、円弧補間、スプライン補間、ベジエ補間等がある。
このようなパルス間隔の可変制御によって、図１４（Ａ）に示す曲線に沿って被刺繍物６２をスムーズに移動させることができる。したがって、被刺繍物６２に曲線的に縫製を行うことができる。
【００８０】
その他、ステッチデータ群の選択処理（図４に示すステップＳ２２）では、ＲＯＭ１０２に格納されたステッチデータ群をそのまま入力した後、表示制御回路１０６に転送して表示するように構成したが、あらかじめステッチデータ群を所定の形式で圧縮してＲＯＭ１０２に格納しておき、この圧縮されたステッチデータ群を読み出して演算や表示する際に、上記圧縮されたステッチデータ群を展開（復元）して演算や表示を行うように構成してもよい。
この構成では、ステッチデータ群を圧縮してＲＯＭ１０２に格納することで、ステッチデータ群を格納するために必要な容量が大幅に抑えられる。このため、必要なＲＯＭ１０２の容量を少なくすることができ、ひいては刺繍ミシン全体のコストを低く抑えることができる。ここで、圧縮方法としては、ＭＲ（modifiedREAD ）方式やＭＭＲ（modified modified READ）方式の符号化法、ランレングス（Run-Length）符号化法、ＬＺ（Lempel-Ziv）符号化法、算術符号化法、ＬＺＳＳ符号化法、ＬＺＷ（Lempel-Ziv-Welch）符号化法などの符号化法が望ましい。
【００８１】
また、ステッチデータ群を外部記憶装置１２４に記憶しておき、電源起動時又はリセット時にあらかじめＲＡＭ１０４へステッチデータ群を転送（あるいは圧縮されたステッチデータ群を展開）し、あるいは必要に応じて外部記憶装置にアクセスしてステッチデータ群を取得するように構成してもよい。同様に、よく使用される基本的なステッチデータ群をＲＯＭ１０２に記憶し、あまり使用されないステッチデータ群を外部記憶装置１２４に記憶するように、分散して記憶する構成としてもよい。
これらの構成によれば、外部記憶装置１２４はＲＯＭ１０２に比べて膨大な容量を有するので、非常に多くのステッチデータ群を記憶させることができる。これにより、図４に示すステップＳ２２で縫製を行うステッチデータ群を選択する際に、選択可能なステッチデータ群が大幅に増える。
【００８２】
以上、本発明の実施例について説明したが、この本発明の実施例には特許請求の範囲に記載した技術的事項以外に、次に示すような各種の技術的事項の実施態様を有する。
所定期間内に加速し始めた後に減速し終える移動速度の加減速パターンを記憶している加減速パターン記憶手段と、相対移動量（ΔＸ，ΔＹ）に応じてＸ軸方向とＹ軸方向の速度比が時間に対して不変であるように前記加減速パターンを調整するパターン調整手段をさらに備えており、
前記駆動信号出力手段は、ステッチデータの相対移動量（ΔＸ，ΔＹ）に従って前記加減速パターンを前記パターン調整手段によって移動速度を調整し、駆動信号をそれぞれＸ軸モータとＹ軸モータに出力することを特徴とする請求項２記載の刺繍ミシン。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、モード切換手段で切り換えられるモードに従って、同期モードでは針棒が被刺繍物に刺さっていない間は刺繍枠を一つの対のステッチデータ（ΔＸ，ΔＹ）で指定された相対移動量だけ移動させ、針棒が被刺繍物に刺さっている間は刺繍枠を移動させず、一方非同期モードでは同一期間内に刺繍枠をＸ軸とＹ軸の同軸で移動させるとともに、各々の対のステッチデータに従って連続的に刺繍枠を移動させる構成としたので、刺繍ミシンで刺繍を行うとともに、キルティング縫いを行うことができるようになる。したがって、刺繍ミシンでキルティング縫いを行なった場合でも、希望する縫い目を確実に実現することができる。
また、Ｘ軸方向とＹ軸方向の速度比をＸ軸方向の相対移動量（ΔＸ）とＹ軸方向の相対移動量（ΔＹ）の比と等しくするので、刺繍枠はＸ軸方向のみやＹ軸方向のみに移動することがなく、直線的にスムーズに移動する。
【００８４】
また、請求項２の発明によれば、駆動信号出力手段は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの相対移動量（ΔＸ，ΔＹ）に反比例するパルス間隔でＸ軸モータとＹ軸モータにパルスを出力する構成としたので、パルスによって移動制御を行なった場合でも、刺繍枠はＸ軸方向のみやＹ軸方向のみに移動することがなく、ある位置から次の位置に直線的にスムーズに移動する。したがって、パルスモータを用いた場合でも簡単に直線補間を実現することができ、しかも見た目に綺麗な柄を仕上げることができる。
【００８５】
さらに、請求項３の発明によれば、駆動信号出力手段がＸ軸方向とＹ軸方向のベクトル和の方向に対してパルス数が一定になるようにＸ軸モータとＹ軸モータのそれぞれにパルスを出力する構成としたので、一つの対のステッチデータ（ΔＸ１，ΔＹ１）に基づいて移動する速度と、次の対のステッチデータ（ΔＸ２，ΔＹ２）に基づいて移動する速度が等しくなる。したがって、刺繍枠は縫製全体を通じて等速度で送られることになるので、縫い針は等間隔で落ちる。このため、キルティング縫いを高速に行なった場合でも、縫い目を等間隔で揃えて綺麗に仕上げることができる。
【００８６】
さらに、請求項４の発明によれば、請求項１と同様に刺繍ミシンでキルティング縫いを行なった場合でも、希望する縫い目を確実に実現することができる。
また、所定の条件を満たさなければ針棒の往復動とのタイミングがとられるので、針棒を落とす位置を正確に制御することが可能になる。このため、柄の模様をくずすことなく、輪郭などを綺麗に揃えながら縫製を行うことができる。
【００８７】
そして、請求項５の発明によれば、相対移動量の傾きの変化（ΔＹ２／ΔＸ２−ΔＹ１／ΔＸ１）が所定の範囲以内である場合には刺繍枠を停止することなく連続的に送り、相対移動量の傾きの変化が所定の範囲を超える場合には刺繍枠を間欠的に送る構成としたので、所定の範囲を超える折れ線状になる位置に達した場合や、オペレータによって所定の移動条件が設定された場合には、必ず針棒が被刺繍物に刺さる。このため、自動的に又は任意の刺繍箇所において、刺繍枠を連続的に送ったり、間欠的に送ったりすることができるので、全体の刺繍時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の刺繍ミシンの構成を示す概念図である。
【図２】刺繍ミシンの全体構成を示すブロック図である。
【図３】メイン処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】停止処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】刺繍処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】連続刺繍処理の具体例を示す図であって、（Ａ）にはステッチデータ（位置）の位置関係を示し、（Ｂ）にはＸ軸・Ｙ軸モータに出力するパルスの波形をそれぞれ示す。
【図７】連続刺繍処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】間欠刺繍処理の具体例を示す図であって、（Ａ）にはステッチデータ（位置）の位置関係を示し、（Ｂ）にはＸ軸・Ｙ軸モータに出力するパルスの波形をそれぞれ示す。
【図９】間欠刺繍処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】他の枠移動処理の具体例を示す図であって、（Ａ）には処理手順のフローチャートを、（Ｂ）には主軸モータに出力する制御電圧の算出方法をそれぞれ示す。
【図１１】他の枠移動処理におけるＸ軸・Ｙ軸モータに出力するパルスの波形を示す図である。
【図１２】Ｘ軸・Ｙ軸モータに出力する駆動電圧の変化を示す図である。
【図１３】サーボモータに出力する駆動電圧の他の制御方法を示す図である。
【図１４】曲線補間によってＸ軸・Ｙ軸モータに出力するパルスの波形を示す図である。
【図１５】相対移動量とパルス数（駆動電圧）の関係を示す図である。
【図１６】従来の刺繍ミシンにおいてパルスモータを用いた刺繍枠の送り方法を示す図であって、（Ａ）には位置の位置関係を、（Ｂ）にはＸ軸・Ｙ軸モータに出力するパルス波形を、（Ｃ）には刺繍ミシンを用いて連続送り制御によるキルティング縫いを実行させた場合における位置と縫い目の位置関係をそれぞれ示す。
【図１７】従来の刺繍ミシンにおいてサーボモータを用いた刺繍枠の送り方法を示す図であって、（Ａ）には位置の位置関係を、（Ｂ）にはＸ軸・Ｙ軸モータに出力する駆動電圧の変化を、（Ｃ）には刺繍ミシンを用いて連続送り制御によるキルティング縫いを実行させた場合における位置と縫い目の位置関係をそれぞれ示す。
【図１８】従来の刺繍ミシンにおける刺繍枠の送り方向と縫い目の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０  ステッチデータ
２０  枠移動手段
２２  ステッチデータ入力手段
２４  駆動信号出力手段
３０  Ｙ軸モータ
４０  ヘッド
４２  針棒
５０  Ｘ軸モータ
６０  刺繍枠
６２  被刺繍物
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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