JP2013188265A

JP2013188265A - ミシン

Info

Publication number: JP2013188265A
Application number: JP2012055109A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nakamura; 慶典中村; Satoru Makino; 悟牧野; Akie Shimizu; 明恵清水; Daisuke Abe; 大輔阿部; Yoshio Nishimura; 吉雄西村; Satoshi Ichiyanagi; 聡一柳; Yutaka Nomura; 裕野村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US8720353B2; US20130233219A1

Abstract

【課題】縫製を行う加工布上の位置を操作者が容易に設定できるミシンを提供する。
【解決手段】ミシン１は、超音波を受信することが可能な受信器を備える。受信器は、超音波ペン９１によって特定可能領域内の何れかの位置が指定された場合、超音波ペン９１から発信される超音波を受信することができる。ミシン１に刺繍装置２が装着されて使用される場合、刺繍枠３５に保持された加工布１００のうち縫製が可能な縫製可能領域は、特定可能領域よりも大きい。ミシン１は、複数の分割領域のうち何れかを選択する入力操作を受け付ける。ミシン１は、受け付けた分割領域の何れかが特定可能領域内に収まるように、刺繍装置２を制御して刺繍枠３５を移送させる。受信器は、選択された分割領域内に位置する超音波ペン９１から発信された超音波を受信し、超音波ペン９１によって指定された指定位置を特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工布における指定された位置に縫製を行うことが可能なミシンに関する。

従来、所望の刺繍模様を縫製する縫製位置及び縫製角度を、加工布上に容易に設定することができるミシンが公知である。例えば特許文献１に記載されたミシンは、撮影手段を備えており、操作者は加工布の指定位置に標識を貼付した後、撮影手段で標識を撮影する。そして、ミシンは、撮影された標識の画像に基づいて、刺繍模様の縫製位置および縫製角度を自動で設定する。

特開２００９−１７２１２３号公報

しかしながら上述のミシンでは、加工布に標識を貼付する必要があり、更に、ミシンが刺繍模様の縫製位置及び縫製角度を設定した後、加工布に貼付した標識を剥離しなければ縫製を行うことができないので、操作が煩わしいという問題点がある。

本発明の目的は、縫製を行う加工布上の位置を操作者が容易に設定できるミシンを提供することである。

本発明に係るミシンは、超音波を検出する検出手段と、刺繍枠に保持された加工布のうち縫製可能な領域内の少なくとも一部分に前記超音波の発信源を配置する場合に、前記発信源から発信される前記超音波を前記検出手段が検出可能となる所定位置に前記刺繍枠を移送させる制御を行う第一制御手段と、前記第一制御手段によって前記刺繍枠が前記所定位置に移送された状態で、前記検出手段によって検出された前記超音波に基づいて、前記超音波の発信源の位置を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記発信源の位置に基づいて前記加工布に縫製を行うための制御を行う第二制御手段とを備えている。

本発明によれば、操作者が超音波の発信源の位置を指定した場合、ミシンは、加工布のうち指定された位置に基づいて縫製を行う。従って操作者は、加工布のうち縫製を行いたい位置の設定を、ミシンに対して容易且つ正確に行うことができる。またミシンは、刺繍枠を所定位置に移送させることによって、縫製可能な領域内に配置された発信源から発信される超音波を、検出手段により精度良く検出できる。従ってミシンは、超音波の発信源の位置を正確に特定し、縫製を最適に行うことができる。

本発明において、前記所定位置は、前記刺繍枠に保持された前記加工布のうち縫製可能な領域内の少なくとも一部分に前記超音波の発信源を配置する作業を、前記ミシンの操作者が容易に行うことが可能な位置であって、前記ミシンに設けられた針棒と前記操作者との間の距離よりも、前記超音波の発信源と前記操作者との間の距離の方が近距離となる位置を少なくとも含んでいてもよい。これによって操作者は、超音波の発信源を、針棒よりも自分に近い位置（手前）に配置することができる。従って操作者は、刺繍枠に保持された加工布に対して超音波の発信源を配置させる場合に、針棒等のミシン構成部品が邪魔にならず、針棒より手前側のスペースを良好に使用して超音波の発信源を加工布に容易に配置させることができる。また、針棒等のミシン構成部品又はミシン本体が、操作者の視界を妨げることなく、超音波の発信源を加工布に容易に配置させることができる。

本発明において、前記刺繍枠に保持された前記加工布の縫製可能な領域内の一部分を選択する指示を受け付ける第一受付手段と、前記第一受付手段によって前記指示が受け付けられた場合、選択された前記一部分に前記超音波の発信源が配置される際に、前記発信源から発信される前記超音波を前記検出手段が検出可能となる前記所定位置に、前記刺繍枠を移送させる制御を行う第三制御手段とを備えていてもよい。これによってミシンは、検出手段を介して超音波を精度良く検出できる所定位置に、刺繍枠を予め移動させておくことが可能になる。このためミシン１は、超音波の発信源の位置をより正確に特定することができる。

本発明において、前記第一受付手段は、前記加工布の縫製可能な領域が複数に分割された其々の分割領域のうちの一つを選択する指示を受け付け、前記分割領域内に前記超音波が配置される際に、前記発信源から発信される前記超音波を前記検出手段が検出可能となる前記所定位置を特定することが可能な情報を、前記分割領域毎に記憶する記憶手段を備え、前記第三制御手段は、前記第一受付手段によって前記指示が受け付けられた場合、受け付けられた前記分割領域に対応する前記所定位置を、前記記憶手段に記憶された情報に基づき特定し、特定した前記所定位置に前記刺繍枠を移送させる制御を行ってもよい。これによってミシンは、所定位置を容易に特定し、短時間で迅速に刺繍枠を移送させることができる。

刺繍装置２が装着されたミシン１の斜視図である。刺繍装置２が装着されたミシン１の正面図である。受信器９４の斜視図である。受信器９４の正面図である。受信器９４の図４に示すＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。ミシン１の電気的構成を示すブロック図である。指定座標Ｅの算出方法を説明するための図である。刺繍枠３５が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。刺繍枠３５が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。刺繍枠３５が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。刺繍枠３５が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。刺繍枠３５が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。刺繍枠３６が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。刺繍枠３６が装着された刺繍装置２および特定可能領域１０１を示す図である。メイン処理を示すフローチャートである。テーブル６４１を示す図である。

以下、本発明を具現化した実施形態について、図面を参照して説明する。図１および図２を参照し、ミシン１の構成について説明する。図２の紙面手前側、紙面奥行き側、上側、下側、左側、右側を、それぞれミシン１の前側、後側、上側、下側、左側、右側と定義する。

ミシン１は、ベッド部１１、脚柱部１２、アーム部１３、および頭部１４を備える。ベッド部１１は、ミシン１の土台部であり左右方向に延びる。脚柱部１２は、ベッド部１１の右端部から上方へ延びる。アーム部１３は、ベッド部１１に対向して脚柱部１２の上端から左方へ延びる。頭部１４は、アーム部１３の左方の部位である。ベッド部１１の上面には、針板３４（図２参照）が配設されている。針板３４の下側（つまり、ベッド部１１内）には、送り歯（図示せず）、送り機構（図示せず）、釜機構（図示せず）、および送り量調整用モータ８３（図６参照）が設けられる。送り歯は、送り機構によって駆動されて、加工布を所定の送り量で移送する。送り歯の送り量は、送り量調整用モータ８３によって調整される。なお後述のように、ミシン１に刺繍装置２が装着されて使用される場合、送り歯は駆動されない。

頭部１４の下端部から、針棒２９および押え棒３１が下方に延びる。針棒２９の下端に縫針（図示せず）が装着される。押え棒３１の下端に押え足３０が装着される。押え足３０は加工布１００を押える。頭部１４には、針棒機構（図示せず）、針振り機構（図示せず）、針振りモータ８０（図６参照）が設けられる。針棒機構は、針棒２９を上下方向に駆動させる。ミシンモータ７９（図６参照）は、針棒機構を駆動する。針振り機構は、針棒２９を左右方向に揺動させる。針振りモータ８０は、針振り機構を駆動する。

本発明では、ミシン１は刺繍装置２が装着された状態で使用される。刺繍装置２は、ミシン１のベッド部１１に対して着脱可能である。刺繍装置２は、本体部５１、およびキャリッジ５２を備える。刺繍装置２がミシン１に装着されると、刺繍装置２とミシン１は電気的に接続される。

キャリッジ５２は、本体部５１の上側に設けられる。キャリッジ５２は、前後方向に長い直方体形状である。キャリッジ５２は、枠ホルダ５５、Ｙ軸移送機構（図示せず）、及びＹ軸モータ８７（図６参照）を備える。枠ホルダ５５は、刺繍枠３５（図１参照）を着脱可能なホルダである。図示しないが、刺繍枠は大きさや形状が異なる複数種類が用意されている。一例として、刺繍枠３５の代わりに、大きさの異なる（小さい）刺繍枠３６（図１３参照）を装着することもできる。枠ホルダ５５は、キャリッジ５２の右側面に設けられる。図１に示すように、刺繍枠３５は、詳しく図示しないが、内枠と外枠とで加工布１００を挟持して保持する周知構成のものである。刺繍枠３５に保持された加工布１００は、ベッド部１１の上側、且つ、針棒２９および押え足３０の下方に配置する。Ｙ軸移送機構は、枠ホルダ５５を前後方向（Ｙ方向）に移送する。刺繍枠３５は、枠ホルダ５５が前後方向に移送されることにより、加工布１００を前後方向に移送する。Ｙ軸モータ８７は、Ｙ軸移送機構を駆動する。ミシン１のＣＰＵ６１（図６参照）は、Ｙ軸モータ８７を制御する。

本体部５１の内部には、キャリッジ５２を左右方向（Ｘ方向）に移送するＸ軸移送機構（図示せず）及びＸ軸モータ８６（図６参照）を備える。刺繍枠３５は、キャリッジ５２が左右方向に移送されることによって、加工布１００を左右方向に移送する。Ｘ軸モータ８６は、Ｘ軸移送機構を駆動する。ミシン１のＣＰＵ６１は、Ｘ軸モータ８６を制御する。

図２に示すように、頭部１４の下端の後部に、受信器９４、９５が設けられる。受信器９４と受信器９５は同一構成のものである。受信器９４は、頭部１４の左下端、且つ、頭部１４の下側面の後方に設けられる。受信器９５は、頭部１４の右下端、且つ、頭部の下側面の後方に設けられる。受信器９４、９５は、頭部１４の左右方向の長さ分、左右に離間する。受信器９４、９５は超音波を検出する。受信器９４、９５の詳細は後述する。

図１に示すように、アーム部１３は、開閉可能なカバー１６を上部に備える。カバー１６の下方、つまりアーム部１３内の略中央部に、糸駒２０が収容される。糸駒２０に巻回された上糸（図示せず）は、糸駒２０から、頭部１４に設けられた糸掛部（図示せず）を経由して、針棒２９に装着された縫針に供給される。アーム部１３の前面下部には、開始・停止スイッチを含む複数の操作スイッチ２１が設けられる。

脚柱部１２の前面に液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという）１５が設けられる。ＬＣＤ１５には、コマンド、イラスト、設定値、メッセージ等の様々な項目を含む画像が表示される。ＬＣＤ１５の前面側に、タッチパネル２６が設けられる。操作者が、指や専用のタッチペンを用いてタッチパネル２６の押圧操作を行うと（以下、この操作を「パネル操作」という。）、タッチパネル２６によって検知される押圧位置に対応して、どの項目が選択されたかが認識される。操作者は、このようなパネル操作によって、縫製したい模様や実行すべきコマンドを選択できる。

図２に示すように、脚柱部１２の右側面に、コネクタ３９、４０が設けられる。コネクタ３９には、メモリーカード等の外部記憶装置（図示せず）を接続することができる。ミシン１は、コネクタ３９に接続された外部記憶装置から、刺繍模様のデータおよび各種プログラムを取り込む。コネクタ４０には、コネクタ９１６が接続される。コネクタ９１６は、超音波ペン９１（後述）から延びるケーブル９１２が連結されている。ミシン１は、コネクタ４０、コネクタ９１６、及びケーブル９１２を介して超音波ペン９１に電力を供給すると共に、超音波ペン９１から出力される電気信号を取得する。

超音波ペン９１について説明する。超音波ペン９１は、ペン本体９１０およびペン先９１１を備える。ペン本体９１０の形状は棒状である。ペン先９１１は、ペン本体９１０の先端側に設けられる。ペン先９１１の先端は尖っている。通常、ペン先９１１はペン本体９１０から外側に僅かに突出した突出位置にある。一方、ペン先９１１に対してペン本体９１０側に向かう方向の力が作用すると、ペン先９１１はペン本体９１０に入り込む。そして、ペン先９１１に作用している力が無くなると、ペン先９１１は元の突出位置に戻る。

ペン本体９１０の内部には、スイッチ９１３（図６参照）、信号出力回路９１４（図６参照）、および超音波発信器９１５（図６参照）を備える。スイッチ９１３は、ペン先９１１の位置に応じてＯＮ／ＯＦＦする。スイッチ９１３は、信号出力回路９１４および超音波発信器９１５の出力状態を切り替える。

ペン先９１１に力が作用していないとき（ペン先９１１が突出位置のとき）、スイッチ９１３はＯＦＦ状態である。スイッチ９１３がＯＦＦ状態のときには、信号出力回路９１４は電気信号を出力せず、超音波発信器９１５は超音波を発信しない。一方、操作者が加工布１００上の任意の位置にペン先９１１を押し当てることによって、ペン先９１１に力が作用する。このとき、ペン先９１１はペン本体９１０に入り込んで、スイッチ９１３がＯＮする。スイッチ９１３がＯＮすると、信号出力回路９１４はケーブル９１２を介してミシン１に電気信号を出力し、超音波発信器９１５は超音波を発信する。

なお詳細は後述するが、ミシン１は、超音波ペン９１から発信された超音波を、受信器９４、９５で検出（受信）する。ミシン１は、検出された超音波に基づいて、超音波の発信源、すなわち、超音波ペン９１に設けられた超音波発信器９１５の位置を特定する。ミシン１は、特定された位置に基づいて縫製を行う。

図３〜図５を参照して、受信器９４について説明する。受信器９５は、受信器９４と同一構成であるので説明を省略する。図３の紙面左下側、右上側、左上側、右下側、上側、下側を、それぞれ受信器９４の前側、後側、左側、右側、上側、下側とする。

図３および図４に示すように、受信器９４の形状は、上下方向にやや長い直方体形状である。受信器９４は、前面の下端部の中央に開口部９４１を備える。開口部９４１の形状は、左右方向に長い楕円形である。開口部９４１の周囲９４２は、外側程拡大するテーパ面（傾斜面）である。図５に示すように、受信器９４の内部には、基板９４３およびマイク９４４を備える。マイク９４４は、開口部９４１の内側に位置する。図５に示すように、基板９４３の上端の後面に、コネクタ９４５が実装される。コネクタ９４５は、ミシン１に設けられたコネクタ（図示せず）に接続する。

図６を参照して、ミシン１の電気的構成について説明する。ミシン１の制御部６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、ＥＥＰＲＯＭ６４、及び入出力インターフェース６５を備える。ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、ＥＥＰＲＯＭ６４、及び入出力インターフェース６５は、バス６７を介して相互接続する。ＲＯＭ６２には、ＣＰＵ６１が処理を実行するためのプログラム、データ等が記憶される。ＥＥＰＲＯＭ６４には、ミシン１が縫製を実行するための複数種類の縫製模様のデータが記憶される。

入出力インターフェース６５には、操作スイッチ２１、タッチパネル２６、および駆動回路７１、７２、７４、７５、７６、８４、８５が電気的に接続される。駆動回路７１、７２、７４、７５、７６、８４、８５は、それぞれ、送り量調整用モータ８３、ミシンモータ７９、針振りモータ８０、ＬＣＤ１５、受信器９４、９５、Ｘ軸モータ８６、およびＹ軸モータ８７を駆動する。駆動回路７６には、受信器９４、９５で検出された超音波の信号を増幅してＣＰＵ６１に伝達する増幅回路が含まれる。

超音波ペン９１の電気的構成について説明する。超音波ペン９１は、スイッチ９１３、信号出力回路９１４、および、超音波発信器９１５を備える。スイッチ９１３は、信号出力回路９１４、および、超音波発信器９１５に接続する。信号出力回路９１４は、入出力インターフェース６５に接続する。信号出力回路９１４は、入出力インターフェース６５を介してＣＰＵ６１に電気信号を出力する。

図７を参照し、操作者が超音波ペン９１で指定した加工布１００上の位置を特定する方法について説明する。操作者は、超音波ペン９１のペン先９１１を加工布１００に押し当てることによって、加工布１００上の特定の位置を指定する。以下、超音波ペン９１のペン先９１１が押し当てられた加工布１００上の位置を、指定位置ともいう。なお後述するように、ミシン１は、超音波の発信源の位置を特定することによって指定位置を特定する。このため厳密には、ペン先９１１が押し当てられた加工布１００上の位置ではなく、超音波ペン９１に設けられた超音波発信器９１５の位置が特定される。しかしながら、ペン先９１１と超音波発信器９１５とは非常に近接して配置されている。このため、超音波発信器９１５の位置を、ペン先９１１が押し当てられた加工布１００上の位置、すなわち指定位置として見做すことができる。以下、ミシン１の左右方向、前後方向、および上下方向を、それぞれＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向とする。図７の左右方向および上下方向が、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向に相当し、紙面手前側から紙面奥行側の方向が、Ｚ方向に相当する。

ミシン１は、指定位置を座標情報（Ｘ座標、Ｙ座標、およびＺ座標）として特定する。ここで、座標の原点（０，０，０）は、針板３４（図１参照）に形成され、縫針が挿通する穴（針穴）の中心点であるとする。Ｚ座標が０である面が、針板３４の上面を示す。受信器９４の位置を示す座標Ｂを、（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とする。受信器９５の位置を示す座標Ｃを、（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とする。指定位置を示す座標Ｅを、（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）とする。受信器９４、９５のＺ座標は、針板３４の上面に対する受信器９４、９５の高さを表す。座標Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）および座標Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、ＲＯＭ６３に予め記憶される。以下、座標Ｅを「指定座標Ｅ」ともいう。指定座標Ｅと座標Ｂとの間の距離を「距離ＥＢ」といい、指定座標Ｅと座標Ｃとの間の距離を「距離ＥＣ」という。

距離ＥＢ、ＥＣは、三平方の定理に基づき、座標Ｂ、Ｃ、Ｅによって表すことができる。距離ＥＢ、座標Ｂ、Ｃ、Ｅは、以下の式（１）の関係を満たす。同様に、距離ＥＣ、座標Ｂ、Ｃ、Ｅは、以下の式（２）の関係を満たす。
（Ｘｂ−Ｘｅ）^２＋（Ｙｂ−Ｙｅ）^２＋（Ｚｂ−Ｚｅ）^２＝（ＥＢ）^２・・・（１）
（Ｘｃ−Ｘｅ）^２＋（Ｙｃ−Ｙｅ）^２＋（Ｚｃ−Ｚｅ）^２＝（ＥＣ）^２・・・（２）
なお式（１）は、座標Ｂを原点とし、指定座標Ｅを通る球面（半径：距離ＥＢ）の方程式と同一である。同様に（２）は、座標Ｃを原点とし、座標Ｅを通る球面（半径：距離ＥＣ）の方程式と同一である。

超音波が進行する速度を、音速Ｖとする。指定座標Ｅにある超音波ペン９１から発信された超音波が、受信器９４に到達するまでに要する時間を、伝達時間Ｔｂとする。指定座標Ｅにある超音波ペン９１から発信された超音波が、受信器９５に到達するまでに要する時間を、伝達時間Ｔｃとする。この場合、距離ＥＢ、ＥＣは、以下の式（３）（４）で表すことができる。
ＥＢ＝Ｖ×Ｔｂ・・・（３）
ＥＣ＝Ｖ×Ｔｃ・・・（４）

上記式（１）（２）に式（３）（４）を代入することによって、以下の式（５）（６）が得られる。
（Ｘｂ−Ｘｅ）^２＋（Ｙｂ−Ｙｅ）^２＋（Ｚｂ−Ｚｅ）^２＝（Ｖ×Ｔｂ）^２・・・（５）
（Ｘｃ−Ｘｅ）^２＋（Ｙｃ−Ｙｅ）^２＋（Ｚｃ−Ｚｅ）^２＝（Ｖ×Ｔｃ）^２・・・（６）

式（５）（６）のうち、座標Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）、座標Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、及び音速Ｖは既知の値でありＲＯＭ６２に記憶されている。到達時間Ｔｂ、Ｔｃは、超音波ペン９１の超音波発信器９１５から超音波が発信されたタイミング（以下、「発信タイミングＴ１」という。）、および、受信器９４、９５において超音波が検出されたタイミング（以下、「検出タイミングＴ２」という。）との差を算出することによって特定できる。指定座標Ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）のうちＺｅは、加工布１００の布厚がＸｅ、Ｙｅと比較して無視できる程度に小さいので、０と見做してよい。よって、ＸｅおよびＹｅは、式（５）（６）の連立方程式を解くことによって算出される。このようにして、操作者が超音波ペン９１で指定した加工布１００上の指定座標Ｅ（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ（＝０））は算出される。

ミシン１が上述の方法によって特定することが可能な指定位置は、刺繍枠３５に保持された加工布１００のうち一定の領域内に限定される。理由は次のとおりである。超音波は伝達距離に応じて強度が減衰する。このため、受信器９４、９５から超音波ペン９１（超音波発信器９１５）の位置が離れる程、超音波の受信強度は減衰し、受信器９４、９５は超音波を精度良く受信できなくなる。また、受信器９４、９５の受信感度は特定の方向に指向性を有している。このため、超音波ペン９１（超音波発信器９１５）の位置によっては、超音波の受信精度が悪くなる。以上のような場合、ミシン１は指定位置を正確に特定できない。

図８〜１４は、ミシン１が指定位置を特定できる領域（以下、「特定可能領域」という。）１０１を示している。図８〜１４では、説明の都合上、ミシン１の図示を省略し、ミシン１に装着された刺繍装置２及び刺繍枠３５を示している。操作者が特定可能領域１０１内の何れかの位置を超音波ペン９１で指定した場合、受信器９４、９５は超音波を精度良く受信できるので、ミシン１は指定位置を正確に特定することができる。一方、特定可能領域１０１外の位置を操作者が超音波ペン９１で指定した場合、受信器９４、９５は超音波を精度良く受信できなくなり、ミシン１は指定位置を正確に特定することができない。

特定可能領域１０１は、四角形に設定されている。特定可能領域１０１は、針落ち点１０２を含み、針落ち点１０２が四角形の後端寄り且つ左右方向の略中央に位置するように設けられる。ここで、針落ち点とは、縫針が加工布１００を貫通する点、即ち、針板３４に形成された針穴の中心点であり、針棒２９の中心と一致する。以下、説明の都合上、「特定可能領域１０１は針落ち点１０２から前側に設けられる。」と記載する。特定可能領域１０１の前後方向の長さは、刺繍枠３５の前後方向の長さの半分よりも僅かに短い。特定可能領域１０１の左右方向の長さは、刺繍枠３５の左右方向の長さよりも僅かに短い。

特定可能領域１０１が針落ち点１０２から前側に設けられる理由は、次の通りである。図１に示すように、ミシン１は、操作者が前側から操作を行うために、ベッド部１１、脚柱部１２、アーム部１３、頭部１４、操作スイッチ２１、ＬＣＤ１５等の位置関係が決められている。このため操作者は、ミシン１の前側に座って操作する。操作者は、ミシン１の前側から超音波ペン９１を加工布１００に接近させ、ペン先９１１を加工布１００に押し当てる。ここで仮に、特定可能領域１０１が針落ち点１０２よりも後側に設けられていたとすると、操作者は、針棒２９及び押え棒３１を避けながら超音波ペン９１を操作しなければならない。その上、頭部１４及びアーム部１３が操作者の視界を妨げる。つまり、このような操作は非常に困難である。従って本実施形態では、特定可能領域１０１を針落ち点１０２から前側に設けることによって、操作者が超音波ペン９１によって指定できる加工布１００上の位置を、針落ち点１０２から前側に限定する。これによって、操作者が超音波ペン９１を加工布１００に接近させる場合に、針棒２９より手前側のスペースを良好に使用することができる。

刺繍枠３５に保持されている加工布１００上に示された、一点鎖線で囲まれた四角形状の領域は、刺繍模様の縫製を行うことが可能な領域（以下、「縫製可能領域」という。）１１０を示している。縫製可能領域１１０は、刺繍枠３５の大きさよりも少し小さく設定されている。縫製可能領域１１０の前後方向の長さの半分の長さは、特定可能領域１０１の前後方向の長さよりも短い。縫製可能領域１１０の左右方向の長さは、特定可能領域１０１の左右方向の長さよりも僅かに長い。

特定可能領域１０１は、四角形のうち対向する辺の中点同士を結ぶ線分１１７、１１８によって、四分割されている。四分割された各領域のうち、後方右側の領域、前方右側の領域、後方左側の領域、および前方左側の領域を、それぞれ、分割領域１１１、１１２、１１３、１１４とする。図８では、線分１１７、１１８の交点、即ち刺繍枠３５の中心に、針落ち点１０２が配置している。以下、刺繍枠３５の中心に針落ち点１０２が配置した状態となる刺繍枠３５の位置を、初期位置とする。分割領域１１２、１１４の一部と、特定可能領域１０１の一部とは重なっている。分割領域１１２の右端は、特定可能領域１０１の右端から右方にはみ出ている。同様に、分割領域１１４の左端は、特定可能領域１０１の左端から左方にはみ出ている。

図８の状態で、例えば操作者が超音波ペン９１で分割領域１１１内の位置を指定したい場合、分割領域１１１は特定可能領域１０１外にあるので、受信器９４、９５は超音波を正確に受信できない。この場合、操作者は、超音波ペン９１で指定する位置を含む分割領域１１１を選択し、パネル操作によって指定する。ミシン１は、指定された分割領域１１１が特定可能領域１０１内に収まるように、刺繍装置２を制御して刺繍枠３５を移送させる。これによって受信器９４、９５は、超音波ペン９１から発信された超音波を精度良く受信することができ、ミシン１は、指定位置を正確に特定することができる。詳細は以下の通りである。

例えば操作者が、超音波ペン９１によって指定する位置を含む分割領域１１１を指定したとする。この場合、ミシン１は、Ｘ軸モータ８６を駆動することによってＸ軸移送機構を制御し、初期位置から刺繍枠３５を左方向に移送させる。またミシン１は、Ｙ軸モータ８７を駆動することによってＹ軸移送機構を制御し、刺繍枠３５を初期位置から前方向に移送させる。これより、刺繍枠３５は、初期位置（図８参照）から左斜め前方に移送されて、分割領域１１１は特定可能領域１０１内に収まる（図９参照）。

また、操作者が、超音波ペン９１によって指定する位置を含む分割領域１１２、１１３、１１４の何れかを指定した場合についても、同様に刺繍枠３５が移送され、指定した分割領域１１２、１１３、１１４の何れかが特定可能領域１０１内に収まる（図１０〜図１２参照）。

上述のように刺繍枠３５が移送された後、超音波ペン９１のペン先９１１が加工布１００に押し当てられて、超音波発信器９１５が超音波を発信する。即ち、特定可能領域１０１内から超音波が発信されるので、受信器９４、９５は超音波を精度良く受信できる。従って、ミシン１は指定位置を正確に特定し、特定した指定位置に基づいて最適に縫製を行う。

以上のように、操作者は、超音波ペン９１を使用することによって、加工布１００のうち所望する位置の設定を容易且つ正確に行うことができる。ミシン１は、パネル操作による分割領域１１１〜１１４の何れかの指定に応じて刺繍装置２を制御し、受信器９４、９５が超音波を精度良く受信できるように刺繍枠３５を移送させる。これによってミシン１は、加工布１００の縫製可能領域１１０内のどの位置が超音波ペン９１によって指定される場合でも、指定位置を正確に特定し、縫製を最適に行うことができる。

次に、刺繍枠３５よりも小さい刺繍枠３６が刺繍装置２に装着されて使用される場合について、図１３および図１４を参照して説明する。図１３に示すように、刺繍枠３６の前後方向および左右方向の長さは、刺繍枠３５（図８等参照）の前後方向および左右方向の長さの略２／３である。特定可能領域１０１の前後方向の長さは、刺繍枠３６の前後方向の長さの半分よりも長い。特定可能領域１０１の左右方向の長さは、刺繍枠３５の左右方向の長さよりも長い。

刺繍枠３６に保持された加工布１００上に、四角形状の縫製可能領域１２０が示されている。縫製可能領域１２０の前後方向の長さは、特定可能領域１０１の前後方向の長さよりも僅かに短い。縫製可能領域１２０の左右方向の長さは、特定可能領域１０１の左右方向の長さよりも短い。即ち、特定可能領域１０１は縫製可能領域１２０よりも大きい。このため、刺繍枠３５が刺繍装置２に装着された場合とは異なり、ミシン１は、図１４に示すように、縫製可能領域１２０のすべてが特定可能領域１０１内に収まるように、刺繍装置２を制御して刺繍枠３６を移送させる。これによって受信器９４、９５は、超音波ペン９１から発信された超音波を精度良く受信でき、ミシン１は指定位置を正確に特定できる。

以上のように、特定可能領域１０１の大きさよりも縫製可能領域１２０が小さい刺繍枠３６を使用する場合には、分割領域を設定する必要はない。つまり、分割領域は刺繍枠の大きさに応じて設定しておけばよい。また、詳しくは後述するが、刺繍装置２に装着された刺繍枠の大きさ（種別）を判別する判別手段を設けておき、分割領域が設定されている刺繍枠か否かを判断する処理、及びそれに基づく刺繍装置２の制御をミシン１が行うように構成してもよい。

図１５を参照し、メイン処理について説明する。メイン処理は、ＲＯＭ６２に記憶されたプログラムに従って、ＣＰＵ６１が実行する。ＣＰＵ６１は、例えば、加工布１００に対する縫製を実行するためのパネル操作を検出した場合に、メイン処理を開始する。

ＣＰＵ６１は、超音波ペン９１を使用することが可能な動作モード（以下、「超音波モード」という。）に移行するパネル操作を検出したか判断する（Ｓ１１）。超音波モードに移行するパネル操作が検出されない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理はＳ１１に戻る。

超音波モードに移行するパネル操作を検出した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、刺繍装置２の枠ホルダ５５に装着された刺繍枠の種別を判別する。その具体的構成を説明すると、刺繍枠のうち枠ホルダ５５に取り付けられる取り付け部（図示せず）には、複数の突起部（図示せず）が並列して形成されている。一方、枠ホルダ５５内には、前記複数の突起部の其々に対応する位置に、複数のスイッチ（図示せず）が並列して設けられている。即ち、前記複数の突起部は前記複数のスイッチの其々に当接可能である。ここで、前記複数の突起部（突起部の有無）は、刺繍枠の種別毎に異なるように形成されているので、前記複数のスイッチの其々のＯＮ／ＯＦＦ状態も刺繍枠の種別毎に異なる。このように、ＣＰＵ６１は、前記複数のスイッチの其々のＯＮ／ＯＦＦ状態を検知することによって、刺繍枠の種別を判別する。なお上述の方法は一例であり、ＣＰＵ６１は、各種のセンサを用いる他の方法で刺繍枠の種別を判別してもよい。

刺繍装置２の枠ホルダ５５に装着された刺繍枠が、大きな形状の刺繍枠３５であった場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、分割領域１１１〜１１４（図８等参照）のうち何れかを選択することが可能な画面を、ＬＣＤ１５に表示する（Ｓ１５）。ＣＰＵ６１は、分割領域１１１〜１１４の何れかを選択するパネル操作を検出したか判断する（Ｓ１７）。パネル操作を検出しない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、処理はＳ１７に戻る。パネル操作を検出した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、パネル操作によって選択された分割領域１１１〜１１４の何れかに基づき、刺繍枠３５の移送後の位置（以下「所定位置」ともいう。）を特定する（Ｓ１８）。特定方法は以下のとおりである。

図１６は、ＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されたテーブル６４１を示している。テーブル６４１には、分割領域１１１〜１１４を識別する識別情報、および、刺繍枠３５の位置を特定することが可能な座標情報（Ｘ座標およびＹ座標）が対応付けて記憶される。ＣＰＵ６１は、Ｓ１７（図１５参照）で検出したパネル操作によって選択された分割領域を識別する識別情報に対応付けられた座標情報を抽出する。ＣＰＵ６１は、抽出した座標情報によって特定される位置を、所定位置として特定する。

例えば、分割領域１１１に対応する座標情報（Ｐｘ，Ｐｙ）によって特定される所定位置は、図９で示される刺繍枠３５の位置に相当する。同様に、分割領域１１２に対応する座標情報（Ｑｘ，Ｑｙ）によって特定される所定位置は、図１０で示される刺繍枠３５の位置に相当し、分割領域１１３に対応する座標情報（Ｒｘ，Ｒｙ）によって特定される所定位置は、図１１で示される刺繍枠３５の位置に相当し、分割領域１１４に対応する座標情報（Ｓｘ，Ｓｙ）によって特定される所定位置は、図１２で示される刺繍枠３５の位置に相当する。このようにミシン１は、所定位置を特定するための座標情報を分割領域１１１〜１１４毎に予めＥＥＰＲＯＭ６４に記憶しておくことができる。従ってＣＰＵ６１は、刺繍枠３５の移送後の位置を容易に特定し、短時間で迅速に刺繍枠３５を所定位置に移送させることができる。

所定位置が特定された後、ＣＰＵ６１は、ＬＣＤ１５に「刺繍枠が移動します」という警告メッセージを例えば５秒間表示させる（Ｓ１９）。この警告メッセージにより、操作者に対し、刺繍枠３５が移動することに対して注意を促すことができる。その後、ＣＰＵ６１は、特定した所定位置に刺繍枠３５が移送されるように、Ｘ軸モータ８６およびＹ軸モータ８７を駆動する。これによって刺繍装置２は、刺繍枠３５を所定位置に移送させる（Ｓ２０）。処理はＳ２１に進む。

一方、Ｓ１３で、刺繍装置２の枠ホルダ５５に装着された刺繍枠が、小さな形状の刺繍枠３６であった場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、縫製可能領域１２０（図１３参照）のすべてが特定可能領域１０１内に収まる刺繍枠３６の位置を、所定位置として特定する。なお、所定位置を示す座標情報は、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め記憶される。ＣＰＵ６１は、ＥＥＰＲＯＭ６４から座標情報を読み出すことによって、所定位置を特定する。ＣＰＵ６１は、警告メッセージを表示した後、特定した所定位置に刺繍枠３６が移送されるように、Ｘ軸モータ８６およびＹ軸モータ８７を駆動する。これによって刺繍装置２は、刺繍枠３６を所定位置に移送させる（Ｓ２０）。処理はＳ２１に進む。

ＣＰＵ６１は、受信器９４、９５を介して超音波を検出したか判断する（Ｓ２１）。受信器９４、９５を介して超音波が検出されない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理はＳ２１に戻る。

操作者が超音波ペン９１のペン先９１１を加工布１００に押し当てたとする。超音波ペン９１の信号出力回路９１４は、ケーブル９１２を介して電気信号を出力する。同時に、超音波ペン９１の超音波発信器９１５は、超音波を発信する。ＣＰＵ６１は、ケーブル９１２を介して超音波ペン９１から出力された電気信号を検出する。ＣＰＵ６１は、電気信号を検出した時刻を、発信タイミングＴ１として特定する。ＣＰＵ６１は、発信タイミングを特定した後、受信器９４、９５を介して超音波を検出する。ＣＰＵ６１は、超音波を検出した時刻を、検出タイミングＴ２として特定する。

受信器９４、９５を介して超音波を検出した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、発信タイミングＴ１および検出タイミングＴ２に基づき、指定座標Ｅを算出し、指定位置を特定する（Ｓ２３）。ＣＰ６１は、縫製を開始するための操作スイッチ２１の開始・停止スイッチの操作を検出したか判断する（Ｓ２５）。開始・停止スイッチの操作を検出しない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、処理はＳ２５に戻る。開始・停止スイッチの操作を検出した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、指定位置から縫製を開始するために、次の制御を行う。ＣＰＵ６１は、算出した指定座標ＥのＸ座標「Ｘｅ」Ｙ座標「Ｙｅ」の位置が、針落ち点１０２（図８等参照）と一致するように、Ｘ軸モータ８６およびＹ軸モータ８７を駆動してＸ軸移送機構およびＹ軸移送機構を駆動する。キャリッジ５２に保持された刺繍枠は移送される。刺繍枠に保持された加工布１００は移送され、縫針の真下（針落ち点１０２の真上）に指定位置が配置した状態になる。ＣＰＵ６１は、ミシンモータ７９を駆動して針棒２９を上下動させる。ＣＰＵ６１は、刺繍装置２を制御し、刺繍枠を移送させる。これによって、刺繍枠に保持された加工布１００に対する指定位置に、刺繍模様の縫製が開始される（Ｓ２７）。メイン処理は修了する。

以上説明したように、ミシン１は、刺繍枠を所定位置に移送させることによって、超音波ペン９１を使用して指定された加工布１００の位置、即ち指定位置を正確に特定できる。

なお、受信器９４、９５が本発明の「検出手段」に相当する。Ｓ２０の処理を行うＣＰＵ６１が本発明の「第一制御手段」「第三制御手段」に相当する。Ｓ２３の処理を行うＣＰＵ６１が本発明の「特定手段」に相当する。Ｓ２７の処理を行うＣＰＵ６１が本発明の「第二制御手段」に相当する。Ｓ１７の処理を行うＣＰＵ６１が本発明の「第一受付手段」に相当する。テーブル６４１を記憶したＥＥＰＲＯＭ６４が本発明の「記憶手段」に相当する。Ｓ３１の処理を行うＣＰＵ６１が本発明の「第二受付手段」に相当する。Ｓ３３の処理を行うＣＰＵ６１が本発明の「有効手段」に相当する。

なお本発明は上述の実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上述では、ミシン１は着脱可能な刺繍装置２が装着された状態で使用されたが、ミシン１は、刺繍装置２の機能を一体的に備えた刺繍ミシンであってもよいし、複数の針棒を備えた多針の刺繍ミシンであってもよい。

上述の実施形態では、超音波の発信タイミングＴ１と検出タイミングＴ２とに基づいて、指定位置を特定した。指定位置は、他の方法で特定方法されてもよい。例えば、超音波の発信タイミングのみから指定位置を特定してもよい。なお詳細は省略するが、受信器を３つ以上備え、それぞれにおいて超音波を検出した検出タイミングＴ２を特定することによって、ミシン１は指定位置を特定することができる。

上述では、刺繍枠３５が刺繍装置２に装着されている場合、ミシン１は、パネル操作によって操作者から受け付けた分割領域１１１〜１１４の何れかに応じて所定位置を定め、刺繍枠３５を移送させた。これに対し、例えばミシン１は、分割領域を予め設定しておくのではなく、縫製可能領域１１０のうち操作者が超音波ペン９１によって指定しようとしている位置を、パネル操作によって受け付けても良い。ミシン１は、受け付けた位置の近傍が特定可能領域１０１に収まるように、刺繍枠３５を移送させても良い。例えばミシン１は、受け付けた位置が特定可能領域１０１の中心に位置するように、刺繍枠３５を移送させてもよい。

針落ち点１０２に対する特定可能領域１０１の位置は、上述の例に限定されない。例えば特定可能領域１０１の中心に針落ち点１０２が位置するように、特定可能領域１０１が設けられてもよい。特定可能領域１０１の形状は四角形に限定されず、円形、楕円形、又は多角形であってもよい。上述では、縫製可能領域１１０を四分割して分割領域１１１〜１１４としたが、分割領域の分割数は４に限定されず、２、３、又は５以上であってもよい。また、分割領域の形状についても四角形に限定されず、刺繍枠３５の形状に合わせて適宜設定すればよい。

１ミシン
２９針棒
３５、３６刺繍枠
６０制御部
６１ＣＰＵ
６４ＥＥＰＲＯＭ
９１超音波ペン
９４、９５受信器
１００加工布
１０１特定可能領域
１１０縫製可能領域
１１１、１１２、１１３、１１４分割領域
１２０縫製可能領域
６４１テーブル

Claims

超音波を検出する検出手段と、
刺繍枠に保持された加工布のうち縫製可能な領域内の少なくとも一部分に前記超音波の発信源を配置する場合に、前記発信源から発信される前記超音波を前記検出手段が検出可能となる所定位置に前記刺繍枠を移送させる制御を行う第一制御手段と、
前記第一制御手段によって前記刺繍枠が前記所定位置に移送された状態で、前記検出手段によって検出された前記超音波に基づいて、前記超音波の発信源の位置を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記発信源の位置に基づいて前記加工布に縫製を行うための制御を行う第二制御手段と
を備えたことを特徴とするミシン。
前記所定位置は、前記刺繍枠に保持された前記加工布のうち縫製可能な領域内の少なくとも一部分に前記超音波の発信源を配置する作業を、前記ミシンの操作者が容易に行うことが可能な位置であって、前記ミシンに設けられた針棒と前記操作者との間の距離よりも、前記超音波の発信源と前記操作者との間の距離の方が近距離となる位置を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
前記刺繍枠に保持された前記加工布の縫製可能な領域内の一部分を選択する指示を受け付ける第一受付手段と、
前記第一受付手段によって前記指示が受け付けられた場合、選択された前記一部分に前記超音波の発信源が配置される際に、前記発信源から発信される前記超音波を前記検出手段が検出可能となる前記所定位置に、前記刺繍枠を移送させる制御を行う第三制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のミシン。
前記第一受付手段は、
前記加工布のうち縫製可能な領域が複数に分割された其々の分割領域のうちの一つを選択する指示を受け付け、
前記分割領域内に前記超音波が配置される際に、前記発信源から発信される前記超音波を前記検出手段が検出可能となる前記所定位置を特定することが可能な情報を、前記分割領域毎に記憶する記憶手段を備え、
前記第三制御手段は、
前記第一受付手段によって前記指示が受け付けられた場合、受け付けられた前記分割領域に対応する前記所定位置を、前記記憶手段に記憶された情報に基づき特定し、特定した前記所定位置に前記刺繍枠を移送させる制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のミシン。