JP6131471B2 - ローラ、シリンダ、および印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、産業用印刷機などの電子機器等に搭載されるロ−ラおよびシリンダに係り、特にペルチェ効果により冷却または加熱できるローラおよびシリンダに関するものである。

上記各種の産業用印刷機などに用いられるローラおよびシリンダは、印刷機内の表面印刷を経て、ドライヤと呼ばれるインク乾燥部（以下、「ドライヤ」という）から裏面印刷部までの間に複数配置されている。これは、表面印刷後、インクの乾燥のため、ドライヤ内では、約８０℃近く印刷物の加熱乾燥を行い、表面のインクを乾燥させる。その後、裏面印刷時に印刷物が高温度であると、裏面印刷が不安定となる。このため、裏面印刷までに適正温度である４０℃近辺まで印刷物を冷却しなければならない。通常、この冷却方法には、自然乾燥方式が取られており、複数のローラを用いて、個々のローラ自体に印刷物を接触させて熱を吸収させながら、印刷物の温度を適正温度まで冷却を行っている。

特開平５−３０１３３６号公報

以上の背景において、現在の印刷機において表面印刷後、印刷物は、インクの乾燥のため、一度ドライヤで加熱乾燥される。この時、印刷物は高温状態となる。この高温状態の印刷物を裏面印刷前までに適正温度まで冷却する必要がある。この際、冷却方法として現在では、複数のローラを用いて冷却を行っている。例えば、数個のロ−ラを設置する場合、印刷開始時はロ−ラ自体は常温状態のため、ある一定まで印刷物の吸熱が可能であるが、長時間印刷となると、ローラ本体の吸熱能力が飽和し、印刷物の冷却ができなくなる。この結果、裏面時の印刷品質低下につながる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、冷却効率を向上させることが可能なローラ、シリンダ、および印刷機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明は、ローラの外装を形成する筒と、複数の熱電変換素子と、複数の熱電変換素子を受容するケースと、ケースを筒の内壁に接触させる支持体と、を備え、支持体は、ケースを保持する保持部と、連結部を介して保持部を移動可能に支持する支持部とからなり、連結部は、保持部を筒の内壁に向かって移動させることを特徴とするローラである。

また、ローラの外装を形成する筒と、複数の熱電変換素子と、複数の熱電変換素子を受容するケースと、ケースを筒の内壁に接触させる支持体と、を備え、支持体は、ケースを保持する保持部と、連結部を介して保持部を移動可能に支持する支持部とからなり、連結部は、保持部を筒の内壁に向かって移動させることを特徴とするシリンダである。

本発明は上記構成により、ロ−ラの外装を形成する筒の内壁に接触させる支持体に複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルを設置し、さらに前記支持体の連結部を介して前記筒内表面に向かって移動させることで、複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルを前記筒内表面にかつ任意の位置に容易に密着させることができるので、ローラの冷却効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態１におけるローラの外観図 本発明の実施の形態１におけるローラの分解図 本発明の実施の形態１におけるローラ本体の拡大図 本発明の実施の形態１におけるローラ内部の断面図 本発明の実施の形態１におけるローラ内部の断面図 本発明の実施の形態１におけるローラ本体の押圧機構の詳細図 本発明の実施の形態１におけるローラ冷却本体の分解図 本発明の実施の形態１における熱電変換ユニットの図 本発明の実施の形態１における熱電変換モジュ−ル部の分解図 本発明の実施の形態１におけるロ−ラ中心部の風向調整ポ−ルの図 本発明の実施の形態１における産業用印刷機のローラの配置図

請求項１記載の発明は、ローラの外装を形成する筒と、複数の熱電変換素子と、複数の熱電変換素子を受容するケースと、ケースを筒の内壁に接触させる支持体と、を備え、支持体は、ケースを保持する保持部と、連結部を介して保持部を移動可能に支持する支持部とからなり、連結部は、保持部を筒の内壁に向かって移動させることを特徴とするローラである。この発明により、ロ−ラの外装を形成する筒の内壁に接触させる支持体に複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルを設置し、さらに前記支持体の連結部を介して前記筒内表面に向かって移動させることで、複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルを前記筒内表面にかつ任意の位置に容易に密着させることができるので、ローラの冷却効率を向上させることができる。

請求項２記載の発明は、複数の熱電変換素子は平面状に配置された熱電変換モジュールであり、ケースは、熱電変換モジュールと支持体との位置決めをする第１部材と、熱電変換モジュールと第１部材とを筒の中心側から保持し熱電変換モジュールの熱を放熱する放熱部材と、熱電変換モジュールと第１部材とを筒の内壁側から保持する第２部材とを有することを特徴とする。この発明により、前記熱電変換モジュ−ルならびに放熱部材、前記第２部材と一体化させることで、複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルから発せられる冷気をロ−ラ側ならびに熱気を放熱部材側へ効率的に伝えることでローラの冷却効率を向上させることが可能となる。

請求項３記載の発明は、保持部は、支持体の支持部と対向する面に第１取り付け穴が設けられ、支持体の支持部は、第１取り付け穴に対向する位置に第２取り付け穴が設けられ、保持部と支持部とでケースを挟み込むように、第１取り付け穴と第２取り付け穴とを螺子で固定することにより連結部を構成することを特徴とする。この発明により、前記熱電変換モジュ−ルを有した第１部材自体が個々に動くことができ、さらにロ−ラの筒の内壁との密着性を向上させることが可能となる。

請求項４記載の発明は、第２部材は、筒の内壁と対向する面が筒の内壁と同一形状であることを特徴とする。この発明により、ローラの筒と熱電変換モジュ−ルの密着性が向上することで、ローラの外装筒部への冷却効率が上がる。

請求項５記載の発明は、保持部と支持部の全てが筒の中空領域に位置することを特徴とする。この発明により、支持体を筒の中空領域に位置させるので、ローラ自体の小型化を図ることが可能となる。

請求項６記載の発明は、シリンダの外装を形成する筒と、複数の熱電変換素子と、複数の熱電変換素子を受容するケースと、ケースを筒の内壁に接触させる支持体と、を備え、支持体は、ケースを保持する保持部と、連結部を介して保持部を移動可能に支持する支持部とからなり、連結部は、保持部を筒の内壁に向かって移動させることを特徴とするシリンダである。この発明により、シリンダの外装を形成する筒の内壁に接触させる支持体に複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルを設置し、さらに前記支持体の連結部を介して前記筒内表面に向かって移動させることで、複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュ−ルを前記筒内表面にかつ任意の位置に容易に密着させることができるので、シリンダの冷却効率を向上させることができる。

請求項７記載の発明は、請求項１に記載のローラと、ロール紙の表面を印刷する表面印刷部と、表面印刷部により印刷された印刷物を乾燥させるドライヤと、印刷物の裏面を印刷する裏面印刷部と、を備え、ローラは、ドライヤと裏面印刷部との間に位置することを特徴とする。この発明により、表面印刷後の印刷物を短時間で適正温度まで冷却し、裏面印刷が可能となる。

請求項８記載の発明は、請求項６に記載のシリンダと、ロール紙の表面を印刷する表面印刷部と、表面印刷部により印刷された印刷物を乾燥させるドライヤと、印刷物の裏面を印刷する裏面印刷部と、を備え、シリンダは、ドライヤと裏面印刷部との間に位置することを特徴とする。この発明により、冷却効率を向上させたローラを使用するので、印刷機に用いるローラの使用数を削減し印刷機本体の小型化を図ることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるローラおよびシリンダについて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるローラの外観図である。

冷却ローラ２００は、冷却機能を有するローラ本体１と、ローラ本体１の内部に空気を送り込む外気吸い込みファン２と、ローラ本体１の内部の空気を排出する内気排出ファン３とで構成されている。

図２は、本発明の実施の形態１におけるローラの分解図である。

冷却ローラ２００は、外気吸い込みファン２、ローラ冷却本体４、ローラ外装筒５、内気排出ファン３で構成されており、ローラ冷却本体４はローラ外装筒５の中に搭載される。

図３は、本発明の実施の形態１におけるローラ冷却本体の拡大図である。

ローラ冷却本体４は、支持部７と冷却ユニット１００とで構成されている。支持部７は、冷却ユニット１００をローラ外装筒５の内壁に密着させるように支持する。冷却ユニット１００の内部には熱電変換モジュール６が搭載されており、この熱電変換モジュール６を利用してローラ外装筒５を冷却する。

図４、図５は、本発明の実施の形態１におけるローラ内部の断面図であり、図４はローラ外装筒５とローラ冷却本体４を密着させた状態を示し、図５はローラ外装筒５とローラ冷却本体４を密着させていない状態を示している。

ローラ冷却本体４は、その中心部から、ロ−ラ内部の風向きを整流する風向整流ポール１２と、熱電変換モジュール６より発生する熱を放熱する放熱部材９、熱電変換モジュール６、ローラ内壁間でローラ外装筒５の内壁同形状の湾曲板１０と、冷却ユニット１００全体を固定する取り付け板８、冷却ユニット１００を配置、固定するユニット可動板１３と、ユニット可動板１３を固定する支持部７とで構成されている。また、冷却ユニット１００は、複数の熱電変換素子を受容する熱電変換モジュール６と、ローラ外装筒５の内壁同形状の湾曲板１０と、熱電変換モジュール６から発生する熱を放熱する放熱部材９とそれを固定する取り付け板８とから構成されている。

１つのローラ冷却本体４の内部には、複数の冷却ユニット１００が配置されている。複数の冷却ユニット１００は、それぞれの冷却ユニット１００を構成する部材をバネ付き螺子１１とユニット可動板１３で支持部７に固定されている。このため、バネ付き螺子１１をバネが伸びる方向に緩めると、ユニット可動板１３が持ち上がるのと同時に、冷却ユニット１００自体もローラ外装筒５へ移動し、湾曲板１０を介して冷却ユニット１００を密着させることができる押圧機構を有する。また、その反対に、バネ付き螺子１１を締め込むとローラ冷却本体４が小さくなり、図５の示すとおり、ローラ外装筒５と密着しない状態となる。この押圧機能により、ローラ外装筒５とローラ冷却本体４との密着調整ならびに組み込み上の部材挿入、取り出しが容易に可能となる。そのため、バネ付き螺子１１とユニット可動板１３の位置調整をすることで、冷却ユニット１００すべてを同時に調整できる。

ローラの外装を形成するローラ外装筒５と、複数の熱電変換素子と、複数の熱電変換素子を受容する冷却ユニット１００と、冷却ユニット１００をローラ外装筒５の内壁に接触させる支持部７と、を備える。支持部７は、冷却ユニット１００を保持するユニット可動板１３と、バネ付き螺子１１を介してユニット可動板１３を移動可能に支持する支持部７とからなり、バネ付き螺子１１は、ユニット可動板１３をローラ外装筒５の内壁に向かって移動させる。これにより、ロ−ラの外装を形成するローラ外装筒５の内壁に接触させる支持部７に複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュール６を設置し、さらに支持部７のバネ付き螺子１１を介してローラ外装筒５内表面に向かって移動させることで、複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュール６をローラ外装筒５内表面にかつ任意の位置に容易に密着させることができるので、ローラの冷却効率を向上させることができる。

また、複数の熱電変換素子は平面状に配置された熱電変換モジュール６であり、冷却ユニット１００は、熱電変換モジュール６と支持部７との位置決めをする取り付け板８と、熱電変換モジュール６と取り付け板８とをローラ外装筒５の中心側から保持し熱電変換モジュール６の熱を放熱する放熱部材９と、熱電変換モジュール６と取り付け板８とをローラ外装筒５の内壁側から保持する湾曲板１０とを有する。この発明により、熱電変換モジュール６ならびに放熱部材９、湾曲板１０と一体化させることで、複数の熱電変換素子からなる熱電変換モジュール６から発せられる冷気をローラ側ならびに熱気を放熱部材９側へ効率的に伝えることでローラの冷却効率を向上させることが可能となる。

湾曲板１０は、ローラ外装筒５の内壁と対向する面がローラ外装筒５の内壁と同一形状である。これにより、ローラ外装筒５と熱電変換モジュール６の密着性が向上することで、ローラの外装筒部への冷却効率が上がる。

ユニット可動板１３と支持部７の全てが筒の中空領域に位置する。これにより、支持部７をローラ外装筒５の中空領域に位置させるので、ローラ自体の小型化を図ることが可能となる。

図６は、本発明の実施の形態１におけるローラ本体の押圧機構の詳細図である。

ローラ冷却本体４の両端の各８箇所、合計１６個のバネ付き螺子１１を有し、各バネ付き螺子１１にてバネを緩める方向に回すことにより、バネの伸び力により冷却ユニット１００を固定しているユニット可動板１３が持ち上げられ、ローラ外装筒５の内壁に密着する仕組みである。これにより、合計１６個のバネ付き螺子１１にて容易にローラ冷却本体４とローラ外装筒５との密着を行うことが可能となる。

図７は、本発明の実施の形態１におけるローラ冷却本体の分解図である。

ローラ冷却本体４は、支持部７と、複数の冷却ユニット１００と、複数の冷却ユニット１００を固定するユニット可動板１３とからなる。また、支持体３０１は、支持部７とユニット可動板１３とから構成されている。ユニット可動板１３には、複数の冷却ユニット１００が搭載され、各一列に整列した構成となっている。また上記でも述べたとおり、ユニット可動板１３両端には押圧機構を調整するために取り付け用の第１取り付け穴１４を有し、この第１取り付け穴１４にバネ付き螺子１１を取り付け、バネの伸縮により冷却ユニット１００を自在に動かすことができる。

支持部７にバネ付き螺子１１で固定を行うことにより、個々の熱電変換モジュール６を有する取り付け板８がバネの収縮を利用して独立して移動できる。

ユニット可動板１３は、支持部７の支持部と対向する面に第１取り付け穴１４が設けられ、支持部７の支持部は、第１取り付け穴１４に対向する位置に第２取り付け穴１５が設けられ、ユニット可動板１３と支持部７とで冷却ユニット１００を挟み込むように、第１取り付け穴１４と第２取り付け穴１５とを螺子で固定することによりバネ付き螺子１１を構成する。これにより、熱電変換モジュール６を有した取り付け板８自体が個々に動くことができ、さらにローラ外装筒５の内壁との密着性を向上させることが可能となる。

図８は、本発明の実施の形態１における熱電変換ユニットの図である。

冷却ユニット１００は、ローラ本体１を冷却する部分であり、放熱部材９と熱電変換モジュール６と湾曲板１０が密着固定されている。ペルチェ効果により熱電変換モジュール６で発生した冷却現象を湾曲板１０に伝え、反対に熱電モジュ−ルで発生した熱量を放熱部材９へ伝えるユニットである。

図９は、本発明の実施の形態１における熱電変換モジュ−ル部の分解図である。

冷却ユニット１００は、熱電変換モジュール６を放熱部材９と湾曲板１０で挟み込む構造となっており、取り付け板８を介して湾曲板１０側より固定用螺子１０１にて熱電変換モジュール６を挟み込むように放熱部材９に固定する構造としている。このような構造とすることで、放熱部材９と、湾曲板１０と、取り付け板８とにより、熱電変換モジュール６を受容するケース３００を形成している。なお、特に熱電変換モジュール６は、熱電変換素子が一つ一つは整列に並びかつ密集性を有することで、冷却能率向上に繋がる構成を有している。また、熱電変換モジュール６は、少なくとも湾曲板１０と放熱部材９と密着させることにより冷却能率を向上させることができる。このとき、湾曲板１０と放熱部材９との間に熱伝グリス等を用いて密着させる場合であってもよい。

図１０は、本発明の実施の形態１におけるロ−ラ中心部の風向調整ポ−ルの図である。

ローラ本体１の中心部に風向整流ポール１２を設置することで、ローラ本体１の内部の風を整流させる効果があり、これは、外気吸い込みファン２より取り込まれた外気が、この風向整流ポール１２に沿って取り入れられ、風向整流ポール１２上を整流化しながら、熱電変換モジュール６で発生した熱で加熱された放熱部材９に均等に当てることができる。さらに、放熱部材９により温められた内気も、風向整流ポール１２に沿って誘導され、内気排出ファン３よりローラ本体１の外部へ効率よく排出できる。これにより、ペルチェ効果の活性化につながり、ロ−ルの冷却効率が向上する。

図１１は、本発明の実施の形態１における産業用印刷機のローラの配置図である。

ロール紙を印刷機の内部に補給すると、まず表面印刷部１０２で印刷が行われる。次に、インク乾燥のためにドライヤ１０３内で加熱乾燥が行われた後、ローラ本体１に接しながら、表面印刷後の印刷物が裏面印刷部１０４に送られる。このとき、表面印刷後の印刷物の熱がローラ本体１に吸収される。これは、ドライヤ１０３で加熱された印刷物にはインクが塗布できないので、裏面印刷部１０４による裏面印刷が行われるまでに印刷物の温度を適正温度まで下げる必要があるためである。この為、熱電変換素子を用いたローラ本体１をドライヤ１０３後に配置することで、表面印刷後の印刷物を短時間で適正温度まで冷却し、裏面印刷が可能となる。

また、冷却効率を向上させたローラを使用するので、印刷機に用いるローラの使用数を削減し印刷機本体の小型化を図ることができる。

なお、本実施の形態１では、本体が円周方向に回転するローラの内部に熱電変換モジュール６を配置する例を示したが、本体が円周方向に回転しないシリンダにも適応可能である。

本発明は、冷却効率を向上させることが可能なため、ローラ、シリンダ、および印刷機などに適応可能である。

１ ローラ本体
２ 外気吸い込みファン
３ 内気排出ファン
４ ローラ冷却本体
５ ローラ外装筒
６ 熱電変換モジュール
７ 支持部
８ 取り付け板
９ 放熱部材
１０ 湾曲板
１１ バネ付き螺子
１２ 風向整流ポール
１３ ユニット可動板
１４ 第１取り付け穴
１５ 第２取り付け穴
１００ 冷却ユニット
１０１ 固定用螺子
１０２ 表面印刷部
１０３ ドライヤ
１０４ 裏面印刷部
２００ 冷却ローラ
３００ ケース
３０１ 支持体

Claims (8)

1. ローラの外装を形成する筒と、
   複数の熱電変換素子と、
   前記複数の熱電変換素子を受容するケースと、
   前記ケースを前記筒の内壁に接触させる支持体と、を備え、
   前記支持体は、前記ケースを保持する保持部と、連結部を介して前記保持部を移動可能に支持する支持部とからなり、
   前記連結部は、前記保持部を前記筒の内壁に向かって移動させることを特徴とするローラ。
2. 前記複数の熱電変換素子は平面状に配置された熱電変換モジュールであり、
   前記ケースは、
   前記熱電変換モジュールと前記支持体との位置決めをする第１部材と、
   前記熱電変換モジュールと前記第１部材とを前記筒の中心側から保持し前記熱電変換モジュールの熱を放熱する放熱部材と、
   前記熱電変換モジュールと前記第１部材とを前記筒の内壁側から保持する第２部材とを有することを特徴とする請求項１記載のローラ。
3. 前記保持部は、前記支持体の支持部と対向する面に第１取り付け穴が設けられ、
   前記支持体の支持部は、前記第１取り付け穴に対向する位置に第２取り付け穴が設けられ、
   前記保持部と前記支持部とで前記ケースを挟み込むように、前記第１取り付け穴と前記第２取り付け穴とを螺子で固定することにより前記連結部を構成することを特徴とする請求項１記載のローラ。
4. 前記第２部材は、前記筒の内壁と対向する面が前記筒の内壁と同一形状であることを特徴とする請求項２記載のローラ。
5. 前記支持体は、前記保持部と前記支持部の全てが前記筒の中空領域に位置することを特徴とする請求項１記載のローラ。
6. シリンダの外装を形成する筒と、
   複数の熱電変換素子と、
   前記複数の熱電変換素子を受容するケースと、
   前記ケースを前記筒の内壁に接触させる支持体と、を備え、
   前記支持体は、前記ケースを保持する保持部と、連結部を介して前記保持部を移動可能に支持する支持部とからなり、
   前記連結部は、前記保持部を前記筒の内壁に向かって移動させることを特徴とするシリンダ。
7. 前記請求項１に記載のローラと、
   ロール紙の表面を印刷する表面印刷部と、
   前記表面印刷部により印刷された印刷物を乾燥させるドライヤと、
   前記印刷物の裏面を印刷する裏面印刷部と、を備え、
   前記ローラは、前記ドライヤと前記裏面印刷部との間に位置することを特徴とする印刷機。
8. 前記請求項６に記載のシリンダと、
   ロール紙の表面を印刷する表面印刷部と、
   前記表面印刷部により印刷された印刷物を乾燥させるドライヤと、
   前記印刷物の裏面を印刷する裏面印刷部と、を備え、
   前記シリンダは、前記ドライヤと前記裏面印刷部との間に位置することを特徴とする印刷機。

Images