(57)【要約】【課題】より好適に下糸の残量を検出可能なミシンの下糸残量検出装置を提供する。【解決手段】ミシンの下糸残量検出装置１００は、ボビン１の透過性を有する軸部１ａの内部に光を入射させる照明２と、ボビン１の軸部１ａの軸方向について下糸Ｔが巻回される全ての範囲Ｗの輝度を検出するラインセンサ３と、ラインセンサ３の検出した輝度から下糸の残量を判定するＣＰＵ１１と、下糸の残量が減少したと判定された場合にその旨を報知するための画面を表示する操作パネル２０と、を備える。【選択図】図１
2009201565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンの軸部に光を照射する光照射手段と、
前記ボビンの軸部の光の輝度から下糸の残量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された下糸の残量が所定量を下回った場合にその旨を報知する第１の報知手段と、を備え、ボビンの軸部に巻かれた下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置において、
前記ボビンの軸部は透過性を有しており、
前記光照射手段は前記ボビンの軸部の内部に光を入射させ、
前記検出手段は前記ボビンの軸部の軸方向について前記下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出し、
前記ボビンの軸部の軸方向における輝度分布から下糸の残量を判定する判定手段を備えることを特徴とするミシンの下糸残量検出装置。
【請求項２】
ボビンの軸部に光を照射する光照射手段と、
前記ボビンの軸部の光の輝度から前記下糸の残量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された下糸の残量が所定量を下回った場合にその旨を報知する第１の報知手段と、を備え、ボビンの軸部に巻かれた下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置において、
前記ボビンの軸部は光反射性を備え、
前記検出手段は前記ボビンの軸部の軸方向について前記下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出し、
前記ボビンの軸部の軸方向における輝度分布から下糸の残量を判定する判定手段を備えることを特徴とするミシンの下糸残量検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は前記ボビンに巻回された下糸の色を検出可能であり、
縫製作業で用いる下糸の色をあらかじめ指定可能な下糸色指定手段と、
前記下糸色指定手段によって指定された下糸の色と前記検出手段によって検出された下糸の色とが異なる場合にその旨を報知する第２の報知手段と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のミシンの下糸残量検出装置。
【請求項４】
前記検出手段による検出輝度の分布と下糸の残量との対応関係を設定可能な設定手段を備え、
前記判定手段は、前記対応関係から下糸残量を求めることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のミシンの下糸残量検出装置。
【請求項５】
前記検出手段によって検出された光の輝度の立ち上がりと輝度の立ち下がりとの間の輝度の頂点が所定の閾値を下回る場合に、当該検出手段による輝度の検出範囲のうち所定の閾値を下回る輝度が検出された範囲に汚れがあるものとみなす汚れ検出手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のミシンの下糸残量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンの軸部に巻かれた下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミシンによる縫製作業で消費される下糸の残量を検出するためのミシンの下糸残量検出装置が知られている。従来のミシンの下糸残量検出装置としては、糸を巻回したボビンの軸部の近傍に光を照射する発光部と、発光部の照射した光の照射線上に位置するよう設けられた受光部とを有し、受光部による光の検出の有無によってボビンの軸部に巻回された下糸の残量を検出する構成がある（例えば特許文献１）。かような糸残量検出装置においては、ボビンに下糸が十分巻回されている場合にはボビンの軸部に巻回された下糸によって照射光が遮られ、下糸が減少すると照射光を遮る下糸がなくなることにより受光部が照射光を検出することで下糸の減少を検知する仕組みとなっている。
【０００３】
ところで、上述のような発光部と受光部とを用いる所謂光学式の糸残量検出装置を用いる場合、ミシンの縫製作業によって生じる糸屑や綿埃等が発光部または受光部あるいはその両方に堆積し、発光部からの光の照射を遮断又は弱化させたり、受光部による光の検出を妨害したりすることがある。こうした堆積物による照射光の遮断、弱化や受光部による光の検出の妨害が生ずると、通常ならば受光部が照射光を検出するほどボビンの下糸が減少した場合であっても堆積物が照射光を遮断あるいは弱化したり、受光部による光の検出を妨害したりすることにより照射光が検出されないといったことが起こることがある。つまり、ボビンの下糸が減少しているにも関らず下糸の減少を検知するための受光部による照射光の検出がなされないことがあり、下糸残量の誤検知の原因となっていた。そこで、特許文献１による従来の糸残量検出装置は、上述の発光部及び受光部とは異なる第２の発光部及び受光部を別途ミシンの釜部の下方に設けて、第２の発光部による照射光を第２の受光部が検出した際の照射光の強度により堆積物の堆積の度合いを検出し、ボビンの下糸の減少を検知するための受光部による光の検出強度に補正を加える仕組みを備えている。
【特許文献１】特公平７−３２８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は従来技術によるミシンの下糸残量検出装置におけるボビンＢと光の光軸Ｒの位置関係を示す説明図である。なお、図７（ａ）はボビンＢの上面から見た場合の説明図、図７（ｂ）はボビンＢの側面から見た場合の説明図である。
ところで、従来のミシンの下糸残量検出装置では、図７（ａ）に示すように、光軸ＲがボビンＢの軸部の外周面ギリギリの位置を通過するように発光部及び受光部を配置し、ボビンの軸部に巻回された下糸によって発光部の照射光が遮られるかどうかで糸の残量を検知する仕組みである。従って、下糸の残量を正しく検知するには発光部から受光部へと光が照射される光軸Ｒとボビンの軸部の位置関係が正しく調節される必要があり、ミシンの下糸検出装置の組立に非常に高い精度が要求されるという問題があった。さらに、当該位置関係は縫製作業に用いるボビンの形状や軸部の太さによって変わることがある。このため、使用するボビンによっては正しい位置関係とならず、下糸が減少しているにもかかわらずその旨が検知されなかったり、下糸が縫製作業に差し支えない程度に残っているにもかかわらず下糸が減少したものと誤検知されたりすることがあるといった問題点があった。従来では当該問題点の改善のために使用するボビンの種類に応じて当該位置関係を正しく調節する必要があったが、ボビンを交換する毎に当該位置関係を調節することは非常に煩雑であることに加え、ボビン毎に正しい位置関係を把握することは極めて難しく、また、仮に把握できるとしても調節するための手間及び時間の浪費を鑑みると非現実的であった。
さらに、縫製作業中の釜部の回転運動やミシンの振動等によってボビンの軸部の位置は変動するため、光の光軸Ｒとボビンの軸部の位置関係には誤差が生じる。当該誤差は上述の位置関係による下糸残量誤検知の問題点と同様の問題点を生じさせると共に、また上述の問題点と相乗してその誤差をより大きくすることがあるといった問題点があった。また、当該誤差は発光部から受光部へと光が照射される光軸ＲとボビンＢの軸部の位置関係の調節によって幾分緩和されるものの解消することはできないため、下糸残量誤検知をなくすことはできなかった。
【０００５】
また、従来のミシンの下糸残量検出装置ではボビンに巻回される下糸の偏りによっても誤検知が生じることがあるといった問題点があった。以下、当該問題点について詳説する。図８は従来技術によるミシンの下糸残量検出装置において下糸の量が誤検知される一例を示す説明図である。なお、図８（ａ）は下糸が十分残っているにもかかわらず下糸が減少したものと誤検知される例、図８（ｂ）は下糸が減少しているにもかかわらず下糸が十分残っているものと誤検知される例である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、従来のミシンの下糸残量検出装置では、発光部から受光部へと光が照射される光軸ＲはボビンＢの軸部の側方の一点を通るのみであり、ボビンＢの軸部の軸方向の幅即ち下糸が巻回される範囲を十分にカバーすることができなかった。また、ボビンＢに巻回される下糸及び下糸の消費は軸部の軸方向について必ずしも均一に行われるわけではなく、図８（ａ），（ｂ）のように偏りが生じることがある。このため、例えば図８（ａ）に示すように光軸Ｒの付近の下糸Ｔの巻回しが少なく、それ以外の部分の下糸Ｔの巻回しが多い場合には、下糸Ｔは十分あるにもかかわらず下糸が減少したものと誤検知される。また、例えば図８（ｂ）に示すように、光軸Ｒの付近の下糸Ｔの巻回しが多く、それ以外の部分の下糸Ｔの巻回しが少ない場合には、下糸Ｔは減少しているにもかかわらず下糸が十分残っているものと誤検知される。このように、発光部から受光部への光の光軸ＲがボビンＢの軸部の側方の一点を通るのみでは下糸の残量を正確に検知できないことがあるといった問題点があった。
【０００６】
さらに、特許文献１による従来のミシンの下糸残量検出装置では、下糸検出を行う発光部及び受光部とは別の第２の発光部及び受光部が綿埃等による堆積物の堆積の度合いの検出を行い、光の検出強度に補正をかけているので、下糸検出を行う発光部及び受光部に対する堆積物の検出そのものは行われていない。このため、下糸検出を行う発光部及び受光部と第２の発光部及び受光部とで堆積物の堆積の度合いが異なる場合には、下糸検出の受光部に対する光の検出強度の補正が正しく行われなくなる。よって、補正が強すぎれば下糸が十分残っているにもかかわらず下糸が減少したと誤検知し、補正が弱すぎれば下糸が減少したにもかかわらず下糸が十分残っていると誤検知するといったように、下糸残量の誤検知を生じさせることがあるといった問題点があった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑み、より好適に下糸の残量を検出可能なミシンの下糸残量検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、ボビンの軸部に光を照射する光照射手段と、前記ボビンの軸部の光の輝度から下糸の残量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された下糸の残量が所定量を下回った場合にその旨を報知する第１の報知手段と、を備え、ボビンの軸部に巻かれた下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置において、前記ボビンの軸部は透過性を有しており、前記光照射手段は前記ボビンの軸部の内部に光を入射させ、前記検出手段は前記ボビンの軸部の軸方向について前記下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出し、前記ボビンの軸部の軸方向における輝度分布から下糸の残量を判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、ボビンの軸部に光を照射する光照射手段と、前記ボビンの軸部の光の輝度から前記下糸の残量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された下糸の残量が所定量を下回った場合にその旨を報知する第１の報知手段と、を備え、ボビンの軸部に巻かれた下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置において、前記ボビンの軸部は光反射性を備え、前記検出手段は前記ボビンの軸部の軸方向について前記下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出し、前記ボビンの軸部の軸方向における輝度分布から下糸の残量を判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載のミシンの下糸残量検出装置において、前記検出手段は前記ボビンに巻回された下糸の色を検出可能であり、縫製作業で用いる下糸の色をあらかじめ指定可能な下糸色指定手段と、前記下糸色指定手段によって指定された下糸の色と前記検出手段によって検出された下糸の色とが異なる場合にその旨を報知する第２の報知手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のミシンの下糸残量検出装置において、前記検出手段による検出輝度の分布と下糸の残量との対応関係を設定可能な設定手段を備え、前記判定手段は、前記対応関係から下糸残量を求めることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のミシンの下糸残量検出装置において、前記検出手段によって検出された光の輝度の立ち上がりと輝度の立ち下がりとの間の輝度の頂点が所定の閾値を下回る場合に、当該検出手段による輝度の検出範囲のうち所定の閾値を下回る輝度が検出された範囲に汚れがあるものとみなす汚れ検出手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、ボビンの軸部は透過性を有しており、光照射手段はボビンの軸部の内部に光を入射させる。ボビンの軸部の内部に入射された光は当該軸部内で乱反射し、当該軸部は照明のように光ることとなる。このとき、ボビンの軸部に下糸が十分に巻回されて軸部が下糸によって覆われている場合には軸部の光は下糸に遮られて外部に漏れることはない。一方、ボビンの軸部に巻回された下糸が減少してボビンの軸部の外周面が露出すると、露出した外周面から軸部の光が外部へと漏れる。そして、本発明の検出手段はボビンの軸部の軸方向について下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出する。つまり、ボビンの軸部に下糸が十分巻回されてボビンの軸部の光が外に漏れない場合には検出手段は全ての範囲で光を全く検出しないか又は極めて低い輝度を検出する。一方、ボビンの軸部に巻回された下糸が減少して軸部の外周面が露出することで光が外部に漏れると、検出手段はボビンの軸部から漏れた光の輝度を高いレベルで検出する。よって、ボビンの軸部に巻回された下糸の残量によって検出手段の検出する輝度が変化する。また、検出手段はボビンの軸部の軸方向について下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出する。よって、例えば下糸の減少によってボビンの軸部の一部分が露出した場合には、当該露出した部分の輝度は高くなり、他の部分は下糸によって光が遮られるので輝度は低くなる。検出手段はこのような軸部の輝度分布を軸方向の下糸が巻回される全ての範囲について検出する。そして、判定手段はボビンの軸部の軸方向における輝度分布から下糸の残量を判定する。つまり、ボビンの軸部の軸方向の下糸が巻回される全ての範囲において光が検出されないか輝度が極めて低い場合には下糸が十分あると判定し、所定以上の範囲で輝度が高い場合には下糸が減少していると判定する。
これによって、判定手段による下糸の残量の判定は、検出手段がボビンの軸部の軸方向について下糸が巻回された全ての範囲の下糸残量を検出した上での判定となる。従って、例えばボビンの軸部の一部分が露出して光が漏れ、その他の部分の軸部に下糸が十分残っていて光が遮断されるような場合に、そのような場合の輝度分布が検出された場合には下糸が十分残っていると判定するようにすれば、下糸が十分残っている状態で下糸の減少を誤報知することがない。つまり、ボビンの軸部に巻回された下糸の偏りによる下糸の残量の検出誤りを低減させることが可能となる。よって、発光部から受光部への光の射線がボビンの軸部の側方の一点を通るのみでは下糸の残量を正確に検知できないことがあるといった問題点を解消でき、ミシンの下糸残量検出の精度が大幅に向上する。
また、上述のように、検出手段はボビンの軸部から漏れる光の輝度を検出する。このとき、ボビンの軸部は光照射手段の照射光によって照明のように光るので、検出手段はボビンの軸部からの光を検出可能な位置にあればよく、ボビンの軸部と検出手段との厳密な位置合わせや微調整を必要とせず下糸の残量を正しく検出可能となる。従って、発光部から受光部へと光が照射される射線とボビンの軸部の位置関係が正しく組立、調節される必要があり、その位置関係が少しでもずれると下糸残量の誤検知の可能性があった従来技術の問題点を解消でき、ミシンの下糸残量検出の精度がより一層向上する。
加えて、ボビンの種類が変更されてボビンの軸部の形状等が変わってもボビンの軸部が照明のように光ることは変わらないので、ボビンの軸部の形状等の変更に応じてボビンの軸部と検出手段との位置関係を都度調節するといった作業は不要となる。よって、ボビンの種類に応じて当該位置関係を正しく調節することに伴う煩雑さ、困難さや時間の浪費といった各種の問題点を全て解消でき、容易に好適なミシンの下糸残量検出を行える。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、ボビンの軸部は光反射性を備え、光照射手段はボビンの軸部に光を照射する。このとき、ボビンの軸部に下糸が十分に巻回されて軸部が下糸によって覆われている場合には光照射手段の照射光は下糸に照射されるのみであり、ボビンの軸部の光反射性による強い反射はない。一方、ボビンの軸部に巻回された下糸が減少してボビンの軸部の外周面が露出すると、露出した外周面の光反射性によって光照射手段の光が極めて強く反射される。つまり、下糸の残量によって光照射手段の光の反射の度合いが変化する。そして、本発明の検出手段はボビンの軸部の軸方向について下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出する。つまり、ボビンの軸部に下糸が十分巻回されているために光の反射が弱い場合には検出手段は低い輝度を検出する。一方、ボビンの軸部に巻回された下糸が減少して軸部の外周面が露出することで光が強く反射されると、検出手段はボビンの軸部によって反射された光の輝度を高いレベルで検出する。よって、ボビンの軸部に巻回された下糸の残量によって検出手段の検出する輝度が変化する。また、検出手段はボビンの軸部の軸方向について下糸が巻回される全ての範囲の輝度を検出する。よって、例えば下糸の減少によってボビンの軸部の一部分が露出した場合には、当該露出した部分の輝度は高くなり、他の部分の輝度は低くなる。検出手段はこのような軸部の輝度分布を軸方向の下糸が巻回される全ての範囲について検出する。そして、判定手段はボビンの軸部の軸方向における輝度分布から下糸の残量を判定する。つまり、ボビンの軸部の軸方向の下糸が巻回される全ての範囲において輝度が低い場合には下糸が十分あると判定し、所定以上の範囲で輝度が高い場合には下糸が減少していると判定する。
これによって、判定手段による下糸の残量の判定は、検出手段がボビンの軸部の軸方向について下糸が巻回された全ての範囲の下糸残量を検出した上での判定となる。従って、例えばボビンの軸部の一部分が露出し、その他の部分の軸部に下糸が十分残っていて光が遮断されるような場合に、そのような場合の輝度分布が検出された場合には下糸が十分残っていると判定するようにすれば、下糸が十分残っている状態で下糸の減少を誤報知することがない。つまり、ボビンの軸部に巻回された下糸の偏りによる下糸の残量の検出誤りを低減させることが可能となる。よって、発光部から受光部への光の射線がボビンの軸部の側方の一点を通るのみでは下糸の残量を正確に検知できないことがあるといった問題点を解消でき、ミシンの下糸残量検出の精度が大幅に向上する。
また、上述のように、検出手段はボビンの軸部（又はボビンに巻回された下糸）から反射される光の輝度を検出するので、検出手段はボビンの軸部からの反射光を検出可能な位置にあればよく、ボビンの軸部と検出手段との厳密な位置合わせや微調整を必要とせず下糸の残量を正しく検出可能となる。従って、発光部から受光部へと光が照射される射線とボビンの軸部の位置関係が正しく組立、調節される必要があり、その位置関係が少しでもずれると下糸残量の誤検知の可能性があった従来技術の問題点を解消でき、ミシンの下糸残量検出の精度がより一層向上する。
加えて、ボビンの種類が変更されてボビンの軸部の形状等が変わってもボビンの軸部から光が反射されることは変わらないので、ボビンの軸部の形状等の変更に応じてボビンの軸部と検出手段との位置関係を都度調節するといった作業は不要となる。よって、ボビンの種類に応じて当該位置関係を正しく調節することに伴う煩雑さ、困難さや時間の浪費といった各種の問題点を全て解消でき、容易に好適なミシンの下糸残量検出を行える。
なお、請求項２に記載の発明における「光反射性」は、検出手段が検出する輝度から糸の有無を識別可能となる程度の光反射性があればよい。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、検出手段はボビンに巻回された下糸の色を検出可能である。また、下糸色指定手段によって縫製作業で用いる下糸の色をあらかじめ指定可能であり、第２の報知手段が下糸色指定手段によって指定された下糸の色と検出手段によって検出された下糸の色とが異なる場合にその旨を報知する。よって、縫製作業で用いる下糸の色を下糸色指定手段であらかじめ指定することにより、誤った色の下糸を用いた縫製作業を防止できる。従って、誤った下糸を用いたまま縫製作業を行ってしまうことにより不良の被縫製物が生ずる可能性を大幅に低減可能となり、縫い品質が大幅に向上する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、検出手段による検出輝度の分布と下糸の残量との対応関係を設定可能な設定手段を備え、判定手段は当該対応関係から下糸残量を求める。検出輝度の分布と下糸の残量との対応関係は、ボビンの軸部の形状や下糸の太さ等の諸条件によって変化することから、これらの諸条件を考慮した対応関係を設定手段で設定することにより、判定手段による下糸の残量判定の精度即ちミシンの下糸残量検出の精度がより一層向上する。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、検出手段によって検出された光の輝度の立ち上がりと輝度の立ち下がりとの間の輝度の頂点が所定の閾値を下回る場合に、当該検出手段による輝度の検出範囲のうち所定の閾値を下回る輝度が検出された範囲に汚れがあるものとみなす。このとき、光の輝度の立ち上がりと輝度の立ち下がりが生じているということは、検出手段はボビンの軸部からの光を検出しているということであり、当該光の検出範囲に対応するボビンの軸部には下糸が巻回されていないこととなる。このような場合に検出手段によって検出された輝度の頂点が所定の閾値を下回る輝度であった場合、ボビンの軸部と検出手段との間（例えば検出手段の検出面等）において綿埃や糸屑等の堆積やミシンの油等による汚れが生じ、検出手段による光の検出が妨げられている可能性が高い。よって、汚れ検出手段はこのような場合に所定の閾値を下回る輝度を検出すると、汚れがあるものとみなす。
これによって、ボビンの軸部と検出手段との間の汚れを検出でき、汚れ検出手段による汚れの検出に応じてオペレータに汚れを報知したり、又は汚れの度合いに応じて検出手段の検出強度に補正をかけたりするといった等の処理を行うことで、ミシンの下糸残量検出装置による下糸残量の検出精度を好適に保つことが可能となる。このとき、汚れ検出手段が検出するのはボビンの軸部と検出手段との間の汚れなので、下糸検出を行う構成と別の構成で埃等を検出する従来技術において下糸検出を行う構成と埃等を検出する構成との汚れ具合が違うために検出強度の補正に誤差が生じて下糸残量の誤検知が生じ得るといった問題点を解消できる。よって、ミシンの下糸残量検出装置による下糸残量検出の精度がより一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（発明の全体構成）
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明による下糸残量検出装置は、ボビンの軸部に巻かれた下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置である。
図１は本発明の第１の実施形態であるミシンの下糸残量検出装置１００の構成を示す説明図である。ミシンの下糸残量検出装置１００は、水平釜Ｚ内にセットされてミシンの下糸Ｔが巻回されているボビン１と、ボビン１の軸部１ａを下方から照らす「光照射手段」としての照明２と、水平釜Ｚの側方即ちボビン１の側方に設けられてボビン１の軸部１ａの軸方向について下糸Ｔが巻回される全ての範囲Ｗの輝度分布を検出する「検出手段」としてのラインセンサ３と、ボビン１とラインセンサ３の間に位置するよう設けられてラインセンサ３による輝度の検出範囲をボビン１の軸部１ａの軸方向について下糸Ｔが巻回される全ての範囲Ｗとするよう光の焦点を合わせるレンズ４と、ミシンの下糸残量検出装置１００の動作に関する各種処理を行う制御部１０と、ミシンの下糸残量検出装置１００に関する各種情報を表示可能であると共に、各種設定入力操作が可能な操作パネル２０と、を備えている。
【００１９】
ボビン１は、下糸Ｔが巻回される円柱状の軸部１ａと、軸部の両端側に設けられて軸方向と直交する円盤状の鍔１ｂ，１ｃと、を有している。また、ボビン１は、少なくとも軸部１ａが透過性を有する素材（例えば透明なプラスチック等）からなっている。また、図１に示すように、透過性を有する軸部１ａは鍔１ｃを貫通しており、後述する照明２から照射された光が軸部１ａの下端から入射するようになっている。
【００２０】
なお、本実施形態のボビン１は軸部１ａの軸方向がほぼ鉛直方向となるようにミシンの水平釜Ｚにセットされている。つまり、本実施形態のミシンの下糸残量検出装置１００を備えるミシン（図示略）は所謂水平釜を備えるミシンであり、ボビン１は水平釜Ｚ内にセットされる。なお、図１に示すように、水平釜Ｚの内釜ＺＡの底部には上下方向に貫通する穴部ＺＡａが設けられており、ボビン１の軸部１ａは水平釜Ｚにセットされたときに穴部ＺＡａの上方に位置するようになっている。また、水平釜Ｚは内釜ＺＡと外釜ＺＢとを有しており、内釜ＺＡはミシンに固定して設けられ、外釜ＺＢは内釜ＺＡの外側で回転可能に設けられている。外釜ＺＢはミシンの下軸（図示略）と連結されており、下軸の回転によって外釜ＺＢが回転するよう設けられている。下軸はミシンのアーム部（図示略）内に設けられた上軸（図示略）と連結され、上軸はミシンモータ（図示略）と連結されている。
ミシンによる縫製時には、ミシンモータの回転によって上軸が回転し、上軸の回転によって縫い針を保持した針棒（図示略）が上下動すると共に下軸が回転して水平釜Ｚの外釜ＺＢを回転させる。なお、縫い針の針穴には上糸が通されており、上糸は別途設置された糸巻き（図示略）等から供給される。また、ボビン１に巻回された下糸Ｔはその糸端がミシンの針板（図示略）に設けられた針穴を通じて針板上に導かれており、縫い針が被縫製物を貫通して針穴を挿通するように上下動することで周知のように縫目が形成される。なお、縫目の形成に伴い上糸及び下糸Ｔは繰り出されて消費される。つまり、ボビン１に巻回された下糸Ｔは縫製作業の進行に伴い減少する。
【００２１】
照明２は、所謂ＬＥＤ等の電灯であり、その光照射部２ａが水平釜Ｚの穴部ＺＡａから上方に覗くように設けられている。ボビン１が水平釜Ｚにセットされた状態で照明２が点灯すると、その照射光が透過性を有する軸部１ａの内側に入射される。
【００２２】
ラインセンサ３は、光を検出するとその光の強さを輝度の高低として検出する光センサである、また、ラインセンサ３は光の輝度を検出する受光素子（例えばＣＣＤイメージセンサ素子等）が一列に並ぶよう設けられ、受光素子の並ぶ方向はボビン１の軸部１ａの軸方向に平行となっている。また、図１に示すように、ラインセンサ３は水平釜Ｚの側方即ち水平釜Ｚにセットされたボビン１の側方に設けられている。また、ラインセンサ３の受光素子による光の輝度の検出幅は、レンズ４を介して、水平釜Ｚにセットされたボビン１の軸部１ａの軸方向について下糸Ｔを巻回すことが可能な全ての範囲Ｗとなるように設けられている。
ラインセンサ３によって検出された輝度は制御部１０に入力される。制御部１０はラインセンサ３から入力された輝度から下糸Ｔの残量を検出する。下糸Ｔの残量を検出する仕組みについては後述する。
【００２３】
レンズ４は水平釜Ｚの外釜ＺＡの側方に固定され、ラインセンサ３の受光素子による光の検知範囲の焦点をボビン１の軸部１ａに合わせるよう設けられている。なお、内釜ＺＡ及び内釜ＺＢの側部には所定位置に光が通過可能な光通過部（例えば穴等）が設けられており、外釜ＺＢが所定の回転角度（例えば縫い針を保持する針棒が上停止位置となる際のボビンの回転角度等）となる際に各光通過部及びレンズ４を通してラインセンサ３とボビン１の軸部１ａとの間に光が通過可能な射線が成立するよう設けられている。
なお、本実施形態ではレンズ４は外釜ＺＢの側方に固定されているが、レンズ４が固定される位置は外釜ＺＢの側方に限らず、ボビン１とラインセンサ３との間の光の射線上に位置し、ラインセンサ３による光即ち輝度の検出範囲をボビン１の軸部１ａの軸方向について下糸Ｔが巻回される全ての範囲Ｗとするよう設けられていれば良い。
【００２４】
（制御部）
制御部１０は、ミシンの下糸残量検出装置１００の動作に関する各種処理を行うＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が行う各種処理において呼び出される各種ソフトウェア及びデータを書き換え不可能に記憶するＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１が行う各種処理において一時的に生じる各種データを格納可能なＲＡＭ１３と、ＣＰＵ１１が行う各種処理において呼び出される各種ソフトウェア及びデータを書き換え可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ１４と、ＣＰＵ１１の指令に応じて照明２の点灯／消灯の切替制御を行う照明駆動回路１５と、ＣＰＵ１１の指令によりラインセンサ３をコントロールしラインセンサ３の輝度分布データをＲＡＭ１３に書き込むセンサコントロール回路１７と、を備えている。
【００２５】
ＣＰＵ１１は、行う処理内容に対応するソフトウェア及びデータをＲＯＭ１２又はＥＥＰＲＯＭ１４から呼び出して実行処理し、ミシンの下糸残量検出装置１００の各種動作制御を行う。なお、以下に記載するＣＰＵ１１が行う各種処理は上述のように対応するソフトウェア及びデータを呼び出して実行処理する所謂ソフトウェア処理によって行われる。
【００２６】
ＲＯＭ１２及びＥＥＰＲＯＭ１４には、ＣＰＵ１１が行う各種処理において呼び出される各種ソフトウェア及びデータが記憶されている。
特に、ＥＥＰＲＯＭ１４には、縫製作業に用いる下糸及びボビンに関する各種情報を記憶するための記憶領域である下糸情報記憶領域１４ａが設けられている。下糸情報記憶領域１４ａに記憶されている情報としては、例えば縫製作業に用いる下糸Ｔの太さやボビンの形状等がある。
また、ＥＥＰＲＯＭ１４には、ラインセンサ３が検出する輝度分布から下糸が巻回されていると判定された範囲の幅から下糸残量を求めるための下糸残量テーブルを記憶する下糸残量テーブル記憶領域１４ｂが設けられている。このとき、下糸残量テーブルは下糸Ｔの太さやボビンの形状といった、上述の下糸情報記憶領域１４ａに設定された各種条件の組み合わせに応じて個別に下糸残量を求められるようになっている。例えば、下糸Ｔの太さとボビンの形状の組み合わせごとに個別のテーブルを記憶するようにしてもよいし、下糸の太さ毎にあらかじめ設定された所定の係数とボビンの形状ごとのテーブルとを記憶し、設定された下糸Ｔの太さの係数をボビンの形状のテーブルに適用するようにしてもよい。なお、下糸Ｔの残量検出については後述する。
さらに、ＥＥＰＲＯＭ１４には、ラインセンサ３の受光素子又はレンズ４に生じた汚れを検出するための「所定の閾値」としての輝度の閾値Ｐ（図５（ａ）〜（ｃ）参照）を記憶するための記憶領域である汚れ閾値記憶領域１４ｃが設けられている。輝度の閾値Ｐは、汚れによって生じるラインセンサ３の検出輝度の低下を判定する閾値である。なお、汚れを検出する仕組みについては後述する。
さらに、図示しないが、ＥＥＰＲＯＭ１４にはラインセンサ３によって検出される輝度分布のうち、下糸が巻回されているとみなすための閾値となる輝度Ｄ（図３参照）、ボビンの軸部が露出しているとみなすための閾値となる輝度Ｌ（図３参照）や、ラインセンサ３の輝度分布と下糸残量テーブルから求められた下糸残量について、下糸の減少を報知するための残量の基準値（以後、残量基準値と記載）が記憶されている。
【００２７】
（操作パネル）
操作パネル２０は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置と、当該表示装置の表示画面を覆うように設けられ透過性を有するタッチパネルスイッチ等の入力装置とを有する所謂タッチパネル形式の入力表示装置であり、ミシンの下糸残量検出装置の動作に関する各種情報の表示及び入力が可能となっている。
なお、操作パネル２０からの入力操作内容は制御部１０に入力され、操作パネル２０の表示内容及び操作パネル２０からの入力内容に応じた各種処理は制御部１０によって行われる。特に、ＥＥＰＲＯＭ１４の下糸情報記憶領域１４ａに記憶されている下糸Ｔ及びボビン１に関する各種情報即ち下糸Ｔの太さやボビンの形状等の入力設定操作は操作パネル２０に対する入力操作によって行われる。
【００２８】
（下糸残量検出処理）
次に、ミシンの下糸残量検出装置１００による下糸Ｔの残量検出の仕組みについて詳説する。図２はミシンの下糸残量検出装置１００による下糸Ｔの残量検出の仕組みを示す説明図である。なお、図２（ａ）は軸部１ａに下糸Ｔが十分巻回されている場合、図２（ｂ）は下糸Ｔが減少している場合を示す。図３はラインセンサ３によって検出される輝度の波形を示すものである。なお、図３（ａ）は図２（ａ）の下糸Ｔが十分巻回されているボビン１の軸部１ａの輝度を検出した場合、図３（ｂ）は図２（ｂ）の下糸Ｔが減少しているボビン１の軸部１ａの輝度を検出した場合を示す。なお、図３（ａ）、（ｂ）、及び後述する図５（ａ）、（ｂ）に示す各波形は左側がボビンの軸部の上端側、右側がボビンの軸部の下端側に対応する。
【００２９】
まず、図２（ａ）の軸部１ａに下糸Ｔが十分巻回されている場合について詳説する。
ＣＰＵ１１の指令によって照明駆動回路１５を介して照明２が点灯する。照明２が点灯すると、照明２からの照射光が透過性を有するボビン１の軸部１ａに入射する。このとき、ボビン１には下糸Ｔが十分に巻回されているので、軸部１ａに入射された光は下糸Ｔに遮られ軸部１ａからレンズ４を介してラインセンサ３まで届くことはない。よって、ラインセンサ３によって検出される輝度は検出範囲の全範囲において極めて低くなり、検出される輝度の波形は図３（ａ）に示す波形Ｓ１のようなものとなる。なお、図３（ａ），（ｂ）においてはラインセンサ３によって検出される輝度を波形（アナログ）で示しているが、当該波形がＲＡＭ１３に入力される際にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換され、デジタル値として制御部１０に入力される。また、当該デジタル値は輝度の分布即ち輝度が低い部分と輝度が高い部分の位置関係の情報も含んでいる。
【００３０】
ラインセンサ３から輝度の波形Ｓ１を示すデジタル値が制御部１０に入力されると、ＣＰＵ１１は当該デジタル値から下糸の残量を求める。具体的には、まず波形Ｓ１のうち、下糸が巻回されているとみなす基準となる輝度Ｄ以下の輝度である範囲の幅Ｖ１を求め、幅Ｖ１と下糸残量テーブルとから下糸残量を求める。つまり、操作パネル２０から設定されて下糸情報記憶領域１４ａに記憶された下糸及びボビンに関する各種情報、即ち下糸Ｔ及びボビン１に対応し、かつ、幅Ｖ１に対応する下糸残量が下糸残量テーブルから求められる。その後、ＣＰＵ１１はＥＥＰＲＯＭ１４から残量基準値を呼び出し、求められた下糸残量と残量基準値とを比較することで下糸Ｔが減少しているかどうか判定する。この場合、下糸Ｔは十分に残っており、下糸残量は残量基準値を上回る。従って、ＣＰＵ１１は下糸の減少に伴う報知（後述）を行わない。
【００３１】
次に、図２（ｂ）の下糸Ｔが減少している場合について詳説する。
まず、上述と同様に、ＣＰＵ１１の指令によって照明駆動回路１５を介して照明２が点灯し、照明２からの照射光が透過性を有するボビン１の軸部１ａに入射する。このとき、上述とは異なりボビン１に巻回された下糸Ｔは減少しており、軸部１ａの円柱状の外周面が所々外部に露出している状態となっている。よって、軸部１ａに入射された光の一部は未だ残っている下糸Ｔに遮られるものの、軸部１ａの外周面が露出している部分から外部へ向かう光についてはレンズ４を介してラインセンサ３まで届く。従って、ラインセンサ３によって検出される輝度は残っている下糸Ｔによって遮られた部分に対応する範囲については低く、軸部１ａの外周面が露出した部分に対応する範囲については高くなり、検出される輝度の波形は図３（ｂ）に示す波形Ｓ２のようなものとなる。
【００３２】
ラインセンサ３から輝度の波形Ｓ２を示すデジタル値が制御部１０に入力されると、ＣＰＵ１１は上述と同様に当該デジタル値から下糸の残量を求める。このとき、輝度Ｄ以下の輝度である範囲の幅Ｖ２は図３（ｂ）に示す幅Ｖ２ａ、Ｖ２ｂを合わせた幅であり、Ｖ１に比べ減少している。従って、幅Ｖ２と下糸残量テーブルから求められる下糸残量は上述に比べ減少したものとなる。
その後、上述と同様にＣＰＵ１１はＥＥＰＲＯＭ１４から残量基準値を呼び出し、下糸残量と残量基準値とを比較することで下糸Ｔが減少しているかどうか判定する。このとき、下糸残量が残量基準値以下となると、ＣＰＵ１１は下糸Ｔが減少していると判定し、ミシンを操作しているオペレータに下糸Ｔの減少を報知するための処理を行う。例えば、操作パネル２０に下糸Ｔが減少した旨を示す画面を表示させる。
よって、ラインセンサ３から入力された輝度分布から下糸Ｔの残量を判定する制御部１０は「判定手段」として機能する。また、ＣＰＵ１１の処理に応じてオペレータに下糸Ｔの減少を報知するための画面を表示可能な操作パネル２０は「第１の報知手段」として機能する。また、下糸及びボビンに関する各種情報を設定可能な操作パネル２０は「設定手段」としても機能する。
【００３３】
なお、ボビンの形状はボビン１に示す形状に限定されない。以下、ボビン１とは異なる形状のボビン１Ａ及びボビン１Ａを用いた場合の下糸残量検出処理について詳説する。図４はボビン１Ａを用いた場合のミシンの下糸残量検出装置１００による下糸Ｔの残量検出の仕組みを示す説明図である。なお、図４（ａ）は軸部１Ａａに下糸Ｔが十分巻回されている場合、図４（ｂ）は下糸Ｔが減少している場合を示す。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ボビン１Ａはその軸部１Ａａの形状がボビン１と異なり、軸部１Ａａの軸方向の中央が最も細く、鍔１Ａｂ、１Ａｃの両端側に向かうにつれて太くなるよう設けられている。このような形状のため、軸部１Ａａに下糸Ｔを巻回した場合、その巻き始め部分が太さの細い軸方向の中央部及びその付近に集中し、巻回し回数が増えるにつれて下糸Ｔが巻かれる範囲が鍔１Ａｂ、１Ａｃ側へとほぼ均等に広がっていく。つまり、軸部１Ａａに巻回された下糸Ｔが消費されて減少すると、図４（ｂ）に示すように、下糸Ｔが残る範囲は軸部１Ａａの軸方向の中央部及びその付近となる。なお、図示しないが軸部１Ａａは上方又は下方から見ると円形をしており、軸部１Ａａは図４に示すように軸方向の位置によって太さの異なる円柱状の軸である。
なお、本実施形態では、ボビン１Ａに対するラインセンサ３による輝度の検出範囲は、図４（ａ）、（ｂ）に示す範囲Ｗ１のようになっている。
ボビン１Ａを用いた場合の下糸残量検出処理の仕組みについては、上述のボビン１を用いた場合と同様であるので、詳説は省略する。
【００３５】
（汚れ検出）
ところで、従来技術にも記載したように、各ボビンの軸部とラインセンサ３の間の光の射線上に、空気中の埃や縫製作業によって生じる綿埃、糸屑等が堆積し、ラインセンサ３やレンズ４の表面が汚れることがある。また、ミシンの油やその他何らかの理由によりラインセンサ３の受光素子の表面やレンズ４が汚れることがある。こうした汚れが射線上に存在すると、ラインセンサ３によるボビンの軸部の光の輝度検出に誤差をきたす可能性が生ずる。そこで、本発明は当該汚れを検出するための仕組みを備えている。以下、汚れを検出する仕組みについて詳説する。
【００３６】
図５は汚れの有無によるラインセンサ３の輝度の波形の相違を示す説明図である。なお、図５（ａ）は汚れがない場合、図５（ｂ）は範囲Ｆ１に汚れがある場合を示す。なお、以下の記載においてボビンの軸部に巻回された下糸Ｔによって光が遮断されラインセンサ３による輝度の検出が極めて低い場合の輝度を輝度Ｄ、ボビンの軸部の外周面が露出してラインセンサ３による輝度の検出が高い場合の輝度を輝度Ｌとする。
汚れがない場合、図５（ａ）に示すように、輝度Ｄの範囲から輝度Ｌの範囲へ移り変わる境目の輝度の波形Ｓ３の立ち上がり（立ち上がりエッジＥ１）と輝度Ｌの範囲から輝度Ｄの範囲へ移り変わる境目の輝度の波形Ｓ３の立ち下がり（立ち下がりエッジＥ２）の輝度変化の度合いは総じて大きなものとなる。また、立ち上がりエッジＥ１と立ち下がりエッジＥ２の間に位置する輝度Ｌは輝度の閾値Ｐ以上である。
【００３７】
一方、ラインセンサ３の間の光の射線上に汚れがあるために光の一部が遮られたり弱まったりする部分に対応する範囲については、図５（ｂ）に示す輝度の波形Ｓ４の立ち上がりエッジＥ３，立ち下がりエッジＥ４に示すように、汚れがない場合の立ち上がりエッジＥ１，立ち下がりエッジＥ２よりも輝度変化の度合いが小さくなる。これによって、立ち上がりエッジＥ３と立ち下がりエッジＥ４の間に位置する輝度の高い部分は輝度の閾値Ｐを下回ると、ＣＰＵ１１は立ち上がりエッジＥ３と立ち下がりエッジＥ４の間の範囲Ｆ１に対応する部分のラインセンサ３の間の光の射線上に汚れが生じたものと判定する。つまり、下糸Ｔが巻回されている場合の輝度Ｄからの立ち上がりエッジと輝度Ｄへの立ち下がりエッジとの間の範囲における輝度即ち下糸Ｔの巻回されている部分のボビンの軸部の輝度を上回る輝度であって、輝度の閾値Ｐを下回る輝度が検出された範囲について、ＣＰＵ１１はその範囲のラインセンサ３の間の光の射線上に汚れがあるものとみなす。従って、ＣＰＵ１１は「汚れ検出手段」として機能する。
【００３８】
上述のようにラインセンサ３の受光素子又はレンズ４に汚れが生じた判定が為されると、ＣＰＵ１１は汚れが生じた旨をオペレータに報知する処理を行う。例えば、操作パネル２０にラインセンサ又はレンズに汚れが生じた旨を示す画面を表示させる。
なお、汚れの報知処理については、１箇所でも汚れが検出された時点で即座に報知するようにしてもよいし、ラインセンサ３による輝度の検出範囲全体に対する一定以上の割合の範囲が汚れたものと判定された場合に報知するようにしてもよい。また、汚れの検出された範囲についてラインセンサ３の輝度検出の強度に補正を加えるようにしてもよい。
【００３９】
なお、ＣＰＵ１１は、ラインセンサ３から輝度を示すデジタル値が制御部１０に入力されると、上述の下糸残量検出処理における比較処理を行うと共に上述の汚れ検出処理を行う。つまり、比較処理と並行してＥＥＰＲＯＭ１４の汚れ閾値記憶領域１４ｃから輝度の閾値Ｐを呼び出して輝度Ｄからの立ち上がりエッジと輝度Ｄへ向かう立ち下がりエッジがあった場合に、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間の範囲の輝度が輝度の閾値Ｐ以上であるかどうかを判定することでＣＰＵ１１は汚れを検出する。
【００４０】
（ミシンの下糸残量検出装置の動作）
次に、ミシンの下糸残量検出装置１００の動作について詳説する。
まず、オペレータによって操作パネル２０を介して下糸Ｔの太さやボビンの形状といった下糸及びボビンに関する各種情報が入力される。当該各種情報が入力されると、制御部１０のＣＰＵ１１はその入力内容をＥＥＲＰＯＭ１４の下糸情報記憶領域１４ａに記憶させる。
その後、ミシンが停止しており、針棒の位置が上停止位置である場合に、内釜ＺＡ及び外釜ＺＢの光通過部及びレンズ４を通してボビンの軸部とラインセンサ３との間の光の射線が成立する。このとき、ＣＰＵ１１は下糸残量検出処理を行う。まず、ＣＰＵ１１は照明駆動回路１５を介して照明２を点灯させる。これによって下糸が減少してボビン１の軸部１ａが露出している場合にボビン１の軸部１ａの外周面から光が外へ発せられる。軸部１ａからの光の有無はラインセンサ３によって輝度分布として検出され、デジタル値に変換されて制御部１０へと入力される。ＣＰＵ１１は、当該輝度分布のうち輝度Ｄを下回る範囲の幅すなわち下糸が巻回されている範囲の幅を検出する。このとき、上述の汚れ検出も同時に行い、汚れが検出されればその旨を報知する。その後、ＣＰＵ１１は下糸が巻回されている範囲の幅、上述の下糸情報記憶領域１４ａに記憶された下糸及びボビンに関する各種情報及び下糸残量テーブルから下糸残量を求め、下糸残量と残量基準値とを比較する。下糸残量が下糸基準値以下であった場合、ＣＰＵ１１は操作パネル２０の表示を介してその旨を報知する。
【００４１】
なお、本発明によるミシンの下糸残量検出装置による下糸の残量検出のタイミングは、ミシンの停止時であって針棒の位置が上停止位置である場合としているが、ボビンの軸部とラインセンサ３との間の光の射線が成立するタイミングであればいつでもよい。また、ボビンの軸部とラインセンサ３との間の光の射線が成立する外釜ＺＢの回転角度は針棒の上停止位置に限らず、例えば針棒の下停止位置となるようにしてもよいし、他の回転角度でもよい。
【００４２】
（作用効果）
上述の実施形態によれば、ＣＰＵ１１による下糸Ｔの残量の判定は、ラインセンサ３が各ボビンの軸部の軸方向について下糸Ｔが巻回された全ての範囲Ｗの下糸残量を検出した上での判定となるので、各ボビンの軸部に巻回された下糸Ｔの偏りによる下糸Ｔの残量の検出誤りを低減させることが可能となる。よって、発光部から受光部への光の射線がボビンの軸部の側方の一点を通るのみでは下糸Ｔの残量を正確に検知できないことがあるといった問題点を解消でき、ミシンの下糸残量検出の精度が大幅に向上する。
また、上述のように、ラインセンサ３は各ボビンの軸部からの輝度を検出する。このとき、ラインセンサ３は各ボビンの軸部からの光を検出可能な位置にあればよく、各ボビンの軸部とラインセンサ３との厳密な位置合わせや微調整を必要とせず下糸Ｔの残量を正しく検出可能となる。従って、発光部から受光部へと光が照射される射線とボビンの軸部の位置関係が正しく調節される必要があり、その位置関係が少しでもずれると下糸残量の誤検知の可能性があった従来技術の問題点を解消でき、ミシンの下糸残量検出の精度がより一層向上する。
加えて、上述のように各ボビンの軸部の形状等が変わってもラインセンサ３がボビンの軸部からの光を検出することは変わらないので、ボビンの軸部の形状等の変更に応じてボビンの軸部とラインセンサ３との位置関係を都度調節するといった作業は不要となる。よって、ボビンの種類に応じて当該位置関係を正しく調節することに伴う煩雑さ、困難さや時間の浪費といった各種の問題点を全て解消でき、容易に好適なミシンの下糸残量検出を行える。
【００４３】
さらに、ラインセンサ３による検出輝度の分布と下糸Ｔの残量との対応関係を示す閾値を設定する元情報となる下糸及びボビンに関する各種情報を設定可能な操作パネル２０を備え、ＣＰＵ１１は当該閾値から下糸残量を求める。これによってＣＰＵ１１による下糸Ｔの残量判定の精度即ちミシンの下糸残量検出の精度がより一層向上する。
【００４４】
さらに、ＣＰＵ１によって各ボビンの軸部とラインセンサ３との間の汚れを検出でき、汚れの検出に応じてオペレータに汚れを報知したり、ラインセンサ３の輝度検出の強度を補正したりすることが可能となる。これによって、ミシンの下糸残量検出装置１００による下糸残量の検出精度を好適に保つことが可能となる。このとき、汚れ検出手段が検出するのはボビンの軸部と検出手段との間の汚れなので、下糸検出を行う構成と別の構成で埃等を検出する従来技術において下糸検出を行う構成と埃等を検出する構成との汚れ具合が違うために検出強度の補正に誤差が生じて下糸残量の誤検知が生じ得るといった問題点を解消できる。よって、ミシンの下糸残量検出装置による下糸残量検出の精度がより一層向上する。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、上述の第１の実施形態とは異なる第２の実施形態について詳説する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。図６は第２の実施形態によるミシンの下糸残量検出装置１００Ａの構成の一部を示す説明図である。なお、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図である。なお、図６（ａ）では水平釜Ｚの各部の記載を省略している。
第２の実施形態によるミシンの下糸残量検出装置１００Ａは、円柱状の軸部１Ｂａの外周面が光反射性を有するボビン１Ｂと、ボビン１Ｂの軸部１Ｂａに側方から光を照射する照明２Ａと、ボビン１Ｂの軸部１Ｂａによって反射された照明２の照射光の輝度分布を検出するラインセンサ３と、ボビン１Ｂとラインセンサ３の間に位置するよう設けられてラインセンサ３による輝度の検出範囲をボビン１の軸部１ａの軸方向について下糸Ｔが巻回される全ての範囲Ｗとするよう光の焦点を合わせるレンズ４と、ミシンの下糸残量検出装置１００Ａの動作に関する各種処理を行う制御部１０と、ミシンの下糸残量検出装置１００Ａに関する各種情報を表示可能であると共に、各種設定入力操作が可能な操作パネル２０と、を備えている。なお、ラインセンサ３、レンズ４、制御部１０及び操作パネル２０は上述のミシンの下糸残量検出装置１００と同様の構成である。また、第２の実施形態では、照明（照明２Ａ）の位置が第１の実施形態（照明２）とは異なることから、水平釜Ｚの底部の穴部ＺＡａは設けられていない。
【００４６】
ボビン１Ｂの軸部１Ｂａは、その外周面が光反射性を有する（例えば鏡面である等）。また、照明２Ａはボビン１Ｂの側方から軸部１Ｂａに光を照射する。なお、照明２Ａによる軸部１Ｂａへの光の照射は水平釜Ｚの外釜ＺＡに設けられた第２の穴部と、内釜ＺＢに設けられて内釜ＺＮの回転角度が所定確度の際に外釜ＺＡの第２の穴部と重なる内釜ＺＢの第２の穴部とを介して行われる。また、照明２Ａの照射光は軸部１Ｂａの軸方向について下糸Ｔが巻回される全ての範囲Ｗに照射される。
ラインセンサ３は、照明２Ａから照射されてボビンの軸部１Ｂａによって反射された光の輝度分布を検出する。このとき、軸部１Ｂａに十分に下糸Ｔが巻回されている場合、軸部１Ｂａの外周面が露出していないので照射光はほとんど反射されず、ラインセンサ３によって検出される光の輝度は極めて低くなる。一方、下糸Ｔが減少していると、軸部１Ｂａの外周面の一部が露出することによって照射光が好適に反射され、ラインセンサ３によって検出される光の輝度は露出した外周面に対応した範囲で高くなる。これらの光の輝度の変化から、制御部１０は上述の第１の実施形態におけるＣＰＵ１１の比較処理と同様の処理を行うことで下糸Ｔの残量を検出する。なお、ＥＥＰＲＯＭ１４の下糸閾値記憶領域１４ｂに記憶される所定の閾値は、軸部１Ｂａによる反射光の輝度検出に対して最適な値を用いることが望ましく、第１の実施形態で用いる所定の閾値と異なる場合がある。
また、第２の実施形態における下糸Ｔ及びボビンに関する各種情報の設定や汚れ検出の仕組みは、上述の第１の実施の形態と同様である。
【００４７】
第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態の作用効果に加え、ラインセンサ３をカラーイメージセンサとすることにより、輝度分布の検出と併せて下糸Ｔの色を検出することが可能となる。この場合、縫製作業で用いる下糸の色をあらかじめ設定しておく必要がある。例えば、縫製作業前に下糸の色の設定を操作パネル２０で行い、ＥＥＰＲＯＭ１４の下糸情報記憶領域１４ａに記憶される下糸及びボビンに関する各種情報の一部として記憶させることが考えられ、これによって操作パネル２０は「下糸色指定手段」として機能する。また、あらかじめ設定された下糸の色とボビン１Ｂに巻回された下糸Ｔの色とが異なった場合、ＣＰＵ１１はミシンを操作しているオペレータに下糸Ｔの色が設定と異なる旨を報知するための処理を行う。例えば、操作パネル２０に下糸Ｔの色が設定と異なる旨を示す画面を表示させる。これによって操作パネル２０は「第２の報知手段」として機能する。この場合、誤った色の下糸Ｔを用いた縫製作業を防止できる。従って、誤った下糸Ｔを用いたまま縫製作業を行ってしまうことにより不良の被縫製物が生ずる可能性を大幅に低減可能となり、縫い品質が大幅に向上する。
なお、この場合ＥＥＰＲＯＭ１４の下糸閾値記憶領域１４ｂに記憶される所定の閾値は、カラーイメージセンサによる検出に最適化された値を用いることが望ましい。なお、下糸Ｔの色検出を行うタイミングは、あらかじめ指定された所定のタイミング、例えば縫製開始時や下糸交換又は下糸補充等の直後のみとしてもよい。
【００４８】
（その他）
なお、本発明によるミシンの下糸残量検出装置は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で上述の各実施形態とは異なる実施形態をとってもよい。例えば、制御部１０及び操作パネル２０はミシンの下糸残量検出装置専用の構成として記載されているが、ミシンに設けられてミシンの各種動作制御を行う制御装置に上述の制御部１０が行っている各種制御をさせてもよいし、ミシンの各種情報の表示及びミシンの各種設定入力が可能な入力表示装置（操作パネル等）に上述の操作パネル２０の機能を兼用させてもよい。また、制御部１０は所謂ソフトウェア処理によって各種動作制御を行っているが、別途専用の装置を設けても良いし、アナログ回路でもよい。
また、上述の各実施形態ではラインセンサを用いているが、二次元エリアセンサを用いても良い。また、各種報知はミシンに設けられたブザー等による音声や、各種報知のためのランプの点灯等によってもよい。
【００４９】
また、上述の各実施形態においては、操作パネル２０からの入力を介して下糸Ｔ及びボビンに関する各種情報を入力するようにしているが、ボビンに識別情報（例えばバーコード等）を付加しておき、水平釜Ｚにセットされた際に当該識別情報を読み取る読取装置を設けてボビンの形状等の情報を取得するようにしてもよい。さらに、当該識別情報にボビンに巻回された下糸の種類（例えば太さや色等）も含めてもよい。
また、上述の各実施形態においては、ミシンの下糸残量検出装置を備えたミシンは水平釜を備えたミシンであるが、他の種類の釜部を備えているミシンでもよい。例えば垂直釜でもよい。また、ボビンの形状は上述の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００５０】
また、上述の残量基準値や輝度の閾値Ｐといった各種基準値及び閾値は操作パネル２０を介して設定変更可能としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態であるミシンの下糸残量検出装置の構成を示す説明図である。
【図２】ミシンの下糸残量検出装置による下糸の残量検出の仕組みを示す説明図である。なお、図２（ａ）は軸部に下糸が十分巻回されている場合、図２（ｂ）は下糸が減少している場合を示す。
【図３】ラインセンサによって検出される輝度の波形を示すものである。なお、図３（ａ）は図２（ａ）の下糸が十分巻回されているボビンの軸部の輝度を検出した場合、図３（ｂ）は図２（ｂ）の下糸が減少しているボビンの軸部の輝度を検出した場合を示す。
【図４】ボビン１Ａを用いた場合のミシンの下糸残量検出装置１００による下糸の残量検出の仕組みを示す説明図である。なお、図４（ａ）は軸部１Ａａに下糸が十分巻回されている場合、図４（ｂ）は下糸が減少している場合を示す。
【図５】汚れの有無によるラインセンサの輝度の波形の相違を示す説明図である。なお、図５（ａ）は汚れがない場合、図５（ｂ）は範囲Ｆ１に汚れがある場合を示す。
【図６】第２の実施形態によるミシンの下糸残量検出装置の構成の一部を示す説明図である。なお、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図である。
【図７】従来技術によるミシンの下糸残量検出装置におけるボビンと光の射線の位置関係を示す説明図である。なお、図７（ａ）はボビンの上面から見た場合の説明図、図７（ｂ）はボビンの側面から見た場合の説明図である。
【図８】従来技術によるミシンの下糸残量検出装置において下糸の量が誤検知される一例を示す説明図である。なお、図８（ａ）は下糸が十分残っているにもかかわらず下糸が減少したものと誤検知される例、図８（ｂ）は下糸が減少しているにもかかわらず下糸が十分残っているものと誤検知される例である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ボビン
１ａ  軸部
２  照明
３  ラインセンサ
４  レンズ
１０  制御部
１１  ＣＰＵ
１４  ＥＥＰＲＯＭ
２０  操作パネル
【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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