JP2016107616A - シート状物冷却装置およびそれを備えた印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状物を搬送する外周面を備える円筒体に冷却のために取付ける熱電変換ユニットの取付け性を向上する。【解決手段】シート状物冷却装置１が、シート状物３を搬送する外周面を備える円筒体１１と、円筒体１１の内周面１１ａに当接する冷却面を有する冷却ユニットと、冷却面を内周面１１ａに当接させた状態で冷却ユニットを円筒体１１に対して取り付けるべく、円筒体１１の外側から内側に向けて挿通された第１締結部材とを備えた構成とする。【選択図】図４

Description

本発明は、シート状物の搬送工程に設けられるシート状物冷却装置およびそれを備えた印刷機に関し、特に、シート状物を搬送しつつ冷却するシート状物冷却装置およびそれを備えた印刷機に関するものである。

従来、産業用印刷機などにおいて両面印刷を行う場合、インク乾燥装置（以下、ドライヤという）により表面印刷後の印刷物を一旦乾燥させる。これは、裏面印刷前に、表面印刷後のインクを乾燥するためであり、ドライヤでは、高温（例えば約８０℃）で印刷物の加熱乾燥が行われる。両面印刷では、表面印刷後に裏面印刷を行うが、裏面印刷時に印刷物が高温であると、印刷が不安定になる。そのため、裏面印刷前に、印刷を安定して行うことができる適正温度（例えば４０℃近辺）まで印刷物を冷却する必要がある。

また、産業用印刷機において、印刷物の表面を印刷する表面印刷装置と、次に裏面を印刷する裏面印刷装置との間に、印刷物を表面印刷装置から裏面印刷装置に搬送するためのシート状物冷却装置において複数のローラを配設して構成したものがある。それらローラにより印刷物を搬送している間に印刷物を冷却することにより、裏面印刷前に印刷物を適正温度まで下げることができるため、ローラに冷却ユニットを設けたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開平５−３０１３３６号公報

上記特許文献１では、ローラを、印刷物と接触する外筒と、外筒の内側に配設された内筒とを有する構造とし、内筒外周面に冷却ユニット（ここでは、複数の熱電変換素子を含む）を配置し、熱電変換素子の低温側を外筒内周面に密着させると共に高温側を内筒外周面に密着させるように、外筒と内筒とを結合している。また、内筒内面から筒中心に向かう短冊状フィンが設けられ、内筒内に空気流を送り込む送風ファンが設けられている。この構成により、外筒が冷却されるため、表面印刷後に加熱乾燥されることにより高温状態の印刷物を搬送中のローラにより冷却することができる。

しかしながら、上記特許文献１では、熱電変換素子の両電極側となる表裏面を外筒と内筒とに密着させるために、外筒の内径を常温で内筒の外径よりも小さくしておき、外筒を加熱して膨脹させた状態で内筒を外筒内に挿入し、その後冷却して外筒と内筒とを密着させている。この場合には、適切な荷重による密着性が確保されているか否かが不明であるという問題がある。なお、このような問題は、印刷物に限らず、他のシート状物を冷却する場合にも同様に生じ得る。また、冷却ユニットに熱電変換素子が含まれる場合には、外筒の冷却により熱電変換素子に加わる荷重が過大になると熱電変換素子を損傷してしまう虞があるため、外筒及び内筒の高精度な寸法管理が必要になる等、製造が煩雑化し得る。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、ローラ等の円筒体の内周面に対して冷却ユニットの冷却面を容易に密着させることを可能とし、円筒体の外周面に接触するシート状物の冷却性を向上し得るシート状物冷却装置およびそれを備えた印刷機を提供することにある。

本発明のシート状物冷却装置およびそれを備えた印刷機は、シート状物を搬送する外周面を備える円筒体と、前記円筒体の内周面に当接する冷却面を有する冷却ユニットと、前記冷却面を前記内周面に当接させた状態で前記冷却ユニットを前記円筒体に対して取り付けるべく、前記円筒体の外側から内側に向けて挿通された第１締結部材とを有する構成とする。

本発明によれば、円筒体の内周面に対して冷却ユニットの冷却面を容易に密着させることを可能とし、円筒体の外周面に接触するシート状物の冷却性を向上し得る。

本発明の第１実施形態に係る印刷機の一例を示す模式的側面図 第１実施形態に係る印刷物冷却装置の外観を示す全体斜視図 第１実施形態に係る印刷物冷却装置の組立分解側面図 図２のIV−IV線に沿って矢印方向に見た断面図 第１実施形態に係る冷却ユニットの組立分解斜視図 図４のVI−VI線に沿って矢印方向に見た要部拡大断面図 図４のVII−VII線に沿って矢印方向に見た要部拡大断面図 本発明の第２実施形態に係る印刷物冷却装置の断面図 本発明の第３実施形態に係る印刷物冷却装置の断面図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、シート状物を搬送する外周面を備える円筒体と、前記円筒体の内周面に当接する冷却面を有する冷却ユニットと、前記冷却面を前記内周面に当接させた状態で前記冷却ユニットを前記円筒体に対して取り付けるべく、前記円筒体の外側から内側に向けて挿通された第１締結部材とを有する構成とする。

これによると、冷却ユニットを円筒体の外側から引き寄せるようにして円筒体の内周面に対して冷却ユニットの冷却面を当接させることができるため、円筒体の内周面に対して冷却ユニットの冷却面を容易に密着させることが可能となり、円筒体の外周面に接触するシート状物の冷却性を向上し得る。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記冷却ユニットは、前記円筒体の内周面に当接可能な円弧状に湾曲された冷却面を有する熱電変換ユニットと、前記円筒体に対して取り付けられ、前記熱電変換ユニットを前記内周面との間に挟持した状態で支持する支持体とを備えた構成とする。

これによると、熱電変換ユニットと支持体とを組み付けた状態で取り扱うことができるため、熱電変換ユニットの円筒体への取付けを容易に行うことができると共に、熱電変換ユニットの冷却面は円筒体の内周面に合わせた湾曲形状に形成されていることから、支持体を円筒体に取付けることにより、円筒体の内周面に熱電変換ユニットの冷却面をより確実に密着させることができ、冷却性を向上し得る。

また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記熱電変換ユニットは、前記冷却面を前記内周面に当接させた状態で前記円筒体の径方向に交差する方向に移動可能なように、前記支持体によって支持された構成とする。

これによると、円筒体の径方向に交差する方向（通常は、水平方向）に熱電変換ユニットが変位し得ることから、支持体を円筒体に取付けることにより、円筒体の内周面に熱電変換ユニットの冷却面をより確実に密着させることができ、冷却性を向上し得る。

また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記熱電変換ユニットは、前記移動の範囲を制限可能なように前記支持体に対して第２締結部材によって取り付けられた構成とする。

これによると、熱電変換ユニットの移動範囲を適切に制限し得ることから、支持体を円筒体に取付けることにより、円筒体の内周面に熱電変換ユニットの冷却面をより確実に密着させることができ、冷却性を向上し得る。

また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記熱電変換ユニットは、前記第２締結部材が挿通されるべく前記第２締結部材より拡径された第２挿通孔を有し、前記第２締結部材は、組付けねじであり、前記支持体にねじ込まれるねじ部と、前記ねじ部より拡径されかつ前記第２挿通孔より小径の軸部と、前記第２挿通孔より拡径された頭部とを有する構成とする。

これによると、組付けねじを支持体にねじ込むことにより、軸部のねじ部との段差による肩面が支持体に当接し、その当接により支持体に立設状態に固定された組付けねじの頭部により、熱電変換ユニットを抜け止めした状態で支持体に組付けることができるため、熱電変換ユニットを、支持体に対して外れることなく所定量の自由度をもって組付ける構造を簡単に実現でき、熱電変換ユニットが一体的に組み付けられた支持体を円筒体（搬送体）に容易に取付けることができる。

また、第６の発明は、前記第２から第５の発明のいずれかにおいて、前記熱電変換ユニットは、前記支持体に支持される熱電変換モジュールと、前記熱電変換モジュールに積層されかつ前記冷却面を備える冷却板とを有する構成とする。

これによると、熱電変換モジュールを製作容易な平板形状に形成することができると共に、熱電変換モジュールとは別体の冷却板に円弧状に湾曲された冷却面を形成すればよく、円筒体の内周面に整合させる湾曲面の加工を容易かつ高精度に形成することができ、円筒体の内周面に対する冷却面の密着性を向上し得る。

また、第７の発明は、前記第１の発明において、前記冷却面は、平面状をなし、前記円筒体の内周面は、少なくとも前記冷却面の当接する平面領域を含む構成とする。

これによると、円筒体の内周面の平面領域に冷却ユニットの平面状の冷却面を密着させることができ、簡易な構成により冷却性を向上し得る。

また、第８の発明は、前記第２から第６の発明のいずれかにおいて、前記支持体は、ヒートシンクからなる構成とする。

これによると、熱電変換ユニットを支持する支持体がヒートシンクからなることから、熱電変換ユニットを円筒体に取付けるための専用の支持体を用いる場合の組み立ての煩雑化を回避し得る。

また、第９の発明は、前記第８の発明において、前記ヒートシンクが、前記内周面の周方向に複数配置され、前記複数配置された前記ヒートシンクの互いに隣り合うもの同士の間に前記円筒体の軸線方向に延在するスペーサが介装されている構成とする。

これによると、円筒体の内周面に周方向に複数のヒートシンクが配設されることにより、隣り合うヒートシンクの干渉を避けるために隣り合うヒートシンク間に隙間が生じ、その空間に風が流れると、ヒートシンクに向かう風量が減ってヒートシンクの放熱性が低下するが、その空間にスペーサを設けることにより、空間に風が逃げてしまうことを防止し、放熱フィンに流れる風量を増大させることができる。

また、第１０の発明は、前記第８または第９の発明において、前記ヒートシンクが、前記円筒体の軸芯に向けて延出する放熱フィンを有し、前記放熱フィンは、前記円筒体の軸線方向視で前記軸芯に向けて山型形状に形成されている構成とする。

これによると、両面印刷する印刷物（シート状物）において表面印刷後の裏面印刷の品質を確保するべく、表面印刷時のインクを乾燥するために加熱乾燥された印刷物を裏面印刷する前に印刷に適切な温度まで冷却することができる。

また、第１１の発明は、前記第１の発明において、前記円筒体の外周面には、前記シート状物の搬送領域が規定され、当該搬送領域を除く領域に前記第１締結部材のための第１挿通孔が形成された構成とする。

これによると、第１締結部材が挿通される第１挿通孔の影響を受けることなく、シート状物を安定して冷却することができる。

また、第１２の発明は、前記第１から第１１の発明のいずれかに係るシート状物冷却装置が、表面印刷後に加熱乾燥された前記シート状物を裏面印刷前に搬送する搬送路に設けられていることを特徴とする印刷機とする。

これによると、両面印刷する印刷物（シート状物）において表面印刷後の裏面印刷の品質を確保するべく、表面印刷時のインクを乾燥するために加熱乾燥された印刷物を裏面印刷する前に印刷に適切な温度まで冷却することができる。

また、第１３の発明は、前記第２から第６および第８から第１０の発明のいずれかにおいて、前記円筒体の軸心に位置する中心軸と、一方の端部が前記中心軸に接続し他方の端部が前記支持体と接続する支持軸と、前記支持軸に巻回し前記支持体を前記円筒体の内壁に付勢する付勢手段とを有する構成とする。

これによると、ローラの軸方向長さの影響を受けることなく、円筒体の内周面と熱電変換ユニットとの密着力を維持できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る印刷機の一例を示す模式的側面図である。図に示される印刷機２は、産業用印刷機の例であり、ロール紙から繰り出される帯状の印刷用紙からなる印刷物（シート状物）３が搬送される搬送路に、先ず表面の印刷を行う表面印刷装置４と、表面印刷された印刷物３のインクを加熱乾燥するためのドライヤ５と、加熱乾燥された印刷物３を裏面印刷するためのインク塗布に適切な温度まで冷却するための印刷物冷却装置（シート状物冷却装置）１と、印刷物３の裏面の印刷を行う裏面印刷装置６とを、この順に有する。なお、印刷機２において、表面印刷後の印刷物３を裏面印刷するために搬送する搬送路に印刷物冷却装置１を配置した構成であればよく、印刷物３の搬送経路等を含めて本実施形態に限定されるものではない。

図２は、第１実施形態に係る印刷物冷却装置１の外観を示す全体斜視図であり、図３は、印刷物冷却装置１の組立分解側面図であり、図４は、図２のIV−IV線に沿って矢印方向に見た断面図である。図２〜図４に示されるように、印刷物冷却装置１は、円筒体として薄肉円筒形状のローラ１１と、ローラ１１の軸線方向両端部をそれぞれ回転自在に支持するべく互いに同軸に配設された左右一対の軸受１２と、各軸受１２の外輪をそれぞれ支持する取付け用リング１３とを有する。軸受１２の内輪にローラ１１の円筒状軸線方向端部が同軸に結合され、軸受１２の外輪に取付け用リング１３が結合され、取付け用リング１３が印刷機２の図示されないフレームに固定されるようになっている。

なお、図における左側の軸受１２の内輪には、環状の連結板１４が取付けられ、連結板１４には軸１５が結合されている。軸１５には回転するローラに収納された熱電変換モジュールに電力を供給するスリップリングの軸がカップリングを介して連結され（図示省略）、搬送される印刷物によりローラ１１が回転駆動される。また、ローラ１１は、アルミニウム合金などを材料として形成されている。

図４に示されるように、ローラ１１の内部には、互いに同一形状及び同一構成からなる複数（図示例では６個）の冷却ユニット２１が設けられている。図５の組立分解斜視図に併せて示されるように、冷却ユニット２１は、ローラ１１の内周面１１ａに取付けられるヒートシンク２２と、ヒートシンク２２の内周面１１ａ側に設けられた熱電変換モジュール２３と、熱電変換モジュール２３の外側に積層された冷却板２４とにより構成されている。

冷却板２４は、熱伝導性の高い材質からなり、熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａに面接触状態に載置される平面状の下面２４ｅと、内周面１１ａと補完的形状をなす円弧状湾曲面に形成された上面（冷却面）２４ａとを有し、全体としてシリンドリカルレンズ形状に形成されている。本実施形態では、熱電変換モジュール２３と冷却板２４とにより熱電変換ユニットが構成される。したがって、冷却板２４の上面２４ａが熱電変換ユニットの冷却面となる。なお、冷却板２４を省略してもよく、その場合には、熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａを形成するケーシングの表面を、内周面１１ａに対応する円弧状湾曲面を有する形状に形成することができる。これにより、熱電変換モジュール２３が熱電変換ユニットとなる。

本実施形態では、印刷物により回転駆動されるローラ１１に適用された例を示しているが、印刷物３を搬送駆動するローラであってもよい。また、回転せずに固定された円筒体からなるシリンダであってもよい。

また、本発明を適用し得るシート状物冷却装置は、印刷物の冷却を目的とするもの（すなわち、印刷物冷却装置）に限らず、任意のシート状物を冷却対象とすることができる。シート状物としては、紙や樹脂製シートなどのように安定してシート状をなすものに限らず、その形状が一時的にシート状に変化するもの（例えば、工業製品や食品の製造工程における原料等）であってもよい。さらに、ローラ１１を複数設置してベルトコンベアの搬送ローラとして用いる場合には、シート状のものに限らず、立体的な形状を持つものであってもよい。

ヒートシンク２２は、支持体として長尺の矩形板状のヒートシンク本体２２ａと、ヒートシンク本体２２ａの内側（熱電変換モジュール２３が載置される側とは相反する側）の面から立設状態に延出する互いに平行な複数列の放熱フィン２２ｂとを一体に有する。放熱フィン２２ｂは、ヒートシンク本体２２ａの長手方向（図４の紙面に垂直なローラ１１の軸方向）に沿って延在し、かつ長手方向に分割されたそれぞれ複数枚の壁状片からなる。ヒートシンク本体２２ａの外側（熱電変換モジュール２３が載置される側）には、矩形平板状の熱電変換モジュール２３の放熱面を面接触状態に載置するべく平面に形成された支持面２２ｃが設けられている。

このような形状のヒートシンク２２は、例えば押し出し成形により形成される。なお、ヒートシンク本体２２ａの長手方向長さは、ローラ１１の軸線方向長さよりは短いが、略同一長さである。

熱電変換モジュール２３は、矩形平板状のケース内に複数の直方体形状の熱電変換素子を縦横複数列に整列状態に配設し、整列方向に沿う平面からなる表裏面の一方が冷却面となり、他方が放熱面となるように形成されている。なお、熱電変換モジュール２３は、Ｐ型半導体からなる熱電変換素子と、Ｎ型半導体とからなる熱電変換素子とを交互に配設し、かつ直列に接続した公知の構造であってよく、その詳しい説明を省略する。また、正負極用の各リード線の外部配線等においても公知構造（例えばスリップリングを介して通電する構造）であってよく、それらの図示を省略する。

本実施形態の冷却ユニット２１では、１本のヒートシンク２２に３個の熱電変換モジュール２３が配設されている。熱電変換モジュール２３の数は、ローラ１１の軸線方向長さ、すなわちヒートシンク２２の長手方向長さと熱電変換モジュール２３の単体の大きさとに応じて任意であり、図示例の３個に限られるものではない。

冷却板２４は、平面視で熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａを完全に覆う大きさの矩形状に形成されている。冷却板２４の長手方向（ヒートシンク本体２２ａの長手方向）両端部の各中央には、板厚方向に貫通するねじ挿通孔（第２挿通孔）２４ｂ（図６（Ａ）参照）がそれぞれ設けられている。また、ヒートシンク本体２２ａには、所定位置に配置される冷却板２４の各ねじ挿通孔２４ｂに対応する位置にねじ孔２２ｄが設けられている。

熱電変換モジュール２３をヒートシンク本体２２ａの支持面２２ｃに放熱面を向けて載置し、熱電変換モジュール２３の上面となる冷却面２３ａに冷却板２４を載置することにより、ヒートシンク本体２２ａ、熱電変換モジュール２３、冷却板２４がこの順に内側から外側に向けて積層された状態になる。ねじ挿通孔２４ｂには組付けねじ（第２締結部材）２５が挿通され、組付けねじ２５をねじ孔２２ｄにねじ込むことにより、熱電変換モジュール２３が冷却板２４と共にヒートシンク本体２２ａに一体的に組付けられる。これにより、熱電変換モジュール２３とヒートシンク２２とが一体化されたユニット単位として冷却ユニット２１を取り扱うことができる。

また、ローラ１１に組付けられた状態で、各冷却ユニット２１の周方向に隣り合うもの同士の間には、ローラ１１の軸線方向視で三角形状断面のスペースが生じるが、各スペースには三角柱形状のスペーサ２６がローラ１１の軸線方向に延在するようにそれぞれ配設されている。なお、スペーサ２６は、ヒートシンク本体２２ａが矩形断面の平板形状であることから、ローラ１１の周方向に隣り合うヒートシンク本体２２ａの対向側面間に嵌め込まれ、ローラ１１の半径方向内側への脱落が規制された状態でローラ１１の内部に組み込まれている。なお、ローラ１１の軸線方向への変位に対しては両軸受１２により規制されている。

図６（Ａ）は、図４のVI−VI線に沿って破断して矢印方向に見た要部拡大断面図であり、図６（Ｂ）は、その変形例を示す図である。図６（Ａ）に示されるように、組付けねじ２５は、ねじ孔２２ｄに対応して雄ねじからなる小径のねじ部２５ａと、ねじ部２５ａの一方の側に同軸に延在する拡径された軸部２５ｂと、軸部２５ｂのねじ部２５ａとは相反する側にて拡径された大径円板状の頭部２５ｃとを有する平小ねじ形状に形成されている。

冷却板２４には、頭部２５ｃを埋没状態に受容するように上面２４ａに開口する凹部２４ｃが形成されている。また、軸部２５ｂの軸線方向長さＬは、熱電変換モジュール２３の厚さと、冷却板２４における凹部２４ｃの底面２４ｄを形成する部分の厚さとを合わせた長さｈよりも長く設定されている。また、ねじ挿通孔２４ｂは軸部２５ｂよりも、凹部２４ｃは頭部２５ｃよりも、それぞれ所定長拡径されている。

これにより、組付けねじ２５をねじ孔２２ｄにねじ込み、軸部２５ｂのねじ部２５ａとの段差からなる肩面が支持面２２ｃに当接することにより、ヒートシンク本体２２ａに組付けねじ２５が立設状態に固定される。この固定状態で、凹部２４ｃに受容状態の頭部２５ｃの下面と底面２４ｄとの間、及び軸部２５ｂの外周面とねじ挿通孔２４ｂの内周面との間にそれぞれ隙間が生じており、冷却板２４（熱電変換ユニット）は、ヒートシンク本体２２ａに対して上下左右方向に所定量変位自在に組付けられた状態になる。なお、この場合の上下方向とは組付けねじ２５の軸線方向に該当し、左右方向とは組付けねじ２５の半径方向に該当する。

また、冷却ユニット２１では、図６（Ａ）の組付けねじ２５の代わりに、図６（Ｂ）に示されるように、ピン（第２締結部材）１２５を用いることも可能である。ピン１２５は、組付けねじ２５と同様に、ピン孔１２２ｄに対応する小径部１２５ａと、小径部２５ａの一方の側に同軸に延在する拡径された軸部１２５ｂと、軸部１２５ｂの小径部２５ａとは相反する側にて拡径された大径円板状の頭部１２５ｃとを有している。なお、ピン１２５においては、その長手方向に全体において同一径とした（すなわち、軸部１２５ｂおよび頭部１２５ｃを小径部１２５ａと同一径としたロッドを用いる）構成も可能である（組付けねじ２５の場合も同様）。また、ピン１２５において、小径部１２５ａおよび軸部１２５ｂを同一径とし、その径より頭部１２５ｃの径を小さくする構成も可能である。

このようにして、ヒートシンク２２に熱電変換モジュール２３及び冷却板２４が一体的に組付けられた形態の冷却ユニット２１は、ローラ１１の内部に、図示例では周方向に等角度間隔で６列に配設される。ローラ１１の軸線方向視となる図４に示されるように、ヒートシンク本体２２ａがローラ１１の内周面１１ａ側に位置し、放熱フィン２２ｂはヒートシンク本体２２ａからローラ１１の軸芯に向けて延出される。したがって、各放熱フィン２２ｂ同士は、ローラ１１の軸芯に延出されるにつれて隣り合うもの同士が近付くことになるため、ローラ１１の軸線方向視でローラ１１の軸芯に向けて先鋭な山型形状になるように形成されている。なお、放熱フィン２２ｂを形成する複数列の各壁状片は、ヒートシンク本体２２ａの長手方向の複数箇所でスリット状の隙間を介して直線状に連なる複数の矩形片にそれぞれ分断されている。それら放熱フィン２２ｂの各壁状片の壁面は、ヒートシンク本体２２ａの長手方向に延在する複数の筋を有する波状に形成されている。

次に、冷却ユニット２１をローラ１１に取付ける構造について説明する。図７は図４のVII−VII線に沿って破断して矢印方向に見た要部拡大断面図である。ヒートシンク本体２２ａには、その外形となる矩形における４角近傍にそれぞれねじ孔３１が設けられている。また、ローラ１１には、各ねじ孔３１に対応する位置にねじ挿通孔（第１挿通孔）３２がそれぞれ設けられている。各ねじ孔３１と各ねじ挿通孔３２とは、各冷却ユニット２１を上述したように配設した場合に互いに整合する。ねじ孔３１には、ねじ挿通孔３２に挿通される固定ねじ（第１締結部材）３３がねじ込まれる。

本実施形態における固定ねじ３３は、雄ねじからなる所定径のねじ部３３ａと、ねじ部３３ａよりも拡径された円板状の頭部３３ｂとを有する平小ねじ形状に形成されている。ねじ挿通孔３２のローラ１１の外周面１１ｂ側には、頭部３３ｂを略隙間無く外囲しかつ埋没状態に受容する深さとなる円形状の凹部３４が同軸に形成されている。凹部３４の底面のねじ挿通孔３２を囲繞する環状部分は、ねじ挿通孔３２の軸線に直交する平面に形成された係止面３４ａとして形成されている。なお、図３に示したように、各凹部３４（各ねじ挿通孔３２）は、ローラ１１の外周面１１ｂにおいて、印刷物の搬送領域Ｓｗを除く領域（幅方向の両側）に配置される。

固定ねじ３３が、係止面３４ａに頭部３３ｃが当接した状態でねじ孔３１にねじ込まれることにより、ローラ１１の内周面１１ａとヒートシンク本体２２ａの支持面２２ｃとの間隔が狭められる。したがって、固定ねじ３３のねじ孔３１へのねじ込み量を増減することにより、ローラ１１とヒートシンク本体２２ａとの間に挟持された熱電変換モジュール２３及び冷却板２４に対する押圧力、すなわち、支持面２２ｃと熱電変換モジュール２３との間、熱電変換モジュール２３と冷却板２４との間、冷却板２４と内周面１１ａとの間のそれぞれの密着力を調整することができる。また、その密着力は、ローラ１１の内周面１１ａと支持体２２の支持面２２ｃとの間において、組付けねじ２５に巻回したばねを設けることにより調整してもよい。

なお、ヒートシンク本体２２ａと、熱電変換モジュール２３と、冷却板２４と、ローラ１１とのそれぞれの間には熱伝導率の高い熱伝導グリス４１が充填されており、その充填厚さの範囲で各部材間の接離方向の間隔を調整できるため、各部材間の平面度の加工誤差を吸収し得る。また、密着力の調整方法としては、例えば固定ねじ３３のトルク管理であってよい。また、通電状態で外周面１１ｂの温度を計測しながら固定ねじ３３の締め付け調整を行うこともできる。

このようにしてローラ１１に組付けられる冷却ユニット２１が、図示例のように周方向に例えば６等分の等角度間隔で複数配設されることにより、それぞれにおいて個々に上記密着力を調整することができる。これにより、ローラ１１の内周面１１ａの全体に亘って配設される熱電変換モジュール２３による冷却特性の均一化及び冷却効率の向上を容易に実現し得る。

一方、従来例のように円筒状のヒートシンク本体の外周面をローラ１１の内周面１１ａに密着させる構造の場合には、ねじをローラ１１の径方向にねじ込む調整では、円筒状ヒートシンク本体とローラ１１との軸芯がずれるため、全体を均一な間隔で調整することができない。その対策として、二重管のしまり嵌め構造とした場合には、内管及び外管を高精度に加工する必要があるばかりでなく、組み付け後の微調整ができないため密着力の過大過小が生じた場合には設計通りの冷却特性が得られない。

それに対して、本発明の実施形態のようにローラ１１の周方向に冷却ユニット２１を複数配設し、それぞれに対して固定ねじ３３による締め付け力を調整することにより、個々に上記密着力の調整を行うことができる。これにより、各冷却ユニット２１においてそれぞれ適切な密着力が確保され、各熱電変換モジュール２３の冷却特性をそれぞれ最良な状態にすることができ、全体としての冷却効率を向上し得る。また、小さな単位（ユニット単位）で冷却ユニット２１を取り扱うことができ、冷却ユニット２１の取付け作業及び調整が容易となり、メンテナンスや交換も容易に行うことができる。

図１で説明したように表面印刷後にドライヤ５で加熱乾燥された印刷物３を裏面印刷前に冷却するための冷却装置１が、ドライヤ５から裏面印刷装置６に至る搬送路の途中に配設されている。また、本実施形態における冷却装置１は、上述したように構成されたローラ１１と、図２の矢印ＷＩにより示されるようにローラ１１の軸線方向一側の開口から他端に向けて冷却風を内部に流す送風機（図示省略）とにより構成される。

ローラ１１の内部に送風された冷却風は、図の矢印ＷＯにより示されるようにローラ１１の軸線方向他側の開口から流出され、ローラ１１の内部を軸線方向に流れる。ローラ１１の内部には図４及び図５に示されるように、ローラ１１の軸線方向に壁面を延在させた放熱フィン２２ｂが配設されている。したがって、冷却風は放熱フィン２２ｂにより邪魔されることなく円滑に流れることができ、放熱フィン２２ｂの冷却性が良好な状態となる。

また、上述したように放熱フィン２２ｂの壁面は軸線方向に沿う多条の筋により波状に形成されていることから、放熱フィン２２ｂと冷却風との接触面積が広くなる。さらに、各冷却ユニット２１間には、ローラ１１の軸芯方向に頂角を向けた三角柱状のスペーサ２６が設けられている。これにより、平板状のヒートシンク本体２２ａを内周面１１ａに軸線方向視で多角形状に配設した場合に、隣り合うヒートシンク２２間に空間が生じても、その空間がスペーサ２６により塞がれるようになる。また、三角柱状のスペーサ２６の頂角側を隣り合うヒートシンク２２間に位置させることにより、各ヒートシンク２２間に流れる冷却風を放熱フィン２２ｂに流すことができ、ヒートシンク２２の放熱性、すなわち冷却ユニット２１の冷却性をより一層向上することができる。

このようにして、熱電変換モジュール２３の放熱面からヒートシンク本体２２ａに伝導される熱が放熱フィン２２ｂを介して大量に放熱されるため、熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａでの冷却性が高められる。これにより、熱電変換素子の数が少なくても、すなわち熱電変換モジュール２３を小型化しても必要な冷却性能が得られるようにすることができるため、冷却ユニット２１のコンパクト化による冷却装置１の小型化、電力消費量の低減による省エネ化を向上し得る。

（第２実施形態）

図８は、本発明の第２実施形態に係る印刷物冷却装置の断面図であり、上述の第１実施形態における図４に概ね対応する図である。図８では、上述の第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号が付されている。また、第２実施形態に係る印刷物冷却装置に関し、以下で特に言及しない事項については、上述の第１実施形態の場合と同様とする。

第２実施形態に係る印刷物冷却装置１では、上述の第１実施形態における冷却板２４が、ローラ１１と一体に設けられた構成を有している。つまり、ローラ１１の内周面１１ａには、熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａに当接する平面領域１１１ａが形成される。これにより、ローラ１１の内周面１１ａの平面領域１１１ａに熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａをより確実に密着させることができ、冷却性を向上し得る。

なお、各冷却ユニット２１の周方向に隣り合うもの同士の間には、ローラ１１の軸線方向視でスペースが生じるが、ここでは、各スペースには台形形状のスペーサ２６がローラ１１の軸線方向に延在するようにそれぞれ配設されている。

（第３実施形態）

図９は、本発明の第３実施形態に係る印刷物冷却装置の断面図であり、上述の図２における印刷物冷却装置１（ローラ１１）を軸方向中央の位置で切断した図に概ね相当する。図９では、上述の第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号が付されている。また、第３実施形態に係る印刷物冷却装置に関し、以下で特に言及しない事項については、上述の第１実施形態の場合と同様とする。

上述の第１実施形態に示したようなローラ１１の両端側に固定ねじ３３を配置した構成では、ローラ１１の軸方向長さが大きくなると、固定ねじ３３が配置されていないローラ１１の中央部（搬送領域Ｓｗ）において、冷却板２４と内周面１１ａとの密着力が低下する可能性がある。そこで、第３実施形態に係る印刷物冷却装置１は、冷却ユニット２１をローラ１１の内周面１１ａに向けて内側から押圧する構成を有している。

より詳細には、ローラ１１には、軸１５（図２参照）と同軸に配置された中心軸５１が挿通されている。さらに、ローラ１１の内側には、中心軸５１から径方向外側に向けて延在する略円柱形の支持軸５２が、各冷却ユニット２１に対して１つもしくは複数設けられている。支持軸５２の基端部５２ａは中心軸５１に固定され、また、支持軸５２の遊端部５２ｂは各ヒートシンク本体２２ａに設けられた挿通孔５３に挿入されている。この場合、ヒートシンク本体２２ａの内側における複数列の放熱フィン２２ｂは、支持軸５２を挟み込むようにその両側に配置される。さらに、支持軸５２の遊端部５２ｂ側には、圧縮ばね５５を巻回可能なように縮径されたばね取付部５２ｃが設けられている。これにより、ヒートシンク本体２２ａ（下面）は、圧縮ばね５５の付勢力によって外側（ローラ１１の内周面１１ａ側）に付勢された状態にある。

このような構成により、ローラ１１の中央部においても、冷却板２４の上面２４ａを内周面１１ａに対してより確実に密着させることができる。また、このような支持軸５２を少なくともローラ１１の中央部に配置することにより、ローラ１１の内周面１１ａにおける冷却板２４の密着性を内周面１１ａの全領域にわたり向上させることができる。なお、図９には示されていないが、各冷却ユニット２１の周方向に隣り合うもの同士の間には、第１実施形態の場合と同様にスペーサを配置することが可能である。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

上記実施形態では冷却板２４を介して、熱電変換モジュール２３と内周面１１ａとの間で熱を伝えるようにしたが、熱電変換モジュール２３の冷却面２３ａを内周面１１ａと同一曲率の曲面に形成するようにしてもよい。この場合には、冷却板２４を別途製作しかつ取付けるという煩雑さを解消し得る。

また、熱電変換モジュール２３のヒートシンク本体２２ａへの組付けにおいて、組付けねじ２５の頭部２５ｃにより冷却板２４の軸線方向への離脱を防止したが、熱電変換モジュール２３及び冷却板２４はローラ１１への取付け状態でヒートシンク本体２２ａにより内周面１１ａに押し付けられるため、組付けねじ２５の形状を軸部２５ｂ及び頭部２５ｃが同径となる棒状としてもよい。その場合でも、熱伝導グリス４１による接着力が得られるため、ヒートシンク本体２２ａと熱電変換モジュール２３と冷却板２４との一体的状態は保持可能である。また、Ｃリング等を用いて抜け止めするようにしてもよい。

なお、各冷却ユニット２１は、熱電変換モジュール２３に対する印加電流極性を反転させることにより、加熱ユニットとして機能させることも可能である。

本発明にかかるシート状物冷却装置およびそれを備えた印刷機は、熱電変換ユニットの組付け及び調整を容易にし、冷却性を向上し得る効果を有し、両面印刷における表面印刷後に加熱乾燥することにより高温化した印刷物を冷却する装置等として有用である。

１ シート状物冷却装置
２ 印刷機
３ 印刷物
１１ ローラ（円筒体）
１１ａ 内周面（内面）
１１ｂ 外周面（外面）
２２ ヒートシンク
２２ａ ヒートシンク本体（支持体）
２２ｂ 放熱フィン
２３ 熱電変換モジュール（熱電変換ユニット）
２４ 冷却板（熱電変換ユニット）
２４ａ 上面（冷却面）
２４ｂ ねじ挿通孔（第２挿通孔）
２４ｃ 凹部
２４ｄ 底面
２５ 組付けねじ（第２締結部材）
２５ａ ねじ部
２５ｂ 軸部
２５ｃ 頭部
２６ スペーサ
３２ ねじ挿通孔（第１挿通孔）
３３ 固定ねじ（第１締結部材）
５１ 中心軸
５２ 支持軸
５５ 圧縮ばね（付勢手段）
１２５ ピン（第２締結部材）

Claims (13)

1. シート状物を搬送する外周面を備える円筒体と、
   前記円筒体の内周面に当接する冷却面を有する冷却ユニットと、
   前記冷却面を前記内周面に当接させた状態で前記冷却ユニットを前記円筒体に対して取り付けるべく、前記円筒体の外側から内側に向けて挿通された第１締結部材と
   を有することを特徴とするシート状物冷却装置。
2. 前記冷却ユニットは、
   前記円筒体の内周面に当接可能な円弧状に湾曲された前記冷却面を有する熱電変換ユニットと、
   前記円筒体に対して取り付けられ、前記熱電変換ユニットを前記内周面との間に挟持した状態で支持する支持体とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシート状物冷却装置。
3. 前記熱電変換ユニットは、前記冷却面を前記内周面に当接させた状態で前記円筒体の径方向に交差する方向に移動可能なように、前記支持体によって支持されたことを特徴とする請求項２に記載のシート状物冷却装置。
4. 前記熱電変換ユニットは、前記移動の範囲を制限可能なように前記支持体に対して第２締結部材によって取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載のシート状物冷却装置。
5. 前記熱電変換ユニットは、前記第２締結部材が挿通されるべく前記第２締結部材より拡径された第２挿通孔を有し、
   前記第２締結部材は、組付けねじであり、前記支持体にねじ込まれるねじ部と、前記ねじ部より拡径されかつ前記第２挿通孔より小径の軸部と、前記第２挿通孔より拡径された頭部とを有することを特徴とする請求項４に記載のシート状物冷却装置。
6. 前記熱電変換ユニットは、前記支持体に支持される熱電変換モジュールと、前記熱電変換モジュールに積層されかつ前記冷却面を備える冷却板とを有することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のシート状物冷却装置。
7. 前記冷却面は、平面状をなし、前記円筒体の内周面は、少なくとも前記冷却面の当接する平面領域を含むことを特徴とする請求項１に記載のシート状物冷却装置。
8. 前記支持体は、ヒートシンクからなることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のシート状物冷却装置。
9. 前記ヒートシンクが、前記内周面の周方向に複数配置され、
   前記複数配置された前記ヒートシンクの互いに隣り合うもの同士の間に前記円筒体の軸線方向に延在するスペーサが介装されていることを特徴とする請求項８に記載のシート状物冷却装置。
10. 前記ヒートシンクが、前記円筒体の軸芯に向けて延出する放熱フィンを有し、
    前記放熱フィンは、前記円筒体の軸線方向視で前記軸芯に向けて山型形状に形成されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のシート状物冷却装置。
11. 前記円筒体の外周面には、前記シート状物の搬送領域が規定され、当該搬送領域を除く領域に前記第１締結部材のための第１挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のシート状物冷却装置。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のシート状物冷却装置が、表面印刷後に加熱乾燥された前記シート状物を裏面印刷前に搬送する搬送路に設けられていることを特徴とする印刷機。
13. 前記円筒体の軸心に位置する中心軸と、
    一方の端部が前記中心軸に接続し他方の端部が前記支持体と接続する支持軸と、
    前記支持軸に巻回し前記支持体を前記円筒体の内周面に付勢する付勢手段と
    を有することを特徴とする請求項２から請求項６および請求項８から請求項１０のいずれかに記載のシート状物冷却装置。

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