JP6645510B2 - シート製造装置、シート製造装置の制御方法およびシート製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート製造装置、シート製造装置の制御方法、シート製造方法および添加物供給装置に関する。

特許文献１には、樹脂と着色剤や凝集抑制剤とを一体化した複合体を供給する供給部と、繊維と複合体を混ぜ合わせる混合部とを備えるシート製造装置が開示されている。

特開２０１５−９２０３２号公報

複数の供給部を備えるシート製造装置において、複数の供給部のうち一部の供給部しか稼働しない場合、他の供給部が使用されず無駄になる。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、複数の供給部を有効に活用することができるシート製造装置、シート製造装置の制御方法、シート製造方法および添加物供給装置を提供することにある。

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。

（１）本発明に係るシート製造装置の一態様は、繊維を含む原料を気中で解繊する解繊部と、前記解繊部により解繊された解繊物と添加物とを、気中で混合する混合部と、前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部と、前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する成形部と、同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行う制御部と、を有する。

このようなシート製造装置では、同種の添加物を複数の収容部に収容させて当該添加物を供給することができ、複数の供給部を有効に活用することができる。また、シート製造装置の連続稼働時間を延ばすことが可能となる。

（２）本発明に係るシート製造装置において、前記制御部は、前記供給部の稼働率に基づいて、いずれか１つの前記供給部を選択してもよい。

このようなシート製造装置では、複数の供給部の稼働率を平均化することが可能となり、メンテナンス周期を伸ばすことができ、また、各供給部の動作状態を良好に保つことができる。

（３）本発明に係るシート製造装置において、前記供給部の状態を検出する検出部を有し、前記制御部は、前記検出部により異常が検出された場合、当該異常が検出された前記供給部による前記添加物の供給から、他の前記供給部による前記添加物の供給に切り替えてもよい。

このようなシート製造装置では、供給部に異常が発生しても、同種の添加物を収容する収容部を有する他の供給部から添加物の供給を継続することができる。

（４）本発明に係るシート製造装置において、添加物を収容し前記シート製造装置に装着される添加物収容カートリッジを有し、前記収容部には、前記添加物収容カートリッジから前記添加物が補給されてもよい。

このようなシート製造装置では、収容部への添加物の補給を容易に行うことができ、また、混合部への添加物の供給を中断することなく収容部に添加物を補給することができる。

（５）本発明に係るシート製造装置において、前記添加物収容カートリッジは、収容している添加物に関する情報を記録する記録部を有し、前記制御部は、前記記録部の前記情報に基づいて、前記添加物の種類を判別してもよい。

このようなシート製造装置では、添加物収容カートリッジに収容されている添加物の種類を容易に判別することができる。

（６）本発明に係るシート製造装置において、前記シート製造装置で製造するシートの形態の指示を受け付ける受付部を有し、前記受付部により受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容する収容部であって、同種の添加物を収容する収容部が複数ある場合に、前記制御部は第１供給動作を行ってもよい。

このようなシート製造装置では、製造するシートの形態や、収容部に収容されている添加物に応じて、最適な供給動作を選択することができる。

（７）本発明に係るシート製造装置において、前記制御部は、異種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、少なくとも２つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第２供給動作を行ってもよい。

このようなシート製造装置では、製造するシートの形態や、収容部に収容されている添加物に応じて、第１供給動作と第２供給動作を選択することができる。

（８）本発明に係るシート製造装置の制御方法の一態様は、繊維を含む原料を気中で解繊する解繊部と、前記解繊部により解繊された解繊物と添加物とを、気中で混合する混合部と、前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部と、前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する成形部とを有するシート製造装置の制御方法であって、同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行う。

このようなシート製造装置の制御方法では、同種の添加物を複数の収容部に収容させて当該添加物を供給することができ、複数の供給部を有効に活用することができる。また、シート製造装置の連続稼働時間を延ばすことが可能となる。

（９）本発明に係るシート製造方法の一態様は、繊維を含む原料を気中で解繊する工程と、解繊された解繊物と添加物とを、混合部により気中で混合する工程と、前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって添加物が収容される収容部を有する供給部を用いて、前記収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する工程と、前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する工程とを含み、同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行う。

このようなシート製造方法では、同種の添加物を複数の収容部に収容させて当該添加物を供給することができ、複数の供給部を有効に活用することができる。

（１０）本発明に係る添加物供給装置の一態様は、原料と添加物とを混合する混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部を有する添加物供給装置であって、同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行う。

このような添加物供給装置では、同種の添加物を複数の収容部に収容させて当該添加物を供給することができ、複数の供給部を有効に活用することができる。また、添加物供給装置の連続稼働時間を延ばすことが可能となる。

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。 本実施形態に係るシート製造装置の機能ブロック図を示す図である。 添加物供給部の一例を模式的に示す図である。 添加物供給部の詳細な構成を示す斜視図である。 表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。 制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 制御部の処理の他の例を示すフローチャートである。

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。

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。

シート製造装置１００は、図１に示すように、原料供給部１０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。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。

原料供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。原料供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。原料供給部１０によって供給される原料は、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。

粗砕部１２は、原料供給部１０によって供給された原料を、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。

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。

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。

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（空気中）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として、具体的に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。

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は、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３とを有している。ドラム部４１としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。ドラム部４１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、ドラム部４１は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部４１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（サクション機構）４８と、を含む。

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。

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。

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。

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、ホッパーを備える添加物供給部５２から管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。

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。

添加物供給部（以下、単に供給部と称する）５２としては、スクリューフィーダーやディスクフィーダーなどを用いる。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。

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。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、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。

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、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とを有している。ドラム部６１としては、回転する円筒の篩を用いる。ドラム部６１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。ドラム部６１の構成は、例えば、ドラム部４１の構成と同じである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、制御部１０４と、状態検出部１０５と、残量検出部１０６と、情報読取部１０７と、受付部１０８と、表示部１０９とを含む。また、シート製造装置１００は、複数の供給部５２を含む。

状態検出部１０５は、供給部５２の状態を検出し、検出結果を制御部１０４に出力する。例えば、状態検出部１０５は、供給部５２のモーターを駆動するドライバー５３（モータードライバ）からのアラート信号を監視することで、供給部５２の状態（異常であるか正常であるか）を検出する。

残量検出部１０６は、後述する添加物収容カートリッジに収容された添加物の残量が無いことを検出し、検出結果を制御部１０４に出力する。残量検出部１０６としては、後述する収容部に設けた光学式または電気式のセンサー等を用いる。

情報読取部１０７は、後述する添加物収容カートリッジが備える記録部に記録された情報（添加物収容カートリッジが収容している添加物に関する情報）を読み取り、読み取った情報を制御部１０４に出力する。例えば、記録部がＩＣタグ（ＲＦＩＤ等）で構成される場合、情報読取部１０７としては、ＩＣタグリーダーを用いる。また、記録部が一次元バーコードまたは二次元シンボル（例えばＱＲコード（登録商標））で構成される場合、情報読取部としては、イメージセンサーを用いる。また、記録部が添加物収容カートリッジの形状（凹凸等）自体で構成される場合、情報読取部１０７としては、添加物収容カートリッジの形状を検出するセンサーを用いる。また、情報読取部１０７は、添加物収容カートリッジがシート製造装置１００に装着されたことを検出する機能を有する。例えば、添加物収容カートリッジが備える記録部に記録された情報を読み取ることができた場合に、添加物収容カートリッジが装着されたと判定することができる。尤も、添加物収容カートリッジの装着状態（装着されているか否か）を検出する検出部（例えば、光学式または電気式のセンサー）を設けてもよい。

受付部１０８（操作部）は、ユーザーの入力を受け付けるための機器であり、入力情報を制御部１０４に出力する。受付部１０８の機能は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネル等の入力機器により実現できる。受付部１０８は、シート製造装置１００で製造するシートの形態（色、匂い等）を指示する入力を受け付ける。

表示部１０９（出力部の一例）は、制御部１０４で生成された画像を出力するものであり、ＬＣＤ或いはＣＲＴなどのディスプレイ、タッチパネル等により実現できる。

制御部１０４は、入力情報や検出情報、プログラムなどに基づいて、シート製造装置１００の各部を制御する。制御部１０４の機能はプロセッサー（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。制御部１０４は、状態検出部１０５や残量検出部１０６で検出された情報、情報読取部１０７で読み取られた情報、受付部１０８で入力された情報等に基づいて、制御信号を生成してドライバー５３に出力し、各供給部５２の動作（供給動作や後述する撹拌動作）を制御する。また、制御部１０４は、各供給部５２の稼働率を算出し保持する。稼働率は、単に供給部５２の稼働時間であってもよく、この場合制御部１０４は稼働時間をカウントする。また、稼働率は、供給部５２のスクリューの回転数（回転回数）やモーターの駆動信号（駆動パルス数）等に基づく値であってもよい。

２．添加物供給部の構成
図３は、本実施形態の供給部５２の一例を模式的に示す図である。本実施形態のシート製造装置は、複数（図３に示す例では７つ）の供給部５２を有する。複数の供給部５２のそれぞれは、添加物が収容される収容部１５０と、収容部１５０の底部に設けられたスクリュー（スクリューフィーダー）１４０とを有する。収容部１５０はホッパー型の容器であり、スクリュー１４０は収容部１５０に収容された添加物を管５４（混合部５０）に供給する。各収容部１５０の上部は、添加物を収容する添加物収容カートリッジ１６０が装着（着脱）可能に構成され、収容部１５０には、装着された添加物収容カートリッジ１６０から添加物が補給される。各添加物収容カートリッジ（以下、単にカートリッジと称する）１６０には、収容された添加物の種類（例えば、添加物に含まれる着色剤の色や芳香剤の種類）を特定するための情報を記録した記録部（図示省略）が設けられている。また、カートリッジ１６０が装着されるそれぞれの位置近傍には、記録部から情報を読み出す情報読取部１０７が設けられる。

図４は、供給部５２の詳細な構成を示す斜視図である。収容部１５０の内部には、収容されている添加物を撹拌するための撹拌部材１５１、１５２が設けられている。撹拌部材１５１、１５２を動作させるモーターは、制御部１０４によって制御される。また、収容部１５０の側面には、添加物の残量の有無を検出するための残量検出部１０６（センサー）が設けられている。残量検出部１０６は、収容部１５０の底部から所定の高さの位置に設けられ、当該位置において収容部１５０に添加物があるか否かを検出する。残量検出部１０６により添加物が検出されなかった場合には、収容部１５０に装着されたカートリッジ１６０には残量がないと判定される。

図５は、表示部１０９に表示される表示画面（ユーザーインターフェース）の一例を示す図である。表示画面ＤＩには、現在装着されているカートリッジ１６０の種類と残量を示すステータス画像ＳＴが表示されている。図５に示す例では、１番目の収容部１５０（供給部５２）には、黄色の着色剤を含む添加物を収容するカートリッジ１６０が装着され、２番目の収容部１５０には、マゼンタの着色剤を含む添加物を収容するカートリッジ１６０が装着され、３番目の収容部１５０には、シアンの着色剤を含む添加物を収容するカートリッジ１６０が装着され、４番目〜６番目の収容部１５０には、白色の着色剤を含む添加物を収容するカートリッジ１６０が装着されていることを示している。また、図５に示す例では、７番目の収容部１５０にはカートリッジ１６０が装着されておらず、６番目の収容部１５０に装着されたカートリッジ１６０には残量がないことを示している。制御部１０４は、情報読取部１０７で読み取られた情報と、残量検出部１０６で検出された情報とに基づいて、ステータス画像ＳＴを生成する。

また、表示画面ＤＩには、ユーザーに対する通知ＭＳが表示されている。図５に示す例では、６番目の収容部１５０に装着されたカートリッジ１６０の交換を促す通知ＭＳが表示されている。

ユーザーは、表示画面ＤＩにおいて、操作部（受付部１０８）を用いて選択メニューＳＭを操作することで、製造するシートの色やシートに添加する機能（例えば、匂い）を選択（指示）する入力を行うことができる。図５に示す例では、製造するシートの色として白色が選択されている。また、ユーザーは、表示画面ＤＩにおいて、操作部を用いて製造開始ボタンＭＢを操作することでシートの製造を開始する入力を行うことができ、停止ボタンＳＢを操作することでシートの製造を停止する入力を行うことができる。

図６は、制御部１０４の処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御部１０４は、各情報読取部１０７で読み取られた情報に基づいて、装着されているカートリッジ１６０の種類（本実施形態では添加物に含まれる着色剤の色）を取得し（ステップＳ１０）、受付部１０８で受け付けたシートの形態（本実施形態では色）を取得する（ステップＳ１２）。

次に、制御部１０４は、受付部１０８で受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容するカートリッジ１６０であって、同種の添加物を収容するカートリッジ１６０が装着されているか否かを判断する（ステップＳ１４）。すなわち、同種の添加物を収容する収容部１５０が複数あるかを判断する。

ステップＳ１４の条件を満たす場合には、制御部１０４は、受付部１０８で受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容した収容部１５０であって同種の添加物を収容した収容部１５０を有する供給部５２のうち、稼働率が最も低い供給部５２を選択して、選択した供給部５２を制御して添加物を混合部５０に供給させる動作（第１供給動作）を行う（ステップＳ１６）。例えば、図５に示す例において、製造するシートの色として白色が選択された場合、制御部１０４は、白色の着色剤を含む添加物を収容したカートリッジ１６０が装着されている４〜６番目の収容部１５０のうち、空のカートリッジ１６０が装着されている６番目の収容部１５０を除いた収容部１５０を有する４番目の供給部５２と５番目の供給部５２のうち稼働率が低い供給部５２から添加物を供給させる制御を行う。また、製造するシートの色として水色が選択された場合、制御部１０４は、シアンの着色剤を含む添加物を収容した収容部１５０を有する３番目の供給部５２と、４番目と５番目の供給部５２のうち稼働率が低い供給部５２とから添加物を供給させる制御を行う。

次に、制御部１０４は、残量検出部１０６で検出された情報に基づいて、添加物を供給中の供給部５２が有する収容部１５０に添加物の残量があるか否かを判断し（ステップＳ１８）、残量がある場合（ステップＳ１８のＹ）には、ステップＳ１６に移行する。残量がない場合（ステップＳ１８のＮ）には、制御部１０４は、ユーザーに対して、その収容部１５０に装着されたカートリッジ１６０の交換を通知する（例えば、通知メッセージを表示部１０９に表示させる）制御を行い（ステップＳ２０）、受付部１０８で受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容した収容部１５０であって残量のある収容部１５０を有する供給部５２を選択して添加物を供給させる制御を行い（ステップＳ２２）、ステップＳ１６に移行する。なお、残量検出部１０６により収容部１５０に添加物の残量がないことが検出された場合であっても、収容部１５０には未だ添加物が残っているため、添加物を供給することは可能である。したがって、残量検出部１０６により残量がないことが検出された後、所定量または所定時間、添加物の供給を行った後に、ステップＳ２２の処理を行うよう構成してもよい。あるいは、収容部１５０の底部近傍に他の残量検出部（図示省略）を設け、その残量検出部により残量がないことが検出された後に、ステップＳ２２の処理を行うよう構成してもよい。

ステップＳ１４の条件を満たさない場合には、制御部１０４は、受付部１０８で受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容した収容部１５０を有する供給部５２を選択して、選択した供給部５２を制御して添加物を混合部５０に供給させる動作を行う（ステップＳ２４）。例えば、図５に示す例において、製造するシートの色として赤色が選択された場合、制御部１０４は、黄色の着色剤を含む添加物を収容した収容部１５０を有する１番目の供給部５２と、マゼンタの着色剤を含む添加物を収容した収容部１５０を有する２番目の供給部５２とから添加物を供給させる制御（第２供給動作）を行う。

次に、制御部１０４は、残量検出部１０６で検出された情報に基づいて、添加物を供給中の供給部５２が有する収容部１５０に添加物の残量があるか否かを判断し（ステップＳ２６）、残量がある場合（ステップＳ２６のＹ）には、ステップＳ２４に移行する。残量がない場合（ステップＳ２６のＮ）には、制御部１０４は、ユーザーに対して、その収容部１５０に装着されたカートリッジ１６０の交換を通知する制御を行う（ステップＳ２８）。次に、制御部１０４は、残量検出部１０６で検出された情報に基づいて、カートリッジ１６０の交換が行われたか否かを判断し（ステップＳ３０）、交換が行われた場合（ステップＳ３０のＹ）には、ステップＳ２４に移行し、交換が行われていない場合（ステップＳ３０のＮ）には、所定時間後に自動停止させる制御を行う（ステップＳ３２）。所定時間は、例えば、収容部１５０の添加物がなくなるまでの、添加物を安定して供給することが可能な時間である。ここで、カートリッジ１６０が交換された場合であっても、残量検出部１０６により添加物があることを検出できない場合には、ステップＳ３２に移行する。

なお、装置の再起動を行った際に、受付部１０８で受け付けたシートの形態が前回停止時と同じ場合には、前回選択した供給部５２から添加物を供給させる制御を行ってもよい。

このように、本実施形態のシート製造装置１００では、同種の添加物を収容した収容部１５０を有する供給部５２の中から、いずれか１つの供給部５２を選択して添加物を混合部５０に供給することで、同種の添加物を複数の収容部１５０に収容させて当該添加物を供給することができ、複数の供給部５２を有効に活用することができる。また、シート製造装置１００の連続稼働時間（添加物を補給せずに稼働可能な時間）を延ばすことができる。また、最も稼働率が低い供給部５２を選択して添加物を供給することで、複数の供給部５２の稼働率（負荷）を平均化してメンテナンス周期を伸ばすことができ、各供給部５２の動作状態を良好に保つことができる。

また、本実施形態のシート製造装置１００では、シート製造装置１００に装着可能なカートリッジ１６０から添加物が補給されるように構成することで、収容部１５０への添加物の補給を容易に行うことができ、また、混合部５０への添加物の供給を中断することなく収容部１５０に添加物を補給することができる。また、カートリッジ１６０に設けられた記録部から情報を読み取ってカートリッジ１６０の種類（収容する添加物の種類）を判別することで、任意の種類のカートリッジ１６０を任意に組み合わせて装着することができる。

また、本実施形態のシート製造装置１００では、受付部１０８により受け付けたシートの形態と、情報読取部１０７で読み取られた情報とに基づいて、同種の添加物を収容した収容部１５０を有する供給部５２の中からいずれか１つの供給部５２を選択して添加物を供給する第１供給動作と、異種の添加物を収容した収容部１５０を有する供給部５２の中から少なくとも２つの供給部５２を選択して添加物を供給する第２供給動作とを切り替えることで、製造するシートの形態や収容部１５０に収容されている添加物に応じて最適な供給動作を選択することができる。

図７は、制御部１０４の処理の他の例を示すフローチャートである。なお、図７に示すステップＳ４０〜Ｓ４６、Ｓ５４については、図６に示すステップＳ１０〜Ｓ１６、Ｓ２４と同様であるから、説明を省略する。

ステップＳ４８において、制御部１０４は、状態検出部１０５で検出された情報に基づいて、異常が検出されたか否かを判断し、異常が検出されていない場合（ステップＳ４８のＮ）には、ステップＳ４６に移行する。異常が検出された場合（ステップＳ４８のＹ）には、制御部１０４は、ユーザーに対して供給部５２に故障が発生したことを通知する制御を行い（ステップＳ５０）、受付部１０８で受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容した収容部１５０を有する供給部５２であって正常な（異常が検出されていない）供給部５２を選択して添加物を供給させる制御を行い（ステップＳ５２）、ステップＳ４６に移行する。

ステップＳ５６において、制御部１０４は、状態検出部１０５で検出された情報に基づいて、異常が検出されたか否かを判断し、異常が検出されていない場合（ステップＳ５６のＮ）には、ステップＳ５４に移行する。異常が検出された場合（ステップＳ５６のＹ）には、制御部１０４は、動作を停止させ（ステップＳ５８）、ユーザーに対して供給部５２に故障が発生したことを通知する制御を行う（ステップＳ６０）。次に、制御部１０４は、情報読取部１０７で読み取られた情報に基づいて、カートリッジ１６０の装着位置が変更されたか（受付部１０８で受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容するカートリッジ１６０が正常な供給部５２に装着されたか）否かを判断し（ステップＳ６２）、装着位置が変更された場合（ステップＳ６２のＹ）には、ステップＳ５４に移行する。

このように、本実施形態のシート製造装置１００では、状態検出部１０５により異常が検出された場合に、当該異常が検出された供給部５２による添加物の供給から、正常な供給部５２による添加物の供給に切り替えることで、供給部５２に異常が発生しても、同種の添加物を収容した収容部１５０を有する他の供給部５２から添加物の供給を継続することができる。

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。

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。

例えば、上記実施形態では、本発明をシート製造装置に適用した場合について説明したが、本発明を、原料と添加物とを混合する混合物に添加物を供給するための複数の供給部を有する添加物供給装置に適用してもよい。

１ ホッパー、２，３，７，８ 管、１０ 原料供給部、１２ 粗砕部、１４ 粗砕刃、２０ 解繊部、２２ 導入口、２４ 排出口、４０ 選別部、４１ ドラム部、４２ 導入口、４３ ハウジング部、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、５３ ドライバー、５４ 管、５６ ブロアー、６０ 堆積部、６１ ドラム部、６２ 導入口、６３ ハウジング部、７０ 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 状態検出部、１０６ 残量検出部、１０７ 情報読取部、１０８ 受付部、１０９ 表示部、１４０ スクリューフィーダー、１５０ 収容部、１５１，１５２ 撹拌部材、１６０ 添加物収容カートリッジ、Ｒ 方向、Ｓ シート、Ｖ ウェブ、Ｗ ウェブ

Claims (9)

1. 繊維を含む原料を気中で解繊する解繊部と、
   前記解繊部により解繊された解繊物と添加物とを、気中で混合する混合部と、
   前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部と、
   前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する成形部と、
   同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行う制御部と、を有するシート製造装置であって、
   添加物を収容し前記シート製造装置に装着される添加物収容カートリッジを有し、
   前記収容部には、前記添加物収容カートリッジから前記添加物が補給され、
   前記添加物収容カートリッジは、収容している添加物に関する情報を記録する記録部を有し、
   前記制御部は、前記記録部の前記情報に基づいて、前記添加物の種類を判別することを特徴とする、シート製造装置。
2. 繊維を含む原料を気中で解繊する解繊部と、
   前記解繊部により解繊された解繊物と添加物とを、気中で混合する混合部と、
   前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部と、
   前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する成形部と、
   同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作と、異種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、少なくとも２つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第２供給動作を行う制御部と、を有することを特徴とする、シート製造装置。
3. 前記制御部は、前記供給部の稼働率に基づいて、いずれか１つの前記供給部を選択することを特徴とする、請求項１または２に記載のシート製造装置。
4. 前記供給部の状態を検出する検出部を有し、
   前記制御部は、前記検出部により異常が検出された場合、当該異常が検出された前記供給部による前記添加物の供給から、他の前記供給部による前記添加物の供給に切り替えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート製造装置。
5. 前記シート製造装置で製造するシートの形態の指示を受け付ける受付部を有し、
   前記受付部により受け付けた形態のシートを製造するのに必要な添加物を収容する収容部であって、同種の添加物を収容する収容部が複数ある場合に、前記制御部は第１供給動作を行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
6. 繊維を含む原料を気中で解繊する解繊部と、前記解繊部により解繊された解繊物と添加物とを、気中で混合する混合部と、前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部と、前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する成形部とを有するシート製造装置の制御方法であって、
   前記収容部には、添加物を収容し前記シート製造装置に装着される添加物収容カートリッジから前記添加物が補給され、
   前記添加物収容カートリッジは、収容している添加物に関する情報を記録する記録部を有し、
   前記記録部の前記情報に基づいて、前記添加物の種類を判別し、同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行うことを特徴とする、シート製造装置の制御方法。
7. 繊維を含む原料を気中で解繊する解繊部と、前記解繊部により解繊された解繊物と添加物とを、気中で混合する混合部と、前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって、添加物が収容される収容部を有し当該収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する供給部と、前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する成形部とを有するシート製造装置の制御方法であって、
   同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作と、異種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、少なくとも２つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第２供給動作を行うことを特徴とする、シート製造装置の制御方法。
8. 繊維を含む原料を気中で解繊する工程と、
   解繊された解繊物と添加物とを、混合部により気中で混合する工程と、
   前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって添加物が収容される収容部を有する供給部を用いて、前記収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する工程と、
   前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する工程とを含み、
   前記収容部には、添加物を収容する添加物収容カートリッジから前記添加物が補給され、
   前記添加物収容カートリッジは、収容している添加物に関する情報を記録する記録部を有し、
   前記記録部の前記情報に基づいて、前記添加物の種類を判別し、同種の添加物を収容し
   た前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作を行うことを特徴とする、シート製造方法。
9. 繊維を含む原料を気中で解繊する工程と、
   解繊された解繊物と添加物とを、混合部により気中で混合する工程と、
   前記混合部に添加物を供給するための複数の供給部であって添加物が収容される収容部を有する供給部を用いて、前記収容部に収容された添加物を前記混合部に供給する工程と、
   前記混合部により混合された混合物を堆積し、加熱加圧してシートを形成する工程とを含み、
   同種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、いずれか１つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第１供給動作と、異種の添加物を収容した前記収容部を有する前記供給部の中から、少なくとも２つの前記供給部を選択して、前記添加物を前記混合部に供給する第２供給動作を行うことを特徴とする、シート製造方法。
   

Images