JP2019163147A - シート処理装置およびシート製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理部による処理を、少なくともシートの印字領域に対して過不足なく正確に施すことができるシート処理装置およびシート製造装置を提供すること。【解決手段】印字された印字領域を有するシートを搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送されている前記シートの特定部位の位置を検出する位置検出部と、少なくとも前記印字領域に対して所定の処理を行なう処理部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記印字領域が前記処理部に到達するタイミングを予測するタイミング予測部と、前記タイミング予測部の予測結果に基づいて、前記処理部の作動を制御する制御部と、を備えることを特徴とするシート処理装置。【選択図】図1
Description
本発明は、シート処理装置およびシート製造装置に関する。
シートの所望の箇所に対して処理を施す装置としては、例えば、印刷装置が挙げられる。印刷装置は、シートの所望の箇所に印刷を施すことができ、その構成として、シート(被搬送物)を搬送する搬送ローラーと、搬送ローラーの回転量を検出する第1検出部と、搬送ローラーによるシートの実際の送り量を検出する第2検出部とを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の印刷装置では、搬送精度向上を目的として、搬送ローラーの回転量と実際の送り量とに基づいてすべり量を算出して、搬送精度が向上するよう、補正処理を行なっている。
また、別の構成の印刷装置としては、シート(媒体)を搬送する搬送機構と、シートに液体を吐出する液体吐出部と、搬送機構の駆動量を検出する第1検出部と、シートの搬送量を検出する第2検出部とを備えるものが知られている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2に記載の印刷装置では、シートへの液体の着弾位置のズレを抑制することを目的として、搬送機構の駆動量とシートの搬送量とに基づいて、前記ズレを抑制するよう、搬送機構および液体吐出部のうちの少なくとも一方の制御を補正している。
特許文献1、特許文献2に記載の印刷装置では、いずれも、例えば、印刷装置を構成する部品の個体差や印刷装置への印加電圧の変化等の諸条件によっては、搬送速度が設計値よりも上下して、搬送速度の設計値と実際の搬送速度との間に差が生じる。そして、この差が生じると、シートを搬送する搬送タイミングと、シートに対して処理(印刷)を施す処理タイミングとの同期が取れず、その結果、シートに対して過不足なく正確に処理を施すのが困難となる。
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、処理部による処理を、少なくともシートの印字領域に対して過不足なく正確に施すことができるシート処理装置およびシート製造装置を提供することにある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
本発明のシート処理装置は、印字された印字領域を有するシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記シートの特定部位の位置を検出する位置検出部と、
少なくとも前記印字領域に対して所定の処理を行なう処理部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記印字領域が前記処理部に到達するタイミングを予測するタイミング予測部と、
前記タイミング予測部の予測結果に基づいて、前記処理部の作動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明のシート処理装置は、印字された印字領域を有するシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記シートの特定部位の位置を検出する位置検出部と、
少なくとも前記印字領域に対して所定の処理を行なう処理部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記印字領域が前記処理部に到達するタイミングを予測するタイミング予測部と、
前記タイミング予測部の予測結果に基づいて、前記処理部の作動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明のシート製造装置は、本発明のシート処理装置を備え、前記処理が行なわれた前記シートを原料として、新たなシートを製造することを特徴とする。
以下、本発明のシート処理装置およびシート製造装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明のシート製造装置(第1実施形態)の上流側(本発明のシート処理装置)の構成を示す概略側面図である。図2は、本発明のシート製造装置(第1実施形態)の下流側の構成を示す概略側面図である。図3は、図1に示すシート処理装置の上面図である。図4は、図1に示すシート処理装置の側面図である。図5は、図1に示すシート処理装置の側面図である。図6は、図1に示すシート処理装置のブロック図である。図7は、図1に示すシート処理装置で処理される原料の拡大平面図である。図8は、図6に示す制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、説明の都合上、図1、図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図1〜図5中の左側を「左」または「上流側」、右側を「右」または「下流側」と言うことがある。
図1は、本発明のシート製造装置(第1実施形態)の上流側(本発明のシート処理装置)の構成を示す概略側面図である。図2は、本発明のシート製造装置(第1実施形態)の下流側の構成を示す概略側面図である。図3は、図1に示すシート処理装置の上面図である。図4は、図1に示すシート処理装置の側面図である。図5は、図1に示すシート処理装置の側面図である。図6は、図1に示すシート処理装置のブロック図である。図7は、図1に示すシート処理装置で処理される原料の拡大平面図である。図8は、図6に示す制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、説明の都合上、図1、図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図1〜図5中の左側を「左」または「上流側」、右側を「右」または「下流側」と言うことがある。
図1に示す本発明のシート処理装置1は、印字された印字領域PAを有する使用済みのシートである原料M0を搬送する搬送部2と、搬送部2によって搬送されている原料M0(シート)の特定部位の位置を検出する位置検出部(以下単に「検出部」という)3と、少なくとも印字領域PAに対して所定の処理を行なう処理部6と、検出部(位置検出部)3の検出結果に基づいて、印字領域PAが処理部6に到達するタイミングを予測するタイミング予測部9と、タイミング予測部9の予測結果に基づいて、処理部6の作動を制御する制御部5と、を備える。
シート処理装置1では、例えば、シート処理装置1を構成する部品(例えば搬送部2のグルーベルト210や張架ローラー220等)の個体差や、張架ローラー220を駆動するモーターへの印加電圧の変化等の諸条件によっては、原料M0の搬送速度が設計値よりも上下して、搬送速度の設計値と実際の搬送速度との間に差が生じるおそれがある。この場合、原料M0を搬送する搬送タイミングと、原料M0の印字領域PA1に対して処理を施す処理タイミングとの同期が取れず、その結果、印字領域PA1に対して過不足なく正確に処理を施すのが困難となることが懸念される。
そこで、本発明によれば、後述するように、検出部3によって例えば印字領域PAの前端FE1が検出されてから、張架ローラー220の回転量、すなわち、パルス数のカウントを開始することができる。そして、このカウント値が規定パルス数に達したら、印字領域PAの前端FE1が処理部6に到達したとして、処理部6による処理を開始することができる。また、検出部3によって印字領域PAの後端BE1が検出されたら、張架ローラー220のモーターに付与されたパルス数のカウントを開始する。そして、このカウント値が規定パルス数に達したら、印字領域PAの後端BE1が処理部6に到達したとして、処理部6による処理を終了することができる。
このようにシート処理装置1は、原料M0を搬送する搬送タイミングと、原料M0の印字領域PA1に対して処理を施す処理タイミングとの同期を取ることができる。これにより、原料M0の搬送状態(例えば、搬送速度の変化、搬送の途中停止等)に関わらず、処理部6による処理を、少なくとも原料M0の印字領域PAに対して過不足なく正確に施すことができる。
また、図2に示すように、本発明のシート製造装置100は、シート処理装置1を備え、処理部6による処理が行なわれた原料M0(シート)を原料として、新たなシートSを製造する。
このような本発明によれば、前述したシート処理装置1の利点を享受しつつ、処理部6による処理が行なわれた原料M0から新たなシートS(紙)を製造する(再生する)ことができる。
以下、シート製造装置100が備える各部の構成について説明する。
図1に示すように、シート製造装置100は、その上流側に、第1ストック部7と、本発明のシート処理装置1と、第2ストック部8と、を備えている。また、図2に示すように、シート製造装置100は、その下流側に、原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、選別部14と、第1ウェブ形成部15と、細分部16と、混合部17と、ほぐし部18と、第2ウェブ形成部19と、シート形成部20と、切断部21と、ストック部22とを備えている。そして、このような構成のシート製造装置100は、原料M0からシートS(再生紙)を製造(再生)することができる。
図1に示すように、シート製造装置100は、その上流側に、第1ストック部7と、本発明のシート処理装置1と、第2ストック部8と、を備えている。また、図2に示すように、シート製造装置100は、その下流側に、原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、選別部14と、第1ウェブ形成部15と、細分部16と、混合部17と、ほぐし部18と、第2ウェブ形成部19と、シート形成部20と、切断部21と、ストック部22とを備えている。そして、このような構成のシート製造装置100は、原料M0からシートS(再生紙)を製造(再生)することができる。
また、シート製造装置100は、加湿部231と、加湿部232と、加湿部233と、加湿部234と、加湿部235と、加湿部236と、を備えている。
シート製造装置100が備える各部の作動は、例えば、制御部5によって制御されている。この制御部5は、シート製造装置100に内蔵されていてもよいし、外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。この外部機器は、例えば、シート製造装置100とケーブル等を介して通信される場合、無線通信される場合、シート製造装置100とネットワーク(例えばインターネット)を介して接続されている場合等がある。
図1に示すように、第1ストック部7は、1次原料である原料M0、すなわち、シート処理装置1による処理前のシート(使用済みシート)がストックされる部分である。この原料M0としては、繊維(セルロース繊維)を含む繊維含有材料で構成された、例えばシート状をなすものである。また、原料M0は、本実施形態では、古紙、すなわち、使用済みのシートとなっているが、これに限定されず、未使用のシートが含まれていてもよい。なお、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース(狭義のセルロース)を主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロース(狭義のセルロース)の他に、ヘミセルロース、リグニンを含むものであってもよい。
第1ストック部7の下流側には、本発明のシート処理装置1が設けられており、原料M0に、シート処理装置1によって後述する処理が行われて、2次原料としての原料M1となり、第2ストック部8にストックされる。この第2ストック部8の下流側には、原料供給部11が設けられている。
原料供給部11は、第2ストック部8から送られてきた原料M1を粗砕部12に供給する原料供給工程を行なう部分である。
粗砕部12は、原料供給部11から供給された原料M1を気中(空気中)で粗砕する粗砕工程を行なう部分である。粗砕部12は、一対の粗砕刃121と、シュート122(ホッパー)とを有している。
一対の粗砕刃121は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間で原料M1を粗砕して、すなわち、裁断して粗砕片M2にすることができる。粗砕片M2の形状や大きさは、解繊部13における解繊処理に適しているのが好ましく、例えば、1辺の長さが100mm以下の小片であるのが好ましく、10mm以上70mm以下の小片であるのがより好ましい。
シュート122は、一対の粗砕刃121の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート122は、粗砕刃121によって粗砕されて落下してきた粗砕片M2を受けることができる。
また、シュート122の上方には、加湿部231が一対の粗砕刃121に隣り合って配置されている。加湿部231は、シュート122内の粗砕片M2を加湿するものである。この加湿部231は、水分を含むフィルター(図示せず)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粗砕片M2に供給する気化式(または温風気化式)の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片M2に供給されることにより、粗砕片M2が静電気によってシュート122等に付着するのを抑制することができる。
シュート122は、管241(流路)を介して、解繊部13に接続されている。シュート122に集められた粗砕片M2は、管241を通過して、解繊部13に搬送される。
解繊部13は、粗砕片M2(繊維を含む繊維含有材料)を気中(空気中)で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程(微細化工程)を行なう部分である。この解繊部13での解繊処理により、粗砕片M2から解繊物M3を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる粗砕片M2を、繊維1本1本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物M3となる。解繊物M3の形状は、線状や帯状である。また、解繊物M3同士は、絡み合って塊状となった状態、すなわち、いわゆる「ダマ」を形成している状態で存在してもよい。
解繊部13は、例えば本実施形態では、高速回転するローターと、ローターの外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部13に流入してきた粗砕片M2は、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13は、ローターの回転により、粗砕部12から選別部14に向かう空気の流れ(気流)を発生させることができる。これにより、粗砕片M2を管241から解繊部13に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物M3を、管242を介して選別部14に送り出すことができる。
解繊部13は、解繊物M3(粗砕片M2)に付着した樹脂粒や、インク、トナー等の色材CM、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能も有する。
また、解繊部13は、管242(流路)を介して、選別部14に接続されている。解繊物M3(解繊後の繊維含有材料)は、管242を通過して、選別部14に搬送される。
管242の途中には、ブロアー261が設置されている。ブロアー261は、選別部14に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、選別部14への解繊物M3の送り出しが促進される。
選別部14(分級部)は、解繊物M3を、繊維の長さの大小によって選別する選別工程(分級工程)を行なう部分である。選別部14では、解繊物M3は、第1選別物M4−1と、第1選別物M4−1よりも大きい第2選別物M4−2とに選別される。第1選別物M4−1は、その後のシートSの製造に適した大きさのものとなっている。第2選別物M4−2は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。
選別部14は、ドラム部141と、ドラム部141を収納するハウジング部142とを有する。
ドラム部141は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部141には、解繊物M3が流入してくる。そして、ドラム部141が回転することにより、網の目開きよりも小さい解繊物M3は、第1選別物M4−1として選別され、網の目開き以上の大きさの解繊物M3は、第2選別物M4−2として選別される。
第1選別物M4−1は、ドラム部141から落下する。
第1選別物M4−1は、ドラム部141から落下する。
一方、第2選別物M4−2は、ドラム部141に接続されている管243(流路)に送り出される。管243は、ドラム部141と反対側(下流側)が管241とに接続されている。この管243を通過した第2選別物M4−2は、管241内で粗砕片M2と合流して、粗砕片M2とともに解繊部13に流入する。これにより、第2選別物M4−2は、解繊部13に戻されて、粗砕片M2とともに解繊処理される。
また、ドラム部141からの第1選別物M4−1は、空気中に分散しつつ落下して、ドラム部141の下方に位置する第1ウェブ形成部15(分離部)に向かう。第1ウェブ形成部15は、第1選別物M4−1から第1ウェブM5を形成する第1ウェブ形成工程を行なう部分である。第1ウェブ形成部15は、メッシュベルト(分離ベルト)151と、3つの張架ローラー152と、吸引部153(サクション機構)とを有している。
メッシュベルト151は、無端状ベルト(環状のベルト)であり、第1選別物M4−1が堆積する。このメッシュベルト151は、3つの張架ローラー152に掛け回されている。そして、張架ローラー152の回転駆動により、メッシュベルト151上の第1選別物M4−1は、下流側に搬送される。
第1選別物M4−1は、メッシュベルト151の目開き以上の大きさとなっている。これにより、第1選別物M4−1は、メッシュベルト151の通過が規制され、よって、メッシュベルト151上に堆積することができる。また、第1選別物M4−1は、メッシュベルト151上に堆積しつつ、メッシュベルト151ごと下流側に搬送されるため、層状の第1ウェブM5として形成される。
ここで、原料M1は、シート処理装置1によって色材CMが除去されているが、シート処理装置1で除去しきれなかった色材CMが混在していることがある。この色材CMは、メッシュベルト151の目開きよりも小さいため、色材CMは、メッシュベルト151を通過して、さらに下方に落下する。これにより、シート処理装置1によって除去しきれなかった色材CMを除去することができる。
吸引部153は、メッシュベルト151の下方から空気を吸引することができる。これにより、メッシュベルト151を通過した色材CMを空気ごと吸引することができる。
また、吸引部153は、管244(流路)を介して、回収部27に接続されている。吸引部153で吸引された色材CMは、回収部27に回収される。
回収部27には、管245(流路)がさらに接続されている。また、管245の途中には、ブロアー262が設置されている。このブロアー262の作動により、吸引部153で吸引力を生じさせることができる。これにより、メッシュベルト151上における第1ウェブM5の形成が促進される。この第1ウェブM5は、色材CMが除去されたものとなる。また、色材CMは、ブロアー262の作動により、管244を通過して、回収部27まで到達する。
ハウジング部142は、加湿部232と接続されている。加湿部232は、加湿部231と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部142内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、第1選別物M4−1を加湿することができ、よって、第1選別物M4−1がハウジング部142の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
選別部14の下流側には、加湿部235が配置されている。加湿部235は、水を噴霧する超音波式加湿器で構成されている。これにより、第1ウェブM5に水分を供給(加湿)することができ、よって、第1ウェブM5の水分量が調整される。この調整により、静電力による第1ウェブM5のメッシュベルト151への吸着を抑制することができる。これにより、第1ウェブM5は、メッシュベルト151が張架ローラー152で折り返される位置で、メッシュベルト151から容易に剥離される。
加湿部235の下流側には、細分部16が配置されている。細分部16は、メッシュベルト151から剥離した第1ウェブM5を分断する分断工程を行なう部分である。細分部16は、回転可能に支持されたプロペラ161と、プロペラ161を収納するハウジング部162とを有している。そして、回転するプロペラ161に第1ウェブM5が巻き込まれることにより、第1ウェブM5を分断することができる。分断された第1ウェブM5は、細分体M6となる。また、細分体M6は、ハウジング部162内を下降する。
ハウジング部162は、加湿部233と接続されている。加湿部233は、加湿部231と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部162内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、細分体M6がプロペラ161やハウジング部162の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
細分部16の下流側には、混合部17が配置されている。混合部17は、細分体M6と樹脂P1とを混合する混合工程を行なう部分である。この混合部17は、樹脂供給部171と、管(流路)172と、ブロアー173とを有している。
管172は、細分部16のハウジング部162と、ほぐし部18のハウジング部182とを接続しており、細分体M6と樹脂P1との混合物M7が通過する流路である。
管172の途中には、樹脂供給部171が接続されている。樹脂供給部171は、スクリューフィーダー174を有している。このスクリューフィーダー174が回転駆動することにより、樹脂P1を粉体または粒子として管172に供給することができる。管172に供給された樹脂P1は、細分体M6と混合されて混合物M7となる。
なお、樹脂P1は、後の工程で繊維同士を結着させるものであり、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、AS樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6−12、ナイロン6−66等のポリアミド(ナイロン)、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましくは、熱可塑性樹脂としては、ポリエステルまたはこれを含むものを用いる。
なお、樹脂供給部171から供給されるものとしては、樹脂P1の他に、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集や樹脂P1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等が含まれていてもよい。また、澱粉等の植物性の材料でもよい。
また、管172の途中には、樹脂供給部171よりも下流側にブロアー173が設置されている。ブロアー173は、ほぐし部18に向かう気流を発生させることができる。この気流により、管172内で、細分体M6と樹脂P1とを撹拌することができる。これにより、混合物M7は、細分体M6と樹脂P1とが均一に分散した状態で、ほぐし部18に流入することができる。また、混合物M7中の細分体M6は、管172内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
ほぐし部18は、混合物M7における、互いに絡み合った繊維同士をほぐすほぐし工程
を行なう部分である。ほぐし部18は、ドラム部181と、ドラム部181を収納するハウジング部182とを有する。
を行なう部分である。ほぐし部18は、ドラム部181と、ドラム部181を収納するハウジング部182とを有する。
ドラム部181は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部181には、混合物M7が流入してくる。そして、ドラム部181が回転することにより、混合物M7のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム部181を通過することができる。その際、混合物M7がほぐされることとなる。
また、ドラム部181でほぐされた混合物M7は、空気中に分散しつつ落下して、ドラム部181の下方に位置する第2ウェブ形成部19に向かう。第2ウェブ形成部19は、混合物M7から第2ウェブM8を形成する第2ウェブ形成工程を行なう部分である。第2ウェブ形成部19は、メッシュベルト191(分離ベルト)と、張架ローラー192と、吸引部193(サクション機構)とを有している。
メッシュベルト191は、無端状ベルトであり、混合物M7が堆積する。このメッシュベルト191は、4つの張架ローラー192に掛け回されている。そして、張架ローラー192の回転駆動により、メッシュベルト191上の混合物M7は、下流側に搬送される。
また、メッシュベルト191上のほとんどの混合物M7は、メッシュベルト191の目開き以上の大きさである。これにより、混合物M7は、メッシュベルト191を通過してしまうのが規制され、よって、メッシュベルト191上に堆積することができる。また、混合物M7は、メッシュベルト191上に堆積しつつ、メッシュベルト191ごと下流側に搬送されるため、層状の第2ウェブM8として形成される。
吸引部193は、メッシュベルト191の下方から空気を吸引することができる。これにより、メッシュベルト191上に混合物M7を吸引することができ、よって、混合物M7のメッシュベルト191上への堆積が促進される。
吸引部193には、管246(流路)が接続されている。また、この管246の途中には、ブロアー263が設置されている。このブロアー263の作動により、吸引部193で吸引力を生じさせることができる。
ハウジング部182は、加湿部234と接続されている。加湿部234は、加湿部231と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部182内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング部182内を加湿することができ、よって、混合物M7がハウジング部182の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
ほぐし部18の下流側には、加湿部236が配置されている。加湿部236は、加湿部235と同様の超音波式加湿器で構成されている。これにより、第2ウェブM8に水分を供給することができ、よって、第2ウェブM8の水分量が調整される。この調整により、静電力による第2ウェブM8のメッシュベルト191への吸着を抑制することができる。これにより、第2ウェブM8は、メッシュベルト191が張架ローラー192で折り返される位置で、メッシュベルト191から容易に剥離される。
第2ウェブ形成部19の下流側には、シート形成部20が配置されている。シート形成部20は、第2ウェブM8からシートSを形成するシート形成工程を行なう部分である。このシート形成部20は、加圧部201と、加熱部202とを有している。
加圧部201は、一対のカレンダーローラー203を有し、これらの間で第2ウェブM8を加熱せずに加圧することができる。これにより、第2ウェブM8の密度が高められる。そして、この第2ウェブM8は、加熱部202に向けて搬送される。なお、一対のカレンダーローラー203のうちの一方は、モーター(図示せず)の作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。
加熱部202は、一対の加熱ローラー204を有し、これらの間で第2ウェブM8を加熱しつつ、加圧することができる。この加熱加圧により、第2ウェブM8内では、樹脂P1が溶融して、この溶融した樹脂P1を介して繊維同士が結着する。これにより、シートSが形成される。そして、このシートSは、切断部21に向けて搬送される。なお、一対の加熱ローラー204の一方は、モーター(図示略)の作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。
シート形成部20の下流側には、切断部21が配置されている。切断部21は、シートSを切断する切断工程を行なう部分である。この切断部21は、第1カッター211と、第2カッター212とを有する。
第1カッター211は、シートSの搬送方向と交差する方向にシートSを切断するものである。
第2カッター212は、第1カッター211の下流側で、シートSの搬送方向に平行な方向にシートSを切断するものである。
このような第1カッター211と第2カッター212との切断により、所望の大きさのシートSが得られる。そして、このシートSは、さらに下流側に搬送されて、ストック部22に蓄積される。
次に、本発明のシート処理装置1について説明する。
図1に示すシート処理装置1は、シート製造装置100の上流側に設けられており、本実施形態では、前述した原料M0の印字領域PAに対して、その印字領域PAに含まれる印字部Pの色材CMを除去する処理を施す装置である。このシート処理装置1は、搬送部2と、検出部3と、処理部6としての除去部(削色部)4と、を備え、これらが図示しない筐体に内蔵されてユニット化されている。なお、シート処理装置1は、第2ストック部8を介して原料供給部11に設置または接続されているのが好ましい(図2参照)。これにより、シート処理とシート再生処理とを連続して行うことができる。
図1に示すシート処理装置1は、シート製造装置100の上流側に設けられており、本実施形態では、前述した原料M0の印字領域PAに対して、その印字領域PAに含まれる印字部Pの色材CMを除去する処理を施す装置である。このシート処理装置1は、搬送部2と、検出部3と、処理部6としての除去部(削色部)4と、を備え、これらが図示しない筐体に内蔵されてユニット化されている。なお、シート処理装置1は、第2ストック部8を介して原料供給部11に設置または接続されているのが好ましい(図2参照)。これにより、シート処理とシート再生処理とを連続して行うことができる。
ここで、原料M0は、印刷が施された使用済みのシート(古紙)である。このため、原料M0には、黒色またはカラーのトナー、各種インク、各種染料、顔料等の色材CMが付与されて文字や図形等が印刷されている。本明細書中では、原料M0のうち、これらの色材CMが付着している部分を「印字部P」と言う。また、印字部Pは、文字に限定されず、記号、図、単なる汚れの付着等も含む。
また、図7に示すように、「印字領域PA」とは、原料M0のうち、少なくとも印字部Pと、周囲の余白とを含んでいる領域のことを言い、長方形、正方形、円形、楕円形等、いかなる形状であってもよいが、図示の構成では、長方形となっている。なお、印字領域PAは、余白を含んでいなくてもよい。また、印字部Pが、文字が列状(行列)に配置されていた場合、印字領域PAは、この列(行列)ごと包含する領域であってもよい。このような印字領域PAは、後述する制御部5によって設定される。
以下、シート処理装置1の各部について説明する。
搬送部2は、第1ストック部7から供給された、処理前の原料M0を下流側に向かって搬送するものである。搬送部2は、搬送ベルトとしてのグルーベルト(無端状ベルト)210と、回転可能に支持された4つの張架ローラー(ローラー)220とを有し、各張架ローラー220にグルーベルト210が掛け回されたものである。各張架ローラー220のうちの少なくとも1つのローラーにモーターが内蔵されており、通電により駆動し、図1中矢印に回転する。これにより、グルーベルト210上の原料M0を下流側に搬送することができる。
搬送部2は、第1ストック部7から供給された、処理前の原料M0を下流側に向かって搬送するものである。搬送部2は、搬送ベルトとしてのグルーベルト(無端状ベルト)210と、回転可能に支持された4つの張架ローラー(ローラー)220とを有し、各張架ローラー220にグルーベルト210が掛け回されたものである。各張架ローラー220のうちの少なくとも1つのローラーにモーターが内蔵されており、通電により駆動し、図1中矢印に回転する。これにより、グルーベルト210上の原料M0を下流側に搬送することができる。
なお、図6に示すように、前記通電により駆動する張架ローラー220は、制御部5と電気的に接続されており、制御部5によってその作動が制御される。これにより、原料M0の搬送速度を段階的または無段階に変更することができる。
また、グルーベルト210は、その表面が粘着性を有しているのが好ましい。これにより、原料M0を安定的に搬送することができ、印字領域PAの検出や印字領域PAの処理を安定的に行うことができる。特に、印字領域PAの処理として、印字領域PAを研削する際、原料M0の張力が加わり、位置ずれが生じる可能性が有るが、この位置ズレを防止することができる。よって、位置ズレによって、研削タイミングがずれたりするのを防止することができる。
なお、グルーベルト210が粘着性を有していなくても、例えば、グルーベルト210を介して原料M0をグルーベルト210に向って吸引して吸着させる吸引機構等を有することにより、上記と同様の効果が得られる。
また、グルーベルト210上には、複数の原料M0を載置可能である。そして、グルーベルト210上でのこれらの原料M0の向き(姿勢)は、揃っていてもよいし、そうでなくてもよい。本実施形態では、原料M0は、長方形をなし、原料M0の搬送方向前方に位置する前端(一辺)FEと、原料M0の搬送方向後方に位置する後端(一辺)BEとがそれぞれ搬送方向に対して直交するように、グルーベルト210上に載置されている。
搬送部2は、図1に示す構成ではベルト搬送による構成のものとなっているが、これに限定されず、例えば、ステージ上で原料M0を負圧により吸着保持しつつ搬送する構成のもの、すなわち、プラテンであってもよく、多数のローラーで搬送する構成のものであってもよい。
検出部3は、搬送部2によって搬送されている原料M0の特定部位の位置を検出する部分である。本実施形態では、「特定部位」は、印字領域PAである。そして、この検出部(位置検出部)3は、原料M0(シート)の少なくとも印字領域PAを撮像する撮像部として、例えば、CCDカメラ等のカメラ31を有している。カメラ31は、グルーベルト210の一方の面側、すなわち、グルーベルト210の上面側に、グルーベルト210と離間して配置されている。そして、カメラ31により印字領域PAの濃淡画像を得、その濃淡画像を二値化処理することにより、印字領域PAを正確に検出することができる。
図6に示すように、カメラ31は、制御部5と電気的に接続されており、制御部5によってその作動が制御される。また、カメラ31が撮像した画像のデーターは、制御部5に送信される。
なお、検出部3は、本実施形態では二次元の画像を取得するカメラ31であるが、これに限定されず、例えば、ラインセンサーやスキャナー等の一次元のデーターを取得するものであってもよい。この場合、いわゆる透過型、反射型のいずれであってもよい。
検出部3よりも下流側には、処理部6が配置されている。処理部6は、少なくとも印字領域PAに対して所定の処理を行なう部分である。本実施形態では、処理部6は、印字領域PAの少なくとも表面部を選択的に除去する除去部4を有する。この除去部4は、原料M0(シート)を研削する研削具であるブラシ41と、原料M0(シート)とブラシ41(研削具)との接触圧を、印字領域PAにおいて選択的に増大させる押圧機構42とを有している。このような構成により、後述するように、原料M0の印字領域PAを選択的に十分に研削することができる。
ブラシ41は、芯部411と、ブラシ毛412とを有している。
芯部411は、モーター(図示せず)に接続され、このモーターの駆動により、ブラシ毛412ごと矢印方向に回転することができる。ブラシ41の回転軸は、原料M1の搬送方向に対し、ほぼ直交する方向に設置されている。ただし、これに限らず、回転軸は、前記直交する方向に対し、所定角度(例えば5度以上45度以下)傾斜した方向に設置されていてもよい。
芯部411は、モーター(図示せず)に接続され、このモーターの駆動により、ブラシ毛412ごと矢印方向に回転することができる。ブラシ41の回転軸は、原料M1の搬送方向に対し、ほぼ直交する方向に設置されている。ただし、これに限らず、回転軸は、前記直交する方向に対し、所定角度(例えば5度以上45度以下)傾斜した方向に設置されていてもよい。
芯部411の外周部には、その全周にわたってブラシ毛412が植え込まれている。ブラシ毛412は、例えば、ポリアミドやポリエステル等のような可撓性を有する樹脂材料で構成されている。また、ブラシ毛412の毛先は、鋭利となっていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。
そして、ブラシ41が図中矢印方向に回転している状態で、シートSが接触することにより、シートSが研削される。なお、ブラシ41は、図示の構成とは反対側に回転するよう構成されていてもよいし、図中矢印方向の回転と、その回転と反対方向の回転とを周期的に交互に行なうよう構成されていてもよい。さらに、ブラシ41は、回転とともにその回転軸方向へも移動(往復動)するような構成としてもよい。
なお、本実施形態では、原料M0を研削する研削具の一例として、ブラシ41である場合について説明したが、これに限定されず、例えば、研削具は、砥石や、鑢等であってもよい。
押圧機構42は、押圧部材としてのローラー群43と、ローラー群43の各短ローラー(押圧子)431を独立して移動させる駆動源44とを有している。
図3に示すように、ローラー群43は、グルーベルト210を介して、ブラシ41と対向する位置に設けられており、原料M0の搬送方向での位置が、ブラシ41と同じである。このローラー群43は、複数(図示の構成では、11個)の短ローラー431を有している。
短ローラー431は、外形形状が円柱状をなすローラーであり、その回転軸が、原料M1の搬送方向に対し、ほぼ直交する方向に設置されている。また、各短ローラー431は、回転軸がほぼ一致した状態で、グルーベルト210の幅方向に沿って配置されている。
また、各短ローラー431は、ブラシ41に対して接近および離間可能に構成されている。また、各短ローラー431は、原料M0の、ブラシ41とは反対の面側(図1、図4、図5中下側)から、グルーベルト210を介して間接的に押圧するものである。
すなわち、押圧機構42は、ブラシ41に対して接近および離間可能に設置され、原料M0のブラシ41とは反対の面側から直接または間接的(本実施形態では、間接的)に原料M0を押圧するローラー群43を有する。これにより、原料M0の印字領域PAをブラシ41に押しつけて研削することができる。
また、シート処理装置1は、少なくとも検出部3と除去部4との間で、グルーベルト210により原料M0を搬送する搬送部2を備え、ローラー群43は、グルーベルト210を介して原料M0をブラシ41に向って押圧する。これにより、ローラー群43が過剰に原料M0を押圧するのを防止することができる。よって、原料M0が不本意に損傷するのを防止することができる。
また、複数の短ローラー431は、グルーベルト210の幅方向に沿って、すなわち、除去部4における原料M0の搬送方向と交わる方向に沿って配置されている。これにより、後述するように、原料M0のどの位置に印字領域PAが位置していても、印字領域PAを押圧することができる。よって、原料M0のどの位置に印字領域PAが位置していても、印字領域PAをブラシ41に押しつけることができ、印字領域PAを除去することができる。
また、短ローラー431は、ローラーまたはピンである(本実施形態では、短ローラー431)ことにより、ローラー群43の小型化を図ることができ、比較的多い数の短ローラー431を設置することができる。その結果、比較的小さい印字領域PAであっても、精度よく研削することができる。
なお、各短ローラー431は、回転可能に構成されていてもよく、回転しない構成であってもよい。
駆動源44は、各短ローラー431を独立して上下動、すなわち、ブラシ41に対して接近離間するように移動させるものである。この駆動源44としては、前述した機能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、短ローラー431の各々に接続された複数のエアシリンダーや、ソレノイド等を用いることができる。この駆動源44は、制御部5と電気的に接続され、通電によりその作動が制御される。
シート処理装置1では、図4に示すように、原料M0が除去部4に搬送されてくるまでは、グルーベルト210とブラシ41とは、離間した状態となっている。原料M0の印字領域PA以外の部分(白紙部分)がブラシ41と短ローラー431との間を通過しているときは、短ローラー431は作動しない。そして、図5に示すように、原料M0の印字領域PAがブラシ41と短ローラー431との間を通過するタイミングで短ローラー431がブラシ41に向って移動し、グルーベルト210ごと原料M1を持ち上げて、印字領域PAをブラシ41に接触させる。これにより、原料M0の印字領域PAとブラシ41との接触圧が高まり、印字領域PAの表面部が研削される。よって、原料M0では、印字部P、すなわち、色材CMが過不足なく除去される。特に、印字領域PA以外の部分が研削されるのが防止されるので、原料M1としてシート製造装置100の下流側に供される繊維の量を可及的に多くすることができる。その結果、歩留まり良く、白色度の高いシートSを製造することができる。
なお、本明細書中における表面部とは、表面から厚さの1/10〜1/2までの深さの部分のことを言う。また、本発明では、印字領域PAの少なくとも表面部を研削すれば、製造されるシートSの白色度を高めることができるが、例えば、色材CMがより深く浸透していたり、比較的濃い色の色材CMであった場合には、表面部よりもさらに深い部分まで研削するのが好ましい。また、色材CMの浸透の程度や、色材CMの色によっては、貫通孔が形成されるまで研削してもよい。色材CMの浸透深さは、例えば、色材CMの種類や、原料M0の繊維の種類、密度等から推測することができる。その情報が既知であった場合、短ローラー431とブラシ41との接触圧を調整するのが好ましい。
また、図3に示すように、原料M0に印字部Pが二ヶ所あり、印字領域PAを二ヶ所設定した場合には、以下のようにして印字領域PAの削除が行われる。なお、二ヶ所の印字領域PAを、図3中上側から順に印字領域PA1および印字領域PA2とも言う。また、11個の短ローラー431を図3中上側から順に短ローラー431a、短ローラー431b、短ローラー431c、短ローラー431d、短ローラー431e、短ローラー431f、短ローラー431g、短ローラー431h、短ローラー431i、短ローラー431jおよび短ローラー431kとも言う。
シート処理装置1では、印字領域PA1に対応する、すなわち、グルーベルト210と直交する方向の位置が同じ短ローラー431dと、印字領域PA2に対応する、すなわち、グルーベルト210と直交する方向の位置が同じ短ローラー431hと、が作動し、残りの短ローラー431の作動が省略される。すなわち、印字領域PA1および印字領域PA2を研削可能な位置に位置する短ローラー431dおよび短ローラー431hのみがブラシ41に向って原料M0を押しつける。
このように、ローラー群43は、複数の短ローラー431を有し、短ローラー431を選択的に駆動してブラシ41の原料M0に対する接触圧を部分的に増大させる。これにより、印字領域PA以外の部分が研削されるのをより確実に防止することができ、原料M1としてシート製造装置100の下流側に供される繊維の量をさらに多くすることができる。よって、さらに歩留まりよくシートSを製造することができる。
なお、図示の構成では、原料M0が除去部4に搬送されてくるまでは、グルーベルト210とブラシ41とは、離間した状態となっているが、これに限定されず、グルーベルト210とブラシ41とは接触していてもよい。
また、本実施形態では、ブラシ41は、原料M0を研削していないときも回転している構成であるが、これに限定されず、原料M0を研削するときのみ、すなわち、短ローラー431が原料M0を押し上げるときだけ回転する構成であってもよい。
また、除去部4は、印字領域PAを研削する構成となっているが、これに限定されず、例えば、印字領域PAを貫通して打ち抜く構成となっていてもよい。
図6に示すように、制御部5は、CPU51(プロセッサー)と、記憶部52(メモリー、ハードディスク等)とを有し、搬送部2、検出部3、処理部6(除去部4)の作動を制御する。
CPU51は、記憶部52に記憶されている各種プログラムを実行する。また、CPU51は、カメラ31による撮像画像のデーターを処理するデーター処理部として機能する。
記憶部52は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリーで構成されている。また、記憶部52には、前述したようなシート処理に関するプログラム等の各種プログラムが記憶されており、各種プログラムは、CPU51によって実行される。
また、前述したように、検出部3は、原料M0(シート)を撮像するカメラ31(撮像部)を有している。そして、制御部5は、カメラ31(撮像部)による撮像画像のデーターを処理するデーター処理部としてのCPU51を有する構成となっている。これにより、印字部Pの特定と、印字領域PAの設定を行うことができる。
ところで、シート処理装置1では、例えば、シート処理装置1を構成する部品(例えばグルーベルト210や張架ローラー220等)の個体差や、張架ローラー220を駆動するモーターへの印加電圧の変化等の諸条件によっては、原料M0の搬送速度が設計値よりも上下して、搬送速度の設計値と実際の搬送速度との間に差が生じるおそれがある。この場合、原料M0を搬送する搬送タイミングと、原料M0の印字領域PA1に対して処理を施す処理タイミングとの同期が取れず、その結果、印字領域PA1に対して過不足なく正確に処理を施すのが困難となることが懸念される。
そこで、シート処理装置1(シート製造装置100)では、このような懸念を解消するよう構成されている。以下、この構成および作用について、説明する。
図1に示すように、シート処理装置1は、検出部3の検出結果に基づいて、印字領域PAが除去部4に到達するタイミング(時間)を予測するタイミング予測部9を備えている。
前述したように、搬送部2は、回転可能に支持された張架ローラー220(ローラー)と、張架ローラー220(ローラー)に掛け回され、原料M0(シート)が載置されるグルーベルト210(無端状ベルト)とを有している。
そして、タイミング予測部9は、張架ローラー220(ローラー)の回転量、または、張架ローラー220(ローラー)の回転に伴うグルーベルト210(無端状ベルト)の移動量を検出するエンコーダー91を有している。エンコーダー91としては、特に限定されず、本実施形態では、張架ローラー220の回転量を光学的または磁気的に検出するロータリーエンコーダー92を用いている。また、このロータリーエンコーダー92は、前記4つの張架ローラー220のうちの1つの張架ローラー220に内蔵されて(配置されて)いる。なお、ロータリーエンコーダー92は、図1に示すように原料M0の搬送方向の最も前方に位置する張架ローラー220に内蔵されているのが好ましいが、これに限定されず、それ以外の張架ローラー220に内蔵されていてもよい。
本実施形態では、原料M0の搬送方向(図1中の左右方向)に沿った、カメラ31のレンズ中心(撮像基準位置)から短ローラー431の回転中心までの距離Jは、既知であり、記憶部52に予め記憶されている。
また、距離J分だけ移動するには、ロータリーエンコーダー92が内蔵されている張架ローラー220が何回転すればよいのか、すなわち、距離Jに相当するロータリーエンコーダー92からの規定パルス数(出力パルス数)についても、既知であり、記憶部52に予め記憶されている。
また、制御部5は、タイミング予測部9の予測結果、すなわち、ロータリーエンコーダー92により検出された張架ローラー220の回転量に基づいて、除去部4の作動を制御することができる(図6参照)。
以上のような構成により、カメラ31により印字領域PAの前端FE1が検出されてから、張架ローラー220の回転量、すなわち、パルス数のカウントを開始することができる。そして、このカウント値(以下「第1カウント値」と言う)が前記規定パルス数に達したら、印字領域PAの前端FE1が除去部4に到達したとして、除去部4による処理を開始することができる。また、カメラ31により印字領域PAの後端BE1が検出されたら、張架ローラー220の回転量、すなわち、パルス数のカウントを開始する。そして、このカウント値(以下「第2カウント値」と言う)が前記規定パルス数に達したら、印字領域PAの後端BE1が除去部4に到達したとして、除去部4による処理を終了することができる。
このようにシート処理装置1は、原料M0を搬送する搬送タイミングと、原料M0の印字領域PA1に対して処理を施す処理タイミングとの同期を取ることができる。これにより、原料M0の搬送状態(例えば、搬送速度の変化、搬送の途中停止等)に関わらず、除去部4による処理を原料M0の印字領域PAに対して過不足なく正確に施すことができる。
次に、シート処理装置1の制御部5の制御動作について、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、搬送部2を作動させて、原料M0の搬送を開始する(ステップS101)。
次いで、カメラ31によって、グルーベルト210上の原料M0を撮像する(ステップS102)。なお、ステップS102では、搬送部2の搬送速度に応じて、カメラ31の撮像タイミングを調整するのが好ましい。
次いで、カメラ31によって、グルーベルト210上の原料M0を撮像する(ステップS102)。なお、ステップS102では、搬送部2の搬送速度に応じて、カメラ31の撮像タイミングを調整するのが好ましい。
次いで、ステップS102で取得した画像から、印字領域PAの前端FE1を検出する(ステップS103)。ステップS103では、例えば、画像を任意の領域ごとに区切って二値化処理を行ない、領域ごとの濃淡値(明度)が所定値以下であった場合に、色材CMが付与されているとみなし、濃淡値が所定値以上であった場合に、色材CMが付与されていないとみなす。そして、これらの情報に基づいて、印字領域PAの前端FE1を特定することができる。
また、ステップS104と同様に、ステップS102で取得した画像から、印字領域PAの後端BE1を検出する(ステップS104)。
次いで、印字領域PAの前端FE1および後端BE1がそれぞれ除去部4に到達するまでのパルス数のカウントを開始する(ステップS105)。
次いで、ローラー群43の中から、今回使用する短ローラー431を選択する(ステップS106)。なお、この選択は、画像における印字領域PAの数、位置、大きさ等の情報に基づいて行われる。
そして、第1カウント値が前記規定パルス数に達したら、印字領域PAの前端FE1が除去部4に到達したとして、ステップS106で選択した短ローラー431を上昇駆動させて、印字領域PAを選択的に除去する(ステップS107)。
次いで、第2カウント値が前記規定パルス数に達したら、印字領域PAの後端BE1が除去部4に到達したとして、ステップS106で選択した短ローラー431を下降駆動させて、印字領域PAに対する除去処理を終了する(ステップS108)。
なお、ステップS103において印字領域PAの前端FE1の検出がされない場合には、ステップS104〜ステップS108を省略して、そのまま原料M0の搬送を継続する。
このような制御部5の制御動作により、原料M0に対して、部分的に印字領域PAを除去する処理を行なうことができる。
<第2実施形態>
図9は、本発明のシート処理装置(第2実施形態)の制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。
図9は、本発明のシート処理装置(第2実施形態)の制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。
以下、この図を参照して本発明のシート処理装置およびシート製造装置の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、制御部の制御動作が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
本実施形態は、制御部の制御動作が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
前述したように、検出部3は、搬送部2によって搬送されている原料M0の特定部位の位置を検出する部分である。本実施形態では、「特定部位」は、原料M0(シート)の搬送方向前方に位置する前端FEと、原料M0(シート)の搬送方向後方に位置する後端BEである。そして、この検出部3(位置検出部)は、原料M0(シート)の少なくとも前端FEおよび後端BEを撮像するカメラ31(撮像部)を有している。これにより、後述するように、印字領域PAと、その印字領域PAを越えた領域、例えば、原料M0の表側の面全体(全面)に対して除去処理を施すことができる。
このような構成における制御部5の制御動作は、以下のとおりである。この制御動作について、図9に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、搬送部2を作動させて、搬送を開始する(ステップS201)。
次いで、カメラ31によって、グルーベルト210上の原料M0を撮像する(ステップS202)。
次いで、カメラ31によって、グルーベルト210上の原料M0を撮像する(ステップS202)。
次いで、ステップS202で取得した画像から、原料M0の前端FEを検出する(ステップS203)。
また、ステップS204と同様に、ステップS202で取得した画像から、原料M0の後端BEを検出する(ステップS204)。
次いで、原料M0の前端FEおよび後端BEがそれぞれ除去部4に到達するまでのパルス数のカウントを、前記第1実施形態と同様に、開始する(ステップS205)。
そして、原料M0の前端FEが除去部4に到達したとされるカウント値が前記規定パルス数に達したら、原料M0の前端FEが除去部4に到達したとして、全ての短ローラー431を上昇駆動させて、原料M0に対する除去処理を開始する(ステップS206)。
次いで、原料M0の後端BEが除去部4に到達したとされるカウント値が前記規定パルス数に達したら、原料M0の後端BEが除去部4に到達したとして、全ての短ローラー431を下降駆動させて、印字領域PAに対する除去処理を終了する(ステップS207)。
なお、ステップS203において印字領域PAの前端FEの検出がされない場合には、ステップS204〜ステップS207を省略して、そのまま搬送を継続する。
このような制御部5の制御動作により、原料M0の表側の面全体(全面)に対して除去処理を施すことができる。
<第3実施形態>
図10は、本発明のシート処理装置(第3実施形態)の構成を示す概略側面図である。
図10は、本発明のシート処理装置(第3実施形態)の構成を示す概略側面図である。
以下、この図を参照して本発明のシート処理装置およびシート製造装置の第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、タイミング予測部の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
前述したように、搬送部2は、回転可能に支持された張架ローラー220(ローラー)と、張架ローラー220(ローラー)に掛け回され、原料M0(シート)が載置されるグルーベルト210(無端状ベルト)とを有している。
そして、張架ローラー220(ローラー)の回転量、または、張架ローラー220(ローラー)の回転に伴うグルーベルト210(無端状ベルト)の移動量を検出するエンコーダー91を有している。エンコーダー91としては、特に限定されず、本実施形態では、図10に示すように、グルーベルト210の移動量を光学的または磁気的に検出するリニアエンコーダー93を用いている。また、このリニアエンコーダー93は、図10に示す構成では、前記4つの張架ローラー220のうちの下方に位置する2つの張架ローラー220の間に配置されているが、これに限定されない。
このような構成は、例えば、エンコーダー91としてリニアエンコーダー93を用いるのが好ましい場合に有効な構成となる。
<第4実施形態>
図11は、本発明のシート処理装置(第4実施形態)の構成を示す概略上面図である。図12は、図11に示すシート処理装置の概略側面図である。図13は、図11に示すシート処理装置の概略側面図である。
図11は、本発明のシート処理装置(第4実施形態)の構成を示す概略上面図である。図12は、図11に示すシート処理装置の概略側面図である。図13は、図11に示すシート処理装置の概略側面図である。
以下、これらの図を参照して本発明のシート処理装置およびシート製造装置の第4実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、除去部の押圧部材の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図11に示すように、除去部4は、押圧部材としてのドットインパクトヘッド45を有している。ドットインパクトヘッド45は、グルーベルト210を介して、ブラシ41と対向する位置に設けられており、原料M0の搬送方向における位置が、ブラシ41と同じである。
また、ドットインパクトヘッド45は、グルーベルト210の幅方向、すなわち、原料M0の搬送方向と交わる(直交する)方向に沿って配置された複数(本実施形態では、17個)の押圧ピン(ピン)451を有している。
図12および図13に示すように、押圧ピン451は、グルーベルト210の厚さ方向(搬送中の原料M0の厚さ方向)に沿って起立した状態で配置されている。また、押圧ピン451は、駆動源44に接続されており、駆動源44によって、ブラシ41に対して接近および離間可能に構成されている。
また、押圧ピン451の先端部、すなわち、グルーベルト210側の端部は、丸みを帯びている。これにより、押圧ピン451がグルーベルト210を持ち上げた際、グルーベルト210が損傷するのを防止することができる。
図12に示すように、原料M0の印字領域PA以外の部分(白紙部分)がブラシ41と押圧ピン451との間を通過しているときは、押圧ピン451は作動しない。そして、図13に示すように、原料M0の印字領域PAがブラシ41と押圧ピン451との間を通過するタイミングで押圧ピン451がブラシ41に向って移動し、グルーベルト210ごと原料M1を持ち上げて、印字領域PAをブラシ41に接触させる。なお、本実施形態では、ドットインパクトヘッド45のうち、印字領域PAに対応する押圧ピン451、すなわち、図11中黒色が付してある押圧ピン451が作動する。
これにより、原料M0の印字領域PAとブラシ41との接触圧が高まり、印字領域PAの表面部が研削される。よって、原料M0では、印字部P、すなわち、色材CMが除去される。特に、押圧ピン451は、比較的小さいため、比較的小さい印字領域PAであっても、精度よく除去することができる。例えば、印字領域PAを印字部Pそのものに設定することもできる。この場合、制御部5は、印字部Pの形状を表裏反転させて、この反転形状を所定領域ごとに分割して駆動させる押圧ピン451の設定を行うのが好ましい。
なお、本実施形態では、押圧ピン451の列は、1列であったが、これに限定されず、2列以上であってもよい。
<第5実施形態>
図14は、本発明のシート処理装置(第5実施形態)の構成を示す概略側面図である。
図14は、本発明のシート処理装置(第5実施形態)の構成を示す概略側面図である。
以下、この図を参照して本発明のシート処理装置およびシート製造装置の第5実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、処理部の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
本実施形態は、処理部の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図14に示すように、本実施形態では、処理部6は、印字領域PAに対し、例えば原料M0自体の色(地色)と同色のインクQ(色材)を選択的に付与する色材付与部61を有している。例えば、原料M0自体の色が白色である場合、インクQも白色であるのが好ましい。そして、色材付与部61により、インクQが印字領域PAの奥側まで浸透して、印字領域PA内の色材CMをインクQで着色することができ、よって、白色度の高いシートSを製造することができる。
色材付与部61(処理部6)は、少なくとも1つのノズル611と圧電素子の積層板612とを有し、インクジェット方式によるインクQの付与を行なうよう構成されている。これにより、インクQをノズル611から噴射させて、このインクQを印字領域PAに迅速に付与することができるとともに、印字領域PAの奥側までより浸透させることができる。
なお、本実施形態でも、タイミング予測部9の予測結果に基づいて、色材付与部61の作動を制御することができる。これにより、色材付与部61によるインクQの付与を、印字領域PAに対して過不足なく正確に施すことができる。
また、原料MへのインクQの付与は、印字領域PAに対してだけではなく、印字領域PAを越えた領域(例えば、原料M0の表側の面全体(全面))に及んでもよい。
<第6実施形態>
図15は、本発明のシート処理装置(第6実施形態)の構成を示す概略側面図である。図16は、印字領域の繊維および色材を示す拡大図であって、繊維および色材に微細化防止剤が付与された状態を示す図である。図17は、印字部の繊維および色材を示す拡大図であって、図16に示す状態から乾燥部を経た後の状態を示す図である。
図15は、本発明のシート処理装置(第6実施形態)の構成を示す概略側面図である。図16は、印字領域の繊維および色材を示す拡大図であって、繊維および色材に微細化防止剤が付与された状態を示す図である。図17は、印字部の繊維および色材を示す拡大図であって、図16に示す状態から乾燥部を経た後の状態を示す図である。
以下、これらの図を参照して本発明のシート処理装置およびシート製造装置の第6実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、処理部の構成が異なること以外は前記第5実施形態と同様である。
本実施形態は、処理部の構成が異なること以外は前記第5実施形態と同様である。
図15に示すように、本実施形態では、処理部6は、印字領域PAに対し、原料M0(シート)の微細化を防止する微細化防止剤Dを選択的に付与する微細化防止剤付与部62と、微細化防止剤Dを含む液体L(溶液、固体分散液、エマルジョン等)乾燥部63とを有している。
微細化防止剤付与部62は、少なくとも1つのノズル621と圧電素子の積層板622とを有し、インクジェット方式により、ノズル621から微細化防止剤Dを含む液体Lを印字領域PAに向けて噴射することができる。これにより、微細化防止剤Dを印字領域PAに迅速かつ正確に付与することができるとともに、繊維FBの間まで浸透し易くなる。従って、例えば単にコーター等で塗布した場合と比べてより確実に、微細化防止剤Dで印字領域PAの繊維FBおよび色材CMを覆った状態とすることができる(図16参照)。そして、この状態により、繊維FB等は、解繊部13において、過剰にほぐれてしまう、すなわち、過剰に微細化するのを防止することができる。ここで、「微細化」とは、粗砕部12で粗砕処理を行うことと、解繊部13で解繊処理を行うことの双方を含むが、本実施形態では、「微細化」は、解繊処理のこととして説明する。従って、本実施形態では、「微細化」とは、例えば、シート構成物を処理することで、例えばレッチェ社の「ふるい振とう機AS200」によって振動幅1mm以上で10分間断続振動させたときに、目開き1000ミクロンのふるいを通過できるようにすることを言う。
なお、本実施形態でも、タイミング予測部9の予測結果に基づいて、微細化防止剤付与部62の作動を制御することができる。これにより、微細化防止剤付与部62による微細化防止剤Dの付与を、印字領域PAに対して過不足なく正確に施すことができる。
また、原料Mへの微細化防止剤Dの付与は、印字領域PAに対してだけではなく、印字領域PAを越えた領域(例えば、原料M0の表側の面全体(全面))に及んでもよい。
微細化防止剤Dは、親水性材料であっても疎水性材料であってもよい。
親水性材料としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン、プルラン、アルギン酸、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ペクチン、カラギナン、ポリアミジン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセトアミド、ポリジオキソラン、ポリビニルフェノール、ポリグリセリン、アクリロイルオキシエチルトリメチル、エチレンイミン系樹脂、ポリスチレンスルホン酸系樹脂、イソプレン系スルホン酸樹脂、ポリエチレングリコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリマレイン酸系樹脂、ポリイタコン酸系樹脂、2−アクリロイルアミノ2−メチルプロパンスルホン酸ソーダ系樹脂等が挙げられる。
親水性材料としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン、プルラン、アルギン酸、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ペクチン、カラギナン、ポリアミジン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセトアミド、ポリジオキソラン、ポリビニルフェノール、ポリグリセリン、アクリロイルオキシエチルトリメチル、エチレンイミン系樹脂、ポリスチレンスルホン酸系樹脂、イソプレン系スルホン酸樹脂、ポリエチレングリコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリマレイン酸系樹脂、ポリイタコン酸系樹脂、2−アクリロイルアミノ2−メチルプロパンスルホン酸ソーダ系樹脂等が挙げられる。
微細化防止剤Dが、親水性材料であることにより、繊維FBがセルロースであった場合、微細化防止剤Dと繊維FBとの密着性を高めることができる。よって、印字領域PAの繊維FBおよび色材CMが微細化されるのをさらに効果的に防止することができる。さらに、例えば、水系の溶媒、分散媒体を用いることができ、微細化防止剤Dを含む液体Lを安価に得ることができる。
一方、疎水性材料としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタラート系樹脂、ポリブチレンテレフタラート系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、酢酸ビニルアクリル共重合体、酢酸ビニルエチレン共重合体、アクリルスチレン共重合体、アクリルウレタン共重合体、塩化ビニルアクリル共重合体、塩化ビニルエチレン共重合体等が挙げられる。
このような疎水性材料を用いた場合、例えば、溶媒として有機溶剤を用いることができ、速乾性を高めることができる。これにより、乾燥部63による乾燥を迅速に行うことができる。よって、処理速度を高めることができる。
乾燥部63は、微細化防止剤付与部62の下流側に設けられており、微細化防止剤付与部62によって付与された微細化防止剤Dを含む液体Lを乾燥させるものである。
乾燥部63は、搬送ベルト210の厚さ方向に対向して設けられた一対の加熱ローラー631を有し、これらの間で原料M0を加熱加圧することができる。この加熱加圧により、印字領域PAに付与された微細化防止剤Dを含む液体Lのうち、溶媒または分散媒を揮発させることができる。また、微細化防止剤Dが印字領域PAの色材CMおよび繊維FBを覆った状態で定着させることができる(図17参照)。これにより、原料M1が解繊部13を経た後、印字領域PAが微細化物になるのを防止することができる。すなわち、敢えて印字領域PAの色材CMおよび繊維FBをいわゆるダマとすることができる。
また、ここでも、タイミング予測部9の予測結果に基づいて、乾燥部63の作動を制御することができる。これにより、乾燥部63による乾燥を、印字領域PAに対して過不足なく正確に施すことができる。
なお、微細化防止剤Dの軟化点によっては、乾燥部63において軟化し、印字領域PAの色材CMおよび繊維FBを覆い、印字領域PAの色材CMおよび繊維FBをより強固に結着させることもできる。
また、図15に示す構成では、乾燥部63は、加熱ローラー631を用いて乾燥させる構成であるが、これに限定されず、例えば、温風を吹き付けて乾燥させる構成であってもよい。
また、微細化防止剤Dが速乾性を有する有機溶剤である場合や、繊維FBが微細化防止剤Dの吸収性に富む場合、あるいは、付与する微細化防止剤Dが少量の場合は、原料M0が常温で直ちに乾燥状態になるので、乾燥部63は省略されていてもよい。
処理部6は、本実施形態では液体L(微細化防止剤D)の付与や液体Lの乾燥を行なうよう構成されているが、これに限定せず、例えば、解繊時のダマの発生を解消する機能を有する帯電材料の付与、色材CMの除去を促進するドライアイスやモース硬度が2以上5以下の粒子(例えばクルミの外殻を粉砕したもの)の付与等を行なうよう構成されていてもよい。
以上、本発明のシート処理装置およびシート製造装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、シート処理装置およびシート製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のシート処理装置およびシート製造装置は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
なお、前記各実施形態では、使用済みのシートが、片面印刷されたものとして説明したが、本発明ではこれに限定されず、両面印刷されたものであってもよい。この場合、一方の面の印字領域を検出して、この印字領域に対する処理を行った後、使用済みシートを反転させて、他方の面の印字領域を検出して、この印字領域に対する処理を行うことにより、両面に処理を行うことができる。
100…シート製造装置、1…シート処理装置、2…搬送部、210…グルーベルト(無端状ベルト)、220…張架ローラー(ローラー)、3…位置検出部(検出部)、31…カメラ、4…除去部(削色部)、41…ブラシ、411…芯部、412…ブラシ毛、42…押圧機構、43…ローラー群、431…短ローラー、431a…短ローラー、431b…短ローラー、431c…短ローラー、431d…短ローラー、431e…短ローラー、431f…短ローラー、431g…短ローラー、431h…短ローラー、431i…短ローラー、431j…短ローラー、431k…短ローラー、44…駆動源、45…ドットインパクトヘッド、451…押圧ピン、5…制御部、51…CPU、52…記憶部、6…処理部、61…色材付与部、611…ノズル、612…積層板、62…微細化防止剤付与部、621…ノズル、622…積層板、63…乾燥部、631…加熱ローラー、7…第1ストック部、8…第2ストック部、9…タイミング予測部、91…エンコーダー、92…ロータリーエンコーダー、93…リニアエンコーダー、11…原料供給部、12…粗砕部、121…粗砕刃、122…シュート、13…解繊部、14…選別部、141…ドラム部、142…ハウジング部、15…第1ウェブ形成部、151…メッシュベルト、152…張架ローラー、153…吸引部、16…細分部、161…プロペラ、162…ハウジング部、17…混合部、171…樹脂供給部、172…管、173…ブロアー、174…スクリューフィーダー、18…ほぐし部、181…ドラム部、182…ハウジング部、19…第2ウェブ形成部、191…メッシュベルト、192…張架ローラー、193…吸引部、20…シート形成部、201…加圧部、202…加熱部、203…カレンダーローラー、204…加熱ローラー、21…切断部、211…第1カッター、212…第2カッター、22…ストック部、231…加湿部、232…加湿部、233…加湿部、234…加湿部、235…加湿部、236…加湿部、241…管、242…管、243…管、244…管、245…管、246…管、261…ブロアー、262…ブロアー、263…ブロアー、27…回収部、BE…後端、BE1…後端、CM…色材、D…微細化防止剤、FB…繊維、FE…前端、FE1…前端、L…液体、J…距離、M0…原料、M1…原料、M2…粗砕片、M3…解繊物、M4−1…第1選別物、M4−2…第2選別物、M5…第1ウェブ、M6…細分体、M7…混合物、M8…第2ウェブ、P1…樹脂、P…印字部、PA…印字領域、PA1…印字領域、PA2…印字領域、Q…インク、S…シート、S101〜S108…ステップ、S201〜S207…ステップ
Claims (12)
- 印字された印字領域を有するシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記シートの特定部位の位置を検出する位置検出部と、
少なくとも前記印字領域に対して所定の処理を行なう処理部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記印字領域が前記処理部に到達するタイミングを予測するタイミング予測部と、
前記タイミング予測部の予測結果に基づいて、前記処理部の作動を制御する制御部と、を備えることを特徴とするシート処理装置。 - 前記搬送部は、回転可能に支持されたローラーと、前記ローラーに掛け回され、前記シートが載置される無端状ベルトとを有し、
前記タイミング予測部は、前記ローラーの回転量、または、前記ローラーの回転に伴う前記無端状ベルトの移動量を検出するエンコーダーを有する請求項1に記載のシート処理装置。 - 前記特定部位は、前記印字領域であり、
前記位置検出部は、前記シートの少なくとも前記印字領域を撮像する撮像部を有する請求項1に記載のシート処理装置。 - 前記特定部位は、前記シートの搬送方向前方に位置する前端であり、
前記位置検出部は、前記シートの少なくとも前記前端を撮像する撮像部を有する請求項1に記載のシート処理装置。 - 前記特定部位は、前記シートの搬送方向後方に位置する後端であり、
前記位置検出部は、前記シートの少なくとも前記後端を撮像する撮像部を有する請求項1に記載のシート処理装置。 - 前記制御部は、前記撮像部による撮像画像のデーターを処理するデーター処理部を有する請求項3ないし5のいずれか1項に記載のシート処理装置。
- 前記処理部は、前記印字領域の少なくとも表面部を選択的に除去する除去部を有する請求項1ないし6のいずれか1項に記載のシート処理装置。
- 前記除去部は、前記シートを研削する研削具と、前記シートと前記研削具との接触圧を、前記印字領域において選択的に増大させる押圧機構とを有する請求項7に記載のシート処理装置。
- 前記処理部は、前記印字領域に対し、色材を選択的に付与する色材付与部を有する請求項1ないし6のいずれか1項に記載のシート処理装置。
- 前記処理部は、前記印字領域に対し、前記シートの微細化を防止する微細化防止剤を選択的に付与する微細化防止剤付与部を有する請求項1ないし6のいずれか1項に記載のシート処理装置。
- 前記処理部は、インクジェット方式による付与を行なうよう構成されている請求項9または10に記載のシート処理装置。
- 請求項1ないし11のいずれか1項に記載のシート処理装置を備え、前記処理が行なわれた前記シートを原料として、新たなシートを製造することを特徴とするシート製造装置。
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