JP6504047B2

JP6504047B2 - 描画装置

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Publication number: JP6504047B2
Application number: JP2015255679A
Authority: JP
Inventors: 山崎　修一; 修一山崎
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-12-28
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Description

本発明は、描画装置に関する。

指をロックするためのホルダーを備え、描画する爪を有する指を保持することができるようにして、指の爪にデザイン画を描画する描画装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１９４８３８号公報

特許文献１に記載される描画装置では、指の延在方向に対する傾きは考慮されていない。したがって、指が、その延在方向に対して左右の一方側に傾いた状態で保持されて、爪が幅方向の一方側に傾いた状態となっている場合がある。この場合、爪にデザイン画を描き難くなり、爪に描画したデザイン画が歪んだり、デザイン画の一部が描画できなくなったりする場合がある。

また、人によっては、指自体は傾いていなくても、爪が幅方向の一方側に傾いている場合がある。この場合にも、上記と同様に爪にデザインを描き難くなり、デザイン画が歪んだり、デザイン画の一部が描画できなくなったりする場合がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、爪にデザインを描きやすいように適切に指を保持することができる描画装置を提供することを目的とする。

本発明の描画装置は、描画対象をなす爪を有する指が挿入される指挿入部と、前記指挿入部内に挿入されている前記指の腹側を押し上げる複数の指保持部と、前記複数の指保持部の各々を個別に制御して、前記爪全体の傾斜状態を予め設定された一定の状態に近づけるように制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、爪にデザインを描きやすいように適切に指を保持することができる描画装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る描画装置の外観を示す斜視図である。図１において描画装置の筐体をＡ−Ａ線で切断して見た斜視図である。第１指挿入部を右側壁の内面に沿って切断し、左側壁側を見た断面図である。カメラによって爪を撮像して取得された画像の一例を示す図である。（ａ）は爪全体が水平状態になっている場合の爪のライン光が当たっている箇所の高さ方向の形状を示し、（ｂ）は爪全体が左側に傾いている場合の爪の高さ方向の形状を示し、（ｃ）は湾曲の程度が互いに異なる複数の基準曲面レベルの一例を示す。第１指挿入部を奥壁の内面に沿って切断し、挿入口側を見た断面図である。（ａ）は、指が第１指挿入部の右側壁側に傾いた状態で第１指挿入部に保持された様子の一例を示す図、（ｂ）は、指の傾きが調整された状態の一例を示す図である。（ａ）は、第１指挿入部の右側壁側に傾いた爪を有する指が第１指挿入部に保持された様子の一例を示す図、（ｂ）は、爪の傾きが調整された状態の一例を示す図である。描画装置における制御構成を示す要部ブロック図である。エア給排部の一例を示すブロック図である。爪の傾きを調整する手順の一例を示すフローチャートである。変形例１において第１指挿入部の構造を示す、図４と同様の断面図である。変形例２において第１指挿入部の構造を示す、図４と同様の断面図である。

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、以下の実施形態では、描画装置は、手の指の爪の表面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面としてもよい。

（描画装置の全体構成）
図１から図６を参照して、本実施形態に係る描画装置１０の実施形態を説明する。図１は、描画装置１０の外観を示す斜視図である。図１に示すように、描画装置１０は、描画機能を備え、人の指１２の爪１１にデザイン画の描画を施す装置である。描画装置１０は、箱状の筐体２０を備え、この筐体２０の上面（天板）には、表示部２１や操作部２２が設けられる。表示部２１には、描画の進捗状況やユーザへのメッセージなどが表示される。また、操作部２２では、例えばユーザによる入力操作が行われる。

また、筐体２０の正面部２０ａの下部中央には、第１指挿入部２３の挿入口２３ａが開口している。第１指挿入部２３の詳細は追って説明される。

この第１指挿入部２３の下側には、第２指挿入部２５の挿入口２５ａが開口している。第２指挿入部２５は、１つの手に属する複数の指のうち描画対象である指１２以外の指が挿入される空間であって、筐体２０の正面部２０ａから、指１２の挿入方向である奥側に向けて形成されるとともに、筐体２０の内部空間から独立した（連通していない）空間である。

図２は、図１のＡ−Ａ線で切断して見た斜視図である。図２に示すように、筐体２０内の下部には、指載置台２６が設けられ、指載置台２６の上面（載置面２６ａ）には、指保持ケース３０が設けられる。指保持ケース３０の内部空間は、第１指挿入部２３（指挿入部）を形成するための空間であり、後述するように、この空間には指保持部３１が配置される。

また、筐体２０内の上部には、固定板１７が、描画装置１０の幅方向及び奥行き方向に移動可能に設けられる。この固定板１７には、ペンプロッター部１３及びインクジェット部１５を有する描画部１４、画像取得部１６、及びドライヤ５０が、描画装置１０の幅方向に整列した状態で固定されている。

したがって、固定板１７が描画装置１０の幅方向及び奥行き方向に移動すると、ペンプロッター部１３及びインクジェット部１５を有する描画部１４、画像取得部１６、及びドライヤ５０は、固定板１７とともに、描画装置１０の幅方向及び奥行き方向に移動することになる。なお、図２は、ペンプロッター部１３を指保持ケース３０の開口部３８に対して鉛直上方に移動させたときの描画装置１０の内部を示している。

ここで、ペンプロッター部１３は、爪１１の表面に例えば下地を描画する部分であって、爪１１に描画を施すペン１３ａを備えている。また、ペンプロッター部１３は、ステッピングモータなどの駆動手段１３ｂにより鉛直方向に昇降可能である。

したがって、ペンプロッター部１３は、上述した固定板１７の移動と相俟って、描画装置１０の幅方向、奥行き方向、及び鉛直方向に移動自在である。このことから、ペンプロッター部１３は、指保持ケース３０の開口部３８の直上に移動した後、爪１１の表面に接するように下降させたペン１３ａのペン先で、爪１１の表面に描画することができる。

インクジェット部１５は、例えば爪１１の表面にデザインの印刷を行う部分である。インクジェット部１５は、インクジェットヘッド１５ａと、インクジェットカートリッジ１５ｂと、を備えている。インクジェット部１５は、固定板１７の移動に伴って指保持ケース３０の開口部３８の直上に移動し、爪１１の表面にインクジェットヘッド１５ａで所望のデザインを施す。

画像取得部１６は、例えば爪１１の画像を取得するカメラ１６ａ及び光源１６ｃを有し、画像解析プログラムと協業することで爪１１の幅方向の傾斜状態などを検出する傾斜状態検出手段としても機能する。光源１６ｃは、例えば直線状の光（以下、ライン光と記す）を出射する機能を有し、爪１１の幅方向に沿ってライン光を爪１１に照射する。カメラ１６ａは光源１６ｃよりライン光が照射された状態の爪１１を撮影し、画像取得部１６は、これにより取得された画像を用いて光切断法に従った処理を行うことにより、爪１１の幅方向の湾曲形状を取得する。詳しくは後述する。

また、画像取得部１６によって取得された画像は、第１指挿入部２３のどこに爪１１が位置しているのかという情報を取得するのにも用いられる。
本実施形態では、傾斜状態検出部により検出された爪１１の傾斜状態に基づいて、後述する指保持部３１の圧力制御が行われる。

ドライヤ５０は、温風により爪１１に塗布されたインクを乾燥させる。ドライヤ５０は、上述したように固定板１７と一体的に移動可能であって、指保持ケース３０の開口部３８の直上に移動して、爪１１の表面に向けて乾燥用エアを吹き出す。

（指保持ケースの構成）
図３は、第１指挿入部２３を右側壁の内面に沿って切断し、左側壁側を見た断面図である。第１指挿入部２３を形成する指保持ケース３０は、図３に示すように、指１２の先端部を露出させつつ指１２を囲むように、全体として筒状を呈している。

具体的には、指保持ケース３０は、下壁３２と、この下壁３２の左右両端部から鉛直上方に延びる左右の側壁３３、３４と、左右の側壁３３、３４の上端部同士を連結する上壁３５と、左右の側壁３３、３４において指１２の挿入方向の奥側の端部同士を連結する奥壁３６と、から形成される。

そして、奥壁３６の上端部には、爪１１の爪先部１１ａを載置するための爪置き部３７が設けられている。また、挿入された指１２の爪１１を鉛直上方に露出させるように、上壁３５と奥壁３６との間に開口部３８が形成されている。さらに、下壁３２には、指保持部３１へのエアの給排出のための貫通穴３２ａが形成されている。
また、図３に示すように、画像取得部１６のカメラ１６ａは光軸１６ｂが載置面２６ａに対してほぼ垂直となる方向から爪１１を撮影するように配置されている。光源１６ｃは、光軸１６ｄがカメラ１６ａの光軸１６ｂとは異なる斜め上方向から爪１１にライン光を照射するように配置されている。ここで、カメラ１６ａの光軸１６ｂと光源１６の光軸１６ｄとの間の角度をθとする。カメラ１６ａは爪１１にライン光が当たって形成されるラインＬａを含んで爪１１の全体及び指１２の一部を撮影する。
図４はカメラ１６ａによって取得された画像の一例を示しており、爪１１の上にライン光によるラインＬａが形成されている。画像取得部１６は、この画像におけるラインＬａの形状と光軸１６ｂと光軸１６ｄとの間の角度θとに基づいて、図５に示すような、爪１１のライン光が当たっている箇所の高さ方向の形状を示す曲線（爪形状曲線）Ｌｂを算出する。ここで、図５（ａ）は、爪１１全体が載置面２６ａの面方向に対してほぼ平行な水平状態になっていて、傾いていない場合の爪形状曲線Ｌｂを示し、図５（ｂ）は、爪１１全体が載置面２６ａの面方向に対して左側に傾いた状態になっている場合の爪形状曲線Ｌｂを示している。
湾曲状態検出部としての画像取得部１６は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、例えば、載置面２６ａの面方向に沿って爪形状曲線Ｌｂの両端部から内側に所定の距離Ｌ１の箇所での、爪形状曲線Ｌｂの端部から載置面２６ａの面方向に直交する高さ方向の距離Ｌ２〜Ｌ５を検出し、この距離Ｌ２〜Ｌ５と距離Ｌ１との比の値に基づいて、爪１１の幅方向の右側の傾斜の程度及び幅方向の左側の傾斜の程度を検出する。また、図５（ｃ）は、後述する記憶部６１に基準曲面レベル情報として記憶されている、湾曲の程度が互いに異なる複数の基準曲面レベル（曲面レベル１〜５）の一例を示す。画像取得部１６は、例えば、爪形状曲線ＬｂのＬ２/Ｌ１、Ｌ３/Ｌ１、Ｌ４/Ｌ１、Ｌ５/Ｌ１の値を、曲面レベル１〜５のそれぞれにおける対応する値と比較して、曲面レベル１〜５のうちの最も近い曲面レベルを取得する。

（指保持部の構成）
指保持ケース３０の内部には、指保持部３１が設けられている。指保持部３１は、指保持ケース３０の上壁３５との間で指１２の動きを抑制する部材である。本実施形態では、指保持部３１として２つ（複数）の指保持部が設けられており、より具体的には、図６に示されるように、２つの指保持部は、指保持ケース３０の下壁３２上に、指１２が挿入される方向に対して直交する方向、すなわち指１２の幅方向に並んで配置された２個のエアバッグ３１ａ，３１ｂで構成されている。以下、指保持部を単にエアバッグと記載する場合がある。エアバッグ３１ａ，３１ｂは、空気（エア）のような流体の供給及び排出によって膨らんだり萎んだりする袋体で形成され、互いにほぼ等しい幅を有する。

そして、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部にエアが供給されて、内部の圧力が増加すると、膨らんで指１２の腹側を押し上げ、内部からエアが排出されて、内部の圧力が低下すると萎んで指１２の押上げ状態を解除する。したがって、例えば図６に示されるように、指１２が適切に指保持ケース３０に挿入された場合には、エアバッグ３１ａ，３１ｂが膨らんで指１２の腹側を押し上げたときに、指１２の背側が上壁３５の下面に接触して、指保持ケース３０内での指１２の位置が固定されるとともに、爪１１はほぼ水平状態になっている。

しかし、例えば図７（ａ）に示されるように、指保持ケース３０に挿入された指１２がその延在方向を回転軸として、指先側から見て左方向に回転して、爪１１が幅方向に沿って右側壁３３側に傾いている状態で、エアバッグ３１ａ，３１ｂが膨らんで指１２の腹を押し上げると、爪１１は右側壁３３側に傾斜した状態となる。この状態では、描画部１４のペンプロッター部１３及びインクジェット部１５が鉛直上方から爪１１にデザイン画を形成しようとしたときに、例えば、爪１１の右側壁３３側の端部が描画部１４の死角となっていて、爪１１の幅方向の一端側に描画できない部分が生じたり、デザイン画が歪んで正常に綺麗に描画されない部分が生じたりする。

そこで、この場合には、図７（ｂ）に示されるように、右側壁３３側のエアバッグ３１ａを左側壁３４側のエアバッグ３１ｂより大きく膨らませる。これにより、指１２を左側壁３４側に傾かせ、爪１１がほぼ水平状態になるように、エアバッグ３１ａとエアバッグ３１ｂの内部の圧力を調製する。これにより、爪１１の幅方向の両端側に正常に描画できる状態となる。

また、例えば図８（ａ）に示されるように、爪１１が指１２に対して右側壁３３側に傾いている形状である場合にも、爪１１の右側壁３３側の端部は、描画部１４のペンプロッター部１３及びインクジェット部１５にとって死角となり、爪１１の幅方向の他端側に描画できない部分が生じたり、デザイン画が歪んで正常に綺麗に描画されない部分が生じたりする。

そこで、図８（ｂ）に示されるように、右側壁３３側のエアバッグ３１ａを左側壁３４側のエアバッグ３１ｂより大きく膨らませることで、上記と同様に、爪１１がほぼ水平状態になるように、エアバッグ３１ａとエアバッグ３１ｂの内部の圧力を調製する。これにより、爪１１の幅方向の両端側に正常に描画できる状態となる。
このように、傾斜状態にある爪１１を水平状態に直すことで、爪１１に適切にデザイン画を形成することが可能となる。
描画部１４、画像取得部１６、ドライヤ５０、及びエアバッグ３１ａ、３１ｂの内部の圧力等は、制御部６０を介して制御される。制御部６０は筐体２０内に設けられている。
図９は、描画装置１０における制御構成を示す要部ブロック図である。
図９に示すように、描画装置１０は、上述したペンプロッター部１３及びインクジェット部１５を有する描画部１４、カメラ１６ａ及び光源１６ｃからなる画像取得部１６ａ、ライン光を出射する光源部１６ｂ、指保持部３１を制御する、後述するエア給排部４０、液晶表示モニタなどからなる表示部２１、操作部２２、ドライヤ５０に加え、処理プログラムや複数の基準曲面レベル情報などを記憶する記憶部６１及び処理プログラムに基づいて各種の動作を制御するＣＰＵなどで構成される制御部６０を備えており、これらがバスを介して接続されている。
記憶部６１は、例えば、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどを有する構成で、描画装置１０の各種機能を実現するための処理プログラムなどが格納されるプログラム領域と、湾曲の程度が互いに異なる複数の基準曲面レベルを有する基準曲面レベル情報などが格納されるデータ領域と、ネイルデザインを形成する処理過程で生成される作業データなどを一時的に記憶するワーク領域と、が割り当てられている。

（エア給排部の構成）
エア給排部４０は、制御部６０による制御により指保持部３１を構成するエアバッグ３１ａ，３１ｂにエアを供給したり、エアバッグ３１ａ，３１ｂからエアを排出したりする機構であって、図３に示されるように、貫通穴３２ａを通って指保持ケース３０の外側に突出するエアバッグ３１ａ，３１ｂのエア給排口３１ｃ，３１ｄと、チューブ４１ａ，４１ｂを介して接続されている。

図１０は、エア給排部の一例を示すブロック図である。エア給排部４０は、図１０に示すように、チューブ４１ａ，４１ｂを介してエアバッグ３１ａ，３１ｂにエアを供給するエアポンプ４２と、エアバッグ３１ａ，３１ｂ内の圧力を測定する圧力センサ４３ａ，４３ｂと、チューブ４１ａ，４１ｂ内の流路を開閉するバルブＶ１，Ｖ２、バルブＶ３，Ｖ４と、を有する。バルブＶ１〜Ｖ４は、例えば電磁弁である。圧力センサ４３ａ，４３ｂの測定結果が後述する手順で設定された目標値を示すように、バルブＶ１，Ｖ３はエアポンプ４２からエアバッグ３１ａ，３１ｂへのエアの供給量を調節し、バルブＶ２，Ｖ４はエアバッグ３１ａ，３１ｂからのエアの排出量を調節する。

かかるエア給排部４０では、指１２が第１指挿入部２３に挿入され、爪先部１１ａが爪置き部３７に載置された状態において、まず指保持部３１（エアバッグ３１ａ，３１ｂ）内のエアが排出されないようにバルブＶ２，Ｖ４を閉動作させる。次に、バルブＶ１，Ｖ３を開動作させた後、エアをエアポンプ４２からチューブ４１ａ，４１ｂを通してエアバッグ３１ａ，３１ｂに送り込む。併せて、圧力センサ４３ａ，４３ｂで圧力を測定し、測定結果に応じてエアポンプ４２及びバルブＶ１，Ｖ３を調節することでエアバッグ３１ａ，３１ｂの内部をおおむね一定の圧力に加圧する。これにより、指保持部３１（エアバッグ３１ａ，３１ｂ）は、図６に示すように、指１２の腹側を押し上げることで指１２を上壁３５に押し付けて、指１２の動きを抑制する。

ここで、例えば、上述のように、指１２の腹側を押し上げることで指１２を上壁３５に押し付けて、指１２の動きを抑制した状態において、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、爪１１が傾斜状態にあることが検出された場合には、エアバッグ３１ａをエアバッグ３１ｂよりも大きく膨らませて、図７（ｂ）及び図８（ｂ）のようにすることで、爪１１がほぼ水平状態になるようにすることができる。

具体的には、バルブＶ３を閉じたままバルブＶ１を開くことでエアバッグ３１ａにのみエアポンプ４２からエアを供給し、エアバッグ３１ａをエアバッグ３１ｂよりも大きく膨らませるようにすればよい。

また、エアバッグ３１ｂをエアバッグ３１ａより小さく萎ませることでも、図７（ｂ）及び図８（ｂ）のようにすることができ、爪１１の湾曲状態を左右で等しくなるようにすることができる。この場合は、バルブＶ２を閉じたままバルブＶ４を開くようにして、エアバッグ３１ｂ内のエアを排出するようにすればよい。

つまり、図５（ａ）及び図６（ａ）の状態から図５（ｂ）及び図６（ｂ）の状態とするには、相対的に見てエアバッグ３１ａの方がエアバッグ３１ｂより大きく膨らんでいる状態とすればよく、したがって、エアバッグ３１ａの膨らみを大きくする動作又はエアバッグ３１ｂの膨らみを小さくする動作のいずれか一方又は両方を行うようにすればよい。

上述のように、爪１１がほぼ水平状態になるようにしたら、爪１１へのデザイン画の形成（デザインの描画及びインクの乾燥など）を行い、デザインの形成が完了したら指１２を第１指挿入部２３から出し、次の指１２が挿入されることになる。

このように、指１２を第１指挿入部２３から引き出す際には、バルブＶ２，Ｖ４を開動作させて、エアバッグ３１ａ，３１ｂからエアを排出させることで、指１２への押圧を解除し、指１２の動きの抑制を解除する。

（爪の傾きの調整手順）
次に、上述した装置構成を有する描画装置１０における爪１１の傾きを調整する手順について図１１を参照しながら詳細に説明する。図１１は、爪１１の傾きを調整する手順の一例を示すフローチャートである。なお、以下に述べる手順は、指１２が挿入されるごとに実行される。

まず、指１２が第１指挿入部２３に挿入され、爪先部１１ａが爪置き部３７に載置されると、ステップＳ１において、バルブＶ１，Ｖ３が開かれるとともにバルブＶ２，Ｖ４が閉じられ、エアポンプ４２からエアバッグ３１ａ，３１ｂにエアが供給されて、エアバッグ３１ａ，３１ｂが膨らむ。そして、図６のようにエアバッグ３１ａ，３１ｂの膨らみ具合がほぼ同じになると、バルブＶ１，Ｖ３は閉じられる。

次いで、ステップＳ２において、光源１６ｃよりライン光を爪１１に照射して、画像取得部１６ａによって、ライン光が照射されている状態の爪１１を含む指１２が撮影されて、図４に示したような画像を取得する。そして、ステップＳ３において、撮影された画像の解析が行われて、図５（ａ），（ｂ）に示したような爪形状曲線Ｌｂが算出される。かかる画像の解析において、上述したように爪１１の位置や爪１１の左右の傾斜の程度が取得される。本実施形態では、爪１１の幅方向の右側の傾斜の程度及び幅方向の左側の傾斜の程度を記憶部６１に基準曲面レベル情報として予め記憶されている、湾曲の程度が互いに異なる複数の基準曲面レベルと比較して、爪１１の幅方向の右側の傾斜の程度及び幅方向の左側の傾斜の程度のそれぞれについて、複数の基準曲面レベル（曲面レベル１〜５）のうちの最も近い曲面レベルを取得する。

ステップＳ４では、上記のようにして取得された曲面レベルが、爪１１の右側と左側とにおいて同じかどうかが判定される。そして、爪１１の右側の曲面レベルと左側の曲面レベルとが同じである場合、爪１１の湾曲状態が左右でほぼ同じであると判定されて、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、爪１１の輪郭が取得され、さらに、ステップＳ６において、爪１１の湾曲状態及び輪郭の情報に基づいて、爪１１にデザイン画が形成され、一連の手順が終了する。

一方、ステップＳ４において、爪１１の左側の曲面レベルと右側の曲面レベルとが異なっていると判定されると、ステップＳ７に進むことになる。ステップＳ７では、爪１１の左右の曲面レベルの大小が比較される。そして、爪１１の左側の曲面レベルが右側の曲面レベルより小さいと判定されると、ステップＳ８において、右側壁３３側のエアバッグ３１ａの内部圧力が所定の値だけ増大し、かつ、左側壁３４側のエアバッグ３１ｂの内部圧力が所定の値だけ減少するように、エアポンプ４２及びバルブＶ１〜Ｖ４の動作が設定される。

ここで、所定の値は、任意の値に設定可能であり、本実施形態では５％に設定されている。なお、所定の値は、初期の圧力（ステップＳ１の後のエアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力）に対する相対的な割合で与えられる必要はなく、例えば０．５ｋＰａのような絶対的な値で与えられてもよい。また、所定の値は、圧力を増大させる場合と減少させる場合とで異なるように設定されてもよい。

そして、ステップＳ９において、実際にエアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力の変更を行う前に、右側壁３３側のエアバッグ３１ａの内部圧力を５％増大したときに内部圧力が所定の最大値を超えることになるか否かの判定が行われる。

このステップＳ９の判定で右側壁３３側のエアバッグ３１ａの内部圧力を５％増大すると内部圧力が所定の最大値を超えることになると判定されると、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力の変更を行うことなく、ステップＳ５に進み、次いでステップＳ６に進む。

つまり、エアバッグ３１ａを、許容範囲を超える過剰な内部圧力から保護するため、エアバッグ３１ａの内部圧力を増加させることなく、爪１１へのデザイン画の形成が行われる。このとき、他方のエアバッグ３１ｂの内部圧力は減少させない。

一方、ステップＳ９において、右側壁３３側のエアバッグ３１ａの内部圧力が５％増大されても内部圧力が所定の最大値を超えないと判定されると、ステップＳ１０に進み、一旦、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力を減少させて、エアバッグ３１ａ，３１ｂによる指１２の押上げ力を弱めた後、ステップＳ１１に進んで、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力がステップＳ８で設定された圧力になるように、エア給排部４０が動作する。

ここで、ステップＳ１０において一旦エアバッグ３１ａ，３１ｂによる押上げ力を弱めるのは、指１２の傾きの変更を容易にするためであり、ステップＳ１０は瞬時的に圧力を弱めるだけで、ステップＳ１０が行われるとすぐさまステップＳ１１が行われる。そして、ステップＳ１１が実行されると、再び、ステップＳ２に戻って、再度、爪１１の幅方向の右側と左側の曲面レベルが調べられる。

また、ステップＳ７において、爪１１の左側の曲面レベルが右側の曲面レベルより大きいと判定されると、ステップＳ１２に進むことになる。ステップＳ１２では、左側壁３４側のエアバッグ３１ｂの内部圧力を５％増大させ、かつ、右側壁３３側のエアバッグ３１ａの内部圧力を５％減少させるように、エアポンプ４２及びバルブＶ１〜Ｖ４の動作が設定される。

そして、ステップＳ１３において、ステップＳ９と同様に最大圧力との関係が調べられる。つまり、左側壁３４側のエアバッグ３１ｂの内部圧力が５％増大すると内部圧力が所定の最大値を超えることになるか否かが判定される。

ステップＳ１３で左側壁３４側のエアバッグ３１ｂの内部圧力を５％増大させると、所定の最大値を超えると判定されると、エアバッグ３１ｂを過剰な内部圧力から保護するため、エアバッグ３１ｂの内部圧力を増加させることなく、ステップＳ５に進み、そして、ステップＳ６に進んでデザイン画の形成が行われる。このとき、他方のエアバッグ３１ａの内部圧力は減少させない。

一方、ステップＳ１３において、左側壁３４側のエアバッグ３１ｂの内部圧力を５％増大させても内部圧力が所定の最大値を超えないと判定されると、ステップＳ１４において、一旦、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力を減少させて、エアバッグ３１ａ，３１ｂによる指１２の押上げ力を弱める。

そして、ステップＳ１５において、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力がステップＳ１２で設定された圧力になるように、エア給排部４０の動作が行われる。ここで、ステップＳ１４においても、ステップＳ１０と同様に一瞬、エアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力を若干減少させるのは、指１２の傾きの変更を容易にするためである。そして、ステップＳ１４が実行されると、再び、ステップＳ２に戻って、再度、爪１１の幅方向の右側と左側の曲面レベルが調べられる。

このように、複数のエアバッグ３１ａ，３１ｂによる指１２の押上げ状態を調整することによって、例えば図７（ａ）及び図８（ａ）のような爪１１の右側の曲面レベルと左側の曲面レベルとが調節され、図７（ｂ）及び図８（ｂ）のように爪１１の幅方向の左右の曲面レベルが同じとなって、爪１１がほぼ水平状態になると、ステップＳ４がＹＥＳとなり、ステップＳ５及びステップＳ６が実行され、一連の処理が終了する。

［変形例１］
次いで、図１２を参照して、本実施形態の変形例１を説明する。図１２は、変形例１において第１指挿入部の構造を示す、図６と同様の断面図である。

変形例１に係る描画装置の基本的構成は、本実施形態に係る描画装置１０の基本的構成と同様である。変形例１に係る描画装置が本実施形態に係る描画装置１０と異なる点は、指保持部３１を構成するエアバッグが３個である点である。つまり、変形例１における指保持部３１は、図１２に示されるように、右側壁３３側のエアバッグ３１ｅ、左側壁３４側のエアバッグ３１ｆ、及び、エアバッグ３１ｅ，３１ｆの間に位置する中央のエアバッグ３１ｇを含んで構成される。

なお、右側壁３３側のエアバッグ３１ｅと、左側壁３４側のエアバッグ３１ｆとは、ほぼ同じ幅を有する袋体である。エアバッグ３１ｇもまた袋体であり、エアバッグ３１ｅ、エアバッグ３１ｆの幅と同じ幅であっても異なる幅であってもよいが、図１２のように指１２の幅より小さい幅を有することが好ましい。

変形例１において、右側壁３３側のエアバッグ３１ｅ及び左側壁３４側のエアバッグ３１ｆの内部圧力は、爪１１の曲面の傾き具合に応じて調節される。右側壁３３側のエアバッグ３１ｅ及び左側壁３４側のエアバッグ３１ｆの調節の手順は、図１１に示される手順と同様に行われる。また、中央のエアバッグ３１ｇは、所定の大きさに膨らむか否かのみ調節される。

したがって、中央のエアバッグ３１ｇは、指１２を指保持ケース３０の上壁３５に押し当てる役割を担当し、右側壁３３側のエアバッグ３１ｅ及び左側壁３４側のエアバッグ３１ｆは、爪１１の左右の湾曲状態がほぼ等しくなるように指１２を左右の一方側に傾ける役割を担当する。

なお、このような変形例１では、エア給排部４０の構成要素として、エアポンプ４２と中央のエアバッグ３１ｇとを接続するためのチューブ、このチューブ内のエア流路を開閉するためのバルブ、エアバッグ３１ｇの内部圧力を測定する圧力センサが追加される。

このような変形例１では、中央のエアバッグ３１ｇによって指１２を指保持ケース３０の上壁３５に確実に押し当てた状態で、左右のエアバッグ３１ｅ，３１ｆによって爪１１の傾きを変えることができる。

［変形例２］
図１３を参照して、変形例２を説明する。図１３は、変形例２において第１指挿入部の構造を示す、図６と同様の断面図である。

変形例２に係る描画装置は、本実施形態に係る描画装置１０の構成を含み、さらに、指押圧部３９を構成する一対のサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂを備えている。かかるサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂは、指保持ケース３０の左右の側壁３３，３４の内面に設けられ、膨張することで指１２の先端側の左右を押圧する。

サイドエアバッグ３９ａ，３９ｂは、エアバッグ３１ａ，３１ｂと同様に袋体であって、エアなどの流体が供給されたり排出されたりすることで膨張したり収縮したりする。このような一対のサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂが指１２の左右から押圧することで、指１２が、指保持ケース３０の幅方向に移動することを抑制できる。したがって、指１２は、指保持ケース３０において適切な位置に位置決めされることとなり、綺麗なデザイン画の形成が可能となる。

サイドエアバッグ３９ａ，３９ｂにエアを供給したり排出したりするための機構として、例えば、図１０のようなエア給排部４０と同様の装置を別途設けてもよいし、あるいは、エア給排部４０のエアポンプ４２からサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂにもエアが供給されるように追加の流路（チューブ、バルブ、及び圧力センサ）が設けられてもよい。

また、一対のサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂの内部圧力の調節の手順には様々なものが考えられるが、例えば、図１１のステップＳ１においてエアバッグ３１ａ，３１ｂを膨らませる際に、併せて一対のサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂを膨らませてもよい。この場合、ステップＳ１０及びステップＳ１４においてエアバッグ３１ａ，３１ｂの内部圧力が一時的に弱められる際に、併せて一対のサイドエアバッグ３９ａ，３９ｂの内部圧力も一時的に弱められてよい。

そして、エアバッグ３１ａ，３１ｂのうちの一方の内部圧力を増大させるときには、爪１１を傾けやすいようにするために、サイドエアバッグ３９ａ，３９ｂの内部圧力も調整するようにすることが好ましい。

具体的には、図１１のステップＳ１１でエアバッグ３１ａを膨らませ指１２の右側を押し上げるときには、指１２の左側に位置するサイドエアバッグ３９ｂの膨らみを小さくして指１２の左側を押圧する押圧状態を弱めるようにし、左側に爪１１が傾きやすくなるようにする。

逆に、図１１のステップＳ１５でエアバッグ３１ｂを膨らませ指１２の左側を押し上げるときには、指１２の右側に位置するサイドエアバッグ３９ａの膨らみを小さくして指１２の右側を押圧する押圧状態を弱めるようにし、右側に爪１１が傾きやすくなるようにする。

つまり、指押圧部３９（サイドエアバッグ３９ａ，３９ｂ）は、指１２の左右のうちの一方側に対応する指保持部３１（エアバッグ３１ａ，３１ｂ）によって指１２の左右のうちの一方側を押し上げるときに、指１２の左右のうちの他方側に位置する指押圧部３９（サイドエアバッグ３９ａ，３９ｂ）の指１２を押圧する押圧状態を弱めるようにする。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した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本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、変形例２の指保持部は、変形例１のように３個のエアバッグを含む指保持部であってもよい。

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とおりである。
＜請求項１＞
描画対象をなす爪を有する指が挿入される指挿入部と、
前記指挿入部内に挿入されている前記指の腹側を押し上げる複数の指保持部と、
前記複数の指保持部の各々を個別に制御して、前記爪全体の傾斜状態を予め設定された一定の状態に近づけるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
＜請求項２＞
前記複数の指保持部は、前記指が前記指挿入部内に挿入される方向に対して交差する方向に並んで設けられてい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＞
前記爪に描画を施す描画部を有し、
前記制御部は、前記爪全体の傾斜状態が、前記描画部が前記爪の幅方向の両端側の一方に描画を正常に施すことができない状態であるときに、前記爪全体の傾斜状態を、前記描画部が前記爪の幅方向の両端側に正常に描画を施すことができる状態に近づけるように、前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の描画装置。
＜請求項４＞
前記制御部は、
前記指挿入部に挿入された前記指を撮影した画像に基づいて、前記爪全体の所定の基準面に対する前記傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段を備え、
前記傾斜状態検出手段による前記傾斜状態の検出結果に基づいて、前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の描画装置。
＜請求項５＞
前記制御部は、前記傾斜状態検出手段による前記傾斜状態の検出結果に基づいて、前記爪全体の傾斜状態を前記基準面の面方向に対して平行な状態に近づけるように、前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
＜請求項６＞
前記傾斜状態検出部は、前記爪の幅方向の一方の端部側の第１の傾斜の程度と、前記幅方向の他方の端部側の第２の傾斜の程度とを検出し、
前記制御部は、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが等しくないときに、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが互いに等しくなる方向に前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
＜請求項７＞
前記制御部は、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが等しくないときに、一旦、前記複数の指保持部の全てにおける前記指の腹側を押し上げ力を弱める動作を行った後に、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが互いに等しくなる方向に前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項６に記載の描画装置。
＜請求項８＞
前記制御部は、
前記第１の傾斜の程度及び前記第２の傾斜の程度の各々に対応する、予め設定された湾曲の程度が互いに異なる複数の曲面レベルのうちの最も近い曲面レベルを取得し、
前記第１の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、前記第２の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、が互いに等しくないときに、前記第１の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、前記第２の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、が互いに等しくなるように前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の描画装置。
＜請求項９＞
前記指の右側及び左側を押圧する一対の指押圧部を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の描画装置。
＜請求項１０＞
前記制御部は、前記複数の指保持部における前記指の左右のうちの一方側に対応する少なくとも一つの指保持部によって前記指の左右の一方側を押し上げるときに、前記一対の指押圧部における前記指の左右の他方側に位置する一方の指押圧部の前記指を押圧する押圧状態を弱めることを特徴とする請求項９に記載の描画装置。

１０描画装置
１１爪
１２指
１３ペンプロッター部
１４描画部
１５インクジェット部
１６画像取得部
２０筐体
２３第１指挿入部
３０指保持ケース
３１指保持部
３１ａ，３１ｂエアバッグ（指保持部）
３１ｅ，３１ｆ，３１ｇエアバッグ（指保持部）
３９指押圧部
３９ａ，３９ｂサイドエアバッグ（指押圧部）
４０エア給排部
４２エアポンプ
４３ａ，４３ｂ圧力センサ
５０ドライヤ
Ｖ１〜Ｖ４バルブ

Claims

描画対象をなす爪を有する指が挿入される指挿入部と、
前記指挿入部内に挿入されている前記指の腹側を押し上げる複数の指保持部と、
前記複数の指保持部の各々を個別に制御して、前記爪全体の傾斜状態を予め設定された一定の状態に近づけるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
前記複数の指保持部は、前記指が前記指挿入部内に挿入される方向に対して交差する方向に並んで設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
前記爪に描画を施す描画部を有し、
前記制御部は、前記爪全体の傾斜状態が、前記描画部が前記爪の幅方向の両端側の一方に描画を正常に施すことができない状態であるときに、前記爪全体の傾斜状態を、前記描画部が前記爪の幅方向の両端側に正常に描画を施すことができる状態に近づけるように、前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の描画装置。
前記制御部は、
前記指挿入部に挿入された前記指を撮影した画像に基づいて、前記爪全体の所定の基準面に対する前記傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段を備え、
前記傾斜状態検出手段による前記傾斜状態の検出結果に基づいて、前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の描画装置。
前記制御部は、前記傾斜状態検出手段による前記傾斜状態の検出結果に基づいて、前記爪全体の傾斜状態を前記基準面の面方向に対して平行な状態に近づけるように、前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
前記傾斜状態検出部は、前記爪の幅方向の一方の端部側の第１の傾斜の程度と、前記幅方向の他方の端部側の第２の傾斜の程度とを検出し、
前記制御部は、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが等しくないときに、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが互いに等しくなる方向に前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
前記制御部は、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが等しくないときに、一旦、前記複数の指保持部の全てにおける前記指の腹側を押し上げ力を弱める動作を行った後に、前記第１の傾斜の程度と前記第２の傾斜の程度とが互いに等しくなる方向に前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項６に記載の描画装置。
前記制御部は、
前記第１の傾斜の程度及び前記第２の傾斜の程度の各々に対応する、予め設定された湾曲の程度が互いに異なる複数の曲面レベルのうちの最も近い曲面レベルを取得し、
前記第１の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、前記第２の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、が互いに等しくないときに、前記第１の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、前記第２の傾斜の程度に対応する前記複数の曲面レベルの何れかと、が互いに等しくなるように前記複数の指保持部の各々を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の描画装置。
前記指の右側及び左側を押圧する一対の指押圧部を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の描画装置。
前記制御部は、前記複数の指保持部における前記指の左右のうちの一方側に対応する少なくとも一つの指保持部によって前記指の左右の一方側を押し上げるときに、前記一対の指押圧部における前記指の左右の他方側に位置する一方の指押圧部の前記指を押圧する押圧状態を弱めることを特徴とする請求項９に記載の描画装置。