JP2019005502A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】上糸の張力を調整するモータの出力軸の回転角位相を滑らかに制御でき、且つモータの出力軸が安定して回転できるミシンを提供する。【解決手段】ミシンは糸調子モータ、糸調子皿を備える。糸調子皿は糸調子モータの出力軸に固定する。作業者は上糸を糸調子皿に巻き付ける。糸調子モータが回転駆動することで、上糸に付与する張力は変化する。ミシンのＣＰＵは、糸調子モータの複数のコイルの夫々に対する通電パターンを、エンコーダの検出結果に基づいた計算制御によって算出して特定する（Ｓ５３）。ＣＰＵは、特定した通電パターンで、糸調子モータの複数のコイルに通電し（Ｓ５５）、糸調子モータを駆動制御する。ＣＰＵは、計算制御によって通電パターンを算出して特定する度に（Ｓ５３）、複数のコイルに通電する（Ｓ５５）。故に、複数のコイルを流れる電流値は滑らかに変化する。【選択図】図１０

Description

本発明はミシンに関する。

縫製時における上糸の張力をパルスモータで制御するミシンが公知である。例えば特許文献１に開示のミシンは、糸調子皿、パルスモータ、エンコーダ、操作パネル、ミシンモータを備える。パルスモータは出力軸を有する。ミシンは、パルスモータ駆動部に駆動パルスを入力することで、パルスモータを駆動制御する。糸調子皿は出力軸に固定する。糸調子皿には上糸が巻きつけられる。エンコーダは出力軸の回転位置を検出する。作業者は操作パネルを介して上糸の張力をミシンに入力する。ミシンモータが駆動することで、ミシンは縫製動作を実行する。ミシンモータの駆動時、上糸の張力が入力された張力になるように、ミシンはエンコーダの検出結果に基づきパルスモータを駆動制御する。

特開２００９−８９８２３号公報

上記ミシンでは、パルスモータに対して実行される制御がパルス制御であるので、パルスモータに入力される駆動信号は矩形波となる。故にパルスモータが駆動する時、出力軸の到達目標になる回転位置は離散的になり、ミシンはパルスモータの出力軸の回転位置を滑らかに制御できない可能性がある。また、出力軸の回転位置が高精度に制御可能となるように、ミシンが、パルス信号の送信間隔を縮めて矩形波の幅を短くした時、パルスモータの出力軸は、ミシンの高速な縫製動作に追従できない可能性がある。即ち、パルスモータの出力軸は安定して回転できない可能性がある。

本発明の目的は、上糸の張力を調整するモータの出力軸の回転角位相を滑らかに制御でき、且つモータの出力軸が安定して回転できるミシンを提供することである。

本発明のミシンは、縫針を装着する上下動可能な針棒を有し、前記縫針で布を縫製する縫製手段と、上糸を巻きつける糸調子皿と、前記上糸に付与する張力を示す張力情報が入力される入力部と、前記糸調子皿と連結する出力軸と、前記出力軸の回転方向に沿って配置した複数のコイルとを有するモータと、前記出力軸の回転角位相を検出するエンコーダと、前記縫製手段と前記モータを駆動制御する制御部とを備え、前記制御部は、
前記縫製手段を駆動制御して前記布を縫製する縫製制御部と、前記縫製制御部による前記布の縫製前、前記入力部に入力された前記張力情報を取得する張力取得部と、前記縫製制御部による前記布の縫製時、前記張力取得部が取得した前記張力情報と、前記エンコーダの検出結果とに基づき、前記モータを駆動制御して、前記上糸に付与する前記張力を、前記張力情報が示す前記張力にするモータ駆動制御部とを備えるミシンにおいて、前記モータ駆動制御部は、前記針棒が上下動する周期よりも短い周期で、前記複数のコイルの夫々に対する通電パターンを前記エンコーダの前記検出結果に基づいた計算制御によって算出して特定する特定制御部と、前記特定制御部が前記通電パターンを特定する度に、前記特定制御部が特定した前記通電パターンで前記複数のコイルに通電する通電制御部とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、特定制御部は、エンコーダの検出結果に基づいた計算制御によって複数のコイルに対する通電パターンを算出して特定する。特定制御部が通電パターンを特定する度に、通電制御部は、特定制御部が特定した通電パターンで複数のコイルに通電する。モータのコイルを流れる電流値が滑らかに変化するので、ミシンはモータの出力軸の回転角位相を滑らかに制御でき、モータの出力軸は、縫製制御部による縫製動作に安定的に追従して回転できる。故に、上糸の張力を調整するモータの出力軸の回転角位相を滑らかに制御でき、且つモータの出力軸が安定して回転できるミシンが実現する。

前記ミシンにおいて、前記縫製手段は、前記布を載置する布載置部と、前記針棒の下方に設け、前記縫針が前記布を貫通した時、前記縫針に挿通する環状の前記上糸を捕捉して下糸と絡め取る回転釜と、前記針棒と前記回転釜を駆動するミシンモータとを備え、前記縫製制御部は、前記ミシンモータを駆動制御することで前記布を縫製し、前記制御部は、前記縫製制御部による前記布の縫製時における前記上糸の使用量が、予め決まった範囲から外れる縫製不良が発生したか否かを前記エンコーダの前記検出結果に基づき判断する縫製不良判断部を備えてもよい。縫製不良判断部が縫製不良の発生の有無を判断できるので、ミシンは縫製動作を安定化できる。

前記ミシンにおいて、前記縫製不良は、前記回転釜が前記上糸を捕捉し損ねる目飛びを含み、前記縫製不良判断部は、前記布に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、前記目飛びが発生したか否かを判断する目飛び判断部を備え、前記目飛び判断部は、前記回転釜が前記上糸を捕捉する期間である釜捕捉期間において、前記釜捕捉期間の開始時おける前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が、特定値未満であるか否かを判断することで、前記目飛びが発生したか否かを判断してもよい。ミシンは目飛びを検出できる。

前記ミシンにおいて、前記縫製制御部は、前記目飛びが発生したと前記目飛び判断部が判断した場合、前記目飛びの発生を報知する報知部を備えてもよい。作業者は目飛びの発生を認識できる。

前記ミシンにおいて、前記縫製手段は、前記ミシンモータの駆動で上下動し、前記回転釜が前記下糸と絡めた前記上糸を引き上げる天秤を備え、前記縫製不良は、前記天秤が前記上糸を引き上げた時の前記縫目を形成する前記上糸と前記下糸のバランス不良である糸締り不良を含み、前記縫製不良判断部は、前記布に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、前記糸締り不良が発生したか否かを判断する糸締り不良判断部を備え、前記糸締り不良判断部は、前記特定縫製動作の開始時における前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が、所定範囲外であるか否かを判断することで、前記糸締り不良が発生したか否かを判断してもよい。ミシンは縫製不良判断部で締り不良を検出できる。

前記ミシンにおいて、前記縫製制御部は、前記糸締り不良が発生したと前記糸締り不良判断部が判断した場合、前記糸締り不良を報知する報知部を備えてもよい。作業者は、糸締り不良の発生を認識できる。

前記ミシンにおいて、前記縫製手段は、前記ミシンモータの駆動で上下動し、前記回転釜が前記下糸と絡めた前記上糸を引き上げる天秤を備え、前記縫製不良は、前記上糸が切れる糸切れを含み、前記縫製不良判断部は、前記布に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、前記糸切れが発生したか否かを判断する糸切れ判断部を備え、前記糸切れ判断部は、前記回転釜が前記上糸を捕捉する期間である釜捕捉期間において、前記釜捕捉期間の開始時おける前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が第一所定値未満であり、且つ前記天秤が前記上糸を引き上げる期間である天秤引上げ期間において、前記天秤引上げ期間の開始時における前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が第二所定値未満であるか否かを判断することで、前記糸切れが発生したか否かを判断してもよい。ミシンは縫製不良判断部で糸切れを検出できる。

前記ミシンにおいて、前記制御部は、前記縫製不良が発生したと前記縫製不良判断部が判断した場合、前記縫製手段と前記モータの駆動を停止する停止制御部を備えてもよい。ミシンは縫製不良が発生した場合に縫製を停止する。故に、縫製不良が発生した状態ミシンは縫製を続行しない。

ミシン１の斜視図。 糸張力制御装置６０の断面図。 糸調子モータ１６の出力軸１８とコイル３３の概念図。 ミシン１の電気ブロック図。 第一関係式と第二関係式をグラフ化した説明図。 回転釜３９が上糸６を捕捉する流れを示す説明図。 針棒１１、天秤５１、回転釜３９の運動曲線を示す説明図。 出力軸１８の位相差と糸調子モータ１６の発生トルクとの関係をグラフ化した説明図。 縫製処理の流れ図。 糸調子モータ駆動処理の流れ図。 目飛び判断処理の流れ図。 目飛びが発生する流れを示す説明図。 糸切れ判断処理の流れ図。 糸締り不良判断処理の流れ図。

以下、本発明の実施形態を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。図１に示すミシン１は、布１０５に閂止縫目を形成する閂止ミシンである。

図１〜図３を参照し、ミシン１の概略構造を説明する。ミシン１はベッド部２、脚柱部３、アーム部４を備える。ベッド部２はミシン１の土台であり、水平に延びる作業台に設置する。ベッド部２は、ベッド本体部７とシリンダベッド部８を備える。ベッド本体部７は略箱状である。シリンダベッド部８はベッド本体部７から前方に延びる。ベッド本体部７内部とシリンダベッド部８の内部は互いに連通する。シリンダベッド部８は前端部の上面に針板２６を備える。作業者は針板２６に布１０５（図６参照）を載置する。針板２６は針穴を備える。脚柱部３はベッド本体部７の後部から上方に延びる。アーム部４は、脚柱部３の上部から前方に延び、ベッド部２と対向する。アーム部４の前端部は先端部５である。先端部５は、右壁部５Ａと貫通孔５Ｂ（図２参照）を備える。右壁部５Ａは先端部５の右側の壁部である。貫通孔５Ｂは右壁部５Ａを左右方向に貫通する。

図４に示す如く、ミシン１は制御装置３０、操作部４６、ペダル３８を備える。制御装置３０は作業台下面に固定する。制御装置３０はミシン１の動作を制御する。操作部４６は、作業台の上面に固定する。操作部４６は、表示部４８と操作ボタン４７を備える。表示部４８は各種情報を表示する。操作ボタン４７は、作業者が入力する各種情報を検出する。操作ボタン４７は電源ボタンを含む。

図１に示す如く、ミシン１は縫製機構１２を備える。縫製機構１２はミシンモータ２７（図４参照）、上軸１５、連竿、天秤機構、針棒上下動機構、釜駆動機構、布送り装置２０を備える。ミシンモータ２７はアーム部４後部にて支持する。上軸１５は、アーム部４内部で前後方向に延びる。上軸１５の後端部は、継手を介してミシンモータ２７の駆動軸に連結する。上軸１５はミシンモータ２７の駆動で回転する。上軸１５の前端部と後端部は、互いに同軸である。上軸１５は後端部近傍にクランク部を備える。クランク部は、上軸１５の前端部と後端部の軸線からずれた位置で湾曲する湾曲部である。連竿は脚柱部３内部で上下方向に延びる。連桿の上端部は、クランク部に対して回動可能に連結する。

天秤機構と針棒上下動機構は先端部５にて支持する。天秤機構は、天秤クランクと天秤５１を備える。天秤クランクは上軸１５の前端部に連結する。天秤５１は天秤クランクに設ける。天秤クランクが上軸１５と共に回転することで、天秤５１は上下動する。天秤５１は上糸挿通孔を有する。天秤５１は、上糸挿通孔に挿通した上糸６を保持する。上糸６は、糸供給源である上糸ボビンから繰り出して、後述の糸張力制御装置６０を経由して、天秤５１の上糸挿通孔に到る。

針棒上下動機構は針棒クランクロッド、針棒１１等を備える。針棒クランクロッドは、天秤クランクに回動可能に連結し、上下方向に延びる。針棒１１は、上下方向に延び、針棒クランクロッドに回動可能に連結する。針棒１１の下端は、縫針１０を装着する。縫針１０は下端に目孔１０Ａを有する。目孔１０Ａは、天秤５１の上糸挿通孔を経由した上糸６を挿通して保持する。針棒クランクロッドが天秤クランクの回転により往復運動することで、針棒１１は縫針１０と共に上下動する。

釜駆動機構はベッド部２内部に設ける。釜駆動機構は回動軸、腕部、下軸、回転釜３９を備える。回動軸は、ベッド本体部７にて回動可能に支持し、ベッド本体部７の内部で前後方向に延びる。腕部は回動軸に固定し、回動軸から右方に突出する。腕部の先端部は連竿の下端部と回動可能に連結する。連竿が上軸１５の回動に伴って往復運動することで、腕部は回動軸を往復回動する。下軸は、ベッド本体部７とシリンダベッド部８の内部で前後方向に延び、回動可能である。下軸は、上軸１５の下方且つ回動軸の左方にある。下軸は、連結部を介して回動軸と連結する。下軸は回動軸と連動して往復回動する。

回転釜３９は下軸の前端部に設け、針穴の下方にある。回転釜３９は、下軸を中心に回動可能である。回転釜３９は剣先３６、ボビンケース３２、引出部３４を備える（図６参照）。剣先３６は、回転釜３９の外周部分の一部であり、下軸を中心とした正面視時計回り側に向けて突出する。ボビンケース３２は、下糸９を巻回したボビンを収容する。引出部３４は、ボビンから繰り出した下糸９を外側に引き出す。

布送り装置２０を説明する。布送り装置２０は、可動体３１、揺動軸、送り台３７、揺動モータ４１（図４参照）、送り板、ラック軸２２、移動モータ４２（図４参照）、押え腕２３、布押えモータ４３（図４参照）を備える。可動体３１は、ベッド本体部７の内部で前後動可能に設ける。揺動軸は、可動体３１に固定した上下方向に延びる軸であり、ベッド本体部７から上方に突出する。送り台３７は、ベッド本体部７の内部で可動体３１と連結し、且つ揺動軸に揺動可能に設ける。故に、送り台３７は、可動体３１と共に前後動可能であり、且つ揺動軸を中心に左右方向に揺動可能である。揺動モータ４１は送り台３７に連結する。揺動モータ４１が駆動することで、送り台３７は揺動軸を中心に揺動する。送り板は、ベッド部２上面に配置する。送り板は布１０５を支持する。送り板は、送り台３７と一体的に、前後動し且つ揺動する。送り板は前端部に孔を有する。上下動する縫針１０は、送り板の孔を通過して針板２６の針穴に達する。

ラック軸２２は、ベッド本体部７上方で前後方向に延び、且つ前後動可能である。ラック軸２２の前端部は、揺動軸の上端部に連結する。ラック軸２２の後端部は、脚柱部３の内部に配置する。移動モータ４２は脚柱部３内部に設ける。移動モータ４２はラック軸２２を前後動する。該時、送り台３７、送り板、揺動軸、可動体３１は、ラック軸２２と一体的に前後動する。

押え腕２３は、送り台３７から上方に延び、且つベッド部２の上方で前方へ延びる。押え腕２３は、送り台３７と一体的に、前後動可能且つ揺動可能である。押え腕２３は押え足２４、軸部２９、レバー部２５を備える。押え足２４は、押え腕２３の前端部に上下動可能に設ける。押え足２４は針板２６の上方に配置する。軸部２９は、左右方向を軸方向とし、押え腕２３の前後方向略中央部に設ける。レバー部２５は、押え腕２３の左面と右面の夫々に設け、軸部２９を中心に回動可能である。レバー部２５の前端部は押え足２４に連結する。布押えモータ４３は脚柱部３の内部に設ける。布押えモータ４３は、アーム部４の内部に設けたリンク機構を介して、レバー部２５の後端部に連結する。レバー部２５が、布押えモータ４３の駆動に伴い軸部２９を中心に回動することで、押え足２４は上下動する。押え足２４は、送り板との間で布１０５を押圧可能である。

図１、図２に示す如く、ミシン１は、先端部５の右壁部５Ａに糸張力制御装置６０を備える。糸張力制御装置６０は、糸調子ケース６２、糸調子台６３、糸取ばね６５、糸調子モータ１６、一対の糸調子皿６９を備える。糸調子ケース６２は、右壁部５Ａの貫通孔５Ｂの内側に締結部材で固定する環状の部材である。糸調子台６３は、糸調子ケース６２の内側に螺子１４で固定する環状の部材である。糸取ばね６５は、糸調子台６３の外側面に固定し、糸調子台６３と糸調子ケース６２の間に巻く。糸取ばね６５の一端部は右壁部５Ａから右方に露出する。糸調子台６３が回動することで、ミシン１は糸取ばね６５のばね圧を調整できる。糸調子モータ１６は、アーム部４の内側にボルト１７で固定する。糸調子モータ１６が有する後述の出力軸１８は、糸調子台６３の中心孔を介して、右壁部５Ａの右方に突出する。一対の糸調子皿６９は、出力軸１８の右端部に螺子２８で固定する。上糸６は糸調子皿６９に１〜２回程巻く。糸調子モータ１６は、エンコーダ２１（図４参照）を備える。エンコーダ２１は出力軸１８の回転位置を検出する。

糸調子モータ１６は２相のバイポーラ型パルスモータである。糸調子モータ１６は出力軸１８、複数のコイル３３（図３参照）を備える。出力軸１８は、左右方向を軸方向として回動可能である。出力軸１８左端部は、アーム部４内部でエンコーダ２１のディスクを固定する。出力軸１８右端部は、アーム部４右方で一対の糸調子皿６９を支持する。本実施形態では、出力軸１８は一対の糸調子皿６９に直接的に連結する。複数のコイル３３は、出力軸１８の回動方向に沿って、複数配置する。本実施形態のコイルの個数は４個である。ミシン１は、各コイル３３に、双方向に電流を流すことができる。ミシン１は、通電した複数のコイル３３で生じる電磁力によって、出力軸１８の回転角位相を制御する。

図４を参照し、ミシン１の電気的構成を説明する。ミシン１の制御装置３０はＣＰＵ９１を備える。ＣＰＵ９１はミシン１の動作を制御する。ＣＰＵ９１はＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、Ｉ／Ｏインターフェース（以下、Ｉ／Ｏと称す）４５と接続する。ＲＯＭ９２は後述の縫製処理（図９参照）等、各種処理を実行する為のプログラム等を記憶する。ＲＡＭ９３は、各種値を一時的に記憶する。記憶装置９４は不揮発性である。記憶装置９４は、布１０５に縫目を形成する為の縫製データを記憶する。記憶装置９４は、釜捕捉期間、天秤引上期間、縫製期間を記憶する。釜捕捉期間、天秤引上期間、縫製期間は後述する。記憶装置９４は、基準位相記憶領域と位相記憶領域を含む。基準位相記憶領域は出力軸１８の基準位相を記憶する。基準位相は、電流が特定の通電パターンで複数のコイル３３に流れている時の出力軸１８の回転角位相である。位相記憶領域は、基準位相に対しての出力軸１８の回転角位相を記憶する。

Ｉ／Ｏ４５は駆動回路８１〜８６に接続する。駆動回路８１はミシンモータ２７に接続する。ミシンモータ２７はＤＣブラシレスモータである。駆動回路８２は揺動モータ４１に接続する。駆動回路８３は移動モータ４２に接続する。駆動回路８４は布押えモータ４３に接続する。揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３は、パルスモータである。ミシンモータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３は、夫々、エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを備える。エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａは、夫々、ミシンモータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３の駆動軸の回転位置を検出し、ＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１は、エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの検出結果を取得し、駆動回路８１〜８４に制御信号を送信する。故にＣＰＵ９１はミシンモータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３を駆動制御する。以下、ミシンモータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２を総称する時、駆動モータと称す。

駆動回路８５は糸調子モータ１６に接続する。糸調子モータ１６のエンコーダ２１は、糸調子モータ１６の出力軸１８の回転位置を検出結果としてＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１は、駆動回路８６に制御信号を送信することで、糸調子モータ１６を制御する。パルスモータである糸調子モータ１６に対してＣＰＵ９１が実行する制御方式は、パルス制御方式ではない。本実施形態では、出力軸１８の位相差が所定の値となるように、ＣＰＵ９１は糸調子モータ１６を制御する。出力軸１８の位相差は、基準位相に対する出力軸１８の回転角位相の差である。ＣＰＵ９１が糸調子モータ１６に実行する制御方法の概要は後述する。

駆動回路８６は操作部４６の表示部４８に接続する。ＣＰＵ９１は、駆動回路８６に制御信号を送信することで、表示部４８に各種情報を表示する。操作部４６の操作ボタン４７は、検出した各種情報を、ＣＰＵ９１に出力する。ペダル３８は検出結果をＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１は、ペダル３８の検出結果が示す、ペダル３８の操作方向と操作量を取得する。

記憶装置９４は、特定データテーブルを記憶する。特定データテーブルは、位相差情報と張力情報を対応付けて記憶する。位相差情報は、出力軸１８の位相差を示す。張力情報は上糸６の張力である上糸張力を示す。特定データテーブルでは、出力軸１８の位相差が大きくなる程、上糸張力は大きくなる。

記憶装置９４が記憶する糸調子モータ１６を駆動制御する為の関係式を説明する。記憶装置９４は、Ｉ_Ａとθを関係付ける第一関係式と、Ｉ_Ｂとθを関係付ける第二関係式を記憶する。Ｉ_Ａは、二相モータである糸調子モータ１６の一方の相であるＡ相に流れる電流であり、Ｉ_Ｂは、他方の相であるＢ相に流れる電流である。θは、基準位相にある時の出力軸１８の回転角位相に対応する電気角である。図５は、第一関係式と第二関係式をグラフ化して示す図である。本実施形態の電気角３６０°は、機械角７．２°に相当する。記憶装置９４は、第一関係式、第二関係式に加えて、第一フラグ、第二フラグを記憶する。第一フラグと第二フラグは何れも０又は１の何れか一方に切り替わる。

図１〜図３、図６を参照し、ミシン１の動作概要を説明する。布１０５は送り板と針板２６に載置する。布押えモータ４３が駆動することで、押え足２４は、下降して送り板との間で布１０５を押える。ミシンモータ２７、移動モータ４２、揺動モータ４１は、互いに同期して駆動する。

押え腕２３と送り板は、移動モータ４２の駆動に伴い前後動し、且つ、揺動モータ４１の駆動に伴い左右方向に往復揺動する。故に、布送り装置２０は、布１０５を前後動し、且つ左右方向に往復揺動する。ミシンモータ２７が、移動モータ４２、揺動モータ４１と同期駆動することで、上軸１５は回転する。針棒上下動機構、天秤機構、回転釜３９は互いに連動して駆動する。針棒１１と共に下降する縫針１０は、布１０５を貫通して針穴を通過する。針穴の下方まで下降した目孔１０Ａ近傍の上糸６はループ状になる（図６（ａ）参照）。回転釜３９が正面視で時計回りに回動することで、剣先３６はループ状の上糸６を捕捉する（図６（ｂ）参照）。縫針１０が布１０５上方に向けて上昇し、回転釜３９が正面視時計回りに更に回動する。剣先３６はループ状の上糸６を回動方向に引き込み、ループ状の上糸６は拡径する。

回転釜３９がループ状になった上糸６をくぐり抜けると（図６（ｃ）参照）、上糸６は下糸９に絡まる。回転釜３９の回動方向は、正面視反時計回りに切り替わり、天秤５１は、下糸９絡んだ上糸６を引き上げる（図６（ｄ））。ループ状の上糸６は縮径し、ミシン１は一針目の縫製を完了する。本実施形態では、上軸１５が３６０°回転する度に、ミシン１は一針分の縫製を実行する。ミシン１は上記動作を繰り返すことによって、布１０５に縫目を形成する。

図７は、ミシン１が縫製動作を繰り返す時の、針棒１１、回転釜３９、天秤５１の運動曲線を、上軸１５の回転角位相を横軸として示したグラフである。針棒１１、回転釜３９、天秤５１の夫々の運動曲線は何れも上軸１５の一回転分を一周期とする。本実施形態では、天秤５１が可動範囲上端である上死点から可動範囲下端である下死点を経由して上死点に戻るまでの間が、ミシン１の一針分の縫製期間である。即ち、本実施形態では、上軸１５の回転角位相の６０°〜４２０°が第一針目の縫製期間に略一致する。上軸１５の回転角位相は、エンコーダ２７Ａの検出結果に基づく。ミシン１の縫製期間には、釜捕捉期間がある。釜捕捉期間は、回転釜３９が剣先３６で上糸６を捕捉する期間である。釜捕捉期間は、一回の縫製期間で一回ある。図７では一針目の縫製における釜捕捉期間をＬ１によって図示し、該期間は剣先３６が上糸６を引掛ける「釜上糸掛け」から、回転釜３９から上糸６が抜ける「釜からの上糸抜け」までの期間である。

ミシン１の縫製期間には、天秤引上期間がある。天秤引上期間は、回転釜３９から上糸６が抜けた時点から天秤５１が上糸６を引き上げる期間である。図７では、一針目の縫製における天秤引上期間をＬ２によって図示し、該期間は「釜からの上糸抜け」から、天秤５１の可動範囲の上端である「天秤上死点」までの期間である。

図１、図３〜図５、図８を参照し、ＣＰＵ９１が糸調子モータ１６に実行する制御方法の概要を説明する。ミシン１による縫製動作の開始時、特定パターンの電流が複数のコイル３３に流れており、糸調子モータ１６は出力軸１８を所定の回転角位相（以下、初期回転角位相と称す）で保持している。初期回転角位相は最初の出力軸１８の基準位相である。故に、ミシン１による縫製動作の開始時、出力軸１８の位相差は０である。

天秤５１が、ミシン１の縫製動作の進行に伴って上糸６の引き上げを開始すると、ミシン１は上糸６を消費する。天秤５１と一対の糸調子皿６９との間にある上糸６が伸張し、上糸張力は増大する。故に、上糸６が一対の糸調子モータ１６を介して出力軸１８を付勢し、出力軸１８は糸調子モータ１６の保持力に抗って徐々に回転する。ミシン１の縫製動作開始時に０であった出力軸１８の位相差は、増大する。上糸張力が増大する程、出力軸１８の位相差が増大する。以下、初期回転角位相を基準位相とした出力軸１８の位相差が所定値である時の、上糸張力の値を所定張力と称す。図８では、出力軸１８の位相差と糸調子モータ１６での発生トルクとの関係を示す。出力軸１８の位相差が増大する程、糸調子モータ１６での発生トルクは増大する。故に、上糸張力と糸調子モータ１６での発生トルクは、互いに相関関係にある。

初期回転角位相を基準位相とした出力軸１８の位相差が所定値を超えた時、ＣＰＵ９１は、複数のコイル３３に対する通電パターンを切り替える。詳細には、上記所定値に対する増分を解消する出力軸１８の回転角位相（電気角）を、ＣＰＵ９１は特定する。換言すると、所定張力を超えた上糸張力を所定張力に戻す出力軸１８の回転角位相を、ＣＰＵ９１は特定する。ＣＰＵ９１は、第一関係式、第二関係式、特定した回転角位相に基づき、Ｉ_Ａ、Ｉ_Ｂを特定する。ＣＰＵ９１は、特定したＩ_Ａ、Ｉ_Ｂで複数のコイル３３に電流を流す。即ち、複数のコイル３３の通電パターンが切り替わり、出力軸１８は、ＣＰＵ９１が特定した回転角位相まで回転する。回転後の出力軸１８の回転角位相は、新たな基準位相となる。出力軸１８が新たな基準位相にある時、上糸張力は所定張力に戻る。

天秤５１による上糸６の引き上げは継続しており、出力軸１８は、切り替わった基準位相から、上糸６の付勢によって更に回転する。故に、位相差が再び所定値を超え、上糸張力は所定張力を再び超える。ＣＰＵ９１は、位相差において所定値を超えた分を解消する出力軸１８の回転角位相（即ち上糸張力を所定張力に戻す出力軸１８の回転角位相）を特定する。ＣＰＵ９１は、特定した出力軸１８の回転角位相、第一関係式、第二関係式に基づき、Ｉ_Ａ、Ｉ_Ｂを特定する。ＣＰＵ９１は、上記処理を繰り返すことで糸調子モータ１６を駆動制御し、上糸張力を維持する。本実施形態では、作業者は、操作ボタン４７を介して、所望の所定張力を入力する。故に、ＣＰＵ９１は、作業者が所望する所定張力が発生するよう、糸調子モータ１６を駆動制御する。

ミシン１の縫製不良を説明する。ミシン１の縫製時における上糸６の使用量が予め決まった範囲から外れると、縫製不良が発生する。本実施形態の縫製不良は、目飛び、糸切れ、糸締り不良を含む。目飛びは、回転釜３９が剣先３６で上糸６を捕捉し損ねる不具合である（図１２参照）。目飛びが発生すると、釜捕捉期間における上糸６の使用量は、予め定まった量Ａよりも少ない。糸切れは、目孔１０Ａと上糸ボビンの間となる上糸供給経路上で上糸６が切れる不具合である。糸切れは、縫針１０が折れる針折れに伴う糸切れを含む。ミシン１は後述の縫製処理で、釜捕捉期間における糸切れと、天秤引上期間における糸切れを検出する。糸切れが発生すると、上糸６の使用量は予め定まった量Ｂよりも少ない。糸締り不良は、天秤５１による上糸６の引上時において、布１０５の縫目を形成する上糸６と下糸９のバランスが不良となる不具合である。上糸６が下糸９に対して強固に絡まると縫目近くの布１０５は縮む。該時、天秤引上期間における上糸６の使用量は、予め定まった量Ｃよりも少ない。上糸６が下糸９に緩く絡むと、縫目を形成する上糸６は布１０５から離れる。該時、天秤引上期間における上糸６の使用量は予め定まった量Ｃよりも多い。

目飛び、糸切れ、糸締り不良の何れの縫製不良が発生した場合でも、上糸６の使用量は予め決まった量から外れる。即ち、縫製不良が発生した場合、糸調子モータ１６の出力軸１８の回転量は予め決まった量から外れる。後述の縫製処理では、ミシン１は、糸調子モータ１６の回転変位量に基づき、縫製不良の有無を判断する。予め決まった量Ａ、Ｂ、Ｃは所定の範囲を有し、手前数針の平均値、最大値、最小値あるいは一針手前の最大値等から閾値を０を含め算出し決めることができる。特に糸切れの場合は、閾値０は好ましくない。

図９〜図１４を参照し、縫製処理を説明する。縫製処理は、ミシン１が布１０５を縫製する処理である。例えば、作業者が、操作ボタン４７を操作してミシン１の電源を投入すると、ＣＰＵ９１はＲＯＭ９２からプログラムを読み出して、縫製処理を実行する。

図９、図１０に示す如く、ＣＰＵ９１は初期化処理を実行する（Ｓ１１）。例えば、ＣＰＵ９１は、記憶装置９４に記憶の第一フラグと第二フラグを何れも０に上書きする。ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づき、糸調子モータ１６の出力軸１８の回転角位相を取得する（Ｓ１２）。後述の如く、Ｓ１２で取得する回転角位相は基準位相である。ＣＰＵ９１は、取得した回転角位相を記憶装置９４の基準位相記憶領域に記憶する（Ｓ１２）。ＣＰＵ９１は張力情報を取得する（Ｓ１３）。例えば、操作ボタン４７が張力情報を検出するまで、ＣＰＵ９１は待機する。作業者が例えば具体的な数値を張力情報として操作ボタン４７に入力することで、ＣＰＵ９１は張力情報を取得する（Ｓ１３）。ＣＰＵ９１は出力軸１８の位相差情報を取得する（Ｓ１４）。ＣＰＵ９１は、記憶装置９４に記憶の特定情報テーブルを参照し、Ｓ１３で取得の張力情報に対応する位相差情報を取得する。ＣＰＵ９１は取得した位相差情報をＲＡＭ９３に記憶する（Ｓ１４）。

ＣＰＵ９１は、ミシン１の縫製動作を開始する指示である縫製開始指示を検出したか否かを判断する（Ｓ１５）。縫製開始指示は、作業者が操作ボタン４７又はペダル３８の操作によって入力する指示である。ＣＰＵ９１は、縫製開始指示を検出するまで（Ｓ１５:ＮＯ）、待機する。作業者は、ＣＰＵ９１の待機中に、針板２６と送り板に布１０５を載置する。布１０５の載置後、作業者が縫製開始指示を入力すると（Ｓ１５:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、布押えモータ４３を駆動制御して、押え足２４を下降する（Ｓ１６）。押え足２４は送り板との間で布１０５を挟む。

ＣＰＵ９１は、複数のコイル３３の夫々に対する通電パターンを特定する（Ｓ１７）。ＣＰＵ９１は、Ｓ１２で取得した回転角位相、第一関係式、第二関係式に基づき、Ｉ_Ａ、Ｉ_Ｂを算出する（Ｓ１７）。ＣＰＵ９１は、Ｓ１７で特定した通電パターンで、複数のコイル３３に対して通電を実行する（Ｓ１８）。Ｓ１２で取得した回転角位相で出力軸１８を保持する力が、糸調子モータ１６で発生する。即ち、Ｓ１２で取得した回転角位相は、最初の出力軸１８の基準位相である初期回転角位相となる。ＣＰＵ９１は、駆動モータを駆動制御する（Ｓ１９）。針棒１１、回転釜３９、送り台３７は互いに同期して動作する。ＣＰＵ９１は糸調子モータ駆動処理を実行する（Ｓ２１）。

ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づき、糸調子モータ１６の出力軸１８の回転角位相を取得する（Ｓ５１）。ＣＰＵ９１は、取得した回転角位相を記憶装置９４の位相記憶領域に上書きして記憶する（Ｓ５１）。ＣＰＵ９１は、出力軸１８の実位相差が所定値を超えたか否かを判断する（Ｓ５２）。実位相差は、記憶装置９４の位相記憶領域に記憶の回転角位相から、基準位相記憶領域に記憶の回転角位相を差し引いた値であり、実機における出力軸１８の位相差に相当する。一回目の糸調子モータ駆動処理では、実位相差は、Ｓ５１で取得の回転角位相からＳ１２で取得の回転角位相を差し引いた値となる。また、一回目の糸調子モータ駆動処理では、所定値はＳ１４で取得の位相差情報が示す位相差である。上糸張力が、Ｓ１３で取得の張力情報が示す張力以下である場合、実位相差は所定値よりも小さいので（Ｓ５２:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は糸調子モータ駆動処理を終了する。

ＣＰＵ９１は、目飛び判断処理（Ｓ２３）、糸切れ判断処理（Ｓ２５）、糸締り不良判断処理（Ｓ２７）を順に実行する。Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ２７の詳細は後述する。ＣＰＵ９１は、エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａの検出結果に基づき、駆動モータが駆動停止しているか否かを判断する（Ｓ２９）。ＣＰＵ９１は、エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａの夫々の検出結果を、例えば二回に亘って取得する。エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａの少なくとも一つの検出結果が変化していれば、ＣＰＵ９１は、駆動モータが駆動停止していないと判断し（Ｓ２９:ＮＯ）、処理をＳ３１に移行する。エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａの検出結果が何れも変化していなければ、ＣＰＵ９１は、駆動モータが停止中であると判断し（Ｓ２９:ＹＥＳ）、処理をＳ３５に移行する。

駆動モータが駆動中である場合（Ｓ２９:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は、操作ボタン４７の検出結果に基づき、ミシン１の縫製動作を終了する指示である縫製終了指示を検出したか否かを判断する（Ｓ３１）。縫製終了指示は、作業者がペダル３８の操作を停止した又は縫製データに基づく縫製が終了したことを示す指示である。縫製終了指示がない場合（Ｓ３１:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は処理をＳ２１に移行する。

ＣＰＵ９１はＳ２１〜Ｓ３１を繰り返し実行する。本実施形態では、ＣＰＵ９１がＳ２１〜Ｓ３１を繰り返す周期は、１０μｓ〜１０ｍｓに１回であり、針棒１１が上下動する周期よりも十分に短い。

例えば、縫製処理開始後の十回目の糸調子モータ駆動処理で（Ｓ２１）、実位相差が所定値を超えたとする（Ｓ５２:ＹＥＳ）。該時、実機の上糸張力は、Ｓ１３で取得の張力情報が示す上糸張力を超える。ＣＰＵ９１は、複数のコイル３３に対する通電パターンを特定する（Ｓ５３）。換言すると、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づいた計算制御によってＩ_ＡとＩ_Ｂを算出して特定する（Ｓ５３）。例えば、ＣＰＵ９１は、Ｓ５２で取得の実位相差の、所定値に対する増分を特定する。ＣＰＵ９１は、特定した増分を解消する出力軸１８の回転角位相を基準位相として取得し、記憶装置９４の基準位相記憶領域に上書きする。ＣＰＵ９１は、基準位相として取得した回転角位相、第一関係式、第二関係式に基づき、特定パターンを特定する（Ｓ５３）。ＣＰＵ９１は、複数のコイル３３に対して実行している通電パターンを、Ｓ５３で特定した通電パターンに切り替える（Ｓ５５）。出力軸１８は、記憶装置９４の基準位相記憶領域に記憶の回転角位相に回転し、実機の上糸張力は、Ｓ１３で取得の張力情報が示す上糸張力に戻る。ＣＰＵ９１は、糸調子モータ駆動処理を終了する。十一回目の糸調子モータ駆動処理のＳ５２における実位相差は、十一回目の糸調子モータ駆動処理のＳ５１で取得の回転角位相から、十回目の糸調子モータ駆動処理のＳ５３で基準位相として取得した回転角位相を差し引いた値となる。所定値は、実機の上糸張力を、Ｓ１３で取得の張力情報が示す上糸張力に維持する為の値となる。

ＣＰＵ９１は、Ｓ５３を実行する度に、エンコーダ２１の検出結果に基づいた計算制御によってＩ_ＡとＩ_Ｂを算出して特定し（Ｓ５３）、複数のコイル３３に対する通電パターンをＳ５３で取得した通電パターンに切り替える（Ｓ５５）。ＣＰＵ９１がＳ２１を繰り返し実行することで、ミシン１は、実機の上糸張力を、Ｓ１３で取得の張力情報が示す上糸張力に維持する。ＣＰＵ９１は、糸調子モータ駆動処理を繰り返すたびに（Ｓ２１）、記憶装置９４の位相記憶領域に記憶の回転角位相を上書きして更新する（Ｓ５１）。

図９、図１１、図１２を参照し、目飛び判断処理（Ｓ２３）を説明する。ＣＰＵ９１は、釜捕捉期間であるか否かを判断する（Ｓ６１）。例えば、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２７Ａの検出結果に基づき、上軸１５の回転角位相が、記憶装置９４に記憶の釜捕捉期間内であるか否かを判断することで、釜捕捉期間か否かを判断する。縫製処理開始後の一回目の目飛び判断処理では、上軸１５の回転角位相は釜捕捉期間内でなく（Ｓ６１:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は記憶装置９４に記憶の第一フラグを０に上書きして（Ｓ６３）、目飛び判断処理を終了する。

ＣＰＵ９１は、Ｓ２５〜Ｓ３１、Ｓ２１を繰り返し実行する。駆動モータが駆動することで上軸１５は回転し、釜捕捉期間になる（Ｓ６１:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は、記憶装置９４に記憶の第一フラグが１であるか否かを判断する（Ｓ６５）。第一フラグが０である場合（Ｓ６５:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は記憶装置９４に記憶の第一フラグを１に上書きする（Ｓ６７）。ＣＰＵ９１は、第一初期回転角位相を記憶装置９４に記憶する（Ｓ６９）。第一初期回転角位相は、Ｓ６９実行時における出力軸１８の回転角位相である。ＣＰＵ９１は目飛び判断処理を終了する。

ＣＰＵ９１が次の目飛び処理判断を実行する時（Ｓ２３）、釜捕捉期間が継続している場合（Ｓ６１:ＹＥＳ）、第一フラグは１である（Ｓ６５:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は、第一回転変位量が特定値未満であるか否かを判断する（Ｓ７１）。第一回転変位量は、第一初期回転角位相を基準とした出力軸１８の回転量である。特定値は予め定まった値であり、目飛びの有無を判断する為の値である。例えば、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づき取得した出力軸１８の回転角位相と、第一初期回転角位相との差分を取得する。故にＣＰＵ９１は第一回転変位量を取得する。目飛びが発生していないとき、第一回転変位量は特定値以上となり（Ｓ７１:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は目飛び判断処理を終了する。

例えばミシン１が一針目の縫製を実行するときに、回転釜３９が上糸６を剣先３６で捕捉すれば（図６（ｂ）参照）、釜捕捉期間の間で第一回転変位量は特定値以上となる（Ｓ７１:ＮＯ）。上糸６が回転釜３９を潜り抜けた後（図６（ｃ）参照）、天秤５１は上死点に達し、ミシン１は一針目の縫製を終える。上糸６が回転釜３９を潜り抜けた時、釜捕捉期間ではなくなる（Ｓ６１:ＮＯ）。ＣＰＵ９１は、第一フラグを０に上書きする（Ｓ６３）。ＣＰＵ９１が、Ｓ２１〜Ｓ３１を繰り返し実行する間に、縫製機構１２は二針目以降の縫製を実行する。故に、Ｓ２３を実行するＣＰＵ９１は、各針数に対応する釜捕捉期間での目飛びの有無を判断できる。換言すると、Ｓ２３を実行するＣＰＵ９１は、布１０５に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、目飛びの有無を判断できる。

例えば、ミシン１が一針目の縫製を実行するときに、回転釜３９が上糸６を剣先３６で捕捉し損ねると（図１２（ａ）、（ｂ）参照）、上糸６は回転釜３９を潜らない。該時、上糸６は使用されないので、上糸６の使用量は予め定まった量Ａよりも少ない。故に、第一回転変位量は所定値未満となり（Ｓ７１:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は目飛びの発生を検出できる。ＣＰＵ９１は、駆動モータを駆動停止して（Ｓ７３）、目飛び判断処理を終了する。ＣＰＵ９１は、Ｓ２５、Ｓ２７を実行した後、駆動モータが駆動停止していると判断し（Ｓ２９:ＹＥＳ）、処理を後述のＳ３５に移行する。

図９、図１３を参照し、糸切れ判断処理（Ｓ２５）を説明する。ＣＰＵ９１は、駆動モータが駆動停止しているか否かを判断する（Ｓ８１）。Ｓ８１はＳ２９と同じである。例えば、駆動モータが目飛び判断処理で駆動停止すると（Ｓ７３）、ＣＰＵ９１は駆動モータが駆動停止していると判断する（Ｓ８１:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は糸切れ判断処理を終了する。

駆動モータが駆動停止していない場合（Ｓ８１:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は、釜捕捉期間であるか否かを判断する（Ｓ８３）。Ｓ８３はＳ６１（図１１参照）と同じである。Ｓ８３でのＣＰＵ９１の判断結果は、直前で実行したＳ６１でのＣＰＵ９１の判断結果と一致する。

ＣＰＵ９１が、釜捕捉期間でないと判断した場合（Ｓ８３:ＮＯ）、天秤引上期間であるか否かを判断する（Ｓ８５）。ＣＰＵ９１は、エンコーダ２７Ａの検出結果に基づき、上軸１５の回転角位相が、記憶装置９４に記憶の天秤引上期間内であるか否かを判断することで、天秤引上期間か否かを判断する。例えば、縫製処理開始後の一回目の糸切れ判断処理では、天秤引上期間でなく（Ｓ８５:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は記憶装置９４に記憶の第二フラグに０を上書きして（Ｓ８７）、糸切れ判断処理を終了する。ＣＰＵ９１は、Ｓ２７〜Ｓ３１、Ｓ２１、Ｓ２３を繰り返し実行する。

駆動モータが駆動することで上軸１５が回転し、釜捕捉期間になったとき（Ｓ８３:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は第一回転変位量が第一所定値未満であるか否かを判断する（Ｓ８９）。第一回転変位量は、直前のＳ７１（図１１参照）で取得する第一回転変位量と同じである。第一所定値は、予め定まった値であり、釜捕捉期間における糸切れの有無を判断する為の値である。例えばミシン１が縫製を実行するときに、上糸６が糸切れしなければ、上糸６が回転釜３９を潜ることで使用され、上糸６の使用量は予め定まった量Ｂの範囲内となる。故に第一回転変位量は、第一所定値以上となる（Ｓ８９:ＮＯ）。該時、ＣＰＵ９１は糸切れ判断処理を終了する。

例えば、上糸６の糸切れが一針目の縫製における釜捕捉期間中に発生すると、上糸６は使用されないので、上糸６の使用量は予め定まった量Ｂよりも少ない。故に第一回転変位量は第一所定値未満になる（Ｓ８９:ＹＥＳ）。故にＣＰＵ９１は、上糸６の糸切れを検出する。ＣＰＵ９１は、駆動モータを駆動停止し（Ｓ９９）、糸切れ判断処理を終了する。

一方、例えば一針目の縫製における釜捕捉期間が終わった後（Ｓ８３:ＮＯ）、一針目の縫製に対応する天秤引上期間になる（Ｓ８５:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は、第二フラグが１であるか否かを判断する（Ｓ９１）。ＣＰＵ９１が、一針目の縫製中において初めてＳ９１を実行するとき、第二フラグは０である（Ｓ９１:ＮＯ）。ＣＰＵ９１は、記憶装置９４に記憶の第二フラグを１に上書きして（Ｓ９３）、第二初期回転角位相を記憶装置９４に記憶する（Ｓ９５）。第二初期回転角位相は、Ｓ９５実行時における出力軸１８の回転角位相である。第二フラグが０から１に切り替わった直後（Ｓ９３）、ＣＰＵ９１は第二初期回転角位相を記憶する。故に、第二初期回転角位相は天秤引上期間の開始時における出力軸１８の回転角位相である。ＣＰＵ９１は糸切れ判断処理を終了する。ＣＰＵ９１は、Ｓ２７〜Ｓ３１、Ｓ２１〜Ｓ２５を繰り返し実行する。

ＣＰＵ９１が第二初期回転角位相を記憶装置９４に記憶してから最初の糸切れ判断処理では、釜捕捉期間でなく（Ｓ８３:ＮＯ）、天秤引上期間の時（Ｓ８５:ＹＥＳ）、記憶装置９４に記憶の第二フラグは１である（Ｓ９１:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は、第二回転変位量が第二所定値未満であるか否かを判断する（Ｓ９７）。第二回転変位量は、第二初期回転角位相を基準とした出力軸１８の回転角位相である。第二所定値は予め定まった値であり、天秤引上期間における糸切れの有無を判断する為の値である。例えば、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づき取得した出力軸１８の回転角位相と、第二初期回転角位相との差分を取得する。故にＣＰＵ９１は、第二回転変位量を取得する。天秤引上期間における糸切れが発生していないとき、天秤５１が上糸６を引き上げることで上糸６が使用されるので、上糸６の使用量は予め定まった量Ｂの範囲内となる。故に第二回転変位量は第二所定値以上となり（Ｓ９７:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は糸切れ判断処理を終了する。

一針目の縫製における天秤引上期間が終了した直後（即ち二針目の縫製が開始した直後）における糸切れ判断処理では、釜捕捉期間でなく（Ｓ８３:ＮＯ）、天秤引上期間でもない（Ｓ８５:ＮＯ）。ＣＰＵ９１は、記憶装置９４に記憶の第二フラグを０に上書きする（Ｓ８７）。ＣＰＵ９１が、Ｓ２１〜Ｓ３１を繰り返し実行する間に、縫製機構１２は二針目以降の縫製を実行する。故に、ＣＰＵ９１は、特定縫製動作における糸切れが発生したか否かを、Ｓ２５を実行することで判断できる。

一方、上糸６の糸切れが、一針目の縫製における天秤引上期間中に生じた場合、天秤５１が上糸６を引き上げず上糸６が使用されないので、上糸６の使用量は予め定まった量Ｂよりも少ない。故に第二回転変位量は第二所定値未満になる（Ｓ９７:ＹＥＳ）。故にＣＰＵ９１は、上糸６の糸切れを検出する。ＣＰＵ９１は、駆動モータを駆動停止して（Ｓ９９）、糸切れ判断処理を終了する。

図９、図１４を参照し、糸締り不良判断処理を説明する。ＣＰＵ９１は、駆動モータが駆動停止しているか否かを判断する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１はＳ２９と同じである。例えば、駆動モータが、Ｓ７３（図１１参照）又はＳ９９（図１３参照）で停止すると（Ｓ１０１:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は糸締り不良判断処理を終了する。

駆動モータが駆動停止していない場合（Ｓ１０１:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２７Ａの検出結果に基づき、一針目の縫製を開始したか否かを判断する（Ｓ１０２）。ＣＰＵ９１は、上軸１５の回転角位相が６０°未満か否かを判断することで、一針目の縫製を開始したか否かを判断する。縫製処理の開始直後、上軸１５の回転角位相は、０°近傍であり（Ｓ１０２:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は、糸締り不良判断処理を終了する。ＣＰＵ９１は、Ｓ２９、Ｓ３１、Ｓ２１〜Ｓ２５を繰り返し実行する。上軸１５の回転角位相が６０°以上になったとき（Ｓ１０２:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は縫製中の針数が更新されたか否かを判断する（Ｓ１０３）。例えば、上軸１５の回転角位相が、６０°＋３６０×Ｎ（Ｎは整数）と略一致するか否かによって、ＣＰＵ９１は、縫製中の針数が更新されたか否かを判断する。上軸１５の回転角位相が６０°以上になったとき（Ｓ１０２:ＹＥＳ）、上軸１５の回転角位相は、６０°近傍である（Ｓ１０３:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は、第三初期回転角位相を記憶装置９４に記憶する（Ｓ１０５）。第三初期回転角位相は、Ｓ１０５実行時における出力軸１８の回転角位相である。針数が更新する度に（Ｓ１０３:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、第三初期回転角位相を記憶する。故に、第三回転角位相は、特定縫製動作の開始時における出力軸１８の回転角位相となる。ＣＰＵ９１は、Ｓ１０５の実行後、糸締り不良判断処理を終了する。ＣＰＵ９１は、Ｓ２９、Ｓ３１、Ｓ２１〜Ｓ２５を繰り返し実行する。

ＣＰＵ９１が第三初期回転角位相を記憶装置９４に記憶した直後の糸締り不良判断処理では、上軸１５の回転角位相は、６０°近傍ではない（Ｓ１０２:ＹＥＳ、Ｓ１０３:ＮＯ）。ＣＰＵ９１は、第三回転変位量が所定範囲外であるか否かを判断する（Ｓ１０７）。第三回転変位量は、第三初期回転角位相を基準とした出力軸１８の回転量である。所定範囲は、予め定まった範囲であり、糸締り不良の有無を判断する為の範囲である。例えば、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づき取得した出力軸１８の回転角位相と、第三初期回転角位相との差分を取得する。故にＣＰＵ９１は、第三回転変位量を取得する。糸締り不良が発生していないとき、第三回転変位量は所定範囲に収まり（Ｓ１０７:ＮＯ）、ＣＰＵ９１は糸締り不良判断処理を終了する。

例えば、ミシン１が一針目の縫製を実行するときに、糸締りが良好であれば、天秤５１が上糸６を引き上げた時の上糸６の使用量は予め定まった量Ｃの範囲内となるので、第三回転変位量は所定範囲に収まる（Ｓ１０７:ＮＯ）。ＣＰＵ９１は、Ｓ２９、Ｓ３１、Ｓ２１〜Ｓ２７を繰り返し実行することで、縫製機構１２は一針目の縫目を布１０５に形成し、ミシン１は二針目の縫製を開始する。上軸１５の回転角位相は４２０°近傍となり（Ｓ１０３:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は第三初期回転角位相を記憶装置９４に上書きして記憶する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ９１が第三初期回転角位相を上書きして記憶した直後のＳ１０３では、上軸１５の回転角位相は４２０°近傍にない（Ｓ１０３:ＮＯ）。ＣＰＵ９１は、Ｓ１０７を実行することで、糸締り不良の有無を判断する。ＣＰＵ９１が、Ｓ２１〜Ｓ３１を繰り返し実行する間に、縫製機構１２は二針目以降の縫製を実行する。故に、ＣＰＵ９１は、特定縫製動作における糸締り不良が発生したか否かを、Ｓ２７を実行することで判断できる。

ミシン１が一針目の縫製を実行するときに、糸締り不良が発生すると、天秤５１が上糸６を引き上げた時の上糸６の使用量が予め定まった量Ｃから外れる。故に、第三回転変位量は所定範囲外となる（Ｓ１０７:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は糸締り不良を検出する。ＣＰＵ９１は、駆動モータを駆動停止して（Ｓ１０９）、糸締り不良判断処理を終了する。

図９に示すように、駆動モータが停止している場合（Ｓ２９:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、縫製不良を特定する（Ｓ３５）。ＣＰＵ９１は、駆動モータを停止した処理を特定することで、縫製不良を特定する。例えば、駆動モータがＳ７３（図１１参照）で停止した場合、ＣＰＵ９１は、縫製不良が目飛びであると特定する。駆動モータがＳ９９（図１３参照）で停止した場合、ＣＰＵ９１は、縫製不良が糸切れであると特定する。駆動モータがＳ１０９（図１４参照）で停止した場合、ＣＰＵ９１は、縫製不良が糸締り不良であると特定する。ＣＰＵ９１は、Ｓ３５で特定した縫製不良を報知して（Ｓ３７）、処理をＳ３９に移行する。例えば、ＣＰＵ９１は、Ｓ３５で特定した縫製不良を表示部４８に表示する（Ｓ３７）。故に作業者は、具体的な縫製不良を認識できる。

縫製不良が縫製処理の実行中に発生しない場合、ＣＰＵ９１がＳ１９〜Ｓ３１を繰り返し実行することで、布１０５に所定の縫目が形成する。縫製終了指示があると（Ｓ３１:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、駆動モータと糸調子モータ１６を駆動停止する（Ｓ３３）。ＣＰＵ９１は、布押えモータ４３を駆動制御して押え足２４を上昇した後（Ｓ３９）、縫製処理を終了する。布１０５はミシン１から取出し可能となる。

以上説明の如く、ＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づいた計算制御によって、複数のコイル３３に対する通電パターンを算出して特定する（Ｓ５３）。ＣＰＵ９１は、糸調子モータ駆動処理を実行する度に（Ｓ２１）、ＣＰＵ９１は、Ｓ５３で特定した通電パターンで複数のコイル３３に対して通電する。複数のコイル３３を流れる電流値が滑らかに変化するので、ミシン１は出力軸１８の回転角位相を滑らかに制御できる。ミシン１が高速で縫製動作を実行する場合でも、糸調子モータ１６の出力軸１８は、ミシン１の縫製動作に安定的に追従して回転できる。故に、上糸張力を調整する糸調子モータ１６の出力軸１８の回転角位相を滑らかに制御でき、且つ出力軸１８が安定して回転できるミシン１が実現する。

ＣＰＵ９１は、出力軸１８の第一回転変位量が特定値未満であるか否かを判断することで、目飛びの有無を判断する（Ｓ７１）。故にミシン１は目飛びを検出できる。ＣＰＵ９１は、出力軸１８の第三回転変位量が所定範囲外であるか否かを検出することで、糸締り不良の有無を判断する（Ｓ１０７）。故にミシン１は糸締り不良を検出できる。ＣＰＵ９１は、出力軸１８の第一回転変位量が第一所定値未満であるか否かを判断することで、釜捕捉期間における糸切れの有無を判断する（Ｓ８９）。ＣＰＵ９１は、出力軸１８の第二回転変位量が第二所定値未満であるか否かを判断することで、天秤引上期間における糸切れの有無を判断する（Ｓ９７）。故にミシン１は糸切れを検出できる。ＣＰＵ９１は、Ｓ７１、Ｓ１０７、Ｓ８９、Ｓ９７を実行することで、縫製不良の有無を判断できる。故にミシン１は縫製動作を安定化できる。

目飛びが発生した場合（Ｓ７１:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、目飛びが発生した旨を表示部４８に表示する（Ｓ３７）。故に作業者は目飛びの発生を認識できる。糸締り不良が発生した場合（Ｓ８９:ＹＥＳ、Ｓ９７:ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、糸締り不良が発生した旨を表示部４８に表示する。故に作業者は糸締り不良の発生を認識できる。

縫製不良が発生した場合、ＣＰＵ９１は駆動モータと糸調子モータ１６を駆動停止する（Ｓ７３、Ｓ９９、Ｓ１０９）。故に、縫製不良が発生した状態で、ミシン１は縫製を続行しない。縫針１０が不必要に布１０５を貫通しないので、ミシン１は布１０５の損傷を生じ難くできる。

以上説明にて、縫製機構１２は本発明の縫製手段の一例である。操作ボタン４７は本発明の入力部の一例である。糸調子モータ１６は本発明のモータの一例である。針板２６は本発明の布載置部の一例である。Ｓ１９を実行するＣＰＵ９１は本発明の縫製制御部の一例である。Ｓ１３を実行するＣＰＵ９１は本発明の張力取得部の一例である。Ｓ２１を実行するＣＰＵ９１は本発明のモータ駆動制御部の一例である。Ｓ５３を実行するＣＰＵ９１は本発明の特定制御部の一例である。Ｓ５５を実行するＣＰＵ９１は本発明の通電制御部の一例である。Ｓ７１、Ｓ９７、Ｓ１０７を実行するＣＰＵ９１は本発明の縫製不良判断部の一例である。Ｓ７１を実行するＣＰＵ９１は本発明の目飛び判断部の一例である。Ｓ１０７を実行するＣＰＵ９１は本発明の糸締り不良判断部の一例である。Ｓ７１、Ｓ９７、Ｓ１０７を実行するＣＰＵ９１は本発明の縫製不良判断部の一例である。Ｓ３７を実行するＣＰＵ９１は本発明の報知部の一例である。Ｓ９７を実行するＣＰＵ９１は本発明の糸切れ判断部の一例である。Ｓ７３、Ｓ９９、Ｓ１０９を実行するＣＰＵ９１は本発明の停止制御部である。

本発明は上記発明に限定しない。布送り装置２０は、布１０５を左右方向に往復揺動する代わりに、例えば左右方向に直線的に往復移動してもよい。ミシン１は布送り装置２０を備える代わりに、押え棒と送り歯を備えてもよい。押え棒は下端部に押え部材を備える。押え棒が下降することで、押え部材は送り歯との間で布１０５を挟む。送り歯が往復揺動することで、ミシン１は所定方向に布１０５を送ることができる。

糸調子モータ１６は、パルスモータである代わりに、ＤＣモータであってもよい。糸調子モータ１６の出力軸１８は、一対の糸調子皿６９に直接的に連結する代わりに、例えば、歯車等を介して一対の糸調子皿６９に間接的に連結してもよい。ＣＰＵ９１は、Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ２７の少なくとも一つの処理を実行しなくてもよい。ＣＰＵ９１は、Ｓ２１実行時に、公知のｄｑ変換に基づく制御によって、糸調子モータ１６を駆動制御してもよい。ＣＰＵ９１は、Ｓ７３、Ｓ１０９の処理を実行しなくてもよい。即ち、縫製不良が糸切れ以外の場合、ミシン１は縫製を停止しなくてもよい。

１ ミシン
６ 上糸
１０ 縫針
１１ 針棒
１２ 縫製機構
１６ 糸調子モータ
１８ 出力軸
２１ エンコーダ
２６ 針板
２７ ミシンモータ
３９ 回転釜
４７ 操作ボタン
５１ 天秤
６９ 糸調子皿
９１ ＣＰＵ
１０５ 布

Claims (8)

1. 縫針を装着する上下動可能な針棒を有し、前記縫針で布を縫製する縫製手段と、
   上糸を巻きつける糸調子皿と、
   前記上糸に付与する張力を示す張力情報が入力される入力部と、
   前記糸調子皿と連結する出力軸と、前記出力軸の回転方向に沿って配置した複数のコイルとを有するモータと、
   前記出力軸の回転角位相を検出するエンコーダと、
   前記縫製手段と前記モータを駆動制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記縫製手段を駆動制御して前記布を縫製する縫製制御部と、
   前記縫製制御部による前記布の縫製前、前記入力部に入力された前記張力情報を取得する張力取得部と、
   前記縫製制御部による前記布の縫製時、前記張力取得部が取得した前記張力情報と、前記エンコーダの検出結果とに基づき、前記モータを駆動制御して、前記上糸に付与する前記張力を、前記張力情報が示す前記張力にするモータ駆動制御部と
   を備えるミシンにおいて、
   前記モータ駆動制御部は、
   前記針棒が上下動する周期よりも短い周期で、前記複数のコイルの夫々に対する通電パターンを前記エンコーダの前記検出結果に基づいた計算制御によって算出して特定する特定制御部と、
   前記特定制御部が前記通電パターンを特定する度に、前記特定制御部が特定した前記通電パターンで前記複数のコイルに通電する通電制御部と
   を備えることを特徴とするミシン。
2. 前記縫製手段は、
   前記布を載置する布載置部と、
   前記針棒の下方に設け、前記縫針が前記布を貫通した時、前記縫針に挿通する環状の前記上糸を捕捉して下糸と絡め取る回転釜と、
   前記針棒と前記回転釜を駆動するミシンモータと
   を備え、
   前記縫製制御部は、前記ミシンモータを駆動制御することで前記布を縫製し、
   前記制御部は、前記縫製制御部による前記布の縫製時における前記上糸の使用量が、予め決まった範囲から外れる縫製不良が発生したか否かを前記エンコーダの前記検出結果に基づき判断する縫製不良判断部を備えることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記縫製不良は、前記回転釜が前記上糸を捕捉し損ねる目飛びを含み、
   前記縫製不良判断部は、前記布に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、前記目飛びが発生したか否かを判断する目飛び判断部を備え、
   前記目飛び判断部は、前記回転釜が前記上糸を捕捉する期間である釜捕捉期間において、前記釜捕捉期間の開始時おける前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が、特定値未満であるか否かを判断することで、前記目飛びが発生したか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
4. 前記縫製制御部は、前記目飛びが発生したと前記目飛び判断部が判断した場合、前記目飛びの発生を報知する報知部を備えることを特徴とする請求項３に記載のミシン。
5. 前記縫製手段は、
   前記ミシンモータの駆動で上下動し、前記回転釜が前記下糸と絡めた前記上糸を引き上げる天秤を備え、
   前記縫製不良は、前記天秤が前記上糸を引き上げた時の前記縫目を形成する前記上糸と前記下糸のバランス不良である糸締り不良を含み、
   前記縫製不良判断部は、前記布に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、前記糸締り不良が発生したか否かを判断する糸締り不良判断部を備え、
   前記糸締り不良判断部は、前記特定縫製動作の開始時における前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が、所定範囲外であるか否かを判断することで、前記糸締り不良が発生したか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
6. 前記縫製制御部は、前記糸締り不良が発生したと前記糸締り不良判断部が判断した場合、前記糸締り不良を報知する報知部を備えることを特徴とする請求項５に記載のミシン。
7. 前記縫製手段は、
   前記ミシンモータの駆動で上下動し、前記回転釜が前記下糸と絡めた前記上糸を引き上げる天秤を備え、
   前記縫製不良は、前記上糸が切れる糸切れを含み、
   前記縫製不良判断部は、前記布に特定の縫目を形成する特定縫製動作において、前記糸切れが発生したか否かを判断する糸切れ判断部を備え、
   前記糸切れ判断部は、前記回転釜が前記上糸を捕捉する期間である釜捕捉期間において、前記釜捕捉期間の開始時おける前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が第一所定値未満であり、且つ前記天秤が前記上糸を引き上げる期間である天秤引上げ期間において、前記天秤引上げ期間の開始時における前記出力軸の初期回転角位相を基準とした前記出力軸の回転量が第二所定値未満であるか否かを判断することで、前記糸切れが発生したか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
8. 前記制御部は、前記縫製不良が発生したと前記縫製不良判断部が判断した場合、前記縫製手段と前記モータの駆動を停止する停止制御部を備えることを特徴とする請求項２、３、５、７の何れか一つに記載のミシン。

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