(57)【要約】【課題】高温状態を適温状態まで冷却する目的に使用するローラ、シリンダ、および印刷器であって、熱電変換素子を用い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。【解決手段】ローラの外装を形成し開口を有するローラ外装筒５と、複数の熱電変換素子と、ローラ外装筒５の内壁に接触し複数の熱電変換素子を受容するケース３００（取り付け板８と放熱部材９と湾曲板１０とにより複数の熱電変換素子を挟み込むように構成）と、少なくとも一部がローラ外装筒５の内部に位置しローラ外装筒５の開口から流入する空気の流れをケース３００に向かわせる風向調整ポール４０１とを備えることを特徴とする。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラの外装を形成し開口を有する筒と、
複数の熱電変換素子と、
前記筒の内壁に接触し前記複数の熱電変換素子を受容するケースと、
少なくとも一部が前記筒の内部に位置し前記筒の開口から流入する空気の流れを前記ケースに向かわせる風向調整ポールと、を備えることを特徴とするローラ。
【請求項２】
前記風向調整ポールは、前記筒の中心軸上に位置することを特徴とする請求項１記載のローラ。
【請求項３】
前記ケースはフィン形状を有する放熱部を有し、前記放熱部は前記風向調整ポールに向かって伸びていることを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項４】
前記風向調整ポールは略円柱形状であり、一方の端部を形成する第１端部の径が他方の端部を形成する第２端部の径より小さく、前記第１端部は前記筒の吸気側に位置し、前記第２端部は排気側に位置することを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項５】
前記風向調整ポールは筒形状であり、一方の端部を形成する第１端部の径が他方の端部を形成する第２端部の径より小さく、前記第１端部は前記筒の吸気側に位置し、前記第２端部は排気側に位置し、前記第１端部が前記筒の開口より外側に位置することを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項６】
前記風向調整ポールは、前記第１端部から前記第２端部に向けて段階的に径を大きくすることにより形成されることを特徴とする請求項４または５記載のローラ。
【請求項７】
前記風向調整ポールは、略円柱形状もしくは略筒形状であり、前記ケース側に向かう突起を有し、前記突起は前記風向調整ポールの径を大きくすることにより形成されることを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項８】
前記ケースの放熱部は、前記風向調整ポールの前記第１端部から前記第２端部に向かうに従い、前記風向調整ポールとの距離が近づくことを特徴とする請求項３記載のローラ。
【請求項９】
前記風向調整ポールは前記ケース側から離れる溝を有し、前記溝は前記風向調整ポールの径を小さくすることにより形成されることを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項１０】
前記風向調整ポールの一方の端部を形成する第１端部は前記筒の内部に位置する開口であり、
前記風向調整ポールの他方の端部を形成する第２端部は閉口もしくは前記第１端部の開口より小さい開口を有し、
前記風向調整ポールはその内壁と外壁を結ぶ貫通孔を有し、前記貫通孔は前記ケースに対向することを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項１１】
前記筒の開口部には吸気ファンもしくは排気ファンが設けられ、
前記吸気ファンもしくは前記排気ファンは、その回転中心が前記風向調整ポールの中心軸上に位置することを特徴とする請求項２記載のローラ。
【請求項１２】
前記筒の開口部の一方の端部には吸気ファンが設けられ、他方の端部には排気ファンが設けられ、
前記風向調整ポールは、前記吸気ファンを形成する筐体と前記排気ファンを形成する筐体とにより支持されることを特徴とする請求項１１記載のローラ。
【請求項１３】
シリンダの外装を形成し開口を有する筒と、
複数の熱電変換素子と、
前記筒の内壁に接触し前記複数の熱電変換素子を受容するケースと、
少なくとも一部が前記筒の内部に位置し前記筒の開口から流入する空気の流れを前記ケースに向かわせる風向調整ポールと、を備えることを特徴とするシリンダ。
【請求項１４】
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、
空気を送風する送風機と、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し、前記送風機は前記ローラの前記筒の開口に向けて空気を送風することを特徴とする印刷機。
【請求項１５】
前記請求項１３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、
空気を送風する送風機と、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し、前記送風機は前記シリンダの前記筒の開口に向けて空気を送風することを特徴とする印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用印刷機などの電子機器に搭載されるロ−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。
【背景技術】
【０００２】
産業用印刷機は、両面印刷を行う場合、ドライヤと呼ばれるインク乾燥部（以下、「ドライヤ」という）を利用して表面印刷後の印刷物を一旦乾燥させる。その後、乾燥した表面印刷後の印刷物の裏面に裏面印刷を行う。ドライヤは表面印刷後の印刷物の雰囲気温度を高温にしてインクを乾燥させるため、表面印刷直後の印刷物は高温となり、そのままの状態で裏面印刷を行うと印刷品質が不安定になる。
【０００３】
この問題を解決するために、産業用印刷機には、表面印刷を行う表面印刷部と裏面印刷を行う裏面印刷部との間に複数のローラが配置されている。そして、これらのローラを利用して印刷物を搬送すると共に、これらのローラに印刷物を接触させながら熱を吸収し、表面印刷後の印刷物の温度を裏面印刷が適正に行われる温度まで冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０１３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成では、表面印刷直後の印刷物の熱を複数のローラに吸熱させるため、印刷物を適正温度まで冷却する時間は、ローラの本数、印刷物がローラと接する時間、およびローラ本体の吸熱効率に依存する。このとき、印刷機の小型化、または印刷時間の短縮を図ろうとすると、ローラ本体の吸熱効率を向上させる必要がある。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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し開口を有する筒と、複数の熱電変換素子と、筒の内壁に接触し複数の熱電変換素子を受容するケースと、少なくとも一部が筒の内部に位置し筒の開口から流入する空気の流れをケースに向かわせる風向調整ポールと、を備えることを特徴とするローラである。
【０００８】
また、シリンダの外装を形成し開口を有する筒と、複数の熱電変換素子と、筒の内壁に接触し複数の熱電変換素子を受容するケースと、少なくとも一部が筒の内部に位置し筒の開口から流入する空気の流れをケースに向かわせる風向調整ポールと、を備えることを特徴とするシリンダである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上記構成により、風向調整ポールが筒の内部に位置し、筒の開口から流入する空気の流れをケースに向かわせるので、ケースに受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。その結果、熱電変換素子を用いて冷却を行うローラもしくシリンダの冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるローラの外観図
【図２】本発明の実施の形態におけるローラの分解図
【図３】本発明の実施の形態におけるローラ冷却本体の拡大図
【図４】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図５】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図６】本発明の実施の形態におけるローラ本体の押圧機構の詳細図
【図７】本発明の実施の形態におけるローラ冷却本体の分解図
【図８】本発明の実施の形態における熱電変換ユニットの図
【図９】本発明の実施の形態における熱電変換モジュ−ル部の分解図
【図１０】本発明の実施の形態におけるロ−ラ中心部の風向調整ポ−ルの図
【図１１】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図１２】本発明の実施の形態におけるロ−ラ内部の断面図
【図１３】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図１４】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図１５】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図１６】本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図
【図１７】本発明の実施の形態における産業用印刷機のローラの配置図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
請求項１記載の発明は、ローラの外装を形成し開口を有する筒と、複数の熱電変換素子と、筒の内壁に接触し複数の熱電変換素子を受容するケースと、少なくとも一部が筒の内部に位置し筒の開口から流入する空気の流れをケースに向かわせる風向調整ポールと、を備えることを特徴とする。これにより、風向調整ポールが筒の内部に位置し、筒の開口から流入する空気の流れをケースに向かわせるので、ケースに受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。その結果、熱電変換素子を用いて冷却を行うローラの冷却効率を向上させることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、風向調整ポールが筒の中心軸上に位置することを特徴とする。これにより、筒の開口から流入した空気の流れを筒の中心軸から遠ざけて筒の内壁に接触したケースに向かわせるので、ケースに受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、ケースがフィン形状を有する放熱部を有し、放熱部は風向調整ポールに向かって伸びていることを特徴とする。これにより、ケースの放熱部が風向調整ポールとケース本体との間に位置するので、筒の開口から流入した空気の流れを放熱部に効率良く向かわせ、放熱部を介してケースに受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、風向調整ポールが略円柱形状であり、一方の端部を形成する第１端部の径が他方の端部を形成する第２端部の径より小さく、第１端部は筒の吸気側に位置し、前記第２端部は排気側に位置することを特徴とする。これにより、筒の吸気側の空気の流路を大きくし、筒の排気側の空気の流路を小さくするので、筒の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケースの近傍の空気の流速を上げるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、風向調整ポールが筒形状であり、一方の端部を形成する第１端部の径が他方の端部を形成する第２端部の径より小さく、第１端部は筒の吸気側に位置し、第２端部は排気側に位置し、前記第１端部が前記筒の開口より外側に位置することを特徴とする。これにより、筒の吸気側の空気の流路を大きくし、筒の排気側の空気の流路を小さくするので、筒の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケースの近傍の空気の流速を上げるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、風向調整ポールが第１端部から第２端部に向けて段階的に径を大きくすることにより形成されることを特徴とする。これにより、筒の吸気側の空気の流路を大きくし、筒の排気側の空気の流路を小さくするので、筒の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケースの近傍の空気の流速を上げ、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。また、第１端部から第２端部にかけて階段状構造を有するため、その階段状構造で空気を攪拌することができ、更に冷却効率を上げることができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、風向調整ポールが、略円柱形状もしくは略筒形状であり、ケース側に向かう突起を有し、突起は風向調整ポールの径を大きくすることにより形成されることを特徴とする。これにより、風向調整ポールに沿って流れる空気の流れをさえぎる突起を有するので、風向調整ポール側を流れる空気とケース側を流れる空気を攪拌して、筒の内部を流れる空気の温度分布を均一にし、ケースに受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、ケースの放熱部が、風向調整ポールの第１端部から第２端部に向かうに従い、前記風向調整ポールとの距離が近づくことを特徴とする。これにより、筒の吸気側の空気の流路を大きくし、筒の排気側の空気の流路を小さくするので、筒の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケースの近傍の空気の流速を上げるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００１９】
請求項９記載の発明は、風向調整ポールがケース側から遠ざかる溝を有し、前記溝は前記風向調整ポールの径を小さくすることにより形成されることを特徴とする。これにより、風向調整ポールに沿って流れる空気の流れに変化を与える溝を有するので、風向調整ポール側を流れる空気とケース側を流れる空気を攪拌して、筒の内部を流れる空気の温度分布を均一化し、ケースに受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、風向調整ポールの一方の端部を形成する第１端部は前記筒の内部に位置する開口であり、風向調整ポールの他方の端部を形成する第２端部は閉口もしくは第１端部の開口より小さい開口を有し、風向調整ポールはその内壁と外壁を結ぶ貫通孔を有し、貫通孔はケースに対向することを特徴とする。これにより、筒の開口から流入した空気を風向調整ポールの外部を通る空気と風向調整ポールの内部を通る空気とに分けて、風向調整ポールの外部を通る空気を第１端部に最も近い貫通孔より風上に位置するケースのみに対応させ、風向調整ポールの内部を通る空気を第１端部に最も近い貫通孔より風下に位置するケースに対応させるので、筒の内部に位置する複数のケースを全体的に冷却することができる。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、筒の開口部には吸気ファンもしくは排気ファンが設けられ、吸気ファンもしくは排気ファンは、その回転中心が風向調整ポールの中心軸上に位置することを特徴とする。これにより、吸気ファンもしくは排気ファンの回転軸と風向調整ポールの中心軸を一致させるので、吸気ファンもしくは排気ファンにより発生する風の速度を落とさずに熱電変換素子が受容されたケースに向かわせ、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、筒の開口部の一方の端部には吸気ファンが設けられ、他方の端部には排気ファンが設けられ、風向調整ポールは、吸気ファンを形成する筐体と排気ファンを形成する筐体とにより支持されることを特徴とする。これにより、吸気ファンと排気ファンの両方が筒に設けられるので、筒の開口から流入する空気の量を増やすことができ、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。また、風向調整ポールが吸気ファンを形成する筐体と排気ファンを形成する筐体とにより支持されるので、吸気ファンを形成する筐体と排気ファンを形成する筐体とを介して、風向調整ポールを筒に安定して固定することができる。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、シリンダの外装を形成し開口を有する筒と、複数の熱電変換素子と、前記筒の内壁に接触し前記複数の熱電変換素子を受容するケースと、少なくとも一部が前記筒の内部に位置し前記筒の開口から流入する空気の流れを前記ケースに向かわせる風向調整ポールと、を備えることを特徴とする。これにより、筒の内部における空気の流路を狭め、筒の開口から流入した空気の流れを熱電変換素子が受容されたケースに向かわせるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。その結果、シリンダの冷却効率を向上させることができる。
【００２４】
請求項１４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、空気を送風する送風機と、を備え、ローラはドライヤと裏面印刷部との間に位置し、送風機はローラの筒の開口に向けて空気を送風することを特徴とする。これにより、表面印刷部と裏面印刷部との間にローラを配置してローラの筒の開口に向けて風を送り込むので、ドライヤを用いて乾燥した表面印刷後の印刷物を短時間で適正温度まで冷却し、両面印刷の全体時間を短縮できる。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。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、請求項１３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、空気を送風する送風機と、を備え、シリンダはドライヤと裏面印刷部との間に位置し、送風機はシリンダの筒の開口に向けて空気を送風することを特徴とする。これにより、表面印刷部と裏面印刷部との間にシリンダを配置してシリンダの筒の開口に向けて風を送り込むので、ドライヤを用いて乾燥した表面印刷後の印刷物を短時間で適正温度まで冷却し、両面印刷の全体時間を短縮できる。また、冷却効率を向上させたシリンダを使用するので、印刷機に用いるシリンダ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。
【００２６】
（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。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態におけるローラの外観図である。
【００２８】
冷却ローラ２００は、ローラ本体１、外気吸い込みファン２、内気排出ファン３から構成される。ローラ本体１はその外装を冷却する機能を有する。また、外気吸い込みファン２はローラ本体１の外部の空気をローラ本体１の内部に送り込み、内気排出ファン３はローラ本体１の内部の空気を外部に排出する。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態におけるローラの分解図である。
【００３０】
ローラ本体１は、ローラ冷却本体４、ローラ外装筒５から構成される。ローラ冷却本体４は、ローラ外装筒５を冷却する機能を有し、ローラ外装筒５の内部に配置される。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態におけるローラ冷却本体の拡大図である。
【００３２】
ローラ冷却本体４は、冷却ユニット１００、支持部７とから構成され、ローラ外装筒５の内壁に沿うように略筒状の形状をしている。
【００３３】
図４、図５は、本発明の実施の形態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を密着させない状態を示している。
【００３４】
冷却ユニット１００は、湾曲板１０、熱電変換モジュール６、放熱部材９、取り付け板８から構成され、その外側から湾曲板１０、熱電変換モジュール６、放熱部材９の順に配置される。また、取り付け板８は、熱電変換モジュール６の側面を囲むように配置される。なお、冷却ユニット１００には風向調整ポール１２を配置する場合もあるが、これについては後述する。
【００３５】
湾曲板１０は、ローラ外装筒５の内壁に密着しやすいようにローラ外装筒５の内壁と同形状の面を有し、ローラ外装筒５の内壁に接触する際に、ローラ外装筒５の熱を熱電変換モジュール６に効率良く伝達できるように構成される。熱電変換モジュール６は、湾曲板１０側の面の温度を下げ、放熱部材９側の面の温度を上げるように構成され、１つの熱電変換モジュール６には複数の熱電変換素子が配置されている。放熱部材９は、熱電変換モジュール６で発生する熱を放熱する。取り付け板８は、熱電変換モジュール６を含む冷却ユニット１００全体を支持部７に固定する。
【００３６】
湾曲板１０と放熱部材９は、熱電変換モジュール６をそれぞれ上下方向から挟みこみ、取り付け板８は熱電変換モジュール６の側面を囲むように位置する。これにより、湾曲板１０と放熱部材９と取り付け板８は複数の熱電変換素子を受容するケース３００の役割を果たし、湾曲板１０と熱電変換モジュール６と放熱部材９を１つの冷却ユニット１００として構成でき、併せて冷却ユニット１００を支持部７に固定できる。
【００３７】
ローラ冷却本体４には、複数の冷却ユニット１００が配置される。それぞれの冷却ユニット１００はユニット可動板１３に取り付けられ、ユニット可動板１３と支持部７がバネ付き螺子１１で固定されることにより冷却ユニット１００の位置決めが行われる。バネ付き螺子１１は雄螺子であり、ねじ山の周囲にバネを配置したものである。
【００３８】
バネ付き螺子１１のねじ山は、ユニット可動板１３、支持部７を貫通するように取り付けられる。また、バネ付き螺子１１のバネは、ユニット可動板１３と支持部７の間に配置される。これにより、バネ付き螺子１１を支持部７に対して緩める方向に移動させると、ねじ山の周囲に配置されたバネがユニット可動板１３を押し上げる。冷却ユニット１００は、ユニット可動板１３に取り付けられているため、ユニット可動板１３の動きに合わせてローラ外装筒５の内壁に近づく方向に移動する。その後、バネ付き螺子１１を支持部７に対して緩める方向に移動させ続けると、図４に示すように冷却ユニット１００を構成する湾曲板１０をローラ外装筒５の内壁に密着させることができる。
【００３９】
一方、バネ付き螺子１１を支持部７に対して締めこむ方向に移動させると、ねじ山の周囲に配置されたバネを圧縮しながらユニット可動板１３を押し下げる。冷却ユニット１００は、ユニット可動板１３に取り付けられているため、ユニット可動板１３の動きに合わせてローラ外装筒５の内壁から離れる方向に移動する。その後、バネ付き螺子１１を支持部７に対して締めこむ方向に移動させ続けると、図５に示すように冷却ユニット１００を構成する湾曲板１０をローラ外装筒５の内壁から遠ざけることができる。
【００４０】
このように、支持部７、ユニット可動板１３、バネ付き螺子１１により冷却ユニット１００の押圧機構を構成し、この押圧機構を利用して冷却ユニット１００とローラ外装筒５の密着調整を行う。すなわち、図５に示す状態でローラ外装筒５にローラ冷却本体４を挿入後、図４に示す状態で密着調整を行う。
【００４１】
また、ユニット可動板１３はその両端にバネ付き螺子１１が配置され、一対のユニット可動板１３には複数の冷却ユニット１００が取り付けられている。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、一対のユニット可動板１３に取り付けられた複数の冷却ユニット１００をすべて同時に調整できる。
【００４２】
ローラ本体１は、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ケース３００と、ケース３００をローラ外装筒５の内壁に接触させる支持体３０１と、を備える。支持体３０１は、ケース３００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。
【００４３】
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、ケース３００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。これにより、熱電変換モジュール６、放熱部材９、湾曲板１０を一体化させることで、熱電変換モジュール６から発せられる冷気をローラ外装筒５側へ、熱電変換モジュール６から発せられる熱気を放熱部材９側へ効率的に伝える。その結果、ローラの冷却効率を向上させることが可能となる。
【００４４】
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の密着性を向上させることができ、ローラ外装筒５の冷却効率を向上させることが可能となる。
【００４５】
また、ユニット可動板１３と支持部７の全てがローラ外装筒５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、ローラ本体１自体の小型化を図ることが可能となる。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態におけるローラ本体の押圧機構の詳細図である。
【００４７】
ユニット可動板１３はその両端にバネ付き螺子１１が配置され、一対のユニット可動板１３には複数の冷却ユニット１００が取り付けられている。本実施の形態では、８個のユニット可動板１３で、一対のユニット可動板１３を４ヶ所構成している。そのため、合計１６個のバネ付き螺子１１を用いることで、１つのローラ外装筒５に挿入された複数の冷却ユニット１００をすべて調整できる。
【００４８】
バネ付き螺子１１を支持部７に対して緩める方向に移動させると、冷却ユニット１００を構成する湾曲板１０をユニット可動板１３の動きに連動させてローラ外装筒５の内壁に密着させることができる。一方、バネ付き螺子１１を支持部７に対して締めこむ方向に移動させると、冷却ユニット１００を構成する湾曲板１０をユニット可動板１３の動きに連動させてローラ外装筒５の内壁から遠ざけることができる。
【００４９】
このように、本実施の形態においては、合計１６個のバネ付き螺子１１を用いてローラ外装筒５にローラ冷却本体４を容易に密着させることが可能となる。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態におけるローラ冷却本体の分解図である。
【００５１】
ローラ冷却本体４は、支持部７、複数の冷却ユニット１００、複数の冷却ユニット１００を固定するユニット可動板１３から構成される。また、支持体３０１は、支持部７とユニット可動板１３とから構成される。
【００５２】
一対のユニット可動板１３には複数の冷却ユニット１００が搭載される。複数の冷却ユニット１００は一対のユニット可動板１３からその両端を螺子で固定され、一列に整列した構成となっている。冷却ユニット１００を固定する螺子にバネ付きの螺子を用いることで、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、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移動できる。
【００５３】
ユニット可動板１３は、支持部７と対向する面に第１取り付け穴１４が設けられる。支持部７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が設けられる。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をバネ付き螺子１１で固定する。これにより、第１取り付け穴１４を有するユニット可動板１３と、第２取り付け穴１５を有する支持部７の相対位置を変化させることができ、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。
【００５４】
図８は、本発明の実施の形態における熱電変換ユニットの図である。
【００５５】
冷却ユニット１００は、ローラ本体１を冷却する役割を有し、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。冷却ユニット１００は、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利用して、湾曲板１０を介してローラ外装筒５から熱を奪い、熱電変換モジュール６で発生した熱を放熱部材９へ伝える。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態における熱電変換モジュ−ル部の分解図である。
【００５７】
冷却ユニット１００は、湾曲板１０、熱電変換モジュール６、放熱部材９、取り付け板８から構成され、その外側から湾曲板１０、熱電変換モジュール６、放熱部材９の順に配置される。また、取り付け板８は、熱電変換モジュール６の側面を囲むように配置される。
【００５８】
熱電変換モジュール６は、複数の熱電変換素子を縦横複数列に整列させて全体として矩形平板状となるように形成される。また、熱電変換モジュール６は、それぞれ同一の直方体形状に形成されたＰ型半導体からなる熱電変換素子とＮ型半導体からなる熱電変換素子とを有する。
【００５９】
湾曲板１０、放熱部材９、取り付け板８は、湾曲板１０と放熱部材９とにより取り付け板８を挟み込むように固定用螺子１０１で固定される。このような構造とすることで、放熱部材９、湾曲板１０、取り付け板８により、熱電変換モジュール６を受容するケース３００を形成する。
【００６０】
冷却ユニット１００は熱電変換モジュール６に電力を供給するリード線１６ａ、リード線１６ｂを有し、リード線１６ａ、リード線１６ｂは隣り合う熱電変換モジュール６に接続されるか、外部の制御装置（図示省略）に接続される。なお、熱電変換モジュール６は、熱電変換素子が一つ一つ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する。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を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。
【００６１】
図１０は、本発明の実施の形態におけるロ−ラ中心部の風向調整ポ−ルの図である。
【００６２】
ローラ本体１の内部に風向調整ポール１２を設置することで、ローラ本体１の冷却効率を上げることができる。
【００６３】
外気吸い込みファン２を介して取り込まれた空気は風向調整ポール１２に沿って流れ、ローラ本体１の内部で空気の流れが調整される。このとき、その空気の流れを放熱部材９に向かわせると、放熱部材９の放熱効果が向上してローラ本体１の冷却効率を上げることができる。また、放熱部材９により暖められた空気も風向調整ポールに沿って誘導され、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、ローラの冷却効率が向上する。
【００６４】
また、ローラ外装筒５の開口部に、外気吸い込みファン２もしくは内気排出ファン３が設けられる場合、外気吸い込みファン２もしくは内気排出ファン３はその回転中心が風向調整ポール１２の中心軸上に位置する。これにより、外気吸い込みファン２もしくは内気排出ファン３がローラ外装筒５に設けられるので、ローラ外装筒５の開口から流入する空気の量を増やすことができ、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。また、外気吸い込みファン２もしくは内気排出ファン３の回転軸と風向調整ポール１２の中心軸を一致させるので、外気吸い込みファン２もしくは内気排出ファン３により発生する風の速度を落とさずに熱電変換素子が受容されたケース３００に向かわせ、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００６５】
さらに、風向調整ポール１２は、外気吸い込みファン２を形成する筐体と内気排出ファン３を形成する筐体とにより支持される。これにより、外気吸い込みファン２と内気排出ファン３の両方がローラ外装筒５に設けられるので、ローラ外装筒５の開口から流入する空気の量を増やすことができ、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。また、風向調整ポール１２が外気吸い込みファン２を形成する筐体と内気排出ファン３を形成する筐体とにより支持されるので、外気吸い込みファン２を形成する筐体と内気排出ファン３を形成する筐体とを介して、風向調整ポール１２をローラ外装筒５に安定して固定することができる。
【００６６】
図１１は、本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図であり、ローラ内部に風向調整ポールを有さないものである。なお、図中の矢印は空気の流れを示すものである。
【００６７】
ローラ本体１は、ローラ冷却本体４、ローラ外装筒５から構成される。ローラ冷却本体４は、冷却ユニット１００、支持部７とから構成され、ローラ外装筒５の内壁に沿うように略筒状の形状をしている。冷却ユニット１００には放熱部材９が設けられ、この放熱部材９が冷却ユニット１００の放熱を行う。
【００６８】
ローラ本体１は、図１１の左側に位置する開口を吸気口とし、右側に位置する開口を排気口とする。吸気口から吸い込まれた空気はローラ外装筒５の内部を移動した後、排気口から排出される。このとき、吸気口から吸い込まれた空気はローラ外装筒５の内部にある空気より低温であるが、その空気の大部分がローラ外装筒５の中心軸上を含む中央領域を通る。そのため、吸気口から吸い込まれた空気は、放熱部材９が位置する外周領域を通ることができず、放熱部材９の温度低減効果にあまり寄与しない。
【００６９】
図１２は、本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図であり、ローラ内部に風向調整ポールを有するものである。図１２（ａ）はローラ外装筒と風向調整ポールの関係を示す図であり、図１２（ｂ）は風向調整ポールの外観図である。なお、図１１と図１２（ａ）の相違点は風向調整ポールの有無であり、図１２中の矢印は空気の流れを示すものである。
【００７０】
ローラ外装筒５は、ローラの外装を形成し２つの開口を有する。図１２の左側に位置する開口は吸気口としての機能を有し、図１２の右側に位置する開口は排気口としての機能を有する。ローラ外装筒５の内部には複数の熱電変換素子が配置される。これらの熱電変換素子は、図９に示すように熱電変換モジュール６としてケース３００に受容され、ケース３００の湾曲板１０はローラ外装筒５の内壁に接触し、ケース３００の放熱部材９はローラ外装筒５の中心軸側に位置する。
【００７１】
ケース３００の放熱部材９の更に内側には、風向調整ポール４０１が位置する。風向調整ポール４０１は、その少なくとも一部がローラ外装筒５の内部に位置することで、ローラ外装筒５の内部における空気の流路を狭めて空気の流れを調整することが可能である。
【００７２】
本実施の形態では、風向調整ポール４０１がローラ外装筒５の内部に位置し、ローラ外装筒５の開口から流入する空気の流れを、複数の熱電変換素子を受容するケース３００に向かわせるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。その結果、ローラの冷却効率を向上させることができる。
【００７３】
また、風向調整ポール４０１は、ローラ外装筒５の中心軸上に位置する。これにより、ローラ外装筒５の開口から流入した空気の流れをローラ外装筒５の中心軸から遠ざけてローラ外装筒５の内壁に接触したケース３００に向かわせるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００７４】
さらに、ケース３００はフィン形状を有する放熱部材９を有し、放熱部材９は風向調整ポール４０１に向かって伸びている。このように、ケース３００の放熱部材９を風向調整ポール４０１とケース３００本体との間に位置させると、ローラ外装筒５の開口から流入した空気の流れを放熱部材９に効率良く向かわせることが可能となり、放熱部材９を介してケース３００に受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００７５】
さらにまた、風向調整ポール４０１はケース３００側に向かう突起４０１ａを有し、突起４０１ａは風向調整ポール４０１の径を大きくすることにより形成される。これにより、風向調整ポール４０１は、風向調整ポール４０１に沿って流れる空気の流れをさえぎる突起４０１ａを有するので、風向調整ポール４０１側を流れる空気Ａとケース３００側を流れる空気Ｂを攪拌して、ローラ外装筒５の内部を流れる空気の温度分布を均一にし、ケース３００に受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態の風向調整ポール４０１は、その形状を略円柱形状とし、ローラ外装筒５の開口に向かう端部を開口とせず面としたため、風向調整ポール４０１の全てをローラ外装筒５の内部に位置させることができた。風向調整ポール４０１が略筒形状であり、風向調整ポール４０１におけるローラ外装筒５の開口に向かう端部が面ではなく開口の場合には、風向調整ポール４０１の端部をローラ外装筒５の外部に位置させることで、本実施の形態における風向調整ポール４０１と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
図１３は、本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図であり、ローラ内部に風向調整ポールを有するものである。図１３（ａ）はローラ外装筒と風向調整ポールの関係を示す図であり、図１３（ｂ）は風向調整ポールの外観図である。なお、図１２と図１３の相違点は、風向調整ポールの外観形状である。
【００７８】
ローラ外装筒５は、ローラの外装を形成し２つの開口を有する。図１３の左側に位置する開口は吸気口としての機能を有し、図１３の右側に位置する開口は排気口としての機能を有する。
【００７９】
ローラ外装筒５、放熱部材９、湾曲板１０、ケース３００の構成は、図１２に示す構成と同一である。
【００８０】
風向調整ポール４０２は、略円柱形状であり、一方の端部を形成する第１端部４０２ａと他方の端部を形成する第２端部４０２ｂを有する。第１端部４０２ａの径は第２端部４０２ｂの径より小さく、第１端部４０２ａはローラ外装筒５の吸気側に位置し、第２端部４０２ｂは排気側に位置する。これにより、ローラ外装筒５の吸気側の空気の流路を大きくし、ローラ外装筒５の排気側の空気の流路を小さくするので、ローラ外装筒５の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケース３００の近傍の空気の流速を上げるので、ケース３００に受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００８１】
また、風向調整ポール４０２は、第１端部４０２ａから第２端部４０２ｂに向けて段階的に径を大きくすることにより形成される。これにより、ローラ外装筒５の吸気側の空気の流路を大きくし、ローラ外装筒５の排気側の空気の流路を小さくするので、ローラ外装筒５の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケース３００の近傍の空気の流速を上げるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。また、第１端部４０２ａから第２端部４０２ｂにかけて階段状構造を有するため、その階段状構造で空気を攪拌することができ、更に冷却効率を上げることができる。
【００８２】
本実施の形態においては、風向調整ポール４０２を略円柱形状として形成したが、風向調整ポール４０２の形状は筒形状であっても良い。風向調整ポール４０２の第１端部４０２ａと第２端部４０２ｂに開口がある場合には、第１端部４０２ａと第２端部４０２ｂをローラ外装筒５の外部に位置させる必要がある。また、風向調整ポール４０２の第１端部４０２ａと第２端部４０２ｂに開口がない場合には、第１端部４０２ａと第２端部４０２ｂをローラ外装筒５の外部に位置させる、もしくはローラ外装筒５の内部に位置させる、のいずれの場合であっても良い。
【００８３】
なお、風向調整ポール４０２が略筒形状である場合にも、風向調整ポール４０２が略円柱形状である場合と同様の効果を得ることができる。つまり、風向調整ポール４０２の第１端部４０２ａの径が第２端部４０２ｂの径より小さく、第１端部４０２ａをローラ外装筒５の吸気側に位置させ、第２端部４０２ｂを排気側に位置させ、第１端部４０２ａをローラ外装筒５の開口より外側に位置させる。これにより、ローラ外装筒５の吸気側の空気の流路を大きくし、筒の排気側の空気の流路を小さくするので、ローラ外装筒５の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケースの近傍の空気の流速を上げるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００８４】
図１４は、本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図であり、ローラ内部に風向調整ポールを有するものである。図１４（ａ）はローラ外装筒と風向調整ポールの関係を示す図であり、図１４（ｂ）は風向調整ポールの外観図である。なお、図１２と図１４の相違点は風向調整ポールの外観形状である。また、図１４中の矢印は空気の流れを示すものである。
【００８５】
ローラ外装筒５は、ローラの外装を形成し２つの開口を有する。図１４の左側に位置する開口は吸気口としての機能を有し、図１４の右側に位置する開口は排気口としての機能を有する。
【００８６】
ローラ外装筒５、放熱部材９、湾曲板１０、ケース３００の構成は、図１２に示す構成と同一である。
【００８７】
風向調整ポール４０３はケース３００側から遠ざかる溝４０３ａを有し、溝４０３ａは風向調整ポール４０３の径を小さくすることにより形成される。これにより、風向調整ポール４０３に沿って流れる空気の流れに変化を与える溝４０３ａを有するので、風向調整ポール４０３側を流れる空気Ｃとケース３００側を流れる空気Ｄを攪拌して、ローラ外装筒５の内部を流れる空気の温度分布を均一化し、ケース３００に受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００８８】
図１５は、本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図であり、ローラ内部に風向調整ポールを有するものである。図１５は、放熱部材と風向調整ポールの関係を示す図である。なお、図１２と図１５の相違点は、風向調整ポールの外観形状と風向調整ポールに対する放熱部材の位置である。
【００８９】
ローラ外装筒５は、ローラの外装を形成し２つの開口を有する。図１５の左側に位置する開口は吸気口としての機能を有し、図１５の右側に位置する開口は排気口としての機能を有する。
【００９０】
ローラ外装筒５、放熱部材９、湾曲板１０、ケース３００の構成は、図１２に示す構成と同一であるが、風向調整ポール４０４の外観形状と、風向調整ポール４０４とケース３００の放熱部材９の相対位置が異なる。
【００９１】
ケース３００の放熱部材９は、風向調整ポール４０４の第１端部４０４ａから第２端部４０４ｂに向かうに従い、風向調整ポール４０４との距離が近づくように構成される。これにより、ローラ外装筒５の吸気側の空気の流路を大きくし、ローラ外装筒５の排気側の空気の流路を小さくするので、ローラ外装筒５の内部に多くの空気を取り込んで冷却すると共に、熱電変換素子が受容されたケース３００の近傍の空気の流速を上げるので、熱電変換素子を効率良く冷却することができる。
【００９２】
図１６は、本発明の実施の形態におけるローラ内部の断面図であり、ローラ内部に風向調整ポールを有するものである。図１６（ａ）はローラ外装筒と風向調整ポールの関係を示す図であり、図１６（ｂ）は風向調整ポールの外観図である。なお、図１２と図１６の相違点は、風向調整ポールの外観形状である。また、図１６中の矢印は空気の流れを示すものである。
【００９３】
ローラ外装筒５は、ローラの外装を形成し２つの開口を有する。図１６の左側に位置する開口は吸気口としての機能を有し、図１６の右側に位置する開口は排気口としての機能を有する。
【００９４】
ローラ外装筒５、放熱部材９、湾曲板１０、ケース３００の構成は、図１２に示す構成と同一であるが、風向調整ポール４０５の外観形状が異なる。
【００９５】
風向調整ポール４０５は、風向調整ポール４０５の第１端部４０５ａはローラ外装筒５の内部に位置する開口であり、風向調整ポール４０５の第２端部４０５ｂは閉口もしくは第１端部４０５ａの開口より小さい開口を有し、風向調整ポール４０５はその内壁と外壁を結ぶ貫通孔４０５ｃを有し、貫通孔４０５ｃはケース３００に対向する。これにより、ローラ外装筒５の開口から流入した空気を風向調整ポール４０５の外部を通る空気Ｅと風向調整ポール４０５の内部を通る空気Ｆとに分ける。その結果、風向調整ポール４０５の外部を通る空気Ｅは第１端部４０５ａに最も近い貫通孔４０５ｃより風上に位置するケース３００のみに対応し、風向調整ポール４０５の内部を通る空気Ｆは第１端部４０５ａに最も近い貫通孔４０５ｃより風下に位置するケース３００に対応するので、ローラ外装筒５の内部に位置する複数のケース３００を全体的に冷却することができる。
【００９６】
図１７は、本発明の実施の形態における産業用印刷機のローラの配置図である。
【００９７】
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る。その後、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、ドライヤ１０３で加熱された直後の印刷物はその温度が高温であり、そのままの温度条件ではインクを塗布できないので、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。したがって、熱電変換素子を用いたローラ本体１をドライヤ１０３による加熱乾燥工程の後に配置することで、表面印刷後の印刷物の熱をローラ本体１に効率良く吸収させ、表面印刷後の印刷物を短時間で適正温度まで冷却して裏面印刷を可能とする。また、冷却効率を向上させたローラ本体１を使用するので、印刷機に用いるローラ本体１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。
【００９８】
また、図１および図２に示すローラ本体１に外気吸い込みファン２と内気排出ファン３が設けられない場合、印刷機にはローラ本体１のローラ外装筒５の開口に向けて空気を送風する送風機５０１が備えられる。この場合、表面印刷部１０２と裏面印刷部１０４との間にローラ本体１を配置して、ローラ本体１のローラ外装筒５の開口に向けて空気を送り込むので、ドライヤ１０３を用いて乾燥した表面印刷後の印刷物を短時間で適正温度まで冷却し、両面印刷の全体時間を短縮できる。
【００９９】
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。この場合も、ローラの内部に熱電変換モジュール６を配置する場合と同様に、シリンダの外装を形成するシリンダ外装筒の内部における空気の流路を狭め、シリンダ外装筒の開口から流入した空気の流れを熱電変換素子が受容されたケースに向かわせるので、ケース３００に受容された熱電変換素子を効率良く冷却することができる。その結果、シリンダの冷却効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
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。
【符号の説明】
【０１０１】
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  風向調整ポール
１３  ユニット可動板
１４  第１取り付け穴
１５  第２取り付け穴
１６ａ、１６ｂ  リード線
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
４０１，４０２，４０３，４０４，４０５  風向調整ポール
４０１ａ  突起
４０２ａ，４０４ａ，４０５ａ  第１端部
４０２ｂ，４０４ｂ，４０５ｂ  第２端部
４０３ａ  溝
５０１  送風機
【図１】
2015155175.tif 000003
【図２】
2015155175.tif 000004
【図３】
2015155175.tif 000005
【図４】
2015155175.tif 000006
【図５】
2015155175.tif 000007
【図６】
2015155175.tif 000008
【図７】
2015155175.tif 000009
【図８】
2015155175.tif 000010
【図９】
2015155175.tif 000011
【図１０】
2015155175.tif 000012
【図１１】
2015155175.tif 000013
【図１２】
2015155175.tif 000014
【図１３】
2015155175.tif 000015
【図１４】
2015155175.tif 000016
【図１５】
2015155175.tif 000017
【図１６】
2015155175.tif 000018
【図１７】
2015155175.tif 000019