(57)【要約】【課題】  爪に対してペンをゆっくり下降させ、これにより、爪への柔らかな接触が得られるとともにペン先の耐久性も高めることができる描画装置を提供する。【解決手段】  描画装置１０は、ペン２０と、ペン２０を固定するペンホルダ７２と、ペンホルダ７２をガイドするガイド機構７３ｂを取り付けた壁部７３ａを有するガイド部７３と、ペンホルダ７２とガイド部７３との間に設けられたペン２０の降下速度を抑制する速度抑制部７５と、を備える。このネイルプリンタでは、板バネからなる速度抑制部７５によってペン２０の降下速度が抑制され、ペン２０を爪１１に向けて適切な速度でゆっくり下降させることができる。【選択図】  図４
2016010430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の爪の表面を描画対象とし、前記描画対象に接触して、前記描画対象に描画を施す描画用具が固定される描画用具ホルダと、
前記描画用具が固定された前記描画用具ホルダを、前記描画用具が前記描画対象から離間した待機位置と、前記描画対象に接触する、前記待機位置より下方の描画位置と、の間で移動可能に保持し、前記描画用具ホルダを、前記待機位置から前記描画位置に、前記描画用具と前記描画用具ホルダの自重に基づいて下降させるガイド部と、
前記ガイド部において前記描画用具ホルダを下降させたときの前記描画用具ホルダの降下速度を抑制する速度抑制部と、
を備え、
前記速度抑制部は、前記降下速度を、当該速度抑制部が無いときの前記描画用具ホルダの降下速度より遅くすることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記ガイド部は、前記描画用具ホルダの移動方向に沿って延在する壁部を有し、
前記速度抑制部は、前記ガイド部の前記壁部との間に摩擦力を発生させる弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記弾性部材は板バネであり、
前記板バネは、一端側が前記描画用具ホルダに固定され、多端側が前記ガイド部の前記壁部に当接し、前記壁部を押す方向に付勢して、前記壁部との間に前記摩擦力を発生させるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記弾性部材は圧縮コイルバネであり、
前記描画用具ホルダは、前記壁部と対抗する側の面に前記圧縮コイルバネを受け入れる筒部を備え、
前記速度抑制部は、前記圧縮コイルバネが挿入された前記筒部の先端側と前記壁部との間に設けられ、前記圧縮コイルバネによって前記ガイド部の前記壁部に押し付けられる方向に付勢されて、前記壁部との間に前記摩擦力を発生させる球状のボール部材を有していることを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
【請求項５】
前記描画用具を、前記待機位置と前記描画位置とに移動させる昇降機構を有し、
前記昇降機構は、
第１アーム部と前記第１アーム部に対して略直交する方向に延びる第２アーム部とを有する回動部材と、
前記第１アーム部及び前記第２アーム部を側面から見た側面視で、前記第１アーム部と前記第２アーム部との交点となる位置に設けられ、前記回動部材を回動可能に固定する回動軸部と、
前記第２アーム部に接続され、前記回動部材を回動させる駆動部と、を備え、
前記描画用具ホルダが、前記第１アーム部の先端側で下側から支持される突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項６】
前記回動軸部に取り付けられ、前記第１アーム部を上方側に付勢するねじりコイルバネを備えることを特徴とする請求項５に記載の描画装置。
【請求項７】
さらに、インクジェット型の印刷ヘッドを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の描画装置。
【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、ペン型のプロッター方式の描画装置に関する技術が各種提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に記載される従来のペン型のプロッター方式の描画装置においては、ペンを下降させる際のペンの降下速度については、特に考慮されていない。用紙に描画する場合、ペンを下降させる際にペンに対して制動をかけなくても、通常は問題ない。すなわち、用紙に描画するための従来のプロッターでは、ペンを昇降させるストロークは１〜２ｍｍ程度の比較的短い距離であるため、ペンの動きを制動せずとも、ペンの下降速度がそれほど大きくなることはなかった。
【０００４】
しかし、このような従来のプロッター方式の描画装置の構成を、人の爪に描画を施すネイルプリント用の描画装置に適用した場合には、ペンを昇降させるストロークを比較的大きく（例えば、約１０ｍｍ程度）する必要がある。そのため、ペンを下降させるときに何の制動もかけないと、ペンの降下速度が従来のプロッターの場合より大きくなる。その場合、ペンの種類（太さ、ペン先の構造等）によっては、ペンを下降させたとき、ペン先が爪に強く接触したりユーザが違和感を覚えたりするおそれがある。
【０００５】
また、ペンの種類や構造によっては、ペンの降下速度が大きくなると、インクが多量に流出したり漏れたりする場合がある。
【０００６】
さらには、例えば、微細なデザインを描画するため、特に細いペン先のペンを用いる場合、ペン先が爪に強く当たったときにペン先が損傷するおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−２６６７８９号公報
【特許文献２】特開平０５−２３８１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、爪に対してペンをゆっくり下降させ、これにより、爪への柔らかな接触が得られるとともにペン先の耐久性も高めることができる描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成によって把握される。
本発明の描画装置は、指の爪の表面を描画対象とし、前記描画対象に接触して、前記描画対象に描画を施す描画用具が固定される描画用具ホルダと、前記描画用具が固定された前記描画用具ホルダを、前記描画用具が前記描画対象から離間した待機位置と、前記描画対象に接触する、前記待機位置より下方の描画位置と、の間で移動可能に保持し、前記描画用具ホルダを、前記待機位置から前記描画位置に、前記描画用具と前記描画用具ホルダの自重に基づいて下降させるガイド部と、前記ガイド部において前記描画用具ホルダを下降させたときの前記描画用具ホルダの降下速度を抑制する速度抑制部と、を備え、前記速度抑制部は、前記降下速度を、当該速度抑制部が無いときの前記描画用具ホルダの降下速度より遅くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、爪に対してペンをゆっくり下降させ、これにより、爪への柔らかな接触が得られるとともにペン先の耐久性も高めることができる描画装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態のネイルプリンタの正面図である。
【図２】図１のＡ矢視図であり、一部を断面にして内部構造を示した側面図である。
【図３】本実施形態のネイルプリンタの制御の構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は図１に示される描画部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図５】図４（ｂ）に示される描画部の作用説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態を説明する図であって、図４に対応して描いた図であり、（ａ）は描画部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。
【図７】図６（ｂ）のＤ部拡大図である。
【図８】本発明の第３実施形態を説明する図であって、図４に対応して描いた図であり、（ａ）は描画部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視図である。
【図９】本発明の第４実施形態を説明する図であって、図４に対応して描いた図であり、（ａ）は描画部及び印刷部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＦ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。また、以下の説明において、「前」、「後」は、各々、ネイルプリンタに正対したときの「手前側」、「奥側」を示し、「左」、「右」は、各々、ネイルプリンタに正対したときの「左側」、「右側」を示す。
また、以下の実施形態では、ネイルプリンタ１０は手の指の爪の表面を描画対象として、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としてもよい。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係るネイルプリンタ（描画装置）１０を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態のネイルプリンタの正面図であり、図２は、図１のＡ矢視図であって、一部を断面にして内部構造を示した側面図である。
図１及び図２に示すように、ネイルプリンタ１０は、人の指の爪１１にデザイン画像を描くペン型のプロッターであって、ケース本体４０と、このケース本体４０に収容される装置本体４１と、を備える。なお、図１及び図２において、ケース本体４０を二点鎖線で示している。
【００１５】
ケース本体４０の一側（この例では、右側）には、開閉可能なペン取り換え用蓋部３９が設けられる。
【００１６】
ケース本体４０の上面（天板）には操作部３１と表示部３２（図３参照）が設置されている。
操作部３１は、ユーザが各種の入力操作を行う部分であり、ネイルプリンタ１０の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ、動作を停止させるスイッチ、爪１１に描くデザイン画像を選択するボタン、描画開始を指示するスイッチなど、各種のスイッチを含む。スイッチの数、種類、配置は任意である。
【００１７】
表示部３２には、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など各種のフラットディスプレイを用いることができる。また、この表示部３２には、例えば、描画指１２を撮影した画像（以下、「指画像」と称する）、この指画像中に含まれる爪画像（爪１１の輪郭線等の画像）、爪１１に描くデザイン画像を選択するデザイン選択画面、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などを表示することができる。また、表示部３２にタッチパネルを一体に設けてもよく、この場合、例えば、指先やスタイラスペン又は先の尖った棒状の筆記具などによって表示部３２の表面を触るタッチ操作によっても、ユーザからの指示を取り込むことができる。
【００１８】
図１に示すように、装置本体４１は、略箱状に形成され、ケース本体４０の前下部に設けられる下部機枠４２と、ケース本体４０の前上部に設けられ下部機枠４２に固定される上部機枠４３とから構成される。そして、装置本体４１には、指固定部４５や撮影部４６が設けられる。さらに、装置本体４１には、ペン（描画用具）２０を備える描画部７０と、この描画部７０を左右方向及び前後方向に移動させる移動装置８０と、ペン先２６を保護するためのキャップ部４７と、ペン２０を慣らすためのペン慣らし書き部４８と、各部の動作を制御する制御装置５１（図３参照）と、が設けられる。なお、ネイルプリンタ１０（描画部７０）に搭載されるペン２０の数は、任意であるが、ここでは、４本のペン２０が同時に搭載でき、指１本ずつに描画を施すことが可能な構成を例示する。
【００１９】
上部機枠４３は、表示部３２の下面に沿うように設けられる基板４３ａと、左右一対の上部側板４３ｂとにより構成される。上部機枠４３には、ペン取り換え用蓋部３９に対応する位置にペン取り換え口４３ｃを設ける。ペン２０の装填・取り出しに際しては、描画部７０を右側に移動させた状態でペン取り換え用蓋部３９を開け、ペン取り換え口４３ｃを介してペン２０をペンホルダ（描画用具ホルダ）７２に装填したり取り出したりすることができる。実際の使用では、表示部３２に表示される手順にしたがって、操作部３１やタッチパネルを操作し、デザインなどを選択すると、どのペンホルダ７２に何色のペン２０を入れるか（例えば、「Ｎｏ．１のペンホルダ７２」に、「Ｎｏ．２のペン２０」を入れるなど）が指示され、その指示通りにペン２０を入れると所望のデザインが描画されるように設定することができる。
【００２０】
図２に示すように、下部機枠４２は、背面板４２ａ、底板４２ｂ、左右一対の下部側板４２ｃ及び隔壁４２ｄにより構成される。下部側板４２ｃの下端部は、底板４２ｂの左右方向の端部に連結される。背面板４２ａは、底板４２ｂと下部側板４２ｃによって囲われる領域の後側を塞ぐように底板４２ｂ及び下部側板４２ｃに連結される。背面板４２ａの下部は、前方に向けて階段状に凹む凹部４２ｅが形成される。隔壁４２ｄは、下部機枠４２の内側空間（背面板４２ａ、底板４２ｂ及び下部側板４２ｃで囲われる空間）を上下に区切るように下部機枠４２の内側に設けられる。隔壁４２ｄは、略水平方向に沿って設けられる。隔壁４２ｄの左右両端部は、下部側板４２ｃに連結され、隔壁４２ｄの後端部は、背面板４２ａに連結される。
【００２１】
下部機枠４２には、指固定部４５が一体に設けられる。指固定部４５は、隔壁４２ｄによって区分けされる指受け入れ部４５ａと指退避部４５ｂを有する。指受け入れ部４５ａは、隔壁４２ｄの上側でかつ下部機枠４２の左右方向の略中央位置に配置される。指受け入れ部４５ａは、デザイン画像を描く爪１１に対応する描画指１２を受け入れる。一方、指退避部４５ｂは、隔壁４２ｄの下側に形成され、非描画指１３を退避させる。
【００２２】
指受け入れ部４５ａは、下部機枠４２の前方側及び上方側に開口している。指受け入れ部４５ａの下側には、隔壁４２ｄの一部を構成する描画指載置部４５ａ１が形成される。また、隔壁４２ｄの上面でかつ下部機枠４２の前面側の両側部には、下部機枠４２の前面側を塞ぐ前壁４２ｆが立設される。また、隔壁４２ｄの上面には、この前壁４２ｆから指受け入れ部４５ａに向けて徐々に幅が狭くなる左右一対のガイド壁４２ｇが設けられる。左右一対のガイド壁４２ｇは、描画指１２を指受け入れ部４５ａに案内する機能を有する。
【００２３】
指固定部４５では、ユーザは、指受け入れ部４５ａに挿入した描画指１２と指退避部４５ｂに挿入した非描画指１３とで隔壁４２ｄを挟むことができる。これにより、指受け入れ部４５ａ内に挿入された描画指１２を安定して固定することができる。
【００２４】
さらに、隔壁４２ｄの前部に下方に張り出した突出部４２ｄ１を形成することができる。この例では、突出部４２ｄ１の上面は、水平方向に沿う面であり、突出部４２ｄ１の下面は、前方に行くにしたがってその厚さが徐々に薄くなるテーパ状の面に形成される。そして、突出部４２ｄ１の下面の後側には、上方に凹む凹部４２ｄ２が形成される。このような突出部４２ｄ１及び凹部４２ｄ２を隔壁４２ｄに設けることにより、非描画指１３が指退避部４５ｂに挿入されたとき、描画済みの指の爪１１と凹部４２ｄ２の天井面との間に空間が確保される。その結果、描画済みの指の爪１１が隔壁４２ｄに接触して装置側にインクが付着したり、爪１１に描かれた絵柄が擦れて損なわれたりすることを防止できる。
【００２５】
図１に戻る。図１に示すように、撮影部４６は、基板４３ａの下面の中央部に設けられており、カメラ４６ａ及び照明灯４６ｂを備える。この例では、複数（例えば、２個）のカメラ４６ａと複数（例えば、４個）の照明灯４６ｂを搭載した構成を示す。カメラ４６ａは、指受け入れ部４５ａ内に挿入された描画指１２及びその爪１１を撮影するものであり、例えば、２００万画素程度又はそれ以上の画素数を有するものを好適に用いることができる。複数の照明灯４６ｂは、カメラ４６ａを囲うように配置され、カメラ４６ａによる撮影の際に描画指１２の爪１１を照明する。照明灯４６ｂには、白色ＬＥＤなどを好適に用いることができる。
【００２６】
カメラ４６ａによって取得された爪１１を含む描画指１２の画像に基づいて、後述する爪情報検出部６１（図３参照）が爪１１の形状、爪１１の位置（爪１１の水平及び高さ方向の位置を含む）、爪１１の曲率等の情報を検出する。また、撮影部４６は、後述する撮影制御部５８（図３参照）に接続されており、この撮影制御部５８によって制御される。撮影部４６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５３の爪画像記憶領域５５（図３参照）に記憶される。
【００２７】
なお、撮影部４６において、複数のカメラ４６ａのうち、少なくとも１個を真上から爪１１を撮影するように指受け入れ部４５ａの直上に配置し、少なくとも１個を斜め上方から爪１１を撮影するように指受け入れ部４５ａの直上からずらして配置する。これにより、複数のカメラ４６ａによって爪１１を平面的に撮影するとともに爪１１を斜め上方から撮影することで、爪１１の位置と曲率をより正確に計算し、湾曲した爪１１の面に合わせて好適にデザイン画像を爪１１に描くことができる。
【００２８】
図２に示すように、移動装置８０は、描画部７０を支持するキャリッジ８１をＸ方向（左右方向）に移動させるＸステージ８２と、キャリッジ８１をＹ方向（前後方向）に移動させるＹステージ８３とを備える。Ｘステージ８２及びＹステージ８３のそれぞれは、ステッピングモータからなる駆動部８５、ボールネジ及びガイドにより構成される。駆動部８５は、ステッピングモータの他、サーボモータなど各種の駆動手段から選択可能であり、描画部７０を随意に移動可能な手段であれば種類は任意である。また、Ｘステージ８２及びＹステージ８３は、ステッピングモータ、ボールネジ及びガイドの組合せの他、一般に使用されているシャフトやガイドとワイヤで構成された機構などでもよい。
【００２９】
キャリッジ８１は、Ｘステージ８２から上方に向けて延びる下部キャリッジ８１ａと、この下部キャリッジ８１ａの上端から前方に向けて延びる上部キャリッジ８１ｂとにより構成される。上部キャリッジ８１ｂの前端部には、描画部７０が取り付けられる。
【００３０】
ネイルプリンタ１０においては、キャリッジ８１を移動装置８０によってＸ方向及びＹ方向に任意に移動させることにより、描画部７０のペン２０をＸ方向及びＹ方向における任意の位置に移動させることができ、所望のデザインを爪１１に描画可能である。
【００３１】
図１に戻る。図１に示すように、キャップ部４７は、指受け入れ部４５ａの左右一側（この例では、左側）に配置される。キャップ部４７は、キャップ本体４７ａと、キャップ本体４７ａに設けられ上方に開放した挿入穴４７ｂとを有する。この挿入穴４７ｂには、ペン２０のペン先２６が上方から挿入可能である。ネイルプリンタ１０では、非使用時において、描画部７０をキャップ部４７の上方に移動させ、ペン２０のペン先２６を挿入穴４７ｂに挿入しておくことができる。これにより、非描画時におけるペン先２６の乾燥を防ぐことができる。なお、挿入穴４７ｂの数は、描画部７０に搭載するペン２０の本数に応じて任意に設定可能である。この例では、ペン２０の本数（４本）に合わせて４つの挿入穴４７ｂを左右に並べて設ける。
【００３２】
ペン慣らし書き部４８は、平板状の部分であり、キャップ部４７の後側に配置される。また、上部側板４３ｂ（この例では、左側の上部側板４３ｂ）には、差し込み口４３ｂ１が設けられる。ペン慣らし書き部４８には、差し込み口４３ｂ１から差し込まれた被描画媒体１５が載置される。被描画媒体１５は、ペン先２６を慣らすことができるものであれば任意であり、例えば、紙などを用いることができる。このネイルプリンタ１０では、ペン先２６が乾いていたりインクの乗りが悪く書き始めがかすれたりするのを防止するため、爪１１にデザイン画像を描く直前に、被描画媒体１５にペン２０のペン先２６を接触させて、「○」や「∞」などの所定の図形を描画して、慣らし書きを行う。これにより、良好な状態のペン先２６を用いて爪１１にデザイン画像を描くことができる。所定の図形は格別に限定されるものではく、ペン先が均等に慣らされインクが無駄に消費しないように、「○」や「∞」などの単純な図形であることが好適である。また、「○」や「∞」などの慣らし書きは、ペン慣らし書き部４８の範囲内で、慣らし書きを行う度に、少しずつ位置をずらしながら書くようにすることが望ましい。また、被描画媒体１５の略全面を慣らし書きで使用した場合は、表示部３２に「紙を交換して下さい」などの文字を表示することができ、これにより、新しい紙に慣らし書ができる。
【００３３】
図３は、本実施形態のネイルプリンタの制御の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、制御装置５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により構成される制御部５２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される記憶部５３とを備える。
【００３４】
記憶部５３には、ネイルプリンタ１０を動作させるための各種プログラムや各種データが格納されている。具体的には、記憶部５３のＲＯＭには、撮影した爪画像から爪１１の形状や位置、爪１１の曲率などの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など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５１によって実行されることで、ネイルプリンタ１０の各部が統括制御される。また、記憶部５３には、撮影部４６によって取得されたユーザの描画指１２の爪１１の爪画像を記憶する爪画像記憶領域５５、爪情報検出部６１によって検出された爪情報が記憶される爪情報記憶領域５６及び爪１１に描か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５７が設けられている。
【００３５】
制御部５２は、撮影制御部５８、爪情報検出部６１、描画データ生成部６２、表示制御部６３、描画制御部６５を備える。これら撮影制御部５８、爪情報検出部６１、描画データ生成部６２、表示制御部６３、描画制御部６５の機能は、制御部５２のＣＰＵと記憶部５３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。
【００３６】
撮影制御部５８は、撮影部４６のカメラ４６ａ及び照明灯４６ｂを制御してカメラ４６ａにより、指受け入れ部４５ａに挿入された描画指１２の爪１１の画像を撮影させる。撮影制御部５８は、撮影部４６のカメラ４６ａ及び照明灯４６ｂを制御して、描画指１２の爪１１を撮影し、爪１１の画像を取得する。
【００３７】
爪情報検出部６１は、指受け入れ部４５ａに挿入され、描画指１２の爪１１について、カメラ４６ａで撮影された画像に基づいて、描画指１２の爪１１についての爪情報を検出する。ここで、爪情報は、爪１１の輪郭（爪形状と水平位置）や爪１１の曲率（爪曲率）であり、爪情報検出部６１は、これらの情報のうち、少なくともいずれか１つを爪情報として検出する。爪情報検出部６１は、爪画像に基づいて爪１１の形状、爪１１の位置、爪１１の曲率を全て検出するようになっている。
【００３８】
描画データ生成部６２は、爪情報検出部６１により検出された爪情報に基づいて、描画指１２の爪１１に施される描画用データを生成する。より具体的には、描画データ生成部６２は、爪情報検出部６１により検出された爪１１の形状などの爪情報に基づいて、デザイン画像の拡大縮小、ピッチ変更、切り出し、局面補正などによる合わせ込み処理を行い、爪１１に描画を施すためのデータを生成する。
【００３９】
表示制御部６３は、表示部３２を制御して表示部３２に各種の表示画面を表示させる。表示制御部６３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、描画指１２を撮影した指画像や指画像に含まれる爪画像、各種の指示画面などを表示部３２に表示させる。
【００４０】
描画制御部６５は、描画データ生成部６２によって生成された描画データを移動装置８０及び描画部７０に出力し、爪１１に対してこの描画データに応じた描画を施すように、移動装置８０の駆動部８５と、描画部７０の動作（具体的には、後述するソレノイド７１ｂのＯＮ／ＯＦＦ動作）を制御し、ペン２０で所定の描画を行う。
【００４１】
続いて、描画部７０の構成を詳細に説明する。
図４（ａ）は図１に示される描画部の正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ矢視図である。
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、描画部７０は、上部キャリッジ８１ｂの前端部に設けられるペン昇降機構７１と、ペン昇降機構７１によって昇降するペンホルダ７２と、ペンホルダ７２の昇降をガイドするガイド部７３とを備える。さらに、ペンホルダ７２とガイド部７３の間には、ペン２０の降下速度を抑制する速度抑制部７５が設けられる。ペン昇降機構７１、ペンホルダ７２、ガイド部７３及び速度抑制部７５は、１つのユニットを構成しており、このユニットは、ネイルプリンタ１０で使用するペン２０毎に設けられる。例えば、インクの種類が異なるペン２０を４本用いる場合、４本のペン２０のそれぞれにペン昇降機構７１、ペンホルダ７２、ガイド部７３及び速度抑制部７５が設けられる。
【００４２】
ペン昇降機構７１は、上部キャリッジ８１ｂの前端部に設けられる基板部７１ａと、この基板部７１ａの後部に設けられる、コイル部７１ｂとプランジャー７１ｃで構成されるソレノイド７４（本発明にいう「駆動部」に相当）と、プランジャー７１ｃを前方に付勢する圧縮コイルバネ７１ｄと、連結ピン７１ｅを介してプランジャー７１ｃと連結される回動部材７１ｆと、回動部材７１ｆを回動可能に支持する回動軸部７１ｊと、回動部材７１ｆの回動角度を規制するアームストッパ７１ｋとを備える。なお、この例では、ソレノイド７４を駆動源としたペン昇降機構７１を示したが、ステッピングモータ、ＤＣモータや、各種モータとボールネジの組合せなどを駆動源・動力伝達手段としたペン昇降機構でも差し支えない。
【００４３】
回動部材７１ｆは、第１アーム部７１ｆ１と、この第１アーム部７１ｆ１に対して略直交する方向に延びる第２アーム部７１ｆ２とを有する。第１アーム部７１ｆ１は、回動部材７１ｆを側面から見た側面視で、前後方向に延びており、第２アーム部７１ｆ２は、第１アーム部７１ｆ１の後端部から上方に延びる。第２アーム部７１ｆ２には、上下方向に沿って長穴７１ｇが形成されており、この長穴７１ｇに連結ピン７１ｅが嵌合される。
【００４４】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２アーム部７１ｆ２の下端部（本発明にいう「第１アーム部と第２アーム部との交点となる位置」）には、左右方向に貫通する軸穴７１ｉが設けられ、この軸穴７１ｉは、基板部７１ａに固定された回動軸部７１ｊに嵌合される。アームストッパ７１ｋは、回動軸部７１ｊの前下方に位置しており、下方に回動した第１アーム部７１ｆ１に下方から当接し、第１アーム部７１ｆ１の回動角度を規制する。
【００４５】
ガイド部７３は、基板部７１ａの前面に形成される壁部７３ａと、この壁部７３ａに取り付けられペンホルダ７２の昇降をガイドするガイド機構７３ｂとを有する。ガイド機構７３ｂは、壁部７３ａの上端に前方に突出して設けられる上端支持部７３ｃと、壁部７３ａの下端に前方に突出して設けられる下端支持部７３ｄと、上端支持部７３ｃ及び下端支持部７３ｄに上下両端部が支持され上下方向に沿って延びる複数（この例では、左右一対）のガイドピン７３ｅとを備える。なお、この例では、２本のガイドピン７３ｅを設けた構成を示したが、ガイドピン７３ｅの数は、３本や４本でもよく任意である。ガイドピン７３ｅ及び嵌合部７２ｂ（後述）の穴の断面形状を異形（四角形や六角形など）にすることで、ガイドピン７３ｅを１本にすることも可能である。また、ガイド機構はレール構造であってもよい。なお、図４（ｂ）では、構造を分かり易くするために、壁部７３ａにハッチングを付加して示した。後述の図５、図６（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）においても同様である。
【００４６】
ペン２０は、ペン軸部２１と、ペン軸部２１の上端に設けられる、例えば断面が六角形の頭部２２と、ペン軸部２１の下端に設けられ下方に行くにしたがって縮径するペン側テーパ部２３と、ペン側テーパ部２３の下端に設けられる雄ネジ部２５と、この雄ネジ部２５の下端に設けられるペン先２６とを有する。ペン軸部２１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２１に収容されるインクの色や粘度や色材の粒径（粒子の大きさ）などは任意であり、例えば、金色、銀色などのラメ入りのインクや、白色のインク、紫外線硬化型のインクやジェルネイル、アンダーコート用、トップコート用のマニキュアなどをインクとして用いることができる。ペン２０を構成する材料は、任意であるが、ペン２０の軽量化を考慮すると樹脂材料などが好適である。
【００４７】
ペンホルダ７２は、上下両端部が開口した筒状のホルダ本体７２ａと、ホルダ本体７２ａの後面側に設けられる嵌合部７２ｂと、ホルダ本体７２ａの後部の一側面（この例では、右側面）に設けられる突起部７２ｃとを備える。ホルダ本体７２ａには、ペン２０を上方から挿入することができる。ホルダ本体７２ａの下部内周には、ペン側テーパ部２３に合わさるホルダ側テーパ部７２ｄが設けられ、ホルダ本体７２ａの下端開口部には、ペン２０の雄ネジ部２５に噛み合う雌ネジ部７２ｅが設けられる。ホルダ本体７２ａでは、下端開口部からペン先２６が出るようにペン２０を挿入し、ペン側テーパ部２３とホルダ側テーパ部７２ｄを合わせながら頭部２２を手で回し、ペン２０の雄ネジ部２５を雌ネジ部７２ｅに噛み合わせる。これにより、ペン２０は、ペンホルダ７２に確実に取り付けられ、ペンホルダ７２と一体となってガタつき無く安定して昇降描画可能となる。
【００４８】
嵌合部７２ｂは、ガイドピン７３ｅに嵌合される穴を有し、ガイドピン７３ｅに沿って上下方向に摺動可能である。この例では、２本のガイドピン７３ｅに嵌合する上下一対の嵌合部７２ｂが設けられており、これにより、ペンホルダ７２は、２本のガイドピン７３ｅ及び上下一対の嵌合部７２ｂによって、がたつくことなく安定して昇降可能となっている。なお、上下一対の嵌合部７２ｂの穴のうち一方の穴は丸穴、他方の穴を長穴に形成してもよい。
【００４９】
突起部７２ｃは、第１アーム部７１ｆ１の先端側（前端側）によって下側から支持される。ペンホルダ７２は、突起部７２ｃが第１アーム部７１ｆ１により支持されることで、ペン先２６を爪１１から上方に所定距離だけ離間させる位置（以下、「待機位置」と称する）に留まる。一方、第１アーム部７１ｆ１が下方に回動して突起部７２ｃが第１アーム部７１ｆ１から解放されると、ペンホルダ７２及びペン２０は、ペン先２６を爪１１の上に接触させる位置（以下、「描画位置」と称する）に自重で下降する。これにより、ペン先２６による爪１１への描画が可能となる。
【００５０】
速度抑制部７５は、弾性部材（この例では、板バネ）であり、ガイド部７３の壁部７３ａに当接し、壁部７３ａを押す方向に付勢するように、ペンホルダ７２の壁部７３ａに対向する側の外周に固定されている。この例では、ホルダ本体７２ａの後面において２本のガイドピン７３ｅの間に速度抑制部７５を配置し、速度抑制部７５の下部をホルダ本体７２ａの後面に固定するとともに、速度抑制部７５の上部を壁部７３ａに当接させる。速度抑制部７５は、ホルダ本体７２ａと壁部７３ａの間に組み込まれた状態で弾性変形しており、これにより、壁部７３ａが速度抑制部７５の弾性力によってホルダ本体７２ａ側から押されている。なお、ここでは、１つの速度抑制部７５（板バネ）を設けた構成を例示したが、速度抑制部７５は複数設けてもよい。
【００５１】
ここで、描画部７０の作用を図５に基づいて説明する。
図５は、図４（ｂ）に示される描画部の作用説明図である。
図５に示すように、描画部７０では、ソレノイド７４のコイル部７１ｂに通電ＯＮ（プル）することにより、第１アーム部７１ｆ１がペンホルダ７２の突起部７２ｃを持ち上げ、上端支持部７３ｃが上側の嵌合部７２ｂに近接し、ペンホルダ７２及びペン２０が待機位置に保持される。
【００５２】
一方、ペン先２６で爪１１に描画を施す際は、ソレノイド７４のコイル部７１ｂへの通電をＯＦＦすることにより、プランジャー７１ｃが（リリース）前方に移動する（矢印（１））。すると、プランジャー７１ｃの前進にしたがって回動部材７１ｆが回動し、第１アーム部７１ｆ１が下方に回動する（矢印（２））。これにより、突起部７２ｃが第１アーム部７１ｆ１から解放されて、ペンホルダ７２及びペン２０が下降する（矢印（３））。
【００５３】
ペンホルダ７２及びペン２０が下降する際、ペンホルダ７２では、速度抑制部７５が壁部７３ａを一定の荷重で押しながら滑るため、摩擦力Ｆが壁部７３ａに対して生じ、ペンホルダ７２及びペン２０の下降速度が、速度抑制部７５が無いときに比べて低下して、ペンホルダ７２及びペン２０が、下方の爪１１に向けてゆっくり下降するようになる。
【００５４】
ここで、摩擦力Ｆは、クーロンの摩擦法則により、式（１）で表される。
Ｆ＝μ×Ｐ・・・・（１）
ただし、μ：摩擦係数
Ｐ：速度抑制部７５によって壁部７３ａに加わる荷重
【００５５】
式（１）において、Ｐは速度抑制部７５の反力であり、板バネの仕様などを変えることで簡単に設定又は変更でき、その系に最適な値が設定できる。このため、ペン２０を爪１１に向けて適切な速度でゆっくり下降させるようにすることができる。
【００５６】
次に、ペンホルダ７２及びペン２０が描画位置に下降し、ペン２０による描画が完了すると、ソレノイド７４がＯＮ（プル）されることにより、プランジャー７１ｃが後退する。このプランジャー７１ｃの後退にしたがって回動部材７１ｆが回動し、第１アーム部７１ｆ１が上方に回動して突起部７２ｃを持ち上げる。その結果、ペンホルダ７２及びペン２０が待機位置まで上昇する。
【００５７】
ここで、描画位置における突起部７２ｃと第１アーム部７１ｆ１との位置関係に着目する。この例では、描画位置において、突起部７２ｃと第１アーム部７１ｆ１との間に隙間７６ができるように、描画位置における突起部７２ｃの位置と第１アーム部７１ｆ１の位置を設定する。すなわち、描画位置において、突起部７２ｃよりも距離Ｌだけ下方に第１アーム部７１ｆ１が大きく回動できるように、アームストッパ７１ｋの位置が設定されており、これにより、突起部７２ｃと第１アーム部７１ｆ１との間には隙間７６が形成される。この隙間７６があることによって、ペンホルダ７２及びペン２０を上昇させるときに、第１アーム部７１ｆ１が上方に回動して突起部７２ｃに接触するまでソレノイド７４の吸引開始時の負荷が軽くなって吸引しやすく、またプランジャー７１ｃに慣性がつくので吸引しやすくなる。
【００５８】
（第１実施形態の効果）
以上、説明したネイルプリンタ１０によれば、ペン２０を自重に基づいて下降させる構成において、板バネからなる速度抑制部７５によってペン２０の降下速度が抑制され、ペン２０を爪１１に向けて適切な速度でゆっくり下降させることができる。その結果、ペン２０の爪１１への柔らかな接触（軟着）が得られる。また、つるまきバネ等とは異なりペン２０の位置に関係なく、筆圧に大きな影響を与えることなくペン先２６の軟着が実現できる。また、ペン２０が爪１１に強く接触することよりインクが多量に出ること（いわゆるボタ落ち）を防止できるので、綺麗なネイルアートが実現できる。また、特にペン先２６が細いときに、ペン先２６が爪１１に強く接触することによって傷むことが抑制されるため、ペン先２６を良好な状態に長く保つことができ、綺麗なネイルアートを同じペン２０で長く行うことができる。また、インク容量が多い重いペンでもゆっくり爪１１に下降させることができるため、業務用のネイルプリンタにも利用できる。さらに、爪１１に当たったペン先２６が爪１１上で跳ね返ることも防止できるので、より綺麗な描画を得ることができる。加えて、ペンホルダ７２及びペン２０を上昇させるときに、隙間７６によりプランジャー吸引開始時の負荷を軽減し、第１アーム部７１ｆ１によって突起部７２ｃをより円滑に持ち上げることができ、ペンホルダ７２及びペン２０を良好に上昇させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図６、図７に基づいて説明する。
前述した第２実施形態では、速度抑制部として板バネを例示したが、速度抑制部は、板バネ以外の弾性部材で構成してもよい。
【００６０】
図６は、本発明の第２実施形態を説明する図であって、図４に対応して描いた図であり、図６（ａ）は描画部の正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ矢視図であり、図７は、図６（ｂ）のＤ部拡大図である。
図６に示すように、第２実施形態に係る描画部１００では、弾性部材は圧縮コイルバネ１０１であり、ペンホルダ７２の壁部７３ａに対向する側の外周（この例では、ホルダ本体７２ａの後面）に圧縮コイルバネ１０１を受け入れる筒部を設ける。ここでは、筒部は、図７に示すように、上側の嵌合部７２ｂに設けられ後方に開口するバネ収容穴１０２によって形成される。そして、圧縮コイルバネ１０１をバネ収容穴１０２に挿入するとともに、ボール部材１０３をバネ収容穴１０２の先端側（後端側）に設ける。この状態で、圧縮コイルバネ１０１は弾性変形しており、これにより、壁部７３ａが圧縮コイルバネ１０１の弾性力によってボール部材１０３で押されている。ボール部材１０３は、バネ収容穴１０２の後端側から半分程度露出した状態で回転可能に圧縮コイルバネ１０１と壁部７３ａの間に介在する。
【００６１】
この第２実施形態によれば、ペンホルダ７２及びペン２０が下降する際、ボール部材１０３が壁部７３ａを一定の荷重で押しながら転がるため、壁部７３ａに対して生ずる摩擦力により、ペンホルダ７２及びペン２０の下降速度が、圧縮コイルバネ１０１とボール部材１０３が無いときに比べて低下して、ペン２０が、下方の爪１１に向けてゆっくり下降する。したがって、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様な効果が得られることに加え、第１実施形態よりも小型化が可能である。また、壁部７３ａにおける摩擦の大部分が転がり摩擦になるため、静止最大摩擦係数の影響が小さく、爪１１の曲面に対するペン先２６の追随性を高めることもできる。
【００６２】
なお、描画部１００では、圧縮コイルバネ１０１及びボール部材１０３を上側の嵌合部７２ｂのみに設けたが、上側の嵌合部７２ｂ及び下側の嵌合部７２ｂのそれぞれに設けることができる。この場合、より安定したペンホルダ７２の動作が得られる。また、上側の嵌合部７２ｂ及び下側の嵌合部７２ｂに設ける圧縮コイルバネ１０１の個数及びボール部材１０３の個数は、求められる仕様に応じて任意に設定可能である。
【００６３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
前述した第１実施形態では、１つの弾性部材（板バネ）を設けた構成を例示したが、この他、互いに異なる複数の種類の弾性部材を組み合わせて用いてもよい。
【００６４】
図８は、本発明の第３実施形態を説明する図であって、図４に対応して描いた図であり、図８（ａ）は描画部の正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ矢視図である。
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第３実施形態に係る描画部１１０では、第１実施形態に係る描画部７０（図４（ａ）及び（ｂ）参照）の基本構成において、第１アーム部７１ｆ１を上方側に付勢するねじりコイルバネ１１１を追加する。より具体的には、回動部材７１ｆの取付け部よりも回動軸部７１ｊの先端側（この例では、右側の軸端部）にねじりコイルバネ１１１を嵌合し、軸端部の溝に嵌合可能なＥ型止め輪などでねじりコイルバネ１１１を取り付ける。ねじりコイルバネ１１１の一方の端部は、第１アーム部７１ｆ１の底部に接しており、他方の端部は基板部７１ａに設けたバネストッパ１１２の穴を通すことにより固定されている。
【００６５】
この第３実施形態によれば、ねじりコイルバネ１１１は数巻きしており、それに比べて変形量が非常に小さいため、ペン２０の位置に関わりなく略一定の反力を安定して得ることができる。これにより、ペン先２６が爪１１で跳ね返ることを良好に防止でき、筆圧を軽減して、爪１１へのより柔らかな接触を得ることができる。さらに、前述した板バネの速度抑制部７５（図４（ａ）及び（ｂ）参照）と併用することにより、業務用などのインク容量が多くて重いペン２０や、耐久性、強度を強化した重いペンホルダ７２であっても、ゆっくり爪１１に下降させることができる。なお、更に、第３実施形態に係るねじりコイルバネ１１１と、第２実施形態に係る圧縮コイルバネ１０１及びボール部材１０３（図６（ａ）及び（ｂ）参照）を組み合わせてもよい。
【００６６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図９に基づいて説明する。
前述した第１〜第３実施形態では、ペン型のプロッターからなる描画部を例示したが、本発明に係るネイルプリンタは、インクジェット型の印刷ヘッドを含むものでもよい。
【００６７】
図９は、本発明の第４実施形態を説明する図であって、図４に対応して描いた図であり、図９（ａ）は描画部及び印刷部の正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＦ矢視図である。
図９に示すように、第４実施形態では、ペン型のプロッターからなる描画部１２０に隣接させて、インクジェット型の印刷ヘッド１２１を備える印刷部１２２を設ける。
【００６８】
この第４実施形態によれば、ペン２０による描画に加え、印刷ヘッド１２１による印刷も可能になるため、より機能性の高いネイルプリンタ１０を得ることができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、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。
【００７０】
本実施形態では、４つのペンホルダ７２に４本のペン２０を装填できる構成を示したが、ペンホルダ７２及びペン２０の数は、格別に限定されるものではなく、任意である。例えば、１つのペンホルダ７２を備え、１本のペン２０のみを装填できる構成でもよく、その都度、手動でペンを交換すれば、安価なネイルプリンタを得ることができる。また、ペンホルダ７２に対してペン２０を自動で交換する機構をネイルプリンタ１０に設けてもよい。また、本実施形態では、指１本毎に描画する例を示したが、ペン２０の可動範囲を広げて描画範囲を大きくすることにより、複数の描画指１２を連続で描画することも可能である。
【００７１】
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。
＜請求項１＞
指の爪の表面を描画対象とし、前記描画対象に接触して、前記描画対象に描画を施す描画用具が固定される描画用具ホルダと、
前記描画用具が固定された前記描画用具ホルダを、前記描画用具が前記描画対象から離間した待機位置と、前記描画対象に接触する、前記待機位置より下方の描画位置と、の間で移動可能に保持し、前記描画用具ホルダを、前記待機位置から前記描画位置に、前記描画用具と前記描画用具ホルダの自重に基づいて下降させるガイド部と、
前記ガイド部において前記描画用具ホルダを下降させたときの前記描画用具ホルダの降下速度を抑制する速度抑制部と、
を備え、
前記速度抑制部は、前記降下速度を、当該速度抑制部が無いときの前記描画用具ホルダの降下速度より遅くすることを特徴とする描画装置。
＜請求項２＞
前記ガイド部は、前記描画用具ホルダの移動方向に沿って延在する壁部を有し、
前記速度抑制部は、前記ガイド部の前記壁部との間に摩擦力を発生させる弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
＜請求項３＞
前記弾性部材は板バネであり、
前記板バネは、一端側が前記描画用具ホルダに固定され、多端側が前記ガイド部の前記壁部に当接し、前記壁部を押す方向に付勢して、前記壁部との間に前記摩擦力を発生させるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
＜請求項４＞
前記弾性部材は圧縮コイルバネであり、
前記描画用具ホルダは、前記壁部と対抗する側の面に前記圧縮コイルバネを受け入れる筒部を備え、
前記速度抑制部は、前記圧縮コイルバネが挿入された前記筒部の先端側と前記壁部との間に設けられ、前記圧縮コイルバネによって前記ガイド部の前記壁部に押し付けられる方向に付勢されて、前記壁部との間に前記摩擦力を発生させる球状のボール部材を有していることを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
＜請求項５＞
前記描画用具を、前記待機位置と前記描画位置とに移動させる昇降機構を有し、
前記昇降機構は、
第１アーム部と前記第１アーム部に対して略直交する方向に延びる第２アーム部とを有する回動部材と、
前記第１アーム部及び前記第２アーム部を側面から見た側面視で、前記第１アーム部と前記第２アーム部との交点となる位置に設けられ、前記回動部材を回動可能に固定する回動軸部と、
前記第２アーム部に接続され、前記回動部材を回動させる駆動部と、を備え、
前記描画用具ホルダが、前記第１アーム部の先端側で下側から支持される突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の描画装置。
＜請求項６＞
前記回動軸部に取り付けられ、前記第１アーム部を上方側に付勢するねじりコイルバネを備えることを特徴とする請求項５に記載の描画装置。
＜請求項７＞
さらに、インクジェット型の印刷ヘッドを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の描画装置。
【符号の説明】
【００７２】
１０      ネイルプリンタ（描画装置）
１１      爪
２０      ペン（描画用具）
７１ｆ    回動部材
７１ｆ１  第１アーム部
７１ｆ２  第２アーム部
７１ｊ    回動軸部
７２      ペンホルダ（描画用具ホルダ）
７２ｃ    突起部
７３      ガイド部
７３ａ    壁部
７３ｂ    ガイド機構
７４      ソレノイド（駆動部）
７５      速度抑制手段
１０１    圧縮コイルバネ
１０３    ボール部材
１１１    ねじりコイルバネ
１２１    印刷ヘッド
１２２    印刷部
【図１】
2016010430.tif 000003
【図２】
2016010430.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016010430.tif 000008
【図７】
2016010430.tif 000009
【図８】
2016010430.tif 000010
【図９】
2016010430.tif 000011