JP3300908B2 - 印刷装置用の冷却ローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、グラビア印刷機に代
表される印刷装置に適用する冷却ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】紙やフィルムなどのウェブと、ウェブを
送り案内するローラとの間で熱交換を行うことは、実公
昭６３−３７６６１号公報や実公平３−２５１１３号公
報に公知である。そこでは、ローラの内部に加熱された
水蒸気を供給し、ローラ周面に外接するウェブを乾燥し
ている。また、ローラの内部に冷却水を送給して、ロー
ラ周面に外接するウェブを冷却するローラが、実開昭６
１−１０１３９１号公報に公知である。

【０００３】図３に示すグラビア印刷機では、ウェブＷ
を一定速度で送りながら、印刷部２と乾燥炉３を交互に
通過させて多色刷りするが、乾燥炉３から出たウェブＷ
を冷却して印刷面のべた付きを防ぐために、乾燥炉３の
出口の近傍に冷却ローラ１を設けている。印刷ずれを防
ぐために、インフィードローラ４とアウトフィードロー
ラ５と、各印刷部２の印刷ローラ６とは同期駆動する。

【０００４】図６は従来の冷却ローラを示しており、中
空のローラ本体５０と、その両端に固定した中実軸５１
および中空軸５２とからなる。中実軸５１は、ベアリン
グ５３で遊転自在に軸支する。中空軸５２は軸端寄りに
外嵌固定したベアリング５４を、そのアウターレースに
外接する３個のベアリング５５で遊転自在に支持する。
中空軸５２の軸端は排水ケース５６に連通しており、排
水ケース５６に固定した給水管５７が、中空軸５２を介
してローラ本体５０の内部にまで挿入されている。冷却
水は給水管５７を介してローラ本体５０の内部へ送給さ
れ、余剰水は中空軸５２を介して排水ケース５６へと戻
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、各印刷
部２では印刷ローラ６を同期駆動して、ウェブＷの送り
速度の一定化を図っているが、その間に位置する冷却ロ
ーラが原因して、印刷ずれを生じることがある。従来の
冷却ローラのローラ本体５０は遊転自在に軸支されてお
り、ウェブＷの送り速度（１００〜２００ｍ／min ）に
追従して回転する。しかし、ローラ本体５０内に冷却水
を貯溜する冷却形態を採るので、ローラ本体５０への給
水量の変動や、ウェブＷの送り速度の変動などによっ
て、ローラ本体５０内における冷却水の液面が図６
（ｂ）の想像線で示すように変動する。例えば、ローラ
本体５０の回転数が増加すると、液面はローラ本体５０
の内面上半部側へ回り込む。その結果、ローラ本体５０
と冷却水の接触面積が増加し、ローラ本体５０内におけ
る冷却水量も増加するので、ローラ本体５０と冷却水と
の摩擦抵抗が増加し、冷却ローラの周速度がウェブＷの
送り速度より小さくなる。このように、冷却ローラとウ
ェブＷの送り速度に差があると、冷却ローラより上手側
ではウェブＷがたるみ、冷却ローラにより下手側ではウ
ェブＷに過大な張力が作用する傾向を生じるため、印刷
ずれを生じてしまう。

【０００６】冷却ローラの回転抵抗は、ベアリング５３
〜５５によっても発生しており、この回転抵抗を軽減す
るために、中空軸５２に大径のベアリング５４を外嵌装
着し、排水ケース５６に装着した小径の３個のベアリン
グ５５で大径のベアリング５３を支持しているが、回転
抵抗を減少することに限界があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、水を冷却媒体とす
る冷却ローラにおいて、冷却水による回転抵抗を減少
し、冷却ローラのウェブに対する回転追従性を向上する
ことにある。本発明の他の目的は、遊転自在に軸支され
る冷却ローラの軸受部における回転抵抗を減少し、冷却
ローラのウェブに対する回転追従性を向上するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の冷却ローラは、
ベアリング１６・１７を介して遊転自在に支持された、
一端が開口する中空のローラ本体８と、前記開口からロ
ーラ本体８内の内面壁で形成された内部空室９へ挿入配
置した給水体１０および排水樋３０と、ローラ本体８の
開口端側に配置されて、給水体１０および排水樋３０の
挿入基端を固定支持する排水ケース１２とを備えてい
る。給水体１０は、ローラ本体８の内面壁に沿う円弧壁
２５を含んで、内部に給水路２９を有する中空体状に形
成する。給水路２９に送給された冷却水をローラ本体８
の内面壁へ向かって放出する放出口３３の一群が、円弧
壁２５に通設されている。ローラ本体８の内部空室９に
は、給水体１０よりもローラ本体８の回転方向下手側の
円弧壁２５から離れた位置に、ローラ本体８の内面壁に
付着した冷却水をせき止めて変向案内する変向板１１が
設けられている。変向板１１で変向案内された冷却水を
受けて、排水ケース１２へと流動させる排水樋３０が、
ローラ本体８の内部空室９の下半部に配置されている。
具体的には給水体１０が、半円状の円弧壁２５と円弧壁
２５に連続する内へこみ状の樋壁２６とで中空樋体状に
形成されており、円弧壁２５がローラ本体８の内部空室
９内の下半周面に臨み、排水樋３０が給水体１０と一体
に形成されており、給水体１０よりもローラ本体８の回
転方向下手側の円弧壁２５から離れた上方位置に、前記
変向板１１を設けてある。また、ローラ本体８の一端に
突設した軸１５をベアリング１６を介してローラ枠１３
で軸支する。ローラ本体８の他端側は、ローラ本体８に
外嵌固定したベアリング１７と、このベアリング１７に
外嵌する遊転ホルダー１８と、遊転ホルダー１８をベア
リング１９を介して回転自在に軸支する軸受ブロック２
０とを介して、排水ケース１２で軸支する。そのうえ
で、遊転ホルダー１８を駆動機構２３でローラ本体８の
回転速度に同期して同じ回転方向へ回転駆動する。更に
給水体１０の挿入始端側の端壁２７に短軸４１を突設
し、短軸４１の軸中心とローラ本体８の回転中心とが一
致するように、短軸４１をローラ本体８の内部空室９の
奥端壁８ａに装着したベアリング４２で軸支する。

【０００９】

【作用】使用状態において、冷却水は円弧壁２５に通設
した一群の放出口３３からローラ本体８の内面壁へ放出
されて、ローラ本体８を介してウェブＷを冷却する。放
出された冷却水は、ローラ本体８の内面壁に付着してロ
ーラ本体８の回転方向へ同行移動しようとする。しか
し、給水体１０よりもローラ本体８の回転方向下手側に
は変向板１１が隣接配置してあるので、冷却水は変向板
１１にせき止められて、排水樋３０へと強制的に案内移
行される。排水樋３０内の冷却水は排水ケース１２へ流
動する。このように、ローラ本体８の内面壁に沿って円
弧壁２５を設ける形態では、ローラ本体８の内部空室９
における冷却水の量をローラ本体８の内面壁と円弧壁２
５とで挟さまれる空間量に限定し、その量をローラ回転
数とは無関係にほぼ一定化できる。さらに、変向板１１
で冷却水をせき止めて変向案内し、強制的に排水樋３０
へ移す。従って、冷却ローラ１の回転数が変動する場合
であっても、冷却水とローラ本体８の接触面積をほぼ一
定に制限でき、全体として冷却水による回転抵抗を減少
できる。

【００１０】ローラ本体８に固定したベアリング１７を
遊転ホルダー１８で支持し、遊転ホルダー１８をベアリ
ング１９を介して軸受ブロック２０で遊転自在に支持し
たうえで、遊転ホルダー１８を駆動機構２３でローラ本
体８の回転速度に同期して同方向へ回転駆動するので、
ローラ本体８に固定したベアリング１７のインナレース
とアウタレースをほぼ同じ速度で同じ方向へ回転でき
る。つまり、内外の両レースの相対回転を無視できる程
度にまで減らして、ベアリング１７における回転抵抗を
軽減できる。

【００１１】

【発明の効果】本発明の冷却ローラ１では、中空の給水
体１０をローラ本体８の内部空室９に配置し、ローラ本
体８の内面壁に沿う円弧壁２５に設けた一群の放出口３
３から冷却水を供給して、内部空室９内における冷却水
量を円弧壁２５とローラ本体８の内面壁との間の空間量
に限定した。さらに、給水体１０に隣接して配置した変
向板１１によって、ローラ本体８と同行移動しようとす
る冷却水をせき止め、ローラ本体８の内面壁から排水樋
３０へと強制的に移して、冷却水とローラ本体８の接触
面積をほぼ一定に制限できるようにした。従って、内部
空室９内へ送給した冷却水による回転抵抗を減少して、
冷却ローラ１の回転トルクを減少し、ウェブＷに対する
回転追従性を向上でき、印刷装置において、冷却ローラ
１の追従遅れに起因する印刷ずれの発生を解消できる。

【００１２】ローラ本体８に外嵌したベアリング１７を
回転自在な遊転ホルダー１８で支持し、この遊転ホルダ
ー１８を駆動機構２３でローラ本体８と同方向へ同期駆
動するので、ローラ本体８を支持するベアリング１７の
インナレースとアウタレースの相対回転を無視できる程
度にまで減少でき、ベアリング１７の回転抵抗を軽減
し、冷却ローラのウェブＷに対する回転追従性をさらに
向上できる。

【００１３】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係る冷却ローラの
実施例を示す。冷却ローラ１は図３のグラビア印刷機に
適用する。グラビア印刷機の概略は先に説明した通りで
あるので、ここではその説明を省略する。なお、ウェブ
Ｗの移行速度は１００〜２００ｍ／min 、冷却ローラ１
の外直径は約１５０mm、その毎分回転数は２００〜４０
０rpm である。

【００１４】図２において冷却ローラ１は、一端が開口
する中空のローラ本体８と、開口からローラ本体８の内
部空室９へ挿入配置した給水体１０および変向板１１と
を有し、ローラ本体８の開口端側に配置した排水ケース
１２で給水体１０の挿入基端を固定支持する。ローラ本
体８は、排水ケース１２に設けた駆動軸受け機構と、排
水ケース１２に対向するローラ枠１３とで遊転自在に支
持する。

【００１５】ローラ本体８の奥端壁８ａの外面に軸１５
を突設し、ローラ枠１３に装着したベアリング１６で軸
１５を軸支する。さらに、ローラ本体８の他端寄り外面
にベアリング１７を外嵌固定し、これを駆動軸受け機構
で支持する。駆動軸受け機構は、ベアリング１７に外嵌
する遊転ホルダー１８と、遊転ホルダー１９を２個のベ
アリング１９を介して回動自在に支持する軸受ブロック
２０と、遊転ホルダー１８に固定したタイミングプーリ
２１、タイミングベルト２２、および図示していない原
動側のタイミングプーリ、モータを含む駆動機構２３と
からなる。使用状態において、遊転ホルダー１８はロー
ラ本体８と同期した状態で同じ回転方向へ駆動機構２３
で回転駆動する。

【００１６】給水体１０は、ローラ本体８の内部空室９
の下半内周面に沿う半円状の円弧壁２５と、円弧壁２５
に連続する内へこみ状の樋壁２６と、円弧壁２５および
樋壁２６の両端を塞ぐ一対の端壁２７・２８とで中空樋
体状に形成し、排水樋３０を一体に設ける。円弧壁２５
と樋壁２６とによって、両壁２５・２６間に冷却水を送
給するための給水路２９を形成し、樋壁２６によって上
向きに開口する排水樋３０を形成する。給水路２９は排
水ケース１２側の端壁２８に通設した通水口３１を介し
て給水継手３２に連通する。給水路２９内へ送給された
冷却水は、円弧壁２５に通設した一群の放出口３３から
ローラ本体８の内面壁に向かって噴出供給する。排水樋
３０は熱交換後の冷却水を回収して内部空室９外へ排出
するために設けられており、排水ケース１２の内部にお
いて排水樋３０とケース内空間とを排水口３４で連通す
る。

【００１７】給水体１０は給水継手３２を介して排水ケ
ース１２に固定支持する。さらに他端側の端壁２７に短
軸４１を突設し、この短軸４１を内部空室９の奥端壁８
ａに装着したベアリング４２で軸支して、円弧壁２５と
ローラ本体８の内面壁との間隔を正確に規定する。短軸
４１の軸中心はローラ本体８の回転中心に一致してい
る。

【００１８】給水体１０から内部空室９へ供給した冷却
水を回収し、排水樋３０を介して内部空室９外へ排出す
るために、給水体１０よりもローラ本体８の回転方向下
手側の円弧壁２５から離れた上方位置に変向板１１を配
置し、その両端をブラケット３６・３７で支持する。ブ
ラケット３６・３７は給水体１０に固定する。図１に示
すように変向板１１は断面くさび状に形成してあり、給
水体１０側の端に尖鋭部３８を有し、この尖鋭部３８に
連続して湾曲する案内壁３９を設ける。尖鋭部３８はロ
ーラ本体８の内壁面に付着している冷却水をせき止め、
内面壁から掻き落とすように流動案内する。また案内壁
３９は、せき止められた冷却水を排水樋３０へ向かって
反転状に案内して落下させる。

【００１９】以上のように構成した冷却ローラ１によれ
ば、内部空室９内における冷却水量が円弧壁２５とロー
ラ本体８の内面壁との間の空間の体積とほぼ等しい量に
まで減少でき、さらにローラ本体８に同行して内部空室
９の上半部側へ移動しようとする冷却水を変向板１１で
せき止めて、冷却水とローラ本体８の接触面積を内部空
室９の下半内周面に限定できるので、冷却水による回転
抵抗を減少できる。放出口３３から噴出した新規な冷却
水でローラ本体８を冷却し、熱交換後の冷却水は変向板
１１で強制的に排水樋３０へ変向流動させて回収するの
で、内部空室９内で熱交換後の冷却水が滞留することを
解消でき、従来の冷却ローラに比べて効率良く冷却を行
える。

【００２０】遊転ホルダー１８を駆動機構２３でローラ
本体８に同期して同方向へ回転駆動するので、ベアリン
グ１７のインナレースとアウタレースの相対回転をほぼ
ゼロとすることができ、大径のベアリング１７を用いて
いるにも拘らずその回転抵抗を減少して、上記の冷却水
による回転抵抗の減少も相まってローラ本体８の回転ト
ルクを軽減できる。

【００２１】図４は給水路２９の構造を変更した別実施
例を示す。この実施例では給水路２９の内部を区分壁４
３で複数個に区分して、送水圧が低い場合にも冷却水を
凹弧状の給水路２９へ均等に送給できるようにした点
と、放出口３３をローラ本体８の回転方向に沿って傾斜
する状態で形成した点が上記の実施例と異なる。

【００２２】図５は給水体１０と排水樋３０を個別に配
置した別実施例を示す。この実施例では、給水体１０を
ローラ本体８の内部空室９の上半周面に対向配置し、排
水樋３０を内部空室９の下半部に配置する。そのうえ
で、給水体１０より回転下手側に変向板１１を配置し
た。さらに、排水樋３０よりもローラ本体８の回転方向
下手側に第２変向板１１ａを配置し、内部空室９の下半
部に溜る冷却水を排水樋３０へ移して排出した。第２変
向板１１ａの上方には、給水体１０よりもローラ本体８
の回転方向上手側の端部から落下する冷却水を排水樋３
０へ流動案内するガイド４３を設ける。

【００２３】上記以外に、ローラ本体８は図６に示す従
来の軸受構造で軸支してもよい。駆動機構２３の伝動媒
体としては、タイミングベルトやチェーン以外にギヤを
伝動媒体とすることができる。ローラ本体８の幅寸法が
小さい場合には、給水体１０を排水ケース１２のみで片
持ち状に支持して、短軸４１およびベアリング４２を用
いた軸支構造を省略できる。給水体１０は複数個設ける
ことができる。本発明の冷却ローラはウェブＷを連続供
給しながら多色印刷を行う各種の印刷装置に適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却ローラの概略を示す縦断側面図である。

【図２】冷却ローラの縦断正面図である。

【図３】グラビア印刷機の説明図である。

【図４】給水体の別実施例を示す縦断側面図である。

【図５】冷却ローラの別実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図６】従来の冷却ローラを示しており、図６（ａ）は
縦断正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるｂ−ｂ線
断面図である。

【符号の説明】

８ ローラ本体 ９ 内部空室 １０ 給水体 １１ 変向板 １２ 排水ケース １６・１７ ベアリング ２５ 円弧壁 ２６ 樋壁 ２９ 給水路 ３０ 排水樋 ３３ 放出口

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリング１６・１７を介して遊転自在
   に支持された、一端が開口する中空のローラ本体８と、
   前記開口からローラ本体８の内面壁で形成された内部空
   室９へ挿入配置した給水体１０および排水樋３０と、ロ
   ーラ本体８の開口端側に配置されて、給水体１０および
   排水樋３０の挿入基端を固定支持する排水ケース１２と
   を備えており、 給水体１０は、ローラ本体８の内面壁に沿う円弧壁２５
   を含んで、内部に給水路２９を有する中空体状に形成さ
   れており、 給水路２９に送給された冷却水をローラ本体８の内面壁
   へ向かって放出する放出口３３の一群が円弧壁２５に通
   設されており、ローラ本体８の内部空室９には、 給水体１０よりもロー
   ラ本体８の回転方向下手側の円弧壁２５から離れた位置
   に、ローラ本体８の内面壁に付着した冷却水をせき止め
   て変向案内する変向板１１が設けられており、 変向板１１で変向案内された冷却水を受けて、排水ケー
   ス１２へと流動させる排水樋３０が、ローラ本体８の内
   部空室９の下半部に配置されている印刷装置用の冷却ロ
   ーラ。
2. 【請求項２】 給水体１０が、半円状の円弧壁２５と、
   円弧壁２５に連続する内へこみ状の樋壁２６とで中空樋
   体状に形成されており、 円弧壁２５がローラ本体８の内部空室９内の下半周面に
   臨み、排水樋３０が給水体１０と一体に形成されてお
   り、 給水体１０よりもローラ本体８の回転方向下手側の円弧
   壁２５から離れた上方位置に、変向板１１が設けられて
   いる 請求項１記載の印刷装置用の冷却ローラ。
3. 【請求項３】 ローラ本体８の一端に突設した軸１５が
   ベアリング１６を介してローラ枠１３に軸支されてお
   り、 ローラ本体８の他端側が、ローラ本体８に外嵌固定した
   ベアリング１７と、ベアリング１７に外嵌する遊転ホル
   ダー１８と、遊転ホルダー１８をベアリング１９を介し
   て回転自在に軸支する軸受ブロック２０とで軸支されて
   おり、 遊転ホルダー１８をローラ本体８の回転速度に同期して
   同じ回転方向へ回転駆動する駆動機構２３を備えている
   請求項１または２記載の印刷装置用の冷却ローラ。
4. 【請求項４】 給水体１０の挿入始端側の端壁２７に短
   軸４１を突設してあり、短軸４１の軸中心とローラ本体８の回転中心とが一致す
   るように、 短軸４１をローラ本体８の内部空室９の奥端
   壁８ａに装着したベアリング４２で軸支してある請求項
   １又は２又は３記載の印刷装置用の冷却ローラ。