JP2012012731A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】針棒に打刻針を装着して打刻加工を実行することを可能としたミシンにおいて、打刻針の取付け高さ位置の判定を、ユーザの主観によることなく正確に行い、ひいてはユーザによる打刻針の取付け高さ位置の調整作業を容易に行う。
【解決手段】針棒８に、打刻針を上下位置調整可能に保持した打刻針保持装置を取付ける。針棒ケース７にカメラモジュール５９を設ける。制御回路は、高さ判定モードの実行が指示されると、テスト用の被加工物に対する打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、被加工物の打刻痕を、カメラモジュール５９により撮影させる。制御回路は、撮影画像に基づいて打刻痕の大きさを検出し、基準値と比較することにより、打刻針の取付け高さ位置を判定し、その判定結果を液晶ディスプレイ４６に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンに備わる針棒に打刻針を装着し、被加工物を移送機構により所定の二方向に移送させながら、前記打刻針を上下動させることにより、前記被加工物に対して打刻痕を形成する打刻加工の実行が可能なミシンに関する。

従来より、例えば多色の刺繍糸による刺繍縫製動作を連続的に実行できる多針刺繍ミシンが供されている。この種の刺繍ミシンは、アーム部の先端に、例えば６本の針棒を備えた針棒ケースを備えている。そして、６本の針棒のうちの１本の針棒を針棒駆動機構に選択的に連結して上下駆動する。また、当該刺繍ミシンは、加工布を保持した刺繍枠を移送する移送機構を備えている。当該刺繍ミシンの制御装置は、一針毎の針落ち位置（加工布の移動量）や色替え等を指示する模様データに基づいて、加工布を保持した刺繍枠を、前記移送機構によりＸ，Ｙの二方向に移動させつつ、前記針棒駆動機構及びその他の駆動機構を制御して、多色の刺繍縫製動作を実行させる（例えば特許文献１参照）。

尚、特許文献１においては、加工布に対して切込みを入れる（孔をあける）ためのボーリング装置が記載されている。このボーリング装置は、取付部、ホルダ、ボーリングメス、プレッサ、スプリング等から構成されている。ボーリングメスの下端部には刃部が形成されている。このボーリング装置を、特定の針棒に装着して当該刺繍ミシンを動作させる。これにより、加工布に切込み（孔）を形成しつつ、その切込みの周囲に刺繍を施すアイレット刺繍が可能となる。

ところで、近年、手工芸の分野においては、例えば紙等のシート状の被加工物に複数の窪み（エンボス）や小孔を形成し、その窪みや小孔を利用して種々の模様を表現することが行われている。例えば、厚手のトレーシングペーパーに複数の窪みや小孔を形成することで、装飾物を製作するパーチメントクラフトが普及しつつある。トレーシングペーパーに窪みを形成すると、その窪み部分だけが白濁することを利用して模様を作るのである。

そこで、本発明者は、上記刺繍ミシンにおいて、縫製用の縫針に代えて、パーチメントクラフト用の打刻針を針棒に装着することによって、多針刺繍ミシンを、上記の窪みや小孔を形成する打刻加工を行う装置として兼用できるのではないかと考えた。

この場合、加工布を保持する刺繍枠に代えて、トレーシングペーパー等のシート状の被加工物を保持する保持体を移送機構に取付ける。そして、予め作成された打刻加工用のデータに基づいて、前記移送機構が前記保持体を移動させながら、打刻針が装着された針棒を上下動させることにより、被加工物の表面に所定の打刻加工を施す。このようにして、被加工物の表面に、複数の窪んだ打刻痕又は小孔からなる種々の模様を作製することができると考えられる。

特開２００９−１０８４３４号公報

上記のように、ミシンに備わる針棒の駆動を利用してパーチメントクラフト等の打刻加工を行う場合、針棒に対する打刻針の取付け高さ位置によって、被加工物に対する打刻深さが変化する。つまり、被加工物に形成される打刻痕（窪み）又は小孔の大きさが変化する。このため、針棒に対する打刻針の取付け高さ位置をユーザが調整できることが必要になる。この場合、上記特許文献１にも、ホルダに対するボーリングメスの高さ位置を調整することにより、アイレットの大きさの変更が可能であることが記載されている。

そこで、ユーザが、針棒に対する打刻針の取付け高さ位置を調整するために、次のような作業を行うことが考えられる。即ち、ユーザが、テスト用の被加工物を用意して、このテスト用の被加工物に対する打刻加工（試し加工）を実際に行なう。そして、ユーザは、打刻痕を目視にて観察して、打刻痕が適切な大きさであるかどうかを判断し、打刻針の取付け高さ位置の調整を行う。このとき、打刻痕が大きい場合には、打刻針の取付け高さ位置を上げる。逆に、打刻痕が小さい場合には、打刻針の取付け高さ位置を下げる。その作業を何度か繰返すことにより、打刻針の取付け高さ位置を適切な位置に調整する。

しかしながら、上記のような調整方法では、打刻痕が適切な大きさかどうかの判断基準がユーザの主観に依るので、判断が曖昧になる。特に作業の経験が少ないユーザにとっては、的確に判断することが難しい。また、試し加工と打刻針の取付け高さ位置の調整作業を何度も繰返さなければならないので、調整作業が面倒である。また、テストで使用された被加工物は廃棄されるが、そのテスト用の被加工物が多く必要になるので、被加工物が無駄になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、針棒に打刻針を装着して打刻加工を実行することを可能としたミシンにおいて、打刻針の取付け高さ位置の判定を、ユーザの主観によることなく正確に行うことができ、ひいては、ユーザによる打刻針の取付け高さ位置の調整作業を容易に行うことができるミシンを提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１のミシンは、ミシンに備わる針棒に打刻針を装着し、被加工物を移送機構により所定の二方向に移送させながら、前記打刻針を上下動させることにより、前記被加工物に対して打刻痕を形成する打刻加工の実行が可能なものであって、前記針棒に対する前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための高さ位置調整機構と、前記打刻針によって前記被加工物に形成された打刻痕を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像から前記打刻痕の領域を抽出して該打刻痕の大きさを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記打刻痕の大きさを、記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、前記打刻針の取付け高さ位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定に応じて前記打刻針の取付け高さ位置を調整する為の情報を報知する報知手段とを備えるところに特徴を有する。

刺繍縫製可能なミシンにおいて、打刻針を針棒に装着し、その針棒を上下動させながら、移送機構を制御して被加工物を所定の二方向に移送させることにより、被加工物に対して打刻痕を形成する打刻加工が実行される。例えば、針棒に、パーチメントクラフト用の打刻針を装着し、トレーシングペーパー等の被加工物に対して打刻加工を行うことにより、被加工物の表面に、打刻針による複数の打刻痕からなる模様を形成することが可能となる。

このとき、針棒に対する打刻針の取付け高さ位置に応じて、打刻深さひいては打刻痕の大きさが変更される。そのため、針棒に対して、打刻針を適切な取付け高さ位置に調整できることが要望される。上記構成によれば、高さ位置調整機構を備えるので、ユーザは、針棒に対する打刻針の取付け高さ位置を容易に調整することができる。

そして、被加工物に対して打刻加工が実行されると、撮影手段により、その被加工物の打刻痕の画像が撮影される。そして、検出手段により、撮影手段により撮影された画像から打刻痕の領域が抽出されて該打刻痕の大きさが検出される。ここで、打刻痕の大きさは、針棒に対する打刻針の取付け高さ位置に応じて変化する。このため、検出された打刻痕の大きさを予め記憶手段に記憶されている基準値と比較することに基づいて、判定手段により、打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。そして、報知手段により、判定結果に応じて打刻針の取付け高さ位置を調整する為の情報が報知される。

この場合、実際の打刻痕を撮影した画像に基づいて打刻痕の面積を算出し、その面積に基づいて取付け高さ位置の判定を自動で行うものであるから、正確に判定することができる。そして、ユーザは、報知された情報に基づいて、針棒に対して、打刻針を適切な取付け高さ位置に調整することができる。

請求項２のミシンは、請求項１の発明において、打刻加工を行う打刻加工モードと、前記打刻針の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとの設定を切替えるためのモード切替手段を備え、前記モード切替手段により高さ判定モードが指示された際に、前記被加工物に対する前記打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記撮影手段による打刻痕の撮影、前記検出手段による該打刻痕の大きさの検出と、前記判定手段による前記打刻針の取付け高さ位置の判定と、前記報知手段による前記情報の報知とを自動で実行させる判定モード実行手段を備えるところに特徴を有する。

請求項３のミシンは、請求項２の発明において、前記テスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って前記被加工物を移動させながら、前記打刻針による複数回の打刻動作を行うことにより実行され、前記テストパターンは、前記撮影手段により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕が収まるように設定されているところに特徴を有する。

本発明の請求項４のミシンは、ミシンに備わる針棒に打刻針を装着し、被加工物を移送機構により所定の二方向に移送させながら、前記打刻針を上下動させることにより、前記被加工物に対して打刻痕を形成する打刻加工の実行が可能なものであって、前記針棒に対する前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための高さ位置調整機構と、前記打刻針によって前記被加工物に形成された打刻痕を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像において、前記打刻痕と前記打刻痕がない部分とを比較することにより、前記打刻痕の色の明度を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記打刻痕の色の明度を記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、前記打刻針の取付け高さ位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定に応じて前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための情報を報知する報知手段とを備えるところに特徴を有する。

これによれば、被加工物に対して打刻加工が実行されると、撮影手段により、その被加工物の打刻痕の画像が撮影される。そして、決定手段により、撮影手段により撮影された画像において、打刻痕と打刻痕がない部分とを比較することにより、打刻痕の色の明度が決定される。ここで、打刻痕の大きさつまり画像全体に対して打刻痕画像の占める面積（画素数）に応じて、前記色の明度（平均的な濃度）が変化するので、決定された打刻痕の色の明度を記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、判定手段により、打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。

この場合も、実際の打刻痕を撮影した画像に基づいて打刻痕の色の明度を決定し、その明度に基づいて取付け高さ位置の判定を自動で行うものであるから、正確に判定することができる。そして、ユーザは、報知手段により報知された情報に基づいて、針棒に対して、打刻針を適切な取付け高さ位置に調整することができる。

請求項５のミシンは、請求項４の発明において、打刻加工を行う打刻加工モードと、前記打刻針の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとの設定を切替えるためのモード切替手段を備え、前記モード切替手段により高さ判定モードが指示された際に、前記被加工物に対する前記打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記撮影手段による打刻痕の撮影と、前記決定手段による該打刻痕の色の明度の決定と、前記判定手段による前記打刻針の取付け高さ位置の判定と、前記報知手段による前記情報の報知とを自動で実行させる判定モード実行手段を備えるところに特徴を有する。

請求項６のミシンは、請求項５の発明において、前記テスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って前記被加工物を移動させながら、前記打刻針による複数回の打刻動作を行うことにより実行され、前記テストパターンは、前記撮影手段により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕が収まるように設定されているところに特徴を有する。

請求項１のミシンによれば、針棒に打刻針を装着して打刻加工を実行することを可能としたものにあって、前記針棒に対する前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための高さ位置調整機構と、前記打刻針によって被加工物に形成された打刻痕を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像から前記打刻痕の領域を抽出して該打刻痕の大きさを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記打刻痕の大きさを、記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、前記打刻針の取付け高さ位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定に応じて前記打刻針の取付け高さ位置を調整する為の情報を報知する報知手段とを備えるので、打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。ユーザは、報知された打刻針の取付け高さ位置を調整する為の情報によって、打刻針の針棒に対する適切な取付け高さ位置が認識できる。そして、ユーザは、高さ位置調整機構によって、打刻針を針棒に対して適切な取付け高さ位置に容易に調整することができる。

請求項２のミシンによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、打刻加工を行う打刻加工モードと、前記打刻針の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとの設定を切替えるためのモード切替手段を備え、前記モード切替手段により高さ判定モードが指示された際に、前記被加工物に対する前記打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記撮影手段による打刻痕の撮影と、前記検出手段による該打刻痕の大きさの検出と、前記判定手段による前記打刻針の取付け高さ位置の判定と、前記報知手段による情報の報知とを自動で実行させる判定モード実行手段を備えるので、ユーザがモード切替手段により高さ判定モードの実行を設定するだけで、判定モード実行手段により、打刻針の取付け高さ位置を判定するための処理を、全て自動で実行させることが可能となる。よって、打刻針の取付け高さ位置の調整作業を簡単にすることができる。

請求項３のミシンによれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、前記テスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って前記被加工物を移動させながら、前記打刻針による複数回の打刻動作を行うことにより実行され、前記テストパターンは、前記撮影手段により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕が収まるように設定されているので、複数の打刻痕の撮影画像から、打刻深さひいては打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。また、撮影は１回でよいので、判定処理を早く行うことができる。しかもそのために要する被加工物の面積は小さくてよいので、テスト打刻動作に使用した被加工物は廃棄されるが、その量が少量で済むので、無駄を省くことができる。

請求項４のミシンによれば、針棒に打刻針を装着して打刻加工を実行することを可能としたものにあって、前記針棒に対する前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための高さ位置調整機構と、前記打刻針によって前記被加工物に形成された打刻痕を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像において、前記打刻痕と前記打刻痕がない部分とを比較することにより、前記打刻痕の色の明度を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記打刻痕の色の明度を記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、前記打刻針の取付け高さ位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定に応じて前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための情報を報知する報知手段とを備えるので、打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。ユーザは、報知された情報によって、打刻針の針棒に対する適切な取付け高さ位置が認識できる。そして、ユーザは、高さ位置調整機構によって、打刻針を針棒に対して適切な取付け高さ位置に容易に調整することができる。

請求項５のミシンによれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、打刻加工を行う打刻加工モードと、前記打刻針の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとを切替えるためのモード切替手段を備え、前記モード切替手段により高さ判定モードが指示された際に、前記被加工物に対する前記打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記撮影手段による打刻痕の撮影と、前記決定手段による該打刻痕の色の明度の決定と、前記判定手段による前記打刻針の取付け高さ位置の判定と、前記報知手段による情報の報知とを自動で実行させる判定モード実行手段を備えるので、ユーザがモード切替手段により高さ判定モードの実行を指示するだけで、判定モード実行手段により、打刻針の取付け高さ位置を判定するための処理を、全て自動で実行させることが可能となる。よって、打刻針の取付け高さ位置の調整作業を簡単にすることができる。

請求項６のミシンによれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、前記テスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って前記被加工物を移動させながら、前記打刻針による複数回の打刻動作を行うことにより実行され、前記テストパターンは、前記撮影手段により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕が収まるように設定されているので、複数の打刻痕の撮影画像から、打刻深さひいては打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。また１回の撮影で済むので、判定処理を早くすることができる。しかもそのために要する被加工物の面積は小さくてよいので、テスト打刻動作に使用した被加工物は廃棄されるが、その量が少量で済むので、無駄を省くことができる。

本発明の第１の実施形態を示すもので、多針刺繍ミシンの外観構成を示す斜視図 針棒ケース部分の正面図 刺繍枠が装着された状態の枠ホルダ本体の平面図 保持体の平面図（ａ）及び正面図（ｂ） 打刻針保持装置の正面図（ａ）、左側面図（ｂ）、上面図（ｃ） 多針刺繍ミシンの電気的構成を概略的に示すブロック図 被加工物に打刻痕が形成された様子を示す平面図 テストパターンの例を示す図、 打刻痕の大きさと打刻針の取付け高さ位置との関係を６パターンに関して示す図 制御回路が実行する処理手順を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態を示すもので、白濁度合の算出方法を説明するための図 制御回路が実行する要部の処理手順を示すフローチャート その他の実施形態を示すもので、打刻針保持装置に保持された打刻針の、先端形状の異なる例を２種類について示す正面図

（１）第１の実施形態
以下、本発明を、刺繍縫製可能なミシンとして多針刺繍ミシンに適用した第１の実施形態について、図１から図１０を参照しながら説明する。また、本実施形態では、打刻加工の具体例として、厚手のトレーシングペーパーに、先端が球状の打刻針によって打刻痕（凹部）を多数形成することによって、所定の打刻模様を形成するパーチメントクラフトを行う場合を説明する。図１は、本実施形態に係る多針刺繍ミシンの本体１の外観構成を概略的に示している。まず、この多針刺繍ミシンの本体１の構成について説明する。以下の説明では、図１〜図３に示すように、ミシン本体１の左右方向をＸ方向とし、前後方向をＹ方向としている。

図１に示すように、ミシン本体１は、図示しない載置台上に載置される支持台２、この支持台２の後端部から上方に延びる脚柱部３、この脚柱部３の上端部から前方に延びるアーム部４等を備えて構成される。前記支持台２は、左右部位に前方に延びる脚部２ａ，２ａを有し、上面から見て前方が開放するほぼＵ字状に構成されている。また、この支持台２には、後部中央部から前方に延びるシリンダベッド５が一体的に設けられている。このシリンダベッド５の先端上部には、針穴６ａを有する針板６が設けられている。また、図示はしないが、シリンダベッド５の内部には、糸捕捉釜等が設けられている。

前記アーム部４の右側には、操作パネル１６が設けられている。図６にも示すように、この操作パネル１６には、縫製動作を開始又は停止させる縫製開始キーを含む操作スイッチ４５、各種の刺繍模様及び打刻模様の表示及びユーザに対して必要なメッセージ等の表示を行う液晶ディスプレイ４６、液晶ディスプレイ４６の前面に設けられ後述する各種モードの設定を切替える為の透明のタッチパネル４７が設けられている。尚、後述するように、液晶ディスプレイ４６には、打刻針の取付け高さ位置に関連する情報が表示され、報知手段として機能する。また、図示は省略しているが、前記アーム部４の後側上部には、例えば６個の糸駒がセット可能な糸立て装置が設けられている。

図２にも示すように、前記アーム部４の先端部には、針棒ケース７が左右方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられている。この針棒ケース７は、前後方向に薄型の矩形箱状をなしている。そして、針棒ケース７の内部には、複数本の針棒８が左右方向に並列するように設けられている。本実施形態の場合は、６本の針棒８が設けられ、上下動可能に支持されている。これら各針棒８は、図示しないコイルばねのばね力により、常時上方に向けて付勢されており、図に示す位置（針上位置）に保持されている。

これら各針棒８は、その下端部が、針棒ケース７の下方に突出している。各針棒８の下端部には、刺繍縫製用の縫針９が、着脱（交換）可能に取付けられている。尚、６本の針棒８を区別する場合には、右から順に、１番，２番‥と針棒番号が付される。このとき、本実施形態では、左端に位置する針棒番号６番の針棒８に、縫針９に代えて、打刻針１０を保持した打刻針保持装置５８が着脱可能に取付けられている。打刻針１０及び打刻針保持装置５８については後述する。

また、各針棒８の下部には、当該針棒８の上下動に同期して上下動する押え足１１が設けられている。ここで、針棒番号６番の針棒８には、打刻針保持装置５８が装着されるので、押え足１１は取外される。また、詳しく図示はしないが、針棒ケース７の上部側には、６本の針棒８に対応して６個の天秤が設けられている。これら各天秤は、その先端部が、針棒ケース７の前面に上下に延びて形成された６個のスリット孔１２を夫々通して前面側に突出するように設けられている。そして、針棒８の上下動に同期して上下動（揺動）するように構成されている。

図１に示すように、この針棒ケース７には、その上端から斜め後方に延びて上部カバー１３が一体的に設けられている。この上部カバー１３には、図示しない６個の糸調子器（取付用の穴のみを示す）が設けられていると共に、上端部に位置して６個の糸案内１４が設けられている。これにて、糸立て装置にセットされた糸駒から、刺繍用の上糸が引出され、糸案内１４、糸調子器、天秤等の所定の経路を順に通され、最後に縫針９の目孔（図示せず）に通されることにより、刺繍縫製が可能となる。このとき、針棒番号１番から５番の針棒８の縫針９に、夫々異なる色の上糸を供給することにより、複数色の上糸による刺繍縫製動作を、自動で切替えながら連続的に行うことができる。

そして、本実施形態では、針棒ケース７のうち右端側下部部分には、図２に示すように、撮影手段としてのカメラモジュール５９が下向きに設けられている。このカメラモジュール５９は、例えば２００万画素程度のＣＣＤイメージセンサを備えている。後述するように、判定モードにおいて、カメラモジュール５９は、打刻針１０によるテスト打刻動作を実行した後の、被加工物Ｗの打刻痕Ｔを撮影する。図６に示すように、このカメラモジュール５９により撮影された画像データは、画像処理回路６０を介して後述する制御回路４１に入力されるようになっている。

ここで、前記打刻針１０及び打刻針保持装置５８について述べる。図５に示すように、打刻針保持装置５８は、金属材料からなり、上下方向に長い丸棒状（円柱状）をなす装着部６１と、この装着部６１の下端から左方に延びる横長の矩形ブロック状をなす支持部材６２とを一体的に備えている。前記装着部６１は、その上部が、前記縫針９の上部の柄部と同等の太さ及び形状であって、いわゆるＤカット形状（円柱外周面の一部分に平面部が形成された形状）となるＤカット部６１ａを備えている。そして、針棒８の下端部に設けられた針抱き８ａに対し、前記縫針９を取外した状態で、打刻針保持装置５８の装着部６１が取付けられる。このとき、まず、装着部６１を、針抱き８ａの下方に形成された穴部（図示せず）に挿入する。この穴部は、縫針９の柄部が嵌合可能なＤカット形状を成している。そして、装着部６１の上端部がストッパ８ｂに当接するまで挿入した後、針抱き８ａに設けられた六角穴付きの止めねじ６４によって装着部６１を固定する。このとき、前記Ｄカット部６１ａによって、針棒８に対しての回転方向も位置決めされる。

前記支持部材６２には、左側部位に位置して、上下方向に貫通する挿通孔６２ａが形成されていると共に、前面部から前記挿通孔６２ａまで貫通するねじ孔６２ｂが形成されている。ねじ孔６２ｂには、六角穴付きの止めねじ６３が螺合されている。

前記打刻針１０は、金属材料からなり、先端（下端）に球状部を有する針状（丸棒状）に構成されている。打刻針１０は、前記支持部材６２の挿通孔６２ａに対し下方から上下位置調整可能に挿通されている。この打刻針１０は、前記止めねじ６３によって、前記支持部材６２に対して高さ方向の位置が決められた状態で取付けられる。このとき、打刻針１０の上部には、取付け高さ位置の指標となる複数本の基準線１０ａが、縦方向に所定間隔（例えば０．２ｍｍ間隔）で設けられている。ユーザが、支持部材６２の挿通孔６２ａから上方に露出している基準線１０ａを視認することによって、打刻針１０の取付け高さ位置を、０．２ｍｍ間隔で調整することが可能となる。上記した打刻針保持装置５８の構成が、高さ位置調整機構に相当する。

詳しく図示はしないが、前記脚柱部３内には、ミシンモータ１５（図６にのみ図示）が設けられている。前記アーム部４内には、周知のように、前記ミシンモータ１５により駆動される主軸や、この主軸の回転により前記針棒８等を上下動させる針棒上下駆動機構、針棒ケース７をＸ方向に移動させて所定の針棒を択一的に選択する針棒選択機構などが設けられている。前記主軸の回転により、前記糸捕捉釜も前記針棒８の上下動と同期して駆動される。

前記針棒上下駆動機構は、針棒８に設けられた針棒抱き（図示せず）に選択的に係合する上下動部材を備えている。前記針棒選択機構は、針棒選択用モータ１７（図６にのみ図示）を駆動源として針棒ケース７をＸ方向に移動させ、前記針穴６ａの真上位置の針棒８を、上下動部材に係合させるように構成されている。これにて、針棒選択機構が構成され、選択された１本の針棒８（及びその針棒８に対応した天秤）のみが、針棒上下駆動機構により上下駆動される。尚、主軸が１回転すると、針棒８が上下方向に１往復移動するように構成されている。

図１に示すように、前記支持台２上（脚柱部３の前方）には、前記シリンダベッド５のやや上部に位置して、移送機構１８（図６参照）のキャリッジ１９が設けられる。このキャリッジ１９には、刺繍縫製を施すべき加工布を保持する刺繍枠２０（図３参照）、或いは、後述する打刻加工に供する被加工物Ｗを保持する保持体２１（図４参照）が着脱可能に連結される。ここで、被加工物Ｗは、厚手のトレーシングペーパーである。尚、詳しく図示はしないが、加工布を保持する刺繍枠２０については、大きさや形状の相違する複数種類のものが付属品として備えられている。

図１，図３に示すように、前記キャリッジ１９は、Ｙ方向キャリッジ２２、このＹ方向キャリッジ２２に設けられるＸ方向キャリッジ２３、このＸ方向キャリッジ２３に取付けられる枠ホルダ２４（図３にのみ図示）を備えている。詳しく図示はしないが、前記移送機構１８は、前記支持台２内に設けられＹ方向キャリッジ２２をＹ方向（前後方向）に移動させるＹ方向駆動機構と、このＹ方向キャリッジ２２内に設けられ前記Ｘ方向キャリッジ２３及び枠ホルダ２４をＸ方向（左右方向）に移動させるＸ方向駆動機構とを含んでいる。刺繍枠２０或いは保持体２１は前記枠ホルダ２４により保持され、移送機構１８により所定の二方向であるＸ方向及びＹ方向に移送される。

前記Ｙ方向キャリッジ２２は、横長な（細幅の）箱状をなし、前記支持台２の左右の脚部２ａ，２ａ間に掛け渡されるようにして左右方向（Ｘ方向）に延びている。このとき、図１に示すように、支持台２の左右の脚部２ａ，２ａの上面には、夫々前後方向（Ｙ方向）に延びるガイド溝２５が設けられている。図示はしないが、前記Ｙ方向駆動機構は、これらガイド溝２５を上下に貫通し、該ガイド溝２５に沿ってＹ方向（前後方向）に移動可能に設けられた２個の移動体を備えている。前記Ｙ方向キャリッジ２２の左右両端部が、夫々移動体の上端部に連結されている。

前記Ｙ方向駆動機構は、ステッピングモータからなるＹ方向駆動モータ２６（図６参照）や、タイミングプーリやタイミングベルト等からなる直線移動機構を備えて構成されている。前記Ｙ方向駆動モータ２６を駆動源として前記直線移動機構により前記移動体を移動させることによって、Ｙ方向キャリッジ２２をＹ方向（前後方向）に移動させる。

図１、図３に示すように、前記Ｘ方向キャリッジ２３は、一部がＹ方向キャリッジ２２の前面側下部から前方に突出する横長な板状をなし、該Ｙ方向キャリッジ２２にＸ方向（左右方向）にスライド移動可能に支持されている。Ｙ方向キャリッジ２２内に設けられるＸ方向駆動機構は、ステッピングモータからなるＸ方向駆動モータ２７（図６参照）や、タイミングプーリやタイミングベルト等からなる直線移動機構を備えて構成され、Ｘ方向キャリッジ２３をＸ方向（左右方向）に移動させる。

ここで、前記Ｘ方向キャリッジ２３に取付けられる枠ホルダ２４と、この枠ホルダ２４に着脱可能に装着される刺繍枠２０及び保持体２１について述べる。まず、図３を参照して刺繍枠２０について述べる。この刺繍枠２０は、丸みを帯びた矩形枠状をなす内枠２８と、この内枠２８の外周に着脱可能に嵌合される外枠２９と、内枠２８の左右両端部に取付けられた一対の連結部３０，３０とを備えている。図示はしないが、刺繍が施される加工布は、内枠２８と外枠２９との間に挟まれ、内枠２８の内側でピンと張った状態に保持される。

前記左右一対の連結部３０，３０は、平面的に見て１８０度の回転対称的な構造を備えている。これら連結部３０には、枠ホルダ２４への装着のための係合溝３０ａ及び係合穴３０ｂが形成されている。上記のように、前記刺繍枠２０は、大きさ或いは形状（刺繍領域）の相違する複数種類が用意され、加工布の大きさや刺繍模様の大きさに応じて選択的に使用される。また、それら刺繍枠２０の種類に応じて、左右の幅寸法Ｌ１（連結部３０の外縁から連結部３０の外縁までの間の寸法）が相違するように設定されている。この幅寸法を後述する検出手段により検出することで、枠ホルダ２４に装着された刺繍枠２０の種類が検出される。図３では、この幅寸法が一番大きな刺繍枠２０を例示している。また、詳しくは後述するが、保持体２１が枠ホルダ２４に装着された場合についても、前記検出手段により検出される。

次に、前記保持体２１について述べる。図４に示すように、保持体２１は、角部に丸みを帯びた矩形板状をなす保持部３１と、この保持部３１の左右両端部に取付けられた一対の連結部３２，３２とを備えている。前記保持部３１の板面には、周囲の枠状部分を除いて矩形状をなす有底状の保持凹部３１ａが設けられている。その保持凹部３１ａ内には、弾性体３１ｂが配設されている。この弾性体３１ｂは、例えば発泡樹脂やゴム等の材料からなり、矩形形状で薄板状の部材である。被加工物Ｗであるトレーシングペーパーは、予め前記保持凹部３１ａに対応した矩形板状に裁断されており、弾性体３１ｂの上面に載置された状態で、例えば図示しない両面粘着テープ等の固定手段により固定される。

また、前記左右一対の連結部３２，３２は、平面的に見て１８０度の回転対称的な構造を備えており、これら連結部３２には、枠ホルダ２４への装着のための係合溝３２ａ及び係合穴３２ｂが形成されている。上記したように、この保持体２１の左右の幅寸法Ｌ２（連結部３２の外縁から連結部３２の外縁までの間の寸法）は、前記いずれの種類の刺繍枠２０の幅寸法Ｌ１とも相違するように設定されている。尚、この保持体２１についても、被加工物Ｗの大きさや形状等に応じて複数種類を用意しておくようにしても良い。

そして、上記した刺繍枠２０又は保持体２１が装着（連結）される枠ホルダ２４は、以下のように構成されている。即ち、図３に示すように、この枠ホルダ２４は、前記Ｘ方向キャリッジ２３の上面部に固定的に取付けられている。枠ホルダ２４は、固定的に取付けられる固定腕部３３と、枠ホルダ２４に対して位置変更可能に取付けられる可動腕部３４とを備えている。可動腕部３４は、装着すべき刺繍枠２０又は保持体２１の種類、つまり幅寸法Ｌ１又はＬ２に応じて、ユーザにより左右方向に位置変更されるものである。

前記固定腕部３３は、Ｘ方向に長く延びる板状をなす枠ホルダ２４の主部２４ａの右端部の上面に重なるように取付けられ、ほぼ直角に折曲って前方に延びる右腕部３３ｂを有している。この右腕部３３ｂの上面には、先端に位置して係合ピン３５が設けられていると共に、その後側に、連結部３０，３２の挟持用の板ばね３６が取付けられている。前記係合ピン３５は、前記刺繍枠２０の連結部３０の係合溝３０ａ、或いは、前記保持体２１の連結部３２の係合溝３２ａに係合する。

前記可動腕部３４は、前記右腕部３３ｂとほぼ左右対称的な形状をなし、その基端部（後端部）が、前記枠ホルダ２４の主部２４ａの左側部分の上面に重なるように取付けられる。この可動腕部３４の上面には、先端に位置して係合ピン３７が設けられていると共に、その後側に、連結部３０，３２の挟持用の板ばね３８が取付けられている。前記係合ピン３７は、前記刺繍枠２０の連結部３０の係合孔３０ｂ、或いは、前記保持体２１の連結部３２の係合孔３２ｂに係合する。

この可動腕部３４は、基端部に左右方向に長い案内溝３４ａを有し、前記枠ホルダ２４の主部２４ａの上面に設けられた案内ピン３９が、その案内溝３４ａ内に係合することにより、前記枠ホルダ２４の主部２４ａに対し、左右方向にスライド移動可能に設けられている。また、図示はしないが、前記枠ホルダ２４の主部２４ａには、可動腕部３４を複数の所定位置で選択的に固定するための位置決め固定機構が設けられている。ユーザがこの位置決め固定機構を操作することにより、可動腕部３４の左右方向位置が変更可能である。

これにて、ユーザは、装着すべき刺繍枠２０又は保持体２１の種類、即ち幅寸法Ｌ１、Ｌ２に応じて可動腕部３４を適切な位置に変更して固定した後、刺繍枠２０又は保持体２１を枠ホルダ２４に装着する。図３に例示するように、刺繍枠２０を装着するにあたっては、刺繍枠２０の左右の連結部３０を、夫々、可動腕部３４の板ばね３８部分、及び、右腕部３３ｂの板ばね３６部分に挟み込まれるように前方から差込む。次いで、可動腕部３４の係合ピン３７に連結部３０の係合孔３０ｂを係合させると共に、右腕部３３ｂの係合ピン３５に連結部３０の係合溝３０ａを係合させる。これにより、刺繍枠２０は、枠ホルダ２４に保持され、移送機構１８によってＸ，Ｙ方向に移動されるのである。保持体２１の場合も、同様にして枠ホルダ２４に装着する。

このとき、前記Ｘ方向キャリッジ２３には、図３、図６に示すように、可動腕部３４の位置を検出することに基づいて、装着されている刺繍枠２０又は保持体２１の種類を検出するための枠種類検出センサ４０が設けられている。詳しく図示しないが、この枠種類検出センサ４０は、例えば回転型ポテンショメータからなり、可動腕部３４に設けられた傾斜面からなる被検出部に当接する検出子を有し、可動腕部３４の左右方向位置によってその検出子の回動位置（角度）が変動することに応じて、抵抗値（出力電圧値）が変動する。

図６に示すように、この枠種類検出センサ４０の出力信号は後述する制御回路４１に入力され、この制御回路４１にて刺繍枠２０又は保持体２１の種類を検出（判断）する。従って、これら枠種類検出センサ４０及び制御回路４１等から、保持体２１が装着されているかどうかを検出する検出手段が構成される。

さて、本実施形態では、ミシン本体１は、加工布に対する６色の刺繍糸を用いた刺繍縫製動作の実行が可能であると共に、保持体２１を移送機構１８によってＸ、Ｙ方向に移動させながら、被加工物Ｗに対し、打刻針１０をドット単位で突き当てて、被加工物Ｗに円形凹状の窪み、即ち打刻痕Ｔを形成する打刻加工の実行が可能である。このとき、打刻加工の実行によって、被加工物Ｗに対し所定の打刻模様、例えば図７に例示する花柄の打刻模様を形成することが可能である。尚、適切な打刻痕Ｔは、直径寸法が例えば１〜２ｍｍの大きさの円形とされる。

上記したように、打刻加工を実行するにあたっては、図２に示すように、６本の針棒８のうち左端の針棒番号６番の針棒８に、縫針９に代えて打刻針１０を保持した打刻針保持装置５８が装着される。前記打刻針１０は、縫針９よりも短く構成され、針棒８の最下位置（下死点）において、保持体２１に保持された被加工物Ｗの表面に突当たる長さ寸法とされている。尚、打刻針１０が装着された針棒８については、押え足１１が取外される。針棒番号６番の針棒８に打刻針１０が装着されている場合には、刺繍縫製動作は、針棒番号１番から５番の針棒８を使用して、５色の刺繍糸で行われる。

このとき、被加工物Ｗに対し打刻加工を行う場合、針棒８に対する打刻針１０の取付け高さ位置が変わると、打刻深さひいては打刻痕Ｔの大きさが変化して、形成される打刻模様が変化してしまう（図９参照）。打刻針１０の取付け高さ位置が下方にあるほど、打刻痕Ｔの大きさが大きくなる。そして、打刻針１０の取付け高さ位置が下方過ぎると、トレーシングペーパーである被加工物Ｗが破れてしまう。

また、打刻針１０の取付け高さ位置が上方にあるほど、打刻痕Ｔの大きさは小さくなる。そして、打刻針１０の位置が上方過ぎると、被加工物Ｗに届かなくなる。そのため、針棒８に対して、打刻針１０が適切な高さ位置に取付けられることが重要となる。本実施形態では、後述の高さ判定モードの実行により、打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報、つまり、打刻針１０を最適な取付け高さ位置にする為の情報がユーザに報知される。

図６は、本実施形態に係る多針刺繍ミシンの電気的構成を、全体を制御する制御手段としての制御回路４１を中心にして概略的に示している。この制御回路４１は、コンピュータ（ＣＰＵ）を主体として構成され、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、メモリ４４が接続されている。前記ＲＯＭ４２には、刺繍縫製制御プログラム、打刻加工制御プログラム、打刻針高さ判定プログラム、各種制御用データ等が記憶されている。前記メモリ４４には、多数種類の刺繍縫製用の模様データや、打刻加工用の模様データ等が記憶されている。

この制御回路４１は、前記操作パネル１６の操作スイッチ４５及びタッチパネル４７の操作信号が入力されると共に、液晶ディスプレイ４６の表示を制御する。このとき、ユーザは、液晶ディスプレイ４６の表示を見ながら、タッチパネル４７を操作することによって、動作モード（実用縫製モード、刺繍縫製モード、打刻加工モード、高さ判定モード等）の設定を切替えたり、所望する刺繍模様又は打刻加工による打刻模様を選択したりする。

また、制御回路４１には、前記移送機構１８の枠種類検出センサ４０の検出信号が入力される。そして、制御回路４１は、駆動回路４８を介して前記ミシンモータ１５を駆動制御すると共に、駆動回路４９を介して前記針棒選択用モータ１７を駆動制御する。そして、制御回路４１は、駆動回路５０を介して前記移送機構１８のＹ方向駆動モータ２６を駆動制御すると共に、駆動回路５１を介して前記Ｘ方向駆動モータ２７を駆動制御し、枠ホルダ２４（刺繍枠２０又は保持体２１）を移動させる。

制御回路４１は、刺繍縫製モードのときには、刺繍縫製制御プログラムの実行により、メモリ４４に記憶されている刺繍縫製用の模様データの中から、ユーザが選択した模様データに基づいて、ミシンモータ１５、針棒選択用モータ１７、移送機構１８のＹ方向駆動モータ２６及びＸ方向駆動モータ２７等を制御し、刺繍枠２０に保持された加工布に対する刺繍縫製動作を自動で実行させる。このとき、周知のように、上記刺繍縫製用の模様データは、一針毎の針落ち位置（刺繍枠２０のＸ、Ｙ方向の移動量）を示す一針データ（移送データ）、刺繍糸の色（即ち駆動する針棒８）の切替えを指示する色替えデータ、糸切り動作を指示する糸切りデータ、縫製終了データ等を含んでいる。

そして、前記制御回路４１は、打刻加工モードのときには、打刻動作制御プログラムの実行により、打刻加工用のデータに基づいて、ミシンモータ１５、針棒選択用モータ１７、移送機構１８のＹ方向駆動モータ２６及びＸ方向駆動モータ２７等を制御する。そして、保持体２１に保持された被加工物Ｗに対して、打刻針１０による打刻加工を自動で実行して、所望の打刻模様を形成する。

この打刻加工は、針棒番号６番の針棒８を選択し当該針棒８（打刻針１０）を上下動させながら、針棒８の上昇時に被加工物Ｗを次の打刻位置に移動させることを繰返すことにより行われる。このとき、前記打刻加工用のデータは、打刻針１０による一針毎の打刻点の位置、即ち一針毎の被加工物Ｗ（保持体２１）のＸ、Ｙ方向の移動量を示す移送データの集合を主体として構成される。

また、本実施形態では、制御回路４１は、打刻加工を実行させるにあたり、前記枠種類検出センサ４０により、前記枠ホルダ２４に対する保持体２１の装着が検出されていることを条件に、打刻加工を実行させる。つまり、保持体２１の装着が検出されていないときには、ユーザにより打刻加工の実行が指示されても、ミシンモータ１５の起動を禁止する。

本実施形態では、ユーザが、タッチパネル４７を操作することにより、打刻加工を自動で実行させる打刻加工モードと、打刻針１０の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとを切替えることができる。従って、タッチパネル４７及び制御回路４１がモード切替手段として機能する。後の作用説明（フローチャート説明）で述べるように、制御回路４１は、高さ判定モードの実行が指示されると、打刻針高さ判定の処理を実行し、打刻針１０の取付け高さ位置が適切であるかどうかを自動で判定し報知する判定モード実行手段として機能する。

この高さ判定モードにおいては、制御回路４１は、まず、保持体２１にテスト用の被加工物Ｗを保持させた状態で、その被加工物Ｗに対する打刻針１０によるテスト打刻動作を実行させる。このテスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って被加工物ＷをＸ、Ｙ方向に移動させながら、打刻針１０による複数回の打刻動作を行うことにより実行される。前記テストパターンは、図８に示すように、被加工物Ｗに形成される打刻痕Ｔが、所定の菱形（角度４５度傾いた正方形）を形成するように、８箇所の点Ｐ１〜Ｐ８に打刻を行う。尚、テストパターンはこの形状の模様に限定されない。

次いで、制御回路４１は、テスト打刻動作によって被加工物Ｗに形成された打刻痕Ｔ部分が、前記カメラモジュール５９の真下に来るように、保持体２１又は針棒ケース７を移動させる。そして、カメラモジュール５９は、それら被加工物Ｗの打刻痕Ｔを撮影する。このとき、上記テストパターンは、カメラモジュール５９により撮影される撮影範囲（一画面）に全ての打刻痕Ｔが収まるように設定されている。ここで、被加工物Ｗは、トレーシングペーパーなので、半透明の薄い白色である。このトレーシングペーパーに打刻針１０により打刻を行うと打刻痕Ｔは白濁する。つまり、打刻痕Ｔは周囲の部分よりも濃い白色になる。従って、カメラモジュール５９により撮影された画像は、打刻痕Ｔは濃い白色であり、打刻痕Ｔが無い周囲の部分は薄い白色である。以下、説明を簡単にする為、打刻痕Ｔは白色、打刻痕Ｔが無い部分（周囲の部分）を黒色とする。カメラモジュール５９により撮影された画像データは、画像処理回路６０を介して制御回路４１に入力される。

更に、制御回路４１は、前記画像データから、前記打刻痕Ｔの領域を抽出して該打刻痕Ｔの大きさ（例えば面積）を検出する。この打刻痕Ｔの大きさ（面積）の検出は、撮影画像データの各画素に関し、白レベル又は黒レベルのいずれかを判断し、白レベルの画素の面積（画素数）を求めることにより行う。そして、検出された打刻痕Ｔの大きさ（面積）を、例えばＲＯＭ４２に予め記憶された基準値（しきい値）と比較することに基づいて、打刻針１０の取付け高さ位置を判定する。最後に、制御回路４１は、打刻針１０の取付け高さ位置の判定結果と、打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報とを、液晶ディスプレイ４６に表示させる。従って、制御回路４１が検出手段及び判定手段としても機能し、液晶ディスプレイ４６が報知手段として機能し、ＲＯＭ４２が記憶手段として機能する。

図９は、撮影画像上の打刻痕Ｔの大きさ、打刻針１０の高さ位置の判定、報知（表示）される情報、被加工物Ｗにおける打刻部分の断面、の関係をまとめて示すものである。この図９に示すように、本実施形態では、上記した打刻針１０の取付け高さ位置の判定は、打刻痕Ｔの大きさ（白レベルの画素の面積）が大きい方から順に、「針低過ぎ」、「針低い」、「針やや低い」、「最適」、「針やや高い」、「針高い」の、６段階で行われる。尚、打刻針１０の取付け高さ位置が、「針低過ぎ」、「針低い」の場合には、被加工物Ｗであるトレーシングペーパーに破れが生ずる。

そして、本実施形態では、打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報として、打刻針１０の取付け高さ位置の最適高さにするための調整量、即ち、上記６段階において順に、「０．６ｍｍ高くしてください」、「０．４ｍｍ高くしてください」、「０．２ｍｍ高くしてください」、「最適高さです」、「０．２ｍｍ低くしてください」、「０．４ｍｍ低くしてください」、のメッセージが液晶ディスプレイ４６に表示される。

次に、上記構成の作用について、図１０も参照して述べる。図１０のフローチャートは、制御回路４１が実行する各動作モードにおける処理手順を示している。即ち、ミシン本体１の電源がオンされると（スタート）、まずステップＳ１では、タッチパネル４７（モード設定キー）が操作されて、打刻加工モードが設定されたかどうかが判断される。打刻加工モードが設定されない場合には（ステップＳ１にてＮｏ）、ステップＳ２にて、刺繍縫製モードが設定されたかどうかが判断される。

ここで、上記したように、ユーザは、加工布に対する刺繍縫製動作を行なう場合には、刺繍縫製モードを設定し（ステップＳ２にてＹｅｓ）、加工布を保持した刺繍枠２０を枠ホルダ２４に装着すると共に、所望の刺繍模様データを選択した上で、操作スイッチ４５（縫製開始キー）をオン操作することにより（ステップＳ３にてＹｅｓ）、縫製動作を開始させる。これにより、制御回路４１は、刺繍模様データに従ってミシン本体１の各機構を制御し、加工布に対して６色（或いは５色）の刺繍糸を用いた刺繍縫製動作を実行させる（ステップＳ４）。また、ユーザが、加工布に対する実用縫製動作を行う場合には、刺繍縫製モードを設定せずに（ステップＳ２にてＮｏ）、操作スイッチ４５（縫製開始キー）をオン操作することにより（ステップＳ５にてＹｅｓ）、実用縫製動作を実行させる（ステップＳ６）。

これに対し、ユーザが打刻加工モードを設定した場合には（ステップＳ１にてＹｅｓ）、次のステップＳ７にて、高さ判定モードが設定されたかどうかが判断される。高さ判定モードが設定されない場合には、打刻加工モードと判断され（ステップＳ７にてＮｏ）、この打刻加工モードでは、打刻加工用のデータに基づいて、被加工物Ｗに対して多数個の打刻痕Ｔを形成する打刻加工を実行させる。打刻加工を実行させるにあたっては、ユーザは、針棒番号６番の針棒８に、打刻針１０を保持した打刻針保持装置５８を装着すると共に、被加工物Ｗを保持させた保持体２１を、枠ホルダ２４に装着する。

そして、所望の打刻模様の打刻データの選択（読出し）を行って動作をスタートさせる（ステップＳ８にてＹｅｓ）と、打刻加工が実行される（ステップＳ９）。この打刻加工においては、制御回路４１は、打刻データに基づいて、移送機構１８を制御して保持体２１ひいては被加工物ＷをＸ、Ｙ方向に自在に移送させながら、針棒番号６番の針棒８を駆動させることにより、打刻針１０によって被加工物Ｗに多数個の打刻痕Ｔを形成する。これにて、打刻データに応じた被加工物Ｗの所定位置に打刻針１０が順に突き当てられ、例えば、図７に示すように、被加工物Ｗに多数個の打刻痕Ｔからなる所定の打刻模様が形成される。

ここで、上記したように、打刻針１０の針棒８（打刻針保持装置５８）に対する取付け高さ位置が適切でない場合には、打刻加工を行った際の被加工物Ｗに形成される打刻痕Ｔが小さ過ぎたり、大き過ぎたりすることがある。そこで、ユーザは、所望の打刻模様の打刻加工を行う前に、高さ判定モードを設定し、実行させることにより（ステップＳ７にてＹｅｓ）、打刻針１０の取付け高さ位置の判定（テスト打刻動作）を、自動で実行させる。

高さ判定モードにおける処理を実行させるには、ユーザは、針棒番号６番の針棒８に、打刻針１０を保持した打刻針保持装置５８を装着すると共に、テスト用の被加工物Ｗ，つまり、テスト用のトレーシングペーパーを保持させた保持体２１を、枠ホルダ２４に装着する。そして、この状態で操作スイッチ４５（縫製開始キー）をオン操作する（ステップＳ１０にてＹｅｓ）。すると、制御回路４１は、被加工物Ｗに対する打刻針１０によるテスト打刻動作を実行させる（ステップＳ１１）。上記したように、テスト打刻動作は、図８に示すテストパターンに従って、被加工物Ｗに対し８箇所の点Ｐ１〜Ｐ８に順に打刻を行う。

次のステップＳ１２では、テスト打刻動作によって被加工物Ｗに形成された打刻痕Ｔ部分を、前記カメラモジュール５９により撮影することが行われる。このとき、上述のように、カメラモジュール５９により撮影される撮影範囲（一画面）に、テストパターンの全ての打刻痕Ｔが収まる。打刻痕Ｔの撮影（画像取込み）がなされると、ステップＳ１３では、撮影された画像のデータから、各画素毎に、その明暗値を白又は黒のいずれかのレベルに二値化する処理が行われる。その後、ステップＳ１４にて、打刻痕Ｔの大きさ、つまり打刻痕Ｔの面積の算出が行われる。

このとき、上述のように、打刻痕Ｔは白色で、打刻痕Ｔが無い部分（周囲の部分）は黒色なので、白レベルの画素の面積（画素数）を求めることにより、打刻痕Ｔの大きさ（面積）を検出することができる。なお、打刻痕Ｔの面積に代えて、打刻痕Ｔの直径を算出しても良い。また、複数個の打刻痕Ｔの直径を夫々算出して、その平均値を算出するようにしても良い。ステップＳ１５では、検出された打刻痕Ｔの大きさを、ＲＯＭ４２に予め記憶された基準値（５段階のしきい値）と比較され、ステップＳ１６にて、打刻針１０の取付け高さ位置が判定される。

この打刻針１０の取付け高さ位置の判定は、図９に示すように、「針低過ぎ」、「針低い」、「針やや低い」、「最適」、「針やや高い」、「針高い」の、６段階で行われる。そして、ステップＳ１７では、判定結果に基づいて、打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報が報知される。即ち、本実施形態では、上記６段階において、夫々、「０．６ｍｍ高くしてください」、「０．４ｍｍ高くしてください」、「０．２ｍｍ高くしてください」、「最適高さです」、「０．２ｍｍ低くしてください」、「０．４ｍｍ低くしてください」、のメッセージが液晶ディスプレイ４６に表示される。

これにより、ユーザは、液晶ディスプレイ４６に表示されたメッセージを見て、打刻針１０を最適な取付け高さ位置に調整することができる。この取付け高さ位置の調整は、打刻針保持装置５８の止めねじ６３を緩め、前記基準線１０ａを見ながら、上記指示に従った所定量だけ、打刻針１０を支持部材６２に対し上下に移動させた後、止めねじ６３を締め付けるといった簡単な作業で行うことができる。従って、この後は、打刻針１０の最適な取付け高さ位置において、打刻加工を実行させることができる。

このように本実施形態によれば、多針刺繍ミシンを、針棒８に対し、縫針９に代えて打刻針１０を保持した打刻針保持装置５８を装着し、被加工物Ｗに対して多数個の打刻痕Ｔを形成して、複数個の打刻痕Ｔからなる打刻模様を形成する打刻加工を行うための装置として兼用することが可能となる。このとき、打刻針保持装置５８に高さ位置調整機構を設けたので、針棒８に対して、打刻針１０を適切な取付け高さ位置に容易に調整することができる。

そして、被加工物Ｗに形成された打刻痕Ｔの画像を撮影するカメラモジュール５９を備えると共に、制御回路４１により、その撮影画像に基づいて、打刻痕Ｔの大きさを検出し、打刻痕Ｔの大きさをから打刻針１０の取付け高さ位置を正確に判定することができる。そして、その判定結果に応じて打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報をユーザに報知することができる。この結果、ユーザは、報知された情報に基づいて、針棒８に対して、打刻針１０を適切な取付け高さ位置に調整することができる。

また、特に本実施形態では、打刻加工を行う打刻加工モードと高さ判定モードとの設定を切替えるモード切替手段を備え、高さ判定モードが設定された際に、被加工物Ｗに対する打刻針１０によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記カメラモジュール５８による打刻痕Ｔの撮影と、制御回路４１による該打刻痕Ｔの大きさの検出と、制御回路４１による打刻針１０の取付け高さ位置の判定と、液晶ディスプレイ４６の画面に対する情報の報知とを自動で実行させる構成とした。これにより、ユーザが高さ判定モードの実行を指示するだけで、打刻針１０の取付け高さ位置を判定するための処理を、自動で実行させることが可能となる。よって、打刻針１０の取付け高さ位置の調整作業を簡単にすることができる。

このとき、上記テスト打刻動作を、予め記憶されたテストパターンに従って被加工物Ｗを移動させながら、前記打刻針１０による複数回の打刻動作を行うことにより実行するので、複数の打刻痕の撮影画像から、打刻深さひいては打刻針の取付け高さ位置を正確に判定することができる。また、前記テストパターンを、前記カメラモジュール５９により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕Ｔが収まるように設定したので、撮影は１回でよく、判定処理を早く行うことができる。しかもそのために要する被加工物の面積は小さくてよいので、テスト打刻動作用に使用した被加工物は廃棄されるが、その量が少量で済むので、無駄を省くことができる。

（２）第２の実施形態、その他の実施形態
次に、図１１及び図１２を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態においても、本発明を多針刺繍ミシンに適用したものである。従って、ミシン本体１のハードウエア的構成に関しては、上記第１の実施形態と共通するので、新たな図示や詳しい説明を省略し、上記第１の実施形態と同一部分については同一符号を用い、以下、異なる点についてのみ説明する。

この第２の実施形態においても、打刻針１０は、打刻針保持装置５８に保持された状態で、針棒８に対し取付け高さ位置の調整が可能に取付けられている。また、針棒ケース７には、被加工物Ｗに形成された打刻痕Ｔを撮影するための撮影手段としてのカメラモジュール５９が設けられている。そして、制御回路４１は、前記撮影手段により撮影された画像において、打刻痕Ｔと該打刻痕Ｔが無い部分とを比較することにより、前記打刻痕Ｔの色の明度（白色の濃度）を決定し、決定された打刻痕Ｔの色の明度を記憶手段としてのＲＯＭ４２に記憶された基準値（しきい値）と比較することに基づいて、打刻針１０の取付け高さ位置を判定する。さらに、制御回路４１は、打刻針１０の取付け高さ位置の判定結果及び打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報を、液晶ディスプレイ４６に表示させる。上記のように、制御回路４１は、打刻痕Ｔの色の明度を決定する決定手段、打刻針１０の取付け高さ位置を判定する判定手段、前記情報を報知する報知手段として機能する。

また、制御回路４１は、ユーザによるタッチパネル４７の操作により高さ判定モードの実行が指示されると、打刻針高さ判定の処理を実行し、打刻針１０の取付け高さ位置が適切であるかどうかを判定し報知することを自動で実行する。この高さ判定モードにおいては、制御回路４１は、まず、上記と同様のテストパターンに従って、テスト用の被加工物Ｗに対して打刻針１０によるテスト打刻動作を実行させる。被加工物Ｗはトレーシングペーパーである。そして、本実施形態では、図１２のフローチャートに示すように、以下の処理（ステップＳ２１〜Ｓ２５）が実行される。

即ち、制御回路４１は、テスト打刻動作によって被加工物Ｗに形成された打刻痕Ｔを、カメラモジュール５９により撮影させる（ステップＳ１２）。次に、ステップＳ２１にて、撮影画像のデータから、各画素毎に、その明暗値を白又は黒のいずれかのレベルに二値化する処理を行う。そして、ステップＳ２２にて、白色部分の画素数を求め、ステップＳ２３にて、白色部分の画素数から、白濁度合（白色の濃度、即ち色の明度）の算出が行われる。

ステップＳ２１にて撮影画像を二値化すると、図１１に示すように、打刻痕Ｔ部分が白色になり、その他の部分は黒色になる。そして、総画素数（単位面積）に対する白レベルの画素数（白色の面積）を求めることにより白色の濃度（単位面積あたりの白色の面積）を算出する。総画素数とは、全ての打刻痕Ｔを含むような、縦にＬ画素、横にＬ画素の正方形の領域に設定されている。このように、制御回路４１は、撮影画像において、打刻痕Ｔと打刻痕Ｔが無い部分とを比較することにより、打刻痕Ｔの白色の濃度、即ち色の明度を決定する決定手段として機能する。

ステップＳ２４では、算出された白濁度合（白色の濃度）が、ＲＯＭ４２に予め記憶された基準値（５段階のしきい値）と比較され、ステップＳ２５にて、打刻針１０の取付け高さ位置が判定される。この場合も、打刻針１０の高さ位置が低く打刻痕Ｔが大きくなるほど、白濁度合（白色の濃度）が大きくなるので、白濁度合が大きいほうから順に、「針低過ぎ」、「針低い」、「針やや低い」、「最適」、「針やや高い」、「針高い」の、６段階の判定が行われる。この後、上記第１の実施形態と同様に、ステップＳ１７では、判定結果に基づいて、打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報、即ち、「０．６ｍｍ高くしてください」、「０．４ｍｍ高くしてください」、「０．２ｍｍ高くしてください」、「最適高さです」、「０．２ｍｍ低くしてください」、「０．４ｍｍ低くしてください」、のメッセージが液晶ディスプレイ４６に表示される。

このような第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、被加工物Ｗに形成された打刻痕Ｔの画像を撮影するカメラモジュール５９を備えると共に、制御回路４１により、その撮影画像に基づいて、打刻痕Ｔの白色の濃度、即ち色の明度を求めることに基づき、打刻針１０の取付け高さ位置を正確に判定することができ、その判定結果に応じて打刻針１０の取付け高さ位置を調整する為の情報をユーザに報知することができる。従って、ユーザは、針棒８に対して、打刻針１０を適切な取付け高さ位置に調整することができる。

また、ユーザが高さ判定モードの実行を指示するだけで、打刻針１０の取付け高さ位置を判定するための処理を、自動で実行させることが可能となる。よって、打刻針１０の取付け高さ位置の調整作業を簡単にすることができる。このとき、テスト打刻動作におけるテストパターンの設定により、複数の打刻痕Ｔの撮影画像から、打刻深さひいては打刻針１０の取付け高さ位置を正確に判定することができる。また、撮影は１回でよいので、判定処理を早く行うことができる。しかもそのために要する被加工物の面積は小さくてよいので、テスト打刻動作に使用した被加工物は廃棄されるが、その量が少量で済むので、無駄を省くことができる。

図１３は、本発明の他の実施形態を示すもので、上記した打刻針１０とは、形状が異なる打刻針７１，７２を示している。即ち、図１３（ａ）に示す打刻針７１は、先端が尖った形状を備えており、被加工物Ｗに対し、小孔を形成することができる。図１３（ｂ）に示す打刻針７２は、先端が、上記打刻針１０の先端形状よりも径小な球状をなしている。従って、被加工物Ｗに対し、より小さい打刻痕Ｔを形成することができる。これら打刻針７１，７２についても、打刻針保持装置５８を用いることにより、針棒８に着脱自在に装着することができると共に、針棒８に対する高さ位置の調整が可能となる。

その他、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような拡張・変更が可能である。
即ち、上記各実施形態では、撮影画像のデータを白黒の二値化処理する構成としたが、予め色の付いているトレーシングペーパーを用い、カラーの画像データから打刻痕の大きさ、又は色の明度を検出する構成としても良い。打刻針１０の取付け高さ位置の判定としても、６段階に限らず、５段階以下や７段階以上で判定を行っても良い。ユーザに報知する高さ位置を調整する為の情報としても、保持体２１に設けられた被加工物Ｗを載置する面である弾性体３１ｂの上面から打刻針１０の先端（下端）までの距離の情報であったり、現状における打刻痕Ｔの大きさ（直径）の情報などであっても良い。

また、上記各実施形態では、高さ判定モードの実行が指示されると、高さ判定モードにおける各処理が自動で行われる構成としたが、テスト打刻動作の実行、カメラモジュール５９による撮影、制御回路４１による画像処理に基づく検出や判定、情報の報知の各々の処理を、ユーザによるスイッチ操作（マニュアル操作）に基づいて実行するような構成としても良い。カメラモジュール５９を設ける位置や、テスト打刻動作を行なう際のテストパターン等についても、様々な変更が可能であることは勿論である。

更には、刺繍縫製可能なミシンの構成としても、種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、針棒ケース７に設けられる針棒８の本数についても、９本や１２本などであっても良い。更には１本の針棒を備える刺繍ミシンであっても、縫針と打刻針とを付替えることにより、打刻加工の実行が可能である。多針刺繍ミシン１の全体構成や、移送機構１８（キャリッジ１９）の構成、保持体２１の構成等についても、種々の変更が可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

１ 多針刺繍ミシン（ミシン）
７ 針棒ケース
８ 針棒
１０，７１，７２ 打刻針
１５ ミシンモータ
１６ 操作パネル
１７ 針棒選択用モータ
１８ 移送機構
１９ キャリッジ
２１ 保持体
２５ Ｙ方向駆動モータ
２６ Ｘ方向駆動モータ
４１ 制御回路（検出手段、判定手段、判定モード実行手段、決定手段）
４２ ＲＯＭ（記憶手段）
４６ 液晶ディスプレイ（報知手段）
４７ タッチパネル（モード切替手段）
５８ 打刻針保持装置（高さ位置調整機構）
５９ カメラモジュール（撮影手段）
Ｗ 被加工物
Ｔ 打刻痕

Claims (6)

1. ミシンに備わる針棒に打刻針を装着し、被加工物を移送機構により所定の二方向に移送させながら、前記打刻針を上下動させることにより、前記被加工物に対して打刻痕を形成する打刻加工の実行が可能なミシンであって、
   前記針棒に対する前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための高さ位置調整機構と、
   前記打刻針によって前記被加工物に形成された打刻痕を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像から、前記打刻痕の領域を抽出して該打刻痕の大きさを検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記打刻痕の大きさを、記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、前記打刻針の取付け高さ位置を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定に応じて前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための情報を報知する報知手段と
   を備えることを特徴とするミシン。
2. 打刻加工を行う打刻加工モードと、前記打刻針の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとの設定を切替えるためのモード切替手段を備え、
   前記モード切替手段により高さ判定モードが指示された際に、前記被加工物に対する前記打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記撮影手段による打刻痕の撮影と、前記検出手段による該打刻痕の大きさの検出と、前記判定手段による前記打刻針の取付け高さ位置の判定と、前記報知手段による前記情報の報知とを自動で実行させる判定モード実行手段を備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。
3. 前記テスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って前記被加工物を移動させながら、前記打刻針による複数回の打刻動作を行うことにより実行され、
   前記テストパターンは、前記撮影手段により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕が収まるように設定されていることを特徴とする請求項２記載のミシン。
4. ミシンに備わる針棒に打刻針を装着し、被加工物を移送機構により所定の二方向に移送させながら、前記打刻針を上下動させることにより、前記被加工物に対して打刻痕を形成する打刻加工の実行が可能なミシンであって、
   前記針棒に対する前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための高さ位置調整機構と、
   前記打刻針によって前記被加工物に形成された打刻痕を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像において、前記打刻痕と前記打刻痕がない部分とを比較することにより、前記打刻痕の色の明度を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記打刻痕の色の明度を、記憶手段に記憶された基準値と比較することに基づいて、前記打刻針の取付け高さ位置を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定に応じて前記打刻針の取付け高さ位置を調整するための情報を報知する報知手段と
   を備えることを特徴とするミシン。
5. 打刻加工を行う打刻加工モードと、前記打刻針の取付け高さ位置を判定するための高さ判定モードとの設定を切替えるためのモード切替手段を備え、
   前記モード切替手段により高さ判定モードが指示された際に、前記被加工物に対する前記打刻針によるテスト打刻動作を実行させ、その後、前記撮影手段による打刻痕の撮影と、前記決定手段による該打刻痕の色の明度の決定と、前記判定手段による前記打刻針の取付け高さ位置の判定と、前記報知手段による前記情報の報知とを自動で実行させる判定モード実行手段を備えることを特徴とする請求項４記載のミシン。
6. 前記テスト打刻動作は、予め記憶されたテストパターンに従って前記被加工物を移動させながら、前記打刻針による複数回の打刻動作を行うことにより実行され、
   前記テストパターンは、前記撮影手段により撮影される撮影範囲に全ての打刻痕が収まるように設定されていることを特徴とする請求項５記載のミシン。

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