(57)【要約】【課題】  一つのモータで描画用具を上下動させるとともに筆圧も付与することのできる描画装置を提供する。【解決手段】  描画装置は、描画対象面に描画を施す描画用具（ペン７１）と、描画用具を保持するキャリッジ（ペンキャリッジ７２）と、描画を施す際にキャリッジに装着された描画用具を描画対象面に近づけるように押圧して、描画用具を画対象面に接触させる描画用具押圧機構（ペン押圧機構７４）と、を備えている。描画用具押圧機構は、弾性変形可能な弾性部材（板バネ７４６）と、弾性部材によって描画用具を前記第一方向に押圧するモータ７４１と、先端部が描画対象面に当接する当接位置の高さに応じてモータ７４１の回転量を制御するモータ制御部と、を備えている。【選択図】図３
2016010543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向に沿って湾曲した描画対象面に接触して該描画対象面に描画を施す描画用具が装着されるキャリッジと、
前記描画を施す際に、前記キャリッジに装着された前記描画用具を、前記描画対象面に近づけるように押圧して、前記描画用具を前記描画対象面に接触させる描画用具押圧機構と、
を備え、
前記描画用具押圧機構は、
押圧部材と、
前記押圧部材を押圧する方向に回動させて前記描画用具を押圧する駆動機構と、
前記描画対象面の前記描画用具が接触する位置の高さに応じて、前記駆動機構による前記押圧部材を回動させる角度を制御する駆動機構制御部と、を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の描画装置において、
前記駆動機構制御部は、前記描画対象面の前記描画用具が接触する位置の高さが高くなるほど、前記駆動機構による前記押圧部材を押圧する方向に回動させる角度を減らすように、前記駆動機構を制御することを特徴とする描画装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の描画装置において、
前記駆動機構は、回転によって前記押圧部材を回動させるモータを有し、
前記駆動機構制御部は、前記モータの回転量を制御することを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の描画装置において、
前記押圧部材は、弾性変形可能な弾性部材であることを特徴とする描画装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の描画装置において、
前記描画対象面を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影によって取得された画像から前記描画対象面の高さ分布を検出する情報検出部と、
を更に備え、
前記駆動機構制御部は、
前記情報検出部によって検出された前記描画対象面の高さ分布に基づいて、前記押圧部材を回動させる角度を制御することを特徴とする描画装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の描画装置において、
前記キャリッジは、前記描画用具を前記描画対象面から離れるように付勢する付勢部材を有し、
前記駆動機構は、前記付勢部材による付勢力に抗して前記描画用具を押圧することを特徴とする描画装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の描画装置において、
更に、インクジェット方式により前記描画領域に前記描画を施す印刷ヘッドを有することを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙用のプロッタ方式の描画装置においては、電流可変ソレノイドに供給する電流量を調整することによってペンなどの描画用具に対する筆圧を変更できるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
他のプロッタ方式の描画装置では、描画用具の昇降用の駆動源と筆圧用の駆動源とをそれぞれ有するプロッタも知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９０８９５号公報
【特許文献２】特開平５−２２１１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、プロッタ方式の描画装置によって爪にネイルデザインを描画する技術も検討されている。しかしながら、紙と比べて爪は湾曲しているために描画用具自体を大きく上下動させる必要がある。上述した電流可変ソレノイドを用いた場合、２ｍｍ程度の上下動は想定しているが、それ以上の上下動には対応できないのが実状である。
また、昇降用の駆動源と筆圧用の駆動源とをそれぞれ有するプロッタであると、駆動源が複数あるゆえに装置自体の大型化を招いてしまう。
【０００５】
本発明の課題は、一つのモータで描画用具を上下動させるとともに筆圧も制御し、適切な筆圧を付与することのできる描画装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様によれば、
幅方向に沿って湾曲した描画対象面に接触して該描画対象面に描画を施す描画用具が装着されるキャリッジと、
前記描画を施す際に、前記キャリッジに装着された前記描画用具を、前記描画対象面に近づけるように押圧して、前記描画用具を前記描画対象面に接触させる描画用具押圧機構と、
を備え、
前記描画用具押圧機構は、
押圧部材と、
前記押圧部材を押圧する方向に回動させて前記描画用具を押圧する駆動機構と、
前記描画対象面の前記描画用具が接触する位置の高さに応じて、前記駆動機構による前記押圧部材を回動させる角度を制御する駆動機構制御部と、を備えることを特徴とする描画装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、爪の表面形状に対応して描画用具が上下動することができ、なおかつ筆圧も付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態におけるネイルプリント装置の正面図である。
【図２】図１に示されたネイルプリント装置の一部を断面にして内部構成を示す側断面図である。
【図３】（ａ）は、本実施形態における描画ヘッドの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の描画ヘッドを矢視ｂ方向から見た正面図であり、（ｃ）は、（ａ）の描画ヘッドを矢視ｃ方向から見た側面図である。
【図４】（ａ）は、ペンが押圧されておらずペンが上方に上がった非描画状態におけるペンキャリッジの一部を拡大した側面図であり、（ｂ）は、ペンが押圧されて、ペンが下方に下がった描画状態におけるペンキャリッジの一部を拡大した側面図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるペンキャリッジを下側から見た底面図であり、（ｄ）は、第１の板状部材の一部を拡大した平面図である。
【図５】ペンの側面図である。
【図６】スライドピン、コイルバネ、ピン取付部材の側面図であり、（ａ）は、スライドピンが押圧されていない状態を示す側面図であり、（ｂ）は、スライドピンが押圧されている状態を示す側面図である。
【図７】（ａ）は、非描画時におけるペンキャリッジ及びこれに支持されたペンを拡大した側面図であり、（ｂ）は、ペンを押し下げた状態のペンキャリッジ及びこれに支持されたペンを拡大した側面図である。
【図８】指固定部に指を入れた描画状態におけるペンキャリッジ及びこれに支持されたペンの側面図である。
【図９】本実施形態に係るネイルプリント装置の制御構成を示した要部ブロック図である。
【図１０】描画ヘッドの変形例を示す説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る描画装置の実施形態の一例を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
なお、下の実施形態では、ネイルプリント装置１は手の指の爪の表面を描画対象面として、これに描画するものとして説明するが、本発明の描画対象面は手の指の爪の表面に限るものではなく、例えば足の指の爪の表面を描画対象面としてもよい。
【００１０】
図１は、ネイルプリント装置１の内部構成を示す図である。
図２は図１に示されたネイルプリント装置の一部を断面にして内部構成を示す側断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態におけるネイルプリント装置（描画装置）１は、描画ヘッド７０が印刷指Ｕ１の爪Ｔに描画を施すペン７１を備えるプロッタ方式のプリント装置である。
このネイルプリント装置１は、ケース本体２と、このケース本体２に収容される装置本体１０とを備えている。
【００１１】
ケース本体２の側面上部一端には、後述する描画部７のペン（描画用具）７１を交換するために開閉可能に構成されたペン交換用蓋部２３が設けられている。ペン交換用蓋部２３は、例えばヒンジ等を介して、図１に示すように閉状態から開状態まで回動自在となっている。
さらに、ケース本体２の一側面（本実施形態では、図１において左側面）であって後述するペン慣書部６１に対応する位置には、ペン慣書部６１に載置される被描画媒体（図示せず）を入れ替え可能な媒体挿出口２４が形成されている。
【００１２】
ケース本体２の上面（天板）には操作部２５（図９参照）が設置されている。
操作部２５は、ユーザが各種入力を行う入力部である。
操作部２５には、例えば、ネイルプリント装置１の電源をＯＮする電源スイッチ釦、動作を停止させる停止スイッチ釦、爪Ｔに描画するデザイン画像を選択するデザイン選択釦、描画開始を指示する描画開始釦等、各種の入力を行うための図示しない操作釦が配置されている。
【００１３】
また、ケース本体２の上面（天板）のほぼ中央部には表示部２６が設置されている。
表示部２６は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイその他のフラットディスプレイ等で構成されている。
本実施形態において、この表示部２６には、例えば、印刷指Ｕ１を撮影して得た指画像（爪Ｔの画像を含む画像）、この指画像中に含まれる爪Ｔの輪郭線等の画像、爪Ｔに描画すべきデザイン画像を選択するためのデザイン選択画面、デザイン確認用のサムネイル画像、各種の指示を表示させる指示画面等が適宜表示される。
なお、表示部２６の表面にタッチパネルが一体的に構成されていてもよい。この場合には、指先や、先の尖った棒状の筆記具様であってタッチパネル表面に押し当てることにより筆記する図示しないスタイラスペンや、指先等によって表示部２６の表面をタッチするタッチ操作によっても各種の入力を行うことができるように構成される。
【００１４】
装置本体１０は、ほぼ箱状に形成され、ケース本体２の内部下方に設置された下部機枠１１と、この下部機枠１１の上方で且つケース本体２の内部上方に設置されている上部機枠１２とを備えている。
【００１５】
まず、下部機枠１１について説明する。
下部機枠１１は、背面板１１１、底板１１２、左右一対の側板１１３ａ，１１３ｂ、Ｘ方向移動ステージ収容部１１４、Ｙ方向移動ステージ収容部１１５及び隔壁１１６を有する。
側板１１３ａ，１１３ｂの下端部は、底板１１２の左右両端部にそれぞれ連結され、側板１１３ａ，１１３ｂが底板１１２に対して立てられた状態に設けられている。
背面板１１１の下部は、前方（指挿入方向手前側）に向かって２段に窪むように形成されている。背面板１１１の下端部は底板１１２の前端部に連結されており、背面板１１１は、底板１１２と側板１１３ａ，１１３ｂによって囲われた領域を前後に区切っている。
この窪んだ背面板１１１の後ろ側に形成される空間がＸ方向移動ステージ収容部１１４、Ｙ方向移動ステージ収容部１１５（図２参照）となっている。Ｘ方向移動ステージ収容部１１４内には、描画部７が前方（指挿入方向手前側）に移動した際に描画部７のＸ方向移動ステージ４５が収容される。また、Ｙ方向移動ステージ収容部１１５内には、描画部７のＹ方向移動ステージ４７が配置されている。
また、隔壁１１６は、下部機枠１１の内部前方側の空間（背面板１１１、底板１１２及び側板１１３ａ，１１３ｂによって囲われた指挿入方向手前側の空間）を上下に区切るように下部機枠１１の内側に設けられている。隔壁１１６はほぼ水平に設けられ、隔壁１１６の左右両端部が側板１１３ａ，１１３ｂにそれぞれ連結され、隔壁１１６の後端部が背面板１１１に連結されている。
【００１６】
この下部機枠１１には、指固定部３０（図２参照）が一体的に設けられている。
指固定部３０は、描画を施す爪Ｔに対応する指（以下、これを「印刷指Ｕ１」という。）を受け入れる指受入部３１と、この印刷指Ｕ１以外の指（以下、これを「非印刷指Ｕ２」という。）を退避させる指退避部３２とから構成されている。
指受入部３１は、隔壁１１６の上側であって下部機枠１１の幅方向のほぼ中央部に配置されている。また、隔壁１１６によって下部機枠１１の下側に区分けられた空間が指退避部３２を構成している。
例えば、薬指の爪Ｔに描画を施す場合には、図８に示すように、指受入部３１に印刷指Ｕ１としての薬指を挿入し、非印刷指Ｕ２であるその他の４指（親指、人差し指、中指、小指）を指退避部３２に挿入する。
指受入部３１は、下部機枠１１の前面側（印刷指挿入方向の手前側）に開口しており、下側が隔壁１１６の一部を構成する指載置部１１６ａ、両側が仕切り３１ａ、奥側が仕切り３１ｃによって区画されている（図８参照）。指載置部１１６ａは、描画を施す爪Ｔの指（印刷指Ｕ１）をＸＹ平面上に載置するものである。
また、指受入部３１の上側は天井部３１ｄによって区画されている。天井部３１ｄには、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔを露出させるための窓３１ｅが形成されている（図８参照）。
【００１７】
また、隔壁１１６の上面であって下部機枠１１の前面側の両側部には、下部機枠１１の前面側を塞ぐ前壁３１ｆ（図１参照）が立設されている。また、隔壁１１６の上面には、この前壁３１ｆの中央部寄りの端部から前記指受入部３１に向けて狭窄し、印刷指Ｕ１を指受入部３１内に案内する一対のガイド壁３１ｇ（図１参照）が立設されている。
ユーザは指受入部３１に挿入した印刷指Ｕ１と指退避部３２に挿入した非印刷指Ｕ２との間に隔壁１１６を挟むことができる。そのため、指受入部３１内に挿入された印刷指Ｕ１が安定して固定される。
なお、本実施形態では、隔壁１１６の前端部に下方向に張り出した突出部１１６ｂが形成されている。突出部１１６ｂは、手前側に向かうにつれてその厚さが漸減し、奥側に向かうにつれて漸増するテーパー部となっていてもよいし、突出部１１６ｂの厚さが、隔壁１１６の奥側の窪みに対して全体が厚い構造になっていてもよい。隔壁１１６の前端部に突出部１１６ｂが形成されていることにより、図６に示すように、非印刷指Ｕ２が指退避部３２に挿入された際、描画済みの指の爪Ｔと隔壁１１６との間に空間が確保され、爪Ｔが隔壁１１６の下面に接触して装置側にインクが付着したり、爪Ｔに描画された絵柄が擦れて損なわれたりするのを防止することができる。
【００１８】
下部機枠１１の上面であって、指受入部３１の横（ケース本体２の媒体挿出口２４に対応する位置であり、本実施形態では、図１において左側）には、後述する描画ヘッド７０による描画可能範囲内に、後述するペン７１の慣らし書きをするためのペン慣書部６１が設けられている。なお、ペン慣書部６１は、下部機枠１１の上面の一部が掘り下げられて形成されており、ペン慣書部６１の高さが、印刷指Ｕ１が指受入部３１に挿入された際の爪Ｔの高さとほぼ同じとなるように設けられていることが好ましい。
ペン慣書部６１は、平板状の部分であり、前述のケース本体２の媒体挿出口２４から挿入された図示しない被描画媒体が載置されるようになっている。
ペン慣書部６１に載置される被描画媒体は、ペン先（先端部）７１３を慣らすことができるものであればよく、例えば紙片である。
ペン慣書部６１は、ペン先７１３が乾いていたりインクの乗りが悪い等により書き始めがかすれたりするのを防止するために、爪Ｔに画像データによる描画を開始する前に被描画媒体の上にペン７１を下ろして「○」や「∞」等の所定の図形を描画して慣らし書きを行い、ペン先７１３の状態を良好にするためのものである。
慣らし書きを行う際に描画する所定の図形は特に限定されないが、ペン先の全周囲を使い、なおかつインクを無駄に使いすぎないよう、「○」や「∞」等の単純な図形であることが好ましい。「○」や「∞」等の慣らし書きは、ペン慣書部６１の範囲内で、慣らし書きを行う度に少しずつずらしながら書くようにすることが好ましい。
なお、被描画媒体のほぼ全面に書いてしまったときには、表示部２６に「紙を交換して下さい」等の被描画媒体の交換を促す表示画面を表示させるようにする。この場合、ユーザが媒体挿出口２４から被描画媒体を取り出して新しいものと交換することにより新しい被描画媒体に慣らし書きができる状態となる。例えば、被描画媒体がロール紙である場合は、描画スペースが無くなったときには、ロール紙から被描画媒体を繰り出し、新しい描画面に慣らし書きを行えるようにする。
【００１９】
描画部７は、描画用のペン７１を備える描画ヘッド７０、描画ヘッド７０を支持するユニット支持部材４４、描画ヘッド７０をＸ方向（図１におけるＸ方向、ネイルプリント装置１の左右方向）に移動させるためのＸ方向移動ステージ４５、Ｘ方向移動モータ４６、描画ヘッド７０をＹ方向（図２におけるＹ方向、ネイルプリント装置１の前後方向）に移動させるためのＹ方向移動ステージ４７、Ｙ方向移動モータ４８等を備えて構成されている。
【００２０】
図３（ａ）は、描画ヘッド７０の上面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の描画ヘッド７０を矢視ｂ方向から見た正面図である。
図３（ｃ）は、図３（ａ）の描画ヘッド７０を矢視ｃ方向から見た側面図である。
図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、本実施形態において、描画ヘッド７０は、複数のペン７１を保持可能な回転式のペンキャリッジ７２、ペンキャリッジ７２を回転させるキャリッジ回転機構７３、ペンキャリッジ７２に保持されたペン７１を上下移動させるためのペン押圧機構（描画用具押圧機構）７４を備えている。
ユニット支持部材４４の上端部は、ネイルプリント装置１の手前側（図２において左側）にほぼＬ字型に張り出す梁部４４１となっており、描画ヘッド７０は梁部４４１に設けられている。
【００２１】
本実施形態のペンキャリッジ７２は、３枚の円板状部材７２１〜７２３（すなわち、第１の円板状部材７２１、第２の円板状部材７２２、第３の円板状部材７２３）と、ペン先固定部材７２０と、回転軸７２４と、支柱７２５と、コイルバネ７２６と、ペン用円筒部材７６１と、回転軸用円筒部材７６２と、を備えている。
３枚の円板状部材７２１〜７２３（第１の円板状部材７２１、第２の円板状部材７２２、第３の円板状部材７２３）は、ほぼ同じ大きさに形成された円盤状の部材であり、下から第１の円板状部材７２１、第２の円板状部材７２２、第３の円板状部材７２３の順に重ねられている。
一番上に配置される第３の円板状部材７２３の外周面には、キャリッジ回転機構７３の歯車７３３と噛み合う歯が形成されており、第３の円板状部材７２３は歯車として機能する。また、第２の円板状部材７２２の外周面の所定位置（例えば、所定のペン用円筒部材７６１に対応する位置等）には、ペンキャリッジ７２の回転の基準位置を示すための基準指標７２８が設けられている。
基準指標７２８は、例えば、フォトリフレクタによって読取可能な反射布や反射シート等であり、本実施形態では、第２の円板状部材７２２の外周面に貼付等により固定されている。
【００２２】
ペンキャリッジ７２には、上下に開口しペン７１を保持するペン用円筒部材７６１が、ペンキャリッジ７２の周に沿って８つ配置されている。
図４（ａ）は、ペンキャリッジ７２の一部を拡大して示した要部側面図であり、ペン７１が上方に上がった非描画状態を示している。
図４（ｂ）は、図４（ａ）のペン７１が下方に下がった描画可能状態を示す要部側面図である。
図４（ｃ）は、図４（ａ）のペンキャリッジ７２を下側から見た底面図である。
図４（ｄ）は、図４（ｃ）の第１の円板状部材７２１からペン先固定部材７２０を外した状態を示す第１の円板状部材７２１の一部拡大図である。
【００２３】
図４（ａ）から図４（ｄ）に示すように、本実施形態において、３枚の円板状部材７２１〜７２３には、それぞれペン用円筒部材７６１が配置される位置に対応して貫通孔（なお、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｄ）では、第１の円板状部材７２１についてのみ貫通孔７２１ａを図示。）が形成されており、ペン用円筒部材７６１は、この貫通孔に挿通され、３枚の円板状部材７２１〜７２３を貫通して設けられている。
なお、ペンキャリッジ７２に設けられるペン用円筒部材７６１の数は特に限定されず、８つよりも多くてもよいし、これより少なくてもよい。多くのペン用円筒部材７６１を備えるほど、より複数のペン７１を同時に保持することができ、多様なインクを用いた複雑なネイルデザインを描画することが可能となる。
なお、全てのペン用円筒部材７６１にペン７１が保持されている必要はない。図３（ａ）及び図３（ｃ）では、８つのペン用円筒部材７６１のうちの４つにペン７１が保持されている例を示している。
また、第１の円板状部材７２１及び第２の円板状部材７２２におけるペン用の貫通孔の両側部には、支柱７２５を挿通させる補助軸用の貫通孔（なお、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｄ）では、第１の円板状部材７２１についてのみ貫通孔７２１ｂを図示。）が形成されている。
【００２４】
第１の円板状部材７２１の下側には、各ペン用円筒部材７６１の下側の開口を塞ぐように、それぞれペン先固定部材７２０が配置されている。
ペン先固定部材７２０は、筆記具であるペン７１のペン軸部７１１における先端側を固定する固定部材である。
ペン先固定部材７２０には、ペン７１のペン軸部７１１と平行するように固定されペン７１とともに上下動する支柱７２５と、外力が加わらない状態において支柱７２５を上方向に付勢する補助軸付勢部材としてのコイルバネ７２６とが設けられている。
【００２５】
具体的には、本実施形態において、ペン先固定部材７２０のほぼ中央部には、後述するペン７１の嵌合部７１２が挿入されて、嵌合部７１２が嵌め込まれる貫通孔７２０ａが設けられており、この貫通孔７２０ａの両側部に支柱７２５が嵌め込まれる凹部７２０ｂが設けられている。
支柱７２５は、第１の円板状部材７２１及び第２の円板状部材７２２における補助軸用の貫通孔に挿通され、さらに、その下端部がペン先固定部材７２０の凹部７２０ｂに嵌め込まれている。
これにより、支柱７２５は、ペン７１のペン軸部７１１と平行するようにペン先固定部材７２０に固定される。
【００２６】
また、支柱７２５の上端部近傍には、外側に張り出すＥリング７２７が設けられている。
Ｅリング７２７の外径は、第２の円板状部材７２２における支柱用の貫通孔の内径より、コイルバネ７２６の外形よりも大きく形成されている。
ペン７１の外周であって、Ｅリング７２７と第２の円板状部材７２２の上面との間には、コイルバネ７２６が巻回されている。
このコイルバネ７２６は、外力が加わらない状態において支柱７２５を上方向に付勢するものである。
本実施形態では、補助軸付勢部材としてのコイルバネ７２６は、ペン７１の外周に配置され、ペン７１が外力により下方向に押圧された際に押し縮められ、外力に抗して元の状態に戻ろうとする復元力を有する弾性部材である。
コイルバネ７２６の一端側はＥリング７２７の下面に当接し、他端側は第２の円板状部材７２２の上面に当接している。
コイルバネ７２６は、非描画状態においてペン７１の位置を、ペン先７１３が爪Ｔに当接しない位置に保持する。すなわち、上述のように、支柱７２５は、このコイルバネ７２６により、上方向（図４（ａ）及び図４（ｂ）において上方向）に付勢され、外力が加わらない状態において、支柱７２５の上端部が第３の円板状部材７２３の下面に当接する位置に保持されている。この状態において、ペン先７１３は第１の円板状部材７２１の下面に近い位置にあり、指受入部３１の上方をペンキャリッジが移動しても、ペン先７１３が爪Ｔに当接しないようになっている。
【００２７】
また、３枚の円板状部材７２１〜７２３のほぼ中央部には、貫通孔（なお、図４（ｄ）では、第１の円板状部材７２１についてのみ貫通孔７２１ｃを図示。）が形成されている。この中央部の貫通孔には、回転軸用円筒部材７６２が挿通されており、回転軸用円筒部材７６２は、３枚の円板状部材７２１〜７２３を貫通して設けられている。
回転軸用円筒部材７６２には、梁部４４１から垂設された回転軸７２４が挿通されており、ペンキャリッジ７２は、この回転軸７２４を中心としてほぼ水平に回転可能に構成されている。
なお、回転軸７２４にはペンキャリッジ７２の上下を挟むようにワッシャーが設けられ、回転軸７２４の下端には抜け止めのためのＥリング等が設けられていることが好ましい。これにより、ペンキャリッジ７２は、回転軸７２４を中心としてより円滑に回転することができる。
【００２８】
図５は、本実施形態において、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すようなペン用円筒部材７６１に保持されるペン７１の外観を示した側面図である。
描画用具であるペン７１は、爪Ｔの表面を描画対象面とし、先端部が描画対象面である爪Ｔの表面に接触して描画を施す筆記具である。
図５に示すように、筆記具としてのペン７１は、棒状のペン軸部７１１の先端側（図５において下側）にペン先７１３が設けられたものである。
本実施形態では、ペン軸部７１１の先端側に、ペン軸部７１１よりも径の細い嵌合部７１２が設けられている。嵌合部７１２は、ペン先固定部材７２０の凹部７２０ｂに嵌め込まれる部分であり、嵌合部７１２を凹部７２０ｂに嵌め込むことにより、ペン先７１３が良好に固定され、ペン先７１３のぶれ等が生じにくくなる。なお、嵌合部７１２にペン軸部７１１を嵌め込む構成でなくとも、ねじ等により両者を固定する構成であってもよい。
また、ペン軸部７１１の上部には、棒状の突起部７１４が設けられており、突起部７１４は、後述するスライドピン７７によって押圧される部分である。また、突起部７１４は、ペン７１の交換等を行う場合に、ユーザがペン７１を取り出す際に指等で摘む摘み部としても機能する。なお、本実施形態では、突起部７１４の先端部が半球状である場合を図示しているが、突起部７１４の先端部の形状は、安定して押圧されることができ、またユーザが摘みやすい形状であればよく、図示例に限定されない。例えば、球状としてもよく、平らな板状としてもよい。
【００２９】
ペン軸部７１１の内部は、各種インクを収容するインク収容部となっている。
ペン軸部７１１の内部に収容されるインクとしては、各種のインクが適用可能である。インクの粘度や色材の粒径（粒子の大きさ）等は特に限定されず、例えば、金銀のラメ入りのインクや白色のインク、ＵＶ硬化型のインクやジェルネイル、アンダーコート用、トップコート用やマニキュア等も用いることができる。
【００３０】
本実施形態において、ペン７１は、例えばペン先７１３を爪Ｔの表面に押し当てることでペン軸部７１１内に収容されているインクが染み出して描画する、ペン先７１３がボールペンタイプとなったペンである。
なお、ペン７１は、ボールペンタイプのものに限定されない。例えばフェルト状のペン先にインクを染み込ませて描画するサインペンタイプや、束ねた毛にインクを染み込ませて描画する筆ペンタイプのもの等であってもよい。
また、ペン先７１３の太さも各種のものを用意することができる。
ペンキャリッジ７２に保持されるペン７１は、全て同じタイプのペン先７１３を有するペンでもよいし、異なるタイプのペン先７１３を有するペンであってもよい。
ペン７１はペンキャリッジ７２のペン用円筒部材７６１に上方から挿通するだけで保持されている。このため、ケース本体２に設けられているペン交換用蓋部２３を開けて、例えば手やピンセットで突起部７１４を摘む等の手法により、容易に交換が可能である。
これにより、ユーザは、ペンキャリッジ７２に装着するペン７１を、描画したいネイルデザインに応じて色やペン先７１３の種類やインクの種類の異なるペン７１に適宜入れ替えることで、幅広いネイルデザインを実現することができる。
【００３１】
図３（ｃ）に示すように、キャリッジ回転機構７３は、キャリッジ回転用のモータ７３１と、このモータ７３１に回転軸７３２を介して接続され歯車７２３と噛み合う歯車７３３を備えている。
本実施形態において、モータ７３１の駆動により回転軸７３２が回転し、回転軸７３２に取り付けられている歯車７３３が回転すると、この歯車７３３と噛み合っている歯車７２３が回転する。これにより、ペンキャリッジ７２が左右に回転するようになっている。
また、キャリッジ回転機構７３は、ペンキャリッジ７２の基準指標７２８を読み取るための指標読取部７３４を備えている。指標読取部７３４は、例えば、反射布や反射シート等で構成されている基準指標７２８を読み取ることのできるフォトリフレクタ等で構成される。指標読取部７３４は、基準指標７２８を読み取る毎にその読取結果を描画制御部８１５に出力するようになっている。
【００３２】
ペン押圧機構７４は、ペンキャリッジ７２に装着された筆記具であるペン７１を下方向に押圧するものである。
本実施形態において、ペン押圧機構７４は、ペン上下用のモータ７４１と、マイクロスイッチ７４２と、板バネ（押圧部材）７４６とを備えている。
【００３３】
モータ７４１は、ギアヘッド付きのステッピングモータであり、その回転軸７４３に板バネ７４６を固定するための樹脂製の固定部７４４が設けられている。この固定部７４４には板バネ７４６の基端部が埋め込まれている。これにより、モータ７４１の回転軸７４３に追従して固定部７４４及び板バネ７４６が回動するようになっている。
また、固定部７４４の下側には、マイクロスイッチ７４２のレバー７４５が位置している。これにより固定部７４４の下方向への回動に応じて固定部７４４がマイクロスイッチ７４２のレバー７４５に接触して、マイクロスイッチ７４２が動作することになる。
【００３４】
板バネ７４６は、スライドピン７７の上部に当接してスライドピン７７及びこれに当接されたペン７１を下方向に押圧可能であり、かつ、スライドピン７７及びペン７１により上方向に押し上げられた際に撓み変形可能な弾性部材である。
本実施形態の板バネ７４６は、平板状のバネであり、自由端側がスライドピン７７の上方に位置するように配置されている。
【００３５】
なお、板バネ７４６は、スライドピン７７に対して充分広い幅を有していて、スライドピン７７に対して点又は面で当接するようになっている。
板バネ７４６は、スライドピン７７に対して充分な長さと幅を有しているため、板バネ７４６がスライドピン７７から外れることがなく、これに当接されたペン７１を安定して垂直方向に押し下げることができる。
【００３６】
板バネ７４６を形成する材料としては、一般的なバネ部材を用いることができ、例えば「ＳＵＳ」や「ばね鋼」「リン青銅」「ベリリウム銅」等を適用することができる。「ＳＵＳ」としては、例えば、「ＳＵＳ３０１−Ｈ」「ＳＵＳ３０４」「ＳＵＳ３１６」等を使用することができる。
なお、板バネ７４６を形成する材料はここに例示したものに限定されない。板バネ７４６による押圧力は、バネの撓み量と板バネ７４６の長さ（すなわち、基端から押圧対象に対して作用を与える自由端までの距離）に関係し、板バネ７４６の長さが短ければ柔らかめの材料を用いても十分な押圧力を得ることができ、板バネ７４６の長さが長ければ、硬めの材料を用いなければ十分な押圧力を得ることができない。板バネ７４６を形成するのに用いる材料と、板バネ７４６の形状（長さ及び幅等）、によって決まるバネ定数により調整することが可能であり、板バネ７４６の配置スペース等に応じて適宜設定される。
【００３７】
図６（ａ）は、スライドピン７７が上に上がった状態を示す図であり、図６（ｂ）は、スライドピン７７が下に下がった状態を示す図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スライドピン７７は、上下方向に移動可能となっており、スライドピン７７が下に下がった状態において、スライドピン７７の下端部がペン７１の上部に当接可能に構成されている。
具体的には、本実施形態では、スライドピン７７は、ピン軸部７７１と、このピン軸部７７１の上端部に設けられ、ピン軸部７７１より大きい直径を有してピン軸部７７１より外側に張り出すピン頭７７２と、ピン軸部７７１の下側端面に設けられ、ピン軸部７７１より大きい直径を有してピン軸部７７１より外側に張り出す鍔部７７３とから構成され、鍔部７７３の下側端面にはペン７１の上部に当接可能な押圧部７７４が設けられている。
本実施形態において、押圧部７７４は、ペン７１の突起部７１４を受けるように円錐の凹部状に形成されている。なお、押圧部７７４の形状は、突起部７１４の上端部を安定して受けることのできる形状であればよく、凹部状に限定されない。例えば、押圧部７７４の形状を凸形状とし、突起部７１４の上端部にこれを受ける凹部を形成してもよい。
【００３８】
コイルバネ７８は、スライドピン７７のピン軸部７７１の外周のピン頭７７２とピン取付部材７９との間に配置され、スライドピン７７が外力により下方向に押圧された際に押し縮められ、外力に抗して元の状態に戻ろうとする復元力を有する。
なお、コイルバネ７８以外でも、スライドピン７７が外力により下方向に押圧された際に押し縮められ、外力に抗して元の状態に戻ろうとする復元力を有する弾性部材であれば適用可能である。
【００３９】
スライドピン７７及びコイルバネ７８は、ピン取付部材７９により、梁部４４１の上に取り付けられている。
すなわち、ピン取付部材７９には、ピン軸部７７１が挿通される軸挿通孔７９１が形成されている。軸挿通孔７９１は、その内径が、ピン軸部７７１の外径よりも大きく、ピン頭７７２及び鍔部７７３の外径よりも小さく形成されており、軸挿通孔７９１に挿通されたピン軸部７７１が抜け落ちないようになっている。
ピン軸部７７１の外周に設けられたコイルバネ７８は、一端側がピン取付部材７９の上面に係止され、他端側がピン頭７７２の下面に突き当たって係止されており、スライドピン７７が外力により下方向に押圧された際には、ピン取付部材７９の上面とピン頭７７２の下面との間で押し縮められる。
また、ピン取付部材７９には、ネジ用孔７９２が形成されており、ネジ用孔７９２にネジを挿通させてピン取付部材７９を梁部４４１の上にネジ止め固定することにより、軸挿通孔７９１にピン軸部７７１が挿通されているスライドピン７７及びピン軸部７７１の外周に設けられているコイルバネ７８が梁部４４１の上に取り付けられる。
【００４０】
図７（ａ）は、非描画時におけるペン押圧機構７４の状態を示し、図７（ｂ）は、初期化時（ペン７１が最下点）におけるペン押圧機構７４の状態を示している。
非描画時においては、図７（ａ）に示すように、ペン７１の上部から鍔部７７３が離間している状態では、モータ７４１のステップ数（カウンター）は「０」となっていて、スライドピン７７に対して板バネ７４６が外力を加えない状態となっている。このように外力（板バネ７４６による押圧力）が加わっていない状態では、ペン７１は、コイルバネ７２６の付勢力により、上方向（図４（ａ）及び図４（ｂ）において上方向）の位置に押し上げられ、ペン先７１３は描画対象面である爪Ｔの表面から離れ、当該表面に当接しない高さに保持されている。
これに対して、初期化時には、図７（ｂ）に示すように、ペン７１の下方に指がない状態でモータ７４１を図７における反時計回りに回転させて、板バネ７４６でペン７１を押し下げて、ペン７１を最下点まで移動させる。このとき、ペン７１に対して所定の筆圧をかけるように板バネ７４６が撓んだ状態となると、レバー７４５が押し下げられてマイクロスイッチ７４２がＯＮとなる。このＯＮとなったときのモータ７４１のステップ数を所定値（例えば「２５」）に設定する。
本実施形態では、板バネ７４６のバネ定数がコイルバネ７２６及びコイルバネ７８のバネ定数より大きくなっている。このため、図７（ｂ）のように、ペン７１の下方に爪Ｔが配置されていない状態では、板バネ７４６は少し撓んだだけでペン７１を最下点まで押し下げることができ、なおかつ所定の筆圧を付与することができる。
【００４１】
なお、爪Ｔの高さとモータ７４１のステップ数との関係は、種々の実験やシミュレーションにより事前に求められている。その一例を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2016010543.tif 000003
【００４３】
ここで、爪Ｔの高さは、爪認識により計測され、指固定部３０に想定通りに指を挿入した場合の爪Ｔの高さを「０．０ｍｍ」としている。爪Ｔが低く固定された場合や爪の端の部分になるとその値は負になる。
なお、爪Ｔの高さが「０．０ｍｍ」であるときには、モータ７４１のステップ数が「０」から「２〜３」までの間は、ペン先７１３が爪Ｔに接触していない状態であり、ステップ数が「３〜４」となると「０．０ｍｍ」の高さである爪Ｔに対してペン先７１３が接触し、さらにステップ数が「４〜５」となると所定の筆圧が付与される。
その後、爪Ｔの高さが「−０．５ｍｍ」のときには、ステップ数「６」とすることで、ペン先７１３から、爪Ｔの高さが「０．０ｍｍ」であるときと概ね同じ筆圧が付与される。
こうして、爪Ｔの高さが０．５ｍｍ変化ごとに、ステップ数を「１」だけ変えることで、どの高さの爪Ｔに対してもペン先７１３から概ね一定の筆圧が付与されるようになっている。
また、この爪の高さとステップ数の関係は、ペンの種類やペンの太さなどによっても異なる。ペンの種類やペンの太さに応じて、それぞれ別のテーブルや補正値を設けるようにしてもよい。
【００４４】
以上に対して、図８は、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔにペン先７１３が接触しているときの状態を示している。
なお、この状態の前の準備段階として、後述の爪情報を事前に取得しておく。そして、当該爪情報に基づいて、ペン先７１３が爪Ｔに当接する当接位置の爪Ｔの高さを認識し、その高さに応じてモータ７４１のステップ数を決定する。決定したステップ数でモータ７４１を駆動して板バネ７４６でペン７１を押し下げ、ペン先７１３を爪Ｔの表面に近づけ接触させて、適正な筆圧を印加する。そして、描画に伴って爪Ｔの高さが変化した時は、その都度モータ７４１のステップ数を増減して筆圧を調整して、筆圧が概ね一定になるように調整しながら描画を行う。ここで、モータ７４１のステップ数の増減による筆圧の調整は、爪Ｔの高さの変化が所定量（例えば、０．５ｍｍ）だけ変化する毎に行い、爪Ｔの高さの変化が所定量未満であるときには筆圧の調整を行わないが、このときには爪Ｔの形状に応じて板バネ７４６が撓み変形（弾性変形）することによって、ペン７１が自動的に上下動するため、ペン７１が爪Ｔに確実に当接すると同時に筆圧を適度な値に保つことができる。
なお、板バネ７４６のバネ定数はそれ程大きくなく、このバネ定数は、板バネ７４６による押圧力（外力）が爪Ｔにかかったときに爪Ｔに痛みなどを感じることがない程度の値に設定されている。また、板バネ７４６が適度に撓むことによりペン７１の上下動による衝撃が吸収されるとともに、ペン先７１３に概ね一定の適度な筆圧がかかった状態で、綺麗に描画を施すことができる。
【００４５】
また、ユニット支持部材４４は、Ｘ方向移動ステージ４５に取り付けられたＸ方向移動部４５１に固定されている。Ｘ方向移動部４５１は、Ｘ方向移動モータ４６の駆動によりＸ方向移動ステージ４５上を図示しないガイドに沿ってＸ方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材４４に取り付けられている描画ヘッド７０が、Ｘ方向（図１におけるＸ方向、ネイルプリント装置１の左右方向）に移動するようになっている。
また、Ｘ方向移動ステージ４５は、Ｙ方向移動ステージ４７のＹ方向移動部４７１に固定されている。Ｙ方向移動部４７１は、Ｙ方向移動モータ４８の駆動によりＹ方向移動ステージ４７上を図示しないガイドに沿ってＹ方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材４４に取り付けられている描画ヘッド７０が、Ｙ方向（図２におけるＹ方向、ネイルプリント装置１の前後方向）に移動するようになっている。
なお、本実施形態において、Ｘ方向移動ステージ４５及びＹ方向移動ステージ４７は、Ｘ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８と、図示しないボールネジ及びガイドとを組み合わせることで構成されている。
本実施形態では、Ｘ方向移動モータ４６及びＹ方向移動モータ４８等により、爪Ｔに描画を施すペン７１を備える描画ヘッド７０をＸ方向及びＹ方向に駆動するＸＹ駆動部としてのヘッド駆動部４９が構成されている。
【００４６】
描画部７におけるペン７１を上下移動させるためのモータ７４１、ペンキャリッジ７２を回転させるためのモータ７３１、Ｘ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８は、後述する制御装置８０の描画制御部８１５（図９参照）に接続され、該描画制御部８１５によって制御されるようになっている。
【００４７】
図１及び図２に示すように、撮影部５０は、上部機枠１２に設けられている。
すなわち、上部機枠１２には基板１３が設置されており、この基板１３の中央部下面には、撮影部５０の撮像装置としてのカメラ５１が２つ設置されている。
カメラ５１は、例えば、２００万画素程度以上の画素を有する固体撮像素子とレンズ等を備えて構成された小型カメラであることが好ましい。
カメラ５１は、指受入部３１内に挿入されている印刷指Ｕ１の爪Ｔを撮影して、印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像である指画像を得るものである。
【００４８】
本実施形態では、２つのカメラ５１は、指受入部３１に挿入されている印刷指Ｕ１の爪Ｔの幅方向にほぼ並んで設けられている。
２つのカメラ５１のうち、一方のカメラ５１は、指受入部３１の底面に対向して設けられており、爪Ｔを真上から撮影するものである。
また、他方のカメラ５１は、指受入部３１の底面に対して僅かに傾けて配置されており、爪Ｔを斜め上方向から撮影するものである。
【００４９】
基板１３には、カメラ５１を囲むように白色ＬＥＤ等の照明灯（照明装置）５２が設置されている。照明灯５２は、カメラ５１による撮影の際に、印刷指Ｕ１の爪Ｔを照明するものである。撮影部５０は、このカメラ５１及び照明灯５２を備えて構成されている。
この撮影部５０は、後述する制御装置８０の撮影制御部８１１（図９参照）に接続され、該撮影制御部８１１によって制御されるようになっている。
撮影部５０によって撮影された画像の画像データは、後述する記憶部８２の爪画像記憶領域８２１に記憶される。
【００５０】
本実施形態では、撮像装置としての２つのカメラ５１によって少なくとも２つの異なった位置・角度から爪Ｔを撮影することができ、少なくとも２枚の指画像が取得される。
そして、これらの指画像に基づいて、後述する爪情報検出部８１２が、爪Ｔの輪郭（爪Ｔの形状）や水平位置、爪Ｔの湾曲形状、垂直位置（高さ）等の爪情報を検出する。また、爪情報検出部８１２は、これらの指画像に基づいて、爪Ｔの表面の、ＸＹ平面に対する傾斜角度（以下「爪Ｔの傾斜角度」又は「爪曲率」という。）を検出できるようになっている。すなわち、例えば、爪Ｔの真上からの画像と、爪Ｔの斜め上方向からの画像と、を取り込むことにより、爪Ｔの輪郭だけでなく、爪Ｔの表面の傾斜角度を正確に検出することができる。なお、爪情報検出部８１２が検出する爪情報の内容はここに例示したものに限定されない。上記の項目のうちの一部のみ（例えば爪Ｔの輪郭等）を爪情報として検出し手もよいし、上記以外の他の項目を爪情報として検出してもよい。
【００５１】
また、制御装置８０は、例えば上部機枠１２に配置された基板１３等に設置されている。
図９は、本実施形態における制御構成を示す要部ブロック図である。
制御装置８０は、図９に示すように、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される制御部８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等（いずれも図示せず）で構成される記憶部８２とを備えるコンピュータである。
【００５２】
記憶部８２には、ネイルプリント装置１を動作させるための各種プログラムや各種データ等が格納されている。
具体的には、記憶部８２のＲＯＭには、指画像から爪Ｔの形状や爪Ｔの輪郭等の爪情報を検出するための爪情報検出プログラム、描画データを生成するための描画データ生成プログラム、描画処理を行うための描画プログラム等の各種プログラムが格納されており、これらのプログラムが制御装置８０によって実行されることによって、ネイルプリント装置１の各部が統括制御されるようになっている。
また、本実施形態において記憶部８２には、撮影部５０によって取得されたユーザの印刷指Ｕ１の爪Ｔの指画像を記憶する爪画像記憶領域８２１、爪情報検出部８１２によって検出された爪情報（爪Ｔの輪郭や爪Ｔの傾斜角度等）が記憶される爪情報記憶領域８２２、及び爪Ｔに描画されるネイルデザインの画像データを記憶するネイルデザイン記憶領域８２３が設けられている。
【００５３】
制御部８１は、機能的に見た場合、撮影制御部８１１、爪情報検出部８１２、描画データ生成部８１３、表示制御部８１４、描画制御部８１５等を備えている。これら撮影制御部８１１、爪情報検出部８１２、描画データ生成部８１３、表示制御部８１４、描画制御部８１５等としての機能は、制御部８１のＣＰＵと記憶部８２のＲＯＭに記憶されたプログラムとの共働によって実現される。
【００５４】
撮影制御部８１１は、撮影部５０のカメラ５１及び照明灯５２を制御してカメラ５１により、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像を含む指画像を撮影させるものである。
本実施形態では、撮影制御部５１１は、２つのカメラ５１によって異なる位置・角度（例えば、爪Ｔの真上と爪Ｔの斜め上方等）から少なくとも２枚の指画像を取得させる。
撮影部５０により取得された指画像の画像データは、記憶部８２に記憶されてもよい。
【００５５】
爪情報検出部８１２は、カメラ５１によって撮影された指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の指画像に基づいて、爪Ｔについての爪情報を検出するものである。
ここで、爪情報とは、例えば、爪Ｔの輪郭（爪形状、爪Ｔの水平位置）、爪Ｔの高さ（爪Ｔの垂直方向の位置、以下「爪Ｔの垂直位置」又は単に「爪Ｔの位置」ともいう。）の爪Ｔの輪郭内の分布、爪Ｔの表面の、ＸＹ平面に対する傾斜角度（爪Ｔの傾斜角度、爪曲率）の、爪Ｔの輪郭内の分布である。
【００５６】
具体的には、爪情報検出部８１２は、カメラ５１により取得された印刷指Ｕ１の指画像から、爪Ｔの輪郭（形状や大きさ）、位置を検出し、この輪郭をｘ，ｙ座標等で表される情報として取得する。
爪情報検出部８１２は、例えば、カメラ５１により取得された印刷指Ｕ１の指画像から爪Ｔとそれ以外の指部分との色の違い等に基づいて爪Ｔの輪郭（形状）を検出するものである。なお、爪情報検出部８１２が爪Ｔの輪郭（形状）を検出する手法は特に限定されず、ここに挙げたものに限られない。
また、爪情報検出部８１２は、２つのカメラ５１によって撮影された少なくとも２つの指画像に基づいて、爪Ｔの傾斜角度（爪曲率）を検出する。
爪情報検出部８１２は、例えば２つのカメラ５１によって異なる位置・角度（例えば、爪Ｔの真上と爪Ｔの斜め上方等）から撮影された２つの指画像に現われる位置、形状の違い等からユーザの爪Ｔの輪郭内について傾斜角度（爪曲率）の分布を検出する。なお、爪情報検出部８１２が爪Ｔの傾斜角度（爪曲率）を検出する手法は特に限定されず、ここに挙げたものに限られない。
また、カメラも、ペンキャリッジ７２に取り付けて移動可能とし、移動して２点で撮影すれば一個でもよい。
【００５７】
描画データ生成部８１３は、爪情報検出部８１２により検出された爪情報に基づいて、描画ヘッド７０により印刷指Ｕ１の爪Ｔに施される描画用のデータを生成する。
具体的には、描画データ生成部８１３は、爪情報検出部８１２により検出された爪Ｔの形状等に基づいてネイルデザインの画像データを拡大、縮小、切出し等による合せ込み処理を行い、爪Ｔに描画を施すためのデータを生成する。
また、本実施形態では、描画データ生成部８１３は、爪情報検出部８１２により検出された爪情報に応じて、ネイルデザインの画像データを爪Ｔの形状に合わせ込み、適宜曲面補正等を行う。
これにより、ネイルデザインの描画用のデータが生成される。
【００５８】
表示制御部８１４は、表示部２６を制御して表示部２６に各種の表示画面を表示させるものである。本実施形態では、表示制御部８１４は、例えばネイルデザインの選択画面やデザイン確認用のサムネイル画像、印刷指Ｕ１を撮影して取得した指画像、各種の指示画面等を表示部２６に表示させるようになっている。
【００５９】
描画制御部８１５は、描画データ生成部８１３によって生成された描画データに基づいて描画部７に制御信号を出力し、爪Ｔに対してこの描画データにしたがった描画を施すように描画部７のペン押圧機構７４のモータ７４１、モータ７３１、Ｘ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８を制御する制御部である。
本実施形態では、描画制御部８１５は、非描画時にはモータ７４１のステップ数が「０」となるようにモータ７４１を制御する。他方、描画時には、描画制御部８１５は、検出された爪Ｔの高さに対応するステップ数となるようにモータ７４１を制御する。つまり、描画制御部８１５が本発明に係るモータ制御部である。
これにより、非描画時には板バネ７４６がスライドピン７７のピン頭７７２を押下せず、支柱７２５がコイルバネ７２６によって上方向に付勢され、ペン７１はペン先７１３が爪Ｔに当接しない位置まで上がった状態となる。また、描画時には、板バネ７４６がスライドピン７７のピン頭７７２を押下して、ペン７１がコイルバネ７２６の付勢力に抗して押し下げられ、ペン先７１３が爪Ｔに当接する位置まで下がった状態となる。
このように、描画制御部８１５がモータ７４１の動作を制御してペン７１を適宜上下させることにより、ペン先７１３が適度な筆圧を維持したまま爪Ｔの高さに追従して上下動し、描画対象である爪Ｔの表面に所望のネイルデザインを描画することができる。
【００６０】
次に、本実施形態におけるネイルプリント装置１の動作及び使用方法について説明する。
【００６１】
このネイルプリント装置１により描画を行う場合、ユーザはまず、電源スイッチを入れて制御装置８０を起動させる。
表示制御部８１４は、表示部２６にデザイン選択画面を表示させる。ユーザは操作部２５の操作釦等を操作して、デザイン選択画面に表示された複数のネイルデザインの中から所望のネイルデザインを選択し、これにより、操作部２５から選択指示信号が出力されて爪Ｔに描画すべきネイルデザインが選択される。
ネイルデザインが選択されると、制御部８１は、当該選択されたネイルデザインを描画するのに必要なペン７１を描画ヘッド７０の所定のペンキャリッジ７２にセットするよう促す指示画面を表示部２６に表示させる。例えば、赤インク、ラメ入り金インクが必要であるときは、どのペンキャリッジ７２にどのインクのペン７１を装着すべきかを表示部２６において指示する。ユーザは表示画面に表示された指示にしたがって、所定のペンキャリッジ７２に所定の種類のペン７１をセットする。なお、ユーザがあえて指示と異なるペン７１をセットして、好みの色や質感のネイルデザインを実現するようにしてもよい。
なお、ペンキャリッジ７２にどの種類のペン７１がセットされているかをバーコード等により制御部８１が読み取ることができるように構成してもよく、この場合には、ペンキャリッジ７２にセットされているペン７１によって描画できるネイルデザインを表示部２６のデザイン選択画面を表示させ、ユーザにその中からネイルデザインを選択させるようにしてもよい。
次に、ユーザは、印刷指Ｕ１を指受入部３１に挿入し、非印刷指Ｕ２を指退避部３２に挿入して、印刷指Ｕ１を固定した上で、描画スイッチを操作する。
例えば、左手の薬指を印刷指Ｕ１として指受入部３１に挿入した場合には、その他の指を非印刷指Ｕ２として指退避部３２に挿入する。
【００６２】
描画スイッチから指示が入力されると、描画動作を開始する前に、まず撮影制御部８１１が撮影部５０を制御して、照明灯５２により印刷指Ｕ１を照明しながら２つのカメラ５１により印刷指Ｕ１を撮影させる。これにより、撮影制御部８１１は、指受入部３１に挿入された印刷指Ｕ１の指画像を少なくとも２つ取得する。
次に、爪情報検出部８１２は、指画像に基づいて爪Ｔの輪郭（爪形状）や爪Ｔの高さ、傾斜角度（爪曲率）の爪Ｔの輪郭内の分布等の爪情報を検出する。
【００６３】
爪情報検出部８１２により爪Ｔの輪郭（爪形状）や爪Ｔの傾斜角度（爪曲率）が検出されると、これらの爪情報に基づいて、描画データ生成部８１３が、ネイルデザインの画像データの爪Ｔへの合せ込み処理を行う。
また、描画データ生成部８１３は、これら爪情報に基づいて、ネイルデザインの画像データにつき曲面補正を行う。これにより描画データが生成される。
描画制御部８１５は、爪Ｔへの描画開始前に、描画部７をペン慣書部６１に移動させて、ペン７１を保持するペンキャリッジ７２のペン押圧機構７４のモータ７４１を駆動させ、板バネ７４６によりペン７１を押し下げ、ペン７１を描画可能状態とする。そして、被描画媒体に「○」や「∞」等の所定の図形を描く慣らし書きを行う。なお、慣らし書きは、選択されたネイルデザインを描画するのに必要なペン７１についてのみ行ってもよいし、全てのペン７１について行ってもよい。
【００６４】
描画データが生成され、慣らし書きも完了すると、描画制御部８１５は、描画データに基づいて描画部７に制御信号を出力し、この描画データに基づいて描画ヘッド７０による描画を行わせる。
具体的には、まず、描画制御部８１５は、指標読取部７３４による基準指標７２８の読取結果からペンキャリッジ７２の回転量を把握し、このペンキャリッジ７２の回転量に応じて、モータ７３１の駆動を制御し、描画に必要なペン７１が、ペン押圧機構７４の設けられている位置に移動するまでペンキャリッジ７２を回転させる。さらに、描画ヘッド７０をＸＹ方向に適宜移動させて描画位置まで移動させる。そして、描画制御部８１５は、爪情報における爪Ｔの高さの、爪Ｔの輪郭内の分布に基づいて、ペン先７１３が爪Ｔに当接する当接位置の高さを認識し、その高さに応じたステップ数でモータ７４１を駆動する。これにより、ペン押圧機構７４が動作するため、板バネ７４６により支柱７２５を下方向に押圧する。そして、ペン７１が下方に押し下げられ、ペン７１のペン先７１３が爪Ｔの表面に押し当てられる。このとき、ペン先７１３は、板バネ７４６により適度な押圧力で下方向に付勢され、爪Ｔの表面形状に追従して上下動しながら爪Ｔの表面に描画を行う。
【００６５】
なお、複数の指の爪Ｔに描画を施す場合には、１つの指の爪Ｔについて描画処理が終了した後、当該描画済みの爪Ｔの指を指受入部３１から抜いて次に描画すべき爪Ｔの指を印刷指Ｕ１として指受入部３１に挿入し、当該爪Ｔの指画像を取得して、上記の処理を繰り返す。
なお、ペン７１を交換する場合には、描画制御部８１５は、描画ヘッド７０をペン交換用蓋部２３に対応する位置まで移動させる。この状態でユーザがペン交換用蓋部２３を開けることにより、ペン７１の取り出し、交換が可能となる。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、一つのモータ７４１で板バネ７４６を動作させ、なおかつ、ペン７１のペン先７１３が爪Ｔの表面に当接する当接位置の高さに応じてモータ７４１の回転量が制御されているので、所定の筆圧をペン先７１３に与えた状態で爪Ｔの表面形状に追従して上下動しながらペン７１が爪Ｔの表面に描画を行うことになる。したがって、駆動源が一つであっても、爪の表面形状に対応してペン７１を上下動させることができ、なおかつ爪Ｔの表面形状によらず、概ね一定の適度な筆圧も付与することが可能となる。
また、駆動源としてモータ７４１を用いているため、ソレノイドを用いた場合と比してもペン７１の上下動の範囲を大きくすることができる。
【００６７】
また、指画像から検出された爪Ｔの表面に基づいて、当接位置の高さが認識されているので、実際の爪Ｔの形状に対応するように好適にモータ７４１を制御することができる。
【００６８】
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、プロッタ方式のネイルプリント装置１に対して本発明の構成を適用した場合を例示して説明したが、インクジェット方式とプロッタ方式のハイブリットタイプのネイルプリント装置に対しても適用可能である。
図１０は、描画ヘッドの変形例を示す説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
図１０に示すように、描画ヘッド７０Ａには、インクカートリッジ７８０を保持するインクホルダ７８１と、ペン７８２を保持するペンホルダ７８３とが隣り合って配置されている。ペンホルダ７８３は、ペン７８２にねじ等により固定されてペン７８２とともに上下動する補助部材７８５を有し、補助部材７８５は、ペン７８２の軸中心から離れる方向に突出する突起７８４を有している。また、ペンホルダ７８３は、補助部材７８５を上方向に付勢するコイルバネ７８６を有している。
ペンの昇降機構は、補助部材７８５に設けられた突起７８４を、突起７８４に係合した板バネ７９０で直接押し下げることにより、ペン７８２を押し下げるように構成されている。この構成により、ペン７８２の交換を容易に行うことができとともに、ペン昇降機構の高さを比較的低く抑えることができる。
ここで、ペンホルダ７８３の近傍には、ステッピングモータからなるモータ７８７と、モータ７８７の回転軸に取り付けられた歯車７８８に歯合するギア７８９と、このギア７８９の回転に追従して回動する板バネ７９０とが設けられている。板バネ７９０は、突起７８４に係合して、ペン７８２を下方へと押し下げることができるようになっている。
モータ７８７の回転に伴って板バネ７９０が回動して、板バネ７９０が突起７８４に係合し、突起７８４を下方へと押し下げると、ペン７８２はコイルバネ７８６の付勢力に抗って下方へと押し下げられる。
この構成においても、描画制御部８１５がモータ７８７の動作を制御してペン７８２を適宜上下させることにより、適度な筆圧を維持したまま爪Ｔの高さに追従して上下動し、描画対象である爪Ｔの表面に所望のネイルデザインを描画することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、板バネ７４６を回転させるモータ７４１としてギアヘッド付きのステッピングモータを例示して説明したが、ギアを別途設けるのであればギアヘッドを有さないステッピングモータを用いることも可能である。
また、ハーフステップ駆動可能なステッピングモータや、ステップ角の細かいステッピングモータを用いることも可能である。
さらにステッピングモータ以外にも、サーボモータや、ＤＣモータを用いることも可能である。この場合、モータの回転角度を検出するためのロータリーエンコーダを採用することが好ましい。
【００７１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲をその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００７２】
〔付記〕
＜請求項１＞
幅方向に沿って湾曲した描画対象面に接触して該描画対象面に描画を施す描画用具が装着されるキャリッジと、
前記描画を施す際に、前記キャリッジに装着された前記描画用具を、前記描画対象面に近づけるように押圧して、前記描画用具を前記描画対象面に接触させる描画用具押圧機構と、
を備え、
前記描画用具押圧機構は、
押圧部材と、
前記押圧部材を押圧する方向に回動させて前記描画用具を押圧する駆動機構と、
前記描画対象面の前記描画用具が接触する位置の高さに応じて、前記駆動機構による前記押圧部材を回動させる角度を制御する駆動機構制御部と、を備えることを特徴とする描画装置。
＜請求項２＞
請求項１記載の描画装置において、
前記駆動機構制御部は、前記描画対象面の前記描画用具が接触する位置の高さが高くなるほど、前記駆動機構による前記押圧部材を押圧する方向に回動させる角度を減らすように、前記駆動機構を制御することを特徴とする描画装置。
＜請求項３＞
請求項１又は２に記載の描画装置において、
前記駆動機構は、回転によって前記押圧部材を回動させるモータを有し、
前記駆動機構制御部は、前記モータの回転量を制御することを特徴とする描画装置。
＜請求項４＞
請求項１乃至３の何れか１項に記載の描画装置において、
前記押圧部材は、弾性変形可能な弾性部材であることを特徴とする描画装置。
＜請求項５＞
請求項１乃至４の何れか１項に記載の描画装置において、
前記描画対象面を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影によって取得された画像から前記描画対象面の高さ分布を検出する情報検出部と、
を更に備え、
前記駆動機構制御部は、
前記情報検出部によって検出された前記描画対象面の高さ分布に基づいて、前記押圧部材を回動させる角度を制御することを特徴とする描画装置。
＜請求項６＞
請求項１乃至５の何れか１項に記載の描画装置において、
前記キャリッジは、前記描画用具を前記描画対象面から離れるように付勢する付勢部材を有し、
前記駆動機構は、前記付勢部材による付勢力に抗して前記描画用具を押圧することを特徴とする描画装置。
＜請求項７＞
請求項１乃至６の何れか一項に記載の描画装置において、
更に、インクジェット方式により前記描画領域に前記描画を施す印刷ヘッドを有することを特徴とする描画装置。
【符号の説明】
【００７３】
１      ネイルプリント装置（描画装置）
２      ケース本体
７      描画部
１０      装置本体
３０      指固定部
５０      撮影部
７０      描画ヘッド
７１      ペン（描画用具）
７２      ペンキャリッジ（キャリッジ）
７４      ペン押圧機構（描画用具押圧機構）
８０      制御装置
８１      制御部
８２      記憶部
７１３      ペン先
７４１      モータ
７４６      板バネ
８１１      撮影制御部
８１２      爪情報検出部
８１３      描画データ生成部
８１４      表示制御部
８１５      描画制御部（駆動機構制御部）
【図１】
2016010543.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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