JP2012187345A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】ミシンベッドが大型化することなく、縫製の不具合を早期に検知できるミシンを提供する。
【解決手段】ミシン１は、加工布を載置するミシンベッド２と、ミシンベッド２の内部に設けられ加工布を所定の送り方向に移動させる布送り機構と、ミシンベッド２に設けられ加工布の下面の第一範囲を撮像する第一撮像手段と、加工布の下面の第一範囲とは異なる第二範囲を撮像する第二撮像手段とを備え、第一撮像手段および第二撮像手段により撮像された送り方向に移動する加工布の下面のそれぞれの画像を合成し、合成された合成画像を表示部７に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンベッド上の加工布を移動させる布送り機構を備えるミシンに関する。

加工布を縫製するミシンにおいては、例えば２枚の加工布を重ね縫いする場合に、縫製中に加工布がずれるなどの不具合が発生することがある。この場合、加工布の上面側は使用者により視認できるものの、加工布の下面側を視認することはできない。そこで、例えば特許文献１は、重ね合わされた加工布を縫製するときに、加工布を柄センサで上下から撮像し、加工布のずれを検知するミシンの加工布認識装置を開示している。

特開平４−２５６７７２号公報

ところで、ミシンを使用して、２枚の加工布を重ねて縫製している途中、上記した加工布がずれる不具合以外にも、加工布の下面側の縫目に不良が発生することがある。また、加工布に刺繍模様を縫製することができるミシンの場合は、刺繍模様の縫製途中で加工布の下面側に上糸が絡まってしまう縫目不良（所謂鳥の巣）が発生することがある。使用者がこのような縫目不良に気がつかずに縫製を続けてしまうと、後で大量の糸をほどく必要が生じたり、糸を無駄にしてしまうことがある。また、糸をほどくことで加工布を傷めてしまうこともある。このため、縫製中の不具合は早期に検知することが望ましい。

しかしながら、特許文献１の柄センサ（撮像手段に相当）はミシンベッドの手前側に配置されているので、加工布のずれの有無をミシンベッドよりも手前側の位置で検知するだけであり、縫製中や縫製後における加工布の状態や加工布の下側の縫目の状態を検知することはできない。また、加工布が載置されるミシンベッド内には、布送り機構、釜機構などが収容されており、特許文献１の撮像手段をミシンベッド内に収容して加工布の下面側を撮像するように構成すると、ミシンベッドが大型化してしまうという問題がある。
そこで、本発明の目的は、ミシンベッドを大型化することなく、縫製中の不具合を早期に検知できるミシンを提供することにある。

請求項１記載のミシンは、加工布を載置するミシンベッドと、前記ミシンベッドの内部に設けられ前記加工布を所定の送り方向に移動させる布送り機構とを備えるミシンにおいて、前記ミシンベッドに設けられ前記加工布を下面側から撮像する撮像手段であって、前記加工布の下面の第一範囲を撮像する第一撮像手段と、前記加工布の下面の前記第一範囲とは異なる第二範囲を撮像する第二撮像手段とを有する撮像手段と、前記第一撮像手段および前記第二撮像手段により撮像された前記送り方向に移動する前記加工布の下面側のそれぞれの画像を合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された合成画像を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする。

上記の構成により、加工布の下面は、縫製中に、第一撮像手段によって第一範囲が撮像され、第二撮像手段によって第二範囲が撮像される。つまり、加工布の下面は、異なる範囲が個別に撮像される。そして、画像合成手段により第一範囲の撮像画像と第二範囲の撮像画像とを合成し、合成した画像すなわち縫製中の加工布の下面の撮像画像を表示手段に表示する。このように、第一撮像手段で撮像される第一範囲および第二撮像手段で撮像される第二範囲が比較的狭い範囲であっても、画像合成手段により夫々の撮像画像が合成されるので、第一撮像手段および第二撮像手段は小型化することができる。そして、表示手段が合成画像を表示することにより、使用者は、縫製中の加工布の下面の状態を容易に認識することが可能になる。したがって、ミシンベッドを大型化することなく、縫製中の不具合を早期に検知することができる。

請求項２記載のミシンは、加工布を載置するミシンベッドと、前記ミシンベッドの内部に設けられ前記加工布を所定の送り方向に移動させる布送り機構とを備えるミシンにおいて、前記ミシンベッドに設けられ前記加工布を下面側から撮像する撮像手段であって、前記布送り機構の送り方向とは交差する方向に並設された複数の撮像素子を有する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された前記送り方向に移動する前記加工布の下面の画像を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする。

上記の構成により、加工布の下面は、送り方向とは交差する方向に並設された複数の撮像素子を有する撮像手段により撮像される。従って、撮像手段の送り方向のスペースは小さくてもよいので、撮像手段を小型化できる。そして、表示手段は、送り方向に移動する加工布の下面の画像、すなわち、縫製中の加工布の下面の画像を表示する。これにより、使用者は、縫製中の加工布の下面の状態を容易に認識することが可能になる。したがって、ミシンベッドを大型化することなく、縫製中の不具合を早期に検知することができる。

請求項３記載のミシンは、請求項１または２記載の発明において、前記送り機構は、前記加工布を、第一送り方向および前記第一送り方向とは異なる第二送り方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。
請求項４記載のミシンは、請求項１から３のいずれか一項記載の発明において、前記撮像手段は、前記加工布の下面側に密着した状態で撮像可能な密着型イメージセンサであることを特徴とする。
請求項５記載のミシンは、請求項１から４のいずれか一項記載の発明において、前記撮像手段は、前記ミシンベッドに設けられた針板の針穴の近傍、または、前記ミシンベッドに設けられ前記送り機構の送り歯が出没する開口穴の近傍に設けられていることを特徴とする。

請求項６記載のミシンは、請求項１から５のいずれか一項記載の発明において、縫針が装着される針棒と、前記針棒を上下方向に駆動する針棒機構とを備え、前記縫針が前記加工布に貫通する針下位置と前記加工布よりも上方の針上位置とのいずれに位置しているかを検知する針位置検知手段と、前記針位置検知手段により検知された前記縫針の位置が前記針上位置である場合に前記撮像手段による撮像処理を実行し、前記縫針の位置が前記針下位置である場合に前記撮像処理を停止する制御を行う撮像制御手段と、をさらに備えていることを特徴とする。

請求項７記載のミシンは、請求項６記載の発明において、前記針棒機構を駆動するミシン主軸の回転数を検知する回転数検知手段をさらに備え、前記撮像制御手段は、前記回転数検知手段により検知された前記回転数に基づいて前記撮像手段による撮像処理の間隔を変更することを特徴とする。
請求項８記載のミシンは、請求項６または７記載の発明において、前記布送り機構により送られる前記加工布の移動量を検知する移動量検知手段をさらに備え、前記撮像制御手段は、前記移動量検知手段により検知された前記移動量に基づいて前記撮像手段による撮像処理の間隔を変更することを特徴とする。

請求項１記載のミシンによれば、加工布の下面は、縫製中に、第一撮像手段によって第一範囲が撮像され、第二撮像手段によって第二範囲が撮像される。つまり、加工布の下面は、異なる範囲が個別に撮像される。そして、画像合成手段により第一範囲の撮像画像と第二範囲の撮像画像とを合成し、合成した画像すなわち縫製中の加工布の下面の撮像画像を表示手段に表示する。このように、第一撮像手段で撮像される第一範囲および第二撮像手段で撮像される第二範囲が比較的狭い範囲であっても、画像合成手段により夫々の撮像画像が合成されるので、第一撮像手段および第二撮像手段は小型化することができる。そして、表示手段が合成画像を表示することにより、使用者は、縫製中の加工布の下面の状態を容易に認識することが可能になる。したがって、ミシンベッドを大型化することなく、縫製中の不具合を早期に検知することができるという優れた効果を奏する。

請求項２記載のミシンによれば、加工布の下面は、送り方向とは交差する方向に並設された複数の撮像素子を有する撮像手段により撮像される。従って、撮像手段の送り方向のスペースは小さくてもよいので、撮像手段を小型化できる。そして、表示手段は、送り方向に移動する加工布の下面の画像、すなわち、縫製中の加工布の下面の画像を表示する。これにより、使用者は、縫製中の加工布の下面の状態を容易に認識することが可能になる。したがって、ミシンベッドを大型化することなく、縫製中の不具合を縫製時に早期に検知することができるという優れた効果を奏する。

請求項３記載のミシンによれば、請求項１または２記載の発明の効果に加え、前記布送り機構は、加工布を第一送り方向および第一送り方向とは異なる第二送り方向移動可能に構成されているので、加工布が第一送り方向および第二送り方向のいずれに移動する場合でも加工布の下面の画像が撮像される。したがって、加工布を、前後方向または左右方向に移動させて縫製するときの加工布の下面の状態を容易に認識することができる。また、加工布を、前後方向と左右方向を同時に移動させることで斜め方向に移動させて縫製するときも同様に、加工布の下面の状態を容易に認識することができる。

請求項４記載のミシンによれば、請求項１から３のいずれか一項記載の発明の効果に加え、撮像手段は、加工布に密着した状態で画像が撮像可能な密着型イメージセンサからなるので、撮像手段の設置スペースをより低減することができる。
請求項５記載のミシンによれば、請求項１から４のいずれか一項記載の発明の効果に加え、撮像手段は、針穴または開口穴の近傍に配置されているので、縫目が形成された直後の加工布の下面の状態を認識でき、より早期に不具合を検知することができる。

請求項６記載のミシンによれば、請求項１から５のいずれか一項記載の発明の効果に加え、縫針が加工布に貫通する針下位置と加工布よりも上方の針上位置とのいずれに位置しているかを検知する針位置検知手段と、針位置検知手段により検知された縫針の位置が針上位置である場合に撮像手段による撮像処理を実行し、針下位置である場合に撮像処理を停止する制御を行う撮像制御手段とを備えるので、加工布が停止しているときに不要な撮像を行うことが無く、撮像制御手段が実行する撮像処理の負荷を低減することができる。

請求項７記載のミシンによれば、請求項６記載の発明の効果に加え、針棒機構を駆動するミシン主軸の回転数を検知する回転数検知手段を備え、撮像手段は、回転数検知手段により検知されたミシン主軸の回転数すなわち縫製速度に基づいて撮像間隔を変更するので、加工布の画像を取得する間隔が精度よく設定され、加工布の下面をより正確に撮像することができる。

請求項８記載のミシンによれば、請求項６または７記載の発明の効果に加え、加工布の移動量を検知する移動量検知手段を備え、撮像制御手段は、移動量検知手段により検知された加工布の移動量に基づいて撮像間隔を変更するので、加工布の画像を取得する間隔が精度よく設定され、加工布の下面をより正確に撮像することができる。

本発明の第１実施形態によるミシンを示す斜視図 刺繍枠移送装置を取り外した状態のミシンを示す斜視図 針板を示す平面図 ミシンの電気的な構成を模式的に示すブロック図 画像表示処理を示すフローチャート 刺繍縫製の工程を模式的に示す図 撮像間隔と閾値との関係を示す図 第２実施形態による加工布の状態を示す図

以下、本発明の複数の実施形態によるミシンを図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態によるミシンについて図１から図７を参照しながら説明する。
図１に示すように、ミシン１は、ミシンベッド２、脚柱部３、アーム部４および刺繍枠移送装置５を備えている。以下、ミシン１に対して使用者が位置する方向をミシン１の前方、その反対方向を後方とし、それら前後方向をＹ方向とする。また、脚柱部３が位置する側を右側とし、その反対側を左側とし、それら左右方向をＸ方向とする。

ミシンベッド２は、ミシン１のＸ方向に延びており、図示しない作業台の上に載置される。ミシンベッド２内には、図示しない釜機構および糸切り機構などが収容されている。また、ミシンベッド２内には、ミシンベッド２の上面に載置される図示しない加工布を、第一送り方向に相当するＹ方向（前後方向）、および第一送り方向とは異なる第二送り方向に相当するＸ方向（左右方向）とに移動させる布送り機構６（図４参照）も収容されている。なお、布送り機構６は公知の構成であるので詳しい説明は省略するが、例えば、特開２００６−３４６０８７号公報に記載の機構を参照されたい。

脚柱部３は、ミシンベッド２の右方の端部から上方へ延びている。脚柱部３は、内部にミシンモータ８ａ（図４参照）を収容している。脚柱部３の前面には、フルカラー表示可能な液晶ディスプレイからなる表示部７が設けられている。表示部７には、刺繍模様などの種々の縫製模様や、縫製に必要な各種の機能を実行させる機能名称、あるいは刺繍模様の色を設定するための設定画面などが表示される。また、表示部７には、透明電極からなる図示しないタッチパネルが設けられている。タッチパネルは、使用者の指やタッチペンなどで押圧操作されることにより、縫製模様の選択、各種機能の指示あるいは各種のパラメータの設定などが可能である。

アーム部４は、脚柱部３の上端からミシン１の左方に向かってミシンベッド２と平行に延びている。アーム部４は、その内部に、Ｘ方向に延びるミシン主軸８（図４参照）を収容している。ミシン主軸８はミシンモータ８ａにより回転駆動される。また、アーム部４の左方には、針棒９をミシン主軸８の回転によって上下方向に駆動する針棒機構１０（図４参照）、針棒９を布送り方向と直交する方向（Ｘ方向）に揺動させる針棒揺動機構（図示省略）、図示しない天秤を針棒９の上下動に同期して上下動させる天秤駆動機構（図示省略）、押え棒１１（図２参照）を上下動させる押え棒駆動機構（図示省略）などが設けられている。これら各機構の構成は、周知であるので、詳細な説明は省略する。アーム部４の左方下部には、縫針１２を装着した針棒９と、押え足１３を備えた押え棒１１とが設けられている。

また、アーム部４には、上面側を開閉するカバー１４が開閉可能に設けられている。カバー１４を開放した状態のアーム部４の内部には、糸駒１４ａを収容するための収容部が設けられている。糸駒１４ａから延びる上糸は、天秤等を含む糸供給経路を経由して縫針１２に供給される。また、アーム部４の前面側には、縫製の開始と停止を指令する指令スイッチ１５や、縫製速度すなわちミシン主軸８の回転速度を調節するための速度調節ツマミ１６などの各種のスイッチが設けられている。

ミシンベッド２の左側部分には、刺繍枠移送装置５がミシンベッド２に対して取り外し可能に装着されている。刺繍枠移送装置５は、ミシンベッド２の上面と同じ高さになる本体部１７と、本体部１７の上部にＸ方向に移動可能に設けられた可動部１８とを備えている。可動部１８には、縫製対象となる加工布Ｗを保持する刺繍枠１９を着脱可能に連結するための図示しないキャリッジがＹ方向に移動可能に設けられている。
刺繍枠移送装置５には、キャリッジを可動部１８ごとＸ方向に駆動させるＸ方向移送機構５ａ（図４参照）と、キャリッジをＹ方向に移動させるＹ方向移送機構５ｂ（図４参照）とが設けられている。キャリッジに連結された刺繍枠１９は、前記刺繍模様の刺繍データに基づいて、Ｘ方向移送機構５ａおよびＹ方向移送機構５ｂのそれぞれ図示しない駆動モータにより、Ｘ方向およびＹ方向へ自在に移動され、加工布Ｗに刺繍模様が形成される。

ミシンベッド２の上面には、図２に示すように、針板２０が設けられている。なお、図２は、図１の状態から刺繍枠移送装置５と押え足１３を取り外し、補助テーブル２ａをミシンベッド２に装着した状態を示している。針板２０は、図３に示すように、全体として略矩形板状をなしており、ミシンベッド２に固定される第一針板２１と、この第一針板２１に対して着脱可能に装着される第二針板２２とを備えている。第一針板２１は、例えば金属材料からなり矩形板状に形成されている。第一針板２１には、縫針１２が貫通可能な針穴２３と、布送り機構６の図示しない送り歯が出没可能な複数個例えば７個の開口穴２４とが形成されている。
針穴２３は、Ｘ方向に延びる楕円形状をなしている。開口穴２４はそれぞれＹ方向に延びる矩形形状をなしており、針穴２３を囲むように設けられている。第一針板２１は、２個のねじ穴２５を有しており、図示しないねじによりミシンベッド２に固定される。

第二針板２２は、例えば金属材料からなり、平板状で且つ第一針板２１の前縁部および左縁部に沿う平面視で略Ｌ字状に形成されている。第二針板２２は、ミシンベッド２に固定された第一針板２１に対して取外し可能に装着される。ミシンベッド２に固定された第一針板２１に第二針板２２が装着されたとき、第一針板２１の上面と第二針板２２の上面とは同一平面（同一高さ）となる。第二針板２２には、Ｘ方向における中央に位置して、図示しない下糸ボビンを釜機構に装着するための開口部２６が形成されている。この開口部２６は、針板蓋２７が着脱自在に取付けられており、縫製時には針板蓋２７により閉鎖される。

また、第一針板２１は、開口穴２４の後方および右方において、開口穴２４に近接する位置に第一角穴２８および第二角穴２９が形成されている。これら第一角穴２８および第二角穴２９は、第一針板２１を貫通している。第一角穴２８は矩形形状に形成され、Ｘ方向（左右方向）に延びている。第二角穴２９も矩形形状に形成され、Ｙ方向（前後方向）に延びている。第一角穴２８の右方前端部と第二角穴２９の後端部は、隣接するように形成されている。これら第一角穴２８および第二角穴２９には、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１（ともに図４参照）が設けられる。第一撮像部材３０は第一撮像手段に相当し、第二撮像部材３１は第二撮像手段に相当する。これら第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は、針板２０の上面に載置される加工布Ｗの下面側に密着した状態で加工布Ｗの下面を撮像可能な密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image Sensor)で構成されている。

詳しく図示しないが、第一撮像部材３０は、Ｘ方向に並設された複数の撮像素子からなるラインセンサと、光源およびレンズとが一体に形成されている。また、第二撮像部材３１は、Ｙ方向に並設された複数の撮像素子からなるラインセンサと、光源およびレンズとが一体に形成されている。これら第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は、複数の撮像素子が一方向に並設されたラインセンサなので、撮像素子が並設する方向と直交する方向は、外形および設置スペースを小さくすることができる。なお、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は、カラー画像が撮像可能に構成されているが、白黒画像が撮像可能に構成されていてもよい。

本実施形態の場合、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は、第一角穴２８および第二角穴２９に取付け可能な直方体形状に形成されている。第一撮像部材３０および第二撮像部材３１の上面は、第一針板２１の上面と同一平面（同一高さ）になるように第一針板２１に取付けられる。つまり、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１の上面は、加工布Ｗの下面にそれぞれ接触する。第一撮像部材３０は、布送り機構６または刺繍枠移送装置５によってＹ方向に移動する加工布Ｗの下面を撮像する。同様に、第二撮像部材３１は、布送り機構６または刺繍枠移送装置５によってＸ方向に移動する加工布Ｗの下面を撮像する。このとき、第一撮像部材３０が撮像する範囲が第一範囲に相当し、第二撮像部材３１が撮像する範囲が第二範囲に相当する。

次に、ミシン１の電気的な構成について説明する。なお、ここでは本実施形態の要部に関連する構成について説明する。
図４に示すように、制御部３２は、ＣＰＵ３２ａ、ＲＯＭ３２ｂ、ＲＡＭ３２ｃ、ＥＥＰＲＯＭ３２ｄ、入力インターフェイス３２ｅ、出力インターフェィス３２ｆを有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。また、詳細は後述するが、制御部３２は、画像合成部３７（画像合成手段に相当）も有している。また、制御部３２は、図示はしないが、外部記憶媒体としてのメモリカードなどが接続可能であってもよい。制御部３２のＲＯＭ３２ｂには、通常縫製の縫製データ、刺繍模様の刺繍データ、縫製制御プログラム、表示部７の表示を制御する表示制御プログラムなどを記憶している。なお、これら各種のデータやプログラムは、ＥＥＰＲＯＭ３２ｄ、或いはメモリカードなどの外部記憶媒体に記憶されていてもよい。

制御部３２は、上記した指令スイッチ１５や速度調節ツマミ１６などの入力部３３、表示部７、ミシンモータ８ａ、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１が接続している。また、制御部３２は、針位置検知部３４、移動量検知部３５、回転数検知部３６が接続している。制御部３２は、予めＲＯＭ３２ｂに記憶されている制御プログラムにしたがって、ミシンモータ８ａ、布送り機構６または刺繍枠移送装置５などを含めたミシン１の全体を制御する。また、制御部３２は、撮像制御手段として機能する。

針位置検知部３４は、針棒９に装着された縫針１２が、加工布Ｗに貫通する針下位置、または加工布Ｗよりも上方の針上位置のいずれに位置しているかを検知する。移動量検知部３５は、上記した布送り機構６の送り歯の移動量や刺繍枠１９の移動量を検知することによって、加工布Ｗの移動量を検知する。回転数検知部３６は、ミシン主軸８の回転数を検知する。これら針位置検知部３４、移動量検知部３５、および回転数検知部３６は、周知構成の光センサやエンコーダで構成されており、詳細な説明は省略する。画像合成部３７は、詳細は後述するが、第一撮像部材３０により撮像された加工布Ｗの下面の画像と、第二撮像部材３１により撮像された加工布Ｗの下面の画像とを合成する。

次に、上記で説明したミシン１の作用について、画像表示処理とともに説明する。
ミシン１の制御部３２は、ミシン１全体の制御とともに、図５に示す画像表示処理を実行する。なお、以下では、刺繍縫製時の処理を例にして説明する。制御部３２は、使用者が指令スイッチ１５を押圧することで刺繍縫製を開始すると、刺繍データ（刺繍模様の形状や大きさ）を元に背景画像表示範囲を決定する（Ｓ１０１）。ここで、背景画像表示範囲とは、表示部７に表示される加工布Ｗの下面の画像の表示範囲を意味している。制御部３２は、使用者により選択された刺繍模様の刺繍データ基づいて、縫製を行う位置と加工布に縫製された刺繍模様の下面を撮影した画像を表示する画面上の表示位置とを対応づける。

具体的には、制御部３２は、図６（Ａ）に示す星形の刺繍模様３８において、例えば刺繍模様３８の特定の点Ｐ１から縫製を開始するとき、点Ｐ１に対応する点として表示部７の所定の点Ｐ２の位置を決める。このように、点Ｐ２を表示部７の上方に決めることにより、星形の刺繍模様３８の全体が表示可能になる。このように、制御部３２は背景画像表示範囲を決定する。なお、図６では、縫針１２などの図示を省略するとともに、詳細は後述するが、刺繍模様３８のうち第一撮像部材３０および第二撮像部材３１の上面を移動（通過）した部位をハッチングにより模式的に示している。

制御部３２は、背景画像表示範囲を決定すると、針上であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、針上とは、縫針１２が針上位置にある状態を意味している。制御部３２は、針位置検知部３４で検知した縫針１２の位置から、針上であるか否かを判定する。制御部３２は、針上でないと判定すると（Ｓ１０２：ＮＯ）、撮像処理を停止する（Ｓ１０３）。縫針１２が針上でない場合は、縫針１２は加工布Ｗを貫通している針下位置にある。このとき、刺繍枠移送装置５は加工布Ｗを停止させている。そのため、制御部３２は撮像処理を停止する。

続いて、移動量検知部３５が検知した刺繍枠１９の移動量と、回転数検知部３６で検知したミシン主軸８の回転数すなわち縫製速度とから、単位時間あたりの加工布Ｗの移動量を算出する（Ｓ１０４）。このとき、移動量検知部３５は、加工布Ｗの移動方向（布送り方向）も検知する。続いて、制御部３２は、単位時間あたりの加工布Ｗの移動量から、撮像間隔（ＳＨＯＴ＿ＴＩＭＥ）を算出する（Ｓ１０５）。ここで仮に、撮像間隔を一定として撮像処理を行うと、加工布Ｗの移動量が大きい場合には、加工布Ｗの撮像範囲の間隔（距離）が大きくなる。この場合、撮像される画像が連続せずにとぎれてしまい、加工布Ｗの下面の詳細な状態を認識することが困難になる。一方、加工布Ｗの移動量が小さい場合には、加工布Ｗがそれほど移動していないにも関わらず撮像されてしまう。つまり、ほとんど同じ画像を複数回撮像してしまう。

そこで、制御部３２は、ステップＳ１０４で算出した単位時間あたりの加工布Ｗの移動量に基づいて、撮像間隔を算出する（Ｓ１０５）。具体的には、図７に示すように、加工布Ｗの移動量が大きいときには撮像間隔を短くし、加工布Ｗの移動量が小さいときには撮像間隔を長くする。図７に示すデータテーブルは、予めＲＯＭ３２ｂに記憶されている。本実施形態では、単位時間あたりの加工布Ｗの移動量に応じて撮像間隔を４段階にしている。なお、図７のデータテーブルに示す数値は例示であり、これに限定されない。また、図７に示すデータテーブルを用いるのではなく、所定の関数式に基づいて撮像間隔を算出してもよい。

続いて、制御部３２は、算出した撮像間隔に基づいて、撮像間隔（ＳＨＯＴ＿ＴＩＭＥ）に対応する閾値（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）を図７のテーブルから検索する（Ｓ１０６）。閾値は、撮像した画像中において、刺繍模様３８を抽出するときの基準値であり、上記した４段階の撮像間隔にそれぞれ対応した値が記憶されている。本実施形態の場合、閾値は撮像間隔が短いほど小さく設定されている。なお、閾値を用いる画像処理の手法は周知のものの利用が可能であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
撮像間隔の算出および閾値の検索が完了すると、制御部３２は、縫製が終了したかを判定する（Ｓ１０７）。そして縫製が完了していない場合には（Ｓ１０７：ＮＯ）
ステップＳ１０２に移行して、以降の処理を繰り返す。

さて、制御部３２は、針上であると判定すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、撮像処理を開始する（Ｓ１０８）。まず、制御部３２は、ステップＳ１０５で算出した撮像間隔（ＳＨＯＴ＿ＴＩＭＥ）の間待機した後（Ｓ１０９）、画像を取得（撮像）する（Ｓ１１０）。続いて、制御部３２は、撮像した画像をステップＳ１０６で検索した閾値（ＴＨＲＥＳＨＯＵＬＤ）を元に１ライン分の加工布Ｗの下面の画像を生成する（Ｓ１１１）。

例えば図６（Ａ）に示すように、加工布ＷがＹ方向に移動しているとき、刺繍模様３８は第一撮像部材３０の上面を移動（通過）する。このとき、制御部３２は、第一撮像部材３０で撮像した画像から１ライン分の加工布Ｗの下面の画像を生成する。なお、第二撮像部材３１でも加工布Ｗの下面の撮像が行われ、１ライン分の画像が撮像される。続いて、画像合成部３７は、生成された前記画像を合成する。続いて、制御部３２は、画像合成部３７により合成された画像を背景画像の該当位置に合成して表示する（Ｓ１１２）。これにより、表示部７には、第一撮像部材３０の上面を移動した刺繍模様３８の合成画像３９が表示される。

より具体的には、点Ｐ１から刺繍模様３８の縫製が開始されたとすると、加工布Ｗは、縫製の進行にともなってミシン１の後方側に送られる。このとき、縫製された刺繍模様３８は、加工布Ｗとともに後方に移動する。そして、制御部３２は、加工布Ｗの移動量および移動方向（送り方向）を検知していることから、刺繍模様３８の点Ｐ１が第一撮像部材３０の上面にあるときに撮像した点Ｐ１を含む加工布ＷのＸ方向の画像を１ライン分取得し、ステップＳ１０１で決定した表示範囲に基づいて、点Ｐ１を表示部７の画面上の点Ｐ２に対応させて表示する。

そして、加工布Ｗの移動にともなって、１ライン分の画像の表示を繰り返す。その結果、表示部７には、加工布Ｗの移動に伴って、１ライン分の画像が積み重ねられ、第一撮像部材３０の上面を移動した部分（ハッチング部分）の刺繍模様３８の下面側の画像が表示される。なお、図６（Ａ）の場合、刺繍模様３８が第二撮像部材３１の上面を移動していないため、第二撮像部材３１で撮像した画像には刺繍模様３８がないと判定されている状態である。このように、制御部３２は、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１で撮像した画像を合成した合成画像３９を表示部７に表示する。

その後、制御部３２は、針上であるかを判定し（Ｓ１１３）、針上であれば（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９に移行して、同様の処理を繰り返す。一方、制御部３２は、針上で無ければ（Ｓ１１３：ＮＯ）、ステップＳ１０７に移行して縫製終了であるかを判定する。制御部３２は、縫製が終了していない場合（Ａ１０７：ＮＯ）、上記した撮像処理を繰り返す。そして、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、第一撮像部材３０の上面および第二撮像部材３１の上面の両方を加工布Ｗが移動した場合、それぞれの画像を合成した合成画像３９を表示部７に表示する。これら、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように加工布Ｗの送り方向（刺繍模様３８の移動方向）が変化した場合であっても、ステップＳ１１２の処理により、合成画像３９は表示部７に表示される。

つまり、加工布Ｗが前後方向や左右方向に往復移動するような場合であっても、加工布Ｗの移動方向に基づいて撮像処理を行うことにより、合成画像３９を表示部７に表示することができる。もちろん、加工布Ｗが前後方向と左右方向に同時に移動する場合、すなわち、斜め方向に移動する場合であっても同様である。制御部３２は、上記した処理を繰り返した結果、全ての縫製が終了した場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、画像表示処理を終了する。

このように、制御部３２は、針棒９の位置および加工布Ｗの移動量に応じて、加工布Ｗの下面を撮影した合成画像を表示部７に表示する。つまり、本実施形態のミシン１は、縫製時における加工布Ｗの下面を撮影した画像を表示部７に表示することで、使用者は、縫製中の加工布の下面の状態を容易に認識することが可能になる。

以上説明した第１実施形態のミシン１は、以下のような効果を奏する。
ミシン１は、加工布Ｗの下面を、縫製中に、第一撮像部材３０によって第一範囲を撮像し、第二撮像部材３１によって第二範囲を撮像する。つまり、加工布Ｗの下面は、異なる範囲がそれぞれ個別に撮像される。そして、画像合成部３７により第一範囲の撮像画像と第二範囲の撮像画像とを合成し、表示部７に表示する。このように、第一撮像部材３０で撮像される第一範囲および第二撮像部材３１で撮像される第二範囲が比較的狭い範囲であっても、画像合成部３７により夫々の撮像画像が合成されるので、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は小型化することができる。そして、合成画像が表示部７に表示されることにより、使用者は、縫製中の加工布の下面の状態を容易に認識することが可能になる。したがって、ミシンベッド２を大型化することなく、縫製中の不具合、すなわち加工布Ｗのずれや縫目不良を早期に検知することができる。

第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は、送り方向とは交差する方向に並設された複数の撮像素子を有するラインセンサにより構成されている。このため、送り方向のスペースは小さくてもよいので、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１を小型化できる。
第一撮像部材３０によりＹ方向へ移動する加工布Ｗの下面を撮像し、第二撮像部材３１によりＸ方向へ移動する加工布Ｗの下面を撮像するので、加工布Ｗの下面は、いずれの方向に移動したときにも撮像される。したがって、加工布Ｗの移動方向に関わらず加工布Ｗの下面の状態を容易に認識することができる。

第一撮像部材３０および第二撮像部材３１を、加工布Ｗに密着した状態での画像の撮像が可能な密着型イメージセンサで構成している。このため、針板２０（第一針板２１）に取り付けることができ、設置スペースをより低減することができる。この場合、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１は、その上面が、針板２０の上面と同一平面（同一高さ）に設けられる。このため、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１が加工布Ｗの移動を妨げることがない。したがって、加工布Ｗの移動、すなわち加工布Ｗの縫製をスムーズに行うことができる。

第一撮像部材３０および第二撮像部材３１を針穴２３または開口穴２４の近傍に配置しているので、縫製後、すなわち縫目が形成された直後の加工布Ｗの下面の状態を認識でき、より早期に不具合を検知することができる。
制御部３２は縫針１２の位置に基づいて撮像処理の開始および停止を制御するので、加工布Ｗが停止しているときに不要な撮像を行うことが無く、制御部３２が実行する撮像処理の負荷を低減することができる。

制御部３２はミシン主軸８の回転数すなわち縫製速度に基づいて撮像間隔を変更するので、加工布Ｗの画像を取得する間隔が精度よく設定され、加工布Ｗの下面をより正確に撮像することができる。
制御部３２は加工布Ｗの移動量に基づいて撮像間隔を変更するので、加工布Ｗの画像を取得する間隔が精度よく設定され、加工布Ｗの下面の状態をより正確に撮像することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態によるミシンについて図８を参照して説明する。第２実施形態のミシンでは、刺繍模様ではなく、２枚の加工布を重ねて、送り機構６によって加工布を移動させ、直線縫い、ジグザク縫い、または飾り模様縫いなどを行っている点において第一実施形態と異なっている。なお、第２実施形態のミシンの構成および画像表示処理の流れは第１実施形態のミシン１（図２参照）と共通である。

図８に示すように、例えば針板２０に載置された２枚の加工布Ｗ１，Ｗ２を重ね縫いする場合、加工布の種類（布質）によっては、上側の加工布Ｗ１と下側の加工布Ｗ２との間に相対的なずれが生じる場合がある。この場合、使用者は、上側の加工布Ｗ１の状態は視認可能であるが、下側の加工布Ｗ２の状態は視認することができない。そこで、第２実施形態のミシンは、第一実施形態と同様に、画像表示処理（図５参照）を行うことで、第一撮像部材３０および第二撮像部材３１により下側の加工布Ｗ２の下面を撮像する。この場合、画像表示処理のステップＳ１０４では、移動量検知部３５が送り歯の移動量を検知することで、加工布Ｗ１，Ｗ２の移動量を算出すればよい。
そして、撮像した画像を合成した後、表示部７に表示する。これにより、加工布Ｗ１、Ｗ２を重ね縫いする場合であっても、使用者は、下側の加工布Ｗ２の下面の画像を認識することができる。したがって、加工布Ｗ１、Ｗ２を重ね縫いするような場合であっても、第一実施形態と同様に、加工布の下面側の縫製の不具合、すなわち加工布Ｗ２のずれや縫目不良を縫製時に早期に検知することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、変形または拡張することができる。
加工布Ｗの送り方向が例えばＹ方向だけ、すなわち前後方向だけの場合、第一撮像部材３０だけを設ける構成としてもよい。
第一撮像部材３０および第二撮像部材３１の撮像素子を、加工布Ｗの送り方向（Ｘ方向またはＹ方向）と直交する方向に並設した例を示したが、これに限定されない。９０°以外の角度で交差するように設けてもよい。
第一撮像部材３０および第二撮像部材３１を設ける位置は、針板２０に限定されない。ミシンベッド２に直接設けてもよいし、ミシンベッド２の構造や内部の各機構の配置などに応じて適宜選択すればよい。

１ ミシン
２ ミシンベッド
６ 布送り機構
７ 表示部
８ ミシン主軸
９ 針棒
１０ 針棒機構
１２ 縫針
２０ 針板
２３ 針穴
２４ 開口穴
３０ 第一撮像部材（撮像手段、第一撮像手段）
３１ 第二撮像部材（撮像手段、第二撮像手段）
３２ 制御部（撮像制御手段）
３４ 針位置検知部（針位置検知手段）
３５ 移動量検知部（移動量検知手段）
３６ 回転数検知部（回転数検知手段）
３７ 画像合成部（画像合成手段）
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ 加工布

Claims (8)

1. 加工布を載置するミシンベッドと、前記ミシンベッドの内部に設けられ前記加工布を所定の送り方向に移動させる布送り機構とを備えるミシンにおいて、
   前記ミシンベッドに設けられ前記加工布を下面側から撮像する撮像手段であって、前記加工布の下面の第一範囲を撮像する第一撮像手段と、前記加工布の下面の前記第一範囲とは異なる第二範囲を撮像する第二撮像手段とを有する撮像手段と、
   前記第一撮像手段および前記第二撮像手段により撮像された前記送り方向に移動する前記加工布の下面側のそれぞれの画像を合成する画像合成手段と、
   前記画像合成手段により合成された合成画像を表示する表示手段と
   を備えていることを特徴とするミシン。
2. 加工布を載置するミシンベッドと、前記ミシンベッドの内部に設けられ前記加工布を所定の送り方向に移動させる布送り機構とを備えるミシンにおいて、
   前記ミシンベッドに設けられ前記加工布を下面側から撮像する撮像手段であって、前記布送り機構の送り方向とは交差する方向に並設された複数の撮像素子を有する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記送り方向に移動する前記加工布の下面の画像を表示する表示手段と
   を備えていることを特徴とするミシン。
3. 前記送り機構は、前記加工布を、第一送り方向および前記第一送り方向とは異なる第二送り方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のミシン。
4. 前記撮像手段は、前記加工布の下面側に密着した状態で撮像可能な密着型イメージセンサであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のミシン。
5. 前記撮像手段は、前記ミシンベッドに設けられた針板の針穴の近傍、または、前記ミシンベッドに設けられ前記送り機構の送り歯が出没する開口穴の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のミシン。
6. 縫針が装着される針棒と、前記針棒を上下方向に駆動する針棒機構とを備え、
   前記縫針が前記加工布に貫通する針下位置と前記加工布よりも上方の針上位置とのいずれに位置しているかを検知する針位置検知手段と、
   前記針位置検知手段により検知された前記縫針の位置が前記針上位置である場合に前記撮像手段による撮像処理を実行し、前記縫針の位置が前記針下位置である場合に前記撮像処理を停止する制御を行う撮像制御手段と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のミシン。
7. 前記針棒機構を駆動するミシン主軸の回転数を検知する回転数検知手段をさらに備え、
   前記撮像制御手段は、前記回転数検知手段により検知された前記回転数に基づいて前記撮像手段による撮像処理の間隔を変更することを特徴とする請求項６記載のミシン。
8. 前記布送り機構により送られる前記加工布の移動量を検知する移動量検知手段をさらに備え、
   前記撮像制御手段は、前記移動量検知手段により検知された前記移動量に基づいて前記撮像手段による撮像処理の間隔を変更することを特徴とする請求項６または７記載のミシン。

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