JP2015054153A - ネイルプリント装置及びネイルプリント装置の印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筆記具41を装着した描画ヘッド42をX方向及びY方向に移動させながらXY平面上に載置された印刷指U1の爪Tに描画を施す場合に、印刷指U1の爪Tの表面の傾斜角度を検出し、検出された爪Tの表面の傾斜角度に応じて描画ヘッド42の移動速度を変更して描画を施す。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、用紙を載置するテーブルの床面に対する傾斜角度を検出し、この傾斜角度に応じて筆記具の筆圧、筆記具の下降速度及び描画ヘッドの移動速度を一定の値に保持する構成が開示されている。
特許文献1に記載の手法では、平面上に描画を施す場合に、斜め方向に関して速度を変えるため、テーブルの傾斜角の変化によって筆圧等が変化しないようにすることができる。
このため、筆記具による描画速度が大きく変化し、爪の上に描画される線の太さや濃度が変化して、場合によっては線がかすれてしまい、綺麗なネイルプリントを施すことができないという問題がある。
なお、ネイルデザインは真上から片目で見るのではなく、両目で様々な角度から見るものであるため、曲面である爪の表面に印刷した際にデザインが歪んで見えないように画像補正を行う必要があるが、このような補正を行った場合でも爪の表面の角度に応じて爪上での筆記具の速度が速くなってしまうことは解消されない。
爪の指をXY平面上に載置する指載置部と、
前記爪の表面の前記XY平面に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出部と、
前記指載置部に載置された前記指の爪に描画を施す筆記具を装着するヘッドと、
前記ヘッドをX方向及びY方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記傾斜角度検出部により検出された前記爪の表面の傾斜角度に応じて前記ヘッドの移動速度を変更するように前記ヘッド駆動部を制御する制御部と、
を備えることを特徴としている。
筆記具を装着したヘッドをX方向及びY方向に移動させながらXY平面上に載置された指の爪に描画を施すネイルプリント装置の印刷方法において、
前記指の爪の表面の前記XY平面に対する傾斜角度を検出し、
検出された前記爪の表面の傾斜角度に応じて前記ヘッドの移動速度を変更して描画を施すことを特徴としている。
図1から図8を参照しつつ、本発明に係るネイルプリント装置1の第1の実施形態について説明する。なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1及び図2に示すように、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。
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)であって後述する筆記具慣書部61に対応する位置には、筆記具慣書部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。
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。
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を撮影して得た爪画像(爪Tの画像を含む指画像)、この爪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、例えば、指先等でタッチパネル表面にタッチすることにより各種選択や指示を行うことができる。指以外でも例えばスタイラスペンや、先の尖った棒状の筆記具等によって表示部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。
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40(図5参照)が前方(指挿入方向手前側)に移動した際に描画部40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40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。
図3を参照して、指固定部30について説明する。
図3は図1に示されたIII−III線に沿った断面を矢印方向に見て示した断面図である。
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3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。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。
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、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。
筆記具慣書部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。
筆記具慣書部61に載置される被描画媒体は、ペン先412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。
筆記具慣書部61は、ペン先412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筆記具41を下ろして「○」や「∞」等の所定の画像を描画して慣らし書きを行い、ペン先412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画像は特に限定されないが、インクを無駄に使いすぎないよう、「○」や「∞」等の単純な画像であることが好ましい。「○」や「∞」等の慣らし書きは、筆記具慣書部61の範囲内で毎回少しづ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。もし、被描画媒体がロール紙である場合は、印刷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、新しい印刷面に慣らし書きを行えるようにする。
なお、本実施形態では、このように、筆記具キャップ62が筆記具慣書部61の傍に設けられているので、描画を開始するときには、筆記具41を上昇させてすぐ傍の筆記具慣書部61で慣らし書きを行い、描画を開始することができる。このため、筆記具41の移動等にかかる時間を最小限に抑えることができ、迅速な描画動作を行うことができる。
図4(a)〜図4(c)は、筆記具キャリッジ43及びこれに支持された筆記具41を拡大した図であり、描画を行っているときの状態(描画状態)を示している。
図4(a)は、筆記具キャリッジ43及び筆記具41の側面図であり、図4(b)は、図4(a)の筆記具キャリッジ43及び筆記具41を矢視b方向から見た上面図であり、図4(c)は、図4(a)の筆記具キャリッジ43及び筆記具41を矢視c方向から見た正面図である。
筆記具軸部411の他端側には、筆記具軸部411よりも外側に張り出した鍔部413が形成された蓋部414が取り付けられている。筆記具軸部411及び蓋部414を形成する材料は特に限定されないが、筆記具41を量産するために適した樹脂等で形成されていることが好ましい。
本実施形態において、蓋部414の上部には、手やピンセット等でつまみ易いようにつまみ部415が設けられており、さらに、このつまみ部415には磁石に吸着するように小さな鉄片416が埋設、貼着等により設けられている。
各筆記具キャリッジ421に保持される筆記具41は、同じタイプのペン先412を有するペンでもよいし、異なるタイプのペン先412を有する筆記具であってもよい。
筆記具41は後述するように筆記具キャリッジ43の筆記具保持部437d及び筆記具ホルダ431に上方から挿通するだけで保持されているため、ケース本体2に設けられている筆記具交換用蓋部23を開けて、例えば手やピンセットでつまみ部415を摘む、若しくは、図示しない棒状部材の先に磁石を取り付けたものをつまみ部415に近づけて鉄片416を磁石に吸着させて引き上げる等の手法により、簡易に交換が可能である。このため、ユーザは、各筆記具キャリッジ43に装着する筆記具41を、描画したいネイルデザインに応じてペン先412の種類やインクの種類の異なる筆記具41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。
筆記具ホルダ431は、内部にペン先412及び筆記具軸部411が挿通され、筆記具41を保持する筒状の部分である。
筆記具上下機構432は、ばね433によって前方(図2、図4(a)における右側方向)に付勢されており、ピストンのように往復運動をする円筒形のプランジャ434と、このばね433の付勢力に抗してプランジャ434を後方(図2、図4(a)における左側方向)に吸引するプル型のソレノイド440と、ソレノイドのプランジャ434の移動端側に取り付けられたピン436と、このピン436を介してプランジャ434と連結されている筆記具上下レバー437と、筆記具上下レバー437が上昇しすぎるのを抑制するストッパ438と、を備えている。銅線等を巻いたコイル部435の中で可動式のプランジャ434が動く仕組みになっている。コイル部435とプランジャ434のセットでソレノイド440になる。
筆記具上下レバー437は、図4(a)に示すように、短アーム437aと長アーム437bとがほぼ直角に交わるL字状の部材であり、短アーム437aの先端側にピン436に係止される長孔437cが形成されている。また、長アーム437bの先端側には、筆記具41が挿通される筆記具保持部437dが設けられている。筆記具保持部437dは、筆記具41の筆記具軸部411及びペン先412の径よりも大きく、筆記具41の鍔部413の径よりも小さい内径を有するリング状に形成されており、筆記具軸部411及びペン先412を挿通させるとともに鍔部413を下側から支持するように係止している。
筆記具上下レバー437における短アーム437aと長アーム437bとの交点には、筆記具キャリッジ43側から回転軸439が挿通されている。
このように、ソレノイド440のプランジャ434を前後移動させる力は、回転軸439及びこれを支点として回動する筆記具上下レバー437によって筆記具41を上下移動させる力に変換される。
すなわち、爪Tに筆記具41で描画する場合、ペン先412は、爪Tの表面形状(表面の起伏等)に追従して(爪Tの曲面や高さに合わせて)、印刷指U1が載置されているXY平面に直交するZ方向(すなわち上下方向)に自由に移動可能に構成されている。
例えば、爪Tの高さの低い部分(例えば爪Tの幅方向の両端部等)に描画する場合には、筆記具41は、鍔部413が筆記具保持部437dの上面に接触する位置近くまで下降し、爪Tの高さの高い部分(例えば、爪Tの幅方向の中央部等)に描画する場合には、筆記具41は、爪Tの高さに追従して上昇し、鍔部413が筆記具保持部437dの上面から離間する。
筆記具41の重量は数グラム〜数十グラムと極めて軽量であるため、ペン先412が爪Tに突き当たってもユーザが痛みを感じることはなく、また自重により筆記具41の筆圧は確保されるため爪Tの上等にネイルデザインを描くことができる。
また、本実施形態では、筆記具41を上下させるためのアクチュエータとしてソレノイド440を用いているが、筆記具41を上下させるためのアクチュエータは、ソレノイド440に限定されない。筆記具41は軽量であるため、ソレノイドの他、各種小型の駆動装置により筆記具41を上下させるためのアクチュエータを構成することができる。
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、描画ヘッド42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。本実施形態のX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48は、1パルス送られるごとに40μm移動するステップモータである。
すなわち、本実施形態では、ベクトルデータとして表された画像データにおける描画の最小単位である「1ベクトル(40μm)」をステップモータであるX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48における1ステップとしたときに、1ステップを移動させるために、描画制御部815からX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48に1パルスの駆動信号を送り、40μmずつ筆記具41が移動する。
なお、本実施形態でX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48の移動を40μm/ステップとしているのは、ネイルデザインを描画する場合、プリンタにおける「600dpi」程度の解像度で充分であり、当該解像度を実現しようとすると、25.4mm/600=42.333・・μmとなるためである。原理的には1μm/ステップ等で移動させることも可能ではあるが、このような精度の高いモータ制御を行うためには、装置の精度や剛性が要求されコストが高くなると同時に描画速度が遅くなる。このため、本実施形態のように40μm/ステップ程度とすることが好ましい。
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に描画を施す筆記具41を備える描画ヘッド42をX方向及びY方向に駆動するヘッド駆動部49(図5参照)が構成されている。
本実施形態では、後述するように、描画対象である爪Tの表面の傾斜角度に応じて、描画制御部815が描画ヘッド42の移動速度を調整する。
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もの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の画像である爪画像(爪Tの画像を含む指画像)を得るものである。
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。
また、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5参照)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。
そして、これらの爪画像に基づいて、後述する爪情報検出部512が、爪Tの輪郭(爪Tの形状)の他、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。)や爪Tの垂直位置等の爪情報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、位置、爪Tの表面の傾斜角度を正確に検出することができる。
図5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5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。
具体的には、記憶部82のROMには、爪画像から爪Tの形状や爪Tの傾斜角度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の爪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。
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枚の爪画像を取得させる。
撮影部50により取得された爪画像の画像データは、記憶部82に記憶されてもよい。
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の表面の、XY平面に対する傾斜角度(爪Tの傾斜角度、爪曲率)、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。)である。なお、爪Tの傾斜角度(爪曲率)とは、爪Tの幅方向における水平面(すなわち、印刷指U1が載置されている指載置部116aのXY平面)に対する角度をいう。本実施形態の爪情報検出部812は、爪画像に基づいて、これらの爪情報のうち、爪Tの輪郭(爪形状)及び爪Tの傾斜角度(爪曲率)を検出するようになっている。
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つの爪画像に基づいて、爪Tについて爪Tの傾斜角度(爪曲率)を検出する傾斜角度検出部として機能する。
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つの爪画像からユーザの爪Tについて傾斜角度(爪曲率)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。
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。
図6(a)及び図6(b)は、画像データに曲面補正を行わない場合と曲面補正を行った場合との描画された画像の違いを概念的に示した説明図である。
爪Tに施されたネイルデザインは真上から片目で見るのではなく、両目で様々な角度から見るものであるため、曲面補正を行わずに描画すると、デザインが歪んで見えてしまう。
すなわち、ネイルデザインを描画する爪Tは幅方向に湾曲しているため、例えば、図6(a)に示すように、円の画像データを補正せずにそのまま爪Tに描いた場合には、円は爪Tの曲面に沿って爪Tの幅方向に引き伸ばされ、爪T上には横長の楕円として描かれ、人間が両目で見た場合にも楕円として見える。これに対して、図6(b)に示すように、元の円の画像データを爪Tの曲率を考慮して幅方向の長さが短くなるように(すなわち、全体として縦長の楕円の画像データとなるように)画像データに曲面補正を行って描画した場合には、爪T上には円が描画され、人間が両目で見ても円として見えるデザインを描くことができる。
本実施形態では、描画制御部815は、傾斜角度検出部として機能する爪情報検出部812により検出された爪Tの表面の傾斜角度が大きい部分では、爪Tの表面の傾斜角度が小さい部分よりも描画ヘッド42の移動速度を遅くするようにヘッド駆動部49(すなわち、筆記具41を備える描画ヘッド42をX方向及びY方向に移動させるX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48)を制御する。
なお、傾斜角度に基づいて描画ヘッド42の移動速度を変える制御は、爪Tの幅方向(すなわち、横方向)、爪Tの延在方向(すなわち、縦方向)のいずれについても行ってもよいが、爪Tは横方向の中央部が高く側端部に行くにしたがって低くなる形状が一般的であるため、本実施形態では、爪Tの横方向の傾斜角度に対応した制御を行う場合を例示する。
また、このため、描画制御部815は、筆記具41をX方向に移動させるX方向移動モータ46を、爪Tの傾斜角度に応じて制御するようになっている。なお、爪Tの横方向及び縦方向の両方について傾斜角度に応じた制御を行う場合には、描画制御部815は、筆記具41をX方向に移動させるX方向移動モータ46及び筆記具41をY方向に移動させるY方向移動モータ48の両方を、爪Tの傾斜角度に応じて制御する。
このため、筆記具41の移動速度を一定にすると、爪Tの傾斜角度に応じて筆記具41による描画速度が大きく変化し、爪の上に描画される線の太さや濃度が変化して、場合によっては線がかすれてしまい、綺麗なネイルプリントを施すことができない。
すなわち、爪Tの表面が印刷指U1が載置されるXY平面に対してθ傾斜していると爪T上における筆記具41の速度は 1/COSθ となり、θ=30°の場合には1.15倍、θ=45°の場合には1.4倍、θ=60°の場合には2倍に達する。このため、筆記具41の移動速度を一定にした場合、爪Tの傾斜角度の大きい部分では、描画した線が細くなったり、色が薄く見えたり、かすれたりすることがあった。 なお、本実施形態では、前述のように、ネイルデザインの画像データに対して予め画像補正(曲面補正)を行うが、このような補正を行った場合でも爪Tの表面の傾斜角度に応じて爪T上における筆記具41の速度が速くなってしまうことは解消されない。
すなわち、図8に示すように、爪Tの表面が印刷指U1の載置されるXY平面に対してなす角度(爪Tの傾斜角度)θ=0°のときには、筆記具41からの力Pnは全て爪Tに水平な力成分P1であり、爪Tを垂直方向に押す力は筆記具の自重(または自重+ばねによる加圧)のみである。
これに対して、爪Tの傾斜角度θ=30°のときには、筆記具41からの力Pnの sin30°=0.50、すなわち半分の力が爪Tを垂直方向に押す力成分P2となり、爪Tの傾斜角度θ=45°のときには、筆記具41からの力Pnの sin45°=0.7071、すなわちほぼ7割の力が爪Tを垂直方向に押す力成分P2となり、爪Tの傾斜角度θ=60°のときには sin60°=0.8660が爪Tを垂直方向に押す力成分P2となり、筆記具41からの力Pnの8割以上の力が爪Tに掛かってしまう。
特に、θ=60°のときには爪Tにかかる力の Sin(60)=0.8660、すなわち0.866×0.866≒0.7500 の力が爪Tを水平方向(横方向)に押す力となってしまい、これが印刷指U1が動いてしまう原因となる。
具体的には、描画制御部815は、傾斜角度検出部として機能する爪情報検出部812により検出された爪Tの表面の傾斜角度(爪Tの曲面に関するデータ)から、筆記具41の各描画位置における爪Tの傾斜角度θを算出し、爪T上における筆記具41の速度が一定となるように、「Vp=V/COSθ」 (なお、V:θ=0°のときの筆記具41の速度(適正速度)、Vp:傾斜角度θでの筆記具41の速度、とする。) となるようにステップモータの駆動周波数(パルス幅、パルス間隔)を変更する。
前述のように、本実施形態のX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48は、描画制御部815から1パルスの駆動信号が送られるごとに40μm移動するステップモータであり、通常250PPS(パルス/秒、T=4mS)で駆動しているとすると、ステップモータの駆動周波数:Fp=250COS(θ) と表すことができる。
この場合、例えば θ=30°のときには 250COS(30)=216.506≒217PPS とし、θ=45°のときには 177PPS とし、θ=60°のときには 125PPS とする。このように、爪Tの傾斜角度θが大きくなるのにしたがって筆記具41の移動速度を遅くすることにより、爪T上における筆記具41の速度を、傾斜角度に関わらずほぼ一定とすることができる。また、筆記具41から爪Tへの単位時間当たりの仕事量が減り、さらに、速度が遅くなることで筆記具41が押し上げられ易くなる。このため、筆記具41が爪Tの低いところから高いところに描画する(すなわち傾斜を登るとき)ときでも、爪Tが筆記具41で押される感じを低減することができ、描画中に印刷指U1が動いてしまうのを防止することができる。
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251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筆記具41を描画ヘッド42の所定の筆記具キャリッジ43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、どの筆記具キャリッジ43にどのインクの筆記具41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、所定の筆記具キャリッジ43に所定の種類の筆記具41をセットする。なお、ユーザがあえて指示と異なる筆記具41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、筆記具キャリッジ43にどの種類の筆記具41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、筆記具キャリッジ43にセットされている筆記具41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、図3では、左手の薬指が印刷指U1として指受入部31に挿入され、その他の指が非印刷指U2として指退避部32に挿入されている例を示している。
次に、爪情報検出部812は、爪画像に基づいて爪Tの輪郭(爪形状)及び爪Tの傾斜角度(爪曲率)を検出する。
また、描画制御部815は、爪Tへの描画開始前に、描画部40を筆記具慣書部61に移動させて、筆記具41を保持する筆記具キャリッジ43のソレノイド440を駆動させ、筆記具41を描画可能状態とする。そして、被描画媒体に「○」や「∞」等の所定の画像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筆記具41についてのみ行ってもよいし、全ての筆記具41について行ってもよい。
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、描画データを描画部40に出力し、描画に必要な筆記具41を保持する筆記具キャリッジ43のソレノイド440を駆動させて筆記具41を描画可能状態とするとともに、描画データに基づいて描画ヘッド42をXY方向に適宜移動させて爪Tに描画を行わせる。このとき、筆記具41は自重により爪Tの表面に押し当てられ、爪Tの表面形状に追従して上下動しながら描画を行う。
なお、筆記具41を交換する場合には、描画制御部815は、描画ヘッド42を筆記具交換用蓋部23に対応する位置まで移動させる。この状態でユーザが筆記具交換用蓋部23を開けることにより、筆記具41の取り出し、交換が可能となる。
このため、傾斜角度の大きい爪Tの端部において、このような移動速度の調整を行わない場合と比較して筆記具41から爪Tへの単位時間当たりの仕事量が減る。また、筆記具41の移動速度が遅くなることにより筆記具41が傾斜面を押し上げられ易くなる。このため、筆記具41が爪Tの低いところから高いところに描画する(すなわち傾斜を登るとき)ときでも、爪Tが筆記具41で押される感じを低減することができ、ユーザに対する負担が軽減されるとともに、筆記具41で押されることにより描画中に印刷指U1が動いてしまうのを防止することができ、線幅が細くなったり、かすれたりすること無く綺麗なネイルアートを施すことができる。
また、本実施形態では、ヘッド駆動部を構成するX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48は、ステップモータであり、筆記具41の移動速度を調整する手法として、X方向移動モータ46及びY方向移動モータ48の駆動周波数を調整する手法を用いている。このため、簡易な制御により連続的に移動速度の調整を行うことができる。
また、筆記具41を用いて描画を行うため、従来のインクジェット方式の印刷ヘッドを用いる場合と比較して、粘度の高いインクや金銀のラメ入りのインクや白色のインク等のような各種の色材を含むインクを広く用いることができる。これにより、白色等の下地を塗らなくてもインクの色を綺麗に発色させることができ、下地を塗る手間を省くことができるとともに、爪Tの地の色等を生かしたデザインも描画することができるため、描画できるネイルデザインの幅が広がる。
また、アンダーコートやトップコート等を塗る場合や、爪Tの全体に色を塗りたい場合にも、ペン先412の太い筆記具41や筆ペンタイプの筆記具41等を用いれば、迅速かつむらなく塗ることができるため、ユーザが自分で下地等を塗る手間を省くことができるとともに、塗り残しや塗りむら等の発生による画質の低下が生じず、ネイルアートを美しく仕上げることができる。
また、使用できるインクが限定されないため、ラメ入りのインクを用いた豪華なデザインや、厚み感や光沢感があり、仕上がりに高級感があるデザイン等、ネイルサロンで施されるのと同様のバリエーション豊富で美しい仕上がりのネイルプリントをネイルプリント装置1によって簡易に爪Tに施すことができる。
また、例えばUV硬化型のジェルネイル等の粘度の高いインクもが使用できるため、ネイルサロンで施されるような、持ちがよく仕上がりの美しいネイルアートを実現することができる。
また、爪情報検出部812により、爪画像に基づいて、爪情報として爪の形状等を検出するため、ユーザの爪Tに合わせて描画を施すことができ、塗り残しやはみ出しのないきれいなネイルアートを実現することができる。
次に、図9を参照しつつ、本発明に係るネイルプリント装置の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、描画ヘッドの筆記具の移動速度を調整する手法が第1の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第1の実施形態と異なる点について説明する。
また、本実施形態では、ベクトルデータとして表された画像データにおける描画の最小単位である「1ベクトル(40μm)」をステップモータであるX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48における1ステップとしたときに、通常、傾斜角度のない部分に描画する場合には、40μmずつ筆記具41(筆記具41を搭載した描画ヘッド42)が移動するようになっている。すなわち、傾斜角度のない部分に描画する場合、1ステップを移動させるために、描画制御部815から4パルスの駆動信号が送られ、10μm×4=40μmずつ筆記具41が移動する。
これにより、爪Tの傾斜角度が大きい部分では、爪Tの傾斜角度が小さい部分よりも描画ヘッド42の筆記具41の移動速度が遅くなる。
なお、傾斜角度に応じた領域分類は、爪Tの幅方向(すなわち、横方向)、爪Tの延在方向(すなわち、縦方向)のいずれについても行ってもよいが、爪Tは横方向の中央部が高く側端部に行くにしたがって低くなる形状が一般的であるため、本実施形態では、爪Tの横方向を、爪Tの縦方向に沿ってほぼ平行する複数の領域に分ける場合を例示する。
また、このため、描画制御部815は、筆記具41をX方向に移動させるX方向移動モータ46を、爪Tの傾斜角度に応じて制御するようになっている。なお、爪Tの横方向及び縦方向の両方について傾斜角度に応じた制御を行う場合には、描画制御部815は、筆記具41をX方向に移動させるX方向移動モータ46及び筆記具41をY方向に移動させるY方向移動モータ48の両方を、爪Tの傾斜角度に応じて制御する。
例えば、「0°≦θ<29°」のときには、1ステップにつき4パルスの駆動信号が描画制御部815から送られ、40μm/ステップずつ筆記具41が移動する。また、「29°≦θ<51°」のときには、1ステップにつき3パルスの駆動信号と1パルス分の休止信号が描画制御部815から送られ、30μm/ステップずつ筆記具41が移動する。また、「51°≦θ<67°」のときには、1ステップにつき2パルスの駆動信号と2パルス分の休止信号が描画制御部815から送られ、20μm/ステップずつ筆記具41が移動する。「θ≧67°」のときには、1ステップにつき1パルスの駆動信号と3パルス分の休止信号が描画制御部815から送られ、10μm/ステップずつ筆記具41が移動する。また、駆動信号のパルス数に応じて休止信号を入れているので、1ステップの時間は同じで移動量が変化する為筆記具41の移動速度が変化する。
なお、爪Tを何種類の領域に分けるかは特に限定されない。3種類以下の領域に分けてもよいし、5種類以上等、さらに細かい領域に分けてもよい。
図9に示す例では、爪Tの中央部からある程度の範囲までは傾斜角度θが小さい(すなわち、「0°≦θ<29°」)領域ar1に分類されている。また、その両側の部分は「29°≦θ<51°」である領域ar2に分類され、さらにその両側の、爪Tの幅方向の端部は「51°≦θ<67°」である領域ar3に分類されている。なお、図9の例では、最も傾斜角度の大きい領域ar4に分類される領域がない爪Tとなっている。
図9に示すように、領域ar1に分類された爪Tの中央部及びその近傍では、描画制御部815は、1ステップにつき4パルスの駆動信号をX方向移動モータ46に対して送り、筆記具41は、40μm/ステップずつ移動する。また、領域ar2に分類された部分では、描画制御部815は、1ステップにつき3パルスの駆動信号をX方向移動モータ46に対して送り、筆記具41は、30μm/ステップずつ移動する。さらに、領域ar3に分類された爪Tの両側端部では、描画制御部815は、1ステップにつき2パルスの駆動信号をX方向移動モータ46に対して送り、筆記具41は、20μm/ステップずつ移動する。
筆記具41により描画を行う際には、描画制御部815は、記憶部82に記憶されている対応付けを参照しつつ、各領域ごとに描画ヘッド42の筆記具41の移動速度を変化させるようにヘッド駆動部を構成するX方向移動モータ46を制御する。
すなわち、爪Tの傾斜角度θが小さい領域(例えば領域ar1)では1ステップにつき4パルスの駆動信号をX方向移動モータ46に対して送り、筆記具41を40μm/ステップずつ移動させる。そして、爪Tの傾斜角度θが大きい領域(例えば領域ar3)ほど1ステップについてX方向移動モータ46に対して送るパルス数を少なくし、筆記具を少しずつ移動させる(例えば本実施形態の領域ar3では、1ステップについて2パルスの駆動信号を送り、筆記具41を20μm/ステップずつ移動させる。)。
これにより、爪Tの傾斜角度θが大きい領域では爪Tの傾斜角度θが小さい領域よりも筆記具41(描画ヘッド42)の移動速度が遅くなる。また、爪Tの傾斜角度θに基づいて1ステップあたりのパルス数が変更されるため、同時に曲面補正をも含んだ状態で描画を行うことができる。
すなわち、本実施形態では、描画制御部815は、爪Tの傾斜角度が大きい部分では、爪Tの傾斜角度が小さい部分よりもステップモータであるX方向移動モータ46の1ステップあたりの駆動パルス数を少なくするようにヘッド駆動部49を制御する。
このため、爪Tの傾斜角度θが大きい領域では爪Tの傾斜角度θが小さい領域よりも筆記具41(描画ヘッド42)の移動速度が遅くなり、傾斜角度の大きい爪Tの端部において、このような移動速度の調整を行わない場合と比較して筆記具41から爪Tへの単位時間当たりの仕事量が減る。また、筆記具41の移動速度が遅くなることにより筆記具41が傾斜面を押し上げられ易くなる。このため、筆記具41が爪Tの低いところから高いところに描画する(すなわち傾斜を登るとき)ときでも、爪Tが筆記具41で押される感じを低減することができ、ユーザに対する負担が軽減されるとともに、筆記具41で押されることにより描画中に印刷指U1が動いてしまうのを防止することができる。
また、本実施形態では、ヘッド駆動部49であるX方向移動モータ46及びY方向移動モータ48は、ステップモータであり、筆記具41の移動速度を調整する手法として、爪Tの傾斜角度θが大きい領域では爪Tの傾斜角度θが小さい領域よりもヘッド駆動部(本実施形態では、X方向移動モータ46)の1ステップあたりのパルス数を少なくするように制御する手法を用いている。このため、筆記具41の移動速度を調整することにより、同時に曲面補正を含んだ状態で描画を行うことができ、別途画像データに曲面補正を施す必要がない。通常、爪Tに描画を施す際には、描画前に画像データの曲面補正を行う必要がある。しかし、ベクトルで記載されている画像データについて曲面補正を行うためには、多くの演算とメモリが必要であり、場合によってはベクトルデータの分割なども必要となり演算量が増加する。本実施形態では、このような曲面補正を行うための処理時間を要しないとともに、制御構成を単純化することができる。
また、本実施形態では、爪Tの傾斜角度に基づいて爪Tの表面を複数の領域に分類し、この領域ごとに描画ヘッド42(描画ヘッドに搭載される筆記具41)の移動速度を変化させる。このため、描画しながら随時各描画位置における爪Tの傾斜角度を判断する場合と比較して処理を単純化することができる。
また、逆に、第2の実施形態では、爪Tを複数の領域に分類して、各領域種類ごとに筆記具41の移動速度を変えるようにヘッド駆動部49を制御する構成としたが、例えば、第1の実施形態と同様に、各描画位置についてその都度爪Tの傾斜角度を求め、この傾斜角度に応じて1ステップ辺りのパルス数を変更し、筆記具41の移動速度を変えるように制御してもよい。
図10及び図11に、上記各実施形態とは異なる構成の描画部7を搭載したネイルプリント装置の一例を示す。
図10及び図11に示すように、描画部7の描画ヘッド70は、複数(例えば8つ)の筆記具71を保持可能な回転式の筆記具キャリッジ72、筆記具キャリッジ72を回転させるキャリッジ回転機構73、筆記具キャリッジ72に保持された筆記具71を上下移動させるための筆記具上下機構74を備えている。
この場合、図10に示すように、ケース本体2の一側面であって後述する描画ヘッド70に対応する位置には、筆記具71の取り出し、交換を行うために開閉可能に構成された筆記具交換用蓋部23が設けられている。筆記具交換用蓋部23は、例えばヒンジ等を介して、図10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。
なお、全ての筆記具保持部721に筆記具71が保持されている必要はなく、一部のみに筆記具71が保持されていてもよい。
筆記具キャリッジ72は、例えば、ステップモータにより構成されたキャリッジ回転機構73により、所定量ずつ回転可能に構成されており、描画に用いる筆記具71が選択されると、当該筆記具71が筆記具上下機構74の下方に位置するように筆記具キャリッジ72を回転させる。
筆記具上下機構74は、ソレノイド等により構成されており、描画時において筆記具上下機構74の下方に配置された筆記具71を爪Tの表面に接触する位置まで押し下げるようになっている。これにより、筆記具71は、ペン先が爪Tの表面に適度な力で押圧され、描画可能な状態となる。
なお、筆記具キャリッジ72を回転させるキャリッジ回転機構の構成、筆記具71を押し下げる筆記具上下機構の構成等は、ここに例示したものに限定されない。例えば、キャリッジ回転機構は、ラチェット機構とソレノイド等で構成されていてもよい。
X方向移動モータ46、Y方向移動モータ48は、描画ヘッド42を前後左右に随意に動かせるものであればよく、例えば、従来の安価なプリンタ等に用いられているようなシャフトやガイドとワイヤーで構成された機構を用いた構成でもよいし、サーボモータ等を用いた構成でもよい。
例えば、無色や有色透明の液状糊を収容した筆記具を描画ヘッドに装着し、これを用いて描画した後、糊が乾く前に粉状のラメ等をふり掛けたり、ラインストーン等を貼着することにより、より豪華なネイルデザインを実現することもできる。
また、香料を含んだ液体等を収容した筆記具を描画ヘッドに装着し、これを用いて描画を行い、香り付きのネイルプリントを楽しむことができるようにしてもよい。
また、描画ヘッドに装着する筆記具を自動で交換する機構を実装してもよい。この場合には、例えば複数の筆記具を待機スペースに保持しておき、ここから自動で筆記具を選択して描画ヘッドに装着する。このような構成とすれば、更に装置に保持できる筆記具の本数を増やすことも可能となる。
例えば、筆記具の稼動範囲を広げて描画可能範囲を大きくすることにより、複数の印刷指U1に同時に描画を施すことも可能となる。
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。
〔付記〕
<請求項1>
爪の指をXY平面上に載置する指載置部と、
前記爪の表面の前記XY平面に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出部と、
前記指載置部に載置された前記指の爪に描画を施す筆記具を装着するヘッドと、
前記ヘッドをX方向及びY方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記傾斜角度検出部により検出された前記爪の表面の傾斜角度に応じて前記ヘッドの移動速度を変更するように前記ヘッド駆動部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするネイルプリント装置。
<請求項2>
前記ヘッド駆動部は、ステップモータを備えており、
前記制御部は、前記爪の表面の傾斜角度が大きい部分では、前記爪の表面の傾斜角度が小さい部分よりも前記ステップモータの駆動周波数を下げることで前記ヘッドの移動速度を遅くするようにヘッド駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のネイルプリント装置。
<請求項3>
前記ヘッド駆動部は、ステップモータを備えており、
前記制御部は、前記爪の表面の傾斜角度が大きい部分では、前記爪の表面の傾斜角度が小さい部分よりも前記ステップモータの1ステップあたりのパルス数を少なくするようにヘッド駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のネイルプリント装置。
<請求項4>
前記爪の表面を、前記傾斜角度検出部により検出された傾斜角度に基づいて複数の領域に分類し、
前記制御部は、前記領域ごとに前記ヘッドの移動速度を変化させるように前記ヘッド駆動部を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のネイルプリント装置。
<請求項5>
筆記具を装着したヘッドをX方向及びY方向に移動させながらXY平面上に載置された指の爪に描画を施すネイルプリント装置の印刷方法において、
前記指の爪の表面の前記XY平面に対する傾斜角度を検出し、
検出された前記爪の表面の傾斜角度に応じて前記ヘッドの移動速度を変更して描画を施すことを特徴とするネイルプリント装置の印刷方法。
2 ケース本体
31 指受入部
40 描画部
41 筆記具
42 描画ヘッド
43 筆記具キャリッジ
46 X方向移動モータ
48 Y方向移動モータ
49 ヘッド駆動部
50 撮影部
51 カメラ
52 照明灯
80 制御装置
81 制御部
82 記憶部
116 隔壁
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
821 爪画像記憶領域
822 爪情報記憶領域
823 デザイン画像記憶領域
T 爪
U1 印刷指
U2 非印刷指
Claims (5)
- 爪の指をXY平面上に載置する指載置部と、
前記爪の表面の前記XY平面に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出部と、
前記指載置部に載置された前記指の爪に描画を施す筆記具を装着するヘッドと、
前記ヘッドをX方向及びY方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記傾斜角度検出部により検出された前記爪の表面の傾斜角度に応じて前記ヘッドの移動速度を変更するように前記ヘッド駆動部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするネイルプリント装置。 - 前記ヘッド駆動部は、ステップモータを備えており、
前記制御部は、前記爪の表面の傾斜角度が大きい部分では、前記爪の表面の傾斜角度が小さい部分よりも前記ステップモータの駆動周波数を下げることで前記ヘッドの移動速度を遅くするようにヘッド駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のネイルプリント装置。 - 前記ヘッド駆動部は、ステップモータを備えており、
前記制御部は、前記爪の表面の傾斜角度が大きい部分では、前記爪の表面の傾斜角度が小さい部分よりも前記ステップモータの1ステップあたりのパルス数を少なくするようにヘッド駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のネイルプリント装置。 - 前記爪の表面を、前記傾斜角度検出部により検出された傾斜角度に基づいて複数の領域に分類し、
前記制御部は、前記領域ごとに前記ヘッドの移動速度を変化させるように前記ヘッド駆動部を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のネイルプリント装置。 - 筆記具を装着したヘッドをX方向及びY方向に移動させながらXY平面上に載置された指の爪に描画を施すネイルプリント装置の印刷方法において、
前記指の爪の表面の前記XY平面に対する傾斜角度を検出し、
検出された前記爪の表面の傾斜角度に応じて前記ヘッドの移動速度を変更して描画を施すことを特徴とするネイルプリント装置の印刷方法。
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