(57)【要約】【課題】皺の発生を低減させて、原料の厚さを検出する精度を高めたシート製造装置を提供する。【解決手段】シート製造装置１００は、第１供給部１１から第１搬送部１３へ向かう原料Ｍの第１搬送方向と、第１搬送部１３から検出部１５へ向かう原料Ｍの第２搬送方向とが交差し、第１供給部１１による原料Ｍの供給速度は、第１搬送部１３による原料Ｍの搬送速度よりも速いことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む単票状の原料を供給する第１供給部と、
前記原料の厚さを検出する検出部と、
前記第１供給部から供給された前記原料が前記検出部に搬送される第１搬送部と、
前記第１供給部と前記第１搬送部との間に設けられ、前記第１供給部から供給された前記原料が前記第１搬送部へ案内される案内部と、
前記繊維を含んだシートが成形される成形部と、
を備えたシート製造装置であって、
前記第１供給部から前記第１搬送部へ向かう第１搬送方向と、前記第１搬送部から前記検出部へ向かう第２搬送方向と、が交差しており、
前記第１供給部が前記原料を供給する第１供給速度は、前記第１搬送部が前記原料を搬送する第１搬送速度よりも速いことを特徴とするシート製造装置。
【請求項２】
前記検出部よりも前記原料の搬送方向下流側に設けられ、前記第１搬送部と共に前記原料を前記第２搬送方向に沿って搬送する第２搬送部を備え、
前記第２搬送部が前記原料を搬送する第２搬送速度は、前記第１搬送速度よりも速い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】
前記第１供給速度は、前記第１搬送速度よりも速く、前記第２搬送速度以下であることを特徴とする請求項２に記載のシート製造装置。
【請求項４】
繊維を含む単票状の原料を供給する第２供給部を備え、
前記第２供給部から前記第１搬送部へ向かう第３搬送方向は、前記第２搬送方向と略同一であり、
前記第２供給部が前記原料を供給する第２供給速度は、前記第１搬送速度より速いことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項５】
前記原料が、前記第１供給部および前記第２供給部から決まった割合で交互に供給されることを特徴とする請求項４に記載のシート製造装置。
【請求項６】
前記原料が粗砕される粗砕部を備え、
前記検出部は、第１フレームに支持され、
前記粗砕部は、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ていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載されているように、被解繊物としての紙の厚さと透気度とを測定する測定部を備え、この測定により、紙の異物含有率を推測し、異物含有率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知られていた。
【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】
しかしながら、特許文献１に記載のシート製造装置では、古紙を供給部から測定部に供給する搬送経路の道筋によっては、古紙の先端をニップするときに古紙に皺などが発生し、古紙の厚さを精度よく測定することが困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係るシート製造装置は、繊維を含む単票状の原料を供給する第１供給部と、前記原料の厚さを検出する検出部と、前記第１供給部から供給された前記原料が前記検出部に搬送される第１搬送部と、前記第１供給部と前記第１搬送部との間に設けられ、前記第１供給部から供給された前記原料が前記第１搬送部へ案内される案内部と、前記繊維を含んだシートが成形される成形部と、を備えたシート製造装置であって、前記第１供給部から前記第１搬送部へ向かう第１搬送方向と、前記第１搬送部から前記検出部へ向かう第２搬送方向と、が交差しており、前記第１供給部が前記原料を供給する第１供給速度は、前記第１搬送部が前記原料を搬送する第１搬送速度よりも速いことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、第１供給速度が第１搬送速度よりも速いことから、原料の先端をニップするときに、原料が第１搬送方向に湾曲することによって、原料に腰を与えることができる。そのため、検出部において、皺の発生を低減させ、原料の厚さを検出する精度を高めることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載のシート製造装置において、前記検出部よりも前記原料の搬送方向下流側に設けられ、前記第１搬送部と共に前記原料を前記第２搬送方向に沿って搬送する第２搬送部を備え、前記第２搬送部が前記原料を搬送する第２搬送速度は、前記第１搬送速度よりも速いことが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、第２搬送速度が第１搬送速度よりも速いことから、第１搬送部と第２搬送部との間で、原料に張力を与えることができる。そのため、原料の厚さを検出する精度を高めることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載のシート製造装置において、前記第１供給速度は、前記第１搬送速度よりも速く、前記第２搬送速度以下であることが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、第１供給速度は、第１搬送速度よりも速く、第２搬送速度以下であることから、原料が第１搬送方向に湾曲することによって、原料に腰を与えることができる。そのため、検出部において、皺の発生を低減させることができる。
【００１２】
また、第２搬送速度が第１搬送速度よりも速いことから、第１搬送部と第２搬送部との間で、原料に張力を与えることができる。そのため、さらに精度よく原料の厚さを検出することができるので、重送やジャムの発生を防ぎ、円滑に原料を供給することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載のシート製造装置において、繊維を含む単票状の原料を供給する第２供給部を備え、前記第２供給部から前記第１搬送部へ向かう第３搬送方向は、前記第２搬送方向と略同一であり、前記第２供給部が前記原料を供給する第２供給速度は、前記第１搬送速度より速いことが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、第１供給部および第２供給部が備えられていることから、第１供給部だけが備えられている場合と比較して、準備する原料の種類や数量を増やすことができる。そのため、原料を準備する頻度を低減することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載のシート製造装置において、前記原料が、前記第１供給部および前記第２供給部から決まった割合で交互に供給されることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、異なる複数の原料を一定の割合にて供給することができる。そのため、成形されるシートの構成比を調整してシート品質を安定させることができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載のシート製造装置において、前記原料が粗砕される粗砕部を備え、前記検出部は、第１フレームに支持され、前記粗砕部は、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ていることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、検出部と粗砕部とが分離されたフレームによって支持されていることから、粗砕部の振動が検出部に伝わることを低減することができる。そのため、粗砕部の振動に起因する検出部での検出誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るシート製造装置の全体構成を示す模式図。
【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。
【図３】本実施形態に係る供給部および粗砕部の詳細な構成を示す模式図。
【図４】第１供給速度、第２供給速度、第１搬送速度、および第２搬送速度を示す表。
【図５】本実施形態に係る検出部の出力値を示すグラフ。
【図６】本実施形態に係る第１フレームおよび第２フレームを示す模式図。
【図７】検出部と粗砕部と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。
【図８】検出部と粗砕部とが分離された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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさにして、説明を分かりやすくするため、各構成要素の尺度を実際とは異なる尺度で記載している場合がある。
【００２１】
［実施形態］
本実施形態に係るシート製造装置は、例えば、原料としての機密紙などの使用済みの古紙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、新しい紙を製造するのに好適な装置である。
【００２２】
繊維化された原料に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃などの機能を付加したりしてもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、Ａ４やＡ３のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
【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の全体構成を示す模式図である。
【００２４】
シート製造装置１００の具体的な構成について以下に説明する。なお、以下の説明では、第１供給部１１から第１搬送部１３へ向かう方向を第１搬送方向と呼び、第１搬送部１３から検出部１５へ向かう方向を第２搬送方向と呼び、第２供給部１２から第１搬送部１３へ向かう方向を第３搬送方向と呼ぶ。本実施形態における第３搬送方向は、第２搬送方向と略同じである。
【００２５】
図１に示すように、シート製造装置１００は、供給部１０と、粗砕部２０と、解繊部３０と、第１ウェブ形成部４０と、混合部５０と、第２ウェブ形成部６０と、形成部としてのシート形成部７０と、切断部８０と、制御部９０と、を備えている。シート製造装置１００は、供給部１０から投入された原料Ｍが、上記各部にこの順番に搬送されることによって、新しいシートＳ（紙）を製造する。
【００２６】
［供給部］
供給部１０は、第１供給部１１および第２供給部１２と、第１搬送部１３と、第２搬送部１４と、検出部１５と、案内部１６ａ，１６ｂと、を備えている。なお、第１供給部１１および第２供給部１２は、少なくともどちらか一方が備えられていればよい。
【００２７】
第１供給部１１および第２供給部１２は、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含む単票状の原料Ｍを粗砕部２０に連続的に投入するため、一旦格納し、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）ずつ投入する供給機である。また、第１供給部１１又は第２供給部１２のどちらか一方だけが備えられている場合と比較して、準備する原料の種類や数量を増やすことができる。そのため、原料を準備する頻度を低減することができる。
【００２８】
第１供給部１１および第２供給部１２が共に備えられている場合には、原料Ｍを、第１供給部１１および第２供給部１２から決まった割合で交互に供給することができるため、異なる複数の原料を一定の割合にて供給することができる。
【００２９】
第１供給部１１から案内部１６ａに投入された原料Ｍは、第１搬送部１３によって検出部１５に搬送される。第２供給部１２から案内部１６ｂに投入された原料Ｍは、同様に、第１搬送部１３によって検出部１５に搬送される。検出部１５に搬送された原料Ｍは、検出部１５にて厚さを測定され、第２搬送部１４によって粗砕部２０へ搬送される。
【００３０】
第１搬送部１３は、第１供給部１１および第２供給部１２から供給された原料Ｍを検出部１５に搬送するローラーであり、第２搬送部１４は、検出部１５を通過した原料Ｍを粗砕部２０へ搬送するローラーである。
【００３１】
検出部１５には、変位センサー１７と、支持部１８（図１では図示せず）と、押圧部１９（図１では図示せず）と、が設けられている。変位センサー１７は、第１供給部１１または第２供給部１２から供給された原料Ｍの厚さを検出する。検出部１５の詳細については後述する。
【００３２】
案内部１６ａは、第１供給部１１と第１搬送部１３との間に設けられ、第１供給部１１から供給された原料Ｍを第１搬送部１３へ案内する第１搬送方向に沿って備えられている一対の板である。
【００３３】
案内部１６ｂは、第２供給部１２と第１搬送部１３との間に設けられ、第２供給部１２から供給された原料Ｍを第１搬送部１３へ案内する第３搬送方向に沿って備えられている一対の板である。
【００３４】
［粗砕部］
粗砕部２０には、粗砕刃２１およびガイド２２が設けられている。第１供給部１１および第２供給部１２から粗砕部２０に投入された原料Ｍは、ガイド２２を通って粗砕刃２１によって、大気中（空気中）で裁断されて、例えば、数ｃｍ角の細片にされる。このように原料Ｍを裁断することを「粗砕」と呼ぶ。
【００３５】
粗砕部２０は、例えば、シュレッダーを用いることができる。粗砕部２０によって粗砕された原料Ｍは、ホッパー１で集められ、管２を通って解繊部３０に搬送される。
【００３６】
［解繊部］
解繊部３０に搬送された原料Ｍは、解繊部３０において、乾式で解繊される。「解繊」とは、複数の繊維が結着されている原料（被解繊物）Ｍを、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部３０は、例えば、インペラーミルを用いることができる。
【００３７】
解繊部３０は、原料Ｍを解繊することによって、原料Ｍに付着した樹脂の粒やインク、トナー、にじみ防止剤、紙力増強剤などの異物を繊維から分離させる。
【００３８】
解繊部３０によって解繊されたものを「解繊物」と呼ぶ。解繊物には、解きほぐされた繊維の他に、繊維を解きほぐす際に、繊維から分離した樹脂、言い換えれば、複数の繊維同士を結着させる樹脂の粒やインク、トナーなどの色剤や、にじみ防止材、紙力増強剤などの異物を含んでいる場合もある。
【００３９】
解きほぐされた解繊物は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状となっており、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態、つまり、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。
【００４０】
また、解繊部３０は、原料Ｍを吸引し、解繊物を排出する気流を発生させている。具体的には、解繊部３０は、自ら発生する気流によって、原料Ｍを投入口３２から気流と共に吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口３４から管３に排出して、第１ウェブ形成部４０に搬送する。原料Ｍを吸引する気流や解繊物を排出して搬送する気流は、解繊部３０が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアーなどの気流発生装置を設けて、その気流を利用してもよい。
【００４１】
［第１ウェブ形成部］
第１ウェブ形成部４０は、第１選別部４１と、吸引部（サクション機構）４２と、メッシュベルト４３と、張架ローラー４４と、回転体４５と、を備えている。
第１選別部４１は、解繊部３０から搬送された解繊物を投入口４６から投入し、例えば、モーターによって回転駆動される円筒の篩（ふるい）を用いて、繊維の長さによって解繊物を選別する。
【００４２】
具体的には、第１選別部４１を回転させることによって、解繊物は、篩の網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子、言い換えれば、網を通過するもの（以下、第１選別物と呼ぶ）と、篩の網の目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマ、言い換えれば、網を通過しないもの（以下、第２選別物と呼ぶ）と、に分けられる。
【００４３】
第１選別部４１の篩の網（フィルター、スクリーン）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、金属板にプレス機などで穴を形成したパンチングメタルなどを用いることができる。
【００４４】
第１選別部４１によって分けられた解繊物のうち、第１選別物は、第１選別部４１の網の開口４１ａを通過して、一旦、空気中に分散され、その後、吸引部４２によってメッシュベルト４３上に吸引される。
一方、第２選別物は、第１選別部４１の排出口４９から管４を通って、解繊部３０に戻される。
【００４５】
第１選別物は、張架ローラー４４が自転することによって移動するメッシュベルト４３上に堆積し、ウェブＶを形成する。ウェブＶは、第１選別部４１からメッシュベルト４３上に降り積もることにより、空気を含み柔らかくふくらんだ状態になる。
【００４６】
ウェブＶは、管５を通って混合部５０に搬送される前に、回転体４５によって切断される。回転体４５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４４ａの近傍に設けられており、基部４７と、基部４７から等間隔に突出している板状の４つの突部４８と、を備えている。
【００４７】
基部４７がＲ方向に回転することにより、突部４８は、基部４７を軸として回転する。回転体４５によってウェブＶを切断することにより、後述する第２ウェブ形成部６０に供給される単位時間当たりのウェブＶの量の変動を小さくすることができる。
【００４８】
回転体４５は、突部４８がウェブＶと接触する位置であり、かつ、ウェブＶが堆積されるメッシュベルト４３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４３が突部４８によって磨耗したり破損したりすることを抑制することができる。突部４８とメッシュベルト４３との間の最短距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
［混合部］
混合部５０は、第１選別部４１によって分けられた第１選別物と、樹脂を含む添加物と、を混合する混合器である。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。
【００５０】
具体的には、混合部５０には、添加物供給部５１およびブロアー５２が設けられている。添加物は、添加物供給部５１に貯蔵されており、添加物供給部５１の一部に設けられているスクリューフィーダー５３によってホッパー９を通って管５に供給される。管５において、第１選別物と添加物とが混合される。これを混合物と呼ぶ。混合物は、ブロアー５２によって発生した気流によって、管６を通って第２ウェブ形成部６０に搬送される。
【００５１】
添加物供給部５１は、図１に示すようなスクリューフィーダー５３に限定されることなく、ディスクフィーダー（図示せず）などを用いることもできる。添加物供給部５１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んでいる。樹脂が第１選別物と混合された時点では、複数の繊維は結着されなくてもよい。樹脂は、後述するシート形成部７０を通過する際に溶融して、複数の繊維を結着する。
【００５２】
添加物供給部５１から供給される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を含んでいる。
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５１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。
【００５３】
また、添加物供給部５１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、繊維などが燃えにくくするための難燃剤などが含まれていてもよい。
【００５４】
［第２ウェブ形成部］
第２ウェブ形成部６０は、第２選別部６１と、吸引部（サクション機構）６２と、メッシュベルト６３と、張架ローラー６４と、を備えている。
【００５５】
第２選別部６１は、第１選別部４１と同様に、例えば、モーターによって回転駆動される円筒の篩（ふるい）を用いることができる。第２選別部６１の篩の網は、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、金属板にプレス機などで穴を形成したパンチングメタルなどを用いることができる。
【００５６】
第２選別部６１は、第１選別部４１の篩と同じでもよいが、第２選別部６１の「篩」は、必ずしも特定の対象物を選別する必要はない。すなわち、第２選別部６１は、投入口６５から混合物を投入し、網を回転させることによって混合物の絡み合った繊維を空気中で分散させながらほぐして、徐々にほぐされて網の目開きの大きさより小さくなった繊維または粒子を網から通過させて、メッシュベルト６３上に降らせることができればよい。
【００５７】
吸引部６２は、メッシュベルト６３に対して第２選別部６１側とは反対側に設けられており、第２選別部６１からメッシュベルト６３に向く気流を発生させることができる。吸引部６２によって、第２選別部６１により空気中に分散された混合物はメッシュベルト６３上に吸引される。
【００５８】
吸引部６２が吸引することによって、混合物が第２選別部６１から排出される速度を大きくすることができる。さらに、吸引部６２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。
【００５９】
混合物は、第２選別部６１の網の開口６１ａを通過して空気中に分散され、吸引部６２によってメッシュベルト６３上に吸引される。メッシュベルト６３は、張架ローラー６４が自転することによって連続的に移動する。メッシュベルト６３上には、第２選別部６１の網の開口６１ａを通過したもの（以下、通過物と呼ぶ）が連続的に降り積もり、ウェブＷが形成される。
【００６０】
メッシュベルト６３は、張架ローラー６４によって張架され、通過物を通しにくく空気を通すメッシュ構造になっている。メッシュベルト６３は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布などを含んで構成されている。
【００６１】
メッシュベルト６３上に堆積されたウェブＷは、第２ウェブ形成部６０とシート形成部７０との間に設けられている調湿部６６において、水や水蒸気（ミスト）が添加され、湿度が調整される。ウェブＷは、調湿部６６を通過することによって、水分を含み柔らかく湿った状態になり、その後、シート形成部７０へ搬送される。
【００６２】
［シート形成部］
形成部としてのシート形成部７０は、搬送されたウェブＷを、加圧・加熱してシートＳに成形する。具体的には、シート形成部７０は、加圧部７１および加熱部７２を備えている。加圧部７１は、一対のカレンダーローラー７３を備えており、ウェブＷに圧力を加える。加圧部７１により加圧されたウェブＷは、厚さが小さくなり、密度が高くなる。
【００６３】
加熱部７２は、一対の加熱ローラー７４を備えており、加圧部７１により加圧されたウェブＷを加圧しながら加熱する。加熱部７２により加圧されながら加熱されたウェブＷに含まれる複数の繊維が、添加物に含まれる樹脂を介して互いに結着されることによって、繊維を含んだシートＳが成形される。
【００６４】
加熱部７２は、加熱ローラー７４で構成することにより、加熱部７２を板状のプレス装置（平板プレス装置）で構成する場合と比較して、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。加熱部７２は、加熱ローラー（ヒーターローラー）に限らず、例えば、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、フラッシュ定着器などを用いてもよい。
【００６５】
加圧部７１（カレンダーローラー７３）は、加熱部７２（加熱ローラー７４）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。また、カレンダーローラー７３や加熱ローラー７４の数は、一対に限らず、複数であってもよい。
【００６６】
［切断部］
切断部８０は、シート形成部７０によって成形されたシートＳを所定のサイズに切断するカッターである。具体的には、切断部８０は、第１切断部８１および第２切断部８２を備えている。シート形成部７０で形成されたシートＳは、初めに、第１切断部８１において、シートＳの搬送方向と交差する方向に切断されて、次に、第２切断部８２において、搬送方向と平行な方向に切断される。
【００６７】
以上により、所定のサイズの単票状のシートＳが成形される。切断部８０によって切断された単票状のシートＳは、排出部８３へと排出されて積み重ねられる。
【００６８】
［制御部］
図２は、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２に示すように、制御部９０は、検出部１５およびドライバー９１（モータードライバー）に接続されている。なお、制御部９０は、すでに図１で示した、供給部１０、粗砕部２０、解繊部３０、第１ウェブ形成部４０、混合部５０、第２ウェブ形成部６０、シート形成部７０、切断部８０とも接続されているが、ここでは説明を省略する。
【００６９】
制御部９０は、ＣＰＵと記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）（図示せず）を含んでおり、ドライバー９１に制御信号を出力する。制御部９０は、検出部１５で検出された出力に基づいて、原料Ｍの厚さを算出し、算出した値に応じて原料Ｍを第１供給部１１および第２供給部１２へ供給する供給間隔を変更する。
【００７０】
具体的には、制御部９０は、ドライバー９１に制御信号を出力して、第１供給部１１および第２供給部１２の動作、言い換えれば、原料Ｍを供給するモーターの動作を制御して、単位時間当たりの原料Ｍの供給量を一定とする制御を行う。
【００７１】
２．検出部の構成
図３は、本実施形態に係る供給部および粗砕部の詳細な構成を示す模式図である。図３に示すように、検出部１５は、変位センサー１７と、支持部１８と、押圧部１９と、が備えられている。
【００７２】
変位センサー１７は、先端部に原料Ｍと接触する接触子１７ａ（ローラー）を備え、原料Ｍの厚さを検出する接触式変位センサーである。変位センサー１７として接触式の変位センサーを用いることによって、例えば、光学式センサーのような非接触式のセンサーと比較して、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。
【００７３】
支持部１８は、原料Ｍの搬送経路を基準にして、変位センサー１７と反対側に配置されている。押圧部１９は、変位センサー１７の近傍に設けられ、変位センサー１７に対して、原料Ｍの搬送方向上流側および搬送方向下流側にそれぞれ設けられている。押圧部１９は、支持部１８上に搬送された原料Ｍを押圧する。押圧部１９は、例えば、板ばねを用いることができる。
【００７４】
このように、変位センサー１７の両側に設けられた押圧部１９によって、原料Ｍが変位センサー１７の検出領域において、支持部１８に押さえつけられることによって、原料Ｍの紙浮きを防止するとともに、原料Ｍの弛みや皺などに起因する検出誤差を低減することができる。
【００７５】
図３に示すように、第１搬送部１３および第２搬送部１４は、第１搬送部１３の挟持部１３ａ（ニップ部）と第２搬送部１４の挟持部１４ａとが同じ高さ（同一面上）に位置し、かつ、第１搬送部１３の２つの回転軸を結ぶ線分Ｃ１と第２搬送部１４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。
【００７６】
線分Ｃ１および線分Ｃ２は、第１搬送部１３の挟持部１３ａと第２搬送部１４の挟持部１４ａ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１７の検出領域において、原料Ｍを滑らかに搬送させるとともに、原料Ｍの姿勢を平ら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。
【００７７】
３．供給速度と搬送速度
次に、給紙部が原料Ｍを給紙する供給速度と、搬送部が原料Ｍを搬送する搬送速度の関係について説明する。ここで、第１供給部１１が原料Ｍを供給する速度を第１供給速度Ｖ１、第２供給部１２が原料Ｍを供給する速度を第２供給速度Ｖ２、第１搬送部１３が原料Ｍを搬送する速度を第１搬送速度Ｖ３、第２搬送部１４が原料Ｍを搬送する速度を第２搬送速度Ｖ４と呼ぶ。
【００７８】
図４は、第１供給速度、第２供給速度、第１搬送速度、および第２搬送速度を示す表である。図４に示すように、第１供給速度Ｖ１は第２供給速度Ｖ２と同じになっている。
第１搬送速度Ｖ３は、第１供給速度Ｖ１に対して、１〜２％遅くなっている。こうすることによって、検出部１５に侵入する前に、原料Ｍに適度な湾曲ができ、原料Ｍに腰を与えることができる。そのため、皺などの発生や浮きを低減させた状態で、検出部１５に侵入させることができる。
【００７９】
第２搬送速度Ｖ４は、第１搬送速度Ｖ３に対して、３〜５％速くなっている。こうすることによって、第１搬送部１３および第２搬送部１４の間で、原料Ｍに張力を付与することができる。そのため、変位センサー１７の検出領域において、原料Ｍの弛みや皺を低減することにより、検出誤差を低減することができる。
【００８０】
第１供給速度Ｖ１は、第１搬送速度Ｖ３よりも速く、第２搬送速度Ｖ４以下であることから、原料Ｍが第１搬送方向に湾曲することによって、原料Ｍに腰を与えることができ、検出部１５において、皺の発生を低減させることができる。
また、第２搬送速度Ｖ４が第１搬送速度Ｖ３よりも速いことから、第１搬送部１３と第２搬送部１４との間で、原料Ｍに張力を与えることができる。そのため、さらに精度よく原料Ｍの厚さを検出することができるので、重送やジャムの発生を防ぎ、円滑に原料Ｍを供給することができる。
【００８１】
なお、各速度は具体的に、第１供給速度Ｖ１＝３００ｍｍ／ｓとした場合には、第２供給速度Ｖ２＝３００ｍｍ／ｓ、第１搬送速度Ｖ３＝２９５ｍｍ／ｓ、第２搬送速度Ｖ４＝３０７ｍｍ／ｓである。
【００８２】
４．原料の厚さの検出方法
検出部１５において、原料Ｍの厚さを検出する方法について説明する。図５は、本実施形態に係る検出部の出力値を示すグラフである。図５に示すように、原料Ｍが変位センサー１７の検出領域に侵入してから、言い換えれば、原料Ｍの先端部が接触子１７ａに接触してから第２搬送部１４で挟持されるまでの間（期間Ｔ１）は、原料Ｍの姿勢が安定しない。そのため、変位センサー１７の出力値も安定せず、検出精度が低くなる（図中Ｄ１）。
【００８３】
また、原料Ｍの先端部が接触子１７ａに接触すると、原料Ｍが曲げられ接触子１７ａを持ち上げるため、変位センサー１７の出力値が上振れしてしまう。原料Ｍの先端部が第２搬送部１４で挟持された後（期間Ｔ２）は、原料Ｍの姿勢が安定する。そのため、変位センサー１７の出力値も安定する（図中Ｄ２）。
【００８４】
その後、原料Ｍの後端部が第１搬送部１３で挟持されなくなってから接触子１７ａに接触しているまでの間（期間Ｔ３）、再び、変位センサー１７の出力値が安定しなくなる（図中Ｄ３）。
【００８５】
そこで、原料Ｍの厚さを検出部１５において検出する方法としては、原料Ｍの先端部が第２搬送部１４で挟持されてから、原料Ｍの後端部が第１搬送部１３で挟持されているまでの間、つまり、図５に示すＤ２の間の変位センサー１７の出力値に基づいて、原料Ｍの厚さを算出する。
【００８６】
さらに具体的には、制御部９０は、変位センサー１７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１７の出力値が所定の閾値ＴＨを下回るまでの間（図中Ｔ２およびＴ３で示す時間）の、変位センサー１７の出力値（Ｄ２、Ｄ３）を取得する。
【００８７】
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計算することによって、原料Ｍの厚さを算出する。
【００８８】
ここで、図中Ｔ１で示す時間は、原料Ｍの先端部が接触子１７ａに接触してから第２搬送部１４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搬送部１４で挟持されてから、原料Ｍの後端部が第１搬送部１３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搬送部１３で挟持されなくなってから接触子１７ａに接触しているまでの時間に相当する。
【００８９】
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１７の出力に基づいて原料Ｍの厚さを算出することによって、原料Ｍの厚さをより精度よく求めることができる。
【００９０】
また、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。
【００９１】
また、変位センサー１７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、また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、または任意のポイントの値）を減算することによって原料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１７の変形や温度変化など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。
【００９２】
５．フレームの構成
次に、検出部１５を支持するフレームおよび粗砕部２０を支持するフレームについて説明する。
図６は、第１フレームおよび第２フレームを示す模式図である。
図６に示すように、第１フレーム１１１は、検出部１５を支持するフレームであり、第２フレーム１２１は、粗砕部２０を支持するフレームである。言い換えれば、検出部１５は、第１フレーム１１１に取り付けられ、粗砕部２０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１２１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。
【００９３】
第１フレーム１１１は、シート製造装置１００本体の柱部１３１に支持されており、柱部１３１は、シート製造装置１００本体（筐体）の床部１３０（ベース部）に支持されている。
【００９４】
一方、第２フレーム１２１は、シューターとして機能する台１２３に支持されており、台１２３は、床部１３０に支持されている。第２フレーム１２１と台１２３との間には吸振材１２４が設けられている。すなわち、第１フレーム１１１と第２フレーム１２１とは、互いに分離されており、台１２３、床部１３０および柱部１３１を介して間接的に接続されている。
【００９５】
このように、粗砕部２０を支持する第２フレーム１２１を、検出部１５を支持する第１フレーム１１１から分離し、かつ、第２フレーム１２１（粗砕部２０）を床部１３０で支持し、第１フレーム１１１（検出部１５）を柱部１３１で支持するように構成することによって、振動源となる粗砕部２０を検出部１５から分離しつつ、粗砕部２０と検出部１５とを結ぶ振動伝達経路を長くすることができる。そのため、粗砕部２０の振動に起因する検出部１５における検出誤差を低減することができる。
【００９６】
また、粗砕部２０と検出部１５とを結ぶ振動伝達経路上、具体的には、第２フレーム１２１と台１２３との間に吸振材１２４を設けることによって、粗砕部２０から検出部１５に伝わる振動をさらに効果的に減衰させることができる。
【００９７】
粗砕部２０に限らず、振動源となる構成ユニットが、検出部１５に影響を及ぼす場合には、この振動源となる構成ユニットを、検出部１５から分離するような構成にすることによって、検出部１５における検出誤差を低減することができる。
【００９８】
このような効果をグラフを用いて説明する。図７は、検出部と粗砕部と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８は、検出部と粗砕部とが分離された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７、図８において、縦軸は、原料Ｍの厚さ（単位：μｍ）を示し、横軸は時間（単位：sec）を示す。
【００９９】
図７に示すように、検出部１５と粗砕部２０とが分離していない従来のシート製造装置では、粗砕部２０から発生する振動が、検出部１５に直接伝わることによって、検出部１５において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。
【０１００】
一方、図８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２０が検出部１５から分離されていることによって、検出部１５と粗砕部２０とが分離していない従来のシート製造装置と比較して、粗砕部２０から検出部１５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。
【０１０１】
以上述べたように、本実施形態に係るシート製造装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１０２】
（１）第１供給速度Ｖ１が第１搬送速度Ｖ３よりも速いことから、原料Ｍが第１搬送方向に湾曲することによって、原料Ｍに腰を与えることができる。そのため、検出部１５において、皺の発生を低減させ、原料Ｍの厚さを検出する精度を高めることができる。
【０１０３】
（２）第２搬送速度Ｖ４が第１搬送速度Ｖ３よりも速いことから、第１搬送部１３と第２搬送部１４との間で、原料Ｍに張力を与えることができる。そのため、原料Ｍの厚さを検出する精度を高めることができる。
【０１０４】
（３）第１供給速度Ｖ１は、第１搬送速度Ｖ３よりも速く、第２搬送速度Ｖ４以下であることから、原料Ｍが第１搬送方向に湾曲することによって、原料Ｍに腰を与えることができる。そのため、検出部１５において、皺の発生を低減させ、原料Ｍの厚さを検出する精度を高めることができる。また、第２搬送速度Ｖ４が第１搬送速度Ｖ３よりも速いことから、第１搬送部１３と第２搬送部１４との間で、原料Ｍに張力を与えることができる。そのため、さらに精度よく原料Ｍの厚さを検出することができる。従って、重送やジャムの発生を防ぎ、円滑に原料Ｍを供給することができる。
【０１０５】
（４）第１供給部１１および第２供給部１２が備えられていることから、第１供給部だけが備えられている場合と比較して、準備する原料Ｍの種類や数量を増やすことができる。そのため、原料Ｍを準備する頻度を低減することができる。
また、第２供給部１２は、第２供給部１２から第１搬送部１３へ向かう第３搬送方向が第２搬送方向と略同一であり、第２供給速度が第１搬送速度より速いので、第１供給部１１と同様に、原料Ｍが第１搬送方向に湾曲することによって、原料Ｍに腰を与えることができる。そのため、検出部１５において、皺の発生を低減させ、原料Ｍの厚さを検出する精度を高めることができる。
【０１０６】
（５）原料Ｍが、第１供給部１１および第２供給部１２から決まった割合で交互に供給されることから、供給する異なる複数の原料を一定の割合にて供給することができる。そのため、成形されるシートの構成比を調整してシート品質を安定させることができる。
【０１０７】
（６）検出部１５は、第１フレーム１１１に支持され、粗砕部２０は、第１フレーム１１１から分離された第２フレーム１２１に支持されていることから、粗砕部２０の振動が検出部１５に伝わることを低減することができる。そのため、粗砕部２０の振動に起因する検出部１５での検出誤差を低減させることができる。
【０１０８】
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してもよい。なお、シート製造装置１００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。
【０１０９】
本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施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、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成また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】
【０１１０】
１…ホッパー、２，３，４，５，６…管、９…ホッパー、１０…供給部、１１…第１供給部、１２…第２供給部、１３…第１搬送部、１３ａ…挟持部、１４…第２搬送部、１４ａ…挟持部、１５…検出部、１６ａ…案内部、１６ｂ…案内部、１７…変位センサー、１７ａ…接触子、１８…支持部、１９…押圧部、２０…粗砕部、２１…粗砕刃、２２…ガイド、３０…解繊部、３２…投入口、３４…排出口、４０…第１ウェブ形成部、４１…第１選別部、４１a…開口、４２…吸引部、４３…メッシュベルト、４４…張架ローラー、４４ａ…張架ローラー、４５…回転体、４６…投入口、４７…基部、４８…突部、４９…排出口、５０…混合部、５１…添加物供給部、５２…ブロアー、５３…スクリューフィーダー、６０…第２ウェブ形成部、６１…第２選別部、６１ａ…開口、６２…吸引部、６３…メッシュベルト、６４…張架ローラー、６５…投入口、６６…調湿部、７０…シート形成部、７１…加圧部、７２…加熱部、７３…カレンダーローラー、７４…加熱ローラー、８０…切断部、８１…第１切断部、８２…第２切断部、８３…排出部、９０…制御部、９１…ドライバー、１００…シート製造装置、１１１…第１フレーム、１２１…第２フレーム、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】
2017177642.tif 000003
【図２】
2017177642.tif 000004
【図３】
2017177642.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2017177642.tif 000008
【図７】
2017177642.tif 000009
【図８】
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