ミシン
【課題】ミシンの縫製速度変化にも対応したステッピングモータの制御を行う。
【解決手段】ステッピングモータ７６ａ，７７ａにより被縫製物の移動位置決めを行う位置決め機構１２０と、縫製パターンデータ７１ａに基づいてステッピングモータの動作制御を行う縫製制御手段７３とを備え、ミシンの縫製速度を設定に応じて可変とするミシンにおいて、一針分の位置決め動作を行うステッピングモータの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンＰを、複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に記憶するパターン記憶部７２を備え、縫製制御手段は、縫製パターンデータに定められた位置情報に基づく位置決め動作量と設定された縫製速度とに基づいて駆動パターンを選択し、ステッピングモータの動作制御を行う。
【解決手段】ステッピングモータ７６ａ，７７ａにより被縫製物の移動位置決めを行う位置決め機構１２０と、縫製パターンデータ７１ａに基づいてステッピングモータの動作制御を行う縫製制御手段７３とを備え、ミシンの縫製速度を設定に応じて可変とするミシンにおいて、一針分の位置決め動作を行うステッピングモータの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンＰを、複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に記憶するパターン記憶部７２を備え、縫製制御手段は、縫製パターンデータに定められた位置情報に基づく位置決め動作量と設定された縫製速度とに基づいて駆動パターンを選択し、ステッピングモータの動作制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縫製パターンデータに従って縫い針に対して被縫製物を相対的に位置決めすることで縫い目を形成するミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンは、布押さえと、布押さえを支える送り台と、送り台を介して布押さえを同一平面における二軸方向のそれぞれに移動させるＸ軸、Ｙ軸のステッピングモータとを備え、各針ごとに針落ち位置が定められた縫製のデータに従って任意のパターンに従って縫いを行うことを可能としている。
かかる従来のミシンの駆動方法を図７に示す。正弦波状の曲線Ｓは針の上下運動を表している。Ｈは布地の上面高さを示し、曲線Ｓにおける高さＨより上側は縫い針が布地から抜けている状態を示し、下側は縫い針が布地を刺していることを示している。また斜線部分Ｋは制御装置から各ステッピングモータへの駆動指令（ステッピングモータドライバへ送るパルス列）が出力される期間を示している。また、図７の曲線Ｓの下側には上記移動指令の出力開始タイミングを定める主軸タイミング信号Ｊを示し、さらに下側には略階段状の波形となる布押さえの位置変化Ｄを示している。
各パルスモータへの移動指令は主軸タイミング信号から時間ｔ0遅れた位置より開始する出力期間Ｋ内で出力されている。ここで、布押さえはステッピングモータの動作遅れ、Ｘ−Ｙ機構の動作遅れにより移動指令のパルス出力に対して少し遅れたところから動き出し、パルス出力が終了する前に停止する。
【０００３】
ところで、正確な形状縫製を行うためには、布押さえは正確な位置で停止させる必要があり、ダンピングの少ない間欠移動が要求される。そのために図７の斜線部に示す布送り部分においては布押さえのダンピングが少なくなるようなステッピングモータの駆動パターンＰでステッピングモータが駆動されている。また布押さえが停止したときに布地に縫い針が刺さるように主軸タイミング信号からのスタート時間ｔ０が決められている。このスタート時間ｔ０は１針の移動距離に応じたパルス数ごとに用意されている。
例えば、図８に示すように１１個のパルス列からなる移動指令がステッピングモータドライバに送られると、ステッピングモータは１１ステップ分の回転を行い、布押さえは1.1ｍｍの移動を行うことになる(最小分解能が0.1ｍｍの場合)。かかる移動指令は、１パルス毎の間隔（出力時間）が布押さえのダンピングが少なくなるような時間配分となるように定められている。
そして、前述の主軸タイミング信号からのスタート時間ｔ０及びパルス列の各パルス毎の出力時間間隔からなる駆動パターンＰは、図９に示すテーブルＴとしてメモリ内部に格納されている。つまり、布押さえの移動ピッチが定まると、テーブルＴを参照して駆動パターンと読み出すと共に当該駆動パターンＰに定められた間隔で一つずつパルス出力が行われ、ステッピングモータの適正な駆動が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０５−００７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ミシンはその縫製素材や布押さえの重量により縫製スピードを低下させて使用する場合がある。その場合、従来のミシンでは上記駆動パターンを用いて二種類の駆動方法を採っていた。
一つめとしては、図１０に示すように、ミシンスピードが低下しても布送りの駆動パターン通りのタイミングでパルス列を出力させるタイプであり、二つめとしては、図１１に示すように、ミシンスピードに反比例してパルスの出力期間Ｋが伸びるので、それに比例して布送り駆動パターンの各パルス列出力期間を伸ばすタイプである。後者の場合、パルス列出力期間を定めたテーブルに記録された値に期間増加比率の係数を乗じてパルス間隔を広げてステッピングモータ駆動を行っていた。
【０００５】
しかしながら、布送りの駆動パターンが伸長されると、布押さえのダンピングが極力生じないように定められた本来の駆動パターンとは違った駆動パターンで動作することになるので、例えば元のパターンでは生じなかった共振等が発生し、布押さえにダンピングが発生してしまうケースがあった。
一方、ミシンスピードの低下にかかわらず元の駆動パターン通りにパルス出力を行うタイプの場合、針動きに合わせ、素材を動かすことによって得られる糸の締り具合が高速と低速で変わってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、ミシンモータの速度を変えた場合でも良好な布送りを行うことを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、ステッピングモータにより被縫製物に対して任意の位置に針落ちが行われるように前記縫い針に対して被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、一つの縫製パターンについて各針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータに基づいて前記ステッピングモータの動作制御を行う縫製制御手段とを備え、前記ミシンモータの駆動による針の上下移動速度としての縫製速度を設定に応じて可変とするミシンにおいて、一針分の位置決め動作を行う前記ステッピングモータの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンを、複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に記憶するパターン記憶部を備え、前記縫製制御手段は、前記縫製パターンデータに定められた位置情報に基づく位置決め動作量と前記設定された縫製速度とに基づいて前記駆動パターンを選択し、前記ステッピングモータの動作制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記縫製速度の設定入力を行う速度設定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記縫製パターンデータ中に定められた縫製速度に従って前記ミシンモータの速度制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、駆動パターンを複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に用意している。つまり、位置決め動作量がｍ段階で設定可能であり、縫製速度がｎ段階で設定可能な場合には、駆動パターンはｍ×ｎ個用意されることとなる。また、ステッピングモータを２機以上使用する場合には、個々のステッピングモータについて駆動パターンを用意しても良い。
そして、縫製時には、縫製パターンデータに定められた位置決め動作量と設定された縫製速度とに基づいて駆動パターンをいずれか一つ選択し、当該駆動パターンに基づいてステッピングモータの動作制御が行われる。
このため、上記個数で駆動パターンを用意し、適宜選択を行うので、設定可能な全移動量について設定可能なミシンモータの全回転数に対応した駆動パターンを用意することができるので、被縫製物の材質に対応する等の理由によりミシンモータの駆動による縫製速度を変えた場合でも、ダンピング等の発生を抑えた駆動を実現すると共に、糸締まり不良等の発生を抑えた布送りを実現することが可能となり、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、速度設定手段により縫製に適したミシンモータの速度を設定することが可能となり、これに伴って、適切な駆動パターンでステッピングモータを駆動させることができ、より好適な縫製を実現し、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、縫製パターンデータにより縫製に適したミシンモータの速度を設定することが可能となり、これに伴って、適切な駆動パターンでステッピングモータを駆動させることができ、より好適な縫製を実現し、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの実施の形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、ミシンとして電子サイクルミシンを例に説明する。
電子サイクルミシンは、縫製を行う被縫製物である布を保持する保持枠を有し、その保持枠が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持される布に所定の縫製パターンデータ（縫製パターン）に基づく縫い目を形成するミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。
【００１４】
電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という。）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられ縫製の開始と停止を操作するためのペダルＲや、ミシンテーブルＴの上部に備えられユーザによる入力操作を行うための操作パネル７４等を備えている。
【００１５】
（ミシンフレーム及び主軸）
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし前後方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、前後方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する縦胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配され、回動自在で前後方向に延びる主軸（図示略）及び図示しない下軸を有している。主軸はミシンアーム部１０２ａの内部に配され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部に配されている。
【００１６】
主軸は、ミシンモータ２ａ（図３参照）に接続され、このミシンモータ２ａにより回動力が付与される。また、下軸は、縦軸（図示省略）を介して主軸と連結されており、主軸が回動すると、主軸の動力が縦軸を介して下軸側へ伝達し、下軸が回動するようになっている。
主軸の前端には、主軸の回動によりＺ軸方向に上下動する針棒１０８ａが接続されており、その針棒１０８ａの下端には、縫い針１０８が交換可能に設けられている。つまり、主軸の回動により縫い針１０８はＺ軸方向に上下動する。
かかる主軸とミシンモータ２ａと針棒１０８ａと主軸から針棒１０８ａに上下動の駆動力を付与する図示しない伝達機構により針上下動機構が構成される。
【００１７】
なお、主軸には、主軸角度検出手段としてのエンコーダ２ｂ（図３参照）が設けられている。エンコーダ２ｂはミシンモータ２ａの主軸の回転角度を検知するものであり、例えば、ミシンモータ２ａにより主軸が１°回転するごとにパルス信号を制御装置１０００に出力するようになっている。また、主軸の１回転に伴い、針棒１０８ａは１往復の運動を行う。
【００１８】
また、下軸の前端には、釜（図示省略）が設けられている。主軸とともに下軸が回動すると、縫い針１０８と釜との協働により縫い目が形成される。
なお、ミシンモータ２ａ、主軸、針棒１０８ａ、縫い針１０８、下軸、釜等の接続構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００１９】
ミシンアーム１０２ａには、縫い針１０８の上下動による布の浮き上がりを防止するために、針棒１０８ａの上下動と連動して上下動し、縫い針１０８の周囲の布を下方に押圧する中押さえ２９を有する中押さえ装置（図示略）が設けられている。なお、中押さえ装置の本体はミシンアーム部１０２ａの内部に配設されており、縫い針１０８は、中押さえ２９の先端側に形成されている貫通孔に挿入されている。
【００２０】
（位置決め機構）
図１及び図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、この針板１１０の上方に布保持部としての保持枠１１１及び縫い針１０８が配置されるようになっている。
保持枠１１１は、ミシンアーム部１０２ａの前端部に配される取付部材１１３に取り付けられており、また、保持枠１１１は、布押さえ１１６と下板１１７とから構成されている。そして、布押さえ１１６は、ミシンアーム１０２ａ内に配置された布押さえシリンダ７９ｃの駆動により上下駆動が可能であり、布押さえ１１６の下降時に下板１１７との間で布地を挟持し保持するようになっている。
【００２１】
保持枠１１１を保持する取付部材１１３は、ミシンフレーム１０２内に格納保持されたＸ軸レール１０５上をスライドユニット（図示略）を介して支持されており、Ｘ軸レール１０５はＹ軸レール１０６上をスライドユニット（図示略）を介して支持されている。かかる構造により保持枠１１１は取付部材１１３を介してＸ−Ｙ平面上を任意に移動することが可能となっている。
また、ミシンベッド１０２ｂ内には、ステッピングモータとしてのＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが駆動手段として設けられており、Ｘ軸モータ７６ａは歯車を介して送り軸１０７を回転させて取付部材１１３に連結されたタイミングベルト１１４を搬送することを可能としている。また、Ｙ軸モータ７７ａは傘歯歯車を介して送り軸１０８を回転させてＸ軸レール１０５に連結されたタイミングベルト１１５を搬送することを可能としている。つまり、各モータ７６ａ、７７ａを駆動させることにより、これらの協働によって取付部材１１３及び保持枠１１１をＸ−Ｙ平面の任意の位置に位置決めすることが可能となっている。
そして、保持枠１１１の移動と、縫い針１０８や釜の動作が連動することにより、布地に所定の縫製パターンデータの縫い目データに基づく縫い目が形成される。
そして、これら保持枠１１１、取付部材１１３、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが、縫い針と布地をＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に位置決めする位置決め機構１２０として機能する。
【００２２】
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させ、針棒１０８ａ（縫い針１０８）を上下動させたり、保持枠１１１を動作させたりするための操作ペダルとして作動する。すなわちペダルＲには、ペダルＲが踏み込まれたその踏み込み操作位置を検出するためのセンサが組み込まれており、センサからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１０００に出力され、制御装置１０００はその操作位置、操作信号に応じて、ミシン１００を駆動し、動作させるように構成されている。
【００２３】
また、ミシン１００には、ユーザによる操作入力を行うための操作パネル７４が設けられており、操作パネル７４に入力された各種データや操作信号は、後述する制御装置１０００に出力される。
なお、操作パネル７４は、液晶表示パネルとその液晶表示パネルの表示画面上に設けられたタッチパネルとを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を後述する制御装置１０００に出力するようになっている。
【００２４】
（ミシンの制御系：制御装置）
また、ミシン１００は、図３に示すように、上述した各部、各部材の動作を制御する制御装置１０００を備えている。そして、制御装置１０００は、縫製を実行するためのプログラムや各種の設定入力を行うための設定プログラム等が格納されたプログラムメモリ７０と、縫製パターンデータ７１ａ及び各種の設定情報（図示略）を記憶した記憶手段としてのデータメモリ７１と、一針分の位置決め動作を行うＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａのそれぞれの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンＰを記憶するパターン記憶部としてのパターンメモリ７２と、プログラムメモリ７０内の各プログラムを実行するＣＰＵ７３とを備えている。
【００２５】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７４ａを介して操作パネル７４に接続されている。かかる操作パネル７４は、各種画面や入力ボタンを表示する表示部７４ｂと表示部７４ｂの表面に設けられその接触位置を検知するタッチセンサ７４ｃとを有しており、各種情報の入出力手段として機能する。操作パネル７４で用いられる入力ボタンや入力スイッチはいずれも、表示部７４ｂで表示され、タッチセンサ７４ｃで入力が検知されることで押下式のボタンやスイッチと同等に機能するものである。
また、この操作パネル７４からは縫製時のミシンモータ２ａの駆動による針の上下移動速度としての縫製速度を任意に変更するための設定入力も行うことができるようになっており、これにより、操作パネル７４は速度設定手段として機能することとなる。
【００２６】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７５を介して、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂに接続され、ミシンモータ２ａの回転を制御する。
なお、ミシンモータ２ａはエンコーダ２ｂを備えており、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂにおいて、エンコーダ２ｂからミシンモータ２ａの一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３はＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの駆動開始タイミングを定める主軸タイミング信号Ｊ（図７参照）を得ることができる。また、エンコーダ２ｂからは、ミシンモータ２ａの回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は主軸の現在回転角度を認識することができる。
なお、ミシンモータ２ａには、例えば、サーボモータを適用することができる。
【００２７】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７６及びインターフェイス７７を介して、縫製すべき布地を保持する保持枠１１１に備えられるＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａをそれぞれ駆動するＸ軸モータ駆動回路７６ｂ及びＹ軸モータ駆動回路７７ｂが接続され、保持枠１１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の動作を制御する。
【００２８】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７９を介して、布押さえ１１６を上下に移動する布押さえシリンダ７９ｃの動作を切り換える電磁弁７９ａを駆動するシリンダ駆動回路７９ｂが接続され、布押さえ１１６の上下動動作を制御する。
【００２９】
上記データメモリ７１に記憶された縫製パターンデータ７１ａには、図４に示すように、縫製を行う際の運針パターンを実行するために、運針の順番に応じて各針ごとに、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（針落ち位置を示す縫い目データ）を示す縫いコマンドが記憶されている。
そして、並び順に従って各種コマンドが実行されることで任意のパターン（模様）による縫いが実行される。
上記「縫い」のコマンドは、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（パラメータ）が第一設定値と第二設定値とに記録され、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの回転駆動量がこれらにより決定される。
なお、図４のＸ移動量、Ｙ移動量、中押さえ高さの数値データにおける表記は10倍表記であり、例えば、「１５」は、「１．５ｍｍ」を示している。
【００３０】
（駆動パターン）
上記制御装置１０００は、縫製パターンデータ７１ａに基づく縫製実行の際には、ＣＰＵ７３が、所定の主軸角度において１針分の縫いデータを読み込んで、Ｘ軸及びＹ軸方向のそれぞれの移動動作量に応じたパルス列を各モータ７６ａ、７７ａの駆動回路７６ｂ、７７ｂに出力し、パルス列のパルス数に応じて各モータ７６ａ、７７ａを駆動させる。また、かかるパルス列は、縫い針１０８が布地から抜けてから布送りが開始され、縫い針１０８が布地に突き刺さるまでに布送りが終わるように、所定の主軸角度で出力される主軸タイミング信号Ｊを基準に出力が開始される。
駆動パターンＰは、前述した図７に示すように、エンコーダ２ａから出力される主軸タイミング信号Ｊを基準として、一針分の移動量（ピッチ）分の駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔ｔ０〜ｔｎ（ｎはパルス数）を定めたデータであり、各モータ７６ａ、７７ａのそれぞれについて個別に用意されている。また、駆動パターンＰは、一針分の移動量の最小ピッチから最大ピッチ（0.1〜12.7[mm]）までの範囲について設定単位である１ピッチ（0.1[mm]）ごとに用意されている。
そして、各駆動パターンＰは、前述した図８に示すように、上記各移動量毎の各パルスの出力間隔を定めたテーブルＴとしてパターンメモリ７２内部に格納されている。
【００３１】
駆動パターンＰは、駆動パルス列のパルス毎の時間間隔を定めることで１針分の各モータ７６ａ、７７ａの動作における加減速状態に変化を生じさせてダンピングを抑えて安定した布送りを行うためのものであり、送り動作の解析、シミュレーション或いは動作試験等によって個々の間隔時間を算出し或いは見出して定められたものである。
一方、ミシン１００は、布地の縫製素材や布押さえの重量（枠のサイズを変更する場合や保持されている布地の重量の軽重）の影響に対応するためにミシンモータ２ａの駆動による縫製速度を100〜2500[rpm]の範囲で100[rpm]ごとに速度設定することが可能となっている。
従って、駆動パターンＰが、一定の縫製速度に対応するように定められたもののみであると、縫製速度の変更に伴う布地に対する縫い針１０８の引き上げ時間の変化に対応できなくなる場合があり、また、縫い針の上下動速度に対して布送りの移動速度が早過ぎたり或いは遅すぎたりすると糸締まりの状態が変わってしまうなどの問題がある。
従って、制御装置１０００は、図５に示すように、各モータ７６ａ、７７ａのそれぞれについて、駆動パターンＰのテーブルＴを、縫製速度100〜2500[rpm]の範囲の100[rpm]ごとに個別に用意してパターンメモリ７２内に記憶している。つまり、布地の移動量と縫製速度の双方に好適な駆動パターンＰを全て求め、テーブル単位にまとめて縫製速度に対応したミシンモータ２ａの各回転速度ごとにパターンメモリ７２内に用意している。
【００３２】
（縫製処理）
次に、制御装置１０００によるミシン１００の縫製時の処理について図６のフローチャートに基づいて説明する。
保持枠１１１に布地がセットされ、縫製可能状態にあるときに、ペダルＲが踏み込まれるとミシンモータ２ａの回転駆動が開始されて縫製動作が開始される。
このとき、ＣＰＵ７３は、エンコーダ２ｂの出力から縫製パターンデータ７１ａの一針ごとのデータの読み取りを行う主軸角度か否かを判定し（ステップＳ１）、読み取り主軸角度に到達すると、一針分のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータの読み取りを実行する（ステップＳ２）。
そして、読み取ったＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータと現在設定されている縫製速度とからＸ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａのそれぞれについて、適した駆動パターンＰを選択する（ステップＳ３）。
そして、ＣＰＵ７３は、エンコーダ２ｂからの主軸タイミング信号Ｊの出力を待ち（ステップＳ４）、主軸タイミング信号Ｊが出力されると、ｔ０から順番に時間計測を行い、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの出力時間が経過するたびにモータ駆動パルスをＸ軸モータ駆動回路７６ｂとＹ軸モータ駆動回路７７ｂとに出力する（ステップＳ５）。
そして、Ｘ方向移動量とＹ方向移動量のそれぞれについて駆動パターンＰの全てのパルスが出力されると、ＣＰＵ７３は、縫製パターンデータ７１ａに定められた全ての針数の運針が終了したか否かを判定し、終了していない場合には、ステップＳ１に処理を戻し、終了した場合には縫製動作を終了させる。
ＣＰＵ７３は、以上のように各モータ７６ａ，７７ａの動作制御を実行することにより縫製制御手段として機能することとなる。
【００３３】
（発明の実施形態の効果）
上記ミシン１００の制御装置１０００は、駆動パターンＰをＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａのそれぞれについて、設定動作量及び各縫製速度ごとに個々に用意し、縫製時には、縫製パターンデータ７１ａに定められた位置決め動作量と設定された縫製速度とに基づいて駆動パターンＰをいずれか一つ選択し、当該駆動パターンＰに基づいてＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの動作制御が行われる。
このため、各モータ７６ａ，７７ａについて、設定可能な全移動量について設定可能なミシンモータ２ａの全回転数に対応した駆動パターンＰを用意することができるので、布地の材質に対応する等の理由により縫製速度を変えた場合でも、ダンピング等の発生を抑えた駆動を実現すると共に、糸締まり等の発生を抑えた布送りを実現することが可能となり、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００３４】
また、操作パネル７４により縫製に適した縫製速度を設定することが可能となり、これに伴って、適切な駆動パターンでステッピングモータを駆動させることができ、より好適な縫製を実現し、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
（その他）
上記ミシン１００では、縫製速度については操作パネル７４から設定を行っていたが、縫製速度については縫製パターンデータ７１ａ内に記録し、これに従ってミシンモータ２ａの速度制御を行っても良い。かかる場合、例えば、針数に応じて縫製速度を設定することも可能となり、縫製中でも速度変化を実現可能となり、布地の厚みの変化或いは途中で他の材質のものを縫いつけるなど、より多彩な縫いに対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るミシンを示す斜視図である。
【図２】ミシンの位置決め機構の拡大斜視図である。
【図３】本発明に係るミシンの制御装置を示すブロック図である。
【図４】縫製パターンデータのデータ構成を示す説明図である。
【図５】パターンメモリ内の駆動パターンのテーブルの格納状態を示した概念図である。
【図６】制御装置による縫製時の処理を示すフローチャートである。
【図７】従来のミシンにおける主軸角度変化に対する縫い針の上下位置変化、主軸タイミング信号出力及び布抑え枠移動量変化を示す線図である。
【図８】駆動パターンに従って出力されるパルス列の出力時間間隔を示す説明図である。
【図９】布移動量ごとの駆動パターンを表したテーブルの説明図である。
【図１０】縫製速度の低下に対して元の駆動パターンをそのまま適用した場合の例を示す線図である。
【図１１】縫製速度の低下による期間の伸長に応じて元の駆動パターンを伸長させて適用した場合の例を示す線図である。
【符号の説明】
【００３７】
２ａ ミシンモータ
２ｂ エンコーダ（主軸角度検出手段）
７２ パターンメモリ（パターン記憶部）
７３ ＣＰＵ（縫製制御手段）
７４ 操作パネル（速度設定手段）
７６ａ Ｘ軸モータ（ステッピングモータ）
７７ａ Ｙ軸モータ（ステッピングモータ）
１００ 電子サイクルミシン
１０８ 縫い針
１１０ 針板
１２０ 位置決め機構
１０００ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縫製パターンデータに従って縫い針に対して被縫製物を相対的に位置決めすることで縫い目を形成するミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンは、布押さえと、布押さえを支える送り台と、送り台を介して布押さえを同一平面における二軸方向のそれぞれに移動させるＸ軸、Ｙ軸のステッピングモータとを備え、各針ごとに針落ち位置が定められた縫製のデータに従って任意のパターンに従って縫いを行うことを可能としている。
かかる従来のミシンの駆動方法を図７に示す。正弦波状の曲線Ｓは針の上下運動を表している。Ｈは布地の上面高さを示し、曲線Ｓにおける高さＨより上側は縫い針が布地から抜けている状態を示し、下側は縫い針が布地を刺していることを示している。また斜線部分Ｋは制御装置から各ステッピングモータへの駆動指令（ステッピングモータドライバへ送るパルス列）が出力される期間を示している。また、図７の曲線Ｓの下側には上記移動指令の出力開始タイミングを定める主軸タイミング信号Ｊを示し、さらに下側には略階段状の波形となる布押さえの位置変化Ｄを示している。
各パルスモータへの移動指令は主軸タイミング信号から時間ｔ0遅れた位置より開始する出力期間Ｋ内で出力されている。ここで、布押さえはステッピングモータの動作遅れ、Ｘ−Ｙ機構の動作遅れにより移動指令のパルス出力に対して少し遅れたところから動き出し、パルス出力が終了する前に停止する。
【０００３】
ところで、正確な形状縫製を行うためには、布押さえは正確な位置で停止させる必要があり、ダンピングの少ない間欠移動が要求される。そのために図７の斜線部に示す布送り部分においては布押さえのダンピングが少なくなるようなステッピングモータの駆動パターンＰでステッピングモータが駆動されている。また布押さえが停止したときに布地に縫い針が刺さるように主軸タイミング信号からのスタート時間ｔ０が決められている。このスタート時間ｔ０は１針の移動距離に応じたパルス数ごとに用意されている。
例えば、図８に示すように１１個のパルス列からなる移動指令がステッピングモータドライバに送られると、ステッピングモータは１１ステップ分の回転を行い、布押さえは1.1ｍｍの移動を行うことになる(最小分解能が0.1ｍｍの場合)。かかる移動指令は、１パルス毎の間隔（出力時間）が布押さえのダンピングが少なくなるような時間配分となるように定められている。
そして、前述の主軸タイミング信号からのスタート時間ｔ０及びパルス列の各パルス毎の出力時間間隔からなる駆動パターンＰは、図９に示すテーブルＴとしてメモリ内部に格納されている。つまり、布押さえの移動ピッチが定まると、テーブルＴを参照して駆動パターンと読み出すと共に当該駆動パターンＰに定められた間隔で一つずつパルス出力が行われ、ステッピングモータの適正な駆動が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０５−００７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ミシンはその縫製素材や布押さえの重量により縫製スピードを低下させて使用する場合がある。その場合、従来のミシンでは上記駆動パターンを用いて二種類の駆動方法を採っていた。
一つめとしては、図１０に示すように、ミシンスピードが低下しても布送りの駆動パターン通りのタイミングでパルス列を出力させるタイプであり、二つめとしては、図１１に示すように、ミシンスピードに反比例してパルスの出力期間Ｋが伸びるので、それに比例して布送り駆動パターンの各パルス列出力期間を伸ばすタイプである。後者の場合、パルス列出力期間を定めたテーブルに記録された値に期間増加比率の係数を乗じてパルス間隔を広げてステッピングモータ駆動を行っていた。
【０００５】
しかしながら、布送りの駆動パターンが伸長されると、布押さえのダンピングが極力生じないように定められた本来の駆動パターンとは違った駆動パターンで動作することになるので、例えば元のパターンでは生じなかった共振等が発生し、布押さえにダンピングが発生してしまうケースがあった。
一方、ミシンスピードの低下にかかわらず元の駆動パターン通りにパルス出力を行うタイプの場合、針動きに合わせ、素材を動かすことによって得られる糸の締り具合が高速と低速で変わってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、ミシンモータの速度を変えた場合でも良好な布送りを行うことを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、ステッピングモータにより被縫製物に対して任意の位置に針落ちが行われるように前記縫い針に対して被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、一つの縫製パターンについて各針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータに基づいて前記ステッピングモータの動作制御を行う縫製制御手段とを備え、前記ミシンモータの駆動による針の上下移動速度としての縫製速度を設定に応じて可変とするミシンにおいて、一針分の位置決め動作を行う前記ステッピングモータの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンを、複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に記憶するパターン記憶部を備え、前記縫製制御手段は、前記縫製パターンデータに定められた位置情報に基づく位置決め動作量と前記設定された縫製速度とに基づいて前記駆動パターンを選択し、前記ステッピングモータの動作制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記縫製速度の設定入力を行う速度設定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記縫製パターンデータ中に定められた縫製速度に従って前記ミシンモータの速度制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、駆動パターンを複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に用意している。つまり、位置決め動作量がｍ段階で設定可能であり、縫製速度がｎ段階で設定可能な場合には、駆動パターンはｍ×ｎ個用意されることとなる。また、ステッピングモータを２機以上使用する場合には、個々のステッピングモータについて駆動パターンを用意しても良い。
そして、縫製時には、縫製パターンデータに定められた位置決め動作量と設定された縫製速度とに基づいて駆動パターンをいずれか一つ選択し、当該駆動パターンに基づいてステッピングモータの動作制御が行われる。
このため、上記個数で駆動パターンを用意し、適宜選択を行うので、設定可能な全移動量について設定可能なミシンモータの全回転数に対応した駆動パターンを用意することができるので、被縫製物の材質に対応する等の理由によりミシンモータの駆動による縫製速度を変えた場合でも、ダンピング等の発生を抑えた駆動を実現すると共に、糸締まり不良等の発生を抑えた布送りを実現することが可能となり、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、速度設定手段により縫製に適したミシンモータの速度を設定することが可能となり、これに伴って、適切な駆動パターンでステッピングモータを駆動させることができ、より好適な縫製を実現し、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、縫製パターンデータにより縫製に適したミシンモータの速度を設定することが可能となり、これに伴って、適切な駆動パターンでステッピングモータを駆動させることができ、より好適な縫製を実現し、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの実施の形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、ミシンとして電子サイクルミシンを例に説明する。
電子サイクルミシンは、縫製を行う被縫製物である布を保持する保持枠を有し、その保持枠が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持される布に所定の縫製パターンデータ（縫製パターン）に基づく縫い目を形成するミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。
【００１４】
電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という。）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられ縫製の開始と停止を操作するためのペダルＲや、ミシンテーブルＴの上部に備えられユーザによる入力操作を行うための操作パネル７４等を備えている。
【００１５】
（ミシンフレーム及び主軸）
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし前後方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、前後方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する縦胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配され、回動自在で前後方向に延びる主軸（図示略）及び図示しない下軸を有している。主軸はミシンアーム部１０２ａの内部に配され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部に配されている。
【００１６】
主軸は、ミシンモータ２ａ（図３参照）に接続され、このミシンモータ２ａにより回動力が付与される。また、下軸は、縦軸（図示省略）を介して主軸と連結されており、主軸が回動すると、主軸の動力が縦軸を介して下軸側へ伝達し、下軸が回動するようになっている。
主軸の前端には、主軸の回動によりＺ軸方向に上下動する針棒１０８ａが接続されており、その針棒１０８ａの下端には、縫い針１０８が交換可能に設けられている。つまり、主軸の回動により縫い針１０８はＺ軸方向に上下動する。
かかる主軸とミシンモータ２ａと針棒１０８ａと主軸から針棒１０８ａに上下動の駆動力を付与する図示しない伝達機構により針上下動機構が構成される。
【００１７】
なお、主軸には、主軸角度検出手段としてのエンコーダ２ｂ（図３参照）が設けられている。エンコーダ２ｂはミシンモータ２ａの主軸の回転角度を検知するものであり、例えば、ミシンモータ２ａにより主軸が１°回転するごとにパルス信号を制御装置１０００に出力するようになっている。また、主軸の１回転に伴い、針棒１０８ａは１往復の運動を行う。
【００１８】
また、下軸の前端には、釜（図示省略）が設けられている。主軸とともに下軸が回動すると、縫い針１０８と釜との協働により縫い目が形成される。
なお、ミシンモータ２ａ、主軸、針棒１０８ａ、縫い針１０８、下軸、釜等の接続構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００１９】
ミシンアーム１０２ａには、縫い針１０８の上下動による布の浮き上がりを防止するために、針棒１０８ａの上下動と連動して上下動し、縫い針１０８の周囲の布を下方に押圧する中押さえ２９を有する中押さえ装置（図示略）が設けられている。なお、中押さえ装置の本体はミシンアーム部１０２ａの内部に配設されており、縫い針１０８は、中押さえ２９の先端側に形成されている貫通孔に挿入されている。
【００２０】
（位置決め機構）
図１及び図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、この針板１１０の上方に布保持部としての保持枠１１１及び縫い針１０８が配置されるようになっている。
保持枠１１１は、ミシンアーム部１０２ａの前端部に配される取付部材１１３に取り付けられており、また、保持枠１１１は、布押さえ１１６と下板１１７とから構成されている。そして、布押さえ１１６は、ミシンアーム１０２ａ内に配置された布押さえシリンダ７９ｃの駆動により上下駆動が可能であり、布押さえ１１６の下降時に下板１１７との間で布地を挟持し保持するようになっている。
【００２１】
保持枠１１１を保持する取付部材１１３は、ミシンフレーム１０２内に格納保持されたＸ軸レール１０５上をスライドユニット（図示略）を介して支持されており、Ｘ軸レール１０５はＹ軸レール１０６上をスライドユニット（図示略）を介して支持されている。かかる構造により保持枠１１１は取付部材１１３を介してＸ−Ｙ平面上を任意に移動することが可能となっている。
また、ミシンベッド１０２ｂ内には、ステッピングモータとしてのＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが駆動手段として設けられており、Ｘ軸モータ７６ａは歯車を介して送り軸１０７を回転させて取付部材１１３に連結されたタイミングベルト１１４を搬送することを可能としている。また、Ｙ軸モータ７７ａは傘歯歯車を介して送り軸１０８を回転させてＸ軸レール１０５に連結されたタイミングベルト１１５を搬送することを可能としている。つまり、各モータ７６ａ、７７ａを駆動させることにより、これらの協働によって取付部材１１３及び保持枠１１１をＸ−Ｙ平面の任意の位置に位置決めすることが可能となっている。
そして、保持枠１１１の移動と、縫い針１０８や釜の動作が連動することにより、布地に所定の縫製パターンデータの縫い目データに基づく縫い目が形成される。
そして、これら保持枠１１１、取付部材１１３、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが、縫い針と布地をＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に位置決めする位置決め機構１２０として機能する。
【００２２】
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させ、針棒１０８ａ（縫い針１０８）を上下動させたり、保持枠１１１を動作させたりするための操作ペダルとして作動する。すなわちペダルＲには、ペダルＲが踏み込まれたその踏み込み操作位置を検出するためのセンサが組み込まれており、センサからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１０００に出力され、制御装置１０００はその操作位置、操作信号に応じて、ミシン１００を駆動し、動作させるように構成されている。
【００２３】
また、ミシン１００には、ユーザによる操作入力を行うための操作パネル７４が設けられており、操作パネル７４に入力された各種データや操作信号は、後述する制御装置１０００に出力される。
なお、操作パネル７４は、液晶表示パネルとその液晶表示パネルの表示画面上に設けられたタッチパネルとを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を後述する制御装置１０００に出力するようになっている。
【００２４】
（ミシンの制御系：制御装置）
また、ミシン１００は、図３に示すように、上述した各部、各部材の動作を制御する制御装置１０００を備えている。そして、制御装置１０００は、縫製を実行するためのプログラムや各種の設定入力を行うための設定プログラム等が格納されたプログラムメモリ７０と、縫製パターンデータ７１ａ及び各種の設定情報（図示略）を記憶した記憶手段としてのデータメモリ７１と、一針分の位置決め動作を行うＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａのそれぞれの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンＰを記憶するパターン記憶部としてのパターンメモリ７２と、プログラムメモリ７０内の各プログラムを実行するＣＰＵ７３とを備えている。
【００２５】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７４ａを介して操作パネル７４に接続されている。かかる操作パネル７４は、各種画面や入力ボタンを表示する表示部７４ｂと表示部７４ｂの表面に設けられその接触位置を検知するタッチセンサ７４ｃとを有しており、各種情報の入出力手段として機能する。操作パネル７４で用いられる入力ボタンや入力スイッチはいずれも、表示部７４ｂで表示され、タッチセンサ７４ｃで入力が検知されることで押下式のボタンやスイッチと同等に機能するものである。
また、この操作パネル７４からは縫製時のミシンモータ２ａの駆動による針の上下移動速度としての縫製速度を任意に変更するための設定入力も行うことができるようになっており、これにより、操作パネル７４は速度設定手段として機能することとなる。
【００２６】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７５を介して、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂに接続され、ミシンモータ２ａの回転を制御する。
なお、ミシンモータ２ａはエンコーダ２ｂを備えており、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂにおいて、エンコーダ２ｂからミシンモータ２ａの一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３はＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの駆動開始タイミングを定める主軸タイミング信号Ｊ（図７参照）を得ることができる。また、エンコーダ２ｂからは、ミシンモータ２ａの回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は主軸の現在回転角度を認識することができる。
なお、ミシンモータ２ａには、例えば、サーボモータを適用することができる。
【００２７】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７６及びインターフェイス７７を介して、縫製すべき布地を保持する保持枠１１１に備えられるＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａをそれぞれ駆動するＸ軸モータ駆動回路７６ｂ及びＹ軸モータ駆動回路７７ｂが接続され、保持枠１１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の動作を制御する。
【００２８】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７９を介して、布押さえ１１６を上下に移動する布押さえシリンダ７９ｃの動作を切り換える電磁弁７９ａを駆動するシリンダ駆動回路７９ｂが接続され、布押さえ１１６の上下動動作を制御する。
【００２９】
上記データメモリ７１に記憶された縫製パターンデータ７１ａには、図４に示すように、縫製を行う際の運針パターンを実行するために、運針の順番に応じて各針ごとに、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（針落ち位置を示す縫い目データ）を示す縫いコマンドが記憶されている。
そして、並び順に従って各種コマンドが実行されることで任意のパターン（模様）による縫いが実行される。
上記「縫い」のコマンドは、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（パラメータ）が第一設定値と第二設定値とに記録され、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの回転駆動量がこれらにより決定される。
なお、図４のＸ移動量、Ｙ移動量、中押さえ高さの数値データにおける表記は10倍表記であり、例えば、「１５」は、「１．５ｍｍ」を示している。
【００３０】
（駆動パターン）
上記制御装置１０００は、縫製パターンデータ７１ａに基づく縫製実行の際には、ＣＰＵ７３が、所定の主軸角度において１針分の縫いデータを読み込んで、Ｘ軸及びＹ軸方向のそれぞれの移動動作量に応じたパルス列を各モータ７６ａ、７７ａの駆動回路７６ｂ、７７ｂに出力し、パルス列のパルス数に応じて各モータ７６ａ、７７ａを駆動させる。また、かかるパルス列は、縫い針１０８が布地から抜けてから布送りが開始され、縫い針１０８が布地に突き刺さるまでに布送りが終わるように、所定の主軸角度で出力される主軸タイミング信号Ｊを基準に出力が開始される。
駆動パターンＰは、前述した図７に示すように、エンコーダ２ａから出力される主軸タイミング信号Ｊを基準として、一針分の移動量（ピッチ）分の駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔ｔ０〜ｔｎ（ｎはパルス数）を定めたデータであり、各モータ７６ａ、７７ａのそれぞれについて個別に用意されている。また、駆動パターンＰは、一針分の移動量の最小ピッチから最大ピッチ（0.1〜12.7[mm]）までの範囲について設定単位である１ピッチ（0.1[mm]）ごとに用意されている。
そして、各駆動パターンＰは、前述した図８に示すように、上記各移動量毎の各パルスの出力間隔を定めたテーブルＴとしてパターンメモリ７２内部に格納されている。
【００３１】
駆動パターンＰは、駆動パルス列のパルス毎の時間間隔を定めることで１針分の各モータ７６ａ、７７ａの動作における加減速状態に変化を生じさせてダンピングを抑えて安定した布送りを行うためのものであり、送り動作の解析、シミュレーション或いは動作試験等によって個々の間隔時間を算出し或いは見出して定められたものである。
一方、ミシン１００は、布地の縫製素材や布押さえの重量（枠のサイズを変更する場合や保持されている布地の重量の軽重）の影響に対応するためにミシンモータ２ａの駆動による縫製速度を100〜2500[rpm]の範囲で100[rpm]ごとに速度設定することが可能となっている。
従って、駆動パターンＰが、一定の縫製速度に対応するように定められたもののみであると、縫製速度の変更に伴う布地に対する縫い針１０８の引き上げ時間の変化に対応できなくなる場合があり、また、縫い針の上下動速度に対して布送りの移動速度が早過ぎたり或いは遅すぎたりすると糸締まりの状態が変わってしまうなどの問題がある。
従って、制御装置１０００は、図５に示すように、各モータ７６ａ、７７ａのそれぞれについて、駆動パターンＰのテーブルＴを、縫製速度100〜2500[rpm]の範囲の100[rpm]ごとに個別に用意してパターンメモリ７２内に記憶している。つまり、布地の移動量と縫製速度の双方に好適な駆動パターンＰを全て求め、テーブル単位にまとめて縫製速度に対応したミシンモータ２ａの各回転速度ごとにパターンメモリ７２内に用意している。
【００３２】
（縫製処理）
次に、制御装置１０００によるミシン１００の縫製時の処理について図６のフローチャートに基づいて説明する。
保持枠１１１に布地がセットされ、縫製可能状態にあるときに、ペダルＲが踏み込まれるとミシンモータ２ａの回転駆動が開始されて縫製動作が開始される。
このとき、ＣＰＵ７３は、エンコーダ２ｂの出力から縫製パターンデータ７１ａの一針ごとのデータの読み取りを行う主軸角度か否かを判定し（ステップＳ１）、読み取り主軸角度に到達すると、一針分のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータの読み取りを実行する（ステップＳ２）。
そして、読み取ったＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータと現在設定されている縫製速度とからＸ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａのそれぞれについて、適した駆動パターンＰを選択する（ステップＳ３）。
そして、ＣＰＵ７３は、エンコーダ２ｂからの主軸タイミング信号Ｊの出力を待ち（ステップＳ４）、主軸タイミング信号Ｊが出力されると、ｔ０から順番に時間計測を行い、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの出力時間が経過するたびにモータ駆動パルスをＸ軸モータ駆動回路７６ｂとＹ軸モータ駆動回路７７ｂとに出力する（ステップＳ５）。
そして、Ｘ方向移動量とＹ方向移動量のそれぞれについて駆動パターンＰの全てのパルスが出力されると、ＣＰＵ７３は、縫製パターンデータ７１ａに定められた全ての針数の運針が終了したか否かを判定し、終了していない場合には、ステップＳ１に処理を戻し、終了した場合には縫製動作を終了させる。
ＣＰＵ７３は、以上のように各モータ７６ａ，７７ａの動作制御を実行することにより縫製制御手段として機能することとなる。
【００３３】
（発明の実施形態の効果）
上記ミシン１００の制御装置１０００は、駆動パターンＰをＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａのそれぞれについて、設定動作量及び各縫製速度ごとに個々に用意し、縫製時には、縫製パターンデータ７１ａに定められた位置決め動作量と設定された縫製速度とに基づいて駆動パターンＰをいずれか一つ選択し、当該駆動パターンＰに基づいてＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの動作制御が行われる。
このため、各モータ７６ａ，７７ａについて、設定可能な全移動量について設定可能なミシンモータ２ａの全回転数に対応した駆動パターンＰを用意することができるので、布地の材質に対応する等の理由により縫製速度を変えた場合でも、ダンピング等の発生を抑えた駆動を実現すると共に、糸締まり等の発生を抑えた布送りを実現することが可能となり、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００３４】
また、操作パネル７４により縫製に適した縫製速度を設定することが可能となり、これに伴って、適切な駆動パターンでステッピングモータを駆動させることができ、より好適な縫製を実現し、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
（その他）
上記ミシン１００では、縫製速度については操作パネル７４から設定を行っていたが、縫製速度については縫製パターンデータ７１ａ内に記録し、これに従ってミシンモータ２ａの速度制御を行っても良い。かかる場合、例えば、針数に応じて縫製速度を設定することも可能となり、縫製中でも速度変化を実現可能となり、布地の厚みの変化或いは途中で他の材質のものを縫いつけるなど、より多彩な縫いに対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るミシンを示す斜視図である。
【図２】ミシンの位置決め機構の拡大斜視図である。
【図３】本発明に係るミシンの制御装置を示すブロック図である。
【図４】縫製パターンデータのデータ構成を示す説明図である。
【図５】パターンメモリ内の駆動パターンのテーブルの格納状態を示した概念図である。
【図６】制御装置による縫製時の処理を示すフローチャートである。
【図７】従来のミシンにおける主軸角度変化に対する縫い針の上下位置変化、主軸タイミング信号出力及び布抑え枠移動量変化を示す線図である。
【図８】駆動パターンに従って出力されるパルス列の出力時間間隔を示す説明図である。
【図９】布移動量ごとの駆動パターンを表したテーブルの説明図である。
【図１０】縫製速度の低下に対して元の駆動パターンをそのまま適用した場合の例を示す線図である。
【図１１】縫製速度の低下による期間の伸長に応じて元の駆動パターンを伸長させて適用した場合の例を示す線図である。
【符号の説明】
【００３７】
２ａ ミシンモータ
２ｂ エンコーダ（主軸角度検出手段）
７２ パターンメモリ（パターン記憶部）
７３ ＣＰＵ（縫製制御手段）
７４ 操作パネル（速度設定手段）
７６ａ Ｘ軸モータ（ステッピングモータ）
７７ａ Ｙ軸モータ（ステッピングモータ）
１００ 電子サイクルミシン
１０８ 縫い針
１１０ 針板
１２０ 位置決め機構
１０００ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、
ステッピングモータにより被縫製物に対して任意の位置に針落ちが行われるように前記縫い針に対して被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、
一つの縫製パターンについて各針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータに基づいて前記ステッピングモータの動作制御を行う縫製制御手段とを備え、
前記ミシンモータの駆動による縫製速度を設定に応じて可変とするミシンにおいて、
一針分の位置決め動作を行う前記ステッピングモータの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンを、複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に記憶するパターン記憶部を備え、
前記縫製制御手段は、前記縫製パターンデータに定められた位置情報に基づく位置決め動作量と前記設定された縫製速度とに基づいて前記駆動パターンを選択し、前記ステッピングモータの動作制御を行うことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記縫製速度の設定入力を行う速度設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記縫製パターンデータ中に定められた縫製速度に従って前記ミシンモータの速度制御を行うことを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項１】
ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、
ステッピングモータにより被縫製物に対して任意の位置に針落ちが行われるように前記縫い針に対して被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、
一つの縫製パターンについて各針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータに基づいて前記ステッピングモータの動作制御を行う縫製制御手段とを備え、
前記ミシンモータの駆動による縫製速度を設定に応じて可変とするミシンにおいて、
一針分の位置決め動作を行う前記ステッピングモータの駆動パルス列の各パルスの出力時間間隔を定めた駆動パターンを、複数の位置決め動作量及び複数の縫製速度について個々に記憶するパターン記憶部を備え、
前記縫製制御手段は、前記縫製パターンデータに定められた位置情報に基づく位置決め動作量と前記設定された縫製速度とに基づいて前記駆動パターンを選択し、前記ステッピングモータの動作制御を行うことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記縫製速度の設定入力を行う速度設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記縫製パターンデータ中に定められた縫製速度に従って前記ミシンモータの速度制御を行うことを特徴とする請求項１記載のミシン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−８２１４９（Ｐ２０１０−８２１４９Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５３９５０（Ｐ２００８−２５３９５０）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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