JP2017039569A - シート状原料分別装置、シート状原料供給装置、シート状原料分別方法、シート状原料供給方法、シート製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再生利用に適したシート状原料を分別可能なシート状原料分別装置を提供する。【解決手段】シート状原料分別装置は、シート状原料を積載する積載部と、前記積載部から最上位の前記シート状原料を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、前記計測部による抵抗力に応じて、前記シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定する判定部と、を有し、前記判定部による判定結果に応じて、前記シート状原料を収容部に収容する。【選択図】図１

Description

本発明は、シート状原料分別装置、シート状原料供給装置、シート状原料分別方法、シート状原料供給方法、シート製造装置に関する。

従来、給紙トレイから引き出された印刷用紙を横切る光軸を形成する光透過型センサーを備え、印刷用紙を透過する透過光量を検出し、当該透過光量に基づいて印刷用紙の種類を判別する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平７−１９６２０７号公報

しかしながら、上記のような光学検出装置を用いた判別技術では、例えば、外乱光の影響や埃の付着等により誤判別してしまう、という課題があった。

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。

［適用例１］本適用例にかかるシート状原料分別装置は、シート状原料を積載する積載部と、前記積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、前記計測部による抵抗力に応じて、前記シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定する判定部と、を有し、前記判定部による判定結果に応じて、前記シート状原料を前記収容部に収容することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力に応じてシート状原料が分別される。従って、外乱光の影響や埃や粉塵等の影響を受けることなく、異なる形態（紙種、紙厚等）のシート状原料が混在した中から必要とされる所定の形態のシート状原料を分別することができる。

［適用例２］上記適用例にかかるシート状原料分別装置の前記搬送部は、シート状原料を吸着させる吸着部を有し、前記計測部は、前記吸着部により吸着されたシート状原料に前記針状体を刺したときの抵抗力を測定することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料を搬送する過程において抵抗力を測定するため、シート状原料を効率よく分別することができる。

［適用例３］上記適用例にかかるシート状原料分別装置の前記計測部は、前記針状体を備えたステージ部を有し、前記計測部は、前記搬送部により前記ステージ部に載置されたシート状原料に前記針状体を刺したときの抵抗力を測定することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料をステージ部に載置し安定させた状態で抵抗力を測定することができる。また、シート状原料の種類が同じであっても、例えば複数枚重なった状態のシート状原料を分別することができる。

［適用例４］本適用例にかかるシート状原料供給装置は、シート状原料を積載する積載部と、前記積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、前記計測部による抵抗力に応じて、前記シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定する判定部と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力に応じて、所望するシート状原料のみを供給部に確実に搬送することができる。従って、外乱光の影響や埃や粉塵等の影響を受けることなく、異なる形態のシート状原料が混在した中から必要とされる所定の形態のシート状原料を分別して搬送することができる。

［適用例５］本記適用例にかかるシート製造装置は、上記のシート状原料供給装置と、前記シート状原料供給装置から供給されたシート状原料を粗砕片に粗砕する粗砕部と、粗砕片を解繊物に解繊する解繊部と、解繊物の少なくとも一部を用いてシートを成形するシート成形部と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料供給装置がシート製造装置におけるシート状原料の供給部として機能する。この場合、シート状原料供給装置からは、シートの製造に好適なシート状原料のみが供給され、例えば、樹脂層を有する写真用紙等のシートの製造に不適な原料は供給されることがないので、均一な品質のシートを製造することができる。また、樹脂層を有する写真用紙等が供給されないため、例えば、粗砕部への樹脂等の絡み付きや樹脂等の溶解による付着等が低減され、搬送不具合等の発生を抑制することができる。

［適用例６］本適用例にかかるシート状原料分別方法は、積載された最上位のシート状原料を搬送し、搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、測定された抵抗力に応じて、前記シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定し、判定結果に応じて、前記シート状原料を前記収容部に収容することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力に応じてシート状原料が分別される。従って、外乱光の影響や埃や粉塵等の影響を受けることなく、異なる形態のシート状原料が混在した中から必要とされる所定の形態のシート状原料を分別することができる。

［適用例７］本適用例にかかるシート状原料供給方法は、積載された最上位のシート状原料を搬送し、搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、測定された抵抗力に応じて、前記シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定することを特徴とする。

この構成によれば、シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力に応じて、所望するシート状原料のみを供給部に確実に搬送することができる。従って、外乱光の影響や粉塵等の影響を受けることなく、異なる形態のシート状原料が混在した中から必要とされる所定の形態のシート状原料を分別して搬送することができる。

第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の構成を示す概略斜視図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の構成を示す一部側面図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の構成を示す一部側断面図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別方法を示すフローチャート。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第１実施形態にかかるシート状原料分別装置の動作を示す模式図。 第２実施形態にかかるシート状原料分別装置の構成を示す概略平面図。 第２実施形態にかかる計測部の構成を示す概略断面図。 第２実施形態にかかる計測部の構成を示す概略断面図。 第２実施形態にかかるシート状原料分別方法を示すフローチャート。 第３実施形態にかかるシート状原料供給装置の構成を示す概略斜視図。 第３実施形態にかかるシート状原料供給方法を示すフローチャート。 第４実施形態にかかるシート状原料供給装置の構成を示す概略平面図。 第４実施形態にかかるシート状原料供給方法を示すフローチャート。 第５実施形態にかかるシート製造装置の構成を示す模式図。

以下、本発明の第１実施形態から第５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、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。

（第１実施形態）
まず、シート状原料分別装置の構成について説明する。シート状原料分別装置は、シート状原料を積載する積載部と、積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、搬送部により搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、計測部による抵抗力に応じて、シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定する判定部と、を有し、判定部による判定結果に応じて、シート状原料を収容部に収容する分別装置である。また、シート状原料分別装置は、シート状原料を積載する積載部と、積載部から最上位のシート状原料を分離する分離部と、分離部により分離されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、計測部による抵抗力に応じて、シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定する判定部と、を有し、記判定部による判定結果に応じて、シート状原料を収容部に収容する分別装置である。以下、具体的に説明する。

図１は、シート状原料分別装置の構成を示す概略斜視図であり、図２は、シート状原料分別装置の構成を示す一部側面図であり、図３は、シート状原料分別装置の構成を示す一部側断面図である。

図１に示すように、本実施形態にかかるシート状原料分別装置１０は、積載部３００と、搬送部４００と、計測部５００と、これらの各部等を制御する制御部（図示せず）を備えている。また、シート状原料分別装置１０には、複数の収容部が設けられている。本実施形態では、第１収容部７００及び第２収容部８００の２つの収容部が設けられている。

積載部３００は、複数枚のシート状原料Ｐｕを積載するものである。シート状原料Ｐｕは、例えば、古紙やパルプシート等の繊維を含むものである。

積載部３００は、図１及び図２に示すように、複数枚のシート状原料Ｐｕを重ねて貯めておくトレイ３０１と、トレイ３０１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動（昇降）させる移動機構３０２とを備えている。本実施形態の移動機構３０２は、ボールねじ軸３１０と、トレイ３０１が接続されたボールナット３１１と、ボールナット３１１を移動方向に案内するガイド部３１８等とを備えている。ボールねじ軸３１０にはモーター３１２が接続されている。そして、モーター３１２からの動力は、ボールねじ軸３１０に伝達される。これにより、ボールねじ軸３１０は回転し、ボールナット３１１に接続されたトレイ３０１は、ボールねじ軸３１０方向（Ｚ軸方向）に移動することができる。また、トレイ３０１の移動量（位置）は、モーター３１２またはボールねじ軸３１０の回転方向と回転量を検出するロータリーエンコーダー３１３によって検出可能に構成されている。

また、積載部３００には、トレイ３０１に積載された最上位のシート状原料Ｐｕの位置を検出するレベルセンサー（図示せず）が配置されている。そして、制御部は、レベルセンサーの出力信号に基づいて、最上位のシート状原料が常に規定の位置となるようトレイ３０１の位置を制御する。すなわち、制御部は、トレイ３０１から最上位のシート状原料Ｐｕが搬送されると、モーター３１２を駆動してトレイ３０１を上昇させ、レベルセンサーの出力信号に基づいて、トレイ３０１に積載された（新たに最上位となった）シート状原料Ｐｕが規定の位置に達したときモーター３１２の駆動を停止させる。これにより、最上位のシート状原料Ｐｕの位置を常に規定の位置に保つことができる。なお、規定の位置は、後述する吸着部４３０により最上位のシート状原料Ｐｕを吸着することが可能な範囲内であればよく、トレイ３０１の位置制御（上昇）は、１枚単位であってもよいし、所定枚数単位であってもよい。

搬送部４００は、積載部３００に積載された最上位のシート状原料Ｐｕを第１収容部７００または第２収容部８００に搬送するものである。また、搬送部４００は、積載部３００から最上位のシート状原料Ｐｕを分離する分離部として機能する。本実施形態の搬送部４００は、図１に示すように、４軸駆動の水平多関節ロボットである。搬送部４００は、設置面に設置されるベース部４１０と、ベース部４１０に連結された第１アーム部４１１と、第１アーム部４１１に連結された第２アーム部４１２と、第２アーム部４１２に連結された第３アーム部４１３等を備えている。

ベース部４１０と第１アーム部４１１とは、第１関節部４１５を介して連結されている。第１関節部４１５は鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる第１軸を有し、第１アーム部４１１はモーター等の駆動によりベース部４１０に対して第１軸中心に回転する。また、第１アーム部４１１には、第２関節部４１６を介して第２アーム部４１２が連結されている。第２関節部４１６はＺ軸方向に延びる第２軸を有し、第２アーム部４１２はモーター等の駆動により第２軸中心に回転する。また、第２アーム部４１２にはＺ軸方向を第３軸とする第３アーム部４１３が連結されている。そして、第３アーム部４１３の一端部には吸着部４３０が接続されている。第３アーム部４１３は、ボールねじとガイドとモーターとを備え、Ｚ軸方向に移動可能に連結されている。さらに、第３アーム部４１３は、第３軸を中心に回転可能にモーター等が接続されている。これにより、第３アーム部４１３に接続された吸着部４３０がＺ軸方向に移動可能となるとともに、第３軸を中心に回転可能となる。なお、モーター等のアクチュエーターは、制御部に電気的に接続され、制御部からの制御信号に基づいて駆動される。

吸着部４３０は、積載部３００に積載されたシート状原料Ｐｕを吸着させるものである。吸着部４３０は、図２及び図３に示すように、開口部４３１を有している。吸着部４３０は、例えば、ゴム材等の弾性力を有する材質で構成されている。吸着部４３０が接続された第３アーム部４１３の内部には、空気等の流体を連続的に輸送可能な管部４１３ａが形成されており、当該管部４１３ａの一部にポンプ等の空気を吸引する吸引機構（図示せず）が接続されている。そして、吸引機構を駆動させることにより第３アーム部４１３の管部４１３ａを介して吸着部４３０の開口部４３１から空気が吸引され、負圧によりシート状原料Ｐｕを吸着（付着）させることができる。なお、吸着部４３０によるシート状原料Ｐｕの吸引力は、後述の計測部５００の針状体５０１でシート状原料Ｐｕを刺した際の押し圧に耐え得るように設定される。一方、吸引機構の駆動を停止させることにより開口部４３１からの空気の吸引が停止され負圧状態が解除される。これにより、吸着部４３０に吸着させたシート状原料Ｐｕを落下させることができる。

本実施形態の搬送部４００は、一つの吸着部４３０を有し、積載部３００に積載された最上位のシート状原料Ｐｕの中央部分を吸着可能に駆動制御される。これにより、シート状原料Ｐｕを吸着して搬送する際、シート状原料Ｐｕのバランスを保持し、安定した姿勢で搬送することができる。なお、シート状原料Ｐｕのサイズ等に応じて、吸着部４３０や開口部４３１等の大きさを任意に設定することができる。また、吸着部４３０の数は一つに限定されず複数であってもよく、例えば４つの吸着部４３０をシート状原料Ｐｕの四隅に対応する位置に設けてもよい。この場合、後述する計測部５００（針状体５０１）を各吸着部４３０に対応させて四箇所に設けてもよいし、少なくとも一つの計測部５００（針状体５０１）を吸着部４３０の何れかに対応させて設けてもよい。

計測部５００は、図３に示すように、第３アーム部４１３内部の管部４１３ａに配置され、針状体５０１と、針状体５０１を移動させる移動機構５０２と、針状体５０１にかかる抵抗力を計測するひずみゲージ５０３と、を備えている。

針状体５０１は、例えば、鋼材等の金属部材で構成され、針状体５０１の断面径は、０．５ｍｍから２ｍｍ程度のものである。そして、針状体５０１の先端部は細く尖った形状を有している。移動機構５０２は、例えば、モーター等を備え、モーターの駆動に応じて針状体５０１がＺ軸方向に移動可能となる。モーターは、制御部に電気的に接続され、制御信号に基づいて駆動するように構成されている。なお、針状体５０１の形態は、測定するシート状原料Ｐｕの材質、厚み等に応じて適宜設定することができる。

抵抗力の測定には、ひずみゲージや圧電素子が用いられる。ひずみゲージ５０３は、シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺した際の抵抗力による針状体５０１のひずみを測定するもので、電気抵抗の変化によりひずみを測定する電気抵抗式（金属抵抗体式）のセンサーである。ひずみゲージ５０３は、例えば、針状体５０１の表面に電気絶縁物を介して接着されている。ひずみゲージ５０３は、制御部に電気的に接続され、その出力信号（抵抗値の変化に応じた出力電圧）が制御部に入力される。ここで、針状体５０３の一部を弾性体で構成し、その弾性体の表面にひずみゲージ５０３を接着することが好ましい。なお、圧電素子を利用した圧電式の力センサーでは、力に応じた電圧が出力される。

第１収容部７００及び第２収容部８００は、計測部５００によって得られたシート状原料Ｐｕの抵抗力に応じて、当該シート状原料Ｐｕを分別して収容するためのものである。第１及び第２収容部７００，８００は、例えば、箱状の容器である。制御部（判定部）は、計測部５００による抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを第１及び第２収容部７００，８００のうち何れの収容部に収容するかを判定し、当該判定結果に応じて、シート状原料Ｐｕを第１収容部７００または第２収容部８００に収容させる。例えば、規定の抵抗力を満たさないシート状原料Ｐｕを第１収容部７００に収容し、規定内の抵抗力のシート状原料Ｐｕを第２収容部８００に収容させる。また、本実施形態では、図１に示すように、第１収容部７００は積載部３００に対してＸ軸正方向に並列して配置され、第２収容部８００は積載部３００に対してＸ軸負方向に並列して配置されている。すなわち、第１収容部７００と第２収容部８００とは、平面視において積載部３００を挟んだ状態で並置されている。これにより、搬送部４００の動きを最小限に抑えることができ、シート状原料Ｐｕを効率よく分別することができる。

次に、シート状原料分別方法について説明する。本実施形態のシート状原料分別方法は、積載された最上位のシート状原料を搬送し、搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、測定された抵抗力に応じて、シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定し、判定結果に応じて、シート状原料を収容部に収容するものである。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態では、上記シート状原料分別装置１０にかかるシート状原料分別方法について説明する。

図４は、シート状原料分別方法を示すフローチャートであり、図５から図１１はシート状原料分別装置の動作を示す模式図である。

まず、ステップＳ１１では、シート状原料Ｐｕを吸着（付着）させる。具体的には、図５に示すように、搬送部４００を駆動して、積載部３００に積載されたシート状原料Ｐｕの上方に吸着部４３０を移動させる。次いで、図６に示すように、第３アーム部４１３を駆動して、吸着部４３０を最上位のシート状原料Ｐｕの位置まで下降させる。そして、吸引機構を駆動して負圧によりシート状原料Ｐｕの上面を吸着部４３０で吸着する。

次いで、ステップＳ１２では、吸着したシート状原料Ｐｕを上昇させる。具体的には、図７に示すように、第３アーム部４１３を駆動して、吸着部４３０を所定の高さまで上昇させる。これにより、吸着部４３０に吸着されたシート状原料Ｐｕの一部分が所定の高さで保持される。本実施形態では、吸着した最上位のシート状原料Ｐｕの全体が、積載部３００に積載された他のシート状原料Ｐｕから離れる程度の高さまで、吸着部４３０（シート状原料Ｐｕ）を移動させる。

次いで、ステップＳ１３では、シート状原料Ｐｕの抵抗力を測定する。具体的には、図８に示すように、吸着部４３０により吸着したシート状原料Ｐｕを所定の高さまで移動させた状態で、図９に示すように、計測部５００を駆動して、針状体５０１を吸着したシート状原料Ｐｕに向けて移動させ、シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺す。このとき、ひずみゲージ５０３によって針状体５０１にかかる力（シート状原料Ｐｕの抵抗力）が計測される。ここで、例えば、普通紙（ＰＰＣ用紙）と樹脂層を含む写真用紙の抵抗力を測定した場合、樹脂層を含む写真用紙の方が、普通紙よりも明らかに抵抗力は高い。このように、普通紙と樹脂層を含むシート（写真用紙、合成紙、ラミネート紙、フィルム等）とでは抵抗力が異なる。

次いで、ステップＳ１４では、測定された抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを複数の収容部のうち何れの収容部（第１収容部７００または第２収容部８００）に収容するかを判定する。具体的には、測定された抵抗力が規定値か否かを判定する。規定値は、抵抗力のある範囲を有する値であってもよい。そして、測定された抵抗力が規定値でない（ＮＯ）と判断された場合はステップＳ１５に移行する。一方、測定された抵抗力が規定値である（ＹＥＳ）と判断された場合はステップＳ１６に移行する。

そして、測定された抵抗力が規定値でない（ステップＳ１４：ＮＯ）と判定された場合、図１０に示すように、吸着部４３０を第１収容部７００側に移動させ、吸引機構の駆動を停止し、シート状原料Ｐｕを第１収容部７００に収容させる。これにより、写真用紙等の規定外のシート状原料Ｐｕは第１収容部７００に収容される。

一方、測定された抵抗力が規定値である（ステップＳ１４：ＹＥＳ）と判定された場合、図１１に示すように、吸着部４３０を第２収容部８００側に移動させ、吸引機構の駆動を停止し、シート状原料Ｐｕを第２収容部８００に収容させる。これにより、規定内のシート状原料Ｐｕである普通紙のみが第２収容部８００に収容される。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺すことで、シート状原料Ｐｕの抵抗力が測定され、抵抗力に応じてシート状原料Ｐｕが第１収容部７００または第２収容部８００に収容される。これにより、所望するシート状原料Ｐｕとそれ以外の原料とを確実に分別することができる。また、シート状原料Ｐｕが同じ種類（同じ材質）のシート状原料Ｐｕであっても、厚みが異なる場合には抵抗力が異なるため、厚みに応じてシート状原料Ｐｕを分別することも可能である。さらには、針状体５０１を用いた測定により、外乱光の影響や粉塵等の影響を受けることなく、異なる形態のシート状原料Ｐｕが混在した中から必要とされる形態のシート状原料を分別することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態のシート状原料分別装置は、シート状原料を積載する積載部と、積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、搬送部により搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、計測部による抵抗力に応じて、シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定する判定部と、を有し、判定部による判定結果に応じて、シート状原料を収容部に収容する分別装置である。さらに、本実施形態のシート状原料分別装置の計測部は、針状体を備えたステージ部を有し、当該計測部は、搬送部によりステージ部に載置されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定するものである。以下、具体的に説明する。

図１２は、シート状原料分別装置の構成を示す概略平面図であり、図１３及び図１４は、シート状原料分別装置の計測部の構成を示す概略断面図である。

図１２に示すように、本実施形態にかかるシート状原料分別装置１０ａは、積載部１３００と、搬送部（第１から第６搬送部１４０１から１４０６）と、計測部１５００と、これらの各部等を制御する制御部（図示せず）を備えている。また、シート状原料分別装置１０ａには、複数の収容部が設けられている。本実施形態では、第３収容部１７００及び第４収容部１８００の２つの収容部が設けられている。

積載部１３００は、複数枚のシート状原料Ｐｕ等を積載するものである。積載部１３００は、複数枚のシート状原料Ｐｕを重ねて貯めておくトレイ１３０１と、トレイ１３０１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させる移動機構１３０２とを備えている。なお、積載部１３００の構成は、第１実施形態の積載部３００の構成と同様なので説明を省略する。

図１３に示すように、積載部１３００のＸ軸方向に並列して計測部１５００が配置されている。計測部１５００は、ステージ部１５１１と、針状体１５０１と、針状体１５０１を移動させる移動機構１５０２と、針状体１５０１にかかる抵抗力を計測するひずみゲージ１５０３と、押え部１５０４と、を備えている。

ステージ部１５１１は、略平坦な載置面１５１１ａを有し、積載部１３００から搬送されるシート状原料Ｐｕが載置面１５１１ａに載置される。

また、ステージ部１５１１には、載置面１５１１ａに開口した空間部１５５０が形成されている。空間部１５５０には、針状体１５０１と、針状体１５０１を移動させる移動機構１５０２とが配置されている。針状体１５０１、移動機構１５０２、ひずみゲージ１５０３は、第１実施形態の針状体５０１、移動機構５０２、ひずみゲージ５０３と同様の構成であり、その説明を省略する。

また、ステージ部１５１１の載置面１５１１ａの上方には押え部１５０４が配置されている。押え部１５０４は、図１４に示すように、シート状原料Ｐｕに対して針状体１５０１を刺すとき、シート状原料Ｐｕが載置面１５１１ａから浮いたり、移動しないように、載置面１５１１ａと押え部１５０４とでシート状原料Ｐｕを挟み込み、シート状原料Ｐｕを固定するために設けられている。本実施形態の押え部１５０４は、シート状原料Ｐｕを押さえる環状部１５０４ａと、環状部１５０４ａによって囲まれた空間部１５５１とを有する。そして、シート状原料Ｐｕを載置面１５１１ａと環状部１５０４ａとで挟み込んだとき、ステージ部１５１１の空間部１５５０と押え部１５０４の空間部１５５１とが対向するよう構成されている。なお、載置面１５１１ａと環状部１５０４ａとでシート状原料Ｐｕを挟み込む圧力は、針状体５０１でシート状原料Ｐｕを刺した際の押し圧に耐え得るように設定される。

押え部１５０４には、押え部１５０４をＺ軸方向に移動させる移動機構（図示せず）が設けられ、シート状原料Ｐｕの抵抗力を測定するときには、載置面１５１１ａとの間でシート状原料Ｐｕを挟み押さえ込む位置まで押え部１５０４を移動させる。抵抗力の測定以外のときは、載置面１５１１ａから上方に離れた所定の高さまで押え部１５０４を移動させる。

第３収容部１７００及び第４収容部１８００は、計測部５００によって得られたシート状原料Ｐｕの抵抗力に応じて、当該シート状原料Ｐｕを分別して収容するためのものである。第３収容部１７００は、複数枚のシート状原料Ｐｕを重ねて貯めておくトレイ１７０１と、トレイ１７０１をＺ軸方向に移動させる移動機構１７０２とを備えている。第４収容部１８００は、複数枚のシート状原料Ｐｕを重ねて貯めておくトレイ１８０１と、トレイ１８０１をＺ軸方向に移動させる移動機構１８０２とを備えている。なお、トレイ１７０１，１８０１及び移動機構１７０２，１８０２の構成は、積載部１３００の構成と同様なので説明を省略する。そして、制御部（判定部）は、計測部１５００による抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを第３及び第４収容部１７００，１８００のうち何れの収容部に収容するかを判定し、当該判定結果に応じて、シート状原料Ｐｕを第３収容部１７００または第４収容部１８００に収容させる。例えば、規定の抵抗力を満たさないシート状原料Ｐｕを第３収容部１７００に収容し、規定内の抵抗力のシート状原料Ｐｕを第４収容部１８００に収容させる。また、本実施形態では、図１２に示すように、第４収容部１８００はステージ部１５１１に対してＸ軸方向に並列して配置され、第３収容部１７００はステージ部１５１１に対してＹ軸方向に並列して配置されている。これにより、ステージ部１５１１からシート状原料Ｐｕを最短距離で搬送させることができる。

搬送部（第１から第６搬送部１４０１から１４０６）は、積載部１３００に積載された最上位のシート状原料Ｐｕを計測部１５００のステージ部１５１１に、また、ステージ部１５１１に載置されたシート状原料Ｐｕを第３収容部１７００または第４収容部１８００に搬送するものである。以下、具体的に説明する。

第１搬送部１４０１は、積載部１３００に積載された最上位のシート状原料Ｐｕをステージ部１５１１側に搬送するものである。本実施形態の第１搬送部１４０１は、ピックアップローラーであり、トレイ１３０１に積層されているシート状原料Ｐｕのうち最上位のシート状原料Ｐｕに当接している。そして、第１搬送部１４０１を回転駆動させることで、トレイ１３０１からステージ部１５１１側にシート状原料Ｐｕを順次送り出すことができる。

積載部１３００とステージ部１５１１との間には第２搬送部１４０２が配置されている。第２搬送部１４０２は、第１搬送部１４０１側から搬送されるシート状原料Ｐｕをステージ部１５１１側に搬送するものである。第２搬送部１４０２は、モーター等の駆動手段によって回転駆動される駆動ローラー１４０２ａと、従動ローラー１４０２ｂとで構成されている（図１３参照）。そして、第１搬送部１４０１により繰り出されたシート状原料Ｐｕは、第２搬送部１４０２によってステージ部１５１１に搬送される。このように、第１搬送部１４０１及び第２搬送部１４０２は、積載部１３００から最上位のシート状原料Ｐｕを分離する分離部として機能する。

第３搬送部１４０３は、ステージ部１５１１に載置されたシート状原料Ｐｕを第４収容部１８００側に搬送するものである。本実施形態の第３搬送部１４０３は、ピックアップローラーであり、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。シート状原料Ｐｕを搬送する場合には、下方に移動させてシート状原料Ｐｕに当接させ、回転駆動させることで、ステージ部１５１１から第４収容部１８００側にシート状原料Ｐｕを搬送させることができる。

ステージ部１５１１と第４収容部１８００の間には第４搬送部１４０４が配置されている。第４搬送部１４０４は、ステージ部１５１１側から搬送されるシート状原料Ｐｕを第４収容部１８００側に搬送するものである。第４搬送部１４０４は、モーター等の駆動手段によって回転駆動される駆動ローラー１４０４ａと、従動ローラー１４０４ｂとで構成されている（図１３参照）。そして、第３搬送部１４０３により繰り出されたシート状原料Ｐｕは、第４搬送部１４０４によって第４収容部１８００に搬送される。

第５搬送部１４０５は、ステージ部１５１１に載置されたシート状原料Ｐｕを第３収容部１７００側に搬送するものである。本実施形態の第５搬送部１４０５は、ピックアップローラーであり、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。シート状原料Ｐｕを搬送する場合には、下方に移動させてシート状原料Ｐｕに当接させ、回転駆動させることで、ステージ部１５１１から第３収容部１７００側にシート状原料Ｐｕを搬送させることができる。

ステージ部１５１１と第３収容部１７００の間には第６搬送部１４０６が配置されている。第６搬送部１４０６は、ステージ部１５１１側から搬送されるシート状原料Ｐｕを第３収容部１７００側に搬送するものである。第６搬送部１４０６は、モーター等の駆動手段によって回転駆動される駆動ローラー１４０６ａと、従動ローラー１４０６ｂとで構成されている。そして、第５搬送部１４０５により繰り出されたシート状原料Ｐｕは、第６搬送部１４０６によって第３収容部１７００に搬送される。

次に、シート状原料分別方法について説明する。本実施形態のシート状原料分別方法は、積載された最上位のシート状原料を搬送し、搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、測定された抵抗力に応じて、シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定し、判定結果に応じて、シート状原料を収容部に収容するものである。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態では、上記シート状原料分別装置１０にかかるシート状原料分別方法について説明する。図１５は、シート状原料分別方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１では、シート状原料Ｐｕを積載部１３００からステージ部１５１１に搬送する。具体的には、第１搬送部１４０１と第２搬送部１４０２とを駆動して、積載部１３００に積載された最上位のシート状原料Ｐｕをステージ部１５１１に搬送し載置面１５１１ａ上に載置させる。

次いで、ステップＳ２２では、シート状原料Ｐｕの抵抗力を測定する。具体的には、図１３に示すように、載置面１５１１ａと押え部１５０４とでシート状原料Ｐｕを挟み込んだ状態で、図１４に示すように、計測部１５００を駆動して、針状体１５０１をシート状原料Ｐｕに向けて移動させ、シート状原料Ｐｕに針状体１５０１を刺す。このとき、ひずみゲージ１５０３によって針状体１５０１にかかる力（シート状原料Ｐｕの抵抗力）が計測される。

次いで、ステップＳ２３では、測定された抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを複数の収容部のうち何れの収容部（第３収容部１７００または第４収容部１８００）に収容するかを判定する。具体的には、測定された抵抗力が規定値か否かを判定する。規定値は、抵抗力のある範囲を有する値であってもよい。そして、測定された抵抗力が規定値でない（ＮＯ）と判断された場合はステップＳ２４に移行する。一方、測定された抵抗力が規定値である（ＹＥＳ）と判断された場合はステップＳ２５に移行する。

そして、測定された抵抗力が規定値でない（ステップＳ２３：ＮＯ）と判定された場合、第５搬送部１４０５及び第６搬送部１４０６を駆動して、シート状原料Ｐｕを第３収容部１７００側に搬送し第３収容部１７００に収容させる。なお、この際、押え部１５０４及び第３搬送部１４０３は、載置面１５１１ａに対して所定の高さまで移動させておく。これにより、写真用紙等の規定外のシート状原料Ｐｕは第３収容部１７００に収容される。

一方、測定された抵抗力が規定値である（ステップＳ２３：ＹＥＳ）と判定された場合、第３搬送部１４０３及び第４搬送部１４０４を駆動して、シート状原料Ｐｕを第４収容部１８００側に搬送し第４収容部１８００に収容させる。なお、この際、押え部１５０４及び第５搬送部１４０５は、載置面１５１１ａに対して所定の高さまで移動させておく。これにより、規定内のシート状原料Ｐｕである普通紙のみが第４収容部１８００に収容される。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

シート状原料Ｐｕをステージ部１５１１に載置し安定させた状態で抵抗力を測定することができる。また、例えば、ステープラーの針等で複数枚が綴られたシート状原料Ｐｕがステージ部１５１１に搬送された場合であっても、その抵抗力は一枚のシート状原料Ｐｕの抵抗力よりも高く測定されるため、このような複数枚が綴られたシート状原料Ｐｕも規定外のシート状原料Ｐｕとして分別することができる。

（第３実施形態）
次に、シート状原料供給装置の構成について説明する。シート状原料供給装置は、シート状原料を積載する積載部と、積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、搬送部により搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、計測部による抵抗力に応じて、シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定する判定部と、を有する装置である。また、シート状原料供給装置は、シート状原料を積載する積載部と、積載部から最上位のシート状原料を分離する分離部と、分離部により分離されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、計測部による抵抗力に応じて、シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定する判定部と、を有する装置である。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態にかかる動作等は、第１実施形態の図面等を参照しながら説明する。

図１６は、シート状原料供給装置の構成を示す概略斜視図である。図１６に示すように、本実施形態にかかるシート状原料供給装置１１は、積載部３００と、搬送部４００と、計測部５００と、排出部２７００と、供給部２８００と、判定部を含む制御部（図示せず）と、を備えている。なお、積載部３００、搬送部４００及び計測部５００の構成は、第１実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。

排出部２７００及び供給部２８００は、計測部５００によって得られた抵抗力に応じて選択されるシート状原料Ｐｕの搬送先となるものである。排出部２７００は、例えば、箱状の容器である。供給部２８００は、例えば、箱状の容器であってもよいし、供給口（給紙口）や供給口に連通する供給路等を含む形態であってもよい。

判定部を含む制御部は、計測部５００による抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを供給部２８００に搬送するか排出部２７００に搬送するかを判定し、当該判定結果に応じて、シート状原料Ｐｕを供給部２８００または排出部２７００に搬送させる。例えば、規定の抵抗力を満たさないシート状原料Ｐｕは排出部２７００に搬送され、規定内の抵抗力のシート状原料Ｐｕは供給部２８００に搬送される。

また、本実施形態では、図１６に示すように、排出部２７００は積載部３００に対してＸ軸正方向に並列して配置され、供給部２８００は積載部３００に対してＸ軸負方向に並列して配置されている。すなわち、排出部２７００と供給部２８００とは、平面視において積載部３００を挟んだ状態で並置されている。これにより、搬送部４００の動きを最小限に抑えることができ、シート状原料Ｐｕを効率よく分別し、必要とされるシート状原料Ｐｕを供給部２８００に供給することができる。

次に、シート状原料供給方法について説明する。本実施形態のシート状原料供給方法は、積載された最上位のシート状原料を搬送し、搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、測定された抵抗力に応じて、シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定し、判定結果に応じて、シート状原料を供給部または排出部の何れかに搬送するものである。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態では、上記シート状原料供給装置１１にかかるシート状原料供給方法について説明する。図１７は、シート状原料供給方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３１では、シート状原料Ｐｕを吸着（付着）させる。具体的には搬送部４００を駆動して、積載部３００に積載されたシート状原料Ｐｕの上方に吸着部４３０を移動させる（図５参照）。次いで、第３アーム部４１３を駆動して、吸着部４３０を最上位のシート状原料Ｐｕの位置まで下降させる。そして、吸引機構を駆動して負圧によりシート状原料Ｐｕの上面を吸着部４３０で吸着する（図６参照）。

次いで、ステップＳ３２では、吸着したシート状原料Ｐｕを上昇させる。具体的には、第３アーム部４１３を駆動して、吸着部４３０を所定の高さまで上昇させる。これにより、吸着部４３０に吸着されたシート状原料Ｐｕの一部分が所定の高さで保持される。本実施形態では、吸着した最上位のシート状原料Ｐｕの全体が、積載部３００に積載された他のシート状原料Ｐｕから離れる程度の高さまで、吸着部４３０（シート状原料Ｐｕ）を移動させる（図７参照）。

次いで、ステップＳ３３では、シート状原料Ｐｕの抵抗力を測定する。具体的には、吸着部４３０により吸着したシート状原料Ｐｕを所定の高さまで移動させた状態で、計測部５００を駆動して、針状体５０１を吸着したシート状原料Ｐｕに向けて移動させ、シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺す（図８及び図９参照）。このとき、ひずみゲージ５０３によって針状体５０１にかかる力（シート状原料Ｐｕの抵抗力）が計測される。

次いで、ステップＳ３４では、測定された抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを供給部２８００に搬送するか排出部２７００に搬送するかを判断する。具体的には、測定された抵抗力が規定値か否かを判定する。規定値は、抵抗力のある範囲を有する値であってもよい。そして、測定された抵抗力が規定値でない（ＮＯ）と判断された場合はステップＳ３５に移行する。一方、測定された抵抗力が規定値である（ＹＥＳ）と判断された場合はステップＳ３６に移行する。

そして、測定された抵抗力が規定値でない（ステップＳ３４：ＮＯ）と判定された場合、吸着部４３０を排出部２７００側に移動させた後に吸引機構の駆動を停止し、シート状原料Ｐｕを排出部２７００に搬送（排出）する（図１０参照）。これにより、写真用紙等の規定外のシート状原料Ｐｕは排出部２７００に搬送される。

一方、測定された抵抗力が規定値である（ステップＳ３４：ＹＥＳ）と判定された場合、吸着部４３０を供給部２８００側に移動させた後に吸引機構の駆動を停止し、シート状原料Ｐｕを供給部２８００に搬送（供給）する（図１１参照）。これにより、規定内のシート状原料Ｐｕである普通紙のみが供給部２８００に搬送される。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺すことで、シート状原料Ｐｕの抵抗力が測定され、抵抗力が規定値を満たさない場合、シート状原料Ｐｕは排出部２７００に搬送され、抵抗力が規定値を満たす場合、シート状原料Ｐｕは供給部２８００に搬送される。これにより、所望するシート状原料Ｐｕのみを供給部２８００に確実に搬送することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態のシート状原料供給装置は、シート状原料を積載する積載部と、積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、搬送部により搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、計測部による抵抗力に応じて、シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定する判定部と、を有する装置である。さらに、本実施形態のシート状原料供給装置の計測部は、針状体を備えたステージ部を有し、当該計測部は、搬送部によりステージ部に載置されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定するものである。以下、具体的に説明する。

図１８は、シート状原料供給装置の構成を示す概略平面図である。図１８に示すように、本実施形態にかかるシート状原料供給装置１１ａは、積載部１３００と、搬送部（第１から第６搬送部１４０１から１４０６）と、計測部５００と、計測部１５００と、排出部３７００と、供給部３８００と、判定部を含む制御部（図示せず）と、を備えている。なお、積載部１３００、搬送部（第１から第６搬送部１４０１から１４０６）及び計測部１５００の構成は、第２実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。

排出部３７００及び供給部３８００は、計測部１５００によって得られた抵抗力に応じて選択されるシート状原料Ｐｕの搬送先となるものである。排出部３７００は、トレイ３７０１と、トレイ３７０１をＺ軸方向に移動させる移動機構３７０２とを備えている。供給部３８００は、トレイ３８０１と、トレイ３８０１をＺ軸方向に移動させる移動機構３８０２とを備えている。なお、トレイ３７０１，３８０１及び移動機構３７０２，３８０２の構成は第２実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。

判定部を含む制御部は、計測部１５００による抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを供給部３８００に搬送するか排出部３７００に搬送するかを判定し、当該判定結果に応じて、シート状原料Ｐｕを供給部３８００または排出部３７００に搬送させる。例えば、規定の抵抗力以外のシート状原料Ｐｕは排出部３７００に搬送され、規定内の抵抗力のシート状原料Ｐｕは供給部３８００に搬送される。

また、本実施形態では、図１８に示すように、供給部３８００はステージ部１５１１に対してＸ軸方向に並列して配置され、排出部３７００はステージ部１５１１に対してＹ軸方向に並列して配置されている。これにより、ステージ部１５１１からシート状原料Ｐｕを最短距離で搬送させることができる。

次に、シート状原料供給方法について説明する。本実施形態のシート状原料供給方法は、積載された最上位のシート状原料を搬送し、搬送されたシート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、測定された抵抗力に応じて、シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定し、判定結果に応じて、シート状原料を供給部または排出部の何れかに搬送するものである。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態では、上記シート状原料供給装置１１ａにかかるシート状原料供給方法について説明する。図１９は、シート状原料供給方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ４１では、シート状原料Ｐｕを積載部１３００からステージ部１５１１に搬送する。具体的には、第１搬送部１４０１と第２搬送部１４０２とを駆動して、積載部１３００に積載された最上位のシート状原料Ｐｕをステージ部１５１１に搬送し載置面１５１１ａ上に載置させる。

次いで、ステップＳ４２では、シート状原料Ｐｕの抵抗力を測定する。具体的には、載置面１５１１ａと押え部１５０４とでシート状原料Ｐｕを挟み込んだ状態で、計測部１５００を駆動して、針状体１５０１をシート状原料Ｐｕに向けて移動させ、シート状原料Ｐｕに針状体１５０１を刺す（図１３及び図１４参照）。このとき、ひずみゲージ１５０３によって針状体１５０１にかかる力（シート状原料Ｐｕの抵抗力）が計測される。

次いで、ステップＳ４３では、測定された抵抗力に応じて、シート状原料Ｐｕを供給部３８００に搬送するか排出部３７００に搬送するかを判断する。具体的には、測定された抵抗力が規定値か否かを判定する。規定値は、抵抗力のある範囲を有する値であってもよい。そして、測定された抵抗力が規定値でない（ＮＯ）と判断された場合はステップＳ４４に移行する。一方、測定された抵抗力が規定値である（ＹＥＳ）と判断された場合はステップＳ４５に移行する。

そして、測定された抵抗力が規定値でない（ステップＳ４３：ＮＯ）と判定された場合、第５搬送部１４０５及び第６搬送部１４０６を駆動して、シート状原料Ｐｕを排出部３７００に搬送させる。なお、この際、押え部１５０４及び第３搬送部１４０３は、載置面１５１１ａに対して所定の高さまで移動させておく。これにより、写真用紙等の規定外のシート状原料Ｐｕは排出部３７００に搬送される。

一方、測定された抵抗力が規定値である（ステップＳ４３：ＹＥＳ）と判定された場合、第３搬送部１４０３及び第４搬送部１４０４を駆動して、シート状原料Ｐｕを供給部３８００に搬送させる。なお、この際、押え部１５０４及び第５搬送部１４０５は、載置面１５１１ａに対して所定の高さまで移動させておく。これにより、規定内のシート状原料Ｐｕである普通紙のみが供給部３８００に搬送される。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

シート状原料Ｐｕに針状体１５０１を刺すことで、各シート状原料Ｐｕの抵抗力が測定され、抵抗力が規定値を満たさない場合、シート状原料Ｐｕは排出部３７００に搬送され、抵抗力が規定値を満たす場合、シート状原料Ｐｕは供給部３８００に搬送される。これにより、所望するシート状原料のみを供給部に確実に搬送することができる。

（第５実施形態）
次に、シート製造装置の構成について説明する。シート製造装置は、シート状原料供給装置と、シート状原料供給装置から供給されたシート状原料を粗砕片に粗砕する粗砕部と、粗砕片を解繊物に解繊する解繊部と、解繊物の少なくとも一部を用いてシートを成形するシート成形部と、を含む装置である。本実施形態にかかるシート製造装置１００は、図１６に示すシート状原料供給装置１１または図１８に示すシート状原料供給装置１１ａを備え、当該シート状原料供給装置１１または１１ａから供給されたシート状原料Ｐｕを用いてシートを製造するものである。尤も、シート状原料分別装置１０、１０ａにより分別された規定内のシート状原料Ｐｕを用いてシートを製造してもよい。

図２０は、本実施形態にかかるシート製造装置１００の構成を示す模式図である。図２０に示すように、シート製造装置１００は、シート状原料供給装置１１（１１ａ）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、シート成形部８０と、切断部９０と、を有している。

シート状原料供給装置１１（１１ａ）は、供給部２８００（３８００）を介してシートＳの製造に適したシート状原料Ｐｕを粗砕部１２に供給する装置である。ここで、本実施形態においてシートＳの製造に適したシート状原料Ｐｕとして、オフィスで現在主流となっている定型（Ａ４サイズ）の普通紙（古紙）を想定して説明する。なお、シート状原料供給装置１１（１１ａ）の構成は第３実施形態または第４実施形態の構成と同様なので説明を省略する。

粗砕部１２は、シート状原料供給装置１１（１１ａ）から供給されたシート状原料Ｐｕを、空気中で裁断して細片にするものである。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。本実施形態の粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４によって、投入されたシート状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ことができる。そして、粗砕部１２によって裁断された原料（細片）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（細片）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、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。

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。

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、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。

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、シート成形部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、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、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、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、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。

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、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。

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からの排出速度を速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、シート成形部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。

シート成形部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。シート成形部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。

シート成形部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、シート成形部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。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

シート状原料供給装置１１（１１ａ）から粗砕部１２に向けて、シートＳの製造に好適なシート状原料Ｐｕのみが供給され、例えば、樹脂層を有する写真用紙等のシートの製造に不適な原料が供給されることはない。従って、供給されるシート状原料Ｐｕの種類や厚さが限定されるため、均一な品質のシートＳを製造することができる。また、樹脂層を有する写真用紙等が供給されないため、例えば、粗砕部１２への樹脂等の絡み付きや樹脂等の溶解による付着等が低減され、搬送不具合等の発生を抑制することができる。

古紙には種類の異なる用紙が混在していることが多く、再利用に適した用紙を分別する必要がある。従来のような光学式センサーによる紙種判別技術では、古紙の状態（皺や印刷状態等）によって紙種が同じでも透過光量や反射光量が異なり、紙種を正確に判別することができない場合がある。これに対して、古紙に針状体を刺したときの抵抗力に基づいて古紙を分別することにより、古紙の状態に拘らず、より正確に分別することが可能となる。したがって、シート製造装置１００のような古紙を利用する装置においては、シート状原料分別装置１０、１０ａにより分別された古紙やシート状原料供給装置１１、１１ａにより供給される古紙を用いることが好ましく、これにより上記の効果を得ることが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。変形例を組み合わせてもよい。

（変形例１）第１実施形態では、２つの収容部（第１及び第２収容部７００，８００）を備えた構成としたが、この構成に限定されない。例えば、３つ以上の収容部を備えた構成であってもよい。この場合、計測部５００により測定したシート状原料Ｐｕの抵抗力に応じて、その抵抗力に対応する収容部に収容する。このようにすれば、シート状原料Ｐｕをより細かく分別することが可能となる。なお、本変形例は第２実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

（変形例２）第１実施形態では、搬送部４００が直接第１収容部７００または第２収容部８００にシート状原料Ｐｕを搬送したが、この構成に限定されない。例えば、搬送部４００から一時格納部に搬送し、その後格納部から第１収容部７００または第２収容部８００に搬送する構成であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。なお、本変形例は第２実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

（変形例３）第１実施形態の計測部５００では、シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺した際、針状体５０１がシート状原料Ｐｕを貫通する場合を例に説明したが、これに限定されない。シート状原料Ｐｕに針状体５０１を刺した際、針状体５０１にかかる抵抗力が規定値よりも大きい基準値（閾値）を超えた場合は、針状体５０１がシート状原料Ｐｕを貫通する前に測定を終了してもよい。この場合には、抵抗力が規定値よりも高いシート状原料Ｐｕ（例えば、写真用紙）として処理される。このようにすれば、針状体５０１にかかる負荷を抑え、針状体５０１の破損等を防ぐことができる。なお、本変形例は第２から第４実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

（変形例４）第１実施形態では、シート状原料Ｐｕの一箇所に針状体５０１を刺して抵抗力を測定したが、これに限定されない。例えば、シート状原料Ｐｕの複数個所に針状体５０１を刺して抵抗力を測定する構成であってもよい。この場合、針状体５０１を複数配置する構成としてもよい。このようにすれば、抵抗力を精度よく測定することができる。また、シート状原料Ｐｕに対して針状体５０１を刺す位置はシート状原料Ｐｕの中央部でなくともよい。例えば、シート状原料Ｐｕの端部に対して針状体５０１を刺して抵抗力を測定してもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。なお、本変形例は第２から第４実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

（変形例５）第１実施形態では、吸着部４３０では空気の吸引によりシート状原料Ｐｕを吸着させたが、これに限定されない。例えば、他に、付着力によりシート状原料Ｐｕを付着させる付着部や、粘着力によってシート状原料Ｐｕを粘着させる粘着部等を用いてもよい。そして、シート状原料Ｐｕを付着した状態または粘着させた状態で抵抗力を測定すればよい。このようにしても、上記効果と同様の効果を得ることができる。なお、本変形例は第３実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

（変形例６）第２実施形態では、ステージ部１５１１の内部に針状体１５０１を配置し、針状体１５０１を下方から上方に移動させてシート状原料Ｐｕを刺したが、この構成に限定されない。例えば、針状体１５０１をステージ部１５１１上部に配置し、針状体１５０１を上方から下方に移動させてシート状原料Ｐｕを刺す構成としてもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。なお、本変形例は第４実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

（変形例７）第２実施形態では、第４収容部１８００はステージ部１５１１に対してＸ軸方向に並列して配置し、第３収容部１７００はステージ部１５１１に対してＹ軸方向に並列して配置する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、第４収容部１８００と第３収容部１７００とをＺ軸方向に並べて配置するとともに、ステージ部１５１１に対してＸ軸方向またはＹ軸方向に配置し、Ｚ軸方向に移動可能に構成してもよい。この場合、計測部１５００による抵抗力に応じて、第４収容部１８００及び第３収容部１７００をＺ軸方向に移動させ、抵抗力に対応した収容部にシート状原料Ｐｕを収容すればよい。この構成によれば、シート状原料分別装置１０ａの設置面積を低減することがでる。なお、本変形例は第４実施形態においても上記同様の構成を取り得る。

１０，１０ａ…シート状原料分別装置、１１，１１ａ…シート状原料供給装置、１２…粗砕部、２０…解繊部、８０…シート成形部、１００…シート製造装置、３００…積載部、４００…搬送部、４３０…吸着部、５００…計測部、５０１…針状体、７００…第１収容部、８００…第２収容部、１３００…積載部、１４０１…第１搬送部、１４０２…第２搬送部、１４０３…第３搬送部、１４０４…第４搬送部、１４０５…第５搬送部、１４０６…第６搬送部、１５００…計測部、１５０１…針状体、１５０４…押え部、１５１１…ステージ部、１５１１ａ…載置面、１７００…第３収容部、１８００…第４収容部、１８０２…移動機構、２７００…排出部、２８００…供給部、３７００…排出部、３８００…供給部。

Claims (7)

1. シート状原料を積載する積載部と、
   前記積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、
   前記計測部による抵抗力に応じて、前記シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定する判定部と、を有し、
   前記判定部による判定結果に応じて、前記シート状原料を前記収容部に収容することを特徴とするシート状原料分別装置。
2. 請求項１に記載のシート状原料分別装置において、
   前記搬送部は、シート状原料を吸着させる吸着部を有し、
   前記計測部は、前記吸着部により吸着されたシート状原料に前記針状体を刺したときの抵抗力を測定することを特徴とするシート状原料分別装置。
3. 請求項１に記載のシート状原料分別装置において、
   前記計測部は、前記針状体を備えたステージ部を有し、
   前記計測部は、前記搬送部により前記ステージ部に載置されたシート状原料に前記針状体を刺したときの抵抗力を測定することを特徴とするシート状原料分別装置。
4. シート状原料を積載する積載部と、
   前記積載部から最上位のシート状原料を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定する計測部と、
   前記計測部による抵抗力に応じて、前記シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定する判定部と、を有することを特徴とするシート状原料供給装置。
5. 請求項４に記載のシート状原料供給装置と、
   前記シート状原料供給装置から供給されたシート状原料を粗砕片に粗砕する粗砕部と、
   粗砕片を解繊物に解繊する解繊部と、
   解繊物の少なくとも一部を用いてシートを成形するシート成形部と、を有することを特徴とするシート製造装置。
6. 積載された最上位のシート状原料を搬送し、
   搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、
   測定された抵抗力に応じて、前記シート状原料を複数の収容部のうち何れの収容部に収容するかを判定し、判定結果に応じて、前記シート状原料を前記収容部に収容することを特徴とするシート状原料分別方法。
7. 積載された最上位のシート状原料を搬送し、
   搬送された前記シート状原料に針状体を刺したときの抵抗力を測定し、
   測定された抵抗力に応じて、前記シート状原料を供給部に搬送するか排出部に搬送するかを判定することを特徴とするシート状原料供給方法。

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