特許 7593264 刺繍装置、染色・刺繍装置、及び染色・刺繍システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】刺繍装置、染色・刺繍装置、及び染色・刺繍システム

(51)【国際特許分類】

   D05B 19/12 20060101AFI20241126BHJP

   D05B 47/04 20060101ALI20241126BHJP

   D05B 67/00 20060101ALI20241126BHJP

   D05C 5/02 20060101ALI20241126BHJP

   D05C 11/12 20060101ALI20241126BHJP

   D05C 11/24 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

D05B19/12

D05B47/04 B

D05B67/00

D05C5/02

D05C11/12

D05C11/24

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021131098

(22)【出願日】2021-08-11

(65)【公開番号】P2022058181

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2024-06-24

(31)【優先権主張番号】P 2020166547

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】青木 健人

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 康信

【審査官】▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】特開平６－３０４３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７３６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２５５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２８９５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２０８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－２１４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－４００９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０５Ｂ １９／１２

Ｄ０５Ｂ ４７／０４

Ｄ０５Ｂ ６７／００

Ｄ０５Ｃ ５／０２

Ｄ０５Ｃ １１／１２

Ｄ０５Ｃ １１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

針へ送られる糸を加圧しながら搬送する搬送ローラと、
刺繍中の糸の色を検知する、前記針の近傍に設けられる検知手段と、
布に対して前記針が何回縫ったかのステッチ数と前記検知手段が検知した糸の色に基づいて、前記搬送ローラの圧力又は搬送速度を調整する、ローラ制御部と、を備える
刺繍装置。

【請求項2】

前記検知手段は、カラーレーザーセンサであり、
前記布に対して針が刺さる針落ちタイミングで、前記ステッチ数と、前記針の針穴の位置にある前記糸の色を同時に検知する
請求項１に記載の刺繍装置。

【請求項3】

前記検知手段は、色を検知する光学式センサと、前記ステッチ数を検知するステッチセンサとを備え、
前記ステッチセンサが検知した前記布に対して針が刺さる針落ちタイミングで、前記光学式センサが糸の色を検知することで、前記ステッチ数と、前記針の針穴の位置にある前記糸の色を同時に検知する
請求項１に記載の刺繍装置。

【請求項4】

前記搬送ローラは、糸を挟み込んで搬送するニップローラである
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の刺繍装置。

【請求項5】

前記ローラ制御部は、
予め入力された刺繍イメージを基にした刺繍データと、前記ステッチ数から得られる、刺繍動作における、糸の想定消費量を予測する糸消費量予測部と、
検知した前記ステッチ数と、前記糸の色の検知タイミングから得られる、刺繍動作における糸の実際の消費量を算出する糸消費量算出部と、
予測した前記糸の想定消費量と検知・算出した実際の糸の消費量との差と、糸の張力の補正量との相関を予め記憶しておく相関記憶部と、
前記糸の想定消費量と前記実際の糸の消費量との差に基づいて、前記ニップローラの圧力を調整して、前記ニップローラに挟まれる糸の張力を調整する張力調整部と、を有する
請求項４に記載の刺繍装置。

【請求項6】

前記張力調整部は、
色変化までの前記実際の糸の消費量が、色変化までの前記糸の想定消費量よりも多い場合は、前記ニップローラに挟まれる糸の張力を弱め、
色変化までの前記実際の糸の消費量が、色変化までの前記糸の想定消費量よりも少ない場合は、前記ニップローラに挟まれる糸の張力を強める
請求項５に記載の刺繍装置。

【請求項7】

前記ローラ制御部は、
予め入力された刺繍イメージを基にした刺繍データと、前記ステッチ数から得られる、刺繍動作における、糸の想定消費量を予測する糸消費量予測部と、
検知した前記ステッチ数と、前記糸の色の検知タイミングから得られる、刺繍動作における糸の実際の消費量を算出する糸消費量算出部と、
予測した前記糸の想定消費量と検知・算出した実際の糸の消費量との差と、糸の搬送速度の補正量との相関を予め記憶しておく相関記憶部と、
前記糸の想定消費量と前記実際の糸の消費量との差に基づいて、前記搬送ローラでの搬送速度を調整する速度調整部と、を有する
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の刺繍装置。

【請求項8】

前記速度調整部は、
色変化までの前記実際の糸の消費量が、色変化までの前記糸の想定消費量よりも多い場合は、前記搬送ローラの搬送速度を速くし、
色変化までの前記実際の糸の消費量が、色変化までの前記糸の想定消費量よりも少ない場合は、前記搬送ローラの搬送速度を遅くする
請求項７に記載の刺繍装置。

【請求項9】

前記相関記憶部では、複数の糸種それぞれの糸種毎に、補正量との相関を予め記憶しておく
請求項５乃至８のいずれか一項に記載の刺繍装置。

【請求項10】

色が変化する連続した糸を用いて布上にテストパターンを作成し、
前記検知手段が、前記テストパターンの、前記ステッチ数と、糸の色の位置を検知することで、前記糸の消費速度と、前記糸の張力の補正量との相関テーブル又は相関算出式を設定して、前記相関記憶部に記憶しておく
請求項５乃至９のいずれか一項に記載の刺繍装置。

【請求項11】

変化する色で糸を染色する染色装置と、
前記染色装置の後段に設けられる、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の刺繍装置と、を備える
染色・刺繍システム。

【請求項12】

変化する色で糸を染色する染色部を有する染色ユニットと、
前記染色部によって染色され、針へ送られる糸を加圧しながら搬送する搬送ローラと、
刺繍中の糸の色を検知する、前記針の近傍に設けられる検知手段を有し、前記搬送ローラから送られる前記糸を用いて、布に刺繍を行う刺繍ユニットと、
布に対して前記針が何回縫ったかのステッチ数と、前記検知手段が検知した糸の色に基づいて、前記搬送ローラの圧力又は搬送速度を調整するローラ制御部と、を備える
染色・刺繍装置。

【請求項13】

糸を染色する染色装置と、
前記染色装置によって染色された糸を用いて、布に刺繍を行う刺繍装置と、を備える、染色・刺繍システムであって、
前記染色装置は、
変化する色で糸を染色する染色部と、
前記染色部によって染色された糸を加圧しながら搬送する搬送ローラと、を備え、
前記刺繍装置は、布に対して針が何回縫ったかのステッチ数と、刺繍中の糸の色を検知する、前記針の近傍に設けられる検知手段を備え、
布に対して前記針が何回縫ったかのステッチ数と、前記検知手段が検知した糸の色に基づいて、前記搬送ローラの圧力又は搬送速度を調整するローラ制御部が、前記染色装置、前記刺繍装置、又は当該染色・刺繍システムに接続される上位制御装置に搭載されている
染色・刺繍システム。

【請求項14】

前記染色装置は、
前記染色部によって染色された糸に対する加熱乾燥処理を行う、定着部を有し、
前記搬送ローラは、前記定着部よりも糸搬送方向の下流側に位置している
請求項１３に記載の染色・刺繍システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、刺繍装置、染色・刺繍装置、及び染色・刺繍システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、インライン型の装置における刺繍機の前段において、糸に対して染色（着色）する技術が知られている。

【0003】

例えば、刺繍装置の制御技術として、特許文献１では、色が変化する連続した上糸を用いて、上糸の色の変わり目が刺繍表面に露出しないように刺繍するために、上糸の色が変化する色の変わり目を、上面側から見えないように刺繍する刺繍データが組まれている。この技術では、刺繍装置において針の位置を検出することで、刺繍の進行状況から上糸の実際の消費速度を算出し、刺繍装置で発生する上糸の消費の速度変動に応じて、刺繍を調整している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、染色データによる糸の色の変わり目の推定位置と、刺繍装置内における実際の糸における色の変わり目の位置とを合わせることは可能である。しかし、染色部から刺繍部に送られる間の、糸の染色中、その後の色定着中、又は染色後の搬送中に糸の伸びや縮みが発生した場合、あるいは刺繍した布の縫い目における上糸と下糸との引き合いのバランスが変化した場合に、染色データで設定された糸の色の変わり目の位置と、刺繍装置の針に到達した際の糸における色の変わり目の実際の位置とがずれてしまうことがある。

【0005】

そのため、特許文献１のように色の変わり目が見えないように刺繍データを設定しても、染色中又は染色後に上糸が伸縮したり、上糸と下糸の張力バランスが変動して上糸の送り量に誤差が生じたりすると、結果として針に到達する時点では上糸の色の変わり目の位置がずれてしまう。この状態で刺繍を続けると、布上の刺繍領域において上糸の色の変わり目が上面側に露出したり、さらには刺繍領域における色の境界位置が変わって刺繍模様の画が崩れてしまうことが考えられる。

【0006】

そこで、本発明は上記事情に鑑み、糸が針に到達するまでに発生する糸の伸縮や、縫い目における上糸と下糸との張力バランスに起因する、糸の色の位置ずれの発生を抑制する刺繍装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、
針へ送られる糸を加圧しながら搬送する搬送ローラと、
刺繍中の糸の色を検知する、前記針の近傍に設けられる検知手段と、
布に対して前記針が何回縫ったかのステッチ数と前記検知手段が検知した糸の色に基づいて、前記搬送ローラの圧力又は搬送速度を調整する、ローラ制御部と、を備える、
刺繍装置、を提供する。

【発明の効果】

【0008】

一態様によれば、刺繍装置において、糸が針に到達するまでに発生する糸の伸縮や、縫い目における上糸と下糸との張力バランスに起因する、糸の色の位置ずれの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る刺繍装置の概略図。

【図2】図１の刺繍装置の概略ブロック図。

【図3】布に対する上糸と下糸の上面側と下面側の縫い目の例を示す模式図。

【図4】布に対する上糸と下糸による縫い目の複数の状態の断面模式図。

【図5】本発明の検知手段の説明図。

【図6】本発明のニップローラの調整の模式図。

【図7】第１制御例に係る刺繍装置の制御部分の機能ブロック図。

【図8】第１制御例のフローチャート。

【図9】第１制御例で使用される糸の消費量と糸張力の補正用の相関テーブルの一例。

【図10】第２制御例に係る刺繍装置の制御部分の機能ブロック図。

【図11】第２制御例のフローチャート。

【図12】第２制御例で使用される糸の消費量と、搬送速度の補正用の相関テーブルの一例。

【図13】第３制御例に係る刺繍装置の制御部分の機能ブロック図。

【図14】第３制御例のフローチャート。

【図15】第３制御例で使用される補正用の糸の搬送速度と糸張力の相関テーブルの一例。

【図16】相関テーブルを作成するために検知するテストパターンの例（その１）。

【図17】相関テーブルを作成するために検知するテストパターンの例（その２）。

【図18】本発明の第２実施形態に係る、染色・刺繍装置の概略図。

【図19】本発明の第３実施形態に係る染色・刺繍システムの側面概略図。

【図20】本発明の第４実施形態に係る染色・刺繍システムの側面概略図。

【図21】第４実施形態の染色・刺繍システムの概略ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。下記、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

＜第１実施形態＞
まず、図１、図２を用いて刺繍装置１について説明する。図１は、本発明の第１実施形態における刺繍装置１の概略図である。図２は、本発明の第１実施形態における刺繍装置１の概略ブロック図である。

【0012】

図１に示す刺繍装置１は、針１１と、下糸回転体１２と、ステージ１３と、上糸糸巻１４と、検知手段１７と、ニップローラ１８と、刺繍ヘッド１０を有している。

【0013】

針１１は、針先先端の針穴に上糸Ｎが通されており、布Ｃに対して上下方向に移動駆動可能である。

【0014】

下糸回転体１２は、下糸Ｂが巻回された下糸供給手段である下糸ボビン１２１と、フック１２２を有しており、下糸ボビン１２１およびフック１２２は、針１１の移動に連動して回転する。図示はしていないが、下糸回転体１２には、下糸ボビン１２１を収容する円筒状の中釜や、有底円筒上の外釜、フック１２２と一体化した円筒体のケースなども設けられている。なお、図１では、下糸ボビン１２１は、回転方向が縦方向の垂直回転方式（垂直全回転釜方式、垂直半回転釜方式）の例を示しているが、下糸ボビン１２１は、回転方向が横方向の水平回転方式（水平釜方式）であってもよい。

【0015】

ステージ１３は、布Ｃを保持する台であり、針１１が通る穴１３０が形成されている。ステージ１３は、布送りのためにＸ方向、Ｙ方向に移動可能である。

【0016】

以降において、刺繍装置１の幅方向をＸ、刺繍装置１の奥行き方向をＹ、高さ方向（上下方向）をＺと呼ぶ。

【0017】

上糸糸巻１４は、上糸Ｎが巻回されており、針１１に上糸Ｎを供給する上糸供給手段である。本実施形態では、上糸糸巻１４から供給される上糸Ｎには、搬送方向に変化する色が予め付与されている。

【0018】

検知手段１７は、（１）針１１の上下運動及び（２）糸の色を、同時に検知するセンサであって、針１１の近傍である、例えば刺繍ヘッド１０に設けられている。検知手段１７は、針１１が何回昇降したか、即ち何針分進んだかに相当する、ステッチ数を検知するとともに、針１１の針穴の位置にある糸の色を同時に検知する。例えば、検知手段１７は、布Ｃに対して針１１が刺さる針落ちタイミングで、ステッチ数と、針１１の針穴の位置にある糸Ｎの色を同時に検知する。

【0019】

ニップローラ１８は、上糸糸巻１４から供給され、針１１へ送られる上糸Ｎを、加圧しながら搬送する搬送ローラ（加圧搬送ローラ）である。なお、刺繍装置１において、上糸Ｎを搬送する手段としてニップローラ１８の他にも、ローラ１０１等の他のローラが設けられていてもよい。

【0020】

刺繍ヘッド１０は、針１１を上下に駆動する針上下駆動部１９３と、演算機構１６（図２参照）が設けられており、上糸Ｎが通る針１１の動き（運針）、及びステージ１３の移動を制御することで、上糸Ｎと、上糸Ｎの送りに応じて送られる下糸Ｂを用いて、布Ｃに刺繍を行う。

【0021】

また、本発明において、上糸及び下糸を含む「糸」とは、ガラス繊維糸、ウール糸、綿糸、合成糸、金属糸、ウール、綿、ポリマー、または金属の混合糸、ヤーン、フィラメント、あるいは液体を付与可能な線状部材（連続基材）であり、組紐、平紐なども含んでいる。

【0022】

また、図２を参照して、刺繍装置１は、駆動制御に係る部分として、刺繍データ作成部１５と、演算機構１６と、駆動ドライバ１９１と、駆動モータ１９２と、針上下駆動部１９３と、下糸回転駆動部１９４と、Ｘ軸駆動部１９５と、Ｙ軸駆動部１９６と、を有している。このうち、少なくとも、検知手段１７と、駆動ドライバ１９１と、駆動モータ１９２と、針上下駆動部１９３は、針１１の上側の刺繍ヘッド１０内に内蔵され又は刺繍ヘッド１０に取り付けられている。また、点線で示すように刺繍データ作成部１５と、演算機構１６も刺繍ヘッド１０内に内蔵されていてもよい。

【0023】

刺繍データ作成部１５は、刺繍データの元となる刺繍イメージ（刺繍ファイル）を取得して、刺繍イメージを基に刺繍データを作成し、演算機構１６と、駆動ドライバ１９１に出力する。

【0024】

ここで、刺繍イメージとは、布上の刺繍模様の原稿となる画像データ（画像情報、刺繍デザインデータ）である。本実施形態の刺繍データ作成部１５は、刺繍イメージを色ごと（ＲＧＢ値）に分解し、色が変化するように予め染色された糸の色位置を考慮して、布上に刺繍模様を実現させるように、縫い順を設定して、布上に縫目を形成させる刺繍データを作成する。

【0025】

また、刺繍データとは、「針を移動する座標のデータと、その座標で実施する事項（その位置で何をするか）を組み合わせたデータ（ペアになったデータ）」である。その座標で実施する事項は、具体的には、
（１）針を布に刺して下糸とからめ、再び布の表に針を戻して、その後次に針を刺すべき位置に移動すること、
（２）刺繍を終了、中断する（他の針に切り替えること・刺繍が連続しない離れた場所へ移動するために糸を切断することを含む）こと、
（３）イニシャライズ位置（位置合わせ位置）に移動すること、
等が含まれる。また、刺繍データのファイルとしては「.dst」、「.pes」等の形式が一般に知られている。

【0026】

演算機構１６は、刺繍データを基に上糸の想定消費量を算出するとともに、検知手段１７で検出した何針進んだかの進行状況と、色の検知タイミングを参照して、必要に応じてニップローラ１８の加圧力又は搬送速度を調整するための制御信号を、ローラ加圧部１８３又は回転モータ１８７に出力する。

【0027】

そして、下記第１制御例、第３制御例を実行する場合は、ローラ加圧部１８３は、ニップローラ１８の加圧力を調整することで、ニップに挟まれる糸の張力を調整する。あるいは、下記第２制御例、第３制御例を実行する場合は、回転モータ１８７の回転速度を調整することで、ニップローラ１８による糸Ｎの搬送速度を調整する。

【0028】

駆動ドライバ１９１は、刺繍データに基づいて駆動モータ１９２を駆動制御する。

【0029】

針上下駆動部１９３は、所謂天秤と呼ばれ、駆動モータ１９２に連結する上軸の回転運動を上下運動に変換することで、上糸Ｎが通された針１１の上下の移動を駆動する。

【0030】

下糸回転駆動部１９４は、上記上軸と、ベルト・カム・クランクを介して連結した下軸の回転運動によって、針１１の上下運動と連動して、下糸回転体１２を回転させる。

【0031】

Ｘ軸駆動部１９５と、Ｙ軸駆動部１９６は、ステージ移動駆動部（布送り部）であって、下軸の回転運動によって、針１１の上下運動及び下糸回転体１２の回転と連動して、布Ｃが載置されたステージ１３のＸ方向、Ｙ方向の移動を駆動する。この際、布Ｃを送る方法として、ステージ１３の全体を移動させてもよいし、あるいは、ステージ１３に形成された穴１３Ｏに設けられた送り歯を移動させてもよい。

【0032】

針上下駆動部１９３と、下糸回転駆動部１９４と、Ｘ軸駆動部１９５と、Ｙ軸駆動部１９６は、１つの駆動モータ１９２によって連動して駆動される駆動機構となる。そのため、駆動モータ１９２の回転により、針１１の上下運動、下糸回転体１２の回転運動、ステージ１３上の布ＣのＸＹ移動が発生する。例えば、針１１の１回の上下運動は、下糸回転体１２の、１又は整数回の回転運動と連動している。

【0033】

（上糸と下糸の張力）
図３は、布に対する上糸と下糸の上面側と下面側の縫い目の例を示す模式図である。図３において（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。図４は、布上の縫い目における上糸と下糸のバランスを説明する図である。図４において（ａ）は上糸と下糸の張力バランスが適正の場合、（ｂ）は上糸の張力が大きい場合、（ｃ）は上糸の張力が小さい場合を示す。

【0034】

刺繍装置１において、針１１が降下して針１１が布Ｃを貫通するとき、上糸Ｎも針１１と共に布Ｃの裏側に引き込まれる。その後、針１１が上昇して布Ｃから抜かれて布Ｃの表側に戻るときには、布Ｃとの間の摩擦力により、上糸Ｎは布Ｃの裏側にループを作って残る。このとき、下糸回転体１２の回転によってループ状の上糸Ｎに、フック１２２が引っかかり、上糸Ｎのループの中に下糸Ｂが通る。さらに、針１１が布Ｃの上方に上昇する際に、上糸Ｎと下糸Ｂとが交わった位置を、布Ｃまで引き上げることで、布Ｃ上に縫い目が形成される。

【0035】

このように形成した縫い目の一例を、図３に示す。図３は、上から下へ面を埋めるように模様縫い（サテンステッチ）で刺繍した縫い目の拡大図である。なお、裏面の図３（ｂ）では糸の関係をわかりやすく説明するため、点線で囲んだ上糸Ｎと下糸Ｂとの引っ掛かり部分を緩く示しているが、実際は、引っ掛かり部分は上糸Ｎと下糸Ｂは接触して互いに引き合っている。

【0036】

図４は、図３の一点鎖線で示す領域の断面図である。図３の縫い目の断面において、上糸と下糸の張力バランスが適正の場合は、図４（ａ）に示すような断面となる。

【0037】

このように形成した縫い目において、上糸Ｎの張力が大きい場合、図４（ｂ）に示すように上糸Ｎが下糸Ｂを引くため、図４（ａ）の適正バランスの場合と比較して、上糸Ｎの布Ｃの裏側への回り込み量が少なくなる。即ち、裏面側における、下糸の長さＢＬが長く、上糸の長さＮＬが短くなる。そのため、上糸の張力が大きい状態が続くと、上糸の消費量（使用量）が予測よりも少なくなり、上糸Ｎの消費速度が遅くなる。

【0038】

一方、上糸の張力が小さい場合、図４（ｃ）に示すように上糸Ｎが下糸Ｂに引かれるため、図４（ａ）の適正バランスの場合と比較して、上糸Ｎの布Ｃの裏側への回り込み量が多くなる。即ち、裏面側における、下糸の長さＢＬが短く、上糸の長さＮＬが長くなる。そのため、上糸の張力が小さい状態が続くと、上糸Ｎの消費量が予測よりも多くなり、上糸Ｎの消費速度が速くなる。

【0039】

このように、上糸Ｎの消費速度は布Ｃの裏への回り込み量に左右される。図４（ｂ）や図４（ｃ）のように回り込み量が予測から異なる状況で、刺繍を続けていくうちに上糸の消費の予測量と、累積で消費される糸量に大きく差が出てくる。上糸の色に合わせて糸の消費が設定されるため、又は上糸の染色は糸消費量の予測位置に対して行うため、色付きの糸が正しい位置に配置されないと、刺繍後の色の位置がずれ、上糸の色の変わり目が上面側に露出したり、布上の刺繍模様の画が崩れたりしてしまう。

【0040】

そこで本発明では、色変化位置までの上糸の消費量を検知し、予測されていた色変化位置までの消費量との差を小さくするように、上糸の張力又は上糸の搬送速度を調整することによって糸消費量の調整を行う。

【0041】

上糸Ｎの消費量の差の検知方法としては、実際に検知した検知情報を基にした実際の上糸消費量と、刺繍データから予測される糸想定消費量とを、刺繍がどこまで進んだのかという情報（検知手段１７から算出される座標位置情報）を参照しながら、比較する。

【0042】

（検知手段）
図５は、本発明の検知手段の説明図である。なお、図５では、刺繍ヘッド１０、下糸回転体１２は、省略している。図５において、（ａ）は一体型の検知手段１７の例を示し、（ｂ）は別体型が検知手段１７Ａの例を示す。

【0043】

図５（ａ）に示す検知手段１７は、例えば、カラーレーザーセンサである。カラーレーザーセンサは、光を投光部から発射し、検出物体によって反射する光を受光部で検出する光電センサの一種である。カラーレーザーセンサは、赤色、青色、緑色のそれぞれの受光量を検知することができるため、対象物の色（針と糸の色）を判別することが可能である。

【0044】

検知手段１７は、図５（ａ）に示すように、布Ｃに対して針Ｎが刺さる針落ち位置を対象物の照射範囲としており、針１１が布Ｃに刺さる瞬間に、その時間と色とを検出する。これにより、検知手段１７は、針落ち回数をカウントすることでステッチ数を検知できるとともに、布に対して縫い目（ステッチ）の形成に使用されるタイミングでの、糸の色を同時に検知することができる。

【0045】

あるいは、１つのカラーレーザーセンサで構成される検知手段１７を色の検知のみに使用し、刺繍データを基に駆動する駆動ドライバ１９１から、現在位置に対応するステッチ数を呼び出して、布Ｃに対して針１１が刺さる針落ちタイミングで、カラーレーザーセンサ１７１が色を検知し、後段の演算機構１６で、ステッチ数と糸の色とを対応づけてもよい。

【0046】

図５（ｂ）に示す別体型の検知手段１７Ａは、ステッチ数を数える手段と、糸の色を検知する手段は別の検知手段によって、実現される。糸の色を検知する手段（第１の検知手段）は、上記検知手段１７と同様に、カラーレーザーセンサ等の光学式センサ１７１であって、少なくとも糸の色が検知可能なセンサである。

【0047】

本構成では、ステッチ数を数える手段（第２の検知手段）として、ステッチセンサ１７２が設けられている。ステッチセンサ１７２は、針１１の上下運動を検知するセンサであって、例えば針１１を保持する針棒に設けられ、針１１が何回昇降したか、即ち何針分進んだかに相当する、ステッチ数を検知する。

【0048】

検知手段１７Ａでは、ステッチセンサ１７２が検知した布Ｃに対して針１１が刺さる針落ちタイミングで、カラーレーザーセンサ１７１が色を検知することで、ステッチ数と、針の針穴の位置にある糸の色を同時に検知することができる。

【0049】

これらにより、いずれの検知方法を用いても、刺繍動作中において、刺繍に使用される針１１における糸の色、特に糸の色の変わり目を、時間的に誤差なくリアルタイムに把握することができる。

【0050】

（ニップローラ）
図６は、本発明のニップローラの調整の模式図である。図６において、（ａ）は第１制御例に使用されるニップローラ１８の模式図であり、（ｂ）は第２制御例、第３制御例に使用されるニップローラ１８Ａの模式図である。

【0051】

図６（ａ）に示す例では、ニップローラ１８は、対向する加圧ローラ１８１と、ローラ１８２とで構成されている対向ローラである。加圧ローラ１８１は、ローラ加圧部１８３によって加圧されることで、ローラ１８２との間に糸Ｎを加圧しながら挟みこんで、挟み込み領域でニップを形成している。本構成のニップローラ１８では、検知手段１７によるステッチ数と糸の色の位置に基づいて、ローラ加圧部１８３による加圧ローラ１８１の加圧力Ｐを調整することで、ニップローラ１８の圧力、即ちニップに挟まれる糸Ｎの張力を調整する。

【0052】

なお、図６（ａ）に示すローラ１８２は、回転駆動力が付与されない従動ローラである例を示しているが、ローラ１８２は、回転駆動力を付与される駆動ローラであってもよい。ただし、第１制御例の調整では、ローラ１８２が駆動ローラであっても、検知手段１７の検知結果に応じた搬送速度の調整が行われない。

【0053】

このように張力を調整可能なニップローラ１８と、ステッチ数と糸の色の位置を同時に検知する検知手段１７とを組み合わせることによって、糸の消費量に合わせて、ニップローラ１８から針１１への送り量をリアルタイムに調整できるため、大きなずれが発生する前に、糸Ｎの色のずれの補正を制御できる。

【0054】

図６（ｂ）に示す例では、ニップローラ１８Ａは、対向する加圧ローラ１８４と、駆動ローラ１８５とで構成されている対向ローラである。加圧ローラ１８４は、ローラ加圧部１８６によって加圧されることで、駆動ローラ１８５との間に糸Ｎを挟みこんで、挟み込み領域でニップを形成している。さらに、本構成例では、駆動ローラ１８５には、回転駆動力を伝達する回転モータ１８７が接続されている。

【0055】

本構成のニップローラ１８Ａでは、検知手段１７によるステッチ数と糸の色の位置に基づいて、回転モータ１８７による駆動ローラ１８５の回転速度を調整することで、糸の搬送速度（供給速度、速度）を調整する。図６（ｂ）に示すローラ加圧部１８６は、第２制御例での調整では、加圧力Ｐは、刺繍動作中は一定値で固定されており、検知手段１７の検知結果に応じた調整は行われない。

【0056】

このように搬送速度を調整可能なニップローラ１８Ａと、ステッチ数と糸の色の位置を同時に検知する検知手段１７とを組み合わせることによって、糸の消費量に合わせて、ニップローラ１８から針１１への送り量をリアルタイムに調整できるため、大きなずれが発生する前に、糸Ｎの色のずれの補正を制御できる。

【0057】

なお、第３制御例では、場合に応じて、ローラ加圧部１８３による加圧ローラ１８１の加圧力Ｐの調整と、回転モータ１８７による駆動ローラ１８５の回転速度の調整を組み合わせて制御する。

【0058】

本発明では、糸の色位置の調整のためのニップローラの調整として３種類の制御方法がある。下記では、それぞれの制御の機能構成について図７～図１４を用いて説明する。

【0059】

（第１制御例）
図７は、第１制御例に係る刺繍装置の制御部分の機能ブロック図である。刺繍データ作成部１５及び演算機構１６は、いずれも制御装置であって、例えばCPU（Central Processing Unit）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、FPGA（Field Programmable Gate Array）等の情報処理装置によって実現される。

【0060】

本制御例の演算機構１６では、ステッチ毎糸色予測部６０１と、糸想定消費量算出部６０２と、刺繍進行状況把握部６０３と、糸実際消費量算出部６０４と、糸消費進行状況算出部６０５と、張力設定部６０６と、相関記憶部６０７とを実行可能に有している。

【0061】

ステッチ毎糸色予測部６０１は、刺繍データ作成部１５から刺繍データを取得し、刺繍データに含まれる、針１１が布Ｃに対して相対的に移動する際の座標のデータとその針のステッチ数（上下運動の回数）とから、座標データにおける移動距離を累積して、そのステッチの針落ちタイミングにおいて、針１１の針先に位置する、刺繍に使用される糸の色を予測する。即ち、ステッチ毎の（針の上下回数毎の）、糸色を予測する。そして、刺繍進行状況把握部６０３からの呼び出しに応じて、ステッチ数に対応づけて予測した糸色を、出力する。

【0062】

糸想定消費量算出部（糸消費量予測部）６０２は、刺繍データに含まれる、針１１のステッチあたりの座標のデータと、刺繍進行状況把握部６０３から取得したステッチデータ（何針分進んだかというデータ）を基に、現在のステッチデータ時点において、累積して想定される上糸の消費量（消費長さ）を予測する。即ち、ステッチデータに対応づけられた糸想定消費量を算出する。上糸Ｎの想定消費量は、例えば、縫い目間のステッチが長く、ステージ１３上の布Ｃの移動距離が長い刺繍が続く場合に多くなり、ステッチが短く、ステージ１３上の布Ｃの移動距離が短い刺繍が続く場合に少なくなる。

【0063】

刺繍進行状況把握部６０３は、検知手段１７から出力される何針分進んだか、即ち、現在どのステッチを縫っているのかのデータであるステッチデータ（ステッチ数）をリアルタイムに取得する。さらに、刺繍進行状況把握部６０３は、検知手段１７から出力される、そのステッチにおける針１１の針先に位置する糸の色をリアルタイムに取得する。これにより、刺繍データのうちどこまで刺繍をすすめたかという、現在の刺繍位置データ（刺繍データ中の位置）を算出する。

【0064】

即ち、刺繍進行状況把握部６０３は、そのステッチにおける、刺繍データから算出される狙いの糸色と、検知手段１７によって検知された実際の糸色とを比較することで、刺繍データにおける、現在の刺繍位置を算出する。

【0065】

また、糸実際消費量算出部（糸消費量算出部）６０４は、刺繍進行状況把握部６０３で算出された刺繍データにおける現在の刺繍位置と、その実際の糸色の検知タイミングを基に、上糸Ｎの実際の消費量を算出する。

【0066】

ここで検知手段１７において、ステッチ毎に毎回色を検知していても、糸色の変化として実際に検知できるのは、糸の色の境界や、マーカーを設けた部分など糸の色の変わり目の位置（糸色変化の位置、色替え位置ともいう）となる。

【0067】

そのため、上糸糸巻１４から針１１への搬送時に上糸の伸縮が発生していない場合、刺繍開始時には、上糸と下糸が図４（ａ）のように張力バランスがとれるように設定されると考えると、実際の色の検知タイミングが想定された色の変わり目の検知タイミングと、同時になることで、「実際の色変化までの糸の消費長さ＝想定される色変化までの糸の消費長さ」となる。

【0068】

しかし、刺繍開始時には、上糸と下糸が図４（ａ）のように張力バランスがとれるように設定されても、上糸糸巻１４から針１１への搬送時に上糸に伸びが発生している場合は、予め付された上糸における色変化位置までの距離が長くなる。または、針を刺すべき位置への移動量が大きい又は中断を多く挟む等で刺繍動作において針に通された上糸を強く引っ張り、上糸と下糸との引き合いにおいて上糸の張力が大きい場合、図４（ｂ）のように縫い目における上糸の回り込み量が減って上糸消費量が減るため、上糸における色変化位置までの距離が長くなる。そのため、このような場合は、実際の色変化までの検知タイミングが、想定された色変化までの検知タイミングよりも遅くなり、「実際の色変化までの糸の消費長さ＞想定される色変化までの糸の消費長さ」となる。

【0069】

一方、上糸糸巻１４から針１１への搬送時に上糸に縮みが発生している場合は、予め付された上糸における色変化位置までの距離が短くなる。または、針を刺すべき位置への移動量が小さく刺繍動作において針に通された上糸の引っ張りが弱く、上糸と下糸との引き合いにおいて上糸の張力が小さい場合、図４（ｃ）のように縫い目における上糸の回り込み量が増えて上糸消費量が増えるため、上糸における色変化位置までの距離が短くなる。そのため、このような場合は、実際の色変化までの検知タイミングが、想定された色変化までの検知タイミングよりも速くなり、「実際の色変化までの糸の消費長さ＜想定される色変化までの糸の消費長さ」となる。

【0070】

糸消費進行状況算出部６０５は、実際の色変化までの糸の消費長さと、想定される色変化までの糸の消費長さとを、比較することで、現在の刺繍が狙いの糸消費に対して進んでいるか遅れているかを判断する。

【0071】

そして、張力設定部（張力調整部）６０６は、相関記憶部６０７に記憶された相関データを参照して、消費量の差（ズレ量）に応じて補正した加圧力を設定し、ローラ加圧部１８３へ制御信号を出力することで、ニップローラ１８の圧力であって、ニップローラ１８における糸Ｎへの張力付与量を調整する。

【0072】

例えば、「実際の色変化までの糸の消費長さ＞想定される色変化までの糸の消費長さ」の場合、即ち実際の上糸が遅れている場合は、色変化までの糸の領域が伸びている、又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが強く上糸消費量が少ない、ことになる。そのため、ニップローラ１８での加圧力を弱め、糸の張力を弱めることで、上糸の供給速度を上げ、縫い目における上糸の回り込み量（送り量）を増やし糸の消費を多くする。

【0073】

一方、「実際の色変化までの糸の消費長さ＜想定される色変化までの糸の消費長さ」の場合、即ち上糸が進んでいる場合は、上糸が縮んでいる、又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが弱く上糸消費量が多いことになる。そのため、ニップローラ１８での加圧力を強め、張力を強めることで、上糸の供給速度を下げ、縫い目における上糸の回り込み量（送り量）を減らし糸の消費を少なくする。

【0074】

このように、検知して張力を調整することで、検知後の調整までの時間的な遅れを極力発生させずに、色ずれの補正をリアルタイムに制御できる。ここで、本制御例における張力調整のトリガーは、色変化検知のため、例えば、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも長く、予測よりも遅れて色変化を検知したステッチの直後のタイミングで、張力の調整を実施する。

【0075】

一方、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも短く、予測よりも早く色変化を検知した場合は、予測した想定消費長さが色変化に到達するステッチの直後のタイミングで、張力の調整を実施する。

【0076】

なお、上糸糸巻１４から針１１への搬送時における上糸の伸縮の問題は、上糸糸巻１４から針１１までの距離が長いほど発生しやすいため、図１に示す第１実施形態の構成よりも、図１８～図２１に示す染色部を含む装置の方が、上糸の伸縮に起因した位置ずれに対する、この制御による効果が出やすい。

【0077】

なお、図７に示す、演算機構１６において、刺繍進行状況把握部６０３を除く部分は、ローラ制御部６となり、後述する第３実施形態において、上位制御装置側に設けることが可能な機能となる。

【0078】

ここで、図８、図９を用いて、第１制御例における上糸の消費量と上糸の張力の制御について説明する。図８は、第１制御例のフローチャートである。図９は、第１制御例で使用される糸の消費量と糸張力の補正用の相関テーブルの一例を示す。

【0079】

図８のフローにおいて、まず、ステップＳ１０１で、初期値の張力をセットする。

【0080】

ステップＳ１０２で、刺繍装置１の演算機構１６において刺繍データを読み込む。なお、後述する図１８～図２１に示すように染色部を有する構成の場合は、このタイミングで、染色部は染色データを読み込む。

【0081】

ステップＳ１０３で、最初の色変化までの糸の予想消費量（想定消費量）を算出する。詳しくは刺繍装置１では、今回の刺繍位置の前回の刺繍位置からの移動する距離に応じて、１回のステッチあたりの糸の消費量が変化する。そのため、予想される累計糸消費量である予想糸消費量は、変化するステッチの積み重ねとなる。

【0082】

一例として、各ステッチにおける糸消費量が、ステッチ１：０ｍｍ、ステッチ２：３ｍｍ、ステッチ３：２ｍｍ、ステッチ４：１ｍｍ、ステッチ５：４ｍｍとすると、予想される累計糸消費量は、ステッチ１まで：０ｍｍ、ステッチ２まで：３ｍｍ、ステッチ３まで：５ｍｍ、ステッチ４まで：６ｍｍ、ステッチ５まで：１０ｍｍとなる。

【0083】

そして、この例において、予定糸色値を、０～４ｍｍを赤色、５～１０ｍｍを青色とすると、刺繍データにおける最初の色変化が５ｍｍの位置にあるため、ステッチ３で最初の色変化があることが予測される。

【0084】

ステップＳ１０４で、刺繍動作を開始する。この際、ニップローラ１８の１つが駆動ローラ１８２の場合、デフォルトの送り速度で、刺繍位置へ糸を送る。

【0085】

ステップＳ１０５で、検知手段１７（１７Ａ）によって、刺繍位置の糸の色が変化したことを検出したら、ステップＳ１０６で、色変化までの糸の実際の消費量を算出する。

【0086】

そして、ステップＳ１０７で、Ｓ１０２で算出した糸の予想消費量（想定消費量）と、Ｓ１０５、Ｓ１０６で、検出、算出した糸の実際の消費量とが一致するかどうか、比較するとともに、差異量を検出する。

【0087】

例えば、上記例において、ステッチ３で赤色が検出され、ステッチ４以降で青色となる色変化が検出された場合は、実際の上糸の消費量が予想よりも遅れている。反対に、ステッチ２以前で青色となる色変化が検出された場合は、実際の上糸の消費量が予想よりも進んでいる。

【0088】

ステップＳ１０７で、糸の予想消費量と糸の実際の消費量とが一致しない場合（糸の予想消費量≠糸の実際の消費量）は、ステップＳ１０８で、糸の予想消費量と、糸の実際の消費量との差（ズレ量、差分量）に応じて、張力値であるニップ圧を調整し、上糸の張力を調整する。

【0089】

ここで、Ｓ１０８で、張力値を設定する際、図９に示す相関テーブルを参照する。図９に示すように、実際の色変化までの糸の消費長さが、予測よりも長い場合は、現在の刺繍が狙いの糸消費に対して遅れているため、糸の張力を現在値に対して弱めるような補正値に設定する。

【0090】

一方、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも短い場合は、現在の刺繍が狙いの糸消費（糸の想定消費量）に対して進んでいるため、糸の張力を現在値に対して強めるような補正値に設定する。

【0091】

この際、糸の種類に応じて、糸の張力の補正量をそれぞれ設定すると好適である。例えば、太い糸（糸種２）の場合は、張力の変化を大きくし、細い糸（糸種１）の場合は張力の変化を小さくする。

【0092】

なお、図９では、相関記憶部６０７で記憶させる相関関係の一例として、相関テーブルを示したが、相関方程式等の他の相関関係であってもよい。また、図９に示すような糸種に応じた相関テーブルを、さらに、温度や湿度に応じて異なるものを用意してもよい。

【0093】

このように、Ｓ１０８で糸の張力値を調整し、その調整された張力値で、ローラ加圧部１８３でニップローラ１８のニップ圧を制御することで、上糸の張力を調整する。

【0094】

一方、Ｓ１０７で糸の予想消費量と糸の実際の消費量とが一致する場合、初期値の張力もまま、刺繍動作を続行し、ステップＳ１０９へ進む。

【0095】

ステップＳ１０９では、刺繍データにおいて、上糸に次の色変化の予定があるか確認する。Ｓ１０９でＹＥＳの場合は、ステップＳ１１０で次の色変化までの糸の予想消費量（想定消費量）を算出する。

【0096】

その後、刺繍動作を続け、ステップＳ１０５に戻って、再び検知手段１７（１７Ａ）によって、刺繍位置の糸の色が変化したことを検出したら、次の色変化がなくなるまで、Ｓ１０５～Ｓ１１０の工程を繰り返す。

【0097】

ステップＳ１０９で、刺繍データにおいて、上糸に次の色変化の予定がなくなったら（ＮＯ）、そのまま刺繍データが終了するまで刺繍を続けて、刺繍データの終了に伴って刺繍を終了する。

【0098】

（第２制御例）
図１０は、第２制御例に係る刺繍装置の制御部分の機能ブロック図である。

【0099】

本制御例の演算機構１６Ａでは、ステッチ毎糸色予測部６０１と、糸想定消費量算出部６０２と、刺繍進行状況把握部６０３と、糸実際消費量算出部６０４と、糸消費進行状況算出部６０５と、回転速度設定部６０８と、相関記憶部６０９とを実行可能に有している。下記では、第１制御例との相違点のみ説明する。

【0100】

本制御例では、ニップローラ１８Ａの調整として、駆動ローラ１８５の回転速度の調整を行う。そのため、回転速度設定部（速度調整部）６０８は、相関記憶部６０９に記憶された相関データを参照して、糸消費量の予測からの差（ズレ量）に応じて回転速度を補正するように設定する。そして、設定した回転速度で駆動ローラ１８５を回転駆動するために、回転モータ１８７に制御信号を出力することで、糸Ｎの搬送速度を調整する。

【0101】

図１１、図１２を用いて、第２制御例における上糸の消費量と上糸の供給速度の制御について説明する。図１１は、第２制御例のフローチャートである。図１２は、第３制御例で使用される糸の消費量と搬送速度の補正用の相関テーブルの一例である。

【0102】

図１１のフローについて、図８との相違点のみ説明する。本制御例では、ステップＳ２０７で、糸の予想消費量と、糸の実際の消費量とが一致しない場合、ステップＳ２０８で糸の予想消費量（想定消費量）と、糸の実際の消費量との差（ズレ量）に応じて、回転モータ１８７により駆動ローラ１８５の回転速度を制御し、ニップローラ１８Ａによる糸の搬送速度を調整する。

【0103】

ここで、Ｓ２０８で、糸の搬送速度を調整する際、図１２に示す相関テーブルを参照する。図１２に示すように、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも長い場合は、現在の刺繍が狙いの糸消費に対して遅れているため、糸の速度の補正として、現在速度に対して早くするような補正値を設定する。実際の色変化までの糸の消費長さが長い場合は糸の色領域が伸びている、又は図４（ｂ）のように刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが強く回り込み量が少ないため、搬送速度を速くすることで、結果として糸の張力を弱め、図４（ｃ）のように上糸の回り込み量（送り量）を増やし糸の消費を多くする。

【0104】

一方、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも短い場合は、現在の刺繍が狙いの糸消費に対して進んでいるため、糸の搬送速度の補正として、現在速度に対して遅くするような補正値を設定する。実際の色変化までの糸の消費長さが短い場合は糸の色領域が縮んでいる、又は図４（ｃ）のように刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが弱く回り込み量が多いため、搬送速度を遅くすることで、結果として糸の張力を強め、図４（ｂ）のように上糸の回り込み量（送り量）を減らし糸の消費を少なくする。

【0105】

なお、図１２では、相関記憶部６０７で記憶させる相関関係の一例として、相関テーブルを示したが、相関方程式等の他の相関関係であってもよい。また、このような糸種に応じた相関テーブルについて、さらに、温度や湿度に応じて異なるものを用意してもよい。

【0106】

（第３制御例）
図１３は、第３制御例に係る刺繍装置の制御部分の機能ブロック図である。第１制御例ではニップローラ１８での加圧力（ニップ圧）を制御する例、第２制御例では、ニップローラ１８Ａの回転速度による糸の搬送速度を制御する例を説明したが、第３制御例では、両方の制御を組み合わせてもよい。

【0107】

本制御例の演算機構１６Ｂでは、ステッチ毎糸色予測部６０１と、糸想定消費量算出部６０２と、刺繍進行状況把握部６０３と、糸実際消費量算出部６０４と、糸消費進行状況算出部６０５と、回転速度設定部６０８と、相関記憶部６１０と、張力設定部６０６Ｂとを実行可能に有している。

【0108】

本実施形態における、相関記憶部６１０では、上述の図９又は図１２のような相関テーブルに加えて、補正に使用する搬送速度と糸の張力の相関テーブルを有している。

【0109】

ここで、図１４、図１５を用いて、第３制御例における上糸の消費量と上糸の張力及び供給速度の制御について説明する。図１４は、第２制御例のフローチャートである。図１５は、第３制御例で使用される補正用の糸の搬送速度と糸の張力の相関テーブルの一例である。

【0110】

図１４のフローについて、図８、図１１との相違点のみ説明する。本制御例では、ステップＳ３０７で、糸の予想消費量と、糸の実際の消費量とが一致しない場合、ステップＳ３０８へ進み、糸の予想消費量と、実際の糸の消費量との差（ズレ量）は、閾値以上かどうか判定する。

【0111】

ステップＳ３０８でズレ量が閾値以上の場合は、ステップＳ３０９へ進み、Ｓ３０９で糸の張力値を調整し、その調整された張力値で、ローラ加圧部１８３でニップローラ１８のニップ圧を制御することで、上糸の張力を調整する。

【0112】

ステップＳ３０８でズレ量が閾値未満の場合は、ステップＳ３０９へ進み、Ｓ３１０で糸の予想消費量（想定消費量）と、糸の実際の消費量との差（ズレ量）に応じて、回転モータ１８７により駆動ローラ１８５の回転速度を制御し、ニップローラ１８Ａによる糸の搬送速度を調整する。

【0113】

ここで、張力を大きく変化させるために、駆動ローラ１８５の回転速度を大きく変化させると、メカ的、エレキ的に張力の変化の追従が遅れることがあるため、糸消費量のズレ量が大きい場合は、張力を直接調整した方が好適である。一方、駆動ローラ１８５の回転速度を小さく変化させると、張力を直接調整する場合よりも、上糸の張力に対して細かい調整が効きやすいため、糸消費量のズレ量が小さい場合は、回転速度を調整し、上糸の搬送速度を微調整する方が好適である。

【0114】

図１５に示すように、補正のために、糸搬送速度を速くしたい場合は、加圧力（ニップローラ１８の圧力）を小さくし、糸の張力を弱く設定することで代替できる。即ち、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも長く、糸が伸びている場合又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが強く回り込み量が少ない場合は、補正として糸の搬送速度を速くする又は張力を弱くする。

【0115】

一方、補正のために、糸搬送速度を遅くしたい場合は、加圧力を大きくし、糸の張力を強く設定することで代替できる。例えば、実際の色変化までの糸の消費長さが予測よりも短く、糸が縮んでいる場合又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが弱く回り込み量が多い場合、補正として糸の搬送速度を遅くする又は張力を強くする。

【0116】

相関記憶部６１０では、図９の相関テーブルと図１５の相関テーブル、あるいは図１２の相関テーブルと図１５の相関テーブル等、少なくとも図１５のような糸の搬送速度と糸の張力の相関テーブルを含む２種類の相関テーブルが記憶されている。

【0117】

そのため、糸の搬送速度の調整と、糸の張力の調整とを適宜切り替えて調整することができる。例えば、図１４のフローのように、糸消費量のズレ量が小さい場合は糸の搬送速度を調整し、ズレ量が大きい場合は糸の張力を調整する等、選択的に制御することができる。

【0118】

なお、図１５では、相関記憶部６１０で記憶させる相関関係の一例として、相関テーブルを示したが、相関方程式等の他の相関関係であってもよい。また、このような糸種に応じた相関テーブルについて、さらに、温度や湿度に応じて異なるものを用意してもよい。

【0119】

（テストパターン）
図９、図１２、図１５の相関テーブルや相関式を設定するためには、予め相関関係を把握しておく必要がある。そのため、テストパターンを使用して相関関係を事前に検知しておくと好適である。図１６、図１７は、相関テーブルを作成するために検知するテストパターンの例を示す図である。

【0120】

図１６は、面を埋めるサテン縫いで作成したテストパターンの例を示す図である。図１６に示すテストパターンは、左上から右下の対角線を刺繍進行方向とし、縫い目方向を矢印に示す右下がりの方向に指定して、隣接する辺の間、及び対角頂点間に糸を渡すことで、四角形状を埋めながらサテン縫いすることで形成される。図１６（ａ）は、色の変わり目が予測通りの布上のテストパターンを示し、図１６（ｂ）は色の変わり目が遅い場合の布上のテストパターンの例を示し、図１６（ｃ）は色の変わり目が速い場合の布上のテストパターンの例を示す。

【0121】

図１６（ｂ）のように色の変わり目が遅く表れる場合は、糸の変わり目までの糸消費長さが予測よりも長いため、上糸が針Ｎに到達するまでに伸びている、又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが強く回り込み量が少ない、と考えられる。そのため、テストパターンが図１６（ｂ）のように現れた場合、現在の状態から糸の張力を弱くなるように徐々に変更して再度刺繍したテストパターンを作成して、図１６（ａ）のような適正な位置に色の変わり目がくるのに必要な、張力の補正値（変化量）を検出して記憶する。

【0122】

図１６（ｃ）のように色の変わり目が速く表れる場合は、色の変わり目までの糸消費長さが予測より短いため、糸が針Ｎに到達するまでに縮んでいる、又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが弱く回り込み量が多い、と考えられる。そのため、テストパターンが、図１６（ｃ）のように現れた場合、現在の状態から糸の張力を強くなるよう徐々に変更して再度刺繍したテストパターンを複数作成して、図１６（ａ）のような適正な位置に色の変わり目がくるのに必要な、張力の補正値を検出して記憶する。

【0123】

図１７は、矩形波を直線縫いで作成したテストパターンの例を示す図である。図１７に示すテストパターンとして、左から右に刺繍が進む場合で下記説明する。例えば、直線縫いは、下縫い等で使用され、消費量及び消費速度は、サテン縫いよりも少なく且つ遅い。このテストパターンでは、糸にマーカーを設けている。

【0124】

図１７（ａ）は、マーカーの位置が予測通りの布上のテストパターンを示し、図１７（ｂ）はマーカーの位置が遅い場合の布上のテストパターンの例を示し、図１７（ｃ）はマーカーの位置が速い場合の布上のテストパターンの例を示す。

【0125】

図１７（ｂ）のようにマーカーが遅く表れる場合は、上糸が伸びている、又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが強く回り込み量が少ない、と考えられる。テストパターンが図１７（ｂ）のように現れた場合、現在の状態から糸の張力を徐々に弱く調整して再度テストパターンを複数作成して、図１７（ａ）のような適正な位置にマーカーがくるのに必要な、張力の補正値を検出して記憶する。

【0126】

図１７（ｃ）のようにマーカーが速く表れる場合は、上糸が縮んでいる、又は刺繍動作に起因して縫い目における上糸の引っ張りが弱く回り込み量が多い、と考えられる。テストパターンが図１７（ｃ）のように現れた場合、現在の状態から糸の張力を徐々に強く調整して再度テストパターンを複数作成して、図１７（ａ）のような適正な位置にマーカーがくるのに必要な、張力の補正値を検出して記憶する。

【0127】

なお、上記テストパターンの説明では、張力の補正について説明したが、搬送速度による補正の相関を調べる場合も同様に、搬送速度を変更して複数のテストパターンを作成して、搬送速度の補正値を事前に検出し、記憶しておくと好適である。

【0128】

なお、図９、図１２、図１５では、補正値は直線的に変化するように相関する例を示したが、一針当たりの消費量は、刺繍の縫い方に応じて変化する。そのため、糸消費量の差に対する張力調整の相関データ、及び糸消費量の差に対する搬送速度調整との相関データを、縫い方ごとにそれぞれ設定してもよい。

【0129】

例えば、実際の布上の刺繍領域を、図１６のテストパターンのように領域を塗りつぶすために前後の縫い目で隣接して重なるように縫うサテン縫いやたたみ縫いで、模様を形成する場合では、同じ領域を同じ色で刺繍中は多少ずれても目視では確認できない可能性がある。そのため、例えば、ニップローラに対する、張力や搬送速度の調整は、ずれが発見された前のステッチに対して、補正後の次以降のステッチが徐々に適切な位置に戻るように、補正量を緩やかな変化になるように設定する。

【0130】

一方、実際の布上の刺繍領域を、図１７のテストパターンのような縫い目が重ならずにすべて露出する直線縫いで、模様を形成する場合は、位置ずれが目立つために早急に位置を適正にする必要がある。そのため、ニップローラに対する張力や搬送速度の調整は、ずれが発見された前のステッチに対して、補正後の次以降のステッチで速やかに適切な位置に戻るように、補正量を急激な変化になるよう設定する。

【0131】

＜第２実施形態＞
図１８は、本発明の第２実施形態に係る、染色・刺繍装置の概略模式図である。本染色・刺繍装置２では、刺繍機能を有する刺繍ユニット２１の前段に、上糸糸巻から巻きだされた上糸に搬送方向において変化する色を付与する染色ユニット２２が、設けられている。

【0132】

本実施形態に係る染色・刺繍装置２は、刺繍ユニット２１と、染色ユニット２２と、制御部２３とを有しており、インライン一体型の装置である。

【0133】

刺繍ユニット２１は、針２１１を用いて、布Ｃに刺繍を行う。図１８に示すように、針２１１と、刺繍送り部であるステージ２１３と、検知手段２１７とを有しており、針２１１と検知手段２１７は、刺繍ヘッド２０１に搭載されている。なお、図１８は模式的に示しているが、本実施形態の刺繍ユニット２１は、第１実施形態の刺繍装置１と、刺繍データ作成部１５と演算機構１６を除いて、同様の構成及び機能を有している。

【0134】

本実施形態では、上糸糸巻２２１は、刺繍ユニット２１ではなく、搬送方向上流側の染色ユニット２２内に設けられている。

【0135】

染色ユニット２２は、上糸糸巻２２１と、染色部２２２と、ニップローラ２２８と、を有している。上糸糸巻２２１は、上糸Ｎが巻回されており、染色部２２２、ニップローラ２２８を介して、針２１１に上糸Ｎを供給する上糸供給手段である。本実施形態では、上糸糸巻２２１から巻き出される糸Ｎは、白糸又は単色である。

【0136】

染色部２２２は、上糸糸巻２２１から巻き出された糸Ｎに対して、搬送方向に変化する色で、液体吐出方式で染色する。染色部２２２では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクを用いて、糸を染色可能な構成である。なお、本発明では、連続する上糸に対して搬送方向で変化する複数の色で染色すればよいため、少なくとも２色以上の複数の色に対応していれば、染色部２２２で染色可能な色の数はいくつであってもよい。

【0137】

ニップローラ２２８は、染色部２２２によって染色された糸Ｎを、加圧しながら搬送して、刺繍ユニット２１０の針２１１へ送る搬送ローラである。ニップローラ２２８は、上述の図６に示したニップローラ１８（１８Ａ）と同様の構成及び機能を有している。ニップローラ２２８は、第１制御例、第３制御例を実施する場合は、加圧力を調整可能であって、第２制御例、第３制御例を実施する場合は、搬送速度を調整可能である。

【0138】

刺繍ユニット２１における、検知手段２１７は、針２１１の近傍に設けられ、布に対して針Ｎが何回縫ったかのステッチ数（編成動作情報）と、刺繍中の糸Ｎの色を検知する。

【0139】

制御部２３０は、刺繍ユニット２１の検知手段２１７が検知した、ステッチ数と、糸の色の検知タイミングに応じて、ニップローラ２２８のニップ圧又は速度の調整を指示する制御信号をニップローラ２２８に送る。

【0140】

本実施形態の構成では、糸は上糸糸巻２２１を出た後、染色部２２２で染色されてから刺繍ユニット２１に送られる。そのため、第１実施形態よりも、上糸糸巻２２１から針２１１までの糸の搬送距離が長いため、染色部２２２から刺繍ヘッド２０１に送られる間の、糸Ｎの染色中や、染色後の搬送中に糸の伸びや縮みが発生しやすい。

【0141】

そこで、上記のように検知結果に応じてリアルタイムのニップローラ２２８の調整を行うことで、糸Ｎが針２１１に到達するまでに発生する糸の伸縮に起因する、刺繍ユニット２１０における糸の色の位置ずれの発生を抑制することができる。

【0142】

なお、図１８には示していないが、本実施形態の一体型の染色・刺繍装置においても、図１９に示す定着部３３と後処理部３４が、染色部２２２よりも糸搬送方向下流であって、ニップローラ２２８よりも上流側に設けられていてもよい。

【0143】

＜第３実施形態＞
図１９は、本発明の第３実施形態に係る染色・刺繍システム１００の側面概略図である。本システムでは、上糸糸巻から巻きだされた上糸に搬送方向において変化する色を付与する染色装置３が、刺繍装置１Ｃの前段に設けられており、図１８と異なり、染色装置と、刺繍装置とは一体化していない。

【0144】

ここで、染色装置３は、上糸Ｎが巻回された上糸糸巻３１と、染色部３２と、定着部３３と、後処理部３４とを主に備えている。

【0145】

染色装置３において、上糸糸巻３１から引き出された上糸Ｎは、ローラ３５１，３５２で案内され、染色部３２とニップローラ１８を通って、刺繍ヘッド１０の針１１まで連続して這い回されている。

【0146】

染色部３２は、上糸糸巻３１から引き出されて搬送される上糸Ｎに所要の色の液体を吐出して付与する複数のヘッド３２１（３２１Ｋ～３２１Ｙ）と、各ヘッド３２１のメンテナンスを行う複数の個別の維持ユニット３２２（３２２Ｋ～３２２Ｙ）とを備えている。

【0147】

複数のヘッド３２１Ｋ～３２１Ｙは、互いに異なる色を吐出する吐出ヘッドである。例えば、３２１Ｋはブラック（Ｋ）の液滴（インク）を吐出するヘッド、３２１Ｃはシアン（Ｃ）の液滴を吐出するヘッド、３２１Ｍはマゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出するヘッド、３２１Ｙはイエロー（Ｙ）の液滴を吐出するヘッドである。なお、色の順番は一例であり、この説明とは異なる順番に配置されてもよい。また、本例では４色のヘッド３２１Ｋ～３２１Ｙが設けられる例を示しているが、本発明では、連続する上糸に対して搬送方向で変化する複数の色で染色すればよいため、少なくとも２色以上の複数の色に対応したヘッドを設ければ、ヘッドの個数はいくつであってもよい。

【0148】

また、維持ユニット３２２Ｋ～３２２Ｙは、各色のヘッド３２１Ｋ～３２１Ｙの下側に設けられており、維持回復動作として、不使用時のヘッドをキャッピングしたり、ヘッド３２１からの液滴の空吐出受けとなったり、空吐出受けをヘッドに近づけた状態でノズルの吸引循環動作を行ったり、ノズルのワイピング動作を行ったりする。

【0149】

なお、図１９に示す染色装置３における染色部３２や図１８に示す染色部２２２は、ヘッド３２１からインクを吐出することで上糸Ｎを染色する液体吐出方式の構成例を示しているが、染色部３２（２２２）は、ローラ等で上糸Ｎを挟み込むことでインクを付与する塗布方式の染色部であってもよい。

【0150】

定着部３３は、染色部３２から吐出されたインクの、上糸Ｎに対する定着処理（乾燥処理）を行う。定着部３３は、例えば赤外線照射手段、温風吹き付け手段などの加熱手段を備え、上糸Ｎを加熱して乾燥する。

【0151】

後処理部３４は、例えば、上糸Ｎを清掃する清掃手段、上糸Ｎの表面に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段などを含む。

【0152】

なお、本発明の染色装置３では、少なくとも、上糸Ｎに色付きの液体を付与する染色部３２が設けられていればよく、定着部３３、後処理部３４は、設けられていなくてもよい。

【0153】

本実施形態に係るニップローラ１８Ｃは、染色装置３によって染色された糸Ｎを、加圧しながら搬送して、刺繍ヘッド１０の針１１へ送る搬送ローラ（加圧搬送ローラ）である。ニップローラ１８Ｃは、上述の図６に示したニップローラ１８（１８Ａ）と同様の構成及び機能を有している。ニップローラ１８Ｃは、第１制御例、第３制御例を実施する場合は、加圧力を調整可能であって、ニップローラ１８Ｃは、第２制御例、第３制御例を実施する場合は、搬送速度を調整可能である。

【0154】

刺繍装置１Ｃにおける、検知手段１７は、針１１の近傍に設けられ、布に対して針Ｎが何回縫ったかのステッチ数（編成動作情報）と、刺繍中の糸Ｎの色を検知する。

【0155】

刺繍ヘッド１０内に搭載される演算機構１６は、検知手段１７が検知した、ステッチ数と、糸の色の検知タイミングに応じて、ニップローラ１８Ｃ（搬送ローラ）でのニップ圧又は速度を調整する。

【0156】

本実施形態の構成では、糸は上糸糸巻３１を出た後、染色部３２で染色され、さらに定着、後処理工程が付されてから刺繍ユニットに送られる。そのため、第１実施形態、第２実施形態よりも、上糸糸巻３１から針１１までの糸の搬送距離が長いため、染色部３２から刺繍ヘッド１０に送られる間の、糸Ｎの染色中や、染色後の搬送中に糸の伸びや縮みが発生しやすい。

【0157】

そこで、上記のように検知結果に応じてリアルタイムのニップローラ１８Ｃの圧力又は搬送速度の調整を行うことで、糸Ｎが針１１に到達するまでに発生する糸の伸縮に起因する、刺繍装置１Ｄにおける糸の色の位置ずれの発生を抑制することができる。

【0158】

＜第４実施形態＞
図２０は、本発明の第４実施形態に係る染色・刺繍システムの側面概略図である。本実施形態では、染色・刺繍システム１００Ｄに対して上位装置である上位制御装置４が接続されている。上位制御装置４は、コンピュータ等の情報処理装置である。上位制御装置４は、有線又は無線通信により、刺繍装置１Ｄ及び染色装置３Ｄと情報をやり取り可能に電気的に接続されている。

【0159】

本実施形態に係るシステムでは、ニップローラ３８は、刺繍装置１Ｄではなく、染色装置３Ｄ側に設けられている。本発明における、ニップローラ１８Ｃ，３８は、図１９、図２０に示すように、染色装置又は刺繍装置のいずれかに搭載されていればよい。

【0160】

図２１は、本発明の第４実施形態に係る染色・刺繍システムの概略ブロック図である。上位制御装置４は、刺繍データ・染色データ作成部４１と、演算部４２と、を実行可能に有している。

【0161】

上位制御装置４は、刺繍データ・染色データ作成部４１と、演算部４２と、を備えている。刺繍データ・染色データ作成部４１は、刺繍データの元となる刺繍イメージを取得して、刺繍イメージを基に刺繍データと、刺繍イメージ及び刺繍データに応じた染色データを作成し、演算部４２に出力する。

【0162】

詳しくは、本実施形態における、刺繍データ・染色データ作成部４１は、刺繍イメージを色ごと（ＲＧＢ値）に分解し、刺繍模様の布上の大きさに基づいて、スムーズな順番で縫えるように、使用する糸の色と、糸上の各色の継続長さを決定し、決定された色の糸を用いて布上に縫目を形成させるように刺繍データを作成する。さらに、刺繍データ・染色データ作成部４１は、刺繍データに含まれる、糸の色を実現するために使用するＫＣＭＹ各色の配合量と、ＫＣＭＹの吐出ヘッドにおける各色の継続長さの情報を含む染色データを作成する。

【0163】

上位制御装置４の演算部４２は、染色装置３Ｄの演算機構３６とやりとり可能であり、染色データを演算機構３６へ出力し、演算機構３６は染色データに基づいて、染色部３２、定着部３３、後処理部３４を制御する。

【0164】

また、演算部４２は、刺繍装置１Ｄの演算機構１６Ｄとやりとり可能であり、刺繍データを、演算機構１６Ｄへ出力し、演算機構１６Ｄは、刺繍データに基づいて、駆動ドライバ１９１を駆動制御する。

【0165】

さらに、演算部４２は、上述の図７、図１０、図１３に示す、演算機構１６における、刺繍進行状況把握部６０３を除いた、ローラ制御部６（６Ａ，６Ｂ）の機能も有している。

【0166】

そのため、演算部４２は、検知手段１７による検知情報により、刺繍装置１Ｄ側の演算機構によって把握した、現在の刺繍を位置の情報を基に、糸の消費量（又は糸の消費速度）の差（ズレ量）を算出し、その差を基に、ニップローラ３８への圧力（ニップローラ３８の圧力）又は搬送速度を設定する。

【0167】

そして、演算部４２は、設定した加圧力又は回転速度を指示する制御信号を、染色装置３Ｄの演算機構３６に出力し、演算機構３６は設定された、加圧力又は回転速度で、ローラ加圧部３８３又は回転モータ３８７に指示する。これにより、ニップローラの加圧力による糸の張力、又は回転速度による糸の搬送速度の調整がリアルタイムに可能になる。

【0168】

このような制御により、糸Ｎが針１１に到達するまでに、染色装置３Ｄ側で発生する糸の伸縮に起因する、刺繍装置１Ｄにおける糸の色の位置ずれの発生を抑制することができる。

【0169】

以上により、本発明の好ましい実施形態及び制御構成について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

【符号の説明】

【0170】

１，１Ｃ，１Ｄ 刺繍装置
２ 染色・刺繍装置
３，３Ｄ 染色装置
４ 上位制御装置
６，６Ａ，６Ｂ ローラ制御部
１００，１００Ｄ 染色・刺繍システム
１０ 刺繍ヘッド
１１ 針
１２ 下糸回転体
１２１ 下糸ボビン
１２２ フック
１３ ステージ
１４ 上糸糸巻
１５ 刺繍データ作成部
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｄ 演算機構
１７ 検知手段（カラーレーザーセンサ）
１７Ａ 検知手段
１７１ カラーレーザーセンサ
１７２ ステッチセンサ
１８，１８Ａ，１８Ｃ ニップローラ（搬送ローラ）
１８１ 加圧ローラ
１８２ ローラ
１８３ ローラ加圧部
１８４ 加圧ローラ
１８５ 駆動ローラ
１８６ ローラ加圧部
１８７ 回転モータ
２１０ 刺繍ユニット
２２０ 染色ユニット
２２１ 上糸糸巻
２２２ 染色部
２２８ ニップローラ（搬送ローラ）
３１ 上糸糸巻
３２ 染色部
３３ 定着部
３８ ニップローラ（搬送ローラ）
６０２ 糸想定消費量算出部（糸消費量予測部）
６０４ 糸実際消費量算出部（糸消量量算出部）
６０６，６０６Ｂ 張力設定部（張力調整部）
６０８ 回転速度設定部（速度調整部）
６０９，６１０ 相関記憶部
Ｂ 下糸
Ｃ 布
Ｎ 上糸

【先行技術文献】

【特許文献】

【0171】

【文献】特開２００８－２８９５２２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】