JP2020000951A - 裁断装置、裁断方法、及び、紙再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙を処理する装置において、紙の先端に曲がりや反りを生じた場合等においても、搬送される紙の詰まりを抑制できるようにする。【解決手段】裁断部１１０は、用紙Ｍに折り目を形成する折り加工部３０と、折り加工部３０により形成された折り目を先頭にして用紙Ｍを搬送する搬送部１１と、搬送部１１により搬送された用紙Ｍを裁断する対向する２つの粗砕刃１４を有する粗砕部１２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、裁断装置、裁断方法、及び、紙再生装置に関する。

従来、紙を処理する装置において、紙を連続的に給送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の装置は、紙に当接して回転する給紙ローラーを利用して、紙を１枚ずつ、シュレッダーに給紙して裁断する。

特開２００４−１７４３４７号公報

紙を搬送する場合、紙の先端に曲がりや反りを生じていると、ローラーやシュレッダーに紙が達する箇所において紙詰まりを生じやすい。この問題は、特許文献１に記載されたように１枚ずつ紙を供給する構成においても同様に発生し得る。
本発明は、紙を処理する装置において、紙の先端に曲がりや反りを生じた場合等においても、搬送される紙の詰まりを抑制できるようにすることを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明の裁断装置は、用紙に折り目を形成する折り加工部と、前記折り加工部により形成された折り目を先頭にして前記用紙を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記用紙を裁断する対向する２つの刃を有する裁断部と、を備える。

また、本発明は、用紙を集積する集積部を有し、前記集積部から前記用紙を繰り出す第１ローラー部と、前記第１ローラー部により繰り出された前記用紙に折り目を形成する第２ローラー部と、を有する構成であってもよい。

また、本発明は、前記折り加工部は、一対のローラーを有する前記第２ローラー部のニップ部に向けて突出し、前記用紙を撓ませる突出部を有する構成であってもよい。

また、本発明は、前記第２ローラー部は、複数のローラーと、複数の前記ローラーの軸中心を貫通して前記ローラーを駆動する駆動軸とを有し、複数の前記ローラーは、前記駆動軸の軸方向に、互いに離隔して配置され、前記突出部は、隣接する前記ローラーの間に突出する構成であってもよい。

また、本発明は、用紙に折り目を形成する折り加工部と、前記折り加工部により形成された折り目を先頭にして前記用紙を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記用紙を裁断する対向する２つの刃を有する裁断部と、前記裁断部により裁断された前記用紙の裁断片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状に加工する加工部と、を備える。

また、本発明は、用紙に、折り加工部によって折り目を形成し、前記折り加工部によって形成された折り目を先頭にして、前記用紙を裁断する対向する２つの刃を有する裁断部に搬送し、前記裁断部により前記用紙を裁断する。

実施形態に係るシート製造装置の概略構成図。 検出部と粗砕部の詳細な構成を模式的に示す図。 折り加工部の構成を模式的に示す斜視図。 折り加工部の構成を模式的に示す正面図。 折り加工部の構成を模式的に示す側面図。 用紙に対する折り加工の説明図。 用紙の厚みを検出する動作の説明図。 折り加工部の変形例を模式的に示す図。 折り加工部の変形例における折り加工の説明図。

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。

［１．シート製造装置の全体構成］
図１は、本実施形態に係るシート製造装置１００の概略構成図である。
シート製造装置１００は、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含む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、新しいシートＳを製造する紙再生装置として機能する。原料は、例えば、機密紙などの使用済みの古紙が挙げられる。

シート製造装置１００は、図１に示すように、裁断部１１０と、製造部１０２と、制御部１０４と、を備える。裁断部１１０は、集積部１０と、折り加工部３０と、搬送部１１と、粗砕部１２を備える。製造部１０２は、紙資源より新たなシートを製造する。製造部１０２は、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、を有する。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。

集積部１０は、原料である単票状の用紙Ｍを集積し、粗砕部１２に用紙Ｍを供給する。集積部１０は、例えば、粗砕部１２に用紙Ｍを連続的に投入するための自動投入部である。集積部１０は、用紙Ｍを複数格納し、格納した用紙Ｍを１枚ずつ、あるいは、複数枚を単位として、外部に繰り出す機構を備える。折り加工部３０は、集積部１０から繰り出される用紙Ｍに折り目を形成し、搬送部１１は、折り加工部３０により折り目が形成された用紙Ｍの厚さを検出する。なお、折り加工部３０への用紙Ｍの供給は、集積部１０からの供給に限らず、集積部１０を省略して、用紙Ｍを１枚または複数枚を、折り加工部３０へ直接供給しても良い。

粗砕部１２は、集積部１０によって供給された用紙Ｍを、裁断部１１０において空気中で裁断して、細片にする。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によって、投入された原料を裁断する、シュレッダーである。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１から管２に送られ、管２を通じて解繊部２０に移送される。粗砕部１２は本発明の裁断部に相当し、粗砕刃１４は刃として機能する。

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、結着された繊維を、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」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む場合もある。なお、繊維から分離される樹脂は、繊維同士を結着させるための樹脂である。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、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で存在してもよい。塊状とは、いわゆる「ダマ」を形成した状態をいう。

解繊部２０は、大気中において乾式で解繊を行う。大気中とは、空気中と言い換えることができる。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する。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。

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、網を有し、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子と、網の目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマと、を分けることができる。網とは、例えば、フィルターやスクリーンである。ここで、網を通過する繊維または粒子を、第１選別物といい、網を通過しない繊維、未解繊片、ダマ等を第２選別物という。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。

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４８と、を含む。吸引部４８はサクション機構ということができる。

吸引部４８は、選別部４０の開口、例えば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。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。

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。

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。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出する突部４９ｂを有する。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有する。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を軸として回転可能である。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。

回転体４９は、第１ウェブ形成部４５の近傍に設けられる。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、例えば、張架ローラー４７ａの横に設けられる。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る。これにより、メッシュベルト４６が突部４９ｂによって磨耗したり、破損したりすることを抑制できる。

混合部５０は、選別部４０を通過して第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、を有する。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と連続する。

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。

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。

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、ポリエステル樹脂などである。また、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、ポリカーボネートなどでもよい。さらに、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。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。

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や、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、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。

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。

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、網を有する。堆積部６０は、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、繊維や粒子などの網を通過するものを、降下させる。堆積部６０の構成は、例えば、選別部４０の構成と同じである。

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。

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、を有する。

メッシュベルト７２は、移動しながら、堆積部６０の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する。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。

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。サクション機構７６は、下方に向く気流を発生させることができる。メッシュベルト７２の下方とは、堆積部６０側とは反対側と言い換えることができる。また、下方に向く気流とは、堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流と言い換えることができる。
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。

以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０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。第２ウェブ形成部７０の処理は、ウェブ形成工程に想到する。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。

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。

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、樹脂等の添加物を介して結着できる。

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、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を成形できる。ここで、カレンダーローラー８５は、加熱ローラー８６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。

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、を有する。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。

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。

［２．裁断部の構成］
図２は、裁断部１１０の構成を模式的に示す図である。なお、裁断部１１０は、裁断装置として、シート製造装置１００の他の部位から分離した態様で、単独で機能させることも可能である。

上述のように、集積部１０は、複数の用紙Ｍを集積して収容する。集積部１０は、用紙Ｍを１枚ずつ、あるいは、複数枚ずつ繰り出す繰り出しローラー１０１を備える。本実施形態の繰り出しローラー１０１は、図示しない動力源によって駆動されて回転し、積層された用紙Ｍのうち最も上に位置する１枚の用紙Ｍを、折り加工部３０に向けて送り出す。繰り出しローラー１０１により繰り出された用紙Ｍは、折り加工部３０の上部から、矢印ＳＵで示すように、下向きに送り込まれる。繰り出しローラー１０１は、第１ローラー部に相当する。
折り加工部３０は、集積部１０から供給された用紙Ｍに対し、後述するように折り加工を施して、搬送部１１に供給する。
なお、折り加工部３０への用紙Ｍの供給は、集積部１０を用いずに、一枚または複数枚の用紙Ｍを直接、折り加工部３０の上部に送り込んでも良い。

搬送部１１は、折り加工部３０から供給される用紙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、用紙Ｍの厚さを測定するセンサーである。定型サイズの用紙Ｍであれば、用紙Ｍの厚さが１枚１枚異なっていても用紙Ｍの体積を推定することができる。測定した体積に応じて、用紙Ｍの搬送速度や搬送間隔を調整することで、シートＳの厚さのバラツキを低減することができる。変位センサー１１２は、先端部に用紙Ｍに接触する接触子１１３を有する接触式変位センサーであり、接触子１１３は、例えば、ローラーである。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、用紙Ｍの紙浮きを防止し、例えば光学式センサーなどの非接触式のセンサーに比べて用紙Ｍの厚さを精度良く検出できる。

搬送部１１は、用紙Ｍを搬送する第１搬送ローラー対１１４と第２搬送ローラー対１１５とを備える。第１搬送ローラー対１１４は変位センサー１１２に対して用紙Ｍの搬送方向上流側に位置する。第２搬送ローラー対１１５は、変位センサー１１２に対して用紙Ｍの搬送方向下流側に位置する。用紙Ｍの搬送方向上流側は、用紙Ｍの搬送経路において集積部１０側ということができ、搬送方向下流側とは、搬送経路において粗砕部１２側ということができる。集積部１０で供給された用紙Ｍは、第１フレーム１１１に設けられた支持部１１６によって接触子１１３の変位方向と垂直方向に支持され、第１搬送ローラー対１１４及び第２搬送ローラー対１１５によって粗砕部１２に向けて搬送される。ここで、支持部１１６はガイドとして機能する。粗砕部１２に搬送された用紙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。

用紙Ｍは、大気中で一対の粗砕刃１４により裁断される。粗砕部１２は、上述のように、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。２つの粗砕刃１４は対向して配置され、共に駆動され回転する。粗砕刃１４としては、駆動軸上に複数の回転刃を配置させたものを用いることができ、粗砕刃１４の個々の回転刃が互いに対向する粗砕刃１４の回転刃間に位置してもよい。粗砕刃１４の回転方向は、粗砕刃１４間に供給された用紙Ｍを、シート製造装置１００の設置状態において下方に排出する方向とする。

第１搬送ローラー対１１４と第２搬送ローラー対１１５は、第２搬送ローラー対１１５の周速度が第１搬送ローラー対１１４の周速度よりも速くなるように回転する。これにより、変位センサー１１２の検出領域において、用紙Ｍに張力が付与される。このため、用紙Ｍを張った状態とすることができ、用紙Ｍの弛みや皺等に起因する検出誤差を低減できる。

搬送部１１は、用紙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、板ばねを用いることができる。押圧部１１７は、変位センサー１１２の近傍に設けられる。詳細には、押圧部１１７は、変位センサー１１２に対して用紙Ｍの搬送方向における上流側の位置、及び、搬送方向における下流側の位置のそれぞれに設けられる。これら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用紙Ｍを支持部１１６に押さえ付けることで、用紙Ｍの紙浮きを防止し、用紙Ｍの弛みや皺等に起因する検出誤差を低減できる。

［３．折り加工部の構成］
図３は折り加工部３０の構成を模式的に示す斜視図である。図４は折り加工部３０の構成を模式的に示す正面図であり、図５は折り加工部３０の構成を模式的に示す側面図である。

図３において、用紙Ｍの移動方向を符号ＵＰ、ＤＮ及びＴで示す。符号ＤＮは集積部１０から折り加工部３０に用紙Ｍが搬送される搬送方向を示す。符号Ｔは、折り加工部３０から搬送部１１に向けて用紙Ｍが搬送される搬送方向を示す。また、符号ＵＰは、搬送方向ＤＮの逆方向であり、例えば、シート製造装置１００の設置状態及び／または裁断部１１０の設置状態において、上方である。

折り加工部３０は、集積部１０から供給される用紙Ｍに折り目を形成し、形成された折り目が搬送方向の下流側となる状態で、搬送部１１に用紙Ｍを供給する。折り加工部３０は、ローラー部３０ａと、プッシュロッド３３と、ストッパー３４とを備える。ローラー部３０ａは、第２ローラー部に相当する。

ローラー部３０ａ（第２ローラー部）は、上ローラー３１と下ローラー３２との一対のローラーを備える。上ローラー３１と下ローラー３２は、上下に並べて配置される。

上ローラー３１は、複数のローラー体３１ａと、駆動軸３１ｂとを備える。駆動軸３１ｂは、ローラー体３１ａの軸中心を貫通してローラー体３１ａを駆動する。下ローラー３２は、上ローラー３１と同様に、複数のローラー体３２ａと、駆動軸３２ｂを備える。駆動軸３２ｂは、ローラー体３２ａの軸中心を貫通してローラー体３２ａを駆動する。
駆動軸３１ｂと駆動軸３２ｂとは平行に配置されており、ローラー体３１ａとローラー体３２ａとが互いに対向して配置され、当接する。そして、ローラー体３１ａとローラー体３２ａとはそれぞれ当接しており、ローラー体３１ａとローラー体３２ａの当接部であるニップ部に、符号３０ｂを付す。

上ローラー３１及び下ローラー３２は、それぞれ動力源に連結されて駆動されてもよいし、上ローラー３１及び下ローラー３２のいずれか一方を駆動ローラーとし、他方を従動ローラーとすることも可能である。
また、上ローラー３１において、ローラー体３１ａ間には隙間３１ｃが設けられており、駆動軸３１ｂが露出する。下ローラー３２においても同様に、ローラー体３２ａの間に隙間３２ｃが設けられ、駆動軸３２ｂが露出する。

上ローラー３１及び下ローラー３２の下方にはストッパー３４が配置される。ストッパー３４は、集積部１０から上方より導入される用紙Ｍの先端を受け止める凹状部材である。ストッパー３４に保持された用紙Ｍに対して、上ローラー３１と下ローラー３２のニップ部３０ｂに対向する位置に、２つのプッシュロッド３３が配置される。

ストッパー３４は、ＵＰ方向に開口した凹部を有するトレー形状に構成されており、搬送方向ＤＮに搬送される用紙Ｍの先端を凹部に収容する。ストッパー３４の長辺は上ローラー３１の駆動軸３１ｂの方向に沿って延設される。ストッパー３４の内部の底面から、上ローラー３１と下ローラー３２のニップ部３０ｂまでの高さｈは、用紙Ｍの高さの四分の三から十分の九であることが好ましい。

プッシュロッド３３は、図示しない駆動源の動力により、用紙Ｍに接しない位置と、ニップ部３０ｂに進入する位置との間で、図中に符号Ｐで示す方向に、往復移動可能に設置される。プッシュロッド３３は、ストッパー３４に当接した用紙Ｍの位置を超えてニップ部３０ｂ側に突出し、駆動軸３１ｂと駆動軸３２ｂの間に進入する。２つのプッシュロッド３３は平行に配置されており、駆動軸３１ｂと駆動軸３２ｂが位置する平面に交差するようにスライドし、好ましくは直交するようにスライドし、突出及び後退する。

駆動軸３１ｂの延出方向において、プッシュロッド３３は隙間３１ｃおよび隙間３２ｃの位置に合わせて配置される。このため、プッシュロッド３３がニップ部３０ｂに向けて突出した場合、プッシュロッド３３は、ローラー体３１ａ、３２ａに衝突することがなく、ローラー体３１ａ、３２ａの表面よりも駆動軸３１ｂ、３２ｂ側に入り込む。

［４．折り加工部による加工］
図６は、折り加工部３０による用紙Ｍに対する折り加工の説明図である。図６において、状態Ａは用紙Ｍが導入された状態を示し、状態Ｂはプッシュロッド３３が用紙Ｍに向けて突出を開始した状態を示す。状態Ｃは上ローラー３１および下ローラー３２に用紙Ｍが巻き込まれた状態を示す。状態Ｄは、折り加工された用紙Ｍが搬出される状態を示す。

状態Ａでは、用紙Ｍが折り加工部３０に上方より導入され、用紙Ｍの下端がストッパー３４の底部に当接して、ストッパー３４に保持される。状態Ａでは、上ローラー３１と下ローラー３２からなるローラー部３０ａとプッシュロッド３３の間に用紙Ｍが位置している。

状態Ａで、プッシュロッド３３がニップ部３０ｂに向けて突出する動作が開始されると、状態Ｂに示すように、プッシュロッド３３により押圧された用紙Ｍが、上ローラー３１及び下ローラー３２側に向けて撓む。

状態Ｂから、さらにプッシュロッド３３が突出すると、プッシュロッド３３の先端とともに用紙Ｍがニップ部３０ｂに入り込み、上ローラー３１と下ローラー３２との間に挟まれて、巻き込まれる。状態Ｃにおいて、プッシュロッド３３は、隙間３１ｃと隙間３２ｃに進入しているので、プッシュロッド３３に対して、上ローラー３１及び下ローラー３２が挟み込む力は作用しない。このため、用紙Ｍのみが、上ローラー３１及び下ローラー３２によって挟まれて、搬送方向Ｔに送られる。

上ローラー３１及び下ローラー３２の動作により、用紙Ｍが搬送方向Ｔに送られると、状態Ｄに示すように、用紙Ｍがニップ部３０ｂを通過して、搬送部１１の支持部１１６に移動する。この状態では、上ローラー３１及び下ローラー３２のニップ圧によって、用紙Ｍに折り目Ｍａが形成されている。また、プッシュロッド３３は、状態Ａの位置まで後退される。

このように、折り加工部３０は、ストッパー３４に当接した用紙Ｍをプッシュロッド３３で上ローラー３１と下ローラー３２とのニップ部３０ｂに向けて撓ませることにより、用紙Ｍを上ローラー３１と下ローラー３２とで挟み、折り目Ｍａを形成する。この一連の動作において、上ローラー３１及び下ローラー３２からなるローラー部３０ａは、用紙Ｍを搬送部に繰り出す搬送機構と、用紙Ｍに折り目を形成する折り目形成機構として機能する。

［５．原料の厚さの検出］
図７は、用紙Ｍの厚みを検出する動作の説明図である。
図７において、状態Ｅは、本実施形態の搬送部１１が用紙Ｍの厚さを測定する状態を示す。状態Ｆは、比較例として、折り加工部３０により折り目Ｍａが形成されていない用紙Ｍの厚さを測定する状態を示す。

状態Ｅでは、用紙Ｍが折り目Ｍａを先頭にして搬送方向Ｔに向けて搬送された状態となっている。このため、用紙Ｍが接触子１１３と接触する位置まで搬送されると、接触子１１３が用紙Ｍの折り目Ｍａに接触し、用紙Ｍが接触子１１３を持ち上げる。用紙Ｍの先端には、２枚の用紙Ｍが重なった領域Ｒａがあるため、接触子１１３により測定される厚さは用紙Ｍの厚さより大きい。さらに用紙Ｍが搬送され、接触子１１３が領域Ｒａを超えた後は、接触子１１３は１枚の用紙Ｍの厚さを測定可能となる。用紙Ｍは、接触子１１３が折り目Ｍａに当接してから、用紙Ｍを下方から支持する紙案内１１９と接触子１１３との間に円滑に入り込み、１枚の用紙Ｍの厚さを測定可能となる。

これに対し、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成せずに、接触子１１３に向けて用紙Ｍを搬送した場合、図７に状態Ｆとして示すように、用紙Ｍの反りが原因で、用紙Ｍが適切に接触子１１３と紙案内１１９との間に入り込まない可能性がある。この場合、用紙Ｍが接触子１１３に衝突して、いわゆる紙詰まりを生じる可能性がある。また、用紙Ｍが接触子１１３と紙案内１１９との間に入る際に、用紙Ｍに皺や折れを生じ、用紙Ｍの厚さを正確に測定できない可能性もある。

このように、折り加工部３０によって用紙Ｍに折り目Ｍａを形成することで、変位センサー１１２によって用紙Ｍの厚さを高精度で測定できる。また、例えば状態Ｆとして示した例では、用紙Ｍに反りが生じた状態に対応するために、接触子１１３を大径のものとすることが考えられる。本実施形態では、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成することで、接触子１１３を大径化する必要がなく、よりコンパクトな接触子１１３を用いることができる。

また、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成することにより、粗砕部１２で用紙Ｍを裁断する工程においても、円滑に用紙Ｍを処理できるという利点がある。すなわち、粗砕部１２は上述のように対向する粗砕刃１４で用紙Ｍを挟み、裁断する。この構成では、用紙Ｍの先端が粗砕刃１４に衝突して、一対の粗砕刃１４の間に入り込まない可能性がある。このような場合、用紙Ｍは、粗砕刃１４に当接した位置で折れ曲がり、塊状、或いは、圧縮された状態で、一対の粗砕刃１４により挟まれる。このため、用紙Ｍが十分に裁断されない可能性があり、例えば、裁断片が好ましいサイズ以下にならないことが考えられる。
本実施形態では、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成し、折り目Ｍａが搬送方向の先頭となるように、用紙Ｍが粗砕部１２に送られるので、図７に状態Ｅとして示した場合と同様に、用紙Ｍが一対の粗砕刃１４の間に円滑に入り込む。このため、粗砕部１２における用紙Ｍの折れを防止し、粗砕刃１４によって十分に細かく用紙Ｍを裁断できる。また、粗砕部１２が粗砕刃１４を駆動する動力が安定するので、駆動部への過剰な負荷を回避できる。

以上説明したように、本実施形態の裁断部１１０は、用紙Ｍを集積する集積部１０と、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成する折り加工部３０と、折り加工部３０により形成された折り目Ｍａを先頭にして用紙Ｍを搬送する搬送部１１を備える。裁断部１１０は、搬送部１１により搬送された用紙Ｍを裁断する対向する２つの粗砕刃１４を有する粗砕部１２を備える。

本発明の裁断装置、及び、裁断方法を適用した裁断部１１０によれば、粗砕刃１４によって処理される用紙Ｍが、折り目Ｍａを先頭にして粗砕刃１４に搬送されるので、搬送される用紙Ｍの詰まりや、粗砕刃１４に侵入する用紙Ｍの詰まりを抑制できる。例えば、用紙Ｍの先端の曲がりや反りがあっても、用紙Ｍの詰まりを防止できる。そして、集積部１０に集積された用紙Ｍを、詰まりを生じることなく安定して処理できるので、効率よく用紙Ｍを処理し、省力化を図ることができる。

また、集積部１０には、複数の用紙Ｍが載置され、集積部１０に載置された用紙Ｍを所定枚数ずつ繰り出し、繰り出される用紙Ｍに折り目Ｍａを形成する繰り出しローラー１０１を有する。
これにより、一対の上ローラー３１および下ローラー３２を用いるシンプルな構成により、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成し、折り目Ｍａを先頭にして粗砕刃１４に搬送できる。

また、折り加工部３０は、ローラー部３０ａのニップ部３０ｂに向けて突出し、用紙Ｍを撓ませる突出部であるプッシュロッド３３を有する。
これにより、一対の上ローラー３１および下ローラー３２を用いるシンプルな構成により、用紙Ｍに確実に折り目Ｍａを形成できる。

また、ローラー部３０ａは、複数のローラー体３１ａと、ローラー体３１ａの軸中心を貫通してローラーを駆動する駆動軸３１ｂとを有する。ローラー体３１ａは、駆動軸３１ｂの軸方向に、互いに離隔して配置され、プッシュロッド３３は、隣接するローラー体３１ａの間に突出する。
これにより、用紙Ｍを折り曲げてローラーのニップ部に挟ませることにより、確実に用紙に折り目を形成できる。

また、シート製造装置１００は、用紙Ｍを集積する集積部１０と、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成する折り加工部３０と、折り加工部３０により形成された折り目Ｍａを先頭にして用紙Ｍを搬送する搬送部１１とを備える。また、搬送部１１により搬送された用紙Ｍを裁断する対向する２つの粗砕刃１４を有する粗砕部１２と、粗砕部１２により裁断された用紙Ｍの裁断片を解繊する解繊部２０と、解繊部２０により解繊された解繊物をシート状に加工する製造部１０２を備える。
本発明の紙再生装置を適用したシート製造装置１００によれば、用紙Ｍの詰まりや、粗砕刃１４に侵入する用紙Ｍの詰まりを抑制でき、安定的かつ効率的に用紙Ｍを処理し、用紙Ｍを再生してシートＳを製造できる。

［６．折り加工部の変形例］
次に、図８および図９を用いて、実施形態の変形例について説明する。
図８は、変形例としての折り加工部１３０を模式的に示す図である。図９は、折り加工部１３０による折り加工の説明図である。図中の符号ＵＰはシート製造装置１００の設置状態における上方を示す。また、図中の符号Ｔは、折り加工部１３０が搬送部１１に用紙Ｍを搬送する搬送方向を示す。

折り加工部１３０は、上記実施形態の折り加工部３０の変形例に相当し、折り加工部３０に代えて、集積部１０と搬送部１１の間に配置される。集積部１０の繰り出しローラー１０１により供給される用紙Ｍは、折り加工部１３０により折り加工を施され、搬送部１１に送られる。そして、搬送部１１において接触子１１３により用紙Ｍの厚みが測定される。

折り加工部１３０は、第１折りローラー３５、従動ローラー３６、折りローラー３７、ストッパー３８、およびガイド３９を備える。

第１折りローラー３５の回転軸は、搬送方向Ｔと交差する方向に設けられ、好ましくは搬送方向Ｔと直交する。第１折り３５の上部には、従動ローラー３６が当接する。第１折りローラー３５の回転軸と従動ローラー３６の回転軸とは平行である。第１折りローラー３５と従動ローラー３６とのニップ部１３０ｂは、集積部１０より用紙Ｍが折り加工部１３０に投入される高さ位置に設定される。

第１折りローラー３５は、図示しない機構により駆動される駆動ローラーであり、従動ローラー３６は、第１折りローラー３５の回転力により駆動される。なお、従動ローラー３６に、第１折りローラー３５と同様に駆動力を与える構成とすることも可能である。

第１折りローラー３５と従動ローラー３６に対し、搬送方向Ｔの下流側に、ストッパー３８が配置される。ストッパー３８は、集積部１０側が開口した箱型の部材であり、ストッパー３８の内部空間に、第１折りローラー３５、従動ローラー３６、及び第２折りローラー３７が露出する。

集積部１０から繰り出しローラー１０１によって供給される用紙Ｍは、第１折りローラー３５と従動ローラー３６に挟まれて搬送され、ストッパー３８の内部空間に向けて送られる。
第１折りローラー３５と従動ローラー３６は、ストッパー３８の先端部から、用紙Ｍの全長よりも短い距離にある。このため、第１折りローラー３５と従動ローラー３６とによって搬送された用紙Ｍが、ストッパー３８の先端部に衝突した後も、第１折りローラー３５と従動ローラー３６とにより送られる。この過程で、用紙Ｍには撓みを生じる。

第２折りローラー３７は、その回転軸が第１折りローラー３５の回転軸と平行になるよう配置される。第２折りローラー３７は、第１折りローラー３５の搬送方向Ｔ側に位置して、第１折りローラー３５に当接する。第２折りローラー３７は、第１折りローラー３５の回転力によって駆動される従動ローラーである。第１折りローラー３５と第２折りローラー３７とのニップ部１３０ｃは、ニップ部１３０ｂから離れた位置にある。

ニップ部１３０ｂは、ストッパー３８に収容された用紙Ｍの側方に位置する。このため、用紙Ｍがストッパー３８の内部で撓むと、用紙Ｍの一部がニップ部１３０ｃに接近する。ここで、用紙Ｍは、第１折りローラー３５と第２折りローラー３７とによって挟まれて、ニップ部１３０ｃを通り、図中下方に搬送される。用紙Ｍは、その先端ではない位置で、第１折りローラー３５と折りローラー３７とに挟まれる。このため、用紙Ｍがニップ部１３０ｃを通過する過程で、用紙Ｍには折り目が形成される。
ここで、従動ローラー３６は第３ローラー部を構成し、第１折りローラー３５及び第２折りローラー３７は第２ローラー部を構成する。

第１折りローラー３５と第２折りローラー３７の下方には、ガイド３９が配置される。ニップ部１３０ｃを通過した用紙Ｍは、ガイド３９を通って、支持部１１６に送られる。支持部１１６は、用紙Ｍの厚みを測定する接触子１１３に連通しており、用紙Ｍを接触子１１３に向けて搬送する。

図９に示す状態Ａは、ストッパー３８内に用紙Ｍを導入した状態であり、状態Ｂは、用紙Ｍが撓んだ状態であり、状態Ｃは、用紙Ｍに折り目が形成された状態である。
第１折りローラー３５と従動ローラー３６とによってストッパー３８内部に送られた用紙Ｍは、ストッパー２８の先端に当接して、状態Ａとなる。

状態Ａにおいて、さらに第１折りローラー３５と従動ローラー３６とが用紙Ｍを搬送すると、用紙Ｍは、第１折りローラー３５の回転方向に撓みを生じ、第１折りローラー３５と第２折りローラー３７に向けて移動する。
その結果、状態Ｂとして示すように、用紙Ｍは第１折りローラー３５と第２折りローラー３７とに接触して、ニップ部１３０ｃに取り込まれる。

ニップ部１３０ｃに取り込まれた用紙Ｍには、第１折りローラー３５と第２折りローラー３７とによって折り加工が施され、用紙Ｍは折り目Ｍａを下方にして搬送部１１に排出される。用紙Ｍにおいて折り目Ｍａが形成される位置は、ストッパー３８の大きさと、折りローラー３７の大きさとにより決定される。

このように、本実施形態の変形例では、用紙Ｍを集積する集積部１０と、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成する折り加工部１３０と、折り加工部１３０により形成された折り目Ｍａを先頭にして用紙Ｍを搬送する搬送部１１を備える。さらに、搬送部１１により搬送された用紙Ｍを裁断する対向する２つの粗砕刃１４を有する粗砕部１２を備える。

本発明の裁断装置、および、裁断方法を適用した裁断部１１０の変形例によれば、上記実施形態と同様に、粗砕刃１４によって処理される用紙Ｍが、折り目Ｍａを先頭にして粗砕刃１４に搬送される。このため、搬送される用紙Ｍの詰まりや、粗砕刃１４に侵入する用紙Ｍの詰まりを抑制できる。例えば、用紙Ｍが反りを有していても、用紙Ｍの詰まりを抑制できる。そして、集積部１０に集積された用紙Ｍを、詰まりを生じることなく安定して処理できるので、効率よく用紙Ｍを処理し、省力化を図ることができる。

また、集積部１０には、複数の用紙Ｍが載置され、折り加工部１３０は、集積部１０に載置された用紙Ｍを所定枚数ずつ繰り出す繰り出しローラー１０１と、繰り出される用紙Ｍに折り目Ｍａを形成する第２折りローラー３７と、を有する。
これにより、第１折りローラー３５と第２折りローラー３７を用いるシンプルな構成により、用紙Ｍに折り目Ｍａを形成し、折り目Ｍａを先頭にして粗砕刃１４に搬送できる。

また、折り加工部１３０をシート製造装置１００に設けた構成では、上記実施形態と同様に、用紙Ｍの詰まりや、粗砕刃１４に侵入する用紙Ｍの詰まりを抑制でき、安定的かつ効率的に用紙Ｍを処理し、用紙Ｍを再生してシートＳを製造できる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。

例えば、上記実施形態において、用紙Ｍの搬送方向Ｔ、上ローラー３１、下ローラー３２、繰り出しローラー１０１の配置と、シート製造装置１００における上下方向との対応は任意である。用紙Ｍが搬送される方向は、シート製造装置１００の構成に対応して適宜に変更可能であり、変形例における第１折りローラー３５、従動ローラー３６、第２折りローラー３７等の配置についても同様である。

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、シートＳは、紙は、パルプや古紙を原料とする紙であってもよく、天然繊維または合成樹脂製の繊維を含む不織布であってもよい。また、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、ＰＰＣ用紙等の記録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。

また、本実施形態では、水を極力使用しない乾式によるシート製造装置１００に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らない。例えば、繊維を含む原料を水に投入し、主に機械的作用に離解して抄き直す、いわゆる湿式でシートを製造するシート製造装置に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、シートＳが切断部９０でカットされる構成を例示したが、シート形成部８０で加工されたシートＳが巻き取りローラーにより巻き取られる構成であってもよい。
その他、本願に記載の特徴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。

１０…集積部、１１…搬送部、１２…粗砕部（裁断部）、１４…粗砕刃（刃）、２０…解繊部、３０…折り加工部、３０ａ…ローラー部（第２ローラー部）、３０ｂ…ニップ部、３１…上ローラー、３１ａ…ローラー体、３１ｂ…駆動軸、３１ｃ…隙間、３２…下ローラー、３２ａ…ローラー体、３２ｂ…駆動軸、３２ｃ…隙間、３３…プッシュロッド、３４…ストッパー、３５…第１折りローラー（第２ローラー部）、３６…従動ローラー（第３ローラー部）、３７…第２折りローラー（第２ローラー部）、３８…ストッパー、４０…選別部、４５…第１ウェブ形成部、４８…吸引部、４９…回転体、５０…混合部、５２…添加物供給部、６０…堆積部、７０…第２ウェブ形成部、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、９０…切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置（紙再生装置）、１０１…繰り出しローラー（第１ローラー部）、１０２…製造部（加工部）、１１０…裁断部（裁断装置）、１１１…第１フレーム、１１２…変位センサー、１１３…接触子、１１４…第１搬送ローラー対、１１５…第２搬送ローラー対、１１６…支持部、１１７…押圧部、１１９…紙案内、１２１…第２フレーム、１２２…ガイド、１３０…折り加工部、Ｍ…用紙、Ｍａ…折り目。

Claims (6)

1. 用紙に折り目を形成する折り加工部と、
   前記折り加工部により形成された折り目を先頭にして前記用紙を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送された前記用紙を裁断する対向する２つの刃を有する裁断部と、を備える裁断装置。
2. 用紙を集積する集積部を有し、
   前記集積部から前記用紙を繰り出す第１ローラー部と、前記第１ローラー部により繰り出された前記用紙に折り目を形成する第２ローラー部と、を有する、請求項１記載の裁断装置。
3. 前記折り加工部は、一対のローラーを有する前記第２ローラー部のニップ部に向けて突出し、前記用紙を撓ませる突出部を有する、請求項２記載の裁断装置。
4. 前記第２ローラー部は、複数のローラーと、複数の前記ローラーの軸中心を貫通して前記ローラーを駆動する駆動軸とを有し、
   複数の前記ローラーは、前記駆動軸の軸方向に、互いに離隔して配置され、
   前記突出部は、隣接する前記ローラーの間に突出する、請求項３記載の裁断装置。
5. 用紙に折り目を形成する折り加工部と、
   前記折り加工部により形成された折り目を先頭にして前記用紙を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送された前記用紙を裁断する対向する２つの刃を有する裁断部と、
   前記裁断部により裁断された前記用紙の裁断片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状に加工する加工部と、
   を備える紙再生装置。
6. 用紙に、折り加工部によって折り目を形成し、
   前記折り加工部によって形成された折り目を先頭にして、前記用紙を裁断する対向する２つの刃を有する裁断部に搬送し、
   前記裁断部により前記用紙を裁断する、裁断方法。

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