JP2020168777A - 水舟装置および印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】水舟の構造的特徴により湿し水に対する装置の冷却効率をさらに高めることが可能な水舟装置およびそれを備えた印刷機を提供する。【解決手段】水舟装置は、水舟１１０と、水舟１１０の凹部１１１に溜められた湿し水に接触して回転する円柱状の水元ローラ２４と、湿し水の温度を制御するための熱電変換器１２０、を備え、水舟１１０は、水元ローラ２４の周方向における凹部１１１の中央から周方向の両側に広がるように形成された第１領域と、第１領域に対して周方向の両側に形成され第１領域よりも熱抵抗が大きい第２領域とを備え、熱電変換器１２０は、第１領域に対応する水舟１１０の外側面に設置されている。【選択図】図７

Description

本発明は、湿し水を供給するための水舟装置およびそれを備えた印刷機に関する。

従来、平版方式のオフセット印刷機には、インキローラ、版胴、ブランケットおよび圧胴等の各種ローラが用いられている。このうち、インキローラは、インク溜めから版胴までの間に複数配置され、インクと回転接触しながらインクをインク溜めから版胴へと導く。さらに、印刷機には、湿し水を版胴に導くための構成が設けられている。たとえば、湿し水の供給源として、水舟装置が設置され、水舟装置から複数のローラを介して、湿し水が版胴に供給される。

以下の特許文献１には、水舟の下面に電子冷却素子が取り付けられた水舟装置が記載されている。この水舟装置では、電子冷却素子に供給される電流を制御することにより、水舟に貯留された湿し水の温度が一定に保たれる。

特開昭５８−７２４５３号公報

上記特許文献１の水舟装置では、電子冷却素子により、湿し水の温度が一定に保たれ得る。しかしながら、上記特許文献１には、水舟の構造的特徴により湿し水の冷却効率をさらに高めることについては、特に示唆されていない。

かかる課題に鑑み、本発明は、水舟の構造的特徴により湿し水に対する装置の冷却効率をさらに高めることが可能な水舟装置およびそれを備えた印刷機を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、水舟装置に関する。この態様に係る水舟装置は、水舟と、前記水舟の凹部に溜められた湿し水に接触して回転する円柱状の水元ローラと、前記湿し水の温度を制御するための熱電変換器と、を備える。前記水舟は、前記水元ローラの周方向における前記凹部の中央から前記周方向の両側に広がるように形成された第１領域と、前記第１領域に対して前記周方向の両側に形成され前記第１領域よりも熱抵抗が大きい第２領域とを備える。前記熱電変換器は、前記第１領域に対応する前記水舟の外側面に設置されている。

本態様に係る水舟装置によれば、第２領域の熱抵抗が第１領域の熱抵抗よりも大きいため、熱電変換器が設置される第１領域の熱伝導効率が第２領域よりも高くなる。このため、水舟内部の熱を効率的に熱電変換器に向かわせることができ、湿し水に対する冷却効率を高めることができる。

本発明の第２の態様は、印刷機に関する。第２の態様に係る印刷機は、第１の態様に係る水舟装置と、前記水舟装置から湿し水が供給されるとともにインク溜めからインクが供給される版胴と、を備える。

本態様に係る印刷機によれば、第１の態様に係る水舟装置を備えるため、湿し水を適正且つ効率的に温度管理できる。これにより、より高品質に印刷を行うことができる。

以上のとおり、本発明によれば、水舟の構造的特徴により湿し水に対する装置の冷却効率をさらに高めることが可能な水舟装置およびそれを備えた印刷機を提供できる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る印刷機の構成を模式的に示す図である。 図２（ａ）は、実施形態に係る印刷ユニットの版胴付近の構成を模式的に示す側面図である。図２（ｂ）は、実施形態に係る印刷ユニットの印刷方法を模式的に示す図である。 図３（ａ）は、実施形態に係る水舟の構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）で示した水舟のＡ−Ａ´位置における断面図である。 図４（ａ）は、実施形態に係る熱電変換器が略組み立てられた状態の構成を模式的に示す斜視図である。図４（ｂ）は、実施形態に係る熱電変換器一部の構成を模式的に示す分解斜視図である。 図５は、実施形態に係る水舟装置の機構部の構成を示す斜視図である。 図６は、図５で示された水舟装置の機構部の構成の分解斜視図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係る水舟装置の機構部の側面図である。 図８は、実施形態に係る水舟装置における湿し水の水位の制御を示すフローチャートである。 図９（ａ）は、変更例に係る水舟の構成を示す斜視図である。図９（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、変更例に係る水舟の側面図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。なお、以下の説明において、インキローラにおける「インキ」の用語は、「インク」と同じ意味である。

図１は、印刷機１の構成を模式的に示す図である。ここでは、印刷用紙Ｐ１０の片面に印刷を行う印刷機１の構成例が示されている。

図１に示すように、印刷機１は、給紙ユニット２と、４つの印刷ユニット３と、集積ユニット４と、を備えている。給紙ユニット２は、被印刷物である所定サイズの印刷用紙Ｐ１０を収容し、収容した印刷用紙Ｐ１０を順次、最もＹ軸負側の印刷ユニット３に送り出す。給紙ユニット２から送り出された印刷用紙Ｐ１０は、各印刷ユニット３の搬送機構によって、４つの印刷ユニット３に順番に送られる。

４つの印刷ユニット３は、それぞれ、給紙ユニット２から送り出された印刷用紙Ｐ１０に所定の色のパターン画像を印刷する。たとえば、４つの印刷ユニット３は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのパターン画像を印刷用紙Ｐ１０に印刷する。

Ｙ軸負側の３つの印刷ユニット３は、それぞれ、搬送機構によって、印刷後の印刷用紙Ｐ１０をＹ軸正方向に隣り合う印刷ユニット３に送り出す。最もＹ軸正側の印刷ユニット３は、搬送機構によって、印刷後の印刷用紙Ｐ１０を、集積ユニット４に送り出す。集積ユニット４は、送り出された印刷用紙Ｐ１０を、順次、集積部に搬送する。こうして、全ての色の印刷が終了した印刷用紙Ｐ１０が、集積ユニット４に集積される。

４つの印刷ユニット３は、互いに同様の構成を備えている。各印刷ユニット３は、各色のインクを貯留するためのインク溜め３ａを備えている。また、各印刷ユニット３は、４つのインキローラ１０と、版胴２１と、ブランケット２２と、圧胴２３とを備えている。インキローラ１０、版胴２１、ブランケット２２および圧胴２３は、それぞれ、柱状の形状を有し、Ｘ軸に平行な回転軸を中心に、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向に回転する。

４つのインキローラ１０は、インクと回転接触しながら、インクをインク溜め３ａから版胴２１へと導く。こうして、版胴２１に導かれたインクが、所定の描画パターンで、版胴２１の外周面に印写される。版胴２１の外周面に印写されたインクが、版胴２１とブランケット２２の接触位置において、ブランケット２２に転写される。こうしてブランケット２２に転写されたインクが、ブランケット２２と圧胴２３との間に送り込まれた印刷用紙Ｐ１０に転写される。

図２（ａ）は、印刷ユニット３の版胴２１付近の構成を模式的に示す側面図である。図２（ｂ）は、印刷ユニット３の印刷方法を模式的に示す図である。

図２（ａ）に示すように、印刷ユニット３は、さらに、版胴２１に近接する位置に、水舟１１０と、水元ローラ２４、ゴムローラ２５、２７と、中間ローラ２６と、を備えている。水元ローラ２４と中間ローラ２６とは、外周面を構成する部材が銅やアルミニウム等の金属材料により構成されている。ゴムローラ２５、２７は、外周面を構成する部材がゴム材料により構成されている。

水舟１１０は、凹部１１１に湿し水Ａ２０を貯留する。湿し水Ａ２０は、水道水にエッチ液を混合したものである。湿し水Ａ２０は、湿し水供給器３０から水舟１１０に供給される。たとえば、水舟１１０の側面等に形成された供給口（図示せず）から、凹部１１１に湿し水Ａ２０が供給される。この他、凹部１１１と水元ローラ２４との間の隙間から湿し水Ａ２０が供給されてもよい。

水元ローラ２４と、２つのゴムローラ２５、２７および中間ローラ２６が、それぞれ、図２（ａ）に示す矢印の方向に回転することにより、水舟１１０に貯留された湿し水Ａ２０が、これらローラを伝って、版胴２１の外周面に塗布される。このとき、中間ローラ２６が径方向に振られて、ゴムローラ２５からゴムローラ２７へと伝搬する湿し水Ａ２０が均される。これにより、版胴２１に対して均等に湿し水Ａ２０が塗布される。

ここで、版胴２１の外周面には、予め、描画用の版が設置されている。版は、非描画部分に湿し水Ａ２０が付着するように構成されている。したがって、水元ローラ２４、２つのゴムローラ２５、２７および中間ローラ２６によって版胴２１の外周面に塗布された湿し水Ａ２０は、非描画部分のみに残り、描画部分には残らない。このため、インキローラ１０から版胴２１の外周面に導かれたインクＡ１０は、版胴２１の外周面のうち、湿し水Ａ２０が残っていない描画部分のみに付着する。

図２（ｂ）は、版胴２１の外周面にインクＡ１０と湿し水Ａ２０が付着した状態を示している。上記工程により版胴２１の外周面に印写されたインクＡ１０が、上記のようにブランケット２２に転写され、その後、印刷用紙Ｐ１０に転写される。これにより、版胴２１の外周面に付設された版に応じたパターン画像が、印刷用紙Ｐ１０に印刷される。

ところで、湿し水Ａ２０は、上記のように、版胴２１の外周面にインクＡ１０を付着させる役割を果たす他、版胴２１を冷却して、版胴２１の温度を所定の温度に調節する役割をも果たしている。

すなわち、インキローラ１０は、図示しない駆動機構によって、Ｘ軸方向に駆動されつつ、Ｘ軸に平行な軸の周りに回転される。このようにインキローラ１０が駆動されながら、インキローラ１０の外周面に希釈液が供給されることにより、インキローラ１０に接するインクに希釈液が混合され、インクＡ１０が適度な乳化状態（粘度）に調整される。

しかしながら、このようにインキローラ１０が駆動されると、インキローラ１０とインクＡ１０との間に摩擦熱が生じ、インクＡ１０の温度が上昇する。このため、インクＡ１０がインキローラ１０から版胴２１に付着すると、版胴２１の温度が上昇する。インクＡ１０の温度上昇は、印刷の性能に大きく関与する。このため、版胴２１を冷却して版胴２１に転写されたインクＡ１０の温度を適正な範囲に管理する必要がある。ここで、湿し水Ａ２０は、版胴２１に塗布されることにより、版胴２１を冷却する役割を果たしている。したがって、湿し水Ａ２０を利用することにより、版胴２１を効率的に冷却することができる。

本実施形態では、水舟１１０に貯留されている湿し水Ａ２０の温度を所定温度に管理するため、水舟１１０の外側面に、熱電変換器１２０が設置される。熱電変換器１２０は、制御ユニット１０３によって制御される。水舟１１０に貯留されている湿し水Ａ２０の熱が水舟１１０を介して熱電変換器１２０に移動する。これにより、湿し水Ａ２０が冷却される。また、水舟１１０に貯留されている湿し水Ａ２０の水位が、水位検出部１０２によって検出される。制御ユニット１０３は、水位検出部１０２の検出結果に基づき、水舟１１０に貯留されている湿し水Ａ２０の水位が所定水位となるように、湿し水供給器１０１を制御する。

水元ローラ２４と、水舟１１０と、熱電変換器１２０と、湿し水供給器１０１と、水位検出部１０２と、制御ユニット１０３とによって、水舟装置１００が構成される。後述のように、水舟装置１００は、さらに、断熱材１３０等の他の構成を備えている。以下に、水舟装置１００の構成について、より詳細に説明する。

まず、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、水舟１１０の構成について説明する。本実施形態では、水舟１１０に貯留されている湿し水Ａ２０の熱を、より効率的に熱電変換器１２０に移動させるための構造が水舟１１０に設けられている。より詳細には、熱電変換器１２０が設置される部分の厚みが、その他の部分の厚みよりも大きくなっている。

図３（ａ）は、水舟１１０の構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された水舟１１０のＡ−Ａ´位置における断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、水舟１１０は、上面に円弧状の凹部１１１が形成された舟型の形状を有する。凹部１１１は、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向にのみ湾曲している。凹部１１１の曲率は、Ｘ軸方向の全ての位置において一定である。すなわち、凹部１１１は、内側面が所定の円筒面に整合するように構成されている。凹部１１１は、Ｘ−Ｚ平面に平行な面に対して対称な形状である。

水舟１１０は、凹部１１１のＸ軸正負側の端部のそれぞれに、傾斜面１１０ａを介して、壁面１１０ｂに滑らかに繋がっている。壁面１１０ｂは、Ｘ軸に垂直である。水舟１１０は、凹部１１１のＹ軸正負側の端部のそれぞれに、鍔部１１２が設けられている。鍔部１１２は、ネジ１０４（図６を参照）を通すための孔１１２ａを有する。

凹部１１１のＸ軸方向の幅は、水元ローラ２４のＸ軸方向の幅（外径）よりもやや大きい。また、凹部１１１のＹ軸方向の長さは、水元ローラ２４のＹ軸方向の長さと略同等である。

水舟１１０は、互いに厚みが異なる第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを有する。第１領域Ｒ１は、凹部１１１の中央すなわち凹部１１１の最深部から凹部１１１の周方向に均等に広がる領域である。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１に対して周方向の両側に均等に広がる領域である。つまり、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１を挟んでＹ軸正負側に配置される。図３（ｂ）において、位置Ｈ１は、第１領域Ｒ１の上限位置、すなわち、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界の位置に相当する。

第１領域Ｒ１の厚みは、第２領域Ｒ２の厚みよりも大きい。第１領域Ｒ１の厚みは一定である。第２領域Ｒ２の厚みは、第２領域Ｒ２と鍔部１１２との境界までの範囲において一定である。このため、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界部分の水舟１１０の外側面には、段差が生じている。段差の方向は、凹部１１１の曲率中心から径方向に伸びる方向に一致する。

水舟１１０は、熱伝導性に優れた金属材料により一体形成される。水舟１１０を形成する材料として、たとえば、銅、アルミニウム、および鉄等が用いられ得る。本実施形態では、アルミニウムにより水舟１１０が形成される。

上記のとおり、水舟１１０の外側面に熱電変換器１２０が設置される。後述のように、本実施形態では、複数の熱電変換器１２０が、凹部１１１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って設置される。

図４（ａ）は、熱電変換器１２０が略組み立てられた状態の構成を模式的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、熱電変換器１２０の一部の構成を模式的に示す分解斜視図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）には、便宜上、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸が新たに付されている。ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向は、それぞれ、熱電変換器１２０の縦方向、横方向および厚み方向である。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、熱電変換器１２０は、基板１２１と、電極１２２と、熱電変換素子１２３と、リード線１２４と、電極１２５と、を備える。

図４（ａ）に示すように、基板１２１は、平面視において正方形の角を丸めた輪郭を有する。基板１２１は、熱伝導性に優れ、且つ、可撓性を有する材料により構成される。基板１２１として、薄い銅板を用いることができる。この他、基板１２１は、アルミニウム、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等により構成されてもよい。

基板１２１の上面には、電極１２２が設けられている。電極１２２は、銅やアルミニウム等により構成される。基板１２１が導電性材料により構成される場合、基板１２１と、電極１２２との間に絶縁層が設けられる。電極１２２は、上面側の電極１２５とともに、熱電変換器１２０を直列に接続するように配置されている。

熱電変換素子１２３は、略立方体の形状を有する。熱電変換素子１２３は、ペルチェ素子等の、電力により熱を制御する素子からなっている。熱電変換素子１２３は、ｙ軸方向およびｘ軸方向にマトリックス状に並ぶように配置される。電極１２２の上面に、半田によって熱電変換素子１２３の下面が接合される。ｙ軸正負側の端の電極１２２に、それぞれ、リード線１２４が接続される。さらに、図４（ａ）に示すように、熱電変換素子１２３の上面に、半田によって電極１２５が接合される。これにより、２つのリード線１２４に対し、全ての熱電変換素子１２３が電極１２２、１２５を介して直列に接続される。リード線１２４から電圧が印加されると、電極１２２、１２５を介して、全ての熱電変換素子１２３に電圧が印加される。

なお、ｙ軸正負側の端の電極１２２には、熱電変換素子１２３に代えて、熱電変換素子１２３と略同形状の補強部材１２６が、それぞれ、４つずつ設置されている。補強部材１２６は、熱電変換器１２０を補強するためのものであって、リード線１２４に電圧が印加されても、温調作用を発現しない。図４（ａ）に示すように、これら補強部材１２６の上面に、ｘ軸方向に延びる補強板１２７が設置される。これにより、熱電変換器１２０は、ｘ−ｚ平面に平行な方向に曲がりにくくなっている。

さらに、電極１２５および補強板１２７の上面に、基板１２８が設置される。基板１２８は、基板１２１と同様の形状および構成である。実際には、基板１２８の下面に、予め、電極１２５および補強板１２７が設けられている。基板１２８が熱電変換素子１２３および補強部材１２６の上面に載せられることにより、電極１２５および補強板１２７が熱電変換素子１２３および補強部材１２６に接合される。こうして、熱電変換器１２０が構成される。

２つのリード線１２４を介して熱電変換器１２０に電圧が印加されると、熱電変換器１２０の上面の熱が、熱電変換器１２０の下面（基板１２８のＺ軸負側の面）へと移動する。基板１２１に設置された複数の熱電変換器１２０は、それぞれ、２つのリード線１２４を介して電圧が印加されると、下面から上面へと熱が移動するように、極性が調整されている。

図４（ａ）、（ｂ）に示した構成では、基板１２１、１２８が可撓性を有する材料により構成されているため、熱電変換器１２０は、隣り合う電極１２２間の隙間の位置Ｐ１において、ｙ−ｚ平面に平行な方向に曲がり得る。これにより、熱電変換器１２０は、水舟１１０の外側面に設置することができる。

図５は、水舟装置１００の機構部の構成を示す斜視図である。図６は、図５で示した水舟装置１００の機構部の構成の分解斜視図である。

図５、図６に示すように、水舟装置１００は、機構部の構成として、上記の水元ローラ２４、水舟１１０および熱電変換器１２０の他、断熱材１３０と、放熱部材１４０と、カバー１５０と、を備える。

図５、図６に示すように、複数の熱電変換器１２０が、Ｘ軸方向に沿って水舟１１０の外側面に設置される。具体的には、熱電変換器１２０は、第１領域Ｒ１に対応する水舟１１０の外側面に設置される。上記のように熱電変換器１２０は、可撓性を有するため、水舟１１０の外側面の形状に沿うように湾曲した状態で水舟１１０の外側面に設置される。

断熱材１３０は、たとえば、シリコーンゴムやアクリルニトリルブタジエンゴム等によって構成されている。断熱材１３０は、水舟１１０と略同じ長さを有しており、水舟１１０の外側面に設けられる。具体的には、断熱材１３０は、第２領域Ｒ２に対応する水舟１１０の外側面に設置される。図３（ｂ）を示して説明したとおり、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１を挟んで対称な位置に配置されている。２つの断熱材１３０が、両方の第２領域Ｒ２に対応する水舟１１０の外側面に設置される。このとき、断熱材１３０は、熱電変換器１２０と同様に、第２領域Ｒ２の円弧形状に沿うように湾曲した状態で水舟１１０の外側面に設置される。

放熱部材１４０は、水舟１１０と略同じ長さを有する。放熱部材１４０は、熱電変換器１２０の直下に設置される。放熱部材１４０は、ベース部１４１と、フィン１４２と、を備える。図６に示すように、ベース部１４１の上面に、熱電変換器１２０を受けるための受け部１４１ａが設けられている。受け部１４１ａは、水舟１１０の外側面の形状に適合するよう、円柱面状に湾曲している。

ベース部１４１の上面のＹ軸正負側の端縁部には、ネジ１０４が通されるネジ孔１４１ｂがＸ軸方向に沿ってそれぞれ設けられている。ネジ孔１４１ｂは、水舟１１０の鍔部１１２に設けられている孔１１２ａに対応する位置に設けられる。また、ベース部１４１のＹ軸正負側の両側面には、ネジ１０５が通されるネジ孔１４１ｃがＸ軸方向に沿ってそれぞれ設けられている。

フィン１４２は、ベース部１４１の下面に設けられる。フィン１４２は、空気に触れる面積が広いほど放熱効率が向上する。このため、本実施形態では、複数のフィン１４２が、Ｙ軸方向に並んで設けられている。ここでは、Ｙ軸方向の内側のフィン１４２ほどＺ軸方向の長さが長くなるように調整されている。

カバー１５０は、図５、図６に示すように、Ｘ軸方向に沿ってフィン１４２を覆う形状を有する。カバー１５０は、Ｙ軸正負側の側面１５１と、側面１５１のそれぞれからＺ軸負側に向かう傾斜面１５２とから構成されている。カバー１５０の側面１５１には、ベース部１４１の両側面に設けられているネジ孔１４１ｂに対応する位置に孔１５１ａが設けられている。

水舟１１０、熱電変換器１２０、断熱材１３０、放熱部材１４０、およびカバー１５０は、以下のように組み立てられる。

まず、第２領域Ｒ２に対応する水舟１１０の外側面に接着剤等で断熱材１３０が設置される。次に、第１領域Ｒ１に対応する水舟１１０の外側面と放熱部材１４０の受け部１４１ａとの間に複数の熱電変換器１２０が挟まれるようにして、複数のネジ１０４により、放熱部材１４０が水舟１１０に取り付けられる。これらネジ１０４は、それぞれ、水舟１１０の鍔部１１２に設けられている複数の孔１１２ａに上方から通されて、放熱部材１４０の両端縁部に設けられている複数のネジ孔１４１ｂにネジ留めされる。各ネジ１０４を締め付けることにより、水舟１１０と放熱部材１４０との距離が縮まり、複数の熱電変換器１２０が、それぞれ、第１領域Ｒ１に対応する水舟１１０の外側面と放熱部材１４０の受け部１４１ａに密着する。

その後、カバー１５０の側面１５１に設けられている複数の孔１５１ａを介して、放熱部材１４０の両側面のネジ孔１４１ｂにネジ１０５が留められる。これにより、カバー１５０が放熱部材１４０に取り付けられる。こうして、水舟１１０、熱電変換器１２０、断熱材１３０、放熱部材１４０、およびカバー１５０の組み立てが完了する。

なお、図５に示す構成において、カバー１５０は、冷却風の流路を構成する。カバー１５０のＸ軸正負の端部に、それぞれ、ダクトが接続され、一方のダクトに吸気ファンが接続される。他方のダクトは、印刷機１の外部に接続される。吸気ファンが駆動されると、ダクトに外気が取り込まれ、この外気が冷却風となってカバー１５０の内部をＸ軸方向に流通する。これにより、熱電変換器１２０からフィン１４２に移動した熱が冷却風に移動し、熱電変換器１２０の放熱面が効果的に冷却される。このため、熱電変換器１２０の冷却効率が高く維持される。

次に、水舟１１０の凹部１１１に対する水元ローラ２４の配置について説明する。

図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、水舟装置１００の機構部の構成をＸ軸正側から見た側面図である。ただし、図７（ｂ）では、水舟１１０の壁面１１０ｂが省略されている。また、図７（ｂ）には、第１領域Ｒ１の上限の位置Ｈ１が示されている。

図７（ｂ）に示すように、凹部１１１の内側面の曲率中心Ｃ１０を規定する直線（Ｘ軸に平行な直線）が、水元ローラ２４の回転中心軸Ｃ２０に一致するように、水舟１１０が、水元ローラ２４に対して配置されている。ここで、回転中心軸Ｃ２０は、水元ローラ２４の中心軸に一致する。したがって、本実施形態では、水元ローラ２４の中心軸と凹部１１１の内側面の曲率中心Ｃ１０とが一致するように、水舟１１０と水元ローラ２４が配置されている。

このように水舟１１０と水元ローラ２４とが配置されることにより、凹部１１１の第１領域Ｒ１と水元ローラ２４の外周面との間の隙間Ｄ１は、凹部１１１の任意の位置において一定となる。ここで、水元ローラ２４の外径は、たとえば、８０〜１００ｍｍ程度であり、隙間Ｄ１は、たとえば、５〜８ｍｍ程度である。すなわち、隙間Ｄ１は、水元ローラ２４の外径に対して、顕著に小さい。

このように、隙間Ｄ１が小さく設定されることにより、凹部１１１に貯留された湿し水Ａ２０が、水元ローラ２４の回転に伴い効果的に撹拌され得る。これにより、凹部１１１に貯留された湿し水Ａ２０には、殆ど温度差が生じることがなく、湿し水Ａ２０の温度が略均一化され得る。

次に、水舟１１０に貯留される湿し水Ａ２０の水位制御について説明する。

上述のように、水舟１１０における湿し水Ａ２０の水位は、図２（ａ）に示した水位検出部１０２の検出結果に基づいて、制御ユニット１０３により制御される。ここで、水位検出部１０２は、たとえば、光を照射する光源と、カメラ等の撮像装置とで構成される。また、凹部１１１の内側面には、制御対象の水位の位置にマーカが付される。水元ローラ２４と凹部１１１との間には、隙間Ｄ２が形成される。そして、図７（ｂ）に矢印で示すように、光源から照射された光が水元ローラ２４と凹部１１１との隙間Ｄ２からマーカに向かって照射され、撮像装置によってマーカ付近が撮像される。光源および撮像装置は、印刷機１の適切な場所に設置される。撮像された画像は、制御ユニット１０３に送信される。制御ユニット１０３は、受信した画像を分析して、凹部１１１に貯留されている湿し水Ａ２０の水位を検出し、湿し水Ａ２０の水位がマーカに整合するように、湿し水供給器１０１を制御する。

本実施形態では、水舟１１０に貯留される湿し水Ａ２０の水位が、図３（ｂ）および図７（ｂ）に示した位置Ｈ１（第１領域Ｒ１の上限位置）となるように制御される。

図８は、水舟装置１００における湿し水Ａ２０の水位の制御を示すフローチャートである。

印刷機１による印刷動作が開始されると、制御ユニット１０３は、図８の処理を開始する。印刷動作が開始されると、制御ユニット１０３は、湿し水供給器１０１に湿し水Ａ２０を供給させる（Ｓ１１）。その後、制御ユニット１０３は、水位検出部１０２からの検出結果に基づき、湿し水Ａ２０の水位が位置Ｈ１を超えたか否かを監視する（Ｓ１２）。湿し水Ａ２０の水位が位置Ｈ１を超えると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御ユニット１０３は、湿し水供給器１０１による湿し水Ａ２０の供給を停止させる（Ｓ１３）。その後、水元ローラ２４の転動に応じて湿し水Ａ２０が消費されることにより、水舟１１０に貯留されている湿し水Ａ２０の水位が徐々に減少する。制御ユニット１０３は、湿し水Ａ２０の水位が位置Ｈ１未満になったか否かを監視する（Ｓ１４）。

湿し水Ａ２０の水位が位置Ｈ１未満になると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御ユニット１０３は、印刷動作が終了したか否か判定する（Ｓ１５）。印刷動作が終了していない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御ユニット１０３は、処理をステップＳ１１に戻して、湿し水供給器１０１により湿し水Ａ２０の供給を再開させる。その後、制御ユニット１０３は、ステップＳ１２以降の処理を同様に実行する。これにより、湿し水Ａ２０の水位は、位置Ｈ１を中心に僅かな増減を繰り返す。印刷動作が終了すると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御ユニット１０３は、湿し水Ａ２０の水位制御を終了する。

＜実施形態の効果＞
図２（ａ）、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、水舟１１０は、熱伝導性の材料で一体形成されており、第１領域Ｒ１の厚みが第２領域Ｒ２の厚みよりも薄くなっている。このため、第２領域Ｒ２の方が第１領域Ｒ１よりも熱抵抗が大きい。換言すれば、第１領域Ｒ１の方が第２領域Ｒ２よりも熱抵抗が小さい。本実施形態では、熱電変換器１２０は、第１領域Ｒ１に対応する水舟１１０の外側面に設置されている。このように、熱抵抗が小さい第１領域に熱電変換器１２０を設置することにより、水舟１１０内部の熱をより効率的に熱電変換器１２０に向かわせることができる。よって、湿し水Ａ２０に対する冷却効率を向上させることができる。

図７（ｂ）に示すように、第２領域Ｒ２に対応する水舟１１０の外側面に断熱材１３０が設置されている。これにより、外気の熱が第２領域Ｒ２の外側面から湿し水Ａ２０に移動することを抑止でき、湿し水Ａ２０をより効果的に冷却できる。また、第２領域Ｒ２の外側面に結露が生じることを防ぐことができる。図１の構成では、水舟１１０が、印刷用紙Ｐ１０の上方に設置される。このため、第２領域Ｒ２に結露が生じると、水滴が印刷用紙Ｐ１０に落下する虞がある。本実施形態では、断熱材１３０によって結露の発生が抑止されるため、結露による水滴が印刷用紙Ｐ１０に落下することを防ぐことができる。

図８に示すように、制御ユニット１０３（制御部）は、湿し水Ａ２０の水位が凹部１１１の第１領域Ｒ１の上限に対応する位置Ｈ１となるように、湿し水供給器１０１を制御する。これにより、水舟１１０において湿し水Ａ２０が貯留される範囲が、熱電変換器１２０の直上の範囲に制限される。このため、湿し水Ａ２０の熱を、より効率的に、熱電変換器１２０に向かわせることができ、湿し水Ａ２０に対する装置の冷却効率をさらに向上させることができる。

図７（ｂ）に示すように、凹部１１１は、水元ローラ２４の外側面に沿って湾曲する形状を有し、水元ローラ２４は、凹部１１１の内側面から離間した状態で凹部１１１に嵌まっている。これにより、冷却に必要な湿し水の量を少量にできるので、装置の電力消費を低減させることができる。

図７（ｂ）に示すように、第１領域Ｒ１に対応する水舟１１０の外側面は、凹部１１１と同心状に湾曲し、第１領域Ｒ１対応する水舟１１０の外側面に作用面が密着するように熱電変換器１２０が設置されている。これにより、第１領域Ｒ１における水舟１１０の厚みを均一にできるので、第１領域Ｒ１に貯留された湿し水Ａ２０から満遍なく熱を熱電変換器１２０に向かわせることができる。また、熱電変換器１２０が第１領域Ｒ１の外側面に湾曲しながら密着するため、熱電変換器１２０により第１領域Ｒ１を効率良く冷却できる。

図７（ｂ）に示すように、放熱部材１４０は、水舟１１０との間で、熱電変換器１２０を保持する。これにより、放熱部材１４０が熱電変換器１２０の保持部材として共用されるため、装置構造の簡素化を図ることができる。

図７（ｂ）に示すように、水舟装置１００は、放熱部材１４０を水舟１１０と反対側から覆うカバー１５０を備えている。これにより、放熱部材１４０とカバー１５０とにより形成される空間を、放熱部材１４０（フィン１４２）を冷却するための冷却風の流路にできる。このため、熱電変換器１２０の排熱効率を高めることができる。また、この空間を冷却風が流通するため、印刷機１内の乱流を防止することができる。よって、乱流によって塵埃が印刷用紙Ｐ１０の印刷面に付着する等の不具合を抑止できる。

この他、本実施形態では、以下の効果も奏され得る。

図７（ｂ）に示すように、凹部１１１が水元ローラ２４の外側面に沿って湾曲する形状であるため、凹部１１１の第１領域Ｒ１に貯留する湿し水Ａ２０を、水元ローラ２４の回転に伴い、滞留なく効果的に撹拌できる。よって、凹部１１１の第１領域Ｒ１に貯留された湿し水Ａ２０の温度を均一化でき、且つ、湿し水Ａ２０の温度を適切に管理できる。これにより、印刷の品質を向上させることができる。

また、凹部１１１の内側面の曲率中心Ｃ１０を規定する直線が水元ローラ２４の回転中心軸Ｃ２０に一致するように、水舟１１０が水元ローラ２４に対して配置されている。この構成によれば、凹部１１１の内側面と水元ローラ２４の外周面との間の隙間が一定となるため、凹部１１１の第１領域Ｒ１に貯留される湿し水Ａ２０の温度をより確実に均一化でき、湿し水Ａ２０の温度をより適切に管理できる。これにより、印刷の品質をより一層向上させることができる。

さらに、隙間を一定に保つことができるため、水元ローラ２４と凹部１１１の内側面との隙間から位置Ｈ１を水位検出部１０２で常に管理し、撮像装置で撮像することができる。これにより、湿し水Ａ２０の水位が適切に管理されるため、余分な湿し水Ａ２０が凹部１１１に貯留されることはない。よって、湿し水Ａ２０は、熱電変換器１２０により効率的に冷却される。

なお、このように、水元ローラ２４の外周面と凹部１１１の内側面との間の隙間が一定である場合、水元ローラ２４の回転に伴い、適量の湿し水Ａ２０を水元ローラ２４の外周面に広げて搬送できる。このため、版胴２１の全ての領域に適量の湿し水Ａ２０を円滑に供給できる。したがって、版胴２１から余分な湿し水Ａ２０を取り除いて水舟１１０に戻す必要がなく、そのための構成を省略することができる。これにより、さらなる構成の簡素化を図ることができる。また、版胴２１に付着された後の湿し水Ａ２０が水舟１１０に戻されないため、水舟１１０に貯留される湿し水を綺麗に保つことができる。よって、印刷の品質をさらに高めることができる。

＜変更例１＞
上記の実施形態では、水位検出部１０２は、水元ローラ２４と水舟１１０の凹部１１１の内側面との隙間から凹部１１１の内部を撮像することにより、湿し水Ａ２０の水位が検出された。しかしながら、湿し水Ａ２０の水位を検出する構成は、これに限られるものではない。

たとえば、図９（ａ）に示すように、水舟１１０の凹部１１１の内壁から鍔部１１２へと続く切欠き部１１３を設け、この切欠き部１１３に水位を検出するためのセンサ（図示せず）が設置されてもよい。この場合、切欠き１１３のＺ軸方向の深さは、たとえば、凹部１１１の最深部の深さに設定される。センサは、鍔部１１２の位置において、切欠き１１３内の湿し水Ａ２０の水位を検出する。センサとして、反射型の光学式液面センサや、静電容量式の液面センサ等が用いられ得る。センサの検出信号は、随時、制御ユニット１０３に出力される。制御ユニット１０３は、センサの検出信号に基づいて、湿し水Ａ２０の水位が位置Ｈ１となるように、湿し水供給器１０１を制御する。

この構成によれば、センサを切欠きの位置に設置するのみであるため、水位検出部１０２の構成を簡素化できる。よって、水舟装置１００の構成をより簡素化することができる。

＜変更例２＞
上記実施形態では、水舟１１０が熱伝導性の金属材料から一体形成された。しかしながら、水舟１１０の構成方法はこれに限られるものではない。

たとえば、図９（ｂ）に示すように、第１領域Ｒ１が第１部材１１４により構成され、第２領域Ｒ２が第２部材１１５により構成されてもよい。第１部材１１４は、第２部材１１５よりも熱抵抗が小さい。第１部材１１４は、上記実施形態の水舟１１０と同様の金属材料で構成され、第２部材１１５は、樹脂等の熱伝導性が低い材料により構成される。

この場合、第１部材１１４および第２部材１１５の境界から湿し水Ａ２０が漏出しないよう、第１部材１１４および第２部材１１５は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界付近で重複させて、ネジ１１６で締結される。この構成では、熱伝導性が低い材料により第２部材１１５が構成されているため、上記実施形態における断熱材１３０を省略できる。また、第１部材１１４と第２部材１１５の厚みが、互いに同じであってもよい。

＜その他の変更例＞
上記以外にも、水舟装置１００の構成は、適宜変更可能である。

たとえば、図９（ｃ）に示すように、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界部分の外側面に生じる段差の方向が、Ｚ軸負方向に伸びるように、水舟１１０が構成されてもよい。

また、上記実施形態では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向の中央のフィン１４２ほどＺ軸方向の長さが長くなっているが、フィン１４２の構成はこれに限られるものではない。熱電変換器１２０の数も、上記実施形態に示した数に限られるものではない。

また、水舟１１０、放熱部材１４０およびカバー１５０の接合構造は、上記実施形態の構造に限られるものではなく、適宜変更可能である。ただし、この場合も、放熱部材１４０が、水舟１１０との間で、熱電変換器１２０を保持する構造であることが好ましい。

また、上記実施形態では、湿し水Ａ２０の水位が位置Ｈ１に設定されたが、湿し水Ａ２０の水位が、位置Ｈ１に対して、やや増減するように、湿し水Ａ２０の水位の制御が行われてもよい。また、水位の制御は、必ずしも、図８のフローチャートに従って行われなくともよく、水位を目標水位に維持できる限りにおいて、他の制御が行われてもよい。

また、図７（ｂ）の状態から水舟１１０がＺ軸方向にシフトされて、凹部１１１の内側面の曲率中心Ｃ１０を規定する直線が、水元ローラ２４の回転中心軸Ｃ２０に対して、Ｚ軸負方向にずれていてもよい。また、図７（ｂ）の状態から水舟１１０の凹部１１１の曲率半径が拡大されて、凹部１１１の内側面の曲率中心Ｃ１０を規定する直線が、水元ローラ２４の回転中心軸Ｃ２０に対して、Ｚ軸負方向にずれていてもよい。

このように構成した場合であっても、凹部１１１の内側面は水元ローラ２４の外周面に沿った形状となっており、且つ、凹部１１１の内側面の曲率中心Ｃ１０を規定する直線は、水元ローラ２４の回転中心軸Ｃ２０に対して平行となっている。このため、凹部１１１に貯留された湿し水Ａ２０を、水元ローラ２４の回転に伴い円滑に撹拌でき、凹部１１１に貯留された湿し水Ａ２０の温度を均一化することができる。

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ … 印刷機
３ａ … インク溜め
２１ … 版胴
２４ … 水元ローラ
１００ … 水舟装置
１０１ … 湿し水供給器
１０２ … 水位検出部
１１０ … 水舟
１１１ … 凹部
１１４ … 第１部材
１１５ … 第２部材
１２０ … 熱電変換器
１３０ … 断熱材
１４０ … 放熱部材
１５０ … カバー
Ａ２０ … 湿し水
Ｒ１ … 第１領域
Ｒ２ … 第２領域
Ｈ１ … 位置（第１領域の上限）

Claims (10)

1. 水舟と、
   前記水舟の凹部に溜められた湿し水に接触して回転する円柱状の水元ローラと、
   前記湿し水の温度を制御するための熱電変換器と、を備え、
   前記水舟は、前記水元ローラの周方向における前記凹部の中央から前記周方向の両側に広がるように形成された第１領域と、前記第１領域に対して前記周方向の両側に形成され前記第１領域よりも熱抵抗が大きい第２領域とを備え、
   前記熱電変換器は、前記第１領域に対応する前記水舟の外側面に設置されている、
   ことを特徴とする水舟装置。
2. 前記第１領域および前記第２領域は熱伝導性の材料により一体形成され、
   前記第２領域の厚みが前記第１領域の厚みよりも薄くなっている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水舟装置。
3. 前記第２領域に対応する前記水舟の外側面に断熱材が設置されている、
   ことを特徴とする請求項２に水舟装置。
4. 前記第１領域と前記第２領域に、それぞれ、熱抵抗が互いに異なる別体の部材が配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水舟装置。
5. 前記水舟の前記凹部に前記湿し水を供給する湿し水供給器と、
   前記湿し水の水位を検出する水位検出部と、
   前記水位検出部の検出結果に基づいて前記湿し水供給器を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記湿し水の水位が前記凹部の前記第１領域の上限に対応する位置となるように、前記湿し水供給器を制御する、
   ことを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の水舟装置。
6. 前記凹部は、前記水元ローラの外側面に沿って湾曲する形状を有し、
   前記水元ローラは、前記凹部の内側面から離間した状態で前記凹部に嵌まっている、
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の水舟装置。
7. 前記熱電変換器は、湾曲可能に構成され、
   前記第１領域に対応する前記水舟の前記外側面は、前記凹部と同心状に湾曲し、
   前記第１領域に対応する前記水舟の前記外側面に作用面が密着するように、当該外側面に前記熱電変換器が設置されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の水舟装置。
8. 前記熱電変換器の熱を放熱する放熱部材を備え、
   前記放熱部材は、前記水舟との間で、前記熱電変換器を保持する、
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の水舟装置。
9. 前記放熱部材を前記水舟と反対側から覆うカバーを備える、
   ことを特徴とする請求項８に記載の水舟装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の水舟装置と、
    前記水舟装置から湿し水が供給されるとともにインク溜めからインクが供給される版胴と、を備える印刷機。

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