JP7763128B2 - 植毛装置 - Google Patents

Description

本発明は、植毛装置に関する。

従来の植毛装置は、植毛を行うメッシュ状のベース素材を保持し、当該ベース素材の個々のメッシュ穴に対して複数の鉤針を用いて植毛用毛髪の結節を形成し、植毛を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－０４００８４号公報

上記従来の植毛装置では、Ｘ－Ｙの移動機構により、押さえ枠の開口部の範囲内となる一区画ではベース素材を移動させることが可能だが、当該一区画の範囲内の植毛が終わり、次の区画に植毛を行う場合には、手作業でベース素材の押さえ枠に取付け直す作業が必要であった。

本発明は、ベース素材に対して広範囲に効率的に植毛することをその目的とする。

本発明は、植毛装置において、
植毛が行われるベース素材を載置すると共に、植毛の作業用開口部を有する載置部と、
前記載置部の前記作業用開口部で前記ベース素材に植毛用毛髪を結合させる植毛部と、
前記載置部の周囲に配置され、前記ベース素材に下方から接するローラで前記ベース素材を送る送り装置と、
前記載置部に載置された前記ベース素材の傾きを検出するカメラと、
検出された傾きに応じて前記載置部に載置された前記ベース素材を回転させて向きを補正する補正機構と、
を備え、
前記送り装置は、交差する少なくとも二方向について前記ベース素材の送りを行うことを特徴とする。

上記の構成により、本発明は、ベース素材に対して広範囲に効率的に植毛することが可能となる。

発明の実施形態である植毛装置の概略構成を示す正面図である。 植毛装置の制御系を示すブロック図である。 植毛装置の斜視図である。 植毛装置の他の斜視図である。 植毛装置のさらに他の斜視図である。 ベースステージの平面図である。 ベースステージの斜視図である。 クランプ板が上昇位置にある状態のクランプ装置の正面図である。 クランプ板が弱クランプ位置にある状態のクランプ装置の正面図である。 クランプ板が強クランプ位置にある状態のクランプ装置の正面図である。 カメラ、第一の捕捉機構及び位置切り替え機構の斜視図である。 図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）はカメラ、第一の捕捉機構及び位置切り替え機構の平面図である。 植毛作業の動作制御の全体的な流れを示すフローチャートである。 メッシュ穴のカメラによる撮像画像の例である。 補正制御のフローチャートである。 他の補正機構を搭載した植毛装置の概略構成を示す正面図である。 他の補正機構による補正制御のフローチャートである。

［発明の実施形態の全体構成］
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態である植毛装置１０について詳細に説明する。
図１は植毛装置１０の概略構成を示す正面図、図２はその制御系を示すブロック図、図３～図５はそれぞれ異なる方向から見た植毛装置１０の斜視図である。
この植毛装置１０は、作業負担を軽減し、円滑に植毛用毛髪をベース素材Ｊに植毛するためのものである。
植毛用毛髪は、人間の毛髪に限らず、天然繊維、人工繊維を含む人間の毛髪に見立てた他のあらゆる繊維を対象としている。
ベース素材Ｊは、繊維状に限らず、平面状或いは曲面状をなすあらゆるシート状材料を含むが、この実施形態では、六角形の格子状のメッシュ穴を有する人間の頭頂部の形状に倣った曲面状（略球殻状）のシートを例示する。なお、メッシュ穴の形状は六角形ではなくとも良い。

図示のように、植毛装置１０は、ベース素材Ｊが載置されるベースステージ３０と、載置されたベース素材Ｊをその載置面上の一方向（Ｘ軸方向とする）とその直交方向（Ｙ軸方向とする）とに送る送り装置４０と、ベースステージ３０に載置されたベース素材Ｊを上から保持するクランプ装置５０と、保持されたベース素材Ｊの裏面側（下側）にメッシュ穴を通じて植毛用毛髪を引き込んで小ループを形成する第一の捕捉機構２１と、小ループを拡張するルーパ機構２４（図６及び図７参照）と、植毛用毛髪の裏面側のループを隣のメッシュ穴からベース素材Ｊの表面側（上側）に引き出す第二の捕捉機構２２と、植毛用毛髪の表面側のループに植毛用毛髪の一端部を引き込んで結節を作る第三の捕捉機構２３と、保持されたベース素材Ｊと第一～第三の捕捉機構２１～２３の鉤針との相対的な移動動作を行う移動機構２５とを備えている。

さらに、植毛装置１０は、載置されたベース素材Ｊを撮像する撮像部としてのカメラ１１と、カメラ１１と第一の捕捉機構２１とを保持してこれらの位置切り替えを行う位置切り替え機構２８と、後述するクランプ板５１の上側開口部５１１に挿通された状態の植毛後の植毛用毛髪を上側開口部５１１の外側に払い出すワイパー機構６１と、ベースステージ３０に載置されたベース素材Ｊを補助的に保持する補助クランプ機構６２と、ベースステージ３０上のベース素材Ｊの向きを補正する補正機構６３と、ベース素材Ｊに植毛された植毛用毛髪を所定方向に寄せるためにエアーの吹き付けを行う第一ブロア機構６４と、ベース素材Ｊをベースステージ３０側に押し付けるようにエアーの吹き付けを行う第二ブロア機構６５と、上記各構成の動作制御を行う制御装置１００と、上記各構成を直接的または間接的に支持する基台１２とを備えている。

なお、以下の説明において、ベース素材Ｊが載置される載置面は水平であり、載置面に平行なＹ軸方向の一方を「左」側、他方を「右」側、載置面に平行なＸ軸方向の一方を「前」側（図１の紙面垂直方向手前側）、他方を「後」側（図１の紙面垂直方向奥側）とする。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直上下方向をＺ軸方向とし、その一方を「上」側、他方を「下」側とする。

また、上記第一～第三の捕捉機構２１～２３及びルーパ機構２４は、植毛用毛髪をベース素材Ｊに結びつけて結合する植毛部２０を構成する。
そして、これら植毛部２０の第二、第三の捕捉機構２２，２３及びルーパ機構２４の構成と移動機構２５及び植毛部２０と移動機構２５によるベース素材Ｊに対する植毛用毛髪の結合動作については、特開2018-040084号公報に開示されているものとほぼ同一であるため、これらを参照するものとして詳細な説明は省略する。

［基台及び移動機構］
基台１２は、図１に示すように、植毛装置１０の全体構成を直接的または間接的に支持する平板体である。基台１２は、植毛装置１０が水平面に設置された状態で、その上面が水平となる。
基台１２上には、前述した第一の捕捉機構２１と、第二の捕捉機構２２と、第三の捕捉機構２３及びカメラ１１を支持する位置切り替え機構２８と、ルーパ機構２４と、ワイパー機構６１と、補助クランプ機構６２と、補正機構６３と、第一ブロア機構６４とが直接的に支持されている。
なお、「直接的に支持されている」とは、移動を行う機構を介することなく設置され、平面視での位置が移動しないことを示すものとする。

移動機構２５は、図１及び図２に示すように、基台１２の上面に設置されたＸ軸ステージ２６と、Ｘ軸ステージ２６上に設置されたＹ軸ステージ２７とを有する。
Ｘ軸ステージ２６は、上面がＸ－Ｙ平面に平行なステージ板２６１と、基台１２に対してステージ板２６１をＸ軸方向に沿って滑動可能に支持するスライドガイド２６２と、ステージ板２６１をＸ軸方向について任意に移動位置決め可能とする図示しない直動機構とを有する。直動機構は、ボールねじ機構と、その駆動源となるサーボモータからなるＸ軸モータ２６３とを有する。

Ｙ軸ステージ２７は、上面がＸ－Ｙ平面に平行なステージ板２７１と、Ｘ軸ステージ２６のステージ板２６１に対してステージ板２７１をＹ軸方向に沿って滑動可能に支持するスライドガイド２７２と、ステージ板２７１をＹ軸方向について任意に移動位置決め可能とする図示しない直動機構とを有する。直動機構は、ボールねじ機構と、その駆動源となるサーボモータからなるＹ軸モータ２７３とを有する。

Ｙ軸ステージ２７のステージ板２７１上には、ベースステージ３０と、送り装置４０と、クランプ装置５０と、第二ブロア機構６５とが直接的に支持されている。
移動機構２５は、Ｘ軸ステージ２６とＹ軸ステージ２７との協働により、ベースステージ３０上のベース素材ＪをＸ－Ｙ平面の任意の位置に位置決めすることができる。

なお、Ｘ軸ステージ２６とＹ軸ステージ２７の直動機構は、いずれも、ボールねじ機構に限らず、ステージ板２６１又は２７１をＸ軸方又はＹ軸方向に沿って任意に位置決め可能な機構であればよい。例えば、ピニオン－ラック機構とサーボモータの構成でステージ板２６１又は２７１の直動動作を実現してもよく、リニアモータでステージ板２６１又は２７１を直動させてもよい。

［ベースステージ］
図６はベースステージ３０の平面図、図７は斜視図である。
図示のように、ベースステージ３０は、移動機構２５のＹ軸ステージ２７上に立設された四本の支柱３１（一本は図示略）に支持されたベース板３２と、ベース板３２の上面に設けられた櫓状の立設部３３と、立設部３３の上端部に設けられた載置部としての載置板３４とを有する。

立設部３３は、平面視でベース板３２の中央部に立設されている。
そして、立設部３３の上端部に設けられた載置板３４は、略矩形の枠状体であり、概ね中央部に略矩形の作業用開口部３４１が形成されている。また、載置板３４の上面は、Ｘ－Ｙ平面に平行な載置面となっている。
植毛作業時には、載置板３４の上面である載置面にベース素材Ｊが載置される。載置板３４は、ベース素材Ｊに比して小さく、載置板３４に対して、ベース素材Ｊの下面部が部分的に接触した状態で載置される。ベース素材Ｊに対する植毛用毛髪の結合作業を行う際には、ベース素材Ｊの下側から第一の捕捉機構２１の鉤針をメッシュ穴に挿入する必要があるが、当該鉤針の挿入は、載置板３４の作業用開口部３４１を通じて行われる。また、第二及び第三の捕捉機構２２，２３による植毛用毛髪の結合動作も、載置板３４の作業用開口部３４１の範囲内で行われる。

［送り装置］
送り装置４０は、図６及び図７に示すように、ベースステージ３０のベース板３２上において、平面視で載置板３４を挟んでＸ軸方向の両側に配置された一対のＸ軸ローラ機構４１，４１と、平面視で載置板３４を挟んでＹ軸方向の両側に配置された一対のＹ軸ローラ機構４２，４２とを有する。

各Ｘ軸ローラ機構４１は、載置板３４の載置面に載置されたベース素材Ｊに下から当接するローラ４１１と、ローラ４１１の回転駆動源となるＸ軸送りモータ４１２と、ローラ４１１及びＸ軸送りモータ４１２を支持する支持ブラケット４１３と、ベース板３２上において支持ブラケット４１３をＺ軸方向に沿って昇降可能に支持する二つのスライドガイド４１４と、支持ブラケット４１３を上方に押圧する弾性部材としての二つのコイルバネ４１５と、コイルバネ４１５に抗して支持ブラケット４１３を下方に引き寄せる退避用エアシリンダ４１６を備えている。

支持ブラケット４１３に支持されたＸ軸送りモータ４１２は、その出力軸からローラ４１１の回転軸に対して、プーリ及びタイミングベルトからなる伝達機構により送り回転を付与する。Ｘ軸送りモータ４１２の出力軸とローラ４１１の回転軸は、いずれもＹ軸方向に沿うように配置されている。従って、ローラ４１１が載置板３４の載置面に載置されたベース素材Ｊに下から当接した状態で回転駆動を行うと、Ｘ軸方向にベース素材Ｊを送ることができる。

各Ｙ軸ローラ機構４２は、載置板３４の載置面に載置されたベース素材Ｊに下から当接するローラ４２１と、ローラ４２１の回転駆動源となるＹ軸送りモータ４２２と、ローラ４２１及びＹ軸送りモータ４２２を支持する支持ブラケット４２３と、ベース板３２上において支持ブラケット４２３をＺ軸方向に沿って昇降可能に支持するスライドガイド４２４と、支持ブラケット４２３を上方に押圧する弾性部材としてのコイルバネ４２５と、コイルバネ４２５に抗して支持ブラケット４２３を下方に引き寄せる退避用エアシリンダ４２６を備えている。

支持ブラケット４２３に支持されたＹ軸送りモータ４２２は、その出力軸からローラ４２１の回転軸に対して、プーリ及びタイミングベルトからなる伝達機構により送り回転を付与する。Ｙ軸送りモータ４２２の出力軸とローラ４２１の回転軸は、いずれもＸ軸方向に沿うように配置されている。従って、ローラ４２１が載置板３４の載置面に載置されたベース素材Ｊに下から当接した状態で回転駆動を行うと、Ｙ軸方向にベース素材Ｊを送ることができる。

退避用エアシリンダ４１６，４２６が支持ブラケット４１３，４２３を下方に引き寄せていない状態であって、コイルバネ４１５，４２５が支持ブラケット４１３，４２３を最上位置まで押し上げている状態において、各ローラ４１１，４２１の上端部の高さは、載置板３４の載置面（上面）の高さと一致するか、載置板３４の載置面より幾分低くなるように設定されている。この高さにある各ローラ４１１，４２１を「送り位置」とする。
これに対して、退避用エアシリンダ４１６，４２６が支持ブラケット４１３，４２３を下方に引き寄せた状態では、各ローラ４１１，４２１の上端部の高さは、載置板３４に載置されたベース素材Ｊの下面に届かず、送り動作を行うことができない高さまで下降する。この高さにある各ローラ４１１，４２１を「退避位置」とする。

そして、一対のＸ軸ローラ機構４１が送り位置、一対のＹ軸ローラ機構４２が退避位置とされて、一対のＸ軸ローラ機構４１のローラ４１１が同一方向に回転駆動されると、載置板３４の両側からベース素材ＪにＸ軸方向の搬送力を付与することができる。
また、一対のＹ軸ローラ機構４２が送り位置、一対のＸ軸ローラ機構４１が退避位置とされて、一対のＹ軸ローラ機構４２のローラ４２１が同一方向に回転駆動されると、載置板３４の両側からベース素材ＪにＹ軸方向の搬送力を付与することができる。
このように、Ｘ軸ローラ機構４１とＹ軸ローラ機構４２とは、同時には作動せず、別々にＸ軸方向の搬送とＹ軸方向の搬送とを実行する。

また、送り位置にある一対のＸ軸ローラ機構４１のローラ４１１が逆回転でベース素材Ｊを互いに離隔させる方向に回転駆動されると、載置板３４上においてベース素材ＪにＸ軸方向の張力を付与して弛みを抑制することができる。
また、送り位置にある一対のＹ軸ローラ機構４２のローラ４２１が逆回転でベース素材Ｊを互いに離隔させる方向に回転駆動されると、載置板３４上においてベース素材ＪにＹ軸方向の張力を付与して弛みを抑制することができる。
以下、一対のＸ軸ローラ機構４１又は一対のＹ軸ローラ機構４２により、ベース素材Ｊに各方向への張力を付与する動作制御を「張力付与制御」という。

前述した移動機構２５は、ベース素材Ｊに植毛用毛髪を結合する植毛作業時に、載置板３４と共にベース素材Ｊの移動を行い、作業用開口部３４１の範囲内のベース素材Ｊの各メッシュ穴を第一～第三の捕捉機構２１～２３の鉤針に対して位置決めするために利用される。
これに対して、送り装置４０は、載置板３４に対するベース素材Ｊの移動を行い、ベース素材Ｊにおける載置板３４の作業用開口部３４１に臨む範囲をベース素材Ｊ内の別の位置に移動させるために利用される。
従って、移動機構２５によるベース素材Ｊの移動は、送り装置４０によるベース素材Ｊの移動に比べて非常に微小な移動量で精細な制御が行われる。

なお、交差する二方向のローラ機構４１，４２は、それぞれ互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに送りを行う構成を例示したが、直交している場合に限らず、斜めに交差する二方向に送りを行う構成としてもよい。

なお、ベースステージ３０は、ベースステージ３０及び送り装置４０を覆うカバー部材３５を備えている。カバー部材３５は、その上端部が、上方に凸となる略凸面状の多面体形状であり、上端部中央は、各ローラ４１１，４２１の上部及び載置板３４が上方に露出するように広く切り欠かれている。ベースステージ３０は、その上端部を、より球殻に近い多面体形状としても良いし、略球殻状としてもよい。
カバー部材３５により、載置板３４に載置されたベース素材Ｊは、送り装置４０の各ローラ４１１，４２１以外の構成やベース板３２の角部等に直接的に接触することが回避され、送り装置４０によるベース素材Ｊの送り動作を円滑に行うことが可能である。
なお、カバー部材３５は、図１以外では図示を省略している。

［クランプ装置］
クランプ装置５０は、図１、図３～図５に示すように、ベースステージ３０の上方に位置するＹ軸方向に長尺な平板体からなるクランプ板（クランプ部材）５１と、Ｙ軸ステージ２７のステージ板２７１の上面に立設され、クランプ板５１の両端部を個別に支持する一対の支持台５２と、各支持台５２に対するクランプ板５１の昇降を可能とするスライドガイド５３と、クランプ板５１を昇降させる昇降部としてのクランプ用エアシリンダ５４と、各支持台５２とクランプ板５１との間に設けられ、クランプ板５１を上方に押圧する弾性部材としてのコイルバネ５５とを備えている。
クランプ装置５０は、Ｙ軸ステージ２７のステージ板２７１上に支持されているので、ベースステージ３０と共に、移動機構２５によるＸ－Ｙ移動が行われる。

クランプ板５１は、載置板３４の作業用開口部３４１の直上位置において、作業用開口部３４１とほぼ同一形状、同一サイズの上側開口部５１１が上下方向に貫通形成されている。
クランプ板５１は、昇降動作の下限位置において、その下面を載置板３４の載置面に当接させることができる。そして、クランプ板５１は、下限位置まで下降することにより、載置板３４に載置されたベース素材Ｊを上からクランプし、固定的に保持することができる。

さらに、昇降動作の下限位置において、載置板３４の作業用開口部３４１と上側開口部５１１とを平面視でほぼ同一位置に重合させることができる。
前述した第二及び第三の捕捉機構２２，２３は、クランプ板５１よりも上方に配置されており、これらは、鉤針を下方に延ばして、上側開口部５１１を介してベース素材Ｊの作業用開口部３４１内の範囲で植毛用毛髪の結合動作を実行する。

また、クランプ板５１の下面側における上側開口部５１１の四方には、各ローラ４１１，４２１の外周に個別に当接する四つの当接板５１２が装備されている。各当接板５１２は、その下面がクランプ板５１の下面よりも低位置となり、クランプ板５１の昇降動作の下限位置まで下降する手前の位置で各ローラ４１１，４２１の上部に当接する。このように、下限位置よりも手前の位置までクランプ板５１を下降させることにより、載置板３４上のベース素材Ｊを各ローラ４１１，４２１に適宜当接させることができ、一対のＸ軸ローラ機構４１又は一対のＹ軸ローラ機構４２による送り動作を良好に行わせることができる。

図８～図１０はそれぞれクランプ板５１の高さが異なる状態のクランプ装置５０の正面図である。
図８は、各クランプ用エアシリンダ５４の上昇圧力よって、クランプ板５１が昇降動作の上限である上昇位置に位置する状態を示す。この状態では、クランプ板５１の下面は載置板３４の載置面から大きく離隔している。
上昇位置では、載置板３４上のベース素材Ｊはクランプ状態から解放されている。上昇位置にあるクランプ板５１は、載置板３４との間が大きく離隔しているので、後述するワイパー機構６１のワイパー部材６１１を通して植毛用毛髪の払い動作を行うことができる。

各クランプ用エアシリンダ５４は、空圧源からの供給経路にレギュレータ５６が設けられており、制御装置１００の制御により、各クランプ用エアシリンダ５４に対してクランプ板５１を下降させるための空圧を高低二段階で付与することができる。
図９は、各クランプ用エアシリンダ５４の下降圧力が低圧力である場合のクランプ板５１の状態を示し、図１０は各クランプ用エアシリンダ５４の下降圧力が高圧力である場合のクランプ板５１の状態を示す。

図９に示すように、各クランプ用エアシリンダ５４の下降圧力が低圧力である場合、下降したクランプ板５１は、コイルバネ５５から受ける上方への押圧力に抗しきれず、クランプ板５１の下面と載置板３４の載置面との間に隙間ｄを生じ、ベース素材Ｊは、クランプによる拘束力が小さいか又は拘束されない状態となる。このときのクランプ板５１の高さを弱クランプ位置とする。
一方、この弱クランプ位置では、クランプ板５１の各当接板５１２は、各ローラ４１１，４２１に当接するか、或いは、各ローラ４１１，４２１に対して非常に狭いすき間を形成する。従って、載置板３４上にベース素材Ｊが載置されている場合、ベース素材Ｊは、各当接板５１２に押されて、適度な当接力で各ローラ４１１，４２１に当接し、一対のＸ軸ローラ機構４１又は一対のＹ軸ローラ機構４２による送り動作を良好に行わせることができる。

これに対して、図１０に示すように、各クランプ用エアシリンダ５４の下降圧力が高圧力である場合、下降したクランプ板５１は、コイルバネ５５に抗して、クランプ板５１の下面と載置板３４の載置面とを圧接した状態とすることができる。従って、載置板３４上にベース素材Ｊが載置されている場合、ベース素材Ｊは、クランプ板５１と載置板３４とにより強固に把持され、大きな拘束力で固定保持される。このときのクランプ板５１の高さを強クランプ位置とする。

また、載置板３４の上面には、照明装置５７が装備されている。この照明装置５７は、後述するカメラ１１が載置板３４の下方から作業用開口部３４１を介してベース素材Ｊを撮像する際に、上側開口部５１１の上方から照明光を照射する。この照明装置５７は、非撮像時には、クランプ板５１の一端部側に退避しており、撮像の際には、図示しないアクチュエータによって上側開口部５１１の真上に移動して下方に投光を行う。

［補助クランプ機構］
補助クランプ機構６２は、図３に示すように、ベースステージ３０を挟んでＸ軸方向の両側にそれぞれ設けられている。二つの補助クランプ機構６２は、二つのＸ軸ローラ機構４１に個別に対向して配置されている。
各補助クランプ機構６２は、傾動可能に設けられた補助クランプ板６２１と、補助クランプ板６２１の傾動動作を付与する補助クランプ用エアシリンダ６２２とを有する。

補助クランプ板６２１は、基端部がＹ軸回りに傾動可能に支持され、先端部がＸ軸ローラ機構４１のローラ４１１の外周面に当接する平板状に形成されている。
補助クランプ用エアシリンダ６２２は、補助クランプ板６２１の先端部がローラ４１１の外周面に当接する方向に傾動力を付与する。これにより、載置板３４に載置されているベース素材Ｊは、Ｘ軸ローラ機構４１と補助クランプ板６２１の先端部とに挟まれて保持される。

二つの補助クランプ機構６２は、例えば、クランプ装置５０のクランプ板５１を上昇位置として載置板３４上のベース素材Ｊを解放する場合に、載置板３４に対するベース素材Ｊの位置ずれなどが生じないようにベース素材Ｊを押さえるためのものである。
二つの補助クランプ機構６２によってベース素材Ｊのクランプを行う際には、補助クランプ板６２１の先端部の押し付けによりベース素材Ｊに弛みが生じやすくなるので、一対のＸ軸ローラ機構４１による前述した張力付与制御を同時に実施することが好ましい。

［ワイパー機構］
ワイパー機構６１は、図３及び図４に示すように、ベース素材Ｊに結合された植毛用毛髪を払うための機構である。
前述したように、ベース素材Ｊに対する植毛作業は、ベース素材Ｊがクランプ板５１に保持された状態で作業用開口部３４１及び上側開口部５１１を通じて行われる。
その場合、ベース素材Ｊに結合された各植毛用毛髪は、上側開口部５１１を通じてクランプ板５１の上側まで突出した状態となる。
一方、ベース素材Ｊにおける載置板３４の作業用開口部３４１内の一区画に対して植毛用毛髪の植毛が完了すると、クランプ板５１が弱クランプ位置まで上昇し、送り装置４０により隣の区画が作業用開口部３４１内となるようにベース素材Ｊの送り動作が実行される。
この後、植毛された各植毛用毛髪が上側開口部５１１に挿通されたままの状態である場合、ベース素材Ｊの送り動作や次の区画の植毛用毛髪の結合動作、新たな区画に対する作業用開口部３４１を通じた撮像等に悪影響を及ぼす可能性がある。
従って、クランプ板５１を上昇位置まで上昇し、ワイパー機構６１により、クランプ板５１の下側でベース素材Ｊに結合された植毛用毛髪を払い、上側開口部５１１から各植毛用毛髪を払い出す作業を実施する。
なお、ベース素材Ｊの送り動作と植毛用毛髪の払い出し動作は、実行の順番を前後入れ替えてもよい。

ワイパー機構６１は、図３に示すように、平面視で載置板３４に対して右後方に配置されている。また、ワイパー機構６１は、上昇位置のクランプ板５１よりも低位置であって載置板３４よりも高位置に配置されている。
ワイパー機構６１は、各植毛用毛髪を払う棒状のワイパー部材６１１と、ワイパー部材６１１の伸縮を行う伸縮用エアシリンダ６１２と、ワイパー部材６１１に払い出しのための前後移動を付与する払い出し用エアシリンダ６１３とを備えている。

ワイパー部材６１１は、Ｙ軸方向に沿った丸棒状であって、伸縮用エアシリンダ６１２から左方に延出されている。
伸縮用エアシリンダ６１２は、進退動作を行うプランジャがＹ軸方向に平行となるように払い出し用エアシリンダ６１３に支持されている。伸縮用エアシリンダ６１２のプランジャには、その延長方向にワイパー部材６１１が直結されており、ワイパー部材６１１を右方に収縮させた状態と左方に伸長した状態とに切り替えることができる。
ワイパー部材６１１は、収縮状態では載置板３４よりも右方に位置し、伸長状態でＹ軸方向について載置板３４と重合する。

払い出し用エアシリンダ６１３は、プランジャがＸ軸方向に平行となるように基台１２に支持されている。そして、プランジャの先端部で伸縮用エアシリンダ６１２を支持しており、プランジャの進出状態でワイパー部材６１１を載置板３４よりも前側に移動させ、後退状態で載置板３４よりも後側に移動させることができる。

上記構成により、ワイパー機構６１は、載置板３４の作業用開口部３４１内の一区画に対して植毛用毛髪の結合が完了してクランプ板５１が上昇位置まで上昇すると、払い出し用エアシリンダ６１３によりワイパー部材６１１を前進移動させてから伸縮用エアシリンダ６１２によりワイパー部材６１１を伸長し、払い出し用エアシリンダ６１３によりワイパー部材６１１を後退移動させる。
これにより、ワイパー部材６１１は、載置板３４の作業用開口部３４１とクランプ板５１の上側開口部５１１との間を通過し、各植毛用毛髪を後方に薙ぎ払って上側開口部５１１から払い出すことができる。

なお、ワイパー部材６１１は、植毛用毛髪を払うことが可能であれば、その形態は任意である。例えば、丸棒状に限らず、板状にしても良いし、ブラシで構成してもよい。

［第一ブロア機構］
第一ブロア機構６４は、空圧供給源と接続されたノズルを有する。第一ブロア機構６４は、図３及び図４に示すように、載置板３４の前方であって幾分上方に配置され、後方斜め下に向かって載置板３４側にエアーの吹き付けを行う。
前述したように、ワイパー機構６１によって後方に向かってまとめて払われた植毛用毛髪は、その弾性により後方に払われた状態からベース素材Ｊの上方に起き上がろうとする。その場合、クランプ装置５０により新たな区画に対してベース素材Ｊをクランプする際に、植毛用毛髪を載置板３４とクランプ板５１との間に挟み込んでしまうおそれがある。
このため、ワイパー機構６１によって後方に払われた植毛用毛髪に対して起き上がらないように、第一ブロア機構６４によってエアーの吹き付けを行っている。

［第二ブロア機構］
第二ブロア機構６５は、空圧供給源と接続されたノズルを有する。第二ブロア機構６５は、図１に示すように、クランプ板５１のＹ軸方向の両端部に一基ずつ設けられ、クランプ板５１の下側において、それぞれの第二ブロア機構６５が載置板３４側に向かってエアーの吹き付けを行う。
これら第二ブロア機構６５は、クランプ板５１が上昇して載置板３４上のベース素材Ｊを解放しているとき等にエアーの吹き付けを行って、ベース素材Ｊをカバー部材３５や各ローラ４１１，４２１に押し付ける機能を有する。
また、第二ブロア機構６５は、送り装置４０によりＹ軸方向側の隣の区画が作業用開口部３４１内となるようにベース素材Ｊの送り動作が実行されてワイパー機構６１による払い動作が行われた場合に、ベース素材Ｊの送り方向の下流側に向かってエアーの吹き付けを行い、植毛用毛髪をベース素材Ｊの送り方向の下流側に寄せる機能も有する。

［カメラ及び位置切り替え機構］
図１１はカメラ１１、第一の捕捉機構２１及び位置切り替え機構２８の斜視図、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は平面図である。
カメラ１１は、載置板３４の下方から作業用開口部３４１を通じてベース素材Ｊを撮像する。カメラ１１は、ＣＣＤ(Charge-Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサと光学系とを有する。
カメラ１１は、第一の捕捉機構２１と共に位置切り替え機構２８に支持されており、作業用開口部３４１の中心を通るＺ軸方向に沿った中心線上に、カメラ１１の光軸を一致させた状態と第一の捕捉機構２１が保有する鉤針の中心線を一致させた状態とに位置切り替えを行うことができる。

第一の捕捉機構２１は、上方を向いた鉤針２１１と、鉤針２１１を上端部で保持する針棒２１２と、Ｚ軸方向に沿ったボールネジ２１３と、ボールナット２１４と、ボールナット２１４と連動して昇降動作を行う昇降ブロック２１５と、鉤針２１１の昇降動作の駆動源となる捕捉用モータ２１６とを備えている。

ボールネジ２１３は、位置切り替え機構２８の支持枠２８１によってＺ軸回りに回転可能に支持されている。
捕捉用モータ２１６は、ベルト機構によりボールネジ２１３に回転力を付与する。
ボールナット２１４は、スライドガイドを介して支持枠２８１によって昇降可能に支持されており、ボールネジ２１３の回転により昇降動作を行う。
ボールナット２１４は、Ｘ軸方向に沿って前方に延出された連動軸２１７を有し、昇降ブロック２１５は、連動軸２１７が挿入されるリニアブッシュを内蔵している。また、昇降ブロック２１５は、針棒２１２の下端部を固定的に保持している。
これらの構成により、第一の捕捉機構２１は、捕捉用モータ２１６の駆動によってボールネジ２１３が回転し、ボールナット２１４は、ボールネジ２１３に沿って上下動を行う。
昇降ブロック２１５は、連動軸２１７によってボールナット２１４と共に上下動を行い、針棒２１２及び鉤針２１１が上下動を行う。
このとき、昇降ブロック２１５は、内蔵されたリニアブッシュにより、連動軸２１７に沿って滑動可能であるため、針棒２１２が前方に移動した場合であっても、ボールナット２１４と連動して上下動を行うことが可能である。

位置切り替え機構２８は、基台１２に固定設置された支持枠２８１と、カメラ１１及び針棒２１２を支持する位置切り替え板２８２と、カメラ１１と針棒２１２の位置切り替え動作の駆動源となる位置切り替え用エアシリンダ２８３とを有する。

支持枠２８１は、スライドガイドによって位置切り替え板２８２をＸ軸方向に沿って滑動可能に支持している。
位置切り替え板２８２は、カメラ１１と針棒２１２とをＸ軸方向に隣り合わせで支持している。また、位置切り替え板２８２は、針棒２１２をリニアブッシュによってＺ軸方向に沿って上下動可能に支持している。
位置切り替え用エアシリンダ２８３は、プランジャがＸ軸方向に進退動作を行うように支持枠２８１に取り付けられており、プランジャの先端部は位置切り替え板２８２に連結されている。

そして、位置切り替え機構２８は、Ｘ軸方向に沿って滑動可能な位置切り替え板２８２に対して、Ｘ軸方向の両側からそれぞれ当接するストッパー２８４，２８５を備えている。
ストッパー２８４は、図１２（Ａ）に示すように、位置切り替え板２８２に支持されたカメラ１１の光軸が作業用開口部３４１の中心と一致するように位置切り替え板２８２を位置決めする。
また、ストッパー２８５は、図１２（Ｂ）に示すように、針棒２１２の鉤針２１１の中心が作業用開口部３４１の中心と一致するように位置切り替え板２８２を位置決めする。
このように、位置切り替え機構２８は、カメラ１１と第一の捕捉機構２１とをＸ軸方向に並列で配置することで省スペース化を図ると共に、カメラ１１と第一の捕捉機構２１の双方を平面視で作業用開口部３４１の範囲内の同一位置となるように配置するという要求を実現している。
なお、前述したように、位置切り替え機構２８は、基台１２に直接的に設置されており、基台１２上で移動を生じない。これに対して、載置板３４は、基台１２に対して移動機構２５を介して設置されている。従って、平面視において、位置切り替え機構２８に対して載置板３４はＸ軸方向とＹ軸方向とに相対的に移動可能である。このため、「作業用開口部３４１の中心」とは、移動機構２５による可動範囲の中心に載置板３４が位置する状態（載置板３４の基準位置とする）における作業用開口部３４１の中心を示すものとする。

［補正機構］
ベース素材Ｊは、面上にメッシュ穴が整列されて展開されたメッシュ材料である。例えば、本実施形態のベース素材Ｊは、六角形のメッシュ穴が整列されている。このようなベース素材Ｊの各メッシュ穴に順番に植毛用毛髪の結合を行う場合、メッシュ穴の並び方向は、送り装置４０の送り方向であるＸ軸方向又はＹ軸方向に平行になるように載置板３４上に保持される。
しかしながら、送りの際にベース素材Ｊに滑りによるズレが生じたり、ベース素材Ｊが平面状ではなく立体形状であったり、変形を生じやすい軟質素材である場合等、種々の要因により、メッシュ穴の並び方向は、傾きを生じ得る。
このようなベース素材Ｊのメッシュ穴の傾きは、カメラ１１の撮像画像から検出することが可能である。
そして、ベース素材Ｊのメッシュ穴の傾きが許容値を超えた場合、ベースステージ３０上のベース素材Ｊは、補正機構６３によって、カメラ１１に対してＺ軸回りに回転を加えることにより向きを補正することができる。

補正機構６３は、図３～図５に示すように、載置板３４の前方に配置されている。そして、補正機構６３は、基台１２上に設置されたブラケット６３１によってＺ軸回りに回動可能に支持された支軸６３２と、支軸６３２の上端部に固定装備されたアーム６３３と、アーム６３３の先端部に設けられた円板状の押さえ板６３４と、ベルト機構を介して押さえ板６３４を回転させる補正用モータ６３５（図２参照）と、支軸６３２に回転動作を付与するアーム旋回用エアシリンダ６３６（図２参照）とを有する。

支軸６３２は、ブラケット６３１によりＺ軸方向に沿った状態で支持されている。
アーム６３３は、支軸６３２に対してスプラインナット６３７を介して連結されている。即ち、アーム６３３は、スプラインナット６３７により、支軸６３２に沿って移動可能であると共に支軸６３２と共にＺ軸回りに回動可能である。
また、アーム６３３は、スプラインナット６３７を介して弾性部材であるコイルバネ６３８により上方に押圧されている。

アーム６３３の先端部の下面側に設けられた押さえ板６３４は、アーム６３３に対してＺ軸回りに回転可能に支持されている。この押さえ板６３４は、アーム６３３の上面側に設けられたベルト機構により、補正用モータ６３５から回転動作を付与される。さらに、押さえ板６３４は、その下面側がベースステージ３０に載置されたベース素材Ｊに上から当接して、当該押さえ板６３４の回転をベース素材Ｊに付与することができる。

また、アーム６３３は、コイルバネ６３８により常に上方に押圧されており、これによって、押さえ板６３４は、ベースステージ３０上のベース素材Ｊに届かない高さを維持している。
そして、コイルバネ６３８に抗してアーム６３３を下降させる押さえ用エアシリンダ６３９がアーム６３３に並設されており、ベース素材Ｊの回転により補正を行う際には、押さえ板６３４を下降させて載置板３４上のベース素材Ｊに当接させることができる。

また、アーム旋回用エアシリンダ６３６は、支軸６３２の下端部に設けられた図示しないリンク部材を介して支軸６３２に回転動作を入力する。
このアーム旋回用エアシリンダ６３６から入力される回転動作により、アーム６３３は、押さえ板６３４を載置板３４の前方の退避位置と載置板３４の真上となる押さえ位置との間で移動させることができる。

［植毛装置の制御系：制御装置］
植毛装置１０の制御装置１００は、図２に示すように、植毛の動作制御を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ(Read Only Memory)１０２と、演算処理の作業領域地となるＲＡＭ(Random Access Memory)１０３と、各種設定データなどを記憶する記憶手段としての書き換え可能な不揮発性のデータメモリ１０４と、ＲＯＭ１０２内のプログラムを実行するＣＰＵ１０１（Central Processing Unit）とを備えている。

また、ＣＰＵ１０１は、植毛部２０を構成する第一～第三の捕捉機構２１～２３及びルーパ機構２４と移動機構２５とに接続されている。
第一～第三の捕捉機構２１～２３は、いずれもエアシリンダを備え、ＣＰＵ１０１は、これらを作動させる図示しない電磁弁を通じてこれらの動作制御を行う。
ルーパ機構２４は、アクチュエータを備え、ＣＰＵ１０１は、アクチュエータを作動させる図示しない駆動回路を通じてルーパ機構２４の動作制御を行う。
移動機構２５は、Ｘ軸ステージ２６とＹ軸ステージ２７を備え、ＣＰＵ１０１は、Ｘ軸ステージ２６のＸ軸モータ２６３とＹ軸ステージ２７のＹ軸モータ２７３を作動させる図示しない駆動回路を通じてＸ軸ステージ２６及びＹ軸ステージ２７の動作制御を行う。

また、ＣＰＵ１０１は、位置切り替え機構２８と接続され、位置切り替え用エアシリンダ２８３を図示しない電磁弁を通じて制御する。
また、ＣＰＵ１０１は、Ｘ軸ローラ機構４１と接続され、Ｘ軸送りモータ４１２を図示しない駆動回路を通じて制御し、退避用エアシリンダ４１６を図示しない電磁弁を通じて制御する。
同様に、ＣＰＵ１０１は、Ｙ軸ローラ機構４２と接続され、Ｙ軸送りモータ４２２を図示しない駆動回路を通じて制御し、退避用エアシリンダ４２６を図示しない電磁弁を通じて制御する。
なお、Ｘ軸ローラ機構４１とＹ軸ローラ機構４２は、それぞれ二基備えているが、図２ではいずれも一基のみの図示を行っている。

また、ＣＰＵ１０１は、クランプ装置５０と接続され、クランプ用エアシリンダ５４を図示しない電磁弁を通じて制御し、クランプ用エアシリンダ５４に供給される空圧の強弱をレギュレータ５６により制御する。
また、ＣＰＵ１０１は、照明装置５７に接続され、照明光の照射のオンオフの切り替えを行うと共に、アクチュエータを制御して照明装置５７を所定の位置に移動させる。

また、ＣＰＵ１０１は、ワイパー機構６１と接続され、伸縮用エアシリンダ６１２と払い出し用エアシリンダ６１３とを各々に接続された図示しない電磁弁を通じて制御する。
また、ＣＰＵ１０１は、補助クランプ機構６２と接続され、補助クランプ用エアシリンダ６２２を図示しない電磁弁を通じて制御する。
なお、補助クランプ機構６２は、二基備えているが、図２では一基のみ図示を行なっている。

また、ＣＰＵ１０１は、補正機構６３と接続され、補正用モータ６３５を図示しない駆動回路を通じて制御し、アーム旋回用エアシリンダ６３６及び押さえ用エアシリンダ６３９を各々に接続された図示しない電磁弁を通じて制御する。
また、第一ブロア機構６４及び第二ブロア機構６５は、いずれも、ノズルへの高圧エアーの供給を行う電磁弁を有し、ＣＰＵ１０１は、各電磁弁を制御してこれらのエアーの吐出制御を行う。

また、ＣＰＵ１０１は、カメラ１１と接続されている。
さらに、ＣＰＵ１０１は、植毛動作の開始を入力するペダル１４と接続されている。
また、ＣＰＵ１０１は、各種の情報を表示する表示部としての機能と各種の入力を行うための入力部としての機能とを備えた操作パネル１５と接続されている。

また、ＣＰＵ１０１は、送り制御部１０５、張力付与制御部１０６、状態切り替え制御部１０７、傾き検出部１０８、補正制御部１０９等のソフトウェアモジュールを備える。なお、これらのソフトウェアモジュールの一部または全部をハードウェアから構成してもよい。
上記各ソフトウェアモジュールの機能については、後述する植毛装置１０による植毛作業の動作制御の中で適宜説明する。

なお、ＣＰＵ１０１は、各種のエアシリンダ、各種のモータ、各種のアクチュエータ等を電磁弁や駆動回路、インターフェイス等を通じて制御している。しかしながら、これ以降の説明では、電磁弁や駆動回路、インターフェイスの記載を省略し、単に、各種のエアシリンダ、各種のモータ又は各種のアクチュエータ等を制御する、と記載するものとする。

［植毛動作制御：ベースセット］
ＣＰＵ１０１によって実行される植毛作業の動作制御の全体的な流れを図１３のフローチャートに示す。
まず、ＣＰＵ１０１は、前準備として、クランプ装置５０のクランプ用エアシリンダ５４を制御してクランプ板５１を上昇位置とし、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して補助クランプ板６２１をＸ軸ローラ機構４１から離隔した解放位置とする。

そして、ＣＰＵ１０１は、ベースセットの工程を実行する（ステップＳ１）。
即ち、ベースステージ３０の載置板３４にベース素材Ｊが載置されて、ペダル１４から植毛作業の開始が入力されると、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により低圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ板５１を弱クランプ位置に下降させる。

［植毛動作制御：傾き検出］
次いで、ＣＰＵ１０１は、傾き検出の工程を実行する（ステップＳ３）。
即ち、ＣＰＵ１０１は、位置切り替え機構２８の位置切り替え用エアシリンダ２８３を制御してカメラ１１の光軸が基準位置にある作業用開口部３４１の中心と一致するように位置切り替え板２８２を位置決めする。
また、ＣＰＵ１０１は、照明装置５７を制御して、上側開口部５１１の上に移動させると共に照明光を下方に照射させる。
さらに、カメラ１１により作業用開口部３４１の範囲内でベース素材Ｊを撮像し、傾き検出部１０８は、撮像画像からベース素材Ｊの面上に展開された複数のメッシュ穴を抽出し、各メッシュ穴の重心点ｇを検出する。図１４はカメラ１１による撮像画像の例を示している。

傾き検出部１０８は、図１４に示すように、カメラ中心（カメラ１１の光軸）に最も近い重心点ｇｃを特定し、直線状に並び、合計の点数が基準点数である5点となるように、その上側と下側とに順次隣接して並んだ二点ずつの重心点ｇをさらに特定する。傾き検出部において、「隣接」とは、最も近い間隔で隣り合う状態をいうものとする。また、「最も近い間隔」とは、例えば、正六角形等の正多角形のメッシュ穴の場合、辺を接する隣同士のメッシュ穴の重心点の間隔を示す。
なお、特定の重心点ｇｃや後述する重心点ｇｎを他の重心点ｇと特に区別する必要がない場合には、これらも含んで単に「重心点ｇ」と記載する。

そして、傾き検出部１０８は、これら上下に隣接する五つの重心点ｇを通る直線ｌのＸ軸方向（画像中の上下方向）に対する傾斜角度θを求める。これがベース素材Ｊの傾きとなる。
この傾斜角度θが許容値の範囲内であれば、ベース素材Ｊは傾斜無しと判定され、許容値を超えた場合には傾斜ありと判定される。

また、メッシュ穴又は重心点の検出が良好に検出されず、基準点数に満たない数の重心点ｇしか検出できない場合が生じ得る。この場合には、傾き検出部１０８は、重心点ｇｃのメッシュ穴に対してＹ軸方向の一方に隣接するメッシュ穴の重心点ｇｎを新たな重心点ｇｃとみなして、Ｘ軸方向に隣接する重心点ｇｎを含む五点の重心点ｇを検出して、傾きの判定を行う。

また、重心点ｇｎについて五つの重心点ｇが得られなかった場合には、元の重心点ｇｃのＹ軸方向両側について規定の上限回数まで（例えば、左右二回ずつ）で重心点ｇｎについて五つの重心点ｇの取得を行い、それでも五つの重心点ｇが得られなかった場合には、傾き検出を中止する。この場合、エラーを報知して植毛作業を中断しても良いし、傾き検出の工程と次の補正制御の工程をスキップして、それ以降の植毛作業を継続してもよい。なお、継続する場合には、精度がやや低い状態で植毛動作が行われる。

［植毛動作制御：補正制御］
次いで、ＣＰＵ１０１は、補正制御の工程を実行する（ステップＳ５）。この補正制御は、ステップＳ３において、ベース素材Ｊは傾斜ありと判定された場合に補正制御部１０９により実施される。また、傾斜無しと判定された場合にはスキップされる。

補正制御部１０９による補正制御を図１５のフローチャートに示す。
図示の通り、補正制御部１０９は、傾き検出で使用された照明装置５７を消灯し、上側開口部５１１から退避させる（ステップＳ２１）。
次いで、補正制御部１０９は、送り装置４０とクランプ装置５０と補助クランプ機構６２とを並行的に制御する。
即ち、補正制御部１０９は、送り装置４０の一対のＸ軸ローラ機構４１及び一対のＹ軸ローラ機構４２の退避用エアシリンダ４１６，４２６を制御して各ローラ４１１，４２１を下降させて退避位置とする（ステップＳ２３）。
また、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により高圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ装置５０のクランプ板５１を強クランプ位置に下降させて、載置板３４上でベース素材Ｊを保持する（ステップＳ２５）。
また、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１を一対のＸ軸ローラ機構４１のローラ４１１に当接させて、ベース素材Ｊを補助的にクランプする（ステップＳ２７）。

次いで、張力付与制御部１０６によって、一対のＸ軸ローラ機構４１のＸ軸送りモータ４１２に対して張力付与制御を行い、ベース素材Ｊの弛みを除去する（ステップＳ２９）。
そして、補正制御部１０９は、ベース素材Ｊの補助クランプ状態で、クランプ用エアシリンダ５４を制御してクランプ板５１を上昇位置に退避させる（ステップＳ３１）。

次いで、補正制御部１０９は、アーム旋回用エアシリンダ６３６を制御して押さえ板６３４を載置板３４の上方に移動させると共に（ステップＳ３３）、押さえ用エアシリンダ６３９を制御して、押さえ板６３４を下降させてベース素材Ｊを上から保持する（ステップＳ３５）。
さらに、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１による補助的なクランプ状態を解除してから（ステップＳ３７）、補正用モータ６３５を制御して、傾き検出部１０８で検出された傾斜角度θを矯正する方向にベース素材Ｊに回転を付与する（ステップＳ３９）。

次いで、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１を、再び、補助的なクランプ状態とする（ステップＳ４１）。さらに、張力付与制御部１０６により、一対のＸ軸ローラ機構４１のＸ軸送りモータ４１２によって張力付与制御を実行する（ステップＳ４３）。
さらに、補正制御部１０９は、補正機構６３の押さえ用エアシリンダ６３９を制御して押さえ板６３４を上昇させると共に（ステップＳ４５）、アーム旋回用エアシリンダ６３６を制御して押さえ板６３４を載置板３４から離隔した退避位置に移動させる（ステップＳ４７）。

そして、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により低圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ装置５０のクランプ板５１を弱クランプ位置に下降させる（ステップＳ４９）。
さらに、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１によるベース素材Ｊの補助的なクランプを解除する（ステップＳ５１）。
そして、補正制御部１０９は、送り装置４０の一対のＸ軸ローラ機構４１及び一対のＹ軸ローラ機構４２の退避用エアシリンダ４１６，４２６を制御して各ローラ４１１，４２１を上昇させて送り位置とする（ステップＳ５３）。

［植毛動作制御：植毛］
次いで、ＣＰＵ１０１は、植毛動作の工程を実行する（ステップＳ７）。
植毛動作の工程では、ＣＰＵ１０１は、照明装置５７を制御して、上側開口部５１１の上に移動させると共に照明光を下方に照射しつつ、カメラ１１によりベース素材Ｊを撮像する。
そして、ＣＰＵ１０１は、ベース素材Ｊの所定の区画内に展開された各メッシュ穴を抽出し、全てのメッシュ穴の周囲の植毛用毛髪の結合箇所を特定する。

その後、ＣＰＵ１０１は、照明装置５７を退避させると共に、位置切り替え機構２８の位置切り替え用エアシリンダ２８３を制御して第一の捕捉機構２１の鉤針の中心が基準位置にある作業用開口部３４１の中心と一致するように位置切り替え板２８２を位置決めする。
そして、植毛部２０の第一～第三の捕捉機構２１～２３、ルーパ機構２４及び移動機構のＸ軸モータ２６３，Ｙ軸モータ２７３を制御して、所定の区画内の撮像により特定された各結合箇所に対して植毛用毛髪の結合動作を実行する。
上記植毛用毛髪を結合するための植毛部２０の第一～第三の捕捉機構２１～２３、ルーパ機構２４及び移動機構のＸ軸モータ２６３，Ｙ軸モータ２７３の動作については、前述した特開2018-040084号公報の第10図～第22図に開示されている植毛動作とほぼ同一であるため、これらを参照するものとして詳細な説明は省略する。

そして、区画内の全ての結合箇所に対して植毛用毛髪の結合が終わると、ＣＰＵ１０１は、ベース素材Ｊに予定されている全ての区画について植毛が完了したか判定し（ステップＳ９）、全ての区画について植毛が完了している場合には、ＣＰＵ１０１は、クランプ装置５０のクランプ板５１を上昇位置に上昇させて、載置板３４上のベース素材Ｊを解放し、植毛動作を終了する。

［植毛動作制御：ワイパー動作］
一方、全ての区画について植毛が完了していない場合には、ＣＰＵ１０１は、ワイパー動作の工程を実行する（ステップＳ１１）。
まず、ＣＰＵ１０１は、送り装置４０の一対のＸ軸ローラ機構４１及び一対のＹ軸ローラ機構４２の退避用エアシリンダ４１６，４２６を制御して各ローラ４１１，４２１を下降させて退避位置とする。
さらに、ＣＰＵ１０１は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１を一対のＸ軸ローラ機構４１のローラ４１１に当接させて、ベース素材Ｊを補助的にクランプする。
また、張力付与制御部１０６が、一対のＸ軸ローラ機構４１のＸ軸送りモータ４１２に対して張力付与制御を行い、ベース素材Ｊの弛みを除去する。
次いで、ＣＰＵ１０１は、クランプ装置５０のクランプ用エアシリンダ５４を制御してクランプ板５１を上昇位置に退避させる。

そして、ＣＰＵ１０１は、ワイパー機構６１の払い出し用エアシリンダ６１３によりワイパー部材６１１を前進移動させると共に、伸縮用エアシリンダ６１２によりワイパー部材６１１を伸長させる。そして、払い出し用エアシリンダ６１３によりワイパー部材６１１を後退移動させることにより、ベース素材Ｊから上方に伸びて、上側開口部５１１に挿通状態にある植毛用毛髪をワイパー部材６１１が後方に薙いで、上側開口部５１１から払い出すことができる。後方に移動したワイパー部材６１１は、伸縮用エアシリンダ６１２により収縮状態に戻される。
また、ＣＰＵ１０１は、ワイパー部材６１１が払い出し終わると共に、第一ブロア機構６４により、後方へのエアーの吹き付けを行い、後方に払われた植毛用毛髪が復帰力によって立ち上がることを抑制する。
また、次の区画の移動のためにベース素材Ｊの送り方向がＹ軸方向に沿って行われる場合には、第二ブロア機構６５により、ベース素材Ｊの送り方向下流側に向かってエアーの吹き付けを行って植毛用毛髪を送り方向下流側に寄せてもよい。

そして、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により低圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ装置５０のクランプ板５１を弱クランプ位置に下降させる。
また、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１によるベース素材Ｊの補助的なクランプを解除する。

［植毛動作制御：送り制御］
次いで、ＣＰＵ１０１は、送り制御の工程を実行する（ステップＳ１３）。この送り制御は、送り制御部１０５により実施される。
送り制御部１０５は、まず、送り装置４０の一対のＸ軸ローラ機構４１又は一対のＹ軸ローラ機構４２の退避用エアシリンダ４１６又は４２６を制御して各ローラ４１１又は４２１を上昇させて送り位置とする。
さらに、送り制御部１０５は、送り装置４０の各Ｘ軸ローラ機構４１のＸ軸送りモータ４１２又は各Ｙ軸ローラ機構４２のＹ軸送りモータ４２２を制御して、植毛作業を行う既定の区画単位でのベース素材Ｊの送りを行う。例えば、作業用開口部３４１の範囲内に収まる正方形又は矩形の区画を設定し、当該区画の範囲内の植毛が完了すると、送り制御部１０５は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向について区画一つ分の幅で送りを行い、次の区画にベース素材Ｊを移動させる動作制御を実行する。

次の区画への送り動作が完了すると、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により高圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ装置５０のクランプ板５１を強クランプ位置に下降させる。
そして、その後は、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３に処理を戻し、新たな区画に対して、傾き検出、補正制御、植毛動作などを実行する。

［発明の実施形態の技術的効果］
以上のように、植毛装置１０は、載置板３４に対してベース素材Ｊをローラ４１１によりＸ軸方向に送るＸ軸ローラ機構４１と、載置板３４に対してベース素材Ｊをローラ４２１によりＹ軸方向に送るＹ軸ローラ機構４２とを有する送り装置４０を備えている。
従って、載置板３４の作業用開口部３４１に対するベース素材Ｊの植毛作業の実行領域を変更するためのベース素材Ｊの取り付け直し作業を手作業で行うことが不要となり、ベース素材Ｊに対して広範囲に効率的に植毛することが可能となる。

また、植毛装置１０は、送り装置４０に対して、植毛作業を行う既定の区画単位でベース素材Ｊを送る送り制御部１０５を備えているので、所定の区画単位で植毛を行うことができ、ベース素材Ｊの広範囲に均質で植毛を行うことが可能となる。

また、送り装置４０のＸ軸ローラ機構４１とＹ軸ローラ機構４２は、いずれも、送りを行う各方向について載置板３４を挟んで配置された二つのローラ４１１又は二つのローラ４２１を有するので、Ｘ軸方向の正方向と逆方向、Ｙ軸方向の正方向と逆方向のそれぞれにベース素材Ｊを良好に送ることができ、送り精度の向上を図ることにより高品質の植毛を行うことが可能となる。

また、送り装置４０のＸ軸ローラ機構４１は、二つのローラ４１１について個別に駆動源となるＸ軸送りモータ４１２を有し、Ｙ軸ローラ機構４２は、二つのローラ４２１について個別に駆動源となるＹ軸送りモータ４２２を有する。そして、送り装置４０の制御装置１００は、各ローラ機構４１，４２に対して、二つのローラのモータを互いに逆回転させる制御を行う張力付与制御部１０６を備えている。
このため、ベース素材Ｊに張力を付与して弛みの発生を抑制することができるため、ベース素材Ｊに対して高い位置精度で植毛用毛髪を結合させることができ、高品質の植毛を行うことが可能となる。

また、植毛装置１０は、載置板３４に載置されたベース素材Ｊをクランプ板５１により上から押さえるクランプ装置５０を備え、送り装置４０によりベース素材Ｊの送り動作を行った後にベース素材Ｊをクランプ保持することができるので、送り後の位置を維持しつつ植毛作業を行うことができ、ベース素材Ｊに対して広範囲に良好な植毛を行うことが可能となる。

また、クランプ装置５０は、クランプ板５１を昇降させるクランプ用エアシリンダ５４に対して、レギュレータ５６によって、クランプ板５１の高さ及び保持力を制御して、ベース素材の拘束状態と送りの許容状態を切り替える状態切り替え制御部１０７を備えている。
従って、ベース素材の送りの許容状態により、クランプ板５１が、Ｘ軸ローラ機構４１とＹ軸ローラ機構４２のそれぞれのローラ４１１，４２１に対してベース素材Ｊを適度に押圧接触させて良好な送りを可能にすることができ、高精度にベース素材Ｊの送りを行うことが可能となる。
さらに、ベース素材の拘束状態により、高精度に送られたベース素材Ｊを保持することができ、高品質の植毛を行うことが可能となる。

また、植毛装置１０は、植毛後の植毛用毛髪をクランプ板５１の上側開口部５１１の外側に払い出すワイパー機構６１を備えているので、クランプ板５１によって再クランプする際に植毛用毛髪を上側開口部５１１内に挟み込むことを抑制することができ、植毛用毛髪により植毛作業、ベース素材Ｊの送り動作、作業用開口部３４１からの撮像等に対する植毛用毛髪の影響を低減することが可能となる。

また、植毛装置１０は、カメラ１１の撮像画像からベース素材Ｊの複数のメッシュ穴の並び方向を求める傾き検出部１０８と、カメラ１１に対して載置板３４上のベース素材Ｊの向きを変更する補正機構６３と、当該補正機構６３により、規定の方向に対するベース素材Ｊの複数のメッシュ穴の並び方向の傾斜角度に応じて、載置板３４上のベース素材Ｊの向きを補正する補正制御部１０９とを備えている。
従って、送り動作やクランプ装置５０によるクランプ動作等、各種の要因により向きに変動が生じたベース素材Ｊを適正な向きに補正することができ、ベース素材Ｊに対して高い位置精度で植毛用毛髪を結合させることができ、高品質の植毛を行うことが可能となる。

また、補正機構６３は、載置板３４に対してベース素材Ｊを回転させて向きを補正するので、回転対象が最小限となり、補正機構６３の小型化による装置全体の小型化を実現することが可能となる。

また、植毛装置１０は、載置板３４の作業用開口部３４１に対して下から臨む配置となるように、カメラ１１と第一の捕捉機構２１との位置切り替えを行う位置切り替え機構２８を備えている。
これにより、カメラ１１と第一の捕捉機構２１とを同一軸上に並べて配置する必要がなくなり、植毛装置１０の小型化を図ることが可能となる。
また、位置切り替え機構２８は、鉤針２１１とカメラ１１の光軸とが同一軸上に切り替えられるように位置切り替えを行うので、植毛装置１０を特にカメラ１１の光軸方向について小型化することが可能となる。

［その他］
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、実施形態において、単一の部材により一体的に形成された構成要素は、複数の部材に分割されて互いに連結又は固着された構成要素に置換してもよい。また、複数の部材が連結されて構成された構成要素は、単一の部材により一体的に形成された構成要素に置換してもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

［補正機構の他の形態］
上記実施形態では、補正機構６３として、載置板３４上のベース素材Ｊを上から保持して載置板３４に対して回転を加える構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、図１６に示すように、補正機構６３に替えて、載置板３４をベース素材Ｊと共に回転させてベース素材Ｊの向きを補正する他の補正機構６６を植毛装置１０に搭載してもよい。
以下、この補正機構６６について詳細に説明する。

補正機構６６は、基台１２とＸ軸ステージ２６との間に設けられ、基準位置にある載置板３４の作業用開口部３４１の中心を通るＺ軸回りに移動機構２５と当該移動機構２５に支持された構成（ベースステージ３０等）とを回転させることができる。
具体的には、補正機構６６は、基台１２の上面に直接的に設けられた、載置板３４の作業用開口部３４１の中心を通るＺ軸回りの回転を可能とする軸受６６２と、当該軸受６６２によって回転可能に支持された回転ステージ６６１と、回転ステージ６６１に回転力を付与する図示しない回転機構とを有する。回転機構は、制御装置１００により回転角度を制御可能とするサーボモータ等の駆動源を備えている。

補正機構６６の回転ステージ６６１上には、移動機構２５（Ｘ軸ステージ２６及びＹ軸ステージ２７）と、載置板３４を含むベースステージ３０と、ワイパー機構６１と、補助クランプ機構６２と、第一ブロア機構６４と、第二ブロア機構６５と、送り装置４０と、クランプ装置５０とが直接的又は間接的に搭載され、基台１２に対してＺ軸回りに回転動作が付与される。
これに対して、第一の捕捉機構２１と、第二の捕捉機構２２と、第三の捕捉機構２３及びカメラ１１を支持する位置切り替え機構２８と、ルーパ機構２４は、基台１２に搭載され、補正機構６６により回転は付与されない。

また、植毛装置１０に補正機構６６を搭載する場合には、基台１２上に、載置板３４上のベース素材Ｊを上から押さえて載置板３４の回転時にベース素材Ｊが回転しないように拘束する保持機構６７も搭載することが好ましい。
ここで例示する保持機構６７は、前述した補正機構６３と多くの部材を共通化しているので、前述した補正機構６３と共通する部材については、前述した補正機構６３の部材の名称及び符号を使用して重複する説明を省略する。
保持機構６７は、基台１２上に設置されたブラケット６３１によってＺ軸回りに回動可能に支持された支軸６３２と、支軸６３２の上端部に固定装備されたアーム６３３と、アーム６３３の先端部に設けられた押さえ板と、支軸６３２に回転動作を付与するアーム旋回用エアシリンダ６３６と、スプラインナット６３７と、コイルバネ６３８と、アーム６３３を下降させる押さえ用エアシリンダ６３９とを有する（図２及び図５参照）。
保持機構６７が、前述した補正機構６３と異なる点は、押さえ板がアーム６３３に固定的に支持されおり、また、押さえ板を回転させる補正用モータ６３５を有していないことである。

保持機構６７は、上記構成により、補正機構６６によってベースステージ３０が旋回する際に、アーム旋回用エアシリンダ６３６によって旋回するアーム６３３によって載置板３４の上方に運ばれた押さえ板が、押さえ用エアシリンダ６３９によって下降し、ベース素材Ｊがベースステージ３０と共に回転しないように保持することができる。

上記補正機構６６及び保持機構６７を備える場合の植毛装置１０に対して補正制御部１０９が実行する補正制御を図１７のフローチャートに基づいて説明する。補正機構６６による補正制御は、前述した図１３のフローチャートにおいてステップＳ５に示した補正制御と同じタイミングで実施される。

補正制御の直前に前述した傾き検出（図１３のステップＳ３参照）が行われ、補正制御部１０９は、その際に使用された照明装置５７を消灯し、上側開口部５１１から退避させる（ステップＳ７１）。
次いで、補正制御部１０９は、送り装置４０とクランプ装置５０と補助クランプ機構６２とを並行的に制御する。
即ち、補正制御部１０９は、送り装置４０の一対のＸ軸ローラ機構４１及び一対のＹ軸ローラ機構４２の退避用エアシリンダ４１６，４２６を制御して各ローラ４１１，４２１を下降させて退避位置とする（ステップＳ７３）。
また、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により高圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ装置５０のクランプ板５１を強クランプ位置に下降させて、載置板３４上でベース素材Ｊを保持する（ステップＳ７５）。
また、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１を一対のＸ軸ローラ機構４１のローラ４１１に当接させて、ベース素材Ｊを補助的にクランプする（ステップＳ７７）。

次いで、張力付与制御部１０６によって、一対のＸ軸ローラ機構４１のＸ軸送りモータ４１２に対して張力付与制御を行い、ベース素材Ｊの弛みを除去する（ステップＳ７９）。
そして、補正制御部１０９は、ベース素材Ｊの補助クランプ状態で、クランプ用エアシリンダ５４を制御してクランプ板５１を上昇位置に退避させる（ステップＳ８１）。

次いで、補正制御部１０９は、アーム旋回用エアシリンダ６３６を制御して押さえ板を載置板３４の上方に移動させると共に（ステップＳ８３）、押さえ用エアシリンダ６３９を制御して、押さえ板を下降させてベース素材Ｊを上から保持する（ステップＳ８５）。

さらに、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１により補助的なクランプ状態を解除してから（ステップＳ８７）、補正機構６６の駆動源を制御して回転ステージ６６１を、傾き検出部１０８で検出されたベース素材Ｊの傾斜角度θと同じ方向に同じ傾斜角度θだけ回転させる（ステップＳ８９）。
これにより、ベース素材Ｊは、押さえ板によって上から押さえられているので、回転が生じないように拘束され、回転ステージ６６１と共にベースステージ３０及び載置板３４が傾斜角度θだけ回転を生じる。つまり、ベースステージ３０及び載置板３４がベース素材Ｊと同じ傾斜角度θのずれを生じた状態となる。

次いで、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１を、再び、補助的なクランプ状態とする（ステップＳ９１）。さらに、張力付与制御部１０６により、一対のＸ軸ローラ機構４１のＸ軸送りモータ４１２によって張力付与制御を実行する（ステップＳ９３）。
さらに、補正制御部１０９は、保持機構６７の押さえ用エアシリンダ６３９を制御して押さえ板を上昇させる（ステップＳ９５）。

そして、補正制御部１０９は、アーム旋回用エアシリンダ６３６を制御して押さえ板６３４を載置板３４から離隔した退避位置に移動させる（ステップＳ９７）。

そして、状態切り替え制御部１０７が、レギュレータ５６により低圧力で空圧をクランプ用エアシリンダ５４に供給し、クランプ装置５０のクランプ板５１を弱クランプ位置に下降させる（ステップＳ９９）。

さらに、補正制御部１０９は、補正機構６６と、補助クランプ機構６２とを並行的に制御する。
即ち、補正制御部１０９は、補正機構６６の駆動源を制御して回転ステージ６６１を、傾き検出部１０８で検出されたベース素材Ｊの傾斜角度θと同じ傾斜角度θだけ傾斜が生じている方向と逆方向に回転させる（ステップＳ１０１）。
これにより、ベース素材Ｊは、回転ステージ６６１と共にベースステージ３０及び載置板３４が傾斜角度θだけ傾斜方向と逆方向に回転を行い、ベース素材Ｊとベースステージ３０及び載置板３４が傾斜角度θでずれを生じていた状態が解消される。

また、補正機構６６の動作に並行して、補正制御部１０９は、各補助クランプ機構６２の補助クランプ用エアシリンダ６２２を制御して各補助クランプ板６２１により補助的なクランプ状態を解除する（ステップＳ１０３）。

そして、補正制御部１０９は、送り装置４０の一対のＸ軸ローラ機構４１及び一対のＹ軸ローラ機構４２の退避用エアシリンダ４１６，４２６を制御して各ローラ４１１，４２１を上昇させて送り位置とする（ステップＳ１０５）。

上記補正機構６６は、ベースステージ３０と共にベース素材Ｊを回転させて傾斜角度を補正するので、より精度良く補正を行うことが可能である。
また、補正後すぐに確認のために傾き検出を行い、ベース素材Ｊにまだ傾斜が生じていた場合に、角度補正のリトライを速やかに行うことが可能である。また、リトライでベース素材Ｊの角度補正を行う場合には、保持機構６７の動作を伴わず、補正機構６６による傾きを解消する方向への一回の回転動作で傾きの補正を行ってもよい。

１０ 植毛装置
１１ カメラ（撮像部）
１２ 基台
２０ 植毛部
２１ 第一の捕捉機構
２１１ 鉤針
２１５ 昇降ブロック
２１６ 捕捉用モータ
２１７ 連動軸
２２ 第二の捕捉機構
２３ 第三の捕捉機構
２４ ルーパ機構
２５ 移動機構
２６ Ｘ軸ステージ
２６３ Ｘ軸モータ
２７ Ｙ軸ステージ
２７３ Ｙ軸モータ
２８ 位置切り替え機構
２８３ 位置切り替え用エアシリンダ
２８４，２８５ ストッパー
３０ ベースステージ
３４ 載置板（載置部）
３４１ 作業用開口部
４０ 送り装置
４１ Ｘ軸ローラ機構
４２ Ｙ軸ローラ機構
４１１，４２１ ローラ
４１２ Ｘ軸送りモータ
４１５，４２５ コイルバネ
４１６，４２６ 退避用エアシリンダ
４２２ Ｙ軸送りモータ
５０ クランプ装置
５１ クランプ板（クランプ部材）
５１１ 上側開口部
５１２ 当接板
５４ クランプ用エアシリンダ
５５ コイルバネ
５６ レギュレータ
６１ ワイパー機構
６２ 補助クランプ機構
６３ 補正機構
６３４ 押さえ板
６３５ 補正用モータ
６３６ アーム旋回用エアシリンダ
６４ 第一ブロア機構
６５ 第二ブロア機構
６６ 補正機構
６６１ 回転ステージ
６７ 保持機構
１００ 制御装置
１０１ ＣＰＵ
１０５ 送り制御部
１０６ 張力付与制御部
１０７ 状態切り替え制御部
１０８ 傾き検出部
１０９ 補正制御部
Ｂ 境界線
ｄ 隙間
ｇ，ｇｃ，ｇｎ 重心点
ｌ 直線
θ 傾斜角度

Claims (7)

1. 植毛が行われるベース素材を載置すると共に、植毛の作業用開口部を有する載置部と、
   前記載置部の前記作業用開口部で前記ベース素材に植毛用毛髪を結合させる植毛部と、
   前記載置部の周囲に配置され、前記ベース素材に下方から接するローラで前記ベース素材を送る送り装置と、
   前記載置部に載置された前記ベース素材の傾きを検出するカメラと、
   検出された傾きに応じて前記載置部に載置された前記ベース素材を回転させて向きを補正する補正機構と、
   を備え、
   前記送り装置は、交差する少なくとも二方向について前記ベース素材の送りを行うことを特徴とする植毛装置。
2. 前記送り装置に対して、植毛作業を行う既定の区画単位で前記ベース素材を送る送り制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の植毛装置。
3. 前記送り装置は、送りを行う各方向について、前記載置部を挟んで配置された二つの前記ローラを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の植毛装置。
4. 前記送り装置は、各方向について、前記載置部を挟んで配置された二つの前記ローラについて個別に駆動源を有し、
   前記二つのローラの駆動源を互いに逆回転させて前記ベース素材に張力を付与する張力付与制御部を備えることを特徴とする請求項３記載の植毛装置。
5. 前記載置部に載置された前記ベース素材を上から押さえるクランプ部材と、前記クランプ部材を昇降させる昇降部とを有するクランプ装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の植毛装置。
6. 前記昇降部に対して、前記クランプ部材に対する下降動作時の高さ又は下降方向の押圧力を制御して、前記ベース素材の拘束状態と送りの許容状態を切り替える状態切り替え制御部を備えることを特徴とする請求項５に記載の植毛装置。
7. 前記クランプ部材は、前記載置部の前記作業用開口部に対向する上側開口部を有し、
   植毛後の前記植毛用毛髪を前記上側開口部の外側に払い出すワイパー機構を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の植毛装置。