(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレームに支持され、単票状の原料の厚さを検出する検出部と、
前記第１フレームから分離された第２フレームに支持され、単票状の原料を粗砕する粗砕部と、
単票状の原料に含まれる繊維を用いてシートを成形する成形部と、を備えることを特徴とする、シート製造装置。
【請求項２】
前記検出部は、
単票状の原料を支持する支持部と、
単票状の原料を前記支持部に対して押圧する押圧部と、を有することを特徴とする、請求項１に記載のシート製造装置。
【請求項３】
前記検出部は、
単票状の原料に接触する接触子を有する変位センサーと、
前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向上流側に位置し、単票状の原料を搬送する第１ローラー対と、
前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向下流側に位置し、単票状の原料を搬送する第２ローラー対とを有し、
前記第２ローラー対の周速度は、前記第１ローラー対の周速度よりも速いことを特徴とする、請求項１または２に記載のシート製造装置。
【請求項４】
前記第１ローラー対の挟持部と前記第２ローラー対の挟持部とは同じ高さに位置し、前記第１ローラー対の各回転軸を結ぶ線分と前記第２ローラー対の各回転軸を結ぶ線分とが平行であることを特徴とする、請求項３に記載のシート製造装置。
【請求項５】
単票状の原料の先端部が前記第２ローラー対により挟持され、単票状の原料の後端部が前記第１ローラー対により挟持されている間の、前記変位センサーの出力に基づいて、単票状の原料の厚さを算出することを特徴とする、請求項３または４に記載のシート製造装置。
【請求項６】
前記第２フレームは、シート製造装置本体の床部に支持され、前記第１フレームは、前記床部に設けられた柱部に支持されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項７】
第１フレームに支持され、単票状の原料の厚さを検出する検出部と、前記第１フレームから分離された第２フレームに支持され、単票状の原料を粗砕する粗砕部と、単票状の原料に含まれる繊維を用いてシートを成形する成形部と、を備え、前記検出部が、単票状の原料に接触する接触子を有する変位センサーと、前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向上流側に位置し、単票状の原料を搬送する第１ローラー対と、前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向下流側に位置し、単票状の原料を搬送する第２ローラー対とを有するシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法であって、
単票状の原料の先端部が前記第２ローラー対により挟持され、単票状の原料の後端部が前記第１ローラー対により挟持されている間の、前記変位センサーの出力に基づいて、単票状の原料の厚さを算出することを特徴とする、シート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート製造装置およびシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、繊維を含む被解繊物（古紙）の厚みと通気度を測定する測定部を備え、測定部の測定結果に応じて分級部を通過する解繊物の流速を制御するシート製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シート製造装置において古紙の厚さを測定する場合、古紙の厚さを検出する検出器に装置内の他の動作部の振動が伝搬するため、古紙の厚さを精度よく測定することは困難であった。また、古紙に折り目が付いていたり皺が寄っていたりする場合があり、このような古紙の厚さを精度よく測定することは困難であった。
【０００５】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、単票状の原料の厚さを精度よく検出することができるシート製造装置およびシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００７】
（１）本発明に係るシート製造装置の一態様は、第１フレームに支持され、単票状の原料の厚さを検出する検出部と、前記第１フレームから分離された第２フレームに支持され、単票状の原料を粗砕する粗砕部と、単票状の原料に含まれる繊維を用いてシートを成形する成形部とを備える。
【０００８】
このようなシート製造装置では、振動源となる粗砕部を検出部から分離することで、振動に起因する検出誤差を低減することができる。
【０００９】
（２）本発明に係るシート製造装置において、前記検出部は、単票状の原料を支持する支持部と、単票状の原料を前記支持部に対して押圧する押圧部とを有していてもよい。
【００１０】
このようなシート製造装置では、原料を支持部に対して押さえつけることで、原料の皺等に起因する検出誤差を低減することができる。
【００１１】
（３）本発明に係るシート製造装置において、前記検出部は、単票状の原料に接触する接触子を有する変位センサーと、前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向上流側に位置し、単票状の原料を搬送する第１ローラー対と、前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向下流側に位置し、単票状の原料を搬送する第２ローラー対とを有し、前記第２ローラー対の周速度を、前記第１ローラー対の周速度よりも速くしても
よい。
【００１２】
このようなシート製造装置では、原料に張力を付与することができ、原料の弛みや皺等に起因する検出誤差を低減することができる。
【００１３】
（４）本発明に係るシート製造装置において、前記第１ローラー対の挟持部と前記第２ローラー対の挟持部とは同じ高さに位置し、前記第１ローラー対の各回転軸を結ぶ線分と前記第２ローラー対の各回転軸を結ぶ線分とが平行であってもよい。
【００１４】
このようなシート製造装置では、原料の姿勢を水平に保持しつつ搬送させることができ、原料の湾曲等による姿勢の乱れを防止することができるので、原料の厚さをより精度よく検出することができる。
【００１５】
（５）本発明に係るシート製造装置において、単票状の原料の先端部が前記第２ローラー対により挟持され、単票状の原料の後端部が前記第１ローラー対により挟持されている間の、前記変位センサーの出力に基づいて、単票状の原料の厚さを算出してもよい。
【００１６】
このようなシート製造装置では、原料の姿勢が安定したときの変位センサーの出力に基づいて原料の厚さを算出することで、原料の厚さをより精度よく求めることができる。
【００１７】
（６）本発明に係るシート製造装置において、前記第２フレームは、シート製造装置本体の床部に支持され、前記第１フレームは、前記床部に設けられた柱部に支持されていてもよい。
【００１８】
このようなシート製造装置では、振動源となる粗砕部と検出部とを結ぶ振動伝達経路を長くとることができ、振動に起因する検出誤差を低減することができる。
【００１９】
（７）本発明に係るシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法の一態様は、第１フレームに支持され、単票状の原料の厚さを検出する検出部と、前記第１フレームから分離された第２フレームに支持され、単票状の原料を粗砕する粗砕部と、単票状の原料に含まれる繊維を用いてシートを成形する成形部と、を備え、前記検出部が、単票状の原料に接触する接触子を有する変位センサーと、前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向上流側に位置し、単票状の原料を搬送する第１ローラー対と、前記変位センサーに対して前記単票状の原料の搬送方向下流側に位置し、単票状の原料を搬送する第２ローラー対とを有するシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法であって、単票状の原料の先端部が前記第２ローラー対により挟持され、単票状の原料の後端部が前記第１ローラー対により挟持されている間の、前記変位センサーの出力に基づいて、単票状の原料の厚さを算出する。
【００２０】
このようなシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法では、原料の姿勢が安定したときのセンサーの出力に基づいて原料の厚さを算出することで、原料の厚さをより精度よく求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に係るシート製造装置の機能ブロック図である。
【図３】第１フレームと第２フレームを模式的に示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、従来のシート製造装置における検出部の出力値を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、本実施形態に係るシート製造装置における検出部の出力値を示すグラフである。
【図５】検出部と粗砕部の詳細な構成を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態に係るシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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不当に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。
【００２３】
１．全体構成
まず、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るシート製造装置１００を模式的に示す図である。
【００２４】
シート製造装置１００は、図１に示すように、供給部１０と、検出部１１と、製造部１０２と、制御部１０４と、を備える。製造部１０２は、シートを製造する。製造部１０２は、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、シート形成部８０と、切断部９０と、を有している。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、シート形成部８０は、成形部の一部を構成する。
【００２５】
供給部１０は、粗砕部１２に単票状の原料Ｍを供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料Ｍを連続的に投入するための自動投入部である。供給部１０によって供給される原料Ｍは、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含むものである。供給部１０は、原料Ｍを複数格納し、格納した原料Ｍを１枚ずつあるいは複数枚単位（例えば、２枚束）ずつ外部に繰り出す機構を備える。検出部１１は、供給部１０で供給された原料Ｍの厚さを検出する。
【００２６】
粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料Ｍを、空気中で裁断して細片にする（粗砕する）。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４によって、投入された原料を裁断することができる。粗砕部１２としては、例えば、シュレッダーを用いる。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けてから管２を介して、解繊部２０に移送（搬送）される。
【００２７】
解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊する。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。
【００２８】
解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、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、にじみ防止材、紙力増強剤等の添加剤を含んでいる場合もある。解きほぐされた解繊物の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。解きほぐされた解繊物は、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態（独立した状態）で存在してもよいし、他の解きほぐされた解繊物と絡み合って塊状となった状態（いわゆる「ダマ」を形成している状態）で存在してもよい。
【００２９】
解繊部２０は、大気中（空気中）において乾式で解繊を行う。具体的には、解繊部２０としては、インペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。これにより、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２２から原料を気流と共に吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口２４へと搬送することができる。解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、選別部４０に移送される。なお、解繊部２０から選別部４０に解繊物を搬送させるための気流は、解繊部２０が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアー等の気流発生装置を設け、その気流を利用してもよい。
【００３０】
選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物を導入口４２から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部４０としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。選別部４０は、網（フィルター、スクリーン）を有し、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの、第１選別物）と、網の目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマ（網を通過しないもの、第２選別物）と、を分けることができる。例えば、第１選別物は、管７を介して、混合部５０に移送される。第２選別物は、排出口４４から管８を介して、解繊部２０に戻される。具体的には、選別部４０は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。選別部４０の網としては、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。
【００３１】
第１ウェブ形成部４５は、選別部４０を通過した第１選別物を、混合部５０に搬送する。第１ウェブ形成部４５は、メッシュベルト４６と、張架ローラー４７と、吸引部（サクション機構）４８と、を含む。
【００３２】
吸引部４８は、選別部４０の開口（網の開口）を通過して空気中に分散された第１選別物をメッシュベルト４６上に吸引することができる。第１選別物は、移動するメッシュベルト４６上に堆積し、ウェブＶを形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７および吸引部４８の基本的な構成は、後述する第２ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２、張架ローラー７４およびサクション機構７６と同様である。
【００３３】
ウェブＶは、選別部４０および第１ウェブ形成部４５を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態に形成される。メッシュベルト４６に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、混合部５０へと搬送される。
【００３４】
回転体４９は、ウェブＶが混合部５０に搬送される前に、ウェブＶを切断することができる。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出している突部４９ｂを有している。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有している。図示の例では、突部４９ｂは４つ設けられ、４つの突部４９ｂが等間隔に設けられている。基部４９ａが方向Ｒに回転することにより、突部４９ｂは、基部４９ａを軸として回転することができる。回転体４９によってウェブＶを切断することにより、例えば、堆積部６０に供給される単位時間当たりの解繊物の量の変動を小さくすることができる。
【００３５】
回転体４９は、第１ウェブ形成部４５の近傍に設けられている。図示の例では、回転体４９は、ウェブＶの経路において下流側に位置する張架ローラー４７ａの近傍に（張架ローラー４７ａの横に）設けられている。回転体４９は、突部４９ｂがウェブＶと接触可能な位置であって、ウェブＶが堆積されるメッシュベルト４６と接触しない位置に設けられている。これにより、メッシュベルト４６が突部４９ｂによって磨耗する（破損する）ことを抑制することができる。突部４９ｂとメッシュベルト４６との間の最短距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００３６】
混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物（第１ウェブ形成部４５により搬送された第１選別物）と、樹脂を含む添加物と、を混合する。混合部５０は、添加物を供給する添加物供給部５２と、第１選別物と添加物とを搬送する管５４と、ブロアー５６と、を有している。図示の例では、添加物は、添加物供給部５２からホッパー９を介して管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。
【００３７】
混合部５０では、ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、第１選別物と添加物とを混合させながら、搬送することができる。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い。
【００３８】
添加物供給部５２としては、図１に示すようなスクリューフィーダーや、図示せぬディスクフィーダーなどを用いる。添加物供給部５２から供給される添加物は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。樹脂が供給された時点では、複数の繊維は結着されていない。樹脂は、シート形成部８０を通過する際に溶融して、複数の繊維を結着させる。
【００３９】
添加物供給部５２から供給される樹脂は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であり、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、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、などである。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。添加物供給部５２から供給される添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
【００４０】
なお、添加物供給部５２から供給される添加物には、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、繊維の凝集を防止するための凝集防止材抑制剤 、繊維等が燃えにくくするための難燃剤が含まれていてもよい。混合部５０を通過した混合物（第１選別物と添加物との混合物）は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。
【００４１】
堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物を導入口６２から導入し、絡み合った解繊物（繊維）をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部６０は、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、絡み合った樹脂をほぐす。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。
【００４２】
堆積部６０としては、回転する円筒の篩を用いる。堆積部６０は、網を有し、混合部５０を通過した混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの）を降らせる。堆積部６０の構成は、例えば、選別部４０の構成と同じである。
【００４３】
なお、堆積部６０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、堆積部６０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、堆積部６０は、堆積部６０に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
【００４４】
第２ウェブ形成部７０は、堆積部６０を通過した通過物を堆積して、ウェブＷを形成する。第２ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２と、張架ローラー７４と、サクション機構７６と、を有している。
【００４５】
メッシュベルト７２は、移動しながら、堆積部６０の開口（網の開口）を通過した通過
物を堆積する。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、通過物を通しにくく空気を通す構成となっている。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。メッシュベルト７２が連続的に移動しながら、堆積部６０を通過した通過物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト７２上にウェブＷが形成される。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る。
【００４６】
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方（堆積部６０側とは反対側）に設けられている。サクション機構７６は、下方に向く気流（堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流）を発生させることができる。サクション機構７６によって、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上に吸引することができる。これにより、堆積部６０からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構７６によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や添加物が絡み合うことを防ぐことができる。
【００４７】
以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成工程）を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＷが形成される。メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。
【００４８】
なお、図示の例では、ウェブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウェブＷに対して水や水蒸気を添加して、ウェブＷと水との量比を調節することができる。
【００４９】
シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積したウェブＷを加圧加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、ウェブＷにおいて混ぜ合された解繊物および添加物の混合物に、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）を介して結着することができる。
【００５０】
シート形成部８０は、ウェブＷを加圧する加圧部８２と、加圧部８２により加圧されたウェブＷを加熱する加熱部８４と、を備えている。加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、ウェブＷに対して圧力を加える。ウェブＷは、加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷの密度が高められる。加熱部８４としては、例えば、加熱ローラー（ヒーターローラー）、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロワー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いる。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備えている。加熱部８４を加熱ローラー８６として構成することにより、加熱部８４を板状のプレス装置（平板プレス装置）として構成する場合に比べて、ウェブＷを連続的に搬送しながらシートＳを成形することができる。ここで、カレンダーローラー８５（加圧部８２）は、加熱ローラー８６（加熱部８４）によってウェブＷに印加される圧力よりも高い圧力をウェブＷに印加することができる。なお、カレンダーローラー８５や加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。
【００５１】
切断部９０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。図示の例では、切断部９０は、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、を有している。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過したシートＳを切断する。
【００５２】
以上により、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。切断された単票のシートＳは、排出部９６へと排出される。
【００５３】
図２に、シート製造装置１００の機能ブロック図を示す。シート製造装置１００は、Ｃ
ＰＵと記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む制御部１０４を含む。制御部１０４は、ドライバー１０５（モータードライバー）に制御信号を出力する。ドライバー１０５は、制御信号に基づき供給部１０のモーターを制御して供給部１０を駆動する。検出部１１で検出された検出値は制御部１０４に出力される。
【００５４】
制御部１０４は、検出部１１（後述する変位センサー）の出力に基づいて、ドライバー１０５に制御信号を出力して、供給部１０の動作（単票状の原料を供給する動作）を制御する。より詳細には、制御部１０４は、検出部１１の出力に基づいて単票状の原料Ｍの厚さを算出し、算出した値に応じて原料Ｍの供給間隔を変更して、単位時間当たりの供給量を一定とする制御を行う。
【００５５】
２．検出部の構成
図３は、第１フレームと第２フレームを模式的に示す図である。第１フレーム１１１は、検出部１１を支持するフレームであり、第２フレーム１２１は、粗砕部１２を支持するフレームである。すなわち、検出部１１の構成要素は第１フレーム１１１に取り付けられ、粗砕部１２の構成要素は第２フレーム１２１に取り付けられている。第１フレーム１１１と第２フレームとは直接接続されておらず、第２フレーム１２１は、第１フレーム１１１から分離されて（離間して）設けられている。
【００５６】
第２フレーム１２１は、シューターとして機能する台１２３に支持され、台１２３は、シート製造装置１００本体（筐体）の床部１３０（ベース部）に支持される。なお、第２フレーム１２１と台１２３の間には吸振材１２４が設けられている。一方、第１フレーム１１１は、シート製造装置１００本体の柱部１３１に支持され、柱部１３１は、床部１３０に支持される。すなわち、第２フレーム１２１と第１フレーム１１１は、互いに分離されており、台１２３、床部１３０及び柱部１３１とを介して間接的に接続されている。
【００５７】
このように、粗砕部１２を支持する第２フレーム１２１を、検出部１１を支持する第１フレームから分離し、且つ、第２フレーム１２１（粗砕部１２）を床部１３０で支持し、第１フレーム１１１（検出部１１）を柱部１３１で支持するように構成することで、振動源となる粗砕部１２を検出部１１から分離しつつ、粗砕部１２と検出部１１とを結ぶ振動伝達経路を長くとることができ、振動に起因する検出部１１における検出誤差を低減することができる。更に、粗砕部１２と検出部１１とを結ぶ振動伝達経路上（ここでは、第２フレーム１２１と台１２３の間）に吸振材１２４を設けることで、粗砕部１２から検出部１１に伝わる振動を効果的に減衰させることができる。なお、粗砕部１２に限らず、震動源となる構成ユニットが検出部１１に影響を及ぼす場合には、当該震動源となる構成ユニットを、本実施形態の粗砕部１２と同様に、検出部１１から分離させるよう構成することができる。
【００５８】
図４（Ａ）は、検出部と粗砕部が分離していない従来のシート製造装置における検出部の出力値を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、第１フレーム１１１（検出部１１）と第２フレーム１２１（粗砕部１２）が分離された本実施形態に係るシート製造装置１００における検出部１１の出力値を示すグラフである。図４（Ａ）、図４（Ｂ）において、縦軸は、原料Ｍの厚さ（単位：μｍ）を示し、横軸は時間を示す。
【００５９】
図４（Ａ）に示すように、検出部と粗砕部が分離していない従来のシート製造装置では、振動源である粗砕部の振動が検出部に直接伝わることで、振動による検出誤差が大きく検出精度が低くなっている。一方、図４（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るシート製造装置１００では、粗砕部１２が検出部１１から分離されていることで、粗砕部１２から検出部１１に伝わる振動が低減されているため、振動による検出誤差が小さく検出精度が高くなっている。
【００６０】
図５は、検出部１１と粗砕部１２の詳細な構成を模式的に示す図である。検出部１１は、原料Ｍの厚さを検出する変位センサー１１２を備える。変位センサー１１２は、先端部に原料Ｍに接触する接触子１１３（ローラー）を有する接触式変位センサーである。変位センサー１１２として接触式の変位センサーを用いることで、非接触式のセンサー（例えば、光学式センサー）に比して、原料Ｍの紙浮きを防止して原料Ｍの厚さを精度良く検出することができる。
【００６１】
検出部１１は、原料Ｍを搬送する第１ローラー対１１４と第２ローラー対１１５とを備える。第１ローラー対１１４は変位センサー１１２に対して原料Ｍの搬送方向上流側（供給部１０側）に位置し、第２ローラー対１１５は変位センサー１１２に対して原料Ｍの搬送方向下流側（粗砕部１２側）に位置する。供給部１０で供給された原料Ｍは、第１フレーム１１１に設けられた支持部１１６（ガイド）によって水平に支持され、第１ローラー対１１４及び第２ローラー対１１５によって粗砕部１２に向けて搬送される。粗砕部１２に搬送された原料Ｍは、第２フレーム１２１に設けられたガイド１２２を通過して粗砕刃１４に至る。
【００６２】
第１ローラー対１１４及び第２ローラー対１１５は、第１ローラー対１１４の挟持部（ニップ部）と第２ローラー対１１５の挟持部とが同じ高さ（同一水平面上）に位置し、且つ、第１ローラー対１１４の２つの回転軸を結ぶ線分Ｃ１と第２ローラー対１１５の２つの回転軸を結ぶ線分Ｃ２とが平行になるように配置されている。線分Ｃ１と線分Ｃ２は、第１ローラー対１１４の挟持部と第２ローラー対１１５の挟持部とを結ぶ線分に対して、垂直であることが好ましい。これにより、変位センサー１１２の検出領域において、原料Ｍを水平に搬送させるとともに、原料Ｍの姿勢を水平に保つことができる。すなわち、検出領域において原料Ｍの撓み（紙浮き）を防止することができ、原料Ｍの厚さを精度良く検出することができる。
【００６３】
また、第１ローラー対１１４と第２ローラー対１１５は、第２ローラー対１１５の周速度が第１ローラー対１１４の周速度よりも速くなるように動作（回転）する。これにより、変位センサー１１２の検出領域において、原料Ｍに張力を付与する（原料Ｍを張った状態とする）ことができ、原料Ｍの弛みや皺等に起因する検出誤差を低減することができる。
【００６４】
検出部１１は、原料Ｍを支持部１１６に対して押圧する押圧部１１７を備える。押圧部１１７としては、例えば、板ばねを用いる。押圧部１１７は、変位センサー１１２の近傍に設けられ、変位センサー１１２に対して原料Ｍの搬送方向上流側の位置と搬送方向下流側の位置のそれぞれに設けられる。このように、２つの押圧部１１７によって、変位センサー１１２の検出領域において原料Ｍを支持部１１６に押さえつけることで、原料Ｍの紙浮きを防止するとともに、原料Ｍの弛みや皺等に起因する検出誤差を低減することができる。
【００６５】
３．原料の厚さ検出方法
図６に、検出部１１（変位センサー１１２）の出力値のグラフを示す。原料Ｍが変位センサー１１２の検出領域に進入（原料Ｍの先端部が接触子１１３に接触）してから第２ローラー対１１５で挟持されるまでは、原料Ｍの姿勢が安定しないため、変位センサー１１２の出力値も安定せず検出精度が悪くなる（図中Ｄ１で示す出力値を参照）。また、原料Ｍの先端部が接触子１１３に接触すると、原料Ｍが曲げられ接触子１１３を持ち上げるため、変位センサー１１２の出力値が上振れしてしまう。なお、原料Ｍの先端部が第２ローラー対１１５で挟持された後は、原料Ｍの姿勢が安定するため、変位センサー１１２の出力値も安定する（図中Ｄ２で示す出力値を参照）。その後、原料Ｍの後端部が第１ローラ
ー対１１４で挟持されなくなってから接触子１１３に接触しているまでの間、再び変位センサー１１２の出力値が安定しなくなる（図中Ｄ３で示す出力値を参照）。
【００６６】
そこで、本実施形態に係るシート製造装置における単票状原料の厚さ検出方法では、原料Ｍの先端部が第２ローラー対１１５で挟持されてから、原料Ｍの後端部が第１ローラー対１１４で挟持されている間の、変位センサー１１２の出力値に基づいて、原料Ｍの厚さを算出する。
【００６７】
より詳細には、制御部１０４は、変位センサー１１２の出力値が所定の閾値ＴＨ（ここでは、４０μｍとする）を超えた場合に、タイマーの計時を開始し、タイマーの時間が所定の時間（図中Ｔ１で示す時間）を経過してから、変位センサー１１２の出力値が所定の閾値を下回るまでの間（図中Ｔ２、Ｔ３で示す時間）の、変位センサー１１２の出力値（Ｄ２、Ｄ３）を取得する。そして、取得した出力値（Ｄ２、Ｄ３）から、所定の閾値ＴＨを下回る直前の時間（図中Ｔ３で示す時間）に取得した出力値（Ｄ３）を除いた出力値（Ｄ２）を、原料Ｍの厚さデータとし、この一連の厚さデータの平均をとることで原料Ｍの厚さを算出する。ここで、図中Ｔ１で示す時間は、原料Ｍの先端部が接触子１１３に接触してから第２ローラー対１１５で挟持されるまでの時間に相当し、図中Ｔ２で示す時間は、原料Ｍの先端部が第２ローラー対１１５で挟持されてから原料Ｍの後端部が第１ローラー対１１４で挟持されているまでの時間に相当し、図中Ｔ３で示す時間は、原料Ｍの後端部が第１ローラー対１１４で挟持されなくなってから接触子１１３に接触しているまでの時間に相当する。
【００６８】
このように、原料Ｍの姿勢が安定したとき（図中Ｔ２で示す時間）の変位センサー１１２の出力に基づいて原料Ｍの厚さを算出することで、原料Ｍの厚さをより精度よく求めることができる。なお、図中Ｄ２で示す出力値の平均をとることに代えて、図中Ｄ２で示す出力値における任意のポイントの値を原料Ｍの厚さとしてもよい。また、変位センサー１１２の検出領域に原料Ｍがないときの出力値（例えば、図中Ｄ４で示す出力値）を取得し、図中Ｄ２で示す出力値（平均値、又は任意のポイントの値）から原料Ｍがないときの出力値（平均値、又は任意のポイントの値）を減算することで原料Ｍの厚さを算出してもよい。このようにすると、変位センサー１１２の変形や温度変化等に起因するオフセット値をキャンセルして、より高精度に原料Ｍの厚さを求めることができる。
【００６９】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。なお、製造部１０２は、シートを製造できる範囲において、一部の構成を省略したり、他の構成を追加したり、公知の構成と置き換えてもよい。
【００７０】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７１】
１  ホッパー、２，３，７，８  管、９  ホッパー、１０  供給部、１１  検出部、１２
粗砕部、１４  粗砕刃、２０  解繊部、２２  導入口、２４  排出口、４０  選別部、４２  導入口、４４  排出口、４５  第１ウェブ形成部、４６  メッシュベルト、４７  張架ローラー、４８  吸引部、４９  回転体、４９ａ  基部、４９ｂ  突部、５０  混合部、５２  添加物供給部、５４  管、５６  ブロアー、６０  堆積部、６２  導入口、７
０  第２ウェブ形成部、７２  メッシュベルト、７４  張架ローラー、７６  サクション機構、７８  調湿部、８０  シート形成部、８２  加圧部、８４  加熱部、８５  カレンダーローラー、８６  加熱ローラー、９０  切断部、９２  第１切断部、９４  第２切断部、９６  排出部、１００  シート製造装置、１０２  製造部、１０４  制御部、１０５
ドライバー、１１１  第１フレーム、１１２  変位センサー、１１３  接触子、１１４
第１ローラー対、１１５  第２ローラー対、１１６  支持部、１１７  押圧部、１２１
第２フレーム、１２２  ガイド、１２３  台、１２４  吸振材、１３０  床部、１３１
柱部、Ｍ  原料、Ｒ  方向、Ｓ  シート、Ｖ  ウェブ、Ｗ  ウェブ
【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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