JP4798242B2

JP4798242B2 - 多針ミシン

Info

Publication number: JP4798242B2
Application number: JP2009069185A
Authority: JP
Inventors: 慎也藤原; 仁東倉
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: EP2230345A2; EP2230345A3; US20100236463A1; EP2230345B1; US8596209B2; JP2010220694A

Description

本発明は、複数本の針棒を有する多針ミシンに関する。より詳細には、画像を撮像する撮像手段を備えた多針ミシンに関する。

従来、画像を撮像する撮像手段を備えたミシンが知られている。例えば、特許文献１に記載のミシンは、加工布上の模様を撮像手段で撮像して検知し、検知した結果に基づいて加工布を移動させる。また、特許文献２に記載のミシンは、縫針の針落ち位置近傍の画像を撮像手段によって撮像し、表示手段に表示させる。作業者は、表示手段に表示された画像を見ることで、針落ち位置近傍に顔を近づけることなく針位置及び縫製状態を容易に確認することができる。このように、ミシンに撮像手段を搭載することで様々な効果が得られる。

加工布を撮像するためには、画像の歪み等の撮像手段の特性を考慮すると、水平方向に配置される加工布の撮像位置に対して斜め上方ではなく鉛直上方に撮像手段を配設するのが望ましい。さらに、針落ち位置近傍を撮像する場合、画像の歪み等の撮像手段の特性を考慮すると、針落ち位置の真上に撮像手段を配設するのが望ましい。

特開平５−６８７６０号公報特開平８−７１２８７号公報

しかしながら、従来のミシンでは、針落ち位置の鉛直上方には針棒が配置されるため、針落ち位置に対して斜め上方に撮像手段を配設せざるを得なかった。従って、針落ち位置の鉛直上方から画像を撮像することはできなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、縫針の針落ち位置の鉛直上方から針落ち位置を撮像することができる多針ミシンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の多針ミシンは、下端部に縫針を装着する複数の針棒と、前記複数の針棒を等間隔で並設し、前記針棒を上下動可能に支持する針棒ケースと、前記複数の針棒の並設方向に沿って、前記複数の針棒の針棒間の距離ずつ前記針棒ケースを移動させることで、前記複数の針棒のうちの所定の針棒を、縫製位置である針落ち位置の鉛直上方に移動させる針棒ケース移動手段とを備え、前記針棒ケースは、並設された前記複数の針棒よりも外側において前記複数の針棒と並設となる位置であり、且つ、隣接する針棒との距離が前記針棒間の距離の整数倍となる位置に、画像を撮像する撮像手段を備え、前記針棒ケース移動手段は、前記撮像手段によって前記針落ち位置近傍が撮像される際に、前記撮像手段が前記針落ち位置の鉛直上方である撮像位置に位置するように前記針棒ケースを移動させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の多針ミシンは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記撮像手段は撮像素子とレンズとを有し、前記レンズの中心を通る水平軸線を揺動軸として、前記撮像手段を揺動可能に支持する支持部材を備えている。

本発明の請求項１に記載の多針ミシンの針棒ケースには、並設された複数の針棒と並設となる位置に、画像を撮像する撮像手段が設けられている。針棒ケース移動手段は、撮像手段が針落ち位置の鉛直上方に位置するように針棒ケースを移動させることができる。すなわち、針棒ケース移動手段は、所定の針棒を針落ち位置の鉛直上方に移動させることができることに加え、撮像手段を針落ち位置の鉛直上方の撮像位置に移動させることができる。従って、撮像手段を移動させるための機構を別に設けることなく、針棒等に干渉されずに、針落ち位置の鉛直上方から針落ち位置を撮像することができる。また、複数の針棒よりも外側に撮像手段が並設されている。従って、複数の針棒の間に撮像手段を並設させる場合とは異なり、撮像手段が針棒等の構成部品に干渉することがないため、装置を小型化することができる。また、撮像手段と、撮像手段に隣接する針棒との間の距離が、針棒間の距離の整数倍となっている。従って、針棒間の距離を１単位として針棒ケースを移動させることで、複数の針棒及び撮像手段のいずれか１つを針落ち位置の鉛直上方に移動させることができる。撮像手段を針落ち位置の鉛直上方に移動させる場合と、いずれかの針棒を針落ち位置の鉛直上方に移動させる場合とで、針棒ケースの移動方法を異ならせる必要がない。よって、針棒ケースを容易且つ適切に移動させることができる。撮像手段を、針落ち位置の鉛直上方に正確に移動させることができる。

また、本発明の請求項２に記載の多針ミシンによると、請求項１に記載の発明の効果に加え、撮像手段を支持する支持部材を揺動させることで、撮像手段の取り付け角度を調整することができる。揺動軸の軸線が撮像素子のレンズを通るため、微妙な角度の調整も容易に行うことができる。また、揺動軸の軸線が撮像素子のレンズを通るため、取り付け角度を調整しても撮像素子のレンズの位置は移動せず、針落ち位置の鉛直上方からずれることがない。

多針ミシン１の斜視図である。針棒ケース２１の内部を示す正面図である。針棒ケース２１の内部を示す右側面図である。針棒ケース２１のフレーム２４を右端に移動させた状態の針棒ケース移動機構４０の平面図である。針棒ケース２１のフレーム２４を左端に移動させた状態の針棒ケース移動機構４０の平面図である。イメージセンサ保持機構５１の斜視図である。フレーム２４に保持されたイメージセンサ保持機構５１の拡大正面図である。イメージセンサ保持機構５１の分解斜視図である。前後調整土台５６の正面図である。左右調整土台７０の右側面図である。イメージセンサ保持機構５１の正面図である。イメージセンサ保持機構５１の右側面図である。イメージセンサ５２を正面から見た断面図である。液晶ディスプレイ７に表示される取り付け角度調整画像９５の一例を示す図である。

以下、本発明を具現化した一実施の形態である多針ミシン１について、図面を参照して説明する。尚、参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いるものであり、記載している装置の構成等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

まず、図１を参照して、多針ミシン１の物理的構成について説明する。以下の説明では、図１の左斜め下側を多針ミシン１の前方とし、図１の右斜め上側を多針ミシン１の後方とする。図１の左斜め上側を多針ミシン１の左側とし、図１の右斜め下側を多針ミシン１の右側とする。

多針ミシン１は、支持部２、脚柱部３、及びアーム部４を備えている。支持部２は平面視逆Ｕ字形に形成され、多針ミシン１全体を支持する。脚柱部３は、支持部２から上方へ立設する。アーム部４は、脚柱部３の上端部から正面側に延びる。アーム部４の先端には、針棒ケース２１が左右方向に移動可能に装着されている。詳細は後述するが、針棒ケース２１には、６本の針棒３１、及び１つのイメージセンサ５２（図２参照）が左右方向に並設されている。多針ミシン１は、針棒ケース２１を左右方向に移動させることで、６本の針棒３１及び１つのイメージセンサ５２のうちのいずれか１つを、針落ち位置の鉛直上方に位置させる。尚、針落ち位置とは、縫針３５が下方に移動して加工布（図示せず）に刺さる点をいう。また、縫針３５の下方には針板１６及び釜（図示せず）が設けられている。

アーム部４の前後方向中央部の右側には、操作部６が設けられている。操作部６は、上下方向に延びる軸を回転軸として、アーム部４に回転可能に軸支されている。操作部６は、液晶ディスプレイ７、メモリカードコネクタ８、及びタッチパネル９等を備える。液晶ディスプレイ７には、作業者が指示を入力するための操作画像、イメージセンサ５２が撮像した撮像画像（例えば、図１４参照）等が表示される。メモリカードコネクタ８には、メモリカード（図示せず）が挿入される。タッチパネル９は、作業者からの指示を受け付けるために用いられる。

アーム部４の下方には、脚柱部３の下端部から前方へ延びる筒状のシリンダベッド１０が設けられている。シリンダベッド１０の先端部の内部には、下糸が巻回されたボビン（図示せず）を収納する釜（図示せず）が設けられている。また、シリンダベッド１０は、釜を回転駆動する釜駆動機構（図示せず）を内部に備えている。シリンダベッド１０の上面には、縫針３５が挿通する針穴９７（図１４参照）が穿設された針板１６が設けられている。

アーム部４の下方には、刺繍枠（図示せず）を前後左右に移動させる刺繍枠移動機構１１が設けられている。刺繍縫製時には、加工布を装着した刺繍枠が、刺繍枠移動機構１１のキャリッジにセットされる。多針ミシン１は、刺繍枠移動機構１１のＸ軸モータ（図示せず）及びＹ軸モータ（図示せず）によって刺繍枠を前後左右に移動させながら、刺繍縫製を実行する。

アーム部４の上面の背面側には、左右一対の糸駒台１２が設けられている。各糸駒台１２には、糸駒１３を軸支する糸立棒１４が設けられており、各糸駒台１２はそれぞれ最大で３個の糸駒１３を軸支できる。すなわち、一対の糸駒台１２には、針棒３１の数と同じ６個の糸駒１３を載置することができる。糸駒台１２に軸支された糸駒１３から延びる上糸１５は、糸案内１７、糸調子器１８、天秤１９等を経由して、針棒３１の下端に装着された各縫針３５の目孔（図示せず）に供給される。

アーム部４の内部では、ミシンモータ（図示せず）によって回転する主軸（図示せず）が前後方向に延びている。主軸の先端側には、６本の針棒３１の１つを上下動させるための針棒駆動機構（図示せず）が設けられている。針棒駆動機構は、主軸の回転運動をクランクレバー（図示せず）のクランク運動に変換し、可動体（図示せず）を上下方向に往復移動させる。可動体は、多針ミシン１の左右方向中心に位置する針棒３１の係合ピン（図示せず）に係合し、針棒３１を上下動させる。また、シリンダベッド１０の内部の釜駆動機構は、主軸の回転に伴って駆動する。主軸が回転すると、針棒３１、天秤１９、及び釜が同期しつつ駆動し、加工布に縫目が形成される。

次に、図２及び図３を参照して、針棒ケース２１の構造について説明する。以下の説明では、図２の紙面手前側を多針ミシン１の前方、紙面奥側を多針ミシン１の後方、紙面左側を多針ミシン１の左方、紙面右側を多針ミシン１の右方とする。図３の紙面左側を多針ミシン１の前方、紙面右側を多針ミシン１の後方、紙面奥側を多針ミシン１の左方、紙面手前側を多針ミシン１の右方とする。

図２及び図３に示すように、針棒ケース２１のカバー２２の内部には、正面視矩形状、右側面視Ｌ字状のフレーム２４が設けられている。図２に示すように、アーム部４（図１参照）の先端部には、左右方向に延びるスライドレール２５が固定されている。そして、フレーム２４は、上下方向中央よりもやや上側に、スライドレール２５に摺動するガイドブロック（図示せず）を備えている。また、図３に示すように、フレーム２４の下部の背面側には、フレーム２４の前後方向の移動を下部で規制するための規制部材２７が固定されている。アーム部４の先端部の下部には、フレーム２４の規制部材２７に係合する爪部２８と、規制部材２７に背面側から当接する複数のローラ２９とが設けられている。以上の構成により、フレーム２４は、スライドレール２５に案内されつつ、アーム部４に対してスムーズに左右方向に移動する。

図２に示すように、フレーム２４の内側には、６本の針棒３１が、左右方向に並設されている。この６本の針棒３１の中心軸線（図示せず）はそれぞれ鉛直方向を指向し、且つ同一平面上にそれぞれ並行に位置するように設けられている。すなわち、平面視にて６本の針棒３１の中心位置（中心点）は同一直線上に位置している。６本の針棒３１の各々には、右から順に１番から６番まで番号が付されており、針棒３１の中心軸線の間隔は全て等しく設定されている。以下、針棒３１の中心軸線の間隔を、便宜上、針棒３１の間隔Ｘとする。針棒３１は、コイルバネ（図示せず）を外装しており、コイルバネの付勢力によって上方へ付勢されている。針棒３１は、上下方向中央に針棒抱き３２を備え、上下方向中央よりやや下側に押え抱き３３を備える。さらに、針棒３１の下端には、針抱き３６が固定されている。針抱き３６は、縫針３５を固定する。このとき、縫針３５の中心軸線（図示せず）は、針棒３１の中心軸線と一致する。よって、縫針３５の中心軸線の間隔は、針棒３１の中心軸線の間隔と等しい。一方、押え足３７は、押え抱き３３から縫針３５の下端部（先端部）よりも僅かに下方に伸びるように形成され、針棒３１の上下動と連動して、断続的に加工布を下方へ押圧する。

図２及び図３に示すように、フレーム２４は、イメージセンサ保持機構５１を右側面下部に備えている。イメージセンサ保持機構５１は、カバー２２のセンサ保護部２３によって覆われている。イメージセンサ保持機構５１は、イメージセンサ５２が下方を撮像できるようにイメージセンサ５２を保持する。さらに、詳細は後述するが、イメージセンサ保持機構５１によると、イメージセンサ５２の取り付け角度の微調整を行うことができる。

図３に示すように、イメージセンサ保持機構５１が保持するイメージセンサ５２は、６本の針棒３１と並設となる位置に設けられている。すなわち、イメージセンサ５２の中心位置は、平面視にて６本の針棒３１の中心位置（中心点）を通る直線上にある。また、図２に示すように、６本の針棒３１のうちの最も右側の針棒３１である１番針棒の中心軸線と、イメージセンサ５２のレンズの中心点（図１３参照）を通る鉛直方向の中心軸線との間の距離は、針棒３１の間隔Ｘの整数倍である２Ｘとなっている。針棒ケース２１が左右方向に移動することで、６本の針棒３１及びイメージセンサ５２が左右に移動する。縫製位置である針落ち位置は、針棒３１及びイメージセンサ５２の中心軸線の鉛直下方に位置している。

次に、図４及び図５を参照して、針棒ケース２１を移動させる針棒ケース移動機構４０について説明する。図４は、針棒ケース２１のフレーム２４を右端に移動させた状態の針棒ケース移動機構４０の平面図である。図５は、フレーム２４を左端に移動させた状態の針棒ケース移動機構４０の平面図である。図４及び図５の下側を多針ミシン１の前方とし、紙面上側を多針ミシン１の後方とし、紙面左側を多針ミシン１の左方とし、紙面右側を多針ミシン１の右方とする。

図４及び図５に示すように、フレーム２４の上部後端には、左右方向に延びるコロ取り付け板４１が固定されている。コロ取り付け板４１には、背面側から、８つの係合コロ４２が回転可能に取り付けられている。係合コロ４２は、詳しくは図示しないが円筒形状であり、段付ねじ４４によって回転可能且つ軸方向には移動不能に支持されている。段付ねじ４４は、コロ取り付け板４１のねじ孔（図示せず）に螺合して固定される。また、係合コロ４２の回転によって段付ねじ４４が緩まないように、段付ねじ４４の先端（雄ねじ部分の先端）がナット４３によって固定されている。係合コロ４２の間隔（係合コロ４２の中心軸線の間隔）は、全て、針棒３１の間隔と同じＸとなっている。８つの係合コロ４２の高さは全て同一である。

コロ取り付け板４１の後方のアーム部４（図１参照）には、パルスモータである針棒ケース用モータ４５が設けられている。針棒ケース用モータ４５は、出力軸の軸方向が左右方向となる向きに固定されている。また、アーム部４の内部には、針棒ケース用モータ４５の出力軸と平行に回転軸４７が軸支されている。回転軸４７には、フレーム２４の係合コロ４２に係合する螺旋カム４８が固定されている。螺旋カム４８には、８つの係合コロ４２のいずれか１つが常に係合する。針棒ケース用モータ４５は、ギア部４６を介して動力を回転軸４７に伝達し、螺旋カム４８を所定量回転させる。

針棒ケース移動機構４０による針棒ケース２１の移動動作について説明する。針棒ケース移動機構４０は、螺旋カム４８を１回転させる毎に、針棒ケース２１を距離Ｘだけ左右方向に移動させることができる。具体的に、図４に示す状態から針棒ケース２１を左方に距離Ｘだけ移動させる場合を例に挙げて説明する。図４に示す状態では、針棒ケース２１内のフレーム２４は、移動可能範囲内における右端に位置している。この状態では、多針ミシン１の左右方向の中心に位置する針落ち位置は、６つの針棒３１のうちの最も左側の６番針棒の鉛直下方にある。多針ミシン１は、この状態で主軸（図示せず）を回転させることで、６つの針棒３１のうちの６番針棒のみを上下動させて、６番針棒の縫針３５の目孔に供給された糸によって縫製を行うことができる。

図４に示す状態から、螺旋カム４８を右方から見て反時計回りに回転させる。すると、最も左側の係合コロ４２が螺旋カム４８に対して摺動し、フレーム２４が左方への移動を開始する。次いで、最も左側の係合コロ４２の螺旋カム４８への係合が解除され、左から２番目の係合コロ４２が螺旋カム４８に係合する。螺旋カム４８が１回転すると、左から２番目の針棒３１（５番針棒）が、針落ち位置の鉛直上方に正確に位置する。すなわち、フレーム２４は、図４に示す状態から距離Ｘだけ左方に移動する。また、螺旋カム４８を右方から見て時計回りに１回転させると、フレーム２４は右方に距離Ｘだけ移動する。このように、針棒ケース移動機構４０によると、螺旋カム４８を１回転させる毎に、フレーム２４を距離Ｘだけ左右に移動させることができる。これにより、縫製に用いられる針棒３１を、隣の針棒３１に正確且つ容易に切り替えることができる。図４に示す状態から螺旋カム４８が５回転すると、最も右側の針棒３１である１番針棒が、針落ち位置の鉛直上方に正確に移動する。

さらに、最も右側の針棒３１である１番針棒から距離２Ｘだけ右方に、イメージセンサ５２が保持されている（図２参照）。従って、図４に示す状態から、螺旋カム４８を右方から見て反時計回りに７回転させることで、イメージセンサ５２を針落ち位置の鉛直上方に正確に移動させることができる（図５参照）。

図５に示すイメージセンサ５２の位置を、針落ち位置近傍を撮像する撮像位置とする。そして、イメージセンサ５２により撮像された画像は液晶ディスプレイ７に表示される。本実施の形態のイメージセンサ５２の撮像位置は、針落ち位置の鉛直上方であるため、針落ち位置の斜め上方から撮像する場合に比べて撮像画像は殆ど歪みがない。よって、撮像画像を補正する処理を行う必要はない。従って、作業者は、液晶ディスプレイ７に表示される撮像画像から針落ち位置を容易に認識することができる。さらに、撮像画像を処理して縫製位置を決定する場合等、撮像画像を用いて特定の位置を割り出す場合には、撮像画像の歪みが少ないため、撮像画像内の座標の歪みも少ない。よって、特定の位置を精度よく割り出すことができる。縫製の実行中には、イメージセンサ５２を針落ち位置の鉛直上方から退避させることができる。よって、イメージセンサ５２の位置が固定されている従来のミシンとは異なり、イメージセンサ５２が上糸１５の糸道経路の邪魔になるおそれもない。他の部材の配置位置が制限されるおそれもない。

次に、図６〜図１４を参照して、イメージセンサ保持機構５１について説明する。以下の説明では、図６及び図８の紙面左下側を多針ミシン１の前方とし、紙面右上側を多針ミシン１の後方とし、紙面左上側を多針ミシン１の左方とし、紙面右下側を多針ミシン１の右方とする。

図６に示すように、イメージセンサ保持機構５１は、イメージセンサ５２、及び中継基板５３を保持する。イメージセンサ５２は周知のＣＭＯＳイメージセンサであり、画像を撮像する。中継基板５３は、図示しないが、イメージセンサ５２に電気的に接続するコネクタと、多針ミシン１の制御部に電気的に接続するコネクタとを備える。イメージセンサ保持機構５１は、主に、前後調整土台５６、左右調整土台７０、及びセンサホルダ７８からなる。前後調整土台５６は、中継基板５３を固定し、且つ、左右調整土台７０を左右方向に揺動可能な状態で保持する。左右調整土台７０は、センサホルダ７８を固定する。センサホルダ７８は、イメージセンサ５２を固定する。そして、図７に示すように、針棒ケース２１のフレーム２４は、左右調整土台７０と中継基板５３とを保持した前後調整土台５６を保持する。尚、図７では、説明を容易にするために、中継基板５３を二点差線で表している。

次いで、前後調整土台５６について説明する。図８に示すように、前後調整土台５６は、基板接続部５７、フレーム接続部６０、及び土台接続部６４からなり、これらは全て矩形板状に形成されている。

基板接続部５７には２つのねじ孔５８，５９が穿設されている。ねじ１０１が、中継基板５３の孔５４を挿通してねじ孔５８に締結される。ねじ１０２が、中継基板５３の孔５５を挿通してねじ孔５９に締結される。これにより、中継基板５３が基板接続部５７に固定される。

フレーム接続部６０は、基板接続部５７の右端部から後方へ垂直に延設されている。フレーム接続部６０の上下方向の長さは、基板接続部５７の上下方向の長さより長く、両者の上端の位置は一致している。フレーム接続部６０には、円弧形状の長孔６１，６２が穿設されている。また、図９に示すように、フレーム接続部６０の左側面の下部には、円柱状の前後揺動軸６３が突出している。前後揺動軸６３は、フレーム２４（図７参照）に形成された軸孔（図示せず）に挿入される。長孔６１，６２は、前後揺動軸６３を中心として円弧を描くように湾曲している。図８に示すように、ねじ１０４，１０５が長孔６１，６２を挿通し、フレーム２４のねじ孔（図示せず）に締結されることで、フレーム接続部６０がフレーム２４に固定される。

土台接続部６４は、図８に示すように、フレーム接続部６０の後端下部から右方へ垂直に延設されている。土台接続部６４の下端の位置と、フレーム接続部６０の下端の位置とは一致している。土台接続部６４には、左右調整土台７０を固定するための２つのねじ孔６５，６６と、後述する左右揺動軸７４が挿入される軸孔６７とが穿設されている。軸孔６７が穿設されている位置と、フレーム接続部６０の前後揺動軸６３（図９参照）の位置とは、同じ高さにある。

次いで、左右調整土台７０について説明する。図８に示すように、左右調整土台７０は、正面視略矩形の板状部材である基部７１と、正面視逆Ｌ字状に屈曲した板状のホルダ固定部７５とから構成されている。

基部７１には、円弧形状の長孔７２，７３が穿設されている。また、図１０に示すように、基部７１の背面の下部左側には、円柱状の左右揺動軸７４が突出している。左右揺動軸７４は、前後調整土台５６の土台接続部６４に穿設された軸孔６７に挿入される。長孔７２，７３は、左右揺動軸７４を中心として円弧を描くように湾曲している。図８に示すように、ねじ１０７，１０８が長孔７２，７３を挿通し、土台接続部６４のねじ孔６５，６６に締結されることで、基部７１が前後調整土台５６に固定される。

ホルダ固定部７５は、図８に示すように、基部７１の正面の上下方向中心部から正面側へ垂直に立設している。ホルダ固定部７５には、センサホルダ７８を固定するためのねじ孔７６が穿設されている。ねじ孔７６の右側を下方へ屈曲させることで、センサホルダ７８の右側が覆われ、イメージセンサ５２が保護される。

次いで、センサホルダ７８について説明する。センサホルダ７８は、センサ支持部７９及びセンサ押え８１からなる。センサホルダ７８の左側は凹部となっており、この凹部でイメージセンサ５２を支持する。センサホルダ７８の右側には、ねじが挿通する孔８０が穿設されている。センサ押え８１は、センサホルダ７８が支持しているイメージセンサ５２を上方から押さえて、イメージセンサ５２を固定する。センサ押え８１の右側には孔８２が穿設されている。ねじ１１０が、センサ支持部７９の孔８０と、センサ押え８１の孔８２とを挿通し、左右調整土台７０のホルダ固定部７５のねじ孔７６に締結される。これにより、センサホルダ７８は、イメージセンサ５２を固定し、且つ、左右調整土台７０に固定される。

次に、図１１〜図１４を参照して、イメージセンサ保持機構５１によるイメージセンサ５２の取り付け角度の調整方法について説明する。図１１は、イメージセンサ保持機構５１の正面図であり、イメージセンサ５２の左右の取り付け角度を調整する様子を示す。図１２は、イメージセンサ保持機構５１の右側面図であり、イメージセンサ５２の前後の取り付け角度を調整する様子を示す。

左右の取り付け角度の調整について説明する。図１１に示すように、左右調整土台７０には、前後方向に延びる軸である左右揺動軸７４が設けられている。左右揺動軸７４は、前後調整土台５６の軸孔６７（図８参照）に回転可能に挿入される。作業者は、ねじ１０７，ねじ１０８を緩めることで、左右揺動軸７４を揺動軸として左右調整土台７０を揺動させることができる。揺動させる際には、円弧形状の長孔７２，７３の縁が、緩められたねじ１０７，１０８に対して摺動する。長孔７２，７３は、左右揺動軸７４を中心に円弧を描く形状である。これにより、左右調整土台７０の揺動動作がガイドされ、スムーズに角度の調整が行われる。

そして、図１１に示すように、イメージセンサ５２を保持するセンサホルダ７８は、左右揺動軸７４の軸線上に位置する。従って、左右調整土台７０を左右方向に揺動させても、センサホルダ７８の位置は変化せず、左右の取り付け角度のみが変化する。左右調整土台７０の上部の揺動距離に対して、センサホルダ７８の揺動角度の変化は僅かであり、調整感度が鈍い。従って、作業者は、左右の取り付け角度の微調整を容易に行うことができる。

前後の取り付け角度の調整について説明する。図１２に示すように、前後調整土台５６には、左右方向に延びる軸である前後揺動軸６３が設けられている。前後揺動軸６３は、針棒ケース２１のフレーム２４に形成された軸孔（図示せず）に回転可能に挿入される。作業者は、ねじ１０４，１０５を緩めることで、前後揺動軸６３を揺動軸として前後調整土台５６を揺動させることができる。前後揺動軸６３を中心に円弧を描く形状の長孔６１，６２が、緩められたねじ１０４，１０５に摺動する。これにより、前後調整土台５６の揺動動作がガイドされ、スムーズに前後の角度の調整が行われる。

そして、図１２に示すように、イメージセンサ５２を保持するセンサホルダ７８は、前後揺動軸６３の軸線上に位置する。従って、左右に揺動させた場合と同様に、前後調整土台５６を揺動させてもセンサホルダ７８の位置は変化せず、前後の取り付け角度のみが変化する。前後調整土台５６の上部の揺動距離に対して、センサホルダ７８の揺動角度の変化は僅かであり、調整感度が鈍い。よって、作業者は、左右の取り付け角度の微調整を容易に行うことができる。

次いで、前後揺動軸６３の軸線Ｐ、左右揺動軸７４の軸線Ｑ、及びイメージセンサ５２の位置関係について、詳細に説明する。図１３に示すように、イメージセンサ５２は、略直方体形状の筐体９０の下部に開口部を備え、開口部にレンズ９１を配置している。レンズ９１の上方には、紫外線遮断部９２が設けられており、筐体９０の内部の上端には周知のＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）９３が配置されている。そして、前後揺動軸６３の水平な軸線Ｐは、レンズ９１を通る。同様に、左右揺動軸７４の水平な軸線Ｑも、レンズ９１を通る。従って、イメージセンサ保持機構５１を前後又は左右に揺動させても、レンズ９１は角度を変化させるのみで、レンズ９１の位置は変化しない。よって、イメージセンサ５２の取り付け角度を変更した場合でも、イメージセンサ５２を撮像位置（図５に示す位置）に移動させることで、針落ち位置の鉛直上方に正確にイメージセンサ５２を位置させることができる。イメージセンサ保持機構５１の上端の揺動距離に比べて、レンズ９１の角度の変化は僅かであるため、作業者は取り付け角度の微調整を容易に行うことができる。

次いで、取り付け角度調整画像９５について説明する。作業者がタッチパネル９を操作し、イメージセンサの取り付け角度を調整する設定を行うと、多針ミシン１の制御部（図示せず）は、図１４に示す取り付け角度調整画像９５を液晶ディスプレイ７に表示させる。取り付け角度調整画像９５には、イメージセンサ５２による撮像画像が表示され、且つ、画像の中心に円形の中心表示目印９６が表示される。通常、イメージセンサ５２が撮像位置にある場合、イメージセンサ５２はシリンダベッド１０上の針板１６（図１参照）を撮像する。針板１６には針穴９７が穿設されており、針穴９７が針落ち位置となる。従って、作業者は、撮像画像中の針穴９７が中心表示目印９６内に位置するように、取り付け角度調整画像９５を見ながらイメージセンサ５２の取り付け角度を調整することができる。これにより、作業者は、針落ち位置を画像の中心とする歪みの少ない画像を、容易にイメージセンサ５２に撮像させることができる。

以上説明したように、本実施の形態の多針ミシン１は、画像を撮像するイメージセンサ５２が、複数の針棒と共に針棒ケース２１に並設されている。針棒ケース移動機構４０は、イメージセンサ５２が針落ち位置の鉛直上方に位置するように、針棒ケース２１を移動させることができる。すなわち、針棒ケース移動機構４０は、６本の針棒３１のいずれか１つを針落ち位置の鉛直上方に移動させることができることに加え、イメージセンサ５２を針落ち位置の鉛直上方の撮像位置に移動させることができる。従って、イメージセンサ５２を移動させるための機構を別に設けることなく、針棒３１等に干渉されずに、針落ち位置の鉛直上方から針落ち位置を撮像することができる。多針ミシン１は、鉛直上方から針落ち位置を撮像することで、歪みがなく見易い画像を撮像することができる。画像に歪みがないため、画像を処理して位置を割り出す等の処理も容易になる。

多針ミシン１では、並設された６本の針棒３１の外側にイメージセンサ５２が並設されている。従って、イメージセンサ５２が針棒３１等の構成部品に干渉することがない。よって、装置の形状を小型化することができる。そして、イメージセンサ５２と、イメージセンサ５２に隣接する１番針棒との距離が、針棒３１の間隔Ｘの整数倍となっている。従って、針棒ケース移動機構４０は、針棒３１の間隔Ｘを１単位として、つまり、螺旋カム４８を１回転させることを１単位として針棒ケース２１を移動させれば、６本の針棒３１及びイメージセンサ５２のいずれか１つを針落ち位置の鉛直上方に移動させることができる。イメージセンサ５２を撮像位置に移動させる場合と、６本の針棒３１のいずれかを縫製位置に移動させる場合とで、針棒ケース２１の移動方法を異ならせる必要がない。よって、簡易な構成で容易にイメージセンサ５２を撮像位置に移動させることができる。また、単にイメージセンサ５２を撮像位置に移動させることができるだけでなく、針落ち位置の鉛直上方に正確にイメージセンサ５２を移動させることができる。

また、作業者は、イメージセンサ５２を保持するイメージセンサ保持機構５１を前後又は左右に揺動させることで、イメージセンサ５２の取り付け角度を調整することができる。イメージセンサ保持機構５１の揺動中心軸は、イメージセンサ５２のレンズ９１を通る。従って、作業者は、微妙な取り付け角度の調整であっても容易に行うことができる。取り付け角度を調整した場合でも、レンズ９１の位置が変化することはないため、イメージセンサ５２が針落ち位置の鉛直上方からずれることもない。

上記実施の形態において、針棒ケース移動機構４０が本発明の「針棒ケース移動手段」に相当する。イメージセンサ５２が本発明の「撮像手段」に相当する。イメージセンサ保持機構５１が本発明の「支持部材」に相当する。

尚、上記実施の形態に示した構成及び処理は例示であり、各種の変更が可能であることは言うまでもない。まず、イメージセンサ５２の配設位置は適宜変更してもよい。例えば、針棒ケース２１の右側でなく、左側にイメージセンサ５２を配設してもよい。また、先述したように、イメージセンサ５２と、イメージセンサ５２に隣接する針棒３１との距離は、針棒３１同士の間隔Ｘの整数倍とすることが望ましい。しかし、隣接する針棒３１との距離が間隔Ｘの整数倍でなくても、本発明は実現できる。

また、複数の針棒３１に挟まれる位置にイメージセンサ５２を配設してもよい。例えば、図２に示す針棒ケース２１のフレーム２４内で、右から３番目の３番針棒と、右から４番目の４番針棒との間にイメージセンサ５２を配設してもよい。この場合、イメージセンサ５２と、イメージセンサから最も離れた位置にある針棒３１（最も外側の針棒）との間の距離を短くすることができる。よって、針棒ケース２１の移動距離を短縮することができる。

複数の針棒３１及びイメージセンサ５２は、直線状に並設されている必要はない。上記実施の形態の針棒ケース移動機構４０は、針棒ケース２１を左右に直線状に往復移動させることができる。よって、上記実施の形態では、複数の針棒３１及びイメージセンサ５２を直線状に並設することで、イメージセンサ５２を針落ち位置の鉛直上方に容易に移動させることができる。しかし、例えば針棒ケースの移動経路が平面視にて円弧状となる多針ミシンであれば、針棒と共にイメージセンサも円弧状の移動経路を移動するように、針棒及びイメージセンサを円弧状に並設させればよい。

イメージセンサ保持機構５１の揺動中心軸は、上記実施の形態のように、イメージセンサ５２のレンズ９１を通ることが望ましい。しかし、揺動中心軸は、レンズ９１から多少ずれていてもよい。例えば、イメージセンサ５２の筐体９０（図１３参照）を揺動中心軸が通っていれば、イメージセンサ保持機構５１を揺動させた場合のレンズ９１の移動は僅かであるため、撮像に不具合が生じることはない。つまり、揺動中心軸がレンズ９１の近傍を通るようにイメージセンサ保持機構５１を構成すれば、品質のよい撮像映像を得ることができる。

その他の構成も適宜変更できる。例えば、針棒３１の数が６本に限られないことは言うまでもない。イメージセンサ５２は、ＣＣＤカメラ等、ＣＭＯＳイメージセンサ以外の撮像素子であってもよい。針棒ケース移動機構４０は、針棒ケース用モータ４５で駆動するものでなく、操作者が手動で移動させる構成であってもよい。イメージセンサ保持機構５１の構造も変更できる。取り付け角度調整画像９５（図１４参照）の中心表示目印９６も変更でき、円形でなく矩形、十字形等を用いてもよい。

１多針ミシン
２１針棒ケース
２４フレーム
３１針棒
４０針棒ケース移動機構
４２係合コロ
４５針棒ケース用モータ
４８螺旋カム
５１イメージセンサ保持機構
５２イメージセンサ
５６前後調整土台
６３前後揺動軸
７０左右調整土台
７４左右揺動軸
９１レンズ
９７針穴

Claims

下端部に縫針を装着する複数の針棒と、
前記複数の針棒を等間隔で並設し、前記針棒を上下動可能に支持する針棒ケースと、
前記複数の針棒の並設方向に沿って、前記複数の針棒の針棒間の距離ずつ前記針棒ケースを移動させることで、前記複数の針棒のうちの所定の針棒を、縫製位置である針落ち位置の鉛直上方に移動させる針棒ケース移動手段とを備え、
前記針棒ケースは、並設された前記複数の針棒よりも外側において前記複数の針棒と並設となる位置であり、且つ、隣接する針棒との距離が前記針棒間の距離の整数倍となる位置に、画像を撮像する撮像手段を備え、
前記針棒ケース移動手段は、前記撮像手段によって前記針落ち位置近傍が撮像される際に、前記撮像手段が前記針落ち位置の鉛直上方である撮像位置に位置するように前記針棒ケースを移動させることを特徴とする多針ミシン。
前記撮像手段は撮像素子とレンズとを有し、
前記レンズの中心を通る水平軸線を揺動軸として、前記撮像手段を揺動可能に支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の多針ミシン。