(57)【要約】【課題】繊維を含む原料を再生する装置において、原料の長期にわたる滞留を回避し、安定して原料を供給できるようにする。【解決手段】繊維を含む原料ＭＡを収容する収容部４２０と、収容部４２０内に堆積した原料ＭＡに下方から接して原料ＭＡを切断する刃４３６を備え、刃４３６により切断された原料ＭＡを収容部４２０から排出する供給ユニット４３０と、を備える供給部１０と、供給部１０から排出される原料ＭＡを加工する粗砕部１２と、を備える繊維原料再生装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む原料を収容する収容部と、
前記収容部内に堆積した前記原料に鉛直方向の下方から接して前記原料を切断する刃を備え、前記刃により切断された前記原料を前記収容部から排出する処理部と、を備える原料供給部と、
前記原料供給部から排出される前記原料を加工する加工部と、
を備える繊維原料再生装置。
【請求項２】
前記処理部は、
前記原料を支持する支持面を有し、互いに隙間を空けて配置される複数の支持部と、
隣接する前記支持部の隙間を通じて前記原料に接して、前記原料を切断する前記刃と、を備え、
前記支持部は、前記支持面と交差する方向に変位可能である請求項１記載の繊維原料再生装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記支持面を面内で移動させることにより前記前記原料を搬送する搬送機構を備える請求項２記載の繊維原料再生装置。
【請求項４】
前記支持部を変位させる変位機構と、
前記刃及び前記変位機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記刃により前記原料を切断した後に、前記複数の支持部のいずれかを前記変位機構により変位させて、前記刃により切断された前記原料を排出する請求項２または３記載の繊維原料再生装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記刃により前記原料を切断した後に、前記複数の支持部のいずれかの前記支持面を、他の前記支持部の前記支持面よりも下方へ変位させる請求項４記載の繊維原料再生装置。
【請求項６】
前記刃は、前記収容部に堆積した前記原料のうち、前記支持面に近い側の一部の前記原料を切断する請求項２から５のいずれか１項に記載の繊維原料再生装置。
【請求項７】
前記刃は、前記収容部に堆積した前記原料に鉛直方向の下方から接する刃と、前記刃を介して前記原料を支持する刃支持部と、前記刃を動作させて前記原料を切断させる刃駆動部と、を有する請求項１記載の繊維原料再生装置。
【請求項８】
前記原料供給部は、前記収容部に堆積した前記原料よりも鉛直方向の上方から前記原料を投入可能な原料投入部を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の繊維原料再生装置。
【請求項９】
前記加工部は、
前記原料供給部から排出される前記原料を、前記原料供給部で切断された前記原料よりも小さいサイズに裁断する裁断部、および、
前記裁断部により裁断された前記原料を解繊する解繊部を含み、
前記原料供給部と前記裁断部との間、および、前記裁断部と前記解繊部との間の少なくともいずれかに配置され、前記原料を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留された前記原料を計量する計量部と、を備える請求項１から８のいずれか１項に記載の繊維原料再生装置。
【請求項１０】
前記貯留部から前記原料を送り出す貯留原料搬送部と、
前記計量部の計量結果に基づいて前記貯留原料搬送部を制御する搬送制御部と、を備える請求項９記載の繊維原料再生装置。
【請求項１１】
繊維を含む原料を収容する収容部と、
前記収容部内に堆積した前記原料に鉛直方向の下方から接して前記原料を切断する刃を備え、前記刃により切断された前記原料を前記収容部から排出する処理部と、を備える原料供給部と、
前記原料供給部から排出される前記原料を解繊する解繊部と、
前記解繊部により解繊された解繊物をシート形状に成形するシート形成部と、
を備えるシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維原料再生装置、および、シート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維を含む原料を再生する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、再生原料として古紙を搬送する給紙装置と、古紙の繊維を再生パルプまで離解させるパルパーとを備える古紙処理装置が記載されている。この給紙装置は、古紙が積層載置される載置台を備え、載置台に積層した古紙の最上位のものに接するローラーにより、古紙を１枚ずつ繰り出してパルパーに搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４９１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の給紙装置では、載置台の上から古紙が載置され、上から順に繰り出される、いわゆる先入れ後出しの構成が採用されている。このため、先に載置された古紙は長期にわたって使用されず載置台に置かれる可能性があり、古紙の変質が懸念される。
また、特許文献１記載の給紙装置は、古紙を１枚ずつ分離する必要があり、古紙の分離が不十分な場合はローラーにおいて紙詰まりが発生する可能性があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、繊維を含む原料を再生する装置において、原料の長期にわたる滞留を回避し、安定して原料を供給できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の繊維原料再生装置は、繊維を含む原料を収容する収容部と、前記収容部内に堆積した前記原料に鉛直方向の下方から接して前記原料を切断する刃を備え、前記刃により切断された前記原料を前記収容部から排出する処理部と、を備える原料供給部と、前記原料供給部から排出される前記原料を加工する加工部と、を備える。
本発明によれば、収容部に収容された原料を下方から切断して排出し、処理部に供給できる。これにより、原料が滞留しやすい収容部において、下方から原料を排出するので、原料が収容部に滞留する期間の長期化を防止できる。さらに、原料を切断してから排出するので、収容部から一度に排出される原料の量を容易に調整できる。このため、多量の原料がまとめて排出される事態を回避し、収容部より後の工程における原料の詰まりや、収容部からの原料の排出不良を防止でき、原料の安定供給が可能となる。
【０００７】
また、本発明は、前記処理部は、前記原料を支持する支持面を有し、互いに隙間を空けて配置される複数の支持部と、隣接する前記支持部の隙間を通じて前記原料に接して、前記原料を切断する前記刃と、を備え、前記支持部は、前記支持面と交差する方向に変位可能である。
この構成によれば、支持面により支持された原料を下方から切断するので、刃に加わる荷重が小さい。このため、原料を容易に切断できるという利点がある。これにより、原料を確実に切断し、安定して供給できる。
【０００８】
また、本発明は、前記支持部は、前記支持面を面内で移動させることにより前記前記原料を搬送する搬送機構を備える。
この構成によれば、原料を支持する支持面を移動させることにより、原料を容易に搬送できる。
【０００９】
また、本発明は、前記支持部を変位させる変位機構と、前記刃及び前記変位機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記刃により前記原料を切断した後に、前記複数の支持部のいずれかを前記変位機構により変位させて、前記刃により切断された前記原料を排出する。
この構成によれば、複数の支持部の間の位置で原料を切断してから支持部を変位させることで、切断された原料を、容易に収容部から取り出すことができる。また、いずれかの支持部を変位させる場合に、他の支持部によって収容部の原料を支持できる。従って、変位させる支持部の荷重が小さく、この支持台から原料を容易に供給できる。
【００１０】
また、本発明は、前記制御部は、前記刃により前記原料を切断した後に、前記複数の支持部のいずれかの前記支持面を、他の前記支持部の前記支持面よりも下方へ変位させる。
この構成によれば、いずれかの支持面を変位させることで、切断された原料を収容部の下から容易に取り出すことができ、安定して原料を供給できる。また、収容部の下から原料を取り出すので、原料が収容部に滞留する期間を短くすることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記刃は、前記収容部に堆積した前記原料のうち、前記支持面に近い側の一部の前記原料を切断する。
この構成によれば、収容部から取り出される原料の量を容易に制御できる。
【００１２】
また、本発明は、前記刃は、前記収容部に堆積した前記原料に鉛直方向の下方から接する刃と、前記刃を介して前記原料を支持する刃支持部と、前記刃を動作させて前記原料を切断させる刃駆動部と、を有する。
この構成によれば、刃に近い原料が先に収容部から取り出されるので、シンプルな構造によって、収容部における原料の滞留期間の長期化を防止できる。また、切断された原料が収容部から取り出し可能となるため、一度に切断する原料の量を制御することで、収容部から取り出される原料の量を抑えることができ、原料を安定して供給できる。
【００１３】
また、本発明は、前記原料供給部は、前記収容部に堆積した前記原料よりも鉛直方向の上方から前記原料を投入可能な原料投入部を有する。
この構成によれば、収容部に上から原料を送り込み、収容部の下方から原料を取り出すので、いわゆる先入れ先出しの構成を実現し、収容部における原料の滞留期間の長期化を防止できる。
【００１４】
また、本発明は、前記加工部は、前記原料供給部から排出される前記原料を、前記原料供給部で切断された前記原料よりも小さいサイズに裁断する裁断部、および、前記裁断部により裁断された前記原料を解繊する解繊部を含み、前記原料供給部と前記裁断部との間、および、前記裁断部と前記解繊部との間の少なくともいずれかに配置され、前記原料を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された前記原料を計量する計量部と、を備える。
この構成によれば、原料供給部から供給される原料を解繊処理する構成において、原料を貯留し、貯留した原料を計量することができる。従って、裁断部および／または解繊部に供給される原料の量を管理できるので、原料を安定して供給できる。
【００１５】
また、本発明は、前記貯留部から前記原料を送り出す貯留原料搬送部と、前記計量部の計量結果に基づいて前記貯留原料搬送部を制御する搬送制御部と、を備える。
この構成によれば、原料供給部から送り出す原料の量を制御して、原料を安定して供給できる。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明のシート製造装置は、繊維を含む原料を収容する収容部と、前記収容部内に堆積した前記原料に鉛直方向の下方から接して前記原料を切断する刃を備え、前記刃により切断された前記原料を前記収容部から排出する処理部と、を備える原料供給部と、前記原料供給部から排出される前記原料を解繊する解繊部と、前記解繊部により解繊された解繊物をシート形状に成形するシート形成部と、を備える。
本発明によれば、収容部に収容された原料を下方から切断して排出し、処理部に供給できる。これにより、原料が滞留しやすい収容部において、下方から原料を排出するので、原料が収容部に滞留する期間の長期化を防止できる。さらに、原料を切断してから排出するので、収容部から一度に排出される原料の量を容易に調整できる。このため、多量の原料がまとめて排出される事態を回避し、収容部より後の工程における原料の詰まりや、収容部からの原料の排出不良を防止でき、原料の安定供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】シート製造装置の全体構成を示す模式図。
【図２】供給部の構成を示す図。
【図３】供給ユニットの斜視図。
【図４】シート製造装置の制御系の説明図。
【図５】制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】供給ユニットにより原料を供給する動作の説明図。
【図７】シート製造装置の動作を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態の供給部の構成を示す図。
【図９】第２実施形態の支持台により原料を供給する動作の説明図。
【図１０】第３実施形態の供給部の構成を示す図。
【図１１】第３実施形態の支持台により原料を供給する動作の説明図。
【図１２】第４実施形態の供給部の構成を示す図。
【図１３】第４実施形態の支持台により原料を供給する動作の説明図。
【図１４】第５実施形態の供給部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１９】
［１．第１実施形態］
［１−１．シート製造装置の全体構成］
【００２０】
図１は実施形態に係るシート製造装置１００の構成を示す模式図である。
シート製造装置１００は、本発明の繊維原料再生装置に相当し、繊維を含む原料を繊維化して、新しいシートに再生する再生処理を実行する。シート製造装置１００は、原料を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、複数の種別のシートを製造する。ここで、繊維化された原料に様々な添加物を混合することにより、用途に合わせて、シートの結合強度や白色度を向上させたり、色、香り、難燃等の機能を付加したりすることができる。また、シート製造装置１００により、密度や厚さ、サイズ、形状をコントロールして成型することで、多様な種別のシートを製造して販売することができる。シートとしては、Ａ４やＡ３の印刷用紙、掃除用シート（床掃除用シート等）、油汚れ用シート、トイレ掃除用シート等のシート状の製品の他に、紙皿形状等の成型したシートの製造が可能である。
【００２１】
シート製造装置１００は、供給部１０、粗砕部１２、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、混合部５０、堆積部６０、第２ウェブ形成部７０、搬送部７９、シート形成部８０、及び、切断部９０を備える。
【００２２】
シート製造装置１００は、原料に対する加湿、及び／または原料が移動する空間を加湿する目的で、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を備える。これら加湿部２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の具体的な構成は任意であり、スチーム式、気化式、温風気化式、超音波式等が挙げられる。
【００２３】
本実施形態の加湿部２０２、２０４、２０６、２０８は、気化式または温風気化式の加湿器であり、水を浸潤させるフィルター（図示略）を有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を供給する。本実施形態の加湿部２１０、２１２は超音波式加湿器であり、水を霧化する振動部（図示略）を有し、振動部により発生するミストを供給する。
【００２４】
供給部１０（原料供給部）は、粗砕部１２（裁断部）に原料を供給する。シート製造装置１００がシートを製造する原料は繊維を含むものであればよく、例えば、紙、パルプ、パルプシート、不織布を含む布、或いは織物等が挙げられる。シート製造装置１００の原料は、廃棄紙（いわゆる古紙）等の使用済みのものであってもよいし、未使用のものであってもよい。以下では、シート製造装置１００が廃棄紙を原料とする場合を例に挙げて説明する。
供給部１０の構成については後述する。
【００２５】
粗砕部１２は、原料を挟んで裁断する一対の粗砕刃１４と、粗砕刃１４により裁断されて落下する粗砕片を受けるシュート（ホッパーともいう）９とを備える。粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、大気中（すなわち、空気中）等の気中で粗砕刃１４によって裁断（粗砕ともいう）し、粗砕片にする。粗砕部１２は、例えば、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは任意であり、解繊部２０における解繊処理に適していればよい。例えば、粗砕部１２は、原料を、１〜数ｃｍ四方またはそれ以下のサイズの紙片に裁断する。裁断された紙片は、例えば、正方形でも長方形でもよく、厳密な形状に限る必要はない。シュート９は、例えば、粗砕片が流れる方向（進行する方向）において、徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有し、解繊部２０に連通する管２に連結される。粗砕刃１４によって裁断された粗砕片は、シュート９により集められ、管２を通って解繊部２０に移送（搬送）される。
【００２６】
シュート９またはその近傍には、加湿部２０２により加湿空気が供給される。この加湿空気により、粗砕物が静電気によってシュート９や管２の内面に吸着する現象や解繊部２０の内部における解繊物の付着等が抑制される。なお、加湿部２０２から粗砕刃１４に加湿空気を供給して原料を除電する構成としてもよいし、粗砕部１２および解繊部２０にイオナイザーを設けて除電してもよい。
【００２７】
解繊部２０は、粗砕部１２で裁断された粗砕片を解繊処理し、解繊物を生成する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料（被解繊物）を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部２０は、原料に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能をも有する。解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」は、解きほぐされた解繊物繊維の他に、繊維を解きほぐす際に繊維から分離した樹脂（複数の繊維同士を結着させるための樹脂）粒や、インク、トナーなどの色剤や、にじみ防止剤、紙力増強剤等の添加剤を含む場合がある。また、解繊物の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。解繊物に含まれる繊維は、他の繊維と絡み合っていない、独立した状態であってもよいし、他の解繊物と絡み合って塊状となった状態（いわゆる「ダマ」）であってもよい。
【００２８】
解繊部２０は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中等の気中において、解繊等の処理を行うことを乾式と称する。解繊部２０は、例えば、インペラーミルなどの解繊機を用いて構成することができる。具体的には、解繊部２０は、高速回転するローター（図示略）、及び、ローターの外周に位置するライナー（図示略）を備える。この構成では、粗砕部１２で裁断された粗砕片が、解繊部２０のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。
また、解繊部２０は、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、解繊部２０は、原料である粗砕片を管２から吸引し、解繊物を排出口２４へと搬送する。解繊物は排出口２４から管３に送り出され、管３を通じて選別部４０に移送される。
【００２９】
さらに、シート製造装置１００は、気流発生装置である解繊部ブロアー２６を備える。解繊部ブロアー２６は管３に取り付けられ、解繊部２０から解繊物とともに空気を吸引し、選別部４０に送風する送風機である。解繊物は、解繊部２０が発生する気流に加え、解繊部ブロアー２６が発生する気流により選別部４０に搬送される。
【００３０】
選別部４０は導入口４２を有し、管３から解繊部２０により解繊された解繊物が気流とともに導入口４２に流入する。選別部４０は、導入口４２に流入する解繊物を、繊維の長さによって選別する。詳細には、選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物のうち、予め定められたサイズ以下の解繊物を第１選別物とし、第１選別物より大きい解繊物を第２選別物として、選別する。第１選別物は繊維または粒子等を含み、第２選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片（例えば、十分に解繊されていない粗砕片）、解繊された繊維が凝集し、或いは絡まったダマ等を含む。
【００３１】
選別部４０は、ドラム部４１（篩部）と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３（覆い部）と、を有する。
ドラム部４１は、網を有する円筒形状の構造物であり、この網は、フィルター、或いはスクリーンであってもよい。これらは例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いることができる。ドラム部４１は、モーター（図示略）によって回転駆動されることで篩として機能し、網の目の大きさより小さい第１選別物と、網の目より大きい第２選別物とを選別する。すなわち、ドラム部４１の回転によって、第１選別物はドラム部４１の網の目から下方に落下する。ドラム部４１の網の目を通過できない第２選別物は、導入口４２からドラム部４１に流入する気流により排出口４４に導かれ、管８に送り出される。
【００３２】
管８は、ドラム部４１の内部と管２とに連結され、ドラム部４１から管８に流入した第２選別物は、粗砕部１２により裁断された粗砕片とともに管２を通り、解繊部２０の導入口２２に導かれる。これにより、第２選別物は解繊部２０に戻され、解繊処理される。
【００３３】
ドラム部４１により選別された第１選別物は、空気中に分散し、ドラム部４１の下方に位置する第１ウェブ形成部４５のメッシュベルト４６に向けて降下する。
【００３４】
第１ウェブ形成部４５（分離部）は、メッシュベルト４６（分離ベルト）と、ローラー４７と、吸引部４８（サクション機構）と、を備える。
メッシュベルト４６は無端形状のベルトであって、３つのローラー４７に懸架され、ローラー４７によって図中矢印Ｖ１で示す方向に搬送される。メッシュベルト４６の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。選別部４０から降下する第１選別物のうち、メッシュベルト４６の網の目を通過するサイズの微粒子は、メッシュベルト４６の下方に落下する。一方、メッシュベルト４６の網の目を通過できないサイズの繊維は、メッシュベルト４６に堆積し、メッシュベルト４６とともに矢印Ｖ１方向に搬送される。
【００３５】
メッシュベルト４６から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いものを含み、例えば、解繊部２０で原料から取り出された樹脂、色剤、添加剤等の粒子である。これらの微粒子は、シート（例えば、図１のシートＳ）の製造に使用されない除去物である。
【００３６】
このように、解繊部２０で解繊処理された解繊物は、選別部４０で第１選別物と第２選別物とに選別され、第２選別物が解繊部２０に戻される。また、第１選別物から、第１ウェブ形成部４５によって除去物が除かれる。第１選別物から除去物を除いた残りは、シートＳの製造に適した材料であり、この材料はメッシュベルト４６に堆積して第１ウェブＷ１となる。
【００３７】
吸引部４８は、メッシュベルト４６の下方から空気を吸引する。吸引部４８は、管２３を介して集塵部２７に連結され、集塵部２７の下流には捕集ブロアー２８（分離吸引部）が設置される。捕集ブロアー２８は集塵部２７から空気を吸引し、捕集ブロアー２８が排出する空気は管２９を経てシート製造装置１００の外に排出される。
【００３８】
集塵部２７はフィルター式またはサイクロン式の集塵装置であり、微粒子を気流から分離する。捕集ブロアー２８の吸引力により、メッシュベルト４６の網の目を通過した微粒子が空気と共に吸引され、集塵部２７で捕集される。捕集ブロアー２８には、除去物を速やかに除去する作用のほか、メッシュベルト４６上における第１ウェブＷ１の形成を促進する作用がある。
【００３９】
ドラム部４１を含む空間には、加湿部２０４により加湿空気が供給される。この加湿空気は、静電力による第１選別物のメッシュベルト４６への付着を弱め、第１ウェブＷ１をメッシュベルト４６から剥離し易くする。また、回転体４９やハウジング部４３への第１選別物の付着を抑制し、吸引部４８により除去物を吸引する効率を向上させる。
【００４０】
なお、シート製造装置１００において、第１選別物と第２選別物とを選別し、分離する構成は、ドラム部４１を備える選別部４０に限定されない。例えば、解繊部２０で解繊処理された解繊物を、分級機によって分級する構成を採用してもよい。分級機としては、例えば、サイクロン分級機、エルボージェット分級機、エディクラシファイヤーを用いることができる。これらの分級機を用いれば、第１選別物と第２選別物とを選別し、分離することが可能である。さらに、上記の分級機により、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色剤や添加剤など）を含む除去物を、分離して除去する構成を実現できる。例えば、第１選別物に含まれる微粒子を、分級機によって、第１選別物から除去する構成としてもよい。この場合、第２選別物は、例えば解繊部２０に戻され、除去物は集塵部２７により集塵され、除去物を除く第１選別物が管５４に送られる構成とすることができる。
【００４１】
メッシュベルト４６の搬送経路において、選別部４０の下流側には、加湿部２１０によって、ミストを含む空気が供給される。加湿部２１０は、ミストを第１ウェブＷ１に向けて降下させることで第１ウェブＷ１に水分を供給し、静電気によるメッシュベルト４６への繊維の吸着等を抑制する。
【００４２】
回転体４９は、第１ウェブＷ１の繊維をほぐして、後述する混合部５０で樹脂を混合しやすい状態に加工する。第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６がローラー４７により折り返す位置で、メッシュベルト４６から剥離して、回転体４９により分断され、細分体Ｐとなる。回転体４９は、例えば、板状の羽根を有し回転する回転羽根形状である。細分体Ｐは、管７を通じて混合部５０へ移送される。
【００４３】
回転体４９を含む空間には、加湿部２０６により加湿空気が供給される。この加湿空気は、管７の内部や回転体４９への繊維の吸着を抑制し、混合部５０においても静電気による影響を抑制する。
【００４４】
混合部５０は、樹脂を含む添加物を供給する添加物供給部５２と、細分体Ｐを含む気流が流れる管５４と、混合ブロアー５６とを備え、細分体Ｐを構成する繊維に、樹脂を含む添加物を混合する。
【００４５】
添加物供給部５２（樹脂収容部）には、添加物を蓄積する添加物カートリッジ（図示略）がセットされる。添加物カートリッジは、添加物供給部５２に着脱可能であってもよいし、添加物カートリッジに添加物を補充する構成を備えてもよい。添加物供給部５２は、排出部５２ａ（樹脂供給部）を有し、添加物カートリッジ内部の微粉または微粒子からなる添加物を、管５４に送出する。排出部５２ａは、例えば、添加物を繰り出すフィーダー（図示略）、及び、フィーダーと管５４とを接続する管路を開閉するシャッター（図示略）を備え、シャッターにより、排出部５２ａと管５４とを連結する管路を開閉可能な構成とすることができる。
【００４６】
添加物供給部５２が供給する添加物は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる樹脂を含む。添加物に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂である。例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレートである。また、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等であってもよい。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。すなわち、添加物は、単一の物質を含んでもよいし、混合物であってもよく、それぞれ単一または複数の物質で構成される、複数種類の粒子を含んでもよい。また、添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
【００４７】
また、添加物供給部５２が供給する添加物は、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤を含んでもよい。また、着色剤を含まない添加物は、無色、或いは無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。
【００４８】
添加物供給部５２により供給される添加物は、混合ブロアー５６が発生する気流により、細分体Ｐと混合されながら管５４を搬送され、混合ブロアー５６内部を通過する。細分体Ｐは、管７及び管５４の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。細分体Ｐの繊維と添加物とは、混合ブロアー５６が発生する気流及び／または混合ブロアー５６が有する羽根等の回転体の作用により混合され、混合物は管５４を通って堆積部６０に移送される。
【００４９】
なお、第１選別物と添加物とを混合させる機構は、特に限定されず、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、Ｖ型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよく、これらの機構を混合ブロアー５６の前または後に設置してもよい。
【００５０】
混合部５０を通過した混合物は、堆積部６０の導入口６２に導入される。堆積部６０は、混合物の繊維をほぐして、空気中で分散させながら第２ウェブ形成部７０に降下させる。ここで、添加物供給部５２から供給される添加物の樹脂が繊維状である場合、これらの繊維も堆積部６０によって解きほぐされ、第２ウェブ形成部７０に降下する。
【００５１】
堆積部６０は、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング部６３と、を有する。ドラム部６１は、例えばドラム部４１と同様に構成される円筒形状の構造体であり、ドラム部４１と同様の網を有し、モーターによって回転駆動され、篩として機能する。なお、ドラム部６１の「篩」は、特定の対象物を選別する機能を有していなくてもよい。すなわち、ドラム部６１として用いられる「篩」とは、網を備えたもの、という意味であり、ドラム部６１は、ドラム部６１に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
【００５２】
ドラム部６１の下方には第２ウェブ形成部７０が配置される。第２ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２（ベルト）と、ローラー７４と、サクション機構７６と、を有する。
【００５３】
メッシュベルト７２は無端形状のベルトであって、複数のローラー７４に懸架され、ローラー７４の動きにより、図中矢印Ｖ２で示す方向に搬送される。メッシュベルト７２は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等であり、その表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。堆積部６０から降下する粒子のうち、メッシュベルト７２の網の目を通過するサイズの微粒子は、メッシュベルト７２の下方に落下する。一方、メッシュベルト７２の網の目を通過できないサイズの繊維は、メッシュベルト７２に堆積し、メッシュベルト７２とともに矢印Ｖ２方向に搬送される。メッシュベルト７２の網の目は微細であり、ドラム部６１から降下する繊維や粒子の大半を通過させないサイズとすることができる。この構成により、ドラム部６１の網の目を通過した通過物は、第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成部）に堆積し、堆積物は第２ウェブＷ２となる。
【００５４】
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方に設けられるサクションブロアー７７を備え、サクションブロアー７７の吸引力によって、サクション機構７６に下向きの気流（すなわち、堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流）を発生させる。サクション機構７６が、堆積部６０により空気中に分散された混合物をメッシュベルト７２上に吸引することで、第２ウェブＷ２の形成を促進する効果が期待できる。また、堆積部６０からの排出速度を大きくする効果のほか、混合物の落下経路に形成されるダウンフローによって落下中に解繊物や添加物が絡み合うことを防ぐ効果が期待できる。
【００５５】
サクションブロアー７７（堆積吸引部）は、サクション機構７６から吸引した空気を、捕集フィルター（図示略）を通じて、シート製造装置１００の外に排出してもよい。或いは、サクションブロアー７７が吸引した空気を集塵部２７に送り込み、サクション機構７６が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。
【００５６】
ドラム部６１を含む空間には加湿部２０８により加湿空気が供給される。この加湿空気は、堆積部６０の内部を加湿し、ハウジング部６３への繊維や粒子の付着を抑え、繊維や粒子をメッシュベルト７２に速やかに降下させる。また、メッシュベルト７２の搬送経路において、堆積部６０の下流側には、加湿部２１２によってミストを含む空気が供給される。これにより、第２ウェブＷ２が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト７２への繊維の吸着等が抑制される。
【００５７】
堆積部６０および第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成工程）で形成された第２ウェブＷ２は、搬送部７９によって、メッシュベルト７２から剥がされてシート形成部８０へと搬送される。搬送部７９は、例えば、メッシュベルト７９ａと、ローラー７９ｂと、サクション機構７９ｃと、を有する。
【００５８】
サクション機構７９ｃは、ブロアー（図示略）を備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト７９ａに上向きの気流を発生させる。この気流により、第２ウェブＷ２がメッシュベルト７２から離れてメッシュベルト７９ａに吸着される。メッシュベルト７９ａは、張架ローラー７９ｂの回転により移動され、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。
【００５９】
シート形成部８０では、第２ウェブＷ２が含む解繊物の繊維、および添加物に対して熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物（樹脂）を介して結着させる。具体的には、シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を加圧する加圧部８２、及び、加圧部８２により加圧された第２ウェブＷ２を加熱する加熱部８４を備える。加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧することにより第２ウェブＷ２を高密度化し、加熱部８４に向けて搬送する。加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備え、カレンダーローラー８５によって加圧された第２ウェブＷ２を挟んで熱を与え、シートＳを形成する。
【００６０】
切断部９０（カッター部）は、シート形成部８０によって成形されたシートＳを切断する。本実施形態の切断部９０は、図中符号Ｆで示すシートＳの搬送方向と交差する方向にシートＳを切断する第１切断部９２と、搬送方向Ｆに平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有する。切断部９０でカットを行うことにより、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。切断部９０でカットされた単票のシートＳは、排出部９６に収容される。排出部９６は、製造されたシートを収容するトレイやスタッカーを備え、トレイに排出されたシートＳは、ユーザーが取り出して使用することができる。
【００６１】
上述したシート製造装置１００の各部は、解繊処理部１０１と、再生部１０２とを構成する。解繊処理部１０１は、少なくとも供給部１０および解繊部２０を含み、選別部４０および第１ウェブ形成部４５を含んでもよい。解繊処理部１０１は、原料ＭＡから解繊物、または解繊物がウェブ状に形成された第１ウェブＷ１を製造する。解繊処理部１０１の製造物を、回転体４９に移送せずに、シート製造装置１００から取り出して貯留することも可能である。また、この製造物を所定のパッケージに封入し、輸送および取引可能な形態としてもよい。
【００６２】
再生部１０２は、解繊処理部１０１で製造された製造物をシートＳに再生する機能部であり、混合部５０、第２ウェブ形成部７０、搬送部７９、シート形成部８０、および、切断部９０を含み、回転体４９を含んでもよい。また、添加物供給部５２を含んでもよい。シート製造装置１００は、解繊処理部１０１と再生部１０２とを一体として構成してもよいし、別体として構成してもよい。この場合、解繊処理部１０１は、本発明の繊維原料再生装置に相当する。再生部１０２は、解繊物をシート形状に成形するシート形成部に相当する。また、これらのいずれも加工部に相当するといえる。
【００６３】
［１−２．供給部の構成］
図２は、供給部１０の構成を示す図であり、側面視で供給部１０の概略構成を示す。
ここで、供給部１０にセットされる原料を、原料ＭＡと表記する。原料ＭＡは、シート製造装置１００がシートＳの製造に使用する原料であり、上述したように、紙や布（不織布を含む）等の繊維を含む繊維材料、或いは繊維素材と呼ぶこともできる。以下の説明では一例として、原料ＭＡに古紙を用いる場合を説明する。
【００６４】
供給部１０は、投入口４０２、４０３が形成された中空の本体４０１を有する。投入口４０２、４０３は、ユーザーが原料ＭＡを投入可能な開口であり、本体４０１の前面に、上下に並んで開口する。投入口４０３は、本発明の原料投入部に相当する。
【００６５】
本体４０１の内部には、手差し供給部４０７、収容部４２０、および計量装置４５０（計量部）が設置される。
手差し供給部４０７は、本体４０１の上部に配置され、投入口４０２を通じて投入された原料ＭＡが、矢印ＤＡに示す方向に移動して手差し供給部４０７に到達する。手差し供給部４０７は、原料ＭＡを搬送する一対のローラー４０４と、ローラー４０４により搬送される原料ＭＡを所定サイズに切断する粗切断部４０５とを備える。粗切断部４０５により切断された原料ＭＡは、ガイド４０６により案内され、矢印ＤＢで示すように計量装置４５０に向けて落下する。
【００６６】
計量装置４５０の上部には、原料ＭＡを貯留する貯留部４５１が設けられる。貯留部４５１は、例えば計量装置４５０の上面に、原料ＭＡを保持可能な枠を設けて構成される。貯留部４５１には、手差し供給部４０７から落下する原料ＭＡ、および、後述するように収容部４２０から供給される原料ＭＡが、向きや位置が揃えられていない状態で到達し、堆積する。
【００６７】
収容部４２０は、原料ＭＡを収容する略箱型のケース４２１と、ケース４２１内の下部に設置された供給ユニット４３０（処理部）と、を有する。投入口４０３から投入された原料ＭＡは、矢印ＤＣで示すように、ケース４２１の開口から内部に入り、供給ユニット４３０に到達する。供給ユニット４３０は、支持台４３１（支持部）を有し、支持台４３１に原料ＭＡが堆積し、支持台４３１は原料ＭＡに鉛直方向の下方から接して、原料ＭＡを下方から支持する。鉛直方向は、シート製造装置１００の設置状態における鉛直方向をいう。収容部４２０の収容効率を高める観点から、供給ユニット４３０は、ケース４２１の底部に配置されることが好ましい。
【００６８】
図３は、供給ユニット４３０の斜視図である。
供給ユニット４３０は、図３に示すように一方向に並べて配置される複数の支持台４３１（図３の例では、３つの支持台４３１）を備え、隣接する支持台４３１の間には隙間４３５が設けられる。図３および後述する図６に示すように、以下の説明では、複数の支持台４３１を区別しない場合は支持台４３１と表記し、区別する場合は支持台４３１Ａ、４３１Ｂ、４３１Ｃと表記する。
【００６９】
支持台４３１は、モーター（図示略）により回転駆動される一組のローラー４３２、４３２と、ローラー４３２、４３２間に架け渡された無端形状のベルト４３３とを有する。ベルト４３３の上面である支持面４３４は、原料ＭＡを載置可能な平面となるよう構成され、好ましくは、供給ユニット４３０の設置状態においてほぼ水平である。
ローラー４３２の回転により、ベルト４３３が図中矢印Ｄ３で示す方向に移動することで、支持台４３１は、原料ＭＡを搬送方向Ｄ３に搬送するベルトコンベアーとして機能する。複数の支持台４３１が並ぶ方向は、搬送方向Ｄ３と交差する方向であり、図３の例では、搬送方向Ｄ３に直交する方向である。
【００７０】
供給ユニット４３０は、刃４３６を備える。刃４３６は、原料ＭＡを切断することが可能な可動刃であり、例えば、ロータリー刃（回転刃）である。刃４３６は、支持面４３４の下方から隙間４３５を通じて突出するように配置され、支持面４３４から突出する部分が原料ＭＡ（図２）に接して、原料ＭＡを切断する。
【００７１】
刃４３６は、隙間４３５に沿って、図中矢印Ｄ２で示す方向に移動可能である。刃４３６を移動させることにより、原料ＭＡをＤ２方向に切断できる。支持台４３１に載置された原料ＭＡは、刃４３６によって、支持台４３１の幅方向（支持台４３１の配列方向）とほぼ同じサイズに分断される。供給ユニット４３０を構成する支持台４３１および刃４３６の数に制限はなく、刃４３６は、少なくともいずれかの隙間４３５、好ましくは全ての隙間４３５に配置される。
【００７２】
刃４３６が原料ＭＡを切断した後でローラー４３２が回転すると、刃４３６で切断されたサイズの原料ＭＡはベルト４３３とともに搬送方向Ｄ３に移動し、ベルト４３３の端部で脱落して、矢印ＤＤで示す方向に送り出される。
【００７３】
収容部４２０は、例えば、オフィス用紙等の定型サイズの古紙に適合するサイズで構成される。具体的には、投入口４０３および収容部４２０は、使用頻度の高いオフィス用紙（例えば、Ａ３、Ａ４、Ａ５サイズ等）を収容可能なサイズである。このような場合、供給ユニット４３０のサイズは、収容部４２０の底面の断面積に対応するサイズとされる。例えば、図３に示す３つの支持台４３１の全体が、Ａ３サイズの原料ＭＡより少し大きいサイズとなす構成が好ましい。
【００７４】
図２に戻り、供給ユニット４３０は、支持台４３１を昇降させる昇降機構４４０を備える。昇降機構４４０は、支持台４３１を支持するアーム４４１を備え、アーム４４１を上下方向（図中矢印Ｄ１）に移動させることが可能である。アーム４４１は、供給ユニット４３０が備える複数の支持台４３１を、それぞれ独立して昇降させることができる。
【００７５】
昇降機構４４０は、刃４３６を支持する刃支持アーム４４２を有する。昇降機構４４０は、刃支持アーム４４２を変位させることにより、刃４３６を、Ｄ２方向、すなわち隙間４３５に沿う方向に移動させることができる。昇降機構４４０は、支持台４３１を変位させる変位機構を構成する。
【００７６】
計量装置４５０は、重量センサー３０３（図４）を内蔵し、貯留部４５１に載置された原料ＭＡの重量を重量センサー３０３により検出する。重量センサー３０３が検出する重量は、制御装置１１０（図４）により取得される。
【００７７】
計量装置４５０は、原料供給ローラー４５３（貯留原料搬送部）を備える。原料供給ローラー４５３は、搬送モーター（図示略）により駆動され、貯留部４５１から原料ＭＡを粗砕部１２に送り出す。これにより、投入口４０２、４０３から投入された原料ＭＡを粗砕部１２に供給できる。また、原料供給ローラー４５３の動作を制御することで、粗砕部１２への原料ＭＡの供給量や供給頻度を調整できる。
【００７８】
［１−３．制御装置の構成］
図４は、シート製造装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。
シート製造装置１００は、シート製造装置１００の各部を制御するメインプロセッサー１１１を有する制御装置１１０を備える。
【００７９】
制御装置１１０は、メインプロセッサー１１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１２、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１３を備える。メインプロセッサー１１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置であり、ＲＯＭ１１２が記憶する基本制御プログラムを実行することにより、シート製造装置１００の各部を制御する。メインプロセッサー１１１は、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３等の周辺回路や他のＩＰコアを含むシステムチップとして構成されてもよい。
【００８０】
ＲＯＭ１１２は、メインプロセッサー１１１が実行するプログラムを不揮発的に記憶する。ＲＡＭ１１３は、メインプロセッサー１１１が使用するワークエリアを形成して、メインプロセッサー１１１が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶する。
【００８１】
不揮発性記憶部１２０は、メインプロセッサー１１１が実行するプログラムや、メインプロセッサー１１１が処理するデータを記憶する。
【００８２】
表示パネル１１６は、液晶ディスプレイ等の表示用のパネルであり、例えば、シート製造装置１００の外装に設置される。表示パネル１１６は、メインプロセッサー１１１の制御に従って、シート製造装置１００の動作状態、各種設定値、警告表示等を表示する。
【００８３】
タッチセンサー１１７は、タッチ（接触）操作や押圧操作を検出する。タッチセンサー１１７は、例えば、表示パネル１１６の表示面に重ねて配置され、表示パネル１１６に対する操作を検出する。タッチセンサー１１７は、操作に対応して、操作位置や操作位置の数を含む操作データをメインプロセッサー１１１に出力する。メインプロセッサー１１１は、タッチセンサー１１７の出力により、表示パネル１１６に対する操作を検出し、操作位置を取得する。メインプロセッサー１１１は、タッチセンサー１１７により検出した操作位置と、表示パネル１１６に表示中の表示データ１２２とに基づき、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）操作を実現する。
【００８４】
制御装置１１０はセンサーＩ／Ｆ（インターフェイス）１１４を介して、シート製造装置１００の各部に設置されたセンサーに接続される。センサーＩ／Ｆ１１４は、センサーが出力する検出値を取得してメインプロセッサー１１１に入力するインターフェイスである。センサーＩ／Ｆ１１４は、センサーが出力するアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇｕｅ／Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバーターを備えてもよい。また、センサーＩ／Ｆ１１４は、各センサーに駆動電流を供給してもよい。また、センサーＩ／Ｆ１１４は、各々のセンサーの出力値を、メインプロセッサー１１１が指定するサンプリング周波数に従って取得し、メインプロセッサー１１１に出力する回路を備えてもよい。
【００８５】
センサーＩ／Ｆ１１４には、原料センサー３０１、排紙センサー３０２、及び、重量センサー３０３が接続される。
【００８６】
原料センサー３０１は、供給部１０が収容する原料ＭＡの残量を検出する。例えば、原料センサー３０１は、収容部４２０に収容された原料ＭＡが収容部４２０の上端まで達したことを検出する光センサーで構成される。制御装置１１０は、原料センサー３０１の検出値に基づき、原料ＭＡの量が設定値以上となった場合に、原料ＭＡを投入口４０３から投入しないよう報知を行う。
【００８７】
排紙センサー３０２は、排出部９６が有するトレイ或いはスタッカーに蓄積されたシートＳの量を検出する。制御装置１１０は、排紙センサー３０２が検出するシートＳの量が設定値以上となった場合に、報知を行う。
【００８８】
重量センサー３０３は、計量装置４５０が内蔵するセンサーであり、貯留部４５１に載置または集積された原料ＭＡの重量を検出または測定する。重量センサー３０３としては、例えば、ロードセル式（電気抵抗線式、ひずみゲージ式）重量センサー、電磁式（電磁力平衡式、フォースバランス式）重量センサー、音叉式センサー等を用いることができる。また、重量センサー３０３として、機械式秤を検出部に用いた検出装置を利用してもよい。
【００８９】
制御装置１１０は、駆動部Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１１５を介して、シート製造装置１００が備える各駆動部に接続される。シート製造装置１００が備える駆動部は、モーター、ポンプ、ヒーター等である。駆動部Ｉ／Ｆ１１５は、モーターに直接接続される構成のほか、制御装置１１０の制御によりモーターに駆動電流を供給する駆動回路や駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に接続されてもよい。
【００９０】
駆動部Ｉ／Ｆ１１５には、制御装置１１０の制御対象として、粗砕部３１１、解繊部３１２、添加物供給部３１３、ブロアー３１４、加湿部３１５、ドラム駆動部３１６、及び、分断部３１７が接続される。
【００９１】
粗砕部３１１は、粗砕刃１４を回転させるモーター等の駆動部を含む。解繊部３１２は、解繊部２０が備えるローター（図示略）を回転させるモーター等の駆動部を含む。添加物供給部３１３は、排出部５２ａにおいて添加物を送り出すスクリューフィーダーを駆動するモーター、排出部５２ａのシャッターを開閉するモーターやアクチュエーター等の駆動部を含む。
【００９２】
ブロアー３１４は、解繊部ブロアー２６、捕集ブロアー２８、混合ブロアー５６、サクションブロアー７７等を含む。これらの各ブロアーは個別に駆動部Ｉ／Ｆ１１５に接続されてもよい。
ドラム駆動部３１６は、ドラム部４１を回転させるモーター、ドラム部６１を回転させるモーター等の駆動部を含む。
分断部３１７は、回転体４９を回転させるモーター等の駆動部を含む。
【００９３】
また、駆動部Ｉ／Ｆ１１５には、カレンダーローラー８５を駆動するモーターや加熱ローラー８６を加熱するヒーター等を接続してもよい。また、各加湿器に水を供給する給水ポンプを、駆動部Ｉ／Ｆ１１５に接続してもよい。
【００９４】
また、駆動部Ｉ／Ｆ１１５には、投入口搬送部３２１、支持台駆動部３２２、支持台移動部３２３、刃駆動部３２４、刃回転駆動部３２５、および原料供給部３２６が接続される。
【００９５】
投入口搬送部３２１は、手差し供給部４０７が備えるローラー４０４、４０４および粗切断部４０５を駆動するモーター等を含む。
支持台駆動部３２２は、ローラー４３２を回転させるモーター等を含む。支持台駆動部３２２は、ローラー４３２、およびベルト４３３とともに、支持面４３４を面内で移動させる搬送機構を構成する。
【００９６】
支持台移動部３２３は、昇降機構４４０において、アーム４４１をＤ１方向（図２）に移動させるモーターやアクチュエーター等を含む。
刃駆動部３２４は、刃４３６を回転させるモーター等を含む。
刃回転駆動部３２５は、昇降機構４４０において、刃支持アーム４４２を動かして刃４３６を移動させるモーターやアクチュエーター等を含む。
原料供給部３２６は、計量装置４５０が有する原料供給ローラー４５３を回転させるモーター等を含む。
【００９７】
図５は、制御部１５０の機能ブロック図である。
制御部１５０は、シート製造装置１００を制御する機能部であり、メインプロセッサー１１１がプログラムを実行することによって、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現される。制御部１５０は、メインプロセッサー１１１とともに、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、および不揮発性記憶部１２０を含んで構成されてもよい。
【００９８】
制御部１５０は、検出部１５１、駆動制御部１５２、計量制御部１５３、原料供給制御部１５４、および、搬送制御部１５５の各機能部を形成する。
制御装置１１０は、シート製造装置１００を制御するための基本制御プログラムとして、アプリケーションプログラムのプラットフォームを構成するオペレーティングシステム（ＯＳ）を実行してもよい。この場合、制御部１５０の各機能部を、アプリケーションプログラムとして実装してもよい。
【００９９】
図５には、制御部１５０の制御対象としてセンサー３００および駆動部３１０を示す。センサー３００は、図４のセンサーＩ／Ｆ１１４に接続される各種センサーの総称であり、駆動部３１０は、駆動部Ｉ／Ｆ１１５に接続される各駆動部の総称である。
【０１００】
検出部１５１は、センサー３００の検出値を取得する。駆動制御部１５２は、検出部１５１により取得された検出値に基づいて、駆動部Ｉ／Ｆ１１５に接続された各部を動作させる。
【０１０１】
計量制御部１５３は、重量センサー３０３の検出値を取得することにより、貯留部４５１（図１）に集積された原料ＭＡの重量を求める。
原料供給制御部１５４は、計量制御部１５３が求めた原料ＭＡの重量に基づき、投入口搬送部３２１を動作させて、投入口４０２から投入された原料ＭＡを貯留部４５１に落下させる。原料供給制御部１５４は、例えば、計量制御部１５３が求めた原料ＭＡの重量が、予め設定された上限に達していない状態で投入口搬送部３２１を動作させ、計量制御部１５３が求めた原料ＭＡの重量が上限に達した場合に、投入口搬送部３２１を停止させる。
【０１０２】
シート製造装置１００は、投入口４０２に原料ＭＡが投入されたことを検出する投入口センサー（図示略）を備えてもよい。この場合、検出部１５１は、投入口センサーの検出値を取得し、原料供給制御部１５４は、投入口センサーが原料ＭＡを検出した場合に、投入口搬送部３２１を動作させる。また、原料供給制御部１５４は、計量制御部１５３が求めた原料ＭＡの重量が上限に達している状態で、投入口センサーが原料ＭＡを検出しても投入口搬送部３２１を動作させないよう制御してもよい。
【０１０３】
また、原料供給制御部１５４は、計量制御部１５３が求めた原料ＭＡの重量に基づいて、支持台駆動部３２２、支持台移動部３２３、刃駆動部３２４、および刃回転駆動部３２５を動作させ、収容部４２０から貯留部４５１に原料ＭＡを供給する。
【０１０４】
具体的には、原料供給制御部１５４は、刃駆動部３２４により刃４３６を回転させるとともに、刃回転駆動部３２５により刃４３６を移動させて、原料ＭＡを切断させる。原料供給制御部１５４が刃４３６を移動させる範囲は、隙間４３５において原料ＭＡを載置可能な領域の端から端までを含むことが好ましい。原料供給制御部１５４は、刃駆動部３２４および刃回転駆動部３２５によって、複数の刃４３６を個別に動作させてもよいし、同時に動作させてもよい。
【０１０５】
原料供給制御部１５４は、刃４３６により原料ＭＡを切断した後、支持台移動部３２３を制御して、支持台４３１を下降させる。続いて、原料供給制御部１５４は、支持台駆動部３２２を制御して、下降させた支持台４３１のベルト４３３を駆動し、原料ＭＡを貯留部４５１に送る。その後、原料供給制御部１５４は、下降させた支持台４３１を上昇させる。
【０１０６】
搬送制御部１５５は、原料供給部３２６を制御して、原料供給ローラー４５３により貯留部４５１から原料ＭＡを粗砕部１２に供給する。
計量制御部１５３は、原料供給ローラー４５３の動作中、所定のサンプリング周期で重量センサー３０３の検出値を取得し、原料ＭＡの重量を求める。搬送制御部１５５は、計量制御部１５３が求める原料ＭＡの重量について計量制御部１５３の動作に伴う変化を監視し、この重量の変化に対応して、原料供給ローラー４５３を停止させる。
【０１０７】
例えば、搬送制御部１５５には、粗砕部１２に送る原料ＭＡの量が、単位時間あたりの重量として設定される。搬送制御部１５５は、原料供給ローラー４５３が粗砕部１２に送る原料ＭＡの量が、設定された単位時間あたりの重量の範囲内となるように、原料供給ローラー４５３を動作させる。これにより、搬送制御部１５５は、予め設定された速度で原料ＭＡを粗砕部１２に送ることができ、粗砕部１２および粗砕部１２の下流側に位置する各工程に安定して原料ＭＡを供給できる。
【０１０８】
［１−４．シート製造装置の動作］
図６は、供給ユニット４３０により原料ＭＡを供給する動作の説明図である。
図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ、供給ユニット４３０の動作中における特定の状態を示す。
【０１０９】
原料供給制御部１５４が刃回転駆動部３２５により刃４３６を回転させ、刃駆動部３２４により刃４３６を移動させると、図６に符号Ａで示すように、支持台４３１Ａ、４３１Ｂ、４３１Ｃに堆積した原料ＭＡが下方から切断される。
【０１１０】
刃４３６が支持台４３１から突出する高さＨは、刃４３６および刃支持アーム４４２の構造上の制約、或いは、原料供給制御部１５４の制御により決定される。例えば、高さＨは、図６に示すように、支持台４３１Ａ、４３１Ｂ、４３１Ｃの上面から刃４３６の一部が突出する程度とされる。この場合、支持台４３１Ａ、４３１Ｂ、４３１Ｃに堆積した原料ＭＡのうち下端側の一部が、下方から刃４３６により切断される。
【０１１１】
供給ユニット４３０は、昇降機構４４０が刃支持アーム４４２を変位させることにより、刃４３６を、原料ＭＡから外れた位置まで移動可能な構成であってもよい。例えば、隙間４３５のＤ２方向の長さが原料ＭＡよりも十分に長く、隙間４３５の端部が原料ＭＡから外れた位置となる構成が挙げられる。或いは、昇降機構４４０が刃支持アーム４４２を変位させることで、刃４３６を、支持台４３１Ａ、４３１Ｂ、４３１Ｃよりも下方に移動可能な構成としてもよい。
【０１１２】
図６の符号Ｂは、原料供給制御部１５４が支持台移動部３２３を制御して、図中右端に位置する支持台４３１Ａを下降させた状態を示す。
刃４３６により原料ＭＡを切断した後、原料供給制御部１５４が支持台４３１Ａを下降させると、切断された原料ＭＡが支持台４３１Ａとともに下降する。支持台４３１Ａの上方に位置する原料ＭＡのうち、切断されていない原料ＭＡは、支持台４３１Ｂ、４３１Ｃにより鉛直方向の下方から支持されている。このため、支持台４３１Ａが下降すると、支持台４３１Ａに、収容部４２０に収容された原料ＭＡの一部のみが載置された状態となる。
【０１１３】
原料供給制御部１５４は、ベルト４３３を動作させることにより、支持台４３１Ａに載っている原料ＭＡを貯留部４５１に向けて送り出す。
続いて、原料供給制御部１５４は、支持台４３１Ａを上昇させ、支持台４３１Ｂを下降させる。図６に符号Ｃで示すように、支持台４３１Ｂの下降に伴い、切断された原料ＭＡが下降する。原料供給制御部１５４は、ベルト４３３を動作させることにより、支持台４３１Ｂに載っている原料ＭＡを貯留部４５１に向けて送り出す。
【０１１４】
さらに、原料供給制御部１５４は、支持台４３１Ｂを上昇させ、支持台４３１Ｃを下降させる。この状態を図６に符号Ｄで示す。符号Ｄの状態では、支持台４３１Ｃの下降に伴って、切断された原料ＭＡが下降するので、原料供給制御部１５４がベルト４３３を動作させることで、原料ＭＡを検出部１５１に送り出すことができる。
【０１１５】
なお、供給ユニット４３０が備える複数の支持台４３１を下降させる順序は図６の例に限定されない。
【０１１６】
図６のＢ〜Ｄに示すように、昇降機構４４０により下降した支持台４３１において、ベルト４３３に加わる荷重は、切断された原料ＭＡの重量に相当する荷重だけである。この重量は、刃４３６が切断する原料ＭＡの量により決定される。このため、刃４３６が切断する原料ＭＡの量を原料供給制御部１５４が制御することで、原料ＭＡを搬送する際にベルト４３３に加わる荷重を軽くすることで、ベルト４３３の負荷を抑えることができ、原料ＭＡを安定して貯留部４５１に送ることができる。
【０１１７】
また、図６のＢ〜Ｄに示す状態では、切断されていない原料ＭＡが常に複数の支持台４３１により支持されるので、支持台４３１の下降に起因して収容部４２０内の原料ＭＡが崩れるおそれがない。このように、供給ユニット４３０は、原料ＭＡを鉛直方向の下方から刃４３６により切断し、各々の支持台４３１を順に下降させることにより、切断した原料ＭＡを所定量ずつ送り出すことができる。
【０１１８】
図７は、シート製造装置１００の動作を示すフローチャートであり、制御部１５０の制御により原料ＭＡを供給する動作を示す。
制御部１５０は、計量制御部１５３により計量動作を実行し、貯留部４５１に載置された原料ＭＡの重量を求める（ステップＳＴ１１）。制御部１５０は、ステップＳＴ１１で求めた重量が、予め設定された上限に達したか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。
【０１１９】
貯留部４５１の原料ＭＡの重量が上限に達していないと判定した場合（ステップＳＴ１２；ＮＯ）、制御部１５０は、収容部４２０からの原料の排出を開始する（ステップＳＴ１３）。制御部１５０は、刃４３６により原料ＭＡを切断させ（ステップＳＴ１４）、支持台４３１の変位およびベルト４３３の駆動を制御し、収容部４２０から原料ＭＡを貯留部４５１に排出させる（ステップＳＴ１５）。ステップＳＴ１４〜ＳＴ１５の動作は図６を参照して上述した動作である。また、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１５の動作中に投入口４０３から原料ＭＡが投入された場合、制御部１５０は、ローラー４０４および粗切断部４０５を動作させて、投入された原料ＭＡを貯留部４５１に堆積させてもよい。
【０１２０】
制御部１５０は、原料供給ローラー４５３を動作させて、貯留部４５１から粗砕部１２へ原料ＭＡを供給する（ステップＳＴ１６）。ステップＳＴ１６で、制御部１５０は、貯留部４５１から原料ＭＡを粗砕部１２に供給する間の原料ＭＡの重量の変化に対応して、原料供給ローラー４５３を制御し、予め設定された速度で原料ＭＡを粗砕部１２に送る。その後、制御部１５０はステップＳＴ１７に移行する。
【０１２１】
また、制御部１５０は、貯留部４５１の原料ＭＡの重量が上限に達したと判定した場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、ローラー４０４、粗切断部４０５および収容部４２０による原料ＭＡの排出を停止し（ステップＳＴ１８）、ステップＳＴ１７に移行する。
【０１２２】
ステップＳＴ１７で、制御部１５０は、原料ＭＡを供給する動作を終了するか否かを判定する。例えば、制御部１５０は、タッチセンサー１１７が検出する操作により、シート製造装置１００によるシートＳの製造停止が指示された場合、予めスケジュールされたシートＳの製造が完了した場合等に、原料ＭＡの供給を終了する（ステップＳＴ１７；ＹＥＳ）。原料ＭＡの供給を終了しない場合（ステップＳＴ１７；ＮＯ）、制御部１５０はステップＳＴ１１に戻る。
【０１２３】
以上説明したように、本発明を適用した第１実施形態のシート製造装置１００は、繊維を含む原料ＭＡを収容する収容部４２０と、収容部４２０内に堆積した原料ＭＡに鉛直方向の下方から接して原料ＭＡを切断する刃４３６を備える。シート製造装置１００は、刃４３６により切断された原料ＭＡを収容部４２０から排出する供給ユニット４３０と、を備える供給部１０を有する。また、シート製造装置１００は、供給部１０から排出される原料ＭＡを加工する加工部としての粗砕部１２および解繊部２０を備える。
【０１２４】
これにより、収容部４２０に収容された原料ＭＡを、下方から刃４３６により切断して排出し、供給ユニット４３０に供給できる。この構成では、原料ＭＡが滞留しやすい収容部４２０において、下方から順に原料ＭＡを排出するので、いわゆる先入れ先出しの構成を実現でき、原料ＭＡが収容部４２０に滞留する期間の長期化を防止できる。さらに、原料ＭＡを切断してから排出するので、収容部４２０から一度に排出される原料ＭＡの量を容易に調整できる。従って、多量の原料ＭＡがまとめて収容部４２０から排出される事態を回避し、供給部１０以降の工程（例えば、加工部）における原料ＭＡの詰まりや、収容部４２０からの原料ＭＡの排出不良を防止でき、原料ＭＡの安定供給が可能となる。
【０１２５】
また、供給ユニット４３０は、原料ＭＡを支持する支持面４３４を有し、互いに隙間を空けて配置される複数の支持台４３１と、隣接する支持台４３１の隙間を通じて原料ＭＡに接して、原料ＭＡを切断する刃４３６と、を備える。支持台４３１は、支持面４３４と交差する方向に変位可能である。この構成では、刃４３６は、支持面４３４により下方から支持された原料ＭＡを切るので、原料ＭＡを容易に切断できるという利点がある。従って、原料ＭＡを確実に刃４３６により切断し、安定して収容部４２０から供給できる。
【０１２６】
また、シート製造装置１００は、支持台４３１のベルト４３３を動かして、支持面４３４を面内で移動させることにより、原料ＭＡを搬送する搬送機構を備える。これにより、原料ＭＡを容易に搬送できる。
【０１２７】
また、シート製造装置１００は、支持台４３１を変位させる支持台移動部３２３と、刃４３６及び支持台移動部３２３を制御する原料供給制御部１５４と、を備える。原料供給制御部１５４は、刃４３６により原料ＭＡを切断した後に、複数の支持台４３１のいずれかを支持台移動部３２３により変位させて、刃４３６により切断された原料ＭＡを排出する。これにより、複数の支持台４３１の間の位置で原料ＭＡを切断してから支持台４３１を変位させることで、切断された原料ＭＡを、容易に収容部４２０から取り出すことができる。また、いずれかの支持台４３１を変位させる場合に、他の支持台４３１によって収容部４２０内の原料ＭＡを支持できる。従って、変位させる支持台４３１に加わる荷重が小さく、この支持台４３１から原料ＭＡを容易に供給できる。
【０１２８】
また、制御部１５０は、刃４３６により原料ＭＡを切断した後に、複数の支持台４３１のいずれかの支持面４３４を、他の支持台４３１の支持面４３４よりも下方へ変位させる。これにより、切断された原料ＭＡを収容部４２０の下から容易に取り出すことができ、安定して原料ＭＡを供給できる。また、原料ＭＡを収容部４２０の下方から取り出すため、原料ＭＡが収容部４２０に滞留する期間を短くすることができる。
【０１２９】
また、刃４３６は、収容部４２０に堆積した原料ＭＡのうち、支持面４３４に近い側の一部の原料ＭＡを切断する。これにより、収容部４２０から取り出される原料ＭＡの量を容易に制御することができる。
【０１３０】
また、供給部１０は、収容部４２０に堆積した原料ＭＡよりも上方から原料ＭＡを投入可能な投入口４０３を有する。これにより、収容部４２０に上から原料ＭＡを送り込み、収容部４２０の下方から原料ＭＡを取り出すので、いわゆる先入れ先出しの構成を実現し、収容部４２０における原料ＭＡの滞留期間を短くすることができる。
【０１３１】
また、加工部は、供給部１０から排出される原料ＭＡを、供給部１０で切断された原料ＭＡよりも小さいサイズに裁断する粗砕部１２、および、粗砕部１２により裁断された原料ＭＡを解繊する解繊部２０を含む。シート製造装置１００は、供給部１０と粗砕部１２との間、および、粗砕部１２と解繊部２０との間の少なくともいずれかに配置され、原料ＭＡを貯留する貯留部４５１を備える。また、貯留部４５１に貯留された原料ＭＡを計量する計量装置４５０を備える。この構成では、供給部１０によって切断して供給される原料ＭＡを解繊処理する構成において、原料ＭＡを貯留し、貯留した原料ＭＡを計量できる。このため、粗砕部１２および／または解繊部２０に供給される原料ＭＡの量を管理でき、原料ＭＡを安定して供給できる。
【０１３２】
また、シート製造装置１００は、貯留部４５１から原料ＭＡを送り出す原料供給ローラー４５３と、計量装置４５０の計量結果に基づいて原料供給ローラー４５３を制御する搬送制御部１５５と、を備える。これにより、供給部１０から送り出す原料ＭＡの量を制御して、原料ＭＡを安定して供給できる。
【０１３３】
［２．第２実施形態］
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態における供給部１０Ａの構成を示す図であり、側面視で供給部１０Ａの概略構成を示す。供給部１０Ａは、シート製造装置１００において、上記第１実施形態で説明した供給部１０に代えて配置される。
【０１３４】
供給部１０Ａは、収容部４２０の下部に、供給ユニット４３０に代えて供給ユニット４３０Ａ（処理部）を備える。供給ユニット４３０Ａと供給ユニット４３０との相違を除き、供給部１０Ａは、供給部１０と同様に構成される。また、供給ユニット４３０と供給ユニット４３０Ａとは共通する構成部を含む。以下の説明では、供給部１０と共通する構成部は、同符号を付すことにより図示及び説明を省略する。
【０１３５】
供給ユニット４３０Ａは、複数の支持台４６１（支持部）と、隣接する支持台４６１の間に形成される隙間４３５に配置される刃４３６と、支持台４６１を変位可能に支持する昇降機構４４４と、を備える。刃４３６は、刃支持アーム４４２によって昇降機構４４４に支持されており、昇降機構４４４は、刃支持アーム４４２を動かすことにより、刃４３６を、Ｄ２方向に移動させることができる。昇降機構４４４が刃４３６を移動させる態様は、図３を参照して説明した昇降機構４４０の動作と同様である。昇降機構４４４は、支持台４３１を変位させる変位機構を構成する。
【０１３６】
支持台４６１の上面である支持面４６２は、収容部４２０に収容される原料ＭＡに鉛直方向の下方から接して、原料ＭＡを下方から支持する。刃４３６は、原料供給ローラー４５３から支持面４６２の上に突出して、支持面４６２に支持される原料ＭＡを鉛直方向の下方から切断する。
【０１３７】
昇降機構４４４は、複数の支持台４６１のそれぞれをアーム４４５によって支持し、アーム４４５を動かすことにより、支持台４６１を各々独立して変位させる。昇降機構４４４は、昇降機構４４０と同様に、支持台移動部３２３により駆動される。また、刃４３６は、刃駆動部３２４、および刃回転駆動部３２５により駆動される。これらの動作は、第１実施形態と同様、制御装置１１０により制御され、より詳細には原料供給制御部１５４（図５）によって制御される。
【０１３８】
図９は、第２実施形態の支持台４６１により原料ＭＡを供給する動作の説明図である。
図中のＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、供給ユニット４３０Ａの動作中における特定の状態を示す。図９および以下の説明では、説明の便宜のため、３つの支持台４６１を、支持台４６１Ａ、４６１Ｂ、４６１Ｃと区別する。
【０１３９】
供給ユニット４３０Ａにおいて、複数の支持台４６１は一方向に並べて配置され、隣接する支持台４６１の間には隙間４３５が設けられる。支持台４６１の配列方向は、支持台４３１と同様にＤ２方向と交差（例えば、直交）する方向である。
【０１４０】
原料供給制御部１５４の制御によって刃回転駆動部３２５が刃４３６を回転させ、刃駆動部３２４が刃４３６を移動させると、図９に符号Ａで示すように、原料ＭＡが下方から切断される。切断される原料ＭＡの量は、支持台４６１から刃４３６が突出する高さに対応することは第１実施形態で説明したことと同様である。
【０１４１】
昇降機構４４４は、アーム４４５を回動させることにより、支持台４６１Ａを、図中に破線で示す位置まで回動させることができる。昇降機構４４４は、支持台４６１Ｂ、４６１Ｃについても、支持台４６１Ａと同様に回動させることが可能である。さらに、支持台４６１Ａ、４６１Ｂ、４６１Ｃを、それぞれ独立して回動させることができる。
破線で示す支持台４６１Ａの位置は一例であり、支持台４６１Ａの回動範囲は、少なくとも、支持面４６２に堆積した原料ＭＡが滑落または落下する位置を含む範囲であればよい。支持台４６１Ｂ、４６１Ｃも同様である。
【０１４２】
原料供給制御部１５４は、刃４３６により原料ＭＡを切断させた後で、図９に符号Ｂで示すように、支持台４６１Ａを下向きに回動させる。これにより、支持台４６１Ａに堆積した原料ＭＡのうち、刃４３６によって切断された原料ＭＡが、矢印ＤＧで示すように支持台４６１Ａから落下する。また、刃４３６により切断されていない原料ＭＡは、支持台４６１Ｂ、４６１Ｃにより支持されるため、落下しない。
【０１４３】
その後、原料供給制御部１５４は、支持台４６１Ａを元の位置、すなわち符号Ａで示す水平な位置まで回動させてから、支持台４６１Ｂを下向きに回動させ、支持台４６１Ｂに堆積した原料ＭＡを落下させる。さらに、原料供給制御部１５４は、支持台４６１Ｂを水平な位置まで回動させ、支持台４６１Ｃを下向きに回動させる。
【０１４４】
図９の符号Ｃに示す状態は、原料供給制御部１５４が支持台４６１Ｃを下向きに回動させた状態である。支持台４６１Ｃが回動することにより、支持台４６１Ｃに堆積した原料ＭＡが落下する。この状態では、支持台４６１Ａ、４６１Ｂが水平な位置に復帰しているため、切断されていない原料ＭＡは支持台４６１Ａ、４６１Ｂにより支持されている。
【０１４５】
このように、昇降機構４４４が支持台４６１Ａ、４６１Ｂ、４６１Ｃを順に変位させることにより、支持面４６２に堆積した原料ＭＡを、所定量ずつ収容部４２０から排出することができる。また、収容部４２０に収容された原料ＭＡのうち、切断されていない原料ＭＡは、常に複数の支持台４６１により支持されるので、支持台４６１の回動に起因して収容部４２０内の原料ＭＡが崩れるおそれがない。
【０１４６】
図８に戻り、供給ユニット４３０Ａの下方には、支持台４６１から落下する原料ＭＡを受けるガイド４１１が配置される。ガイド４１１は、供給ユニット４３０Ａの下方に位置し、貯留部４５１に繋がる斜面であり、原料ＭＡを貯留部４５１に案内する。
【０１４７】
第２実施形態の供給部１０Ａは、昇降機構４４４によって支持台４６１を変位させることにより、収容部４２０に収容した原料ＭＡを、鉛直方向の下方から順に貯留部４５１に送り出すことができる。第１実施形態の供給部１０がベルトコンベアーとして機能する支持台４３１を用いるのに対し、供給部１０Ａは、支持台４６１を回動させて原料ＭＡを落下させる。この点を除き、供給部１０Ａは供給部１０と同様に構成されるため、供給部１０と同様の作用効果が期待できる。
【０１４８】
また、供給ユニット４３０Ａは、支持台４６１から原料ＭＡを落下させる構成であるため、例えば、供給ユニット４３０（図３）のベルト４３３のように、原料ＭＡを水平方向に搬送する機構を要しない。このため、供給部１０よりも簡易な構成により、原料ＭＡを収容部４２０から安定して供給することができるという利点がある。
【０１４９】
［３．第３実施形態］
次に、本発明を適用した第３実施形態について説明する。
図１０は、第３実施形態における供給部１０Ｂの構成を示す図であり、側面視で供給部１０Ｂの概略構成を示す。供給部１０Ｂは、シート製造装置１００において、上記第１実施形態で説明した供給部１０に代えて配置される。
【０１５０】
供給部１０Ｂは、収容部４２０の下部に、供給ユニット４３０に代えて供給ユニット４３０Ｂ（処理部）を備える。供給ユニット４３０Ｂと供給ユニット４３０との相違を除き、供給部１０Ｂは、供給部１０、１０Ａと同様に構成される。また、供給ユニット４３０Ｂは、供給ユニット４３０、４３０Ａと共通する構成部を含む。以下の説明では、供給部１０、１０Ａと共通する構成部は、同符号を付すことにより図示及び説明を省略する。
【０１５１】
供給ユニット４３０Ｂは、複数の刃４６４と、刃４６４を支持する刃駆動部４４６と、を備える。刃４６４は、直線状に延びる棒状の部材であり、上端４６５は原料ＭＡを切断可能な刃付けがなされている。上端４６５の刃付けの状態は、原料ＭＡを切断可能であればよく、例えば、鋸刃、波刃、カッター状の刃等とすることができ、鋭利な刃でなくてもよい。また、刃４６４および刃駆動部４４６は、超音波カッターを構成してもよく、この場合、刃４６４は振動子として機能する形状であればよい。また、後述するように、刃４６４に、原料ＭＡの荷重に耐える強度、或いは剛性を持たせるために補強材（図示略）を刃４６４に装着または固定してもよい。
【０１５２】
刃駆動部４４６は、刃支持アーム４４７（刃支持部）により刃４６４を支持し、刃４６４を、刃４６４の長手方向（Ｄ４方向）に往復移動させる。
刃４６４の上端４６５は、収容部４２０に収容される原料ＭＡに当接して、原料ＭＡを鉛直方向の下方から支持する。上端４６５に原料ＭＡの重量が加わった状態で、刃４６４がＤ４方向に往復動作すると、刃４６４により原料ＭＡが切断される。
【０１５３】
刃駆動部４４６は、複数の刃４６４のそれぞれを動作させてもよく、複数の刃４６４を各々独立して動作させてもよい。刃駆動部４４６は、例えば、刃回転駆動部３２５により駆動される。この動作は、制御装置１１０により制御され、より詳細には原料供給制御部１５４（図５）によって制御される。
【０１５４】
図１１は、第３実施形態の刃４６４により原料ＭＡを供給する動作の説明図である。
図中のＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、供給ユニット４３０Ｂの動作中における特定の状態を示す。
【０１５５】
供給ユニット４３０Ｂにおいて、複数の刃４６４は一方向に並べて配置される。刃４６４の配列方向は任意であるが、収容部４２０内の原料ＭＡを支持できるように、刃４６４の長手方向と交差（例えば、直交）する方向である。
図１１に符号Ａで示すように、複数の刃４６４は、原料ＭＡを下方から支持する。隣接する刃４６４の間隔が原料ＭＡのサイズに比べて小さければ、刃４６４の上に十分な量の原料ＭＡを堆積させることができる。
【０１５６】
原料供給制御部１５４の制御によって刃回転駆動部３２５が刃４６４を往復動作させると、上端４６５で原料ＭＡに対する切削力が作用し、図１１に符号Ｂで示すように、原料ＭＡが切断される。
【０１５７】
刃４６４により切断された原料ＭＡは、図１１に符号Ｃで示すように、ＤＧ方向に落下する。これらの原料ＭＡは、図１０に示すように供給ユニット４３０Ｂの下方に位置するガイド４１１によって案内されて、貯留部４５１に貯留される。
【０１５８】
このように、第３実施形態の供給部１０Ｂは、収容部４２０に収容される原料ＭＡが刃４６４の上に蓄積され、この原料ＭＡを刃４６４によって支持する構成を有する。この構成によれば、刃４６４を動かすことで原料ＭＡを切断し、切断した分の原料ＭＡが落下して貯留部４５１に供給される。刃４６４により切断される原料ＭＡの量は、原料ＭＡの性状と、刃駆動部４４６が刃４６４を駆動する時間とに対応する。このため、原料供給制御部１５４によって、供給ユニット４３０Ｂから貯留部４５１に排出する原料ＭＡの量を制御可能である。
【０１５９】
供給部１０Ｂは、刃４６４により原料ＭＡを支持する構成であるほかは、供給部１０Ａと同様に構成されるため、供給部１０Ａと同様の作用効果が期待できる。
また、供給ユニット４３０Ｂは、刃４６４から原料ＭＡを落下させる構成であるため、例えば、供給ユニット４３０（図３）のベルト４３３のように、原料ＭＡを水平方向に搬送する機構を要しない。さらに、収容部４２０で原料ＭＡを支持する構成を刃４６４が兼ねる。このため、供給部１０、１０Ａよりもさらに簡易な構成により、原料ＭＡを収容部４２０から安定して供給することができるという利点がある。
【０１６０】
また、供給ユニット４３０Ｂは、収容部４２０に堆積した原料ＭＡに鉛直方向の下方から接する刃４６４と、刃４６４を介して原料ＭＡを支持する刃支持アーム４４７と、刃４６４を動作させて原料ＭＡを切断させる刃駆動部４４６と、を有する。これにより、刃４６４に近い原料ＭＡが先に収容部４２０から取り出されるので、シンプルな構造によって、収容部４２０における原料ＭＡの滞留期間を短くすることができる。また、切断された原料ＭＡが収容部４２０から取り出し可能となるため、収容部４２０から取り出される原料ＭＡの量を抑えることができ、原料ＭＡを安定して供給できる。
【０１６１】
［４．第４実施形態］
次に、本発明を適用した第４実施形態について説明する。
図１２は、第３実施形態における供給部１０Ｃの構成を示す図であり、側面視で供給部１０Ｃの概略構成を示す。供給部１０Ｃは、シート製造装置１００において、上記第１実施形態で説明した供給部１０に代えて配置される。
【０１６２】
供給部１０Ｃは、収容部４２０の下部に、供給ユニット４３０に代えて供給ユニット４３０Ｃ（処理部）を備える。供給ユニット４３０Ｃと供給ユニット４３０との相違を除き、供給部１０Ｃは、供給部１０、１０Ａ、１０Ｂと同様に構成される。また、供給ユニット４３０Ｃは、供給ユニット４３０、４３０Ａ、４３０Ｂと共通する構成部を含む。以下の説明では、供給部１０、１０Ａ、１０Ｂと共通する構成部は、同符号を付すことにより図示及び説明を省略する。
【０１６３】
供給ユニット４３０Ｃは、供給ユニット４３０Ｂと同様に、複数の刃４６４と、刃４６４を支持する刃支持アーム４４７と、刃４６４を駆動する刃駆動部４４６と、を備え、刃４６４によって原料ＭＡを支持する構成である。
さらに、供給ユニット４３０Ｃは、刃駆動部４４６の下方に位置する供給ユニット４７１を備える。
【０１６４】
供給ユニット４７１は、モーター（図示略）により回転駆動される一組のローラー４７２、４７２と、ローラー４７２、４７２間に架け渡された無端形状のベルト４７３とを有する。ローラー４７２の回転により、ベルト４７３が移動することで、供給ユニット４７１は、原料ＭＡをＤＤ方向に搬送するベルトコンベアーとして機能する。
【０１６５】
つまり、供給ユニット４３０Ｃは、供給ユニット４３０Ｂが備えるガイド４１１に代えて、供給ユニット４７１により、刃４６４が切断した原料ＭＡを貯留部４５１に搬送する。
【０１６６】
図１３は、第４実施形態の刃４６４により原料ＭＡを供給する動作の説明図である。
図中のＡ、Ｂは、それぞれ、供給ユニット４３０Ｃの動作中における特定の状態を示す。
【０１６７】
供給ユニット４３０Ｃにおいて、複数の刃４６４は、供給ユニット４３０Ｂと同様に一方向に並べて配置される。刃４６４の下方には、複数の供給ユニット４７１が並べて配置される。
【０１６８】
図１３に符号Ａで示すように、複数の刃４６４は、原料ＭＡを下方から支持する。原料供給制御部１５４の制御によって刃回転駆動部３２５が刃４６４を往復動作させると、上端４６５で原料ＭＡに対する切削力が作用し、原料ＭＡが切断される。
【０１６９】
刃４６４により切断された原料ＭＡは、図１３に符号Ｂで示すように、供給ユニット４７１の上に落下する。これらの原料ＭＡは、供給ユニット４７１のローラー４７２の動作により、搬送方向ＤＤに搬送されて、貯留部４５１に貯留される。
【０１７０】
このように、第４実施形態の供給部１０Ｃは、収容部４２０に収容される原料ＭＡが刃４６４の上に蓄積され、この原料ＭＡを刃４６４によって支持する構成を有する。そして、刃４６４が切断した原料ＭＡを貯留部４５１に搬送するため、供給部１０Ｃは、供給ユニット４７１を備える。
【０１７１】
供給ユニット４３０Ｃは、図１３に示したように複数の供給ユニット４７１を備える構成としてもよいが、供給ユニット４７１が刃４６４の位置に跨がって配置されてもよい。このため、例えば、図１３に示した複数の供給ユニット４７１と同様の範囲に、１つの供給ユニット４７１を配置してもよい。また、供給ユニット４７１の配列方向は任意であるが、落下する原料ＭＡを効率よく搬送するため、搬送方向ＤＤと交差する方向とすることが好ましく、例えば直交する方向とすることができる。
【０１７２】
この構成によれば、第３実施形態の供給部１０Ｃと同様に、シンプルな構成により、収容部４２０内の原料ＭＡを支持し、先入れ先出しの構成を実現できる。また、原料供給制御部１５４によって、供給ユニット４３０Ｂから貯留部４５１に排出する原料ＭＡの量を制御可能であるため、安定して原料ＭＡを供給できる。
【０１７３】
［５．第５実施形態］
次に、本発明を適用した第４実施形態について説明する。
図１４は、第５実施形態における供給部１０Ｄの構成を示す図であり、側面視で供給部１０Ｄの概略構成を示す。供給部１０Ｄは、シート製造装置１００において、上記第１実施形態で説明した供給部１０に代えて配置される。
【０１７４】
供給部１０Ｄは、粗砕部１２とともに配置される。すなわち、供給部１０Ｄは、本体４０１に代えて、粗砕部１２を収容可能な本体４０１Ａを有する。
【０１７５】
本体４０１Ａは、本体４０１と同様に、投入口４０２、４０３を有する。
また、供給部１０Ｄは、供給部１０と同様に、手差し供給部４０７、収容部４２０、および供給ユニット４３０を備える。これらの構成、および、より詳細な細部は、供給部１０と同様に構成されるので、供給部１０と共通する構成部は、同符号を付すことにより図示及び説明を省略する。
【０１７６】
供給部１０Ｄは、ガイド４１２を備える。ガイド４１２は、供給ユニット４３０が排出する原料ＭＡを斜め下方に案内し、ガイド４１２の先端側には、粗砕部１２が配置される。供給ユニット４３０がベルト４３３を動かして原料ＭＡを排出すると、この原料ＭＡはガイド４１２により案内されて、図中符号ＤＩで示すように、粗砕部１２に達する。
粗砕部１２は、上述したように、一対の粗砕刃１４により原料ＭＡを裁断する。粗砕刃１４で裁断された粗砕物ＭＣは、シュート９によって集められて落下する。
【０１７７】
シュート９の下方には、計量装置４５５が配置される。計量装置４５５の上部には、粗砕物ＭＣを貯留する貯留部４５６が設けられる。貯留部４５６は、例えば計量装置４５５の上面に、粗砕物ＭＣを保持可能な枠を設けて構成される。
【０１７８】
計量装置４５５は、計量装置４５０と同様に重量センサー３０３（図４）を内蔵し、貯留部４５６に載置された粗砕物ＭＣの重量を重量センサー３０３により検出する。重量センサー３０３が検出する重量は、制御装置１１０により取得される。
【０１７９】
計量装置４５５は、供給ローラー４５７（貯留原料搬送部）を備える。供給ローラー４５７は、原料供給部３２６が備える搬送モーター（図示略）により駆動され、貯留部４５６から粗砕物ＭＣを、より下流の加工部である解繊部２０に送り出す。
【０１８０】
原料供給部３２６が供給ローラー４５７を駆動する動作は、制御装置１１０、特に搬送制御部１５５により制御される。これにより、粗砕部１２により裁断された粗砕物ＭＣを解繊部２０に供給する供給量や供給頻度を、制御装置１１０により調整できる。
【０１８１】
上述のように、搬送制御部１５５は、原料供給部３２６を制御して、原料供給ローラー４５３により貯留部４５６から粗砕物ＭＣを解繊部２０に供給する。
例えば、搬送制御部１５５には、解繊部２０に送る粗砕物ＭＣの量が、単位時間あたりの重量として設定される。搬送制御部１５５は、原料供給ローラー４５３が解繊部２０に送る粗砕物ＭＣの量が、設定された単位時間あたりの重量の範囲内となるように、供給ローラー４５７を動作させる。これにより、搬送制御部１５５は、予め設定された速度で粗砕物ＭＣを解繊部２０に送ることができ、解繊部２０および解繊部２０の下流側に位置する各工程に安定して原料を供給できる。
【０１８２】
第５実施形態の供給部１０Ｄは、供給部１０と同様に、供給ユニット４３０を備える構成であるため、供給部１０と同様の作用効果が期待できる。
さらに、供給部１０Ｄは、収容部４２０から直接、粗砕部１２に原料ＭＡが供給される。このため、速やかに原料ＭＡを粗砕物ＭＣに加工することができる。さらにまた、供給部１０Ｄは、粗砕物ＭＣを貯留する貯留部４５６と、貯留部４５６に貯留された粗砕物ＭＣを解繊部２０に向けて搬送する供給ローラー４５７とを備える。このため、解繊部２０に対し、解繊部２０における粗砕物ＭＣの供給不足や供給過多が起きないように、安定して粗砕物ＭＣを供給できる。
【０１８３】
また、供給部１０Ｄは、貯留部４５６に貯留される粗砕物ＭＣの重量を検出する計量装置４５５を有し、計量装置４５５により検出された重量に基づいて、制御装置１１０が、供給ローラー４５７を制御する。このため、解繊部２０およびそれより下流に位置する各部に、粗砕物ＭＣを安定して供給できる。
【０１８４】
［６．他の実施形態］
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
【０１８５】
また、シート製造装置１００は、シートＳに限らず、硬質のシート或いは積層したシートで構成されるボード状、或いは、ウェブ状の製造物を製造する構成であってもよい。また、製造物は紙に限らず不織布であってもよい。シートＳの性状は特に限定されず、筆記や印刷を目的とした記録紙（例えば、いわゆるＰＰＣ用紙）として使用可能な紙であってもよいし、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙等であってもよい。また、シートＳが不織布である場合、一般的な不織布のほか、繊維ボード、ティッシュペーパー、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マット等としてもよい。
【０１８６】
また、シート製造装置１００の制御装置１１０（図４）の制御部１５０（図５）の少なくとも一部は、ハードウェアで実現してもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの協働により実現される構成としてもよく、独立したハードウェア資源を配置する構成に限定されない。また、メインプロセッサー１１１が実行するプログラムは、不揮発性記憶部１２０の他の記憶装置（図示略）に記憶されてもよい。また、外部の装置に記憶されたプログラムを、通信部を介して取得して、実行する構成としてもよい。
【０１８７】
また、上記実施形態のシート製造装置１００は、原料を気中で解繊することにより材料を得て、この材料と樹脂とを用いてシートＳを製造する乾式のシート製造装置１００として説明した。本発明の適用対象はこれに限定されず、水等の溶媒中に繊維を含む原料を溶解または浮遊させ、この原料をシートに加工する、いわゆる湿式のシート製造装置にも適用できる。また、気中で解繊された繊維を含む材料をドラムの表面に静電気等により吸着させ、ドラムに吸着された原料をシートに加工する静電方式のシート製造装置にも適用できる。
【符号の説明】
【０１８８】
９…シュート、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…供給部（原料供給部）、１２…粗砕部（加工部、裁断部）、１４…粗砕刃、２０…解繊部（加工部）、４０…選別部、４５…第１ウェブ形成部、４９…回転体、５０…混合部、５２…添加物供給部、５６…混合ブロアー、６０…堆積部、７０…第２ウェブ形成部、７９…搬送部、８０…シート形成部、９０…切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置（繊維原料再生装置）、１０１…解繊処理部（繊維原料再生装置）、１０２…再生部、１１０…制御装置、１１１…メインプロセッサー、１１２…ＲＯＭ、１１３…ＲＡＭ、１１４…センサーＩ／Ｆ、１１５…駆動部Ｉ／Ｆ、１１７…タッチセンサー、１２０…不揮発性記憶部、１５０…制御部、１５１…検出部、１５２…駆動制御部、１５３…計量制御部、１５４…原料供給制御部（制御部）、１５５…搬送制御部、２０２…加湿部、２０４…加湿部、２０６…加湿部、２０８…加湿部、２１０…加湿部、２１２…加湿部、３００…センサー、３０１…原料センサー、３０２…排紙センサー、３０３…重量センサー、３１０…駆動部、３２１…投入口搬送部、３２２…支持台駆動部、３２３…支持台移動部、３２４…刃駆動部、３２５…刃回転駆動部、３２６…原料供給部、４０１、４０１Ａ…本体、４０２…投入口、４０３…投入口（原料投入部）、４０４…ローラー、４０５…切断部、４０６…ガイド、４０７…手差し供給部、４１１…ガイド、４１２…ガイド、４２０…収容部、４２１…ケース、４３０、４３０Ａ、４３０Ｂ、４３０Ｃ…供給ユニット（処理部）、４３１、４３１Ａ、４３１Ｂ、４３１Ｃ…支持台（支持部）、４３２…ローラー、４３３…ベルト、４３４…支持面、４３５…隙間、４３６…刃、４４０…昇降機構（搬送機構、変位機構）、４４１…アーム、４４２…刃支持アーム、４４４…昇降機構（変位機構）、４４５…アーム、４４６…刃駆動部、４４７…刃支持アーム（刃支持部）、４５０…計量装置、４５１…貯留部、４５３…原料供給ローラー（貯留原料搬送部）、４５５…計量装置、４５６…貯留部、４５７…供給ローラー（貯留原料搬送部）、４６１、４６１Ａ、４６１Ｂ、４６１Ｃ…支持台（支持部）、４６２…支持面、４６４…刃、４６５…上端、４７１…供給ユニット、４７２…ローラー、４７３…ベルト、ＭＡ…原料、ＭＣ…粗砕物、Ｓ…シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019073808.tif 000009
【図８】
2019073808.tif 000010
【図９】
2019073808.tif 000011
【図１０】
2019073808.tif 000012
【図１１】
2019073808.tif 000013
【図１２】
2019073808.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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