(57)【要約】【課題】  フリーモーションでキルト縫製を行なう際、設定された縫目ピッチで縫製ができると共に、縫製作業に不慣れな初心者にも何ら不安感を持つことなく楽しみながらキルト縫製を行なうことができる。【解決手段】  フリーモーション縫製が開始され、ミシンモータ６６が駆動され（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、縫針の先端が針板１０の下側から上側に移動したときに（Ｓ４２：Ｙｅｓ、Ｓ４３：Ｎｏ）、押え足による加工布Ｗの押圧力が２０［Ｎ］のときに（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、加工布Ｗの一部分が撮像される（Ｓ４５）。押圧力が０［Ｎ］に切換えられるので（Ｓ４６）、作業者により加工布Ｗが移動され、再度撮像される（Ｓ４８）。Ｓ４５の画像データとＳ４８の画像データとに基づいて加工布Ｗの移動量が演算され（Ｓ４９）、布移動量が縫目ピッチ以上になったとき（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、押圧力が２０［Ｎ］に切換えられ（Ｓ５１）、作業者による加工布Ｗの移動が不可能になる。【選択図】  図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に縫針を装着した針棒と、この針棒をミシンモータにより主軸を介して上下駆動する針棒駆動機構と、縫製対象の加工布を押える押え足とを備え、手動操作にて加工布を移動させながら縫製が可能なミシンにおいて、
前記加工布の少なくとも前記縫針近傍の領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から受ける画像データに基づいて前記加工布の移動量を演算する移動量演算手段と、
前記加工布上の縫目ピッチを設定する設定手段と、
前記移動量演算手段により演算された前記加工布の移動量と前記設定手段で設定された前記縫目ピッチとを比較する比較手段と、
前記手動操作による前記加工布の移動を制限する布移動制限手段と、
前記比較手段の比較結果に応じて前記布移動制限手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記布移動制限手段は、前記押え足が前記加工布を押圧する押圧力を調整する押圧力調整機構と、この押圧力調整機構を駆動するアクチュエータとを有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】
前記比較手段の比較結果が、前記加工布の移動量が前記縫目ピッチよりも大きいか又は等しい場合、前記制御手段は、前記押え足が前記加工布を移動不能となる押圧力で押圧するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
【請求項４】
前記主軸から前記針棒への駆動力の伝達を遮断可能な針棒釈放機構を有し、
前記比較手段の比較結果が、前記加工布の移動量が前記縫目ピッチより小さい場合、前記制御手段は、前記針棒の駆動を停止させるように前記針棒釈放機構を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のミシン。
【請求項５】
前記撮像手段は、ＣＣＤ型のイメージセンサ又はＣＭＯＳ型のイメージセンサで構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何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、下端に縫針を装着した針棒と天秤と糸捕捉用釜とを含む縫製機構と、加工布を押える押え足を含む布押え機構とを備え、手動操作にて加工布を送りながらフリーモーション縫製が可能なミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用ミシンにおいては、ベッド部に設けた送り歯を前後動させて加工布を送りながら縫製を行う通常縫製のほか、送り歯をベッド部内に収容するようにして、作業者が手動で加工布を自由に移動させながら縫製を行う、所謂フリーモーションでキルト縫製を行えるようにしたものがある。フリーモーションでキルト縫製を行う際には、押え足が取着される押え棒を上昇させて、押え足が加工布より所定小距離だけ離隔した位置を保持し、ベッド部の上面に載置した加工布を手動で自由に移動可能にしている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のミシンは、アーム部に、下端に縫針を取付けた針棒と、この針棒を上下駆動する針棒駆動機構と、加工布を撮像した映像の一部を静止画像として取込むイメージセンサ等を設け、マイコンが布の送り出される距離を一定時間毎に計測して、その計測された距離に応じて針棒の動作速度を変更する、つまり布の送り出された距離が短い場合には針棒の上下動を遅くし、布の送り出された距離が大きい場合には針棒の上下動を速くするようにし、手動操作で布が送り出される場合でも、設定されたピッチ幅で縫目が形成されるようにしてある。
【特許文献１】特開２００２−２９２１７５号公報  （第３〜４頁、図３〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のミシンにおいては、作業者が手動操作で布を移動させながら縫目を形成する際に、布が送り出された距離の長さに応じて針棒の上下動速さ、つまりミシンモータの回転速度が急激に変化するので、縫製作業に不慣れな初心者にとっては、不安感を持ちながら布送りしてキルト縫いを行なうことになり、キルト縫製を充分に楽しめないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、フリーモーションでキルト縫製を行なう際、設定された縫目ピッチで縫製ができると共に、縫製作業に不慣れな初心者にも、何ら不安感を持つことなく楽しみながらキルト縫製を行なうことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１のミシンは、下端に縫針を装着した針棒と、この針棒をミシンモータにより主軸を介して上下駆動する針棒駆動機構と、縫製対象の加工布を押える押え足とを備え、手動操作にて加工布を移動させながら縫製が可能であり、加工布の少なくとも縫針近傍の領域を撮像する撮像手段と、撮像手段から受ける画像データに基づいて加工布の移動量を演算する移動量演算手段と、加工布上の縫目ピッチを設定する設定手段と、移動量演算手段により演算された加工布の移動量と設定手段で設定された縫目ピッチとを比較する比較手段と、手動操作による加工布の移動を制限する布移動制限手段と、比較手段の比較結果に応じて布移動制限手段を制御する制御手段とを備えたものである。
【０００７】
縫製サイクル毎に、作業者により加工布が手動操作で移動されると、この移動量が撮像された画像データに基づいて演算され、この移動量が予め設定された縫目ピッチと比較される。布移動制限手段はこの比較結果に応じて加工布の移動量が制御されるので、加工布の移動量が略縫目ピッチになるように制限される。
【０００８】
請求項２のミシンは、請求項１において、前記布移動制限手段は、押え足が加工布を押圧する押圧力を調整する押圧力調整機構と、この押圧力調整機構を駆動するアクチュエータとを有するものである。
【０００９】
請求項３のミシンは、請求項２において、前記比較手段の比較結果が、加工布の移動量が縫目ピッチよりも大きいか又は等しい場合、制御手段は、押え足が加工布を移動不能となる押圧力で押圧するようにアクチュエータを制御するものである。
【００１０】
請求項４のミシンは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記主軸から針棒への駆動力の伝達を遮断可能な針棒釈放機構を有し、比較手段の比較結果が、加工布の移動量が縫目ピッチより小さい場合、制御手段は、針棒の駆動を停止させるように針棒釈放機構を制御するものである。
【００１１】
請求項５のミシンは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記撮像手段は、ＣＣＤ型のイメージセンサ又はＣＭＯＳ型のイメージセンサで構成されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、針棒と、針棒駆動機構と、押え足とを備え、手動操作にて加工布を移動させながら縫製が可能なミシンにおいて、撮像手段と、移動量演算手段と、設定手段と、比較手段と、布移動制限手段と、制御手段とを設けたので、ミシンモータの回転速度を変更することなく、縫製サイクル毎に、作業者により手動操作で移動される加工布の移動量が、撮像された画像データに基づいて演算され、この移動量と縫目ピッチとを比較した比較結果に応じて加工布の移動が制御されるので、加工布の移動量を略縫目ピッチになるように制限することができ、縫製作業に不慣れな初心者にも、キルト等のフリーモーション縫製を何ら不安感を持つことなく楽しみながら行なうことができる
【００１３】
請求項２の発明によれば、前記布移動制限手段は、押え足が加工布を押圧する押圧力を調整する押圧力調整機構と、この押圧力調整機構を駆動するアクチュエータとを有するので、作業者により手動操作で移動される加工布の移動量が略縫目ピッチになったときに押え足で加工布を押圧する押圧力が調整され、簡単な機構により、作業者による加工布の移動量を精度良く制限することができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。
【００１４】
請求項３の発明によれば、前記比較手段の比較結果が、加工布の移動量が縫目ピッチよりも大きいか又は等しい場合、制御手段は、押え足が加工布を移動不能となる押圧力で押圧するようにアクチュエータを制御するので、加工布を作業者の手動操作で移動する場合であっても、作業者に何ら不安感を与えることなく、加工布の移動を確実に停止させることができ、縫目長さが揃った綺麗な布製品を作成することができる。その他請求項２と同様の効果を奏する。
【００１５】
請求項４の発明によれば、前記主軸から針棒への駆動力の伝達を遮断可能な針棒釈放機構を有し、比較手段の比較結果が、加工布の移動量が縫目ピッチより小さい場合、制御手段は、針棒の駆動を停止させるように針棒釈放機構を制御するので、作業者の手動操作による１回の縫製サイクルで移動する加工布の移動量が縫目ピッチより小さい場合でも、針棒釈放により縫目ピッチになるように縫目長さを揃えることができ、綺麗な布製品を作成することができる。その他請求項１〜３の何れかと同様の効果を奏する。
【００１６】
請求項５の発明によれば、前記撮像手段は、ＣＣＤ型のイメージセンサ又はＣＭＯＳ型のイメージセンサで構成されているので、コスト的にも設置スペース的にも有利になり、しかも撮像した画像データのデータ処理が簡単化する。その他請求項１〜４の何れかと同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本実施例のミシンは、作業者が手動操作で加工布を任意に布送りするフリーモーション縫製を行なう際に、針棒の上下動速度、つまり縫製速度を一定に保ちながら、設定された縫目ピッチで縫目を形成できるようにしてある。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本縫いミシンＭは、別体の刺繍装置（図示略）を装着することで刺繍縫い可能であり、この刺繍装置を着脱可能に装着するフリーアーム部（図示略）を有するベッド部１と、ベッド部１の右端部から立設された脚柱部２と、脚柱部２の上端からベッド部１に対向するように左方へ延びるアーム部３を有する。
【００１９】
ベッド部１には、送り歯（図示略）を上下動させる送り歯上下動機構（図示略）及び送り歯を前後動させる送り歯前後動機構（図示略）とを有する布送り機構と、下糸ボビン（図示略）を収容し縫針６と協働する糸輪捕捉器（例えば水平釜であり、図示略）と、上糸と下糸とを切断する糸切断機構（図示略）等が設けられている。
【００２０】
アーム部３の前面に縫製の開始及び停止を指令する起動停止スイッチ７が設けられている。脚柱部２の前面にカラーの液晶ディスプレイ８が設けられ、この液晶ディスプレイ８には、種々の通常模様の縫目模様、各種の機能名や模様名や種々のメッセージ等が表示される。尚、この液晶ディスプレイ８の前面に透明電極からなるタッチキー８ａ（図１１参照）が設けられ、そのタッチキー８ａを作業者が適宜操作することにより、縫製に供する模様の選択操作や各種のパラメータ設定が可能になっている。
【００２１】
ところで、図１に示すように、ベッド部１の針板１０の上面に載置される加工布Ｗに対しほぼ上方から撮像するように、頭部４の下面部位のうち、針棒５よりも前側に、カラーのイメージセンサ（これが撮像手段に相当する）９が下向きに配設されている。このイメージセンサ９は、ＣＣＤ型の撮像素子で構成されている。そこで、縫製に供する加工布Ｗがベッド部１の上面に載置されると、この加工布Ｗのうちの縫針６の近くの加工布Ｗ部分がほぼ円形状の撮像範囲において、イメージセンサ９により撮像できるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、本縫いミシンＭの頭部４には、針棒５を上下駆動する針棒駆動機構１５と、駆動モータ４０により偏心状の揺動用カム４４ａ（図５参照）が形成された第１カム部材４４を駆動することで針棒５を左右方向に揺動させる針棒揺動機構と、針棒５の上下駆動を遮断する針棒釈放機構３０（図３参照）と、糸駒（図示略）から針棒５の下端に装着された縫針６に至る上糸経路中の上糸に張力を付与する糸調子機構（図示略）と、押え棒１３の下端部に装着された押え足１２が加工布Ｗを押圧する押圧力を調整する押圧力調整機構１４（図６参照）と、この押圧力調整機構１４を駆動する押圧力調整モータ５２等が設けられている。これら針棒揺動機構と針棒釈放機構３０とが共通の１つの駆動モータ４０の駆動力で駆動されるように構成されている。
【００２３】
先ず、針棒駆動機構１５について、図２〜図４に基づいて説明する。
前記ミシン頭部４の略中央部には上下方向向きの針棒台１６が配置され、この針棒台１６はその上端部において枢支ピン１７により、フレームＦに揺動可能に枢着されている。この針棒台１６には針棒５が上下動可能に支持され、その下端部に縫針６が着脱可能に装着されている。
【００２４】
一方、図示外のミシンモータ６６（図１１参照）で回転駆動される主軸１８の先端部に天秤クランク１９が固着され、この天秤クランク１９の一端部に針棒クランクロッド２０の上端部が回動可能に連結され、針棒５はこの針棒クランクロッド２０の下端部に連結された針棒抱き２１と連結機構２２とを介して上下動するように連結されている。
【００２５】
この連結機構２２について簡単に説明すると、針棒抱き２１は針棒５に摺動可能に支持され、針棒５に固着した固定部材２３に上下向きの揺動部材２４の上端部が回動可能に枢支されている。この揺動部材２４の下端部の係合凸部２４ａが針棒抱き２１の係合凹部２１ａに係合するように、巻きバネ２５で弾性付勢されている。
【００２６】
即ち、ミシンモータ６６で主軸１８が回転されると、天秤クランク１９と針棒クランクロッド２０とを介して針棒抱き２１が上下動するときに、連結機構２２を介して針棒５が上下に往復駆動される。
【００２７】
次に、針棒５と主軸１８との連動を遮断する為の針棒釈放機構３０について説明する。
図３，図４に示すように、針棒台１６の左側の略下半部分には、上下方向向きの回動軸３１が固定され、この回動軸３１には針棒台１６の略左半分で且つ略下半部分に対応する大きさを有する板状の作動板３３と駆動レバー３４とを一体形成した遮断板３２が回動可能に枢支されている。
【００２８】
駆動レバー３４の先端部には係合ピン３５が固着され、この係合ピン３５が後述する第１カム部材４４の遮断用カム４４ｂに後方から当接可能になっている。また、その遮断板３２はコイルバネ３６のバネ力により平面視にて反時計回りに付勢され、作動板３３は前記揺動部材２４の係合突出部２４ｂに後方から係合可能になっている。
【００２９】
即ち、第１カム部材４４が時計回りに回転され、係合ピン３５が遮断用カム４４ｂで後方に移動されるときに遮断板３２が平面視にて時計回りに回動されるので、作動板３３に係合する係合突出部２４ｂを介して揺動部材２４の係合凸部２４ａが針棒抱き２１の係合凹部２１ａから離脱して、針棒５の上下駆動が遮断される。
【００３０】
その結果、針棒５は、針棒台１６に取付けたバネ受け板３７に引っ掛けられた引っ張りコイルバネ３８のバネ力により、その最上位置に摺動して保持される。ところで、針棒５の上下駆動が遮断された後に、遮断板３２が図３、図４に示す待機位置に復帰しているときに、針棒抱き２１が上昇してくることにより、係合凸部２４ａは針棒抱き２１の傾斜案内面２１ｂを経て係合凹部２１ａに自動的に係合、針棒５は主軸１８との連動動作が復帰され、上下駆動されるようになっている。
【００３１】
ところで、図２に示すように、頭部４の高さ方向中段部に、ステッピングモータからなる駆動モータ４０が配設され、この駆動モータ４０の駆動軸に駆動ギヤ４１が固着されている。この駆動軸の下側に前後方向向きの第１枢支軸４２の後端部が補助フレーム４３に固着され、この第１枢支軸４２に第１カム部材４４が回転自在に枢支されている。そして、この第１カム部材４４には、図５に示すように、偏心状の揺動用カム４４ａと、後方突出状の遮断用カム４４ｂとが形成されている。
【００３２】
そこで、この本縫いミシンＭに電源が投入された直後には、初期化の為に駆動モータ４０が駆動されて初期状態が設定された後、この状態で縫製処理が実行されたときには、針棒５は上下駆動されるとともに、揺動幅に応じて駆動モータ４０が駆動されて揺動駆動され、最適な張力が付与された上糸により加工布Ｗに縫目が形成される。
【００３３】
上記のように、針棒５が所定の揺動範囲内で揺動駆動されるときには、第１カム部材４４の遮断用カム４４ｂと係合ピン３５とは係合しない位置関係にある。そして、駆動モータ４駆動により、第１カム部材４４が上記所定の揺動範囲を越える位置である針棒釈放位置まで回転したときには、遮断用カム４４ｂは係合ピン３５と係合する。このため、係合ピン３５が遮断用カム４４ｂで後方に移動されて遮断板３２が平面視にて時計回りに回動され、揺動部材２４の係合凸部２４ａが針棒抱き２１の係合凹部２１ａから離脱して針棒５と主軸１８との連動が遮断され、針棒５が引っ張りコイルバネ３８により、その最上位置に摺動して保持される。
【００３４】
針棒釈放状態を解除する場合には、駆動モータ４０の駆動により第１カム部材４４が元の位置に復帰するので、係合凸部２４ａが最上位置に移動した針棒抱き２１の係合凹部２１ａに自動的に係合し、針棒５と主軸１８とが連結され、針棒が上下駆動されるようになる。
【００３５】
次に、押圧力調整機構１４について、図６を参照して説明する。
押圧力調整機構１４は、針棒５の後側に配設されてフレームＦに昇降可能に支持された押え棒１３と、その下端部分に装着された押え足１２を昇降させるものであり、この押圧力調整機構１４は、押え棒１３の上端側部分に昇降可能に外嵌されたラック部材５０と、押え棒１３の上端に固定された止め輪５１と、押圧力調整モータ５２の出力軸に連結された駆動ギヤ５２ａと、この駆動ギヤ５２ａに噛合する中間ギヤ５３と、押え棒１３の高さ方向中段部に固定された押え棒抱き５４と、ラック部材５０と押え棒抱き５４の間の押え棒１３に外装された押えバネ５５などを備えている。
【００３６】
押圧力調整モータ５２はラック部材５０のすぐ右側においてフレームＦに固定されている。中間ギヤ５３は小径のピニオン５３ａを一体的に有し、そのピニオン５３ａがラック部材５０のラックに噛合している。更に、押圧力調整機構１４の近傍には、手動操作により押え棒１３を昇降可能に移動させ、枢支ピン５６ａにより一端部を上下方向に回動可能に支持された押え上げレバー５６と、押え棒１３のすぐ左側に設けたポテンショメータ５７が設けられている。
【００３７】
ポテンショメータ５７の回動軸から右方向に延びる軸部５７ａは、押え棒抱き５４の左方に突出する突出部５４ｂの上面に当接し、押え棒１３及び押え棒抱き５４の昇降移動に応じて回動し、その抵抗値が変化するように構成されている。後述する制御装置６０により、押え足１２の下側に加工布Ｗがある時の抵抗値と、加工布Ｗがない時との抵抗値の差を演算することで、押え足１２の高さの差、つまり加工布Ｗの布厚が検出される。
【００３８】
ここで、押圧力調整について図７〜図１０を参照して説明するが、説明を簡単にするため、中間ギヤ５３は省略して説明する。図７に示すように、押圧力調整モータ５２の時計回りへの回動によりラック部材５０が止め輪５１に係合した状態で所定最上位置まで上昇すると、押え足１２は針板１０の上側に上昇する。このとき、作業者は縫製に供する加工布Ｗを針板１０の上側に載置することができる。しかし、図８に示すように、押圧力調整モータ５２の反時計回りへの回動によりラック部材５０が下降すると、押え足１２が針板１０上の加工布Ｗの表面に接触する。しかし、押えバネ５５は圧縮されておらず自由長さである場合は、押圧力調整機構１４による加工布Ｗの押圧力Ｐは０［Ｎ］である。
【００３９】
但し、後述するように、押え足１２が加工布Ｗの表面に接触する高さは、加工布Ｗの布厚ｔにより変わるので、押圧力調整モータ５２のステップ数（ラック部材５０の高さ位置）は、布厚ｔ＝０のときのステップ数Ａを基準に対して、布厚ｔが大きくなるのに比例して適宜変更される。
【００４０】
即ち、ラック部材５０の高さ位置は、前記ポテンショメータ５７により検出される布厚ｔに応じて変わるようになっている。例えば、布厚ｔが「１ｍｍ」のときのステップ数は、「Ａ−ｂ」に設定され、ラック部材５０の高さ位置が「１ｍｍ」だけ高くなる。即ち、加工布Ｗの布厚ｔが何れの場合でも、押圧力Ｐが０［Ｎ］の場合には、作業者は加工布Ｗの移動時に、何ら移動抵抗を受けることなく、自由に移動でき、フリーモーション縫製が可能になる。但し、押え棒１３、押え足１２等の重量は加工布Ｗの移動には殆ど影響しないものとする。
【００４１】
しかし、図９に示すように、押圧力調整モータ５２が更に反時計回りに回動した場合、ラック部材５０の高さ位置が低くなり、加工布Ｗを押圧する押圧力Ｐは、ラック部材５０が低くなる度合いに応じて、０［Ｎ］の状態から徐々に大きくなる。即ち、押えバネ５５により生じる押圧力Ｐは、押圧力調整モータ５２を反時計回りに回動させる駆動ステップ数に応じて、０［Ｎ］〜２０［Ｎ］に変化する。
【００４２】
この場合、作業者は、加工布Ｗを手動操作で移動させる場合、押圧力Ｐが大きくなるにつれて、移動抵抗が大きくなり、移動しづらくなる。但し、後述するフリーモーション縫製を行なう場合には、押圧力Ｐは０［Ｎ］〜５［Ｎ］の範囲で変化する。
【００４３】
縫製中に、図１０に示すように、押圧力調整モータ５２が反時計回りに最大に回動した場合、ラック部材５０の高さ位置が最低位置になり、押えバネ５５により生じる押圧力Ｐは最大である２０［Ｎ］になる。フリーモーション縫製時における押圧力Ｐが最大である５［Ｎ］の場合でも、作業者は、最早、加工布Ｗを移動させることができない、移動不可能な状態になる。
【００４４】
次に、本縫いミシンＭの制御系について説明する。
図１１に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ６１とＲＯＭ６２とＲＡＭ６３及び電気的に書換え可能な不揮発性のフラッシュメモリ（Ｆ／Ｍ）６４とを含むコンピュータから構成されている。
【００４５】
この制御装置６０には、起動停止スイッチ７と、主軸１８の回転位置を検出するタイミング信号発生器６５と、イメージセンサ９と、タッチキー８ａと、ポテンショメータ５７と、ミシンモータ６６用の駆動回路６９と、駆動モータ４０用の駆動回路７０と、糸切断機構を駆動させる糸切りモータ６８用の駆動回路７２と、液晶ディスプレイ８の為の表示駆動回路７３と、押圧力調整モータ５２用駆動回路７４が接続されている。
【００４６】
前記ＲＯＭ６２には、種々の通常模様や刺繍模様を縫製する縫製制御プログラムや表示制御の一般的な制御プログラムに加えて、後述する本願特有の布移動制限制御の制御プログラム等が予め格納されている。ＲＡＭ６３には、各種の制御を実行するに際して必要なメモリ類（フラグやポインタやカウンタ等のメモリ、レジスタやバッファ等）が必要に応じて設けられている。
【００４７】
ところで、ＲＯＭ６２には、図１２に示すように、押圧力Ｐ［Ｎ］と、布厚ｔが「０ｍｍ」のときの基準駆動ステップ数とを対応させたステップ数テーブルが格納されている。このステップ数テーブルにより、布厚ｔが「０ｍｍ」のときに、押圧力Ｐ［Ｎ］を任意の大きさ（例えば、0、0.5、1.0、1.5・・・）に変更させる場合に、押圧力調整モータ５２を駆動するステップ数（Ａ、Ａ＋α、Ａ＋２α・・・）が規定してある。但し、αは押圧力Ｐ［Ｎ］を「0.5」だけ増加させるための定数である。
【００４８】
ＲＯＭ６２には、図１３に示すように、布厚テーブルが格納されている。この布厚テーブルにより、布厚ｔが「０ｍｍ」から、例えば、「１ｍｍ」、「２ｍｍ」、「３ｍｍ」に変更した場合に、押圧力Ｐ「０［Ｎ］」を設定するための押圧力調整モータ５２の基準駆動ステップ数(Ａ、Ａ−ｂ、Ａ−2ｂ、・・・)が規定してある。但し、ｂはラック部材５０を１ｍｍずつ上昇させるための定数である。
【００４９】
ＲＯＭ６２には、図１４に示すように、押圧力変更テーブルが格納されている。この押圧力変更テーブルにより、作業者が手動操作で加工布Ｗを移動させた移動量から、設定された縫目ピッチＰＤを差し引いた移動量差分（ΔＤｍｍ）に応じて押圧力Ｐを増減する変更押圧力ΔＰが規定されている。
【００５０】
例えば、移動量差分ΔＤが「＋1.8mm」の場合には、変更押圧力ΔＰが「＋1.5」であるので、図１２に示すステップ数テーブルから、「＋３α」が求められ、押圧力調整モータ５２が「＋３α」に対応するステップ数だけ反時計回りに回転駆動され、ラック部材５０が更に下降する。それ故、この場合には、作業者は加工布Ｗを移動しづらくなり、移動速度が遅くなる。
【００５１】
次に、本縫いミシンＭの制御装置６０により実行される布移動制限制御について、図１５のフローチャートに基づいて説明する。但し、図中符号Ｓｉ（ｉ＝１１、１２、１３・・・）は各ステップである。
【００５２】
フリーモーション縫製を開始するに際して、液晶ディスプレイ８のタッチキー８ａにより、フリーモーションモードが設定されると、この制御が開始され、先ず、布移動初期設定処理（図１６参照）が実行される（Ｓ１１）。この布移動初期設定処理のための布移動初期設定制御が開始されると、ミシンモータ６６が駆動されている場合には停止され（Ｓ２１）、押圧力調整機構による押圧力Ｐが０［Ｎ］に設定され（Ｓ２２）、釈放解除指令が出力され（Ｓ２３）、この制御を終了して布移動制限制御にリターンする。それ故、針棒釈放機構３０が針棒釈放状態になる場合には、前述したように駆動モータ４０の駆動により第１カム部材４４が元の針棒連結位置に復帰し、針棒５と主軸１８とが連結される。
【００５３】
次に、布移動制限制御において、布厚演算処理のための布厚演算制御が実行される（Ｓ１２）。この布厚演算制御においては、縫製に供する加工布Ｗが針板１０上に載置されているので、押圧力調整モータ５２の駆動により押え棒１３が一旦、加工布Ｗ上に下降するので、このときにポテンショメータ５７から出力される抵抗値が読み込まれ、この抵抗値に応じて加工布Ｗの布厚ｔが求められる。
【００５４】
次に、縫目ピッチ設定処理のための縫目ピッチ設定制御（図１７参照）が実行される（Ｓ１３）。この制御が開始されると、先ず、ミシンモータ６６が駆動中であればこの制御を直ぐに終了する。しかし、ミシンモータ６６が停止中の場合に限って（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、縫目ピッチ設定が実行される（Ｓ２６）。この縫目ピッチ設定では、先ず液晶ディスプレイ８に「縫目ピッチ設定画面」が表示されるので、作業者が表示されたテンキーに対応するタッチキー８ａを操作して所望の縫目ピッチ、例えば「２ｍｍ」或いは「３ｍｍ」を設定すると、この縫目ピッチＰＤがＲＡＭ６３のメモリに記憶される。
【００５５】
次に、布移動制限制御において、起動停止処理のための起動停止制御（図１８参照）が実行される（Ｓ１４）。この制御が開始されると、先ず、起動停止スイッチ７が操作されていない場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、この制御を直ぐに終了する。しかし、起動停止スイッチ７が操作されたときに（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、ミシンモータ６６が停止中であれば（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、ミシンモータ６６が駆動され（Ｓ３３）、押圧力Ｐが２０［Ｎ］に設定され（Ｓ３４）、この制御を終了して布移動制限制御にリターンする。
【００５６】
しかし、起動停止スイッチ７が操作されたときに（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、ミシンモータ６６が駆動中のときには（Ｓ３２：Ｎｏ）、ミシンモータ６６の駆動が停止され（Ｓ３５）、加工布Ｗを取り出せるように押圧力Ｐが０［Ｎ］に変更され（Ｓ３６）、針棒釈放解除指令が出力され（Ｓ３７）、リターンする。
【００５７】
次に、布移動制限制御において、加工布Ｗの移動量を制限する制限処理のための制限制御（図１９参照）が実行される（Ｓ１５）。この制御が開始されたときに、ミシンモータ６６が駆動されており（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、今回、縫針６の針先は針板１０の上側に移動した場合であり（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、前回は針板１０の下側であった場合、つまり縫針６が針板１０の下側から上側に移動した場合には（Ｓ４３：Ｎｏ）、押圧力Ｐが２０［Ｎ］であり、押圧力調整機構１４により加工布Ｗが移動不可能な状態に押えられている場合には（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、イメージセンサ９により、加工布Ｗのうちの縫針６の近くの加工布部分が撮像され、この撮像された画像データが読み込まれてＲＡＭ６３の所定のメモリに記憶される（Ｓ４５）。
【００５８】
次に、押圧力Ｐが０［Ｎ］に切換えられ（Ｓ４６）、この制御を終了する。次回、この制御が実行されたときには、Ｓ４２で「Ｙｅｓ」と判定され且つＳ４３でも「Ｙｅｓ」と判定された場合であり、押圧力Ｐが２０［Ｎ］でない場合には（Ｓ４７：Ｎｏ）、Ｓ４５と同様に撮像された画像データが記憶される（Ｓ４８）。次に、Ｓ４５における画像データと、このＳ４８において作成された画像データとに基づいて、加工布Ｗの移動量が演算される（Ｓ４９）。
【００５９】
この移動量演算処理においては、１回目に撮像された画像データと２回目に撮像された画像データとを比較演算することで加工布Ｗの移動量が求められ、この移動量が順次積算して記憶される。次に、このようにして求められた布移動量ＷＤと縫目ピッチＰＤの大きさが比較され、布移動量ＷＤの方が縫目ピッチＰＤよりも小さい場合には（Ｓ５０：Ｎｏ）、Ｓ４１〜Ｓ５０が繰返して実行され、加工布Ｗが作業者によって自由に移動される。
【００６０】
しかし、布移動量ＷＤが縫目ピッチＰＤ以上の場合には（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、押圧力Ｐが２０［Ｎ］に設定される（Ｓ５１）。その結果、２０［Ｎ］もの大きな押圧力Ｐが加工布Ｗに作用するので、作業者は最早加工布Ｗを移動できなくなる。このとき、針棒釈放中でなければ（Ｓ５２：Ｎｏ）、この制御を終了して布移動制限制御にリターンする。
【００６１】
しかし、針棒釈放中であって（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、針棒釈放の解除指令を出力していない場合には（Ｓ５３：Ｎｏ）、針棒釈放解除が指令され（Ｓ５４）、この制御を終了する。ところで、この制御を開始したときに、今回、縫針６の針先は針板１０の下側に移動した場合であり（Ｓ４２：Ｎｏ）、前回、針板１０の上側であった場合、つまり縫針６が針板１０の上側から下側に移動した場合に（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、押圧力Ｐが２０［Ｎ］であって、加工布Ｗが縫目ピッチＰＤに相当する距離だけ既に移動されている場合には（Ｓ５６）、この制御を終了する。
【００６２】
しかし、押圧力Ｐが２０［Ｎ］でない場合、つまり、加工布Ｗが縫目ピッチＰＤに相当する距離だけ未だに移動されていない場合には（Ｓ５６：Ｎｏ）、針棒釈放中でない場合には（Ｓ５７：Ｎｏ）、針棒釈放機構３０を作動させて針棒５を釈放するように指令され（Ｓ５８）、Ｓ４８以降が繰返して実行される。
【００６３】
そして、次回以降にこの制御が実行されると、Ｓ５７で「Ｙｅｓ」と判定されるので、Ｓ４８で撮像された画像データに基づいて、Ｓ４９で移動量演算された結果、布移動量ＷＤが縫目ピッチＰＤ以上の場合には（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、Ｓ５１〜Ｓ５４が実行され、この制御を終了する。
【００６４】
次に、このように構成された布移動制限制御の作動について説明する。この場合、縫目ピッチＰＤは「３ｍｍ」に設定され、布厚ｔは「１ｍｍ」であるとする。
図２０に示すように、例えば１０針目で、縫針６の針先が針板１０の上側約１ｍｍまで上昇した布移動開始時点Ｔ１で、押圧力Ｐが２０［Ｎ］から０［Ｎ］に切換えられるので、作業者は加工布Ｗを自由に移動させてフリーモーション縫製を行なう。
【００６５】
この場合、布移動終了時点Ｔ２において、布移動量が縫目ピッチＰＤと略同じ「約３ｍｍ」の場合には、この時点Ｔ２で押圧力Ｐが０［Ｎ］から２０［Ｎ］に切換えられ、作業者は加工布Ｗを、最早、移動できなくなる。次の１１針目では、作業者は加工布Ｗを速く移動させたので、布移動終了時点Ｔ２に達するまでに、布移動量が縫目ピッチＰＤと略同じ「約３ｍｍ」になった場合には、この時点で押圧力Ｐが０［Ｎ］から２０［Ｎ］に切換えられる。
【００６６】
ところで、次の１２針目では、作業者は加工布Ｗをゆっくり移動させたので、布移動終了時点Ｔ２を過ぎても布移動量が縫目ピッチＰＤに達しない場合には、このＴ２の時点で針棒釈放が行なわれる。このように、針棒釈放状態において、作業者は布移動量が縫目ピッチＰＤになるまで布移動を継続して行なうことができる。そして、時点Ｔ３で布移動量が縫目ピッチＰＤと略同じ「約３ｍｍ」になった場合には、この時点Ｔ３で押圧力Ｐが０［Ｎ］から２０［Ｎ］に切換えられるとともに、針棒釈放が解除される。
【００６７】
このように、ミシンモータ６６の回転速度を変更することなく、縫製サイクル毎に、作業者により手動操作で移動される加工布Ｗの移動量が、イメージセンサ９により撮像された画像データに基づいて演算され、この移動量と縫目ピッチＰＤとを比較した比較結果に応じて押圧力調整モータ５２が制御されるので、押圧力調整機構１４により加工布Ｗの移動量を略縫目ピッチＰＤになるように制限することができ、縫製作業に不慣れな初心者にも、キルト等のフリーモーション縫製を何ら不安感を持つことなく楽しみながら行なうことができる
【００６８】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更形態について説明する。
１）図２１に示すように、制限制御を部分的に変更し、加工布Ｗの移動量が縫目ピッチＰＤよりも大きい場合には、加工布Ｗの移動速度が遅くなるように押圧力Ｐを増加するように制御する一方、加工布Ｗの移動量が縫目ピッチＰＤよりも小さい場合には、加工布Ｗの移動速度が速くなるように押圧力Ｐを減少するように制御してもよい。
【００６９】
この制御が開始されたときに、ミシンモータ６６が駆動されており（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、今回、縫針６の針先は針板１０の上側に移動した場合であり（Ｓ６２：Ｙｅｓ）、前回は針板１０の下側であった場合、つまり縫針６が針板１０の下側から上側に移動した場合には（Ｓ６３：Ｎｏ）、イメージセンサ９により、加工布Ｗのうちの縫針６の近くの加工布部分が撮像され、この撮像された画像データが読み込まれてＲＡＭ６３の所定のメモリに記憶され（Ｓ６４）、この制御を終了する。
【００７０】
次回、この制御が実行されたときには、Ｓ６２で「Ｙｅｓ」、Ｓ６３で「Ｙｅｓ」となり、この制御を終了する。これを何度か繰り返すと縫針６の針先は針板１０の下側に移動するので、Ｓ６２で「Ｎｏ」と判定され且つＳ６５で「Ｙｅｓ」と判定され、更に、前回、Ｓ６４で画像を読み込んであれば（Ｓ６６：Ｙｅｓ）、Ｓ６４と同様に撮像された画像データが読み込んで記憶される（Ｓ６７）。次に、Ｓ６４における画像データと、このＳ６７において読み込まれた画像データとに基づいて、加工布Ｗの移動量が演算される（Ｓ６８）。
【００７１】
次に、このようにして求められた布移動量ＷＤと縫目ピッチＰＤに基づいて、布移動量ＷＤから縫目ピッチＰＤを差し引いた移動量差分ΔＤが演算される（Ｓ６９）。次に、図１４の布押え力変更テーブルに基づいて、この移動量差分ΔＤに応じた変更押圧力ＰがΔＰが演算される（Ｓ７０）。次に、この変更押圧力ＰがΔＰと、図１２に示すステップ数テーブルから求めた変更ステップ数（ΔＰのステップ数）に基づいて、加工布Ｗに作用する新規の押圧力Ｐが演算される（Ｓ７１）。
【００７２】
次に、このように構成された布移動制限制御の作動について説明する。この場合、縫目ピッチＰＤは「３ｍｍ」に設定され、布厚ｔは「１ｍｍ」であるとする。
図２２に示すように、例えば１０針目で、縫針６の針先が針板１０の上側約１ｍｍまで上昇した布移動開始時点Ｔ１で、押圧力Ｐが０［Ｎ］に設定されているので、布移動開始時点Ｔ１から布移動終了時点Ｔ２まで、作業者は加工布Ｗを自由に移動させてフリーモーション縫製を行なう。
【００７３】
この場合、布移動終了時点Ｔ２において、布移動量が縫目ピッチＰＤよりも大きい「約５．５ｍｍ」の場合には、移動量差分ΔＤが「＋２．５ｍｍ」なので、図１４の押圧力変更テーブルに基づいて、変更押圧力ΔＰ「＋２．０」が求められ、図１２に示すステップ数テーブルから「＋４α」が求められ、押圧力調整モータ５２が「＋４α」に対応するステップ数だけ反時計回りに回転駆動される。それ故、押圧力Ｐが２［Ｎ］に設定される。
【００７４】
その結果、ラック部材５０が更に下降して押圧力Ｐが増加するので、作業者は加工布Ｗを移動しづらくなり、移動速度が遅くなる。そのため、次の１１針目での布移動量が「約４．５ｍｍ」になった場合には、移動量差分ΔＤが「＋１．５ｍｍ」で、変更押圧力ΔＰが「＋１．５」であるので、押圧力調整モータ５２が「＋３α」に対応するステップ数だけ反時計回りに回転駆動され、押圧力Ｐが３［Ｎ］に設定される。
【００７５】
次の１２針目での布移動量が「約２ｍｍ」になった場合には、移動量差分ΔＤが「−１ｍｍ」で、変更押圧力ΔＰが「−０．５」であるので、押圧力調整モータ５２４３が「−１α」に対応するステップ数だけ時計回りに回転駆動され、押圧力Ｐが２．５［Ｎ］に設定される。次の１３針目での布移動量が「約３ｍｍ」になった場合には、移動量差分ΔＤが「０」で、変更押圧力ΔＰが「０」であるので、押圧力Ｐが３［Ｎ］のままである。
【００７６】
このように、ミシンモータ６６の回転速度を変更することなく、縫製サイクル毎に、作業者により手動操作で移動される加工布Ｗの移動量が、イメージセンサ９により撮像された画像データに基づいて演算され、この移動量と縫目ピッチＰＤとを比較した比較結果に応じて押圧力調整モータ５２が制御されて、作業者により手動操作で移動される加工布Ｗの移動量が略縫目ピッチＰＤになるように、押え足１２で加工布Ｗを押圧する押圧力Ｐが調整されるので、簡単な機構により、作業者による加工布Ｗの移動量を精度良く制限することができる。
【００７７】
２）図１９の制限制御において、作業者による加工布Ｗの移動を不能にする押圧力Ｐは、２０［Ｎ］に限るものではなく、２０［Ｎ］よりも小さい任意の押圧力であってもよい。
【００７８】
３）イメージセンサは、ＣＣＤ型以外に、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ等、種々の撮像素子であってもよい。
【００７９】
４）本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例に係る本縫いミシンの正面図である。
【図２】本発明の実施例に係る本縫いミシンの頭部の部分正面図である。
【図３】針棒駆動機構と針棒釈放機構を示す要部部分正面図である。
【図４】針棒駆動機構と針棒釈放機構を示す要部部分側面図である。
【図５】第１カム部材の要部縦断正面図である。
【図６】本縫いミシンの頭部の内部機構を示す正面図である。
【図７】押え足が上昇したときの押圧力調整機構の概略説明図である。
【図８】押圧力が「０［Ｎ］」のときの図７相当図である。
【図９】押圧力が作用しているときの図７相当図である。
【図１０】押圧力が最大に作用しているときの図７相当図である。
【図１１】本縫いミシンの制御系のブロック図である。
【図１２】ステップ数テーブルの設定データを示す図表である。
【図１３】布厚テーブルの設定データを示す図表である。
【図１４】押圧力変更テーブルの設定データを示す図表である。
【図１５】布移動制限制御のフローチャートである。
【図１６】布移動初期設定制御のフローチャートである。
【図１７】縫目ピッチ設定制御のフローチャートである。
【図１８】起動停止制御のフローチャートである。
【図１９】制限制御のフローチャートである。
【図２０】縫針の上下動と加工布Ｗの移動量と押圧力と針棒釈放を示すタイムチャートである。
【図２１】変更形態に係る図１９相当図である。
【図２２】縫針の上下動と加工布Ｗの移動量と押圧力とを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
Ｍ      本縫いミシン
５      針棒
６      縫針
８      液晶ディスプレイ
８ａ    タッチキー
９      ＣＣＤ型イメージセンサ
１２    押え足
１４    押圧力調整機構
１５    針棒駆動機構
３０    針棒釈放機構
５０    ラック部材
５２    押圧力調整モータ
５５    押えバネ
６０    制御装置
６２    ＲＯＭ
６６    ミシンモータ
Ｗ      加工布
【図１】
2008079998.tif 000003
【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】
2008079998.tif 000018
【図１７】
2008079998.tif 000019
【図１８】
2008079998.tif 000020
【図１９】
2008079998.tif 000021
【図２０】
2008079998.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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