JP3559187B2

JP3559187B2 - 顕像剤塗布装置

Info

Publication number: JP3559187B2
Application number: JP01255399A
Authority: JP
Inventors: 浩亮竹熊
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: JP2000210611A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、爪等にペイントを行うボディペイント装置に関し、さらに詳しくは曲率を有する立体物に顕像剤を塗布し、前記立体物上に所望の画像を形成することのできる顕像剤塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、爪等の曲率を有する立体物にボディペイント（画像形成、顕像剤塗布）する方法としては、直接手でペイントする方法や、予め画像形成されているシール等を貼り付ける方法が知られている。
【０００３】
例えば前者の方法だとペイントしない片手でペイントしたり、別途対象者以外の者がペイントする必要があり、所望の画像を片手でペイントするのが難しかったり、単独でペイントできないという問題があった。
【０００４】
一方、後者の方法であれば、単独でペイントすることは可能であるが、プリンタ等の画像形成装置により、シール等の専用用紙上へ一旦プリントアウトを行い、プリントアウトされた専用用紙から貼付する部分を剥がして、さらに片手で正確に貼付する必要があり、いずれの方法も手間がかかり、正確に画像を貼り付けるのが難しいという問題があった。
【０００５】
そこで提案されたのが特開平５−１９４１４５号公報であり、広汎な消費者に適用可能な塗布形式用の装置及び方法を提供することを目的として、静電噴霧の原理を用いて顔の皮膚、まぶた、睫毛、爪等に着色用化粧材料を放出することのできるシステムが開示されている。
【０００６】
すなわち同公報には、着色用化粧品組成物を皮膚又は体の他の部分に静電噴霧することを含む該組成物の皮膚又は体の他の部分への塗布方法、並びに静電噴霧可能な形態の塗布すべき着色用化粧品組成物を含む貯蔵器と、該貯蔵器と連絡する少なくとも一つの放出手段と、電源を動力源とする高電圧発生器、該発生器から得られる高電圧を放出手段又は各放出手段に選択的に印加する調節手段を含む装置及びそのための方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、同公報に記載の技術によれば、広汎な消費者に適用可能な塗布形式用の装置及び方法を提供することを目的としており、静電噴霧の原理を用いて顔の皮膚、まぶた、睫毛、爪等に着色用化粧材料を塗布できるという点で有効なものである。
【０００８】
しかしながら、同公報に記載の技術によれば、着色用化粧品をグラジュエーションを付加して塗布できるものの、例えば模様や絵柄等の画像データを曲率を有する爪等の立体物に、画像品位を損なうことなく塗布する方法については開示示唆されておらず、精細な画像を形成することは困難であるという問題点があった。
【０００９】
すなわち、上述した画像データに係る精細な画像を上記立体物に顕像化する場合、吐出する顕像剤の吐出量（画素）を小さくする必要があり、一般的に顕像剤を吐出する位置と顕像剤の着弾する立体物の着弾位置との間の距離が変動すると、上述した微細な顕像剤滴を制御することが困難になることから、上記距離を一定に保つ必要が生じる一方、曲率の変動が上記距離の変動を招来し、相反する関係にある。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために発明されたものであり、その目的とするところは、爪等の曲率を有した立体物に対し、正確且つ手軽に顕像剤を塗布することのできる顕像剤塗布装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、顕像剤を塗布する対象物のうちの所定位置における高さ形状と外形形状を検出する検出手段と、対象物へ塗布する画像データを記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された検出データと前記記憶手段に記憶されている記憶データに基づき、対象物へ最終的に塗布する画像データを生成する情報処理手段と、前記情報処理手段の生成した画像データに基づき、対象物へ所定の画像を塗布する顕像剤塗布手段と、を備えたことを特徴とする顕像剤塗布装置である。
【００１２】
従って、読み取り手段によって対象物の高さ形状と外形形状が判明し、それに応じて目的とする画像（顕像剤像）が対象物上に形成でき、立体的な爪等の対象物上へも正確且つ容易に画像を形成することができる。
【００１３】
本発明は、上記情報処理手段がさらに、対象物へ塗布する画像データを変倍処理可能であり、前記情報処理手段により変倍処理後の変倍画像データと、上記検出手段により検出された外形形状データとを同時表示可能な表示手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
従って、顕像剤を塗布する対象物の高さ形状と外形形状に合わせて画像を所望の形状及び大きさに変倍させて調整することができるので、例えば、表示手段上に対象物と塗布する顕像剤像を重ね合せてプレビューし、変倍処理による編集作業を行うことができ、編集作業が円滑に進められ、印字画像の選択度が増すと共に、誤った大きさで対象物上に塗布してしまい、顕像剤を除去してから再度塗布するといった不具合を解決できる。
【００１５】
本発明は、上記顕像剤塗布手段がさらに、対象物を載置するための載置台と、前記載置台上の対象物へ顕像剤を吐出するためのヘッドと、前記ヘッドを前記載置台の載置面と略平行をなす方向に軸支し前記載置面に対し前記ヘッドを走査させるシャフトと、前記シャフトに軸支された前記ヘッドを走査駆動する駆動手段と、から構成されることを特徴とする。
【００１６】
従って、サーマル方式やインクジェット方式等の一般的に広く普及しているプリンタ構造を流用しながら、本発明を具体的に実施することができる。また、対象物の高さ形状と外形形状を検出するための機構と、顕像剤を塗布するための走査機構を共通化できるので、装置の機構を簡略化でき、部品点数減少による信頼性の向上や、製造コストの低減、装置の軽量化やコンパクト化に貢献することが可能となる。
【００１７】
本発明は、上記情報処理手段がさらに、上記検出手段が検出した高さ形状と、予め設定された顕像剤の最適着弾距離から、上記ヘッドと対象物間の相対距離が一定となるよう上記シャフトと上記載置台の固定位置を算出すると共に、前記固定位置に基づき、上記ヘッドと上記載置台間の相対距離を可変する距離可変手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
顕像剤を塗布する対象物が爪等の立体形状をなしている場合、曲率を有しているため、顕像剤を塗布するヘッドと対象物間の距離が変動することになり、安定して塗布することが困難であったところ、本構成によれば、最適な顕像剤の着弾距離を予め設定し、顕像剤の最適着弾点に基づいて顕像剤吐出手段の高さを塗布する部位（画素）毎に調整することができ、安定した顕像剤塗布を実現することができる。
【００１９】
なお、ヘッドの走査方向のみならずこれと直交する面内においても曲率を有している場合には、複数のシャフトと個々に距離可変手段を配設することで、印刷する際にヘッドを上記直交する面内で傾斜させることで、解決することも可能である。
【００２０】
また、さらに記憶手段に検出した高さ形状と外形形状を記憶しておき、次回の塗布時や変倍等の処理時に、記憶されている上記データを使用することで、同一の対象物に顕像剤を塗布する毎に、一々形状データを検出させるという動作を省略できる。なお、表示手段にて前回データを使用するのか新たに再度読み取り動作を行うのかを選択させるように構成することもでき、例えば爪が延びたので再度検出させるとか、形状が変わっていないので読み取りを省略する等の柔軟な対応が可能となる。
【００２１】
本発明は、上記距離可変手段がさらに、上記シャフトと上記載置台間のなす距離を可変するための偏心カム手段と該偏心カム手段を駆動する駆動手段とから構成されることを特徴とする。本構成により、偏心カムと偏心カムの駆動手段という簡易な構成で距離可変手段を構成でき、本発明の効果を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、ボディペイント装置１全体のシステム構成を表わしたものであり、表示ディスプレイ２、画像処理部３と、人体に悪影響を及ぼさない顕像剤を用いて曲率を有する立体物にへ顕像剤を塗布（印字）するための印字部４とが接続されたボディペイント装置１が構成されている。なお、以下説明では、印字部４がインクジェット方式を採用したプリンタであり、顕像剤として人体に悪影響を及ぼさないインクを用いた実施形態について説明するが、本発明は下記の実施形態にのみ限定されるものでないことは勿論である。
【００２３】
ここで、画像処理部３は、汎用のパーソナルコンピュータやオフコン等に代表される情報処理装置と同等の構成をなしており、図示しない各種動作の制御を行うＣＰＵ（中央処理装置）、画像データや画像処理プログラムを記憶するためのメモリ、画像データや画像処理プログラムのデジタル信号を伝達するためのデータバス及びアドレスバス、ハードディスクドライブやフロッピィディスクドライブ等の外部記憶装置及びこれらのＩ／Ｆ、表示ディスプレイ２及びそのＩ／Ｆ、印字部４とのＩ／Ｆ、入力手段５であるポインティングデバイス、キーボード、及びタブレット等から構成される。なお、情報処理装置の構成については公知であることから、これ以上の説明は省略する。
【００２４】
印字部４は、図２に示しているように、基本的にはインクジェット方式を採用したインクジェットプリンタと同等の構成を有しており、通常のインクジェットプリンタと異なる点は、通常のインクジェットプリンタが用紙等の平面の記録材へ画像形成するのに対し、印字部４では、指の爪部分等の曲率を有する立体物を載置できる凹状の載置台６を有し、載置台６に載置された指の爪部分等にインクを吐出して、画像形成させることができる点である。
【００２５】
図２を用いて印字部４の構成についてさらに説明すると、印字部４は印字に必要な種類のインクを内部に備えた図示しないインクタンクとインク吐出部（印字ヘッド、印字ノズル）８と載置台６に対向配置されたＣＣＤセンサ等の光電変換素子９とヘッド８と対象物との距離を測定する測距センサ３０を有するインクキャリッジ７、インクキャリッジ７を図中左右Ａ方向に走査するための駆動源であるモータ１０、モータ１０の駆動をインクキャリッジ７に伝達するための無端ベルト状のタイミングベルト１１、インクキャリッジ７を軸支して走査するための走査用シャフト１２と走査用シャフト１３、走査用シャフト１２、１３の高さｈ１、ｈ２を可変させるための偏心カム１４、１５、偏心カム１４、１５を駆動するためのモータ１６、１７から構成される。
【００２６】
なお、偏心カム１４、１５と、モータ１６、１７は最低限一側面に設けることで、走査用シャフト１２、１３と対象物との距離ｈ１、ｈ２を可変させることが可能であるが、この場合ヘッド８と対象物とのなす角度が変動し、インクの着弾に悪影響を及ぼす可能性が考えられることから、印字部４の他方の側面にも偏心カム１４’、１５’とモータ１６’、１７’を設け、平行に走査用シャフト１２、１３を移動させるのが好ましい。しかしながら、曲率が小さく、距離変動の少ない立体物を測定するためであれば、製造費の低減等の観点から、片方の側面のみに偏心カム機構を設けるようにしてもよい。
【００２７】
また、インクキャリッジ７はタイミングベルト１１に固定され、モータ１０により図中Ａ方向に往復動作させられるが、前記偏心カム１４、１５により走査用シャフト１２、１３が移動することから、タイミングベルト１１はある程度上下に移動可能なように架設される必要がある。またこの場合、モータ１０の回転角度とインクキャリッジの走査距離の関係にずれを生じる可能性があることから、例えば走査用シャフト１２、１３側に所定間隔毎で磁気信号を施した磁気スケールや所定間隔毎で濃淡情報を付したマーキングを設けインクキャリッジ側に磁気センサや光学センサを設けるなどして、別途インクキャリッジの走査位置を検出するための検出手段を設けてもよい。
【００２８】
さて印字を行うときには、図２に示しているように、印字部４の最下部に印字領域として設けている載置台６に、指の爪等の対象物を挿入し載置させる。
対象物は曲率を有する立体物であることから、印字動作の際には、まず画像処理部３からの指令に基づきモータ１０を駆動させ、タイミングベルト１１に連結されたインクキャリッジ７を図中Ａ方向に移動させることにより、インクキャリッジ７に配設された複数（ここでは２つ）のＣＣＤセンサ９と測距センサ３０によって対象物を走査し、対象物の印字範囲、及び対象物からヘッド８までの高さ（距離）を測定する。この際に、ヘッド８とＣＣＤセンサ９、測距センサ３０を含む稼動部（インクキャリッジ７）がＣＣＤセンサ９での読み取りのために対象物に対し往復運動を行い、上記測定を実行する。
【００２９】
測距センサ３０で測定した焦点（距離）データは、印字の際にヘッド８から吐出インクの最適着弾点を求めるためのデータとして用いられる。またインクキャリッジ７には複数のＣＣＤセンサ９、測距センサ３０を配設しているので、ヘッド８までの高さ測定に伴って、対象物の外形形状とその面積、画像を測定、確認できることとなる。
【００３０】
上記測距センサ３０は、図４に示す通り、発光素子２８からの光を対象物２１に対して照射し、その反射光を受光素子２９に投影し、投影された位置に応じた信号を出力する。特に、反射光を受光レンズにて受光素子２９の受光面に投影することで、反射光量に全く関係なく光の入射位置に応じた信号が出力される。このとき、反射光の入射位置は、測距センサ３０から測定面、つまり光照射されその反射位置までの距離に応じて変化する。そのため、ある地点での対象物２１表面までの距離（Ｌｏ）、その他の地点での対象物表面までの距離（Ｌｓ）を測定できる。
【００３１】
なお、本実施形態の説明では、距離を測定するセンサとして、受発光素子を用いた測距センサを例示しているが、距離を測定するためには、どのような距離測定手段であっても良く、本発明が本実施形態のみに限定されないことはいうまでもない。また、本実施形態ではＣＣＤセンサと測距センサを両方用いているが、ＣＣＤセンサのみを複数備えることで、距離を測定するように構成してもよい。
【００３２】
このようにして、印字高さ、対象物の大きさを確認すると、ＣＣＤセンサ９によって読み取られた対象物のデータは、図１に示しているように、画像処理部３の表示ディスプレイ２に表示される。そこで、ユーザは対象物の大きさを確認した上で、メモリや外部記憶装置などに予め用意している所望の画像データを表示ディスプレイ２上に読み出し（或いはユーザが入力手段５を用いて、印字したい画像を描画してもよい）、画像の大きさと対象物の大きさとを比較し、画像処理部３の可変変倍機能を用いて、目的の画像を必要な大きさに変倍する。
【００３３】
この動作によって、画像処理部３は、ヘッド８に送信する画像データの画像処理動作を行い、対象物にあった画像の大きさに画像変換を行って、図１のように対象物に目的の画像を重ね合せて表示させ、完成予想図を前もって確認することができる。
【００３４】
このようにして得られた画像データを印字の１ライン毎にヘッド８に送信し、ヘッド８よりインクを吐出することによって対象物への印字を行う。この際、ＣＣＤセンサ９で読み取られた対象物からヘッド８までの高さは、吐出インクが最適着弾点に到達するように制御される。
【００３５】
すなわち、前述した複数のＣＣＤセンサ９の焦点データを基に画像処理部３が生成した制御信号を受けて、図３に示すようにヘッド８の走査用シャフト１２、１３の両端に配設された２組の偏心カムを一対毎に個別に作動させることによって、１ドット毎に走査用シャフトを図中上下方向に動かして、その高さを調節する。
【００３６】
なお、印字用画像はもとより、一旦測定した対象物（この場合は爪）の曲率や大きさ等の形状を画像処理部３内のメモリに記憶・登録しておき、次回に印字する際に上記記憶データを読み出すように処理すれば、ＣＣＤセンサによる上記読み取り動作が不要となり、処理が簡略化できる利点がある。また、例えば新たに爪が延びた場合等に、前回の読み込みデータを使用するのか、又は新たに爪の形状を読み込むのかを判断させることを促す表示を表示ディスプレイ２上で行い、入力手段５から選択させるように構成してもよい。
【００３７】
このようにボディペイント、例えば爪等の印字を行うときに、対象物の大きさ、インク吐出部と対象物の距離、及び印字画像の大きさ調整（画像の変倍）とその画像処理を行うことによって、従来のように手書き、貼り付け等の煩雑な作業を行わなくても目的に合致した大きさの画像を正確にボディペイントすることが可能となる。
【００３８】
なお、上記実施形態の説明では、ＣＣＤセンサ９と測距センサ３０からなる読取手段により、ヘッド８と対象物との距離を求め、走査用シャフト１２、１３で距離調整し、走査シャフトの高さを独立して可変するように構成しているが、それに代えて、例えば載置台６の高さを可変するように構成し、距離調整するように構成してもよい。
【００３９】
このようにすることで、タイミングベルト１１の撓みによる走査距離とモータ１０の回転角度との関係を一定とすることができ、さらに移動手段を図２で示したように合計４箇所設ける必要もなくなるので、制御の簡略化、部品点数削減による製造費の低減や信頼性の確保、装置の軽量化等の新たな効果も期待できる。
【００４０】
また、本実施形態では、顕像剤としてインクを用いた場合について例示しているが、インクでも液体インクを吐出するものでもよいし、固体インクを熱源等で融解し、人体に悪影響のない温度の融解インクを吐出するようにしてもよい。また顕像剤はインクだけにかぎらず、粉体状の顕像剤を塗布し、人体に悪影響のない範囲で熱照射等により定着化させるたり、さらには粉体顕像剤を塗布後にコーティングさせるように構成する等の種々の応用が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、顕像剤を塗布する対象物のうちの所定位置における高さ形状と外形形状を検出する検出手段と、対象物へ塗布する画像データを記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された検出データと前記記憶手段に記憶されている記憶データに基づき、対象物へ最終的に塗布する画像データを生成する情報処理手段と、前記情報処理手段の生成した画像データに基づき、対象物へ所定の画像を塗布する顕像剤塗布手段と、を備えたことを特徴とする顕像剤塗布装置である。
【００４２】
従って、読み取り手段によって対象物の高さ形状と外形形状が判明し、それに応じて目的とする画像（顕像剤像）が対象物上に形成でき、立体的な爪等の対象物上へも正確且つ容易に画像を形成することができる。
【００４３】
本発明は、上記情報処理手段がさらに、対象物へ塗布する画像データを変倍処理可能であり、前記情報処理手段により変倍処理後の変倍画像データと、上記検出手段により検出された外形形状データとを同時表示可能な表示手段を備えたことを特徴とする。
【００４４】
従って、顕像剤を塗布する対象物の高さ形状と外形形状に合わせて画像を所望の形状及び大きさに変倍させて調整することができるので、例えば、表示手段上に対象物と塗布する顕像剤像を重ね合せてプレビューし、変倍処理による編集作業を行うことができ、編集作業が円滑に進められ、印字画像の選択度が増すと共に、誤った大きさで対象物上に塗布してしまい、顕像剤を除去してから再度塗布するといった不具合を解決できる。
【００４５】
本発明は、上記顕像剤塗布手段がさらに、対象物を載置するための載置台と、前記載置台上の対象物へ顕像剤を吐出するためのヘッドと、前記ヘッドを前記載置台の載置面と略平行をなす方向に軸支し前記載置面に対し前記ヘッドを走査させるシャフトと、前記シャフトに軸支された前記ヘッドを走査駆動する駆動手段と、から構成されることを特徴とする。
【００４６】
従って、サーマル方式やインクジェット方式等の一般的に広く普及しているプリンタ構造を流用しながら、本発明を具体的に実施することができる。また、対象物の高さ形状と外形形状を検出するための機構と、顕像剤を塗布するための走査機構を共通化できるので、装置の機構を簡略化でき、部品点数減少による信頼性の向上や、製造コストの低減、装置の軽量化やコンパクト化に貢献することが可能となる。
【００４７】
本発明は、上記情報処理手段がさらに、上記検出手段が検出した高さ形状と、予め設定された顕像剤の最適着弾距離から、上記ヘッドと対象物間の相対距離が一定となるよう上記シャフトと上記載置台の固定位置を算出すると共に、前記固定位置に基づき、上記ヘッドと上記載置台間の相対距離を可変する距離可変手段を備えることを特徴とする。
【００４８】
顕像剤を塗布する対象物が爪等の立体形状をなしている場合、曲率を有しているため、顕像剤を塗布するヘッドと対象物間の距離が変動することになり、安定して塗布することが困難であったところ、本構成によれば、最適な顕像剤の着弾距離を予め設定し、顕像剤の最適着弾点に基づいて顕像剤吐出手段の高さを塗布する部位（画素）毎に調整することができ、安定した顕像剤塗布を実現することができる。
【００４９】
なお、ヘッドの走査方向のみならずこれと直交する面内においても曲率を有している場合には、複数のシャフトと個々に距離可変手段を配設することで、印刷する際にヘッドを上記直交する面内で傾斜させることで、解決することも可能である。
【００５０】
また、さらに記憶手段に検出した高さ形状と外形形状を記憶しておき、次回の塗布時や変倍等の処理時に、記憶されている上記データを使用することで、同一の対象物に顕像剤を塗布する毎に、一々形状データを検出させるという動作を省略できる。なお、表示手段にて前回データを使用するのか新たに再度読み取り動作を行うのかを選択させるように構成することもでき、例えば爪が延びたので再度検出させるとか、形状が変わっていないので読み取りを省略する等の柔軟な対応が可能となる。
【００５１】
本発明は、上記距離可変手段がさらに、上記シャフトと上記載置台間のなす距離を可変するための偏心カム手段と該偏心カム手段を駆動する駆動手段とから構成されることを特徴とする。本構成により、偏心カムと偏心カムの駆動手段という簡易な構成で距離可変手段を構成でき、本発明の効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係り、ボディペイント装置の概要構成を説明するための説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係り、印字部の構成を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係り、印字部の構成を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係り、ヘッドと対象物間の距離を図る測距センサの原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１ボディペイント装置（顕像剤塗布装置）
２表示ディスプレイ（表示装置）
３画像処理部（情報処理部）
４印字部（顕像剤塗布部）
５入力手段（キーボード、ポインティングデバイス）
６載置台
７インクキャリッジ
８ヘッド
９光電変換素子（ＣＣＤセンサ）
１０モータ
１１タイミングベルト
１２、１３走査用シャフト
１４、１５偏心カム
１６、１７モータ
２１対象物
２８発光素子
２９受光素子
３０測距センサ

Claims

顕像剤を塗布する対象物のうちの所定位置における高さ形状と外形形状を検出する検出手段と、対象物へ塗布する画像データを記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された検出データと前記記憶手段に記憶されている記憶データに基づき、対象物へ最終的に塗布する画像データを生成する情報処理手段と、前記情報処理手段の生成した画像データに基づき、対象物へ所定の画像を塗布する顕像剤塗布手段とを備える顕像剤塗布装置において、
上記顕像剤塗布手段はさらに、対象物を載置するための載置台と、前記載置台上の対象物へ顕像剤を吐出するためのヘッドと、前記ヘッドを前記載置台の載置面と略平行をなす方向に軸支し前記載置面に対し前記ヘッドを走査させるシャフトと、前記シャフトに軸支された前記ヘッドを走査駆動する駆動手段とから構成され、
上記情報処理手段はさらに、上記検出手段が検出した高さ形状と、予め設定された顕像剤の最適着弾距離から、上記ヘッドと対象物間の相対距離が一定となるよう上記シャフトと上記載置台の固定位置を算出すると共に、前記固定位置に基づき、上記ヘッドと上記載置台間の相対距離を可変する距離可変手段を備えることを特徴とする顕像剤塗布装置。
上記情報処理手段はさらに、対象物へ塗布する画像データを変倍処理可能であり、前記情報処理手段により変倍処理後の変倍画像データと、上記検出手段により検出された外形形状データとを同時表示可能な表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の顕像剤塗布装置。
上記距離可変手段はさらに、上記シャフトと上記載置台間のなす距離を可変するための偏心カム手段と該偏心カム手段を駆動する駆動手段とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の顕像剤塗布装置。